(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気圧制御系と電気的制御系とを有する振動分離システムを動作させる方法において、
質量体を支持するための空圧力を前記空気圧制御系中に発生させ、前記空圧力は空圧追従装置内の圧力レベルに依って発生させられており、前記圧力レベルは圧力誤差信号に応じて制御されているステップと、
前記圧力誤差信号を前記電気的制御系に伝達するステップと、
前記電気的制御系中で前記質量体の運動誤差信号をモニターし、前記運動誤差信号は前記質量体を振動から分離するための電気的力を発生するために使用されており、前記電気的力は前記圧力誤差信号と前記運動誤差信号との結合に基づいて決定されているステップとを含む方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法であって、前記空気圧制御系中に空圧力を発生させる前記ステップは更に、
圧力信号を発生させるために前記空圧追従装置の前記圧力レベルを測定することと、
前記圧力信号と基準圧力信号とに基づいて前記圧力誤差信号を発生させることと、
前記圧力誤差信号に応じて前記空圧追従装置内の前記圧力レベルを制御することとを含む方法。
【請求項３】
請求項２記載の方法であって、前記圧力レベルを測定する前記ステップは更に、前記測定された圧力レベルに基づいて前記圧力信号を決定することを含む方法。
【請求項４】
請求項２記載の方法であって、前記圧力誤差信号を発生させる前記ステップは更に、前記基準圧力信号を決定することを含む方法。
【請求項５】
請求項２記載の方法であって、前記圧力誤差信号を発生させる前記ステップは更に、前記圧力信号と前記基準圧力信号とを比較することを含む方法。
【請求項６】
請求項２記載の方法であって、前記圧力レベルを制御する前記ステップは更に、前記空圧追従装置内で一定圧力レベルを維持することを含む方法。
【請求項７】
請求項１記載の方法であって、前記電気的制御系中で前記質量体の運動誤差信号をモニターする前記ステップは更に、
運動信号を発生させるために前記質量体の運動を測定することと、
前記運動信号と基準運動信号とに基づいて前記運動誤差信号を発生させることとを含む方法。
【請求項８】
請求項７記載の方法であって、前記質量体の運動を測定する前記ステップは更に、前記質量体の位置を測定することを含む方法。
【請求項９】
請求項８記載の方法であって、前記運動誤差信号を発生させる前記ステップは更に、
前記測定された位置に基づいて位置信号を決定することと、
前記運動誤差信号を発生させるために前記位置信号と基準位置信号とを比較することとを含む方法。
【請求項１０】
請求項７記載の方法であって、前記質量体の運動を測定する前記ステップは更に、前記質量体の速度を測定することを含む方法。
【請求項１１】
請求項１０記載の方法であって、前記運動誤差信号を発生させる前記ステップは更に、
前記測定された速度に基づいて速度信号を決定することと、
前記運動誤差信号を発生させるために前記速度信号と基準速度信号とを比較することとを含む方法。
【請求項１２】
請求項７記載の方法であって、更に、前記基準運動信号を決定することを含む方法。
【請求項１３】
請求項１２記載の方法であって、更に、前記運動誤差信号に基づいて運動力誤差信号を決定することを含む方法。
【請求項１４】
請求項１３記載の方法であって、更に、
前記運動力誤差信号を減殺するための擾乱補償力信号を発生し、電気的誤差信号を生むことと、
前記電気的力を発生させるために前記電気的誤差信号と前記圧力誤差信号とを結合させることとを含む方法。
【請求項１５】
請求項１４記載の方法であって、擾乱補償力信号を発生させる前記ステップは更に、前記擾乱補償力信号を決定することを含む方法。
【請求項１６】
請求項７記載の方法であって、運動誤差信号をモニターする前記ステップは更に、前記圧力誤差信号と前記運動誤差信号との結合に基づいて前記電気的力を決定することを含む方法。
【請求項１７】
空気圧制御系と電気的制御系とを有する振動分離システムを動作させる方法において、
前記電気的制御系中で質量体の運動誤差信号をモニターするステップであって、前記運動誤差信号は電気的誤差信号を発生させるために使用されているステップと、
前記電気的誤差信号を前記空気圧制御系に伝達するステップと、
前記質量体を支持するための空圧力を前記空気圧制御系中に発生させ、前記空圧力は前記電気的誤差信号と空圧追従装置内の圧力レベルとの結合に基づいて決定されており、前記圧力レベルは圧力誤差信号に応じて制御されているステップと、
前記質量体を振動から分離するために前記電気的制御系中に電気的力を発生させ、前記電気的力は前記圧力誤差信号に基づいて決定されているステップとを含む方法。
【請求項１８】
請求項１７記載の方法であって、前記電気的制御系中で運動誤差信号をモニターするステップは更に、
運動信号を発生させるために前記質量体の運動を測定することと、
前記運動信号と基準運動信号とに基づいて前記運動誤差信号を発生させることとを含む方法。
【請求項１９】
請求項１８記載の方法であって、運動を測定する前記ステップは更に、前記質量体の位置を測定することを含む方法。
【請求項２０】
請求項１９記載の方法であって、前記運動誤差信号を発生させる前記ステップは更に、
前記測定された位置に基づいて位置信号を決定することと、
前記運動誤差信号を発生させるために前記位置信号と基準位置信号とを比較することとを含む方法。
【請求項２１】
請求項１８記載の方法であって、運動を測定する前記ステップは更に、前記質量体の速度を測定することを含む方法。
【請求項２２】
請求項２１記載の方法であって、前記運動誤差信号を発生させる前記ステップは更に、
前記測定された速度に基づいて速度信号を決定することと、
前記運動誤差信号を発生させるために前記速度信号と基準速度信号とを比較することとを含む方法。
【請求項２３】
請求項１８記載の方法であって、更に、前記基準運動信号を決定することを含む方法。
【請求項２４】
請求項２３記載の方法であって、更に、前記運動誤差信号に基づいて運動力誤差信号を決定することを含む方法。
【請求項２５】
請求項２４記載の方法であって、更に、前記運動力誤差信号を減殺するための擾乱補償力信号を発生し、電気的誤差信号を生ずることを含む方法。
【請求項２６】
請求項２５記載の方法であって、擾乱補償力信号を発生させる前記ステップは更に、前記擾乱補償力信号を決定することを含む方法。
【請求項２７】
請求項１７記載の方法であって、前記空気圧制御系中に空圧力を発生させる前記ステップは更に、
前記空圧追従装置の前記圧力レベルを測定することと、
前記測定された圧力レベルに基づいて圧力信号を決定することとを含む方法。
【請求項２８】
請求項２７記載の方法であって、空圧力を発生させる前記ステップは更に、
前記圧力信号と基準圧力信号とを比較して、これに、圧力誤差信号を発生させるために前記電気的誤差信号を結合させることを含む方法。
【請求項２９】
請求項２８記載の方法であって、空圧力を発生させる前記ステップは更に、前記圧力誤差信号に応じて前記空圧追従装置内の前記圧力レベルを制御することを含む方法。
【請求項３０】
請求項２８記載の方法であって、空圧力を発生させる前記ステップは更に、前記基準圧力信号を決定することを含む方法。
【請求項３１】
請求項１７記載の方法であって、前記空気圧制御系中に空圧力を発生させる前記ステップは更に、前記空圧追従装置内で一定圧力レベルを維持することを含む方法。
【請求項３２】
請求項１７記載の方法であって、前記電気的制御系中に電気的力を発生させるステップは更に、前記圧力誤差信号に基づいて前記電気的力を決定することを含む方法。
【請求項３３】
空気圧制御系と電気的制御系とを有する振動分離システムを動作させる方法において、
