JP2006352115A - ステージ装置、リソグラフィ装置及びデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ステージ装置、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】実質的に平らな表面を有する対象を変位させるためのステージ装置が記述されている。ステージ装置は、対象を支持するための対物テーブルと、対物テーブルを第１の方向に変位させるための位置決めデバイスとを備えている。ステージ装置は、さらに、対象の状態に基づいて電子制御ユニットによって制御される第１のクランピング力で対象を対物テーブルにクランプするためのクランピング・デバイスを備えている。
【選択図】図２ａ

Description

本発明は、ステージ装置、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、一般的に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、たとえば集積回路（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ているパターニング・デバイスを使用して、ＩＣの個々の層に形成すべき回路パターンが生成される。生成されたパターンは、基板（たとえばシリコン・ウェハ）上の目標部分（たとえば部分的に１つ又は複数のダイからなっている）に転写される。パターンの転写は、通常、基板の上に提供されている感放射線性材料（レジスト）の層への結像を介する。通常、１枚の基板は、順次パターン形成される、隣接する目標部分のネットワークを含むことになる。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各目標部分が照射されるいわゆるステッパと、パターンを放射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又は非平行に同期走査することによって各目標部分が照射されるいわゆるスキャナがある。通常、いわゆるスキャナは、パターニング・デバイスを位置決めするための位置決めデバイス、及び基板を位置決めするための位置決めデバイスを備えている。このような位置決めデバイスは、通常、パターニング・デバイス又は基板を変位させるための１つ又は複数のリニア・モータ、及びパターニング・デバイス又は基板を保持するための対物テーブルを備えている。露光する基板の単位時間当たりの数を増やすために、パターニング・デバイス又は基板を保持している対物テーブルの加速をより大きくすることができる、より有効で、且つ、より強力な位置決めデバイスが適用されている。加速が大きくなると、それに伴って、対物テーブルの上に保持されている対象（たとえばパターニング・デバイス又は基板）に作用する慣性力も大きくなる。より大きい基板又はパターニング・デバイスが望ましい場合、慣性力の同様の増加も顕著になる。慣性力が大きくなると、パターニング・デバイス又は基板を対物テーブル上で保持することがますます困難になる。従来、基板又はパターニング・デバイスは摩擦によって保持されている。真空チャンバを使用することによって十分なレベルの摩擦を適用することができる。対物テーブルの加速に関する要件がより多くなると、真空クランピングを適用するだけでは十分ではない。その結果、パターニング・デバイス又は基板が対物テーブル上でスリップし、場合によってはオーバレイ誤差をもたらしている。パターニング・デバイス又は基板を保持する保持力を大きくするためのいくつかの改善が文献で提案されている。このような改善には、米国特許第６，４６９，７７３号に示されているように、静電力又は磁気力を使用した追加クランピングの使用が包含されている。また、米国特許第６，４６９，７７３号に示されている改善には、加速中のパターニング・デバイスに力を加えるためのレバー及び分銅を備えたメカニズムの使用が記述されている。このようなメカニズムを導入することによって対物テーブルの不十分な動的挙動が生じることがある。この劣性動的挙動によって、安定時間（つまり対物テーブルの位置を所望の誤差帯域幅内に入れるために望ましい時間）が長くなることがある。記述されているメカニズムの場合、対物テーブルによって加速される付加重量が導入されることがある。したがって、パターニング・デバイス又は基板の所望の加速を得るためには、より大きい力が提供されることが望ましい。その結果、対象の位置決め精度が影響を受けることになる。

また、米国特許第２００３／０１９７８４１号に、保持力を大きくするための可能ないくつかの構造が記述されている。記述されている構造は、真空又は低い圧力に露出される表面を広くすることによって、或いはパターニング・デバイスの表面に直角の付加力を導入することによって大きい保持力を保証している。このような構造の場合、パターニング・デバイス又は基板の上方に付加空間を有していることが望ましいが、この空間を利用することができない場合がしばしばである。また、上面又は下面で対象をクランプすることによって保持力を大きくする場合、或いは対象の一方の側又は両側に沿って付加力を加えることによって保持力を大きくする場合、望ましくない変形が基板に生じ、投影される画像が不正確になることがある。

本発明の一実施例によれば、
− 対象を支持するための対物テーブルと、
− 対物テーブルを第１の方向に変位させるための位置決めデバイスと
を備えた、実質的に平らな表面を有する対象を変位させるためのステージ装置であって、
対物テーブルが、第１のクランピング力で対象をクランプするためのクランピング・デバイスを備え、
第１のクランピング力が、対象の状態に基づいて電子制御ユニットによって制御されるステージ装置が提供される。

