用于致动微光刻投影曝光设备中的元件的装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及用于致动微光刻投影曝光设备中的元件的装置。按照本发明专利技术的一方面，一种用于致动微光刻投影曝光设备中的元件的装置具有：至少两个致动器（620，630，720，730，820，830），其经由机械耦合（621，631，721，731，821，831）分别耦合至所述元件（610，710，810）并且在至少一个自由度上分别在所述元件上施加能够被调节的力；其中，对于这些致动器中的每一个致动器，属于相应致动器的致动器质量与所述致动器关联的所述机械耦合形成用作低通滤波器的质量-弹簧系统；以及其中，这些质量-弹簧系统的固有频率彼此具有等于这些固有频率中的最大固有频率的10％的最大偏差。

Device for actuating an element in a lithographic projection exposure apparatus

The invention relates to a device for actuating a component in a lithographic projection exposure apparatus. According to one aspect of the invention, a device for actuating a microlithographic projection exposure apparatus of components: at least two actuator (620630720730820830), via a mechanical coupling (621631721731821831) are respectively coupled to the element (610710810) and at least one degree of freedom in the element is applied to by adjusting the force; for each of these actuators in the actuator, the mechanical coupling quality belongs to the corresponding actuator actuator is associated with the formation of quality - used as actuator low-pass filter spring system; and the maximum deviation of the natural frequency of the mass spring system is equal to the maximum frequency of each other the natural frequency of 10%.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于致动微光刻投影曝光设备中的元件的装置相关申请的交叉引用此申请要求均于2011年4月21日提交的德国专利申请DE102011007917.3和US61/477740的优先权益。于此通过引用并入了这些申请的内容。
本申请涉及用于致动微光刻投影曝光设备中的元件的装置。
技术介绍
微光刻法用于产生诸如例如集成电路或LCD的微结构部件。以所谓的投影曝光设备执行微光刻过程，该投影曝光设备具有照明器件和投影透镜。在此情况下借助于投影透镜将借助于照明器件照明的掩膜(=分划板)的图像投影到涂覆有光敏层(光刻胶)并布置在投影透镜的像平面中的基底(例如，硅晶片)上，以将掩膜结构转移至基底的光敏涂层上。在设计为用于EUV (即用于波长小于15nm的电磁辐射)的投影曝光设备中，归因于不存在透光材料，镜子用作用于成像过程的光学部件。能够将所述镜子固定在承载框架上并且配置为使得它们是至少部分能够操纵的，以使得能够以例如六个自由度(即关于三个空间方向x、y和z上的移位，以及关于Rx、Ry和Rz绕对应轴的旋转)移动各个镜子，作为其结果，补偿例如在投影曝光设备的操作期间发生的光学性质的改变是可能的，该改变例如是由于热影响造成的。在EUV系统的操作期间，例如在抑制各个元件上的寄生力时或在考虑并抑制系统激发的振动时，动态方面变得日益重要。为此目的，除其它因素外，起作用的因素是，对于增加的镜子尺度和支撑及测量结构的尺度，机械结构的固有频谱总是进一步向较低频率移动，该尺度随数值孔径增大。结果，就系统性能以及就不再能够以稳定方式或仅能够以低控制质量操作活动位置调节的事实来说，发生的振动导致增加的问题。现有技术已经公开了用于抑制或抑止(damp)不想要的振动的各种途径。为此目的，以范例方式参照 W02006/084657AU W02007/006577AU DE102008041310A1、DE102009005954A1 以及 US4123675。
技术实现思路
