(57)【要約】本発明は、第１のボディと、第２のボディと、第１のボディを第２のボディに対して位置決めするために第１のボディと第２のボディとの間に配置されたアクチュエータと、を備える位置決めシステムに関するものであり、アクチュエータは、直列に配置された第１のピエゾアクチュエータと第２のピエゾアクチュエータとを備え、第１のピエゾアクチュエータは第１のヒステリシスを有し、第２のピエゾアクチュエータは第１のヒステリシスよりも小さい第２のヒステリシスを有し、第２のピエゾアクチュエータは少なくとも第１のヒステリシスに等しい位置決め範囲を有する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のボディと、
第２のボディと、
前記第１のボディを前記第２のボディに対して位置決めするために前記第１のボディと前記第２のボディとの間に配置されたアクチュエータと、
を備える位置決めシステムにおいて、
前記アクチュエータは、直列に配置された第１のピエゾアクチュエータと第２のピエゾアクチュエータとを備え、
前記第１のピエゾアクチュエータは第１のヒステリシスを有し、
前記第２のピエゾアクチュエータは前記第１のヒステリシスよりも小さい第２のヒステリシスを有し、
前記第２のピエゾアクチュエータは少なくとも前記第１のヒステリシスに等しい位置決め範囲を有する、位置決めシステム。
【請求項２】
前記第１のピエゾアクチュエータは第１の圧電材料を備え、前記第２のピエゾアクチュエータは前記第１の圧電材料とは異なる第２の圧電材料を備える、請求項１に記載の位置決めシステム。
【請求項３】
前記第１の圧電材料は多結晶材料を備える、請求項２に記載の位置決めシステム。
【請求項４】
前記第１の圧電材料はハードドープされた材料を備える、請求項２及び３のうち一項に記載の位置決めシステム。
【請求項５】
前記第２の圧電材料は単結晶材料を備える、請求項２から４のうち一項に記載の位置決めシステム。
【請求項６】
前記第２の圧電材料はソフトドープされた材料を備える、請求項２から５のうち一項に記載の位置決めシステム。
【請求項７】
前記第２の圧電材料は、以下の材料
ＬｉＮＢＯ３、
石英、
ＰＭＮ（−ＰＴ）、
ＬｉＴａＯ３
のうち１つ以上を備える、請求項２から６のうち一項に記載の位置決めシステム。
【請求項８】
前記アクチュエータを駆動するための制御システムを備え、前記制御システムは、前記第１のボディを位置決めするべく前記第１のピエゾアクチュエータを駆動するように、及び前記第１のピエゾアクチュエータの前記第１のヒステリシスを補償するために前記第２のピエゾアクチュエータを駆動するように構成されている、請求項１から７のうち一項に記載の位置決めシステム。
【請求項９】
ショートストロークステージとロングストロークステージとを備えた位置決めシステムにおいて、前記ショートストロークステージは第１のボディを備え、前記ロングストロークステージは前記第２のボディを備え、前記制御システムは、前記ショートストロークステージの所望の位置と前記ショートストロークステージの測定位置との間の差に基づき、閉ループ位置制御を用いて前記アクチュエータを駆動するように構成されている、請求項８に記載の位置決めシステム。
【請求項１０】
前記閉ループ位置制御は、前記ショートストロークステージを前記所望の位置へと付勢するために前記アクチュエータによって印加される、前記閉ループ位置制御によって決定される所望の力と、前記アクチュエータによって印加される、直接的又は間接的に測定された力との間の差に基づく、閉ループ力制御を含む、請求項９に記載の位置決めシステム。
【請求項１１】
前記制御システムは、以下のパラメータのうち１つ以上を測定することによって、前記アクチュエータによって印加される前記力を測定するように構成されている、請求項１０に記載の位置決めシステム。
ｉ．  力センサによって測定される、前記ロングストロークステージと前記ショートストロークステージとの間の力、
ｉｉ．  ピエゾ自動検知を用いて再構築される、前記ロングストロークステージと前記ショートストロークステージとの間の力、
ｉｉｉ．  前記ロングストロークステージと前記ショートストロークステージとの相対位置、
ｉｖ．  ロングストロークステージ加速、
ｖ．  ショートストロークステージ加速、
ｖｉ．  基準に対する前記ショートストロークステージ又はロングストロークステージの相対位置測定。
【請求項１２】
アクチュエータが第１のボディと第２のボディとの間に配置された状態で前記第１のボディを前記第２のボディに対して位置決めするための方法であって、
前記アクチュエータは、直列に配置された第１のピエゾアクチュエータと第２のピエゾアクチュエータとを備え、
前記第１のピエゾアクチュエータは第１のヒステリシスを有し、
前記第２のピエゾアクチュエータは前記第１のヒステリシスよりも小さい第２のヒステリシスを有し、
前記第２のピエゾアクチュエータは少なくとも前記第１のヒステリシスに等しい位置決め範囲を有し、
前記方法は、
ｂ）  前記第１のオブジェクトを前記第２のボディに対して位置決めするように前記第１のピエゾアクチュエータを駆動するステップと、
ｃ）  第１のピエゾアクチュエータの前記ヒステリシスを補償するように前記第２のピエゾアクチュエータを駆動するステップと、
を備える、方法。
【請求項１３】
請求項１から１１のうち一項に記載の位置決めシステムを備えるリソグラフィ装置。
【請求項１４】
放射ビームを調節するように構成された照明システムと、
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された放射ビームを形成することのできるパターニングデバイスを支持するように構築されたサポートと、
基板を保持するように構築された基板テーブルと、
前記パターン形成された放射ビームを前記基板のターゲット部分に投影するように構成された投影システムと、
