光刻设备 技术领域 本发明涉及一种光刻设备、 一种投影系统和一种用于光刻设备中的阻尼器以及一 种制造器件的方法。
背景技术 光刻设备是一种将所需图案应用到衬底上或一部分衬底上的机器。例如， 可以将 光刻设备用在平板显示器、 集成电路 (IC) 以及涉及精细结构的其它装置的制造中。在传统 的设备中， 可以将称为掩模或掩模版的图案形成装置用于生成对应于平板显示器 ( 或其它 装置 ) 的单个层的电路图案。可以经由成像到在所述衬底上设置的辐射敏感材料 ( 例如抗 蚀剂 ) 层上， 将该图案转移到衬底 ( 例如玻璃板 ) 的所有部分或一部分上。
除了电路图案之外， 图案形成装置还可以用于产生其它图案， 例如彩色滤光片图 案或点矩阵。 除了掩模之外， 图案形成装置可以是图案化阵列， 该图案化阵列包括独立可控 元件的阵列。与基于掩模的系统相比， 在这样的系统中， 图案可以更加快速地被改变， 和拥 有更小的成本。
平板显示器衬底的形状典型地是矩形。 设计用来使这一类型的衬底曝光的光刻设 备可以提供曝光区域， 该曝光区域覆盖矩形衬底的全宽或覆盖一部分宽度 ( 例如宽度的一 半 )。可以在曝光区域下面扫描衬底的同时， 通过束同步地扫描掩模或者掩模板。这样， 图 案被转移至衬底。如果曝光区域覆盖衬底的全宽， 那么可以用单一扫描来完成曝光。如果 例如曝光区域覆盖衬底的一半宽度， 则在第一扫描以后可以横向地移动衬底， 且典型地执 行另一扫描来曝光衬底的剩余部分。
通常， 在工业上具有持续的推动力， 用于提供能够产生愈来愈小的图案特征的光 刻设备。因此， 具有相对应的持续的推动力， 用于提高对光刻工艺的控制。另外， 如上所述， 已经提出使用具有可编程图案形成装置的光刻设备。 因为这样的光刻装置更容易改变或者 调整衬底上待形成的图案， 所以其灵活性得以提高。 然而， 可编程图案形成装置的使用可以 对光刻工艺的控制施加更加严格的要求。例如， 至少部分地由于对可以被形成的可编程图 案形成装置的尺寸的限制， 可以通过利用可编程图案形成装置的光刻设备在给定瞬间曝光 的衬底上的区域， 显著地小于传统的光刻设备中的相对应的区域。 因此， 为了提供具有足够 生产量的光刻设备， 和传统的光刻术设备相比， 可以通过脉冲辐射源的相对少次数的脉冲 使衬底的每一部分曝光。 例如， 虽然在传统的光刻设备中， 可以通过由脉冲辐射源的大约 50 至 100 个脉冲组成的曝光使衬底的每一部分曝光， 但是在利用可编程图案形成装置的光刻 设备中， 也许需要只用脉冲辐射源的几个脉冲， 甚至可能仅一个脉冲来使衬底的每一部分 曝光。这导致对于投影系统中的光学元件的更高的位置控制的要求。具体地， 投影系统中 的光学元件的位置误差导致投影到衬底上的图案的位置误差。 在辐射的许多个脉冲用于曝 光图案的位置， 例如由振动所引起的光学元件的位置误差被平均。 因此， 光学元件的振动并 未导致衬底上所形成的图像的移动， 而是仅导致图像的轻微的模糊。 相反， 如果仅单一脉冲 或者少数的脉冲用于在衬底上形成图案， 例如可以是利用可编程图案形成装置的光刻设备
中的情形， 那么不存在使微小的位置误差被平均的足够个数的脉冲。 因此， 投影系统中的光 学元件的位置误差导致衬底上所形成的图像位移， 例如重叠误差。 因此， 需要改善投影系统 中的光学元件的定位精度。
之前， 投影系统中的光学元件的定位精度已经通过提供具有加速度计 / 检波器反 馈的伺服机构或者调谐质量阻尼器而提高， 它们保证即使投影系统的壳体被扰动 ( 例如如 果振动被传输到投影系统中 )， 光学元件也保持大致静止。然而， 这样的配置可能是相对大 质量的和 / 或可能需要围绕光学元件的非常多的空间。此外， 这样的布置可能不能对被投 影到衬底上的图案化的辐射束提供足够的控制精度。 发明内容
因此， 所需要的是可以改善对投影到衬底上的辐射束的控制的系统和方法。
在实施例中， 提供了一种适合用于光刻设备中的投影系统， 所述投影系统包括 ： 支 撑框架、 光学元件和支架， 所述支架被配置以将所述光学元件安装到所述支撑框架上。 所述 支架包括至少一个阻尼器， 所述阻尼器被配置以提供对所述光学元件相对于所述支撑框架 的运动的阻尼。 另外地或可替代地， 提供了一种光刻设备， 所述光刻设备包括如上文所述的投影 系统且还包括 ： 衬底支撑件， 所述衬底支撑件被配置以支撑衬底 ； 和衬底致动器系统， 所述 衬底致动器系统被配置以控制所述衬底支撑件的位置。 所述衬底致动器系统被配置以控制 相对于所述投影系统的所述支撑框架的位置的所述衬底支撑件的位置。
在另一实施例中， 提供了一种适合用于光刻设备中的阻尼器。所述阻尼器包括第 一部分， 所述第一部分包括第一圆柱面 ； 和第二部分， 所述第二部分包括第二圆柱面。所述 第一和第二部分被配置成使得所述第二圆柱面的至少一部分围绕所述第一圆柱面的至少 一部分。所述阻尼器还包括流体， 所述流体被提供到所述第一和第二圆柱面之间且被布置 成使得所述流体提供对所述第一部分相对于所述第二部分的运动的阻尼。
在又一实施例中， 提供了一种器件制造方法， 其包括以下步骤。 使用投影系统将所 述图案化的辐射束投影到衬底上， 所述投影系统包括支撑框架和被安装至所述支撑框架的 至少一个光学元件。 通过使用致动器系统来控制被配置以支撑相对于所述投影系统的所述 支撑框架的位置的所述衬底的衬底支撑件的所述位置。 通过使用至少一个阻尼器来阻尼所 述至少一个光学元件相对于所述投影系统的所述支撑框架的运动。
参考附图在下文详细地描述了本发明的另外的实施例、 特征和优点以及本发明的 各个实施例的结构和操作。
附图说明 此处所包含的且形成一部分说明书的附图示出本发明的一个或更多的实施例， 且 和所述描述一起进一步地用于说明本发明的原理和使得相关领域的技术人员能够做出和 使用本发明。
图 1 示出光刻设备。
图 2 示出光刻设备。
图 3 示出使用图 2 中的设备将图案转移到衬底上的模式。
图 4 示出光引擎的布置。
图 5 显示出光刻设备中的投影系统的布置。
图 6a 和 6b 示出光学元件的布置。
图 7 示出光学元件的可替代的布置。
图 8、 9、 10、 11、 12、 13、 14 和 15 显示出阻尼器的各个实施例。
现在将参考附图描述本发明的一个或更多的实施例。在附图中， 相同的参考标记 可以表示一致的或功能类似的元件。另外， 参考标记的最左边的数字可以识别参考标记首 次出现的附图。 具体实施方式
本说明书公开包含本发明的特征的一个或更多的实施例。 所公开的实施例仅示例 性地说明本发明。本发明的范围不限于所公开的实施例。仅由其随附的权利要求来限定本 发明。
所描述的实施例和在说明书中对 “一个实施例” 的参考， 表示所描述的实施例可以 包括特定的特征、 结构或特点， 但每一实施例不一定包括特定的特征、 结构或特点。 此外， 这 样的措辞不一定参考同一实施例。另外， 当特定的特征、 结构或特点被关于实施例描述时， 可以理解不管是否被明确地描述， 涉及其它的实施例的实现这样的特征、 结构或特点亦在 本领域技术人员的知识范围内。 本发明的实施例可以在硬件、 固件、 软件或它们的任何组合中被实施。 本发明的实 施例还可以被实施为被存储到机器可读介质上的指令， 该指令可以被一个或更多的处理器 读取和执行。机器可读介质可以包括用于存储或发送成机器 ( 例如计算装置 ) 可读形式的 信息的任何机制。 例如， 机器可读介质可以包括只读存储器 (ROM) ； 随机存取存储器 (RAM) ； 磁盘存储介质 ； 光学存储介质 ； 闪存器件 ； 电学、 光学、 声学或其它形式的传播信号 ( 例如载 波、 红外信号、 数字信号等 ) 以及其它。另外， 固件、 软件、 例行程序、 指令可以在此处被描述 为执行特定动作。然而， 应当理解， 这样的描述仅是为了简便， 这样的动作事实上由计算装 置、 处理器、 控制器或用于执行固件、 软件、 例行程序、 指令等的其它装置产生。
