JP2005294846A - リソグラフィ装置及びデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板に伝わる外乱力を低減する液浸リソグラフィ装置及びデバイス製造方法を提供すること。
【解決手段】投影システムの最終エレメントと基板の間に液体を供給する液体供給システムによって基板に印加される力と大きさが同じで逆方向の力を基板に印加するべく補償コントローラによってアクチュエータが制御される液浸リソグラフィのための装置である。
【選択図】図６

Description

本発明はリソグラフィ装置及びデバイス製造方法に関する。

リソグラフィ装置は、基板の目標部分に所望のパターンを適用するマシンである。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、マスクなどのパターン化手段を使用して、ＩＣの個々の層に対応する回路パターンが生成され、このパターンが、放射線感応材料（レジスト）の層を有する基板（例えばシリコン・ウェハ）上の目標部分（例えば１つ又は複数のダイ部分からなる）に画像化される。通常、１枚の基板には、順次露光される目標部分に隣接する回路網が含まれている。知られているリソグラフィ装置には、パターン全体を１回で目標部分に露光することによって目標部分の各々が照射される、いわゆるステッパと、パターンを投影ビームで所与の方向（「走査」方向）に走査し、且つ、基板をこの方向に平行に、或いは非平行に同期走査することによって目標部分の各々が照射される、いわゆるスキャナがある。

投影システムの最終エレメントと基板の間の空間を充填するべく、比較的屈折率の大きい液体中、例えば水中に、リソグラフィ投影装置内の基板を浸す方法が提案されている。この方法のポイントは、液体中では露光放射の波長がより短くなるため、より小さいフィーチャを画像化することができることである。（又、液体の効果は、システムの有効ＮＡが大きくなり、且つ、焦点深度が長くなることにあると見なすことができる。）固体粒子（例えば水晶）が懸濁した水を始めとする他の液浸液も提案されている。

しかしながら、基板若しくは基板と基板テーブルを液体槽に浸す（例えば、参照によりその全体を本明細書に援用するＵＳ４，５０９，８５２を参照されたい）ことは、走査露光の間、加速しなければならない大量の液体が存在していることを意味しており、そのためにはモータを追加するか、或いはより強力なモータが必要であり、又、液体の攪乱により、望ましくない予測不可能な影響がもたらされることになる。

提案されている解決法の１つは、液体供給システムの場合、液体拘束システムを使用して、基板の局部領域上のみ、及び投影システムの最終エレメントと基板の間に液体を提供することである（基板の表面積は、通常、投影システムの最終エレメントの表面積より広い）。参照によりその全体を本明細書に援用するＷＯ９９／４９５０４に、そのために提案されている方法の１つが開示されている。図２及び３に示すように、液体は、好ましくは基板が最終エレメントに対して移動する方向に沿って、少なくとも１つの入口ＩＮによって基板に供給され、投影システムの下を通過した後、少なくとも１つの出口ＯＵＴによって除去される。つまり、基板を最終エレメントの下を−Ｘ方向に走査する際に、最終エレメントの＋Ｘ側で液体が供給され、−Ｘ側で除去される。図２は、入口ＩＮを介して液体が供給され、最終エレメントのもう一方の側で、低圧源に接続された出口ＯＵＴによって除去される構造を略図で示したものである。図２に示す図解では、液体は、必ずしもそれには限定されないが、基板が最終エレメントに対して移動する方向に沿って供給されている。様々な配向及び数の入口及び出口を最終エレメントの周りに配置することが可能である。図３はその実施例の１つを示したもので、両側に出口を備えた４組の入口が、最終エレメントの周りに一定のパターンで提供されている。

提案されているもう１つの解決法は、投影システムの最終エレメントと基板テーブルの間の空間の境界の少なくとも一部に沿って展開したシール部材を備えた液体供給システムを提供することである。図４は、実施例の１つを示したものである。シール部材は、Ｚ方向（光軸の方向）における若干の相対移動が存在する可能性があるが、投影システムに対して実質的にＸＹ平面内に静止している。シール部材と基板の表面の間にシールが形成されている。このシールは、ガス・シールなどの非接触シールであることが好ましい。参照によりその全体を本明細書に援用する欧州特許出願第０３２５２９５５．４号に、このようなシステムが開示されている。

欧州特許出願第０３２５７０７２．３号に、二重ステージ液浸リソグラフィ装置の着想が開示されている。このような装置は、基板を支持するための２つのステージを備えている。液浸液が存在しない第１の位置で、ステージを使用して水準測定が実施され、液浸液が存在している第２の位置で、ステージを使用して露光が実施されている。

