JP2016525224A - リソグラフィ装置、リソグラフィ装置で使用するための位置決めシステム、および方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板上に投影されたパターンの質を向上させるリソグラフィ装置を提供する。【解決手段】基準体（２０２）と位置決めシステム（２００）とを有するリソグラフィ装置が提供される。位置決めシステムは、主体（２０４）と、反作用体（２０６）と、アクチュエータ（２０８）と、コントローラ（２１０）と、を含む。主体は、経路に沿って基準体に対して第１方向（＋ｚ）および第２方向（−ｚ）に可動である。第１方向は、第２方向と反対である。反作用体は、さらなる経路に沿って主体に対して第１方向および第２方向に可動である。反作用体は、第１方向および第２方向に基準体に対して可動であるように、基準体に可動に接続される。コントローラは、第１信号および第２信号をアクチュエータに提供する。アクチュエータは、主体と反作用体との間に配置される。【選択図】図２

Description

[関連出願の相互参照]
[001] 本出願は、２０１３年７月２日に出願された米国仮出願第６１／８４２，１８０号の利益を主張し、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。

[002] 本発明は、リソグラフィ装置、リソグラフィ装置で使用するための位置決めシステム、およびリソグラフィ装置における反作用体の変位の大きさを制限する方法に関する。

[003] リソグラフィ装置は、集積回路（ＩＣ）の製造に用いることができる装置である。そのような場合、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、放射ビームによって投影システムを介して、シリコンウェーハなどの基板上のターゲット部分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、いわゆるステッパが含まれる。また、従来のリソグラフィ装置としては、放射ビームによってある特定の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。

[004] 従来のリソグラフィ装置の投影システムは、放射ビームを転写および成形する複数の光学エレメントを有する。リソグラフィ装置の使用中、放射ビームは、投影システムの一部を加熱することがあり、これは光学エレメントのいくつかをドリフトまたは変形させるおそれがある。ドリフトまたは変形は、基板上に投影されたパターンの質を低減させる、放射ビームの収差を引き起こす可能性がある。ドリフトまたは変形を補償するために、これらの光学エレメントのいくつかの位置または向きを調整することができる。

[005] 参照により本明細書に組み込まれるＵＳ２０１２／０１３８４０１Ａ１号などに記載された従来のリソグラフィ装置において、投影システムは、光学エレメントと、内側リングと、内側リングを取り囲む外側リングと、アクチュエータシステムと、を有する。光学エレメントは、内側リングにしっかりと接続される。アクチュエータシステムは、内側リングと外側リングとの間に位置して、外側リングに対して光学エレメントを変位または変形させる。光学エレメントが振動するのを防止するために、複数のマスダンパを内側リング上に設ける。各マスダンパは、ばね−ダンパエレメントを介して内側リングに接続されるダンパマスを有する。ダンパマスとばね−ダンパエレメントとの組合せによって、固有振動数を有する動的システムが形成される。

[006] 従来のリソグラフィ装置は改良することができる。マスダンパが光学エレメントの振動のエネルギーを吸収すると、マスダンパは、固有モードにおいて固有振動数で振動を開始することになる。マスダンパがより多くのエネルギーを吸収すると、マスダンパの変位の大きさは増大する。リソグラフィ装置の容積の限界に起因して、マスダンパは、エンドストップなどの、リソグラフィ装置の一部に衝突し得る。該一部に衝突することによってリソグラフィ装置の振動が引き起こされ、基板上に投影されたパターンの質が低下する。

[007] 本発明の一実施形態において、基板上に投影されたパターンの質の向上を提供するリソグラフィ装置が提供される。

[008] 本発明の第１態様において、基準体と位置決めシステムとを有するリソグラフィ装置が提供される。位置決めシステムは、主体と、反作用体と、アクチュエータと、コントローラと、を備える。主体は、第１方向および第２方向に経路に沿って基準体に対して可動である。第１方向は、第２方向と反対である。反作用体は、第１方向および第２方向にさらなる経路に沿って主体に対して可動である。反作用体は、第１方向および第２方向に基準体に対して可動であるように、基準体に可動に接続される。コントローラは、第１信号および第２信号をアクチュエータに提供するように配置される。アクチュエータは、第１信号の制御下で、主体を第１方向に加速させ、かつ反作用体を第２方向に加速させるように、ならびに、第２信号の制御下で、主体を第２方向に加速させ、かつ反作用体を第１方向に加速させるように、主体と反作用体との間に配置される。コントローラは、反作用体がさらなる経路に沿って第２方向に動いている時に、第１信号の後の第２信号をアクチュエータに提供するように配置される。

[009] 第１態様によると、アクチュエータは、第１信号の制御下で反作用体を第２法方向に加速させる。コントローラは、反作用体が第２方向に動くまで第２信号をアクチュエータに提供するのを待つ。反作用体が第２方向に動いている時に、アクチュエータは第２信号の制御下で反作用体を第１方向に加速させる。反作用体の第２方向への動きは、第１方向への加速と反対であるので、反作用体の動きは減少する。減少した動きによって反作用体の変位の大きさが制限される。結果として、反作用体はリソグラフィ装置のあらゆる部分に衝突する可能性が低減する。反作用体がいずれの部分にも衝突しない場合、リソグラフィ装置が受ける振動は少なくなり、これは基板上に投影されたパターンの質の向上につながる。

