(57)【要約】【課題】アクチュエータ対応アセンブリの位置決め精度を劣化させずに、正確に位置決めするためのアクチュエータを省略すること。【解決手段】リソグラフィ装置のパターン支持又は基板テーブルの高い加速度及び高い移動速度を可能にするために、パターン支持と基板テーブルの一方が比較的大きい変位用のアクチュエータによって支持され、正確に位置決めするためのアクチュエータが省かれる。パターン支持と基板テーブルの他方が、正確位置決めのためのアクチュエータと比較的大きい変位用のアクチュエータとを含むアクチュエータ・アセンブリによって支持される。パターン支持と基板テーブルの一方の位置決め誤差が他方の位置決めによって補償されるようにパターン支持と基板テーブルの他方を位置合せするように適合される制御系を提供することにより、パターン形成装置と基板の位置合せ精度が達成される。【選択図】図２
2006114899.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）放射ビームを調整するように構成された照明系と、
（ｂ）パターン形成装置を支持するように構築されたパターン支持であって、前記パターン形成装置が、前記放射ビームの断面にパターンを付与してパターン形成放射ビームを形成することができ、パターン支持が、第１アクチュエータ・アセンブリによって移動可能に支持され、前記第１アクチュエータ・アセンブリが、前記パターン形成装置を固定の基準点に対して位置決めするように構成されたロング・ストローク・アクチュエータを備えるパターン支持と、
（ｃ）基板を保持するように構築された基板テーブルであって、第２アクチュエータ・アセンブリによって移動可能に支持され、前記第２アクチュエータ・アセンブリが、前記基板を前記固定の基準点に対して位置決めするように構成されたロング・ストローク・アクチュエータ及びショート・ストローク・アクチュエータを備える基板テーブルと、
（ｄ）前記パターン形成放射ビームを前記基板の対象部分に投影するように構成された投影系と、
（ｅ）制御系であって、
（ｉ）前記パターン形成装置の実際の位置を判定するように構成された判定システムと、
（ｉｉ）前記判定システム、前記第１アクチュエータ・アセンブリ、及び前記第２アクチュエータ・アセンブリに動作可能に接続された制御回路であって、
所望のパターン位置を得るように前記パターン形成装置を位置決めし、
前記所望のパターン位置と前記パターン形成装置の前記実際の位置とを比較することによってパターン位置決め誤差を求め、
前記パターン位置決め誤差をほぼ補償するように所望の基板位置を求め、
前記基板を前記所望の基板位置に位置決めする
ように構成された制御回路と
を備える制御系と
を備えるリソグラフィ装置。
【請求項２】
動作中に前記基板及び前記パターン形成装置が照明系に対して移動し、前記制御システムが、前記実際の位置を時間について２回微分することによってパターン加速度誤差を求めるように構成された加速度誤差回路と、前記パターン加速度誤差に対応する補償力を前記基板テーブルに与えるために、前記基板テーブルの質量特性を使用して前記パターン加速度誤差をフィルタするように構成された質量フィルタとをさらに備える請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項３】
前記制御システムが、前記位置決め誤差から前記パターン加速度誤差を求めるときに前記加速度誤差回路で生じる時間遅延を補償するように構成された時間遅延フィルタをさらに備える請求項２に記載のリソグラフィ装置。
【請求項４】
前記制御システムが、以前の位置決め誤差に基づいて将来の位置決め誤差信号を生成し、前記将来の位置決め誤差信号を前記制御回路に渡して前記位置決め誤差をほぼ補償するように構成された予測回路をさらに備える請求項２に記載のリソグラフィ装置。
【請求項５】
前記パターン支持が、前記パターン形成装置を位置決めして、前記放射ビームに対する前記パターンの集束及び傾斜を可能にするように構成されたショート・ストローク・アクチュエータを備える請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項６】
前記判定システムが干渉計システムである請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項７】
前記判定システムがエンコーダ・システムである請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項８】
（ａ）放射ビームを調整するように構成された照明系と、
（ｂ）パターン形成装置を支持するように構築されたパターン支持であって、前記パターン形成装置が、前記放射ビームの断面にパターンを付与してパターン形成放射ビームを形成することができ、前記パターン支持が、第１アクチュエータ・アセンブリによって移動可能に支持され、前記第１アクチュエータ・アセンブリが、前記パターン形成装置を固定の基準点に対して位置決めするロング・ストローク・アクチュエータ及びショート・ストローク・アクチュエータを備えるパターン支持と、
（ｃ）基板を保持するように構築された基板テーブルであって、第２アクチュエータ・アセンブリによって移動可能に支持され、前記第２アクチュエータ・アセンブリが、前記基板を前記固定の基準点に対して位置決めするように構成されたロング・ストローク・アクチュエータを備える基板テーブルと、
