光刻设备、用于光刻设备和方法中的定位系统的制作方法
【专利说明】光刻设备、用于光刻设备和方法中的定位系统
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2013年7月2日递交的美国临时申请61/842，180的权益，并且其通过引用全文并入本文。
技术领域
[0003]本发明涉及一种光刻设备、用于光刻设备的定位系统和用于限制光刻设备中的反作用体的运动幅度的方法。
【背景技术】
[0004]光刻设备是一种可用于集成电路(ICs)的制造中的设备。在这种情况下，可以将可选地称为掩模或掩模版的图案形成装置用于生成将要在所述1C的单层上形成的电路图案。这种图案可以利用辐射束通过投影系统被转移到衬底(例如硅晶片)上的目标部分上。通常地，图案转移是通过成像到设置在衬底上的辐射敏感材料层上来实现。通常地，单个衬底将包含被连续图案化的相邻的目标部分的网络。已知的光刻设备包括所谓的步进机，在步进机中通过将整个图案一次曝光到目标部分上来照射每个目标部分。已知的光刻设备还包括所谓的扫描机，在扫描机中通过沿给定方向用辐射束扫描图案、同时沿与该方向平行或反向平行的方向扫描图案，而照射每个目标部分。
[0005]已知的光刻设备的投影系统具有光学元件以转移和成形辐射束。在光刻设备的使用过程中，辐射束可能加热投影系统的一部分，这可能导致光学元件中的一些光学元件漂移或变形。该漂移或变形可能导致降低投影到衬底上的图案的品质的辐射束的像差。为了补偿该漂移或变形，可以调整这些光学元件中的一些光学元件的位置或定向。
[0006]在已知的光刻设备中，例如US2012/0138401 A1 (在此通过引用引入本文中)中描述的，投影系统具有光学元件、内环、围绕内环的外环以及致动器系统。光学系统与内环刚性连接。致动器系统位于内环和外环之间以使光学元件相对于外环移位或变形。为了阻止光学元件振动，在内环上设置多个质量阻尼器。每个质量阻尼器具有阻尼块，阻尼块通过弹簧阻尼元件与内环连接。阻尼块和弹簧阻尼元件的组合形成具有固有频率的动力系统。
【发明内容】
[0007]可以改善已知的光刻设备。当质量阻尼器吸收光学元件的振动的能量时，该质量阻尼器将在固有频率下在本征模式下开始振动。当质量阻尼器吸收更多能量时，质量阻尼器的运动幅度将增大。由于光刻设备中的体积限制，质量阻尼器可能撞击光刻设备的一部分，例如末端阻挡件。撞击该部分导致光刻设备振动，降低了衬底上所投影的图案的品质。
[0008]在本发明的实施例中，提供了一种光刻设备，其提供对衬底上所投影的图案的品质的改善。
[0009]在本发明的第一方面中，提供了一种光刻设备，具有参考体和定位系统。所述定位系统包括主体；反作用体；致动器；以及控制器。主体能够在第一方向和第二方向上沿一路径相对于参考体移动。第一方向与第二方向相反。反作用体能够在第一方向和第二方向上沿另一个路径相对于主体移动。反作用体与参考体以能够移动的方式连接，以便能够在第一方向和第二方向上相对于参考体移动。控制器被设置为给致动器提供第一信号和第二信号。致动器被设置在主体和反作用体之间，以便在第一信号的控制下使主体沿第一方向加速并使反作用体沿第二方向加速，并且以便在第二信号的控制下使主体沿第二方向加速并使反作用体沿第一方向加速。控制器被设置为在给致动器提供第一信号之后当反作用体沿所述另一个路径在第二方向上移动时给致动器提供第二信号。
[0010]根据第一方面，在第一信号的控制下，致动器使反作用体沿第二方向加速。控制器等待直到反作用体沿第二方向移动才给致动器提供第二信号。当反作用体沿第二方向移动时，致动器在第二信号的控制下使反作用体沿第一方向加速。由于反作用体沿第二方向的移动与沿第一方向的加速相反，因此减小了反作用体的移动。减小的移动限制了反作用体的运动幅度(magnitude of an excurs1n)。结果，降低了反作用体撞击光刻设备的任何部分的可能性。当反作用体不撞击任何部分时，光刻设备经历更小的振动，这导致投影到衬底上的图案的品质的改善。
[0011]在光刻设备的第一实施例中，参考体和与参考体连接的反作用体形成具有本征模式的动态系统。本征模式以在没有外部驱动力的情况下反作用体至少部分沿第一方向和第二方向相对于参考体的摆动移动为特征。本征模式具有对应的周期。控制器被设置为以第一信号和第二信号之间具有时长的方式提供第一信号和第二信号。该时长由对应的周期确定。
