JP2005109441A - リソグラフィ装置及びデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複雑な位置決め装置及び複数のバランス・マスを必要とせずに、装置内での加速によりベース・フレームＢＦに加えられる反力によって引き起こされる振動をなくすリソグラフィ装置を提供すること。
【解決手段】これは、基板テーブルＷＴ及び装置内の他の部品の移動及び加速についての情報に基づき、（制御装置２５による）フィードフォワード制御を用いてアクチュエータ２６によってベース・フレームＢＦに補償力を加えることにより達成される。
【選択図】図３

Description

本発明は、放射線の投影ビームを提供するための放射線装置と、所望のパターンに従って投影ビームにパターンを形成するように働くパターン形成手段を支持するための支持構造体と、基板を保持するための基板テーブルと、パターンの形成されたビームを基板の目標部分に投影するための投影装置と、ベース・フレームとを含むリソグラフィ投影装置に関するものである。

リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板に、通常は基板の目標部分に付与する機械である。リソグラフィ装置は、例えば集積回路（ＩＣ）の製造に使用することができる。その場合、マスク又はレチクルとも呼ばれるパターン形成装置を用いて、ＩＣの個々の層に形成される回路パターンを生成することができる。このパターンを基板（例えばシリコン・ウェハ）上の（例えば、１つ又は複数のダイの一部を含む）目標部分に転写することができる。パターンの転写は一般に、基板に提供された放射線感光材料（レジスト）の層への結像によるものである。一般に単一の基板は、連続的にパターンの形成される隣接する目標部分のネットワークを含む。周知のリソグラフィ装置には、パターン全体を目標部分に一度に露光することによって各目標部分を照射する、いわゆるステッパと、パターンを投影ビームによって所与の方向（「走査」方向）に走査し、それと同時にこの方向に対して平行又は逆平行に基板を同期して走査することによって各目標部分を照射する、いわゆるスキャナとが含まれる。パターンを基板にインプリントすることにより、パターン形成装置から基板へパターンを転写することも可能である。

製造工程の間、ベース・フレームに取り付けられたアクチュエータによって（１つ又は複数の）基板テーブル及び／又は（１つ又は複数の）マスク・テーブルを移動させる場合、ベース・フレームに反力が加えられる。テーブルの質量は１０〜１５０ｋｇ、一般には４０〜７０ｋｇであり、加速度は５〜１００ｍ／ｓ^２程度であるため、関係する力は大きくなる可能性がある。ベース・フレームが本質的にきわめて硬く、床に堅固に連結されることが理想的だが、実際にはその連結はある程度の伸展性を有している。したがって、力によってベース・フレームに振動が引き起こされる可能性があり、この振動は基板及び／又はマスク・テーブルの位置センサを妨害するため、リソグラフィ工程の精度に悪影響を及ぼす。

この問題を克服するため、図２に示すようなバランス・マス（平衡質量体）装置が提案されてきた。ベース・フレームＢＦは連結部材４によって床２に堅固に連結されている。第１の要素６及び第２の要素７を含む基板テーブルが、ベース・フレームＢＦに支持されている。短ストローク・アクチュエータ８が、第１の要素６と第２の要素７とを連結している。ベース・フレームＢＦは、長ストローク・アクチュエータ１０によって基板テーブルの第２の要素７に連結されたバランス・マス１２をも支持している。

第２の要素７に置かれた基板を移動させることが望ましいときには、短ストローク・アクチュエータ８を作動させ、それによって要素７を移動させる力を発生させる。それと同時に、第２の要素７に対する第１の要素６の相対位置を一定に保つため、短ストローク・アクチュエータ８が作動したままとなるような方法で第１の要素６を長ストローク・アクチュエータ１０によって移動させる。したがって、第１の要素６は第２の要素７の位置を追い続ける。これがいわゆる「スレーブ位置制御ループ」である。この原理を適用すると、短ストローク・アクチュエータ８を、小さい作動範囲（短ストローク）できわめて正確になるように設計することができる。長ストローク・アクチュエータ１０は、精度は劣るが大きいストローク（長ストローク）に対して作動できるように設計することができる。作動方向に自由に移動できるようにされたバランス・マス１２に、アクチュエータ１０からの反力が加えられる。これにより反力によるベース・フレームへの妨害がなくなる。

したがって、ベース・フレームに加えられる正味の力はゼロになる。基板テーブルＷＴとバランス・マス１２とが互いに移動する距離は、運動量保存の法則に従ってこれらの質量の比によって決まる。こうした装置は、米国特許第５８１５２４６号で論じられている。米国特許第５９６９４４１号は、共通のバランス・マスを２つの対象物ホルダに用いる類似の装置について論じている。

様々な他のバランス・マスの装置も知られている。例えばこうした別の装置の１つでは、前記のバランス・マスは（１つ又は２つの要素からなることのできる）基板テーブルを支持する補助フレームの形態を取ることができる。この補助フレームはアクチュエータによって基板テーブルに連結される。補助フレームは、ベース・フレームに対して自由に移動できるようなっている。前記のように、アクチュエータを作動させると補助フレームは反力を受けて移動するが、振動はベース・フレームには伝わらない。補助フレームの移動範囲を小さくするために、制動装置によって補助フレーム（バランス・マス）をベース・フレームに連結することができる。

