JP5124605B2 - リソグラフィ装置および位置決め組立体 - Google Patents

Description

[0001] 本発明は、リソグラフィ装置および位置決め組立体に関する。

[0002] リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板上、通常は基板のターゲット部分上に与える機械である。リソグラフィ装置は、例えば、集積回路（IC）の製造で使用することができる。そのような場合には、マスクまた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すべき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（例えば１つまたは複数のダイの一部を含む）ターゲット部分上に転写することができる。パターンの転写は一般に、基板上に設けられた放射感応性材料（レジスト）の層上への結像によるものである。一般に、単一の基板は、連続してパターニングされる、隣接するターゲット部分のネットワークを含む。従来型のリソグラフィ装置には、パターン全体をターゲット部分上に一度に露光することによって各ターゲット部分が照射される、いわゆるステッパと、パターンを放射ビームによって所与の方向（「スキャン」方向）にスキャンしながら、それと同期して基板をその方向と平行に、または反平行にスキャンすることによって、各ターゲット部分が照射される、いわゆるスキャナとがある。パターンを基板上にインプリントすることによって、パターニング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。

[0003] パターニングデバイスのターゲット部分がパターンのスキャン中に基板上の適切な位置に確実に投影されるようにするためには、基板をパターニングデバイスに対して正確に位置決めすることが望ましい。パターニングデバイスおよび基板の正確な位置決めは一般に、複数の電磁アクチュエータおよびモータを利用することにより達成される。それと同時に、リソグラフィ装置が高スループットを実現することが望ましく、すなわち所与の時間にわたって処理されるウェーハの数が可能な限り多くあるべきである。高スループットを達成するためには、高スキャン速度が好ましい。高スキャン速度の達成には、大きな加速力および減速力を与える必要がある。リソグラフィ装置の既知の位置決めデバイスは、基板テーブルの正確な位置決めを行うためにアクチュエータ組立体を含む。そのようなアクチュエータ組立体は一般に、基板テーブルの下方に構成される。アクチュエータ組立体をそのように構成すると、位置決めデバイスの動作中に基板テーブルの望ましくない変形または変位が生じ、それにより基板テーブルの正確な位置決めに悪影響が及ぶことがあることが観測されている。そのような望ましくない変形または変位を回避するには、複雑な制御戦略または追加のアクチュエータが必要となり得る。

[0004] リソグラフィ装置で処理される基板のより正確な位置決めを可能にする、リソグラフィ装置用の位置決めデバイスを提供することが望ましい。

[0005] 本発明の一実施形態によれば、放射ビームを調整するように構成された照明システムと、放射ビームの断面内にパターンを付与して、パターン付き放射ビームを形成することができるパターニングデバイスを支持するように構築されたサポートと、基板を中央領域上に保持するように構築された基板テーブルと、パターン付き放射ビームを第１の方向で基板のターゲット部分上に投影するように構成された投影システムと、基板テーブルを位置決めするための位置決めデバイスであって、第１の方向に実質的に垂直な平面内に実質的に方向付けられる力を使用の際に作用させて基板テーブルを位置決めするように構成された複数のアクチュエータを含み、それらの複数のアクチュエータが、中央領域を第１の方向に沿って投影することにより得られる基板テーブルの中央容積の外側に構成される、位置決めデバイスとを含むリソグラフィ装置が提供される。

[0006] 本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置は、力を作用させて基板テーブルを位置決めするように構成された、アクチュエータ組立体とも呼ばれる複数のアクチュエータを含む。アクチュエータ組立体によって発生されるアクチュエータ力は、パターン付き放射ビームを基板上に投影する方向に対応する第１の方向に実質的に垂直な平面によって表すことのできる向きを有する。アクチュエータ組立体の複数のアクチュエータはさらに、基板を保持するための基板テーブルの中央領域を第１の方向に沿って投影することにより得られる、基板テーブルの中央容積の外側に構成される。そのような構成により基板テーブルの位置精度の改善が可能になることが、本発明者らにより案出された。

[0007] アクチュエータ組立体を含んだ、基板テーブルを位置決めするための位置決めデバイスは、アクチュエータ組立体が基板および基板テーブルの下方に設けられたものが既知である。しかし、そのような構成にすると、得ることのできる位置精度に関して欠点を呈することがある。アクチュエータ組立体を基板テーブルの下方に構成することによって、アクチュエータ力を投影方向に実質的に垂直な方向に基板テーブルに対して作用させると、直線的な変位が生じるだけでなく、アクチュエータを基板テーブルの重心より下方に配置するため回転も生じることになる。一般に、リソグラフィ装置の基板テーブルを変位させる場合に、そのような回転は望ましくない。したがって、そのような回転を回避するために、回転を打ち消す補償トルクを発生させる追加のアクチュエータが必要になる。基板テーブルの回転を打ち消すために追加のアクチュエータを利用すると、基板テーブルの特定の振動モードを励起することがあることが当業者には分かるであろう。必要な補償トルクを低減させるために、米国特許出願公開第２００６／０１１９８２９号では、アクチュエータ組立体を基板テーブルの重心のより近くに取り付けるべく、アクチュエータ組立体の少なくとも一部分を基板の下方の基板テーブルの空洞の内側に構成することが提案されている。アクチュエータ組立体の一部分を基板テーブルの内側に設けることによって、アクチュエータ力の方向によって表される平面が、基板テーブルの重心を含む平面により近づけられる。したがって、（上述の）必要な補償トルクを低減させることができる。しかし、アクチュエータ組立体の一部分を基板テーブルの内側に取り付けると、基板テーブルの構造剛性に影響が及ぶ。アクチュエータ組立体の一部分をミラーブロックの内側に設けることによって、基板テーブルの構造剛性が損なわれる恐れがある。アクチュエータ組立体の一部分が基板テーブルの内側にあるため、剛性を高める可能性が制限される。したがって、基板テーブルの望ましくない変形または変位が依然として生じる恐れがある。したがって、定義した中央容積の外側にアクチュエータ組立体を構成することによって、基板テーブルの構造剛性はもはや損なわれず、それにより位置精度の改善が可能になる。アクチュエータ組立体を、基板の下方（基板テーブルの外側または一部内側）ではなく基板テーブルの中央容積の外側に構成することによって、好ましい機械的特性（剛性、固有振動数など）を有する基板テーブルの設計が容易になる。