本発明の他の実施例によれば、放射ビームを条件付けるように構成された照明システムと、パターン形成された放射ビームを形成するために放射ビームの断面にパターンを付与することができるパターニング・デバイスを支持するように構築されたサポートと、基板を保持するように構築された基板テーブルと、パターン形成された放射ビームを基板の目標部分に投射するように構成された投影システムとを備え、サポートを第１の方向に変位させるための位置決めデバイスをさらに備えたリソグラフィ装置であって、
サポートが、第１のクランピング力で対象をクランプするためのクランピング・デバイスを備え、第１のクランピング力が、対象の状態に基づいて電子制御ユニットによって制御されるリソグラフィ装置が提供される。

以下、本発明の実施例について、単なる実施例にすぎないが、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、本発明の一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、
− 放射ビームＢ（たとえばＵＶ放射又はＥＵＶ放射）を条件付けるように構成された照明システム（イルミネータ）ＩＬ
− パターニング・デバイス（たとえばマスク）ＭＡを支持するように構築された、特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のポジショナＰＭに接続された支持構造（たとえばマスク・テーブル）ＭＴ
− 基板（たとえばレジスト被覆ウェハ）Ｗを保持するように構築された、特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のポジショナＰＷに接続された基板テーブル（たとえばウェハ・テーブル）ＷＴ
− パターニング・デバイスＭＡによって放射ビームＢに付与されたパターンを基板Ｗの目標部分Ｃ（たとえば１つ又は複数のダイが含まれている）に投影するように構成された投影システム（たとえば屈折投影レンズ系）ＰＳ
を備えている。

照明システムは、放射を導き、整形し、或いは制御するための、屈折光学構成要素、反射光学構成要素、磁気光学構成要素、電磁光学構成要素、静電光学構成要素若しくは他のタイプの光学構成要素、又はそれらの任意の組合せなどの様々なタイプの光学構成要素を備えることができる。

支持構造はパターニング・デバイスを支持する。つまり、支持構造はパターニング・デバイスの重量を支える。支持構造は、パターニング・デバイスの配向、リソグラフィ装置の設計及び他の条件、たとえばパターニング・デバイスが真空環境中で保持されているか否か等に応じた方法でパターニング・デバイスを保持する。支持構造には、パターニング・デバイスを保持するための機械式クランプ技法、真空クランプ技法、静電クランプ技法又は他のクランプ技法を使用することができる。支持構造は、たとえば必要に応じて固定又は移動させることができるフレーム又はテーブルであっても良い。支持構造は、パターニング・デバイスをたとえば投影システムに対して所望の位置に確実に配置することができる。本明細書における「レチクル」又は「マスク」という用語の使用はすべて、より一般的な「パターニング・デバイス」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「パターニング・デバイス」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ために使用することができる任意のデバイスを意味するものとして広義に解釈されたい。放射ビームに付与されるパターンは、たとえばそのパターンに位相シフトフィーチャ又はいわゆる補助フィーチャが含まれている場合、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。放射ビームに付与されるパターンは、通常、目標部分に生成されるデバイス、たとえば集積回路などのデバイス中の特定の機能層に対応している。

パターニング・デバイスは、透過型であっても或いは反射型であっても良い。パターニング・デバイスの実施例には、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良く知られており、バイナリ、レベンソン型位相シフト及びハーフトーン型位相シフトなどのマスク・タイプ、並びに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、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微小ミラーが使用されている。この傾斜したミラーによって、ミラー・マトリックスで反射する放射ビームにパターンが付与される。

本明細書に使用されている「投影システム」という用語は、使用する露光放射に、又は液浸液の使用又は真空の使用などの他の要因に適したように、屈折光学系、反射光学系、カタディオプトリック光学系、磁気光学系、電磁光学系及び静電光学系、又はそれらの任意の組合せを始めとする任意の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「投影レンズ」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。

図に示すように、このリソグラフィ装置は、透過型（たとえば透過型マスクを使用した）タイプの装置である。別法としては、このリソグラフィ装置は、反射型（たと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、或いは反射型マスクを使用した）タイプの装置であっても良い。

リソグラフィ装置は、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っても良い。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ステップを実行することができる。

また、リソグラフィ装置は、基板の少なくとも一部が比較的屈折率の大きい液体、たとえば水で覆われ、それにより投影システムと基板の間の空間が充填されるタイプの装置であっても良い。また、リソグラフィ装置内の他の空間、たとえばマスクと投影システムの間の空間に液浸液を適用することも可能である。液浸技法は、当分野においては、投影システムの開口数を大きくすることで良く知られている。本明細書に使用されている「液浸」という用語は、基板などの構造を液体中に浸すことを意味しているのではなく、単に、露光の間、投影システムと基板の間に液体が置かれることを意味しているにすぎない。

図１を参照すると、イルミネータＩＬは、放射源ＳＯから放射ビームを受け取る。放射源がたとえばエキシマ・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、たとえば適切な誘導ミラー及び／又はビーム・エキスパンダ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。それ以外のたとえば放射源が水銀灯などの場合、放射源はリソグラフィ装置の一構成要素にすることができる。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アジャスタＡＤ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／又は内部径方向範囲（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。また、イルミネータＩＬは、インテグレータＩＮ及びコンデンサＣＯなどの他の様々な構成要素を備えることができる。イルミネータを使用して放射ビームを条件付け、所望する一様な強度分布をその断面に持たせることができる。

