(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
リソグラフィ投影装置であって、
放射投影ビームを発生させる放射系（ＬＡ，Ｅｘ，ＩＬ）と、
目標パターンにしたがって投影ビームにパターンを付与するパターン付与装置と、
基板（Ｗ）を保持するための基板テーブル（ＷＴ）と、
静寂領域（１３）とを含み、該領域が、振動絶縁系（１２５）により支持され、かつパターン付与されたビームを基板のターゲット区画に結像させる投影系（１１）を含む形式のものにおいて、
前記静寂領域の第１部分と第２部分との相対運動を検出し、かつ該相対運動を表す少なくとも１つの運動信号を発生する検出装置（２１０）と、
前記静寂領域（１３）に対し力を作用させる少なくとも１つの制御信号に応動する作動装置（２２０）と、
前記少なくとも１つの運動信号に応動して、前記少なくとも１つの制御信号を発生させることにより、前記第１部分と第２部分との相対運動を減少させる制御装置（２１）とを特徴とする、リソグラフィ投影装置。
【請求項２】
前記作動装置（２２０）が、第１部分と第２部分とに力を作用させるように構成かつ配置されている、請求項１に記載されたリソグラフィ投影装置。
【請求項３】
前記作動装置（２２０）が、静寂領域（１３）の前記第１部分又は前記第２部分に備えられた反動質量体（ＲＭ）を、該静寂領域の残りの素子に対して加速することによって前記力を作用させるように構成かつ配置されている、請求項１または請求項２に記載されたリソグラフィ投影装置。
【請求項４】
前記検出装置（２１０）が、前記反動質量体（ＲＭ）と静寂領域（１３）の残りの素子との相対変位を検出する、請求項３に記載されたリソグラフィ投影装置。
【請求項５】
前記検出装置（２１０）と前記作動装置（２２０）とが、前記第１部分を前記第２部分と接続するように構成かつ配置されている、請求項１に記載されたリソグラフィ投影装置。
【請求項６】
前記第１部分が投影系（１１）であり、前記第２部分が投影系を支持する主プレート（１２）である、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載されたリソグラフィ投影装置。
【請求項７】
前記検出装置（２１０）が、前記投影系（１１）と前記主プレート（１２）との相対傾斜を検出し、前記作動装置（２２０）が、前記主プレート（１２）に対する前記投影系（１１）を傾斜させるためのものであり、前記制御装置が、前記少なくとも１つの制御信号を発生させ、それによって前記投影系と前記主プレートとの相対傾斜を減少させる、請求項６に記載されたリソグラフィ投影装置。
【請求項８】
前記検出装置（２１０）が、前記投影系（１１）と前記主プレート（１２）との相対変位を検出し、前記作動装置（２２０）が、前記主プレート（１２）に対して前記投影系（１１）を変位させるためのものである、請求項６に記載されたリソグラフィ投影装置。
【請求項９】
前記検出、作動、制御の各装置が、２０〜２００Ｈｚの周波数を有する静寂領域の部分間の相対運動を検出し、かつ減少させるようにされている、請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載されたリソグラフィ投影装置。
【請求項１０】
前記検出、作動、制御の各装置が、投影系（１１）の運動を、ほぼその固有周波数、特に＋／−２０Ｈｚ以内の周波数帯域で補償するように調整されている、請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載されたリソグラフィ投影装置。
【請求項１１】
前記検出装置（２１０）と作動装置（２２０）とが、アクチュエータブロック（３０）と直列接続された複数並列圧電センサブロック組（４０）を含み、該圧電センサブロック組が、前記投影系（１１）を前記主プレート（１２）に接続している、請求項１から請求項１０までのいずれか１項に記載されたリソグラフィ投影装置。
【請求項１２】
リソグラフィ投影装置を使用してデバイスを製造する方法であって、次の段階、すなわち
少なくとも部分的に放射線感受性材料層により覆われた基板（Ｗ）を得る段階と、
前記放射系（ＬＡ，Ｅｘ，ＩＬ）を使用して放射投影ビームを得る段階と、
投影ビームの横断面にパターンを付与するために前記パターン付与装置を使用する段階と、
