TWI420254B

TWI420254B - 微影裝置及勞倫茲致動器

Info

Publication number: TWI420254B
Application number: TW098131264A
Authority: TW
Inventors: Fidelus Adrianus Boon; Agtmaal Hendrikus Pascal Gerardus Johannes Van
Original assignee: Asml Netherlands Bv
Priority date: 2008-10-07
Filing date: 2009-09-16
Publication date: 2013-12-21
Also published as: JP5159740B2; EP2175548B1; TW201015241A; KR101094225B1; EP2175548A2; CN101713930A; SG160316A1; CN101713930B; KR20100039261A; US20100085552A1; EP2175548A3; US8373848B2; JP2010093254A

Description

微影裝置及勞倫茲致動器

本發明係關於一種微影裝置，微影裝置包括用於在裝置之第一部分與第二部分之間提供力之勞倫茲致動器，且係關於一種勞倫茲致動器。

微影裝置為將所要圖案施加至基板上(通常施加至基板之目標部分上)的機器。微影裝置可用於(例如)積體電路(IC)之製造中。在該情況下，圖案化器件(其或者被稱作光罩或主光罩)可用以產生待形成於IC之個別層上的電路圖案。可將此圖案轉印至基板(例如，矽晶圓)上之目標部分(例如，包括晶粒之一部分、一個晶粒或若干晶粒)上。圖案之轉印通常係經由成像至提供於基板上之輻射敏感材料(抗蝕劑)層上。一般而言，單一基板將含有經順次圖案化之鄰近目標部分的網路。習知微影裝置包括：所謂的步進器，其中藉由同時將整個圖案曝光至目標部分上來照射每一目標部分；及所謂的掃描器，其中藉由在給定方向(「掃描」方向)上經由輻射光束而掃描圖案同時平行或反平行於此方向而同步地掃描基板來照射每一目標部分。亦有可能藉由將圖案壓印至基板上而將圖案自圖案化器件轉印至基板。

以上所描述之類型的微影裝置可使用複數個致動器以定位微影裝置之一部分。可經定位之部分的實例為圖案化器件、基板、照射系統之一部分、照明系統之一部分，或微影裝置之任何其他部分，其包括裝置之通常藉由低頻空氣吊架而連接至地面的度量衡框架。空氣吊架儘可能地過濾來自地面之振動，且可包括致動器以相對於地面而定位度量衡框架且(例如)防止度量衡框架漂移。

全文以引用之方式併入本文中的EP 1.286.222及美國專利公開案2005/0200208中描述用於微影裝置中之致動器的實例。此等文件描述勞倫茲致動器，勞倫茲致動器包括提供第一磁場之主要磁鐵系統、提供第二磁場之輔助磁鐵系統，及導電元件。主要磁鐵系統及輔助磁鐵系統係以Halbach組態而配置以組合第一磁場與第二磁場，其中來自輔助磁鐵系統之磁鐵的磁化方向垂直於主要磁鐵系統之磁鐵的磁化方向。可藉由導電元件所載運之電流與磁場之間的相互作用而產生力。

一般而言，馬達之特徵可為被稱作「馬達常數」(motor constant)之參數。馬達常數界定馬達輸入與馬達輸出之間的關係，且在勞倫茲致動器之情況下，馬達輸入通常為由導電元件所載運之電流，且馬達輸出通常為歸因於電流而對應產生之力。時常，將馬達常數假定為恆定參數，從而解釋名稱馬達常數。然而，實務上，馬達展現馬達位置相依馬達常數，其可被劃分成恆定平均部分及馬達位置相依部分。因此，當熟習此項技術者假定恆定馬達常數時，其實際上將馬達常數假定為恆定平均部分。馬達常數歸因於(例如)結構不精確度、容許度及/或缺陷或不均勻性質(諸如，材料性質)而係馬達位置相依的。勞倫茲致動器之馬達常數之馬達位置相依性之可能原因中的一者可為磁鐵之磁場強度及/或磁化方向/定向之變化。

在此應用中，馬達位置為不同馬達部分相對於彼此(例如，轉子相對於定子)之相對位置。在如以上所描述之勞倫茲致動器的情況下，馬達位置為導電元件相對於主要磁鐵系統之相對位置。

馬達常數之馬達位置相依部分將擾動引入於勞倫茲致動器中，其負面地影響裝置之第一部分與第二部分之間的位置精確度。此可導致微影裝置中之疊對誤差及/或成像問題。

需要提供一種具有減少之疊對誤差及/或成像問題的微影裝置。進一步需要提供一種具有馬達常數之減少變化的勞倫茲致動器。

根據本發明之一實施例，提供一種微影裝置，微影裝置包括：照明系統，照明系統經組態以調節輻射光束；支撐件，支撐件經建構以支撐圖案化器件，圖案化器件能夠在輻射光束之橫截面中向輻射光束賦予圖案以形成經圖案化輻射光束；基板台，基板台經建構以固持基板；投影系統，投影系統經組態以將經圖案化輻射光束投影至基板之目標部分上；及勞倫茲致動器，勞倫茲致動器經組態以在裝置之第一部分與第二部分之間在第一方向上產生力，勞倫茲致動器包括各自彼此相反地附接至裝置之第一部分的第一磁鐵總成及第二磁鐵總成，第一磁鐵總成包括第一主要磁鐵系統及第一輔助磁鐵系統，且第二磁鐵總成包括第二主要磁鐵系統及第二輔助磁鐵系統，第一主要磁鐵系統及第二主要磁鐵系統在其間在大體上垂直於第一方向之第二方向上界定空間，其中第一磁鐵總成及第二磁鐵總成係以Halbach組態而配置以提供至少一部分大體上被引導於第二方向上之磁場，勞倫茲致動器進一步包括導電元件，導電元件附接至裝置之第二部分且至少部分地配置於第一主要磁鐵系統與第二主要磁鐵系統之間的空間中，以便藉由導電元件所載運之電流與磁場之相互作用而產生力，其中第一輔助磁鐵系統之至少一部分與第二輔助磁鐵系統之至少一部分之間的距離小於第一主要磁鐵系統與第二主要磁鐵系統之間的最小距離。

