JP2003203860A - リソグラフィ装置およびデバイス製造方法 - Google Patents
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Abstract
提供すること。 【解決手段】 反応質量14、54、64およびアクチ
ュエータ15、55、65を使用して、リソグラフィ投
影装置の投影系中の光学エレメント10、50、60の
望ましくない振動を低減させる。反応質量14、54、
64は、光学エレメント50、60のみに機械的に接続
することも、投影系フレーム11にコンプライアントに
取り付けることもできる。
Description
装置であって、投影放射線ビームを供給する放射系と、
投影ビームを所望のパターンに従ってパターン形成する
働きをするパターン形成手段を指示する支持構造と、基
板を保持する基板テーブルと、パターン形成されたビー
ムを基板のターゲット部分に投影する投影系とを含むリ
ソグラフィ投影装置に関する。
段」という用語は、入射する放射線ビームに、基板のタ
ーゲット部分に形成しようとするパターンに対応するパ
ターン形成断面を与えるために使用することができる手
段を指すものとして広義に解釈されるものとする。「光
弁」という用語も同様の意味合いで使用することができ
る。一般に、前記パターンは、集積回路またはその他の
デバイスなど(以下参照)、ターゲット部分に形成して
いるデバイスの特定の機能層に対応することになる。こ
のようなパターン形成手段の例としては、以下のような
ものがある。マスク。マスクの概念は、リソグラフィ分
野では周知であり、バイナリ・タイプ、交番移相タイ
プ、減衰移相タイプなどのマスク・タイプ、ならびに様
々なハイブリッド・マスク・タイプなどがある。このよ
うなマスクを放射線ビーム中に配置すると、マスクのパ
ターンに応じて、マスクに入射する放射線の選択的透過
(透過性マスクの場合)または選択的反射(反射性マス
クの場合)が起こる。マスクの場合には、支持構造は一
般にマスク・テーブルとなり、マスク・テーブルは、入
射放射線ビーム中の所望の位置にマスクを確実に保持す
ることができるようにし、望ましい場合にはビームに対
して相対的に移動させることができる。プログラム可能
ミラー・アレイ。このようなデバイスの一例は、粘弾性
制御層および反射表面を有するマトリックス・アドレス
指定可能表面である。この装置の基本原理は、(例え
ば)反射表面のアドレス指定された領域が入射光を回折
光として反射し、アドレス指定されない領域が入射光を
非回折光として反射するというものである。適当なフィ
ルタを使用すると、前記アドレス指定されない領域を反
射ビームから取り除き、その後に回折光だけを残すこと
ができる。こうして、マトリックス・アドレス指定可能
表面のアドレッシング・パターンに従って、ビームがパ
ターン形成される。プログラム可能ミラー・アレイの代
替実施形態では、適当な局在電界を印加する、または圧
電作動手段を利用することによってそれぞれ個別に軸の
周りで傾斜させることができる小型ミラーのマトリック
ス配列を利用する。この場合もやはり、ミラーはマトリ
ックス・アドレス指定可能であり、アドレス指定された
ミラーは、アドレス指定されないミラーとは異なる方向
に入射放射線ビームを反射するようになっている。こう
して、マトリックス・アドレス指定可能ミラーのアドレ
ッシング・パターンに従って、反射ビームがパターン形
成される。必要なマトリックス・アドレッシングは、適
当な電子手段を用いて行うことができる。上述のいずれ
の状況でも、パターン形成手段は、1つまたは複数のプ
ログラム可能ミラー・アレイを含むことができる。本明
細書で述べるミラー・アレイに関するさらに詳細な情報
は、例えば、参照により本明細書に組み込む米国特許第
5296891号および第5523193号、ならびに
PCT特許出願第WO98/38597号および第WO
98/33096号から得ることができる。プログラム
可能ミラー・アレイの場合には、前記支持構造は、例え
ば、必要に応じて固定式にも可動式にもすることができ
るフレームまたはテーブルとして実施することができ
る。プログラム可能LCDアレイ。この構造の一例は、
参照により本明細書に組み込む米国特許第522987
2号に与えられている。上記と同様に、この場合の支持
構造は、例えば、必要に応じて固定式にも可動式にもす
ることができるフレームまたはテーブルとして実施する
ことができる。分かりやすくするために、本文書の残り
の部分では、いくつかの箇所で、マスクおよびマスク・
テーブルを含む例について詳細に述べるが、そうした場
合に論じる一般的な原理は、上述のような広範なパター
ン形成手段の状況で理解されるものとする。
路(IC)の製造で使用することができる。このような
場合には、パターン形成手段でICの個々の層に対応す
る回路パターンを生成することができ、このパターン
