[发明专利]一种用于隔振的柔性装置及使用该装置的光刻设备

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种集成电路装备制造领域，尤其涉及一种用于隔振的柔性装置及使用该装置的光刻设备。

背景技术

光刻设备是一种将所需图案应用到衬底上，通常是衬底的目标部分上的机器。例如，可以将光刻设备用在集成电路(IC)的制造中。在这种情况下，可以将可选地称为掩模或掩模版(reticle)的图案形成装置用于生成对应于所述IC的单层的电路图案。可以将该图案成像到衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括一部分管芯、一个或多个管芯)上。图案成像是通过把图案成像到提供到衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上进行的。通常，单独的衬底将包含被连续曝光的相邻目标部分的网络。常规的光刻设备包括：所谓步进机，在所述步进机中，通过将全部图案尸次曝光到所述目标部分上来辐射每一个目标部分;以及所谓扫描机：在所述扫描机中，通过辐射束沿给定方向(“扫描”方向)扫描所述图案、同时沿与该方向平行或反向平行的方向扫描所述衬底来辐射每一个目标部分。也可能通过将图案压印(imprinting)到衬底的方式从图案形成装置将图案形成到衬底上。

高精度和高分辨率作为光刻技术当前瞄准的目标需要光刻设备的各部件之间相互精确定位，例如保持图案形成装置(例如掩模)的掩模版台、投影系统和保持衬底的衬底台。除了例如掩模版台和衬底台的定位外，投影系统也面临这种需要。在当前设备中的投影系统包括承载结构，例如透镜座架(透射光的情形)或反射镜框架(反射光的情形)，和包括多个光学元件，例如透镜元件、反射镜等。

通常在光刻机系统中，由于结构振动将会导致图像的短期误差，同时由于运动系统（如微动台、反射镜）的MA (Moving Average)和MSD(Moving Standard Deviation)的伺服位置误差将导致的图像畸变。降低和控制对整机动态性能，将误差降低到一个较低的水平。为了克服因结构振动所导致的图像畸变，通常使用柔性铰链来解决该技术问题。

传统柔性铰链诞生并发展于六十年代前后。由于宇航和航空等技术发展的需要，对实现小范围内偏转的支承，不仅提出了高分辨率的要求，而且对其尺寸和体积提出了微型化的要求。人们在经过对各类型的弹性支承的实验探索后，才逐步开发出体积小无机械摩擦，无间隙的柔性铰链，并获得了前所未有的高精度和稳定性。如利用柔性铰链原理研制的角度微调装2,在3分的角度范围内，达到了1000万分之一度的稳定分辨率。近年来，柔性铰链又在精密微位移工作台中得到了实用，开创了工作台进入毫微米级的新时代。柔性铰链用于绕轴作复杂运动的有限角位移，它的特点是:无机械摩擦、无间隙、运动灵敏度高。柔性铰链有很多种结构，最普通的形式是绕一个轴弹性弯曲，这种弹性变形是可逆的。

传统柔性铰链以双轴柔性铰链为代表，是由两个互成90度的单轴柔性铰链组成的，如图1中a所示。对于大部分应用，这种设计的缺点是两个轴没有交叉。具有交叉轴的最简单的双轴柔性铰链是把颈部作成圆杆状，见图1中b，这种设计简单且加工容易，但它的截面面积比较小，纵向强度相对弱的多。因此产生了需要垂直交叉和沿纵向轴高强度的双轴柔性铰链，如图1中的c结构。

随着光刻领域对高精度和高稳定性的不断需求，开始将柔性铰链用在光刻设备之上。如图2中所示，美国专利US7554105(B2)中公开以下技术方案：提供一种30Hz柔性机构的避免共振的方法,并提供了一种倒T型柔性机构的设计结构和布局。

如图3中所示，美国专利US20090040638中提供了一种典型的反作用力装置和柔性元件。 该反作用力装置是由弹簧支撑元件悬浮在周围环境之中。为使反作用力装置具有抵抗外界干扰的能力，其必须具有解耦特性，而它的解耦频率主要取决于反作用力装置自身的质量和支撑弹簧的硬度性能。为了获取合适的反作用力装置就需要其体积尽量地减小，因而这就需要反应物料采用高密度的材料。柔性元件采用的是硬度较软的板簧元件，它可以描述X、Y、Z方向的平移和旋转六个自由度，通常可以根据需求设计其自由度，因而压簧元件根据自由度的不同有多种结构形式。采用一种平面方形螺旋装置的是一种六自由度的弹簧柔性结构，它形成了执行器系统的六个方向的外部环境振动过滤特性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于隔振的柔性装置及使用该装置的光刻设备，能有效将被隔振物体的六自由度模态控制在较低频率范围内。

为了实现上述发明目的，本发明公开一种用于隔振的柔性装置，包括：第一接口、第