JP4112533B2 - リソグラフィ投影装置及びデバイス製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、
放射線の投影ビームを供給するための放射線システムと、
投影ビームを所望のパターンに従ってパターン化するように機能するパターン化手段を支持するための支持構造と、
基板を保持するための基板テーブルと、
パターン化されたビームを基板のターゲット部分に投影するための投影システムと
を有するリソグラフィ投影装置に関する。

本明細書に使用されている「パターン化手段（パターニング手段）」という用語は、入射する放射線ビームの断面を、基板のターゲット部分に生成するパターンに対応するパターンになるように使用することができる手段を意味するものとして広義に解釈されたい。また、この文脈においては、「光弁（光バルブ）」という用語を使用することも可能である。一般的には、前記パターンは、ターゲット部分に生成されるデバイス、例えば集積回路または他のデバイス（以下を参照されたい）の特定の機能層に対応している。このようなパターン化手段の実施例としては以下のものが挙げられる。
（１）マスク
マスクの概念についてはリソグラフィにおいてはよく知られており、バイナリ、交互移相および減衰移相などのマスク・タイプ、および様々なハイブリッド・マスク・タイプが公知である。このようなマスクを放射線ビーム内に配置することにより、マスクに衝突する放射線をマスク上のパターンに従って選択的に透過させ（透過型マスクの場合）、あるいは選択的に反射させている（反射型マスクの場合）。マスクの場合、支持構造は、通常、入射する放射線ビーム中の所望の位置に確実にマスクを保持することができ、且つ必要に応じてマスクをビームに対して確実に移動させることができるマスク・テーブルである。
（２）プログラム可能ミラー・アレイ
粘弾性制御層および反射型表面を有するマトリックス処理可能な表面が、このようなデバイスの実施例の１つである。このような装置の基礎をなしている基本原理は、（例えば）反射型表面の処理領域が入射光を回折光として反射し、一方で未処理領域が入射光を非回折光として反射することにある。適切なフィルタを使用することにより、前記非回折光を反射ビームからフィルタ除去し、回折光のみを残すことができるため、この方法により、マトリックス処理可能表面の処理パターンに従ってビームがパターン化される。プログラム可能ミラー・アレイの代替実施例としては、マトリックス配列された微小ミラーが使用されている。微小ミラーの各々が適切な局部電界を印加することによって、あるいは圧電駆動手段を使用することによって、１つの軸線の周りに個々に傾斜させることができる。この場合も、微小ミラーは、入射する放射線ビームを反射する方向が処理済みミラーと未処理ミラーとでそれぞれ異なるようにマトリックス処理することが可能であり、この方法によりマトリックス処理可能ミラーの処理パターンに従って反射ビームがパターン化される。必要なマトリックス処理は、適切な電子手段を使用して実行される。上で説明したいずれの状況においても、パターン化手段は１つまたは複数のプログラム可能ミラー・アレイを備えている。上で参照したミラー・アレイに関する詳細な情報については、例えば、いずれも参照により本明細書に組み込まれる米国特許第５，２９６，８９１号明細書および米国特許第５，５２３，１９３号明細書、ならびに国際公開第９８／３８５９７号パンフレットおよび国際公開第９８／３３０９６号パンフレットを参照されたい。プログラム可能ミラー・アレイの場合、前記支持構造は、例えば必要に応じて固定または移動させることができるフレームまたはテーブルとして実施されている。
（３）プログラム可能ＬＣＤアレイ
参照により本明細書に組み込まれる米国特許第５，２２９，８７２号明細書に、このような構造の実施例の１つが記載されている。この場合の支持構造も、プログラム可能ミラー・アレイの場合と同様、例えば必要に応じて固定または移動させることができるフレームまたはテーブルとして実施されている。

分かり易くするために、本明細書の以下の特定の部分、とりわけ実施例の部分にはマスクおよびマスク・テーブルが包含されているが、このような実施例の中で考察されている一般原理は、上で説明したパターン化手段の、より広義の文脈の中で理解されたい。

リソグラフィ投影装置は、例えば集積回路（ＩＣ）の製造に使用することができる。このような場合、パターン化手段が、ＩＣの個々の層に対応する回路パターンを生成し、このパターンが、放射線感光材料（レジスト）の層で被覆された基板（シリコン・ウェハ）上のターゲット部分（例えば１つまたは複数のダイからなる）に結像される。通常、１枚のウェハには、投影システムを介して１度に１つずつ順次照射される隣接ターゲット部分からなる回路網全体が含まれている。現在、マスク・テーブル上のマスクによるパターン化を採用した装置には２種類の装置がある。第１の種類のリソグラフィ投影装置では、マスク・パターン全体を１回の照射でターゲット部分に露光することによって個々のターゲット部分が照射される。このような装置は、一般にウェハ・ステッパもしくはステップ・アンド・リピート装置と呼ばれている。一般にステップ・アンド・スキャン装置と呼ばれている代替装置では、マスク・パターンを投影ビームの下で所与の基準方向（「走査」方向）に連続的に走査し、一方で基板テーブルを基準方向に平行または逆平行に同期走査することによって個々のターゲット部分が照射される。通常、投影システムは、倍率係数Ｍ（通常Ｍ＜１）を有しているため、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を係数Ｍ倍した速度になる。上で説明したリソグラフィ・デバイスに関する詳細な情報については、例えば参照により本明細書に組み込まれる米国特許第６，０４６，７９２号明細書を参照されたい。

リソグラフィ投影装置を使用した製造プロセスでは、パターン（例えばマスクのパターン）が、少なくとも一部を放射線感光材料（レジスト）の層で被覆された基板上に結像（イメージ）される。この結像ステップに先立って、プライミング、レジスト・コーティングおよびソフト・ベークなどの様々な処理手順が基板に加えられる。放射線への露光後、露光後ベーク（ＰＥＢ）、現像、ハード・ベーク、および結像されたフィーチャの測定／検査などの他の処理手順が基板に加えられる。この一連の処理手順は、例えばＩＣなどのデバイスの個々の層をパターン化するための基本として使用される。次に、パターン化されたこのような層に、エッチング、イオン注入（ドーピング）、メタライゼーション、酸化、化学機械研磨等、様々な処理が施される。これらの処理はすべて個々の層の仕上げを意図したものである。複数の層を必要とする場合、すべての処理手順またはそれらの変形手順を新しい層の各々に対して繰り返さなければならないが、最終的にはデバイスのアレイが基板（ウェハ）上に出現する。これらのデバイスは、次に、ダイシングまたはソーイングなどの技法を使用して互いに分割され、分割された個々のデバイスは、キャリアに実装し、あるいはピンに接続することができる。このようなプロセスに関する詳細な情報については、例えば参照により本明細書に組み込まれるピーター・ファン・ツァント（Peter van Zant）の著書「マイクロチップの製造；半導体処理のための実用ガイド（Microchip Fabrication:A Practical Guide to Semiconductor Processing）」第３版，マグローヒル出版社，１９９７，ＩＳＢＮ０−０７−０６７２５０−４を参照されたい。

分かり易くするために、以下、投影システムを「レンズ」と呼ぶことがあるが、この用語には、例えば屈折光学系、反射光学系およびカタディオプトリック系を始めとする様々なタイプの投影システムが包含されているものとして広義に解釈されたい。また放射線システムには、放射線の投影ビームを導き、整形し、あるいは制御するための任意の設計タイプに従って動作するコンポーネントが含まれており、以下、このようなコンポーネントについても、集合的もしくは個々に「レンズ」と呼ぶ。またリソグラフィ装置は、場合によっては複数の基板テーブル（および／または複数のマスク・テーブル）を有するタイプの装置とすることができ、このような「マルチ・ステージ」デバイスでは、追加のテーブルが並列に使用されることができ、あるいは１つまたは複数のテーブルが露光のために使用されている間に１つまたは複数の他のテーブルに対して予備ステップを実行することができる。例えば、いずれも参照により本明細書に組み込まれる米国特許第５，９６９，４４１号明細書および国際公開第９８／４０７９１号パンフレットに、２ステージ・リソグラフィ装置が記載されている。

リソグラフィ装置のオペレーション・シーケンスには、投影システムがアクティブになる投影フェーズが含まれる。この投影フェーズの間にウェハなどの基板が露光される。またこの投影フェーズの間、レチクル・ステージがパターン化手段を支えている。

