JP2017509914A - ステージ位置決めシステムおよびリソグラフィ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ステージ位置決めシステムの卓越固有振動数への感度が小さいステージ位置決めシステムを提供する。【解決手段】ステージ位置決めシステム（２００）は、第１本体（２０）と、第２本体（２２）と、第１本体および第２本体を互いに連結するよう配設されている連結器（２４）と、を備える。連結器は、第１本体および第２本体を互いに連結するよう配設されている粘弾性要素（２６）を備える。ステージ位置決めシステムは、センサおよびアクチュエータをさらに備えてもよい。センサは、第１本体の位置を表す信号を提供する。アクチュエータは、第１本体を移動させるものである。第２本体は、アクチュエータおよび連結器を互いに連結するよう配設されている。【選択図】図２

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０１４年１月３１日に出願された欧州特許出願第１４１５３４０４．０号および２０１４年３月２４日に出願された欧州特許出願第１４１６１３４４．８号の利益を主張し、その全体が本明細書に援用される。

本発明は、ステージ位置決めシステム、およびステージ位置決めシステムを備えるリソグラフィ装置に関する。

リソグラフィ装置は、集積回路（ＩＣ）の製造に使用されることができる装置である。この場合、マスクまたはレチクルとも称されるパターニングデバイスが、ＩＣの個別の層に形成されるべき回路パターンを生成するために使用されうる。このパターンは、シリコンウェーハのような基板の目標部分に投影システムを通じて放射ビームにより転写されることができる。パターン転写は典型的には基板に形成された放射感応性材料層への結像による。

リソグラフィ装置は典型的に基板またはパターニングデバイスを投影システムに対し移動させるステージ位置決めシステムを有する。パターニングデバイスは投影システムに対し移動され、パターン全体を基板に転写するよう放射ビームで走査される。基板は、パターンを基板上の隣接する目標部分に続けて転写するよう投影システムに対し移動される。

リソグラフィ装置の生産性を高めるために、より高速およびより高加速度を実現すべくステージ位置決めシステムを改良するという動向がある。しかしながら、そのような高速および高加速度には、より高い帯域幅で動作できるコントローラが必要である。こうしたコントローラの帯域幅は、ステージ位置決めシステムの卓越固有振動数によって制限される。この制限を越えて帯域幅を大きくすれば、コントローラが不安定となりうる。

本発明のある目的は、ステージ位置決めシステムの卓越固有振動数への感度が小さいステージ位置決めシステムを提供することにある。

本発明の第１の態様においては、第１本体と、第２本体と、第１本体および第２本体を互いに連結するよう配設されている連結器と、を備えるステージ位置決めシステムが提供される。連結器は、第１本体および第２本体を互いに連結するよう配設されている粘弾性要素を備える。

本発明の第１の態様によると、粘弾性要素は、第１本体および第２本体に接続されている。粘弾性要素が第１本体および第２本体の双方に接続されているから、粘弾性要素は、第１本体の、第２本体の、または、第１本体、第２本体、および連結器により形成される力学系の、卓越固有振動数での振幅を小さくすることができる。振幅を小さくすることによって、ステージ位置決めシステムは、卓越固有振動数に対する感度が小さくなる。

本発明の第２の実施の形態においては、ステージ位置決めシステムは、センサおよびアクチュエータを備える。センサは、第１本体の位置を表す信号を提供する。アクチュエータは、第１本体を移動させるものである。第２本体は、アクチュエータおよび連結器を互いに連結するよう配設されている。

本発明の第２の実施の形態によると、アクチュエータは、いくつかの振動の源である。それら振動の一部がセンサによって検知されうる。センサによって検知される振動は、第１本体の位置を正確には表さない信号をセンサが提供する原因となりうる。連結器がアクチュエータとセンサとの間の経路にあるから、アクチュエータによって引き起こされセンサによって検知される振動は、連結器を介して伝わる。振動が連結器を介して伝わるので、粘弾性要素は、それら振動のうち卓越固有振動数で第１本体を共振させるであろう振動を減衰させることができる。

本発明の第３の実施の形態においては、第２本体が、アクチュエータを備える。

本発明の第３の実施の形態によると、第２本体がアクチュエータを備える。アクチュエータの質量はたいてい、第１本体の質量に比べて顕著である。連結器と結合された第２本体の顕著な質量は、広い振動数範囲にわたって第１本体の減衰をもたらす。広い振動数範囲にわたる減衰は、多数の卓越固有振動数を減衰させるのに有利である。第２本体のアクチュエータ部分を設けることによって、広い振動数範囲にわたる減衰を実現するための追加の質量が不要となる。

本発明の第４の実施の形態においては、アクチュエータは、リラクタンスアクチュエータを備える。

本発明の第４の実施の形態によると、リラクタンスアクチュエータの二部分間に隙間がある。それら二部分は互いに対し移動可能である。二部分の一方は固定子とみなされることができ、二部分の他方は可動子とみなされることができる。固定子および可動子は力を発生させるよう協働する。隙間を最小化することが望まれるが、その理由は隙間を減少することがリラクタンスアクチュエータの効率を向上するからである。ただし、ステージ位置決めシステムの衝突が起こった場合、リラクタンスアクチュエータの二部分は互いに衝突するかもしれない。粘弾性要素をもつ連結器にリラクタンスアクチュエータを連結させることによって、粘弾性要素は、衝突により生じるエネルギーの一部または全部を吸収しうる。追加のエネルギー吸収器が省略されかつ隙間が最小化されうる。