振動絶縁系（１２５）により支持された静寂領域に与えられる投影系（１１）を用いて放射線感受性材料層のターゲット区域（Ｃ）へパターン付与された放射ビームを投影する段階とを含む形式のものにおいて、
前記静寂領域（１３）の少なくとも第１部分と第２部分との相対運動を検出し、かつそれを表す少なくとも１つの運動信号を発生させる段階と、
前記静寂領域（１３）に力を作用させるための少なくとも１つの制御信号に応動する作動装置を用いる段階と、
前記少なくとも１つの制御信号を発生させるための前記少なくとも１つの運動信号に応動する制御装置（２１）を用いることにより、前記静寂領域（１３）の前記第１部分と第２部分との相対運動を減少させる段階とを特徴とする、リソグラフィ投影装置を使用してデバイスを製造する方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、振動感受性部材の振動が低減されているリソグラフィ投影装置、それも、
放射投影ビームを供給する放射系と、
目標パターンにしたがって投影ビームにパターン付与するためのパターン付与装置と、
基板を保持するための基板テーブルと、
静寂領域とを含み、該静寂領域が、振動絶縁系によって支持され、かつパターン付与されたビームを基板のターゲット区画へ結像させるための投影系を含む形式のものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
「パターン付与装置」の用語は、基板のターゲット区画に造出されるパターンに相応するパターンを付与された横断面を入射放射ビームに付与するのに使用できる装置を意味するものと広く解釈すべきである。また「光弁」の用語も、同じ意味合いで使用される。概して、前記パターンは、ターゲット区画に造出されるデバイス、例えば集積回路その他のデバイス（後述）の特定機能層に対応する。このパターン付与装置の実施例は、次のものを含んでいる：
−  マスク保持用のマスクテーブル。マスクの概念は、リソグラフィでは周知であり、様々な種類のマスク、例えばバイナリ、交番位相シフト、減衰位相シフト等のマスクや、種々のハイブリッド型のマスクを含んでいる。その種のマスクを放射ビーム内に配置することで、マスクのパターンに従ってマスクに入射する放射ビームが、選択的に透過（透過マスクの場合）または反射（反射マスクの場合）される。マスクテーブルは、確実に、マスクを入射放射ビーム内の目標位置に保持し、かつ所望とあれば放射ビームに対してマスクを移動させることができる。
−  プログラム可能なミラー配列。このデバイスの一例は、マトリクスにアドレス可能な、粘弾性制御層と反射面とを有する表面である。このデバイスの基本原理は、（例えば）反射面のアドレスされた区域は、入射光を回折光として反射するのに対し、アドレスされない区域は、入射光を非回折光として反射することである。適当なフィルタを使用して、前記非回折光を反射光から除去し、あとに回折光のみを残すことができる。このようにして、放射ビームは、マトリクスにアドレス可能な表面のアドレスパターンに従ってパターンを付与される。必要とされるマトリクスへのアドレスは、適当な電子装置を用いて行うことができる。これらのミラー配列に関する情報は、例えば米国特許ＵＳ５，２９６，８９１およびＵＳ５，５２３，１９３から知ることができる。該米国特許は、ここに引用することで本明細書に取り入れることする。
−  プログラム可能なＬＣＤ配列。この構成の一例は、米国特許ＵＳ５，２２９，８７２で与えられており、該米国特許は、ここに引用することで本明細書に取り入れることとする。簡単化するために、本明細書の残りの部分では、特定箇所で特にマスクテーブルおよびマスクに係わる例を説明するが、その場合に説明される一般原理は、既述のように、パターン付与装置の広義の文脈のなかで理解すべきである。
【０００３】
簡単化のために、投影系は、以下では「レンズ」とも呼ぶことにする。しかし、この用語は、例えば屈折光学素子、反射光学素子、反射屈折系を含む様々な種類の投影系を包含するものと、広義に解釈すべきである。放射系は、また放射投影ビームを方向づけ、付形し、制御するように設計された前記種類のいずれかに従って動作する構成素子を含み、かつまたそれらの構成素子もまた、以下では集団的または単一的に「レンズ」と呼ぶことにする。更に、リソグラフィ装置は、２つ以上の基板テーブル（および／または２つ以上のマスクテーブル）を有する種類のものである。これらの「多段」デバイスでは、複数付加テーブルが並列的に用いられるか、または準備段階が１つ以上のテーブルで行われる一方、他の１つ以上のテーブルが露光用に使用される。
