CN111566565A

CN111566565A - 定位装置、光刻设备、补偿平衡质量块转矩的方法和器件制造方法

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Publication number: CN111566565A
Application number: CN201880085060.4A
Authority: CN
Inventors: W·F·J·西蒙斯; D·布拉卡玛; H·巴特勒; H·H·M·考克西; R·W·A·H·理纳尔斯; S·C·Q·利布雷尔; M·范杜伊霍温; M·W·J·E·威吉克曼斯
Original assignee: ASML Netherlands BV
Current assignee: ASML Netherlands BV
Priority date: 2018-01-04
Filing date: 2018-11-29
Publication date: 2020-08-21
Also published as: JP6990775B2; JP2021509968A; US10962890B2; NL2022091A; US20200363732A1; WO2019134776A1

Abstract

本发明涉及一种定位系统，包括：第一致动器，在可移动体上施加致动力，所述第一致动器耦接至平衡质量块，所述平衡质量块被配置为吸收所述致动力所产生的反作用力，所述致动力提供所述可移动体的加速度，所述反作用力提供所述平衡质量块的加速度，其中，由所述可移动体的加速度产生的力与由所述平衡质量块的加速度产生的力一起产生平衡质量块转矩；平衡质量块支撑件，将所述平衡质量块支撑到框架上，所述平衡质量块支撑件在支撑位置处接合所述框架；和转矩补偿器；其中所述转矩补偿器施加补偿力以补偿所述平衡质量块转矩，和其中所述转矩补偿器在所述支撑位置处将所述补偿力施加到所述框架上。

Description

定位装置、光刻设备、补偿平衡质量块转矩的方法和器件制造方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年1月4日提交的欧洲申请18150247.7的优先权，该欧洲申请的全部内容以引用的方式并入本文中。

技术领域

本发明涉及一种定位装置、光刻设备、补偿平衡质量块转矩的方法及器件的制造方法。

背景技术

光刻设备是一种将所期望的图案施加到衬底上(通常在衬底的目标部分上)的机器。光刻设备可以用于例如集成电路(IC)的制造中。在这种情况下，可以将可替代地称为掩模或掩模版的图案形成装置用于生成待形成于集成电路的单个层上的电路图案。可以将该图案转印到衬底(例如硅晶片)上的目标部分(例如包括管芯的一部分、一个或更多个管芯)上。通常，典型地经由将图案成像到设置在衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上进行图案的转印。通常，单个衬底将包含被连续形成图案的相邻目标部分的网络。常规的光刻设备包括：所谓的步进器，其中通过将整个图案一次性地曝光到目标部分上来辐照每个目标部分；和包括所谓的扫描器，其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同步扫描所述衬底来辐照每个目标部分。还可以通过将图案压印到衬底上而将图案从图案形成装置转印到衬底上。

在光刻设备中，一些部件必须被非常准确地定位，以便在衬底上获得期望的图案品质，例如在聚焦和位置方面。这些部件中的大多数直接或间接连接至光刻设备的基架。为了在衬底上获得期望的图案品质，期望基架非常稳定并且基架的变形保持为尽可能小。

将机械力施加到基架上的光刻设备的元件的一个示例是晶片平台的平衡质量块。在通常使用的设计中，晶片平台由平面马达致动，以提供晶片平台的加速度。由该致动产生的反作用力被平衡质量块吸收，该平衡质量块由于反作用力而沿相反方向被加速。平衡质量块通过平衡质量块支撑件连接到基架。

由于晶片平台的重心与平衡质量块的重心之间的距离，晶片平台的加速力和平衡质量块的加速力一起产生转矩，该转矩由平衡质量块支撑件传递到基架。

类似的情况也发生在光刻设备的不同部件处，例如，在掩模版平台或掩模版掩模单元上。

发明内容

期望提供一种定位装置，其减小由可移动体的加速力和与所述可移动体相关的平衡质量块的加速力的组合所导致的转矩对所述光刻设备的框架的影响。

根据本发明的实施例，提供了一种定位装置，该定位装置包括：

第一致动器，所述第一致动器被配置为在可移动体上施加致动力，所述第一致动器耦接至平衡质量块，所述平衡质量块被配置为吸收由所述第一致动器生成的所述致动力所产生的反作用力，所述致动力提供所述可移动体的加速度，所述反作用力提供所述平衡质量块在相反方向上的加速度，其中，由所述可移动体的加速度产生的力与由所述平衡质量块的加速度产生的力一起产生平衡质量块转矩；

平衡质量块支撑件，被配置为将所述平衡质量块支撑到框架上，所述平衡质量块支撑件在支撑位置处接合所述框架；和

转矩补偿器；

其中所述转矩补偿器被配置为施加补偿力以补偿所述平衡质量块转矩，和

其中所述转矩补偿器被配置为在所述支撑位置处将所述补偿力施加到所述框架上。

根据本发明的另一实施例，提供了一种定位装置，该定位装置包括：

第一致动器，所述第一致动器被配置为在可移动体上施加致动力，所述第一致动器耦接至平衡质量块，所述平衡质量块被配置为吸收由所述第一致动器生成的所述致动力所产生的反作用力，所述致动力提供所述可移动体的加速度，所述反作用力提供沿相反方向的所述平衡质量块的加速度，其中，由所述可移动体的加速度产生的力与由所述平衡质量块的加速度产生的力一起产生平衡质量块转矩；