を更に備え、
前記サポート又は前記基板テーブルは前記第１のボディに接続されている、請求項１３に記載のリソグラフィ装置。
【請求項１５】
請求項１から１１のうち一項に記載の位置決めシステム、請求項１２に記載の方法、又は請求項１３及び１４のうち一項に記載のリソグラフィ装置を使用する、デバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
[01]  本願は２０１６年８月４日に提出された欧州出願第１６１８２８０８．２号の優先権を主張するものであり、同出願は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【０００２】
[02]  本発明は、位置決めシステムと、位置決めするための方法と、リソグラフィ装置と、デバイス製造方法とに関する。
【背景技術】
【０００３】
[03]  リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板に、通常は基板のターゲット部分に適用する機械である。リソグラフィ装置は、例えば、集積回路（ＩＣ）の製造に使用可能である。このような場合、代替的にマスク又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の個々の層上に形成すべき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ーハ）上のターゲット部分（例えば１つ又は幾つかのダイの一部を含む）に転写することができる。パターンの転写は通常、基板に設けた放射感応性材料（レジスト）の層への結像により行われる。一般的に、１枚の基板は、順次パターンが付与される隣接したターゲット部分のネットワークを含んでいる。従来のリソグラフィ装置は、パターン全体をターゲット部分に１回で露光することによって各ターゲット部分が照射される、いわゆるステッパと、基板を所与の方向（「スキャン」方向）と平行あるいは逆平行に同期的にスキャンしながら、パターンを所与の方向（「スキャン」方向）に放射ビームでスキャンすることにより、各ターゲット部分が照射される、いわゆるスキャナとを含む。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とパターンを転写することが可能である。
【０００４】
[04]  リソグラフィ装置は通常、正確に位置決めされることが必要な１つ以上のオブジェクト又はボディを備える。その例が、パターニングデバイスを支持するサポート及び基板を保持するように構築された基板テーブルである。
【０００５】
[05]  オブジェクトを正確に位置決めするために配置されるアクチュエータは、比較的大きな移動範囲及びサブナノメートルの解像度を有する必要がある。現在のところ、この目的のためには、低剛性のローレンツアクチュエータが用いられている。ローレンツアクチュエータの欠点は、比較的大きな移動質量及び熱負荷である。
【発明の概要】
【０００６】
[06]  移動質量が低減され及び／又は熱負荷が軽減されたアクチュエータを提供するのが望ましい。
【０００７】
[07]  本発明の一実施形態によれば、
第１のボディと、
第２のボディと、
第１のボディを第２のボディに対して位置決めするために第１のボディと第２のボディとの間に配置されたアクチュエータと、
を備える位置決めシステムにおいて、
アクチュエータは、直列に配置された第１のピエゾアクチュエータと第２のピエゾアクチュエータとを備え、
第１のピエゾアクチュエータは第１のヒステリシスを有し、
第２のピエゾアクチュエータは第１のヒステリシスよりも小さい第２のヒステリシスを有し、
第２のピエゾアクチュエータは少なくとも第１のヒステリシスに等しい位置決め範囲を有する、位置決めシステムが提供される。
【０００８】
[08]  本発明の別の一実施形態によれば、アクチュエータが第１のボディと第２のボディとの間に配置された状態で第１のボディを第２のボディに対して位置決めするための方法が提供され、ここで、
アクチュエータは、直列に配置された第１のピエゾアクチュエータと第２のピエゾアクチュエータとを備え、
第１のピエゾアクチュエータは第１のヒステリシスを有し、
第２のピエゾアクチュエータは第１のヒステリシスよりも小さい第２のヒステリシスを有し、
第２のピエゾアクチュエータは少なくとも第１のヒステリシスに等しい位置決め範囲を有し、
この方法は、
ａ）第１のオブジェクトを第２のボディに対して位置決めするように第１のピエゾアクチュエータを駆動するステップと、
ｂ）第１のピエゾアクチュエータのヒステリシスを補償するように第２のピエゾアクチュエータを駆動するステップと、
を備える。
【０００９】
[09]  本発明の更に別の一実施形態によれば、本発明による位置決めシステムを備えるリソグラフィ装置が提供される。
【００１０】
[10]  本発明の更に別の一実施形態によれば、本発明による位置決めシステム、本発明による方法、又は本発明によるリソグラフィ装置を使用するデバイス製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
[11]  対応する参照符号が対応する部分を示す添付の概略図を参照しながら以下に本発明の実施形態について説明するが、これは単に例示としてのものに過ぎない。
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置を図示する。
【図２】本発明の一実施形態による位置決めシステムを図示する。
【図３】図２の位置決めシステムを制御するための制御システムを図示する。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