[0008] 本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置では、基板テーブルの中央容積に１つまたは複数の補強リブが設けられ、それにより基板テーブルの剛性が改善し、その結果テーブルの固有振動数の増加をもたらすことができる。当業者には既知のように、剛性または固有振動数を増加させることにより、テーブルのより正確な位置決めをしやすくすることができる。固有振動数の増加により、基板テーブルを位置決めするアクチュエータを制御するコントローラが、例えば、テーブルの固有振動数が増加した場合に、より高帯域幅で動作することができる。

[0009] 本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置では、基板テーブルの重心を含む平面内で力を作用させるようにアクチュエータを構成することによって、さらなる改善が得られる。そのようにすることで、その平面に実質的に平行な方向の基板テーブルの変位（すなわち投影方向に垂直な方向の変位）を、基板テーブルの変形が最小の状態で実現することができる。アクチュエータ力が基板テーブルの回転を引き起こさない、または引き起こすことがほとんどないようにアクチュエータを構成することによって、基板テーブルのより正確な位置決めを実現することができる。というのも、場合によっては位置精度に影響を及ぼす、補償トルクを発生させる必要がないためである。したがって、アクチュエータ力の外乱が生じた場合に、基板テーブルの望ましくない回転がより小さなものになる。

[0010] 一実施形態では、アクチュエータ組立体が、基板テーブルの４辺に沿って構成された４つのアクチュエータを含む。一般に、基板テーブルはほぼ方形の形状を有する。そのような基板テーブルは、ウェーハまたは基板を受け取るように構成された中央領域を含む、ほぼ方形の上面を有する。中央領域には、例えば、バール（burl）テーブルを設けることができる。例えばテーブルに載置された基板の位置測定を容易にするために、基板テーブルの上面上に、中央領域の円周に沿ってセンサを配置することができる。

[0011] 一般に、リソグラフィ装置内での基板テーブルの位置決めは、（１つまたは複数のCuまたはAl巻線を含む）コイルと、例えば永久磁石および任意選択により（例えばFeまたはCoFeを含む）磁気ヨークを含む磁石部材とを含んだ電磁アクチュエータを利用することによって実現される。しかし、注目すべきは、他のタイプのアクチュエータも利用できることである。そのようなアクチュエータには、それらに限定されないが、磁気抵抗アクチュエータや圧電アクチュエータがある。

[0012] 比較的長い距離（＞０．５メートル）にわたって基板テーブルの正確な位置決めを行うために、本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置の位置決めデバイスはさらに、基板テーブルおよびアクチュエータ組立体のロングストローク位置決めを行うように構成された電磁モータを含む。そのような電磁モータの例には、それらに限定されないが、平面モータや、Ｈドライブとしても知られるリニアモータのカスケード構成がある。そのような構成では、アクチュエータ組立体を電磁モータに取り付けることができる。

[0013] 一実施形態では、アクチュエータ組立体のアクチュエータが、コイル部材と、使用の際にコイル部材と協働して、使用の際に力を作用させることによって基板テーブルを位置決めする磁石部材とを含む。好ましくは、アクチュエータの磁石部材が基板テーブルに取り付けられ、コイル部材が、例えば、ロングストローク位置決めを可能にする位置決めデバイスの電磁モータに取り付けられる。そのようにすることで、（例えばコイル部材に給電するための）アクチュエータの配線を基板テーブルに接続する必要がなくなり、それにより基板テーブルへの外乱が大幅に回避される。

[0014] 一実施形態では、基板テーブルに取り付けられる磁石部材が、使用の際にコイル部材のコイルと協働する複数の実質的に独立した磁石副部材を含む。電磁アクチュエータの磁石部材を複数の副部材に細分して、それらの副部材をテーブルに独立に取り付けることにより、磁石部材によって基板テーブルに誘起される熱応力を軽減できることが、本発明者らにより観測されている。

[0015] 上述の位置決めシステムまたは組立体（基板テーブルおよび位置決めデバイスを含む）は、オブジェクトを正確に位置決めすることが望ましい他の分野において利用することもできる。したがって、本発明の別の態様によれば、オブジェクトを位置決めするための位置決め組立体であって、オブジェクトを中央領域上に保持するように構築されたオブジェクトテーブルと、中央領域を含む平面に実質的に平行な平面内に実質的に方向付けられる力を使用の際に作用させてオブジェクトテーブルを位置決めするように構成された複数のアクチュエータであって、中央領域をそれを含む平面に実質的に垂直な方向に沿って投影することにより得られるオブジェクトテーブルの中央容積の外側に構成される、複数のアクチュエータとを含む、位置決め組立体が提供される。

[0016] 次に、本発明の諸実施形態を、ほんの一例として、対応する参照符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。

