JP2010147467A - リソグラフィ装置および制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】リソグラフィ装置の生産性をさらに向上することができるリソグラフィ装置制御方法を提供する。
【解決手段】この方法は、少なくともスキャン方向の基板テーブルの速度を制御するコントローラを設けることを含み、コントローラは、ステップ方向の基板テーブルの移動の第１の期間を表す第１の信号を受け取る第１の入力と、基板テーブルのスキャン移動中に基板テーブルがカバーすることになるスキャン方向の距離を表す第２の信号を受け取る第２の入力と、基板テーブルの加速度を表す第３の信号を受け取る第３の入力とを含む。コントローラは、スキャン方向の基板テーブルの速度を制御する出力信号を供給する出力をさらに含む。この方法は、第１の信号、第２の信号および第３の信号からスキャン方向の基板テーブルの速度を計算し、コントローラを使用して基板テーブルの計算された速度に対して出力信号を補償することをさらに含む。
【選択図】図２

Description

[0001] 本発明はリソグラフィ装置に関する。具体的には、本発明は、リソグラフィ装置を制御する方法およびそのようなリソグラフィ装置を制御するように構成された制御ユニットを含むリソグラフィ装置に関する。

[0002] リソグラフィ装置は、基板上に、通常は基板のターゲット部分上に所望のパターンを与えるマシンである。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。そのような場合には、マスクまたはレチクルとも呼ばれるパターニングデバイスが、ＩＣの個々の層上に形成するべき回路パターンを生成するのに使用され得る。このパターンは、基板（例えばシリコンウェーハ）上のターゲット部分（例えば１つまたはいくつかのダイの一部を含む）に転写することができる。パターンの転写は、一般に基板上に与えられた放射感応性材料（レジスト）の層上に結像することによって行われる。一般に、単一の基板は、次々とパターニングされる隣接したターゲット部分のネットワークを含むことになる。

[0003] 従来のリソグラフィ装置は、ターゲット部分上に全パターンを一度に露光させ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、放射ビームによってパターンを所定方向（「スキャン」方向）にスキャンし、同時に、基板をこの方向と平行または逆平行に同期してスキャンすることによって、各ターゲット部分が照射される、いわゆるスキャナとを含む。基板上にパターンをインプリントすることによりパターニングデバイスから基板へパターンを転写することも可能である。

[0004] スキャナ、またはスキャンリソグラフィ装置では、装置は、基板または基板を保持するように構成されたウェーハテーブル（例えばレジストコートウェーハ）を含む。マスクなどのパターニングデバイスによって放射ビームに与えられたパターンを、基板上のターゲット部分上へ投影するように構成されたレンズアセンブリなどの投影システムに対して、基板テーブルが、基板の露光中にスキャン方向（通常Ｙ方向として示される）に移動される。このスキャン運動、すなわちスキャン移動中に、スキャン方向の基板の速度は一定に保たれる。スキャン移動中の基板の速度は任意ではない。一方では、基板の速度すなわち基板テーブルの速度が、例えばリソグラフィ装置の機械的性質によって制限されており、他方では、スキャン中に基板をできるだけ速く露光するために、基板の速度を最適化するのが望ましい。

[0005] この最適化したスキャン速度を求める通常のやり方は、スキャン移動中に走行するべき距離、すなわちスキャン方向の距離をカバーするのに必要な時間を最小化するものである。スキャン速度のこの最適化は、スリットのサイズすなわち隣接した２つのターゲット部分の間の距離を含むスキャン方向のターゲット部分のサイズに等しいこの距離を考慮に入れる。さらに、最適化したスキャン速度を求める際に、スキャン方向の基板の加速度が考慮に入れられる。最適化したスキャン速度を求めるこのやり方は、リソグラフィで長年用いられてきた。

[0006] リソグラフィの分野で、具体的にはＩＣ製造の分野で、リソグラフィ装置の生産性をさらに向上するのが望ましい。この文脈での生産性の向上は、いわゆるスループットの増加としばしば称され、１時間当たりの露光した基板数として通常定義される。本発明者は、スキャナタイプのリソグラフィ装置のさらなるスループット向上が実現可能であることに気付いた。具体的には、本発明者は、最適化したスキャン速度を求める通常のやり方が、リソグラフィ装置に適用され得るスキャン速度に関与するすべての環境を考慮に入れているとは限らないことに気付いた。具体的には、本発明者は、スキャナタイプのリソグラフィ装置では、露光されることになる後続のターゲット部分または基板上のダイへ（通常、スキャン方向すなわちＹ方向に対して垂直なＸ方向として示される方向へ）、いわゆるステップ移動させるのに必要な時間は、状況次第で、次のターゲット部分をスキャンすることができるようにスキャン方向の基板テーブルの速度を逆転するのに必要な時間より長いことに気付いた。実際上、これは、そのような状況では、すなわちＸ方向のステップ移動を実行するのに必要な時間がＹ方向のスキャン速度を逆転するのに必要な時間より長い場合には、両時間の差に等しい期間中、基板テーブルが待つことを意味する。

[0007] 本発明者は、Ｙ方向の基板テーブルの速度を逆転することよりＸ方向のステップが長時間を要するとき、すなわちリソグラフィ装置がいわゆるＸ制限システム(X limited system)であるとき利用可能なこの付加的時間は、前述の最適化したスキャン速度より高いスキャン速度を達成するように基板をさらに搬送する基板テーブルを加速するのに用いることができるとの洞察を得た。換言すれば、本発明者は、最適化したスキャン速度を求める従来のやり方は、Ｘ方向のステップ移動を実行するのに必要な時間を考慮に入れたものではなく、結果的に、スキャン方向の基板テーブルの速度を逆転するのに必要な時間と比較してＸ方向のステップ移動が相対的に長い時間を要する状況では、最適スキャン速度未満の速度が実際に得られていることに気付いた。