【０００４】
リソグラフィ投影装置は、例えば集積回路（ＩＣ）の製造に使用できる。その場合、パターン付与装置は、ＩＣの個別層に対応する回路パターンを発生させることができ、このパターンが、感光材料層（レジスト）でコーティングされた基板（シリコンウェーハ）上のターゲット区画（１つ以上のダイス）上に結像される。概して、単一ウェーハは、複数隣接ターゲット区画の全ネットワークを包含しており、該区画が、一度に一つづつ投影システムにより順次に照射される。マスクテーブル上のマスクによりパターン付与するこの装置の場合、２つの異なる種類の装置が区別される。一方の種類のリソグラフィ投影装置では、ターゲット区画が照射され、１回でターゲット区画上に全マスクパターンが露光される。この種の装置は、通常、ウェーハステッパーと呼ばれる。別の種類の装置は−通常、スキャナーと呼ばれ−投影ビーム下でマスクパターンを所定基準方向（「スキャン方向」）に漸進的にスキャンすることで各ターゲット区画を照射する一方、同期して、前記方向と平行または逆平行に基板テーブルをスキャンする。概して、投影系は、倍率Ｍ（概して＜１）を有しているので、基板テーブルがスキャンされる速度Ｖは、マスクテーブルがスキャンされる速度のＭ倍となる。以上に説明したリソグラフィ装置に関するこれ以上の情報は、例えばＵＳ６，０４６，７９２から得られ、該特許はここに引用することで本明細書に取り入れられるものとする。
【０００５】
本発明によるリソグラフィ投影装置を使用する製造過程では、パターン（例えばマスクの）が、エネルギー感受材料（レジスト）層で少なくとも部分的に覆われた基板上に結像される。この結像段階に先だって、基板には、種々の処置、例えばプライミング、レジスト塗布、ソフトベイク等が行われる。露光後、基板には、他の処置、例えば露光後ベイク（ＰＥＢ）、現像、ハードベイク、結像された形状特徴の測定／検査が行われる。この一連の処置は、デバイス、例えばＩＣの個別の層にパターン付与する基礎として行われる。このパターン付与された層は、次いで、種々の処置、例えばエッチング、イオン注入（ドーピング）、金属化、酸化、化学／機械式研磨等を受けるが、これらはすべて個別の層の仕上げの目的で行われる。数層が必要とされる場合は、これらすべての処置またはその変化形式が、各新たな層に対して行われる。場合により、デバイスの配列は基板（ウェーハ）上になされることになる。その場合、これらのデバイスは、ダイシングまたはソーイング等の技術によって互いに分離され、個々のデバイスはキャリア上に載せられ、ピンに接続されること等が可能である。この工程に関するこのほかの情報は、例えばペーター・ヴァン・ザント著『マイクロチップの製造：半導体製造工程の便覧』（第３版、１９９７年、マグローヒル社刊行、ＩＳＢＮ  ０−０７−０６７２５０−４）から知ることができ、該刊行物は、ここに引用することで本明細書に取り入れられるものである。
【０００６】
リソグラフィ投影装置の場合、投影系に対する基板テーブルおよびパターン付与装置の相対位置を極めて高精度に制御することが必要である。この相対位置が、振動により一時的に不精密になることは好ましくない。レンズの振動は、例えば、とりわけフロアの振動、間接的なスキャン力（スキャナーの場合）、振動絶縁系内のノイズ（投影装置内の空気式懸架装置内に発生する）、音響ノイズによって惹起される。
ＵＳ５，９５３，１０５、ＵＳ６，０３８，０１３、ＵＳ５，１８７，５１９、ＥＰ１０４１６０７、ＧＢ２２９９８６７により、前記の問題は、振動絶縁系を有する投影装置の残りの素子に対し懸架された主プレートに載せられることで緩和される。振動絶縁系は、主プレートと投影系とを投影装置の残りの素子の振動から絶縁するため、投影系の投影光学素子の振動は減少する。
【０００７】
