(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パターン付与された放射ビームを基板上に投影するように構成され、複数の光学素子を備えた投影システムと、
センサフレームと、
前記センサフレームに対する前記複数の光学素子の位置を測定するように構成された第１の位置測定システムと、
実質的に垂直に方向付けられた力を前記センサフレームに及ぼすように構成された少なくとも１つのアクチュエータと、を備え、
前記センサフレームが、Ｎ個（ＮはＮ＞１の整数）のサブフレームと、前記Ｎ個のサブフレームを結合する結合システムと、前記Ｎ個のサブフレームの相対位置を決定するように構成された第２の位置測定システムと、を有し、
前記センサフレームが、Ｍ個（Ｍは１≦Ｍ＜３の整数）の振動絶縁体で支持され、
前記Ｍ個の振動絶縁体及び前記実質的に垂直に方向付けられた力が、同一線上にない異なる場所で前記センサフレームを支持する、リソグラフィ装置。
【請求項２】
ベースフレームと、力フレームと、をさらに備え、
前記力フレームが、前記複数の光学素子を支持するように構成され、
前記力フレームが、複数の振動絶縁体によって前記ベースフレームに支持されている、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項３】
前記センサフレームが、複数の振動絶縁体によって前記力フレームで支持されている、請求項２に記載のリソグラフィ装置。
【請求項４】
前記センサフレームが、複数の振動絶縁体によって前記ベースフレームで支持されている、請求項２に記載のリソグラフィ装置。
【請求項５】
前記結合システムが、バネ−ダンパシステムを備える、請求項１から４の何れか一項に記載のリソグラフィ装置。
【請求項６】
前記バネ−ダンパシステムが、アクティブダンパを備える、請求項５に記載のリソグラフィ装置。
【請求項７】
前記第２の位置測定システムが、エンコーダベースの測定システムを備える、請求項１から６の何れか一項に記載のリソグラフィ装置。
【請求項８】
基板を保持するように構成された基板テーブルと、
前記基板テーブルを位置決めするように構成された位置決めデバイスと、
制御ユニットと、をさらに備え、
前記制御ユニットが、前記第１の位置測定システムの第１の位置測定信号を受信し、前記第２の位置測定システムの第２の位置測定信号を受信し、前記第１の位置測定信号及び前記第２の位置測定信号に基づいて前記複数の光学素子の位置を決定し、前記決定した位置に基づいて前記位置決めデバイスのための制御信号を生成する、ように構成されている、請求項１から７の何れか一項に記載のリソグラフィ装置。
【請求項９】
前記複数の光学素子の少なくとも１つの光学素子を位置決めするように構成されたアクチュエータアセンブリと、
制御ユニットと、をさらに備え、
前記制御ユニットが、前記第１の位置測定システムの第１の位置測定信号を受信し、前記第２の位置測定システムの第２の位置測定信号を受信し、前記第１の位置測定信号及び前記第２の位置測定信号に基づいて前記複数の光学素子の位置を決定し、前記決定した位置に基づいて前記位置決めデバイスのための制御信号を生成する、ように構成されている、請求項２に記載のリソグラフィ装置。
【請求項１０】
パターン付与された放射ビームを基板上に投影するように構成され、複数の光学素子を備えた投影システムと、
センサフレームと、
実質的に垂直に方向付けられた力を前記センサフレームに及ぼすように構成された少なくとも１つのアクチュエータと、
前記センサフレームに対する前記複数の光学素子の位置を測定するように構成された第１の位置測定システムと、を備え、
前記センサフレームが、Ｍ個（Ｍは１≦Ｍ＜３の整数）の振動絶縁体で支持され、
前記Ｍ個の振動絶縁体及び前記実質的に垂直に方向付けられた力が、同一線上にない異なる場所で前記センサフレームを支持する、
リソグラフィ装置。
【請求項１１】
Ｍ＝２である、請求項１０に記載のリソグラフィ装置。
【請求項１２】
前記振動絶縁体が、実質的に前記センサフレームのバランスを保つように位置決めされている、請求項１０又は１１に記載のリソグラフィ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
[001]  この出願は、２０１７年２月１０日に出願された欧州／米国出願１７１５５５６３．４の優先権を主張し、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【０００２】
[002]  本発明は、リソグラフィ装置とデバイスを製造する方法とに関する。
【背景技術】
【０００３】
