JP2018538570A - 振動絶縁デバイス、リソグラフィ装置、および振動絶縁システムを調節する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】改良された振動絶縁性能を可能にする振動絶縁デバイスを提供する。
【解決手段】本発明は、構造物ＳＴを支持するように構成された振動絶縁デバイスＶＩであって、基準構造物に設置されたベース部ＢＰと振動絶縁部ＶＩＰとを有するエアマウントＡＭと、倒立振子デバイスＩＰとを備え、倒立振子デバイスの下端がエアマウントの振動絶縁部に設置され、倒立振子デバイスの上端が支持されるべき構造物を支持し、振動絶縁デバイスは、倒立振子デバイスの剛性を調整するように構成された剛性調整デバイスＳＡを備える振動絶縁デバイスを提供する。
【選択図】図２

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０１５年１１月２３日に出願された欧州出願第１５１９５７５６．０号の優先権を主張し、その全体が本明細書に援用される。

本発明は、振動絶縁デバイス、リソグラフィ装置、および振動絶縁システムを調節する方法に関する。

リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板に、通常は基板の目標部分に与える機械である。リソグラフィ装置は例えば集積回路（ＩＣ）の製造に用いられる。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得る。このパターンが基板（例えばシリコンウェーハ）の（例えばダイの一部、あるいは１つまたは複数のダイを含む）目標部分に転写される。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（レジスト）層への結像による。一般に一枚の基板には網状に隣接する一群の目標部分が含まれ、これらは連続的にパターン形成される。公知のリソグラフィ装置にはいわゆるステッパとスキャナとがある。ステッパにおいては、目標部分にパターン全体が一度に露光されるようにして各目標部分は照射を受ける。スキャナにおいては、所与の方向（スキャン方向）に放射ビームによりパターンを走査するとともに基板をこの方向と平行または逆平行に走査するようにして各目標部分は照射を受ける。パターニングデバイスから基板へのパターン転写は、基板にパターンをインプリントすることによっても可能である。

先行技術のリソグラフィ装置においては、基板の目標部分にパターン付きのビームを投影するための投影システムが、構造物たとえばメトロロジフレームによって支持されるとともにこれに対して位置決めされている。メトロロジフレームは、ベース構造物たとえばベースフレームによって支持されるとともにこれに対して位置決めされている。

投影システムの振動は基板への投影を不正確にする原因となり、それにより基板は使用不能となりうる。したがって、投影システムのいかなる振動も防止されるべきである。しかしながら、ベースフレームは、工場の床などのリソグラフィ装置の環境に結合されている。ベースフレームは、環境の何らかの振動をベースフレームに剛に結合された何らかの物体に伝えてしまう。

先行技術のリソグラフィ装置においては典型的に、３個の振動絶縁デバイスがベース構造物から振動絶縁デバイスによって支持された構造物へと伝わる振動を防止するために設けられている。

こうした先行技術のリソグラフィ装置の公知の実施例においては、各振動絶縁デバイスは、ベース構造物に設置されたベース部と、振動絶縁部とを有するエアマウントを備える。エアマウントは、鉛直方向（ｚ方向）に空気圧コンプライアンスを提供する。振動絶縁デバイスはさらに、倒立振子デバイスを備え、倒立振子デバイスの下端はエアマウントの振動絶縁部に設置され、倒立振子デバイスの上端は支持されるべき構造物に接続されている。倒立振子デバイスは、鉛直方向に垂直な水平面内の方向（ｘ方向およびｙ方向）および３つの直交軸周りの回転方向（すなわちｘ方向、ｙ方向、ｚ方向の軸周りの回転）にコンプライアンスを提供するように構成されている。

倒立振子デバイスは、振動絶縁部を構造物に接続する１つ又は複数の振子ロッドを備えてもよい。水平面内の固有振動数は、倒立振子デバイスの正の剛性たとえば１つ又は複数の振子ロッドに設けられた弾性ジョイントの剛性と、倒立振子デバイスの負の剛性すなわち倒立振子デバイスの傾斜する傾向とによって決定される。

通例、構造物の質量は３つの振動絶縁デバイスによって運動学的な支持を得るように支持されている。理想的には、各振動絶縁デバイスにかかる質量が全質量の１／３となり、振動絶縁デバイスによって「見られる」慣性はちょうど同じになる。その場合に３つの振動絶縁デバイスの各部分が同一であれば、各デバイスの剛性すなわち固有振動数はほぼ０Ｈｚに設計されうる。

しかしながら、いくつかの側面によって、３つの振動絶縁デバイスを有する振動絶縁システムの合計の剛性すなわち固有振動数をほぼゼロに設計することが妨げられる。例えば、支持されるべき構造物の質量は通例３つの振動絶縁デバイスに完全には配分されないし、ヤング定数などの材料特性はいくらか変動しうる。また、機械的部分は機械加工の公差を有しうる。

さらに、ベース構造物と絶縁される構造物との間の動的リンクと呼ばれる外部（通例は正の）剛性もまたシステムの固有振動数に影響を及ぼす。動的リンクの例はケーブルやホース、ファイバである。

合計の剛性（正の剛性マイナス負の剛性）がゼロを下回らないこと（下回るとシステムが不安定となる）を保証するために、システム内の公差によって合計の剛性が負になることを防ぐように実質的な剛性マージンが振動絶縁システムに設計されなければならない。しかしながら、この実質的な剛性マージンは振動絶縁デバイスの振動絶縁性能に負の影響を与える。

