JP2004040106A - リソグラフィ装置、デバイス製造方法、およびそれにより製造されるデバイス - Google Patents

Abstract

【課題】水平面での衝突の影響に対する感度が低減されたリソグラフィ装置を提供すること。
【解決手段】投影ビーム用の真空ビーム経路を生成するための第１の排気手段を備える真空チャンバを含むリソグラフィ投影装置であって、物体テーブルと真空チャンバの壁または他の物体テーブルとの衝突の影響を低減するための衝突保護装置を備える装置。これらの衝突は、電源故障中、または装置のソフトウェアでのソフトウェア・エラー中に生じる可能性がある。
【選択図】　　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、請求項１のプリアンブルに記載のリソグラフィ投影装置における衝突防止に関する。より詳細には、本発明は、
放射の投影ビームを提供するための放射システムと、
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ように使用されるパターン形成手段を支持するための第１の物体テーブルと、
基板を保持するための第２の物体テーブルと、
パターン形成されたビームを基板の目標部分に投影するための投影システムとを備えるリソグラフィ投影装置の任意の衝突の影響に対する感度の低減に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ここで使用されるような「パターン形成手段」という用語は、基板の目標部分に作成すべきパターンに対応するパターン形成された断面を、入射放射ビームに与えるために使用することができる手段を称するものとして、広く解釈すべきである。また、用語「光弁」は、この文脈で使用することができる。一般に、前記のパターンは、集積回路または他のデバイスのような、目標部分に作成されるデバイスの特定の機能層に対応する（下を参照されたい）。そのようなパターン形成手段の例は、次のものを含む。
マスク。マスクの概念は、リソグラフィではよく知られており、２進位相シフト、交番位相シフト、および減衰位相シフト、ならびに様々な混成マスクの種類のようなマスクの種類を含む。そのような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応じて、マスクに当たる放射の選択的な透過（透過マスクの場合）または反射（反射マスクの場合）が起こる。マスクの場合、第１の物体テーブルは一般にマスク・テーブルであり、このマスク・テーブルによって、マスクは、確実に入射放射ビーム内の所望の位置に保持することができるようになり、さらに、望むならば、マスクをビームに対して移動させることができるようになる。
プログラム可能ミラー・アレイ。そ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・アドレス指定可能表面である。そのような装置の基本原理は、（例えば）反射表面のアドレス指定された領域は入射光を回折光として反射するが、アドレス指定されていない領域は入射光を非回折光として反射するというものである。適切なフィルタを使用して、前記の非回折光を、反射ビームからフィルタ除去して、後に回折光だけを残すことができる。このようにして、マトリックス・アドレス指定可能表面のアドレス指定パターンに従って、ビームはパターン形成される。必要なマトリックス・アドレス指定は、適当な電子的な手段を使用して行うことができる。
プログラム可能ＬＣＤアレイ。上記のように、この場合の第１の物体テーブルは、例えば、フレームまたはテーブルとして具体化することができ、それは、必要に応じて、固定するか、可動にすることができる。
簡単にするために、本明細書の残りは、特定の配置による、具体的には、マスクおよびマスク・テーブルを含む例を対象とする。しかし、そのような例で述べる一般的な原理は、上で述べたようなパターン形成手段のより広い文脈の中で理解すべきである。
【０００３】
リソグラフィ投影装置は、例えば、集積回路（ＩＣ）の製造で使用することができる。そのような場合、パターン形成手段は、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る。このパターンの像が、感放射線材料（レジスト）の層で覆われた基板（シリコン・ウェーハ）上の目標部分（例えば、１つまたは複数のダイで構成される）に形成される。一般に、単一のウェーハは全体として網の目状の隣接する目標部分を含み、この隣接する目標部分が、投影システムにより、一度に１つずつ、連続的に照射される。マスク・テーブル上のマスクによるパターン形成が使用される現在の装置では、２つの異なる種類の機械を区別することができる。一方の種類のリソグラフィ投影装置では、全マスク・パターンを一括して目標部分に露出させることで、各目標部分が照射される。そのような装置は、通常、ウェーハ・ステッパと呼ばれる。走査ステップ式装置と通常呼ばれる他方の装置では、投影ビームの当たるマスク・パターンを所与の基準方向（「走査」方向）に漸進的に走査し、同時に、同期して、この方向に対して平行または逆平行に基板テーブルを走査することで、各目標部分が照射される。一般に、投影システムは、拡大率Ｍ（一般に、Ｍ＜１）を持つので、基板テーブルが走査される速度Ｖは、マスク・テーブルが走査される速度の因数Ｍ倍となる。
【０００４】