（ｄ）前記パターン形成放射ビームを前記基板の対象部分に投影するように構成された投影系と、
（ｅ）制御系であって、
（ｉ）前記基板の実際の位置を判定するように構成された判定システムと、
（ｉｉ）前記判定システム、前記第１アクチュエータ・アセンブリ、及び前記第２アクチュエータ・アセンブリに動作可能に接続された制御回路であって、
所望の基板位置を得るように前記基板を位置決めし、
前記所望の基板位置と前記実際の位置を比較することによって基板位置決め誤差を求め、
前記基板位置決め誤差をほぼ補償するように所望のパターン形成装置を求め、
前記パターン形成装置を所望のパターン形成装置位置に位置決めする
ように構成された制御回路と
を備える制御系と
を備えるリソグラフィ装置。
【請求項９】
動作中に前記基板及び前記パターン形成装置が照明系に対して移動し、前記制御システムが、前記実際の位置を時間について２回微分することによって基板加速度誤差を求めるように構成された加速度誤差回路と、前記基板加速度誤差に対応する補償力を前記パターン支持に与えるために、前記パターン支持の質量特性を使用して前記基板加速度誤差をフィルタするように構成された質量フィルタとをさらに備える請求項８に記載のリソグラフィ装置。
【請求項１０】
前記制御システムが、前記位置決め誤差から前記基板加速度誤差を求めるときに前記加速度誤差回路で生じる時間遅延を補償するように構成された時間遅延フィルタを備える請求項９に記載のリソグラフィ装置。
【請求項１１】
前記制御システムが、以前の位置決め誤差に基づいて将来の位置決め誤差信号を生成し、前記将来の位置決め誤差信号を前記制御回路に渡して前記位置決め誤差をほぼ補償するように構成された予測回路を備える請求項９に記載のリソグラフィ装置。
【請求項１２】
前記判定システムが干渉計システムである請求項８に記載のリソグラフィ装置。
【請求項１３】
前記判定システムがエンコーダ・システムである請求項８に記載のリソグラフィ装置。
【請求項１４】
（ａ）パターン形成装置で放射ビームをパターン形成し、パターン形成放射ビームを得ること、
（ｂ）前記パターン形成放射ビームを基板上に投影すること、及び
（ｃ）前記基板の位置を制御することであって、
（ｉ）前記パターン形成装置の実際の位置を求めること、
（ｉｉ）前記パターン形成装置を所望のパターン形成装置位置に位置決めすること、
（ｉｉｉ）前記所望のパターン形成装置位置と前記パターン形成装置の前記実際の位置とを比較することによってパターン形成装置位置決め誤差を求めること、
（ｉｖ）前記パターン形成装置位置決め誤差をほぼ補償するように所望の基板位置を求めること、及び
（ｖ）前記基板を前記所望の基板位置に位置決めすること
を含むこと
を含むデバイス製造方法。
【請求項１５】
前記パターン形成装置が第１アクチュエータ・アセンブリによって移動し、前記第１アクチュエータ・アセンブリが、固定の基準点に対して前記パターン形成装置を位置決めするように構成されたロング・ストローク・アクチュエータを備え、前記基板が第２アクチュエータ・アセンブリによって移動し、前記第２アクチュエータ・アセンブリが、前記固定の基準点に対して前記基板を位置決めするように構成されたロング・ストローク・アクチュエータ及びショート・ストローク・アクチュエータを備える請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記実際の位置を時間について２回微分することによってパターン形成装置加速度誤差を求めること、及び前記パターン形成装置加速度誤差に対応する補償力を前記基板を保持する基板テーブルに与えるために、前記基板テーブルの質量特性を使用して前記パターン形成装置加速度誤差をフィルタすることをさらに含む請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記位置決め誤差から前記パターン形成装置加速度誤差を求めるときに生じる時間遅延を補償することをさらに含む請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
以前の位置決め誤差に基づいて将来の位置決め誤差信号を生成することをさらに含む請求項１６に記載の方法。
【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方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板、通常は基板の対象部分に当てる機械である。リソグラフィ装置は、例えば集積回路（ＩＣ）の製造で使用することができる。その場合、マスクやレチクルとも呼ばれるパターン形成装置を使用して、ＩＣの個々の層上に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・ウェハ）上の（例えば１つ又はいくつかのダイを含む）対象部分上に転写することができる。パターンの転写は、基板上に設けられた放射感応材料（レジスト）の層への結像を介して行われる。一般には、単一の基板は、次々にパターン形成される隣接する対象部分のネットワークを含むことになる。従来のリソグラフィ装置には、パターン全体を各対象部分に一度に照射することによって各対象部分を照射するいわゆるステッパ、及び所与の方向（「走査」方向）に放射ビームを介してパターンを走査すると同時に、基板をこの方向に平行又は逆平行に走査することによって各対象部分を照射するいわゆるスキャナが含まれる。パターンを基板上にインプリントすることによってパターン形成装置から基板にパターンを転写することも可能である。
