JP4000320B2 - リソグラフィ投影装置用可動ステージ・システム、リソグラフィ投影装置、及びデバイス製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、リソグラフィ投影装置に用いる可動ステージ・システムに関する。本発明はさらに、リソグラフィ投影装置及びデバイス製造方法に関する。

本明細書で使用する用語「パターニング手段」は、基板の目標部分に生成されるべきパターンに対応してパターニング（模様を付ける）された断面を有する入射放射線ビームを与えるために使用できる手段を称するものとして広範に解釈されるべきである。用語「光バルブ」も、やはりこの文脈で使用できるものである。一般に、上記パターンは、集積回路又は他のデバイスなどの、目標部分に生成されたデバイスにおける特定の機能層に対応するものである（下記参照）。そのようなパターニング手段は、以下のものを含む。
マスク。マスクの概念はリソグラフィで公知であり、これは、バイナリ交替位相シフト及び減衰位相シフトマスク・タイプ並びに各種ハイブリッド・マスク・タイプなどのマスク・タイプを含む。放射線ビーム中にそのようなマスクを配置することによって、マスク上のパターンに従って、マスクに投射する放射線を（透過性マスクの場合）選択的に透過させ、又は（反射性マスクの場合に）反射させる。マスクの場合、支持体構造は、一般にマスク・テーブルであり、これによって確実にマスクを入射放射線ビーム中の所望の位置に保持することが可能になり、必要ならばビームに対して移動できるようになる。
プログラム可能ミラー・アレイ。このようなデバイスの一例は、粘弾性制御層及び反射面を有するマトリックス・アドレス指定可能面である。そのような装置を支える基本原理は、（例えば）反射面のアドレス指定領域で入射光が回折光として反射し、一方アドレス指定されていない領域で入射光が非回折光として反射することである。適切なフィルタを使用して、上記の非回折光を反射ビームからフィルタ除去して、後方に回折光のみを残すことが可能であり、この方式で、マトリックス・アドレス指定可能面のアドレス指定パターンに従ってビームがパターニングされる。プログラム可能ミラー・アレイの一代替例では、複数の微小ミラーからなるマトリックス配列を使用する。各微小ミラーは、適切な局所電界を印加するか、圧電作動手段を使用することにより、軸に対してそれぞれ傾けることが可能である。やはり、このミラーもマトリックス・アドレス指定可能であり、その結果、アドレス指定されたミラーが入射放射ビームをアドレス指定されていないミラーと異なる方向に反射するようになっている。このようにして、反射したビームはマトリックス・アドレス指定可能ミラーのアドレス指定パターンに従ってパターニングされる。必要なマトリックス・アドレス指定は、適切な電子手段を使用して実行することができる。上記の事例の双方において、パターニング手段は１つ又は複数のプラグラム可能ミラー・アレイを備えることが可能である。このようなミラー・アレイに関するさらなる情報は、例えば米国特許ＵＳ５２９６８９１及びＵＳ５５２３１９３、並びにＰＣＴ特許出願ＷＯ９８／３８５９７及びＷＯ９８／３３０９６から得ることができ、これらは、参照として本明細書に援用する。プログラム可能ミラー・アレイの場合、上記の支持体構造は、必要に応じて固定又は可動にできる、例えばフレーム又はテーブルとして具現化できる。
プログラム可能ＬＣＤアレイ。そのような構造の例は、米国特許ＵＳ５２２９８７２に示されており、該特許は参照として本明細書に援用する。上述のように、この場合の支持体構造は、必要に応じて固定又は可動にできる、例えばフレーム又はテーブルとして具現化できる。

話を簡単にするために、本文書の残りでは、ある種の設定の下、マスク及びマスク・テーブルを含む例が特に対象となるが、そのような例で考察する一般的原理は、本明細書で先に示したパターニング方法のより広範な文脈で理解されるべきである。

リソグラフィ投影装置は、例えば、集積回路（ＩＣ）の製造で使用できる。そのような場合、パターニング手段は、ＩＣの個々の層に対応す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、感放射線材料（レジスト）層で被覆された基板（シリコン・ウェハ）上の（例えば１つ又は複数のダイを備える）目標部分上に結像できる。一般に、１枚のウェハが、１度に１つずつ投影系を介して連続的に照射される複数の隣接目標部分からなるネットワーク全体を含むことになる。現行の装置では、マスク・テーブル上のマスクによるパターニングを利用するが、異なる２つの機械形式の間で区別がなされる。一方の形式のリソグラフィ装置では、各目標部分は１回の行程（ｏｎｅ ｇｏ）で目標部分上にマスク・パターン全体を露光するによって照射が行われ、このような装置は通常ウェハ・ステッパ又はステップ・アンド・リピート装置と称される。通常ステップ・アンド・スキャン装置と称される代替的装置では、各目標部分に対する照射は、所与の基準方向（「スキャン」方向）の投影ビーム下でマスクを漸進的にスキャンし、同時に該方向に対し平行又は反平行に基板テーブルをスキャンすることによって行われる。一般に、この投影系は倍率Ｍ（概ね＜１）を有するので、基板テーブルをスキャンする速度Ｖは、マスク・テーブルをスキャンする速度に倍率Ｍを乗じたものになる。この個所で説明したリソグラフィ装置に関するさらなる情報は、例えばＵＳ６０４６７９２から得られ、これは参照として本明細書に援用する。

