JP5237434B2 - アクチュエータシステム、リソグラフィ装置、及びデバイス製造方法 - Google Patents

Description

[0001] 本発明は、光学コンポーネントをリソグラフィ装置内に位置決めするシステム及び方法に関する。

[0002] リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板に、通常は基板のターゲット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）の製造に使用可能である。このような場合、代替的にマスク又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。このパターンを、基板（例えばシリコンウェーハ）上のターゲット部分（例えば１つ又は幾つか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、ＵＶ放射ビームを用いて、基板に設けた放射感応性材料（レジスト）の層上にパターンを結像することにより行われる。一般的に、１枚の基板は、順次パターンが与えられる隣接したターゲット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、パターン全体をターゲット部分に１回で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、基板を所与の方向（「スキャン」方向）と平行あるいは逆平行に同期的にスキャンしながら、パターンを所与の方向（「スキャン」方向）に放射ビームでスキャンすることにより、各ターゲット部分が照射される、いわゆるスキャナとを含む。パターンを基板にインプリントすることによっても、パターニングデバイスから基板へとパターンを転写することが可能である。

[0003] そのようなリソグラフィ装置では、放射ビームを調節するように構成された照明システム内の光学コンポーネント、又はパターン付放射ビームを基板上に投影するように構成された投影システム内の光学コンポーネントなどの１つ又は複数の光学コンポーネントの位置を正確に制御する必要があることがある。したがって、リソグラフィ装置は、多くの場合、リソグラフィ装置の光学コンポーネントをリソグラフィ装置の１つ又は複数の追加の光学コンポーネントに対して正確に位置決めするアクチュエータシステムを組み込んでいる。

[0004] さらに、既存のアクチュエータシステムは、一般に光学コンポーネントをできるだけ正確にリソグラフィ装置内に位置決めする。これらの既存のアクチュエータシステムは、多くの場合、高レベルの剛性を示し、それによって、作動機構への光学コンポーネントの応答の精度を最大限にする個別のアクチュエータを組み込んでいる。例えば、既存のアクチュエータシステムは、比較的高い剛性の圧電アクチュエータを組み込んでいてもよい。

[0005] しかし、既存のアクチュエータシステムの全体の剛性は、個別のアクチュエータの剛性ほど高くない。例えば、各々のアクチュエータに回転方向などの他の方向ではなく駆動方向にのみシステムが剛性であることを確保する機械的減結合機構に関連付けることができる。これらの機械的減結合機構は、アクチュエータシステムの使用時の機械的な変形を回避するために必要ではあるが、これらの機械的減結合機構の結果としてアクチュエータの光学コンポーネントへの接続の剛性が大幅に低減することがある。例えば、光学コンポーネントの位置を制御するための圧電アクチュエータは、剛性が２００Ｎ／μｍに届くことがある一方、減結合機構の剛性はわずかに１２０Ｎ／μｍである。この場合、圧電アクチュエータの光学コンポーネントへの接続の組合せ剛性はわずかに７５Ｎ／μｍであり、その結果、アクチュエータシステムの性能が低下する。

[0006] したがって、比較的高い全体剛性を維持しながらリソグラフィシステムの１つ又は複数の光学コンポーネントの位置を正確に制御するシステム及び方法が必要である。

[0007] 一実施形態では、リソグラフィ装置内の第２の構成部品に対するリソグラフィ装置内の第１の構成部品の位置を制御するアクチュエータシステムが提供される。アクチュエータシステムは、第２の構成部品に対する第１の構成部品の位置を制御するために、作動方向に平行な方向に、第１の構成部品の取付け点と第２の構成部品との間に変位を提供するように構成された第１のアクチュエータを含む。さらに、作動システムは、また、作動方向に平行に、第２のアクチュエータに関連付けられた基準質量とリソグラフィ装置の第１の構成部品の取付け点との間に変位を提供する第２のアクチュエータも含む。

[0008] 別の実施形態では、リソグラフィ装置内の第２の構成部品に対するリソグラフィ装置内の第１の構成部品の位置を制御する方法が提供される。第２の構成部品に対する第１の構成部品の位置は、第１の構成部品の取付け点と第２の構成部品との間に第１の変位を施すことで制御される。その後、第１の構成部品の取付け点と基準質量との間に第２の変位が施され、第２の変位は第１の変位の方向に平行な方向である。

[0009] 別の実施形態では、放射ビームを調節するように構成された照明システムと、パターン付放射ビームを基板のターゲット部分に投影するように構成された投影システムと、リソグラフィ装置内の第２の構成部品に対するリソグラフィ装置内の第１の構成部品の位置を制御するアクチュエータシステムとを有するリソグラフィ装置が提供される。アクチュエータシステムは、第２の構成部品に対する第１の構成部品の位置を制御するために、作動方向に平行な方向に、第１の構成部品の取付け点と第２の構成部品との間に変位を提供するように構成された第１のアクチュエータを含む。アクチュエータシステムは、また、第２のアクチュエータに関連付けられた基準質量とリソグラフィ装置の第１の構成部品の取付け点との間に変位を提供する第２のアクチュエータを含み、第２のアクチュエータによって提供される変位は、第１のアクチュエータによって提供される変位に平行な方向にある。

