JP5730816B2 - マルチステージシステム、マルチステージシステムのための制御方法、およびリソグラフィ装置 - Google Patents

Description

本発明は、マルチステージシステム、そのようなマルチステージシステムを制御する方法、およびそのようなマルチステージシステムを含むリソグラフィ装置に関する。

リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板、通常は基板のターゲット部分、に転写する機械である。リソグラフィ装置は例えば集積回路（ＩＣ）の製造に用いられる。この場合、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の個々の層に形成されるべき回路パターンを作成することができる。このパターンを、基板（例えばシリコンウエハ）上のターゲット部分（例えば１つまたは複数のダイの一部を含む）に転写することができる。パターンの転写は典型的には、基板に設けられた放射感応性材料（レジスト）の層へのイメージングを介して行われる。一般に一枚の基板にはネットワーク状に隣接する一群のターゲット部分が含まれ、これらは連続的にパターン形成される。公知のリソグラフィ装置にはいわゆるステッパとスキャナとがある。ステッパにおいては、ターゲット部分にパターン全体が一度に露光されるようにして各ターゲット部分は照射を受ける。スキャナにおいては、所与の方向（「走査」方向）に放射ビームによりパターンを走査するとともに基板をこの方向に平行または逆平行に同期して走査するようにして各ターゲット部分は照射を受ける。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パターンを転写することが可能である。

基板テーブルなどの対象を位置決めするために、一般的にはいわゆるステージシステムが使用されている。現在開発中のあるタイプのステージシステムは単一ステージシステムであり、第１方向Ｘおよび第２方向Ｙと実質的に平行に延びるステータと、ステータに対して第１方向および第２方向に移動可能な第１ステージと、備え、第２方向Ｙは第１方向Ｘに直交する。そのような単一ステージシステムの模式的な例が図２に示される。ステータは参照符号１で示され、第１ステージは参照符号３で示される。

第１ステージ３はマグネットシステムを備える。簡単化のため、図２の例では、第１ステージの底面全体がマグネットシステムによって占められていると仮定することができる。マグネットシステムは磁場を生成する。その磁場はマグネットシステムからその下のステータへ延び、また第１ステージの近傍に延びる。

ステータは電気コイル５のアレイを備える。電気コイル５のうちのいくつかのみが参照符号５で示される。電気コイルは、第１ステージのマグネットシステムによって生成される磁場と相互作用し、第１ステージをステータに対して第１方向および第２方向において位置決めするような力を第１ステージに生成するよう構成される。

ここで、ステータは通常フレームに取り付けられまたはフレームによって支えられており、したがって静止系として作用することを注意しておく。第１ステージはステータに対して移動可能である。したがって、ステージシステムは、より一般的に使用されている移動コイル型ではなく、移動マグネット型である。

ステージをステータに対して位置決めするために基本的な制御が使用される場合、ステータ上の全てのコイルが駆動される。しかしながら、この構成では、大抵のコイルはマグネットシステムを備える第１ステージの近傍に来ず、したがって、生成された磁場と最小の相互作用を有する。さらに、この構成によると、同じコイルを使用してステータに対して独立して位置決め可能な第２ステージは許されない。

これを避けるため、コイルのサブセットのみが駆動される。磁場と無視できない相互作用を有するコイルのみが駆動される。ここで、無視できないということは、第１ステージの要求位置決め精度によって決定される。図２において、コイルのサブセットの例が太い線のコイル５によって示されている。この例に示されるように、第１ステージすなわちマグネットシステムの直下および第１ステージの直近のコイルのみが駆動されている。第１ステージの直下のコイルはシェーディングにより示されている。

図３にはマルチステージシステムが示されている。このマルチステージシステムでは、２つのステージすなわち第１ステージ３および第２ステージ７は複数の電気コイル５によってステータ１に対して移動可能とされている。第１ステージ３を位置決めするために、太い線のコイルによって示されている電気コイルの第１サブセットが選択され、駆動される。同時に、破線のコイルによって示されているコイルの第２サブセットを選択し駆動することによって、第２ステージを位置決めすることができる。

この構成の利点は、２つのステージを同時にかつ独立に、同じステータに対して位置決めできることである。しかしながら、それらの２つのステージは互いに近づくことができない。これにより、ある種の動作を行うことが不可能となる。

２つのステージが互いに近づくことができるマルチステージシステムを提供することが望ましい。

本発明のある実施の形態によると、マルチステージシステムが提供される。このマルチステージシステムは、第１方向と実質的に平行に延びるステータと、ステータに対して第１に移動可能な第１ステージと、ステータに対して第１に移動可能な第２ステージと、を備える。第１ステージおよび第２ステージのそれぞれは、磁場を生成するマグネットシステムを備える。ステータは複数の電気コイルを備える。複数の電気コイルは第１ステージおよび第２ステージのマグネットシステムによって生成される磁場と相互作用し、第１ステージおよび第２ステージをステータに対して位置決めするよう第１ステージおよび第２ステージに与えられる力を生成するよう構成される。本マルチステージシステムはさらに、第１ステージのステータに対する位置および第２ステージのステータに対する位置を決定するためのセンサシステムと、第１ステージおよび第２ステージをステータに対して第１方向において位置決めするよう構成された制御ユニットと、を備える。制御ユニットは、第１ステージのステータに対する第１方向における位置をセンサシステムの出力に基づいて決定し、決定された位置にある第１ステージのマグネットシステムの磁場と無視できない相互作用を有する可能性のある電気コイルの第１サブセットを選択し、第２ステージのステータに対する第１方向における位置をセンサシステムの出力に基づいて決定し、決定された位置にある第２ステージのマグネットシステムの磁場と無視できない相互作用を有する可能性のある電気コイルの第２サブセットを選択し、第１サブセットおよび第２サブセットの電気コイルを駆動し、第１ステージおよび第２ステージをステータに対して位置決めする、よう構成される。制御ユニットは、第１サブセットおよび第２サブセットの電気コイルを駆動する前に、第１サブセットおよび第２サブセットの両方の一部となっている電気コイルを決定し、第１サブセットおよび第２サブセットの両方の一部である少なくともひとつの電気コイルを駆動対象から除く、よう構成される。