【０００３】
基板上にパターンを投影するために、パターン形成装置と基板を正確に位置合せする、即ち互いに対して配置することが望ましい。さらに、リソグラフィ装置に含まれる放射ビーム及び／又はその他の装置に対してパターン形成装置及び基板を位置合せすることが必要となる可能性がある。
【０００４】
従来のリソグラフィ装置では、基板とパターン形成装置を基準点に対して正確に配置するように構成されるアクチュエータ・アセンブリが、基板テーブルとパターン支持の両方に設けられる。アクチュエータ・アセンブリは、ロング・ストローク・アクチュエータ及びショート・ストローク・アクチュエータを含むことができる。ロング・ストローク・アクチュエータとショート・ストローク・アクチュエータが動作可能に結合され、ロング・ストローク・アクチュエータを使用して比較的長距離にわたって基板又はパターン形成装置を移動することが可能となり、ショート・ストローク・アクチュエータを使用して基板又はパターン形成装置を正確に位置決めすることが可能となる。ロング・ストローク・アクチュエータなどの、物体を長距離にわたって移動するアクチュエータは、それ自体では正確な位置決めには一般には不適当であることに留意されたい。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一実施例によれば、放射ビームを調整するように構成された照明系と、パターン形成装置を支持するように構築されたパターン支持であって、パターン形成装置が、放射ビームの断面にパターンを付与してパターン形成放射ビームを形成することができ、パターン支持が、第１アクチュエータ・アセンブリによって移動可能に支持され、第１アクチュエータ・アセンブリが、パターン形成装置を固定の基準点に対して位置決めするロング・ストローク・アクチュエータを含むパターン支持と、基板を保持するように構築された基板テーブルであって、第２アクチュエータ・アセンブリによって移動可能に支持され、第２アクチュエータ・アセンブリが、基板を固定の基準点に対して位置決めするロング・ストローク・アクチュエータ及びショート・ストローク・アクチュエータを含む基板テーブルと、パターン形成放射ビームを基板の対象部分に投影するように構成された投影系と、制御系であって、パターン形成装置の実際の位置を判定する判定システムと、判定システム、第１アクチュエータ・アセンブリ、及び第２アクチュエータ・アセンブリに動作可能に接続された制御回路であって、所望のパターン位置を得るようにパターン形成装置を位置決めし、所望のパターン位置と瞬間位置を比較することによってパターン位置決め誤差を求め、パターン位置決め誤差をほぼ補償するように所望の基板位置を求め、基板を所望の基板位置に位置決めするように構成された制御回路とを含む制御系とを含むリソグラフィ装置が提供される。
【０００６】
本発明の一実施例によれば、放射ビームを調整するように構築された照明系と、パターン形成装置を支持するように構築されたパターン支持であって、パターン形成装置が、放射ビームの断面にパターンを付与してパターン形成放射ビームを形成することができ、パターン支持が、第１アクチュエータ・アセンブリによって移動可能に支持され、第１アクチュエータ・アセンブリが、パターン形成装置を固定の基準点に対して位置決めするロング・ストローク・アクチュエータ及びショート・ストローク・アクチュエータを含むパターン支持と、基板を保持するように構築された基板テーブルであって、第２アクチュエータ・アセンブリによって移動可能に支持され、第２アクチュエータ・アセンブリが、基板を固定の基準点に対して位置決めするロング・ストローク・アクチュエータを含む基板テーブルと、パターン形成放射ビームを基板の対象部分に投影するように構成された投影系と、制御系であって、基板の実際の位置を判定する判定システムと、判定システム、第１アクチュエータ・アセンブリ、及び第２アクチュエータ・アセンブリに動作可能に接続された制御回路であって、所望の基板位置を得るように基板を位置決めし、所望の基板位置と実際の位置を比較することによって基板位置決め誤差を求め、基板位置決め誤差をほぼ補償するように所望のパターン形成装置を求め、パターン形成装置を所望のパターン形成装置位置に位置決めするように構成された制御回路とを含む制御系とを備えるリソグラフィ装置が提供される。
【０００７】
本発明の一実施例による装置製造方法は、放射ビームをパターン形成装置でパターン形成してパターン形成放射ビームを得ること、パターン形成放射ビームを基板上に投影すること、並びに基板の位置を制御することであって、実際のパターン形成装置の位置を求めること、パターン形成装置を所望のパターン形成装置位置に位置決めすること、所望のパターン形成装置位置と実際のパターン形成装置の位置を比較することによってパターン形成装置位置決め誤差を求めること、パターン形成装置位置決め誤差をほぼ補償するように所望の基板位置を求めること、及び基板を所望の基板位置に位置決めすることを含むことを含む。
【０００８】