リソグラフィ投影装置を用いた製造プロセスでは、（例えばマスク内の）パターンが、感放射線材料（レジスト）の層により少なくとも部分的に覆われた基板上に結像される。結像段階の前に、基板は、プライミング、レジスト被覆、及びソフト・ベークなどの種々の手順を経る。露光後、基板は、ポスト露光ベーク（ｐｏｓｔ−ｅｘｐｏｓｕｒｅ ｂａｋｅ：ＰＥＢ）、現像、ハード・ベーク、及び結像フィーチャの測定検査など、他の手順を経ることになる。この手順の配列は、デバイス、例えばＩＣの個々の層をパターンニングするための基本として用いられる。次いで、そのようなパターニングされた層は、エッチング、イオン注入（ドーピング）、メタライゼーション、酸化、化学機械研磨などの種々のプロセスを経ることになる。これらはすべて個々の層を仕上げるために所期されたものである。複数の層が必要な場合、その手順全体又はそれを変更したものを、新しい各層に対して繰り返す必要がある。最終的にデバイスのアレイが基板（ウェハ）上に現れることになる。次いでデバイスは、ダイシング又はソーイングなどの技法により互いから分離され、次いで個々のデバイスが、ピンなどに接続した状態でキャリアに実装することができる。そのようなプロセスに関するさらなる情報は、例えば、「Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ： Ａ Ｐｒａｃｔｉｃａｌ Ｇｕｉｄｅ ｔｏ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ」、Ｔｈｉｒｄ Ｅｄｉｔｉｏｎ，Ｐｅｔｅｒ ｖａｎ Ｚａｎｔ著、ＭｃＧｒａｗ Ｈｉｌｌ Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ Ｃｏ．、１９９７、ＩＳＢＮ０−０７−０６７２５０−４なる書籍から得ることができ、これは参照として本明細書に援用する。

話を簡単にする目的で、投影系はこれ以降「レンズ」と称することになるが、この用語は、例えば屈折光学機器、反射光学機器、カタディオプトリック系（ｃａｔａｄｉｏｐｔｒｉｃ ｓｙｓｔｅｍ）を含む各種タイプの投影系を広く包含するものと解釈されるべきである。放射線系は、投影放射線ビームを指向、形成、又は制御するこれらの設計タイプのいずれかにより動作する構成要素も含むことになる。このような構成要素も以下、集合的に又は単一的に「レンズ」と称することになる。さらに、リソグラフィ装置は、２個以上の基板テーブル（及び／又は２個以上のマスク・テーブル）有するタイプのものでもよい。このような、「マルチ・ステージ（ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｓｔａｇｅ）」装置では、追加のテーブルが並行して使用可能であり、あるいは、１個又は複数のテーブル上での準備的な工程の実行が、他の１個又は複数のテーブルを露光に使用した状態で可能である。デュアル・ステージのリソグラフィ装置は、例えばＵＳ５９６９４４１及びＷＯ９８／４０７９１に記載されており、これは本明細書に参照として援用する。

本明細書では、具体的な参考例の提示を、本発明に従ってＩＣの製造に上記装置を使用する場合について行うが、そのような装置は他の多くの用途があることを明白に理解するべきである。例えば、該装置を、集積光学システム、磁気領域メモリの案内／検出パターン、液晶表示パネル、薄膜磁気ヘッド等の製造に使用できる。当業者は理解されようが、このような代替用途の文脈では、用語「レチクル」、「ウェハ」、「ダイ」はより包括的な用語である「マスク」、「基板」、「目標（ｔａｒｇｅｔ）部分」にそれぞれ置き換えられると考えるべきである。

本明細書で用語「放射線」及び「ビーム」は、紫外（ＵＶ）放射線（例えば波長が３６５、２４８、１９３、１５７又は１２６ｎｍのもの）及び極紫外（ＥＵＶ）放射線（例えば５〜２０ｎｍの波長を有するもの）を含むすべての種類の電磁放射線、並びにイオン・ビームや電子ビーム等の粒子ビームを包含するものとして用いている。

リソグラフィ投影装置では、パターンは基板に対して高い精度で投影される。通常、現行の最先端リソグラフィ投影装置を用いてサブミクロン範囲の寸法でデバイスを製造する。すなわち、パターンは対応する精度で投影されなければならない。したがって、例えばマスクや基板の位置に対する外乱は回避しなければならない。そのような外乱の１つの原因は、例えばマスク・テーブルや基板テーブルの移動である。そのような移動により加速力が生じ、この加速力がリソグラフィ投影装置の機械フレーム及び他の部品における反作用力をもたらす。

バランス・マス体（ｂａｌａｎｃｅ ｍａｓｓ ｏｂｊｅｃｔ）を用いることにより半作用力を低減することが知られている。このようなバランス・マス体は、マスク・テーブルや基板テーブルの移動と反対の方向に移動する。バランス・マスの移動はそれ自体の反作用力をもたらし、これは、対応するテーブルにより生じる反作用力に対向する。したがって、バランス・マス体により生じる反作用力と、対応するテーブルにより生じる反作用力とは互いに相殺し、外乱は低減される。

