JP5844468B2 - ターゲット位置決め装置、ターゲット位置決め装置を駆動する方法、およびそのようなターゲット位置決め装置を備えているリソグラフィシステム - Google Patents

ターゲット位置決め装置、ターゲット位置決め装置を駆動する方法、およびそのようなターゲット位置決め装置を備えているリソグラフィシステム Download PDF

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Description

本発明は、ターゲットを搬送するための搬送体と、前記搬送体を第一の方向に沿って搬送し移動させるためのステージを備えている、特にリソグラフィシステムのためのターゲット位置決め装置に関する。本発明はさらに、特にリソグラフィシステムのためのターゲット位置決め装置を駆動する方法に関する。
特に、ウェーハ上にサブミクロンパターンの提供するために設計されているリソグラフィシステムについては、ウェーハを移動させるためのあらゆる操作装置は、前記ウェーハの位置を高精度でコントロールするように設計されている。したがって、リソグラフィシステムで使用されるステージは、非常に堅固で機械的に堅い構築物を提供するように設計されている。通常、非常に正確で堅固で頑丈なステージが使用され、それらは大量の空間を取る。
リソグラフィシステムは、通常、クリーンルーム内に配される。クリーンルーム内の床面積は高価であるので、装置が大きい設置面積を有すると不利である。この欠点は、通常、要求高精度を得るために受け入れられる。
さらに、ステージのアクチュエーターに普通に存在する、特に電気磁気アクチュエーターからの電磁分散場は、たとえばWO2010/021543に開示されているような荷電粒子ビームリソグラフィシステムに望ましくない。なぜなら、電場または磁場におけるどんな変化も、荷電粒子ビームの位置に影響することがあるからである。ステージのアクチュエーターの効果を低減するために、ターゲット上への荷電粒子ビームの投影のあいだ、ターゲットを第一の方向に駆動するために使用されるアクチュエーターが、ステージから遠くに配されている。WO2010/02153によれば、アクチュエーターは、第一の方向の直線上に、ステージから距離をおいて配されている。アクチュエーターは、ステージに連結しているプッシュプルロッドを備えている。この構成のため、既知のターゲット位置決め装置の設置面積は、特に第一の方向に大きい。
設置面積が低減された、したがってクリーンルーム内の必要空間が少ない、高精度の代替ターゲット位置決め装置を提供することが本発明の目的である。
WO2010/021543
第一の側面によれば、本発明は、特にリソグラフィシステムのためのターゲット位置決め装置を提供し、それは、
ターゲットを搬送するための搬送体と、
前記搬送体を第一の方向(X)に沿って搬送し移動させるためのステージを備えており、前記ステージは、二つのXステージベースを備えており、両者は共通ベースプレート上に配されており、各XステージベースはXステージキャリッジを搬送し、また前記ステージは、前記搬送体を搬送し、前記搬送体を第二の方向(Y)に移動させるためのYステージを備えているYビームを備えており、前記Yビームは、前記Xステージキャリッジの間の空間にかかっており、フレキシブルカップリングを介してXステージキャリッジに連結されており、
前記ターゲット位置決め装置はさらに、対応のXステージキャリッジをその対応のXステージベースに沿っておのおの駆動するための二つのモーターを備えており、前記二つのモーターは、前記ステージの少なくとも実質的に下方に配されており、前記二つのモーターの各モーターは、クランクシャフトを介して対応のXステージキャリッジに連結されている偏心カムまたはクランクにつながれている。
前記モーターを前記ステージの少なくとも実質的に下方に配し、クランクシャフトと偏心カムまたはクランクを使用することによって、本発明のターゲット位置決め装置の必要設置面積は低減されており、少なくともWO2010/021543に開示されているようなプッシュプルロッドを備えたxアクチュエーターと比較したときに、よりコンパクトなターゲット位置決め装置を提供する。ある実施形態では、前記モーターは、前記ステージの前記共通ベースプレートの実質的に下方に配されている。
ターゲット位置決め装置の設置面積は、ある実施形態ではまたさらに低減されており、前記二つのモーターの前記少なくとも一つは、前記二つのXステージベースの間の空間に配されている。
本発明のターゲット位置決め装置では、前記二つのモーターは、おのおの、ロータリーアクチュエーターを備えており、それのロータリー駆動は、前記クランクシャフトと前記偏心カムまたはクランクを使用することによって、対応のXステージキャリッジのリニア駆動に変換される。ある実施形態では、前記モーターのおのおのは、前記第一の方向に少なくとも実質的に交差する方向に延びているモーターシャフトを有している。ある実施形態では、前記第一の方向は実質的に水平であり、前記モーターシャフトは実質的に鉛直に配されている。
前記クランクシャフトと前記偏心カムまたはクランクを使用することによって前記Xステージキャリッジを駆動することは、少なくともプッシュプルロッドを備えたリニアアクチュエーターと比較すると、ロータリーアクチュエーターのより複雑な調整を必要とすると言われる。この不利益にもかかわらず、本発明者は、ロータリーアクチュエーターの使用が、本発明のターゲット位置決め装置の設置面積の低減を提供することが可能であることを発見した。ロータリーアクチュエーターの使用は、以下により詳しく説明されるような追加の利点を提供することが可能である。
ある実施形態では、前記搬送体を搬送し移動させるための前記ステージは壁部上に配され、その壁部は、使用時に真空チャンバーの壁として配され、前記モーターは、前記壁部に対して少なくとも部分的にその中またはそれに接して配される。前記壁部が真空チャンバーの一部として配されるとき、前記搬送体を搬送し移動させるための前記ステージは真空チャンバーの内側に配され、前記モーターは、前記真空チャンバーの外側に少なくとも部分的に配される。したがって、前記真空チャンバーの外側にある前記モーターの部分は真空適合である必要がなく、この実施形態によるターゲット位置決め装置は、特別の真空適合モーターを必要としない。
ある実施形態では、前記ステージは、使用時に真空チャンバーの内側に面する前記壁部の表面に配されている。ある実施形態では、モーターは、使用時に真空チャンバーの外側に面する前記壁部の面に少なくとも部分的に配されている。
