JP2021509968A - 位置決め装置、リソグラフィ装置、バランス・マストルクを補償する方法及び装置製造方法 - Google Patents

Abstract

【解決手段】本発明は、位置決めシステムであって、可動体に作動力を加えるように構成された第１のアクチュエータであって、前記第１のアクチュエータは、当該第１のアクチュエータによって発生された作動力に起因する反力を吸収するように構成されたバランス・マスに結合され、前記作動力は、前記可動体に加速力を提供し、前記反力はバランス・マスに反対方向への加速力を提供し、前記可動体の加速度による力と、前記バランス・マスの反対方向の加速による力がバランス・マストルクをもたらす第１のアクチュエータと、前記バランス・マスをフレーム上に支持するように構成されたバランス・マスサポートであって、支持位置でフレームと係合するバランス・マスサポートと、トルク補償器とを含み、前記トルク補償器は、前記バランス・マストルクを補償するための補償力を出力するように構成され、前記トルク補償器は、前記支持位置において前記フレームに前記補償力を加えるように構成されるシステムに関する。【選択図】図３

Description

本発明は、位置決めデバイス、リソグラフィ装置、バランス・マストルクを補償する方法、及びデバイスを製造する方法に関する。
関連技術の説明

リソグラフィ装置は、基板に、通常は基板のターゲット部分に所望のパターンを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）の製造に使用することができる。そのような場合、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される回路パターンを生成することができる。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つ又はいく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、典型的には、基板上に提供された放射感応性材料（レジスト）の層への画像化による。一般に、単一の基板は、連続的にパターン化される隣接するターゲット部分のネットワークを含む。従来のリソグラフィ装置には、パターン全体を一度にターゲット部分に露光することによって各ターゲット部分を照射するいわゆるステッパと、パターンを、放射ビームを通して所定の方向（「スキャン」方向）にスキャンして、各ターゲット部分を照射しながら、基板をこの方向に平行又は非平行に同期してスキャンするスキャナとが含まれる。パターンを基板にインプリントすることにより、パターン化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。

リソグラフィ装置では、例えばフォーカスと位置の面で、基板上のパターンの所望の品質を得るために、いくつかの部品を非常に正確に配置する必要がある。これらの部品のほとんどは、リソグラフィ装置のベースフレームに直接又は間接的に接続される。基板上のパターンの所望の品質を達成するために、ベースフレームが非常に安定しており、ベースフレームの変形は可能な限り小さく保たれることが望ましい。

ベースフレームに機械的な力を及ぼすリソグラフィ装置の要素の一例は、ウエハステージのバランス・マスである。一般的に使用される設計では、ウエハステージは平面モータによって駆動され、ウエハステージの加速を提供する。この作動から生じる反力は、バランス・マスによって吸収され、バランス・マスは、反力によって反対方向に加速される。バランス・マスは、バランス・マスサポートによってベースフレームに接続される。

ウエハステージの重心とバランス・マスの重心の間の距離により、ウエハステージの加速力とバランス・マスの加速力は、バランス・マスサポートにより、ベースフレームに伝達されるトルクとなる。

同様の状況が、例えば、レチクルステージ又はレチクルマスクユニットのようなリソグラフィ装置の異なる部分でも発生する。

可動体の加速力と、リソグラフィ装置のフレーム上の前記可動体に関連するバランス・マスの加速力との組み合わせによって引き起こされるトルクの影響を低減する位置決めデバイスを提供することが望ましい。

本発明の実施形態によれば、
可動体に作動力を加えるように構成された第１のアクチュエータであって、前記第１のアクチュエータは、当該第１のアクチュエータによって発生された前記作動力に起因する反力を吸収するように構成されたバランス・マスに結合され、前記作動力は、前記可動体を加速させ、前記反力は前記バランス・マスに反対方向へ加速させ、前記可動体の加速による力と、前記バランス・マスの反対方向の加速による力がバランス・マストルクをもたらす第１のアクチュエータと、
前記バランス・マスをフレーム上に支持するように構成されたバランス・マスサポートであって、支持位置で前記フレームと係合するバランス・マスサポートと、
トルク補償器とを含み、
前記トルク補償器は、前記バランス・マストルクを補償するための補償力を出力するように構成され、
前記トルク補償器は、前記支持位置において前記フレームに前記補償力を加えるように構成される、位置決め装置が提供される。

本発明の他の実施形態によれば、
可動体に作動力を加えるように構成された第１のアクチュエータであって、前記第１のアクチュエータは、当該第１のアクチュエータによって発生された前記作動力に起因する反力を吸収するように構成されたバランス・マスに結合され、前記作動力は、前記可動体の加速を提供し、前記反力は、前記バランス・マスの反対方向への加速を提供し、前記可動体の加速度による力と、前記バランス・マスの反対方向の加速による力がバランス・マストルクをもたらす第１のアクチュエータと、
前記バランス・マスをフレーム上に支持するように構成されたバランス・マスサポートであって、支持位置で前記フレームと係合するバランス・マスサポートと、
トルク補償器とを含み、
前記トルク補償器は、前記バランス・マストルクを補償するための補償力を出力するように構成され、
前記トルク補償器は、補償位置において前記フレームに前記補償力を加えるように構成され、前記補償位置は、前記支持位置から離れており、前記補償位置は前記フレームの一部を通して前記支持位置に接続され、前記フレームの一部は前記バランス・マスサポートよりも固い、位置決め装置が提供される。

本発明の他の実施形態によれば、本発明による位置決め装置を備えたリソグラフィ装置が提供される。

本発明の他の実施形態によれば、位置決めシステムにおけるバランス・マストルクを補償する方法であって、
可動体に作動力を作用させ、前記作動力に起因する反力をバランス・マスにより吸収し、反対側に向けて前記可動体の加速、及び前記バランス・マスの加速を発生させ、前記可動体の加速に起因する力と、前記バランス・マスの加速に起因する力とをバランス・マストルクとすることによりバランス・マストルクを発生させ、前記バランス・マストルクはバランス・マスサポートを介して支持位置でフレームに及ぼされ、
前記支持位置でフレームに補償力を加えるトルク補償器によって前記フレームに及ぼされるバランス・マストルクを補償する、方法が提供される。

