JP4417310B2 - リソグラフィ装置およびデバイス製造方法 - Google Patents

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Description

本発明はリソグラフィ装置および方法に関する。
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可能である。このような場合、代替的にマスクまたはレチクルと呼ばれるパターニングデバイスは、ICの個々の層に形成すべき回路パターンの生成に使用することができる。このパターンを、基板(例えばシリコンウェハ)上の目標部分(例えば1つあるいはそれ以上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、通常、基板上に設けた放射線感光原料(レジスト)の層への描像により行われる。一般的に、1枚の基板は、順次パターン化される近接目標部分のネットワークを含んでいる。従来のリソグラフィ装置は、パターン全体を目標部分に1回露光することによって各目標部分が照射される、いわゆるステッパと、所定の基準方向(「走査」方向)にパターンを放射線ビームで走査し、これと同時に基板をこの方向と平行に、あるいは反平行に走査することにより、各目標部分が照射される、いわゆるスキャナとを含む。パターンを基板に印刷することによって、パターンをパターニングデバイスから基板へ転写することも可能である。
パターニングデバイスまたは基板のステッパ作業または走査作業のために、パターニングデバイスまたは基板を支持する支持構造を、幾つかのアクチュエータに結合することができる。アクチュエータは、支持構造を6自由度で、つまり3つの直線方向(x,y,z)および3つの回転方向(Rx,Ry,Rz)で制御する。アクチュエータは、走査した基板を使用不可能にしてしまうような放射線エラーを防止するために、パターニングデバイスまたは基板を相互に対して、および投影ビームに対して正確に6つの方向で位置決めし、移動させる。
支持構造および幾つかのアクチュエータおよび他の構造との接続部を含む支持システムが、システムの動的特性を決定する。例えば、支持システムは、アクチュエータおよび支持構造およびその接続部の質量および慣性特性によって決定される機械的固有周波数で特徴付けることができる。支持システムを制御するサーボ制御システムは、これらの動的特性を考慮に入れることによって設計する。
一般的に、板ばねのような可撓性結合デバイスを、例えばx,y面のような面で支持構造を移動させるために第一セットのアクチュエータを含むアクチュエータアセンブリと、例えばx,y面のような前記面に対してほぼ直角に支持構造を移動させるために使用可能な第二セットのアクチュエータを含むそれとの間に使用することができ、第二セットの各アクチュエータは、板ばねのような可撓性結合デバイスによって支持構造に別個に結合する。しかし、第一セットのアクチュエータと第二セットの別個に結合するアクチュエータというアクチュエータアセンブリのような構成では、水平方向へのクロストークを最小限に抑えるために、支持構造への第二セットのアクチュエータの取り付けに、高い水平方向の剛性を有することが望ましい。高い水平方向の剛性および、かつ望ましい動的特性を有する垂直方向の剛性でこのようなアクチュエータ結合を設計することは、困難である。さらに、動的特性は、支持システムの設計中に予め決定することができ、したがって動的特性は、高い位置精度をもたらす高いサーボ帯域を可能にすることによって、支持システムのサーボ制御にとって有益にすることができる。
本発明の実施形態は、上述した支持構造または基板テーブルのようなオブジェクトを少なくとも6自由度で移動させるように構成されたアクチュエータ構成を含み、アクチュエータ構成は、各自由度、つまり各方向で所定の動的特性を提供する。
本発明の実施形態によると、放射線ビームを調整するように構成された照明システムと、パターニングデバイスを支持するように構築されたパターン支持体とを含み、パターニングデバイスは、パターン形成した放射線ビームを形成するために、放射線ビームの断面にパターンを与えることができ、さらに、基板を保持するように構築された基板テーブルと、パターン形成した放射線ビームを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含むリソグラフィ装置が提供され、リソグラフィ装置はさらに、基板テーブルまたはパターン支持体をベース構造に対して支持し、移動させるように構築されたアクチュエータアセンブリを含み、アクチュエータアセンブリは、アクチュエータアセンブリフレームと、アクチュエータアセンブリを基板テーブルまたはパターン支持体に可撓結合するように構成された可撓性結合デバイスと、アクチュエータアセンブリフレームを支持構造に結合する少なくとも1つのアクチュエータを含み、少なくとも1つのアクチュエータは、基板テーブルまたはパターン支持体を1つの面で3自由度、および少なくとも1つの他の自由度で移動させるように構成される。