空圧追従装置の圧力信号と、基準圧力信号とに基づいて前記空気圧制御系中に圧力誤差信号を発生させるステップと、
前記圧力誤差信号に応じて前記空圧追従装置内の圧力レベルを制御し、前記空圧追従装置は前記制御された圧力レベルに比例した空圧力を、質量体を空気圧で支持するために発生するステップと、
前記圧力誤差信号を前記電気的制御系に伝達するステップと、
運動誤差信号を発生させるために前記電気的制御系中の前記質量体の運動信号と、基準運動信号とを比較するステップと、
前記運動誤差信号と前記圧力誤差信号とを結合するステップと、
前記の結合された運動及び圧力誤差信号に基づいて前記質量体を振動から分離させるための電気的力を決定するステップとを含む方法。
【請求項３４】
請求項３３記載の方法であって、前記空気圧制御系中の前記発生ステップは更に、
前記空圧追従装置内の前記圧力レベルを測定することと、
前記測定された圧力レベルに基づいて前記圧力信号を決定することとを含む方法。
【請求項３５】
請求項３３記載の方法であって、前記空気圧制御系中の前記発生ステップは更に、前記基準圧力信号を決定することを含む方法。
【請求項３６】
請求項３３記載の方法であって、前記空気圧制御系中の前記制御ステップは更に、前記空圧追従装置内で一定圧力レベルを維持することを含む方法。
【請求項３７】
請求項３３記載の方法であって、前記電気的制御系中の前記比較ステップは更に、
前記質量体の位置を測定することと、
前記測定された位置に基づいて位置信号を決定することと、
前記運動誤差信号を発生させるために前記位置信号と基準位置信号とを比較することとを含む方法。
【請求項３８】
請求項３３記載の方法であって、前記電気的制御系中の前記比較ステップは更に、
前記質量体の速度を測定することと、
前記測定された速度に基づいて速度信号を決定することと、
前記運動誤差信号を発生させるために前記速度信号と基準速度信号とを比較することとを含む方法。
【請求項３９】
請求項３３記載の方法であって、前記電気的制御系中の前記比較ステップは更に、前記運動誤差信号に基づいて運動力誤差信号を決定することを含む方法。
【請求項４０】
請求項３９記載の方法であって、更に、
既知又は推定される擾乱を減殺するための擾乱補償力信号を発生することと、
前記電気的力を発生させるために、前記擾乱補償力信号、前記電気的誤差信号、及び前記圧力誤差信号を結合させることとを含む方法。
【請求項４１】
空気圧制御系と電気的制御系とを有する振動分離システムを動作させる方法において、
運動誤差信号を発生させるために前記電気的制御系中の質量体の実運動信号と基準運動信号とを比較するステップと、
前記運動誤差信号に基づいて電気的誤差信号を決定するステップと、
前記電気的誤差信号を前記空気圧制御系に伝達するステップと、
前記空気圧制御系中の空圧追従装置の圧力信号と基準圧力信号とを比較し、これに、圧力誤差信号を発生させるために、前記電気的誤差信号を結合するステップと、
前記圧力誤差信号に応じて前記空圧追従装置内の圧力レベルを制御するステップであって、前記空圧追従装置は前記制御された圧力レベルに比例した空圧力を、質量体を空気圧で支持するために発生するステップと、
前記圧力誤差信号を前記電気的制御系に伝達するステップと、
前記質量体を振動から分離させるために、前記圧力誤差信号に基づいて上記電気的制御系中の電気的力を決定するステップとを含む方法。
【請求項４２】
請求項４１記載の方法であって、前記電気的制御系中の質量体の実運動信号の比較ステップは更に、
前記質量体の位置を測定することと、
前記測定された位置に基づいて位置信号を決定することと、
前記運動誤差信号を発生させるために前記位置信号と基準位置信号とを比較することとを含む方法。
【請求項４３】
請求項４１記載の方法であって、前記電気的制御系中の質量体の実運動信号の比較ステップは更に、
前記質量体の速度を測定することと、
前記測定された速度に基づいて速度信号を決定することと、
前記運動誤差信号を発生させるために前記速度信号と基準速度信号とを比較することとを含む方法。
【請求項４４】
請求項４１記載の方法であって、前記電気的制御系中の前記電気的誤差信号を決定する前記ステップは更に、
前記運動誤差信号に基づいて運動力誤差信号を決定することを含む方法。
【請求項４５】
請求項４４記載の方法であって、前記電気的制御系中の前記電気的誤差信号を決定する前記ステップは更に、
前記運動力誤差信号を減殺するための擾乱補償力信号を発生し、電気的誤差信号を生むことを含む方法。
【請求項４６】
請求項４１記載の方法であって、前記空気圧制御系中の測定された圧力信号の比較ステップは更に、
圧力信号を発生させるために前記空圧追従装置内の前記圧力レベルを測定することと、
前記測定された圧力レベルに基づいて前記圧力信号を決定することとを含む方法。
【請求項４７】
請求項４１記載の方法であって、前記空気圧制御系中で圧力レベルを制御する前記ステップは更に、
前記空圧追従装置内で一定圧力レベルを維持することを含む方法。
【請求項４８】
圧力誤差信号に基づいて質量体を支持する、空圧力を発生するための空圧追従装置を有する空気圧制御系と、
前記質量体の運動誤差信号を発生するための運動センサーを有する電気的制御系と、
前記記空気圧制御系と前記電気的制御系とに接続された力発生器であって、前記質量体を振動から分離させるために前記圧力誤差信号と前記運動誤差信号との結合結果に基づいて電気的力を発生する力発生器とを含んだ振動分離システム。
【請求項４９】
請求項１記載の方法を使用した振動分離システム。
【請求項５０】
請求項４９記載の振動分離システムを含んだリソグラフィーシステム。
【請求項５１】
請求項５０のリソグラフィーシステムによって、像がその上に形成されている物体。
【請求項５２】
空気圧制御系と電気的制御系とを有する振動分離システムであって、
質量体の運動誤差信号を前記電気的制御系中に発生させ、前記運動誤差信号は電気的誤差信号を発生するために使用されている運動センサーと、
前記空気圧制御系内にある空圧追従装置と、
前記空気圧制御系内にあり圧力誤差信号を発生するために前記空圧追従装置内の圧力レベルを管理する圧力センサーと、
前記空圧追従装置及び前記電気的制御系に接続され、前記電気的誤差信号と前記空圧追従装置内の前記圧力レベルとの結合結果に基づいて前記質量体を支持する空圧力を発生する空圧力発生器と、
前記空気圧制御系に接続され、前記圧力誤差信号に基づいて前記質量体を振動から分離させる電気的力を発生する電気的力発生器とを含む振動分離システム。
【請求項５３】
請求項１７記載の方法を使用した振動分離システム。
【請求項５４】
請求項５２記載の振動分離システムを含んだリソグラフィーシステム。
【請求項５５】
請求項５４のリソグラフィーシステムによって、像がその上に形成されている物体。
【請求項５６】
空気圧制御系と電気的制御系とを有する振動分離システムであって、
空圧追従装置の圧力情報と基準圧力情報とに基づいて圧力誤差信号を発生するための圧力センサーと、
前記圧力センサーに接続され、前記圧力誤差信号に応じて前記空圧追従装置内の圧力レベルを制御する第１の制御器と、
前記第１の制御器に接続され、質量体を空気圧で支持するために制御された圧力レベルに基づいて決定される空圧力を発生する空圧力発生器と、
前記第１の制御器に接続され、前記質量体の運動情報と基準運動信号とを比較して運動誤差信号を発生し、前記運動誤差信号と前記圧力誤差信号とに基づいて電気的力を発生する第２の制御器と、
前記第２の制御器に接続され、前記運動誤差信号と前記圧力誤差信号とに基づいて前記質量体を振動から分離させる電気的力を発生する電気的力発生器とを含む振動分離システム。
【請求項５７】
請求項３４記載の方法を使用した振動分離システム。
【請求項５８】
請求項５６の振動分離システムを含んだリソグラフィーシステム。
【請求項５９】
請求項５８のリソグラフィーシステムによって、像がその上に形成されている物体。
