JP4528260B2 - リソグラフィ装置およびアクチュエータ - Google Patents

Description

本発明は、２００４年１２月２９日に出願され、参照により全体が本明細書に組み込まれる米国特許出願第１１／０２４，０４２号の部分継続である。

本発明はリソグラフィ装置およびデバイス製造方法に関する。

リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板に、通常は基板の目標部分に適用する機械である。リソグラフィ装置は例えば、集積回路（ＩＣ）の製造において使用可能である。このような場合、代替的にマスクまたはレチクルとも呼ばれるパターニングデバイスは、ＩＣの個々の層に対応する回路パターンの生成に使用することができる。このパターンを、基板（例えばシリコンウェハ）上の目標部分（例えば１つあるいはそれ以上のダイの一部を含む）に転写することができる。パターンの転写は通常、基板に設けた放射線感光材料（レジスト）の層への描像を介する。一般的に、１枚の基板は、順次照射される近接目標部分のネットワークを含んでいる。従来のリソグラフィ装置は、パターン全体を目標部分に１回露光することによって各目標部分が照射される、いわゆるステッパと、所定の方向（「走査」方向）にパターンを投影ビームで走査し、これと同時に基板をこの方向と平行に、あるいは反平行に走査することにより、各目標部分が照射される、いわゆるスキャナとを含む。パターンを基板に刻印することによって、パターニングデバイスからのパターンを基板へと転写することも可能である。

リソグラフィおよび他の装置では、各可動構成要素の高速および正確な位置、速度、加速度、ジャーク、スナップなどを獲得するために、幾つかの可動構造または可動要素が電磁アクチュエータによって駆動される。リソグラフィ装置のこのような可動要素の例はレチクルマスク、レチクルを支持するレチクルステージ、または基板を支持する基板ステージである。

リニア電磁アクチュエータ、つまり直線運動を実行する電磁アクチュエータは、動作すべき構成要素または構造に接続されている少なくとも１つの可動電磁コイルと相互作用する磁化された材料または磁化可能な材料から少なくとも部分的に製造された静止部品を有する鉄芯の概念を使用することがある。コイルを、磁化した材料または磁化可能な材料の芯に巻き付ける。１つまたは複数のコイルを適切な方法で電流にて通電することにより、１つまたは複数のコイルが静止部品に対して所定の方向に動作する。可動コイルおよびそれに関連する構成要素の位置、速度、加速度、ジャーク、スナップなどは、設計限界内で電流を選択し、成形することによって生成することができる。１相または３相または多相電流およびコイルシステムを使用することができる。

コイルが動作すると、電流を供給する電力ケーブル、感知信号を提供するセンサ線、空気支承部の空気供給ダクトおよび／または冷却水ダクトも動作可能でなければならない。これも可動コイルおよび／または構成要素または構造に接続しなければならないからである。このような付随するケーブル、線およびダクトは可動質量を増大させ、一般的に製造、設置および保守が困難で、費用がかかり、寿命期間の問題を引き起こし、特定の程度まで可動構成要素または構造に作用する妨害力を引き起こすことがある。

新世代のリソグラフィおよび他の装置では、構成要素の寸法が増加し、したがって構成要素の質量および体積が増加する。また、装置の生産性を向上させるために、構成要素の加速度および減速度を増大させることが望ましい。質量の増大と加速度／減速度の増大のために、コイル電流を増大させる必要があり、これには一般的に、寸法、質量およびエネルギー散逸の増大の結果として、ケーブルを重くしたり、空気供給および／または冷却水ダクトのサイズを大きくする必要がある。空気支承パッドおよび磁気プレテンションプレートなどの支承構造は、動作中に加わるさらに大きい力を対処できるようにするために、さらに高価で複雑になる。

鉄芯モータは、トルクリプル、コギング（ゼロ電流状況の好ましい位置）、Ｋ因子（アンペア当たりの発生力）リプル、垂直力リプルおよび他の電気抵抗力を受ける。これらの要素の１つまたは複数は、機械の性能にとって非常に重要である。トルクリプル、Ｋ因子リプルおよび垂直力リプルはそれぞれ、電流振幅に依存しているので、電流が増加すると、トルクリプル、Ｋ因子リプルおよび垂直力リプルも増加する。

低いか、または無視できる非電流および電流関連のリプルを示す改良された挙動を有する電磁アクチュエータを有するリソグラフィ装置を提供することが望ましい。

本発明の実施形態では、パターニングデバイスから基板へとパターンを転写するように配置構成されたリソグラフィ装置は、リソグラフィ装置の部品を起動するように校正された電磁アクチュエータを有し、アクチュエータは、相互に作用するほぼ静止した部品および可動部品を有する。静止部品は、複数のコイルおよび磁化可能な材料の磁気回路を有し、可動部品は磁石システムを有する。磁石システムは対向する端部を有する磁石アレイを形成するアレイ状の磁石を有し、磁石アレイの各磁石は分極方向を有する。磁石アレイは主磁石のアレイを有する。主磁石のアレイに端位置にある端部主磁石の分極方向は、端部主磁石の中間位置にある中間主磁石の分極方向とは異なる。

