JP2011192987A - リソグラフィ装置およびデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高度な焦点整合で基板上にパターンを投影可能なリソグラフィ装置を提供する。
【解決手段】リソグラフィ装置は、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付与してパターン付き放射ビームを形成可能なパターニングデバイスを支持するように構成された支持体と、基板を保持するように構成された基板テーブルと、基板上のターゲット部分上にパターン付き放射ビームを投影するように構成された投影システムとを含む。投影システムの光学素子は調節可能である。リソグラフィ装置は、調節可能な光学素子を制御するためのコントローラを含む。コントローラは、パターニングデバイスの曲げから生じる拡大を少なくとも部分的に補償するように光学素子を駆動するように構成される。
【選択図】図２

Description

[0001] 本発明は、リソグラフィ装置およ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上、通常、基板のターゲット部分上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）の製造に用いることができる。その場合、ＩＣの個々の層上に形成される回路パターンを生成するために、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を用いることができる。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つ以上のダイの一部を含む）に転写することができる。通常、パターンの転写は、基板上に設けられた放射感応性材料（レジスト）層上への結像によって行われる。一般には、単一の基板が、連続的に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んでいる。従来のリソグラフィ装置としては、ターゲット部分上にパターン全体を一度に露光することにより各ターゲット部分を照射するいわゆるステッパ、および放射ビームによってある特定の方向（「スキャン」方向）にパターンをスキャンすると同時に、この方向に平行または逆平行に基板をスキャンすることにより各ターゲット部分を照射するいわゆるスキャナが含まれる。パターンを基板上に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にパターンを転写することも可能である。

[0003] 高解像度で基板上にパターンを投影可能とするために、基板上へのパターンの投影の高度な焦点整合が望ましい。

[0004] 高度な焦点整合で基板上にパターンを投影可能なリソグラフィ装置を提供することが望ましい。

[0005] 本発明の一実施形態では、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付与してパターン付き放射ビームを形成可能であるパターニングデバイスを支持するように構成された支持体と、基板を保持するように構成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上に投影するように構成された投影システムと、を含み、投影システムの調節可能な光学素子は調節可能である、リソグラフィ装置が提供される。リソグラフィ装置は、パターニングデバイスにトルクまたは力を加えるように構成されたアクチュエータと、アクチュエータおよび調節可能な光学素子に接続され、パターニングデバイスにトルクまたは力を加えるようにアクチュエータを駆動し、かつ、パターニングデバイスの曲げに従って調節可能な光学素子を駆動するように構成されたコントローラとをさらに含み、コントローラは、パターニングデバイスの曲げから生じる拡大を少なくとも部分的に補償するように調節可能な光学素子を駆動するように構成される。

[0006] 本発明の一実施形態では、パターン付き放射ビームを基板上に投影することを含むデバイス製造方法が提供される。この方法は、パターニングデバイスによって放射ビームのパターンを付けてパターン付き放射ビームを形成することと、投影システムによってパターン付き放射ビームを基板のターゲット部分上に投影することと、アクチュエータによってパターニングデバイスにトルクまたは力を加えることと、パターニングデバイスの曲げに従って投影システム光学素子を調節することとを含み、投影システムの光学素子を調節することは、パターニングデバイスの曲げから生じる拡大を少なくとも部分的に補償する。

[0007] 本発明の一実施形態では、
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可能であるパターニングデバイスを支持するように構成された支持体と、
基板を保持するように構成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上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にトルクまたは力を加えるように構成されたアクチュエータと、
アクチュエータに接続され、投影システムの像面湾曲エラーを決定し、決定された像面湾曲エラーを少なくとも部分的に補償するようにパターニングデバイスにトルクまたは力を加えるようにアクチュエータを駆動するように構成されたコントローラと、
を含むリソグラフィ装置が提供される。

[0008] 本発明のいくつかの実施形態を、単なる例として、添付の概略図を参照して以下に説明する。これらの図面において同じ参考符号は対応する部分を示す。
[0009] 図１は、本発明の一実施形態を適用しうるリソグラフィ装置を示す。 [0010] 図２は、本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置を示す。 [0011] 図３は、本発明の一実施形態による図２によるリソグラフィ装置の一部の側面図を示す。 [0012] 図４は、本発明の一実施形態による図２によるリソグラフィ装置の一部の側面図を示す。 [0013] 図５は、本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置の一部を示す。

[0014] 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。リソグラフィ装置は、放射ビームＢ（例えばＵＶ放射また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、かつ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支持体または支持体構造（例えばマスクテーブル）ＭＴを含む。リソグラフィ装置は、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、かつ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、すなわち、「基板支持体」をさらに含む。リソグラフィ装置は、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のターゲット部分Ｃ（例えば１つ以上のダイを含む）上に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をさらに含む。

[0015] 照明システムとしては、放射を誘導し、整形し、または制御するために、屈折型、反射型、磁気型、電磁型、静電型、またはその他のタイプの光コンポーネント、あるいはそれらの任意の組み合せ等の様々なタイプの光コンポーネントを含むことができる。