本発明の実施例は、比較的低質量即ち低い熱生成での高加速度及び高速度に適したアクチュエータ・アセンブリ及び支持構造を含む。
【０００９】
これから、添付の図面を参照しながら単なる例示によって本発明の実施例を説明する。添付の図面では、対応する参照符号は対応する部分を示す。
【実施例】
【００１０】
図１に、本発明の一実施例によるリソグラフィ装置の略図を示す。この装置は、放射ビームＢ（例えばＵＶ放射）を調整する照明系（イルミネータ）ＩＬと、パターン形成装置（例えばマスク）ＭＡを支持するように構成され、一定のパラメータに従ってパターン形成装置を正確に位置決めするように構成された第１位置決め装置ＰＭに接続された支持構造（例えばマスク・テーブル）ＭＴとを含む。この装置は、基板（例えばレジスト被覆ウェハ）Ｗを保持するように構成され、一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２位置決め装置ＰＷに接続された基板テーブル（例えばウェハ・テーブル）ＷＴも含む。この装置は、パターン形成装置ＭＡによって放射ビームＢに付与されたパターンを基板Ｗの対象部分Ｃ（例えば１つ又は複数のダイを含む）上に投影するように構成された投影系（例えば屈折投影レンズ系）ＰＬをさらに含む。
【００１１】
照明系は、放射を配向、形成、又は制御するために、屈折型、反射型、磁気型、電磁気型、静電型、又はその他のタイプの光学構成部品、或いはそれらの任意の組合せなどの様々なタイプの光学構成部品を含むことができる。
【００１２】
支持構造は、パターン形成装置の重量を支持即ち支承する。支持構造は、パターン形成装置の向き、リソグラフィ装置の設計、又は例えばパターン形成装置が真空環境で保持されるかどうかなどの他の条件に応じた方式でパターン形成装置を保持する。支持構造は、パターン形成装置を保持するのに機械的技法、真空技法、静電技法、又は他のクランピング技法を使用することができる。支持構造は、例えば、必要に応じて固定又は可動にすることのできるフレーム又はテーブルでよい。支持構造は、パターン形成装置が例えば投影系に対して所望の位置となるように保証することができる。本明細書での「レチクル」又は「マスク」という用語の使用は、より一般的な用語「パターン形成装置」と同義とみなすことができる。
【００１３】
本明細書で使用する用語「パターン形成装置」は、基板の対象部分内にパターンを作成などのために放射ビームの断面にパターンを付与することのできる任意の装置を指すと広く解釈すべきである。例えばパターンが移相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、放射ビームに付与されるパターンは基板の対象部分内の所望のパターンに厳密に対応しないことがあることに留意されたい。一般に、放射ビームに付与されるパターンは、例えば集積回路内などの対象部分内に作成されるデバイス内の特定の機能層に対応する。
【００１４】
パターン形成装置は透過性又は反射性でよい。パターン形成装置の例には、マスク、プログラム可能ミラー・アレイ、及びプログラム可能ＬＣＤパネルが含まれる。マスクはリソグラフィで周知であり、マスクには、バイナリ、交番移相、減衰移相などのマスク・タイプ、並びに様々なハイブリッド・マスク・タイプが含まれる。プログラム可能ミラー・アレイの一実施例では、着信放射ビームを様々な方向に反射するように個々にそれぞれ傾斜することができる小型ミラーのマトリックス構成が使用される。傾斜したミラーは、ミラー・マトリックスによって反射される放射ビームにパターンを付与する。
【００１５】
本明細書で使用する「投影系」という用語は、使用する露光放射にとって、又は浸液の使用や真空の使用などの他の因子にとって適切な屈折光学系、反射光学系、カタディオプトリック光学系、磁気光学系、及び静電光学系を含む任意のタイプの投影系を包含するものとして広い意味で解釈すべきである。本明細書での「投影レンズ」という用語の使用は、より一般的な「投影系」という用語と同義とみなすことができる。
【００１６】
ここで示すように、この装置は、（例えば透過マスクを使用する）透過型である。或いは、この装置は、（例えば上記で参照したプログラム可能ミラー・アレイを使用し、又は反射マスクを使用する）反射型でもよい。
【００１７】
リソグラフィ装置は、２つ（２重ステージ）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「多重ステージ」マシンでは、追加のテーブルを並行して使用することができ、或いは露光のために１つ又は複数のテーブルを使用中に、１つ又は複数の他のテーブルに対して予備ステップを実施することができる。
【００１８】
リソグラフィ装置は、基板の少なくとも一部が比較的高い屈折率を有する液体、例えば水によって覆われ、それによって投影系と基板との間の空間が埋められるタイプでもよい。浸液をリソグラフィ装置内の他の空間、例えばマスクと投影系との間にも適用することができる。投影系の開口数を向上させるための液浸技法が当技術分野で周知である。本明細書で使用する「液浸（ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ）」という用語は、基板などの構造を液体に沈めなければならないことを意味するのではなく、液体が投影系と露光中の基板との間に位置することを意味するに過ぎない。