[0010] 別の実施形態では、照明システムを用いて放射ビームを調節し、パターニングデバイスを用いて放射ビームの断面にパターンを付与し、投影システムを用いてパターン付放射ビームを基板に投影し、照明システム、パターニングデバイス、又は投影システムの第２の構成部品に対する照明システム、パターニングデバイス、又は投影システムの第１の構成部品の位置を制御するデバイス製造方法が提供される。制御ステップは、（ｉ）第１の構成部品の取付け点と第２の構成部品との間に第１の変位を施すことで第２の構成部品に対する第１の構成部品の位置を制御するステップと、（ｉｉ）第１の構成部品の取付け点と基準質量との間に第２の変位を施すステップであって、第２の変位は第１の変位の方向に平行な方向であるステップとを含む。

[0011] 本発明の他の実施形態、特徴、及び利点、並びに本発明の様々な実施形態の構造及び動作について添付の図面を参照しながら以下に詳述する。

[0012] 本明細書に組み込まれて本明細書の一部を形成する添付の図面は、本発明の１つ又は複数の実施形態を示し、説明と共に、本発明の原理を説明し、当業者が本発明を作製し使用できるようにする役割を果たす。
[0013]本発明のある実施形態によるリソグラフィ装置を示す図である。 [0014]光学コンポーネントの位置を制御する従来のアクチュエータシステムを示す図である。 [0015]図１に示すアクチュエータシステムの概略図である。 [0015]図１に示すアクチュエータシステムの概略図である。 [0016]図３ａ及び図３ｂに示すアクチュエータシステムのボード線図である。 [0017]本発明のある実施形態によるリソグラフィ装置の光学コンポーネントの位置を制御するアクチュエータシステムの概略図である。 [0018]第１の動作モードで駆動される図５に示すアクチュエータシステムのボード線図である。 [0019]アクチュエータによって提供される変位への図５に示すアクチュエータシステムの応答のボード線図である。 [0020]図５に示すアクチュエータシステムのコントローラの概略図である。 [0021]第２の動作モードで駆動される図５に示すアクチュエータシステムのボード線図である。 [0022]本発明のある実施形態によるリソグラフィ装置の光学コンポーネントの位置を制御するアクチュエータシステムを示す図である。

[0023] 本発明の１つ又は複数の実施形態について添付の図面を参照しながら以下に説明する。図面で、類似の参照番号は、同一又は機能的に類似の要素を示す。さらに、参照番号の左端の１つ又は複数の数字は、参照番号が最初に出てくる図面を識別する。

[0024] 本明細書は、本発明の特徴を組み込んだ１つ又は複数の実施形態を開示する。開示された実施形態は本発明を例示するに過ぎない。本発明の範囲は、開示された実施形態に限定されない。本発明は、添付の特許請求の範囲によって規定される。

[0025] 記載される実施形態、及び明細書内の、「一実施形態」、「ある実施形態」、「例示の実施形態」などの表現は、記載された実施形態が特定の機能、構造、又は特性を含むことができる旨を示すが、すべての実施形態が特定の機能、構造、又は特性を必ずしも含まなくてもよい。さらに、そのような字句は、必ずしも同じ実施形態に言及している訳ではない。さらに、特定の機能、構造、又は特性がある実施形態に関連して記載されている時には、明示的であるか否かを問わず、当業者は知識の範囲内でそのような機能、構造、又は特性を他の実施形態に関連して扱うことができると考えられる。

[0026] 本発明の実施形態は、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、又はそれらの任意の組合せで実施することができる。本発明の実施形態は、また、１つ又は複数のプロセッサから読み出して実行することができる機械読み取り可能な媒体上に記憶された命令として実施することができる。機械読み取り可能な媒体は、機械（例えば、コンピュータ装置）により読み出し可能な形態で情報を記憶又は伝達する任意の機構を含むことができる。例えば、機械読み取り可能な媒体は、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ），ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、磁気ディスク記憶媒体、光記憶媒体、フラッシュメモリデバイス、電気、光、音響又は他の形態の伝搬信号（例えば、搬送波、赤外線信号、ディジタル信号など）、及びその他を含むことができる。さらに、特定の動作を実行する要素として、ファームウェア、ソフトウェア、ルーチン、命令を本明細書に記載してもよい。しかし、そのような説明は単に便宜上のものであり、そのような動作は、実際にはファームウェア、ソフトウェア、ルーチン、命令などを実行するコンピュータ装置、プロセッサ、コントローラ、又は他のデバイスによって実行されることを理解されたい。

[0027] 図１は、本発明と共に使用するのに適したリソグラフィ装置の実施形態を概略的に示す。この装置は、放射ビームＢ（例えば、ＵＶ放射又はＤＵＶ放射）を調節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成され、特定のパラメータに従ってパターニングデバイスを正確に配置するように構成された第１のポジショナＰＭに接続された支持構造（例えば、マスクテーブル）ＭＴと、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成され、特定のパラメータに従って基板を正確に配置するように構成された第２のポジショナ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と、基板Ｗのターゲット部分Ｃ（例えば、１つ又は複数のダイを含む）上にパターニングデバイスＭＡによって放射ビームＢへ付与されたパターンを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とを含む。

[0028] 照明システムは、放射の誘導、整形、又は制御を行うための、屈折、反射、磁気、電磁気、静電気型等の光学コンポーネント、又はその任意の組合せなどの種々のタイプの光学コンポーネントを含んでいてもよい。

[0029] 支持構造は、パターニングデバイスを支持しており、すなわちパターニングデバイスの重量を支えている。支持構造は、パターニングデバイスの方向、リソグラフィ装置の設計等の条件、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。この支持構造は、パターニングデバイスを保持するために、機械的、真空、静電気等のクランプ技術を使用することができる。支持構造は、例えばフレーム又はテーブルでよく、必要に応じて固定式又は可動式でよい。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確実に所望の位置にくるようにできる。本明細書において「レチクル」又は「マスク」という用語を使用した場合、その用語は、より一般的な用語である「パターニングデバイス」と同義と見なすことができる。