望まれるのは、改良された振動絶縁性能を可能にする振動絶縁デバイスを提供することである。また、望まれるのは、改良された振動絶縁性能をもつ１つ又は複数の振動絶縁デバイスを備えるリソグラフィ装置を提供することである。

本発明のある態様によると、構造物を支持するように構成された振動絶縁デバイスであって、ベース構造物に設置されたベース部と振動絶縁部とを有するエアマウントと、倒立振子デバイスとを備え、前記倒立振子デバイスの下端が前記エアマウントの前記振動絶縁部に設置され、前記倒立振子デバイスの上端が支持されるべき前記構造物を支持し、前記振動絶縁デバイスは、前記倒立振子デバイスの剛性を調整するように構成された剛性調整デバイスを備える振動絶縁デバイスが提供される。

本発明のある態様によると、リソグラフィ装置であって、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、前記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部と、基板を保持するように構成された基板テーブルと、前記パターン付き放射ビームを前記基板の目標部分に投影するように構成された投影システムと、を備え、前記投影システムは、支持構造によって支持され、前記リソグラフィ装置は、前記支持構造を支持するように構成された少なくとも１つの振動絶縁デバイスを備え、前記少なくとも１つの振動絶縁デバイスは、基準構造物に設置されたベース部と振動絶縁部とを有するエアマウントと、倒立振子デバイスとを備え、前記倒立振子デバイスの下端が前記エアマウントの前記振動絶縁部に設置され、前記倒立振子デバイスの上端が前記支持構造を支持し、前記振動絶縁デバイスは、前記倒立振子デバイスの剛性を調整するように構成された剛性調整デバイスを備えるリソグラフィ装置が提供される。

本発明のある態様によると、構造物を支持するように構成された振動絶縁デバイスを調節する方法であって、前記振動絶縁デバイスは、ベース構造物に設置されたベース部と振動絶縁部とを有するエアマウントと、倒立振子デバイスとを備え、前記倒立振子デバイスの下端が前記エアマウントの前記振動絶縁部に設置され、前記倒立振子デバイスの上端が支持されるべき前記構造物を支持し、前記振動絶縁デバイスは、前記倒立振子デバイスの剛性を調整するように構成された剛性調整デバイスを備え、前記方法は、前記倒立振子デバイスの剛性を決定する工程と、決定された前記倒立振子デバイスの剛性に基づいて前記剛性調整デバイスを使用して前記倒立振子デバイスの剛性を調整する工程と、を備える方法が提供される。

本発明のいくつかの実施の形態が付属の概略的な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。

本発明のある実施の形態に係る基板ステージを備えるリソグラフィ装置を示す。 本発明に係る振動絶縁デバイスの第１の実施の形態を示す。 本発明に係る振動絶縁デバイスの第２の実施の形態を示す。 本発明に係る振動絶縁デバイスの第３の実施の形態を示す。 本発明に係る振動絶縁デバイスの第４の実施の形態を示す。

図１は、本発明の一実施形態に係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、または、他の適する放射）を調整するよう構成されている照明システム（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を支持するよう構成され、いくつか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構成されている第１位置決め装置ＰＭに接続されているマスク支持構造（例えばマスクテーブル）ＭＴと、を含む。また、この装置は、基板（例えば、レジストで被覆されたウェーハ）Ｗを保持するよう構成され、いくつかのパラメータに従って基板を正確に位置決めするよう構成されている第２位置決め装置ＰＷに接続されている基板テーブル（例えばウェーハテーブル）ＷＴまたは「基板支持部」を含む。さらに、この装置は、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（例えば１つ以上のダイを含む）目標部分Ｃに投影するよう構成されている投影システム（例えば、屈折投影レンズ系）ＰＳを含む。

照明システムは、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。

マスク支持構造は、パターニングデバイスを支持する（すなわち、パターニングデバイスの重量を支える）。支持構造は、パターニングデバイスの向き、リソグラフィ装置の設計、および例えばパターニングデバイス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を保持する。マスク支持構造は、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を保持するその他の固定技術を用いることができる。マスク支持構造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。マスク支持構造は、パターニングデバイスが例えば投影システムに対して所望の位置にあることを保証してもよい。本明細書では「レチクル」または「マスク」という用語を用いた場合には、より一般的な用語である「パターニングデバイス」に同義であるとみなされるものとする。

本書で使用される「パターニングデバイス」という用語は、基板の目標部分にパターンを形成すべく放射ビームの断面にパターンを付与するために使用可能な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、放射ビームに与えられるパターンは、基板の目標部分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、放射ビームに付与されるパターンは、目標部分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。

本書で使用される「投影システム」という用語は、使用される露光放射に関して又は液浸液の使用または真空の使用等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。本書における「投影レンズ」との用語の使用はいかなる場合も、より一般的な用語である「投影システム」と同義とみなされうる。

図示されるように、本装置は、（例えば透過型マスクを用いる）透過型である。これに代えて、本装置は、（例えば、上述の形式のプログラマブルミラーアレイ、または反射型マスクを用いる）反射型であってもよい。

