JP3940329B2 - リソグラフィ投影装置、デバイス製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、リソグラフィ投影装置内の客体テーブルを移動させ得る駆動装置の制御に関するものである。より具体的には、本発明は、リソグラフィ投影装置、それも、
放射投影ビームを得るための放射系と、
目標パターンにしたがって投影ビームにパターン付与可能なパターニング装置を保持するための第１客体テーブルと、
基板を保持するための第２客体テーブルと、
基板のターゲット区画にパターン付与されたビームを結像させるための投影系と、
該投影系に対し各結像作業中に第１と第２の客体テーブルの１つを移動させるために、力を発生させる駆動装置とを含む形式のものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
「パターニング装置」という用語は、基板ターゲット区画に描画されるパターンに対応するパターンを付与した横断面を入射投影ビームに与えるのに使用される装置を指すものとして広く解釈すべきである。また「ライトバルブ」の用語も、同じ文脈で使用される。概して、前記パターンは、ターゲット区画に描画されるデバイス、例えば集積回路その他のデバイス（下記参照）の特定機能層に対応する。該パターニング装置の例は、下記のマスクと、プログラム可能なミラー配列と、プログラム可能なＬＣＤ配列とを含んでいる：
− マスクは前記第１客体テーブルによって保持されている。マスクの概念は、リソグラフィにおいては周知であり、例えばバイナリ型、交番位相偏移型、減衰位相偏移型等の種類や、種々のハイブリッド型を含んでいる。該マスクを投影ビーム内に配置することにより、マスク上のパターンに応じてマスク上に入射する投影ビームが、選択的に透過（透過性マスクの場合）または反射される。第１客体テーブルにより、マスクは入射投影ビーム内の目標位置に確実に保持され、かつ所望とあれば、投影ビームに対して移動させることができる。
− プログラム可能なミラー配列は、第１客体テーブルと呼ばれる構造物により保持されている。このデバイスの一例は、粘弾性制御層と反射面とを有するマトリクス−アドレス可能な面である。この装置の背後の基本原理は、（例えば）反射面のアドレス区域は入射光を回折光として反射し、非アドレス区域は入射光を非回折光として反射するというものである。適当なフィルタを用いることで、前記非回折光を反射ビームから濾外し、回折光のみを残すことができる。このようにして、投影ビームは、マトリクス−アドレス可能な面のアドレスパターンにしたがってパターン化される。所要のマトリクスアドレス作業は、適当な電子装置を用いて実施することができる。このミラー配列についてのこれ以上の情報は、例えば米国特許第５，２９６，８９１号および第５，５２３，１９３号から得ることができる。該米国特許は、ここに引用することで本明細書に取り入れるものである。
− プログラム可能なＬＣＤ配列は、第１客体テーブルと呼ばれる構造物によって保持される。この配列の一例としては、米国特許第５，２２９，８７２号が挙げられる。該米国特許は、ここに引用することで本明細書に取り入れるものである。
【０００３】
簡単化の目的で、本明細書の残りの部分は、特定箇所では具体的にマスクとマスクテーブルに関係する例について説明するが、該例で説明される一般原則は、既述のように、パターニング装置の、より広い文脈で見るべきである。
簡単化のため、投影系は、以下では「レンズ」と呼ぶが、この用語は、例えば屈折光学系、反射光学系、反射屈折光学系を含む種々の投影系を包含するものと広く解釈すべきである。放射系もまた、放射投影ビームの方向づけ、成形、制御のためのあらゆる種類の設計により動作する構成素子をふくむものであり、該構成素子は、また以下で集合的または個別的に「レンズ」とも呼ばれる。更に、リソグラフィ投影装置は、２個以上の基板テーブル（および／または２個以上のマスクテーブル）を有する種類のものである。この種の「多段」装置の場合、付加的なテーブルが並列的に使用されるか、または準備段階が１つ以上のテーブルで行われる一方で、１つ以上の他のテーブルでは露光が行われる。２段リソグラフィ投影装置は、例えば米国特許第５，９６９，４４１号およびＷＯ第９８／４０７９１号に説明されており、該特許は、ここに引用することで本明細書に取り入れるものである。
【０００４】
リソグラフィ投影装置を使用する製造方法では、パターン（例えばマスクの）が、放射線感応材料層（レジスト）によって少なくとも部分的に被覆されている基板に結像される。この結像段階の前に、基板は、例えばプライミング、レジスト被覆、ソフトベイク等の種々の処理を受ける。露光後、基板は、例えば露光後ベイク（ＰＥＢ）、現像、ハードベイク、結像された形状特徴（ｆｅａｔｕｒｅｓ）の測定／検査等の他の処理を受ける。この一連の処理は、例えばＩＣ等のデバイスの個別層にパターン付与する基礎として行われる。このパターン付与された層は、次いで例えばエッチング、イオン打込み（ドーピング）、メタライゼーション、酸化、化学・機械式研磨等の種々の処理を受けるが、これらは、すべて個別層の仕上げのためである。数層が必要な場合は、これらの全処理またはその変化形式が、それぞれ新しい層に繰り返される。場合により、基板（ウェーハ）上に複数デバイスが配列される。その場合、これらのデバイスは、ダイシングまたはソーイング等の技術により互いに分離され、個々のデバイスがキャリアに取り付けられ、ピン等に結合される。これらの処理についてのこれ以上の情報は、例えばピータ・ヴァン・ザント著『マイクロチップの製造： 半導体加工便覧』（“Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ：Ａ Ｐｒａｃｔｉｃａｌ Ｇｕｉｄｅ ｔｏ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ”、第３版、マグローヒル出版社、１９９７年刊、ＩＳＢＮ ０−０７−０６７２５０−４）から得ることができ、該著書は、ここに引用することにより本明細書に取り入れるものである。
【０００５】
リソグラフィ投影装置は、例えば集積回路（ＩＣｓ）の製造に使用できる。その場合、パターニング装置は、ＩＣの個別層に対応する回路パターンを発生させ、このパターンは、放射線感応材料層（レジスト）で被覆された基板（シリコンウェーハ）上のターゲット区画（１個以上のダイを含む）に結像させることができる。概して、単一の基板には複数の隣接ターゲット区画の全ネットワークが含まれており、該区画が投影系により一度に一個順次照射される。１個のマスクテーブル上の１個のマスクによりパターン付与する従来の装置の場合、２種類の異なる装置を区別できる。一方の種類のリソグラフィ投影装置の場合、各ターゲット区画は、全マスクパターンがターゲット区画上に一括露光されることで照射される。この種の装置は通常ウェーハステッパーと呼ばれる。他方の種類のリソグラフィ投影装置−通常、ステップアンドスキャン装置と呼ばれる−の場合は、各ターゲット区画が、所定基準方向（「走査」方向）に投影ビーム下で漸次マスクパターンをスキャンすることで照射され、同時に前記方向と平行または逆平行に基板テーブルが走査される。一般に、投影系はＭ倍の倍率（概して＜１）を有するので、基板テーブルが走査される速度Ｖは、マスクテーブルが走査される速度のＭ倍となろう。走査式の装置の投影ビームは、走査方向のスリット幅を有するスリットの形式を有している。投影装置についてのこれ以上の情報は、例えば米国特許第６，０４６，７９２号から得ることができ、該特許は、ここに引用することにより本明細書に取り入れるものとする。
【０００６】
