JP2012028784A - 位置制御システム、リソグラフィ装置、及び可動オブジェクトの位置制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】可動オブジェクトの位置制御の精度及び／又は速度を増加できるリソグラフィ装置の可動オブジェクトのための位置制御システム及び／又は方法を提供する。
【解決手段】可動オブジェクトの位置を制御する位置制御システムは、可動オブジェクトの実際の位置関連量を決定するように構成された位置測定システムと、可動オブジェクトの位置関連設定ポイント信号を提供する設定ポイント生成装置と、実際の位置関連量と位置関連設定ポイント信号との比較に基づいてエラー信号を提供するコンパレータと、エラー信号に基づいて制御信号を提供するコントローラと、位置関連設定ポイント信号に基づいてフィードフォワード信号を提供するフィードフォワードデバイスと、制御信号及びフィードフォワード信号に基づいて可動オブジェクトに作動する１つ又は複数のアクチュエータとを含む。フィードフォワードデバイスは、可動オブジェクトの位置に応じて可動オブジェクトに作用する擾乱力の推定値を含む擾乱力補正テーブルを含む。
【選択図】図２

Description

[0001] 本発明は、位置制御システム、リソグラフィ装置、及び可動オブジェクトの位置制御方法に関する。

[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適用する機械である。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] 従来のリソグラフィ装置は、リソグラフィ装置の基板支持体及びその他の可動オブジェクトの位置を制御する位置制御システム又はコントローラを含む。この位置制御システムは、基板支持体の位置を測定するように構成された位置測定システムを含む。

[0004] リソグラフィ装置の性能の重要な要因は、例えば、スループット、すなわち、一定期間内に製造されるウェーハの数と、オーバレイ、すなわち、生産品質である。業界では、リソグラフィ装置のスループットとオーバレイの改善要求が常に存在する。

[0005] 従来のリソグラフィ装置では、６自由度で測定され、オーバレイにとって重要である基板ステージの精度が制御される。一般に、より高いスループットとより優れたオーバレイ性能は互いに矛盾する。これは、スループットを上げるための加速度の増加によってステージの内部の動的振動（又は変形）が発生し、その結果、基板ステージの位置決め精度が低下する。

[0006] さらに、リソグラフィ工程中に基板ステージに擾乱力が作用することがある。これらの擾乱力は、位置決め精度及び／又は硬化時間に悪影響を与える場合がある。

[0007] これに鑑みて、十分な速度と位置精度でステージを制御可能な位置制御システムが必要である。

[0008] 可動オブジェクトの位置制御の精度及び／又は速度を増加できるリソグラフィ装置の可動オブジェクトのための位置制御システムを提供することが望ましい。また、可動オブジェクトの位置制御の精度及び／又は速度を増加させることができるリソグラフィ装置の可動オブジェクトの位置制御方法を提供することが望ましい。

[0009] 本発明のある実施形態によれば、可動オブジェクトの位置関連量を制御する位置制御システムが提供され、該位置制御システムは、可動オブジェクトの実際の位置関連量を決定するように構成された位置測定システムと、可動オブジェクトの位置関連設定ポイント信号を提供する設定ポイント生成装置と、実際の位置関連量と位置関連設定ポイント信号との比較に基づいてエラー信号を提供するように構成されたコンパレータと、エラー信号に基づいて制御信号を提供するコントローラと、位置関連設定ポイント信号に基づいてフィードフォワード信号を提供するフィードフォワードデバイスと、制御信号及びフィードフォワード信号に基づいて可動オブジェクトに作動するアクチュエータとを備え、フィードフォワードデバイスは、可動オブジェクトの位置に応じて可動オブジェクトに作用する擾乱力の推定値を含む擾乱力補正テーブルを含む。