またリソグラフィ装置のオペレーション・シーケンスには、交換フェーズが含まれる。この交換フェーズの間にパターン化手段が交換される。またこの交換フェーズでパターン化手段が位置決めシステムによってレチクルに対して位置決めされる。位置決めシステムは、パターン化手段を支えるレチクル・キャリアを有している。位置決めは、様々な方法で実行することができ、例えば測定および制御によって、あるいは機械的結合によって実行することができる。パターン化手段をレチクル・ステージに対して位置決めした後、レチクル・ステージは、レチクル・キャリアからパターン化手段を受け取り、その後レチクル・キャリアが移動してレチクル・ステージから離れる。固定手段が、パターン化手段をレチクル・ステージに対して固定する。

公知のリソグラフィ投影システムでは、パターン化手段がレチクル・ステージの頂部に置かれるが、最近の開発により、レチクル・ステージの下側にパターン化手段を配置することが望ましくなっている。しかしながら、レチクル・ステージの下側へのパターン化手段の配置は、新たな設計上の問題をもたらしている。

パターン化手段がレチクル・ステージの頂部に置かれると、パターン化手段は、重力によってそのレチクル・ステージに対する位置を維持する。通常、パターン化手段はレチクル・ステージの凹所に置かれるため、重力と共に、凹所の縁によってパターン化手段がレチクル・ステージに対して固定される。パターン化手段をレチクル・ステージの下側に配置する場合、この解決法を使用することができないため、例えば静電クランプによってパターン化手段をレチクル・ステージにクランプし、それによりパターン化手段をレチクル・ステージに対して固定する方法が提案されている。

また、パターン化手段の繊細な領域を損傷することなくパターン化手段を確実に取り扱うことができるように、パターン化手段上のインタフェースをより頑丈にしなければならない。可能なインタフェースとして、欧州特許出願第０２２５１３６４．２号に記載されているように、パターン化手段の縁部分のブラケット、あるいはパターン化手段の周囲を取り巻くフレームが提案されている。代替としては、他の機械部品によって接触するようになされたハンドリング・ゾーンをパターン化手段に設けることもできる。

しかしながら、解決すべきより多くの問題が依然として存在している。信頼性が高く、製造が比較的安価で、且つ容易であるため、機械的結合システムをレチクル・ステージに対するパターン化手段の位置決めに使用することは一方では有利であるが、他方では、機械的結合システムを使用する場合、最適精度の投影イメージを得ることができないことが分かっている。

また、レチクル・キャリアからレチクル・ステージへのパターン化手段の移送中に、レチクル・ステージに対するパターン化手段の位置決めが不正確になることが分かっている。

また、新規開発によりアイドル時間を短縮する必要性が高くなっている。

本発明の第１の目的は、機械的結合をレチクル・ステージに対するパターン化手段の位置決めに使用した、基板に投影されるイメージの精度が、同じく機械的結合を使用した既知のリソグラフィ・システムと比較して向上したリソグラフィ・システムを提供することである。

上記の目的および他の目的は、本発明の第１の観点によれば、
放射線の投影ビームを提供するための放射線システムと、
投影ビームを所望のパターンに従ってパターン化するように機能し、それによりパターン化されたビームを生成するパターン化手段と、
レチクル・ステージを備えた、パターン化手段を支持するための支持構造と、
パターン化されたビームを基板のターゲット部分に投影するための投影システムと、
パターン化手段をレチクル・ステージに対して位置決めするための結合システムと
を備えたリソグラフィ投影装置であって、
投影システムが、パターン化されたビームを基板のターゲット部分に投影し、またレチクル・ステージがパターン化手段を支える投影フェーズと、
パターン化手段を交換し、また結合システムがパターン化手段をレチクル・ステージに対して位置決めする交換フェーズと
を含むオペレーション・サイクルをさらに有し、
投影フェーズの間、結合システムがパターン化手段から間隔を隔てていることを特徴とするリソグラフィ投影装置によって達成される。

投影フェーズの間、結合システムのすべての要素とパターン化手段とが間隔を隔てている（すなわち物理的に接触していない）ため、本発明の第１の観点によるリソグラフィ投影装置の場合、パターン化手段は、投影フェーズの間、結合システムによるいかなる力にも影響されない。したがってイメージを基板上に投影している間、結合システムによって誘発される変形もしくは偏向が存在せず、その結果、イメージを基板上に投影する精度が向上する。

好ましい実施例では、結合システムは、少なくとも１つのサポートを備えたレチクル・キャリアを備えている。結合システムはさらに、レチクル・ステージに接続されていることが好ましい１つまたは複数の位置決め要素を備えている。レチクル・キャリアのサポートは、パターン化手段をレチクル・キャリアに対して正確且つ再現可能に位置決めするようになされており、したがって一般的にはレチクル・キャリアに対するパターン化手段の位置、より詳細にはサポートに対するパターン化手段の位置は既知である。

次に、レチクル・キャリアもしくは少なくともレチクル・キャリアの実際にパターン化手段を支えている部分（例えばサポート）を、レチクル・ステージに対して正確に位置決めすることにより、ひいてはパターン化手段がレチクル・ステージに対して正確に位置決めされる。

公知のリソグラフィ装置では、レチクル・キャリアによってパターン化手段がレチクル・ステージの近傍まで移送され、パターン化手段とレチクル・ステージとが十分に接近すると、レチクル・ステージに接続された位置決め要素とパターン化手段とが係合し、続いてパターン化手段が正しい位置に強制される。この位置決め過程はパターン化手段を固定する前に実施しなければならず、それによりこの位置決めの間、パターン化手段がレチクル・キャリアおよびレチクル・ステージに接続されている要素に接触する。パターン化手段がレチクル・ステージに対してその最終位置に到達すると、固定手段によってパターン化手段がレチクル・ステージに対して固定される。パターン化手段が固定されるとレチクル・キャリアはパターン化手段を解放し、移動して離れる。この投影フェーズの間、レチクル・ステージに接続されている位置決め要素は、パターン化手段と物理的に接触した状態を維持している。

しかし、本発明によるリソグラフィ装置の場合、パターン化手段の位置決めは、より間接的な方法で実施される。すなわち、最初にパターン化手段がレチクル・キャリアに対して位置決めされ、次にレチクル・キャリアがレチクル・ステージに対して位置決めされる。このようにパターン化手段に代わってレチクル・キャリアがレチクル・ステージに対して位置決めされるため、レチクル・ステージに接続されている位置決め要素がパターン化手段に代わってレチクル・キャリアと係合し、したがって位置決め要素は、パターン化手段をレチクル・ステージに対して位置決めするようにパターン化手段と係合する必要はない。

投影システムがアクティブである間、レチクル・キャリアはレチクル・ステージから離れた位置にあるので、イメージが基板上に投影されている間、結合システム（レチクル・ステージに接続された位置決め要素を備えている）とパターン化手段とが接触することはなく、したがって投影フェーズの間、結合システムがパターン化手段の偏向の原因になることは全くない。

好ましい実施例では、レチクル・キャリアのサポートの各々が第１の位置決め面を有しており、位置決め要素の各々が第２の位置決め面を有している。第１の位置決め面は、レチクル・キャリアのサポートしたがってパターン化手段をレチクル・ステージに対して位置決めするために、対応する第２の位置決め面と相互に作用している。レチクル・キャリアがｘ−ｙ平面内（すなわちパターン化手段の平面内）におけるその最終位置に十分に接近すると、それぞれの第１および第２の位置決め面が互いに接触し、それによりサポートがレチクル・キャリア上に移動し、またパターン化手段がｘ−ｙ平面内におけるその最終位置に移動する。サポートの各々および位置決め要素の各々は、サポートが３つの並進方向に自由に移動できるように、且つ位置決め要素がパターン化手段の平面に対して実質的に直角をなす並進方向（ｚ方向）にのみ移動するように、スプリングで取り付けられることが好ましく、それにより相互に作用する第１および第２の位置決め面の相互作用によってパターン化手段をｘ−ｙ平面内における所望の位置に移動させることができるため、再現性のある正確な位置決めが保証される。サポートがレチクル・キャリア上に移動し、パターン化手段がｘ−ｙ平面内におけるその最終位置に移動すると、クランプがパターン化手段をレチクル・キャリアから受け取ることができるように、レチクル・キャリアがパターン化手段をｚ方向に、投影システムに向けて移動させる。これによりレチクル・ステージに対するパターン化手段の再現性のある正確な位置決めが保証される。