本発明の第５の実施の形態においては、ステージ位置決めシステムは、ロングストロークモジュールを備える。ロングストロークモジュールは、投影システムに対してアクチュエータを移動させるよう配設されている。アクチュエータは、ロングストロークモジュールに対して第１本体を移動させるよう配設されている。

本発明の第５の実施の形態によると、ロングストロークモジュールは、アクチュエータを投影システムに対し長距離にわたり移動させることができる。アクチュエータは、第１本体をロングストロークモジュールに対し短距離にわたり移動させることができる。アクチュエータが短距離であるので、アクチュエータを正確な移動に最適化することができる。アクチュエータがロングストロークモジュールに対し移動されるので、ロングストロークモジュールは正確に移動する必要がなく、そのためロングストロークモジュールを長距離にわたる移動に最適化することができる。ロングストロークモジュールを使用することによって、第１本体を長距離にわたり高精度に移動させることができる。

本発明の第６の実施の形態においては、連結器は、弾性要素を備える。弾性要素は、粘弾性要素と並列に第１本体および第２本体を互いに連結するよう配設されている。

本発明の第６の実施の形態によると、粘弾性要素は、卓越固有振動数より低い低振動数にて十分な剛性をもって第１本体および第２本体を互いに連結するには不十分な剛性を有するかもしれない。弾性要素は、興味のある振動数範囲にて振動数に依存しない剛性を有し、そのため弾性要素の剛性は、低振動数で第１本体と第２本体の間に十分な大きさの剛性を実現するよう選択されうる。

本発明の第７の実施の形態においては、粘弾性要素は、振動数依存剛性を有する。振動数依存剛性は、ガラス転移領域によって特徴づけられる。第１本体は、卓越固有振動数によって特徴づけられる力学系を形成する。卓越固有振動数は、ステージ位置決めシステムの動作温度にてガラス転移領域にある。

本発明の第７の実施の形態によると、ステージ位置決めシステムの励起は、第１本体を卓越固有振動数で振動させうる。第１本体および第２本体は連結器を介して互いに連結されているから、第１本体の振動は連結器を介して少なくとも部分的に伝わる。卓越固有振動数がガラス転移領域にあるので、粘弾性要素は、振動を減衰させることができる。なぜなら粘弾性要素はガラス転移領域にて高い減衰性をもつからである。振動を減衰させることによって、振動の振幅が小さくなる。振動の振幅を小さくすることによって、ステージ位置決めシステムは、卓越固有振動数に対する感度が小さくなる。

本発明の第８の実施の形態においては、弾性要素は、第１値を有する剛性を有する。振動数依存剛性は、ガラス領域によって特徴づけられる。振動数依存剛性は、ゴム領域によって特徴づけられる。振動数依存剛性は、第２振動数にて第２値を有する。第２振動数は、ステージ位置決めシステムの動作温度にてゴム領域にある。振動数依存剛性は、第３振動数にて第３値を有する。第３振動数は、ステージ位置決めシステムの動作温度にてガラス領域にある。第２振動数は、卓越固有振動数より小さい。第３振動数は、卓越固有振動数より大きい。第１値は、第２値より大きい。第１値は、第３値より小さい。

本発明の第８の実施の形態によると、ガラス転移領域は、卓越固有振動数付近の振動数範囲にある。卓越固有振動数にあたる振動数がステージ位置決めシステムの製造時に正確に予測されなかったとしても、卓越固有振動数はガラス転移領域にあるであろう。その結果、あるシフトされた卓越固有振動数にあたる振動数を有する振動であっても効果的に減衰されるであろう。卓越固有振動数は動的モデルを使用して予測されうる。こうした動的モデルのパラメータには、ステージ位置決めシステムの構成要素の質量および剛性が含まれうる。それらパラメータの値を予測する際の不正確さは、予想されたものからいくらかの振動数の差異を卓越固有振動数に生じる原因となりうる。

本発明の第９の実施の形態においては、振動数依存剛性は、卓越固有振動数にて第４値を有する。第４値は、第１値より大きい。

本発明の第９の実施の形態によると、卓越固有振動数での弾性要素に比べて、卓越固有振動数での粘弾性要素は、より剛である。粘弾性要素が弾性要素よりも剛であるから、卓越固有振動数をもつ振動のエネルギーの大半は、第１本体と第２本体の間で弾性要素ではなく粘弾性要素を介して伝わる。大半のエネルギーが粘弾性要素を介して伝わるから、粘弾性要素は振動の大部分を減衰させることができる。

本発明の第１０の実施の形態においては、第１本体、第２本体、および連結器はともに、更なる固有振動数を有する更なる力学系を形成する。更なる固有振動数は、連結器の変形によって実質的に定まる共振モードに対応する。卓越固有振動数は、更なる固有振動数と等しい。

本発明の第１０の実施の形態によると、ステージ位置決めシステムを振動させる更なる固有振動数を有する振動は、更なる固有振動数でステージ位置決めシステムを共振させる
原因となる。更なる固有振動数が卓越固有振動数と等しいので、第１本体もまた卓越固有振動数で共振することになる。更なる固有振動数は連結器の変形により実質的に定まる共振モードに対応するから、粘弾性要素は、卓越固有振動数を有する振動の大部分を減衰させることができる。