前記の装置ではすべて、バランス・マスはアクチュエータによって基板テーブルに連結される。

これらの解決策によりベース・フレームに伝えられる力、及び結果として生じるベース・フレームの振動は低減されるが、装置が複雑であることによって別の問題が生じる。また、基板テーブルが６自由度で移動し、その自由度のすべてが大きい加速力を発生させる場合は、バランス・マスも６自由度が可能でなければならないため、こうした装置を適合させて使用することは困難である。

本発明の目的は、複雑な構成及び周知の装置の動作を必要とせずに、ベース・フレームの振動を低減させることである。

この目的及び他の目的は、放射線の投影ビームを提供するための放射線装置と、所望のパターンに従って投影ビームにパターンを形成するように働くパターン形成手段を支持するための支持構造体と、基板を保持するための基板テーブルと、パターンの形成されたビームを基板の目標部分に投影するための投影装置と、ベース・フレームと、基板テーブルを前記ベース・フレームに対して移動させるための少なくとも１つのアクチュエータとを含むリソグラフィ投影装置において、前記基板テーブルから反力を加えられるように構成されたバランス・マスであって、ベース・フレームの共振振動数と等しくないサスペンションの振動数で前記ベース・フレームに弾発的に連結されているバランス・マスを特徴とするリソグラフィ投影装置において、本発明に従って達成される。

サスペンションの振動数は、ベース・フレームの共振振動数と等しくなく、実際にはベース・フレームの共振振動数に近いどんな振動数とも等しくない。サスペンションの振動数はベース・フレームの共振振動数と等しくならないように選択され、その結果、ベース・フレームに加えられる力の成分を選択的に通過させる、すなわち、ダイナミック・フィルタを形成する。サスペンションの振動数は低いことが好ましく、サスペンションの振動数を超える周波数成分はかなり低減され、したがってベース・フレームの共振振動数の成分が低減される。バランス・マスは能動的に制御されるのではなく、その移動を制御するための制御装置の必要はなくなる。

好ましくは、バランス・マスはベース・フレームによって支持される補助フレームを含み、その上に基板テーブルが配置される。これは、本発明を実施する簡単な方法である。

好ましくは、バランス・マスの望ましくない移動を抑えるために、装置はベース・フレームとバランス・マスとの間に連結された弾発的手段及び／又は制動器（ダンパー）をさらに含むことができる。

本発明の他の観点よれば、ベース・フレームに力を加えるための少なくとも１つのアクチュエータと、少なくとも１つのアクチュエータを制御するための制御装置であって、ベース・フレームに反力が加えられるとき、その反力と大きさ及び方向が反対の力をベース・フレームに加えるようにアクチュエータを制御するようになっている制御装置とを特徴とする、冒頭の段落で言及したリソグラフィ装置が提供される。

したがって、反力を相殺する力がベース・フレームに直接加えられる。ベース・フレームが本質的に剛性であれば、力は相殺され、ベース・フレームが妨害されることはない。バランス・マスを設ける必要はなくなり、装置をより安価に構成し維持することが可能になるが、ベース・フレームでの振動が相殺されるという利点は保たれる。バランス・マスを設ける必要がないため、装置のサイズ及び重量を小さくすることができる。バランス・マスの移動がケーブルに妨げられないようにするための複雑なケーブル配線の解決策も不要である。基板テーブル及びマスク・テーブルに連結されるバランス・マスが存在せず、もはや基板テーブル又はマスク・テーブルの移動に対するバランス・マスの影響を考慮する必要がなくなるため、これらのテーブル用の位置決め制御装置が単純化される。

本発明の一実施例では、前記少なくとも１つのアクチュエータがベース・フレームとベース・フレームを載せる床との間に連結され、制御装置が、ベース・フレームに反力を加えるリソグラフィ装置内における既知の移動についての入力と共にフィードフォワード（ｆｅｅｄｆｏｒｗａｒｄ）制御を用いて、前記少なくとも１つのアクチュエータを制御する。

これによって、装置の結像部分のその他の構成要素に対するどのような要求も排除される。ベース・フレームに加えられる反力は、アクチュエータによって加えられる力によって補償される。ベース・フレームでの正味の力及びモーメントはゼロに低減され、振動が引き起こされることはない。少なくとも１つのアクチュエータの制御には、基板テーブル及びマスク・テーブルの移動の制御から既に分かっている変数を用い、したがって制御装置の複雑さの増加は最小限に抑えられる。

少なくとも１つのアクチュエータが圧電アクチュエータであることが好ましい。圧電アクチュエータを用いると、アクチュエータが力を加えていないときには、ベース・フレームと床との間の連結は堅固であることが保証される。

本発明の他の実施例によれば、前記支持構造体はマスクを保持するためのマスク・テーブルと、それに対して相対移動できるようにマスク・テーブルを支持するためのマスク・フレームとを含み、マスク・フレームは前記アクチュエータによってベース・フレームに連結され、かつベース・フレームに対して移動できるように支持され、制御装置は支持構造体に対するパターン形成手段の既知の移動に基づき、フィードフォワード制御を用いて前記アクチュエータを制御するようになっている。

マスク・テーブルの移動によってマスク・フレームに反力が加えられ、次にマスク・フレームによってベース・フレームに力が加えられる。この場合、アクチュエータを制御して、ベース・フレームに加えられる正味の力をゼロに低減させることができる。この補償は６自由度で機能し、バランス・マスの必要がない。