ある実施形態では、前記壁部は、前記真空チャンバーの底壁を形成するように配され、前記モーターは、前記底壁に対して少なくとも部分的にその中またはその下に配される。前記真空チャンバーの前記底壁は、前記モーターを装着するために使用される。さらなる実施形態では、前記ステージは、この底壁に、特に前記真空チャンバーの内側に面する前記底壁の表面に配される。
ある実施形態では、前記モーターまたは前記壁部には、少なくとも前記モーターシャフトが前記壁部を横切る位置またはその近くに、ロータリーフィードスルーが設けられている。使用時、そのようなロータリーフィードスルーは、少なくとも実質的に前記真空チャンバーの内側の真空と前記真空チャンバーの外側の大気圧の間の圧力差を維持し、同時に、回転部材のための通路を提供する。この回転部材を使用することで、前記モーターの回転運動は、前記ステージを駆動するための前記真空チャンバーの内側の前記回転部材の回転運動に伝達される。
ある実施形態では、前記ロータリーフィードスルーは、フェロ流体ロータリーフィードスルーを備えている。そのようなフェロ流体ロータリーフィードスルーは、前記モーターシャフトのための通路を提供する。使用時、前記モーターは、前記真空チャンバーの外側に配され、前記モーターシャフトだけが、前記真空チャンバーの真空の中に延び、前記偏心カムまたはクランクに連結されている。したがって、前記モーターは、前記真空チャンバーの外側に配され、真空適合である必要がなく、また、非真空適合モーターが、本発明のこの実施形態によるターゲット位置決め装置に使用されることが可能である。
さらなる実施形態では、前記モーターにはエンコーダが設けられており、前記エンコーダは、使用時に前記真空チャンバーの外側に面する前記壁部の面に配されている。使用時、前記エンコーダは、前記真空チャンバーの外側に配される。したがって、前記エンコーダは、真空適合である必要がなく、また、非真空適合エンコーダが、本発明のこの実施形態によるターゲット位置決め装置に使用されることが可能である。さらに、ロータリーアクチュエーターを使用する場合、ロータリーエンコーダが使用されることが可能である。
ある実施形態では、前記モーターシャフトには、前記モーターシャフトに対して径方向に少なくとも部分的に延びているシールド部材が設けられている。たとえばWO2010/021543に説明されるようにシールドが設けられている荷電粒子リソグラフィシステムに組み込まれるとき、前記シールド部材は、前記システムの前記シールドと少なくとも部分的に重なるように配される。前記システムの前記シールドに重なる、前記モーターシャフトのそのようなシールド部材を使用することは、前記荷電粒子リソグラフィシステムを前記モーターの電磁場の変動から有効にシールドする。前記電磁式アクチュエーター中のマルチプルシールドと共に設けられる特殊モーターは、本発明のこの実施形態によるターゲット位置決め装置には必要ではない。
シールド効果を高めるため、次の対策の一つ以上が使用されてよい。好ましくは、重なり領域において、前記シールド部材は、前記システムの前記シールドから距離をおいて配される。好ましくは、重なり領域において、前記システムの前記シールドに面する前記シールド部材の表面は、前記システムのシールドに実質的に平行に配される。
ある実施形態では、前記シールド部材は、前記モーターシャフトに、好ましくは前記モーターシャフトの実質的に周囲全体に堅く取り付けられている。したがって、前記シールド部材は、前記モーターシャフトと一緒に回転し、前記シールド部材は、好ましくは前記モーターシャフトの中心線に対して対称な円形である。しかしより重要なことに、漂遊電磁界は、前記シールド部材と前記モーターシャフトの間を通過することができない。
特にリソグラフィシステムにとって、前記ターゲットは高精度で駆動されなければならず、好ましくは、希望の経路からのどんな逸脱も前記リソグラフィシステムの分解能よりも小さくなければならない。通常は、非常に正確で堅固で頑丈なステージが使用され、どんな遊びも機械的に最小化されている。上に説明したように、リソグラフィシステムに使用されるステージは、非常に堅固で機械的に堅い構築物を提供するように設計されており、それは、そのようなステージを重く非常に高価にする。
ある実施形態では、前記Yビームは、一つ以上の可撓支柱を備えているフレキシブルカップリングを介して前記Xステージキャリッジに連結されており、それらの可撓支柱は、前記支柱の軸方向に少なくとも実質的に堅固であり、前記支柱の軸方向に実質的に交差する方向に可撓である。前記Yビームを前記Xステージキャリッジに可撓支柱を介して連結することは反直感的である。なぜなら、そのような連結はそれ自体が正確ではなく、堅固でないか頑丈でないからである。しかしながら、可撓支柱のため、前記Yビームは、X方向に可動であるだけでなく、前記支柱の軸方向に少なくとも交差する方向にも前記Xステージキャリッジに対して可動である。したがって、本発明のこの実施形態は、以下により詳しく説明されるように、前記Xステージキャリッジを正確かつ適切に駆動することによって希望の経路からの逸脱を修正するように使用されることが可能である移動の追加の自由度を提供する。前記フレキシブルカップリングのため、希望の経路からの逸脱は積極的に補償され、それは、ターゲット位置決め装置のコントロールされた精度、堅固さ、頑丈さをもたらす。
ある実施形態では、各Xステージキャリッジは、前記第一の方向に少なくとも実質的に交差する方向に互いに少なくとも実質的に平行に延びている第一および第二の可撓支柱を介してYビームに連結されており、前記第一および第二の可撓支柱は、前記第一の方向に離間している。ある実施形態では、前記第一の方向は、少なくとも実質的に水平な方向に延びており、前記第一および第二の可撓支柱は、少なくとも実質的に鉛直な方向に延びている。この構成では、たとえば前記Xステージの直線性の小さい逸脱による、少なくとも実質的に鉛直方向Rzのまわりの前記Yビームの回転逸脱は補償されることが可能である。
前記フレキシブルカップリングとコントロールされた精度と堅固さと頑丈さのため、実際のステージはそれ自体、リソグラフィシステムで通常適用されるステージと同程度に高精度で堅固で頑丈である必要がない。本発明のターゲット位置決め装置は、前記ターゲットの移動を駆動しコントロールする際により多くの機能を提供し、高価なターゲット位置決め装置をもたらさないそれほど正確で堅固で頑丈でないステージの使用を可能にし、ターゲット位置決め装置の設計および構造により多くの自由度を提供する。
ある実施形態では、前記モーターはトルクモータである。したがって、前記Xステージキャリッジを駆動する前記モーターによって及ぼされる力はコントロールされることが可能である。
ある実施形態では、前記モーターをコントロールするためのコントローラーをさらに備えているおり、前記コントローラーは、前記モーターのおのおのを個々にコントロールするために配されている。
