JP2010147470A - パターニングデバイスの平面位置を非接触で制御するガス圧手段を備えたリソグラフィ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 オーバレイの改良につながるパターニングデバイス支持体を提供する。
【解決手段】 リソグラフィ装置は、パターニングデバイスの側面の少なくとも１つに選択的に加圧することによって平面方向でパターニングデバイスの位置を制御するように構成された位置コントローラを含む。位置コントローラはパターニングデバイスの位置を平面方向で非接触式に制御するために、パターニングデバイスの少なくとも１つの側面に加圧ガスを加えるように、ガス圧供給部及びこの側面へと向けられた１つ又は複数の流出開口を含む。
【選択図】 図２

Description

[0001] 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。

[0002] リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板に、通常は基板のターゲット部分に付与する機械である。リソグラフィ装置は、例えば、集積回路（ＩＣ）の製造に使用可能である。このような場合、代替的にマスク又はレチクルとも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すべき回路パターンを生成することができる。このパターンを、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つ又は幾つかのダイの一部を含む）に転写することができる。パターンの転写は通常、基板に設けた放射感応性材料（レジスト）の層への結像により行われる。一般的に、１枚の基板は、順次パターンが与えられる隣接したターゲット部分のネットワークを含んでいる。従来のリソグラフィ装置は、パターン全体をターゲット部分に１回で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、基板を所与の方向（「スキャン」方向）と平行あるいは逆平行に同期的にスキャンしながら、パターンを所与の方向（「スキャン」方向）に放射ビームでスキャンすることにより、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。パターンを基板にインプリントすることによっても、パターニングデバイスから基板へとパターンを転写することが可能である。

[0003] リソグラフィプロセス中にはパターニングデバイスを支持体上にクランプすることが知られている。それにより、支持体はクランピング機構を含む。例えば、パターニングデバイスのＸ、Ｙ及びＲｚ位置を制約するために、つまりその平面運動を制約するために、パターニングデバイスを膜でクランプすることができる。また、パターニングデバイスの下側には、Ｒｘ、Ｒｙ及びＺ位置を割り出すために、エアクッションと組み合わせて３つの支持点を設けることができる。この方法で、パターニングデバイスは膜とパターニングデバイスとの間の約５００ｐｐｍという剛比（剛性比）だけ変形するのみとなる。

[0004] しかし、パターニングデバイスを摩擦でクランプすることにより、クランピング機構の有限の剛性と併せて、パターニングデバイスの位置に微小滑動（micro-slip）及びヒステリシスが発生する。ヒステリシスは、特にリソグラフィプロセス中の支持体の加速度、クランピング機構の真空力、パターニングデバイスの汚染、湿度、及びパターニングデバイスの材料の選択に依存する。ヒステリシスの一部は支持体の上下動作、つまりＺ方向について巨視的であり、再現可能である。しかし、かなりの部分は微視的、つまりパターニングデバイスの内部であり、再現されない。これはパターニングデバイスの内部応力を引き起こし、オーバレイへ著しく寄与することになり、これが増加して、このタイプのクランピング機構では数十ナノメートル、又は数百ナノメートルにさえなる。

[0005] 米国特許ＵＳ６，０９４，２５５号は、パターニングデバイスが支持体の浮動板から所望の距離だけ上に浮動し続けている変形実施形態を開示している。これで、パターニングデバイスの下側にある３つの支持点が不要となる。代わりに、パターニングデバイスが浮動するような方法で、パターニングデバイスの下の空気穴から吹き込まれる空気の圧力を調節するように設計されたコントローラが提供される。ｘ−ｙ面におけるパターニングデバイスの位置は、位置測定装置が取得した測定値に従って制御され、パターニングデバイスの個々の側面に選択的に加圧することによって制御される。これらの加圧力を加えるために、多数の制御棒がパターニングデバイスの側面に接触している。コントローラは、固定子及びスライダを有するリニアモータの駆動も制御し、それにより制御棒の加圧力を調節する。

[0006] パターニングデバイスの浮動又は浮揚は、支持体のいかなる表面とも接触しないという利点を有する。したがって、パターニングデバイスの変形が一方では最小化され、他方ではオーバレイ誤差を最小化できるようにするために、再現性が多少向上する。

[0007] しかしながら、リニアモータ及び制御棒を備える構造は多少高価であり、例えばこのタイプのパターニングデバイス支持体のオーバレイ性能は十分でないことがある。

[0008] 上述した欠点を少なくとも部分的に解消するか、使用可能な代替物を提供することが望ましい。本発明の実施形態は、オーバレイの改良につながるパターニングデバイス支持体を提供する。

[0009] 本発明の実施形態によれば、放射ビームを調整するように構成された照明システムと、放射ビームの断面にパターンを与えてパターン付き放射ビームを形成することができ、側面によって相互に接続された上部及び下部平面を有するパターニングデバイスを支持するように構築された支持体と、基板を保持するように構築された基板テーブルと、パターン付き放射ビームを基板のターゲット部分に投影するように構成された投影システムと、パターニングデバイスの側面の少なくとも１つに選択的に加圧することによって、パターニングデバイスの平面に実質的に平行な方向でパターニングデバイスの位置を制御するように構成され、ガス圧供給部、及びパターニングデバイスの少なくとも１つの側面に向かって配向された１つ又は複数の流出開口を含む位置コントローラであって、ガス圧供給部及び１つ又は複数の流出開口が、パターニングデバイスの平面に実質的に平行な方向でパターニングデバイスの位置を非接触式に制御するように、少なくとも１つの側面に加圧ガスを加えるように構成された位置コントローラと、を含むリソグラフィ装置が提供される。