[0030] 本明細書において使用する「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にパターンを生成するように、放射ビームの断面にパターンを与えるために使用し得る任意の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。ここで、放射ビームに与えられるパターンは、例えばパターンが位相シフトフィーチャ又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における所望のパターンに正確には対応しないことがある点に留意されたい。一般的に、放射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生成されるデバイスの特定の機能層に相当する。

[0031] パターニングデバイスは透過性又は反射性でよい。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、及びプログラマブル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、バイナリマスク、レベンソン型(alternating)位相シフトマスク、ハーフトーン型(attenuated)位相シフトマスクのようなマスクタイプ、さらには様々なハイブリッド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として、小さなミラーのマトリクス配列を使用し、そのミラーは各々、入射する放射ビームを異なる方向に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ビームにパターンを与える。

[0032] 本明細書において使用する「投影システム」という用語は、例えば使用する露光放射、又は液浸液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及び静電気光学システム、又はその任意の組合せを含む任意の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。「投影システム」は、照明システムに関連して上述した光学コンポーネントなどの様々な光学コンポーネントを含んでよい。本明細書において「投影レンズ」という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」という用語と同義と見なすことができる。

[0033] 本明細書で示すように、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、又は反射マスクを使用する）。

[0034] リソグラフィ装置は、２つ（デュアルステージ）又はそれ以上の基板テーブル（及び／又は２つ以上のマスクテーブル）を有するタイプでよい。このような「マルチステージ」機械においては、追加のテーブルを並行して使用するか、１つ又は複数の他のテーブルを露光に使用している間に１つ又は複数のテーブルで予備工程を実行することができる。

[0035] 図１を参照すると、イルミネータＩＬは放射源ＳＯから放射ビームを受ける。放射源とリソグラフィ装置とは、例えば放射源がエキシマレーザである場合に、別々の構成要素であってもよい。このような場合、放射源ＳＯはリソグラフィ装置の一部を形成すると見なされず、放射ビームは、例えば適切な誘導ミラー及び／又はビームエクスパンダなどを備えるビームデリバリシステムＢＤの助けにより、放射源ＳＯからイルミネータＩＬへと渡される。他の事例では、例えば放射源が水銀ランプの場合は、放射源ＳＯがリソグラフィ装置の一体部分であってもよい。放射源ＳＯ及びイルミネータＩＬは、必要に応じてビームデリバリシステムＢＤとともに放射システムと呼ぶことができる。

[0036] 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アジャスタＡＤを備えていてもよい。通常、イルミネータＩＬの瞳面における強度分布の外側及び／又は内側半径範囲（一般にそれぞれ、σ-outer及びσ-innerと呼ばれる）を調節することができる。また、イルミネータＩＬは、インテグレータＩＮ及びコンデンサＣＯなどの他の種々のコンポーネントを備えていてもよい。イルミネータを用いて放射ビームを調節し、その断面にわたって所望の均一性と強度分布とが得られるようにしてもよい。

[0037] 放射ビームＢは、支持構造（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。マスクＭＡを横断した放射ビームＢは、投影システムＰＳを通過し、投影システムＰＳは、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のポジショナＰＷと位置センサＩＦ（例えば、干渉計デバイス、リニアエンコーダ又は容量センサ）の助けを借りて、基板テーブルＷＴは、例えば、様々なターゲット部分Ｃを放射ビームＢの経路に位置決めできるように正確に移動することができる。同様に、第１のポジショナＰＭと別の位置センサ（図１には明示されていない）を用いて、マスクライブラリからの機械的な取り出し後又はスキャン中などに放射ビーム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。一般に、マスクテーブルＭＴの移動は、第１のポジショナ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）及びショートストロークモジュール（微動位置決め）の助けにより実現することができる。同様に、基板テーブルＷＴの移動は、第２のポジショナＰＷの部分を形成するロングストロークモジュール及びショートストロークモジュールを用い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をショートストロークアクチュエータのみに接続するか、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することができる。図示のような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するが、ターゲット部分の間の空間に位置してもよい（スクライブレーンアライメントマークとして周知である）。同様に、マスクＭＡ上に複数のダイを設ける状況では、マスクアライメントマークをダイ間に配置してもよい。

[0038] 図示のリソグラフィ装置は、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。

[0039] １．ステップモードにおいては、マスクテーブルＭＴ及び基板テーブルＷＴは、基本的に静止状態に維持される一方、放射ビームに与えたパターン全体が１回でターゲット部分Ｃに投影される（すなわち１回の静止露光）。次に、別のターゲット部分Ｃを露光できるように、基板テーブルＷＴがＸ方向及び／又は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、１回の静止露光で結像されるターゲット部分Ｃのサイズが制限される。

[0040] ２．スキャンモードにおいては、マスクテーブルＭＴ及び基板テーブルＷＴは同期的にスキャンされる一方、放射ビームに与えられるパターンがターゲット部分Ｃに投影される（すなわち１回の動的露光）。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ＰＳの拡大（縮小）及び像反転特性によって求めることができる。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、１回の動的露光におけるターゲット部分の（非スキャン方向における）幅が制限され、スキャン動作の長さによってターゲット部分の（スキャン方向における）高さが決まる。