磁石の分極方向は、磁石の磁界方向と同様と見なされることが分かる。

本発明の実施形態では、磁石アレイは従属磁石のアレイを有し、従属磁石の分極方向は、主磁石の分極方向とは異なる。

本発明の実施形態では、各従属磁石が２つの隣接する主磁石の間に位置決めされる。

本発明の実施形態では、リソグラフィ装置は、放射線のビームを調整するように構成された照明システム、パターニングデバイスを支持するように構成されたパターニングデバイス支持体を有する。パターニングデバイスは、放射線のビームにパターンを形成して、パターン形成した放射線ビームを形成するように構成される。基板支持体は、基板を保持するように構成される。投影システムは、パターン形成した放射線ビームを基板の目標位置に投影するように構成される。電磁アクチュエータは、リソグラフィ装置の一部を起動するように構成され、アクチュエータは、相互に作用するほぼ静止した部品および可動部品を有する。静止部品は複数のコイルおよび磁化可能な材料の磁気回路を有し、可動部品は磁石システムを有する。磁石システムは、対向する端部を有する磁石アレイを形成するアレイ状の磁石を有し、磁石アレイの各磁石は分極方向を有する。磁石アレイは主磁石の例を有する。主磁石のアレイの端部位置にある端部主磁石の分極方向は、端部主磁石の中間位置にある中間主磁石の分極方向とは異なる。

次に、本発明の実施形態を添付の略図を参照に、例示の方法においてのみ説明する。図面では対応する参照記号は対応する部品を示すものとする。

図１は、本発明の１つの実施形態によるリソグラフィ装置を概略的に示したものである。この装置は、放射線ビームＢ（例えばＵＶ放射線または他の適切な放射線）を調整するように構成された照明システム（照明装置）ＩＬと、パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡを支持するように構築され、かつ、特定のパラメータに従って正確にパターニングデバイスの位置決めを行うように構成された第一位置決めデバイスＰＭに連結を行ったマスク支持構造（例えばマスクテーブル）ＭＴを含む。装置は、基板（例えばレジスト塗布したウェハ）Ｗを支持するように構築され、かつ、特定のパラメータに従って正確に基板の位置決めを行うように構成された第二位置決めデバイスＰＷに連結を行った基板テーブル（例えばウェハテーブル）ＷＴまたは「基板支持体」も含む。第一位置決めデバイスＰＭおよび／または第二位置決めデバイスＰＷは、図２または図３に関して以下でさらに詳細に説明するようなアクチュエータも有してよい。装置はさらに、パターニングデバイスＭＡによって放射線ビームＢに与えられたパターンを基板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）に投影するように構成された投影システム（例えば屈折性投影レンズシステム）ＰＳを含む。

照明システムは、放射線の誘導、成形、あるいは制御を行うために、屈折、反射、磁気、電磁気、静電気、または他のタイプの光学構成要素、またはその組み合わせなどの様々なタイプの光学構成要素を含むことができる。

マスク支持構造は、パターニングデバイスを支持、つまりその重量を担持する。これは、パターニングデバイスの方向、リソグラフィ装置の設計、および他の条件、例えばパターニングデバイスが真空環境で保持されているか否かに応じた方法で、パターニングデバイスを保持する。マスク支持構造は、パターニングデバイスを保持するために、機械的、真空、静電気、または他の締め付け技術を使用することができる。マスク支持構造は、例えばフレームもしくはテーブルでよく、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。マスク支持構造は、パターニングデバイスが例えば投影システムなどに対して所望の位置にあることを保証することができる。本明細書において使用する「レチクル」または「マスク」なる用語は、より一般的な「パターニングデバイス」なる用途と同義と見なすことができる。

本明細書において使用する「パターニングデバイス」なる用語は、基板の目標部分にパターンを生成するように、放射線ビームの断面にパターンを与えるために使用し得るデバイスを指すものとして広義に解釈されるべきである。放射線ビームに与えられるパターンは、例えばパターンが移相形体またはいわゆるアシスト形体を含む場合、基板の目標部分における所望のパターンに正確に対応しないことがあることに留意されたい。一般的に、放射線ビームに与えられるパターンは、集積回路などの目標部分に生成されるデバイスの特別な機能層に相当する。

パターニングデバイスは透過性または反射性でよい。パターニングデバイスの例には、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パネルがある。マスク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、レベンソンマスク、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。プログラマブルミラーアレイの一例は小さなミラーのマトリクス配列を用いる。そのミラーの各々は、異なる方向に入射の放射線ビームを反射するよう個々に傾斜することができる。傾斜したミラーは、ミラーマトリクスによって反射する放射線ビームにパターンを与える。

本明細書において使用する「投影システム」なる用語は、例えば使用する露光放射線、または浸漬流体の使用や真空の使用などの他の要因に合わせて適宜、例えば屈折光学システム、反射光学システム、反射屈折光学システム、磁気光学システム、電磁気光学システムおよび静電気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。本明細書において「投影レンズ」なる用語を使用した場合、これはさらに一般的な「投影システム」なる用語と同義と見なされる。