Ｔｈｏｍａｓ Ｗ．Ｎｏｖａｋの「Ａ ｎｅｗ ＶＬＳＩ ｐｒｉｎｔｅｒ」、ＳＰＩＥ Ｖｏｌ．１３５ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓ ｉｎ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ｍｉｃｒｏ ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ，ｐ．３６、その他から、ウェハ及びマスク・ステージ組立体の直線同期移動を可能にするスレッド・システム（ｓｌｅｄ ｓｙｓｔｅｍ）が知られている。このシステムは、ウェハ・ステージ及びマスク・ステージを装着したスレッドを備えている。スレッドは、グラニット・ブロックの頂部に配置され、エア・ベアリングにより該ブロックに対して移動できる。スレッドの移動は、２つのエンドレス・ベルト（それぞれは互いに離れて配置された２つの滑車に取り付けられている）を備えたベルト伝動装置によって駆動される。それら滑車の一方はサーボモータによって駆動され、したがって、これはベルトを駆動し、それによりスレッドを移動する。合計質量がスレッドの質量に等しい２つの平衡錘がベルトに連結されており、そのため、それらの平衡錘はスレッドの移動に対して反対方向に移動するようになっている。それにより、スレッドのモーメントは打ち消され、反作用力は補償される。

しかし、この「Ｎｏｖｅｋ」文書から知られる従来技術のスレッド・システムの欠点は、スレッド及び平衡錘の移動がサーボモータの動作に遅延を伴って追随することである。例えば、この移動は、サーボモータの始動又は停止と同じ瞬間に開始又は停止しない。これは、とりわけ、滑車及びエンドレス・ベルトがもたらす遅延起因するものである。したがって、スレッドの移動及び配置が正確には行われない。

本発明の一般的な目的は、改善型可動ステージ・システムを提供することであり、より具体的には、本発明の目的は、移動がより正確に制御される可動ステージ・システムを提供することである。

本発明に係わる可動ステージ・システムは、リソグラフィ投影装置用の可動ステージ・システムであって、基部と、基部に対して可動であるプラットフォームと、基部に対して可動であり、プラットフォームから生じた力を補償するバランス・マス体と、プラットフォーム及びバランス・マス体を基部に対して移動するように構成された駆動機構とを備える。駆動機構は、プラットフォームとバランス・マス体とを連結し、それにより、プラットフォームが移動方向に移動した際に少なくとも部分的に反対の移動方向にバランス・マス体が移動するようにする少なくとも１つのベルト伝動装置と、バランス・マス体又はプラットフォームの少なくとも１つに機械的に係合してプラットフォーム及びバランス・マス体を直接駆動する駆動装置とを備える。ベルト伝動装置は、第１回転可能部材と、第１回転可能部材から離れた第２回転可能部材と、第１及び第２回転可能部材に沿って配置された少なくとも２つのエンドレス・ベルトを備える。その内、第１のエンドレス・ベルトは、プラットフォームに係合し、第２のエンドレス・ベルトは、バランス・マス体に係合する。第１及び第２回転可能部材は、それぞれ、第１のエンドレス・ベルトと接触する第１周縁面と、第２のエンドレス・ベルトと接触する第２周縁面とを有し、第２周縁面は、回転可能部材の回転軸に向かって第１周縁面より窪んでいる。

駆動装置が少なくともバランス・マス体又はプラットフォームに係合しているので、より正確に移動を制御できる。プラットフォームは、例えば、マスク・テーブル又は基板テーブルを具備してよい。したがって、駆動装置は、バランス・マス体及び／又はプラットフォームの移動を直接制御する。したがって、バランス・マス体及び／又はプラットフォームの移動は、ベルト伝動装置によって生じる遅延なしに駆動装置の動作に追随する。

本発明はさらに、投影放射線ビームを供給する放射系と、所望のパターンに従って投影ビームをパターニングするように働くパターニング手段を支持する支持構造と、基板を保持する基板テーブルと、基板の目標部分上にパターニングされたビームを投影する投影系と、リソグラフィ投影装置の少なくとも一部を当該リソグラフィ投影装置の他の部分に対して位置決めするための位置決め装置であって、本発明に係わる可動ステージ・システムを備える位置決め装置とを備えるリソグラフィ投影装置を提供する。駆動装置は少なくともバランス・マス体又はプラットフォームに係合しているので、構成部品の移動は正確に制御できる。したがって、駆動装置は、バランス・マス体及び／又はプラットフォームの移動を直接制御する。したがって、バランス・マス体及び／又はプラットフォームの移動は、ベルト伝動装置によって生じる遅延なしに駆動装置の動作に追随する。

本発明はまた、少なくとも部分的に感放射線材料の層で覆われた基板を準備する工程と、放射系を用いて投影放射線ビームを供給する工程と、パターニング手段を使用して投影ビームにその断面においてパターンを与える工程と、感放射線材料の層の目標部分上にパターニングされた放射線ビームを投影する工程とを含み、本発明に係わる可動ステージ・システムを用いて放射系の少なくとも一部又は基板を位置決めするデバイス製造方法を提供する。この方法では、本発明による可動ステージ・システムが使用されているために、構成部品はより正確に位置決めされる。