转矩补偿器；

其中所述转矩补偿器被配置为在补偿器位置处将所述补偿力施加到所述框架上，所述补偿器位置与所述支撑位置间隔开，其中所述补偿器位置经由所述框架的部分连接至所述支撑位置，所述框架的所述部分比所述平衡质量块支撑件更坚硬。

在本发明的另一实施例中，提供一种光刻设备，包括根据本发明的定位装置。

在本发明的另一实施例中，提供了一种用于在定位器系统中补偿平衡质量块转矩的方法，所述方法包括以下步骤：

-通过在可移动体上施加致动力并通过由平衡质量块吸收由所述致动力产生的反作用力来生成平衡质量块转矩，由此导致所述可移动体的加速度和所述平衡质量块在相反方向上的加速度，其中，由所述可移动体的加速度产生的力与由所述平衡质量块的加速度产生的力一起产生平衡质量块转矩，所述平衡质量块转矩经由平衡质量块支撑件在支撑位置处施加到框架上，

-由转矩补偿器补偿施加到所述框架上的所述平衡质量块转矩，所述转矩补偿器在所述支撑位置处在所述框架上施加补偿力。

在本发明的另一实施例中，提供了一种用于在定位器系统中补偿平衡质量块转矩的方法，

-由转矩补偿器补偿施加在所述框架上的所述平衡质量块转矩，所述转矩补偿器在补偿器位置处施加补偿力，所述补偿器位置与所述支撑位置间隔开，其中所述补偿器位置经由所述框架的部分连接至所述支撑位置，所述框架的所述部分比所述平衡质量块支撑件更坚硬。

在本发明的另一实施例中，提供了一种器件制造方法，包括将图案从图案形成装置转印到衬底上，所述器件制造方法包括使用根据本发明所述的光刻设备的步骤。

附图说明

现在将参考示意性附图、仅以示例的方式来描述本发明的实施例，在附图中对应的附图标记指示对应的部件，且在所述附图中：

图1描绘了根据本发明的实施例的光刻设备；

图2示意性地示出了在光刻设备中使用的定位装置的可能实施例；

图3示意性地示出了根据本发明的定位系统1的可能实施例；

图4示意性地示出了图3的细节；

图5示意性地示出了图3的实施例的俯视图；

图6示意性地示出了图3的实施例的一个变型的俯视图；

图7示意性地示出了图3的实施例的又一个变型的俯视图；

图8示意性地示出了根据本发明的定位系统的另一实施例的俯视图；

图9示意性地示出了根据本发明的定位器系统的另一实施例。

具体实施方式

图1示意性地描绘了根据本发明的一个实施例的光刻设备。该设备包括：配置成调节辐射束B(例如，UV辐射或任何其他合适的辐射)的照射系统(照射器)IL：掩模支撑结构(例如，掩模台)MT，被构造成支撑图案形成装置(例如，掩模)MA并连接到第一定位装置PM，该第一定位装置PM配置为根据某些参数准确地定位图案形成装置。该设备还包括构造成保持衬底(例如，涂覆有抗蚀剂的晶片)W并连接到第二定位装置PW的衬底台(例如，晶片平台)WT或“衬底支撑件”，该第二定位装置PW被配置为根据某些参数准确地定位衬底。该设备还包括投影系统(例如折射式投影透镜系统)PS，其配置成用于将由图案形成装置MA赋予辐射束B的图案投影到衬底W的目标部分C(例如包括一个或更多个管芯)上。

照射系统IL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。

掩模支撑结构MT支撑图案形成装置MA，即承载图案形成装置MA的重量。其以依赖于图案形成装置的方向、光刻设备的设计以及诸如例如图案形成装置是否保持在真空环境中等其他条件的方式保持图案形成装置MA。所述掩模支撑结构可以采用机械的、真空的、静电的或其它夹持技术保持图案形成装置。所述掩模支撑结构MT可以是框架或台，例如，其可以根据需要成为固定的或可移动的。所述掩模支撑结构可以确保图案形成装置位于所期望的位置上(例如相对于投影系统)。可认为本文中使用的任何术语“掩模版”或“掩模”皆与更上位的术语“图案形成装置”同义。

本文使用的术语“图案形成装置”应该被广义地理解为表示能够用于将图案在辐射束的横截面上赋予辐射束、以便在衬底的目标部分上形成图案的任何装置。应当注意，赋予辐射束的图案可能不完全对应于衬底的目标部分中的期望图案，例如，如果图案包括相移特征或所谓的辅助特征。通常，被赋予辐射束的图案将与在目标部分上形成的器件中的特定的功能层相对应，诸如集成电路。