駆動装置は、結像作業中に走査式リソグラフィ投影装置内でテーブルを移動させるのに使用される。これらの駆動装置は、結像作業中に両テーブルが同期して移動し、かつ結像エラーを発生させないように、高精度で作動することが極めて重要である。要求される精度の同期化で動作しない駆動装置は、テーブルに対する高いＭＳＤ（移動標準偏差）と高いＭＡ（移動平均）同期誤差を発生させる。双方のテーブルが、設定点発生器から、正しい、正確に時間的に同期する運動分布を受け取る間に、基板とマスクテーブルとの間の相対位置誤差が次式で計算される：
【数１】
【０００７】
この式において、ｅWSは基板テーブルとその設定点との位置の差であり、ｅRSはマスクテーブルとその設定点との位置の差である。図２は、Ｙ方向での走査中の基板テーブルの加速を示している。露光走査を行うために、基板テーブルは、ターゲット区画長さ１１＋スリット幅１３の２倍値＋所要設定時間中の移動距離７に等しい距離にわたり移動せねばならない。設定時間により、位置誤差を減少できる。加速は、加速距離５を移動することで行われ、減速は、減速距離１５を移動することで行われる。露光１７の開始時には、露光されるターゲット区画上の第１点が照明スリット１３に達する。露光時間Ｔexp後に、露光済みのこの第１点が、スリット１３から移動する。ステージ速度で除したターゲット区画長さに等しい時間間隔後、ターゲット区画のまさに最終点１９がスリットから移動する。これらが、共に合計されて既述の走査長さ９となる。
【０００８】
ターゲット区画の特定点が照射スリット１３内にある時間中の平均ステージ位置誤差は、この特定点の基板上の放射線感応材料（オーバーレイ）の偏移を決定する。ターゲット区画内の各点ｘについて、この偏移が計算される。該偏移は、この点ｘの移動平均（ＭＡ）誤差と呼ばれる：
【数２】
この式において、Ｔexpは露光時間であり、該露光時間は、基板テーブルの走査速度で除したスリット幅に等しく、ｅ（ｔ）は、基板レベルでの基板テーブル／マスクテーブルの、時間の関数である相対位置誤差、ｔXは、点ｘがレンズ中心に位置せしめられた瞬時を表す。
【０００９】
平均位置誤差に加えて、位置誤差は、露光中、高い発生頻度で変動し、その結果、ぼけ効果（結像がぼけるか、コントラストが失われる）が生じる。この効果は、露光中の相対位置誤差の標準偏差に等しい移動標準偏差（ＭＳＤ）により特徴づけられる：
【数３】
ＭＡとＭＳＤ双方が、走査方向Ｙに沿ってターゲット区画内の各点について計算される。ターゲット区画内のＭＡおよびＭＳＤのピーク値は、性能指標として利用される。
【００１０】
ここに引用することで本明細書に取り入れられるＵＳ ６，３７３，０７２ Ｂ１には、リソグラフィ投影装置の基板テーブルおよびマスクテーブル用の制御系が提案されており、この制御系では、基板テーブルの位置誤差が、マスクテーブル制御ループ内にフィードフォワード制御として含まれることで、補償される。特に、基板テーブルの誤差は低域フィルタで濾過され、フィルタの出力は、マスクテーブル設定点に加えられ、２度微分され、マスクテーブル質量とマスクテーブルに作用した合力とを乗じられる。この提案は次の認識に基づいている。すなわち、マスクテーブルと基板テーブルとの絶対位置は、それらの相対位置より重要性が低く、かつまたマスク位置の制御は基板位置の制御より容易であるという認識である。後者の認識は、マスク位置決めにおける絶対誤差は、それが基板表面での結像誤差に合計される前に、レンズ系の倍率を乗じられるからである。レンズの倍率は、通常、０．２５または０．２であるから、マスクのところでの誤差は、ウェーハ表面でより４倍または５倍小さくなる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、同期化の改善によって、より低いＭＳＤとＭＡの値を有するリソグラフィ投影装置を得ることである。
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、冒頭に記載した形式のリソグラフィ投影装置、それも、前記１つの客体テーブルの位置を表す信号に応じてデータ記憶装置から補償力を読み出すためのデータ記憶装置と、
前記１つの客体テーブルに対し駆動装置が作用させる力を調節するために、前記補償力に応じて力調節信号を発生させるプロセッサ装置とを含むことを特徴とするリソグラフィ投影装置が得られる。
【００１２】
前記１つの客体テーブルの位置を表す信号は、前記１つの客体テーブルの位置を測定するために測定系が発生させる信号か、または前記１つの客体テーブルの運動を制御するために制御装置が発生させる設定点かのいずれかである。データ記憶装置は、位置を表す信号に基づいて妨害補償力を読み取り、該妨害補償力は処理装置内で処理され、前記１つの客体テーブルに作用する力を調節する信号を発生させる。本発明は、或る決まった磁性材料が、客体テーブルに対し該テーブルの移動中に力を作用させるという発見に基づいている。この外部の妨害磁力は、前記１つの客体テーブルの位置、または客体テーブル速度と組み合わされた位置に依存する。双方の依存度を検出し、データ記憶装置に記憶させ、該記憶装置から読み出して、外部妨害磁力を補償するように、予め駆動装置の力応答を調節しておく。外部妨害磁力に依存する位置は、例えば、客体テーブル内の永久磁石と客体テーブルの移動経路近くの磁性材料との間の磁引力によって決まる。
【００１３】
ステップ−アンド−スキャン型の装置では、マスクパターンを所定基準方向に投影ビーム下で移動させることにより、各ターゲット区画が照射される一方、これに同期して、基板テーブルが前記基準方向と平行または逆平行に移動せしめられる。マスクパターンと基板テーブルとが同期して運動するには、第１と第２の客体テーブルの運動が高精度で制御される必要がある。客体テーブルの運動誤差感度は極めて高いが、これは、結像作業中にテーブルが移動し、すべての妨害力が直接に高いＭＳＤ値およびＭＡ値を生じさせるからである。特に第１客体テーブルは外部妨害磁力に敏感である。
前記１つの客体テーブルが高い移動速度の場合、移動範囲内の或る位置に妨害力が発生するが、このことは、速度依存が、例えば渦電流効果によることを示している。速度にも依存するこれらの外部妨害磁力の調節力は、前記１つの客体テーブルの位置と速度との関数である記憶妨害補償力の関数として計算される。計算装置は、したがって妨害補償力に前記１つの客体テーブルの速度を乗じることで調節力を計算する。
【００１４】
駆動装置は、長行程モータと短行程モータとを含んでいる。長行程モータは、前記１つの客体テーブルの広範囲の運動を駆動するためのものであり、短行程モータは、前記１つの客体テーブルの精密位置決め用である。短行程モータは、長行程モータにより動かされ、位置および速度に依存する影響に、より敏感である。調節力は短行程モータにのみ供給される。なぜなら、このモータは、概して、小さな力の調節に長行程モータより敏感に反応するからであり、長行程モータは、もっぱら受動的に短行程モータは追従するようにされている。長行程モータの可動部分と、短行程モータにより駆動される客体テーブル部分との相対間隔を測定する測定ユニットは、双方の部分が、平衡位置から離れると、長行程モータが再び移動して平衡にならねばならないことを指示する。
【００１５】
本発明の別の態様によれば、デバイス製造方法、それも、
第２客体テーブルに放射線感応材料層により少なくとも部分的に被覆された基板を供給する段階と、
放射系を用いて放射投影ビームを供給する段階と、
投影ビームの横断面にパターンを付与するために、第２客体テーブルにより保持されたパターニング装置を使用する段階と、
駆動装置により両客体テーブルを移動させる段階と、
パターン付与された放射投影ビームを、放射線感応材料層のターゲット区画に投影する段階とを含む形式のものにおいて、
客体テーブルのうちの１つ客体テーブルの位置を表す信号に応じて、データ記憶装置から妨害補償力を読み取る段階と、
前記妨害補償力に応じて力調節信号を発生させる段階と、
前記駆動装置が前記１つの客体テーブルに対して作用させる力を、前記力調節信号によって調節する段階とを含むことを特徴とするデバイス製造方法が得られる。
