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TWI845211B - 針對雷射波長及頻寬穩定性之振動消除設備及方法 - Google Patents

針對雷射波長及頻寬穩定性之振動消除設備及方法 Download PDF

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TWI845211B
TWI845211B TW112109893A TW112109893A TWI845211B TW I845211 B TWI845211 B TW I845211B TW 112109893 A TW112109893 A TW 112109893A TW 112109893 A TW112109893 A TW 112109893A TW I845211 B TWI845211 B TW I845211B
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TW112109893A
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Inventor
穆罕默德 阿明 哈梅奇
Original Assignee
美商希瑪有限責任公司
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Publication date
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Abstract

本發明揭示一種用於減少振動對一深紫外線光源之模組中之組件之影響的設備及方法。該等組件具備感測器以感測振動波形且具備致動器以施加與振動波形相對之一波形，且因此消除了該振動波形。除了應用主動雜訊(振動)消除以外，亦分析由主動振動抑制產生的該振動波形以識別殘餘振動從而判定一殘餘振動消除波形之特性。

Description

針對雷射波長及頻寬穩定性之振動消除設備及方法
所揭示主題係關於用於進行光微影積體電路製造過程之雷射系統之一些組件可受益於防振系統及方法之使用的系統。所揭示主題係關於例如具有中心波長選擇光學元件之深紫外線(「DUV」)雷射線窄化模組(「LNM」)，該等中心波長選擇光學元件係可移動的或在安裝中具有某種撓曲或兩者兼有。
光微影為將半導體電路系統圖案化於諸如矽晶圓之基板上的製程。光微影光學源提供用以曝光晶圓上之光阻的DUV光。通常，光學源為雷射源，且光為脈衝式雷射光束。光束穿過光束遞送單元，接著穿過倍縮光罩或遮罩，且接著投影至已製備之矽晶圓上。以此方式，晶片設計經圖案化至光阻上，該光阻接著經蝕刻及清潔，且接著重複該製程。
在產生雷射光束之許多系統(諸如雷射產生器)或採用雷射光束之許多系統(諸如光微影系統)中，存在包括常常在模組中所含的一或多個光學組件(諸如鏡面、光柵、稜鏡、光學開關、濾光器等)之光學元件串。光學元件串之光學組件可完全或部分地對雷射光束進行反射、處理、 濾光、修改、聚焦、擴展等以獲得一或多個所要雷射光束輸出。
光學元件串中之一個光學組件係線窄化模組LNM，亦被稱作線窄化封裝或「LNP」。線窄化模組經定位及調適以在波長之窄頻帶周圍選擇所要中心波長，其中窄頻帶之頻寬通常亦經謹慎地選擇以具有儘可能窄的頻寬，例如用於掃描微影光阻曝光設備之透鏡中之色像差可為決定性的微影用途。頻寬亦經選擇為在某一頻寬範圍內，亦即，既不過大亦不過小，亦例如出於光微影原因，例如出於最佳化及啟用在製備諸如倍縮光罩之遮罩中常用的現代光學近接校正技術。
亦眾所周知，此類LVM可採用多種中心波長選擇光學元件，通常為色散變體，其可取決於LNM之多個實體參數及波長選擇性光學元件(例如，色散光學元件)之光學參數及效能能力而反射回至(例如)選定中心波長及窄化頻寬的雷射振盪共振腔室光之光程中。
LNM內之光學組件必須儘可能實際上與機械振動之外部源隔離以便良好地運作。此等振動可被視為聲學振動或雜訊，使得減輕此類振動可被視為雜訊控制或消除。除非受到控制，否則此等振動可引起中心波長及/或頻寬兩者或任一者的不穩定性。振動模式可藉由包括LNM及其組件之各種雷射結構的共振條件而放大。
作為一特定實例，LNM可包括可使用撓曲安裝而安裝於LNM內的一或多個稜鏡。由此安裝之稜鏡易受振動影響，該振動可對中心波長控制及/或穩定性不利且亦不利地影響頻寬控制。振動到達LNM有多種路徑，包括經由波紋管，該波紋管用以包圍耦接至LNM內部之組件之致動器臂。振動亦可經由至雷射底盤之連接(包括支柱連接)到達LNM。
諸如阻尼機構之被動振動控制系統可用以減輕振動對稜鏡 定位之影響。被動隔離系統仍准許來自主要底盤及腔室之一些程度之振動影響LNM。亦已知使用感測入射雜訊或振動之波形並產生抵消入射波形之消除波形的主動振動/雜訊控制系統。
改良之波長及頻寬穩定性設備及方法係本文中之主題之實施例的主題。
下文呈現一或多個實施例之簡化概述以便提供對本發明之基本理解。此概述並非所有預期實施例之廣泛綜述，且既不意欲識別所有實施例之關鍵或決定性要素，亦不意欲描繪任何或所有實施例之範疇。其唯一目的為將一或多個實施例之一些概念以流線型形式呈現為稍後呈現之更詳細描述的序言。
根據一實施例之一個態樣，揭示一種用於一微影系統之一模組之防振設備，該模組具有一底盤，該防振設備包含：一第一壓電塊體部件，其機械地耦接至該底盤以藉由使該底盤振動之一振動波形在一第一方向上被加速且經調適以產生指示該振動波形在該第一方向上之一分量的一信號；一控制器，其經配置以接收該信號且經調適以至少部分地基於該信號而產生一第一振動抑制波形；及一第二壓電塊體部件，其機械地耦接至該底盤且經配置以接收該第一振動抑制波形且經調適以根據該第一振動抑制波形在該第一方向上將一第一防振力施加至該底盤。