リソグラフィ投影装置を使用する製造プロセスでは、感放射線材料（レジスト）の層で少なくとも部分的に覆われた基板に、パターン（例えば、マスク内の）の像が作られる。この像形成ステップの前に、基板は、下塗り、レジスト被覆、およびソフト・ベークのような様々な手順を経ることができる。露出後に、基板は、露出後ベーク（ＰＥＢ）、現像、ハード・ベーク、および形成された像の特徴の測定／検査のような他の手順を受けることができる。この手順の配列は、デバイス、例えばＩＣの個々の層をパターン形成する基礎として使用される。次に、そのようなパターン形成層は、エッチング、イオン打込み（ドーピング）、メタライゼーション、酸化、化学機械研磨などのような、全て個々の層を仕上げるために意図された、様々なプロセスを経ることができる。いくつかの層が必要な場合には、この全手順またはその変形を、新しい層ごとに繰り返さなければならない。最終的に、デバイスの配列が基板（ウェーハ）上に存在するようになる。次に、ダイシングまたは鋸引きのような方法で、これらのデバイスを互いに分離し、それから、個々のデバイスを、ピンなどに接続されたキャリアに取り付けることができる。
【０００５】
簡単にするために、投影システムを以下で「レンズ」と呼ぶことがある。しかし、この用語は、例えば、屈折光学システム、反射光学システム、およびカタディオプトリック・システムなどの様々な種類の投影システムを包含するものとして広く解釈すべきである。また、放射システムは、これらの設計方式のいずれかに従って動作して放射の投影ビームを方向付け、整形し、または制御する構成部品を含むことができる。さらに、そのような構成部品もまた、下で一括してまたは単独で、「レンズ」と呼ぶことがある。さらに、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とがある。そのような「マルチ・ステージ」の装置では、追加のテーブルは、並列に使用されることがあり、または、他の１つまたは複数の他のテーブルを露出に使用しながら、１つまたは複数のテーブルで準備ステップが行われることがある。
【０００６】
リソグラフィ装置では、基板上に像形成することができるフィーチャのサイズが、投影放射の波長によって制限される。より高いデバイス密度、したがってより速い動作速度をもつ集積回路を生成するために、より小さなフィーチャを像形成することができることが望ましい。ほとんどの現行リソグラフィ投影装置が、水銀ランプまたはエキシマ・レーザによって発生される紫外光を採用するが、約１３ｎｍのより短い波長の放射を使用することも提案されている。そのような放射は、極紫外光（ＥＵＶ）または軟Ｘ線と呼ばれ、とり得る光源には、レーザ発生プラズマ源、放電プラズマ源、または電子貯蔵リングからのシンクロトロン放射が含まれる。他の提案されている放射タイプには、電子ビームおよびイオン・ビームが含まれる。これらのタイプのビームは、マスク、基板、および光学構成要素を含むビーム経路が高真空で維持されるという要件をＥＵＶと共有する。
【０００７】
これは、ビームの吸収および／または散乱を防止するためであり、そのような荷電粒子ビームは通常、全圧が約１０^−６ミリバール未満であることが必要である。一方、ＥＵＶ放射を使用する装置では、真空全圧は１０^−３〜１０^−５ミリバールであればよい。ＥＵＶ放射用の光学要素は、表面に炭素層が堆積することによって汚損される場合があり、これは、炭化水素分圧が通常はできるだけ低く、例えば１０^−８または１０^−９ミリバールに保たれるという追加の要件を課す。
【０００８】
高真空での作業は、真空中に入れなければならない構成要素にかなり厄介な条件を課す。真空チャンバ内の構成要素には、汚染および全てのアウトガス、すなわち材料自体からのアウトガスと、材料の表面に吸着したガスからのアウトガスとの両方を最小限に抑える、またはなくす材料を使用すべきである。
【０００９】
製造プロセス中、テーブル、およびテーブルに取り付けられたマスクまたは基板の移動は、６つの自由度（３つの相互に直交する軸に沿った並進と、それらの軸の周りでの回転）を用いて制御することができる。移動は高速で行うことができる。高速では、テーブルの運動エネルギーが高く、衝突が、装置の繊細で高価な部分に損傷をもたらす可能性が高い。衝突は、いくつかの環境で、例えば、
−水平方向で、テーブルが移動できる領域を画定する装置の壁と、
−水平方向で、マルチステージ・デバイス（これらは、同じ領域で動作する２つ以上のテーブルを有する）内の他のテーブルと、
−垂直方向で、像形成システムの部品、例えばレンズと
生じる可能性がある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、水平面での衝突の影響に対する感度が低減されたリソグラフィ装置を提供することである。
【００１１】
さらに、本発明の目的は、そのような衝突によって生じる損傷を低減することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
これらの目的は、請求項１によるリソグラフィ装置によって本発明に従って達成される。そのような装置は、放射の投影ビームを提供するための放射システムと、パターン形成手段を支持するための第１の物体テーブルとを備える。パターン形成手段は、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ように使用される。さらに、装置は、基板を保持するための第２の物体テーブルと、パターン形成されたビームを基板の目標部分に投影するための投影システムと、基板テーブルまたは他の内部部品を衝突による損傷から保護するための衝突保護装置とを備える。
【００１３】
衝突保護装置の提供により、リソグラフィ装置内部での衝突に関連する部品に対する任意の損傷を最小限に抑える、またはゼロまで低減することができる。衝突の際、高い修理費用が発生することはなく、リソグラフィ装置は、製造時間をほとんど失わずに製造に戻ることができる。
【００１４】
本発明の好ましい実施形態によれば、衝突保護装置は、物体テーブルの少なくとも１つの起こり得る衝突のエネルギーを吸収するためのバンパを備える。そのようなバンパは、前記１つの物体テーブルと、例えばリソグラフィ装置が極紫外光（ＥＵＶ）を使用する場合には真空チャンバの壁、または前記真空チャンバ内部に位置する装置の任意の部品との起こり得る衝突の影響を低減することができる。
