JP2008252149A - 組立体、リソグラフィ装置及びデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 パターンが形成されたビームを基板のターゲット部分の上に投影するための投影光学系組立体ＰＬを有するリソグラフィ装置を提供すること。
【解決手段】 投影光学系組立体は、所定の機能を有し、第２の要素２に対して固定して配置された第１の要素４を有しており、要素４、２は間隔をおいた関係で支持フレーム６上に配置され、支持フレーム６は第１の要素４を受け入れるように支持フレーム６の上又は中に形成されたインターフェース面８を備え、インターフェース面８は第２の要素２に対する第１の要素４の位置を決定し、かつ第１の要素４を少なくとも３自由度で第２の要素２に対して位置決めすることができるように所定の機能に従って適合される。
【選択図】 図２ａ

Description

本発明は、所定の機能を有し、第２の要素に対して固定して配置される第１の要素を有する組立体に関する。例えば本発明は、リソグラフィ装置及びデバイス製造方法に関するものとすることができるが、この点に限定されない。

リソグラフィ装置は、基板のターゲット部分の上に所望されるパターンを当てる機械である。リソグラフィ装置は、例えば集積回路（ＩＣ）の製造に用いることができる。このような場合、マスクなどのパターン形成手段をＩＣの個々の層に対応する回路パターンを生成するために用いることが可能であり、このパターンを、感放射線性材料（レジスト）の層を有する基板（例えばシリコン・ウェハ）上の（例えばダイの一部又は１つ又は複数のダイを含む）ターゲット部分に結像させることができる。一般に単一の基板は、連続的に露光される隣接するターゲット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、パターン全体をターゲット部分の上に一度に露光することによって各ターゲット部分が照射される、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ターゲット部分が照射される、いわゆるスキャナとが含まれる。

本発明は、例示のみの目的で、一般にリソグラフィ装置の一部となる投影光学系組立体に適用される。支持フレームを含む投影光学系組立体は周知である。通常、投影光学系組立体は、特定のリソグラフィ装置に応じて、基準フレーム及びその基準フレーム内に取り付けられた複数のセンサ・フレームを有する。センサ・フレームは、様々な構成要素を支持するようになったフレームである。一般に支持フレームは、第１の要素を第２の要素に対して間隔をおいた関係で支持する。第１及び第２の要素はきわめて安定な方法で位置決め及び固定される必要がある。通常、各要素を相互に位置決めするには、インターフェース面を設けるためのスペーサが必要である。このスペーサは支持フレーム内に配置される。フレーム内に配置される各要素は、それらを支持フレーム内でどのように配向するか決定する所定の機能を有する。例えば、ある方向で位置を検知するためのセンサ要素は、その方向に対して特定の方法で配向させなければならない。通常スペーサは、要素をその特定の機能に従って位置決めするために設けられる。現在のところ、位置センサはそれぞれ６つのスペーサを備えている。ミラー・モジュールを投影光学系組立体内に取り付けた後の正確な位置決めは、追加のスペーサを用いることによって行われる。各スペーサの寸法は、要素の機能によって支配されてスペーサが実施する所望の間隔決めに従って、別々に決定される。次いで各スペーサは、一般にスペーサの材料（例えばゼロデュアなどの材料）を正確な寸法に研削することにより、別々に製造される。一般に、各要素を支持フレーム上に互いに固定して配置するためには、数十個のスペーサが必要である。

通常の投影光学系組立体では、スペーサの使用にいくつかの問題があることが分かっている。必要なスペーサの数が増えるほど、問題も増す。特に、ミラーなどの光学要素の位置を検知する検知要素を取り付けるためには、多数のスペーサが必要である。１つの問題は、スペーサを使用すると、特に寸法を決定してスペーサをあるサイズに研削するために、またスペーサを支持フレーム内に取り付けるために要する工数の点で費用がかかることである。さらに部品数が多いために得られる投影光学系組立体の複雑さが増し、これが要素相互の位置決めに関する長期安定性の問題を招く可能性がある。

ここまで特定の応用例で生じる問題について論じたが、本発明が通常の組立体に関して先に言及した特定の実施例以外の応用例を有していることが理解されるであろう。特に本発明は、１つの要素を第２の要素に対して位置決めする場合に利用される。

本発明の目的は、投影光学系組立体など通常の組立体に関して明らかにされている問題を克服することである。特に本発明の目的は、安定であり、かつ必要なスペーサの数を減らした要素のための調整可能な取り付け環境を提供することである。

