JP2007110100A - リソグラフィ装置及び制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】可動部と、該可動部との位置量を高速且つ高精度に制御するコントローラを提供する。
【解決手段】コントローラは、第１のコントローラ移動機能と、第２のコントローラ移動機能とを備える。セレクタは、可動部の状態に応じて、第１のコントローラ移動機能ＣＯＮ１または第２のコントローラ移動機能ＣＯＮ２を選択する。可動部が実質的に静止状態であるときに第１のコントローラ移動機能ＣＯＮ１を選択し、一方、可動部が実質的に非静止状態であるときに第２のコントローラ移動機能ＣＯＮ２を選択することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、可動部、および該可動部の位置量を制御するコントローラを備えるリソグラフィ装置に関する。また、本発明は、リソグラフィ装置の可動部の位置量を制御する方法に関する。

リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板上、通常、基板のターゲット部分上に付与する機械である。リソグラフィ装置は、例えば、集積回路（ＩＣ）の製造において用いることができる。その場合、ＩＣの個々の層上に形成される回路パターンを生成するために、マスクまたはレチクルとも呼ばれるパターン形成体（パターニングデバイス patterning device）を用いることができる。このパターンは、基板（たとえばシリコンウェーハ）上のターゲット部分（たとえば１つまたはいくつかのダイあるいはダイの一部を含む）に転写される。パターンの転写は通常、基板上に設けられた放出線感応性材料（レジスト）層上での結像を介してなされる。一般には、単一の基板が、連続的にパターニングされる隣接したターゲット部分の回路網(ネットワークnetwork)を含んでいる。既知のリソグラフィ装置としては、ターゲット部分上にパターン全体を一度に露光することにより各ターゲット部分を照射する、いわゆるステッパ、およびある特定の方向（「スキャン」方向）の照射ビームによってパターンをスキャンすると同時にこの方向に平行または逆平行に基板をスキャンすることにより各ターゲット部分を照射する、いわゆるスキャナが含まれる。パターンを基板上にインプリントすることにより、パターン形成体から基板にパターンを転写することも可能である。

リソグラフィ装置は、通常、基板を保持するための基板テーブルまたは基板ステージといった複数の可動部(movable parts)と、パターン形成体を保持するためのマスクテーブル、当該リソグラフィ装置の投影システムの光学素子、基板を操作するための基板操作部(substrate handler)等を備える。

通常、このような可動部は、高精度な位置決めが行われる。そのため、可動部の位置、速度、ジャーク等の位置量を制御するようコントローラが設けられている。このコントローラは、たとえば、フィードバック制御方式、フィードフォワード制御方式、またはフィードバック制御方式とフィードフォワード制御方式との組み合わせ等のあらゆるタイプのコントローラであってよい。コントローラは、たとえば、位置量、または、位置量から導き出される量等のあらゆるその他の量を示す信号を与えるセンサを使用することができる。これらのセンサの例としては、位置センサ、速度センサ、加速度センサ、力センサ、振動センサ等がある。さらに、設定信号(setpoint signal)、フィードフォワード信号、フィードフォワードエラー訂正信号等の他の情報を制御ループに与えることができる。たとえば、ゲイン(gain)等のコントローラの移動に関する特性(transfer characteristics)、周波数特性、または、移動に関するあらゆるその他の特徴は、次の２つの目的を達成するために通例最適化されている技術の現状に従ったものとなっている。第一に、コントローラの反応速度の高速化を実現する、すなわち、可動部の整定時間(settling time)を短縮することであり、第二に、コントローラによる外乱除去を最大限にして、位置量に対する外乱(disturbance)（ノイズなど）の影響を減少させることである。外乱除去を高度化するためにコントローラを最適化すると、コントローラの速度が低下する一方、コントローラを高速化させるよう設計を行うと、外乱除去は最低限のものとなるため、通常は、これらの妥協点を探ることになる。

リソグラフィ装置のための改良したコントローラおよび制御方法を提供する。

本発明の１つの実施形態によれば、可動部と、可動部の位置量を制御するコントローラであって、第１のコントローラ移動機能と、第２のコントローラ移動機能を備え、かつ可動部の状態に応じて第１のコントローラ移動機能または第２のコントローラ移動機能を選択するセレクタをさらに備えるコントローラとを備えるリソグラフィ装置が提供される。

本発明の別の実施形態では、プロセスの出力量を制御するコントローラを備えるリソグラフィ装置であって、コントローラが第１のコントローラ移動機能および第２のコントローラ移動機能を備え、プロセスの状態に応じて第１のコントローラ移動機能または第２のコントローラ移動機能を選択するセレクタをさらに備えるリソグラフィ装置が提供される。

さらなる実施形態においては、リソグラフィ装置の可動部の位置量を制御する方法であって、第１のコントローラ移動機能と第２のコントローラ移動機能とを設けることと、可動部の状態に応じて第１のコントローラ移動機能または第２のコントローラ移動機能を選択することとを含む方法が提供される。