根據本發明之另一實施例，提供一種用於在第一部分與第二部分之間在第一方向上產生力之勞倫茲致動器，勞倫茲致動器包括各自彼此相反地附接至第一部分之第一磁鐵總成及第二磁鐵總成，第一磁鐵總成包括第一主要磁鐵系統及第一輔助磁鐵系統，且第二磁鐵總成包括第二主要磁鐵系統及第二輔助磁鐵系統，第一主要磁鐵系統及第二主要磁鐵系統在其間在大體上垂直於第一方向之第二方向上界定空間，其中第一磁鐵總成及第二磁鐵總成係以Halbach組態而配置以提供至少一部分大體上被引導於第二方向上之磁場，勞倫茲致動器進一步包括導電元件，導電元件附接至第二部分且至少部分地配置於第一主要磁鐵系統與第二主要磁鐵系統之間的空間中，以便藉由導電元件所載運之電流與磁場之相互作用而產生力，其中第一輔助磁鐵系統之至少一部分與第二輔助磁鐵系統之至少一部分之間的距離小於第一主要磁鐵系統與第二主要磁鐵系統之間的最小距離。

現將參看隨附示意性圖式而僅藉由實例來描述本發明之實施例，在該等圖式中，對應參考符號指示對應部分。

圖1A示意性地描繪根據本發明之一實施例的微影裝置。裝置包括：照明系統(照明器)IL，其經組態以調節輻射光束B(例如，UV輻射或任何其他適當輻射)；圖案化器件支撐件或光罩支撐結構(例如，光罩台)MT，其經建構以支撐圖案化器件(例如，光罩)MA，且連接至經組態以根據某些參數而精確地定位圖案化器件之第一定位器件PM。裝置亦包括基板台(例如，晶圓台)WT或「基板支撐件」，其經建構以固持基板(例如，塗覆抗蝕劑之晶圓)W，且連接至經組態以根據某些參數而精確地定位基板之第二定位器件PW。裝置進一步包括投影系統(例如，折射投影透鏡系統)PS，其經組態以將由圖案化器件MA賦予至輻射光束B之圖案投影至基板W之目標部分C(例如，包括一或多個晶粒)上。

照明系統可包括用以引導、成形或控制輻射之各種類型的光學組件，諸如，折射、反射、磁性、電磁、靜電或其他類型之光學組件，或其任何組合。

圖案化器件支撐件以取決於圖案化器件之定向、微影裝置之設計及其他條件(諸如，圖案化器件是否固持於真空環境中)的方式來固持圖案化器件。圖案化器件支撐件可使用機械、真空、靜電或其他夾持技術來固持圖案化器件。圖案化器件支撐件可為(例如)框架或台，其可根據需要而為固定或可移動的。圖案化器件支撐件可確保圖案化器件(例如)相對於投影系統而處於所要位置。可認為本文對術語「主光罩」或「光罩」之任何使用均與更通用之術語「圖案化器件」同義。

本文所使用之術語「圖案化器件」應被廣泛地解釋為指代可用以在輻射光束之橫截面中向輻射光束賦予圖案以便在基板之目標部分中形成圖案的任何器件。應注意，例如，若被賦予至輻射光束之圖案包括相移特徵或所謂的輔助特徵，則圖案可能不會精確地對應於基板之目標部分中的所要圖案。通常，被賦予至輻射光束之圖案將對應於目標部分中所形成之器件(諸如，積體電路)中的特定功能層。

圖案化器件可為透射或反射的。圖案化器件之實例包括光罩、可程式化鏡面陣列，及可程式化LCD面板。光罩在微影術中係熟知的，且包括諸如二元、交變相移及衰減相移之光罩類型，以及各種混合光罩類型。可程式化鏡面陣列之一實例使用小鏡面之矩陣配置，該等小鏡面中之每一者可個別地傾斜，以便在不同方向上反射入射輻射光束。傾斜鏡面將圖案賦予於由鏡面矩陣所反射之輻射光束中。

本文所使用之術語「投影系統」應被廣泛地解釋為涵蓋任何類型之投影系統，包括折射、反射、反射折射、磁性、電磁及靜電光學系統或其任何組合，其適合於所使用之曝光輻射，或適合於諸如浸沒液體之使用或真空之使用的其他因素。可認為本文對術語「投影透鏡」之任何使用均與更通用之術語「投影系統」同義。

如此處所描繪，裝置為透射類型(例如，使用透射光罩)。或者，裝置可為反射類型(例如，使用如以上所提及之類型的可程式化鏡面陣列，或使用反射光罩)。

微影裝置可為具有兩個(雙平台)或兩個以上基板台或「基板支撐件」(及/或兩個或兩個以上圖案化器件支撐件或光罩台或「光罩支撐件」)的類型。在該等「多平台」機器中，可並行地使用額外台或支撐件，或可在一或多個台或支撐件上進行預備步驟，同時將一或多個其他台或支撐件用於曝光。

微影裝置亦可為如下類型：其中基板之至少一部分可由具有相對較高折射率之液體(例如，水)覆蓋，以便填充投影系統與基板之間的空間。亦可將浸沒液體施加至微影裝置中之其他空間，例如，圖案化器件(例如，光罩)與投影系統之間。浸沒技術可用以增加投影系統之數值孔徑。如本文所使用之術語「浸沒」不意謂諸如基板之結構必須浸漬於液體中，而是僅意謂液體在曝光期間位於投影系統與基板之間。