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。典型的には、このようなパターン付与された放射ビームは、パターニングデバイスと基板上のターゲット部分との間で様々な変換（例えば縮小）を受ける。このような変換は通常、ミラー及び／又はレンズなどの様々な光学素子を備え得る投影システムによって実現される。これによって、パターンをターゲット部分に転写する間にそのような光学素子の相対位置が変化する場合、基板により受光されるパターン付与された放射ビームの変形又は変位が生じる可能性がある。このような変形又は変位はオーバーレイエラーを引き起こす可能性がある。この影響を回避又は緩和するために、フレーム、例えばセンサフレームとも呼ばれる分離されたフレームに対する光学素子の位置を測定する位置測定システムによってこのような光学素子の位置をモニタすることが提案されている。このセンサフレームに対する光学素子の位置をモニタすることによって、上記光学素子の相対変位の影響を測定し、例えば投影システムに対する基板の位置を調整することによってこれを反映させることができる。
【０００４】
しかしながら、光学素子の基準位置としての役割を果たし得るこのような分離されたセンサフレームもまた、例えばこれに及ぼされる力による変形を受ける可能性があることが観測されている。したがって、リソグラフィ装置の投影システムにおいて光学素子の（相対）位置をモニタするための改良されたセンサフレームが必要である。
【発明の概要】
【０００５】
[003]  投影システムの光学素子の位置をより正確にモニタできるリソグラフィ装置を提供することが望ましい。    
【０００６】
[004]  本発明の第１の態様によれば、
パターン付与された放射ビームを基板上に投影するように構成され、複数の光学素子を備えた投影システムと、
センサフレームと、
センサフレームに対する複数の光学素子の位置を測定するように構成された第１の位置測定システムと、を備え、
センサフレームが、
Ｎ個（ＮはＮ＞１の整数）のサブフレームと、
Ｎ個のサブフレームを結合する結合システムと、
Ｎ個のサブフレームの相対位置を決定するように構成された第２の位置測定システムと、を有する、
リソグラフィ装置が提供される。
【０００７】
[005]  本発明の第２の態様によれば、
パターン付与された放射ビームを基板上に投影するように構成され、複数の光学素子を備えた投影システムと、
センサフレームと、
垂直に方向付けられた力をセンサフレームに及ぼすように構成された少なくとも１つのアクチュエータと、
センサフレームに対する複数の光学素子の位置を測定するように構成された第１の位置測定システムと、を備え、
センサフレームが、Ｍ個（Ｍは１≦Ｍ＜３の整数）の振動絶縁体で支持され、
Ｍ個の振動絶縁体及び垂直に方向付けられた力が、同一線上にない異なる場所でセンサフレームを支持する、
リソグラフィ装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
[006]  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。
【０００９】
【図１】本発明の第１の実施形態によるリソグラフィ装置を示す。
【図２】本発明の第２の実施形態によるリソグラフィ装置の一部を示す。
【図３ａ】本発明の第３の実施形態によるリソグラフィ装置の一部を示す。
【図３ｂ】本発明の第４の実施形態によるリソグラフィ装置の一部を示す。
【図４】リソグラフィ装置のセンサフレーム及びサポートを示す。
【図５】本発明によるリソグラフィ装置で使用可能なセンサフレーム及びサポートを示す。
【図６】本発明によるリソグラフィ装置で使用可能なセンサフレーム及びサポートの２つの実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
[007]  図１は、本発明のある実施形態によるリソグラフィ装置を概略的に示す。リソグラフィ装置は、照明システムＩＬ、サポート構造ＭＴ、基板テーブルＷＴ、及び投影システムＰＳを備える。照明システムＩＬは放射ビームＢを調整するように構成されている。サポート構造ＭＴは、パターニングデバイスＭＡを支持するように構成され、特定のパラメータに従ってパターニングデバイスＭＡを正確に位置決めするように構成された第１の位置決めデバイスＰＭに接続されている。基板テーブルＷＴは、基板Ｗ、例えばレジストコートウェーハ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Ｗを正確に位置決めするように構成された第２の位置決めデバイスＰＷに接続されている。投影システムＰＳは、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る。
【００１１】
[008]  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。
【００１２】
[009]  照明システムＩＬは放射源ＳＯから放射ビームＢを受ける。放射源ＳＯ及びリソグラフィ装置は、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Ｂ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から照明システムＩＬへと渡される。他の事例では、例えば放射源ＳＯが水銀ランプの場合は、放射源ＳＯ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及び照明システム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。
【００１３】
