JP2014528165A

JP2014528165A - ターゲット位置決め装置、ターゲット位置決め装置を駆動する方法、およびそのようなターゲット位置決め装置を備えているリソグラフィシステム

Info

Publication number: JP2014528165A
Application number: JP2014529638A
Authority: JP
Inventors: ペイースター、ジェリー・ヨハネス・マルティヌス
Original assignee: マッパー・リソグラフィー・アイピー・ビー．ブイ．
Priority date: 2011-09-12
Filing date: 2012-09-12
Publication date: 2014-10-23
Anticipated expiration: 2032-09-12
Also published as: CN103946749B; CN106569396A; JP5844468B2; TW201312300A; WO2013039389A3; CN103946749A; WO2013039389A2; NL1039797C2; US20130094008A1; US9030649B2; NL1039797A; CN106569396B

Abstract

特にリソグラフィシステムのためのターゲット位置決め装置は、ターゲットを搬送するための搬送体と、前記搬送体を第一の方向（Ｘ）に沿って搬送し移動させるためのステージを備えている。前記ステージは、二つのＸステージベースを備えており、両者は共通ベースプレートの上に配されており、各ＸステージベースはＸステージキャリッジを搬送し、また前記ステージは、前記搬送体を搬送し、前記搬送体を第二の方向（Ｙ）に移動させるためのＹステージを備えているＹビームを備えている。前記Ｙビームは、前記Ｘステージキャリッジの間の空間にかかっており、フレキシブルカップリングを介してＸステージキャリッジに連結されている。前記装置は、対応のＸステージキャリッジをその対応のＸステージベースに沿っておのおの駆動するための二つのモーターをさらに備えている。前記二つのモーターは、前記ステージの少なくとも実質的に下方に配されている。前記二つのモーターの各モーターは、クランクシャフトを介して対応のＸステージキャリッジに連結されている偏心カムまたはクランクにつながれている。

Description

本発明は、ターゲットを搬送するための搬送体と、前記搬送体を第一の方向に沿って搬送し移動させるためのステージを備えている、特にリソグラフィシステムのためのターゲット位置決め装置に関する。本発明はさらに、特にリソグラフィシステムのためのターゲット位置決め装置を駆動する方法に関する。

特に、ウェーハ上にサブミクロンパターンの提供するために設計されているリソグラフィシステムについては、ウェーハを移動させるためのあらゆる操作装置は、前記ウェーハの位置を高精度でコントロールするように設計されている。したがって、リソグラフィシステムで使用されるステージは、非常に堅固で機械的に堅い構築物を提供するように設計されている。通常、非常に正確で堅固で頑丈なステージが使用され、それらは大量の空間を取る。

リソグラフィシステムは、通常、クリーンルーム内に配される。クリーンルーム内の床面積は高価であるので、装置が大きい設置面積を有すると不利である。この欠点は、通常、要求高精度を得るために受け入れられる。

さらに、ステージのアクチュエーターに普通に存在する、特に電気磁気アクチュエーターからの電磁分散場は、たとえばＷＯ２０１０／０２１５４３に開示されているような荷電粒子ビームリソグラフィシステムに望ましくない。なぜなら、電場または磁場におけるどんな変化も、荷電粒子ビームの位置に影響することがあるからである。ステージのアクチュエーターの効果を低減するために、ターゲット上への荷電粒子ビームの投影のあいだ、ターゲットを第一の方向に駆動するために使用されるアクチュエーターが、ステージから遠くに配されている。ＷＯ２０１０／０２１５３によれば、アクチュエーターは、第一の方向の直線上に、ステージから距離をおいて配されている。アクチュエーターは、ステージに連結しているプッシュプルロッドを備えている。この構成のため、既知のターゲット位置決め装置の設置面積は、特に第一の方向に大きい。

設置面積が低減された、したがってクリーンルーム内の必要空間が少ない、高精度の代替ターゲット位置決め装置を提供することが本発明の目的である。

ＷＯ２０１０／０２１５４３

第一の側面によれば、本発明は、特にリソグラフィシステムのためのターゲット位置決め装置を提供し、それは、
ターゲットを搬送するための搬送体と、
前記搬送体を第一の方向（Ｘ）に沿って搬送し移動させるためのステージを備えており、前記ステージは、二つのＸステージベースを備えており、両者は共通ベースプレート上に配されており、各ＸステージベースはＸステージキャリッジを搬送し、また前記ステージは、前記搬送体を搬送し、前記搬送体を第二の方向（Ｙ）に移動させるためのＹステージを備えているＹビームを備えており、前記Ｙビームは、前記Ｘステージキャリッジの間の空間にかかっており、フレキシブルカップリングを介してＸステージキャリッジに連結されており、
前記ターゲット位置決め装置はさらに、対応のＸステージキャリッジをその対応のＸステージベースに沿っておのおの駆動するための二つのモーターを備えており、前記二つのモーターは、前記ステージの少なくとも実質的に下方に配されており、前記二つのモーターの各モーターは、クランクシャフトを介して対応のＸステージキャリッジに連結されている偏心カムまたはクランクにつながれている。

前記モーターを前記ステージの少なくとも実質的に下方に配し、クランクシャフトと偏心カムまたはクランクを使用することによって、本発明のターゲット位置決め装置の必要設置面積は低減されており、少なくともＷＯ２０１０／０２１５４３に開示されているようなプッシュプルロッドを備えたｘアクチュエーターと比較したときに、よりコンパクトなターゲット位置決め装置を提供する。ある実施形態では、前記モーターは、前記ステージの前記共通ベースプレートの実質的に下方に配されている。

ターゲット位置決め装置の設置面積は、ある実施形態ではまたさらに低減されており、前記二つのモーターの前記少なくとも一つは、前記二つのＸステージベースの間の空間に配されている。