參看圖1A，照明器IL自輻射源SO接收輻射光束。舉例而言，當輻射源為準分子雷射時，輻射源與微影裝置可為單獨實體。在該等情況下，不認為輻射源形成微影裝置之一部分，且輻射光束係藉助於包括(例如)適當引導鏡面及/或光束放大器之光束傳送系統BD而自輻射源SO傳遞至照明器IL。在其他情況下，例如，當輻射源為汞燈時，輻射源可為微影裝置之整體部分。輻射源SO及照明器IL連同光束傳送系統BD(在需要時)可被稱作輻射系統。

照明器IL可包括經組態以調整輻射光束之角強度分布的調整器AD。通常，可調整照明器之光瞳平面中之強度分布的至少外部徑向範圍及/或內部徑向範圍(通常分別被稱作σ外部及σ內部)。此外，照明器IL可包括各種其他組件，諸如，積光器IN及聚光器CO。照明器可用以調節輻射光束，以在其橫截面中具有所要均一性及強度分布。

輻射光束B入射於被固持於圖案化器件支撐件(例如，光罩台)MT上之圖案化器件(例如，光罩)MA上，且係藉由圖案化器件而圖案化。在橫穿圖案化器件支撐件(例如，光罩)MA後，輻射光束B傳遞通過投影系統PS，投影系統PS將光束聚焦至基板W之目標部分C上。藉助於第二定位器件PW及位置感測器IF(例如，干涉量測器件、線性編碼器或電容性感測器)，基板台WT可精確地移動，例如，以便在輻射光束B之路徑中定位不同目標部分C。類似地，第一定位器件PM及另一位置感測器(其未在圖1A中被明確地描繪)可用以(例如)在自光罩庫之機械擷取之後或在掃描期間相對於輻射光束B之路徑而精確地定位圖案化器件(例如，光罩)MA。一般而言，可藉助於形成第一定位器件PM之一部分的長衝程模組(粗略定位)及短衝程模組(精細定位)來實現圖案化器件支撐件(例如，光罩台)MT之移動。類似地，可使用形成第二定位器PW之一部分的長衝程模組及短衝程模組來實現基板台WT或「基板支撐件」之移動。在步進器(與掃描器相對)之情況下，圖案化器件支撐件(例如，光罩台)MT可僅連接至短衝程致動器，或可為固定的。可使用圖案化器件對準標記M1、M2及基板對準標記P1、P2來對準圖案化器件(例如，光罩)MA及基板W。儘管如所說明之基板對準標記佔用專用目標部分，但其可位於目標部分之間的空間中(此等被稱為切割道對準標記)。類似地，在一個以上晶粒提供於圖案化器件(例如，光罩)MA上之情形中，圖案化器件對準標記可位於該等晶粒之間。

所描繪裝置可用於以下模式中之至少一者中：

1.在步進模式中，在將被賦予至輻射光束之整個圖案一次性投影至目標部分C上時，使圖案化器件支撐件(例如，光罩台)MT及基板台WT或「基板支撐件」保持基本上靜止(亦即，單次靜態曝光)。接著，使基板台WT或「基板支撐件」在X及/或Y方向上移位，使得可曝光不同目標部分C。在步進模式中，曝光場之最大尺寸限制單次靜態曝光中所成像之目標部分C的尺寸。

2.在掃描模式中，在將被賦予至輻射光束之圖案投影至目標部分C上時，同步地掃描圖案化器件支撐件(例如，光罩台)MT及基板台WT或「基板支撐件」(亦即，單次動態曝光)。可藉由投影系統PS之放大率(縮小率)及影像反轉特性來判定基板台WT或「基板支撐件」相對於圖案化器件支撐件(例如，光罩台)MT之速度及方向。在掃描模式中，曝光場之最大尺寸限制單次動態曝光中之目標部分的寬度(在非掃描方向上)，而掃描運動之長度判定目標部分之高度(在掃描方向上)。

3.在另一模式中，在將被賦予至輻射光束之圖案投影至目標部分C上時，使圖案化器件支撐件(例如，光罩台)MT保持基本上靜止，從而固持可程式化圖案化器件，且移動或掃描基板台WT或「基板支撐件」。在此模式中，通常使用脈衝式輻射源，且在基板台WT或「基板支撐件」之每一移動之後或在掃描期間的順次輻射脈衝之間根據需要而更新可程式化圖案化器件。此操作模式可易於應用於利用可程式化圖案化器件(諸如，如以上所提及之類型的可程式化鏡面陣列)之無光罩微影術。

亦可使用對以上所描述之使用模式之組合及/或變化或完全不同的使用模式。

圖1B描繪先前技術之勞倫茲致動器之示意圖。先前技術之勞倫茲致動器包括第一磁鐵總成203及第二磁鐵總成204。第一磁鐵總成203及第二磁鐵總成204附接至(例如)微影裝置之一部分。第一磁鐵總成203包括第一主要磁鐵系統及第一輔助磁鐵系統。第二磁鐵總成204包括第二主要磁鐵系統及第二輔助磁鐵系統。

第一主要磁鐵系統包括主要磁鐵205a、205b，且第二主要磁鐵系統包括主要磁鐵205c、205d。主要磁鐵205a、205b、205c、205d之極性係藉由如繪製於各別主要磁鐵中之箭頭指示。

第一輔助磁鐵系統包括輔助磁鐵206a、206b及206c。第二輔助磁鐵系統包括輔助磁鐵206d、206e及206f。在此先前技術之勞倫茲致動器中，主要磁鐵205a至205d及輔助磁鐵206a至206f係以Halbach組態而配置。

