光刻設備及器件製造方法

2023-09-19 01:34:30 2

專利名稱：：光刻設備及器件製造方法
技術領域：
：本發明涉及光刻投影設備及方法。
背景技術：
：這裡使用的術語「可編程構圖結構」應當被廣義地解釋成表示任何可用來賦予入射輻射束構圖的截面的可配置或可編程的結構或領域，所述構圖的截面對應於將在襯底的目標部分上生成的圖形；術語「光閥」和「空間光調製器」(SLM)也可在本文中用到。總的來說，這種圖形與在目標部分諸如集成電路中生成的器件或其他器件(見下文)中的特定功能層相對應。此類構圖結構的例子包括-可編程反射鏡陣列。這種裝置的一個例子是具有黏彈性控制層和反射層的矩陣可尋址表面。該裝置的基本原理是(例如)反射表面的被尋址的區域將入射輻射反射為衍射輻射，而未尋址的區域將入射輻射反射為非衍射輻射。使用合適的過濾器可以將非衍射輻射從反射束中過濾掉，而只留下衍射輻射；以這種方式，輻射束就變為根據矩陣可尋址表面的尋址圖形進行構圖。以相應的方式可以使用光柵光閥陣列(GLVs)，其中每個GLV可包括多個反射帶，其中各個反射帶可相對彼此變形(例如在施加一個電壓時)以形成一個將入射輻射反射為衍射輻射的光柵。可編程反射鏡的另一個可選的實施例使用了非常小(可能用顯微鏡才可見的)的反射鏡的矩陣布置，其中每個反射鏡在施加了合適的局部電場或通過使用壓電致動裝置可單獨地關於軸傾斜。例如，這些反射鏡可以是矩陣可尋址的，因此被尋址的反射鏡將入射輻射束以一不同方向反射給未尋址的反射鏡；以此方式，反射束根據矩陣可尋址反射鏡的尋址圖形被構圖。可使用合適的電子裝置執行所需的矩陣尋址。在上面描述的兩種情況中，構圖裝置可包括一個或多個可編程反射鏡陣列。這裡所提到的關於反射鏡的更多信息可從例如美國專利No.5296891和5523193以及PCT專利申請No.WO98/38597和WO98/33096中發現，這些文件的內容已結合在此作為參考。在可編程反射鏡陣列的情況下，支撐結構可實現為例如可按需要固定或可移動的框架或平臺。-可編程LCD陣列。美國專利No.5229872中給出了該結構的一個例子，其內容已在結合在此作為參考。如上所述，在這種情形中，支撐結構可實現為例如可按需要固定或可移動的框架或平臺。應該意識到，在使用特徵的預偏置、光學鄰近校正特徵、相變技術和/或多次曝光技術時，「顯示」在可編程構圖結構上的圖形可以與最終轉移到襯底或其層上的圖形有相當大的不同。光刻投影設備可以用在例如集成電路(Ics)、平板顯示器和其他包括精細結構的裝置製造中。在這種情況下，可編程構圖結構可生成對應於例如IC的單獨層的電路圖形，並且該圖形可被成像到已經被塗布了一層輻射敏感材料(例如抗蝕劑)的襯底(例如玻璃板或矽或其他半導體材料的晶片)上的目標部分(例如包括一個或多個管芯和/其一部分)中。通常，單獨的襯底將可包含整個矩陣(matrix)或通過投影系統連續照射(例如一次一個地)的相鄰目標部分的網絡。光刻投影設備可以是通常稱作為步進和掃描(step-and-scan)設備的類型。在這種設備中，每個目標部分都通過在給定參考方向(「掃描」方向)上通過輻射束連續地掃描掩模圖形來照射，同時平行或反平行於該方向基本上同步地掃描襯底臺。由於通常投影設備具有放大因子M(通常小於1)，所以掃描襯底臺的速度V是因子M乘以掃描掩模臺的速度。掃描型設備中的束具有隙縫並在掃瞄方向上具有一個縫寬。關於這裡所描述的關於光刻設備的更多信息例如可從美國專利No.6046792中發現，其內容已在結合在此作為參考。在使用光刻投影設備的生產過程中，圖形(例如在掩模中)被成像到至少部分由輻射敏感材料(例如抗蝕劑)層覆蓋的襯底上。在成像之前，襯底還要經歷各種其它工序諸如修緣(priming)、抗蝕劑塗布和/或軟烘焙。在曝光之後，襯底還要進行其他工序，例如曝光後烘焙(PEB)、顯影、硬烘焙，和/或成像特徵的測量/檢查。這套工序可作為構圖器件(例如IC)的單獨層的基礎。例如，這些轉移過程將在襯底上導致構圖的抗蝕劑層。此後還會有一個或多個圖形處理，例如沉積、蝕刻、離子植入(摻雜)、金屬化、氧化、化學-機械拋光等，其中每個步驟都用於產生、修改或完成單獨層。如果需要多個層，則對每個新層重複整個過程或其變型。最後在襯底(晶片)上就會呈現器件陣列。這些器件隨後通過諸如切割(dicing)或鋸割(sawing)的技術被彼此分離，從而單獨的器件可以被安裝到載體上，連接到管腳上等。關於這些處理的更多信息例如可從PetervanZant所著，書名為「MicrochipFaabricationAPracticalGuidetoSemiconductorProcessing」(第三版，McGrawHillPublishing公司出版，1997年，ISBN0-07-067250-4)的書中發現。術語「投影系統」應被廣泛地解釋為包含了不同形式的投影系統，例如包括了折射光學器件、反射光學器件、反折射系統以及微透鏡陣列。應該理解在該應用中的術語「投影系統」簡單地指用於將圖形從可編程構圖結構傳送到襯底上的任何系統。為簡單起見，在下文中投影系統指的是「投影透鏡」。輻射系統還可包括根據這些設計類型的任何一個操作的用於引導、成形、減小、放大、構圖、和/或其他控制輻射束的組件，並且這些組件還可在下面全部地或單獨的指「透鏡」。另外，光刻設備還可以是具有兩個或多個襯底臺(和/或兩個或多個掩模臺)的類型。