本発明のターゲット位置決め装置では、前記二つのモーターは、おのおの、ロータリーアクチュエーターを備えており、それのロータリー駆動は、前記クランクシャフトと前記偏心カムまたはクランクを使用することによって、対応のＸステージキャリッジのリニア駆動に変換される。ある実施形態では、前記モーターのおのおのは、前記第一の方向に少なくとも実質的に交差する方向に延びているモーターシャフトを有している。ある実施形態では、前記第一の方向は実質的に水平であり、前記モーターシャフトは実質的に鉛直に配されている。

前記クランクシャフトと前記偏心カムまたはクランクを使用することによって前記Ｘステージキャリッジを駆動することは、少なくともプッシュプルロッドを備えたリニアアクチュエーターと比較すると、ロータリーアクチュエーターのより複雑な調整を必要とすると言われる。この不利益にもかかわらず、本発明者は、ロータリーアクチュエーターの使用が、本発明のターゲット位置決め装置の設置面積の低減を提供することが可能であることを発見した。ロータリーアクチュエーターの使用は、以下により詳しく説明されるような追加の利点を提供することが可能である。

ある実施形態では、前記搬送体を搬送し移動させるための前記ステージは壁部上に配され、その壁部は、使用時に真空チャンバーの壁として配され、前記モーターは、前記壁部に対して少なくとも部分的にその中またはそれに接して配される。前記壁部が真空チャンバーの一部として配されるとき、前記搬送体を搬送し移動させるための前記ステージは真空チャンバーの内側に配され、前記モーターは、前記真空チャンバーの外側に少なくとも部分的に配される。したがって、前記真空チャンバーの外側にある前記モーターの部分は真空適合である必要がなく、この実施形態によるターゲット位置決め装置は、特別の真空適合モーターを必要としない。

ある実施形態では、前記ステージは、使用時に真空チャンバーの内側に面する前記壁部の表面に配されている。ある実施形態では、モーターは、使用時に真空チャンバーの外側に面する前記壁部の面に少なくとも部分的に配されている。

ある実施形態では、前記壁部は、前記真空チャンバーの底壁を形成するように配され、前記モーターは、前記底壁に対して少なくとも部分的にその中またはその下に配される。前記真空チャンバーの前記底壁は、前記モーターを装着するために使用される。さらなる実施形態では、前記ステージは、この底壁に、特に前記真空チャンバーの内側に面する前記底壁の表面に配される。

ある実施形態では、前記モーターまたは前記壁部には、少なくとも前記モーターシャフトが前記壁部を横切る位置またはその近くに、ロータリーフィードスルーが設けられている。使用時、そのようなロータリーフィードスルーは、少なくとも実質的に前記真空チャンバーの内側の真空と前記真空チャンバーの外側の大気圧の間の圧力差を維持し、同時に、回転部材のための通路を提供する。この回転部材を使用することで、前記モーターの回転運動は、前記ステージを駆動するための前記真空チャンバーの内側の前記回転部材の回転運動に伝達される。

ある実施形態では、前記ロータリーフィードスルーは、フェロ流体ロータリーフィードスルーを備えている。そのようなフェロ流体ロータリーフィードスルーは、前記モーターシャフトのための通路を提供する。使用時、前記モーターは、前記真空チャンバーの外側に配され、前記モーターシャフトだけが、前記真空チャンバーの真空の中に延び、前記偏心カムまたはクランクに連結されている。したがって、前記モーターは、前記真空チャンバーの外側に配され、真空適合である必要がなく、また、非真空適合モーターが、本発明のこの実施形態によるターゲット位置決め装置に使用されることが可能である。

さらなる実施形態では、前記モーターにはエンコーダが設けられており、前記エンコーダは、使用時に前記真空チャンバーの外側に面する前記壁部の面に配されている。使用時、前記エンコーダは、前記真空チャンバーの外側に配される。したがって、前記エンコーダは、真空適合である必要がなく、また、非真空適合エンコーダが、本発明のこの実施形態によるターゲット位置決め装置に使用されることが可能である。さらに、ロータリーアクチュエーターを使用する場合、ロータリーエンコーダが使用されることが可能である。

ある実施形態では、前記モーターシャフトには、前記モーターシャフトに対して径方向に少なくとも部分的に延びているシールド部材が設けられている。たとえばＷＯ２０１０／０２１５４３に説明されるようにシールドが設けられている荷電粒子リソグラフィシステムに組み込まれるとき、前記シールド部材は、前記システムの前記シールドと少なくとも部分的に重なるように配される。前記システムの前記シールドに重なる、前記モーターシャフトのそのようなシールド部材を使用することは、前記荷電粒子リソグラフィシステムを前記モーターの電磁場の変動から有効にシールドする。前記電磁式アクチュエーター中のマルチプルシールドと共に設けられる特殊モーターは、本発明のこの実施形態によるターゲット位置決め装置には必要ではない。

シールド効果を高めるため、次の対策の一つ以上が使用されてよい。好ましくは、重なり領域において、前記シールド部材は、前記システムの前記シールドから距離をおいて配される。好ましくは、重なり領域において、前記システムの前記シールドに面する前記シールド部材の表面は、前記システムのシールドに実質的に平行に配される。

ある実施形態では、前記シールド部材は、前記モーターシャフトに、好ましくは前記モーターシャフトの実質的に周囲全体に堅く取り付けられている。したがって、前記シールド部材は、前記モーターシャフトと一緒に回転し、前記シールド部材は、好ましくは前記モーターシャフトの中心線に対して対称な円形である。しかしより重要なことに、漂遊電磁界は、前記シールド部材と前記モーターシャフトの間を通過することができない。

特にリソグラフィシステムにとって、前記ターゲットは高精度で駆動されなければならず、好ましくは、希望の経路からのどんな逸脱も前記リソグラフィシステムの分解能よりも小さくなければならない。通常は、非常に正確で堅固で頑丈なステージが使用され、どんな遊びも機械的に最小化されている。上に説明したように、リソグラフィシステムに使用されるステージは、非常に堅固で機械的に堅い構築物を提供するように設計されており、それは、そのようなステージを重く非常に高価にする。

