JP4243219B2 - リソグラフィ装置、デバイス製造方法、及びそれによって製造されたデバイス - Google Patents

Description

本発明は、リソグラフィ装置、及びリソグラフィ装置を使用するデバイス製造方法に関する。

リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板のターゲット部品上に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）の製造において使用されることができる。その状況において、マスクなどのパターンニング・デバイスは、ＩＣの個別の層に対応する回路パターンを生成するために使用されることができ、このパターンは、放射感受性材料（レジスト）の層を有する基板（例えばシリコン・ウエハ）上のターゲット部品（例えば１つ又は複数のダイの一部を含む）上に像形成されることができる。一般に、単一の基板は、連続して露光される隣接するターゲット部品のネットワークを含む。知られているリソグラフィ装置は、各ターゲット部品が、１回の操作でターゲット部品上に全体のパターンを露光することによって照射されるいわゆるステッパと、各ターゲット部品が、所定の方向（「走査」方向）に投影ビームによってパターンを走査し、一方、同期して基板をこの方向に平行に又は反平行に走査することによって照射されるいわゆるスキャナとを含む。

製造プロセスの間、テーブル、例えばマスク又は基板テーブルの移動は、６だけの自由度（相互に直交する３つの軸に沿った並進、及びそれらの軸の周りの回転）で制御されることができる。移動は、高速度で行われることができる。高速度で、テーブルの運動エネルギーは高く、衝突が、装置の精巧で高価な部品を損傷させる傾向がある。衝突は、いくつかの状況で発生する可能性がある。例えば、
テーブルが移動することができる領域を規定する装置の壁と水平方向で、
マルチ・ステージ装置（これらの装置は、同一の領域で動作する２つ以上のテーブルを有する）における他のテーブルと水平方向で、及び
例えばレンズである像形成システムの部品と垂直方向である。

本発明の目的は、衝突を回避し、又はそのような衝突によって引き起こされる損傷を低減することである。

本発明の一態様によれば、リソグラフィ装置が提供され、そのリソグラフィ装置は、
放射の投影ビームを提供する照明システムと、
その断面においてパターンを有する投影ビームを与えるように作用するパターニング・デバイスを支持する支持構造体と、
基板を保持する基板テーブルと、
パターニングされたビームを基板のターゲット部品上に投影する投影システムとを備え、
少なくとも１つのアクチュエータ・システムによって相対的に移動できる、装置の第１の部品と第２の部品との間の衝突を避けるための衝突保護システムを特徴とし、前記衝突保護が、装置の前記第１及び第２の部品の相対位置及び／又は速度を決定する少なくとも１つのセンサ・システムと、前記第１及び第２の部品の相対位置及び／又は速度が衝突の可能性を示すことを、前記センサ・システムが決定した場合に、前記第１及び第２の部品が互いにより近づいて移動することを防ぐように、前記アクチュエータ・システムを制御するコントローラとを備える。

衝突保護システムの提供は、リソグラフィ装置内の衝突に関係する部品に対するあらゆる損傷が、最小化される又はゼロに低減されることを可能にする。衝突の場合に、高価な修復コストを被ることがなく、リソグラフィ装置は、非常にわずかな製造損失時間で製造に復帰することができる。

本発明の有利な一実施例において、前記第１の部品が、前記基板テーブルであり、前記少なくとも１つのセンサ・システムが、前記基板テーブルの位置及び速度を測定するように構成され、前記コントローラが、少なくとも１つのセンサから測定された位置及び速度、テーブルに対する可能性のある障害物の位置の情報、及びテーブルの停止距離の情報に基づいて、前記基板テーブルの速度を制御するように構成される。

衝突保護装置は、次に、衝突が発生できないことを確実にする能動的な役割を行う。知られている障害物の位置に対するテーブルの位置は、テーブルの許容された最大速度を決定する。障害物に近いなら、障害物に向かう速度は小さな大きさに制限される。許容される実際の速度は、停止距離から計算される。このように速度を制限することは、衝突を回避するために、常に十分な停止距離があることを確実にする。さらに、衝突が発生する最も悪い場合では、速度は小さくなり損傷を制限する。

本発明のさらなる有利な実施例において、前記コントローラは、前記第１及び第２の部品間の測定された距離が、所定の最小距離より大きいままであることを確実にするように、及び／又は測定された速度が、所定の最大速度を超えないことを確実にするために、前記アクチュエータ・システムを制御するように構成される。

距離及び／又は速度の測定された値は、テーブルが所定の制限内で制御されることを可能にする。最小距離は、衝突を避けるための安全余裕を提供する。最大距離の制限は、最大運動エネルギーを制限し、衝突から起こる損傷を低減する。速度及び距離の両方が測定された場合には、速度の制限は、衝突前に安全に減速されることができる値に設定されることができ、距離は、最小距離より小さくなるべきである。

コントローラは、所定の限界を超えたとき、第１及び／又は第２の部品を移動するアクチュエータを単にパワー・ダウンするスイッチであることができる。任意に、距離が、許された最小距離より小さくなるべきであり、緊急制動又は逆方向の移動が、緩衝器又はアクチュエータを使用して開始されることができる。

本発明のさらなる態様によれば、リソグラフィ装置が提供され、そのリソグラフィ装置は、
放射の投影ビームを提供する照明システムと、
その断面においてパターンを有する投影ビームを与えるように作用するパターニング・デバイスを支持する支持構造体と、
基板を保持する基板テーブルと、
パターニングされたビームを基板のターゲット部品上に投影する投影システムとを備え、
前記投影システムの光学軸に平行な第１の方向に、第１及び第２の部品の相対運動によって引き起こされることがある装置の第１の部品と第２の部品との間の衝突を避けるための衝突保護システムを特徴とする。