[0010] 本発明のある実施形態によれば、リソグラフィ装置が提供され、該リソグラフィ装置は、放射ビームを調節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放射ビームを形成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成されたパターニングデバイス支持体と、基板を保持するように構築された基板支持体と、基板のターゲット部分上にパターン付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備え、上記リソグラフィ装置は、リソグラフィ装置の可動オブジェクトの位置関連量を制御する位置制御システムを含み、該位置制御システムは、可動オブジェクトの実際の位置関連量を決定するように構成された位置測定システムと、可動オブジェクトの位置関連設定ポイント信号を提供する設定ポイント生成装置と、実際の位置関連量と位置関連設定ポイント信号との比較に基づいてエラー信号を提供するコンパレータと、エラー信号に基づいて制御信号を提供するコントローラと、位置関連設定ポイント信号に基づいてフィードフォワード信号を提供するフィードフォワードデバイスと、制御信号及びフィードフォワード信号に基づいて可動オブジェクトに作動するアクチュエータとを備え、フィードフォワードデバイスは、可動オブジェクトの位置に応じて可動オブジェクトに作用する擾乱力の推定値を含む擾乱力補正テーブルを含む。

[0011] 本発明のある実施形態によれば、可動オブジェクトの位置関連量を制御する方法が提供され、該方法は、位置測定システムを用いて可動オブジェクトの位置関連量を決定するステップと、コンパレータを用いて測定位置関連量と設定ポイント生成装置によって提供される位置関連設定ポイント信号とを比較してエラー信号を得るステップと、エラー信号に基づいてコントローラによって制御信号を提供するステップと、位置関連設定ポイント信号に基づいてフィードフォワードデバイスによってフィードフォワード信号を提供するステップと、制御信号及びフィードフォワード信号に基づいてアクチュエータを作動させるステップとを含み、フィードフォワード信号を提供するステップは、可動オブジェクトの位置に応じて可動オブジェクトに作用する擾乱力の推定値を含む擾乱力補正テーブルを使用するステップを含む。

[0012] 対応する参照符号が対応する部分を示す添付の概略図を参照しながら以下に本発明の実施形態について説明するが、これは単に例示としてのものに過ぎない。
[0013]本発明のある実施形態によるリソグラフィ装置を示す図である。 [0014]本発明のある実施形態によるリソグラフィ装置の詳細図である。 [0015]本発明のある実施形態による位置制御システムの制御方式を示す図である。 [0016]本発明のある実施形態による液浸タイプのリソグラフィ装置の一部の概略断面図である。 [0017]本発明のある実施形態によるフィードフォワードデバイスの別の実施形態を示す図である。

[0018] 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放射又は任意の他の適切な放射）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築され、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配置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築され、特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２の位置決めデバイスＰＷに接続された基板支持体（例えば、ウェーハテーブル）ＷＴ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。

[0019] 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。

[0020] 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。

[0021] 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の機能層に相当する。

[0022] 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与える。

[0023] 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。

[0024] 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）。

[0025] 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、又は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。

[0026] 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えるタイプでもよい。液浸液は、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当技術分野で周知である。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。

[0027] 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ＳＯ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ＳＯ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。

[0028] イルミネータＩＬは、放射ビームの角度強度分布を調整するように設定されたアジャスタＡＤを備えていてもよい。通常、イルミネータＩＬの瞳面における強度分布の外側及び／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ＩＬを用いて放射ビームを調節し、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。

[0029] 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ニングされる。パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡを横断した放射ビームＢは、投影システムＰＳを通過し、投影システムＰＳは、ビームを基板Ｗのターゲット部分Ｃ上に合焦させる。第２の位置決めデバイスＰＷと位置センサ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）の助けを借りて、基板テーブルＷＴは、例えば、様々なターゲット部分Ｃを放射ビームＢの経路に位置決めできるように正確に移動できる。同様に、第１の位置決めデバイスＰＭと別の位置センサ（図１には明示されていない）を用いて、マスクライブラリからの機械的な取り出し後又はスキャン中などに放射ビーム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を正確に位置決めできる。一般に、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１の位置決めデバイス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２のポジショナ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、又は固定してもよい。パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡ及び基板Ｗは、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を使用して位置合わせすることができる。図示のような基板アライメントマークは、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位置してもよい（スクライブレーンアライメントマークとして周知である）。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、マスクアライメントマークをダイ間に配置してもよい。

[0030] 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。
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るパターンがターゲット部分Ｃに投影される（すなわち単一動的露光）。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。
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。

[0031] 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。

[0032] 図２は、本発明のある実施形態による基板２を支持する基板支持体１を備えたリソグラフィ装置の詳細図を示す。投影システム４に対して基板２の異なるターゲット部分Ｃをその後位置決めするために、基板支持体２の位置を制御する位置制御システム３が提供される。この実施形態では、基板支持体１は、幾つかの自由度、通常、同一平面上の３自由度（基板に平行な平面内）又は全６自由度で可動である。