ここで示しているように、本装置は透過タイプである（例えば透過マスクを使用する）。あるいは、装置は反射タイプでもよい（例えば上記で言及したようなタイプのプログラマブルミラーアレイを使用する、または反射性マスクを使用する）。

リソグラフィ装置は２つ（デュアルステージ）あるいはそれ以上の基板テーブル（および／または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」機械においては、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。

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充填するよう、基板の少なくとも一部を水などの比較的高い屈折率を有する液体で覆うタイプでもよい。浸漬液は、例えばマスクと投影システムの間など、リソグラフィ装置の他の空間に適用してもよい。浸漬技術は、投影システムの開口数を増加させるために使用可能である。本明細書で使用する「浸漬」なる用語は、基板などの構造を液体に浸さなければいけないという意味ではなく、露光中に投影システムと基板の間に液体を配置するというだけの意味である。

図１を参照すると、照明装置ＩＬは放射線ソースＳＯから放射線ビームを受け取る。ソースとリソグラフィ装置とは、例えばソースがエキシマレーザである場合に、別個の存在でよい。このような場合、ソースはリソグラフィ装置の一部を形成すると見なされず、放射線ビームは、例えば適切な集光ミラーおよび／またはビーム拡大器などを含むビーム送出システムＢＤの助けにより、ソースＳＯから照明装置ＩＬへと渡される。他の場合、例えばソースが水銀ランプの場合は、ソースが装置の一体部品でもよい。ソースＳＯおよび照明装置ＩＬは、必要に応じてビーム送出システムＢＤとともに放射線システムと呼ぶことができる。

照明装置ＩＬは、放射線ビームの角度強度分布を調節するように構成された調節装置ＡＤを含んでよい。一般的に、照明装置の瞳面における強度分布の外部および／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と呼ばれる）を調節することができる。また、照明装置ＩＬは、積分器ＩＮおよびコンデンサＣＯのような他の様々な構成要素を含む。照明装置は、その断面に亘り所望する均一性と強度分布とを有するように、放射線ビームの調整に使用することができる。

放射線ビームＢは、マスク支持構造（例えばマスクテーブルＭＴ）上に保持されているパターニングデバイス（例えばマスクＭＡ）に入射し、パターニングデバイスによってパターン形成される。放射線ビームＢはマスクＭＡを通り抜けて、基板Ｗの目標部分Ｃ上にビームを集束する投影システムＰＳを通過する。第二位置決めデバイスＰＷおよび位置センサＩＦ（例えば干渉計デバイス、リニアエンコーダまたは容量性センサ）の助けにより、基板テーブルＷＴは、例えば放射線ビームＢ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、第一位置決めデバイスＰＭおよび別の位置センサ（図１には明示的に図示せず）を使用して、例えばマスクライブラリから機械的に検索した後に、あるいは走査運動の間に、放射線ビームＢの経路に対してマスクＭＡを正確に位置決めすることができる。一般的に、マスクテーブルＭＴの運動は、第一位置決めデバイスＰＭの部分を形成する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。同様に、基板テーブルＷＴの運動は、第二位置決めデバイスＰＷの部分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用して実現することができる。ステッパの場合（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に連結されるだけであるか、あるいは固定される。マスクＭＡおよび基板Ｗは、マスクアラインメントマークＭ１、Ｍ２および基板アラインメントマークＰ１、Ｐ２を使用して位置合わせすることができる。図示のような基板アラインメントマークは、専用の目標位置を占有するが、目標部分の間の空間に配置してもよい（スクライブレーンアラインメントマークと呼ばれる）。同様に、マスクＭＡに複数のダイを設ける状況では、マスクアラインメントマークをダイ間に配置してもよい。

ここに表した装置は以下のモードのうち少なくとも１つにて使用可能である。

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」は、基本的に静止状態に保たれている。そして、放射線ビームに与えたパターン全体が１回で目標部分Ｃに投影される（すなわち１回の静止露光）。次に基板テーブルＷＴまたは「基板支持体」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が照射され得る。ステップモードでは、露光フィールドの最大サイズが、１回の静止露光で描像される目標部分Ｃのサイズを制限する。

走査モードにおいては、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」を同期走査する一方、放射線ビームに与えられたパターンを目標部分Ｃに投影する（つまり１回の動的露光）。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または「基板支持体」の速度および方向は、投影システムＰＬの拡大（縮小）および像反転特性によって決定される。走査モードでは、露光フィールドの最大サイズが、１回の動的露光で目標部分の（非走査方向における）幅を制限し、走査動作の長さが目標部分の（走査方向における）高さを決定する。

別のモードでは、マスクテーブルＭＴまたは「マスク支持体」が基本的に静止状態に維持されて、プログラマブルパターニングデバイスを保持し、放射線ビームに与えられたパターンを目標部分Ｃに投影する間に、基板テーブルＷＴまたは「基板支持体」が動作するか、走査される。このモードでは、一般的にパルス状放射線ソースを使用して、基板テーブルＷＴまたは「基板支持体」を動作させるごとに、または走査中に連続する放射線パルス間に、プログラマブルパターニングデバイスを必要に応じて更新する。この動作モードは、以上で言及したようなタイプのプログラマブルミラーアレイなどのプログラマブルパターニングデバイスを使用するマスクなしリソグラフィに容易に適用することができる。

