專利名稱：投影光學(xué)設(shè)備和曝光裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種設(shè)置有投影光學(xué)系統(tǒng)的投影光學(xué)設(shè)備，該投影光學(xué)系統(tǒng)投影預(yù)定圖案的圖像，并涉及一種曝光裝置，其用于將掩模圖案轉(zhuǎn)印在基底上，以制造各種設(shè)備，例如半導(dǎo)體設(shè)備、液晶顯示器等。
背景技術(shù)：
在用于制造半導(dǎo)體設(shè)備的平版印刷工藝中，使用曝光裝置以將形成在中間掩模(或光掩模等)上的圖案轉(zhuǎn)印和曝光到由光阻材料涂敷而作為基底的晶片上(或玻璃板等)。能夠使用各種類型的曝光裝置，例如步進(jìn)和重復(fù)曝光類型(靜止曝光類型)的投影曝光裝置，諸如步進(jìn)式裝置，以及步進(jìn)和掃描曝光類型的投影曝光裝置(掃描曝光裝置)，諸如掃描步進(jìn)式裝置。
在曝光裝置中，部件的剛度顯著地影響諸如振動(dòng)控制性能、曝光精度(重疊精度等)裝置的性能、機(jī)構(gòu)部分的重量和曝光裝置的制造成本，所述部件為(i)移動(dòng)和定位中間掩模和晶片的平臺(tái)，(ii)該平臺(tái)的支撐機(jī)構(gòu)，和(iii)投影光學(xué)系統(tǒng)的支撐機(jī)構(gòu)等的機(jī)構(gòu)部分。通常，具有高剛度的機(jī)構(gòu)部分的曝光裝置雖然提供了較高的裝置性能，但是其往往具有重的機(jī)構(gòu)部分和較高的制造成本。此外，機(jī)構(gòu)部分的剛度還與裝置性能的溫度特性、相應(yīng)于裝置性能隨著時(shí)間的變化的裝置性能的穩(wěn)定性有關(guān)。即，具有高剛度的機(jī)構(gòu)部分的曝光裝置往往在裝置性能方面具有良好的穩(wěn)定性和極好的溫度特性，但是取決于機(jī)構(gòu)部分的結(jié)構(gòu)，存在一些發(fā)生相反趨勢(shì)的情形。例如，在機(jī)構(gòu)部分中，當(dāng)具有高剛度的構(gòu)件通過具有高剛度的構(gòu)件彼此耦聯(lián)時(shí)，振動(dòng)很容易傳遞，在溫度改變時(shí)產(chǎn)生雙金屬效應(yīng)(如果不同的材料用于該構(gòu)件時(shí))，并且溫度特性會(huì)劣化。
然而，由于機(jī)構(gòu)部分剛度的增加，當(dāng)機(jī)構(gòu)部分的重量增加時(shí)，也有一種增加該設(shè)備的制造工廠的建造成本的可能性，在該工廠中安裝曝光裝置(為了處理曝光裝置的重量)。因此，傳統(tǒng)上，在減少裝置的重量的同時(shí)，為了保持高剛度和在高速時(shí)執(zhí)行定位和掃描，諸如陶瓷等具有比剛度(specific stiffness)(其值為剛度除以每單位體積的重量)的輕重量材料能夠被用于構(gòu)成平臺(tái)的一部分構(gòu)件的材料。
此外，還提出一種曝光裝置，其中平臺(tái)和投影光學(xué)系統(tǒng)由平行連桿機(jī)構(gòu)獨(dú)立地支撐，每個(gè)平行連桿機(jī)構(gòu)具有多個(gè)能夠伸展和收縮的桿。該系統(tǒng)在必要部分保持高剛度并且使整個(gè)機(jī)構(gòu)部分的重量減輕。例如參見國際公開文件WO01/022480。
從而，在傳統(tǒng)的曝光裝置中，為了保持在振動(dòng)控制性能等方面的高的設(shè)備性能，當(dāng)減小機(jī)構(gòu)部分的重量時(shí)，期望提高支撐機(jī)構(gòu)等的機(jī)構(gòu)部分的剛度。然而，在傳統(tǒng)的技術(shù)中，關(guān)于使用具有比剛度和輕重量材料的方法，由于該材料高的制造成本、該材料的形狀等，該材料僅能夠用于該機(jī)構(gòu)部分的一部分，因此整個(gè)機(jī)構(gòu)部分的減輕尚未顯著地得到改進(jìn)。為了進(jìn)一步減輕整個(gè)機(jī)構(gòu)部分，期望改變包括投影光學(xué)系統(tǒng)的支撐機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)部分本身的結(jié)構(gòu)。
同時(shí)，在使用平行連桿機(jī)構(gòu)的方法中，每個(gè)平行連桿機(jī)構(gòu)具有多個(gè)可伸長的桿，期望進(jìn)一步地改善機(jī)構(gòu)部分的減輕，并改善平臺(tái)的可移動(dòng)部分的控制精度。然而，因?yàn)闄C(jī)構(gòu)部分的結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，在掃描和平臺(tái)定位時(shí)控制還有可能變得復(fù)雜。此外，盡管能夠通過使用平行連桿機(jī)構(gòu)支撐投影光學(xué)系統(tǒng)，這往往造成機(jī)構(gòu)部分的結(jié)構(gòu)甚至變得更為復(fù)雜。在此方面，在近來的曝光裝置中，事先預(yù)測(cè)由于曝光光束的曝光量和環(huán)境溫度而引起的投影光學(xué)系統(tǒng)的機(jī)構(gòu)部分的熱變形量和成像特性的波動(dòng)量。根據(jù)該預(yù)測(cè)結(jié)果，在使用該裝置期間執(zhí)行成像特性的校正、中間掩模和晶片的定位校正等。然而，一旦機(jī)構(gòu)部分變得復(fù)雜，機(jī)構(gòu)部分的熱變形量以及成像特性的波動(dòng)量的估計(jì)精度將降低，從而可能使得曝光精度劣化。
此外，傳統(tǒng)上，為了控制由于溫度波動(dòng)而引起的投影光學(xué)系統(tǒng)的成像特性的波動(dòng)量，將冷卻液供應(yīng)到該投影光學(xué)系統(tǒng)的周圍。在此情形下，為了增加曝光裝置的振動(dòng)控制性能，期望應(yīng)該控制供應(yīng)冷卻液的原動(dòng)力的振動(dòng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明考慮了上述問題，其第一目的在于提供一種用于投影光學(xué)系統(tǒng)的支撐件，其在一種狀態(tài)中使用相對(duì)簡單且輕的機(jī)構(gòu)，在該狀態(tài)中能夠獲得高振動(dòng)隔離性能。
本發(fā)明的第二目的在于提供一種曝光裝置，其能保持高的諸如定位性能等設(shè)備性能，獲得所必需的高剛度，并使整個(gè)機(jī)構(gòu)部分減輕。
本發(fā)明的第三目的在于在冷卻液供應(yīng)到投影光學(xué)系統(tǒng)的周圍時(shí)減小振動(dòng)。
在根據(jù)本發(fā)明第一方面的投影光學(xué)設(shè)備中，投影圖案的圖像的投影光學(xué)系統(tǒng)由支撐設(shè)備所支撐，該支撐設(shè)備具有柔性結(jié)構(gòu)，以支撐該投影光學(xué)系統(tǒng)；和具有致動(dòng)器的定位設(shè)備，以定位該投影光學(xué)系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明的這個(gè)方面，投影光學(xué)系統(tǒng)由預(yù)定構(gòu)件(例如框架等)通過柔性結(jié)構(gòu)支撐。因此，在比較簡單且輕的機(jī)構(gòu)中，預(yù)定構(gòu)件的振動(dòng)不容易傳遞到投影光學(xué)系統(tǒng)，并且該柔性結(jié)構(gòu)的特征頻率較低。因此，能夠獲得高的振動(dòng)控制性能。
在此情形下，盡管柔性結(jié)構(gòu)具有較低的剛度，預(yù)定構(gòu)件和投影光學(xué)系統(tǒng)能夠被認(rèn)為是具有高剛度的剛性結(jié)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明的這個(gè)方面，在該設(shè)備中由具有剛性結(jié)構(gòu)的構(gòu)件所占的比率減小，并且使用柔性結(jié)構(gòu)。一般而言，柔性結(jié)構(gòu)具有與剛性結(jié)構(gòu)不同的特性，其重量輕、成本低，并取決于柔性結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)而能獲得屏蔽振動(dòng)和接收/傳遞熱位移的優(yōu)良特性。根據(jù)本發(fā)明的這個(gè)方面，剛性結(jié)構(gòu)能夠用于直接影響設(shè)備性能的部分，并且柔性結(jié)構(gòu)能夠用于將剛性結(jié)構(gòu)彼此耦聯(lián)的部分。由此結(jié)構(gòu)，能夠最小化或者完全避免熱位移和振動(dòng)傳遞的影響。因此，當(dāng)該設(shè)備保持高性能時(shí)能夠使機(jī)構(gòu)部分減輕。
根據(jù)本發(fā)明的這個(gè)方面，在一個(gè)實(shí)施例中，柔性結(jié)構(gòu)包括三個(gè)耦聯(lián)構(gòu)件，其中每個(gè)耦聯(lián)構(gòu)件在投影光學(xué)系統(tǒng)的垂直于光軸的方向上比平行于光軸的方向上具有較低的特征頻率。通過設(shè)有三個(gè)耦聯(lián)構(gòu)件，能夠以穩(wěn)定的方式支撐投影光學(xué)系統(tǒng)。此外，因?yàn)樵擇盥?lián)構(gòu)件由例如細(xì)長構(gòu)件組成，該細(xì)長構(gòu)件沿著光軸的方向延伸，在垂直于光軸的方向上該耦聯(lián)構(gòu)件的特征頻率變得較低。因此，關(guān)于具有高頻率部件的振動(dòng)，當(dāng)經(jīng)由投影光學(xué)系統(tǒng)轉(zhuǎn)印圖像圖案時(shí)，降低了圖像位置的模糊度(對(duì)比度的降低)。
在一個(gè)實(shí)施例中，耦聯(lián)構(gòu)件包括在其上端部和/或其下端部設(shè)置有彎曲部的線材或桿構(gòu)件。耦聯(lián)構(gòu)件的長度優(yōu)選地為1米或更長。從而，當(dāng)耦聯(lián)構(gòu)件的長度為1米或更長時(shí)，在與該耦聯(lián)構(gòu)件的光軸垂直的方向上的特征頻率大致為0.5Hz或更小，于是，投影光學(xué)系統(tǒng)相對(duì)于外部振動(dòng)被極其穩(wěn)定地支撐。
此外，振動(dòng)隔離部分能夠設(shè)置為耦聯(lián)構(gòu)件的一部分，其減小在投影光學(xué)系統(tǒng)的光軸方向上的振動(dòng)。由此，能夠進(jìn)一步減小與投影光學(xué)系統(tǒng)的光軸平行的方向上的振動(dòng)。
此外，能夠設(shè)置支撐耦聯(lián)構(gòu)件的框架和將投影光學(xué)系統(tǒng)定位為非接觸該框架的定位設(shè)備。
根據(jù)本發(fā)明的這個(gè)方面，耦聯(lián)構(gòu)件具有柔性結(jié)構(gòu)，于是具有剛性結(jié)構(gòu)的框架和投影光學(xué)系統(tǒng)能夠以低頻率相對(duì)地位移。在此情形下，通過使用定位設(shè)備，框架和投影光學(xué)系統(tǒng)(即投影光學(xué)系統(tǒng)的支撐構(gòu)件)的相對(duì)位置保持在目標(biāo)位置，于是能夠保持由于具有柔性結(jié)構(gòu)的優(yōu)選特性(機(jī)構(gòu)部分重量減輕和屏蔽振動(dòng)以及溫度變化的影響)，并且諸如投影圖像等的位置的穩(wěn)定性的設(shè)備性能能夠得以改善。換言之，對(duì)于能夠由定位設(shè)備所控制的頻率范圍內(nèi)的振動(dòng)，投影光學(xué)系統(tǒng)由主動(dòng)懸掛控制方法所支撐，而對(duì)于超過該頻率范圍的頻率的振動(dòng)，該投影光學(xué)系統(tǒng)由被動(dòng)的振動(dòng)隔離結(jié)構(gòu)所懸掛和支撐。
定位設(shè)備還能夠設(shè)置有位移傳感器，其測(cè)量投影光學(xué)系統(tǒng)相對(duì)于框架的位移信息的六個(gè)自由度，和六自由度致動(dòng)器，所述致動(dòng)器相對(duì)于框架以非接觸的方式定位該投影光學(xué)系統(tǒng)。通過使用位移傳感器的測(cè)量結(jié)果，能夠控制投影光學(xué)系統(tǒng)相對(duì)于框架的相對(duì)位置。
此外，在一個(gè)實(shí)施例中，支撐設(shè)備包括凸緣部分，其固定到投影光學(xué)系統(tǒng)的側(cè)表面，并且該凸緣部分運(yùn)動(dòng)學(xué)上地支撐測(cè)量單元，該測(cè)量單元具有傳感器，該傳感器測(cè)量投影光學(xué)系統(tǒng)和預(yù)定構(gòu)件(例如晶片平臺(tái))之間的位置關(guān)系。因此，該測(cè)量單元以一種狀態(tài)支撐，其中相對(duì)于投影光學(xué)系統(tǒng)具有一個(gè)預(yù)定的位置關(guān)系，并且施加非常小的應(yīng)力，于是能夠高精度地測(cè)量投影光學(xué)系統(tǒng)和預(yù)定構(gòu)件之間的位置關(guān)系。