[0033] 位置制御システム３は、好適な数の自由度で基板支持体の位置を測定するように構成された位置測定システム８、９と、少なくとも位置測定システムによって測定された位置に基づいて制御信号を提供するように構成されたコントローラＣＤと、基板支持体１を所望の方向に作動させるように構成された１つ又は複数のアクチュエータ７とを含む。

[0034] アクチュエータ７は、基板支持体１を所望の方向に移動させることが可能な任意のアクチュエータであってもよい。アクチュエータ７は、基板支持体１を複数の自由度で作動させるように構成されていてもよい。異なる自由度の作動又は基板支持体１上の異なる場所での作動を行う２つ以上のアクチュエータを提供してもよい。そのようなアクチュエータとアクチュエータ構成は、当技術分野で周知である。

[0035] 基板支持体１の位置を測定する位置測定システム８、９が提供される。また、基板支持体の位置を高精度（ナノメートル精度）で測定するのに好適な任意の位置測定システム、例えば、干渉計システム又はエンコーダタイプの測定システムを適用できる。図２に、基板支持体１に装着された幾つかのエンコーダタイプのセンサ８と、メトロフレームとも呼ばれる実質的に静止したフレーム１０に装着された幾つかの格子板９とを含むエンコーダタイプの測定システムを示す。代替実施形態では、センサ８をメトロフレーム１０に装着し、１つ又は複数の格子板９を基板支持体１に装着してもよい。

[0036] 位置制御システム３は、例えば設定ポイント生成装置ＳＧによって与えられる所望の又は設定ポイント位置から基板支持体２の実際の位置が減算されるコンパレータＣＭを含む。多くの場合、サーボエラーと呼ばれる結果として得られる信号は、コントローラユニットの入力に基づいて制御信号を提供するコントローラＣＤへ供給される。コントローラＣＤは、比例、導関数及び積分制御部を含むＰＩＤコントローラを含んでいてもよい。

[0037] 図２のリソグラフィ装置は、上記のように液浸タイプのリソグラフィ装置である。このリソグラフィ装置には、投影システム４と基板支持体１と基板２の一方又は両方との間に一定量の液浸液１２を保持する液浸フード１１が提供される。投影システム４と基板２との間に液浸液１２を提供することで、例えば投影システムの開口数を増やすために有益な効果をリソグラフィ工程にもたらすことができる。

[0038] しかし、液浸液１２の存在は基板支持体２に作用する擾乱力の原因になる場合がある。これらの擾乱力は、特に液浸フード１２が基板２の縁部を通過する時に発生することがある。また、基板支持体１に別の擾乱力が作用することがある。これらの擾乱力は位置制御システム３の精度及び／又は位置決め速度を低下させることがある。

[0039] 本発明の一実施形態によれば、位置制御システム３は、設定ポイントの位置に基づいてフィードフォワード信号を提供するように構成されたフィードフォワードデバイスＦＦを含む。フィードフォワードデバイスＦＦは、基板支持体１の位置に応じて可動オブジェクト上に作用する擾乱力の推定値を含む擾乱力補正テーブルＤＦＣＴを含む。擾乱力のかなりの部分は再現可能である。すなわち、同じパラメータ設定で同じ経路をたどる時に実質的に同じ擾乱力が発生する。再現可能な擾乱力を推定し、これらの擾乱力をフィードフォワードデバイスの擾乱力補正テーブルＤＦＣＴに加算することで、擾乱力を補償できる。その結果、エラー信号が低減し、位置決め精度が増す。

[0040] 位置制御システム３では、擾乱力補正テーブルＤＦＣＴを備えたフィードフォワードユニットＦＦに設定ポイント信号が供給される。フィードフォワードデバイスは、設定ポイントの位置又はその導関数に基づいてフィードフォワード信号を提供する。制御信号及びフィードフォワード信号は、加算デバイスＡＤＤに加算され、それによってフィードフォワード信号の方向は実際の擾乱力と逆の方向になる。制御信号とフィードフォワード信号の総和は１つ又は複数のアクチュエータ７に供給され、基板支持体１を所望の位置、すなわち、設定ポイントの位置へ作動させる。