上述した使用モードの組合せおよび／または変形、または全く異なる使用モードも使用することができる。

図２で示すように、実施形態では、リニアアクチュエータまたは平面アクチュエータなどの電磁アクチュエータの静止部分ＳＴＣが複数のコイルＣＬを含み、これは静止部分ＳＴＣの長さに沿って（図２の左から右へ）一様に分布する。図２では、より大きい列のコイルにある６つのコイルが、コイル脚部の断面の対として図示されている。静止部分ＳＴＣは、コイルＣＬの外側の領域ＳＴＣＭに、鉄を含む強磁性材料のような磁化可能な材料を有し、コイルＣＬ間およびコイルＣＬ内には磁化可能な材料が設けられず、例えば中実コイルブロックを形成する樹脂などが熱も伝導するような構成である。コイル内に磁化可能な材料がないので、このような材料の飽和（ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ）、コギング、および磁気抵抗力が防止される。アクチュエータの可動部品ＭＯは、磁石ＭＡＡのアレイを含む。静止部分ＳＴＭは磁化可能な材料を含む。静止部分ＳＴＣおよびＳＴＭは、可動部分ＭＯより長く、これによって可動部分ＭＯが静止部分ＳＴＭ、ＳＴＣの端部（図示せず）の間で、二重矢印ＤＭで示す方向に路に沿って移動することができる。つまり、可動部分ＭＯの対向する端部が、静止部分ＳＴＭ、ＳＴＣの対向する端部の間にある。静止部分ＳＴＣおよびＳＴＭは、相互に接続して、アクチュエータの固定子を形成することができ、可動部分ＭＯは、このような固定子の窪みに配置される。静止部分ＳＴＣには、その長さに沿って、移動路に沿って可動部分ＭＯと向かいあうような位置にコイルＣＬを設ける。

静止部分ＳＴＣはコイルＣＬを含み、これは加熱作用を軽減する。というのは、動作中のコイルＣＬの熱発生は、可動部分ＭＯの熱発生より容易に扱うことができるからである。静止部分ＳＴＣは、可動部分ＭＯとは対照的にヒートシンクによる放熱の十分な可能性を提供する。

気体支承部ＧＢが、可動部分ＭＯと静止部分ＳＴＭの間にあってよい。このような気体支承部ＧＢによって生じる力は、（図２の図の面で見て）上方向の力である。一方で、静止部分ＳＴＣと可動部分ＭＯの間に加えられる磁気引力（基本的に磁石アレイＭＡＡと相互作用する静止部分ＳＴＣによって生じる）、他方では可動部品ＭＯと静止部品ＳＴＭの間に加えられる磁気引力（基本的に静止部分ＳＴＭと相互作用する磁石アレイＭＡＡによって生じる）が、（図２の図の面で見て）下方向で気体支承部ＧＢにプレテンション力（予荷重）を提供する。通常の動作では、その結果として磁気引力によって生じる力のような気体支承部ＧＢによって生じる力、および重力が一緒になって、可動部分ＭＯが静止部分ＳＴＣおよびＳＴＭに対して気体支承部上を移動できる平衡状態を生成する。

実施形態では、静止部分ＳＴＣおよび静止部分ＳＴＭを含む静止部分は、可動部分ＭＯを収容する窪みＲＥを有してよく、静止部分ＳＴＣはその上部分が窪みＲＥと境界を接し、静止部分ＳＴＭはその下部分が窪みＲＥと境界を接する。これで、気体支承部ＧＢは、静止部分ＳＴＭと可動部分ＭＯの間で窪みＲＥの下部分に配置される。

磁石アレイＭＡＡは、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第６，７１７，２９６号に記載されたような構成でよい。磁石アレイＭＡＡは、主磁石のアレイおよび従属磁石のアレイＭＡＳを有する。主および従属磁石は、非磁性材料の支持体内に固定してよい。可動部分は、例えばアルミ部品のような金属部品を有してよく、これには主および従属磁石のための１つまたは複数の窪みを設ける。主磁石と従属磁石の間の空間は、樹脂のような硬化可能な材料で充填することができる。

主磁石の例は、主磁石のアレイの端部位置にある端部主磁石ＭＡＰＥ、および端部主磁石ＭＡＰＥの間の中間位置にある中間主磁石ＭＡＰＩを有する。主磁石は相互から隔置される。

従属磁石ＭＡＳは主磁石と互い違いに配置される。各従属磁石ＭＡＳは、２つの隣接する主磁石の間に位置決めすることができる。従属磁石とそれに隣接する主磁石の間に、距離を設け、このように生成された空間を、樹脂のような硬化可能な材料で充填することができる。実施形態（図示せず）では、端部主磁石ＭＡＰＥと隣接中間主磁石ＭＡＰＩの間で、従属磁石ＭＡＳを省略することができ、その結果、各従属磁石ＭＡＳが２つの隣接する中間主磁石ＭＡＰＩの間に位置決めされる。