在一個(gè)實(shí)施例中，其中形成有圖案的構(gòu)件(中間掩模)能夠被一體地設(shè)置在投影光學(xué)系統(tǒng)中。例如當(dāng)由步進(jìn)和重復(fù)曝光方法轉(zhuǎn)印圖案時(shí)，這是有效的。在此情形下，微量移動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠設(shè)置成相對(duì)于該投影光學(xué)系統(tǒng)微量移動(dòng)中間掩模。通過微量移動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠執(zhí)行中間掩模圖案的定位。
在另一個(gè)實(shí)施例中，能夠設(shè)置支撐柔性結(jié)構(gòu)的框架、經(jīng)由振動(dòng)隔離構(gòu)件支撐至框架的基部和在基部上驅(qū)動(dòng)其中形成有圖案的構(gòu)件的平臺(tái)。例如，當(dāng)由掃描曝光方法轉(zhuǎn)印圖案時(shí)，其中形成有圖案的構(gòu)件能夠用平臺(tái)掃描。此外，振動(dòng)隔離構(gòu)件作為柔性結(jié)構(gòu)被操作，其耦聯(lián)作為剛性結(jié)構(gòu)的基部和框架，并且施加到基部的額外應(yīng)力能夠通過振動(dòng)隔離構(gòu)件被抑制。
在此情形下，作為一個(gè)實(shí)施例，振動(dòng)隔離構(gòu)件能夠包括樞軸或彎曲部。樞軸或彎曲部允許旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，于是它們能夠作為簡單的機(jī)構(gòu)的振動(dòng)隔離構(gòu)件。
此外，為了抵消由平臺(tái)的移動(dòng)所產(chǎn)生的反作用力，還能夠設(shè)置在基部上移動(dòng)的平衡塊構(gòu)件和在基部上支撐平衡塊構(gòu)件的彎曲部機(jī)構(gòu)。由此，在平衡塊構(gòu)件和基部之間的振動(dòng)的傳遞甚至能夠更加完全地被屏蔽。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，投影光學(xué)系統(tǒng)能夠被設(shè)置在向下流動(dòng)的環(huán)境中。該投影光學(xué)系統(tǒng)被支撐，于是，諸如溫度受控的空氣的氣體通過向下流動(dòng)的方法平穩(wěn)地在投影光學(xué)系統(tǒng)的附近流動(dòng)。因此，改善投影光學(xué)系統(tǒng)的溫度穩(wěn)定性。
此外，根據(jù)本發(fā)明的這個(gè)方面，測(cè)量單元設(shè)置有激光干涉儀，并且還設(shè)置有局部氣體流動(dòng)系統(tǒng)，該局部氣體流動(dòng)系統(tǒng)相對(duì)于激光干涉儀的激光束的光路執(zhí)行局部的向下流動(dòng)。由此，改善激光干涉儀的測(cè)量精度。
此外，能夠設(shè)置管道和液體供應(yīng)系統(tǒng)，該管道從柔性結(jié)構(gòu)開始沿著投影光學(xué)系統(tǒng)的側(cè)表面布置，該液體供應(yīng)系統(tǒng)向管道供應(yīng)冷卻液。在此結(jié)構(gòu)中，柔性結(jié)構(gòu)還能夠用于支撐該管道，并改善該投影光學(xué)系統(tǒng)的溫度穩(wěn)定性。
在根據(jù)本發(fā)明第二方面的投影光學(xué)設(shè)備中，投影圖案的圖像的投影光學(xué)系統(tǒng)設(shè)置有液體供應(yīng)設(shè)備，其由重力驅(qū)動(dòng)向該投影光學(xué)系統(tǒng)的側(cè)表面供應(yīng)冷卻液。根據(jù)本發(fā)明的這個(gè)方面，由于重力使冷卻液流動(dòng)，因此幾乎不產(chǎn)生任何振動(dòng)。
根據(jù)本發(fā)明的這個(gè)方面，在一個(gè)實(shí)施例中，液體供應(yīng)設(shè)備設(shè)置有管道，其繞投影光學(xué)系統(tǒng)的側(cè)表面卷繞，和液體循環(huán)系統(tǒng)，其根據(jù)虹吸原理使冷卻液循環(huán)至管道。由此結(jié)構(gòu)，冷卻液能夠通過簡單的結(jié)構(gòu)循環(huán)。
曝光裝置能夠設(shè)置有根據(jù)本發(fā)明各個(gè)方面的投影光學(xué)設(shè)備。此種曝光裝置通過投影光學(xué)系統(tǒng)在基底上轉(zhuǎn)印和曝光圖案的圖像。在此曝光裝置中，當(dāng)設(shè)置根據(jù)本發(fā)明第一方面的投影光學(xué)設(shè)備時(shí)，在投影光學(xué)系統(tǒng)等所需要的部分中，能夠獲得高剛度，并且能夠保持高的振動(dòng)隔離性能等的設(shè)備性能，以及能夠通過懸掛和支撐投影光學(xué)系統(tǒng)而使整個(gè)機(jī)構(gòu)部分減輕。
此外，通過經(jīng)由柔性結(jié)構(gòu)將投影光學(xué)系統(tǒng)作為剛性結(jié)構(gòu)支撐，相對(duì)于具有剛性結(jié)構(gòu)的預(yù)定構(gòu)件，能夠?qū)崿F(xiàn)和結(jié)合剛性與柔性結(jié)構(gòu)的相應(yīng)優(yōu)點(diǎn)。因此，與傳統(tǒng)的實(shí)施例相比，能夠減小設(shè)備中由剛性結(jié)構(gòu)所占據(jù)的比率，而不會(huì)降低諸如投影圖像等的定位穩(wěn)定性的設(shè)備性能，能夠使機(jī)構(gòu)部分減輕并降低制造成本。
在使用根據(jù)本發(fā)明第二方面的投影光學(xué)設(shè)備的曝光裝置中，當(dāng)冷卻液供應(yīng)到該投影光學(xué)系統(tǒng)的周圍時(shí)，能夠減小振動(dòng)。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述，其中相同的附圖標(biāo)記代表相同的元件，并且其中圖1示出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的投影曝光裝置的示意性結(jié)構(gòu)的框圖；圖2示出了本發(fā)明的第一示例性實(shí)施方式的投影曝光設(shè)備的機(jī)構(gòu)部分的示意性結(jié)構(gòu)的立體圖；圖3是從示出圖2的凸緣18和投影光學(xué)系統(tǒng)PL的部分剖切的平面圖；圖4是從示出圖3的修改實(shí)施例的部分剖切的平面圖；圖5A示出了圖2的凸緣18和測(cè)量支架15處于耦聯(lián)狀態(tài)的立體圖；圖5B示出了圖5A的桿38A的下端部的立體圖；圖5C示出了圖5A的測(cè)量支架15中的凸起部和凹口部的立體圖；圖6示出了能夠用于替代圖5A的桿38A-38C的桿43的立體圖；圖7示出了本發(fā)明的第二示例性實(shí)施方式的投影曝光裝置的機(jī)構(gòu)部分的示意性結(jié)構(gòu)的立體圖；圖8示出了圖7的液體供應(yīng)系統(tǒng)的框圖；圖9示出了本發(fā)明的第三示例性實(shí)施方式的投影曝光裝置的機(jī)構(gòu)部分的示意性結(jié)構(gòu)圖；圖10是從示出本發(fā)明第四示例性實(shí)施方式的投影曝光裝置的機(jī)構(gòu)部分的部分剖切的示意性結(jié)構(gòu)圖；圖11示出了從圖10的平衡塊59到中間構(gòu)件55的放大橫截面視圖；圖12是從第五實(shí)施方式的投影曝光裝置的一部分剖切的示意性結(jié)構(gòu)圖；和圖13是圖12曝光裝置的立體圖。
具體實(shí)施例方式
第一實(shí)施方式下面參照?qǐng)D1-6解釋本發(fā)明的第一示例性實(shí)施方式。在此實(shí)施方式中，本發(fā)明應(yīng)用于步進(jìn)和重復(fù)曝光類型的投影曝光裝置，諸如步進(jìn)式裝置等，以及步進(jìn)和掃描曝光類型的投影曝光裝置，諸如掃描步進(jìn)式裝置等。
圖1是構(gòu)成本實(shí)施方式的投影曝光裝置的不同功能單元的方框圖。在圖1中，省略了投影曝光裝置所位于的室。在圖1中，設(shè)置有激光源1，激光源1可例如是KrF受激準(zhǔn)分子激光器(波長248納米)或ArF受激準(zhǔn)分子激光器(波長193納米)。光源還可為放射諸如F2激光(波長157納米)的紫外線范圍內(nèi)的振蕩激光束的設(shè)備，還可為放射真空紫外線范圍內(nèi)的諧波激光束的設(shè)備，該諧波激光束能夠通過在近紅外范圍內(nèi)對(duì)從固態(tài)激光源(YAG或半導(dǎo)體激光等)供應(yīng)的激光束進(jìn)行波長轉(zhuǎn)換而獲得。還能夠使用經(jīng)常用于此種類型的曝光裝置中的水銀放電燈等。
用于曝光(曝光光線)的照射光IL作為來自激光源1的曝光光束，該曝光光束經(jīng)由均化光學(xué)系統(tǒng)2采用均勻照射分布來照射中間掩模遮光機(jī)構(gòu)7，其由透鏡系統(tǒng)和復(fù)眼透鏡系統(tǒng)、光束分離器3、用于調(diào)整光量的可變衰減器4、反射鏡5和中繼鏡系統(tǒng)6構(gòu)成。該照射光IL由中間掩模遮光機(jī)構(gòu)7限制為預(yù)定形狀(例如在步進(jìn)和重復(fù)曝光類型中為方形，在步進(jìn)和掃描曝光類型中為狹縫形)，該照射光經(jīng)由成像透鏡系統(tǒng)8照射到中間掩模R(掩模)上，并且中間掩模遮光機(jī)構(gòu)7的開口的圖像在中間掩模R上成像。照射光學(xué)系統(tǒng)9由上述均化光學(xué)系統(tǒng)2、光束分離器3、可變衰減器4、反射鏡5、中繼鏡系統(tǒng)6、中間掩模遮光機(jī)構(gòu)7和成像透鏡系統(tǒng)8構(gòu)成。
在形成于中間掩模R上的電路圖案區(qū)域，由照射光所照射的部分的圖像經(jīng)由投影光學(xué)系統(tǒng)PL成像并投影在由光阻材料涂敷(光敏基底或光敏體)的晶片W(基底)上，該投影光學(xué)系統(tǒng)PL具有減少的投影放大率β并且是雙側(cè)遠(yuǎn)心的。例如，投影光學(xué)系統(tǒng)PL的投影放大率β可為1/4、1/5等，成像側(cè)數(shù)值孔徑NA可為0.7，并且視場(chǎng)的直徑可大致為27-30毫米。投影光學(xué)系統(tǒng)PL是折射系統(tǒng)，但是還能夠使用反折射系統(tǒng)等。中間掩模R和晶片W還可以分別被認(rèn)為是第一和第二目標(biāo)。在下面的解釋中，Z軸定義為平行于投影光學(xué)系統(tǒng)PL的光軸AX，X軸在平行于圖1的紙平面的方向延伸，并且垂直于Z軸，并且Y軸沿著垂直于圖1的紙平面的方向延伸。當(dāng)此實(shí)施例的投影曝光裝置為步進(jìn)和掃描曝光類型時(shí)，在掃描曝光期間中間掩模R和晶片W的掃描方向?yàn)檠刂鳼軸的方向(Y方向)，并且在中間掩模R上的照射區(qū)域變成沿著非掃描方向的X軸的方向(X方向)延伸的細(xì)長形狀。
此外，中間掩模R設(shè)置在投影光學(xué)系統(tǒng)PL的目標(biāo)表面?zhèn)壬?，該中間掩模R由真空壓力保持在中間掩模平臺(tái)RST(掩模平臺(tái))上。在步進(jìn)和重復(fù)曝光類型的情形下，除了在X和Y方向的移動(dòng)，該中間掩模平臺(tái)RST(微量移動(dòng)機(jī)構(gòu))在中間掩模基部(未示出)上沿著繞X方向和Y方向的旋轉(zhuǎn)方向和沿Z軸方向微量移動(dòng)，從而定位中間掩模R。同時(shí)，在掃描曝光裝置的情形下，該中間掩模平臺(tái)RST(平臺(tái))通過中間掩?；可系目諝廨S承(未示出)至少沿著Y方向(掃描方向)以恒定的速度移動(dòng)。中間掩模平臺(tái)RST的移動(dòng)坐標(biāo)位置(在X和Y方向的位置，和繞Z軸的旋轉(zhuǎn)角)由下列反射鏡連續(xù)地測(cè)量移動(dòng)反射鏡Mr，其固定到中間掩模平臺(tái)RST；參考反射鏡Me，其固定到投影光學(xué)系統(tǒng)PL的上部側(cè)表面；和激光干涉儀系統(tǒng)10，其與這些反射鏡相對(duì)地設(shè)置。激光干涉儀系統(tǒng)10包括激光干涉儀主體部分10a、光束分離器10b，其將激光束分成用于移動(dòng)反射鏡Mr的光束和用于參考反射鏡Me的光束，和反射鏡10c，其向參考反射鏡Me供應(yīng)激光束。此外，移動(dòng)反射鏡Mr、參考反射鏡Me和激光干涉儀系統(tǒng)10實(shí)際上組成至少一個(gè)在X方向的單軸激光干涉儀系統(tǒng)和在Y方向的雙軸或三軸激光干涉儀系統(tǒng)。
