JP3927924B2 - 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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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放射線感光材料の層により少なくとも部分的に覆われた基板を提供するステップと、放射線システムを用いて放射線の投影ビームを供給するステップと、パターニング手段を用いて投影ビームのその断面にパターンを与えるステップと、放射線感光材料の層の目標部分に放射線のパターン化されたビームを投影するステップと、平面モータの可動部分に所定方向における少なくとも１つのプライマリーフォースを作り出し、かつ、プライマリーフォースと連動して少なくとも１つの擬似トルクを各々が作り出す複数のコイルのセットによって構成された平面モータにより基板とパターニング手段のうちの１つを位置決めするステップと、そして、平面モータの位置決めを行うために必要なプライマリーフォースを決定するステップから成るデバイス製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ここに使用する「パターニング手段」なる用語は、入射する放射線ビームに、基板の目標部分に作り出されるべきパターンと一致するパターン化断面を与えるために使用し得る手段に当たるものとして広義に解釈されるべきである。また、「ライトバルブ」なる用語もこうした状況において使用される。一般的に、上記のパターンは、集積回路や他のデバイス（以下を参照）であるような、デバイスにおいて目標部分に作り出される特別な機能層に相当する。そのようなパターニング手段には以下が含まれる。すなわち、
− マスク。マスクの概念はリソグラフィにおいて周知のものであり、これには、様々なハイブリッドマスクタイプのみならず、バイナリマスク、交番位相シフトマスク、減衰位相シフトマスクといったようなマスクタイプも含まれる。放射線ビームにこのようなマスクを配置することにより、マスクに照射する放射線の、マスクパターンに従う選択的透過（透過性マスクの場合）や選択的反射（反射性マスクの場合）を可能にする。マスクの場合、その支持構造は一般的に、入射する放射線ビームの所望する位置にマスクを保持しておくことが可能であり、かつ、必要な場合、ビームに対して運動させることの可能なマスクテーブルである。
− プログラマブルミラーアレー。このようなデバイスの一例として、粘弾性制御層および反射面を有するマトリクスアドレス可能面があげられる。こうした装置の基本的原理は、（例えば）反射面のアドレス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ったことである。適切なフィルタを使用することにより、回折光のみを残して上記非回折光を反射ビームからフィルタすることが可能である。この方法において、ビームはマトリクスアドレス可能面のアドレスパターンに従ってパターン形成される。プログラマブルミラーアレーのまた別の実施形態では小さな複数のミラーのマトリクス配列を用いる。そのミラーの各々は、適した局部電界を適用することによって、もしくは圧電作動手段を用いることによって、軸を中心に個々に傾けられている。もう一度言うと、ミラーはマトリクスアドレス可能であり、それによりアドレスされたミラーはアドレスされていないミラーとは異なる方向に入射の放射線ビームを反射する。このようにして、反射されたビームはマトリクスアドレス可能ミラーのアドレスパターンに従いパターン形成される。必要とされるマトリクスアドレッシングは適切な電子手段を用いて実行される。前述の両方の状況において、パターニング手段は１つ以上のプログラマブルミラーアレーから構成可能である。ここに参照を行ったミラーアレーに関するより多くの情報は、参考までに記載を行うと、例えば、米国特許第ＵＳ５，２９６，８９１号および同第ＵＳ５，５２３，１９３号、並びに、ＰＣＴ特許種出願第ＷＯ９８／３８５９７および同ＷＯ９８／３３０９６から得ることが出来る。プログラマブルミラーアレーの場合、上記支持構造は、例えばフレームもしくはテーブルとして具体化され、これは必要に応じて、固定式となるか、もしくは可動式となる。
− プログラマブルＬＣＤアレー。このような構成の例が、参考までに記載を行うと、米国特許第ＵＳ５，２２９，８７２号に開示されている。上記同様、この場合における支持構造も、例えばフレームもしくはテーブルとして具体化され、これも必要に応じて、固定式となるか、もしくは可動式となる。
【０００３】
簡潔化の目的で、本文の残りを、特定の箇所において、マスクおよびマスクテーブルを必要とする例に限定して導くものとする。しかし、こうした例において論じられる一般的な原理は、既に述べたようなパターニング手段のより広範な状況において理解されるべきである。
【０００４】
リソグラフィ投影装置は例えば、集積回路（ＩＣ）の製造において使用可能である。この場合、パターニング手段はＩＣの個々の層に対応する回路パターンを生成する。そして、放射線感光原料（レジスト）の層が塗布された基板（シリコンウェーハ）上の目標部分（例えば１つあるいはそれ以上のダイから成る）にこのパターンを像形成することが出来る。一般的に、シングルウェーハは、投影システムを介して１つずつ順次照射される近接目標部分の全体ネットワークを含んでいる。マスクテーブル上のマスクによるパターニングを用いる現在の装置は、異なる２つのタイプのマシンに区分される。リソグラフィ投影装置の一タイプでは、全体マスクパターンを目標部分に１回の作動にて露光することによって各目標部分が照射される。こうした装置は一般的にウェーハステッパと称されている。ステップアンドスキャン装置と称される別の装置では、所定の基準方向（「スキャニング」方向）にマスクパターンを投影ビーム下で徐々にスキャニングし、これと同時に基板テーブルをこの方向と平行に、あるいは反平行にスキャニングすることにより、各目標部分が照射される。一般的に、投影装置は倍率係数Ｍ（一般的に、＜１）を有することから、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係数Ｍ倍となる。ここに記載を行ったリソグラフィデバイスに関するさらなる情報は、参考までに記載を行うと、例えば、米国特許第ＵＳ６，０４６，７９２号から得ることが出来る。
【０００５】
リソグラフィ投影装置を使用する製造工程において、パターン（例えばマスクにおける）は少なくとも部分的に放射線感光材（レジスト）の層で覆われた基板上に像形成される。この像形成ステップに先立ち、基板は、プライミング、レジスト塗布、およびソフトベークといったような各種の工程を経る。露光後、基板は、ポストベーク（ＰＥＢ）、現像、ハードベーク、および結像フューチャの測定／検査といったような他の工程を通る。この一連の工程は、例えばＩＣといったような素子の個々の層をパターン化するための基準として使用される。このようなパターン形成された層は、それから、全て個々の層を仕上げる目的である、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、化学機械的研磨等といった種々のプロセスを経る。数枚の層が必要とされる場合には、全体工程、もしくはその変形をそれぞれの新しい層に繰り返す必要がある。最終的に、素子のアレーが基板（ウェーハ）上に形成される。次に、これらの素子はダイシングやソーイングといったような技法で相互より分離される。それから個々の素子は、キャリアに装着されたり、ピンに接続されたりし得る。こうした工程に関するさらなる情報は、参考までに例をあげると、１９９７年にマグローヒル出版会社より刊行された、Ｐｅｔｅｒ ｖａｎ Ｚａｎｔ著、「マイクロチップ製造：半導体処理に対する実用ガイド」という名称の書籍（“Microchip Fabrication:A Pratical Guide to Semiconductor Processing”）の第３版、ＩＳＢＮ０−０７−０６７２５０−４より入手可能である。
【０００６】
簡潔化の目的で、これより投影システムを「レンズ」と称するものとする。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、および反射屈折光学システムを含むさまざまなタイプの投影システムを網羅するものとして広義に解釈されるべきである。放射線システムはまた、放射線の投影ビームの誘導、成形、あるいは制御を行う、こうした設計タイプのいずれかに応じて稼動する構成要素も備える。そして、このような構成要素もまた以降において集約的に、あるいは単独的に「レンズ」と称する。さらに、リソグラフィ装置は２つあるいはそれ以上の基板テーブル（および、あるいは２つもしくはそれ以上のマスクテーブル）を有するタイプのものである。このような「多段」デバイスにおいては、追加のテーブルが並列して使用される。もしくは、１つ以上の他のテーブルが露光に使用されている間に予備工程が１つ以上のテーブルにて実行される。例えば、参考までに記載を行うと、デュアルステージリソグラフィ装置について、米国特許第ＵＳ５，９６９，４４１号および国際特許出願第ＷＯ９８／４０７９１号において記載がなされている。
【０００７】
添付図面における図２は、パターニング手段および、または基板テーブルの位置決めを行う、既知の設計による平面モータを示したものである。このような平面モータに関するさらなる情報は、参考までに記載を行うと、国際特許出願第ＷＯ０１／１８９４４Ａ号から得ることが出来る。ここに示したような平面モータは静止部分１と可動部分２によって構成されている。静止部分１はキャリアに固定された複数の永久磁石３、４、５から成る。これらの磁石は行６と列７に配列されている。
【０００８】
図３は、平面モータの静止部分１を詳細に示したものであり、磁気の向きを示している。ここで矢印は磁石の着磁方向を示している。行６および列７の各々において、隣接する磁石３，４は、これらの着磁が互い平行にならず、かつ、平面モータの静止部分１の面に垂直になるように合わされている。主磁石３，４の各々の間に、追加の磁石５がいわゆるハルバッハ形状に配列されている。すなわち、これら追加の磁石５の着磁が主磁石３，４の極性と垂直になるように配列されている。
【０００９】
図４は現在では周知の平面モータの可動部分２を詳細に示したものである。理解を促すために、Ｘ軸およびＹ軸が平面モータの面にあって、Ｚ軸が平面モータの面に垂直である、直交軸Ｘ、ＹおよびＺの方向を図面にて明示している。平面モータの可動部分２の主要部の中心２０が原点として使用され得る。ここで平面モータの可動部分２は基部１９に取り付けされたコイル１１からコイル１８までのコイルのセットにより構成されている。このコイルセットの各々には３相電流が供給され、それによってフォーサであるコイルセットが、Ｘ、Ｙの配向によってＸ方向かまたはＹ方向の力や、Ｚ方向の力をもたらすことが可能となる。フォーサはペアにて配列されている。図４に示すように、フォーサ１１、１２、およびフォーサ１３、１４は、それらの主軸がＹ方向にあるように合わせられている。ゆえに、これらのフォーサはＺ方向のみならず、Ｘ方向の力を作り出すことが出来る。残りのフォーサ１５、１６、および１７、１８はこれらの主軸がＸ方向にあるように合わせられている。これらのフォーサはＺ方向のみならず、Ｙ方向の力を作り出す。可動部分２においてＸ方向の力を作り出すために、Ｘフォーサの第一ペア１１、１２と、Ｘフォーサの第二ペア１３、１４は連動して作用する。Ｘフォーサの第一ペア１１、１２と、Ｘフォーサの第二ペア１３、１４が反対方向に作用すると、平面モータの可動部分２にＺ軸回りのトルクが作り出される。同様に、平面モータの可動部分２にＹ方向の力を作り出すために、Ｙフォーサの第一ペア１５、１６と、Ｙフォーサの第二ペア１７、１８は連動して作用する。Ｙフォーサの第一ペア１５、１６が、Ｙフォーサの第二ペア１７、１８と反対に作用すると、Ｚ軸回りのトルクが同様に作り出される。Ｚ方向の力を作り出すために、フォーサ１１からフォーサ１８の全部がそのＺ力を連動して作る。Ｙフォーサの第一ペア１５、１６が、Ｘフォーサの第一ペア１１、１２と連動して作用し、かつＹフォーサの第二ペア１７、１８およびＸフォーサの第二ペア１３、１４と反対に作用してＺ方向の力を作り出すことにより、あるいは、Ｘフォーサの第一ペアが、Ｙフォーサの第二ペアと連動して作用し、かつＸフォーサの第二ペアとＹフォーサの第一ペアと反対に作用してＺ方向の力を作り出すことにより、Ｘ軸およびＹ軸回りのトルクがそれぞれ作り出される。