ベース・フレームに対するマスク・フレームの相対移動を監視するために、フィードバック制御を組み込むことができる。これによってフィードフォワード制御が適切に作動しているかどうかを検査することが可能になる。（それが適切に作動しているとき、相対移動はゼロではないとしてもきわめて小さくなる。）

本発明の他の実施例では、装置は、前記少なくとも１つのアクチュエータによって前記ベース・フレームに連結されたバランス・マスをさらに含み、前記制御装置が、ベース・フレームに反力を加える装置内における既知の移動についての入力と共にフィードフォワード制御を用いて、前記少なくとも１つのアクチュエータを制御するようになっている。

バランス・マスはベース・フレームに直接連結され、基板テーブルには連結されない。これにより、ベース・フレームに反力を加える装置内におけるすべての部材の移動を、単一のバランス・マスで補償することが可能になる。

任意選択で、前記制御装置は、ベース・フレームへの反力をベース・フレームの主な走査方向だけに加える、装置内における既知の移動についての入力を有する。

したがって、単一方向の反力を補償するだけであるため、バランス・マス装置の構成及び制御は単純化される。

任意選択で、前記支持構造体が、マスクを保持するためのマスク・テーブルを含み、その場合、前記装置内における既知の移動が、前記基板テーブル及び／又は前記マスク・テーブルの移動である。

したがって装置は、基板テーブル及び／又はマスク・テーブルの移動から生じる反力によってベース・フレームに引き起こされる振動を補償することができる。

本発明の他の観点によれば、少なくとも一部分が放射線感光材料の層で被覆された基板を提供する段階と、放射線装置を用いて放射線の投影ビームを提供する段階と、パターン形成手段を用いて投影ビームの断面にパターンを付与する段階と、パターンの形成された放射線ビームを放射線感光材料の層の目標部分に投影する段階とを含むデバイス製造方法において、装置内部の物品の加速度によってベース・フレームに反力が加えられるとき、方向及び大きさが反対の力をベース・フレームに加えることを特徴とするデバイス製造方法が提供される。

この方法によれば、バランス・マスを必要とせずに反力の効果を補償することができる。ベース・フレームに加えられる正味の力はゼロとなり、振動は生じなくなる。６自由度で補償するために、この方法を容易に用いることもできる。

本明細書では、本発明の装置をＩＣの製造に用いることについて特に言及することがあるが、こうした装置は他にも多くの用途に使用可能であることを明確に理解すべきである。例えば、一体型光学装置、磁区メモリ用の誘導及び検出パターン、液晶ディスプレイ・パネル、薄膜磁気ヘッドなどの製造に使用することができる。こうした別の用途についての文脈では、本明細書中の「レチクル」、「ウェハ」又は「ダイ」という用語の使用はいずれも、それぞれ「マスク」、「基板」及び「目標部分」という、より一般的な用語に置き換えて考えられるべきであることが当業者には理解されよう。

本明細書では、「放射線」及び「ビーム」という用語は、（例えば３６５、２４８、１９３、１５７、又は１２６ｎｍの波長を有する）紫外線、及び（例えば５〜２０ｎｍの範囲の波長を有する）ＥＵＶ（極紫外線）を含むあらゆる種類の電磁放射線、並びにイオン・ビームや電子ビームなどの粒子ビームを包含している。

本発明の実施例を、添付の概略図を参照して例示のみの目的で説明する。

尚、図中において同じ参照記号は同じ部品を指すものであることに留意されたい。

図１は、本発明の一実施例によるリソグラフィ装置を概略的に示している。この装置は、放射線ビーム（例えばＥＵＶ放射）Ｂを調節するように構成された照明装置（照明器）ＩＬと、パターン形成装置（例えばマスク）ＭＡを支持するように構成され、あるパラメータに従ってパターン形成装置を正確に位置決めするように構成された第１の位置決め装置ＰＭに連結された支持構造体（例えばマスク・テーブル）ＭＴと、基板（例えばレジスト塗布ウェハ）Ｗを保持するように構成され、あるパラメータに従って基板を正確に位置決めするように構成された第２の位置決め装置ＰＷに連結された基板テーブル（例えばウェハ・テーブル）ＷＴと、パターン形成装置ＭＡによって放射線ビームＢに与えられたパターンを、基板Ｗの（例えば１つ又は複数のダイを含む）目標部分Ｃに投影するように構成された投影装置（例えば屈折投影レンズ装置）ＰＳとを含む。

照明装置は、放射線の方向付け、成形又は制御のために、屈折式、反射式、磁性式、電磁式、静電式、又は他の種類の光学構成要素、或いはこれらの任意の組合せなど、様々な種類の光学構成要素を含むことができる。

支持構造体はパターン形成装置を支持する、すなわちその重量を支える。それは、パターン形成装置の方向、リソグラフィ装置の設計、及び例えばパターン形成装置が真空環境で保持されるかどうかなど他の条件によって決まる方法で、パターン形成装置を保持する。支持構造体は、機械的、真空、静電式又は他の取付技術を用いてパターン形成装置を保持することができる。支持構造体は、例えばフレーム又はテーブルとすることができ、必要に応じて固定することも移動させることもできる。支持構造体は、パターン形成装置が例えば投影装置に対して所望の位置にあることを保証することができる。本明細書中の「レチクル」又は「マスク」という用語の使用はいずれも、「パターン形成装置」というより一般的な用語と同義であると考えられる。