該防振設備可進一步包含：一第三壓電塊體部件，其機械地耦接至該底盤以藉由使該底盤振動之該振動波形在一第二方向上被加速且經調適以產生指示該振動波形在該第二方向上之一分量的一第二信號，該控制器經配置以接收該第二信號且經調適以至少部分地基於該第二信號 而產生一第二振動抑制波形；以及一第四壓電塊體部件，其機械地耦接至該底盤且經配置以接收該第二振動抑制波形且經調適以根據該第二振動抑制波形在該第二方向上將一第二防振力施加至該底盤。
該第一方向與該第二方向可實質上正交。
該防振設備可進一步包含：一第五壓電塊體部件，其機械地耦接至該底盤以藉由使該底盤振動之該振動波形在一第三方向上被加速且經調適以產生指示該振動波形在該第三方向上之一分量的一第三信號，該控制器經配置以接收該第三信號且經調適以至少部分地基於該第三信號而產生一第三振動抑制波形；以及一第六壓電塊體部件，其機械地耦接至該底盤且經配置以接收該第三振動抑制波形且經調適以根據該第三振動抑制波形在該第三方向上將一第三防振力施加至該底盤。
該第一方向、該第二方向及該第三方向可實質上相互正交。
該控制器可經調適以分析在該第二壓電塊體部件施加該防振力時存在的該信號之一殘餘振動分量，且修改該第一振動抑制波形以減小該殘餘振動分量。該等壓電塊體部件中之每一者可包含一壓電晶體及一震動塊體。
根據一實施例之另一態樣，揭示一種用於一微影系統之一模組之防振設備，該模組具有一底盤，該防振設備包含：一第一感測器，其機械地耦接至該底盤且經配置以感測一振動波形在一第一方向上之一第一方向分量且產生指示該第一方向分量之一第一輸出；一第二感測器，其機械地耦接至該底盤且經配置以感測在不同於該第一方向之一第二方向上的一振動波形之一第二方向分量且產生指示該第二方向分量之一第二輸 出；及一消除波形產生器，其經配置以接收該第一輸出及該第二輸出，且至少部分地基於該第一輸出而產生用於該第一方向之一第一振動消除波形且至少部分地基於該第二輸出而產生用於該第二方向之一第二振動消除波形。
該設備亦包括：一第一致動器，其機械地耦接至該底盤且經配置以接收該第一振動消除波形，且產生對應於在該第一方向上之該第一振動消除波形的第一消除振動；及一第二致動器，其機械地耦接至該底盤且經配置以接收該第二振動消除波形，且產生對應於在該第二方向上之該第二振動消除波形的第二消除振動。
該防振系統進一步包含一殘餘振動消除波形產生器，該殘餘振動消除波形產生器：經配置以接收該第一輸出及該第二輸出，經調適以在產生該第一消除振動的同時至少部分地基於該第一輸出而識別用於該第一方向之一第一殘餘振動波形，且至少部分地基於該第一殘餘振動波形而產生一第一殘餘振動抑制波形並將該第一殘餘振動波形加至該第一振動消除波形，且經調適以在產生該第二消除振動的同時至少部分地基於該第二輸出而識別用於該第二方向之一第二殘餘振動波形，且至少部分地基於該第二殘餘振動波形而產生一第二殘餘振動抑制波形並將該第二殘餘振動波形加至該第二振動消除波形。
該第一感測器可包含一第一感測器壓電轉換器，且該第二感測器可包含一第二感測器壓電轉換器。
該第一感測器壓電轉換器及該第二感測器壓電轉換器各自可包含一壓電晶體及一震動塊體。該第一致動器可包含一第一壓電轉換器，且該第二致動器可包含一第二壓電轉換器。該第一壓電轉換器及該第 二壓電轉換器各自可包含一壓電晶體及一震動塊體。該模組可包含一線窄化模組。
該殘餘振動消除波形產生器可經調適以藉由以波長均方偏差分析該第一輸出之一波長來識別該第一殘餘振動波形，且藉由以波長均方偏差分析該第二輸出之一波長來識別該第二殘餘振動波形。
該第一方向可正交於該第二方向。
該設備可進一步包含一第三感測器，其機械地耦接至該底盤且經配置以感測在不同於該第一方向及該第二方向之一第三方向上的一振動波形之一第三方向分量且產生指示該第三方向分量之一第三輸出，該消除波形產生器經配置以接收該第三輸出且至少部分地基於該第三輸出而產生用於該第三方向之一第三振動消除波形。該設備亦包括一第三致動器，其機械地耦接至該底盤且經配置以接收該第三振動消除波形，且產生對應於在該第三方向上之該第三振動消除波形的第三消除振動，該殘餘振動消除波形產生器經配置以接收該第三輸出，經調適以在產生該第三消除振動的同時至少部分地基於該第三輸出而識別用於該第三方向之一第三殘餘振動波形，且至少部分地基於該第三殘餘振動波形而產生一第三殘餘振動抑制波形並將該第三殘餘振動波形加至該第三振動消除波形。
根據一實施例之另一態樣，揭示一種用於一微影系統之一模組之防振方法，該模組具有一底盤，該防振方法包含：感測一振動波形在一第一方向上之一第一方向分量且產生指示該第一方向分量之一第一輸出；感測在不同於該第一方向之一第二方向上的一振動波形之一第二方向分量且產生指示該第二方向分量之一第二輸出；至少部分地基於該第一輸出而產生用於該第一方向之一第一振動消除波形且至少部分地基於該第二 輸出而產生用於該第二方向之一第二振動消除波形；產生對應於該第一振動消除波形的在該第一方向上的第一消除振動；及產生對應於該第二振動消除波形的在該第二方向上的第二消除振動。
該方法亦包括：在產生該第一消除振動的同時至少部分地基於該第一輸出而識別用於該第一方向之一第一殘餘振動波形，且至少部分地基於該第一殘餘振動波形而產生一第一殘餘振動抑制波形並將該第一殘餘振動波形加至該第一振動消除波形；及在產生該第二消除振動的同時至少部分地基於該第二輸出而識別用於該第二方向之一第二殘餘振動波形，且至少部分地基於該第二殘餘振動波形而產生一第二殘餘振動抑制波形並將該第二殘餘振動波形加至該第二振動消除波形。