[0008] 本発明の第１の態様によれば、スキャン方向およびステップ方向に基板テーブルを移動する位置決めデバイスに結合された、基板を保持する基板テーブルと、動作中に少なくともスキャン方向の基板テーブルの速度（Ｖ_ｓｃａｎ）を制御するコントローラとを含むリソグラフィ装置が提供され、コントローラは、ステップ方向の基板テーブルの移動の第１の期間（Ｔ_ｓｔｅｐ）を表す第１の信号を受け取る第１の入力と、基板テーブルのスキャン移動中に基板テーブルがカバーすることになるスキャン方向の距離（ｄ_ｓｃａｎ）を表す第２の信号を受け取る第２の入力と、スキャン方向の基板テーブルの加速度（ａ_ｓｃａｎ）を表す第３の信号を受け取る第３の入力と、スキャン方向の基板テーブルの速度（Ｖ_ｓｃａｎ）を制御する出力信号を供給する出力とを含み、コントローラは、第１の信号（Ｔ_ｓｔｅｐ）、第２の信号（ｄ_ｓｃａｎ）および第３の信号（ａ_ｓｃａｎ）からスキャン方向の基板テーブルの速度（Ｖ_ｓｃａｎ）を計算し、基板テーブルの計算された速度（Ｖ_ｓｃａｎ）に対して出力信号を補償する。

[0009] 一実施形態によれば、制御ユニットは、スキャン方向の基板テーブルのジャーク（ｊ_ｓｃａｎ）を表す第４の信号を受け取る第４の入力を含み、また、第１の信号、第２の信号、第３の信号および第４の信号（ｊ_ｓｃａｎ）からスキャン方向の基板テーブルの速度（Ｖ_ｓｃａｎ）を計算する。

[0010] 別の実施形態によれば、制御ユニットは、第２の信号および第３の信号からスキャン方向の基板テーブルの公称速度（Ｖ_{ｎｏｍ＿ｓｃａｎ}）を計算し、計算された公称速度（Ｖ_{ｎｏｍ＿ｓｃａｎ}）が基板テーブルの計算された速度（Ｖ_ｓｃａｎ）を上回るかどうかを判断し、計算された公称速度（Ｖ_{ｎｏｍ＿ｓｃａｎ}）が基板テーブルの計算された速度（Ｖ_ｓｃａｎ）を上回るとき、計算された公称速度（Ｖ_{ｎｏｍ＿ｓｃａｎ}）に対して出力信号を補償する。

[0011] 別の実施形態によれば、コントローラは、スキャン方向の基板テーブルの計算された速度（Ｖ_ｓｃａｎ）が基板テーブルの許容速度（Ｖ_ｍａｘ）を上回るかどうかを判断し、基板テーブルの計算された速度（Ｖ_ｓｃａｎ）が許容速度（Ｖ_ｍａｘ）を上回るとき、スキャン方向の基板テーブルの許容速度（Ｖ_ｍａｘ）に対して出力信号を補償する。

[0012] 別の実施形態によれば、コントローラは、基板テーブルの速度（Ｖ_ｓｃａｎ）を逆転することができる第２の期間（Ｔ_{ｒｅｖｅｒｓｅ}）を計算して、第２の期間（Ｔ_{ｒｅｖｅｒｓｅ}）が第１の期間（Ｔ_ｓｔｅｐ）未満かどうかを判断し、第２の期間が第１の期間未満であるとき、第２の期間に対して出力信号を補償する。

[0013] 本発明の別の態様では、基板上にパターン付き放射ビームを投影することを含む、リソグラフィ装置を制御する方法が提供され、この方法は、動作中に少なくともスキャン方向の基板テーブルの速度（Ｖ_ｓｃａｎ）を制御するコントローラを設けることをさらに含み、コントローラは、ステップ方向の基板テーブルの移動の第１の期間（Ｔ_ｓｔｅｐ）を表す第１の信号を受け取る第１の入力と、基板テーブルのスキャン移動中に基板テーブルがカバーすることになるスキャン方向の距離（ｄ_ｓｃａｎ）を表す第２の信号を受け取る第２の入力と、基板テーブルの加速度（ａ_ｓｃａｎ）を表す第３の信号を受け取る第３の入力と、スキャン方向の基板テーブルの速度（Ｖ_ｓｃａｎ）を制御する出力信号を供給する出力とを含み、この方法は、第１の信号（Ｔ_ｓｔｅｐ）、第２の信号（ｄ_ｓｃａｎ）および第３の信号（ａ_ｓｃａｎ）からスキャン方向の基板テーブルの速度（Ｖ_ｓｃａｎ）を計算することと、基板テーブルの計算された速度（Ｖ_ｓｃａｎ）に対して制御デバイスを用いて出力信号を補償することとをさらに含む。

[0014] 一実施形態では、コントローラは、スキャン方向の基板テーブルのジャーク（ｊ_ｓｃａｎ）を表す第４の信号を受け取る第４の入力をさらに含み、この方法は、第１の信号、第２の信号、第３の信号および第４の信号からスキャン方向の基板テーブルの速度（Ｖ_ｓｃａｎ）を計算することをさらに含む。

[0015] 一実施形態では、この方法は、第２の信号および第３の信号からスキャン方向の基板テーブルの公称速度（Ｖ_{ｎｏｍ＿ｓｃａｎ}）を計算することと、計算された公称速度（Ｖ_{ｎｏｍ＿ｓｃａｎ}）が基板テーブルの計算された速度（Ｖ_ｓｃａｎ）を上回るかどうかを判断することと、計算された公称速度（Ｖ_{ｎｏｍ＿ｓｃａｎ}）が基板テーブルの計算された速度（Ｖ_ｓｃａｎ）を上回るとき、コントローラを使用して、計算された公称速度（Ｖ_{ｎｏｍ＿ｓｃａｎ}）に対して出力信号を補償することとをさらに含む。

[0016] 一実施形態では、この方法は、スキャン方向の基板テーブルの計算された速度（Ｖ_ｓｃａｎ）が基板テーブルの許容速度（Ｖ_ｍａｘ）を上回るかどうかを判断することと、基板テーブルの計算された速度（Ｖ_ｓｃａｎ）が許容速度（Ｖ_ｍａｘ）を上回るとき、コントローラを使用してスキャン方向の基板テーブルの許容速度（Ｖ_ｍａｘ）に対して出力信号を補償することとをさらに含む。