本発明の一態様によれば、放射線の投影ビームを提供するための照明系と、パターン形成手段を支持するための支持構造であって、パターン形成手段が投影ビームの断面にパターンを与えるように働く支持構造と、基板を保持するための基板テーブルと、所定の機能を有し、第２の要素に対して固定して配置される第１の要素を有する、パターンが形成されたビームを基板のターゲット部分の上に投影するための投影光学系組立体であって、前記要素が間隔をおいた関係で支持フレーム上に配置される投影光学系組立体とを備え、前記支持フレームが、前記第１の要素を受け入れるように前記支持フレームの上又は中に形成されたインターフェース面を備え、前記インターフェース面が、前記第２の要素に対する前記第１の要素の位置を決定し、かつ前記第１の要素を前記第２の要素に対して少なくとも３自由度で位置決めすることができるように、前記所定の機能に従って適合されることを特徴とするリソグラフィ装置が提供される。インターフェース面をスペーサではなく支持フレームの中又は上に設けてインターフェース面を画定することにより、これらのスペーサは冗長になる。したがって、投影光学系組立体の製造が容易になる。特に設計及びインターフェースの複雑さが軽減される。さらに、異なる部品の数が減るため、個々の許容誤差を緩和することができる。特に冗長なスペーサを設けるための時間が節約されるため、製造のリード・タイムが短縮される。また、部品及びインターフェース面が少なくなることにより、長期的な位置安定性が改善される。

好ましい実施例では、前記第１の要素を前記インターフェース面上に直接取り付ける。前記第１の要素を前記インターフェース面に直接取り付けることにより、製造性がさらに改善される。

好ましい実施例では、前記インターフェース面と前記第１の要素の間にインターフェース要素を配置する。インターフェース面と第１の要素の間にインターフェース要素を設けることにより、安定して制御することができる自由度の数が４つに増加する。

好ましい実施例では、前記インターフェース要素を前記インターフェース面上に配置する。インターフェース要素をインターフェース面上に設けることにより、安定して制御することができる自由度の数が６つに増加する。

好ましい実施例では、前記インターフェース要素は、前記自由度の少なくとも１つについて前記インターフェース要素の動きを制約するようになった１つ又は複数の取り付け要素により、前記インターフェース面に取り付けられるように適合される。１つ又は複数の取り付け要素を設けることにより、各要素は長期間、互いに安定した位置に保持される。

本発明の他の態様によれば、第１の要素及び第２の要素を支持するための支持フレームを提供する段階であって、前記第１の要素が所定の機能を有し、前記第２の要素に対して間隔をおいた関係で前記支持フレーム上に固定して配置される段階を含み、前記支持フレームの上又は中に形成された、前記第１の要素を受け入れるためのインターフェース面を前記支持フレーム内に設ける段階であって、前記インターフェース面が、前記第２の要素に対する前記第１の要素の位置を決定し、かつ前記第１の要素を前記第２の要素に対して少なくとも３自由度で位置決めすることができるように、前記所定の機能に従って適合される段階によって特徴付けられるリソグラフィ装置向けの投影光学系組立体を組み立てる方法が提供される。

本発明の他の態様によれば、基板を提供する段階と、照明系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与える段階と、請求項１から８までのいずれかに記載の投影光学系組立体を用いて、パターンが形成された放射線ビームを基板のターゲット部分の上に投影する段階と、を含むデバイス製造方法が提供される。

本発明の他の態様によれば、所定の機能を有し、第２の要素に対して固定して配置される第１の要素を有する組立体であって、前記要素が間隔をおいた関係で支持フレーム上に配置され、前記支持フレームが前記第１の要素を受け入れるように前記支持フレームの上又は中に形成されたインターフェース面を備え、前記インターフェース面が、前記第２の要素に対する前記第１の要素の位置を決定し、かつ前記第１の要素を前記第２の要素に対して少なくとも３自由度で位置決めすることができるように、前記所定の機能に従って適合されることを特徴とする組立体が提供される。インターフェース面をスペーサではなく支持フレームの中又は上に設けてインターフェース面を画定することにより、これらのスペーサは冗長になる。したがって、組立体の製造が容易になる。特に設計及びインターフェースの複雑さが軽減される。さらに、異なる部品の数が減るため、個々の許容誤差を緩和することができる。特に冗長なスペーサを設けるための時間が節約されるため、製造のリード・タイムが短縮される。また、部品及びインターフェース面が少なくなることにより、長期的な位置安定性が改善される。

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、本明細書で記載するリソグラフィ装置は集積光学系、磁区メモリ用のガイド及び検出パターン、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッドの製造など他の応用例にも利用可能であることを理解されたい。こうした別の応用例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「ターゲット部分」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るであろう。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施し、露光されたレジストを現像するツール）又は計測若しくは検査ツールで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ツールや他の基板処理ツールに適用してもよい。さらに、例えば多層ＩＣを作成するために、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、処理が施された複数の層を既に含む基板を指すこともある。