本発明の具体的な実施例は従属請求項に記載される。本発明のさらなる詳細、態様及び実施例を添付の図面を参照して説明する。

図１は、本発明によるリソグラフィ投影装置１の実施例を概略的に示す。この装置１は典型的には、以下のものを具備している：
放射線投影ビームＰＢ（例えばＵＶ又はＥＵＶ放射線）を供給する放射系Ｅｘ、ＩＬ。この特定の例では、これはさらに放射線源ＬＡを備えている；
マスクＭＡ（例えばレチクル）を保持するマスク・ホルダを備え、物品ＰＬに対して正確にマスクを位置決めする第１位置決め手段に接続された第１物体テーブル（マスク・テーブル）ＭＴ；
基板Ｗ（例えばレジスト被覆されたシリコン・ウェハ）を保持する基板ホルダを備え、物品ＰＬに対して正確に基板を位置決めする第２位置決め手段ＰＷに接続された第２物体テーブル（基板テーブル）ＷＴ；並びに、
基板Ｗの目標（ｔａｒｇｅｔ）部分Ｃ（例えば１つ又は複数のダイを含む）に対してマスクＭＡの被放射部分を結像するための投影系（「レンズ」）ＰＬ（例えば鏡群）。

該装置は、（例えば反射マスクを備えた）反射型でも、（例えば透過マスクを有する）透過型のものでもよい。あるいは、該装置は、先に示したプログラム可能ミラー・アレイなど、他の種類のパターニング手段を使用してもよい。

放射線源ＬＡ（例えば、水銀ランプ、エキシマ・レーザ、貯蔵リング又はシンクロトロンの電子ビーム経路の周りに設けられたアンジュレータ又はウィグラ、レーザ生成プラズマ源、等）は放射線ビームを生成する。このビームは照射系（照射装置）ＩＬに供給されるが、これは、直接行ってもよく、あるいは、例えばビーム拡大器Ｅｘなどの通過式調節手段を通過した後に行ってもよい。照射装置ＩＬは、ビームの強度分布の外部及び／又は内部の半径範囲（それぞれ通常σ−ｏｕｔｅｒ及びσ−ｉｎｎｅｒと称する）を設定する調節手段ＡＭを備えていてもよい。さらに、照射装置ＩＬは通常、インテグレータ（ｉｎｔｅｇｒａｔｏｒ）ＩＮ及び集光装置ＣＯなど他の様々な構成部品を有することになる。このようにして、マスクＭＡに入射したビームＰＢは、その断面で所望の均一性及び強度分布を有する。

図１に関して留意していただきたいが、放射線源ＬＡは（例えば水銀ランプである場合にしばしばそうであるように）リソグラフィ投影装置の筐体内に在ってもよいが、放射線源ＬＡがリソグラフィ投影装置から離れており、かつ生成された放射線ビームが（例えば適切な指向ミラーを用いて）該装置内に導かれるようにしてもよい。後者の事例は、放射線源ＬＡがエキシマ・レーザである場合に多い。本発明とその特許請求範囲はそれら事例の双方を包含するものである。

ビームＰＢは、その後、マスク・テーブルＭＴ上に保持されたマスクＭＡに交差する。ビームＰＢは、マスクＭＡで選択的に反射されてから、投影系ＰＬを通過し、これによりビームＰＢが基板Ｗの目標部分Ｃ上に集束する。第２位置決め手段ＰＷ（及び干渉計測定手段ＩＦ）を用いて、基板テーブルＷＴを、例えば種々の目標部分ＣをビームＰＢの経路中に位置決めするように正確に移動できる。同様に、第１位置決め手段ＰＭを用いて、例えばマスク・ライブラリからマスクＭＡを機械的に取り込んだ後で、又はスキャン中に、ビームＰＢの経路に対してマスクＭＡを正確に位置決めできる。使用する放射線源ＬＡに応じて、マスク・テーブルＭＴ、投影系ＰＬ及び基板テーブルＷＴは、真空チャンバ内に封止されていてよい。一般には、物体テーブルＭＴ、ＷＴの移動は、長ストロークのモジュール（粗い位置決め）と短ストロークのモジュール（微細な位置決め）とを用いて行われるが、これらは図１には明示していない。例えば、第１位置決め手段は、比較的長いストロークでマスクＭＡを変位する（粗い位置決めをする）第１位置決め装置、例えばリニア・モータを有してよく、一方、複数のアクチュエータを備え第１のリニア・モータ系に装着された第２位置決め手段、例えば第２リニア・モータは、自由度６において比較的短いストロークでマスクＭＡを正確に配置すること（微細な位置決め）を可能にする。ただし、ウェハ・ステッパの場合（ステップ・アンド・スキャン装置と反対に）マスク・テーブルＭＴを、単に短ストロークのアクチュエータに接続するだけでもよく、又は固定してもよい。マスクＭＡ及び基板Ｗは、マスク・アラインメント・マークＭ１及びＭ２並びに基板アラインメント・マークＰ１、Ｐ２を用いて位置決めしてよい。