[0041] 図３は、本発明のフィードフォワードデバイスＦＦを含む制御方式を示す。設定ポイント生成装置ＳＧは、位置測定システムＭＳが入手した基板支持体２の実際の位置ｐｏｓと比較される設定ポイント信号ｓｐを提供する。結果として得られるエラー信号ｅは、コントローラＣＤに供給されて制御信号ｃが提供される。設定ポイント信号は、またフィードフォワードデバイスＦＦにも供給される。フィードフォワードデバイスＦＦは、擾乱力補正テーブルＤＦＣＴを含む。フィードフォワードデバイスは、フィードフォワード信号ｆｆを提供する。フィードフォワード信号ｆｆと制御信号ｃが加算されてアクチュエータ信号ａが形成され、アクチュエータ信号ａは、１つ又は複数のアクチュエータ７を介して工程機構Ｍに供給される。

[0042] フィードフォワードデバイスＦＦから生まれる信号と力の方向は、基板支持体１に作用する実際の擾乱力の方向と逆でなければならないことが理解されよう。したがって、制御信号ｃとフィードフォワード信号ｆｆの加算は、制御信号ｃからのフィードフォワード信号ｆｆの減算であってもよい。擾乱力補正テーブルＤＦＣＴは、例えば、垂直又はｚ方向の１自由度又は同一平面上の３自由度又は６自由度などの複数の自由度の擾乱力に関する情報を含んでいてもよい。

[0043] 擾乱力の推定値は、例えば、フィードフォワードデバイスＦＦを用いずに基板支持体１を移動させ、コンパレータＣＭによって得たエラー信号ｅを測定し、エラー信号ｅを補償するのに必要な擾乱力を計算することで得られる。別の方法としては、擾乱力の推定値は、設定時に一般較正データを収集し、一般較正データに基づいて擾乱力を抽出することで得られる。擾乱力補正テーブルＤＦＣＴのデータ値は、例えば、複数の較正値の平均を決定することで得られる。

[0044] 擾乱力の推定値を得るその他の方法も使用することができる。例えば、基板支持体１の動的モデルに基づいて擾乱力を推定してもよい。

[0045] さらに、擾乱力を補償するためのフィードフォワードデバイスＦＦの使用中に、エラー信号をモニタできる。このエラー信号を用いて擾乱力補正テーブルＤＦＣＴのデータを更新できる。言い換えれば、制御システムは、擾乱力の推定値を更新するために擾乱力補正テーブルにエラー信号を提供するように構成してもよい。こうして、位置制御システムの使用中に、エラー信号が最小限になるように推定を適合させてもよい。これは位置制御システムによって制御されるオブジェクトの変化を補正する助けになる。例えば、移動中に基板支持体１が加熱することがある。これによって、センサ８は時間と共にずれる位置を測定することになる。そのため、エラー信号はますます増大することがある。擾乱力補正テーブルＤＦＣＴ内の推定値を更新することで、ずれを補償することができる。

[0046] 基板支持体１に作用する擾乱力は基板支持体の位置によって変化するだけでなく、基板支持体１の速度、移動方向などによっても変化する。位置とその他のパラメータ設定とのすべての可能な組合せを含む擾乱力補正テーブルＤＦＣＴは極めて多数の較正ステップを必要とし、その結果、これらのパラメータ設定をすべて含んだ巨大なテーブルになる場合がある。

[0047] 一実施形態では、擾乱力補正テーブルＤＦＣＴは、基板支持体１の限られた数のルートについての擾乱力の推定値を含んでいてもよい。例えば多くの場合、基板支持体１がたどるルートを擾乱力補正テーブルＤＦＣＴの基礎として使用してもよい。リソグラフィ装置の基板支持体１は、多くの場合リソグラフィ工程で同じスキャンルートをたどる。

[0048] 図４は、幾つかのターゲット部分Ｃを有する基板２の上面図を示す。実際にはさらに多くのターゲット部分Ｃが基板２上にあってもよい。破線と点線の組合せによって、リソグラフィ工程中の基板２に対する投影システム４の移動のスキャンルート５０が示されている。このスキャンルート５０で、一定の運動中に第１のターゲット部分Ｃがスキャンされる。その後、スキャン方向が変化し、別の隣接するターゲット部分Ｃがスキャンされる。次に、スキャン方向は再び変化し、ターゲット部分Ｃがスキャンされる。スキャンルート５０はスキャン工程中にたどることが可能なルートの一例にすぎない。実際には、多くの代替ルートが知られている。しかし、リソグラフィ工程では同じルートをたどることが多い。

