(57)【要約】【課題】主に振動によって引き起こされる、基板に対する空中像の位置誤差を低減するシステム及び方法の提供。【解決手段】本発明のリソグラフィ装置は、パルス式の放射ビームを提供するための放射システムと、ビームにパターンを与えてパターンが付与された放射ビームを生成するパターン形成装置と、パターンの付与されたビームを基板のターゲット部分に投影するための、投影要素を有する投影システムと、少なくとも放射システムの１つのパルスの間に、基板に投影されるパターンの付与されたビームを移動させるように投影要素を移動させるためのアクチュエータとを有する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルス式の放射ビームを提供する放射システムと、
前記ビームにパターンを与えて、パターンの付与された放射ビームを生成するパターン形成装置と、
投影要素を有する投影システムであって、前記パターンの付与されたビームを基板テーブルの基板のターゲット部分に投影する投影システムと、
前記基板テーブルと前記投影システムの空中像との間の位置誤差を補正するために、前記放射システムの少なくとも１つのパルスの間に、前記投影要素を移動させて、前記基板に投影される前記パターンの付与されたビームを移動させるアクチュエータと
を有するリソグラフィ装置。
【請求項２】
前記基板テーブルと前記投影システムの空中像との間の位置誤差に関する情報をモニターし、該情報を位置誤差信号として前記アクチュエータに提供するアクチュエータ制御装置であって、前記アクチュエータが提供された情報に応答して前記投影要素を移動させるようになっているアクチュエータ制御装置をさらに有する請求項１に記載されたリソグラフィ装置。
【請求項３】
前記アクチュエータ制御装置が、次の位置誤差信号の値を決定し、該値を前記アクチュエータへ送る請求項２に記載されたリソグラフィ装置。
【請求項４】
前記アクチュエータ制御装置が、位置誤差信号の以前の値及び時間遅れを用いて、前記投影要素を移動させる前記アクチュエータへ送られる次の位置誤差の値を決定する請求項３に記載されたリソグラフィ装置。
【請求項５】
前記アクチュエータが、圧電型装置又はローレンツ型装置の１つを含む請求項１に記載されたリソグラフィ装置。
【請求項６】
前記投影要素に結合された重量マスであって、前記投影要素の移動によって生じた加速力を吸収する重量マスをさらに有する請求項１に記載されたリソグラフィ装置。
【請求項７】
前記重量マスが、前記アクチュエータの一部を形成する請求項６に記載されたリソグラフィ装置。
【請求項８】
前記重量マスが、バランス・マス又はリジェクション・マスを含む請求項６に記載されたリソグラフィ装置。
【請求項９】
前記投影要素がレンズ要素である請求項１に記載されたリソグラフィ装置。
【請求項１０】
前記レンズ要素が、Ｚ軸周りの回転移動を行う請求項９に記載されたリソグラフィ装置。
【請求項１１】
前記投影要素がミラー要素である請求項１に記載されたリソグラフィ装置。
【請求項１２】
前記ミラー要素がｘ軸に沿った並進移動を行う請求項１１に記載されたリソグラフィ装置。
【請求項１３】
複数の投影要素が用いられ、該投影要素がレンズ要素又はミラー要素、或いはその組み合わせを含む請求項１に記載されたリソグラフィ装置。
【請求項１４】
前記パターン形成装置が、個々に制御可能な要素の配列を含む請求項１に記載されたリソグラフィ装置。
【請求項１５】
前記個々に制御可能な要素の配列が、空間光変調器又はプログラム可能ミラー・アレイである請求項１４に記載されたリソグラフィ装置。
【請求項１６】
パターン形成装置を用いて放射ビームにパターンを付与する段階と、
投影システムの投影要素を用いて、基板テーブルの基板のターゲット部分にパターンの付与されたビームを投影する段階と、
前記放射ビームの少なくとも１つのパルスの間に、前記投影要素を移動させて前記パターンの付与されたビームを移動させることにより、基板テーブルと前記投影システムの空中像との位置誤差を補正する段階と
を含むデバイス製造方法。
【請求項１７】
前記基板テーブルと前記投影システムとの位置誤差に対応する情報をモニターする段階と、
前記情報を前記投影要素の移動に関連付ける段階とをさらに含む請求項１６に記載されたデバイス製造方法。
【請求項１８】
位置誤差信号の将来の挙動を予測する段階と、
前記位置誤差信号の前記将来の挙動を、アクチュエータに向けて順方向に送る段階と、
前記位置誤差信号の前記将来の挙動を、前記投影要素の移動に対応させる段階とをさらに含む請求項１６に記載されたデバイス製造方法。
【請求項１９】
前記位置誤差信号の以前のサンプル値及び時間遅れの値を用いて、前記位置誤差信号の将来の挙動を予測する段階をさらに含む請求項１６に記載されたデバイス製造方法。
【請求項２０】
フレーム・システムの振動によって、前記基板テーブルと前記投影システムの空中像との位置誤差が生じる請求項１６に記載されたデバイス製造方法。
【請求項２１】
リソグラフィ装置用の投影システムに配置される投影要素であって、該リソグラフィ装置が、
パルス式の放射ビームを提供する放射システムと、
前記ビームにパターンを与えて、パターンの付与された放射ビームを生成するパターン形成装置とを有し、
前記放射システムの少なくとも１つのパルスの間に、前記基板に投影される前記パターンの付与されたビームを移動させるために、前記投影システム内を移動できるように配置される投影要素。
【請求項２２】
前記投影要素がリジェクション・マス又はバランス・マスに取り付けられ、前記投影要素の移動によって生じた加速力が、該リジェクション・マス又はバランス・マスに吸収される請求項２１に記載された投影要素。
【請求項２３】
前記投影要素がミラー要素又はレンズ要素を含む請求項２２に記載された投影要素。
【請求項２４】
前記ミラー要素がｘ軸に沿って並進する請求項２３に記載された投影要素。
【請求項２５】
前記レンズ要素がＺ軸の周りを回転する請求項２３に記載された投影要素。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リソグラフィ装置及びデバイス製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板のターゲット部分に付与する機械である。リソグラフィ装置は、例えば集積回路（ＩＣ）、フラット・パネル・ディスプレイ、及び微細構造を伴う他のデバイスの製造に用いることができる。通常のリソグラフィ装置では、マスク又はレチクルとも呼ばれるパターン形成手段を用いて、ＩＣ（又は他のデバイス）の個々の層に対応する回路パターンを生成することが可能であり、このパターンを、放射感応材料（例えばレジスト）の層を有する基板（例えばシリコン・ウェハ又はガラス・プレート）上の（例えば１つ又は複数のダイの一部を含む）ターゲット部分に結像させることができる。パターン形成手段は、マスクではなく、回路パターンを生成する個々に制御可能な要素の配列を含むものでもよい。
【０００３】
一般に、単一の基板は連続的に露光される隣接するターゲット部分のネットワークを含む。周知のリソグラフィ装置には、パターン全体をターゲット部分に一度に露光することによって各ターゲット部分を照射するステッパと、パターンをビームによって所与の方向（「走査」方向）に走査し、それと同時にこの方向に対して平行又は逆平行に基板を同期して走査することによって各ターゲット部分を照射するスキャナとが含まれる。