リソグラフィ投影装置では、レンズに対する基板テーブル（および／またはマスクテーブル）の位置の誤差は、約２ｎｍ以下であることが要求される。加えて、サーボ系設計に際しての実際上の考慮から、レンズの位置安定性は、約１ｎｍの公差以内であることが往々要求される。発明人は、この大きさの位置誤差は１Ｎ程度の妨害力（数百ｋｇ〜数千ｋｇの質量を有する装置に作用する）で発生することを観察した。通常、リソグラフィ投影系は、特に、０〜５００Ｈｚの低周波振動に敏感である。目標安定度は、したがって極めて達成することが難しい。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、レンズの振動の有害な影響を低減するために、有効な措置が取られた改良リソグラフィ投影装置を得ることである。
【課題を解決するための手段】
前記その他の目的は、本発明により、リソグラフィ投影装置、それも、
放射投影ビームを発生させる放射システムと、
目標パターンにしたがって投影ビームにパターンを付与するためのパターン付与装置と、
基板を保持するための基板テーブルと、
静寂領域とを含み、該静寂領域が振動絶縁系により支持され、かつまた前記静寂領域が、パターン付与されたビームを基板ターゲット区画に結像させる投影系を含む形式のものにおいて、
前記静寂領域の第１部分と第２部分との相対運動を検出し、かつ該相対運動を表す少なくとも１つの運動信号を発生させるための検出装置と、
前記静寂領域に対し力を作用させるための少なくとも１つの制御信号に応動する作動装置と、
前記少なくとも１つの運動信号に応動して、前記少なくとも１つの制御信号を発生させることで、前記第１部分と第２部分との相対運動を減少させる制御装置とを特徴とするリソグラフィ投影装置により達成された。
【０００９】
本発明により得られる制御は、レンズとテーブルとの相対位置に対する振動（例えば装置の主フレームまたはベースプレートの振動）の影響を事実上低減することができる。この制御により、特に、特定振動数帯域、例えばレンズのほぼ固有振動数以内で最大補償が得られるように調整できる。
本発明は、複数の単一ブロックから機械加工されたレンズ支持体を使用することで実施できる。各ブロックは前記検出装置と作動装置とを含んでいる。検出装置と作動装置とを、「１組」（または数組）となるように共同配置することで、制御アルゴリズムの使用が可能になる。該アルゴリズムは、検出装置および作動装置が対として併置されない場合に必要とされる制御アルゴリズムと比較すると、相対的に簡単である。レンズ支持ブロックは、幾つかの方向には順応するが、それ以外の方向には不動であるように製造されている。
【００１０】
本発明の別の態様によれば、リソグラフィ投影装置を用いてデバイスを製造する方法であって、次の段階、すなわち
−放射線感受材料層により少なくとも部分的に覆われた基板を得る段階と、
−前記放射系を用いて放射投影ビームを得る段階と、
−投影ビーム横断面にパターンを付与するための前記パターン付与装置を使用する段階と、
−パターンを付与された放射ビームを、静寂領域に用意された投影系を使用して放射線感受材料層のターゲット区画へ投影する段階とを含む形式のものにおいて、
前記静寂領域の少なくとも第１部分と第２部分との相対運動を検出し、かつそれを表す少なくとも１つの運動信号を発生させる段階と、
少なくとも１つの制御信号に応動して、前記静寂領域に力を作用させる作動装置を用いる段階と、
前記少なくとも１つの運動信号に応動して、前記少なくとも１つの制御信号を発生させる制御装置を用いることにより、前記静寂領域の前記第１部分と第２部分との相対運動を減少させる段階とを特徴とする、方法が得られる。
【００１１】
本明細書では、本発明による装置を特にＩＣ製造に使用する場合について説明しているが、該装置は多くの他の用途にも使用できることが理解されよう。例えば、この装置は、集積光学系、磁区メモリ用の案内・検出パターン、液晶表示パネル、薄膜磁気ヘッド等の製造にも使用できる。当業者には、これらの別の用途との関連では、本明細書で用いられる「レチクル」、「ウェーハ」、「ダイ」の用語は、それぞれ、より一般的な用語「マスク」、「基板」、「ターゲット区画」に置き換えられると考えるべきであることが理解されよう。
【００１２】
本明細書では、照明放射線および照明ビームの用語は、紫外線（例えば３６５、２４８、１９３、１５７、１２６ｎｍのいずれかの波長を有するもの）やＥＵＶ、また粒子線、例えばイオンビームまたは電子ビームを含むあらゆる種類の電磁放射線を含むものとして使用されている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