图案形成装置MA可以是透射式或反射式的。图案形成装置的示例包括掩模、可编程反射镜阵列以及可编程液晶显示(LCD)面板。掩模在光刻术中是公知的，并且包括诸如二元掩模类型、交替型相移掩模类型、衰减型相移掩模类型和各种混合掩模类型之类的掩模类型。可编程反射镜阵列的示例采用小反射镜的矩阵布置，每一个小反射镜可以独立地倾斜，以便沿不同的方向反射入射的辐射束。所述已倾斜的反射镜将图案赋予由所述反射镜矩阵反射的辐射束。

本文使用的术语“投影系统”应该被广义地理解为包括适合于所使用的曝光辐射或者其他因素(诸如使用浸没液体或使用真空)的任何类型的投影系统，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，或它们的任何组合。本文对使用的任何术语“投影透镜”可以被认为与更上位的术语“投影系统”同义。

如此处所描绘，所述设备是透射型的(例如采用透射式掩模)。可替代地，该设备可以是反射型的(例如，采用如上所述类型的可编程反射镜阵列，或采用反射掩模)。

光刻设备可以是具有两个(双平台)或更多衬底台或“衬底支撑件”(和/或两个或更多个掩模台或“掩模支撑件”)的类型。在这种“多平台”机器中，可以并行地使用附加的台或支撑件，或可以在一个或更多个台或支撑件上执行预备步骤的同时，将一个或更多个其它台或支撑件用于曝光。除了至少一个衬底台WT之外，光刻设备可以包括测量台，该测量台被布置为执行测量但是不被布置为保持衬底W。可以将测量台布置成保持传感器以测量投影系统PS的属性，诸如辐射束B的强度、投影系统PS的像差或辐射束B的均匀性。可以将测量台布置成保持清洁装置以清洁光刻设备的至少一部分，例如，靠近投影系统PS的最后透镜元件的部分。

光刻设备也可为如下类型：其中衬底的至少一部分可由具有相对高折射率的液体(例如，水)覆盖，以便填充投影系统与衬底之间的空间。也可将浸没液体施加至光刻设备中的其他空间，例如，在图案形成装置MA与投影系统PS之间的空间。浸没技术可用于增加投影系统的数值孔径。本文使用的术语“浸没”并不意味着诸如衬底的结构必须浸没在液体中，而是仅意味着在曝光期间液体位于投影系统和衬底之间。

参考图1，照射器IL接收来自辐射源SO的辐射束。例如，当辐射源SO为准分子激光器时，辐射源SO及光刻设备可以是分离的实体。在这种情况下，不将辐射源SO看成是形成了光刻设备的一部分，且辐射束借助于包括(例如)合适的定向反射镜和/或扩束器的束传递系统BD从辐射源SO被传至照射器IL。在其他情况下，例如，当辐射源SO为汞灯时，辐射源SO可以是光刻设备的组成部分。辐射源SO和照射器IL以及束传递系统BD(如果需要的话)可被称作辐射系统。

照射器IL可以包括被配置为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。另外，照射器IL可以包括各种其他部件，例如积分器IN和聚光器CO。可以将所述照射器IL用于调节所述辐射束，以在其横截面中具有所期望的均匀性和强度分布。

辐射束B入射于被保持在掩模支撑结构MT上的图案形成装置MA上，且被图案形成装置MA图案化。穿过图案形成装置MA后，所述辐射束B传递通过投影系统PS，所述投影系统将辐射束B聚焦到所述衬底W的目标部分C上。借助于第二定位装置PW和位置传感器IF(例如，干涉量测装置、线性编码器或电容传感器)，可准确地移动衬底台WT，例如，以将不同的目标部分C定位于辐射束B的路径中。类似地，第一定位装置PM和另一位置传感器(其未在图1中被明确地描绘出)可被用于(例如在掩模库的机械获取后或在扫描期间)相对于辐射束B的路径来准确地定位图案形成装置MA。通常，掩模支撑结构MT的移动可以借助于长行程模块(粗定位)和短行程模块(精定位)来实现，长行程模块和短行程模块构成第一定位装置PM的一部分。类似地，可以使用长行程模块和短行程模块来实现衬底台WT的移动，所述长行程模块和短行程模块构成第二定位器PW的一部分。在步进器的情况下(与扫描器相反)，掩模支撑结构MT可以仅连接到短行程致动器，或者可以是固定的。可以使用掩模对准标记Ml、M2及衬底对准标记P1、P2来对准图案形成装置MA及衬底W。尽管如图所示的衬底对准标记P1、P2占据专用目标部分，但是它们可以位于目标部分C之间的空间中。这种专用的目标部分被称为划线对准标记。相似地，在多于一个管芯设置于图案形成装置MA上的情形中，掩模对准标记M1，M2可位于所述管芯之间。

所描绘的设备可以用于下列模式中的至少一种：

1.在步进模式中，在将掩模支撑结构MT和衬底台WT保持为基本静止的同时，将赋予束B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，使得可以对不同的目标部分C曝光。在步进模式中，曝光场的最大尺寸限制了在单次静态曝光中成像的目标部分C的尺寸。