[0016] 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向き、リソグラフィ装置の設計、および、パターニングデバイスが真空環境内で保持されているか否か等の他の条件に応じた態様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支持体は、機械式、真空式、静電式またはその他のクランプ技術を使って、パターニングデバイスを保持することができる。パターニングデバイス支持体は、例えば、必要に応じて固定または可動式にすることができるフレームまたはテーブルであってもよい。パターニングデバイス支持体は、パターニングデバイスを、例えば、投影システムに対して所望の位置に確実に置くことができる。本明細書において使用される「レチクル」または「マスク」という用語はすべて、より一般的な「パターニングデバイス」という用語と同義であると考えるとよい。

[0017] 本明細書に使用する用語「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るように放射ビームの断面にパターンを付与するために使用することのできる任意のデバイスを指していると広く解釈されるべきである。なお、放射ビームに付与されたパターンは、例えば、その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、基板のターゲット部分内の所望のパターンに正確に一致しない場合もあることに留意されたい。通常、放射ビームに付与されたパターンは、集積回路などのターゲット部分内に作り出されるデバイス内の特定の機能層に対応することになる。

[0018] パターニングデバイスは、透過型であっても反射型であってもよい。パターニングデバイスの例としては、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、リソグラフィでは周知であり、バイナリ、レべンソン型（alternating）位相シフト、およびハーフトーン型（attenuated）位相シフトなどのマスク型、ならびに種々のハイブリッドマスク型を含む。プログラマブルミラーアレイの一例では、小型ミラーのマトリックス配列が用いられ、入射する放射ビームを様々な方向に反射させるように各小型ミラーを個別に傾斜させることができる。傾斜されたミラーは、ミラーマトリックスによって反射される放射ビームにパターンを付与する。

[0019] 本明細書において使用される「投影システム」という用語は、用いられる露光放射に、または液浸液の使用若しくは真空の使用といった他の要因に適切な屈折型、反射型、反射屈折型、磁気型、電磁型、および静電型光学システム、またはそれらのあらゆる組合せを含むあらゆる型の投影システムを包含していると広く解釈されるべきである。本明細書において使用される「投影レンズ」という用語はすべて、より一般的な「投影システム」という用語と同義であると考えるとよい。

[0020] 本明細書に示されているとおり、リソグラフィ装置は、透過型のもの（例えば、透過型マスクを採用しているもの）である。また、リソグラフィ装置は、反射型のもの（例えば、上述のプログラマブルミラーアレイを採用しているもの、または反射型マスクを採用しているもの）であってもよい。

[0021] リソグラフィ装置は、２つ（デュアルステージ）以上の基板テーブル、すなわち、「基板支持体」（および／または２つ以上のマスクテーブル、すなわち、「マスク支持体」）を有する型のものであってもよい。そのような「マルチステージ」機械では、追加のテーブルまたは支持体を並行して使うことができ、すなわち予備工程を１つ以上のテーブルまたは支持体上で実行しつつ、別の１つ以上のテーブルまたは支持体を露光用に使うこともできる。

[0022] また、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満たすように、例えば水といった比較的高い屈折率を有する液体によって基板の少なくとも一部を覆うことができるタイプのものであってもよい。また、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といったリソグラフィ装置内の別の空間に液浸液を加えてもよい。液浸技術は、投影システムの開口数を増加するために用いることができる。本明細書にて使用される「液浸」という用語は、基板のような構造物を液体内に沈めなければならないという意味ではなく、単に、露光中、投影システムと基板との間に液体があるということを意味するものである。

[0023] 図１を参考すると、イルミネータＩＬは、放射源ＳＯから放射ビームを受ける。例えば放射源がエキシマレーザである場合、放射源とリソグラフィ装置は、別個の構成要素であってもよい。その場合、放射源は、リソグラフィ装置の一部を形成しているとはみなされず、また、放射ビームは放射源ＳＯからイルミネータＩＬへ、例えば適切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を使って送られる。その他の場合、例えば放射源が水銀ランプである場合、放射源はリソグラフィ装置の一体部分とすることもできる。放射源ＳＯおよびイルミネータＩＬは、必要ならばビームデリバリシステムＢＤとともに、放射システムと呼んでもよい。

[0024] 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を含むことができる。一般に、イルミネータの瞳面内の強度分布の少なくとも外側および／または内側半径範囲（通常、それぞれσ-outerおよびσ-innerと呼ばれる）を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といった様々な他のコンポーネントを含むことができる。イルミネータを使って放射ビームを調整すれば、放射ビームの断面に所望の均一性および強度分布をもたせることができる。

[0025] 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上に保持されているパターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡ上に入射して、パターニングデバイスによってパターン形成される。パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡを通過した後、放射ビームＢは投影システムＰＳを通過し、投影システムＰＳは、基板Ｗのターゲット部分Ｃ上にビームの焦点を合わせる。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、または静電容量センサ）を用いて、例えば様々なターゲット部分Ｃを放射ビームＢの経路内に位置決めするように、基板テーブルＷＴを正確に動かすことができる。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には示さず）を用い、例えばマスクライブラリから機械的に取り出した後またはスキャン中に、パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡを放射ビームＢの経路に対して正確に位置決めすることもできる。通常、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）を使って実現することができる。同様に、基板テーブルＷＴ、すなわち、「基板支持体」の移動も、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って実現することができる。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パターン支持体（例えばマスクテーブル）ＭＴは、ショートストロークアクチュエータのみに連結されてもよく、または固定されてもよい。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アライメントマークＭ１、Ｍ２と、基板アライメントマークＰ１、Ｐ２を使って位置合わせされてもよい。例示では基板アライメントマークが専用ターゲット部分を占めているが、基板アライメントマークをターゲット部分とターゲット部分との間の空間内に置くこともできる（これらはスクライブラインアライメントマークとして公知である）。同様に、複数のダイがパターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡ上に設けられている場合、パターニングデバイスアライメントマークは、ダイとダイの間に置かれてもよい。