[010]  照明システム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、照明システムＩＬ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、照明システム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。照明システムＩＬ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。
【００１４】
[011]  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、３５５ｎｍ、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。
【００１５】
[012]  サポート構造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。サポート構造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。サポート構造ＭＴは、パターニングデバイスＭＡを保持するために、機械式、真空式、静電式等のクランプ技術を使用することができる。サポート構造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。サポート構造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来るようにできる。    
【００１６】
[013]  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Ｃ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Ｂ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Ｃ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Ｂ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Ｃに生成されるデバイスの特定の機能層に相当する。
【００１７】
[014]  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、さら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に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】
[015]  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。
【００１９】
[016]  本明細書で示すように、リソグラフィ装置は、（例えば透過マスクを使用する）透過タイプである。あるいは、リソグラフィ装置は、（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）反射タイプでもよい。
【００２０】
[017]  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）を有するタイプでよい。このような「マルチステージ」機械では、追加のテーブルを並行して使用するか、１つ以上の他のテーブルを露光に使用している間に１つ以上のテーブルで予備工程を実行することができる。基板Ｗを保持する代わりに、追加のテーブルを少なくとも１つのセンサを保持するように構成することができる。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、又は任意の他の種類のセンサとすることができる。追加のテーブルは、例えば投影システムＰＳの一部又はリソグラフィ装置の他の任意の部分を洗浄するためのクリーニング装置を含むことができる。
【００２１】
[018]  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に当技術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。
【００２２】
[019]  放射ビームＢは、サポート構造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。サポート構造ＭＴ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ＷＴ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、サポート構造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ＷＴ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）サポート構造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。
【００２３】