2.在扫描模式中，在对掩模支撑结构MT和衬底台WT或“衬底支撑件”同步地进行扫描的同时，将赋予束的图案投影到目标部分C上(即，单一的动态曝光)。衬底台WT相对于掩模支撑结构MT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性来确定。在扫描模式中，曝光场的最大尺寸限制了单个动态曝光中目标部分(在非扫描方向上)的宽度，而扫描运动的长度决定了目标部分C(在扫描方向上)的高度。

3.在另一模式中，将用于保持可编程图案形成装置的掩模支撑结构MT保持为基本静止，并且在对所述衬底台WT进行移动或扫描的同时，将赋予辐射束B的图案投影到目标部分C上。在这种模式中，通常采用脉冲辐射源，并且在所述衬底台WT的每一次移动之后、或在扫描期间的连续辐射脉冲之间，根据需要更新所述可编程图案形成装置。这种操作模式可易于应用于利用可编程图案形成装置(诸如，如上所述类型的可编程反射镜阵列)的无掩模光刻术中。

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。

图2示意性地示出了在光刻设备中使用的定位系统1的可能实施例。图2中所示的定位系统1是第二定位装置PW的示例。

图2的定位系统1包括衬底支撑件WT，在衬底支撑件WT上可布置有衬底W，例如晶片。衬底支撑件WT布置在真空室6中，在该示例中，真空室6被框架5包围。

定位系统1还包括第一致动器4。在该示例中，第一致动器是平面马达，其包括转换器4a和定子4b。转换器4a安装在衬底支撑件WT上。

定位系统1还包括平衡质量块10。第一致动器4的定子4b安装到平衡质量块10。平衡质量块10通过平衡质量块支撑件12支撑在框架5上。在图2的实施例中，平衡质量块支撑件12包括第一平衡质量块支撑装置12a和第二平衡质量块支撑装置12b。第一平衡质量块支撑装置12a和/或第二平衡质量块支撑装置12b例如是板簧或包括板簧。

平衡质量块支撑件12在支撑位置接合框架5。依赖于平衡质量块支撑件12和框架5的设计，可以存在单个支撑位置或多个支撑位置。在图2的示例中，有两个支撑位置20a，20b。

衬底台WT是可移动体。第一致动器4可以使衬底支撑件WT和平衡质量块10相对于彼此移动、并且相对于框架5移动。第一致动器4被配置为在衬底支撑件WT上施加致动力，这导致衬底支撑件WT的加速度。该致动力提供了衬底支撑件WT的加速度。从衬底支撑件WT的这种加速度，产生力3，其幅值为F_wt＝m_wt x a_wt，其中F_wt是合力3，m_wt是衬底支撑件的质量，而a_wt是衬底支撑件WT的加速度。

第一致动器4耦接至平衡质量块10。在图2的示例中，通过将第一致动器4的定子4b安装到平衡质量块10上来实现该耦接。平衡质量块10被配置成吸收由施加在衬底支撑件WT上的致动力产生的反作用力。这导致平衡质量块10的在与衬底支撑件WT的加速度方向相反的方向上的加速度。从平衡质量块10的这种加速度，产生力13，其幅值为F_bm＝m_bm x a_bm，其中F_bm是合力13，m_bm是平衡质量块10的质量，a_bm是平衡质量块10的加速度。力13的幅值等于力3的幅值，但是指向相反的方向。

衬底支撑件WT具有重心2，平衡质量块具有重心11。从图2可以清楚地看出，衬底支撑件WT的重心2与平衡质量块10的重心11之间存在距离Z。这使得力3和力13的组合产生平衡质量块转矩。该平衡质量块转矩的幅值等于F_wt x Z，其中F_wt是力3的大小，Z是衬底支撑件WT的重心2与平衡质量块10的重心11之间的距离。

平衡质量块转矩通过平衡质量块支撑件12传递到框架5。在图2的实施例中，平衡质量块转矩以力15a(在第一支撑位置20a处施加在框架上)和力15b(在第二支撑位置20b处施加在框架上)的形式被施加到框架上。

在图2中，所示的定位系统1是第二定位装置PW的示例。然而，也可能例如根据图2配置第一定位装置PM。在这种情况下，由第一致动器致动的不是衬底支撑件WT，而是图案形成装置MA。

图3示意性地示出了根据本发明的定位系统1的可能实施例。该实施例包含如图2所示的定位系统1的所有元件，且功能相同。

图4更详细地示出了图3的定位系统1在第一支撑位置附近的情况。

图3的定位系统1与根据图2的定位系统1的主要区别在于：图3的定位系统1包括转矩补偿器。转矩补偿器被配置成将补偿力施加到框架上以补偿平衡质量块转矩。补偿力在支撑位置处被施加在框架上。这允许有效补偿平衡质量块转矩，并且允许框架5具有有利的动态行为。