[0049] スキャンルート５０は、ターゲット部分Ｃが一定の運動でスキャンされる複数のスキャン運動５１と、２つの後続のスキャン運動の間の複数の移送運動５２とを含む。スキャン運動５１は普通、実際のターゲット部分Ｃの前で開始し、その後で終了する。

[0050] ある実施形態では、擾乱力補正テーブルＤＦＣＴは限られた数のルート、又はルート部分についての擾乱力の推定値を含む。そのような実施形態では、擾乱力の推定値は、フィードフォワードデバイスＦＦを用いずに限られた数のルートに沿って基板支持体１を移動させ、コンパレータＣＭによって得たエラー信号ｅを測定し、エラー信号ｅを補償するのに必要な擾乱力を計算することで得られる。別の方法としては、擾乱力の推定値は、設定時に一般較正データを収集し、一般較正データに基づいて限られた数のルートについて擾乱力を抽出することで得られる。その他の任意の方法、例えば、基板支持体の挙動の動的モデルに基づく方法も使用することができる。

[0051] 擾乱力補正テーブルＤＦＣＴは、基板支持体１の少なくとも１つの周知のルート内の幾つかの位置についての擾乱力の推定値を含んでいてもよい。一実施形態では、位置のうち１つの位置の擾乱力の各推定値は公称パラメータ設定に基づいている。これらの公称パラメータ設定は、公称速度などのスキャンルート中に普通使用されるパラメータ設定である。公称速度及びその他の公称パラメータ設定は、基板支持体１の異なる位置で異なっていてもよい。

[0052] 実際のスキャンルート中に、実際の速度又はその他のパラメータ設定が公称速度又は公称パラメータ設定と異なる場合がある。フィードフォワードデバイスＦＦは、基板支持体１の公称パラメータ設定とそれぞれの位置の実際のパラメータとの差について擾乱力補正テーブルの値を補正するパラメータ補正デバイスＰＣＤを含む。そのようなパラメータ補正デバイスＰＣＤでは、擾乱力補正テーブルＤＦＣＴの公称速度の推定擾乱力を、例えば、実際の速度が公称速度より低い時に低減できる。

[0053] 上記のように、スキャンルート５０は、複数のスキャン運動５１と、移送運動５２とを含む。基板２上に実際に画像が投影されるスキャン運動５１中は、基板支持１の位置決めは正確であることが望ましい。移送運動５２中は、運動中に画像は投影されないので、精度の重要性は低い。スキャン運動５１と移送運動５２の間のこの差に鑑みて、ある実施形態では、擾乱力補正テーブルＤＦＣＴを用いたこの擾乱力の補償はスキャン運動５１中にしか使用できない。こうして、移送運動５２中のフィードフォワードデバイスＦＦの補償の結果としてのその後のスキャン運動５１中の精度の低下を回避できる。また、擾乱力補正テーブルＤＦＣＴ内で必要なデータが減少し、より複雑でないシステムが得られる。

[0054] 別の方法としては、フィードフォワードデバイスＦＦは、移送運動５２中に、フィードフォワードデバイスＦＦの出力信号を前のスキャン運動５１の最後の位置に関連する値から次のスキャン運動５１の最初の位置に関連する値へ徐々に変化させる移送運動補償デバイスＴＭＣＤを含んでいてもよい。そのような移送運動補償デバイスＴＭＣＤを提供することで、スキャン運動５２から次のスキャン運動へのスムースな移行が得られる。

[0055] 本発明の一実施形態による位置制御システムの一般的な適用では、フィードフォワードデバイスの出力信号を擾乱力補正テーブル内の周知の位置に関連する値から擾乱力補正テーブル内の次の周知の位置に関連する値へ徐々に変化させる移送運動補償デバイスＴＭＣＤを提供できる。擾乱力補正テーブルＤＦＣＴ内に可動オブジェクトのすべての位置についてのデータが存在するわけではない時に、例えば、位置決め精度があまり重要でない位置についてデータが存在しない時に、そのような移送運動補償デバイスＴＭＣＤを有益に使用することができる。