本発明の他の実施形態によれば、ポジショナシステムにおけるバランス・マストルクを補償する方法であって、
可動体に作動力を作用させ、前記作動力に起因する反力をバランス・マスにより吸収し、反対側に向けて前記可動体の加速、及び前記バランス・マスの加速を発生させ、前記可動体の加速に起因する力と、前記バランス・マスの加速に起因する力とをバランス・マストルクとすることによりバランス・マストルクを発生させ、前記バランス・マストルクはバランス・マスサポートを介して支持位置でフレームに及ぼされ、
補償位置において補償力を加えるトルク補償器によって前記フレームに及ぼされるバランス・マストルクを補償し、前記補償位置は、前記支持位置から離れており、前記補償位置は前記フレームの一部を通して前記支持位置に接続され、前記フレームの一部は前記バランス・マスサポートよりも固い、方法が提供される。

本発明の他の実施形態によれば、パターニングデバイスから基板上にパターンを転写することを含むデバイス製造方法であって、本発明のリソグラフィ装置を使用するステップを含むデバイス製造方法が提供される。

次に、本発明の例示としての実施形態を、対応する参照記号が対応する部分を示す添付の概略図を参照して説明する。

本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置を示す。 リソグラフィ装置で使用される位置決めデバイスの可能な実施形態を概略的に示す図である。 本発明による位置決めシステム１の可能な実施形態を概略的に示す。 図４は、図３の詳細を概略的に示す。 図３の実施形態を上面図で概略的に示す。 図３の実施形態の上面図の変形を概略的に示す。 図３の実施形態の上面図のさらなる変形を概略的に示す。 本発明による位置決めシステムのさらなる実施形態を上面図で概略的に示す。 本発明による位置決めシステムのさらなる実施形態を概略的に示す。

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、放射ビームＢ）を調整するように構成された照明システム（照明器）ＩＦと、ＵＶ放射又は任意の他の適切な放射）、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、パターニングデバイスを以下に従って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に接続されたマスク支持構造（例えばマスクテーブル）ＭＴとを含む。装置はまた、基板（例えば、レジストコーティングされたウエハ）Ｗを保持するように構成され、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る第２の位置決め装置ＰＷに接続される基板テーブル（例えば、ウエハテーブル）ＷＴ又は「基板サポート」を含む。装置はさらに、パターニングデバイスＭＡによって放射ビームＢに与えられたパターンを基板Ｗのターゲット部分Ｃ（たとえば１つ又は複数のダイを含む）に投影するように構成された投影システム（たとえば屈折投影レンズシステム）ＰＳを含む。

イルミネータシステムＩＬは、放射を方向付け、成形、又は制御するために、屈折、反射、磁気、電磁気、静電又は他のタイプの光学コンポーネント、又はそれらの任意の組み合わせなどの様々なタイプの光学コンポーネントを含み得る。

マスク支持構造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。それは、パターニングデバイスの向き、リソグラフィ装置の設計、及び例えばパターニングデバイスが真空環境に保持されているかどうかなどの他の条件に依存する方法で、パターニングデバイスＭＡを保持する。マスク支持構造は、パターニングデバイスを保持するために、機械的、真空、静電又は他のクランプ技術を使用することができる。マスク支持構造ＭＴは、例えば、必要に応じて固定又は可動式にされるフレーム又はテーブルとすることができる。マスク支持構造は、例えば投影システムに対して、パターニングデバイスが確実に所望の位置にあるようにすることができる。本明細書における「レチクル」又は「マスク」という用語の使用はすべて、より一般的な「パターニングデバイス」という用語の同義語と見なすことができる。

本明細書で使用される「パターニングデバイス」という用語は、基板のターゲット部分にパターンを作成するために放射ビームに断面のパターンを与えるために使用できる任意のデバイスを指すと広く解釈されるべきである。放射ビームに付与されたパターンは、例えば、パターンが位相シフト機能又はいわゆるアシスト機能を含む場合、基板のターゲット部分の所望のパターンに正確に対応しない場合があることに留意すべきである。一般に、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に作成されるデバイスの特定の機能層に対応する。

パターニングデバイスＭＡは、透過性又は反射性であり得る。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パネルが含まる。マスクはリソグラフィでよく知られており、バイナリ、交互位相シフト、減衰位相シフトなどのマスクタイプや、さまざまなハイブリッドマスクタイプが含まれる。プログラマブルミラーアレイの例では、小さなミラーのマトリックス配置を採用し、小さなミラーのそれぞれを個別に傾けて、入射する放射ビームを異なる方向に反射させることができる。傾斜したミラーは、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与える。

本明細書で使用される「投影システム」という用語は、使用される露光放射線又は液浸液の使用や真空の使用などの他の要因に適切な、屈折、反射、反射屈折、磁気、電磁気及び静電光学システム、又はそれらの任意の組み合わせを含む任意のタイプの投影システムを包含すると広く解釈されるべきである。本明細書における「投影レンズ」という用語の使用はすべて、より一般的な「投影システム」という用語の同義語と見なすことができる。

ここで示しているように、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、反射型（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か、又は反射マスクを使用する）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）以上の基板テーブル又は「基板サポート」（及び／又は２つ以上のマスクテーブル又は「マスクサポート」）を有するタイプのものとすることができる。そのような「多段」機械では、追加のテーブル又はサポートを並行して使用するか、１つ以上の他のテーブル又はサポートを露光に使用しながら、準備ステップを１つ以上のテーブル又はサポートで実行できる。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、測定を実行するように構成されているが基板Ｗを保持するようには構成されていない測定テーブルを備えることができる。測定テーブルは、センサを保持し、放射ビームＢの強度、投影システムＰＳの収差、又は放射ビームＢの均一性などの投影システムＰＳの特性を測定するように構成することができる。測定テーブルは、リソグラフィ装置の少なくとも一部、例えば投影システムＰＳの最後のレンズ要素の近くの部分をクリーニングするクリーニングデバイスを保持するように構成されてもよい。