在图3的实施例中，转矩补偿器包括第一补偿器致动器25a和第二补偿器致动器25b。第一补偿器致动器25a在第一支撑位置20a处施加第一补偿力16a(见图4)。第一补偿力16a具有与力15a相同的幅值。第一补偿力16a指向与力15a相反的方向。由此，第一补偿力16a抵消力15a。第二补偿器致动器25b在第二支撑位置20b处施加第二补偿力。第二补偿力具有与力15b相同的幅值。第二补偿力指向与力15b相反的方向。由此，第二补偿力抵消力15b。

在图3和图4的实施例中，第一补偿器致动器25a包括可移动质量块26a和线性马达27a。线性马达27a配置成使可移动质量块26a移动，以产生抵消力15a的补偿力16a。第一补偿器致动器25a被布置成使得第一补偿力16a在第一支撑位置20a(由图4中的阴影区域表示)处被施加在框架5上。可选地，第一平衡质量块支撑装置12a在真空室6内侧上的框架5的表面上的第一支撑位置20a处接合框架，并且第一补偿器致动器25a在真空室6外侧的框架5的表面上于第一支撑位置20a处接合框架5。

在图3和图4的实施例中，第二补偿器致动器25b包括可移动质量块26b和线性马达27b。线性马达27b配置成使可移动质量块26b移动，以产生抵消力15b的补偿力。第二补偿器致动器25b布置成使得第二补偿力在第二支撑位置20b处施加在框架5上。可选地，第二平衡质量块支撑件12b在真空室6内侧上的框架5的表面上的第二支撑位置20b处接合框架，并且第二补偿器致动器25b在真空室6外侧的框架5的表面上于第二支撑位置20b处接合框架5。

线性马达27a、27b例如是线性感应马达，诸如LIMMS线性马达，例如可动磁铁LIMMS线性马达和/或无铁心LIMMS线性马达。线性感应马达的反作用力使可移动质量块26a、26b移动而不会在框架5上施加力。

可选地，第一补偿器致动器25a包括质量块位置检测器28a。质量块位置检测器28a被配置为检测第一补偿器致动器25a中的可移动质量块26a的位置。质量块位置检测器28a是或包含例如编码器。可选地，此外，提供低带宽反馈控制器，使得可移动质量块26a可保持在第一补偿器致动器25a内围绕其运动范围的中间移动。

可选地，同样，第二补偿器致动器25b包括质量块位置检测器28b。质量块位置检测器28b被配置成检测第二补偿器致动器25b中的可移动质量块26b的位置。质量块位置检测器28b是或包含例如编码器。可选地，此外，提供低带宽反馈控制器，使得可移动质量块26b可保持在第二补偿器致动器内围绕其运动范围的中间移动。

在图3的实施例中，转矩补偿器包括第一补偿器致动器和第二补偿器致动器。但是，在不同的实施例中，转矩补偿器中存在的补偿器致动器的数目可以变化。优选地，在每个支撑位置处设置补偿器致动器。

图5示意性地示出了图3的实施例的俯视图。

图5示出了衬底支撑件WT、平衡质量块10和框架5。衬底支撑件WT和平衡质量块布置在真空室6内。平衡质量块支撑件包括第一平衡质量块支撑装置12a，其在第一支撑位置20a处接合框架5。平衡质量块支撑件还包括第二平衡质量块支撑装置12b，其在第二支撑位置20b处接合框架5。第一平衡质量块支撑装置12a和第二平衡质量块支撑装置12b布置在平衡质量块10的相反侧。

在该实施例中，转矩补偿器包括第一补偿器致动器25a和第二补偿器致动器25b。第一补偿器致动器25a布置成使得其在第一支撑位置20a处施加第一补偿力。第二补偿器致动器25b布置成使得其在第二支撑位置20b处施加第二补偿力。

衬底支撑件WT在方向A1上的加速度导致围绕轴线R1的平衡质量块转矩。该平衡质量块转矩由补偿器致动器25a、25b提供的补偿力抵消。

图6示意性地示出了图3的实施例的一变型的俯视图。

图6示出了衬底支撑件WT、平衡质量块10和框架5。衬底支撑件WT和平衡质量块布置在真空室6内。

在图6的变型中，平衡质量块支撑件包括两个第一平衡质量块支撑装置12a1、12a2，其在相应的第一支撑位置20a1、20a2处与框架5接合。平衡质量块支撑件还包括两个第二平衡质量块支撑装置12b1、12b2，其在相应的第二支撑位置20b1、20b2处与框架5接合。

在该实施例中，转矩补偿器包括两个第一补偿器致动器25a1、25a2和两个第二补偿器致动器25b1、25b2。第一补偿器致动器25a1、25a2被布置成使得相应的第一补偿力被施加在相应的第一支撑位置20a1、20a2上。第二补偿器致动器25b1、25b2被布置成使得相应的第二补偿力被施加在相应的第二支撑位置20b1、20b2上。

衬底支撑件WT在方向A1上的加速度导致围绕轴线R1的平衡质量块转矩。该平衡质量块转矩由补偿器致动器25a1、25a2、25b1、25b2提供的补偿力抵消。在这种布置中，可替代地或附加地，补偿器致动器25a1、25a2、25b1、25b2也可以抵消绕轴线R2的平衡质量块转矩。