ある実施形態では、前記コントローラーは、前記Yビーム上の前記搬送体の位置に依存して前記モーターのおのおのをコントロールするために配されている。前記Yビーム上の前記搬送体の位置は、前記ターゲット位置決め装置の質量中心に影響を与える。好ましくは、前記コントローラーは、前記Yビームに沿った質量中心の位置に依存して前記モーターのおのおのをコントロールするために配されている。質量中心のこの位置は、前記Yビーム上の前記搬送体の位置から計算される。
ある実施形態では、前記コントローラーは、前記Yビームに沿った質量中心の位置に依存して前記モーターのおのおのがその対応のXステージ搬送体に及ぼす力をコントロールするために配されている。好ましくは、モーターがその対応のXステージ搬送体に及ぼす力、前記xステージ搬送体と前記Yビームに沿った質量中心の間の距離に、特に対応のXステージ搬送体の前記フレキシブルカップリングと前記Yビームに沿った質量中心の間の距離に逆に依存する。
第二の側面によれば、本発明は、上に説明したターゲット位置決め装置を備えているリソグラフィシステムを提供する。
第三の側面によれば、本発明は、システム内において、特にリソグラフィシステム内においてターゲット位置決め装置を駆動する方法を提供し、前記ターゲット位置決め装置は、
ターゲットを搬送するための搬送体と、
前記システム内において前記搬送体を搬送し移動させるためのステージを備えており、前記ステージは、第一のXステージベースと第二のXステージベースを備えており、両者は共通ベースプレート上に配されており、前記第一のXステージベースは第一のXステージキャリッジを搬送し、前記第二のXステージベースは第二のXステージキャリッジを搬送し、また前記ステージは、前記搬送体を搬送し、前記搬送体を第二の方向(Y)に移動させるためのYステージを備えているYビームを備えており、前記Yビームは、前記Xステージキャリッジの間の空間にかかっており、第一のフレキシブルカップリングを介して第一のXステージキャリッジに、また、第二のフレキシブルカップリングを介して第二のXステージキャリッジに連結されており、前記ターゲット位置決め装置はまた、
対応のXステージキャリッジを第一の方向(X)に沿ったその対応のXステージベースに沿っておのおの駆動するための二つのモーターと、
前記モーターをコントロールするためのコントローラーを備えており、前記コントローラーは、前記モーターのおのおのを個々にコントロールするために配されており、
前記方法は、前記フレキシブルカップリングによる前記xステージベースに対する前記Yビームの方位の逸脱を少なくとも実質的に防止するために前記モーターを個々にコントロールするステップを備えている。可撓マウントは、たとえばxステージベースおよび/またはyビームの熱膨張による、前記第二のxステージキャリッジに対する前記第一のxステージキャリッジのいくらかのミスアラインメントを補償するために適合されている。しかしながら、マウントの可撓性はまた、前記搬送体の質量中心の変位による、特に前記yビームに沿った前記yステージの変位による前記yビームの方位のいくらかの逸脱を許す。方位のそのような逸脱を防止することによって、改善された位置決め精度が達成され、ターゲットの位置決めの相当に少ない補正が必要である。
前記第一および第二の方向は、好ましくは互いに直交している。
ある実施形態では、前記モーターはトルクモータであり、前記方法は、前記モーターのトルクを個々にコントロールするステップを備えている。トルクモータは、正確にコントロールされることが可能である。
ある実施形態では、前記コントローラーは、前記キャリッジにかかる結果のトルクが実質的にゼロに等しくあるように前記モーターをコントロールするために配されている。したがって、前記モーターの駆動は、前記ターゲットを実質的に回転させることなく、特に前記第一の方向に実質的に垂直な軸のまわりに前記ターゲットを実質的に回転させることなく、前記搬送体と前記ターゲットを前記第一の方向Xに沿って並進移動させる。
ある実施形態では、前記モーターは、前記第一のXステージベースおよび前記第二のXステージベースに対する前記Yビーム上の搬送体の位置に依存してコントロールされるしたがって、本発明は、前記Yビーム上の前記搬送体の位置が変化されたとき、前記第一または前記第二のモーターのいずれかが、前記第一の方向Xに沿って前記yビームを変位させるための別のモーターよりも多くの仕事をおこなわなければならい、という事実を考慮に入れる。
ある実施形態では、前記方法は、前記第一のxステージベースと前記第二のxステージベースに対する、前記Yビーム、前記Yステージ、前記搬送体および/または前記ターゲットの質量中心の相対位置を測定するステップをさらに備えており、前記モーターは、前記質量中心の測定された相対位置に依存してさらにコントロールされる。相対位置は、好ましくは、前記第一および第二の方向によって張られる平面上に投影された相対位置である。各モーターがおこなわなければならない仕事の量は、質量中心の前記相対位置に基づいて推定されることが可能である。
ある実施形態では、前記方法は、前記第一のフレキシブルカップリングと前記第二のフレキシブルカップリングに対する、前記Yビーム、前記Yステージ、前記搬送体およびターゲットの質量中心の相対位置を測定するステップをさらに備えており、前記モーターは、前記質量中心の前記相対位置に依存してコントロールされる。フレキシブルカップリングに対する質量中心の相対位置を測定することによって、前記第一の方向Xに沿った前記yビームの動きを駆動するために各モーターがしなければならない仕事の量についてより正確な推定値が決定されることが可能である。
ある実施形態では、前記方法は、前記Yビーム、前記Yステージ、前記搬送体および/または前記ターゲットの質量を測定するステップをさらに備えており、前記モーターは、前記質量に依存してさらにコントロールされる。質量は、前記yビーム、yステージおよび搬送体のものであり、一般に先に決まっている。
ある実施形態では、前記方法は、前記Yビーム、前記Yステージ、前記搬送体および/または前記ターゲットの運動量を測定するステップをさらに備えており、前記モーターは、前記運動量に依存してさらにコントロールされる。
ある実施形態では、前記モーターは、前記第一および第二の方向に垂直な軸のまわりのYビームの回転を実質的に防止するためにコントロールされる。したがって、前記軸、一般にシステムのz軸のまわりの回転が防止され、特にスティッチングとオーバーレイなどのリソグラフィ処理にとって重要である、より高い位置決め精度を提供する。
ある実施形態では、前記第一および第二のフレキシブルカップリングは前記Yビームを実質的に支持している。