したがってパターン化手段がｚ方向にレチクル・ステージまで移動してクランプされる前に、パターン化手段は最初にｘ−ｙ平面内のその最終位置に到達する。パターン化手段とレチクル・ステージのそのような相対移動によってパターン化手段が損傷することがあるので、パターン化手段をクランプする際には、ｘ−ｙ平面内におけるパターン化手段の移動を回避することが有利である。しかし、最初にパターン化手段をｘ−ｙ平面とは異なる平面内における最終位置に動かし、続いてパターン化手段をｚ方向以外の方向に移動させることによってレチクル・ステージに対してその最終位置へ移動させることが意図されている。

好ましい実施例では、レチクル・キャリアは３つのサポートを備えており、サポートの各々は、パターン化手段を支えるための部分的に球面状の支持面を有している。レチクルのインタフェース、例えばフレームもしくは複数のブラケットは３つの円錐状の孔もしくはＶ形の溝を備えており、そこでそれぞれの支持面がパターン化手段と係合する。それによりパターン化手段がレチクル・キャリアに対して正確に位置付けされる。

この好ましい実施例では、少なくとも一部が円錐状である孔を個々のサポートが備えており、この円錐部分の壁が第１の位置決め面を形成している。この位置決め要素の少なくとも一部は、第２の位置決め表面を形成している部分的に球面状の先端領域を備えたピンフォームの形を有している。球面状先端領域の寸法および孔の円錐部分の寸法は、先端領域と円錐状の孔の内側が嵌合し、且つ先端領域と孔の壁が再現可能に接触するように選択されている。

パターン化手段のインタフェースには、それぞれ位置決め要素のピンフォーム部分より大きい直径もしくは幅を有する孔もしくは溝が設けられている。これらの孔もしくは溝は、パターン化手段がその最終位置に接近すると、これらの孔もしくは溝を介して位置決め要素が突出するように配列されている。この状況の下に、位置決め手段の球面状先端領域の各々と、対応するサポート中の孔の円錐部分の壁が係合する。サポートは３つの並進方向を自由に移動し、また位置決め要素は、パターン化手段の平面に対して実質的に直角をなす並進方向にのみ移動することができるため、位置決め要素によってサポート（したがってサポートと共にパターン化手段）がパターン化手段の平面内におけるその最終位置へ移動し、それによりパターン化手段がレチクル・ステージに対して再現可能に、且つ正確に位置決めされる。

最後に、パターン化手段の平面に対して実質的に直角をなす方向に並進移動させることにより、クランプはレチクル・キャリアからパターン化手段を受け取ることができる。クランプがパターン化手段を受け取ると、レチクル・キャリアが移動してパターン化手段から離れる。

この好ましい実施例により、製造が容易であり且つ本発明の第１の観点による装置の利点を有する単純な設計構造が提供される。

本発明の第１の他の観点によれば、
少なくとも一部が放射線感光材料の層で被覆された基板を提供するステップと、
放射線システムを使用して放射線の投影ビームを提供するステップと、
パターン化されたビームを生成するように、投影ビームの断面をパターン化するパターン化手段を使用するステップと、
パターン化された放射線ビームを投影フェーズで放射線感光材料の層のターゲット部分に投影するステップと、
パターン化手段を支えるようにレチクル・ステージを使用するステップと、
交換フェーズでパターン化手段を交換するステップと、
パターン化手段をレチクル・ステージに対して位置決めするように、交換フェーズで結合システムを使用するステップと
を含むデバイス製造方法であって、
投影フェーズの間、結合システムをパターン化手段から離れた位置に維持するステップをさらに含むことを特徴とするデバイス製造方法が提供される。

本発明の第２の目的は、パターン化手段をレチクル・キャリアからレチクル・ステージへ正確に受け取るリソグラフィ投影装置を提供することである。

上記の目的および他の目的は、本発明の第２の観点によれば、
放射線の投影ビームを提供するための放射線システムと、
投影ビームを所望のパターンに従ってパターン化するように機能し、それによりパターン化されたビームを生成するパターン化手段と、
レチクル・ステージを備えた、パターン化手段を支持するための支持構造と、
パターン化されたビームを基板のターゲット部分に投影するための投影システムと、
パターン化手段をレチクル・ステージに対して位置決めするための位置決め手段と
を備えたリソグラフィ投影装置であって、該リソグラフィ投影装置が、
投影システムが、パターン化されたビームを基板のターゲット部分に投影し、またレチクル・ステージがパターン化手段を支える投影フェーズと、
パターン化手段を交換すとともに、レチクル・キャリアを備えた位置決め手段がパターン化手段をレチクル・ステージに対して位置決めする交換フェーズと
を含むオペレーション・サイクルをさらに有し、
位置決め手段が、交換フェーズでレチクル・キャリアとレチクル・ステージとを結合するための結合手段をさらに備えたことを特徴とするリソグラフィ投影装置によって達成される。

レチクル・ステージに対してパターン化手段を正確に位置付けし、且つ位置決め手段から受け取った後のレチクル・ステージに対するパターン化手段の実際の位置を完全且つ正確に知ることが重要である。

既に公知のシステムでは、パターン化手段をレチクル・ステージに対して可能な限り正確に位置付けした後、レチクル・キャリアからレチクル・ステージ上へ受け取っているが、システムの振動のため、受け取りの間、レチクル・キャリアとレチクル・ステージとの間に相対移動が存在している。パターン化手段とレチクル・ステージとの間の相対移動は、５０μｍ、さらにはそれ以上に及ぶことがある。この相対移動のため、レチクル・ステージに対するパターン化手段の実際の位置には特定の不確実性が含まれており、この相対位置決めは、精度低下の問題を抱えている。またこの相対位置決めは、パターン化手段とレチクル・ステージとの間のパターン化手段のｘ−ｙ平面内におけるすべりの原因になっている。このすべりによってパターン化手段および／またはレチクル・ステージが損傷し、システム内部の環境を汚染する粒子が生成される可能性がある。一般的には、パターン化手段をレチクル・ステージに対して固定するための固定手段として静電クランプが使用されている。このようなクランプは、パターン化手段のすべりによる損傷（引っ掻き傷など）およびパターン化手段とクランプの間に存在する粒子にとりわけ敏感である。

本発明の第２の観点によるリソグラフィ投影システムは、レチクル・キャリアとレチクル・ステージとを結合するための結合手段を備えている。レチクル・ステージとレチクル・キャリアとを結合することにより、レチクル・キャリアによって支えられているパターン化手段とレチクル・ステージの間の相対移動が著しく低減され、したがってレチクル・キャリアからレチクル・ステージへのパターン化手段の受取りに対する、パターン化手段とレチクル・ステージとの間の相対移動および／またはすべりの原因となる振動による妨害が著しく低減される。

本発明の第２の観点によるリソグラフィ投影システムでは、位置決め手段のレチクル・キャリアは中間ボディを備えていることが好ましい。この中間ボディは、例えばプレートとして設計することができ、あるいは別法として、両端がレチクルの平面を画定しているロッドに取り付けられた３つのスプリング・アセンブリとして設計することができる。交換フェーズでパターン化手段をレチクル・ステージに対して位置決めしている間、この中間ボディに６自由度でパターン化手段が接続される。この中間ボディへのパターン化手段の接続は、例えばクランピング（機械的なクランピングもしくは静電的なクランピングのいずれか）によって、あるいは重力および摩擦を利用することによって、もしくは磁石を使用して達成される。当然のことではあるが、この中間ボディは、レチクル・ステージがパターン化手段を受け取る間、パターン化手段を解放するようになされている。この実施例では、結合手段は、レチクル・ステージと中間プレートの間の結合を提供するようになされている。