此外，中間掩模平臺(tái)RST的移動(dòng)由驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)11執(zhí)行，該驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括直線馬達(dá)、微量移動(dòng)致動(dòng)器等。激光干涉儀系統(tǒng)10的測(cè)量信息提供到平臺(tái)控制單元14，并且平臺(tái)控制單元14基于從主控制系統(tǒng)20接收的控制信息(輸入信息)和測(cè)量信息來控制驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)11，該主控制系統(tǒng)20由控制整個(gè)設(shè)備運(yùn)行的計(jì)算機(jī)組成。
同時(shí)，晶片W設(shè)置在投影光學(xué)系統(tǒng)PL的圖像平面?zhèn)壬希摼琖由一個(gè)未示出的晶片保持器吸附和保持在晶片平臺(tái)WST上(基底平臺(tái))。在步進(jìn)和重復(fù)曝光類型的情形下，晶片平臺(tái)WST通過晶片基部上的空氣軸承(未示出)沿X和Y方向步進(jìn)地移動(dòng)。在掃描曝光類型的情形下，在掃描曝光的同時(shí)，晶片平臺(tái)WST能夠至少沿Y方向以恒定的速度移動(dòng)，并通過空氣軸承安裝在晶片基部上(未示出)，從而可以沿X和Y方向步進(jìn)移動(dòng)。晶片平臺(tái)WST的移動(dòng)坐標(biāo)位置(在X和Y方向的位置，繞Z軸的旋轉(zhuǎn)角)由下列反射鏡連續(xù)地測(cè)量參考反射鏡Mf，其固定到投影光學(xué)系統(tǒng)PL的下部；移動(dòng)反射鏡Mw，其固定到晶片平臺(tái)WST；和激光干涉儀系統(tǒng)12，其相對(duì)于這些反射鏡設(shè)置。激光干涉儀系統(tǒng)12包括激光干涉儀主體部分12a、將激光束分成用于移動(dòng)反射鏡Mw的光束和用于參考反射鏡Mf的光束的光束分離器12b和向移動(dòng)反射鏡Mw供應(yīng)激光束的反射鏡12c。移動(dòng)反射鏡Mw、參考反射鏡Mf和激光干涉儀系統(tǒng)12實(shí)際上組成至少一個(gè)在X方向的單軸的激光干涉儀系統(tǒng)和在Y方向的雙軸或三軸激光干涉儀系統(tǒng)。此外，激光干涉儀系統(tǒng)12還設(shè)置有雙軸激光干涉儀，其用于繞X和Y軸的旋轉(zhuǎn)角的測(cè)量。
激光干涉儀系統(tǒng)12(激光干涉儀)作為一個(gè)預(yù)定的構(gòu)件能夠被認(rèn)為是一個(gè)傳感器，其用于測(cè)量投影光學(xué)系統(tǒng)PL和晶片平臺(tái)WST之間的位置關(guān)系。激光干涉儀系統(tǒng)12固定到測(cè)量支架15(測(cè)量單元)的底表面，該測(cè)量支架是環(huán)形平板狀構(gòu)件，其設(shè)置在投影光學(xué)系統(tǒng)PL的下部側(cè)表面上。此外，為了減小從激光干涉儀系統(tǒng)12供應(yīng)到移動(dòng)反射鏡Mw和參考反射鏡Mf的激光束的光路上的空氣的波動(dòng)(折射率的波動(dòng))，柔性的通氣管16固定到測(cè)量支架15。如圖2所示，通氣管16大致平行于支柱33A、上部支柱34的一側(cè)和線材35B而延伸。諸如高清潔空氣的氣體以可控的溫度和濕度從小空氣調(diào)節(jié)設(shè)備17(參見圖2)供應(yīng)，并且氣體通過局部向下流動(dòng)方法供應(yīng)到激光干涉儀系統(tǒng)12的激光束的光路。此外，為了將通氣管16的一部分與線材35B耦聯(lián)，固定架16M(支撐構(gòu)件)設(shè)置在線材35B的可移動(dòng)部分的附近。局部氣體流動(dòng)系統(tǒng)由小空氣調(diào)節(jié)設(shè)備17和通氣管16構(gòu)成。由此，改善激光干涉儀系統(tǒng)12的測(cè)量精度。此外，還可設(shè)置多個(gè)通氣管16。
在圖1中，由驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)13執(zhí)行晶片平臺(tái)WST的移動(dòng)，該驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)13包括諸如直線馬達(dá)、音圈馬達(dá)(VCM)等的致動(dòng)器。激光干涉儀系統(tǒng)12的測(cè)量信息供應(yīng)到平臺(tái)控制單元14，并且平臺(tái)控制單元14基于測(cè)量信息和從主控制系統(tǒng)20接收的控制信息(輸入信息)來控制驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)13的運(yùn)行。
此外，移動(dòng)晶片平臺(tái)WST以通過Z調(diào)平機(jī)構(gòu)控制其在晶片W的Z方向的位置(聚焦位置)，該Z調(diào)平機(jī)構(gòu)還控制繞X和Y軸的傾斜角。此外，斜向入射類型的多點(diǎn)自動(dòng)聚焦傳感器(23A，23B)固定到投影光學(xué)系統(tǒng)PL的下部側(cè)表面的測(cè)量支架15。該斜向入射類型的多點(diǎn)自動(dòng)聚焦傳感器(23A，23B)由投影光學(xué)系統(tǒng)23A和光接收光學(xué)系統(tǒng)23B組成，該投影光學(xué)系統(tǒng)將狹縫圖像投影在晶片W的表面上的多個(gè)測(cè)量點(diǎn)上，該光接收光學(xué)系統(tǒng)檢測(cè)與圖像的水平偏移量相關(guān)的信息，其中這些狹縫圖像通過從表面接收反射光而重成像，并將這個(gè)信息供應(yīng)到平臺(tái)控制單元14。平臺(tái)控制單元14通過使用狹縫圖像的水平偏移量信息計(jì)算從投影光學(xué)系統(tǒng)PL的圖像平面在多個(gè)測(cè)量點(diǎn)的散焦量，并通過自動(dòng)聚焦方法在晶片平臺(tái)WST內(nèi)驅(qū)動(dòng)Z調(diào)平機(jī)構(gòu)，從而，聚焦量能夠在曝光的時(shí)候保持在預(yù)定的控制精度內(nèi)。在例如日本早期公開專利申請(qǐng)1-253603中披露了一種類型的斜向入射類型的多點(diǎn)自動(dòng)聚焦傳感器的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。
此外，平臺(tái)控制單元14包括在中間掩模側(cè)的控制系統(tǒng)，其優(yōu)選地基于從激光干涉儀系統(tǒng)10接收的測(cè)量信息來控制驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)11；和在晶片側(cè)上的控制系統(tǒng)，其優(yōu)選地基于從激光干涉儀系統(tǒng)12接收的測(cè)量信息來控制驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)13。如果此實(shí)施例的投影曝光裝置為掃描曝光類型，當(dāng)中間掩模R和晶片W在掃描曝光時(shí)同步掃描時(shí)，這兩個(gè)控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)并控制相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)11和13。此外，主控制系統(tǒng)20與平臺(tái)控制單元14內(nèi)相應(yīng)的控制系統(tǒng)相互采用參數(shù)和命令通信，平臺(tái)控制單元14內(nèi)相應(yīng)的控制系統(tǒng)優(yōu)選地根據(jù)由操作者指定的程序執(zhí)行曝光處理。由此，設(shè)置有未示出的操作板單元(包括輸入設(shè)備和顯示設(shè)備)，并在操作者和主控制系統(tǒng)20之間形成界面。
此外，在曝光時(shí)，期望事先使中間掩模R與晶片W對(duì)準(zhǔn)。因此，在圖1的投影曝光裝置中，設(shè)置有中間掩模對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)(RA系統(tǒng))21，其在預(yù)定位置設(shè)置中間掩模R；和離軸型對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)22，其檢測(cè)晶片W上的標(biāo)記。對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)22(標(biāo)記檢測(cè)系統(tǒng))固定到測(cè)量支架15。多點(diǎn)自動(dòng)聚焦傳感器(23A，23B)和對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)22能夠作為一個(gè)傳感器，其測(cè)量投影光學(xué)系統(tǒng)PL和晶片平臺(tái)WST或晶片W(預(yù)定構(gòu)件)之間的位置關(guān)系。
此外，當(dāng)激光源1為受激準(zhǔn)分子激光源時(shí)，設(shè)置有由主控制系統(tǒng)20控制的激光控制單元25。激光控制單元25控制激光源1的脈沖振蕩的模式(單脈沖模式、脈沖串式、等待模式等)，并控制激光源1的放電高壓，以便調(diào)整被放射的脈沖激光的平均光量。此外，光量控制單元27控制可變衰減器4，以便獲得基于從光電檢測(cè)器26(積分傳感器)接收的信號(hào)的合適的曝光劑量，該光電檢測(cè)器26接收由光束分離器3所分離的部分照射光，并向激光控制單元25和主控制系統(tǒng)20發(fā)送脈沖照射光的強(qiáng)度(光量)信息。
此外，在圖1中，在步進(jìn)和重復(fù)曝光類型裝置的情形下，在照射光IL存在下，由投影光學(xué)系統(tǒng)PL將中間掩模R的圖案投影在晶片W上的一個(gè)拍攝區(qū)域上，并且由晶片平臺(tái)WST沿X和Y方向步進(jìn)地移動(dòng)晶片W的操作通過步進(jìn)和重復(fù)方法而重復(fù)。同時(shí)，在掃描曝光類型裝置的情形下，根據(jù)掃描曝光的操作，中間掩模R的圖案圖像被轉(zhuǎn)印到拍攝區(qū)域，在一個(gè)狀態(tài)中，設(shè)置成照射光IL照射到中間掩模R，穿過投影光學(xué)系統(tǒng)PL的中間掩模R的部分圖案的圖像被投影在晶片W上的一個(gè)拍攝區(qū)域，并且，使用投影光學(xué)系統(tǒng)PL的投影放大率β作為速度比，中間掩模平臺(tái)RST和晶片平臺(tái)WST沿Y方向同步地移動(dòng)(同步掃描)。接著，通過重復(fù)操作，其中停止照射光IL的放射并且通過晶片平臺(tái)WST和上述的掃描曝光操作使晶片W沿X和Y方向步進(jìn)地移動(dòng)，中間掩模R的圖案圖像通過步進(jìn)和掃描方法被轉(zhuǎn)印在晶片W上的所有拍攝區(qū)域上。
下面解釋本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例的投影曝光裝置的機(jī)構(gòu)部分的結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)。這個(gè)機(jī)構(gòu)部分還能夠作為設(shè)置有投影光學(xué)系統(tǒng)PL的投影光學(xué)設(shè)備。下面描述當(dāng)此實(shí)施例的投影光學(xué)裝置是步進(jìn)和重復(fù)曝光類型時(shí)的情形。
圖2示出了此實(shí)施例的投影曝光裝置的機(jī)構(gòu)部分的示意性結(jié)構(gòu)。在圖2中，短圓柱形底座32A、32B(第三底座32C未示出)設(shè)置在位于地板平面上的三角形的頂點(diǎn)的三個(gè)位置處。長支柱33A、33B、33C位于相應(yīng)的三個(gè)底座32A、32B、32C上。支柱以一個(gè)狀態(tài)設(shè)置以使得不產(chǎn)生位置偏移，因而該細(xì)、長圓柱形支柱33A、33B、33C如圖2所示地向內(nèi)傾斜一定的角度(而不是完全垂直)。這三個(gè)支柱33A-33C設(shè)置為使得它們上部之間的間隙比它們下端之間的間隙更狹窄，并且一個(gè)大致三角框形上部支柱34固定在支柱33A-33C的上表面上。由支柱33A-33C和上部支柱34組成的支柱結(jié)構(gòu)體與懸掛投影光學(xué)系統(tǒng)PL的框架相對(duì)應(yīng)。
