TWI892004B - 制振設備、反力處理系統、載台設備、曝光設備、基板處理裝置及用於製造物品的方法 - Google Patents

制振設備、反力處理系統、載台設備、曝光設備、基板處理裝置及用於製造物品的方法

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TWI892004B
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Abstract

一種減振裝置被構造為阻尼目標構件的振動，該減振裝置包括：質量體；基座，其被設置在目標構件上；支撐構件，其被設置在基座上並且被構造為支援質量體；殼體，其以圍繞支撐構件的方式被設置在基座上；彈性構件，其被設置為在殼體中形成空間，並且被構造為對支撐構件施加力；以及控制單元，其被構造為基於目標構件的振動狀態通過向所述空間供應流體來控制所述空間中的流體的壓力。

Description

制振設備、反力處理系統、載台設備、曝光設備、基板處理裝置及用於製造物品的方法
本發明涉及減振裝置、反作用力處理系統、平臺裝置、曝光裝置、基板處理裝置和物品製造方法。
曝光裝置包括用於高速移動和定位晶片或標線片的平臺(晶片平臺或標線片平臺)，但是在驅動該平臺時，由加速或減速引起的慣性力的反作用力被傳遞到台板，從而使該台板或地板搖晃或振動。日本特開第(“JP”)5-121294號公報公開了一種光微影裝置(反作用力處理系統)，該光微影裝置在與產生的反作用力的方向相反的方向上產生與該產生的反作用力大小相同的補償力。
已知一種具有彈簧和質量體的動態吸振器或 動態阻尼器，其固有頻率與所討論的頻率相同，其中，該質量體吸收目標的振動而代之以振動，從而降低目標的振動。然而，在存在多個所討論的頻率的情況下，不能降低目標的振動。因此，JP 2017-133639公開了一種使用磁性彈性體使固有頻率可變的減振裝置。
在JP5-121294中公開的光微影裝置中，在產生補償力的裝置的固有頻率和補償力的頻率彼此接近的情況下，振動會增加並且使光微影裝置的性能劣化。在JP 2017-133639中公開的減振裝置通過控制磁場的強度來改變橡膠的剛度，因此不適用於產生磁通量的結構(使用磁力的致動器)，例如線性電機。
本發明提供減振裝置、反作用力處理系統、平臺裝置、曝光裝置、基板處理裝置和物品製造方法，其中的每一種都可以支援利用磁力的致動器。
根據本發明的一個方面的減振裝置被構造為阻尼目標構件的振動，並且該減振裝置包括：質量體；基座，其被設置在目標構件上；支撐構件，其被設置在基座上並且被構造為支援質量體；殼體，其以圍繞支撐構件的方式被設置在基座上；彈性構件，其被設置為在殼體中形成空間，並且被構造為對支撐構件施加力；以及控制單元，其被構造為基於目標構件的振動狀態通過向所述空間供應流體來控制所述空間中的流體的壓力。
根據本發明的另一方面的反作用力處理系統包括上述減振裝置、線圈和磁體。根據本發明的另一方面的平臺裝置包括平臺和上述減振裝置。根據本發明的另一方面的曝光裝置包括投影光學系統和上述減振裝置。一種用於處理基板的基板處理裝置包括被構造為保持該基板的平臺，以及被構造為阻尼該平臺的振動的上述減振裝置。根據本發明的另一方面的物品製造方法包括以下步驟：使用上述基板處理裝置處理基板，以及使用處理後的基板製造物品。
根據下面參照所附圖式對示例性實施例的描述，本發明的進一步特徵將變得顯而易見。
10:曝光裝置
11:光源
12:照明光學系統
13:遮罩台
14:投影光學系統
15:基板台
16:主控制單元
21:第一驅動單元
22:第二驅動單元
31:遮罩台控制單元