【請求項６０】
空気圧制御系と電気的制御系とを有する振動分離システムであって、
前記電気的制御系中の質量体の実運動信号と基準運動信号とを比較して運動誤差信号を発生し、前記運動誤差信号に基づいて電気的誤差信号を決定するための第１の制御器と、
前記空気圧制御系中の空圧追従装置の圧力信号と基準圧力信号とを比較し、これに、圧力誤差信号を発生させるために、前記電気的誤差信号を結合するための第２の制御器と、
前記空圧追従装置は前記質量体を空気圧で支持するために前記空圧追従装置内の圧力レベルに比例した空圧力を発生し、前記圧力レベルを前記圧力誤差信号に応じて制御する第３の制御器と、
前記質量体を振動から分離させるために、前記圧力誤差信号に基づいて前記電気的制御系中の電気的力を決定するための第４の制御器とを含む振動分離システム。
【請求項６１】
請求項４２記載の方法を使用した振動分離システム。
【請求項６２】
請求項６１記載の振動分離システムを含んだリソグラフィーシステム。
【請求項６３】
請求項６２のリソグラフィーシステムによって、像がその上に形成されている物体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は振動分離の装置と方法とに関する。本発明は、特に、空気圧制御系と電気的制御系との組み合わせを用いて質量体を支持し、該質量体を振動等の外的擾乱から分離させる能動的振動分離システム（Active Vibration Isolation System、以下、ＡＶＩＳという。）に係る方法と装置とに関する。このＡＶＩＳはフォトリソグラフィープロセスにおいて使用することができる。
【０００２】
【従来の技術】
フォトリソグラフィーは、集積回路を製造するために用いられている。光が、レチクル即ちフォトマスク上のパターンの非不透明部、そして投影露光装置を透過し、特殊コートされたシリコン又はその他の半導体材料からなるウエハ上に達する。コート中の遮光されずに光に曝された部分は硬化する。次いで、非硬化部は酸浴槽によって除去される。かくして、露出したシリコン層は変質されて集積回路の一つの層を形成する。従来のシステムでは、このプロセスに可視光や紫外光が使用されている。しかし最近では、可視光や紫外光の代りに、電子線やエックス線やレーザ光線が使用されて、より微小なパターンの形成が可能になってきている。
【０００３】
回路パターンの微細化が進むにつれて、投影露光装置の焦点深度は非常に小さくなる。したがって、フォトリソグラフィーシステムの全体の設計における主要検討事項の一つとしては、小さな許容誤差を維持することによって精度が達成される、該システムの構成部品を組上げることにある。外的擾乱即ち環境擾乱に起因するいかなる振動、歪み、又はミスアライメントも最小限に抑えなければならない。個々の構成部品に作用するこれらの外的擾乱は、全体として、フォトリソグラフィーシステムのフォーカス特性を変化させる。
【０００４】
環境からの影響は、とりわけ、ウエハ載置ステージ装置を駆動する電気モータから発生する熱に由来する。該モータから発生するこの熱は、周囲環境に拡がって周囲の気体の屈折率を変化させる。加えて、熱は隣接する部品に作用し、フォトリソグラフィーシステムの構成部品をその熱膨張率に従って膨張させる。
【０００５】
環境からの影響はまた、移動部品や地面等の振動にも由来する。従って、半導体ウエハを製造するためのリソグラフィーシステム等の、アライメント精度が不可欠なデリケートなシステムにおいては、振動を十分に低減するための分離システムが求められている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来のＡＶＩＳでは、空気圧制御系は、熱を発生することなく質量体を支持するための大きい空圧力を発生することは可能であるが、高周波応答性を有していない。また、電気的制御系は、高周波応答性を有してはいるが、質量体を支持するために、熱を発生し多大な電力を消費する。従来のＡＶＩＳの他の欠点は、空気圧制御系と電気的制御系とが互いに独立して動作することである。加えて、空気圧システムの固有周波数に律速されるため、空気圧制御系が空圧力を発生する応答時間は大きい。従って、空気圧制御系の遅い応答を補償するために、電気的力を電気的制御系が発生しなければならないことになる。電気的制御系が電気的力を発生すれば、必然的に熱が発生する。従来の技術の記載において述べたように、この発生した熱によって、周囲の空気及びリソグラフィー装置の部品の熱的状態の変化が起こり、その結果、リソグラフィーシステムのフォーカス精度が悪くなってしまう。
【０００７】
そこで本発明は、高周波の振動制御を実現し、熱散逸を無くし、かつ電気的アクチュエータと空気圧アクチュエータとが互いに抗して作用しないようにするために、空気圧制御系と電気的制御系との個々の出力を最大利用可能なＡＶＩＳ制御システム及び方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本明細書においてその実施態様が述べられ概括的に記載されている、上記目的を実現するための本発明の思想に従った本発明の第１の態様は、空気圧制御系と電気的制御系とを有する振動分離システムを動作させる方法である。この方法は、質量体を支持するために上記空気圧制御系中に空圧力を発生させるステップを含んでいる。この空圧力は、空圧追従装置（コンプライアンスチャンバー）内の圧力レベルに依って発生させられる。この圧力レベルは、圧力誤差信号に応じて制御されている。この方法は又、上記圧力誤差信号を上記電気的制御系に伝達するステップと、上記電気的制御系中の上記質量体の運動誤差信号をモニターするステップとを含んでいる。この運動誤差信号は、上記質量体を振動から分離するための電気的力を発生するために使用されている。この電気的力は、上記圧力誤差信号と上記運動誤差信号との結合に基づいて決定されている。
【０００９】
本発明の第２の態様は、空気圧制御系と電気的制御系とを有する振動分離システムを動作させる方法である。この方法は、上記電気的制御系中の、質量体の運動誤差信号をモニターするステップを含んでいる。この運動誤差信号は、電気的誤差信号を発生させるために使用されている。この方法は又、上記電気的誤差信号を上記空気圧制御系に伝達するステップと、上記質量体を支持するために上記空気圧制御系中に空圧力を発生させるステップとを含んでいる。上記空圧力は、上記電気的誤差信号と空圧追従装置内の圧力レベルとの結合に基づいて決定されている。この圧力レベルは、圧力誤差信号に応じて制御されている。この方法は更に、上記質量体を振動から分離するために上記電気的制御系中に電気的力を発生させるステップとを含んでいる。この電気的力は、上記圧力誤差信号に基づいて決定されている。
【００１０】
本発明の第３の態様は、空気圧制御系と電気的制御系とを有する振動分離システムを動作させる方法である。この方法は、空圧追従装置の圧力信号と、基準圧力信号とに基づいて上記空気圧制御系中に圧力誤差信号を発生させるステップと、この圧力誤差信号に応じて上記空圧追従装置内の圧力レベルを制御して、上記空圧追従装置がこの制御された圧力レベルに比例した空圧力を、質量体を空気圧で支持するために発生するステップとを含んでいる。この方法は又、上記圧力誤差信号を上記電気的制御系に伝達するステップと、運動誤差信号を発生させるために上記電気的制御系中の上記質量体の運動信号と基準運動信号とを比較するステップと、上記運動誤差信号と上記圧力誤差信号とを結合するステップとを含んでいる。この方法は更に、上記の結合された運動及び圧力誤差信号に基づいて上記質量体を振動から分離させるための電気的力を決定するステップを含んでいる。
【００１１】