ある実施形態では、前記Ｙビームは、一つ以上の可撓支柱を備えているフレキシブルカップリングを介して前記Ｘステージキャリッジに連結されており、それらの可撓支柱は、前記支柱の軸方向に少なくとも実質的に堅固であり、前記支柱の軸方向に実質的に交差する方向に可撓である。前記Ｙビームを前記Ｘステージキャリッジに可撓支柱を介して連結することは反直感的である。なぜなら、そのような連結はそれ自体が正確ではなく、堅固でないか頑丈でないからである。しかしながら、可撓支柱のため、前記Ｙビームは、Ｘ方向に可動であるだけでなく、前記支柱の軸方向に少なくとも交差する方向にも前記Ｘステージキャリッジに対して可動である。したがって、本発明のこの実施形態は、以下により詳しく説明されるように、前記Ｘステージキャリッジを正確かつ適切に駆動することによって希望の経路からの逸脱を修正するように使用されることが可能である移動の追加の自由度を提供する。前記フレキシブルカップリングのため、希望の経路からの逸脱は積極的に補償され、それは、ターゲット位置決め装置のコントロールされた精度、堅固さ、頑丈さをもたらす。

ある実施形態では、各Ｘステージキャリッジは、前記第一の方向に少なくとも実質的に交差する方向に互いに少なくとも実質的に平行に延びている第一および第二の可撓支柱を介してＹビームに連結されており、前記第一および第二の可撓支柱は、前記第一の方向に離間している。ある実施形態では、前記第一の方向は、少なくとも実質的に水平な方向に延びており、前記第一および第二の可撓支柱は、少なくとも実質的に鉛直な方向に延びている。この構成では、たとえば前記Ｘステージの直線性の小さい逸脱による、少なくとも実質的に鉛直方向Ｒｚのまわりの前記Ｙビームの回転逸脱は補償されることが可能である。

前記フレキシブルカップリングとコントロールされた精度と堅固さと頑丈さのため、実際のステージはそれ自体、リソグラフィシステムで通常適用されるステージと同程度に高精度で堅固で頑丈である必要がない。本発明のターゲット位置決め装置は、前記ターゲットの移動を駆動しコントロールする際により多くの機能を提供し、高価なターゲット位置決め装置をもたらさないそれほど正確で堅固で頑丈でないステージの使用を可能にし、ターゲット位置決め装置の設計および構造により多くの自由度を提供する。

ある実施形態では、前記モーターはトルクモータである。したがって、前記Ｘステージキャリッジを駆動する前記モーターによって及ぼされる力はコントロールされることが可能である。

ある実施形態では、前記モーターをコントロールするためのコントローラーをさらに備えているおり、前記コントローラーは、前記モーターのおのおのを個々にコントロールするために配されている。

ある実施形態では、前記コントローラーは、前記Ｙビーム上の前記搬送体の位置に依存して前記モーターのおのおのをコントロールするために配されている。前記Ｙビーム上の前記搬送体の位置は、前記ターゲット位置決め装置の質量中心に影響を与える。好ましくは、前記コントローラーは、前記Ｙビームに沿った質量中心の位置に依存して前記モーターのおのおのをコントロールするために配されている。質量中心のこの位置は、前記Ｙビーム上の前記搬送体の位置から計算される。

ある実施形態では、前記コントローラーは、前記Ｙビームに沿った質量中心の位置に依存して前記モーターのおのおのがその対応のＸステージ搬送体に及ぼす力をコントロールするために配されている。好ましくは、モーターがその対応のＸステージ搬送体に及ぼす力、前記ｘステージ搬送体と前記Ｙビームに沿った質量中心の間の距離に、特に対応のＸステージ搬送体の前記フレキシブルカップリングと前記Ｙビームに沿った質量中心の間の距離に逆に依存する。

第二の側面によれば、本発明は、上に説明したターゲット位置決め装置を備えているリソグラフィシステムを提供する。

第三の側面によれば、本発明は、システム内において、特にリソグラフィシステム内においてターゲット位置決め装置を駆動する方法を提供し、前記ターゲット位置決め装置は、
ターゲットを搬送するための搬送体と、
前記システム内において前記搬送体を搬送し移動させるためのステージを備えており、前記ステージは、第一のＸステージベースと第二のＸステージベースを備えており、両者は共通ベースプレート上に配されており、前記第一のＸステージベースは第一のＸステージキャリッジを搬送し、前記第二のＸステージベースは第二のＸステージキャリッジを搬送し、また前記ステージは、前記搬送体を搬送し、前記搬送体を第二の方向（Ｙ）に移動させるためのＹステージを備えているＹビームを備えており、前記Ｙビームは、前記Ｘステージキャリッジの間の空間にかかっており、第一のフレキシブルカップリングを介して第一のＸステージキャリッジに、また、第二のフレキシブルカップリングを介して第二のＸステージキャリッジに連結されており、前記ターゲット位置決め装置はまた、
対応のＸステージキャリッジを第一の方向（Ｘ）に沿ったその対応のＸステージベースに沿っておのおの駆動するための二つのモーターと、
前記モーターをコントロールするためのコントローラーを備えており、前記コントローラーは、前記モーターのおのおのを個々にコントロールするために配されており、
前記方法は、前記フレキシブルカップリングによる前記ｘステージベースに対する前記Ｙビームの方位の逸脱を少なくとも実質的に防止するために前記モーターを個々にコントロールするステップを備えている。可撓マウントは、たとえばｘステージベースおよび／またはｙビームの熱膨張による、前記第二のｘステージキャリッジに対する前記第一のｘステージキャリッジのいくらかのミスアラインメントを補償するために適合されている。しかしながら、マウントの可撓性はまた、前記搬送体の質量中心の変位による、特に前記ｙビームに沿った前記ｙステージの変位による前記ｙビームの方位のいくらかの逸脱を許す。方位のそのような逸脱を防止することによって、改善された位置決め精度が達成され、ターゲットの位置決めの相当に少ない補正が必要である。

前記第一および第二の方向は、好ましくは互いに直交している。

ある実施形態では、前記モーターはトルクモータであり、前記方法は、前記モーターのトルクを個々にコントロールするステップを備えている。トルクモータは、正確にコントロールされることが可能である。