【００１０】
上記の方法で作り出された力を結合させることで、平面モータの可動部分２の位置および速度は全６自由度で（すなわち、Ｘ方向、Ｙ方向、およびＺ方向の各々において、かつ、Ｘ方向、Ｙ方向、およびＺ方向の各々に平行な軸回りにて）制御可能となる。また、フォーサ１１からフォーサ１８のＺ方向の力が用いられて、装置の可動部分２の重量を支えるため、別の軸受けを用意する必要がなくなる。図２に示すように、平面モータは、静止部分１の永久磁石の行６および列７の方向に対して約４５°で可動部分２のＸ軸およびＹ軸にて作用する。
【００１１】
しかしながら、Ｚ方向の力と、Ｘ方向およびＹ方向のうちの一方向の力に加えて、フォーサ１１から１８の各々もまた擬似トルクを作り出す。ＸフォーサはＹ軸回りのトルクを作り出し、ＹフォーサはＸ軸回りのトルクを作り出す。作り出されたトルクは、Ｚ方向のフォーサにより作り出された力と、Ｘ方向あるいはＹ方向のフォーサにより作り出された力と、Ｘ方向あるいはＹ方向のフォーサの位置の関数である。この擬似トルク成分が「ピッチトルク」である。
【００１２】
平面モータの既知の設計ではＸフォーサおよびＹフォーサがペアで配置されて、ピッチトルクの影響に抗する。これを作用させるために、ペアになったフォーサの各々が合わせてτ／２オフセットされる。位置オフセットは、平面モータにおける静止部分１の永久磁石の配列のピッチτの１／２（すなわち、図２に示すように、同様の方法にて合わせられた永久磁石の対角線間の距離の半分）になるようにセットされる。位置オフセットをこの距離τ／２にセットすることによって、ペアの一方のフォーサによって作り出されるピッチトルクは、ペアのもう一方のフォーサによって作り出されるピッチトルクを正確にオフセットする。ゆえに各ペア内のネットピッチトルクはゼロである。
【００１３】
しかし、フォーサをペアで配置することの欠点も多い。必要なフォーサが２倍となり、それにより平面モータの可動部分の主要部が増え、Ｘ−Ｙ面のそのサイズが増す。さらに制御システムの複雑さが増す上に、（フォーサペアの３相電流システム間において９０度位相シフトが必要となり、よってフォーサの各ペアは２つの３相増幅器を必要とすることから）３相増幅器の必要数も増すことになる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、追加のフォーサや追加の増幅器を用いずにピッチトルクの補正を可能とする、上に記載を行ったようなリソグラフィ装置において用いるデバイス製造方法を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本目的および他の目的は、冒頭の段落において特定を行ったようなデバイス製造方法における本発明に従って達成される。本発明における方法は、必要とされるプライマリーフォース各々においての修正を決定し、その修正の結果によって平面モータの可動部分における擬似トルクの和を少なくとも部分的に補正し、そして、制御信号をコイルセットに供給して修正を含むプライマリーフォースをもたらすことを特徴とする。
【００１６】
本方法は、既知の技法とは全く異なる機構によってピッチトルクに対処するものである。本方法は、平面モータの可動部分に追加の、補正用のコイルセットを必要とせずに平面モータのコイルセットによって作り出されたピッチトルクの影響を減じることにその長所を有する。ゆえに、装置に物理的な変更を加えるのではなく、制御パラメータを調節することによってピッチトルクの調整を可能とする。
【００１７】
特に、修正は、必要な動作と観測された動作との間の違いをモニタリングしてその動作から修正を導くとするのではなく、必要とされるプライマリーフォースから導き出される。これにより動作の全体的エラーを著しく減じることが出来る。
【００１８】
この方法において補正される擬似トルクは、特に、各コイルセットによって作り出されたものであり、かつ、コイルセットによって作り出されたプライマリーフォースの方向に垂直でかつコイルセット内のコイル面に平行な軸回りに作用するものである。
【００１９】
修正を決定するステップは、無修正の、コイルセットにより付加される必要とされるプライマリーフォースによって引き起こされるであろう擬似トルクを計算し、そして次に、この擬似トルクの和の反対に等しいトルクを平面モータの可動部分に作り出すコイルセットにおける補助的なプライマリーフォースの組み合わせを決定することによって実行される。次に、これらの補助的な力が修正において使用される。
【００２０】
ピッチトルクを補正するこの工程において、簡単な制御コマンドを用いてピッチトルクの影響を著しく減じる。
【００２１】
また代案として、修正の力の和と必要とされるプライマリーフォースがコイルセットにより付加されるときに、プライマリーフォースと擬似トルクの影響の和が、位置決めステップを達成するために必要な力およびトルクにほぼ等しくなるように、必要とされるプライマリーフォースの各々に対する修正の力を決定することで、上記の修正を決定するステップを実行することも可能である。
【００２２】
擬似ピッチトルクの影響を実質的に除去することから、オフセットを作り出すこの工程は特に有益である。
【００２３】
本発明のさらなる態様に基づき、リソグラフィ投影装置を制御するコンピュータプログラムが提供される。このコンピュータプログラムは、平面モータの可動部分に所定方向における少なくとも１つのプライマリーフォースを作り出し、かつ、プライマリーフォースと連動して少なくとも１つの擬似トルクを各々が作り出す複数のコイルのセットによって構成された平面モータによって基板とパターニング手段のうちの１つを位置決めするステップと、平面モータの位置決めを達成するために必要なプライマリーフォースを決定するステップとを実行するよう装置に指示を与えるコード化手段を備えている。このコード化手段は、修正の結果により平面モータの可動部分における擬似トルクの和を少なくとも部分的に補正するよう、必要とされるプライマリーフォース各々に対する修正を決定するステップと、修正を含んだプライマリーフォースをもたらすべくコイルのセットに制御信号を供給するステップとを実行することを特徴とする。
【００２４】
本発明のさらなる態様に基づき、放射線の投影ビームを供給する放射線システムと、所望するパターンに従って投影ビームをパターン化するパターニング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、パターン化されたビームを基板の目標部分に投影する投影システムと、平面モータの可動部分に所定方向における少なくとも１つのプライマリーフォースを作り出し、かつ、プライマリーフォースと連動して少なくとも１つの擬似トルクを各々が作り出す複数のコイルのセットにより構成された、パターニング手段と基板テーブルのうちの１つを位置決めするための平面モータと、平面モータの位置決めを達成するために必要とされるプライマリーフォースを決定する手段とから成るリソグラフィ投影装置を提供し、ここで、該装置はさらに、修正の結果により平面モータの可動部分における擬似トルクの和を減少させるよう、必要とされるプライマリーフォース各々における修正を決定する手段と、必要とされるプライマリーフォースと修正の和を各コイルセットに付加するため、コイルセットの各々に制御信号を供給する手段とを備えていることを特徴とする。
【００２５】
本発明による装置の使用法に関して、本文ではＩＣの製造に関して詳細な説明を行うものであるが、こうした装置が他の多くの用途においても使用可能であることは明確に理解されるべきである。例えば、本発明による装置は、集積光学装置、磁気ドメインメモリ用ガイダンスおよび検出パターン、液晶ディスプレイパネル、薄膜磁気ヘッド等の製造に使用され得る。こうした代替的な用途においては、本文にて使用した「レチクル」、「ウェーハ」、「ダイ」といった用語は、それぞれ「マスク」、「基板」、「目標部分」といった、より一般的な用語に置き換えて使用され得ることは当該技術分野の専門家にとって明らかである。
【００２６】
本明細書において使用した「放射線」および「ビーム」という用語は、イオンビームあるいは電子ビームといったような粒子ビームのみならず、紫外線（例えば、３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、あるいは１２６ｎｍの波長を有する）、およびＥＵＶ（例えば５ｎｍ−２０ｎｍの範囲の波長を有する、極紫外線）を含む、あらゆるタイプの電磁放射線を網羅するものである。
【００２７】
本発明の実施の形態についての詳細説明を、添付の図面を参照に、例示の方法においてのみ行うものとする。なお、全図を通して同様部分は同一符号を付すものとする。
【００２８】
実施形態１
図１は、本発明の特別な実施形態に基づいたリソグラフィ投影装置を示したものである。この装置は、特別な本実施形態において放射線源ＬＡも備えた、放射線の投影ビームＰＢ（例えばＥＵＶ放射線）を供給する放射線システムＥｘ、ＩＬと、マスクＭＡ（例えばレクチル）を保持するマスクホルダーｗ備え、かつ、品目ＰＬに対して正確にマスクの位置決めを行う第一位置決め手段に連結を行った第一オブジェクト・テーブル（マスクテーブル）ＭＴと、基板Ｗ（例えば、レジスト塗布シリコンウェーハ）を保持する基板ホルダーを備え、かつ、品目ＰＬに対して正確に基板の位置決めを行う第二位置決め手段に連結を行った第二オブジェクト・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の目標部分Ｃ（例えば、１つあるいはそれ以上のダイから成る）に像形成する投影システム（「レンズ」）ＰＬ（例えばミラー群）とにより構成されている。
【００２９】
ここで示しているように、この装置は反射タイプ（すなわち、反射マスクを有する）である。しかし、一般的には、例えば透過マスクを有する透過タイプのものも可能である。あるいは、本装置は、上記に関連するタイプであるプログラマブルミラーアレーといったような、他の種類のパターニング手段も使用可能である。
【００３０】
ソースＬＡ（例えば、レーザ生成プラズマソースあるいは放電プラズマソース）は放射線のビームを作り出す。このビームは、直接的に、あるいは、例えばビームエキスパンダーＥｘといったようなコンディショニング手段を横断した後に、照明システム（照明装置）ＩＬに供給される。照明装置ＩＬは、ビームにおける強度分布の外部かつ／あるいは内部放射範囲（一般的にそれぞれ、σ−ｏｕｔｅｒおよびσ−ｉｎｎｅｒに相当する）を設定する調整手段ＡＭから成る。さらに、照明装置ＩＬは一般的に積分器ＩＮおよびコンデンサＣＯといったような、他のさまざまな構成要素を備える。このようにして、マスクＭＡに照射するビームＰＢは、その断面に亘り所望する均一性と強度分布とを有する。