感測在該第一方向上之該振動波形之該第一方向分量及產生指示該第一方向分量之該第一輸出可使用一第一壓電轉換器來執行，且其中感測在該第二方向上之該振動波形之該第二方向分量及產生指示該第二方向分量之該第二輸出係使用一第二壓電轉換器來執行。
在該第一方向上產生該等第一消除振動可使用一第一壓電轉換器來執行，且其中在該第二方向上產生第二消除振動係使用一第二壓電轉換器來執行。
識別該第一殘餘振動波形可包含以波長均方偏差分析該第一輸出之一波長，且其中識別該第二殘餘振動波形可包含以波長均方偏差分析該第二輸出之一波長。
該第一方向可正交於該第二方向。
該方法可進一步包含：感測在不同於該第一方向及該第二方向之一第三方向上的一振動波形之一第三方向分量且產生指示該第三方 向分量之一第三輸出；至少部分基於該第三輸出而產生用於該第三方向之一第三振動消除波形；及產生對應於在該第三方向上之該第三振動消除波形的第三消除振動。該方法可進一步包含：在產生該第三消除振動的同時至少部分地基於該第三輸出而識別用於該第三方向之一第三殘餘振動波形；及至少部分地基於該第三殘餘振動波形而產生一第三殘餘振動抑制波形並將該第三殘餘振動波形加至該第三振動消除波形。
下文參考隨附圖式詳細描述本發明之主題之其他實施例、特徵及優點，以及各種實施例之結構及操作。
100:光微影系統
105:照明系統
110:脈衝式光束
115:掃描器
117:光學配置
120:晶圓
125:晶圓台
127:定位器
130:微影控制器
135:控制系統
140:固態或氣體放電主控振盪器(「MO」)種子雷射系統
145:功率環放大器(「PRA」)載物台/放大載物台
150:中繼光學器件
160:雷射系統輸出子系統
165:MO腔室
167:電極
168:電極
170:LNM
175:主控振盪器輸出耦合器(「MO OC」)
180:線中心分析模組(「LAM」)
185:MO波前工程箱(「WEB」)
200:PRA雷射作用腔室
207:電極
208:電極
210:PRA WEB
220:光束反向器(「BR」)
230:頻寬分析模組(「BAM」)
240:光學脈衝伸展器(「OPuS」)
250:組合之自動遮光片度量衡模組(「CASMM」)
300:LNM
305:LNM底盤/支柱
310:波紋管
320:第一PZT致動器
322:PZT晶體
323:塊體
325:第一PZT感測器/X方向PZT感測器
327:塊體
328:PZT晶體
330:PZT致動器
332:塊體
333:PZT部件
335:PZT感測器/Y方向PZT感測器
340:PZT致動器
342:塊體
344:PZT晶體
345:PZT感測器/Z方向PZT感測器
347:塊體
349:PZT晶體
500:波形分析及產生模組
600:中心線
700:主動雜訊消除波形產生器
710:殘餘消除波形產生器
720:求和節點
S10:步驟
S20:步驟
S30:步驟
S40:步驟
併入本文中且形成本說明書之部分之隨附圖式繪示本發明，且連同實施方式一起進一步用以解釋本發明之原理且使熟習相關技術者能夠進行及使用本發明。
圖1為光微影系統之總體廣泛概念之未按比例的示意圖。
圖2為諸如可用於圖1之光微影系統中的照明系統之總體廣泛概念之未按比例的示意圖。
圖3為根據一實施例之一個態樣的具備感測器及致動器對之光學模組之實例的正視圖。
圖4為圖3之光學模組的端視圖。
圖5為根據一實施例之一個態樣的用於減少光學模組中之振動之系統的功能方塊圖。
圖6為光學模組中之振動之波長光譜之實例的曲線圖。
圖7為根據一實施例之一個態樣的用於減少光學模組中之振動之另一系統的功能方塊圖。
圖8為根據一實施例之一個態樣的用於減少光學模組中之振動之方法的流程圖。
下文參看隨附圖式詳細地描述本發明之另外特徵及優點，以及本發明之各種實施例之結構及操作。應注意，本發明之範疇不限於本文所描述之特定實施例。本文中僅出於繪示性目的而呈現此類實施例。基於本文中呈現之教示，額外實施例對於熟習相關技術者而言將顯而易見。
現在參看圖式描述各種實施例，在該等圖式中類似元件符號始終用以係指類似元件。在以下描述中，出於解釋之目的，闡述許多特定細節以便增進對一或多個實施例之透徹理解。然而，在一些或所有情況下可明顯的是，可在不採用下文所描述之特定設計細節的情況下實踐下文所描述之任何實施例。在其他情況下，以方塊圖之形式展示熟知結構及裝置以便促進對一或多個實施例之描述。此概述並非所有涵蓋實施例之廣泛綜述，且既不意欲挑選出所有實施例之關鍵或決定性要素，亦不意欲描繪任何或所有實施例之範疇。
諸如本文中所描述之系統的系統可在廣泛範圍之應用及實施中呈現益處。出於具有促進描述之特定非限制性實例起見，一個此類應用係在半導體光微影中。圖1展示包括照明系統105之光微影系統100。如下文更充分地描述，照明系統105包括光源，該光源產生脈衝式光束110且將其引導至光微影曝光設備或掃描器115，該光微影曝光設備或掃描器圖案化晶圓120上之微電子特徵。晶圓120被置放於晶圓台125上，該晶圓台經建構以固持晶圓120且連接至經組態以根據某些參數來準確地定位該晶圓120之定位器127。
脈衝式光束110可具有在DUV範圍內之波長，例如具有248奈米(nm)或193nm之波長。掃描器115包括具有例如一或多個聚光透鏡、遮罩及接物鏡配置之光學配置117。遮罩可沿著一或多個方向移動，諸如沿著脈衝式光束110之光軸或在垂直於光軸之平面中移動。接物鏡配置包括投影透鏡且使能夠發生自遮罩至晶圓120上之光阻之影像傳送。照明系統105調整脈衝式光束110照射於遮罩上之角度範圍。照明系統105亦使脈衝式光束110橫越遮罩之強度分佈均質化(使脈衝式光束110橫越遮罩之強度分佈均勻)。