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）を含むあらゆるタイプの電磁放射線、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。

本明細書で使用する「パターン形成手段」という用語は、基板のターゲット部分にパターンを作成するためなど、投影ビームの断面にパターンを与えるために用いることができる手段を指すものとして広く解釈すべきである。投影ビームに与えられるパターンが基板のターゲット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、投影ビームに与えられるパターンは、集積回路などターゲット部分に作成されるデバイスの特定の機能層に対応している。

パターン形成手段は、透過式でも反射式でもよい。パターン形成手段の例には、マスク、プログラマブル・ミラー・アレイ、及びプログラマブル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、レベンソン型位相シフト・マスク（ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ ＰＳＭ）及びハーフトーン型位相シフト・マスク（ａｔｔｅｎｕａｔｅｄ ＰＳＭ）などのマスク・タイプ、並びに様々なハイブリッド型のマスク・タイプが含まれる。プログラマブル・ミラー・アレイの一例は、小さいミラーのマトリクス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。このようにして反射ビームにパターンが形成される。パターン形成手段の各例において、支持構造は、例えば必要に応じて固定することも移動させることもでき、またパターン形成手段が、例えば投影システムに対して所望される位置にあることを保証することができるフレーム又はテーブルとすることが可能である。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、「パターン形成手段」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「投影システム」という用語は、例えば使用される露光放射線にとって、又は浸漬液の使用や真空の使用など他の要因にとって適切なように、屈折光学系、反射光学系及び反射屈折光学系を含めて様々なタイプの投影システム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「レンズ」という用語の使用はいずれも、「投影システム」というより一般的な用語と同義であると考えられる。

照明系も、放射線の投影ビームの方向付け、成形又は制御のための屈折式、反射式及び反射屈折式の光学成分を含めて様々なタイプの光学成分を包含することが可能であり、こうした構成要素も以下では一括して、又は単独で「レンズ」と呼ぶことがある。

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）を有するタイプ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工程を実施し、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、投影システムの最後の要素と基板の間の空間を満たすように、例えば水など比較的高い屈折率を有する液体に基板を浸すタイプのものであってもよい。浸漬液を、例えばマスクと投影システムの第１の要素の間など、リソグラフィ装置の他の空間に適用することもできる。投影システム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。

次に本発明の実施例を、添付の概略図を参照して例示のみの目的で説明するが、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。

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概略的に示している。この装置は、
放射線の投影ビーム（例えばＵＶ又はＥＵＶ放射）ＰＢを提供するための照明系（照明器）ＩＬと、
パターン形成手段（例えばマスク）ＭＡを保持するための第１の支持構造（例えばマスク・テーブル）ＭＴであって、部材ＰＬに対してパターン形成手段を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ＭＴと、
基板（例えばレジスト塗布ウェハ）Ｗを保持するための基板テーブル（例えばウェハ・テーブル）ＷＴであって、部材ＰＬに対して基板を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ＷＴと、
パターン形成手段ＭＡによって投影ビームＰＢ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）ターゲット部分Ｃの上に結像させるための投影システム（例えば反射投影レンズ）ＰＬと、を備えている。

本明細書で図示する装置は、（例えば反射性マスク、又は先に言及したタイプのプログラマブル・ミラー・アレイを使用した）反射タイプのものである。或いは、（例えば透過性マスクを使用した）透過タイプのものであってもよい。

照明器ＩＬは放射線源ＳＯから放射線ビームを受け取る。例えば放射線源がプラズマ放電源である場合、放射線源とリソグラフィ装置を別々の構成要素とすることができる。そうした場合には、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、放射線ビームは一般に、例えば適切な集光ミラー及び／又はスペクトル純度フィルタ（ｓｕｐｅｃｔｒａｌ ｐｕｒｉｔｙ ｆｉｌｔｅｒ）を有する放射線収集装置を用いて、放射線源ＳＯから照明器ＩＬへ伝えられる。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を放射線システムと呼ぶことがある。

照明器ＩＬは、ビームの角強度分布を調整するための調整手段を有していてもよい。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σ−アウタ（σ−ｏｕｔｅｒ）、σ−インナ（σ−ｉｎｎｅｒ）と呼ばれる）を調整することができる。照明器は、投影ビームＰＢと呼ばれる、その断面内に所望される均一性及び強度分布を有する調節された放射線ビームを提供する。

