致動機構(gòu)、光學(xué)設(shè)備、光刻設(shè)備以及制造器件的方法
【專利說明】致動機構(gòu)、光學(xué)設(shè)備、光刻設(shè)備以及制造器件的方法
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求享有2012年10月15日提交的美國臨時申請61/713，930、2013年I月28日提交的美國臨時申請61/757，585以及2013年7月5日提交的美國臨時申請61/843，263的權(quán)益，并且將其通過整體引用并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明的實施例涉及可以應(yīng)用于一系列設(shè)備和儀器中的致動機構(gòu)。本發(fā)明的實施例涉及光學(xué)位置傳感器。本發(fā)明的實施例涉及具有具有琢面場反射鏡裝置和/或琢面光瞳反射鏡裝置的光學(xué)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0004]光刻被廣泛認為是集成電路(IC)和其他器件和/或結(jié)構(gòu)的制造中的關(guān)鍵步驟之一。然而，隨著使用光刻制作的特征的尺寸變得越來越小，光刻正在成為對于使微型IC或者其他器件和/或結(jié)構(gòu)能夠被制造的更加關(guān)鍵的因素。
[0005]光刻設(shè)備是將期望的圖案應(yīng)用到襯底上(通常到襯底的目標部分上)的機器。例如，可以在集成電路(IC)的制造中使用光刻設(shè)備。在這種情況下，可以使用圖案形成裝置(備選地稱為掩?；蛘哐谀０?來產(chǎn)生將在IC的單獨層上形成的電路圖案。該圖案可以被轉(zhuǎn)移到襯底(例如，硅晶片)上的目標部分(例如，包括裸片的一部分、一個或者幾個裸片)上。圖案的轉(zhuǎn)移通常經(jīng)由成像到設(shè)置在襯底上的輻射敏感材料層(抗蝕劑)上。一般而言，單個襯底將包含被連續(xù)圖案化的相鄰目標部分的網(wǎng)絡(luò)。
[0006]在光刻設(shè)備中，許多移動部分通常被提供有各種自由度，并且運動和位置(包括線性位置和角位置(定向)、速度和加速度)經(jīng)由數(shù)個致動機構(gòu)(致動器)自動地被控制。致動器可以被電磁地、氣體動力學(xué)地或者水壓地操作。致動器通常被約束以影響在僅一個自由度(線性的或旋轉(zhuǎn)的)上的運動。在移動部分將在多個自由度上被控制時，提供了更復(fù)雜的機構(gòu)，或者可以組合多個單自由度的機構(gòu)。
[0007]為了縮短曝光波長并且因此降低最小可印刷尺寸，已經(jīng)提出了使用極紫外(EUV)輻射源。EUV輻射源通常被配置為輸出約5-20nm(例如，13.5nm或者約13nm或者6.5-6.8nm)的波長。EUV輻射的使用可以構(gòu)成朝著實現(xiàn)小特征印刷的重要步驟。這樣的輻射被稱為極紫外或者軟X射線，并且可能的源包括例如激光產(chǎn)生等離子體源、放電等離子體源或者來自電子存儲環(huán)的同步輻射。因為對于極限準確度的需要，并且附加地因為對于以高可靠性工作于真空環(huán)境的需要，設(shè)計用于光刻設(shè)備的致動器特別有挑戰(zhàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]其中使用致動器的一個示例是用于EUV光學(xué)設(shè)備的照射系統(tǒng)的琢面反射鏡?？梢栽陉嚵兄刑峁?shù)個單獨的反射鏡琢面，每個反射鏡琢面可能需要被定向在不同方向上以影響在目標位置處的不同照射分布。例如在第W02011/00067IAl號PCT專利申請公開中描述了用于場琢面反射鏡的致動器。當試圖擴展可以實現(xiàn)的照射分布的范圍時，期望的是具有多于兩個位置的致動器，其可以包括在兩個或更多自由度上的運動，并且可能需要可能無法通過止端限定的中間位置。因此，需要這樣的致動器，其滿足尺寸、成本和熱耗散、以及性能的嚴格要求。