[0017] 一実施形態では、この方法は、基板テーブルの速度（Ｖ_ｓｃａｎ）を逆転することができる第２の期間を計算することと、第２の期間が第１の期間未満かどうかを判断することと、第２の期間が第１の期間未満であるとき、制御ユニットを使用して第２の期間に対して出力信号を補償することとをさらに含む。

[0018] 一実施形態では、スキャン方向の基板テーブルの公称速度（Ｖ_{ｏｐｔ＿ｙ}）は次式で計算される。

[0019] 一実施形態では、スキャン方向の基板テーブルの速度（Ｖ_ｓｃａｎ）は次式で計算される。

[0020] 次に、本発明の諸実施形態が、添付の概略図を参照しながら単に例として説明され、図では同じ参照符号は同じ部品を示す。

[0021]本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置の図である。 [0022]ステップ移動およびスキャン移動を示す概略図である。 [0023]Ｘ制限リソグラフィ装置についてのステップ移動およびスキャン移動を示す概略図である。 [0024]基板テーブルの加速度プロファイルを示す図である。 [0025]基板テーブルの速度プロファイルを示す図である。 [0026]ステップ方向のダイサイズに依存するスキャン速度を示す図である。

[0027] 図１は、本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置を概略的に示す。この装置は、放射ビームＢ（例えばＵＶ放射または何らかの他の適当な放射）を調節するように構成された照明システム（イルミネータ）ＩＬと、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、ある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の位置決めデバイスＰＭに接続されたパターニングデバイスサポートまたはサポート構造（例えばマスクテーブル）ＭＴとを含む。この装置は、基板（例えばレジストコートウェーハ）Ｗを保持するように構成され、ある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の位置決めデバイスＰＷに接続された基板テーブル（例えばウェーハテーブル）ＷＴまたは「基板サポート」も含む。この装置は、基板Ｗのターゲット部分Ｃ（例えば１つまたは複数のダイを含む）上に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投影するように構成された投影システム（例えば屈折性の投影レンズシステム）ＰＳをさらに含む。

[0028] この照明システムは、放射を誘導、整形、あるいは制御する、屈折、反射、磁気、電磁気、静電気若しくは他のタイプなど、様々なタイプの光学コンポーネント、またはそれらの任意の組合せを含んでよい。

[0029] パターニングデバイスサポートは、パターニングデバイスの方向、リソグラフィ装置の設計、および例えばパターニングデバイスが真空環境中で保持されるかどうかなどの他の条件に従った形でパターニングデバイスを保持する。パターニングデバイスサポートは、パターニングデバイスを保持するために、機械、真空、静電気、または他のクランプ技法を用いることができる。パターニングデバイスサポートは、例えばフレームまたはテーブルでよく、必要に応じて固定式または可動式でよい。パターニングデバイスサポートは、パターニングデバイスが、例えば投影システムに対して確実に所望位置にあるようにすることができる。本明細書における用語「レチクル」または「マスク」のいかなる使用も、より一般的な用語「パターニングデバイス」と同義と見なされてよい。

[0030] 本明細書に使用される用語「パターニングデバイス」は、基板のターゲット部分内にパターンを作成するように、放射ビームの断面内にパターンを与えるために使用することができるあらゆるデバイスを指すものと広義に解釈されたい。例えばパターンが位相シフトフィーチャまたはいわゆるアシストフィーチャを含む場合、放射ビームに与えられたパターンが、基板のターゲット部分内の所望のパターンと正確に一致しない可能性があることに留意されたい。一般に、放射ビームに与えられたパターンは、集積回路などのターゲット部分に生成されるデバイス内の特定の機能の層に相当することになる。

[0031] パターニングデバイスは透過性または反射性でよい。パターニングデバイスの例には、マスク、プログラマブルミラーアレイおよびプログラマブルＬＣＤパネルが含まれる。マスクはリソグラフィにおいて周知であり、マスクタイプとして、バイナリ、レベンソン型（alternating）位相シフトおよびハーフトーン型（attenuated）位相シフトや、様々なハイブリッド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、それぞれが入ってくる放射ビームを様々な方向に反射するように個々に傾斜させることができる、小さなミラーのマトリクス配置を使用する。傾けられたミラーが、ミラーマトリクスによって反射される放射ビーム内にパターンを与える。

[0032] 本明細書に用いられる用語「投影システム」は、屈折システム、反射システム、反射屈折システム、磁気システム、電磁気システム、および静電気光学システムあるいはそれらの任意の組合せを含むあらゆるタイプの投影システムを包含し、使用される露光放射あるいは液浸液の使用または真空の使用など他の要因に適切なものとして、広義に解釈されたい。本明細書における用語「投影レンズ」のいかなる使用も、より一般的な用語「投影システム」と同義と見なされてよい。

[0033] 本明細書で記述されるように、装置は透過タイプ（例えば透過性マスクを使用するタイプ）である。あるいは、装置は反射タイプ（例えば上記で言及されたプログラマブルミラーアレイを使用するタイプまたは反射性マスクを使用するタイプ）でもよい。

[0034] リソグラフィ装置は、２つ（デュアルステージ）またはそれ以上の基板テーブルまたは「基板サポート」（および／または複数のマスクテーブルまたは「マスクサポート」）を有するタイプでよい。そのような「マルチステージ」マシンでは、追加のテーブルまたはサポートが並行して使用され得る、あるいは１つまたは複数のテーブルまたはサポートが露光に使用されている間に１つまたは複数の他のテーブルまたはサポート上で準備ステップが行われ得る。

[0035] リソグラフィ装置は、投影システムと基板との間のスペースを充填するように、基板の少なくとも一部分が比較的高屈折率を有する液体、例えば水によって覆われ得るタイプでもよい。リソグラフィ装置内の他のスペース、例えばパターニングデバイスと投影システムとの間にも液浸液が適用されてよい。投影システムの開口数を増加させるために液浸技術を用いることができる。本明細書に使用される用語「液浸」は、液体に基板などの構造体を沈めなければならないことを意味するのではなく、むしろ、露光中に投影システムと基板の間に液体が配置されることを意味するだけである。