先前技術之勞倫茲致動器經組態以產生具有如由圖1B所指示的在圖式之平面中自左至右或自右至左之方向的力。力作用於主要磁鐵205a至205d與附接至(例如)微影裝置之第二部分之導電元件202之間。事實上，導電元件202表示線圈之橫截面圖，線圈之一部分202a中之電流具有與線圈之另一部分202b中之電流相反的方向。為此，主要磁鐵205a、205c之極性係相反於主要磁鐵205b、205d之極性。

先前技術之勞倫茲致動器進一步包括背鐵207a、207b及磁通量導引元件208a、208b，磁通量導引元件208a、208b延伸於第一磁鐵總成203及第二磁鐵總成204之外側之間。

圖1C描繪圖1B之先前技術之勞倫茲致動器。磁場線係藉由300指示。線300之切線表示磁場之方向，且鄰近線300之間的距離表示磁場之量值。自圖1C可見，導電元件202之部分202a及202b之區域中的磁場係不均勻的。此導致先前技術之勞倫茲致動器之馬達常數的變化。

圖2描繪根據本發明之一實施例之勞倫茲致動器的示意圖。勞倫茲致動器包括彼此相反地附接至第一部分(未圖示)之第一磁鐵總成1及第二磁鐵總成11。第一部分可為微影裝置(例如，根據圖1A之微影裝置)之一部分。

第一磁鐵總成1包括第一主要磁鐵系統，在此實施例中，第一主要磁鐵系統包括兩個主要磁鐵2、3。第一磁鐵總成1進一步包括第一輔助磁鐵系統，在此實施例中，第一輔助磁鐵系統包括三個輔助磁鐵4、5、6。

第二磁鐵總成11包括第二主要磁鐵系統，在此實施例中，第二主要磁鐵系統包括兩個主要磁鐵12、13。第二磁鐵總成進一步包括第二輔助磁鐵系統，在此實施例中，第二輔助磁鐵系統包括三個輔助磁鐵14、15、16。主要磁鐵及輔助磁鐵之磁極化係藉由繪製於各別主要磁鐵及輔助磁鐵中之對應箭頭指示。

第一磁鐵總成1及第二磁鐵總成11一同在其間在由箭頭B所指示之方向上界定空間20。導電元件21之至少一部分位於空間20內部，導電元件21附接至第二部分(未圖示)。第二部分可為微影裝置之一部分。導電元件21包括各自能夠載運電流(未圖示)之兩個部分21a及21b。事實上，導電元件21表示線圈之橫截面圖。

第一磁鐵總成1及第二磁鐵總成11之主要磁鐵及輔助磁鐵係以Halbach組態而配置以至少在空間20中提供磁場。磁場之至少一部分大體上被引導於箭頭B之方向上。較佳地，主要磁鐵對2、12之間及主要磁鐵對3、13之間的磁場大體上被引導於由箭頭B所指示之方向上。

輔助磁鐵4、5、6之極性係反平行於對應相反輔助磁鐵14、15、16之極性，且大體上垂直於主要磁鐵2、3、12、13之極性。主要磁鐵2、12之極性係相反於主要磁鐵3、13之極性。主要磁鐵經進一步配置為至少部分地位於兩個輔助磁鐵之間。

第一磁鐵總成1進一步包括背鐵板7，背鐵板7係以使得第一磁鐵總成1之主要磁鐵及輔助磁鐵處於背鐵板7與導電元件21之間的方式而附接至第一磁鐵總成1之主要磁鐵及輔助磁鐵。類似地，第二磁鐵總成11包括背鐵板17，背鐵板17係以使得第二磁鐵總成11之主要磁鐵及輔助磁鐵處於背鐵板17與導電元件21之間的方式而附接至第二磁鐵總成11之主要磁鐵及輔助磁鐵。背鐵板7及17具有兩個益處：其導引磁場之至少一部分，且屏蔽勞倫茲致動器免於外部磁場，亦即，源自致動器外部之磁場。背鐵板7、17亦趨向於保持致動器內部之磁場，藉此減少磁場影響致動器外部之系統的可能性。背鐵板7、17亦相對於無背鐵之情形增加致動器內部之磁場。

勞倫茲致動器進一步包括磁通量導引元件22及磁通量導引元件23。磁通量導引元件22、23大體上延伸於第一磁場總成及第二磁場總成之外部部分之間。磁通量導引元件22、23經組態以將磁場之一部分自第一磁鐵總成1及第二磁鐵總成11中之一者導引至第一磁鐵總成1及第二磁鐵總成11中之另一者。額外益處在於：磁通量導引元件22、23進一步屏蔽勞倫茲致動器免於外部磁場。磁通量導引元件22、23亦趨向於保持致動器內部之磁場，藉此減少磁場影響致動器外部之系統的可能性。磁通量導引元件22、23亦相對於無磁通量導引元件22、23之情形增加致動器內部之磁場。

由導電元件21所載運之電流將與下列磁場相互作用：主要磁鐵2與12之間的磁場；及主要磁鐵3與13之間的磁場，以在由箭頭A所指示之方向上產生力。較佳地，部分21a及部分21b中之電流之方向大體上垂直於由箭頭A及B所指示之方向。歸因於主要磁鐵對2、12與主要磁鐵對3、13之間的相互反平行磁場，部分21a及21b中之電流較佳地亦相互反平行。電流之方向及磁場之方向判定在圖式之平面中將力引導至左或是右。

輔助磁鐵4、6與各別輔助磁鐵14、16之間的在由箭頭B所指示之方向上的距離小於主要磁鐵2、3與各別主要磁鐵12、13之間的距離。此具有如下效應：主要磁鐵對2、12之間及主要磁鐵對3、13之間的磁場相對於(例如)距離相等之情形(如在圖1B及圖1C中)更均勻。更均勻之磁場導致更恆定之馬達常數，藉此降低馬達位置相依馬達常數之變化且增加第一部分與第二部分之間的位置精確度。