実施例１
図１は、本発明の特定の一実施例によるリソグラフィ投影装置の略示図である。該装置は、
放射投影ビームＰＢ（例えばＵＶまたはＥＵＶ放射線、電子またはイオン）を供給する放射系ＬＡ，Ｅｘ，ＩＬと、
マスクＭＡ（レチクル）を保持するマスクホールダを備えた第一対象テーブルＭＴ（マスクテーブル）と、
基板Ｗ（例えばレジストをコーティングしたシリコンウェーハ）を保持する基板ホールダを備え、かつ投影系１１に対し精密位置決めするための位置決め装置に接続された第２対象テーブルＷＴ（基板テーブル）と、
基板Ｗのターゲット区画Ｃ上へマスクＭＡの照明された部分を結像させる投影系（複数「レンズ」）１１とを含んでいる。
【００１４】
図示のように、この投影装置は透過型（すなわち透過マスクを有している）である。しかし、投影装置は、一般に例えば反射型（反射マスクを有する）でもよい。あるいはまた、投影装置は、別の種類のパターン付与装置、例えば既述の種類のプログラム可能なミラー配列を用いてもよい。
【００１５】
放射系は、放射ビームを発生させる線源ＬＡ（例えばランプまたはエキシマレーザ、電子ビーム蓄積リングまたはシンクロトロンの経路周囲に用意されたアンジュレータまたはウィグラー、プラズマ源、電子またはイオンのビーム源）を含んでいる。この放射ビームは、照明系（照明器）ＩＬへ、直接に供給されるか、または条件付け装置、例えばビームエキスパンダーＥｘを経由して供給される。照明器ＩＬは、ビームの強度分布の半径方向内方と外方の広がり（通常、σ−外方およびσ−内方の広がりと呼ばれる）を設定するための調節装置を含んでいる。加えて、照明器は、概して、種々の他の構成素子、例えばインテグレータＩＮやコンデンサＣＯを含んでいる。このようにして、マスクＭＡへ入射するビームＰＢの横断面に、目標均等度と強度分布とが与えられる。
【００１６】
図１に関して注意すべき点は、線源ＬＡは、リソグラフィ投影装置のハウジング内に配置されているが（線源ＬＡが例えば水銀灯の場合によくあるように）、またリソグラフィ投影装置から離れたところに配置して、線源から発する放射ビームが装置内へ案内されるようにすることもできる点である（例えば適当な指向性ミラーにより）。この後者の構成は、線源ＬＡがエキシマレーザの場合が多い。本発明および特許請求の範囲には、これらの双方の構成が含まれている。
【００１７】
投影ビームＰＢは、次いでマスクテーブルＭＴ上のマスクホールダ内に保持されたマスクＭＡを通過する。マスクＭＡを通過した投影ビームＰＢはレンズ１１を通過する。レンズ１１は、基板Ｗのターゲット区画Ｃ上にビームＰＢを結像させる。位置決め装置（および干渉測定装置ＩＦ）により、基板テーブルＷＴは、例えばビームＰＢの経路内に異なるターゲット区画Ｃを位置決めするために、精密に移動できる。同じように、第１位置決め装置は、例えばマスク・ライブラリからマスクＭＡを機械式に取り出した後に、またはスキャン中に、ビームＰＢの経路に対しマスクＭＡを精密に位置決めするのに使用できる。概して、対象テーブルＭＴ，ＷＴの移動は、長行程モジュール（コース位置決め）と短行程モジュール（精密位置決め）とにより実現される。これらのモジュールは、図１にははっきりとは示されていない。しかし、ウェーハステッパーの場合（スキャナーとは反対に）、マスクテーブルＭＴが短行程位置決め装置に接続されるか、または固定される。
【００１８】
図示の装置は、次の２つの異なるモードで使用できる：
１．  ステップモードでは、マスクテーブルＭＴは、実質的に定置され、マスクパターン全体を、１回で（すなわち単一「フラッシュ」で）ターゲット区画Ｃ上へ転写する。基板テーブルＷＴが、次ぎにｘおよび／またはｙ方向へ変位され、その結果、異なるターゲット区画ＣがビームＰＢによって照射される。
２．  スキャンモードでも実質的に同じ経過をたどるが、所定ターゲット区画Ｃが単一「フラッシュ」では露光されない点が異なっている。マスクテーブルＭＴが所定方向（いわゆる「スキャン方向、例えばｘ方向」）に速度ｖで可動であり、これによって投影ビームＰＢはマスクパターン全体にわたりスキャンする。同時に、基板テーブルＷＴが、等方向または逆方向に速度Ｖ＝Ｍｖで移動せしめられる。この場合、ＭはレンズＰＬの倍率である（通常、Ｍ＝１／４または１／５）。このようにすることで、相対的に大きいターゲット区画Ｃが、解像度を落とすことなく露光できる。