本発明の第１１の態様においては、支持構造と、投影システムと、基板テーブルと、上記の実施の形態のいずれかのステージ位置決めシステムと、を備えるリソグラフィ装置が提供される。支持構造は、パターンを有するパターニングデバイスを支持するためにある。投影システムは、パターンを基板に投影するためにある。基板テーブルは、基板を保持するためにある。第１本体は、支持構造および基板テーブルのうち一方を備える。

本発明の第２の態様によると、支持構造および基板テーブルのうち一方が卓越固有振動数に対し低感度となる。卓越固有振動数に対する感度が低減されることにより、支持構造または基板テーブルは投影システムに対しより正確に位置決めされることができる。向上された位置決め精度は、リソグラフィ装置を使用して作られる集積回路の品質を改善する。
本発明のいくつかの実施の形態が付属の図面を参照して以下に説明されるがこれらは例示に過ぎない。各図面において対応する参照符号は対応する部分を指し示す。

本発明に係るリソグラフィ装置を示す。 本発明のある実施の形態に係るステージ位置決めシステムを示す。 粘弾性要素の振動数依存剛性をグラフに示す。 粘弾性要素の振動数依存剛性をグラフに示す。 連結器の剛性をグラフに示す。 本発明の更なる実施の形態に係るステージ位置決めシステムを示す。

図１は、本発明に係る位置決めシステムをもつリソグラフィ装置を概略的に示す。この装置は、照明システムＩＬ、支持構造ＭＴ、基板テーブルＷＴ、および投影システムＰＳを備えてもよい。

照明システムＩＬは、放射ビームＢを調整するよう構成されている。照明システムＩＬは、放射の方向や形状の調整、または放射の制御のために、各種の光学素子、例えば屈折光学素子、反射光学素子、磁気的光学素子、電磁気的光学素子、静電的光学素子、またはその他の形式の光学素子、若しくはそれらの任意の組み合わせを含んでもよい。

照明システムＩＬは放射源ＳＯから放射ビームを受け取る。例えば放射源ＳＯがエキシマレーザである場合には、放射源ＳＯとリソグラフィ装置とは別体であってもよい。この場合、放射源はリソグラフィ装置の一部を構成しているとはみなされなく、放射ビームＢは放射源ＳＯから照明システムＩＬへとビーム搬送系ＢＤを介して受け渡される。ビーム搬送系ＢＤは例えば適当な方向変更用のミラー及び／またはビームエキスパンダを備える。あるいは放射源ＳＯが例えば水銀ランプである場合には、放射源ＳＯはリソグラフィ装置に一体の部分であってもよい。放射源ＳＯと照明システムＩＬとは、またビーム搬送系ＢＤが必要とされる場合にはこれも合わせて、放射システムと総称されてもよい。

照明システムＩＬは放射ビームの角強度分布を調整するアジャスタＡＤを備えてもよい。加えて照明システムＩＬは、インテグレータＩＮおよびコンデンサＣＯ等その他の各種構成要素を備えてもよい。照明システムＩＬはビーム断面における所望の均一性及び強度分布を得るべく放射ビームＢを調整するために使用されてもよい。

本書に使用される「放射ビームＢ」という用語は、紫外（ＵＶ）放射（例えば約３６５ｎｍ、３５５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、または１２６ｎｍの波長を有する）、極紫外（ＥＵＶ）放射（例えば５〜２０ｎｍの範囲内の波長を有する）、さらにイオンビームまたは電子ビームのような粒子ビームを含むあらゆる種類の電磁放射を包含する。

支持構造（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を支持するためにある。支持構造ＭＴは、いくつか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構成されている第１ステージ位置決めシステムＰＭに接続されている。

支持構造ＭＴは、パターニングデバイスＭＡを支持、すなわちその重量を支える。支持構造ＭＴは、パターニングデバイスＭＡの向きやリソグラフィ装置の設計、あるいはパターニングデバイスＭＡが真空環境下で保持されるか否か等その他の条件に応じた方式でパターニングデバイスＭＡを保持する。支持構造ＭＴは、機械的固定、真空固定、静電固定、またはパターニングデバイスＭＡを保持するその他の固定技術を用いることができる。支持構造ＭＴは例えばフレームまたはテーブルであってよく、固定されていてもよいし必要に応じて移動可能であってもよい。支持構造ＭＴは、パターニングデバイスＭＡが例えば投影システムＰＳに対して所望の位置にあることを保証してもよい。

本書で使用される「パターニングデバイスＭＡ」という用語は、基板Ｗの目標部分Ｃにパターンを形成すべく放射ビームＢの断面にパターンを付与するために使用され得るいかなるデバイスをも指し示すよう広く解釈されるべきである。例えばパターンが位相シフトフィーチャあるいはいわゆるアシストフィーチャを含む場合のように、放射ビームＢに与えられるパターンは、基板Ｗの目標部分Ｃに所望されるパターンと厳密に一致していなくてもよい。一般には、放射ビームＢに付与されるパターンは、目標部分Ｃに形成される集積回路などのデバイスにおける特定の機能層に対応する。