图 1 示意性地示出本发明的一个实施例的光刻设备 1。 所述设备包括照射系统 IL、 图案形成装置 PD、 衬底台 WT 和投影系统 PS。照射系统 ( 照射器 )IL 被配置以调节辐射束 B( 例如紫外辐射 )。
应当理解， 虽然所述描述涉及光刻术， 但是在没有背离本发明的范围的情况下， 图 案形成装置 PD 可以形成在显示系统 ( 例如 LCD 电视或者投影仪 ) 中。因此， 被投影的图案 化的束可以被投影到许多不同类型的物体 ( 例如衬底、 显示装置等等 ) 上。
衬底台 WT 被构造用于支撑衬底 ( 例如， 涂覆有抗蚀剂的衬底 )W， 且被连接到定位 装置 PW， 该定位装置 PW 被配置以根据确定的参数精确地定位衬底。
投影系统 ( 例如， 折射式投影透镜系统 )PS 被配置， 以将通过独立可控元件阵列调 制的辐射束投影到衬底 W 的目标部分 C( 例如包括一个或更多的管芯 ) 上。这里使用的术 语 “投影系统” 应该广义地解释为包括任意类型的投影系统， 包括折射型、 反射型、 反射折射 型、 磁性型、 电磁型和静电型光学系统、 或其任意组合， 如对于所使用的曝光辐射所适合的、 或对于诸如使用浸没液体或使用真空之类的其他因素所适合的。在此处任意使用的术语
“投影透镜” 可以被认为是与具有更上位的术语 “投影系统” 同义。
所述照射系统可以包括各种类型的光学部件， 例如折射型、 反射型、 磁性型、 电磁 型、 静电型或其它类型的光学部件、 或其任意组合， 以引导、 成形、 或控制辐射。
图案形成装置 PD( 例如， 掩模板或者掩模或者独立可控元件的阵列 ) 调制所述束。 通常， 独立可控元件的阵列的位置将被相对于投影系统 PS 固定。然而， 可替代地， 它可以被 连接到定位装置， 该定位装置被配置以根据确定的参数精确地定位独立可控元件的阵列。
在此处所使用的术语 “图案形成装置” 或者 “对比度装置” 应当广义地解释为表示 可用于调制辐射束的横截面以便在衬底的目标部分中产生图案的任何装置。 所述装置可以 是静态的图案形成装置 ( 例如， 掩模或者掩模板 ) 或者动态的 ( 例如可编程元件的阵列 ) 图案形成装置。 为了简短起见， 大部分描述将就动态的图案形成装置的方面进行， 然而应当 理解， 在没有背离本发明的范围的情况下也可以使用静态的图案形成装置。
应当注意， 被赋予辐射束的图案可能不与在衬底的目标部分上的所需图案完全相 符 ( 例如如果该图案包括相移特征或所谓辅助特征 )。 类似地， 衬底上最终产生的图案可能 不与独立可控元件的阵列上在任一瞬间所形成的图案相符。这可能是这样的情形， 在这样 的布置中， 在独立可控元件的阵列上的图案和 / 或衬底的相对位置改变期间， 通过给定的 时期或给定次数的曝光来建立在衬底的每一部分上所形成的最终图案。 通常， 衬底的目标部分上所产生的图案将与目标部分中产生的器件 ( 诸如集成电 路或者平板显示器 ) 中的特定功能层 ( 例如平板显示器中的彩色滤光片层或者平板显示器 中的薄膜晶体管层 ) 相对应。这样的图案形成装置的示例包括掩模板、 可编程反射镜阵列、 激光二极管阵列、 发光二极管阵列、 光栅光阀和 LCD 阵列。
在电子装置 ( 例如， 计算机 ) 的帮助下图案可编程的图案形成装置， 诸如包括多个 可编程元件的图案形成装置 ( 例如除了掩模板之外的在前述的所有装置 )， 在此处统称为 “对比度装置” 。图案形成装置包括至少 10 个、 至少 100 个、 至少 1000 个、 至少 10000 个、 至 少 100000 个、 至少 1000000 个、 或者至少 10000000 个可编程元件。
可编程反射镜阵列可以包括具有粘弹性控制层的矩阵可寻址表面和反射表面。 这 样的设备所依据的基本原理是反射表面的被寻址区域将入射光反射为衍射光， 而未被寻址 的区域将入射光反射为未被衍射的光。使用适当的空间滤光片， 可以从反射束中过滤掉未 被衍射的光， 仅留下衍射光用以到达衬底。 以这种方式， 所述束根据矩阵可寻址表面的寻址 图案而被图案化。
可以理解， 可替代地， 滤光片可以滤除衍射光， 留下未被衍射的光用以到达衬底。
也可以以相应的方式使用衍射光学 MEMS 装置 ( 微电机械系统装置 ) 的阵列。在 一个示例中， 衍射光学 MEMS 装置由多个反射性的带构成， 所述带可以彼此相对地变形， 用 于形成将入射光反射为衍射光的光栅。
可编程反射镜阵列的另一可选的示例采用微小反射镜的矩阵布置， 每个微小反射 镜可以通过施加适合的局部电场或者通过采用压电的致动装置被围绕轴线独立地倾斜。 再 次， 所述反射镜是矩阵可寻址的， 使得被寻址的反射镜沿不同于未被寻址的反射镜的方向 反射入射辐射束， 以这种方式， 反射束可以根据矩阵可寻址反射镜的寻址图案而被图案化。 可以通过使用适合的电子装置来进行所需要的矩阵寻址。
另一个示例 PD 是可编程 LCD 阵列。
所述光刻设备可以包括一个或更多的对比度装置。例如， 它可以有独立可控元件 的多个阵列， 每一个阵列被彼此独立地控制。 在这样的布置中， 独立可控元件的阵列中的一 些或者全部可以具有公共的照射系统 ( 或者照射系统的一部分 )、 独立可控元件的阵列的 公共的支撑结构、 和 / 或公共的投影系统 ( 或者投影系统的一部分 ) 中的至少一个。
在一个示例中， 诸如在图 1 中示出的实施例， 衬底 W 具有大致圆形形状， 可选择地 具有沿着其周长的一部分的平坦的边缘和 / 或凹口。在另一个示例中， 所述衬底具有多边 形形状， 例如矩形形状。
衬底为大致圆形形状的示例包括衬底的直径为至少 25 毫米、 至少 50 毫米、 至少 75 毫米、 至少 100 毫米、 至少 125 毫米、 至少 150 毫米、 至少 175 毫米、 至少 200 毫米、 至少 250 毫米或者至少 300 毫米的示例。可选地， 衬底的直径为至多 500 毫米、 至多 400 毫米、 至多 350 毫米、 至多 300 毫米、 至多 250 毫米、 至多 200 毫米、 至多 150 毫米、 至多 100 毫米、 或者 至多 75 毫米。
衬底为多边形 ( 例如， 矩形 ) 的示例包括衬底的至少 1 个边、 至少 2 个边或者至少 3 个边的长度为至少 5 厘米、 至少 25 厘米、 至少 50 厘米、 至少 100 厘米、 至少 150 厘米、 至少 200 厘米或者至少 250 厘米的示例。
衬底的至少一个边的长度为至多 1000 厘米、 至多 750 厘米、 至多 500 厘米、 至多 350 厘米、 至多 250 厘米、 至多 150 厘米、 或者至多 75 厘米。
在一个示例中， 衬底 W 是晶片， 例如半导体晶片。 晶片的材料可以是从由 Si， SiGe， SiGeC， SiC， Ge， GaAs， InP 和 InAs 组成的组中选出。晶片可以是 III/V 化合物半导体晶片、 硅晶片、 陶瓷衬底、 玻璃衬底、 或者塑料衬底。衬底可以是透明的 ( 对人的裸眼来说 )、 带颜 色的或者没有颜色的。
衬底的厚度可以改变， 且一定程度上可以依赖于衬底材料和 / 或衬底的尺寸。该 厚度可以是至少 50 微米、 至少 100 微米、 至少 200 微米、 至少 300 微米、 至少 400 微米、 至少 500 微米、 或者至少 600 微米。可选地， 衬底的厚度可以是至多 5000 微米、 至多 3500 微米、 至多 2500 微米、 至多 1750 微米、 至多 1250 微米、 至多 1000 微米、 至多 800 微米、 至多 600 微米、 至多 500 微米、 至多 400 微米、 或者至多 300 微米。