本発明の第４の態様は、空気圧制御系と電気的制御系とを有する振動分離システムを動作させる方法である。この方法は、運動誤差信号を発生させるために上記電気的制御系中の質量体の実運動信号と基準運動信号とを比較するステップと、上記運動誤差信号に基づいて電気的誤差信号を決定するステップと、この電気的誤差信号を上記空気圧制御系に伝達するステップとを含んでいる。この方法は又、上記空気圧制御系中の空圧追従装置の圧力信号と基準圧力信号とを比較し、これに、圧力誤差信号を発生させるために、上記電気的誤差信号を結合するステップと、上記空圧追従装置内の圧力レベルを上記圧力誤差信号に応じて制御するステップとを含んでいる。上記空圧追従装置は、上記質量体を空気圧で支持するために、上記制御された圧力レベルに比例した空圧力を発生する。この方法は更に、上記圧力誤差信号を上記電気的制御系に伝達するステップと、上記質量体を振動から分離させるために、上記圧力誤差信号に基づいて上記電気的制御系中の電気的力を決定するステップとを含んでいる。
【００１２】
本発明の第５の態様は、圧力誤差信号に基づいて質量体を支持する、空圧力を発生するための空圧追従装置を有する空気圧制御系と、上記質量体の運動誤差信号を発生するための運動センサーを有する電気的制御系とを含んだ振動分離システムである。この振動分離システムは又、上記空気圧制御系と上記電気的制御系とに接続された力発生器を含んでいる。この力発生器は、上記質量体を振動から分離させるために、上記圧力誤差信号と上記運動誤差信号との結合結果に基づいて電気的力を発生する。
【００１３】
本発明の第６の態様は、空気圧制御系と電気的制御系とを有する振動分離システムである。この振動分離システムは、運動センサーと、空圧追従装置と、圧力センサーと、空圧力発生器と、電気的力発生器とを含んでいる。上記運動センサーは、質量体の運動誤差信号を上記電気的制御系中に発生させる。この運動誤差信号は、電気的誤差信号を発生するために使用されている。上記空圧追従装置及び上記圧力センサーは、上記空気圧制御系内に具備されている。上記圧力センサーは、圧力誤差信号を発生するために上記空圧追従装置内の圧力レベルを管理する。上記空圧力発生器は、上記空圧追従装置及び電気的制御系に接続されている。上記空圧力発生器は、上記電気的誤差信号と上記空圧追従装置内の上記圧力レベルとの結合結果に基づいて、上記質量体を支持する空圧力を発生する。上記電気的力発生器は、上記空気圧制御系に接続されている。上記電気的力発生器は、上記圧力誤差信号に基づいて、上記質量体を振動から分離させる電気的力を発生する。
【００１４】
本発明の第７の態様は、空気圧制御系と電気的制御系とを有する振動分離システムである。この振動分離システムは、圧力センサーと第１の制御器とを含んでいる。上記圧力センサーは、空圧追従装置の圧力情報と基準圧力情報とに基づいて、圧力誤差信号を発生する。上記第１の制御器は、上記圧力誤差信号に応じて上記空圧追従装置内の圧力レベルを制御するために、上記圧力センサーに接続されている。この振動分離システムは又、空圧力発生器と、第２の制御器と、電気的力発生器とを含んでいる。上記空圧力発生器は、質量体を空気圧で支持すべく、制御された圧力レベルに基づいて決定される空圧力を発生するために上記第１の制御器に接続されている。上記第２の制御器は、上記質量体の運動情報と基準運動信号とを比較して運動誤差信号を発生することと、この運動誤差信号と上記圧力誤差信号とに基づいて電気的力を発生することとのために、上記第１の制御器に接続されている。上記電気的力発生器は、上記運動誤差信号と上記圧力誤差信号とに基づいて、上記質量体を振動から分離させる電気的力を発生するために上記第２の制御器に接続されている。
【００１５】
本発明の第８の態様は、空気圧制御系と電気的制御系とを有する振動分離システムであって、４個の制御器を含んだものである。第１の制御器は、上記電気的制御系中の質量体の実運動信号と基準運動信号とを比較して運動誤差信号を発生し、この運動誤差信号に基づいて電気的誤差信号を決定する。第２の制御器は、上記空気圧制御系中の空圧追従装置の圧力信号と基準圧力信号とを比較し、これに、圧力誤差信号を発生させるために、上記電気的誤差信号を結合する。第３の制御器は、上記空圧追従装置内の圧力レベルを上記圧力誤差信号に応じて制御する。上記空圧追従装置は、上記質量体を空気圧で支持するために、上記制御された圧力レベルに比例した空圧力を発生する。第４の制御器は、上記質量体を振動から分離させるために、上記圧力誤差信号に基づいて上記電気的制御系中の電気的力を決定する。
【００１６】
本発明の更なる態様は、上記本発明の態様で要約された方法を用いた振動分離システムである。加えて尚、本発明の更なる態様は、この振動分離システムを含んだリソグラフィーシステム、及び、このリソグラフィーシステムによって像がその上に形成された物体である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
次に、具体的例が添付の図面に示されている本発明による方法及び装置の幾つかの実施態様を詳述する。本発明の典型例として意図されている以下の実施例によって、本発明は更に明確となる。
【００１８】
本発明の原理による振動分離システムは、能動的振動分離システム（Active Vibration Isolation System、以下、ＡＶＩＳという。）とも呼ばれている。このシステムは、個別の部分であることもあるし、個別の部分の集合体であることもあるし、また、さらにはシステム全体のこともある。例えば、このシステムは、リソグラフィーシステムの場合には、ステージ装置であることもあるし、投影露光装置であることもあるし、また、それら装置中のシステムであることもある。しかしながら、本発明は、何らかの特定用途に限定されているものではない。そうではなくて、本明細書中に開示されている方法及びシステムは、振動分離を必要とする任意のシステム中で使用することができるものである。
【００１９】
図１に図示されたＡＶＩＳ２００は、空気圧制御系２０２と電気的制御系３３０とを含んでいる。空気圧制御系２０２は質量体２２０を支持し高周波擾乱から質量体２２０を分離するのに対し、電気的制御系３３０は低周波擾乱から上記質量体を分離する。電気的制御系３３０は「主」制御器として機能するのに対し、空気圧制御系２０２は「従」制御器として機能する。本例では、質量体２２０は花崗岩製ベースであって、その上でウエハステージ装置２６０が移動するものである。
【００２０】
空気圧制御系２０２は、空気圧で質量体２２０を支持するために流体が充填された空圧追従装置２１０を含んでいる。空圧追従装置２１０は図８中にも図示されており、ここではＡＶＩＳは露光装置２１における振動分離用に用いられている。空圧追従装置２１０の圧力レベル信号２０４は、質量体２２０を支持する空圧力２７６に比例している。空気圧制御系２０２は又、上記空圧追従装置内の圧力レベルを測定するための圧力センサー２１２を含んでいる。空気圧制御系２０２は更に、空圧追従装置２１０の圧力レベルを一定に制御する、空気圧フィードバック系２１４及び空気圧アクチュエータ２８０（図３及び６中に図示）を含んでいる。図１の空気圧アクチュエータ２８０は、供給量レギュレータ２２４に接続された流体供給源２２２とアクチュエータ２３２に接続されたベローズ２３０との組み合わせで構成されている。供給量レギュレータ２２４とアクチュエータ２３２とは、それぞれ、空圧追従装置２１０及び流体供給源２２２間の流量、空圧追従装置２１０及びベローズ２３０間の流量を制御することによって空圧追従装置２１０内の圧力レベルを制御する。
【００２１】
空気圧制御装置２０２は又、低周波信号２０６に基づいて空圧追従装置２１０の基準圧力信号２２８を決定するコンピュータ等からなる空気圧フィードフォワード系２４０を含んでいる。低周波信号２０６は、質量体２２０の重量と質量体２２０の重心位置とに基づいている。基準圧力信号２２８は、質量体２２０を一定位置に保つために必要な上記圧力レベルを表している。空気圧制御装置２０２は又、基準圧力信号２２８と測定された圧力信号２２６との差を計算して、圧力誤差信号２４４を発生するための加算器２４２を含んでいる。圧力誤差信号２４４に応じて、空気圧アクチュエータ２８０は、圧力レベル信号２０４が基準圧力信号２２８と実質的に等しくなるように、空圧追従装置２１０内の圧力レベルを制御する。