[0010] 本発明の別の実施形態によれば、パターンをパターニングデバイスから基板に転写するように配置されたシステムと、側面によって相互に接続された上部及び下部平面を有するパターニングデバイスを支持するように構築された支持体と、基板を保持するように構築された基板テーブルと、パターニングデバイスの側面の少なくとも１つに選択的に加圧することによって、パターニングデバイスの平面に実質的に平行な方向でパターニングデバイスの位置を制御するように構成され、ガス圧供給部、及びパターニングデバイスの少なくとも１つの側面に向かって配向された１つ又は複数の流出開口を含む位置コントローラであって、ガス圧供給部及び１つ又は複数の流出開口が、パターニングデバイスの平面に実質的に平行な方向でパターニングデバイスの位置を非接触式に制御するように、少なくとも１つの側面に加圧ガスを加えるように構成された位置コントローラと、を含むリソグラフィ装置が提供される。

[0011] 本発明の別の実施形態によれば、パターン付き放射ビームを基板に投影するデバイス製造方法が提供され、方法は、側面によって相互に接続された上部及び下部平面を有するパターニングデバイスを支持体上で支持し、パターン付き放射ビームを形成するために、パターニングデバイスを使用して放射ビームを与え、パターン付き放射ビームを基板のターゲット部分に投影し、平面に実質的に平行な方向でパターニングデバイスの位置を制御することを含み、制御することは、パターニングデバイスの平面に実質的に平行な方向でパターニングデバイスの位置を非接触式に制御するように、１つ又は複数の流出開口及びガス圧供給部を使用してパターニングデバイスの少なくとも１つの側面に加圧ガスを加えることによって、パターニングデバイスの側面の少なくとも１つに選択的に加圧することを含む。

[0012] 次に、本発明の実施形態を添付の略図を参照しながら、ほんの一例として説明する。図面では対応する参照記号は対応する部品を示している。

[0013] 本発明の実施形態によるリソグラフィ装置を示した図である。 [0014] 本発明によるクランピングフレームを備えた図１のパターニングデバイス支持体の実施形態を示した略上面図である。 [0015] パターニングデバイスがガラス板の下に浮動状態で保持された変形実施形態を示した側面図である。 [0016] クランピングフレームがない図３を示した上面図である。 [0017] パターニングデバイスが２つのガラス板の下に浮動状態で保持された図４の変形を示した図である。 [0018] 自身内に柔軟な位置決め要素が装着されたクランピングフレームの実施形態を示した斜視図である。 [0019] 位置決め要素のうち１つの位置にある図６を示した拡大部分図である。 [0020] 図７の位置決め要素の実施形態を示した図である。 [0021] 相互に隣接して配置された図８の複数の位置決め要素を示した図である。 [0022] 位置決め要素が突出したエッジ間で区切られた実施形態を示した図である。

[0023] 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したものである。この装置は、放射ビームＢ（例えば、ＵＶ放射又は任意の他の適切な放射）を調整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、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配置するように構成された第一位置決めデバイスＰＭに接続されたマスク支持構造（例えばマスクテーブル）ＭＴとを含む。この装置は、また、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、一定のパラメータに従って基板を正確に配置するように構成された第二位置決めデバイス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又は「基板支持体」を含む。さらに、この装置は、基板Ｗのターゲット部分Ｃ（例えば、１つ又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へ付与さ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、屈折投影レンズシステム）ＰＳを含む。

[0024] 照明システムは、放射の誘導、整形、又は制御を行うための、屈折、反射、磁気、電磁気、静電気型等の光学コンポーネント、又はその任意の組合せなどの種々のタイプの光学コンポーネントを含んでいてもよい。

[0025] パターニングデバイス支持体は、パターニングデバイスの方向、リソグラフィ装置の設計等の条件、例えばパターニングデバイスが真空環境で保持されているか否かに応じた方法で、パターニングデバイスを保持する。このパターニングデバイス支持体は、パターニングデバイスを保持するために、機械的、真空、静電気等のクランプ技術を使用することができる。パターニングデバイス支持体は、例えばフレーム又はテーブルでよく、必要に応じて固定式又は可動式でよい。パターニングデバイス支持体は、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の位置にくるようにできる。本明細書において「レチクル」又は「マスク」という用語を使用した場合、その用語は、より一般的な用語である「パターニングデバイス」と同義と見なすことができる。

[0026] 本明細書において使用する「パターニングデバイス」という用語は、基板のターゲット部分にパターンを生成するように、放射ビームの断面にパターンを与えるために使用し得る任意のデバイスを指すものとして広義に解釈されるべきである。ここで、放射ビームに与えられるパターンは、例えばパターンが位相シフトフィーチャ又はいわゆるアシストフィーチャを含む場合、基板のターゲット部分における所望のパターンに正確には対応しないことがある点に留意されたい。一般的に、放射ビームに与えられるパターンは、集積回路などのターゲット部分に生成されるデバイスの特定機能層に相当する。

[0027] パターニングデバイスは透過性又は反射性でよい。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、及びプログラマブルＬＣＤパネルがある。マスクはリソグラフィにおいて周知のものであり、これには、バイナリマスク、レベンソン型(alternating)位相シフトマスク、ハーフトーン型(attenuated)位相シフトマスクのようなマスクタイプ、さらには様々なハイブリッドマスクタイプも含まれる。プログラマブルミラーアレイの一例として、小さなミラーのマトリクス配列を使用し、そのミラーは各々、入射する放射ビームを異なる方向に反射するよう個々に傾斜することができる。傾斜したミラーは、ミラーマトリクスによって反射する放射ビームにパターンを付与する。

