JP2005315426A - 振動絶縁システム、振動絶縁方法、リソグラフィ装置、及びデバイスを製造する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】振動絶縁システムは、振動に関して本体を周囲から絶縁する。
【解決手段】振動絶縁システムは、不安定な方向において、本体を絶縁し、減衰させる能動アイソレータ・デバイスを含む。しかし、こうした能動アイソレータは、安定な方向と不安定な方向の機械的な結合によって、不安定な方向だけでなく、同時に、他の安定な方向において、減衰力を行使する場合がある。結果として、他の安定な方向の減衰及び絶縁は、能動絶縁及び減衰のために低下する場合がある。モード分離を採用すること、即ち、任意の振動を独立の方向に分解すること、並びに、独立した方向で絶縁し、減衰させることによって、不安定な方向の任意の振動の補償が、任意の他の、おそらく、安定な方向における絶縁及び減衰性能に影響を与えることなく、不安定な方向の任意の振動を補償することが可能になる。
【選択図】図１

Description

本発明は、振動絶縁システム、振動絶縁方法、リソグラフィ装置、及びデバイスを製造する方法に関する。本発明はまた、モード分離を使用した振動絶縁に関する。

リソグラフィ装置は、基板の標的部上に所望のパターンを適用する機械装置である。リソグラフィ装置を、例えば、集積回路（ＩＣ）の製造で使用することができる。こうした状況で、マスク等のパターニング・デバイスを使用して、ＩＣの個々の層に対応する回路パターンを生成することができ、このパターンを、放射に敏感な材料の層（レジスト）を有する基板（例えば、シリコンウェハ）上の（例えば、１つ又はいくつかのダイの一部を含む）標的部上にイメージングすることができる。一般に、単一基板は、連続的に露光される隣接する標的部のネットワークを収容するであろう。知られているリソグラフィ装置は、標的部上に全体のパターンを一度に露光することによって、それぞれの標的部が照射される、いわゆる、ステッパを含み、投影ビームを通してパターンを、所与の方向（「走査」方向）に走査し、一方、基板を、この方向に平行又は逆平行に同期して走査することによって、それぞれの標的部が照射される、いわゆる、スキャナを含む。

従来技術のリソグラフィ装置では、パターン化されたビームを基板の標的部上に投影する投影システムは、計量フレームによって支持され、かつ、計量フレームに対して配置される。計量フレームは、ベース・フレームによって支持され、かつ、ベース・フレームに対して配置される。

投影システムの振動によって、基板上での不正確な投影が基板を使用不能にする場合がある。したがって、投影システムのいずれの振動も防止されなければならない。しかし、ベース・フレームは、工場の床等の、リソグラフィ装置の環境に連結される。ベース・フレームは、ベース・フレームにしっかりと連結された任意の本体へ環境の任意の振動を伝える。計量フレームは、ベース・フレームにしっかりとは連結されないが、一定の振動を絶縁し、減衰させる、ばね、好ましくは空気ばねを使用して連結し、支持される。他の振動は、能動アイソレータ・デバイスによって絶縁され、減衰される必要がある。

従来技術のリソグラフィ装置では、能動デバイスは、受動デバイスである空気ばねと共に使用されるが、油圧制御式空気ばねを使用することも知られており、その場合、空気ばねは、低周波数については能動デバイスであるが、高い周波数については受動デバイスとみなされる場合がある。実質的に、能動アイソレータ・デバイスは、空気ばねが受動的であるか、又は、受動的であるとみなしてもよい周波数について、能動であるとみなされることができる。

従来技術のリソグラフィ装置では、センサは、計量フレームの任意の振動を検出し、検出された振動は、制御システムに供給される。検出された振動に応答して、制御システムは、能動アイソレータ・デバイスによって実施されるべき補償を確定する。補償は、検出された振動を絶縁し、減衰させることを意図される。同様に、補償を採用して、ベース・フレームに対して計量フレームが配置される。

計量フレームは６自由度、即ち、３方向への平行移動及び３方向への回転を有する。これは、振動を、これらの６つの（デカルト又は他の直交）方向に分解することができること、及び、振動を、これら６つの方向の補償によって絶縁し、減衰することができることを示唆する。しかし、ある方向の補償力によって、ある方向だけではなく、他の５つの方向の１つ又は複数への移動を引き起こすこともできる。そのため、制御システムは、複数入力−複数出力（ＭＩＭＯ）システムである必要がある。こうしたシステムは、特に、システムが少なくとも１つの方向に不安定である場合、複雑なシステムである。

システムが１つの方向に不安定である場合、システムは、制御システムによって安定化される必要がある。それは、こうした不安定な方向において、システムに行使される力が、不安定な方向に制御不能の移動をもたらし、さらに、システムに損傷をもたらす場合があるからである。一般に、ＭＩＭＯシステムでは、こうした不安定性及び対応する１方向における安定化は、方向が結合するために、他の方向の力及び振動を生ずる。そのため、結合した他の方向における絶縁及び減衰性能は、不安定な方向が安定化されると低下する。