以下、同じ参照符号によって対応部分を示す添付の概略図面を参照しながら、単なる例として、本発明の実施形態を説明する。

図１は、本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置を概略的に示す。リソグラフィ装置は、放射線ビームＢ（たとえばＵＶ放射線または他の適切な放射線）を調整することができるように構成された照射システム（イルミネータ）ＩＬと、パターン形成体（たとえばマスク）ＭＡを支持することができるように構成され、また特定のパラメータに従ってパターン形成体を正確に位置付けることができるように構成された第１位置決め装置ＰＭに連結されたマスク支持構造体（たとえばマスクテーブル）ＭＴとを含む。またリソグラフィ装置は、基板（たとえばレジスト塗布ウェハ）Ｗを保持することができるように構成され、また特定のパラメータに従って基板を正確に位置付けることができるように構成された第２位置決め装置ＰＷに連結された基板テーブル（たとえばウェーハテーブル）ＷＴすなわち「基板支持体」も含む。リソグラフィ装置は、またパターン形成体ＭＡによって放射線ビームＢに付けられたパターンを基板Ｗのターゲット部分Ｃ（たとえば１つ以上のダイを含む）上に投影することができるように構成された投影システム（たとえば屈折投影レンズシステム）ＰＳも含む。

照射システムとしては、放射線を誘導し、形成し、あるいは制御するために、屈折型、反射型、磁気型、電磁型、静電型、またはその他の型の光学部品、あるいはそれらのあらゆる組合せなどのさまざまな型の光学部品を含むことができる。

マスク支持構造体は、パターン形成体の重量を支持するものすなわち支えるものである。マスク支持構造体は、パターン形成体の配向、リソグラフィ装置の設計、および、パターン形成体が真空環境内で保持されているかいないかなどといった他の条件に応じた態様でパターン形成体を保持する。マスク支持構造体は、機械式、真空式、静電式またはその他のクランプ技術を使って、パターン形成体を保持することができる。マスク支持構造体は、たとえば、必要に応じて固定または可動式にすることができる架台またはテーブルであってもよい。マスク支持構造体は、パターン形成体を、たとえば、投影システムに対して任意の位置に確実に置くことができる。本明細書において使われる用語「レチクル」または「マスク」はすべて、より一般的な用語「パターン形成体」と同義であると考えるとよい。

本明細書において使われる用語「パターン形成体」は、基板のターゲット部分内にパターンを作り出すように放射線ビームの断面にパターンを付けるために使うことができるあらゆるデバイスを指していると広く解釈されるべきである。なお、放射線ビームに付けたパターンは、たとえば、そのパターンが位相シフト特性(phase-shift features)またはいわゆるアシスト特性(assist features)を含む場合、基板のターゲット部分内の任意のパターンに正確に一致しない場合もある。通常、放射線ビームに付けたパターンは、集積回路などの、ターゲット部分内に作り出されるデバイス内の特定機能層に対応することになる。

パターン形成体は、透過型または反射型であってもよい。パターン形成体の例としては、マスク、プログラマブルミラーアレイ、およびプログラマブルＬＣＤパネルが含まれる。マスクは、リソグラフィィでは公知であり、バイナリ、レベンソン型位相シフト、および減衰型位相シフトなどのマスク型、ならびに種々のハイブリッドマスク型を含む。プログラマブルミラーアレイの一例では、小型ミラーのマトリックス配列が用いられており、各小型ミラーは、入射する放射線ビームがさまざまな方向に反射するように、個別に傾斜させることができる。傾斜されたミラーは、ミラーマトリックスによって反射される放射線ビームにパターンを付ける。

本明細書において使われる用語「投影システム」は、使われている露光放射線にとって、あるいは液浸液の使用または真空の使用といった他の要因にとって適切な屈折型、反射型、反射屈折型、磁気型、電磁型、および静電型光電システム、またはそれらのあらゆる組合せを含むあらゆる型の投影システムを包含していると広く解釈されるべきである。本明細書において使われる用語「投影レンズ」はすべて、より一般的な用語「投影システム」と同義であると考えるとよい。

本明細書に示されているとおり、リソグラフィ装置は、透過型のもの（たとえば透過型マスクを採用しているもの）である。また、リソグラフィ装置は、反射型のもの（たとえば、前述のタイプのプログラマブルミラーアレイを採用しているか、または反射型マスクを採用しているもの）であってもよい。

リソグラフィ装置は、２つ（デュアルステージ）以上の基板テーブルすなわち「基板支持体」（および／または２つ以上のマスクテーブルすなわち「マスク支持体」）を有する型のものであってもよい。そのような「マルチステージ」機構においては、追加のテーブルまたは支持体を並行して使うことができ、予備工程を１つ以上のテーブルまたは支持体上で実行しつつ、別の１つ以上のテーブルまたは支持体を露光用に使うこともできる。

また、リソグラフィ装置は、投影システムと基板との間の空間を満たすように、比較的高屈折率を有する液体、たとえば、水によって基板の少なくとも一部を覆うことができる型のものであってもよい。さらに、リソグラフィ装置内の、たとえば、マスクと投影システムとの間の別の空間に液浸液を加えてもよい。液浸技術を使えば、投影システムの開口度を増加させることができる。本明細書において使われているような用語「液浸」は、基板のような構造物を液体内に沈めなければならないという意味ではなく、単に、照射中、投影システムと基板との間に液体があるということを意味するものである。