[0028] 本明細書において使用する「投影システム」という用語は、例えば使用する露光放射、又は液浸液の使用や真空の使用などの他の要因に合わせて適宜、例えば屈折光学システム、反射光学システム、反射屈折光学システム、磁気光学システム、電磁気光学システム及び静電気光学システム、又はその任意の組合せを含む任意のタイプの投影システムを網羅するものとして広義に解釈されるべきである。本明細書において「投影レンズ」という用語を使用した場合、これはさらに一般的な「投影システム」という用語と同義と見なすことができる。

[0029] 本明細書で示すように、本装置は透過タイプである（例えば透過マスクを使用する）。あるいは、装置は反射タイプでもよい（例えば上記で言及したようなタイプのプログラマブルミラーアレイを使用する、又は反射マスクを使用する）。

[0030] リソグラフィ装置は２つ（デュアルステージ）又はそれ以上の基板テーブル又は「基板支持体」（及び／又は２つ以上のマスクテーブル又は「マスク支持体」）を有するタイプでよい。このような「マルチステージ」機械においては、追加のテーブル又は支持体を並行して使用するか、１つ又は複数の他のテーブル又は支持体を露光に使用している間に１つ又は複数のテーブル又は支持体で予備工程を実行することができる。

[0031] リソグラフィ装置は、投影システムと基板との間の空間を充填するように、基板の少なくとも一部を水などの比較的高い屈折率を有する液体で覆うタイプでもよい。液浸液は、例えばパターニングデバイス（例えばマスク）と投影システムの間など、リソグラフィ装置の他の空間に適用することもできる。液浸技術は、投影システムの開口数を増加させるために使用することができる。本明細書で使用する「液浸」という用語は、基板などの構造を液体に沈めなければならないという意味ではなく、露光中に投影システムと基板の間に液体が存在するというほどの意味である。

[0032] 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る。放射源とリソグラフィ装置とは、例えば放射源がエキシマレーザである場合に、別々の構成要素であってもよい。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すると見なされず、放射ビームは、例えば適切な誘導ミラー及び／又はビームエクスパンダなどを備えるビームデリバリシステムＢＤの助けにより、放射源ＳＯからイルミネータＩＬへと渡される。他の事例では、例えば放射源が水銀ランプの場合は、放射源がリソグラフィ装置の一体部分であってもよい。放射源ＳＯ及びイルミネータＩＬは、必要に応じてビームデリバリシステムＢＤとともに放射システムと呼ぶことができる。

[0033] イルミネータＩＬは、放射ビームの角度強度分布を調節するように構成されたアジャスタＡＤを備えていてもよい。通常、イルミネータの瞳面における強度分布の少なくとも外側半径範囲及び／又は内側半径範囲（一般にそれぞれ、σ-outer及びσ-innerと呼ばれる）を調節することができる。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などの他の種々のコンポーネントを備えていてもよい。イルミネータを用いて放射ビームを調整し、その断面にわたって所望の均一性と強度分布とが得られるようにしてもよい。

[0034] 放射ビームＢは、パターニングデバイス支持体（例えばマスクテーブル）ＭＴ上に保持されたパターニングデバイス（例えばマスクＭＡ）に入射し、パターニングデバイスによってパターンが付与される。放射ビームＢはパターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡを通り抜けて、投影システムＰＳを通過し、これは、基板Ｗのターゲット部分Ｃ上にビームを集束する。第二位置決めデバイスＰＷ及び位置センサＩＦ（例えば干渉計デバイス、リニアエンコーダ又は容量センサ）の助けにより、基板テーブルＷＴを、例えば放射ビームＢの経路において様々なターゲット部分Ｃに位置決めするように正確に移動できる。同様に、第一位置決めデバイスＰＭ及び別の位置センサ（図１には明示されていない）を使用して、例えばマスクライブラリから機械的に検索した後に、又はスキャン中に、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ことができる。一般的に、パターニングデバイス支持体（例えばマスクテーブル）ＭＴの移動は、第一位置決めデバイスＰＭの部分を形成するロングストロークモジュール（粗動位置決め）及びショートストロークモジュール（微動位置決め）の助けにより実現できる。同様に、基板テーブルＷＴ又は「基板支持体」の移動は、第二ポジショナＰＷの部分を形成するロングストロークモジュール及びショートストロークモジュールを用いて実現できる。ステッパの場合（スキャナとは対照的に）、パターニングデバイス支持体（例えばマスクテーブル）ＭＴをショートストロークアクチュエータのみに接続するか、固定してもよい。パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡ及び基板Ｗは、パターニングデバイスアラインメントマークＭ１、Ｍ２及び基板アラインメントマークＰ１、Ｐ２を使用して位置合わせすることができる。図示のような基板アラインメントマークは、専用のターゲット部分を占有するが、ターゲット部分の間の空間に配置してもよい（スクライブラインアラインメントマークとして知られる）。同様に、パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡ上に複数のダイを設ける状況では、パターニングデバイスアラインメントマークをダイ間に配置してもよい。