即，投影光學(xué)系統(tǒng)PL設(shè)置在由支柱33A-33C環(huán)繞的空間內(nèi)，并且凸緣18(支撐構(gòu)件)一體地固定到投影光學(xué)系統(tǒng)PL，以使得實(shí)質(zhì)上環(huán)繞投影光學(xué)系統(tǒng)PL的Z方向的中心的側(cè)表面。凸緣18可以與投影光學(xué)系統(tǒng)PL的透鏡鏡筒形成一體。此外，彼此相同的螺旋彈簧36A、36B、36C(振動(dòng)隔離部分)的一端固定到上部支柱34的三段中的每個(gè)相應(yīng)的中心部分。凸緣18通過線材35A、35B、35C耦聯(lián)到螺旋彈簧36A、36B、36C的另一端，這些線材彼此相同并且由金屬制成。線材35A和螺旋彈簧36A相當(dāng)于一個(gè)耦聯(lián)構(gòu)件。以相同的方式，其它線材35B、35C和螺旋彈簧36B和36C相當(dāng)于另兩個(gè)耦聯(lián)構(gòu)件。這些耦聯(lián)構(gòu)件基本上彼此平行且平行于Z軸。在此實(shí)施例中，朝向地面的方向(Z方向)為豎直方向，并且垂直于Z軸的平面(XY平面)大致為水平平面。因此，投影光學(xué)系統(tǒng)PL和凸緣18通過三個(gè)耦聯(lián)構(gòu)件從上部支柱34被懸掛和支撐。
在此情形下，投影光學(xué)系統(tǒng)PL的光軸平行于Z軸，并且此實(shí)施例的耦聯(lián)構(gòu)件在垂直于投影光學(xué)系統(tǒng)PL的光軸的方向的特征頻率低于平行于該光軸的方向的特征頻率。耦聯(lián)構(gòu)件像鐘擺一樣在垂直于光軸的方向擺動(dòng)，因此如果耦聯(lián)構(gòu)件在Z方向的長度是L，并且加速度常數(shù)是G(＝9.8m/s2)，如下所示，長度L變得越長，在垂直于光軸方向的特征頻率fg變得越小。
fg=12πG/L---(1)]]>特征頻率fg變得越小，在垂直于投影光學(xué)系統(tǒng)PL的光軸的方向的振動(dòng)隔離性能(防止地板的振動(dòng)傳遞到投影光學(xué)系統(tǒng)PL的能力)就變得越好。因此，為了改善振動(dòng)隔離性能，耦聯(lián)構(gòu)件的長度L變得越長，其性能越好。然而，在另一方面，為了穩(wěn)定地支撐投影光學(xué)系統(tǒng)PL，優(yōu)選地，由耦聯(lián)構(gòu)件懸掛的凸緣18應(yīng)該固定在投影光學(xué)系統(tǒng)PL的Z方向的重心的附近。此外，為了優(yōu)選地減小投影曝光裝置的尺寸，優(yōu)選地，上部支柱34的高度應(yīng)該不高于投影光學(xué)系統(tǒng)PL的上端部。從此觀點(diǎn)看，耦聯(lián)構(gòu)件的長度L為投影光學(xué)系統(tǒng)PL的Z方向的長度的大約1/2或更小。
作為一個(gè)實(shí)施例，耦聯(lián)構(gòu)件的長度L設(shè)定為約0.5米。如果將這個(gè)值應(yīng)用到公式(1)中，特征頻率fg變?yōu)橐粋€(gè)小值，即0.7Hz。此外，如果耦聯(lián)構(gòu)件的長度L設(shè)定為1米或更長，根據(jù)公式(1)，特征頻率fg變?yōu)榧s0.5Hz，其對(duì)于投影曝光裝置中的振動(dòng)隔離性能是足夠低的。
fg≤0.5(Hz) (2)因此，例如，如果可能考慮到投影光學(xué)系統(tǒng)PL的長度，優(yōu)選地，耦聯(lián)構(gòu)件的長度設(shè)定在大約1米和幾米之間。
此外，在耦聯(lián)構(gòu)件中的線材35A-35C的投影光學(xué)系統(tǒng)PL的光軸方向的特征頻率變得比特征頻率fg高得多。然而，例如，在由支柱33A-33C從地板傳送到上部支柱34的振動(dòng)中，在光軸方向的大多數(shù)振動(dòng)部件被螺旋彈簧36A-36C(振動(dòng)隔離部分)吸附，于是能夠在平行于光軸的方向上獲得高的振動(dòng)隔離性能。
此外，例如，在支柱33A-33C和上部支柱34之間，可能設(shè)置諸如螺旋彈簧或空氣阻尼器的振動(dòng)隔離構(gòu)件。在此情形下，能夠省略耦聯(lián)構(gòu)件中的螺旋彈簧36A-36C。
此外，在此實(shí)施例中，中間掩模平臺(tái)RST(這里，微量移動(dòng)機(jī)構(gòu))一體地固定到投影光學(xué)系統(tǒng)PL的上部。中間掩模R(其中形成有圖案的構(gòu)件)由中間掩模平臺(tái)RST所保持。中間掩模平臺(tái)RST設(shè)置有固定在投影光學(xué)系統(tǒng)PL的基部31B；X平臺(tái)31X，其能夠相對(duì)于基部31在X方向微量移動(dòng)；和Y平臺(tái)31Y，其能夠相對(duì)于X平臺(tái)31X在Y方向微量移動(dòng)并且保持中間掩模R。在此實(shí)施例的中間掩模R的圖案生成表面上，沿X方向以預(yù)定的間隔形成一對(duì)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記RMA和RMB。中間掩模對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)(RA系統(tǒng))21A、21B通過相應(yīng)的反射鏡28A、28B設(shè)置在對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記RMA和RMB之上。這對(duì)RA系統(tǒng)21A、21B對(duì)應(yīng)于圖1的RA系統(tǒng)21。
此實(shí)施例的投影曝光裝置是步進(jìn)和重復(fù)曝光類型的，并且在曝光之前，通過使用RA系統(tǒng)21A、21B而定位中間掩模R的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記RMA和RMB之后，不需要移動(dòng)中間掩模R。由此，在圖1的中間掩模側(cè)上的激光干涉儀系統(tǒng)10未設(shè)置在圖2的投影曝光裝置中。
此外，反射鏡28A、28B和RA系統(tǒng)21A、21B固定到與上部支柱34耦聯(lián)的未示出的支柱，并且存儲(chǔ)圖1的照射光學(xué)系統(tǒng)9的照射系統(tǒng)子室19相對(duì)于該支柱固定。在此情形下，作為實(shí)施例，圖1的激光源1設(shè)置在圖2的支柱33A-33C的外側(cè)的地板上，并且將要從激光源1發(fā)射的照射光IL通過未示出的光束輸送系統(tǒng)被引導(dǎo)到照射光學(xué)系統(tǒng)9。
此外，晶片基部WB通過地板表面上的振動(dòng)隔離墊(未示出)設(shè)置在投影光學(xué)系統(tǒng)PL之下，并且將晶片W保持在晶片基部WB上的晶片平臺(tái)WST通過空氣軸承可移動(dòng)地設(shè)置在其上。在晶片平臺(tái)WST的頂部，固定有參考標(biāo)記構(gòu)件29，其中形成參考標(biāo)記以執(zhí)行中間掩模R和晶片W的對(duì)準(zhǔn)。
從而，此實(shí)施例的具有剛性結(jié)構(gòu)的投影光學(xué)系統(tǒng)PL通過螺旋彈簧36A-36C和線材35A-35C相對(duì)于具有剛性結(jié)構(gòu)的上部支柱34懸掛并支撐，該線材用作具有柔性結(jié)構(gòu)的耦聯(lián)構(gòu)件。在此結(jié)構(gòu)中，能夠獲得高的振動(dòng)隔離性能，并且能夠明顯減輕機(jī)構(gòu)部分。然而，存在一種可能性，即投影光學(xué)系統(tǒng)PL和上部支柱34的相對(duì)位置能夠以比較低的振動(dòng)頻率變化。從而，為了將投影光學(xué)系統(tǒng)PL和上部支柱34(以及支柱33A-33C)的相對(duì)位置保持在預(yù)定狀態(tài)，如圖3所示，設(shè)置一種非接觸類型的定位設(shè)備。
圖3是圖2的投影光學(xué)系統(tǒng)PL和凸緣18的平面圖。在圖3中，朝向凸緣18延伸的臂部37A、37B、37C固定到支柱33A、33B、33C。臂部37A-37C以大致120°的間隔繞投影光學(xué)系統(tǒng)PL的光軸AX設(shè)置。此外，在第一臂部37A和凸緣18之間，設(shè)置有在Z方向移動(dòng)凸緣18的第一致動(dòng)器40A和在周向方向移動(dòng)凸緣18的第二致動(dòng)器41A。音圈馬達(dá)能夠被用于致動(dòng)器40A、41A。此外，例如鎳鋼片(EI core)類型等的非接觸電磁致動(dòng)器還能夠用作致動(dòng)器40A和41A。
此外，在臂部37A的附近的凸緣18上，設(shè)置有第一雙軸加速度傳感器39A，其檢測(cè)Z方向和凸緣18的周向方向的加速度。由加速度傳感器39A檢測(cè)的雙軸加速度信息供應(yīng)到控制器42，并且控制器42基于加速度信息而驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器40A、41A，以使得凸緣18能夠相對(duì)于臂部37A(以及圖2的上部支柱34)或相對(duì)于地面保持靜止。在此實(shí)施方式中，加速度信息用作伺服控制致動(dòng)器40A、41A，以使凸緣18(以及投影光學(xué)系統(tǒng)PL)保持靜止。在執(zhí)行伺服控制之前，凸緣18(以及投影光學(xué)系統(tǒng)PL)位于參考位置，在此位置凸緣18和臂部37A-37C彼此具有預(yù)定關(guān)系(例如，這樣使得致動(dòng)器有效地驅(qū)動(dòng)凸緣)。能夠基于一個(gè)或多個(gè)(例如三個(gè))位移傳感器(未示出)的輸出而將凸緣18移動(dòng)到參考位置，該傳感器可例如為干涉儀、電容型位移傳感器、渦電流位移傳感器等。
在圖3中，在第二臂部37B和凸緣18之間，以及同樣在第三臂部37C和凸緣18之間，設(shè)置有第三和第五致動(dòng)器40B和40C，其在Z方向移動(dòng)凸緣18，并設(shè)置有第四和第六致動(dòng)器41B和41C，其在周向方向移動(dòng)凸緣18。致動(dòng)器40B、41B和40C、41C的結(jié)構(gòu)與致動(dòng)器40A、41A的結(jié)構(gòu)相同。此外，在臂部37B和37C的附近的凸緣18上，設(shè)置有第二和第三雙軸加速度傳感器39B和39C，其檢測(cè)Z方向和凸緣18的周向方向的加速度。加速度傳感器39B和39C的加速度信息還供應(yīng)到控制器42，并且控制器42基于加速度信息而驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器40B、41B和40C、41C，以使得凸緣18能夠相對(duì)于相應(yīng)的臂部37B和37C(以及圖2的上部支柱34)或相對(duì)于地面保持相對(duì)靜止。
能夠使用位移傳感器、檢測(cè)由壓電元件等產(chǎn)生的電壓的壓電型加速度傳感器、監(jiān)控CMOS轉(zhuǎn)換器的例如相應(yīng)于物質(zhì)的位移和變型等的邏輯閾值電壓的變化的半導(dǎo)體型加速度傳感器作為加速度傳感器39A-39C。使用加速度計(jì)的優(yōu)點(diǎn)在于一旦伺服控制啟動(dòng)，凸緣18(以及投影光學(xué)系統(tǒng)PL)能夠在空間內(nèi)保持靜止。這不同于僅相對(duì)于臂部37A-37C保持靜止，由于例如振動(dòng)可能從地面通過底座32A-32C傳遞而會(huì)略微地移動(dòng)。還可以放棄使用加速度傳感器39A-39C，而代替使用一個(gè)或多個(gè)直接測(cè)量凸緣18和臂部37A-37C(以及上部支柱34)之間的相對(duì)位置的位置傳感器。能夠使用例如渦電流位移傳感器、電容型位移傳感器、光學(xué)型傳感器等位置傳感器。
從而，投影光學(xué)系統(tǒng)PL和凸緣18的定位設(shè)備包括六軸加速度傳感器39A-39C(位移傳感器)、六軸致動(dòng)器40A-40C和41A-41C、六位置傳感器和控制器42。投影光學(xué)系統(tǒng)PL相對(duì)于上部支柱34(假定上部支柱34不振動(dòng)或者不移動(dòng))在X、Y和Z方向上的相對(duì)位置以及繞X、Y和Z軸的相對(duì)旋轉(zhuǎn)角由這些定位設(shè)備保持在定常狀態(tài)(預(yù)定狀態(tài))。致動(dòng)器40A-40C和41A-41C的響應(yīng)頻率約為10Hz，因此對(duì)于達(dá)到響應(yīng)頻率的振動(dòng)，此實(shí)施例的投影光學(xué)系統(tǒng)PL由主動(dòng)懸掛方法支撐。此外，對(duì)于超過該頻率的振動(dòng)，投影光學(xué)系統(tǒng)PL由被動(dòng)振動(dòng)隔離結(jié)構(gòu)懸掛并支撐。
在圖3中，使用了三個(gè)支柱33A-33C。然而，如圖4所示，還可使用四個(gè)支柱33A-33D。
圖4示出了投影光學(xué)系統(tǒng)PL和凸緣18在使用四個(gè)支柱33A-33D時(shí)的平面圖。在此圖中，支柱33A-33D穩(wěn)定地設(shè)置，以使得與支柱33A-33D的下端處相比較，其在上部的間距比其在大致為方形形狀的頂點(diǎn)位置處的間距窄。此外，方框形上部支柱34A固定到支柱33A-33D的上部，并且懸掛凸緣18的線材35A-35C通過圖2的螺旋彈簧36A-36C耦聯(lián)到上部支柱34A的三個(gè)位置。