[12]  図１は、本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置を概略的に示したものである。この装置は、
放射ビームＢ（例えばＵＶ放射又はＥＵＶ放射）を調節するように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を支持するように構築され、特定のパラメータに従ってパターニングデバイスを正確に位置決めするように構成された第１のポジショナＰＭに接続された支持構造（例えばマスクテーブル）ＭＴと、
基板（例えばレジストコートウェーハ）Ｗを保持するように構成され、特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のポジショナＰＷに接続された基板テーブル（例えばウェーハテーブル）ＷＴａ又はＷＴｂと、
パターニングデバイス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のターゲット部分Ｃ（例えば１つ以上のダイを含む）に投影するように構成された投影システム（例えば屈折投影レンズシステム）ＰＳとを備える。
【００１４】
[13]  照明システムＩＬは、放射を誘導し、整形し、又は制御するための、屈折型、反射型、磁気型、電磁型、静電型、又はその他のタイプの光学コンポーネント、あるいはそれらの任意の組み合わせなどの様々なタイプの光学コンポーネントを含むことができる。
【００１５】
[14]  支持構造ＭＴは、パターニングデバイスＭＡを支持、すなわちその重量を支えている。支持構造ＭＴは、パターニングデバイスＭＡの方向、リソグラフィ装置の設計等の条件、例えばパターニングデバイスＭＡが真空環境で保持されているか否かに応じた方法で、パターニングデバイスＭＡを保持する。支持構造ＭＴは、パターニングデバイスＭＡを保持するために、機械的、真空、静電等のクランプ技術を使用することができる。支持構造ＭＴは、例えばフレーム又はテーブルでよく、必要に応じて固定式又は可動式でよい。支持構造ＭＴは、パターニングデバイスＭＡが例えば投影システムＰＳなどに対して確実に所望の位置にくるようにできる。本明細書において「レチクル」又は「マスク」という用語を使用した場合、その用語は、より一般的な用語である「パターニングデバイス」と同義と見なすことができる。
【００１６】
[15]  本明細書において使用する「パターニングデバイス」という用語は、基板Ｗのターゲット部分にパターンを生成するように、放射ビームの断面にパターンを付与するために使用し得る任意のデバイスを指すものとして広義に解釈されるべきである。ここで、放射ビームに付与されるパターンは、例えばパターンが位相シフトフィーチャ又はいわゆるアシストフィーチャを含む場合、基板Ｗのターゲット部分における所望のパターンに正確には対応しないことがある点に留意されたい。一般的に、放射ビームに付与されるパターンは、集積回路などのターゲット部分に生成されるデバイスの特定の機能層に相当する。
【００１７】
[16]  パターニングデバイスＭＡは透過性又は反射性でよい。パターニングデバイスの例には、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パネルがある。マスクはリソグラフィにおいて周知のものであり、これには、バイナリマスク、レベンソン型（ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ）位相シフトマスク、ハーフトーン型（ａｔｔｅｎｕａｔｅｄ）位相シフトマスクのようなマスクタイプ、更には様々なハイブリッドマスクタイプも含まれる。プログラマブルミラーアレイの一例として、小型ミラーのマトリクス配列を使用し、ミラーは各々、入射する放射ビームを異なる方向に反射するよう個々に傾斜することができる。傾斜したミラーは、ミラーマトリクスによって反射する放射ビームにパターンを付与する。
【００１８】
[17]  本明細書で使用する「放射ビーム」という用語は、イオンビーム又は電子ビームなどの粒子ビームのみならず、紫外線（ＵＶ）放射（例えば、３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍもしくは１２６ｎｍ、又はこれら辺りの波長を有する）及び極端紫外線（ＥＵＶ）放射（例えば、５ｎｍ〜２０ｎｍの範囲の波長を有する）を含むあらゆるタイプの電磁放射を網羅する。
【００１９】
[18]  本明細書において使用する「投影システム」という用語は、例えば使用する露光放射、又は液浸液の使用や真空の使用などの他の要因に合わせて適宜、例えば屈折光学システム、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及び静電光学システム、又はそ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網羅するものとして広義に解釈されるべきである。本明細書において「投影レンズ」という用語を使用した場合、これは更に一般的な「投影システム」という用語と同義と見なすことができる。
【００２０】
[19]  本明細書で示すように、本装置は透過タイプである（例えば透過マスクを使用する）。あるいは、装置は反射タイプでもよい（例えば上記で言及したようなタイプのプログラマブルミラーアレイを使用する、又は反射マスクを使用する）。
【００２１】