[0035] 図示のリソグラフィ装置は以下のモードのうち少なくとも１つにて使用可能である。

[0036] １．ステップモードにおいては、パターニングデバイス支持体（例えばマスクテーブル）ＭＴ又は「マスク支持体」及び基板テーブルＷＴ又は「基板支持体」は、基本的に静止状態に維持される一方、放射ビームに与えたパターン全体が１回でターゲット部分Ｃに投影される（すなわち単一静的露光）。次に、別のターゲット部分Ｃを露光できるように、基板テーブルＷＴ又は「基板支持体」がＸ方向及び／又は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サイズによって、単一静的露光で像が形成されるターゲット部分Ｃのサイズが制限される。

[0037] ２．スキャンモードにおいては、パターニングデバイス支持体（例えばマスクテーブル）ＭＴ又は「マスク支持体」及び基板テーブルＷＴ又は「基板支持体」は同期的にスキャンされる一方、放射ビームに与えられたパターンをターゲット部分Ｃに投影する（つまり単一動的露光）。パターニングデバイス支持体（例えばマスクテーブル）ＭＴ又は「マスク支持体」に対する基板テーブルＷＴ又は「基板支持体」の速度及び方向は、投影システムＰＳの拡大（縮小）及び像反転特性によって求めることができる。スキャンモードでは、露光フィールドの最大サイズによって、単一動的露光におけるターゲット部分の（非スキャン方向における）幅が制限され、スキャン動作の長さによってターゲット部分の（スキャン方向における）高さが決まる。

[0038] ３．別のモードでは、パターニングデバイス支持体（例えばマスクテーブル）ＭＴ又は「マスク支持体」は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維持され、基板テーブルＷＴ又は「基板支持体」を移動又はスキャンさせながら、放射ビームに与えられたパターンをターゲット部分Ｃに投影する。このモードでは、一般にパルス状放射源を使用して、基板テーブルＷＴ又は「基板支持体」を移動させる毎に、又はスキャン中に連続する放射パルスの間で、プログラマブルパターニングデバイスを必要に応じて更新する。この動作モードは、以上で言及したような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使用するマスクレスリソグラフィに容易に利用できる。

[0039] 上述した使用モードの組合せ及び／又は変形、又は全く異なる使用モードも利用できる。

[0040] 図２には、本発明の実施形態によるクランピングフレームＣＦとともにパターニングデバイス支持体ＭＴの実施形態が図示されている。このクランピングフレームＣＦはパターニングデバイス（例えばマスク）Ｍの全周にわたって延在し、これによりパターニングデバイス（例えばマスク）Ｍと実質的に同様の形状の開口を区切る。開口は、パターニングデバイス（例えばマスク）Ｍの外周よりわずかに大きい内寸を有する。したがって、フレームＣＦとパターニングデバイス（例えばマスク）Ｍの間には小さい、好ましくは数マイクロメートルのギャップＧが自由なままになっている。ガス圧供給部Ｐが提供され、これはフレームの１つ又は複数の適切に配向された流出開口を介して、ギャップＧ内へと開放している。これらの流出開口は、例えばフレームＣＦの開口の図示された大きい方の隅部に設けることができるが、フレームＣＦの直線の辺のうち１つ又は複数に沿って設けてもよい。

[0041] これで、加圧ガスをギャップＧ内に供給することにより、フレームＣＦ内でパターニングデバイス（例えばマスク）Ｍを保持することができる。この加圧ガスはギャップＧ全体に自動的に広がり、パターニングデバイス（例えばマスク）Ｍの全側面に垂直力を加える。自由なままになっている小さいギャップにより、フレーム及びパターニングデバイス（例えばマスク）の上側及び下側に向かって、制御された気体の漏れが発生する。ギャップＧが小さいほど、気体の漏れに対する抵抗が大きく、パターニングデバイス（例えばマスク）Ｍの側面に対するガス圧の蓄積が大きくなる。この実施形態では、例えばギャップＧは、少なくともパターニングデバイス（例えばマスク）Ｍの側面の公差に等しい、つまり約２００マイクロメートルの幅を有することができる。しかし、このように比較的大きい幅では、気体の漏れが多すぎ、加えられる垂直力が小さすぎることもある。そのような場合は、側面の公差を小さくし、好ましくは２０マイクロメートル未満という、より小さいギャップ幅の使用を可能にするために、研磨した側面があるパターニングデバイス（例えばマスク）を使用することが望ましいことがある。さらに図示の実施形態では、パターニングデバイス（例えばマスク）Ｍは長方形であり、２対の対向する側面を含む。これらの側面の各対は、ｘ又はｙ方向に実質的に平行に延在する。加圧ガスはパターニングデバイス（例えばマスク）Ｍの側面のそれぞれに実質的に等しい力を加えるので、パターニングデバイス（例えばマスク）Ｍは、フレームＣＦ内で自動的にセンタリングされ、周囲には実質的に均一なギャップ幅がある。したがって、パターニングデバイス（例えばマスク）Ｍは、これらのガス圧の力によってフレームＣＦ内に非接触式に制約される。

[0042] ｘ−ｙ面におけるパターニングデバイス（例えばマスク）Ｍの水平運動は、適切なドライバ、特にフレームＣＦに固定接続されたリニアドライブによってフレームＣＦをこのｘ−ｙ面で動かすことによって達成することができる。フレームは例えば、ロングストロークステージに接続されている従来通りのローレンツショートストロークモータによって、ｘ−ｙ面で作動させることができる。気体の薄膜内でのパターニングデバイス（例えばマスク）ＭとフレームＣＦとの位置偏差に対処するために、フレーム位置ではなくパターニングデバイス位置を直接測定し、これらの測定値を位置コントローラの適切な制御ユニットに入力することが好ましく、この位置コントローラはこの場合、フレームを動かすように構成されたドライブを制御し、したがってパターニングデバイス（例えばマスク）の位置決めも間接的に制御する。