【００１９】
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。例えば放射源がエキシマ・レーザであるとき、放射源とリソグラフィ装置は別々の実体でよい。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はみなされず、放射ビームは、例えば適切な配向ミラー及び／又はビーム・エキスパンダを含むビーム送達システムＢＤを用いて、放射源ＳＯからイルミネータＩＬまで通過する。他の場合には、例えば放射源が水銀ランプであるとき、放射源はリソグラフィ装置の一体部分でよい。放射源ＳＯ及びイルミネータＩＬは、必要ならビーム送達システムＢＤと共に放射系と呼ばれることがある。
【００２０】
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を含むことができる。一般に、イルミネータの瞳面内の強度分布の少なくとも外径及び／又は内径範囲（一般にそれぞれσ外径及びσ内径と呼ぶ）を調節することができる。さらに、イルミネータＩＬは、積分器ＩＮやコンデンサＣＯなどの様々な他の構成部品を含むことができる。イルミネータを使用して、放射ビームの断面内に所望の一様性及び強度分布を有するように放射ビームを調整することができる。
【００２１】
放射ビームＢは、支持構造（例えばマスク・テーブルＭＴ）上に保持されたパターン形成装置（例えば（マスクＭＡ）に入射し、パターン形成装置によってパターン形成される。マスクＭＡを横切ると、放射ビームＢは投影系ＰＳを通過し、投影系ＰＳは、ビームを基板Ｗの対象部分Ｃ上に集束させる。第２位置決め装置ＰＷ及び位置センサＩＦ（例えば干渉装置、線形エンコーダ、又は容量センサ）を用いて、例えば放射ビームＢの経路内に異なる対象部分Ｃを配置するように、基板テーブルＷＴを正確に移動することができる。同様に、第１位置決め装置ＰＭ及び別の位置センサ（図１には明示的に図示せず）を使用して、例えばマスク・ライブラリからの機械検索の後、又は走査中に、放射ビームＢの経路に対してマスクＭＡを正確に配置することができる。一般には、マスク・テーブルＭＴの移動は、第１位置決め装置ＰＭの一部を形成するロング・ストローク・モジュール（粗い位置決め）及びショート・ストローク・モジュール（細かい位置決め）によって実現することができる。同様に、一般には、基板テーブルＷＴの移動は、第２位置決めＰＷの一部を形成するロング・ストローク・モジュール及びショート・ストローク・モジュールを使用して実現することができる。（スキャナではなく）ステッパの場合、マスク・テーブルＭＴをショート・ストローク・アクチュエータだけに接続することができ、又は固定することができる。本発明の別の実施例では、マスク・テーブルＭＴ又は基板テーブルＷＴはロング・ストローク・アクチュエータのみで接続することができる。マスクＭＡ及び基板Ｗは、マスク位置合せマークＭ１、Ｍ２及び基板位置合せマークＰ１、Ｐ２を使用して位置合せすることができる。図示する基板位置合せマークは専用の対象部分を占有するが、対象部分間の空間に配置することもできる（これはスクライブ・レーン・アライメントと呼ばれる）。同様に、複数のダイがマスクＭＡ上に設けられる状況では、マスク位置合せマークをダイ間に配置することができる。
【００２２】
図示する装置は、以下のモードのうちの少なくとも１つで使用することができる。
【００２３】
ステップ・モード：マスク・テーブルＭＴ及び基板テーブルＷＴがほぼ静止状態に保たれると共に、放射ビームに付与されたパターン全体が対象部分Ｃ上に１回で投影される（即ち単一の静止露光）。次いで基板テーブルＷＴがＸ方向及び／又はＹ方向にシフトされ、それによって異なる対象部分Ｃを露光することができる。ステップ・モードでは、露光域の最大サイズにより、単一の静止露光で結像される対象部分Ｃのサイズが制限される。
【００２４】
スキャン・モード：マスク・テーブルＭＴ及び基板テーブルＷＴが同期式に走査されると共に、放射ビームに付与されたパターンが対象部分Ｃに投影される（即ち単一の動的露光）。マスク・テーブルＭＴに対する基板テーブルＷＴの速度及び方向は、投影系ＰＳの拡大（縮小）特性及び像反転特性によって決定することができる。走査モードでは、露光域の最大サイズにより、単一の動的露光での対象部分の（非走査方向の）幅が制限されるのに対して、走査動作の長さにより、対象部分の（走査方向の）高さが決定される。
【００２５】
別のモード：マスク・テーブルＭＴがほぼ静止状態に保たれ、プログラム可能パターン形成装置が保持され、基板テーブルＷＴが移動又は走査されると共に、投射ビームに付与されたパターンが対象部分Ｃに投影される。このモードでは、一般にパルス放射源が使用され、プログラム可能パターン形成装置が、基板テーブルＷＴのそれぞれの移動の後、又は走査中の連続する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、上記で参照したタイプのプログラム可能ミラー・アレイなどのプログラム可能パターン形成装置を使用するマスクレス・リソグラフィに容易に適用することができる。
【００２６】
上述の使用モードに関する組合せ及び／又は変形形態或いは全く異なる使用のモードも利用することができる。
【００２７】