32:投影控制單元
41:基板台控制單元
51:第三驅動單元
100:減振裝置
101:基座
102:阻尼構件
103:殼體
104:支撐構件
105:彈性構件
106:質量體
107:入口埠
108:管道構件
109:孔
110:空間
111:圓形孔，孔
200:減振裝置
209:第二彈性構件
300:曝光裝置
301:投影光學系統
302:頂框架
303:支柱構件
304:底框架
305:基座
306:振動隔離台
310:反作用力處理系統
311:殼體
312:磁體
313:框架
400:平臺裝置
401:台板
500:控制單元
501:記憶體
502:計算單元
503:壓力調整單元
600:基板
14a:光學元件
M:遮罩
W:基板
[圖1A]和[圖1B]是根據第一實施例的減振裝置的截面圖。
[圖2A]和[圖2B]解釋根據第一實施例的減振裝置。
[圖3A]和[圖3B]是根據各實施例的反作用力處理系統的結構圖。
[圖4]是根據各實施例的控制單元的方塊圖。
[圖5]是根據第二實施例的減振裝置的截面圖。
[圖6]是根據各實施例的包括減振裝置的曝 光裝置的構造圖。
現在參照所附圖式，將給出根據本發明的實施例的詳細描述。
第一實施例
現在參照圖1A和圖1B，將給出對根據本發明第一實施例的減振裝置(可變剛性減振裝置)100的構造的描述。圖1A是根據本實施例的減振裝置100的截面圖。圖1B是沿圖1A中的線A-A截取並從垂直方向(圖1A中的Z軸方向)觀察的截面圖。
在減振裝置100中，基座101被緊固到要阻尼的振動目標構件(目標構件)。阻尼構件102被附接到基座101。阻尼構件102在其與基座101相對的一側配設有支撐構件104。在支撐構件104的另一端(在支撐構件104的與阻尼構件102相對的一側)配設有質量體106。殼體103被緊固到基座101。諸如隔膜或柏勒夫膜片(bellofram)的彈性構件105的一端被附接到支撐構件104的位於阻尼構件102側的一端。彈性構件105的另一端被附接到殼體103。在殼體103上形成有孔109，並且在由彈性構件105和殼體103形成的空間110中配設有用於吸入壓縮空氣的入口埠107。管道構件108被插入到入口埠107，並且其壓力被控制的壓縮空氣可供應到由彈性構件105和殼體103形成的空間110中。
在本實施例中，彈性構件105將殼體103和支撐構件104彼此連接，並且其剛性根據壓縮空氣的壓力而變化。支撐構件104沿垂直方向設置在彈性構件105與質量體106之間，並且其在垂直方向上的移動被阻尼構件102限制。
如圖1B中所示，圓形孔111形成在殼體103中。支撐構件104具有設置在孔111內的圓柱形狀(或者當從垂直方向觀察時為圓形截面)。這種結構可以防止減振裝置100具有各向異性的效果。
現在參照圖2A和圖2B，將給出對減振裝置100的操作的描述。圖2A和圖2B解釋減振裝置100，圖2A示出支撐構件104位於中心處的情況，圖2B示出支撐構件104位於偏離中心處的情況。
已知彈性構件105具有自動向心作用。如圖2A所示，在支撐構件104位於中心處的情況下，彈性構件105均勻地接觸支撐構件104(從而使得由彈性構件105形成的凹槽的深度是恒定的)。另一方面，如圖2B所示，在質量體106和支撐構件104振動的情況下，由彈性構件105形成的凹槽的深度隨著寬度變窄而變深，並且隨著寬度變寬而變淺。此時，回復力作用在從凹槽的窄邊向寬邊的方向上，並且支撐構件104返回到中心位置(中心線C)。由於該回復力的大小與供應氣體(壓縮空氣)的壓力與支撐構件104的偏心量成比例，因此可以通過控制供應氣體的壓力來控制減振裝置100的剛性。