【００３１】
図１に関して、ソースＬＡはリソグラフィ装置のハウジング内にある（これは例えばソースが水銀ランプである場合に多い）が、しかし、リソグラフィ投影装置から離して配置することも可能であることを注記する。この場合、ソースＬＡが作り出す放射線ビームは（適した誘導ミラーにより）装置内に導かれる。この後者のシナリオでは、ソースＬＡがエキシマレーザである場合が多い。本発明および請求項はこれら両方のシナリオを網羅するものである。
【００３２】
続いてビームＰＢはマスクテーブルＭＴ上に保持されているマスクＭＡに入射する。ビームＰＢはマスクＭＡにより選択的に反射され、基板Ｗの目標部分Ｃ上にビームＰＢの焦点を合わせるレンズＰＬを通過する。第二位置決め手段（および干渉計測手段ＩＦ）により、基板テーブルＷＴは、例えばビームＰＢの経路における異なる目標部分Ｃに位置を合わせるために正確に運動可能である。同様に、第一位置決め手段は、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に、あるいは走査運動の間に、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ように使用可能である。一般的に、オブジェクト・テーブルＭＴおよびオブジェクト・テーブルＷＴの運動はロングストロークモジュール（粗動位置決め）およびショートストロークモジュール（微動位置決め）にて行われる。これについては図１に明示を行っていない。しかし、ウェーハステッパの場合（ステップアンドスキャン装置とは対照的に）、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に連結されるだけであるか、あるいは固定される。
【００３３】
ここに表した装置は２つの異なるモードにて使用可能である。
１．ステップモードにおいて、マスクテーブルＭＴは基本的に静止状態に保たれている。そして、マスクの像全体が１回の作動（すなわち１回の「フラッシュ」）で目標部分Ｃに投影される。次に基板テーブルＷＴがｘ方向および／あるいはｙ方向にシフトされ、異なる目標部分ＣがビームＰＢにより照射され得る。
２．スキャンモードにおいて、基本的に同一シナリオが適用されるが、但し、ここでは、所定の目標部分Ｃは１回の「フラッシュ」では露光されない。代わって、マスクテーブルＭＴが、速度ｖにて所定方向（いわゆる「走査方向」、例えばｙ方向）に運動可能であり、それによってビームＰＢがマスクの像を走査する。これと同時に、基板テーブルＷＴが速度Ｖ＝Ｍｖで、同一方向あるいは反対方向に運動する。ここで、ＭはレンズＰＬの倍率（一般的にＭ＝１／４あるいは１／５）である。このように、解像度を妥協することなく、比較的大きな目標部分Ｃを露光することが可能となる。
【００３４】
図５および図６は、平面モータの可動部分２５；３５のまた別の配列を図示したものである。主な違いは、フォーサ２６−２８；３６−３８が従来設計にあるようにペアで配列されていないことである。例えば、図５において、２個の別個のＸフォーサ２６、２７があり、これらが連動して作用しＸ方向の力を作り出し、互いに対向して作用してＺ軸回りのトルクを作り出す。かつ、２つのＹフォーサ２８、２９があり、これらが連動して作用しＹ方向の力を作り出し、互いに対向して作用してＺ軸回りのトルクを作り出す。第一Ｘフォーサ２６が、第一Ｙフォーサ２８と連動して、かつ第二Ｘフォーサ２７と第二Ｙフォーサ２９に対向して、Ｚ方向の力を作り出すと、Ｘ軸回りのトルクが作り出される。第一Ｘフォーサ２６が、第二Ｙフォーサ２９と連動して、かつ第二Ｘフォーサ２７と第一Ｙフォーサ２８に対向して、Ｚ方向の力を作り出すと、Ｙ軸回りのトルクが作り出される。図６に示した可動部分３５の制御は同様であるが、フォーサ２６−２８の配列を強化している。
【００３５】
しかし、フォーサがペアで配列されていないため、ピッチトルクは実質的な補正がなされない。Ｘフォーサは、フォーサによりＸ方向に作り出される力Ｆｘと、Ｚ方向において作り出される力Ｆｚと、Ｘ方向におけるフォーサの位置とで決まるピッチトルクＴｙを生み出す。同様に、Ｙフォーサは、フォーサによりＹ方向に作り出された力Ｆｙと、フォーサによりＺ方向に作り出された力Ｆｚと、Ｙ方向におけるフォーサの位置とで決まるピッチトルクＴｘを生み出す。
【００３６】
ピッチトルクを以下の等式にて表すことが出来る。
【数３】
ここで、Ｔｙx_は、第一Ｘフォーサ２６；３６と第二Ｘフォーサ２７；３７によって生じるｙピッチトルクを表し、Ｔｘｙは第一Ｙフォーサ２８；３８と第二Ｙフォーサ２９；３９によって生じるｘピッチトルクを表し、Ｆｘx_は第一Ｘフォーサ２６；３６と第二Ｘフォーサ２７；３７により生じるｘ力を表しており、Ｆｙy_は、第一Ｙフォーサ２８；３８と第二Ｙフォーサ２９；３９によって生じるｙ力を表し、Ｆｚは、ＸフォーサおよびＹフォーサ２６−２９；３６−３９によって生じるｚ力を表し、ｘは、静止部分の所定の位置に対する、平面モータの可動部分のＸ方向における位置を表し、ｙは、静止部分の所定の位置に対する、平面モータの可動部分のＹ方向における位置を表し、Ｃ１＆Ｃ２は例えばそのジオメトリと磁石のピッチとで決まる、平面モータでは一般的な定数を表しており、τは磁石のピッチを表している。これらの等式によって平面モータの可動部分２５；３５における全体ピッチトルクが計算可能である。
【００３７】
【数４】
【００３８】
全体ピッチトルクＴｙtot、Ｔｘtot（等式５および等式６）を求める等式から、図５および図６に示す構成にあるように、ＸフォーサおよびＹフォーサがそれぞれ（ｎ＋１／２）τシフトで配列されると、Ｘフォーサの力の成分が同じであって、かつＹフォーサの力の成分が同じであるとき（Ｆｘx1＝Ｆｘx2、Ｆｙy1＝Ｆｙy2、Ｆｚx1＝Ｆｚx2、かつＦｚy1＝Ｆｚy2）、ピッチトルクは作り出されないことが分かる。言い換えると、Ｘフォーサ２６、２７が連動して作用し、かつＹフォーサ２８、２９が連動して作用するときピッチトルクは生じない。ピッチトルクは、平面モータの可動部分において全体として必要な力が、Ｘ方向の力、Ｙ方向の力、Ｚ方向の力、またはこれらの何れかの組み合わせであるときに生じる。しかし、Ｘフォーサ２６、２７の力の成分が異なるとき、かつ、または同様に、Ｙフォーサ２８、２９の力の成分が異なるときにピッチトルクは生じる。これは、Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸のいずれかの軸まわりのトルクが平面モータの可動部分２５に必要とされるとき、例えば加速中であるようなときに生じる。
【００３９】
平面モータの可動部分２５に付加されるべき力およびトルクの所定の組み合わせにおいて、等式５および等式６を用いて、作り出されるであろうピッチトルクを判断することが可能である。次に補正トルクの計算が可能となり、力各々に力が付加されてこの補正トルクを作り出す。これを図７に要約している。平面モータの可動部分に必要とされる力およびトルクが決定され、これらに基づき、ステップ４１において各フォーサに必要な力が計算される。ステップ４２において、フォーサの力により作り出され、引き起こされる平面モータの可動部分における合計のピッチトルクが計算される。次に、ステップ４３において、ピッチトルクをオフセットするために各フォーサに必要な力が計算される。ステップ４４において、ピッチトルクの影響がない場合の、各フォーサに必要とされる力に、これらオフセット力が加えられる。次に、ステップ４５において、伝達アルゴリズムが用いられ、各フォーサにて必要な力を作り出すために４個のフォーサ各々の３相それぞれに付加されるべき電流が決定される。
【００４０】
ピッチトルクそれ自身を補正するために必要とされるオフセット力がさらなるピッチトルクを作り出すにもかかわらず、振幅は図５および図６に示した構成における最初のピッチトルクよりも実質的に低い。反復プロセスが用いられることで後に続くオフセット力が決定され、前に決定されたオフセットによって作り出されたピッチトルクを相殺する。このプロセスは結果のピッチトルクが所定のしきい値を下回るまで繰り返すことが可能である。しかし、第一Ｘフォーサおよび第二Ｘフォーサの影響点と、第一Ｙフォーサおよび第二Ｙフォーサとの間のモーメントアームが減少するにつれて、ピッチトルク補正のこの技法の効果が減少することに注意しなくてはならない。
【００４１】
テーブル１は、上述のようなピッチトルク補正を行った場合と行わない場合における、図５に示すように配列された可動部分２５を備えた平面モータにおいて作り出されたトルクの比較を示したものである。ここで示されているように、必要とされるトルクのエラーが補正により著しく減少している。
【００４２】
実施形態２
図８は、フォーサにて作り出されたピッチトルクを補正するための、本発明の第二実施形態に基づく図である。最初のステップ５０において、平面モータの可動部分に必要とされる力およびトルクが決定される。次に、ステップ５１において、プライマリーフォースが、プライマリーフォースによって作り出される寄生ピッチトルクと組み合わされるとき、その和がステップ５０にて決定された平面モータの可動部分に必要とされる力およびトルクと等しくなるように、フォーサに適用されるべきプライマリーフォースのコマンドを制御システムにおいて決定する。次にプライマリーフォースコマンドが、４個のフォーサ各々の３相に必要な電流を供給する伝達アルゴリズム５５に印加される。
【００４３】
ステップ５１を実行する際にいくつかの数学的モデリングが必要となる。次の等式は、ピッチトルクのない、理想的な状態の平面モータの可動部分をモデル化したものである。独自の解決法を提供するために、このモデルでは、ＸフォーサのＺ方向における力の成分がＺ方向における力全体の半分をもたらし、ＸフォーサのＸ方向における力の成分がＺ軸回りの全トルクの半分をもたらすことを必要とする。本発明のこの実施形態は、以下の等式に示される等価の特性マトリクスの行列式は非ゼロである場合には、異なる仮定を用いる他のモデルによっても実行され得る。
【００４４】
【数５】
【００４５】
Ｆｘ、Ｆｙ、およびＦｚは、平面モータの可動部分における合計の力、すなわち必要とされる力である。Ｔｘ、Ｔｙ、およびＴｚは、平面モータの可動部分においてそれぞれの軸まわりに作り出されるトルク、すなわち必要とされるトルクである。上に記載のように、Ｆｘ_はＸ方向に示されたフォーサ（ｘ１またはｘ２）により作り出される力を表し、Ｆｙ_はＹ方向に示されたフォーサ（ｙ１またはｙ２）により作り出される力を表し、Ｆｚ_はＺ方向に示されたフォーサ（ｘ１、ｘ２、ｙ１、またはｙ２）により作り出される力である。平面モータの可動部分２５；３５の主要部の中心３０；４０に対するフォーサの作用点の座標が、フォーサを示す下付文字（x1 、 x2 、 y1 、 y2）を用い、ｘ、ｙ、またはｚで示されている。このモデルにおいて、主要部の中心３０；４０に対する、全フォーサの全ての作用点のＺ方向における位置は同じである（ｚ）と仮定される。また、ｘx1＝ｘx2、ｙx1＝ｙx2、ｘy1＝ｘy2、かつｙy1＝ｙy2であると仮定される。これらの両方の仮定は本発明における本実施形態の重要な特徴ではないが、計算の複雑さを軽減するものとして望ましい。
【００４６】
ピッチトルクがモデルに導入されると、等式は以下のようになる。
【数６】
【００４７】
ここで
【数７】
【００４８】
ピッチトルク成分φ、θ、α、およびβは、第一実施形態に関する説明において述べたものと同様である。
【００４９】