図１を参照すると、イルミネータＩＬは、放射線源ＳＯから放射線ビームを受ける。放射線源およびリソグラフィ装置は、たとえば、放射線源がエキシマレーザである場合、別個の構成要素であってもよい。そのような場合には、放射線源は、リソグラフィ装置の一部を形成しているとはみなされず、また、放射線ビームは、放射線源ＳＯからイルミネータＩＬへ、たとえば、適切な誘導ミラーおよび／またはビームエキスパンダを含むビームデリバリシステムＢＤを使って送られる。別の場合においては、放射線源は、たとえば、放射線源が水銀灯である場合、リソグラフィ装置の一体部分とすることもできる。放射線源ＳＯおよびイルミネータＩＬは、必要ならビームデリバリシステムＢＤとともに、放射線システムと呼んでもよい。

イルミネータＩＬは、放射線ビームの角度強度分布を調節することができるように構成されたアジャスタＡＤを含むことができる。一般に、照射器の瞳面内の強度分布の少なくとも外側および／または内側径方向範囲（通常、それぞれσ-outerおよびσ-innerと呼ばれる）を調節することができる。さらに、イルミネータＩＬは、インテグレータＩＮおよびコンデンサＣＯといったさまざまな他の構成要素を含むことができる。イルミネータを使って放射線ビームを調整すれば、放射線ビームの断面に任意の均一性および強度分布をもたせることができる。

放射線ビームＢは、マスク支持構造体（たとえばマスクテーブルＭＴ）上に保持されているパターン形成体（たとえばマスクＭＡ）上に入射して、パターン形成体によってパターン形成される。マスクＭＡを通り抜けた後、放射線ビームＢは、投影システムＰＳを通過し、投影システムＰＳは、基板Ｗのターゲット部分Ｃ上にビームの焦点をあわせる。第２位置決め装置ＰＷおよび位置センサＩＦ（たとえば、干渉装置、リニアエンコーダ、または静電容量センサ）を使って、たとえば、さまざまなターゲット部分Ｃを放射線ビームＢの経路内に位置付けるように、基板テーブルＷＴを正確に動かすことができる。同様に、第１位置決め装置ＰＭおよび別の位置センサ（図１には明示されていない）を使い、たとえば、マスクライブラリからマスクを機械的に取り出した後またはスキャン中に、マスクＭＡを放射線ビームＢの経路に対して正確に位置付けることもできる。通常、マスクテーブルＭＴの移動は、第１位置決め装置ＰＭの一部を形成するロングストロークモジュール（粗位置決め）およびショートストロークモジュール（微細位置決め）を使って達成することができる。同様に、基板テーブルＷＴすなわち「基板支持体」の移動も第２位置決め器ＰＷの一部を形成するロングストロークモジュールおよびショートストロークモジュールを使って達成することができる。ステッパの場合は（スキャナとは対照的に）、マスクテーブルＭＴは、ショートストロークアクチュエータのみに連結されてもよく、または固定されてもよい。マスクＭＡおよび基板Ｗは、マスクアライメントマークＭ１、Ｍ２、および基板アライメントマークＰ１、Ｐ２を使って、位置合わせされてもよい。例示では基板アライメントマークがそれ専用のターゲット部分に置かれているが、基板アライメントマークをターゲット部分の間の空間（これらは、けがき線アライメントマーク(scribe-lane alignment mark)として公知である）内に置くこともできる。同様に、複数のダイがマスクＭＡ上に設けられている場合、マスクアライメントマークは、ダイの間に置かれてもよい。

例示の装置は、以下のモードの少なくとも１つで使うことができると考えられる。

１． ステップモードにおいては、マスクテーブルＭＴまたは「マスク支持体」、および基板テーブルＷＴまたは「基板支持体」を基本的に静止状態に保ちつつ、放射線ビームに付けられたパターン全体を一度に（すなわち、単一静止照射）ターゲット部分Ｃ上に投影する。基板テーブルＷＴまたは「基板支持体」は、つぎにＸおよび／またはＹ方向に移動され、それによって別のターゲット部分Ｃが照射されることが可能になる。ステップモードにおいては、照射領域の最大サイズよって、単一静止照射時に投影されるターゲット部分Ｃのサイズが限定される。

２． スキャンモードにおいては、マスクテーブルＭＴまたは「マスク支持体」、および基板テーブルＷＴまたは「基板支持体」を同期的にスキャンする一方で、放射線ビームに付けられたパターンをターゲット部分Ｃ上に投影する（すなわち、単一動的照射）。マスクテーブルＭＴまたは「マスク支持体」に対する基板テーブルＷＴすなわち「基板支持体」の速度および方向は、投影システムＰＳの（縮小）拡大率および画像反転特性によって決めることができる。スキャンモードにおいては、露光領域の最大サイズよって、単一動的照射時のターゲット部分の幅（非スキャン方向）が限定される一方、スキャン動作の長さによって、ターゲット部分の高さ（スキャン方向）が決まる。

３． 別のモードにおいては、プログラマブルパターン形成体を保持しつつ、マスクテーブルＭＴまたは「マスク支持体」を基本的に静止状態に保ち、また基板テーブルＷＴまたは「基板支持体」を動かし、すなわちスキャンする一方で、放射線ビームに付けられているパターンをターゲット部分Ｃ上に投影する。このモードにおいては、通常、パルス放射線源が採用されており、さらにプログラマブルパターン形成体は、基板テーブルＷＴまたは「基板支持体」の移動後ごとに、またはスキャン中、連続する放射線パルスの間に、必要に応じて更新される。この動作モードは、前述のタイプのプログラマブルミラーアレイといったプログラマブルパターン形成体を利用するマスクレスリソグラフィに容易に適用することができる。