【００１６】
本発明の更に別の態様によれば、測定方法、それも、リソグラフィ投影装置内の客体テーブルの少なくとも１つを、少なくとも第１自由度で駆動装置により移動させる段階と、
前記１つの客体テーブルの移動が前記第１自由度で一定速度に維持されるように、駆動装置を制御する段階とを含む形式のものにおいて、
駆動装置が、前記第１自由度で前記１つの客体テーブルの移動を一定速度に維持するために、作用させる力が、前記第１自由度での位置の関数としてデータ記憶装置に記憶されることを特徴とする測定方法が得られる。
【００１７】
好ましくは、この測定方法は、比較的高速および低速の場合に行うべきであり、また異なる自由度で行うことができる。後者は、客体テーブルを異なる自由度で運動させ、かつ妨害力を異なる自由度の関数として記憶する間に行う測定、および／または客体テーブルを１つの自由度で運動させるが、客体テーブルの位置をより大きい自由度で制御し、かつこのより大きい自由度での妨害補償力を前記１つの自由度の関数として記憶する間に行う測定と解釈される。この測定は、或る自由度で前後進することで行われ、測定成績は、平均化され濾過されて、より良い成績を得ることができる。測定成績は、リソグラフィ投影装置の較正に使用できる。
【００１８】
本明細書では、本発明による装置を特にＩＣｓの製造に使用する場合について具体的に説明するが、言うまでもなく、該装置は、他の用途に使用することも可能である。例えば、集積光学系、磁区記憶装置用の案内および検出パターン、液晶表示パネル、薄膜磁気ヘッド等々の製造に使用できる。当業者には理解できるだろうが、これらの別の用途に使用する場合には、本明細書で用いた「レチクル」、「ウェーハ」、「ダイ」などの用語は、それぞれ、より一般的な「マスク」、「基板」、「ターゲット区画」または「ターゲット部分」の用語に置き換えられると考えるべきだろう。
本明細書では、照明放射線および照明ビームの用語は、紫外線（例えば波長３６５ｎｍ，２４８ｎｍ，１９３ｎｍ，１５７ｎｍ，１２６ｎｍのいずれか）、ＥＵＶ、Ｘ線、電子、イオンを含むが、それらに限定されないあらゆる種類の電磁放射線または粒子束を包含する用語として使用されている。
【００１９】
【発明の実施の形態】
実施例１
図１には、本発明によるリソグラフィ投影装置が示されている。該投影装置は、
− 放射投影ビームＰＢ（例えばＵＶまたはＥＵＶ、ｘ線、電子線、イオンのいずれか）を得るための放射系ＬＡ，ＩＬと、
− マスクＭＡ（例えばレチクル）を保持するためのマスクホールダを備え、かつアイテムＰＬに対しマスクを精密移動させるための第１駆動装置ＰＳ１に接続された第１客体テーブル（マスクテーブル）ＭＴと、
基板Ｗ（例えばレジスト被覆のシリコンウェーハ）を保持するための基板ホールダを備え、かつアイテムＰＬに対し基板を精密移動させるための第２駆動装置ＰＳ２に接続された第２客体テーブル（基板テーブル）ＷＴと、
基板Ｗのターゲット区画ＣにマスクＭＡの照射部分を結像させるための投影系（「レンズ」）ＰＬ（例えば回折系または反射屈折系、ミラー配列または界磁デフレクタ）とを含んでいる。
ここに示した装置は、透過型（すなわち透過性マスクを有する）である。しかし、一般に、装置は、例えば反射型でもよい。
【００２０】
投影系は、放射投影ビームを発生させる線源ＬＡ（例えばハロゲン灯、エキシマレーザ、放電プラズマ源、レーザ発生プラズマ源、蓄積リングまたはシンクロトロン内の電子ビーム経路周囲に配置されたアンジュレータ、電子ビーム源、イオンビーム源）を含んでいる。この投影ビームは、照明系ＩＬに含まれる種々の光学素子−例えばビーム成形光学素子Ｅｘ、インテグレータＩＮ、コンデンサＣＯ−に沿って通過し、結果として得られる投影ビームＰＢが目標形状と強度分布を与えられる。
投影ビームＰＢは、引き続き、マスクテーブル上のマスクホールダ内に保持されたマスクＭＡと交差する。マスクＭＡを通過した投影ビームＰＢは、レンズＰＬを通過し、該レンズにより基板Ｗのターゲット区画Ｃ上に集束される。測定系ＩＦ２と第２駆動装置ＰＳ２とにより、基板テーブルＷＴは、例えば、投影ビームＰＢの経路内の異なるターゲット区画Ｃを位置決めするように、精密移動せしめられる。同じように第１駆動装置ＰＳ１は、例えばマスクライブラリからマスクＭＡを機械式に回収した後、投影ビームＰＢの経路に対しマスクＭＡを精密位置決めするのに使用できる。概して、客体テーブルＭＴ，ＷＴの運動は、長行程モジュール（粗位置決め）と短行程モジュール（精密位置決め）とにより実現される。これらのモジュールは、図１にはっきりとは示されていない。
【００２１】
図示の装置は、２つの異なるモードで使用できる：
１． ステップモードでは、マスクテーブルＭＴが事実上定置され、全マスクパターンがターゲット区画Ｃへ一括投影される（すなわち単一「フラッシュ」）。基板テーブルＷＴが、次いでＸおよび／またはＹ方向に変位せしめられ、異なるターゲット区画Ｃが投影ビームＰＢにより照射される。
２． 走査モードでも、事実上同じシナリオが実施されるが、所定ターゲット区画Ｃが一括露光されない点が異なっている。その代わり、マスクテーブルＭＴは、投影ビームＰＢがマスクパターンにわたり走査するように、所定方向（いわゆる「走査方向」、例えばＹ方向）に速度ｖで可動である。同時に、基板テーブルＷＴが、等方向または反対方向に速度Ｖ＝Ｍｖで変位する。この場合、ＭはレンズＰＬの倍率（通常はＭ＝１／４または１／５）である。このようにして、比較的大きいターゲット区画Ｃを、解像度について妥協することなしに露光することができる。
【００２２】
リソグラフィ投影装置は、また投影系やセンサ、例えば測定系を支持する投影装置構成部品を支持するためのベースフレームＢＰ（ベースプレートまたはマシンフレームとも呼ばれる）を含んでいる。
ここに示す双方のテーブルは可動であり、干渉計ＩＦ１，ＩＦ２を含む測定系は、第１と第２の客体テーブルの位置を測定する。干渉計ＩＦ１が発生させる信号は、駆動装置ＰＳ１に対する力調節信号を発生させ、干渉計ＩＦ２が発生させる信号は、駆動装置ＰＳ２に対する力調節信号を発生させるのに使用できる。処理装置ＰＭは、測定系ＩＦ１（またはＩＦ２）からの測定信号に応じて、各客体テーブル上へ駆動装置ＰＳ１（またはＰＳ２）が作用させる力ＦＯを調節するための力調節信号を発生させるデータ記憶装置を含んでいる。データ記憶装置に記憶された妨害補償力は、装置の走査方向であるＹ方向での位置測定の関数として、Ｘ，Ｙ，Ｒｚ（平面Ｘ，Ｙ内での回転運動）方向で作用する一連の力ＦＯである。加えて、Ｙ位置の関数としてＲｘ，Ｒｙ，Ｚ方向に作用する力ＦＯを記憶することもでき、更にこれらの力ＦＯをＸ，Ｙ，Ｚ位置の関数として（かつまたおそらくＲｘ，Ｒｙ，Ｒｚの関数としても）記憶することもできる。
【００２３】
Ｘ，Ｙ位置の関数としてのこれらの力の記憶は、ここに引用することで本明細書に取り入れられるＷＯ ０１／１８９４４による平面モータによるのが好ましい。平面モータでは、第２客体テーブルが磁石プレート上方をＸ，Ｙ方向に広範囲にわたり移動する。高精度位置決めのためには、２段階位置決めシステムを使用できよう。その場合には、平面モータが長行程モータとして機能し、付加的なローレンツモータが短行程モータとして機能する。フィードフォワード信号は、その場合、平面モータ内の磁石プレートが発生させる短行程モータ妨害作用を補償するのに使用される。
【００２４】
図３は、本発明の第１実施例の詳細流れ図である。所要客体テーブル位置は、設定点発生器３１により発生せしめられ、客体テーブル制御器３３に送られる。客体テーブル制御器３３は、客体テーブル４３に作用される力３９を計算する。客体テーブル位置、したがって設定点発生器の作用は、位置測定系４１によって測定される。設定点発生器３１の設定点は、接続部４７を介して処理装置３７へ伝えられる。この設定点は、データ記憶装置３５内で妨害補償力を得るために使用され、該妨害補償力は、処理装置３７内で力調節信号４９に変換され全力３９に加算される。ライン４５は、接続部４７の代替手段となる。妨害補償力が設定点発生器３１に依存しないよう要求される場合には、ライン４５を使用し、実測データを使用して力調節信号４９を処理するほうがよい。