額外益處在於：主要磁鐵對2、12與3、13之間的磁場增加，藉此增加勞倫茲致動器之陡度(steepness)。將勞倫茲致動器之陡度界定為F² /P，其中F為所產生之力，且P為用以產生此力之耗散功率。換言之，磁場之增加增加馬達常數，且藉此針對相同電流(馬達輸入)而增加所產生之力(馬達輸出)。增加之馬達常數亦具有可使設計更小以用於產生相同力之益處。

圖3描繪圖2之勞倫茲致動器中之磁場的模擬表示。圖3係以有限元素模型化程式而產生，且展示表示磁場之通量線24。應注意，僅少許通量線24係藉由參考數字24指示。通量線24之切線表示磁場之方向，且鄰近通量線24之間的距離表示磁場之量值。均勻磁場對應於具有大體上恆定量值之磁場。可見，主要磁鐵對2、12之間及主要磁鐵對3、13之間的磁場大體上均勻。此實施例之設計使其特別適合於需要相對較小定位範圍及相對較高定位精確度之應用。

圖4描繪根據本發明之另一實施例之勞倫茲致動器的示意圖。勞倫茲致動器包括彼此相反地附接至第一部分(未圖示)之第一磁鐵總成31及第二磁鐵總成41。第一部分可為微影裝置(例如，根據圖1A之微影裝置)之一部分。

第一磁鐵總成31包括第一主要磁鐵系統，在此實施例中，第一主要磁鐵系統包括兩個主要磁鐵32、33。第一磁鐵總成31進一步包括第一輔助磁鐵系統，在此實施例中，第一輔助磁鐵系統包括三個輔助磁鐵34、35、36。

第二磁鐵總成41包括第二主要磁鐵系統，在此實施例中，第二主要磁鐵系統包括兩個主要磁鐵42、43。第二磁鐵總成進一步包括第二輔助磁鐵系統，在此實施例中，第二輔助磁鐵系統包括三個輔助磁鐵44、45、46。主要磁鐵及輔助磁鐵之磁極化係藉由繪製於各別主要磁鐵及輔助磁鐵中之對應箭頭指示。

第一磁鐵總成31及第二磁鐵總成41一同在其間在由箭頭D所指示之方向上界定空間50。導電元件51之至少一部分位於空間50內部，導電元件51附接至第二部分(未圖示)。第二部分可為微影裝置之一部分。導電元件51包括各自能夠載運電流(未圖示)之兩個部分51a及51b。事實上，導電元件51表示線圈之橫截面圖。

第一磁鐵總成及第二磁鐵總成之主要磁鐵及輔助磁鐵係以Halbach組態而配置以至少在空間50中提供磁場。磁場之至少一部分大體上被引導於箭頭D之方向上。較佳地，主要磁鐵對32、42之間及主要磁鐵對33、43之間的磁場大體上被引導於由箭頭D所指示之方向上。

輔助磁鐵34、35、36之極性係反平行於對應相反輔助磁鐵44、45、46之極性，且大體上垂直於主要磁鐵32、33、42、43之極性。主要磁鐵32、42之極性係相反於主要磁鐵33、43之極性。主要磁鐵經進一步配置為至少部分地位於兩個輔助磁鐵之間。

第一磁鐵總成31進一步包括背鐵板37，背鐵板37係以使得第一磁鐵總成之主要磁鐵及輔助磁鐵處於背鐵板37與導電元件51之間的方式而附接至第一磁鐵總成31之主要磁鐵及輔助磁鐵。類似地，第二磁鐵總成41包括背鐵板47，背鐵板47係以使得第二磁鐵總成之主要磁鐵及輔助磁鐵處於背鐵板47與導電元件51之間的方式而附接至第二磁鐵總成41之主要磁鐵及輔助磁鐵。背鐵板37及47具有兩個益處：其導引磁場之至少一部分，且屏蔽勞倫茲致動器免於外部磁場，亦即，源自致動器外部之磁場。背鐵板37、47亦趨向於保持致動器內部之磁場，藉此減少磁場影響致動器外部之系統的可能性。背鐵板37、47亦相對於無背鐵之情形增加致動器內部之磁場。

勞倫茲致動器進一步包括磁通量導引元件52及磁通量導引元件53。磁通量導引元件52、53大體上延伸於第一磁場總成及第二磁場總成之外部部分之間。磁通量導引元件經組態以將磁場之一部分自第一磁鐵總成31及第二磁鐵總成41中之一者導引至第一磁鐵總成31及第二磁鐵總成41中之另一者。額外益處在於：磁通量導引元件進一步屏蔽勞倫茲致動器免於外部磁場。磁通量導引元件52、53亦趨向於保持致動器內部之磁場，藉此減少磁場影響致動器外部之系統的可能性。磁通量導引元件52、53亦相對於無磁通量導引元件52、53之情形增加致動器內部之磁場。

由導電元件51所載運之電流將與下列磁場相互作用：主要磁鐵32與42之間的磁場；及主要磁鐵33與43之間的磁場，以在由箭頭C所指示之方向上產生力。較佳地，部分51a及部分51b中之電流之方向大體上垂直於由箭頭C及D所指示之方向。歸因於主要磁鐵對32、42與主要磁鐵對33、43之間的相互反平行磁場，部分51a及51b中之電流較佳地亦相互反平行。電流之方向及磁場之方向判定在圖式之平面中將力引導至左或是右。

在此實施例中，輔助磁鐵34、35、36與各別輔助磁鐵44、45、46之間的在由箭頭D所指示之方向上的距離小於主要磁鐵32、33與各別主要磁鐵42、43之間的距離。此具有如下益處：主要磁鐵對32、42之間及主要磁鐵對33、43之間的磁場之均勻性增加，藉此降低馬達常數之變化且增加第一部分與第二部分之間的位置精確度。