ここで説明する装置は以下の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は基本的に静止状態に維持され、マスク・イメージ全体は１回の行程（ｏｎｅ ｇｏ）（すなわち１回の「フラッシュ」）で目標部分Ｃ上に投影される。次いで、基板テーブルＷＴはｘ及び／又はｙ方向にシフトして、ビームＰＢが別の目標部分Ｃを照射できるようにされる。
２．スキャン・モードでは、基本的に同様の手順が適用されるが、所与の目標部分Ｃが１回の「フラッシュ」で露光されない点が異なる。その代わりに、マスク・テーブルＭＴは所与の方向（いわゆる「スキャン方向」、例えばｙ方向）に速度ｖで移動可能であり、その結果投影ビームＰＢがマスク・イメージ上をスキャンするようになる。これと共に、基板テーブルＷＴは同一方向又は反対方向に速度Ｖ＝Ｍｖで同時に移動し、ただし、Ｍは投影系ＰＬの倍率（通常はＭ＝１／４又は１／５）である。このようにして、分解能を犠牲にする必要がない状況で比較的広い目標部分Ｃが露光可能になる。

図１の実施例では、マスク・テーブルＭＴは、本発明に従って可動ステージ系１０に搭載される。図１の実施例では、ステージ１０は、図２〜４で示す実施例に従って実装されると仮定されている。ただし、別の方式で、例えば図５、６、及び８に示した実施例、又は他の方式に従って、ステージを実装することも可能である。リソグラフィ投影装置の他の部品、例えばウェハ・テーブルＷＴが可動ステージ系を具備していてもよい。

図２〜４に示すように、可動ステージ系１０は、基部１２と、マスク・テーブルＭＴが配置されるプラットフォーム１１を備えている。プラットフォーム１１は、矢印２０で示すように、基部１２の表面に沿って該表面に対して平行な方向で基部１２に対して移動できる。図２〜４の実施例では、プラットフォームは、それ自体よく知られた（不図示の）エア・ベアリング上で基部１２の上方に浮遊している。可動ステージ系１０はさらに、バランス・マス体１３、１４を備えている。バランス・マス体１３、１４は互いに、プラットフォーム１１の対向側１１１、１１２に配置されている。バランス・マス体１３、１４は、図２の矢印２１、２２で示すようにプラットフォームが移動する方向と反対の方向に移動可能である。

基部１２に対するプラットフォーム１１の移動は、基部１２及び他の部品の反作用力をもたらし、モーメントを生じる。プラットフォーム１１の移動と反対方向のバランス・マス体１３、１４の運動は、その反作用力を補償する。したがって、プラットフォーム１１が移動する際は、基部１２に対して作用する力は殆どゼロであり、現れるモーメントは実質的にゼロである。

バランス・マス体１３、１４の移動は、２つのベルト伝動装置によってプラットフォーム１１の移動と連動されている。各ベルト伝動装置は、互いに離れた２つの回転可能部材１５（例えば滑車であってよい）を備えている。これらの回転可能部材１５はベルト１６に対する案内手段として作用し、回転可能部材１５のそれぞれは、図３及び図４中破線で示した仮想回転軸１８の周りに回転可能である。各ベルト伝動装置では、第１エンドレス・ベルト１６は回転可能部材１５の第１周縁面１５１に沿って案内され、第２エンドレス・ベルト１７は第２の窪み周縁面１５２に沿って案内される。第２の窪み周縁面１５２は、第１周縁面１５１に関して回転軸１８に向かって窪んだ状態となっている。この実施例では、エンドレス・ベルト１６、１７のそれぞれは、両端が互いに接合された単一の一体ベルト成形部品から構成されている。ただし、２つ以上の部品を備えるエンドレス・ベルト（例えば、両端がバネ又は他の手段で連結されたベルト）を使用すること、又は、回転可能部材に可動に装着した他の種類のベルトを使用することも可能である。さらに、本出願では、用語「ベルト」は、チェーン・ベルト、歯付きベルト、又は他の種類のベルト型要素を包含して使用される。

この可動ステージ系では、プラットフォーム１１の移動とバランス・マス体１３、１４の移動とがベルト伝動装置によって連動しているので、バランス・マス体を駆動するのに別個の駆動手段を必要としない。したがって、可動ステージ系１０は設計が簡単であり、機械構成的に複雑でない方式で力の補償が可能になる。

以下により詳細に説明する駆動装置、例えばリニア・モータ１９が、プラットフォーム１１及び基部１２の間に装着されている。リニア・モータ１９は、プラットフォーム１１に対して力、この実施例では磁力をプラットフォーム１１に直接作用させことができる。プラットフォーム１１は、この直接的な力で基部１２に対して移動できる。図２〜４の実施例では、リニア・モータ１９のストロークはプラットフォームの変位に等しいが、それはリニア・モータ１９がプラットフォーム１１及び１２に直接係合しているからである。したがって、プラットフォーム１１の一定の変位に要するリニア・モータ１９のストロークは低減される。このため、リニア・モータを用いて、可動ステージ系１０の全体の重量を低減することが可能である。

図２〜４の実施例では、回転可能部材１５の第２周縁面１５２は第１周縁面１５１に関して窪んでいる。ベルト伝動装置の各回転部材１５間の間隔に対して直角な方向から観ると、バランス・マス体１３、１４は、プラットフォーム１１と比較して回転軸１８により近い場所に配置されている。バランス・マス体１４と回転軸１８との間の間隔は図２の矢印ｄ１で示され、プラットフォーム１１と回転軸１８との間の間隔は矢印ｄ２で示してある。それらの間隔が異なるため、回転可能部材１５に対してバランス・マス体１３、１４から及ぼされる角度モーメントは、プラットフォーム１１から及ぼされる角度モーメントと異なる。したがって、その相違を補償し、相等しい力モーメントを得るように、バランス・マス体１３、１４の合計質量はプラットフォーム１１とマスク・テーブルＭＴの質量と異なっていてもよい。例として示した図２〜４の実施例では、バランス・マス体１３、１４及びプラットフォーム１１の、相等しいが反対の力モーメントを得るように、バランス・マス体１３、１４の全体質量は、プラットフォーム１１とそれに搭載された物体の質量の和より大きくてよい。