ある実施形態では、前記第一および第二のモーターは、前記xステージキャリッジのそれぞれのxステージベースの上の移動のあいだ、ゼロに実質的に等しい、前記第一および第二の方向に平行な平面内における前記Yビームの角運動量を提供するようにコントロールされる。
ある実施形態では、前記システムは、光学カラムを備えているリソグラフィシステムであり、前記モーターは、前記第一および第二の方向に垂直な軸のまわりの前記ターゲットの回転を実質的に防止するためにコントロールされ、そのようなリソグラフィシステムにおける、とりわけ、スティッチングとオーバーレイを改善する。
ある実施形態では、前記第一のモーターと前記第二のモーターによって使用される電力をそれぞれ測定するための二つのセンサーをさらに備えており、前記モーターは、測定された前記電力に基づいてコントロールされる。
ある実施形態では、前記Yビームとの各xステージの前記フレキシブルカップリングは、前記第一および第二の方向に平行および垂直に離間し配されている二本の可撓支柱を備えている。したがって、前記支柱は、前記第二の方向Yに沿った前記xステージ搬送体に対する前記yビームの少なくともいくらかの並進移動を許しながら、前記第一および第二の方向に垂直な方向の前記xステージ搬送体に対する前記yビームの並進移動を制限する。
第四の側面によれば、本発明は、システム内の、特にリソグラフィシステム内のターゲット位置決め装置を駆動する方法を提供し、前記ターゲット位置決め装置は、
ターゲットを搬送するための搬送体と、
前記システム内において前記搬送体を搬送し移動させるためのステージを備えており、前記ステージは、第一のXステージベースと第二のXステージベースを備えており、両者は共通ベースプレート上に配されており、前記第一のXステージベースは第一のXステージキャリッジを搬送し、前記第二のXステージベースは第二のXステージキャリッジを搬送し、また前記ステージは、前記搬送体を搬送し、前記搬送体を第二の方向(Y)に移動させるためのYステージを備えているYビームを備えており、前記Yビームは、前記Xステージキャリッジの間の空間にかかっており、第一のフレキシブルカップリングを介して第一のXステージキャリッジに、また、第二のフレキシブルカップリングを介して第二のXステージキャリッジに連結されており、前記ターゲット位置決め装置はまた、
対応のXステージキャリッジを第一の方向(X)に沿ったその対応のXステージベースに沿っておのおの駆動するための二つのモーターと、
前記モーターをコントロールするためのコントローラーを備えており、前記コントローラーは、前記モーターのおのおのがその対応のXステージキャリッジに個々に加える力をコントロールするように配されている。このように前記モーターのおのおのによって加えられる力をコントロールすることによって、前記yビームの回転が実質的に防止されることが可能である。
ある実施形態では、前記方法は、ここに説明される第三の側面による前記方法の特徴のいずれかひとつを備えている。
明細書に説明され示されたさまざまな側面および特徴は、可能であればどこにでも、個々に適用されることが可能である。これらの個々の側面、特に添付の従属請求項に説明される側面および特徴は、分割特許出願の主題にされることが可能である。
本発明は、添付の図に示される代表的実施形態に基づいて説明される。
図1は、モジュール式リソグラフィシステムの主要な要素を示している単純化されたブロック図を示している。 図2は、リソグラフィシステムの下側部分の概略断面を示している。 図3は、本発明によるロングストロークステージの概略図を示している。 図4は、本発明のリソグラフィシステムで使用される真空フィードスルーを備えたモーターの詳細図を示している。 図5Aは、シールド設備が付加的に設けられた図4のモーターの詳細図を示している。 図5Bは、シールド設備が付加的に設けられた図4のモーターの詳細図を示している。
図1は、モジュール式リソグラフィシステムの主要な要素を示している単純化されたブロック図を示している。リソグラフィシステムは、好ましくは、保守の容易さを許すためにモジュール式方法で設計されている。メジャーサブシステムが、好ましくは、自己完結型の除去可能なモジュールに構成されており、その結果、それらは、他のサブシステムに対して可能な限り小さな外乱でリソグラフィ機械装置から除去されることが可能である。これは、真空チャンバーに取り囲まれているリソグラフィ機械装置にとって特に有利であり、そこでは、機械装置へのアクセスが制限されている。したがって、不完全なサブシステムは、他のシステムを不必要に分離したり妨害したりすることなく、すばやく除去され交換されることが可能である。図1に示される実施形態では、これらのモジュール式サブシステムは、
荷電粒子ビーム源101とビームコリメート系102を有している照明光学系モジュール201と、
開口アレイ103とコンデンサーレンズアレイ104を有している開口アレイおよびコンデンサーレンズモジュール202と、
ビームレットブランカーアレイ105を有しているビームスイッチングモジュール203と、
ビームストップアレイ108とビーム偏向器アレイ109と投影レンズアレイ110を有している投影光学系モジュール204を備えている。
図1に示される実施形態では、アライメントフレームは、アライメント内側サブフレーム205とアライメント外側サブフレーム206を備えている。フレーム208は、振動減衰マウント207を介してアライメントサブフレーム205および206を支持している。ウェーハ130はウェーハテーブル209上に横たわっており、それは次にチャック210に装着されている。チャック210は、六自由度すべてに沿って短距離にわたってチャック210を駆動するために配されたショートストロークステージ211上に鎮座している。ショートストロークステージ211は、少なくとも実質水平面内の二つの直交方向(XおよびY)に沿って前記ショートストロークステージ211とチャック210を駆動するために配されたロングストロークステージ212上に装着されている。リソグラフィ機械装置200は真空チャンバー400に取り囲まれており、それは、一つまたは複数のミューメタル(μメタル)シールド層215を有している。機械装置は、フレーム部材221によって支持されているベースプレート220に支えられている。
ある実施形態では、フレーム208とフレーム部材211は一つのユニットとして形成されている。たとえば、フレーム208とフレーム部材211は、材料の単一モノリシックブロックから機械加工されている。
フレーム208は、個別の壁部であることも可能であり、それらは、図2に示されるように使用時に真空チャンバーの底壁を形成する。本発明のターゲット位置決め装置は、フレーム208がベースプレート220上に配される前に、および/または、真空チャンバー400の別の部分がフレーム208上に配される前に、フレーム(または壁部)208に装着されることが可能である。