在這種「多級」裝置中，附加的臺可以被並行地使用，或在一個或多個臺上進行預備步驟的同時一個或多個其他臺用於曝光。例如在美國專利No.5969441以及PCT申請No.WO98/40791中對雙級光刻設備進行了描述，其內容已在此作為參考引入。光刻設備還可以是這樣的類型，其中將襯底浸沒在具有相對高折射率的液體(例如水)中，從而填充投影系統的最終元件和襯底之間的空間。浸沒液體還可被應用到光刻設備中的其他空間，例如位於掩模和投影系統的第一元件之間。使用浸沒技術來提高投影系統的有效數值孔徑在本領域中是公知的。在本文獻中，術語「輻射」和「束」用於包括所有類型的電磁輻射，包括紫外線輻射(例如具有365、248、193、157或126nm的波長)和EUV(遠紫外輻射，例如具有範圍5-20nm的波長)，以及粒子束(例如離子束或電子束)。在目前所知的利用可編程構圖結構的光刻投影設備中，在構圖的輻射束的路徑上(例如位於可編程構圖結構的下方)掃描襯底臺。在可編程構圖結構上設置圖形並隨後在輻射系統的脈衝期間在襯底上曝光該圖形。在輻射系統的下一次脈衝之前的時間間隔中，襯底臺將襯底移動到曝光襯底的下一個目標部分(可能包括之前的目標部分的全部或部分)所需的位置，並且如果需要的話，更新可編程構圖結構上的圖形。這種過程可以重複進行直到襯底上的一條完整的線(例如目標部分的行)已經被掃描，從而開始了一條新線。在輻射系統的脈衝所持續的小且有限的時間內，襯底臺必然已移動一個小且有限的距離。此前，這類移動對於利用可編程構圖結構的光刻投影設備不是問題，例如，因為在脈衝期間襯底移動的尺寸相對於正在襯底上曝光的特徵的尺寸相對較小。因此產生的誤差不顯著。然而，隨著襯底上製造的特徵的尺寸變得更小，這種誤差就變得更加顯著了。美國專利申請No.2004/0141166中對此問題提出了一種解決方案。雖然在本文中在製造IC中對使用根據本發明的實施例的設備的進行了特定的參照，但應明確理解的是這種設備也具有許多其他可能的應用。例如，可以在集成光學系統、用於磁疇存儲器的引導和檢測圖形、液晶顯示面板(LCD)、薄膜磁頭、薄膜電晶體(TFT)LCD面板、印刷電路板(PCBs)、DNA分析裝置等的製造過程中得到應用。本領域技術人員可以認識到，在這類可選應用的上下文中，任何用到的術語「晶片」或「管芯」應認為可以分別被更加通用的術語「襯底」和「目標部分」所代替。
發明內容根據本發明的一個實施例，提供了一種光刻投影設備，包括投影系統，用於將構圖的輻射束投射到襯底的目標部分上；定位結構，用於在由構圖的輻射束曝光期間相對於投影系統移動襯底；可在樞軸上轉動的(pivotable)反射鏡，用於在構圖的輻射束的至少一個脈衝期間相對於投影系統移動構圖的輻射束；和致動器，用於根據基本上對應於輻射系統的脈衝頻率的振蕩(oscillation)定時而振蕩地在樞軸上轉動反射鏡以便在所述至少一個脈衝期間與襯底的移動基本上同步地掃描構圖的輻射束。根據本發明的一個實施例，提供了一種器件製造方法，包括提供脈衝輻射束；根據期望的圖形對脈衝輻射束構圖；將構圖的輻射束投射到至少部分地覆蓋襯底的輻射敏感材料層的目標部分上；相對投影系統移動襯底，該投影系統在曝光期間中將構圖輻射束投射到襯底上；以及根據基本上對應於構圖的輻射束的脈衝頻率的振蕩定時而振蕩地在樞軸上轉動可在樞軸上轉動的反射鏡，從而在構圖的輻射束的至少一個脈衝期間相對於投影系統改變構圖的輻射束的路徑，其中在所述至少一次脈衝期間與襯底的移動基本上同步地改變該路徑並且其中該構圖的輻射束的截面被投射到與襯底的目標部分表面基本上平行的平面上。根據本發明的一個實施例，提供了一種器件製造方法，包括相對於投影系統移動襯底，該投影系統在曝光期間將構圖的輻射束投射到襯底上；根據基本上對應於構圖的輻射束的脈衝頻率的振蕩定時而振蕩地在樞軸上轉動可在樞軸上轉動的反射鏡從而與襯底的移動基本上同步地改變構圖的輻射束的路徑；以及將構圖的輻射束投射到襯底上。根據本發明的一個實施例，這裡提供了一種光刻設備，包括用於調節輻射束的照明系統；構造成支撐構圖裝置的支架，該構圖裝置能夠在輻射束的截面上賦予該輻射束圖形以形成構圖的輻射束；構造成保持襯底的襯底臺；和用於將構圖的輻射束投射到襯底的目標部分上的投影系統；其中該設備包括用於測量構圖裝置位置的位置測量系統；用於測量襯底位置的位置測量系統；以及輻射束位置調節器，用於響應於構圖裝置和襯底的測量的相對位置與期望的相對位置的偏差相對於投影系統的位置調節投射到襯底上的構圖的輻射束的位置。根據本發明的一個實施例，提供了一種器件製造方法，包括使用構圖裝置構圖輻射束；將構圖的輻射束投射到襯底的目標部分上以形成曝光；在所述曝光期間測量構圖裝置的位置；在所述曝光期間測量襯底的位置；使用輻射束位置調節器以響應於構圖裝置和襯底的測量的相對位置與期望的相對位置的偏差相對於投影系統調節投射到襯底上的構圖的輻射束的位置。僅通過舉例的方式參照示意性附圖描述本發明的實施例，其中圖1描述了根據本發明的一個實施例的光刻投影設備；圖2示意地描述了根據本發明的一個實施例的用來移動構圖的輻射束的結構；圖3示意地描述了一個結構，用來在該結構部分移動之後移動構圖的輻射束；圖4示意地描述了一個結構，用來在該結構進一步移動之後移動構圖的輻射束；圖5示意地描述了可用於控制該結構的移動的控制環路的一個示例；圖6示意地描述了用來移動構圖的輻射束的結構的變形，；圖7示意地描述了根據本發明的一個特定實施例的控制系統；圖8示意地描述了根據本發明的不同的特定實施例的控制系統；圖9示意地描述了可通過本發明的一個特定實施例使用的柔性支架；圖10示意地描述了將本發明應用於利用掩模來構圖輻射束的光刻設備。