リソグラフィ装置は、基板の少なくとも一部が比較的高い屈折率を有する液体で覆われるタイプ、例えば水が投影システムと基板の間の空間を満たすものでもよい。液浸液が、例えば、パターニングデバイスＭＡと投影システムＰＳ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。液浸技術を使用して、投影システムの開口数を増やすことができる。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浸さなければならないことを意味するのではなく、露光中に液体が投影システムと基板の間にあることを意味するに過ぎない。

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。放射源ＳＯ及びリソグラフィ装置は、例えば、放射源がエキシマレーザである場合、独立した存在であってもよい。そのような場合、放射源ＳＯはリソグラフィ装置の一部を形成するとは見なされず、放射ビームは、例えば適切な誘導ミラー及び／又はビームエキスパンダーを含むビーム送出システムＢＤの助けを借りて、放射源ＳＯからイルミネータＩＬに渡される。他の場合では、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であってもよい。放射源ＳＯ及びイルミネータＩＬは、必要であればビーム送出システムＢＤとともに、放射システムと呼ばれることがある。

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及び／又は内側半径範囲（一般にそれぞれ、ｓ−ｏｕｔｅｒ及びｓ−ｉｎｎｅｒと呼ばれる）を調整することができる。さらに、イルミネータＩＬは、インテグレータＩＮ及びコンデンサＣＯなどの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ＩＬは、放射ビームを調整して、その断面に所望の均一性及び強度分布を持たせるために使用することができる。

放射ビームＢは、マスク支持構造ＭＴ上に保持されているパターニングデバイスＭＡに入射し、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、放射ビームＢを基板Ｗのターゲット部分Ｃに集束させる。第２の位置決め装置ＰＷ及び位置センサＩＦ（例えば、干渉計デバイス、リニアエンコーダー又は静電容量センサ）、基板テーブルＷＴを正確に移動させられ、放射ビームＢの経路に異なるターゲット部分Ｃを位置決めできる。同様に、第１の位置決め装置ＰＭ及び別の位置センサ（図１には明示的に示されていない）を使用して、例えばマスクライブラリからの機械的回収後、又はスキャン中にパターニングデバイスＭＡを放射ビームＢの経路上に正確に位置決めすることができる。一般に、マスク支持構造ＭＴの移動は、第１の位置決め装置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）及びショートストロークモジュール（微動位置決め）を利用して実現することができる。同様に、基板テーブルＷＴの移動は、第２の位置決め装置ＰＷの一部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使用し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）マスク支持構造ＭＴは、ショートストロークアクチュエータのみに接続されてもよく、又は固定されてもよい。
パターニングデバイス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。図示の基板アライメントマークＰ１、Ｐ２は専用ターゲット部分を占めるが、それらはターゲット部分Ｃの間のスペースに配置されてもよい。このような専用ターゲット部分はスクライブレーンアライメントマークとして知られている。同様に、パターニングデバイスＭＡ上に２つ以上のダイが提供される状況では、マスクアライメントマークＭ１、Ｍ２は、ダイの間に配置されてもよい。

図示の装置は、以下のモードの少なくとも１つで使用することができる：
１．ステップモードでは、マスク支持構造ＭＴ及び基板テーブルＷＴは本質的に静止したままであるが、放射ビームＢに与えられたパターン全体が一度にターゲット部分Ｃに投影される（すなわち、単一の静的露光）。次に、基板テーブルＷＴは、Ｘ及び／又はＹ方向にシフトされ、その結果、異なるターゲット部分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、１回の静的露光で撮像されるターゲット部分Ｃのサイズが制限される。
２．スキャンモードでは、放射ビームに与えられたパターンがターゲット部分Ｃに投影される間、マスク支持構造ＭＴ及び基板テーブルＷＴ又は「基板サポート」が同期してスキャンされる（すなわち、単一動的露光）。マスク支持構造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（縮小）拡大率及び像反転特性によって決定することができる。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、単一の動的露光におけるターゲット部分の幅（非スキャン方向）が制限されるが、スキャン動作の長さによって、ターゲット部分Ｃの（スキャン方向の）高さが決まる。３．別のモードでは、マスク支持構造ＭＴは、プログラマブルパターニングデバイスを保持して本質的に静止状態に保たれ、基板テーブルＷＴは、放射ビームＢに与えられたパターンがターゲット部分Ｃに投影される間に移動又はスキャンされる。この動作モードでは、一般的にパルス放射源が使用され、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の各移動後、又はスキャン中の連続する放射パルス間に、必要に応じて更新される。この動作モードは、上で言及したタイプのプログラム可能ミラー・アレイなどのプログラム可能パターン化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できる。

上述のモードの使用の組み合わせ及び／若しくは変形、又は完全に異なるモードを使用することもできる。

図２は、リソグラフィ装置で使用されるような位置決めシステム１の可能な実施形態を概略的に示す。図２は、第２の位置決め装置ＰＷの例である。

図２は、その上に基板Ｗ、例えばウエハが載置される基板サポートＷＴを備える。基板サポートＷＴは、この例ではフレーム５によって囲まれている真空チャンバ６内に配置されている。

位置決めシステム１は、第１のアクチュエータ４をさらに備える。この例では、第１のアクチュエータは、トランスレータ４ａとステータ４ｂを含む平面モータである。トランスレータ４ａは、基板サポートＷＴに取り付けられている。

位置決めシステム１は、バランス・マス１０をさらに備える。第１のアクチュエータ４のステータ４ｂは、バランス・マス１０に取り付けられている。バランス・マス１０は、バランス・マスサポート１２によってフレーム５上に支持されている。図２の実施形態では、バランス・マスサポート１２は、第１のバランス・マス支持装置１２ａ及び第２のバランス・マス支持装置１２ｂを備える。第１及び／又は第２のバランス・マス支持装置１２ａ、１２ｂは、例えば、板ばねであるか、又はそれを含む。