リソグラフィ装置は、２つ（デュアルステージ）又はそれより多くの基板テーブルまたは「基板支持部」（及び／または２つ以上のマスクテーブルまたは「マスク支持部」）を有する形式のものであってもよい。このような多重ステージ型の装置においては、追加されたテーブルまたは支持部は並行して使用されるか、あるいは１以上のテーブルまたは支持部が露光のために使用されている間に１以上の他のテーブルまたは支持部で準備工程が実行されてもよい。

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と基板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、例えばマスクと投影システム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使用することができる。本書で使用される「液浸」との用語は、基板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と基板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取る。例えば放射源がエキシマレーザである場合には、放射源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、放射ビームは、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例えば含むビーム搬送系ＢＤを介して放射源ＳＯからイルミネータＩＬへと受け渡される。放射源が例えば水銀ランプである等の他の場合には、放射源はリソグラフィ装置と一体の部分であってもよい。放射源ＳＯとイルミネータ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。

イルミネータＩＬは放射ビームの角強度分布を調整するよう構成されているアジャスタＡＤを含んでもよい。一般には、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及び／又は内側半径範囲（通常それぞれ「シグマ−アウタ（σ−ｏｕｔｅｒ）」、「シグマ−インナ（σ−ｉｎｎｅｒ）」と呼ばれる）を調整することができる。加えてイルミネータＩＬは、インテグレータＩＮおよびコンデンサＣＯ等その他の各種構成要素を含んでもよい。イルミネータ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を調整するために使用されてもよい。

放射ビームＢは、マスク支持構造（例えばマスクテーブルＭＴ）に保持されるパターニングデバイス（例えばマスクＭＡ）に入射して、パターニングデバイスによりパターン形成される。マスク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はビームを基板Ｗの目標部分Ｃに合焦する。第２位置決め装置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、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位置決め装置ＰＭと他の位置センサ（図１には明示せず）は、例えばマスクライブラリの機械的な取り出し後または走査中に、放射ビームＢの経路に対してマスクＭＡを正確に位置決めするために使用することができる。一般にマスクテーブルＭＴの移動は、第１位置決め装置ＰＭの一部を構成するロングストロークモジュール（粗い位置決め用）及びショートストロークモジュール（精細な位置決め用）により実現されうる。同様に、基板テーブルＷＴまたは「基板支持部」の移動は、第２位置決め装置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。ステッパでは（スキャナとは異なり）、マスクテーブル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。マスク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が専用の目標部分を占拠しているが、アライメントマークは目標部分間のスペースに配置されてもよい（これ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、マスクＭＡに複数のダイが設けられる場合にはマスクアライメントマークがダイ間に配置されてもよい。

図示の装置は例えば次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。

１．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、マスクテーブルＭＴまたは「マスク支持部」及び基板テーブルＷＴまたは「基板支持部」は実質的に静止状態とされる（すなわち単一静的露光）。そして基板テーブルＷＴまたは「基板支持部」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。ステップモードでは露光フィールドの最大サイズが単一静的露光で結像される目標部分Ｃのサイズを制限することになる。

２．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、マスクテーブルＭＴまたは「マスク支持部」及び基板テーブルＷＴまたは「基板支持部」は同期して走査される（すなわち単一動的露光）。マスクテーブルＭＴまたは「マスク支持部」に対する基板テーブルＷＴまたは「基板支持部」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。スキャンモードでは露光フィールドの最大サイズが単一動的露光での目標部分Ｃの（非走査方向の）幅を制限し、走査移動距離が目標部分Ｃの（走査方向の）長さを決定する。

３．別のモードにおいては、マスクテーブルＭＴまたは「マスク支持部」がプログラマブルパターニングデバイスを保持して実質的に静止状態とし、放射ビーム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または「基板支持部」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または「基板支持部」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１のリソグラフィ装置においては、リソグラフィ装置のいくつかの部分を外部振動から絶縁することが望まれる。例えば、リソグラフィ装置は、投影システムＰＳを支持する振動絶縁メトロロジフレームを備える。メトロロジフレームは、図１において概略的に示される３個の振動絶縁デバイス（２個が示されている）によって支持されている。

図２は、振動絶縁デバイスＶＩの第１の実施の形態を示す。振動絶縁デバイスＶＩは、エアマウントＡＭと倒立振子デバイスＩＰとを備える。

エアマウントＡＭは、ベースフレームなどのベース構造物ＢＳに設置されたベース部ＢＰと、倒立振子デバイスＩＰを介して構造物ＳＴを支持するように構成された振動絶縁部ＶＩＰとを備える。構造物は、例えば、投影システムＰＳと位置センサの基準部とを支持するリソグラフィ装置のメトロロジフレームである。

振動絶縁部ＶＩＰは、ベース部ＢＰに対して鉛直のｚ方向に移動することができるように、ベース部ＢＰに移動可能に設置されている。空気の容積を収容する空気空間ＡＳが、振動絶縁部ＶＩＰの下方でこれをＺ方向に支持するように設けられている。こうして振動絶縁部ＶＩＰおよびベース部ＢＰは、構造物ＳＴを支持するエアマウントＡＭを形成するが、同時にベース構造物ＢＳから構造物ＳＴをｚ方向の振動から絶縁する。なお、本発明の意義において、エアマウントへの言及がなされる場合は常に、空気の代わりに他の種類のガスも等しく適用されうるものと当業者に理解される。