を、放射線感応材料(レジスト)で被覆された基板(シ
リコン・ウェハ)のターゲット部分(例えば1つまたは
複数のダイを含む)上に結像させることができる。一般
に、単一のウェハは、一度に1つずつ投影系を介して連
続的に照射される隣接するターゲット部分の全ネットワ
ークを含むことになる。現行の装置では、マスク・テー
ブル上のマスクによるパターン形成を利用して、2つの
異なるタイプの機械を区別することができる。1つのタ
イプのリソグラフィ投影装置では、各ターゲット部分
は、ターゲット部分を1回でマスク・パターン全体で露
光することによって照射される。このような装置は一般
に、ウェハ・ステッパと呼ばれる。一般にステップ・ス
キャン装置と呼ばれる代替装置では、各ターゲット部分
は、投影ビームの下でマスク・パターンを所与の基準方
向(「走査」方向)に漸進的に走査し、これと同期し
て、基板テーブルをこの方向に対して平行または逆平行
に走査することによって、照射される。一般に、投影系
は倍率M(一般に<1)を有するので、基板テーブルを
走査する速度Vは、マスク・テーブルを走査する速度の
倍率M倍となる。本明細書に記載するリソグラフィ・デ
バイスに関するさらなる情報は、例えば参照により本明
細書に組み込む米国特許6046792号から得ること
ができる。
スでは、パターン(例えばマスク中のパターン)を、放
射線感応材料(レジスト)の層で少なくとも部分的に被
覆した基板上で結像させる。この結像ステップの前に、
プライミングやレジスト被覆、ソフト・ベークなど様々
な手続きを基板にほどこすことができる。露光後に、露
光後ベーク(PEB)や現像、ハード・ベーク、像の特
徴の測定/検査など、その他の手続きを基板に対して行
うことができる。この手続きの配列は、ICなどのデバ
イスの個々の層にパターン形成を行う基礎として使用さ
れる。このようにしてパターン形成された層は、その
後、エッチングやイオン注入(ドーピング)、金属化、
酸化、化学機械研磨など、個々の層の仕上げを目的とし
た様々な処理を受けることができる。いくつかの層が必
要である場合には、手続き全体、またはその変形手続き
を、層が新しくなるごとに繰り返す必要がある。最終的
に、デバイスのアレイが基板(ウェハ)上に載ることに
なる。その後、これらのデバイスをダイシングやソーイ
ングなどの技法で互いに分離して、これら個々のデバイ
スを、キャリアに取り付けたり、ピンに接続したりする
ことができる。このようなプロセスに関するさらなる情
報は、例えば、参照によって本明細書に組み込む、Pe
ter van Zant著「Microchip F
abrication:A Practical Gu
ide to Semiconductor Proc
essing」、Third Edition、Mac
GrawHill Publishing Co.、1
997年、ISBN0−07−067250−4から得
ることができる。
ブル(および/または2つ以上のマスク・テーブル)を
有するタイプにすることができる。このような「複数ス
テージ」デバイスでは、追加のテーブルを同時に使用す
ることができる、または1つまたは複数のテーブルにつ
いては予備ステップを実行しながら、その他の1つまた
は複数のテーブルは露光用に使用することができる。2
ステージリソグラフィ装置は、例えば、参照により本明
細書に組み込む米国特許第5969441号およびWO
98/40791号に記載されている。
を「レンズ」と呼ぶ。ただし、この用語は、例えば屈折
光学部品、反射光学部品、反射屈折系を含む様々なタイ
プの投影系を含むものとして広範に解釈されるものとす
る。放射系も、投影放射線ビームを方向付ける、整形す
る、または制御するなど任意の設計に従って動作するエ
レメントを含むことができる。このようなエレメント
も、以下では集合的に、または1つにまとめて「レン
ズ」または「投影系エレメント」と呼ぶ。上述のような
リソグラフィ装置の投影系は、非常に高い精度で、かつ
例えば光学収差や変位誤差などの誤差が投射像に含まれ
ないようにして、パターン形成されたビームを基板のタ
ーゲット部分に投射しなければならない。投影系内の屈
折性エレメントおよび/または反射性エレメントは、各
光学エレメントごとに1自由度または多自由度(6ま
で)で正確に位置決めする必要があることがある(自由
度は、例えば3つの直交軸に沿った線形変位およびこの
3つの軸の周りの回転変位を含むことができる)。反射
光学部品を含む投影系は、例えば、参照により本明細書
に組み込むWilliamsonの米国特許第5815
310号および米国特許第5956192号に開示され
ている。
精度は、投影系および投影系フレーム内の振動およびそ
の他の位置的ノイズの影響を受けることがある。位置的
ノイズは、例えば、投影系の外部の影響(音響的ノイ
ズ、残留床振動、ベース・フレームと投影光学系の間の