【００１５】
本発明の有利な実施形態によれば、前記バンパは、任意の衝突エネルギーを吸収するための超弾性または記憶合金からなる。特に、前記合金はニッケルチタン合金である。特にニッケルチタン合金（Ｎｉｔｉｎｏｌ）などの合金は、変形されることなく、比較的高い減衰係数を有する。さらに、そのような材料は、従来のダンパの１４分の１以下の軽さであり、油を必要とせず、比較的簡単に使用することができる。バンパが真空で使用されるとき、バンパを形成する材料のアウトガスが制限されるように、真空での使用のために特別に作成すべきである。
【００１６】
本発明の別の有利な実施形態によれば、前記バンパが、前記物体テーブルの少なくとも１つに提供され、それによりバンパは、２つの物体テーブル間の衝突の影響を低減することもできる。しかし、バンパは、物体テーブルの一方または両方と接続することもでき、あるいは、やはりリソグラフィ装置が真空チャンバを備える場合には真空チャンバの壁に沿って配置することもできる。
【００１７】
本発明のさらなる有利な実施形態によれば、装置はさらに、前記物体テーブルの少なくとも１つに提供されるリムを備え、前記リムは、当該の物体テーブルの少なくとも１つの縁部を越えて突出し、少なくとも１つのダンパによって前記当該の物体テーブルに接続されて、そのテーブルに対して相対移動する。突出するリムを備える縁部で生じる衝突の際、リムがテーブルに対して移動し、ダンパが、テーブルに伝わる力を制限する。したがって、衝突が生じたときに、テーブルは損傷から保護される。少なくとも１つのダンパは、受動でも能動でもよく、例えば、オイル・ダンパにおける粘性力、電磁効果による渦電流、または摩擦によって動作することができる。別法として、少なくとも１つのダンパを、弾性または塑性変形によって変形することができる。ダンパが弾性タイプ、例えば超弾性を示す形状記憶金属である場合、リムは、衝撃後に前の位置に戻る。したがって、リソグラフィ装置は、最小の遅延で製造に戻ることができる。
【００１８】
本発明の別の有利な実施形態によれば、衝突保護装置はさらに、前記物体テーブルの少なくとも１つに提供されたリムであって、当該のテーブルの移動方向に平行な平面で当該のテーブルの縁部を超えて突出するリムと、リムの第１の側面を当該のテーブルの第１の側面に接続する２つのダンパと、前記第１の側面に隣接するリムの第２の側面を当該のテーブルに接続する２つの接続ロッドであって、移動方向に平行な平面で平行四辺形の２つの向かい合う辺をなす接続ロッドとを備える。この場合、オフセンター衝突力がテーブルの第１の側面（または反対の側面）に加えられた場合、接続ロッドの平行四辺形の形状が、一方向で移動するようにリムを制限する。リムが回転する傾向はなく、２つのダンパ間で均等に力が広がる。
【００１９】
本発明の別の有利な実施形態によれば、衝突保護装置はさらに、前記物体テーブルの少なくとも１つに提供されたリムであって、当該のテーブルの移動方向に平行な平面で当該のテーブルの縁部を超えて突出するリムと、リムの各側面を前記当該のテーブルに接続する当該の第１および第２のダンパとを備えることができる。この構成により、当該の第１および第２のダンパは、クラッシュ保護リムで衝撃が生じるときにアクティブにすることができる。リムの隣接する側面にあるダンパは、オフセンター・クラッシュの力が、アクティブのダンパ間で均等に分散されることを保証するように作用する。
【００２０】
好ましくは、当該の第１のダンパが、リムの第１の点と、テーブルの第２の点との間に接続され、当該の第２のダンパが、リムの第１の点と、テーブルの第３の点との間に接続され、第１、第２、および第３の点が、移動方向に水平な平面で三角形をなす。この構成も、オフセンター衝撃が、アクティブのダンパ間で均等に広がることができるようにする。また、コンパクトな構造を可能にする。
【００２１】
本発明の第２の態様によれば、
物体テーブル上に、感放射線材料の層で少なくとも部分的に覆われている基板を提供するステップと、
真空チャンバに真空を提供するステップと、
前記真空チャンバを通して、放射システムを使用して放射の投影ビームを投影するステップと、
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、
パターン形成された放射の投影ビームを感放射線材料の層の目標部分に投影するステップと
を含み、投影ビームを投影する前記ステップ中に、物体テーブルの移動範囲が、前記物体テーブルの衝突の影響を低減するための衝突保護装置によって制限されるデバイス製造方法が提供される。
【００２２】
この明細書では、ＩＣの製造で本発明に従った装置を使用することを特に参照するかもしれないが、そのような装置が他の多くの可能な用途を有することは明確に理解すべきである。例えば、集積光システム、磁気ドメイン・メモリの誘導および検出、液晶表示パネル、薄膜磁気ヘッド、その他の製造で使用することができる。当業者は理解するであろうが、そのような他の用途の環境では、この明細書での用語「レチクル」、「ウェーハ」または「ダイ」の使用は、より一般的な用語「マスク」、「基板」および「目標部分」でそれぞれ置き換えられるものとして考えるべきである。
【００２３】
本発明の上述した態様、特徴、および利点、ならびにさらなる態様、特徴、および利点を、本発明によるデバイスおよびデバイス製造方法の好ましい実施形態の以下の説明を参照して、かつ図面を参照してより詳細に説明する。図面で、同じ参照番号は、同じ、または同様の構成要素を示す。
【００２４】
【発明の実施の形態】
実施形態１
図１は、本発明を採用するためのリソグラフィ投影装置１を模式的に示す。本装置は、