[0010] リソグラフィ装置の第１実施形態において、基準体および該基準体に接続された反作用体は、固有モードを有する動的システムを形成する。固有モードは、外的な駆動力無しに、少なくとも部分的に第１方向および第２方向の基準体に対する反作用体の揺動によって特徴付けられる。固有モードは、対応周期を有する。コントローラは、第１信号および第２信号を、該第１信号と該第２信号との間に所定の時間の長さを有して提供するように配置される。時間の長さは、対応周期によって決定される。

[0011] 第１態様によると、基準体および該基準体に接続された反作用体から成る動的システムは、固有モードおよび対応周期を有する。対応周期は、基準体の質量、反作用体の質量、および基準体と反作用体との間の接続の剛性によって決まり得る。対応周期は、リソグラフィ装置を使用することの前などに計算または測定され得る。対応周期を使用して、コントローラは、コントローラが第１信号をアクチュエータに提供した後に反作用体が第２方向に動いている時を判断することが可能である。

[0012] リソグラフィ装置の第２実施形態において、反作用体は、反作用マスと可撓性エレメントとを備える。可撓性エレメントは、反作用マスを基準体に可動に接続する。

[0013] 第２実施形態によると、対応周期は、主体の所望のセットポイントに適合するように設定され得る。セットポイントは、主体が第１方向および第２方向に加速する時を決定する。対応周期は、反作用マスの量および可撓性エレメントの剛性および／または減衰を選択することによって設定され得る。

[0014] リソグラフィ装置の第３実施形態において、可撓性エレメントは、対応周期を選択するように調整可能である。

[0015] 第３実施形態によると、対応周期は、可撓性エレメントを調整することによってより正確に設定され得る。可撓性エレメントを調整することによって、可撓性エレメントの剛性または減衰が変化し得る。

[0016] リソグラフィ装置の第４実施形態において、リソグラフィ装置は、放射ビームを基板上に投影するための投影システムを備える。主体は、投影システムの一部である。

[0017] 第４実施形態によると、投影システムは、アクチュエータによって作動する部分を有する。そのような部分は、光学エレメントまたは光学エレメント用のマウントを備え得る。アクチュエータによって引き起こされた振動がリソグラフィ装置を通って伝播するのを防止するために、反作用体は、振動エネルギーの少なくとも一部を吸収するように配置される。上述のとおり、反作用体は、吸収されたエネルギーに起因して振動することになる。投影システムは、多数のコンポーネントが接近して設けられている複雑なシステムであるため、反作用体が振動する空間は制限される。第１態様において、反作用体は、投影システムのいずれの部分にも衝突せずに、制限された空間内で使用され得る。

[0018] リソグラフィ装置の第５実施形態において、位置決めシステムは、センサ信号をコントローラに提供するためのセンサを備える。センサ信号は、反作用体がさらなる経路に沿って第２方向に動いている時を示す。

[0019] 第５実施形態によると、反作用体の動きは、光学センサまたは静電容量センサなどのセンサによって検知される。センサは、反作用体が第２方向に動くときを検知し、センサ信号をコントローラに提供する。センサ信号を使用して、コントローラは、反作用マスが第２方向に動いている時に第２信号を提供することができる。

[0020] 本発明の第２態様において、上述のようなリソグラフィ装置で使用するための位置決めシステムが提供される。

[0021] 本発明の第３態様において、リソグラフィ装置での反作用体の変位の大きさを制限する方法が提供される。リソグラフィ装置は、基準体と、主体と、反作用体とを備える。主体は、第１方向および第２方向に経路に沿って基準体に対して可動である。第１方向は、第２方向と反対である。反作用体は、第１方向および第２方向にさらなる経路に沿って主体に対して可動である。反作用体は、第１方向および第２方向に基準体に対して可動であるように、基準体に可動に接続される。該方法は、第１信号の制御下で、主体を第１方向に加速させ、かつ反作用体を第２方向に加速させることを含む。該方法は、第２信号の制御下で、主体を第２方向に加速させ、かつ反作用体を第１方向に加速させることをさらに含む。該方法は、反作用体がさらなる経路に沿って第２方向に動いている時に、第１信号を提供することの後の第２信号を提供することをさらに含む。

[0022] 第３態様によると、反作用体は、第１信号の制御下で第２方向に加速する。反作用体を第１方向に加速させる第２信号は、反作用体が第２方向に動いている時に提供される。反作用体の第２方向への動きは、第１方向への加速と反対であるので、反作用体の動きは減少する。減少した動きによって反作用体の変位の大きさが制限され、反作用体がリソグラフィ装置のあらゆる部分に衝突するのを防止するのに役立つ。反作用体がいずれの部分にも衝突しない場合、リソグラフィ装置が受ける振動は少なくなり、これは基板上に投影されたパターンの質の向上につながる。