本発明の別の実施形態では、リソグラフィ装置が提供され、これは、放射線ビームを調整するように構成された照明システムと、パターニングデバイスを支持するように構成されたパターン支持体とを含み、パターニングデバイスが、パターン形成した放射線ビームを形成するために、放射線ビームの断面にパターンを与えるように構成され、さらに、基板を保持するように構築された基板テーブルと、パターン形成した放射線ビームを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、支持体の1つをベース構造に対して移動させるように構成されたアクチュエータアセンブリとを含み、アクチュエータアセンブリが、アクチュエータアセンブリフレームと、アクチュエータアセンブリフレームを基板テーブル又はパターン支持体に可撓結合するように構成された可撓性結合アセンブリと、アクチュエータアセンブリフレームをベース構造に結合する少なくとも1つのアクチュエータとを含み、少なくとも1つのアクチュエータは、1つの支持体を1つの面で3自由度、および少なくとも1つの他の自由度で移動させるように構成される。
本発明のさらなる実施形態によると、オブジェクトを支持し、移動させるように構築されたアクチュエータアセンブリを含む装置が提供され、アクチュエータアセンブリは、アクチュエータアセンブリフレームと、アクチュエータアセンブリフレームをオブジェクトに可撓結合するように構成された可撓性結合デバイスと、アクチュエータアセンブリフレームをベース構造に結合する少なくとも1つのアクチュエータとを含み、少なくとも1つのアクチュエータは、1つの支持体を1つの面で3自由度、および少なくとも1つの他の自由度で移動させるように構成される。
本発明の実施形態によるデバイス製造方法は、放射線ビームの断面にパターンをパターン形成することと、パターン形成した放射線ビームを基板の目標部分に投影することと、ベースの滑り面上で滑動部材を支持することとを含み、支持することは、アクチュエータアセンブリを滑動部材に可撓結合することと、アクチュエータアセンブリからの支持力を滑り面に加えることとを含み、アクチュエータアセンブリは、滑動部材を滑り面から間隔をあけて分離するための支持力をフィルタにかけるように構成される。
次に、本発明の実施形態を添付の略図を参照に、例示の方法においてのみ説明する。図面では対応する参照記号は対応する部品を示すものとする。
図1は、本発明の1つの実施形態によるリソグラフィ装置を概略的に示したものである。この装置は、放射線ビームB(例えばUV放射線)を調整するように構成された照明システム(照明装置)ILと、パターニングデバイス(例えばマスク)MAを支持し、かつ、特定のパラメータに従って正確にパターニングデバイスの位置決めを行うように構成された第一位置決めデバイスPMに連結を行ったマスク支持構造(例えばマスクテーブル)MTとを含む。装置は、基板(例えばレジスト塗布したウェハ)Wを支持し、かつ、特定のパラメータに従って正確に基板の位置決めを行うように構成された第二位置決めデバイスPWに連結を行った基板テーブル(例えばウェハ)WTまたは「基板支持体」も含む。装置は、さらに、パターニングデバイスMAによって放射線ビームBに与えられたパターンを基板Wの目標部分C(例えば、1つあるいはそれ以上のダイから成る)に投影するように構成された投影システム(例えば屈折性投影レンズシステム)PSを含む。
照明システムは、放射線の誘導、成形、あるいは制御を行うために、屈折、反射、磁気、電磁気、静電気、その他のタイプの光学構成要素、またはその組み合わせなどの様々なタイプの光学構成要素を含むことができる。
マスク支持構造は、パターニングデバイスを支持、つまりその重量を担持する。これは、パターニングデバイスの方向、リソグラフィ装置の設計、および他の条件、例えばパターニングデバイスが真空環境で保持されているか否かに応じた方法で、パターニングデバイスを保持する。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、静電気、または他の締め付け技術を使用することができる。マスク支持構造は、例えばフレームもしくはテーブルでよく、これは必要に応じて、固定式となるか、もしくは可動式となる。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などに対して所望の位置にあることを保証することができる。本明細書において使用する「レチクル」または「マスク」なる用語は、より一般的な「パターニングデバイス」なる用途と同義と見なすことができる。
本明細書において使用する「パターニングデバイス」なる用語は、基板の目標部分にパターンを生成するように、放射線ビームの断面にパターンを与えるために使用し得るデバイスを指すものとして広義に解釈されるべきである。放射線ビームに与えられるパターンは、例えばパターンが移相形態またはいわゆるアシスト形態を含む場合、基板の目標部分における所望のパターンに正確に対応しないことがあることに留意されたい。一般的に、放射線ビームに与えられるパターンは、集積回路などの目標部分に生成されるデバイスの特別な機能層に相当する。