本明細書で使用する「パターン形成装置」という用語は、基板の目標部分にパターンを形成するためなど、放射線ビームの断面へのパターンの付与に用いることのできる任意の装置を指すものと広く解釈すべきである。例えばパターンが位相シフト・フィーチャ、又はいわゆるアシスト・フィーチャを含む場合、放射線ビームに与えられるパターンが基板の目標部分における所望のパターンと厳密に一致しない可能性があることに留意すべきである。一般に、放射線ビームに与えられるパターンは、集積回路など目標部分に形成されるデバイスの特定の機能層に対応している。

パターン形成装置は、透過式でも反射式でもよい。パターン形成装置の例には、マスク、プログラム制御可能ミラー・アレイ（配列）、及びプログラム制御可能ＬＣＤパネルが含まれる。マスクはリソグラフィの分野では周知であり、それにはバイナリ・マスク、交互位相シフト・マスク（ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ ＰＳＭ）及び減衰位相シフト・マスク（ａｔｔｅｎｕａｔｅｄ ＰＳＭ）などのマスク型、並びに様々なハイブリッド型のマスク型が含まれる。プログラム制御可能ミラー・アレイの一例は、小さいミラーのマトリクス（行列）状の配列を使用するものであり、入射する放射線ビームを異なる方向に反射するように、それぞれのミラーを別々に傾斜させることができる。傾斜したミラーは、ミラーのマトリクスによって反射される放射線ビームにパターンを与える。

本明細書で使用する「投影装置」という用語は適宜、使用される露光放射線向け、又は浸漬液の使用や真空の使用など他の要素向けの屈折式、反射式、反射屈折式、磁性式、電磁式及び静電式の光学装置、又はこれらの任意の組合せを含めて任意の種類の投影装置を包含するものとして広く解釈すべきである。本明細書中の「投影レンズ」という用語の使用はいずれも、「投影装置」というより一般的な用語と同義であると考えられる。

本明細書に図示する装置は、（例えば反射性マスクを有する）反射式のものである。或いは、装置は（例えば透過性マスクを有する）透過式のものであってもよい。

リソグラフィ装置は、２（デュアル・ステージ）又は３以上の基板テーブル（及び／又は２以上のマスク・テーブル）を有する種類のものであってもよい。こうした「マルチ・ステージ」装置では、追加のテーブルを並行して用いてもよく、或いは１つ又は複数のテーブル上で予備段階を実施し、それと同時に１つ又は複数の他のテーブルを露光に用いることもできる。

リソグラフィ装置は、投影装置と基板との間の空間を満たすように、基板の少なくとも一部を、例えば水など比較的高い屈折率を有する液体で覆うことができる種類のものであってもよい。浸漬液を、例えばマスクと投影装置との間などリソグラフィ装置の他の空間に適用することもできる。投影装置の開口数を高めるための浸漬技術は当技術分野では周知である。本明細書で使用する「浸漬」という用語は、基板などの構造体を液体に浸さなければならないことを意味するのではなく、露光中に液体を投影装置と基板との間に存在させることを意味するにすぎない。

図１を参照すると、照明器ＩＬは放射線源ＳＯから放射線ビームを受け取る。例えば放射線源がエキシマ・レーザーの場合、放射線源とリソグラフィ装置とを別々の構成要素とすることができる。その場合には、放射線源がリソグラフィ装置の一部を形成するとは考えられず、放射線ビームは、例えば適切な方向付けミラー及び／又はビーム・エキスパンダーを有するビーム発射装置ＢＤを用いて、放射線源ＳＯから照明器ＩＬへ送られる。他の場合、例えば放射線源が水銀ランプである場合には、放射線源を装置の一部とすることができる。放射線源ＳＯ及び照明器ＩＬを、必要であればビーム発射装置ＢＤも一緒に、放射線装置と呼ぶことがある。

照明器ＩＬは、放射線ビームの角強度分布を調整するための調整装置ＡＤを含んでいてもよい。一般に、照明器の瞳面内における強度分布の、少なくとも外側及び／又は内側の半径方向範囲（それぞれ一般にｓ−アウタ（ｓ−ｏｕｔｅｒ）、ｓ−インナ（ｓ−ｉｎｎｅｒ）と呼ばれる）を調整することができる。さらに照明器ＩＬは、積算器ＩＮやコンデンサＣＯなど他の様々な構成要素を含むことができる。照明器を用いて放射線ビームを調節し、その断面内に所望の均一性及び強度分布を有するようにすることが可能である。

放射線ビームＢは支持構造体（例えばマスク・テーブルＭＴ）に保持されているパターン形成装置（例えばマスクＭＡ）に入射し、パターン形成装置によって放射線ビームＢにパターンが形成される。マスクＭＡを横切った放射線ビームＢは投影装置ＰＳを通過し、この投影装置ＰＳはビームを基板Ｗの目標部分Ｃに集束させる。第２の位置決め装置ＰＷ及び位置センサＩＦ２（例えば干渉測定装置、リニア・エンコーダ又は容量センサ）を用いて、基板テーブルＷＴを正確に移動させることができ、例えば異なる目標部分ＣをビームＢの経路内に位置決めする。同様に、第１の位置決め装置ＰＭ及び他の位置センサＩＦ１を用いて、例えばマスク・ライブラリから機械的に取り出した後、又は走査中に、マスクＭＡを放射線ビームＢの経路に対して正確に位置決めすることができる。一般に、マスク・テーブルＭＴの移動は、第１の位置決め装置ＰＭの一部を形成する長ストローク・モジュール（粗い位置決め）及び短ストローク・モジュール（細かい位置決め）を用いて実現できる。同様に、基板テーブルＷＴの移動は、第２の位置決め装置ＰＷの一部を形成する長ストローク・モジュール及び短ストローク・モジュールを用いて実現できる。（スキャナの場合に対して）ステッパの場合には、マスク・テーブルＭＴを短ストローク・アクチュエータに連結するだけでもよいし、又は固定してもよい。マスクＭＡ及び基板Ｗは、マスク位置合わせマークＭ１、Ｍ２、及び基板位置合わせマークＰ１、Ｐ２を用いて位置を調整することができる。図示した基板位置合わせマークは専用の目標部分を占めているが、目標部分の間に配置してもよい（これらはスクライブレーン位置合わせマークとして知られている）。同様に、マスクＭＡ上に２以上のダイを設ける場合、マスク位置合わせマークをダイの間に配置してもよい。