支持構造（たとえばマスク・テーブルＭＴ）の上に保持されているパターニング・デバイス（たとえばマスクＭＡ）に放射ビームＢが入射し、パターニング・デバイスによってパターン形成される。マスクＭＡを透過した放射ビームＢは、放射ビームを基板Ｗの目標部分Ｃに集束させる投影システムＰＳを通過する。基板テーブルＷＴは、第２のポジショナＰＷ及び位置センサＩＦ（たとえば干渉デバイス、直線エンコーダ又は容量センサ）を使用して正確に移動させることができ、それによりたとえば異なる目標部分Ｃを放射ビームＢの光路内に配置することができる。同様に、第１のポジショナ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、たとえばマスク・ライブラリから機械的に検索した後、又は走査中に、マスクＭＡを放射ビームＢの光路に対して正確に配置することができる。通常、マスク・テーブルＭＴの移動は、第１のポジショナＰＭ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）を使用して実現することができる。同様に、基板テーブルＷＴの移動は、第２のポジショナＰＷの一部を形成している長ストローク・モジュール及び短ストローク・モジュールを使用して実現することができる。ステッパの場合（スキャナではなく）、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・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を使用して整列させることができる。図には専用目標部分を占有している基板アライメント・マークが示されているが、基板アライメント・マークは、目標部分と目標部分の間の空間に配置することも可能である（このような基板アライメント・マークは、スクライブ・レーン・アライメント・マークとして知られている）。同様に、複数のダイがマスクＭＡ上に提供される場合、ダイとダイの間にマスク・アライメント・マークを配置することができる。

図に示す装置は、以下に示すモードのうちの少なくとも１つのモード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が基本的に静止状態に維持され、放射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（即ち単一静止露光）。次に、基板テーブルＷＴがＸ方向及び／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：放射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（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ＰＳの倍率（縮小率）及び画像反転特性によって決まる。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（非走査方向の幅）が制限され、また、走査運動の長さによって目標部分の高さ（走査方向の高さ）が決まる。
３．その他のモード：プログラム可能パターニング・デバイスを保持してマスク・テーブルＭＴが基本的に静止状態に維持され、放射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が移動又は走査される。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ニング・デバイスが更新される。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ニング・デバイス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、或いは全く異なる使用モードを使用することも可能である。

図２ａ及び２ｂは、本発明によるステージ装置を略図で示したものである。ステージ装置は、対物テーブル１０と、対象２０の下方に配置された、対象を保持又はクランプするための２つの真空パッド１５を備えた保持デバイスとを備えている。対象は、一例として、パターンを備えたレチクル又は基板であっても良い。通常、対物テーブルは、電磁モータ及びアクチュエータを備えた位置決めデバイスによって自由度６（６ＤＯＦ）で駆動することができる。対物テーブルが加速している間（正の加速又は負の加速即ち減速のいずれか）、対象に加えられる慣性力によって対象が「スリップ」するようになることがある。この慣性力は、真空パッドと対象の間の摩擦によって無効にすることができる。あるポイントでは、摩擦係数倍した真空パッドの引力は、慣性力を補償するためには十分ではない場合がある。このような状況における「スリッピング」を回避するために、クランピング・デバイスが提供されている。クランピング・デバイスは、クランピング力によって対象を対物テーブルに対してクランプするように構築され、且つ、配置されている。図２ａ及び２ｂの矢印３０は、加えられるクランピング力を概略的に示したものである。クランピング・デバイスは、一例として、対象の周囲に沿って配置された、クランピング力を提供するための１つ又は複数のアクチュエータを備えることができる。アクチュエータは、対象の表面に実質的に平行の方向の力を対象に加えるように配置することができ（矢印３０で示すように）、或いは他の方向の力を対象に加えるように配置することができる。そのようにすることにより、慣性力を補償するための付加力成分が実現される。別法としては、対象の表面に実質的に直角の方向の付加力を対象に加えることも可能である。

ステージ装置は、さらに、対象に加える力を制御するための電子制御ユニット３１を備えている。本発明の一実施例では、加速度（正又は負の加速度のいずれか）が定義済みの一定の値を超えた場合にのみクランピング力を提供するように電子制御ユニットを構成することができる。電子制御ユニットは、通常、対象の状態、たとえば対象の加速に基づくクランピング力を提供するように構成することができる。したがって、対象が一定の速度で移動している場合、事実上、クランピング力が存在しないため、対象の変形が実質的に回避される。このような構造をリソグラフィ装置に適用して、たとえば、いわゆるスキャナ構造のレチクルなどのパターニング・デバイスを加速することができる。したがって、制御されたアクチュエータ力によって、加速している間、慣性力の一部を少なくとも補償することができ、それにより、走査期間（つまり基板に画像が投影されている期間）の間、レチクルの変形を実質的に回避しつつ、より大きい加速度でレチクルを加速することができる。