[0017]本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置を示す図である。 [0018]当技術分野で既知の位置決め組立体の断面図を概略的に示す図である。 [0019]本発明の一実施形態による位置決め組立体を概略的に示す図である。 [0020]本発明の諸実施形態による２つの位置決め組立体を概略的に示す図である。 [0021]本発明の一実施形態による位置決め組立体に関するＸＹ図を概略的に示す図である。 [0022]本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置、または本発明の一実施形態による位置決め組立体において利用することができるアクチュエータを概略的に示す図である。

[0023] 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UV放射または他の任意の適切な放射）を調整するように構成された照明システム（イルミネータ）ＩＬと、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築され、かついくつかのパラメータに従ってパターニングデバイスを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、パターニングデバイスサポートまたはサポート構造（例えばマスクテーブル）ＭＴとを含む。この装置はまた、基板（例えばレジストコートウェーハ）Ｗを保持するように構築され、かついくつか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た第２の位置決めデバイスＰＷに接続された、基板テーブル（例えばウェーハテーブル）ＷＴまたは「基板サポート」も含む。この装置はさらに、パターニングデバイスＭＡによって放射ビームＢに付与されたパターンを、基板Ｗのターゲット部分Ｃ（例えば１つまたは複数のダイを含む）上に投影するように構成された投影システム（例えば屈折投影レンズシステム）ＰＳを含む。

[0024] 照明システムは、放射を誘導、整形、または制御するために、屈折タイプ、反射タイプ、磁気タイプ、電磁タイプ、静電タイプ、もしくは他のタイプの光学コンポーネント、またはそれらの任意の組合せなど、さまざまなタイプの光学コンポーネントを含むことができる。

[0025] パターニングデバイスサポートは、パターニングデバイスの向き、リソグラフィ装置の設計、および例えばパターニングデバイスが真空環境内で保持されるか否かのような他の条件に応じる方式で、パターニングデバイスを保持する。パターニングデバイスサポートは、パターニングデバイスを保持するために、機械的クランプ技法、真空クランプ技法、静電クランプ技法、または他のクランプ技法を使用することができる。パターニングデバイスサポート構造は、例えばフレームでも、テーブルでもよく、それは必要に応じて固定されても、可動でもよい。パターニングデバイスサポート構造は、確実にパターニングデバイスが、例えば投影システムに対して所望の位置にあるようにすることができる。本明細書において「レチクル」または「マスク」という用語を使用している場合、より一般的な用語である「パターニングデバイス」と同義語と見なすことができる。

[0026] 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内にパターンを形成するために、放射ビームの断面内にパターンを付与するのに使用することができる任意のデバイスを指すものとして、広義に解釈すべきである。放射ビームに付与されるパターンは、例えば、パターンが位相シフトフィーチャまたはいわゆるアシストフィーチャを含む場合、基板のターゲット部分内の所望のパターンに厳密に対応しないことがあることに留意されたい。一般に、放射ビームに付与されるパターンは、集積回路など、ターゲット部分内に形成されているデバイス内の、特定の機能層に対応する。

[0027] パターニングデバイスは、透過型でも、反射型でもよい。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公知であり、マスクには、バイナリ、レベンソン型（alternating）位相シフト、およびハーフトーン型（attenuated）位相シフトなどのマスクタイプ、ならびにさまざまなハイブリッドマスクタイプがある。プログラマブルミラーアレイの一例は、小型のミラーのマトリックス配列を使用しており、ミラーをそれぞれ、入射する放射ビームをさまざまな方向に反射するように個々に傾動することができる。傾動されたミラーにより、ミラーマトリックスによって反射された放射ビーム内にパターンが付与される。

[0028] 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に適した、または液浸液の使用もしくは真空の使用など、他の要因に適した、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、電磁光学システム、および静電光学システム、またはそれらの任意の組合せを含む、任意のタイプの投影システムを包含するものとして、広義に解釈すべきである。本明細書において、「投影レンズ」という用語を使用している場合、より一般的な用語である「投影システム」と同義語と見なすことができる。

[0029] ここで示したように、この装置は（例えば透過マスクを使用する）透過型である。あるいは装置は（例えば上記で言及したタイプのプログラマブルミラーアレイを使用する、または反射マスクを使用する）反射型でもよい。

[0030] この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もしくは「基板サポート」（および／または２つ以上のマスクテーブルもしくは「マスクサポート」）を有するタイプのものでもよい。そのような「マルチステージ」の機械では、追加のテーブルまたはサポートを同時に使用しても、１つまたは複数のテーブルまたはサポート上で予備段階を実施している間に、１つまたは複数の他のテーブルまたはサポートを露光に使用してもよい。

[0031] このリソグラフィ装置は、投影システムと基板の間の空間を埋めるように、基板の少なくとも一部分を、比較的高い屈折率を有する液体、例えば水で覆うことができるタイプのものでもよい。液浸液を、リソグラフィ装置内の他の空間、例えば、パターニングデバイス（例えばマスク）と投影システムの間に与えることもできる。液浸技法は、投影システムの開口数を増大させるために使用することができる。「液浸」という用語は、本明細書では、基板などの構造が液体中に浸され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ほかならない。

[0032] 図１を参照すると、イルミネータＩＬが、放射源ＳＯから放射ビームを受け取る。放射源およ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、別々のものとすることができる。そのような場合には、放射源は、リソグラフィ装置の一部を形成しているとは見なされず、放射ビームが、例えば適切な誘導ミラーおよび／またはビームエキスパンダを含むビームデリバリシステムＢＤを用いて、放射源ＳＯからイルミネータＩＬに渡される。別の場合には、例えば放射源が水銀ランプであるとき、放射源をリソグラフィ装置の一部とすることができる。放射源ＳＯおよびイルミネータＩＬは、必要に応じてビームデリバリシステムＢＤと共に、放射システムと呼ぶことができる。