【００２５】
図４は、走査Ｙ方向での第１客体テーブルの移動と同時に、第１客体テーブルに作用する外部磁力を測定した結果を示す図である。これらの測定値は、第１客体テーブルをＹ方向に０．０２５メートル毎秒の比較的低速で移動させると同時に、Ｙ方向での第１客体テーブルの移動を一定速度に維持すべく駆動装置が作用させる力を測定して得た値である。該一定速度は、測定装置により制御され、一定速度からの偏差が生じれば、駆動装置が調節力を作用させる。この調節力が図４に示されている。測定装置は、また他の自由度（ＸおよびＹ）での客体テーブルの位置を制御するのにも使用され、該位置からの偏差が生じれば、駆動装置が調節力を作用させる。この調節力も図４に示されている。低速にすることによって、要求位置と実位置との差は確実に最小化され、このため、駆動装置が作用させる力は、妨害力の正確な尺度となる。Ｙ方向で見た場合、直線から約−０．０８〜０．０５の偏差を観察できる。図４に示した妨害修正力は、平均して数回得られ、次いで濾過されることで、Ｙ方向での位置の関数として妨害修正力がデータ記憶装置３５内で高められる。
【００２６】
実施例２
客体テーブルに作用する妨害磁力は、位置依存性および速度依存性の双方を示す。したがって、必要となるのは、測定系ＩＦまたは設定点発生器から発せられる信号から速度を計算することで、妨害修正力と前記１つの客体テーブルとの関数として力調節信号を計算することである。図５は、本発明による第２実施例の詳細流れ図である。大部分のアイテムは第１実施例と同じである。前記１つの客体テーブルの速度を表す臨時設定点は、設定点発生器３１により発生させられ、接続部５１を介して処理装置３７へ送られる。処理装置３７は、また客体テーブルの位置と速度との関数として力調節信号を計算するための計算装置を含んでいる。該計算装置は、簡単に妨害補償力に客体テーブルの速度を乗じることができる。
【００２７】
図６は、Ｙ方向に移動する第１客体テーブルの、Ｙ方向での速度依存妨害磁力を示している。これらの測定値は、Ｙ方向に１メートル毎秒の比較的高速で第１客体テーブルを移動させると同時に、前記第１方向に一定速度で第１客体テーブルを移動させるために駆動装置が作用させる力を測定することで得られる。この一定速度は、測定系により、例えば図１のＩＦ１（およびＩＦ２）または図３と図５の４１により制御される。第１客体テーブルの移動を一定速度に維持するために駆動装置が作用させる力は、データ記憶装置にＹ方向での位置の関数として記憶される。更に別の自由度で第１客体テーブルを一定位置に維持するために駆動装置作用させる力は、また測定装置によりチェックされ、該力が、前記第１自由度での位置の関数としてデータ記憶装置に記憶される。
【００２８】
図６のグラフでは、曲線ＦＦが、第１客体テーブルがＹ方向で前進した場合の力を示し、曲線ＦＢは、第１客体テーブルがＹ方向で後進した場合の力を示す。下のグラフでは、上のグラフの曲線ＦＢに−１が乗じられ、曲線ＦＦとして示されている。曲線ＦＦとＦＢとは、＋０．０５メートルの区域を除いてほぼ完全に合致している。これは、位置依存外部磁力が図４のＹ方向の力のグラフでゼロでない区域と合致している。力の測定値が反対方向の運動には反対の符号を有することは、妨害力が著しく速度に依存することを示している。図６に示した力を濾過することにより妨害力補償表が得られ、該表には、Ｙ方向での位置関数としての、速度と位置とに依存する外部妨害磁力を補償するために作用させる力が含まれている。表に示されている値には、第１客体テーブルの速度を乗じて調節力ＦＯまたは４９を得なければならない。表１には、移動平均ＭＡ値と移動の標準偏差ＭＳＤ値が、第１客体テーブルの場合のＸ方向とＹ方向でのナノメートル単位と、Ｒｚでのナノラジアン単位とで示されている。
【表１】
【００２９】
この表は、ＭＡ値とＭＳＤ値双方が、本発明による妨害補償力を作用させることで改善されることを示している。正しい理解のために重要なことは、速度依存性の力の修正が、実際には、位置および速度に依存することに留意することである。
以上、本発明の具体的な実施例を説明したが本発明は別様に説明することも可能である。既述の説明は、本発明を制限する意図のものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例によるリソグラフィ投影装置。
【図２】客体テーブルの露光中の加速分布を示す図。
【図３】本発明の第１実施例の詳細流れ図。
【図４】Ｙ方向に移動する第１客体テーブルについてＹ方向、Ｘ方向、Ｒｚ方向での位置依存外部妨害磁力を示す図。
【図５】本発明による第２実施例の詳細流れ図。
【図６】Ｙ方向に移動する第１客体テーブルについてＹ方向での速度および位置依存外部妨害磁力を示す図。
【符号の説明】
ＬＡ，ＩＬ 放射系
Ｅｘ 成形光学素子
ＩＮ インテグレータ
ＣＯ コンデンサ
ＭＡ マスク
Ｃ ターゲット区画
ＰＢ 投影ビーム
ＭＴ マスクテーブル
ＩＦ１，ＩＦ２ 干渉計
ＰＳ１，ＰＳ２ 駆動装置
ＰＬ レンズ
Ｗ 基板
ＷＴ 基板テーブル
ＢＰ ベースプレート
５ 加速距離
７ 移動距離
９ 走査距離
１１ ターゲット区画長さ
１３ 照射スリット
１５ 減速距離
１７ 露光
１９ ターゲット区画の最終点
３１ 設定点発生器
３３ 客体テーブル制御器
３５ データ記憶装置
３７ 処理装置
３９ 全力
４１ 位置測定系
４３ 客体テーブル
４５ 代替接続部
４７ 接続部
４９ 力調節信号
５１ 接続部
【発明が属する技術分野】
本発明は、リソグラフィ投影装置内の客体テーブルを移動させ得る駆動装置の制御に関するものである。より具体的には、本発明は、リソグラフィ投影装置、それも、
放射投影ビームを得るための放射系と、
目標パターンにしたがって投影ビームにパターン付与可能なパターニング装置を保持するための第１客体テーブルと、
基板を保持するための第２客体テーブルと、
基板のターゲット区画にパターン付与されたビームを結像させるための投影系と、
該投影系に対し各結像作業中に第１と第２の客体テーブルの１つを移動させるために、力を発生させる駆動装置とを含む形式のものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
「パターニング装置」という用語は、基板ターゲット区画に描画されるパターンに対応するパターンを付与した横断面を入射投影ビームに与えるのに使用される装置を指すものとして広く解釈すべきである。また「ライトバルブ」の用語も、同じ文脈で使用される。概して、前記パターンは、ターゲット区画に描画されるデバイス、例えば集積回路その他のデバイス（下記参照）の特定機能層に対応する。該パターニング装置の例は、下記のマスクと、プログラム可能なミラー配列と、プログラム可能なＬＣＤ配列とを含んでいる：
− マスクは前記第１客体テーブルによって保持されている。マスクの概念は、リソグラフィにおいては周知であり、例えばバイナリ型、交番位相偏移型、減衰位相偏移型等の種類や、種々のハイブリッド型を含んでいる。該マスクを投影ビーム内に配置することにより、マスク上のパターンに応じてマスク上に入射する投影ビームが、選択的に透過（透過性マスクの場合）または反射される。第１客体テーブルにより、マスクは入射投影ビーム内の目標位置に確実に保持され、かつ所望とあれば、投影ビームに対して移動させることができる。