図示した装置は、以下のモードの少なくとも１つで使用することができる。
１．ステップ・モード
マスク・テーブルＭＴ及び基板テーブルＷＴを本質的に静止した状態に保ち、それと同時に放射線ビームに与えられたパターン全体を１回（すなわち、ただ１回の静止露光）で目標部分Ｃに投影する。次いで、異なる目標部分Ｃを露光することができるように、基板テーブルＷＴをＸ方向及び／又はＹ方向に移動させる。ステップ・モードでは、露光フィールドの最大サイズによって１回の静止露光で結像される目標部分Ｃのサイズが制限される。
２．走査モード
マスク・テーブルＭＴ及び基板テーブルＷＴを同期して走査し、それと同時に放射線ビームに与えられたパターンを目標部分Ｃに投影する（すなわち、ただ１回の動的露光）。マスク・テーブルＭＴに対する基板テーブルＷＴの速度及び方向は、投影装置ＰＳの拡大（縮小）率、及び像の反転特性によって決定することができる。走査モードでは、露光フィールドの最大サイズによって１回の動的露光における目標部分の（非走査方向の）幅が制限され、走査運動の長さによって目標部分の（走査方向の）高さが決定される。
３．他のモード
プログラム制御可能なパターン形成装置を保持しながらマスク・テーブルＭＴを本質的に静止した状態に保ち、基板テーブルＷＴを移動又は走査し、それと同時に放射線ビームに与えられたパターンを目標部分Ｃに投影する。このモードでは、一般にパルス式の放射線源を用い、基板テーブルＷＴが移動するたびに、又は走査中の連続する放射線パルスの合間に、プログラム制御可能なパターン形成装置を必要に応じて更新する。この作動モードは、先に言及した種類のプログラム制御可能ミラー・アレイなど、プログラム制御可能なパターン形成装置を利用するマスクの無いリソグラフィに簡単に適用することができる。

前記の使用モードの組合せ、及び／又は変形形態、或いはまったく異なる使用モードを使用することもできる。

図３は、振動絶縁サスペンション装置２２を有し、それによって支持される基準フレーム２０を支持するベース・フレームＢＦを示している。この実施例では、振動絶縁装置は空気ばね（エアマウント）によって形成されるが、例えば気体軸受を用いるなど他の構成も可能である。振動絶縁装置２２は、基準フレーム２０へのベース・フレームＢＦの振動の伝達を低減するように働く。基準フレーム２０は、装置の正確な動作に不可欠な干渉計などの機器を備えているため、こうした振動を低減することが重要である。振動が伝わると、これらの精度に悪影響を及ぼす。振動絶縁装置２２は、床２からベース・フレームＢＦへ伝わるいかなる振動も、基準フレームには伝わらないことを保証するものである。

基板テーブルＷＴはベース・フレームＢＦ上に支持されており、ベース・フレームＢＦに対して６自由度で移動することができる。支持構造体は、この移動ができるだけ近くで摩擦がなく起こるように設計される。この実施例では、基板テーブルＷＴは平面モータに取り付けられ、この平面モータは基板テーブルＷＴをベース・フレームＢＦに対して移動させることができる。例えば基板テーブルＷＴとベース・フレームＢＦとの間の直接的な連結など、他の種類のアクチュエータを用いることもできる。

ベース・フレームＢＦは、支持体２４及び圧電アクチュエータ２６によって床２に堅固に連結されている。アクチュエータ２６がベース・フレームに力を加えていないとき、この連結部は剛い。大きい伝達率を有するカムディスクやスピンドルなど、力を加えられていないときに高剛性である他の種類のアクチュエータも適している。圧電変換器は、１ｐｍ〜１ｍｍ程度の限られた変位範囲を有する。さらに大きい変位範囲が必要である場合には、弾力的な機械てこ又は他の種類の機械的増幅器を、アクチュエータ２６と支持体２４との間に組み込むことができる。

基板テーブルＷＴの移動中、その加速によってベース・フレームＢＦに加えられる反力が生じ、補償しなければベース・フレームＢＦに振動が引き起こされる。振動絶縁装置２２は、床から基準フレーム２０へ伝えられる振動を低減するように働くが、基板テーブルＷＴの大きい加速によりベース・フレームＢＦにも振動が生じたときに装置の精度を維持できるほど効果的なものではない。