【０００４】
光学的なマスクレス・スキャナには、マイクロ・オーバーレイ（微小な重なり）として知られる問題がある。この問題は、（マスクを用いない）マスクレス・リソグラフィでは、パターン又は像の全体を基板に投影するために、通常２回のビーム・フラッシュを用いることに関係している。一方、マスクによるリソグラフィでは、パターン又は像を基板に投影するために３０〜４０のパルスを用いており、マスクレス・リソグラフィには無い平均化効果をもたらしている。したがって、マスクによるリソグラフィでもマイクロ・オーバーレイが起こるが、この平均化の効果によって重大な問題にはならない。
【０００５】
前記のように、マスクレス・リソグラフィでパターン又は像を投影するためには、通常２つのパルスが必要である。例えばレーザーや他の適切な光源などの、ビームの第１のパルス又はフラッシュは、本質的にパターン形成手段のパターンを表す像の半分を基板のレジストに固定する（例えばスタンプ１）。レジストに像全体を得るために、その後レジストの同じ部分の第２の露光（例えばスタンプ２）を行う。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
像全体を得るために共にレジストを十分に露光するスタンプ（刻印、ｓｔａｍｐ）１及び２は、ウェハ全体にわたる露光経路に依存した任意の時間間隔だけ離して行われることを理解すべきである。フレーム（枠台）システムのわずかな振動によって、第２のパルスがビームの第１のパルスと同じレジスト上の位置に像を投影しなくなるが、これは第１のパルスと第２のパルスとの間の絶対的な位置ずれによって像が歪められることを意味している。したがって、レジストにおける第１及び第２のスタンプは互いにずれた位置に配置され、レジスト上に歪んだ像が生じることになる。
【０００７】
ビームのパルス又はフラッシュはそれぞれ、特定の空中像を有しており、その空中像を基板の特定部分に投影することが可能である。レジストは、前記のフレーム・システムの振動によってずれた位置に配置される。したがって、フレーム・システムの振動により、空中像と実際のウェハ（例えばウェハ・ステージ）との位置の間に不一致が生じる。
【０００８】
この状況におけるフレーム・システムの振動とは、リソグラフィ装置が起動して動作する際の、ベース・フレーム、メトロフレーム（測定用枠台、ｍｅｔｒｏ  ｆｒａｍｅ）、ウェハ・ステージ、レンズ・フレーム構造体、光学レンズ要素、ステージ位置決め機構（短ストローク・モジュール及び長ストローク・モジュール）、干渉測定装置などの、リソグラフィ装置の機械システム全体から生じるわずかな機械的振動のことである。
【０００９】
したがって、主に振動によって引き起こされる、空中像の基板に対する位置誤差を低減するシステム及び方法が求められている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一具体例によれば、パルス式の放射ビームを提供するための放射システムと、ビームにパターンを付与してパターンの付与された放射ビームを生成するパターン形成装置と、パターンの付与されたビームを基板のターゲット部分に投影するための、投影要素を有する投影システムとを有するリソグラフィ装置が提供される。この装置は、投影要素を投影システムの光軸に対して移動させるアクチュエータも有し、アクチュエータは、投影システムと基板との位置誤差を補正するために、放射システムの少なくとも１つのパルスの間に、基板に投影されるパターンの付与されたビームを移動させる。
【００１１】
一具体例では、リソグラフィ装置は、位置誤差に関する情報をモニターし、その情報をアクチュエータに提供するアクチュエータ制御装置をさらに有する。アクチュエータは、位置誤差を補正するために、提供された情報を投影要素の移動に変換する。
【００１２】
一具体例では、アクチュエータ制御装置は、位置誤差信号の以前の値及び位相遅れρに基づいて、投影要素を移動させるための、アクチュエータに向けて順方向に送られる値を予想する。
【００１３】
一具体例では、投影要素は、バランス・マスやリジェクション・マス（ｒｅｊｅｃｔｉｏｎ  ｍａｓｓ）などの重量マスに取り付けられる。この具体例では、移動する投影要素によって生じた加速力が重量マスに与えられる。他の具体例では、アクチュエータは重量マスの一部である。
【００１４】
一具体例では、投影要素としてレンズ要素又はミラー要素、或いはその組み合わせを用いることができる。レンズ要素を用いる場合、レンズ要素はｚ軸の周りを回転することができる。ミラー要素を用いる場合、ミラー要素はｘ軸に沿って移動することができる。
【００１５】
一具体例では、リソグラフィ装置はマスクレス装置であり、パターン形成装置は、例えばＳＬＭやプログラム可能ミラー・アレイ（配列）などの制御可能な要素の配列である。
【００１６】
一具体例では、位置誤差信号の将来の挙動を予想し、アクチュエータに向けて順方向に送り、アクチュエータは予想された位置誤差信号の将来の挙動を投影要素の移動に変換する。
【００１７】
本発明の他の具体例によれば、位置誤差信号の以前のサンプル値、及び連続して以後に続くサンプル値の間の位相遅れρに基づいて、位置誤差信号の将来の挙動を予想する方法が用いられる。
【００１８】
本発明の他の具体例によれば、レンズ要素やミラー要素などの投影要素が、リソグラフィ装置用の投影システム内に配置される。リソグラフィ装置は、パルス式の放射ビームを提供するための放射システム、及びビームにパターンを与えてパターンの付与された放射ビームを生成するパターン形成装置を有する。投影要素は、放射システムの少なくとも１つのパルス放射の間に、基板に投影されるパターンの付与されたビームを移動させるために投影システム内を移動できるように配置される。
【００１９】
一具体例では、投影要素は、例えばバランス・マスやリジェクション・マスなどの重量マスに取り付けられ、これは移動する投影要素によって生じた加速力が重量マスに与えられることを意味している。
【００２０】
本発明の他の実施例、特徴及び利点、並びに本発明の様々な実施例の構造及び動作を、添付図面を参照して以下で詳しく説明する。
【００２１】
本出願書類に組み込まれ、その一部を形成する添付図面は、本発明を例示し、さらに明細書と共に本発明の原理を説明し、関連分野の技術者による本発明の製造及び利用を可能にするのに役立つものである。
【００２２】
次に、添付図面を参照して本発明を説明する。図面において類似の参照番号は、同一又は機能的に類似の要素を指すことがある。
【実施例】
【００２３】
「概要及び用語」
本明細書では、リソグラフィ装置を集積回路（ＩＣ）の製造に用いることについて特に言及することがあるが、本明細書で記載するリソグラフィ装置は、一体型光学システム、磁気ドメイン・メモリ用の誘導及び検出パターン、フラット・パネル・ディスプレイ、薄膜磁気ヘッド、ミクロ及びマクロの流体装置その他の製造など、他の用途にも使用可能であることを理解すべきである。こうした別の用途についての文脈では、本明細書中の「ウェハ」又は「ダイ」という用語の使用はいずれも、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であると考えられることが当業者には理解されよう。本明細書で言及する基板は、露光前又は露光後に、例えばトラック（一般に基板にレジスト層を施し、露光されたレジストを現像する装置）や計測又は検査装置で処理することができる。適用可能であれば、本明細書の開示をこうした装置や他の基板処理装置に適用してもよい。さらに、例えば多層ＩＣを作製するために、基板を２回以上処理することも可能であり、したがって本明細書で使用する基板という用語は、処理が施された複数の層を既に含む基板を指すこともある。