中間主磁石ＭＡＰＩは、磁石アレイＭＡＡの端から端への方向に平行な幅方向に幅ｗｐｉ（二重矢印で図示）を有し、幅方向に直角（図２では図面の面に直角）に長さを有する。端部主磁石ＭＡＰＥの幅ｗｐｅ（二重矢印で図示）は、中間主磁石ＭＡＰＩの幅ｗｐｉと等しくてよい。実施形態（図示せず）では、幅ｗｐｅは幅ｗｐｉより小さいか、大きくてよい。

中間主磁石ＭＡＰＩのピッチ、つまり中心間距離は、磁石アレイＭＡＡにある中間主磁石ＭＡＰＩの連続する各対の間で同じでよい。端部主磁石ＭＡＰＥとそれに隣接する中間主磁石ＭＡＰＩの間のピッチは、中間主磁石ＭＡＰＩのピッチと等しいか、中間主磁石ＭＡＰＩのピッチより小さい、または大きくてよい。

通常、コイルＣＬは３相コイルシステムの一部を形成し、各コイルＣＬは異なる位相を有する電流によって駆動され、コイル電流の位相は隣接するコイルの電流の位相とは２π／３ラジアン異なる。したがって、３相コイルでは、コイルの数は３または３の倍数である。主磁石の数は、３つの連続するコイルＣＬのピッチの合計が、４つの連続する主磁石のピッチの合計とほぼ等しくなるように選択される。したがって、３つのコイルＣＬごとに４つの主磁石がある。図２では６つのコイルＣＬが図示され、８つの主磁石の組み合わせピッチと等しい組み合わせピッチを有する。

磁石アレイＭＡＡの各磁石ＭＡＰＩ、ＭＡＰＥ、ＭＡＳは、図２の個々の磁石では方向の矢印で図示される分極方向、つまり磁界方向を有する。

中間主磁石ＭＡＰＩの分極方向は、中間主磁石ＭＡＰＩの幅方向および長さ方向に対して直角である。図で分かるように、各中間主磁石ＭＡＰＩの分極方向は、隣接する中間主磁石ＭＡＰＩの分極方向にほぼ対向する。

従属磁石ＭＡＳの分極方向は、主磁石の分極方向とは異なる。図から分かるように、各従属磁石ＭＡＳの分極方向は、隣接する従属磁石ＭＡＳの分極方向にほぼ対向する。従属磁石ＭＡＳの分極方向は、磁石アレイの端部から端部への方向とほぼ平行である。図２の実施形態によると、従属磁石ＭＡＳの分極方向は、基本的に中間主磁石ＭＡＰＩの分極方向に直角である。

主磁石のアレイは、対向する各端にて端部主磁石ＭＡＰＥで終了する。各主磁石ＭＡＰＥが中間主磁石ＭＡＰＩと同じ分極方向を有している場合は、その結果、特に磁石アレイＭＡＡの端部主磁石ＭＡＰＥ付近のコイルＣＬの位置で、磁界が変化する。このように磁界が変化する結果、アクチュエータを作動させる、つまりコイルＣＬに電力を通すと可動部分ＭＯにトルクがかかる。磁石およびコイルには空間的周期性があるので、発生したトルクはリプルを示し、その結果、静止部分ＳＴＣに対する可動部分ＭＯの位置に応じてトルクが周期的に変動する。このトルクは、静止部分ＳＴＣに対する可動部分ＭＯの特定位置にて、可動部分ＭＯを回転するかもしれず、したがって可動部分ＭＯの縁部が（図２の図の面で）押し下げられる。

端部主磁石ＭＡＰＥの真上のコイル区間を通る磁界の適正な磁界強度および分極方向を獲得し、主に磁石アレイＭＡＡの端部付近の磁界によって引き起こされるトルクリプルを少なくとも部分的に減少させるために、端部主磁石ＭＡＰＥはそれぞれ中間主磁石ＭＡＰＩの分極方向Ｄｉとは異なる分極方向Ｄｅを有することができる。端部主磁石ＭＡＰＥの分極方向は、中間主磁石ＭＡＰＩの分極方向とは約＋４５°と−４５°の間の角度（０°を除く）だけ異なる。端部主磁石ＭＡＰＥの分極方向は、中間主磁ＭＡＰＩのうち少なくとも１つの分極方向に対して対称でよい。つまり、１つの端部主磁石ＭＡＰＥの分極方向Ｄｅが、中間主磁石ＭＡＰＩの分極方向Ｄｉに対して所定のプラスの角度である場合、他方端の主磁石の分極方向Ｄｅは、中間主磁石ＭＡＰＩの分極方向Ｄｉに対して基本的に同じ所定角度であるが、それに対してマイナスの角度である。