[0009]其它問題出現(xiàn)在這樣的照射系統(tǒng)的設(shè)計中。應(yīng)當在兩個維度上測量移動反射鏡或其它元件的位置，而非通過例如止端被設(shè)置在一個維度上。當潛在地存在將要受控的數(shù)百個單獨的琢面時，并且尤其當它們處于真空環(huán)境中時，提供足夠精確和緊湊的位置測量以及反饋控制變得有挑戰(zhàn)。如果輻射不被丟棄，則輻射分布的數(shù)目的增加暗示琢面反射鏡的數(shù)目的增加。假定作為整體的光瞳具有固定尺寸并且對于一些照射模式期望的是小光瞳填充比，則每個光瞳琢面反射鏡可以變得相當小并且隨后對于場琢面反射鏡而言將輻射聚焦到所有相關(guān)聯(lián)的光瞳琢面反射鏡上是個挑戰(zhàn)。
[0010]根據(jù)一個方面，提供了一種用于提供具有兩個自由度的運動的致動機構(gòu)，該機構(gòu)包括移動部分和靜止部分，移動部分包括具有被約束為在工作區(qū)域之上移動的磁面的永磁體，工作區(qū)域基本上位于垂直于磁體的磁化的方向的第一平面中，靜止部分包括具有極面的至少兩個電磁體，極面基本上位于與第一平面接近平行的第二平面中，極面在第二平面中的中心位置周圍對稱分布并且基本上在由移動磁體的面橫切的整個區(qū)域之上延伸。
[0011]在一個實施例中，每個電磁體是具有第一和第二極面的雙極電磁體，第一和第二極面在第二平面中彼此徑向相對地定位。電磁體極面的數(shù)目例如可以為四個，每個極面基本上具有圓或環(huán)的四分之一的形式，極面一起基本上覆蓋第二平面中的圓形區(qū)域。
[0012]鐵磁屏蔽件可以包圍至少永磁體，以便當多個這樣的致動器機構(gòu)被并排放置時將其與磁力屏蔽。
[0013]光學(xué)位置傳感器可以被布置為引導(dǎo)在移動磁體處的輻射束通過在電磁體之間的中心空間，以檢測從移動磁體反射的一個或多個輻射束的偏轉(zhuǎn)。
[0014]在此所公開的各個特征使得能夠以彼此適于用于閉合陣列中的緊湊、延長的形式提供例如兼容EUV的致動器(因此允許齒狀包裝)。在一個實施例中，每個致動器包括端對端堆疊的懸架部分、永磁體、致動器的靜止部分和光學(xué)位置傳感器。本發(fā)明的一個實施例可以與在上述第61/713，930號美國臨時專利申請中描述的剛性補償布置結(jié)合使用。
[0015]根據(jù)一個方面，提供了一種光學(xué)設(shè)備，包括被布置為從輻射源接收輻射束以處理和遞送該束至目標位置的一系列光學(xué)部件，其中光學(xué)部件包括被耦合到(安裝在其上)如在本文中所描述的致動器機構(gòu)的一個或多個可移動光學(xué)部件，并且其中控制器和驅(qū)動電路裝置被提供以激勵電磁體，以獲得可移動光學(xué)部件或每個可移動光學(xué)部件的希望的定位。
[0016]可移動光學(xué)部件可以形成照射系統(tǒng)，以調(diào)節(jié)該束并且將經(jīng)調(diào)節(jié)的束遞送至圖案形成裝置上的目標位置，其中可移動部件是可移動的以改變經(jīng)調(diào)節(jié)的束在目標位置處的入射角。在一個實施例中，具有相關(guān)聯(lián)的致動機構(gòu)的多個這樣的可移動部件被提供為蠅眼(fly’ s eye)照射器的一部分。
[0017]本發(fā)明的實施例可以特別應(yīng)用于其中光學(xué)部件是反射部件并且照射系統(tǒng)是利用具有在5至20nm的范圍內(nèi)的波長的輻射可操作的EUV照射系統(tǒng)的情況。
[0018]根據(jù)一個方面，提供一種光刻設(shè)備，該光刻設(shè)備包括:照射系統(tǒng)，被配置為調(diào)節(jié)輻射束；支撐件，被構(gòu)造為支撐圖案形成裝置，圖案形成裝置能夠在輻射束的截面中向輻射束賦予圖案，以形成經(jīng)圖案化的輻射束；襯底臺，被構(gòu)造為保持襯底；投影系統(tǒng)，被配置為將經(jīng)圖案化的輻射束投影到襯底的目標部分上；以及如在本文中所描述的光學(xué)設(shè)備，被配置為調(diào)節(jié)照射系統(tǒng)中的輻射束和/或投影系統(tǒng)中的經(jīng)圖案化的輻射束。
[0019]根據(jù)一個方面，提供了一種器件制造方法，包括:將經(jīng)圖案化的輻射束投影到襯底上，其中經(jīng)圖案化的輻射束由通過如在本文中所描述的光學(xué)設(shè)備調(diào)節(jié)的輻射束形成。
[0020]根據(jù)一個方面，提供了一種光學(xué)傾斜傳感器，光學(xué)傾斜傳感器被布置為將輻射束引導(dǎo)至其傾斜將被測量的反射表面，其中用于被引導(dǎo)的輻射束的源被定位在光軸上，而被配置為檢測反射的輻射的光電檢測器包圍光軸，以使得被引導(dǎo)的束通過光電檢測器的中心。