【００２４】
本明細書で使用する「個々に制御可能な要素の配列」という用語は、基板のターゲット部分に所望のパターンを生成できるように、入射する放射ビームにパターンの付与された断面を与えるために用いることができる任意の装置を指すものと広く解釈すべきである。「光弁」及び「空間光変調器（ＳＬＭ）」という用語も、この文脈で用いることができる。こうしたパターン形成装置の実施例については以下で論じる。
【００２５】
プログラム可能ミラー・アレイ（配列）は、粘弾性制御層及び反射面を有する、マトリクス（行列）状にアドレス指定可能な表面を含むことができる。こうした装置の背景となる基本原理は、例えば、反射面のアドレス指定された領域が入射光を回折光として反射し、アドレス指定されていない領域が入射光を非回折光として反射することにある。適切な空間フィルタを用いると、非回折光を反射ビームから濾去し、回折光のみを残して基板に到達させることができる。このようにして、マトリクス状にアドレス指定可能な表面のアドレス指定パターンに従って、ビームにパターンが付与される。
【００２６】
別法として、フィルタが回折光を濾去し、非回折光を残して基板に到達させてもよいことが理解されよう。類似の方法として、回折光学的な微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）装置の配列を用いることもできる。回折光学的なＭＥＭＳ装置はそれぞれ、相互に変形して入射光を回折光として反射する格子を形成することが可能な複数の反射リボンを含むことができる。
【００２７】
他の例は、小さいミラーのマトリクス状の配列を使用したプログラム可能ミラー・アレイを含むことが可能であり、適切な局部電界を印加するか、或いは電圧作動手段を用いることにより、それぞれのミラーを別々に軸線を中心に傾斜させることができる。ここでも、ミラーはマトリクス状にアドレス指定可能にされ、アドレス指定されたミラーが、入射する放射ビームを、アドレス指定されていないミラーとは異なる方向に反射する。このようにして、マトリクス状にアドレス指定可能なミラーのアドレス指定パターンに従って、反射ビームにパターンが付与される。必要なマトリクス・アドレス指定は、適切な電子手段を用いて実施することができる。
【００２８】
前記のどちらの場合も、個々に制御可能な要素の配列は、１つ又は複数のプログラム可能ミラー・アレイを含むことができる。本明細書で言及するミラー・アレイに関する他の情報は、例えば米国特許第５２９６８９１号及び第５５２３１９３号、並びにＰＣＴ特許出願ＷＯ９８／３８５９７号及びＷＯ９８／３３０９６号から得られ、これら全体を参照によって本明細書に援用する。
【００２９】
プログラム可能ＬＣＤアレイを用いることもできる。このような構成の例は米国特許第５２２９８７２号に示されており、その全体を参照によって本明細書に援用する。
【００３０】
例えば、フィーチャの予備バイアス（プリバイアス）、光近接効果補正フィーチャ、位相変化技術及び多重露光技術を用いる場合、個々に制御可能な要素の配列に「表示された」パターンは、基板の層又は基板に最終的に転写されるパターンと実質的に異なる可能性があることを理解すべきである。同様に、最終的に基板に生成されるパターンは、個々に制御可能な要素の配列にいずれの瞬間に形成されるパターンとも一致しない可能性がある。この可能性があるのは、個々に制御可能な要素の配列のパターン及び／又は基板の相対位置が変化する所与の時間、又は所与の露光回数にわたって、基板の各部分に形成される最終パターンを構築する構成の場合である。
【００３１】
本明細書では、リソグラフィ装置をＩＣの製造に用いることについて特に言及することがあるが、本明細書で記載するリソグラフィ装置は、例えばＤＮＡチップ、ＭＥＭＳ、ＭＯＥＭＳ、一体型光学システム、磁気ドメイン・メモリ用の誘導及び検出パターン、フラット・パネル・ディスプレイ、薄膜磁気ヘッドその他の製造など、他の用途にも使用可能であることを理解すべきである。こうした別の用途についての文脈では、本明細書中の「ウェハ」又は「ダイ」という用語の使用はいずれも、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であると考えられることが当業者には理解されよう。本明細書で言及する基板は、露光前又は露光後に、例えばトラック（一般に基板にレジスト層を施し、露光されたレジストを現像する装置）や計測又は検査装置で処理することができる。適用可能であれば、本明細書の開示をこうした装置や他の基板処理装置に適用してもよい。さらに、例えば多層ＩＣを作製するために、基板を２回以上処理することも可能であり、したがって本明細書で使用する基板という用語は、処理が施された複数の層を既に含む基板を指すこともある。
【００３２】
本明細書で使用する「放射」及び「ビーム」という用語は、（例えば３６５、２４８、１９３、１５７又は１２６ｎｍの波長を有する）紫外（ＵＶ）放射、及び（例えば５〜２０ｎｍの範囲の波長を有する）極紫外（ＥＬＴＶ）放射を含むあらゆる種類の電磁放射、並びにイオン・ビームや電子ビームなどの粒子ビームを包含している。
【００３３】
本明細書で使用する「投影システム」という用語は、適宜、例えば使用される露光放射向け、又は浸漬液の使用や真空の使用など他の要素向けの屈折光学系、反射光学系及び反射屈折光学系を含めて様々な種類の投影システムを包含するものとして広く解釈すべきである。本明細書中の「レンズ」という用語の使用はいずれも、「投影システム」というより一般的な用語と同義であると考えられる。
【００３４】
照明系も、放射ビームの方向付け、成形又は制御のための屈折式、反射式及び反射屈折式の光学要素を含めて様々な種類の光学要素を包含することが可能であり、こうした構成要素も以下では一括して、又は単独で「レンズ」と呼ぶことがある。
【００３５】
リソグラフィ装置は、２（例えばデュアル・ステージ）又は３以上の基板テーブル（及び／又は２以上のマスク・テーブル）を有する種類のものでもよい。こうした「マルチ・ステージ」装置では、追加のテーブルを並行して用いてもよく、或いは１つ又は複数のテーブル上で予備ステップを実施し、それと同時に１つ又は複数の他のテーブルを露光に用いてもよい。
【００３６】
リソグラフィ装置は、投影システムの最後の要素と基板との間の空間を満たすように、比較的大きい屈折率を有する液体（例えば水）に基板を浸す種類のものでもよい。浸漬液を、例えば基板と投影システムの第１の要素との間など、リソグラフィ装置の他の空間に適用することもできる。投影システムの開口数を高めるための浸漬技術は、当技術分野では周知である。
【００３７】
さらに装置は、（例えば、化学物質を基板に選択的に結合させるため、或いは基板の表面構造を選択的に改質するために）流体と基板の照射される部分との間の相互作用を可能にする流体処理用セルを備えることができる。
【００３８】
「例示的なリソグラフィ投影装置」
図１は、本発明の一例によるリソグラフィ投影装置１００を概略的に示している。装置１００は、少なくとも１つの放射システム１０２、個々に制御可能な要素の配列１０４、オブジェクト・テーブル１０６（例えば基板テーブル）、及び投影システム（「レンズ」）１０８を含んでいる。