この装置は、これに代えて、１つのステージのみを有している。

本発明は、あらゆる液浸リソグラフィ装置に適用することができ、それらに限定されないが、とりわけ上で言及したタイプの装置に適用することができる。

本発明の目的は、液浸リソグラフィの性能を改善することである。本発明の他の目的は、液浸リソグラフィ装置のスループット、オーバレイ及び臨界寸法性能を改善することである。

本発明の一態様によれば、
−投影放射ビームを提供するための照明システムと、
−投影ビームの断面にパターンを付与するべく機能するパターン化手段を支持するための支持構造と、
−基板を保持するための基板テーブルと、
−パターン化されたビームを基板の目標部分に投射するための投影システムと、
−前記投影システムの最終エレメントと前記基板の間に液浸液を提供するための液体供給システムと、
−前記基板に力を印加す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によって前記基板に印加すべき補償力を計算するための補償コントローラであって、前記補償力が前記液体供給システムによって前記基板に印加される力に対して実質的に同じ大きさで、且つ、逆方向の力になるように計算する補償コントローラとを備えたリソグラフィ装置が提供される。

この方法によれば、液体供給システムによって基板に伝達されるあらゆる外乱力による基板の位置に対する影響が回避される。この方法によれば、液体供給システムからのあらゆる力の源が補償される。液体供給システムによって基板に印加される力の例には、重力による力、液浸液の圧力変動による力及び障壁部材の周囲の、障壁部材と基板の間を密封しているガス・シールから除去される液体及び／又はガスの圧力変動による力がある。障壁アクチュエータを使用して投影システムの光軸に平行の方向に配置された障壁部材を液体供給システムが備えている場合、補償コントローラは、障壁部材を安定した状態に維持するために障壁アクチュエータに必要な力に基づいて必要な補償力を計算することができ、或いは障壁部材と投影システムの間に取り付けられた力センサが出力する信号によって必要な補償力を計算することができる。上に挙げた力は、液体供給システムによって基板に伝達される外乱力の多くの源であり、アクチュエータを制御するための補償コントローラによってこれらのすべての力が補償される。

補償コントローラは、フィード−フォワード方式で補償力を計算することが好ましく、例えば補償コントローラは、所望の基板位置に基づいて補償力を計算することができる。この計算は、とりわけ障壁部材が存在している場合に、液体供給システムにかかる重力の力を計算することによって実施される。又、この計算は、とりわけ、液体供給システムのコンポーネントが投影システムの光軸に直角の平面内に静止状態を維持する局所領域液体供給システムの場合に実施される。その理由は、液体供給システムからの力が基板に伝達される基板テーブルの重心に対する位置が基板テーブルの位置と共に変化することによるものである。この基板テーブルの重心に対する位置の変化によって光軸に直角の平面内に回転トルクがもたらされ、この回転トルクを補償コントローラによって補償しない場合、リソグラフィ装置の画像化性能、とりわけ画像化及びオーバレイが低下することになる。

液体供給システムが、基板に同じ力を加えることなく直接基板テーブルに力を加える場合、他の誘因が存在する可能性がある。このような場合、補償コントローラは、少なくとも１つのアクチュエータを制御して、液浸液供給システムによって基板テーブルに印加される力と実質的に同じ大きさで逆方向の補償力を基板テーブルに印加することができる。

このリソグラフィ装置は、さらに、液浸液の圧力及び／又はガス・シール内のガス及び／又は液体の圧力を測定するための圧力センサを備えることができる。補償コントローラが空間若しくはガス・シール内のいずれかの液浸液の圧力変化に基づいて補償力を計算する場合、圧力センサはとりわけ有用である。

本発明の他の態様によれば、
−基板を提供する段階と、
−照明システムを使用して投影放射ビームを提供する段階と、
−投影ビームの断面にパターンを付与するべくパターン化手段を使用する段階と、
−パターン化された放射ビームを投影システムを使用して基板の目標部分に投射する段階と、
−前記投影システムの最終エレメントと前記基板の間に液浸液を提供する段階と、
−前記液体供給システムによって前記基板に印加される力と実質的に大きさが同じで逆方向の補償力を計算し、且つ、前記基板に印加する段階とを含むデバイス製造方法が提供される。

本明細書においては、リソグラフィ装置の、とりわけＩＣの製造における使用を参照しているが、本明細書において説明するリソグラフィ装置は、集積光学系、磁気領域メモリのための誘導及び検出パターン、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッド等の製造などの他の適用例があることを理解されたい。このような代替適用例の文脈においては、本明細書における「ウェハ」或いは「ダイ」という用語の使用はすべて、それぞれより一般的な「基板」或いは「目標部分」という用語の同義語と見なすことができることは当業者には理解されよう。本明細書において参照している基板は、例えばトラック（通常、基板にレジスト層を塗布し、且つ、露光済みレジストを現像するツール）或いは度量衡学ツール若しくは検査ツール中で、露光前若しくは露光後に処理することができる。適用可能である場合、本明細書における開示は、このような基板処理ツール及び他の基板処理ツールに適用することができる。又、基板は、例えば多層ＩＣを生成するべく複数回に渡って処理することができるため、本明細書に使用している基板という用語は、処理済みの複数の層が既に含まれている基板を指している場合もある。