本発明は、したがって、垂直方向、例えば投影システム（又は投影システムを作る複数の光学エンジンの１つ）と基板との間の衝突を避けることができる。

この態様の一実施例において、前記衝突保護システムは、さらに、前記第１の方向において前記第１の部品の少なくとも１つの縁部を超えて突出するリムを備え、リムは、前記第１の部品に対する相対移動のための少なくとも１つの緩衝器によって、前記第１の部品に接続される。

衝突が発生した場合、リムは第１の部品に対して移動し、一方、緩衝器は緩衝器に伝達される力を制限する。したがって、第１の部品は、衝突が発生したときに損傷から保護される。その少なくとも１つの緩衝器は、能動的又は受動的であることができ、例えば、オイル緩衝器における粘性力、電磁力によるうず電流、又は摩擦によって作動することができる。代わりに、その少なくとも１つの緩衝器は、弾性変形又は可塑性変形によって変形することができる。緩衝器が、例えば超弾性特性を示す形状記憶金属などの弾性タイプであるなら、リムは、衝撃後にその前の位置に戻る。リソグラフィ装置は、次に、最小遅延で製造に復帰することができる。

本発明のさらなる態様によれば、デバイス製造方法が提供され、そのデバイス製造方法は、
基板を提供するステップと、
照明システムを使用して放射の投影ビームを提供するステップと、
その断面にパターンを有する投影ビームを与えるためにパターニング・デバイスを使用するステップと、
放射のパターニングされたビームを基板のターゲット部分に投影するステップとを含み、
前記移動部品の位置及び／又は速度を測定するステップと、
装置の移動部品と障害物との間の衝突が発生しそうなときを決定するステップと、
衝突の激しさを回避又は低減するように、前記移動部品の移動を制御するステップとを特徴とする。

衝突に伴う装置の部品に引き起こされる損傷は、次に低減されることができる。緩衝力は、運動エネルギーを散逸し、かつ衝突に伴う部品が損傷されないことを確実にするために衝撃の力を吸収する。

測定された位置及び／又は速度を使用して、衝突が発生しそうなときを予測することができる。例えば、移動部品は、他の部品の周囲の安全距離に移動できる。代わりに、移動部品は、障害物に当たる前に停止するように迅速に移動できる。

制動力は、衝突が発生しそうなことが決定されたとき、移動部品の速度を低減するために印加されることができる。理想的には、制動力が、あらゆる衝突が発生する前に移動を停止する。しかしながら、移動が停止されないなら、移動部品の運動エネルギーをまた低減し、その後の損傷を低減する。好ましくは、制動器は、第１及び第２の制動部材と、第１及び第２の制動部材を離して保持する解放機構とを備え、第１及び第２の制動部材は、互いに向かってバイアスされ、互いに接触するときに制動力を発生し、解放機構は、制動解放信号を受けたとき又は電力障害のときに、前記制動部材が互いに接触することができるように構成される。

本発明の有利な実施例によれば、測定するステップは、前記移動部品の位置及び速度を測定することができ、方法がさらに、
測定された位置及び速度を、知られている障害物の位置及び知られている移動部品の停止位置と比較するステップと、
前記比較の結果に応じて前記移動部品の速度を制御するステップとを含む。

したがって、速度は、衝突を避けるために常に十分な停止距離を可能とするように制御されることができる。

本発明のさらなる有利な実施例によれば、測定するステップは、移動部品と前記障害物との間の距離を測定する、かつ／又は前記障害物に向かう前記移動部品の速度を測定することができ、方法がさらに、
測定された距離が所定の最小距離より大きいことを確実にするように、かつ／又は測定された速度が所定の最大速度を超えないことを確実にするように移動部品の速度を制御することを含む。

特定の参照が、ＩＣの製造におけるリソグラフィ装置の使用に関して本明細書でなされることができるが、本明細書に記載されるリソグラフィ装置は、集積された光学システム、磁気ドメイン・メモリに関する案内及び検知パターン、フラット・パネル・ディスプレイ（例えばＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッドなどの製造など他の適用を有することができる。当業者は、そのような代わりの適用に関して、本明細書における用語「ウエハ」又は「ダイ」の任意の使用は、それぞれより一般的な用語「基板」又は「ターゲット部分」と同じ意味であるとして考えられることは理解される。本明細書で参照される基板は、露光の前又は後で、例えばトラック（一般に、基板にレジスト層を塗布しかつ露光されたレジストを現像するツール）、又はメトロロジ又は検査ツールで処理されることができる。適切であれば、本明細書の開示は、そのような基板処理ツール及び他の基板処理ツールに適用されることができる。さらに、基板は、例えば多層ＩＣを作るために１回以上処理されることができ、本明細書で使用される用語基板は、また、既に多数の処理された層を含む基板を参照することができる。

本明細書で使用される用語「放射」及び「ビーム」は、紫外線（ＵＶ）放射（例えば、３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、又は１２６ｎｍの波長を有する）、及び極紫外線（ＥＵＶ）放射（例えば、５−２０ｎｍの範囲の波長を有する）、並びにイオン・ビーム又は電子ビームなどの粒子ビームを含む全てのタイプの電磁放射を包含する。

本明細書で使用される用語「パターニング手段」は、基板のターゲット部分にパターンを作るようになど、その断面にパターンを有する投影ビームを与えるために使用されることができるデバイスを参照するものと広く解釈されるべきである。投影ビームに与えられるパターンは、基板のターゲット部分における所望のパターンに正確に対応しなくとも良いことに留意されたい。一般に、投影ビームに与えられるパターンは、集積回路などのターゲット部分に作られる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、透過性又は反射性であることができる。パターニング・デバイスの例は、マスク、プログラム可能なミラー・アレイ、及びプログラム可能なＬＣＤパネルを含む。マスクは、リソグラフィにおいて良く知られており、二値、交互の位相シフト、及び減衰した位相シフトなどのタイプのマスク、並びに様々なタイプのハイブリッド・マスクを含む。プログラム可能なミラー・アレイの例は、小型のミラーのマトリクス配置を用い、各小型のミラーは、異なる方向に到来する放射ビームを反射するように、個別にチルトされることができる。このように、反射されたビームがパターニングされる。パターニング・デバイスの各例において、支持構造体は、例えば、フレーム又はテーブルであることができる。フレーム又はテーブルは、必要に応じて固定され又は可動であることができ、かつパターニング・デバイスが、例えば投影システムに関して所望の位置にあることを確実にすることができる。本明細書における用語「レチクル」又は「マスク」の任意の使用は、より一般的な用語「パターニング・デバイス」と同じ意味であると考慮することができる。