[0041] ３．別のモードでは、マスクテーブルＭＴはプログラマブルパターニングデバイスを保持して基本的に静止状態に維持され、基板テーブルＷＴを移動又はスキャンさせながら、放射ビームに与えられたパターンをターゲット部分Ｃに投影する。このモードでは、一般にパルス状放射源を使用して、基板テーブルＷＴを移動させる毎に、又はスキャン中に連続する放射パルスの間で、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レスリソグラフィに容易に利用することができる。

[0042] 上述した使用モードの組合せ及び／又は変形、又は全く異なる使用モードも利用できる。

[0043] 図２は、リソグラフィ装置内の光学コンポーネントの位置を制御する従来のアクチュエータシステムを示す。図２で、アクチュエータ１０は、図１に示すようなリソグラフィ装置内の光学コンポーネント１１の位置を制御し、アクチュエータ１０は、作動方向１２に変位を発生させる力を提供するように構成することができる。具体的には、アクチュエータ１０は、それが取り付けられた基準フレーム１３と光学コンポーネント１１の取付け点１１ａとの間に作動方向１２に沿って変位を提供することができる。一実施形態では、アクチュエータ１０は圧電アクチュエータであってもよい。

[0044] 図２で、アクチュエータ１０は、機械的減結合機構１４によって取付け点１１ａに接続されている。一実施形態では、機械的減結合機構１４は、作動方向１２に比較的高い剛性を有し、作動方向１２に垂直の軸を中心とする回転方向などのその他の方向に比較的低い剛性を有するように配置されたたわみであってもよい。さらに、機械的減結合機構は、実質的に互いに垂直で共に作動方向１２に垂直の２つの軸を中心として比較的低い剛性を有するように配置してもよい。

[0045] さらに、図２では、位置センサ１５が基準フレーム１３に対する光学コンポーネント１１の変位及び／又は位置のうちの少なくとも１つを測定することができる。

[0046] 図２のアクチュエータシステムは、光学コンポーネント１１を位置決めする１つのアクチュエータを含む。しかし、図２に示すようなアクチュエータシステムは、複数の動作モードでの光学コンポーネント１１の位置を制御するように構成された複数のアクチュエータを含んでいてもよい。例えば、アクチュエータシステムは、光学コンポーネント１１の回転運動を制御するように構成された３つのアクチュエータを含んでいてもよい。

[0047] 図３ａ及び図３ｂは、図２に示す従来のアクチュエータシステムを概略的に示す。図３ａ及び図３ｂでは、光学コンポーネント１１の質量はｍ_１で表される。図３ａでは、アクチュエータシステムは、剛性ｃ_１を備えた変位ｘｐ_１を連続して生成する変位アクチュエータと見なしてもよい。あるいは、図３ｂに示すように、アクチュエータシステムは、ｃ_１ｘｐ_１と同等の平行の力Ｆ_１が作用する剛性ｃ_１を有すると見なしてもよい。図３ａ及び図３ｂに示す表現モードが同等であることは当業者には明らかであろう。

[0048] さらに、図３ａ及び図３ｂに示すシステムの共振周波数ｆは、以下の式で決定することができる。

[0049] 低周波数、すなわち、共振周波数より低い周波数では、質量ｍ_１を有する光学コンポーネント１１の変位はほぼｘｐ_１に等しい。より高い周波数、すなわち、共振周波数より高い周波数では、質量ｍ_１は減結合され、ｃ_１は存在しないと見なしてもよい。そのような実施形態では、ｍ_１の変位は周波数の二乗に反比例する。

[0050] 図４は、質量ｍ_１が１０ｋｇ、剛性ｃ_１が１００Ｎ／μｍである図３ａ及び図３ｂの従来のアクチュエータシステムのボード線図である。図４に示すように、アクチュエータシステムの共振周波数は５００Ｈｚ付近である。

[0051] 図５は、本発明のある実施形態によるリソグラフィ装置内の光学コンポーネントの位置を制御するアクチュエータシステムを概略的に示す。図５で、基準質量ｍ_２が提供され、基準質量ｍ_２は、剛性ｃ_２を有し変位ｘｐ_２を提供する第２のアクチュエータによって質量ｍ_１の光学コンポーネントに接続されている。

[0052] 図５に示すように、基準質量ｍ_２は、自由質量、すなわち、第２のアクチュエータにのみ接続された質量であってもよい。したがって、基準質量ｍ_２は、機械的減結合機構を必要としなくてもよい。さらに、基準質量ｍ_２は、光学コンポーネントの質量ｍ_１よりも大幅に小さくてもよい。しかし、以下に説明するように、第２のアクチュエータを適当に駆動することで、光学コンポーネントの位置を制御する第１のアクチュエータ１０の有効剛性を向上させることができる。

[0053] システムの任意の共振周波数より下の周波数では、質量ｍ_１の光学コンポーネントの変位はほぼｘｐ_１に等しいままである。変位ｘｐ_２は、質量ｍ_１の光学コンポーネントの位置に影響しない。

[0054] 図６は、第１のアクチュエータの作動ｘｐ_１時点の図５に示すシステムの応答のボード線図である。図６の実施形態では、光学コンポーネント１１の質量ｍ_１は１０ｋｇのままで、剛性ｃ_１は１００Ｎ／μｍ、基準質量の質量ｍ_２は１ｋｇ、剛性ｃ_２は２０Ｎ／μｍである。

[0055] 図６に示すように、図３ａ及び図３ｂに示すシステムの元の共振周波数５００Ｈｚは、基準質量ｍ_２の追加の質量のために４６０Ｈｚまで低減している。さらに、剛性ｃ_２と基準質量ｍ_２との組合せの結果として追加の共振周波数７７０Ｈｚが導入される。