在這些附圖中，相應的附圖標記表示相應的部件。具體實施例方式本發明的實施例包括，例如方法和設備，其可用於減少在輻射系統的脈衝期間由襯底的移動造成的誤差。圖1示意地描述了根據本發明的一個特定實施例的光刻投影設備1，該設備包括用於提供輻射束的輻射系統(例如，具有能夠提供輻射束的結構)。在這個特定例子中，用來提供輻射束PB(例如UV或EUV照射)的輻射系統Ex、IL還包括了輻射源LA；可編程構圖結構PPM(例如可編程反射鏡陣列)，配置成用於將圖形施加給輻射束。通常，可編程構圖結構的位置相對於投影系統PL是固定的。然而，它也可以替代地被連接到用來將其相對於投影系統PL精確定位的定位結構上；用於保持襯底的目標臺(襯底臺)WT。在這個例子中，襯底臺WT被提供有用於保持襯底W(例如塗布抗蝕劑的半導體晶片)的襯底保持器並被連接到用於相對於投影系統PL和(例如幹涉測量)測量結構IF準確定位襯底的定位結構PW，測量結構IF用於準確地指示襯底和/或襯底臺相對於投影系統PL的位置；以及投影系統(「投影透鏡」)PL(例如石英和/或CaF2投影透鏡系統、包括了由這些材料製成的透鏡元件的反折射系統、和/或反射鏡系統)，用於將構圖的輻射束投影到襯底W的目標部分C(例如包含一或多個管芯和/或其一個或多個部分)上。投影系統可將可編程構圖結構的圖像投射到襯底上。如這裡所描述的，該設備為反射型的(例如，具有反射可編程構圖結構)。然而，通常，其也可是透射型的(例如，具有透射可編程構圖結構)，或具有兩種類型的特點。源LA(例如汞燈、受激準分子雷射器、電子槍、雷射產生的等離子體源或放電等離子體源，或圍繞儲存環或同步加速器中的電子束的路徑配置的波動器(undulator))產生輻射束。該輻射束被直接或橫穿一個調節結構或場例如一個束擴展器Ex後被輸送到照明系統(照明器)IL中。照明器IL包括用於設定輻射束中強度分布的外和/或內徑向範圍(通常稱作σ-外和σ-內)的調節結構或場AM，其可影響由輻射束傳送到例如襯底上的輻射能量的角分布。另外，該設備通常包括不同的其他組件，例如積分器IN和聚光器CO。以這種方式，照射在可編程構圖結構PPM上的束PB在其截面上具有期望的均勻性和強度分布。關於圖1應該注意的是源LA可位於光刻投影設備的殼體內(通常當源LA是例如汞燈時)，但是也可遠離光刻投影設備，其產生的輻射束被引入該設備(例如藉助於適當的定向反射鏡)；後面的方案通常是當源LA是受激準分子雷射器時。本發明的一個或多個實施例和權利要求包含了這兩種方案。在典型的源LA中，存在可在光刻成像處理中導致成像誤差的多個影響因素。在一個實施例中，其中源LA提供脈衝輻射，例如可包括脈衝振幅變化、脈衝寬度變化、脈衝-脈衝變化，即所知的抖動(jitter)。輻射束PB從而截取(intercept)被保持在掩模臺(未示出)的可編程構圖結構PPM。在被可編程構圖結構PPM選擇性地反射之後(可選擇地，橫穿之後)，輻射束PB通過投影系統PL，後者將輻射束PB會聚到襯底W的目標部分C上。在圖1的實施例中，分束器BS用來將輻射束引導到構圖結構PPM，同時還允許它穿過投影系統PL，但是其他可選的幾何尺寸也在本發明的一個或多個實施例的範圍之內。應該意識到，雖然這裡所描述的本發明的實施例與結合了可編程構圖結構以將圖形賦予輻射束的光刻設備相關，本發明不限於這種設置。特別地，本發明的實施例可以和這樣的光刻投影設備共同使用，在該光刻投影設備中，例如保持在掩模臺上掩模被用於將圖形賦予輻射束。藉助於定位結構(以及幹涉測量結構IF)，襯底臺WT可被精確地移動，以便例如在輻射束PB的路徑上定位不同的目標部分C。當使用時，可編程構圖結構PPM的定位結構可以被用於相對於輻射束PB的路徑準確地定位可編程構圖結構PPM(例如在放置了可編程構圖結構PPM之後、在掃描之間，和/或在掃描期間)。通常，可藉助於未在圖1中明確示出的長衝程模塊(例如用於粗定位)和短衝程模塊(例如用於精細定位)實現目標臺WT的移動。可以使用類似的系統來定位可編程構圖結構PPM。應該意識到，為了提供所需要的相對運動，輻射束可選地或附加地是可移動的，而目標臺和/或可編程構圖結構PPM可具有固定位置。可編程構圖結構PPM和襯底W可以利用襯底對準標記P1、P2(可能與可編程構圖結構PPM的對準標記結合使用)來對齊。該描述的設備可用於多種不同的模式。在一個掃描模式中，掩模臺可在給定方向(所謂「掃描方向」，例如y方向)以速度v運動，因此引起輻射束PB掃描掩模圖像。與此同時，襯底臺WT以速度V＝Mv沿相同或相反的方向同步地移動，其中M是投影系統PL的放大率(通常M＝1/4或1/5)。在某些實施例中，縮小率顯著小於1，例如小於0.3、小於0.1、小於0.05、小於0.01、小於0.005、或小於0.0035。同樣地，預計M可大於0.001，或位於一個從0.001到前面所提到的上限的範圍之內。以此方式，就可以對一個相對大的目標部分進行曝光，而不損害解析度。在另一種模式中，掩模臺基本上保持固定地保持可編程構圖結構，並且在賦予輻射束的圖形被投射到目標部分C上的同時移動或掃描襯底臺WT。