ある実施形態では、前記コントローラーは、前記キャリッジにかかる結果のトルクが実質的にゼロに等しくあるように前記モーターをコントロールするために配されている。したがって、前記モーターの駆動は、前記ターゲットを実質的に回転させることなく、特に前記第一の方向に実質的に垂直な軸のまわりに前記ターゲットを実質的に回転させることなく、前記搬送体と前記ターゲットを前記第一の方向Ｘに沿って並進移動させる。

ある実施形態では、前記モーターは、前記第一のＸステージベースおよび前記第二のＸステージベースに対する前記Ｙビーム上の搬送体の位置に依存してコントロールされるしたがって、本発明は、前記Ｙビーム上の前記搬送体の位置が変化されたとき、前記第一または前記第二のモーターのいずれかが、前記第一の方向Ｘに沿って前記ｙビームを変位させるための別のモーターよりも多くの仕事をおこなわなければならい、という事実を考慮に入れる。

ある実施形態では、前記方法は、前記第一のｘステージベースと前記第二のｘステージベースに対する、前記Ｙビーム、前記Ｙステージ、前記搬送体および／または前記ターゲットの質量中心の相対位置を測定するステップをさらに備えており、前記モーターは、前記質量中心の測定された相対位置に依存してさらにコントロールされる。相対位置は、好ましくは、前記第一および第二の方向によって張られる平面上に投影された相対位置である。各モーターがおこなわなければならない仕事の量は、質量中心の前記相対位置に基づいて推定されることが可能である。

ある実施形態では、前記方法は、前記第一のフレキシブルカップリングと前記第二のフレキシブルカップリングに対する、前記Ｙビーム、前記Ｙステージ、前記搬送体およびターゲットの質量中心の相対位置を測定するステップをさらに備えており、前記モーターは、前記質量中心の前記相対位置に依存してコントロールされる。フレキシブルカップリングに対する質量中心の相対位置を測定することによって、前記第一の方向Ｘに沿った前記ｙビームの動きを駆動するために各モーターがしなければならない仕事の量についてより正確な推定値が決定されることが可能である。

ある実施形態では、前記方法は、前記Ｙビーム、前記Ｙステージ、前記搬送体および／または前記ターゲットの質量を測定するステップをさらに備えており、前記モーターは、前記質量に依存してさらにコントロールされる。質量は、前記ｙビーム、ｙステージおよび搬送体のものであり、一般に先に決まっている。

ある実施形態では、前記方法は、前記Ｙビーム、前記Ｙステージ、前記搬送体および／または前記ターゲットの運動量を測定するステップをさらに備えており、前記モーターは、前記運動量に依存してさらにコントロールされる。

ある実施形態では、前記モーターは、前記第一および第二の方向に垂直な軸のまわりのＹビームの回転を実質的に防止するためにコントロールされる。したがって、前記軸、一般にシステムのｚ軸のまわりの回転が防止され、特にスティッチングとオーバーレイなどのリソグラフィ処理にとって重要である、より高い位置決め精度を提供する。

ある実施形態では、前記第一および第二のフレキシブルカップリングは前記Ｙビームを実質的に支持している。

ある実施形態では、前記第一および第二のモーターは、前記ｘステージキャリッジのそれぞれのｘステージベースの上の移動のあいだ、ゼロに実質的に等しい、前記第一および第二の方向に平行な平面内における前記Ｙビームの角運動量を提供するようにコントロールされる。

ある実施形態では、前記システムは、光学カラムを備えているリソグラフィシステムであり、前記モーターは、前記第一および第二の方向に垂直な軸のまわりの前記ターゲットの回転を実質的に防止するためにコントロールされ、そのようなリソグラフィシステムにおける、とりわけ、スティッチングとオーバーレイを改善する。

ある実施形態では、前記第一のモーターと前記第二のモーターによって使用される電力をそれぞれ測定するための二つのセンサーをさらに備えており、前記モーターは、測定された前記電力に基づいてコントロールされる。

ある実施形態では、前記Ｙビームとの各ｘステージの前記フレキシブルカップリングは、前記第一および第二の方向に平行および垂直に離間し配されている二本の可撓支柱を備えている。したがって、前記支柱は、前記第二の方向Ｙに沿った前記ｘステージ搬送体に対する前記ｙビームの少なくともいくらかの並進移動を許しながら、前記第一および第二の方向に垂直な方向の前記ｘステージ搬送体に対する前記ｙビームの並進移動を制限する。

第四の側面によれば、本発明は、システム内の、特にリソグラフィシステム内のターゲット位置決め装置を駆動する方法を提供し、前記ターゲット位置決め装置は、
ターゲットを搬送するための搬送体と、
前記システム内において前記搬送体を搬送し移動させるためのステージを備えており、前記ステージは、第一のＸステージベースと第二のＸステージベースを備えており、両者は共通ベースプレート上に配されており、前記第一のＸステージベースは第一のＸステージキャリッジを搬送し、前記第二のＸステージベースは第二のＸステージキャリッジを搬送し、また前記ステージは、前記搬送体を搬送し、前記搬送体を第二の方向（Ｙ）に移動させるためのＹステージを備えているＹビームを備えており、前記Ｙビームは、前記Ｘステージキャリッジの間の空間にかかっており、第一のフレキシブルカップリングを介して第一のＸステージキャリッジに、また、第二のフレキシブルカップリングを介して第二のＸステージキャリッジに連結されており、前記ターゲット位置決め装置はまた、
対応のＸステージキャリッジを第一の方向（Ｘ）に沿ったその対応のＸステージベースに沿っておのおの駆動するための二つのモーターと、
前記モーターをコントロールするためのコントローラーを備えており、前記コントローラーは、前記モーターのおのおのがその対応のＸステージキャリッジに個々に加える力をコントロールするように配されている。このように前記モーターのおのおのによって加えられる力をコントロールすることによって、前記ｙビームの回転が実質的に防止されることが可能である。