端部主磁石ＭＡＰＥの１つの分極方向Ｄｅは、磁石システムの中心軸線（図２の軸線Ｄｉ）に向かい、他の端部主磁石ＭＡＰＥの分極方向は、磁石システムの中心軸線に向かない。中間主磁石ＭＡＰＩの分極方向Ｄｉは、このような中心軸線にほぼ平行に配向される。端部主磁石ＭＡＰＥの分極方向を変化させる効果は、主磁石ＭＡＰＩ、ＭＡＰＥおよび従属磁石ＭＡＳによって発生した磁界の縁部付近で、端部主磁石ＭＡＰＥの上にあるコイルＣＬの位置における磁界が、磁石アレイＭＡＡの中心またはその付近にあるコイルＣＬの位置における磁界（中間主磁石ＭＡＰＩおよび従属磁石ＭＡＳによる磁界）とほぼ同じ方向を維持することにある。その結果、作動時に可動部分ＭＯの端部を気体支承部に押し込むことになるトルクが減少するので都合がよい。第一に、トルクの位置に依存するリプルが減少する。第二に、トルクの平均値が変化し、したがって平均トルク（つまりリプルの周期にわたって平均する）が、動作方向で見て可動部分ＭＯの前端を気体支承部に押し込むのではなく、可動部分ＭＯの前端を気体支承部から持ち上げる傾向があり、この方が問題が少ないと考えられる。したがって、端部主磁石ＭＡＰＥの分極方向Ｄｅを選択することによって、アクチュエータを方向ＤＭのいずれか１つに駆動する場合に、可動部分ＭＯのより安定し、より精密な動作、およびより好ましい動的挙動を獲得することができる。このような最適化プロセスのさらなるパラメータは、各端部主磁石ＭＡＰＥとそれに隣接する中間磁石ＭＡＰＩとのピッチを選択する際に求めることができる。

図２で示す実施形態では、従属磁石ＭＡＳの高さｈｓ（二重矢印で図示）は、主磁石ＭＡＰＩ、ＭＡＰＥの高さｈｐ（二重矢印で図示）より小さい。従属磁石ＭＡＳは、その中心が主磁石ＭＡＰＩ、ＭＡＰＥの中心よりコイルＣＬの近くに配置されるように位置決めすることができる。この位置決めによって、従属磁石ＭＡＳは、静止部分ＳＴＣのコイルＣＬの位置で磁界が増加する傾向があり、静止部分ＳＴＭでは磁界が低下する。上記で示したように磁界は、可動部分ＭＯと静止部分ＳＴＭの間の気体支承部ＧＢに予荷重を形成するために適用され、したがって可動部分ＭＯと静止部分ＳＴＣ、ＳＴＭの間に適切な有効磁気引力を獲得できるようにするために磁界の特定の空間的分布が必要である。主磁石に対する従属磁石ＭＡＳの高さおよび位置を選択することによって、磁界のこのような空間的分布、特に磁石アレイＭＡＡの上および下で図２の図面の面における磁界の強度間の関係が決定される。したがって、主磁石ＭＡＰＩ、ＭＡＰＥに対する従属磁石ＭＡＳの適切な位置および高さを選択することによって、磁界の分布を特定の程度まで調整することができ、例えば低すぎる気体支承部の予荷重を獲得するために、従属磁石ＭＡＳの存在によって磁石アレイＭＡＡの下側における磁界が低下しすぎないことを保証し、それと同時に従属磁石ＭＡＳの存在によってコイルＣＬの位置における磁界の増加を獲得し、したがってアクチュエータの性能を向上させる。

静止部分ＳＴＭの厚さは、好ましくは自身内に磁気飽和効果が生じないような方法で選択される。静止部分ＳＴＭは強磁性材料から作成することができる。可動部分ＭＯに面するその表面は、気体支承部ＧＢの一部を形成するために十分に平坦で、安定する。

実施形態では、従属磁石の残留磁気は、基本的に主磁石の残留磁気と等しいか、それより小さくてよい。

以上から理解できるように、トルクリプル、Ｋ因子リプルおよび垂直力リプルのうち少なくとも１つを減少させるために、異なる磁石アレイＭＡＡの構成を使用してもよい。以下の手段は、別個に、または任意の組み合わせで採用してよい。

中間主磁石ＭＡＰＩの分極方向とは異なる分極方向で端部主磁石ＭＡＰＥを設ける。

中間主磁石ＭＡＰＩの幅とは異なる、例えばこれより小さい幅の端部主磁石ＭＡＰＥを設ける。

隣接中間主磁石ＭＡＰＩに対して、隣接する中間主磁石ＭＡＰＩの間の距離またはピッチとは異なる、例えばこれより大きい距離またはピッチで位置決めされた端部主磁石ＭＡＰＥを設ける。

端部主磁石ＭＡＰＥとそれに隣接する中間主磁石ＭＡＰＥの間の従属磁石を省略する。

端部主磁石ＭＡＰＥに隣接する中間主磁石ＭＡＰＥの幅は、他の中間主磁石ＭＡＰＩの幅とは異なるように選択できることが、さらに観察される。

本発明の実施形態では、トルクリプルの振幅を約±２０％まで減少させることができる。Ｋ因子リプルおよび垂直力リプルは、約±１％以内まで減少させることができる。

アクチュエータは、可動構造を動作させるように構成する。可動構造は、例えばレチクルブレード、レチクルまたは基板を動作させるなど、任意の用途のために任意のサイズ、寸法の任意の構造を含むことができる。アクチュエータは、リソグラフィ装置の一部ではない可動構造を伴う用途にも使用することができる。