防振または懸垂システムを介して伝達される走査反力な
ど)、および投影系エレメントの位置を調節するために
使用するアクチュエータの反力などの内部の影響によっ
て発生する可能性がある。光学エレメントは、投影系の
共通フレームに直接取り付けることも、共通フレームに
取り付けられたサブフレームに取り付けることもでき
る。さらに、上記で考慮したことは、放射系およびその
中に取り付けられた光学エレメントにも当てはめること
ができる。
系または放射系内での任意の擾乱力および/または変位
がその投影系または放射系内に取り付けられたエレメン
トに及ぼす影響を低減する手段を提供することである。
発明によれば、本明細書の冒頭の段落に記述したリソグ
ラフィ装置であって、前記投影系および放射系の少なく
とも一方が、少なくとも1自由度で移動可能な反応質量
(reaction mass)にアクチュエータによ
って接続された少なくとも1つの光学エレメントを含
み、該アクチュエータによって反応質量と光学エレメン
トの間に加えられる力を使用して、1自由度または多自
由度で光学エレメントの位置を制御することを特徴とす
るリソグラフィ装置で達成される。
放射)系中の(透過性および反射性)光学エレメントの
ナノメートル以下の位置制御を可能にする手段を提供す
ることができる。これは、光学系のフレームに対する光
学エレメントの相対位置を1自由度または多自由度(6
まで)で位置制御することによって行われる。この投影
系または放射系内の光学エレメントの位置精度の大幅な
改善に対応して、結像の質が改善される。
は、投影系のフレームなど、装置のフレームに反応質量
をコンプライアントに取り付けることができ、アクチュ
エータによって反応質量と光学エレメントの間に加えら
れる力に対する反力を使用して、光学エレメントを必要
な位置に移動させる。これにより、光学エレメントの位
置を調節したときにアクチュエータが引き起こす振動
が、装置のその他の部分に伝達され、そこからその他の
光学エレメントに伝達されることが防止される。さら
に、投影系または放射系内の振動、例えば投影系または
放射系の外部の源が引き起こす振動などが、光学エレメ
ントに伝達されることも防止される。
では、反応質量は光学エレメントのみに接続され、加速
度計を使用して光学エレメントの運動を検出する。加速
度計からのデータを用いて、アクチュエータによって反
応質量と光学エレメントの間に加えられる力に対する反
力を使用して、光学エレメントの運動を低減させる。こ
れは、光学エレメントの任意の残留振動を低減させるこ
とができるので有利である。
料の層で少なくとも部分的に被覆された基板を提供する
ステップと、放射系を用いて投影放射線ビームを供給す
るステップと、パターン形成手段を使用して、投影ビー
ムの断面にパターンを与えるステップと、投影系を用い
て、放射線感応材料の層のターゲット部分にパターン形
成した放射線ビームを投影するステップとを含むデバイ
ス製造方法であって、アクチュエータが、少なくとも1
自由度で移動可能な反応質量と、投影系および放射系の
少なくとも一方の光学エレメントとの間に接続され、ア
クチュエータによって反応質量と光学エレメントの間に
加えられた力を利用して、光学エレメントの位置を制御
することを特徴とするデバイス製造方法が提供される。
造に使用する場合について特に述べるが、この装置には
その他にも多くの適用分野があることを明確に理解され
たい。例えば、この装置は、統合光学系、磁区メモリの
誘導および検出パターン、液晶表示パネル、薄膜磁気ヘ
ッドなどの製造に利用することができる。当業者なら、
これらの代替の適用分野においては、本文書に任意に使
用される「レチクル」、「ウェハ」、または「ダイ」な
どの用語は、それぞれ「マスク」、「基板」、および
「ターゲット部分」といったより一般的な用語で置き換
えられるものと考えられることを理解するであろう。
という用語は、紫外線放射(例えば365nm、248
nm、193nm、157nm、または126nmの波
長を有する)および極紫外線(EUV)放射(例えば5
〜20nmの範囲の波長を有する)、ならびにイオン・
ビームや電子ビームなどの粒子ビームを含めた、全ての
タイプの電磁放射を包含するものとして使用している。
付の概略図を参照しながら本発明の実施形態について述
べる。
する部分を示している。
影装置を概略的に示す図である。この装置は、この特定
の場合では放射線源LAも含む、放射線の投影ビームP
B(例えばEUV放射線)を供給する放射系Ex、IL
と、マスクMA(例えばレチクル)を保持するためのマ
スク・ホルダを備え、アイテムPLに対してマスクを正
確に位置決めするための第1の位置決め手段PMに接続
された、第1の物体テーブル(マスク・テーブル)MT
と、基板W(例えばレジスト被覆シリコン・ウェハ)を
保持するための基板ホルダを備え、アイテムPLに対し
て基板を正確に位置決めするための第2の位置決め手段
