JP6955117B2 - 振動絶縁システムおよびリソグラフィ装置 - Google Patents

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０１８年５月８日に出願された欧州出願第１８１７１２４９．８号の優先権を主張し、その全体が本明細書に参照により援用される。
本発明は、振動絶縁システム、および振動絶縁システムを備える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に与えるように構築された機械である。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。リソグラフィ装置は、例えば、パターニングデバイス（例えばマスク）のパターン（「設計レイアウト」または「デザイン」ともしばしば称される）を、基板（例えばウェーハ）に設けられた放射感応性材料（レジスト）層に投影しうる。

半導体製造プロセスが進化し続けるなか、「ムーアの法則」と通例称される傾向に従って数十年にわたり、デバイスあたりのトランジスタなど機能素子の量は着実に増加している。機能素子の寸法は継続的に低減されるとともに、ムーアの法則についていくために半導体業界は、ますます小さいフィーチャを生成することを可能にする技術を追い求めている。パターンを基板に投影するために、リソグラフィ装置は電磁放射を使用しうる。この放射の波長が基板上にパターン形成されるフィーチャの最小サイズを決定する。現在使用される典型的な波長は、３６５ｎｍ（ｉ線）、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、および１３．５ｎｍである。極紫外（ＥＵＶ）放射（４ｎｍから２０ｎｍの範囲内、例えば６．７ｎｍまたは１３．５ｎｍの波長を有する）を使用するリソグラフィ装置は、例えば１９３ｎｍの波長の放射を使用するリソグラフィ装置よりも基板上に小さいフィーチャを形成するために使用されうる。

リソグラフィ装置の敏感部分への振動の伝搬を防ぐために、これら敏感部分は振動絶縁システムによって支持される。振動は、リソグラフィ装置の周囲から発生する場合もあれば、リソグラフィ装置内の部品から発生する場合もある。敏感部分は、光学部品であってもよいし、測定装置であってもよい。これら敏感部分に振動が伝搬可能である場合、敏感部分の性能が低下しうる。例えば、振動が測定装置による測定誤差の原因となることがある。敏感部分を振動絶縁システムで支持することにより、敏感部分に到達する振動の大きさが低減される。しかしながら、公知の振動絶縁システムでは、依然として、いくらかの振動が敏感部分に伝搬してしまい、敏感部分の性能が制限されてしまう。

本発明の目的は、改良された振動絶縁システムを提供することにある。

この目的は、
ペイロードを支持するように配設されるピストンと、
接続部材と、
ピストンをある方向に沿って正の剛性により支持するように配設されるガスばねと、
ピストンに前記方向に沿って負の剛性により接続部材を介して力を印加するように配設される可撓性部材と、を備え、
可撓性部材は、三次座屈モードで座屈している板ばねを備える、振動絶縁システムを提供することによって達せられる。

リソグラフィ装置の模式的な概要を示す図である。 図１のリソグラフィ装置の一部の詳細図である。 位置制御システムを模式的に示す。 本発明のある実施形態に係る振動絶縁システムを示す。 振動絶縁システムで使用される板ばねを示す。 本発明の他の実施形態に係る振動絶縁システムの一部の上面図を示す。 図６の部分の断面図を示す。 本発明の更なる他の実施形態に係る振動絶縁システムの一部の詳細図を示す。 本発明の他の実施形態に係る振動絶縁システムを示す。 本発明の更なる実施形態に係る振動絶縁システムを示す。

本文書においては、「放射」および「ビーム」という用語は、紫外放射（例えば約３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、または１２６ｎｍの波長を有する）およびＥＵＶ（極紫外放射、例えば５〜１００ｎｍの範囲の波長を有する）を含むあらゆる種類の電磁放射を包含するよう用いられる。

本書に使用される「レチクル」、「マスク」または「パターニングデバイス」という用語は、基板の目標部分に生成されるべきパターンに相当するパターン形成された断面を入射放射ビームに与えるために使用可能な一般的なパターニングデバイスを指すものとして広く解釈されうる。この文脈で「ライトバルブ」という用語も使用されうる。古典的なマスク（透過性または反射性、バイナリ、位相シフト、ハイブリッド等）のほかに、こうしたパターニングデバイスの他の例にはプログラマブルミラーアレイとプログラマブルＬＣＤアレイが含まれる。

図１は、リソグラフィ装置ＬＡを概略的に示す。リソグラフィ装置ＬＡは、放射ビームＢ（例えば、ＵＶ放射、ＤＵＶ放射、またはＥＵＶ放射）を調整するように構成される照明システム（イルミネータとも称される）ＩＬと、パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡを特定のパラメータに従って正確に位置決めするように構成される第１位置決め部ＰＭに接続され、パターニングデバイスＭＡを支持するように構築されるマスク支持体（例えばマスクテーブル）ＭＴと、基板支持体を特定のパラメータに従って正確に位置決めするように構成される第２位置決め部ＰＷに接続され、基板（例えば、レジストで被覆されたウェーハ）Ｗを保持するように構築される基板支持体ＷＴ（例えばウェーハテーブル）と、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つ以上のダイを含む）目標部分Ｃに投影するように構成される投影システム（例えば、屈折投影レンズ系）ＰＳと、を含む。

作動時に、照明システムＩＬは、放射ビームを放射ソースＳＯから、例えばビーム搬送システムＢＤを介して、受光する。照明システムＩＬは、放射の方向を調整し、放射を成形し、および／または放射を制御するために、例えば屈折光学部品、反射光学部品、磁気的光学部品、電磁気的光学部品、静電的光学部品、および／またはその他の形式の光学部品など各種の光学部品、またはそれらの任意の組み合わせを含みうる。イルミネータＩＬは、パターニングデバイスＭＡの平面で所望の空間的および角度的強度分布を断面に有するように放射ビームＢを調整するために使用されうる。