本明細書に使用している「放射」及び「ビーム」という用語には、紫外（ＵＶ）放射（例えば波長が３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ若しくは１２６ｎｍの放射）を含むあらゆるタイプの電磁放射が包含されている。

本明細書に使用している「パターン化手段」という用語は、放射ビームの断面にパターンを付与し、それにより基板の目標部分にパターンを生成するべく使用することができる手段を意味するものとして広義に解釈されたい。又、投影ビームに付与されるパターンは、基板の目標部分における所望のパターンに必ずしも厳密に対応している必要はないことに留意されたい。通常、投影ビームに付与されるパターンは、目標部分に生成されるデバイス、例えば集積回路中の特定の機能層に対応している。

パターン化手段は、透過型であっても或いは反射型であってもよい。パターン化手段の実施例には、マスク、プログラム可能ミラー・アレイ及びプログラム可能ＬＣＤパネルがある。マスクについてはリソグラフィにおいてはよく知られており、バイナリ、交番移相及び減衰移相などのマスク・タイプ、及び様々なハイブリッド・マスク・タイプが知られている。プログラム可能ミラー・アレイの実施例には、マトリックスに配列された微小ミラーが使用されている。微小ミラーの各々は、入射する放射ビームが異なる方向に反射するよう、個々に傾斜させることができるため、この方法によって反射ビームがパターン化される。パターン化手段のいずれの実施例においても、支持構造は、例えば、必要に応じて固定若しくは移動可能にすることができ、且つ、例えば投影システムに対してパターン化手段を確実に所望の位置に配置することができるフレーム若しくはテーブルである。本明細書における「レチクル」或いは「マスク」という用語の使用はすべて、より一般的な「パターン化手段」という用語の同義語と見なすことができる。

本明細書に使用されている「投影システム」という用語には、例えば使用する露光放射に適した、或いは液浸液の使用若しくは真空の使用などの他の要因に適した、屈折光学系、反射光学系及びカタディオプトリック光学系を始めとする様々なタイプの投影システムが包含されているものとして広義に解釈されたい。本明細書における「レンズ」という用語の使用はすべて、より一般的な「投影システム」という用語の同義語と見なすことができる。

又、照明システムには、投影放射ビームを導き、整形し、或いは制御するための屈折光学コンポーネント、反射光学コンポーネント及びカタディオプトリック光学コンポーネントを始めとする様々なタイプの光学コンポーネントが包含されており、このようなコンポーネントについても、以下、集合的若しくは個々に「レンズ」と呼ぶ。

リソグラフィ装置は、場合によっては２つ（二重ステージ）以上の基板テーブル（及び／又は複数のマスク・テーブル）を有するタイプの装置であり、このような「多重ステージ」マシンの場合、追加テーブルを並列に使用することができ、或いは１つ又は複数の他のテーブルを露光のために使用している間、１つ又は複数のテーブルに対して予備工程を実行することができる。

以下、本発明の実施例について、単なる実施例に過ぎないが、添付の略図を参照して説明する。図において、対応する参照記号は、対応する部品を表している。

図１は、本発明の特定の実施例によるリソグラフィ装置を略図で示したものである。このリソグラフィ装置は、
−投影放射（例えばＵＶ放射）ビームＰＢを提供するための照明システム（イルミネータ）ＩＬと、
−パターン化手段（例えばマスク）ＭＡを支持するための、パターン化手段をアイテムＰＬに対して正確に位置決めするための第１の位置決め手段ＰＭに接続された第１の支持構造（例えばマスク・テーブル）ＭＴと、
−基板（例えばレジスト被覆ウェハ）Ｗを保持するための、基板をアイテムＰＬに対して正確に位置決めするための第２の位置決め手段ＰＷに接続された基板テーブル（例えばウェハ・テーブル）ＷＴと、
−パターン化手段ＭＡによって投影ビームＰＢに付与されたパターンを基板Ｗの目標部分Ｃ（例えば１つ又は複数のダイからなる）に画像化するための投影システム（例えば屈折投影レンズ）ＰＬとを備えている。

図に示すように、このリソグラフィ装置は、透過型（例えば透過型マスクを使用した）タイプの装置である。これに代えて、このリソグラフィ装置は、反射型（例えば上で参照したタイプのプログラム可能ミラー・アレイを使用した）タイプの装置であってもよい。