[0036] 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。例えばこの放射源がエキシマレーザであるとき、放射源とリソグラフィ装置は別個の実体でよい。そのような例では、放射源がリソグラフィ装置の一部を形成するとは見なされず、放射ビームは、放射源ＳＯからイルミネータＩＬまで、例えば適当な誘導ミラーおよび／またはビームエキスパンダを含むビームデリバリシステムＢＤを用いて通される。他の例では、例えば放射源が水銀灯であるとき、放射源はリソグラフィ装置の一体型部品でよい。放射源ＳＯおよびイルミネータＩＬは、必要に応じてビームデリバリシステムＢＤも一緒に、放射システムと呼ばれてよい。

[0037] イルミネータＩＬは、放射ビームの角強度分布を調節するように構成されたアジャスタＡＤを含んでよい。一般に、少なくともイルミネータの瞳面内の強度分布の外側および／または内側半径範囲（一般にそれぞれσ-outerおよびσ-innerと呼ばれる）は調節することができる。さらに、イルミネータＩＬは、インテグレータＩＮおよびコンデンサＣＯなど様々な他のコンポーネントを含んでよい。イルミネータは、放射ビームがその横断面において所望の均一性および強度分布を有するように調節するのに使用されてよい。

[0038] 放射ビームＢは、パターニングデバイスサポート（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。放射ビームＢは、パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡを横切って、基板Ｗのターゲット部分Ｃ上にビームを集中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の位置決めデバイスＰＷおよび位置センサＩＦ（例えば干渉計デバイス、リニアエンコーダまたは容量センサ）を用いて、例えば放射ビームＢの経路内へ個別のターゲット部分Ｃを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の位置決めデバイスＰＭおよび別の位置センサ（図１には明示されていない）は、例えばマスクライブラリからの機械的検索の後、またはスキャン中に、放射ビームＢの経路に対してパターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡを正確に位置決めするのに使用することができる。一般に、パターニングデバイスサポート（例えばマスクテーブル）ＭＴの動作は、第１の位置決めデバイスＰＭの一部を形成するロングストロークモジュール（粗動位置決め）およびショートストロークモジュール（微動位置決め）を用いて実現することができる。同様に、基板テーブルＷＴまたは「基板サポート」の動作は、第２のポジショナＰＷの一部を形成するロングストロークモジュールおよびショート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。ステッパの場合には（スキャナとは対照的に）、パターニングデバイスサポート（例えばマスクテーブル）ＭＴがショートストロークアクチュエータのみに接続されてよく、あるいは固定されてよい。パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡおよび基板Ｗは、パターニングデバイスのアライメントマークＭ１、Ｍ２および基板の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。図示された基板アライメントマーク（スクライブラインアライメントマークとして既知である）は専用ターゲット部分を占めるが、ターゲット部分の間のスペースに配置されてもよい。同様に、パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡ上に複数のダイが与えられる状況では、パターニングデバイスのアライメントマークはダイ間に配置されてよい。

[0039] 図示された装置は、以下のモードのうち少なくとも１つで使用され得る。

[0040] １．ステップモードでは、パターニングデバイスサポート（例えばマスクテーブル）ＭＴまたは「マスクサポート」および基板テーブルＷＴまたは「基板サポート」は基本的に静止状態に保たれ、一方、放射ビームに与えられたパターン全体がターゲット部分Ｃ上に一度に投影される（すなわち単一の静的露光）。次いで、別のターゲット部分Ｃが露光され得るように、基板テーブルＷＴまたは「基板サポート」がＸおよび／またはＹ方向に移動される。ステップモードでは、露光フィールドの最大寸法が、単一の静的露光で結像されるターゲット部分Ｃの寸法を制限する。

[0041] ２．スキャンモードでは、パターニングデバイスサポート（例えばマスクテーブル）ＭＴまたは「マスクサポート」と基板テーブルＷＴまたは「基板サポート」が同期してスキャンされ、一方、放射ビームに与えられたパターンがターゲット部分Ｃ上に投影される（すなわち単一の動的露光）。パターニングデバイスサポート（例えばマスクテーブル）ＭＴまたは「マスクサポート」に対する基板テーブルＷＴまたは「基板サポート」の速度および方向は、投影システムＰＳの拡大（縮小）特性およびイメージ反転特性によって決定され得る。スキャンモードでは、露光フィールドの最大寸法が単一の動的露光におけるターゲット部分の（非スキャン方向の）幅を制限するのに対して、スキャン運動の長さがターゲット部分の（スキャン方向の）高さを決定する。

[0042] ３．別のモードでは、パターニングデバイスサポート（例えばマスクテーブル）ＭＴまたは「マスクサポート」がプログラマブルパターニングデバイスを保持して基本的に静止状態に保たれ、基板テーブルＷＴまたは「基板サポート」が移動またはスキャンされ、その一方で放射ビームに与えられたパターンがターゲット部分Ｃ上に投影される。このモードでは、一般にパルス放射源が使用され、プログラマブルパターニングデバイスは、基板テーブルＷＴまたは「基板サポート」の各動作後に、またはスキャン中の連続した放射パルスの間に必要に応じて更新される。この動作モードは、上記で言及されたタイプのプログラマブルミラーアレイなどのプログラマブルパターニングデバイスを利用す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。

[0043] 前述の使用モードまたは全く異なった使用モードの組合せおよび／または変形形態も用いられてよい。

[0044] 図２は、図１を参照しながら論じられたような、基板またはウェーハＷ（図示せず）上に配置された３つの隣接したダイまたはターゲット部分Ｃ１〜Ｃ３に対する従来型のスキャン露光シーケンスを概略的に示す。具体的には、図２は、基板テーブルＷＴ（図示せず）のＹ方向のスキャン移動とそのＸ方向のステップ移動とが同期した理想的な露光シーケンスを示す。