ある実施形態では、前記方法は、ここに説明される第三の側面による前記方法の特徴のいずれかひとつを備えている。

明細書に説明され示されたさまざまな側面および特徴は、可能であればどこにでも、個々に適用されることが可能である。これらの個々の側面、特に添付の従属請求項に説明される側面および特徴は、分割特許出願の主題にされることが可能である。

本発明は、添付の図に示される代表的実施形態に基づいて説明される。
図１は、モジュール式リソグラフィシステムの主要な要素を示している単純化されたブロック図を示している。図２は、リソグラフィシステムの下側部分の概略断面を示している。図３は、本発明によるロングストロークステージの概略図を示している。図４は、本発明のリソグラフィシステムで使用される真空フィードスルーを備えたモーターの詳細図を示している。図５Ａは、シールド設備が付加的に設けられた図４のモーターの詳細図を示している。図５Ｂは、シールド設備が付加的に設けられた図４のモーターの詳細図を示している。

図１は、モジュール式リソグラフィシステムの主要な要素を示している単純化されたブロック図を示している。リソグラフィシステムは、好ましくは、保守の容易さを許すためにモジュール式方法で設計されている。メジャーサブシステムが、好ましくは、自己完結型の除去可能なモジュールに構成されており、その結果、それらは、他のサブシステムに対して可能な限り小さな外乱でリソグラフィ機械装置から除去されることが可能である。これは、真空チャンバーに取り囲まれているリソグラフィ機械装置にとって特に有利であり、そこでは、機械装置へのアクセスが制限されている。したがって、不完全なサブシステムは、他のシステムを不必要に分離したり妨害したりすることなく、すばやく除去され交換されることが可能である。図１に示される実施形態では、これらのモジュール式サブシステムは、
荷電粒子ビーム源１０１とビームコリメート系１０２を有している照明光学系モジュール２０１と、
開口アレイ１０３とコンデンサーレンズアレイ１０４を有している開口アレイおよびコンデンサーレンズモジュール２０２と、
ビームレットブランカーアレイ１０５を有しているビームスイッチングモジュール２０３と、
ビームストップアレイ１０８とビーム偏向器アレイ１０９と投影レンズアレイ１１０を有している投影光学系モジュール２０４を備えている。

図１に示される実施形態では、アライメントフレームは、アライメント内側サブフレーム２０５とアライメント外側サブフレーム２０６を備えている。フレーム２０８は、振動減衰マウント２０７を介してアライメントサブフレーム２０５および２０６を支持している。ウェーハ１３０はウェーハテーブル２０９上に横たわっており、それは次にチャック２１０に装着されている。チャック２１０は、六自由度すべてに沿って短距離にわたってチャック２１０を駆動するために配されたショートストロークステージ２１１上に鎮座している。ショートストロークステージ２１１は、少なくとも実質水平面内の二つの直交方向（ＸおよびＹ）に沿って前記ショートストロークステージ２１１とチャック２１０を駆動するために配されたロングストロークステージ２１２上に装着されている。リソグラフィ機械装置２００は真空チャンバー４００に取り囲まれており、それは、一つまたは複数のミューメタル（μメタル）シールド層２１５を有している。機械装置は、フレーム部材２２１によって支持されているベースプレート２２０に支えられている。

ある実施形態では、フレーム２０８とフレーム部材２１１は一つのユニットとして形成されている。たとえば、フレーム２０８とフレーム部材２１１は、材料の単一モノリシックブロックから機械加工されている。

フレーム２０８は、個別の壁部であることも可能であり、それらは、図２に示されるように使用時に真空チャンバーの底壁を形成する。本発明のターゲット位置決め装置は、フレーム２０８がベースプレート２２０上に配される前に、および／または、真空チャンバー４００の別の部分がフレーム２０８上に配される前に、フレーム（または壁部）２０８に装着されることが可能である。

光学カラム２０１，２０２，２０３，２０４に対するウェーハおよびウェーハテーブルの位置は測定装置２５０で測定される。測定装置２５０は、アライメントサブフレーム２０５に取り付けられており、測定装置２５０に対するチャック２１０の位置を監視する。測定装置２５０は、たとえば、干渉計システムから構成されており、また、チャック２１０には、干渉計システムからのビーム２５２を反射するためのミラー２５１が設けられている。測定装置２５０からの測定信号は、コントロールユニット６００（たとえば図２および３参照）に供給され、そのコントロールユニットは、ショートストローク２１１および／またはロングストロークステージ２１２を駆動するために配されている。

図２は、第一の方向（Ｘ）と第二の方向（Ｙ）に沿って搬送体３００を搬送し移動させるためのロングストロークステージ２１２を示している。搬送体３００は、ウェーハテーブル２０９とチャック２０１０とショートストロークステージ２１１を備えていてよい。

ロングストロークステージ２１２は、二つのＸステージベース４０１，４０２を備えており、両者は共通ベースプレート４０３の上に配されており、各ＸステージベースはＸステージキャリッジを搬送する。前記ベースプレート４０３の真下には、二つのモーターＭ１，Ｍ２が、おのおの、対応のＸステージキャリッジ４０４，４０５をその対応のＸステージベース４０１，４０２に沿って駆動するために配されている。Ｙビーム４０６は、前記搬送体３００を搬送し、前記搬送体３００を第二の方向（Ｙ）に移動させるためのＹステージ４０７を備えており、前記Ｙビームは、Ｘステージキャリッジ４０４，４０５の間の空間にかかっており、フレキシブルカップリング４０８，４０９を介してＸステージキャリッジに連結されている。各モーターＭ１，Ｍ２は、偏心カムまたはクランク４１０，４１１につながれており、それは、クランクシャフト４１２，４１３を介して、対応のＸステージキャリッジ４０４，４０５に連結されている。

図２に示されるように、前記モーターＭ１，Ｍ２のおのおのは、第一の方向（Ｘ）と第二の方向（Ｙ）に実質的に交差する方向に延びているモーターシャフト４１４，４１５を有している。さらに、二つのモーターＭ１，Ｍ２は、二つのＸステージベース４０１，４０２の間の空間に配されている。