放射（例えば、ＵＶもしくはＥＵＶ放射、電子、またはイオン）の投影ビームＰＢを供給するための放射システムＬＡ、ＩＬと、
マスクＭＡ（例えば、レチクル）を保持するための第１の物体（マスク）ホルダを備え、かつ要素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Ｗ２（例えば、レジスト被覆シリコン・ウェーハ）を保持するための第２の物体（基板）ホルダを備え、かつ要素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Ｐ２Ｗに接続された第２の物体テーブル（基板テーブル）Ｗ２Ｔと、
基板Ｗ３（例えば、レジスト被覆シリコン・ウェーハ）を保持するための第３の物体（基板）ホルダを備え、かつ要素ＰＬに対して基板を正確に位置決めするための第３の位置決め手段Ｐ３Ｗに接続された第３の物体テーブル（基板テーブル）Ｗ３Ｔと、
マスクＭＡの照射部分の像を、基板Ｗの目標部分に形成するための投影システム（「レンズ」）ＰＬ（例えば、屈折または反射屈折系、ミラー群、あるいはフィールド・デフレクタのアレイ）とを備える。
【００２５】
放射システムは、放射のビームを生成する放射源ＬＡを備える（例えば、貯蔵リングまたはシンクロトロン内の電子ビーム経路の周りに提供されるアンジュレータまたはウィグラ、プラズマ源、電子またはイオン・ビーム源、水銀ランプ、あるいはレーザ）。このビームは、照明システムＩＬ内に含まれる様々な光学構成要素を通るように進められ、それにより結果として得られるビームＰＢが、断面で所望の形状および強度分布を有する。
【００２６】
ビームＰＢは、その後、マスク・テーブルＭＴのマスク・ホルダに保持されているマスクＭＡに当たる。マスクＭＡによって選択的に反射（または透過）されたビームＰＢは、「レンズ」ＰＬを通り抜ける。このレンズＰＬは、基板Ｗ２、Ｗ３の目標部分にビームＰＢを収束させる。位置決め手段Ｐ２Ｗ、Ｐ３Ｗおよび干渉移動測定手段ＩＦを使って、基板テーブルＷ２Ｔ、Ｗ３Ｔは、例えば、ビームＰＢの経路内に異なった目標部分を位置決めするように、正確に移動させることができる。同様に、位置決め手段ＰＭおよび干渉移動測定手段ＩＦを使用して、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、または走査運動中に、ビームＰＢの経路に対してマスクＭＡを正確に位置決めすることができる。従来技術では、一般に、物体テーブルＭＴ、Ｗ２Ｔの移動は、図１に明示していない長行程モジュール（粗い位置決め）と短行程モジュール（精密位置決め）を使って行われる。図示の装置は、２つの異なるモードで使用することができる。
・ステップ・モードでは、マスク・テーブルＭＴは基本的に静止したままであり、全マスク像が一括して（すなわち、単一「フラッシュ」で）目標部分に投影される。次に、異なる目標部分をビームＰＢで照射できるように、基板テーブルＷ２ＴがＸおよび／またはＹ方向に移動される。
・走査モードでは、基本的に同じシナリオが当てはまるが、ただ、特定の目標部分が単一「フラッシュ」で露出されないことが異なる。代わりに、マスク・テーブルＭＴが、特定の方向（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、その結果、投影ビームＰＢはマスク像全体を走査することができるようになる。これと並行して、基板テーブルＷ２Ｔが、速度Ｖ＝Ｍｖで、同じ方向または反対方向に同時に移動する。ここで、ＭはレンズＰＬの拡大率である（一般に、Ｍ＝１／４または１／５）。このようにして、分解能で妥協する必要なく、比較的大きな目標部分を露出させることができる。
【００２７】
本発明によるリソグラフィ投影装置では、第１および第２の物体テーブルの少なくとも１つが、真空チャンバ２０内に提供される。真空チャンバ２０内の真空は、真空排気手段、例えばポンプを用いて生成される。
【００２８】
図２は、本発明の第１の実施形態による衝突バンパを備える２つの基板テーブルを示す概略図である。２つの基板テーブルＷ２ＴおよびＷ３Ｔが、ケーブルＣＡによってそれぞれケーブル・シャトルＣＳ２およびＣＳ３に接続されている。ケーブル・シャトルＣＳ２およびＣＳ３は、ケーブル・シャトルに対するテーブルの位置を検出する検出器を有することによってＸ方向で当該のテーブルに追従する。検出器は、シャトルが基板テーブルに追従するように、テーブルがケーブル・シャトルからＸ方向に移動して離れる場合にケーブル・シャトルの位置を調節する。Ｙ方向では、ケーブルＣＡが、基板テーブルＷ２ＴおよびＷ３Ｔの移動を可能にする。基板テーブルＷ３ＴおよびＷ２Ｔは、直交ｘ−ｙ−ｚ軸系のｘ−ｙ平面で複数の磁石を有する固定子ＳＴを備えるプレーナ・モータと、基板テーブルＷ３Ｔ、Ｗ２Ｔに提供される並進装置内の電気コイル・システムとによって位置決めされ、浮上される。基板テーブルＷＴは、並進装置と、使用時にウェーハを保持する基板ホルダＳＨとの間での短い移動を生成するための短行路モータを備えることができる。短行路モータは、基板の位置決めに関するより高い精度およびより高い応答速度を与えることができる。ｘ−ｙ平面の磁石は、Ｈａｌｂａｃｈアレイに従って縦横に配列することができる。すなわち、各行および各列での連続する磁石の磁気配向が、９０度、反時計回りに回転している。基板テーブルＷ３Ｔ、Ｗ２Ｔは、並進装置の電気コイル・システムによって電流を駆動することによって位置決めされる。プレーナ・モータの電力降下中、機械内で、衝突の可能性が大きくなる。まず、プレーナ・モータの浮上力が止められ、それにより基板テーブルＷ３ＴおよびＷ２Ｔがプレーナ・モータの固定子の上に落ちる。第２に、プレーナ・モータに機械制動システムがないので、基板テーブルですでに生じている移動を停止することができない。基板テーブルは、並進装置内の巻線による電流をアクティブに駆動することによって停止しなければならず、これは電源故障中には可能でなく、そのため、２つの基板テーブルＷ３ＴとＷ２Ｔの衝突、または基板テーブルＷ３ＴまたはＷ２Ｔの１つと、プレーナ・モータを取り巻く機械フレームＭＦとの衝突の可能性が大きい。