[0033] イルミネータＩＬは、放射ビームの角度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、少なくとも外側および／または内側半径範囲（一般に、それぞれσ-outerおよびσ-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やコンデンサＣＯなど、他のさまざまなコンポーネントを含むことができる。イルミネータは、放射ビームがその断面内に、所望の均一性および強度分布を有するように調整するために使用することができる。

[0034] 放射ビームＢが、パターニングデバイスサポートまたはサポート構造（例えばマスクテーブル）ＭＴ上に保持された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ニングされる。放射ビームＢは、パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡを経由して投影システムＰＳを通過し、投影システムＰＳが、ビームを基板Ｗのターゲット部分Ｃ上に合焦させる。第２の位置決めデバイス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、または容量センサ）を用いて、例えばさまざまなターゲット部分Ｃを放射ビームＢの経路中に位置決めするように、基板テーブルＷＴを正確に移動させることができる。同様に、第１の位置決めデバイスＰＭおよび（図１には明示的に図示されていない）もう１つの位置センサを使用して、パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡを、例えばマスクライブラリから機械的に取り出した後、またはスキャン中に、放射ビームＢの経路に対して正確に位置決めすることができる。一般に、パターニングデバイスサポート（例えばマスクテーブル）ＭＴの移動は、第１の位置決めデバイス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）およびショートストロークモジュール（微動位置決め）を用いて実現することができる。同様に、基板テーブルＷＴまたは「基板サポート」の移動は、第２のポジショナＰＷの一部を形成する、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。基板テーブルＷＴと組み合わされた第２のポジショナＰＷは、例えば、本発明の一実施形態による位置決め組立体に対応してよく、それにより、オブジェクトテーブルが基板テーブルＷＴに対応し、位置決めすべきオブジェクトが基板に対応する。位置決め組立体の複数のアクチュエータが、ショートストロークモジュールとしての役割を果たして、基板テーブルＷＴの正確な位置決めを行うことができる。本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置では、基板テーブルが、基板またはウェーハを中央領域上に保持するように構築される。位置決め組立体の複数のアクチュエータは、中央領域を含む平面に実質的に平行な平面内に実質的に方向付けられる力を使用の際に作用させて基板テーブルを位置決めするように構成され、その場合、複数のアクチュエータは、中央領域をそれを含む平面に実質的に垂直な、パターン付き放射ビームが基板のターゲット部分上に投影される方向に実質的に対応する方向に沿って投影することにより得られる基板テーブルの中央容積の外側に構成される。複数のアクチュエータを、例えば基板の下方（基板テーブルの外側または一部内側）ではなく基板テーブルの中央容積の外側に構成することによって、好ましい機械的特性（剛性、固有振動数など）を有する基板テーブルの設計が容易になる。

[0035] 一例として、基板テーブルの中央容積に１つまたは複数の補強リブを設け、それにより基板テーブルの剛性を改善することができ、その結果テーブルの固有振動数の増加をもたらすことができる。当業者には既知のように、剛性または固有振動数を増加させることにより、テーブルのより正確な位置決めをしやすくすることができる。固有振動数の増加により、基板テーブルを位置決めするアクチュエータを制御するコントローラが、例えば、テーブルの固有振動数が増加した場合に、より高帯域幅で動作することができる。

[0036] （スキャナとは対照的に）ステッパの場合には、パターニングデバイスサポート（例えばマスクテーブル）ＭＴをショートストロークアクチュエータだけに接続してもよく、固定してもよい。パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡおよび基板Ｗは、パターニングデバイスアライメントマークＭ１、Ｍ２、および基板アライメントマークＰ１、Ｐ２を使用して位置合せすることができる。図示の基板アライメントマークは、専用のターゲット部分を占有しているが、ターゲット部分相互間の間隔内に配置することもできる（これは、スクライブラインアライメントマークとして知られる）。同様に、パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡ上に２つ以上のダイが設けられている状況では、パターニングデバイスアライメントマークを、ダイ相互間に配置することができる。

[0037] 図示の装置は、以下のモードのうち少なくとも１つのモードで使用することができる。

[0038] １．ステップモードでは、パターニングデバイスサポート（例えばマスクテーブル）ＭＴまたは「マスクサポート」、および基板テーブルＷＴまたは「基板サポート」が基本的に固定されたまま、放射ビームに付与されたパターン全体が、ターゲット部分Ｃ上に一度に投影される（すなわち単一静的露光）。次いで、異なるターゲット部分Ｃを露光することができるように、基板テーブルＷＴまたは「基板サポート」が、Ｘおよび／またはＹ方向に移動される。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、単一静的露光で像形成されるターゲット部分Ｃのサイズが制限される。

[0039] ２．スキャンモードでは、パターニングデバイスサポート（例えばマスクテーブル）ＭＴまたは「マスクサポート」、および基板テーブルＷＴまたは「基板サポート」が同期スキャンされるとともに、放射ビームに付与されたパターンが、ターゲット部分Ｃ上に投影される（すなわち単一動的露光）。パターニングデバイスサポート（例えばマスクテーブル）ＭＴまたは「マスクサポート」に対する基板テーブルＷＴまたは「基板サポート」の速度および方向は、投影システムＰＳの倍率（縮小率）および像の反転特性によって決まり得る。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、単一動的露光におけるターゲット部分の（非スキャン方向の）幅が制限され、スキャン運動の長さによって、ターゲット部分の（スキャン方向の）高さが決まる。