【００３９】
放射システム１０２は、放射（例えばＵＶ放射）ビーム１１０を供給するために用いることが可能であり、この特定の場合には、放射源１１２も備えている。
【００４０】
個々に制御可能な要素の配列１０４（例えばプログラム可能ミラー・アレイ）を用いて、ビーム１１０にパターンを付与することができる。一般に、個々に制御可能な要素の配列１０４の位置を、投影システム１０８に対して固定することができる。しかし、別の構成では、個々に制御可能な要素の配列１０４を、投影システム１０８に対してそれを正確に位置決めするための位置決め装置（図示せず）に接続してもよい。本明細書で図示する個々に制御可能な要素１０４は、（例えば、反射式の個々に制御可能な要素の配列を有する）反射型のものである。
【００４１】
オブジェクト・テーブル１０６は、基板１１４（例えばレジスト塗布シリコン・ウェハやガラス基板）を保持するための基板ホルダ（明示せず）を備えることが可能であり、また基板１１４を投影システム１０８に対して正確に位置決めするための位置決め装置１１６に接続することができる。
【００４２】
投影システム１０８（例えば、石英及び／又はＣａＦ２レンズ系、又はそうした材料から作製されたレンズ要素を含む反射屈折光学系、又はミラー系）を用いて、ビーム・スプリッタ（ビーム分割器）１１８から受け取ったパターンの付与されたビームを基板１１４のターゲット部分１２０（例えば１つ又は複数のダイ）に投影することができる。投影システム１０８は、個々に制御可能な要素の配列１０４の像を基板１１４に投影することもできる。或いは、投影システム１０８は第２の放射源の像を投影することも可能であり、そのために個々に制御可能な要素の配列１０４の要素はシャッターとして働く。投影システム１０８はまた、第２の放射源を形成し、マイクロスポットを基板１１４に投影するためにマイクロ・レンズ・アレイ（微小レンズ配列、ＭＬＡ）を有することもできる。
【００４３】
放射源１１２（例えばエキシマ・レーザ）は、放射ビーム１２２を生成することができる。ビーム１２２は、直接、或いは例えばビーム・エキスパンダ（ビーム拡大器）などの調節装置１２６を通過した後、照明系（照明器）１２４へ送られる。照明器１２４は、ビーム１２２の強度分布の外側及び／又は内側の半径方向範囲（それぞれ一般にσ−アウタ（σ−ｏｕｔｅｒ）、σ−インナ（σ−ｉｎｎｅｒ）と呼ばれる）を設定するための調整装置１２８を有することができる。さらに、照明器１２４は、一般には積分器１３０及びコンデンサ１３２など他の様々な構成要素を含む。このようにして、個々に制御可能な要素の配列１０４に衝突する投影ビーム１１０は、その断面に所望される均一性及び強度分布を有するようになる。
【００４４】
図１に関して、（例えば、放射源１１２が水銀ランプである場合によく見られるように）放射源１１２がリソグラフィ投影装置１００のハウジング内にあってもよいことに留意すべきである。別の例では、放射源１１２はリソグラフィ投影装置１００から離れていてもよい。その場合、（例えば適切な指向性ミラーを用いて）放射ビーム１２２を装置１００に向ける。この後者の場合は、放射源１１２がエキシマ・レーザーである場合によく見られる。これらの場合はどちらも、本発明の範囲内で企図されるものであることを理解されたい。
【００４５】
ビーム１１０はその後、ビーム・スプリッタ１１８を用いて方向付けされた後、個々に制御可能な要素の配列１０４に遮られる。個々に制御可能な要素の配列１０４によって反射された後、ビーム１１０は投影システム１０８を通過し、この投影システム１０８はビーム１１０を基板１１４のターゲット部分１２０に集束させる。
【００４６】
位置決め装置１１６（及び任意選択で、ビーム・スプリッタ１４０を介して干渉ビーム１３８を受け取る、ベース・プレート１３６上の干渉測定装置１３４）を用いて、異なるターゲット部分１２０をビーム１１０の経路内に位置決めするように、基板テーブル１０６を正確に移動させることができる。個々に制御可能な要素の配列１０４用の位置決め装置を用いると、例えば走査中に、個々に制御可能な要素の配列１０４の位置をビーム１１０の経路に対して正確に補正することができる。一般に、オブジェクト・テーブル１０６の移動は、長ストローク・モジュール（粗い位置決め）及び短ストローク・モジュール（細かい位置決め）を用いて実現されるが、これらは図１には明示されていない。同様のシステムを用いて、個々に制御可能な要素の配列１０４を位置決めすることもできる。別法として／追加としてビーム１１０を移動可能とし、オブジェクト・テーブル１０６及び／又は個々に制御可能な要素１０４の位置を固定して、所望の相対移動を与えるようにしてもよいことが理解されよう。
【００４７】
この例の別の構成では、基板テーブル１０６を固定し、基板１１４を基板テーブル１０６全体で移動可能にできる。これを実施する場合には、基板テーブル１０６が平坦な最上面に多数の開口を備え、この開口を通してガスを供給して、基板１１４を支持することが可能なガス・クッションを形成する。これは通常、空気軸受装置と呼ばれる。基板１１４をビーム１１０の経路に対して正確に位置決めできる１つ又は複数のアクチュエータ（図示せず）を用いて、基板１１４を基板テーブル１０６全体で移動させる。或いは、開口を通じたガスの通過を選択的に開始及び停止することにより、基板１１４を基板テーブル１０６全体で移動させることもできる。
【００４８】
本明細書では、本発明によるリソグラフィ装置１００を基板上のレジストを露光するためのものとして記載しているが、本発明はこの用途に限定されず、装置１００を、レジストレス・リソグラフィ用のパターンの付与された投影ビーム１１０を投影するために使用できることが理解されよう。
【００４９】
図示した装置１００は、４つの好ましいモードで使用することができる。
（１）ステップ・モード
個々に制御可能な要素の配列１０４のパターン全体を１回（すなわち、ただ１回の「フラッシュ」）でターゲット部分１２０に投影する。次いで、異なるターゲット部分１２０をパターン付与されたビーム１１０によって照射されるように、基板テーブル１０６をｘ及び／又はｙ方向に異なる位置へ移動させる。
（２）走査モード
所与のターゲット部分１２０を１回の「フラッシュ」で露光しないことを除けば、本質的にステップ・モードと同じである。その代わり、個々に制御可能な要素の配列１０４は、速度ｖで所与の方向（例えばｙ方向など、いわゆる「走査方向」）に移動可能であり、したがってパターンの付与されたビーム１１０は、個々に制御可能な要素の配列１０４全体を走査する。それと同時に、基板テーブル１０６を、速度Ｖ＝Ｍｖ（ただし、Ｍは投影システム１０８の倍率）で同じ方向又は反対方向に同時に移動させる。この方法では、解像度を損なうことなく、比較的大きいターゲット部分１２０を露光することができる。
（３）パルス・モード
個々に制御可能な要素の配列１０４を本質的に静止した状態に保ち、パルス式の放射システム１０２を用いてパターン全体を基板１１４のターゲット部分１２０に投影する。パターンの付与された投影ビーム１１０が基板テーブル１０６全体にわたってラインを走査するように、基板テーブル１０６を本質的に一定の速度で移動させる。連続するターゲット部分１２０が基板１１４の必要な位置で露光されるように、個々に制御可能な要素の配列１０４のパターンが放射システム１０２のパルスの合間に必要に応じて更新され、パルスのタイミングが合わせられる。したがって、パターンの付与されたビーム１１０は基板１１４全体を走査して、基板１１４の細長片に対して完全なパターンを露光することができる。この工程は、１ラインづつ基板１１４全体が露光されるまで繰り返される。