[0056] 一実施形態では、基準質量ｍ_２に関連付けられたアクチュエータは、変位ｘｐ_２がｘｐ_１に比例して作動されるように制御される。そのような実施形態では、システムの最低の共振周波数を増加させることができ、それによってシステムの有効剛性を増加させることができる。

[0057] 基準質量ｍ_２に関連付けられたアクチュエータにそのような制御を実施するには、以下の変換を計算しなければならない。
上式で、ｘ_１は質量ｍ_１の位置である。式（２）及び（３）では、ｘｐ_１及びｘｐ_２に対するｘ_１の応答は、同じ分母多項式Ｄ（ｓ）と異なる分子多項式Ｎ１（ｓ）及びＮ２（ｓ）によって決定される。

[0058] 関数Ｄ（ｓ）は、複合極の２つのセットを含む。図６の実施形態では、複合極の一方のセットは４６０Ｈｚの共振周波数に対応し、他方のセットは７７０Ｈｚの共振周波数に対応する。関数Ｄ（ｓ）を計算する際に、最も低い共振周波数を備えた複合極のセットが選択され、上の例では、選択されたセットは４６０Ｈｚの共振周波数に対応する。Ｄ（ｓ）について複合極が選択されると、Ｎ１（ｓ）＋ｋＮ２（ｓ）内のゼロがＤ（ｓ）から以前に選択したセットに一致するように利得ｋが計算される。一実施形態では、ｋは利得のみであるが、より一般的には、ｋは変換関数ｋ（ｓ）であってもよい。

[0059] ある実施形態では、利得ｋはｘｐ_２の作動を決定するための比例係数であり、２つの固有振動数のうち低い方がゼロによって打ち消されるようにｋが選択される。したがって、ｘｐ_２が係数ｋによってｘｐ_１に比例して制御される場合、制御信号から実際の動きｘ_１への変換関数は、ゼロによって打ち消された最も低い共振周波数をもはや示さない。

[0060] 図７に示すように、ｘｐ_１からｘ_１への、またｘｐ_２からｘ_１への変換のボード線図から別の説明を組み立てることができる。低い周波数では、ｘ_１はｘｐ_１と共に動く。したがって、実線で示すように、比率１が存在し、ボード線図内の０ｄＢの線は平坦である。他方、ｘｐ_２はｘ_１に極めて小さい影響しか与えず、破線で示すように、周波数と共に二次曲線を描いて増加する（「＋２スロープ」）極めて小さい利得が得られる。両方の変換はまったく同一の、大きさが異なる共振ピークを有する。したがって、２つの変換関数の位相は、低い周波数と第１の共振周波数以上の周波数の両方で正確に１８０°異なる。したがって、第１の共振周波数の２つの変換関数のピークの大きさが同じである場合、２つの変換関数の追加によって第１の共振は正確に打ち消される。そのような実施形態では、係数ｋは、ｘｐ_１からｘ_１への変換関数のピークに大きさが等しいｘｐ_２からｘ_１への変換関数のピークを作成するために必要な利得にほかならない。言い換えれば、第１の共振周波数で、ｋ＊ｘｐ_２及びｘｐ_１は、符号が逆で互いに打ち消す同じ共振の大きさｘ_１になる。

[0061] この方式の実施態様を図８に示す。制御された機構は、２つの入力ｘｐ_１及びｘｐ_２と、１つの出力ｘ_１とを有する。出力は、コントローラによって制御される。コントローラの出力は、アクチュエータｘｐ_１へ送信され、ｋを乗算した後でｘｐ_２へも送信される。この時点でコントローラが制御しなければならない変換関数は、より高い周波数の共振ピークを有し、コントローラの帯域幅は広がり、コントローラのセットポイントの追跡は容易になる。

[0062] この分析から、ｋは以下の形態をとる。

[0063] 上記の各実施形態で、ｋは６．７４１７に等しい。したがって、第２のアクチュエータは、第１のアクチュエータと同じ符号で作動されるが、ｘｐ_２はｘｐ_１よりも係数６．７４１７だけ振幅が大きい。ある実施形態では、アクチュエータは、指定された変位を提供するように制御される。使用するアクチュエータの性質に応じて、アクチュエータへ提供される制御信号は、各々のアクチュエータによって提供される実際の変位に対応でき、又は必要な変位を提供するために各々のアクチュエータによって提供される力に対応できる。

[0064] 図９は、第２のアクチュエータによって提供される変位が第１のアクチュエータによって提供される変位に係数ｋによって関連付けられるように駆動されたシステムのボード線図を示す。図示のように、唯一の残留共振周波数は、第２のアクチュエータと基準質量、すなわち、７７０Ｈｚの共振周波数の提供によって導入された新たに導入された共振周波数である。しかし、基準質量ｍ_２は小さい可能性があり、剛性ｃ_２に影響する減結合機構は存在しないことがあるため、この新しい周波数は、元の周波数よりも大幅に高く、これによりシステムの有効剛性を向上させることができる。

[0065] 図１０は、本発明のある実施形態によるリソグラフィ装置の光学コンポーネントの位置を制御するアクチュエータシステムを示す。図２に示すシステムと同様に、基準フレーム２３に対する光学コンポーネント２１の位置を作動方向２２に制御するアクチュエータ２０が提供される。アクチュエータ２０とそれが接続された光学コンポーネント２１の取付け点２１ａとの間に機械的減結合機構２４が提供される。ある実施形態では、アクチュエータ２０は圧電アクチュエータであってもよい。