在此情形下，兩個(gè)支柱33A和33B設(shè)置為在X方向夾住投影光學(xué)系統(tǒng)PL，并且支柱33C沿著投影光學(xué)系統(tǒng)PL的+Y方向設(shè)置。此外，在凸緣18和固定到支柱33A的臂部37A之間設(shè)置有第一和第二致動(dòng)器40A、41A，其分別在Z和Y方向上驅(qū)動(dòng)凸緣18，并且在臂部37B上設(shè)置有第三和第四致動(dòng)器40B、41B，其分別在Z和Y方向上驅(qū)動(dòng)凸緣18。此外，在凸緣18和固定到支柱33C的臂部37C之間設(shè)置有第五和第六致動(dòng)器40C和41C，其分別在Z和X方向上驅(qū)動(dòng)凸緣18。此外，雙軸加速度傳感器39A-39C設(shè)置在臂部37A-37C的附近的凸緣18的上部上。
在圖4的結(jié)構(gòu)中，投影光學(xué)系統(tǒng)PL(和凸緣18)能夠在X方向上由致動(dòng)器41C驅(qū)動(dòng)，并且投影光學(xué)系統(tǒng)PL(和凸緣18)能夠在Y方向上和在繞Z軸的旋轉(zhuǎn)方向上由致動(dòng)器41A、41B驅(qū)動(dòng)，于是能夠容易地控制致動(dòng)器41A-41C。
在圖2中，在投影光學(xué)系統(tǒng)PL的凸緣18(支撐構(gòu)件)的底表面上，環(huán)形的平坦?fàn)顪y(cè)量支架15(測(cè)量單元)通過三個(gè)大致平行于Z軸延伸的圓柱桿38A、38B、38C(聯(lián)接構(gòu)件)耦聯(lián)。即，測(cè)量支架15由包括半三點(diǎn)支撐(semi-three-point support)的運(yùn)動(dòng)學(xué)支撐方法穩(wěn)定地耦聯(lián)到凸緣18。對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)22、通氣管16和激光干涉儀系統(tǒng)12固定到測(cè)量支架15。
圖5A示出了一種狀態(tài)，其中圖2的凸緣18和測(cè)量支架15通過桿38A-38C耦聯(lián)。在圖5A中，直徑較小的彎曲部38Ab和38Aa形成于桿38A的兩個(gè)端部。彎曲部還形成于其它兩個(gè)桿38B、38C的兩個(gè)端部上。
如圖5B所示，在桿38A的一個(gè)彎曲部38Aa中，除了在Z方向的擴(kuò)展之外，可以在五個(gè)自由度位移。以相同的方式，在圖5A的桿38A的另一個(gè)彎曲部38Ab和另兩個(gè)桿38B、38C的兩端部分的彎曲部可以在五個(gè)自由度位移。從而，實(shí)質(zhì)上在凸緣18和測(cè)量支架15之間沒有施加應(yīng)力。因此，能夠在固定到測(cè)量支架15的激光干涉儀系統(tǒng)12等中獲得高的測(cè)量精度。
此外，在測(cè)量支架15的中心處的孔(其中插入投影光學(xué)系統(tǒng)PL的孔)附近的三個(gè)位置處形成有槽和墊，和三個(gè)接觸投影光學(xué)系統(tǒng)PL的側(cè)表面的墊。
圖5C示出了作為彎曲部的測(cè)量支架15的槽15a2和墊15a1。由此結(jié)構(gòu)，墊15a1允許在五個(gè)自由度的位移，其包括沿Z方向的位移和相對(duì)于投影光學(xué)系統(tǒng)PL的側(cè)表面繞光軸在徑向的位移、和繞Z、X和Y軸在旋轉(zhuǎn)方向的位移。從而，實(shí)質(zhì)上沒有應(yīng)力施加到測(cè)量支架15和投影光學(xué)系統(tǒng)PL之間，因此能夠穩(wěn)定地保持投影光學(xué)系統(tǒng)PL的成像特性。
此外，代替如圖5A所示在兩端部上形成有彎曲部的桿38A-38C，能夠使用圖6所示的桿43(聯(lián)接構(gòu)件)。在圖6中，在桿43的上端部內(nèi)，在兩個(gè)垂直的方向形成有槽43a、43b，并且桿43的下端部固定到構(gòu)件(在圖5A的實(shí)施例中，測(cè)量支架15)，并包括槽43b、43a，其與上端部對(duì)稱。即使圖5A的桿38A-38C由與圖6的桿43相同的三個(gè)桿替代，在桿43的兩個(gè)端部內(nèi)的可以在至少五個(gè)自由度位移，因此凸緣18和測(cè)量支架15以一個(gè)其中實(shí)質(zhì)上沒有施加應(yīng)力的狀態(tài)耦聯(lián)(即，它們采用運(yùn)動(dòng)學(xué)支撐方法附連)。
在圖2中，此實(shí)施例的投影曝光裝置設(shè)置在向下流動(dòng)的環(huán)境中，并且具有受控的溫度和濕度以及受到防顆粒處理的預(yù)定氣體(例如空氣)通過投影光學(xué)系統(tǒng)PL的側(cè)表面從照射系統(tǒng)子室19側(cè)供應(yīng)到晶片基部WB。此實(shí)施例的投影光學(xué)系統(tǒng)PL由上部支柱34懸掛和支撐，并且沒有防止預(yù)定氣體流動(dòng)的構(gòu)件擋道。因此，預(yù)定氣體能夠沿向下的方向平穩(wěn)地供應(yīng)，改善投影光學(xué)系統(tǒng)PL的溫度穩(wěn)定性，并改善成像特性的穩(wěn)定性。
從而，在此實(shí)施例的圖2的投影曝光裝置中，剛性結(jié)構(gòu)的投影光學(xué)系統(tǒng)PL和凸緣18通過螺旋彈簧36A-36C和線材35A-35C由主動(dòng)懸掛方法懸掛和支撐，這是由于相對(duì)于具有剛性結(jié)構(gòu)的上部支柱34而言，耦聯(lián)構(gòu)件具有柔性結(jié)構(gòu)。由此，可以具有以下的優(yōu)點(diǎn)。
(1)此實(shí)施例的投影曝光裝置由極其簡單的結(jié)構(gòu)體構(gòu)成，能夠使機(jī)構(gòu)部分減輕，并且能夠降低制造成本。
(2)投影光學(xué)系統(tǒng)PL被懸掛和支撐，并且特別地在垂直于耦聯(lián)構(gòu)件(投影光學(xué)系統(tǒng)PL)的光軸的方向振動(dòng)的特征頻率是極低的，因此顯著降低來自地板平面的振動(dòng)的影響。因此，能夠改善諸如振動(dòng)隔離性能、曝光精度(重疊精度)等裝置的性能。此外，即使振動(dòng)成為一個(gè)問題，能夠容易地確定振動(dòng)傳遞路徑，并且例如能夠容易地執(zhí)行防范措施，如其中將振動(dòng)隔離構(gòu)件加入到振動(dòng)傳遞的部分等。
(3)當(dāng)投影曝光裝置的環(huán)境溫度改變時(shí)，能夠容易地預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)體的熱變形，因此通過使用溫度傳感器，并測(cè)量結(jié)構(gòu)體的每個(gè)部件的溫度，基于測(cè)量的結(jié)果，能夠校正定位誤差等。
(4)在投影曝光裝置的附近具有一個(gè)大空間。因此，當(dāng)下一代曝光裝置被設(shè)計(jì)并用戶化時(shí)，不需要改變平臺(tái)(基部、支柱和投影光學(xué)系統(tǒng)的支撐機(jī)構(gòu)等)。因此，對(duì)于設(shè)計(jì)的自由度變得很大，并且優(yōu)選的結(jié)構(gòu)能夠用于所謂的模塊化設(shè)計(jì)。
第二實(shí)施方式下面參照?qǐng)D7和8解釋本發(fā)明的第二示例性實(shí)施方式。關(guān)于此實(shí)施例的投影曝光裝置，穩(wěn)定投影光學(xué)系統(tǒng)PL溫度的機(jī)構(gòu)被加入到圖2的投影曝光裝置中。在圖7和圖8中，相同的編號(hào)用于與圖2相應(yīng)的部分，并且省略它們的詳細(xì)描述。此外，在圖7中，為了清楚地理解增加的結(jié)構(gòu)，省略圖2中的通氣管16和小空氣調(diào)節(jié)設(shè)備7。
圖7示出了此實(shí)施例的投影曝光裝置的機(jī)構(gòu)部分的示意性結(jié)構(gòu)。在圖7中，在地板上設(shè)置有收集冷卻液的回收箱45，在三角框形上部支柱34的一個(gè)凸起附近設(shè)置有存儲(chǔ)液體的供應(yīng)箱48，和在上部支柱34的另一個(gè)凸起附近設(shè)置有連接后述的管子的支撐構(gòu)件49B。作為冷卻液，能夠使用水或氟類惰性液體(例如FLUORNERT(由美國3M公司制造))。也可使用所謂的冷卻劑作為該液體。考慮到環(huán)境，水作為該液體是優(yōu)選的。
回收箱45耦聯(lián)到管道46A(參見圖8)，該管道耦聯(lián)到溫度控制設(shè)備，其將穿過其內(nèi)部的液體的溫度調(diào)節(jié)到目標(biāo)溫度并且其容納有泵47，該泵通過管道46B又耦聯(lián)到供應(yīng)箱48的上部。供應(yīng)箱48的底部通過管道46C耦聯(lián)到管道46D，該管道46C沿著線材35B向下延伸。管道46D包括從投影光學(xué)系統(tǒng)PL的向下方向到向上方向冷卻投影光學(xué)系統(tǒng)PL的管道，并通過沿著凸緣部分18朝向投影光學(xué)系統(tǒng)PL的上部延伸的管道耦聯(lián)到管道46E。管道46E包括沿著線材35A向上延伸并耦聯(lián)到回收箱45的管道。管道46C的部分由固定支架49A(支撐構(gòu)件)保持，該固定支架49A固定到線材35B的可移動(dòng)部分，并且管道46E由附連到螺旋彈簧36A的可移動(dòng)部分的固定支架(未示出)固定。在由支撐構(gòu)件49B固定管道46E之后，其沿著支柱33A延伸。
管道46A-46E由具有柔性的合成樹脂等制成，并且供應(yīng)箱48的高度大于回收箱45的高度，因此即使管道向上和向下移動(dòng)，如后所述，冷卻液也能夠通過虹吸原理(通過采用高度差將液體擠出的操作)在供應(yīng)箱48和回收箱45之間循環(huán)。從而，液體供應(yīng)設(shè)備包括回收箱45、管道46A-46E、容納有泵47的溫度控制設(shè)備和供應(yīng)箱48。
圖8示出了由圖7的液體供應(yīng)設(shè)備提供的液體流動(dòng)。在圖8中，回收箱45中的液體由于容納在溫度控制設(shè)備中的泵47而如箭頭A1所示由管道46A抽吸。在溫度控制設(shè)備中被冷卻之后，液體通過管道46B如箭頭A2所示供應(yīng)到供應(yīng)箱48。接著，供應(yīng)箱48中的液體如箭頭A3-A4所示流入到管道46C-46E中并由回收箱45收集。同時(shí)，根據(jù)情況，管道46E可能會(huì)穿過高于箱48的位置，但是一旦液體開始循環(huán)，就由虹吸原理保持循環(huán)。因此，當(dāng)冷卻液供應(yīng)到投影光學(xué)系統(tǒng)PL的側(cè)表面時(shí)，因?yàn)橥ㄟ^使用僅由高度差而引起的重力使液體擠出，所以不存在振動(dòng)源，從而不會(huì)降低振動(dòng)控制性能。
第三實(shí)施方式下面參照附圖9說明本發(fā)明的第三實(shí)施方式。在此實(shí)施例中，以與圖2的實(shí)施方式相同的方式，本發(fā)明被應(yīng)用到步進(jìn)和重復(fù)曝光類型的投影曝光裝置。在圖9中，相同的編號(hào)用于與圖2相應(yīng)的部分，并且省略它們的詳細(xì)描述。
圖9示出了此實(shí)施例的投影曝光裝置的機(jī)構(gòu)部分的示意性結(jié)構(gòu)。在圖9中，三個(gè)支柱33A、33B(第三支柱33C未示出)固定到地板F(其還能夠?yàn)槲挥诘匕迳系闹慰蚣?，并平行于Z軸延伸。上部支柱34B通過被動(dòng)型振動(dòng)隔離構(gòu)件51A、51B(和未示出的51C)支撐在支柱33A、33B、33C上，該振動(dòng)隔離構(gòu)件包括例如空氣阻尼器和/或螺旋彈簧。此外，凸緣18(支撐構(gòu)件)與投影光學(xué)系統(tǒng)PL一體形成，并固定到其上，以使其環(huán)繞投影光學(xué)系統(tǒng)PL沿Z方向的大致中心處的側(cè)表面。例如板簧的振動(dòng)隔離構(gòu)件53A、53B、53C固定到上部支柱34B的三個(gè)位置。此外，從振動(dòng)隔離構(gòu)件53A、53B、53C開始，凸緣18(以及投影光學(xué)系統(tǒng)PL)通過桿52A、52B、52C懸掛，桿52A、52B、52C大致平行于Z軸，并且其中彼此相同的彎曲部形成在兩端。