アクチュエータ２６は、ベース・フレームの受ける反力と大きさ及び方向が反対の力を加えるように制御される。制御装置２５は、基本的にフィードフォワード制御を用いる。すなわち、基板テーブルＷＴの加速度は既知であり、したがって、それを用いてベース・フレームに加えられる反力を計算することができる。このようにアクチュエータ２６を制御することによってベース・フレームに加えられる正味の力はゼロとなり、ベース・フレームの移動又は振動が起こらない。したがって、基板テーブルＷＴの加速によってベース・フレームに引き起こされる振動がなくなり、装置は６自由度で反力を補償することができる。

本実施例の構成は、バランス・マスを用いる従来技術の装置より単純である。バランス・マスは不要である。アクチュエータ２６の制御は、（例えば基板テーブルＷＴから、又はマスク・テーブルＭＴからの）装置の通常の動作に用いられる同じ指令位置及び力の情報を使用する。したがって、簡単かつ安価に実施することができる。

単一のウェハ・テーブルＷＴの移動に関してその動作を説明してきたが、マルチ・ステージ装置で２以上のウェハ・テーブルの移動を補償するように、アクチュエータの制御を変更することもできる。必要なことは、他のテーブルの移動についての入力データを受け取るように制御装置２５を変更することだけである。

さらに、この実施例の構成を既存の装置に遡及的に適合させるように改造することができる。これはアクチュエータ２６及び関係する制御装置２５を取り付けるという簡単なものとすることができる。

この実施例を、ベース・フレームＢＦに６自由度で加えられる反力すべてを補償することについて説明してきたが、１自由度のみ、２自由度、３自由度、４自由度又は５自由度で補償することも可能である。例えば、装置の主要な走査方向の反力のみを補償することもできる。

本発明の第２の実施例を図４に示す。この実施例の構成は、以下に記載することを除けば第１の実施例の構成と同様である。

この実施例では、マスク・テーブルＭＴはマスク・フレーム３２によって支持されている。マスク・テーブルＭＴは、大きな摩擦なしにマスク・フレーム３２に対して移動することができる。平面モータが、マスク・テーブルＭＴを６自由度で移動させる。能動的（ａｃｔｉｖｅ）な振動絶縁装置３４は、マスク・フレーム３２をベース・フレームＢＦに連結し、またマスク・フレームのサスペンションとしても働いて、ベース・フレームＢＦによる床からマスク・フレームへの振動の伝達を低減させる。

マスク・テーブルＭＴをマスク・フレーム３２に対して移動させるとき、マスク・フレーム３２に反力が加えられる。振動絶縁装置３４は伸展的（ｃｏｍｐｌｉａｎｔ）な性質であるため、この反力の働きによりマスク・フレームはベース・フレームＢＦに対して移動する。しかし制御装置３５は、この反力とは大きさ及び方向が反対の、移動を妨げる力をマスク・フレームに加えるように振動絶縁装置を制御する。

マスク・テーブルＭＴの移動は既知であり、制御装置３５への入力として与えられる。したがって、反力の下でのマスク・フレーム３２の移動を計算することができる。次いで、マスク・フレームの動きがベース・フレームＢＦに望ましくない力を生じさせないように、振動絶縁装置３４をフィードフォワード原理に基づいて制御する。これは、マスク・フレーム３２の移動によってベース・フレームＢＦに振動が引き起こされないことを意味する。

装置が正しく作動していることを監視するために、センサ３６でマスク・フレーム３２とベース・フレームＢＦとの相対位置を測定する。このセンサの出力はフィードバック制御回路（ループ）で使用できるように制御装置３５に与えられ、制御装置の精度を向上させる。

したがって、本実施例によってバランス・マスの必要がなくなり、マスク・テーブルＭＴの移動によってベース・フレームＢＦに引き起こされる振動が低減される。

基板テーブルＷＴの移動によりベース・フレームに引き起こされる振動を最小限に抑えるために用いられる任意の装置を、この実施例と組み合わせることができる。例えば前記のように、この実施例により床とベース・フレームとの間の有効な連結を組み込むこともできる。

本発明の第３の実施例を図５に示す。この実施例の構成は、以下に記載することを除けば第１の実施例と同様である。

単一のバランス・マス４４が、アクチュエータ４６によってベース・フレームＢＦに連結されている。制御装置４５は、フィードフォワード制御を用いてアクチュエータ４６を制御する。基板テーブルＷＴ及びマスク・テーブルの移動及び加速度は既知であり、これらを用いて制御装置でベース・フレームＢＦに加えられる反力を計算する。したがってアクチュエータ４６は、バランス・マスの加速度（及び結果として生じる反力）が、基板テーブル及び／又はマスク・テーブルによってベース・フレームに加えられる反力を相殺するように制御される。ベース・フレームでの正味の力はゼロである。

バランス・マスを２以上の自由度で移動させるために、２以上のアクチュエータ４６を設けることができる。或いはアクチュエータを、バランス・マス４４とベース・フレームＢＦとの間の平面モータとすることができる。平面モータは最大６までの自由度でバランス・マスを移動させることができる。

単一のバランス・マス４４及びアクチュエータ４６を、基板テーブル及びマスク・テーブルによってベース・フレームに加えられるすべての反力を補正するように制御することができる。或いは制御装置４５を、主要な走査方向、例えばＹ方向の反力のみを補償することにより単純化することもできる。

