JP2006179930A - リソグラフィ装置及びデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】可動光学要素を含む投射システムを含むリソグラフィ装置を提供する。
【解決手段】可動光学要素Ｍ４は、可動光学要素の変位によって、投射システムによって投射される放射ビームの位置量に影響を与えることが可能である。可動光学要素の位置量に影響を与えるために、光学要素アクチュエータＡＣＴを駆動する制御デバイスＣｏｎが設けられ、それによって、投射システムによって投射される放射ビームの位置量に影響が与えられる。制御デバイスは、投射システムによって投射される放射ビームを基板に対して位置決めするか、又は、投射システムに対する任意のタイプの外乱によって引き起こされる、投射システムによって投射される放射ビームの位置量を補正するために、可動光学要素を移動させるようになっている。
【選択図】図２

Description

本発明は、リソグラフィ装置及び方法に関する。

リソグラフィ装置は、基板上、通常、基板の標的部分上に所望のパターンを塗布する機械装置である。リソグラフィ装置は、例えば、集積回路（ＩＣ）の製造で使用することができる。この状況では、別法として、マスク又はレチクルと呼ばれるパターニング・デバイスを使用して、ＩＣの個々の層上に形成される回路パターンを生成されてもよい。このパターンは、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）標的部分上に転写されることができる。パターンの転写は、通常、基板上に設けられた放射に敏感な材料（レジスト）の層上にイメージングすることによる。一般に、単一基板は、連続してパターニングされる隣接する標的部分のネットワークを収容するであろう。従来のリソグラフィ装置は、標的部分上に全体のパターンを一度に露光することによって、それぞれの標的部分が照射される、いわゆる、ステッパ、及び、放射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、それぞれの標的部分が照射される、いわゆる、スキャナを含む。パターンを基板上にインプリントすることによって、パターニング・デバイスからパターンを基板に転写することも可能である。

リソグラフィ装置は、パターン化放射ビームを基板上に投射する投射システムを含む。投射システムは、ミラー又はレンズ等の光学要素を含んでもよい。投射システムは、パターン化放射ビームを基板の標的部分上に投射することを可能にする。基板上に投射されるパターンの精度及び分解能が毎年向上するため、投射システムに関する要求も増加する。
従来の投射システムに関連する困難さは、投射システムの出力ビームの位置、したがって、基板に対するイメージの位置は、例えば、リソグラフィ装置の振動、投射システムの光学部品又は他の部品の公差、膨張等の熱作用を引き起こす温度偏差、関係する１つ又は複数のセンサのドリフト、及び他の原因による、裕度を示すことである。投射システムの出力ビームの位置に影響を与えるさらなる因子は、光源の位置決め誤差又はパターニング・デバイスの位置決め誤差を含み、これらの誤差もまた、投射システムの出力ビームの位置決め誤差をもたらす場合がある。

こうした誤差を補償する１つの方法は、基板の変位による、したがって、基板（の一部（ｐａｒｔ））を照射する投射システムの出力ビームの位置誤差を補償するために、基板を変位させることによるであろう。しかし、こうした解決策は、投射システムの出力ビームの任意の位置決め誤差を補償するための基板の位置決めは、基板の変位並びに基板が保持される基板テーブルを必要とすることから、遅いため、部分的に有効であるだけである可能性があり、この解決策は、かなりの質量を有する部品の位置決め（したがって、加速及び減速）に結び付けられる。

望ましいのは、投射システムによって投射される放射ビームの位置決め性能を向上させることである。

本発明の実施例によれば、放射ビームを基板の標的部分上に投射するように構成された投射システムを含むリソグラフィ装置が提供され、投射システムは、可動光学要素であって、投射システムによって投射される放射ビームの位置量に、可動光学要素の変位によって影響を与える可動光学要素を含み、光学要素は光学要素アクチュエータによって移動し、リソグラフィ装置は、投射システムによって投射される放射ビームの位置量に影響を与えるために、光学要素アクチュエータを駆動するように光学要素アクチュエータに動作可能に接続された、投射システム制御デバイス又は投射システム・コントローラをさらに含む。

本発明の実施例によれば、放射ビームを基板の標的部分上に投射するように構成された投射システムを含むリソグラフィ装置が提供され、投射システムは、投射システムの光学経路を少なくとも部分的に確定する２つの光学要素を含み、光学要素の一方の位置量は、制御ループによって制御可能であり、リソグラフィ装置は、フィードフォワード制御デバイスを含み、フィードフォワード制御デバイスは、２つの光学要素の一方の光学要素の制御ループ内の信号に動作可能に接続されるフィードフォワード制御デバイス入力、及び、一方の光学要素の制御ループ内の信号に基づいて、他方の光学要素の位置量に影響を与えるために、アクチュエータに動作可能に接続されるフィードフォワード制御出力を有する。

本発明の実施例によれば、投射システムによって、放射ビームを基板の標的部分上に投射することを含むデバイス製造方法が提供され、この方法は、投射システムによって投射される放射ビームの位置量に影響を与えるために、投射システムの可動光学要素の位置量を制御することを含む。

本発明の実施例によれば、投射システムによって、放射ビームを基板の標的部分上に投射することを含むデバイス製造方法が提供され、投射システムは、投射システムの光学経路を少なくとも部分的に確定する２つの光学要素を含み、光学要素の一方の位置量は、制御ループによって制御され、その方法には、制御ループの信号に基づいて、光学要素の他の光学要素の位置量に影響を与えることを含む。

本発明の実施例は、ここで、添付概略図面を参照して、例としてだけ述べられるであろう。図面では、対応する参照記号は対応する部品を示す。

図中、同一の参照及び記号は同一又は類似の用語を指す。

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す。装置は、放射ビームＢ（例えば、ＵＶ放射又はＥＵＶ放射）を調整するように構成された照射システム（照射器）ＩＬ、及び、パターニング・デバイス（例えば、マスク）ＭＡを支持するように構成され、一定のパラメータに従ってパターニング・デバイスを正確に位置決めするように構成された第１ポジショナＰＭに接続された支持体構造（例えば、マスク・テーブル）ＭＴを含む。装置はまた、基板（例えば、レジストをコーティングしたウェハ）Ｗを保持するように構成され、一定の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ポジショナ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、パターニング・デバイスＭＡによって放射ビームＢに与えられたパターンを、基板Ｗの標的部分Ｃ（例えば、１つ又は複数のダイを含む）上に投影するように構成された投射システム（例えば、屈折投射レンズ系）ＰＳを含む。

照射システムは、放射を誘導し、成形し、又は制御するための、屈折、反射、磁気、電磁気、静電等の種々のタイプの光学部品か、他のタイプの光学部品か、又は、それらの任意の組み合わせを含んでもよい。

支持体構造は、パターニング・デバイスの重量を支持する、即ち、搭載する。支持体構造は、パターニング・デバイスの向き、リソグラフィ装置の設計、及び、例えば、パターニング・デバイスが真空環境内で保持されるか否か等の他の条件に応じるように、パターニング・デバイスを保持する。支持体構造は、パターニング・デバイスを保持するために、機械式、真空式、静電式、又は他の締付け技法を使用することができる。支持体構造は、例えば、必要である場合には固定されるか又は可動であってもよく、フレーム又はテーブルであってもよい。支持体構造は、パターニング・デバイスが、例えば、投射システムに対して所望の位置にあることを確実にしてもよい。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、「パターニング・デバイス」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「パターニング・デバイス」という用語は、基板の標的部分にパターンを作成するため等で、放射ビームに、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。例えば、パターンが位相シフト特徴部、即ち、いわゆる補助特徴部を含む場合、放射ビームに与えられるパターンは、基板の標的部分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、放射ビームに与えられるパターンは、集積回路等の、標的部分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、透過式か、又は、反射式であってよい。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・アレイの実施例は、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。傾斜したミラーは、ミラー・マトリクスによって反射される放射ビームのパターンに影響を与える。

本明細書で使用される「投射システム」という用語は、使用される露光放射、或いは、浸漬液体の使用、又は、真空の使用等の、他の因子に適切である、屈折式、反射式、反射屈折式、磁気式、電磁式、及び静電式光学系、又は、それらの任意の組み合わせを含む、任意のタイプの投射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、「投射レンズ」という用語の任意の使用は、「投射システム」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。