図７に示すように、図２〜４の実施例におけるリニア・モータ１９は、複数のマグネット１９３を具備したマグネット・プレート１９０を備えている。図２〜４の実施例では、マグネット・プレート１９０は基部１２に取り付けられている。磁気コイル・ブロック１９１が、マグネット・プレート１９０に面するプラットフォーム１１上に設けられている。磁気コイル・ブロック１９１は強磁性材料から作製され、マグネット・プレート１９０に向けられた複数の脚部１９２を備えている。電気配線が、磁心の脚部１９２の周縁方向に巻かれている。このようにして、複数の磁気コイル１９４が得られる。電気配線を介して適切な電流を印加することにより、マグネット１９３の磁場に対向する磁場が磁気コイル１９４によって発生可能である。それによって、基部１２に対してプラットフォーム１１を移動できる磁力を、プラットフォーム１１に対して直接加えることができる。磁力を印加するリニア・モータは移動部品を殆ど有さず、図７では全くなく、したがって、振動をもたらさない。さらに、さらにそのようなリニア・モータの動作は、適切な電子回路により正確に制御できる。ただし、例えば図８ａ、ｂに示したリニア・モータの実施例など、他の型の駆動装置を用いてプラットフォーム１１を基部１２に対して移動することも同様に可能である。

図８ａ、ｂのリニア・モータは、互いに離れて配置されたマグネット・プレート１９０１、１９０２を備えている。両方のマグネット・プレートはリニア・モータの静止部品を形成し、例えば図示のように、基部１２上の垂直な配置で取り付けられている。図８ｂに示すように、マグネット・プレート１９０１、１９０２は、実質的にＵ形状断面を有する構成の一部である。マグネット・プレート１９０１、１９０２は、Ｕ形状構成の垂直脚部の一部であり、各垂直脚部間の脚部１９０３は基部１２に対して平行に配置されている。１組の磁気コイル１９４が、マグネット・プレート１９０１、１９０２間の間隙に配置されている。磁気コイル１９４は、例えば、プラットフォーム１１又はバランス・マス体１３、１４に搭載されていてもよい。磁気コイル１９４は、マグネット・プレート１９０１、１９０２間の間隙で（コイル１９４を通じて適切な電流を印加することにより）図８に示した矢印の方向に移動可能である。図８に示したリニア・モータでは、磁気コイル１９４を備えた部品はマグネット・プレートには引き寄せられないが、それはこの部品が強磁性材料の磁心を有していないからである。この実施例では、エア・ベアリングがマグネット・プレート１９０１、１９０２と磁気コイル１９４の間に設けられており、該プレートに対する磁気コイル１９４の無摩擦移動を促進する。

図５の可動ステージ系の第２実施例は２つのベルト伝動装置を備えている。各ベルト伝動装置は単一のエンドレス・ベルト１６を有しており、これは互いに離れて配置された２つの回転可能部材１５の周縁面に沿って配置されている。各エンドレス・ベルト１６に対して、バランス・マス体１３、１４とプラットフォーム１１が共に取り付けられている。バランス・マス１３、１４は、各回転可能部材１６間のエンドレス・ベルトのある長さ部分に対して連結されており、プラットフォーム１１は各回転可能部材１５間のエンドレス・ベルト１６の別の長さ部分に接続されている。これにより、回転可能部材１５に加えられるバランス・マス体１３、１４の角度モーメントとプラットフォーム１１の角度モーメントとは同一になる。

図５の例では、リニア・モータ１９がバランス・マス体１３、１４のそれぞれと基部１２の間に設けられている。リニア・モータ１９は、例えば図７の実施例のように、又は他の方式で実装されてよい。図５の実施例では、リニア・モータは、バランス・マス体１３、１４の移動を直接駆動する。バランス・マス体１３、１４の変位は、プラットフォーム１１の変位と等しいが対向するものである。複数のリニア・モータ１９それぞれのストロークは、各リニア・モータが直接駆動するバランス・マス体の変位と等しい。したがって、各リニア・モータ１９のストロークは、基部１２に対するプラットフォーム１１の変位に等しい。したがって、リニア・モータ１９のストロークを調節して基部１２に対するプラットフォーム１１の所望の変位を得るための追加の手段を必要とすることはない。