パターニングデバイスは透過性または反射性でよい。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、およびプログラマブルLCDパネルがある。マスクはリソグラフィにおいて周知のものであり、これには、様々なハイブリッドマスクタイプのみならず、バイナリマスク、レベンソンマスク、減衰位相シフトマスクといったようなマスクタイプも含まれる。プログラマブルミラーアレイの一例は小さなミラーのマトリクス配列を用いる。そのミラーの各々は、異なる方向に入射の放射線ビームを反射するよう個々に傾斜することができる。傾斜したミラーは、ミラーマトリクスによって反射する放射線ビームにパターンを与える。
本明細書において使用する「投影システム」なる用語は、例えば使用する露光放射線、または浸漬流体の使用や真空の使用などの他の要因に合わせて適宜、例えば屈折光学システム、反射光学システム、反射屈折光学システム、磁気光学システム、電磁気光学システムおよび静電気光学システムを含むさまざまなタイプの投影システムを網羅するものとして広義に解釈されるべきである。本明細書において「投影レンズ」なる用語を使用した場合、これはさらに一般的な「投影システム」なる用語と同義と見なされる。
ここで示しているように、本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、装置は反射タイプでもよい(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、または反射性マスクを使用する)。
リソグラフィ装置は2つ(デュアルステージ)あるいはそれ以上の基板テーブル(および/または2つもしくはそれ以上のマスクテーブル)を有するタイプのものである。このような「多段」機械においては、追加のテーブルが並列して使用される。もしくは、1つ以上の他のテーブルが露光に使用されている間に予備工程が1つ以上のテーブルにて実行される。
リソグラフィ装置は、投影システムと基板との間の空間を充填するよう、基板の少なくとも一部を水などの比較的高い屈折率を有する液体で覆うタイプでもよい。浸漬液は、例えばマスクと投影システムの間など、リソグラフィ装置の他の空間に適用してもよい。浸漬技術は、投影システムの開口数を増加させるために使用可能である。本明細書で使用する「浸漬」なる用語は、基板などの構造を液体に浸さなければいけないという意味ではなく、露光中に投影システムと基板の間に液体を配置するというだけの意味である。
図1を参照すると、照明装置ILは放射線ソースSOから放射線ビームを受け取る。ソースとリソグラフィ装置とは、例えばソースがエキシマレーザである場合に、別個の存在でよい。このような場合、ソースはリソグラフィ装置の一部を形成すると見なされず、放射線ビームは、例えば適切な集光ミラーおよび/またはビーム拡大器などを含むビーム送出システムBDの助けにより、ソースSOから照明装置ILへと渡される。他の場合、例えばソースが水銀ランプの場合は、ソースが装置の一体部品でもよい。ソースSOおよび照明装置ILは、必要に応じてビーム送出システムBDとともに放射線システムと呼ぶことができる。
照明装置ILは、放射線ビームの角度強度分布を調節するように構成された調節装置ADを含んでよい。一般的に、照明装置の瞳面における強度分布の外部および/あるいは内部放射範囲(一般的にそれぞれ、σ−outerおよびσ−innerと呼ばれる)を調節することができる。また、照明装置ILは、積分器INおよびコンデンサCOのような他の様々な構成要素を含む。照明装置は、その断面に亘り所望する均一性と強度分布とを有するように、放射線ビームの調整に使用することができる。
放射線ビームBは、マスク支持構造(例えばマスクテーブルMT)上に保持されているパターニングデバイス(例えばマスク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。放射線ビームBはマスクMAを通り抜けて、基板Wの目標部分C上にビームを集束する投影システムPSを通過する。第二位置決めデバイスPWおよび位置センサIF(例えば干渉計デバイス、リニアエンコーダまたは容量性センサ)の助けにより、基板テーブルWTは、例えば放射線ビームBの経路における異なる目標部分Cに位置を合わせるために正確に運動可能である。同様に、第一位置決めデバイスPMおよび別の位置センサ(図1には明示的に図示せず)を使用して、例えばマスクライブラリから機械的に検索した後に、あるいは走査運動の間に、放射線ビームBの経路に対してマスクMAを正確に位置決めすることができる。一般的に、マスクテーブルMTの運動は、第一位置決めデバイスPMの部分を形成するロングストロークモジュール(粗動位置決め)およびショートストロークモジュール(微動位置決め)にて行われる。同様に、基板テーブルWTまたは「基板支持体」の運動は、第二位置決めデバイスPWの部分を形成するロングストロークモジュールおよ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)、マスクテーブルMTまたは「マスク支持体」はショートストロークアクチュエータに連結されるだけであるか、あるいは固定される。マスクMAおよび基板Wは、マスクアラインメントマークM1、M2および基板アラインメントマークP1、P2を使用して位置合わせすることができる。図示のような基板アラインメントマークは、専用の目標位置を占有するが、目標部分の間の空間に配置してもよい(スクライブレーンアラインメントマークと呼ばれる)。同様に、マスクMAに複数のダイを設ける状況では、マスクアラインメントマークをダイ間に配置してもよい。