レチクル・キャリアとレチクル・ステージとの結合は、様々な方法で達成することができる。第１の方法としては、結合を機械的にすることがである。この場合、結合手段は、機械的結合手段、例えばＶ形の溝と協同する、少なくとも一部が球面状の位置決め面を有する位置決め要素を備えていることが好ましい。結合手段のいくつかの要素はレチクル・ステージ内に提供され、残りの要素はレチクル・キャリア内、好ましくはレチクル・キャリアの中間ボディ内に提供される。この実施例では、レチクル・ステージは、レチクル・キャリアと、好ましくはレチクル・キャリアの中間ボディと直接接触している。したがってレチクル・キャリア（好ましくはレチクル・キャリアの中間ボディ）とレチクル・ステージとは６自由度で結合しており、レチクル・ステージとレチクル・キャリア（好ましくはレチクル・キャリアの中間ボディ）との相対移動が除去されている。

レチクル・キャリアとレチクル・ステージとを結合する代替方法として、渦電流を使用することができる。この場合、この実施例では、導電材料製であるレチクル・ステージおよびレチクル・キャリアの周りに磁界が生成される。レチクル・キャリアが磁界を通って移動すると、レチクル・キャリアに渦電流が発生し、これらの渦電流によってレチクル・キャリアの振動が減衰する。したがってレチクル・キャリアは、レチクル・キャリアとレチクル・ステージとの間の相対移動が極めて小さいか、さらにはゼロであるという意味においてレチクル・ステージに結合されている。

第３の実施例では、レチクル・ステージおよびレチクル・キャリアの移動は、パターン化手段とレチクル・ステージの相対位置を測定するための測定手段と、パターン化手段とレチクル・ステージの相対位置を制御するための制御手段とを備えた結合手段を使用して電子的に結合されている。この実施例では、位置決めプロセスの間にレチクル・キャリアの位置を測定し、さらに、レチクル・ステージがレチクル・キャリアの移動に追随するよう制御手段によってレチクル・ステージを駆動することにより、レチクル・キャリアとレチクル・ステージとの間の相対移動を極めて小さくし、さらにはゼロにしている。またこのシステムは、逆に働かせることも可能である。すなわち、レチクル・ステージの位置を測定し、測定したレチクル・ステージの位置に応じてレチクル・キャリアを駆動することも可能である。

好ましい実施例では、レチクル・キャリアとレチクル・ステージが結合すると、レチクル・ステージに対するパターン化手段の位置が測定される。この測定の結果に基づいて、レチクル・ステージに対するパターン化手段の最適位置決めを達成するように、１つまたは複数の修正移動が実行される。この最適位置に到達すると、レチクル・ステージはレチクル・キャリアからパターン化手段を受け取る。

好ましい実施例では、レチクル・ステージは、パターン化手段を長い距離にわたって移動させるための長ストローク・ユニットと、パターン化手段を短い距離にわたって移動させるための短ストローク・ユニットとを備えている。レチクル・キャリアは、レチクル・ステージの長ストローク・ユニットに結合され得ることが好ましく、その場合、短ストローク・ユニットを使用して修正移動を実行することができる。代替実施例では、逆に接続することが可能である。すなわち、レチクル・キャリアをレチクル・ステージの短ストローク・ユニットに結合し、長ストローク・ユニットを使用して修正移動を実行することができる。

短ストローク・ユニットもしくは長ストローク・ユニットのいずれかを使用した修正移動の代替として、専用アクチュエータを使用することも可能であり、例えばレチクル・キャリア上もしくはレチクル・ステージ上にこのようなアクチュエータを取り付けることができる。

好ましい実施例では、結合手段は、レチクル・ステージの長ストローク・ユニットに接続された３つの位置決め要素を備えている。位置決め要素の各々は、中間ボディのＶ形の溝の各々と相互に作用するようになされた、少なくとも一部が球面状の位置決め面を有している。位置決め要素のこれら位置決め面が相俟って、レチクル・ステージからｚ方向（すなわちパターン化手段の平面に対して直角をなす方向）に既知の距離にあるｘ−ｙ平面（すなわちパターン化手段の平面に平行の平面）内に、中間ボディを位置決めしている。また、位置決め面およびＶ形の溝は、レチクル・ステージに対する中間ボディの位置を維持している。結合手段が中間ボディの位置をレチクル・ステージから異なる方向に一定の距離にある異なる平面内に決定する代替実施例もまた予見されている。

好ましい実施例では、パターン化手段を捕捉するように、レチクル・ステージの固定手段がパターン化手段に向かって移動している。

また、１つのユニットから他のユニットへの構成要素（エンティティ）の受取りに先立って結合するこの原理は、リソグラフィ装置の他の部品にも使用することができ、例えば基板交換プロセスの間にウェハ・ステージに関連して使用することができることが意図されている。

本発明の第２の観点によるリソグラフィ投影装置の場合、パターン化手段は、ブラケットもしくはフレームなどのインタフェースを備えていないことが好ましい。

本発明の第２の他の観点によれば、
少なくとも一部が放射線感光材料の層で被覆された基板を提供するステップと、
放射線システムを使用して放射線の投影ビームを提供するステップと、
パターン化されたビームを生成するように、投影ビームの断面をパターン化するパターン化手段を使用するステップと、
パターン化された放射線ビームを投影フェーズで放射線感光材料の層のターゲット部分に投影するステップと、
パターン化手段を支えるようにレチクル・ステージを使用するステップと、
交換フェーズでパターン化手段を交換するステップと、
レチクル・キャリアを備えた位置決め手段を使用して、パターン化手段を交換フェーズでレチクル・ステージに対して位置決めするステップと
を含むデバイス製造方法であって、
交換フェーズでレチクル・キャリアとレチクル・ステージを結合するステップをさらに含むことを特徴とするデバイス製造方法が提供される。

本発明の第３の目的は、投影システムのアイドル時間が短縮されたリソグラフィ・システムを提供することである。

上記の目的および他の目的は、本発明の第３の観点によれば、
放射線の投影ビームを提供するための放射線システムと、
投影ビームを所望のパターンに従ってパターン化するように機能し、それによりパターン化されたビームを生成するパターン化手段と、
レチクル・ステージを備えた、パターン化手段を支持するための支持構造と、
パターン化されたビームを基板のターゲット部分に投影するための投影システムと、
パターン化手段をレチクル・ステージに対して位置決めするための位置決め手段と
を備えたリソグラフィ投影装置であって、このリソグラフィ投影装置が、
投影システムが、パターン化されたビームを基板のターゲット部分に投影し、またレチクル・ステージがパターン化手段を支える投影フェーズと、
パターン化手段を交換するとともに、位置決め手段がパターン化手段をレチクル・ステージに対して位置決めする交換フェーズであって、レチクル・ステージが、パターン化手段の動作領域とパターン化手段の交換領域との間に延びるローディング・ストロークを実行するようになっている交換フェーズと
を含むオペレーション・サイクルをさらに有し、
リソグラフィ投影装置が、
ローディング・ストロークの方向に対して直角をなす方向におけるレチクル・ステージの位置を測定するｘ−センサを備えた、パターン化手段の平面内におけるレチクル・ステージの位置を測定するための第１の測定手段をさらに備え、
投影フェーズの間、ｘ−センサが動作領域内におけるレチクル・ステージの位置を測定することができるように、また交換フェーズの間、ｘ−センサが交換領域内におけるレチクル・ステージの位置を測定することができるように交換領域が動作領域に対して配置されたことを特徴とするリソグラフィ投影装置によって達成される。

また、上記第３の目的および他の目的は、本発明の第３の観点によれば、
放射線の投影ビームを提供するための放射線システムと、
投影ビームを所望のパターンに従ってパターン化するように機能し、それによりパターン化されたビームを生成するパターン化手段と、
レチクル・ステージを備えた、パターン化手段を支持するための支持構造と、
パターン化されたビームを基板のターゲット部分に投影するための投影システムと、
パターン化手段をレチクル・ステージに対して位置決めするための位置決め手段と
を備えたリソグラフィ投影装置であって、該リソグラフィ投影装置が、
投影システムが、パターン化されたビームを基板のターゲット部分に投影し、且つレチクル・ステージがパターン化手段を支える投影フェーズと、
パターン化手段を交換し、且つ位置決め手段がパターン化手段をレチクル・ステージに対して位置決めする交換フェーズと
を含むオペレーション・サイクルを有し、レチクル・ステージが、パターン化手段の動作領域とパターン化手段の交換領域との間に延びるローディング・ストロークを交換フェーズで実行するようになされており、
リソグラフィ投影装置が、
ｚ−センサを備えた、パターン化手段の平面に対して直角をなす方向におけるレチクル・ステージの位置を測定するための第２の測定手段をさらに備え、
投影フェーズの間、ｚ−センサが動作領域内におけるレチクル・ステージの位置を測定することができるように、また交換フェーズの間、ｚ−センサが交換領域内におけるレチクル・ステージの位置を測定することができるように交換領域が動作領域に対して配置されていることを特徴とするリソグラフィ投影装置によって達成される。

