JP5661670B2 - リソグラフィ装置、ステージ装置及びデバイス製造方法 - Google Patents

Description

[0001] 本発明は、基板テーブルを保持するように構築されたチャックを含むリソグラフィ装置、オブジェクトを配置するステージ装置、及びデバイス製造方法に関する。

[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備える）に転写することができる。パターンの転写は通常、基板に設けた放射感応性材料（レジスト）の層への結像により行われる。一般的に、１枚の基板は、順次パターンが与えられる網の目状の互いに近接したターゲット部分を含んでいる。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、基板を所定の方向(「スキャン」方向）と平行あるいは逆平行にスキャンしながら、パターンを所定の方向（「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具備している。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] リソグラフィ装置では、パターニングデバイスを支持体で保持することができる。一般的に、装置には、支持体を移動させ、それによって支持体が保持するパターニングデバイスを移動させる位置決めデバイス（例えば１つ又は複数のリニアモータ又はアクチュエータを備える）を設ける。リソグラフィ装置では、一般的に基板が基板テーブルによって支持され、基板テーブルは締め付けによっていわゆるチャック又はキャリアに装着される。基板テーブルは、例えば真空クランプ又は静電クランプによってチャックに締め付けることができるが、機械的締め付け方法も実行可能と考えられる。チャックは、干渉計ビームのターゲットとして使用される１つ又は複数の反射表面がチャックに設けられている場合、ミラーブロックと呼ぶこともできる。チャックは通常、支持体の位置決めに使用されるような同様の位置決めデバイス、つまり１つ又は複数の電磁モータ又はアクチュエータを備える位置決めデバイスを使用して変位可能である。当技術分野で知られているようなリソグラフィ装置では、基板テーブルに真空クランプ又は静電クランプなどの締め付け機構を設けて、基板を締め付け、露光プロセス中に基板を保持する。基板の露光を実行したら、基板をテーブルから外して、次に露光する基板と交換することができる。通常、パターニングデバイスを支持体に締め付けるために、同様の措置をとることができる。

[0004] 露光プロセス中は、パターンが基板の正確なターゲット区域に投影されることを保証するために、パターニングデバイスに対する基板の正確な位置を知ることが重要である。そのために、リソグラフィには、パターニングデバイスに対する基板の位置を割り出す１つ又は複数の測定システムを設ける。通常、パターニングデバイスに対する基板の相対位置は、位置合わせ手順を使用して割り出される。このような手順では、基板に対するパターニングデバイスの位置を、例えば光学的方法で、例えばパターンを基板の表面の適切な部分に投影させる投影システムの任意の適切な動作によって割り出すことができる。支持体及びチャックの位置が、パターニングデバイス及び基板の位置合わせ位置にあると分かっている場合、基板とパターニングデバイスとの相対位置は、支持体及びチャックの位置測定に基づいて割り出すことができる。したがって、これでチャック及び支持体の位置制御を使用して、パターニングデバイス及び基板を相互に対して必要な位置に維持するか、基板とパターニングデバイスとの相対位置を制御することができる。そのために、リソグラフィ装置は通常、支持体とチャックを変位する位置決めデバイスを制御するように構成された制御ユニットを装備することができる。この制御ユニットは、例えば基板とパターニングデバイスとの両方が所定の設定点を追従できるような方法で構成することができる。

[0005] このような設定では、露光プロセスの精度、つまりパターンを基板の必要な位置に投影する精度は、例えば基板又は基板テーブルに対するチャックの位置が既知であることを利用している。原則的に、チャックと基板テーブルの両方が極めて高剛性で、相対的変位が生じ得ないように相互に対して締め付けられると、時間が経過してもチャックとテーブルとの相対的位置は一定に維持される。このような状況では、チャックの位置測定に基づいて基板の位置を割り出すことができる。

[0006] 実際には、リソグラフィ装置に現在適用されているようなチャックは、特に自身に加えられる加速力のせいで変形することがある。というのは、このようなチャックの剛性が極めて高くはないからである。この変形は、加速段階の後も存在したままであることが、さらに判明している。その結果、チャックのこのような変形が不正確な露光に寄与することがある。つまり、変形が基板テーブルに対するチャックの位置に影響することがあるので、パターニングデバイスのパターンが基板の誤った場所に露光することがある。

