用于光刻設(shè)備降噪的共鳴器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種集成電路裝備制造領(lǐng)域，尤其涉及一種用于光刻設(shè)備降噪的共鳴器。
【背景技術(shù)】
[0002]光刻設(shè)備是一種將所需圖案應(yīng)用到襯底上的機器。例如，可以將光刻設(shè)備用在集成電路(IC)的制造中。在這種情況下，可以將可選地稱為掩模或掩模版(reticle)的圖案形成裝置用于生成對應(yīng)于所述IC的單層的電路圖案?？梢詫⒃搱D案成像到襯底(例如，硅晶片)上的目標(biāo)部分(例如，包括一部分管芯、一個或多個管芯)上。圖案成像是通過把圖案成像到提供到襯底上的輻射敏感材料(抗蝕劑)層上進行的。通常，單獨的襯底將包含被連續(xù)曝光的相鄰目標(biāo)部分的網(wǎng)絡(luò)。常規(guī)的光刻設(shè)備包括:所謂步進機，在所述步進機中，通過將全部圖案依次曝光到所述目標(biāo)部分上來輻射每一個目標(biāo)部分；以及所謂掃描機:在所述掃描機中，通過輻射束沿給定方向(“掃描”方向)掃描所述圖案、同時沿與該方向平行或反向平行的方向掃描所述襯底來輻射每一個目標(biāo)部分。也可能通過將圖案壓印(imprinting)到襯底的方式從圖案形成裝置將圖案形成到襯底上。
[0003]高精度和高分辨率作為光刻技術(shù)當(dāng)前瞄準(zhǔn)的目標(biāo)需要光刻設(shè)備的各部件之間相互精確定位，例如保持圖案形成裝置(例如掩模)的掩模版臺、投影系統(tǒng)和保持襯底的襯底臺。除了例如掩模版臺和襯底臺的定位外，投影系統(tǒng)也面臨這種需要。在當(dāng)前設(shè)備中的投影系統(tǒng)包括承載結(jié)構(gòu)，例如透鏡座架(透射光的情形)或反射鏡框架(反射光的情形)，和包括多個光學(xué)元件，例如透鏡元件、反射鏡等。
[0004]通常在光刻機系統(tǒng)中，由于結(jié)構(gòu)振動將會導(dǎo)致圖像的短期誤差，同時由于運動系統(tǒng)(如微動臺、反射鏡)的 MA (Moving Average)和 MSD(Moving Standard Deviat1n)的伺服位置誤差導(dǎo)致圖像畸變。降低和控制整機動態(tài)性能，將誤差降低到一個較低的水平。聲噪載荷(Acoustics Load)定義為空氣的壓力隨時間的變化作用在物鏡和主基板等內(nèi)部世界上的效應(yīng)。根據(jù)在光刻機在客戶端的測試表明，在干凈的空氣環(huán)境下傳播的聲音和噪音對內(nèi)部世界的擾動占總的振動干擾的比例約為40%，如圖1所示。其光刻機聲噪試驗測試值范圍在75-90dB左右。
[0005]在光刻機中，噪聲會對光刻機內(nèi)部世界產(chǎn)生影響，如物鏡，物鏡鏡片，干涉儀，主基板。主要聲源有環(huán)境噪聲、電氣噪聲、掩模臺&工件臺運動噪聲。如專利US20090195760中公開內(nèi)容中所示，以運動臺噪聲為例，運動臺有三種噪聲，其一，剛體運動噪聲，由剛體運動加速度引起，頻率遠低于150Hz,可能會對overlay產(chǎn)生影響；其二，結(jié)構(gòu)振動噪聲，頻率高于150Hz，可能會對overlay和fading產(chǎn)生影響；其三，空氣阻力產(chǎn)生的氣動噪聲，頻率高于500Hz。
[0006]為了解決噪聲問題，現(xiàn)有技術(shù)中使用的技術(shù)方案之一為共鳴器:
單個共振器可看成由幾個聲學(xué)作用不同的聲學(xué)元件構(gòu)成。開口管內(nèi)及管口附近空氣隨聲波而振動，是一個聲質(zhì)量兀件，空腔內(nèi)的壓力隨空氣變化，是一個聲順兀件。而空腔內(nèi)的空氣在一定程度內(nèi)隨聲波而振動，也具有一定的聲質(zhì)量。空氣在開口壁面的振動摩擦，它的聲學(xué)作用是個聲阻。當(dāng)入射聲波的頻率接近共振器的固有頻率時，孔頸的空氣柱產(chǎn)生強烈振動，在振動過程中，由于克服摩擦阻力而消耗聲能。反之，當(dāng)入射聲波頻率遠離共振器固有頻率時，共振器振動很弱，因此聲吸收作用很小，可見共振器吸聲系數(shù)隨頻率而變化，最高吸聲系數(shù)出現(xiàn)在共振頻率處。
[0007]如專利US20090161085中，采用上述共鳴器原理，設(shè)計了三種共鳴器。特點為管口有多個不同體積，可以擴展吸聲頻率，通過有源器件調(diào)節(jié)空腔體積，可以動態(tài)調(diào)整共鳴器吸聲頻率。
[0008]為了解決噪聲問題，現(xiàn)有技術(shù)中使用的技術(shù)方案之二為有源消聲:
一般來說，傳統(tǒng)的噪聲控制方法對控制中高頻噪聲較為有效，而對低頻噪聲的控制效果不大，如果要做到很好的控制，將比較昂貴，甚至不可能。原因是涉及波長很長，如果用無源控制，吸聲材料要很厚，消聲器要很大，彈性材料(用于隔振)要很軟，很厚。早在20世紀(jì)30年代，就萌發(fā)了有源控制的概念，由于電子設(shè)備和控制理論的限制，這種系統(tǒng)也無法推廣。近30年，有源噪聲和控制成為聲學(xué)，特別是噪聲控制理論發(fā)展是有源控制成為可能。其原理主要是用換能器發(fā)出反相噪聲以抵消原有噪聲，從而達到噪聲降低的目的，控制噪聲則用電子方法從原有噪聲的測量中取得，如此而已。這個簡單概念用了大半個世紀(jì)，還要繼續(xù)努力才能實現(xiàn)。有源控制只適用于低頻(500 Hz以下)，高頻在空間相位變化大，就不容易控制了。有源噪聲控制是利用一個或多個次級噪聲源發(fā)出噪聲以抑制原有噪聲。次級噪聲源使用電子線路和揚聲器，其發(fā)出的噪聲功率須大于原有噪聲源的噪聲功率，才能實現(xiàn)控制。
[0009]如專利US20090195763中，設(shè)計了多種類型有源消聲器(前饋式)，以用于降低噪聲對光刻機系統(tǒng)的影響。由于工件臺掩模臺運動產(chǎn)生聲波，氣流和其他擾動，可能會對投影系統(tǒng)產(chǎn)生影響，通過布置一系列揚聲器，以減小這些擾動對設(shè)備的影響。通過傳感器SE探測系統(tǒng)氣浴管道中的噪聲，通過控制系統(tǒng)CON驅(qū)動揚聲器ACT，產(chǎn)生次級噪聲，抵消原噪聲，降低氣浴噪聲產(chǎn)生的影響。多個傳感器和多個揚聲器通過一個控制系統(tǒng)控制，降低噪聲對物鏡的影響。基礎(chǔ)框架等外部結(jié)構(gòu)在激勵下會輻射噪聲，有源消聲系統(tǒng)布置在主機板附近吸收噪聲，以降低噪聲對主機板的影響。通過在水平校準(zhǔn)器PSE附近布置傳聲器，通過控制系統(tǒng)，可以降低噪聲對測量儀器的影響。通過在垂直校準(zhǔn)STA附近布置傳聲器，通過控制系統(tǒng)，可以降低噪聲對測量儀器的影響。