[0040] ３．別のモードでは、パターニングデバイスサポート（例えばマスクテーブル）ＭＴまたは「マスクサポート」が、プログラマブルパターニングデバイスを保持した状態で基本的に固定されたままであり、基板テーブルＷＴまたは「基板サポート」が移動またはスキャンされるとともに、放射ビームに付与されたパターンがターゲット部分Ｃ上に投影される。このモードでは、一般にパルス放射源が使用され、基板テーブルＷＴまたは「基板サポート」が移動する毎にその後で、またはスキャン中に連続する放射パルスと放射パルスの間に、プログラマブルパターニングデバイスが必要に応じて更新される。この動作モードは、上記で言及した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利用するマスクレスリソグラフィに、容易に適用することができる。

[0041] 上述の使用モードの組合せおよび／または変形、あるいは全く異なる使用モードを使用することもできる。

[0042] 図２は、リソグラフィ装置内で利用することができる既知の位置決め組立体１００の一部を概略的に示す。図２は、基板テーブル１１０（一般にはオブジェクトテーブル）と、複数のアクチュエータ（図示せず）を含むアクチュエータ組立体１２０を含んだ位置決めデバイスとを含む、位置決め組立体のＸＺ断面図を概略的に示す。基板テーブルまたはオブジェクトテーブル１１０は、基板１３０（一般にはオブジェクト）をテーブルの中央領域１４０上に受け取るように構成される。図示のように、アクチュエータ組立体１２０は、基板テーブル１１０の中央領域１４０の実質的に下方に構成され、一部分が基板テーブル１１０の空洞１５０の内側に構成される。アクチュエータ組立体１２０は、例えば、基板テーブルに板ばね１６０を使用して取り付けられる。そのような板ばねは、アクチュエータによって基板テーブルに導入される熱応力を回避する助けとなることができる。しかし、そのような板ばね１６０を利用すると、特定の振動数より上でアクチュエータ組立体１２０と基板テーブル１１０の切離しが生じる恐れがある。したがって、そのような板ばねを利用すると、基板テーブルの位置決めを制御する力の達成可能な帯域幅に影響が及ぶことがある。

[0043] 図２から分かるように、アクチュエータ組立体１２０は少なくとも一部分が、基板テーブルの中央領域１４０をＺ方向（Z方向は例えば、パターン付き放射ビームを基板１３０のターゲット部分上に投影する方向に対応する）に沿って投影することにより得られる、図２に点線１７０で示される位置決め組立体１００の中央容積内に構成される。

[0044] 本発明の一実施形態によれば、例えばリソグラフィ装置内で基板を位置決めするための位置決め組立体は、図２に表す中央容積の外側に構成された（アクチュエータ組立体とも呼ばれる）複数のアクチュエータを有する位置決めデバイスを含む。図３は、本発明の一実施形態による位置決め組立体におけるそのような複数のアクチュエータの可能な構成を概略的に示す。

[0045] 図３は、リソグラフィ装置内で利用することができる、本発明の一実施形態による位置決め組立体のＸＺ断面図を概略的に示す。複数のアクチュエータが、ＸＹ平面（Y方向はXZ平面に実質的に垂直である）内に方向付けられる力を基板テーブルに対して作用させるように構成されている。位置決め組立体２００は、基板２２０を基板テーブル２１０の中央領域２３０上に受け取るように構成された基板テーブル２１０を含む。中央領域２３０は、例えば、基板が基板テーブルに載置されると基板によって覆われる領域に対応してよい。基板テーブルを位置決めするために、位置決め組立体はさらに、中央領域２３０をＺ方向（Z方向は例えば、パターン付き放射ビームを基板２２０のターゲット部分上に投影する方向に対応する）に沿って投影することによって定義される、点線２７０で示される位置決め組立体２００の中央容積の外側に構成された複数のアクチュエータ２４０を含んだ位置決めデバイスを含む。図示のアクチュエータは、ＸＹ平面内に方向付けられる力を作用させることによって基板をその平面内で位置決めするように構成される。複数のアクチュエータを、基板の下方（例えば基板テーブルの一部内側）ではなく中央容積の外側に構成することによって、好ましい機械的特性（剛性、固有振動数など）を有する位置決め組立体の設計が容易になる。当業者には明らかとなるように、（例えば図２に示すように）アクチュエータ組立体の一部分を基板テーブルの内側に構成すると、基板テーブルの剛性が減少し得る。アクチュエータを中央容積の外側に構成することによって、設計者は、所望の剛性を有する基板テーブル（一般にはオブジェクトテーブル）をより自由に開発することができる。

[0046] 一例として、基板テーブルの中央容積に１つまたは複数の補強リブを設け、それにより基板テーブルの剛性を改善することができ、その結果テーブルの固有振動数の増加をもたらすことができる。補強リブの利用に関して、次のことに注目すべきである。基板テーブルに十分な剛性を与えるために、基板テーブルの底面にふたを付着させ、それにより、ふたがアクチュエータ組立体の取付けに利用できるようになることが提案されている。ふたは例えば、接着またはボールド（bold）によって基板テーブルに付着させることができる。そのような構成は、基板テーブルの正確な位置決めを損なう恐れのあるクリープの影響を受けやすい場合があることが、本発明者らにより観測されている。したがって、基板テーブルの底面を閉じるふたを利用するよりも補強リブを利用する方が好ましいことが、本発明者らにより案出された。本発明の一実施形態で提案される複数のアクチュエータの構成は、そのようなリブを利用しやすくする。一例として、剛性を改善するために、三角形のリブ構造を位置決め組立体の中央容積２７０内に利用することができる。さらに、注目すべきは、定義した中央容積の外側に複数のアクチュエータを構成する結果、基板テーブルおよび基板テーブルに取り付けられたアクチュエータ部の回転慣性を増加させることができることである。回転慣性の増加は、位置決め組立体の位置精度を改善するのに有用となり得る。回転慣性の増加により、高振動数外乱力などの外乱が生じた場合に、基板テーブルの望ましくない回転変位を低減させることができる。注目すべきは、複数のアクチュエータを中央容積の外側に配置することによって、同一のアクチュエータが使用される場合に並進慣性が実質的に影響を受けないままとなり得ることである。当業者には既知のように、剛性または固有振動数を増加させることにより、テーブルのより正確な位置決めをしやすくすることができる。固有振動数の増加により、基板テーブルを位置決めするアクチュエータを制御するコントローラが、例えば、テーブルの固有振動数が増加した場合に、より高帯域幅で動作することができる。