[0023] 一実施形態において、基準体および該基準体に接続された反作用体は、固有モードを有する動的システムを形成する。固有モードは、少なくとも部分的に第１方向および第２方向の基準体に対する反作用体の動きによって特徴付けられる。固有モードは、対応周期を有する。該方法は、第１信号および第２信号を、該第１信号と該第２信号との間に所定の時間の長さを有して提供することであって、時間の長さは対応周期によって決まることを含む。

[0024] 該実施形態によると、基準体および該基準体に接続された反作用体から成る動的システムは、固有モードおよび対応周期を有する。対応周期は、基準体の質量、反作用体の質量、および基準体と反作用体との間の接続の剛性によって決まり得る。対応周期は、リソグラフィ装置を使用することの前などに計算または測定され得る。対応周期を使用して、第２信号は、反作用体が第２方向に動いている時に提供され得る。結果として、本発明の第１態様で述べたとおり、基板上に投影されたパターンの質が向上する。

[0025] 一実施形態において、該方法は、センサ信号を提供することをさらに含む。センサ信号は、反作用体がさらなる経路に沿って第２方向に動いている時を示す。

[0026] 該実施形態によると、反作用体の動きは、光学センサまたは静電容量センサなどのセンサによって測定される。センサは、反作用体が第２方向に動くときを検知し、センサ信号をコントローラに提供する。センサ信号を使用して、第２信号は、反作用マスが第２方向に動いている時に提供され得る。

[0027] 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照符号は対応する部分を示す。

[0028] 図１は、本発明の一実施形態に係るリソグラフィ装置を示す。 [0029] 図２は、本発明の一実施形態に係るリソグラフィ装置の位置決めシステムの図である。 [0030] 図３は、本発明のさらなる実施形態に係るリソグラフィ装置の位置決めシステムの図である。 [0031] 図４は、本発明の一実施形態に係る本体および反作用体の動きを示すグラフである。 [0032] 図５は、本発明の一実施形態に係る本体の加速度および反作用体の動きを示すグラフである。

[0033] 図１は、本発明に係る位置決めシステムを有するリソグラフィ装置を概略的に示している。このリソグラフィ装置は、照明システムＩＬと、サポート構造ＭＴまたはパターニングデバイスサポートと、基板テーブルＷＴと、位置決めシステムＰＳと、を備え得る。

[0034] 照明システムＩＬは、放射ビームＢを調整するように構成される。照明システムＩＬとしては、放射を誘導、整形、または制御するための、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学コンポーネント、あるいはそれらのあらゆる組合せなどのさまざまなタイプの光学コンポーネントを含むことができる。

[0035] 照明システム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。そのような場合には、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Ｂは、放射源ＳＯから照明システム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。その他の場合においては、例えば、放射源ＳＯが水銀ランプである場合、放射源ＳＯ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および照明システム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。

[0036] 照明システムＩＬは、放射ビームの角強度分布を調節するアジャスタＡＤを含むことができる。さらに、照明システムＩＬは、インテグレータＩＮおよびコンデンサＣＯといったさまざまな他のコンポーネントを含むことができる。照明システムを使って放射ビームＢ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。

[0037] 本明細書で使用される「放射ビーム」という用語は、紫外線（ＵＶ）（例えば、３６５ｎｍ、３５５ｎｍ、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）（例えば、５〜２０ｎｍの範囲の波長を有する）、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。

[0038] サポート構造（例えば、マスクテーブル）ＭＴは、パターニングデバイス（例えば、マスクまたはレチクル）ＭＡを支持するためのものである。サポート構造ＭＴは、特定のパラメータに従ってパターニングデバイスＭＡを正確に位置決めするように構成された第１位置決めシステムＰＭに連結される。

[0039] サポート構造ＭＴは、パターニングデバイスＭＡを支持する、すなわちパターニングデバイスＭＡの重量を支える。サポート構造ＭＴは、パターニングデバイスＭＡ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ＭＡが真空環境内で保持されているか否かなどの他の条件に応じた態様で、パターニングデバイスＭＡを保持する。サポート構造ＭＴ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ＭＡを保持することができる。サポート構造ＭＴ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。サポート構造ＭＴは、パターニングデバイスＭＡを、例えば、投影システムＰＳに対して所望の位置に確実に置くことができる。

[0040] 本明細書において使用される「パターニングデバイス」という用語は、基板Ｗのターゲット部分Ｃ内にパターンを作り出すように、放射ビームＢの断面にパターンを与えるために使用できるあらゆる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、留意すべき点として、放射ビームＢ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Ｗのターゲット部分Ｃ内の所望のパターンに正確に一致しない場合もある。通常、放射ビームＢに付けたパターンは、集積回路などのターゲット部分Ｃ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。

[0041] パターニングデバイスＭＡ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ＭＡ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、リソグラフィでは公知であり、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ており、各小型ミラーは、入射する放射ビームを様々な方向に反射させるように、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ける。本明細書に示されているとおり、リソグラフィ装置は、透過型マスクを採用する透過型のものである。