ここで示すように、装置は反射タイプ（例えば、反射式マスクを採用する）である。別法として、装置は、透過タイプ（例えば、透過マスクを採用する）であってもよい。

リソグラフィ装置は、２つ（２重ステージ）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もよい。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、投射システムと基板の間の空間を充填するために、基板の少なくとも一部が、比較的高い屈折率を有する液体、例えば、水によって覆われることができるタイプであってもよい。浸漬液体は、例えば、マスクと投射システムの間の、リソグラフィ装置の他の空間に適用されてもよい。投射システムの開口数を増加するための浸漬技法は、当技術分野でよく知られている。本明細書で使用される「浸漬」という用語は、基板等の構造が、液体に浸らねばならないことを意味するのではなく、むしろ、露光中に、液体が投射システムと基板の間にあることを意味するだけである。

図１を参照すると、照射器ＩＬは、放射源ＳＯからの放射ビームを受け取る。例えば、放射源がエキシマ・レーザである時、放射源及びリソグラフィ装置は、別々の実体であってもよい。こうした場合、放射源は、リソグラフィ装置の一部（ｐａｒｔ）を形成するとは考えられず、放射ビームは、例えば、適した誘導ミラー及び／又はビーム・エキスパンダを含むビーム送出システムＢＤ（図１に示さず）を使用して、放射源ＳＯから照射器ＩＬへ送られる。他の場合では、例えば、放射源は水銀ランプである時、放射源は、リソグラフィ装置と一体の部品であってよい。放射源ＳＯ及び照射器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。

照射器ＩＬは、放射ビームの角度強度分布を調整するための調整器ＡＤ（図１に示さず）を含んでもよい。一般に、照射器の瞳面内の、少なくとも外部及び／又は内部の放射方向の強度分布の程度（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、照射器ＩＬは、一般に、積分器ＩＮ及びコンデンサＣＯ（図１に示さず）等の種々の他の部品を含む。照射器は、放射ビームの断面において所望の均一性及び強度分布を有するように、放射ビームを調節するのに使用されてもよい。

放射ビームＢは、支持体構造（例えば、マスク・テーブルＭＴ）上に保持される、パターニング・デバイス（例えば、マスクＭＡ）上に入射し、パターニング・デバイスによってパターニングされる。マスクＭＡ上で反射した後、放射ビームＢは、投射システムＰＳを通過し、投射システムＰＳは、基板Ｗの標的部分Ｃ上にビームを収束させる。第２ポジショナＰＷ及び位置センサＩＦ２（例えば、干渉デバイス、リニア・エンコーダ又は容量性センサ）を使用して、基板テーブルＷＴは、例えば、放射ビームＢの経路内で異なる標的部分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ポジショナＰＭ及び別の位置センサＩＦ１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、放射ビームＢ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、マスク・テーブルＭＴの移動は、第１ポジショナＰＭの部品を形成する、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てもよい。同様に、基板テーブルＷＴの移動は、第２ポジショナＰＷの部品を形成する、ストロークの長いモジュールとストロークの短いモジュールを使用して実現されてもよい。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。示される基板アライメント・マークは、専用の標的部分を占めるが、標的部分どうしの間の空間内に位置してもよい（これらは、スクライブ・レーン・アライメント・マークとして知られる）。同様に、２つ以上のダイがマスクＭＡ上に設けられる状況では、マスク・アライメント・マークは、ダイの間に位置してもよい。

示す装置を、以下のモードのうちの少なくとも１つで使用することができるであろう。

ステップ・モード：マスク・テーブルＭＴ及び基板テーブルＷＴは、放射ビームに与えられる全体のパターンが、標的部分Ｃ上に１度で投射される間、実質的に固定したままにされる（即ち、単一静的（ｓｔａｔｉｃ）露光）。基板テーブルＷＴは、その後、異なる標的部分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分Ｃのサイズを制限する。

スキャン・モード：マスク・テーブルＭＴ及び基板テーブルＷＴは、放射ビームに与えられるパターンが、標的部分Ｃ上に投射される間、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、投射システムＰＳの（縮小率）拡大率及びイメージ反転特性によって決まる場合がある。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分の（走査しない方向の）幅を制限し、走査運動の長さは、標的部分の（走査方向の）高さを決める。

別のモード：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、放射ビームに与えられるパターンが、標的部分Ｃ上に投射される間、移動する、又は、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、必要とされる場合に更新される。この動作モードは、先に参照したタイプのプログラム可能なミラー・アレイ等の、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されることができる。

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が採用されてもよい。

図２は、リソグラフィ装置の投射システムＰＳの詳細図を示す。この実施例では、投射システムは、複数のミラー、この例では、Ｍ１、…、Ｍ４で示す４つのミラーを含む。投射システムの到来ビームは、支持体構造ＭＴによって保持されたパターニング・デバイスの適当な部分で反射した後、投射システムに入り、投射システムを出るために、ミラーＭ１、Ｍ２、Ｍ３、及びＭ４によって連続して反射され、基板テーブルＷＴによって保持された基板Ｗの一部を照射する。実用的な実施態様では、基板Ｗを照射する放射は、単一ビーム（ビーム・リソグラフィ用途におけるような）を含んでもよく、パターン化イメージ（例えば、マスク、レチクル等のようなパターニング・デバイスＭＡによってパターン化された）を含んでもよい。図２に示す実施例では、支持体（マスク・テーブル等）ＭＴは、投射システムＰＳの上に位置決めされるが、同様に、マスク・テーブルＭＴが異なる位置に位置決めされる、図１に示す構成等の他の構成もまた可能である。しかし、当業者は、以下で概説する原理を理解するであろう。本発明の実施例によれば、ミラーの１つ又は複数、この実施例では、特に、ミラーＭ４は、アクチュエータＡＣＴによって可動である。アクチュエータは、電気又は空気圧モータ、又は圧電素子等のような位置アクチュエータを含んでもよい。アクチュエータは、アクチュエータＡＣＴを駆動するようになっている、位置決めシステム制御デバイスＣｏｎ又は位置決めシステム・コントローラによって駆動される。ミラーＭ４の位置を変えることによって、基板Ｗ上の、投射システムＰＳによって投射されるパターン化ビームの位置が変わることになる。図２に示す図では、ミラーＭ４の時計方向への回転は、投射システムＰＳによって投射されるパターン化ビームＯＢの、図面の平面における左への変位を引き起こす可能性があり、一方、ミラーＭ４の反時計方向への回転は、基板Ｗ上への出力ビームＯＢの、図面の平面における右への変位を引き起こすことになる。図２に示す実施例では、ミラーＭ４は、可動光学要素を形成するが、投射システムＰＳの任意の他の要素が、例えば、ミラーＭ１〜Ｍ３のうちの任意のミラーのような、可動光学要素を形成することも可能である。ミラーＭ１〜Ｍ４は共に、投射システムに入るビームがそれに沿って伝播する光学経路を規定する。この実施例ではミラーＭ１〜Ｍ４によって規定される光学経路に沿って、投射システムＰＳの出力の近く、したがって、基板Ｗに近い光学経路に沿って位置する可動光学要素を利用する利点は、一般に、このミラーの感度が高いことである。即ち、このミラーは、大きな有効域を有し、したがって、ミラーのわずかの傾斜が、基板に対する、出力ビームのかなり大きな平行移動を引き起こす。別法として、他のミラーＭ１〜Ｍ３の任意のミラー（即ち、一般的な用語で、任意の光学要素）もまた、使用することができるが、こうしたミラーの感度が低いことは、ミラーのより大きな傾斜を必要とすることとなり、より大きな傾斜は、より小さい有効域に関連する。以下では、投射システムによって投射されるパターン化ビームは、つまり、出力ビームＯＢによって指示される。ミラーＭ４の変位の感度が高いために、ミラーＭ４のわずかの変位のみが必要とされ、したがって、高速な補正が可能となり、その変位が比較的小さいため、ミラーＭ４の変位による、振動、ショック又は他の機械的外乱をほとんど導入しない。リソグラフィ装置はさらに、投射システムを通る照準線を確定するために、光学センサ、この実施例では、照準線センサＬＯＳを含んでもよい。光学センサは、投射システムによって投射されるパターン化放射ビームの位置を示す位置信号を提供する。光学センサは、投射システム制御デバイスＣｏｎ又は投射システム・コントローラに動作可能に接続される（点線で示す）。投射システム制御デバイスＣｏｎは、位置センサ（この実施例では、照準線センサＬＯＳ）によって提供される位置信号に依存してアクチュエータＡＣＴを駆動するようになされる。光学センサは、投射システムＰＳ自体に対してか、基板テーブルＷＴに対してか、又は、図２に概略的に示す計量フレームＭＦ等の任意の他の基準に対して、出力ビームＯＢの位置を示す位置信号を提供してもよい。位置信号を提供されると、投射システム制御デバイスＣｏｎ又は投射システム・コントローラは、出力ビームＯＢが所望の位置で投射システムＰＳを出るように、ミラーＭ４を位置決めするようにアクチュエータＡＣＴを駆動することができる。所望の位置は、投射システムに対してか、基板テーブルＷＴに対してか、計量フレームＭＦに対してか、又は、任意の他の基準に対しての所望の位置であってよい。リソグラフィ装置はさらに、計量フレームＭＦ等の基準に対して投射システムの位置を測定する投射システム位置測定デバイスを含んでもよい。さらに、リソグラフィ装置は、計量フレームＭＦ又は任意の他の適当な基準に対して、基板テーブルＷＴの位置を測定する基板テーブル位置測定システムを含んでもよい。実用的な実施例では、照準線センサＬＯＳが、計量フレームＭＦに機械的に接続されるため、照準線センサは、計量フレームに対する出力ビームＯＢの位置を示す位置信号を提供する。計量フレームに対する基板テーブルＷＴの位置はまた、基板テーブル位置決めシステム（図示せず）によって測定される時に知られているため、可動光学要素、この実施例では、ミラーＭ４の位置を設定することによる本発明に従って、基板テーブルＷＴの位置に対する出力ビームＯＢの位置のいずれの偏差も、それに応じて、補正することができる。そのため、出力ビームＯＢの位置誤差を補正するために、基板テーブルＷＴを変位させる代わりに、可動光学要素の位置が補正され、その補正は、ミラーＭ４又は任意の他の適当な光学要素の質量が、最も実用的な実施例では、基板テーブルＷＴの質量より小さいために、著しく高い帯域での補正を可能にすることができる。光学要素（この実施例では、ミラーＭ４等）の変位が回転を含む実施例では、さらなる利点が存在するようになり、それは、光学要素の回転が、平行移動と比較してずっと小さい力を必要とすることである。平行移動は、平行移動される光学要素に対する力の印加を含み、力は、光学要素にその質量の加速度を掛けたものに等しい（ニュートンの法則に従う）。しかし、回転は、回転される光学要素の中心に対する、より小さい力の印加を伴う。さらに、光学要素の回転は、光の入射角、並びに、光の出射角を変え、したがって、出力ビームの変位に対する２重の作用を有する。結果として、出力ビームの変位に対する同じ作用を達成するために、光学要素の回転は、平行移動よりずっと小さい力を必要とした。さらなる利点は、実用的な実施形態では、光学要素（ミラーＭ４等）は、基板テーブルより高い動的内部剛性を含むことである。そのため、出力ビームの任意の変位を補償するための、ミラーの位置決めは、変位を補償するための、基板テーブルの位置決めより速い速度（又は、例えば、より積極的な制御ループ）で実施される可能性がある。