本专利技术的目的是使得用于致动微光刻投影曝光设备中的元件的装置可用，其容许以较高控制质量调节元件的位置。此目的按照独立专利权利要求的特征实现。根据一方面，本专利技术涉及一种微光刻投影曝光设备中的控制环，包括:-至少一个位置传感器，用于生成特征是所述投影曝光设备中的元件的位置的传感器信号；-至少一个致动器；以及-闭环控制器，其基于来自所述位置传感器的所述传感器信号来调节由所述致动器施加于所述元件上的力；-其中，为了稳定所述控制响应，在所述控制环中存在至少一个低通滤波器。本专利技术首先基于在包含用于对元件进行致动的装置的控制环中布置低通滤波器的概念，该元件更特别地是镜子，并且在这样做时，在通过合适地调整在系统中发生的共振和滤波频率来调节元件的位置或镜子位置时确保充分的稳定性。虽然下文假定镜子作为该元件并且也假定投影曝光设备设计为用于EUV，但是本专利技术不限于此。从而，也能够结合其它(更特别地光学)元件(诸如例如透镜)和/或在设计为用于DUV (即，小于200nm，更特别地小于160nm的波长)的投影曝光设备中实施本专利技术。控制环中低通滤波器的根据本专利技术的使用在该低通滤波器伴随有相位分布的改变，更特别地控制环的相位容限的减小的程度上不是易于明显的；这能够从图5a_b最好地识别。图5a_b中的示例示出了作用力抑制的范例传递函数(图5a)和对应的相位响应(图5b)，在用于两个不同Q因子的曲线的基础上例示该滤波器的阻尼的效果。原理上，二阶滤波器中的致动器力的抑制取决于激发频率与滤波频率之间的相对间隔；能够在图5a中识别这个。滤波频率以下的频率范围中的激发未受到抑制。在滤波频率以上，致动器力总是更受抑制，具有_40dB/十年的增大。随着阻尼增大，在滤波频率附近发生的共振锐度减小到刚度或质量(mass)线以下。Q因子描述共振峰的大小，图5a示例相对弱的阻尼(大的共振峰，Q = 250)和相对强的阻尼(小的共振峰Q = 0.7)的分布。如果通过机械构件来实施滤 波器，则滤波频率fF在此情况下由下式给出，fF = —(I) 2π \m其中，k标记形成机械滤波器的弹簧-质量系统的弹簧常数，且m标记机械滤波器的滤波质量。按照图5b，在无抑止或弱抑止共振的情况下，在滤波频率附近从输出至输入信号存在180°的相位移动(对应于符号的改变)。在较强阻尼的情况下(依次对应于图5b中的Q = 0.7的虚曲线)，存在从0°的相位(即“相位输入和输出信号”)至180°的相位的基本上较平和的过渡，并且从而对于共振频率以下的频率已经存在显著的相位移动，其结果是控制环的所需的反应不再充分地足够迅速。其上冲是，就上述相位分布来说，控制环中的具有相对强的阻尼的低通滤波器本身是不期望的。从这些想法继续，本专利技术现在基于低通滤波器能够用于包含用于对元件或镜子进行致动的装置的控制环中的进一步的发现，该低通滤波器具有相对弱的阻尼(即，与常规电子滤波器相比，常规电子滤波器能够例如具有0.7的Q因子)，对应于5或更大的相对大的Q因子。如以下仍然将参照图更详细地解释的，作为使用具有相对弱的阻尼的该低通滤波器的结果，在滤波频率附近故意接受将通过使用具有基本上较低的Q因子或较强的阻尼的低通滤波器来抑制的显著共振。然而，本专利技术已经发现滤波频率附近的此附加共振能够构造为使得控制环仍然是稳定的并且呈现想要的控制质量。换句话说，在其以目标方式合适地构造的程度上，滤波频率附近的附加共振不引起性能的退化，并且所以共振不引起控制环中的不稳定。结果，低通滤波器从而能够继续抑制该元件或镜子的共振频率，同时避免上述不想要的相位损失的效果一与使用具有强阻尼或低Q因子的低通滤波器的情况不同。该元件或镜子的共振频率，即元件体或镜子体的柔性本征模式在镜子控制环的传递函数中作为弱抑止的共振尖峰是总体可见的。它们限制了闭环控制的可实现的带宽，即控制质量(仍然将在以下对于没有滤波器的情况的图2中看到的)。低通滤波器的滤波频率优选地小于镜子的最小固有频率的值的95%，特别地小于80%，更特别地小于60 %。此实施例是有利的，因为如已经在图5a的基础上解释的，借助于滤波器抑制镜子的具体共振频率的效率增高，则滤波器的滤波频率(即，在机械滤波器的情况下质量-弹簧系统的固有频率)越低。同时，根据本专利技术，滤波频率未设定为任意地低，使得保持控制环的稳定性。因此，滤波频率应当优选地在带宽以上至少4-5的因子。在端效应中，此情况中的带宽确定定位该元件或镜子时的控制质量和抑制外部干扰(例如，作为晶片台等的移动的结果)的能力。低通滤波器能够具体化为电子滤波器，并且能够更特别地具有所述闭环控制器、所述位置传感器或所述致动器中的至少一个电或电子电路。在另外的实施例中低通滤波器具体化为机械滤波器。首先，由质量-弹簧系统形成的机械滤波器固有地具有相对弱的阻尼或高的Q因子，如在本专利技术的范围内所寻求的。此外，实施作为质量-弹簧系统的形式的机械滤波器的低通滤波器现在具有附加的优点，即机械滤波器能够实施为使得其包括属于致动器的致动器质量，例如，如果致动器具体化为音圈马达或洛伦兹致动器，则此致动器的磁体的质量于是与致动器质量至镜子的机械耦合一起已经形成了质量-弹簧系统并且因此相关的机械滤波器。