バランス・マスサポート１２は、支持位置でフレーム５と係合する。バランス・マスサポート１２及びフレーム５の設計に応じて、単一の支持位置又は複数の支持位置があり得る。図２に示す例では、２つの支持位置２０ａ、２０ｂがある。

基板テーブルＷＴは可動体である。第１のアクチュエータ４は、基板サポートＷＴ及びバランス・マス１０を互いに対して、及びフレーム５に対して移動させることができる。第１のアクチュエータ４は、基板サポートＷＴに力及び作動力を及ぼすように構成され、これにより、基板サポートＷＴの加速がもたらされる。この作動力は、基板サポートＷＴの加速をもたらす。基板サポートＷＴのこの加速から、力３はＦ_ｗｔ＝ｍ_ｗｔ×ａ_ｗｔの大きさで生じ、ここで、Ｆ_ｗｔは結果として生じる力３であり、ｍ_ｗｔは基板サポートの質量であり、ａ_ｗｔは基板サポートＷＴの加速度である。

第１のアクチュエータ４は、バランス・マス１０に結合されている。図２の例では、この結合は、第１のアクチュエータ４のステータ４ｂをバランス・マス１０に取り付けることによって達成される。バランス・マス１０は、基板サポートＷＴに及ぼされる作動力から生じる反力を吸収するように構成される。これは、基板サポートＷＴの加速の方向と反対の方向に、バランス・マス１０の加速をもたらす。バランス・マス１０のこの加速から、力１３はＦ_ｂｍ＝ｍ_ｂｍ×ａ_ｂｍの大きさになり、Ｆ_ｂｍは結果として生じる力１３、ｍ_ｂｍはバランス・マス１０の質量、ａ_ｂｍはバランス・マス１０の加速度はｂｍになる。力１３の大きさは力３の大きさに等しいが、反対方向に向けられる。

基板サポートＷＴは重心２を有し、バランス・マスは重心１１を有する。図２から明らかなように、基板サポートＷＴの重心２とバランス・マス１０の重心１１との間には距離Ｚがある。これにより、バランス・マストルクは力３と力１３の組み合わせから生じる。このバランス・マストルクは、Ｆ_ｗｔ×Ｚに等しい大きさを有し、Ｆ_ｗｔは力３の大きさであり、Ｚは、基板サポートＷＴの重心２とバランス・マス１０の重心１１との間の距離である。

バランス・マストルクは、バランス・マスサポート１２によってフレーム５に伝達される。図２の実施形態では、バランス・マストルクは、第１の支持位置２０ａでフレームに加えられる力１５ａ、及び第２の支持位置２０ｂでフレームに加えられる力１５ｂの形でフレームに加えられる。

図２では、示される位置決めシステム１は、第２の位置決め装置ＰＷの例である。しかしながら、例えば、第１の位置決め装置ＰＭを図２に従って構成してもよい。その場合、第１のアクチュエータによって作動されるのは基板サポートＷＴではなく、パターニングデバイスＭＡである。

図３は、本発明による位置決めシステム１の可能な実施形態を概略的に示す。この実施形態は、図２に示すように、位置決めシステム１のすべての要素を含み、同じように機能する。

図４は、図３の位置決めシステム１の第１の支持位置の近くのより詳細な状況に示す。

図２の位置決めシステム１と図３の位置決めシステム１の主な違いは、図３の位置決めシステム１がトルク補償器を含むことである。トルク補償器は、バランス・マストルクを補償するためにフレームに補償力を及ぼすように構成される。補償力は、支持位置でフレームに加えられる。これは、バランス・マストルクの効果的な補償を可能にし、フレーム５の有利な動的挙動を可能にする。

図３の実施形態では、トルク補償器は、第１の補償器アクチュエータ２５ａ及び第２の補償器アクチュエータ２５ｂを備える。第１の補償器アクチュエータ２５ａは、第１の支持位置２０ａで第１の補償力１６ａ（図４を参照）を及ぼす。第１の補償力１６ａは、力１５ａと同じ大きさを有する。第１の補償力１６ａは、力１５ａと反対の方向に向けられる。これにより、第１の補償力１６ａは力１５ａを打ち消す。第２の補償器アクチュエータ２５ｂは、第２の支持位置２０ｂで第２の補償力を及ぼす。第２の補償力は、力１５ｂと同じ大きさである。第２の補償力は、力１５ｂと反対の方向に向けられる。これにより、第２の補償力は力１５ｂを打ち消す。

図３及び図４の実施形態では、第１の補償器アクチュエータ２５ａは、可動マス２６ａ及びリニアモータ２７ａを備える。リニアモータ２７ａは、力１５ａを打ち消すための補償力１６ａを生成するために可動マス２６ａを動かすように構成される。第１の補償器アクチュエータ２５ａは、第１の補償力１６ａが第１の支持位置２０ａ（図４の斜線領域によって示される）でフレーム５に加えられるように配置される。任意選択で、第１バランス・マス支持装置１２ａは、真空チャンバ６の内側のフレーム５の表面上の第１の支持位置２０ａでフレームと係合し、第１の補償器アクチュエータ２５ａは、真空チャンバ６の外側のフレーム５の表面上の第１の支持位置２０ａでフレーム５と係合する。

図３及び図４の実施形態では、第２の補償器アクチュエータ２５ｂは、可動マス２６ｂ及びリニアモータ２７ｂを備える。リニアモータ２７ｂは、力１５ｂを打ち消すための補償力を生成するために可動マス２６ｂを動かすように構成される。第２の補償器アクチュエータ２５ｂは、第２の補償力が第２の支持位置２０ｂでフレーム５に加えられるように配置される。任意選択で、第２のバランス・マス支持装置１２ｂは、真空チャンバ６の内側のフレーム５の表面上の第２の支持位置２０ｂでフレームと係合し、第２の補償器アクチュエータ２５ｂは、真空チャンバ６の外側のフレーム５の表面上の第２の支持位置２０ｂでフレーム５と係合する。