[020]  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Ｐ１、Ｐ２は、専用のターゲット部分を占有するが、ターゲット部分Ｃの間の空間に位置してもよい。基板アライメントマークＰ１、Ｐ２はターゲット部分Ｃの間の空間に配置され、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。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。
【００２４】
[021]  図示のリソグラフィ装置は、以下のモードのうち少なくとも１つにて使用可能である。
【００２５】
[022]  第１のモード、ステップモードでは、サポート構造ＭＴ及び基板テーブルＷＴ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ＷＴ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。
【００２６】
[023]  第２のモード、スキャンモードでは、サポート構造ＭＴ及び基板テーブルＷＴは同期的にスキャンされる一方、放射ビームに付与されるパターンがターゲット部分Ｃに投影される（すなわち単一動的露光）。サポート構造ＭＴに対する基板テーブルＷＴの速度及び方向は、投影システムＰＳの拡大（縮小）及び像反転特性によって求めることができる。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、単一動的露光におけるターゲット部分Ｃの（非スキャン方向における）幅が制限され、スキャン動作の長さによってターゲット部分Ｃの（スキャン方向における）高さが決まる。
【００２７】
[024]  第３のモードでは、サポート構造ＭＴはプログラマブルパターニングデバイスＭＡを保持しながら本質的に定常に維持され、放射ビームに付与されたパターンがターゲット部分Ｃに投影される間、基板テーブルＷＴは移動又はスキャンされる。このモードでは、一般にパルス放射源が使用され、プログラマブルパターニングデバイスＭＡは、基板テーブルＷＴの各動きの後、又はスキャン中の連続する放射パルス間に、必要に応じて更新される。この動作モードは、前述の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利用するマスクレスリソグラフィに容易に適用可能である。
【００２８】
[025]  リソグラフィ装置はさらに、上記のアクチュエータ及びセンサを制御する制御ユニットを備える。制御ユニットはまた、リソグラフィ装置の動作に関連する所望の計算を実行する信号処理及びデータ処理能力を備える。実際には制御ユニットは、多くのサブユニットのシステムとして実現されることになる。各サブユニットは、リソグラフィ装置内のコンポーネントのリアルタイムのデータ収集、処理及び／又は制御を処理することができる。例えば１つのサブユニットは、第２のポジショナＰＷのサーボ制御に特化していてよい。別個のサブユニットは、ショートストロークモジュール及びロングストロークモジュール、又は異なる軸を取り扱うことができる。別のサブユニットは、位置センサＩＦの読み出しに特化していてよい。リソグラフィ装置の全体制御は、サブユニットと、オペレータと、リソグラフィ製造プロセスに関与する他の装置と通信する中央処理ユニットによって制御されてよい。
【００２９】
[026]  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。
【００３０】
[027]  本発明によれば、パターン付与された放射ビームは投影システムＰＳを横断し、これによってパターニングデバイスＭＡと基板Ｗ上のターゲット部分Ｃとの間で様々な変換（例えば縮小）を受ける。このような変換は通常、ミラー及び／又はレンズなどの様々な光学素子を備え得る投影システムＰＳによって実現される。これによって、パターンをターゲット部分に転写する間にそのような光学素子の相対位置が変化する場合、基板により受光されるパターン付与された放射ビームの変形又は変位が生じる可能性がある。このような変形又は変位はオーバーレイエラーを引き起こす可能性がある。このエラーを回避又は軽減するために、本発明によるリソグラフィ装置はさらに、センサフレームと、センサフレームに対する光学素子の位置を測定するための位置測定システムと、を備える。したがって、このような構成では、センサフレームを光学素子の基準位置として使用できることに留意されたい。光学素子の位置をモニタすることによって、実際の位置と所望の位置との相違を検出することができ、これに応じて適切な措置を講じることができる。一例として、この相違がパターン付与された放射ビームの変位を引き起こすことが知られている場合、この変位は、基板Ｗの位置を制御するポジショナＰＷが考慮することができる。代替的又は付加的に、光学素子の位置は、１つ以上の光学素子の位置誤差を減らすために、（例えば光学素子に力を及ぼすことによって）制御することができる。本発明の発明者らは、上記のアプローチにはまだ欠点があり得ることに気付いた。具体的には、センサフレーム全体を基準位置に維持することは困難である可能性があることに気付いた。既知の装置で使用されるセンサフレームがこれに伝達される力によって変形する可能性があることに気付いた。なお、このようなセンサフレームは一般に、振動絶縁体によってベース又は分離フレームに取り付けられてよい。しかしながら、このような絶縁体も振動の一部を伝え、センサフレームを変形させる可能性がある。この影響を緩和する方法の１つは、それぞれが投影システムの様々な光学素子の位置をモニタするための位置測定システムを備えた複数の分離センサフレームを使用することである。しかしながら、このような構成には比較的多くの振動絶縁体が必要になる可能性がある。