上述の使用モードの組合せおよび／またはバリエーション、あるいは完全に異なる使用モードもまた採用可能である。

図２は、可動部ＭＰの位置量を制御する制御ループを示している。制御ループは、第１の制御部Ｃ１と第２の制御部Ｃ２を備えるコントローラＣを備える。第１の制御部Ｃ１の出力および第２の制御部Ｃ２の出力はそれぞれセレクタＳＥＬのそれぞれの入力に接続されている。セレクタＳＥＬの出力は、可動部ＭＰの駆動入力に接続されている。この可動部の駆動入力は、たとえば、アクチュエータ駆動入力、すなわち可動部を駆動するアクチュエータであってもよい。可動部の出力量(output quantity)、たとえば、その配置された量(positioned quantity)がセンサＳＥＮＳによって感知される。これにより、可動部の出力量は、センサＳＥＮＳの入力に与えられる。センサＳＥＮＳの出力は、たとえば、設定点生成器(setpoint generator)（図示せず）によって与えられる設定信号ＳＥＴＰから差し引かれる。設定信号ＳＥＴＰとセンサＳＥＮＳの出力信号との差分は、第１の制御部Ｃ１および第２の制御部Ｃ２のそれぞれの入力に与えられる。

図２に示す制御ループの動作を以下に説明する。本実施形態のコントローラ、セレクタ、可動部およびセンサは、閉ループ制御システムを形成している。センサは、可動部ＭＰの出力量の値、本例においては、設定点(setpoint)と比較される位置量を感知する。これらの差分は、コントローラに与えられ、セレクタを介して可動部が駆動される。本発明の１つの態様によると、セレクタは、第１の制御部Ｃ１および第２の制御部Ｃ２の出力がそれぞれ接続されているそれぞれの入力との間で選択を行う。これにより、セレクタは、第１の制御部Ｃ１の出力と第２の制御部Ｃ２の出力との間で選択を行う。第１の制御部Ｃ１は、第１のコントローラ移動機能(controller transfer function)を備える。第１のコントローラ移動機能は、第１の制御部Ｃ１の入力ＣＩ１から第１の制御部Ｃ１の出力ＣＯ１への第１の制御部Ｃ１の移動(transfer)を定める。同様に、第２の制御部Ｃ２は、第２の制御部入力ＣＩ２と第２の制御部出力ＣＯ２との間の関係を定義する第２のコントローラ移動機能を備える。よって、セレクタＳＥＬは、第１の制御部出力ＣＯ１または第２の制御部出力ＣＯ２を選択することにより、第１の制御部Ｃ１の第１のコントローラ移動機能または第２の制御部Ｃ２の第２のコントローラ移動機能を選択する。第１の制御部Ｃ１の第１のコントローラ移動機能は、第２の制御部Ｃ２の第２のコントローラ移動機能と異なる場合があるため、制御ループの特性を修正してもよい。一例として、良好な外乱除去を達成するために第１の制御部Ｃ１の第１のコントローラ移動機能を選択し、制御ループの良好な整定時間を達成するために第２の制御部Ｃ２の第２のコントローラ移動機能を選択するようにすることができる。この場合、可動部が実質的に静止状態にある場合、セレクタにより第１のコントローラ移動機能を選択することができる。一方、可動部が実質的に非静止状態にある場合に、第２のコントローラ機能を選択することができる。可動部が実質的に静止状態のときは、整定時間の要件は低くなる。かかる状態においては、位置量の変更が全くまたはほとんど要求されないためである。ここで、第１のコントローラ移動機能を選択することにより、良好な外乱除去を達成することができる。しかしながら、可動部が実質的に非静止状態、より正確にいえば、可動部の位置量が非静止状態にある場合は、反応が高速であること、したがって、制御ループの整定時間が短いことが要求され、したがって、コントローラＣ２の第２のコントローラ移動機能を選択するほうが有利となり得る。これは、第２の制御部Ｃ２の移動機能が制御ループの良好な反応速度、すなわち、短い制定時間を得るために選択することができるためである。本例において、セレクタは、可動部の位置量が静止状態にあるか否かに基づいて、第１のコントローラ移動機能または第２のコントローラ移動機能を選択する。あるいは、セレクタは、その他の基準に基づいて、第１のコントローラ移動機能または第２のコントローラ移動機能を選択することもできる。その他の基準の例として、以下のものを挙げるが、本発明はこれらの例に限定されない。

可動部には、基板を保持する基板テーブルやパターン形成体を保持するマスクテーブル、投影システムのレンズ、ミラー、プリズム等の光学素子、基板を操作する基板操作部など、リソグラフィ装置のあらゆる可動部が含まるとしてよい。しかしながら、本発明は、これらの例に限定されず、可動部には、リソグラフィ装置のあらゆる可動部が含まれるとしてよい。位置量には、位置、速度、加速度、ジャーク、またはあらゆるその他の位置関連パラメータといった、位置に関連する量が含まれるとしてよい。センサには、位置量を表す出力信号を得るあらゆるセンサ、たとえば、位置センサ、速度センサ、加速度センサ、ジャークセンサ、力センサ、振動センサ等が含まれるとしてよい。コントローラおよびセレクタは、たとえば、増幅器、積分器、電子スイッチ、加算器、減算器、微分器等を備えるアナログおよび／デジタル電子機器を備える専用のハードウェアで実行することができるが、コントローラおよび／またはセレクタの一部または全部がソフトウェアの形態、すなわち、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタルシグナルプロセッサといったデータ処理装置(data processing device)、または、ここに記載されたコントローラおよびセレクタの機能を実行するに適したソフトウェアを備えたあらゆるその他の処理装置により実行することも可能である。このような実施形態においては、設定点発生器（図２に示さず）もまた、ソフトウェアで実行することができる。