このモデルにより、全体として、平面モータの可動部分に必要とされる力およびトルクであるＦｘからＴｚを作り出すために、各フォーサに必要とされる力、Ｆｘx1からＦｚy2を決定することが可能となる。等式８の８ｘ８マトリクスを逆にすることによって次の等式に到る。この等式により、各フォーサに必要とされるプライマリーフォースを、平面モータの可動部分に必要とされる全体的な力およびトルクから決定することが可能となる。
【００５０】
【数８】
【００５１】
この等式において、
【数９】
【００５２】
ＸフォーサおよびＹフォーサ各々の計算における項の多くが、ＸフォーサとＹフォーサのうちの他方における項の負であることを見つけることで、フォーサの各々に必要とされる力を決定するために必要な計算数を減じることが可能である。φ、θ、α、およびβ（ゆえにＤ）はすべて平面モータの可動部分の位置に基づくことから、モータの稼動時に更新されなくてはならない。
【００５３】
フォーサ各々に必要とされる力を求める計算の全ては、力の計算が更新されるたびごとに実行される。あるいは、φ、θ、α、およびβの値（ここで唯一の変数は、静止部分に対する平面モータの可動部分の位置である）のような計算のいくつかは位置の範囲に対し前もって計算され、メモリに保存される。残りの計算はメモリからの適正な値を用いて実行される。値が必要とされる位置の範囲は単純に静止部分の磁石の１つに対する平面モータの可動部分の重心範囲であろう。重心が、第一磁石の着磁に平行な着磁に合わせられた静止部分の他の磁石に対する同一相対位置にあるとき、平面モータの可動部分の他の位置はφ、θ、α、およびβと同一値を有する。
【００５４】
実施形態３
力によって作り出されたピッチトルクを補正する第三の方法は、平面モータの可動部分に全体的に必要とされる力およびトルクを作り出すために、力の各々に対して適切な力のコマンド（または直接的に各フォーサに必要な３相電流）を供給するために訓練可能な、ニューラルネットワークのような、学習アルゴリズムを提供することである。
【００５５】
上記の全ての実施形態において、ピッチトルクの補正は、平面モータの可動部分を制御するために必要な制御システムのほんの一部分である。図９は、制御システムのさらなる構成要素を示したものである。ステップ６０において、平面モータの可動部分に取り付けられた、マスクもしくは基板の目標部分の必要な加速度（直線と回転の両方）を決定する。「ゲインスケジューリング」に相当するプロセス６１が実行されて、目標部分の必要とされる加速度を作り出すために、平面モータの可動部分の必要とされる加速度６２を決定する。続いて、「ゲインバランシング」に相当するプロセス６３が用いられて、平面モータの可動部分に必要とされる力およびトルク６４を決定する。
【００５６】
このプロセス６３は、平面モータの中央部分における、フォーサによって作り出された力以外の力を考慮に入れる。例えば、こうした力には、平面モータの可動部分の重量、そしてケーブルアームといったような外部の力が含まれる。ゲインバランシングは、フォーサにより作り出された各力の作用点の位置も考慮に入れる。この場合のゲインバランシングプロセス６３の結果が、理想的な、各フォーサに必要とされる力６４である。しかしながら、これはピッチトルクを考慮に入れていない。ゆえに、ステップ６５においてピッチトルクが補正される。次に、各フォーサに必要とされる実際の力が、４個のフォーサ各々の３相それぞれに必要な電流を決定する伝達アルゴリズム６６に供給される。ゲインスケジューリングに関するさらなる情報は、参考までに記載を行うと、欧州特許出願第０２２５０９６６．５号から得られる。
【００５７】
ピッチトルク補正は上述の方法のいずれかによってなされる。例えば、図７に示したような第一実施形態におけるステップ４２からステップ４４が用いられる。第二実施形態において、等式１３ではすでにフォーサの作用点の位置を考慮に入れている。ゆえに、ゲインバランシングでは平面モータの可動部分に作用する他の力のみを考慮に入れる必要があり、全体として可動部分に必要とされる全体の力およびトルクを決定する。あるいは、標準的なゲインバランシングを実行し、その結果が各フォーサに必要とされる力であり、そして、それからピッチトルクを補正するためにフォーサに与えられるべき必要な力のコマンドを決定することが望ましい。第二実施形態の方法によってこれを達成するためにさらなる処理がいくつか必要である。単純化して、上記の等式７は、以下のように書きかえられる。
【００５８】
【数１０】
ここで、「Ａideal」は、平面モータの可動部分における全体の力およびトルクと、フォーサ各々の力との間の理想的な関係（すなわちピッチトルクを含まない）をモデル化した８ｘ８マトリクスである。同様に、上記の等式８を以下のように書きかえることが出来る。
【００５９】
【数１１】
ここで、「Ａreal」は、モデルにピッチトルクを取り込んだ８ｘ８マトリクスである。これらの２つの等式を結合させ、再構成することで、次の式が導かれる。
【００６０】
【数１２】
【００６１】
ゆえに、ピッチトルクを考慮に入れて、フォーサに与えられなくてはならない実際の力「Ｆreal」と、ゲインバランシングステップ６３において決定される理想的な力「Ｆideal」との間の関係が得られる。理解を促すために、等式１７を展開したものを添付の図面における図１０に示している。もう一度述べると、ＸフォーサおよびＹフォーサに必要とされる力の各々の項の多くは、ＸフォーサおよびＹフォーサのうちの他方に必要とされる項の負であるという事実によって必要な計算量を減じることが可能である。これも既に述べたように、φ、θ、α、およびβ（よってＤ）は平面モータの可動部分の位置に基づくことから、モータの稼動時に更新される必要がある。
【００６２】
以上、本発明の実施形態を詳細に説明したが、本発明の範囲を逸脱することなく上記以外の他の方法でも具体化できることは当業者にとって明らかである。本詳細説明によって本発明を制限する意図ではない。
【００６３】
【表１】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に基づくリソグラフィ投影装置を示したものである。
【図２】従来設計の平面モータを示したものである。
【図３】平面モータの静止部分の詳細を示したものである。
【図４】従来設計による平面モータの可動部分を示したものである。
【図５】本発明における平面モータの可動部分を示したものである。
【図６】本発明のまた別の形態における平面モータの可動部分を示したものである。
【図７】本発明における平面モータの制御システムの構成要素を示したものである。
【図８】本発明における平面モータの制御システムの構成要素のまた別の実施の形態を示したものである。
【図９】本発明における平面モータの制御システムのさらなる構成要素を示したものである。
【図１０】ピッチトルクを補正するために用いる等式を示したものである。
【発明の属する技術分野】
本発明は、放射線感光材料の層により少なくとも部分的に覆われた基板を提供するステップと、放射線システムを用いて放射線の投影ビームを供給するステップと、パターニング手段を用いて投影ビームのその断面にパターンを与えるステップと、放射線感光材料の層の目標部分に放射線のパターン化されたビームを投影するステップと、平面モータの可動部分に所定方向における少なくとも１つのプライマリーフォースを作り出し、かつ、プライマリーフォースと連動して少なくとも１つの擬似トルクを各々が作り出す複数のコイルのセットによって構成された平面モータにより基板とパターニング手段のうちの１つを位置決めするステップと、そして、平面モータの位置決めを行うために必要なプライマリーフォースを決定するステップから成るデバイス製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ここに使用する「パターニング手段」なる用語は、入射する放射線ビームに、基板の目標部分に作り出されるべきパターンと一致するパターン化断面を与えるために使用し得る手段に当たるものとして広義に解釈されるべきである。また、「ライトバルブ」なる用語もこうした状況において使用される。一般的に、上記のパターンは、集積回路や他のデバイス（以下を参照）であるような、デバイスにおいて目標部分に作り出される特別な機能層に相当する。そのようなパターニング手段には以下が含まれる。すなわち、
− マスク。マスクの概念はリソグラフィにおいて周知のものであり、これには、様々なハイブリッドマスクタイプのみならず、バイナリマスク、交番位相シフトマスク、減衰位相シフトマスクといったようなマスクタイプも含まれる。放射線ビームにこのようなマスクを配置することにより、マスクに照射する放射線の、マスクパターンに従う選択的透過（透過性マスクの場合）や選択的反射（反射性マスクの場合）を可能にする。マスクの場合、その支持構造は一般的に、入射する放射線ビームの所望する位置にマスクを保持しておくことが可能であり、かつ、必要な場合、ビームに対して運動させることの可能なマスクテーブルである。
− プログラマブルミラーアレー。このようなデバイスの一例として、粘弾性制御層および反射面を有するマトリクスアドレス可能面があげられる。こうした装置の基本的原理は、（例えば）反射面のアドレス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ったことである。適切なフィルタを使用することにより、回折光のみを残して上記非回折光を反射ビームからフィルタすることが可能である。この方法において、ビームはマトリクスアドレス可能面のアドレスパターンに従ってパターン形成される。プログラマブルミラーアレーのまた別の実施形態では小さな複数のミラーのマトリクス配列を用いる。そのミラーの各々は、適した局部電界を適用することによって、もしくは圧電作動手段を用いることによって、軸を中心に個々に傾けられている。もう一度言うと、ミラーはマトリクスアドレス可能であり、それによりアドレスされたミラーはアドレスされていないミラーとは異なる方向に入射の放射線ビームを反射する。このようにして、反射されたビームはマトリクスアドレス可能ミラーのアドレスパターンに従いパターン形成される。必要とされるマトリクスアドレッシングは適切な電子手段を用いて実行される。前述の両方の状況において、パターニング手段は１つ以上のプログラマブルミラーアレーから構成可能である。ここに参照を行ったミラーアレーに関するより多くの情報は、参考までに記載を行うと、例えば、米国特許第ＵＳ５，２９６，８９１号および同第ＵＳ５，５２３，１９３号、並びに、ＰＣＴ特許種出願第ＷＯ９８／３８５９７および同ＷＯ９８／３３０９６から得ることが出来る。プログラマブルミラーアレーの場合、上記支持構造は、例えばフレームもしくはテーブルとして具体化され、これは必要に応じて、固定式となるか、もしくは可動式となる。
− プログラマブルＬＣＤアレー。このような構成の例が、参考までに記載を行うと、米国特許第ＵＳ５，２２９，８７２号に開示されている。上記同様、この場合における支持構造も、例えばフレームもしくはテーブルとして具体化され、これも必要に応じて、固定式となるか、もしくは可動式となる。
【０００３】
簡潔化の目的で、本文の残りを、特定の箇所において、マスクおよびマスクテーブルを必要とする例に限定して導くものとする。しかし、こうした例において論じられる一般的な原理は、既に述べたようなパターニング手段のより広範な状況において理解されるべきである。
【０００４】