本書で使用される「投影システム」ＰＳという用語は、使用される露光放射に関しておよび／または液浸液または真空の利用など他の要因に関して適切とされる、屈折光学系、反射光学系、反射屈折光学系、アナモルフィック光学系、磁気的光学系、電磁気的光学系、および／または静電的光学系、またはそれらの任意の組み合わせを含む各種の投影システムを包含するよう広く解釈されるべきである。本書における「投影レンズ」との用語の使用はいかなる場合も、より一般的な用語である「投影システム」ＰＳと同義とみなされうる。

リソグラフィ装置ＬＡは、基板の少なくとも一部分が比較的高い屈折率を有する液体たとえば水で投影システムＰＳと基板Ｗとの間の空間を満たすように覆われうる形式のものであってもよい。これは、液浸リソグラフィとも称される。液浸技術についてより多くの情報は、参照により本書に援用されるＵＳ６９５２２５３に与えられる。

リソグラフィ装置ＬＡは、２以上の基板支持体ＷＴを有する形式のものであってもよい（「デュアルステージ」とも呼ばれる）。このような「多重ステージ」の装置においては、基板支持体ＷＴは並行して使用されてもよく、および／または、基板Ｗの次の露光の準備のための工程が一方の基板支持体ＷＴに配置された基板Ｗに行われている間に、他方の基板支持体ＷＴ上の別の基板Ｗにパターンを露光するためにこの別の基板Ｗが使用されてもよい。

基板支持体ＷＴに加えて、リソグラフィ装置ＬＡは、測定ステージを備えてもよい。測定ステージは、センサおよび／またはクリーニング装置を保持するように設けられる。センサは、投影システムＰＳの特性または放射ビームＢの特性を測定するように設けられうる。測定ステージは、複数のセンサを保持しうる。クリーニング装置は、リソグラフィ装置の一部、例えば投影システムＰＳの一部または液浸液を提供するシステムの一部を洗浄するように設けられうる。測定ステージは、基板支持体ＷＴが投影システムＰＳから離れているとき投影システムＰＳの下に移動してもよい。

作動時に、放射ビームＢは、マスク支持体ＭＴに保持される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ＭＡに存在するパターン（設計レイアウト）によってパターン形成される。パターニングデバイスＭＡを横切った放射ビーム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の目標部分Ｃに合焦させる。第２位置決め部ＰＷおよび位置測定システムＩＦにより、基板支持体ＷＴは、例えば放射ビームＢの経路において合焦されアライメントされた位置に様々な目標部分Ｃを位置決めするように、正確に移動されることができる。同様に、第１位置決め部ＰＭとありうる別の位置センサ（図１には明示されない）は、放射ビームＢの経路に対してパターニングデバイスＭＡを正確に位置決めするために使用されうる。パターニングデバイスＭＡと基板Ｗは、マスクアライメントマークＭ１、Ｍ２と基板アライメントマークＰ１、Ｐ２を使用してアライメントされうる。図示される基板アライメントマークＰ１、Ｐ２は、専用の目標部分を占有しているが、目標部分間のスペースに配置されてもよい。基板アライメントマークＰ１、Ｐ２は、目標部分Ｃ間に配置される場合、スクライブラインアライメントマークとして知られている。

発明を明確にするために、直交座標系が使用される。直交座標系には、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸の３つの軸がある。３つの軸のそれぞれは、他の２つの軸に直交している。ｘ軸まわりの回転は、Ｒｘ回転と呼ばれる。ｙ軸まわりのは、Ｒｙ回転と呼ばれる。ｚ軸まわりの回転は、Ｒｚ回転と呼ばれる。ｘ軸とｙ軸は水平面を定義し、ｚ軸は鉛直方向に定義する。直交座標系は発明を限定するものではなく、明確化のためにのみ使用される。円筒座標系など別の座標系を代わりに使用して発明を明確にしてもよい。直交座標系の方向は、たとえばｚ軸が水平面に沿って成分を持つなど、異なってもよい。

図２は、図１のリソグラフィ装置ＬＡの一部をより詳細に示す図である。リソグラフィ装置ＬＡは、ベースフレームＢＦと、バランスマスＢＭと、計測フレームＭＦと、振動絶縁システムＩＳとを備えていてもよい。計測フレームＭＦは、投影システムＰＳを支持する。さらに、計測フレームＭＦは、位置測定システムＰＭＳの一部を支持してもよい。計測フレームＭＦは、振動絶縁システムＩＳを介してベースフレームＢＦに支持される。振動絶縁システムＩＳは、ベースフレームＢＦから計測フレームＭＦに振動が伝搬するのを防止しまたは低減するように配設されている。

第２位置決め部ＰＷは、基板支持体ＷＴとバランスマスＢＭとの間に駆動力を与えることにより基板支持体ＷＴを加速するように配設されている。この駆動力は、基板支持体ＷＴを所望の方向に加速する。運動量保存のために、駆動力は、バランスマスＢＭにも同じ大きさで、しかしながら当該所望の方向とは反対の方向に印加される。典型的には、バランスマスＢＭの質量は、第２位置決め部ＰＷの可動部と基板支持体ＷＴの質量よりも著しく大きい。