倒立振子デバイスＩＰは、下端および上端を備える。倒立振子デバイスＩＰの下端は、エアマウントＡＭの振動絶縁部ＶＩＰに設置され、倒立振子デバイスＩＰの上端は、支持されるべき構造物ＳＴを支持する。

倒立振子デバイスＩＰは、ｘ方向及び／またはｙ方向、及び／またはｘ軸、ｙ軸、及び／またはｚ軸まわりの回転における振動がベース構造物ＢＳから構造物ＳＴへと振動絶縁デバイスＶＩを介して伝わるのを防ぐように、ｘｙ平面の方向および回転の方向における柔軟性を提供するように構成されている。

倒立振子デバイスＩＰは、ｘｙ平面の方向及び／またはｘ軸、ｙ軸、およびｚ軸まわりの回転の方向に高い柔軟性を有するリンクを備える多数本の、例えば３本または４本の振子ロッドＰＲ（２本が示されている）を備える。振子ロッドＰＲは、中心軸Ａ−Ａの周囲に均等に配置されている。各振子ロッドＰＲの下端は振動絶縁部ＶＩＰに設置され、上端は振子ブリッジＰＢに接続されている。倒立振子デバイスＩＰは、さらに、振子ブリッジＰＢと構造物ＳＴとの間で構造物ＳＴを単一の位置で支持するように設けられた支持要素ＳＥを備える。支持要素ＳＥもまた、ｘｙ平面の方向及び／またはｘ軸、ｙ軸、およびｚ軸まわりの回転の方向に高い柔軟性を有するリンクを備える。

倒立振子デバイスＩＰの剛性は、負の剛性と正の剛性とを備える。倒立振子デバイスＩＰの正の剛性は、形状や材料、構造など倒立振子デバイスＩＰそれ自体の剛性によって形成される。倒立振子デバイスＩＰの負の剛性は、倒立振子デバイスＩＰの転倒する傾向によって形成される。

この負の剛性は、変位で除された力として、
ｃ_ｎｅｇ＝−ｍ＊ｇ＊α／ｌ＊α＝−ｍ＊ｇ／ｌ
と記述されてもよく、ここで、ｍは倒立振子デバイスＩＰによって支持される質量であり、ｇは重力定数であり、αはｚ方向に対する倒立振子デバイスＩＰの角度であり、ｌは倒立振子デバイスＩＰの実効長さである。

倒立振子デバイスＩＰの合計の剛性または固有振動数は、倒立振子デバイスＩＰの正の剛性マイナス負の剛性により決定される。

倒立振子デバイスＩＰの設計において、倒立振子デバイスＩＰの合計の剛性（固有振動数）は、ベース構造物におけるｘ方向及び／またはｙ方向及び／または回転の振動が倒立振子デバイスＩＰを介して構造物ＳＴに伝わるのを実質的に回避するように、できるだけ０Ｈｚに近いことが望まれる。しかしながら、同時に、合計の剛性がゼロより小さいことは望まれない。なぜなら構造物に不安定な支持をもらたしうるからである。

こうした不安定な支持による不利益は、例えば、リソグラフィ装置の組立をより複雑にし、おそらくは組立中における追加の支持部の必要性を要請することである。また、もし振動絶縁デバイスＶＩシステムが制御不能な電源遮断となったとすると、倒立振子デバイスＩＰが横方に「落下」してしまい、一般に望まれない衝撃力が生じうる。さらに、アクチュエータの出力が、倒立振子デバイスＩＰを直立した中心位置に保持するために連続的に必要となる。

しかしながら、いくつかの側面が、倒立振子デバイスＩＰの合計の剛性をゼロまたはゼロに非常に近くなる設計を防ぐ。例えば、構造物の質量はたいてい完全には分布していないし、その分布は設計中に厳密に既知ではない。また、倒立振子デバイスＩＰの部分たとえば振子ロッドＰＲの材料特性は、ヤング率のように、わずかに変化しうるし、機械部分は機械加工の公差を有しうる。

さらに、構造物ＳＴとベース構造物ＢＳまたはリソグラフィ装置外の他の非振動絶縁部分との間にあるケーブル、ホース、ファイバなどのいわゆる動的リンクも、システムの合計の剛性振動数に影響する。

上記に加えて、装置において様々な部品や組立体、予備部品の量を減らすために、一連の振動絶縁デバイスＶＩについて一セットの機械部品を使用することが望まれる。しかしながら、これは、具体的な各場所への設計適応の可能性および振動絶縁デバイスＶＩの負荷を制限することになる。

このような側面から生じる不確実性に照らして、使用中の倒立振子デバイスＩＰの不安定挙動を回避するために倒立振子デバイスＩＰに実質的にゼロより大きい合計の剛性を意図的に導入することが望まれる。

本発明によれば、振動絶縁デバイスＶＩは、倒立振子デバイスＩＰの剛性を調整するように構成された剛性調整デバイスＳＡを備える。こうした剛性調整デバイスＳＡは、倒立振子デバイスＩＰの剛性を、リソグラフィ装置の組立後に、例えば較正中に、調整することができるという利点を有する。