【００２２】
電気的制御系３３０は、位置センサー３５２、位置フィードバック系３６０、及び電気的アクチュエータ３５０を含んでいる。位置フィードバック系３６０及び電気的アクチュエータ３５０は、図８中にも図示されており、ここではＡＶＩＳは露光装置２１における振動分離用に用いられている。位置センサー３５２は、質量体２２０が外的擾乱によって振動又は移動する際の、基準３３２（例えば地面８２）を基準点とした質量体２２０の位置３５６を検出する。位置フィードバック系３６０は、この実位置３５６を受領すると、位置信号３６４を発生する。
【００２３】
また、電気的制御系３３０に、速度センサー３５４及び速度フィードバック系３６２（図８も参照）も含ませるようにしてもよい。速度センサー３５４は、上記外的擾乱によって起こされる実速度３５８を測定する。速度フィードバック系３６２は、この実速度３５８を受領すると、速度信号３６６を発生する。
【００２４】
更には、電気的制御系３３０は、ＡＶＩＳ２００のコンピュータ上の数学的モデルを用いて、既知の擾乱を補償するために質量体２２０に作用させるべき力を表した擾乱補償力信号３６８を発生する電気的フィードフォワード系３７２を含んでいる。
【００２５】
位置信号３６４、速度信号３６６、及び擾乱補償力信号３６８は、電気的誤差信号３７０を計算してそれを電気的アクチュエータ３５０に伝達する加算器３７４に入力する。次いで、電気的アクチュエータ３５０は、擾乱によって起こされる質量体２２０の基準３３２を基準点とした位置ドリフト、及び振動を補償するために、電気的誤差信号３７０に対応した電気的力３７６を質量体２２０に作用させる。
【００２６】
図２に示されている実施例においては、ステージ装置１００が、複数（通常、少なくとも３個）の図１に示されているようなＡＶＩＳ２００を具備することによって、支持され振動から分離されている。ステージ装置１００は、ＡＶＩＳ２００ａ及び２００ｂを含んでおり、また、ステージ装置１００を支持しＺ軸に平行な振動を減殺するための力を発生するために、ＡＶＩＳ２００ａには空気圧制御系２０２ａと電気的制御系３３０ａとが含まれ、ＡＶＩＳ２００ｂには空気圧制御系２０２ｂと電気的制御系３３０ｂとが含まれている。第３のＡＶＩＳ（不図示）が、ＡＶＩＳ２００ａ及び２００ｂの反対側であってＹ軸の正方向に略一致するステージ装置１００の端部に配設されている。ステージ装置１００は更に、Y軸に平行な振動を減殺する力を発生するための少なくとも一つの電気的制御系１５０を含んでいる。更には、ステージ装置１００にＸ軸に平行な振動を減殺する力を発生するための少なくとも一つの電気的制御系１５２が含まれているのが好ましい。ステージ装置１００は、一連の位置センサー３５２ａ、３５２ｂ、３５２ｃと速度センサー３５４ａ、３５４ｂ、３５４ｃとを有するものとして図示されている。
【００２７】
図１、３、及び６に図示されているように、本発明の原理によるＡＶＩＳは、空気圧制御系２０２及び電気的制御系３３０をも含んでいる。図８は、このＡＶＩＳが露光装置における振動分離に用いられた場合を示している。
電気的制御系３３０は、少なくとも一つの運動センサー、少なくとも一つのフィードバック系、電気的アクチュエータ３５０、及びフィードフォワード系を有している。
【００２８】
ＡＶＩＳの動作を最適化するための本発明の原理による方法及び装置について記載する。上記空気圧制御系２０２中において、圧力センサー２１２は空圧追従装置２１０の圧力レベル２０４を測定する。空気圧フィードバック系２１４は、この測定された圧力レベル２０４に基づいて測定された圧力信号２２６を決定し、この測定された圧力信号２２６を加算器２４２に伝達する。
【００２９】
加算器２４２は、圧力誤差信号２４４を発生するために、負値化された測定された圧力信号２２６と正値の基準圧力信号２２８とを結合する。圧力誤差信号２４４は次に、空気圧制御系２０２及び電気的制御系３３０で使用される。
図３に示されているように、電気的制御系３３０の運動センサーには、便宜上単一の要素として示されている位置センサー３５２及び速度センサー３５４が含まれている。位置センサー３５２は、地面８２等の基準点を基準として質量体２２０の位置を測定し、位置信号３６４を発生する。位置信号３６４は、加算器３７４に伝達される。速度センサー３５４は、外的擾乱によって引き起こされる質量体２２０の振動を表す絶対速度を測定して、速度信号３６６を発生する。速度信号３６６は、加算器３７４に伝達される。
【００３０】
位置センサー３５２及び速度センサー３５４の一方のみを使用するようにすることもできる。但し、位置センサー３５２及び速度センサー３５４の両者が使用されるときには、加算器３７４は、位置信号３６４と速度信号３６６との和と、基準位置信号（不図示）と基準速度信号（不図示）とを含んだ基準運動信号３４２とを比較する。この位置信号３６４と速度信号３６６との和は加算器３７４への負値入力であるのに対し、基準運動信号３４２は正値入力である。基準運動信号３４２は、ＡＶＩＳ２００の数学的モデルをシミュレーションするコンピュータ等からなる第１の運動制御器３４０によって決定されている。加算器３７４は、以上の信号に応答して、運動誤差信号３７５を発生する。
【００３１】
運動誤差信号３７５に基づいて、第２の運動制御器３７７は、位置センサー３５２によって検出された質量体２２０の位置ドリフト及び速度センサー３５４によって検出された質量体２２０の振動を埋め合わせるのに必要な力を表す運動力誤差信号３７９を決定する。第２の運動制御器３７７は、運動力誤差信号３７９を計算できればどのようなものであってもよい。例えば、第２の運動制御器３７７は、ループ制御フィルターによる数学的演算が実行可能なプログラマブルコンピュータとすることができる。
【００３２】
電気的制御系３３０には、擾乱補償力信号３６８を発生する電気的フィードフォワード系３７２も含まれている。電気的フィードフォワード系３７２は、質量体２２０の重量と質量体２２０の重心位置とに基づいて数学的モデルをシミュレーションして、位置センサー３５２及び速度センサー３５４のいずれによっても検出されない他の擾乱を補償する擾乱補償力信号３６８を決定するコンピュータによって構成することもできる。
【００３３】
加算器３８４は、運動力誤差信号３７９と擾乱補償力信号３６８とを結合して、電気的誤差信号３７０を発生させる。
本発明の原理に従い、空気圧制御系２０２からの圧力誤差信号２４４は、電気的制御系３３０にフィードフォワード入力される。空気圧制御系２０２の応答時間は、電気的制御系３３０に比べて、比較的に遅い。圧力誤差信号２４４を電気的制御系３３０に与えることによって、ＡＶＩＳ２００は電気的アクチュエータ３５０の高速応答を使うことができるようになり、従ってシステム帯域幅が最大化されＡＶＩＳ２００の広帯域動作周波数が実現する。
【００３４】
加算器３８１は、圧力誤差信号２４４と電気的誤差信号３７０の和を取って、電気的アクチュエータ３５０に伝達する。例えばモータである電気的アクチュエータ３５０はこの和を電気的力３７６に変換する。電気的力３７６は、質量体２２０を支持し分離するために電気的制御系３３０が発生する物理的な力を表している。電気的力３７６と空圧力２７６とは一体となって、質量体２２０を支持し振動から分離するための全力３８３として質量体２２０に作用する。
【００３５】