ある実施形態では、第２位置決め部ＰＷは、バランスマスＢＭによって支持される。例えば、第２位置決め部ＰＷは、バランスマスＢＭの上方に基板支持体ＷＴを浮上させる平面モータを備える。別の実施形態では、第２位置決め部ＰＷは、ベースフレームＢＦによって支持される。例えば、第２位置決め部ＰＷがリニアモータを備え、第２位置決め部ＰＷがガスベアリングのようなベアリングを備え、基板支持体ＷＴをベースフレームＢＦの上方に浮上させる。

位置測定システムＰＭＳは、基板支持体ＷＴの位置を決定するのに適した任意のタイプのセンサを備えてもよい。位置測定システムＰＭＳは、マスク支持体ＭＴの位置を決定するのに適した任意のタイプのセンサを備えてもよい。センサは、干渉計などの光学センサ、またはエンコーダであってもよい。位置測定システムＰＭＳは、干渉計とエンコーダを組み合わせたシステムを備えてもよい。センサは、磁気センサ、静電容量センサ、誘導型センサなど、他のタイプのセンサであってもよい。位置測定システムＰＭＳは、基準（例えば、計測フレームＭＦまたは投影システムＰＳ）に対する相対的な位置を決定してもよい。位置測定システムＰＭＳは、位置を測定することによって、または速度または加速度などの位置の時間微分を測定することによって、基板テーブルＷＴおよび／またはマスク支持体ＭＴの位置を決定してもよい。

位置計測システムＰＭＳは、エンコーダシステムを備えてもよい。エンコーダシステムは、例えば、２００６年９月７日に出願され、本明細書に参照により援用される米国特許出願ＵＳ２００７／００５８１７３Ａ１から公知である。このエンコーダシステムは、エンコーダヘッド、グレーティング、およびセンサを備える。エンコーダシステムは、一次放射ビームと二次放射ビームを受けることができる。一次放射ビームと二次放射ビームの両方とも、同じ放射ビーム、すなわち元の放射ビームに由来する。一次放射ビームおよび二次放射ビームの少なくとも一方は、元の放射ビームをグレーティングで回折させることによって生成される。一次放射ビームと二次放射ビームの両方が元の放射ビームをグレーティングで回折して生成される場合、一次放射ビームは、二次放射ビームとは異なる回折次数を有する必要がある。異なる回折次数は、例えば、＋１次、−１次、＋２次、−２次である。エンコーダシステムは、一次放射ビームと二次放射ビームを光学的に結合して、結合放射ビームとする。エンコーダヘッド内のセンサは、結合放射ビームの位相または位相差を決定する。センサは、位相または位相差に基づく信号を生成する。この信号は、グレーティングに対するエンコーダヘッドの位置を表している。エンコーダヘッドとグレーティングのうち一方は、基板構造体ＷＴ上に配設されていてもよい。エンコーダヘッドとグレーティングのうち他方は、計測フレームＭＦまたはベースフレームＢＦ上に配設されていてもよい。例えば、複数のエンコーダヘッドが計測フレームＭＦ上に配設され、グレーティングが基板支持体ＷＴの上面に配設される。別の例では、グレーティングが基板支持体ＷＴの底面に配設され、エンコーダヘッドが基板支持体ＷＴの下方に配置される。

位置測定システムＰＭＳは、干渉計システムを備えてもよい。干渉計システムは、例えば、１９９８年７月１３日に出願され、本明細書に参照により援用される米国特許ＵＳ６，０２０，９６４から公知である。干渉計システムは、ビームスプリッタ、ミラー、参照ミラー、およびセンサを備えてもよい。放射ビームは、ビームスプリッタによって、参照ビームと測定ビームに分割される。測定ビームはミラーに伝搬し、ミラーで反射してビームスプリッタに戻る。参照ビームは参照ミラーに伝搬し、参照ミラーで反射してビームスプリッタに戻る。ビームスプリッタでは、測定ビームと参照ビームが結合され、結合放射ビームとなる。結合放射ビームはセンサに入射する。センサは、結合放射ビームの位相または周波数を決定する。センサは、位相または周波数に基づく信号を生成する。信号は、ミラーの変位を表している。ある実施形態では、ミラーは、基板支持体ＷＴに接続されている。参照ミラーは、計測フレームＭＦに接続されていてもよい。ある実施形態では、測定ビームと参照ビームとは、ビームスプリッタの代わりに追加の光学部品によって結合放射ビームへと結合される。

第１位置決め部ＰＭは、ロングストロークモジュールとショートストロークモジュールを備えてもよい。ショートストロークモジュールは、ロングストロークモジュールに対してマスク支持体ＭＴを小さな移動範囲にわたって高い精度で移動させるように配設されている。ロングストロークモジュールは、大きな移動範囲にわたって相対的に低い精度でショートストロークモジュールを投影システムＰＳに対して移動させるように配設されている。ロングストロークモジュールとショートストロークモジュールとの組み合わせにより、第１位置決め部ＰＭは、大きな移動範囲にわたって高い精度で投影システムＰＳに対してマスク支持体ＭＴを移動させることができる。同様に、第２位置決め部ＰＷは、ロングストロークモジュールとショートストロークモジュールを備えてもよい。ショートストロークモジュールは、基板支持体ＷＴをロングストロークモジュールに対して小さな移動範囲にわたって高い精度で移動させるように配設されている。ロングストロークモジュールは、大きな移動範囲にわたって相対的に低い精度でショートストロークモジュールを投影システムＰＳに対して移動させるように配設されている。ロングストロークモジュールとショートストロークモジュールとの組み合わせにより、第２位置決め部ＰＷは、大きな移動範囲にわたって高い精度で投影システムＰＳに対して基板支持体ＷＴを移動させることができる。