【００３１】
[028]  代替的に、本発明の第１の態様によれば、センサフレームを結合システムにより結合されるＮ個（ＮはＮ＞１の整数）のサブフレームに分割する構成が提案される。また、Ｎ個のサブフレームの相対位置は、位置測定システムによってモニタされる。
【００３２】
[029]  図２は、本発明の第１の態様によるリソグラフィ装置の一部を概略的に示している。図２は、２つの光学素子２００．１及び２００．２を備えた投影システム２００を概略的に示す。図２はさらに、光学素子２００．１、２００．２を支持するように構成された力フレーム２１０を示す。このような支持は、例えば図示された実施形態における１つ以上の振動絶縁体２１０．１又はアクチュエータ２１０．２を使用して実現されてよく、リソグラフィ装置はさらに、第１のサブフレーム２２０．１と、概略的にダンパ−バネ結合体として示されている結合システム２２０．３により第１のサブフレーム２２０．１と結合された第２のサブフレーム２２０．２と、を備えたセンサフレーム２２０を備える。示されている実施形態では、リソグラフィ装置はさらに、センサフレーム２２０に対する光学素子２００．１、２００．２の位置を測定するための第１の位置測定システム２４０と、サブフレーム２２０．１、２２０．２の相対位置を測定するための第２の位置測定システム２５０と、を備える。示されている実施形態では、力フレーム２１０は、振動絶縁体２７０によって装置のベースフレーム２６０に取り付けられる。さらにセンサフレーム２２０は、図から分かるように振動絶縁体２８０によって力フレームに取り付けられる。
【００３３】
[030]  示されている実施形態では、センサフレーム２２０に対する光学素子２００．１及び／又は２００．２の変位は、位置測定システム２４０によってモニタすることができる。このような位置測定システムは、例えば干渉計ベースの測定システム又はエンコーダベースの測定システムを含んでよい。静電容量又は誘導測定システムが同様に考慮されてよい。
【００３４】
[031]  示されている実施形態では、センサフレーム２２０は、結合システム２２０．３により結合された２つのサブフレームを含む。ある実施形態では、結合システムは、例えばバネとダンパとを備える。サブフレームを結合することは、複数の独立センサフレームを有するシステムと比較して以下の利点の１つ以上を提供する。
センササブフレームを結合することによって、サブフレームの相対位置をモニタする位置測定システム２５０の測定範囲を比較的小さく保つことができる。一般に、１μｍより小さい測定範囲、典型的には約１０ｎｍで足りる。
サブフレームを互いに接続された状態に保つことによって、センサフレーム２２０全体の支持は、実質的に剛性のセンサフレームを支持するのに必要なのと実質的に同数の振動絶縁体２８０によって実現することができる。
センサフレーム２２０を複数のサブフレームに分割し、サブフレームを接続することによって、センサフレームの変形をより容易に制御又はモニタできる構成が実現される。センサフレームを分割しサブフレームを接続することによって、例えば力フレーム２１０から伝達された振動力によって、より制御された又は予測可能な方法でセンサフレームを変形させる。具体的には、結合システム２２０．３にある程度の柔軟性を持たせることによって、サブフレーム２２０．１及び２２０．２は実質的に剛体挙動を示すことになる、すなわち実質的に変形することなく変位（例えば並進及び回転）することができる。換言すれば、センサフレームの変形は、結合システムがサブフレームを接続することに起因して結合システム２２０．３に集中する可能性がある。結果として、センサフレーム全体の挙動がより予測可能つまり制御可能になる可能性がある。本発明の第１の態様によれば、センサフレーム２２０のサブフレームの相対位置を測定するための位置測定システム２５０が提供される。サブフレームが結合システムによって結合されているため、位置測定システム２５０は小さい動作範囲しか必要としない。適切な位置測定システムには、例えばエンコーダベースの測定システム、静電容量又は誘導測定システムが含まれてよい。ある実施形態では、位置測定システム２５０は、例えば回転自由度を含む複数の自由度でサブフレームの相対位置を測定するように構成される。ある実施形態では、位置測定システム２５０は、サブフレームの相対位置を６自由度（６ＤＯＦ）で測定するように構成される。サブフレームの相対位置が知られている場合、光学素子２００．１、２００．２の位置は、サブフレームに対する光学素子の位置を測定する位置測定システム２４０の測定結果に基づいて正確に決定することができる。これらの位置又は相対位置が所望の位置から外れている場合、適切な制御動作をとることができる。そのような制御動作には、例えば光学素子の１つ以上、及び／又はステージすなわちサポートＭＴ又は基板テーブルＷＴの一方又は両方の変位を制御することが含まれてよい。