図４及び５は、上記第１の実施例によるＡＶＩＳ２００のシミュレーション結果を示している。図４には、ニュートンを単位とする電気的力３７６をＹ軸に、秒を単位とする経過時間をＸ軸に示している。図５には、ニュートンを単位とする空圧力２７６ をＹ軸に、秒を単位とする経過時間をＸ軸に示している。空圧力２７６と電気的力３７６との和が、上記外的擾乱から質量体２２０を分離するために一定値であるべき全力３８３である。
【００３６】
この第１の実施例では、圧力誤差信号２４４を電気的制御系３３０にフィードフォワード入力することによって、空気圧制御系２０２の応答時間の遅れが低減させられている。従って、圧力センサー２１２、位置センサー３５２、及び速度センサー３５４で測定される全誤差が一挙に補正される。しかしながら、この第１の実施例によるＡＶＩＳ２００においてはなお、電気的制御系３３０が空気圧制御系２０２の遅い応答に起因する誤差を補償するために使用されているので、熱に敏感なリソグラフィーシステム等のシステムに対しては過剰な熱を発生してしまう。圧力誤差信号２４４を受領すると、電気的制御系３３０は、空気圧制御系２０２の遅延を相殺するための電気的力３７６、即ち-２０ニュートンの直流力を発生する。この直流力のため、問題となる熱が発生する。
【００３７】
本発明の図６に示された第２の実施例は、空気圧制御系の応答時間を短縮して、上記熱問題を無くすか実質的に解消するＡＶＩＳの動作を最適化するための方法及び装置を主題としている。本発明の原理に従って、能動的振動分離システムの動作を最適化するための方法及び装置が提供される。上記第１の実施例と同様に、空気圧制御系２０２中において、圧力センサー２１２は空圧追従装置２１０の圧力レベル２０４を測定する。圧力センサー２１２は測定された圧力信号２２６を発生するために圧力レベル２０４を測定し、次いでこの測定された圧力信号２２６は加算器２４２に伝達される。
【００３８】
加算器２４２は、空圧追従装置２１０の測定された圧力信号２２６と基準圧力信号２２８とを比較する。コンピュータ等からなる空気圧フィードフォワード系２４０を使用して、加算器２４２に伝達される基準圧力信号２２８を計算するようにできる。
【００３９】
この第２の実施例では、電気的制御系３３０からの電気的誤差信号３７０が空気圧制御系２０２の加算器２４２に伝達される。加算器２４２は、正値としての電気的誤差信号３７０と、負値としての測定された圧力信号２２６と、正値としての基準圧力信号２２８との和を取って、圧力誤差信号２４４を発生する。上記第１の実施例と同様に、この圧力誤差信号２４４は、次に、空気圧制御系２０２と電気的制御系３３０との双方において使用される。
【００４０】
空気圧制御系２０２中では、圧力誤差信号２４４に応じて、空気圧アクチュエータ２８０は、一定圧力レベル２０４を維持するために、空圧追従装置２１０内の圧力レベルを制御する。空圧追従装置２１０は、質量体２２０を支持するための、この圧力レベル２０４に比例した空圧力２７６を発生させる。
【００４１】
上記第１の実施例と同様に、電気的制御系３３０には、便宜上単一の要素として示されている位置センサー３５２及び速度センサー３５４等の運動センサーが含まれている。位置センサー３５２は、地面８２等の基準点を基準として質量体２２０の位置を測定し、位置信号３６４を発生する。位置信号３６４は、加算器３７４に伝達される。速度センサー３５４は、外的擾乱によって引き起こされる質量体２２０の振動を表す絶対速度を測定して、速度信号３６６を発生する。速度信号３６６は、加算器３７４に伝達される。
【００４２】
位置センサー３５２及び速度センサー３５４の一方のみを使用するようにすることもできる。但し、位置センサー３５２及び速度センサー３５４の両者が使用されるときには、加算器３７４は、位置信号３６４と速度信号３６６との和と、基準位置信号と基準速度信号とを含んだ基準運動信号３４２とを比較する。この位置信号３６４と速度信号３６６との和は加算器３７４への負値入力であるのに対し、基準運動信号３４２は正値入力である。基準運動信号３４２は、ＡＶＩＳ２００の数学的モデルをシミュレーションするコンピュータ等からなる第１の運動制御器３４０によって決定されている。加算器３７４は、以上の信号に応答して、運動誤差信号３７５を発生する
運動誤差信号３７５に基づいて、第２の運動制御器３７７は、位置センサー３５２によって検出された質量体２２０の位置ドリフト及び速度センサー３５４によって検出された質量体２２０の振動を埋め合わせるのに必要な力を表す運動力誤差信号３７９を決定する。第２の運動制御器３７７は、運動力誤差信号３７９を計算できればどのようなものであってもよい。例えば、第２の運動制御器３７７は、ループ制御フィルターによる数学的演算が実行可能なプログラマブルコンピュータとすることができる。
【００４３】
これも上記第１の実施例と同様に、電気的制御系３３０には、擾乱補償力信号３６８を発生する電気的フィードフォワード系３７２が含まれている。電気的フィードフォワード系３７２は、質量体２２０の重量と質量体２２０の重心位置とに基づいて数学的モデルをシミュレーションして、位置センサー３５２及び速度センサー３５４のいずれによっても検出されない他の擾乱を補償する擾乱補償力信号３６８を決定するコンピュータによって構成することもできる。
【００４４】
加算器３８４は、運動力誤差信号３７９と擾乱補償力信号３６８とを結合して、電気的誤差信号３７０を発生させる。
上記第１の実施例とは異なり、電気的誤差信号３７０は次に、空気圧制御系２０２の加算器２４２にフィードフォワード入力される。従って、この第２の実施例によれば、加算器２４２は、負値としての測定された圧力信号２２６と、正値としての基準圧力信号２２８と、正値としての電気的誤差信号３７０とを結合して、圧力誤差信号２４４を発生する。
【００４５】
上記第１の実施例と同様に、圧力誤差信号２４４は、空気圧制御系２０２と電気的制御系３３０との双方において使用される。しかしながら、この第２の実施例においては、圧力誤差信号２４４には電気的誤差信号３７０が含まれているので、センサー２１２、３５２、及び３５４では検出されない圧力誤差、位置誤差、速度誤差、及びその他の誤差を補正するために空気圧制御系２０２が使用されている。従って、電気的アクチュエータ３５０によって発生する電気的力３７６が小さくなり、このことから、関連する熱の発生が抑えられる。
【００４６】
この第２の実施例においても、電気的制御系３３０中で、圧力誤差信号２４４は電気的アクチュエータ３５０にフィードフォワード入力される。従って、電気的制御系３３０は、電気的アクチュエータ３５０の高速応答を用いて、空気圧制御系２０２では遅すぎて補正できない圧力、位置、及び残余速度誤差を補償することができることになる。電気的アクチュエータ３５０は、圧力誤差信号２４４を電気的力３７６に変換する。電気的力３７６と空圧力２７６とは一体となって、質量体２２０を支持し振動から分離するための全力３８３として質量体２２０に作用する。
【００４７】
図７は、上記第１の実施例の条件と同様な条件下での、この第２の実施例によるＡＶＩＳ２００のシミュレーションを示している。図７は、ニュートンを単位とするの電気的力３７６をＹ軸に、秒を単位とする経過時間をＸ軸に示している。電気的力３７６は、短い時間の経過後に零となって一定する。従って、電気的制御系３３０は、空気圧基準信号２２８の定常誤差を補償するための直流力を、仮に在ったとしても、殆ど発生せず、従って、上記熱問題が克服されることになる。
【００４８】
ＡＶＩＳ２００は、リソグラフィープロセスに係る露光装置のステージ装置の分離に役立つ。図８に示された露光装置２１は、レチクル８０上の集積回路パターンをレチクル８０から半導体ウエハ６８上に転写する動作をする。露光装置２１は、基礎８２上に、即ち床、地面、又は他の支持構造上に載置されるか、或いは或るＡＶＩＳによって支持されている。
【００４９】