[0007] したがって、チャックの変形が望ましくないことが分かる。というのは、基板上のパターンの位置決め精度に悪影響を与え、それによりリソグラフィ装置の性能を低下させるからである。

[0008] 例えばリソグラフィ装置の基板テーブル（又は一般的にはオブジェクトテーブル）を支持するように構成されたチャックの変形の効果を軽減することが望ましい。本発明の実施形態によれば、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、放射ビームの断面にパターンを与えて、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支持体と、基板を保持するように構築された基板テーブルと、パターン付き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、基板テーブルを保持するように構築されたチャックと、使用時にチャックを変位する位置決めデバイスと、位置決めデバイスを制御するように構成された制御ユニットと、を備え、制御ユニットが、位置決めデバイスを駆動し、パターニングデバイスの位置合わせの前に、チャックの変形を可能にする実質的に動的な力でチャックを励起するように構成されるリソグラフィ装置が提供される。
本発明の別の実施形態では、オブジェクトを位置決めするステージ装置が提供され、ステージ装置は、オブジェクトを保持するように構築されたテーブルと、テーブルを保持するように構築されたチャックと、使用時にチャックを変位する位置決めデバイスと、位置決めデバイスを制御するように構成された制御ユニットと、を備え、制御ユニットは、位置決めデバイスを駆動して、実質的に動的な力によってチャックを励起し、チャックの変形を可能にするように構成される。
本発明のさらに別の実施形態では、パターンをパターニングデバイスから基板に転写することを含むデバイス製造方法が提供され、基板は基板テーブルによって保持され、基板テーブルはチャックによって保持され、方法は、
ａ）基板テーブルを保持するために、基板テーブルとチャックの間に実質的に静的な力を加え、
ｂ）チャックの変形を可能にする実質的に動的な力によってチャックを励起し、
ｃ）パターニングデバイスを基板と位置合わせし、
ｄ）パターンをパターニングデバイスから基板に転写することを含む。

[0009] 次に、本発明の実施形態を添付の略図を参照しながら、ほんの一例として説明する。図面では対応する参照記号は対応する部品を示している。

[0010] 本発明の実施形態によるリソグラフィ装置を示した図である。 [0011] 本発明によるステージ装置の実施形態を示した側面図である。 [0012] 本発明によるステージ装置を第一測定構成とともに概略的に示した上面図である。 [0013] 本発明によるステージ装置を第二測定構成とともに概略的に示した上面図である。 [0014] 本発明によるステージ装置に適用した状態でチャックに可能な変形を概略的に示した図である。 [0015] 加えた力の関数としてチャックの変形を概略的に示した図である。 [0016] 本発明によるステージ装置に適用可能な状態のチャックを、チャックに作用することが可能なアクチュエータの力とともに概略的に示した図である。 [0017] 本発明によるステージ装置に適用可能な状態のチャックを、変形及び非変形状態で、変形を引き起こすアクチュエータの力とともに概略的に示した図である。 [0018] 干渉計に基づく測定システムに使用する本発明によるステージ装置のチャックを変形及び非変形形状で概略的に示した図である。 [0019] エンコーダに基づく測定システムに使用する本発明によるステージ装置のチャックを変形及び非変形形状で概略的に示した図である。

[0020] 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したものである。この装置は、放射ビームＢ（例えばＵＶ放射又は任意の他の適切な放射）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位置決めするように構成された第一位置決め装置ＰＭに接続されたマスク支持構造体（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位置決めするように構成された第二位置決めデバイス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によって放射ビームＢに与えられたパターンを基板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）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とを含む。

[0021] 照明システムは、放射の誘導、成形、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、又はその任意の組み合わ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。

[0022] マスク支持構造体は、パターニングデバイスを支持、つまりその重量を支えている。該マスク支持構造体は、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。マスク支持構造体は、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。マスク支持構造体は、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。マスク支持構造体は、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。

[0023] 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別な機能層に相当する。

[0024] 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(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。