図２に、ベース・フレームＢＦと、測定フレームＭＦに結合された投影系ＰＪＳとを有する本発明の一実施例によるリソグラフィ装置を示す。測定フレームＭＦは、ソフト・サスペンション・システムＦＳ（例えばエア・マウント又は非常に柔軟な機械ストリング）によってベース・フレームＢＦから分離される。基準面ＲＰを破線で示す。基準面ＲＰは、投影系ＰＪＳの光軸ＯＡに平行であるが、それとは異なるように選択することもできる。
【００２８】
パターン支持ＰＳが光軸ＯＡの第１端に配置され、基板テーブルＳＴが光軸ＯＡの他端に配置される。動作中、パターン形成装置がパターン支持ＰＳ上に配置され、基板が基板テーブルＳＴ上に配置される。放射ビームが生成され、パターン形成装置を通じて光軸ＯＡに沿って基板テーブルＳＴ上の基板まで誘導される。基板上に正しく投影するために、パターン形成装置、投影系ＰＪＳ、及び基板を位置合せする必要がある。しかし、基板とパターン形成装置との間を位置合せするための位置決め精度は、投影系ＰＪＳに対して基板を位置合せし、又は投影系ＰＪＳに対してパターン形成装置を位置合せするための位置決め精度よりも高くすることができることに留意されたい。
【００２９】
動作中のステッピング又は走査のために、パターン支持ＰＳ及び基板テーブルＳＴにアクチュエータ・アセンブリが設けられる。上述のように、軽量の支持構造を有し、その結果モータ力が比較的小さく、熱生成が少なくなることが望ましい。軽量の支持、例えば軽量のパターン支持ＰＳを提供するために、ショート・ストローク・アクチュエータを省略することができる。しかし、その場合アクチュエータ対応アセンブリの位置決め精度は劣化する。
【００３０】
欧州特許出願第０９６７５２５号及びＥＰ１２６５１０４号では、基板テーブル及びパターン支持を配置するように構成される制御システムが開示されている。その制御システムでは、基板テーブル位置の誤差が、パターン支持制御ループ中のフィードフォワード制御によって補償される。そのような制御システムは、基板とパターン形成装置の互いに対する正確な位置決めを実現する。基準点、即ち他の任意の装置に対してもパターン形成装置と基板を正確に位置決めすることができる。この制御システムが、基板テーブルＳＴとパターン支持ＰＳの一方だけを基準点に対して正確に位置決めすることができるときに基板テーブルＳＴとパターン支持ＰＳを互いに正確に位置決めできることが実現されることに基づいて、有利なことに、本発明は、類似の制御システムを使用してショート・ストローク・アクチュエータを省略することができる。
【００３１】
再び図２を参照すると、基板テーブルＳＴを移動するように構成されたアクチュエータ・アセンブリは、比較的長距離ＳＬＨにわたって第１の自由度で基板を移動するように構成された基板ロング・ストローク・アクチュエータＳＬＳと、比較的短距離ＳＳＨにわたって第１の自由度で基板を移動するように構成された基板ショート・ストローク・アクチュエータとを含む。例えば基板テーブルＳＴを複数の自由度ＰＶで移動するために、別のアクチュエータを設けることができる。基準面ＲＰに対する基板の位置を求めるために、基板位置判定システムＳＤＳを設けることができる。位置判定システムの例には、干渉計システム又はエンコーダ・システムが含まれる。エンコーダ・システムは、格子と、格子を検出する光学エンコーダとを含む。
【００３２】
パターン支持ＰＳを移動するように構成されたアクチュエータ・アセンブリは、比較的長距離ＰＬＨにわたって第１の自由度でパターン形成装置を移動するように構成されたパターン・ロング・ストローク・アクチュエータＰＬＳを含む。例えばパターン支持ＰＳを複数の自由度ＳＶで移動するために、別のアクチュエータを設けることができる。基準面ＲＰに対するパターン形成装置の位置を求めるために、干渉計システムやエンコーダ・システムなどのパターン位置判定システムＰＤＳを設けることができる。
【００３３】
基板テーブルＳＴはショート・ストローク・アクチュエータを備えるので、基板テーブルＳＴ即ち基板を基準面ＲＰに対して第１の自由度で正確に位置決めすることができる。パターン支持ＰＳはショート・ストローク・アクチュエータを備えないので、パターン形成装置を基準面ＲＰに対して比較的低い位置決め精度で第１の自由度で位置決めすることができる。しかし、位置決め精度が比較的低い結果として生じる位置決め誤差は、パターン形成装置の実際の位置に対応する基板を位置決めすることによって補償することができる。
【００３４】
図３に、本発明の一実施例による基板テーブルＳＴ及びパターン支持ＰＳの位置を制御する制御方式を示す。パターン支持ＰＳを位置決めするために、所望のパターン支持位置設定点ＰＳ＿Ｓｅｔｐ＿ｐｏｓ及び所望のパターン支持加速度設定点ＰＳ＿Ｓｅｔｐ＿ａｃｃが、制御システムの制御回路に入力される。第１フィルタＰＳ＿Ａｃｃ２Ｆは、所望の力に対する所望の加速度ＰＳ＿Ｓｅｔｐ＿ａｃｃををフィルタする。所望の位置ＰＳ＿Ｓｅｔｐ＿ｐｏｓから、位置判定システム（図２のＰＤＳ）によって求められた実際の位置ＰＳ＿ＬＳ２ＲＰ＿ｐｏｓが引かれ、その結果、基準点又は基準面に対する位置誤差ＰＳ＿ＬＳ２ＲＰ＿ｐｏｓ＿ｅｒｒｏｒが得られる。位置誤差ＰＳ＿ＬＳ２ＲＰ＿ｐｏｓ＿ｅｒｒｏｒがＰＩＤコントローラなどのコントローラＰＳ＿ＣＴＲＬに入力され、パターン支持ＰＳを所望の位置ＰＳ＿Ｓｅｔｐ＿ｐｏｓに移動するのに適した力が得られる。パターン支持ＰＳの機械的特性が、パターン支持ＰＳの実際の位置を出力する力を生成するフィルタとして示される。上述のように、パターン支持ＰＳは、ショート・ストローク・アクチュエータが省略されているので正確に位置決めされない。得られた位置決め誤差を補償するために、位置誤差ＰＳ＿ＬＳ２ＲＰ＿ｐｏｓ＿ｅｒｒｏｒが、基板テーブルＳＴの移動を制御する制御回路に供給される。