[0042] 基板テーブルＷＴ、例えば、ウェーハテーブルは、基板Ｗ、例えば、レジストコートウェーハを保持するためのものである。基板テーブルＷＴは、特定のパラメータに従って基板Ｗを正確に位置決めするように構成された第２位置決めシステムＰＷに連結される。

[0043] 投影システムＰＳは、パターニングデバイスＭＡによって放射ビームＢに付けられたパターンを基板Ｗのターゲット部分Ｃ上に投影するように構成されている。

[0044] 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、使われている露光放射にとって、あるいは液浸液の使用または真空の使用といった他の要因にとって適切な、屈折型、反射型、反射屈折型、磁気型、電磁型、および静電型光学系、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ＰＳを包含していると広く解釈されるべきである。

[0045] 放射ビームＢは、サポート構造ＭＴ上に保持されているパターニングデバイスＭＡ上に入射して、パターニングデバイスＭＡによってパターン形成される。パターニングデバイスＭＡを通り抜けた後、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上に放射ビームＢの焦点をあわせる。第２位置決めシステム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）を使って、例えば、さまざまなターゲット部分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位置決めシステムＰＭおよび別の位置センサ（図１に示されていない）を使い、パターニングデバイス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、サポート構造ＭＴの移動は、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達成することができる。ロングストロークモジュールは、長い範囲にわたって、投影システムＰＳに対するショートストロークモジュールの粗動位置決めを提供する。ショートストロークモジュールは、小さい範囲にわたってロングストロークモジュールに対するパターニングデバイスＭＡの微動位置決めを提供する。同様に、基板テーブルＷＴの移動も、第２位置決めシステム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達成することができる。ステッパの場合は（スキャナとは対照的に）、サポート構造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。

[0046] パターニングデバイス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およびＭ２と、基板アライメントマークＰ１およびＰ２と、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Ｐ１およびＰ２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Ｐ１およびＰ２をターゲット部分Ｃとターゲット部分Ｃとの間の空間内に置くこともできる。同様に、複数のダイがパターニングデバイス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Ｍ１およびＭ２は、ダイとダイの間に置かれてもよい。

[0047] リソグラフィ装置は、２つ以上の基板テーブルＷＴおよび／または２つ以上のサポート構造ＭＴを有する型のものであってもよい。そのような少なくとも１つの基板テーブルＷＴに加えて、リソグラフィ装置は、測定を行うように配置されるものの基板を保持するようには配置されない、測定テーブルを備え得る。

[0048] また、リソグラフィ装置は、投影システムＰＳと基板Ｗとの間の空間を満たすように、比較的高屈折率を有する液体（例えば水）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、リソグラフィ装置内の別の空間（例えば、パターニングデバイスＭＡと投影システムＰＳとの間）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させることで当技術分野において周知である。本明細書において使用される「液浸」という用語は、基板Ｗ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ＰＳと基板Ｗとの間に液体があるということを意味するものである。

[0049] 例示のリソグラフィ装置は、以下に説明する３つのモードのうち少なくとも１つのモードで使用可能である。

[0050] 第１モード、いわゆるステップモードにおいては、サポート構造ＭＴおよび基板テーブルＷＴ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。その後、基板テーブルＷＴ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。

[0051] 第２モード、いわゆるスキャンモードにおいては、パターニングデバイスＭＴおよび基板テーブルＷＴ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。パターニングデバイスＭＴに対する基板テーブルＷＴ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。

[0052] 第３のモードにおいては、プログラマブルパターニングデバイスＭＡを保持した状態で、パターニングデバイスＭＴを基本的に静止状態に保ち、基板テーブルＷＴを動かす、またはスキャンする一方で、放射ビームＢ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。このモードにおいては、通常、パルス放射源が採用されており、さらに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ＭＡ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。

[0053] 上述の使用モードの組み合わせおよび／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。

[0054] 図２は、本発明の一実施形態に係るリソグラフィ装置の位置決めシステム２００の図である。位置決めシステム２００は、本体２０４と、アクチュエータ２０８と、反作用体２０６と、コントローラ２１０と、を備える。

[0055] 主体２０４は、基準体２０２に対して可動である。この実施形態において、主体２０４および基準体２０２は、経路に沿って互いに対して＋ｚ方向および−ｚ方向に動くことができる。＋ｚ方向は、第１方向とみなすことができ、−ｚ方向は、第１方向と反対の第２方向とみなすことができる。この経路は、＋ｚ方向および−ｚ方向以外の方向の基準体２０２に対する主体２０４の動きを含み得る。

[0056] 反作用体２０６は、＋ｚ方向および−ｚ方向にさらなる経路に沿って主体２０４に対して可動である。このさらなる経路は、＋ｚ方向および−ｚ方向以外の方向の主体２０４に対する反作用体２０６の動きを含み得る。