在這種模式下，通常使用脈衝輻射源並且如果需要的話在襯底臺WT的每次移動之後或在掃描期間的連續輻射脈衝之間更新可編程構圖結構。這種操作模式可以容易地應用到使用可編程構圖結構例如上面所提到的可編程反射鏡陣列的光刻設備中。也可以使用上面所描述的模式的組合和/或變形，或使用完全不同的模式。例如附圖1中所描述的設備可以用於下列方式。在脈衝模式中，可編程構圖結構PPM基本保持固定，並且使用脈衝輻射源將整個圖形投射到襯底的目標部分C上。襯底臺WT以基本恆定的速度移動以便使得輻射束PB跨襯底W掃描一條線。可編程構圖結構PPM上的圖形可根據需要在輻射系統的脈衝之間進行更新，並且對脈衝進行定時以便在襯底W上的所需位置處曝光連續的目標部分C。因此，輻射束PB可以跨襯底W掃描以曝光一條襯底的整個圖形。該過程可重複進行直到整個襯底W被逐行曝光。也可以使用不同的模式。由於襯底臺在成像期間的相對運動，輻射源LA處的時域變化映射到襯底臺WT處的空間域變化。這產生了兩個主要影響。首先，當脈衝間隔發生變化時，襯底上的成像位置也發生變化。例如，稍長於平均值的脈衝間隔會導致襯底的成像部分之間的更大的距離。第二，由於在脈衝區間襯底的較長或較短部分橫穿圖像場，脈衝持續時間的變化會導致模糊效應。為了解決襯底臺WT的運動，根據本發明的一個實施例的裝置包括形成投影系統PL一部分的反射鏡10，如圖2所示。特別地，反射鏡10最好最接近投影系統PL的光瞳定位或是位於其共軛面內。雖然附圖2顯示的投影系統為具有平分(bisecting)投影系統PL的反射鏡10兩部分裝置，但這通常並不是本發明的一個或多個實施例所需要的。相反的，投影系統PL的特定布置可以根據其他期望的成像特性按需變化。應該意識到，反射鏡10應該是基本上平面的，雖然在實際中也可能允許某些彎曲，由此投影系統的一部分光功率駐留在反射鏡中。還布置有一個或一組致動器12，用來在成像操作期間移動反射鏡10。在一個特定的實施例中，致動器12被布置以相對高的頻率關於一個小的角度反覆地轉動反射鏡10，也就是振蕩地在樞軸上轉動反射鏡。具體地，關於位於反射鏡的反射面的軸轉動。附圖2中所示的系統具有1∶1的放大率，以及反射鏡10的相對大的轉動。因此，像平面16上的焦點14從光軸18移動一個相對大的量d。在實際中，這可以是顯著縮小的，並且反射鏡10的傾斜也可以非常小，以便位移量也非常的小。特別地，圖像的位移應該基本上對應於襯底臺在輻射源的單個脈衝持續時間期間橫穿的距離。例如，在邊緣射線位置的在反射鏡10處的1nm的位移映射為在像平面16處的1/NA的位移量，其中NA是投影系統PL的數值孔徑。類似地，在光瞳D[以m]處在輻射束直徑上平移(translate)的反射鏡轉動變化a』[以rad/s]等於如下的襯底級的速度v[以m/s]v＝a』D/(2NA)。圖3和4所示示意地示出了由於連續的脈衝被成像到聚焦平面上，在單次掃描中後來的多次。在圖3中，反射鏡10轉動通過它的過零區間(zero-crossing)，焦點14與光軸18對齊。圖4繼續該運動並且焦點14再一次在與圖2的初始位移相反的方向遠離光軸18。在典型的光刻設備中，源LA具有約1-10kHz的脈衝重複率。因此，保證反射鏡10能與該頻率同相地適當振動是有益的，這意味著致動器或多個致動器12適用於高頻操作。另外，如果這樣設計反射鏡10使得沿著其相關的安裝結構，其具有與源LA的脈衝頻率基本上相等的共振頻率，那麼移動反射鏡10所需的能量就可以被最小化。這就具有了附加效果，即致動器上的負載及從而反射鏡10的變形負載應將被最小化。為了進一步達到將反射鏡10的振動的頻率與源LA的脈衝頻率相匹配的目標，可能包括在控制環路中與反射鏡10相連的傳感器30、其(多個)致動器12，和襯底臺(如果需要)。為了將反射鏡的移動與源脈衝頻率同步，還可以使用不同的方法。例如，來自振動反射鏡上的傳感器30的信號可用於觸發源脈衝，或是可用鎖相環系統，其中源頻率固定為反射鏡的平均共振頻率，同時控制器將反射鏡頻率及相位調節為固定的源頻率。如另一例子，提供外部定時源觸發源脈衝並且用於控制反射鏡運動的相位及幅度。除了確保反射鏡10的振動的頻率與源LA的頻率基本上同步，保證反射鏡10的轉動速度的振幅A相應於襯底臺的掃描速度是有益的。另外例如，在典型系統中，實際的值如下。掃描速度可以約是10mm/s，NA＝1，和D＝20mm。這導致在反射鏡10的正弦轉動運動的過零區間處的a』＝1rad/s。假定對於正弦運動a＝Asin(2πtυ)，其中A是弧度制的振幅，因此時間導數等於a』＝A2πυcos(2πtυ)。在t＝0時這就變為a』＝A2πυ。因此對於1Hz的振動，反射鏡運動的幅度變為A＝0.16mrad。選擇反射鏡的正弦轉動運動可允許一些有利的影響。特別地，通過選擇靠近過零區間的運動的一部分與成像脈衝一致，和小的振幅，正弦運動基本上是線性的。另外，在運動的端點處逐漸減速和加速降低了反射鏡上的壓力，而如果不檢查的話，該壓力會隨著時間導致反射鏡的變形。然而應該意識到，本發明的一個或多個實施例並不限於使用正弦轉運動。反射鏡還可被耦合到一個或多個配重(balancemasses)。一個或多個配重用於承受和隔離致動器振動反射鏡時產生的力。特別地，一個或多個配重用於在與致動器產生的力相反的方向可以自由運動，保持配重-反射鏡系統的動量守恆，由此減小引入到光刻設備的其他部分的力。