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、マスクやプログラマブルミラーアレイ、プログラマブルＬＣＤパネルがある。マスクはリソグラフィの分野では周知であり、バイナリマスクやレベンソン型位相シフトマスク、ハーフトーン型位相シフトマスク、更に各種のハイブリッド型マスクが含まれる。プログラマブルミラーアレイの一例としては、小型のミラーがマトリックス状に配列され、各ミラーが入射してくる放射ビームを異なる方向に反射するように個別に傾斜可能であるというものがある。これらの傾斜ミラーにより、マトリックス状ミラーで反射された放射ビームにパターンが付与されることになる。図示されるように、本装置は、透過型であり、透過型マスクを用いる。

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、レジストで被覆されたウェーハを保持するためにある。基板テーブルＷＴは、いくつか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構成されている第２ステージ位置決めシステムＰＷに接続されている。

投影システムＰＳは、パターニングデバイスＭＡにより放射ビームＢに付与されたパターンを基板Ｗの目標部分Ｃに投影するよう構成されている。

本書で使用される「投影システムＰＳ」という用語は、使用される露光放射に関して又は液浸液や真空の利用などの他の要因に関して適切とされるいかなる投影システムＰＳをも包含するよう広く解釈されるべきであり、屈折光学系、反射光学系、反射屈折光学系、磁気的光学系、電磁気的光学系、静電的光学系、またはそれらの任意の組み合わせを含む。

放射ビームＢは、パターニングデバイスＭＡに入射して、パターニングデバイスＭＡによりパターンが付与される。パターニングデバイスＭＡを横切った放射ビームＢは投影システムＰＳを通過する。投影システムＰＳは放射ビームＢを基板Ｗの目標部分Ｃに合焦する。第２ステージ位置決めシステムＰＷと位置センサＩＦ（例えば、干渉計、リニアエンコーダ、または静電容量センサ）により、例えば放射ビームＢの経路に異なる目標部分Ｃを位置決めするように、基板テーブルＷＴを正確に移動させることができる。同様に、第１ステージ位置決めシステムＰＭと他の位置センサ（図１には明示せず）は、放射ビームＢの経路に対してパターニングデバイスＭＡを正確に位置決めするために使用することができる。一般に支持構造ＭＴの移動は、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により実現されうる。ロングストロークモジュールは、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長距離の粗い位置決めを提供する。ショートストロークモジュールは、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の短距離の精細な位置決めを提供する。同様に基板テーブルＷＴの移動は、第２ステージ位置決めシステムＰＷの一部を構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により実現されうる。図６は、更なる実施の形態におけるロングストロークモジュール６６を開示する。ステッパでは（スキャナとは異なり）、支持構造ＭＴはショートストロークのアクチュエータにのみ接続されているか、あるいは固定されていてもよい。

パターニングデバイスＭＡと基板Ｗとは、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を用いてアライメントされてもよい。図においては基板アライメントマークＰ１、Ｐ２が専用の目標部分を占拠しているが、それらは目標部分Ｃ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ＭＡに複数のダイがある場合にはマスクアライメントマークＭ１、Ｍ２をダイ間に配置してもよい。

リソグラフィ装置は、２つ以上の基板テーブルＷＴ及び／または２つ以上の支持構造ＭＴを有する形式であってもよい。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、計測を実行するよう構成されているが基板Ｗを保持するよう構成されていない計測テーブルを備えてもよい。

また、リソグラフィ装置は、基板の少なくとも一部が例えば水などの比較的高い屈折率を有する液体で投影システムＰＳと基板Ｗとの間の空間を満たすよう覆われうる形式のものであってもよい。液浸液は、例えばパターニングデバイスＭＡと投影システムＰＳとの間などのリソグラフィ装置の他の空間に適用されてもよい。液浸技術は投影システムの開口数を増大させるために当分野で周知である。本書で使用される「液浸」との用語は、基板Ｗ等の構造体が液体に浸されなければならないことを意味するのではなく、液体が投影システムＰＳと基板Ｗとの間に露光中に配置されることを意味するにすぎない。

図示のリソグラフィ装置は例えば次の３つのモードのうち少なくとも１つのモードで使用され得る。

第１モード、いわゆるステップモードにおいては、放射ビームＢに付与されたパターンの全体が１回で目標部分Ｃに投影される間、支持構造ＭＴ及び基板テーブルＷＴは実質的に静止状態とされる。そして基板テーブルＷＴがＸ方向及び／またはＹ方向に移動されて、異なる目標部分Ｃが露光される。

第２モード、いわゆるスキャンモードにおいては、放射ビームＢに付与されたパターンが目標部分Ｃに投影される間、支持構造ＭＴ及び基板テーブルＷＴは同期して走査される。支持構造ＭＴに対する基板テーブルＷＴの速度及び方向は、投影システムＰＳの拡大（縮小）特性及び像反転特性により定められうる。

第３モードにおいては、支持構造ＭＴがプログラマブルパターニングデバイスＭＡを保持して実質的に静止状態とし、放射ビームＢに付与されたパターンが目標部分Ｃに投影される間、基板テーブルＷＴが移動または走査される。このモードではパルス放射源が通常用いられ、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の毎回の移動後、または走査中の連続放射パルス間に必要に応じて更新される。この動作モードは、上述の形式のプログラマブルミラーアレイ等の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。