[0066] さらに、第２のアクチュエータ２６は、基準質量２７を光学コンポーネントの取付け点２１ａへ接続する。ある実施形態では、第２のアクチュエータ２６は圧電アクチュエータであってもよい。作動システムは、所望の変位を提供するために必要な作動力を提供するために、それぞれ第１及び第２のアクチュエータ２０及び２６へ制御信号を提供するように配置されたコントローラ３０をさらに含む。具体的には、コントローラ３０は、基準質量２７と光学コンポーネント２１の取付け点２１ａとの間に提供される変位が第１のアクチュエータ２０によって基準フレーム２３と光学コンポーネント２１の取付け点２１ａとの間に提供される変位に比例するように、第２のアクチュエータ２６を駆動するように構成してもよい。特に、第１及び第２のアクチュエータ２０及び２６によって提供される変位の比例定数は、特定のアクチュエータシステムについて規定された式（４）の公式を用いて決定することができる。

[0067] 位置センサが取り付けられた基準フレーム２３ａの部分に対する光学コンポーネントの変位及び／又は位置のうちの少なくとも１つを測定する位置センサ２５を提供することができる。一実施形態では、図１０に示すように、位置センサ２５は、第１のアクチュエータ２０が取り付けられた同じ基準フレーム２３に取り付けることができる。あるいは、例えば、第１のアクチュエータ２０が取り付けられた基準フレーム内で誘発されたいかなる振動の影響も低減するために、第１のアクチュエータ２０が取り付けられたのとは別の基準フレームに位置センサを取り付けてもよい。

[0068] 図１０の実施形態では、第１のアクチュエータ２０は、基準フレーム２３に直接取り付けられ、機械的減結合機構２４によって光学コンポーネント２１に接続されている。しかし、追加の実施形態では、これらの構成部品がそれぞれ接続される順序は逆であってもよい。例えば、機械的減結合機構２４を基準フレーム２３に取り付け、アクチュエータを機械的減結合機構２４と光学コンポーネント２１との間に取り付けてもよい。

[0069] 図１０で、取付け点２１ａは、光学コンポーネント２１の一部である。しかし、追加の実施形態では、取付け点２１ａは、光学コンポーネント２１を含むその他の構成部品を取り付けることができる別の構成部品であってもよいが、これに限定されない。あるいは、取付け点は機械的減結合機構２４の一部であってもよい。さらに、第２のアクチュエータ２６を光学コンポーネント２１の別の取付け点に取り付けてもよい。

[0070] さらに、図１０に示すように、第２のアクチュエータ２６は、第１のアクチュエータ２０の作動方向２２に平行な方向に、基準質量２７と光学コンポーネント２１の取付け点２１ａとの間に変位を提供する。追加の実施形態では、第１及び第２のアクチュエータ２０及び２６は同じ方向に動作する必要はなく、システムの構成によっては、第１及び第２のアクチュエータ２０及び２６は相互に反対の方向に動作してもよい。そのような実施形態では、比例定数ｋは負の値であってもよい。

[0071] 図１０で、アクチュエータ２０は光学コンポーネント２１の位置を制御し、第２のアクチュエータ２６はアクチュエータシステムの見かけの剛性を改善するために使用される。しかし、追加の実施形態では、本発明の精神又は範囲を逸脱することなく、光学コンポーネント２１などの光学コンポーネントを複数のアクチュエータを有するアクチュエータシステムによって制御することができる。そのような実施形態では、光学コンポーネントの位置は、複数の自由度で制御することができる。

[0072] 例えば、光学コンポーネント２１は、それぞれが第１のアクチュエータ２０に対応する３つのアクチュエータを有するアクチュエータシステムによって制御することができる。その場合、光学コンポーネント２１の位置を制御するためのアクチュエータの各々は、アクチュエータシステムの見かけの剛性を増加させるために第２のアクチュエータ２６と基準質量２７に対応する方法でアクチュエータと基準質量とを備えていてもよい。

[0073] 本発明の方法でアクチュエータシステムの見かけの剛性を増加させることの利点は考慮に値する。例えば、アクチュエータシステムの剛性を２倍に増加させることで、追跡性能、すなわち、所定の運動への光学コンポーネントの運動の対応が同様の量だけ向上する。これは、基板へのパターン付放射ビームの投影のオーバレイ精度を大幅に改善することができる。

[0074] 以上、リソグラフィ装置内の光学要素、例えば、照明システム又は投影システムの光学要素の位置を制御するアクチュエータシステムに関して本発明を説明してきたが、本発明のアクチュエータシステムは、リソグラフィ装置内の他の構成部品に対するリソグラフィ装置の任意の構成部品の位置を制御するために使用することができることを理解されたい。

[0075] 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には他の用途もあることを理解されたい。例えば、これは、集積光学システム、磁気ドメインメモリ用誘導及び検出パターン、フラットパネルディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッドなどの製造である。こうした代替的な用途に照らして、本明細書で「ウェーハ」又は「ダイ」という用語を使用している場合、それぞれ、「基板」又は「ターゲット部分」という、より一般的な用語と同義と見なしてよいことが、当業者には認識される。本明細書に述べている基板は、露光前又は露光後に、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）、メトロロジーツール及び／又はインスペクションツールで処理することができる。適宜、本明細書の開示は、以上及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ことができる。

[0076] 本明細書で使用する「放射」及び「ビーム」という用語は、紫外線（ＵＶ）放射（例えば、３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ若しくは１２６ｎｍ、又はこれら辺りの波長を有する）を含むあらゆるタイプの電磁放射を網羅する。