PWに接続された、第2の物体テーブル(基板テーブ
ル)WTと、マスクMAの照射部分を、基板Wのターゲ
ット部分C(例えば1つまたは複数のダイを含む)に結
像させるための投影系(「レンズ」)PL(例えばミラ
ー群)とを含む。本明細書で述べるこの装置は、反射タ
イプである(すなわち反射性マスクを有する)。しか
し、一般には、例えば(透過性マスクを有する)透過タ
イプであっても良い。あるいは、この装置は、上述のタ
イプのプログラム可能ミラー・アレイなど、別の種類の
パターン形成手段を利用することもできる。
生プラズマ源)が、放射線ビームを発生させる。このビ
ームは、直接、または例えばビーム拡大器などの調整手
段を横切った後で、照明システム(照明器)ILに供給
される。照明器ILは、ビームの強度分布の外側の径方
向の広がりおよび/または内側の径方向の広がり(一般
には、それぞれ外σ(σ−outer)および内σ(σ
−inner)と呼ばれる)を設定するための調節手段
AMを含むことができる。さらに、照明器は一般に、積
分器INやコンデンサCOなど、その他の様々な構成要
素を含むことになる。このようにして、マスクMAに入
射するビームPBの断面は、所望の均一さおよび強度分
布を有するようになる。
フィ投影装置のハウジング内に置くことができるが(放
射線源LAが例えば水銀ランプであるときしばしばそう
なるように)、リソグラフィ投影装置から離して置き、
放射線源が発生させる放射線ビームを装置中に導くよう
にすることもできることに留意されたい(例えば、適切
な方向付けミラー)。この後者の状況は、放射線源LA
がエキシマ・レーザであるときにしばしば見られる。本
発明および本発明の特許請求の範囲は、これら両方の状
況を包含する。
MT上に保持されたマスクMAに当たる。このマスクM
Aによって選択的に反射された後で、ビームPBはレン
ズPLを通過し、このレンズPLが基板Wのターゲット
部分C上にビームPBを収束させる。第2の位置決め手
段(および干渉測定手段IF)を援用して、基板テーブ
ルWTを正確に移動させ、例えば様々なターゲット部分
CをビームPBの経路中に位置決めすることができる。
同様に、例えばマスク・ライブラリからマスクMAを機
械的に取り出した後で、または走査中に、第1の位置決
め手段を使用して、ビームPBの経路に対してマスクM
Aを正確に位置決めすることができる。一般に、物体テ
ーブルMT、WTの移動は、図1には明示していない長
行程モジュール(粗い位置決め)および短行程モジュー
ル(精細な位置決め)を援用して行われることになる。
ただし、(ステップ・スキャン装置とは異なり)ウェハ
・ステッパの場合には、マスク・テーブルMTは、短行
程アクチュエータのみに接続することも、固定すること
もできる。
することができる。 1.ステップ・モードでは、マスク・テーブルMTは基
本的に静止状態に保たれ、マスク像全体を1回で(すな
わち1回の「フラッシュ」で)ターゲット部分Cに投影
する。次いで、別のターゲット部分CにビームPBを照
射することができるように、基板テーブルWTをx方向
および/またはy方向にシフトさせる。 2.スキャン・モードでも、基本的には同じ手順が当て
はまるが、所与のターゲット部分Cを1回の「フラッシ
ュ」では露光しない。その代わりに、マスク・テーブル
MTが所与の方向(いわゆる「走査方向」、例えばy方
向)に速度vで移動可能であり、投影ビームPBでマス
ク像を走査するようになっている。同時に、基板テーブ
ルWTを速度V=Mvで同じ方向または反対方向に同時
に移動させる。ここで、MはレンズPLの倍率である
(通常はM=1/4または1/5)。こうして、解像度
を落とすことなく比較的大きなターゲット部分Cを露光
することができる。
ム中に取り付けられた3つの反射光学エレメントとして
投影系を示す。装置中では、投影系は、図2に示す方法
でそれぞれ取り付けられたこれより多くの反射器、例え
ば4つまたは6つの反射器を含むことができる。光学エ
レメント(この場合には反射器)M1、M2、M3は、
6自由度で正確にミラーを位置決めすることができるこ
とが好ましいそれぞれの位置決めシステムを介してフレ
ーム17に取り付けられる。ナノメートル以下の位置精
度を得るためには、各光学エレメントを制御する位置ル
ープは、サーボ・ループで見られる機械的固有振動数に
よって物理的に制限された高いサーボ帯域幅を有してい
なければならない。光学エレメント自体は、比較的小型
であり、かつ比較的単純な機構を有するので、その運動
は高い内部機械的固有振動数(例えば>1000Hz)
で設計することができる。しかし、光学系フレーム17
は、いくつかの光学エレメントを含むことがあり、通常
は大きいので、高い内部機械的固有振動数を有すること
はできない(≪1000Hz)。
0を駆動し、その内部運動を励起する。これに対応する
反力(制御力)が光学系フレーム17および/またはサ