制御デバイスＣｏｎ又はコントローラとアクチュエータＡＣＴ間、並びに、制御デバイスＣｏｎと照準線センサＬＯＳ間の接続は、アナログ接続（例えば、電気アナログ線）又は任意のタイプのデジタル接続（例えば、多重化されたバス構造等）等の、任意のタイプの適当な接続を含んでもよい。

照準線センサは、参照により本明細書に組み込まれる同時係属中の米国特許出願第２００４／０１８９９６６号に記載されるようなセンサを含んでもよい。

センサ（照準線センサ又は任意の他のセンサ）は、任意の基準に対する位置信号を提供することができる。こうした基準の実施例は、計量フレーム、投射システム、基板テーブル等を含む。制御デバイス又はコントローラが、センサによって提供される位置信号に依存して光学要素アクチュエータを駆動するようになされている実施例では、したがって、投射システムによって投射される放射ビームの位置決めは、任意のこうした基準に対して行うことができる。

投射システムの出力ビームの位置に影響を与えることが可能である可動光学要素を含む投射システムは、参照により本明細書に組み込まれる、Ｋ．Ａ． Ｇｏｌｄｂｅｒｇ等著「ＥＵＶ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ ａｎｄ Ｔｅｓｔｉｎｇ ｏｆ ａ Ｆｏｕｒ−Ｍｉｒｒｏｒ Ｒｉｎｇ Ｆｉｅｌｄ ＥＵＶ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ」ＥＩＰＢＮ ２０００， ＥＵＶ Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ， ＃１７２に記載される。本明細書で言及される可動光学要素は、本明細書に記載される実施例の代わりに、又は、それに加えて、参照される文献に記載される任意の可動光学要素を含んでもよい。

図３ａ〜３ｃは、本発明の実施例による、制御ループを示し、投射システム制御デバイスＣｏｎ又は投射システム・コントローラ、位置アクチュエータＡＣＴ、可動光学要素Ｍ４、及び照準線センサＬＯＳによって確立される制御ループの概略実施例を提供する。

図３ａは、コントローラＣ、Ｐ_ｍで概略的に示される可動光学要素、及び２つのフィードバック経路を含む制御ループを示す。コントローラＣは、図２を参照して示し、述べられる投射システム制御デバイスＣｏｎ又は投射システム・コントローラを含み、図３ａのＰ_ｍは、アクチュエータＡＣＴ、及び、可動光学要素、この実施例ではミラーＭ４を含む。品目Ｐ_ｍはさらに、照準線センサＬＯＳ、及び、可動光学要素、この実施例ではミラーＭ４の位置を検知する位置センサを含んでもよい。このセンサは図２には示されない。図３ａの設定点Ｓは、図３ａにおいて、ミラーＭ４の基準位置等の位置量を示す設定点値を備える。第１フィードバック経路は、伝達関数Ｈ_ｍによってミラーの位置を検知する位置センサの出力信号Ｘ_{ｍｉｒｒｏｒ}からコントローラＣに延びる。第２フィードバック経路は、変換Ｔ_ＬＯＳ及び伝達関数Ｈ_ＬＯＳによって照準線センサの出力信号Ｘ_ＬＯＳからコントローラＣに延びる。変換Ｔ_ＬＯＳは、照準線センサの出力信号によって提供される１つ又は複数の座標を角度情報に変換する。２重フィードバック経路によって、過剰決定された制御システムが作成されている場合がある。２重制御ループ間の干渉は、フィルタＨ_ＬＯＳ及びＨ_ｍの伝達関数の適当な選択によって防止される。Ｈ_ｍの伝達関数は、ローパス・フィルタを含んでもよいが、Ｈ_ＬＯＳの伝達関数は、ハイパス・フィルタを含んでもよい。又は、その逆である。こうしたフィルタリングは、アナログ方式で、又は、記述された周波数特性を有するデジタル・フィルタを利用して実施されてもよい。しかし、こうした所望の特性は、フィードバック経路の一方の経路を、フィードバック経路の他の経路よりかなり低いサンプル周波数で実行させることによって得られることも可能である。これは、単純な実施態様につながるだけでなく、例えば、マイクロプロセッサ又は他の数値デバイスを含む、数値実施態様における処理負荷を軽減する。別法として、図３ａに示すフィードバック経路の一方の経路がソフトウェアで実施されるが、他の経路がハードウェアで実施されることが可能である。そのため、図３ａに示す構成は、実施態様の柔軟な方法を提供する。

図３ａは、並びに、以下で述べることになる図３ｂ及び図３ｃは、それぞれ、組み合わされた制御システムの実施例を提供する。ミラーの位置が変更される場合、投射システムの伝達特性が変化するため、Ｘ_ＬＯＳが変化する。そのため、ミラーの位置の変化は、Ｘ_ＬＯＳの出力信号の変化並びに出力信号Ｘ_{ｍｉｒｒｏｒ}の変化に反映されることになる。図３ａ〜３ｃに述べる制御システムは、それぞれ、制御ループへのこの依存性に対処することができる解決策を提供する。