图7示意性地示出了图3的实施例的又一个变型的俯视图。

图7示出了衬底支撑件WT、平衡质量块10和框架5。衬底支撑件WT和平衡质量块布置在真空室6内。平衡质量块支撑件包括第一平衡质量块支撑装置12a，其在第一支撑位置20a处接合框架5。平衡质量块支撑件还包括第二平衡质量块支撑装置12b，其在第二支撑位置20b处接合框架5。

另外，平衡质量块支撑件包括第三平衡质量块支撑装置32a和第四平衡质量块支撑装置32b。第三平衡质量块支撑装置32a和第四平衡质量块支撑装置32b布置在平衡质量块10的相反侧，但是与布置第一平衡质量块支撑装置12a和第二平衡质量块支撑装置12b的那些侧不同。第三平衡质量块支撑装置32a在第三支撑位置30a处接合框架5。第四平衡质量块支撑装置32b在第四支撑位置30b处接合框架5。

在该实施例中，转矩补偿器包括第一补偿器致动器25a、第二补偿器致动器25b、第三补偿器致动器35a和第四补偿器致动器35b。第一补偿器致动器25a布置成使得其在第一支撑位置20a处施加第一补偿力。第二补偿器致动器25b布置成使得其在第二支撑位置20b处施加第二补偿力。第三补偿器致动器35a布置成使得其在第三支撑位置30a处施加第三补偿力。第四补偿器致动器35b布置成使得其在第四支撑位置30b处施加第四补偿力。

衬底支撑件WT在方向A1上的加速度导致围绕轴线R1的平衡质量块转矩。该平衡质量块转矩由第一补偿器致动器25a和第二补偿器致动器25b提供的补偿力抵消。

衬底支撑件WT在方向A2上的加速度导致围绕轴线R2的平衡质量块转矩。该平衡质量块转矩由第三补偿器致动器35a和第四补偿器致动器35b提供的补偿力抵消。

图8示意性地示出了根据本发明的定位系统1的另一实施例的俯视图。

在该实施例中，转矩补偿器没有布置成使得补偿力施加在框架5的支撑位置处，而是施加在与支撑位置间隔开的补偿器位置处。补偿器位置通过比平衡质量块支撑件更坚硬的框架5的部分41a、41b连接到支撑位置。优选地，框架的该部分41a、41b比例如平衡质量块支撑件明显更坚硬，例如比平衡质量块支撑件更坚硬至少十倍。坚硬的框架部分41a、41b例如是真空室6的壁的一部分、真空室6的壁的加强部分、或布置在真空室6的壁上的具有所需硬度的连接件。由于在相应的支撑位置20a、20b和相应的补偿位置40a、40b之间延伸的框架部分41a、41b的硬度，可以获得与当转矩补偿器直接在支撑位置施加补偿力时相似的效应。例如，当没有足够的空间来布置转矩补偿器以使得转矩补偿器直接在支撑位置处施加补偿力时，可以采用图8的实施例。

图8示出了衬底支撑件WT、平衡质量块10和框架5。衬底支撑件WT和平衡质量块布置在真空室6内。平衡质量块支撑件包括第一平衡质量块支撑装置12a，其在第一支撑位置20a处接合框架5。平衡质量块支撑件还包括第二平衡质量块支撑装置12b，其在第二支撑位置20b处接合框架5。第一平衡质量块支撑装置12a和第二平衡质量块支撑装置12b布置在平衡质量块10的相反侧。

在该实施例中，转矩补偿器包括第一补偿器致动器25a和第二补偿器致动器25b。第一补偿器致动器25a布置成使得其在第一补偿器位置40a处施加第一补偿力。第二补偿器致动器25b布置成使得其在第二补偿位置40b处施加第二补偿力。

衬底支撑件WT在方向A1上的加速度导致围绕轴线R1的平衡质量块转矩。该平衡质量块转矩由补偿器致动器25a、25b提供的补偿力抵消。在补偿器致动器25a、25b相对于彼此的位置和/或支撑位置20a、20b相对于彼此的位置导致在框架5上引入附加转矩的情况下，在确定补偿力时也可选地考虑该附加转矩，从而补偿器致动器25a、25b也补偿该附加转矩。

图8的实施例可以与附图中所示的其他实施例的特征组合。

图9示意性地示出了根据本发明的定位器系统的另一实施例。

在该实施例中，转矩补偿器还包括控制器50，该控制器50被配置为生成或接收补偿器控制信号并基于所述补偿器控制信号产生补偿力，该补偿器控制信号基于可移动体WT相对于平衡质量块10的位置和/或加速度。控制器50可以是专用于转矩补偿器的单独的实体，或者可以集成在定位器系统的整体控制系统中或光刻设备的整体控制系统中(如果定位器系统用于光刻设备中)。

可移动体WT和平衡质量块10的加速度随时间变化。为了能够在框架5上施加有效的补偿力，期望可移动体WT和平衡质量块10的加速度的变化导致由转矩补偿器施加的一个或更多个补偿力的变化。这可以通过各种方式来实现。