这里所指的衬底可以在曝光之前或之后进行处理， 例如在轨道 ( 一种典型地将抗 蚀剂层涂到衬底上， 并且对已曝光的抗蚀剂进行显影的工具 )、 量测工具和 / 或检验工具 中。在一个示例中， 抗蚀剂层被提供到衬底上。
投影系统可以使图案成像到独立可控元件的阵列上， 使得图案相干地形成到衬底 上。 可替代地， 所述投影系统可以使二次源成像， 对于所述二次源独立可控元件的阵列中的 元件作为遮蔽件。在这方面， 投影系统可以包括诸如微透镜阵列 ( 公知为 MLA) 或者菲涅耳 透镜阵列的聚焦元件的阵列， 用以形成二次源和使斑成像到衬底上。聚焦元件的阵列 ( 例 如， MLA) 包括至少 10 个聚焦元件、 至少 100 个聚焦元件、 至少 1000 个聚焦元件、 至少 10000 个聚焦元件、 至少 100000 个聚焦元件、 或者至少 1000000 个聚焦元件。
图案形成装置中的独立可控元件的数量等于或者大于聚焦元件的阵列中的聚焦 元件的数量。聚焦元件的阵列中的聚焦元件中的一个或更多个 ( 例如， 1000 或更多、 大多 数或者每一个 ) 可以与独立可控元件阵列中的一个或更多个的独立可控元件在光学上相 关联， 与独立可控元件阵列中的独立可控元件中的 2 个或更多个、 3 个或更多个、 5 个或更多个、 10 个或更多个、 20 个或更多个、 25 个或更多个、 35 个或更多个、 或者 50 个或更多个在光 学上相关联。
MLA 可以至少在朝向和远离衬底的方向上是可移动的 ( 例如借助于一个或更多的 致动器 )。能够移动 MLA 至衬底和远离衬底， 允许例如在不必移动衬底的情况下的聚焦调 节。
如在此处在图 1 和 2 中示出的， 设备是反射型 ( 例如采用反射式的独立可控元件 的阵列 )。可替代地， 设备可以是透射型 ( 例如采用透射式的独立可控元件的阵列 )。
所述光刻设备可以是具有两个 ( 双台 ) 或更多衬底台的类型。在这种 “多台” 机 器中， 可以并行地使用附加的台， 或可以在一个或更多个台上执行预备步骤的同时， 将一个 或更多个其它台用于曝光。
光刻设备还可以是这种类型， 其中衬底的至少一部分可以被相对高折射率的 “浸 没液体” ( 例如， 水 ) 覆盖， 以便填充投影系统和衬底之间的空间。浸没液体还可应用至光 刻设备中的其它空间， 例如在图案形成装置和投影系统之间。浸没技术可以用于提高投影 系统的数值孔径在本领域中是公知的。如在此处所使用的术语 “浸没” 并不是指结构 ( 例 如衬底 ) 必须浸在液体中， 而是仅指液体在曝光期间位于投影系统和衬底之间。 再次参考图 1， 照射器 IL 接收来自辐射源 SO 的辐射束。辐射源提供辐射， 该辐射 的波长为至少 5 纳米、 至少 10 纳米、 至少 11-13 纳米、 至少 50 纳米、 至少 100 纳米、 至少 150 纳米、 至少 175 纳米、 至少 200 纳米、 至少 250 纳米、 至少 275 纳米、 至少 300 纳米、 至少 325 纳米、 至少 350 纳米、 或者至少 360 纳米。可替代地， 由辐射源 SO 提供的辐射的波长为至多 450 纳米、 至多 425 纳米、 至多 375 纳米、 至多 360 纳米、 至多 325 纳米、 至多 275 纳米、 至多 250 纳米、 至多 225 纳米、 至多 200 纳米、 或者至多 175 纳米。辐射可以具有包括 436 纳米、 405 纳米、 365 纳米、 355 纳米、 248 纳米、 193 纳米、 157 纳米、 和 / 或 126 纳米的波长。
该源和所述光刻设备可以是分立的实体 ( 例如当该源为准分子激光器时 )。在这 种情况下， 不会将该源考虑成形成光刻设备的一部分， 并且通过包括例如合适的定向反射 镜和 / 或扩束器的束传递系统 BD 的帮助， 将所述辐射束从所述源 SO 传到所述照射器 IL。 在其它情况下， 所述源可以是所述光刻设备的组成部分 ( 例如当所述源是汞灯时 )。可以 将所述源 SO 和所述照射器 IL、 以及如果需要时设置的所述束传递系统 BD 一起称作辐射系 统。
所述照射器 IL 可以包括用于调整所述辐射束的角强度分布的调整器 AD。 通常， 可 以对所述照射器的光瞳平面中的强度分布的至少所述外部和 / 或内部径向范围 ( 一般分别 称为 σ- 外部和 σ- 内部 ) 进行调整。此外， 所述照射器 IL 可以包括各种其它部件， 例如 积分器 IN 和聚光器 CO。 可以将所述照射器用于调节所述辐射束， 以在其横截面中具有所需 的均匀性和强度分布。照射器 IL 或者与其相关联的额外的部件也可以被布置以将辐射束 分成多个子束， 该子束可以例如每个与独立可控元件阵列中的一个或者多个独立可控元件 相关联。二维衍射光栅可以例如用于将辐射束分成子束。在本描述中， 术语 “辐射束” 包括 但不局限于由多个这样的子辐射束组成的束的情形。
所述辐射束 B 入射到图案形成装置 PD( 例如， 独立可控元件的阵列 ) 上， 并且通过 所述图案形成装置进行调制。已经被图案形成装置 PD 反射之后， 所述辐射束 B 通过投影系 统 PS， 所述投影系统 PS 将所述束聚焦到所述衬底 W 的目标部分 C 上。通过定位装置 PW 和
位置传感器 IF2( 例如， 干涉仪器件、 线性编码器或电容传感器等 ) 的帮助， 可以精确地移动 所述衬底台 WT， 例如以便将不同的目标部分 C 定位于所述辐射束 B 的路径中。 在使用时， 例 如在扫描期间， 可以将独立可控元件阵列的定位装置用于相对于所述辐射束 B 的路径精确 地校正图案形成装置 PD 的位置。
在一个示例中， 通过没有在图 1 中明确地显示出的长行程模块 ( 粗定位 ) 和短行 程模块 ( 精定位 ) 的帮助来实现衬底台 WT 的移动。在另一个示例中， 可以没有设置短行程 平台。类似的系统也可以用于定位独立可控元件阵列。可以理解， 束 B 可以可替代地 / 另 外地是可移动的， 而载物台和 / 或独立可控元件阵列可以具有固定的位置， 以提供所需要 的相对移动。这样的布置可以帮助限制设备的尺寸。作为另一可替代的选择， 其可以例如 适用于平板显示器的制造， 衬底台 WT 和投影系统 PS 的位置可以是固定的， 且衬底 W 可以被 布置以相对于衬底台 WT 移动。例如， 衬底台 WT 可以设置有用于以大致恒定速度在其上扫 描衬底 W 的系统。
如图 1 所示， 可以借助于分束器 BS 将辐射束 B 引导到图案形成装置 PD 上， 该分束 器 BS 被配置使得辐射首先被分束器反射， 且被引导到图案形成装置 PD。应当认识到， 辐射 束 B 也可以被引导到图案形成装置， 而不使用分束器。可以以 0 和 90°之间、 5 和 85°之 间、 15 和 75°之间、 25 和 65°之间或者 35 和 55°之间的某一角度将辐射束引导至图案形 成装置 ( 图 1 示出的实施例是以 90°角度 )。图案形成装置 PD 调制辐射束 B 且将其反射 回到分束器 BS， 该分束器 BS 将经过调制的束传输至投影系统 PS。然而， 可以理解， 可替代 的布置可用于将辐射束 B 引导至图案形成装置 PD 且随后引导至投影系统 PS。 特别地， 如果 使用透射式的图案形成装置， 那么可能不需要诸如在图 1 中示出的布置。 可以以几种模式使用所示出的设备 ：
1. 在步进模式中， 在将独立可控元件阵列和衬底保持为基本静止的同时， 将赋予 所述辐射束的整个图案一次投影到目标部分 C 上 ( 即， 单一的静态曝光 )。 然后将所述衬底 台 WT 沿 X 和 / 或 Y 方向移动， 使得可以对不同目标部分 C 曝光。在步进模式中， 曝光场的 最大尺寸限制了在单一的静态曝光中成像的所述目标部分 C 的尺寸。