[0043] リソグラフィプロセス中にパターニングデバイス（例えばマスク）Ｍの加速及び減速に必要な全体の力が、垂直のガス圧の力を通してパターニングデバイス（例えばマスク）Ｍの側面に適用される。したがって、本発明の実施形態は、パターニングデバイスの平面固定に摩擦がもはや働かないという利点を提供する。これで、平面のｘ−ｙ方向におけるパターニングデバイス（例えばマスク）Ｍの位置を非接触式に制御することができる。このようにパターニングデバイス（例えばマスク）Ｍを非接触で平面にて制約するので、リソグラフィ装置のスループット及びオーバレイの性能が同時に向上する。パターニングデバイス（例えばマスク）Ｍはもはや、その非接触平面制約により、内部変形しない。平面位置コントローラの再現できないヒステリシスが解消され、それによってリソグラフィプロセス中の著しい加速が可能になり、これは関連するスループットを有意に改善する。さらに、重いクランプがもはや必要なく、超軽量のショートストロークが生成されるので、ショートストローク及びロングストローク位置決めシステムの両方の動く質量を最大５から１０分の１まで減少させることができる。これによって、例えば最大４００ｍ／ｓ²など、はるかに高い加速度への前進が可能になる。軽量化によって、必要な加速を達成するために強力アクチュエータではなく通常のアクチュエータを使用し続けることが可能になる。これは、ひいては、アクチュエータに大規模な冷却及び複数の電力増幅器が必要ないという利点を有する。

[0044] フレームＣＦとパターニングデバイス（例えばマスク）Ｍの間の加圧ガスはさらに、Ｚ、Ｒｘ及びＲｙ方向、つまりその平面に対して直角の方向におけるパターニングデバイス（例えばマスク）Ｍの摩擦のない動作を可能にするという利点を有する。その結果、このＺ、Ｒｘ及びＲｙ方向におけるフレームＣＦ自体の位置は、もはや重大ではない。

[0045] 他の重要な利点は、非接触方法で保持していることにより、パターニングデバイスを加熱すると、パターニングデバイスが均一に膨張することである。それ以外に、パターニングデバイスの周囲に気体が存在する結果、パターニングデバイスの周囲が冷却されるので有益である。

[0046] 本発明の非接触クランピングを他の目的に使用することも可能である。例えば、圧力変調によって、つまりパターニングデバイスの全周に一緒に加圧することによって拡大量を制御することが可能である。

[0047] パターニングデバイスの面外位置決めは、ロングストロークステージに対する可変リレクタンス型アクチュエータなどのアクティブベアリングシステム、又は撓みベアリング又はエアベアリングなどのパッシブベアリングシステムによって達成することができる。しかし、パターニングデバイス（例えばマスク）Ｍの支持体は、支持体の平面に対してパターニングデバイスを浮動したままにするエアベアリングを含むことが好ましい。パターニングデバイス（例えばマスク）Ｍは、高剛性のエアベアリングを使用して板、特にガラス板の下、又はその上で浮動することができる。図３及び図４は、パターニングデバイス（例えばマスク）Ｍがガラス板ＧＰの下で浮動し続けている実施形態を示す。ガラス板は、マスク位置の個々の側にエアベアリングＡＢを含む。ベアリングＡＢの気体供給部と予め加重するための真空は両方とも、ガラス板ＧＰに組み込まれる。

[0048] これで、適切なアクチュエータによってガラス板ＧＰを動かすことにより、垂直Ｚ方向でのパターニングデバイス（例えばマスク）Ｍの動作を達成することができる。つまり、パターニングデバイスを平面方向に移動する必要がある場合、いずれの垂直アクチュエータもその平面方向に移動する必要がない。ガラス板ＧＰはその平面位置を維持することができ、リソグラフィプロセス中にパターニングデバイス及びクランピングフレームが下で必要なストロークを実行するために、それにとって十分な長さに構築される。これは質量、及びショートストロークステージへのケーブル類及びホース類を節約する。パターニングデバイス（例えばマスク）Ｍとガラス板ＧＰの間に気体の薄膜を維持することにより、パターニングデバイス（例えばマスク）Ｍの曲がりを回避することができる。

[0049] 図５は、１つのガラス板ではなくて２つの小さめの板を使用する代替実施形態を示す。ここではパターニングデバイス（例えばマスク）Ｍがその側部領域にて浮動し続け、パターニングデバイス（例えばマスク）ＭをフレームＣＦ内に非接触で制約することにより、側部領域はもはやクランピングに使用されず、したがってこれらの浮揚力に使用可能である。

[0050] パターニングデバイス（例えばマスク）Ｍが垂直Ｚ方向に浮動し続けることと、自動調整加圧ガス機構によって平面Ｘ−Ｙ方向で制約させることとが組み合わせられて、パターニングデバイス（例えばマスク）ＭとフレームＣＦのような支持体の気体以外の部分との接触が存在しないという利点を有する。垂直の自由度Ｚ、Ｒｘ、Ｒｙはガラス板ＧＰを作動させることによって作動し、水平の自由度Ｘ、Ｙ、ＲｚはフレームＣＦを作動させることによって作動する。したがって、完全に加圧ベアリングに基づく超軽量で超高速のパターニングデバイスステージが達成される。