[0025] 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。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される。

[0026] ここに示している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）。

[0027] 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。

[0028] 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に、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満たすタイプでもよい。液浸液は、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使用してもよい。液浸技術は、投影システムの開口数を増加させるために当技術分野で周知である。本明細書で使用する「液浸」という用語は、基板などの構造体を液体に沈めなければなら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が存在するという意味である。

[0029] 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、それぞれ別々の構成要素であってもよい。このような場合、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。

[0030] イルミネータＩＬは、放射ビームの角度強度分布を調節するアジャスタ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。また、イルミネータを用いて放射ビームを調整し、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。

[0031] 放射ビームＢは、マスク支持構造体（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ンが与えられる。放射ビームＢはマスクＭＡを通り抜けて、基板Ｗのターゲット部分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及び位置センサＩＦ（例えば干渉計デバイス、リニアエンコーダ又は容量センサ）の助けにより、基板テーブルＷＴを、例えば放射ビームＢの経路において様々なターゲット部分Ｃに位置決めするように正確に移動できる。同様に、第一位置決め装置ＰＭ及び別の位置センサ（図１には明示されていない）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、又はスキャン中に、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。一般的に、マスクテーブルＭＴの移動は、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）及びショートストロークモジュール（微動位置決め）を用いて実現できる。同様に、基板テーブルＷＴまたは「基板支持体」の移動は、第二位置決め装置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の助けにより実現できる。一般的に、基板テーブルは、例えば真空クランプ又は静電クランプによってチャック（図示せず）上に配置される。チャックは通常、Zerodurなどの熱膨張率が低い材料で作成される。したがって、第二位置決め装置ＰＷは、基板テーブルを支持するチャックを変位（及び位置決め）するように構成される。一般的に、チャックは、２次元面で比較的長いストロークにわたる変位を必要とし、パターニングデバイスを支持する支持体は、１方向での長いストロークの変位しか必要としない。したがって、位置決めデバイスＰＭのロングストロークモジュールは、実質的に１方向に作用する１つ又は複数のリニアモータを備え、第二位置決め装置ＰＷは、例えば様々な方向で動作するリニアモータのカスケード状構成又はプレーナモータを備えることができる。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、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、Ｍ２及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、専用のターゲット位置を占有するが、ターゲット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上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。

[0032] 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。

[0033] 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」及び基板テーブル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または「基板支持体」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回の静止露光で像が形成されるターゲット部分Ｃのサイズが制限される。

[0034] ２．スキャンモードにおいては、マスクテーブルＭＴ又は「マスク支持体」及び基板テーブルＷＴまたは「基板支持体」は同期的にスキャンされる一方、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（つまり１回の動的露光）。マスクテーブルＭＴ又は「マスク支持体」に対する基板テーブルＷＴ又は「基板支持体」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。

[0035] ３．別のモードでは、マスクテーブルＭＴ又は「マスク支持体」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又は「基板支持体」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又は「基板支持体」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できる。

[0036] 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。
図１はさらに、マスクと基板を位置合わせする前に、チャックの変形を可能にする実質的に動的な力によってチャックを励起するために、第二位置決め装置ＰＷを制御するように構成された制御ユニットＣＵを概略的に示す。
そうすることによって、以下でさらに詳細に説明するように、チャックを加速することによって引き起こされるチャック変形のヒステリシス効果を軽減することができる。その結果、チャックと基板テーブルとの相対位置が、チャックの加速から受ける影響が少なくなる。これによって、露光プロセスの精度を改良することができる。というのは、チャックの位置測定と基板の正確な位置との間の対応を改良できるからである。
図２は、本発明によるステージ装置の実施形態を概略的に示している。このようなステージ装置は、例えばパターニングデバイス又は基板を位置決めするためにリソグラフィ装置に適用することができる。図２は、例えば真空又は静電クランプなどの締め付け機構１２０を介してチャック１１０に装着された基板テーブル１００を概略的に示している。基板１３０は基板テーブル１００に装着される。チャック１１０は位置決めデバイス１５０に装着され、これは例えばチャックを６自由度で位置決めできるようにする複数のアクチュエータを備えることができる。上述したように、位置決めデバイスは、短い距離にわたってｎｍの精度で位置決めを可能にするいわゆるショートストロークモジュール１７０を、より長い距離にわたるが、これより低い精度で変位を可能にするいわゆるロングストロークモジュール１８０との組合せで備えることができる。一般的に、チャックをショートストロークモジュールに装着することができ、ロングストロークモジュールは、ショートストロークモジュールを変位するように構成される。そうすることによって、ロングストロークモジュールの全動作範囲にわたってチャックの正確な位置決めを達成することができる。ステージ装置はさらに、位置決めデバイスを制御する制御ユニット１６０を備えることができる。制御ユニットは、位置決めデバイスを駆動して、チャックの変形を可能にする実質的に動的な力によってチャックを励起するように構成される。このようなステージ装置をリソグラフィ装置に適用する場合、これは、例えば基板などの正確な変位及び位置決めに使用することができる。このような構成では、リソグラフィ装置は、ステージ装置のチャックと協働するように構成された測定システムを装備することができる。図３ａ及び図３ｂは、このような構成の２つの例を概略的に示している。