2. 在扫描模式中， 在对独立可控元件阵列和衬底同步地进行扫描的同时， 将赋予 所述辐射束的图案投影到目标部分 C 上 ( 即， 单一的动态曝光 )。衬底相对于独立可控元 件阵列的速度和方向可以通过所述投影系统 PS 的 ( 缩小 ) 放大率和图像反转特征来确定。 在扫描模式中， 曝光场的最大尺寸限制了单一动态曝光中所述目标部分的宽度 ( 沿非扫描 方向 )， 而所述扫描运动的长度确定了所述目标部分的高度 ( 沿所述扫描方向 )。
3. 在脉冲模式中， 独立可控元件阵列保持为基本静止， 并且使用脉冲辐射源将整 个图案投影到衬底 W 的目标部分 C 上。以基本上恒定速度移动衬底台 WT 使得束 B 被驱使 扫描跨过衬底 W 的线。在辐射系统的脉冲之间， 根据需要更新所述独立可控元件阵列上的 图案， 和对所述脉冲定时， 使得在衬底 W 上的所需要的位置曝光连续的目标部分 C。因此， 束 B 可以跨越衬底 W 进行扫描， 以曝光对于衬底的条带的整个图案。所述过程被重复直到 已经逐线地曝光整个衬底 W。
4. 除了衬底 W 被以大致恒定速度相对于经过调制的辐射束 B 扫描且在束 B 跨越衬 底 W 进行扫描和对其进行曝光时独立可控元件阵列上的图案被更新之外， 连续扫描模式基 本上与脉冲模式相同。可以使用大致恒定的辐射源或者脉冲辐射源， 其被使得与独立可控
元件阵列上的图案的更新同步。
5. 在像素网格成像模式中， 其可以通过使用图 2 中的光刻设备来进行， 在衬底 W 上 所形成的图案通过斑产生器形成的斑的依次的曝光来实现， 所述斑被引导至图案形成装置 PD 上。曝光的斑具有大致相同的形状。斑被以大致网格的方式印刷在衬底 W 上。在一个示 例中， 斑尺寸大于所印刷的像素网格的节距， 但远小于曝光斑的网格。 通过改变所印刷的斑 的强度来实现图案。在曝光的闪光之间， 斑上的强度分布被改变。
也可以采用上述使用模式的组合和 / 或变体， 或完全不同的使用模式。
在光刻术中， 使图案曝光到衬底上的抗蚀剂层上。抗蚀剂之后被显影。随后， 在衬 底上执行额外的处理步骤。 衬底的每一部分上的这些后续处理步骤的作用依赖于抗蚀剂的 曝光。 具体地， 所述过程被调节， 使得接收超过给定剂量阈值的辐射剂量的衬底部分与接收 低于剂量阈值的辐射剂量的衬底部分响应不同。 例如， 在蚀刻过程中， 接收超过该阈值的辐 射剂量的衬底的区域被保护以防止被经过显影的抗蚀剂层所蚀刻。然而， 在曝光后的显影 中， 接收低于该阈值的辐射剂量的抗蚀剂部分被除去， 因此所述区域没有被保护以免受蚀 刻。因此， 可以蚀刻期望的图案。尤其， 图案形成装置中的独立可控元件被设定使得， 被传 输至图案特征中的衬底上的区域的辐射处于充分高的强度， 所述区域在曝光期间接收超过 剂量阈值的辐射剂量。 衬底上的剩余区域通过设置相对应的独立可控元件接收低于剂量阈 值的辐射剂量， 以提供零或者显著较低的辐射强度。 在实践中， 即使独立可控元件被设定用于在特征边界的一侧上提供最大辐射强度 和在另一侧上提供最小辐射强度， 图案特征的边缘处的辐射剂量也没有从给定的最大剂量 急剧地变化至零剂量。可替代地， 由于衍射作用， 辐射剂量的水平跨越过渡带下降。最终由 经过显影的抗蚀剂形成的图案特征的边界的位置由接收到的剂量下降至低于辐射剂量阈 值的所在位置来确定。 跨越过渡带的辐射剂量的下降的轮廓且因此图案特征边界的精确的 位置， 可以通过设定独立可控元件进行更加精确地控制， 所述独立可控元件提供辐射至图 案特征边界上或附近的衬底上的点上。这些不仅可以是最大或最小的强度水平， 而且也可 以是最大和最小强度水平之间的强度水平。这通常被称为 “灰度级” 。
与其中由给定的独立可控元件提供至衬底的辐射强度仅可以被设置成两个值 ( 例如仅仅是最大值和最小值 ) 的光刻系统中能够对图案特征边界的位置所进行的控制相 比， 灰度级提供了对图案特征边界的位置的更多的控制。 至少 3 个、 至少 4 个辐射强度值、 至 少 8 个辐射强度值、 至少 16 个辐射强度值、 至少 32 个辐射强度值、 至少 64 个辐射强度值、 至少 128 个辐射强度值、 或者至少 256 个不同的辐射强度值可以被投影到衬底上。
应当理解， 灰度级可以用于对上面描述的额外的或者可替代的目的。 例如， 在曝光 以后的衬底的处理可以被调节， 使得依赖于接收到的辐射剂量水平对衬底的区域具有超过 两个的潜在的响应。 例如， 接收低于第一阈值的辐射剂量的一部分衬底以第一方式响应 ； 接 收超过第一阈值但低于第二阈值的辐射剂量的一部分衬底以第二方式响应 ； 和接收超过第 二阈值的辐射剂量的一部分衬底以第三方式响应。因此， 可以使用灰度级提供具有超过两 个的期望剂量水平的跨越衬底的辐射剂量轮廓。该辐射剂量轮廓可以具有至少 2 个期望的 剂量水平、 至少 3 个期望的辐射剂量水平、 至少 4 个期望的辐射剂量水平、 至少 6 个期望的 辐射剂量水平或者至少 8 个期望的辐射剂量水平。
还应当理解， 可以通过除了如上所述地仅控制在衬底上的每一点处接收到的辐射
强度之外的方法来控制辐射剂量轮廓。 例如， 可替代地或者另外地， 可以通过控制所述点的 曝光的持续时间来控制衬底上的每一点接收到的辐射剂量。作为另一示例， 衬底上的每一 点可以潜在地接收多个连续曝光中的辐射。因此， 由每一点接收到的辐射剂量可以可替代 地或者另外地通过使用所述多个连续曝光的已选择的子集曝光所述点来进行控制。
图 2 示出根据本发明的设备的布置， 所述布置可以用于例如制造平板显示器。用 相同的附图标记示出与图 1 中显示出的部件相对应的部件。此外， 各个实施例的上述描述 ( 例如衬底、 对比度装置、 MLA、 辐射束等等的各种配置 ) 仍然是可适用的。
如图 2 所示， 投影系统 PS 包括扩束器， 该扩束器包括两个透镜 L1、 L2。第一透镜 L1 被布置用以接收经过调制的辐射束 B 和通过孔径光阑 AS 中的孔使其聚焦。另一透镜 AL 可以定位于所述孔中。之后辐射束 B 发散且被第二透镜 L2( 例如， 场透镜 ) 聚焦。
投影系统 PS 还包括被布置以接收被扩展的经过调制的辐射 B 的透镜阵列 MLA。 对 应于图案形成装置 PD 中的一个或更多的独立可控元件的经过调制的辐射束 B 的不同部分 穿过透镜阵列 MLA 中的各个不同透镜 ML。 每一透镜将经过调制的辐射束 B 的各个部分聚焦 到位于衬底 W 上的点上。以这种方式， 辐射斑 S 的阵列被曝光到衬底 W 上。可以理解， 虽然 仅示出所图示的透镜阵列 14 中的 8 个透镜， 但是该透镜阵列可以包括成千上万个透镜 ( 对 于用作图案形成装置 PD 的独立可控元件阵列情况也是一样的 )。
图 3 示意性地示出根据本发明的一个实施例如何使用图 2 中的系统在衬底 W 上产 生图案。实心圆表示通过投影系统 PS 中的透镜阵列 MLA 被投影到衬底 W 上的斑 S 的阵列。 在衬底 W 上进行一系列曝光时， 衬底 W 被沿着 Y 方向相对于投影系统 PS 移动。空心圆表示 之前已经被曝光到衬底 W 上的斑曝光 SE。 如图所示， 由投影系统 PS 中的透镜阵列投影到衬 底上的每一斑， 曝光衬底 W 上的斑曝光的排 R。由通过每个斑 S 曝光的斑曝光 SE 的所有排 R 的总和， 来产生衬底的完整图案。如上所述， 这样的布置通常称为 “像素网格成像” 。
可知， 辐射斑 S 的阵列以相对于衬底 W( 平行于 X 和 Y 方向放置的衬底的边缘 ) 的 角度 θ 布置。这样做使得， 当衬底被沿扫描方向 (Y 方向 ) 移动时， 每个辐射斑将在衬底的 不同区域上穿过， 从而允许由辐射斑 15 的阵列覆盖整个衬底。 角度 θ 可以是至多 20°、 至 多 10°、 至多 5°、 至多 3°、 至多 1°、 至多 0.5°、 至多 0.25°、 至多 0.10°、 至多 0.05° 或者至多 0.01°。可替代地， 角度 θ 是至少 0.001°。