額外益處在於：主要磁鐵對32、42與33、43之間的磁場增加，藉此增加勞倫茲致動器之陡度。增加之馬達常數亦具有可使設計更小以用於產生相同力之益處。

圖5描繪圖4之勞倫茲致動器中之磁場的模擬表示。圖5係以有限元素模型化程式而產生，且展示表示磁場之通量線54。應注意，僅少許通量線54係以參考數字54指示。通量線54之切線表示磁場之方向，且鄰近線之間的距離表示磁場之量值。可見，主要磁鐵對32、42之間及主要磁鐵對33、43之間的磁場大體上均勻。此實施例之設計使其特別適合於需要相對較小定位範圍及相對較高定位精確度之應用。

圖6描繪根據本發明之又一實施例之勞倫茲致動器的示意圖。勞倫茲致動器包括彼此相反地附接至第一部分(未圖示)之第一磁鐵總成61及第二磁鐵總成71。第一部分可為微影裝置(例如，根據圖1A之微影裝置)之一部分。

第一磁鐵總成61包括第一主要磁鐵系統，在此實施例中，第一主要磁鐵系統包括兩個主要磁鐵62、63。第一磁鐵總成61進一步包括第一輔助磁鐵系統，在此實施例中，第一輔助磁鐵系統包括三個輔助磁鐵64、65、66。

第二磁鐵總成71包括第二主要磁鐵系統，在此實施例中，第二主要磁鐵系統包括兩個主要磁鐵72、73。第二磁鐵總成進一步包括第二輔助磁鐵系統，在此實施例中，第二輔助磁鐵系統包括三個輔助磁鐵74、75、76。主要磁鐵及輔助磁鐵之磁極化係藉由繪製於各別主要磁鐵及輔助磁鐵中之對應箭頭指示。

第一磁鐵總成61及第二磁鐵總成71一同在其間在由箭頭F所指示之方向上界定空間80。導電元件81之至少一部分位於空間80內部，導電元件81附接至第二部分(未圖示)。第二部分可為微影裝置之一部分。導電元件81包括各自能夠載運電流(未圖示)之兩個部分81a及81b。事實上，導電元件81表示線圈之橫截面圖。

第一磁鐵總成及第二磁鐵總成之主要磁鐵及輔助磁鐵係以Halbach組態而配置以至少在空間80中提供磁場。磁場之至少一部分大體上被引導於箭頭F之方向上。較佳地，主要磁鐵對62、72之間及主要磁鐵對63、73之間的磁場大體上被引導於由箭頭F所指示之方向上。

輔助磁鐵64、65、66之極性係反平行於對應相反輔助磁鐵74、75、76之極性，且大體上垂直於主要磁鐵62、63、72、73之極性。主要磁鐵62、72之極性係相反於主要磁鐵63、73之極性。主要磁鐵經進一步配置為至少部分地位於兩個輔助磁鐵之間。

第一磁鐵總成61進一步包括背鐵板67，背鐵板67係以使得第一磁鐵總成之主要磁鐵及輔助磁鐵處於背鐵板67與導電元件81之間的方式而附接至第一磁鐵總成61之主要磁鐵及輔助磁鐵。類似地，第二磁鐵總成71包括背鐵板77，背鐵板77係以使得第二磁鐵總成之主要磁鐵及輔助磁鐵處於背鐵板77與導電元件81之間的方式而附接至第二磁鐵總成71之主要磁鐵及輔助磁鐵。背鐵板67及77具有兩個益處：其導引磁場之至少一部分，且屏蔽勞倫茲致動器免於外部磁場，亦即，源自致動器外部之磁場。背鐵板67、77亦趨向於保持致動器內部之磁場，藉此減少磁場影響致動器外部之系統的可能性。背鐵板67、77亦相對於無背鐵之情形增加致動器內部之磁場。

由導電元件81所載運之電流將與下列磁場相互作用：主要磁鐵62與72之間的磁場；及主要磁鐵63與73之間的磁場，以在由箭頭E所指示之方向上產生力。較佳地，部分81a及部分81b中之電流之方向大體上垂直於由箭頭E及F所指示之方向。歸因於主要磁鐵對62、72與主要磁鐵對63、73之間的相互反平行磁場，部分81a及81b中之電流較佳地亦相互反平行。電流之方向及磁場之方向判定在圖式之平面中將力引導至左或是右。

在此實施例中，輔助磁鐵64、65、66與各別輔助磁鐵74、75、76之間的在由箭頭F所指示之方向上的距離小於主要磁鐵對62、72與63、73之間的距離。此具有如下益處：主要磁鐵對62、72之間及主要磁鐵對63、73之間的磁場之均勻性增加，藉此降低馬達常數之變化且增加第一部分與第二部分之間的位置精確度。

額外益處在於：主要磁鐵對62、72與63、73之間的磁場增加，藉此增加勞倫茲致動器之陡度。增加之馬達常數亦具有可使設計更小以用於產生相同力之益處。

圖7描繪圖6之勞倫茲致動器中之磁場的模擬表示。圖7係以有限元素模型化程式而產生，且展示表示磁場之通量線84。應注意，僅少許通量線係以參考數字84指示。通量線84之切線表示磁場之方向，且鄰近通量線84之間的距離表示磁場之量值。均勻磁場對應於大體上恆定量值。可見，主要磁鐵62與72之間及主要磁鐵63與73之間的磁場在主要磁鐵62、72與63、73之間的區域中大體上均勻。此實施例之設計使其特別適合於需要相對較小定位範圍及相對較高定位精確度之應用。