[0026] 例示の装置は、以下に説明するモードのうち少なくとも１つのモードで使用できる。
１．ステップモードでは、パターニングデバイス支持体（例えばマスクテーブル）ＭＴ、すなわち、「マスク支持体」および基板テーブルＷＴ、すなわち、「基板支持体」を基本的に静止状態に保ちつつ、放射ビームに付けられたパターン全体を一度にターゲット部分Ｃ上に投影する（すなわち、単一静的露光）。その後、基板テーブルＷＴ、すなわち、「基板支持体」は、Ｘおよび／またはＹ方向に移動され、それによって別のターゲット部分Ｃを露光することができる。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、単一静的露光時に結像されるターゲット部分Ｃのサイズが限定される。
２．スキャンモードでは、パターニングデバイス支持体（例えばマスクテーブル）ＭＴ、すなわち、「マスク支持体」および基板テーブルＷＴ、すなわち、「基板支持体」を同期的にスキャンする一方で、放射ビームに付けられたパターンをターゲット部分Ｃ上に投影する（すなわち、単一動的露光）。パターニングデバイス（例えばマスクテーブル）ＭＴ、すなわち、「マスク支持体」に対する基板テーブルＷＴ、すなわち、「基板支持体」の速度および方向は、投影システムＰＳの（縮小）拡大率および像反転特性によって決めることができる。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、単一動的露光時のターゲット部分の幅（非スキャン方向）が限定される一方、スキャン動作の長さによって、ターゲット部分の高さ（スキャン方向）が決まる。
３．別のモードでは、プログラマブルパターニングデバイスを保持した状態で、パターニングデバイス支持体（マスクテーブル）ＭＴ、すなわち、「マスク支持体」を基本的に静止状態に保ち、また基板テーブルＷＴ、すなわち、「基板支持体」を動かす、またはスキャンする一方で、放射ビームに付けられているパターンをターゲット部分Ｃ上に投影する。このモードでは、通常、パルス放射源が採用され、また、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、すなわち、「基板支持体」の移動後ごとに、またはスキャン中の連続する放射パルスと放射パルスとの間に、必要に応じて更新される。この動作モードは、前述の型のプログラマブルミラーアレイといった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。

[0027] 上述の使用モードの組合せおよび／またはバリエーション、あるいは完全に異なる使用モードもまた採用可能である。

[0028] 最新技術のリソグラフィ装置では、レベリング測定がパターンの投影の前に行われうる。レベリング測定、基板の表面の高さ測定から、最小二乗アルゴリズムを用いてレベリングセットポイントが導出される。レベリングマップを適用して、合焦状態に基板を位置決めするように、その瞬間に投影が行われる位置での基板の局所高さおよび傾斜を決定する。発明者は、パターニングデバイスに曲げモーメントを与えることによるパターニングデバイスの曲げによって、焦点整合における更なる向上を達成しうることを考え出した。与えられた曲げモーメントは、局所高さおよび傾斜補正に加えて投影位置における湾曲補正をもたらし、それにより基板の局所湾曲と投影とに、より良好なマッチングを場合により達成し、それによりパターンの投影はより基板の湾曲または局所湾曲に少なくとも部分的に従う。結果として向上した焦点整合が達成され、それにより、高解像度、従って小さいライン幅が可能となる。しかし、パターニングデバイスの曲げは、エラーバジェットに寄与しうる、基板上へのパターンのスケーリングエラーをもたらしうる。発明者は、投影システム、一実施形態ではその光学素子、の調節を適用して、パターニングデバイスの曲げによって引き起こされるスケーリングエラーを少なくとも部分的に補償しうることを考え出した。通常、パターンは、パターニングデバイスの片面に設けられている。したがって、パターニングデバイスの曲げは、パターンのサイズの倍率変化（増加または減少）をもたらしうる。この倍率変化は、基板上へのパターンの投影のスケーリングエラーをもたらしうる。スケーリングエラーを少なくとも部分的の補償するために、調節可能な光学素子が設けられてよく、該光学素子の調節が基板上へのパターンの投影に作用する、例えば投影システムの倍率係数に作用する。調節可能な光学素子には、例えば位置が調節可能であるレンズ、スリット、格子、またはミラーといった調節可能な位置を有する光学素子が含まれる。他の実施形態は、例えば圧電アクチュエータといったアクチュエータによって変形可能である変形可能光学素子（レンズ、スリット、格子、ミラー等）を含んでよい。したがって、調節可能な光学素子という用語は、光学特性（例えば、焦点距離、焦点、焦点面、レンズパワー、透過係数、反射係数、方向、光路に対する位置、1つ以上の他の光学素子に対する位置、湾曲、または任意の他の特性）が、光学素子自体の特性の変更によって、その位置決めにおける変化等によって調節可能である光学素子と理解されるべきである。調節可能な光学素子の調節は、投影システムの光学倍率係数に変化をもたらし、それにより、パターニングデバイスの曲げによってもたらされた倍率変化を少なくとも部分的に補償する。