図３ｂは、図３ａに関して修正された制御ループを示す。出力信号Ｘ_ＬＯＳは、図３ａの変換Ｔ_ＬＯＳと同じであってよい変換Ｔ_ＬＯＳにつながる。その後、変換Ｔ_ＬＯＳの出力信号並びにミラーＸ_{ｍｉｒｒｏｒ}の位置は、共に、伝達関数Ｈ_Ｓによって表される伝達部に提供される。伝達関数Ｈ_Ｓは、２入力伝達関数を含む。伝達関数Ｈ_Ｓは、ハードウェア・フィルタを含んでもよく、ソフトウェアで実施されてもよい。図３ａを参照すると、Ｈ_Ｍの伝達関数とＨ_ＬＯＳの伝達関数は異なってもよく、例えば、１つの伝達関数はローパス・フィルタ特性を含むが、他の伝達関数はハイパス・フィルタ特性を含むことが述べられた。同様に、図３ｂのＨ_Ｓの伝達関数は、入力に応じて変わってもよく、即ち、入力Ｘ_{ｍｉｒｒｏｒ}から出力への伝達関数は、例えば、ローパス・フィルタ特性を含んでもよいが、変換された照準線情報からの伝達関数は、ハイパス・フィルタ特性を含んでもよく、又は、その逆である。図３ａに示す構成と比較して、図３ｂに示す構成の利点は、図３ｂの構成が、実施するのがより単純であることである。

図３ｃは、図３ａ及び図３ｂに示す制御ループについてのさらに別の代替を示す。図３ｃでは、照準線センサによって提供される信号Ｘ_ＬＯＳはまた、図３ａ及び図３ｂに示す変換Ｔ_ＬＯＳと同じであってよい変換Ｔ_ＬＯＳに提供される。制御ループにおける過剰決定を回避するために、信号Ｘ_{ｍｉｒｒｏｒ}は、最大で、４自由度の信号を含む。そのため、２自由度を含む信号Ｘ_ＬＯＳが付加され、したがって、過剰決定系をもたらす、６自由度の信号Ｘ_{ｍｉｒｒｏｒ}を提供する代わりに、２自由度に関する情報が、信号Ｘ_{ｍｉｒｒｏｒ}内から除去したままにされる。実用的な実施態様では、信号Ｘ_ＬＯＳは、ミラーＭ４の２つの回転軸に対する回転情報を含む。過剰決定を防止するために、信号Ｘ_{ｍｉｒｒｏｒ}は、最大で４自由度を含み、例えば、信号Ｘ_ＬＯＳによって提供される２つの軸の周りのミラーの回転情報を含まない。図３ｃを参照して示し、述べられる構成の利点は、Ｘ_{ｍｉｒｒｏｒ}及びＸ_ＬＯＳによって提供される情報の一部をフィルタリング除去するための、２入力フィルタＨ_Ｓがもはや必要とされず、かつ、より少ないセンサが必要とされるため、より単純な実施態様が可能になることである。図３ｃに示す構成では、フィードバック経路（図示せず）に、さらなるフィルタが含まれてもよい。

要約すると、図３ａ〜３ｃに示す制御ループの実施例はそれぞれ、投射システムの出力ビームが、投射システムを、基準に関して所定の位置にあるようにするように、可動光学要素を位置決めしようとするであろう。所定の位置は、設定点入力Ｓに提供される信号によって影響を受ける。図２を参照して述べるように、照準線センサ（又は、任意の他の適当なセンサ）は、投射システム、又は、例えば、計量フレームＭＦに関する位置情報を提供してもよい。図３ａ〜３ｃに述べる制御ループにおいて、照準線センサが、投射システム自体に関する位置情報を提供する場合、制御ループは、投射システム自体に関して出力ビームを制御する傾向があることになり、照準線センサが、基準としての計量フレームに関して位置情報を提供する場合、図３ａ〜３ｃに示す制御ループは、計量フレームに関して出力ビームの位置を制御しようとすることになる。

投射システムと計量フレームの間の距離測定、及び、基板テーブルと計量フレームの間の距離測定によって提供される付加的な可能性は、図４を参照してさらに説明される。図４に示す、リソグラフィ装置の一部の高レベル略図では、投射システムＰＳと計量フレームＭＦの間の距離を測定する第１距離測定システムが示され、距離はＡで指示され、距離測定システムはＤＭ_Ａによって指示される。同様に、基板テーブルＷＴと計量フレームＭＦの間の距離Ｂを測定する第２距離測定システムＤＭ_Ｂが示される。距離測定システムＤＭ_Ａ及びＤＭ_Ｂによって提供される距離情報は、投射システム制御デバイスＣｏｎ又は投射システム・コントローラに提供される。それぞれの距離測定システムによって測定される距離Ａ及びＢは、それぞれ、制御デバイスＣｏｎに別々に提供されることが可能であるが、距離情報は、例えば、差分によって組み合わされ、距離Ａと距離Ｂの差が制御デバイスＣｏｎに提供されることも想像できる。そのため、投射システム制御デバイスＣｏｎ又は投射システム・コントローラは、おそらく、測定された距離Ａと共に、測定された距離Ｂによって示される基板の検出位置に関する情報を提供される。図４に示すように、制御デバイスＣｏｎはさらに、以下で位置設定点として指示される、位置情報設定点入力ＰＳＰを含む。位置設定点ＰＳＰは、制御デバイスＣｏｎに基板の位置設定点情報を提供する。位置設定点情報は、基板テーブルＷＴの所望の位置を含んでもよいが（投射システムＰＳに対して基板テーブルＷＴを位置決めすることは、投射システムのパターン化出力ビームに対して基板Ｗを位置決めすることをもたらすであろう）、パターン化出力ビームの所望の位置等の別の位置情報を含んでもよい。そのため、位置設定点情報は、出力ビームが基板をそこで照射する所望の位置を示す位置情報を提供する。アクチュエータＡＣＴ、可動ミラーＭ４、及び照準線センサＬＯＳの説明のために、図２が参照される。位置設定点入力ＰＳＰを使用して、位置情報は、制御デバイスＣｏｎに提供される。位置設定点は、基板Ｗに対する出力ビームＯＢの位置に関する設定点情報を提供するか、又は、任意の他の位置関連情報を提供する。例えば、万一、基板の実際の位置（測定システムＤＭ_Ｂによって測定される）が、位置設定点入力ＰＳＰに供給される位置情報と一致しない場合、本発明に従って、制御デバイスＣｏｎは、アクチュエータＡＣＴを駆動して、出力ビームＯＢの位置が基板Ｗの位置誤差を補正するよう修正されるように、ミラーＭ４を位置決めする。最新の技術水準によれば、基板テーブルＷＴは、長いストロークとして一般に指示される粗い位置決めシステム（即ち、ストロークの長いアクチュエータを含む位置決めシステム）、及び、短いストロークとして一般に指示される精密な位置決めシステム（即ち、ストロークの短いアクチュエータを備える）によって位置決めされる。そのため、基板テーブルの粗い位置決めは、ストロークの長いアクチュエータ及び関連する位置決めシステムによって提供されるが、精密な位置決めは、ストロークの短いアクチュエータによって提供される。図４を参照して述べるセットアップは、ここで、図４を参照して述べるように、出力ビームＯＢの位置決めによって、ストロークの短いアクチュエータとストロークの長いアクチュエータの位置決め機能の一部、又は、位置決め機能の全体に取って代わることを可能にする。ストロークの短いアクチュエータ及び関連する位置決めシステムによってその時実施される精密な位置決めは放棄されてもよく、したがって、ストロークの長いアクチュエータ及び関連する位置決めシステムを利用して、基板の粗い位置決めのみが提供され、基板テーブルの精密な位置決め機能は、図４を参照して述べたように、ミラーＭ４の位置決めによって達成され、したがって、基板Ｗを出力ビームＯＢに対して精密に位置決めする代わりに、出力ビームＯＢが基板Ｗに対して効果的に（ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ）精密位置決めされることが考えられる。ミラーＭ４を位置決めすること、したがって、基板テーブルＷＴの精密な位置決めを置き換えるために、出力ビームを位置決めすることの利点は、ミラーＭ４の（又は、別の適当な光学要素の）質量が、基板Ｗを保持する基板テーブルＷＴの質量より一般に小さく、したがって、かなり高速な位置決めを可能にし、また、かなり高い周波数帯域内での任意の位置決め外乱を消すことを可能にすることである。同様に、先に述べ、平行移動の代わりに回転に関連し、変位されるミラーの動的剛性に関連する他の利点もまた当てはまる。ミラーＭ４の変位は、投射システムＰＳの光学イメージングの変化、即ち、投射システムＰＳの光学伝達特性の変化を効果的にもたらすため、ミラーＭ４の位置の変化による投射システムの修正された伝達特性のために、基板Ｗが出力ビームＯＢによって照射される場所において、基板Ｗが投射システムＰＳの焦点面内にない状況が起こる場合がある。さらに、ミラーＭ４の位置の変化によって、他の光学作用が起こるであろう。同様に、ミラーＭ４の基準位置からの変位によって、ミラーＭ４から基板Ｗまでの光学経路長の変化が起こるであろう。これを補償するために、マスク・テーブルＭＴ（及び、おそらく、同様に、１つ又は複数の他のミラー等の他の要素）の変位を提供することが可能であり、したがって、効果的に、マスクＭＡを変位させる。これを達成するために、マスク・テーブルＭＴを変位させる適当な位置アクチュエータ（図４には示さず）、並びに、適当な位置制御システム（同様に、図４には示さず）が含まれるであろう。そのため、投射システムＰＳの光出力パラメータを変更するミラーＭ４の変位は、マスクＭＡを変位させるマスク・テーブルＭＴの適切な変位によって補償されてもよい。現在の、一般的な実施態様では、投射システムは、４：１投射システムを備え、その場合、マスク・テーブルＭＴの変位及び基板テーブルＷＴの変位（又は、その代わりに、匹敵する作用を有するミラーＭ４の変位）は、互いに、関連する４：１の関係にあることになる。