【００２９】
図３は、基板テーブルＷ３Ｔの衝突バンパＣＢに関するより詳細な図を示す。衝突バンパＣＢは、基板テーブルＷ３Ｔと同じ形状であり、わずかに大きい衝突フレームＣＦを備える。衝突バンパＣＢはさらに、多くの衝突エネルギーを吸収することができる基板テーブルＷ３Ｔとの接続部分ＣＣを備える。衝突バンパは、完全に変形することなく比較的高い減衰効果を有する記憶合金、例えばニッケルチタン合金から作成することができる。
【００３０】
図６は、押圧時のニッケルチタンのエネルギー吸収を示す。ｘ軸は、バンパが受ける歪（Ｓｔｒ）のパーセンテージを示し、ｙ軸は、必要なエネルギーの量をＮ／ｍｍ^２単位で示す。材料（１）に歪を加えるのに必要なエネルギーは、材料（２）の緩和後に解放されるエネルギーよりもはるかに大きいことが示されている。衝突バンパは、基板テーブルの質量の中心に近いＺでの位置を有することができ、それにより基板テーブルの転倒の危険が低減している。
【００３１】
実施形態２
図４は、本発明の第２の実施形態による２つの基板テーブルと衝突バンパとを示す概略図である。衝突バンパＣＢは、衝突フレームＣＦと、バンパ・フレームＣＦを機械フレームＭＦに接続するための接続部分ＣＣとを備える。電力降下中、基板テーブルＷ２ＴおよびＷ３Ｔは、接続部分ＣＣによって機械フレームＭＦに接続された衝突フレームＣＦに衝突する可能性がある。基板テーブルの運動エネルギーは、衝突フレームＣＦおよび接続部分ＣＣによって滞りなく吸収される。このために、衝突フレームＣＦおよび接続部分ＣＣは、記憶合金から作成することができる。基板テーブルは、その側面にミラーを備える場合がある。衝突フレームＣＦとミラーが接触するのを回避すべきである。したがって、衝突フレームＣＦの位置は、基板テーブルのミラーの位置よりも低くすべきである。基板テーブルＷ２ＴとＷ３Ｔの衝突を回避するために、第２の衝突バンパＣＢ２が、固定子ＳＴの平面の中心に位置する。この第２の衝突バンパＣＢ２は、枢動点ＰＶの周りで回転することができる。この回転は、基板テーブルが位置を交換しなければならないときに行われる。この場合、基板テーブルＷ３ＴとＷ２Ｔは共に、Ｙ方向で当該のケーブル・シャトルに向けて移動され、次いで、衝突バンパＣＢが９０度回転され、その後、両方の基板テーブルが、Ｘ方向に移動して互いに通り過ぎる。交換中、両テーブルは、第２の衝突バンパＣＢ２によって離隔されたままである。
【００３２】
実施形態３
図５は、本発明の第３の実施形態による基板テーブルおよび衝突バンパの断面図である。固定子ＳＴは、可撓性支持部ＦＳによって支持されて、固定子ＳＴと基板テーブルＷ２Ｔとの間での任意のはずみを最小限に抑える。基板テーブルＷ２Ｔは、同じ理由により、基板テーブルＷ２Ｔの下に衝突バンパＣＢ３を備える。この衝突バンパは、基板テーブルＷ２Ｔの下のコイルを固定子から熱的に絶縁する耐熱能力を有する場合がある。あるいは、この実施形態による衝突バンパＣＢ３を固定子ＳＴに提供することもできる。
【００３３】
また、基板テーブルＷ２Ｔの下の表面ＳＵを、高い摩擦を有する材料から作成することができ、それにより、衝突時の基板テーブルＷ２Ｔの任意の移動を、基板テーブルＷ２Ｔの表面ＳＵと固定子ＳＴの表面ＳＳとの摩擦によって低減することができる。同じ理由から、固定子ＳＴの表面ＳＳを、高い摩擦を有する材料から作成することができる。
【００３４】
実施形態４
図７は、本発明の第４の実施形態によるリソグラフィ投影装置１００を模式的に示す。本発明のさらなる実施形態を、図７に示される実施形態に関して説明する。完全性のために、図７に示される装置の広範な説明を与える。
【００３５】
装置１００は、この特定の場合には放射源ＬＡ’も備える、放射（ＵＶ放射）の投影ビームＰＢ’を供給するための放射システム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、かつ要素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・ウェーハ）を保持するための基板ホルダを備え、かつ要素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’の照射部分の像を、基板Ｗ’の目標部分Ｃ’（例えば、１つまたは複数のダイで構成される）に形成するための投影システム（「レンズ」）ＰＬ’（例えば、屈折レンズ・システム）とを備える。
【００３６】
ここに示すように、本装置１００は、透過型（すなわち、透過マスクを有する）である。しかし、一般に、本装置は、例えば、反射型（反射マスクを有する）であることもある。もしくは、本装置１００は、上で言及したような種類のプログラム可能ミラー・アレイのような、他の種類のパターン形成手段を使用することができる。
【００３７】
放射源ＬＡ’（例えば、水銀ランプ）は、放射のビームを生成する。このビームは、直接か、または、例えばビーム拡大器Ｅｘ’などのコンディショニング手段を通り抜けた後かいずれかで、照明システム（照明装置）ＩＬ’に送られる。照明装置ＩＬ’は、ビーム内の強度分布の外側半径範囲および／または内側半径範囲（通常、それぞれ、σ−ｏｕｔｅｒ、σ−ｉｎｎｅｒと呼ばれる）を設定するための調整手段ＡＭ’を備えることができる。さらに、照明装置は、一般に、積分器ＩＮ’、集光器ＣＯ’などの様々な他の部品を備える。このようにして、マスクＭＡ’に当たっているビームＰＢ’は、その断面内に所望の一様強度分布を持つ。
【００３８】