リソグラフィ投影装置は例えば、集積回路（ＩＣ）の製造において使用可能である。この場合、パターニング手段はＩＣの個々の層に対応する回路パターンを生成する。そして、放射線感光原料（レジスト）の層が塗布された基板（シリコンウェーハ）上の目標部分（例えば１つあるいはそれ以上のダイから成る）にこのパターンを像形成することが出来る。一般的に、シングルウェーハは、投影システムを介して１つずつ順次照射される近接目標部分の全体ネットワークを含んでいる。マスクテーブル上のマスクによるパターニングを用いる現在の装置は、異なる２つのタイプのマシンに区分される。リソグラフィ投影装置の一タイプでは、全体マスクパターンを目標部分に１回の作動にて露光することによって各目標部分が照射される。こうした装置は一般的にウェーハステッパと称されている。ステップアンドスキャン装置と称される別の装置では、所定の基準方向（「スキャニング」方向）にマスクパターンを投影ビーム下で徐々にスキャニングし、これと同時に基板テーブルをこの方向と平行に、あるいは反平行にスキャニングすることにより、各目標部分が照射される。一般的に、投影装置は倍率係数Ｍ（一般的に、＜１）を有することから、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係数Ｍ倍となる。ここに記載を行ったリソグラフィデバイスに関するさらなる情報は、参考までに記載を行うと、例えば、米国特許第ＵＳ６，０４６，７９２号から得ることが出来る。
【０００５】
リソグラフィ投影装置を使用する製造工程において、パターン（例えばマスクにおける）は少なくとも部分的に放射線感光材（レジスト）の層で覆われた基板上に像形成される。この像形成ステップに先立ち、基板は、プライミング、レジスト塗布、およびソフトベークといったような各種の工程を経る。露光後、基板は、ポストベーク（ＰＥＢ）、現像、ハードベーク、および結像フューチャの測定／検査といったような他の工程を通る。この一連の工程は、例えばＩＣといったような素子の個々の層をパターン化するための基準として使用される。このようなパターン形成された層は、それから、全て個々の層を仕上げる目的である、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、化学機械的研磨等といった種々のプロセスを経る。数枚の層が必要とされる場合には、全体工程、もしくはその変形をそれぞれの新しい層に繰り返す必要がある。最終的に、素子のアレーが基板（ウェーハ）上に形成される。次に、これらの素子はダイシングやソーイングといったような技法で相互より分離される。それから個々の素子は、キャリアに装着されたり、ピンに接続されたりし得る。こうした工程に関するさらなる情報は、参考までに例をあげると、１９９７年にマグローヒル出版会社より刊行された、Ｐｅｔｅｒ ｖａｎ Ｚａｎｔ著、「マイクロチップ製造：半導体処理に対する実用ガイド」という名称の書籍（“Microchip Fabrication:A Pratical Guide to Semiconductor Processing”）の第３版、ＩＳＢＮ０−０７−０６７２５０−４より入手可能である。
【０００６】
簡潔化の目的で、これより投影システムを「レンズ」と称するものとする。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、および反射屈折光学システムを含むさまざまなタイプの投影システムを網羅するものとして広義に解釈されるべきである。放射線システムはまた、放射線の投影ビームの誘導、成形、あるいは制御を行う、こうした設計タイプのいずれかに応じて稼動する構成要素も備える。そして、このような構成要素もまた以降において集約的に、あるいは単独的に「レンズ」と称する。さらに、リソグラフィ装置は２つあるいはそれ以上の基板テーブル（および、あるいは２つもしくはそれ以上のマスクテーブル）を有するタイプのものである。このような「多段」デバイスにおいては、追加のテーブルが並列して使用される。もしくは、１つ以上の他のテーブルが露光に使用されている間に予備工程が１つ以上のテーブルにて実行される。例えば、参考までに記載を行うと、デュアルステージリソグラフィ装置について、米国特許第ＵＳ５，９６９，４４１号および国際特許出願第ＷＯ９８／４０７９１号において記載がなされている。
【０００７】
添付図面における図２は、パターニング手段および、または基板テーブルの位置決めを行う、既知の設計による平面モータを示したものである。このような平面モータに関するさらなる情報は、参考までに記載を行うと、国際特許出願第ＷＯ０１／１８９４４Ａ号から得ることが出来る。ここに示したような平面モータは静止部分１と可動部分２によって構成されている。静止部分１はキャリアに固定された複数の永久磁石３、４、５から成る。これらの磁石は行６と列７に配列されている。
【０００８】
図３は、平面モータの静止部分１を詳細に示したものであり、磁気の向きを示している。ここで矢印は磁石の着磁方向を示している。行６および列７の各々において、隣接する磁石３，４は、これらの着磁が互い平行にならず、かつ、平面モータの静止部分１の面に垂直になるように合わされている。主磁石３，４の各々の間に、追加の磁石５がいわゆるハルバッハ形状に配列されている。すなわち、これら追加の磁石５の着磁が主磁石３，４の極性と垂直になるように配列されている。
【０００９】
図４は現在では周知の平面モータの可動部分２を詳細に示したものである。理解を促すために、Ｘ軸およびＹ軸が平面モータの面にあって、Ｚ軸が平面モータの面に垂直である、直交軸Ｘ、ＹおよびＺの方向を図面にて明示している。平面モータの可動部分２の主要部の中心２０が原点として使用され得る。ここで平面モータの可動部分２は基部１９に取り付けされたコイル１１からコイル１８までのコイルのセットにより構成されている。このコイルセットの各々には３相電流が供給され、それによってフォーサであるコイルセットが、Ｘ、Ｙの配向によってＸ方向かまたはＹ方向の力や、Ｚ方向の力をもたらすことが可能となる。フォーサはペアにて配列されている。図４に示すように、フォーサ１１、１２、およびフォーサ１３、１４は、それらの主軸がＹ方向にあるように合わせられている。ゆえに、これらのフォーサはＺ方向のみならず、Ｘ方向の力を作り出すことが出来る。残りのフォーサ１５、１６、および１７、１８はこれらの主軸がＸ方向にあるように合わせられている。これらのフォーサはＺ方向のみならず、Ｙ方向の力を作り出す。可動部分２においてＸ方向の力を作り出すために、Ｘフォーサの第一ペア１１、１２と、Ｘフォーサの第二ペア１３、１４は連動して作用する。Ｘフォーサの第一ペア１１、１２と、Ｘフォーサの第二ペア１３、１４が反対方向に作用すると、平面モータの可動部分２にＺ軸回りのトルクが作り出される。同様に、平面モータの可動部分２にＹ方向の力を作り出すために、Ｙフォーサの第一ペア１５、１６と、Ｙフォーサの第二ペア１７、１８は連動して作用する。Ｙフォーサの第一ペア１５、１６が、Ｙフォーサの第二ペア１７、１８と反対に作用すると、Ｚ軸回りのトルクが同様に作り出される。Ｚ方向の力を作り出すために、フォーサ１１からフォーサ１８の全部がそのＺ力を連動して作る。Ｙフォーサの第一ペア１５、１６が、Ｘフォーサの第一ペア１１、１２と連動して作用し、かつＹフォーサの第二ペア１７、１８およびＸフォーサの第二ペア１３、１４と反対に作用してＺ方向の力を作り出すことにより、あるいは、Ｘフォーサの第一ペアが、Ｙフォーサの第二ペアと連動して作用し、かつＸフォーサの第二ペアとＹフォーサの第一ペアと反対に作用してＺ方向の力を作り出すことにより、Ｘ軸およびＹ軸回りのトルクがそれぞれ作り出される。
【００１０】
上記の方法で作り出された力を結合させることで、平面モータの可動部分２の位置および速度は全６自由度で（すなわち、Ｘ方向、Ｙ方向、およびＺ方向の各々において、かつ、Ｘ方向、Ｙ方向、およびＺ方向の各々に平行な軸回りにて）制御可能となる。また、フォーサ１１からフォーサ１８のＺ方向の力が用いられて、装置の可動部分２の重量を支えるため、別の軸受けを用意する必要がなくなる。図２に示すように、平面モータは、静止部分１の永久磁石の行６および列７の方向に対して約４５°で可動部分２のＸ軸およびＹ軸にて作用する。
【００１１】
しかしながら、Ｚ方向の力と、Ｘ方向およびＹ方向のうちの一方向の力に加えて、フォーサ１１から１８の各々もまた擬似トルクを作り出す。ＸフォーサはＹ軸回りのトルクを作り出し、ＹフォーサはＸ軸回りのトルクを作り出す。作り出されたトルクは、Ｚ方向のフォーサにより作り出された力と、Ｘ方向あるいはＹ方向のフォーサにより作り出された力と、Ｘ方向あるいはＹ方向のフォーサの位置の関数である。この擬似トルク成分が「ピッチトルク」である。
【００１２】
平面モータの既知の設計ではＸフォーサおよびＹフォーサがペアで配置されて、ピッチトルクの影響に抗する。これを作用させるために、ペアになったフォーサの各々が合わせてτ／２オフセットされる。位置オフセットは、平面モータにおける静止部分１の永久磁石の配列のピッチτの１／２（すなわち、図２に示すように、同様の方法にて合わせられた永久磁石の対角線間の距離の半分）になるようにセットされる。位置オフセットをこの距離τ／２にセットすることによって、ペアの一方のフォーサによって作り出されるピッチトルクは、ペアのもう一方のフォーサによって作り出されるピッチトルクを正確にオフセットする。ゆえに各ペア内のネットピッチトルクはゼロである。
【００１３】
しかし、フォーサをペアで配置することの欠点も多い。必要なフォーサが２倍となり、それにより平面モータの可動部分の主要部が増え、Ｘ−Ｙ面のそのサイズが増す。さらに制御システムの複雑さが増す上に、（フォーサペアの３相電流システム間において９０度位相シフトが必要となり、よってフォーサの各ペアは２つの３相増幅器を必要とすることから）３相増幅器の必要数も増すことになる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、追加のフォーサや追加の増幅器を用いずにピッチトルクの補正を可能とする、上に記載を行ったようなリソグラフィ装置において用いるデバイス製造方法を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本目的および他の目的は、冒頭の段落において特定を行ったようなデバイス製造方法における本発明に従って達成される。本発明における方法は、必要とされるプライマリーフォース各々においての修正を決定し、その修正の結果によって平面モータの可動部分における擬似トルクの和を少なくとも部分的に補正し、そして、制御信号をコイルセットに供給して修正を含むプライマリーフォースをもたらすことを特徴とする。
【００１６】
本方法は、既知の技法とは全く異なる機構によってピッチトルクに対処するものである。本方法は、平面モータの可動部分に追加の、補正用のコイルセットを必要とせずに平面モータのコイルセットによって作り出されたピッチトルクの影響を減じることにその長所を有する。ゆえに、装置に物理的な変更を加えるのではなく、制御パラメータを調節することによってピッチトルクの調整を可能とする。
【００１７】
特に、修正は、必要な動作と観測された動作との間の違いをモニタリングしてその動作から修正を導くとするのではなく、必要とされるプライマリーフォースから導き出される。これにより動作の全体的エラーを著しく減じることが出来る。
【００１８】
この方法において補正される擬似トルクは、特に、各コイルセットによって作り出されたものであり、かつ、コイルセットによって作り出されたプライマリーフォースの方向に垂直でかつコイルセット内のコイル面に平行な軸回りに作用するものである。
【００１９】
修正を決定するステップは、無修正の、コイルセットにより付加される必要とされるプライマリーフォースによって引き起こされるであろう擬似トルクを計算し、そして次に、この擬似トルクの和の反対に等しいトルクを平面モータの可動部分に作り出すコイルセットにおける補助的なプライマリーフォースの組み合わせを決定することによって実行される。次に、これらの補助的な力が修正において使用される。