投影ビームＰＢは、マスク・テーブルＭＴ上に保持されているマスクＭＡに入射する。マスクＭＡに反射された投影ビームＰＢは、ビームを基板Ｗのターゲット部分Ｃの上に収束させるレンズＰＬを通過する。第２の位置決め手段ＰＷ及び位置センサＩＦ２（例えば干渉測定装置）を用いて、基板テーブルＷＴを、例えば異なるターゲット部分ＣをビームＰＢの経路内に位置決めするように、正確に移動させることができる。同様に、第１の位置決め手段ＰＭ及び位置センサ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をビームＰＢ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、オブジェクト・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）を用いて実現される。しかし（スキャナではなく）ステッパの場合には、マスク・テーブルＭＴを短ストローク・アクチュエータに接続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・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を用いて位置を調整することができる。

図示した装置は、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を本質的に静止した状態に保ち、それと同時に投影ビームに与えられたパターン全体を１回でターゲット部分Ｃの上に投影する（すなわち、ただ１回の静止露光）。次いで、異なるターゲット部分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ターゲット部分Ｃのサイズが制限される。
（２）走査モードでは、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、それと同時に投影ビームに与えられたパターンをターゲット部分Ｃの上に投影する（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、投影システムＰＬの拡大（縮小）率、及び像の反転特性によって決まる。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ターゲット部分の（非走査方向の）幅が制限され、走査移動の長さによってターゲット部分の（走査方向の）高さが決定される。
（３）他のモードでは、プログラム可能なパターン形成手段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、また基板テーブルＷＴの移動又は走査を行い、それと同時に投影ビームに与えられたパターンをターゲット部分Ｃの上に投影する。このモードでは、一般にパルス式の放射線源が使用され、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、プログラム可能なパターン形成手段が必要に応じて更新される。この動作モードは、先に言及したタイプのプログラマブル・ミラー・アレイなど、プログラム可能なパターン形成手段を利用するマスクレス・リソグラフィに簡単に適用することができる。

上述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採用することもできる。

図１に示す実施例のリソグラフィ装置は、真空ポンプＶＰによって排気される真空チャンバＶＣを含んでいる。ビームＰＢはマスクＭＡに、続いて真空チャンバＶＣ内の基板Ｗのターゲット領域に当たる。いわゆる「計測フレーム」ＭＦは、主要な装置のフレームから機械的に分離された分離型の基準フレームを形成する。この計測フレームを、例えば低い弾性係数を有する弾力のある支持体を形成するエアマウント（図示せず）によって支持された、重量のあるテーブルとして実現することができる。計測フレームＭＦは、干渉計ＩＦや他の位置センサなど高感度の構成要素を支持し、これらを振動から切り離す。投影光学系組立体ＰＬは、弾力のある要素１２及び支持体１１によって計測フレームＭＦ上に支持されている。

図２ａは、本発明の３つの実施例による投影光学系組立体の詳細を示している。図２ｂは、図２ａに示す実施例の１つについて詳細を示している。

以下では本発明を、極紫外線波長の範囲で動作するリソグラフィ装置で使用するための投影光学系組立体の場合について、ミラーなどの光学要素に対して安定な方法で位置決めされるセンサ要素に関して説明する。ただし本発明はこの点に限定されるものではなく、１つの要素が第２の要素に対して固定して取り付けられる他の領域にも利用される。

投影光学系組立体は一般に６つのミラーを有しており、その１つを図２ａに示す。これら６つのミラーのうち５つは、位置を制御しながらローレンツ・アクチュエータによって調整することが可能である。残りの１つのミラー（図２ａには図示せず）は一般に、組み立て中に１度だけ調整される。投影光学系組立体は一般に、十分に機能する調整可能なミラーを設ける必要があるすべてのものを含む５つのいわゆるミラー・モジュールを有しているが、本発明はこの点に限定されない。これら５つのミラー・モジュールは、支持フレーム６内に取り付けられる。残りの第６のミラーは、同様にこの構造体の上に取り付けられる。以下において支持フレーム６という表現は、基準フレーム及びミラー・モジュールに含まれる任意の支持フレームなど、組立体内部の任意の支持フレームを包含するものとする。本発明は、光学要素２を支持フレーム６内に直接取り付ける場合、並びにミラー・モジュール内で支持フレーム６の中又は上に取り付ける場合に利用される。

ミラー・モジュールは一般に、ミラー２、反応質量及び磁気の重力補償装置を含むローレンツ・アクチュエータ・ユニットなどのアクチュエータ要素（図示せず）、（当技術分野ではいわゆる「センサ・フレーム」と呼ばれることもある）支持フレーム６、並びに位置センサ４を有している。