他の方向の絶縁及び減衰性能を低下させることなく、不安定な自然モードが安定化される振動絶縁システムを提供することが、本発明の態様である。

上記態様は、本発明に従って、本体の振動を少なくとも部分的に絶縁し、減衰させるための振動絶縁システムにおいて達成され、振動絶縁システムは、本体に機械的に連結する複数の能動アイソレータ・デバイスと、能動アイソレータ・デバイスを制御するように構成された制御システムとを備え、制御システムは、振動をモード方向に分離し、それぞれのモード方向についてモード補償信号を確定し、それぞれの能動アイソレータ・デバイスについて、それぞれのモード補償信号を能動アイソレータ制御信号内に再結合させ、本体の少なくとも１つの不安定な自然モードを安定化させる。

モード分離は、本体の自然振動（自然モード）の方向に対応する方向に、運動、例えば、振動を分解する。自然振動は、本体及び本体の環境に対する結合の物理的特性である。自然振動の方向は、例えば、本体の、形状、環境との結合、剛性、材料、及び他の特性によって決まる。

自然振動の重要な特徴は、自然振動が独立であることである。それは、自然振動の方向に力を行使することによって、各自然振動の方向のみの運動が生ずることを意味する。そのため、モード方向の振動を、他のモード方向の運動即ち振動を引き起こすことなく、同じモード方向のモード補償力によって絶縁し、減衰させることができる。

本発明による振動絶縁システムの制御システムは、任意の運動即ち振動をモード方向に分離し、１つ又は複数のモード振動を生ずる。その後、それぞれのモード振動について、制御システムは、モード補償信号を確定する。モード補償信号は、対応するモード振動の各モード方向の力を表し、その力は、モード振動を絶縁し、かつ／又は、減衰させる。モード方向が独立であるため、それぞれの単一モード振動を、単一モード補償信号によって絶縁し、かつ／又は、減衰させることができる。そのため、制御システムは、単一入力−単一出力（ＳＩＳＯ）システムであってよい。

能動アイソレータ・デバイスは通常、モード方向で働かないため、モード補償信号（それぞれのモード方向について１つの信号）は、能動アイソレータ・デバイスが働く方向に再結合される。

支持される方法を含む、本体は、不安定な自然モード、即ち、自然振動を有する場合がある。制御不能の運動が、不安定な方向で発生する可能性があるため、不安定な方向で可能な振動絶縁は存在しない。こうした不安定な自然モードを安定化するために、さらなる力を導入する必要がある。モード制御システムによって、任意の他のモード方向の力を導入することなく、不安定な自然モードのモード方向にこうしたさらなる力を生成することが可能である。そのため、任意の他のモード方向とは独立に、それぞれのモード方向において、システムの特性が形成され、安定化される。

本体内の振動を検出するために、複数のセンサを設けてもよい。センサは、複数の任意の方向、例えば、上述したデカルト方向（３つの直角方向の平行移動及び３つの対応する回転方向）の振動を検出する。そうでなければ、所望の方向、例えば、デカルト方向の振動を得るために、これらの検出された振動に数学的な変換を適用してもよい。同様に、モード方向の振動を直接に得るために、数学的な変換を適用してもよい。

本発明の態様によれば、放射ビームを供給するように構成された照明システムと、
パターニング・デバイスを支持するように構成された支持体であって、パターニング・デバイスは、ビームに、ある断面パターンを与えるように構成される、支持体と、基板を保持するように構成された基板テーブルと、パターン化されたビームを基板の標的部上に投影するように構成された投影システムとを含むリソグラフィ装置が提供され、投影システムは、計量フレームによって支持され、かつ、計量フレームに対して配置され、計量フレームの振動は、制御システムによって制御可能な複数の能動アイソレータ・デバイスによって少なくとも部分的に絶縁され、減衰され、制御システムは、モード方向に振動を分離し、それぞれのモード方向についてモード補償信号を確定し、それぞれの能動アイソレータ・デバイスについて、それぞれのモード補償信号を能動アイソレータ制御信号内に再結合させ、計量フレームの少なくとも１つの不安定な自然モードを安定化させる。

本発明のさらなる態様によれば、本体の振動を少なくとも部分的に絶縁し、減衰させるための振動絶縁方法が提供され、方法は、本体の振動を検出すること、検出された振動を本体のモード方向に分離すること、それぞれのモード方向についてモード補償信号を確定すること、本体に機械的に連結する複数の能動アイソレータ・デバイスのそれぞれについて、モード補償信号を能動アイソレータ制御信号に再結合させること、及び、能動アイソレータ制御信号を各能動アイソレータ・デバイスに供給することを含み、本体の少なくとも１つの不安定な自然モードが安定化される。