[20]  リソグラフィ装置は、２つ（デュアルステージ）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）を有するタイプのものであってもよい。そのような「マルチステージ」機械においては、追加的なテーブルが並列使用されてもよく、あるいは、１つ以上のテーブルで予備工程が行われ、その間に１つ以上の他のテーブルが露光のために使用されてもよい。図１の例における２つの基板テーブルＷＴａ及びＷＴｂは、これを図示したものである。本明細書に開示される発明は、独立して使用されることが可能であるが、特に、シングルステージ装置又はマルチステージ装置のいずれかの前露光測定ステージにおいて追加的な機能を提供することができる。追加的なテーブルが、基板Ｗを保持する代わりに、少なくとも１つのセンサを保持するために配置されてもよい。この少なくとも１つのセンサは、投影システムＰＳの特性を測定するためのセンサ、センサに対するパターニングデバイスＭＡ上のマーカの位置を検出するためのセンサ、又は任意の他のタイプのセンサであってもよい。追加的なテーブルは、例えば投影システムＰＳの一部又はリソグラフィ装置の任意の他の部分を洗浄する洗浄デバイスを備えていてもよい。
【００２２】
[21]  リソグラフィ装置は、投影システムＰＳと基板Ｗとの間の空間を充填するように、基板Ｗの少なくとも一部が相対的に高い屈折率を有する液体、例えば水によって覆えるタイプでもよい。液浸液は、例えばパターニングデバイスＭＡと投影システムＰＳ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。液浸技術は、投影システムの開口数を増やすための分野では周知である。本明細書で使用する「液浸」という用語は、基板Ｗなどの構造を液体に沈めなければならないという意味ではなく、露光中に投影システムＰＳと基板Ｗとの間に液体が存在するというほどの意味である。
【００２３】
[22]  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。放射源ＳＯとリソグラフィ装置とは、例えば放射源ＳＯがエキシマレーザである場合に、別々の構成要素であってもよい。このような場合、放射源ＳＯはリソグラフィ装置の一部を形成すると見なされず、放射ビームは、例えば適切な誘導ミラー及び／又はビームエクスパンダなどを備えるビームデリバリシステムＢＤの助けにより、放射源ＳＯからイルミネータＩＬへと渡される。他の事例では、例えば放射源が水銀ランプの場合は、放射源がリソグラフィ装置の一体部分であってもよい。放射源ＳＯ及びイルミネータＩＬは、必要に応じてビームデリバリシステムＢＤとともに放射システムと呼ぶことができる。
【００２４】
[23]  イルミネータＩＬは、放射ビームの角度強度分布を調整するためのアジャスタＡＤを備えていてもよい。一般に、イルミネータの瞳面における強度分布の外側及び／又は内側半径範囲（一般にそれぞれ、σ−ｏｕｔｅｒ及びσ−ｉｎｎｅｒと呼ばれる）を調節することができる。また、イルミネータＩＬは、インテグレータＩＮ及びコンデンサＣＯなどの他の種々のコンポーネントを備えていてもよい。イルミネータを用いて放射ビームを調節し、その断面にわたって所望の均一性と強度分布とが得られるようにしてもよい。
【００２５】
[24]  放射ビームＢは、支持構造ＭＴ上に保持されたパターニングデバイスＭＡに入射し、パターニングデバイスＭＡによってパターン形成される。パターニングデバイスＭＡを横断した放射ビーム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のターゲット部分Ｃ上に合焦させる。第２のポジショナＰＷ及び位置センサＩＦ（例えば、干渉計デバイス、リニアエンコーダ又は容量センサ）の助けにより、基板テーブルＷＴａ／ＷＴｂを、例えば様々なターゲット部分Ｃを放射ビームＢの経路に位置決めするように正確に移動できる。同様に、第１のポジショナＰＭと別の位置センサ（図１には明示されていない）を用いて、マスクライブラリからの機械的な取り出し後又はスキャン中などに放射ビームＢの経路に対してパターニングデバイスＭＡを正確に位置決めできる。一般に、支持構造ＭＴの移動は、第１のポジショナＰＭの部分を形成するロングストロークモジュール（粗動位置決め）及びショートストロークモジュール（微動位置決め）の助けにより実現できる。同様に、基板テーブルＷＴａ／ＷＴｂの移動は、第２のポジショナＰＷの部分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用いて実現できる。ステッパの場合（スキャナとは対照的に）、支持構造ＭＴをショートストロークアクチュエータのみに接続するか、又は固定してもよい。パターニングデバイスＭＡ及び基板Ｗは、マスクアライメントマークＭ１、Ｍ２及び基板アライメントマークＰ１、Ｐ２を使用して位置合わせすることができる。図示のような基板アライメントマークは、専用のターゲット部分を占有するが、ターゲット部分の間の空間に位置してもよい（スクライブラインアライメントマークとして周知である）。同様に、パターニングデバイスＭＡ上に複数のダイを設ける状況では、マスクアライメントマークＭ１、Ｍ２をダイ間に配置してもよい。
【００２６】
[25]  図示された装置は、少なくともスキャンモードで使用できる。スキャンモードでは、支持構造ＭＴ及び基板テーブルＷＴａ／ＷＴｂを同期的にスキャンする一方で、放射ビームに付与されたパターンをターゲット部分Ｃ上に投影する（すなわち、単一動的露光）。支持構造ＭＴに対する基板テーブルＷＴａ／ＷＴｂの速度及び方向は、投影システムＰＳの（縮小）拡大率及び像反転特性によって決めることができる。スキャンモードでは、露光フィールドの最大サイズによって、単一動的露光時のターゲット部分の幅（非スキャン方向）が限定される一方、スキャン動作の長さによって、ターゲット部分の高さ（スキャン方向）が決まる。
【００２７】
[26]  スキャンモードに加えて、図示の装置は、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。