図７に関して留意すべきことであるが、放射源ＬＡ’は、リソグラフィ投影装置１００のハウジング内にあることがあるが（例えば、放射源ＬＡ’が水銀ランプの場合、そうであることが多い）、また、放射源ＬＡ’がリソグラフィ投影装置から遠く離れており、それの生成する放射ビームが装置の中に導かれることがある（例えば、適当な方向付けミラーを使用して）。この後者のシナリオは、放射源ＬＡ’がエキシマ・レーザである場合に多い。本発明および特許請求の範囲は、これらのシナリオの両方を含む。ビームＰＢ’は、その後、マスク・テーブルＭＴ’に保持されているマスクＭＡ’と交差する。マスクＭＡ’を通り抜けたビームＰＢ’は、レンズＰＬ’を通り抜ける。このレンズＰＬ’は、基板Ｗ’の目標部分Ｃ’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’）を使って、基板テーブルＷＴ’は、例えば、ビームＰＢ’の経路内に異なった目標部分Ｃ’を位置決めするように、正確に移動させることができる。同様に、第１の位置決め手段を使用して、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、ビームＰＢ’の経路に対してマスクＭＡ’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、長行程モジュール（粗い位置決め）と短行程モジュール（精密位置決め）を使って行われる。これらのモジュールは、図７に明示的に示さない。しかし、ウェーハ・ステッパ（走査ステップ式装置に対して）の場合は、マスク・テーブルＭＴ’は、短行程用アクチュエータに接続されるだけでよく、または、固定されることもある。
【００３９】
図示の装置は、２つの異なるモードで使用することができる。
１．ステップ・モードでは、マスク・テーブルＭＴ’は基本的に静止したままであり、全マスク像が一括して（すなわち、単一「フラッシュ」で）目標部分Ｃ’に投影される。次に、異なる目標部分Ｃ’をビームＰＢ’で照射できるように、基板テーブルＷＴ’がｘおよび／またはｙ方向に移動される。
２．走査モードでは、基本的に同じシナリオが当てはまるが、ただ、特定の目標部分Ｃ’が単一「フラッシュ」で露出されないことが異なる。代わりに、マスク・テーブルＭＴ’が、特定の方向（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、その結果、投影ビームＰＢ’はマスク像全体を走査することができるようになる。これと並行して、基板テーブルＷＴ’が、速度Ｖ＝Ｍｖで、同じ方向または反対方向に同時に移動する。ここで、ＭはレンズＰＬ’の拡大率である（一般に、Ｍ＝１／４または１／５）。このようにして、分解能で妥協する必要なく、比較的大きな目標部分Ｃ’を露出させることができる。
【００４０】
図７に関連して、図８は、クラッシュ保護リム１０２を設けられたウェーハ・テーブルＷＴ’の平面図である。クラッシュ保護リム１０２およびウェーハ・テーブルＷＴ’の側面図が図９に示されている。リム１０２は、ウェーハ・テーブルＷＴ’の縁部から外に突出し、衝撃が生じたときにウェーハ・テーブルＷＴ’に関して移動することができるように取り付けられている。少なくとも１つのダンパが、リム１０２をウェーハ・テーブルＷＴ’に接続する。この実施形態では、ダンパは、超弾性記憶金属から作成される。例えば、ニッケル（５５重量％）とチタンとのほぼ等量の混合物を含む「ニチノール」と呼ばれる合金の族からの金属である。他のダンパ構成、例えば、オイルまたは弾性ばねベースのダンパ、または衝撃が生じたときに塑性変形するように設計されたダンパも可能である。リムは、障害物に当たると、ウェーハ・テーブルＷＴ’に関して移動する。ダンパが圧縮され、ウェーハ・テーブルＷＴ’に達する衝撃の力が低減される。この実施形態では、超弾性記憶金属の使用により、ダンパを、代替物に勝るサイズおよび重量に低減することができる。
【００４１】
図１０は、クラッシュ保護リム１０２の１つの側面にあるダンパ１０４の構成を例示する。２つのダンパ１０４が、ウェーハ・テーブルＷＴ’の２つの隅に取り付けられており、ウェーハ・テーブルＷＴ’とリム１０２を接続する。ロッド１０８が、クラッシュ保護リム１０２に取り付けられ、直線形軸受１０６によって単一方向で移動するように制約されている。このようにすると、矢印１１０によって例示されるものなどオフセンター衝撃が、２つのダンパ１０４間で均等に広がる。ロッド１０８および軸受１０６が存在しない場合、オフセンター衝撃が、ダンパ１０４の１つに集中し、均等に広がらない（リム１０２は、力の方向に移動すると共に回転する傾向がある）。オフセンター衝撃に関するクラッシュ行程は、中心衝撃よりも大きく、これは設計における問題を提示する。ダンパの物理的設計は、衝撃に関連して生じ得る運動エネルギーおよび力、損傷をもたらさずにウェーハ・テーブルＷＴ’に伝えることができる最大の力、および最大の許容可能なクラッシュ行程を考慮しなければならない。クラッシュ行程をできるだけ小さくして、リム１０２がウェーハ・テーブルＷＴ’の外に突出しなければならない距離を低減し、より小さく、より軽い構成を可能にすることが望ましい。クラッシュ・リム１０２はまた、通常の動作中に正確な位置に留まり、衝突後に正確な位置に戻ることを保証するために、位置決め機構を組み込む。テーブルに対するクラッシュ・リム１０２の位置は、クラッシュ検出センサによって監査することができる。衝突が生じた場合、そのようなクラッシュ検出センサは、リムが移動したのを検出し、製造プロセスを停止する。図１０は、ウェーハ・テーブルＷＴ’の１つの側面に提供されたリム１０２しか例示しないが、必要であれば、他の側面に構成を適用することもできる。さらに、ウェーハ・テーブルＷＴ’に関するクラッシュ・リムの構成を説明してきたが、同様にマスク・テーブルＭＴ’に適用することもできる。
【００４２】
実施形態５