光学カラム201,202,203,204に対するウェーハおよびウェーハテーブルの位置は測定装置250で測定される。測定装置250は、アライメントサブフレーム205に取り付けられており、測定装置250に対するチャック210の位置を監視する。測定装置250は、たとえば、干渉計システムから構成されており、また、チャック210には、干渉計システムからのビーム252を反射するためのミラー251が設けられている。測定装置250からの測定信号は、コントロールユニット600(たとえば図2および3参照)に供給され、そのコントロールユニットは、ショートストローク211および/またはロングストロークステージ212を駆動するために配されている。
図2は、第一の方向(X)と第二の方向(Y)に沿って搬送体300を搬送し移動させるためのロングストロークステージ212を示している。搬送体300は、ウェーハテーブル209とチャック2010とショートストロークステージ211を備えていてよい。
ロングストロークステージ212は、二つのXステージベース401,402を備えており、両者は共通ベースプレート403の上に配されており、各XステージベースはXステージキャリッジを搬送する。前記ベースプレート403の真下には、二つのモーターM1,M2が、おのおの、対応のXステージキャリッジ404,405をその対応のXステージベース401,402に沿って駆動するために配されている。Yビーム406は、前記搬送体300を搬送し、前記搬送体300を第二の方向(Y)に移動させるためのYステージ407を備えており、前記Yビームは、Xステージキャリッジ404,405の間の空間にかかっており、フレキシブルカップリング408,409を介してXステージキャリッジに連結されている。各モーターM1,M2は、偏心カムまたはクランク410,411につながれており、それは、クランクシャフト412,413を介して、対応のXステージキャリッジ404,405に連結されている。
図2に示されるように、前記モーターM1,M2のおのおのは、第一の方向(X)と第二の方向(Y)に実質的に交差する方向に延びているモーターシャフト414,415を有している。さらに、二つのモーターM1,M2は、二つのXステージベース401,402の間の空間に配されている。
また図2に示されるように、搬送体300を搬送し移動させるためのステージ212は真空チャンバー400の内側に配されており、前記モーターM1,M2は、少なくとも部分的に真空チャンバー400の外側に配されている。
モーターには、少なくともモーターシャフトが前記真空チャンバー400の壁を横切る位置またはその近くに、ロータリーフィードスルーが設けられている。図4に示されるように、モーターM1,M2はハウジング506を備えており、それは、真空チャンバー400の壁の開口に装着されることが可能である。モーターは、二つのベアリング502,503を介してハウジングに装着された回動軸500を備えている。これらのベアリング502,503の間に、回動軸を駆動するためのトルクモータ504が配されている。
モーターには、モーターの回動軸500が真空チャンバー400の中に入ることを可能にするフェロ流体ロータリーフィードスルー501が設けられている。フェロ流体ロータリーフィードスルーのため、このフィードスルー501よりも下方のモーターのすべての部分は、実質的に大気圧にあることが可能である。
さらに前記モーターM1,M2にはエンコーダ505が設けられており、エンコーダは、真空チャンバーの外側で回動軸500の下側端に配されている。
図2および3に明白に示されるように、モーターM1,M2は、実質的にステージ212の下方でXステージベース401,402の間に配されている。光学的荷電粒子カラム201,202,203,204とターゲット130をシールドするために、一つまたは複数のシールド層215が設けられている。ロータリーフィードスルー501に適切なシールドを提供するために、モーターシャフト500には、図5Aおよび5Bの例に示されるように、モーターシャフト500に対して径方向に少なくとも部分的に延びているシールド部材602,604が設けられている。一つのシールド層601または複数のシールド層603,605が設けられている荷電粒子リソグラフィシステムに組み込まれるとき、シールド部材602,604は、システムの一つのシールド層601または複数のシールド層603,605と少なくとも部分的に重なるように配される。システムの一つのシールド層601または複数のシールド層603,605に重なるモーターシャフト上のシールド部材602または604を使用することは、モーターM1,M2の電磁場の変動から荷電粒子リソグラフィシステムを効果的にシールドする。
シールド部材602,604は、モーターシャフト500の実質的に周囲全体に、モーターシャフト500に堅く取り付けられている。したがって、シールド部材602,604はモーターシャフト500と一緒に回転し、シールド部材602,604は、好ましくはモーターシャフト500の中心線507に対して対称な円形である。重なり領域において、シールド部材602,604は、システムの一つのシールド層601または複数のシールド層603,605から短い距離をおいて配される。さらに、重なり領域において、システムの一つのシールド層601または複数のシールド層603,605に面するシールド部材602,604の表面は、シールド部材602,604に面したシステムの一つのシールド層601または複数のシールド層603,605の表面に実質的に平行に配される。
図5Aに示される例では、シールド部材602とシステムのシールド層601の間の重なり領域は、モーターシャフト500に実質的に平行に延びている。
図5Bに示される例では、シールド部材604は、モーターシャフト500に垂直に延びており、システムのシールド層603,605の間に延びるように配されている。
図2に示されるように、Yビーム406は、一つ以上の可撓支柱408,409を介してXステージキャリッジ404,405に連結されており、それらの可撓支柱は、前記支柱408,409の軸方向に少なくとも実質的に堅固であり、前記支柱408,409の軸方向に実質的に交差する方向に可撓である。特に、各Xステージキャリッジ408,409は、第一の方向(X)に少なくとも実質的に交差する方向に互いに少なくとも実質的に平行に延びている第一および第二の可撓支柱を介してYビームに連結されており、第一および第二の可撓支柱は、前記第一の方向(x)に離間している。
リソグラフィシステム200は、通常、第一の方向(X)が少なくとも実質的に水平な方向に延び、また、第一および第二の可撓支柱が少なくとも実質的に鉛直な方向に延びるように配される。