[0037] 図３ａは、本発明によるステージ装置の上面図を、第一測定構成とともに概略的に示している。測定構成は、ステージ装置が適用された装置の静止部品２２０に対するステージ装置のチャック２１０（ステージ装置の他の構成要素は、明快さを期して図示されていない）のＸ及びＹ位置を測定するように構成された複数の干渉計ビーム（矢印２００で示す）を備える。静止部品２２０は、例えば装置の計測フレームでよいが、例えば装置の投影システムでもよい。図３ａには、ステージ装置の基板テーブル（図示せず）に装着された基板２３０も示されている。

[0038] 図３ｂは、本発明によるステージ装置の上面図を、第二測定構成とともに概略的に示している。第二測定システムでは、チャック３００に、１又は２次元回折格子（図示せず）と協働するように構成された複数のセンサ３１０が設けられ、ステージ装置が使用される装置の静止部品３２０に対するチャックのＸ及び／又はＹ位置に関する情報を提供する。１又は２次元回折格子は、例えばこの静止部品３２０に装着することができる。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装着し、それによって投影システムに対するチャックの位置決めを可能にすることができる。

[0039] 図３ａ、図３ｂに示すような構成から明白であるように、ステージ装置のテーブルに装着されたオブジェクト（例えば基板）の位置は、テーブルが装着されたチャックの位置測定を介して割り出される。

[0040] 本発明の発明者は、チャックが加速すると、チャックの変形が生じ得ることを考えた。チャックに生じうる変形の例が、図４に概略的に図示されている。図４は、チャック４００（非変形形状）と、チャックが矢印４２０によって図示されたような方向に沿って加速された場合の（誇張した）変形形状４１０との上面図を概略的に示している。本発明の発明者はさらに、加速度がゼロになってもこの変形が完全には消えず、ヒステリシス効果に気づくことがあることを発見した。図５ａは、加えた力Ｆの関数として（図４に示すような）変形ｄの測定値を定性的方法で概略的に示している。この図から分かるように、（例えば軌跡５００及び５１０に従って）力を加えると、残留変形（ヒステリシス効果）δが残る。さらに、変形の実際の形状は、位置決めデバイスがチャックに力を導入する方法に依存することが分かる。図４に示すような変形は、例えば図５ｂ及び図５ｃに示すような１組のアクチュエータの力の結果である。図５ｂは、チャック５３０、及び（例えば３つのローレンツアクチュエータによって）チャックに加えることができる力の方向を示す矢印５４０．１、５４０．２及び５４０．３を概略的に示している。図５ｃは、チャック５３０を、チャックを正のＹ方向に加速するために必要なアクチュエータの力５５０．１及び５５０．２とともに概略的に示している。図５ｃは、点線５６０によってチャックの対応する変形も示す。チャックを例えばＸ方向に加速する必要がある場合は、異なる力の分布が必要であり、その結果、チャックの変形が異なることが当業者に明白である。