[0047] 図４は、本発明の諸実施形態による位置決め組立体の、ＸＹ平面内で力を作用させるように構成された複数のアクチュエータの２つの代替構成を概略的に示す。図４の上部に示す構成では、位置決め組立体４１０の複数のアクチュエータ４００が、組立体４１０の基板テーブル４３０の外面４２０に沿って構成される。アクチュエータ４００は、位置決め組立体４１０の、点線４６０で示される中央容積の外側に構成される。図４の底部に示す構成では、基板テーブルを、例えば、カバープレート４４０を箱状容積４５０に取り付けることにより組み立てることができる。箱状容積４５０の外面４２０は、例えば、位置決め組立体の（点線４６０で示される）中央容積の外側に構成し、かつアクチュエータ４００を受け取るように構成することができる。アクチュエータがこのように容積４５０の外側に構成されるので、基板テーブルに、所望の構造剛性と、それに対応して基板テーブルの固有振動数の所望の値とを与えるために、この容積に１つまたは複数の補強リブを設けることができる。一例として、剛性を改善するために、三角形のリブ構造を位置決め組立体の中央容積４６０内に利用することができる。

[0048] 好ましくは、本発明の一実施形態による位置決め組立体において利用される基板テーブルは、Ｚｅｒｏｄｕｒなどの低熱膨張材料から形成され、またはそれを含む。図４に示す構成では、基板テーブル４３０の重心４８０を含むＸＹ平面内でアクチュエータ力が作用されるように、複数のアクチュエータが構成される。そのようにすることで、その平面に平行な方向の基板テーブルの変位（すなわち投影方向に垂直な方向の変位）を、基板テーブル４３０の変形が最小の状態で実現することができる。これについては、次のように説明することができる。アクチュエータ組立体を、例えば図２に示す既知の位置決め組立体において示すように、基板テーブルの下方に構成することによって、アクチュエータ力をＸＹ平面内で（すなわちZ方向（例えば、位置決め組立体がリソグラフィ装置内で使用される場合には投影方向）に実質的に垂直な方向に）基板テーブルに対して作用させると、直線的な変位が生じるだけでなく、アクチュエータを基板テーブルの重心より下方に配置するため回転も生じることになる。一般に、リソグラフィ装置の基板テーブルを変位させる場合に、そのような回転は望ましくない。したがって、そのような回転を回避するためには、回転を打ち消す補償トルクを発生させる追加のアクチュエータが必要になる。基板テーブルの回転を打ち消すために追加のアクチュエータを利用すると、基板テーブルの特定の振動モードを励起することがあることが当業者には分かるであろう。アクチュエータ力が基板テーブルの回転を引き起こさない、または引き起こすことがほとんどないようにアクチュエータを構成することによって、基板テーブルのより正確な位置決めを実現することができる。というのも、場合によっては位置精度に影響を及ぼす、補償トルクを発生させる必要がないためである。

[0049] 図５は、リソグラフィ装置内で利用することができる、本発明の一実施形態による位置決め組立体５００のＸＹ図を概略的に示す。図示のように、位置決め組立体５００は、基板をその中央領域５１５上に受け取るように構成された基板テーブル５１０を含む。組立体５００はさらに、基板テーブルの４辺に沿って構成された４つのアクチュエータ５２０．１、５２０．２、５２０．３、５２０．４を含んだ位置決めデバイスを含む。アクチュエータは、中央領域５１５を含むＸＹ平面に垂直なＺ方向に中央領域５１５を投影することにより得られる中央容積の外側に構成される。アクチュエータ５２０．１と５２０．２の対が、Ｘ方向に実質的に方向付けられる力を発生させるように構成され、アクチュエータ５２０．３と５２０．４の対が、Ｙ方向に実質的に方向付けられる力を発生させるように構成され、Ｘ方向とＹ方向は、中央領域５１５に実質的に平行な平面を形成する。図５から分かるように、アクチュエータによって発生される力の方向を示す矢印５３０で示すように、アクチュエータ力は、基板テーブルの重心５４０を通って方向付けられても、そうでなくてもよい。アクチュエータ５２０．３および５２０．４によって発生される力の方向は、例えば、重心５４０を通って方向付けられない。そのようにすることで、アクチュエータ５２０．３および５２０．４が異なる大きさの力を発生させる場合に、Ｚ軸（Z軸はXY平面に垂直である）の周りでの基板テーブルの回転を実現することができる。注目すべきは、本発明の一実施形態による位置決め組立体、または本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置内に構成された（すなわち基板テーブルの中央容積の外側に、例えば基板テーブルの外面に沿って構成された）複数のアクチュエータの場合にはさらに、アクチュエータへのアクセスのしやすさが改善され、アクチュエータを基板テーブルに組み立てやすくすることができる点である。例えばＸＹ平面内で力を発生させるために３つのアクチュエータを含み、アクチュエータ力が１２０度隔てて実質的に方向付けられるアクチュエータ組立体に比べて、アクチュエータ５２０．１および５２０．２の力がアクチュエータ５２０．３および５２０．４の力に実質的に垂直な図５に示す構成は、アクチュエータ間のクロストークを低減させることができる。図５はさらに、実質的にＺ方向に沿って力を発生させるように構成された、基板テーブルの隅部付近に構成された４つの追加のアクチュエータ５５０を示す。そのようなアクチュエータは、例えば、Ｚ方向に沿った基板テーブルの位置決め、および／またはＸもしくはＹ方向の周りでの基板テーブルの傾動に利用することができる。そのようなアクチュエータは、例えば、いわゆるボイスコイルモータとすることができる。