[0057] 反作用体２０６は、＋ｚ方向および−ｚ方向に基準体２０２に対して可動であるように、基準体２０２に可動に接続される。この実施形態において、反作用体２０６は、反作用マス２１４と可撓性エレメント２１２とを備える。可撓性エレメント２１２は、反作用マス２１４を基準体２０２に接続する。可撓性エレメント２１２は、基準体２０２に対する反作用マス２１４の動きを可能にするように可撓性を有する。可撓性エレメント２１２は、ばねなどの、可撓性材料および可撓性形状のうちの少なくとも１つを備え得る。

[0058] コントローラ２１０は、アクチュエータ２０８に接続される。コントローラ２１０は、第１信号をアクチュエータ２０８に提供するように配置される。アクチュエータ２０８は、第１信号の制御下で、＋ｚ方向に主体２０４を加速させ、かつ−ｚ方向に反作用体２０６を加速させるように、主体２０４と反作用体２０６との間に配置される。この実施形態において、アクチュエータ２０８は、反作用体２０６に接続される。第１信号の制御下で、アクチュエータ２０８は、主体２０４を＋ｚ方向に押す力を生成するように配置される。この力によって、主体２０４は＋ｚ方向に加速する。同時にこの力によって、アクチュエータを−ｚ方向に押す反作用力が生成される。アクチュエータは反作用体２０６に接続されているため、第１信号の制御下で、反作用体２０６はアクチュエータ２０８によって押され、かつ、反作用体２０６は−ｚ方向に加速する。

[0059] コントローラ２１０は、第２信号をアクチュエータ２０８に提供するように配置される。第２信号の制御下で、アクチュエータ２０８は、主体２０４を−ｚ方向に引っ張る。この力によって、主体２０４は−ｚ方向に加速する。同時にこの力によって、アクチュエータ２０８を＋ｚ方向に引っ張る反作用力が生成される。アクチュエータ２０８は反作用体２０６に接続されているため、第２信号の制御下で、反作用体２０６はアクチュエータによって引っ張られ、かつ反作用体２０６は＋ｚ方向に加速する。

[0060] コントローラ２１０は、反作用体２０６が−ｚ方向に動いている時に、第１信号の後の第２信号をアクチュエータ２０８に対して提供するように配置される。このように、コントローラ２１０は、−ｚ方向および＋ｚ方向に、反作用体２０６の変位の大きさを制限することができる。

[0061] 反作用体２０６に接続される代わりに、アクチュエータ２０８は、主体２０４に接続されてよい。一実施形態において、アクチュエータ２０８の一部が反作用体２０６に接続される一方で、アクチュエータ２０８の別の部分が主体２０４に接続される。例えば、アクチュエータ２０８の磁石が反作用体２０６に接続され、アクチュエータ２０８のコイルが主体２０４に接続される。あるいは、逆の場合も同様である。

[0062] コントローラ２１０は、任意の好適なタイプのコントローラ、マイクロプロセッサ、またはマイクロコントローラであってよい。

[0063] 図２に示すような＋ｚ方向および−ｚ方向といった方向は例示のみのためであることが当業者には明らかであろう。＋ｚ方向および−ｚ方向は逆であってよく、あるいは別々の向きであってよい。

[0064] 基準体２０２および反作用体２０６（後者は基準体２０２に接続される）は、動的システムを形成し得る。動的システムは、反作用体２０６が少なくとも部分的に＋ｚ方向および−ｚ方向に基準体２０２に対して動く固有モードを有し得る。固有モードでの反作用体２０６の動きは、特定の振動数、すなわち、動的システムの固有振動数で
発生し得る。固有振動数は、固有モードに対応する周期の逆関数である。対応周期は、反作用体２０６が固有モードに従って完全な動きのサイクルを形成するのにかかる時間である。動きのサイクルは、反作用体２０６が、動きのサイクルの始まりにおける位置および速度と同一の基準体２０２に対する特定の位置および速度である時に完了し得る。

[0065] コントローラ２１０が第１信号をアクチュエータ２０８に提供すると、アクチュエータ２０８は、力を反作用体２０６に付与する。力の付与によって、反作用体２０６は固有モードに従って振動し得る。コントローラ２１０に固有振動数または対応周期が与えられると、コントローラ２１０は、反作用体２０６が＋ｚ方向に動いている時を予測することができる。コントローラ２１０は、第１信号をアクチュエータ２０８に提供した後、第２信号をアクチュエータ２０８に提供するまでの所定の時間の長さを待つようにプログラムされ得る。この所定の時間の長さは、対応周期によって決まる。

[0066] 固有モードおよび対応周期は、反作用マス２１４および可撓性エレメント２１２によって決まり得る。ある程度の質量を有する反作用マス２１４とある程度の剛性および／または減衰を有する可撓性エレメント２１２との組合せを選択することによって、固有モードおよび対応周期が設定され得る。可撓性エレメント２１２は、剛性および／または減衰を変化させるように調整可能であり得る。可撓性エレメント２１２を調整することによって、対応周期はより正確に設定され得る。