第１位置決め部ＰＭと第２位置決め部ＰＷの各々には、マスク支持体ＭＴと基板支持体ＷＴをそれぞれ移動させるためのアクチュエータが設けられている。アクチュエータは、単一の軸、例えばｙ軸に沿って駆動力を提供するリニアアクチュエータであってもよい。複数の軸に沿って駆動力を提供する複数のリニアアクチュエータが適用されてもよい。アクチュエータは、複数の軸に沿って駆動力を提供する平面アクチュエータであってもよい。例えば、平面アクチュエータは、基板支持体ＷＴを６自由度で移動させるように配設されていてもよい。アクチュエータは、少なくとも１つのコイルと少なくとも１つの磁石とを備える電磁アクチュエータであってもよい。アクチュエータは、少なくとも１つのコイルに電流を流すことにより、少なくとも１つのコイルを少なくとも１つの磁石に対して移動させるように配設されている。アクチュエータは、磁石移動型アクチュエータであってもよく、このアクチュエータは、少なくとも１つの磁石が基板支持体ＷＴとマスク支持体ＭＴそれぞれに結合されている。アクチュエータは、少なくとも１つのコイルが基板支持体ＷＴとマスク支持体ＭＴそれぞれに結合されているコイル移動型アクチュエータであってもよい。アクチュエータは、ボイスコイルアクチュエータ、リラクタンスアクチュエータ、ローレンツアクチュエータ、またはピエゾアクチュエータ、または他の適当なアクチュエータであってもよい。

リソグラフィ装置ＬＡは、図３に模式的に示すように、位置制御システムＰＣＳを備える。位置制御システムＰＣＳは、設定値生成器ＳＰ、フィードフォワードコントローラＦＦ、およびフィードバックコントローラＦＢを備える。位置制御システムＰＣＳは、アクチュエータＡＣＴに駆動信号を供給する。アクチュエータＡＣＴは、第１位置決め部ＰＭのアクチュエータであってもよいし、第２位置決め部ＰＷのアクチュエータであってもよい。アクチュエータＡＣＴは、プラントＰを駆動する。プラントＰは、基板支持体ＷＴ、またはマスク支持体ＭＴを備えてもよい。プラントＰの出力は、位置または速度または加速度などの位置量である。位置量は、位置測定システムＰＭＳで測定される。位置計測システムＰＭＳは、信号を生成し、これは、プラントＰの位置量を表す位置信号である。設定点生成部ＳＰは、信号を生成し、これは、プラントＰの所望される位置量を表す基準信号である。例えば、基準信号は、基板支持体ＷＴの所望の軌跡を表す。基準信号と位置信号との差は、フィードバック制御装置ＦＢへの入力を形成する。この入力に基づいて、フィードバックコントローラＦＢは、アクチュエータＡＣＴへの駆動信号の少なくとも一部を提供する。基準信号は、フィードフォワードコントローラＦＦへの入力を形成してもよい。この入力に基づいて、フィードフォワードコントローラＦＦは、アクチュエータＡＣＴへの駆動信号の少なくとも一部を提供する。フィードフォワードコントローラＦＦは、質量、剛性、共振モード、固有振動数などのプラントＰの力学的特性に関する情報を利用してもよい。

図４は、ある実施形態の振動絶縁システムＩＳを示している。振動絶縁システムＩＳは、圧力容器４００とピストン４０２を備える。ピストン４０２は、計測フレームおよび／または投影システムＰＳのようなペイロードを支持するように配設されている。ピストンは、ある方向、この実施形態ではｚ方向に移動可能である。ピストン４０２は、圧力容器４００に対して移動可能である。ｚ方向以外の方向へのピストン４０２の移動は、拘束されてもよい。ピストン４０２は、水平面、すなわち図４に示されるｘｙ平面内で移動するように配設されてもよい。

圧力容器４００は、ピストン４０２を支持するように加圧されたガス例えば空気を保持する空間４０４を形成する。加圧されたガスを有する空間４０４は、ピストン４０２を支持するガスばねを形成する。ガスばねは、正の剛性を有する。これはすなわち、ピストン４０２が−ｚ方向に移動すれば、ガスばねは、ガスばねがピストン４０２に力を加えない公称位置にピストン４０２を向かわせるように、反対方向である＋ｚ方向に反力を提供することを意味する。ピストン４０２が＋ｚ方向に移動すれば、ガスばねは、ガスばねがピストン４０２に力を加えない公称位置に戻すように、反対方向である−ｚ方向に反力を提供する。ペイロードの重力など、ピストン４０２に印加される他の力のために、ガスばねは常にピストン４０２を公称位置に戻すことができるとは限らない。その場合、ガスばねは、ピストン４０２にかかる反力を維持し続ける。ガスばねは、加圧されたガスとピストン４０２の表面積との間に接触を提供することによって反力を生成する。

正の剛性はできるだけ小さいことが理想的である。正の剛性が小さいと、振動絶縁システムＩＳに沿って伝搬する振動の大きさが小さくなる。しかしながら、正の剛性がどれだけ小さくなりうるかには物理的な制限がある。例えば、空間４０４内の圧力は、ペイロードの重量を支えるのに十分である必要がある。空間４０４およびピストン４０２の体積制限のために、圧力は最小値を有し、これがガスばね剛性の最小値をもたらす。さらに、波状隔膜４０６、または任意の他の可撓性要素が、加圧されたガスを有する空間４０４を周囲から分離するために使用されてもよい。波状隔膜４０６は、ピストン４０２に接続されていてもよい。波状隔膜４０６が柔軟であったとしても、波状隔膜４０６は、ある程度の正の剛性を付加する。ペイロードに接続されたワイヤやホースなどの可撓性要素も、ピストン４０２に作用する正の剛性を生み出しうる。