【００３５】
[032]  したがって、本発明のある実施形態において、リソグラフィ装置は、装置の動作パラメータ又は状態を制御するように構成された制御ユニット３００を備える。このような制御ユニット３００は、例えばコントローラ、マイクロプロセッサ、コンピュータなどとして具現化されてよい。示されている実施形態では、制御ユニット３００は入力信号３１０を受信するための入力端子３００．１を備える。ある実施形態では、入力端子３００．１は、例えば位置測定システム２４０及び２５０の位置測定信号を受信するように構成されてよく、これによって制御ユニット３００は、受信した測定信号に基づいて投影システム２００の光学素子２００．１、２００．２の位置を決定するように構成することができる。制御ユニットは、例えばこの位置情報に基づいて制御信号を生成し、この制御信号３２０を制御ユニット３００の出力端子３００．２を介して出力することができる。このような制御信号３２０は、例えばアクチュエータ２１０．２の動作を制御するための制御信号であってよく、これによって光学素子２００．１、２００．２の位置を制御する。代替的又は付加的に、本発明の実施形態で使用される制御ユニット３００は、リソグラフィ装置における基板の位置決め、具体的には投影システム２００を介して基板に投影されたパターン付与された放射ビームに対する基板の位置決めを制御するための制御信号を決定するように構成されてよい。こうすることによって、投影システム２００の１つ以上の光学素子の変位に起因するパターン付与された放射ビームの変位を補正することができる。
【００３６】
[033]  ある実施形態では、結合システム２２０．３は、機械的バネとパッシブダンパとを備える。
本発明によれば、サブフレーム間の結合システムは、好ましくはセンサフレームを例えば３つ又は４つなどの限られた数のサポートで支持できるほど十分な剛性を有する必要がある。これと同時にサブフレーム間の結合は、サブフレームの最低固有振動数より低い振動数である必要がある。一般的には、単体センサフレームの第１の固有振動数は、例えば２００Ｈｚ以上であってよい。フレームを上記のように、例えば２つのサブフレームに分割することによって、２つのサブフレームの第１の固有振動数は２５０Ｈｚ以上になる。一方、結合されたフレームの振動絶縁体によるサスペンションは、例えば３〜１５Ｈｚになるように設計される。一般的には２つのサブフレーム間の結合システムの固有振動数は、これらの値を考慮に入れて２０〜２５０Ｈｚ、例えば５０〜１５０Ｈｚの範囲内に設計されてよい。この振動数での非減衰共振挙動を回避するために、少なくとも数パーセント、通常は約５％の制振が好ましい可能性がある。
【００３７】
[034]  本発明のある実施形態では、センサフレームのサブフレームを接続するのに使用される結合システムは、アクティブ制振システムを備える。このようなアクティブ制振システムは、例えば結合システムにより接続されたサブフレームの相対変位を決定するように構成された変位センサと、この変位に対抗するためにサブフレームに力を及ぼすアクチュエータと、を備えてよい。ある実施形態では、変位センサとアクチュエータは共に圧電コンポーネントによって実現される。代替的に、アクティブ制振システムは、位置測定システム２５０により行われた位置測定に基づいて制御信号を決定するように構成された制御ユニット３００からの制御信号を受信するアクチュエータのみを備える。
【００３８】
[035]  示されている実施形態では、センサフレーム２２０は、振動絶縁体２８０によって力フレーム２１０で支持される。代替的な構成が同様に考慮されてよいことを指摘することができる。
【００３９】
[036]  そのような代替的な構成のうちの２つが図３ａ及び図３ｂに概略的に示されている。図３ａに示す第１の代替案では、センサフレーム２２０は、力フレーム２１０がベースフレーム２６０に取り付けられるのと同様の方法でベースフレーム２６０に取り付けられてよい。
図３ｂに示す第２の代替案では、センサフレーム２２０は、力フレームから分離した中間フレーム２９０と呼ばれることもある、例えば力フレームを支持する振動絶縁体２７０と類似し得る振動絶縁体２７２により取り付けられた分離フレーム２９０に振動絶縁体２８０によって取り付けられる。図３ｂに示すセンサフレーム２２０は、中間フレーム２９０並びに振動絶縁体２７２及び２８０によって、図２に示すのと同様の方法で分離されてよい。図３ｂの構成の追加の利点は、センサフレーム２２０がもはや力フレーム２１０で直接支持されていないために、力フレーム２１０とセンサフレーム２２０の分離が改善されることである。この結果、センサフレーム２２０の外乱が少なくなる。示されている実施形態について、中間フレーム２９０がさらに、図１に示すポジショナＰＷなどの位置決めデバイスの位置測定システムの取り付けに使用できることをさらに指摘することができる。一例として、中間フレーム２９０に、基板テーブル、例えばポジショナＰＷにより位置決めされた図１に示す基板テーブルＷＴに向けてレーザビームを照射するように構成された干渉測定システムを取り付けることができる。