１．ステップモードでは、支持構造ＭＴ及び基板テーブルＷＴａ／ＷＴｂは、基本的に静止状態に維持される一方、放射ビームに付与されたパターン全体が１回でターゲット部分Ｃに投影される（すなわち単一静的露光）。次に、別のターゲット部分Ｃを露光できるように、基板テーブルＷＴａ／ＷＴｂがＸ方向及び／又はＹ方向に移動される。ステップモードでは、露光フィールドの最大サイズによって、単一静的露光で像が形成されるターゲット部分Ｃのサイズが制限される。
２．別のモードでは、支持構造ＭＴはプログラマブルパターニングデバイスを保持して基本的に静止状態に維持され、基板テーブルＷＴａ／ＷＴｂを移動又はスキャンさせながら、放射ビームに与えられたパターンをターゲット部分Ｃに投影する。このモードでは、一般にパルス状放射源を使用して、基板テーブルＷＴａ／ＷＴｂを移動させる毎に、又はスキャン中に連続する放射パルスの間で、プログラマブルパターニングデバイスを必要に応じて更新する。この動作モードは、以上で言及したような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利用できる。
【００２８】
[27]  上述した使用モードの組み合わせ及び／又は変形、又は全く異なる使用モードも利用できる。
【００２９】
[28]  リソグラフィ装置ＬＡはいわゆるデュアルステージタイプのものであり、２つの基板テーブルＷＴａ及びＷＴｂと、２つのステーション、露光ステーション及び測定ステーションとを有していて、基板テーブルはステーション間で交換可能である。露光ステーションで一方の基板テーブル上の１つの基板が露光されている間に、測定ステーションでは、様々な予備工程を実行できるように、他方の基板テーブル上に別の基板がロードされてもよい。予備工程は、レベルセンサＬＳを用いて基板の表面をマッピングすること、及びアライメントセンサＡＳを用いて基板上のアライメントマーカの位置を測定することを含み得る。これは、装置のスループットの実質的な増加を可能にする。測定ステーションならびに露光ステーションにあるときの基板テーブルの位置を位置センサＩＦが測定することができない場合には、両ステーションにおける基板テーブルの位置が追跡されることを可能にするために、第２の位置センサが設けられてもよい。
【００３０】
[29]  装置は更に、説明した種々のアクチュエータ及びセンサのすべての移動及び測定を制御するリソグラフィ装置制御ユニットＬＡＣＵを含む。制御ユニットＬＡＣＵは、装置の動作に関する所望の計算を実行するための信号処理及びデータ処理能力も備えている。実用においては、制御ユニットＬＡＣＵは多くのサブユニットからなるシステムとして実現され、そのサブユニットの各々がリアルタイムのデータ取得や装置内のサブシステム又はコンポーネントの処理及び制御に対処する。例えば、ある処理サブシステムは基板ポジショナＰＷのサーボ制御専用であり得る。別個のユニットが粗動アクチュエータ及び精密アクチュエータ、又は異なる軸にさえ対処し得る。別のユニットが位置センサＩＦの読出し専用であってもよい。装置の全体制御が、これらのサブシステム処理装置と、オペレータと、及びリソグラフィック製造プロセスに関わる他の装置と通信する中央処理装置によって制御されてもよい。
【００３１】
[30]  図２は、例えばパターニングデバイスＭＡを保持する支持構造ＭＴ又は基板Ｗを保持するように構築された基板テーブルＷＴを位置決めするための、図１のリソグラフィ装置において実現される、本発明の一実施形態による位置決めシステムを図示する。
【００３２】
[31]  この位置決めシステムは２つの可動ボディ、すなわち第１のボディ１１と第２のボディ１２とを備えており、これらは構造１０に対して可動である。構造１０は、バランス・マス、基礎フレーム、支持フレーム又は任意の他のフレームであることが可能である。
【００３３】
[32]  第１のボディ１１は、本実施形態においては、ショートストロークステージの一部であり、第２のボディ１２は、本実施形態においては、ロングストロークステージの一部である。構造１０と第２のボディ１２との間には、ロングストロークアクチュエータ１３が配置されている。このロングストロークアクチュエータ１３は、基準２０に対する第１及び第２のボディ１１，１２の粗動位置決めを可能にする。
【００３４】
[33]  第１のボディ１１と第２のボディ１２との間には、アクチュエータ３０が、第１のボディ１１を第２のボディ１２に対して位置決めするように配置されている。アクチュエータ３０は、結合要素３３によって互いに直列に接続された第１のピエゾアクチュエータ３１と第２のピエゾアクチュエータ３２とを備えている。
【００３５】
[34]  第１のピエゾアクチュエータ３１は、第１のヒステリシスを有する。第２のピエゾアクチュエータ３２は、第１のヒステリシスよりも小さい第２のヒステリシスを有する。第２のピエゾアクチュエータ３２は、少なくとも第１のヒステリシスに等しい位置決め範囲を有する。このことは、第２のピエゾアクチュエータ３２が第１のピエゾアクチュエータのヒステリシスを補償するように駆動可能であり、それによって、非線形のコンポーネントを用いつつ略線形のアクチュエータを形成するという利点をもたらす。
【００３６】
[35]  一実施形態においては、第１のピエゾアクチュエータ３１は第１の圧電材料を備え、第２のピエゾアクチュエータ３２は第１の圧電材料とは異なる第２の圧電材料を備える。第１の圧電材料は第１のヒステリシスを有し得る。第２の圧電材料は第２のヒステリシスを有し得る。
【００３７】
[36]  一実施形態においては、第１のピエゾアクチュエータ３１は多結晶材料、例えばＰＺＴ材料を備える。
【００３８】
[37]  一実施形態においては、第２のピエゾアクチュエータ３２は単結晶材料、例えばＬｉＮＢＯ３、石英、ＰＭＮ（−ＰＴ）及びＬｉＴａＯ３を備える。
【００３９】