また図２に示されるように、搬送体３００を搬送し移動させるためのステージ２１２は真空チャンバー４００の内側に配されており、前記モーターＭ１，Ｍ２は、少なくとも部分的に真空チャンバー４００の外側に配されている。

モーターには、少なくともモーターシャフトが前記真空チャンバー４００の壁を横切る位置またはその近くに、ロータリーフィードスルーが設けられている。図４に示されるように、モーターＭ１，Ｍ２はハウジング５０６を備えており、それは、真空チャンバー４００の壁の開口に装着されることが可能である。モーターは、二つのベアリング５０２，５０３を介してハウジングに装着された回動軸５００を備えている。これらのベアリング５０２，５０３の間に、回動軸を駆動するためのトルクモータ５０４が配されている。

モーターには、モーターの回動軸５００が真空チャンバー４００の中に入ることを可能にするフェロ流体ロータリーフィードスルー５０１が設けられている。フェロ流体ロータリーフィードスルーのため、このフィードスルー５０１よりも下方のモーターのすべての部分は、実質的に大気圧にあることが可能である。

さらに前記モーターＭ１，Ｍ２にはエンコーダ５０５が設けられており、エンコーダは、真空チャンバーの外側で回動軸５００の下側端に配されている。

図２および３に明白に示されるように、モーターＭ１，Ｍ２は、実質的にステージ２１２の下方でＸステージベース４０１，４０２の間に配されている。光学的荷電粒子カラム２０１，２０２，２０３，２０４とターゲット１３０をシールドするために、一つまたは複数のシールド層２１５が設けられている。ロータリーフィードスルー５０１に適切なシールドを提供するために、モーターシャフト５００には、図５Ａおよび５Ｂの例に示されるように、モーターシャフト５００に対して径方向に少なくとも部分的に延びているシールド部材６０２，６０４が設けられている。一つのシールド層６０１または複数のシールド層６０３，６０５が設けられている荷電粒子リソグラフィシステムに組み込まれるとき、シールド部材６０２，６０４は、システムの一つのシールド層６０１または複数のシールド層６０３，６０５と少なくとも部分的に重なるように配される。システムの一つのシールド層６０１または複数のシールド層６０３，６０５に重なるモーターシャフト上のシールド部材６０２または６０４を使用することは、モーターＭ１，Ｍ２の電磁場の変動から荷電粒子リソグラフィシステムを効果的にシールドする。

シールド部材６０２，６０４は、モーターシャフト５００の実質的に周囲全体に、モーターシャフト５００に堅く取り付けられている。したがって、シールド部材６０２，６０４はモーターシャフト５００と一緒に回転し、シールド部材６０２，６０４は、好ましくはモーターシャフト５００の中心線５０７に対して対称な円形である。重なり領域において、シールド部材６０２，６０４は、システムの一つのシールド層６０１または複数のシールド層６０３，６０５から短い距離をおいて配される。さらに、重なり領域において、システムの一つのシールド層６０１または複数のシールド層６０３，６０５に面するシールド部材６０２，６０４の表面は、シールド部材６０２，６０４に面したシステムの一つのシールド層６０１または複数のシールド層６０３，６０５の表面に実質的に平行に配される。

図５Ａに示される例では、シールド部材６０２とシステムのシールド層６０１の間の重なり領域は、モーターシャフト５００に実質的に平行に延びている。

図５Ｂに示される例では、シールド部材６０４は、モーターシャフト５００に垂直に延びており、システムのシールド層６０３，６０５の間に延びるように配されている。

図２に示されるように、Ｙビーム４０６は、一つ以上の可撓支柱４０８，４０９を介してＸステージキャリッジ４０４，４０５に連結されており、それらの可撓支柱は、前記支柱４０８，４０９の軸方向に少なくとも実質的に堅固であり、前記支柱４０８，４０９の軸方向に実質的に交差する方向に可撓である。特に、各Ｘステージキャリッジ４０８，４０９は、第一の方向（Ｘ）に少なくとも実質的に交差する方向に互いに少なくとも実質的に平行に延びている第一および第二の可撓支柱を介してＹビームに連結されており、第一および第二の可撓支柱は、前記第一の方向（ｘ）に離間している。

リソグラフィシステム２００は、通常、第一の方向（Ｘ）が少なくとも実質的に水平な方向に延び、また、第一および第二の可撓支柱が少なくとも実質的に鉛直な方向に延びるように配される。

リソグラフィシステム２００は、モーターＭ１，Ｍ２のコントロールのためのコントローラー６００をさらに備えていてよく、そこでは、コントローラー６００は、モーターのおのおのを個々にコントロールするために配されている。コントローラー６００は、メモリ６０２に格納されたコンピュータープログラムにしたがってモーターＭ１，Ｍ２を駆動するプロセッサー６０１を備えており、そのコンピュータープログラムは、上に説明された、または添付の方法請求項に説明された方法ステップの一つ以上を実行するように命令する。図２および３のコントローラー６００は、モーターＭ１，Ｍ２に接近して、特にモーターＭ１，Ｍ２の間に概略的に配されているけれども、前記コントローラー６００は、モーターから遠くの、さらにはリソグラフィシステムから遠くの位置に配されてもよい。

コントローラーは、Ｙビームの上の前記搬送体の位置に依存して前記モーターのおのおのをコントロールするために配されている。特に、可撓支柱４０８，４０９に対する質量中心ＣｏＭの位置に依存して、その配置は、図２に示されるように距離ｒ１，ｒ２によって定められる。本質的に、モーターＭ１，Ｍ２のトルクは、第一のキャリッジ４０４にかかるモーターＭ１の力かける距離ｒ１が、第二のキャリッジ４０５にかかるモーターＭ２の力かける距離ｒ２に少なくとも実質的に等しくなるようにコントロールされる。