図２の実施の形態においては、剛性調整デバイスＳＡは、機械的なスプリングＳＰと、調整可能要素ＡＥと、調整ねじＡＤＳとを備える。機械的なスプリングＳＰは、図示される実施の形態ではコイルバネであり、中心軸Ａ−Ａに対して、スプリングＳＰにより印加される力の対称な分布を生成するように、中心軸Ａ−Ａと同軸に設置されている。

機械的なスプリングＳＰの下端は、振動絶縁部ＶＩＰに接続され、スプリングＳＰの上端は、調整可能要素ＡＥに接続されている。調整可能要素ＡＥは、一方側でフレキシブルリンクＦＬにより振子ブリッジＰＢに設置され、他端は調整ねじＡＤＳを介して振子ブリッジＰＢに接続されている。

調整ねじＡＤＳの回転により、調整可能要素ＡＥは、フレキシブルリンクＦＬまわりに傾斜可能である。スプリングＳＰは調整可能要素ＡＥに接続されているので、スプリングＳＰの上端は調整可能要素ＡＥの傾斜動作とともに移動し、それにより、振動絶縁部ＶＩＰと振子ブリッジＰＢとの間でスプリングＳＰによって印加される力の変化ひいては倒立振子デバイスＩＰ内部に印加される力の変化がもたらされる。

スプリングＳＰによって印加される力を異ならせることの結果として、倒立振子デバイスＩＰの負の剛性が変化する。よって、調整ねじＡＤＳは、倒立振子デバイスＩＰの合計の剛性をゼロに近づけるために倒立振子デバイスＩＰの剛性を調節する可能性を提供する。

倒立振子デバイスＩＰ内部でスプリングＳＰによって印加される力を変化させる他のいかなるデバイスまたは構成であっても、調整可能な剛性を有する倒立振子デバイスＩＰを提供するために使用されうる。なお、スプリングＳＰの挙動を改良するために受動減衰デバイスが設けられてもよい。

図３は、振動絶縁デバイスＶＩの第２の実施の形態を示す。第２の実施の形態のエアマウントＡＭは、図２のエアマウントＡＭと同様に構成されている。エアマウントは、ベース構造物ＢＳに設置されたベース部ＢＰと、ｚ方向の振動について振動絶縁デバイスとして機能する空気空間ＡＳを形成するようにベース部ＢＰに移動可能に設けられた振動絶縁部ＶＩＰと、を備える。

振動絶縁デバイスＶＩは、さらに、倒立振子デバイスＩＰを備え、倒立振子デバイスＩＰの下端はエアマウントＡＭの振動絶縁部ＶＩＰに設置され、倒立振子デバイスの上端は支持されるべき構造物ＳＴを支持する。

倒立振子デバイスＩＰは、ｘｙ平面の方向及び／またはｘ軸、ｙ軸、およびｚ軸まわりの回転の方向に高い柔軟性を有するリンクを備える多数本の、例えば３本または４本の振子ロッドＰＲを備える。振子ロッドＰＲは、中心軸Ａ−Ａの周囲に均等に配置されている。各振子ロッドＰＲの下端は振動絶縁部ＶＩＰに設置され、上端は振子ブリッジＰＢに接続されている。倒立振子デバイスＩＰは、さらに、振子ブリッジＰＢと構造物ＳＴとの間で構造物ＳＴを単一の位置で支持するように設けられた支持要素ＳＥを備える。支持要素ＳＥもまた、ｘｙ平面の方向及び／またはｘ軸、ｙ軸、およびｚ軸まわりの回転の方向に高い柔軟性を有するリンクを備える。

倒立振子デバイスＩＰは、剛性調整デバイスＳＡを備える。剛性調整デバイスＳＡは、倒立振子デバイスＩＰの剛性を調整するように倒立振子デバイスＩＰ内部に力を印加するように構成されている。倒立振子デバイスＩＰ内部で力を均等に分布させるために、剛性調整デバイスＳＡは、中心軸Ａ−Ａ上で中心に設けられている。

剛性調整デバイスＳＡは、振子ブリッジの底面に設置されたハウジングＨＯを備える。ハウジングＨＯには、リング形状で多層のピエゾアクチュエータＰＡが設けられている。ハウジングＨＯはピエゾアクチュエータＰＡの下側を支持するように構成されている。

剛性調整デバイスＳＡは、さらに、テンションロッドＴＲとディスク要素ＤＥとを備える。テンションロッドＴＲの下端は、振動絶縁部ＶＩＰに接続され、テンションロッドＴＲの上端は、ディスク要素ＤＥを介してピエゾアクチュエータＰＡの上側に接続されている。

ピエゾアクチュエータＰＡの駆動は、ディスク要素ＤＥの上方移動をもたらし、それとともにテンションロッドＴＲの上端の上方移動をもたらす。その結果、力がテンションロッドＴＲに導入され、これは倒立振子デバイスＩＰの剛性に作用する。こうして、ピエゾアクチュエータＰＡによってテンションロッドＴＲに印加される力は、倒立振子デバイスＩＰの剛性を調整するために、調整されることができる。これは、振動絶縁デバイスＶＩの実際の状況に依存して倒立振子デバイスＩＰの剛性を調節する可能性を提供する。