ブフレーム11に直接与えられると、光学サブフレーム
11および光学系フレーム17の運動が励起されること
になる。サーボ13が測定するエレメントの位置は光学
系(サブ)フレームに対する光学エレメントの位置であ
るから、この位置測定は、光学エレメント10の運動、
ならびに光学サブフレーム11(存在する場合)および
光学系フレーム17の運動を含む。光学系フレームの運
動(接続18で記号的に示す)は、達成できるサーボ帯
域幅に厳しい制限を加えることになり、ひいてはミラー
の位置決め精度にも厳しい制限を加えることになる。
ブフレーム11の間に反応質量14を導入する(図3に
示す)、または反力(制御力)と光学系フレーム17の
間に反応質量14を導入する(図4に示す)ことによ
り、この扱いにくい光学フレームの運動をサーボ・ルー
プから除去することができる。この配列によれば、固有
振動数(通常は5〜20Hz)の反応質量14(および
コンプライアンス16)は、反力を光学系フレームに伝
達する機械的低域フィルタを形成する。反応質量の固有
振動数より低い振動数の反力は、光学系フレームに直接
伝達される。しかし、この振動数より高い全ての反力は
低域濾過され(ロールオフ=−40dB/decad
e)、光学系の運動を励起する。制御安定性には、サー
ボ・ループが光学系フレームおよびサブフレームの運動
を含まなくなるという効果がある。こうして、サーボ・
ループは、光学エレメントの振動数の高い運動と、制御
安定性には問題のない振動数の低い(通常は約10H
z)反応質量の運動の若干の影響とを含むだけなので、
非常に高い帯域幅を有することができる。したがって、
光学系フレームの運動が低振動数であっても、高いサー
ボ帯域幅と、それによる高い位置決め精度が可能とな
る。
配列を、図3および図4にさらに詳細に示す。
を介してミラーなどの投影系エレメント10を投影系フ
レーム11に固定する取付けを示す図である。この概略
的に示す系では、2自由度でミラーの位置を調節するこ
とができる。すなわち、第1の方向(図2では垂直方向
として示す)の直線変位および第2の方向(図2の面に
対して直交する方向)の周りの回転変位で、2自由度を
与えている。一般には、各ミラーごとに6自由度(並進
に3自由度、回転に3自由度)まで、さらに多くの自由
度が必要となる。さらに、投影系は、いくつかの投影エ
レメントを含むことになる。図2には示していない自由
度は、適宜修正を加えた対応する方法で達成することが
できる。
によって支持することができる。重力補償器は、例えば
図3に示すように機械ばねにすることも、あるいは気圧
原理に基づくもの、永久磁石、またはその他の適当な手
段にすることもできる。重力補償器の目的は、重力に逆
らって投影系エレメントを支持し、投影系エレメント1
0を位置決めするために使用するアクチュエータ15か
ら加わる力を減少させ、それによりアクチュエータの力
の散逸を軽減することである。これら垂直モータの冷却
が十分に良好である場合には、重力補償器を追加する必
要はなく、重力はモータの力で補償することができる。
位置決めアクチュエータ15は、ローレンツ力モータで
あることが好ましい。アクチュエータ15は、低懸垂振
動数を有するばね16(または代替の弾性手段)によっ
てサブフレーム11にコンプライアントに取り付けられ
た反応質量14に逆らって動作する。反応質量の懸垂の
共振振動数は、一般に、0〜100Hzの範囲、例えば
10Hz程度になることが好ましい。このような取付け
は、ソフト取付けと呼ばれることがある。熱源が光学エ
レメントから離間するように、反応質量は、ローレンツ
力モータの磁石または好ましくはモータ・コイルを含
む。ローレンツ力モータおよび重力補償に関するさらな
る背景情報は、例えば、参照によって本明細書に組み込
むEP1001512Aに開示されている。
ント10のサブフレーム11に対する位置を測定する、
または投影系フレーム17に対する位置を直接測定す
る。制御システムの要件によっては、位置センサを使用
して、投影系エレメントの相対変位、速度および加速度
を決定することもできる。
フレーム17の運動は小さいので、光学エレメント10
を位置決めするために必要となる力は小さい。ただし、
反応モータの制御力自体による投影系フレーム17の励
起は、閉ループ制御された光学エレメントに関して深刻
な安定性の問題を生じる可能性がある。反応質量14を
適用することによって、ローレンツ力モータ15の反力
が投影系フレーム17に取り付けられたサブフレーム1
1を擾乱することは防止される。図4に示す代替構成で
は、サブフレーム11を省略し、コンプライアンス1
6、重力補償器12およびセンサ13を投影系フレーム
17に取り付ける。
に取り付けるコンプライアント取付具16は、反応質量
の固有振動数より高い振動数のローレンツ・モータの反
力を除去する。この固有振動数は、反応質量14の質量