投影フェーズの間、パターン化手段は動作領域内に位置している。操作による移動であれ、あるいは振動などの外乱による移動であれ、パターン化手段のあらゆる変位が測定される。

パターン化手段は、交換フェーズの間、交換領域でレチクル・ステージから降ろされ、別のパターン化手段がレチクル・ステージに装着される。通常、このパターン化手段の交換は、投影システムが邪魔にならないよう、あるいは交換プロセスに何らかの故障が生じた場合に、投影システムを損傷することがないよう、パターン化手段の動作領域外で実施される。

公知のリソグラフィ・システムでは、ｘ−センサは、パターン化手段が動作領域内で変位した場合に、パターン化手段の平面内におけるローディング・ストロークの方向に対して直角をなす方向のレチクル・ステージの位置を測定している。ローディング・ストロークの方向に対して直角をなす方向がｘ方向であり、ローディング・ストロークの方向がｙ方向である。ｘ方向およびｙ方向によって形成される平面（ｘ−ｙ平面）がパターン化手段の平面である。交換領域におけるｘ方向のレチクル・ステージの位置を測定するためには、別のｘ−センサが必要である。

公知のリソグラフィ・システムでは、ｚ−センサは、パターン化手段が動作領域内で変位した場合に、パターン化手段の平面に対して直角をなす方向のレチクル・ステージの位置を測定している。パターン化手段の平面に対して直角をなす方向がｚ方向である。交換領域におけるｚ方向のレチクル・ステージの位置を測定するためには、別のｚ−センサが必要である。

交換領域に個別のｘ−センサおよびｚ−センサを使用することにより、投影システムのアイドル時間が追加されることが分かっている。パターン化手段を交換しなければならない場合、レチクル・ステージによってパターン化手段が動作領域から交換領域へもたらされる。ｘ−センサおよび／またはｚ−センサは、レチクル・ステージとの接触を失うとスイッチ・オフする。交換領域のｘ−センサおよび／またはｚ−センサは、レチクル・ステージを検出すると直ちにスイッチ・オンし、第１のパターン化手段と第２のパターン化手段が交換される。

第２のパターン化手段がレチクル・ステージに装着されると、レチクル・ステージによって動作領域へもたらされる。投影領域におけるパターン化手段のｘ位置および／またはｚ位置の正確な測定を保証するためには、レチクル・ステージが再び動作領域に入ると、投影システムが投影プロセスを開始する前に動作領域のｘ−センサおよびｚ−センサを再始動し、較正しなければならならない。

したがって、動作領域および交換領域に個別のｘ−センサおよび／またはｚ−センサが存在している場合、パターン化手段交換プロセスの間、測定方向毎に２つのセンサを始動し、且つセンサを較正するサイクルを実行しなければならず、その間、投影システムはアイドル状態になる。

レチクル・ステージのｘ位置の測定を動作領域および交換領域の両方で同じｘ−センサを使用して実施する場合、またレチクル・ステージのｚ位置の測定を動作領域および交換領域の両方で同じｚ−センサを使用して実施する場合、センサの再始動およびセンサの較正を省略することができ、したがって投影システムのアイドル時間を短縮することができる。

本発明の第３の観点によれば、これは、同じｘ−センサおよび／またはｚ−センサを使用して交換領域および動作領域の両方の領域におけるレチクル・ステージの位置を測定することができるよう、交換領域を動作領域により近接して（公知のリソグラフィ装置と比較して）配置することによって達成される。

交換領域と動作領域をより近接して配置することによって得られる追加の利点は、レチクル・ステージの総ストロークが短縮されることである。これは、投影プロセスが真空中で実施されるリソグラフィ投影システムの場合、同じく真空室の寸法を短縮することができるため、とりわけ有利である。

ｘ−センサおよび／またはｚ−センサは、干渉計を有することが好ましく、その場合、位置決めシステムからレチクル・ステージへのパターン化手段の受取りが、公知のリソグラフィ投影装置より正確に実施されることが分かっている。

本発明の第３の観点による装置の場合、パターン化手段交換プロセスの間、ｘ−センサおよび／またはｚ−センサのセットがレチクル・ステージとの接触を断たないことが重要であり、またパターン化手段交換プロセスの間、センサを再始動し、且つ較正する必要がないことが重要であるが、これは、ｘ−センサおよび／またはｚ−センサを単一のセンサとして実施しなければならないことを意味するものではなく、アセンブルされたセンサ・セットもその可能性が期待されている。

また、本発明の第３の観点の原理は、リソグラフィ装置の他の部品、例えば基板テーブルなどへの適用が意図されている。

本発明の第３の他の観点によれば、
少なくとも一部が放射線感光材料の層で被覆された基板を提供するステップと、
放射線システムを使用して放射線の投影ビームを提供するステップと、
パターン化されたビームを生成するように、投影ビームの断面をパターン化するパターン化手段を使用するステップと、
パターン化された放射線ビームを投影フェーズで放射線感光材料の層のターゲット部分に投影するステップと、
パターン化手段を支えるようにレチクル・ステージを使用するステップと、
交換フェーズでパターン化手段を交換するステップと
を含むデバイス製造方法であって、
レチクル・ステージが、交換フェーズの間、パターン化手段の動作領域とパターン化手段の交換領域との間で延びるローディング・ストロークを実行するようになされ、
ローディング・ストロークの方向に対して直角をなす方向におけるレチクル・ステージの位置を測定するｘ−センサを備えた第１の測定手段を使用して、パターン化手段の平面内におけるレチクル・ステージの位置を測定するステップをさらに含み、
投影フェーズの間、ｘ−センサが動作領域内におけるレチクル・ステージの位置を測定することができるように、また交換フェーズの間、ｘ−センサが交換領域内におけるレチクル・ステージの位置を測定することができるように交換領域が動作領域に対して配置されていることを特徴とするデバイス製造方法が提供される。

また、本発明の第３の他の観点によれば、
少なくとも一部が放射線感光材料の層で被覆された基板を提供するステップと、
放射線システムを使用して放射線の投影ビームを提供するステップと、
パターン化されたビームを生成するように、投影ビームの断面をパターン化するパターン化手段を使用するステップと、
パターン化された放射線ビームを投影フェーズで放射線感光材料の層のターゲット部分に投影するステップと、
パターン化手段を支えるようにレチクル・ステージを使用するステップと、
交換フェーズでパターン化手段を交換するステップと
を含むデバイス製造方法であって、
レチクル・ステージが、交換フェーズの間、パターン化手段の動作領域とパターン化手段の交換領域との間で延びるローディング・ストロークを実行するようになされ、
ｚ−センサを備えた第２の測定手段を使用して、パターン化手段の平面に対して直角をなす方向におけるレチクル・ステージの位置を測定するステップをさらに含み、
投影フェーズの間、ｚ−センサが動作領域内におけるレチクル・ステージの位置を測定することができるように、また交換フェーズの間、ｚ−センサが交換領域内におけるレチクル・ステージの位置を測定することができるように交換領域が動作領域に対して配置されていることを特徴とするデバイス製造方法が提供される。

本明細書においては、本発明による装置の、とりわけＩＣの製造における使用について言及されているが、本発明による装置は、他の多くの可能なアプリケーションを有していることを明確に理解されたい。例えば、本発明による装置は、集積光学系、磁気領域メモリのための誘導および検出パターン、液晶表示パネル、薄膜磁気ヘッド等の製造に使用することができる。このような代替アプリケーションの文脈においては、本明細書における「レチクル」、「ウェハ」あるいは「ダイ」という用語の使用はすべて、それぞれより一般的な「マスク」、「基板」および「ターゲット部分」という用語に置換されるものと見なすべきであることは、当分野の技術者には理解されよう。