正の剛性を低減するために、図４の実施形態には、可撓性部材４０８と接続部材４１０が設けられている。可撓性部材４０８は、接続部材４１０を介してピストン４０２にｚ方向に沿って負の剛性により力を印加するように配設されている。

この実施形態では、可撓性部材４０８は、ｚ方向に垂直な主表面を有する板ばね５０８（図５参照）を備える。主表面は、ｘｙ平面にある。板ばね５０８の中立線は、ｚ方向に垂直である。板ばね５０８は、三次座屈モードで座屈されるように配設されている。接続部材４１０は、板ばね５０８の中心部において、板ばね５０８に接続されている。

図５は、板ばね５０８を模式的に示している。図５の上段では、板ばね５０８のＹ方向の長さを長さｌとし、板ばね５０８の端部５０８ａ、５０８ｂが固定世界によって拘束され固定世界に対して回転できないようになっていることを示している。また、板ばね５０８の端部５０８ａ、５０８ｂは、固定世界によって拘束されＸ方向、Ｙ方向、および／またはＺ方向に移動できないようになっている。端部５０８ａ、５０８ｂは、固定世界から垂直に延びている。ｙ方向に沿った両端部５０８ａ、５０８ｂ間の距離は、長さｌと同じであるので、板ばね５０８は、ｙ方向に圧縮されていない。

図５の下段では、この距離がδｌだけ短くなっている。その結果、板ばね５０８は、距離δｌだけ圧縮され、板ばね５０８の中心部Ｃには、一点鎖線で示されるように、位置ｈ１またはｈ２のいずれかに歪められる一次座屈モードが生じる。中心部Ｃをｈ１からｈ２に向かって（またはその逆に）変位させると、板ばね５０８は、より高次の座屈モードに移行する。板ばね５０８は、実線で示されるように、三次座屈モードに持ってくることができる。三次座屈モードでは、図４に示されるが、板ばね５０８の端部５０８ａ、５０８ｂが圧力容器４００によって拘束され、これら端部５０８ａ、５０８ｂが圧力容器４００に対して回転および並進することができないようになっている。

三次座屈モードで板ばね５０８を座屈させることによって、中心部Ｃを変位させることにより中心部Ｃを負の剛性で移動させられるという効果が得られる。接続部材４１０は、中心部Ｃに接続されている。ピストン４０２が変位するとき接続部材４１０が中心部Ｃを変位させる。中心部Ｃが負の剛性で移動するので、可撓性部材４０８は、ピストン４０２に接続部材４１０を介して力を与える。この力は、ｚ方向に沿って、可撓性部材４０８が生成する力がゼロとなる公称位置から離れる向きに方向付けられている。これは、図５により説明することができる。中心部Ｃが中立線上にあるとき、中心部Ｃは公称位置にある。中心部Ｃがｈ２に向かって、すなわち＋ｚ方向に変位するとき、板ばね５０８は、中心部Ｃをｈ２に向かって押し出す力Ｆ_ｄｅｆｌを生み出す。これに対して、正の剛性であれば、公称位置から離れる向きではなく、公称位置すなわち中立線に向かって力を発生させるであろう。

その結果、ピストン４０２が変位するとき、ピストン４０２には、ガスばねと波状隔膜４０６の正の剛性によって生成される力と、可撓性部材４０８によって生成される力Ｆ_ｄｅｆｌとが働く。例えば長さｌ、厚さ、幅、材料の種類など、可撓性部材４０８の特性についてのパラメータを選択することにより、正の剛性と一致する負の剛性が生成される。ある実施形態では、負の剛性は正の剛性と正確に一致してもよい。これは、最良の振動絶縁を与えるであろう。しかし、製造公差およびコントローラのロバスト性のために、負の剛性を正の剛性よりも少し小さくすることが有益である場合がある。そのため、実際には、等価剛性を正の値にした方が有益な場合がある。等価剛性とは、正の剛性と負の剛性の合計である。

図４の実施形態では、可撓性部材４０８は、三次座屈モードで座屈している。これに代えて、可撓性部材４０８は、二次座屈モードまたはより高次の座屈モードのいずれかで座屈してもよい。三次座屈モードを使用することの利点は、中心部Ｃに加えられるねじりがないことである。そのため、接続部材４１０は、いかなるねじりも打ち消す必要がない。例えば二次座屈モードが使用される場合、中心部Ｃは、接続部材４１０にねじりを生じさせる。このねじりは、例えば、接続部材４１０を十分な断面を有する梁として実装することによって、接続部材４１０にねじり剛性を持たせることにより打ち消されてもよい。ねじりを吸収するために、ピストン４０２は、ガスベアリングによって回転拘束されてもよい。