図５の実施例では、基部１２は、基部１２の表面より上方に突出し、バランス・マス体の移動の方向と平行に延びる直線フランジ１２１を備えている。各リニア・モータ１９は、基部１２の表面より突出したバランス・マス体の側部と各フランジとの間に配置されている。マグネット・プレート１９０は、バランス・マス体１３、１４に面するフランジ１２１の側部１２２に設けられており、磁気コイル・ブロック１９１はバランス・マス体１３、１４に取り付けられている。バランス・マス体１３、１４の移動方向に動かす力に加えて、リニア・モータは、基部１２の移動方向に対して直角であり、その表面に対して平行な方向の制御力を供給するように構成されてよい。それにより、各リニア・モータ１９は、各バランス・マス体１３、１４を基部に対して定位置に維持できるのであり、追加の位置決め装置又は案内装置は不要である。ただし、特定の実施態様によっては、別個の位置決め装置又は案内装置を設けてもよい。図５の実施例では、各バランス・マスはバネ１３１により機械的に互いに連結されている。それにより、連結されたバランス・マスの有効質量は、別々の各バランス・マス体の質量を足し合わせたものに等しい。したがって、連結したバランス・マスの慣性が増大したため、外乱に対するバランス・マスの影響度は低減される。バネではなく、他の種類の弾性連結器も同様に使用してよい。

図６の実施例では、リニア・モータ１９が、バランス・マス体１３、１４のそれぞれとプラットフォーム１１との間に設けられている。そのため、プラットフォーム１１は、リニア・モータ１９によりバランス・マス１３、１４にプラットフォームから推進力又は牽引力を加えることにより移動できる。リニア・モータ１９は、バランス・マス体とプラットフォームが互いに面する側に配置され、したがって移動方向の力のみならず、バランス・マス体１３、１４とプラットフォーム１１との間の方向の力も供給する。そのため、バランス・マス体１３、１４をプラットフォーム１１に対して定位置に維持するために追加の手段（例えば、プラットフォーム１１に対するバランス・マス体１３、１４の制御されない移動を阻止する別個のドリフト・モータ）は不要である。

図５及び図６の実施例では、リニア・モータ１９、１９’のコイル・ブロック１９１はバランス・マス体１３、１４上に設けられ、プラットフォーム１１上には設けられない。このため、作動中にコイル・ブロック１９１で発生した熱はプラットフォーム１１には伝達されず、したがって、プラットフォーム１１の熱膨張は防止される。

図９の実施例では、バランス・マス１３は、基部１２とプラットフォーム１１の間に配置される。回転部材１５は、プラットフォーム１１が配置された基部１２の表面と平行な仮想回転軸１８の周りで回転可能である。このため、可動ステージ系は、図２〜４の実施例よりフットプリントが小さい。さらに、図９の実施例は、プラットフォーム１１の下方に配置された、ただ１つのバランス・マス体を有するだけである。したがって、この実施例では、図２〜６の実施例と比較して可動部品の個数は少なくなる。

本発明による可動ステージ系では、ベルト伝動装置は具体的な実施態様に適する任意の種類のものであってよい。例えば、ベルト伝動装置は、プレート・スプリング・タイプのエンドレス・ベルトを備えていてよく、これは一般に、長手方向に極めて堅固であり、このため、プラットフォームの変位とバランス・マスの変位とを直接連動させることが可能である。

これまで説明した実施例は本発明を限定するものではなく、当業者が添付の特許請求の範囲から逸脱することなく代替例を設計できることに留意されたい。例えば、図の２〜４の実施例では、プラットフォームは、エア・ベアリングの代わりに異なる種類のベアリングに搭載されていてよい。同様に、例えば個数の異なるバランス・マス体が設けられていてもよい。回転部材の代わりに、他の案内手段が使用されてもよい。例えば、ベルトが滑るのに十分滑らかな周縁面を有する、基部に対して固定された円盤状部品を用いてもよい。特許請求の範囲では、括弧間に示した参照符号は特許請求項を限定するものとは解釈しないものとする。ある手段が相互に異なる特許請求項に記載されている単なる事実を以って、これらの手段の組合せが有利に使用できないことを示すものではない。

本発明によるリソグラフィ投影装置の実施例を示す概略図である。 本発明による可動ステージ系の第１実施例の上面図である。 図２の実施例の側面図である。 図２の実施例の側面図である。 本発明による可動ステージ系の第２実施例の上面図である。 本発明による可動ステージ系の第３実施例の上面図である。 図２〜６の実施例での使用に好適なリニア・モータの実施例を示す概略図である。 図２〜６の実施例での使用に好適なリニア・モータの他の実施例の上面図である。 図８ａの線Ｂ−Ｂに沿った図８ａの断面図である。 本発明による可動ステージ系の第４実施例の概略図である。

符号の説明

ＭＡ マスク
Ｗ 基板
Ｃ 目標部分
ＬＡ 照射源
Ｅｘ、ＩＬ 放射系
ＩＮ インテグレータ
ＡＭ 調節手段
ＣＯ 集光装置
ＰＢ ビーム
ＭＴ テーブル
ＰＬ 物品
ＷＴ テーブル
ＩＦ 干渉計測定手段
１０ 可動ステージ系
１２ 基部
１１ プラットフォーム
１３、１４ バランス・マス体
１５ 回転可能部材
１８ 回転軸１８
１５１ 周縁面
１５２ 周縁面
１６、１７ エンドレス・ベルト
１９、１９’ リニア・モータ
１９０ マグネット・プレート
１９１ 磁気コイル・ブロック
１９２ 脚部
１９３ マグネット
１９４ 磁気コイル
１９０１、１９０２ マグネット・プレート

Claims (12)