本発明の別の実施の形態では、本発明の実施の形態に係るマルチステージシステムを備えるリソグラフィ装置が提供される。

本発明のさらに別の実施の形態では、マルチステージシステムを備えるリソグラフィ装置が提供される。マルチステージシステムは、第１方向および第２方向と実質的に平行に延びるキャリアと、キャリアに対して第１方向および第２方向に移動可能な第１ステージと、キャリアに対して第１方向および第２方向に移動可能な第２ステージと、を備える。第２方向は第１方向と直交する。第１ステージおよび第２ステージのそれぞれは、磁場を生成するマグネットシステムを備える。キャリアは複数の電気コイルを備える。複数の電気コイルは第１ステージおよび第２ステージのマグネットシステムによって生成される磁場と相互作用し、第１ステージおよび第２ステージをキャリアに対して位置決めするよう第１ステージおよび第２ステージに与えられる力を生成するよう構成される。本マルチステージシステムはさらに、第１ステージのキャリアに対する位置および第２ステージのキャリアに対する位置を決定するためのセンサシステムと、第１ステージおよび第２ステージをキャリアに対して第１方向および第２方向において位置決めするよう構成された制御ユニットと、を備える。制御ユニットは、第１ステージのキャリアに対する第１方向および第２方向における位置をセンサシステムの出力に基づいて決定し、決定された位置にある第１ステージのマグネットシステムの磁場と無視できない相互作用を有する可能性のある電気コイルの第１サブセットを選択し、第２ステージのキャリアに対する第１方向および第２方向における位置をセンサシステムの出力に基づいて決定し、決定された位置にある第２ステージのマグネットシステムの磁場と無視できない相互作用を有する可能性のある電気コイルの第２サブセットを選択し、第１サブセットおよび第２サブセットの電気コイルを駆動し、第１ステージおよび第２ステージをキャリアに対して位置決めする、よう構成される。制御ユニットは、第１サブセットおよび第２サブセットの電気コイルを駆動する前に、第１サブセットおよび第２サブセットの両方の一部となっている電気コイルを決定し、第１サブセットおよび第２サブセットの両方の一部である少なくともひとつの電気コイルを駆動対象から除く、よう構成される。リソグラフィ装置はさらに、放射ビームを調整するよう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付与してパターン付与された放射ビームを形成可能なパターニングデバイスを支持するサポートと、それぞれが基板を保持するよう構成された第１および第２基板テーブルと、基板のターゲット部分にパターン付与された放射ビームを投影するよう構成された投影システムと、を備える。第１基板テーブルは第１ステージ上に設けられ、第２基板テーブルは第２ステージ上に設けられ、第１基板テーブルおよび第２基板テーブルは第１ステージおよび第２ステージの適切な位置決めにより位置決め可能である。

本発明のさらなる実施の形態では、マルチステージシステムを制御するための方法が提供される。マルチステージシステムは、第１方向と実質的に平行に延びるステータと、ステータに対して第１方向に移動可能な第１ステージと、ステータに対して第１方向に移動可能な第２ステージと、を備える。第１ステージおよび第２ステージのそれぞれは、磁場を生成するマグネットシステムを備える。ステータは複数の電気コイルを備える。複数の電気コイルは第１ステージおよび第２ステージのマグネットシステムによって生成される磁場と相互作用し、第１ステージおよび第２ステージをステータに対して第１方向において位置決めするよう第１ステージおよび第２ステージに与えられる力を生成するよう構成される。本方法は、第１ステージのステータに対する第１方向における位置を決定することと、決定された位置にある第１ステージのマグネットシステムの磁場と無視できない相互作用を有する可能性のある電気コイルの第１サブセットを選択することと、第２ステージのステータに対する第１方向における位置を決定することと、決定された位置にある第２ステージのマグネットシステムの磁場と無視できない相互作用を有する可能性のある電気コイルの第２サブセットを選択することと、第１サブセットおよび第２サブセットの電気コイルを駆動し、第１ステージおよび第２ステージをステータに対して位置決めすることと、を含む。第１サブセットおよび第２サブセットの電気コイルを駆動することは、第１サブセットおよび第２サブセットの両方の一部となっている電気コイルを決定することと、第１サブセットおよび第２サブセットの両方の一部である少なくともひとつの電気コイルを駆動対象から除くことと、を含む。