イルミネータＩＬは、放射源ＳＯから放射ビームを受け取っている。放射源が例えばエキシマ・レーザである場合、放射源及びリソグラフィ装置は、個別の構成要素にすることができる。このような場合、放射源は、リソグラフィ装置の一部を形成しているとは見なされず、放射ビームは、例えば適切な誘導ミラー及び／又はビーム拡大器を備えたビーム引渡しシステムＢＤを使用して放射源ＳＯからイルミネータＩＬへ引き渡される。それ以外の例えば放射源が水銀灯である場合、放射源はリソグラフィ装置の一構成要素である。放射源ＳＯ及びイルミネータＩＬは、必要に応じてビーム引渡しシステムＢＤと共に放射システムと呼ぶことができる。

イルミネータＩＬは、放射ビームの角強度分布を調整するための調整手段ＡＭを備えることができる。通常、イルミネータのひとみ平面内における強度分布の少なくとも外部及び／又は内部ラジアル・エクステント（一般に、それぞれσ−外部及びσ−内部と呼ばれている）は調整が可能である。又、イルミネータＩＬは、通常、インテグレータＩＮ及びコンデンサＣＯなど、他の様々なコンポーネントを備えている。イルミネータは、投影ビームＰＢと呼ばれる、所望する一様な強度分布をその断面に有する調整済み放射ビームを提供している。

マスク・テーブルＭＴ上に保持されているマスクＭＡに投影ビームＰＢが入射する。マスクＭＡを透過した投影ビームＰＢは、投影ビームを基板Ｗの目標部分Ｃに集束させるレンズＰＬを通過する。基板テーブルＷＴは、第２の位置決め手段ＰＷ及び位置センサＩＦ（例えば干渉機器）を使用して正確に移動させることができ、それにより例えば異なる目標部分Ｃを投影ビームＰＢの光路に配置することができる。同様に、第１の位置決め手段ＰＭ及びもう１つの位置センサ（図１には明確に示されていない）を使用して、例えばマスク・ライブラリから機械的に検索した後、若しくは走査中に、マスクＭＡを投影ビームＰＢの光路に対して正確に配置することができる。通常、対物テーブルＭＴ及びＷＴの移動は、位置決め手段ＰＭ及びＰＷの一部を形成している長ストローク・モジュール（粗位置決め）及び短ストローク・モジュール（精密位置決め）を使用して実現されているが、ステッパ（スキャナではなく）の場合、マスク・テーブルＭＴは、短ストローク・アクチュエータのみに接続することができ、或いは固定することも可能である。マスクＭＡ及び基板Ｗは、マスク位置合せマークＭ１、Ｍ２及び基板位置合せマークＰ１、Ｐ２を使用して位置合せすることができる。

図に示す装置は、以下に示す好ましいモードで使用することができる。
１．ステップ・モードでは、マスク・テーブルＭＴ及び基板テーブルＷＴが基本的に静止状態に維持され、投影ビームに付与されたパターン全体が目標部分Ｃに１回で投影される（すなわち単一静止露光）。次に、基板テーブルＷＴがＸ及び／又はＹ方向にシフトされ、異なる目標部分Ｃが露光される。ステップ・モードでは、露光視野の最大サイズによって、単一静止露光で画像化される目標部分Ｃのサイズが制限される。
２．走査モードでは、投影ビームに付与されたパターンが目標部分Ｃに投影されている間、マスク・テーブルＭＴ及び基板テーブルＷＴが同期走査される（すなわち単一動的露光）。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、投影システムＰＬの倍率（縮小率）及び画像反転特性によって決定される。走査モードでは、露光視野の最大サイズによって単一動的露光における目標部分の幅（非走査方向の）が制限され、又、走査運動の長さによって目標部分の高さ（走査方向の）が左右される。
３．その他のモードでは、プログラム可能パターン化手段を保持するべくマスク・テーブルＭＴが基本的に静止状態に維持され、投影ビームに付与されたパターンが目標部分Ｃに投影されている間、基板テーブルＷＴが移動若しくは走査される。このモードでは、通常、パルス放射源が使用され、走査中、基板テーブルＷＴが移動する毎に、或いは連続する放射パルスと放射パルスの間に、必要に応じてプログラム可能パターン化手段が更新される。この動作モードは、上で参照したタイプのプログラム可能ミラー・アレイなどのプログラム可能パターン化手段を利用しているマスクレス・リソグラフィに容易に適用することができる。

上で説明した使用モードの組合せ及び／又はその変形形態若しくは全く異なる使用モードを使用することも可能である。

本発明は、液浸リソグラフィにおける投影システムの最終エレメントと基板の間に液体を供給することによって導入される外乱力を小さくするために講じることができる手段に関している。本発明は、任意のタイプの液体供給システム、とりわけ基板の局所領域にのみ液体を供給する局所領域液体供給システムに適用することができる（基板、場合によっては基板テーブルを浸す槽と比較されたい）。