图 4 示意性地显示根据本发明的一个实施例如何使用多个光引擎可以在单一扫 描中曝光整个平板显示器衬底 W。在示出的辐射斑 S 的 8 个阵列 SA 的示例中， 其由被布置 成 “棋盘” 配置中的两个排 R1、 R2 的 8 个光引擎 ( 未示出 ) 产生， 使得辐射斑 ( 例如， 图3 中的斑 S) 的一个阵列的边缘稍微与该辐射斑的相邻的阵列的边缘 ( 沿扫描方向 Y) 交叠。 在一个示例中， 光引擎被布置成至少 3 排， 例如被布置成 4 排或者 5 排。这样， 辐射带延伸 跨越衬底 W 的宽度， 从而允许整个衬底的曝光在单一扫描中被执行。可以理解， 可以使用任 何适合数量的光引擎。在一个示例中， 光引擎的数量是至少 1 个、 至少 2 个、 至少 4 个、 至少 8 个、 至少 10 个、 至少 12 个、 至少 14 个、 或者至少 17 个。可替代地， 光引擎的数量小于 40 个、 小于 30 个或小于 20 个。
如上所述， 每一光引擎可以包括分立的照射系统 IL、 图案形成装置 PD 和投影系统 PS。然而， 应当理解， 两个或更多的光引擎可以分享所述照射系统、 图案形成装置和投影系 统中的一个或更多的至少一部分。实施例 1
图 5 示出投影系统 10 的布置， 所述投影系统 10 被配置以将图案化的辐射束 11 投 影到衬底 12 上。衬底 12 被安装到衬底支撑件 13 上， 其可以被衬底致动器系统 14 所移动， 用于调整衬底 12 的位置。如图所示， 光刻设备可以包括支撑光刻设备的部件的基底框架 15， 衬底致动器系统 14 可以特别地被配置以在基底框架 15 和衬底支撑件 13 之间提供力， 使得衬底致动器系统 14 所产生的反作用力不产生影响光刻设备内的其它的部件的干扰。
为了保证光刻设备的位置敏感部件不受光刻设备外面的振动或例如由衬底致动 器系统 14 施加于基底框架 15 上的反作用力产生的振动的干扰， 光刻设备可以包括通过动 态隔离器 17 被安装到基底框架 15 上的参考框架 16。例如， 动态隔离器可能是刚度非常低 的支撑件 ( 诸如空气弹簧 (air mount))， 其最小化从基底框架 15 至参考框架 16 的任何振 动传递。因此， 可以将位置敏感部件直接或者间接安装至参考框架 16。例如， 如图 5 所示， 投影系统 10 可以通过支撑件 18 安装至参考框架 16。如果需要的话， 支撑件 18 也可是低刚 度的支撑件， 用于进一步地最小化至投影系统 10 的任何振动的传递， 和 / 或支撑件 18 可以 包括可以用于调整投影系统 10 的位置的致动器系统。
光刻设备还包括可以测量衬底支撑件 13 相对于投影系统 10 的位置的测量系统 20。应当理解， 测量系统 20 可以直接测量相对位置。可替代地， 测量系统 20 可以测量衬底 支撑件 13 相对于投影系统 10 的位移， 且由已知的初始的相对位置和随后的位移确定衬底 支撑件 13 相对于投影系统 10 的位置。
如图所示， 测量系统 20 可以通过支架 21 安装至参考框架 16。 然而， 测量系统的一 部分或全部可以安装到投影系统 10 和衬底支撑件 13 中的一个或者两个上。
衬底致动器系统 14 可以包括控制器 22， 该控制器 22 被配置用以响应于如由测量 系统 20 确定的衬底支撑件 13 相对于投影系统 10 的位置来控制衬底支撑件 13 的位置。因 此， 可以以相对于投影系统 10 所需要的方式来控制衬底支撑件 13 的运动。
衬底 12 可以被定位于衬底支撑件 13 上， 从而获知衬底 12 相对于衬底支撑件 13 的 位置。 可替代地或者另外地， 如果衬底 12 已经被安装至衬底支撑件 13， 则它可以被检查， 用 于更加精确地确定衬底 12 相对于衬底支撑件 13 的位置。因此， 如果知道了衬底 12 相对于 衬底支撑件 13 的位置， 则对衬底支撑件 13 相对于投影系统 10 的运动的控制提供了对衬底 12 相对于投影系统 10 的精确控制。 这是有利的， 原因在于， 假设致动器系统 14 和测量系统 20 是充分响应的， 可以抵偿投影系统 10 相对于光刻设备的其余部分的位置误差， 诸如可能 由干扰引起的位置误差， 从而能够改善投影到衬底 12 上的图案化的辐射束的控制精度。例 如， 这可以导致由投影系统 10 沿平行于投影系统的光轴的方向相对于衬底 12 的运动引起 的聚焦误差或者重叠误差的减小。
对于根据第一实施例的布置， 如在之前考虑的投影系统中不再需要最小化投影系 统的光学元件相对于惯性参考框架的运动。因此， 不再需要使用调谐质量阻尼器或者具有 加速计 / 检波器反馈的伺服机构。前者的去除可以导致投影系统的质量减少， 后者的去除 简化了投影系统， 通过去除后者所需要的有源元件， 降低了对散热的要求。
然而， 在根据第一实施例的布置中， 需要保证投影系统 10 中的光学元件 30、 32、 34、 36、 38 中的每一个相对于投影系统的其余部分位于固定位置。 因此， 投影系统 10 设置有 被配置以具有很高刚度的支撑框架 25。投影系统 10 通过支撑框架 25 安装至参考框架 16。此外， 测量系统 20 确定衬底支撑件 13 相对于支撑框架 25 的一部分的位置。投影系统 10 的光学元件 30、 32、 34、 36、 38 又通过各个支架 31、 33、 35、 37、 39 安装至支撑框架 25。
在一个示例中， 为了保证对图案化的辐射束 11 到衬底 12 上的投影的最优控制， 光 学元件 30、 32、 34、 36、 38 必须被安装， 以使得最小化其相对于支撑框架 25 的运动。然而， 可 能不能用足够刚度的固定的支架简单将光学元件 30、 32、 34、 36、 38 安装至支撑框架 25， 以 防止这样的移动。这是因为围绕投影系统 10 内的光学元件 30、 32、 34、 36、 38 可能不具有足 够的体积， 用以提供具有所需要的刚度的支架。此外， 可能需要投影系统 10 内的光学元件 30、 32、 34、 36、 38 的位置是可调节的， 以便抵偿光刻设备内的误差。
因此， 支架 31、 33、 35、 37、 39 中的一个或多个包括至少一个阻尼器， 该阻尼器提供 对光学元件相对于支撑框架 25 的运动的阻尼。通过增加抵抗 ( 诸如由振动引起的 ) 光学 元件和支撑框架 25 之间的快速的相对运动的动态刚度， 减少了相对运动的幅度。因此， 对 光学元件 30、 32、 34、 36、 38 相对于支撑框架 25 的位置的控制被改善， 并且因此改善了图案 化的辐射束 11 相对于衬底 12 的控制。
对于非常精确地相对地定位光学元件所配置的结构通常显示出非常小的振动阻 尼。小于临界阻尼的大约 1％的阻尼 ( 即， 刚刚足以防止引起自由振荡所需要的阻尼水平 ) 通常在临界振动模式 ( 例如对系统具有最大冲击的振动模式 ) 中被获得。对光学元件 30、 32、 34、 36、 38 相对于支撑框架 25 的运动的更高的阻尼可以改善光学元件的运动对框架的 运动的匹配。 特别地， 动态分析已经示出对于超过临界阻尼的大约 10％的阻尼， 实现了光学 元件 30、 32、 34、 36、 38 的运动与投影系统 10 的支撑框架 25 的运动的匹配的良好性能。然 而， 超过临界阻尼的大约 30％的阻尼没有显现出进一步显著地改善动力。 因此， 可能期望阻 尼在临界阻尼的大约 10％和大约 30％之间。
应当理解， 在投影系统中可能足以对于所述光学元件中的仅仅一个或者一些 ( 例 如更敏感的部件 ) 提供阻尼。对于投影系统 10 内的其它的光学元件， 仅仅使用高刚度支架 可能就是足够的。 此外， 还应当理解， 可能足以沿性能对所述运动最敏感的运动方向提供对 敏感部件的阻尼。还应当认识到， 可以提供单个阻尼器用以阻尼光学元件的运动。可替代 地， 可以为每一光学元件设置具有两个或多个阻尼器的系统。