本発明の好ましい実施例では、対象を保持するための所望のクランピング力は、すべてアクチュエータによって提供される。このような構造の場合、真空パッドを備えた保持デバイスを省略することができる。このような構造の場合、対象を対物テーブルに直接クランプするか、或いは間接的にクランプするように構成されたアクチュエータによってクランピングを提供することができる。

以下の実施例は、主としてレチクルのクランピングに的が絞られているが、上で説明したステージ装置は、他の対象のクランプにも適用することができることに留意されたい。

図３ａは、本発明による、対物テーブル５０、レチクル５２、及びレチクルをクランピングするための２つの真空パッド５４、５６（任意選択）を備えたステージ装置の第１の実施例を略図で示したものである。真空パッドは、レチクルの両側に配置されており、走査方向に対応するＹ方向に展開している。この構造は、さらに、レチクルのＹ方向に展開している側面に配置された、Ｘ方向の力をレチクルに加えるように構成された４つの圧電アクチュエータ６０、６１、６２及び６３を備えている。この構造によれば、レチクルを保持するための、アクチュエータによって生成される力に比例した付加クランピング力を生成することができる。圧電アクチュエータに電圧（又は電荷）を印加することによって矢印（図３ａ参照）の方向の伸びが得られ、それにより慣性力の少なくとも一部を補償する方法で対象がクランプされる。圧電アクチュエータに印加される電圧（又は電荷）は、電子制御ユニット６４によって制御される。したがって、対象の加速度などの定義済みパラメータに基づいて電圧又は電荷を修正することができる。このような構造の場合、アクチュエータの（複数の）クランピング表面６６に対象をクランプすることによって対象をクランプすることができる。対物テーブルのクランピング表面に対象を直接クランプすることも可能であることに留意されたい。

レチクルに作用する慣性力の少なくとも一部を補償するためには、アクチュエータ構造は、Ｙ方向に比較的大きい剛性を有していることが望ましい。望ましい剛性の典型的な値は、１ｅ７Ｎ／ｍないし１ｅ９Ｎ／ｍである。

図３ｂは、対物テーブル５０及びレチクル５２を備えた第２の実施例を略図で示したものである。この構造は、図３ａに示す圧電アクチュエータと類似した圧電アクチュエータを備えている。この構造の場合、圧電アクチュエータ６０、６１、６２及び６３は、レチクルのＸ方向に展開している側面に沿って配置されており、したがってアクチュエータはＹ方向の力を加えることができる。

このような構造の利点は、両方の力が同じ（Ｙ）方向に作用するため、アクチュエータによって加えられる力を直接利用して慣性力を補償することができることである。したがって、アクチュエータ構造のＹ方向の剛性に関する特別な要求事項はない。

また、慣性力を少なくとも部分的に補償する力は、一方の側の１つのアクチュエータと、もう一方の側の２つのアクチュエータとを使用して、或いは各側に１つだけアクチュエータを有することによって生成することが可能であることは明らかであろう。また、加速中及び減速中の両方の間、対象をアクチュエータに取り付けられた状態に維持するためのクランピング・メカニズムが提供されている場合、対象の一方の側に提供された１つのアクチュエータを有することで十分である場合もある（たとえば図８ｂ参照）。

また、図３ａ及び３ｂに示す第１及び第２の実施例は、たとえば、補償力を生成するためのローレンツ・アクチュエータ又はボイス・コイル・モータを備えることも可能である。図４は、このようなアクチュエータの横断面図を概略的に示したものである。図に示すアクチュエータは、強磁性ヨーク７２及び永久磁石７４を備えた第１の部分７０と、第１の部分によって生成される磁界中に配置されたコイル８２を備えた第２の部分８０を備えている。コイルを付勢させることによって矢印８５で示す方向の力を生成することができる。生成された力をレチクルに加えるために、第１の部分又は第２の部分のいずれか一方はレチクルと接触している。その次の図（図５）は、電磁アクチュエータによって生成される力をレチクルに加えるための構造を略図で示したものである。

本発明によるこの第３の実施例では、第１のアクチュエータ部分９０は、図に示すように対物テーブル９２の上に実質的に剛直に取り付けられており、一方、第２のアクチュエータ部分９５は、板ばね９６を使用して対物テーブルに取り付けられており、アクチュエータ・コイル（第１の部分又は第２の部分のいずれかに包含されている）を作動させることによってこの第２の部分を確実にＸ方向に変位させることができる。そのようにすることにより、第２の部分をレチクル１００に「押し付ける」ことができ、Ｘ方向に方向付けられた力をレチクルに加えることができる。また、この構造の場合、慣性力の補償に寄与するためには、第２の部分は、比較的高い剛性で対物テーブルに取り付けなければならないことに留意されたい。図に示す構造の場合、アクチュエータによる対象のクランピングは、アクチュエータのクランピング表面９８を介して達成される。