図１１は、第４の実施形態のクラッシュ・リムの代替構成を例示する。構成は、以下に述べる相違点以外は第４の実施形態に関して記述したものと同様である。
【００４３】
この実施形態では、クラッシュ・リム１０２が、単一部片構成としてウェーハ・テーブルＷＴ’の全ての側面の周りに延在する。２つのダンパ１０４が、Ｘ方向でウェーハ・テーブルＷＴ’から最も遠いリム１０２の側面と、すぐ向かい側のウェーハ・テーブルＷＴ’の側面との間に接続される。事前張力ばねである一対の接続部材１１２が、Ｙ方向でウェーハ・テーブルＷＴ’から最も遠いクラッシュ・リム１０２の側面を、ピン・ジョイントによって、そのクラッシュ・リム１０２の側面から最も遠いウェーハ・テーブルの側面と接続する。接続部材１１２は、平行四辺形の形状をなし、＋Ｘ方向でのさらに遠い位置で、ウェーハ・テーブルＷＴ’ではなくクラッシュ・リム１０２に接続される。
【００４４】
この構成は、機構が、オフセンター衝撃の力をＸ方向でバンパ１０４間に広げることができるようにする。Ｙ方向では、接続部材１１２自体がダンパとして機能する。しかし、Ｙ方向では、オフセンター衝撃の力を２つの接続部材１１２間に広げる機構が存在しない。この実施形態でのクラッシュ・リムの構成は、マルチステージ・デバイス内で移動するときにウェーハ・テーブルＷＴ’が障害物に出会う可能性についての知識を使用する。事前張力ダンパ１０４は、前記ダンパ１０４に加えられる力が事前張力よりも大きいときにのみ短縮する。Ｘ方向での衝突中、事前張力は決して超えられず、Ｙ方向での衝突中はそれが正確に起こる。
【００４５】
図１２は、マルチステージ・デバイス内で移動する２つのウェーハ・テーブルＷＴ１’、ＷＴ２’を例示する。移動の領域は、長方形壁１１４によって画定される。ウェーハ・テーブルＷＴ１’は、壁１１４またはもう一方のウェーハ・テーブルＷＴ２’と衝突する可能性がある。＋Ｘおよび−Ｘ方向では、任意のオフセンター衝撃が、接続部材１１２の平行四辺形アセンブリによってダンパ１０４間に均等に広げられる。−Ｙ方向では、ウェーハ・テーブルＷＴ１’は壁にのみ当たる場合がある。したがって、この方向での任意の衝撃は、その側面でクラッシュ保護リムにわたって均等に広げられる。＋Ｙ方向では、ウェーハ・テーブルＷＴ１’は、もう一方のウェーハ・テーブルＷＴ２’に当たる場合がある。しかし、この状況での２つのウェーハ・テーブル間の小さな空間により、クラッシュ速度は低い。したがって、補償機構を提供することなく力を吸収することが可能である（＋Ｙ方向での典型的なクラッシュ行程は３ｍｍである）。
【００４６】
この実施形態では、２つのダンパと２つの事前張力ばねのみが必要である。これは、構成全体を、性能をわずかにしか損なわずに軽量で安価なものにすることができる。この実施形態の構成は、マスク・テーブルに関するクラッシュ保護を提供するように簡単に適合させることができる。
【００４７】
実施形態６
図１３は、本発明の第６の実施形態によるクラッシュ保護リムの構成の平面図である。構成は、以下に述べることを除き、第４の実施形態と同様である。
【００４８】
単一部片クラッシュ保護リム１０２は、８つのダンパ１１６によってウェーハ・テーブルＷＴ’に接続される。第４の実施形態と同様に、ダンパ１１６は、超弾性記憶金属から作成され、しかしオイルまたは弾性ばねダンパなどの代替物を使用することもできる。クラッシュ保護リムの各隅が、共通点に取り付けられた２つのダンパを有する。
【００４９】
リム１０２の各隅からのダンパ１１６が、ウェーハ・テーブルＷＴ’上の位置で三角形レイアウトで接続される。
【００５０】
ダンパ１１６は、圧縮負荷のもとで座屈し、張力負荷を受けたときにのみアクティブになる。したがって、クラッシュ保護リムの１つの側面との衝突が生じたときに２つのダンパがアクティブになる。動作時、ダンパ１１６は、事前張力ばねと同様に動作し、クラッシュ力が事前張力よりも高いときにのみ変形する。クラッシュ方向に垂直なワイヤは、負荷が事前張力以下であるので変形しない。これは、力が、上述した第５の実施形態と同様に、アクティブのダンパ間で均等に分散されることを保証する。
【００５１】
ｘおよびｙ方向での事前張力は、均等である必要がない。ｙ方向での生じ得る衝突力に対するｘ方向での生じ得る衝突力の比、およびリム寸法のｘ：ｙ比を使用して、ｘ：ｙ事前張力の比を最適化することができる。
【００５２】
実施形態の構成を、マスク・テーブルに関して適合することも簡単にできる。ダンパの三角形レイアウトを説明してきたが、長方形構成を使用することもできる。
【００５３】
本発明を、好ましい実施形態に関して上述した。しかし、本発明が上述した説明によって制限されないことを理解されたい。特に、本発明を、真空チャンバ内に収容されるリソグラフィ装置のウェーハ・ステージに関して上述した。しかし、本発明がマスク・テーブルにも同様に適用可能であることが容易に理解されよう。本発明はまた、真空チャンバの外部で適用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態によるリソグラフィ投影装置を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態によるバンパを備える２つの基板テーブルを示す概略図である。
【図３】図２の基板テーブルの一方のバンパに対するより詳細な図である。
【図４】本発明の第２の実施形態による２つの基板テーブルおよびバンパを示す概略図である。
【図５】本発明の第３の実施形態による基板テーブルおよびバンパの断面図である。
【図６】ニッケルチタン合金の衝撃吸収特性を示す図である。
【図７】本発明の第４の実施形態によるリソグラフィ投影装置を示す図である。
【図８】本発明の第４の実施形態によるリムまたはクラッシュ・リムの平面図である。
【図９】本発明の第４の実施形態によるクラッシュ・リムの側面図である。