实施例 2
图 6a 和 6b 分别地显示出光学元件的支架的横截面和平面视图。这样的支架可以 结合上文讨论的第一实施例使用。
如图所示， 光学元件 50 被内部支架 51 保持和被固定到内部支架 51 上， 该内部支 架 51 支撑光学元件 50。内部支架 51 连接到包括第一阻尼环 52 和第二阻尼环 53 的外部支 架。该外部支架可以通过第二阻尼环 53 连接到例如投影系统的支撑框架。
第一阻尼环 52 包括环形槽 54， 该环形槽 54 被配置以容纳来自第二阻尼环 53 的环 形突起 55。在第二阻尼环 53 的环形突起 55 和第一阻尼环的环形槽 54 之间提供了小间隙 56。间隙 56 可以填充有流体， 诸如粘性液体。如果第二阻尼环 53 相对于第一阻尼环 52 移 动， 那么粘性液体流过间隙 56 且对此的阻力提供对第二阻尼环 53 相对于第一阻尼环 52 的 移动的阻尼。这样的阻尼通常被称为压膜阻尼。通过对第二阻尼环 53 相对于第一阻尼环 52 的运动进行阻尼， 光学元件 50 相对于其将安装到的部件 ( 例如投影系统的支撑框架 ) 的 运动也被阻尼。为了防止阻尼流体从支架流出， 除了第一阻尼环 52 的环形槽 54 和第二阻尼环 53 的环形突起 55 之间的间隙 56 之外， 第一阻尼环 52 与第二阻尼环 53 的间隔可以被最小化。 另外， 捕获井 (catch well)57 可以被设置到第一阻尼环 52 的环形槽 54 的任一侧上， 其收 集逃逸的任何阻尼流体。
虽然未在图 6a 和 6b 中示出， 但是可以提供致动器系统， 用于调整光学元件 50 相 对于第二阻尼环 53( 例如相对于光学元件 50 所将安装到的部件 ) 的位置。
可以理解， 第一阻尼环 52 的环形槽 54 和第二阻尼环 53 的环形突起 55 之间的阻 尼间隙 56 的尺寸确定了光学元件 50 可达到的运动范围。此外， 随着阻尼间隙 56 增加， 阻 尼降低。然而， 可以通过使用具有更高粘性的流体增加阻尼。因此， 为了增加光学元件的运 动范围但提供足够的阻尼， 可以使用具有更高粘性的流体。例如， 对于第一阻尼环 52 的环 形槽 54 和第二阻尼环 53 的环形突起 55 之间的间隙 56 大约为 100 微米且间隙 56 中的流 体的动态粘度在大约 0.5 和大约 3Ns/m2 之间， 可以对具有达约 10 千克的质量的透镜提供 在临界阻尼的大约 10％和临界阻尼的 30％之间的阻尼。
当选择将使用的阻尼流体时， 期望流体是可以在光刻设备中使用的流体。 尤其， 可 以使用具有超低蒸气压力和极高表面张力的且被除气的液体， 用于保证它不在光刻设备内 释放污染物。适合的材料包括可商业获取的材料， 诸如但不限于 Santovac OS-138、 Krytox 100 和 Krytox101。通常， 可以使用诸如聚苯醚流体等其它流体。通常， 具有 0.5Ns/m2 和 3Ns/m2 之间的动态粘度的流体可能是期望的。
实施例 3
图 7 示出根据第三实施例的光学元件的支架的布置。如关于第一实施例在上文讨 论的， 根据第三实施例的布置例如可以用于安装投影系统内的光学元件。
如图所示， 光学元件 60 可以连接至内部支架构件 61 且被其支撑。外部支架构件 62 可以被围绕内部支架构件 61 设置和被配置用以连接到光学元件 60 将安装到的部件 ( 例 如连接到投影系统的支撑框架 )。如图 7 所示， 三个阻尼器 63、 64、 65 被围绕内部支架构件 61 设置， 用以提供对内部支架构件 61 相对于外部支架构件 62 的运动的阻尼。 另外， 虽然为 了清楚起见未在图 7 中示出， 但是一组弯曲部 ( 例如具有定制的方向顺应性的弹性元件 ) 也可以被提供， 用以将内部支架构件 61 连接至外部支架构件 62。
可以理解， 虽然如在图 7 中所示， 三个阻尼器 63、 64、 65 可以围绕光学元件 60 均匀 地分布， 但是这不是必须的。此外， 可以提供更少的阻尼器或者更多数量的阻尼器。然而， 在图 7 中示出的布置可能是有利的， 这是因为每一个阻尼器可以被配置用以主要沿给定方 向提供对运动的阻尼。因此， 通过围绕光学元件 60 均匀地分布三个阻尼器， 使得他们的主 要阻尼的方向被布置在不同的取向上， 优选地彼此分离开大约 120°， 可以对光学元件 60 的运动范围提供有效且均匀的阻尼。
如图所示， 可以提供致动器系统 66， 其能够控制内部支架 61 的位置， 并且因此控 制光学元件 60 相对于外部支架 62 和光学元件 60 将安装到的部件的位置。可以理解， 致动 器系统 66 可以由多个致动器构成。虽然在图 7 中示出它是单个单元， 但是应当理解， 致动 器系统可以围绕光学元件 60 分布。致动器系统内的致动器可以是任何便利形式的致动器， 例如压电致动器或者音圈致动器。
图 8 示出根据第三实施例的阻尼器 63、 64、 65 的示例的横截面图。阻尼器 63、 64、65 具有由第二圆柱面 72 围绕的第一圆柱面 71 且它们之间具有环形间隙 73。可以通过活 塞 74 提供第一圆柱面 71， 可以通过气缸 75 提供第二圆柱面 72。例如关于第二实施例在上 文讨论的粘性液体的流体被设置在间隙 73 中， 因此提供了对第一圆柱面 71( 例如活塞 74) 相对于第二圆柱面 72( 例如气缸 75) 的运动的阻力。
可以通过包围具有端面 75a 的气缸 75 的一端来改善阻尼器的性能。该端面 75a 与活塞 74 的端面 74a 一起产生腔 76。随着活塞 74 移动， 腔 76 的体积改变， 迫使流体通过 第一圆柱面 71 和第二圆柱面 72 之间的环形间隙 73。例如， 如由在图 8 中的箭头示出的， 随 着活塞 74 朝向腔 76 移动， 第一圆柱面 71 和第二圆柱面 72 之间的流体被从第一腔 76 朝向 活塞 74 的相对侧上的第二腔 77 挤压。对于流体挤压通过环形间隙 73 而不是流体仅仅抵 抗第一圆柱面 71 和第二圆柱面 72 的相对运动的要求， 增加阻尼器的阻尼。可以理解， 反向 运动使通过环形间隙 73 的阻尼流体的流动反转， 也提供对运动的阻力。
如图所示， 隔膜 78 可以被设置成包含第二腔 77 中的流体。如图 8 所示， 隔膜 78 可以具有波纹形状。然而， 它也可以是平面的。隔膜 78 设置在被连接到活塞 74 的杆 79 和 第二圆柱面 72 之间。隔膜 78 也提供限制杆 79 沿主要的轴向方向 ( 例如， 平行于第一和第 二圆柱面 71、 72 的中心轴线 ) 的运动的功能。这种对运动的限制使得能够使用相对小的环 形间隙 73， 从而增加了对于给定尺寸的阻尼器的可以达到的阻尼水平。 也可以理解， 图8中 示出的阻尼器的阻尼的主要方向是沿轴向方向。 然而， 应当理解， 沿其它方向的一些运动是 允许的而且阻尼器也将提供对所述方向上的移动的阻尼。
第一和第二圆柱面 71、 72 之间的间隙 73 的环形形状的特征是， 由阻尼器提供的阻 尼对于活塞相对于气缸的给定的运动范围不显著地受活塞 74 相对于气缸 75 的位置的影 响。因此， 阻尼器可以结合被配置以具有可调节的位置的光学元件一起使用。
被连接到活塞 74 的杆 79 可以包括挠曲性的构件 79A， 其允许杆 79 的自由端相对 于活塞 74 弯曲。这可以允许杆 79 的自由端相对于气缸 75 具有更大的运动范围， 而没有显 著地影响阻尼的水平。它也可以被配置以允许由阻尼器连接的两个部件的侧向运动， 例如 沿垂直于圆柱面 71、 72 的中心轴线的方向。可以理解， 气缸 75 可以连接到外部支架构件 62， 且杆 79 的自由端可以连接到内部支架构件 61， 用以提供抵抗内部支架构件 61( 并且因 此光学元件 60) 相对于外部支架构件 62( 并且因此光学元件 60 将安装到的部件 ) 的运动 的阻尼力。然而， 应当理解这些连接可以是相反的。