このような構造を回避するために、電磁アクチュエータは、Ｙ方向の力を直接加えるように構成することができる。図５に示すアクチュエータは、電子制御ユニット（図示せず）によって制御することができる。

第４の実施例では、ベローによって表される水力ばね又は空気圧ばねを使用して、慣性力を少なくとも部分的に補償するために使用される力が生成される。図６は、対物テーブル１２０、対象１２２、及び板ばね１２８を介して対物テーブルの上に配置されている部分１２６を介して対象に力を加えるように構成されたベロー１２４を備えたクランピング・メカニズムを略図で示したものである。図に示す構造の場合、Ｘ方向の力が対象に加えられ、ベローは、Ｙ方向の力を加えるように構成することも可能である。図６に示す構造の場合、部分１２６は、対象に力を導入するためのビームであっても良く、それにより圧力の集中が回避される。また、生成される力を直接対象に導入することによって部分１２６及び１２８を省略することも可能である。ベローの内部圧力、延いては対象に加えられる付加力は、対象の加速度などの所定のパラメータに基づいて制御ユニットによって制御することができる。空気圧システムの場合、加えられる力になり得る体積変化が空気圧システム内の慣性によって提供されるため、このような構造の場合、空気圧システムより水力システムの方が好ましい場合がある。ベロー圧力は、電子制御ユニット（図示せず）によって制御することができる。

本発明の一実施例では、上記の構造は、たわみ部材を介して対物テーブルに取り付けられた１つ又は複数の真空パッドを備えた保持デバイスを備えている。このような部材は、図７に示すように板ばねを備えることができる。図７は、対物テーブル１３０と、真空パッド１３４を使用して対物テーブルに対して保持された対象１３２を略図で示したもので、真空パッドは、板ばね１３６を介して対物テーブルの上に配置されている。このような構造を適用して、レチクルなどの対象を保持することができる。接続部が可撓性であるため、保持されている対象の可能変形が回避されるか、或いは少なくとも緩和される。図に示す構造の場合、レチクルは、走査方向（Ｙ方向）に展開している２つの板ばねを使用して対物テーブルに取り付けられた真空パッドを使用してクランプされる。板ばねのこの配向により、比較的柔軟な接続がＺ方向に提供され、且つ、比較的高い剛性の接続がＹ方向に提供される。この後者の剛性により、加速中、対物テーブルに対するレチクルの相対位置を維持することができる。図２ａないし６で説明した実施例は、図７で説明したレチクルを保持する方法と組み合わせて適用することができる。レチクルの表面に平行の平面に付加保持力が導入される場合、Ｚ方向に対して比較的低い剛性を維持することができる。真空パッドは、対象をＺ方向に位置決めするために、対物テーブルの上に提供されているサポートによって支持することができる（図７に矢印１３８で概略的に示されている）。真空パッドを使用する代わりに、静電力又は電磁力を使用して対象をクランプすることも可能であることに留意されたい。このような構造は、ＥＵＶ放射を使用しているリソグラフィ装置の場合と同様、真空環境に適用することができる。所望する保持力を大きくするために、真空パッドと静電クランピングを組み合わせて適用することも可能である。

好ましい実施例では、付加クランピング力は、保持されている対象の重心を実質的に通る方向に向けられている。そのようにすることにより、対象に加えられるトルクの生成を回避することができ、或いは少なくとも緩和することができる。対象に加えられるこのようなトルクは、対象が変形する原因になるか、或いは真空パッドによるクランピングに悪影響を及ぼすことがある。このような構造は、付加力の作用線が実質的に重心を通る方向に向くようにアクチュエータ又はクランピング構造を対象の周囲の適切な位置に配置することによって得られる。図８ａは、これを略図で示したものである。図８ａには、図７に示す板ばね構造と組み合わせた、図５に示す実施例と類似した第５の実施例が概略的に示されている。対象１４０は、サポート１４４によって支持された真空パッド１４２を使用して保持されており、真空パッドは、板ばね１４８を介して対物テーブル１４６に接続されている。付加保持力１５０（たとえば電磁アクチュエータ又は空気圧アクチュエータによって提供される）の作用線は、対象１４０の重心１５２を実質的に通る方向に向いている。

付加クランピング力は、図８ｂに示すように対象の一方の側に提供することも可能である。図８ｂに示す第６の実施例は、２つの真空パッド１５４上にクランプされた対象１５５のＸＹ図を示したものである。対象にＹ方向の力を加えるためのアクチュエータ１５６が対象の一方の側に提供されている。アクチュエータは、その一方の側が対物テーブル１５７に取り付けられ、もう一方の側は、真空クランプ１５８を使用して対象に取り付けられている。アクチュエータを対象にクランプすることにより、１つのアクチュエータの一方の側を使用して、加速中及び減速中の対象に両方の補償力を十分に提供することができる。また、この構造の場合、アクチュエータ力の作用線は、対象の重心を通る方向に向いていることが好ましい。アクチュエータは、電子制御ユニット（図示せず）によって制御することができる。