− プログラム可能なミラー配列は、第１客体テーブルと呼ばれる構造物により保持されている。このデバイスの一例は、粘弾性制御層と反射面とを有するマトリクス−アドレス可能な面である。この装置の背後の基本原理は、（例えば）反射面のアドレス区域は入射光を回折光として反射し、非アドレス区域は入射光を非回折光として反射するというものである。適当なフィルタを用いることで、前記非回折光を反射ビームから濾外し、回折光のみを残すことができる。このようにして、投影ビームは、マトリクス−アドレス可能な面のアドレスパターンにしたがってパターン化される。所要のマトリクスアドレス作業は、適当な電子装置を用いて実施することができる。このミラー配列についてのこれ以上の情報は、例えば米国特許第５，２９６，８９１号および第５，５２３，１９３号から得ることができる。該米国特許は、ここに引用することで本明細書に取り入れるものである。
− プログラム可能なＬＣＤ配列は、第１客体テーブルと呼ばれる構造物によって保持される。この配列の一例としては、米国特許第５，２２９，８７２号が挙げられる。該米国特許は、ここに引用することで本明細書に取り入れるものである。
【０００３】
簡単化の目的で、本明細書の残りの部分は、特定箇所では具体的にマスクとマスクテーブルに関係する例について説明するが、該例で説明される一般原則は、既述のように、パターニング装置の、より広い文脈で見るべきである。
簡単化のため、投影系は、以下では「レンズ」と呼ぶが、この用語は、例えば屈折光学系、反射光学系、反射屈折光学系を含む種々の投影系を包含するものと広く解釈すべきである。放射系もまた、放射投影ビームの方向づけ、成形、制御のためのあらゆる種類の設計により動作する構成素子をふくむものであり、該構成素子は、また以下で集合的または個別的に「レンズ」とも呼ばれる。更に、リソグラフィ投影装置は、２個以上の基板テーブル（および／または２個以上のマスクテーブル）を有する種類のものである。この種の「多段」装置の場合、付加的なテーブルが並列的に使用されるか、または準備段階が１つ以上のテーブルで行われる一方で、１つ以上の他のテーブルでは露光が行われる。２段リソグラフィ投影装置は、例えば米国特許第５，９６９，４４１号およびＷＯ第９８／４０７９１号に説明されており、該特許は、ここに引用することで本明細書に取り入れるものである。
【０００４】
リソグラフィ投影装置を使用する製造方法では、パターン（例えばマスクの）が、放射線感応材料層（レジスト）によって少なくとも部分的に被覆されている基板に結像される。この結像段階の前に、基板は、例えばプライミング、レジスト被覆、ソフトベイク等の種々の処理を受ける。露光後、基板は、例えば露光後ベイク（ＰＥＢ）、現像、ハードベイク、結像された形状特徴（ｆｅａｔｕｒｅｓ）の測定／検査等の他の処理を受ける。この一連の処理は、例えばＩＣ等のデバイスの個別層にパターン付与する基礎として行われる。このパターン付与された層は、次いで例えばエッチング、イオン打込み（ドーピング）、メタライゼーション、酸化、化学・機械式研磨等の種々の処理を受けるが、これらは、すべて個別層の仕上げのためである。数層が必要な場合は、これらの全処理またはその変化形式が、それぞれ新しい層に繰り返される。場合により、基板（ウェーハ）上に複数デバイスが配列される。その場合、これらのデバイスは、ダイシングまたはソーイング等の技術により互いに分離され、個々のデバイスがキャリアに取り付けられ、ピン等に結合される。これらの処理についてのこれ以上の情報は、例えばピータ・ヴァン・ザント著『マイクロチップの製造： 半導体加工便覧』（“Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ：Ａ Ｐｒａｃｔｉｃａｌ Ｇｕｉｄｅ ｔｏ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ”、第３版、マグローヒル出版社、１９９７年刊、ＩＳＢＮ ０−０７−０６７２５０−４）から得ることができ、該著書は、ここに引用することにより本明細書に取り入れるものである。
【０００５】
リソグラフィ投影装置は、例えば集積回路（ＩＣｓ）の製造に使用できる。その場合、パターニング装置は、ＩＣの個別層に対応する回路パターンを発生させ、このパターンは、放射線感応材料層（レジスト）で被覆された基板（シリコンウェーハ）上のターゲット区画（１個以上のダイを含む）に結像させることができる。概して、単一の基板には複数の隣接ターゲット区画の全ネットワークが含まれており、該区画が投影系により一度に一個順次照射される。１個のマスクテーブル上の１個のマスクによりパターン付与する従来の装置の場合、２種類の異なる装置を区別できる。一方の種類のリソグラフィ投影装置の場合、各ターゲット区画は、全マスクパターンがターゲット区画上に一括露光されることで照射される。この種の装置は通常ウェーハステッパーと呼ばれる。他方の種類のリソグラフィ投影装置−通常、ステップアンドスキャン装置と呼ばれる−の場合は、各ターゲット区画が、所定基準方向（「走査」方向）に投影ビーム下で漸次マスクパターンをスキャンすることで照射され、同時に前記方向と平行または逆平行に基板テーブルが走査される。一般に、投影系はＭ倍の倍率（概して＜１）を有するので、基板テーブルが走査される速度Ｖは、マスクテーブルが走査される速度のＭ倍となろう。走査式の装置の投影ビームは、走査方向のスリット幅を有するスリットの形式を有している。投影装置についてのこれ以上の情報は、例えば米国特許第６，０４６，７９２号から得ることができ、該特許は、ここに引用することにより本明細書に取り入れるものとする。
【０００６】
駆動装置は、結像作業中に走査式リソグラフィ投影装置内でテーブルを移動させるのに使用される。これらの駆動装置は、結像作業中に両テーブルが同期して移動し、かつ結像エラーを発生させないように、高精度で作動することが極めて重要である。要求される精度の同期化で動作しない駆動装置は、テーブルに対する高いＭＳＤ（移動標準偏差）と高いＭＡ（移動平均）同期誤差を発生させる。双方のテーブルが、設定点発生器から、正しい、正確に時間的に同期する運動分布を受け取る間に、基板とマスクテーブルとの間の相対位置誤差が次式で計算される：
【数１】
この式において、ｅWSは基板テーブルとその設定点との位置の差であり、ｅRSはマスクテーブルとその設定点との位置の差である。図２は、Ｙ方向での走査中の基板テーブルの加速を示している。露光走査を行うために、基板テーブルは、ターゲット区画長さ１１＋スリット幅１３の２倍値＋所要設定時間中の移動距離７に等しい距離にわたり移動せねばならない。設定時間により、位置誤差を減少できる。加速は、加速距離５を移動することで行われ、減速は、減速距離１５を移動することで行われる。露光１７の開始時には、露光されるターゲット区画上の第１点が照明スリット１３に達する。露光時間Ｔexp後に、露光済みのこの第１点が、スリット１３から移動する。ステージ速度で除したターゲット区画長さに等しい時間間隔後、ターゲット区画のまさに最終点１９がスリットから移動する。これらが、共に合計されて既述の走査長さ９となる。
【０００８】
ターゲット区画の特定点が照射スリット１３内にある時間中の平均ステージ位置誤差は、この特定点の基板上の放射線感応材料（オーバーレイ）の偏移を決定する。ターゲット区画内の各点ｘについて、この偏移が計算される。該偏移は、この点ｘの移動平均（ＭＡ）誤差と呼ばれる：
【数２】
【０００９】
平均位置誤差に加えて、位置誤差は、露光中、高い発生頻度で変動し、その結果、ぼけ効果（結像がぼけるか、コントラストが失われる）が生じる。この効果は、露光中の相対位置誤差の標準偏差に等しい移動標準偏差（ＭＳＤ）により特徴づけられる：
【数３】
【００１０】