（４）連続走査モード
実質的に一定の放射システム１０２が用いられ、パターンの付与されたビーム１１０が基板１１４全体を走査し、それを露光するとき、個々に制御可能な要素の配列１０４のパターンが更新されることを除けば、本質的にパルス・モードと同じである。
【００５０】
前記の使用モードの組み合わせ及び／又は変形形態、或いは全く異なる使用モードを採用することもできる。
【００５１】
図２は、本発明の一例によるリソグラフィ装置２００の概略図である。これは、プログラム可能ミラー・アレイ２０４とウェハ２１４を保持するウェハ・ステージ２０６との間に配置された、投影システム２０８の光軸２４０に沿った図である。投影システム２０８は、プログラム可能ミラー・アレイ２０４の像をウェハ２１４に転写するために、互いの上方の面内に光軸２４０に対して実質的に垂直に整列した１６個のレンズ要素２４２−ｎ（この例ではｎ＝１〜１６）を有している。要素２４２をレンズ要素と呼ぶが、当分野の技術者には明らかであるように、これは、例えばレンズ、ミラーなど任意の光学要素とすることができる。ｚ軸は投影システム２０８の光軸２４０に対して平行である。投影システム２０８内のレンズ要素２４２は、ｙ軸に対して垂直に示されている。プログラム可能ミラー・アレイ２０４、ウェハ２１４、放射システム２０２及びウェハ・ステージ２０６は、透視図として概略的に示されている。ウェハ２１４に投影される空中像の焦点を調整できるように、投影システム２０８内のレンズ要素２４２は、互いに固定された距離又は調整可能な距離だけ隔てられている。さらに、空中像の所望の倍率及び焦点を与えるために、１つ又は複数のレンズ要素２４２は異なる形に成形される。例えば、あるレンズ要素２４２は、正又は負の倍率を与えるように成形され、他のレンズ要素２４２は、空中像の焦点を向上させるためだけに成形される。
【００５２】
所望の倍率及び焦点深度で像をウェハ２１４に正確に投影するためには、レンズ要素２４２の正確な配置が重要であることを理解されたい。一例では、投影システム２０８は１／２６０の拡大率を有し、これは、プログラム可能ミラー・アレイ２０４のパターン又は像がウェハ２１４に投影されると、１／２６０に縮小されることを意味している。一例では、投影システム２０８及び／又はウェハ２１４に投影されるフィーチャのサイズに応じて、拡大率を１／５０〜１／５００で変化させることができる。
【００５３】
投影システム２０８は、例えばマスク・ベースのシステムでしばしば使用されるマイナス（−）４など、任意の所望の拡大率を有することができることを理解すべきである。選択されるレンズ要素の数を、投影システム２０８の所望の性能に基づいて、任意の所望の数にできることも理解すべきである。
【００５４】
この具体例では、メトロフレーム（測定用枠台）２４４は、投影システム２０８及び干渉測定装置２３４を支えるように構成されている。投影システム２０８及びメトロフレーム２４４を外部の影響から隔離するために、メトロフレーム２４４及び投影システム２０８は、エア・マウント２４８によってベース・フレーム２４６から分離されている。
【００５５】
ウェハ・ステージ２０６及び投影システム２０８はそれぞれ、その側面に配置されたミラー２５０及び２５２を有しており、レーザー干渉計２３４は、これらのミラーを用いて投影システム２０８のウェハ・ステージ２０６に対する相対位置を測定する。投影システム２０８とウェハ・ステージ２０６との間の相対位置を計算するために、干渉計２３４からレーザー・ビームが発信され、ミラー２５０及び２５２に当たって反射されて干渉計２３４へ戻る。レーザー干渉計２３４のサンプリング速度は５０００Ｈｚであり、これは、ウェハ・ステージ２０６及び投影システム２０８の位置が干渉計２３４によって毎秒５０００回測定されることを意味している。
【００５６】
前記のように、リソグラフィ装置２００が動作しているとき、フレーム・システムが振動する。この振動は、リソグラフィ装置２００のすべての機械部品から生じる。例えばメトロフレーム２４４、投影システム２０８、レンズ要素２４２、投影システム２０８上の干渉計ミラー２５０、干渉計２３４、ベース・フレーム２４６などにおいて、わずかな振動が生じる。例えばベース・フレーム２４６の振動は、エア・マウント２４８を通してメトロフレーム２４４及び投影システム２０８へ伝わり、メトロフレーム／投影レンズ系の全体の振動を増幅させる。
【００５７】
一例では、測定及び計算により、こうしたフレーム・システムの機械的振動は低振動数であることが示される。一例では、ベース・フレームの主要な振動数（以下では固有振動数と定義する）は約１００Ｈｚである。投影システム２０８のメトロフレーム２４４に対する固有振動数は、約１５０Ｈｚである。干渉計２３４、並びに干渉計ミラー２５０及び２５２の固有振動数は、それぞれ約３５０Ｈｚ並びに５００Ｈｚである。
【００５８】
一例では、フレーム・システムから生じる機械的振動の最大振動数成分は、図６に見られるように５００Ｈｚより小さく、これについては以下でより詳しく論じる。
【００５９】
一例では、フレーム・システムの機械的振動によって、ウェハ・ステージ２０６と投影システム２０８との間に位置誤差が生じる。このウェハ・ステージ２０６上のウェハ２１４と投影システム２０８との間の位置誤差又は不一致は、空中像がウェハ２１４に投影されるとき、ずれた位置に配置されることを意味している。干渉計２３４のレーザー２５４又は２５６によって測定される投影システムの空中像とウェハ・ステージ２０６との間の相対位置は、先に論じた振動による位置誤差を含み、ウェハ２１４に投影された像の不一致を引き起こす。
【００６０】
他の例では、この不一致は、干渉計２３４による測定に基づいてウェハ・ステージ／ウェハを空中像に対する所望の位置に移動させる、ウェハ・ステージのサーボ制御に効果が限られていることによって生じる。これについては以下で図４と共に論じる。
【００６１】
「例示的な像の誤差」
図３Ａ及び図３Ｂは、本発明の一例による基板３１４上での像の位置誤差（例えば、不一致）を示している。この例では、ウェハ３１４の特定のターゲット部分／ダイ３２０に投影された像３６０を、ｚ軸に沿って上から見ている。この例では、ターゲット部分／ダイ３２０のレジストに露光される像３６０は、「Ｐ」字のパターンを有している。
【００６２】
図３Ａを参照すると、フレーム・システムの振動、及びウェハ・ステージのサーボ制御の効果が限定されていることにより、文字Ｐのパターンと、太く示したスタンプ３６２及び３６４とは、ウェハのレジスト内で互いにずれた位置に配置されている。
【００６３】
図３Ｂを参照すると、「Ｐ」のパターンはほぼ同じ部分に露光されており、このため「Ｐ」のパターンをより正確に形成することができる。
【００６４】
図３Ａに戻ると、像「Ｐ」と太く示したスタンプ３６２及び／又は３６４の間の位置ずれ又は不一致は距離Ｄであり、この距離は、例えば機械的振動及びある程度のサーボ制御の誤差によって最大約８ｎｍになる。したがって、ウェハ３１４の特定の領域／位置／ダイ３２０に投影される特定の空中像を有する、レーザー源によって発射されるレーザー・パルスはそれぞれ、主にフレーム・システムの機械的振動によってｘ及びｙ方向に位置が最大８ｎｍずれる可能性がある。
【００６５】