要約すると、本発明は、ターゲットを搬送するための搬送体と、前記搬送体を第一の方向（Ｘ）に沿って搬送し移動させるためのステージを備えている、特にリソグラフィシステムのためのターゲット位置決め装置を提供する。前記ステージは二つのＸステージベースを備えており、両者は共通ベースプレート上に配されており、各ＸステージベースはＸステージキャリッジを搬送し、また前記ステージは、前記搬送体を搬送し、前記搬送体を第二の方向（Ｙ）に移動させるためのＹステージを備えているＹビームを備えている。前記Ｙビームは、前記Ｘステージキャリッジの間の空間にかかっており、フレキシブルカップリングを介して前記Ｘステージキャリッジに連結されている。前記装置は、対応のＸステージキャリッジをその対応のＸステージベースに沿っておのおの駆動するための二つのモーターをさらに備えている。前記二つのモーターは、前記ステージの少なくとも実質的に下方に配されている。前記二つのモーターの各モーターは、クランクシャフトを介して対応のＸステージキャリッジに連結されている偏心カムまたはクランクにつながれている。

上記の説明は、好ましい実施形態の動作を示すために含まれており、本発明の範囲を限定するのが目的ではないと理解されるべきである。上記の議論から、本発明の真意および範囲によって包含されるであろう多くの変形が、この分野の当業者には明白になる。