ここに引用することで本明細書に取り入れられるＵＳ ６，３７３，０７２ Ｂ１には、リソグラフィ投影装置の基板テーブルおよびマスクテーブル用の制御系が提案されており、この制御系では、基板テーブルの位置誤差が、マスクテーブル制御ループ内にフィードフォワード制御として含まれることで、補償される。特に、基板テーブルの誤差は低域フィルタで濾過され、フィルタの出力は、マスクテーブル設定点に加えられ、２度微分され、マスクテーブル質量とマスクテーブルに作用した合力とを乗じられる。この提案は次の認識に基づいている。すなわち、マスクテーブルと基板テーブルとの絶対位置は、それらの相対位置より重要性が低く、かつまたマスク位置の制御は基板位置の制御より容易であるという認識である。後者の認識は、マスク位置決めにおける絶対誤差は、それが基板表面での結像誤差に合計される前に、レンズ系の倍率を乗じられるからである。レンズの倍率は、通常、０．２５または０．２であるから、マスクのところでの誤差は、ウェーハ表面でより４倍または５倍小さくなる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、同期化の改善によって、より低いＭＳＤとＭＡの値を有するリソグラフィ投影装置を得ることである。
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、冒頭に記載した形式のリソグラフィ投影装置、それも、前記１つの客体テーブルの位置を表す信号に応じてデータ記憶装置から補償力を読み出すためのデータ記憶装置と、
前記１つの客体テーブルに対し駆動装置が作用させる力を調節するために、前記補償力に応じて力調節信号を発生させるプロセッサ装置とを含むことを特徴とするリソグラフィ投影装置が得られる。
【００１２】
前記１つの客体テーブルの位置を表す信号は、前記１つの客体テーブルの位置を測定するために測定系が発生させる信号か、または前記１つの客体テーブルの運動を制御するために制御装置が発生させる設定点かのいずれかである。データ記憶装置は、位置を表す信号に基づいて妨害補償力を読み取り、該妨害補償力は処理装置内で処理され、前記１つの客体テーブルに作用する力を調節する信号を発生させる。本発明は、或る決まった磁性材料が、客体テーブルに対し該テーブルの移動中に力を作用させるという発見に基づいている。この外部の妨害磁力は、前記１つの客体テーブルの位置、または客体テーブル速度と組み合わされた位置に依存する。双方の依存度を検出し、データ記憶装置に記憶させ、該記憶装置から読み出して、外部妨害磁力を補償するように、予め駆動装置の力応答を調節しておく。外部妨害磁力に依存する位置は、例えば、客体テーブル内の永久磁石と客体テーブルの移動経路近くの磁性材料との間の磁引力によって決まる。
【００１３】
ステップ−アンド−スキャン型の装置では、マスクパターンを所定基準方向に投影ビーム下で移動させることにより、各ターゲット区画が照射される一方、これに同期して、基板テーブルが前記基準方向と平行または逆平行に移動せしめられる。マスクパターンと基板テーブルとが同期して運動するには、第１と第２の客体テーブルの運動が高精度で制御される必要がある。客体テーブルの運動誤差感度は極めて高いが、これは、結像作業中にテーブルが移動し、すべての妨害力が直接に高いＭＳＤ値およびＭＡ値を生じさせるからである。特に第１客体テーブルは外部妨害磁力に敏感である。
前記１つの客体テーブルが高い移動速度の場合、移動範囲内の或る位置に妨害力が発生するが、このことは、速度依存が、例えば渦電流効果によることを示している。速度にも依存するこれらの外部妨害磁力の調節力は、前記１つの客体テーブルの位置と速度との関数である記憶妨害補償力の関数として計算される。計算装置は、したがって妨害補償力に前記１つの客体テーブルの速度を乗じることで調節力を計算する。
【００１４】
駆動装置は、長行程モータと短行程モータとを含んでいる。長行程モータは、前記１つの客体テーブルの広範囲の運動を駆動するためのものであり、短行程モータは、前記１つの客体テーブルの精密位置決め用である。短行程モータは、長行程モータにより動かされ、位置および速度に依存する影響に、より敏感である。調節力は短行程モータにのみ供給される。なぜなら、このモータは、概して、小さな力の調節に長行程モータより敏感に反応するからであり、長行程モータは、もっぱら受動的に短行程モータは追従するようにされている。長行程モータの可動部分と、短行程モータにより駆動される客体テーブル部分との相対間隔を測定する測定ユニットは、双方の部分が、平衡位置から離れると、長行程モータが再び移動して平衡にならねばならないことを指示する。
【００１５】
本発明の別の態様によれば、デバイス製造方法、それも、
第２客体テーブルに放射線感応材料層により少なくとも部分的に被覆された基板を供給する段階と、
放射系を用いて放射投影ビームを供給する段階と、
投影ビームの横断面にパターンを付与するために、第２客体テーブルにより保持されたパターニング装置を使用する段階と、
駆動装置により両客体テーブルを移動させる段階と、
パターン付与された放射投影ビームを、放射線感応材料層のターゲット区画に投影する段階とを含む形式のものにおいて、
客体テーブルのうちの１つ客体テーブルの位置を表す信号に応じて、データ記憶装置から妨害補償力を読み取る段階と、
前記妨害補償力に応じて力調節信号を発生させる段階と、
前記駆動装置が前記１つの客体テーブルに対して作用させる力を、前記力調節信号によって調節する段階とを含むことを特徴とするデバイス製造方法が得られる。
【００１６】
本発明の更に別の態様によれば、測定方法、それも、リソグラフィ投影装置内の客体テーブルの少なくとも１つを、少なくとも第１自由度で駆動装置により移動させる段階と、
前記１つの客体テーブルの移動が前記第１自由度で一定速度に維持されるように、駆動装置を制御する段階とを含む形式のものにおいて、
駆動装置が、前記第１自由度で前記１つの客体テーブルの移動を一定速度に維持するために、作用させる力が、前記第１自由度での位置の関数としてデータ記憶装置に記憶されることを特徴とする測定方法が得られる。
【００１７】
好ましくは、この測定方法は、比較的高速および低速の場合に行うべきであり、また異なる自由度で行うことができる。後者は、客体テーブルを異なる自由度で運動させ、かつ妨害力を異なる自由度の関数として記憶する間に行う測定、および／または客体テーブルを１つの自由度で運動させるが、客体テーブルの位置をより大きい自由度で制御し、かつこのより大きい自由度での妨害補償力を前記１つの自由度の関数として記憶する間に行う測定と解釈される。この測定は、或る自由度で前後進することで行われ、測定成績は、平均化され濾過されて、より良い成績を得ることができる。測定成績は、リソグラフィ投影装置の較正に使用できる。
【００１８】
本明細書では、本発明による装置を特にＩＣｓの製造に使用する場合について具体的に説明するが、言うまでもなく、該装置は、他の用途に使用することも可能である。例えば、集積光学系、磁区記憶装置用の案内および検出パターン、液晶表示パネル、薄膜磁気ヘッド等々の製造に使用できる。当業者には理解できるだろうが、これらの別の用途に使用する場合には、本明細書で用いた「レチクル」、「ウェーハ」、「ダイ」などの用語は、それぞれ、より一般的な「マスク」、「基板」、「ターゲット区画」または「ターゲット部分」の用語に置き換えられると考えるべきだろう。
本明細書では、照明放射線および照明ビームの用語は、紫外線（例えば波長３６５ｎｍ，２４８ｎｍ，１９３ｎｍ，１５７ｎｍ，１２６ｎｍのいずれか）、ＥＵＶ、Ｘ線、電子、イオンを含むが、それらに限定されないあらゆる種類の電磁放射線または粒子束を包含する用語として使用されている。
【００１９】
【発明の実施の形態】
実施例１
図１には、本発明によるリソグラフィ投影装置が示されている。該投影装置は、
− 放射投影ビームＰＢ（例えばＵＶまたはＥＵＶ、ｘ線、電子線、イオンのいずれか）を得るための放射系ＬＡ，ＩＬと、
− マスクＭＡ（例えばレチクル）を保持するためのマスクホールダを備え、かつアイテムＰＬに対しマスクを精密移動させるための第１駆動装置ＰＳ１に接続された第１客体テーブル（マスクテーブル）ＭＴと、
基板Ｗ（例えばレジスト被覆のシリコンウェーハ）を保持するための基板ホールダを備え、かつアイテムＰＬに対し基板を精密移動させるための第２駆動装置ＰＳ２に接続された第２客体テーブル（基板テーブル）ＷＴと、