【００２０】
ピッチトルクを補正するこの工程において、簡単な制御コマンドを用いてピッチトルクの影響を著しく減じる。
【００２１】
また代案として、修正の力の和と必要とされるプライマリーフォースがコイルセットにより付加されるときに、プライマリーフォースと擬似トルクの影響の和が、位置決めステップを達成するために必要な力およびトルクにほぼ等しくなるように、必要とされるプライマリーフォースの各々に対する修正の力を決定することで、上記の修正を決定するステップを実行することも可能である。
【００２２】
擬似ピッチトルクの影響を実質的に除去することから、オフセットを作り出すこの工程は特に有益である。
【００２３】
本発明のさらなる態様に基づき、リソグラフィ投影装置を制御するコンピュータプログラムが提供される。このコンピュータプログラムは、平面モータの可動部分に所定方向における少なくとも１つのプライマリーフォースを作り出し、かつ、プライマリーフォースと連動して少なくとも１つの擬似トルクを各々が作り出す複数のコイルのセットによって構成された平面モータによって基板とパターニング手段のうちの１つを位置決めするステップと、平面モータの位置決めを達成するために必要なプライマリーフォースを決定するステップとを実行するよう装置に指示を与えるコード化手段を備えている。このコード化手段は、修正の結果により平面モータの可動部分における擬似トルクの和を少なくとも部分的に補正するよう、必要とされるプライマリーフォース各々に対する修正を決定するステップと、修正を含んだプライマリーフォースをもたらすべくコイルのセットに制御信号を供給するステップとを実行することを特徴とする。
【００２４】
本発明のさらなる態様に基づき、放射線の投影ビームを供給する放射線システムと、所望するパターンに従って投影ビームをパターン化するパターニング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、パターン化されたビームを基板の目標部分に投影する投影システムと、平面モータの可動部分に所定方向における少なくとも１つのプライマリーフォースを作り出し、かつ、プライマリーフォースと連動して少なくとも１つの擬似トルクを各々が作り出す複数のコイルのセットにより構成された、パターニング手段と基板テーブルのうちの１つを位置決めするための平面モータと、平面モータの位置決めを達成するために必要とされるプライマリーフォースを決定する手段とから成るリソグラフィ投影装置を提供し、ここで、該装置はさらに、修正の結果により平面モータの可動部分における擬似トルクの和を減少させるよう、必要とされるプライマリーフォース各々における修正を決定する手段と、必要とされるプライマリーフォースと修正の和を各コイルセットに付加するため、コイルセットの各々に制御信号を供給する手段とを備えていることを特徴とする。
【００２５】
本発明による装置の使用法に関して、本文ではＩＣの製造に関して詳細な説明を行うものであるが、こうした装置が他の多くの用途においても使用可能であることは明確に理解されるべきである。例えば、本発明による装置は、集積光学装置、磁気ドメインメモリ用ガイダンスおよび検出パターン、液晶ディスプレイパネル、薄膜磁気ヘッド等の製造に使用され得る。こうした代替的な用途においては、本文にて使用した「レチクル」、「ウェーハ」、「ダイ」といった用語は、それぞれ「マスク」、「基板」、「目標部分」といった、より一般的な用語に置き換えて使用され得ることは当該技術分野の専門家にとって明らかである。
【００２６】
本明細書において使用した「放射線」および「ビーム」という用語は、イオンビームあるいは電子ビームといったような粒子ビームのみならず、紫外線（例えば、３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、あるいは１２６ｎｍの波長を有する）、およびＥＵＶ（例えば５ｎｍ−２０ｎｍの範囲の波長を有する、極紫外線）を含む、あらゆるタイプの電磁放射線を網羅するものである。
【００２７】
本発明の実施の形態についての詳細説明を、添付の図面を参照に、例示の方法においてのみ行うものとする。なお、全図を通して同様部分は同一符号を付すものとする。
【００２８】
実施形態１
図１は、本発明の特別な実施形態に基づいたリソグラフィ投影装置を示したものである。この装置は、特別な本実施形態において放射線源ＬＡも備えた、放射線の投影ビームＰＢ（例えばＥＵＶ放射線）を供給する放射線システムＥｘ、ＩＬと、マスクＭＡ（例えばレクチル）を保持するマスクホルダーｗ備え、かつ、品目ＰＬに対して正確にマスクの位置決めを行う第一位置決め手段に連結を行った第一オブジェクト・テーブル（マスクテーブル）ＭＴと、基板Ｗ（例えば、レジスト塗布シリコンウェーハ）を保持する基板ホルダーを備え、かつ、品目ＰＬに対して正確に基板の位置決めを行う第二位置決め手段に連結を行った第二オブジェクト・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の目標部分Ｃ（例えば、１つあるいはそれ以上のダイから成る）に像形成する投影システム（「レンズ」）ＰＬ（例えばミラー群）とにより構成されている。
【００２９】
ここで示しているように、この装置は反射タイプ（すなわち、反射マスクを有する）である。しかし、一般的には、例えば透過マスクを有する透過タイプのものも可能である。あるいは、本装置は、上記に関連するタイプであるプログラマブルミラーアレーといったような、他の種類のパターニング手段も使用可能である。
【００３０】
ソースＬＡ（例えば、レーザ生成プラズマソースあるいは放電プラズマソース）は放射線のビームを作り出す。このビームは、直接的に、あるいは、例えばビームエキスパンダーＥｘといったようなコンディショニング手段を横断した後に、照明システム（照明装置）ＩＬに供給される。照明装置ＩＬは、ビームにおける強度分布の外部かつ／あるいは内部放射範囲（一般的にそれぞれ、σ−ｏｕｔｅｒおよびσ−ｉｎｎｅｒに相当する）を設定する調整手段ＡＭから成る。さらに、照明装置ＩＬは一般的に積分器ＩＮおよびコンデンサＣＯといったような、他のさまざまな構成要素を備える。このようにして、マスクＭＡに照射するビームＰＢは、その断面に亘り所望する均一性と強度分布とを有する。
【００３１】
図１に関して、ソースＬＡはリソグラフィ装置のハウジング内にある（これは例えばソースが水銀ランプである場合に多い）が、しかし、リソグラフィ投影装置から離して配置することも可能であることを注記する。この場合、ソースＬＡが作り出す放射線ビームは（適した誘導ミラーにより）装置内に導かれる。この後者のシナリオでは、ソースＬＡがエキシマレーザである場合が多い。本発明および請求項はこれら両方のシナリオを網羅するものである。
【００３２】
続いてビームＰＢはマスクテーブルＭＴ上に保持されているマスクＭＡに入射する。ビームＰＢはマスクＭＡにより選択的に反射され、基板Ｗの目標部分Ｃ上にビームＰＢの焦点を合わせるレンズＰＬを通過する。第二位置決め手段（および干渉計測手段ＩＦ）により、基板テーブルＷＴは、例えばビームＰＢの経路における異なる目標部分Ｃに位置を合わせるために正確に運動可能である。同様に、第一位置決め手段は、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に、あるいは走査運動の間に、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ように使用可能である。一般的に、オブジェクト・テーブルＭＴおよびオブジェクト・テーブルＷＴの運動はロングストロークモジュール（粗動位置決め）およびショートストロークモジュール（微動位置決め）にて行われる。これについては図１に明示を行っていない。しかし、ウェーハステッパの場合（ステップアンドスキャン装置とは対照的に）、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に連結されるだけであるか、あるいは固定される。
【００３３】
ここに表した装置は２つの異なるモードにて使用可能である。
１．ステップモードにおいて、マスクテーブルＭＴは基本的に静止状態に保たれている。そして、マスクの像全体が１回の作動（すなわち１回の「フラッシュ」）で目標部分Ｃに投影される。次に基板テーブルＷＴがｘ方向および／あるいはｙ方向にシフトされ、異なる目標部分ＣがビームＰＢにより照射され得る。
２．スキャンモードにおいて、基本的に同一シナリオが適用されるが、但し、ここでは、所定の目標部分Ｃは１回の「フラッシュ」では露光されない。代わって、マスクテーブルＭＴが、速度ｖにて所定方向（いわゆる「走査方向」、例えばｙ方向）に運動可能であり、それによってビームＰＢがマスクの像を走査する。これと同時に、基板テーブルＷＴが速度Ｖ＝Ｍｖで、同一方向あるいは反対方向に運動する。ここで、ＭはレンズＰＬの倍率（一般的にＭ＝１／４あるいは１／５）である。このように、解像度を妥協することなく、比較的大きな目標部分Ｃを露光することが可能となる。
【００３４】
図５および図６は、平面モータの可動部分２５；３５のまた別の配列を図示したものである。主な違いは、フォーサ２６−２８；３６−３８が従来設計にあるようにペアで配列されていないことである。例えば、図５において、２個の別個のＸフォーサ２６、２７があり、これらが連動して作用しＸ方向の力を作り出し、互いに対向して作用してＺ軸回りのトルクを作り出す。かつ、２つのＹフォーサ２８、２９があり、これらが連動して作用しＹ方向の力を作り出し、互いに対向して作用してＺ軸回りのトルクを作り出す。第一Ｘフォーサ２６が、第一Ｙフォーサ２８と連動して、かつ第二Ｘフォーサ２７と第二Ｙフォーサ２９に対向して、Ｚ方向の力を作り出すと、Ｘ軸回りのトルクが作り出される。第一Ｘフォーサ２６が、第二Ｙフォーサ２９と連動して、かつ第二Ｘフォーサ２７と第一Ｙフォーサ２８に対向して、Ｚ方向の力を作り出すと、Ｙ軸回りのトルクが作り出される。図６に示した可動部分３５の制御は同様であるが、フォーサ２６−２８の配列を強化している。
【００３５】
しかし、フォーサがペアで配列されていないため、ピッチトルクは実質的な補正がなされない。Ｘフォーサは、フォーサによりＸ方向に作り出される力Ｆｘと、Ｚ方向において作り出される力Ｆｚと、Ｘ方向におけるフォーサの位置とで決まるピッチトルクＴｙを生み出す。同様に、Ｙフォーサは、フォーサによりＹ方向に作り出された力Ｆｙと、フォーサによりＺ方向に作り出された力Ｆｚと、Ｙ方向におけるフォーサの位置とで決まるピッチトルクＴｘを生み出す。
【００３６】
ピッチトルクを以下の等式にて表すことが出来る。
【数３】
【００３７】
【数４】
全体ピッチトルクＴｙtot、Ｔｘtot（等式５および等式６）を求める等式から、図５および図６に示す構成にあるように、ＸフォーサおよびＹフォーサがそれぞれ（ｎ＋１／２）τシフトで配列されると、Ｘフォーサの力の成分が同じであって、かつＹフォーサの力の成分が同じであるとき（Ｆｘx1＝Ｆｘx2、Ｆｙy1＝Ｆｙy2、Ｆｚx1＝Ｆｚx2、かつＦｚy1＝Ｆｚy2）、ピッチトルクは作り出されないことが分かる。言い換えると、Ｘフォーサ２６、２７が連動して作用し、かつＹフォーサ２８、２９が連動して作用するときピッチトルクは生じない。ピッチトルクは、平面モータの可動部分において全体として必要な力が、Ｘ方向の力、Ｙ方向の力、Ｚ方向の力、またはこれらの何れかの組み合わせであるときに生じる。しかし、Ｘフォーサ２６、２７の力の成分が異なるとき、かつ、または同様に、Ｙフォーサ２８、２９の力の成分が異なるときにピッチトルクは生じる。これは、Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸のいずれかの軸まわりのトルクが平面モータの可動部分２５に必要とされるとき、例えば加速中であるようなときに生じる。