[0029] 図２は、上記を説明するための構成を示す。すなわち、ビームがイルミネータＩＬによって、パターニングデバイス支持体ＭＴによって保持されたパターニングデバイスＭＡ上に投影される。パターン付きビームが、投影システムＰＳを通過することによって基板Ｗ上に投影される。基板Ｗは基板テーブルＷＴによって保持される。パターニングデバイスにトルクまたは力を加え、それによりパターニングデバイスの曲げをもたらすアクチュエータＡＣＴが設けられる。投影システムは、投影システムの倍率を調節するように調節可能な光学素子（その例は上述してある）を含む。アクチュエータＡＣＴおよび調節可能な光学素子ＯＥは、例えば適切にプログラムされたマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、または任意の他の好適なアナログおよび／またはデジタル制御デバイスであるコントローラＣＯＮによって制御可能である。制御デバイスには、レベリング測定から得られた情報といったレベリング情報（例えばレベリングマップ）が与えられる。コントローラＣＯＮは、レベリングマップから局所高さ、傾斜、および／または基板湾曲を決定し、そこからパターニングデバイスの所望の曲げモーメントを導出し、それに応じてアクチュエータＡＣＴを駆動する。調節可能な光学素子は、上述したようなパターニングデバイスへの曲げモーメントの印加に起因するパターン変形を少なくとも部分的に補償するように駆動されうる。曲げはセンサＳＮＳによって測定されてよく、センサ出力信号がコントローラＣＯＮに供給され、それによりコントローラが測定された曲げを考慮して、アクチュエータＡＣＴおよび／または調節可能な光学素子を適宜に駆動することを可能にする。センサは、歪みゲージ、または、光学式、容量式、誘導式等といった任意のセンサ形式を含みうる。これに代えてまたは追加して、センサは、リソグラフィ装置によるスキャン中の空中像特性を特定するように構成された空中像センサを含みうる。別の実施形態では、センサは、リソグラフィ装置のキャリブレーションに適用されうるリソグラフィ装置の既存のＴＩＳ（透過イメージセンサ）を含んでもよい。

[0030] 支持体に作用して支持体を曲げる（それによってパターニングデバイスの曲げも達成する）アクチュエータ；圧電アクチュエータ、空気圧式アクチュエータ、電磁アクチュエータ等といったパターニングデバイスの（垂直）側面または水平面に作用するアクチュエータ；例えば圧電素子および／または空気圧式素子等によってトルクおよび／または力を導入するクランプといった任意の好適なアクチュエータを適用してパターニングデバイスの曲げを達成しうる。

[0031] パターニングデバイスの曲げは、２つの方法によって与えられうる。すなわち、所望の曲げがダイといった基板の一部のスキャン前に決定されうる。次に、所望の曲げはアクチュエータによって与えられて、基板の当該一部のスキャン中は実質的に一定に維持されうる。さらに、このような静的曲げの代わりにまたは追加して、動的曲げが与えられてもよい。動的曲げでは、スキャン中にパターニングデバイスの曲げを局所湾曲に適応させるようにスキャン中にアクチュエータが駆動される。それにより、局所湾曲により正確に従うこと、したがって向上された焦点整合が達成され、このことは基板の表面が、変化および／またはスキャン中に変化する不規則性を示す場合に有利でありうる。一実施形態では、スキャン速度は、パターニングデバイスの（静的または動的）曲げに従って調節される。

[0032] 一例として、以下に説明する方法を像面湾曲補正のために適用しうる。すなわち、例えばリソグラフィ装置のレベリングセンサを用いて基板トポロジ測定が行われる。結果として得られる基板トポロジデータは、レベリングアルゴリズムに与えられ、レベリングアルゴリズムは、当該データから、基板ステージ位置用の基板ステージセットポイント（例えば基板ステージ傾斜を含む）と、パターニングデバイス（例えばマスクまたはレチクル）湾曲用の湾曲値を決定する。基板ステージコマンド信号が、基板ステージモデルを使用して、基板ステージセットポイントおよび基板ステージ速度データから導出される。基板ステージ（すなわち基板テーブル）は、基板ステージコマンド信号に従って駆動される。パターニングデバイス曲げモデルを適用して、湾曲値から、パターニングデバイス曲げコマンド信号、パターン歪みデータ、およびパターニングデバイスステージセットポイントを決定する。パターニングデバイス曲げアクチュエータは、パターニングデバイス曲げコマンド信号に従って駆動される。パターニングデバイスステージコマンド信号が、パターニングデバイスステージモデルを使用して、パターニングデバイスステージセットポイントから決定される。パターニングデバイスステージアクチュエータは、パターニングデバイスステージコマンド信号に従って駆動される。光学素子コマンド信号が、投影システムモデルを使用して、パターン歪みデータから決定される。調節可能な光学素子（例えばそのアクチュエータ）は、光学素子コマンド信号に従って駆動される。