「例示的な制御システム」
図４は、本発明の一例による、可動投影レンズ要素４４２−２を含むリソグラフィ装置４００の制御システム４６６を示している。例えばレンズ要素４４２−２などの投影システム４０８内の可動レンズ要素４４２と、ウェハ・ステージ４０６の投影システム４０８に対する移動を制御するための制御システム４６６との間には相互作用がある。投影システム４０８の空中像とウェハ・ステージ４０６との間で測定された不一致に基づいて、この不一致を補正するように、可動レンズ要素４４２−２をアクチュエータ４６８によって移動させる。
【００６６】
一例では、レンズ要素４４２−２は６自由度の移動が可能である。６自由度とは、ｘ、ｙ及びｚ方向の移動、並びにｘ、ｙ及びｚ軸の周りの回転移動を意味している。この文脈で、例えばレンズやミラーなどのレンズ要素４４２−２の移動について特定の方向又は回転を指定せずに論じるときは常に、少なくとも６自由度を有する移動を意味している。
【００６７】
図５Ａ、図５Ｂ、図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃ、図７Ａ、図７Ｂ、図８Ａ及び図８Ｂは、本発明の様々な実施例による制御システムの制御信号を示している。図４の例を説明するとき、図５Ａ、５Ｂ、６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、７Ａ、７Ｂ、８Ａ及び８Ｂに示した信号を参照するが、各グラフのｙ軸は電圧の振幅を表している。
【００６８】
図２と共に先に言及したように、干渉計４３４は投影システム４０８のウェハ・ステージ４０６に対する相対位置を測定する。図５Ａに示した信号によって表されるこの測定信号Ｉは、サメータ（ｓｕｍｍａｔｏｒ）４６９へ送られる。ウェハ・ステージ４０６の投影システム４０８に対する設定値が、ウェハ・ステージ４０６の投影システム４０８に対する所望の又は基準の移動を定め、コンピュータ４７０にプログラムされる。図５Ｂに示した信号によって表される設定値の制御信号ＩＩが、サメータ４６９、ウェハ・ステージ制御装置４７１及びレンズ・アクチュエータ制御装置４７２へ送られる。
【００６９】
図５Ｂに示した例では、ウェハ・ステージ４０６の投影システム４０８に対する所望の移動を表す設定値は、三角形の波動信号ＩＩである。一方、図５Ａの信号Ｉは、干渉計２３４によって測定されたウェハ・ステージ４０６の投影システム４０８に対する実際の移動を示している。フレーム・システムの機械的振動、及びウェハ・ステージ４０６の移動を支配する制御システム４６６における誤差によって、三角形の信号Ｉには、図５Ａに見られるようにリプル（さざ波）及びノイズが重ねられる。
【００７０】
図６Ａ、図６Ｂ及び図６Ｃは、信号Ｉと信号ＩＩとの差である信号ＩＩＩを示している。信号Ｉ及び信号ＩＩは共にサメータ４６９に加えられて、信号同士の減算が行われる。信号ＩＩＩは投影システム４０８とウェハ・ステージ４０６との間の位置誤差を表しており、これはウェハ・ステージ制御装置４７１及びレンズ・アクチュエータ制御装置４７２へ送られる。
【００７１】
この例では、位置誤差信号ＩＩＩは主に低振動数成分を有しており、これを図６Ａに示す。図６Ａでは、信号が最大約５００Ｈｚまでの様々な振動数の共振を有していることが分かる。例えば、約１００、２００、３００、４００及び５００Ｈｚに、振幅のピークが生じている。図６Ｂは図６Ａと同じ信号を、振動数の定義域の代わりに時間の定義域で示したものである。図６Ｂでは、前記の干渉計のサンプルを位置誤差信号ＩＩＩと交差する線で示している。
【００７２】
サメータ４６９からの位置誤差信号ＩＩＩ、及びコンピュータ４７０からの信号ＩＩに基づいて、ウェハ・ステージ制御装置４７１が、長ストローク・モジュール及び短ストローク・モジュール４７３へ送られる制御信号ＩＶを計算する。例えば積分器、微分器、ノッチ・フィルタ、及び他のカーブ成形アルゴリズムなど、ウェハ・ステージ制御装置４７１内の複数の信号処理モジュール（図示せず）が、それぞれ信号ＩＩ及びＩＩＩを処理し、その出力が、ＤＡＣ４７４でデジタル信号からアナログ信号に変換されるウェハ・ステージ制御信号ＩＶである。信号ＩＶは、主に低振動数成分を有しており、そのことは振幅のピークが約１００Ｈｚに現れている図７Ａ及び図７Ｂに見られる。信号ＩＶは、増幅器４７５で増幅され、位置誤差信号ＩＩＩの補正を考慮してウェハ・ステージ４０６を所望の位置に移動させるための長ストローク・モジュール及び短ストローク・モジュール４７３へ送られる。
【００７３】
干渉計４３４、サメータ４６９、ウェハ・ステージ制御装置４７１、ＤＡＣ４７４、増幅器４７５、並びにウェハ・ステージ４０６を移動させる長ストローク・モジュール及び短ストローク・モジュール４７３によって表されるフィードバック・ループを用いて、投影システム４０８とウェハ・ステージ４０６との間の不一致が補正される。しかし、フレーム・システムの振動の影響、また例えばウェハ・ステージ制御装置４７１を介して長ストローク・モジュール及び短ストローク・モジュール４７３へフィードバックされる干渉計の測定値の遅延によるフィードバック・ループにおけるサーボの誤差により、やはり空中像同士の間に最大約８ｎｍの不一致の生じる可能性がある。
【００７４】
したがって、この例におけるアクチュエータ制御装置４７２、アクチュエータ４６８及び可動レンズ要素４４２−２の１つの目的は、前記のフィードバック・ループ及びフレーム・システムの振動において予想される誤差を補正することである。この補正は、例えば図３Ｂに示すように、空中像をウェハ４１４の正しい位置に向けるようにレンズ要素４４２−２を移動させることによって実施される。アクチュエータ制御装置４７２、アクチュエータ４６８及び可動レンズ要素４４２−２は、フィードフォワード・ループとして考えられるものであり、これについては、図６Ｂ、図６Ｃ、図８Ａ及び図８Ｂに示した信号を参照して以下でより詳しく説明する。
【００７５】
一例では、フィードフォワード補正のために、設定値信号ＩＩ及び位置誤差信号ＩＩＩが、レンズ・アクチュエータ制御装置４７２へ送られる。ウェハ・ステージ４０６の投影システム４０８に対する所望の移動／位置を表す設定値、並びに設定値とウェハ・ステージ４０６の投影システム４０８に対する実際の移動との間の誤差信号に基づいて、アクチュエータ制御装置４７２は、特定の時点において、その時点でのウェハ・ステージの誤差を補正するためにレンズ要素４４２−２をどのように移動させるべきかに関する値を計算又は予測する。
【００７６】
一例では、図６Ｂで点線の円Ａによって囲まれた位置誤差信号ＩＩＩの一部を図６Ｃに示すが、図６Ｃは分かりやすいように拡大してある。アクチュエータ制御装置４７２は、例えば図６Ｃに位置誤差信号ＩＩＩと交差する線１〜７によって示す、干渉計による過去のサンプリングを通じて位置誤差信号ＩＩＩの時間及び振幅に関する情報を有している。
【００７７】
一例では、先に論じたように、位置誤差信号ＩＩＩの振動数成分は、主に５００Ｈｚ未満であることが示されている。干渉計４３４の測定サンプリングは５０００Ｈｚであるため、位相遅れ（図示せず）が約５００／５０００×３６０°＝３６°を越えることはない。したがって、位置誤差信号ＩＩＩは低振動数成分を有し、干渉計４３４のサンプリング振動数は位置誤差信号ＩＩＩの最高振動数よりずっと高いため、以前のサンプリングにおける過去の誤差信号の値、及び時間遅れρ１、ρ２に関する情報を利用して、位置誤差信号ＩＩＩを外挿して近似又は予測することが可能である。