本明細書で電磁アクチュエータの部品を示すために使用する静止またはほぼ静止という用語は、可動部分に対して静止状態またはほぼ静止状態であると理解されたい。ほぼ静止状態の部分をリソグラフィ装置の残りの部分に接続するために、例えばばね板または他の任意の可撓性接続構造を適用する場合、可動部分が動作するとほぼ静止状態の部分も動作してよい。しかし、例えば可動部分の動作のせいで、または他の妨害または振動のせいで静止部分の動作が減衰された場合、ほぼ静止状態の部分は休止位置または所期位置に戻る。さらに、ほぼ静止状態の部分は、リソグラフィ装置のフレームに対して静止した状態で位置決めする必要がなく、動作可能であるか、作業時に任意の方向に動作することができる。一例として、アクチュエータおよびそれによって動作する構造は、全体として任意の他のアクチュエータによって動作可能になってよい。

アクチュエータは、図２で示すようなリニアアクチュエータか、図３で示すような回転アクチュエータでよい。図３では、図２の部品と同じ機能を有する異なる部品に、同じ参照記号を付ける。図３のアクチュエータをトルクモータと呼ぶこともある。可動部分ＭＯはリング区画であり、磁石アレイＭＡＡ（図示せず）を含み、アクチュエータの静止部分に対して制限された角度でのみ動作可能であるか、２つの次元ＤＭのいずれかで回転するように完全に動作可能でよい。静止部分は概ねリング形であり、ＣＬで示す部分は電気コイル（詳細には図示せず）を含む。様々な静止部分（ＣＬ、ＳＴＣＭおよびＳＴＭ）が相互に対して固定され、可動部分ＭＯは例えば上述したタイプの空気支承部などによって静止部分に対して適切に装着される。ＣＬで示す部分と可動部分ＭＯ（図示せず）の間、さらに静止部分ＳＴＭと可動部分ＭＯ（図示せず）の間にギャップが存在することが分かる。異なる見方で見ると、図２のアクチュエータは、図３のアクチュエータのリング形静止部分を切り開き、それおよび可動部分ＭＯを伸張して、線形にすることによって獲得することができる。図２と同様に、図３では可動部分ＭＯが、磁化可能な材料ＳＴＣＭ、コイルＣＬ、および静止部分ＳＴＭを有する静止部分の窪みＲＥ内で動作してよい。

本文ではＩＣの製造におけるリソグラフィ装置の使用に特に言及しているが、本明細書で説明するリソグラフィ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、これは、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、フラットパネルディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッド等の製造に使用され得る。こうした代替的な用途の状況においては、本文にて使用した「ウェハ」または「ダイ」といった用語は、それぞれ「基板」または「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が当業者には理解される。本明細書で言及する基板は、露光前または露光後に、例えばトラック（通常はレジストの層を基板に塗布し、露光したレジストを現像するツール）または計測または検査ツールで処理することができる。適宜、本明細書の開示は、以上およびその他の基板処理ツールに適用することができる。さらに、基板は、例えば多層ＩＣを生成するために、複数回処理することができ、したがって本明細書で使用する基板という用語は、既に複数の処理済み層を含む基板も指す。

以上では光学リソグラフィの状況における本発明の実施形態の使用に特に言及しているが、本発明は、刻印リソグラフィなどの他の用途においても使用可能であり、状況が許せば、光学リソグラフィに制限されないことが分かる。刻印リソグラフィでは、パターニングデバイスの構造が、基板上に生成されるパターンを画定する。パターニングデバイスの構造を、基板に供給されたレジストの層に押しつけ、その後に電磁放射線、熱、圧力またはその組み合わせを適用して、レジストを硬化する。パターニングデバイスをレジストから離し、レジストを硬化した後にパターンを残す。

本明細書では、「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（ＵＶ）放射線（例えば、３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、あるいは１２６ｎｍの波長を有する）および超紫外線（ＥＵＶ）放射線（例えば、５ｎｍ〜２０ｎｍの範囲の波長を有する）を含むあらゆるタイプの電磁放射線を網羅するものとして使用される。

「レンズ」という用語は、状況が許せば、屈折、反射、磁気、電磁気および静電気光学構成要素を含む様々なタイプの光学構成要素のいずれか、またはその組み合わせを指す。

必要に応じて、本発明の詳細な実施形態を本明細書で開示してきたが、開示された実施形態は単に本発明の例示にすぎず、様々な形態で実現できることを理解されたい。したがって、本明細書で開示された特定の構造および機能の詳細は、制限的なものと解釈されず、単に請求の範囲の根拠、さらにほぼ全ての適切に詳細な構造で本発明の実施形態を様々な方法で使用するために当業者に教示するための代表的根拠として解釈されるものとする。さらに、本明細書で使用する用途および句は制限的ではなく、本発明の実施形態の理解できる説明を提供することを意図したものである。