儘管，如上所述，反射鏡組件(也即反射鏡、其相關的安裝結構及驅動其的致動器系統的組合)的共振頻率可以設定為與源LA的脈衝頻率相匹配，在實際中這很難精確地實現。例如，由於製造誤差或工作期間的熱效應，組件的共振頻率可有大到1％的變化。另外，源LA的頻率在工作時也可變化，導致需要以不是精確的其共振頻率的另一頻率操作反射鏡。另外，對於某些構造，還期望相對大的阻尼。因此，可預計如果希望使用一個鎖相環(PPL)或是位置伺服控制來控制反射鏡的振蕩，就需要控制器以為反射鏡振蕩頻率的多倍的頻率操作。例如，如果源具有6KHz的脈衝頻率，反射鏡也將具有相同的頻率而反射鏡的控制器將具有例如60KHz的頻率。應該意識到採樣頻率應該是期望的振蕩頻率的整數倍從而避免產生不期望的諧波。然而，在本發明的一個特定實施例中，提供了一種附圖7所示的控制系統。在此結構中，信號發生器40產生一對應於反射鏡運動的期望的振蕩頻率、相位和振幅的參考信號。然後該信號通過相位補償器41和振幅補償器42進行修正以產生相位和振幅補償信號43。該補償信號被提供給致動器系統44，從而導致反射鏡45的振蕩。傳感器46用於測量反射鏡的實際運動。從而，相位和振幅計算單元47確定反射鏡的實際運動與由信號發生器40產生的參考信號所代表的期望運動之間的差異。據此，相位和振幅計算單元47確定反射鏡的期望和實際運動之間的相差以及反射鏡運動的期望和實際振幅之間的差異。這些差異分別被反饋給相位補償器41和振幅補償器42，以產生相位和振幅補償信號43。有利的是，雖然參考信號發生器40和測量反射鏡運動的傳感器46需要以多倍於反射鏡振蕩頻率的頻率工作的電子器件，但是相位和振幅計算單元47、相位補償器41和振幅補償器42不需要以如此高的頻率工作。因此，控制系統的成本就可以被降低。然而在實際中，相位和振幅計算單元47的至少一部分可在較高的採樣頻率下工作。圖8顯示了根據本發明另一特定實施例用於反射鏡運動的控制系統。和前面一樣，信號發生器50產生一個代表反射鏡的所需運動的參考信號。振幅補償器51調節信號的振幅以提供一個將被提供給致動器系統53的振幅補償信號52，從而導致反射鏡54的振蕩。和前面一樣，傳感器55用於測量反射鏡的運動並且相位和振幅計算單元56測量反射鏡的實際運動和由信號發生器50產生的參考信號表示的期望運動之間的差異。如上面討論的相對於圖7的特定實施例，相位和振幅計算單元56確定反射鏡運動的期望和實際相位和振幅之間的差異並將振幅差異反饋給振幅補償器51，用於產生振幅補償信號52。但是，在這個特定實施例中，相位補償器57利用反射鏡的期望和實際運動之間的相差確定反射鏡組件的共振頻率的所需變化。這還提供給共振頻率調節單元58，其調節反射鏡組件的共振頻率從而減小反射鏡的期望和實際運動之間的相差。如上面討論的相對於圖7的實施例，雖然參考信號發生器50和傳感器55必須以為反射鏡振蕩頻率的多倍的頻率工作，但控制系統的剩餘部分可以在較低頻率下工作。因此，可以最小化控制系統的成本。有利的是，因為在這個實施例中反射鏡組件的共振頻率被調節到與所需的振蕩頻率相匹配，必須被提供給反射鏡組件的致動器系統的驅動信號的幅度就可大大減小。在這個方面上，應該意識到驅動信號的幅度不僅受反射鏡組件內阻尼的影響，還受到反射鏡組件的期望振蕩頻率與固有共振頻率之間的差異的大小的影響。因為反射鏡組件可以被安裝在投影系統內，因此減小反射鏡組件所需的驅動信號的幅度是很有利的。提供給反射鏡組件的驅動信號的幅度越大，反射鏡組件內所產生的熱量就越大，因此會對投影系統的精度產生不利的影響。反射鏡組件的共振頻率可以通過提供一種系統來調節，通過該系統流體或其它材料，例如金屬削屑(shavings)，可以被有控制地加入反射鏡組件或從反射鏡組件中去除從而調節其質量。可選地或附加地，通過改變反射鏡組件的剛度來調節共振頻率。後面的方法避免了例如由於從反射鏡組件加入和/或去除質量的方法所導致的反射鏡組件的重心位置改變所帶來的混亂。圖9顯示了一個通過其可以調節反射鏡組件剛度的結構。特別地，圖中示出了活動架(flexiblemount)60可以用於將反射鏡61安裝到投影設備內的基準62，例如設備的基準架或基座上。活動架60包括一個填充磁-流變(MR)流體的腔63。鄰近腔63是一個或多個連接到控制器65的電磁鐵64。磁-流變流體的一個屬性是流體的粘性和由此的剛度可以作為應用到流體的磁場的函數改變。因此，通過調節應用給腔63內的磁-流變流體的磁場，就可以調節活動架60的剛度。調節一個或多個這樣的活動架60的剛度就可以調節整個反射鏡組件的剛度。也可以使用用於調節反射鏡組件剛度的其他結構。本發明所的實施例能夠提供這樣一種能力由於減小了與襯底臺運動相關的模糊，從而增加脈衝時間。增加的脈衝時間的一個有利的結果是能夠減小峰值強度，而不減小每次脈衝的總能量，從而減小對光學元件潛在的損害。另一有用的結果是時間模式(temporalmode)的數量會增加，從而減少光學系統中的斑點。最後，較長的脈衝時間允許截短(truncate)單個脈衝的能力，從而允許脈衝-脈衝劑量控制調節。由襯底在輻射脈衝期間相對於投影系統的運動所引起的誤差可以通過提供一或多個設備來與襯底在輻射脈衝期間的運動基本上同步地移動構圖的輻射束來減小，該設備允許輻射束更精確地保持在襯底上對準。可用於移動構圖的輻射束的其他可選結構也落在本發明一個或多個實施例的範圍之內。