【００３９】
平面モータの可動部分２５に付加されるべき力およびトルクの所定の組み合わせにおいて、等式５および等式６を用いて、作り出されるであろうピッチトルクを判断することが可能である。次に補正トルクの計算が可能となり、力各々に力が付加されてこの補正トルクを作り出す。これを図７に要約している。平面モータの可動部分に必要とされる力およびトルクが決定され、これらに基づき、ステップ４１において各フォーサに必要な力が計算される。ステップ４２において、フォーサの力により作り出され、引き起こされる平面モータの可動部分における合計のピッチトルクが計算される。次に、ステップ４３において、ピッチトルクをオフセットするために各フォーサに必要な力が計算される。ステップ４４において、ピッチトルクの影響がない場合の、各フォーサに必要とされる力に、これらオフセット力が加えられる。次に、ステップ４５において、伝達アルゴリズムが用いられ、各フォーサにて必要な力を作り出すために４個のフォーサ各々の３相それぞれに付加されるべき電流が決定される。
【００４０】
ピッチトルクそれ自身を補正するために必要とされるオフセット力がさらなるピッチトルクを作り出すにもかかわらず、振幅は図５および図６に示した構成における最初のピッチトルクよりも実質的に低い。反復プロセスが用いられることで後に続くオフセット力が決定され、前に決定されたオフセットによって作り出されたピッチトルクを相殺する。このプロセスは結果のピッチトルクが所定のしきい値を下回るまで繰り返すことが可能である。しかし、第一Ｘフォーサおよび第二Ｘフォーサの影響点と、第一Ｙフォーサおよび第二Ｙフォーサとの間のモーメントアームが減少するにつれて、ピッチトルク補正のこの技法の効果が減少することに注意しなくてはならない。
【００４１】
テーブル１は、上述のようなピッチトルク補正を行った場合と行わない場合における、図５に示すように配列された可動部分２５を備えた平面モータにおいて作り出されたトルクの比較を示したものである。ここで示されているように、必要とされるトルクのエラーが補正により著しく減少している。
【００４２】
実施形態２
図８は、フォーサにて作り出されたピッチトルクを補正するための、本発明の第二実施形態に基づく図である。最初のステップ５０において、平面モータの可動部分に必要とされる力およびトルクが決定される。次に、ステップ５１において、プライマリーフォースが、プライマリーフォースによって作り出される寄生ピッチトルクと組み合わされるとき、その和がステップ５０にて決定された平面モータの可動部分に必要とされる力およびトルクと等しくなるように、フォーサに適用されるべきプライマリーフォースのコマンドを制御システムにおいて決定する。次にプライマリーフォースコマンドが、４個のフォーサ各々の３相に必要な電流を供給する伝達アルゴリズム５５に印加される。
【００４３】
ステップ５１を実行する際にいくつかの数学的モデリングが必要となる。次の等式は、ピッチトルクのない、理想的な状態の平面モータの可動部分をモデル化したものである。独自の解決法を提供するために、このモデルでは、ＸフォーサのＺ方向における力の成分がＺ方向における力全体の半分をもたらし、ＸフォーサのＸ方向における力の成分がＺ軸回りの全トルクの半分をもたらすことを必要とする。本発明のこの実施形態は、以下の等式に示される等価の特性マトリクスの行列式は非ゼロである場合には、異なる仮定を用いる他のモデルによっても実行され得る。
【００４４】
【数５】
Ｆｘ、Ｆｙ、およびＦｚは、平面モータの可動部分における合計の力、すなわち必要とされる力である。Ｔｘ、Ｔｙ、およびＴｚは、平面モータの可動部分においてそれぞれの軸まわりに作り出されるトルク、すなわち必要とされるトルクである。上に記載のように、Ｆｘ_はＸ方向に示されたフォーサ（ｘ１またはｘ２）により作り出される力を表し、Ｆｙ_はＹ方向に示されたフォーサ（ｙ１またはｙ２）により作り出される力を表し、Ｆｚ_はＺ方向に示されたフォーサ（ｘ１、ｘ２、ｙ１、またはｙ２）により作り出される力である。平面モータの可動部分２５；３５の主要部の中心３０；４０に対するフォーサの作用点の座標が、フォーサを示す下付文字（x1 、 x2 、 y1 、 y2）を用い、ｘ、ｙ、またはｚで示されている。このモデルにおいて、主要部の中心３０；４０に対する、全フォーサの全ての作用点のＺ方向における位置は同じである（ｚ）と仮定される。また、ｘx1＝ｘx2、ｙx1＝ｙx2、ｘy1＝ｘy2、かつｙy1＝ｙy2であると仮定される。これらの両方の仮定は本発明における本実施形態の重要な特徴ではないが、計算の複雑さを軽減するものとして望ましい。
【００４６】
ピッチトルクがモデルに導入されると、等式は以下のようになる。
【数６】
ここで
【数７】
ピッチトルク成分φ、θ、α、およびβは、第一実施形態に関する説明において述べたものと同様である。
【００４９】
このモデルにより、全体として、平面モータの可動部分に必要とされる力およびトルクであるＦｘからＴｚを作り出すために、各フォーサに必要とされる力、Ｆｘx1からＦｚy2を決定することが可能となる。等式８の８ｘ８マトリクスを逆にすることによって次の等式に到る。この等式により、各フォーサに必要とされるプライマリーフォースを、平面モータの可動部分に必要とされる全体的な力およびトルクから決定することが可能となる。
【００５０】
【数８】
この等式において、
【数９】
ＸフォーサおよびＹフォーサ各々の計算における項の多くが、ＸフォーサとＹフォーサのうちの他方における項の負であることを見つけることで、フォーサの各々に必要とされる力を決定するために必要な計算数を減じることが可能である。φ、θ、α、およびβ（ゆえにＤ）はすべて平面モータの可動部分の位置に基づくことから、モータの稼動時に更新されなくてはならない。
【００５３】
フォーサ各々に必要とされる力を求める計算の全ては、力の計算が更新されるたびごとに実行される。あるいは、φ、θ、α、およびβの値（ここで唯一の変数は、静止部分に対する平面モータの可動部分の位置である）のような計算のいくつかは位置の範囲に対し前もって計算され、メモリに保存される。残りの計算はメモリからの適正な値を用いて実行される。値が必要とされる位置の範囲は単純に静止部分の磁石の１つに対する平面モータの可動部分の重心範囲であろう。重心が、第一磁石の着磁に平行な着磁に合わせられた静止部分の他の磁石に対する同一相対位置にあるとき、平面モータの可動部分の他の位置はφ、θ、α、およびβと同一値を有する。
【００５４】
実施形態３
力によって作り出されたピッチトルクを補正する第三の方法は、平面モータの可動部分に全体的に必要とされる力およびトルクを作り出すために、力の各々に対して適切な力のコマンド（または直接的に各フォーサに必要な３相電流）を供給するために訓練可能な、ニューラルネットワークのような、学習アルゴリズムを提供することである。
【００５５】
上記の全ての実施形態において、ピッチトルクの補正は、平面モータの可動部分を制御するために必要な制御システムのほんの一部分である。図９は、制御システムのさらなる構成要素を示したものである。ステップ６０において、平面モータの可動部分に取り付けられた、マスクもしくは基板の目標部分の必要な加速度（直線と回転の両方）を決定する。「ゲインスケジューリング」に相当するプロセス６１が実行されて、目標部分の必要とされる加速度を作り出すために、平面モータの可動部分の必要とされる加速度６２を決定する。続いて、「ゲインバランシング」に相当するプロセス６３が用いられて、平面モータの可動部分に必要とされる力およびトルク６４を決定する。
【００５６】
このプロセス６３は、平面モータの中央部分における、フォーサによって作り出された力以外の力を考慮に入れる。例えば、こうした力には、平面モータの可動部分の重量、そしてケーブルアームといったような外部の力が含まれる。ゲインバランシングは、フォーサにより作り出された各力の作用点の位置も考慮に入れる。この場合のゲインバランシングプロセス６３の結果が、理想的な、各フォーサに必要とされる力６４である。しかしながら、これはピッチトルクを考慮に入れていない。ゆえに、ステップ６５においてピッチトルクが補正される。次に、各フォーサに必要とされる実際の力が、４個のフォーサ各々の３相それぞれに必要な電流を決定する伝達アルゴリズム６６に供給される。ゲインスケジューリングに関するさらなる情報は、参考までに記載を行うと、欧州特許出願第０２２５０９６６．５号から得られる。
【００５７】
ピッチトルク補正は上述の方法のいずれかによってなされる。例えば、図７に示したような第一実施形態におけるステップ４２からステップ４４が用いられる。第二実施形態において、等式１３ではすでにフォーサの作用点の位置を考慮に入れている。ゆえに、ゲインバランシングでは平面モータの可動部分に作用する他の力のみを考慮に入れる必要があり、全体として可動部分に必要とされる全体の力およびトルクを決定する。あるいは、標準的なゲインバランシングを実行し、その結果が各フォーサに必要とされる力であり、そして、それからピッチトルクを補正するためにフォーサに与えられるべき必要な力のコマンドを決定することが望ましい。第二実施形態の方法によってこれを達成するためにさらなる処理がいくつか必要である。単純化して、上記の等式７は、以下のように書きかえられる。
【００５８】
【数１０】
【００５９】
【数１１】
【００６０】
【数１２】
ゆえに、ピッチトルクを考慮に入れて、フォーサに与えられなくてはならない実際の力「Ｆreal」と、ゲインバランシングステップ６３において決定される理想的な力「Ｆideal」との間の関係が得られる。理解を促すために、等式１７を展開したものを添付の図面における図１０に示している。もう一度述べると、ＸフォーサおよびＹフォーサに必要とされる力の各々の項の多くは、ＸフォーサおよびＹフォーサのうちの他方に必要とされる項の負であるという事実によって必要な計算量を減じることが可能である。これも既に述べたように、φ、θ、α、およびβ（よってＤ）は平面モータの可動部分の位置に基づくことから、モータの稼動時に更新される必要がある。
【００６２】
以上、本発明の実施形態を詳細に説明したが、本発明の範囲を逸脱することなく上記以外の他の方法でも具体化できることは当業者にとって明らかである。本詳細説明によって本発明を制限する意図ではない。
【００６３】
【表１】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に基づくリソグラフィ投影装置を示したものである。
【図２】従来設計の平面モータを示したものである。
【図３】平面モータの静止部分の詳細を示したものである。
【図４】従来設計による平面モータの可動部分を示したものである。
【図５】本発明における平面モータの可動部分を示したものである。
【図６】本発明のまた別の形態における平面モータの可動部分を示したものである。
【図７】本発明における平面モータの制御システムの構成要素を示したものである。
【図８】本発明における平面モータの制御システムの構成要素のまた別の実施の形態を示したものである。
【図９】本発明における平面モータの制御システムのさらなる構成要素を示したものである。
【図１０】ピッチトルクを補正するために用いる等式を示したものである。
Claims (12)