リニアモータ２７ａ、２７ｂは、例えば、可動磁石ＬＩＭＭＳリニアモータ及び／又はコアレス鉄ＬＩＭＭＳリニアモータのようなＬＩＭＭＳリニアモータのようなリニア誘導モータである。リニア誘導モータの反力は、フレーム５に力を及ぼすことなく可動マス２６ａ、２６ｂを動かす。

任意選択的に、第１の補償器アクチュエータ２５ａは、マス位置検出器２８ａを備える。マス位置検出器２８ａは、第１の補償器アクチュエータ２５ａ内の可動マス２６ａの位置を検出するように構成される。マス位置検出器２８ａは、例えばエンコーダであるか、又はそれを含む。必要に応じて、さらに、第１の補償器アクチュエータ２５ａ内の可動範囲２６ａがその運動範囲のほぼ中央を移動するように維持できるように、低帯域幅フィードバックコントローラが提供される。

任意選的に、同様に、第２の補償器アクチュエータ２５ｂは、マス位置検出器２８ｂを備える。マス位置検出器２８ｂは、第２の補償器アクチュエータ２５ｂ内の可動マス２６ｂの位置を検出するように構成される。マス位置検出器２８ｂは、例えばエンコーダであるか、又はそれを含む。必要に応じて、さらに、低帯域幅フィードバックコントローラが提供され、それにより、可動マス２６ｂは、第２の補償器アクチュエータ内のその運動範囲のほぼ中央を移動するように維持され得る。

図３の実施形態では、トルク補償器は、第１の補償器アクチュエータ及び第２の補償器アクチュエータを備える。しかしながら、実施形態ごとに、トルク補償器に存在する補償器アクチュエータの数は異なり得る。好ましくは、補償器アクチュエータは、各支持位置に設けられる。

図５は、図３の実施形態の上面図を概略的に示す。

図５は、基板サポートＷＴ、バランス・マス１０及びフレーム５を示す。基板サポートＷＴ及びバランス・マスは、真空チャンバ６内に配置される。バランス・マスサポートは、第１の支持位置２０ａでフレーム５と係合する第１のバランス・マス支持装置１２ａを備える。バランス・マスサポートはさらに、第２の支持位置２０ｂでフレーム５と係合する第２のバランス・マス支持装置１２ｂを備える。第１のバランス・マス支持装置１２ａ及び第２のバランス・マス支持装置１２ｂは、バランス・マス１０の両側に配置されている。

この実施形態では、トルク補償器は、第１の補償器アクチュエータ２５ａ及び第２の補償器アクチュエータ２５ｂを備える。第１の補償器アクチュエータ２５ａは、第１の支持位置２０ａで第１の補償力を及ぼすように配置される。第２の補償器アクチュエータ２５ｂは、それが第２の支持位置２０ｂで第２の補償力を及ぼすように配置される。

方向Ａ１における基板サポートＷＴの加速は、軸Ｒ１の周りのバランス・マストルクをもたらす。この平衡質量トルクは、補償器アクチュエータ２５ａ、２５ｂによって提供される補償力によって打ち消される。

図６は、図３の実施形態の変形の上面図を概略的に示す。

図６は、基板サポートＷＴ、バランス・マス１０及びフレーム５を示す。基板サポートＷＴ及びバランス・マスは、真空チャンバ６内に配置される。

図６の変形として、バランス・マスサポートは、それぞれの第１の支持位置２０ａ１、２０ａ２でフレーム５と係合する２つの第１のバランス・マス支持デバイス１２ａ１、１２ａ２を備える。バランス・マスサポートは、それぞれの第２の支持位置２０ｂ１、２０ｂ２でフレーム５と係合する２つの第２のバランス・マス支持装置１２ｂ１、１２ｂ２をさらに備える。

この実施形態では、トルク補償器は、２つの第１の補償器アクチュエータ２５ａ１、２５ａ２及び２つの第２の補償器アクチュエータ２５ｂ１、２５ｂ２を備える。第１の補償器アクチュエータ２５ａ１、２５ａ２は、それぞれの第１の補償力がそれぞれの第１の支持位置２０ａ１、２０ａ２に加えられるように配置される。第２の補償器アクチュエータ２５ｂ１、２５ｂ２は、それぞれの第２の補償力がそれぞれの第２の支持位置２０ｂ１、２０ｂ２に加えられるように配置される。

方向Ａ１における基板サポートＷＴの加速は、軸Ｒ１の周りのバランス・マストルクをもたらす。このバランス・マストルクは、補償器アクチュエータ２５ａｌ，２５ａ２，２５ｂｌ，２５ｂ２によって提供される補償力によって打ち消される。この構成では、代替的又は追加的に、補償器アクチュエータ２５ａｌ、２５ａ２、２５ｂｌ、２５ｂ２は、軸Ｒ２の周りのバランス・マストルクを相殺することもできる。

図７は、図３の実施形態のさらなる変形の上面図を概略的に示す。

図７は、基板サポートＷＴ、バランス・マス１０及びフレーム５を示す。基板サポートＷＴ及びバランス・マスは、真空チャンバ６内に配置される。バランス・マスサポートは、第１の支持位置２０ａでフレーム５と係合する第１のバランス・マス支持装置１２ａを備える。バランス・マスサポートはさらに、第２の支持位置２０ｂでフレーム５と係合する第２のバランス・マス支持装置１２ｂを備える。

さらに、バランス・マスサポートは、第３のバランス・マス支持装置３２ａ及び第４のバランス・マス支持装置３２ｂを備える。第３バランス・マス支持装置３２ａ及び第４バランス・マス支持装置３２ｂは、バランス・マス１０の両側に配置されるが、第１及び第２バランス・マス支持装置１２ａ、１２ｂが配置される側とは異なる側に配置される。第３のバランス・マス支持装置３２ａは、第３の支持位置３０ａでフレーム５と係合する。第４のバランス・マス支持装置３２ｂは、第４の支持位置３０ｂでフレーム５と係合する。