および軟性取付具16のスチフネスによって決まる。こ
の反力の除去により、各エレメント10自体と投影系フ
レーム17に取り付けられたその他の投影系エレメント
とに伝達される可能性のあるサブフレーム11の位置的
ノイズの量が減少する。事実上、投影系内部の運動は、
投影系エレメントの位置制御ループにとっては無視でき
る。その結果として、投影系エレメントの制御システム
の制御安定性は、特に高い振動数において非常に改善さ
れる(すなわち位置測定の基準となる投影系フレームへ
のアクチュエータの反力のリターン・パスが大幅に減少
する)。したがって、制御ループは、100から100
0Hzの範囲、例えば約300Hzの極めて高い位置的
帯域幅で設計することができる。これは、位置精度が大
幅に向上したことを意味する。したがって、投影系エレ
メントは、約0.1mm未満の精度で位置決めすること
ができる。したがって、投影系エレメントを作動させた
ときに、投影系の内部運動は影響を受けない。ソフトに
取り付けられた反応質量の固有振動数より高い振動数で
は、1つまたは複数の投影系エレメントは、投影系の運
動を励起することができず、投影系はその「動的質量」
を感じない。
よび位置ループの両方を含み、かつ場合によってはその
両者を組み合わせることができる1つまたは複数の制御
ループによって行われることが好ましい。
レメントを位置決めする場合には、各アクチュエータと
ともに使用する反応質量は、(図3および4に示すよう
に)別々にすることも、図5に示すように結合して1つ
または複数の連結反応質量14aとすることもできる。
さらに、図6に示すように、いくつかまたは全ての光学
エレメントの反応質量を組み合わせて一体部14bにす
ることもできる。この場合、この一体部は、投影光学フ
レーム17またはベース・フレームBPのいずれにも取
り付けることができる。
内の全ての光学エレメントに共通のフレームにすること
ができるが、1つまたは複数の光学エレメントが取り付
けられるサブフレームにすることもできる。このサブフ
レームは、何らかの方法で投影系の共通フレームに取り
付けられる。反応質量があるので、1つの光学エレメン
トの位置ループが、別の光学エレメントの位置制御ルー
プの反力によって擾乱されることはない。一般に、投影
系の共通フレームは、装置のベース・フレームの振動か
ら切り離されて独立基準フレームを構成する、リソグラ
フィ装置のフレームに取り付けることができる。投影光
学フレームは、ヨーロッパ特許出願第0225486
3.0号に記載のように、基準フレームにコンプライア
ントに取り付けることができる。
1の間に取り付けられた重力補償器12を示す。代替実
施形態では、この重力補償器12は、反応質量14と光
学エレメント10の間に取り付けることもできるが、こ
れはあまり効率的ではない。しかし、重力補償器は、省
略することもできる。垂直方向に作用しないアクチュエ
ータは、光学エレメント10による重力を受けず、重力
補償器を全く必要としない。任意の重力補償力は、光学
表面の変形につながる可能性の曲げモーメントを最小限
に抑えるように垂直制御力に応じて作用するようにしな
ければならない。
に正確に合致したソフトなスチフネスを有する(通常は
2〜20Hz)。方向にずれがあると、光学系フレーム
の望ましくない励起につながることがある。その他の自
由度に「中程度ソフト(medium soft)」懸
垂固有振動数を与えれば、この反応質量が反力の方向ず
れの影響を受けにくくなるようにすることができる。通
常は、この「中程度スチフネス(medium sti
ffness)」は、「ソフト」方向の場合と同様に5
倍から10倍高くなる(通常は10〜50Hz)。
は、反応質量14は、投影系のフレームにソフトに取り
付けられず、リソグラフィ装置の別のフレーム、例えば
ベース・フレームBP、または投影系の共通フレームが
取り付けられる独立基準フレームに取り付けられる。
7に示す。この変形形態は、ミラー表面の欠陥に合わせ
て調節することができる能動ミラー表面を含む。薄くか
つ軽量の(例えば0.1kgの質量)の反射ミラー表面
21を、複数(例えば9個から64個)の小型アクチュ
エータ22と、複数のセンサ24と、場合によっては複
数の追加構造支持体23とを間に挟んで、厚い支持ミラ
ー構造10(例えば1から10または30kgの質量)
上に配置する。構造支持体23は、バールのアレイを含
むことができる。
(<10e−6m)を有し、ミラー構造に対するミラー
表面の相対位置を制御する。これらのアクチュエータ
は、気圧タイプ、ピエゾ・タイプ、静電タイプ、磁気抵
抗タイプにすることができる。複数のアクチュエータを
使用することで、表面を局所的に変形させることが可能
になり、これにより局所的なミラー表面欠陥を補正する
ことが可能になる。大まかな6自由度の剛性体の位置決
め(約10〜1000e−6)は、上述の場合と同様