上記で記載した使用モードを組み合わせて動作させてもよいし、各モードに変更を加えて動作させてもよいし、さらに全く別の使用モードが用いられてもよい。

図２は、本発明の第１の実施の形態を示す。図２は、ステージ位置決めシステム２００を示し、これは、第１ステージ位置決めシステムＰＭまたは第２ステージ位置決めシステムＰＷであってもよい。ステージ位置決めシステム２００は、第１本体２０と、第２本体２２と、連結器２４と、を備える。連結器２４は、第１本体２０および第２本体２２を互いに連結する。連結器２４は、第１本体２０および第２本体２２を互いに連結する粘弾性要素２６を備える。

粘弾性要素２６は、第１本体２０および第２本体２２を互いに接続するのに適切ないかなる形式または形状を有してもよい。粘弾性要素２６は、ディスク状に成形されていてもよいし、梁として成形されていてもよい。粘弾性要素２６は、粘弾性材料を有する。粘弾性材料に加えて、粘弾性要素２６は、粘弾性でない材料、例えば金属を備えてもよい。粘弾性材料は、例えば加硫処理することによって、粘弾性でない材料に接続されていてもよい。粘弾性でない材料は、第１本体２０および／または第２本体２２との接合部を形成するために使用されてもよい。

第１本体２０は１つの単純なブロックとして描かれてはいるが、実際には、第１本体２０は、動的挙動を有する力学系を形成してもよい。第１本体２０の動的挙動は、第１本体２０に印加される力に応答して第１本体２０がどのように振動するかを決定する。その振動のほとんどが、第１本体２０を剛体として運動させる振動ではなく、第１本体２０を変形させる振動であってもよい。それに代えて又はそれに加えて、第２本体２２が、動的挙動を有する力学系を形成してもよい。

力学系の動的挙動は、卓越固有振動数によって特徴づけられる。卓越固有振動数またはそれに近い振動数でステージ位置決めシステム２００に振動が印加されるとき、振動の振幅は増大する。振動の増大は、ステージ位置決めシステム２００に卓越固有振動数での共振を生じさせる。

ステージ位置決めシステム２００は、多数の固有振動数を有してもよい。最低の固有振動数は例えば、１００Ｈｚまたは５００Ｈｚ程度であってもよい。最高の固有振動数は、１００００Ｈｚより高くてもよい。ただし、ある振動数を越える固有振動数は、ステージ位置決めシステム２００の動的挙動に実質的に影響しない。また、ある固有振動数は、ステージ位置決めシステム２００の性能に悪影響をもたらさない固有振動に対応していてもよい。

本発明は、卓越固有振動数の影響を低減することを目的とする。卓越固有振動数は、ステージ位置決めシステムが位置決め可能な位置決め精度を制限する固有振動数でありうる。卓越固有振動数は、第１本体２０の位置を制御するよう構成されたコントローラの帯域幅を制限する固有振動数でありうる。卓越固有振動数は、第１本体２０および第２本体２２を互いに力学的に分離する振動数でありうる。卓越固有振動数は、ステージ位置決めシステム２００の寿命を制限する固有振動数でありうる。例えば、固有振動数でのステージ位置決めシステム２００の振動は、ステージ位置決めシステム２００を形成する材料の疲労の原因となりうる。要約すると、卓越固有振動数は、ステージ位置決めシステム２００の性能を制限する固有振動数である。

図３は、温度Ｔ（例えば摂氏温度で表す）に依存する粘弾性要素２６の剛性をグラフに示す。粘弾性要素の剛性が温度に依存することは周知である。また、粘弾性要素の剛性が振動数に依存することも周知である。したがって、粘弾性要素２６の剛性は、振動数依存剛性３００と称される。図３のグラフにおいては、振動数依存剛性３００を表す線は、区別可能な３つの異なる領域を有する。低温では粘弾性要素２６はガラス領域３１０にある。ガラス領域３１０においては、粘弾性要素２６の剛性は他の領域に比べて高い。ガラス領域３１０においては、振動数依存剛性３００の値は、温度Ｔの一単位につき実質的に変化しない。高温では粘弾性要素２６はゴム領域３３０にある。ゴム領域３３０においては、粘弾性要素２６の剛性は、他の領域に比べて低い。ゴム領域３３０においては、振動数依存剛性３００の値は、温度Ｔの一単位につき実質的に変化しない。ガラス領域３１０とゴム領域３３０の間には、ガラス転移領域３２０が存在する。ガラス転移領域３２０においては、振動数依存剛性３００の値は、ガラス領域３１０およびゴム領域３３０に比べて温度の一単位につき実質的に大きく変動する。