【図１０】本発明の第４の実施形態によるクラッシュ・リムに対するオフセンター衝撃の平面図である。
【図１１】本発明の第５の実施形態によるダンパの構成の平面図である。
【図１２】本発明の第５の実施形態によるマルチステージ装置での２つのウェーハ・テーブルの相対位置の平面図である。
【図１３】本発明の第６の実施形態によるダンパの構成の平面図である。
【符号の説明】
ＬＡ、ＬＡ’　放射源
Ｅｘ、Ｅｘ’　ビーム拡大器
ＩＬ、ＩＬ’　照明装置
Ｅｘ、Ｅｘ’、ＩＬ、ＩＬ’　放射システム
ＡＭ、ＡＭ’　調整手段
ＩＮ、ＩＮ’　積分器
ＣＯ、ＣＯ’　集光器
ＰＬ、ＰＬ’　投影システム
ＭＡ、ＭＡ’　マスク（レチクル）
ＭＴ、ＭＴ’　第１の物体テーブル（マスク・テーブル）
Ｃ、Ｃ’　目標部分
ＰＢ、ＰＢ’　投影ビーム
Ｗ、Ｗ’　基板（ウェーハ）
Ｗ２Ｔ、Ｗ３Ｔ、ＷＴ’　第２の物体テーブル（基板テーブル）
ＣＡ　ケーブル
ＣＳ２、ＣＳ３　ケーブル・シャトル
ＳＴ　固定子
ＣＢ　衝突バンパ
ＣＦ　衝突フレーム
ＣＣ　接続部分

Claims (17)

1. 放射の投影ビームを提供するための放射システムと、
   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ように使用されるパターン形成手段を支持するための第１の物体テーブルと、
   基板を保持するための第２の物体テーブルと、
   パターン形成されたビームを基板の目標部分に投影するための投影システムと
   を備え、
   前記物体テーブルの少なくとも１つ、または投影装置の他の内部部品を衝突による損傷から保護するための衝突保護装置を備えることを特徴とするリソグラフィ投影装置。
2. 衝突保護装置が、物体テーブルの少なくとも１つの起こり得る衝突のエネルギーを吸収するためのバンパを備える請求項１に記載の装置。
3. 前記バンパが、任意の衝突エネルギーを吸収するための超弾性または記憶合金からなる請求項２に記載の装置。
4. 前記合金がニッケルチタン合金である請求項３に記載の装置。
5. 前記バンパが、前記物体テーブルの少なくとも１つに提供される請求項２から請求項４までのいずれかに記載の装置。
6. 前記バンパが、前記１つの物体テーブルの外側境界の形状を有する請求項５に記載の装置。
7. 前記バンパが、前記１つの物体テーブルよりも大きな領域に延在している請求項６に記載の装置。
8. 前記物体テーブルの少なくとも１つを、プレーナ・モータによって位置決めすることができ、前記衝突保護装置の少なくとも一部を、前記プレーナ・モータの静止部品と移動部品との間に位置決めすることができる請求項１から請求項４までのいずれかに記載のリソグラフィ投影装置。
9. 前記物体テーブルの少なくとも１つを、プレーナ・モータによって位置決めすることができ、前記衝突保護装置を、前記プレーナ・モータの静止部品の境界に沿って位置決めすることができる請求項１から請求項４までのいずれかに記載の装置。
10. 衝突保護装置がさらに、
    前記物体テーブルの少なくとも１つに提供されるリムを備え、前記リムが、当該の物体テーブルの少なくとも１つの縁部を越えて突出し、少なくとも１つのダンパによって前記当該の物体テーブルに接続されて、そのテーブルに対して相対移動する
    請求項１から請求項４までのいずれかに記載の装置。
11. 衝突保護装置がさらに、
    前記物体テーブルの少なくとも１つに提供されるリムであって、当該のテーブルの移動方向に平行な平面で当該のテーブルの縁部を越えて突出するリムと、
    リムの第１の側面を当該のテーブルの第１の側面に接続する２つのダンパと、
    第１の側面に隣接するリムの第２の側面を当該のテーブルに接続する２つの接続ロッドであって、移動方向に平行な平面で平行四辺形の２つの向かい合う辺をなす接続ロッドと
    を備える請求項１から請求項４までのいずれかに記載の装置。
12. 衝突保護装置がさらに、
    前記物体テーブルの少なくとも１つに提供されたリムであって、当該のテーブルの移動方向に平行な平面で当該のテーブルの縁部を越えて突出するリムと、リムの各側面を前記当該のテーブルに接続する当該の第１および第２のダンパとを備える
    請求項１から請求項４までのいずれかに記載の装置。
13. 当該の第１のダンパが、リムの第１の点と当該のテーブルの第２の点との間に接続され、当該の第２のダンパが、リムの第１の点と当該のテーブルの第３の点との間に接続され、第１、第２、および第３の点が、移動方向に水平な平面で三角形をなす請求項１２に記載の装置。
14. リムが、超弾性または記憶合金、特にニッケルチタン合金を含む
    請求項１０から請求項１３までのいずれかに記載の装置。
15. 少なくとも１つのダンパが、超弾性または記憶合金、特にニッケルチタン合金を含む請求項１０から請求項１５までのいずれかに記載の装置。
16. リソグラフィ装置を使用するデバイス製造方法であって、
    物体テーブルに、感放射線材料の層で少なくとも部分的に覆われている基板を提供するステップと、
    真空チャンバに真空を提供するステップと、
    前記真空チャンバを通して、放射システムを使用して放射の投影ビームを投影するステップと、
    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、
    パターン形成された放射の投影ビームを感放射線材料の層の目標部分に投影するステップと
    を含み、投影ビームを投影する前記ステップ中に、物体テーブルの移動範囲が、前記１つの物体テーブルの衝突の影響を低減するための衝突保護装置によって制限される方法。
17. 請求項１６の方法に従って製造されるデバイス。

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