【００１９】
図２は、本発明が適用されるリソグラフィ投影装置１０の重要な構成素子の略図である。これらの構成素子はブロックで示され、相互の接続は、ばねとダンパで示されている。
図２では、レンズ１１が検出・作動装置２０を介して主プレート１２上に取り付けられ、主プレート１２の方は、また振動絶縁系１２５、例えば空気支承部を介してベースフレームＢＦに取り付けられている。ベースフレームＢＦはフロア１４に取り付けられている。フロア１４は、分析目的では剛性と見なされる。主プレート１２は、装置の度量衡フレームとして役立ち、それ自体が干渉計の構成素子とその他の付属測定設備を有している。投影系と共に、主プレートは「静寂領域」と見なされる。なぜなら、装置の他の部分から振動絶縁され、前記「静寂領域」に力を作用させる作動装置が存在しないからである。したがって、測定の良好な基準となる。
【００２０】
通常のリソグラフィ投影装置の場合、レンズ１１は、約２５０ｋｇ〜７５０ｋｇの質量と約５０〜１５０Ｈｚの固有振動数とを有していることが多い。主プレート１２とベースフレームＢＦそれぞれの質量は、概して、数百ｋｇから数千ｋｇ程度であり、部品１１，１２，ＢＦから成る複合系の固有振動数は、通常、１Ｈｚ〜２０Ｈｚである。
検出装置２１０は、主プレート１２とレンズ１１との相対運動を検出し、該相対運動に応じて少なくとも１つの運動信号を発生させる。これらの信号は制御装置２１へ送られ、制御装置２１はその情報を処理して、作動装置２２０に制御信号を送り、主プレート１２に対しレンズ１１を移動させ、それによってレンズと主プレートとの相対運動を低減させる。
【００２１】
レンズの周波数応答が、制御装置２１の起動なしに既知の場合には、制御装置は、目標振動数帯域内で振動を補償するように極めて容易に調節可能である。目下の意図は、制御装置により極位置と利得の値を得ることである。極位置はレンズの固有振動数の位置に関係し、利得は出力制御信号の大きさに関係する。概して、極位置は、固有振動数以下の振動数のところに設けられる。
【００２２】
図示の実施例では、検出・作動装置２０が、図３の（ａ）に横断面が略示されている複数のレンズ支持体１２０を含んでいる。レンズ支持体１２０は、堅固な金属製ケース２５を含み、該ケースは、ケース内に一体製造されたベローズ５０を有し、これによりケース２５は、矢印７０が示す方向に伸縮でき、かつまた矢印８０が示す方向に曲げ可能である。言い換えると上面２７と下面２８とが互いに対して旋回可能である。ケース２５は、例えば矢印７０の方向に対し直角方向に（図平面内で、かつまた図平面外への方向で）剛性が高い。これらのベローズ５０は、例えば放電加工によりケース２５内に形成される。各レンズ支持体１２０は、並列的に２組の圧電作動ブロック３０と圧電力センサブロック４０とを含み、両ブロック３０，４０が直列に配置されている（対をなす検出・作動装置に対応して）。圧電ブロック３０，４０は、原則として張力を受けるべきではないので、ケース２５全体が、上下の面２７，２８を一緒に押圧するように締結されたボルト６０により圧縮される。ベローズ５０により、圧電ブロック３０，４０の取り付けが簡単になる。
【００２３】
ケース２５の上下の面２７，２８（対向面）間の運動は、圧電センサブロック４０内に、例えば力に比例する電圧を発生させる。ボルト６０を中心とする旋回運動は、圧電センサブロック４０のそれぞれに異なる電圧を発生させ、それにより該旋回が測定可能である。このようにして、レンズ支持体１２０内の旋回モーメント並びに垂直運動が検出でき、上下の面２７，２８の運動を表す運動信号を制御装置２１へ送ることができる。取り付け孔９０は、主プレート１２とレンズ１１との間にレンズ支持体を取り付けるために設けられている。
圧電作動ブロック３０を介して制御信号電圧が印加されることで、レンズ支持体１２０の上下の面２７，２８は、互いに別個に、または一緒に運動せしめられ、かつ互いに対して旋回せしめられる。
【００２４】
別の実施例では、ブロック３０，４０により形成される圧電積層体は、上下の面２７，２８に対し傾斜している。この様子は、図３の（ｂ）に示されている。下面２８に対する上面２７のせん断運動（矢印８１で示す運動）により、圧電センサブロック４０内には逆符号の電圧信号が発生する。図３の（ａ）の場合のように、矢印７０の方向での下面２８に対する上面２７の「圧縮」運動は、等符号のセンサ信号を発生させる。こうすることで、制御装置２１を介して、前記せん断運動８１または圧縮運動７０の結果発生する振動の緩和がアドレスされる。