図４は、振動数（ヘルツ（Ｈｚ）で表す）に依存する粘弾性要素２６の振動数依存剛性３００をグラフに示す。グラフの横軸の振動数は、粘弾性要素２６を変形させる振動数である。振動数依存剛性３００の振動数への依存性が振動数依存剛性３００の温度への依存性に対し反転することは周知である。振動数依存剛性３００の振動数および温度への依存性についての更なる説明は、粘弾性ダンピング技術ハンドブック（Handbook of Viscoelastic vibration damping、David L.G. Jones著、２００１年、ISBN 13:9780471492481）に見ることができる。低い振動数では粘弾性要素２６はゴム領域３３０にある。高い振動数では粘弾性要素２６はガラス領域３１０にある。ガラス領域３１０とゴム領域３３０の間では粘弾性要素２６はガラス転移領域３２０にある。グラフにおける振動数依存剛性３００の絶対値は粘弾性要素２６の温度に依存する。粘弾性要素２６の温度が高くなるとグラフの曲線は右に移動し、つまりガラス転移領域３２０の開始点がより高い振動数に移動する。粘弾性要素２６の温度が低くなるとグラフの曲線は左に移動し、つまりガラス転移領域３２０の開始点がより低い振動数に移動する。また、振動数依存剛性３００の絶対値は、粘弾性要素２６の寸法にも依存する。例えば、振動数依存剛性３００を増加するには粘弾性要素２６の断面積を増加すればよい。

図２の実施の形態には、弾性要素２８が設けられていてもよい。弾性要素２８は、粘弾性要素２６と並列に第１本体２０および第２本体２２を互いに連結するよう配設されている。弾性要素２８は、第１本体２０および第２本体２２を互いに接続するのに適切ないかなる形式または形状を有してもよい。プレートまたは梁または支柱の形式であってもよい。弾性要素２８は、多数の分離された部分を備えてもよい。弾性要素２８は、１以上の自由度例えば６自由度において第１本体２０および第２本体２２を互いに連結してもよい。粘弾性要素２６が、弾性要素２８を少なくとも部分的に囲んでもよい。粘弾性要素２６は、弾性要素２８を完全に囲んでもよい。あるいは、弾性要素２８が、粘弾性要素２６を少なくとも部分的に囲んでもよい。弾性要素２８は、周囲環境から粘弾性要素２６を隔離するよう粘弾性要素２６を囲んでもよい。周囲環境は真空であってもよい。粘弾性要素２６を囲むことによって、弾性要素２８は、粘弾性要素２６から周囲環境にパーティクルまたはガスが進入するのを防止してもよい。粘弾性要素２６および弾性要素２８は、例えば加硫処理をすることによって、互いに接続されていてもよい。

弾性要素２８の剛性４００が図４に示されている。弾性要素２８の剛性４００は、振動数から実質的に独立している。弾性要素２８の剛性４００の絶対値は、弾性要素２８の寸法を設定することによって設定可能である。例えば、弾性要素２８の剛性４００を増加するには弾性要素２８の断面積を増加すればよい。

振動数依存剛性３００は、振動数ｆ２にて値４２０を有する。振動数ｆ２は、ステージ位置決めシステム２００の動作温度にてゴム領域３３０にある。振動数依存剛性３００は、振動数ｆ３にて値４３０を有する。振動数ｆ３は、ステージ位置決めシステム２００の動作温度にてガラス領域３１０にある。図４は、卓越固有振動数ｆｎを示す。卓越固有振動数ｆｎは、ステージ位置決めシステム２００の動作温度にてガラス転移領域３２０にある。振動数依存剛性３００は、卓越固有振動数ｆｎにて値４４０を有する。

振動数依存剛性３００の値はガラス転移領域３２０上で顕著に変化するから、粘弾性要素２６は、ガラス転移領域３２０にある振動数をもつ振動に減衰を生じさせる。粘弾性要素２６は、粘弾性要素２６を変形させかつガラス転移領域３２０における振動数を有する振動を減衰させる。卓越固有振動数ｆｎはガラス転移領域３２０にあるから、粘弾性要素２６は、卓越固有振動数ｆｎをもつ振動を減衰させることができる。

ある実施の形態においては、振動数ｆ２は、卓越固有振動数ｆｎより小さい。振動数ｆ３は、卓越固有振動数ｆｎより大きい。値４２０は、値４４０より小さい。値４３０は、値４４０より大きい。

振動数依存剛性３００の絶対値は、粘弾性要素２６の幾何形状に依存しうる。一例においては、粘弾性要素２６は、プレートとして形作られている。プレートは、プレートの主面に平行な軸方向に剛性を有する。プレートの主面に平行な軸方向の剛性は、プレートの主面に垂直な更なる軸方向でのプレートの剛性と異なる。また、振動数依存剛性３００の絶対値は、粘弾性要素２６にどのように力が導入されるかに依存しうる。

ある実施の形態においては、振動数依存剛性３００の値４４０は、弾性要素２８の剛性４００より大きい。

図５は、連結器２４の剛性５００をグラフに示す。剛性５００は、振動数依存剛性３００および弾性要素２８の剛性４００の結合である。図５には、振動数依存剛性３００および弾性要素２８の剛性４００も示す。低い振動数では剛性４００が振動数依存剛性３００よりも実質的に大きいので、剛性５００は剛性４００に実質的に等しくなる。高い振動数では振動数依存剛性３００の値は剛性４００の値よりも実質的に大きい。原理的には剛性５００の値は振動数依存剛性３００の値に等しくなるであろう。しかし、剛性５００の値は、値５１０に制限されている。値５１０は、いくつかの剛性によって定まりうる。１つの例は、連結器２４と第１本体２０の間の接続の実装の剛性である。接続の実装は、ある制限された剛性を有する接着層を備えてもよい。

剛性５００は、領域５２０によって特徴づけられる。領域５２０においては、剛性５００は大半が、粘弾性要素２６によって定められている。弾性要素２８および粘弾性要素２６は、卓越固有振動数ｆｎが領域５２０にあるように寸法が定められていてもよい。