[0051] 図６には、自身内に保持されるパターニングデバイス（例えばマスク）Ｍを取り囲むためにクランピングフレームＣＦが同様に開口を区切る実施形態が図示されている。しかしながら、本開口は、実際にパターニングデバイス（例えばマスク）Ｍに接触する必要なく、フレームＣＦとパターニングデバイス（例えばマスク）Ｍの間のギャップに複数の位置決め要素ＰＥを提供できるような寸法を有する。位置決め要素ＰＥはそれぞれ、フレームＣＦ内にステム部分ＳＰが装着され、その頭部分ＨＰの前側で、つまりパターニングデバイス（例えばマスク）Ｍの個々の側面に面する側で流出開口ＯＯを区切る。各位置決め要素ＰＥの流出開口ＯＯは、フレームＣＦ内の共通のリング線ＲＬと流連絡する。リング線ＲＬはガス圧供給部に接続され、したがって各位置決め要素ＰＥに加圧ガスを供給する。位置決め要素ＰＥの前側とパターニングデバイス（例えばマスク）Ｍの側面との間には、数マイクロメートルのギャップが自由なままになっている。

[0052] 各位置決め要素ＰＥは、フレームＣＦに対して柔軟に装着される。特に、フレームの内外に多少滑動し、場合によってはフレームＣＦに対してわずかに旋回することさえ可能である。これは、パターニングデバイス（例えばマスク）Ｍの側面に生じ得る凹凸を、これらの凹凸の位置でこれらの個々の位置決め要素が対応する補正動作をすることにより、容易に対処できるという利点を有する。このことで、パターニングデバイスの側面を研磨する必要がなくなり、これは時間及び費用を節約する。位置決め要素ＰＥの前側とパターニングデバイス（例えばマスク）Ｍの間のギャップ幅は、２０マイクロメートル未満であることが好ましい。加圧されると、位置決め要素ＰＥは、そのステム部分でフレームＣＦの内外に滑動できるので、パターニングデバイス（例えばマスク）Ｍに対して特定のギャップ幅を自動的に維持する。

[0053] 加圧ガスをリング線ＲＬ内に供給することにより、パターニングデバイス（例えばマスク）ＭをフレームＣＦ内で保持することができる。この加圧ガスは、様々な位置決め要素ＰＥ内の流出開口ＯＯのそれぞれに向かって自動的に広がる。流出開口ＯＯは、パターニングデバイス（例えばマスク）Ｍの側面に向かって配向され、これらの流出開口ＯＯを介して垂直力がパターニングデバイス（例えばマスク）Ｍの全側面に加えられる。この場合も、パターニングデバイス（例えばマスク）Ｍはフレーム内に自動的にセンタリングされ、各位置決め要素ＰＥとパターニングデバイス（例えばマスク）Ｍの間のギャップ幅が全周で実質的に均一である。したがってパターニングデバイス（例えばマスク）Ｍはこれらのガス圧の力によってフレームＣＦ内に非接触式に制約される。さらにガス圧によって、各位置決め要素ＰＥは自動的に、パターニングデバイス（例えばマスク）Ｍのそれと対向する側面の部分に対して非接触で最適の位置に付く。この最適位置の自動探索は、位置決め要素ＰＥの部分が偶発的にパターニングデバイス（例えばマスク）Ｍに接触し得るという状況の防止を助けるものである。

[0054] 図２から図５の実施形態と同様に、パターニングデバイス（例えばマスク）Ｍのｘ−ｙ面における水平運動は、適切なドライバによってフレームＣＦをこのｘ−ｙ面で移動させることによって達成することができる。

[0055] 図６には幾つかの実施形態が図示されている。下側には、一緒になってマスクＭの個々の側面全体を実質的に覆う幾つかの位置決め要素ＰＥが相互に隣接して設けられていることが図示されている。右側には、パターニングデバイス（例えばマスク）Ｍの個々の側面の中心に配置された２つの位置決め要素ＰＥしかない実施形態が図示されている。上側には、１つしかない長手方向位置決め要素ＰＥ’がマスクＭの個々の側面の実質的に全長にわたって延在する変形が図示されている。

[0056] 図８には、前側に流出開口ＯＯを備えるばかりでなく、頭部分ＨＰの側面に流出開口ＯＯ’の小さいセットも含む位置決め要素ＰＥの変形が図示されている。これは、運動量が隣接する位置決め要素ＰＥに加えられ、この運動量が位置決め要素ＰＥの適切な位置合わせを維持するのに役立つ（図９も参照）という利点を有する。同じ目的で、各列の最初と最後の位置決め要素ＰＥが、クランピングフレームＣＦの適切な隅部エッジ部分ＥＰによって区切られ、クランピングフレームＣＦに対して個々の流出開口ＯＯ’が同様にその運動量を加えることができる。

[0057] 位置決め要素ＰＥの位置合わせを維持し、その回転を停止するための代替法として、図１０は、クランピングフレームＣＦに上部及び下部突出限定エッジＬＥが設けられた実施形態を示す。位置決め要素ＰＥは、ステム部分ＳＰの周囲では回転できないが、それでもクランプされたマスクＭの個々の側面に合わせて調節するという多少の自由度を有するような方法で、エッジＬＥ間に区切られる。

[0058] ２つの位置決め要素ＰＥ（位置決め要素ＰＥのうち２つ）を１辺にてフレームＣＦに固定接続し、１つの位置決め要素ＰＥ（位置決め要素ＰＥのうち１つ）を隣接する長方形の辺にてフレームＣＦに固定接続することが可能である。この方法で、３つの自由度（Ｘ、Ｙ、Ｒｚ）を、より高い剛性でフレームに結合する。したがって、６つの自由度のうち３つが、これらの位置決め要素ＰＥ及びその加圧ガスの中間層によってフレームＣＦを介して固定される。