在一个示例中， 如上所述的阻尼器可以被配置成使得环形间隙 73 具有大约 50 微 米和 350 微米之间的厚度， 并且可以包括关于第二实施例如上文讨论的阻尼液体。这样的 阻尼器可以提供大约 5000Ns/m 至大约 10000Ns/m 的阻尼系数。在图 7 中示出的布置中所 使用的， 这样的阻尼器可以如上所述地提供具有大约 10 千克的质量的光学元件的期望的 临界阻尼的 10％至 30％或者甚至更高的阻尼， 潜在地接近临界阻尼的 100％。
应当理解， 限定腔 76 的表面 74a、 75a 之间的距离必须足以容纳活塞 74 相对于气 缸 75 的轴向运动。然而， 这一距离可以相对小， 尤其显著地小于图 8 中示出的示意图 ( 其 中为了清楚起见距离是相对大的 )。因此， 由于流体相对于表面 74a、 75a 的运动， 距离可以 足够小使得可以发生粘滞扩散。因此， 可以提供超过由间隙 73 中的粘滞扩散所引起的阻尼 的额外的阻尼。
实施例 4第四实施例对应于第三实施例， 但是使用不同的阻尼器布置。在图 9 中示出根据 第四实施例的阻尼器的横截面。在第四实施例中， 如图 9 所示的阻尼器可以被使用用于替 代关于第三实施例在上文讨论的图 8 所示出的阻尼器。关于第三实施例的上文讨论的阻尼 器的变化也应用于第四实施例的阻尼器。
正如第三实施例， 第四实施例的阻尼器 80 包括形成在活塞 84 上的第一圆柱面 81 和形成在气缸 85 上的第二圆柱面 82， 以及第一和第二圆柱面 81、 82 之间的环形间隙 83。
然而， 气缸 85 还包括由形成在活塞 84 上的第四圆柱面 87 围绕的第三圆柱面 86。 第二环形间隙 88 设置在第三和第四表面 86、 87 之间。
正如第三实施例， 活塞 84 和气缸 85 限定第一腔 89， 该第一腔 89 随着活塞 84 相对 于气缸 85 运动而改变体积。例如， 如图 9 中的箭头所示出的， 随着活塞 84 前进到气缸 85 中， 第一腔 89 变得较小， 挤压设置在阻尼器 80 中的阻尼流体从腔 89 通过第三和第四圆柱 面 86、 87 之间的环形间隙 88 且通过第一和第二圆柱面 81、 82 之间的环形间隙 83。正如第 三实施例的阻尼器， 第四实施例的阻尼器 80 包括由隔膜 91 界定的第二腔 90， 阻尼流体被迫 使进入到第二腔 90 中。可以理解， 当运动是反向的时， 例如当活塞 84 从气缸 85 退出时， 阻 尼流体被迫使通过第一和第二圆柱面 81、 82 之间的环形间隙 83 且通过第三和第四圆柱面 86、 87 之间的环形间隙 88 进入到第一腔 89 中。
因此， 第四实施例的阻尼器 80 提供两个环形间隙 83、 88， 阻尼流体被迫使通过两 个环形间隙 83、 88， 且可以对于总的给定尺寸的阻尼器和给定尺寸的环形间隙 ( 并且因此 的运动范围 ) 大约使切变薄膜区域加倍， 从而提供比第三实施例的布置更大的阻尼。这是 有利的， 因为光刻设备中的可用的体积并且尤其光刻设备中的投影系统内的可用的体积是 有限的。
实施例 5
如图 10 中的横截面所示出的， 第五实施例提供另一可替代的阻尼器 100， 该阻尼 器 100 可以被使用用于替代在第三实施例中的在图 8 中示出的阻尼器。关于第三实施例在 上文讨论的阻尼器的变体也适用于第五实施例的阻尼器 100。
正如第三实施例， 第五实施例的阻尼器 100 包括在阻尼器 100 的第一部分 104 上 的第一圆柱面 101 和形成在阻尼器 100 的第二部分 105 上的第二圆柱面 102， 从而提供第一 和第二圆柱面 101、 102 之间的环形间隙 103。
提供了腔 106， 该腔 106 由第一和第二部分 104、 105 限定， 且随着所述部分彼此相 对地移动而改变体积。例如， 由图 10 中的箭头所示出的， 随着第一和第二部分 104、 105 朝 向彼此移动， 第一腔 106 减小体积， 从而迫使设置在阻尼器 100 中的阻尼流体挤压通过环形 间隙 103， 从而提供对运动的阻尼阻力。 被挤压通过环形间隙 103 的阻尼流体被迫使进入外 部腔 107， 该外部腔 107 由弹性阻挡构件 108 界定。如图 10 所示， 弹性阻挡构件 108 可以例 如由波纹管形成。然而， 可以使用其它的弹性阻挡构件， 假如它们保持第二腔 107 中的阻尼 流体且允许阻尼器 100 的第一和第二部分 104、 105 彼此相对移动。
与第三和第四实施例的阻尼器相比， 第五实施例的阻尼器 100 允许第一和第二部 分彼此相对的更大的运动。这可能是有利的， 条件是阻尼器被用于投影系统中的光学元件 的支架中， 其中期望调整光学元件相对于投影系统的支撑框架的位置， 诸如上文讨论地。 阻 尼器的总体尺寸可以与第三实施例的阻尼器的总体尺寸相类似， 环形间隙也可以在大约 5微米和 350 微米之间。
实施例 6
图 11 示出根据本发明的第六实施例的阻尼器 110 的横截面。阻尼器 110 在很大 程度上对应于第五实施例的阻尼器 100， 且为了简便起见将详述它们的差异。
特别地， 如图所示， 由弹性阻挡构件 112 界定的第二腔 111 被隔膜 113 分成第一部 分 111a 和第二部分 111b。第二腔 111 的第一部分 111a 执行与第五实施例的阻尼器 100 的 第二腔 107 相同的功能， 例如包括阻尼器流体 ( 例如粘性液体 )。第二腔 111 的第二部分 111b 包括可压缩的气体。因此， 随着阻尼器流体被迫使通过环形间隙进入第二腔 111， 第二 腔 111 的第二部分 111b 中的气体被压缩， 从而避免或者减小弹性阻挡构件 112 可能发生的 任何膨胀。
在第六实施例的变体中， 可以省略隔膜 113 但是可压缩的气体可以保持在第二腔 111 的一部分中且执行相同的功能。
虽然第二腔的第二部分 111b 在图 11 中被显示出被设置在第二腔的一端， 但是这 样的情形不是必须的。可以理解， 它可以布置在第二腔的任何便利的部分中。
实施例 7
图 12 示出根据第七实施例的阻尼器 120 的横截面， 该阻尼器 120 可以被使用用于 替代第三实施例的阻尼器。 关于第三实施例的上文讨论的的阻尼器的变化也适用于第七实 施例的阻尼器 120。
如图所示， 第七实施例的阻尼器包括设置在第一部分 124 上的第一圆柱面 121 和 设置在第二部分 125 上的第二圆柱面 122。环形间隙 123 被限定在第一和第二圆柱面 121、 122 之间。另外， 第一部分包括第三圆柱面 126， 第二部分具有第四圆柱面 127， 以及第二环 形间隙 128 被限定在第三和第四圆柱面 126、 127 之间。
正如第三实施例， 第一和第二部分 124、 125 限定包含阻尼流体的第一腔 129。随 着阻尼器 120 的第一和第二部分 124、 125 彼此相对移动， 腔 129 的体积改变。例如， 如由图 12 的箭头所示出， 随着阻尼器 120 的第一和第二部分 124、 125 朝向彼此移动时， 腔 129 的 体积减小， 从而迫使阻尼流体通过第三和第四圆柱面 126、 127 之间的环形间隙 128 且通过 第一和第二圆柱面 121、 122 之间的环形间隙 123。同样地， 在阻尼器 120 的第一和第二部 分 124、 125 移动分开时， 阻尼流体被迫使通过第一和第二圆柱面之间的环形间隙 123 和第 三和第四圆柱面 126、 127 之间的环形间隙 128 进入到第一腔 129 中。被迫使从第一腔 129 通过环形间隙 128、 121 的阻尼流体， 被迫使进入第二腔 130 中， 该第二腔 130 以与第五实施 例相对应的方式由弹性阻挡构件 131 所界定。