本明細書で使用される用語「投影システム」は、屈折光学システム、反射光学システム、及び適切であれば、例えば使用される露光放射のため、又は浸漬流体の使用又は真空の使用などの他の要因のためのカタディオプトリック光学システムを含む様々なタイプの投影システムを包含するものとして広く解釈されるべきである。本明細書における用語「レンズ」の任意の使用は、より一般的な用語「投影システム」と同じ意味であると考慮されることができる。

照明システムは、また、放射の投影ビームを方向付け、成形し、又は制御するための屈折、反射、及びカタディオプトリック光学構成部品を含む、様々なタイプの光学構成部品を包含することができ、そのような構成部品は、また、「レンズ」として集合的に又は単一で以下に参照されることができる。

リソグラフィ装置は、２つ（デュアル・ステージ）、又はより多くの基板テーブル（及び／又は２つ以上のマスク・テーブル）を有するタイプであることができる。そのような「マルチ・ステージ」機械において、追加のテーブルが、並列に使用されることができ、又は予備ステップが、１つ以上のテーブルで実行されることができ、一方、１つ以上の他のテーブルは、露光のために使用される。

リソグラフィ装置は、また、基板が、投影システムの最終素子と基板との間の空間を充填するように、例えば水などの比較的高い屈折率を有する液体で浸漬されるタイプであることができる。浸漬液体は、また、リソグラフィ装置における他の空間、例えば、マスクと投影システムの第１の素子との間に適用されることができる。浸漬技術は、投影システムの開口数を増大するために当業者に良く知られている。

本発明の実施例を、添付の図面を参照して例だけによって説明する。

図面において、対応する参照符号は、対応する部品を示す。

「実施例１」
図１は、本発明の特定の実施例によるリソグラフィ装置の概略を示す。装置は、
放射（例えば、ＵＶ放射又はＤＵＶ放射）の投影ビームＰＢを提供する照明システム（照明装置）ＩＬと、
アイテムＰＬに対してパターニング・デバイスを正確に配置するための第１の配置デバイスＰＭに接続され、パターニング・デバイス（例えば、マスク）ＭＡを支持する第１の支持構造体（例えば、マスク・テーブル）ＭＴと、
アイテムＰＬに対して基板を正確に配置するための第２の配置デバイスＰＷに接続され、基板（例えば、レジストを被覆したウエハ）Ｗを保持する基板テーブル（例えば、ウエハ・テーブル）ＷＴと、
基板Ｗのターゲット部分Ｃ（例えば、１つ以上のダイを含む）上に、パターニング手段ＭＡによって投影ビームＰＢに与えられたパターンを像形成する投影システム（例えば、屈折投影レンズ）ＰＬとを備える。

本明細書に示されるように、装置は、透過タイプ（例えば、透過マスクを用いる）である。代わりに、装置は、反射タイプ（例えば、上述で参照されたようなタイプのプログラム可能なミラー・アレイを用いる）であることができる。

照明装置ＩＬは、放射源ＳＯからの放射のビームを受ける。放射源及びリソグラフィ装置は、例えば放射源がエキシマ・レーザであるとき、別個のエンティティであることができる。そのような場合、放射源は、リソグラフィ装置の一部を形成するとは考えられず、放射ビームは、例えば適切な方向付けミラー及び／又はビーム・エキスパンダを備えるビーム送出システムＢＤによって、放射源ＳＯから照明装置ＩＬへ通過する。他の場合には、放射源は、例えば放射源が水銀ランプであるとき、装置の一体部分であることができる。放射源ＳＯ及び照明装置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できる。

照明装置ＩＬは、ビームの角強度分布を調整する調整デバイスＡＭを備えることができる。一般に、照明装置のひとみ面における強度分布の少なくとも外側及び／又は内側径方向範囲（一般に、それぞれσアウタ及びσインナと呼ばれる）は、調整されることができる。さらに、照明装置ＩＬは、一般に、インテグレータＩＮ及びコンデンサＣＯなどの様々な他の構成部品を備える。照明装置は、投影ビームＰＢと呼ばれる、その断面における所望の均一性及び強度分布を有する放射の調整されたビームを提供する。

投影ビームＰＢは、マスク・テーブルＭＴ上に保持されるマスクＭＡに入射する。マスクＭＡを反転されて、投影ビームＰＢは、基板Ｗのターゲット部分Ｃ上にビームの焦点を合わすレンズＰＬを通過する。第２の配置デバイスＰＷ及び位置センサＩＦ（例えば、干渉計デバイス）によって、基板テーブルＷＴは、例えば、ビームＰＢの経路において異なるターゲット部分Ｃに位置するように、正確に移動できる。同様に、第１の配置デバイスＰＭ及び他の位置センサ（図１には明示されていない）は、ビームＰＢの経路に対して、例えばマスク・ライブラリから機械的に検索した後、又は走査の間に、マスクＭＡを正確に配置するために使用されることができる。一般に、対象物テーブルＭＴ及びＷＴの移動は、配置デバイスＰＭ及びＰＷの一部を形成する長ストローク・モジュール（粗い配置）及び短ストローク・モジュール（細かい配置）によって実現される。しかしながら、ステッパの場合には（スキャナーとは対照的に）、マスク・テーブルＭＴは、短ストローク・アクチエータだけに接続されることができ、又は固定されることができる。マスク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されることができる。