本発明の別の態様によれば、パターン化された放射ビームを基板の標的部上へ投影することを含むデバイスを製造する方法が提供され、パターン化された放射ビームの投影を実施する投影システム内の妨害振動は、投影システムの振動を検出すること、
検出された振動を投影システムのモード方向に分離すること、それぞれのモード方向においてモード補償信号を確定すること、投影システムに機械的に連結する複数の能動アイソレータ・デバイスのそれぞれについて、モード補償信号を能動アイソレータ制御信号内に再結合させること、及び、能動アイソレータ制御信号を各能動アイソレータ・デバイスに供給することによって防止され、前記投影システムの少なくとも１つの不安定な自然モードが安定化される。

本明細書において、ＩＣの製造においてリソグラフィ装置の使用が特に参照される場合があるが、本明細書で述べるリソグラフィ装置は、集積化した光学系、磁気ドメイン・メモリ用の誘導及び検出パタ−ン、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッド等の製造等の、他の用途を有することが理解されるべきである。こうした代替の用途の文脈で、本明細書における、「ウェハ」又は「ダイ」という用語のいずれの使用も、それぞれ、「基板」又は「標的部」というより一般的な用語と同意語であると考えることができる。本明細書で言及される基板は、露光の前又は後で、例えば、トラック・ツール（通常、レジスト層を基板に適用し、露光されたレジストを現像するツール）、又は、計量ツール、又は、検査ツールで処理されることができる。適用可能なところでは、本明細書における開示を、こうした、また、他の基板処理ツールに適用することができる。さらに、基板は、例えば、多層ＩＣを作成するために、２回以上処理することができ、その結果、本明細書で使用される基板という用語は、処理された複数の層をすでに含む基板のことを言う場合もある。

本明細書で使用される「放射」及び「ビ−ム」という用語は、紫外（ＵＶ）放射（例えば、３６５、２４８、１９３、１５７、又は１２６ｎｍの波長を有する）、及び、極紫外（ＥＵＶ）放射（例えば、５〜２０ｎｍの範囲の波長を有する）、並びに、イオンビーム又は電子ビーム等の粒子ビームを含む、全てのタイプの電磁放射を包含する。

本明細書で使用される「パターニング・デバイス」を、基板の標的部にパターンを作成するため等、ビームに、ある断面パターンを与えるのに使用することができるデバイスのことを言っているものと、幅広く解釈されるべきである。ビームに与えられるパターンは、基板の標的部の所望のパターンに正確に対応しない場合があることが留意されるべきである。一般に、ビームに与えられるパターンは、集積回路等の、標的部で作成されるデバイスの特定の機能層に対応するであろう。

パターニング・デバイスは、透過タイプか、又は、反射タイプであってよい。パターニング・デバイスの実施例は、マスク、プログラム可能なミラー・アレイ、及びプログラム可能なＬＣＤパネルを含む。マスクは、リソグラフィではよく知られており、２値、交番位相シフト、及び減衰位相シフト等のマスク・タイプ、並びに、種々のハイブリッド・マスク・タイプを含む。プログラム可能なミラー・アレイの例は、小さなミラーのマトリクス配置を採用し、ミラーのそれぞれは、個々に傾斜して、到来する放射ビームを異なる方向へ反射することができる。こうして、反射されたビームがパターン化される。パターニング・デバイスのそれぞれの実施例では支持体は、例えば、フレーム又はテーブルであってよく、必要であれば、固定されるか、又は、移動可能であり、パターニング・デバイスが、例えば、投影システムに対して所望の位置にあることを保証してもよい。本明細書における、「レチクル」又は「マスク」という用語の任意の使用は、「デバイス手段」という、より一般的な用語と同意語であると考えられてもよい。

本明細書で使用される「投影システム」という用語は、例えば、使用される露光放射、或いは、浸漬流体の使用、又は、真空の使用などの、他の要素に適切である、屈折光学系、反射光学系、及び反射屈折光学系を含む、種々のタイプの投影システムを包含するものと、幅広く解釈されるべきである。本明細書における、「レンズ」という用語の任意の使用は、「投影システム」という、より一般的な用語と同意語であると考えられてもよい。

照明システムもまた、投影放射ビームを、誘導し、成形し、又は、制御する、屈折、反射、及び屈折反射の光学部品を含む、種々のタイプの光学部品を包含することができ、こうした部品はまた、以下で、ひとまとめにして、即ち、単数形で、「レンズ」と呼ばれてもよい。

リソグラフィ装置は、２つ（２ステージ）以上の基板テーブル（及び／又は２つ以上のマスク・テーブル）を有するタイプであってよい。こうした「複数ステージ」機械装置では、付加的なテーブルが平行に使用されるか、又は、準備工程が、１つ又は複数のテーブル上で実行され、一方、１つ又は複数の他のテーブルが露光のために使用されてもよい。