特別地，還可以補償在輻射脈衝期間襯底相對於投影系統的運動的誤差。這樣的誤差例如是與襯底相對於投影系統的期望運動的偏差，例如襯底以一個基本恆定的速度相對投影系統掃描。與該期望運動的偏差可由用於控制襯底運動的系統中的缺陷引起，例如用於控制襯底位置的致動器內的接頭(togging)或電機力因數(forcefactor)變化，和/或從光刻設備內的其他部件傳遞給襯底的振動。襯底相對於投影系統的運動與襯底期望運動的偏差可以通過一個傳感器的輸出而得出，該傳感器用來測量襯底或保持襯底的支架的位置或位移。襯底的期望位置與襯底的實際位置之間的差異對應於所需要的反射鏡10的位置變化。相應地，可以配置(多個)致動器12通過以與源LA的脈衝頻率基本上同步地振蕩反射鏡所需的運動的組合來控制反射鏡10的運動以便構圖的輻射束以與襯底的期望位置加校正值基本上同步地掃描，以便補償襯底的運動相對其期望運動的偏差。校正反射鏡10以補償與襯底的期望運動的偏差可以通過調節反射鏡10振蕩的中點來實現。可選地或附加地，可以通過控制反射鏡10的振蕩和輻射源LA的脈動(pulsing)之間的相差來實現該調節。可選地或附加地，如圖6所示，可以提供一個或多個第二致動器20，通過調節(多個)致動器12的位置，相應於補償襯底的運動與其期望的運動的偏差所需的校正提供對反射鏡10的位置的調節。例如，(多個)致動器12可控制反射鏡10相對於(多個)致動器12的基座12a的位置。(多個)第二致動器20就可因此配置為控制(多個)致動器12的基座12a相對於光刻設備內的基準的位置。相應地，(多個)致動器12用於控制反射鏡10的振蕩，以便構圖的輻射束被與襯底的期望運動基本上同步地掃描並且使用(多個)第二致動器20以便為襯底的運動與其期望的運動的偏差提供任何所需的校正。無論該校正被如何施加到反射鏡10的運動上，應該意識到可以施加校正以便使反射鏡10關於與反射鏡關於其振蕩的軸相同的軸轉動。可選地或附加地，施加校正以使反射鏡10關於位於與構圖的輻射束入射到該反射鏡的位置處的反射鏡的表面基本上平行、但與反射鏡關於其振蕩的的軸垂直的面內的軸轉動。因此，可以分別在平行和/或垂直於襯底掃描運動的方向上對與期望的襯底運動的偏差的校正進行調節。(多個)致動器12和第二致動器20中的一個或兩者可以由任何合適的致動器或其組合構成。特別地，可使用一個或多個壓電元件作為(多個)致動器12，20。可選地，(多個)致動器中的一個或兩者可以是洛倫茲(Lorentz)致動器。這類結構的一個優點是其可以被設置成使從一個組件傳遞到另一個組件的振蕩最小化。相應地，(多個)第二致動器20，可以特別是洛倫茲(Lorentz)致動器並配置來使從振蕩反射鏡10的致動器12傳遞給設備的其它部分的振蕩最小化。總之，應該意識到(多個)致動器12，20中的一個或兩者都能夠在多至六個自由度上調節反射鏡的位置。期望在輻射系統的一系列脈衝及脈衝之間的間隔期間以基本恆定的速度相對投影系統移動襯底。這裡所描述的設備從而可用於在輻射系統的至少一個脈衝的持續時間內與襯底的運動基本上同步的移動構圖的輻射束。使襯底以基本恆定的速度運動可減小襯底臺及與之相關的位置驅動器的複雜程度，並且與襯底的運動基本同步地移動構圖的輻射束可以減少由此產生的誤差。可以在多個脈衝期間與襯底的運動基本上同步地移動構圖的輻射束。這種設置可以使可編程構圖結構的圖像多次投射到襯底的同一位置上。這種技術可以在例如當構圖的輻射束的脈衝強度不足以在襯底上產生完全曝光時使用。與襯底基本上同步地移動構圖的輻射束可以減少襯底上圖形的連續曝光之間產生套刻精度(overlay)誤差。通過每個脈衝在襯底上曝光的可編程構圖結構的連續圖形可能不同。例如，可以在一個或多個隨後的脈衝中做出一個或多個校正以補償第一脈衝中的誤差。可選擇地，可以利用圖形改變來產生用於一個或多個特徵的灰度級圖像(例如通過僅對於全部數量脈衝的一部分曝光那些成像到襯底的給定部分上的特徵)。可選地或附加地，對於被投射到襯底的同一部分的輻射系統的一個或多個脈衝可改變構圖的輻射束的強度、可編程構圖結構的照明和/或光瞳過濾(pupilfiltering)。例如可使用這種技術來增加使用在前面描述的段落中的技術產生的灰度級的數目或者可以被用於對於在不同方向定向的特徵優化不同的曝光。雖然在上面關於使用可編程構圖結構對與光刻設備中期望的襯底運動的偏差進行補償描述了上述結構，但應該意識到該概念同樣可用於通過掩模將圖形施加給輻射束的設備中。在這種情況下，該掩模可被安置在支架上，因此它可以相對於被投射到其上的輻射束與襯底相對於由掩模構圖的輻射束的運動同步地掃描。在這種情況下，襯底的運動準確的反映掩模的運動就是必需的。但是，當襯底和掩模的相對運動發生誤差時，就可以用與上面所描述相同的方式，通過使用調節投射到襯底上的輻射束相對於投影系統的位置的可調節反射鏡補償這些誤差。然而應意識到在這種情況中，只需要反射鏡的校正運動，而不需要如上所述的提供與輻射系統的脈衝同步的反射鏡的振蕩和更新可編程構圖結構的圖形所需的系統元件。更進一步意識到，如果投影系統通過一個給定的因子縮小投射到襯底上的掩模的圖像，則與掩模的運動相比可以通過相同的因子減小襯底的運動。附圖10描述了這樣一個系統，它包括輻射源70，例如調節輻射束的照明系統和使用來自源70的輻射束72照明的掩模71。投影系統73用於將輻射束投射到襯底74上。