また、慣性力に少なくとも部分的に対抗する付加力を他の方法で実質的に重心を通る方向に向けることも可能である。対象の表面に直角にクランピング力が提供され、且つ、対象の両側にクランピング力が加えられる場合、対象のそれぞれの側に位置している対物テーブルとクランピング部材の間の剛性が両方の部材に対して実質的に等しいことを条件として、得られる力を実質的に重心を通る方向に向けることができる。図９ａ及び９ｂは、この原理を略図で示したものである。

図９ａは、対象の表面に直角の方向にその両側でクランプされた実質的に平らな対象１６０を略図で示したものである。矢印１６２及び１６４は、クランピング力を表している。クランプ１６６及び１６８と対象の間の摩擦のため、クランピング力は、慣性力１７２を少なくとも部分的に補償する２つの力成分１７０及び１７１になる。両方の成分の大きさが等しく、且つ、クランプ位置が重心に対して対称の２つの位置である場合、得られる力（つまり力１７０と１７１の和）は、実質的に重心１７８を通る方向に向くことになる。これは、クランピング部材１７４及び１７６が、慣性力の方向の対物テーブルに対して実質的に同じ剛性を有している場合にのみ言えることに留意されたい。クランピング部材１８２及び１８４の両方の剛性が異なる場合（図９ｂ）、慣性力に対抗する力成分１８５及び１８６が異なることになる。したがって、得られる力を重心を通る方向に向けることはできない。したがって、それによって生じるトルクが対象１９０に作用し、望ましくない変形が対象に生じることがある。この変形の影響は、露光ステップの間、付加クランピング力が除去されるか、或いは小さくなるよう、対象に加える力を制御することによって緩和することができる。

図１０は、対象がその表面に直角に両側からクランプされる構造の一実施例を示したものである。図１０には、走査方向（Ｙ方向）の対物テーブルに対して実質的に同じ剛性を有する２つのクランピング部材２０６及び２０８を個々に備えた２つのクランプ２０２及び２０４によってクランプされた対象２００が概略的に示されている。対象をクランプするために（また、対象を解放するために）、矢印で示すように一方のクランプを回転させることができる。この回転は、アクチュエータ（図示せず）を使用して実現することができる。図９ａないし１０に示す構造も、たとえば真空パッドを備えた保持デバイスと組み合わせることができる。

図１１は、本発明の第８の実施例を略図で示したものである。図１１には、対物テーブル２１０及び対物テーブル上に支持された対象２１２を備えた構造が概略的に示されている。この構造は、さらに、対物テーブルの上に取り付けられた、真空クランプ２２０を使用して対象に接続することができるたわみ部材２１８を備えている。たわみ部材は、さらに、アクチュエータ力（矢印２２２で示されている）を受け取るように構成されている。このアクチュエータ力によって前記たわみ部材がＹ方向に変形し、そのために前記対象に前記アクチュエータ力が伝達される（前記たわみ部材を介して）ことがある。アクチュエータ力は、電子制御ユニット（図示せず）によって制御されるアクチュエータによって提供することができる。

本発明によれば、加速時又は減速時に対象に付加クランピング力を加え、それによりクランピングを強くすることができる。したがって、慣性力を少なくとも部分的に補償するために生成される付加力は、連続的には加えられない。そうではなく、対象を保持する力が対象を保持するには不十分である場合に、対象に付加力が加えられる。この状況は、加速期間（の一部）、つまり実際の走査オペレーションの前後の時間期間の間に生じることがある。加速期間の間、又はその一部の期間の間だけ付加力を加えることにより、走査期間（つまり一定速度の期間）の間、付加力による対象の変形が回避される。

本発明の一実施例では、アクチュエータに要求される力は、対象の状態に基づいている。一例として、対象が追従すべき軌道に基づいて必要な力を予め決定することができる。この軌道は、たとえば位置要求事項又は速度要求事項、加速要求事項等を使用して記述することができる。

このような構造の場合、軌道記述を使用して、付加クランピング力を提供するアクチュエータを制御するためのフィードフォワード信号を生成することができる。このフィードフォワード信号は、対物テーブルを位置決めするための駆動ユニットを制御するための制御信号から引き出すことも可能であり、さらには制御信号と同じであっても良い。

また、この装置は、対象の状態（たとえば位置又は加速度）を測定するための、付加クランピング力を提供するアクチュエータを制御している制御ユニットに入力を提供するセンサを備えることができる。