図２及び３は、第１のタイプの液体供給システムを示したもので、ベース・フレームＢＦ若しくは度量衡学基準フレームＲＦ（ベース・フレームによって支持されているが、ベース・フレームから分離されている）によってＺ方向に液体供給システムが支持されている。一方、図４は、投影システムＰＬの最終エレメントが位置するオリフィスを有する障壁部材を使用した液体供給システムを示したものである。したがって障壁部材は、少なくとも部分的に投影システムＰＬの最終エレメントを取り囲んでおり、投影システムの最終エレメントと基板Ｗの間に液浸液のための空間を形成している。このタイプの液体拘束システムは、投影レンズＰＬ、ベース・フレームＢＦ或いは他の任意のフレームにその重量を支持させることができ、或いは基板Ｗ上の静圧軸受、動圧軸受若しくは空気軸受を介してその重量を支持することができる。

他の汎用タイプの液体拘束システムは、投影レンズの底部を少なくとも部分的に取り囲み、基板、障壁部材及び投影システムＰＬの最終エレメントによって画定される、液体を供給するための空間を形成する障壁部材を備えている。例えば、参照によりその全体を本明細書に援用する欧州特許出願第０３２５７０７０．７号及び第０３２５６６４３．２号に、このような液体供給システムが開示されている。その文書によれば、障壁部材は、基板Ｗ上の障壁部材の重量を支持するために使用される気体軸受をその下面に有している。障壁部材はベース・フレームＢＦに接続されているが、実質的にＸＹ平面内の移動を防止しているに過ぎない。別法としては、静圧を使用して基板Ｗ上の障壁部材が支持される同様の障壁部材を使用することも可能である。参照によりその全体を本明細書に援用する欧州特許出願第０３２５４０７８．３号に、このようなシステムが開示されている。参照によりその全体を本明細書に援用する、２００３年１２月２３日出願のＵＳＳＮ １０／７４３，２７１に、障壁部材の他の変形形態が開示されている。

上で言及した液体供給システムを構築している材料、とりわけ障壁部材の材料は、液浸液との接触による悪影響（例えば腐食）がないように選択されているため、例えば液浸液中への材料の溶解によって液浸液の品質が劣化することはなく、又、これらの材料は、リソグラフィに関連する、液浸に固有ではない他の要求事項と両立している。材料の典型的な例には、オーステナイト系ステンレス鋼（例えばＡＩＳＩ３００シリーズ及び等価物）、ニッケル及びニッケル・ベース合金、コバルト及びコバルト・ベース合金、クロム及びクロム・ベース合金、チタン及びチタン・ベース合金があるが、電気化学的腐食を防止するためには、複数の異なる金属を組み合わせた設計を回避することが最良である。重合体を使用することも可能であり、適切な重合体には、多くのフッ素ベース重合体（例えばＰＴＦＥ（Ｔｅｆｒｏｎ（登録商標））、ＰＦＡ及びＰＶＤＦ）がある。又、無着色ＰＥ及びＰＰを使用することも可能である。又、窒化アルミニウムを除くすべてのセラミック材料を使用することも可能である。ガラス（例えば融解石英又は石英ガラス）及び低熱膨張ガラス或いはガラス・セラミックス（例えばＣｏｒｎｉｎｇ社のＵＬＥ（商標）若しくはＳｃｈｏｔｔ社のＺｅｒｏｄｕｒ（商標））と同様、セラミック・ベースの複合材料も適している。

本発明は、上で言及したすべての液体供給システムに関しており、液体供給システムによって基板に伝達される外乱力を小さくしている。

基板に伝達される外乱力には、重力による力（基板によって少なくとも部分的に支持される液体供給システムの場合）及び基板Ｗに対する液浸液の圧力の影響（あらゆるタイプの液体供給システム）が含まれている。他の外乱力は、例えば、障壁部材の下面の気体軸受或いはガス・シールからの力、若しくは液体供給システムのｚ、Ｒｚ、Ｒｘ及びＲｙ方向の活性運動による力である。気体軸受或いはシールによって液体供給システムから液体及びガスが除去される。液体及び／又はガスの圧力が変化し、外乱力が基板テーブルに伝達されることになる。

図５は、基板テーブルＷＴの組立体を示したものである。図５に示されている組立体は単なる実施例に過ぎず、基板テーブルＷＴは、様々な構造が可能である。図５（及び図６並びに図７）に関連して説明する原理は、他のタイプの基板テーブルＷＴにも等しく適用することができ、又、当然のことではあるが他のタイプの液体供給システムにも等しく適用することができる。