ここで説明される装置は以下のモードのうち少なくとも1つにて使用可能である。
1.ステップモードにおいては、マスクテーブルMTまたは「マスク支持体」および基板テーブルWTまたは「基板支持体」は、基本的に静止状態に保たれている。そして、放射線ビームに与えたパターン全体が1回で目標部分Cに投影される(すなわち1回の静止露光)。次に基板テーブルWTまたは「基板支持体」がX方向および/あるいはY方向にシフトされ、異なる目標部分Cが照射され得る。ステップモードでは、露光フィールドの最大サイズが、1回の静止露光で描像される目標部分Cのサイズを制限する。
2.走査モードにおいては、マスクテーブルMTまたは「マスク支持体」および基板テーブルWT「基板テーブル」を同期走査する一方、放射線ビームに与えられたパターンを目標部分Cに投影する(つまり1回の動的露光)。マスクテーブルMTまたは「マスク支持体」に対する基板テーブルWTまたは「基板支持体」の速度および方向は、投影システムPLの拡大(縮小)および像反転特性によって決定される。走査モードでは、露光フィールドの最大サイズが、1回の動的露光で目標部分の(非走査方向における)幅を制限し、走査動作の長さが目標部分の(走査方向における)高さを決定する。
3.別のモードでは、マスクテーブルMTまたは「マスク支持体」が基本的に静止状態に維持されて、プログラマブルパターニングデバイスを保持し、放射線ビームに与えられたパターンを目標部分Cに投影する間に、基板テーブルWTまたは「基板支持体」が動作するか、走査される。このモードでは、一般的にパルス状放射線ソースを使用して、基板テーブルWTまたは「基板支持体」を動作させるごとに、または走査中に連続する放射線パルス間に、プログラマブルパターニングデバイスを必要に応じて更新する。この動作モードは、以上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などのプログラマブルパターニングデバイスを使用するマスクなしリソグラフィに容易に適用することができる。
上述した使用モードの組合せおよび/または変形、または全く異なる使用モードも使用することができる。
図2Aおよび図2Bは、パターン支持体または基板テーブルまたは「基板支持体」などのオブジェクト2を6自由度で移動し、支持するように構成された従来のアクチュエータを概略的に示す。オブジェクト位置は、フレーム(例えば投影システム)とオブジェクト自体の間の位置センサを使用して測定する(これらのセンサは、図示されていない)。オブジェクト2は、可撓性結合部材12を含む可撓性結合アセンブリでアクチュエータアセンブリ4に結合され、第二セットのアクチュエータ6にも結合され、第二アクチュエータ6は、直接的に(例えば接着剤で)または可撓性結合デバイス(図示せず)を使用して、オブジェクト2に別個に結合される。アクチュエータアセンブリ4は、オブジェクト2をアクチュエータ10の面にほぼ平行に、3自由度で、つまり2つの平行移動方向および1つの回転運動方向で移動するように構成された第一セットのアクチュエータ10を含む。第二アクチュエータ6は、相互から独立して、オブジェクト2を面に対してほぼ直角に移動し、それによってオブジェクト2を面に対してシフトさせることができるが、全ての第一アクチュエータ6が同時に起動されない場合は、面に対するオブジェクト2の回転も可能にする。さらに、アクチュエータ6、10をベース構造16に結合する。したがって、オブジェクト2をベース構造16に対して6自由度で移動することが可能である。ベース構造16に対するオブジェクト2の移動は、オブジェクト2を別の構造またはシステムに対して、例えばリソグラフィ装置の投影システムまたは図1に関連して説明するように、リソグラフィ装置内の放射線ビームに対して位置決めすることを意図していることが分かる。
図2Aおよび図2Bを再び参照すると、可撓性結合部材12、オブジェクト2およびアクチュエータアセンブリ4およびベース構造16とのその結合が、動的特性により特性付けられる機械的システムを形成する。例えば、コイルアセンブリなどの第一アクチュエータ10の第一部分を、ベース構造に結合し、磁石アセンブリなどの第二部分を、アクチュエータアセンブリフレーム14に結合する。可撓性結合部材12が、アクチュエータアセンブリフレーム14をオブジェクト2に結合する。可撓性結合部材12は、板ばねなどのばね、エアマウントなどの空気圧支持デバイスまたは液圧支持デバイスでよい。第二アクチュエータ6は、ベース構造16とオブジェクト2を直接結合する。オブジェクト2、アクチュエータアセンブリ4および第二セットのアクチュエータ6というこの従来の構成は、オブジェクト2のサーボ制御に関して、動的特性が望ましくない。
図2Cは、図2Aおよび図2Bの従来のアセンブリの図を示す。制御すべきオブジェクト2は質量M2で、アクチュエータアセンブリ4は質量M1で、その間の可撓性結合デバイスはコンプライアンスCで表す。さらに、質量M2にかかる力Fは、第二アクチュエータ6によるアクチュエータアセンブリ4とベース構造16との結合を表す。このような構成の望ましくない動的特性については、以下で図4に関して説明する。