本発明の実施の形態は、例示のみを目的として添付の模式的な図面を参照して説明される。図面では、対応する参照符号は、対応する部分を示す。

本発明の実施の形態に係るリソグラフィ装置を示す図である。

通常のシングルステージシステムを示す図である。

本発明の実施の形態に係るマルチステージシステムを示す図である。

図３のマルチステージシステムを示し、そこでは２つのステージが互いに近づいている図である。

図３のマルチステージシステムを示し、いくつかのコイルは駆動対象から除外され、２つのステージが互いに近づくことが可能となっている図である。

図３のマルチステージシステムを示し、そこでは２つのステージは互いに接触する図である。

図３のマルチステージシステムを示し、そこでは接触後、２つのステージはより大きな単一のステージとして制御される図である。

本発明の別の実施の形態に係るマルチステージシステムの２つのステージのマグネットシステムをより詳細に示す図である。

本発明の実施の形態にしたがってマルチステージシステムを制御するアセンブリを示す図である。

本発明の実施の形態にしたがうマルチステージシステムを示す図である。

図１は、本発明の実施の形態に係るリソグラフィ装置を模式的に示す図である。この装置は、放射ビームＢ（例えばＵＶ放射や他の適切な放射）を調節するよう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を支持し、所定のパラメータにしたがってパターニングデバイスを正確に位置決めする第１位置決めデバイスＰＭに接続されているパターニングデバイスサポートまたはマスクサポート構造（例えばマスクテーブル）ＭＴと、を含む。この装置は、基板（例えば、レジストでコーティングされたウエハ）Ｗを保持し、所定のパラメータにしたがって基板を正確に位置決めする第２位置決めデバイスＰＷに接続されている基板テーブル（例えばウエハテーブル）ＷＴまたは「基板サポート」を含む。この装置はさらに、パターニングデバイスＭＡにより放射ビームＢに付与されたパターンを基板Ｗの（例えば１つまたは複数のダイを含む）ターゲット部分Ｃに投影する投影システム（例えば屈折投影レンズシステム）ＰＳを含む。

照明システムは、屈折光学素子、反射光学素子、磁気的光学素子、電磁気的光学素子、静電的光学素子、あるいは他の種類の光学素子などの各種の光学素子、またはこれらの組合せを含み得るものであり、放射を方向付けるかまたは成形するかまたは制御するためのものである。

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の向き、リソグラフィ装置のデザイン、及びパターニングデバイスが真空環境で保持されるか否か等のその他の条件に応じた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、機械的固定、真空固定、静電固定、またはパターニングデバイスを保持するその他の固定技術を用いてもよい。パターニングデバイスサポートは、例えばフレームまたはテーブルであってもよく、これらは固定されていてもよいし必要に応じて移動可能であってもよい。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が例えば投影システムに対して所望の位置にあることを保証してもよい。本明細書において「レチクル」または「マスク」という用語を用いた場合には、より一般的な用語である「パターニングデバイス」と同義であるとみなされてもよい。

本明細書で使用される「パターニングデバイス」なる用語は、例えば基板のターゲット部分にパターンを生成するために放射ビームの断面にパターンを付与するのに使用される何らかのデバイスであると広義に解釈されるべきである。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やいわゆるアシストフィーチャを含む場合は、基板のターゲット部分における所望のパターンと厳密に対応していなくてもよいことを注意しておく。一般には、放射ビームに付与されるパターンは、ターゲット部分に形成される集積回路などのデバイスの特定の機能層に対応する。

パターニングデバイスは透過型であっても反射型であってもよい。パターニングデバイスには例えばマスク、プログラマブルミラーアレイ、及びプログラマブルＬＣＤパネルが含まれる。マスクはリソグラフィの分野では周知であり、バイナリマスクやレベンソン型位相シフトマスク、ハーフトーン型位相シフトマスク、更に各種のハイブリッド型マスクが含まれる。プログラマブルミラーアレイの一例としては、小型のミラーがマトリックス状に配列され、各ミラーが入射してくる放射ビームを異なる方向に反射するように個別に傾斜されるというものがある。傾斜されたミラーは、ミラーマトリックスにより反射された放射ビームにパターンを付与する。

本明細書で使用される「投影システム」なる用語は、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光学システムまたはそれらの任意の組み合わせを含む任意のタイプの投影システムを指し示す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、使用される露光放射に応じて、あるいは真空の使用や液浸液の使用などのその他の要因に応じて適切とされる投影システムであってもよい。本明細書において「投影レンズ」という用語を使用する場合はいつでも、より一般的な用語である「投影システム」と同義であると見なされうる。

図示されるように、装置は（例えば透過型マスクを使用する）透過型である。あるいはまた、装置は（例えば上述の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）反射型であってもよい。

リソグラフィ装置は２つ（デュアルステージ）またはそれ以上の基板テーブルまたは「基板サポート」（および／または２つ以上のマスクテーブルまたは「マスクサポート」）を有するタイプのものであってもよい。このような「多重ステージ」型の装置においては、追加的なテーブルまたはサポートが並行して使用されてもよく、あるいは１以上のテーブルまたはサポートが露光に使用されている間に１以上の他のテーブルまたはサポートで準備工程が実行されてもよい。

リソグラフィ装置は、基板の少なくとも一部が比較的屈折率の高い液体、たとえば水で覆われ、それにより投影システムと基板との間の空間が充填されるタイプの装置であってもよい。液浸液は例えばパターニングデバイス（例えば、マスク）と投影システムとの間などの、リソグラフィ装置の他の空間に与えられてもよい。液浸技術は、投影システムの開口数を大きくするために使用されうる。本明細書で使用される「液浸」という用語は、基板などの構成が液体の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、露光中に投影システムと基板との間に液体が位置することを意味するのみである。