[0045] 最初に、図２の左側に示されたダイまたはターゲット部分のＣ１が露光され、矢印Ａ１で示されたＹ方向のスキャン移動によって変位される。ダイＣ１の露光が終了すると直ちに、基板を搬送する基板テーブルは、図２の矢印Ｂで示されたＸ方向（ステップ方向）へ移動またはステップする。基板がステップ方向に移動している間に、Ｙ方向またはスキャン方向の基板速度は矢印Ｄで示されるように逆転され、その結果、露光されるべき次のダイＣ２は、投影システムの下の正確な位置に来ると直ちに露光され得て、それと同時に矢印Ａ２の方向にスキャン移動する。したがって、Ｃ１とＣ２のダイは反対方向にスキャンされる。ダイＣ２の露光が終了すると直ちに同じ手順が繰り返され、ダイＣ３が、露光に先立ってステップ移動する。

[0046] 図２の状況では、ダイのスキャンが完結した後に基板の移動を逆転する工程は、連続した移動として示されている。換言すれば、基板テーブルが次のダイＣが露光され得る新規の位置へ向けてステップするのと同時に、基板テーブルのスキャン速度が＋Ｖ_ｓｃａｎから−Ｖ_ｓｃａｎへと逆転する。基板テーブルＷＴが新規の位置へステップ移動するのに必要な時間が、スキャン速度Ｖ_ｓｃａｎの反転を完結する時間より短い場合も、同様であることが注目される。そのようなリソグラフィシステムは、そのようなシステムがスキャン移動するのに必要な時間がステップ方向に１ステップを完結する時間より長いので、一般にＹ制限システム(Y limited system)として示される。

[0047] ステップ方向（X）のダイＣのサイズ次第で、ステップ方向に１ステップを完結するのに必要な時間（Ｔ_ｓｔｅｐ）が、スキャン速度Ｖ_ｓｃａｎを逆転するのに必要な時間（Ｔ_{ｒｅｖｅｒｓｅ}）より長いことがある。具体的には、ステップ方向に比較的大きな寸法を有するダイＣについては、Ｔ_ｓｔｅｐとＴ_{ｒｅｖｅｒｓｅ}との間の差が顕著になり得る。そのようなシステムは、スキャン移動するのに必要な時間がステップ方向に１ステップを完結する時間より短いので、一般にＸ制限システム(X limited system)として示される。図３は、そのような状況を概略的に示す。

[0048] 図３に示されるステップおよびスキャンの手順は、ステップ移動するのに必要な時間Ｔ_ｓｔｅｐがスキャン速度Ｖ_ｓｃａｎを逆転するのに必要な時間Ｔ_{ｒｅｖｅｒｓｅ}より長いという違いがあるが、図２に示されたものと同じである。これは、図３で、基板テーブルが移動していないこと、すなわち次のダイＣのスキャン露光を完結するのに必要なスキャン速度を達成するために再び基板テーブルを加速することができるまでの期間ΔＴ（図３に概略的に示されている）の間中待っていることを示す、扁平な矢印Ｄによって示されている。

[0049] 示された期間ΔＴ、すなわちステップ移動するのに必要な時間Ｔ_ｓｔｅｐとスキャン速度Ｖ_ｓｃａｎを逆転するのに必要な時間Ｔ_{ｒｅｖｅｒｓｅ}とのプラスの差は_、基板テーブルＷＴが休止している時間である。その影響は、スキャン速度Ｖ_ｓｃａｎの反転中の加速度プロファイルおよび基板テーブルの速度プロファイルを調べることにより視覚化することができる。これらは図４Ａおよび図４Ｂに与えられる。

[0050] 図４Ａは、基板テーブルＷＴのスキャン速度を逆転するとき適用される加速度プロファイルのグラフを示す。図４Ｂは、図４Ａの加速度プロファイルの結果である速度プロファイルのグラフを示す。

[0051] 図４Ａおよび図４Ｂの水平軸には時間が配置され、垂直軸は、それぞれ与えられた加速度ａ_ｓｃａｎ、速度Ｖ_ｓｃａｎである。最初に、基板テーブルでステップ移動を実行するのに必要な時間が基板テーブルの速度の反転を実行するのに必要な時間より長くかかる状況が説明される。これは、図４Ａおよび図４Ｂで実線によって示されている。

[0052] ｔ＝ｔ_１では、ダイが露光されるスキャン移動が丁度終了したところであり、基板テーブルの速度はＶ_{ｓｃａｎ，ｎｏｍ}と等しく、その限定および意味は以下で説明される。このスキャン速度Ｖ_{ｓｃａｎ，ｎｏｍ}を逆転するために、基板テーブルは、基板テーブルの速度がｔ＝ｔ_２でゼロになるようにｔ＝ｔ_１からｔ＝ｔ_２まで遅くなるかまたは減速する。上記で説明されたように、ｔ＝ｔ_２とｔ＝ｔ_３との間で基板テーブルは休止して、ステップ移動が完結するのを待っている。しかし、同じ結果が達成されるように加速度を低減することも可能であることが注目される。これはａ_{ｓｃａｎ，ｍａｘ}より低い加速度が与えられることを意味する。原理的にはこれは「休止」期間に相当する。ｔ＝ｔ_３では、基板テーブルが逆方向に加速され、したがって加速度ａ_ｓｃａｎと同符号であり、その結果、ｔ＝ｔ_４では基板テーブルのスキャン速度が逆転されて−Ｖ_{ｓｃａｎ，ｎｏｍ}と等しくなる。図４Ａに見られるように、加速度ａ_ｙは最大値ａ_{ｓｃａｎ，ｍａｘ}を有する。加速度のこの最大値は、例えば、駆動モータのパワー、基板が耐えることができる最大加速度、および例えば冷却システムが処理することができる熱量に左右される。

[0053] 本発明を適用しない基板テーブルＷＴがスキャン移動中に移動する速度Ｖ_{ｓｃａｎ，ｎｏｍ}は、以下でより詳細に説明され、これ以降公称スキャン速度として示され、次式で計算される。