他の実施例では、フィードフォワード信号を使用して、ローレンツ・アクチュエータ又はボイス・コイル・アクチュエータなどの電磁アクチュエータが制御される。対物テーブルを同じく電磁アクチュエータによって駆動する場合、共通の電源から両方のアクチュエータに電力を供給することができる。

他の実施例では、付加クランピング力を提供する電磁アクチュエータのコイル、及び対物テーブルを駆動する力を提供するアクチュエータのコイルが直列又は並列に接続されている。そのようにすることにより、対物テーブルが加速している間、付加クランピング力を大きくすることができ、また、軌道を走査している間は対物テーブルには実質的に力は不要であるため、軌道を走査している間、付加クランピング力を実質的にゼロにすることができる。

付加力が実質的にＹ方向（つまり対象が加速する方向）に平行に導入される場合、この付加力を慣性力（の少なくとも一部）に直接対抗させることができることに留意されたい。付加力が実質的に非走査方向に向いている場合、慣性力を補償する効果は、対象に力を加える構成要素との間の摩擦、及び対物テーブルと対象の間の構造（たとえばアクチュエータ）の剛性によって決まることになる。

本明細書においては、とりわけＩＣの製造におけるリソグラフィ装置の使用が参照されているが、本明細書において説明した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、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などの他のアプリケーションを有していることを理解されたい。このような代替アプリケーションのコンテキストにおいては、本明細書における「ウェハ」又は「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」又は「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されている基板は、たとえばトラック（通常、基板にレジストの層を塗布し、且つ、露光済みのレジストを現像するツール）、度量衡学ツール及び／又は検査ツール中で、露光前又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。また、基板は、たとえば多層ＩＣを生成するために複数回にわたって処理することができるため、本明細書において使用され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。

また、上で説明した真空クランピングの代わりに代替クランピング方法を提供することができることに留意されたい。一例として、様々な実施例の中で説明したように、制御されたアクチュエータ・システム（付加力を提供するためのシステム）と組み合わせた静電力又は磁気力を使用して対象をクランプすることができる。このような実施例は、真空アプリケーション（たとえばＥＵＶ光源を使用しているリソグラフィ装置）に適用することができる。

本発明による実施例の使用について、とりわけ光リソグラフィのコンテキストの中で参照されているが、本発明は、他のアプリケーション、たとえば転写リソグラフィに使用することができ、コンテキストが許容する場合、光リソグラフィに限定されないことは理解されよう。転写リソグラフィの場合、基板に生成されるパターンは、パターニング・デバイスのトポグラフィによって画定される。パターニング・デバイスのトポグラフィが、基板に供給されているレジストの層にプレスされ、次に、レジストを硬化させるために、電磁放射、熱、圧力又はそれらの組合せが加えられる。レジストが硬化すると、パターニング・デバイスがレジストから除去され、後にパターンが残される。

本明細書に使用されている「放射」及び「ビーム」という用語には、紫外（ＵＶ）放射（たとえば３６５ｎｍ、３５５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ又は１２６ｎｍの波長或いはその近辺の波長の放射）及び極紫外（ＥＵＶ）放射（たとえば波長の範囲が５〜２０ｎｍの放射）、並びにイオン・ビーム又は電子ビームなどの粒子ビームを含むあらゆるタイプの電磁放射が包含されている。

コンテキストが許容する場合、「レンズ」という用語は、屈折光学構成要素、反射光学構成要素、磁気光学構成要素、電磁光学構成要素及び静電光学構成要素を始めとする様々なタイプの光学構成要素のうちの任意の１つ又は組合せを意味している。

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。

以上の説明は例示を意図したものであり、本発明を制限するものではない。したがって、特許請求の範囲に示す各請求項の範囲を逸脱することなく、上で説明した本発明に改変を加えることができることは当業者には明らかであろう。

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。 本発明によるステージ装置の略図である。 本発明によるステージ装置の略図である。 本発明によるステージ装置の第１の実施例を示す略図である。 本発明によるステージ装置の第２の実施例を示す略図である。 電磁アクチュエータの略断面図である。 本発明によるステージ装置の第３の実施例を示す略図である。 本発明によるステージ装置の第４の実施例を示す略図である。 真空パッドがたわみ部材を介して対物テーブルに取り付けられた本発明の一実施例を示す略図である。 保持されている対象の重心を実質的に通る方向に付加クランピング力が向けられた第５の実施例を示す略図である。 真空クランプを使用して対象に取り付けられたアクチュエータを備えた第６の実施例を示す略図である。 対象の表面に対して直角にクランプすることによる慣性力の補償を示す略図である。 対象の表面に対して直角にクランプすることによる慣性力の補償を示す略図である。 対象が対象の表面に対して直角にクランプされた第７の実施例を示す略図である。 対物テーブルの上に取り付けられた、対象に付加力を加えるためのたわみ部材を備えた第８の実施例を示す略図である。