然而如上所述，提供可轉動安裝的反射鏡75用於調節投射到襯底74上的構圖的輻射束76相對於投影系統73的位置。提供致動器系統77用於控制可轉動安裝的反射鏡75的運動。在附圖10中為清楚起見，可轉動安裝的反射鏡75在投影系統73後面示出。然而，需要意識到可轉動安裝的反射鏡可以是投影系統73的一部分或提供在投影系統之前。另外，可以提供一個或多個附加的可轉動安裝的反射鏡來提供改進的對構圖的輻射束相對於投影系統的運動的控制。同樣應該意識到也可使用其他機構以調節構圖的輻射束相對投影系統的位置。提供測量系統78、79分別用於測量掩模71和襯底74的運動。基於這些測量，考慮投影系統73的放大率，控制器80確定構圖的輻射束76相對於投影系統73的位置的所需的調節以補償掩模71和襯底74的期望的相對運動中的偏差。相應地，所需信號供給到致動器77以調節構圖的輻射束76相對投影系統73的位置。儘管上面對本發明的特定實施例進行了描述，應該意識到所要求保護的本發明可以用不同於所描述的方式去實現。例如，雖然這裡描述了使用光刻設備曝光襯底上的抗蝕劑，應該意識到本發明絕不僅限於該用途，並且根據本發明的實施例的設備可用於在無抗蝕劑光刻中投射構圖的輻射束。因此，已經清楚地說明了對這些實施例的描述的意圖不再與所要求保護的本發明。權利要求1.一種光刻投影設備，包括投影系統，用於將構圖的輻射束投射到襯底的目標部分上；定位結構，用於在由構圖的輻射束曝光期間相對於投影系統移動襯底；可在樞軸上轉動的反射鏡，用於在構圖的輻射束的至少一個脈衝期間相對於投影系統移動構圖的輻射束；和致動器，用於根據基本上對應於輻射系統的脈衝頻率的振蕩定時而振蕩地在樞軸上轉動反射鏡以便在所述至少一個脈衝期間與襯底的運動基本上同步地掃描構圖的輻射束。2.如權利要求1所述的設備，其中該致動器由控制器控制，其中該控制器、致動器和輻射系統被互連在控制環路結構中，並且其中該控制環路用於保持反射鏡的振蕩和輻射系統的脈衝之間的基本同步。3.如權利要求1所述的設備，其中該可在樞軸上轉動的反射鏡由支撐組件支撐，並且振蕩定時的頻率基本上對應於反射鏡及其支撐組件的共振頻率。4.如權利要求3所述的設備，其中支撐組件還包括致動器。5.如權利要求4所述的設備，其中支撐組件還包括配重，其被構造和布置用於將由致動器產生的力與該設備的剩餘部分相隔離。6.如權利要求1所述的設備，其中致動器包括多個電機，其被構造和布置成將轉動力施加到反射鏡上。7.如權利要求1所述的設備，其中在使用中，反射鏡以正弦運動振蕩。8.如權利要求7所述的設備，其中在使用中，輻射系統的脈衝在定時上基本上對應於反射鏡振蕩的正弦運動的過零區間。9.如權利要求1所述的設備，其中在使用中，構圖的輻射束相對於投影系統的位置可以被進一步地改變以補償襯底在構圖的輻射束的脈衝期間的運動誤差。10.如權利要求1所述的設備，其中配置致動器以便其可以控制可在樞軸上轉動的反射鏡的振蕩的中點的位置。11.如權利要求10所述的設備，其中該可在樞軸上轉動的反射鏡用於關於第一軸振蕩並且該致動器用於控制可在樞軸上轉動的反射鏡關於第一軸振蕩的中點的角位置。12.如權利要求10所述的設備，其中該可在樞軸上轉動的反射鏡用於關於第一軸振蕩，並且該致動器用於控制可在樞軸上轉動的反射鏡關於第二軸振蕩的中點的角位置，該第二軸與第一軸基本上垂直並且位於與在構圖的輻射束將入射到該可在樞軸上轉動的反射鏡的位置處的該可在樞軸上轉動的反射鏡的表面基本上平行的平面內。13.如權利要求1所述的設備，其中致動器用於控制輻射系統的脈衝頻率和可在樞軸上轉動的反射鏡的振蕩的相對相位。14.如權利要求1所述的設備，其中致動器構造用於相對致動器基座振蕩地在樞軸上轉動該可在樞軸上轉動的反射鏡，並且還包括第二致動器，該第二致動器用於控制基座相對於投影系統的位置。15.如權利要求14所述的設備，其中該致動器用於關於第一軸振蕩該可在樞軸上轉動的反射鏡，並且第二致動器用於控制基座相對於投影系統關於第二軸的角位置，第二軸基本上與第一軸平行。16.如權利要求14所述的設備，其中該致動器用於關於第一軸振蕩該可在樞軸上轉動的反射鏡，並且第二致動器用於控制基座相對於投影系統關於第三軸的角位置，第三軸基本上與第一軸垂直並位於與在構圖的輻射束將入射到該可在樞軸上轉動的反射鏡的位置處的該可在樞軸上轉動的反射鏡的表面基本上平行的平面內。17.如權利要求14所述的設備，其中第二致動器包括洛侖茲致動器並配置成使從致動器傳遞給光刻投影設備其它部分的振動最小化。18.如權利要求1所述的設備，其中反射鏡基本上是平面的。19.如權利要求1所述的設備，其中最接近投影系統的光瞳面或其共軛面定位反射鏡。20.如權利要求1所述的設備，其中反射鏡位於投影系統的光瞳面的共軛面內。21.如權利要求1所述的設備，其中定位結構用於在構圖的輻射束的多個脈衝期間以及脈衝之間的間隔期間以基本上恆定的速度相對投影系統移動襯底，並且，其中在使用時，在該構圖的輻射束的至少一個脈衝的持續時間內與襯底的運動基本上同步地移動該構圖的輻射束。22.如權利要求1所述的設備，其中在使用時，該構圖的輻射束在該構圖的輻射束的多個脈衝期間與襯底的運動基本上同步地被掃描，以便可以將圖形多次投射到襯底上基本上相同的位置。23.如權利要求22所述的設備，其中(i)構圖的輻射束的強度，(ii)可編程構圖結構的照明，(iii)光瞳過濾，或(iv)(i)至(iii)的任意組合，可對於被引導到襯底上基本上相同的位置的構圖的輻射束的多次投射的至少一次而改變。