図５には、障壁部材１０を備えた液体供給システムが示されている。ガス・シール１５は、障壁部材１０の底部と基板Ｗの間を密封している。障壁部材１０は、液浸液を充填することができる空間５を提供しており、したがって、投影システムＰＬの最終エレメントと基板Ｗの間の、障壁部材１０によって拘束された空間に液浸液が充填される。この装置は、少なくとも１つのアクチュエータ４５を制御するための補償コントローラを備えており、液体供給システムによって基板に印加される力と実質的に同じ大きさの逆方向の補償力を基板Ｗに印加している。

基板テーブルＷＴは、２つの主要部品４０及び６０からなっている。上部主要部品４０は、上部主要部品４０によって支えられている基板Ｗを正確に精密位置決めするべく設計されている。下部主要部品６０は、位置決め手段６５によって粗いスケールで移動し、最終的な正確な位置決めは、上部主要部品４０と下部主要部品６０の間に作用するアクチュエータ４５による上部主要部品４０の移動によって達成される。以下、本発明について、基板テーブルの主要上部部品４０と主要下部部品６０の間のアクチュエータ４５を参照して説明するが、以下の説明は、当然のことではあるが、他の基板テーブル、例えば１つの部品しか有していないタイプの基板テーブル、或いは１つどころか３つ以上の部品を有している基板テーブルにも等しく適用することができる。本発明について、主精密三次元位置決めアクチュエータであるアクチュエータ４５に関連して説明するが、本発明は、とりわけ必要な補償力を印加するための個別のアクチュエータを使用して実施することも可能である。これらの補償力は、基板Ｗに直接印加することさえ可能であり、或いは、実際、基板テーブルＷＴの主要下部部品のためのアクチュエータ手段６５によって印加することも可能である。

アクチュエータ４５及び６５の両セットは、基板テーブルの対応する部品４０及び６０をＸＹ平面内で移動させることができ、又、範囲はより限定されるが、下部主要部品６０及びベース・フレームＢＦに対してそれぞれＺ方向に移動させることができる。

図６は、障壁部材１０が基板Ｗによって支持される場合に（例えば静圧軸受、動圧軸受若しくは空気軸受を介して）、基板Ｗに対する障壁部材１０の重力による影響を補償するために必要な補償力を計算し、且つ、アクチュエータ４５を制御するべく本発明がどのように補償コントローラ３０を使用しているかを示したものである。必要な補償力の計算には、Ｒｘ、Ｒｙ及びＲｚ回転運動及びｚ運動が考慮されていることが好ましい。液浸液を介して伝達される外乱力の影響を考慮する場合、他のタイプの液体供給システムにも同じ原理を適用することができるが、これについては図７に関連してより詳細に説明する。しかしながら、液浸液を介して伝達される外乱を補償する場合、いずれの場合においても、基板テーブルＷに印加される力は、障壁部材１０の重心若しくは液体供給システムからの液浸液で覆われた基板の面積の中心を通るものと予測することができるため、同じ原理を重力の力の補償に適用する。

図６には、現実の三次元問題が二次元で示されている。障壁部材１０の重力は一定であるが、図６から分かるように、基板Ｗの中心が投影システムの光軸（点線１で示す）の真下から遠ざかる方向へ移動すると、基板テーブルの上部部品４０の重心の周りにモーメント１００が生成される。そのために、図６の場合、右側のアクチュエータ４５に印加される補償力Ｆ_２より大きい補償力Ｆ_１を左側のアクチュエータ４５に印加しなければならない。アクチュエータ４５は、基板テーブルの上部部品４０と障壁部材の両方を支持する力を印加しなければならない。基板テーブルＷＴが右側へ移動すると、左側のアクチュエータにかかる力Ｆ_１を大きくし、右側のアクチュエータにかかる力Ｆ_２を小さくしなければならない。したがって、補償コントローラは、基板Ｗの所望の位置に基づいて力を計算し、計算した力に基づいてアクチュエータ４５を制御することができることが分かる。又、通常、所望の位置との差が数ｎｍしかないため、この計算は、実際のｘ及びｙ位置を使用して実行することも可能である。

アクチュエータは、液体供給システムによって基板に印加される力と実質的に同じ大きさの逆方向の補償力を基板テーブルに印加するべく制御される。

又、液体供給システムが基板を介することなく直接基板テーブルＷＴに力を印加することも考えられる。この場合も同じ原理が適用され、補償コントローラは、基板テーブルＷＴに直接印加される力によってもたらされるあらゆる外乱を補償することができる。

補償コントローラ３０は、基板Ｗの所望の（若しくは実際の）座標を補償コントローラ３０に供給することにより、フィード−フォワード方式で補償力を計算することができる。この情報に基づいて、基板テーブルの上部部品４０及び障壁部材１０の位置、質量及びアクチュエータ４５に印加された力の知識から、基板テーブルの上部部品４０と障壁部材１０の適切な組合せ重心が計算される。空間中の任意のポイントに基づいて計算することができることは明らかである。この計算は、障壁部材１０の質量、障壁部材１０の位置及び基板テーブルの上部部品４０の基板Ｗを含んだ質量の知識から実行することができる。