在该实施例中，相关致动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于致动微光刻投影曝光设备中的元件的装置，具有：●至少两个致动器（620，630，720，730，820，830），其经由机械耦合（621，631，721，731，821，831）分别耦合至所述元件（610，710，810），并且在至少一个自由度上分别在所述元件（610，710，810）上施加能够被调节的力；●其中，对于这些致动器（620，630，720，730，820，830）中的每一个致动器，属于相应致动器的致动器质量与所述致动器关联的所述机械耦合形成用作低通滤波器的质量?弹簧系统；以及●其中，这些质量?弹簧系统的固有频率彼此具有等于这些固有频率中的最大固有频率的10％的最大偏差。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.04.21 DE 102011007917.3;2011.04.21 US 61/4771.一种用于致动微光刻投影曝光设备中的元件的装置，具有: ?至少两个致动器(620，630，720，730，820，830)，其经由机械耦合(621，631，721，731，821，831)分别耦合至所述元件(610，710，810)，并且在至少一个自由度上分别在所述元件(610，710，810)上施加能够被调节的力； ?其中，对于这些致动器(620，630，720，730，820，830)中的每一个致动器，属于相应致动器的致动器质量与所述致动器关联的所述机械耦合形成用作低通滤波器的质量-弹簧系统；以及 ?其中，这些质量-弹簧系统的固有频率彼此具有等于这些固有频率中的最大固有频率的10%的最大偏差。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，这两个致动器(620，630，720，730，820，830)具有相互垂直的驱动轴。3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，这两个致动器(620，630，720，730，820，830)形成双脚架。4.根据权利要求1至3中的一项所述的装置，其特征在于，这些质量-弹簧系统的固有频率小于所述元件(610，710，810)的最小固有频率的值的95%，特别地小于80%，更特别地小于60%。5.一种用于致动微光刻投影曝光设备中的元件的装置，具有:?至少一个致动器(620，630，720，730，820，830)，其经由机械耦合(621，631，721，731，821，831)耦合至所述元件，并且在至少一个自由度上在所述元件(610，710,810)上施加能够被调节的力； ?其中，属于所述致动器(620，630，720，730，820，830)的致动器质量与所述机械耦合(621,631,721,731,821,831)形成用作低通滤波器的质量-弹簧系统；以及 ?其中，所述质量-弹簧系统的固有频率小于所述元件(610，710，810)的最小固有频率的值的95%。6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述质量-弹簧系统的固有频率小于所述元件(610，710，810 )的最小固有频率的值的80 %，特别地小于60 %。7.根据前述权利要求中的一项所述的装置，其特征在于，所述装置还具有用于在至少一个自由度上确定所述元件的位置和/或方位的至少一个传感器元件，所述传感器元件经由机械耦合耦合至所述元件或参考结构，并且所述传感器元件与此机械耦合形成用作低通滤波器的质量-弹簧系统。8.一种用于致动微光刻投影曝光设备中的元件的装置，具有: ?用于在至少两个自由度上确定所述元件的位置和/或方位的至少一个传感器元件，所述传感器元件经由机械耦合耦合至所述元件或参考结构； ?其中，对于所述至少两个自由度，所述传感器元件分别与所述机械耦合形成用作低通滤波器的质量-弹簧系统，并且其中，这些质量-弹簧系统的固有频率彼此具有等于这些固有频率中的最大固有频率的10%的最大偏差。9.一种用于致动微光刻投影曝光设备中的元件的装置，具有: ?用于在至少一个自由度上确定所述元件的位置和/或方位的至少一个传感器元件，所述传感器元件经由机械耦合耦合至所述元件或参考结构；?其中，所述传感器元件与此机械耦合形成用作低通滤波器的质量-弹簧系统；以及 ?其中，此质量-弹簧系统的固有频率小于所述元件的最小固有频率的值的95%。10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述质量-弹簧系统的固有频率小于所述元件的最小固有频率的值的80%，更特别地小于60%。11.根据前述权利要求中的一项所述的装置，其特征在于，相应低通滤波器具有至少5，特别地至少20，更特别地至少50并且更特别地至少80的Q因子。12.根据前述权利要求中的一项所述的装置，其特征在于，所述装置具有控制带宽小于IkHz的闭环控制器，其基于特征是所述元件的位置的传感器信号来调节由至少一个致动器施加于所述元件上的力。13.根据前述权利要求中的一项所述的装置，其特征在于，所述低通滤波器具有在所述控...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·菲舍尔，U·舍恩霍夫，B·戈伊佩尔特，H·布特勒，R·J·M·德容，
申请(专利权)人：卡尔蔡司SMT有限责任公司，ASML荷兰有限公司，
类型：
国别省市：