この式で、ｄ_ｓｃａｎは、基板テーブルがスキャン移動中に走行しなければならないメートル単位の距離と等しい。この距離は、スキャン方向のダイのサイズと、２つの隣接したダイ間のスリットのサイズとの和に等しい。スキャン速度のこの計算は、Ｘ制限システムにおける休止期間を考慮に入れていない。

[0054] 図４Ｂを見ると、ｔ＝ｔ_２とｔ＝ｔ_３との間で基板テーブルが休止していることが明らかである。休止期間の時間は、スキャン移動中に基板テーブルの速度を増加するのに利用することができ、それによって、このより高い、すなわち最適化したスキャン速度Ｖ_{ｓｃａｎ，ｏｐｔ}は、ステップ移動を実行している間に基板テーブルがスキャン方向で休止期間を経験しないように計算される。実際上、これは、ｔ＝ｔ_１とｔ＝ｔ_４との間で基板テーブルが図４Ａの点線で示された等加速度を受けることを意味する。これは、図４Ｂの点線で示された、より高いスキャン速度Ｖ_{ｓｃａｎ，ｏｐｔ}をもたらすことになる。与えられる加速度のレベル（ａ_{ｓｃａｎ，ｍａｘ}）が変化していないので、図４Ｂに見られるように、速度プロファイルの傾斜は、どちらの状況でも同一である。

[0055] ダイまたはターゲット部分のスキャン露光を実行するのに、より高いスキャン速度を用いると、より控えめな公称スキャン速度を用いるときよりスキャン露光が短い時間で完結することが明白であろう。したがって、最適なスキャン速度を求める際にステップ移動を実行するのに必要な時間を理解すると、より高いスキャン速度を与えることが可能になる。

[0056] ステップ移動を実行するのに必要な時間Ｔ_ｓｔｅｐが分かると、この時間を考慮に入れた最適なスキャン速度は次式で計算することができる。

この式で、ｊ_ｓｃａｎはｍ／ｓ^３単位のジャークである。ジャークは、基板テーブルを移動する駆動モータに関し、必要な加速度を瞬時に与えるのは実際上不可能であるということの物理的な影響を反映するものである。

[0057] 最適なスキャン速度を求める上記の方法の適用は、実際には、動作中に少なくともスキャン方向の基板テーブルの速度Ｖ_ｓｃａｎを制御するように構成されるコントローラまたは制御ユニットをリソグラフィ装置に設けることにより実施される。そのようなコントローラは、ステップ方向の基板テーブルの移動の第１の期間、すなわちＴ_ｓｔｅｐを表す第１の信号を受け取るように構成された第１の入力と、基板テーブルのスキャン移動中に基板テーブルがカバーすることになるスキャン方向の距離、すなわちｄ_ｓｃａｎを表す第２の信号を受け取るように構成された第２の入力と、スキャン方向の基板テーブルの加速度、すなわちａ_ｓｃａｎを表す第３の信号を受け取るように構成された第３の入力とを含んでよい。コントローラは、スキャン方向の基板テーブルの速度Ｖ_ｓｃａｎを制御する出力信号を供給するように構成された出力をさらに含んでよく、コントローラは、第１の信号（Ｔ_ｓｔｅｐ）、第２の信号（ｄ_ｓｃａｎ）および第３の信号（ａ_ｓｃａｎ）からスキャン方向の基板テーブルの最適速度Ｖ_{ｓｃａｎ，ｏｐｔ}を計算し、基板テーブルの計算された速度に対して出力信号を補償するようにさらに構成される。

[0058] 上記で示されたように、この計算方法は、ジャークｊ_ｓｃａｎも考慮に入れるものであり、したがって制御ユニットは、ジャーク、すなわちスキャン方向の基板テーブルのｊ_ｓｃａｎを表す第４の信号を受け取るように構成された第４の入力を含んでよく、また、式ＩＩで示されたように、第１の信号、第２の信号、第３の信号および第４の信号ｊ_ｓｃａｎから、スキャン方向の基板テーブルの速度を計算するようにさらに構成される。

[0059] 基板テーブルの最適なスキャン速度を計算するこの方法は、コンピュータのメモリにロードしたソフトウェアで実施することができる。しかし、この方法は、制御ユニットのハードウェアで実施されてもよい。

[0060] 制御ユニットは、スキャン方向の基板テーブルの計算された公称速度Ｖ_{ｓｃａｎ，ｎｏｍ}が基板テーブルの計算された最適速度Ｖ_{ｓｃａｎ，ｏｐｔ}を上回るかどうかを判断するようにさらに構成され得ることが注目される。そうであれば、公称速度が最高速度であることになる。そのような場合には、制御ユニットは、計算された公称速度Ｖ_{ｓｃａｎ，ｎｏｍ}に対して出力信号を補償することになる。これは、計算された最適速度Ｖ_{ｓｃａｎ，ｏｐｔ}が、より低いスキャン速度の値を示す場合には、適用される最適スキャン速度は計算された公称速度Ｖ_{ｓｃａｎ，ｎｏｍ}と等しくなることを意味する。

[0061] 制御ユニットは、スキャン方向で、基板テーブルの計算された最適速度が基板テーブルの許容速度Ｖ_ｍａｘを上回るかどうかを判断し、基板テーブルの計算された最適速度Ｖ_ｓｃａｎが許容速度Ｖ_ｍａｘを上回るとき、スキャン方向の基板テーブルの許容速度Ｖ_ｍａｘに対して出力信号を補償するようにさらに構成されてよい。露光を首尾よく行うために、放射源またはレーザのパワーの理由で、最大許容速度Ｖ_ｍａｘを観測するべきである。速度が高すぎると、不満足な露光結果をもたらすことになる。これは、適用することができる最大スキャン速度がこの最大許容速度Ｖ_ｍａｘによって制限されることを意味する。

[0062] 次に、図５を参照しながら本発明の一実施形態を説明する。示された実施例では、最適スキャン速度を求めるときに、ステップ方向の移動を実行するのに必要な時間を考慮に入れることの効果を示すために、リソグラフィ装置のいくつかのパラメータが固定されている。