減振裝置100的固有頻率基於質量體106和剛性來確定。因此，可以通過控制剛性來控制減振裝置100的固有頻率。這種構造可以通過使質量體106吸收目標的振動並代之振動來減小目標的振動。
現在參照圖3A和圖3B，將給出對根據本實施例的包括減振裝置100的反作用力處理系統310的描述。圖3A是配設有反作用力處理系統310的曝光裝置300的結構圖。圖3B是反作用力處理系統310的詳細圖。
在曝光裝置300中，投影光學系統301被安裝在頂框架302上。頂框架302經由支柱構件303連接到底框架304。配設有平臺裝置400的行進表面的台板401被安裝在底框架304上。平臺裝置400可移動地安裝在行進表面上。
配設在平臺裝置400上的卡盤(未示出)保持要曝光的基板600。在平臺裝置400步進的同時，本結構經由投影光學系統301將原版(未示出)的圖案曝光到基板上的多個曝光區域上。曝光裝置300在底框架304與地板之間配設有振動隔離台306，從而防止外部振動從地板傳遞至平臺裝置400。
曝光裝置300中的反作用力處理系統310被附接到固定在地板的基座305，並且其另一端經由稍後描述的線性電機(產生磁力的推力發生器)固定到台板401。如圖3B所示，在反作用力處理系統310中，殼體311被固定到從基座305延伸出的框架，並且在殼體311的內部配設有線 圈(未示出)。磁體312經由間隙配設在殼體311上。磁體312經由框架313附接在台板401上。線性電機中的殼體311和磁體312彼此不機械接觸，並且被構造為使得地板的振動不會經由反作用力處理系統310傳遞到底框架304。
反作用力處理系統310產生補償力，該補償力抵消在平臺裝置400步進時產生的反作用力。本實施例將配設有線圈的殼體311附接到基座305並且將磁體312附接到台板401，但是本發明不限於本實施例，而是可以使用相反的構造。本實施例將反作用力處理系統310附接到台板401，但也可以將其附接到底框架304或支柱構件303。
在反作用力處理系統310中，減振裝置100被設置在緊固於台板401的結構上。管道構件108被附接到減振裝置100，並被連接到控制單元500。控制單元500控制(調整)壓縮空氣的壓力。
現在參照圖4，將給出對減振裝置100的控制單元500的描述。圖4是控制單元500的框圖。控制單元500包括記憶體501、計算單元502和壓力調整單元503。雖然圖4示出了與減振裝置100分離的控制單元500，但是控制單元500也可以形成減振裝置100的一部分。
記憶體501儲存平臺裝置400的位置與各位置處的補償力之間的頻率圖。計算單元502基於儲存在記憶體501中的頻率圖確定減振裝置100的固有頻率(目標頻率)，並基於目標頻率確定壓縮空氣的供應壓力。壓力調 整單元503控制壓縮空氣的壓力，該壓縮空氣經由入口埠107供應到減振裝置100中。從而，減振裝置100的固有頻率可以被調節為曝光裝置300的反作用力處理系統310的振動頻率，並且反作用力處理系統310的振動可以被有效地衰減。結果，可以抑制曝光裝置300的底框架304的振動，並可以改善曝光性能。
即，在本實施例中，控制單元500可以控制壓縮空氣的壓力，從而改變減振裝置100的固有頻率。控制單元500可以基於抵消反作用力的補償力的頻率來確定減振裝置100的固有頻率，並基於固有頻率控制壓縮空氣的壓力。控制單元500可以基於儲存在記憶體501中的補償力的頻率圖來確定減振裝置100的固有頻率。
在本實施例中，供應給減振裝置100的流體為壓縮空氣，但本發明不限於本實施例，並且可以經由入口埠107供應諸如水和油的其他流體。在本實施例中，單個減振裝置100被安裝在單個反作用力處理系統310上，但本發明不限於本實施例。多個減振裝置100可以被安裝在單個反作用力處理系統上。此時，通過改變各減振裝置的頻率，可以降低各頻率的振動分量。