[0033] 図２を参照して説明したような構成は、パターニングデバイスを適切に曲げることによって、レンズ加熱を起因とする投影システムにおける像面湾曲エラーの作用を少なくとも部分的に補償するように適用されうる。リソグラフィ装置による露光中、投影システムのレンズは、例えば投影された放射ビームの幾らかの吸収によって熱的効果を示す。投影システムのレンズのうちの１つ以上のレンズまたはその一部の温度上昇によって変形が生じ、この変形によって上述した像面湾曲エラーといったエラーがもたらされうる。レンズ加熱に関する情報は、幾つかの方法によって入手しうる。例えば、投影システムの温度またはレンズ部の特定のレンズの温度は任意の適切な温度測定によって測定されうる。この代わりにまたは追加して、例えばいわゆるＩＬＩＡＳセンサ、ＴＩＳ（透過イメージセンサ）センサ、または任意の他のアライメントセンサによって投影レンズを介するキャリブレーションといった光学キャリブレーションによって測定が行われてもよい。

[0034] 一例として、少なくとも１回の測定がアライメントセンサを用いて行われてよく、次に像面湾曲エラーが、コントローラＣＯＮによって、例えばその少なくとも１回の測定からの像面湾曲を計算し、計算された像面湾曲を公称または前に決定された像面湾曲とを比較することによって、その少なくとも１回の測定から計算されうる。コントローラＣＯＮは、次に像面湾曲エラーを少なくとも部分的に補償するために所望のパターニングデバイス曲げを計算し、アクチュエータＡＣＴを適宜に駆動しうる。

[0035] 別の例として、少なくとも１回の測定が温度センサを用いて行われてよく、次に像面湾曲エラーが、コントローラＣＯＮによって、例えばその少なくとも１回の測定から像面湾曲を計算し、計算された像面湾曲を公称または前に決定された像面湾曲と比較することによって、その少なくとも１回の測定から計算されうる。コントローラＣＯＮは、次に像面湾曲エラーを少なくとも部分的に補償するために所望のパターニングデバイス（レチクル）曲げを計算し、アクチュエータＡＣＴを適宜に駆動しうる。

[0036] 一般論として、上述した概念は、リソグラフィ装置のコントローラが、投影システムの像面湾曲エラーを決定し、決定された像面湾曲エラーを少なくとも部分的に補償するようにパターニングデバイスにトルクまたは力を加えるようにアクチュエータを駆動するものとして説明されうる。本文書中に記載したアクチュエータといった、パターニングデバイスに力またはトルクを加える任意の適切なアクチュエータを適用してよい。

[0037] 図３および図４を参照して、高帯域幅を達成しうることにより動的曲げを可能にするアクチュエータの一実施形態を以下に説明する。当然ながら以下に説明するアクチュエータは静的曲げに用いてもよい。

[0038] 図３は、パターニングデバイス支持体ＭＴの側面に取り付けられたアクチュエータＡＣＴを示す。図３にはパターニングデバイス支持体の一部のみを示す。アクチュエータは、接触部ＣＰを用いて、図３にはその一部のみを示すパターニングデバイスに接触する。接触部ＣＰは、バネ、すなわち、本実施例ではリーフバネＬＦと、本実施例では圧電アクチュエータＰＡであるアクチュエータ素子との並列接続によって保持される。圧電アクチュエータＰＡと直列してバネＳＰといったコンプライアンスが設けられる。リーフバネＬＦは、コンプライアンスと組み合わされて、接触部ＣＰがパターニングデバイスに、垂直方向および回転方向におけるパターニングデバイスへの制限された正味の力で実質的に接触することを可能にし、それにより、パターニングデバイスの不所望の変形が防止される。これを達成するために、アクチュエータ素子は、穴ヒンジＨＨを用いて接触部ＣＰに接続されうる。アクチュエータの伸長および／またはパターニングデバイスの曲げを表す歪み情報を測定するように、歪みゲージが圧電アクチュエータ素子上のセンサとして設けられてよい。接触部には、パターニングデバイス上に実施的な力を作用させる接触を確立するように、例えば漏れ（非接触）真空シールである真空クランプ領域ＶＣＡが設けられうる。したがって、パターニングデバイスは、ピンの軸方向に高い剛性を有するが、横方向ではパターニングデバイス上への不所望の力の伝達を防止する２つの接触ピンＣＰＩが接触する。アクチュエータを動作させると、トルクがパターニングデバイス上に、２つの接触ピンＣＰＩを用いて上に与えられる。アクチュエータ素子の動作の極性に依存して、トルクは、正または負の湾曲を有するパターニングデバイスの曲げを可能にするように正であっても負であってもよい。

[0039] 図４は、パターニングデバイス、アクチュエータ、および支持体の一部の略側面図を示す。パターニングデバイスＭＡは、３つの支持体ピンＳＵＰを含む３点懸架によって保持され、これらの支持体ピン上にパターニングデバイスが垂直（ｚ）方向に置かれ、それにより支持体がパターニングデバイスに任意の変形力を与えることを防止する。パターニングデバイスの加速および減速を支援するためにパターニングデバイスプッシャまたは他のデバイスが設けられてよく、それにより支持体に対するパターニングデバイスの変位を実質的に阻止しうる。スキャン方向に見た場合に、２列のアクチュエータがパターニングデバイスの両側に設けられ、そのうちの１つを図４に示す。実際の実施形態では少なくとも５つ、また、一実施形態では少なくとも１０個のアクチュエータが各側に配置されてパターニングデバイスの均一な曲げを与える。列内のアクチュエータの接触部ＣＰは、垂直方向における剛性の増加を最小限にするように、柔軟性を有しおよび／または薄くてよい接続体ＣＢによって相互に接続されうる。垂直方向における剛性の増加を最小限にすることは、多数のマシンを重ね合わせる観点から必要となりうる。