[0041] チャックの残留変形を考慮に入れない場合、この位置をチャックの位置測定に基づいて割り出すと、チャックに装着されたテーブル上のオブジェクトの位置が、特性決定を誤ってしまうことが当業者には明白である。このことは、図３ａの構成について図６ａに図示されている。図６ａは、本発明によるステージ装置を干渉計測定システムとともに概略的に図示している。チャックは、変形状態６００（点線）と非変形状態６１０（実線）との両方で図示されている。ここで見られるように、ビーム路（ステージ装置が適用される装置の静止部品６３０とチャック６４０との間の距離）は、変形形状と非変形形状で異なる。オブジェクト６５０とチャックの境界６６０との間の距離が非変形形状について解かっていると仮定しても、この距離をチャックの変形時におけるオブジェクトの位置の割り出しに適用できないことは明白である。図示のように、非変形状態のチャックを干渉計ビーム６６０で位置測定すると、チャックの位置を制御する制御ユニットには、対応する干渉計ビームが６７０で示されている変形状態のチャックの測定値とは異なる情報が提供される。

[0042] エンコーダに基づく測定システムを（図３ｂで概略的に説明したように）適用した場合、同様の考慮事項が有効であることが分かる。というのは、チャックが変形した結果、チャックに装着されたセンサが変位し、これはチャック上のセンサとチャックに装着されたテーブルに装着されたオブジェクトとの間の距離の特性決定を誤らせるからである。このことが図６ｂに図示されている。図６ｂは、図３ｂの構成をチャックの（点線で示した）変形とともに概略的に図示している。ここで見られるように、センサの位置も変形のせいでシフトし（点線のセンサ位置３４０で図示）、このシフトの結果、センサと基板との距離の特性決定を誤ることがある。

[0043] チャックの変形に寄与し得る幾つかの原因を特定することができる。特に、チャックの剛性が役割を果たすと言うことができるが、チャックに締め付けられるテーブルの重量もそうである。これらの原因は、液浸リソグラフィ装置に適用された状態のチャックにとって、特に重要である。従来のリソグラフィ装置に適用された状態のチャックと比較して、液浸リソグラフィ装置に適用された状態のチャックは、剛性が低く、より重いテーブル（基板テーブル）を設けることがある。後者は、基板の調整（例えば熱調整）の措置、又は液浸液の管理の措置によって引き起こされることがある。チャックの剛性の低下は、このようなチャックの基板テーブルを、チャックに装着するのではなく、チャック内にある程度埋め込むことによって引き起こされることがある。したがって、テーブルを受けるために、このようなチャックに切り欠きを設けることができ、これがチャックの剛性を低下させることがある。一般的に、液浸リソグラフィのチャックに適用された状態の基板テーブルは、従来の基板テーブルと比較して、より重くなり得ることが、さらに分かる。一般的に、性能及びスループットに関する要求が高まっているので、本発明の装置は、より高い加速レベルで動作し、言及した変形が拡大することに気づくこともさらに重要である。

[0044] 加速中のチャックの実際の変形は、約２０ｍ／ｓｅｃ²の加速度で約１００ｎｍになり得ることが、実験で解かっている。このような場合、残留変形は最大約５ｎｍになることがある。この変形の結果、例えばリソグラフィ装置の基板などの位置の特性決定を誤るので、これが基板の露光プロセスのオーバレイエラーに多大に寄与することが、当業者には明白である。

[0045] 本発明の発明者は、残留変形の現象がチャックを加速させることによって軽減できることを考案した。実験によると、ヒステリシス効果は一定せず、時間の経過とともに減少する（つまり、チャックが加速するほど、残留変形が小さくなる）。したがって、チャックに特定の期間だけ加速を加えることにより、残留変形を減少させることができる。このプロセスを以降ではチャックの振動とも呼ぶ。この目的のためだけに専用アクチュエータを使用してチャックの振動を実行することは実現可能であるが、この目的にステージ装置又はリソグラフィ装置の位置決めデバイスを適用することが好ましい。