図2Aから図2Cの従来のアクチュエータ構成では、比較的大きい重心の不整合がある。つまり、移動すべき構造の重心計算値と、その実際の重心との差である。重心の不整合は、第二アクチュエータのセットを重心に対して大きい半径に配置し、その構造を所望の位置に位置決めするために、装置の大きい平面内加速および減速中に必要な適切なトルクを提供することを必要とする。
本発明の実施形態によるリソグラフィ装置では、図3Aおよび図3Bで示すように、全てのアクチュエータが1つのアクチュエータアセンブリ20に含まれる。アクチュエータアセンブリ20のフレーム22は、複数の可撓性結合部材24を含む可撓性結合アセンブリを介して、オブジェクト2に可撓結合される。このような構成の動的特性のために、アクチュエータアセンブリ20には、向上したサーボ制御安定性およびサーボ帯域が提供され、それによってアクチュエータ位置決めの性能を改善することができる。さらに、本発明の実施形態によるアクチュエータアセンブリは、従来のアクチュエータ構成と比較すると費用効果が高い。使用する機械的部品が少なくなり、それによって材料および労働の費用が削減されることが理解される。この構成は、より単純で、小型化かつ軽量化され、その結果、重心の不整合が縮小する。質量が減少すると、走査加速度を上げることができ、その結果、時間当たりのウェハのスループットが向上する。
さらに、可撓性結合部材24は、静的精度を向上させることができる。可撓性結合部材24のために、アクチュエータアセンブリ20およびそれに結合する構造は、温度変化による熱応力のような構造内の応力から影響を受けにくくなる。例えば、3枚の板ばねを使用して、アクチュエータアセンブリ20をオブジェクト2に取り付けると、大きい製造公差を可能にしながら、固定が静的に決定される。板ばねが、公差による応力を吸収するからである。また、アクチュエータアセンブリ20が動作中に加熱すると、そのサイズが増加する。静的に決定された固定を提供する可撓性結合部材24のために、固定は、その内部機械応力が結合によりアクチュエータアセンブリ20、またはそれに結合されたオブジェクトを変形させるのを防止する。
図3Aおよび図3Bで示す本発明の実施形態では、アクチュエータアセンブリフレーム22を、板ばねのような複数の可撓性結合部材24を含む可撓性結合アセンブリによってオブジェクト2に可撓結合する。アクチュエータアセンブリフレーム22はさらに、アクチュエータ26、28を介して装置のベースフレームなどのベース構造16に結合される。動作中には、アクチュエータ26、28がベース構造16に対してアクチュエータアセンブリフレーム22を移動し、それによってベース構造16に対してオブジェクト2を移動することができる。
アクチュエータ26、28は、オブジェクト2がベース構造16に対して6自由度で移動できるように構成される。図示の実施形態では、アクチュエータアセンブリ20はアクチュエータ26のセットを含む。例えば、各アクチュエータ26の磁石アセンブリをアクチュエータアセンブリフレーム22に取り付けて、対応するアクチュエータ26のコイルアセンブリをベース構造16に結合する。アクチュエータ26は協働して、パターン支持体または基板テーブルまたは「基板支持体」などのオブジェクトを1つの面で移動することができる。つまり、オブジェクト2は、その面で平行運動かつ/または回転運動、つまり3自由度で移動することができる。例えば、面は、水平なx,y面でよく、したがってオブジェクト2は、x方向、y方向に移動し、Rz方向に(x方向に対して直角で、y方向に対して直角である軸の周囲で)回転することができる。しかし、面は、上述したような水平面でよいか、別の実施形態では垂直または他の方向の面でよい。
図示のアクチュエータアセンブリ20はさらに、アクチュエータアセンブリフレーム22およびベース構造16に結合したアクチュエータ28のセットを含み、オブジェクト22を上述した面に対してほぼ直角に移動するように構成される。概して、アクチュエータ28は、オブジェクト2を線に沿って移動させる。図示の実施形態では、1つのアクチュエータ28がオブジェクト2をz方向に移動し、これによってオブジェクト2をx,y面に対してほぼ直角に移動する。このようなzアクチュエータ28のうち少なくとも3つを使用すると、オブジェクト2をRz方向およびRy方向で回転し、z方向で平行移動することができる。面は任意の方向に配向してよく、アクチュエータ28のセットは、オブジェクト2を対応する直角方向に移動できることが理解される。
アクチュエータ28はアクチュエータ26の面に対して直角の方向で動作するので、アクチュエータアセンブリフレーム22、およびそれによってオブジェクト22を6自由度で移動するように、アクチュエータ26とアクチュエータ28のセットの組み合わせを構成する。アクチュエータアセンブリフレーム22とオブジェクト2の間の結合要素は、可撓性結合部材24しかないので、その構成の動的特性は、図2Aから図2Cで図示した従来アセンブリの動的特性とは異なる。主な違いを図3Cで示す。