Claims

特にリソグラフィシステムのためのターゲット位置決め装置であり、前記ターゲット位置決め装置は、
ターゲットを搬送するための搬送体と、
前記搬送体を第一の方向（Ｘ）に沿って搬送し移動させるためのステージを備えており、前記ステージは、二つのＸステージベースを備えており、両者は共通ベースプレート上に配されており、各ＸステージベースはＸステージキャリッジを搬送し、また前記ステージは、前記搬送体を搬送し、前記搬送体を第二の方向（Ｙ）に移動させるためのＹステージを備えているＹビームを備えており、前記Ｙビームは、前記Ｘステージキャリッジの間の空間にかかっており、フレキシブルカップリングを介して前記Ｘステージキャリッジに連結されており、前記ターゲット位置決め装置はまた、
対応のＸステージキャリッジをその対応のＸステージベースに沿っておのおの駆動するための二つのモーターを備えており、前記二つのモーターは、前記ステージの少なくとも実質的に下方に配されており、前記二つのモーターの各モーターは、クランクシャフトを介して対応のＸステージキャリッジに連結されている偏心カムまたはクランクにつながれている、ターゲット位置決め装置。
前記二つのモーターの少なくとも一つは、前記二つのＸステージベースの間の空間に配されている、請求項１に記載のターゲット位置決め装置。
前記モーターのおのおのは、前記第一の方向に少なくとも実質的に交差する方向に延びているモーターシャフトを有している、請求項１または２に記載のターゲット位置決め装置。
前記第一の方向は実質的に水平であり、前記モーターシャフトは実質的に鉛直に配されている、請求項３に記載のターゲット位置決め装置。
前記搬送体を搬送し移動させるための前記ステージは壁部上に配されており、その壁部は、使用時に真空チャンバーの壁として配され、前記モーターは、前記壁部に対して少なくとも部分的にその中またはそれに接して配される、先行請求項のいずれかひとつに記載のターゲット位置決め装置。
前記ステージは、使用時に真空チャンバーの内側に面する前記壁部の表面に配されている、請求項５に記載のターゲット位置決め装置。
モーターは、使用時に真空チャンバーの外側に面する前記壁部の面に少なくとも部分的に配されている、請求項６に記載のターゲット位置決め装置。
前記モーターまたは前記壁部には、少なくとも前記モーターシャフトが前記壁部を横切る位置またはその近くに、ロータリーフィードスルーが設けられている、請求項７に記載のターゲット位置決め装置。
前記ロータリーフィードスルーは、フェロ流体ロータリーフィードスルーを備えている、請求項８に記載のターゲット位置決め装置。
前記モーターにはエンコーダが設けられており、前記エンコーダは、使用時に前記真空チャンバーの外側に面する前記壁部の面に配されている、請求項７、８または９に記載のターゲット位置決め装置。
前記モーターシャフトには、前記モーターシャフトに対して径方向に少なくとも部分的に延びているシールド部材が設けられている、先行請求項のいずれかひとつに記載のターゲット位置決め装置。
前記シールド部材は、前記モーターシャフトに、好ましくは前記モーターシャフトの実質的に周囲全体に堅く取り付けられている、請求項１１に記載のターゲット位置決め装置。
前記Ｙビームは、一つ以上の可撓支柱を介して前記Ｘステージキャリッジに連結されており、それらの可撓な支柱は、前記支柱の軸方向に少なくとも実質的に堅固であり、前記支柱の軸方向に実質的に交差する方向に可撓である、先行請求項のいずれかひとつに記載のターゲット位置決め装置。
各Ｘステージキャリッジは、前記第一の方向に少なくとも実質的に交差する方向に互いに少なくとも実質的に平行に延びている第一および第二の可撓支柱を介してＹビームに連結されており、前記第一および第二の可撓支柱は、前記第一の方向に離間している、請求項１３に記載のターゲット位置決め装置。
前記第一の方向は、少なくとも実質的に水平な方向に延びており、前記第一および第二の可撓支柱は、少なくとも実質的に鉛直な方向に延びている、請求項１４に記載のターゲット位置決め装置。
前記モーターはトルクモータである、先行請求項のいずれかひとつに記載のターゲット位置決め装置。
前記モーターをコントロールするためのコントローラーをさらに備えているおり、前記コントローラーは、前記モーターのおのおのを個々にコントロールするために配されている、先行請求項のいずれかひとつに記載のターゲット位置決め装置。
前記コントローラーは、前記Ｙビーム上の前記搬送体の位置に依存して前記モーターのおのおのをコントロールするために配されている、請求項１７に記載のターゲット位置決め装置。
先行請求項のいずれかひとつに記載のターゲット位置決め装置を備えているリソグラフィシステム。
システム内の、特にリソグラフィシステム内のターゲット位置決め装置を駆動する方法であり、前記ターゲット位置決め装置は、
ターゲットを搬送するための搬送体と、
前記システム内において前記搬送体を搬送し移動させるためのステージを備えており、前記ステージは、第一のＸステージベースと第二のＸステージベースを備えており、両者は共通ベースプレート上に配されており、前記第一のＸステージベースは第一のＸステージキャリッジを搬送し、前記第二のＸステージベースは第二のＸステージキャリッジを搬送し、また前記ステージは、前記搬送体を搬送し、前記搬送体を第二の方向（Ｙ）に移動させるためのＹステージを備えているＹビームを備えており、前記Ｙビームは、前記Ｘステージキャリッジの間の空間にかかっており、第一のフレキシブルカップリングを介して第一のＸステージキャリッジに、また、第二のフレキシブルカップリングを介して第二のＸステージキャリッジに連結されており、前記ターゲット位置決め装置はまた、
対応のＸステージキャリッジを第一の方向（Ｘ）に沿ったその対応のＸステージベースに沿っておのおの駆動するための二つのモーターと、
前記モーターをコントロールするためのコントローラーを備えており、前記コントローラーは、前記モーターのおのおのを個々にコントロールするために配されており、
前記フレキシブルカップリングによる前記ｘステージベースに対する前記Ｙビームの方位の逸脱を少なくとも実質的に防止するために前記モーターを個々にコントロールするステップを備えている、前記方法。
システム内の、特にリソグラフィシステム内のターゲット位置決め装置を駆動する方法であり、前記ターゲット位置決め装置は、
ターゲットを搬送するための搬送体と、
前記システム内において前記搬送体を搬送し移動させるためのステージを備えており、前記ステージは、第一のＸステージベースと第二のＸステージベースを備えており、両者は共通ベースプレート上に配されており、前記第一のＸステージベースは第一のＸステージキャリッジを搬送し、前記第二のＸステージベースは第二のＸステージキャリッジを搬送し、また前記ステージは、前記搬送体を搬送し、前記搬送体を第二の方向（Ｙ）に移動させるためのＹステージを備えているＹビームを備えており、前記Ｙビームは、前記Ｘステージキャリッジの間の空間にかかっており、第一のフレキシブルカップリングを介して第一のＸステージキャリッジに、また、第二のフレキシブルカップリングを介して第二のＸステージキャリッジに連結されており、前記ターゲット位置決め装置はまた、
対応のＸステージキャリッジを第一の方向（Ｘ）に沿ったその対応のＸステージベースに沿っておのおの駆動するための二つのモーターと、
前記モーターをコントロールするためのコントローラーを備えており、前記コントローラーは、前記モーターのおのおのがその対応のＸステージキャリッジに個々に加える力をコントロールするように配されている、前記方法。
前記モーターはトルクモータであり、前記方法は、前記モーターのトルクを個々にコントロールするステップを備えている、請求項２０または請求項２１に記載の方法。
前記コントローラーは、前記キャリッジにかかる結果のトルクが実質的にゼロに等しくあるように前記モーターをコントロールするために配されている、請求項２０ないし２２のいずれかひとつに記載の方法。
前記モーターは、前記第一のＸステージベースおよび前記第二のＸステージベースに対する前記Ｙビーム上の搬送体の位置に依存してコントロールされる、請求項２０ないし２３のいずれかひとつに記載の方法。
前記第一のｘステージベースと前記第二のｘステージベースに対する、前記Ｙビーム、前記Ｙステージ、前記搬送体および／または前記ターゲットの質量中心の相対位置を測定するステップをさらに備えており、前記モーターは、前記質量中心の測定された相対位置に依存してさらにコントロールされる、請求項２０ないし２４のいずれかひとつに記載の方法。
前記第一のフレキシブルカップリングと前記第二のフレキシブルカップリングに対する、前記Ｙビーム、前記Ｙステージ、前記搬送体およびターゲットの質量中心の相対位置を測定するステップをさらに備えており、前記モーターは、前記質量中心の前記相対位置に依存してコントロールされる、請求項２０ないし２５のいずれかひとつに記載の方法。
前記Ｙビーム、前記Ｙステージ、前記搬送体および／または前記ターゲットの質量を測定するステップをさらに備えており、前記モーターは、前記質量に依存してさらにコントロールされる、請求項２５または請求項２６に記載の方法。
前記Ｙビーム、前記Ｙステージ、前記搬送体および／または前記ターゲットの運動量を測定するステップをさらに備えており、前記モーターは、前記運動量に依存してさらにコントロールされる、請求項２０ないし２７のいずれかひとつに記載の方法。
前記モーターは、前記第一および第二の方向に垂直な軸のまわりのＹビームの回転を実質的に防止するためにコントロールされる、請求項２０ないし２８のいずれかひとつに記載の方法。
前記第一および第二のフレキシブルカップリングは前記Ｙビームを実質的に支持している、請求項２０ないし２９のいずれかひとつに記載の方法。
前記第一および第二のモーターは、前記ｘステージキャリッジのそれぞれのｘステージベースの上の移動のあいだ、ゼロに実質的に等しい、前記第一および第二の方向に平行な平面内における前記Ｙビームの角運動量を提供するようにコントロールされる、請求項２０ないし３０のいずれかひとつに記載の方法。
前記システムは、光学カラムを備えているリソグラフィシステムであり、前記モーターは、前記第一および第二の方向に垂直な軸のまわりの前記ターゲットの回転を実質的に防止するためにコントロールされる、請求項２０ないし３１のいずれかひとつに記載の方法。
前記第一のモーターと前記第二のモーターによって使用される電力を測定するための二つのセンサーをさらに備えており、前記モーターは、測定された前記電力に基づいてコントロールされる、請求項２０ないし３２のいずれかひとつに記載の方法。
前記Ｙビームとの各ｘステージの前記フレキシブルカップリングは、前記第一および第二の方向に平行および垂直に離間し配されている二本の可撓支柱を備えている、請求項２０ないし３３のいずれかひとつに記載の方法。