図２の実施の形態の調整ねじＡＤＳに代えて、ピエゾアクチュエータＰＡを使用することの利点は、倒立振子デバイスＩＰの剛性を振動絶縁デバイスＶＩにアクセスすることなく調整することができる点にある。これが特に有用であるのは、振動絶縁デバイスＶＩにアクセスし難い場合、例えば真空システム内にある場合である。また、ピエゾアクチュエータＰＡによって印加される力は連続的に調整されることができるから、倒立振子デバイスＩＰの剛性も連続的に調整されることができる。例えば、中心軸Ａ−Ａに対する倒立振子デバイスＩＰの位置の関数として倒立振子デバイスＩＰの剛性を調整することが可能である。こうした実施の形態においては、中心軸Ａ−Ａに対する倒立振子デバイスＩＰの実際の位置を測定するためのセンサが設けられてもよい。

なお、リング形状の多層のピエゾアクチュエータＰＡに代えて、固体ピエゾアクチュエータ、空気圧アクチュエータ、電磁アクチュエータなど、好ましくは能動的に制御可能な、その他の形式のアクチュエータも使用可能である。

図４は、振動絶縁デバイスＶＩの第３の実施の形態を示す。第３の実施の形態のエアマウントＡＭは、図２のエアマウントＡＭと実質的に同じである。

また、第３の実施の形態の振動絶縁デバイスＶＩは、倒立振子デバイスＩＰを備える。倒立振子デバイスＩＰは、倒立振子デバイスＩＰは、ｘｙ平面の方向及び／またはｘ軸、ｙ軸、およびｚ軸まわりの回転の方向に高い柔軟性を有するリンクを備える１本の振子ロッドＰＲを備える。振子ロッドＰＲは、振動絶縁デバイスＶＩの中心軸Ａ−Ａと同軸に設けられている。振子ロッドＰＲの下端は振動絶縁部ＶＩＰに接続され、上端は振子ブリッジＰＢに接続されている。

剛性調整デバイスＳＡは、振動絶縁デバイスＶＩを調節するために倒立振子デバイスＩＰの剛性を調整するように設けられている。

剛性調整デバイスＳＡは、振子ブリッジＰＢの底面に設置されたハウジングＨＯを備える。ハウジングＨＯは、ある量の加圧流体たとえば加圧空気を受け入れるように構成された環状の加圧流体室ＰＣを備える。加圧流体室ＰＣの上端は、リング形状の膜ＭＥにより形成され、これは例えばスチールまたはゴムで作られている。膜ＭＥは、加圧流体室ＰＣ内の加圧流体の圧力に依存してｚ方向に移動することができる。よって、剛性調整デバイスＳＡは、空気圧または油圧アクチュエータに基づく。

ブリッジ要素ＭＢＥが膜ＭＥに設置され、テンションロッドＴＲがブリッジ要素ＭＢＥと振動絶縁部ＶＩＰとの間に設置されている。

剛性調整デバイスＳＡは、倒立振子デバイスＩＰの剛性を調整するために、次のように、使用されることができる。加圧流体室ＰＣ内の圧力を増加させることによって、膜ＭＥには上向きに力が与えられる。その結果、ブリッジ要素ＭＢＥにも上向きに力が与えられる。

しかしながら、テンションロッドＴＲがブリッジ要素ＭＢＥの上方移動を妨げるので、テンションロッドＴＲには力が導入され、それとともに倒立振子デバイスＩＰに力が導入される。この力が倒立振子デバイスＩＰの剛性を調整し、それにより、図２および図３を参照して説明したように、剛性を調節するために使用されることができる。

空気圧または油圧アクチュエータを有する剛性調整デバイスＳＡの利点は、アクチュエータによって印加される力と倒立振子デバイスＩＰの剛性が、振動絶縁デバイスＶＩに直接にアクセスする必要なく調整可能となることにある。

他の利点は、加圧流体室ＰＣの圧力が、例えば倒立振子デバイスＩＰの位置に依存して、能動的に制御可能となることである。しかし、手動で調整可能な圧力設定、例えば調整可能な減圧バルブが適用されてもよい。

とくに空気圧アクチュエータの他の利点は、空気圧アクチュエータは剛性が低いので、倒立振子デバイスＩＰに導入される追加的な正の剛性への寄与が小さいことである。

図５は、振動絶縁デバイスＶＩの第４の実施の形態を示す。同様に、第４の実施の形態のエアマウントＡＭは、図２のエアマウントＡＭと同様に構成されている。

また、振動絶縁デバイスＶＩは、倒立振子デバイスＩＰを備える。倒立振子デバイスＩＰは、ｘｙ平面の方向及び／またはｘ軸、ｙ軸、およびｚ軸まわりの回転の方向に高い柔軟性を有するリンクを備える多数本の振子ロッドＰＲ（２本が示されている）を備える。

振子ロッドＰＲは、振動絶縁デバイスＶＩの中心軸Ａ−Ａまわりに均等に分布している。各振子ロッドＰＲの下端は、エアマウントＡＭの振動絶縁部ＶＩＰに設置され、上端は、振子ブリッジＰＢに接続されている。

図２、図３、図４の実施の形態と同様に、倒立振子デバイスＩＰの剛性は、倒立振子デバイスＩＰの剛性の調節を可能とするように調整可能である。しかし、剛性の調整は、他の原理に基づく。