[0040] 本発明の一実施形態の主な利点は、高められた焦点整合の向上と、それによってダイ間（interdie）の湾曲補正がもたらされる点である。

[0041] 図３および図４を参照して説明したアクチュエータは、例えば倍率効果を補償するように、上述したコントローラおよび調節可能な光学素子と共に用いられてもよいが、例えば上述したコントローラおよび／または調節可能な光学素子のない他の構成に適用されてもよい。

[0042] 提案する概念は、次の利点のうちの１つ以上の利点を有しうる。すなわち、現在の最新技術のパターニングデバイスステージにおけるパターニングデバイスと同様の重力変形を確実にするためのパターニングデバイスへのｚおよびＲｙ剛性の最小限の追加。このことは、次に多数のマシンの重ね合わせを制限しうる。

[0043] パターニングデバイスへの追加の剛性は最小限にされうるので、パターニングデバイスでは、ほぼ純粋な曲げ応力が達成されうる。パターニングデバイスの中立軸に対するパターンのオフセットによって、ほぼ純粋なパターンの拡大が得られうる。この拡大は、レンズシステムによって大きく補正することができる。ダイ内（intradie）の湾曲補正では、動的倍率補正が必要とされうる可能性がある。この倍率が、投影システムによって無効にされる場合、スキャン時にアクティブレンズ素子が必要となりうる。

[0044] 圧電作動の使用によるパターニングデバイスへの熱負荷が減少されうる。

[0045] パターニングデバイスからｘおよびｙ方向において曲げアクチュエータ質量を切り離すことは、パターン外乱力と、次に加速時のパターニングデバイスのパターン歪みを制限する。

[0046] 発明者は、前に提案されているようにＷクランプを介してパターニングデバイス（例えばレチクル）に曲げモーメントをもたらすことは望ましくないことがあることを認識した。これは、フォトマスクの曲げは、ｘ方向におけるパターニングデバイス（例えばレチクル）およびＷクランプのインターフェイスにおける力の伝達によって達成されることによる。したがって、摩擦力が、純粋なｙ方向を有する状態からｘおよびｙ方向の両方における成分に回転される。同じクランプ圧が用いられる場合、低摩擦力がパターニングデバイス（例えばレチクル）を推進するために利用可能である。Ｗクランプにおける一体型ベンダの場合、パターニングデバイス（例えばレチクル）の変位の影響は、したがって、曲げ機構が組み込まれない場合より低いステージ加速度において生じる。

[0047] 提案した解決策の多くは、従来の真空クランプ構成を適用して、摩擦を利用して、パターニングデバイス（例えばレチクル）ステージからパターニングデバイス（例えばレチクル）に加速力を伝達する。〜１５０ｍ／ｓ２のレチクルステージ加速度を有する高スループットマシンについては、これらのＷクランプは使われなくなることが研究によって示されている。これは、摩擦係数が低すぎるので加速力をパターニングデバイス（例えばレチクル）に伝達できず、次にマクロの変位が生じることによる。

[0048] 加速段階時に、ミクロの変位がＷクランプ質量とパターニングデバイス（例えばレチクル）質量との間で生じる。このミクロの変位は、レチクル上に面内の外乱力をもたらし、この面内外乱力は、次に面内パターン変形をもたらす。これらの変形は、スキャン段階中も存在し続けるのでオーバレイエラーをもたらす。

[0049] 上記を鑑みて、発明者は、将来のシステムはもはや摩擦に基づいたクランプには依存することができないことを認識した。

[0050] ＷＯ２００９／１２５８６７Ａ１に提案されるようなパターニングデバイス（例えばレチクル）湾曲または面外変形の実現は望ましくないことを述べる。この方法はパターニングデバイス（たとえばレチクル）ステージを変形させるからである。結果として、ステージ変形は、ステージ位置決め精度に負の影響を与えることになる。

[0051] フォトマスクは、恐らく、現在のクランプ構造と組み合わされて所望の湾曲を達成する可能性は低い。これは、パターニングデバイス（例えばレチクル）はパターニングデバイス（例えばレチクル）ステージ内に運動学的に制約されていないことによる。

[0052] 曲げ機構と組み合わせた、パターニングデバイス（例えばレチクル）へのＷクランプの直接的な結合も望ましくなく、これは、Ｗクランプがフォトマスクに接触している場所において局所的なパターニングデバイス（例えばレチクル）圧縮がもたらされうることによる。したがって、パターニングデバイス（例えばレチクル）は、その中心線を超えて曲がることがなく、また、結果として得られるＮＣＥと共に追加のパターン歪みが生じる。