図５は、図４を参照して示し、述べられる制御システムの記号制御方式（ｓｃｈｅｍｅ）を示す。制御方式は、コントローラＣ_{ｍｉｒｒｏｒ}並びにその伝達関数がＰ_ｍで概略的に指示されるアクチュエータ及び可動ミラーＭ４、並びに、伝達関数Ｈ_ｍ及び変換Ｔ_ＬＯＳが付加される伝達関数Ｈ_ＬＯＳをそれぞれ含む２つのフィードバック経路からなる第１部分（ｐａｒｔ）を備える。この第１部分は、実質的に、図３ａに示す制御方式に対応する。この部分はまた、図３ｂ及び図３ｃに示す制御方式によってそれぞれ置き換えられるであろう。図５に示す制御方式はさらに、ウェハ・ステージ位置コントローラＣ_ｗｓ、及び、その伝達関数がＰ_ＷＳで概略的に指示される、ウェハ・ステージ・アクチュエータとウェハ・ステージを足したものを含む第２部分を含む。第２部分は、ウェハ・ステージ設定点入力においてウェハ・ステージ設定点ＷＴＳＰ情報を提供される。そのため、図５に示す制御方式の第１部分は、図３ａ〜３ｃを参照して述べた方法と同様な方法で可動ミラーＭ４を制御し、一方、第２部分は、当技術分野で知られている、基板テーブルの位置を制御する位置制御システムを含む。図５に示す制御方式はさらに、第２部分から第１部分への経路を含む。この経路は、基板テーブル制御ループの誤差信号、即ち、コントローラＣ_ｗｓの入力で始まる。経路は、基板テーブル位置制御ループ（即ち、第２部分）の誤差信号から可動ミラーＭ４のアクチュエータへのアクチュエータ・フィードフォワード経路を含み、この経路は、Ｔ_ｗｓ及びＨ_ｗｓｆｆによって形成される。このフィードフォワード経路は、即座の補償を可能にする。即ち、コントローラＣ_ｗｓの入力に存在する、基板テーブルの位置誤差が、フィードフォワード経路によってミラーＭ４の位置のフィードフォワード補正をもたらし、したがって、基板テーブルの位置誤差が、ミラーＭ４の位置の適当な変更によって補償される。フィードフォワード経路はまた、Ｔ_ｗｓ及びＨ_{ｗｓｐｏｓ}を含む設定点フィードフォワード経路を含む。この設定点フィードフォワード経路の位置は、アクチュエータ・フィードフォワード経路によってもたらされるミラーＭ４の位置の変化が、図５の制御方式の第１経路のフィードバックループによって消されることを防止する。そのため、アクチュエータ・フィードフォワード経路は、高速フィードフォワード補正を可能にし、一方、設定点フィードフォワード経路は、正確な定常状態フィードフォワード補正を可能にする。図２及び図３ａ〜３ｃを参照して、同様に述べたように、図４及び図５に述べる制御システムはまた、６自由度までの制御システムからなってもよく、即ち、単一線、単一アクチュエータ、単一センサ、単一設定点信号、単一コントローラ等が述べられたが、全てのこれらの要素は、例えば、６自由度まででの位置決め、位置補正のために、６自由度までで存在するであろう。

図６は、本発明のさらなる実施例によるリソグラフィ装置の投射システムＰＳの略図である。投射システムＰＳを通る光学経路を規定するミラーＭ１〜Ｍ４は、必ずしも、図２及び図４を参照して述べるものと同じか、又は、同様である必要はない。図２及び図４に示す投射システムに加えて、図６はまた、この例では、ミラーＭ２用の別のミラーのための位置制御システムを示す。ミラーＭ２の位置制御システムは、ミラーＭ２の位置を測定するセンサＳ_２、センサＳ_２によって提供される位置データに基づいてミラーＭ２の位置を制御するコントローラＣ_２、及びミラーＭ２を位置決めするアクチュエータＡＣＴ_２を含む。アクチュエータ（モータ、圧電アクチュエータ、又は、任意の他の適当な位置決めデバイスを含んでもよい）は、コントローラＣ_２によって駆動される。位置コントローラ・システムはまた、設定点位置、即ち、所望の位置を、例えば、コントローラＣ_２に提供する設定点入力を含んでもよく、したがって、設定点を位置制御ループに提供する。ミラーＭ２の位置制御ループは、ミラーＭ２を安定化する、即ち、リソグラフィ装置又はその一部の機械的振動等によって引き起こされる等、任意の外乱を消すのに役立つ。コントローラＣ_２によってアクチュエータＡＣＴ_２に供給される信号は、ミラーＭ２に対するアクチュエータＡＣＴ_２による力に実質的に比例する。ミラーＭ２に作用する力は、ミラーＭ２の位置制御ループが作動する周波数範囲内での外乱に実質的に比例する。コントローラＣ_２によってアクチュエータＡＣＴ_２に提供される信号は、外乱の大きさについての尺度として、ミラーＭ２の位置制御ループの周波数範囲内で印加することができる。リソグラフィ装置では、投射システムＰＳに対する、特に、投射システムＰＳのミラーに対する外乱加速度の少なくとも一部は、全てのミラーに共通である。換言すれば、ミラーＭ２は、一定の外乱を受け、そのため、おそらく、ミラーＭ４等の、他のミラーの１つ又は複数は、同じ外乱を受けるであろう。図６に示すような投射システムでは、投射システムを通る光学経路に沿って、投射システムの入力より投射システムの出力により近いミラーの感度が高い（図２に対する説明において感度に関して言ったことが、ここで述べる実施例にも当てはまる）。任意の外乱を補償するために、ミラーに対してアクチュエータによって加えられる力の指示を提供する信号は、ミラーの他のミラーが、同じ又は同様な加速、外乱等を受ける可能性があるため、ミラーの別のミラーの位置量を補正するためのフィードフォワード補正として印加されてもよい。有利なことに、補正はミラーＭ４に加えられ、感度が高いために効果的な補正を提供する。図６に示す実施例では、ミラーＭ２の加速に実質的に比例する信号を使用してもよい。しかし、このミラー、又は、他のミラーの任意のミラー等の、投射システムの任意の他の光学要素の加速度に何らかの点で関連する信号も印加されるであろう。同様に、ミラーＭ４の位置を補正するためにフィードフォワードを印加するのではなく、ミラーＭ４の代わりに、又は、Ｍ４に加えて、投射システムの任意の他の光学要素の位置又は他の位置量が補正されるであろう。図６に示すように、フィードフォワード経路は、ミラーＭ２のアクチュエータＡＣＴ_２の入力から加速度推定器ＡＥまで作成される。加速度推定器は、この実施態様では、ニュートンの法則の力に従って、ミラーＭ２の質量とミラーＭ４の質量の性能指数に等しい因子を含む伝達関数を含み、加速度は、問題の光学要素の質量に応じて互いに相互に関連する。さらに、加速度推定器ＡＥはまた、加速度推定器ＡＥに提供される信号から、例えば、望ましくない周波数成分をフィルタリング除去するための適当なフィルタリングを含んでもよい。加速度推定器はまた、第２ミラーの位置制御ループの設定点入力に接続されるさらなる入力（図示せず）を含み、加速度推定器が、第２ミラーの設定点が変化するか、又は、変化した時に、出力信号を与えること（したがって、ミラーＭ４にフィードフォワード信号を提供すること）を防止することを可能にし、したがって、設定点の変化はまた、問題のミラーに作用する力をもたらす可能性があり、そのため、加速度推定器に信号を提供するであろう。こうした力が、他の光学要素、即ち、この実施例では、ミラーＭ４に対するフィードフォワードをもたらすことになることを防止するために、加速度推定器ＡＥの参照信号の変化、したがって、参照信号入力に関する変化（図示せず）が、加速度推定器ＡＥの出力の透視図からわかるように、コントローラＣ_２によってアクチュエータＡＣＴ_２に提供される信号から導出される信号が提供される加速度推定器入力によって、加速度推定器に提供される信号を消すことになるように、加速度推定器の伝達関数が選択され、後者の信号は、第２ミラーＭ２の位置制御ループの参照入力に関する変化に応答する。加速度推定器は、アナログ電子部品で実施されてもよく、デジタルの数値実施態様又は任意の他の適した実施態様を含んでもよい。図６に示すように、加速度推定器の出力は、ミラーＭ４のアクチュエータＡＣＴ_４に直接作用してもよいが、加速度推定器の出力信号は、ミラーＭ４のアクチュエータＡＣＴ_４に供給される前に、増幅されるか、フィルタリングされるか、任意の適当な伝達関数を受けることも想像される。ミラーＭ４はまた、ミラーＭ２を参照して述べたものと同様な、センサ、コントローラ、及びアクチュエータを含む位置制御ループによって制御されてもよい。その場合、フィードフォワード信号をミラーＭ４の位置制御ループのアクチュエータ（例えば、アクチュエータＡＣＴ_４）の入力に供給し、加速度推定器ＡＥの出力から導出された適当な信号を、ミラーＭ４の位置制御ループの設定点入力に供給することによって、加速度推定器によって提供される信号が、ミラーＭ４の位置制御ループ内に供給されてもよい。ミラーＭ４の位置制御ループのアクチュエータに提供される信号は、加速度推定器ＡＥによって提供される信号に応答してミラーＭ４を駆動するアクチュエータの即座の応答を提供することになり、ミラーＭ４の位置制御ループの設定点入力に提供される信号は、アクチュエータ入力に提供されるフィードフォワードが、Ｍ４自体の位置制御ループによって補償されることを防止するであろう。