[0046] 本発明の発明者は、残留変形の減少を様々な方法で軽減できることを発見した。

[0047] 本発明の実施形態によれば、チャックの変形を可能にする実質的に動的な力によってチャックを励起することができる。動的な力は任意のプロファイルを有してよく、例えばインパルス、衝撃波の形態を有したり、（交流信号の様に）時間の経過とともに周期的に変化したりすることができる。このような動的な力の一例として、リソグラフィ装置内で適用されるようなスキャン露光サイクルを、これに適用することができる。したがって一例として、リソグラフィ装置内で基板テーブルを保持するために適用されるチャックの変形の効果を軽減するために、実際に露光する前に幾つかのスキャン露光サイクルを実行することを考慮することができる。実際の露光ではなく、スキャン露光サイクルの置換のみ実行することが明白であろう。このプロセスは、基板を基板テーブルに装填した状態、又は装填しない状態で実行し得る。実験によると。スキャン露光サイクルを約３０分間実行すると、残留変形は、例えば約５ｎｍから約２ｎｍにすることができる（この期間中に約１０００回以上のスキャン露光サイクルを実行できることに留意されたい）。

[0048] チャックを振動するために適用されるような動的な力は、スキャン露光サイクルと比較して高い周波数の交流力でもよい（例えば１００Ｈｚと１０００Ｈｚの間の範囲）。本発明の発明者は、その結果、残留変形の減少を改良できることを発見した。追加の利点として、変形の減少をはるかに速く獲得することができる。

[0049] 一例として、チャックに約５００Ｈｚの励起力を３０秒間かけることができる。この場合、見られる残留変形は、上述した状況と比較して小さくすることができる。

[0050] 動的な力のさらなる例は、例えば所定の周波数帯などの雑音バーストを含む力である。雑音（例えばピンクノイズ）を加えることの利点は、（以下で述べる）共振周波数で励起する場合に、特に明らかになる。雑音を加えることにより、ある周波数帯での励起を実行することができ、その結果、その範囲内の共振周波数で励起される。したがって、このような共振周波数の変動に対する励起の感度が低下する。というのは、共振周波数が雑音の周波数帯内である限り、その周波数での励起が生じるからである。

[0051] 好ましい実施形態では、チャックの励起はその共振周波数で、好ましくはチャックの第一共振周波数で実行される。この第一共振周波数は、ねじりモードであることが多い。そうすることによって、比較的小さい動的な力で、大きい加速を獲得することができる。したがって、変形を可能にするほど十分に高いチャックの加速度を獲得できるために、比較的小さい力しか必要としない。共振周波数における励起は、複数の方法で実行することができる。例えば、所定の周波数帯の雑音バーストを加える（周波数帯は共振周波数を含む）、周波数掃引（sweeping）周期信号を加える（周波数掃引は共振周波数を含む）、又は共振周波数を有する単一周波数の周期信号を加えることである。

[0052] リソグラフィ装置に適用する場合、チャックの振動を実行したら、位置合わせプロセスを実行することができ、位置合わせという用語は、本明細書ではパターニングデバイスとパターンを転写すべき基板とを相互に対して位置決めする任意の手順と解釈される。これは、例えば、基板テーブル及び／又は支持体を変位するなど、パターニングデバイス及び基板の一方又は両方を相互に対して変位することによって、又は任意の他の光学的方法で、例えばパターンを基板の表面の適切な部分に投影させる投影システムの任意の適切な動作によって可能である。本文書の文脈では、静的な力とは、例えばパターンをパターニングデバイスから基板へと転写する間に、実質的に静止している力と理解することができる。

[0053] 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は言うまでもない。例えば、これは、集積光学装置、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は、当業者に明らかである。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）、計測ツール及び／又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。

[0054] 以上では光学リソグラフィとの関連で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、インプリント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限定されないことが理解される。インプリントリソグラフィでは、パターニングデバイスの微細構成によって、基板上に生成されるパターンが画定される。パターニングデバイスの微細構成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、熱、圧力又はその組合せにより、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。

[0055] 本明細書で使用する「放射」及び「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（例えば、３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ又は１２６ｎｍの波長を有する）及び極端紫外線光（ＥＵＶ）放射（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を網羅する。