この実施形態では、トルク補償器は、第１の補償器アクチュエータ２５ａ、第２の補償器アクチュエータ２５ｂ、第３の補償器アクチュエータ３５ａ及び第４の補償器アクチュエータ３５ｂを備える。第１の補償器アクチュエータ２５ａは、第１の支持位置２０ａで第１の補償力を及ぼすように配置される。第２の補償器アクチュエータ２５ｂは、それが第２の支持位置２０ｂで第２の補償力を及ぼすように配置される。第３の補償器アクチュエータ３５ａは、それが第３の支持位置３０ａで第３の補償力を及ぼすように配置される。第４の補償器アクチュエータ３５ｂは、第４の支持位置３０ｂで第４の補償力を及ぼすように配置される。

方向Ａ１における基板サポートＷＴの加速は、軸Ｒ１の周りのバランス・マストルクをもたらす。この平衡質量トルクは、第１及び第２の補償器アクチュエータ２５ａ、２５ｂによって提供される補償力によって打ち消される。

方向Ａ２における基板サポートＷＴの加速は、軸Ｒ２の周りのバランス・マストルクをもたらす。このバランス・マストルクは、第３及び第４の補償器アクチュエータ３５ａ、３５ｂによって提供される補償力によって打ち消される。

図８は、本発明による位置決めシステム１のさらなる実施形態の上面図を概略的に示す。

この実施形態では、トルク補償器は、フレーム５の支持位置に補償力が加えられるように配置されず、支持位置から離れた補償位置に配置される。補償位置は、バランス・マスサポートよりも剛性のあるフレーム５の部分４１ａ，４１ｂによって支持位置に接続される。好ましくは、フレームのこの部分４１ａ、４１ｂは、バランス・マス支持体よりも著しく例えば少なくとも１０倍剛性が高い。剛性フレーム部分４１ａ、４１ｂは、例えば、真空チャンバ６の壁の一部、真空チャンバ６の壁の補強部分、又は真空チャンバ６の壁に配置される必要な剛性のコネクタ片である。それぞれの支持位置２０ａ、２０ｂとそれぞれの補償位置４０ａ、４０ｂとの間に延在するフレーム部分４１ａ、４１ｂの剛性により、トルク補償器が直接サポート位置で補償力を発揮する場合と同様の効果を得ることができる。図８の実施形態は、例えば、トルク補償器が支持位置で直接補償力を発揮するようにトルク補償器を配置するために利用可能な十分な空間がない場合に使用されてもよい。

図８は、基板サポートＷＴ、バランス・マス１０及びフレーム５を示す。基板サポートＷＴ及びバランス・マスは、真空チャンバ６内に配置される。バランス・マスサポートは、第１の支持位置２０ａでフレーム５と係合する第１のバランス・マス支持装置１２ａを備える。バランス・マスサポートはさらに、第２の支持位置２０ｂでフレーム５と係合する第２のバランス・マス支持装置１２ｂを備える。第１のバランス・マス支持装置１２ａ及び第２のバランス・マス支持装置１２ｂは、バランス・マス１０の両側に配置されている。

この実施形態では、トルク補償器は、第１の補償器アクチュエータ２５ａ及び第２の補償器アクチュエータ２５ｂを備える。第１の補償器アクチュエータ２５ａは、第１の補償器位置４０ａで第１の補償力を及ぼすように配置される。第２の補償器アクチュエータ２５ｂは、第２の補償位置４０ｂで第２の補償力を及ぼすように配置される。

方向Ａ１における基板サポートＷＴの加速は、軸Ｒ１の周りのバランス・マストルクをもたらす。この平衡質量トルクは、補償器アクチュエータ２５ａ、２５ｂによって提供される補償力によって打ち消される。互いに対する補償器アクチュエータ２５ａ、２５ｂの位置、及び／又は互いに対する支持位置２０ａ、２０ｂの位置がフレーム５に追加のトルクを導入する場合、この追加のトルクは、オプションである補償力を決定するときにも考慮されるので、補償器アクチュエータ２５ａ、２５ｂもこの追加のトルクを補償する。

図８の実施形態は、図に示すように、他の実施形態の特徴と組み合わせることができる。

図９は、本発明によるポジショナシステムのさらなる実施形態を概略的に示す。

この実施形態では、トルク補償器は、バランス・マス１０に対する可動体ＷＴの位置及び／又は加速度に基づく補償器制御信号を生成又は受信し、前記補償器制御信号に基づいて補償力を生成するように構成されたコントローラ５０をさらに備える。コントローラ５０は、トルク補償器専用の別個の存在とすることができ、又はポジショナシステムの全体の制御システムに、又はリソグラフィ装置の全体の制御システム（ポジショナシステムがリソグラフィ装置で使用される場合）に統合することができる。

可動体ＷＴ及びバランス・マス１０の加速は、時間とともに変化する。フレーム５に有効な補償力を及ぼすことができるようにするために、可動体ＷＴ及びバランス・マス１０の加速度の変動が、トルク補償器によって及ぼされる１つ又は複数の補償力の変動をもたらすことが望ましい。これはさまざまな方法で実現できる。

例えば、フィードフォワード制御ループを使用できる。これは、例えば、トルク補償器のコントローラ５０に、可動体ＷＴの位置及び／又は加速度に関するデータを含むデータ記憶装置５１を提供することによって達成することができる。このデータは、好ましくは、時間内の可動体ＷＴの位置及び／又は加速度の変動に関する。データは、例えば、時間の経過に伴う可動体ＷＴの所望の位置及び／又は加速度、時間の経過に伴う可動体ＷＴの予想される位置及び／又は加速度、時間の経過に伴う可動体ＷＴの計算された位置及び／又は加速度に関する。及び／又は可動体ＷＴの測定された位置及び／又は加速度の経時的変化に関する。補償器制御信号は、少なくとも部分的に前記データに基づく。