振動絶縁システムＩＳの運用中に、接続部材４１０に引張応力のみを加えることは有益でありうる。引張応力のみを有すること、したがって圧縮応力を有さないことは、接続部材４１０の座屈の可能性を減少させる。その結果、接続部材４１０は、支柱のような細長い形状を有しうる。引張応力を有するためには、以下のような配置が適用されてもよい。ピストン４０２と、公称位置と、中心部Ｃとは、ｚ方向に沿って配設され、振動絶縁システムの運用中に公称位置がピストン４０２と中心部との間に維持される。その結果、運用中、力Ｆ_ｄｅｆｌは、公称位置から離れる向き、したがってピストン４０２から離れる向きに方向付けられる。力Ｆ_ｄｅｆｌは、運用中、接続部材４１０に引張力を生じさせる。力Ｆ_ｄｅｆｌに対する反力がガスばねに加えられ、その結果として圧縮されることに留意されたい。典型的には、力Ｆ_ｄｅｆｌは、ペイロードの重力荷重よりもはるかに小さく、例えば１／１０である。

上記の実施例では、板ばね５０８が論じられている。ある実施形態では、任意の他のタイプの機械的なばね、例えばコイルばねまたは複数のコイルばねが使用されてもよい。

接続部材４１０は、ｚ方向に実質的に剛であり、ｚ方向とは異なる方向に可撓性を有してもよい。接続部材４１０は、ｚ方向に沿って力Ｆ_ｄｅｆｌを提供するように配設されている。力Ｆ_ｄｅｆｌには、ｚ方向とは異なる方向の成分があるかもしれない。力Ｆ_ｄｅｆｌのこの成分がピストン４０２に作用した場合には、ピストン４０２に望ましくない変位または変形が生じうる。接続部材４１０をｚ方向に剛とすることにより、力Ｆ_ｄｅｆｌをピストン４０２に効果的に伝達することができる。接続部材４１０が他の１つ以上の方向で可撓性を有することにより、ピストン４０２に働く外乱力が防止または低減される。接続部材４１０は、支柱として実装されてもよい。支柱は、その長さが幅および奥行の何倍もの長さを有する物体である。例えば、長さがその幅および奥行の１０倍または２０倍または３０倍よりも長い。支柱の断面は、円形であってもよいし、方形であってもよい。支柱は、中空であってもよい。支柱は、支柱の座屈を防止するために、支柱の中間部の断面が、支柱の端部近傍の断面よりも大きくなっていてもよい。接続部材４１０は、所望の可撓性を提供するために、弾性ヒンジを有していてもよい。

図６および図７はそれぞれ、ある実施形態の振動絶縁システムの上面図および断面図を示す。図６は、互いに隣接しそれらの間にオフセットがある２つの板ばね６０８を示す。これら２つの板ばねを「上板ばね６０８」と呼ぶこととする。各上板ばねの２つの端部は、図４と同様の方法で力フレーム６０２にクランプされている。上板ばね６０８の端部は、力フレーム６０２に対して回転または平行移動できないように、力フレーム６０２によって拘束されている。力フレーム６０２は、加圧されたガスを有する空間４０４内に取り付けられている。図７には、更なる板ばねが上板ばね６０８と平行に配設されていることが示されている。これらの更なる板ばねを「下板ばね７０８」と呼ぶこととする。図７では、一方の下板ばねのみが見えることに注意されたい。他方の下板ばねは、見えている下板ばねの後ろにある。上板ばね６０８と下板ばね７０８との間には、ｚ方向に沿ってオフセットがある。ｚ方向が鉛直である場合、上板ばね６０８は下板ばね７０８の上方にある。第２の接続部材７１０が設けられている。第２の接続部材７１０は、上板ばね６０８によって形成される中心部と、下板ばね７０８によって形成される中心部とを接続する。上板ばね６０８によって形成される中心部と、下板ばね７０８によって形成される中心部とは、ピストン４０２の中心とＺ方向に沿って位置合わせされている。

第２の接続部材７１０は、第１部分７１１と、第２部分７１２と、ヒンジ７１４とを有する。第１部分７１１は、上板ばね６０８に接続されている。第２部分７１２は、下板ばね７０８に接続されている。第１部分７１１および第２部分７１２は、ヒンジ７１４を介して互いに回転可能に接続されている。ヒンジ７１４は、弾性ヒンジであってもよく、第１部分７１１および第２部分７１２を互いに対して、Ｚ方向に垂直な軸、ここではＸ方向まわりに回転させるように配設されている。ヒンジ７１４は、第１部分７１１および第２部分７１２を互いに対して、ｚ方向に垂直な軸に沿った回転以外の他の自由度で拘束するように配設されてもよい。

第２の接続部材７１０は、第２部分７１２と第１部分７１１の相対的な回転を調整するように配設された調整装置７０２を備えてもよい。第２部分７１２と第１部分７１１の相対的な回転を調整することにより、調整装置７０２は、Ｚ方向に垂直な軸まわりに、上板ばね６０８の中心部の回転と下板ばね７０８の中心部の回転とを互いに相対的に調整することができる。上板ばね６０８の中心部と下板ばね７０８の中心部の回転を調整することにより、上板ばね６０８と下板ばね７０８の中心部の負の剛性を調整することができる。この負の剛性を調整することにより、所望の負の剛性を付与することができ、振動絶縁システムの性能を向上させることができる。

調整装置７０２は、差動止めねじを備えてもよい。差動止めねじを回転させることで、第１部分７１１と第２部分７１２の間の距離を変化させることができる。差動止めねじは、ヒンジ７１４からＹ方向に沿ってオフセットした位置にあるので、差動止めねじが第１部分７１１と第２部分７１２との間の距離を変化させると、第１部分７１１と第２部分７１２とがヒンジ７１４を介して互いに相対的に回転する。第１部分と第２部分７１２との間にばねが適用されて、差動止めねじの遊びを減らすために止めねじに予圧をかけてもよい。差動止めねじは、手動で回転させてもよいし、アクチュエータを介して回転させてもよい。差動止めねじの代わりに、リニアアクチュエータ、空気圧アクチュエータ、圧電アクチュエータ、またはローレンツアクチュエータなど、他の適切な調整装置を使用することができる。