[0063] 以下の実施例では、加速度は３０ｍ／ｓ^２、ジャークｊ_ｙは３３００ｍ／ｓ^３、またスリットサイズは６．５ｍｍとなっている。スキャン方向ｄ_ｙで露光されることになるダイのサイズは３０ｍｍである。

[0064] これは、式Ｉを適用すると、０．７４ｍ／ｓの公称スキャン速度Ｖ_{ｓｃａｎ，ｎｏｍ}をもたらす。通常のリソグラフィ装置については、許容スキャン速度Ｖ_ｍａｘの値は約０．８ｍ／ｓである。

[0065] 式ＩＩを用いて、その結果をステップ方向で様々なサイズのダイに対して適用したものが図５に示されており、これから、ステップ方向（X）で約１７．５ｍｍを上回るダイサイズを用いた実施例については、スキャン速度が増加する可能性が生じることが理解されよう。ステップ方向で２１ｍｍを上回るダイサイズの場合のみ、０．８ｍ／ｓの最大許容スキャン速度に達する。

[0066] 図５に示された実施例は、単に例示的なものあり、極めて様々なパラメータ設定が可能であることが注目される。図５の実施例は、単に、本発明がどのように適用され得るかということ、および、Ｘ制限システムに関して、式Ｉを用いて最適なスキャン速度を求める通常の方法は、特定の場合に控えめすぎる結果を示すことがあるという洞察を用いると、最適なスキャン速度の向上をもたらすことを示すために提供されている。より高いスキャン速度を適用することにより、一定時間でより多くのダイが露光され得て、したがってリソグラフィ装置のスループットが向上する。

[0067] ＩＣの製造におけるリソグラフィ装置の使用に対して本説明に特定の参照がなされてもよいが、本明細書に説明されたリソグラフィ装置が、磁気ドメインメモリ、フラットパネルディスプレイ、液晶ディスプレイ（LCD）、薄膜磁気ヘッドなど向けの集積光学システム、誘導パターンおよび検出パターンの製造など他の用途を有し得ることを理解されたい。当業者なら、そのような代替用途の文脈では、本明細書における用語「ウェーハ」または「ダイ」のいかなる使用も、それぞれ、より一般的な用語「基板」または「ターゲット部分」と同義なものと見なしてよいことを理解するであろう。本明細書で言及する基板は、露光前または露光後に、例えばトラック（一般に基板にレジストの層を与え、露出したレジストを現像するツール）、メトロロジーツールおよび／またはインスペクションツール内で処理されてよい。適用可能であれば、本開示は、そのようなものおよび他の基板処理ツールに適用されてよい。その上、基板は、例えば多層ＩＣを作成するために複数回処理されてよく、そのため、本明細書に用いられる用語の基板は、既に複数の処理済の層を含む基板も意味してよい。

[0068] 本発明の実施形態の使用に対して、光リソグラフィの文脈において上記で特定の参照がなされていても、本発明は、他の用途、例えばインプリントリソグラフィおよび状況が許すところで使用されてよく、光リソグラフィに限定されないことが理解されよう。インプリントリソグラフィでは、パターニングデバイス内のトポグラフィが、基板上に作成されるパターンを画定する。パターニングデバイスのトポグラフィは、基板に与えられたレジストの層へ押しつけられてよく、その後、レジストは、電磁放射、熱、圧力またはそれらの組合せを与えることによって硬化される。パターニングデバイスは、レジストが硬化された後、レジスト中にパターンを残してレジストから離される。

[0069] 本明細書に使用される用語「放射」および「ビーム」は、イオンビームまたは電子ビームなどの粒子線と同様に紫外線（ＵＶ）放射（例えば３６５、２４８、１９３、１５７若しくは１２６ｎｍ、またはそれら辺りの波長を有する）および極端紫外線（ＥＵＶ）放射（例えば５〜２０ｎｍの範囲の波長を有する）を含むすべてのタイプの電磁放射を包含する。

[0070] 用語「レンズ」は、文脈上可能であれば、屈折、反射、磁気、電磁気、および静電気の光学部品を含む様々なタイプの光学部品の任意のものまたはその組合せを意味してよい。

[0071] 本発明の特定の実施形態が上記に説明されてきたが、本発明は、説明されたものと異なる様式で実行され得ることが理解されよう。例えば、本発明は、上記に開示された方法を記述した機械可読命令の１つまたは複数のシーケンスを含むコンピュータプログラムの形式、またはそのようなコンピュータプログラムが格納されているデータ記憶媒体（例えば半導体メモリ、磁気ディスクまたは光ディスク）の形式をとってよい。

[0072] 上記の記述は、例示を意図したものであり、限定するものではない。したがって、以下に詳述される特許請求の範囲から逸脱することなく、説明された本発明に対して変更形態が作成され得ることが当業者には明白であろう。

Claims (12)