本発明は可動部のみに適用できるものではない。一般に、本発明の１つの態様によるセレクタを備えたコントローラは、可動部の位置量の制御に適用することができるが、一般に、あらゆるプロセスの量の制御に適用することもできる。例として、コントローラは、光源の強度を制御するためのリソグラフィ装置の構成要素の温度管理、光減衰器などの減衰器の減衰係数の制御、あるいは、あらゆるその他のプロセスのために適用することができる。これらの例において、センサは、適切なセンサ、例えば、温度管理の場合は温度センサ、放射線、光減衰等の管理の場合は光センサ、あらゆるその他適切なセンサであってよい。

図２を参照して説明した制御ループの動作を図３ａおよび図３ｂを参照してより詳細に説明する。図３ａは、時間Ｔに対する可動部ＭＰの加速度(acceleration)ＡＣＣの曲線を示す。図３ａから、可動部は繰り返し、加速度が０の位相(phase)、たとえば、速度が一定または０の位相、および、可動部が加速および減速する位相にあることがわかる。このような加速、減速および一定速度または０速度というパターンは、たとえば、リソグラフィ装置のスキャンまたはステップ動作において起こりうる。このような場合において、基板（またはその一部）の照射は、速度が一定または０の位相において起こりうる。一方、加速または減速が起こる位相では、速度が一定または０である次の位相において、たとえば、基板の別の部分を照射するように、投影システム、または、基板テーブル、あるいは、あらゆるその他の適切な部分を移動させる。この例においては、可動部には、たとえば、基板テーブル（またはウェーハステージ）、投影システムの一部、他の部分の移動のバランスをとるカウンタバランスマス(counter balance mass)またはあらゆるその他適切な部分が含まれるとしてよい。また、可動部が、上記の例の構成要素、たとえば、ウェーハステージを駆動する作動装置、投影システムのプリズムまたはその他の光学素子等とすることも可能である。加速および減速が起こる位相中（図３ａにおいてＡで示されている）、セレクタは、第２制御部、従って第２コントローラ移動機能を選択し、これにより、制御ループの反応が迅速になりかつ整定時間が短くなり、よって、可動部が迅速に整定される。そして、加速度が０の位相中（この位相はＣで示されている）、従って、一定速度または０速度の位相では、セレクタは、第１の制御部、従って、第１のコントローラ移動機能を選択し、最適な外乱除去を得る。したがって、コントローラ移動機能は、２つの位相のそれぞれにおいてその要件に合うように調整される。加速および減速が生じる位相では、制御ループの良好な動的性能をもたらすコントローラ移動機能が選択され、一方、速度が一定（０を含む）である位相では、高度な外乱除去が得られるコントローラ移動機能が選択される。

別の例を図３ｂに示す。図３ｂでは、可動部の速度(velocity)Ｖが時間に対応して示されている。Ｖで示される位相において、可動部の速度は変化しており、Ｃで示される位相では、可動部の速度は一定(０及び非０値を含む）を有する。図３ａと同様、可動部が非静止状態、すなわち、位相Ｖにおいては、第２のコントローラ移動機能がセレクタによって選択され、一方、可動部が実質的に静止状態、すなわち、本例においては、０速度を含め速度が一定である状態においては第１のコントローラ移動機能が選択される。図３ａを参照して説明したものと同一または同様の効果がここでも得られる。

図４は、第１および第２のコントローラ移動機能のゲイン(gain)Ｇを周波数(frequency)Ｆに対応して示す周波数ダイアグラム(frequency diagram)を示す。ゲインは、それぞれのコントローラ移動機能の大きさ(magnitude)を示すものであり、本例においては、第１のコントローラ移動機能についてＩ1、第２のコントローラ移動機能についてＩ２として図４に示す積分部分(integrative part)を含む。さらに、コントローラ移動機能は、第１のコントローラ移動機能についてＰ１、第２のコントローラ移動機能についてＰ２としてそれぞれ示される比例動作(proportional action)を含む。また、本例においては、コントローラ移動機能は、第１コントローラ移動機能についてＤ１、第２のコントローラ移動機能についてＤ２としてそれぞれ図４に示される微分動作(differential action)を含む。よって、第１のコントローラ移動機能および第２のコントローラ移動機能は、それぞれいわゆるＰＩＤコントローラ移動機能を含む。図４に示されるとおり、第１および第２のコントローラ移動機能の比例部分(proportional part)および微分部分(differential part)は同じ値を有している。本例における第１のコントローラ移動機能と第２のコントローラ移動機能との違いは、第２のコントローラ移動機能の積分器ゲイン(integrator gain)Ｉ２が第１のコントローラ移動機能の積分器ゲインＩ１よりも高いことである。積分器ゲインＩ２が高いことにより、第２のコントローラ移動機能では、第１のコントローラ移動機能よりも良好な外乱除去（特に、低周波外乱(low frequency disturbance)の除去）が得られる。これに対して、第１のコントローラ移動機能では、積分器ゲインが低いため、第２のコントローラ移動機能によりも良好な整定時間が得られる。ゆえに、第１のコントローラ移動機能は、可動部が実質的に静止状態である場合に選択することができ、一方、第２のコントローラ移動機能は、可動部が実質的に非静止状態の場合に選択することができる。