掃描器115可包括控制層如何印刷於晶圓120上之微影控制器130，及其他特徵。微影控制器130可包括記憶體，該記憶體儲存諸如製程配方之資訊，該製程配方基於例如所使用之遮罩以及影響曝光之其他因素來判定包括晶圓120上之曝光長度的參數。在微影期間，脈衝式光束110之脈衝叢發照明晶圓120之同一區域以構成照明劑量。
光微影系統100亦較佳包括控制系統135。一般而言，控制系統135包括數位電子電路系統、電腦硬體、韌體及軟體中之一或多者。控制系統135可為集中式的或貫穿光微影系統100部分地或完全地分佈。
圖2展示產生脈衝式雷射光束作為作為照明系統105之實例的光束110的脈衝式雷射源。圖2展示作為非限制性實例之雙腔室雷射系統，但應理解，本文中所解釋之原理同樣適用於單個腔室雷射系統或具有多於兩個腔室之雷射系統。氣體放電雷射系統可包括例如固態或氣體放電主控振盪器(「MO」)種子雷射系統140、例如功率環放大器(「PRA」)載物台145之放大載物台、中繼光學器件150及雷射系統輸出子系統160。種子系統140可包括例如MO腔室165，該MO腔室包括一對電極167及168。
MO種子雷射系統140亦可包括主控振盪器輸出耦合器(「MO OC」)175，該MO OC可包含部分反射鏡，從而形成具有由LNM 170中之反射光柵(圖中未繪示)界定之振盪器空腔的MO 165，該LNM振盪以形成種子雷射輸出脈衝。MO種子雷射系統140亦可包括線中心分析模組(「LAM」)180。MO波前工程箱(「WEB」)185可用以將MO種子雷射系統140之輸出重新導向放大載物台145，且可包括例如多稜鏡光束擴展器(圖中未繪示)及光學延遲路徑(圖中未繪示)。
放大載物台145可包括例如PRA雷射作用腔室200，該PRA雷射作用腔室亦可為振盪器，其例如由可併入至PRA WEB 210中之種子光束注入及輸出耦合光學器件(圖中未繪示)形成。光束可由光束反向器(「BR」)220重新引導返回通過腔室200中之增益介質。PRA WEB 210可併有針對標稱操作波長(例如針對ArF系統處於約193nm)的部分反射輸入/輸出耦合器(圖中未繪示)及最大反射鏡以及一或多個稜鏡。PRA雷射作用腔室200亦可包括一對電極207及208。
頻寬分析模組(「BAM」)230可自PRA雷射作用腔室200接收輸出雷射脈衝光束且出於度量衡目的而拾取光束之一部分，例如以量測輸出頻寬及脈衝能量。雷射輸出脈衝光束接著穿過PRA WEB 210至光學脈衝伸展器(「OPuS」)240及自動遮光片，在此狀況下為組合之自動遮光片度量衡模組(「CASMM」)250，其亦可為脈衝能量計之位置。OPuS 240之一個目的可為例如將單一輸出雷射脈衝轉換成脈衝串。自原始單輸出脈衝產生之次級脈衝可相對於彼此延遲。藉由將原始雷射脈衝能量分配成次級脈衝串，雷射之有效脈衝長度可得以擴展且同時峰值脈衝強度得以減小。OPuS 240可相應地經配置以自PRA WEB 210接收雷射光束且將其 輸出引導至CASMM 250。
PRA雷射作用腔室200及MO 165經組態為腔室，其中電極之間的放電致使雷射作用氣體中之雷射作用氣體放電以產生高能分子之反轉群體，包括例如Ar、Kr、F2及/或Xe，以產生相對較寬頻帶輻射，其可經線窄化至LNM 170中選擇之相對極窄的頻寬及中心波長。
諸如剛剛所描述之系統的系統可經概念化為若干模組之集合，該等模組中之每一者可包括一或多個光學組件，諸如稜鏡、摺疊鏡及其類似者。
如所提及，用以防止振動削弱諸如LNM中之稜鏡及光柵之組件的效能的系統可包括諸如阻尼器之被動措施，及設置與振動之波形相對之波形的主動措施。然而，即使當使用此類系統時，繼續存在仍可削弱操作之殘餘振動。
根據一實施例之一態樣，本文中揭示一種用於光學組件之防振系統，其中振動係藉由對應數目個感測器在至少兩個維度上量測，且其中即使在主動雜訊消除之後仍存留的殘餘振動係藉由對應數目個致動器識別及中和。根據一有利實施例之態樣，可存在在相互垂直之方向上操作以減少串擾之三個感測器-致動器對。在以下實例中，三個方向被標註為X、Y及Z。應理解，方向X、Y以及Z經選擇為與LNM之軸線而非任何外部絕對座標系重合。亦應理解，軸線並不必須如此重合。又，應理解，在此內容背景中之術語「方向」係指在彼方向上向前及向後移動兩者，例如，「在X方向上」係指在+X方向及-X方向上之移動兩者。類似地，舉例而言，「在第一方向上移動」係指在彼方向上向前及向後移動兩者。
因此，現在參看圖3，LNM 300被展示為雷射系統之光學 組件之實例。LNM 300之底盤305藉由支柱305及波紋管310機械地耦接至雷射系統，該底盤為雷射系統之部分(圖3中未繪示)。圖3中所展示之LNM 300亦包括三對壓電(「PZT」)致動器及PZT感測器。在此實例中，致動器經實施為PZT致動器，但一般熟習此項技術者將易於瞭解，可使用任何合適類型之致動器。在此內容背景中，術語「致動器」應因此被廣泛地認作涵蓋能夠回應於控制信號而產生機械力之任何類型之裝置或系統。類似地，在此內容背景中之術語「感測器」應被廣泛認作涵蓋能夠將機械力轉換成信號之任何類型之裝置或系統。
因此，存在第一PZT致動器320及第一PZT感測器325。第一PZT致動器320在第一位置處機械耦接至底盤305之一末端，且PZT感測器325經置放成在X方向上自第一位置位移的第二位置處機械地耦接至底盤305之另一末端。類似地，圖3之配置亦包括在Y方向上彼此位移之PZT致動器330及PZT感測器335。圖3中所展示之配置亦包括自PZT感測器345(圖4中所展示，其為圖3之LNM 300圍繞Y軸旋轉90°)位移的PZT致動器340，其在Z方向上彼此位移。