任意選択的に、代替として、又は追加として、フィードバックループが使用されてもよい。その場合、トルク補償器は、第１の方向のフレーム５の加速度を測定し、フレーム５の測定された加速度に基づいて加速度信号５３を生成するように構成される加速度センサ５２をさらに備える。任意選択的に、加速度センサ５２は、支持位置２０ａ、２０ｂに、又はその近くに取り付けられる。次に、コントローラ５０は、前記加速度信号５３を受け取り、それを補償器制御信号を生成するための入力として使用するように構成される。フレームの残りの加速度を測定し、この加速度を補償するために追加の補償力を提供すると、補償の品質が向上し、フレーム５の安定性がさらに向上する。

図２〜９によるポジショナシステムの異なる実施形態の特徴は、互いに組み合わせることができる。例えば、データ記憶装置及び／又は加速度センサ５２を備えたコントローラ５０は、他のすべての実施形態と組み合わせて使用することができる。

図２〜９に示されるようなポジショナシステムは、例えば、ウェーハステージポジショナとして、リソグラフィ装置で使用することができる。あるいは、図２〜９に示されるポジショナシステムは、例えばレチクルステージ又はレチクルマスクユニット用のポジショナーとして、リソグラフィ装置の他の位置で使用することができる。あるいは、それらは、フレームの変形の正確な位置決め又は制限が望まれる、リソグラフィ装置以外の生産機械で使用することができる。

図２〜９のいずれかによるポジショナシステムがリソグラフィ装置で使用される場合、可動体は、例えば、基板サポートＷＴ、レチクルマスクユニット又はレチクルステージである。

図２〜９のいずれかによるポジショナシステムが、真空チャンバ６を備えるリソグラフィ装置で使用され、トルク補償器が補償器アクチュエータ２５を備える場合、任意選択的に可動体及びバランス・マス１０が前記内部に配置され、補償器アクチュエータ２５は、真空チャンバ６の外側に配置されている。

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特定の言及がなされ得るが、本明細書に記載されるリソグラフィ装置は、集積光学システムの製造、磁区メモリ、フラットパネルディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッド用のガイダンス及び検出パターンなどの他の用途を有し得ることが理解されるべきである。当業者は、そのような代替用途の文脈において、本明細書における「ウエハ」又は「ダイ」という用語の使用はそれぞれ、より一般的な「基板」又は「ターゲット部分」という用語の同義語と見なすことができることを理解するであろう。本明細書で言及される基板は、露光の前又は後に、例えばトラック（通常、レジストの層を基板に塗布し、露光されたレジストを現像するツール）、メトトロジーツール及び／又は検査ツールで処理することができる。適用可能な場合、本明細書の開示は、そのような及び他の基板処理ツールに適用されてもよい。さらに、例えば、多層ＩＣを作成するために、基板は２回以上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、既に複数の処理された層を含む基板を指すこともある。

光学リソグラフィの文脈での本発明の実施形態の使用について具体的に言及してきたが、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で使用されてもよく、文脈が許せば、光学リソグラフィに限定されないことを理解すべきである。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が、基板上に作成されるパターンを定義する。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の層に押し付けられ、その後、電磁放射、熱、圧力、又はそれらの組み合わせを加えることによってレジストが硬化される。レジストが硬化した後、パターニングデバイスがレジストから取り除かれて、そこにパターンが残る。

本明細書で使用される「放射」及び「ビーム」という用語は、紫外線（ＵＶ）放射（例えば、波長が約３６５、２４８、１９３、１５７又は１２６ｎｍ）及び極端紫外（ＥＵＶ）放射（例えば、５〜２０ｎｍの範囲の波長を持つ）、及びイオンビームや電子ビームなどの粒子ビームを含む様々な電磁ビームを指す。

「レンズ」という用語は、文脈が許せば、屈折、反射、磁気、電磁気、及び静電光学コンポーネントを含む、さまざまなタイプの光学コンポーネントのいずれか、又はその組み合わせを指すことがある。

以上、本発明の特定の実施形態について説明したが、本発明は、説明した以外の方法で実施できることを理解すべきである。例えば、本発明は、上記で開示された方法を説明する機械可読命令の１つ以上のシーケンスを含むコンピュータプログラム、又はデータ記憶媒体（例えば、このようなコンピュータプログラムが格納されている半導体メモリ、磁気又は光ディスク）の形態をとってもよい。

上記の説明は、限定ではなく例示を意図したものである。したがって、以下に述べる特許請求の範囲から逸脱することなく、説明した本発明に変更を加えることができることが当業者には明らかであろう。

Claims (15)