に、反応質量を有するローレンツ・モータで制御され
る。
ラーの全質量は、ミラー構造の質量に比べて比較的小さ
いので、能動表面とミラー構造の組合せの運動は、高い
サーボ帯域幅(例えば250〜400Hz)で大域的な
6自由度の光学的位置決めおよび局所表面のナノメート
ル以下の光学的位置決めがともに可能となる、高い固有
振動数を有するように設計することができる。精度の低
いシステムの場合には、1つまたは複数の反応質量を備
えた6自由度のローレンツ・モータを、その他のタイプ
のアクチュエータまたは湾曲部(flexure)で置
き換えることができる。
表面により、局所的なミラー欠陥の実時間補正が可能と
なり、その結果としてウェハのレベルにおける像のスメ
アおよび変形が抑えられる。
るが、各投影系エレメントの取付け方法が異なる。これ
を図8に示す。この場合には、反応質量54は、投影系
エレメント50の振動を「吸収」するために使用され
る。投影系エレメント50は、投影系フレーム51など
投影系の一部に、アクチュエータ52(ローレンツ力モ
ータ、圧電アクチュエータ、磁気抵抗アクチュエータな
ど)および好ましくは重力補償器53を介して取り付け
られる。反応質量54は、アクチュエータ55を介して
投影系エレメント50に取り付けられるが、投影系に直
接機械的に取り付けられるわけではない(ただし、反応
質量がアクチュエータのコイルである場合には、給電や
冷却などの用途のために投影系に直接接続されることも
ある)。
により、投影系エレメントの任意の望ましくない振動を
減衰させることができる。投影系エレメントの振動を検
出するために、例えばピエゾ・センサや磁気抵抗センサ
などのセンサ57を介して第2の質量56を投影系エレ
メント50に取り付け、加速度計を形成する。図8に示
すように2つのセンサ57および2つのアクチュエータ
55を使用すると、第1の方向(図8の垂直方向)の直
線的な振動、および第1の方向と直交する第2の方向の
周り(図8の面と直交する軸の周り)の回転的な振動の
両方を測定し、減衰させることができる。
けられた光学エレメント、および例えば400Hz以上
の固有振動数で堅く取り付けられた光学エレメントの両
方の振動を減衰させるために適用することができること
を理解されたい。
付けの代替方法を示す図である。前述の場合と同様に、
投影系エレメント60は、例えばアクチュエータ62お
よび重力補償器63を介して投影系フレーム61に取り
付けられる。反応質量64を投影系エレメントに取り付
け、望ましくない振動を減衰させる。この場合、センサ
67とアクチュエータ65は積み重ねられ、共通の質量
64を使用している。この配列では、アクチュエータ6
5はピエゾ・アクチュエータであることが好ましく、セ
ンサ67はピエゾ・センサであることが好ましい。反応
質量64とアクチュエータ65の間に位置するセンサ6
7は、投影系エレメント60の振動を検出する。この場
合、アクチュエータ65は、投影系エレメントの運動を
補正して、望ましくない振動を低減させるために使用さ
れる。図8に示す配列と同様に、一対のセンサおよびア
クチュエータを使用して、回転振動ならびに直線的振動
を減衰させることもできる。
系エレメントの振動は、通常は6自由度で制御する必要
がある。適宜修正した組合せの反応質量、センサおよび
アクチュエータを使用して、図示しない自由度の制御を
行うことができる。然るべき場合には、使用する反応質
量および/またはセンサに使用する質量を組み合わせ
て、1つまたは複数の合成質量を形成することもでき
る。
ていないが、第1の実施形態と第2の実施形態を組み合
わせ、(図3または4に示す配列を使用して)投影系フ
レームと投影系エレメントの間で伝達される振動を低減
させ、かつ(図8および9に示す配列を使用して)投影
系エレメント内に存在する任意の振動を減衰させること
ができる
0は、これらの図面では極めて概略的に示したものであ
る。これらは、屈折性光学エレメントおよび反射性光学
エレメントだけでなく、回折性エレメントなどその他の
タイプのエレメントも含むことができる。
べたが、本発明は上述以外の方法でも実施することがで
きることを理解されたい。本記述は、本発明を制限する
ものではない。
影装置を示す図である。
り、フレームに取り付けられた3つの反射器を示す図で
ある。
介して投影系のフレームに取り付けられた光学エレメン
トを示す図である。
量を介して投影系のフレームに取り付けられた光学エレ
メントを示す図である。
介して投影系のフレームに取り付けられた光学エレメン
トを示す図である。
影系のフレームに取り付けられた2つの光学エレメント
を示す図である。
介して投影系のフレームに取り付けられた、能動制御表
面を有する光学エレメントを示す図である。
のエレメントを投影系のフレームに取り付ける取付けを
示す図である。
Claims (16)