例如，可以使用前馈控制回路。例如，这可以通过向转矩补偿器的控制器50提供数据存储装置51来实现，该数据存储装置51包含与可移动体WT的位置和/或加速度有关的数据。该数据优选地涉及可移动体WT的位置和/或加速度随时间的变化。该数据例如涉及可移动体WT随时间的所期望的位置和/或加速度、可移动体WT随时间的预期位置和/或加速度、可移动体WT随时间的计算位置和/或加速度、和/或可移动体WT随时间的测量位置和/或加速度。然后，补偿器控制信号至少部分地基于所述数据。

可选地，可替代地或附加地，可以使用反馈回路。在那种情况下，转矩补偿器还包括加速度传感器52，该加速度传感器52被配置为测量框架5在第一方向上的加速度并且基于框架5的所测量的加速度生成加速度信号53。可选地，加速度传感器52安装在支撑位置20a、20b处或附近。然后，控制器50被配置为接收所述加速度信号53，并且将其用作用于生成补偿器控制信号的输入。测量框架的剩余加速度并提供附加的补偿力以补偿该加速度，这提高了补偿的品质，并进一步改善了框架5的稳定性。

根据图2-9的定位器系统的不同实施例的特征可以彼此组合。例如，具有数据存储装置的控制器50和/或加速度传感器52可以与所有其他实施例组合使用。

如图2-9所示的定位器系统可以用在光刻设备中，例如用作晶片平台定位器。可替代地，如图2-9所示的定位器系统可以在光刻设备中的其他位置处使用，例如，作为掩模版平台或掩模版掩模单元的定位器。可替代地，它们可以用在不是光刻设备的装置中，例如生产机器，其中期望准确定位或限制框架变形。

当在光刻设备中使用根据图2-9中的任一个的定位器系统时，可移动体例如是衬底支撑件WT、掩模版掩模单元或掩模版平台。

当在包括真空室6的光刻设备中使用根据图2-9中的任一个的定位器系统、并且转矩补偿器包括补偿器致动器25时，可选地，可移动体和平衡质量块10布置在所述真空室6内部，补偿器致动器25布置在所述真空室6的外部。

尽管在本文中可以具体参考光刻设备在IC制造中的使用，但是应该理解，本文描述的光刻设备可以具有其他应用，例如集成光学系统的制造、用于磁畴存储器的引导和探测图案、平板显示器、液晶显示器(LCD)、薄膜磁头等。本领域技术人员将理解，在这种可替代应用的上下文中，本文中使用的任何术语“晶片”或“管芯”可以分别被认为与更上位的术语“衬底”或“目标部分”同义。本文提到的衬底可以在曝光之前或之后在例如涂覆显影系统(典型地将抗蚀剂层施加到衬底并使曝光的抗蚀剂显影的工具)、量测工具和/或检查工具中进行处理。在适用的情况下，本文的公开内容可以被应用于这种和其他衬底处理工具。此外，衬底可以被处理一次以上，例如以便产生多层IC，使得本文使用的术语衬底也可以指已经包含多个处理过的层的衬底。

尽管上文已经对本发明的实施例在光学光刻术中的情形中使用做出了具体参考，但应该理解的是，本发明可以用于其它应用，例如压印光刻术，并且在上下文允许的情况下不限于光学光刻术。在压印光刻术中，图案形成装置中的形貌限定了在衬底上产生的图案。图案形成装置的形貌可以被印制到供应给衬底的抗蚀剂层中，通过施加电磁辐射、热、压力或它们的组合而使抗蚀剂固化。将图案形成装置从抗蚀剂中移出，从而在抗蚀剂固化后留下图案。

本文使用的术语“辐射”和“束”包含全部类型的电磁辐射，所述电磁辐射包括紫外(UV)辐射(例如具有等于或约为365nm、248nm、193nm、157nm或126nm的波长)和极紫外(EUV)辐射(例如具有处于5nm至20nm的范围内的波长)以及诸如离子束或电子束等粒子束。

在上下文允许的情况下，术语“透镜”可以表示各种类型的光学部件中的任何一种或其组合，包括折射式的、反射式的、磁性的、电磁的和静电的光学部件。

虽然上面已经描述了本发明的具体实施例，但是应该理解，本发明可以不同于所描述的方式实施。例如，本发明可以采取计算机程序的形式，该计算机程序包含描述上文公开的方法的一个或更多个机器可读指令序列，或者其中存储有这种计算机程序的数据存储介质(例如，半导体存储器、磁盘或光盘)。

以上描述旨在说明而非限制。因此，对于本领域技术人员清楚的是，在不脱离下面陈述的权利要求的范围的情况下，可以对所描述的本发明进行修改。

Claims

1.一种定位系统，包括：

第一致动器，被配置为在可移动体上施加致动力，所述第一致动器耦接至平衡质量块，所述平衡质量块被配置为吸收由所述第一致动器生成的所述致动力所产生的反作用力，所述致动力提供所述可移动体的加速度，所述反作用力提供所述平衡质量块在相反方向上的加速度，其中，由所述可移动体的加速度产生的力与由所述平衡质量块的加速度产生的力一起产生平衡质量块转矩；