[0021]光學(xué)傾斜傳感器可以被應(yīng)用于在至少兩個維度上測量在本文中所描述的致動器的角位置(傾斜)。光學(xué)傾斜傳感器也可以被應(yīng)用于許多其它應(yīng)用。
[0022]在一個實施例中，光電檢測器包括在光軸周圍間隔開的多個光敏元件，傳感器進一步包括信號處理裝置，信號處理裝置被布置為響應(yīng)于經(jīng)反射的輻射在光敏元件之上的運動而導(dǎo)出變化的二維傾斜測量。光電檢測器例如可以包括具有用于被引導(dǎo)的輻射束經(jīng)過的中心孔的四個四分之一圓形狀的光生伏打電池。
[0023]在一些實施例中被引導(dǎo)的輻射束具有在光軸周圍為暗的角強度分布，使得經(jīng)反射的輻射不被引導(dǎo)回源。這允許使用半導(dǎo)體激光器(例如垂直空腔表面發(fā)射激光器(VCSEL))作為輻射源，而無輻射被從反射表面反射回激光器中。
[0024]反射表面可以被彎曲，以便在范圍和分辨率之間獲得希望的折中。
[0025]根據(jù)一個方面，可以獨立地使用特定致動器和/或在本文中所描述的傾斜傳感器，多個可移動場琢面反射鏡設(shè)置在蠅眼照射器內(nèi)的琢面場反射鏡中。每個可移動場琢面反射鏡是可控的，以將束的一部分引導(dǎo)至琢面光瞳反射鏡裝置中的若干相關(guān)聯(lián)的光瞳琢面反射鏡中的選定的光瞳琢面反射鏡，并且若干光瞳琢面反射鏡根據(jù)他們在光瞳反射鏡裝置中的位置而為不同尺寸。
[0026]通過這一措施，相關(guān)聯(lián)的光瞳琢面反射鏡中的較大的光瞳琢面反射鏡被定位在聚焦圖像的精度較低的位置處，從而放松了設(shè)計約束。
[0027]本發(fā)明的實施例的一個示例應(yīng)用是調(diào)節(jié)例如光刻領(lǐng)域中的輻射束。本發(fā)明的一個實施例可以用來調(diào)節(jié)極紫外(EUV)光學(xué)設(shè)備中的光學(xué)部件的位置和定向，諸如可以用于光刻中。本發(fā)明的實施例既不限于這樣的應(yīng)用，也不限于這樣的特定波長范圍。
[0028]以下參考附圖詳細描述本發(fā)明的各個實施例的其它方面、特征和潛在優(yōu)勢、以及結(jié)構(gòu)和操作。注意的是本發(fā)明并不限于在本文中所描述的特定實施例。在本文中呈現(xiàn)這樣的實施例僅出于示例目的?；谠诒疚闹兴慕虒?dǎo)，附加的實施例對于相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)人員而g將是明顯的。
【附圖說明】
[0029]被并入本文并且形成本說明書的一部分的附圖圖示了本發(fā)明，并且與描述一起進一步用于闡釋本發(fā)明的原理以及使得相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)人員能夠制作和使用本發(fā)明。僅借由示例的方式參考附圖描述了本發(fā)明的實施例，其中:
[0030]圖1示意性地描繪了根據(jù)本發(fā)明的實施例的具有反射光學(xué)裝置的光刻設(shè)備；
[0031]圖2是圖1的設(shè)備的更詳細的圖；
[0032]圖3是用于圖1和圖2的設(shè)備的源收集器模塊的實施例的更詳細的圖；
[0033]圖4描繪了根據(jù)本發(fā)明的實施例的EUV光刻設(shè)備；
[0034]圖5是其中可以使用根據(jù)本發(fā)明的實施例的致動機構(gòu)的光刻設(shè)備的照射系統(tǒng)的一部分的第一截面圖；
[0035]圖6是圖5的設(shè)備的第二截面圖，示出了對場琢面反射鏡的調(diào)節(jié)以訪問兩個相關(guān)聯(lián)的光瞳琢面反射鏡；
[0036]圖7圖示了用于在根據(jù)本發(fā)明的實施例的致動機構(gòu)中使用的新穎二維平面電動機的基本形式，其中不意性地指不了控制功能；
[0037]圖8圖示了可以用來實施圖7的控制功能的光學(xué)位置傳感器的形式和操作；
[0038]圖9是光刻設(shè)備中的場琢面反射鏡模塊的外部和局部剖視圖，場琢面反射鏡模塊包括根據(jù)本發(fā)明的實施例的數(shù)個致動機構(gòu)；