第二實施例
現在參照圖5，將給出對根據本發明第二實施例的減振裝置(可變剛性減振裝置)200的結構的描述。圖5是根據本實施例的減振裝置200的截面圖。
根據本實施例的減振裝置200與根據第一實施例的減振裝置100的不同之處在於減振裝置200包括第二彈性構件209。由於其他構造類似於第一實施例的構造，因此將通過用相同的元件符號表示具有相同功能的構造來省略描述。
第二彈性構件209將支撐構件104和殼體103彼此連接。本構造不僅可以使用彈性構件105，而且可以使用與彈性構件105平行設置的彈性構件，來將支撐構件104和殼體103彼此連接。例如，通過用諸如金屬板簧的彈簧構件(彈簧元件)來形成第二彈性構件209，可以提高諸如性能和耐久性的可靠性。
基板處理裝置
將描述根據本發明另一實施例的基板處理裝置。作為基板處理裝置的示例，本實施例將描述對基板進行曝光以在基板上形成圖案的曝光裝置，但是本發明不限於本示例。例如，本發明還可以應用於諸如如下的基板處理裝置：使用模具在基板上形成壓印材料的圖案的壓印裝置，以及用帶電粒子束照射基板以在基板上形成圖案的繪圖裝置。本發明還可以應用於諸如如下的基板處理裝置：用於將感光介質施加到基板表面上的塗布機，以及用於對其上轉印有圖案的感光介質進行顯影的顯影機。本發明還可以應用於諸如如下的基板處理裝置：膜形成裝置(例如，CVD裝置)，處理裝置(例如，雷射處理裝置)，檢查裝 置(例如，重疊檢查裝置)，以及測量裝置(例如，標記測量裝置)。
圖6示出了曝光裝置10的構造。曝光裝置10是經由投影光學系統14將遮罩M上的圖案的圖像投影到基板W上來對基板W進行曝光的曝光裝置。圖6中的曝光裝置10和基板W分別對應於圖3A和圖3B中的曝光裝置300和基板600。這裡，Z軸方向被定義為與投影光學系統14的光軸平行的方向，並且，X軸方向和Y軸方向被定義為在與Z軸方向正交的平面中相互正交的兩個方向。θX、θY和θZ分別被定義為圍繞X軸旋轉、圍繞Y軸旋轉和圍繞Z軸旋轉。
曝光裝置10包括光源11、照明光學系統12、遮罩台13、投影光學系統14、基板台15和主控制單元16。曝光裝置10還包括：驅動遮罩台13的第一驅動單元21、驅動投影光學系統14的光學元件(透鏡)14a的第二驅動單元22，以及驅動基板台15的第三驅動單元51。第一驅動單元21、第二驅動單元22和第三驅動單元51是進行在基板W上形成圖案的處理的至少一部分的機構，並且分別由遮罩台控制單元31、投影控制單元32和基板台控制單元41控制。主控制單元16包括，例如，CPU(處理單元)、記憶體等，並且控制遮罩台控制單元31、投影控制單元32和基板台控制單元41，以控制整個曝光裝置10(曝光裝置10的各元件)。
光源11發射曝光用光。照明光學系統12使用從光源11發射的光來照射遮罩M。遮罩台13保持遮罩M， 並且可以通過第一驅動單元21在例如正交於投影光學系統14的光軸的平面內(即在XY平面內)移動。投影光學系統14將由照明光學系統12照射的遮罩M圖案的圖像投影到基板上。投影光學系統14包括光學元件14a，該光學元件14a可以通過第二驅動單元22在例如X軸方向上移動。基板台15可以保持基板W，並且通過第三驅動單元51例如在XY平面上移動並以θZ旋轉。
物品製造方法