[0012]根据第一实施例，参考体和与参考体连接的反作用体的动态系统具有本征模式和对应的周期。对应的周期可以取决于参考体的质量、反作用体的质量和参考体和反作用体之间的连接的刚度。例如可以在使用光刻设备之前计算或测量该对应的周期。使用该对应的周期，控制器能够确定在控制器给致动器提供第一信号之后何时反作用体沿第二方向移动。
[0013]在光刻设备的第二实施例中，反作用体包括反作用质量块和柔性元件。柔性元件以能够移动的方式将反作用质量块与参考体连接。
[0014]根据第二实施例，对应的周期可被设定为匹配主体的期望设定点。该设定点确定何时主体沿第一和第二方向被加速。可以通过选定反作用质量块的量和柔性元件的刚度和/或阻尼设定该对应的周期。
[0015]在光刻设备的第三实施例中，柔性元件是能够调节的，以便选定对应的周期。
[0016]根据第三实施例，可以通过调整柔性元件更精确地设定该对应的周期。通过调整该柔性元件，可以改变该柔性元件的刚度或阻尼。
[0017]在光刻设备的第四实施例中，光刻设备包括用于将辐射束投影在衬底上的投影系统。该主体为投影系统的一部分。
[0018]根据第四实施例，投影系统具有由致动器致动的部分。所述部分可以包括光学元件或用于光学元件的安装件。为了阻止由致动器导致的振动传播通过光刻设备，设置反作用体以吸收至少部分振动能量。如上所解释的，由于吸收的能量，反作用体将被振动。由于投影系统是复杂的系统，许多部件紧密地位于其中，用于反作用体振动的空间受到限制。在第一方面中，所述反作用体可被用于有限的空间内，而不会撞击投影系统的任何部分。
[0019]在光刻设备的第五实施例中，定位系统包括用于给控制器提供传感器信号的传感器。该传感器信号表示何时反作用体正在沿该另一个路径在第二方向上移动。
[0020]根据第五实施例，诸如光学传感器或电容传感器等传感器感测反作用体的移动。传感器感测何时反作用体沿第二方向移动并且给控制器提供传感器信号。使用该传感器信号，该控制器能够在反作用质量块沿第二方向移动时提供第二信号。
[0021]在本发明的第二方面中，提供了一种用于上述光刻设备的定位系统。
[0022]在本发明的第三方面中，提供了一种用于限制光刻设备中的反作用体的运动幅度的方法。光刻设备包括参考体、主体和反作用体。主体能够在第一方向和第二方向上沿一路径相对于参考体移动。第一方向与第二方向相反。反作用体能够在第一方向和第二方向上沿另一个路径相对于主体移动。反作用体与参考体以能够移动的方式连接，以便能够在第一和第二方向上相对于参考体移动。所述方法包括在第一信号的控制下使主体沿第一方向加速并且使反作用体沿第二方向加速。所述方法还包括在第二信号的控制下使主体沿第二方向加速并且使反作用体沿第一方向加速。所述方法还包括在提供第一信号之后当反作用体沿所述另一个路径在第二方向上移动时提供第二信号。
[0023]根据第三方面，在第一信号的控制下，反作用体沿第二方向加速。当反作用体沿第二方向移动时提供使反作用体沿第一方向加速的第二信号。由于反作用体沿第二方向的移动与沿第一方向的加速相反，因此减小了反作用体的移动。减小的移动限制了反作用体的运动幅度，并且有助于阻止反作用体撞击光刻设备的任何部分。当反作用体不撞击任何部分时，光刻设备经历更小的振动，这导致投影到衬底上的图案的品质的改善。
[0024]在一个实施例中，参考体和与参考体连接的反作用体形成具有本征模式的动态系统。本征模式以反作用体至少部分沿第一方向和第二方向相对于参考体的移动为特征。本征模式具有对应的周期。所述方法包括以第一信号和第二信号之间具有时长的方式提供第一信号和第二信号，其中该时长由对应的周期确定。
[0025]根据该实施例，参考体和与参考体连接的反作用体的动态系统具有本征模式和对应的周期。该对应的周期可以取决于参考体的质量、反作用体的质量和参考体和反作用体之间的连接的刚度。例如可以在使用光刻设备之前计算或测量该对应的周期。使用该对应的周期，可以在反作用体沿第二方向移动时提供第二信号。结果，投影到衬底上的图案的品质得到改善，如在本发明的第一方面中所解释的。
[0026]在一个实施例中，本方法还包括提供传感器信号。该传感器信号表示何时反作用体沿该另一个路径在第二