在這個(gè)情形下，振動(dòng)隔離構(gòu)件53A和桿52A相當(dāng)于一個(gè)耦聯(lián)構(gòu)件。以相同的方式，另一個(gè)振動(dòng)隔離構(gòu)件53B、53C和桿52B、52C相當(dāng)于另兩個(gè)耦聯(lián)構(gòu)件。這些耦聯(lián)構(gòu)件大致彼此平行并且平行于Z軸。在此實(shí)施例中，桿52A-52C能夠容易地在垂直于投影光學(xué)系統(tǒng)PL的光軸AX的方向位移，因此與第一實(shí)施方式相同的方式，耦聯(lián)構(gòu)件在垂直于光軸方向的特征頻率低于在平行于投影光學(xué)系統(tǒng)PL的光軸AX方向的特征頻率。例如耦聯(lián)構(gòu)件的長度L設(shè)定為約0.5米。如果將這個(gè)值應(yīng)用到公式(1)中，耦聯(lián)構(gòu)件在垂直于光軸AX方向的特征頻率變?yōu)橐粋€(gè)小值，例如約為0.7Hz。此外，如果耦聯(lián)構(gòu)件的長度L設(shè)定為1米或更長時(shí)，根據(jù)公式(1)，該值約為0.5Hz或更小，其適合于投影曝光裝置的特征頻率。
此外，在耦聯(lián)構(gòu)件中的桿52A-52C在光軸方向AX的特征頻率顯著地大于在垂直于光軸AX方向的特征頻率。然而，例如，從地板傳遞到支柱33A、33B、33C的大多數(shù)振動(dòng)由振動(dòng)隔離構(gòu)件51A、51B、51C衰減，并從而在光軸AX方向的振動(dòng)幾乎不傳遞到上部支柱34B。從而，投影光學(xué)系統(tǒng)PL被穩(wěn)定地支撐。
此外，為了控制凸緣18和投影光學(xué)系統(tǒng)PL相對(duì)于支柱33A、33B、33C的相對(duì)位置，在支柱33A、33B和33C與凸緣18之間設(shè)置有雙軸致動(dòng)器54A和54B(以及未示出的54C)，其控制在Z方向和周向方向的相對(duì)位置。此外，用于測(cè)量六個(gè)自由度位置的位置傳感器(未示出)設(shè)置在凸緣18上?；谖恢脗鞲衅鞯臏y(cè)量信息，通過驅(qū)動(dòng)六軸致動(dòng)器而控制凸緣18和投影光學(xué)系統(tǒng)PL的相對(duì)位置。
該結(jié)構(gòu)的其它部件與圖2的第一實(shí)施方式相同。同樣在此實(shí)施例中，微量移動(dòng)中間掩模R的中間掩模平臺(tái)RST一體地固定到投影光學(xué)系統(tǒng)PL，并且測(cè)量支架15通過三個(gè)桿38A-38C由運(yùn)動(dòng)學(xué)支撐方法從凸緣18的底表面被支撐。激光干涉儀系統(tǒng)12等固定到測(cè)量支架15。此外，整個(gè)中間掩模R圖案的圖像通過投影光學(xué)系統(tǒng)PL轉(zhuǎn)印到晶片W上相應(yīng)的拍攝區(qū)域。
根據(jù)此實(shí)施例，投影光學(xué)系統(tǒng)PL由上部支柱34B懸掛和支撐。因此，以與第一實(shí)施方式相同的方式，能夠改善振動(dòng)隔離性能，并且能夠使機(jī)構(gòu)部分減輕。此外，桿52A-52C被用作耦聯(lián)構(gòu)件，從而即使當(dāng)投影光學(xué)系統(tǒng)PL很重時(shí)，也能夠穩(wěn)定地支撐投影光學(xué)系統(tǒng)PL。
第四實(shí)施方式下面參照附圖10和11解釋本發(fā)明的第四示例性實(shí)施方式。在此實(shí)施例中，本發(fā)明應(yīng)用到掃描曝光類型的投影曝光裝置中。在圖10和11中，相同的編號(hào)用于與圖2和9的部分相對(duì)應(yīng)的部分，并且省略對(duì)它們的詳細(xì)描述。
圖10示出了此實(shí)施例的投影曝光裝置的機(jī)構(gòu)部分的示意性結(jié)構(gòu)。在這個(gè)圖中，三個(gè)支柱33A、33B(第三支柱33C未示出)固定到地板F(或者位于地板上的框架)，并平行于Z軸延伸。中間構(gòu)件55通過被動(dòng)型振動(dòng)隔離構(gòu)件51A、51B(和未示出的51C)支撐在支柱33A-33C上，該中間構(gòu)件具有平坦的形狀并且能夠某種程度地彈性變形，并且投影光學(xué)系統(tǒng)PL的端部插入在該中間構(gòu)件內(nèi)的孔中。此外，凸緣18(支撐構(gòu)件)與投影光學(xué)系統(tǒng)PLA一體地設(shè)置，并固定到其上，從而在該實(shí)施例的投影光學(xué)系統(tǒng)PLA的Z方向的大致中心處環(huán)繞該側(cè)表面。凸緣18和投影光學(xué)系統(tǒng)PLA通過三個(gè)桿52A、52B、52C(桿52B以與圖9中實(shí)施例的同樣的方式定位在投影光學(xué)系統(tǒng)PLA的前方，未在圖10中示出)懸掛，其彼此相同并從中間構(gòu)件55在三個(gè)位置大致平行于Z軸延伸。彎曲部形成于桿52A-52C的兩個(gè)端部上。在此情形下，桿52A-52C相當(dāng)于三個(gè)耦聯(lián)構(gòu)件，并且包括支柱33A、33B、33C、振動(dòng)隔離構(gòu)件51A、51B、51C和中間構(gòu)件55的支柱機(jī)構(gòu)體相當(dāng)于懸掛這些耦聯(lián)構(gòu)件的框架。
此外，例如，在中間構(gòu)件55的上表面的三個(gè)位置處通過可轉(zhuǎn)動(dòng)的樞軸58A、58B(第三樞軸58C未示出)(振動(dòng)隔離構(gòu)件)設(shè)置有中間掩?；?7，其是厚的平板，并且其中形成有孔，用于穿過照射光束IL。在中間掩?；?7上，通過空氣軸承設(shè)置有中間掩模平臺(tái)60，其吸附并保持該中間掩模R，從而在XY平面內(nèi)可以移動(dòng)。在該實(shí)施例的掃描曝光期間，中間掩模R的掃描方向是Y方向(與圖10的紙面垂直的方向)，并且為了抵消當(dāng)中間掩模平臺(tái)60在Y方向上被驅(qū)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的反作用力，矩形框架形平衡塊59設(shè)置在中間掩?；?7上，從而環(huán)繞中間掩模平臺(tái)60。此外，第一Y軸直線馬達(dá)61由位于中間掩模平臺(tái)60的+X方向端部處的可移動(dòng)部件61A和位于平衡塊59上(或者其內(nèi))的定子61B構(gòu)成。與該直線馬達(dá)61對(duì)稱，第二Y軸直線馬達(dá)62由位于中間掩模平臺(tái)60的-X方向端部處的可移動(dòng)部件62A和位于平衡塊59上(或者其內(nèi))的定子62B構(gòu)成。第一和第二Y軸直線馬達(dá)61和62都在Y方向上相對(duì)于平衡塊59驅(qū)動(dòng)中間掩模平臺(tái)60。此時(shí)，平衡塊59在相反方向上移動(dòng)，于是驅(qū)動(dòng)反作用力被抵消，并且得以控制振動(dòng)的產(chǎn)生。但是，中間掩模平臺(tái)60還能設(shè)置有繞X、Y和Z軸旋轉(zhuǎn)方向的微量移動(dòng)機(jī)構(gòu)，這里未示出。
此外，測(cè)量支架56固定到中間構(gòu)件55，并且在該測(cè)量支架56內(nèi)，基于投影光學(xué)系統(tǒng)PLA的側(cè)表面上的參考反射鏡Me(參見圖11)，結(jié)合有激光干涉儀系統(tǒng)10(與圖1類似)，其測(cè)量在繞著中間掩模平臺(tái)60的X、Y和Z軸的旋轉(zhuǎn)方向的位置。此外，驅(qū)動(dòng)中間掩模R的中間掩模平臺(tái)系統(tǒng)RSTA包括中間構(gòu)件55、中間掩模基部57、中間掩模平臺(tái)60、平衡塊59和測(cè)量支架56。
圖11示出了圖10的從平衡塊59到中間構(gòu)件55的構(gòu)件的放大的橫截面視圖。在圖11中，平衡塊59通過多個(gè)空氣墊62A、62B(其余的省略)設(shè)置在中間掩?；?7上。在此結(jié)構(gòu)中，空氣墊62A、62B通過空氣軸承方法在中間掩?；?7上平滑地移動(dòng)。此外，平衡塊59的底表面和空氣墊62A、62B通過作為具有小橫截面積的構(gòu)件的彎曲部63(彎曲機(jī)構(gòu))以一種可能達(dá)到一定程度的相對(duì)旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)彼此耦聯(lián)。
在圖10中，同樣在此實(shí)施例中，為了控制凸緣18和投影光學(xué)系統(tǒng)PLA相對(duì)于支柱33A、33B、33C在六個(gè)自由度內(nèi)的相對(duì)位置，設(shè)置有六軸非接觸致動(dòng)器54A、54B(其余的雙軸致動(dòng)器未示出)。其它機(jī)構(gòu)與圖9的實(shí)施方式中的相同，并且測(cè)量支架15通過運(yùn)動(dòng)學(xué)支撐方法耦聯(lián)到凸緣18的底表面，并且激光干涉儀系統(tǒng)12等固定到測(cè)量支架15。
在此實(shí)施例中，中間掩模R的圖案經(jīng)由投影光學(xué)系統(tǒng)PLA由步進(jìn)和掃描方法而轉(zhuǎn)印和曝光到晶片W上相應(yīng)的拍攝區(qū)域上。同時(shí)，投影光學(xué)系統(tǒng)PLA從中間構(gòu)件55懸掛和支撐，于是以與第一實(shí)施方式相同的方式，能夠改善振動(dòng)隔離性能，并且能夠使機(jī)構(gòu)部分減輕。
此外，在此實(shí)施例中，設(shè)置有平衡塊59，從而抵消當(dāng)中間掩模平臺(tái)60在Y方向上以高速驅(qū)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的反作用力。此時(shí)，若平衡塊59簡單地設(shè)置在中間掩模基部57上，存在承受反作用力的平衡塊59以高頻率產(chǎn)生振動(dòng)的可能性，，這將使得中間掩?；?7振動(dòng)，并且中間掩模平臺(tái)60的位置測(cè)量精度可能會(huì)劣化。為了避免這種情況，在此實(shí)施例中，如圖11所示，平衡塊59(剛性結(jié)構(gòu))和空氣墊62A、62B(剛性結(jié)構(gòu))通過彎曲部63(柔性結(jié)構(gòu))耦聯(lián)，于是由平衡塊59產(chǎn)生的振動(dòng)幾乎不會(huì)傳遞到中間掩?；?7，并且中間掩模平臺(tái)60的位置和速度能夠以高精度的方式控制。
如圖10所示，以同樣的方式，中間構(gòu)件55和中間掩模基部57(剛性結(jié)構(gòu))通過樞軸58A、58B(柔性結(jié)構(gòu))耦聯(lián)，于是中間掩?；?7的振動(dòng)不會(huì)傳遞到設(shè)置有激光干涉儀系統(tǒng)的測(cè)量支架56。因此，同樣由此觀點(diǎn)，中間掩模平臺(tái)60的位置和速度能夠以高精度的方式控制。
換言之，在此實(shí)施例中，通過彎曲部63執(zhí)行柔性耦聯(lián)，使得平衡塊59的振動(dòng)的力矩不會(huì)傳遞到中間掩?；?7，該中間掩?；渴橇硪粋€(gè)結(jié)構(gòu)體。此外，通過樞軸58A、58B實(shí)現(xiàn)柔性耦聯(lián)，使得中間掩?；?7的振動(dòng)的力矩不會(huì)傳遞到中間構(gòu)件55，該中間構(gòu)件55是另一個(gè)結(jié)構(gòu)體。由此，還能夠使用彎曲機(jī)構(gòu)代替樞軸58A、58B。通過此類柔性結(jié)構(gòu)的支撐還能夠稱為“動(dòng)力學(xué)支撐”(包括半動(dòng)力學(xué)和偽動(dòng)力學(xué)支撐，用于避免應(yīng)力集中和振動(dòng)衰減)。
在此情形下，如圖10所示，例如，當(dāng)中間掩?；?7振動(dòng)時(shí)，第一振動(dòng)模式的節(jié)點(diǎn)的位置不位移。僅產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力矩，并且實(shí)現(xiàn)柔性耦聯(lián)，由于樞軸58A、58B，允許該柔性耦聯(lián)旋轉(zhuǎn)。因此，實(shí)質(zhì)上沒有振動(dòng)能量傳遞到中間構(gòu)件55或傳遞到測(cè)量支架56。
使用這種類型的結(jié)構(gòu)，并且在中間構(gòu)件55中而不是在中間掩模基部57中，設(shè)置有具有激光干涉儀系統(tǒng)的測(cè)量支架56，該激光干涉儀系統(tǒng)監(jiān)控中間掩模平臺(tái)60的位置。因此，例如，能夠減小由于中間掩?；?7的凹度而產(chǎn)生的阿貝(Abbe)誤差(由彎曲角的正弦值確定的誤差)。此外，投影光學(xué)系統(tǒng)PLA從中間構(gòu)件55懸掛，于是在水平方向上實(shí)現(xiàn)柔性耦聯(lián)，其進(jìn)一步屏蔽了振動(dòng)傳遞。