そのため、図６を参照して述べるフィードフォワードに関して、少なくとも、一定周波数帯域内において、こうした加速度が、光学要素の１つ、この例では、ミラーＭ２のアクチュエータに提供される信号から導出されるため、投射システムの振動レベルを測定するために、物理的加速度計を必要としない。さらに、一般に、ミラーの位置制御ループのノイズ・レベルが低く、かつ、ミラーの質量が大きくてもよいため、導出される加速度信号の品質は、良好であると考えられる。その結果、投射システムの質量を増加させる傾向があり、一定の構築容積を必要とする加速度計が、回避される可能性があり、したがって、投射システムの総質量及び容積が減少する。同様に、投射システムがその中に設置されることになる真空環境を、リソグラフィ装置が利用することになる場合、こうした加速度計のセンサ及びケーブルが、こうした真空環境をガスを出して汚染する傾向があるため、さらなる利点が明らかになる。図６を参照して述べる加速度推定は、単一自由度について提供されるだけでなく、６自由度まで適用可能であり、その場合、複数のアクチュエータ、複数の加速度推定器等が適用されてもよい。

そのため、図６を参照して述べる投射システムは、フィードフォワード制御デバイス、又は、フィードフォワード・コントローラ（即ち、この実施例では、加速度推定器ＡＥ）を含み、フィードフォワードの入力は、光学要素の１つの制御ループ（即ち、この実施例では、Ｍ２の位置制御ループ）内の信号に接続され、フィードフォワードの出力は、別の光学要素の位置量をもたらすために、別の光学要素のアクチュエータ（この実施例では、ミラーＭ４のアクチュエータ）に接続される。そのため、光学要素の１つに関する、外乱、加速度等を補正するための補正信号を使用して、投射システムの光学要素の別の光学要素の位置を補正するためにフィードフォワード信号を導出することができるので、図６を参照して述べる投射システムによって、投射システムの光学伝達特性を改善することができる。最適な補正について、光学要素の他の光学要素、即ち、フィードフォワードによって補正される光学要素の出力ビーム感度（即ち、それぞれの光学要素の変位の結果としての出力ビームの変位）は、光学要素の１つの光学要素、即ち、加速度信号がそこから導出される光学要素の出力ビーム感度より大きくなければならない。

本発明の実施例による第１のデバイス製造方法は、ここで、図４を参照して、説明されるであろう。方法は、投射システムＰＳによって、パターン化放射ビーム（この実施例では、出力ビームＯＢ）を基板Ｗの標的部分上に投射することを含む。方法は、投射システムによって投射されたパターン化放射ビームＯＢの位置に影響を与えるために、投射システムの可動光学要素の位置（この実施例では、ミラーＭ４の位置）を制御することを含む。方法は、基板の位置を検出すること（図４では、測定システムＤＭ_Ｂによって）、パターン化出力ビームをそこで基板に照射する所望の位置を示す位置情報を（即ち、位置設定点ＰＳＰによって）提供すること、及び、実質的に所望の位置で基板に照射するように、可動光学要素（この実施例では、Ｍ４）を位置決めするために、位置情報及び基板の検出された位置を利用して、光学要素アクチュエータ（この実施例では、ミラーＭ４のアクチュエータＡＣＴ）を駆動することを含む。

本発明はさらに、図６を参照して説明されることになるデバイス製造方法を含む。この方法は、投射システムＰＳによって、パターン化放射ビームＯＢを基板Ｗの標的部分上に投射することを含む。投射システムは、投射システムＰＳの光学経路を少なくとも部分的に確定する２つの光学要素（この実施例では、Ｍ２及びＭ４）を備える。この方法はさらに、制御ループ（この実施例では、Ｍ２の位置制御ループ）によって光学要素の１つの光学要素の位置量を制御すること、及び、制御ループから導出された信号（そのため、この実施例では、ミラーＭ２の制御ループ内のアクチュエータの入力信号）に基づいて、光学要素の他の光学要素（この実施例では、ミラーＭ４）の位置量に影響を与えることを含む。位置量は、位置、速度、加速度等を含んでもよい。

本発明の実施例による両方の方法について、先に述べた本発明によるリソグラフィ装置を参照して述べたように、同じか、又は、同様な利点が当てはまり、かつ、同じか、又は、同様な好ましい実施例が可能である。

先に述べた代表的な実施例では、投射システムの出力ビームの位置が影響を受ける。本発明の範囲内で、出力ビームの位置に影響を与えることが可能であるだけでなく、一般に、任意の位置量に影響を与えることが可能である。本明細書において、位置量という用語は、位置、速度、加速度、急激な動き又は任意の他の位置関連量を含んでもよい。そのため、投射システムによって投射される放射ビームの位置量に影響を与えることは、放射ビームの位置、速度、加速度、急激な動き等に影響を与えることを含んでもよい。したがって、先の説明において、位置という用語が使用される場合、これもまた、速度、加速度、急激な動き等を含むとして解釈されることができる。
さらに、本明細書において、位置量、位置決め、移動、変位という用語、或いは、関連するか、又は、同様な任意の用語が、例えば、可動光学要素を参照する時か、又は、パターン化放射ビーム又は出力ビームを参照する時に使用される場合、これは、例えば、任意の１つ又は複数の自由度に関連する、位置量、移動として解釈されるべきである。特に、ある実施例では、可動光学要素の位置量は、アクチュエータＡＣＴによって６自由度で設定されることになる。即ち、３次元座標系での位置量、並びに、座標系の全ての軸に関する回転位置量である。これを達成するために、アクチュエータＡＣＴは、複数のアクチュエータ・デバイス、例えば、６つの独立したアクチュエータを含んでもよい。