基板Ｗのターゲット区画ＣにマスクＭＡの照射部分を結像させるための投影系（「レンズ」）ＰＬ（例えば回折系または反射屈折系、ミラー配列または界磁デフレクタ）とを含んでいる。
ここに示した装置は、透過型（すなわち透過性マスクを有する）である。しかし、一般に、装置は、例えば反射型でもよい。
【００２０】
投影系は、放射投影ビームを発生させる線源ＬＡ（例えばハロゲン灯、エキシマレーザ、放電プラズマ源、レーザ発生プラズマ源、蓄積リングまたはシンクロトロン内の電子ビーム経路周囲に配置されたアンジュレータ、電子ビーム源、イオンビーム源）を含んでいる。この投影ビームは、照明系ＩＬに含まれる種々の光学素子−例えばビーム成形光学素子Ｅｘ、インテグレータＩＮ、コンデンサＣＯ−に沿って通過し、結果として得られる投影ビームＰＢが目標形状と強度分布を与えられる。
投影ビームＰＢは、引き続き、マスクテーブル上のマスクホールダ内に保持されたマスクＭＡと交差する。マスクＭＡを通過した投影ビームＰＢは、レンズＰＬを通過し、該レンズにより基板Ｗのターゲット区画Ｃ上に集束される。測定系ＩＦ２と第２駆動装置ＰＳ２とにより、基板テーブルＷＴは、例えば、投影ビームＰＢの経路内の異なるターゲット区画Ｃを位置決めするように、精密移動せしめられる。同じように第１駆動装置ＰＳ１は、例えばマスクライブラリからマスクＭＡを機械式に回収した後、投影ビームＰＢの経路に対しマスクＭＡを精密位置決めするのに使用できる。概して、客体テーブルＭＴ，ＷＴの運動は、長行程モジュール（粗位置決め）と短行程モジュール（精密位置決め）とにより実現される。これらのモジュールは、図１にはっきりとは示されていない。
【００２１】
図示の装置は、２つの異なるモードで使用できる：
１． ステップモードでは、マスクテーブルＭＴが事実上定置され、全マスクパターンがターゲット区画Ｃへ一括投影される（すなわち単一「フラッシュ」）。基板テーブルＷＴが、次いでＸおよび／またはＹ方向に変位せしめられ、異なるターゲット区画Ｃが投影ビームＰＢにより照射される。
２． 走査モードでも、事実上同じシナリオが実施されるが、所定ターゲット区画Ｃが一括露光されない点が異なっている。その代わり、マスクテーブルＭＴは、投影ビームＰＢがマスクパターンにわたり走査するように、所定方向（いわゆる「走査方向」、例えばＹ方向）に速度ｖで可動である。同時に、基板テーブルＷＴが、等方向または反対方向に速度Ｖ＝Ｍｖで変位する。この場合、ＭはレンズＰＬの倍率（通常はＭ＝１／４または１／５）である。このようにして、比較的大きいターゲット区画Ｃを、解像度について妥協することなしに露光することができる。
【００２２】
リソグラフィ投影装置は、また投影系やセンサ、例えば測定系を支持する投影装置構成部品を支持するためのベースフレームＢＰ（ベースプレートまたはマシンフレームとも呼ばれる）を含んでいる。
ここに示す双方のテーブルは可動であり、干渉計ＩＦ１，ＩＦ２を含む測定系は、第１と第２の客体テーブルの位置を測定する。干渉計ＩＦ１が発生させる信号は、駆動装置ＰＳ１に対する力調節信号を発生させ、干渉計ＩＦ２が発生させる信号は、駆動装置ＰＳ２に対する力調節信号を発生させるのに使用できる。処理装置ＰＭは、測定系ＩＦ１（またはＩＦ２）からの測定信号に応じて、各客体テーブル上へ駆動装置ＰＳ１（またはＰＳ２）が作用させる力ＦＯを調節するための力調節信号を発生させるデータ記憶装置を含んでいる。データ記憶装置に記憶された妨害補償力は、装置の走査方向であるＹ方向での位置測定の関数として、Ｘ，Ｙ，Ｒｚ（平面Ｘ，Ｙ内での回転運動）方向で作用する一連の力ＦＯである。加えて、Ｙ位置の関数としてＲｘ，Ｒｙ，Ｚ方向に作用する力ＦＯを記憶することもでき、更にこれらの力ＦＯをＸ，Ｙ，Ｚ位置の関数として（かつまたおそらくＲｘ，Ｒｙ，Ｒｚの関数としても）記憶することもできる。
【００２３】
Ｘ，Ｙ位置の関数としてのこれらの力の記憶は、ここに引用することで本明細書に取り入れられるＷＯ ０１／１８９４４による平面モータによるのが好ましい。平面モータでは、第２客体テーブルが磁石プレート上方をＸ，Ｙ方向に広範囲にわたり移動する。高精度位置決めのためには、２段階位置決めシステムを使用できよう。その場合には、平面モータが長行程モータとして機能し、付加的なローレンツモータが短行程モータとして機能する。フィードフォワード信号は、その場合、平面モータ内の磁石プレートが発生させる短行程モータ妨害作用を補償するのに使用される。
【００２４】
図３は、本発明の第１実施例の詳細流れ図である。所要客体テーブル位置は、設定点発生器３１により発生せしめられ、客体テーブル制御器３３に送られる。客体テーブル制御器３３は、客体テーブル４３に作用される力３９を計算する。客体テーブル位置、したがって設定点発生器の作用は、位置測定系４１によって測定される。設定点発生器３１の設定点は、接続部４７を介して処理装置３７へ伝えられる。この設定点は、データ記憶装置３５内で妨害補償力を得るために使用され、該妨害補償力は、処理装置３７内で力調節信号４９に変換され全力３９に加算される。ライン４５は、接続部４７の代替手段となる。妨害補償力が設定点発生器３１に依存しないよう要求される場合には、ライン４５を使用し、実測データを使用して力調節信号４９を処理するほうがよい。
【００２５】
図４は、走査Ｙ方向での第１客体テーブルの移動と同時に、第１客体テーブルに作用する外部磁力を測定した結果を示す図である。これらの測定値は、第１客体テーブルをＹ方向に０．０２５メートル毎秒の比較的低速で移動させると同時に、Ｙ方向での第１客体テーブルの移動を一定速度に維持すべく駆動装置が作用させる力を測定して得た値である。該一定速度は、測定装置により制御され、一定速度からの偏差が生じれば、駆動装置が調節力を作用させる。この調節力が図４に示されている。測定装置は、また他の自由度（ＸおよびＹ）での客体テーブルの位置を制御するのにも使用され、該位置からの偏差が生じれば、駆動装置が調節力を作用させる。この調節力も図４に示されている。低速にすることによって、要求位置と実位置との差は確実に最小化され、このため、駆動装置が作用させる力は、妨害力の正確な尺度となる。Ｙ方向で見た場合、直線から約−０．０８〜０．０５の偏差を観察できる。図４に示した妨害修正力は、平均して数回得られ、次いで濾過されることで、Ｙ方向での位置の関数として妨害修正力がデータ記憶装置３５内で高められる。
【００２６】
実施例２
客体テーブルに作用する妨害磁力は、位置依存性および速度依存性の双方を示す。したがって、必要となるのは、測定系ＩＦまたは設定点発生器から発せられる信号から速度を計算することで、妨害修正力と前記１つの客体テーブルとの関数として力調節信号を計算することである。図５は、本発明による第２実施例の詳細流れ図である。大部分のアイテムは第１実施例と同じである。前記１つの客体テーブルの速度を表す臨時設定点は、設定点発生器３１により発生させられ、接続部５１を介して処理装置３７へ送られる。処理装置３７は、また客体テーブルの位置と速度との関数として力調節信号を計算するための計算装置を含んでいる。該計算装置は、簡単に妨害補償力に客体テーブルの速度を乗じることができる。
【００２７】
図６は、Ｙ方向に移動する第１客体テーブルの、Ｙ方向での速度依存妨害磁力を示している。これらの測定値は、Ｙ方向に１メートル毎秒の比較的高速で第１客体テーブルを移動させると同時に、前記第１方向に一定速度で第１客体テーブルを移動させるために駆動装置が作用させる力を測定することで得られる。この一定速度は、測定系により、例えば図１のＩＦ１（およびＩＦ２）または図３と図５の４１により制御される。第１客体テーブルの移動を一定速度に維持するために駆動装置が作用させる力は、データ記憶装置にＹ方向での位置の関数として記憶される。更に別の自由度で第１客体テーブルを一定位置に維持するために駆動装置作用させる力は、また測定装置によりチェックされ、該力が、前記第１自由度での位置の関数としてデータ記憶装置に記憶される。