静止状態および非静止状態という用語は、あらゆる出力量を指すものであり、よって、静止状態とは、たとえば、一定温度、一定速度、一定加速度、一定照度、一定パルス繰り返し周波数、一定パルス電力等を指すものとできる。一方、非静止状態という用語は、上記に挙げた例が実質的に非一定である状態、すなわち、一定の変形、変動またはあらゆるその他の変化を示している状態を指すものとできる。

Ｐ１、Ｉ１およびＤ１を有する第１のコントローラ移動機能は、図２に示す第１の制御部Ｃ１に備えられ、Ｐ２、Ｉ２およびＤ２を有する第２のコントローラ移動機能は、図２に示す第２の制御部Ｃ２に備えられることができる。しかし、多くの代替が可能である。代替の一例を図５に示す。図２を参照して記載したときと同様に、図５は、可動部ＭＰおよびセンサＳＥＮＳを示す。また、設定点も同様に図２に示されており、センサの出力がこの設定点から差し引きされている。図５に示す例によると、コントローラは、微分ゲイン(differential gain)ｇＤ および微分器Ｄを備える微分経路(differential path)、比例ゲイン(proportional gain)ｇＰを含む比例経路(proportional path)、積分器Ｉを含む積分経路(integrative path)、セレクタＳＥＬ、積分器ゲイン要素(integrator gain factor)ｇＩ１、ｇＩ２を備える。セレクタＳＥＬは、第１の積分器ゲイン要素ｇＩ１と第２の積分器ゲイン要素ｇＩ２との間で選択を行う。微分経路、比例経路および積分経路の出力は合計されてコントローラの出力信号となり、この出力信号は、可動部（より正確には、可動部を駆動するアクチュエータ）への入力として与えられる。よって、図２に示す第１の制御部と第２の制御部との間の選択の代わりに、図５のコントローラでは、第１と第２の制御部の異なる構成要素の中からのみ選択するセレクタが得られる。第１と第２のコントローラの比例および微分動作が同一であり、積分動作のみが異なるので、本例におけるセレクタは、異なる積分機能の中からのみ選択を行う。よって、第２のコントローラ移動機能を選択する場合、セレクタは、第２の積分ゲイン機能ｇＩ１を選択し、一方、第１のコントローラ移動機能が要求される場合、セレクタは、第１の積分器ゲイン要素ｇＩ１を選択する。図５に示す本実施形態の効果は、セレクタを切り換えるときに比較的円滑に移行(transition)が行われることである。差分動作および比例動作は、切り替えを必要としていないため、過渡電流（過渡信号 transients)またはその他の悪影響がここでは起こらないものと見込まれる。さらに、本例の積分動作では、ゲイン係数(gain factor)ｇＩ１またはｇＩ２のみが選択されるが、これらは共に、同じ積分器Ｉを利用するものである。そのため、２つの積分器ゲイン係数ｇＩ１、ｇＩ２のうちのもう１つを選択した場合にも積分器Ｉの出力値は急な変化を示さない。その場合には、変化の瞬間に、積分器Ｉへの入力値のみが変化し、これにより積分器の出力において円滑な遷移、したがって、可動部の円滑な反応が行われるためである。よって、セレクタの切り換えによりコントローラＣの出力値が段階的に変化するなどといった急な変化により起こりうる衝撃、段階的反応その他の現象を排除することができ、これにより第１のコントローラ移動機能と第２のコントローラ移動機能との間で円滑な移行が行われる。コントローラの入力信号を最初は微分器に、次に適切なセレクタに、そしてこれらを経た場合のみ、次に異なるゲイン要素へと導くことで、異なる微分動作との間で選択を行う場合に同様の効果を得ることができる。

本発明のさらなる態様について図６を参照して説明する。本発明のさらなる態様によると、セレクタは、重み付きセレクタ(weighted selector)であってよい。重み付きセレクタは、重み係数(weighting coefficient)により第１の積分器ゲイン機能、第２の積分器ゲイン機能またはこれらの組み合わせのいずれかを選択する。図６は、時間Ｔに対するセレクタＳＥＬの重み係数を示している。まず、本例において、重み係数Ｓ１を０とし、重み係数Ｓ２を１とする。本例においては、重み係数Ｓ１は第１のコントローラ移動機能のものを示し、重み係数Ｓ２は、第２のコントローラ移動機能の重みづけを示す。まず、第２のコントローラ移動機能がセレクタにより選択される。しばらくしてから、第２の重み係数Ｓ２が低下すると同時に、第１の重み係数Ｓ１が上昇する。よって、その瞬間のセレクタの出力は、第１および第２のコントローラ移動機能の組み合わせとなる。徐々に、第１のコントローラ移動機能の重みづけが増加する一方、第２のコントローラ移動機能の重みづけが減少する。移行後は、第１の重み係数Ｓ１の値は１となり、第２の重み係数Ｓ２の値は０となるため、セレクタは、第１のコントローラ移動機能だけを選択する。図６の例では、段階的な移行(gradual transition)、すなわち、第１のコントローラ移動機能と第２のコントローラ移動機能との間の円滑な移行が得られる。これにより、第１のコントローラ移動機能と第２のコントローラ移動機能との間の切り換えの際に生じうる故障、工程またはその他の不要な作用を排除することができる。重み係数は、たとえば、重み関数係数発生器(weighting function coefficient generator)によって示され、たとえば、図６に示す係数値（Ｓ）を示す。重み関数係数発生器は、ハードウェアおよび／またはソフトウェアで実行することができる。