儘管圖中所展示之配置感測並產生在三個正交維度中之振動，但一般熟習此項技術者將易於瞭解，感測並產生僅在兩個維度中之振動的配置可滿足一些應用。一般熟習此項技術者亦應瞭解，方向未必必須正交，但如上文所提及，感測器/致動器對經配置以感測並產生正交振動之配置具有減少串擾之優點。
根據實施例之另一態樣，PZT元件中之每一者包括震動塊體及PZT晶體。此類組合被稱作壓電塊體部件。因此，PZT致動器320包括塊體323及PZT晶體322。PZT感測器325包括塊體327及PZT晶體328。 PZT致動器330包括塊體332及PZT部件333。另一方面，PZT感測器335由PZT晶體構成且使用支柱305之塊體作為震動塊體。PZT致動器340之塊體342在圖3中可見。PZT晶體344在圖4中可見。由塊體347及PZT晶體349構成之PZT感測器345在圖4中亦可見。塊體設置於感測器中例如以在感測器經歷振動時裝載PZT晶體。
LNM 300下方之支柱305中的PZT感測器335及LNM 300上方之PZT致動器330負責例如主動地消除在Y方向上之雜訊。一般熟習此項技術者將瞭解，PZT致動器330並非必須置放於LNM 300上方，而是可替代地置放於LNM 300下方且接近PZT感測器335以最小化較高階振動模式。其他兩個感測器/致動器對亦如此。
根據實施例之另一態樣，感測器用以偵測LNM 300之振動之波形，以達成判定將對抗振動之抵消主動信號的參數(例如，頻率/波長、振幅、相位及方向性)的目的。在一些實施例中，在雷射正操作時獲得量測值。根據實施例之另一態樣，進一步分析所得波形(亦即，主動消除之振動信號)以識別殘餘振動(亦即，儘管採取主動消除措施但仍存在之雜訊)之頻率。此分析之結果用以產生經選擇以最小化殘餘振動之一或多個信號參數。
一般而言，正確相位將非常接近180度。舉例而言，LNM底盤305可主要由鋁構成。鋁中之聲速相對較高，亦即約6000公尺/秒，且LNM底盤305之振動的波長大體上在聲範圍內。因此，此等聲波之波長比LNM 300之大小大得多，此使得即使在致動器及感測器之位置不同之狀況下，殘餘相對波形之正確相位亦約為180度。
換言之，除了產生用於主動雜訊消除之相對波形以外，根 據一實施例之態樣，亦針對殘餘振動頻率分析當主動地抑制雷射振動時所獲得的波長光譜之標準偏差或均方偏差。此在本文中被稱作以波長均方偏差分析。接著將與此等殘餘振動頻率相對之信號加至主動雜訊抑制信號。此等防殘餘振動信號之波長/頻率、相位、振幅及方向經選擇以最小化剩餘振動。
與殘餘振動頻率相對之信號可藉由在雷射點火時針對經識別殘餘頻率及其在兩個或三個方向上之諧波執行振幅之掃掠(亦即，變化振幅，同時針對每一掃掠保持頻率恆定)來產生，以最小化殘餘頻率。可使用諸如梯度下降最佳化之最佳化技術來執行最小化，其中成本函數為描述振動之函數且成本函數之一階導數用以尋找最小值。亦可使用試探法或甚至使用前饋演算法之系統來執行最小化，以實現更有效消除。
圖5為根據一實施例之一態樣的防振系統之功能方塊圖。如圖5中所展示，X方向PZT感測器325、Y方向PZT感測器335及Z方向PZT感測器345之各別輸出作為輸入供應至波形分析及產生模組500。波形分析及產生模組500使用來自感測器之輸入判定參數，例如，用於主動雜訊消除信號之波形的振幅、頻率、方向及相位中之一或多者。波形分析及產生模組500亦使用此等輸入而以均方偏差波長分析儘管應用了主動雜訊消除信號仍存在的振動之光譜。換言之，分析波長之均方偏差以尋找仍可影響波長及頻寬穩定性的振動頻率。波形分析及產生模組500接著識別此等殘餘振動並判定分別待施加至X、Y及ZPZT致動器320、330及340的信號之參數，以減少殘餘振動。
圖6為繪示分析均方偏差波長中之信號的一些原理的曲線圖。圖6之曲線圖為以任意單位計之振動之波長相對於在彼波長下亦以任 意單位計的振動之強度的標繪圖。此標繪圖通常將假定高斯或鐘形曲線之形式。眾所周知，距中心線600在兩個方向上的側向距離σ為此標繪圖之標準偏差且捕捉曲線下面積的約68%。根據一實施例之態樣，識別此範圍內之波長以發現識別殘餘振動。
圖7亦為根據一實施例之另一態樣的防振系統之功能方塊圖。在圖7中所展示之配置中，來自X方向感測器325之信號被供應至主動雜訊消除波形產生器700及殘餘消除波形產生器710兩者。來自Y方向感測器335之信號亦被供應至此等波形產生器兩者，正如來自Z方向感測器345之信號那樣。主動雜訊消除波形產生器700使用輸入來產生用於每一方向之主動雜訊消除波形，該等雜訊消除波形被供應至求和節點720。同時，殘餘消除波形產生器710以均方偏差波長分析其自感測器接收到的輸入，以判定所感測之振動信號中之殘餘振動之波長。此等信號(每一方向一個信號)亦被供應至求和節點720。求和節點720將針對每一方向來自主動雜訊消除波形產生器700及殘餘消除波形產生器710之信號相加且接著分別作為輸出將信號供應至致動器320、將信號供應至致動器330及將信號供應至致動器340。
圖8為根據一實施例之一態樣的抑制振動之方法的流程圖。在步驟S10中，如上文所描述應用主動振動消除。接著，在步驟S20中，以波長均方偏差分析振動之所得波形以判定任何殘餘振動之波形。在步驟S30中，判定殘餘振動消除波形。換言之，判定諸如殘餘振動消除波形之相位及方向的參數。在步驟S40中，將殘餘消除波形施加至PZT致動器，該等PZT致動器機械地耦接至需要振動抑制之物件，例如LNM。儘管在結合圖8所描述之方法中，在已施加主動振動消除波形之後判定殘餘 波形，但一般熟習此項技術者將易於瞭解，步驟S10及S20可同時發生。
以上描述中之一些係依據功能方塊圖，其中一些功能被分配至一些區塊且其他功能被分配至其他區塊。應理解，區塊與分配之間的劃分係任意的，且不同劃分及分配係可能的，只要如上文所描述進行總體功能即可。