示された装置は、以下の好ましいモードで使用されることができる。
１．ステップ・モードにおいて、マスク・テーブルＭＴ及び基板テーブルＷＴは、本質的に静止したままであり、一方、投影ビームに与えられた全体パターンは、１回の操作でターゲット部分Ｃ上に投影される（すなわち、単一の静的露光）。基板テーブルＷＴは、異なるターゲット部分Ｃが露光されることができるように、次にＸ及び／又はＹ方向にシフトされる。ステップ・モードにおいて、露光される領域の最大サイズは、単一の静的露光で像形成されるターゲット部分Ｃのサイズを制限する。
２．走査モードにおいて、マスク・テーブルＭＴ及び基板テーブルＷＴは、同期して走査され、一方、投影ビームに与えられたパターンは、ターゲット部分Ｃに投影される（すなわち、単一の動的露光）。マスク・テーブル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ＰＬの拡大（縮小）及び像反転特性によって決定される。走査モードにおいて、露光領域の最大サイズは、単一の動的露光におけるターゲット部分の幅（非走査方向における）を制限し、一方、走査動きの長さは、ターゲット部分の高さ（走査方向における）を決定する。
３．他のモードにおいて、マスク・テーブルＭＴは、プログラム可能なパターニング・デバイスを本質的に静止して保持したままであり、基板テーブルＷＴは、投影ビームに与えられたパターンが、ターゲット部分Ｃ上に投影される間に、移動又は走査される。このモードにおいて、一般に、パルス状にされた放射源が用いられ、プログラム可能なパターニング・デバイスは、必要であれば、基板テーブルＷＴの各移動の後で、又は走査の間の連続する放射パルスの間で更新される。この動作モードは、上述したタイプのプログラム可能なミラー・アレイなどのプログラム可能なパターニング・デバイスを使用するマスクレス・リソグラフィに容易に適用されることができる。

上述の使用モード、又は全く異なる使用モードに対する組み合わせ及び／又は変形も、用いられることができる。

図２は、クラッシュ保護リム２を備えるウエハ・テーブルＷＴの平面図である。クラッシュ保護リム２及びウエハ・テーブルＷＴの側面図が図３に示される。リム２は、ウエハ・テーブルＷＴの縁部から外側に突出し、衝撃が発生したときにウエハ・テーブルＷＴに対して移動できるように搭載される。

少なくとも１つの緩衝器が、リム２をウエハ・テーブルＷＴに接続する。この実施例において、緩衝器は超弾性形状記憶金属から構成される。例えば、ニッケル（重量で５５％）及びチタンのほぼ等しい混合物からなる「ニチノール」として知られている合金の属からの金属である。緩衝器の他の構成は、例えば、オイル又は弾性ばねに基づく緩衝器、あるいは衝撃が発生したときに弾性変形するように構成された緩衝器が可能である。リムが障害物に当たると、それは、ウエハ・テーブルＷＴに対して移動する。緩衝器は圧縮され、ウエハ・テーブルＷＴに到達する衝撃の力は低減される。この実施例において、超弾性形状記憶金属の使用は、緩衝器が代わりの選択肢に対して寸法及び重量が低減されることを可能にする。

図４は、クラッシュ保護リム２の一方側の緩衝器４の構成を示す。２つの緩衝器４は、ウエハ・テーブルＷＴの２つの角部に搭載され、ウエハ・テーブルＷＴ及びリム２を接続する。ロッド８は、クラッシュ保護リム２に取り付けられ、線形ベアリング６によって単一方向に移動するように制限される。このように、矢印１０によって示されるように中心から外れた衝撃が、２つの緩衝器４の間に均等に広がる。ロッド８及びベアリング６が存在しなかったら、中心から外れた衝撃は、一方の緩衝器４に集中し、かつ均等に広がらない。（リム２は、回転し、並びに力の方向に移動する傾向がある。）中心から外れた衝撃に関するクラッシュ・ストロークは、設計の問題を示す中心の衝撃より長い。

緩衝器の物理設計は、衝撃に伴う可能性がある運動エネルギー及び力、損傷を発生することなくウエハ・テーブルＷＴに伝達されることがある最大の力、並びに許容可能な最大クラッシュ・ストロークを考慮しなければならない。クラッシュ・ストロークは、可能限り小さいことが望ましく、リム２がウエハ・テーブルＷＴの外側に突出しなければならない距離を低減し、より小さくかつより軽い構造を可能にする。

クラッシュ・リムは、また、通常の動作時に正しい位置にあり、かつ衝突後にその正しい位置に戻ることを確実にする配置機構を組み込む。テーブルに対するクラッシュ・リムの位置は、クラッシュ検出センサによって監視される。衝突が発生した場合、クラッシュ検出センサは、リムが移動したことを検出し、かつ製造プロセスを停止する。

図４は、ウエハ・テーブルＷＴの一方側に設けられたリム２だけを示しているが、構造は、必要であれば両側に適用されることができる。さらに、ウエハ・テーブルＷＴに関するクラッシュ・リムの構造が記載されたが、マスク・テーブルＭＴに対しても同様に適用されることができる。

「実施例２」
図５は、第１の実施例のクラッシュ・リムの代わりの構造を示す。構造は、以下に示される差異を除いて第１の実施例と同じである。

この実施例において、クラッシュ・リム２は、単一片構造としてウエハ・テーブルＷＴの全ての側面に延在する。２つの緩衝器４が、Ｘ方向のウエハ・テーブルＷＴから最も遠いリム２の側面と、正反対のウエハ・テーブルＷＴの側面との間で接続される。一対の接続部材１２は、Ｙ方向のウエハ・テーブルＷＴから最も遠いクラッシュ・リム２の側面を、ピン接続を介してクラッシュ・リム２のその側面から最も遠いウエハ・テーブルの側面と接続する。接続部材１２は、平行四辺形構成を形成し、ウエハ・テーブルＷＴよりクラッシュ・リム２上で＋Ｘ方向でさらに遠い位置で接続される。接続部材１２は、事前に応力が加えられたばねであり、したがって事前に加えられた応力より大きい力が印加されたとき、Ｙ方向にだけ変形する。