リソグラフィ装置はまた、投影システムの最終要素と基板の間の空間を満たすために、比較的高い屈折率を有する液体、例えば、水に基板が浸漬されるタイプであってよい。浸漬液体は、例えば、マスクと投影システムの第１要素の間の、リソグラフィ装置の他の空間に適用されてもよい。投影システムの開口数を増加させるための浸漬技法は、当技術分野ではよく知られている。

ここで、添付概略図面を参照して、単に実施例として本発明の実施形態が述べられる。図面において、対応する参照数字は、対応する部品を指示する。

図１は、本発明の例示的な実施形態によるリソグラフィ装置を概略的に示す。装置は、放射ビームＰＢ（例えば、ＵＶ放射又はＥＵＶ放射）を供給するように構成された照明システム（照明器）ＩＬを含む。第１支持体（例えば、マスク・テーブル）ＭＴは、パターニング・デバイス（例えば、マスク）ＭＡを支持し、パターニング・デバイスを投影システム（「レンズ」）ＰＬに対して正確に位置決めする第１位置決めデバイスＰＭに接続される。基板テーブル（例えば、ウェハ・テーブル）ＷＴは、基板（例えば、レジストをコーティングしたウェハ）Ｗを保持し、基板を投影システムに対して正確に位置決めする第２位置決めデバイスＰＷに接続される。投影システム（例えば、屈折投影レンズ）ＰＬは、パターニング・デバイスＭＡによってビームＰＢに与えられた（ｉｍｐａｒｔ）パターンを、基板Ｗの標的部Ｃ（例えば、１つ又は複数のダイを含む）上にイメージングする。

本明細書で示すように、装置は透過タイプである（例えば、透過マスクを採用する）。別法として、装置は、反射タイプ（例えば、先に述べたタイプのプログラム可能なミラー・アレイを採用する）であってよい。

照射器ＩＬは、放射源ＳＯからの放射を受け取る。放射源及びリソグラフィ装置は、別々の実体（ｅｎｔｉｔｙ）であり、例えば、放射源がエキシマ・レーザである。こうした場合、放射源は、リソグラフィ装置の一部を形成すると考えられず、放射ビームは、例えば、適当な誘導ミラー及び／又はビーム・エキスパンダを備えるビーム送出システムＢＤを使用して、放射源ＳＯから照射器ＩＬへ渡される。他の場合では、放射源は、装置と一体の部品であってよく、例えば、放射源は水銀ランプである。放射源ＳＯ及び照明器ＩＬは、必要である場合、ビーム送出システムＢＤと共に、放射システムと呼ばれてもよい。

照明器ＩＬは、ビームの角度輝度分布を調整するように構成された調整デバイスＡＭを備えてもよい。一般に、照明器の瞳面における、少なくとも外部及び／又は内部の放射方向の輝度分布の程度（一般に、それぞれ、σ−外部及びσ−内部と呼ぶ）を調整することができる。さらに、照明器ＩＬは、一般に、積分器ＩＮ及びコンデンサＣＯなどの種々の他の部品を含む。照明器は、その断面において所望の均一性及び輝度分布を有する調節された放射ビームＰＢを供給する。

ビームＰＢは、マスク・テーブルＭＴ上に保持されるマスクＭＡ上に入射する。マスクＭＡを通過して、ビームＰＢは、レンズＰＬを通過し、レンズＰＬは、基板Ｗの標的部Ｃ上にビームＰＢを収束させる。第２位置決めデバイスＰＷ及び位置センサＩＦ（例えば、干渉デバイス）を使用して、基板テーブルＷＴは、例えば、ビームＰＢの経路内の異なる標的部Ｃを位置決めするために、正確に移動されることができる。同様に、第１位置決めデバイスＰＭ及び別の位置センサ（例えば、干渉デバイス）を使用して、例えば、マスク・ライブラリから機械的に取出した後か、又は、スキャン中に、ビームＰＢの経路に対してマスクＭＡを正確に位置決めすることができる。一般に、オブジェクト・テーブルＭＴ及びＷＴの移動は、位置決めデバイスＰＭ及びＰＷの一部を形成する、ストロークの長いモジュール（粗い位置決め）とストロークの短いモジュール（精密な位置決め）を使用して実現されるであろう。しかし、ステッパの場合（スキャナと対照的に）、マスク・テーブルＭＴは、ストロークの短いアクチュエータに単に接続されるか、又は、固定されてもよい。マスクＭＡ及び基板Ｗは、マスク・アライメント・マークＭ１、Ｍ２、及び、基板アライメント・マークＰ１、Ｐ２を使用して位置合わせされてもよい。