【００２５】
図４は、主プレート１２とレンズ１１との取り付け形式を示す断面図である。主プレート１２は、空気支承部１２５を介してベースフレームＢＦに取り付けられている。３個のレンズ支持体１２０は、それらの下面２８を介して剛性高く主プレート１２に取り付けられ、上面２７を介してレンズのフランジ１１０に取り付けられている。レンズ支持体１２０は、レンズ１１の周縁フランジ１１０にわたり半径方向で等間隔に配置されている。
こうすることにより、主プレート１２とレンズ１１との相対運動、相対傾斜、相対変位が、６個の圧電力センサブロック４０の少なくとも１個に電圧を発生させる。次いで、適宜にプログラムされた制御装置２１が、６個の圧電作動ブロック３０の少なくとも１個を介して制御電圧を印加するのに使用され、検出された運動が補償され、レンズ１１と主プレート１２との相対運動が低減される。
【００２６】
図４に示された構成を使用してデバイス性能を改善するためには、制御装置の構成および設計処理を適切に選択せねばならない。制御装置の構成は、制御装置が所定の系に対してどのような影響を与えるかを決定する。例えば制御装置の構成に応じて減衰度と剛度のいずれか、または両方を増すことができる。
ここで意図することは、力の積分フィードバック制御装置を使用して能動減衰度のみを増すことである。これを達成するために、制御装置は、所定極位置および利得を有する漏れインテグレータである伝達関数を有している。このことは、所定力センサ４０の電圧出力が、振動数に従属する利得を乗じられ、関連圧電作動ブロック３０に印加されることを意味する。振動数への従属性は選択された極位置によって決定される。この系は、その構成が簡単で直感的であり、かつまた所与の系の場合、遅れまたはフィルタによる運動信号と制御信号との間の有意な付加的位相遅れが存在しない場合、常に安定的である利点を有している。
【００２７】
適当な伝達関数は、下記のとおりである：
0003961311.tif 000002
この式において、Ｕinは作動増幅器に印加される電圧、Ｕoutはセンサ増幅器からの電圧、βは利得、αは極位置である。
利得と極位置とを変更して、最終目標、すなわち例えばレンズ頂部での振動振幅の低減を達成するように、制御装置を最適化できる。振動振幅は主プレート１２に加えられる励起と、検出・作動装置２０および制御装置２１の構成の感度とにより決定される。
【００２８】
本発明が次ぎに補償しようとする具体的な振動は、いわゆる「操縦桿モード」である。このモードでは、レンズ１１のフランジ１１０は、主プレート１２に対し事実上不動だが、フランジから最も遠いレンズ１１の頂部は、相対的に大きい距離を移動する（矢印８２参照）。運動の操縦桿的な性質を表すために、図４のレンズ頂部の運動８２は、仮想回転中心８３を中心とするレンズ１１の「相対回転」８４（図平面内での主プレート１２に対する回転）として表わすことができる。
【００２９】
図５の（ａ）と（ｂ）は、空気支承部１２５へ送られる白色雑音信号に対する相対回転のボーデ図表である。図５の（ａ）は、レンズが従来式に支持されている場合であり、図５の（ｂ）は、レンズが制御装置２１には接続されていないが、既述の検出・作動装置２０により支持されている場合である。レンズ１１が、検出・作動装置２０を介して主プレート１２に接続されている場合、その状況に対する周波数応答が重要である。なぜなら、制御装置の制御パラメータは、それらのパラメータを知ることで最も容易に最適化できるからである。
【００３０】
図５の（ｃ）と（ｄ）は、制御装置の極を、周波数Ｆでの周波数応答曲線５ｂの事実上第１ピークに設定した場合の成績を示している。双方の図表の相違は、利得が、周波数応答曲線５ｄの場合、周波数応答曲線５ｃの場合より明らかに大きいことであり、この結果、第１極での曲線の振幅が減少している。このことは、本発明の制御装置は、所与の周波数での振動運動を低減するように調整可能であることを示している。
【００３１】
実施例２