[0059] 図示の実施形態以外に、多数の変形が可能である。例えば、パターニングデバイスの対向する側面のうち１対のみに沿って１つ又は複数の流出開口を設けることも可能である。したがって、パターニングデバイスは既に、その平面の１方向に非接触状態で制約されている。次に、パターニングデバイスの対向する側面のうち他方の対は、適切なベアリングの直接接触によって別の方法で区切ることができる。パターニングデバイスの１つの側面のみに沿って１つ又は複数の気体流出開口を提供することも可能である。この方法で、例えばガス圧をオン及びオフに切り換えることにより、及び／又はこれらの開口から流出する気体のガス圧を上下させることにより、パターニングデバイスの位置も所望の方向で非接触式に制御することができる。これは、パターニングデバイスの側方に加えられる非接触力を増減し、したがってその位置を制御できるという効果を有する。

[0060] フレームのアセンブリ全体をその中に装着された位置決め要素のセットと一緒に駆動する代わりに、複数の個別に駆動可能な位置決め要素を提供することも可能である。これで、ドライバを位置決め要素のそれぞれに個別に直接結合することができる。

[0061] さらなる実施形態では、パターニングデバイスの個々の側面に沿って流出開口（のセット）を、対向する側面にある流出開口（のセット）とは別個に制御することも可能である。これによって、加速又は減速中にパターニングデバイスの適切なセンタリングを維持することが可能である。これで、加速方向に配向された流出開口に、加圧量を小さくしたガスを一時的に供給し、加速方向の反対に配向された流出開口に、加圧量を大きくしたガスを一時的に供給することができる。これによって、パターニングデバイスに適切な反力を提供することができるようになり、これは加速又は減速によりパターニングデバイス内に導入される力を補償することができる。

[0062] 本発明の実施形態は、リソグラフィ装置の他の部分を非接触式にクランプ及び／又は位置決めすることに使用できることが認識される。例えば、本発明の実施形態では、インプリントヘッドをクランプ及び／又は位置決めすることも可能である。

[0063] 本文ではＩＣの製造におけるリソグラフィ装置の使用に特に言及しているが、本明細書で説明するリソグラフィ装置には他の用途もあることを理解されたい。例えば、これは、集積光学システム、磁気ドメインメモリ用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）、薄膜磁気ヘッドなどの製造である。こうした代替的な用途に照らして、本明細書で「ウェーハ」又は「ダイ」という用語を使用している場合、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と見なしてよいことが、当業者には認識される。本明細書に述べている基板は、露光前又は露光後に、例えばトラック（通常はレジストの層を基板に塗布し、露光したレジストを現像するツール）、メトロロジーツール及び／又はインスペクションツールで処理することができる。適宜、本明細書の開示は、以上及びその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を生成するために、複数回処理することができ、したがって本明細書で使用する基板という用語は、既に複数の処理済み層を含む基板も指すことができる。

[0064] 以上では光学リソグラフィとの関連で本発明の実施形態の使用に特に言及しているが、本発明は、インプリントリソグラフィなどの他の用途においても使用可能であり、状況が許せば、光学リソグラフィに限定されないことが理解される。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によって、基板上に生成されるパターンが画定される。パターニングデバイスのトポグラフィを基板に供給されたレジストの層に押しつけ、その後に電磁放射、熱、圧力又はその組合せを適用することにより、レジストを硬化する。パターニングデバイスをレジストから離し、レジストを硬化した後にパターンを残す。

[0065] 本明細書で使用する「放射」及び「ビーム」という用語は、イオンビーム又は電子ビームなどの粒子ビームのみならず、紫外線（ＵＶ）放射（例えば、３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ若しくは１２６ｎｍ、又はこれら辺りの波長を有する）及び極端紫外線光（ＥＵＶ）放射（例えば、５ｎｍ〜２０ｎｍの範囲の波長を有する）を含むあらゆるタイプの電磁放射を網羅する。

[0066] 「レンズ」という用語は、状況が許せば、屈折、反射、磁気、電磁気及び静電気光学部品を含む様々なタイプの光学部品のいずれか一つ、又はその組合せを指すことができる。

[0067] 以上、本発明の特定の実施形態を説明したが、説明とは異なる方法でも本発明を実践できることが理解される。例えば、本発明は、上記で開示したような方法を述べる機械読み取り式命令の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、又はこのようなコンピュータプログラムを内部に記憶したデータ記憶媒体（例えば半導体メモリ、磁気又は光ディスク）の形態をとることができる。

[0068] 上記の説明は例示的であり、限定的ではない。したがって、下記に示す請求の範囲から逸脱することなく、記載されたような本発明を変更できることが当業者には明白である。

Claims (16)