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取る。例えば光源がエキシマレーザである場合には、光源とリソグラフィ装置とは別体であってもよい。この場合、光源はリソグラフィ装置の一部を構成しているとはみなされなく、放射ビームは光源ＳＯからビーム搬送系を介してイルミネータＩＬへと到達する。このビーム搬送系は例えば適当な誘導ミラーおよび／またはビームエキスパンダを含む。他の場合、例えば光源が水銀ランプである場合には、光源はリソグラフィ装置と一体に構成されていてもよい。光源ＳＯとイルミネータＩＬとは、またビーム搬送系ＢＤが必要とされる場合にはこれも合わせて、放射システムと称されることがある。

イルミネータＩＬは放射ビームの角強度分布を調整するアジャスタＡＤを含んでもよい。一般には、イルミネータの瞳面における照度分布の少なくとも外側半径範囲および／または内側半径範囲（通常それぞれσアウタ、σインナと呼ばれる）が調整されうる。加えて、イルミネータＩＬは、インテグレータＩＮおよびコンデンサＣＯなどの種々の他の要素を含んでもよい。イルミネータはビーム断面における所望の均一性及び照度分布を得るべく放射ビームを調整するために用いられてもよい。

放射ビームＢ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に入射して、当該パターニングデバイスによりパターンが付与される。パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡを通過した後、放射ビームＢは投影システムＰＳを通過する。投影システムＰＳはビームを基板Ｗのターゲット部分Ｃに合焦させる。第２位置決めデバイスＰＷと位置センサＩＦ（例えば、干渉計、リニアエンコーダ、静電容量センサなど）とにより、基板テーブルＷＴは正確に移動される。例えば放射ビームＢの経路に異なる複数のターゲット部分Ｃをそれぞれ位置決めするように移動される。同様に、第１位置決め装置ＰＭおよび別の位置センサ（図１では明確には示されていない）を使用して、放射ビームＢの経路に対してパターニングデバイス（例えば、マスク）ＭＡを正確に位置決めできる。この位置決めは例えばマスクライブラリからのマスクの機械検索後や走査中に行われる。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、ロングストロークモジュール（粗い位置決め用）及びショートストロークモジュール（精細な位置決め用）により実現されうる。これらのモジュールは第１位置決めデバイスＰＭの一部を形成する。同様に、基板テーブルＷＴまたは「基板サポート」の移動は、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されうる。これらのモジュールは第２ポジショナＰＷの一部を形成する。ステッパの場合（スキャナとは異なり）、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はショートストロークアクチュエータにのみ接続されてもよく、あるいは固定されていてもよい。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を使用して揃えられてもよい。図においては基板アライメントマークが専用のターゲット部分を占拠しているが、基板アライメントマークはターゲット部分間のスペースに配置されてもよい（これはスクライブライン・アライメントマークとして公知である）。同様に、パターニングデバイス（例えば、マスク）ＭＡに複数のダイがある場合にはパターニングデバイスアライメントマークをダイ間に配置してもよい。

図示の装置は以下のモードのうち少なくとも１つで使用することができる。
１．ステップモードにおいては、放射ビームに付与されたパターンの全体が１回の照射で１つのターゲット部分Ｃに投影される間、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」は実質的に静止状態とされる（すなわち１回の静的な露光）。そして基板テーブルＷＴまたは「基板サポート」がＸ方向及び／またはＹ方向に移動されて、異なるターゲット部分Ｃが露光される。ステップモードでは露光フィールドの最大サイズが単一静的露光で転写されるターゲット部分Ｃのサイズを制限することになる。
２．スキャンモードにおいては、放射ビームに付与されたパターンがターゲット部分Ｃに投影される間、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」は同期して走査される（すなわち１回の動的な露光）。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」の速度及び方向は、投影システムＰＳの拡大（縮小）特性及び像反転特性により定められてもよい。スキャンモードでは露光フィールドの最大サイズが単一動的露光でのターゲット部分の（非走査方向の）幅を制限し、走査移動距離がターゲット部分の（走査方向の）高さを決定する。
３．別のモードにおいては、放射ビームに付与されたパターンがターゲット部分Ｃに投影される間、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」はプログラマブルパターニングデバイスを保持して実質的に静止状態とされ、基板テーブルＷＴまたは「基板サポート」は移動または走査される。このモードでは一般にパルス放射源が用いられ、プログラマブルパターニングデバイスは走査中に基板テーブルＷＴまたは「基板サポート」が移動するたびに、または連続する放射パルスと放射パルスの間に必要に応じて更新される。この動作モードは、上述の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適用可能である。

上記の使用モードを組み合わせて動作させてもよいし、使用モードに変更を加えて動作させてもよく、さらに全く別の使用モードを用いてもよい。

図１はただひとつの位置決めデバイスＰＷを示すが、リソグラフィ装置は２および潜在的にはそれ以上のそのような位置決めデバイスＰＷを備え、対応する各基板テーブルＷＴをフレームＦＲに対して位置決めする。位置決めデバイスＰＷは代替的にはステージと称されてもよい。代替的にまたは追加的に、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のための位置決めデバイスＰＭなどの他の位置決めデバイスは、実際はより多くのそのようなよステージが存在する場合でも、単一のステージとして示されてもよい。