[0053] しかしながら、図５に公知のＷクランプを適用しうるパターニングデバイスクランプの別の実施形態を示す。パターニングデバイスＭＡは、パターニングデバイスに３方法（triple way）で接触しかつ真空クランプ領域を与える、そのＷ字形状構造によってＷクランプとも呼ばれうる真空パッドＶＡＰによって保持される。真空パッドは、例えば真空パッドの中心においてインターフェイス体ＩＢに接続部材によって接続される。インターフェイス体およびＷクランプの組立体は接触部とも呼ばれうる。接続部材は、Ｒｙ方向における回転の分離を提供する。インターフェイスロッドＩＲは、真空クランプの端とインターフェイス体との間に設けられてよく、垂直方向における真空クランプの端の弾性、柔軟性、または可動性を可能にする。インターフェイス体は、リーフバネＬＦ（またはより一般的にはバネ）と、圧電アクチュエータ（圧電素子）または機械的にプリロードされた圧電アクチュエータといったアクチュエータの並列配置によって基部ＢＰに接続される。リーフバネは、図平面の水平方向における伸長を可能にする調整されたリーフバネであってよい。基部は、例えば、レチクルステージショートストロークＲＳ ＳＳアクチュエータに接続される。柔軟性部材（すなわち弾性）ＦＬＸによって、インターフェイス体ＩＢから基部ＢＰの方向において、アクチュエータＰＡにある程度の柔軟性を可能にする。インターフェイス体は、インターフェイス体を垂直方向に支持する支持体部材ＺＳＰによってレチクルステージショートストロークＲＳ−ＳＳに接続される。アクチュエータＰＡの動作によって、その長さが増減し、それによりインターフェイス体が、したがってインターフェイスロッド、および真空クランプを介して、図平面において傾斜することを可能にし、それによりパターニングデバイスＭＡのトルクをもたらす。アクチュエータＰＡの伸展は、その上に適用される歪みゲージＳＧによって測定されうる。レチクルステージショートストロークに対するインターフェイス体の回転は、インターフェイス体ＩＢおよびレチクルステージショートストローク（すなわち支持体ステージショートストローク）上の容量センサプレートＣＳＰによって測定され、そこから真空クランプＶＡＰの回転およびパターニングデバイスの曲げを決定することが可能となる。図５に示したような配置をパターニングデバイスの２つ（または４つの）側面に設けることによって左右対称セットアップが与えられ、それにより実質的に左右対称に力および／またはトルクを与えることが可能となる。図５を参照して説明した配置を用いることにより、プッシャを省略してよく、したがって摩擦に依存する。

[0054] 多くの他の公知の提案は、面内力を用いて曲げトルクを実現する。水平力ではなく垂直方向の力を有するトルクを誘起する大きい残留エラー（ＮＣＥ）が望ましい。これは、力エラー、したがってパターン歪みエラーに対する感度が、ｘ、ｙ方向ではなくｚ方向に力を与える場合よりも４倍低いからである。

[0055] ＳＥＭＩ仕様には、フォトマスクは他の面ではなくパターン側に明確に画定されていることが示される。

[0056] 他に考えられる本発明の実施形態の他の利点は、次の通りである。ウェーハの平面さに関して潜在的に仕様を緩められること。ウェーハ費用はウェーハ研磨技術によっても左右されるので、ウェーハ費用を削減することができる。

[0057] 本明細書において、ＩＣ製造におけるリソグラフィ装置の使用について具体的な言及がなされているが、本明細書記載のリソグラフィ装置が、集積光学システム、磁気ドメインメモリ用のガイダンスパターンおよび検出パターン、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といった他の用途を有し得ることが理解されるべきである。当業者には当然のことであるがそのような別の用途においては、本明細書で使用される「ウェーハ」または「ダイ」という用語はすべて、それぞれより一般的な「基板」または「ターゲット部分」という用語と同義であるとみなしてよい。本明細書に記載した基板は、露光の前後を問わず、例えば、トラック（通常、基板にレジスト層を塗布し、かつ露光され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で処理されてもよい。適用可能な場合には、本明細書中の開示内容を上記のような基板プロセシングツールおよびその他の基板プロセシングツールに適用してもよい。さらに基板は、例えば、多層ＩＣを作るために複数回処理されてもよいので、本明細書で使用される基板という用語は、すでに多重処理層を包含している基板を表すものとしてもよい。

[0058] 光リソグラフィの関連での本発明の実施形態の使用について上述のとおり具体的な言及がなされたが、当然のことながら、本発明の実施形態は、他の用途、例えば、インプリントリソグラフィに使われてもよく、さらに状況が許すのであれば、光リソグラフィに限定されることはない。インプリントリソグラフィにおいては、パターニングデバイス内のトポグラフィによって、基板上に創出されるパターンが定義される。パターニングデバイスのトポグラフィは、基板に供給されたレジスト層の中にプレス加工され、基板上では、電磁放射、熱、圧力、またはそれらの組合せによってレジストは硬化される。パターニングデバイスは、レジストが硬化した後、レジスト内にパターンを残してレジストの外へ移動される。

[0059] 本明細書において使用される「放射」および「ビーム」という用語は、文脈によって、紫外線（ＵＶ）（例えば、３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、または１２６ｎｍの波長、またはおよそこれらの値の波長を有する）、および極端紫外線（ＥＵＶ）（５〜２０ｎｍの範囲内の波長を有する）、ならびにイオンビームや電子ビームなどの微粒子ビームを含むあらゆる種類の電磁放射を包含している。