1. 放射ビームを調整する照明システムと、
   前記放射ビームの断面にパターンを付与してパターン付き放射ビームを形成することができ、側面によって相互に接続された上部及び下部平面を有するパターニングデバイスを支持する支持体と、
   基板を保持する基板テーブルと、
   前記パターン付き放射ビームを前記基板のターゲット部分に投影する投影システムと、
   前記パターニングデバイスの前記側面の少なくとも１つに選択的に加圧することによって、前記パターニングデバイスの前記平面に実質的に平行な方向で前記パターニングデバイスの位置を制御し、ガス圧供給部、及び前記パターニングデバイスの前記側面の前記少なくとも１つへと向けられた１つ又は複数の流出開口を含む位置コントローラであって、前記ガス圧供給部及び前記１つ又は複数の流出開口が、前記パターニングデバイスの前記平面に実質的に平行な方向で前記パターニングデバイスの位置を非接触式に制御するように、前記側面の前記少なくとも１つに加圧ガスを加える前記位置コントローラと、
   を備えるリソグラフィ装置。
2. 前記位置コントローラが少なくとも１対の対向する流出開口を含み、前記パターニングデバイスを前記対向する流出開口の前記１対の間で加圧ガスにより非接触式に制約するように、前記流出開口が前記パターニングデバイスの対向する側面へと向けられる、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
3. 前記位置コントローラが少なくとも２対の対向する流出開口を含み、前記パターニングデバイスを前記２対の対向する流出開口の間で加圧ガスにより非接触式に制約するように、前記流出開口が前記パターニングデバイスの２対の対向する側面へと向けられる、請求項２に記載のリソグラフィ装置。
4. 前記位置コントローラが１つ又は複数の位置決め要素を含み、前記位置決め要素が、各位置決め要素と前記パターニングデバイスの間にギャップが存在するように配置され、前記１つ又は複数の流出開口が前記ギャップ内に開放している、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
5. 前記位置コントローラが、前記パターニングデバイス支持体に対して前記平面に実質的に平行な方向で前記１つ又は複数の位置決め要素を位置決めするドライバを含む、請求項４に記載のリソグラフィ装置。
6. 前記位置コントローラが、前記パターニングデバイス支持体に対して動作可能である共通フレーム内にそれぞれが装着された複数の位置決め要素を含み、前記複数の位置決め要素を位置決めする前記ドライバが、前記フレームに直接結合される、請求項５に記載のリソグラフィ装置。
7. 前記位置決め要素がそれぞれ、前記パターニングデバイスの前記個々の側にある凹凸に合わせて柔軟に調節されるために、前記フレームに対して柔軟に装着される、請求項６に記載のリソグラフィ装置。
8. 前記フレームが前記パターニングデバイスの全周に延在する、請求項６に記載のリソグラフィ装置。
9. 前記ドライバが、前記パターニングデバイス支持体に対してそれぞれ個別に動作可能である複数の前記位置決め要素を含み、前記複数の位置決め要素を位置決めする前記ドライバが、前記位置決め要素のそれぞれと個別に直接結合される、請求項５に記載のリソグラフィ装置。
10. 前記支持体の平面に対して前記パターニングデバイスの浮動状態を維持するエアベアリングをさらに備える、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
11. 前記パターニングデバイスが前記支持体の前記平面の下に浮動状態で保持される、請求項１０に記載のリソグラフィ装置。
12. 前記位置コントローラが、前記パターニングデバイスの全周にわたって延在し、自身と前記パターニングデバイスの間にギャップが存在するように配置されたフレームを含み、前記パターニングデバイスを前記流出開口の間で加圧ガスにより非接触式に制約するように、前記流出開口が前記パターニングデバイスの対向する側面へと向けられた対向位置の前記ギャップ内へと開放し、前記位置コントローラが、前記パターニングデバイスを前記パターニングデバイス支持体に対して前記平面方向で自身内に制約した状態で、前記フレームを位置決めするドライバをさらに備える、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
13. パターンをパターニングデバイスから基板に転写する投影システムと、
    側面によって相互に接続された上部及び下部平面を有するパターニングデバイスを支持する支持体と、
    前記基板を保持する基板テーブルと、
    前記パターニングデバイスの前記側面の少なくとも１つに選択的に加圧することによって、前記パターニングデバイスの前記平面に実質的に平行な方向で前記パターニングデバイスの位置を制御し、ガス圧供給部、及び前記パターニングデバイスの前記側面の前記少なくとも１つへと向けられた１つ又は複数の流出開口を含む位置コントローラであって、前記ガス圧供給部及び前記１つ又は複数の流出開口が、前記パターニングデバイスの前記平面に実質的に平行な方向で前記パターニングデバイスの位置を非接触式に制御するように、前記側面の前記少なくとも１つに加圧ガスを加える位置コントローラと、
    を備えるリソグラフィ装置。
14. パターン付き放射ビームを基板に投影するデバイス製造方法であって、
    側面によって相互に接続された上部及び下部平面を有するパターニングデバイスを支持体上で支持し、
    パターン付き放射ビームを形成するために、前記パターニングデバイスを使用して放射ビームを与え、
    前記パターン付き放射ビームを前記基板のターゲット部分に投影し、
    前記平面に実質的に平行な方向で前記パターニングデバイスの位置を制御することを含み、前記制御することが、
    前記パターニングデバイスの前記平面に実質的に平行な方向で前記パターニングデバイスの位置を非接触式に制御するように、１つ又は複数の流出開口及びガス圧供給部を使用して前記パターニングデバイスの前記側面の少なくとも１つに加圧ガスを加えることによって、前記パターニングデバイスの前記側面の前記少なくとも１つに選択的に加圧することを含む方法。
15. 前記パターニングデバイスが、前記パターニングデバイスの対向する側面へと向けられた少なくとも１対の対向する流出開口から加えられた加圧ガスの間で非接触式に制約される、請求項１４に記載の方法。
16. 前記パターニングデバイスが、前記パターニングデバイスの２対の対向する側面へと向けられた少なくとも２対の対向する流出開口から加えられた加圧ガスの間で非接触式に制約される、請求項１５に記載の方法。

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