第１のコントローラ移動機能と第２のコントローラ移動機能との間の選択は、さまざまな方法で行ってよい。リソグラフィ装置の適切な制御装置(controlling device)、たとえば、その動作（の一部）を制御するものによってセレクタを駆動してもよい。制御装置は、たとえば、図２および図５等に示す制御ループの設定点の発生を制御する。一例として、制御装置が、たとえば、一定値を有する設定点を与える場合は、可動部の静止状態が得られ、よって、セレクタは、コントローラ移動機能のうちの適切な機能を１つ選択するよう駆動される。一方、制御デバイスが、変化する設定点、たとえば、時間によって変化する設定点を与えるよう設定点生成器を制御する場合、可動部の非静止状態が生じ得る。その場合、セレクタは、もう一つのコントローラ移動機能を選択するよう起動する。あるいは、セレクタは、設定信号によって駆動されてもよい。さらに、セレクタは、設定信号を受信する（図２に示す）設定点入力(setpoint input)Ｓ１を備えることができる。セレクタは、この設定信号から可動部の状態を決定し、これにより、設定信号に応じて適切なコントローラ移動機能を選択する。特に、セレクタは、設定信号が非静止状態である場合には第１のコントローラ移動機能を選択し、設定信号が静止状態である場合、好ましくは、少なくとも可動部の整定時間中に、第２のコントローラ移動機能を選択する。該整定時間中、移動(movement)の影響が落ち着く(settled)ことが考えられ、よって、少なくとも可動部の整定時間中に設定信号が静止状態にある場合にのみ第２のコントローラ移動機能を選択することによって、可動部の移動またはあらゆるその他非静止状態が落ち着き、可動部等の整定時間、すなわち、たとえば、設定信号が変化したときに落ち着くまでに必要な時間を考慮して、第１のコントローラ移動機能（非静止状態）から第２のコントローラ移動機能（静止状態）に変更するうえで最適な瞬間が得られる。

本明細書では、ＩＣ製造におけるリソグラフィ装置の使用について具体的に言及しているが、本明細書記載のリソグラフィ装置が、集積光学システム、磁気ドメインメモリ用のガイダンスパターンおよび検出パターン、フラットパネルディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッドといった他の用途を有することは、明らかである。当業者には当然のことであるが、そのような別の用途においては、本明細書で使われている用語「ウェーハ」または「ダイ」はすべて、それぞれより一般的な用語「基板」または「ターゲット部分」と同義であると考えればよい。本明細書に記載した基板は、露光の前後に、たとえば、トラック（通常、基板にレジスト層を塗布するツール）、メトロロジーツール、および／またはインスペクションツールで処理されてもよい。適用可能な場合には、本明細書中の開示物を上記のような基板プロセシングツールおよびその他の基板プロセシングツールに適用してもよい。さらに、基板は、たとえば、積層ＩＣを作るために、複数回処理されてもよいので、本明細書で使われる用語基板が、すでに多重処理層を包含している基板を表すものとしてもよい。

光学リソグラフィの分野での本発明の実施形態の使用について既に具体的に説明してきたが、言うまでもなく、本発明は、他の用途、たとえば、インプリントリソグラフィィに使われてもよく、さらに状況が許すのであれば、光学リソグラフィに限定されることはない。インプリントリソグラフィにおいては、パターン形成体内のトポグラフィによって基板上に創出されたパターンが定義される。パターン形成体のトポグラフィは、基板に供給されたレジスト層の中にプレス加工され、基板上では、電磁放射、熱、圧力、またはそれらの組合せによってレジストを硬化させることができる。パターン形成体は、レジストが硬化した後、レジスト内にパターンを残してレジストの外へ移動される。

本明細書で使われている用語「放射線」および「ビーム」は、紫外線（ＵＶ）放射線（たとえば、約３６５、２４８、１９３、１５７、または１２６ｎｍの波長を有する）、および極紫外線（ＥＵＶ）放射線（たとえば、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微粒子ビームを含むあらゆる種類の電磁放射線を包含している。

用語「レンズ」は、状況が許すのであれば、屈折、反射、磁気、電磁気、および静電型光学部品を含むさまざまな種類の光学系のどれか１つまたは組合せを指すことができる。

以上、本発明の具体的で詳細な実施形態を説明してきたが、本発明は、説明された方法以外の別の方法で実行することが可能であることが明らかである。たとえば、本発明は、前述の方法を記載した機械読取可能命令の１つ以上のシーケンスを包含するコンピュータプログラムの形式、またはそのようなコンピュータプログラムを記録したデータストーレッジ媒体（たとえば、半導体メモリ、磁気または光学ディスク）を採用することもできる。

上記の説明は、制限ではなく例示を目的とし、したがって、当業者には明らかなように、添付の特許請求の範囲を逸脱することなく本記載の発明に変更を加えることもできる。

本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置を示す。 本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置のコントローラおよび可動部のブロック略図を示す。 時間に対する可動部の位置量の経過のグラフを示す。 時間に対する可動部の位置量の経過のグラフを示す。 本発明の別の態様によるコントローラの周波数ダイアグラムを示す。 本発明のさらに別の態様によるリソグラフィ装置のコントローラ及び可動部のブロック略図を示す。 本発明の１つの態様によるコントローラの細部についての時間図を示す。