図3Cは、本発明によるアクチュエータアセンブリを簡略的に表示する図を示す。質量M2(制御されたオブジェクト2)、コンプライアンスC(アクチュエータアセンブリ20とオブジェクト2の間の可撓結合)および質量M1(アクチュエータアセンブリ20)の構成は、基本的に図2Cで図示したような従来アセンブリの図に類似している。しかし、図3Cで示すような本発明の実施形態によるアセンブリでは、力Fを質量M2(図2C)ではなく質量M1に加える。したがって、力Fは、制御された質量M2に加えられる前にコンプライアンスCによってフィルタにかけられ、その結果、異なる動的特性になる。アセンブリのサーボ制御に関する改良点について、図4Aから図6Bに関してさらに詳細に述べる。図4Aから図6Bで図示のボード線図およびナイキスト線図は、例示的実施形態の動的特性である。他の実施形態では、共振のピークが他の周波数にあってもよく、振幅および/または位相の値が異なってよい。
図4Aおよび図4Bは、図2Aから図2Cの従来アセンブリ構成の例示的実施形態(実線)、および図3Aから図3Cの本発明の実施形態によるアセンブリ構成の例示的実施形態(点線)のボード線図を示す。図2Aから図2Cを参照すると、従来の構成では、第二セットのアクチュエータによって加えられる力Fが、質量M2に作用する。図4Aから図4Bでは、質量M2の開ループ機構および垂直方向(Z)の対応するボード線図(実線)が、幾つかの共振ピーク(機械的固有周波数)を示す。約500Hzには、コンプライアンスCに対応する機械的共振が存在する。約800Hzには、寄生共振がある。ボード線図の振幅は、共振のピークの前後両方に−40dB/decの減衰を示す。
次に図3Cに示す機械的システム、および図4Aから図4Bの対応するボード線図(点線)を参照すると、本発明の実施形態によるアセンブリ構成の振幅は、従来の構成のボード線図(実線)と比較して、1つの反共振ピーク(約330Hzの下向きのピークとして見られる)がないが、コンプライアンスCにより500Hzに同じ共振ピークを有する。さらに、500Hzの共振ピークの後に、振幅は−80dB/decの急激な減衰を示す。この急激な減衰のせいで、800Hzの共振ピークは、800Hzにある従来の共振ピークと比較すると、約15dB低い。
振幅の急激な減衰は、サーボ制御ループの帯域を拡大するために使用することができる。PID低域被制御開ループに及ぼすこの影響を、図5Aから図5Cに示す。図5Aから図5Bの実線で示した従来のアセンブリ構成のボード線図は、帯域を100Hzに設定した場合の4つの追加的ゼロ交差を示す。図5Cのナイキスト線図はさらに、そのゼロ交差が不安定であることを示す。したがって、約10〜20Hzの帯域を選択することによって、従来の構成で安定性を獲得することができる。
本発明の実施形態によるアセンブリ構成では、図5Aから図5Bのボード線図(点線)が、帯域を100Hzに設定した場合に、追加のゼロ交差が2つしかないことを示す。図5Cのナイキスト線図は、これらのゼロ交差が安定し、したがって安定性の問題が生じないことを示す。したがって、100Hzの目標帯域が獲得される。
図6Aから図6Bで示すボード線図は、上述した構成の閉ループ動的特性を示す。この場合も、従来のアセンブリの閉ループは不安定であり、本発明による閉ループは安定している。
図7は、本発明の実施形態による基板テーブルの例示的実施形態を示す。ベース構造16を、床または他の支持構造30上で位置決めする。アクチュエータアセンブリフレーム22を、幾つかのアクチュエータ26、28によってベース構造16に取り付ける。基板テーブルまたは「基板支持体」に対応するオブジェクト2を、図3Aから図3Bに関して述べたような複数の可撓性結合部材を含む可撓性結合アセンブリによってアクチュエータアセンブリ20に取り付ける。図7では、基板32をオブジェクト2(つまり基板テーブルまたは「基板支持体」)上で位置決めし、投影システムまたは照明システムによって生成された放射線ビームなどの他の構造またはシステムに対して位置決めすることができる。
アクチュエータ26、28が動作可能である場合は、アクチュエータ26、28内で熱が発生する。発生した熱が構造に吸収されると、構造が内部熱応力により変形することがある。しかし、リソグラフィ装置によって実行されるリソグラフィ方法に必要な精度は、非常に高い。熱応力による変形は、装置の精度を低下させる。熱応力の影響、およびその結果の変形を最小限に抑えるために、アクチュエータアセンブリ20を少なくとも部分的に遮熱材34によって遮蔽することができる。前記遮熱材34は、アクチュエータ26、28が発生した熱がベース構造30または基板テーブル2、または他の周囲の構造に伝導するのを防止する。遮熱材34は、良好な熱導体(例えばアルミ)で作成するか、先行技術から知られているように直接的に水冷する、あるいはその両方でよい。さらに、アクチュエータアセンブリ20には、発生した熱を除去し、したがってアクチュエータアセンブリフレーム22の加熱も防止するために、従来の水冷システムのような冷却システム36を設けると有利である。