[0067] 一実施形態において、反作用体２０６は、複数の可撓性エレメント２１２と複数の反作用マス２１４とを備える。例えば、可撓性エレメント２１２は、基準体２０２および反作用マス２１４に接続されてよい。さらなる可撓性エレメントが反作用マス２１４およびさらなる反作用マスに接続されてもよい。アクチュエータ２０８は、さらなる反作用マスに接続されてよい。可撓性エレメントおよび反作用マスの数は、反作用体２０６の動的挙動を最適化するように選択され得る。

[0068] 図２に示すような反作用体２０６は、＋ｚ方向および−ｚ方向に線形に可動である。図３は、図２の実施形態と同様の実施形態を示しているが、この実施形態において、反作用体は回転可能な可撓性エレメント３１２を可撓性エレメント２１２の代わりに備えている。回転可能な可撓性エレメント３１２は、双方向の矢印によって示すように回転可能である。反作用体２０６の一部を形成する反作用マス２１４は、回転可能な可撓性エレメント３１２に接続される。回転可能な可撓性エレメント３１２がわずかな量しか回転しない場合、反作用マス２１４の動きは、実質的に＋ｚ方向および−ｚ方向である。

[0069] 一実施形態において、図３に示すように、位置決めシステム２００にはセンサ３０４が設けられる。センサ３０４は、反作用体２０６が−ｚ方向に動いている時を判断するように配置される。センサ３０４は、例えば、有線または無線によって、コントローラに接続される。反作用体２０６が−ｚ方向に動いている、とセンサ３０４が判断すると、センサは、センサ信号をコントローラ２１０に提供する。センサ信号を受信すると、コントローラ２１０は、第２信号をアクチュエータ２０８に提供する時を判断することができる。センサ３０４は、基準体２０２に対する反作用体２０６の位置を判断する位置センサを備え得る。センサは、速度センサまたは加速度センサを備え得る。加速度センサのセンサ信号を積分することによって、あるいは位置センサのセンサ信号を微分することによって、反作用体２０６の動きを判断することができる。センサ３０４は、任意の好適なタイプのセンサ、例えば、エンコーダ型センサまたは干渉計などの光学センサを含み得る。センサは、静電容量センサまたは誘導センサを含み得る。

[0070] 一実施形態において、主体２０４は、投影システムＰＳの一部、例えば、光学エレメントまたは光学エレメントを支持するためのマウントである。この実施形態において、基準体は、フレームであり得る。該一部は、フレームに対して動き得る。位置測定システムは、フレームに対する該一部の位置を測定し得る。フレームは、１つ以上の光学エレメントまたは光学エレメント用の１つ以上のマウントを支持し得る。光学エレメントは、ミラーまたはレンズであり得る。

[0071] 一実施形態において、位置決めシステム２００は、第１位置決めシステムＰＭまたは第２位置決めシステムＰＷにおいて使用され得る。主体２０４はサポート構造ＭＴの一部であってよく、あるいは主体２０４は基板テーブルＷＴの一部であってよい。主体２０４はショートストロークモジュールの一部であってよく、基準体２０２はロングストロークモジュールの一部であってよい。

[0072] 一実施形態において、主体２０４は第１位置決めシステムＰＭの一部であり、基準体２０２は投影システムＰＳを支持するメトロロジフレームの一部である。一実施形態において、主体２０４は第２位置決めシステムＰＷの一部であり、基準体２０２は投影システムＰＳを支持するメトロロジフレームの一部である。

[0073] 図４は、本発明の一実施形態に係る、主体２０４および反作用体２０６の動きを示す４つのグラフである。グラフ４０２は、時間ｔの関数としての主体２０４の位置を示している。主体２０４は、時間ｔにおける開始位置Ｐｏｓ１から終了位置Ｐｏｓ２に動いている。グラフ４０２に示すように、この動きは＋ｚ方向である。グラフ４０４は、動きの間の主体２０４の速度を示している。グラフ４０４は、時間Ｔ１における速度がゼロであることを示している。時間Ｔ１の後、最大速度Ｖｍａｘに到達するまで速度は増加する。最大速度Ｖｍａｘは、時間Ｔ２まで維持される。時間Ｔ２において、速度は減少する。主体２０４が終了位置Ｐｏｓ２に到達する時、速度はゼロである。グラフ４０６は、主体２０４の加速度プロファイルを示している。時間Ｔ１において、主体２０４が最大速度Ｖｍａｘに到達するまで、主体２０４は＋ｚ方向に加速する。主体２０４が最大速度Ｖｍａｘに到達する時に、加速度はゼロである。時間Ｔ２において、主体２０４は−ｚ方向に加速して速度はゼロまで減少する。

[0074] グラフ４０８は、時間ｔの関数としての、かつ固有モードでの基準体２０２に対する反作用体２０６の動きに対応する、反作用体２０６の位置を示している。この動きは、明確性のために、＋ｚ方向および−ｚ方向の正弦波形状の動きとして示されている。時間Ｔ１において、＋ｚ方向の主体２０４の加速によって、反作用体２０６が−ｚ方向に加速する。時間Ｔ１の後、反作用体２０６は、最初に−ｚ方向に動く。反作用体２０６が最低ｚ位置Ｚｍｉｎに到達すると、反作用体２０６は＋ｚ方向に動き始め、正弦波形状の動きの、動きのサイクルを完了させる。時間Ｔ２において、反作用体２０６は最高ｚ位置Ｚｍａｘを通過し、−ｚ方向に動いている。時間Ｔ２において、コントローラ２１０は、第２信号をアクチュエータ２０８に提供する。アクチュエータ２０８は、主体２０４を−ｚ方向に加速する。アクチュエータ２０８の反作用力は、−ｚ方向の反作用体２０６の速度方向と反対の＋ｚ方向に反作用体２０６を加速させる。反作用体２０６の動きの大きさは、結果として減少する。