根據本發明的另一實施例的物品製造方法適用於製造諸如半導體器件的微器件、具有微細結構的器件，以及諸如平板顯示器的物品。根據本實施例的物品製造方法包括如下步驟：使用上述基板處理裝置對基板進行處理，以及用在上述步驟中已處理的基板製造物品。本製造方法還可以包括周知的步驟(曝光、氧化、膜形成、氣相沉積、摻雜、平坦化、蝕刻、抗蝕劑去除、切割、黏合、封裝等)。根據本實施例的物品製造方法與傳統方法相比，在物品的性能、品質、生產率和生產成本中的至少一個方面是更有利的。
各實施例可以提供減振裝置、反作用力處理系統、平臺裝置、曝光裝置、基板處理裝置和物品製造方法，其中的每一種都可以支援利用磁力的致動器。
雖然針對示例性實施例描述了本發明，但是，應該理解，本發明不限於公開的示例性實施例。所附 申請專利範圍被賦予最寬的解釋，以便涵蓋所有這樣的修改以及等同的結構和功能。
100:減振裝置 101:基座 102:阻尼構件 103:殼體 104:支撐構件 105:彈性構件 106:質量體 107:入口埠 108:管道構件 109:孔 110:空間 111:圓形孔, 孔

Claims (16)

  1. 一種減振裝置，其被構造為阻尼目標構件的振動，所述減振裝置包括： 質量體； 基座，其被設置在所述目標構件上； 支撐構件，其被設置在所述基座上並且被構造為支援所述質量體； 殼體，其以圍繞所述支撐構件的方式被設置在所述基座上； 彈性構件，其被設置以在所述殼體中形成空間，並且被構造為對所述支撐構件施加力；以及 控制單元，其被構造為基於所述目標構件的振動狀態通過向所述空間供應流體來控制所述空間中的流體的壓力。
  2. 根據請求項1所述的減振裝置，其中，所述支撐構件具有圓柱形狀， 其中，所述殼體具有圓形孔， 其中，所述支撐構件被設置在所述圓形孔內，並且 其中，所述彈性構件將所述圓形孔的側表面與所述支撐構件的側表面相互連接。
  3. 根據請求項2所述的減振裝置，所述減振裝置還包括阻尼構件，所述阻尼構件被構造為限制所述圓柱形狀在軸向方向上的移動。
  4. 根據請求項1所述的減振裝置，其中，所述彈性構件包括隔膜或柏勒夫膜片(bellofram)。
  5. 根據請求項1所述的減振裝置，其中，所述控制單元控制所述壓力，以改變所述減振裝置的固有頻率。
  6. 根據請求項5所述的減振裝置，其中，所述目標構件被包括在產生所述力的系統中，並且 其中，所述控制單元基於由所述系統產生的所述力的頻率來確定所述減振裝置的所述固有頻率，並基於所述固有頻率控制所述壓力。
  7. 根據請求項6所述的減振裝置，其中，所述控制單元基於儲存在記憶體中的所述力的頻率圖來確定所述減振裝置的所述固有頻率。
  8. 根據請求項1所述的減振裝置，所述減振裝置還包括第二彈性構件，所述第二彈性構件被構造為將所述殼體和所述支撐構件相互連接。
  9. 根據請求項1至8中任一項所述的減振裝置，其中，所述流體是壓縮空氣。
  10. 根據請求項1至8中任一項所述的減振裝置，其中，所述流體是水。
  11. 根據請求項1至8中任一項所述的減振裝置，其中，所述流體是油。
  12. 一種反作用力處理系統，包括： 根據請求項1至11中任一項所述的減振裝置； 線圈；以及 磁體。
  13. 一種平臺裝置，包括： 平臺；以及 根據請求項1至11中任一項所述的減振裝置。
  14. 一種曝光裝置，包括： 投影光學系統；以及 根據請求項1至11中任一項所述的減振裝置。
  15. 一種用於處理基板的基板處理裝置，所述基板處理裝置包括： 平臺，其被構造為保持所述基板；以及 根據請求項1所述的減振裝置，其被構造為阻尼所述平臺的振動。
  16. 一種物品的製造方法，所述製造方法包括以下步驟： 使用根據請求項15所述的基板處理裝置來處理基板；以及 由處理後的基板製造所述物品。
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