[0039]圖10是圖9的反射鏡模塊中的一個致動機構(gòu)的截面圖；
[0040]圖11是光刻設(shè)備中的場琢面反射鏡模塊的外部和局部剖視圖，場琢面反射鏡模塊包括根據(jù)本發(fā)明的實施例的數(shù)個致動機構(gòu)；
[0041]圖12是圖11的反射鏡模塊中的一個致動機構(gòu)的更詳細視圖，其中屏蔽部分被局部切掉；
[0042]圖13至圖17示出了被包括在圖12的致動器中的電動機的模擬性能特性；
[0043]圖18圖示了可以代替圖8中所示的光學(xué)位置傳感器使用的一種形式的光學(xué)位置傳感器的主要部件；
[0044]圖19 (a)圖示了圖18的傳感器的檢測器部分的平面圖，并且圖19 (b)圖示了圖18的傳感器的檢測器部分的截面圖；
[0045]圖20(a)示出了其中致動器處于居中位置處的圖18的光學(xué)位置傳感器的視圖，并且圖20(b)示出了其中致動器處于傾斜位置處處的圖18的光學(xué)位置傳感器的視圖；
[0046]圖21(a)示出了其中致動器處于圖20 (a)中所示的居中位置處的光學(xué)位置傳感器的檢測器上的環(huán)形輻射圖案的位置，并且圖21(b)示出了其中致動器處于圖20(b)中所示的傾斜位置處的光學(xué)位置傳感器的檢測器上的環(huán)形輻射圖案的位置；
[0047]圖22是修改的實施例中的圖5的照射系統(tǒng)的視圖；以及
[0048]圖23是圖22的修改的實施例中的光瞳反射鏡裝置的平面圖。
【具體實施方式】
[0049]本發(fā)明的實施例涉及一種致動機構(gòu)，該致動機構(gòu)可以部署在大范圍的應(yīng)用中。在一個示例應(yīng)用中，可以提供致動機構(gòu)以移動光刻設(shè)備內(nèi)的各種部件。部件可以是光學(xué)部件，并且例如可以是EUV光學(xué)部件。部署在這樣的設(shè)備內(nèi)的部件可能必須滿足嚴格的環(huán)境和性能標準。例如，可能希望避免在部件之間的摩擦以避免對于潤滑劑的需要和/或避免生成磨損顆粒。EUV設(shè)備通常包括近真空環(huán)境，使得可能不能忍受諸如潤滑劑之類的除氣材料。低熱耗散可以是一個考慮。將希望存在一種新型致動機構(gòu)，其可以幫助滿足這些嚴格標準中的一個或多個。在描述致動器之前，將介紹EUV光刻設(shè)備的一些不例。進一步如下，將描述如何部署致動器的示例。然而，將理解致動器的本發(fā)明的實施例是廣泛可用的并且絕不限于一般用于光刻設(shè)備中或者特別地用于EUV光刻設(shè)備中。
[0050]圖1示意性地描繪了包括根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的源收集器模塊SO的光刻設(shè)備100。該設(shè)備包括:照射系統(tǒng)(照射器)IL，被配置為調(diào)節(jié)輻射束B(例如，EUV輻射)?’支撐結(jié)構(gòu)(例如，掩模臺)MT，被構(gòu)造為支撐圖案形成裝置(例如，掩?；蜓谀０?MA并且連接至第一定位器PM，第一定位器PM被配置為精確地定位圖案形成裝置；襯底臺(如，晶片臺)WT,被構(gòu)造為保持襯底(例如涂有抗蝕劑的晶片)W并連接至第二定位器PW，第二定位器PW被配置為精確定位襯底；以及投影系統(tǒng)(如，反射投影系統(tǒng))PS，被配置為將由圖案形成裝置MA賦予輻射束B的圖案投影至襯底W的目標部分C上(例如，包括一個或多個裸片)。
[0051]照射系統(tǒng)可以包括用于引導(dǎo)、成形或控制輻射的各種類型的光學(xué)部件，諸如折射、反射、磁性、電磁、靜電或其它類型的光學(xué)部件，或者其任意組合。
[0052]支撐結(jié)構(gòu)MT以取決于圖案形成裝置的定向、光刻設(shè)備的設(shè)計、以及其它條件的方式來保持圖案形成裝置MA，其它條件諸如例如圖案形成裝置是否被保持在真空環(huán)境中。支撐結(jié)構(gòu)可以使用機械、真空、靜電或其它夾持技術(shù)來保持圖案形成裝置。支撐結(jié)構(gòu)可以是框架或臺，例如其根據(jù)需要可以是固定或者可移動的。支撐結(jié)構(gòu)可以確保圖案形成裝置例如相對于投影系統(tǒng)處于所需位置處。
[0053]術(shù)語“圖案形成裝置”應(yīng)該廣義地解釋為涉及可以用于在輻射束的截面中向輻射