この構造は、機構が、中心から外れた衝突の力を緩衝器４間でＸ方向に広げることを可能にする。Ｘ方向において優勢な衝撃のＹ方向の力は、小さく、事前に加えられた応力よりも小さい。したがって、接続部材１２は、平行四辺形構成において変形されずかつ回転しない。これは、クラッシュ・リム２の回転を防ぎ、緩衝器４間で力を均等に広げる。

力が事前に加えられた応力よりも大きいので、Ｙ方向の衝撃に関して、接続部材１２自身は、緩衝器として機能する。しかしながら、クラッシュ・リム２は回転できるので、Ｙ方向において、２つの接続部材１２間に中心から外れた衝撃の力を広げる機構が無い。

クラッシュ・リムの構造は、マルチ・テーブル装置において移動するとき、ウエハ・テーブルＷＴによって向けられる傾向がある障害物に基づいて最適化される。図６は、マルチ・テーブル装置において移動する２つのウエハ・テーブルＷＴ１、ＷＴ２を示す。移動領域は、矩形壁１４によって画定される。ウエハ・テーブルＷＴ１は、壁１４又は他のウエハ・テーブルＷＴ２と衝突することがある。＋Ｘ及び−Ｘ方向で、任意の中心から外れた衝撃は、上述のように接続部材１２の平行四辺形アセンブリによって、緩衝器４間で均等に広がる。−Ｙ方向において、ウエハ・テーブルＷＴ１は、壁に当たることだけができる。この方向での任意の衝撃は、したがって、その側面上のクラッシュ保護リムを横切って均等に広がる。＋Ｙ方向において、ウエハ・テーブルＷＴ１は、他のウエハ・テーブルＷＴ２に当たることができる。しかしながら、この状況における２つのウエハ・テーブル間のわずかな空間は、Ｘ方向におけるより小さなクラッシュ速度及び低いクラッシュ力を引き起こす。したがって、接続部材１２間に均等に力を広げるために、補償機構を設けることなく力を吸収することが可能である。（＋Ｙ方向における一般的なクラッシュ・ストロークは、３ｍｍである。）

この実施例において、ただ２つの緩衝器及び２つの事前に応力を加えられたばねが必要である。これは、全体構造を軽くかつ安価にすることを可能にする。構造は、クラッシュ・リムが、中心を外れた衝突がより可能性がある方向における回転を防ぐだけであるように最適化される。この実施例の構造は、マスク・テーブルに関するクラッシュ保護を提供するように容易に構成されることができる。

「実施例３」
図７は、本発明の第３の実施例によるクラッシュ保護リムの構造の平面図である。構造は、以下の記載を除いて第１の実施例と同一である。

単一片のクラッシュ保護リム２は、８個の緩衝器１６によってウエハ・テーブルＷＴに接続されている。第１の実施例のように、緩衝器１６は、超弾性形状記憶金属から構成されるが、代わりにオイル又は弾性ばね緩衝器なども使用されることができる。クラッシュ保護リムの各角部は、共通点に取り付けられた２つの緩衝器を有する。リムの各角部からの緩衝器は、ウエハ・テーブルＷＴの位置で三角形構成で接続される。

緩衝器１６は、圧縮負荷の下で曲がり、引っ張り負荷を受けたときにだけ作動される。したがって、２つの緩衝器は、クラッシュ保護リムの一方の側面での衝突が発生したときに作動される。動作において、緩衝器１６は、事前に応力が加えられたばねと同様に動作し、クラッシュ力が、事前に加えられた応力より大きいときにだけ変形する。負荷が、事前に加えられた応力より大きいので、クラッシュ方向に垂直なワイヤは変形しない。

ｘ及びｙ方向の事前に加えられる応力は、必ずしも等しくない。ｙ方向の可能性がある衝突力に対するｘ方向の可能性のある衝突力の比、及びリム寸法のｘ：ｙ比の両方は、ｘ：ｙの事前に加えられる応力の比を最適化するために使用されることができる。

実施例の構造は、マスク・テーブルに関して容易に構成されることができる。緩衝器の三角形構成が記載されたが、矩形構成も使用されることができる。

「実施例４」
図８は、本発明の第４の実施例を示す。この実施例の構成は、以下の記載を除いて第１の実施例と同一である。

ウエハ・テーブルＷＴ３、ＷＴ４は、マルチ・ステージ装置の一部を形成し、壁２０によって画定される共通領域を移動する。この実施例において、クラッシュ保護リムは、ウエハ・テーブルＷＴ３、ＷＴ４に設けられない。実際、少なくとも１つのセンサ（図示せず）が、ウエハ・テーブルＷＴ３、ＷＴ４の位置及び速度を測定する。

コントローラが、可能性がある障害物の位置を使用して、ウエハ・テーブルＷＴ３、ＷＴ４の最大の許容される速度を計算する。図８におけるウエハ・テーブルＷＴ３に関して、可能性がある障害物は、他のウエハ・テーブルＷＴ４及び壁２０によって形成される。コントローラは、ウエハ・テーブルＷＴから障害物までの距離を使用して、最大の許容される速度を計算する。この実施例において、図９に示される障害物への距離とその方向の最大速度との線形関係が、使用される。図８における輪郭線は、ウエハ・テーブルＷＴ３に対する適用するこの関係を示す。図８から、−Ｘ方向で壁２０が、ウエハ・テーブルＷＴ３に近いことが分かる。この方向で、最大速度は、ほぼ０．４ｍ／ｓだけに制限される。しかしながら、＋Ｘ方向で、唯一の障害物は、１００ｍｍより遠く離れた他のウエハ・テーブルＷＴ４である。この方向で、最大の許容される速度は２ｍ／ｓである。