図６および図７は、本発明の別の実施例を示している。静寂領域１３は、投影系１１と主プレート１２とを含み、空気支承部１２５によりリソグラフィ装置の残りの素子に対し懸架されている。静寂領域１３は、また光学計測系ＯＭを備えており、該計測系は、測定位置で整合センサと水準センサとを使用して基板のトポロジーを測定するために、２段階リソグラフィ投影装置で使用される。２段階リソグラフィ投影装置は、例えばＵＳ５，９６９，４４１および１９９８年２月２７日提出のＵＳ出願番号０９／１８０，０１１号（ＷＯ９８／４０７９１）明細書に説明されており、これらは、ここに引用することで本明細書に取り入れられるものとする。静寂領域には、またリソグラフィ投影装置内での基板テーブルＷＴの位置を決定するための干渉計も備わっている。投影系１１と光学計測系ＯＭとは、双方が同じ静寂領域１３にあり、かつ主プレート１２を介して極めて剛性に結合されていることで、投影系１１の下方の露光位置での光学計測系ＯＭによる測定が、極めて高精度で再現可能である。静寂領域１３は、更に、反動質量体ＲＭを備え、該質量体が、静寂領域１２の他の構成素子に対し１度以上の自由度で自由に可動である。検出装置２１０は、反動質量体ＲＭと静寂領域の他の構成素子との相対変位を検出し、それに応じて少なくとも１つの運動信号を制御装置２１へ送る。制御装置２１は、この情報を処理し、制御信号を作動装置２２０へ送り、静寂領域の他の構成素子に対して反動質量体ＲＭを変位させることで、静寂領域１３内の振動を低減する。図６は、反動質量体ＲＭと、検出装置２１０と、作動装置２２０とが、レンズ１１に力を作用させるように用意されていることを示している。こうすることが好ましいのは、主プレート１２に対するレンズ頂部の揺振量を低減するのに役立つからである。図７の場合は、主プレート１２の外端の１つに検出・作動装置が配置されている。また、図６と図７の実施例を組み合わせて使用することも考えられる。その場合、図６でレンズ１１の頂部近くに配置されている検出装置２１０は、図７で主プレートの一端に配置された作動装置２２０に対し制御信号を発するのに使用できる。だが、その場合には多くの較正と計算が必要である。なぜなら、力が異なる位置に作用し、それらの異なる位置で検出されるからである。したがって、双方が静寂領域１３の同じ箇所で行われるのが極めて好ましい。
【００３２】
以上、本発明の特定の実施例について説明したが、本発明は、以上の説明とは異なる仕方で実施できることは言うまでもない。以上の説明は本発明を制限する意図のものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例によるリソグラフィ投影装置の図。
【図２】本発明が適用されたリソグラフィ投影装置の関連構成素子を示す図。
【図３】（ａ）は併置された検出・作動装置を含むレンズ支持ケースの断面図、（ｂ）は傾斜して併置された検出・作動装置を含むレンズ支持ケースの断面図。
【図４】主プレートと主プレートに取り付けられた投影系の断面図。
【図５】異なる条件下でのレンズの周波数応答の実験成績を示すボーデ図表。（ラジアンス）2／Ｈｚで表された出力スペクトル密度を、周波数の関数として縦軸に沿って示したもので、（ａ）は従来式に支持されたレンズの場合、（ｂ）は検出・作動装置により支持されたレンズの場合、（ｃ）と（ｄ）とは、制御装置の極が、周波数Ｆのところでの周波数応答曲線の事実上第１ピークに設定された場合の成績を示す図。
【図６】本発明の第二実施例による静寂領域を示す。
【図７】本発明の第二実施例による静寂領域を示す。
【符号の説明】
ＬＡ，Ｅｘ，ＩＬ  放射系
ＰＢ  投影ビーム
ＭＴ  マスクテーブル
ＷＴ  基板テーブル
Ｗ  基板
ＭＡ  マスク
Ｃ  ターゲット区画
ＩＮ  インテグレータ
ＣＯ  コンデンサ
ＩＦ  干渉測定装置
１１  レンズ
１２  主プレート
１３  静寂領域
１４  フロア
２０  検出・作動装置
２１  制御装置
２５  金属ケース
２７  上面
２８  下面
３０  アクチュエータ圧電ブロック
４０  センサ圧電ブロック
５０  ベローズ
６０  ボルト
９０  取り付け孔
１１０  フランジ
１２０  レンズ支持体
１２５  空気式支承部
２１０  検出装置
２２０  作動装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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