リソグラフィ装置のフレームＦＲはステータ１を備え、そのステータ１の模式的な例は図３に示される。ステータ１は第１方向Ｘおよび第２方向Ｙに延びる（図１参照）。ステータは複数の電気コイル５を備え、複数の電気コイルのうちのいくつかのみが対応する参照符号で示される。したがって、電気コイル５はフレームＦＲに対して静止的に取り付けられている。

図３において、第１ステージ３は、図１の位置決めデバイスＰＷのうちのひとつを表すよう示されている。第１ステージは模式的かつ透明に示されており、その下にある電気コイルはシェーディングで示される。第１ステージ３はステータ１に対して第１方向Ｘおよび第２方向Ｙの両方に移動可能であり、第１磁場を生成するための第１マグネットシステムを含む。簡単化のため図３ではマグネットシステムは図示されていないが、図３において第１ステージ３の輪郭はマグネットシステムの輪郭でもあり、したがって、第１磁場は第１ステージの外側にも延びると考えることができる。

電気コイル５と第１磁場との相互作用により、第１ステージ３に力が加えられ得る。各電気コイルのその力への寄与は、第１磁場との距離および第１磁場に対する向きに依存する。

図３は第２ステージ７を示し、第２ステージ７は、図１の位置決めデバイスＰＷのうちの別のひとつを表す。第１ステージ３と同様に、第２ステージはステータ１に対して第１方向Ｘおよび第２方向Ｙの両方に移動可能であり、第２磁場を生成するための第２マグネットシステムを含む。

電気コイル５と第２磁場との相互作用により、第２ステージ７に力が加えられ得る。各電気コイルのその力への寄与は、第２磁場との距離および第２磁場に対する向きに依存する。本実施の形態では、第１ステージと第２ステージとは同等であり、したがって交換されうる。

図３のマルチステージシステムを制御するために、基本的であり模式的に示されている図９の制御スキームが使用される。その制御スキームは、第１ステージ３、第２ステージ７およびステータ１を電気コイル５と共に側方から見た図として示す。第１方向および第２方向における位置はセンサシステムによって測定される。このセンサシステムは本実施の形態では、２つの干渉計ＩＦにより形成される。しかしながら、センサシステムは例えばエンコーダやエンコーダおよび干渉計の組み合わせを含んでもよい。２つの干渉計の出力は制御ユニットまたはコントローラＣＵに提供される。第１ステージおよび第２ステージの位置は複数のセンサを含むセンサシステムによって測定されてもよく、そこでは複数のセンサの出力が合成されて第１ステージおよび第２ステージのステータに対する位置が生成されてもよいことを注意しておく。例えば、ステータがフレームに対して移動可能であり、第１ステージおよび第２ステージの位置がフレームに対して測定される場合に、これは当てはまる。第１ステージおよび第２ステージのステータに対する位置を決定するためには、ステータのフレームに対する位置を決定し、そのように決定された位置を第１ステージおよび第２ステージのフレームに対する位置と合成する必要がある。

制御ユニットまたはコントローラは、第１ステージ３のステータ１に対する第１方向および第２方向における位置をセンサシステムの出力に基づいて決定し、決定された位置にある第１ステージ３の第１マグネットシステムの第１磁場と無視できない相互作用を有する可能性のある電気コイル５の第１サブセットを選択し、第２ステージ７のステータ１に対する第１方向および第２方向における位置をセンサシステムの出力に基づいて決定し、決定された位置にある第２ステージ７の第２マグネットシステムの第２磁場と無視できない相互作用を有する可能性のある電気コイル５の第２サブセットを選択し、駆動信号ＤＳを使用して第１サブセットおよび第２サブセットの電気コイルを駆動し、第１ステージ３および第２ステージ７をステータ１に対して位置決めする、よう構成される。
制御ユニットまたはコントローラＣＵはさらに、第１サブセットおよび第２サブセットの電気コイルを駆動する前に、第１サブセットおよび第２サブセットの両方の一部となっている電気コイルを決定し、第１サブセットおよび第２サブセットの両方の一部である少なくともひとつの電気コイルを駆動対象から除く、よう構成される。

図３の例では、第１サブセットと第２サブセットとの間には重なりはなく、制御ユニットまたはコントローラＣＵは全ての電気コイルを駆動することができる。選択され駆動される第１サブセットのコイルは太い線によって示されており、選択され駆動される第２サブセットのコイルは破線によって示されている。

ある実施の形態では、コイルとそれに対応する磁場との無視できない相互作用は、要求位置精度および／または要求される力の大きさによって決定される。両方の要請について、電気コイルが磁場から離れるほど、これらの要請を満たすための寄与は小さくなっていくという関係が成り立つ。