[0077] 「レンズ」という用語は、状況が許せば、屈折及び反射光学コンポーネントを含む様々なタイプの光学コンポーネントのいずれか一つ、又はその組合せを指す。

[0078] 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、本発明の実施形態は、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つ又は複数のシーケンスを含むコンピュータプログラム、又はこのようなコンピュータプログラムを内部に記憶したデータ記憶媒体（例えば半導体メモリ、磁気又は光ディスク）の形態をとることができる。さらに機械読み取り式命令は、２つ以上のコンピュータプログラムで実現することができる。２つ以上のコンピュータプログラムを、１つ又は複数の異なるメモリ及び／又はデータ記憶媒体に記憶することができる。

[0079] 上述したコントローラは、信号を受信、処理及び送信するのに適切な任意の構成を有することができる。例えば、各コントローラは、上述した方法の機械読み取り式命令を含むコンピュータプログラムを実行するために、１つ又は複数のプロセッサを含んでよい。コントローラは、このようなコンピュータプログラムを記憶するデータ記憶媒体及び／又はこのような媒体を受信するハードウェアを含んでよい。

[0080] 上記実施形態は任意の液浸リソグラフィ装置に適用可能で、例示の装置は上記のタイプを含むが、これに限定されない。

[0081] 本発明の１つ又は複数の実施形態は、液浸液が槽の形態で提供される、又は基板の局所的な表面領域に閉じ込められるか、又は閉じ込められない任意の液浸リソグラフィ装置に適用することができる。閉じ込められない構成では、液浸液は基板及び／又は基板テーブルの表面上に流れることができ、したがって実質的に基板テーブル及び／又は基板の覆われていない表面全体が濡れる。このように閉じ込められていない液浸システムでは、液体供給システムが液浸液を閉じ込めることができない、又はある割合の液浸液閉じ込めを提供することができるが、実質的に液浸液の閉じ込めを完成しない。

[0082] 本明細書で想定するような液体供給システムは広義に解釈されたい。特定の実施形態では、これは液体を投影システムと基板及び／又は基板テーブルの間の空間に提供する機構又は構造の組合せでよい。このような液体供給システムは、１つ又は複数の構造、１つ又は複数の液体入口、１つ又は複数のガス入口、１つ又は複数のガス出口、及び／又は液体を空間に提供する１つ又は複数の液体出口の組合せを含んでよい。ある実施形態では、空間の表面が基板及び／又は基板テーブルの一部でよいか、空間の表面が基板及び／又は基板テーブルの表面を完全に覆ってよいか、空間が基板及び／又は基板テーブルを囲んでよい。液体供給システムは、任意選択で、液体の位置、量、品質、形状、流量又は任意の他の特徴を制御する１つ又は複数の要素をさらに含むことができる。

[0083] 装置で使用される液浸液は、所望の特性と使用する露光放射の波長とに応じて様々な組成を有していてもよい。１９３ｎｍの露光波長の場合、超純水又は水ベースの組成を使用することができ、この理由から、液浸液は、時には水と呼ばれ、より総称的に考えられるべきであるが、親水性、疎水性、湿度などの水関連用語が使用されることがある。そのような用語は、フッ素含有炭化水素などの使用可能な屈折率が大きい他の液体にも拡張すべきことが意図されている。

結論
[0084] 以上、本発明の様々な実施形態について説明してきたが、それらの実施形態は、限定的ではなく例示的であることを理解されたい。本発明の精神及び範囲を逸脱することなく、本発明の形態及び詳細を様々に変更することができることは当業者には明らかであろう。それ故、本発明の範囲及び精神は、上述した例示的実施形態によって限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲及び均等物に従ってのみ定義されなければならない。

[0085] 発明の概要及び要約書の項ではなく、発明を実施するための形態の項を用いて特許請求の範囲を解釈するように企図されていることを理解されたい。発明の概要及び要約書の項は、発明者（ら）が考える本発明の１つ又は複数の例示的実施形態を記載できるがそのすべては記載できないため、本発明及び添付の特許請求の範囲を決して限定するものではない。

Claims (14)

1. リソグラフィ装置内の第２の構成部品に対するリソグラフィ装置内の第１の構成部品の位置を制御するアクチュエータシステムであって、
   前記第２の構成部品に対する前記第１の構成部品の位置を制御するために、作動方向に平行な方向に、前記第１の構成部品の取付け点と前記第２の構成部品との間に変位を提供する第１のアクチュエータと、
   前記第２のアクチュエータに関連付けられた基準質量と前記リソグラフィ装置の前記第１の構成部品の取付け点との間に変位を提供する第２のアクチュエータと、を備え、
   前記第２のアクチュエータによって提供される前記変位が、前記第１のアクチュエータによって提供される前記変位に平行な方向であり、
   前記第２のアクチュエータによって提供される前記変位が前記第１のアクチュエータによって提供される前記変位に比例するように、第１及び第２のアクチュエータに制御信号を提供することにより、システムの最低の共振周波数を増加させ、それによりシステムの有効剛性を増加させる制御システムをさらに備える、
   アクチュエータシステム。
2. 前記第２のアクチュエータに関連付けられた前記基準質量が、前記第２のアクチュエータに接続される、
   請求項１に記載のシステム。
3. 前記第１のアクチュエータを前記第１の構成部品の取付け点に接続する減結合機構をさらに備え、
   前記減結合機構は、前記第１のアクチュエータの前記第１の構成部品の取付け点への接続が前記作動方向に平行な方向に比較的高い剛性を有し、かつ少なくとも１つの他の方向に比較的低い剛性を有する、
   請求項１又は２に記載のシステム。
4. 前記減結合機構が、前記作動方向に平行な軸を中心とする回転方向と、前記作動方向に垂直な第１の軸を中心とする回転方向と、前記作動方向と前記第１の軸とに垂直な第２の軸を中心とする回転方向のうちの少なくとも１つに比較的低い剛性を有する、
   請求項３に記載のシステム。
5. 前記第１のアクチュエータを前記リソグラフィ装置の前記第２の構成部品に接続する減結合機構をさらに備え、
   前記減結合機構は、前記第１のアクチュエータの前記リソグラフィ装置の前記第２の構成部品への接続が前記作動方向に平行な方向に比較的高い剛性を有し、少なくとも１つの他の方向に比較的低い剛性を有する、
   請求項１から４のいずれか１項に記載のシステム。
6. 前記減結合機構が、前記作動方向に平行な軸を中心とする回転方向と、前記作動方向に垂直な第１の軸を中心とする回転方向と、前記作動方向と前記第１の軸とに垂直な第２の軸を中心とする回転方向のうちの少なくとも１つに比較的低い剛性を有する、
   請求項５に記載のシステム。
7. 前記第２のアクチュエータによって提供される前記変位が前記第１のアクチュエータによって提供される前記変位のｋ倍の大きさになるように、前記制御システムが、前記第１及び第２のアクチュエータに制御信号を提供し、
   