示す装置を、以下の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は、投影ビームに与えられる全体のパターンが、標的部Ｃ上に１度で投影される間、実質的に固定したままにされる（即ち、単一静的露光）。基板テーブルＷＴは、その後、異なる標的部Ｃを露光できるようにＸ及び／又はＹ方向にシフトされる。ステップ・モードでは、露光フィールドの最大サイズは、単一静的露光でイメージングされる標的部Ｃのサイズを制限する。
２．スキャン・モードでは、マスク・テーブルＭＴ及び基板テーブルＷＴは、投影ビームに与えられるパターンが、標的部Ｃ上に投影される間、同期して走査される（即ち、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（縮小率）拡大率及びイメージ反転特性によって決まる。スキャン・モードでは、露光フィールドの最大サイズは、単一動的露光の標的部の（走査しない方向の）幅を制限し、走査運動の長さは、標的部の（走査方向の）高さを決める。
３．別のモードでは、プログラム可能なパターニング・デバイスを保持するマスク・テーブルＭＴは、実質的に固定したままにされ、基板テーブルＷＴは、投影ビームに与えられるパターンが、標的部Ｃ上に投影される間、移動する、即ち、走査される。このモードでは、一般に、パルス放射源が採用され、プログラム可能なパターニング・デバイスは、基板テーブルＷＴのそれぞれの移動後か、又は、走査中における連続した放射パルスの間に、必要に応じて更新される。この動作モードを、先に参照したタイプのプログラム可能なミラー・アレイなどの、プログラム可能なパターニング・デバイスを利用するマスク無しリソグラフィに容易に適用することができる。

上述した使用モードに関する組み合わせ、及び／又は、変形、或いは、全く異なる使用モードを採用してもよい。

図２において、リソグラフィ装置の、ベース・フレームＢＦ、計量フレームＭＦ、及び投影システムＰＬが、互いに対して支持され、配置される方法が示される。ベース・フレームは、例えば、工場の床の上に配置される、リソグラフィ装置の環境に連結される。リソグラフィ装置の全ての他の要素は、ベース・フレームＢＦに対して配置される。例えば、レチクル操作システムＲＨは、基準ポイントとしてベース・フレームＢＦを有する外部から、レチクル、即ち、リソグラフィ・マスクを受け取り、投影システムＰＬに対して受け取ったレチクルを位置決めする。同様に、ウェハ操作システムＷＨは、外部からウェハ、即ち、基板を受け取り、ウェハを投影システムＰＳに対して位置決めする。

レチクルからウェハ上へのパターンの投影は、振動に対して非常に敏感である。したがって、レチクル操作システムＲＨの部品、例えば、レチクル支持構造、ウェハ操作システムＷＨの部品、例えば、ウェハ支持構造、及び、投影システムＰＬは、ベース・フレームＢＦが外部から振動を受ける場合があるため、ベース・フレームＢＦに機械的にしっかりと連結されない。ベース・フレームＢＦ、及び、操作システムＷＨとＲＨ、及び／又は、投影システムＰＬが機械的にしっかりと連結されない場合、外部からのこれらの振動は、システムに伝達され、不正確な投影を生ずることになる。したがって、これらのシステムは、振動絶縁及び減衰システムを介してベース・フレームＢＦによって支持されてもよい。

本体を支持し、外部からの振動を絶縁し、減衰させるための知られているデバイスは、ばね、又は、ばねに似た特性を有するエアマウントである。本体及びばねを含むマスばねシステムは共振周波数を有する。受動減衰及び絶縁デバイスは、共振周波数以上で絶縁し、減衰させるだけである。さらに、共振周波数に等しい（少なくともほぼ等しい）周波数を有する振動は、減衰せず、代わりに、増幅されることになる。

能動振動絶縁デバイスは、受動絶縁デバイスの望ましくない任意の特性を補償することができる。知られている能動振動絶縁システムは、能動絶縁デバイス及び能動絶縁デバイスを制御する制御システムを備える。こうした能動絶縁システム、特に、その制御システムを、モード分離技法を採用するように構成することができる。モード分離は、通常、デカルト座標系からモード座標系への座標変換である。モード座標系は、対象の本体の自然振動の方向を向く座標軸を含む。モード座標系は、それぞれの本体、及び、本体が外部と連結する方法について一意である。

図２を再び参照すると、計量フレームＭＦ及び投影システムＰＬは、互いに、また、振動絶縁デバイスＩＤを介してベース・フレームＢＦに機械的に連結する。しかし、計量フレームＭＦと投影システムＰＬの間の連結もまた、固い（ｓｔｉｆｆ）場合がある。振動絶縁デバイスＩＤは、受動デバイスと能動デバイスの両方を含むことができ、能動デバイスは、受動デバイスの任意の望ましくない特性を補償する。さらに、複数のセンサＳは、相対的な位置、及び、存在すれば、別々の本体の任意の振動を検出する。適した振動絶縁デバイスＩＤはまた、おそらく、１つ又は複数のセンサを含む。適した振動絶縁デバイスＩＤの実施例は、Ｓｕｂｒａｈｍａｎｙａｎ他著「Ａｃｔｉｖｅ Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ Ｉｓｏｌａｔｉｏｎ Ｄｅｓｉｇｎ ｆｏｒ ａ Ｐｈｏｔｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｉｃ Ｓｔｅｐｐｅｒ」Ｐｒｏｃ．６ｔｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ ｏｎ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｂｅａｒｉｎｇｓ，ｐｐ．１０−２１，１９９８に開示される。