同時(shí)，在豎直方向(Z方向)的振動(dòng)屏蔽效應(yīng)比較小。從而，理想地，期望一種結(jié)構(gòu)，其中中間掩?；?7裝載在振動(dòng)隔離構(gòu)件上，并且得以主動(dòng)地控制其位置。為此目的，例如，在圖10中，中間掩?；?7能夠由三個(gè)主動(dòng)型振動(dòng)隔離構(gòu)件支撐在未示出的支柱上。這些主動(dòng)振動(dòng)隔離構(gòu)件包括空氣阻尼器和電磁阻尼器(諸如音圈馬達(dá))，其在Z方向上產(chǎn)生可變的推力。在此結(jié)構(gòu)中，相對(duì)于用于中間掩模基部57的三個(gè)主動(dòng)振動(dòng)隔離構(gòu)件，在豎直方向上僅有三個(gè)自由度(Z方向的位置、俯仰角和橫搖角)能夠相對(duì)于投影光學(xué)系統(tǒng)PLA而控制。該控制波段范圍例如約為10Hz。
若使用由這種類型的主動(dòng)振動(dòng)隔離構(gòu)件的柔性耦聯(lián)，在中間掩?；?7(中間掩模平臺(tái)60)和投影光學(xué)系統(tǒng)PLA之間沒有振動(dòng)能量的相對(duì)干涉、波動(dòng)負(fù)載和熱位移。此外，執(zhí)行剛性結(jié)構(gòu)的主動(dòng)相對(duì)定位，于是由于柔性耦聯(lián)，不會(huì)產(chǎn)生問題。特別地，在該實(shí)施例的掃描曝光裝置的情形下，如果設(shè)置有一種功能，其中中間掩模基部57和投影光學(xué)系統(tǒng)PLA通過上述柔性機(jī)構(gòu)耦聯(lián)，并且相對(duì)于彼此執(zhí)行主動(dòng)定位，支撐中間掩?；?7和投影光學(xué)系統(tǒng)PLA的支撐機(jī)構(gòu)不需要具有高剛度，這有助于設(shè)備的減輕、溫度穩(wěn)定性以及大空間的獲得。
此外，根據(jù)圖10的實(shí)施方式，投影光學(xué)系統(tǒng)PLA從上部的中間構(gòu)件55懸掛，于是從中心到下部沒有任何事物干涉到空氣的流動(dòng)。由此，通過例如向下流動(dòng)方法能夠有效地執(zhí)行該設(shè)備的空氣調(diào)節(jié)。此外，獲得大的空間，于是能夠增加用于設(shè)計(jì)設(shè)置在測(cè)量支架15和56內(nèi)的各種傳感器等的自由度。此外，在替換投影光學(xué)系統(tǒng)PLA的情形下，投影光學(xué)系統(tǒng)PLA能夠很容易地由一種方法引入并取出，該方法中具有測(cè)量支架15的投影光學(xué)系統(tǒng)PLA從桿52A-52C(耦聯(lián)構(gòu)件)取下，并穿過未示出的門形支柱。若使用此種結(jié)構(gòu)，事先調(diào)節(jié)測(cè)量系統(tǒng)和投影光學(xué)系統(tǒng)PLA之間的定位關(guān)系，并且可以按照原樣地結(jié)合到該設(shè)備中。從而，能夠?qū)崿F(xiàn)裝配過程的減少和成本的降低。
第五實(shí)施方式下面參照?qǐng)D12和13解釋本發(fā)明的第五實(shí)施方式。在此實(shí)施例中，通過使用具有桿的支撐結(jié)構(gòu)從下方支撐投影光學(xué)系統(tǒng)PL。在圖12和13中，相同的編號(hào)用于與圖1到11相應(yīng)的部分。于是，這里省略這些部分的詳細(xì)解釋。投影光學(xué)系統(tǒng)PL的凸緣18安裝到設(shè)置有開口的基部模制件64。該基部模制件64由支撐機(jī)構(gòu)從基板BP支撐。支撐機(jī)構(gòu)通過基部模制件在Z方向上柔性地支撐投影光學(xué)系統(tǒng)PL，并同樣在水平方向(XY方向)柔性地支撐投影光學(xué)系統(tǒng)PL。在此實(shí)施方式中，支撐機(jī)構(gòu)設(shè)置有三個(gè)桿65，所述桿在Z方向是剛性的，并且在水平方向(XY方向)是柔性的；彎曲部66A、66B，其形成于桿65的兩端部；和耦聯(lián)部分，其將基部模制件64與彎曲部66A的上部側(cè)相連接。此外，在此實(shí)施方式中，桿65和彎曲部66A一體地形成，但是，使用板簧等將它們分開也是可以接受的。此外，在此實(shí)施方式中，桿65的長度是1m或更長。
相對(duì)于彎曲部66A、66B，以與圖5所示的彎曲部38Aa、38Ab相同的方式，除了Z方向的延伸之外，可以有在五個(gè)自由度的位移。由此，幾乎沒有任何施加的力作用在基部模制件64和基板BP之間。因此，來自于基板BP的振動(dòng)等不容易使基部模制件64變形。
此外，本實(shí)施方式的支撐機(jī)構(gòu)設(shè)置有振動(dòng)隔離墊67，其設(shè)置在基板BP上，并且這抑制從基板BP傳遞的Z方向的振動(dòng)。例如，空氣彈簧能夠用作該振動(dòng)隔離墊67。
此外，在此實(shí)施方式中，如圖13所示，基部模制件64由三個(gè)支撐機(jī)構(gòu)支撐。
此外，在此實(shí)施方式中，如圖13所示，中間掩?；?7由四個(gè)支柱33A-33D支撐。包括構(gòu)成致動(dòng)器54A的定子的豎直線圈和水平線圈的未示出的線圈設(shè)置在支柱33A和33C之間，與基部模制件64相對(duì)。以同樣的方式，包括構(gòu)成致動(dòng)器54B的定子的豎直線圈和水平線圈的未示出的線圈設(shè)置在支柱33B和33D之間，與基部模制件64相對(duì)。構(gòu)成致動(dòng)器54A、54B的可移動(dòng)元件的永磁鐵設(shè)置在基部模制件64內(nèi)。
致動(dòng)器54A、54B由三個(gè)在Z方向上移動(dòng)基部模制件64的致動(dòng)器和三個(gè)在周向方向上移動(dòng)基部模制件的致動(dòng)器構(gòu)成。致動(dòng)器54A、54B控制基部模制件64的六個(gè)自由度。
若投影光學(xué)系統(tǒng)PL由平行連桿機(jī)構(gòu)支撐，則投影光學(xué)系統(tǒng)PL在Z方向和水平方向(XY方向)剛性地支撐。與此相反，如上所述，本實(shí)施方式的支撐機(jī)構(gòu)在Z方向和水平方向(XY方向)柔性地支撐投影光學(xué)系統(tǒng)PL，則能夠使得支撐機(jī)構(gòu)的重量變輕，并且能夠有效地隔絕投影光學(xué)系統(tǒng)PL的振動(dòng)。
此外，在此實(shí)施方式中，投影光學(xué)系統(tǒng)PL由基部模制件64支撐，但是也能夠直接地支撐投影光學(xué)系統(tǒng)PL。在此情形下，支撐機(jī)構(gòu)能夠例如通過使用投影光學(xué)系統(tǒng)PL的凸緣18直接支撐投影光學(xué)系統(tǒng)PL。
此外，使用本實(shí)施方式的支撐機(jī)構(gòu)，能夠從上方懸掛投影光學(xué)系統(tǒng)PL。此外，在上述實(shí)施方式中，使用線材或桿支撐投影光學(xué)系統(tǒng)PL，但是還能夠使用鏈條支撐投影光學(xué)系統(tǒng)。本實(shí)施方式的曝光裝置能夠應(yīng)用到上述靜止曝光類型的曝光裝置中，或者應(yīng)用到掃描類型的曝光裝置中。
上述實(shí)施方式的投影曝光裝置能夠通過下列步驟制造結(jié)合并光學(xué)地調(diào)節(jié)照射光學(xué)系統(tǒng)，該照射光學(xué)系統(tǒng)包括多個(gè)透鏡和曝光裝置主體內(nèi)的投影曝光系統(tǒng)；并將包括多個(gè)機(jī)械部件的晶片平臺(tái)和中間掩模平臺(tái)安裝到曝光裝置的主體上；連接線材和管道；并執(zhí)行總體調(diào)節(jié)(電調(diào)節(jié)、操作檢查等)。此外，優(yōu)選地，投影曝光裝置的制造在溫度和清潔度受控的清潔房間內(nèi)進(jìn)行。
此外，當(dāng)通過使用上述實(shí)施方式的投影曝光裝置制造半導(dǎo)體設(shè)備時(shí)，該半導(dǎo)體設(shè)備通過下列步驟制造設(shè)計(jì)設(shè)備的性能和功能的步驟，基于設(shè)計(jì)步驟來制造中間掩模的步驟，從硅材料形成晶片的步驟，通過上述實(shí)施方式的曝光裝置執(zhí)行對(duì)準(zhǔn)并在晶片上曝光中間掩模的圖案的步驟，形成電路圖案例如蝕刻等的步驟，裝配設(shè)備的步驟(包括切割過程、粘結(jié)過程、包裝過程)，測(cè)試步驟等。
本發(fā)明能夠應(yīng)用到例如制造如國際公開No.WO 99/49504中披露的曝光裝置的液晶面板。此外，本發(fā)明能夠應(yīng)用到使用具有波長為幾納米到100納米的極紫外光(EUV光)作為曝光光束的投影曝光裝置。
此外，本發(fā)明不限于制造半導(dǎo)體設(shè)備的曝光裝置的應(yīng)用中。例如，本發(fā)明能夠應(yīng)用到用于制造各種設(shè)備的曝光裝置，這些設(shè)備諸如形成于方形玻璃板上的液晶顯示元件，或者諸如等離子顯示器等的顯示設(shè)備，或者成像元件(CCD)、微電機(jī)、薄膜磁頭、DNA芯片等。此外，本發(fā)明能夠應(yīng)用到曝光工藝(曝光裝置)中，其中具有各種設(shè)備的掩模圖案的掩模(光掩模、中間掩模等)通過使用光刻工藝形成。
根據(jù)本發(fā)明的一些方面，當(dāng)作為剛性結(jié)構(gòu)的投影光學(xué)系統(tǒng)相對(duì)于作為剛性結(jié)構(gòu)的預(yù)定構(gòu)件通過作為柔性結(jié)構(gòu)的耦聯(lián)構(gòu)件而懸掛和支撐時(shí)，存在一種使用剛性和柔性結(jié)構(gòu)兩者的優(yōu)點(diǎn)的可能性。因此，相對(duì)于傳統(tǒng)的實(shí)施例，能夠減小剛性結(jié)構(gòu)所占的比率，于是不會(huì)降低設(shè)備的性能，能夠使機(jī)構(gòu)部分減輕，并能夠降低成本。
如圖所示，與附連到凸緣18的上表面不同，耦聯(lián)構(gòu)件能夠穿過支撐構(gòu)件(凸緣18)內(nèi)的孔延伸并附連到凸緣18的下表面，或者能夠附連到凸緣18的內(nèi)部。
盡管已經(jīng)參照本發(fā)明的示例性的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)其進(jìn)行了描述，需要理解的是，本發(fā)明不限于優(yōu)選的實(shí)施方式和結(jié)構(gòu)。本發(fā)明試圖覆蓋各種改進(jìn)和設(shè)置。此外，盡管以各種示例性的組合形式和構(gòu)造示出了優(yōu)選實(shí)施方式的各個(gè)元件，包括或多或少或者僅有單個(gè)元件的其它組合形式和構(gòu)造也落入本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種投影光學(xué)設(shè)備，包括投影光學(xué)系統(tǒng)，其投影圖案的圖像；支撐設(shè)備，其具有柔性結(jié)構(gòu)以支撐所述投影光學(xué)系統(tǒng)；和定位設(shè)備，其具有致動(dòng)器以定位所述投影光學(xué)系統(tǒng)。
2.如權(quán)利要求1所述的投影光學(xué)設(shè)備，其中所述柔性結(jié)構(gòu)在垂直于所述投影光學(xué)系統(tǒng)的光軸的方向的特征頻率低于在平行于所述投影光學(xué)系統(tǒng)的光軸的方向的特征頻率。
3.如權(quán)利要求1所述的投影光學(xué)設(shè)備，其中所述柔性結(jié)構(gòu)包括線材。
4.如權(quán)利要求3所述的投影光學(xué)設(shè)備，其中所述柔性結(jié)構(gòu)包括耦聯(lián)到所述線材的彎曲部。
5.如權(quán)利要求4所述的投影光學(xué)設(shè)備，其中所述彎曲部是彈簧。
6.如權(quán)利要求1所述的投影光學(xué)設(shè)備，其中所述柔性結(jié)構(gòu)的長度至少為1米。
7.如權(quán)利要求1所述的投影光學(xué)設(shè)備，其中所述柔性結(jié)構(gòu)包括桿構(gòu)件和設(shè)置在所述桿構(gòu)件的至少一端上的彎曲部。
8.如權(quán)利要求7所述的投影光學(xué)設(shè)備，其中在所述桿構(gòu)件的兩端上設(shè)置有彎曲部。
9.如權(quán)利要求1所述的投影光學(xué)設(shè)備，其中所述支撐設(shè)備從所述投影光學(xué)系統(tǒng)的上側(cè)支撐所述投影光學(xué)系統(tǒng)。
10.如權(quán)利要求1所述的投影光學(xué)設(shè)備，其中所述支撐設(shè)備從所述投影光學(xué)系統(tǒng)的下方支撐所述投影光學(xué)系統(tǒng)。
11.如權(quán)利要求1所述的投影光學(xué)設(shè)備，還包括振動(dòng)隔離部分，其減小所述投影光學(xué)系統(tǒng)在光軸方向的振動(dòng)，所述振動(dòng)隔離部分設(shè)置在所述柔性結(jié)構(gòu)的一端處。
12.如權(quán)利要求1所述的投影光學(xué)設(shè)備，其中所述支撐設(shè)備包括框架，所述柔性結(jié)構(gòu)的一端附連到所述框架，使得所述投影光學(xué)系統(tǒng)通過所述柔性結(jié)構(gòu)從所述框架懸掛。