上述した実施形態は、オブジェクトを短距離にわたって移動するためにのみ使用できることが分かる。アクチュエータ26、28をアクチュエータアセンブリフレーム22に結合するので、上述した面での動作は、アクチュエータ28の方向の自由動作距離を超えることができない。逆に、面に対して直角の動作は、前記アクチュエータ26の方向の自由動作距離を超えることができない。例えば、上述した磁石アセンブリとコイルアセンブリを隔置する。2つのアセンブリ間の空間を使用して、動作させることができる。しかし、アクチュエータとベース構造および/またはアクチュエータアセンブリフレームとの間に他の種類のアクチュエータおよび/または別の結合構造を設けることによって、オブジェクトをこれより長い距離にわたって幾つかの自由度で移動させるために、幾つかのアクチュエータを設けたアクチュエータアセンブリを設計することは、当業者の領域内である。さらに、上述した実施形態は、磁石アセンブリおよびコイルアセンブリを含むように記載されているが、アクチュエータ26、28は、電気、液圧、空気圧または他の方法で起動した平面または直線の適切な種類のアクチュエータでよい。
図示の実施形態では、オブジェクトをアクチュエータアセンブリ上で位置決めする。しかし、本発明は、このような構成に限定されない。オブジェクトは、同様にアクチュエータアセンブリの横または下で位置決めしてもよい。いずれの場合でも、アクチュエータアセンブリへの可撓結合以外に、オブジェクトと他の構造の間に結合がないように、オブジェクトがアクチュエータアセンブリに支持されるが、それと可撓結合するのみであることに注意しなければならない。
本文ではICの製造におけるリソグラフィ装置の使用に特に言及しているが、本明細書で説明するリソグラフィ装置が他の多くの用途においても使用可能であることは明確に理解されるべきである。例えば、これは、集積光学装置、磁気ドメインメモリ用ガイダンス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に使用され得る。こうした代替的な用途の状況においては、本文にて使用した「ウェハ」または「ダイ」といった用語は、それぞれ「基板」または「目標部分」といった、より一般的な用語に置き換えて使用され得ることが当業者には理解される。本明細書で言及する基板は、露光前または露光後に、例えばトラック(通常はレジストの層を基板に塗布し、露光したレジストを現像するツール)または計測または検査ツールで処理することができる。適宜、本明細書の開示は、以上およびその他の基板処理ツールに適用することができる。さらに、基板は、例えば多層ICを生成するために、複数回処理することができ、したがって本明細書で使用する基板という用語は、既に複数の処理済み層を含む基板も指す。
以上では光学リソグラフィの状況における本発明の実施形態の使用に特に言及しているが、本発明は、印刷リソグラフィなどの他の用途においても使用可能であり、状況が許せば、光学リソグラフィに制限されないことが分かる。印刷リソグラフィでは、パターニングデバイスの構造が、基板上に生成されるパターンを画定する。パターニングデバイスの構造を、基板に供給されたレジストの層に押しつけ、その後に電磁放射線、熱、圧力またはその組み合わせを適用して、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し、レジストを硬化した後にパターンを残す。
本明細書では、「放射線」および「ビーム」という用語は、イオンビームあるいは電子ビームといったような粒子ビームのみならず、紫外線(UV)放射線(例えば、365nm、248nm、193nm、157nm、あるいは126nmの波長を有する)および超紫外線(EUV)放射線(例えば、5nm〜20nmの範囲の波長を有する)を含むあらゆるタイプの電磁放射線を網羅するものとして使用される。
「レンズ」という用語は、状況が許せば、屈折、反射、磁気、電磁気および静電気光学構成要素を含む様々なタイプの光学構成要素のいずれか、またはその組み合わせを指す。
以上、本発明の特定の実施形態を説明したが、説明とは異なる方法でも本発明を実践できることが理解される。例えば、本発明は、上記で開示したような方法を述べる機械読み取り式命令の1つまたは複数のシーケンスを含むコンピュータプログラム、または自身内にこのようなコンピュータプログラムを有するデータ記憶媒体(例えば半導体メモリ、磁気または光ディスク)の形態をとることができる。
上記の説明は例示的であり、制限的ではない。したがって、請求の範囲から逸脱することなく、記載されたような本発明を変更できることが当業者には明白である。
本発明の実施形態によるリソグラフィ装置を示したものである。 オブジェクトを6自由度で移動するように構成された従来のアクチュエータアセンブリの概略上面図を示したものである。 図2Aの従来のアクチュエータアセンブリの概略側面図を示したものである。 図2Bの従来のアクチュエータアセンブリを簡略表示した図を示したものである。 本発明の実施形態により、オブジェクトを6自由度で移動するように構築されたアクチュエータアセンブリの概略上面図を示したものである。 図3Aのアクチュエータアセンブリの概略側面図を示したものである。 図3Bのアクチュエータアセンブリのを概略表示した図を示したものである。 図2Aから図2Cのアクチュエータアセンブリおよび図3Aから図3Cのアクチュエータアセンブリの動的特性のボード線図を示したものである。 図2Aから図2Cのアクチュエータアセンブリおよび図3Aから図3Cのアクチュエータアセンブリの動的特性のボード線図を示したものである。 図2Aから図2Cおよび図3Aから図3CのPID低域開ループ制御のアクチュエータアセンブリの動的特性のボードプロットを示したものである。 図2Aから図2Cおよび図3Aから図3CのPID低域開ループ制御のアクチュエータアセンブリの動的特性のボードプロットを示したものである。 図5Aおよび図5Bで示した動的特性に対応するナイキスト線図を示したものである。 図2Aから図2Cおよび図3Aから図3CのPID低域閉ループ制御のアクチュエータアセンブリの動的特性のボード線図を示したものである。 図2Aから図2Cおよび図3Aから図3CのPID低域閉ループ制御のアクチュエータアセンブリの動的特性のボード線図を示したものである。 本発明の実施形態によるアクチュエータアセンブリを概略的に示したものである。