[0056] 図５は、擾乱力補正テーブルＤＦＣＴ、パラメータ補正デバイスＰＣＤ、及び移送運動補償デバイスＴＭＣＤを含むフィードフォワードデバイスのある実施形態を示す。

[0057] 以上、基板支持体の位置制御のための位置制御システムについて説明した。同様の位置制御システムを用いてリソグラフィ装置の他の可動オブジェクトの位置を制御することもできる。

[0058] 上記の位置制御システムは、１自由度に関して説明してきた。実際は、位置制御システムは幾つかの自由度、通常同一平面上の３自由度又は６自由度で基板支持体の位置を制御するように構成される。この理由から、位置制御システム３は、所望の数の自由度で基板支持体の位置を測定するように構成された１次元又は多次元のセンサの構成と、すべての可能な所望の自由度で基板支持体を位置決めする１次元又は多次元のアクチュエータの構成とを含んでいてもよい。

[0059] さらに、上記の位置制御システム３は基板支持体の位置を制御する制御システムへ向けられる。同様のシステムを提供して、位置関連の設定ポイント信号に対する基板支持体のその他の任意の関連した位置関連量、例えば、速度又は加速度を制御し、又はリソグラフィ装置の別の可動オブジェクトの位置関連量を制御することができる。

[0060] 以上、コントローラの実施形態について説明してきた。これらのコントローラは別々のコントローラユニットであってもよいが、処理ユニット、例えば、専用の制御処理ユニット上のソフトウェアとして、又はリソグラフィ装置の中央処理装置の一部として一体化していてもよい。

[0061] 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。

[0062] 光リソグラフィの分野での本発明の実施形態の使用に特に言及してきたが、本発明は文脈によってはその他の分野、例えばインプリントリソグラフィでも使用することができ、光リソグラフィに限定されないことを理解されたい。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た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供給されたレジスト層内に刻印され、電磁放射、熱、圧力又はそれらの組合せを印加することでレジストは硬化する。パターニングデバイスはレジストから取り除かれ、レジストが硬化すると、内部にパターンが残される。

[0063] 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。

[0064] 「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コンポーネントを含む様々なタイプの光学コンポーネントのいずれか一つ、又はその組合せを指すことができる。

[0065] 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。

[0066] 上記の説明は例示的であり、限定的ではない。したがって、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 (15)