以上描述包括多個實施例之實例。當然，不可能出於描述此等實施例之目的而描述組件或方法之每一可想到的組合，但一般熟習此項技術者可認識到，基於本發明，各種實施例之許多其他組合及排列係可能的。因此，所描述之實施例意欲表示及揭示屬於隨附申請專利範圍之精神及範疇的所有此等變更、修改及變化。
此外，就術語「包括」用於實施方式或申請專利範圍中而言，此術語意欲以相似於術語「包含」在「包含」作為過渡詞用於技術方案中時所解譯之方式而為包括性的。又，儘管所描述之態樣及/或實施例的元件可以單數形式來描述或主張，但除非明確陳述對單數之限制，否則亦預期複數。另外，除非另有陳述，否則任何態樣及/或實施例之全部或一部分可與任何其他態樣及/或實施例之全部或一部分一起加以利用。
可使用以下條項進一步描述實施例：
1.一種用於一微影系統之一模組之防振設備，該模組具有一底盤，該防振設備包含：一第一壓電塊體部件，其機械地耦接至該底盤以藉由使該底盤振動之一振動波形在一第一方向上被加速且經調適以產生指示該振動波形在該第一方向上之一分量的一信號；一控制器，其經配置以接收該信號且經調適以至少部分地基於該信 號而產生一第一振動抑制波形；及一第二壓電塊體部件，其機械地耦接至該底盤且經配置以接收該第一振動抑制波形且經調適以根據該第一振動抑制波形在該第一方向上將一第一防振力施加至該底盤。
2.如條項1之防振設備，其進一步包含一第三壓電塊體部件，其機械地耦接至該底盤以藉由使該底盤振動之該振動波形在一第二方向上被加速且經調適以產生指示該振動波形在該第二方向上之一分量的一第二信號，該控制器經配置以接收該第二信號且經調適以至少部分地基於該第二信號而產生一第二振動抑制波形；以及一第四壓電塊體部件，其機械地耦接至該底盤且經配置以接收該第二振動抑制波形且經調適以根據該第二振動抑制波形在該第二方向上將一第二防振力施加至該底盤。
3.如條項2之防振設備，其中該第一方向與該第二方向實質上正交。
4.如條項3之防振設備，其進一步包含一第五壓電塊體部件，其機械地耦接至該底盤以藉由使該底盤振動之該振動波形在一第三方向上被加速且經調適以產生指示該振動波形在該第三方向上之一分量的一第三信號，該控制器經配置以接收該第三信號且經調適以至少部分地基於該第三信號而產生一第三振動抑制波形；以及一第六壓電塊體部件，其機械地耦接至該底盤且經配置以接收該第三振動抑制波形且經調適以根據該第三振動抑制波形在該第三方向上將一第三防振力施加至該底盤。
5.如條項4之防振設備，其中該第一方向、該第二方向與該第三方向實質上相互正交。
6.如條項1之防振設備，其中該控制器經調適以分析在該第二壓電塊體部件施加該防振力時存在的該信號之一殘餘振動分量，且修改該第一振動抑制波形以減小該殘餘振動分量。
7.如條項1之防振設備，其中該等壓電塊體部件中之每一者包含一壓電晶體及一震動塊體。
8.一種用於一微影系統之一模組之防振設備，該模組具有一底盤，該防振設備包含：一第一感測器，其機械地耦接至該底盤且經配置以感測一振動波形在一第一方向上之一第一方向分量且產生指示該第一方向分量之一第一輸出；一第二感測器，其機械地耦接至該底盤且經配置以感測在不同於該第一方向之一第二方向上的一振動波形之一第二方向分量且產生指示該第二方向分量之一第二輸出；一消除波形產生器，其經配置以接收該第一輸出及該第二輸出，且至少部分地基於該第一輸出而產生用於該第一方向之一第一振動消除波形且至少部分地基於該第二輸出而產生用於該第二方向之一第二振動消除波形；一第一致動器，其機械地耦接至該底盤且經配置以接收該第一振動消除波形，且產生對應於在該第一方向上之該第一振動消除波形的第一消除振動；及一第二致動器，其機械地耦接至該底盤且經配置以接收該第二振動 消除波形，且產生對應於在該第二方向上之該第二振動消除波形的第二消除振動，該防振系統進一步包含一殘餘振動消除波形產生器其經配置以接收該第一輸出及該第二輸出，經調適以在產生該第一消除振動的同時至少部分地基於該第一輸出而識別用於該第一方向之一第一殘餘振動波形，且至少部分地基於該第一殘餘振動波形而產生一第一殘餘振動抑制波形並將該第一殘餘振動波形加至該第一振動消除波形，且經調適以在產生該第二消除振動的同時至少部分地基於該第二輸出而識別用於該第二方向之一第二殘餘振動波形，且至少部分地基於該第二殘餘振動波形而產生一第二殘餘振動抑制波形並將該第二殘餘振動波形加至該第二振動消除波形。
9.如條項8之設備，其中該第一感測器包含一第一感測器壓電轉換器，且該第二感測器包含一第二感測器壓電轉換器。
10.如條項9之設備，其中該第一感測器壓電轉換器及該第二感測器壓電轉換器各自包含一壓電晶體及一震動塊體。
11.如條項8之設備，其中該第一致動器包含一第一壓電轉換器，且該第二致動器包含一第二壓電轉換器。
12.如條項11之設備，其中該第一壓電轉換器及該第二壓電轉換器各自包含一壓電晶體及一震動塊體。
13.如條項8之設備，其中該模組包含一線窄化模組。
14.如條項8之設備，其中該殘餘振動消除波形產生器經調適以藉由以波長均方偏差分析該第一輸出之一波長來識別該第一殘餘振動波形，且 藉由以波長均方偏差分析該第二輸出之一波長來識別該第二殘餘振動波形。
15.如條項8之設備，其中該第一方向正交於該第二方向。
16.如條項8之設備，其進一步包含：一第三感測器，其機械地耦接至該底盤且經配置以感測在不同於該第一方向及該第二方向之一第三方向上的一振動波形之一第三方向分量且產生指示該第三方向分量之一第三輸出，該消除波形產生器經配置以接收該第三輸出且至少部分地基於該第三輸出而產生用於該第三方向之一第三振動消除波形；一第三致動器，其機械地耦接至該底盤且經配置以接收該第三振動消除波形，且產生對應於在該第三方向上之該第三振動消除波形的第三消除振動，該殘餘振動消除波形產生器經配置以接收該第三輸出，經調適以在產生該第三消除振動的同時至少部分地基於該第三輸出而識別用於該第三方向之一第三殘餘振動波形，且至少部分地基於該第三殘餘振動波形而產生一第三殘餘振動抑制波形並將該第三殘餘振動波形加至該第三振動消除波形。