支持フレーム６は位置センサ４、並びにアクチュエータ・ユニット及び重力補償装置の一部も支持している。位置センサ４は、きわめて正確な２次元センサである。各ミラー２を６自由度で正確に位置決めするために、ミラー２毎にこうした位置センサ４が３つずつ設けられる。位置センサ４はそれぞれ、ミラー２に取り付けられる基準部分（図示せず）を備えている。示した実施例では、位置センサ４は２方向でミラー２の位置を検知するようになっている。本発明は特定のタイプのセンサについて限定されるものではなく、様々な機能を有するセンサ、例えば３方向以上又は１方向で位置を検知するセンサ、及びアクチュエータなど他の要素にも利用されることに留意されたい。

センサ要素４が第２の要素２に対して位置決めされ、支持フレーム６に固定される特定の実施例では、本発明は、センサ４を調整可能な形でミラーに対して配向させ、間隔をおいた関係で位置決めすることを可能にする。センサ４は支持フレーム６に対して固定されることが好ましい。この固定は、センサの取り付けができるだけ堅固になるように、また固定後にセンサ４ができるだけ安定して配置されるように実施されることが望ましい。

一般に、１つの要素の第２の要素に対する調整には６自由度を必要とする。第１及び第２の要素が相互にインターフェースで連結する位置により、インターフェース面８が画定される。インターフェース面８は、２つの要素相互の位置決め及び方向決めに伴う移動及び回転を可能にする。従来は６つのスペーサを有するインターフェース面が設計されてきた。言及したように、従来の設計の問題には、不十分な安定性能、高コストの一因となる部品数の点で複雑な製造工程及び製造時間が含まれる。これらの問題は、本発明に従って支持フレーム６の中又は上にインターフェース面８を設けることによって克服される。

固定のし易さについては、本発明の実施例に従ってボルトを設けることによって実現することができる。

固定後のセンサ４のミラー２に対する安定した配置については既に実施されており、一般に、第１の要素４の第２の要素２に対するインターフェースでの連結、並びに位置安定性に関しては、異なる部品をできるだけ少なくし、かつ異なる部品間の移行をできるだけ少なくすると有利である。本発明は最小限のスペーサを使用しながら、長期及び短期の両方における安定した配置を可能にする。

図２ａは、本発明による３つの別の実施例１０、２０、３０を示している。特に図２ａは、対応付けられた調整可能な自由度を有する３種類の実施可能なセンサ要素の取り付けを示している。所定の機能を有する第１の要素４が第２の要素２に対して固定して配置されており、前記要素２、４は間隔をおいた関係で支持フレーム６上に配置され、支持フレーム６は第１の要素４を受け入れるように支持フレーム６の上又は中に形成されたインターフェース面８を備え、インターフェース面８は第２の要素２に対する第１の要素４の位置を決定し、かつ第１の要素４を第２の要素２に対して少なくとも３自由度で位置決めすることができるように所定の機能に従って適合されている。示した特定の実施例では、ミラー２の位置を（図２ａ及び２ｂで単頭の点線の矢印１６で示す）２つの方向１６で測定するセンサ４が設けられている。ゼロ・パルスを調整するために、センサ４をミラー２に対してこの２つの測定方向で位置決めできるようになっている。センサの調整方向は、実線の矢印１４で示してある。さらに、図２ａ及び２ｂに示すセンサの動作原理により、２つの測定方向１６に垂直な軸のまわりの回転によってモアレ・パターンが生じる。この影響を克服するために、２つの測定方向１６に垂直なこの軸のまわりの調整を行うことが好ましい。

第１の代替構成１０では、センサ４は前記インターフェース面８上に直接取り付けられ、インターフェース面８は支持フレーム６内に直接形成されている。この構成１０による一実施例では、センサ４は使用時に、センサの支持フレーム６の１つ又は複数の平面、或いは１つ又は複数の他の表面によって形成することができる実質的に垂直なインターフェース面８上に、実質的に垂直に取り付けられる。こうした表面により、前述の３自由度、すなわち２つの測定方向１６、及びこの２つの測定方向１６に垂直な軸のまわりの回転方向１６での調整が可能になる。こうした調整はスペーサを必要とせずに行われる。センサ４は、使用時にセンサ４をインターフェース面８に対して引き寄せるために提供されるボルト、特に細長いボルトを設けることによってインターフェース面８上に固定される。この構成により、きわめて安定なセンサの取り付けが可能になることが分かっている。これは通常のセンサ取り付けの構成と比べてとりわけ安定である。