このように速度を制御することによって、ウエハ・テーブルＷＴ３の運動エネルギーは、衝突がより発生する可能性がある状況で小さくなるように制御されることができる。さらに、最大速度は、障害物に到達する前に、ウエハ・テーブルＷＴ３が停止することを十分に可能にするように設定される。衝突が発生する可能性があることを、コントローラが決定した状況において、緊急制動が開始される。この緊急制動は、電磁うず電流、摩擦、及び他のデバイスによって開始されることができる。適切な緊急制動装置は、テーブルのキャリア上に搭載され、かつ例えば機械的なばねによって制動バーに向かってバイアスされた２つの制動装置を備えることができる。例えば電磁石を含む解放機構は、通常の使用の間に制動バーから間隔を空けて制動シューを保持し、コントローラから制動信号を受けたときに制動シューを解放する。解放機構は、また、電力障害のときに自動的に制動シューを解放するように構成される。代わりに、衝突が発生する可能性があるときに、速度が逆転されることができる。

図９における最大速度プロファイル以外の他の最大速度プロファイルが使用されることができる。速度プロファイルは、各速度での停止距離の情報を用いて計算されることができる。これは、速度プロファイルに対する非線形変化を与える。

上述の第１から第３の実施例のクラッシュ保護リムは、この実施例の制御された最大速度システムが装備されたリソグラフィ装置に設けられることもできる。

「実施例５」
本発明の第５の実施例が、図１０に示される。この実施例の構成は、以下の記載を除いて第１の実施例と同じである。この実施例において、ウエハ・テーブルＷＴが、磁石プレート２４上の平面モータ２２によって駆動される。平面モータが、６度の自由度で制御される（３つの相互に直交する軸の並進及びこれらの軸の周りの回転）。ミラー・ブロック２６は、ウエハを投影レンズＰＬとアライメントするときに使用するために、ウエハ・テーブルＷＴ上に搭載される。

光源２８が、装置の一方の側面に取り付けられ、対応する検出器３０が、装置の反対側の側面に取り付けられる。光源２８及び検出器３０は、投影レンズＰＬの直ぐ下に配置される。したがって、ミラー・ブロック２６が投影レンズＰＬに接近すると、光源は、部分的に又は完全に隠される。

ギャップ・センサ３２が、ウエハ・テーブルの下側縁部に設けられる。これらのギャップ・センサ３２は、平面モータ２２の底部から磁石プレート２４までの距離を測定する。これは、ミラー・ブロック２６の頂部から投影レンズＰＬまでの距離の間接測定を提供する。（磁石プレートから投影レンズＰＬまでの距離である、ウエハ・テーブルＷＴとミラー・ブロック２６の組み合わせられた高さが知られる。）

動作において、コントローラは、投影レンズＰＬからミラー・ブロックの距離を決定するために、光源検出器３０及びギャップ・センサ３２からの出力を監視する。通常の動作において、ウエハ・テーブルは、投影レンズＰＬからの最小距離でウエハ・テーブルＷＴを維持するように制御される。ミラー・ブロック２６が、投影レンズＰＬに近すぎることが決定されたなら、緊急停止が開始されることができる。緊急停止は、例えば制動力を印加する能動的であるか、又は電源をオフにして、重力がテーブルを減速することを可能にする受動的であるかであり得る。代わりに、ウエハ・テーブルＷＴは、衝突の危険性を回避するために、緊急に自動的に下方へ移動できる。

垂直方向の速度は、また、ギャップ・センサ３２によって測定される。コントローラは、次に、ウエハ・テーブルＷＴの垂直方向の速度を制限し、したがって、発生した場合の衝突で引き起こされる損傷を低減する。ウエハ・テーブルＷＴがミラー・ブロック２６に近づきすぎたために、緊急停止が発生したときに、重力による減速が、衝突が発生する前にウエハ・テーブルＷＴを停止するように、最大の垂直方向の速度が選択されることができる。

図１１は、本実施例における光源２８としてレーザの構成の平面図を示す。投影レンズＰＬ下の領域の全体範囲を提供するが、露光領域３２に影響を及ぼさない。

この実施例は、垂直方向の距離及び垂直方向の速度を使用して記載されたが、他の方向に適用されることもできる。

「実施例６」
本発明の第６の実施例が、図１２に示される。第６の実施例の構造は、以下の記載を除いて第５の実施例と同じである。

この実施例において、機械的リミッタ３４が、ウエハ・テーブルＷＴの上方に搭載される。リミッタ３４は、ベアリング３８上に搭載されたレグを有し、レグは、水平方向に磁石プレート２４上を自由に移動することを可能にする。しかしながら、ベアリング３８は、リミッタ３４の任意の垂直方向の移動を不可能にする。機械的リミッタ３４は、磁石プレート２４上のウエハ・テーブルＷＴの水平方向の移動に従う。

ウエハ・テーブルＷＴの移動が、高すぎる場合には、突出部３６が、リミッタ３４の頂部バーと係合し、あらゆる垂直方向の移動を防ぐ。投影レンズＰＬとの垂直方向の衝突は、発生できない。

リミッタの動作は、衝突における損傷から投影レンズＰＬの構成部品を防ぐが、リミッタ３４と突出部３６の係合が激しい場合には、ウエハ・テーブルＷＴは損傷される可能性がある。この理由のために、ギャップ・センサは、突出部３６とリミッタ３４との間のギャップの間接的な測定として、平面モータ２２と磁石プレート２４との間のギャップを監視する。距離が、突出部３６がリミッタ３４に係合する可能性があるようなとき、垂直方向の速度が、ウエハ・テーブルＷＴに対する損傷の可能性を最小化する値に制限されることができる。

「実施例７」
本発明の第７の実施例が、図１３に示される。第７の実施例の構造は、以下の記載を除いて第５の実施例と同じである。

この実施例において、クラッシュ保護リム４０は、基準フレーム上に設けられる。クラッシュ・リム４０は、垂直方向で基準フレームに対して移動することができ、緩衝器４２によって基準フレーム上に搭載される。クラッシュ・リム４０の下方面は、衝突を吸収するために、緩衝器によって必要な最大クラッシュ・ストロークより大きい距離だけ、投影レンズＰＬの下方に延在する。