図２を見てわかるように、計量フレームＭＦ及び投影システムＰＬの共通の重心は、一般に、計量フレームＭＦ又は投影システムＰＬの剛性の中心にはない。これによって、システムの不安定な自然モードが生ずる場合がある。特に、共通の重心は、上記フレームＭＦ及びシステムＰＬの幾何学的中心に対して垂直に平行移動している場合がある。そのため、特に、その方向では、環境への連結ポイントに対して運動が重心を下方へもたらす場合がある、ほぼ垂直な方向か、又は、回転方向の自然モードは不安定である可能性がある。

図２に示さない制御システムは、相対的な位置及び振動を示すセンサＳからのセンサ信号を受け取り、応答して、それぞれの絶縁デバイスＩＤ内のそれぞれの能動絶縁デバイスについて、制御信号を確定する。制御信号は、その後、各能動振動絶縁デバイスに供給される。

振動絶縁システムが機能する方法は、図３及び図４に関連して説明される。図３において、従来技術の能動絶縁システムの制御線図が示され、剛性本体は、マスＭ及び剛性Ｋで表され、フィードバック回路としてモデル化される。フィードバック回路内にマスＭ及び剛性Ｋを備える剛性本体のこの回路モデルは、当業者が容易に導出することができる運動方程式から導出される。

本体は、複数の自由度、例えば、複数の方向の平行移動及び回転で移動することができる。センサＳは剛性本体内の任意の振動を検出する。センサは、剛性本体の自由度の方向と同じでない方向の振動を検出する場合があるため、それぞれの自由度の振動を得るために、センサ分離ＳＤが実施される。当業者にはわかるように、計量フレーム及び投影システムＰＳなどの本体は、６自由度、即ち、３つのデカルト方向（ｘ、ｙ、及びｚ方向）の平行移動、並びに、３つのデカルト方向（Ｒｘ、Ｒｙ、及びＲｚ方向）の回転を有する。

検出され、分離された振動は制御器Ｃに入力される。制御器Ｃは、検出された振動に応答して、これらの振動を補償するのに必要とされる、それぞれの自由度における力を確定する。次に、アクチュエータ分離ＡＤによって、力は、絶縁デバイスＩＤに含まれる能動絶縁デバイスが行使することができる力に分離される。対応する信号で表される、アクチュエータにより分離された力は、各アクチュエータＡＩＤ、即ち、能動絶縁デバイスに供給される。信号に応答して、能動絶縁デバイスＡＩＤは、剛性本体に対応する力を行使する。

図４の回路モデルは、モード分離を含む、本発明による振動絶縁システムの制御線図を示す。分離は、座標系が独立の軸を含むように座標系を変換することを意味することが留意される。例えば、センサ分離によって、検出される振動が、センサの配置及び検出に独立になる。モード分離は、対応する本体の自然モード即ち固有モードの方向に軸を有する座標系への変換である。そのため、本体の振動を、モード方向において独立な振動によって、モード座標系で表すことができる。

センサ分離ＳＤ後に、モード分離ＭＤが実施される。しかし、分離工程ＳＤとＭＤは共に１つの工程で実施され、センサ座標系からモード座標系へ直接変換し、デカルト座標系への変換を省略してもよい。

図４において、制御器Ｃは、モード分離によって確定されたモード振動に関するモード座標系において、アクチュエータが実施するそれぞれの加速を確定するように構成される。制御技法、したがって、制御器Ｃの構成は図３より簡単である。振動がモード方向に独立であるため、制御器Ｃは、入力振動を独立であるとみなしてもよく、振動を個々に補償（又は、補正）することができる。そのため、図３の制御線図とは対照的に、１つのモード方向の振動は、同じモード方向の１つの補償加速を必要とするだけである。図３では、こうした振動は、それぞれの数の（デカルト）方向に複数の補償加速を必要とする場合がある。そのため、モード分離制御方策は、他の方向の振動絶縁を低下させずに、本体の不安定な方向、即ち、自然モードを安定化させるのに非常に適している。

そのため、制御器Ｃによって確定され、アクチュエータが行使する力によって実施される補償加速は、アクチュエータ座標系へ変換される必要がある。再び、図４に示すように、これは、２つの工程、即ち、モード再結合ＭＲ、及び、その後のアクチュエータ分離ＡＤによって、或いは、両方のアクション（即ち、モード分離ＭＲ及びアクチュエ−タ分離ＡＤ）を実施する１つの工程で実施されてもよい。

機械的システムのモデル化、対応する運動方程式の確定、及び、モード分離は、参照により本明細書に組み込まれる、Ｓｕｂｒａｈｍａｎｙａｎ他著「Ａｃｔｉｖｅ Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ Ｉｓｏｌａｔｉｏｎ Ｄｅｓｉｇｎ ｆｏｒ ａ Ｐｈｏｔｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｉｃ Ｓｔｅｐｐｅｒ」Ｐｒｏｃ．６ｔｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ ｏｎ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｂｅａｒｉｎｇｓ，ｐｐ．１０−２１，１９９８に開示される。