【００３５】
所望の位置ＳＴ＿Ｓｅｔｐ＿ｐｏｓ及び実際の位置ＳＴ＿ＳＳ２ＲＰ＿ｐｏｓに対応する信号を受け取るコントローラＳＴ＿ＣＴＲＬによって出力される力に加えられる所望の力に対する所望の加速度ＳＴ＿Ｓｅｔｐ＿ａｃｃをフィルタする第２フィルタＳＴ＿Ａｃｃ２Ｆを含む類似の制御回路を使用して基板テーブルＳＴを制御することができる。基板テーブルＳＴはさらに、パターン支持ＰＳの位置決め誤差ＰＳ＿ＬＳ２ＲＰ＿ｐｏｓ＿ｅｒｒｏｒを受け取るフィードフォワード回路によって生成される力によって制御される。この位置決め誤差ＰＳ＿ＬＳ２ＲＰ＿ｐｏｓ＿ｅｒｒｏｒが、倍率フィルタＭａＦ及び恐らくは別のフィードフォワード・フィルタＦＦＦによるフィルタリングの後に位置設定点ＳＴ＿Ｓｅｔｐ＿ｐｏｓに加えられる。これらのフィルタは後で説明する。
【００３６】
さらに、位置決め誤差ＰＳ＿ＬＳ２ＲＰ＿ｐｏｓ＿ｅｒｒｏｒが時間微分フィルタＰＯＳ２ＡＣＣに供給され、位置決め誤差ＰＳ＿ＬＳ２ＲＰ＿ｐｏｓ＿ｅｒｒｏｒが時間について２回微分され、それによってパターン支持加速度誤差ＰＳ＿ＬＳ２ＲＰ＿ａｃｃ＿ｅｒｒｏｒが求められる。この加速度誤差ＰＳ＿ＬＳ２ＲＰ＿ａｃｃ＿ｅｒｒｏｒを基板テーブルＳＴの質量ｍでフィルタすることにより、加速度誤差ＰＳ＿ＬＳ２ＲＰ＿ａｃｃ＿ｅｒｒｏｒをフィードフォワード補償するために基板テーブルＳＴに与えるべき適切な力が求められる。したがって、基板テーブルＳＴの制御回路に対する位置決め誤差ＰＳ＿ＬＳ２ＲＰ＿ｐｏｓ＿ｅｒｒｏｒのフィードフォワードにより、基板テーブルＳＴの所望の位置及び／又は所望の加速度を調節することによって位置決め誤差ＰＳ＿ＬＳ２ＲＰ＿ｐｏｓ＿ｅｒｒｏｒ及び／又はパターン支持の加速度誤差ＰＳ＿ＬＳ２ＲＰ＿ａｃｃ＿ｅｒｒｏｒを補償することが可能となる。
【００３７】
上述のように、フィードフォワード回路は倍率フィルタＭａＦを備えることができる。倍率フィルタＭａＦは、投影系の倍率を補償することができる。そのような倍率により、パターン形成装置及び基板についての様々な所望の位置及び速度を得ることができるからである。例えば投影系の倍率１／４では、投影系に対するパターン形成装置の変位を、投影系に対するパターン形成装置の変位の１／４の大きさの基板の変位によって補償することができる。したがって、位置決め誤差ＰＳ＿ＬＳ２ＲＰ＿ｐｏｓ＿ｅｒｒｏｒもこの倍率に対して補正する必要がある。
【００３８】
倍率によって本発明の好ましい実施例を得ることができることに留意されたい。図３に示すように、投影系の倍率は１／４でよい。したがって、パターン支持ＰＳを基板テーブルＳＴよりも４倍速く移動し、加速する必要がある。ショート・ストローク・アクチュエータの省略によって高速かつ大きい加速が可能となるので、他よりも移動及び加速する必要がある支持構造、例えばパターン支持ＰＳのアクチュエータ・アセンブリからショート・ストローク・アクチュエータを省略することが好ましい。どの支持構造をより高速に移動及び加速する必要があるかは、倍率に依存し、したがって基板テーブルＳＴにも依存する可能性がある。
【００３９】
フィードフォワード回路は、例えば制御回路を所定の共振周波数、所望の帯域幅、又はその他の任意の特性又は仕様に適合させるための、フィードフォワード・フィルタＦＦＦも備えることができる。フィードフォワード・フィルタＦＦＦは、位置決め誤差ＰＳ＿ＬＳ２ＲＰ＿ｐｏｓ＿ｅｒｒｏｒから加速度誤差ＰＳ＿ＬＳ２ＲＰ＿ａｃｃ＿ｅｒｒｏｒを求めるときに時間微分フィルタＰＯＳ２ＡＣＣで生じる時間遅延を補償する時間遅延フィルタを含むことができる。制御回路も予測回路、例えば参照により本明細書に組み込まれる欧州特許出願第１２６５１０４号で開示される予測回路を備えることができる。
【００４０】
上記の図２及び３の説明から、リソグラフィ装置、具体的には制御システム、パターン支持ＰＳ、及び基板テーブルＳＴがどのように機能するかを当業者は容易に理解されよう。動作中、パターン形成装置が、第１の自由度のロング・ストローク・アクチュエータを使用して（且つ、恐らくは他の自由度の他のアクチュエータを使用して）、投影系ＰＪＳに対して位置決めされる。パターン形成装置位置判定システムＰＤＳは、パターン形成装置の実際の位置を測定し、制御システムは、所望の位置と比較することにより、結果として得られる位置決め誤差を求める。位置決め誤差は、基板テーブルＳＴを制御する制御回路に供給される。次いで、基板テーブルＳＴが、基板をパターン形成装置に対して正確に位置決めし、且つ投影系に対する基板及びパターン形成装置の位置決め誤差が所定の位置決め誤差値を超過しないように制御される。
【００４１】