リソグラフィシステム200は、モーターM1,M2のコントロールのためのコントローラー600をさらに備えていてよく、そこでは、コントローラー600は、モーターのおのおのを個々にコントロールするために配されている。コントローラー600は、メモリ602に格納されたコンピュータープログラムにしたがってモーターM1,M2を駆動するプロセッサー601を備えており、そのコンピュータープログラムは、上に説明された、または添付の方法請求項に説明された方法ステップの一つ以上を実行するように命令する。図2および3のコントローラー600は、モーターM1,M2に接近して、特にモーターM1,M2の間に概略的に配されているけれども、前記コントローラー600は、モーターから遠くの、さらにはリソグラフィシステムから遠くの位置に配されてもよい。
コントローラーは、Yビームの上の前記搬送体の位置に依存して前記モーターのおのおのをコントロールするために配されている。特に、可撓支柱408,409に対する質量中心CoMの位置に依存して、その配置は、図2に示されるように距離r1,r2によって定められる。本質的に、モーターM1,M2のトルクは、第一のキャリッジ404にかかるモーターM1の力かける距離r1が、第二のキャリッジ405にかかるモーターM2の力かける距離r2に少なくとも実質的に等しくなるようにコントロールされる。
要約すると、本発明は、ターゲットを搬送するための搬送体と、前記搬送体を第一の方向(X)に沿って搬送し移動させるためのステージを備えている、特にリソグラフィシステムのためのターゲット位置決め装置を提供する。前記ステージは二つのXステージベースを備えており、両者は共通ベースプレート上に配されており、各XステージベースはXステージキャリッジを搬送し、また前記ステージは、前記搬送体を搬送し、前記搬送体を第二の方向(Y)に移動させるためのYステージを備えているYビームを備えている。前記Yビームは、前記Xステージキャリッジの間の空間にかかっており、フレキシブルカップリングを介して前記Xステージキャリッジに連結されている。前記装置は、対応のXステージキャリッジをその対応のXステージベースに沿っておのおの駆動するための二つのモーターをさらに備えている。前記二つのモーターは、前記ステージの少なくとも実質的に下方に配されている。前記二つのモーターの各モーターは、クランクシャフトを介して対応のXステージキャリッジに連結されている偏心カムまたはクランクにつながれている。
上記の説明は、好ましい実施形態の動作を示すために含まれており、本発明の範囲を限定するのが目的ではないと理解されるべきである。上記の議論から、本発明の真意および範囲によって包含されるであろう多くの変形が、この分野の当業者には明白になる。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[1] 特にリソグラフィシステムのためのターゲット位置決め装置であり、前記ターゲット位置決め装置は、
ターゲットを搬送するための搬送体と、
前記搬送体を第一の方向(X)に沿って搬送し移動させるためのステージを備えており、前記ステージは、二つのXステージベースを備えており、両者は共通ベースプレート上に配されており、各XステージベースはXステージキャリッジを搬送し、また前記ステージは、前記搬送体を搬送し、前記搬送体を第二の方向(Y)に移動させるためのYステージを備えているYビームを備えており、前記Yビームは、前記Xステージキャリッジの間の空間にかかっており、フレキシブルカップリングを介して前記Xステージキャリッジに連結されており、前記ターゲット位置決め装置はまた、
対応のXステージキャリッジをその対応のXステージベースに沿っておのおの駆動するための二つのモーターを備えており、前記二つのモーターは、前記ステージの少なくとも実質的に下方に配されており、前記二つのモーターの各モーターは、クランクシャフトを介して対応のXステージキャリッジに連結されている偏心カムまたはクランクにつながれている、ターゲット位置決め装置。
[2] 前記二つのモーターの少なくとも一つは、前記二つのXステージベースの間の空間に配されている、[1]に記載のターゲット位置決め装置。
[3] 前記モーターのおのおのは、前記第一の方向に少なくとも実質的に交差する方向に延びているモーターシャフトを有している、[1]または[2]に記載のターゲット位置決め装置。
[4] 前記第一の方向は実質的に水平であり、前記モーターシャフトは実質的に鉛直に配されている、[3]に記載のターゲット位置決め装置。
[5] 前記搬送体を搬送し移動させるための前記ステージは壁部上に配されており、その壁部は、使用時に真空チャンバーの壁として配され、前記モーターは、前記壁部に対して少なくとも部分的にその中またはそれに接して配される、[1]ないし[4]のいずれかひとつに記載のターゲット位置決め装置。
[6] 前記ステージは、使用時に真空チャンバーの内側に面する前記壁部の表面に配されている、[5]に記載のターゲット位置決め装置。
[7] モーターは、使用時に真空チャンバーの外側に面する前記壁部の面に少なくとも部分的に配されている、[6]に記載のターゲット位置決め装置。
[8] 前記モーターまたは前記壁部には、少なくとも前記モーターシャフトが前記壁部を横切る位置またはその近くに、ロータリーフィードスルーが設けられている、[7]に記載のターゲット位置決め装置。
[9] 前記ロータリーフィードスルーは、フェロ流体ロータリーフィードスルーを備えている、[8]に記載のターゲット位置決め装置。
[10] 前記モーターにはエンコーダが設けられており、前記エンコーダは、使用時に前記真空チャンバーの外側に面する前記壁部の面に配されている、[7]、[8]または[9]に記載のターゲット位置決め装置。
[11] 前記モーターシャフトには、前記モーターシャフトに対して径方向に少なくとも部分的に延びているシールド部材が設けられている、[1]ないし[10]のいずれかひとつに記載のターゲット位置決め装置。
[12] 前記シールド部材は、前記モーターシャフトに、好ましくは前記モーターシャフトの実質的に周囲全体に堅く取り付けられている、[11]に記載のターゲット位置決め装置。
[13] 前記Yビームは、一つ以上の可撓支柱を介して前記Xステージキャリッジに連結されており、それらの可撓な支柱は、前記支柱の軸方向に少なくとも実質的に堅固であり、前記支柱の軸方向に実質的に交差する方向に可撓である、[1]ないし[12]のいずれかひとつに記載のターゲット位置決め装置。
[14] 各Xステージキャリッジは、前記第一の方向に少なくとも実質的に交差する方向に互いに少なくとも実質的に平行に延びている第一および第二の可撓支柱を介してYビームに連結されており、前記第一および第二の可撓支柱は、前記第一の方向に離間している、[13]に記載のターゲット位置決め装置。