この実施例を、前記の第１及び第２の実施例の装置と組み合わせることができることは明らかであろう。

本発明の第４の実施例を図６に示す。この実施例の構成は、以下に記載することを除けば第１の実施例と同様である。

補助フレーム５１が、支持手段５５によってベース・フレームＢＦに支持されている。基板テーブルＷＴを補助フレーム５１上に配置し、平面モータによって前記ベース・フレームＢＦに対して移動させる。他の種類のアクチュエータを用いて基板テーブルＷＴを移動させることもできる。補助フレーム５１には基板テーブルＷＴの動きによる反力が加えられ、補助フレーム５１は受動的なバランス・マスを形成する。支持手段５５には弾発力があり、例えば、ばねとすることができる。補助フレーム５１及び支持手段５５のサスペンションの振動数は、ベース・フレームＢＦの共振振動数と一致しないように設計される。この実施例のサスペンションの振動数は５Ｈｚであるが、ベース・フレームＢＦの主要などの振動数とも一致しない任意の振動数とすることができる。ベース・フレームＢＦの設計に応じて、サスペンションの振動数は一般に０．５〜１５Ｈｚの範囲である。

基板テーブルＷＴが加速されると、ベース・フレームＢＦに反力が加えられる。しかし、その結果生じるサスペンションの振動数（５Ｈｚ）を超える振動は、ベース・フレームＢＦではなく（受動的なバランス・マスとして働く）補助フレーム５１を励振する。補助フレーム５１及び支持手段５５はダイナミック・フィルタとして働き、したがって５Ｈｚを超える振動数がベース・フレームＢＦに伝えられることはない。ベース・フレームの共振振動数は５Ｈｚより高く、励振されない。（ベース・フレームの共振振動数に応じて、サスペンションの振動数は５Ｈｚより高くても低くてもよい。）

この実施例のばね装置の制動性は低い。これによりベース・フレームＢＦにさらに外乱力が生じる可能性がある。これを防止するために、さらなる制動体を組み込むことができる。この制動体は補助フレーム５１の支持体に組み込まれ、ダッシュ・ポット、他の受動的制動手段、又は能動的に制御される制動性のある形態にすることができる。能動的な制動性を、補助フレーム５１とベース・フレームＢＦとの間に連結されたモータ力アクチュエータによって提供することができる。このモータ力アクチュエータは、理想的にはローレンツ型モータ、又は力を加えていないときに機械的剛性のない他のモータである。

支持手段５５は、補助フレーム５１に対して垂直な方向に補助フレーム５１を支持するものとして示しているが、補助フレーム５１に対して平行であることも同様に可能である。補助フレーム５１用の追加の支持体を加えることができる。

この装置は製作が容易であり、位置決め制御装置を変更する必要がない。受動的なバランス・マスとして働く補助フレーム５１はベース・フレームに連結され、装置内の特定の基板テーブルＷＴには連結されない。マルチ・ステージ装置で２以上の基板テーブルが移動し、したがってベース・フレームに２以上の反力が加えられる場合、補助フレーム５１はこれらのどの力にも反応する。したがって、移動するテーブルごとに追加のバランス・マスを設ける必要はない。

本明細書では、リソグラフィ装置をＩＣの製造に用いることについて特に言及することがあるが、本明細書に記載するリソグラフィ装置は、一体型光学装置、磁区メモリ用の誘導及び検出パターン、フラット・パネル・ディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッドなどの製造など、他の用途にも使用可能であることを理解すべきである。こうした別の用途についての文脈では、本明細書中の「ウェハ」又は「ダイ」という用語の使用はいずれも、それぞれ「基板」又は「目標部分」という、より一般的な用語と同義であると考えられることが当業者には理解されよう。本明細書で言及する基板は、露光前又は露光後に、例えばトラック（一般に基板にレジスト層を適用し、露光されたレジストを現像する器具）や測定器具及び／又は検査器具により処理することができる。適用可能であれば、本明細書の開示をこうした器具や他の基板処理器具に適用してもよい。さらに、例えば多層ＩＣを作製するために、基板を２回以上処理することも可能であり、したがって本明細書で使用する基板という用語は、既に複数の処理が施された層を含む基板を指すこともある。

先に、本発明の実施例を光学リソグラフィの場合に使用することについて特に言及したが、本発明は他の用途、例えばインプリント・リソグラフィに適用することも可能であり、そうした状況であれば、本発明が光学リソグラフィに限定されないことは明らかであろう。インプリント・リソグラフィでは、パターン形成装置の微細構造（トポグラフィ）によって基板上に作製されるパターンが決まる。パターン形成装置の微細構造体を基板に提供されたレジスト層に押し込み、電磁放射線、熱、圧力、又はこれらの組合せを適用することにより、レジストを基板上で硬化させる。パターン形成装置を移動させてレジストから離すと、レジストの硬化後にはレジストにパターンが残る。

本明細書で使用する「放射線」及び「ビーム」という用語は、（例えば約３６５、２４８、１９３、１５７、又は１２６ｎｍの波長を有する）紫外線（ＵＶ）、及び（例えば５〜２０ｎｍの範囲の波長を有する）極紫外線（ＥＵＶ）を含むあらゆる種類の電磁放射線、並びにイオン・ビームや電子ビームなどの粒子ビームを包含している。

状況が可能であれば、「レンズ」という用語は、屈折式、反射式、磁性式、電磁式及び静電式の光学成分を含めて、様々な種類の光学成分のうちの任意の１つ、又は任意の組合せを指すことがある。