- 【請求項1】 投影放射線ビームを供給する放射系と、 所望のパターンに従って投影ビームをパターン形成する
働きをするパターン形成手段を支持する支持構造と、 基板を保持する基板テーブルと、 パターン形成されたビームを基板のターゲット部分に投
影する投影系とを含むリソグラフィ投影装置であって、 前記投影系および放射系の少なくとも一方が、少なくと
も1自由度で移動可能な反応質量にアクチュエータによ
って接続された少なくとも1つの光学エレメントを含
み、該アクチュエータによって反応質量と光学エレメン
トの間に加えられる力を使用して、1自由度または多自
由度で光学エレメントの位置を制御することを特徴とす
るリソグラフィ投影装置。 - 【請求項2】 反応質量を該装置のフレームに接続する
弾性部材をさらに含む、請求項1に記載のリソグラフィ
投影装置。 - 【請求項3】 前記フレームが投影系のフレームであ
る、請求項2に記載のリソグラフィ投影装置。 - 【請求項4】 前記フレームが、前記装置のベース・フ
レームの一部である、請求項2に記載のリソグラフィ投
影装置。 - 【請求項5】 光学エレメントの位置を決定するための
感知手段をさらに含むリソグラフィ投影装置であって、
光学エレメントが必要な位置になるよう調節されるよう
に前記アクチュエータが前記感知手段に応答することが
できる、請求項1、請求項2、請求項3、または請求項
4に記載のリソグラフィ投影装置。 - 【請求項6】 前記光学エレメントが、反応質量にそれ
ぞれ接続された複数のアクチュエータに接続された、請
求項1から請求項5までのいずれか一項に記載のリソグ
ラフィ投影装置。 - 【請求項7】 前記光学エレメントが、異なる方向に力
を加える複数のアクチュエータに接続され、該複数のア
クチュエータが、対応する方向に移動可能な単一の反応
質量に接続された、請求項1から請求項5までのいずれ
か一項に記載のリソグラフィ投影装置。 - 【請求項8】 該装置が1つまたは複数のアクチュエー
タをそれぞれ備えた複数の光学エレメントを含み、複数
の光学エレメントのアクチュエータが単一の反応質量に
接続された、請求項1から請求項5までのいずれか一項
に記載のリソグラフィ投影装置。 - 【請求項9】 前記光学エレメントが能動制御光学表面
を有し、前記能動光学表面が、局所的な反射ミラー欠陥
を補正することができる複数のセンサおよびアクチュエ
ータで構成された複数の局所位置制御ループを有する、
請求項1から請求項8までのいずれか一項に記載のリソ
グラフィ投影装置。 - 【請求項10】 反応質量が、光学エレメントのみに機
械的に接続された、請求項1に記載のリソグラフィ投影
装置。 - 【請求項11】 光学エレメントの運動を検出するため
の感知手段をさらに含むリソグラフィ投影装置であっ
て、前記アクチュエータが、光学エレメントの運動が低
減されるように光学エレメントの位置を調節するよう前
記感知手段に応答可能である、請求項10に記載のリソ
グラフィ投影装置。 - 【請求項12】 投影系が、 第2のアクチュエータによって前記光学エレメントに接
続された第2の反応質量をさらに含み、 第2のアクチュエータによって第2の反応質量と光学エ
レメントの間に加えられる力の反力を利用して光学エレ
メントの位置が調節され、 第2の反応質量が、光学エレメントのみに機械的に接続
された、請求項2から請求項9までのいずれか一項に記
載のリソグラフィ投影装置。 - 【請求項13】 光学エレメントの運動を検出する第2
の感知手段をさらに含むリソグラフィ投影装置であっ
て、前記アクチュエータが、光学エレメントの運動が低
減されるように光学エレメントの位置を調節するよう前
記感知手段に応答可能である、請求項12に記載のリソ
グラフィ投影装置。 - 【請求項14】 前記アクチュエータがローレンツ力モ
ータである、請求項1から請求項13までのいずれか一
項に記載のリソグラフィ投影装置。 - 【請求項15】 該アクチュエータがピエゾ・アクチュ
エータである、請求項1から請求項13までのいずれか
一項に記載のリソグラフィ投影装置。 - 【請求項16】 放射線感応材料の層で少なくとも部分
的に被覆された基板を提供するステップと、 放射系を用いて投影放射線ビームを供給するステップ
と、 パターン形成手段を使用して、投影ビームの断面にパタ
ーンを与えるステップと、 投影系を用いて、放射線感応材料の層のターゲット部分
にパターン形成した放射線ビームを投影するステップと
を含むデバイス製造方法であって、 アクチュエータが、少なくとも1自由度で移動可能な反
応質量と、投影系および放射系の少なくとも一方の光学
エレメントとの間に接続され、 アクチュエータによって反応質量と光学エレメントの間
に加えられた力を利用して、光学エレメントの位置を制
御することを特徴とするデバイス製造方法。
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