第１本体２０、第２本体２２、および連結器２４はともに、更なる力学系を形成してもよい。更なる力学系は、更なる動的挙動を有する。更なる動的挙動は、第１本体２０および第２本体２２がステージ位置決めシステム２００に印加される力に応答してどのように振動するか、を定める。更なる動的挙動は振動数依存性であり、すなわち、ステージ位置決めシステム２００に力が印加される振動数に依存して、ステージ位置決めシステム２００の振動の振幅が異なりうる。

更なる力学系は、更なる固有振動数によって特徴づけられる。卓越固有振動数ｆｎは、第１本体２０および第２本体２２の剛性、第１本体２０および第２本体２２の質量、連結器２４の質量、弾性要素２８の剛性４００、および、粘弾性要素２６の振動数依存剛性３００に依存する。これらの依存性を設定することにより、卓越固有振動数を更なる固有振動数ｆｎに等しくすることが可能である。例えば、弾性要素２８の剛性４００は、卓越固有振動数が更なる固有振動数ｆｎに等しくなるよう調整されてもよい。他の例においては、第２本体２２の質量が調整される。

図６は、本発明に係るステージ位置決めシステム２００の更なる実施の形態を示す。更なる実施の形態は、上述の実施の形態のすべての特徴を有してもよい。加えて、ステージ位置決めシステム２００は、基準６２、センサ６４、およびロングストロークモジュール６６を有する。

基準６２は、第１本体２０に接続されている。センサ６４は、第１本体２０に接続されていない。センサ６４は、フレーム、例えば静止フレームまたは例えば投影システムＰＳを支持するフレームに接続されていてもよい。センサ６４は、基準６２と協働して第１本体２０の位置を表す信号を提供する。代案として、センサ６４が第１本体２０に接続されていてもよく、基準６２が第１本体２０に接続されていなくてもよい。センサ６４は、位置センサＩＦを備えてもよい。センサ６４は、干渉計であってもよく、基準６２は、ミラーを備えてもよい。センサ６４は、エンコーダ式センサであってもよく、基準６２は、格子を備えてもよい。エンコーダ式センサは、一自由度または多自由度で第１本体２０の位置を表す信号を提供してもよい。

第２本体２２は、第１本体２０を移動させるよう配設されたアクチュエータを備えてもよい。アクチュエータは、第２本体２２とロングストロークモジュール６６との間に力Ｆを提供してもよい。アクチュエータは、互いに対し移動可能であるとともに力Ｆを生成するよう協働する二つの部分を備えてもよい。それら二つの部分は磁石およびコイルであってもよい。第２本体２２は、それら二つの部分の一方を備えてもよく、または、それら二つの部分の一方に接続されていてもよい。二つの部分の他方は、ロングストロークモジュール６６に接続されていてもよい。ロングストロークモジュール６６は、投影システムＰＳなどの基準に対し例えばｘ軸方向にアクチュエータを移動させるよう配設されている。アクチュエータは、第１本体２０をロングストロークモジュール６６に対し例えばｘ軸方向に移動させるよう配設されている。アクチュエータは、リラクタンスアクチュエータ、ローレンツアクチュエータ、または、力を生成可能な任意の形式のアクチュエータを備えてもよい。アクチュエータは、ピエゾアクチュエータまたはボールねじスピンドルのような、第１本体２０に変位を与えることによって第１本体２０を移動させるアクチュエータを備えてもよい。

ある実施の形態においては、第１本体２０は、センサ６４または基準６２を第２本体２２上に搭載するためのマウントである。

ある実施の形態においては、センサ６４または基準６２は、第１本体２０に連結されている。アクチュエータは、第２本体２２に接続されている。連結器２４は、第１本体２０および第２本体２２を互いに連結する。

第１本体２０は、支持構造ＭＴおよび基板テーブルＷＴのうち一方を備え、または支持してもよい。ある実施の形態においては、第１本体２０は、支持構造ＭＴおよび基板テーブルＷＴのうち一方と一体化されている。

上述のステージ位置決めシステム２００は、リソグラフィ装置以外の装置における使用に適するものであってもよい。例えば、ステージ位置決めシステム２００は、顕微鏡に使用されてもよい。第１本体２０は、顕微鏡で検査されるべき基板Ｗを移動させるために使用されてもよい。ステージ位置決めシステム２００は、露光された基板Ｗの性質を検査するための検査装置において使用されてもよい。第１本体２０は、基板Ｗを移動させるために使用されてもよい。ステージ位置決めシステム２００は、第１本体２０が基準に対し移動させられる任意の種類の装置において使用されてもよい。

本明細書ではＩＣの製造におけるリソグラフィ装置の使用に具体的に言及されうるが、本書に説明されるリソグラフィ装置は他の用途にも適用することが可能であるものと理解されたい。他の用途としては、集積光学システム、磁区メモリ用案内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）、薄膜磁気ヘッドなどの製造がある。基板Ｗは、パターンの基板への転写前または転写後において例えばトラック、メトロロジツール、及び／またはインスペクションツールにより処理されてもよい。トラックは、典型的にはレジスト層を基板Ｗに塗布し、放射ビームＢに露光されたレジストを現像する装置である。また、基板Ｗは、例えば多層ＩＣを製造するために、複数回処理されてもよく、その場合には本書における基板Ｗという用語は既に処理されている多数の処理層を含む基板Ｗをも意味する。