【００２８】
図６のグラフでは、曲線ＦＦが、第１客体テーブルがＹ方向で前進した場合の力を示し、曲線ＦＢは、第１客体テーブルがＹ方向で後進した場合の力を示す。下のグラフでは、上のグラフの曲線ＦＢに−１が乗じられ、曲線ＦＦとして示されている。曲線ＦＦとＦＢとは、＋０．０５メートルの区域を除いてほぼ完全に合致している。これは、位置依存外部磁力が図４のＹ方向の力のグラフでゼロでない区域と合致している。力の測定値が反対方向の運動には反対の符号を有することは、妨害力が著しく速度に依存することを示している。図６に示した力を濾過することにより妨害力補償表が得られ、該表には、Ｙ方向での位置関数としての、速度と位置とに依存する外部妨害磁力を補償するために作用させる力が含まれている。表に示されている値には、第１客体テーブルの速度を乗じて調節力ＦＯまたは４９を得なければならない。表１には、移動平均ＭＡ値と移動の標準偏差ＭＳＤ値が、第１客体テーブルの場合のＸ方向とＹ方向でのナノメートル単位と、Ｒｚでのナノラジアン単位とで示されている。
【表１】
この表は、ＭＡ値とＭＳＤ値双方が、本発明による妨害補償力を作用させることで改善されることを示している。正しい理解のために重要なことは、速度依存性の力の修正が、実際には、位置および速度に依存することに留意することである。
以上、本発明の具体的な実施例を説明したが本発明は別様に説明することも可能である。既述の説明は、本発明を制限する意図のものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例によるリソグラフィ投影装置。
【図２】客体テーブルの露光中の加速分布を示す図。
【図３】本発明の第１実施例の詳細流れ図。
【図４】Ｙ方向に移動する第１客体テーブルについてＹ方向、Ｘ方向、Ｒｚ方向での位置依存外部妨害磁力を示す図。
【図５】本発明による第２実施例の詳細流れ図。
【図６】Ｙ方向に移動する第１客体テーブルについてＹ方向での速度および位置依存外部妨害磁力を示す図。
【符号の説明】
ＬＡ，ＩＬ 放射系
Ｅｘ 成形光学素子
ＩＮ インテグレータ
ＣＯ コンデンサ
ＭＡ マスク
Ｃ ターゲット区画
ＰＢ 投影ビーム
ＭＴ マスクテーブル
ＩＦ１，ＩＦ２ 干渉計
ＰＳ１，ＰＳ２ 駆動装置
ＰＬ レンズ
Ｗ 基板
ＷＴ 基板テーブル
ＢＰ ベースプレート
５ 加速距離
７ 移動距離
９ 走査距離
１１ ターゲット区画長さ
１３ 照射スリット
１５ 減速距離
１７ 露光
１９ ターゲット区画の最終点
３１ 設定点発生器
３３ 客体テーブル制御器
３５ データ記憶装置
３７ 処理装置
３９ 全力
４１ 位置測定系
４３ 客体テーブル
４５ 代替接続部
４７ 接続部
４９ 力調節信号
５１ 接続部
Claims (11)
- リソグラフィ投影装置であって、
放射投影ビームを得るための放射系と、
目標パターンにしたがって投影ビームにパターン付与可能なパターニング装置を保持するための第１客体テーブルと、
基板を保持するための第２客体テーブルと、
基板のターゲット区画にパターン付与されたビームを結像させるための投影系と、
各結像作業中に該投影系に対し第１と第２の客体テーブルのうちの１つの客体テーブルを移動させるために力を発生させる駆動装置とを含む形式のものにおいて、
前記リソグラフィ投影装置が、更に
前記１つの客体テーブルの位置を表す信号に応じてデータ記憶装置から補償力を読み出すためのデータ記憶装置と、
前記１つの客体テーブルに対する駆動装置の作用力を調節するために、前記補償力に応じて力調節信号を発生させる処理装置とを含み、
前記駆動装置が、前記１つの客体テーブルを移動させるための精密位置決め用の短行程モータと粗位置決め用の長行程モータとを含み、かつ前記力調節信号が該短行程モータの作用力を調節することを特徴とする、リソグラフィ投影装置。 - 前記リソグラフィ投影装置が、更に測定系を含み、該測定系が、前記１つの客体テーブルの位置を測定し、かつ前記１つの客体テーブルの位置を表す信号を発生させる、請求項１に記載されたリソグラフィ投影装置。
- 前記リソグラフィ投影装置が、更に制御系を含み、該制御系が、前記両客体テーブルの運動を制御し、かつ前記１つの客体テーブルの位置を表す信号を発生させる、請求項１に記載されたリソグラフィ投影装置。
- 前記処理装置が、前記補償力と前記１つの客体テーブルの速度との関数である力調節信号を発生させるための計算装置を含む、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載されたリソグラフィ投影装置。
- 前記力調節信号が、補償力に前記１つの客体テーブルの速度を乗じた値である、請求項４に記載されたリソグラフィ投影装置。
- 前記データ記憶装置が、前記１つの客体テーブルの位置を表す信号に応じて２つの補償力を読み出し、第１補償力が、該第１補償力に応じて第１調節信号を直接発生させ、第２補償力が、該第２補償力と前記１つの客体テーブルの速度との関数である第２調節信号を発生させ、双方の信号が、前記１つの客体テーブルに対する駆動装置の作用力を調節する、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載されたリソグラフィ投影装置。
- 前記駆動装置が、前記１つの客体テーブルを少なくとも２つの自由度で移動させ、前記データ記憶装置が、前記１つの客体テーブルの位置を表す信号に応じて少なくとも２つの補償力を読み出し、前記少なくとも２つの補償力が、前記少なくとも２つの自由度で駆動装置が作用させる力を調節する力調節信号を発生させるために使用される、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載のリソグラフィ投影装置。
- 前記駆動装置が、前記１つの客体テーブルを少なくとも２つの自由度で移動させ、前記データ記憶装置が、前記少なくとも２つの自由度で前記１つの客体テーブルの位置を表す信号に応じて補償力を読み出す、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載のリソグラフィ投影装置。
- 前記放射系が放射線源を含む、請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載されたリソグラフィ投影装置。
- 前記パターニング装置がマスクであり、前記第１客体テーブルがマスクを保持するマスクテーブルである、請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載されたリソグラフィ投影装置。
- デバイス製造方法であって、該製造方法が、
第２客体テーブルに放射線感応材料層により少なくとも部分的に被覆された基板を供給する段階と、
放射系を用いて放射投影ビームを供給する段階と、
投影ビームの横断面にパターン付与するために、第１客体テーブルにより保持されたパターニング装置を使用する段階と、
駆動装置により両客体テーブルを移動させる段階と、
放射線感応材料層のターゲット区画にパターン付与された放射投影ビームを投影する段階とを含む形式のものにおいて、
客体テーブルのうちの１つの客体テーブルの位置を表す信号に応じてデータ記憶装置から補償力を読み取る段階と、
前記補償力に応じて力調節信号を発生させる段階と、
該力調節信号により、前記１つの客体テーブルに対する駆動装置の作用力を調節する段階とを含み、
前記駆動装置は、前記１つの客体テーブルを移動させるための精密位置決め用の短行程モータと粗位置決め用の長行程モータとを有し、
前記駆動装置の作用力を調節する段階においては、前記力調節信号によって前記短工程モータの作用力を調節することを特徴とする、デバイス製造方法。
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