【００７８】
図６Ｃに示す例では、（限られたサンプリング振動数を用いた干渉計４３４による測定、サメータ４６９による加算、ウェハ・ステージ制御装置４７１による信号処理、長ストローク・モジュール及び短ストローク・モジュール４７３による電気信号のウェハ・ステージ４０６の機械的移動への変換、及び単にシステムがデジタルであるということによって説明される）信号処理システムは常に、時間軸のＴ及び誤差振幅軸のＡによって表される実時間の現在の状態より遅れる。したがって信号処理システムは、実時間の現在の状態Ｔ、Ａより以前のいくつかのサンプルに関する位置誤差信号ＩＩＩの誤差振幅についての情報しか有していない。例えば所望される場合には、図６Ｃに見られるように、信号処理システムは時間遅れρ１、ρ２によって表される１つ又は２つのサンプルに遅れるだけである。
【００７９】
一例では、アクチュエータ制御装置４７１の目的は、現在の実時間Ｔにおける位置誤差信号ＩＩＩの実時間での現在の振幅Ａの予測を試みることにより、デジタル信号処理システムのこの不備を補正することである。時間Ｔの時点でＡ（ｐｒｅｄ）によって表される予測された位置誤差信号ＩＩＩの挙動（図６Ｃの点線参照）は、任意の数の以前のサンプル１、２、３、４、５、６、７における任意の数の以前の誤差信号の値、及び時間遅れρ１、ρ２の外挿から得られる。
【００８０】
例えば、サンプル２つ分の時間遅れρ２があるとき、外挿はサンプル１〜７又はそれより多いサンプルの誤差値に基づいて行われ、その場合の外挿は、サンプル１、ρ２での誤差値から始まり、時間Ｔの時点での誤差値Ａ（ｐｒｅｄ）で終わる点線によって表される。現在の誤差値Ａと時間Ｔの時点での予測されたある誤差値Ａ（ｐｒｅｄ）との間の誤差振幅の差が、残りの残留誤差δであることを理解すべきである。予測された誤差値Ａ（ｐｒｅｄ）とサンプル１、ρ２での誤差値の間の差は、外挿による改善を表している。
【００８１】
信号処理システムの遅れがサンプル１つ分ρ１だけである場合、外挿はより短い時間（サンプル１つ分だけの時間遅れ）、及び同数のサンプル１〜７又はそれより多いサンプルの誤差値に基づいて行われるため、より適切になり、残留誤差δは減少する。
【００８２】
位置誤差信号ＩＩＩの主要な振動数が短いほど、位相遅れは小さくなり（図示せず）、その結果、より適切な予測が与えられることも理解されたい。例えば、位置誤差信号の主要な振動数が約１００Ｈｚである場合、位相遅れは、１００／５０００×３６０＝７．２°であり、図６Ｃで示したものよりさらに適切な予測が可能になる。予測された位置誤差信号の値Ａ（ｐｒｅｄ）はアクチュエータ制御装置４７２により、現在の不一致を補正するように可動レンズ要素４４２−２を操作するために用いられるアクチュエータ４６８に向けて順方向に送られる。
【００８３】
一例では、干渉計のサンプル、又は干渉計のサンプルのグループごとに、新しい予測の位置誤差信号Ａ（ｐｒｅｄ）をアクチュエータ制御装置４７２で予想し、アクチュエータ４６８に向けて順方向に送ることができる。例えば、フレーム・システムの振動によって空中像がＸ方向に数ｎｍずれた位置に配置された場合、空中像がウェハ４１４上の所望の位置のより近くに投影されるように、アクチュエータ４６８は、アクチュエータ制御装置４７２から順方向に送られた信号Ｖに基づいて、レンズ要素４４２−２を同じ方向、又は別の方向に移動させるべきである（例えば図３Ｂ参照）。
【００８４】
前記のように、レンズ要素４４２−２の移動は、６自由度のすべての移動とすることができる。一例では、ビームをウェハ４１４の所望の位置に向けるために、レンズ要素４４２−２の移動をｚ軸周りの回転移動とすることができる。他の例では、移動をｙ軸又はｘ軸周りのレンズ要素４４２−２の傾斜とすることができる。
【００８５】
一例では、例えば積分器、微分器、ノッチ・フィルタ及び他のカーブ成形アルゴリズムなど、アクチュエータ制御装置４７２内の複数の信号処理モジュール（図示せず）が、それぞれ信号ＩＩ及びＩＩＩを処理し、その出力はＤＡＣ４７６でデジタル信号からアナログ信号に変換される予測された制御信号Ｖである。
【００８６】
図８は、本発明の一例による、アクチュエータ４６８に向けて順方向に送られる予測された制御信号Ｖを示している。図４に示すように、制御信号Ｖは増幅器４７８でアクチュエータ４６８に適合したレベルまで増幅される。
【００８７】
様々な例では、アクチュエータ４６８は圧電型、又はローレンツ型のものとすることができる。
【００８８】
圧電型の場合、アクチュエータ４６８は、レンズ・アクチュエータ制御装置４７２によって与えられた制御信号Ｖの電圧値を、レンズ要素４４２−２の機械的移動に変換する。
【００８９】
ローレンツ型の場合、アクチュエータ４６８は、レンズ・アクチュエータ制御装置４７２によって与えられた制御信号Ｖの電圧値を、ローレンツ磁石及びそれに取り付けられたレンズ要素４４２−２を移動させるローレンツ・コイルの磁界の変化に変換する。
【００９０】
一例では、レンズ要素４４２−２は、軽量でアクチュエータ４６８によって容易に移動できるように設計される。複数の可動レンズ要素４４２及び関連付けられたアクチュエータ４６８を、投影システム４０８に使用できることを理解されたい。しかしこの例では、１つの可動レンズ要素４４２−２及びそれに関連付けられたアクチュエータ４６８についてのみ論じる。可動レンズ要素４４２−２は、ウェハの焦点面に波面収差の著しい増加を引き起こすことなく、ウェハＷの焦点面でのｘ及びｙ方向の移動を生じさせるように設計される。
【００９１】
実験室環境における実験では、そうしたウェハＷの焦点面での波面収差の増加が約０．０５ｎｍを越えないレンズ要素が得られることが示されている。高次のゼルニケ項は、わずかな波面収差を伴う約１μｍ未満のレンズのわずかな並進による影響を受けないことが分かっている。試験が行われ、レンズ要素４４２−２が約８６ｎｍ移動すると、ウェハ４１４上で約１．５ｎｍのｘ及びｙ方向の移動が生じ、感度は約０．０１７になることが示されている。したがって、例えば図３に示すように、点線の像Ｐと像Ｐとの間における８ｎｍのｘ及びｙ方向の位置ずれを補正するためには、レンズ要素４４２−２の移動Ｓが約４６０ｎｍを越えてはならない。
【００９２】
「例示的な投影システム」
一例では、投影システム４０８に力を及ぼすアクチュエータ４６８、可動レンズ要素４４２−２、及び例えばケーブル、冷却システム、ノイズなど他のすべての部分を含む投影システム４０８の加速度は、約０．５ｍｍ／ｓ２を越えるべきではない。投影システム４０８の加速度がそれより大きいと、例えば要素４４２などの投影要素の変形を引き起こす可能性がある。例えばレンズ要素４４２−２からの力によって生じる加速度が大きすぎる場合には、バランス・マス又はリジェクション・マスを使用して、投影システム４０８に及ぼされる力を低減させる。６自由度で高速移動する、例えばミラー要素やレンズ要素などの投影要素４４２−２も、もちろん投影システム４０８に大きい力を及ぼし、それによって生じる投影システム４０８の全体的な加速度が約０．５ｍｍ／ｓ２を越える可能性がある。
【００９３】
一例では、このことが、バランス・マス又はリジェクション・マスを使用することによって解決される。この例では、移動するレンズ要素４４２−２及び移動するアクチュエータ４６８によって生じた加速力が、投影システム４０８及びメトロフレーム４４４ではなく、バランス・マス又はリジェクション・マスに与えられる。