本発明の具体的な実施の形態が上述されたが、本発明は説明したもの以外の形式で実施されてもよい。
上述の説明は例示であり、限定を意図しない。よって、後述の特許請求の範囲から逸脱することなく既述の本発明に変更を加えることができるということは、関連技術の当業者には明らかなことである。

Claims (11)

1. 第１本体（２０）と、
   第２本体（２２）と、
   前記第１本体（２０）および前記第２本体（２２）を互いに連結するよう配設されている連結器（２４）と、を備え、
   前記連結器（２４）は、前記第１本体（２０）および前記第２本体（２２）を互いに連結するよう配設されている粘弾性要素（２６）を備えるステージ位置決めシステム（２００）。
2. 前記第１本体（２０）の位置を表す信号を提供するセンサ（６４）と、
   前記第１本体（２０）を移動させるアクチュエータと、を備え、
   前記第２本体（２２）は、前記アクチュエータおよび前記連結器（２４）を互いに連結するよう配設されている、請求項１に記載のステージ位置決めシステム（２００）。
3. 前記第２本体（２２）が、前記アクチュエータを備える、請求項２に記載のステージ位置決めシステム（２００）。
4. 前記アクチュエータは、リラクタンスアクチュエータを備える、請求項２または３に記載のステージ位置決めシステム（２００）。
5. ロングストロークモジュール（６６）を備え、
   前記ロングストロークモジュール（６６）は、前記アクチュエータを移動させるよう配設され、
   前記アクチュエータは、前記ロングストロークモジュール（６６）に対して前記第１本体（２０）を移動させるよう配設されている、請求項２から４のいずれかに記載のステージ位置決めシステム（２００）。
6. 前記連結器（２４）は、弾性要素（２８）を備え、
   前記弾性要素（２８）は、前記粘弾性要素（２６）と並列に前記第１本体（２０）および前記第２本体（２２）を互いに連結するよう配設されている、請求項１から５のいずれかに記載のステージ位置決めシステム（２００）。
7. 前記粘弾性要素（２６）は、振動数依存剛性（３００）を有し、
   前記振動数依存剛性（３００）は、ガラス転移領域（３２０）によって特徴づけられ、
   前記第１本体（２０）は、卓越固有振動数（ｆｎ）によって特徴づけられる力学系を形成し、
   前記卓越固有振動数（ｆｎ）は、前記ステージ位置決めシステム（２００）の動作温度にて前記ガラス転移領域（３２０）にある、請求項１から６のいずれかに記載のステージ位置決めシステム（２００）。
8. 前記連結器（２４）は、前記粘弾性要素（２６）と並列に前記第１本体（２０）および前記第２本体（２２）を互いに連結するよう配設されている弾性要素（２８）を備え、
   前記弾性要素は、第１値（４００）を有する剛性を有し、
   前記振動数依存剛性（３００）は、ガラス領域（３１０）によって特徴づけられ、
   前記振動数依存剛性（３００）は、ゴム領域（３３０）によって特徴づけられ、
   前記振動数依存剛性（３００）は、第２振動数（ｆ２）にて第２値（４２０）を有し、
   前記第２振動数（ｆ２）は、前記ステージ位置決めシステム（２００）の前記動作温度にて前記ゴム領域（３３０）にあり、
   前記振動数依存剛性（３００）は、第３振動数（ｆ３）にて第３値（４３０）を有し、
   前記第３振動数（ｆ３）は、前記ステージ位置決めシステム（２００）の前記動作温度にて前記ガラス領域（３１０）にあり、
   前記第２振動数（ｆ２）は、前記卓越固有振動数（ｆｎ）より小さく、
   前記第３振動数（ｆ３）は、前記卓越固有振動数（ｆｎ）より大きく、
   前記第１値（４００）は、前記第２値（４２０）より大きく、
   前記第１値（４００）は、前記第３値（４３０）より小さい、請求項７に記載のステージ位置決めシステム（２００）。
9. 前記振動数依存剛性（３００）は、前記卓越固有振動数（ｆｎ）にて第４値（４４０）を有し、前記第４値（４４０）は、前記第１値（４００）より大きい、請求項８に記載のステージ位置決めシステム（２００）。
10. 前記第１本体（２０）、前記第２本体（２２）、および前記連結器（２４）はともに、更なる固有振動数を有する更なる力学系を形成し、
    前記更なる固有振動数は、前記連結器（２４）の変形によって実質的に定まる共振モードに対応し、
    前記卓越固有振動数（ｆｎ）は、前記更なる固有振動数と等しい、請求項７から９のいずれかに記載のステージ位置決めシステム（２００）。
11. パターンを有するパターニングデバイス（ＭＡ）を支持するための支持構造（ＭＴ）と、
    前記パターンを基板（Ｗ）に投影するための投影システム（ＰＳ）と、
    前記基板（Ｗ）を保持するための基板テーブル（ＷＴ）と、
    請求項１から１０のいずれかに記載のステージ位置決めシステム（２００）と、を備え、
    前記第１本体（２０）は、前記支持構造（ＭＴ）および前記基板テーブル（Ｗ）のうち一方を備えるリソグラフィ装置。

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