図３の例では、第１ステージおよび第２ステージの所与の位置に対して全ての電気コイルを駆動することができる。したがって、第１ステージおよび第２ステージを互いに独立に、要求される位置精度および／または要求される力の大きさで、ステータに対して位置決めすることができる。しかしながら、例えば２つのステージが互いに近づく必要がある場合や２つのステージが限られたスペースの中で行き違う必要がある場合など、２つのステージが互いに近づく場合、第１サブセットのコイルは第２磁場と相互作用し、第２サブセットのコイルは第１磁場と相互作用する可能性がある。このような妨害のため、また、コイルを駆動することによりひとつのステージを位置決めすることのみが可能であって２つのステージを同時に位置決めすることは可能でないので、通常の制御スキームを変えない場合、第１ステージおよび第２ステージは互いに近づくことができない。実施の形態に係るマルチステージシステムの制御ユニットまたはコントローラは、第１サブセットおよび第２サブセットの両方の一部である少なくともひとつのコイルを除外することによって、この課題を解決できる。これにより、このコイルからの他のステージへの妨害を除去し、第１ステージおよび第２ステージを従来のマルチステージシステムよりも緊密に近づけることができる。図４−６を参照して追加的な説明がなされるであろう。

図４は図３のマルチステージシステムを示す。このマルチステージシステムでは、第１ステージ３および第２ステージ７は、第１サブセットおよび第２サブセットの全てのコイルを使用しつつ、可能な限り互いに近づいている。次のステップでは、第１ステージ３はステータ１に対して静止したままで、第２ステージ７は第１ステージ３に向けて移動する。ある瞬間において、第２ステージを位置決めするために要求される電気コイルの第２サブセットは、第１サブセットの電気コイルのうち最右列の電気コイルを含むはずである。しかしながら、これは第１ステージの位置にも影響を与えるので、図５に示されるようにこれらの電気コイルは駆動対象から外される。

図６では、２つのステージを接触させるために、さらに多くの電気コイルを駆動対象から外した。

ある実施の形態では、コントローラは、２つのステージの間の距離が所定の距離内に入り、第１サブセットと第２サブセットとに重なりが生じた場合、対応するマグネットシステムの完全な直下にある電気コイルのみが駆動されるよう、構成されてもよい。これの一例は図１０を参照して示されている。そこでは、図３の２つのステージが（矢印で示される方向に）行き違い、行き違いの最中に制御ユニットによって決定される第１サブセットと第２サブセットとに重なりが生じる。その結果、対応するステージの完全な直下にあるコイルのみが制御ユニットによって駆動される。

マルチステージシステムを制御する間、制御ユニットはさらに、全ての自由度における完全な制御能力を利用可能とすることを担保するための最小数の電気コイル、例えば９個の電気コイル、が常に駆動されることを担保するよう構成されてもよい。

図７は図６の状況を示しており、そこでは、２つのステージは接触している。本実施の形態では、制御ユニットは、第１サブセットおよび第２サブセットの全ての電気コイルを駆動することによって、２つのステージを単一のステージとして位置決めするよう構成される。図７では、第１サブセットおよび第２サブセットは塗りつぶされたコイルによって示されている。第１ステージおよび第２ステージの下のコイルもまた駆動され、それらは再度シェーディングで示されている。この結果、第１ステージおよび第２ステージは一緒に移動する。必要な場合、制御ユニットはさらに、コイルに小電流を加えることにより２つのステージが互いに押し合うような追加的な力を生成し、もって２つのステージが接触状態を維持することを担保するよう構成されてもよい。例えば、リソグラフィ装置は、投影システムと第１または第２ステージによって支持される基板テーブルとの間に液浸液が存在するタイプのものである。第１ステージおよび第２ステージの両方は投影システムの下方を移動し、一方の基板テーブルから他方の基板テーブルへ液浸液を移送する。これは、対応する基板テーブルを搭載する２つのステージの間の緊密な接触を要求する。上記小電流の追加は例えばこのような状況において有利でありうる。

図７の状況を可能とするために、マグネットシステムをこの状況に適応させる必要がありうる。図８では、第１ステージ３および第２ステージ７を下から見た図を示しており、対応する第１および第２マグネットシステムを見ることができる。

図８に示されるように、両方のマグネットシステムは第１マグネット９と第２マグネット１１とを有し、第１マグネット９はステータと実質的に直交する磁化の向きを有し、その磁化の向きはステータを向いており、第２マグネット１１はステータと実質的に直交する磁化の向きを有し、その磁化の向きはステータから離れる向きである。第１マグネットおよび第２マグネットは、互いに実質的に直交する行と列とからなるパターンにしたがって配置され、第１マグネットおよび第２マグネットは各行各列に交互に配置されている。２つのステージは、第１ステージと第２ステージとが接触するよう配置可能となっており、第１ステージのマグネットシステムのパターンが第２ステージのマグネットシステムに続く。

図８のマグネットシステムは奇数個の行および奇数個の列を有する。さらに、第１ステージ３のマグネットシステムは対角線上に第１マグネットを有し、第２ステージ７のマグネットシステムは対角線上に第２マグネットを有する。このため、一方のマグネットシステムのパターンを、他方のマグネットシステムのパターンと比べて変えることなく、ステージを第１および第２方向に直交する回転軸の周りで回転させることができる。２つのステージは各サイドから接触することが可能である。

ここで、マルチステージシステムは、制御ユニットによって制御可能な自由度数によって限定されず、しかしながら制御される自由度数は通常３から６の範囲にあることを、特に注意しておく。ステージ当たりの自由度数が６の場合、完全な６自由度制御を利用可能とするために、最小で９個のコイルが必要である。

コイルと磁場との相互作用を使用して、第１および第２方向の両方と直交する第３方向の力を生成し、ステージを持ち上げたり第３方向に位置決めしたりすることが可能であることは、ここでは言及されていないが当業者には明らかであろう。第１ステージおよび第２ステージがステータに対して第１方向にのみ移動可能であるシステムに対しても、同じ原理を適用可能であることもまた明らかであろう。