必要とされるか、又は、所望される量の分離及び減衰を得るために、本発明による制御方法において、マス・アレイＭ及び剛性アレイＫ、又は、アレイＭ及びＫについての少なくとも、かなりよい推定値が必要とされる。こうした推定値を、おそらくは、反復法を使用して改良されるモデルから導出することができる。同様に、アレイＭ及びＫは、測定から確定してもよい。しかし、本体の自然モードがわかっているか、直接確定される場合、マス・アレイＭ及び剛性アレイＫは必要とされない。

図５は、従来技術の振動絶縁システムと、本発明による振動絶縁システムについて得られた数値結果を示す。結果は、４個の行及び６個の列で編集される。第１及び第２行は従来技術のシステムから得られ、第３及び第４行は本発明によるシステムから得られる。

一番上の行及び一番下の行は、能動振動絶縁システムのそれぞれの６自由度を表す。第１行は、従来技術のシステムの自由度についての、６つの直交する、特に、デカルトの方向（Ｘ、Ｙ、Ｒｚ、Ｚ、Ｒｘ、Ｒｙ）を示す。第４行は、本発明によるシステムの主題である本体についてのモード方向を示す。

第２及び第３行は、それぞれ、デカルト方法及びモード方向の振動に対する対応する感度を示す。第２及び第３行の線図において、水平軸は、対数スケールでのＨｚを単位とする周波数を表す。垂直軸は、ｄＢを単位とする増幅度を表し、したがって、負値は減衰を表す。それぞれの線図において、６自由度のそれぞれにおける、対応する一番上の行又は一番下の行に対応する１つの方向における振動の感度を示す６つの曲線が示される。

第２行の線図は、デカルト方向の感度を表す。ほとんどの曲線は、少なくとも１つの他の方向との結合を示す少なくとも２つのピークを示す。しかし、Ｚ及びＲｚ方向では、１つの曲線は、他の曲線より上にあり、これらの方向が他の方向と弱い結合のみを有することを示す、１つのピークのみを示す。

第３及び第６列（第３及び第４行）に示すモード方向の２つは、それぞれ、デカルトのＲｚ方向及びＺ方向に近づくことに留意されたい。これは、これらのデカルト方向が、モード方向に近く、したがって、他の方向から分離されることを示唆し、上述したこと、即ち、図５の第１及び第２行が、他のデカルト方向に関して、デカルトのＲｚ方向及びＺ方向についての弱い結合を示すことを説明する。

第３行では、それぞれの線図は、他の５つの曲線より実質的に高いところ（５０〜１００ｄＢ）にある１つの曲線を示す。さらに、これらの曲線は、１つのピークのみを示し、したがって、第４行の各列で示す方向の感度は、他の方向と実際には結合しないと結論付けられる。第４行に示すモード方向の１つの方向の振動は、別の（モードの）方向の実質的な振動を始動しない。本発明によるシステムにおいて、このモード分離は、任意の他の方向の絶縁及び減衰性能を低下させることなく、不安定な垂直自然モードを安定化するのに採用される。

本発明の特定の実施形態を先に述べたが、本発明は、述べた以外の方法で実施されてもよいことが理解されるであろう。説明は、本発明を制限することを意図しない。

本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置を示す図である。 ベース・フレーム、計量フレーム、及び投影システムを有するリソグラフィ装置を示す略図である。 従来技術の振動絶縁システムの制御方式を示す略図である。 振動絶縁システムの制御方式を示す略図である。 数値結果を示す図である。

符号の説明

ＰＢ 放射ビーム
ＩＬ 照明システム
ＭＴ マスク・テーブル
ＭＡ パターニング・デバイス
ＰＬ 投影システム
ＰＭ 第１位置決めデバイス
ＷＴ 基板テーブル
Ｗ 基板
ＰＷ 第２位置決めデバイス
ＳＯ 放射源
ＢＤ ビーム送出システム
ＡＭ 調整デバイス
ＩＮ 積分器
ＣＯ コンデンサ
Ｃ 標的部，制御器
ＩＦ 位置センサ
Ｍ１、Ｍ２ マスク・アライメント・マーク
Ｐ１、Ｐ２ 基板アライメント・マーク
ＢＦ ベース・フレーム
ＭＦ 計量フレーム
ＲＨ レチクル操作システム
ＷＨ ウェハ操作システム
ＰＳ 投影システム
ＩＤ 振動絶縁デバイス
Ｓ センサ

Claims (20)