- 放射線感光材料の層により少なくとも部分的に覆われた基板を提供するステップと、放射線システムを用いて放射線の投影ビームを供給するステップと、パターニング手段を用いて投影ビームのその断面にパターンを与えるステップと、放射線感光材料の層の目標部分に放射線のパターン化されたビームを投影するステップと、平面モータの可動部分に所定方向における少なくとも１つのプライマリーフォースを作り出し、かつ、プライマリーフォースと連動して少なくとも１つの擬似トルクを各々が作り出す複数のコイルのセットによって構成された平面モータにより基板とパターニング手段のうちの１つを位置決めするステップと、そして、平面モータの位置決めを行うために必要なプライマリーフォースを決定するステップとから成るデバイス製造方法において、修正の結果により平面モータの可動部分における擬似トルクの和を少なくとも部分的に補正するよう、必要とされるプライマリーフォース各々に対する修正を決定するステップと、修正を含んだプライマリーフォースをもたらすべくコイルのセットに制御信号を供給するステップを有することを特徴とするデバイス製造方法。
- 前記の修正は必要とされるプライマリーフォースから導き出されることを特徴とする請求項１に記載のデバイス製造方法。
- 各コイルセットによって作り出された擬似トルクは、コイルセットによって作り出された前記の少なくとも１つのプライマリーフォースの方向に垂直でコイルセット内のコイル面に平行な軸回りに作用することを特徴とする請求項１あるいは請求項２に記載のデバイス製造方法。
- 前記の修正を決定するステップは、無修正でコイルセットにより付加される、必要とされるプライマリーフォースによって引き起こされる擬似トルクを決定し、そして次に、この擬似トルクの和の反対に等しいトルクを平面モータの可動部分に作り出すコイルセットにおける補助的なプライマリーフォースの組み合わせを決定し、これらの補助的な力を修正に用いることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のデバイス製造方法。
- 前記の修正を決定するステップは、修正の力と必要とされるプライマリーフォースの和がコイルセットにより付加されるときに、プライマリーフォースと擬似トルクの影響の和が、位置決めステップを達成するために必要な力およびトルクにほぼ等しくなるように、前記の必要とされるプライマリーフォースの各々に対する修正の力を決定することから成ることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のデバイス製造方法。
- オフセット力と必要とされるプライマリーフォースの必要とされる和を決定するステップは次の等式を用いて実行されることを特徴とする請求項５に記載のデバイス製造方法。
Ｆｘx_は、第一Ｘフォーサｘ１および第二Ｘフォーサｘ２により、Ｘで示される第一方向において生じた力を表しており、
Ｆｙy_は、第一Ｙフォーサｙ１および第二Ｙフォーサｙ２によって、第一方向に垂直な、Ｙで示される第二方向において生じた力を表しており、
Ｆｚ_は、Ｘフォーサｘ１、ｘ２およびＹフォーサ、ｙ１、ｙ２によって、第一方向と第二方向に垂直な、Ｚで示される第三方向において生じた力を表しており、
Ｃ１およびＣ２は特定の平面モータに対する定数であり、
ｘは、平面モータの静止部分における所定の位置に対する可動部分のＸ方向における位置を表しており、
ｙは、平面モータの静止部分における所定の位置に対する可動部分のＹ方向における位置を表しており、
τは、平面モータの静止部分にて使用される永久磁石の配列のピッチを表しており、
ｘx1は、第一Ｘフォーサｘ１の作用点と平面モータの可動部分の主要部の中心間と、第二Ｘフォーサｘ２の作用点と平面モータの可動部分の主要部の中心間のＸ方向における距離を表しており、
ｘy1は、第一Ｙフォーサｙ１の作用点と平面モータの可動部分の主要部の中心間と、第二Ｙフォーサｙ２の作用点と平面モータの可動部分の主要部の中心間のＸ方向における距離を表しており、
ｙx1は、第一Ｘフォーサｘ１の作用点と平面モータの可動部分の主要部の中心間と、第二Ｘフォーサｘ２の作用点と平面モータの可動部分の主要部の中心との間のＹ方向における距離を表しており、
ｙy1は、第一Ｙフォーサｙ１の作用点と平面モータの可動部分の主要部の中心間と、第二Ｙフォーサｙ２の作用点と平面モータの可動部分の主要部の中心間のＹ方向における距離を表しており、
ｚは、フォーサの全ての作用点と平面モータの可動部分の主要部の中心間のＺ方向における距離を表しており、
Ｆｘは、平面モータの可動部分を位置決めするために、Ｘ方向において必要とされる平面モータの可動部分における力を表しており、
Ｆｙは、平面モータの可動部分を位置決めするために、Ｙ方向において必要とされる平面モータの可動部分における力を表しており、
Ｆｚは、平面モータの可動部分を位置決めするために、Ｚ方向において必要とされる、平面モータの可動部分における力を表しており、
Ｔｘは、平面モータの可動部分を位置決めするために、Ｘ方向に平行な軸まわりに必要とされる、平面モータの可動部分におけるトルクを表しており、
Ｔｙは、平面モータの可動部分を位置決めするために、Ｙ方向に平行な軸まわりに必要とされる、平面モータの可動部分におけるトルクを表しており、そして、
Ｔｚは、平面モータの可動部分を位置決めするために、Ｚ方向に平行な軸まわりに必要とされる平面モータの可動部分におけるトルクを表している。 - 前記の位置決めステップにおいては、４つのコイルセットのみが使用されて位置決めの力をもたらすものであり、該４つのコイルセットは、コイルセットの面に平行な２つの直角方向の力を作り出すことを特徴とする前記の全ての請求項に記載のデバイス製造方法。
- 平面モータの可動部分に所定方向における少なくとも１つのプライマリーフォースを作り出し、かつ、プライマリーフォースと連動して少なくとも１つの擬似トルクを各々が作り出す複数のコイルのセットによって構成された平面モータによって基板とパターニング手段のうちの１つを位置決めするステップと、平面モータの位置決めを達成するために必要なプライマリーフォースを決定するステップとを実行するよう装置に指示を与えるコード化手段を備えた、リソグラフィ投影装置を制御するコンピュータプログラムにおいて、該コンピュータプログラムはさらに、修正の結果によって平面モータの可動部分の擬似トルクの和を少なくとも部分的に補正するよう、必要とされるプライマリーフォース各々に対する修正を決定するステップと、修正を含んだプライマリーフォースをもたらすべくコイルのセットに制御信号を供給するステップとを実行するよう装置に指示を与えるコード化手段を備えていることを特徴とするリソグラフィ投影装置を制御するコンピュータプログラム。
- 放射線の投影ビームを供給する放射線システムと、所望するパターンに従って投影ビームをパターン化するパターニング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、パターン化されたビームを基板の目標部分に投影する投影システムと、平面モータの可動部分に所定方向における少なくとも１つのプライマリーフォースを作り出し、かつ、プライマリーフォースと連動して少なくとも１つの擬似トルクを各々が作り出す複数のコイルのセットにより構成された、パターニング手段と基板テーブルのうちの１つを位置決めするための平面モータと、平面モータの位置決めを達成するために必要とされるプライマリーフォースを決定する手段とから成るリソグラフィ投影装置を提供し、ここで、該装置はさらに、修正の結果により平面モータの可動部分における擬似トルクの和を減少させるよう、必要とされるプライマリーフォース各々に対する修正を決定する手段と、必要とされるプライマリーフォースと修正の和を各コイルセットに付加するため、コイルセットの各々に制御信号を供給する手段とを備えていることを特徴とするリソグラフィ投影装置。
- 放射線感光材料の層により少なくとも部分的に覆われた基板を提供するステップと、放射線システムを用いて放射線の投影ビームを供給するステップと、パターニング手段を用いて投影ビームのその断面にパターンを与えるステップと、放射線感光材料の層の目標部分に放射線のパターン化されたビームを投影するステップと、複数のコイルセットを含む第１平面部分と、ハルバッハ配列された複数の磁石を含む第２平面部分とを有する平面モータにより基板とパターニング手段のうちの１つを位置決めするステップとを含み、前記各コイルセットは、前記第１平面部分と前記第２平面部分との間で所定方向における少なくとも１つのプライマリーフォースと、少なくとも１つの擬似トルクを生成するように配置され、前記擬似トルクは、前記プライマリーフォースに応じたものであり、そしてさらに、前記第１平面部分を前記第２平面部分に対して位置決めを行うために必要なプライマリーフォースを決定するステップを含むデバイス製造方法において、修正の結果により平面モータの可動部分における擬似トルクの和を少なくとも部分的に補正するよう、必要とされるプライマリーフォース各々に対する修正を決定するステップと、修正を含んだプライマリーフォースをもたらすべくコイルのセットに制御信号を供給するステップを有することを特徴とするデバイス製造方法。
- 複数のコイルセットを含む第１平面部分と、ハルバッハ配列された複数の磁石を含む第２平面部分とを有する平面モータにより基板とパターニング手段のうちの１つを位置決めするステップとを含み、前記各コイルセットは、前記第１平面部分と前記第２平面部分との間で所定方向における少なくとも１つのプライマリーフォースと、少 なくとも１つの擬似トルクを生成するように配置され、前記擬似トルクは、前記プライマリーフォースに応じたものであり、そしてさらに、前記第１平面部分を前記第２平面部分に対して位置決めを行うために必要なプライマリーフォースを決定するステップとを有する、リソグフィ投影装置を制御するコンピュータプログラムにおいて、修正の結果により平面モータの可動部分における擬似トルクの和を少なくとも部分的に補正するよう、必要とされるプライマリーフォース各々に対する修正を決定するステップと、修正を含んだプライマリーフォースをもたらすべくコイルのセットに制御信号を供給するステップを有することを特徴とするデバイス製造方法。
- 放射線の投影ビームを供給する放射線システムと、所望するパターンに従って投影ビームをパターン化するパターニング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、パターン化されたビームを基板の目標部分に投影する投影システムと、複数のコイルセットを含む第１平面部分と、ハルバッハ配列された複数の磁石を含む第２平面部分とを有するパターニング手段と基板テーブルのうちの１つを位置決めするための平面モータとを有し、前記各コイルセットは、前記第１平面部分と前記第２平面部分との間で所定方向における少なくとも１つのプライマリーフォースと、少なくとも１つの擬似トルクを生成するように配置され、前記擬似トルクは、前記プライマリーフォースに応じたものであり、そしてさらに、前記第１平面部分を前記第２平面部分に対して位置決めを達成するために必要とされるプライマリーフォースを決定する手段とから成るリソグラフィ投影装置において、修正の結果により平面モータの可動部分における擬似トルクの和を減少させるよう、必要とされるプライマリーフォース各々に対する修正を決定する手段と、修正を必要とされるプライマリーフォースと修正とともに各コイルセットに付加するため、コイルセットの各々に制御信号を供給する手段とを備えていることを特徴とするリソグラフィ投影装置。
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