本明細書ではＩＣの製造におけるリソグラフィ装置の使用を例として説明しているが、リソグラフィ装置は他の用途にも適用することが可能であるものと理解されたい。他の用途としては、集積光学システム、磁区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）、薄膜磁気ヘッドなどがある。これらの代替的な適用に際して、本明細書において「ウエハ」あるいは「ダイ」という用語が使用される場合はいつでも、それぞれ「基板」あるいは「ターゲット部分」という、より一般的な用語と同義であるとみなされうると、当業者であれば理解するであろう。本明細書で言及される基板は露光前または露光後において例えばトラック（典型的にはレジスト層を基板に塗布し、露光後のレジストを現像するツール）、メトロロジツール、及び／またはインスペクションツールにおいて処理されてもよい。適用可能であれば、本明細書の開示はこれらのまたは他の基板処理装置にも適用され得る。また、基板は例えば多層ＩＣを製造するために複数回処理されてもよく、その場合には本明細書における基板という用語は処理されている多数の層を既に含む基板をも意味してもよい。

上では特に光リソグラフィの文脈における本発明の実施の形態の使用を説明しているが、本発明は例えばインプリントリソグラフィなど文脈が許す限り他にも適用可能であり、光リソグラフィに限られるものではないことは理解される。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トポグラフィが基板上に生成されるパターンを決める。パターニングデバイスのトポグラフィを、基板に提供されているレジスト層に押しつけ、その後すぐに電磁放射や熱や圧力やそれらの組み合わせを加えることによりレジストを硬化させる。レジストが硬化した後、レジストにパターンを残したまま、パターニングデバイスがレジストから取り外される。

本明細書において使用される「放射」および「ビーム」という用語は、紫外（ＵＶ）放射（例えば約３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、または１２６ｎｍの波長を有する）および極端紫外（ＥＵＶ）放射（例えば５ｎｍ−２０ｎｍの範囲の波長を有する）を含むあらゆる種類の電磁放射、およびイオンビームや電子ビームなどの粒子線を包含する。

「レンズ」という用語は文脈が許す限り、屈折光学素子、反射光学素子、磁気光学素子、電磁気光学素子および静電光学素子を含む種々のタイプの光学素子の任意のひとつまたは組み合わせを指し示してもよい。

本発明の具体的な実施の形態が上述のように説明されたが、本発明は上述の形式以外の形式でも実施可能であると理解されたい。例えば、本発明はコンピュータプログラムの形式を取ってもよい。このコンピュータプログラムは機械に読み取り可能なインストラクションの１つもしくは複数のシーケンスを含む。インストラクションは、上述の方法を記述する。あるいはまた、本発明は、そのようなコンピュータプログラムを記憶保持するデータ記録媒体（例えば半導体メモリ、磁気もしくは光学ディスク）の形式を取ってもよい。

上述の記載は例示を目的としており、それに限定されるものではない。したがって下記の特許請求の範囲から逸脱することなく、記載された発明に変更を加えることができるということは、関連技術の当業者には明らかなことであろう。

Claims (12)