本明細書においては、「放射線」および「ビーム」という用語は、紫外（ＵＶ）放射線（例えば、波長が３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍもしくは１２６ｎｍ）、極紫外（ＥＵＶ）放射線（波長の範囲が例えば５〜２０ｎｍの放射）、およびイオン・ビームあるいは電子ビームなどの粒子線を含むあらゆるタイプの電磁放射線を包含するように使用されている。

以下、本発明の実施例について、単なる実施例に過ぎないが、添付の略図を参照して説明する。図において、対応する参照記号は、対応する部品を表している。

「実施例１」
図１は、本発明の特定の実施例によるリソグラフィ投影装置１を略図で示したものである。この装置は、
放射線の投影ビームＰＢ（例えばＥＵＶ放射線）を供給するための放射線システムＥｘおよびＩＬ（この特定の実施例では、放射線システムはさらに放射線源ＬＡを備えている）と、
マスクＭＡ（例えばレチクル）を保持するためのマスク・ホルダを備えた、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のオブジェクト・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た、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のオブジェクト・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からなる）に結像させるための投影システム（「レンズ」）ＰＬ（例えばミラー・セット）と
を備えている。

図に示すように、この装置は透過型（すなわち透過型マスクを有する）装置であるが、一般的には例えば反射型（反射型マスクを備えた）装置であってもよい。別法としては、この装置は、例えば上で参照したプログラム可能ミラー・アレイ・タイプなど、他の種類のパターン化手段を使用することもできる。

放射線源ＬＡ（例えばレーザ）は放射線ビームを生成する。この放射線ビームは、照明システム（イルミネータ）ＩＬに直接供給され、あるいは、例えばビーム・エキスパンダＥｘなどの調整手段を介して供給される。イルミネータＩＬは、ビーム内の強度分布の外部および／または内部放射範囲（一般に、それぞれσ−アウタおよびσ−インナと呼ばれる）を設定するための調整手段ＡＭを備えることができる。またイルミネータＩＬは、通常インテグレータＩＮおよびコンデンサＣＯなど、他の様々なコンポーネントを備えている。この方法により、マスクＭＡに衝突するビームＰＢの断面に、所望する一様な強度分布を持たせることができる。

図１に関して、放射線源ＬＡをリソグラフィ投影装置のハウジング内に配置すること（放射線源ＬＡが例えば水銀灯の場合にしばしば見られるように）、およびリソグラフィ投影装置から離して配置することにより、放射線源ＬＡが生成する放射線ビームをリソグラフィ投影装置に供給する（例えば適切な誘導ミラーを使用することによって）ことができることに留意されたい。この後者のシナリオは、放射線源ＬＡがエキシマ・レーザである場合にしばしば見られるシナリオである。本発明および特許請求の範囲には、これらのシナリオの両方が包含されている。

次に、マスク・テーブルＭＴ上に保持されているマスクＭＡによってビームＰＢが遮断される。マスクＭＡを通過したビームＰＢは、ビームＰＢを基板Ｗのターゲット部分Ｃに集束させるレンズＰＬを通過する。第２の位置決め手段ＰＷ（および干渉測定手段ＩＦ）を使用することにより、例えば異なるターゲット部分ＣをビームＰＢの光路中に配置するように、基板テーブルＷＴを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ＰＭを使用して、例えばマスク・ライブラリからマスクＭＡを機械的に検索した後で、あるいは走査中に、マスクＭＡをビームＰＢの光路に対して正確に配置することができる。通常、オブジェクト・テーブルＭＴおよびＷＴの移動は、図１には明確に示されていないが、長ストローク・モジュール（粗位置決め）および短ストローク・モジュール（精密位置決め）を使用して実現されるが、ウェハ・ステッパ（ステップ・アンド・スキャン装置ではなく）の場合、マスク・テーブルＭＴは、短ストローク・アクチュエータに接続するだけでよく、あるいは固定することも可能である。マスクＭＡおよび基板Ｗは、マスク位置合せマークＭ１、Ｍ２および基板位置合せマークＰ１、Ｐ２を使用して整列させることができる。

図に示す装置は、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、基本的に静止状態に維持され、マスクイメージ全体がターゲット部分Ｃに１回の照射（すなわち単一「フラッシュ」で）投影される。次に、基板テーブルＷＴがｘおよび／またはｙ方向にシフトされ、異なるターゲット部分ＣがビームＰＢによって照射される。
（２）走査モードでは、所与のターゲット部分Ｃが単一「フラッシュ」に露光されない点を除き、ステップ・モードと基本的に同じシナリオが適用される。走査モードでは、マスク・テーブルＭＴを所与の方向（いわゆる「走査方向」、例えばｙ方向）に速度ｖで移動させることができるため、投影ビームＰＢでマスク・イメージを走査すること、および同時に、基板テーブルＷＴを同じ方向もしくは逆方向に、速度Ｖ＝Ｍｖで移動させることができる。ＭはレンズＰＬの倍率である（通常、Ｍ＝１／４もしくはＭ＝１／５）。この方法によれば、解像度を犠牲にすることなく、比較的大きいターゲット部分Ｃを露光することができる。

図２は、本発明の第１の観点によるリソグラフィ投影装置の関連部品の概要を略図で示したものである。図２には、ｘ、ｙおよびｚ方向からなる基準座標系が示されている。図から分かるように、ｘ−ｙ平面は、パターン化手段（この実施例ではレチクル１）の平面であり、ｚは、パターン化手段の平面に対して直角をなす方向である。

図２に示す実施例では、使用されているパターン化手段はレチクル１である。このレチクル１は、透過型もしくは反射型のいずれであってもよい。ブラケット２は、レチクル１の周囲の少なくとも３ヶ所に設けられている。ブラケット２の各々は、円筒状の孔４およびＶ形の溝３を備えている。

レチクル１をレチクル・ステージ２５に対して位置決めしている間、レチクル・キャリア１０がレチクル１を支えている。レチクル・キャリア１０は、３つのサポート１１を備えている。サポート１１の各々は、サポート１１のｘ、ｙおよびｚ方向の移動を可能にしているスプリング１２に取り付けられている。また、サポート１１の各々は、レチクル１を支えるための部分的に球面状の支持面１３を有している。支持面１３は、支持面１３と対応するレチクル・ブラケット２のＶ形の溝３が嵌合するような寸法とされている。Ｖ形の溝３と支持面１３の間の相互作用により、レチクル１は、レチクル・キャリア１０のサポートに対して正確且つ再現可能に位置決めされる。サポート１１の各々は、この実施例では孔１５の円錐壁部分である第１の位置決め面１４を備えている。

結合システムは３つの位置決め要素２２を備えている。位置決め要素２２の各々は、スプリング２３で大まかに示すように、スプリングで取り付けられている。また、位置決め要素２２は、ｚ方向にのみ移動することができるように取り付けられている。これは、例えば位置決め要素２２の各々を２枚の互いに平行な板ばねの上に取り付けることによって達成することができる。

位置決め要素２２の各々は、レチクル・ステージ２５の一部を形成しているミラー・ブロック２０に取り付けられている。ミラー・ブロックには、レチクル１をミラー・ブロック２０に対して固定するための、例えば静電クランプであるクランプ２１が設けられている。

また、位置決め要素２２の各々は、この実施例では部分的に球面状の先端領域である第２の位置決め面２４を備えている。第２の位置決め面２４は、対応するサポート１１の孔１５と嵌合するような寸法とされている。第２の位置決め面２４と第１の位置決め面１４の間の相互作用により、サポート１１は、位置決め要素２２に対して正確且つ再現可能に位置決めされる。したがってレチクル１がサポートに対して正確且つ再現可能に位置決めされると、レチクル１は、位置決め要素２２、ひいてはレチクル・ステージ２５に対して正確且つ再現可能に位置決めされることになる。

動作に関しては、支持面１３とＶ形の溝３の壁が接触するようにサポート１１上にレチクル１が置かれる（図３Ａ参照）。次に、この時点でレチクル１を支えているレチクル・キャリア１０がミラー・ブロック２０に向かって移動する。レチクル・キャリア１０のこの移動は、主としてｘ−ｙ平面内で生じる（図３（ａ）の矢印Ａ）。