17.一種用於一微影系統之一模組之防振方法，該模組具有一底盤，該防振方法包含：感測一振動波形在一第一方向上之一第一方向分量且產生指示該第一方向分量之一第一輸出；感測在不同於該第一方向之一第二方向上的一振動波形之一第二方 向分量且產生指示該第二方向分量之一第二輸出；至少部分地基於該第一輸出而產生用於該第一方向之一第一振動消除波形且至少部分地基於該第二輸出而產生用於該第二方向之一第二振動消除波形；產生對應於該第一振動消除波形的在該第一方向上的第一消除振動；產生對應於該第二振動消除波形的在該第二方向上的第二消除振動；在產生該第一消除振動的同時至少部分地基於該第一輸出而識別用於該第一方向之一第一殘餘振動波形，且至少部分地基於該第一殘餘振動波形而產生一第一殘餘振動抑制波形並將該第一殘餘振動波形加至該第一振動消除波形；及在產生該第二消除振動的同時至少部分地基於該第二輸出而識別用於該第二方向之一第二殘餘振動波形，且至少部分地基於該第二殘餘振動波形而產生一第二殘餘振動抑制波形並將該第二殘餘振動波形加至該第二振動消除波形。
18.如條項17之方法，其中感測在該第一方向上之該振動波形之該第一方向分量及產生指示該第一方向分量之該第一輸出係使用一第一壓電轉換器來執行，且其中感測在該第二方向上之該振動波形之該第二方向分量及產生指示該第二方向分量之該第二輸出係使用一第二壓電轉換器來執行。
19.如條項17之方法，其中在該第一方向上產生該等第一消除振動係使用一第一壓電轉換器來執行，且其中在該第二方向上產生第二消除振 動係使用一第二壓電轉換器來執行。
20.如條項17之方法，其中識別該第一殘餘振動波形包含以波長均方偏差分析該第一輸出之一波長，且其中識別該第二殘餘振動波形包含以波長均方偏差分析該第二輸出之一波長。
21.如條項17之方法，其中該第一方向正交於該第二方向。
22.如條項17之方法，其進一步包含：感測在不同於該第一方向及該第二方向之一第三方向上的一振動波形之一第三方向分量且產生指示該第三方向分量之一第三輸出；至少部分基於該第三輸出而產生用於該第三方向之一第三振動消除波形；產生對應於在該第三方向上之該第三振動消除波形的第三消除振動；在產生該第三消除振動的同時至少部分地基於該第三輸出而識別用於該第三方向之一第三殘餘振動波形；及至少部分地基於該第三殘餘振動波形而產生一第三殘餘振動抑制波形並將該第三殘餘振動波形加至該第三振動消除波形。
上述實施及其他實施係在以下申請專利範圍之範疇內。
300: LNM 305: LNM底盤/支柱 310: 波紋管 320: 第一PZT致動器 322: PZT晶體 323: 塊體 325: 第一PZT感測器/X方向PZT感測器 327: 塊體 328: PZT晶體 330: PZT致動器 332: 塊體 333: PZT部件 335: PZT感測器/Y方向PZT感測器 340: PZT致動器 342: 塊體

Claims (19)

  1. 一種用於一微影系統之一模組之防振設備，該模組具有一底盤(chassis)，該防振設備包含：一第一壓電塊體部件(piezo-mass member)，其機械地耦接至該底盤以藉由使該底盤振動之一振動波形在一第一方向上被加速且經調適以產生指示該振動波形在該第一方向上之一分量的一信號；一控制器，其經配置以接收該信號且經調適以至少部分地基於該信號而產生一第一振動抑制波形；及一第二壓電塊體部件，其機械地耦接至該底盤且經配置以接收該第一振動抑制波形且經調適以根據該第一振動抑制波形在該第一方向上將一第一防振力施加至該底盤，其中該控制器經調適以藉由以波長均方偏差分析該信號之一波長而識別在該第二壓電塊體部件施加該第一防振力時存在的該信號之一殘餘振動分量，且其中該控制器經調適以修改該第一振動抑制波形以減小該殘餘振動分量。
  2. 如請求項1之防振設備，其進一步包含一第三壓電塊體部件，其機械地耦接至該底盤以藉由使該底盤振動之該振動波形在一第二方向上被加速且經調適以產生指示該振動波形在該第二方向上之一分量的一第二信號，該控制器經配置以接收該第二信號且經調適以至少部分地基於該第二信號而產生一第二振動抑制波形；以及 一第四壓電塊體部件，其機械地耦接至該底盤且經配置以接收該第二振動抑制波形且經調適以根據該第二振動抑制波形在該第二方向上將一第二防振力施加至該底盤。
  3. 如請求項2之防振設備，其中該第一方向與該第二方向實質上正交。
  4. 如請求項3之防振設備，其進一步包含一第五壓電塊體部件，其機械地耦接至該底盤以藉由使該底盤振動之該振動波形在一第三方向上被加速且經調適以產生指示該振動波形在該第三方向上之一分量的一第三信號，該控制器經配置以接收該第三信號且經調適以至少部分地基於該第三信號而產生一第三振動抑制波形；以及一第六壓電塊體部件，其機械地耦接至該底盤且經配置以接收該第三振動抑制波形且經調適以根據該第三振動抑制波形在該第三方向上將一第三防振力施加至該底盤。
  5. 如請求項4之防振設備，其中該第一方向、該第二方向與該第三方向實質上相互正交。
  6. 如請求項1之防振設備，其中該等壓電塊體部件中之每一者包含一壓電晶體及一震動塊體。