13.如權(quán)利要求12所述的投影光學(xué)設(shè)備，其中致動(dòng)器相對(duì)于所述框架以非接觸的方式定位所述投影光學(xué)系統(tǒng)。
14.如權(quán)利要求13所述的投影光學(xué)設(shè)備，其中所述定位設(shè)備包括位移傳感器，其測(cè)量所述投影光學(xué)系統(tǒng)相對(duì)于所述框架的六個(gè)自由度的位移信息。
15.如權(quán)利要求1所述的投影光學(xué)設(shè)備，其中所述支撐設(shè)備通過固定到所述投影光學(xué)系統(tǒng)的側(cè)表面的凸緣部分支撐所述投影光學(xué)系統(tǒng)；并且還包括測(cè)量單元，其相對(duì)于所述凸緣部分被動(dòng)力學(xué)地支撐，并且其設(shè)置有用于測(cè)量所述投影光學(xué)系統(tǒng)和預(yù)定構(gòu)件之間的位置關(guān)系的傳感器。
16.如權(quán)利要求1所述的投影光學(xué)設(shè)備，其中形成有圖案的構(gòu)件一體地固定到所述投影光學(xué)系統(tǒng)。
17.如權(quán)利要求16所述的投影光學(xué)設(shè)備，還包括微量移動(dòng)機(jī)構(gòu)，其相對(duì)于所述投影光學(xué)系統(tǒng)微量移動(dòng)形成有圖案的所述構(gòu)件。
18.如權(quán)利要求1所述的投影光學(xué)設(shè)備，其中所述支撐設(shè)備包括框架，所述柔性結(jié)構(gòu)的一端附連到所述框架，使得所述投影光學(xué)系統(tǒng)通過所述柔性結(jié)構(gòu)從所述框架懸掛；并且還包括基部，其通過振動(dòng)隔離構(gòu)件由所述框架支撐；和平臺(tái)，其在所述基部上驅(qū)動(dòng)形成有圖案的構(gòu)件。
19.如權(quán)利要求18所述的投影光學(xué)設(shè)備，其中所述振動(dòng)隔離構(gòu)件包括樞軸和彎曲部中的一個(gè)。
20.如權(quán)利要求18所述的投影光學(xué)設(shè)備，還包括平衡塊，其在所述基部上移動(dòng)，從而抵消由所述平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的反作用力；和彎曲部，其在所述基部上支撐所述平衡塊。
21.如權(quán)利要求1所述的投影光學(xué)設(shè)備，其中所述投影光學(xué)系統(tǒng)設(shè)置在向下流動(dòng)的環(huán)境中。
22.如權(quán)利要求15所述的投影光學(xué)設(shè)備，其中所述測(cè)量單元包括激光干涉儀，并且還包括局部氣體流動(dòng)系統(tǒng)，所述局部氣體流動(dòng)系統(tǒng)執(zhí)行氣體相對(duì)于由所述激光干涉儀所使用的激光束的光路的局部向下流動(dòng)。
23.如權(quán)利要求1所述的投影光學(xué)設(shè)備，還包括管子，其沿著所述投影光學(xué)系統(tǒng)的側(cè)表面設(shè)置；和液體供應(yīng)設(shè)備，其向所述管子供應(yīng)冷卻液。
24.具有根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影光學(xué)設(shè)備的曝光裝置，其中所述圖案的圖像通過所述投影光學(xué)系統(tǒng)轉(zhuǎn)印并曝光到基底上。
25.一種投影光學(xué)設(shè)備，包括投影光學(xué)系統(tǒng)，其投影圖案的圖像；和液體供應(yīng)設(shè)備，其利用重力將溫度受控的液體供應(yīng)至所述投影光學(xué)系統(tǒng)的側(cè)表面，從而使得所述溫度受控的液體沿著所述投影光學(xué)系統(tǒng)的所述側(cè)表面流動(dòng)。
26.如權(quán)利要求25所述的投影光學(xué)設(shè)備，其中所述液體供應(yīng)設(shè)備包括管子，其繞所述投影光學(xué)系統(tǒng)的所述側(cè)表面卷繞；和液體循環(huán)系統(tǒng)，其由虹吸原理使所述溫度受控的液體通過所述管子循環(huán)。
27.具有根據(jù)權(quán)利要求25所述的投影光學(xué)設(shè)備的曝光裝置，其中所述圖案的圖像通過所述投影光學(xué)系統(tǒng)轉(zhuǎn)印并曝光到基底上。
28.如權(quán)利要求25所述的投影光學(xué)設(shè)備，其中所述液體供應(yīng)設(shè)備包括液體儲(chǔ)存器，其設(shè)置為鄰近于所述投影光學(xué)系統(tǒng)的豎直向上部分；管子，其繞所述投影光學(xué)系統(tǒng)的所述側(cè)表面卷繞，所述管子與所述液體儲(chǔ)存器相連通；和液體返回通道，流經(jīng)所述管子的液體通過所述液體返回通道返回到所述液體儲(chǔ)存器。
29.如權(quán)利要求28所述的投影光學(xué)設(shè)備，其中所述液體返回通道包括溫度控制系統(tǒng)，其控制所述液體的溫度，所述溫度控制系統(tǒng)包括泵，其將所述液體泵送到所述液體儲(chǔ)存器。
30.一種控制投影光學(xué)系統(tǒng)溫度的方法，所述投影光學(xué)系統(tǒng)在投影光學(xué)設(shè)備中投影圖案的圖像，所述方法包括利用重力將溫度受控的液體供應(yīng)至所述投影光學(xué)系統(tǒng)的側(cè)表面，從而使得所述溫度受控的液體沿著所述投影光學(xué)系統(tǒng)的所述側(cè)表面流動(dòng)。
31.如權(quán)利要求30所述的方法，其中通過管子供應(yīng)所述溫度受控的液體，所述管子繞所述投影光學(xué)系統(tǒng)的所述側(cè)表面卷繞，從而控制所述投影光學(xué)系統(tǒng)的溫度；并且還包括由虹吸原理使冷卻液通過所述管子而循環(huán)。
32.如權(quán)利要求30所述的方法，還包括提供液體儲(chǔ)存器，所述液體儲(chǔ)存器設(shè)置為鄰近于所述投影光學(xué)系統(tǒng)的豎直向上部分；向所述管子供應(yīng)所述溫度受控的液體，所述管子從所述液體儲(chǔ)存器開始繞著所述投影光學(xué)系統(tǒng)的所述側(cè)表面卷繞；和使流經(jīng)所述管子的所述流體由所述液體返回通道返回到所述液體儲(chǔ)存器。
33.如權(quán)利要求32所述的方法，還包括通過使用溫度控制系統(tǒng)控制所述液體返回通道中的所述液體的溫度；和通過使用泵將所述液體泵送穿過所述液體返回通道并進(jìn)入到所述液體儲(chǔ)存器中。
34.一種支撐投影光學(xué)系統(tǒng)的方法，所述投影光學(xué)系統(tǒng)在投影光學(xué)設(shè)備中投影圖案的圖像，所述方法包括由支撐設(shè)備的柔性結(jié)構(gòu)支撐所述投影光學(xué)系統(tǒng)；和通過定位設(shè)備的致動(dòng)器定位所述投影光學(xué)系統(tǒng)。
35.如權(quán)利要求34所述的方法，其中所述柔性結(jié)構(gòu)在垂直于所述投影光學(xué)系統(tǒng)的光軸的方向的特征頻率低于在平行于所述投影光學(xué)系統(tǒng)的光軸的方向的特征頻率。
36.如權(quán)利要求34所述的方法，其中所述柔性結(jié)構(gòu)包括線材。
37.如權(quán)利要求36所述的方法，其中所述柔性結(jié)構(gòu)包括耦聯(lián)到所述線材的彎曲部。
38.如權(quán)利要求37所述的方法，其中所述彎曲部是彈簧。
39.如權(quán)利要求34所述的方法，其中所述柔性結(jié)構(gòu)的長度至少為1米。
40.如權(quán)利要求34所述的方法，其中所述柔性結(jié)構(gòu)包括桿構(gòu)件和設(shè)置在所述桿構(gòu)件的至少一端上的彎曲部。
41.如權(quán)利要求40所述的方法，其中所述桿構(gòu)件具有設(shè)置在所述桿構(gòu)件兩端上的彎曲部。
42.如權(quán)利要求34所述的方法，其中所述支撐設(shè)備從所述投影光學(xué)系統(tǒng)的上側(cè)支撐所述投影光學(xué)系統(tǒng)。
43.如權(quán)利要求34所述的方法，其中所述支撐設(shè)備從所述投影光學(xué)系統(tǒng)的下方支撐所述投影光學(xué)系統(tǒng)。
44.如權(quán)利要求34所述的方法，還包括在所述柔性結(jié)構(gòu)的一端處設(shè)置振動(dòng)隔離部分，所述振動(dòng)隔離部分減小所述投影光學(xué)系統(tǒng)在光軸方向的振動(dòng)。
45.如權(quán)利要求34所述的方法，其中所述支撐設(shè)備包括框架，所述柔性結(jié)構(gòu)的一端附連到所述框架，使得所述投影光學(xué)系統(tǒng)由所述柔性結(jié)構(gòu)從所述框架懸掛。
46.如權(quán)利要求45所述的方法，其中所述致動(dòng)器相對(duì)于所述框架以非接觸的方式定位所述投影光學(xué)系統(tǒng)。
47.如權(quán)利要求46所述的方法，其中所述致動(dòng)器測(cè)量所述投影光學(xué)系統(tǒng)相對(duì)于所述框架的六個(gè)自由度的位移信息。
48如權(quán)利要求34所述的方法，其中所述支撐設(shè)備由固定到所述投影光學(xué)系統(tǒng)的側(cè)表面的凸緣部分支撐所述投影光學(xué)系統(tǒng)；并且還包括提供測(cè)量單元，其相對(duì)于所述凸緣部分被動(dòng)力學(xué)地支撐并且其包括用于測(cè)量所述投影光學(xué)系統(tǒng)和預(yù)定構(gòu)件之間的位置關(guān)系的傳感器。
49.如權(quán)利要求34所述的方法，還包括提供微量移動(dòng)機(jī)構(gòu)，其相對(duì)于所述投影光學(xué)系統(tǒng)微量移動(dòng)形成有所述圖案的構(gòu)件。
50.如權(quán)利要求34所述的方法，其中所述支撐設(shè)備包括框架，所述柔性結(jié)構(gòu)的一端附連到所述框架，使得所述投影光學(xué)系統(tǒng)由所述柔性結(jié)構(gòu)從所述框架懸掛；并且還包括提供基部，所述基部通過振動(dòng)隔離構(gòu)件由所述框架支撐；和提供平臺(tái)，所述平臺(tái)在所述基部上驅(qū)動(dòng)形成有所述圖案的構(gòu)件。
51.如權(quán)利要求50所述的方法，其中所述振動(dòng)隔離構(gòu)件包括樞軸和彎曲部中的一個(gè)。
52.如權(quán)利要求50所述的方法，還包括提供在所述基部上移動(dòng)的平衡塊，從而抵消由所述平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的反作用力；和提供在所述基部上支撐所述平衡塊的彎曲部。
53.如權(quán)利要求34所述的方法，還包括將所述投影光學(xué)系統(tǒng)設(shè)置在向下流動(dòng)的環(huán)境中。
54.如權(quán)利要求48所述的方法，其中所述測(cè)量單元包括激光干涉儀，并且還包括提供局部氣體流動(dòng)系統(tǒng)，所述局部氣體流動(dòng)系統(tǒng)執(zhí)行氣體相對(duì)于由所述激光干涉儀所使用的激光束的光路的局部向下流動(dòng)。
55.如權(quán)利要求34所述的方法，還包括提供沿著所述投影光學(xué)系統(tǒng)的側(cè)表面設(shè)置的管子；和提供向所述管子供應(yīng)冷卻液的液體供應(yīng)設(shè)備。
全文摘要
一種投影光學(xué)設(shè)備，其包括投影圖案的圖像的投影光學(xué)系統(tǒng)(PL)；具有柔性結(jié)構(gòu)(36A、36B和36C)以支撐該投影光學(xué)系統(tǒng)的支撐設(shè)備；和具有致動(dòng)器以定位該投影光學(xué)系統(tǒng)的定位設(shè)備。投影光學(xué)設(shè)備能夠包括框架(34)，柔性結(jié)構(gòu)的一端附連到該框架。該投影光學(xué)系統(tǒng)可通過該支撐設(shè)備從該框架懸掛，或者其可由該支撐設(shè)備從下方支撐。投影光學(xué)設(shè)備還能夠包括液體供應(yīng)設(shè)備(48)，其利用重力將溫度受控的液體供應(yīng)至該投影光學(xué)系統(tǒng)的側(cè)表面，從而使得該溫度受控的液體沿著該投影光學(xué)系統(tǒng)的側(cè)表面流動(dòng)。
文檔編號(hào)G03B27/42GK101052916SQ200580029077
公開日2007年10月10日 申請(qǐng)日期2005年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月30日
發(fā)明者蛯原明光, 馬丁·E·李, 袁寶山 申請(qǐng)人:株式會(huì)社尼康