ミラー・ブロック２６と投影レンズＰＬとの間の衝突の場合には、緩衝器４２は、衝撃の力を吸収するように圧縮する。

クラッシュ・リムの設計は、緩衝器によって必要なクラッシュ・ストローク、及び、したがってクラッシュ・リム４０が投影レンズＰＬより下方の延在しなければならない距離を最小にすることを目的にする。クラッシュ・リム４０とミラー・ブロック２６との間の距離の間接的な測定は、ギャップ・センサ３２によって提供される。この情報とともに、垂直方向の速度は、距離が小さいときに制限されることができ、あらゆる衝突の運動エネルギーを低減し、緩衝器４２のクラッシュ・ストロークをより小さくする。

第１の実施例から第３の実施例で上述された技術は、中心を外れたクラッシュに対処するようにクラッシュ・リム４０に適用されることができる。

「実施例８」
本発明の第８の実施例は、大きな基板、例えばＬＣＤなどのフラット・パネル・ディスプレイで使用される２ｍ×０．５ｍのガラス・プレート上にリソグラフィ印刷をするための装置である。基板Ｗは、基板テーブルＷ上に搭載され、Ｙ方向に機械によって走査される。複数の光学エンジンＯＥ−１からＯＥ−ｎが、基板を覆うフレーム上に互い違いのアレイの状態で搭載され、各光学エンジンは、基板の小さい部分上にだけ画像形成し、完全なアレイは、基板の全体幅を覆う。基板Ｗの平坦性が不十分であるので、各光学エンジンが、アクチュエータ４１によってＺ方向に無関係に移動可能であり、各光学エンジンによって投影された画像は、基板表面上に最も良好に集束されることができる。特に光学エンジンの最終要素が、マイクロレンズ・アレイである場合、光学エンジンと基板との作動距離は、基板表面における高さ変化に比べて非常に小さくすることができる。高いスループットを達成するために、基板は高速度で移動することができる。したがって、光学エンジンと基板との間の衝突の危険性が存在する。

したがって、各光学エンジンは、機械的なクラッシュ保護システム４２を備え、クラッシュ保護システムは、光学エンジンが基板テーブルよりむしろ移動する事実に必要なように構成される、第１から第３の実施例、第６の実施例、又は第７の実施例のクラッシュ保護システムと類似することができる。さらに、光学エンジンは、光学エンジンＯＥと基板Ｗとの間の距離を決定するセンサ４３が設けられる。距離が、所定の安全制限より下に低下した場合、アクチュエータ４１は、安全高さに光学エンジンを任意の下方移動及び／又は上昇を停止するように動作する。フェール・セーフの制動装置も、係合されることができる。第４の実施例及び第５の実施例のように、安全制限は、光学エンジン及び／又は基板の移動速度に応じることができる。センサ４３は、好ましくは、基板の任意の上昇した部分の先行する警報を与えるように、走査Ｙ方向における光学エンジンの前方位置で、基板表面の相対高さを検知する。センサは、焦点を制御するために使用されるセンサと同じセンサ、又は別個のセンサであることができる。適切なタイプのセンサは、リソグラフィ、干渉計センサ、容量センサ、エアゲージなどの当業界で良く知られているレベル・センサを含む。

本発明の特定の実施例が上述されたが、本発明が記載された以外で実施されることができることは理解されよう。記載は、本発明を制限することを意図するものではない。

例えば、様々な実施例の特徴は、組み合わせられることができる。特に、第１の実施例から第３の実施例のクラッシュ保護リムは、第４の実施例から第７の実施例のシステムに提供されることができる。

本発明の実施例によるリソグラフィ投影装置を示す。 本発明の第１の実施例によるクラッシュ・リムの平面図である。 本発明の第１の実施例によるクラッシュ・リムの側面図である。 本発明の第１の実施例によるクラッシュ・リムへの中心が外れた衝撃の平面図である。 本発明の第２の実施例による緩衝器の構成の平面図である。 本発明の第２の実施例による、マルチ・ステージ装置における２つのウエハ・テーブルの相対位置の平面図である。 本発明の第３の実施例による緩衝器の構成の平面図である。 本発明の第４の実施例による基板テーブル対の最大速度領域を示す。 本発明の第４の実施例における障害物からの距離を有する最大速度の変化を示すグラフである。 本発明の第５の実施例によるリソグラフィ装置を示す。 本発明の第５の実施例によるセンサ・アレイの平面図である。 本発明の第６の実施例によるリソグラフィ装置を示す。 本発明の第７の実施例によるリソグラフィ装置を示す。 本発明の第８の実施例によるリソグラフィ装置を示す。

符号の説明

２、４０ クラッシュ保護リム
４、１６、４２ 緩衝器
６ 線形ベアリング
８ ロッド
１０ 矢印
１２ 接続部材
１４ 矩形壁
２０ 壁
２２ 平面モータ
２４ 磁石プレート
２６ ミラー・ブロック
２８ 光源
３０ 検出器
３２ ギャップ・センサ
３４ 機械的リミッタ
３６ 突出部
３８ ベアリング
４１ アクチュエータ
４３ センサ
ＡＭ 調整デバイス
ＢＤ ビーム送出システム
ＢＰ 投影ビーム
Ｃ ターゲット部分
ＣＯ コンデンサ
ＩＦ 位置センサ
ＩＬ 照明システム
ＩＮ インテグレータ
Ｍ１、Ｍ２ マスク・アライメント・マーク
ＭＡ マスク
ＭＴ マスク・テーブル
ＯＥ−１、ＯＥ−ｎ 光学エンジン
Ｐ１、Ｐ２ 基板アライメント・マーク
ＰＢ 投影ビーム
ＰＬ 投影システム
ＰＭ 第１の配置デバイス
ＰＷ 第２の配置デバイス
ＳＯ 放射源
Ｗ 基板
ＷＴ 基板テーブル
ＷＴ１、ＷＴ２、ＷＴ３、ＷＴ４ ウエハ・テーブル