   ここで、
   ｍ_１は、前記第１の構成部品の質量、
   ｍ_２は、前記基準質量の質量、
   ｃ_１は、前記第１の構成部品と前記第１のアクチュエータとの接続の剛性、
   ｃ_２は、前記基準質量と前記第１の構成部品との接続の剛性、である、
   請求項１から６のいずれか１項に記載のシステム。
8. 放射ビームを調節するように構成された照明システムと、パターン付放射ビームを基板のターゲット部分に投影するように構成された投影システムと、前記リソグラフィ装置内の第２の構成部品に対する前記リソグラフィ装置内の第１の構成部品の位置を制御するように構成されたアクチュエータシステムと、を備えるリソグラフィ装置であって、
   前記アクチュエータシステムが、
   前記第２の構成部品に対する前記第１の構成部品の位置を制御するために、作動方向に平行な方向に、前記第１の構成部品の取付け点と前記第２の構成部品との間に変位を提供する第１のアクチュエータと、
   前記第２のアクチュエータに関連付けられた基準質量と前記リソグラフィ装置の前記第１の構成部品の取付け点との間に変位を提供する第２のアクチュエータと、を有し、
   前記第２のアクチュエータによって提供される前記変位が前記第１のアクチュエータによって提供される前記変位に平行な方向であり、
   前記第２のアクチュエータによって提供される前記変位が前記第１のアクチュエータによって提供される前記変位に比例するように、第１及び第２のアクチュエータに制御信号を提供することにより、システムの最低の共振周波数を増加させ、それによりシステムの有効剛性を増加させる制御システムをさらに有する、
   リソグラフィ装置。
9. 前記第２の構成部品に対する前記第１の構成部品の位置を制御するようにそれぞれが構成された複数のアクチュエータシステムをさらに備え、
   前記複数のアクチュエータシステムの各々が前記第１の構成部品のそれぞれの取付け点に力を加え、前記複数のアクチュエータシステムが前記第１の構成部品の位置を制御する、
   請求項８に記載のリソグラフィ装置。
10. 前記リソグラフィ装置の前記第２の構成部品が、基準フレームである、
    請求項８又は９に記載のリソグラフィ装置。
11. 前記基準フレームに対する前記第１の構成部品の位置及び変位のうちの少なくとも１つを測定する位置センサをさらに備える、
    請求項１０に記載のリソグラフィ装置。
12. 第２の基準フレームと、
    前記第２の基準フレームに対する前記第１の構成部品の位置及び変位のうちの少なくとも１つを測定する位置センサと、をさらに備える、
    請求項１０又は１１に記載のリソグラフィ装置。
13. （ｉ）リソグラフィシステムの第２の構成部品に対する第１の構成部品の位置を、前記第１の構成部品の取付け点と前記第２の構成部品との間に第１の変位を施すことによって制御するステップと、
    （ｉｉ）前記第１の構成部品の取付け点と基準質量との間に第２の変位を施すステップであって、前記第２の変位が前記第１の変位の方向に平行な方向であるステップと、を含み、
    前記第２の変位が前記第１の変位に比例することにより、システムの最低の共振周波数を増加させ、それによりシステムの有効剛性を増加させる、
    方法。
14. パターニングデバイスを用いて照明システムからの放射ビームをパターニングするステップと、
    投影システムを用いてパターン付放射ビームを基板上に投影するステップと、
    前記照明システム、前記パターニングデバイス又は前記投影システムのうちの１つである第２の構成部品に対する、前記照明システム、前記パターニングデバイス又は前記投影システムのうちの１つである第１の構成部品の位置を制御するステップと、を含み、
    該制御ステップが、
    前記第１の構成部品の取付け点と前記第２の構成部品との間に第１の変位を施すことで前記第２の構成部品に対する前記第１の構成部品の位置を制御するステップと、
    前記第１の構成部品の取付け点と基準質量との間に第２の変位を施すステップであって、前記第２の変位が前記第１の変位の方向に平行な方向であるステップと、を含み、
    前記第２の変位が前記第１の変位に比例することにより、リソグラフィシステムの最低の共振周波数を増加させ、それによりリソグラフィシステムの有効剛性を増加させる、
    デバイス製造方法。