圖8描繪根據本發明之另一實施例之勞倫茲致動器的示意圖。勞倫茲致動器包括彼此相反地附接至第一部分(未圖示)之第一磁鐵總成101及第二磁鐵總成111。第一部分可為微影裝置(例如，根據圖1A之微影裝置)之一部分。

第一磁鐵總成101包括第一主要磁鐵系統，在此實施例中，第一主要磁鐵系統包括三個主要磁鐵102、103及104。第一磁鐵總成101進一步包括第一輔助磁鐵系統，在此實施例中，第一輔助磁鐵系統包括兩個輔助磁鐵105、106。

第二磁鐵總成111包括第二主要磁鐵系統，在此實施例中，第二主要磁鐵系統包括三個主要磁鐵112、113及114。第二磁鐵總成進一步包括第二輔助磁鐵系統，在此實施例中，第二輔助磁鐵系統包括兩個輔助磁鐵115、116。主要磁鐵及輔助磁鐵之磁極化係藉由繪製於各別主要磁鐵及輔助磁鐵中之對應箭頭指示。

第一磁鐵總成101及第二磁鐵總成111一同在其間在由箭頭H所指示之方向上界定空間120。導電元件121之至少一部分位於空間120內部，導電元件121附接至第二部分(未圖示)。第二部分可為微影裝置之一部分。在此實施例中，導電元件121包括各自能夠載運電流(未圖示)之四個部分121a、121b、121c及121d。

第一磁鐵總成及第二磁鐵總成之主要磁鐵及輔助磁鐵係以Halbach組態而配置以至少在空間120中提供磁場。磁場之至少一部分大體上被引導於箭頭H之方向上。較佳地，主要磁鐵對102、112之間、主要磁鐵對103、113之間及主要磁鐵對104、114之間的磁場大體上被引導於由箭頭H所指示之方向上。

輔助磁鐵105、106之極性係反平行於對應相反輔助磁鐵115、116之極性，且大體上垂直於主要磁鐵102、103、104、112、113、114之極性。主要磁鐵102、104、112、114之極性係相反於主要磁鐵103、113之極性。輔助磁鐵經進一步配置為至少部分地位於兩個主要磁鐵之間。

第一磁鐵總成101進一步包括背鐵板107，背鐵板107係以使得第一磁鐵總成之主要磁鐵及輔助磁鐵處於背鐵板107與導電元件121之間的方式而附接至第一磁鐵總成101之主要磁鐵及輔助磁鐵。類似地，第二磁鐵總成111包括背鐵板117，背鐵板117係以使得第二磁鐵總成之主要磁鐵及輔助磁鐵處於背鐵板117與導電元件121之間的方式而附接至第二磁鐵總成111之主要磁鐵及輔助磁鐵。背鐵板107及117具有兩個益處：其導引磁場之至少一部分，且屏蔽勞倫茲致動器免於外部磁場，亦即，源自致動器外部之磁場。背鐵板107、117亦趨向於保持致動器內部之磁場，藉此減少磁場影響致動器外部之系統的可能性。背鐵板107、117亦相對於無背鐵之情形增加致動器內部之磁場。

由導電元件121所載運之電流將與下列磁場相互作用：主要磁鐵102與112之間的磁場；主要磁鐵103與113之間的磁場；及主要磁鐵104與114之間的磁場，以在由箭頭G所指示之方向上產生力。較佳地，部分121a、121b、121c、121d中之電流之方向大體上垂直於由箭頭A及B所指示之方向。歸因於主要磁鐵對102、112及104、114與主要磁鐵對103、113之間的相互反平行磁場，部分121a及121d中之電流較佳地相互反平行於部分121b、121c中之電流。電流之方向及磁場之方向判定在圖式之平面中將力引導至左或是右。

輔助磁鐵105、106與各別輔助磁鐵115及116之間的在由箭頭H所指示之方向上的距離小於主要磁鐵對102、112及103、113與104、114之間的距離。此具有如下效應：主要磁鐵對102、112、主要磁鐵對103、113與主要磁鐵對104、114之間的磁場相對於(例如)距離相等之情形(如圖1B及圖1C所示)更均勻。更均勻之磁場導致更恆定之馬達常數，藉此降低馬達位置相依馬達常數之變化且增加第一部分與第二部分之間的位置精確度。

額外益處在於：主要磁鐵對102、112及103、113與104、114之間的磁場增加，藉此增加勞倫茲致動器之陡度。增加之馬達常數亦具有可使設計更小以用於產生相同力之益處。

圖8之實施例具有如下額外益處：其可延伸於縱向方向上，藉此允許(例如)使用三相致動器。

勞倫茲致動器之上述實施例具有歸因於僅在若干毫米之定位範圍內之磁場的不均勻性而達成平均馬達常數之小於0.1%之馬達常數之變化的潛力。

儘管在本文中可特定地參考微影裝置在IC製造中之使用，但應理解，本文所描述之微影裝置可具有其他應用，諸如，製造積體光學系統、用於磁疇記憶體之導引及偵測圖案、平板顯示器、液晶顯示器(LCD)、薄膜磁頭，等等。熟習此項技術者應瞭解，在該等替代應用之情境中，可認為本文對術語「晶圓」或「晶粒」之任何使用分別與更通用之術語「基板」或「目標部分」同義。可在曝光之前或之後在(例如)軌道(通常將抗蝕劑層施加至基板且顯影經曝光抗蝕劑之工具)、度量衡工具及/或檢測工具中處理本文所提及之基板。適用時，可將本文之揭示應用於該等及其他基板處理工具。另外，可將基板處理一次以上，(例如)以便形成多層IC，使得本文所使用之術語基板亦可指代已經含有多個經處理層之基板。