[38]  一実施形態においては、第１のピエゾアクチュエータ３１は、ソフトドープＰＺＴ材料などのソフトドープされた材料を備えており、その結果、ソフトドープされた材料の単位長さあたりの移動範囲は大きくなるが、第１のヒステリシスは比較的大きくなる。第２のピエゾアクチュエータ３２は、ハードドープＰＺＴ材料などのハードドープされた材料を備えており、その結果、ハードドープされた材料の単位長さあたりの移動範囲は小さくなるが、第２のヒステリシスは小さくなる。
【００４０】
[39]  第２のピエゾアクチュエータ３２の長さは、第１のピエゾアクチュエータ３１の長さよりも大きくてもよい。このようにすると、第２のピエゾアクチュエータ３２は、圧電材料の単位長さあたりの移動範囲が小さい圧電材料を備え得る。第２のピエゾアクチュエータ３２の適切な長さを選択することによって、第２のピエゾアクチュエータ３２の合計移動範囲、すなわち位置決め範囲は、第１のヒステリシスと等しく又はそれよりも大きくなり得る。
【００４１】
[40]  第２のピエゾアクチュエータ３２は、好適には０．１％未満の第２のヒステリシスを有する。
【００４２】
[41]  位置決めシステムは更に、力センサ４０、加速度センサ５０、位置センサ６０及び／又は位置センサ７０を備えていてもよい。力センサ４０は、アクチュエータ３０によって第１のボディ１１と第２のボディ１２との間に印加される力を測定するものである。加速度センサ５０は、第２のボディ１２の加速を測定するものである。位置センサ６０は、第１のボディ１１と第２のボディ１２との相対位置を測定するものである。位置センサ７０は、基準２０に対する第１のボディ１１の相対位置を測定するものである。一実施形態においては、位置決めシステムは、力センサ４０と、加速度センサ５０と、位置センサ６０と、位置センサ７０とのうち１つのみ又はそれ以上を有する。
【００４３】
[42]  アクチュエータ３０は制御システム１００によって駆動される。この制御システム１００は、制御システム１００が接続され得るコンポーネントとともに、図３に概略的に図示されている。
【００４４】
[43]  制御システム１００への入力は、基準２０に対する第１のボディ１１の所望の位置の設定点１１０である。所望の位置は、位置センサ７０によって測定される、基準２０に対する第１のボディ１１の実際の測定位置１７０と比較される。設定位置１１０と測定位置１７０との間の差１１１は、コントローラ１１２によって処理される。コントローラ１１２は、第１のボディ１１を所望の位置に向かって付勢するようにアクチュエータ３０によって印加されるべき所望のアクチュエータ力のための所望の力信号１１３を出力する。
【００４５】
[44]  所望の力信号１１３は、次いで実際の力信号１１４と比較され、これがアクチュエータ３０によって印加されるアクチュエータ力を表す。アクチュエータ３０によって印加される実際の力を決定するためには、力センサ４０の出力１４０、加速度センサ５０の出力１５０、位置センサ６０の出力１６０、及び／又は位置センサ７０の出力１７０を用いることができる。実際の力信号１１４は、本実施形態においては、出力１４０、出力１５０、出力１６０及び／又は出力１７０のうち少なくとも１つに基づき、ユニット１１５によって生成される。ユニット１１５は、例えば力センサ４０を用いることによって直接的に測定された実際の力に基づいて、あるいは、例えば加速度センサ５０、位置センサ６０及び／又は位置センサ７０を用いることによって間接的に測定された実際の力に基づいて、実際の力信号１１４を生成し得る。
【００４６】
[45]  所望の力信号１１３と実際の力信号１１４との間の差１１６は、第１のピエゾアクチュエータ３１のための駆動信号１１８を計算するユニット１１７に入力される。第１のピエゾアクチュエータ３１のための駆動信号１１８に基づいて、ユニットＨｙｓｔは、第１のピエゾアクチュエータ３１のヒステリシスを補償するように第２のピエゾアクチュエータ３２のための駆動信号１１９を決定することができる。
【００４７】
[46]  このようにして、第１のボディ１１の所望の位置と第１のボディ１１の測定位置との間の差に基づいて、閉ループ位置制御が提供される。閉ループ位置制御は、アクチュエータ３０によって印加される、閉ループ位置制御によって決定される所望の力と、アクチュエータ３０によって印加される、直接的又は間接的に測定された力との間の差に基づく、閉ループ力制御を含む。その結果、第１のボディ１１と第２のボディ１２との間のアクチュエータ３０の接続の堅牢性は、アクチュエータ３０の適当な制御によって人工的に低減される。
【００４８】
[47]  既に示したセンサの他に、実際の力信号１１４は、ピエゾ自動検知力センサによって測定される、及び／又は第１のオブジェクト１１の加速を用いてアクチュエータ３０によって印加される実際の力を測定することによって決定することも可能である。
【００４９】
[48]  一実施形態においては、第２のボディ１２は固定ボディ、例えば構造１０に固定されたボディ又は基準２０に固定されたボディであってもよい。代替的には、構造１０と第２のボディ１２との間に、更なる可動ボディが配置されてもよい。ロングストロークアクチュエータ１３はこの更なる可動ボディに接続される。よって、ロングストロークアクチュエータ１３は、第２のボディ１２を更なる可動ボディに対して移動させるように配置される。更なる可動ボディは、更なる可動ボディを構造１０に対して移動させるための更なるアクチュエータを有する。本実施形態においては、位置決めシステムは、ロングストロークステージと、ミディアムストロークステージと、ショートストロークとを有しており、ロングストロークステージは更なる可動ボディを備え、ミディアムストロークステージは第２のボディ１２を備え、ショートストロークステージは第１のボディ１１を備える。ロングストロークステージは、基板Ｗの表面全体が投影システムＰＳを出ていく放射ビームを通って移動することを可能にする移動の範囲を有し得る。ミディアムストロークステージは、ロングストロークステージの移動の範囲よりも小さいがターゲット部分Ｃを投影システムＰＳを出ていく放射ビームを通って移動させるには十分に大きい移動の範囲を有し得る。ショートストロークステージは、ミディアムストロークステージの移動の範囲よりも小さいがミディアムストロークステージの位置誤差を訂正するには十分に大きい移動の範囲を有し得る。