第２の実施例２０では、第１の構成の場合と同様に、使用時にインターフェース面８が垂直に配置されるようにセンサ４を取り付ける。さらに、インターフェース面８とセンサ４の間に小板２１を配置することができる。小板を設けることにより、第１の構成に関して先に言及した方向に加えて、小板によってセンサとミラーの間の距離を調整することができるようになるため、４自由度での調整が可能になる。センサ４は、やはりボルトを設けることによってスペーサを構成することができる小板２１を用いて、インターフェース面８上に固定される。小板２１は、ゼロデュアなどの材料やインバーなどの超低膨張（ＵＬＥ）材料、アルミニウムや鉄などの金属、及びセラミック材料でできた要素からなることができる。小板２１の材料は、支持フレーム６の材料と同様の熱膨張係数を有することが好ましい。小板２１の寸法は、主にセンサ４とミラー２の間の距離の点から必要となる調整によって決まる。面内の移動及び／又は回転による３自由度の調整が実施されることが理解される。第４の自由度は、インターフェース要素の厚さのみを必要な値に研削することによって得られる。

第３の実施例３０では、センサ４はインターフェース面８上に取り付けられ、インターフェース面８は使用時に水平方向に配置される。特に、インターフェース面８は互いに対して配向された２つの表面を有している。図２ａ及び２ｂに示したこの第３の実施例では、インターフェース面８は支持フレーム６の上面又は下面６ａ、及びインターフェース要素３１の表面を含んでいる。インターフェース要素３１は、好ましくは支持フレーム６と同じ材料からなる材料のブロックを含むことができる。インターフェース・ブロック３１は、使用時には支持フレーム６の表面、好ましくは水平な表面上に配置される。第３の代替構成３０により、センサ４をミラー２に対して５自由度で調整することが可能になる。図３ａ及び３ｂを参照してさらに詳細に示し説明するように、センサ４のインターフェース・ブロック３１上への固定は、３つのボルトを用いて実施される。６自由度での調整が必要な場合には、第３の代替構成によって示す実施例に従って、インターフェース・ブロック３１の一面のみを斜めに研削する必要があることが理解される。第１の実施例と同様に、第２及び第３の実施例により、通常の取り付け構成に比べてきわめて安定なセンサの取り付けが可能になることが分かっている。図２ｂは、図２ａに示した実施例の１つについて詳細を示している。特に図２ｂは、実施例３０をさらに詳細に示すために記載したものである。特にこれはセンサ４を通る断面図を示しており、図中においてインターフェース要素３１は図２ａに示した面に垂直な面内にある。また、図２ａ及び２ｂに示したインターフェース・パッド１１についても、以下でさらに詳細に説明する。５自由度の調整が２つのインターフェース面（フレーム−インターフェース要素、及びインターフェース要素−センサ）での移動及び／又は回転によって実施されることが理解される。第６の自由度は、インターフェース要素の２つのインターフェース面の間を必要な値まである角度だけ研削することによって得られる。

図３ａ及び３ｂはそれぞれ、本発明の第２及び第３の実施例に組み込むためのインターフェース要素３１を示している。特に図３ａ及び３ｂは、インターフェース・ブロック３１、並びに一般にインターフェース・ブロック３１を第１のセンサ側３２でセンサ４に、第２のフレーム側３３で支持フレーム６に取り付けるように配置されるボルトを含む取り付け要素３４を示している。示した実施例では、６つのボルトが設けてある。これらのボルトのうち、３つのボルト３４ａはインターフェース要素３１を第１のインターフェース面３２でセンサ４に取り付けるように設けられ、他の３つのボルト３４ｂはインターフェース要素３１を第２のインターフェース面３３で支持フレーム６に取り付けるように設けられている。これらのボルトはインターフェース要素３１を、それぞれインターフェース面３２及び３３に引き寄せることによって機能する。インターフェース要素３１の材料は、その熱膨張が支持フレーム６の熱膨張と同じ又は同様となるように選択することが好ましい。例えばインターフェース要素３１を、支持フレーム６の小板２１に関して記載したものと同様の材料から作成することができる。言及したように、図２、３ａ及び３ｂに示す取り付け後の第３の実施例も、通常の構成に比べてきわめて安定である。