レチクル１がその結合位置に接近すると、位置決め要素２２がブラケット２の孔４を通って移動し、スプリング２３の作用により、位置決め要素２２が孔４を通ってサポート１１の各々の孔１５中に突出する（図３（ｂ）参照）。

位置決め要素２２はｚ方向にのみ移動することができるため、位置決め要素２２は、第２の位置決め表面２４の各々が対応する第１の位置決め面１４を「見出す」までサポート１１をｘ−ｙ平面内で移動させる。すなわち、この実施例の場合、第２の位置決め表面２４の各々が対応する第１の位置決め表面１４とその周囲の少なくとも３ヶ所で接触することによって力の平衡が達成される（図２に示すように）。以上により、レチクル１はｘ−ｙ平面内におけるその最終位置に到達する。

ｘ−ｙ平面内におけるレチクル１の位置決めが完了すると、レチクル・キャリア１０がｚ方向をミラー・ブロック２０に向かって移動する（図３（ｂ）の矢印Ｂ）。位置決め要素２２はスプリング２３に取り付けられているため、サポート１１のｚ方向の移動に伴って位置決め要素２２もｚ方向に移動する。レチクル１がｚ方向におけるその最終位置に到達すると、クランプ２１がアクティブになり、レチクル１をミラー・ブロック２０に対して固定する。次にレチクル・キャリア１０が後退し、最初にｚ方向をミラー・ブロック２０から離れる方向に移動し、続いて実質的にｘ−ｙ平面内を投影システムから離れる方向に移動する（図３（ｃ）の矢印ＣおよびＤ参照）。以上により、結合システムは、いつでも投影システムをアクティブにすることができる。

図２から明らかなように、位置決め要素２２（図に示す実施例ではピンフォーム要素が使用されている）の直径は、位置決め要素２２が突出する孔４の直径より著しく小さくなっている。位置決め要素２２の直径が孔４の直径より著しく小さくなっていることにより、投影システムのアクティブ時における結合システムとレチクルの接触が回避されるため、このことは本発明の第１の観点によるリソグラフィ投影装置にとっては重要である。したがって投影システムがアクティブ状態にある場合に、結合システムによって何らかの機械的な負荷がレチクルに印加されることはなく、ひいては結合システムがレチクルの偏向もしくは変形の原因になることはないため、投影イメージの精度が改善される。

図４は、本発明の第２の観点によるリソグラフィ投影装置の関連部品の概要を略図で示したものである。

図４には、レチクル１０１を投影システムに対して移動させるためのレチクル・ステージ１２０が示されている。レチクル・ステージ１２０は、長ストローク・ユニット１２５および短ストローク・ユニット１２６を備えている。長ストローク・ユニット１２５と短ストローク・ユニット１２６の間には接続部１２９が存在しており、長ストローク・ユニット１２５に対する短ストローク・ユニット１２６の移動を可能にしている。短ストローク・ユニット１２６は、レチクル１０１をレチクル・ステージ１２０に対して固定するためのクランプ１２１を備えている。レチクル・ステージは、接続部１２８を介してサポート１２７に接続されている。接続部１２８は、サポート１２７に対するレチクル・ステージ１２０の移動を可能にしている。

本発明の第２の観点によれば、リソグラフィ投影装置は、さらに、レチクル１０１をレチクル・ステージ１２０に対して位置決めするための位置決め手段を備えている。この位置決め手段は、中間ボディ１１５を備えたレチクル・キャリア１１０を備えている。中間ボディ１１５は、図に示す実施例ではスプリング載置プレートである。スプリング１１７にそれぞれ取り付けられたサポート１１６が、中間ボディ１１５を支えている。レチクル１０１は、レチクル１０１をレチクル・ステージ１２０に対して位置決めしている間、６自由度で中間ボディ１１５に接続される。レチクル１０１と中間ボディ１１５の間の接続手段１１８は、例えば機械式クランプであってもあるいは静電クランプであってもよく、また、磁石システムもしくは重力および摩擦を組み合わせて使用したシステムであってもよい。当然のことではあるが、レチクル・ステージがレチクル１０１を受け取っている間、中間ボディ１１５とレチクル１０１の間の接続手段１１８はスイッチ・オフされる。

また、本発明の第２の観点によるリソグラフィ投影装置は、中間ボディ１１５とレチクル・ステージ１２０を結合するための結合手段１３０を備えている。レチクル・ステージ１２０と中間ボディ１１５を結合することにより、レチクル１０１とレチクル・ステージ１２０の間の相対移動が著しく低減され、さらにはゼロに低減される。したがって、レチクル・キャリア１１０からレチクル・ステージ１２０へのレチクル１０１の受取りに対する、レチクル１０１とレチクル・ステージ１２０の間の相対移動および／またはすべりの原因となる振動による妨害が著しく低減される。

図４に示す実施例では、結合手段は、機械的結合手段、より詳細にはレチクル・ステージに接続された、少なくとも一部が球面状の位置決め面を有する位置決め要素１３１と、中間ボディ１１５のＶ形の溝１３２とを含む。この実施例では、位置決め要素１３１とＶ形の溝１３２とが相俟ってレチクル・ステージ１２０と中間ボディ１１５との間の直接接触を提供しており、それによりレチクル・ステージ１２０と中間ボディ１１５が６自由度で結合し、ひいては相対移動を除去している。

図４に示す実施例では、結合手段１３０は、レチクル・ステージ１２０の長ストローク・ユニット１２５に接続された３つの位置決め要素１３１を備えている。位置決め要素１３１の各々は、対応する中間ボディ１１５のＶ形の溝１３２と相互に作用するようになされた、少なくとも一部が球面状の位置決め面を有している。複数の位置決め要素１３１の位置決め面によって、レチクル・ステージ１２０からｚ方向（すなわちレチクル１０１の平面に対して直角をなす方向）に既知の距離にあるｘ−ｙ平面（すなわちレチクル１０１の平面に平行の平面）内に中間ボディ１１５を位置決めしている。また位置決め面およびＶ形の溝１３２は、レチクル・ステージ１２０に対する中間ボディ１１５の位置を維持している。結合手段が、レチクル・ステージから異なる方向に一定の距離にある異なる平面内に中間ボディの位置を決定する代替実施例もまた予見される。

機械的結合手段の代替として、渦電流結合手段もしくは電子結合を使用することができる。また電子的結合が予見され、この場合、レチクル・ステージ１２０と中間ボディ１１５との移動が、レチクル１０１とレチクル・ステージ１２０の相対位置を測定するための測定手段と、レチクル１０１とレチクル・ステージ１２０の相対位置を制御するための制御手段とを備えた結合手段を使用して電子的に結合される。この実施例では、位置決めプロセスの間に中間ボディ１１５の位置を測定し、さらに、レチクル・ステージ１２０が中間ボディ１１５の移動に追随するよう、制御手段によってレチクル・ステージ１２０を駆動することにより、中間ボディ１１５とレチクル・ステージ１２０との間の相対移動を極めて小さくし、さらにはゼロにしている。

好ましい実施例では、中間ボディ１１５がレチクル・ステージ１２０に結合されると、レチクル・ステージ１２０に対するレチクル１０１の位置が測定される。そのために、図４に示す実施例にはセンサ１４０が提供されている。この測定の結果に基づいて、レチクル・ステージ１２０に対するレチクル１０１の最適位置決めを達成するように、１つまたは複数の修正移動が実行される。この最適位置に到達すると、レチクル・ステージ１２０は、中間ボディ１１５からレチクル１０１を受け取る。短ストローク・ユニット１２６のクランプ１２１は、レチクル１０１を捕捉するように、ｚ方向をレチクル１０１に向かって移動することが好ましい。

図４に示す実施例では、中間ボディ１１５は、レチクル・ステージ１２０の長ストローク・ユニット１２５に結合されている。この場合、短ストローク・ユニット１２６によって修正移動が実行されることが好ましい。

短ストローク・ユニット１２６もしくは長ストローク・ユニット１２５のいずれかを使用した修正移動の代替として、専用アクチュエータを使用することも可能であり、例えばレチクル・キャリア１１０の上もしくはレチクル・ステージ１２０の上にこのようなアクチュエータを取り付けることができる。