図４に、図２によるリソグラフィ装置で使用されるパターン支持ＰＳを示す。Ｘ方向では、パターン支持が、第１の自由度Ｘで移動するロング・ストロークＹアクチュエータ（図示せず）に機械的に結合される。パターン支持ＰＳは、パターン形成装置ＰＤを第２の自由度Ｙで移動し、パターン形成装置ＰＤをＸ及びＹで定義される平面内で回転し、即ち第３の自由度Ｒｘｙを与える２つのアクチュエータ１０、１２を含む。パターン支持ＰＳは、パターン形成装置ＰＤを第４の自由度Ｚで移動し、パターン形成装置ＰＤを第５及び第６の自由度Ｒｘ、Ｒｙで回転する３つのアクチュエータ１４、１６、１８をさらに含む。したがって、放射ビームに対するパターンの集束及び傾斜のためにパターン形成装置を正確に位置決めすることができる。パターン支持は、図示する柔軟な結合装置２０及び／又はパターン支持ＰＳ用の平衡質量を備えることができる。平衡質量は、大きな走査力が測定フレームＭＦ及びベース・フレームＢＦ上の精密な機械部品を乱すことを防ぐことができる。
【００４２】
本文では、ＩＣの製造におけるリソグラフィ装置の使用に対して特定の参照を行ったが、本明細書に記載のリソグラフィ装置は、集積光学系、磁気ドメイン・メモリ用の誘導パターン及び検出パターン、フラット・パネル・ディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッドの製造などの他の応用例を有することができることを理解されたい。こうした代替応用例の状況では、本明細書での「ウェハ」又は「ダイ」という用語の使用は、それぞれより一般的な「基板」又は「対象部分」という用語と同義とみなせることを当業者は理解されよう。本明細書で参照される基板は、露光の前後に、例えばトラック（通常はレジスト層を基板に付着させ、露光したレジストを現像する工具）、測定工具、及び／又は検査工具で処理することができる。適用可能なら、本明細書での開示は、そのような基板処理工具又はその他の基板処理工具に適用することができる。さらに、基板を、例えば多層ＩＣを作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、複数回処理した層を既に含む基板も指すことがある。
【００４３】
光リソグラフィの状況での本発明の実施例の使用に対して上記で特定の参照を行ったが、他の応用例、例えばインプリント・リソグラフィで本発明を使用することもでき、状況が許すならば本発明は光リソグラフィに限定されないことを理解されよう。インプリント・リソグラフィでは、パターン形成装置でのトポグラフィが、基板上に作成されるパターンを画定する。パターン形成装置のトポグラフィを、基板に供給されるレジスト層に押し付けることができ、電磁放射、熱、圧力、又はそれらの組合せを加えることによって基板上でレジストが硬化する。パターン形成装置がレジストから取り除かれ、レジストが硬化した後にレジストにパターンが残る。
【００４４】
本明細書で使用した「放射」及び「ビーム」という用語は、（例えば波長約３６５、２４８、１９３、１５７、又は１２６ｎｍを有する）紫外（ＵＶ）放射、（例えば５〜２０ｎｍの範囲の波長を有する）極紫外（ＥＵＶ）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含むすべてのタイプの電磁放射を包含する。
【００４５】
「レンズ」という用語は、状況が許すならば、屈折光学構成部品、反射光学構成部品、磁気光学構成部品、電磁構成部品及び静電光学構成部品を含む様々なタイプの光学構成部品のうちのいずれか１つ又は組合せを指すことができる。
【００４６】
以上、本発明の特定の実施例を説明したが、上記以外の方法で本発明を実施できることを理解されよう。例えば、本発明は、上記で開示した方法を記述する１つ又は複数の機械可読命令のシーケンスを含むコンピュータ・プログラム、又はそのようなコンピュータ・プログラムが格納されたデータ記憶媒体（例えば半導体メモリ、磁気ディスク、又は光ディスク）の形態を取ることができる。
【００４７】
上記の説明は例示的なものであって限定的なものではない。したがって、添付の特許請求の範囲から逸脱することなく、記載の本発明に修正を加えることができることを当業者は理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一実施例によるリソグラフィ装置を示す図である。
【図２】本発明の一実施例によるリソグラフィ装置を示す略図である。
【図３】本発明の一実施例による制御システムの制御図を示す図である。
【図４】本発明の一実施例によるパターン支持を示す略図である。
【符号の説明】
【００４９】
ＡＤ  アジャスタ
Ｂ  放射ビーム
ＢＤ  ビーム送達システム
ＢＦ  ベース・フレーム
Ｃ  対象部分
ＣＯ  コンデンサ
ＦＳ  ソフト・サスペンション・システム
ＩＦ  位置センサ
ＩＬ  イルミネータ
ＩＮ  積分器
ＭＡ  マスク
ＭＦ  測定フレーム
ＭＴ  マスク・テーブル
ＯＡ  光軸
Ｐ１、Ｐ２  基板位置合せマーク
ＰＤＳ  パターン位置判定システム
ＰＪＳ  投影系
ＰＬＳ  パターン・ロング・ストローク・アクチュエータ
ＰＭ  第１位置決め装置
ＰＳ  投影系、パターン支持
ＰＷ  第２位置決め装置
ＲＰ  基準面
ＳＬＳ  基板ロング・ストローク・アクチュエータ
ＳＯ  放射源
ＳＴ  基板テーブル
Ｗ  基板
ＷＴ  基板テーブル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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