２つの上板ばね６０８の代わりに、単一の上板ばねが使用されてもよい。単一の上板ばねは、第２の接続部材７１０を受け入れるための穴を有していてもよい。同様に、２つの下板ばね７０８の代わりに、単一の下板ばねが使用されてもよい。単一の下板ばねは、第２の接続部材７１０を受け入れるための穴を有してもよい。ある実施形態では、２つより多い上板ばね６０８および／または２つより多い下板ばね７０８が使用されてもよい。

図８は、力フレーム６０２と板ばね５０８の一部の詳細図である。力フレーム６０２は、板ばね５０８を支持している。力フレーム６０２は、複数のクランプ部材８０２を備える。図８では、７つのクランプ部材８０２が板ばね５０８の両側に示されている。クランプ部材８０２に板ばね５０８を挟んで予圧をかけることによって、板ばね５０８とクランプ部材８０２との間の予圧と摩擦により板ばね５０８が力フレーム６０２にクランプされる。このようにして、板ばね５０８が力フレーム６０２から滑り外れることが防止される。なお、板ばね５０８の右側の部分は、接続部材４１０に向かって延びる部分であり、破線で示される。

ピストン４０２の動きに応じて、板ばね５０８の形状が変化する。ヒステリシスを最小化するために、板ばね５０８の形状が変化するときに、板ばね５０８とクランプ部材８０２との間のマイクロスリップを最小化する必要がある。図８の右側のクランプ部材によって保持された板ばね５０８の部分、すなわち板ばね５０８の中心部に最も近いクランプ部材は、他のクランプ部材８０２によって保持された板ばね５０８の部分よりも形状が変化する。各クランプ部材における摩擦力のために、板ばね５０８の形状の変化は、各クランプ部材について板ばね５０８の中心部から離れるにつれて小さくなる。

ヒステリシスを最小化するために、板ばね５０８の中心部に近いクランプ部材は、板ばね５０８の中心部から離れたクランプ部材よりも高い可撓性を有する。このようにして、クランプ力はクランプ部材８０２間でより均等に分配される。クランプ部材８０２の長さは異なっている。長さが長いほど、クランプ部材は可撓性がより高い。

板ばね５０８の動特性を改善するために、減衰材が板ばね５０８に設けられてもよい。減衰材は、ゴム状材料、粘弾性材料、または他の適切なタイプの減衰材であってもよい。拘束層が、板ばね５０８と拘束層で減衰材を挟むように減衰材に適用されてもよい。接続部材４１０の動特性を改善すべく、接続部材４１０の支配的な共振モードを減衰させるために同調質量ダンパーが適用されてもよい。

図９は、ある実施形態の振動絶縁システムを示しており、力フレーム６０２が加圧ガスを有する空間４０４内に配設されている。力フレーム６０２は、圧力容器４００内に配置されている。板ばねはある座屈モードに圧縮されているので、板ばねは、ｙ方向に沿って力フレーム６０２に力を加える。この力には、力フレーム６０２を圧力容器４００に取り付けることで抗することができる。しかし、これは、圧力容器４００の変形を引き起こすであろう。あるいは、力フレーム６０２には、Ｙ方向に沿って延びる２つのプレート６０６が設けられてもよい。２つのプレート６０６は、ｘ方向に見て、力フレーム６０２の両側に配置されている。加えて、または代替的に、２つのプレート６０６は、力フレーム６０２の上側および下側に配置される。上側のプレートは、接続部材４１０を受け入れるための開口部を有してもよい。プレート６０６は、板ばねが力フレーム６０２をＹ方向外向きに移動させるのを防止する。プレート６０６は、板ばねを所望の座屈モードに持っていくための距離減少δｌを設定するために使用される。

圧力容器４００は、正方形の形状であってもよいし、円形の形状であってもよいし、矩形の形状であってもよい。圧力容器４００は、ベースフレームＢＭに取り付けられていてもよい。

図１０は、本発明に係る他の実施形態を示す。図１０は、上板ばね６０８および下板ばね７０８を示す。上板ばね６０８と下板ばね７０８は、第２の接続部材７１０を介して接続されている。第２の接続部材７１０は、上板ばね６０８の中心部と下板ばね７０８の中心部とを連結している。上板ばね６０８は、ある座屈モード、ここでは三次座屈モードで座屈される。下板ばね７０８は、上板ばね６０８と同様の座屈モードで座屈しているので、この場合も三次座屈モードである。しかしながら、上板ばね６０８と下板ばね７０８の座屈は、互いに対して鏡像となっている。これは、上板ばねの中心部のねじれが、下板ばねの中心部の同じ大きさであるが反対のねじれによって相殺される（その逆も同様である）という利点がある。

本書では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している場合があるが、本書に説明されたリソグラフィ装置は、他の用途に使用されてもよいものと理解すべきである。ありうる他の用途には、集積光学システム、磁区メモリ用案内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が含まれる。

本書ではリソグラフィ装置の文脈における本発明の実施形態について具体的な言及がなされている場合があるが、本発明の実施形態は、他の装置にも使用されうる。本発明の実施形態は、マスク検査装置、メトロロジ装置、または、ウェーハ（またはその他の基板）またはマスク（またはその他のパターニングデバイス）などの物体を測定または処理する何らかの装置の一部を形成してもよい。こうした装置は一般に、リソグラフィツールとも称されうる。こうしたリソグラフィツールは、真空条件または周囲（非真空）条件を使用しうる。