[15] 前記第一の方向は、少なくとも実質的に水平な方向に延びており、前記第一および第二の可撓支柱は、少なくとも実質的に鉛直な方向に延びている、[14]に記載のターゲット位置決め装置。
[16] 前記モーターはトルクモータである、[1]ないし[15]のいずれかひとつに記載のターゲット位置決め装置。
[17] 前記モーターをコントロールするためのコントローラーをさらに備えているおり、前記コントローラーは、前記モーターのおのおのを個々にコントロールするために配されている、[1]ないし[16]のいずれかひとつに記載のターゲット位置決め装置。
[18] 前記コントローラーは、前記Yビーム上の前記搬送体の位置に依存して前記モーターのおのおのをコントロールするために配されている、[17]に記載のターゲット位置決め装置。
[19] [1]ないし[18]のいずれかひとつに記載のターゲット位置決め装置を備えているリソグラフィシステム。
[20] システム内の、特にリソグラフィシステム内のターゲット位置決め装置を駆動する方法であり、前記ターゲット位置決め装置は、
ターゲットを搬送するための搬送体と、
前記システム内において前記搬送体を搬送し移動させるためのステージを備えており、前記ステージは、第一のXステージベースと第二のXステージベースを備えており、両者は共通ベースプレート上に配されており、前記第一のXステージベースは第一のXステージキャリッジを搬送し、前記第二のXステージベースは第二のXステージキャリッジを搬送し、また前記ステージは、前記搬送体を搬送し、前記搬送体を第二の方向(Y)に移動させるためのYステージを備えているYビームを備えており、前記Yビームは、前記Xステージキャリッジの間の空間にかかっており、第一のフレキシブルカップリングを介して第一のXステージキャリッジに、また、第二のフレキシブルカップリングを介して第二のXステージキャリッジに連結されており、前記ターゲット位置決め装置はまた、
対応のXステージキャリッジを第一の方向(X)に沿ったその対応のXステージベースに沿っておのおの駆動するための二つのモーターと、
前記モーターをコントロールするためのコントローラーを備えており、前記コントローラーは、前記モーターのおのおのを個々にコントロールするために配されており、
前記フレキシブルカップリングによる前記xステージベースに対する前記Yビームの方位の逸脱を少なくとも実質的に防止するために前記モーターを個々にコントロールするステップを備えている、前記方法。
[21] システム内の、特にリソグラフィシステム内のターゲット位置決め装置を駆動する方法であり、前記ターゲット位置決め装置は、
ターゲットを搬送するための搬送体と、
前記システム内において前記搬送体を搬送し移動させるためのステージを備えており、前記ステージは、第一のXステージベースと第二のXステージベースを備えており、両者は共通ベースプレート上に配されており、前記第一のXステージベースは第一のXステージキャリッジを搬送し、前記第二のXステージベースは第二のXステージキャリッジを搬送し、また前記ステージは、前記搬送体を搬送し、前記搬送体を第二の方向(Y)に移動させるためのYステージを備えているYビームを備えており、前記Yビームは、前記Xステージキャリッジの間の空間にかかっており、第一のフレキシブルカップリングを介して第一のXステージキャリッジに、また、第二のフレキシブルカップリングを介して第二のXステージキャリッジに連結されており、前記ターゲット位置決め装置はまた、
対応のXステージキャリッジを第一の方向(X)に沿ったその対応のXステージベースに沿っておのおの駆動するための二つのモーターと、
前記モーターをコントロールするためのコントローラーを備えており、前記コントローラーは、前記モーターのおのおのがその対応のXステージキャリッジに個々に加える力をコントロールするように配されている、前記方法。
[22] 前記モーターはトルクモータであり、前記方法は、前記モーターのトルクを個々にコントロールするステップを備えている、[20]または[21]に記載の方法。
[23] 前記コントローラーは、前記キャリッジにかかる結果のトルクが実質的にゼロに等しくあるように前記モーターをコントロールするために配されている、[20]ないし[22]のいずれかひとつに記載の方法。
[24] 前記モーターは、前記第一のXステージベースおよび前記第二のXステージベースに対する前記Yビーム上の搬送体の位置に依存してコントロールされる、[20]ないし[23]のいずれかひとつに記載の方法。
[25] 前記第一のxステージベースと前記第二のxステージベースに対する、前記Yビーム、前記Yステージ、前記搬送体および/または前記ターゲットの質量中心の相対位置を測定するステップをさらに備えており、前記モーターは、前記質量中心の測定された相対位置に依存してさらにコントロールされる、[20]ないし[24]のいずれかひとつに記載の方法。
[26] 前記第一のフレキシブルカップリングと前記第二のフレキシブルカップリングに対する、前記Yビーム、前記Yステージ、前記搬送体およびターゲットの質量中心の相対位置を測定するステップをさらに備えており、前記モーターは、前記質量中心の前記相対位置に依存してコントロールされる、[20]ないし[25]のいずれかひとつに記載の方法。
[27] 前記Yビーム、前記Yステージ、前記搬送体および/または前記ターゲットの質量を測定するステップをさらに備えており、前記モーターは、前記質量に依存してさらにコントロールされる、[25]または[26]に記載の方法。
[28] 前記Yビーム、前記Yステージ、前記搬送体および/または前記ターゲットの運動量を測定するステップをさらに備えており、前記モーターは、前記運動量に依存してさらにコントロールされる、[20]ないし[27]のいずれかひとつに記載の方法。
[29] 前記モーターは、前記第一および第二の方向に垂直な軸のまわりのYビームの回転を実質的に防止するためにコントロールされる、[20]ないし[28]のいずれかひとつに記載の方法。
[30] 前記第一および第二のフレキシブルカップリングは前記Yビームを実質的に支持している、[20]ないし[29]のいずれかひとつに記載の方法。
[31] 前記第一および第二のモーターは、前記xステージキャリッジのそれぞれのxステージベースの上の移動のあいだ、ゼロに実質的に等しい、前記第一および第二の方向に平行な平面内における前記Yビームの角運動量を提供するようにコントロールされる、[20]ないし[30]のいずれかひとつに記載の方法。
[32] 前記システムは、光学カラムを備えているリソグラフィシステムであり、前記モーターは、前記第一および第二の方向に垂直な軸のまわりの前記ターゲットの回転を実質的に防止するためにコントロールされる、[20]ないし[31]のいずれかひとつに記載の方法。