補償コントローラ３０は、追加若しくは代替として、ガス・シール内の液体及び／又はガスの圧力或いは空間内の液体の圧力のために必要となる補償力を計算することができる。この圧力は測定が可能であり、フィード−フォワード方式若しくはフィードバック方式で計算することができるため、そのための圧力センサ８０が提供されており、或いは力センサ７０からのデータを使用することができる。これに代えて、例えば空間５に流入する液体の流量及び／又は空間５から流出する液体の流量の知識から圧力を計算することも可能である。この方法による場合、空気／水混合物の抽出による空間５内の液浸液の固有圧力変動を補償することができる。

図から分かるように、補償力成分がアクチュエータ４５毎に生成される総合力信号に加えられる。他の成分には、基板Ｗを位置決めするための成分及び上部部品４０にかかる重力の力を補償するための成分が含まれている。

下部アクチュエータ６５は、下部部品６０にかかる力を平衡させるための、上部アクチュエータ４５によって生成される補償力と同様の補償力を生成する必要があることは理解されよう。

別法としては、障壁部材１０が基板或いは基板テーブル以外のリソグラフィ装置の他の部品によって部分的に取り囲まれており、又、アクチュエータ７０によってＺ方向に駆動される場合、アクチュエータ７０によって印加される力の知識から基板Ｗにかかる力を測定することができる。アクチュエータ７０には、電磁モータ、圧電モータ、障壁部材１０と基板Ｗの間の空気軸受、或いは静圧軸受若しくは動圧軸受、若しくは他の任意の種類のアクチュエータを使用することができる。アクチュエータによって印加される力に関する情報を使用して基板Ｗにかかる力を計算することができ、又、この情報を使用して（フィード−フォワード方式で）必要な補償力を計算することができる。代替或いは追加として、エレメント７０は、障壁部材と投影レンズの間の力を表す信号を出力する力センサ７０であってもよい。補償コントローラは、この信号を使用して必要な補償力を計算することができる。

補償力は、障壁部材１０の特定の動特性（例えば曲げ特性など）及び可能軸受特性（弾性など）をフィルタリング（延いては修正）することができる。

又、補償コントローラは、テーブルの位置以外のあらゆる変数に基づいてフィードバック方式で補償力を計算することができる。このフィードバック計算は、例えば力センサ７０の出力或いはアクチュエータ力若しくは空間内及び／又はシール部分の液体の圧力及び／又はシール部分のガス圧力に基づいて実施することができる。

上で言及したように、空間５及びガス・シール内の液体の圧力によって基板Ｗ若しくは基板テーブルＷＴに力（圧力×面積）が印加される。液浸液によって基板テーブルの上部部品４０に印加されるモーメントも同じく位置に依存しており、空間５内の液浸液の圧力及び液浸液の圧力が印加される表面積の知識から力を計算することができる。

以上、本発明の特定の実施例について説明したが、説明した以外の方法で本発明を実践することができることは理解されよう。以上の説明は、本発明を制限することを意図したものではない。

本発明の一実施例によるリソグラフィ装置を示す図である。 本発明と共に使用することができる液体供給システムの断面図である。 図２の液体供給システムを示す平面図である。 本発明に使用することができる他の液体供給システムの平面図及び断面図である。 本発明による基板テーブル及び液体供給システムの断面図である。 必要な補償力に対する基板テーブルの位置依存を示す図である。 必要な補償力を確立するための可能な２つの方法を示す図である。

符号の説明

１ 投影システムの光軸
５ 空間
１０ 障壁部材
１５ ガス・シール
３０ 補償コントローラ
４０、６０ 主要部品
４５ アクチュエータ
６５ 位置決め手段（アクチュエータ手段）
７０ 力センサ（アクチュエータ）
８０ 圧力センサ
１００ モーメント
ＡＭ 角強度分布調整手段
ＢＤ ビーム引渡しシステム
ＢＦ ベース・フレーム
Ｃ 目標部分
ＣＯ コンデンサ
ＩＦ 位置センサ
ＩＬ 照明システム（イルミネータ）
ＩＮ 入口
ＩＮ インテグレータ
Ｍ１、Ｍ２ マスク位置合せマーク
ＭＡ パターン化手段（マスク）
ＭＴ 第１の支持構造（マスク・テーブル）
ＯＵＴ 出口
Ｐ１、Ｐ２ 基板位置合せマーク
ＰＢ 投影放射ビーム（投影ビーム）
ＰＬ 投影システム（レンズ）
ＰＭ 第１の位置決め手段
ＰＷ 第２の位置決め手段
ＲＦ 度量衡学基準フレーム
ＳＯ 放射源
Ｗ 基板
ＷＴ 基板テーブル