[0050] 本発明の一実施形態による位置決め組立体が、基板を位置決めするためにリソグラフィ装置内で利用される場合、基板テーブルを正確に位置決めすることが望ましい。本発明の好ましい一実施形態では、リソグラフィ装置が、基板テーブルの位置を求めるために２Ｄエンコーダベースの測定システムを含む。そのようなエンコーダベースの測定システムは、例えば、２次元回折格子と協働する複数のセンサを含むことができる。好ましくは、センサは、基板テーブルに取り付けられる。図５では、４つのセンサ５６０が、基板テーブル５１０の隅部付近に構成されていることが概略的に示されている。センサの他の位置、または異なるセンサ構成も実現可能であることが分かるであろう。２次元回折格子は、例えば、リソグラフィ装置の動的に絶縁されたフレームまたはコンポーネントに取り付けることができる。一例として、回折格子は、リソグラフィ装置の投影システムに取り付けることができる。リソグラフィ装置では、基板テーブルの必要な変位がかなり大きくなることがあるため（基板テーブルは、例えば、０．５×１．５メートルの面積をカバーすることが必要な場合がある）、２次元回折格子を、互いに隣接して構成されるより小さな別々の回折格子に細分することが有用となり得る。

[0051] 本発明の一実施形態による位置決め組立体において利用される複数のアクチュエータは、例えば、コイル部材と、コイル部材と協働して所定の方向に力を発生させるように構成された磁石部材とを含む、電磁アクチュエータとすることができる。そのようなアクチュエータはしばしば、比較的短い距離にわたって正確な位置決めを行うために利用される。比較的長い距離（＞０．５メートル）にわたって基板テーブルの正確な位置決めを行うために、本発明の一実施形態による位置決め組立体の位置決めデバイスはさらに、基板テーブルおよび複数のアクチュエータのロングストローク位置決めを行うための電磁モータを含む。そのような電磁モータの例には、それらに限定されないが、平面モータや、Ｈドライブとしても知られるリニアモータのカスケード構成がある。そのような構成では、複数のアクチュエータを電磁モータに取り付けることができる。

[0052] 一実施形態では、電磁アクチュエータの磁石部材が位置決め組立体の基板テーブルに取り付けられ、コイル部材が、例えば、位置決めデバイスの電磁モータに取り付けられる。そのようにすることで、コイル部材に給電するための電気配線を基板テーブルに設ける必要がなくなる。したがって、そのような配線による外乱を回避することができる。

[0053] 本発明の一実施形態では、基板テーブルに取り付けられる磁石部材が、使用の際にコイル部材のコイルと協働する複数の実質的に独立した磁石副部材を含む。電磁アクチュエータの磁石部材を複数の副部材に細分して、副部材をテーブルに独立に取り付けることにより、磁石部材によって基板テーブルに誘起される熱応力が軽減できることが、本発明者らにより観測されている。図６は、そのようなアクチュエータの３つの断面図を概略的に示す。アクチュエータ６００は、コイル部材６１０と、３つの副部材６２０．１、６２０．２、および６２０．３を含んだ磁石部材６２０とを含む。各副部材には、非磁気フレーム６３０、バックアイアン６３５、および１対の永久磁石６４０が設けられる。バックアイアン６３５は、例えば、強磁性鋼またはＣｏＦｅにより形成されまたは強磁性鋼またはＣｏＦｅを含んでもよい。磁石副部材は、コイル部材６１０と協働して矢印６５０で示す方向に力を発生させるように構成される。磁石副部材は、基板テーブル６６０またはオブジェクトテーブルに、互いに実質的に独立して取り付けることができる。したがって、基板テーブル６６０への熱応力の導入を軽減することができる。そのような構成では、（例えば図２に示す既知の構造において利用されるような）板ばねの利用を回避し、それにより、改善された剛性を有する組立体を可能にすることができる。一例として、磁石副部材は、基板テーブル、例えば基板テーブルの外面に接着することができる。コイル部材６１０は、例えば、別々の磁石副部材と協働して、その結果として得られる矢印６５０で示す力を発生させるように構成された、ＣｕまたはＡｌの単一の巻きコイルを含むことができる。

[0054] この説明において、ＩＣの製造におけるリソグラフィ装置の使用に具体的に言及することがあるが、本明細書に記載のリソグラフィ装置には、集積光学システム、磁気ドメインメモリ用の誘導パターン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など、他の適用分野があることを理解されたい。そのような代替適用分野の文脈では、本明細書において「ウェーハ」または「ダイ」という用語を使用している場合、それぞれ、より一般的な用語である「基板」または「ターゲット部分」と同義語と見なすことができることが、当業者には理解されよう。本明細書において言及される基板は、露光前または後に、例えばトラック（一般に、レジストの層を基板に与え、露光後のレジストを現像するツール）、メトロロジーツール、および／またはインスペクションツール内で処理することができる。適用可能な場合、本明細書における開示は、そのような基板処理ツール、および他の基板処理ツールに適用することができる。さらに、例えば多層ＩＣを形成するために、基板を２回以上処理することもでき、したがって、本明細書で使用される基板という用語は、複数の処理済みの層をすでに含む基板を指すこともある。