[0056] 「レンズ」という用語は、状況が許せば、屈折、反射、磁気、電磁気及び静電気光学部品を含む様々なタイプの光学部品のいずれか、又はその組合せを指す。

[0057] 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、又はその内部に記憶された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、磁気又は光ディスク）の形態をとることができる。

[0058] 上記の説明は例示的であり、限定的ではない。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。

Claims (14)

1. リソグラフィ装置であって、
   基板を保持する基板テーブルと、
   パターン化された放射ビームを前記基板のターゲット部分に投影する投影システムと、
   基板テーブルを、締め付け機構を用いることにより保持するチャックと、
   当該装置の静止部品に対する前記チャックの位置情報を提供するために回折格子と協働する複数のセンサが設けられた測定システムと、
   前記チャックを変位する位置決めデバイスと、
   前記位置情報を用いて前記位置決めデバイスを制御する制御ユニットと、
   を備え、
   前記基板テーブルに前記基板が保持される前に、前記制御ユニットが前記位置決めデバイスを駆動し、前記チャックの変形を可能にする実質的に動的な力で前記チャックを励起する、
   リソグラフィ装置。
2. 前記制御ユニットが、前記チャックを交流加速により加速する、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
3. 加速のレベルが前記チャックの加速中に上昇する、請求項２に記載のリソグラフィ装置。
4. 前記制御ユニットが、少なくとも約１０００回のスキャン露光サイクルを実行するために前記位置決めデバイスを駆動する、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
5. 前記制御ユニットが、前記チャックを前記チャックの共振周波数で励起するために、前記位置決めデバイスを駆動する、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
6. 前記共振周波数がチャックねじり共振モードを含む、請求項５に記載のリソグラフィ装置。
7. オブジェクトを位置決めするステージ装置であって、
   前記オブジェクトを保持するテーブルと、
   前記テーブルを、締め付け機構を用いることにより保持するチャックと、
   当該装置の静止部品に対する前記チャックの位置情報を提供するために回折格子と協働する複数のセンサが設けられた測定システムと、
   前記チャックを変位する位置決めデバイスと、
   前記位置情報を用いて前記位置決めデバイスを制御する制御ユニットと、
   を備え、
   前記テーブルに前記オブジェクトが保持される前に、前記制御ユニットが前記位置決めデバイスを駆動し、前記チャックの変形を可能にする実質的に動的な力で前記チャックを励起する、
   ステージ装置。
8. 前記制御ユニットが、前記チャックを交流加速により加速し、加速のレベルが前記チャックの加速中に上昇する、請求項７に記載のステージ装置。
9. 前記制御ユニットが、少なくとも約１０００回のスキャン露光サイクルを実行するために前記位置決めデバイスを駆動する、請求項７又は８に記載のステージ装置。
10. 前記制御ユニットが、前記チャックを前記チャックの共振周波数で励起するために、前記位置決めデバイスを駆動し、前記共振周波数がチャックねじり共振モードを含む、請求項７乃至９のいずれか１項に記載のステージ装置。
11. パターンをパターニングデバイスから基板に転写することを含むデバイス製造方法であって、前記基板が基板テーブルによって保持され、前記基板テーブルがチャックによって保持され、
    ａ）前記基板テーブルを、締め付け機構を用いることにより前記チャックに保持し、
    ｂ）前記チャックの変形を可能にする実質的に動的な力によって前記チャックを励起し、
    ｃ）ｂ）の後に、前記基板テーブル上に基板を配置し、
    ｄ）回折格子と協働する複数のセンサを用いて、静止部品に対する前記チャックの位置情報を提供し、
    ｅ）前記位置情報を用いて前記チャックを変位する位置決めデバイスを制御すること
    を含む方法。
12. ｂ）が、前記チャックを交流加速で加速することを含み、加速のレベルが前記チャックの加速中に上昇する、請求項１１に記載の方法。
13. ｂ）が、少なくとも１０００回のスキャン露光サイクルを実行することを含む、請求項１１又は１２に記載の方法。
14. ｂ）の前記励起が、前記チャックの共振周波数で実行され、前記共振周波数がチャックのねじり共振モードを含む、請求項１１乃至１３のいずれか１項に記載の方法。

Images