さらに、ビームの位置量を変えるか、ビームの位置量に影響を与えるか、又は、ビームを変位させるという表現（ｗｏｒｄｉｎｇ）は、位置量又は任意の自由度でのビームの方向の変化として理解されるべきであり、したがって、任意の平行移動、任意の回転、並びに、１つ又は複数の平行移動及び回転の組み合わせを含む。

そのため、変位、移動、位置の変化等の用語は、任意のタイプの変位、移動、位置の変化等を含んでもよく、任意の軸の周りの回転、任意の方向への平行移動、及び／又は、平行移動及び／又は回転の任意の組み合わせを含む。

本発明の実施例によるリソグラフィ装置は、パターニング・デバイス、パターン化ビームを基板上に投射する投射システムを含んでもよいが、非パターン化ビームが、基板の標的部分を走査し、適当なビームの移動によって、基板上にパターンを「書き込む」適用形態を含む、他の実施態様も可能である。本発明による着想は、任意の種類のこれらのリソグラフィ装置に適用されてもよい。

可動光学要素は、方向、収束、発散、空間分布、又は任意の他の光学パラメータ等の、ビームの任意のパラメータに影響を与えるために、レンズ、ミラー、或いは任意の他の透過及び／又は反射要素を含む任意のタイプの光学要素を含んでもよい。可動光学要素は、任意の自由度で可動であってよく、例えば、任意の方向への平行移動、任意の軸を基準とする回転、又は平行移動（複数可）及び／又は回転（複数可）の任意の組み合わせを含む。

投射システムによって投射される放射ビームの位置量に影響を与えることは、任意の座標系に対する位置量及び／又は方向を含む、放射ビームの任意の位置量パラメータに影響を与えることを含んでもよい。さらに、放射ビームの位置量に影響を与えることは、任意の軸を基準としたビームの任意の回転を含んでもよい。

光学要素アクチュエータは、空気圧モータ又は電気モータ、圧電アクチュエータ等を含む、光学要素の位置量に影響を及ぼすように構築された任意のタイプのアクチュエータを含んでもよい。

可動光学要素は、可動光学要素が包含される投射システムに対して、及び／又は、投射システムの任意の部分に対して可動であってよい。

放射ビームの位置量を示す位置量信号を提供するセンサは、例えば、照準線センサ等の光学センサ又はカメラを含む、任意のタイプのセンサを含んでもよく、放射ビームの位置量から、及び／又は、照準線センサにおいて適用される測定等、任意の他の光学ビームの位置量から、位置量信号を導出してもよい。別法として、放射ビームの位置量を示す信号を確定するための、任意の他のセンサ、検知デバイス、又は他のデータ収集デバイスが適用されてもよい。

投射システム制御デバイス又は投射システム・コントローラは、アナログ及び／又はデジタル電子部品等の適当なハードウェアを含んでもよく、かつ／又は、マイクロコンピュータ、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ等のようなプログラム可能なデバイス上で実行されると、本明細書で指定される機能を実施するための適当なソフトウェア命令を含むソフトウェアで、部分的に又は完全に実施されてもよい。投射システム制御デバイスを参照してここで行う同じ説明はまた、フィードフォワード制御デバイス等の、本明細書で述べる任意の他の制御デバイスに当てはまる。

本明細書で使用される投射システム制御デバイスという用語は、投射システム・コントローラとして考えられるか、又は、投射システム・コントローラと呼ぶことができる。同様に、フィードフォワード制御デバイスという用語もまた、フィードフォワード・コントローラとして考えられるか、又は、フィードフォワード・コントローラと呼ぶことができる。

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）、薄膜磁気ヘッド等の製造のような他の適用形態を有することが理解されるべきである。こうした代替の適用形態において、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「標的部分」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ことを当業者は理解するであろう。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塗布し、露光されたレジストを現像するツール）、又は、計量ツール、及び／又は、検査ツールで処理されてもよい。適用可能である場合、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されてもよい。さらに、基板は、例えば、多層ＩＣを作成するために、２回以上処理されてもよいため、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ってもよい。

光リソグラフィにおいて本発明の実施例の使用が特に参照されたが、本発明は、他の用途、例えば、インプリント・リソグラフィにおいて使用されてもよく、状況が許せば、光リソグラフィに限定されないことが理解されるであろう。インプリント・リソグラフィでは、パターニング・デバイスのトポグラフィが、基板上に作成されるパターンを規定する。パターニング・デバイスのトポグラフィは、基板に供給されるレジスト層内に押し付けられてもよく、基板上で、電磁放射、熱、圧力、又はその組み合わせを加えることによってレジストが硬化する。パターニング・デバイスは、レジストが硬化した後に、レジストの外に移動し、レジスト内にパターンが残る。

本明細書で使用される「放射」及び「ビーム」という用語は、紫外（ＵＶ）放射（例えば、３６５、３５５、２４８、１９３、１５７、又は１２６ｎｍの波長、又は、およそその波長を有する）、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。

状況が許す場合、「レンズ」という用語は、屈折式、反射式、磁気式、電磁式、及び静電式光学部品を含む種々のタイプの光学部品の任意の１つ、又は、組み合わせのことを言ってもよい。

本発明の特定の実施例を先に述べたが、本発明は、上述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。例えば、本発明は、先に述べた方法を記述する機械読み取り可能命令の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、或いは、こうしたコンピュータ・プログラムを中に記憶しているデータ記憶媒体（例えば、半導体メモリ、磁気又は光ディスク）の形態をとってもよい。

先の説明は、具体的に示すことを意図とし、限定することを意図としてない。そのため、添付の特許請求の範囲から逸脱することなく述べられる変更を、本発明に対して行ってもよいことが、当業者には明らかであろう。

本発明の実施例によるリソグラフィ装置を示す図である。 本発明の実施例によるリソグラフィ装置の一部の詳細図である。 図２によるリソグラフィ装置に適用される制御ループの略図である。 図２によるリソグラフィ装置に適用される制御ループの略図である。 図２によるリソグラフィ装置に適用される制御ループの略図である。 本発明の別の実施例によるリソグラフィ装置の一部の詳細図である。 図４によるリソグラフィ装置の制御ループを示す図である。 本発明のさらに別の実施例によるリソグラフィ装置の一部の詳細図である。

符号の説明

Ｂ 放射ビーム
ＩＬ 照射システム
ＭＡ パターニング・デバイス
ＰＳ 投射システム
ＰＭ 第１ポジショナ
ＷＴ 基板テーブル
Ｗ 基板
ＰＷ 第２ポジショナ
ＳＯ 放射源
ＣＯ コンデンサ
ＩＮ 積分器
Ｃ 標的部分
ＭＴ マスク・テーブル
ＩＦ１、ＩＦ２ 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
Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４ ミラー
ＡＣＴ、ＡＣＴ_２、ＡＣＴ_４ アクチュエータ
Ｃｏｎ システム制御デバイス
ＬＯＳ 照準線センサ
ＯＢ パターン化放射ビーム
ＭＦ 計量フレーム
ＤＭ_Ａ、ＤＭ_Ｂ 距離測定システム
Ｓ_２ センサ
Ｃ_２ コントローラ
ＡＥ 加速度推定器

Claims (27)