[0055] 上記では、光リソグラフィの文脈における本発明の諸実施形態の使用に具体的に言及している可能性があるが、本発明を、他の適用分野、例えばインプリントリソグラフィで使用することができ、文脈が許容する場合は、光リソグラフィに限定されないことが理解されよう。インプリントリソグラフィでは、パターニングデバイス内のトポグラフィが、基板上に形成されるパターンを画定する。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へと押し込むことができ、その後すぐに、レジストが、電磁放射、熱、圧力、またはそれらの組合せを印加することによって硬化される。レジストが硬化された後、パターニングデバイスは、レジスト中にパターンを残した状態でそこから移動される。

[0056] 本明細書で使用される「放射」および「ビーム」という用語は、（例えば、３６５、２４８、１９３、１５７もしくは１２６ｎｍの波長、またはその近くの波長を有する）紫外線（UV）放射、および（例えば、５〜２０ｎｍの範囲内の波長を有する）極端紫外線（EUV）放射、ならびにイオンビームまたは電子ビームなどの粒子ビームを含む、あらゆるタイプの電磁放射を包含する。

[0057] 「レンズ」という用語は、文脈が許容する場合、屈折光学コンポーネント、反射光学コンポーネント、磁気光学コンポーネント、電磁光学コンポーネント、およ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１つまたは組合せを指すことがある。

[0058] 以上、本発明の具体的な諸実施形態について上記で説明してきたが、本発明を、説明した以外の方式で実施できることが理解されよう。

[0059] 上記の説明は、限定するものではなく、例示のためのものである。したがって、添付の記載した特許請求の範囲に記載の範囲から逸脱することなく、説明したように本発明に対して修正を行えることが、当業者には明らかであろう。

Claims (15)

1. 放射ビームの断面内にパターンを付与して、パターン付き放射ビームを形成するパターニングデバイスを支持するサポートと、
   基板をその中央領域上に保持する基板テーブルと、
   前記パターン付き放射ビームを第１の方向で前記基板のターゲット部分上に投影する投影システムと、
   前記基板テーブルを位置決めする位置決めデバイスであって、前記第１の方向に実質的に垂直な平面内に実質的に方向付けられる力を作用させて前記基板テーブルを位置決めする複数のアクチュエータを備え、該複数のアクチュエータが、前記中央領域を前記第１の方向に沿って投影することにより得られる前記基板テーブルの中央容積の外側に配置される、位置決めデバイスと
   を備え、
   前記複数のアクチュエータのうちの一組が、前記基板テーブルの重心を通って方向付けられるように構成され、前記複数のアクチュエータの他の一組が、前記基板テーブルの重心を通って方向付けられないように構成されている、リソグラフィ装置。
2. 前記中央容積にはアクチュエータが含まれない、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
3. 前記中央領域が、使用の際に前記基板によって覆われる領域に実質的に対応する、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
4. 前記平面が前記基板テーブルの重心を含む、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
5. 前記位置決めデバイスがさらに、前記基板テーブルおよび前記複数のアクチュエータのロングストローク位置決めを行う電磁モータを備える、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
6. 前記複数のアクチュエータが、前記基板テーブルの４辺に沿って配置された４つの電磁アクチュエータを備える、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
7. 前記４つの電磁アクチュエータが、前記基板テーブル上に、前記第１の方向に実質的に垂直な第２の方向に力を作用させる２つのアクチュエータであって、前記基板テーブルの対向する辺に配置された２つのアクチュエータと、前記第１および前記第２の方向に実質的に垂直な第３の方向に力を作用させる別の２つのアクチュエータであって、前記基板テーブルの対向する辺に配置された別の２つのアクチュエータとを備える、請求項６に記載のリソグラフィ装置。
8. 前記複数のアクチュエータがさらに、使用の際に力を作用させて前記基板テーブルを位置決めする別の複数のアクチュエータを備え、該別の複数のアクチュエータによって作用される前記力が、前記平面に垂直に実質的に方向付けられる、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
9. 前記基板テーブルが低熱膨張材料から形成される、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
10. 前記複数のアクチュエータの各アクチュエータが、コイル部材と、使用の際に前記コイル部材と協働して力を作用させることによって前記基板テーブルを位置決めする磁石部材とを備える、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
11. 前記複数のアクチュエータの前記磁石部材が、前記基板テーブルに取り付けられる、請求項１０に記載のリソグラフィ装置。
12. 前記磁石部材が、使用の際に前記コイル部材のコイルと協働するように構成された、複数の実質的に独立した磁石副部材を備える、請求項１０に記載のリソグラフィ装置。
13. 前記基板テーブルの前記中央容積に１つまたは複数の補強リブが含まれる、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
14. オブジェクトを位置決めする位置決め組立体であって、
    前記オブジェクトをその中央領域上に保持するオブジェクトテーブルと、
    前記中央領域を含む第２の平面に実質的に平行な第１の平面内に実質的に方向付けられる力を使用の際に作用させて前記オブジェクトテーブルを位置決めする複数のアクチュエータを備え、前記複数のアクチュエータが、前記中央領域を前記第２の平面に実質的に垂直な方向に沿って投影することにより得られる前記位置決め組立体の中央容積の外側に配置される、位置決めデバイスと
    を備え、
    前記複数のアクチュエータのうちの一組が、前記基板テーブルの重心を通って方向付けられるように構成され、前記複数のアクチュエータの他の一組が、前記オブジェクトテーブルの重心を通って方向付けられないように構成されている、位置決め組立体。
15. 前記中央容積にアクチュエータが含まれない、請求項１４に記載の位置決め組立体。

Images