[0075] グラフ４０２、４０４、および４０６は、主体２０４のセットポイント、すなわち軌跡を示している。セットポイントは、加速度のより高次の導関数、例えば、ジャーク(jerk)、スナップ(snap)、またはクラックル(crackle)を含み得る。ジャークは加速度の時間微分であり、スナップはジャークの時間微分であり、クラックルはクラックルの時間微分である。主体２０４を加速させるために、コントローラ２１０からの第１信号および第２信号のうちの１つまたは両方は、加速度のより高次の微分の変化を開始し得る。時間Ｔ１および時間Ｔ２のうちの１つにおいて、加速度のより高次の微分の変化が開始し得る。

[0076] 図４において、速度および加速度は最大値に到達する。所望のセットポイントおよびアクチュエータ２０８のタイプに従って、速度および／または加速度は最大値に到達しない場合があるが、増加および／または減少し続け得る。

[0077] グラフ４０８において、反作用体２０６の図示の動きは、およそ１つの動きのサイクルである。一実施形態において、時間Ｔ１と時間Ｔ２との間に複数のそのような動きのサイクルがある。反作用体２０６が−ｚ方向に動いている時に、第２信号は、任意の時間Ｔ２において与えられ得る。

[0078] 下記の実施形態は、以下に述べることを除いて、すでに説明した実施形態と同様である。一実施形態において、アクチュエータ２０８は、図５に示すような加速度プロファイル５０６に従って主体２０４を加速させる力を生成する。アクチュエータ２０８は、時間Ｔ１から時間Ｔ３まで＋ｚ方向に主体２０４を加速させる。時間Ｔ１の前および時間Ｔ３の後の加速度はゼロである。

[0079] 反作用体２０６の対応周期は、図５のグラフ５０８に示すように、Ｔ１とＴ３との間の時間と実質的に同一であるように設定される。アクチュエータ２０８が時間Ｔ１においてコントローラ２１０から第１信号を受け取って主体２０４を＋ｚ方向に加速させると、反作用体２０６は、アクチュエータ２０８によって−ｚ方向に加速する。時間Ｔ３において、反作用体２０６は対応周期に対応する固有モードに従って動きのサイクルを完了させているので、反作用体２０６は−ｚ方向に動く。反作用体が−ｚ方向に動いている時に、アクチュエータ２０８は、主体２０４を＋ｚ方向に加速させる力を減少させることによって、主体２０４の加速度を減少させる。アクチュエータ２０８は、コントローラ２１０からの第３信号の制御下で、この力を減少させる。第３信号がアクチュエータ２０８に提供されない場合、反作用体２０６は、グラフ５０８の破線５１０に従って動き続ける。破線は、反作用体２０６の固有モードに従った反作用体２０６の動きを示している。ただし、主体２０４の加速度は時間Ｔ３において減少するので、反作用体２０６の動きは、実線５１２によって示されるとおりである。実線５１２が示すように、Ｔ３の後の反作用体２０６の変位は、時間Ｔ１と時間Ｔ３との間の反作用体２０６の変位より小さくなるように減少する。時間Ｔ３の後の反作用体２０６の変位は、ゼロであり得る。時間Ｔ３の後の反作用体２０６の変位を減少させることによって、反作用体２０６がリソグラフィ装置のあらゆる部分に衝突することが防止される。

[0080] それに加えて、または、その代わりに、コントローラ２１０からの第３信号を使用して−ｚ方向の主体２０４の加速度を減少させてよい。一実施形態において、時間Ｔ１と時間Ｔ３との間の時間は、単一の対応周期ではなく複数の対応周期である。

[0081] 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。当業者にとって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Ｗ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。さらに基板Ｗ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Ｗという用語は、すでに多重処理層を包含している基板Ｗを表すものとしてもよい。

[0082] 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。

[0083] 上記の説明は、制限ではなく例示を意図したものである。従って、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 (10)