1. 第１方向と実質的に平行に延びるステータと、
   前記ステータに対して第１方向に移動可能な第１ステージと、
   前記ステータに対して第１方向に移動可能な第２ステージと、を備え、
   前記第１ステージおよび前記第２ステージのそれぞれは、磁場を生成するマグネットシステムを備え、
   前記ステータは複数の電気コイルを備え、前記複数の電気コイルは前記第１ステージおよび前記第２ステージのマグネットシステムによって生成される磁場と相互作用し、前記第１ステージおよび前記第２ステージを前記ステータに対して位置決めするよう前記第１ステージおよび前記第２ステージに与えられる力を生成するよう構成され、
   本マルチステージシステムはさらに、
   前記第１ステージの前記ステータに対する位置および前記第２ステージの前記ステータに対する位置を決定するよう構成されたセンサと、
   前記第１ステージおよび前記第２ステージを前記ステータに対して第１方向において位置決めするよう構成されたコントローラと、を備え、
   前記コントローラは、
   前記第１ステージの前記ステータに対する第１方向における位置を前記センサの出力に基づいて決定し、
   決定された位置にある前記第１ステージのマグネットシステムの磁場と無視できない相互作用を有する可能性のある電気コイルの第１サブセットを選択し、
   前記第２ステージの前記ステータに対する第１方向における位置を前記センサの出力に基づいて決定し、
   決定された位置にある前記第２ステージのマグネットシステムの磁場と無視できない相互作用を有する可能性のある電気コイルの第２サブセットを選択し、
   第１サブセットおよび第２サブセットの電気コイルを駆動し、前記第１ステージおよび前記第２ステージを前記ステータに対して位置決めする、よう構成され、
   前記コントローラは、第１サブセットおよび第２サブセットの電気コイルを駆動する前に、
   第１サブセットおよび第２サブセットの両方の一部となっている電気コイルを決定し、
   第１サブセットおよび第２サブセットの両方の一部である少なくともひとつの電気コイルを駆動対象から除く、よう構成され、
   前記コントローラは、電気コイルを駆動対象から除くことにより、前記第１ステージおよび前記第２ステージが互いに近づくことを可能とするよう構成される、
   マルチステージシステム。
2. 前記ステータは第２方向と実質的に平行に延び、第２方向は第１方向と実質的に直交し、
   前記第１ステージおよび前記第２ステージは、前記ステータに対して第１方向および第２方向に移動可能であり、
   前記コントローラはさらに、
   前記第１ステージの前記ステータに対する第２方向における位置を前記センサの出力に基づいて決定し、
   前記第２ステージの前記ステータに対する第２方向における位置を前記センサの出力に基づいて決定する、よう構成される、請求項１に記載のマルチステージシステム。
3. 第１サブセットは前記第１ステージに対して得られるべき要求位置決め精度に基づいて選択され、第２サブセットは前記第２ステージに対して得られるべき要求位置決め精度に基づいて選択される、請求項１または２に記載のマルチステージシステム。
4. 少なくとも、対応するマグネットシステムの完全な直下にある電気コイルが駆動される、請求項１ないし３のいずれかに記載のマルチステージシステム。
5. 第１サブセットの少なくとも９個のコイルおよび第２サブセットの少なくとも９個のコイルが駆動される、請求項１ないし４のいずれかに記載のマルチステージシステム。
6. 前記コントローラは、前記第１ステージと前記第２ステージとが近づいて接触した場合、第１サブセットおよび第２サブセットの全ての電気コイルを駆動することにより、前記第１ステージおよび前記第２ステージを単一のステージとして制御するよう構成される、請求項１ないし５のいずれかに記載のマルチステージシステム。
7. 各マグネットシステムは第１マグネットと第２マグネットとを含み、第１マグネットはキャリアと実質的に直交する磁化の向きを有し、その磁化の向きは前記キャリアを向いており、第２マグネットは前記キャリアと実質的に直交する磁化の向きを有し、その磁化の向きは前記キャリアから離れる向きであり、
   第１マグネットおよび第２マグネットは、互いに実質的に直交する行と列とからなるパターンにしたがって配置され、第１マグネットおよび第２マグネットは各行各列に交互に配置されており、
   ２つのステージは、前記第１ステージと前記第２ステージとが接触するとき前記第１ステージのマグネットシステムのパターンが前記第２ステージのマグネットシステムに続くように配置可能となっている、請求項６に記載のマルチステージシステム。
8. 各マグネットシステムは奇数個の行および奇数個の列を有し、前記第１ステージのマグネットシステムは対角線上に配置された第１マグネットを有し、前記第２ステージのマグネットシステムは対角線上に配置された第２マグネットを有する、請求項７に記載のマルチステージシステム。
9. 前記コントローラは、２つのステージを一緒に互いに接触した状態で、そのような状態が望ましい限り維持する力を生成するように、第１サブセットおよび第２サブセットの電気コイルを駆動するよう構成される、請求項６または７に記載のマルチステージシステム。
10. 請求項１ないし９のいずれかに記載のマルチステージシステムを備えるリソグラフィ装置。
11. マルチステージシステムを制御する方法であって、前記マルチステージシステムは、
    第１方向と実質的に平行に延びるステータと、
    前記ステータに対して第１方向に移動可能な第１ステージと、
    前記ステータに対して第１方向に移動可能な第２ステージと、を備え、
    前記第１ステージおよび前記第２ステージのそれぞれは、磁場を生成するマグネットシステムを備え、
    前記ステータは複数の電気コイルを備え、前記複数の電気コイルは前記第１ステージおよび前記第２ステージのマグネットシステムによって生成される磁場と相互作用し、前記第１ステージおよび前記第２ステージを前記ステータに対して第１方向において位置決めするよう前記第１ステージおよび前記第２ステージに与えられる力を生成するよう構成され、
    本方法は、
    前記第１ステージの前記ステータに対する第１方向における位置を決定することと、
    決定された位置にある前記第１ステージのマグネットシステムの磁場と無視できない相互作用を有する可能性のある電気コイルの第１サブセットを選択することと、
    前記第２ステージの前記ステータに対する第１方向における位置を決定することと、
    決定された位置にある前記第２ステージのマグネットシステムの磁場と無視できない相互作用を有する可能性のある電気コイルの第２サブセットを選択することと、
    第１サブセットおよび第２サブセットの電気コイルを駆動し、前記第１ステージおよび前記第２ステージを前記ステータに対して位置決めすることと、を含み、
    前記第１サブセットおよび第２サブセットの電気コイルを駆動することは、
    第１サブセットおよび第２サブセットの両方の一部となっている電気コイルを決定することと、
    第１サブセットおよび第２サブセットの両方の一部である少なくともひとつの電気コイルを駆動対象から除くことと、を含み、
    前記第１ステージと前記第２ステージとが接触するまでそれらの２つのステージが互いに近づくことを可能とするよう電気コイルが駆動され、
    そのような接触が行われた後、第１サブセットおよび第２サブセットの全ての電気コイルを駆動することによって、前記第１ステージおよび前記第２ステージはひとつの単一ステージとして制御される、方法。
12. 前記マルチステージシステムの前記ステータは第２方向と実質的に平行に延び、第２方向は第１方向と実質的に直交し、
    前記第１ステージおよび前記第２ステージは、前記ステータに対して第１方向および第２方向に移動可能であり、
    本方法はさらに、
    前記第１ステージの前記ステータに対する第２方向における位置を決定することと、
    前記第２ステージの前記ステータに対する第２方向における位置を決定することと、を含む、請求項１１に記載の方法。