装置フレーム７２は堅牢にできており、露光装置２１の構成要素を支持している。装置フレーム７２は、露光装置２１の他部分の設計上の要請に合わせた形態とすることができる。図８に示された装置フレーム７２は、レチクルステージ７６、レンズ組品７８、及び照明系７４をベース６４の上方に支持している。ウエハステージ６６は、装置フレーム７２とは別個に、ＡＶＩＳ２００によって支持されている。例えば、ウエハステージ６６、レチクルステージ７６、照明系７４、及びレンズ組品７８を基礎８２の上方に支持する一体化構造（不図示）とすることもできる。
【００５０】
照明系７４には、照明光源８４及び照明光学系８６が含まれている。照明光源８４は、光エネルギービーム（放射）を発する。照明光学系８６は、照明光源８４からのこの光エネルギービームをレンズ組品７８に導く。このビームは、レチクル８０の異なった部分を選択的に照明し、ウエハ６８を露光する。図８では、照明光源８４は、レチクルステージ７６の上方に支持されたものとして図示されている。しかしながら、通常は、照明光源８４は装置フレーム７２の側面のうちの一つに固定され、照明光学系８６によって照明光源８４からの上記エネルギービームがレチクルステージ７６の上部に導かれる構成となっている。
【００５１】
レンズ組品７８は、レチクル８０を通った光を、ウエハ６８に投影し、かつ/又は結像する。装置２１の設計によって決まるが、レンズ組品７８は、レチクル８０上で照明される像を拡大するようにすることも縮小するようにすることもできる。
【００５２】
ウエハステージ６６及び/又はレチクルステージ７６は、本発明の原理によるＡＶＩＳ２００（不図示）によって振動から分離されている。レチクルステージ７６は、レチクル８０を保持し、レンズ組品７８及びウエハ６８に対して正確に位置決めする。これと似たように、ウエハステージ６６は、ウエハ６８を保持し、レチクル８０の上記照明された部分の投影像に対して位置決めする。図８に示された実施例では、ウエハステージ６６及びレチクルステージ７６は、複数のモータ１０によって位置決めされている。設計次第であるが、ウエハステージ６６及びレチクルステージ７６を移動させるために、装置２１には更に、サーボ駆動装置、リニアーモータ、及び平面モータを含ませるようにすることもできる。
【００５３】
フォトリソグラフィー装置には多くのタイプがある。例えば、露光装置２１は、レチクル８０とウエハ６８とを同期移動させて、レチクル８０のパターンをウエハ６８上に露光するスキャニングタイプのフォトリソグラフィーシステムとして使用することができる。スキャニングタイプのリソグラフィーシステムでは、レチクル８０はレチクルステージ７６によってレンズ組品７８の光軸に直交して移動させられ、ウエハ６８はウエハステージ６６によってレンズ組品７８の光軸に直交して移動させる。レチクル８０及びウエハ６８の走査は、レチクル８０とウエハ６８とが同期移動している時になされる。
【００５４】
露光装置２１は、レチクル８０及びウエハ６８静止している時にレチクル８０を露光するステップアンドリピートタイプのフォトリソグラフィーシステムとすることもできる。このステップアンドリピートプロセスでは、個々の視野の露光中には、ウエハ６８はレチクル８０及びレンズ組品７８に対して一定位置にある。次いで、一連の露光ステップ間において、半導体ウエハ６８の次の視野がレンズ組品７８及びレチクル８０に対して露光のための定位置にくるように、ウエハ６８がウエハステージ６６によってレンズ組品７８の光軸に直交して逐次移動させられる。このプロセスに次いで、レチクル８０上の像がウエハ６８の視野上に順次露光される。
【００５５】
しかしながら、本明細書記載の露光装置２１は、半導体製造のためのフォトリソグラフィーシステムのみにその用途が限れている訳ではない。例えば、露光装置２１は、液晶表示素子パターンを長方形のガラスプレートに露光するＬＣＤフォトリソグラフィーシステムや薄膜磁気ヘッドを製造するためのフォトリソグラフィーシステムとして使用することができる。更に、本発明は、マスクと基板とを近接して配置してマスクパターンをレンズ組品を用いずに露光するプロキシミティーフォトリソグラフィーシステムに適用することもできる。加えて、本明細書記載の本発明は、他の半導体プロセス装置、機械工具、金属切断機、及び検査機械を含む他の装置にも使用することができる。
【００５６】
照明光源８４は、ｇ線（４３６ｎｍ）、ｉ線（３６５ｎｍ）、ＫｒＦエキシマレーザ（２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ（１９３ｎｍ）、及びF2レーザ（１５７ｎｍ）とすることができる。また、照明光源８４として、エックス線、電子ビーム等の荷電粒子ビームとすることもできる。例えば、電子ビームを使用する場合には、電子銃として熱電子放出タイプの六ホウ化ランタノイド（ＬａＢ6）又はタンタル（Ｔａ）を使用することができる。更に、電子ビームを使用する場合には、マスクを使用する構成又はマスクを使用しないでパターンを基板上に直接形成する構成とすることができる。
【００５７】
フォトリソグラフィーシステムに含まれるレンズ組品７８の倍率に関しては、レンズ組品７８は縮小システムに限る必要はない。レンズ組品７８は等倍系でも拡大系でもよい。
レンズ組品７８に関して、エキシマレーザのような遠紫外線が使用されるときには、遠紫外線を透過させる石英、螢石等の硝材を使用するのが好ましい。Ｆ2タイプのレーザやエックス線を使用するときにはレンズ組品７８は反射屈折系又は屈折系とするのが好ましく（レチクルも反射タイプとするのが好ましい）、電子ビームを使用するするときには電子光学系を電子レンズと電子偏向器で構成するのが好ましい。電子ビームの光路は真空にしなければならない。
【００５８】
また、波長が２００ ｎｍ以下の真空紫外放射（ＶＵＶ）を使用する露光装置では、反射屈折タイプの光学系の使用が考えられる。反射屈折タイプの光学系の例の開示は、公開特許公報に掲載された日本国特許公開公報８-１７１０５４号及び対応米国特許第５,６６８,６７２号並びに日本国特許公開公報１０-２０１９５号及び対応米国特許第５,８３５,２７５号にある。これらでは、反射光学装置として、ビームスプリッターと凹面ミラーとが入った反射屈折光学系の構成が記載されている。公開特許公報に掲載された日本国特許公開公報８-３３４６９５号及び対応米国特許第５,６８９,３７７号並びに日本国特許公開公報１０-３０３９号及び対応米国特許第８７３,６０６号（出願日１９９７年６月１２日）でも、凹面ミラー等が入った、但しビームスプリッターは入っていない、反射屈折タイプの光学系が用いられており、本発明と併せて使用することができる。許容される限りにおいて、上記の米国特許及び公開特許公報に掲載された日本国特許公開公報の内容は本出願に引用されて含まれるものである。
【００５９】
更に、フォトリソグラフィーシステムにおいてリニアーモータ（米国特許第５,６２３,８５３号又は第５,５２８,１１８号参照）をウエハステージ又はマスクステージに使用する場合、そのリニアーモータはエアーベアリングを用いた空気浮上タイプのものでもよいし、ローレンツ力又はリアクタンス力を用いた磁気浮上タイプのものでもよい。加えて、当該ステージはガイドに沿って動くタイプにすることもできるし、ガイドを全く使用しないガイドレスタイプのステージとすることもできる。許容される限りにおいて、米国特許第５,６２３,８５３号及び第５,５２８,１１８号の開示内容は本出願に引用されて含まれるものである。
【００６０】
また、上記ステージの内の一つを、二次元に配列された磁石を持つ磁石ユニットと、これに対向する位置に二次元に配列されたコイルを持つ電機子コイルユニットとによって発生する電磁力によってステージを駆動する平面モータによって、駆動するように構成することもできる。このタイプの駆動システムでは、磁石ユニット及び電機子コイルユニットのいずれか一方がステージに接続され、他方のユニットがステージの移動平面側に取り付けられる。
【００６１】