1. スキャン方向およびステップ方向に前記基板テーブルを移動する位置決めデバイスに結合された、基板を保持する基板テーブルと、
   少なくとも前記スキャン方向の前記基板テーブルの速度を制御するコントローラとを備え、
   前記コントローラが、
   前記ステップ方向の前記基板テーブルの移動の第１の期間（Ｔ_ｓｔｅｐ）を表す第１の信号を受け取る第１の入力と、
   前記基板テーブルのスキャン移動中に前記基板テーブルがカバーすることになる前記スキャン方向の距離（ｄ_ｓｃａｎ）を表す第２の信号を受け取る第２の入力と、
   前記スキャン方向の前記基板テーブルの加速度（ａ_ｓｃａｎ）を表す第３の信号を受け取る第３の入力と、
   前記スキャン方向の前記基板テーブルの前記速度（Ｖ_ｓｃａｎ）を制御する出力信号を供給する出力とを備え、
   前記コントローラが、
   前記第１の信号（Ｔ_ｓｔｅｐ）、前記第２の信号（ｄ_ｓｃａｎ）および前記第３の信号（ａ_ｓｃａｎ）から、前記スキャン方向の前記基板テーブルの前記速度（Ｖ_ｓｃａｎ）を計算し、
   前記基板テーブルの前記計算された速度（Ｖ_ｓｃａｎ）に対して前記出力信号を補償する、リソグラフィ装置。
2. 前記コントローラが、前記スキャン方向の前記基板テーブルのジャーク（ｊ_ｓｃａｎ）を表す第４の信号を受け取る第４の入力を備え、前記第１の信号、前記第２の信号、前記第３の信号および前記第４の信号（ｊ_ｓｃａｎ）から前記スキャン方向の前記基板テーブルの前記速度（Ｖ_ｓｃａｎ）を計算する、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
3. 前記コントローラが、
   前記第２の信号および前記第３の信号から前記スキャン方向の前記基板テーブルの公称速度（Ｖ_{ｓｃａｎ，ｎｏｍ}）を計算し、
   前記計算された公称速度（Ｖ_{ｓｃａｎ，ｎｏｍ}）が前記基板テーブルの前記計算された速度（Ｖ_ｓｃａｎ）を上回るかどうかを判断し、
   前記計算された公称速度（Ｖ_{ｓｃａｎ，ｎｏｍ}）が前記基板テーブルの前記計算された前記速度（Ｖ_ｓｃａｎ）を上回るとき、前記計算された公称速度（Ｖ_{ｓｃａｎ，ｎｏｍ}）に対して前記出力信号を補償する、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
4. 前記コントローラが、
   前記スキャン方向の前記基板テーブルの前記計算された速度（Ｖ_ｓｃａｎ）が前記基板テーブルの許容速度（Ｖ_ｍａｘ）を上回るかどうかを判断し、
   前記基板テーブルの前記計算された速度（Ｖ_ｓｃａｎ）が前記許容速度（Ｖ_ｍａｘ）を上回るとき、前記スキャン方向の前記基板テーブルの前記許容速度（Ｖ_ｍａｘ）に対して前記出力信号を補償する、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
5. 前記コントローラが、
   前記基板テーブルの前記速度（Ｖ_ｓｃａｎ）を逆転することができる第２の期間（Ｔ_{ｒｅｖｅｒｓｅ}）を計算し、
   前記第２の期間（Ｔ_{ｒｅｖｅｒｓｅ}）が前記第１の期間（Ｔ_ｓｔｅｐ）未満かどうかを判断し、
   前記第２の期間が前記第１の期間未満であるとき、前記第２の期間に対して前記出力信号を補償する、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
6. リソグラフィ装置を制御する方法であって、
   動作中に少なくともスキャン方向の基板テーブルの速度（Ｖ_ｓｃａｎ）を制御することであって、
   ステップ方向の前記基板テーブルの移動の第１の期間（Ｔ_ｓｔｅｐ）を表す第１の信号を受け取ること、
   前記基板テーブルのスキャン移動中に前記基板テーブルがカバーすることになる前記スキャン方向の距離（ｄ_ｓｃａｎ）を表す第２の信号を受け取ること、
   前記基板テーブルの加速度（ａ_ｓｃａｎ）を表す第３の信号を受け取ること、および
   前記スキャン方向の前記基板テーブルの前記速度（Ｖ_ｓｃａｎ）を制御する出力信号を供給することを含む、該制御することと、
   前記第１の信号（Ｔ_ｓｔｅｐ）、前記第２の信号（ｄ_ｓｃａｎ）および前記第３の信号（ａ_ｓｃａｎ）から前記スキャン方向の前記基板テーブルの前記速度（Ｖ_ｓｃａｎ）を計算することと、
   前記制御を用いて前記基板テーブルの前記計算された速度（Ｖ_ｓｃａｎ）に対して前記出力信号を補償することとを含む、方法。
7. 前記制御が、前記スキャン方向の前記基板テーブルのジャーク（ｊ_ｓｃａｎ）を表す第４の信号を受け取ることをさらに含み、該方法が、前記第１の信号、前記第２の信号、前記第３の信号および前記第４の信号から前記スキャン方向の前記基板テーブルの前記速度（Ｖ_ｓｃａｎ）を計算することをさらに含む、請求項６に記載の方法。
8. 前記第２の信号および前記第３の信号から前記スキャン方向の前記基板テーブルの公称速度（Ｖ_{ｓｃａｎ，ｎｏｍ}）を計算することと、
   前記計算された公称速度（Ｖ_{ｓｃａｎ，ｎｏｍ}）が前記基板テーブルの前記計算された速度（Ｖ_ｓｃａｎ）を上回るかどうかを判断することと、
   前記計算された公称速度（Ｖ_{ｓｃａｎ，ｎｏｍ}）が前記基板テーブルの前記計算された前記速度（Ｖ_ｓｃａｎ）を上回るとき、前記制御を用いて前記計算された公称速度（Ｖ_{ｓｃａｎ，ｎｏｍ}）に対して前記出力信号を補償することとをさらに含む、請求項６に記載の方法。
9. 前記スキャン方向の前記基板テーブルの前記計算された速度（Ｖ_ｓｃａｎ）が前記基板テーブルの許容速度（Ｖ_ｍａｘ）を上回るかどうかを判断することと、
   前記基板テーブルの前記計算された速度（Ｖ_ｓｃａｎ）が前記許容速度（Ｖ_ｍａｘ）を上回るとき、制御ユニットを使用して前記スキャン方向の前記基板テーブルの前記許容速度（Ｖ_ｍａｘ）に対して前記出力信号を補償することとをさらに含む、請求項６に記載の方法。
10. 前記基板テーブルの前記速度（Ｖ_ｓｃａｎ）を逆転することができる第２の期間を計算することと、
    前記第２の期間が前記第１の期間未満かどうかを判断することと、
    前記第２の期間が前記第１の期間未満であるとき、前記制御を用いて前記第２の期間に対して前記出力信号を補償することとをさらに含む、請求項６に記載の方法。
11. 前記スキャン方向の前記基板テーブルの前記公称速度（Ｖ_{ｓｃａｎ，ｎｏｍ}）が次式
    
    として計算される、請求項８に記載の方法。
12. 前記スキャン方向の前記基板テーブルの速度（Ｖ_ｓｃａｎ）が次式
    
    として計算される請求項７に記載の方法。