上記では光リソグラフィの文脈における本発明の実施形態の使用について具体的な言及がなされている場合があるが、本発明は例えば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されうるものであり、文脈が許す場合、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よう。

上記では本発明の特定の実施形態を説明したが、本発明は、説明したものとは異なる方式で実施されうることが理解される。上述の説明は例示であり、限定を意図しない。よって、後述の特許請求の範囲から逸脱することなく既述の本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る。

Claims (15)

1. ペイロードを支持するように配設されるピストン（４０２）と、
   接続部材（４１０）と、
   前記ピストン（４０２）をある方向に沿って正の剛性により支持するように配設されるガスばねと、
   前記ピストン（４０２）に前記方向に沿って負の剛性により前記接続部材（４１０）を介して力を印加するように配設される可撓性部材（４０８）と、を備え、
   前記可撓性部材（４０８）は、三次座屈モードで座屈している板ばね（５０８）を備える、振動絶縁システム（ＩＳ）。
2. 前記接続部材（４１０）は、前記板ばね（５０８）の中心部（Ｃ）で前記板ばね（５０８）に接続されている、請求項１に記載の振動絶縁システム（ＩＳ）。
3. 前記板ばね（５０８）を支持するように配設される力フレーム（６０２）を備え、前記力フレーム（６０２）は、複数のクランプ部材（８０２）を備え、前記板ばね（５０８）の中心部（Ｃ）に近いクランプ部材（８０２）が、前記板ばね（５０８）の中心部（Ｃ）から遠いクランプ部材（８０２）よりも高い可撓性をもつ、請求項２に記載の振動絶縁システム（ＩＳ）。
4. 前記板ばね（５０８）は、前記方向に垂直な主表面を有する、請求項１から３のいずれかに記載の振動絶縁システム（ＩＳ）。
5. 前記力は、前記力がゼロとなる公称位置から前記方向に沿って離れる向きに方向付けられている、請求項１から４のいずれかに記載の振動絶縁システム（ＩＳ）。
6. 前記板ばね（５０８）は、前記公称位置において圧縮されている、請求項５に記載の振動絶縁システム（ＩＳ）。
7. 前記ピストン（４０２）、前記公称位置、および中心部（Ｃ）は、前記方向に沿って配設され、前記公称位置は、前記振動絶縁システム（ＩＳ）の運用時に前記ピストン（４０２）と前記中心部（Ｃ）の間に保持される、請求項５または６に記載の振動絶縁システム（ＩＳ）。
8. 前記接続部材（４１０）は、支柱である、請求項７に記載の振動絶縁システム（ＩＳ）。
9. 前記接続部材（４１０）には、弾性ヒンジが設けられている、請求項１から８のいずれかに記載の振動絶縁システム（ＩＳ）。
10. 前記板ばね（５０８）に設けられた減衰材を備える、請求項１から９のいずれかに記載の振動絶縁システム（ＩＳ）。
11. 第２の板ばね（７０８）と第２の接続部材（７１０）を備え、前記第２の板ばね（７０８）は、前記板ばね（４０８）と前記方向にオフセットを有して平行に配設され、前記第２の接続部材（７１０）は、前記板ばね（４０８）の中心部（Ｃ）を前記第２の板ばね（７０８）の中心部と接続する、請求項１から１０のいずれかに記載の振動絶縁システム（ＩＳ）。
12. 前記板ばね（４０８）と前記第２の板ばね（７０８）は、同一の座屈モードで互いに対して鏡像となるように座屈している、請求項１１に記載の振動絶縁システム（ＩＳ）。
13. 前記第２の接続部材（７１０）は、前記板ばね（４０８）の中心部（Ｃ）と前記第２の板ばね（７０８）の中心部の少なくとも一方の回転を調整するように構成される調整デバイス（７０２）を備え、前記回転は、前記方向に垂直な軸まわりであり、前記調整デバイス（７０２）は、第１部分（７１１）、第２部分（７１２）、ヒンジ（７１４）、および調整装置を備え、
    前記第１部分（７１１）は、前記板ばね（４０８）の中心部（Ｃ）に接続され、
    前記第２部分（７１２）は、前記第２の板ばね（７０８）の中心部に接続され、
    前記第１部分（７１１）と前記第２部分（７１２）は、前記ヒンジ（７１４）を介して互いに回転可能に接続され、
    前記調整装置は、前記回転を設定するように配設される、請求項１１または１２に記載の振動絶縁システム（ＩＳ）。
14. 前記接続部材（４１０）は、前記方向に実質的に剛であり、前記方向とは異なる方向に可撓性を有する、請求項１から１３のいずれかに記載の振動絶縁システム（ＩＳ）。
15. パターンを有するパターニングデバイス（ＭＡ）を支持するマスク支持体（ＭＴ）と、
    基板（Ｗ）を支持する基板支持体（ＷＴ）と、
    前記パターンを前記基板（Ｗ）に投影するように配設される投影システム（ＰＳ）と、
    前記マスク支持体（ＭＴ）と前記基板支持体（ＷＴ）のうち一方の位置を決定するように配設される位置測定システム（ＰＭＳ）の少なくとも一部を支持するように配設される計測フレーム（ＭＦ）と、
    請求項１から１４のいずれかに記載の振動絶縁システム（ＩＳ）と、を備え、前記ペイロードは、前記投影システム（ＰＳ）と前記計測フレーム（ＭＦ）の少なくとも一方を備える、リソグラフィ装置。

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