1. 本体の振動を少なくとも部分的に減衰させ、絶縁するための振動絶縁システムであって、
   前記本体に機械的に連結する複数の能動アイソレータ・デバイスと、
   前記能動アイソレータ・デバイスを制御するように構成された制御システムとを備え、前記制御システムは、振動をモード方向に分離し、それぞれのモード方向についてモード補償信号を確定し、それぞれの能動アイソレータ・デバイスについて、それぞれのモード補償信号を能動アイソレータ制御信号内に再結合させ、前記本体の少なくとも１つの不安定な自然モードを安定化させるように構成される振動絶縁システム。
2. 前記制御システムによって安定化される前記少なくとも１つの不安定な自然モードは、ほぼ垂直に向く請求項１に記載の振動絶縁システム。
3. 前記本体は、エアマウントによってベース・フレーム上に配置される 請求項１に記載の振動絶縁システム。
4. 受動アイソレータ・デバイス及び能動アイソレータ・デバイスは、前記本体上の同じ場所で前記本体に係合する請求項１に記載の振動絶縁システム。
5. 前記本体の振動を検出する複数のセンサを備える請求項１に記載の振動絶縁システム。
6. リソグラフィ装置であって、
   放射ビームを供給するように構成された照明システムと、
   パターニング・デバイスを支持するように構成された支持体であって、前記パターニング・デバイスは、前記ビームに、ある断面パターンを与えるように構成される、支持体と、
   基板を保持するように構成された基板テーブルと、
   前記パターン化されたビームを前記基板の標的部上に投影するように構成された投影システムとを備え、前記投影システムは、計量フレームによって支持され、かつ、計量フレームに対して配置され、前記計量フレームの振動は、制御システムによって制御可能な複数の能動アイソレータ・デバイスによって少なくとも部分的に絶縁され、減衰され、前記制御システムは、振動をモード方向に分離し、それぞれのモード方向についてモード補償信号を確定し、それぞれの能動アイソレータ・デバイスについて、それぞれのモード補償信号を能動アイソレータ制御信号内に再結合させ、前記計量フレームの少なくとも１つの不安定な自然モードを安定化させるように構成されるリソグラフィ装置。
7. 前記制御システムによって安定化される前記少なくとも１つの不安定な自然モードは、ほぼ垂直に向く請求項６に記載の装置。
8. 前記投影システムは、エアマウントによって前記計量フレーム上に配置される請求項６に記載の装置。
9. 受動アイソレータ・デバイス及び能動アイソレータ・デバイスは、前記投影システム上の同じ場所で前記投影システムに係合する請求項６に記載の装置。
10. 前記投影システムの振動を検出する複数のセンサをさらに備える請求項１に記載の装置。
11. 本体の振動を少なくとも部分的に絶縁し、減衰させるための振動絶縁方法であって、
    前記本体の振動を検出すること、
    前記検出された振動をモード方向に分離すること、
    それぞれのモード方向についてモード補償信号を確定すること、
    前記本体に機械的に連結する複数の能動アイソレータ・デバイスのそれぞれについて、前記モード補償信号を能動アイソレータ制御信号に再結合させること、及び、
    前記能動アイソレータ制御信号を前記各能動アイソレータ・デバイスに供給することを含み、前記本体の少なくとも１つの不安定な自然モードが安定化される振動絶縁方法。
12. 安定化される前記少なくとも１つの不安定な自然モードは、ほぼ垂直に向く請求項１１に記載の方法。
13. 前記本体は、エアマウントによってベース・フレーム上に配置される請求項１１に記載の方法。
14. 受動アイソレータ・デバイス及び能動アイソレータ・デバイスは、前記本体上の同じ場所で前記本体に係合する請求項１１に記載の方法。
15. 前記本体の振動は、複数のセンサによって検出される請求項１１に記載の方法。
16. デバイスを製造する方法であって、
    基板を設ける工程と、
    パターン化された放射ビームを前記基板の標的部上へ投影する工程とを含み、前記パターン化された放射ビームの投影を実施するシステム内の妨害振動は、
    前記投影システムの振動を検出すること、
    前記検出された振動を前記投影システムのモード方向に分離すること、
    それぞれのモード方向においてモード補償信号を確定すること、
    前記投影システムに機械的に連結する複数の能動アイソレータ・デバイスのそれぞれについて、前記モード補償信号を能動アイソレータ制御信号内に再結合させること、及び、
    前記能動アイソレータ制御信号を前記各能動アイソレータ・デバイスに供給することによって防止され、前記投影システムの少なくとも１つの不安定な自然モードが安定化されるデバイスを製造する方法。
17. 前記制御システムによって安定化される前記少なくとも１つの不安定な自然モードは、ほぼ垂直に向く請求項１６に記載の装置。
18. 前記投影システムは、エアマウントによって計量フレーム上に配置される請求項１６に記載の装置。
19. 受動アイソレータ・デバイス及び能動アイソレータ・デバイスは、前記投影システム上の同じ場所で前記投影システムに係合する請求項１６に記載の装置。
20. 前記投影システムの振動は、複数のセンサによって検出される請求項１６に記載の方法。

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