转矩补偿器；

2.根据权利要求1所述的定位系统，

其中所述平衡质量块支撑件包括第一平衡质量块支撑装置和第二平衡质量块支撑装置，所述第一平衡质量块支撑装置和所述第二平衡质量块支撑装置布置在所述平衡质量块的相反侧，

其中所述第一平衡质量块支撑装置在第一支撑位置处接合所述框架，并且

其中所述第二平衡质量块支撑装置在第二支撑位置处接合所述框架，并且

其中所述补偿器包括第一补偿器致动器和第二补偿器致动器，所述第一补偿器致动器被配置为在所述第一支撑位置处将第一补偿力施加到所述框架上，所述第二补偿器致动器被配置为在所述第二支撑位置处将第二补偿力施加到所述框架上，并且

其中所述第一补偿器致动器和所述第二补偿器致动器被配置为协作以在第一旋转方向上补偿所述平衡质量块转矩。

3.根据权利要求2所述的定位系统，

其中所述平衡质量块支撑件还包括第三平衡质量块支撑装置和第四平衡质量块支撑装置，所述第三平衡质量块支撑装置和所述第四平衡质量块支撑装置布置在所述平衡质量块的相反侧，

其中所述第三平衡质量块支撑装置在第三支撑位置处接合所述框架，并且

其中所述第四平衡质量块支撑装置在第四支撑位置处接合所述框架，并且

其中所述补偿器包括第三补偿器致动器和第四补偿器致动器，所述第三补偿器致动器被配置为在所述第三支撑位置处将第三补偿力施加到所述框架上，所述第四补偿器致动器被配置为在所述第四支撑位置处将第四补偿力施加到所述框架上，并且

其中所述第三补偿器致动器和所述第四补偿器致动器被配置为协作以在第二旋转方向上补偿所述平衡质量块转矩。

4.根据前述权利要求中任一项所述的定位系统，

其中所述转矩补偿器包括适于移动可移动补偿器质量块的线性马达。

5.根据权利要求4所述的定位系统，

其中所述转矩补偿器还包括质量块位置检测器，所述质量块位置检测器被配置为确定所述转矩补偿器的所述可移动补偿器质量块的位置。

6.根据前述权利要求中任一项所述的定位系统，

其中所述转矩补偿器还包括控制器，所述控制器被配置为生成或接收补偿器控制信号并基于所述补偿器控制信号产生补偿力，所述补偿器控制信号基于所述可移动体的相对于所述框架的位置和/或加速度。

7.根据权利要求6所述的定位系统，

其中所述转矩补偿器还包括加速度传感器，所述加速度传感器被配置为测量所述可移动体在第一方向上的加速度，并基于所述框架的所测量的加速度来生成加速度信号，并且

其中所述控制器被配置为接收所述加速度信号并将所述加速度信号用作用于生成所述补偿器控制信号的输入。

8.根据权利要求6或7所述的定位系统，

其中所述转矩补偿器的所述控制器包括数据存储装置，所述数据存储装置包含与所述可移动体的期望位置和/或加速度有关的数据，其中所述补偿器控制信号至少部分地基于所述数据。

9.一种定位系统，包括：

第一致动器，被配置为在可移动体上施加致动力，所述第一致动器耦接至平衡质量块，所述平衡质量块被配置为吸收由所述第一致动器生成的所述致动力所产生的反作用力，所述致动力提供所述可移动体的加速度，所述反作用力提供所述平衡质量块在相反方向上的加速度，其中由所述可移动体的加速度产生的力与由所述平衡质量块的加速度产生的力一起产生平衡质量块转矩；

转矩补偿器；

其中所述转矩补偿器被配置为施加补偿力以补偿所述平衡质量块转矩，并且

其中所述转矩补偿器被配置为在补偿器位置处将所述补偿力施加到所述框架上，所述补偿器位置与所述支撑位置间隔开，并且其中所述补偿器位置经由所述框架的部分连接至所述支撑位置，所述框架的所述部分比所述平衡质量块支撑件更坚硬。

10.一种光刻设备，包括根据前述权利要求中任一项所述的定位装置。

11.根据权利要求10所述的光刻设备，

其中所述可移动体是衬底支撑件、掩模版掩模单元或掩模版平台。

12.根据权利要求10-11中任一项所述的光刻设备，

其中，所述光刻设备包括真空室，所述可移动体和所述平衡质量块布置在所述真空室内部，并且

其中，所述转矩补偿器包括补偿器致动器，所述补偿器致动器布置在所述真空室外部。

13.一种用于在定位器系统中补偿平衡质量块转矩的方法，

所述方法包括以下步骤：

14.一种用于在定位器系统中补偿平衡质量块转矩的方法，

所述方法包括以下步骤：

15.一种器件制造方法，包括将图案从图案形成装置转印到衬底上，所述器件制造方法包括使用根据权利要求10-12中任一项所述的光刻设备的步骤。