[0010]上述針對噪音消除的技術(shù)方案中存在的缺陷為混響噪聲對光刻機內(nèi)部世界的影響同樣巨大，而現(xiàn)有技術(shù)方案中對此無解決手段。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明提供能有效消除混響噪音的共鳴器。
[0012]為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明公開一種用于光刻設(shè)備降噪的共鳴器，包括:一內(nèi)腔以及與該內(nèi)腔連接的管口，該管口由多層材料組成，該管口由外到內(nèi)依次包括外壁、空氣層、吸聲層和內(nèi)壁穿孔板。
[0013]更進一步地，該管口與該光刻設(shè)備的防護框架、氣浴管道外側(cè)或物鏡連接。該吸聲層由泡沫鋁組成。該共鳴器還包括一位于該管口外側(cè)的控制單元，該控制單元用于控制該管口的長度或橫截面積，以改變該共鳴器的共振頻率。該管口為一個或多個。該管口由所述控制單元控制向所述內(nèi)腔內(nèi)延伸。
[0014]更進一步地，還包括一傳聲器、一積分器以及一次級生源；所述傳聲器拾取所述管口的點信號，通過所述積分器控制所述次級聲源阻抗，從而改變所述共鳴器的共振頻率。所述調(diào)節(jié)機構(gòu)為壓電陶瓷或單軸機械人。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本裝置管口處采用夾層穿孔，在穿孔板后粘貼吸聲材料，如泡沫鋁，吸聲材料后端留一定空腔，吸聲性能比專利US8243258B2將管口做成棱角或提高粗糙度好很多。實際上，光刻機內(nèi)部世界為封閉空間，除了有直達噪聲，混響噪聲同樣需要考慮，如果不提高共鳴器聲阻，共鳴器實質(zhì)為儲能元件，還會提高光刻機內(nèi)部混響時間，提高共鳴器聲阻具有較大意義；單個共鳴器實質(zhì)為單自由度共振吸聲結(jié)構(gòu)，其吸聲頻段有限，通過動態(tài)調(diào)節(jié)管口截面積D和(或)管口長度L可以動態(tài)的擴展共鳴器吸聲頻段，實質(zhì)是動態(tài)調(diào)節(jié)共鳴器共振頻率。由于光刻機內(nèi)部低頻噪聲成分很大，特別是運動臺剛體運動噪聲頻率遠低于150Hz，如果單純采用共振吸聲，共鳴器將要做的很大，而光刻機內(nèi)部空間有限，本專利考慮將共鳴器開口管往空腔內(nèi)部延伸，在空腔體積不變的情況下，可以有效地擴展共鳴器低頻吸聲性能，并引入有源消聲，通過在共鳴器內(nèi)部增加激勵源，利用共鳴器內(nèi)部的聲壓來產(chǎn)生次級聲源激勵信號，可以動態(tài)調(diào)節(jié)共鳴器吸聲頻率，且體積很小，用于局部降噪。本發(fā)明專利提出的吸聲隔聲裝置具有寬頻隔聲吸聲能力噪聲對光刻機整機動態(tài)性能的影響，保證了物鏡系統(tǒng)的曝光精確度和調(diào)平調(diào)焦系統(tǒng)的準(zhǔn)確性，進而提高了光刻工藝的精度。
【附圖說明】
[0016]關(guān)于本發(fā)明的優(yōu)點與精神可以通過以下的發(fā)明詳述及所附圖式得到進一步的了解。
[0017]圖1是典型干凈空氣環(huán)境中測量聲壓引起的振動的示意圖；
圖2是凈化間環(huán)境聲壓-時間曲線示意圖；
圖3是本發(fā)明所涉及的用于光刻設(shè)備的共鳴器的位置布局示意圖；
圖4是本發(fā)明所涉及的用于光刻設(shè)備的共鳴器的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5是本發(fā)明