  7. 一種用於一微影系統之一模組之防振設備，該模組具有一底盤，該 防振設備包含：一第一感測器，其機械地耦接至該底盤且經配置以感測一振動波形在一第一方向上之一第一方向分量且產生指示該第一方向分量之一第一輸出；一第二感測器，其機械地耦接至該底盤且經配置以感測在不同於該第一方向之一第二方向上的一振動波形之一第二方向分量且產生指示該第二方向分量之一第二輸出；一消除波形產生器(cancellation waveform generator)，其經配置以接收該第一輸出及該第二輸出，且至少部分地基於該第一輸出而產生用於該第一方向之一第一振動消除波形且至少部分地基於該第二輸出而產生用於該第二方向之一第二振動消除波形；一第一致動器，其機械地耦接至該底盤且經配置以接收該第一振動消除波形，且產生對應於在該第一方向上之該第一振動消除波形的第一消除振動(first cancellation vibrations)；及一第二致動器，其機械地耦接至該底盤且經配置以接收該第二振動消除波形，且產生對應於在該第二方向上之該第二振動消除波形的第二消除振動，該防振系統進一步包含一殘餘振動消除波形產生器經配置以接收該第一輸出及該第二輸出，經調適以在產生該第一消除振動的同時至少部分地基於該第一輸出而識別用於該第一方向之一第一殘餘振動波形，且至少部分地基於該第一殘餘振動波形而產生一第一殘餘振動抑制波形並將該第一殘餘振動波形加至該第一振動消除波形， 經調適以在產生該第二消除振動的同時至少部分地基於該第二輸出而識別用於該第二方向之一第二殘餘振動波形，且至少部分地基於該第二殘餘振動波形而產生一第二殘餘振動抑制波形並將該第二殘餘振動波形加至該第二振動消除波形，且經調適以藉由以波長均方偏差分析該第一輸出之一波長來識別該第一殘餘振動波形，且藉由以波長均方偏差分析該第二輸出之一波長來識別該第二殘餘振動波形。
  8. 如請求項7之防振設備，其中該第一感測器包含一第一感測器壓電轉換器，且該第二感測器包含一第二感測器壓電轉換器。
  9. 如請求項8之防振設備，其中該第一感測器壓電轉換器及該第二感測器壓電轉換器各自包含一壓電晶體及一震動塊體。
  10. 如請求項7之防振設備，其中該第一致動器包含一第一壓電轉換器，且該第二致動器包含一第二壓電轉換器。
  11. 如請求項10之防振設備，其中該第一壓電轉換器及該第二壓電轉換器各自包含一壓電晶體及一震動塊體。
  12. 如請求項7之防振設備，其中該模組包含一線窄化模組。
  13. 如請求項7之防振設備，其中該第一方向正交於該第二方向。
  14. 如請求項7之防振設備，其進一步包含：一第三感測器，其機械地耦接至該底盤且經配置以感測在不同於該第一方向及該第二方向之一第三方向上的一振動波形之一第三方向分量且產生指示該第三方向分量之一第三輸出，該消除波形產生器經配置以接收該第三輸出且至少部分地基於該第三輸出而產生用於該第三方向之一第三振動消除波形；一第三致動器，其機械地耦接至該底盤且經配置以接收該第三振動消除波形，且產生對應於在該第三方向上之該第三振動消除波形的第三消除振動，該殘餘振動消除波形產生器經配置以接收該第三輸出，經調適以在產生該第三消除振動的同時至少部分地基於該第三輸出而識別用於該第三方向之一第三殘餘振動波形，且至少部分地基於該第三殘餘振動波形而產生一第三殘餘振動抑制波形並將該第三殘餘振動波形加至該第三振動消除波形。
  15. 一種用於一微影系統之一模組之防振方法，該模組具有一底盤，該防振方法包含：感測一振動波形在一第一方向上之一第一方向分量且產生指示該第一方向分量之一第一輸出；感測在不同於該第一方向之一第二方向上的一振動波形之一第二方向分量且產生指示該第二方向分量之一第二輸出； 至少部分地基於該第一輸出而產生用於該第一方向之一第一振動消除波形且至少部分地基於該第二輸出而產生用於該第二方向之一第二振動消除波形；產生對應於該第一振動消除波形的在該第一方向上的第一消除振動；產生對應於該第二振動消除波形的在該第二方向上的第二消除振動；在產生該第一消除振動的同時至少部分地基於該第一輸出而識別用於該第一方向之一第一殘餘振動波形，且至少部分地基於該第一殘餘振動波形而產生一第一殘餘振動抑制波形並將該第一殘餘振動波形加至該第一振動消除波形；及在產生該第二消除振動的同時至少部分地基於該第二輸出而識別用於該第二方向之一第二殘餘振動波形，且至少部分地基於該第二殘餘振動波形而產生一第二殘餘振動抑制波形並將該第二殘餘振動波形加至該第二振動消除波形，其中識別該第一殘餘振動波形包含以波長均方偏差分析該第一輸出之一波長，且其中識別該第二殘餘振動波形包含以波長均方偏差分析該第二輸出之一波長。
  16. 如請求項15之防振方法，其中感測在該第一方向上之該振動波形之該第一方向分量及產生指示該第一方向分量之該第一輸出係使用一第一壓電轉換器來執行，且其中感測在該第二方向上之該振動波形之該第二方向分量及產生指示該第二方向分量之該第二輸出係使用一第二壓電轉換器來 執行。
  17. 如請求項15之防振方法，其中在該第一方向上產生該等第一消除振動係使用一第一壓電轉換器來執行，且其中在該第二方向上產生第二消除振動係使用一第二壓電轉換器來執行。
  18. 如請求項15之防振方法，其中該第一方向正交於該第二方向。
  19. 如請求項15之防振方法，其進一步包含：感測在不同於該第一方向及該第二方向之一第三方向上的一振動波形之一第三方向分量且產生指示該第三方向分量之一第三輸出；至少部分基於該第三輸出而產生用於該第三方向之一第三振動消除波形；產生對應於在該第三方向上之該第三振動消除波形的第三消除振動；在產生該第三消除振動的同時至少部分地基於該第三輸出而識別用於該第三方向之一第三殘餘振動波形；及至少部分地基於該第三殘餘振動波形而產生一第三殘餘振動抑制波形並將該第三殘餘振動波形加至該第三振動消除波形。
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