1. 位置決めシステムであって、
   可動体に作動力を加えるように構成された第１のアクチュエータであって、前記第１のアクチュエータは、当該第１のアクチュエータによって発生された前記作動力に起因する反力を吸収するように構成されたバランス・マスに結合され、前記作動力は、前記可動体を加速させ、前記反力は前記バランス・マスに反対方向へ加速させ、前記可動体の加速による力と、前記バランス・マスの反対方向の加速による力がバランス・マストルクをもたらす第１のアクチュエータと、
   前記バランス・マスをフレーム上に支持するように構成されたバランス・マスサポートであって、支持位置で前記フレームと係合するバランス・マスサポートと、
   トルク補償器とを含み、
   前記トルク補償器は、前記バランス・マストルクを補償するための補償力を出力するように構成され、
   前記トルク補償器は、前記支持位置において前記フレームに前記補償力を加えるように構成される、位置決めシステム。
2. 前記バランス・マスサポートは、第１のバランス・マスサポートと、第２のバランス・マスサポートとを含み、前記第１のバランス・マスサポート及び前記第２のバランス・マスサポートは、前記バランス・マスの両側に配置され、
   前記第１のバランス・マスサポートは第１の支持位置で前記フレームに係合し、前記第２のバランス・マスサポートは第２の支持位置で前記フレームに係合し、前記補償器は第１の支持位置で前記フレームに第１の補償力を及ぼすように構成された第１の補償器アクチュエータと、第２の支持位置で前記フレームに第２の補償力を及ぼすように構成された第２の補償器アクチュエータとを含み、
   前記第１の補償器アクチュエータ及び前記第２の補償器アクチュエータは、第１の回転方向におけるバランス・マストルクを補償するように協働するように構成される、請求項１に記載の位置決めシステム。
3. 前記バランス・マスサポートは、第３のバランス・マスサポート及び第４のバランス・マスサポートとを備え、前記第３のバランス・マスサポート及び前記第４のバランス・マスサポートは、前記バランス・マスの両側に配置され、
   前記第３のバランス・マスサポートは第３の支持位置で前記フレームに係合し、前記第４のバランス・マスサポートは第４の支持位置で前記フレームに係合し、前記補償器は第３の支持位置で前記フレームに第３の補償力を及ぼすように構成された第３の補償器アクチュエータと、第４の支持位置で前記フレームに第４の補償力を及ぼすように構成された第４の補償器アクチュエータとを備え、
   前記第３の補償器アクチュエータ及び前記第４の補償器アクチュエータは、第２の回転方向におけるバランス・マストルクを補償するように協働するように構成される、請求項２に記載の位置決めシステム。
4. 前記トルク補償器は、可動補償器マスを移動させるように構成されたリニアモータを備える、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の位置決めシステム。
5. 前記トルク補償器は、前記トルク補償器の可動マスの位置を決定するように構成されたマス位置検出器をさらに備える、請求項４に記載の位置決めシステム。
6. 前記トルク補償器は、前記フレームに対する前記可動体の位置及び／又は加速度に基づく補償器制御信号を生成又は受信するように構成され、前記補償器制御信号に基づいて前記補償力を生成するように構成されたコントローラをさらに備える、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の位置決めシステム。
7. 前記トルク補償器は、前記可動体の第１の方向の加速度を測定し、前記測定された前記フレームの加速度に基づいて加速度信号を生成するように構成された加速度センサをさらに備え、
   前記コントローラは、前記加速度信号を受信し、それを前記補償器制御信号を生成するための入力として使用するように構成される、請求項６に記載の位置決めシステム。
8. 前記トルク補償器の前記コントローラは、前記可動体の所望の位置及び／又は加速度に関するデータを含むデータ記憶装置を備え、前記補償器制御信号は、前記データに少なくとも部分的に基づく、請求項６又は７に記載の位置決めシステム。
9. 可動体に作動力を加えるように構成された第１のアクチュエータであって、前記第１のアクチュエータは、当該第１のアクチュエータによって発生された前記作動力に起因する反力を吸収するように構成されたバランス・マスに結合され、前記作動力は、前記可動体の加速を提供し、前記反力は、前記バランス・マスの反対方向への加速を提供し、前記可動体の加速度による力と、前記バランス・マスの反対方向の加速による力がバランス・マストルクをもたらす第１のアクチュエータと、
   前記バランス・マスをフレーム上に支持するように構成されたバランス・マスサポートであって、支持位置で前記フレームと係合するバランス・マスサポートと、
   トルク補償器とを含み、
   前記トルク補償器は、前記バランス・マストルクを補償するための補償力を出力するように構成され、
   前記トルク補償器は、補償位置において前記フレームに前記補償力を加えるように構成され、前記補償位置は、前記支持位置から離れており、前記補償位置は前記フレームの一部を通して前記支持位置に接続され、前記フレームの一部は前記バランス・マスサポートよりも固い、位置決めシステム。
10. 請求項１乃至９のいずれか１項に記載の位置決め装置を含むリソグラフィ装置
11. 前記可動体は、基板サポート、レチクルマスクユニット又はレチクルステージである、請求項１０に記載のリソグラフィ装置。
12. 前記リソグラフィ装置は真空チャンバを備え、前記可動体および前記バランス・マスは前記真空チャンバの内部に配置され、
    前記トルク補償器は、補償器アクチュエータを含み、前記補償器アクチュエータは、前記真空チャンバの外側に配置される、請求項１０又は１１に記載のリソグラフィ装置。
13. 位置決めシステムにおけるバランス・マストルクを補償する方法であって、
    可動体に作動力を作用させ、前記作動力に起因する反力をバランス・マスにより吸収し、反対側に向けて前記可動体の加速、及び前記バランス・マスの加速を発生させ、前記可動体の加速に起因する力と、前記バランス・マスの加速に起因する力とをバランス・マストルクとすることによりバランス・マストルクを発生させ、前記バランス・マストルクはバランス・マスサポートを介して支持位置でフレームに及ぼされ、
    前記支持位置でフレームに補償力を加えるトルク補償器によって前記フレームに及ぼされるバランス・マストルクを補償する、方法。
14. ポジショナシステムにおけるバランス・マストルクを補償する方法であって、
    可動体に作動力を作用させ、前記作動力に起因する反力をバランス・マスにより吸収し、反対側に向けて前記可動体の加速、及び前記バランス・マスの加速を発生させ、前記可動体の加速に起因する力と、前記バランス・マスの加速に起因する力とをバランス・マストルクとすることによりバランス・マストルクを発生させ、前記バランス・マストルクはバランス・マスサポートを介して支持位置でフレームに及ぼされ、
    補償位置において補償力を加えるトルク補償器によって前記フレームに及ぼされるバランス・マストルクを補償し、前記補償位置は、前記支持位置から離れており、前記補償位置は前記フレームの一部を通して前記支持位置に接続され、前記フレームの一部は前記バランス・マスサポートよりも固い、方法。
15. パターニングデバイスから基板上にパターンを転写することを含むデバイス製造方法であって、請求項１０乃至１２のいずれか１項に記載のリソグラフィ装置を使用するステップを含むデバイス製造方法。

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