図２に示した代替形態１０、２０及び３０は、特定の応用例に応じて相互に交換可能な形で使用可能であることが理解されるであろう。

上記では、センサをミラーに対して取り付ける特定の実施例について説明してきた。しかし、本発明はこの点に限定されるものではない。一般に本発明は、任意の要素が調整、及びその後の第２の要素に対する固定を必要とする場合に利用される。例えばリソグラフィ装置における他の応用例には、アクチュエータ・ユニットのミラーに対する調整及び取り付けがある。そのような場合、作動ユニットを第１又は第２の実施例１０、２０に従って、ただし使用時にはインターフェース面として、用いられている支持フレーム６の垂直なインターフェース面ではなく、支持フレーム６の水平なインターフェース面を利用する修正形態を用いて取り付けることが好ましい。第２の構成では、単一のスペーサによって高さの調整を行うことが可能であり、そのスペーサをアクチュエータ・ユニットの下面とインターフェース面の間に挿入する。高さの調整が不要である場合には、第１の実施例１０を選択することも可能であり、スペーサは不要である。取り付けられる要素の特定の機能、例えば検知、作動など広い意味でのユニットの機能、或いは実施される検知の方向や作動の方向などより厳密な意味でのユニットの機能に応じて、取り付けの構成を適合させることが理解されるであろう。本発明はこうした任意の代替構成を包含するものである。特定の構成を決めるのが第１の要素の機能であることが理解されるであろう。

図２ａ及び２ｂの別の実施例では、図３ａ及び３ｂに示すように、センサをそのインターフェース面８上に留めるボルトを用いて固定を行うことができる。図３ａ及び３ｂは、別の実施例３０について示したセンサのクランピングを示しているが、センサをインターフェース面に留めるためのボルトの使用は、実施例１０、２０にも同様に簡単に適用することができる。図３ａ及び３ｂには２組の３つの細長いボルト３４が示してある。第１の組３４ａはインターフェース要素３１をセンサに留めている。第２の組３４ｂはインターフェース要素３１を支持フレーム６に留めている。また、任意選択で設けることができるインターフェース・パッド１１も示してある。インターフェース・パッド１１を用いる場合、ボルト３４がインターフェース・パッド１１の中央を貫通するようにする。この特定の実施例では、インターフェース・パッド１１がインターフェース面を提供している。言及したように、インターフェース要素が不要な実施例１０に対しても、ボルトを取り付け要素１１として用いることができる。

言及したように、本発明はセンサやアクチュエータなどの要素のインターフェース面への取り付けに関する。固定は、接着や直接的な結晶結合など様々な方法で行うことができる。クランピング要素などの取り付け要素、例えばボルトを設けることは１つの代替方法である。説明したように、クランピングは、関連する要素のインターフェース領域に形成された孔を貫通する細長いボルトを用いて行われる。この特定の構成により、非常に堅く安定した配置が可能になることが分かっている。さらにこれは、クランピング力を加えるための安価、簡単、安定かつ堅固な方法である。しかし、本発明はこの点に限定されるものではなく、例えばばね構造により、他の取り付け要素又はクランピング要素を設けることもできる。用いられる特定の取り付け要素に関わらず、取り付け要素は関連する要素及びインターフェース面を通じてクランピング力を加えるように設計されることが分かっている。取り付け要素は、その使用によって生じる可能性がある内部変形を考慮するように設計されることが好ましい。例えば、ボルトは重大な内部変形をまったく引き起こさないことが分かっている。クランピング力は温度変化に関係なく、適時一定の大きさになることが好ましい。

論じてきたように、本発明は簡易さ及び安定性の向上、大幅な部品削減、インターフェース削減、許容誤差の緩和、動的挙動の改善、製造性の改善及び試験容易性の改善などの利点を提供する。さらに本発明は、長期安定性の改善をも提供する。こうした利点のいくつかは、ゼロデュアなどの材料、又は他の超低膨張（ＵＬＥ）材料、インバー、アルミニウムなどの金属材料、或いは他のセラミック材料からなる支持フレームを用いてある程度得ることができるが、材料の選択、及び構成又は環境の特殊性は、本発明の性能を顕著にもたらすものではないことが確認されている。先に言及した利点は、インターフェースでの連結が堅く頑丈な形で実施されることから得られる。これは、追加のインターフェース要素なしで、又はたかだか１つの追加のインターフェース要素を設けることによって実施される。インターフェース面は、要素をそのそれぞれの表面上で互いに対して正確に位置決めすることができるような形にする。例えばボルトを用いて、要素を一緒に留めることが可能である。

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るであろう。上記説明は本発明を限定するものではない。

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。 本発明の３つの実施例による投影光学系組立体の詳細を示す図である。 図２ａに示した実施例の１つについて詳細を示す図である。 本発明の他の実施例によるインターフェース要素を示す図である。 本発明の他の実施例によるインターフェース要素を示す図である。