【００９４】
図９Ａ及び図９Ｂは、本発明の様々な実施例による投影システムを示し、例えば重量マス９８０と可動投影要素９４２−２との間の関係を表している。例えば図９Ａ及び図９Ｂは、投影システム９０８の内部に配置された重量マス９８０を有する、異なる２つの実施例を開示している。
【００９５】
図９Ａは、バランス・マスとして投影システム９０８内の支持構造体９８１に配置された重量マス９８０を開示している。磁石９８２がレンズ要素９４２−２に取り付けられている。アクチュエータ制御装置４７２からの制御信号Ｖがバランス・マス９８０に取り付けられたコイル９８３の磁界を変化させて、磁石９８２及び磁石９８２に取り付けられたレンズ要素９４２−２を距離Ｓだけ移動させる。同時に、バランス・マス９８０は要素９８４によって、支持構造体９８１上で磁石９８２対して反対方向に移動する。したがって、レンズ要素９４２−２の加速力がバランス・マス９８０に与えられる。
【００９６】
図９Ｂは、リジェクション・マスとしての重量マス９８０’を示している。リジェクション・マス９８０’は、ばねの配列９８６によって投影システム９０８の壁９８５に取り付けられている。原理は図９Ａのものと同様であるが、この場合、磁石９８２及び取り付けられたレンズ要素９４２−２の移動によって、リジェクション・マス９８０’の反対方向への移動が生じ、それによってばねの配列９８６が伸縮する。加速力は、ばねの配列９８６及び投影システム９０８の壁９８５に与えられる。
【００９７】
図９Ａ及び／又は図９Ｂは、移動する１つのレンズ要素９４２−２を示しているだけであるが、他の例では１つ又は複数の他の要素９４２を移動させることができる。図９Ａ及び／又は図９Ｂの例による重量マスと同じ原理は、それだけには限らないが、ミラー要素やレンズ要素を含めたすべての種類の投影要素にあてはまる。
【００９８】
図１０は、本発明の一例による、可動ミラー要素１０４２を有する投影システム１００８を示している。図１０は、すべてを示してはいないが、本質的に図１及び図４で開示したものと同じ構成要素を含む、本発明の別の例である。ただし、図１０では、レンズ・ベースの可動レンズ要素９４２−２が、ミラー・ベースの可動レンズ要素１０４２に置き換えられている。したがって、これまでの各図面と共に論じてきた、空中像Ｐを投影し、振動及びサーボ制御の誤差を補正する同じ原理を、図１０に開示した例に適用することができる。
【００９９】
この例では、アクチュエータ１０６８は、これまでの各図と共に説明してきたものと同様の方法で、フレーム・システムの振動及びウェハ・ステージのサーボ制御の誤差を補正するために、可動ミラー要素１０４２に接続されている。一例では、先に論じたように、ミラー要素１０４２は６自由度すべてに移動される。ミラー要素１０４２がビーム１１０を反射するので、ビーム１１０をウェハの所望のターゲット部分に向けるためにミラー要素１０４２に所望される移動は、ｘ軸に沿った並進／移動である。
【０１００】
一例では、複数のミラー要素１０４２を、それらに関連付けられたアクチュエータと共に用いることができる。
【０１０１】
また一例では、図４に示した可動レンズ要素４４２と図１０に示した可動ミラー要素１０４２の両方の組み合わせを用いて、所望の像の誤差補正を実施することができる。
【０１０２】
一例では、例えばフラット・パネル・ディスプレイを製造するためのステッパ、スキャナ、マスクレス・システム及び投影システムなど、光学要素を有するすべての投影システムは、フレーム・システムの振動及びサーボ制御の誤差を補正するように空中像を移動させるために、それだけには限らないが、ミラー要素やレンズ要素を含めた投影要素を移動させる先に論じた概念を利用できる。
【０１０３】
「結論」
これまで本発明の様々な例について説明してきたが、それらは例示のために示したものにすぎず、限定的なものではないことを理解すべきである。本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、その形及び細部に様々な変更を加えることができることが、関連分野の技術者には明らかであろう。したがって、本発明の広さ及び範囲は、前記の例示的な例のいずれによっても限定されるべきではなく、添付の特許請求の範囲及びそれと同等のものによってのみ定義されるべきである。
【０１０４】
実施例の部分のみが、添付の特許請求の範囲を説明するために用いたものであり、本明細書の発明を解決するための手段及び要約の部分はそれには該当しないことを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】本発明の一例によるリソグラフィ装置を示す図。
【図２】本発明の一例によるリソグラフィ装置の概略図。
【図３Ａ】本発明の一例による、基板上の像の位置誤差（例えば不一致）を示す図。
【図３Ｂ】本発明の一例による、基板上の像の位置誤差（例えば不一致）を示す図。
【図４】本発明の一例による、可動投影レンズ要素を含むリソグラフィ装置の制御システムを示す図。
【図５Ａ】本発明の様々な例による制御システムの制御信号を示す図。
【図５Ｂ】本発明の様々な例による制御システムの制御信号を示す図。
【図６Ａ】本発明の様々な例による制御システムの制御信号を示す図。
【図６Ｂ】本発明の様々な例による制御システムの制御信号を示す図。
【図６Ｃ】本発明の様々な例による制御システムの制御信号を示す図。
【図７Ａ】本発明の様々な例による制御システムの制御信号を示す図。
【図７Ｂ】本発明の様々な例による制御システムの制御信号を示す図。
【図８Ａ】本発明の様々な例による制御システムの制御信号を示す図。
【図８Ｂ】本発明の様々な例による制御システムの制御信号を示す図。
【図９Ａ】本発明の一例による重量マスと可動投影要素との関係を表す、投影システムを示す図。
【図９Ｂ】本発明の一例による重量マスと可動投影要素との関係を表す、投影システムを示す図。
【図１０】本発明の一例による可動ミラー要素を有する投影システムを示す図。
【符号の説明】
【０１０６】
１００、４００  リソグラフィ投影装置
１０２、２０２  放射システム
１０４  個々に制御可能な要素の配列
１０６  基板テーブル、オブジェクト・テーブル
１０８、２０８、４０８  投影システム
１１４  基板
１１６  位置決め装置
１１８、１４０  ビーム・スプリッタ
１２０  ターゲット部分
１３４、２３４  干渉測定装置
１３６  ベース・プレート
２０４  プログラム可能ミラー・アレイ
２０６  ウェハ・ステージ
２１４、３１４、４１４  ウェハ
２４２、２４２−２  レンズ要素
２４４  メトロフレーム
２４６  ベース・フレーム
２５０、２５２  干渉計ミラー
３２０  ダイ
４０６  ウェハ・ステージ
４３４  干渉計
４４２、４４２−２  可動レンズ要素
４４４  メトロフレーム
４６６  制御システム
４６８  アクチュエータ
９０８  投影システム
９４２−２  可動投影要素、レンズ要素
９８０  バランス・マス
９８０’  リジェクション・マス
９８１  支持構造体
９８２  磁石
９８３  コイル
９８６  ばねの配列
１００８  投影システム
１０４２  可動ミラー要素
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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