儘管以上可特定地參考在光學微影術之情境中對本發明之實施例的使用，但應瞭解，本發明可用於其他應用(例如，壓印微影術)中，且在情境允許時不限於光學微影術。在壓印微影術中，圖案化器件中之構形界定形成於基板上之圖案。可將圖案化器件之構形壓入被供應至基板之抗蝕劑層中，在基板上，抗蝕劑係藉由施加電磁輻射、熱、壓力或其組合而固化。在抗蝕劑固化之後，將圖案化器件移出抗蝕劑，從而在其中留下圖案。

本文所使用之術語「輻射」及「光束」涵蓋所有類型之電磁輻射，包括紫外線(UV)輻射(例如，具有為或為約365奈米、248奈米、193奈米、157奈米或126奈米之波長)及極紫外線(EUV)輻射(例如，具有在為5奈米至20奈米之範圍內的波長)；以及粒子束(諸如，離子束或電子束)。

術語「透鏡」在情境允許時可指代各種類型之光學組件中之任一者或其組合，包括折射、反射、磁性、電磁及靜電光學組件。

儘管以上已描述本發明之特定實施例，但應瞭解，可以與所描述之方式不同的其他方式來實踐本發明。舉例而言，本發明可採取如下形式：電腦程式，其含有描述如以上所揭示之方法之機器可讀指令的一或多個序列；或資料儲存媒體(例如，半導體記憶體、磁碟或光碟)，其具有儲存於其中之該電腦程式。

以上描述意欲為說明性而非限制性的。因此，對於熟習此項技術者而言將顯而易見，可在不脫離以下所闡明之申請專利範圍之範疇的情況下對如所描述之本發明進行修改。

1．．．第一磁鐵總成

2．．．主要磁鐵

3．．．主要磁鐵

4．．．輔助磁鐵

5．．．輔助磁鐵

6．．．輔助磁鐵

7．．．背鐵板

11．．．第二磁鐵總成

12．．．主要磁鐵

13．．．主要磁鐵

14．．．輔助磁鐵

15．．．輔助磁鐵

16．．．輔助磁鐵

17．．．背鐵板

20．．．空間

21．．．導電元件

21a．．．部分

21b．．．部分

22．．．磁通量導引元件

23．．．磁通量導引元件

24．．．通量線

31．．．第一磁鐵總成

32．．．主要磁鐵

33．．．主要磁鐵

34．．．輔助磁鐵

35．．．輔助磁鐵

36．．．輔助磁鐵

37．．．背鐵板

41．．．第二磁鐵總成

42．．．主要磁鐵

43．．．主要磁鐵

44．．．輔助磁鐵

45．．．輔助磁鐵

46．．．輔助磁鐵

47．．．背鐵板

50．．．空間

51．．．導電元件

51a．．．部分

51b．．．部分

52．．．磁通量導引元件

53．．．磁通量導引元件

54．．．通量線

61．．．第一磁鐵總成

62．．．主要磁鐵

63．．．主要磁鐵

64．．．輔助磁鐵

65．．．輔助磁鐵

66．．．輔助磁鐵

67．．．背鐵板

71．．．第二磁鐵總成

72．．．主要磁鐵

73．．．主要磁鐵

74．．．輔助磁鐵

75．．．輔助磁鐵

76．．．輔助磁鐵

77．．．背鐵板

80．．．空間

81．．．導電元件

81a．．．部分

81b．．．部分

84．．．通量線

101．．．第一磁鐵總成

102．．．主要磁鐵

103．．．主要磁鐵

104．．．主要磁鐵

105．．．輔助磁鐵

106．．．輔助磁鐵

107．．．背鐵板

111．．．第二磁鐵總成

112．．．主要磁鐵

113．．．主要磁鐵

114．．．主要磁鐵

115．．．輔助磁鐵

116．．．輔助磁鐵

117．．．背鐵板

120．．．空間

121．．．導電元件

121a．．．部分

121b．．．部分

121c．．．部分

121d．．．部分

202．．．導電元件

202a．．．線圈之一部分

202b．．．線圈之另一部分

203．．．第一磁鐵總成

204．．．第二磁鐵總成

205a．．．主要磁鐵

205b．．．主要磁鐵

205c．．．主要磁鐵

205d．．．主要磁鐵

206a．．．輔助磁鐵

206b．．．輔助磁鐵

206c．．．輔助磁鐵

206d．．．輔助磁鐵

206e．．．輔助磁鐵

206f．．．輔助磁鐵

207a．．．背鐵

207b．．．背鐵

208a．．．磁通量導引元件

208b．．．磁通量導引元件

300．．．磁場線

AD．．．調整器

B．．．輻射光束

BD．．．光束傳送系統

C．．．目標部分

CO．．．聚光器

IF．．．位置感測器

IL．．．照明系統/照明器

IN．．．積光器

M1．．．圖案化器件對準標記

M2．．．圖案化器件對準標記

MA．．．圖案化器件

MT．．．圖案化器件支撐件

P1．．．基板對準標記

P2．．．基板對準標記

PM．．．第一定位器件

PS．．．投影系統

PW．．．第二定位器件

SO．．．輻射源

W．．．基板

WT．．．基板台

圖1A描繪根據本發明之一實施例的微影裝置；

圖1B描繪習知勞倫茲致動器之示意圖；

圖1C描繪根據圖1B之習知勞倫茲致動器的模擬通量標繪圖；

圖2描繪根據本發明之一實施例之勞倫茲致動器的示意圖；

圖3描繪根據圖2之勞倫茲致動器的模擬通量標繪圖；

圖4描繪根據本發明之另一實施例之勞倫茲致動器的示意圖；

圖5描繪根據圖4之勞倫茲致動器的模擬通量標繪圖；

圖6描繪根據本發明之又一實施例之勞倫茲致動器的示意圖；

圖7描繪根據圖6之勞倫茲致動器的模擬通量標繪圖；及

圖8描繪根據本發明之另一實施例之勞倫茲致動器的示意圖。