24.如權利要求1所述的設備，其中，在使用時，在被引導到襯底上基本上相同的位置的構圖的輻射束的多次投射之間改變圖形的結構。25.如權利要求1所述的設備，包括用於控制反射鏡運動的控制器，所述控制器包括參考信號發生器，用於產生對應於反射鏡的期望運動的參考信號；傳感器，用於測量反射鏡的實際運動；和信號補償器，用於根據測量的反射鏡的運動和參考信號之間的相差來調節參考信號以產生補償信號；其中補償信號用於控制致動器。26.如權利要求25所述的設備，其中所述信號補償器進一步根據測量的反射鏡的運動和由參考信號代表的期望運動之間的幅度差異調節參考信號以產生補償信號。27.如權利要求1所述的設備，包括用於控制反射鏡運動的控制器，所述控制器包括參考信號發生器，用於產生對應於反射鏡的期望運動的參考信號；傳感器，用於測量反射鏡的實際運動；和共振頻率調節單元，用於響應於測量的反射鏡的運動和參考信號之間的相差調節反射鏡振蕩的共振頻率。28.如權利要求27所述的設備，其中反射鏡由至少一個活動架支撐並且共振頻率調節單元用於控制所述活動架的剛度。29.如權利要求28所述的設備，其中活動架包括包含磁-流變流體的腔；並且所述共振頻率調節單元用於控制施加給所述腔的磁場。30.如權利要求27所述的設備，其中共振頻率調節單元構造為使得其可以調節反射鏡和支撐反射鏡的支架中的至少一個的質量。31.如權利要求30所述的設備，其中所述反射鏡和所述支架中的至少一個包括一個或多個腔；並且所述共振頻率調節單元用於控制所述一個或多個腔內的流體量。32.一種器件製造方法，包括相對於投影系統移動襯底，該投影系統在曝光期間將構圖的輻射束投射到襯底上；根據基本上對應於構圖的輻射束的脈衝頻率的振蕩定時而振蕩地在樞軸上轉動可在樞軸上轉動的反射鏡從而與襯底的運動基本上同步地改變構圖的輻射束的路徑；以及將構圖的輻射束投射到襯底上。33.如權利要求32所述的方法，其中移動襯底包括在構圖的輻射束的多個脈衝期間以及脈衝之間的間隔期間以基本上恆定的速度相對投影系統移動襯底，並且其中在該構圖的輻射束的至少一個脈衝的持續時間內與襯底的運動基本上同步改變所述路徑。34.如權利要求32所述的方法，還包括在該構圖的輻射束的多個脈衝期間與襯底的運動基本上同步地改變構圖的輻射束的路徑，以便可以將圖形多次投射到襯底上基本上相同的位置。35.如權利要求34所述的方法，還包括在被引導到襯底上基本上相同的位置的構圖的輻射束的多次投射之間改變圖形的結構。36.如權利要求34所述的方法，還包括對於被引導到襯底上基本上相同的位置的多次投射的至少一次改變(i)構圖的輻射束的強度，(ii)可編程構圖結構的照明，(iii)光瞳過濾，或(iv)(i)至(iii)的任意組合。37.如權利要求32所述的方法，其中該反射鏡以正弦運動振蕩。38.如權利要求37所述的方法，其中構圖的輻射束的脈衝在定時上基本上對應於反射鏡的正弦運動的過零區間。39.如權利要求32所述的方法，其中構圖的輻射束的路徑被進一步改變以補償在構圖的輻射束的脈衝期間的襯底的運動誤差。40.一種包括投影系統的設備，該投影系統具有可在樞軸上轉動的反射鏡，用於接收構圖的輻射束；和致動器，在功能上被連接到該可在樞軸上轉動的反射鏡並且用于振蕩地在樞軸上轉動反射鏡。41.如權利要求40所述的設備，其中該可在樞軸上轉動的反射鏡位於光學系統的光瞳面內或其共軛面內。42.如權利要求40所述的設備，其中致動器用於以1-10kHz範圍的頻率振蕩反射鏡。43.如權利要求40所述的設備，其中還包括輻射源；和構圖裝置，其被構造和布置成接收由輻射源提供的輻射束並且構圖該輻射束。44.如權利要求43所述的設備，其中該構圖裝置是可編程構圖裝置。45.一種光刻設備，包括用於調節輻射束的照明系統；構造成支撐構圖裝置的支架，該構圖裝置能夠在輻射束的截面上賦予該輻射束圖形以形成構圖的輻射束；構造成保持襯底的襯底臺；和用於將構圖的輻射束投射到襯底的目標部分上的投影系統；其中該設備包括用於測量構圖裝置位置的位置測量系統；用於測量襯底位置的位置測量系統；以及輻射束位置調節器，用於響應於構圖裝置和襯底的測量的相對位置與期望的相對位置的偏差相對於投影系統的位置調節投射到襯底上的構圖的輻射束的位置。46.如權利要求45所述的設備，其中所述輻射束位置調節器包括可在樞軸上轉動的反射鏡，其用於相對於投影系統移動構圖的輻射束；以及致動器，用於控制反射鏡的位置。47.一種器件製造方法，包括使用構圖裝置構圖輻射束；將構圖的輻射束投射到襯底的目標部分上以形成曝光；在所述曝光期間測量構圖裝置的位置；在所述曝光期間測量襯底的位置；使用輻射束位置調節器以響應於構圖裝置和襯底的測量的相對位置與期望的相對位置的偏差相對於投影系統調節投射到襯底上的構圖的輻射束的位置。全文摘要用於在輻射脈衝期間補償光刻設備中襯底的運動的設備和方法包括提供被配置來與襯底基本上同步地移動入射到襯底上的構圖的輻射束的可在樞軸上轉動的反射鏡。文檔編號H01L21/027GK1996149SQ20061006422公開日2007年7月11日申請日期2006年12月8日優先權日2005年12月9日發明者H·威瑟,D·W·卡蘭,R·-H·穆尼格施米特,R·B·韋納,J·T·G·M·范德文,G·H·羅賓斯申請人:Asml荷蘭有限公司,Asml控股有限公司