上述のように、倒立振子デバイスＩＰの負の剛性は、倒立振子デバイスＩＰの実効長さ、すなわち振動絶縁部ＶＩＰに対する支持要素ＳＥの距離に依存する。よって、倒立振子デバイスＩＰの実効長さを調整することによって、剛性は調整可能である。

図５の実施の形態においては、倒立振子デバイスＩＰの実効長さは、振子ロッドＰＲをフレキシブルジョイントＦＪで曲げることによって調整可能である。このために、倒立振子デバイスＩＰは、アクチュエータＡＣＴ、例えばピエゾアクチュエータまたは電磁アクチュエータを備える。

図５の振子ロッドＰＲは、支持要素ＳＥの上端に移動半径を定める仮想ヒンジを形成するように相互に対して非平行である。フレキシブルジョイントＦＪ間の距離は、仮想ヒンジのこの半径に影響する。距離を大きくすることによって仮想ヒンジの半径は小さくなり、倒立振子デバイスＩＰの実効長さも小さくなる。一方、距離を小さくすることによって仮想ヒンジの半径は大きくなり、倒立振子デバイスＩＰの実効長さも大きくなる。

アクチュエータＡＣＴは、振子ロッドＰＲが相互に離れるように振子ロッドＰＲを押すように駆動されてもよく、それによりフレキシブルジョイントＦＪの曲げ角は大きくなる。このようなフレキシブルジョイントＦＪでの曲げ角の増加は、実効長さ、すなわち支持要素ＳＥと振動絶縁部ＶＩＰとの間の距離を小さくする。

対応して、アクチュエータＡＣＴは、振子ロッドＰＲが相互に近づくように振子ロッドＰＲを引っ張るように駆動されてもよく、それによりフレキシブルジョイントＦＪの曲げ角は小さくなる。このようなフレキシブルジョイントＦＪでの曲げ角の減少は、実効長さ、すなわち支持要素ＳＥと振動絶縁部ＶＩＰとの間の距離を大きくする。

図５の実施の形態においては、仮想ヒンジが非平行の振子ロッドＰＲによって形成されている。こうした仮想ヒンジの利点は、比較的短い長さの振子ロッドを用いて実効長さを比較的長くすることができることにある。逆も同様である。ある代替的な実施の形態においては、平行な振子ロッドＰＲが用いられてもよい。

なお、能動的に制御されるアクチュエータＡＣＴに代えて、ねじなどの手動調整デバイスが、倒立振子デバイスＩＰの実効長さを調整するためにフレキシブルジョイントＦＪで振子ロッドＰＲを曲げるために使用されてもよい。

上述のように、剛性調整デバイスＳＡは、振動絶縁デバイスＶＩ、とくに倒立振子デバイスＩＰの剛性を調節するために使用されることができる。この調節は、倒立振子デバイスＩＰの剛性を決定する工程と、決定された剛性に基づいて剛性調整デバイスＳＡを使用して倒立振子デバイスＩＰの剛性を調整する工程と、を備えてもよい。

ある実施の形態においては、倒立振子デバイスＩＰの剛性は、振動絶縁デバイスＶＩの設計において比較的大きくされ、すなわちゼロよりも実質的に大きくされ、剛性調整デバイスＳＡは、倒立振子デバイスＩＰの合計の剛性をゼロに近づけるために使用される。この剛性の調節は、好ましくは、リソグラフィ装置の組立後、例えば較正プロセスの間に実行される。

図３、図４、図５の実施の形態のように振動絶縁デバイスＶＩが能動的に制御される剛性調整デバイスＳＡを備えるある実施の形態においては、調節方法は、倒立振子デバイスＩＰの剛性を能動的に調節することを備えてもよい。例えば、倒立振子デバイスＩＰの剛性を調整することは、鉛直軸に対する倒立振子デバイスＩＰの位置に依存して実行されてもよい。

上記においては、リソグラフィ装置のメトロロジフレームを支持する振動絶縁システムにおける使用のための振動絶縁デバイスＶＩの様々な実施の形態が説明されている。こうした振動絶縁システムまたは振動絶縁デバイスは、他の用途、例えばトラック、すなわち典型的にはレジスト層を基板に塗布し、露光後のレジストを現像する装置、メトロロジツール、及び／または、ＡＳＭＬのイールドスター（Yieldstar）検査装置のようなインスペクションツール、または、デバイスまたは装置の少なくとも一部の振動絶縁が望まれる他の任意のデバイスまたは装置に使用されてもよい。

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しているかもしれないが、本書に説明されたリソグラフィ装置は、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）、薄膜磁気ヘッド等の製造など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。当業者であればこれらの他の適用に際して、本書における「ウェーハ」あるいは「ダイ」という用語がそれぞれ「基板」あるいは「目標部分」という、より一般的な用語と同義であるとみなされると理解することができるであろう。本書に言及される基板は、露光前または露光後において例えばトラック（典型的にはレジスト層を基板に塗布し、露光後のレジストを現像する装置）、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。適用可能であれば、本書の開示はこれらのまたは他の基板処理装置にも適用され得る。また、基板は例えば多層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という用語は処理済みの多数の層を既に含む基板をも意味する。

上記では光リソグラフィにおける本発明の実施の形態の使用に具体的に言及したかもしれないが、本発明は例えば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されうるものであり、文脈が許す場合、光リソグラフィに限られるものではないことは理解されよう。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、圧力またはその組合せにより、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すと、レジストの硬化後にパターンが残される。