図５（ａ）および（ｂ）は、本発明の第３の観点によるリソグラフィ投影装置の関連部品の概要を略図で示したものである。

図５（ａ）は、動作領域２０１におけるレチクル・ステージ２２０を示したもので、パターン化手段の平面（ｘ−ｙ平面）内におけるレチクル・ステージ２２０の位置が測定される。レチクル・ステージ位置のｙ方向の測定は、ｙ−センサ２１１および２１２によって実施され、ｘ方向のレチクル・ステージ位置は、ｘ−センサ２１０によって測定される。ｙ−センサ２１１および２１２の両方のセンサによる測定に基づいて、ｚ軸に対するレチクル・ステージの回転位置が決定される。

また、ｚ−センサ２１３を使用して、パターン化手段の平面に対して直角方向のレチクル・ステージ２２０の位置が測定される。

図５（ｂ）は、交換領域２０２におけるレチクル・ステージ２２０を示したもので、単一のｘ−センサ２１０が、動作領域および交換領域におけるレチクル・ステージ２２０のｘ位置を測定する。また、単一のｚ−センサ２１３が、動作領域および交換領域の両方の領域におけるレチクル・ステージ２２０のｚ位置を測定する。この単一センサによる測定を達成するように、交換領域２０２は、動作領域２０１に近接して配置される。

以上、本発明の特定の実施例について説明したが、説明した以外の方法で本発明を実践することができることは理解されよう。以上の説明は、本発明を制限することを意図したものではない。

本発明の一実施例によるリソグラフィ投影装置の略図である。 本発明の第１の観点が組み込まれたリソグラフィ投影装置の関連部品の概略図である。 （ａ）〜（ｃ）は、本発明の第１の観点によるリソグラフィ投影装置の結合プロセスを示す概略図である。 本発明の第２の観点によるリソグラフィ投影装置の関連部品の概略図である。 （ａ）および（ｂ）は、本発明の第３の観点によるリソグラフィ投影装置の関連部品の概略図である。

符号の説明

１、１０１ リソグラフィ投影装置
２ ブラケット
３、１３２ Ｖ形の溝
４ ブラケットの孔
１０、１１０ レチクル・キャリア
１１、１１６、１２７ サポート
１２、２３、１１７ スプリング
１３ 支持面
１４ 第１の位置決め面
１５ サポートの孔
２０ ミラー・ブロック
２１、１２１ クランプ
２２、１３１ 位置決め要素
２４ 第２の位置決め面
２５、１２０、２２０ レチクル・ステージ
１１５ 中間ボディ
１１８ 接続手段
１２５ 長ストローク・ユニット
１２６ 短ストローク・ユニット
１２８、１２９ 接続部
１３０ 結合手段
１４０ センサ
２０１ 動作領域
２０２ 交換領域
２１０ ｘ−センサ
２１１、２１２ ｙ−センサ
２１３ ｚ−センサ
Ｃ ターゲット部分
ＩＦ 干渉測定手段
ＩＬ 放射線システム（照明システム、イルミネータ）
ＬＡ 放射線源
Ｍ１、Ｍ２ マスク位置合せマーク
ＭＡ マスク
ＭＴ 第１のオブジェクト・テーブル（マスク・テーブル）
Ｐ１、Ｐ２ 基板位置合せマーク
ＰＢ 放射線の投影ビーム
ＰＬ 投影システム（レンズ）
ＰＭ 第１の位置決め手段
ＰＷ 第２の位置決め手段
Ｗ 基板
ＷＴ 第２のオブジェクト・テーブル（基板テーブル）

Claims (6)

1. 放射線の投影ビームを提供するための放射線システムと、
   前記投影ビームを所望のパターンに従ってパターン化するように機能して、パターン化されたビームを生成するパターン化手段（１）と、
   レチクル・ステージ（２５）を有する、前記パターン化手段（１）を支持するための支持構造と、
   前記パターン化されたビームを基板のターゲット部分に投影するための投影システムと、
   前記パターン化手段（１）を前記レチクル・ステージ（２５）に対して位置決めするための結合システムと、
   を備え、
   前記結合システムは、
   レチクル・キャリア（１０）と、
   前記レチクル・キャリア（１０）に設けられ、前記レチクル・キャリア（１０）に対する前記パターン化手段（１）の位置を決定するための１つまたは複数のサポート（１１）と、
   前記レチクル・ステージ（２５）に設けられ、前記レチクル・ステージ（２５）に対する前記１つまたは複数のサポート（１１）の位置をそれぞれ決定するための１つまたは複数の位置決め要素（２２）と、
   を有しており、
   前記投影システムは、
   前記レチクル・ステージ（２５）に前記パターン化手段（１）を保持させて、前記パターン化されたビームを前記基板のターゲット部分に投影する投影フェーズと、
   前記パターン化手段（１）を交換し、前記結合システムにより前記パターン化手段（１）を前記レチクル・ステージ（２５）に対して位置決めする交換フェーズと、
   を含むオペレーション・サイクルを有しており、
   前記レチクル・ステージ（２５）に前記パターン化手段（１）が保持されると、前記結合システムが前記パターン化手段（１）から物理的に隔離されることを特徴とするリソグラフィ投影装置。
2. 各サポート（１１）が、前記パターン化手段（１）を支えるための支持面（１３）、および第１の位置決め面（１４）を有し、また、
   各位置決め要素（２２）が第２の位置決め面（２４）を有し、
   前記１つまたは複数のサポート（１１）の前記第１の位置決め面（１４）と、前記１つまたは複数の位置決め要素（２２）の前記第２の位置決め面（２４）とがそれぞれ相互作用するように配置され、それによって前記パターン化手段（１）を前記レチクル・ステージ（２５）に対して結合する際に、前記レチクル・ステージ（２５）に対する前記レチクル・キャリア（１０）の位置が決定されることを特徴とする請求項１に記載のリソグラフィ投影装置。
3. 前記パターン化手段（１）が、前記レチクル・キャリア（１０）の１つまたは複数のサポート（１１）の前記支持面（１３）と相互に作用するようになされたインタフェース（２）であって、前記パターン化手段（１）を前記レチクル・キャリア（１０）に対して位置決めするためのインタフェース（２）を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のリソグラフィ投影装置。
4. 前記インタフェース（２）に、前記結合システムの前記１つ又は複数の位置決め要素（２２）がそれぞれ配置される１つ又は複数の貫通孔が形成されており、
   各貫通孔の直径は、各位置決め要素（２２）の直径よりも大きい、請求項３記載のリソグラフィ投影装置。
5. 前記投影システムがアクティブである間、前記位置決め要素（２２）の前記第２の位置決め面（２４）側の端部が、前記インタフェース（２）の貫通孔から突出していることを特徴とする請求項４に記載のリソグラフィ投影装置。
6. 少なくとも一部が放射線感光材料の層で被覆された基板を提供するステップと、
   放射線システムを使用して放射線の投影ビームを提供するステップと、
   パターン化されたビームを生成するように、前記投影ビームの断面をパターン化するパターン化手段（１）を使用するステップと、
   パターン化された放射線ビームを投影フェーズで前記放射線感光材料の層のターゲット部分に投影するステップと、
   前記投影フェーズで、レチクル・ステージ（２５）を使用して前記パターン化手段（１）を保持するステップと、
   交換フェーズで前記パターン化手段（１）を交換するステップと、
   前記交換フェーズで、レチクル・キャリア（１０）と、該レチクルキャリア（１０）に設けられた１つ又は複数のサポート（１１）と、前記レチクル・ステージ（２５）に設けられた１つ又は複数の位置決め要素（２２）とを含む結合システムを使用して、前記パターン化手段（１）を前記レチクル・ステージ（２５）に対して位置決めするステップと、
   を含み、
   前記交換フェーズは、
   前記レチクル・キャリア（１０）に設けられた前記１つ又は複数のサポート（１１）を用いることにより、レチクル・キャリア（１０）に対する前記パターン化手段（１）の位置を決定することと、
   前記レチクル・ステージ（２５）に設けられた前記１つ又は複数の位置決め要素（２２）を用いることにより、前記レチクル・ステージ（２５）に対する前記レチクル・キャリア（１０）の位置を決定することと、を含み、
   前記投影フェーズにおいて、前記レチクル・ステージ（２５）に前記パターン化手段（１）が保持されると、前記結合システムが前記パターン化手段（１）から物理的に隔離される、デバイス製造方法。
   

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