上述のステージの運動は、リソグラフィーシステムの性能に悪影響をあたえる可能性がある反力を発生させる。米国特許第５,５２８,１１８号及び日本国特許公開公報８-１６６４７５号に記載されているように、ウエハ（基板）ステージの運動によって発生する反力をフレーム部材を用いて床（地面）に機械的に逃がすことができる。また、米国特許第５,８７４,８２０号及び日本国特許公開公報８-３３０２２４号に記載されているように、レチクル（マスク）ステージによって発生する反力をフレーム部材を用いて床（地面）に機械的に逃がすことができる。許容される限りにおいて、米国特許第５,５２８,１１８号及び第５,８７４,８２０号並びに日本国特許公開公報８-３３０２２４号の開示内容は本出願に引用されて含まれるものである。
【００６２】
上述のように、上記実施例によるフォトリソグラフィーシステムは、予め定められた機械的、電気的、及び光学的精度が維持されるように、添付の請求項中に挙げられた各要素を含む様々なサブシステムを組み込むことによって組上げることができる。上記各種精度を維持するために、組み込み前及び組み込み後において、各光学系はその光学的精度を満足するように調整される。同様に、各機械系及び各電気系もそれぞれの機械的精度及び電気的精度を満足するように調整される。各サブシステムをフォトリソグラフィーシステムに組上げるプロセスには、各サブシステム間の、機械的接続、電気回路配線の接続、及び空圧配管の接続が含まれる。言うまでもないが、上記各サブシステムをフォトリソグラフィーシステムに組上げる前には、各サブシステムの組み立てプロセスがある。上記各サブシステムを用いてフォトリソグラフィーシステムが組上げるられると、このフォトリソグラフィーシステム全体の精度の維持を確保するための総合調整が実施される。なお、温度及び清浄度が管理されたクリーンルーム内で露光システムを製造するのが好ましい。
【００６３】
更に、図９にその概略を示したプロセスによって、上記のシステムを用いて半導体デバイスを製造することができる。ステップ３０１では、デバイスの機能及び性能特性が設計される。次ぎに、ステップ３０２ではパターンを持つマスク（レチクル）の設計が前設計ステップに基づいてなされ、これと並行するステップ３０３ではシリコン材料からウエハが製作される。ステップ３０４では、本発明による本明細書で上記したフォトリソグラフィーシステムによって、ステップ３０２で設計されたマスクパターンがステップ３０３からのウエハ上に露光される。ステップ３０５では、上記半導体デバイスが組み立てられ（ダイシングプロセス、ボンディングプロセス、及びパッキングプロセスを含む）、そして最後にステップ３０６において検査される。
【００６４】
図１０には、半導体デバイスを製造する場合の上記ステップ３０４の詳細なフローチャートの例が示されている。ステップ３１１（酸化ステップ）でウエハ表面が酸化される。ステップ３１２（ＣＶＤステップ）では、ウエハ表面に絶縁膜が形成される。ステップ３１３（電極形成ステップ）では、蒸着によってウエハ上に電極が形成される。ステップ３１４（イオン注入ステップ）では、イオンがウエハ内に注入される。上記ステップ３１１-３１４は、全ウエハ処理工程の中の前処理工程を形成しており、各ステップはプロセス要求に応じて選択的に実施される。
【００６５】
ウエハ処理の各段階において上記前処理ステップが完了すると、次ぎの後処理ステップが実行される。後処理工程では、先ず、ステップ３１５（フォトレジスト形成ステップ）においてフォトレジストがウエハに塗布される。次いで、ステップ３１６（露光ステップ）において、マスク（レチクル）の回路パターンをウエハに転写するために上述の露光装置が使用される。次ぎに、ステップ３１７（現像ステップ）において露光されたウエハが現像され、ステップ３１８（エッチングステップ）において残留レジスト以外の部分（被露光材料面）がエッチングによって除去される。ステップ３１９（フォトレジスト除去ステップ）では、エッチング後に残っている不必要なフォトレジストが除去される。
【００６６】
これらの前処理及び後処理ステップを繰り返すことによって多数の回路パターンが形成される。
本発明の範囲と精神とを逸脱することなく、記載された方法、ステージ装置、本発明のために選択された材料、フォトリソグラフィーシステムの構成、及びその他本発明の様態に対して、様々な改造や変更をなすことができることは当業者にとって明らかであろう。
【００６７】
本発明の他の実施態様は、本明細書を参酌し本明細書記載の本発明を実施することによって、当業者にとって明らかとなるであろう。本明細書記載事項及び実施例は単に典型的なものであって、本発明の真の範囲及び精神は以下の請求項とそれらの均等物とによって示されるものである。
【００６８】
【発明の効果】
本発明に係る第１の態様の振動分離システム動作方法によれば、空気圧制御系からの圧力誤差信号を、電気的制御系に与えることによって、振動分離システムは電気的アクチュエータの高速応答を使うことができるようになり、従ってシステム帯域幅が最大化され振動分離システムの広帯域動作周波数を実現することができる。
【００６９】
また、本発明に係る第２の態様の振動分離システム動作方法によれば、圧力誤差信号には電気的誤差信号が含まれ、圧力誤差、位置誤差、速度誤差、及びその他の誤差を補正するために空気圧制御系が使用されているので、電気的アクチュエータによって発生する電気的力を小さくすることができ、電気的アクチュエータに関連する熱の発生が抑えられる。
【００７０】
本発明に係る露光装置は、広帯域にわたって振動分離システムが動作するので、振動を十分に低減して移動部品や地面等の振動に由来する環境からの影響を受けにくく、高度なアライメント精度を維持することが可能となる。
また、本発明に係る露光装置は、電気的アクチュエータによる熱の発生が抑えられるため、当該熱が周囲環境に拡がって周囲の気体の屈折率を変化させるたり、隣接する部品に作用し、フォトリソグラフィーシステムの構成部品をその熱膨張率に従って膨張させるたりすることがないので、アライメント精度やフォーカス特性が安定する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理による能動的振動分離システム（ＡＶＩＳ）の第１の実施例の線図である。
【図２】上記ＡＶＩＳが組み込まれたステージ装置の斜視図である。
【図３】本発明の原理による上記ＡＶＩＳの第１の実施例の詳細線図である。
【図４】上記第１のＡＶＩＳの実施例のシミュレーションにおける電気的アクチュエータによって発生される電気的力のグラフである。
【図５】上記第１のＡＶＩＳの実施例のシミュレーションにおける空気圧アクチュエータによって発生される空圧力のグラフである。
【図６】本発明の原理によるＡＶＩＳの第２の実施例の線図である。
【図７】上記第２のＡＶＩＳの実施例のシミュレーションにおける電気的力のグラフである。
【図８】本発明の特徴を有するＡＶＩＳを使用した露光装置の正面図である。
【図９】本発明による半導体デバイスの製造するためのプロセスの概略を示したフローチャートである。
【図１０】より詳細に半導体デバイス製造プロセスの概略を示したフローチャートである。
【符号の説明】
２１…露光装置、６６…ウェハステージ、６８…半導体ウェハ、７２…装置フレーム、７４…照明系、７６…レチクルステージ、７８…レンズ組品、８０…レチクル、１００…ステージ装置、２００…能動的振動分離システム（ＡＶＩＳ）、２０２…空圧制御系、２１０…空圧追従装置、２２０…質量体、２７６…空圧力、３３０…電気的制御系、３４０…第１運動制御器、３５０…電気的アクチュエータ、３７６…電気的力、３７７…第２運動制御器、
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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