1. 可動オブジェクトの位置関連量を制御する位置制御システムであって、
   前記可動オブジェクトの実際の位置関連量を決定するように構成された位置測定システムと、
   前記可動オブジェクトの位置関連設定ポイント信号を提供するように構成された設定ポイント生成装置と、
   前記実際の位置関連量と前記位置関連設定ポイント信号との比較に基づいてエラー信号を提供するように構成されたコンパレータと、
   前記エラー信号に基づいて制御信号を提供するように構成されたコントローラと、
   前記位置関連設定ポイント信号に基づいてフィードフォワード信号を提供するように構成されたフィードフォワードデバイスと、
   前記制御信号及び前記フィードフォワード信号に基づいて前記可動オブジェクトに作動するように構成されたアクチュエータと
   を備え、
   前記フィードフォワードデバイスが、前記可動オブジェクトの位置に応じて前記可動オブジェクトに作用する擾乱力の推定値を含む擾乱力補正テーブルを備える位置制御システム。
2. 前記制御システムが、擾乱力の推定値を更新するために前記擾乱力補正テーブルに前記エラー信号を提供するように配置される、請求項１に記載の制御システム。
3. 前記擾乱力補正テーブルが、前記可動オブジェクトのルートの擾乱力の推定値を含む、請求項１又は２に記載の制御システム。
4. 前記擾乱力補正テーブルが前記ルート内の幾つかの位置についての擾乱力の推定値を含み、前記位置のうちの１つの位置の擾乱力の各推定値が公称パラメータ設定に基づく、請求項３に記載の制御システム。
5. 前記フィードフォワードデバイスが、前記公称パラメータ設定と前記ルートの前記位置のうちの１つの位置の実際のパラメータとの差について前記擾乱力補正テーブルの値を補正するように構成されたパラメータ補正デバイスを備える、請求項４に記載の制御システム。
6. 前記可動オブジェクトが、リソグラフィ装置の基板支持体であり、前記ルートが、前記基板支持体のスキャンルートである、請求項３に記載の制御システム。
7. 前記スキャンルートが、複数のスキャン運動と、２つの後続のスキャン運動の間に実行される少なくとも１つの移送運動とを含み、前記擾乱力補正テーブルが、主として前記スキャン運動内の擾乱力の推定値を含む、請求項６に記載の制御システム。
8. 前記フィードフォワードデバイスが、移送運動中に前記フィードフォワードデバイスの出力信号を前のスキャン運動の最後の位置に関連する値から次のスキャン運動の最初の位置に関連する値へ徐々に変化させるように構成された移送運動補償デバイスを備える、請求項１に記載の制御システム。
9. 前記フィードフォワードデバイスが、前記フィードフォワードデバイスの出力信号を前記擾乱力補正テーブル内の周知の位置に関連する値から前記擾乱力補正テーブル内の次の周知の位置に関連する値へ徐々に変化させるように構成された移送運動補償デバイスを備える、請求項１に記載の制御システム。
10. リソグラフィ装置であって、
    放射ビームを調節するように構成された照明システムと、
    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放射ビームを形成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成されたパターニングデバイス支持体と、
    基板を保持するように構築された基板支持体と、
    前記基板のターゲット部分上に前記パターン付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、
    前記リソグラフィ装置の可動オブジェクトの位置関連量を制御するように構成された位置制御システムであって、
    前記可動オブジェクトの実際の位置関連量を決定するように構成された位置測定システムと、
    前記可動オブジェクトの位置関連設定ポイント信号を提供するように構成された設定ポイント生成装置と、
    前記実際の位置関連量と前記位置関連設定ポイント信号との比較に基づいてエラー信号を提供するように構成されたコンパレータと、
    前記エラー信号に基づいて制御信号を提供するように構成されたコントローラと、
    前記位置関連設定ポイント信号に基づいてフィードフォワード信号を提供するように構成されたフィードフォワードデバイスと、
    前記制御信号及び前記フィードフォワード信号に基づいて前記可動オブジェクトに作動するように構成された１つ又は複数のアクチュエータと
    を備える位置制御システムとを備え、
    前記フィードフォワードデバイスが、前記可動オブジェクトの位置に応じて前記可動オブジェクトに作用する擾乱力の推定値を含む擾乱力補正テーブルを備えるリソグラフィ装置。
11. 可動オブジェクトの位置制御方法であって、前記方法が、
    位置測定システムを用いて前記可動オブジェクトの位置関連量を決定するステップと、
    コンパレータを用いて測定位置関連量と設定ポイント生成装置によって提供される位置関連設定ポイント信号とを比較してエラー信号を得るステップと、
    前記エラー信号に基づいてコントローラによって制御信号を提供するステップと、
    前記位置関連設定ポイント信号に基づいてフィードフォワードデバイスによってフィードフォワード信号を提供するステップと、
    前記制御信号及び前記フィードフォワード信号に基づいてアクチュエータを作動させるステップと
    を含み、
    前記フィードフォワード信号を提供するステップが、前記可動オブジェクトの位置に応じて前記可動オブジェクトに作用する擾乱力の推定値を含む擾乱力補正テーブルを使用するステップを含む可動オブジェクトの位置制御方法。
12. 前記擾乱力補正テーブルが、前記可動オブジェクトのルートの擾乱力の推定値を含む、請求項１１に記載の方法。
13. 前記方法が、前記フィードフォワードデバイスを用いずに少なくとも１つのルートに沿って前記可動オブジェクトを移動させ、前記コンパレータによって得た前記エラー信号を測定し、前記エラー信号を補償するのに必要な擾乱力を計算することで擾乱力の推定値を得るステップを含む、請求項１２に記載の方法。
14. 前記方法が、設定時に一般較正データを収集し、前記一般較正データに基づいて前記少なくとも１つのルートについて擾乱力を抽出することで擾乱力の推定値を得るステップを含む、請求項１３に記載の方法。
15. 前記可動オブジェクトが、リソグラフィ装置の基板支持体であり、前記ルートが、前記基板支持体のスキャンルートである、請求項１４に記載の方法。

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