【００５０】
[49]  ロングストロークアクチュエータ１３はリニアモータ又は平面モータであってもよい。ロングストロークアクチュエータ１３は複数のコイルを備えていてもよく、これらのコイルは第２のボディ１２の位置に従って転流されてもよい。
【００５１】
[50]  アクチュエータ３０は、第１のボディ１１を単一の方向、すなわち第１の方向に駆動するように配置されてもよい。また、アクチュエータ３０は、第１のボディ１１を複数の方向に駆動するように配置されてもよい。例えば、第１のピエゾアクチュエータ３１及び第２のピエゾアクチュエータ３２は、更なるピエゾアクチュエータによって支持されていてもよい。この更なるアクチュエータは、アクチュエータ３０又は第１のボディ１１を、第１の方向以外の第２の方向に移動させるように配置されてもよい。本実施形態においては、アクチュエータ３０及び更なるアクチュエータは直列に配置される。代替的には、更なるアクチュエータは、アクチュエータ３０と並列に、第１のボディ１１に連結される。本実施形態においては、アクチュエータ３０は、第２の方向での第１のボディ１１の移動を可能にするべく第２の方向に可撓性の可撓性素子を備えていてもよい。更なるアクチュエータは、ピエゾタイプのアクチュエータ、例えばアクチュエータ３０と同じタイプのアクチュエータであってもよい。あるいは、更なるアクチュエータは、ローレンツアクチュエータなど、異なるタイプのアクチュエータである。したがって、少なくとも１つが本発明によるアクチュエータ３０である複数のアクチュエータが、第１のボディを複数の方向に位置決めするように組み合わされて、例えば３ＤＯＦ、４ＤＯＦ、５ＤＯＦ又は６ＤＯＦの位置決めシステムを形成し得る。ここで、ＤＯＦはＤｅｇｒｅｅ  Ｏｆ  Ｆｒｅｅｄｏｍ（自由度）の略である。
【００５２】
[51]  第１のボディ１１を第１の方向に移動させる代わりに、アクチュエータ３０は、第１のボディ１１を回転又は傾斜させるように配置されてもよい。第１のボディ１１は第２のボディ１２に対して回転可能又は傾斜可能であってもよい。
【００５３】
[52]  図２の実施形態においては、第１のピエゾアクチュエータ３１は結合要素３３の一方側にあり、第２のピエゾアクチュエータ３２は結合要素３３の他方側にある。代替的には、ピエゾアクチュエータ３１及びピエゾアクチュエータ３２のうち一方又は両方が複数の部分に分割され、それらが任意の適切な手法で直列に配置される。例えば、第２のアクチュエータ３２が２つの部分に分割されて第１のアクチュエータ３１がその２つの部分の間にあるか、又はその逆となる。
【００５４】
[53]  ピエゾアクチュエータを更に詳細に説明することはしないが、当業者には、圧電材料の積層を含む任意の既知の構成を用いることができることが明らかであろう。
【００５５】
[54]  明確に言及されてはいないが、当業者には、本発明が、剪断モード、縦モード、厚みモード、放射モード等を含むがこれらに限られない、ピエゾアクチュエータのあらゆる動作モードに当てはまることも明らかである。単一スタックで複数のモードが用いられることも可能である。
【００５６】
[55]  第１のピエゾアクチュエータ３１と第２のピエゾアクチュエータ３２とは、一貫して、結合要素３３を介して互いに接続されているものとして図示されているが、当業者には、結合要素３３が任意選択的な要素であることが明らかであろう。また、結合要素３３は単に接着剤層であってもよい。
【００５７】
[56]  本文ではＩＣの製造におけるリソグラフィ装置の使用に特に言及しているが、本明細書で説明するリソグラフィ装置には他の用途もあることを理解されたい。例えば、これは、集積光学システム、磁気ドメインメモリ用ガイダンス及び検出パターン、フラットパネルディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッドなどの製造である。こうした代替的な用途に照らして、本明細書で「ウェーハ」又は「ダイ」という用語を使用している場合、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と見なしてよいことが当業者には認識される。本明細書に述べている基板は、露光前又は露光後に、例えばトラック（通常はレジストの層を基板に塗布し、露光したレジストを現像するツール）、メトロロジーツール及び／又はインスペクションツールで処理することができる。適宜、本明細書の開示は、以上及びその他の基板プロセスツールに適用することができる。更に基板は、例えば多層ＩＣを生成するために、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、既に複数の処理済み層を含む基板も指すことができる。
【００５８】
[57]  光リソグラフィの分野での本発明の実施形態の使用に特に言及してきたが、本発明は文脈によってはその他の分野、例えばインプリントリソグラフィでも使用することができ、光リソグラフィに限定されないことを理解されたい。インプリントリソグラフィでは、パターニングデバイス内のトポグラフィが基板上に作成されたパターンを画定する。パターニングデバイスのトポグラフィは基板に供給されたレジスト層内に刻印され、電磁放射、熱、圧力又はそれらの組み合わせを適用することでレジストは硬化する。パターニングデバイスはレジストから取り除かれ、レジストが硬化すると、内部にパターンが残される。
【００５９】