1. リソグラフィ投影装置用の可動ステージ・システムであって、
   基部と、
   前記基部に対して可動であるプラットフォームと、
   前記基部に対して可動であり、前記プラットフォームから生じた力を補償するバランス・マス体と、
   前記プラットフォーム及び前記バランス・マス体を前記基部に対して移動するように構成された駆動機構とを備え、
   前記駆動機構は、
   前記プラットフォームと前記バランス・マス体とを連結し、それにより、前記プラットフォームが移動方向に移動した際に少なくとも部分的に反対の移動方向に前記バランス・マス体が移動するようにする少なくとも１つのベルト伝動装置と、
   前記バランス・マス体又は前記プラットフォームの少なくとも１つに機械的に係合して前記プラットフォーム及び前記バランス・マス体を直接駆動する駆動装置とを備え、
   前記ベルト伝動装置は、
   第１回転可能部材と、
   前記第１回転可能部材から離れた第２回転可能部材と、
   前記第１及び第２回転可能部材に沿って配置された少なくとも２つのエンドレス・ベルトを備え、その内、第１のエンドレス・ベルトは、前記プラットフォームに係合し、第２のエンドレス・ベルトは、前記バランス・マス体に係合し、
   前記第１及び第２回転可能部材は、それぞれ、前記第１のエンドレス・ベルトと接触する第１周縁面と、前記第２のエンドレス・ベルトと接触する第２周縁面とを有し、前記第２周縁面は、前記回転可能部材の回転軸に向かって前記第１周縁面より窪んでいる、可動ステージ・システム。
2. 前記駆動装置は、少なくとも前記バランス・マス体又は前記プラットフォームに磁力を及ぼす磁気手段を有するリニア・モータである、請求項１に記載の可動ステージ・システム。
3. 前記駆動手段は、前記バランス・マス体と前記プラットフォームとの間に配置され、前記バランス・マス体に対して前記プラットフォームから及ぼされる力により、前記プラットフォームを変位させ、又は前記プラットフォームに対して前記バランス・マス体から及ぼされる力により、前記バランス・マス体を変位させる、請求項１又は請求項２に記載の可動ステージ・システム。
4. 前記駆動手段は前記バランス・マス体の少なくとも１つと前記基部との間に配置され、前記バランス・マス体に対して前記基部から力を加えることにより、前記プラットフォームを変位させ、
   又は前記駆動手段は前記プラットフォームと前記基部との間に配置され、前記プラットフォームに対して前記基部から力を加えることにより、前記バランス・マス体を変位させる、請求項１乃至請求項３のうち何れか１項に記載の可動ステージ・システム。
5. プラットフォームの反対側にそれぞれが配置された少なくとも２つのバランス・マス体を備えた、請求項１乃至請求項４のうち何れか１項に記載の可動ステージ・システム。
6. 前記第１及び第２回転可能部材は、それぞれ、前記プラットフォーム及びバランス・マス体が移動できる平面に対して直角な回転軸の周りに回転可能である、請求項１乃至請求項５のうち何れか１項に記載の可動ステージ・システム。
7. 前記第１及び第２回転可能部材は、それぞれ、前記プラットフォーム及びバランス・マス体が移動できる平面に対して平行な回転軸の周りに回転可能である、請求項１乃至請求項５のうち何れか１項に記載の可動ステージ・システム。
8. 前記駆動手段は、バランス・マス体の少なくとも１つ又は前記プラットフォームを前記移動方向と異なる方向での位置決めもできる、請求項１乃至請求項７のうち何れか１項に記載の可動ステージ・システム。
9. 少なくとも２つのバランス・マス体と、
   前記バランス・マス体の１つを前記基部に対して移動するようにそれぞれ構成された少なくとも２つの駆動機構とを備え、
   前記バランス・マス体は互いに弾性的に連結されている、請求項１乃至請求項８のうち何れか１項に記載の可動ステージ・システム。
10. 投影放射線ビームを供給する放射系と、
    所望のパターンに従って前記投影ビームをパターニングするように働くパターニング手段を支持する支持構造と、
    基板を保持する基板テーブルと、
    基板の目標部分上にパターニングされたビームを投影する投影系と、
    リソグラフィ投影装置の少なくとも一部を前記リソグラフィ投影装置の他の部分に対して位置決めするための位置決め装置であって、請求項１乃至請求項９のうち何れか１項に記載の可動ステージ・システムを備える位置決め装置と、
    を備えるリソグラフィ投影装置。
11. 長いストロークで前記パターニング手段を変位するように構成された第１位置決め装置と、
    前記第１位置決め装置に搭載された第２位置決め装置とを備え、
    前記第２位置決め装置は、前記パターニング手段を正確に位置決めするために、前記長いストロークより短いストロークで前記パターニング手段を変位するように構成されており、
    前記位置決め装置の少なくとも１つは、請求項１乃至請求項９のうち何れか１項に記載の可動ステージ・システムを備える、請求項１０に記載のリソグラフィ投影装置。
12. 少なくとも部分的に感放射線材料の層で覆われた基板を準備する工程と、
    放射系を用いて投影放射線ビームを供給する工程と、
    パターニング手段を使用して投影ビームにその断面においてパターンを与える工程と、
    前記感放射線材料の層の目標部分上にパターニングされた放射線ビームを投影する工程とを含み、
    請求項１乃至請求項９のうち何れか１項に記載の可動ステージ・システムを用いて、前記放射系の少なくとも一部又は前記基板を位置決めする、デバイス製造方法。

Images