Claims (18)

  1. リソグラフィ装置であって、
    放射線ビームを調整するように構成された照明システムと、
    パターニングデバイスを支持するように構成されたパターン支持体とを有し、パターニングデバイスは、放射線ビームの断面にパターンを与えて、パターン形成した放射線ビームを形成するように構成され、さらに、
    基板を保持するように構築された基板支持体と、
    パターン形成した放射線ビームを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、
    前記支持体の1つをベース構造に対して移動するように構成されたアクチュエータアセンブリとを有し、アクチュエータアセンブリが、
    アクチュエータアセンブリフレームと、
    前記アクチュエータアセンブリフレームを前記1つの支持体に可撓結合するように構成された可撓性結合アセンブリと、
    前記1つの支持体をある面で3自由度で移動するように構成された少なくとも1つの第一アクチュエータと、
    前記支持体を少なくとも1つの他の自由度で移動するように構成された少なくとも1つの第二アクチュエータとを有し、
    前記第一及び第二アクチュエータの全てが前記アクチュエータアセンブリフレームを前記ベース構造に結合するように構成される、リソグラフィ装置。
  2. 前記1つの他の自由度が、前記面に対してほぼ直角に配向される、請求項1に記載のリソグラフィ装置。
  3. アクチュエータアセンブリの少なくとも一部に、前記支持体への熱伝導を防止するように構成された遮熱材を設ける、請求項1に記載のリソグラフィ装置。
  4. アクチュエータアセンブリがさらに冷却システムを有する、請求項1に記載のリソグラフィ装置。
  5. 前記1つの支持体がパターン支持体である、請求項1に記載のリソグラフィ装置。
  6. 前記1つの支持体が基板支持体である、請求項1に記載のリソグラフィ装置。
  7. さらに、前記支持体の他方を移動するように構成されたアクチュエータアセンブリを有し、したがって前記パターン支持体および前記基板支持体との両方が、それぞれアクチュエータアセンブリフレーム、可撓性結合アセンブリ、少なくとも1つの第一アクチュエータおよび少なくとも1つの第二アクチュエータを有する個々のアクチュエータアセンブリによって移動するように、前記支持体の他方を移動するように構成されたアクチュエータアセンブリを有する、請求項1に記載のリソグラフィ装置。
  8. パターン支持体がマスクテーブルである、請求項1に記載のリソグラフィ装置。
  9. 基板支持体が基板テーブルである、請求項1に記載のリソグラフィ装置。
  10. 前記可撓性結合アセンブリが複数の板ばねを有する、請求項1に記載のリソグラフィ装置。
  11. 前記可撓性結合アセンブリが複数の可撓性結合部材を有する、請求項1に記載のリソグラフィ装置。
  12. 前記可撓性結合部材が相互に等距離である、請求項11に記載のリソグラフィ装置。
  13. 前記第一及び第二アクチュエータが、前記アクチュエータアセンブリフレーム内に配置構成された磁石アセンブリ、および前記ベース構造内に配置構成されたコイルを含む、請求項1に記載のリソグラフィ装置。
  14. オブジェクトを支持し、ベース構造に対して前記オブジェクトを移動するように構築されたアクチュエータアセンブリを有する装置であって、アクチュエータアセンブリが、
    アクチュエータアセンブリフレームと、
    前記アクチュエータアセンブリフレームを前記オブジェクトに可撓結合するように構成された可撓性結合アセンブリと、
    前記オブジェクトをある面で3自由度で移動するように構成された少なくとも1つの第一アクチュエータと、
    前記オブジェクトを少なくとも1つの他の自由度で移動するように構成された少なくとも1つの第二アクチュエータとを有し、
    前記第一及び第二アクチュエータの全てが前記アクチュエータアセンブリフレームを前記ベース構造に結合するように構成される、装置。
  15. 前記可撓性結合アセンブリが複数の板ばねを有する、請求項14に記載の装置。
  16. 前記可撓性結合アセンブリが複数の可撓性結合部材を有する、請求項14に記載の装置。
  17. 前記可撓性結合部材が相互に等距離である、請求項16に記載の装置。
  18. 前記第一及び第二アクチュエータが、前記アクチュエータアセンブリフレームに配置構成された磁石アセンブリ、および前記ベース構造に配置構成されたコイルを含む、請求項14に記載の装置
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