ここまで本発明の特定の実施例について説明してきたが、本発明は記載したものとは別の方法で実施することが可能であることが理解されよう。例えば、本発明は先に開示した方法を記述する、機械で読み取ることができる命令の１つ又は複数のシーケンスを含むコンピュータ・プログラム、又はこうしたコンピュータ・プログラムを格納したデータ記憶媒体（例えば半導体メモリ、磁気又は光ディスク）の形を取ることができる。

前記説明は例示のためのものであり、限定するためのものではない。したがって、添付の特許請求の範囲から逸脱することなく、記載した本発明に変更を加えることが可能であることが当業者には明らかであろう。

本発明の第１の実施例によるリソグラフィ投影装置を示す図。 従来技術で周知の能動的なバランス・マスの装置を示す図。 本発明の第１の実施例による振動低減装置を示す図。 本発明の第２の実施例による振動低減装置を示す図。 本発明の第３の実施例による振動低減装置を示す図。 本発明の第４の実施例による振動低減装置を示す図。

Claims (11)

1. 放射線の投影ビームを提供するための放射線装置と、
   所望のパターンに従って投影ビームにパターンを形成するように働くパターン形成手段を支持するための支持構造体と、
   基板を保持するための基板テーブルと、
   パターンの形成されたビームを前記基板の目標部分に投影するための投影装置と、
   ベース・フレームと、
   前記基板テーブルを前記ベース・フレームに対して移動させるための少なくとも１つのアクチュエータとを含むリソグラフィ投影装置において、
   前記基板テーブルから反力を加えられるように構成されたバランス・マスであって、前記ベース・フレームの振振動数と等しくないサスペンション振動数で前記ベース・フレームに弾発的に連結されているバランス・マスを特徴とするリソグラフィ投影装置。
2. 前記バランス・マスが、前記ベース・フレームによって支持される、前記基板テーブルの配置された補助フレームを含む請求項１に記載されたリソグラフィ投影装置。
3. 前記ベース・フレームと前記バランス・マスとの間に連結された弾発的手段及び／又は制動器をさらに含む請求項１又は請求項２に記載されたリソグラフィ投影装置。
4. 放射線の投影ビームを提供するための放射線装置と、
   所望のパターンに従って投影ビームにパターンを形成するように働くパターン形成手段を支持するための支持構造体と、
   基板を保持するための基板テーブルと、
   パターンの形成されたビームを前記基板の目標部分に投影するための投影装置と、
   ベース・フレームとを含むリソグラフィ投影装置において、
   前記ベース・フレームに力を加えるための少なくとも１つのアクチュエータと、
   前記少なくとも１つのアクチュエータを制御するための制御装置であって、前記ベース・フレームに反力が加えられるとき、該反力と大きさ及び方向が反対の力を前記ベース・フレームに加えるように前記アクチュエータを制御するようになっている制御装置とを特徴とするリソグラフィ投影装置。
5. 前記少なくとも１つのアクチュエータが、前記ベース・フレームと前記ベース・フレームの置かれた床との間に連結され、前記制御装置が、前記ベース・フレームに反力を加えるリソグラフィ装置内における既知の移動についての入力と共にフィードフォワード制御を用いて、前記少なくとも１つのアクチュエータを制御するようになっている請求項４に記載されたリソグラフィ装置。
6. 前記少なくとも１つのアクチュエータが圧電アクチュエータである請求項４又は請求項５に記載されたリソグラフィ装置。
7. 前記支持構造体が、マスクを保持するためのマスク・テーブルと、マスク・フレームに対して相対移動できるようにマスク・テーブルを支持するためのマスク・フレームとを含み、該マスク・フレームが前記アクチュエータによって前記ベース・フレームに連結され、かつ前記ベース・フレームに対して移動できるように支持され、前記制御装置が前記支持構造体に対するマスク・テーブルの既知の移動に基づき、フィードフォワード制御を用いて前記アクチュエータを制御するようになっている請求項４に記載されたリソグラフィ装置。
8. 前記少なくとも１つのアクチュエータによって前記ベース・フレームに連結されたバランス・マスをさらに含み、前記制御装置が、前記ベース・フレームに反力を加える装置内における既知の移動についての入力と共にフィードフォワード制御を用いて、前記少なくとも１つのアクチュエータを制御するようになっている請求項４に記載されたリソグラフィ装置。
9. 前記制御装置が、前記ベース・フレームへの反力を前記ベース・フレームの主な走査方向だけに加える装置内における既知の移動についての入力を有する請求項４から請求項８までのいずれか１項に記載されたリソグラフィ装置。
10. 前記支持構造体がマスクを保持するためのマスク・テーブルを含み、前記装置内における既知の移動が、前記基板テーブル及び／又は前記マスク・テーブルの移動である請求項５、請求項６、請求項８又は請求項９のいずれか１項に記載されたリソグラフィ装置。
11. 少なくとも一部分が放射線感光材料の層で被覆された基板を提供する段階と、
    放射線装置を用いて放射線の投影ビームを提供する段階と、
    パターン形成手段を用いて前記投影ビームの断面にパターンを付与する段階と、
    パターンの形成された放射線ビームを放射線感光材料の層の目標部分に投影する段階とを含むデバイス製造方法において、
    装置内部の物品の加速度によってベース・フレームに反力が加えられるとき、方向及び大きさが反対の力を該ベース・フレームに加えることを特徴とするデバイス製造方法。

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