[0060] 「レンズ」という用語は、文脈によって、屈折、反射、磁気、電磁気、および静電型光コンポーネントを含む様々な種類の光コンポーネントのいずれか１つまたはこれらの組合せを指すことができる。

[0061] 以上、本発明の具体的な実施形態を説明してきたが、本発明は、上述以外の態様で実施できることが明らかである。例えば、本発明は、上記に開示した方法を表す１つ以上の機械読取可能命令のシーケンスを含むコンピュータプログラムの形態、またはこのようなコンピュータプログラムが記憶されたデータ記憶媒体（例えば、半導体メモリ、磁気ディスクまたは光ディスク）の形態であってもよい。

[0062] 上記の説明は、制限ではなく例示を意図したものである。したがって、当業者には明らかなように、添付の特許請求の範囲を逸脱することなく本記載の発明に変更を加えてもよい。

Claims (18)

1. 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可能であ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上に投影する投影システムであって、調節可能な光学素子を含む、投影システムと、
   前記パターニングデバイスにトルクまたは力を加えるアクチュエータと、
   前記アクチュエータおよび前記調節可能な光学素子に接続され、前記パターニングデバイスにトルクまたは力を加えるように前記アクチュエータを駆動し、かつ、前記パターニングデバイスの曲げに従って前記調節可能な光学素子を駆動するコントローラと、を含み、
   前記コントローラは、前記曲げから生じる前記パターニングデバイスの拡大を少なくとも部分的に補償するように前記調節可能な光学素子を駆動する、リソグラフィ装置。
2. 前記パターニングデバイスの曲げを測定するように構成されたセンサを含み、前記センサのセンサ出力信号は、前記コントローラに供給される、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
3. 前記コントローラは、
   前記基板の高さマップから前記パターニングデバイスの所望の曲げを決定し、
   前記所望の曲げに対応して前記アクチュエータを駆動し、
   前記パターニングデバイスの前記曲げから生じる前記拡大を少なくとも部分的に補償するように前記光学素子を駆動する、請求項１または２のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
4. 前記コントローラは、
   前記センサ出力信号から前記パターニングデバイスの曲げを導出し、
   前記パターニングデバイスの前記導出された曲げに応答して前記光学素子を駆動する、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のリソグラフィ装置。
5. 前記支持体は、前記パターニングデバイスを支持するために、３点の懸架を含む、請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のリソグラフィ装置。
6. 前記アクチュエータは、前記支持体と前記パターニングデバイスとの間に配置され、前記アクチュエータは、
   前記パターニングデバイスに接触する接触部を含み、
   前記接触部は、バネとアクチュエータ素子の並列接続によって保持される、請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載のリソグラフィ装置。
7. 前記バネはリーフバネを含む、請求項６に記載のリソグラフィ装置。
8. 前記アクチュエータ素子は、圧電素子および弾性の直列接続を含む、請求項６または７のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
9. 前記接触部は、真空クランプ領域を含む、請求項６から８のいずれか一項に記載のリソグラフィ装置。
10. 前記接触部は、前記パターニングデバイスに接触する２つの接触ピンを含む、請求項６から９のいずれか一項に記載のリソグラフィ装置。
11. 複数のアクチュエータが、スキャン方向に沿って前記パターニングデバイスの両側に配置される、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載のリソグラフィ装置。
12. 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可能であ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上に投影する投影システムと、
    前記パターニングデバイスにトルクまたは力を加えるアクチュエータと、
    前記アクチュエータに接続され、前記投影システムの像面湾曲エラーを決定し、前記決定された像面湾曲エラーを少なくとも部分的に補償するように前記パターニングデバイスにトルクまたは力を加えるように前記アクチュエータを駆動するようコントローラと、
    を含むリソグラフィ装置。
13. 前記コントローラは、前記投影システムの少なくとも一部の温度測定から前記像面湾曲エラーを決定する、請求項１２に記載のリソグラフィ装置。
14. 前記コントローラは、少なくとも１回のアライメント測定から前記像面湾曲エラーを決定する、請求項１２に記載のリソグラフィ装置。
15. パターニングデバイスによって放射ビームのパターンを付けてパターン付き放射ビームを形成することと、
    投影システムによって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上に投影することと、
    アクチュエータによって前記パターニングデバイスにトルクまたは力を加えることと、
    前記パターニングデバイスの曲げに従って前記投影システム光学素子を調節することと、
    を含み、
    前記投影システムの前記光学素子を調節することは、前記パターニングデバイスの曲げから生じる拡大を少なくとも部分的に補償する、デバイス製造方法。
16. 前記パターニングデバイスの前記曲げは、センサによって測定される、請求項１５に記載の方法。
17. 前記基板の高さマップから前記パターニングデバイスの所望の曲げを決定することと、
    前記所望の曲げに対応して前記アクチュエータを駆動することと、
    前記パターニングデバイスの前記曲げから生じる前記拡大を少なくとも部分的に補償するように前記光学素子を駆動することと、
    をさらに含む、請求項１５または１６のいずれか一項記載の方法。
18. 前記センサのセンサ出力信号から前記パターニングデバイスの曲げを導出することと、
    前記パターニングデバイスの前記導出された曲げに応答して前記光学素子を駆動することと、
    をさらに含む、請求項１５から１７のいずれか一項に記載の方法。