符号の説明

ＡＤ 放射ビームの角強度分布を調整するためのアジャスタ
Ｂ 放射ビーム
ＢＤ ビーム引渡しシステム
Ｃ 基板の目標部分
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 インテグレータ
ＭＡ パターニング・デバイス（マスク）
ＭＴ 支持構造（マスク・テーブル）
Ｍ１、Ｍ２ マスク・アライメント・マーク
ＰＭ 第１のポジショナ
ＰＳ 投影システム
ＰＷ 第２のポジショナ
Ｐ１、Ｐ２ 基板アライメント・マーク
ＳＯ 放射源
Ｗ 基板
ＷＴ 基板テーブル
１０、５０、９２、１２０、１３０、１４６、１５７、２１０ 対物テーブル
１５、５４、５６、１３４、１４２、１５４ 真空パッド
２０、１２２、１３２、１４０、１５５、１６０、１９０、２００、２１２ 対象
３０ 加えられるクランピング力を示す矢印
３１、６４ 電子制御ユニット
５２、１００ レチクル
６０、６１、６２、６３ 圧電アクチュエータ
６６、９８ アクチュエータのクランピング表面
７０ アクチュエータの第１の部分
７２ 強磁性ヨーク
７４ 永久磁石
８０ アクチュエータの第２の部分
８２ コイル
８５ コイルを作動させることによって生成される力の方向
９０ 第１のアクチュエータ部分
９５ 第２のアクチュエータ部分
９６、１２８、１３６、１４８ 板ばね
１２４ ベロー
１２６ 板ばねを介して対物テーブルの上に配置された部分
１３８ 対物テーブルの上に提供されたサポートによる真空パッドの支持を示す矢印
１４４ サポート
１５０ 付加保持力
１５２、１７８ 対象の重心
１５６ アクチュエータ
１５８、２２０ 真空クランプ
１６２、１６４ クランピング力を表す矢印
１６６、１６８、２０２、２０４ クランプ
１７０、１７１ 慣性力を少なくとも部分的に補償する力成分
１７２ 慣性力
１７４、１７６、１８２、１８４、２０６、２０８ クランピング部材
１８５、１８６ 慣性力に対抗する力成分
２１８ たわみ部材
２２２ アクチュエータ力を示す矢印

Claims (12)

1. 実質的に平らな表面を有する対象を変位させるためのステージ装置であって、
   前記対象を支持するように構成された対物テーブルと、
   前記対物テーブルを第１の方向に変位させるように構成された位置決めデバイスとを備え、
   前記対物テーブルが、第１のクランピング力で前記対象をクランプするように構成されたクランピング・デバイスを備え、
   前記第１のクランピング力が、前記対象の状態に基づいて電子制御ユニットによって制御されるステージ装置。
2. 前記クランピング・デバイスが、前記第１のクランピング力を加えるように構成されたアクチュエータを備えた、請求項１に記載のステージ装置。
3. 前記対象が前記アクチュエータの少なくとも１つのクランピング表面にクランプされる、請求項２に記載のステージ装置。
4. 前記対象が前記対物テーブルの少なくとも１つのクランピング表面にクランプされる、請求項１に記載のステージ装置。
5. 第２のクランピング力で前記対象をクランプするように構成された保持デバイスをさらに備えた、請求項１に記載のステージ装置。
6. 前記第１のクランピング力が前記表面に実質的に平行の平面に向けられた、請求項１に記載のステージ装置。
7. 前記状態が前記対物テーブルの加速度設定値を含む、請求項１に記載のステージ装置。
8. 前記保持デバイスが、前記第２のクランピング力を供給するように構成された、たわみ部材を使用して前記対物テーブルの上に取り付けられた真空パッドを備えた、請求項５に記載のステージ装置。
9. 前記たわみ部材が板ばねを備えた、請求項８に記載のステージ装置。
10. 前記アクチュエータが電磁アクチュエータ又は圧電アクチュエータを備えた、請求項１に記載のステージ装置。
11. 前記電子制御ユニット及び前記アクチュエータが、前記対象の加速度が定義済みの加速度値より小さくなると、前記第１のクランピング力を定義済みの力の値に抵減するように構成された、請求項１０に記載のステージ装置。
12. 放射ビームを条件付けるように構成された照明システムと、
    パターン形成された放射ビームを形成するために前記放射ビームの断面にパターンを付与するように構成されたパターニング・デバイスを支持するように構築されたサポートと、
    基板を保持するように構築された基板テーブルと、
    前記パターン形成された放射ビームを前記基板の目標部分に投射するように構成された投影システムと、
    前記サポートを第１の方向に変位させるように構成された位置決めデバイスとを備えたリソグラフィ装置であって、
    前記サポートが、第１のクランピング力で前記対象をクランプするためのクランピング・デバイスを備え、前記第１のクランピング力が、前記対象の状態に基づいて電子制御ユニットによって制御されるリソグラフィ装置。
    

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