Claims (24)

1. 可動部と、
   可動部の位置量を制御するコントローラであって、第１のコントローラ移動機能と第２のコントローラ移動機能を備え、かつ可動部の状態に応じて第１のコントローラ移動機能または第２のコントローラ移動機能を選択するセレクタをさらに備えるコントローラと、
   を備えることを特徴とするリソグラフィ装置。
2. セレクタは、可動部が実質的に静止状態である場合に第１のコントローラ移動機能を選択し、可動部が実質的に非静止状態である場合に第２のコントローラ移動機能を選択することを特徴とする、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
3. 可動部の非静止状態が可動部の加速を含み、可動部の静止状態が可動部の一定速度を含むことを特徴とする、請求項２に記載のリソグラフィ装置。
4. 可動部の非静止状態が可動部の移動を含み、可動部の静止状態が可動部の静止位置を含むことを特徴とする、請求項２に記載のリソグラフィ装置。
5. セレクタが、可動部の設定信号を受信する設定点入力を備え、セレクタが設定信号に応じて第１のコントローラ移動機能または第２のコントローラ移動機能を選択する場合に、コントローラが、設定信号から可動部の状態を判定することを特徴とする、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
6. セレクタは、設定信号が非静止状態にある場合に第１のコントローラ移動機能を選択し、設定信号が静止状態にある場合に、少なくとも可動部の整定時間中は、第２のコントローラ移動機能を選択することを特徴とする、請求項５に記載のリソグラフィ装置。
7. セレクタが重み付きセレクタを備え、コントローラが当該重み付きセレクタを駆動する重み係数を発生する重み関数係数発生器を備え、これにより、重み付きセレクタが第１のコントローラ移動機能と第２のコントローラ移動機能との間の段階的な移行を行うことを特徴とする、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
8. 第１および第２のコントローラは、それぞれＰＩＤコントローラ移動機能と、第２のコントローラ移動機能の積分器ゲインが第１のコントローラ移動機能の積分器ゲインを上回ることを特徴とする、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
9. セレクタが第１および／または第２のコントローラ移動機能の積分器ゲインを選択することを特徴とする、請求項８に記載のリソグラフィ装置。
10. 位置量が、可動部の位置、速度および加速度のうちの１つを含むことを特徴とする、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
11. 可動部が、基板を保持する基板テーブル、パターン形成体を保持するマスクテーブル、投影システムの光学素子および基板を操作する基板操作部のうちの１つを備えることを特徴とする、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
12. プロセスの出力量を制御するコントローラを備えるリソグラフィ装置であって、コントローラが第１のコントローラ移動機能および第２のコントローラ移動機能を備え、プロセスの状態に応じて第１のコントローラ移動機能または第２のコントローラ移動機能を選択するセレクタをさらに備えることを特徴とするリソグラフィ装置。
13. セレクタが、プロセスが実質的に静止状態である場合に第１のコントローラ移動機能を選択し、プロセスが実質的に非静止状態である場合に第２のコントローラ移動機能を選択することを特徴とする、請求項１２に記載のリソグラフィ装置。
14. リソグラフィ装置の可動部の位置量を制御する方法であって、
    第１のコントローラ移動機能と第２のコントローラ移動機能とを設けることと、
    可動部の状態に応じて第１のコントローラ移動機能または第２のコントローラ移動機能を選択することと、
    を含む方法。
15. 可動部が実質的に静止状態である場合に第１のコントローラ移動機能を選択し、可動部が実質的に非静止状態である場合に第２のコントローラ移動機能を選択することを含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
16. 可動部の非静止状態が可動部の加速を含み、可動部の静止状態が可動部の一定速度を含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
17. 可動部の非静止状態が可動部の移動を含み、可動部の静止状態が可動部の静止位置を含むことを特徴とする請求項１４の方法。
18. 可動部の設定信号を受信することと、当該設定信号に応じて第１のコントローラ移動機能または第２のコントローラ移動機能を選択することにより設定信号から可動部の状態を判定することと、を含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
19. 設定信号が非静止状態にある場合に第１のコントローラ移動機能を選択することと、少なくとも可動部の整定時間中、設定信号が静止状態にある場合に第２のコントローラ移動機能を選択することと、を含むことを特徴とする請求項１８に記載の方法。
20. 選択を行うよう重み付きセレクタを駆動する重み係数を発生することを含み、これにより重み付きセレクタが第１コントローラ移動機能と第２のコントローラ移動機能との間の段階的な移行を与えることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
21. 第１および第２のコントローラ移動機能が、それぞれＰＩＤコントローラ移動機能を備え、第２のコントローラ移動機能の積分器ゲインが第１のコントローラ移動機能の積分ゲインを上回ることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
22. 第１および／または第２のコントローラ移動機能の積分器ゲインを選択することを含むことを特徴とする請求項２１に記載の方法。
23. 位置量が、可動部の位置、速度および加速度のうちの１つを含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
24. 可動部が、基板を保持する基板テーブル、パターン形成体を保持するマスクテーブル、投影システムの光学素子、および基板を操作する基板操作部のうちの一つを備えることを特徴とする請求項１４に記載の方法。

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