本書に使用される「放射」及び「ビーム」という用語は、紫外（ＵＶ）放射（例えば約３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、または１２６ｎｍの波長を有する）及び極紫外（ＥＵＶ）放射（例えば５から２０ｎｍの範囲の波長を有する）含むあらゆる種類の電磁放射、さらにはイオンビームまたは電子ビーム等の粒子ビームを包含する。

「レンズ」という用語は、文脈の許す限り、屈折、反射、磁気、電磁気および静電気光学部品を含む様々な種類の光学部品のいずれか、またはその組合せを指してもよい。

以上では本発明の特定の実施形態を説明したが、本発明は、説明したものとは異なる方式で実施されうることが理解される。

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 (15)

1. 構造物を支持するように構成された振動絶縁デバイスであって、
   ベース構造物に設置されたベース部と振動絶縁部とを有するエアマウントと、
   倒立振子デバイスとを備え、前記倒立振子デバイスの下端が前記エアマウントの前記振動絶縁部に設置され、前記倒立振子デバイスの上端が支持されるべき前記構造物を支持し、
   前記振動絶縁デバイスは、前記倒立振子デバイスの剛性を調整するように構成された剛性調整デバイスを備える振動絶縁デバイス。
2. 前記倒立振子デバイスは、負の剛性及び正の剛性を有し、前記剛性調整デバイスは、前記負の剛性を増加させ及び／または前記正の剛性を減少させるように構成されている請求項１に記載の振動絶縁デバイス。
3. 前記剛性調整デバイスは、前記倒立振子デバイスの内部に力を印加するように構成された力印加デバイスを備える請求項１に記載の振動絶縁デバイス。
4. 前記力印加デバイスは、調整可能な力を印加するように構成されている請求項３に記載の振動絶縁デバイス。
5. 前記力印加デバイスは、調整可能なスプリング、ピエゾアクチュエータ、空気圧アクチュエータ、または電磁アクチュエータである請求項３に記載の振動絶縁デバイス。
6. 前記倒立振子デバイスは、単一の振子ロッドを備え、前記力印加デバイスは、中心軸まわりに均等に分布する力を印加するように構成されている請求項３に記載の振動絶縁デバイス。
7. 前記倒立振子デバイスは、中心軸まわりに等しく配列された多数の振子ロッドを備え、前記力印加デバイスは、中心軸と同軸の力を印加するように構成されている請求項３に記載の振動絶縁デバイス。
8. 前記剛性調整デバイスは、機械的なスプリングと、前記スプリングによって前記倒立振子デバイスの内部に印加される力を調整するように構成された可動調整要素と、を備える請求項１に記載の振動絶縁デバイス。
9. 前記剛性調整デバイスは、アクチュエータと、前記振動絶縁部と前記アクチュエータとの間にある１つまたは複数のテンションロッドと、を備え、前記アクチュエータは、前記１つまたは複数のテンションロッドに力を印加するように構成されている請求項１に記載の振動絶縁デバイス。
10. 前記倒立振子デバイスは、結合された実効長さを有する多数の振子ロッドを備え、前記剛性調整デバイスは、前記倒立振子デバイスの剛性を調整するために前記結合された実効長さを調整するように構成されている請求項１に記載の振動絶縁デバイス。
11. 前記多数の振子ロッドは、中間部にフレキシブルジョイントを有し、前記フレキシブルジョイントは、前記結合された実効長さを調整する曲げを許容するように構成され、前記剛性調整デバイスは、前記フレキシブルジョイントに曲げ力を印加するアクチュエータを備える請求項１０に記載の振動絶縁デバイス。
12. 単一の構造物を支持する２以上、好ましくは３つの請求項１に記載の振動絶縁デバイスを備える振動絶縁システム。
13. リソグラフィ装置であって、
    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、
    前記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部と、
    基板を保持するように構成された基板テーブルと、
    前記パターン付き放射ビームを前記基板の目標部分に投影するように構成された投影システムと、を備え、前記投影システムは、支持構造によって支持され、
    前記リソグラフィ装置は、前記支持構造を支持するように構成された少なくとも１つの振動絶縁デバイスを備え、前記少なくとも１つの振動絶縁デバイスは、
    基準構造物に設置されたベース部と振動絶縁部とを有するエアマウントと、
    倒立振子デバイスとを備え、前記倒立振子デバイスの下端が前記エアマウントの前記振動絶縁部に設置され、前記倒立振子デバイスの上端が前記支持構造を支持し、
    前記振動絶縁デバイスは、前記倒立振子デバイスの剛性を調整するように構成された剛性調整デバイスを備えるリソグラフィ装置。
14. 請求項１または請求項１３に記載の振動絶縁デバイスを調節し、または請求項１２に記載の振動絶縁システムを調節する方法であって、
    前記倒立振子デバイスの剛性を決定する工程と、
    決定された前記倒立振子デバイスの剛性に基づいて前記剛性調整デバイスを使用して前記倒立振子デバイスの剛性を調整する工程と、を備える方法。
15. 前記倒立振子デバイスの剛性を調整することは、鉛直軸に対する前記倒立振子デバイスの位置に依存して実行される請求項１に記載の振動絶縁デバイスを調整する方法。

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