1. 基準体（２０２）と位置決めシステム（２００）とを有するリソグラフィ装置であって、
   前記位置決めシステム（２００）は、
   主体（２０４）と、
   反作用体（２０６）と、
   アクチュエータ（２０８）と、
   コントローラ（２１０）と、を備え、
   前記主体（２０４）は、経路に沿って前記基準体（２０２）に対して第１方向（＋ｚ）および第２方向（−ｚ）に可動であり、前記第１方向（＋ｚ）は、前記第２方向（−ｚ）と反対であり、
   前記反作用体（２０６）は、さらなる経路に沿って前記主体（２０４）に対して前記第１方向（＋ｚ）および前記第２方向（−ｚ）に可動であり、
   前記反作用体（２０６）は、前記第１方向（＋ｚ）および前記第２方向（−ｚ）に前記基準体（２０２）に対して可動であるように、前記基準体（２０２）に可動に接続され、
   前記コントローラ（２１０）は、第１信号および第２信号を前記アクチュエータ（２０８）に提供し、
   前記アクチュエータ（２０８）は、前記第１信号の制御下で、前記主体（２０４）を前記第１方向（＋ｚ）に加速させかつ前記反作用体（２０６）を前記第２方向（−ｚ）に加速させるように、および、前記第２信号の制御下で、前記主体（２０４）を前記第２方向（−ｚ）に加速させかつ前記反作用体（２０６）を前記第１方向（＋ｚ）に加速させるように、前記主体（２０４）と前記反作用体（２０６）との間に配置され、
   前記コントローラ（２１０）は、前記反作用体（２０６）が前記さらなる経路に沿って前記第２方向（−ｚ）に動いている時に、前記第１信号の後の前記第２信号を前記アクチュエータ（２０８）に提供する、リソグラフィ装置。
2. 前記基準体（２０２）および前記基準体（２０２）に接続された前記反作用体（２０６）は、固有モードを有する動的システムを形成し、
   前記固有モードは、少なくとも部分的に前記第１方向（＋ｚ）および前記第２方向（−ｚ）の前記基準体（２０２）に対する前記反作用体（２０６）の動きによって特徴付けられ、
   前記固有モードは、対応周期を有し、
   前記コントローラ（２１０）は、前記第１信号および前記第２信号を、前記第１信号と前記第２信号との間に所定の時間の長さを有して提供し、前記時間の長さは、前記対応周期によって決定される、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
3. 前記反作用体（２０６）は、反作用マス（２１４）と可撓性エレメント（２１２）とを備え、前記可撓性エレメント（２１２）は、前記反作用マス（２１４）を前記基準体（２０２）に可動に接続する、請求項１または２に記載のリソグラフィ装置。
4. 前記可撓性エレメント（２１２）は、前記対応周期を選択するように調整可能である、請求項３に記載のリソグラフィ装置。
5. 放射ビーム（Ｂ）を基板（Ｗ）上に投影する投影システム（ＰＳ）を備え、前記主体（２０４）は、前記投影システム（ＰＳ）の一部である、請求項１〜４のいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
6. 前記位置決めシステム（２００）は、センサ信号を前記コントローラ（２１０）に提供するセンサを備え、前記センサ信号は、前記反作用体（２０６）が前記さらなる経路に沿って前記第２方向（−ｚ）に動いている時を示す、請求項１〜５のいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載のリソグラフィ装置で使用するための位置決めシステム（２００）。
8. リソグラフィ装置での反作用体（２０６）の変位の大きさを制限する方法であって、前記リソグラフィ装置は、基準体（２０２）と、主体（２０４）と、反作用体（２０６）と、を備え、
   前記主体（２０４）は、経路に沿って前記基準体（２０２）に対して第１方向（＋ｚ）および第２方向（−ｚ）に可動であり、前記第１方向（＋ｚ）は、前記第２方向（−ｚ）と反対であり、
   前記反作用体（２０６）は、さらなる経路に沿って前記主体（２０４）に対して前記第１方向（＋ｚ）および前記第２方向（−ｚ）に可動であり、
   前記反作用体（２０６）は、前記第１方向および前記第２方向（−ｚ）に前記基準体（２０２）に対して可動であるように、前記基準体（２０２）に可動に接続され、
   第１信号の制御下で、前記主体（２０４）を前記第１方向（＋ｚ）に加速させかつ前記反作用体（２０６）を前記第２方向（−ｚ）に加速させることと、
   第２信号の制御下で、前記主体（２０４）を前記第２方向（−ｚ）に加速させかつ前記反作用体（２０６）を前記第１方向（＋ｚ）に加速させることと、
   前記反作用体（２０６）が前記さらなる経路に沿って前記第２方向（−ｚ）に動いている時に、前記第１信号を提供することの後の前記第２信号を提供することと、
   を含む、方法。
9. 前記基準体（２０２）および前記基準体（２０２）に接続された前記反作用体（２０６）は、固有モードを有する動的システムを形成し、
   前記固有モードは、少なくとも部分的に前記第１方向（＋ｚ）および前記第２方向（−ｚ）の前記基準体（２０２）に対する前記反作用体（２０６）の動きによって特徴付けられ、
   前記固有モードは、対応周期を有し、
   前記第１信号および前記第２信号を、前記第１信号と前記第２信号との間に所定の時間の長さを有して提供することであって、前記時間の長さは前記対応周期によって決定されることを含む、請求項８に記載の方法。
10. センサ信号を提供することであって、前記センサ信号は前記反作用体（２０６）が前記さらなる経路に沿って前記第２方向（−ｚ）に動いている時を示すことを含む、請求項８に記載の方法。
    

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