Claims (23)

1. 投影放射ビームを提供するための照明システムと、
   前記投影ビームの断面にパターンを付与するべく機能するパターン化手段を支持するための支持構造と、
   基板を保持するための基板テーブルと、
   パターン化されたビームを前記基板の目標部分に投射するための投影システムと、
   前記投影システムの最終エレメントと前記基板の間に液浸液を提供するための液体供給システムと、
   前記基板に力を印加す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によって前記基板に印加すべき補償力を計算するための補償コントローラであって、前記補償力が前記液体供給システムによって前記基板に印加される力に対して実質的に同じ大きさで、且つ、逆方向の力になるように計算する補償コントローラとを備えたリソグラフィ装置。
2. 前記補償コントローラがフィード−フォワード方式で前記補償力を計算する、請求項１に記載の装置。
3. 前記補償コントローラがフィードバック方式で前記補償力を計算する、請求項１に記載の装置。
4. 前記補償コントローラが、前記液体供給システムの動特性をフィルタリングし、且つ、修正する補償力を計算する、請求項１に記載の装置。
5. 前記補償コントローラが、前記基板の実際の位置若しくは所望の位置に基づいて前記補償力を計算する、請求項１に記載の装置。
6. 前記補償コントローラが、前記液体供給システムによって前記基板テーブルに印加される力と実質的に同じ大きさで逆方向の補償力を前記基板テーブルに印加するべく前記少なくとも１つのアクチュエータを制御する、請求項１に記載の装置。
7. 前記補償コントローラが、前記液体供給システムによって前記基板に印加される重力による力に基づいて前記補償力を計算する、請求項１に記載の装置。
8. 前記液体供給システムが、前記投影システムの前記最終エレメントを少なくとも部分的に取り囲む障壁部材を備え、それにより少なくとも部分的に液浸液が充填される空間が前記投影システムの前記最終エレメントと前記基板の間に画定される、請求項１に記載の装置。
9. 前記障壁部材が前記基板及び／又は基板テーブルによって少なくとも部分的に支持される、請求項６に記載の装置。
10. 前記障壁部材が、障壁アクチュエータを使用して前記投影システムの光軸に平行の方向に配置される、請求項６に記載の装置。
11. 前記障壁アクチュエータが空気軸受、動圧軸受若しくは静圧軸受である、請求項８に記載の装置。
12. 前記補償コントローラが、前記障壁部材を安定した状態に維持するために前記障壁アクチュエータに必要な力に基づいて前記補償力を計算する、請求項８に記載の装置。
13. 前記補償コントローラが、前記液浸液の圧力変動若しくは前記液体供給システムの気体軸受内の液体及び／又はガスの圧力変動に基づいて前記補償力を計算する、請求項１に記載の装置。
14. 前記液浸液の前記圧力を測定するための圧力センサ及び／又は前記液体供給システムと前記投影システムの間の力を測定するための力センサをさらに備えた、請求項１１に記載の装置。
15. 前記アクチュエータによって、前記基板を支持している前記基板テーブルの少なくとも一部に力が印加される、請求項１に記載の装置。
16. 前記補償コントローラが、前記基板を前記投影システムに対して支持している前記基板テーブルの前記部分の所望の重心位置若しくは実際の重心位置に基づいて前記補償力を計算する、請求項１３に記載の装置。
17. 前記補償コントローラによって、前記投影システムの光軸の方向の、前記投影システムの前記光軸に直角の軸の周りに回転する補償力が前記基板に印加される、請求項１に記載の装置。
18. 基板を提供する段階と、
    照明システムを使用して投影放射ビームを提供する段階と、
    前記投影ビームの断面にパターンを付与するべくパターン化手段を使用する段階と、
    パターン化された放射ビームを投影システムを使用して前記基板の目標部分に投射する段階と、
    前記投影システムの最終エレメントと前記基板の間に液浸液を提供する段階と、
    液体供給システムによって前記基板に印加される力と実質的に大きさが同じで逆方向の補償力を計算し、且つ、前記基板に印加する段階とを含むデバイス製造方法。
19. 前記補償力がフィード−フォワード方式で計算される、請求項１８に記載の方法。
20. 前記補償力がフィードバック方式で計算される、請求項１８に記載の方法。
21. 前記補償力が前記基板の実際の位置若しくは所望の位置に基づいて計算される、請求項１８に記載の方法。
22. 前記補償力が、前記液体供給システムによって前記基板に印加される重力による力に基づいて計算される、請求項１８に記載の方法。
23. 前記補償力が前記液浸液の圧力変動に基づいて計算される、請求項１８に記載の方法。

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