1. パターン化放射ビームを基板の標的部分上に投射するように構成された投射システムであって、前記投射されたパターン化放射ビームの位置を、可動光学要素の変位によって変更するように構成された可動光学要素を含む投射システムと、
   前記光学要素を移動するように構成された光学要素アクチュエータと、
   前記光学要素アクチュエータに動作可能に接続され、前記投射された放射ビームの前記位置を制御するように、前記光学要素アクチュエータを駆動する構成にされた投射システム・コントローラとを備えるリソグラフィ装置。
2. 前記投射された放射ビームの前記位置を示す位置信号を提供するように構成されたセンサをさらに備え、前記センサは、前記投射システム・コントローラに動作可能に接続され、前記投射システム・コントロール・デバイスは、前記センサによって提供される前記位置信号に基づいて前記光学要素アクチュエータを制御するようになされる請求項１に記載のリソグラフィ装置。
3. 前記センサは、前記投射システムを通る照準線を確定するように構成される照準線センサを備える請求項２に記載のリソグラフィ装置。
4. 前記照準線センサは、計量フレームに対する前記投射された放射ビームの前記位置を示す位置信号を提供するように構成される請求項３に記載のリソグラフィ装置。
5. 前記センサは、前記投射システム、前記基板を保持する基板テーブル、又は計量フレームに対する前記投射された放射ビームの前記位置を示す位置信号を提供するように構成される請求項２に記載のリソグラフィ装置。
6. 前記投射されたパターン化放射ビームの前記位置は、前記可動光学要素を回転させることによって制御される請求項２に記載のリソグラフィ装置。
7. 前記投射システム・コントローラは、
   （ｉ）設定点入力から前記光学要素アクチュエータに延び、位置コントローラを備える制御経路と、
   （ｉｉ）前記可動光学要素の位置を確定するように構成された位置センサから前記設定点入力へ延びる第１フィードバック経路と、
   （ｉｉｉ）前記センサから前記設定点入力へ延び、平行移動利得関数を含む第２フィードバック経路とを備える請求項２に記載のリソグラフィ装置。
8. 前記第１フィードバック経路及び前記第２フィードバック経路はそれぞれ、フィルタを含み、前記第１及び第２フィードバック経路のうちの一方の経路のフィルタのフィルタ伝達関数は、前記第１及び第２フィードバック経路のうちの他の経路の前記フィルタ伝達関数の実質的に相補的なフィルタ特性を有する請求項７に記載のリソグラフィ装置。
9. 前記第１フィードバック経路及び前記第２フィードバック経路は、第１フィードバック経路入力と第２フィードバック経路入力と共通出力を有する共通フィルタを備え、前記第１及び第２フィードバック経路入力から前記共通出力までのフィルタ伝達関数は、実質的に相補的なフィルタ特性を有する請求項７に記載のリソグラフィ装置。
10. 前記基板の位置を検出するように構成された位置検出システムをさらに備え、前記投射システム・コントローラは、実質的に所望の位置で前記基板に照射するよう、前記可動光学要素を位置決めするために、前記光学要素アクチュエータを駆動するようになっており、前記可動光学要素を位置決めすることは、前記所望の位置を含む所望の位置情報及び前記位置量検出システムによって検出された前記基板の位置に基づく請求項１に記載のリソグラフィ装置。
11. 前記所望の位置情報は、前記基板テーブルの所望の位置を含み、前記投射システム・コントローラは、前記基板テーブルの位置を制御するように構成された基板テーブル位置制御ループを含み、前記投射システム・コントローラは、前記基板テーブルの前記位置と前記基板テーブルの前記所望の位置の差を補償するために、前記基板テーブル位置制御ループの誤差信号に基づいて前記光学要素アクチュエータを駆動するようになっている請求項１０に記載のリソグラフィ装置。
12. 前記投射システム・コントローラは、前記可動光学要素の変位を制御するように構成されたアクチュエータ制御ループ及び前記基板テーブル位置制御ループから前記アクチュエータ制御ループへ延びるアクチュエータ・フィードフォワード経路を含み、前記アクチュエータ・フィードフォワード経路は、前記基板テーブル位置制御ループの位置誤差信号を入力として有する請求項１０に記載のリソグラフィ装置。
13. 前記コントローラは、前記基板テーブル位置制御ループから前記アクチュエータ制御ループの前記設定点入力へ延びる設定点フィードフォワード経路をさらに含み、前記設定点フィードフォワード経路は、前記基板テーブル位置制御ループの前記位置誤差信号を入力として有する請求項１２に記載のリソグラフィ装置。
14. パターニング・デバイスを支持するように構築されたパターニング・デバイス支持部をさらに備え、前記パターニング・デバイスは、前記パターン化放射ビームを形成するための、ある断面パターンを前記放射ビームに与えることが可能であり、前記パターニング・デバイス支持部は、前記投射システム・コントローラによって駆動されるパターニング・デバイス・アクチュエータによって変位可能であり、前記投射システム・コントローラは、前記パターニング・デバイスを前記投射システムのオブジェクト平面に位置決めするために、前記パターニング・デバイス・アクチュエータを駆動するようになされる請求項１３に記載のリソグラフィ装置。
15. 前記所望の位置情報は、前記投射システムによって投射される、前記パターン化放射ビームの所望の位置を含み、前記投射システム・コントローラは、前記投射システムによって投射される、前記パターン化放射ビームの前記所望の位置に基づいて、前記光学要素アクチュエータを駆動して前記基板の所望の位置に前記放射ビームを位置決めするようになされる請求項１０に記載のリソグラフィ装置。
16. 前記可動光学要素は、前記投射システムの光学経路に沿って配設されたミラーを備える請求項１に記載のリソグラフィ装置。
17. 前記ミラーは、前記投射システムの投射出力の近くに配置される請求項１６に記載のリソグラフィ装置。
18. 前記光学要素アクチュエータは、空気圧モータ、電気モータ、又は圧電素子を含む請求項１に記載のリソグラフィ装置。
19. パターン化放射ビームを基板の標的部分上に投射するように構成された投射システムであって、前記投射システムの光学経路を少なくとも部分的に確定する２つの光学要素を備え、前記光学要素の第１の光学要素の位置は、制御ループによって制御可能である投射システムと、
    前記２つの光学要素の前記第１の光学要素の前記制御ループ内の信号に、動作可能に結合したフィードフォワード制御入力、及び、前記光学要素の前記第１の光学要素の前記制御ループの前記信号に基づいて、前記光学要素の前記第２の光学要素の位置に影響を与えるために、アクチュエータに動作可能に接続されるフィードフォワード制御出力を有するフィードフォワード・コントローラとを備えるリソグラフィ装置。
20. 前記光学要素の前記第１の光学要素は、前記光学経路に沿って、前記光学要素の前記第２の光学要素に比べて、投射システム光学出力からさらに遠くに配置される請求項１９に記載のリソグラフィ装置。
21. 前記信号は、前記光学要素の前記第１の光学要素の前記制御ループの前記アクチュエータに提供される入力信号を含む請求項１９に記載のリソグラフィ装置。
22. 前記信号は、前記光学要素の前記第１の光学要素の前記制御ループに提供される加速基準信号をさらに含む請求項２１に記載のリソグラフィ装置。
23. 前記フィードフォワード・コントローラは、前記光学要素の前記第１の光学要素の質量と前記光学要素の前記第２の光学要素の質量の性能指数（ｑｕｏｔｉｅｎｔ）に実質的に等しいフィードフォワード伝達関数を含む請求項１９に記載のリソグラフィ装置。
24. デバイス製造方法であって、
    投射システムによって、パターン化放射ビームを基板の標的部分上に投射すること、及び、
    前記投射されたパターン化放射ビームの位置を制御するために、前記投射システムの可動光学要素の位置を制御することを含むデバイス製造方法。
25. 前記投射されたパターン化放射ビームの位置を示す位置信号を提供すること、及び、
    前記位置信号に基づいて前記投射システムの前記可動光学要素の前記位置を制御することを含む請求項２４に記載のデバイス製造方法。
26. 前記基板の位置を検出すること、
    前記投射されたパターン化放射ビームをそこで前記基板に照射する所望の位置を示す所望の位置情報を提供すること、及び、
    実質的に前記所望の位置で前記基板に照射するように、前記可動光学要素を位置決めするために、前記所望の位置情報及び前記基板の前記検出された位置量に基づいて前記光学要素アクチュエータを駆動することを含む請求項２４に記載のデバイス製造方法。
27. デバイス製造方法であって、
    投射システムによって、放射ビームを基板の標的部分上に投射することを含み、前記投射システムは、前記投射システムの光学経路を少なくとも部分的に確定する２つの光学要素を備え、前記方法は、さらに
    制御ループによって前記光学要素の第１の光学要素の位置を制御すること、
    前記制御ループの前記信号に基づいて、前記光学要素の第２の光学要素の位置に影響を与えることを含むデバイス製造方法。

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