代替的に、エンコーダベースの測定システムの場合、ポジショナＰＷにより位置決めされた基板テーブルＷＴ上に取り付けられた光エンコーダセンサと協働するように構成された１又は２次元エンコーダ格子が中間フレーム２９０に取り付けられてよい。
【００４０】
[037]  図２、図３ａ及び図３ｂに示す実施形態では、センサフレーム２２０はＮ個のサブフレームに分割されるため、フレームに与えられた振動により生じたセンサフレーム２２０の変形をより上手く制御することができる。
【００４１】
[038]  発明者らは、センサフレームの変形の原因が他にも存在する可能性があることに気付いた。示されている実施形態では、センサフレーム２２０は、振動絶縁体によって力フレーム２１０（図２）、ベースフレーム（図３ａ）又は中間フレーム（図３ｂ）のいずれかに取り付けられる。そのような振動絶縁体は、例えば機械的バネを備えた機械システムであってよい。このようなバネベースのシステムは、センサフレームの所望のサスペンション振動数を得るために選択された並進方向（Ｘ，Ｙ，Ｚ）に特定の剛性を有するように設計されてよい。理想的には、回転方向に対する剛性がゼロで、移動方向間にクロストークがない振動絶縁体が求められる。しかしながら、実際にはそのようなクロストーク及び回転方向に対する非ゼロ剛性は、不可能ではないにしても実現困難な可能性がある。本発明の意義の範囲内で、このクロストーク及び非ゼロ剛性は寄生剛性と呼ばれる。この寄生剛性は、センサフレームをさらに変形させる可能性があるため最小限に抑えることが望ましい。当業者により理解されるように、支持フレーム（力フレーム、ベースフレーム又は中間フレームのいずれか）の変形又は移動の場合、このような変形はまた、寄生剛性に起因してセンサフレームの変形をもたらすであろう。この影響は特に、センサフレームが過剰決定された方法で、例えば４つ以上の振動絶縁体によって又は寄生剛性を有する振動絶縁体によって支持されている場合に現れる可能性がある。寄生剛性の発生に関して、例えばこのような寄生剛性はまた、非対角位置にゼロ以外の要素を有する剛性行列によって参照され得ることが指摘される可能性がある。
【００４２】
[039]  センサフレームの取り付け又は支持について、リソグラフィ装置のレイアウトにより課される物理的制約に起因して過剰決定された支持が必要になる可能性があることを指摘することができる。一例として、ＥＵＶベースのリソグラフィ装置の場合、投影システムは、その位置をモニタする必要がある複数のミラーを備えてよい。ミラーの特定のレイアウト、例えばサイズ及び配向は、投影システムの光学設計によって決定される。光学素子をモニタするのに使用されるセンサフレームは、パターン付与された放射ビームの軌道を含む光学設計を妨げないように設計されなければならない。図４は、ＥＵＶベースのリソグラフィ装置で使用され得るセンサフレーム４２０を概略的に示している。示されているセンサフレーム４２０は略矩形形状であり、パターン付与された放射ビームが通過可能な開口４２０．１を有する。示されている実施形態では、センサフレーム４２０は４つの振動絶縁システムすなわち振動絶縁体４３０で支持される。振動絶縁体４３０は、例えば３Ｈｚから１５Ｈｚの範囲内、好ましくは約６Ｈｚのサスペンション振動数でセンサフレームを支持するように構成された機械的絶縁体であってよい。したがって、このようなセンサフレーム構成は、上記の寄生剛性に起因して誘発された、光学素子の位置基準であるセンサフレームの使用をいくらか不完全なものにする変形に悩まされる可能性がある。寄生剛性の影響に加えて、過剰決定された方法で取り付けられたセンサフレームに変形力が送られる可能性もあり、支持フレーム自体が変形する。例えばセンサフレームが４つの絶縁体で支持されている場合、絶縁体に寄生剛性が存在しない場合でも支持フレームのねじれ形状がセンサフレームへの力をもたらすであろう。
【００４３】
[040]  本発明の第２の態様によれば、振動絶縁体、例えば振動絶縁体４３０の寄生剛性に起因するセンサフレームの変形は、そのような寄生剛性を有する振動絶縁体の数を減らし、振動絶縁体に対する配置が同一線上にない異なる場所になされる少なくとも１つの制御されたアクチュエータ力をセンサフレームにもたらすことによって回避又は軽減することができる。
【００４４】
[041]  図５は、本発明の第２の態様によるリソグラフィ装置で使用可能な懸架されたセンサフレームの第１の実施形態を概略的に示している。図５は、２つの振動絶縁体５３０により支持され、これに及ぼされる２つのアクチュエータ力５４０により制御されるセンサフレーム５２０を概略的に示す。
【００４５】
[042]  ある実施形態では、センサフレームに加えられるアクチュエータ力は、例えば垂直方向（Ｚ方向）に配向された実質的に一方向の力である。
【００４６】