符号の説明

Ｃ ターゲット部分
ＩＦ１、ＩＦ２ 位置センサ
ＩＬ 照明器
ＭＡ パターン形成手段、マスク
ＭＦ 計測フレーム
ＭＴ マスク・テーブル、支持構造
Ｍ１、Ｍ２ マスク・アライメント・マーク
ＰＢ 投影ビーム
ＰＬ 投影システム、レンズ、投影光学系組立体
ＰＭ、ＰＷ 位置決め手段
Ｐ１、Ｐ２ 基板アライメント・マーク
ＳＯ 放射線源
ＶＣ 真空チャンバ
ＶＰ 真空ポンプ
Ｗ 基板
ＷＴ 基板テーブル
２ 光学要素、ミラー
４ センサ要素、位置センサ
６ 支持フレーム
８ インターフェース面
１１ インターフェース・パッド、支持体、取り付け要素
１４ 調整方向
１６ 測定方向
２１ 小板
３１ インターフェース・ブロック、インターフェース要素
３４ａ、３４ｂ ボルト

Claims (11)

1. 放射線の投影ビームを提供するための照明系と、
   パターン形成手段を支持するための支持構造であって、パターン形成手段が投影ビームの断面にパターンを与えるように働く支持構造と、
   基板を保持するための基板テーブルと、
   所定の機能を有し、第２の要素に対して固定して配置される第１の要素を有する、パターンが形成されたビームを基板のターゲット部分の上に投影するための投影光学系組立体であって、前記要素が間隔をおいた関係で支持フレーム上に配置される投影光学系組立体と、を備え、
   前記支持フレームが、前記第１の要素を受け入れるように前記支持フレームの上又は中に形成されたインターフェース面を備え、前記インターフェース面が、前記第２の要素に対する前記第１の要素の位置を決定し、かつ前記第１の要素を前記第２の要素に対して少なくとも３自由度で位置決めすることができるように、前記所定の機能に従って適合されることを特徴とするリソグラフィ装置。
2. 前記第１の要素が前記インターフェース面上に直接取り付けられる請求項１に記載のリソグラフィ装置。
3. 前記投影光学系組立体が、前記インターフェース面と前記第１の要素の間に配置されたインターフェース要素をさらに有する請求項１に記載のリソグラフィ装置。
4. 前記インターフェース要素が小板を有する請求項３に記載のリソグラフィ装置。
5. 前記インターフェース要素が前記インターフェース面上に配置される請求項３に記載のリソグラフィ装置。
6. 前記インターフェース要素が、前記自由度の少なくとも１つについて前記インターフェース要素の動きを制約するように適合させた１つ又は複数の取り付け要素により、前記インターフェース面に取り付けられるようになっている請求項３から５までのいずれかに記載のリソグラフィ装置。
7. 前記インターフェース要素が実質的にブロック状の構成要素を有し、前記取り付け要素が複数の棒を有し、前記棒を、前記ブロックを貫通し、前記インターフェース面に複数の方向で取り付けるように配置して、前記ブロックの動きを前記複数の自由度で制約する請求項６に記載のリソグラフィ装置。
8. 前記第１の要素が、前記支持フレームの上又は中に位置する基準面に対する第２の要素の位置及び／又は方向を検知するセンサ・ユニットであり、前記インターフェース面が、前記基準面に対してあらかじめ決められている前記所定の位置に配置される請求項１から７までのいずれかに記載のリソグラフィ装置。
9. リソグラフィ装置向けの投影光学系組立体を組み立てる方法であって、
   第１の要素及び第２の要素を支持するための支持フレームを提供する段階であって、前記第１の要素が所定の機能を有し、前記第２の要素に対して間隔をおいた関係で前記支持フレーム上に固定して配置される段階を含み、
   前記支持フレームの上又は中に形成され、前記第１の要素を受け入れることができるインターフェース面を前記支持フレーム内に設ける段階であって、前記インターフェース面が、前記第２の要素に対する前記第１の要素の位置を決定し、かつ前記第１の要素を前記第２の要素に対して少なくとも３自由度で位置決めすることができるように、前記所定の機能に従って適合される段階によって特徴付けられる方法。
10. デバイスを製造する方法であって、
    基板を提供する段階と、
    照明系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与える段階と、
    前記請求項１から８までのいずれかに記載の投影光学系組立体を用いて、パターンが形成された放射線ビームを基板のターゲット部分の上に投影する段階と、
    を含む方法。
11. 所定の機能を有し、第２の要素に対して固定して配置される第１の要素を有する組立体であって、前記要素が間隔をおいた関係で支持フレーム上に配置され、前記支持フレームが前記第１の要素を受け入れるように前記支持フレームの上又は中に形成されたインターフェース面を備え、前記インターフェース面が、前記第２の要素に対する前記第１の要素の位置を決定し、かつ前記第１の要素を前記第２の要素に対して少なくとも３自由度で位置決めすることができるように、前記所定の機能に従って適合されることを特徴とする組立体。

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