如所明白的， 第七实施例和第五实施例之间的差别是提供必须迫使阻尼流体通过 的第二环形空间。 因此， 切变薄膜区域被增加， 且对于给定尺寸的阻尼器和给定尺寸的环形 间隙 ( 并且因此运动范围 ) 由第七实施例和第五实施例提供更大的阻尼。
实施例 8
图 13 示出根据第八实施例的阻尼器 135 的横截面。第八实施例的阻尼器 135 对 应于第七实施例的阻尼器 120， 但是以对应于第六实施例的阻尼器 110 的方式， 第二腔 136 由隔膜 137 分成包含阻尼器流体的第一部分 136a 和包含可压缩的气体的第二部分 136b。 可压缩的气体的提供允许阻尼流体流入和流出第二腔 136， 而没有使界定第二腔 136 的弹性阻挡构件 138 膨胀。类似于所述第六实施例， 可以省略所述隔膜 137。
实施例 9
图 14 示出根据第九实施例的阻尼器 140 的横截面， 阻尼器 140 可以被使用用于替 代在第三实施例中的上文讨论的阻尼器。 关于第三实施例的上文讨论的变化也适用于第九 实施例。
如图所示， 第九实施例的阻尼器 140 包括在阻尼器 140 的第一部分 144 上形成的 第一圆柱面 141 和在阻尼器 140 的第二部分 145 上形成的第二圆柱面 142， 限定在第一和第 二圆柱面 141、 142 之间的环形间隙 143。
第一腔 146 由阻尼器 140 的第一和第二部分 144、 145 限定。正如之前的实施例， 随着阻尼器 140 的第一和第二部分 144、 145 彼此相对移动， 第一腔 146 的体积改变。因此， 例如如由图 14 中的箭头示出的， 随着阻尼器 140 的第一和第二部分 144、 145 彼此更靠近地 运动， 第一腔 146 减小体积， 且包含在第一腔 146 中的阻尼流体被迫使通过第一和第二圆柱 面 141、 142 之间的环形间隙 143。因此， 阻尼流体被迫使进入第二腔 147， 该第二腔 147 以 对应于上文讨论的第五实施例的方式由弹性阻挡构件 148 界定。
第九实施例的阻尼器 140 还包括通过一个或更多的流体通道 150 与第二腔 147 流 体连接的第三腔 149。第三腔 149 由第二弹性阻挡构件 151 限定且被配置使得第三腔 149 的体积可以依赖于被迫使进入第三腔 149 中的阻尼流体的量而改变。例如， 随着阻尼流体 被迫使从第一腔 146 通过环形间隙 143 进入第二腔 147 中， 且连续地进入第三腔 149 中， 第 二弹性阻挡构件 151 可以变形使得第三腔 149 的体积增加。因此， 限定第二腔 147 的弹性 阻挡构件 148 可以被布置， 以允许阻尼器 140 的第一和第二部分 144、 145 的相对运动， 但是 防止或者至少最小化弹性阻挡构件 148 的膨胀。
阻尼器的总体尺寸可以与第三实施例相类似， 环形间隙也可以在大约 50 微米和 350 微米之间。
虽然图 14 和根据第九实施例的上述的阻尼器 140 需要由一个或更多的流体通道 150 分开的不同的第二和第三腔 147、 149， 但是应当理解， 可以不是这样的情形。具体地， 第 二腔 147 可以被配置以仅仅形成连接环形间隙 143 至第三腔 149 的流体通道。
实施例 10
图 15 示出根据第十实施例的阻尼器 160 的横截面。第十实施例的阻尼器 160 对 应于第九实施例的阻尼器 140， 为了简便起见， 将不重复描述同样的部分。
第十实施例的阻尼器 160 和第九实施例的阻尼器 140 之间的主要差别是提供两个 环形间隙。因此， 阻尼器 160 的第一和第二部分 164、 165 分别具有第一和第二圆柱面 161、 162， 限定了环形间隙 163。 另外， 阻尼器 160 的第一和第二部分 164、 165 分别具有第三和第 四圆柱面 166、 167， 限定了第二环形间隙 168。
正如其它实施例所述， 第一腔 169 由第一和第二部分 164、 165 限定， 使得随着阻尼 器 160 的第一和第二部分 164、 165 彼此相对移动， 第一腔 169 的体积改变。例如， 如由图 15 中示出的箭头示出的， 随着阻尼器 160 的第一和第二部分 164、 165 朝向彼此移动， 第一 腔 169 的体积减小， 第一腔 169 内的阻尼流体被迫使通过第一环形间隙 163 和第二环形间 隙 168 进入由弹性阻挡构件 171 界定的第二腔 170 中。阻尼流体从第二腔 170 被迫使通过 一个或更多的流体导管 172， 进入由弹性阻挡构件 174 形成的第三腔 173 中， 该弹性阻挡构件 174 允许第三腔 173 的体积改变， 用于随着阻尼器 160 的第一和第二部分 164、 165 彼此 相对运动而容纳进入和流出第三腔 173 的阻尼流体。正如之前的实施例， 可以理解， 第十实 施例的阻尼器 160 具有更大的切变薄膜区域， 并且因此对于给定尺寸的阻尼器和给定尺寸 的环形间隙 ( 并且因此运动范围 ) 提供比第九实施例的阻尼器 140 更大的阻尼力。
可以理解， 由阻尼器阻尼的运动将非常小。然而已经发现根据上面描述的实施例 的阻尼器的阻尼效应持续到亚纳米的位移幅度。
可以理解， 如果期望的话， 光学元件的支架可以包括根据第三至第十实施例中的 两个或多个实施例的阻尼器。
有利地， 如上所述布置的阻尼器也可以足够紧凑以配合到本发明的光学元件的支 架的布置可以利用的空间内。 因此， 可以不需要显著地重新设计投影系统， 以允许使用这样 的阻尼器。
还应当理解， 虽然以上描述已经描述用于所使用的支架中的阻尼器， 以将光学元 件安装到光刻设备的投影系统中， 但是阻尼器也可以用于光刻设备中的其它光学元件的支 架中。 还应当理解， 光学元件可以是在光刻设备中使用的任何类型， 例如包括折射型和反射 型的光学元件。
如果需要的话， 阻尼器可以由泄漏收容护罩包围。这样的布置可能有益于降低例 如如果阻尼器泄漏而导致的任何阻尼流体泄漏到投影系统的其余部分中的风险。
尽管在本文中可以做出具体的参考， 将所述光刻设备用于制造具体的器件 ( 例如 集成电路或平板显示器 )， 但应当理解这里所述的光刻设备可以有其他的应用。 应用包括但 不限于集成电路、 集成光学系统、 磁畴存储器的引导和检测图案、 平板显示器、 液晶显示器 (LCD)、 薄膜磁头、 微机电装置 (MEMS) 等的制造。另外， 例如在平板显示器中， 本发明的设备 可以用于帮助产生各个层， 例如薄膜晶体管层和 / 或彩色滤光片层。
尽管以上已经描述了本发明的特定的实施例， 但是应该理解的是本发明可以以与 上述不同的形式实现。例如， 本发明可以采取包含用于描述上述公开的方法的一个或更多 个机器可读指令序列的计算机程序的形式， 或者采取具有在其中存储的这种计算机程序的 数据存储介质的形式 ( 例如， 半导体存储器、 磁盘或光盘 )。
已经描述了本发明的特定实施例， 应当理解本领域技术人员将容易想到对本发明 的许多修改或暗示给本领域技术人员对本发明的许多修改， 因此意图是仅由随附的权利要 求的范围和精神来限定本发明。
结论
虽然在上文描述了本发明的各个实施例， 但是应当理解它们仅通过举例的方式被 显示出， 且不是限制性的。 相关领域的技术人员应当明白， 在不背离本发明的精神和范围的 情况下可以对其中的形式和细节做出多种变化。因此， 不应当由任意的上述的示例性实施 例来限制本发明的广度和范围， 而是仅应当根据随附的权利要求和它们的等价物来进行限 定。
可以理解， “具体实施方式” 部分意图是用于诠释权利要求， 而不是发明内容和摘 要部分。发明内容和摘要部分可以阐述一个或更多的本发明的示例性实施例， 但是不能阐 述如发明人所设想的所有的示例性的实施例， 因此其不是要以任何方式限制本发明和随附 的权利要求。