[043]  ある実施形態では、アクチュエータ力を生成するために使用されるアクチュエータは、永久磁石アクチュエータである。このようなアクチュエータは、一方向の力を生成する一方、作動方向と作動方向に垂直な方向の両方向に低い剛性を有するように構築されてよい。このような構成では、アクチュエータは、例えば永久磁石アセンブリと協働して所要の力を生成するように構成されたコイルアセンブリを備えてよい。図２を参照すると、そのようなアクチュエータ装置のコイルアセンブリは、例えば力フレーム２１０に取り付けることができる一方、永久磁石アセンブリはセンサフレーム２２０に取り付けることができる。
【００４７】
[044]  このような電磁アクチュエータ、例えば永久磁石アクチュエータは、一般に非接触アクチュエータと解釈される、すなわちコイルアセンブリ及び永久磁石アセンブリは、ギャップ、例えばエアギャップによって分離される。このようなアクチュエータは通常、実質的にクロストークや寄生剛性なしに一方向の力を生成するのに最適である。より具体的には、永久磁石アクチュエータを３Ｄ動作範囲内で所望の力を生成するように設計してよく、これによって生成された力は、動作範囲内のコイルアセンブリと永久磁石アセンブリの相対位置に関係なく実質的に変わらない。
【００４８】
[045]  ある実施形態では、アクチュエータ力を生成するアクチュエータは、センサフレームを安定化させるように構成される。ある実施形態では、アクチュエータは、センサフレームが所望の振動数で懸架されるようにセンサフレームに力を及ぼすように構成されてよい。１つ以上の制御されたアクチュエータ力を加えることによって、振動絶縁体の数を減らすことができ、結果として振動絶縁体の寄生剛性の影響が低減する。
【００４９】
[046]  これは、例えばサブフレームの相対変位を測定することによって実現され、この相対変位を１つ以上のアクチュエータのコントローラへのフィードバックとして提供してよく、これによって１つ以上のアクチュエータが相対変位に対抗するためにサブフレームに力を及ぼすように制御することができる。そうすることによって、所望の大きさの「電子的な」堅牢性を実現することができる。
【００５０】
[047]  ある実施形態では、センサフレームは、２つの振動絶縁体だけで支持され、１つ以上のアクチュエータ力によって制御される。そのような実施形態では、２つの振動絶縁体は、センサフレームを実質的にバランスよく支持するように配置されてよい。そうすることによって、アクチュエータによりセンサフレームに及ぼされる所要の制御力を最小限に抑えることができる。このような状況は、センサフレームの重心の水平面上への投影が振動絶縁体の支持位置を結ぶ線の水平面上への投影の上にくるように振動絶縁体を位置決めすることによって実現可能である。図６は、本発明によるセンサフレームを支持及び制御するための振動絶縁体及びアクチュエータの場所の２つの可能な配置を概略的に示している。左側の実施形態では、センサフレーム６２０は、フレームの縦軸に沿って配置された２つの振動絶縁体６３０で支持される。フレーム６２０の位置はさらに、「Ｘ」で印を付けられた位置６４０でフレームに及ぼされる２つのアクチュエータ力によって制御される。右側の実施形態では、振動絶縁体は縦軸と垂直な軸上にある。なおいずれの実施形態でも、振動絶縁体６３０は、センサフレーム６２０の重心６５０の水平面（すなわちＸＹ平面）への投影が振動絶縁体の支持位置６３０．１を結ぶ線６６０の水平面上への投影の上にくるように位置決めされる。
【００５１】
[048]  ある実施形態では、本発明の第１及び第２の態様を組み合わせてよい。そのような構成では、センサフレームは、Ｎ個（ＮはＮ＞１の整数）のサブフレームに分割され、Ｍ個（Ｍは１≦Ｍ＜３の整数）の振動絶縁体及び少なくとも１つの垂直に方向付けられたアクチュエータ力で支持されてよい。
【００５２】
[049]  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Ｗ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。さらに基板Ｗ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。
【００５３】
[050]  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ＭＡ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ＭＡ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。
【００５４】
[051]  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。
【００５５】
[052]  上記の説明は例示的であり、限定的ではない。したがって、添付の特許請求の範囲の範囲から逸脱することなく、説明されている本発明に修正を加えることができることが当業者には明らかであろう。
【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５】
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【図６】
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