[33] 前記第一のモーターと前記第二のモーターによって使用される電力を測定するための二つのセンサーをさらに備えており、前記モーターは、測定された前記電力に基づいてコントロールされる、[20]ないし[32]のいずれかひとつに記載の方法。
[34] 前記Yビームとの各xステージの前記フレキシブルカップリングは、前記第一および第二の方向に平行および垂直に離間し配されている二本の可撓支柱を備えている、[20]ないし[33]のいずれかひとつに記載の方法。

Claims (19)

  1. 特にリソグラフィシステムのためのターゲット位置決め装置であり、前記ターゲット位置決め装置は、
    ターゲット(130)を搬送するための搬送体(300)と、
    前記搬送体(300)を第一の方向(X)に沿って搬送し移動させるためのステージ(212)を備えており、前記ステージは、二つのXステージベース(401,402)を備えており、両者は共通ベースプレート(403)上に配されており、各Xステージベース(401,402)はXステージキャリッジ(404,405)を搬送し、また前記ステージは、前記搬送体(300)を搬送し、前記搬送体(300)を第二の方向(Y)に移動させるためのYステージ(407)を備えているYビーム(406)を備えており、前記Yビーム(406)は、前記Xステージキャリッジ(404,405)の間の空間にかかっており、フレキシブルカップリング(408,409)を介して前記Xステージキャリッジ(404,405)に連結されており、前記ターゲット位置決め装置はまた、
    対応のXステージキャリッジ(404,405)をその対応のXステージベース(401,402)に沿っておのおの駆動するための二つのモーター(M1,M2)を備えており、前記二つのモーター(M1,M2)は、前記ステージ(212)方に配されており、前記二つのモーター(M1,M2)の各モーター(M1,M2)は、クランクシャフト(412,413)を介して対応のXステージキャリッジ(404,405)に連結されている偏心カムまたはクランク(410,411)につながれている、ターゲット位置決め装置。
  2. 前記二つのモーター(M1,M2)の少なくとも一つは、前記二つのXステージベース(401,402)の間の空間に配されている、請求項1に記載のターゲット位置決め装置。
  3. 前記モーター(M1,M2)のおのおのは、前記第一の方向に差する方向に延びているモーターシャフト(414,415)を有している、請求項1または2に記載のターゲット位置決め装置。
  4. 前記第一の方向は平であり、前記モーターシャフト(414,415)直に配されている、請求項3に記載のターゲット位置決め装置。
  5. 前記搬送体(300)を搬送し移動させるための前記ステージ(212)は壁部(208)上に配されており、その壁部(208)は、使用時に真空チャンバー(400)の壁として配され、前記モーター(M1,M2)は、前記壁部(208)に対して少なくとも部分的にその中またはそれに接して配される、請求項1ないし4のいずれかひとつに記載のターゲット位置決め装置。
  6. 前記ステージ(212)は、使用時に真空チャンバー(400)の内側に面する前記壁部(208)の表面に配されている、請求項5に記載のターゲット位置決め装置。
  7. モーター(M1,M2)は、使用時に真空チャンバー(400)の外側に面する前記壁部(208)の面に少なくとも部分的に配されている、請求項6に記載のターゲット位置決め装置。
  8. 前記モーター(M1,M2)または前記壁部(208)には、少なくとも前記モーターシャフト(414,415)が前記壁部(208)を横切る位置またはその近くに、ロータリーフィードスルー(501)が設けられている、請求項7に記載のターゲット位置決め装置。
  9. 前記ロータリーフィードスルーは、フェロ流体ロータリーフィードスルー(501)を備えている、請求項8に記載のターゲット位置決め装置。
  10. 前記モーター(M1,M2)にはエンコーダ(505)が設けられており、前記エンコーダ(505)は、使用時に前記真空チャンバー(400)の外側に面する前記壁部(208)の面に配されている、請求項7、8または9に記載のターゲット位置決め装置。
  11. 前記モーターシャフト(414,415)には、前記モーターシャフト(414,415)に対して径方向に少なくとも部分的に延びているシールド部材(602,604)が設けられている、請求項3ないし10のいずれかひとつに記載のターゲット位置決め装置。
  12. 前記シールド部材(602,604)は、前記モーターシャフト(414,415)に、記モーターシャフト(414,415)囲全体に堅く取り付けられている、請求項11に記載のターゲット位置決め装置。
  13. 前記Yビーム(406)は、一つ以上の可撓支柱(408,409)を介して前記Xステージキャリッジ(404,405)に連結されており、それらの可撓な支柱(408,409)は、前記支柱の軸方向に固であり、前記支柱の軸方向に差する方向に可撓である、請求項1ないし12のいずれかひとつに記載のターゲット位置決め装置。
  14. 各Xステージキャリッジ(404,405)は、前記第一の方向に差する方向に互いに行に延びている第一および第二の可撓支柱(408,409)を介してYビーム(406)に連結されており、前記第一および第二の可撓支柱(408,409)は、前記第一の方向に離間している、請求項13に記載のターゲット位置決め装置。
  15. 前記第一の方向は、平な方向に延びており、前記第一および第二の可撓支柱(408,409)は、直な方向に延びている、請求項14に記載のターゲット位置決め装置。
  16. 前記モーター(M1,M2)はトルクモータである、請求項1ないし15のいずれかひとつに記載のターゲット位置決め装置。
  17. 前記モーター(M1,M2)をコントロールするためのコントローラー(600)をさらに備えているおり、前記コントローラー(600)は、前記モーター(M1,M2)のおのおのを個々にコントロールするために配されている、請求項1ないし16のいずれかひとつに記載のターゲット位置決め装置。
  18. 前記コントローラー(600)は、前記Yビーム(406)上の前記搬送体(300)の位置に依存して前記モーター(M1,M2)のおのおのをコントロールするために配されている、請求項17に記載のターゲット位置決め装置。
  19. 請求項1ないし18のいずれかひとつに記載のターゲット位置決め装置を備えているリソグラフィシステム。
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