Claims (14)

1. 放射の投影ビームを提供する照明システムと、
   その断面においてパターンを有する前記投影ビームを与えるように作用するパターニング・デバイスを支持する支持構造体と、
   基板を保持する基板テーブルと、
   パターニングされたビームを前記基板のターゲット部品上に投影する投影システムと、
   少なくとも１つのアクチュエータ・システムによって相対的に移動できる、前記装置の第１の部品と第２の部品との間の衝突を避けるための衝突保護システムと、を備え、
   前記衝突保護システムが、前記装置の前記第１及び第２の部品の相対位置及び速度を決定する少なくとも１つのセンサ・システムと、前記第１及び第２の部品の相対位置及び速度が衝突の可能性を示すことを、前記センサ・システムが決定した場合に、前記第１及び第２の部品が互いにより近づいて移動することを防ぐとともに前記第１及び第２の部品が共通の領域で移動を継続するように、前記アクチュエータ・システムを制御するコントローラとを備えることを特徴とするリソグラフィ装置。
2. 放射の投影ビームを提供する照明システムと、
   その断面においてパターンを有する前記投影ビームを与えるように作用するパターニング・デバイスを支持する支持構造体と、
   基板を保持する基板テーブルと、
   パターニングされたビームを前記基板のターゲット部品上に投影する投影システムと、
   少なくとも１つのアクチュエータ・システムによって相対的に移動できる、前記装置の第１の部品と第２の部品との間の衝突を避けるための衝突保護システムと、を備え、
   前記衝突保護システムが、前記装置の前記第１及び第２の部品の相対位置及び／又は速度を決定する少なくとも１つのセンサ・システムと、前記第１及び第２の部品の少なくとも一方に対して可能性がある障害物の位置を使用して前記第１及び第２の部品の少なくとも一方の最大許容速度を計算するコントローラとを備え、
   前記コントローラは、可能性がある障害物の位置に基づいて前記最大許容速度を第１の方向と第２の方向とで独立に設定することを特徴とするリソグラフィ装置。
3. 前記第１の部品が、前記基板テーブルであり、前記少なくとも１つのセンサ・システムが、前記基板テーブルの位置及び速度を測定するように構成され、前記コントローラが、少なくとも１つのセンサから測定された位置及び速度、前記テーブルに対する可能性のある障害物の位置の情報、及び前記テーブルの停止距離の情報に基づいて、前記基板テーブルの速度を制御するように構成される請求項１または２に記載の装置。
4. 前記コントローラは、前記第１及び第２の部品間の測定された距離が、所定の最小距離より大きいままであることを確実にし、かつ／又は測定された速度が、所定の最大速度を超えないことを確実にするために、前記アクチュエータ・システムを制御するように構成される請求項１または２に記載の装置。
5. 前記センサ・システムは、前記投影システムの光学軸に垂直方向で、前記第１及び第２の部品の相対位置を測定するように構成される請求項１ないし４のいずれか１項に記載の装置。
6. 前記投影システムが、複数の光学エンジンを備え、装置が、さらに複数の衝突保護システムを備え、各衝突保護システムが、前記第１の部品としての前記光学エンジンの１つと、前記第２の部品としての前記基板との間の衝突を避ける請求項５に記載の装置。
7. 前記投影システムの光学軸に平行な第３の方向に、第３及び第４の部品の相対運動によって引き起こされることがある前記装置の前記第３の部品と第４の部品との間の衝突を避けるための第２の衝突保護システムをさらに備える請求項１または２に記載の装置。
8. 前記第２の衝突保護システムが、さらに、前記第３の方向において前記第３の部品の少なくとも１つの縁部を超えて突出するリムを備え、前記リムは、前記第３の部品に対する相対移動のための少なくとも１つの緩衝器によって、前記第３の部品に接続される請求項７に記載の装置。
9. 前記第３の部品が前記投影システムであり、前記第４の部品が前記基板テーブルである請求項７又は８に記載の装置。
10. 前記第３の部品が前記基板テーブルであり、前記第４の部品が前記投影システムである請求項７又は８に記載の装置。
11. 前記第１の部品は前記基板テーブルであり、前記基板テーブルは衝突時に前記基板テーブルに到達する衝撃を低減するクラッシュ保護リムを備える請求項１または２に記載の装置。
12. 基板を提供するステップと、
    照明システムを使用して放射の投影ビームを提供するステップと、
    その断面にパターンを有する投影ビームを与えるためにパターニング・デバイスを使用するステップと、
    放射のパターニングされたビームを前記基板のターゲット部分に投影するステップと、
    装置の移動部品の位置及び速度を測定するステップと、
    測定された前記移動部品の位置及び速度を用いて前記移動部品と該移動部材と共通の領域で移動する障害物との間の衝突が発生しそうなときを決定するステップと、
    前記共通の領域で前記移動部品の移動を継続させつつ、衝突の激しさを回避又は低減するように、前記移動部品の移動を制御するステップとを含むことを特徴とするデバイス製造方法。
13. 前記測定するステップが、前記移動部品の位置及び速度を測定し、さらに、
    測定された位置及び速度を、知られている障害物の位置及び知られている移動部品の停止位置と比較するステップと、
    前記比較の結果に応じて前記移動部品の速度を制御するステップとを含む請求項１２に記載の方法。
14. 前記測定するステップが、前記移動部品と前記障害物との間の距離を測定し、かつ／又は前記障害物に向かう前記移動部品の速度を測定し、さらに、
    測定された距離が所定の最小距離より大きいことを確実にするように、かつ／又は測定された速度が所定の最大速度を超えないことを確実にするように前記移動部品の速度を制御することを含む請求項１２に記載の方法。

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