[58]  以上、本発明の特定の実施形態を説明したが、説明とは異なる方法でも本発明を実践できることが理解される。例えば、本発明は、上記で開示したような方法を述べる機械読み取り式命令の１つ以上のシーケンスを含むコンピュータプログラム、又はこのようなコンピュータプログラムを内部に記憶したデータ記憶媒体（例えば半導体メモリ、磁気又は光ディスク）の形態をとることができる。
【００６０】
[59]  上記の説明は例示的であり、限定的ではない。したがって、請求の範囲から逸脱することなく、記載されたような本発明を変更できることが当業者には明白である。
【図１】
2019525239.tif 000003
【図２】
2019525239.tif 000004
【図３】
2019525239.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成31年3月18日(2019.3.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のボディと、
第２のボディと、
前記第１のボディを前記第２のボディに対して位置決めするために前記第１のボディと前記第２のボディとの間に配置されたアクチュエータと、
を備える位置決めシステムにおいて、
前記アクチュエータは、直列に配置された第１のピエゾアクチュエータと第２のピエゾアクチュエータとを備え、
前記第１のピエゾアクチュエータは第１のヒステリシスを有し、
前記第２のピエゾアクチュエータは前記第１のヒステリシスよりも小さい第２のヒステリシスを有し、
前記第２のピエゾアクチュエータは少なくとも前記第１のヒステリシスに等しい位置決め範囲を有し、
前記第１のピエゾアクチュエータは第１の圧電材料を備え、前記第２のピエゾアクチュエータは前記第１の圧電材料とは異なる第２の圧電材料を備える、
位置決めシステム。
【請求項２】
前記第１の圧電材料は多結晶材料を備える、請求項１に記載の位置決めシステム。
【請求項３】
前記第１の圧電材料はソフトドープされた材料を備える、請求項１又は２に記載の位置決めシステム。
【請求項４】
前記第２の圧電材料は単結晶材料を備える、請求項１から３のうち一項に記載の位置決めシステム。
【請求項５】
前記第２の圧電材料はハードドープされた材料を備える、請求項１から４のうち一項に記載の位置決めシステム。
【請求項６】
前記第２の圧電材料は、以下の材料
ＬｉＮＢＯ３、
石英、
ＰＭＮ（−ＰＴ）、
ＬｉＴａＯ３
のうち１つ以上を備える、請求項１から５のうち一項に記載の位置決めシステム。
【請求項７】
前記アクチュエータを駆動するための制御システムを備え、前記制御システムは、前記第１のボディを位置決めするべく前記第１のピエゾアクチュエータを駆動するように、及び前記第１のピエゾアクチュエータの前記第１のヒステリシスを補償するために前記第２のピエゾアクチュエータを駆動するように構成されている、請求項１から６のうち一項に記載の位置決めシステム。
【請求項８】
ショートストロークステージとロングストロークステージとを備えた位置決めシステムにおいて、前記ショートストロークステージは第１のボディを備え、前記ロングストロークステージは前記第２のボディを備え、前記制御システムは、前記ショートストロークステージの所望の位置と前記ショートストロークステージの測定位置との間の差に基づき、閉ループ位置制御を用いて前記アクチュエータを駆動するように構成されている、請求項７に記載の位置決めシステム。
【請求項９】
前記閉ループ位置制御は、前記アクチュエータによって印加されるアクチュエータ力を示す実際の力信号を提供するように配置され、前記閉ループ位置制御は、前記ショートストロークステージを前記所望の位置へと付勢するために前記アクチュエータによって印加される所望の力と、前記実際の力信号との間の差に基づく、閉ループ力制御を含む、請求項８に記載の位置決めシステム。
【請求項１０】
前記制御システムは、
ｉ．  力センサによって測定される、前記ロングストロークステージと前記ショートストロークステージとの間の力、及び／又は
ｉｉ．  ピエゾ自動検知を用いて再構築される、前記ロングストロークステージと前記ショートストロークステージとの間の力、
を測定することにより、前記実際の力信号を提供するように構成される、請求項９に記載の位置決めシステム。
【請求項１１】
前記制御システムは、前記ロングストロークステージと前記ショートストロークステージとの相対位置を測定することにより、又は、基準に対する前記ショートストロークステージ又はロングストロークステージの相対位置測定を測定することにより、前記実際の力信号を提供するように構成される、請求項９又は１０に記載の位置決めシステム。
【請求項１２】
前記制御システムは、ロングストロークステージ加速及び／又はショートストロークステージ加速を測定することによって、前記実際の力信号を提供するように構成される、請求項９から１１のうち一項に記載の位置決めシステム。
【請求項１３】
請求項１から１２のうち一項に記載の位置決めシステムを備えるリソグラフィ装置。
【請求項１４】
放射ビームを調節するように構成された照明システムと、
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された放射ビームを形成することのできるパターニングデバイスを支持するように構築されたサポートと、
基板を保持するように構築された基板テーブルと、
前記パターン形成された放射ビームを前記基板のターゲット部分に投影するように構成された投影システムと、
を更に備え、
前記サポート又は前記基板テーブルは前記第１のボディに接続されている、請求項１３に記載のリソグラフィ装置。
【請求項１５】
請求項１から１２のうち一項に記載の位置決めシステム、又は請求項１３及び１４のうち一項に記載のリソグラフィ装置を使用する、デバイス製造方法。
【国際調査報告】
2019525239.tif 000006
2019525239.tif 000007