本明細書で単複を明記しない場合は、１つまたは複数と規定される。本明細書で使用する複数という用語は、２つまたは３つ以上と定義される。本明細書で使用する別のという用語は、少なくとも第二またはそれ以上と定義される。本明細書で使用する含むおよび／または有するという用語は、有すると定義される（つまり開放的言語）。本明細書で使用する結合という用語は、接続と定義されるが、必ずしも直接的ではなく、必ずしも機械的ではない。

本発明の実施形態によるリソグラフィ装置を示したものである。 本発明の実施形態によるリニア電磁アクチュエータの図を概略的に示したものである。 本発明の別の実施形態による回転式電磁アクチュエータの図を概略的に示したものである。

Claims (15)

1. パターニングデバイスから基板へとパターンを転写するように配置構成されたリソグラフィ装置であって、
   リソグラフィ装置の一部を起動するように構成された電磁アクチュエータを有し、アクチュエータは相互に作用するほぼ静止状態の部分および可動部分を有し、静止部分は複数のコイルおよび磁化可能な材料の磁気回路を有し、可動部分が磁石システムを有し、
   磁石システムが、対向する端部を有する磁石アレイを形成する磁石のアレイを有し、磁石アレイの各磁石が分極方向を有し、磁石アレイが主磁石のアレイを有し、主磁石のアレイの端位置にある端部主磁石の分極方向が、磁石システムの中心軸線に実質的に平行に配向される複数の中間主磁石の分極方向とは異なり、中間主磁石が、端部主磁石と主磁石のアレイの別の端位置に配置された別の端部主磁石との間の中間位置に配置構成され、
   端部主磁石の分極方向の角度、および他方端の主磁石の分極方向の角度が、中間主磁石の分極方向に平行な直線に対して対称であるリソグラフィ装置。
2. 端部主磁石の分極方向と中間主磁石の分極方向との間の角度が、約＋４５°と−４５°の間である、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
3. 端部主磁石と他方端にある主磁石のそれぞれが、２つの隣接する中間主磁石間の距離とは異なる距離で、隣接する中間主磁石から隔置される、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
4. ２つの連続する中間主磁石間の距離がほぼ一定である、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
5. 端部主磁石とその隣接中間主磁石との間のピッチおよび他方端の主磁石とその隣接中間主磁石との間のピッチが、２つの隣接する中間主磁石間のピッチとは異なる、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
6. ２つの連続する中間主磁石の間のピッチがほぼ一定である、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
7. 主磁石が磁石アレイの端部から端部への方向に平行な方向で幅を有し、端部主磁石と他方端の主磁石それぞれの幅が、中間主磁石の幅と異なる、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
8. 端部主磁石と他方端の主磁石との間に配置構成された全ての中間主磁石が、同じ幅を有する、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
9. 隣接する中間主磁石の分極方向が、基本的に相互に反対である、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
10. 磁石アレイが従属磁石のアレイを有し、従属磁石の分極方向が、中間主磁石の分極方向に対して基本的に直角である、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
11. 磁気回路が、可動部分に面していないコイルの側に第一磁化可能材料を、コイルに面する可動部分の側に第二磁化可能材料を有する、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
12. 電磁アクチュエータであって、
    相互に作用するほぼ静止状態の部分および可動部分を有し、静止部分は複数のコイルおよび磁化可能材料の磁気回路を有し、可動部分が磁石システムを有し、
    磁石システムが、対向する端部を有する磁石アレイを形成する磁石のアレイを有し、磁石アレイの各磁石は分極方向を有し、磁石アレイが主磁石のアレイを有し、主磁石のアレイの端部位置にある端部主磁石の分極方向が、磁石システムの中心軸線に実質的に平行に配向される複数の中間主磁石の分極方向とは異なり、中間主磁石が、端部主磁石と主磁石のアレイの別の端部位置に配置された別の端部主磁石との間の中間位置に配置構成され、
    端部主磁石の分極方向の角度、および他方端の主磁石の分極方向の角度が、中間主磁石の分極方向に平行な直線に対して対称であるアクチュエータ。
13. 磁石アレイが従属磁石のアレイを有し、従属磁石の分極方向が主磁石の分極方向とは異なる、請求項１２に記載のアクチュエータ。
14. 各従属磁石が２つの隣接主磁石の間に位置決めされる、請求項１３に記載のアクチュエータ。
15. リソグラフィ装置であって、
    放射線のビームを調整するように構成された照明システムと、
    パターニングデバイスを支持するように構成されたパターニングデバイス支持体とを有し、パターニングデバイスが、放射線のビームにパターンを形成して、パターン形成した放射線ビームを形成するように構成され、さらに、
    基板を保持するように構成された基板支持体と、
    パターン形成した放射線ビームを基板の目標部分に投影するように構成された投影システムと、
    リソグラフィ装置の一部を起動するように構成された電磁アクチュエータとを有し、アクチュエータが相互に作用するほぼ静止状態の部分および可動部分を有し、静止部分が複数のコイルおよび磁化可能材料の磁気回路を有し、可動部分が磁石システムを有し、
    磁石システムが、対向する端部を有する磁石アレイを形成する磁石のアレイを有し、磁石アレイの各磁石は分極方向を有し、磁石アレイが主磁石のアレイを有し、主磁石のアレイの端部位置にある端部主磁石の分極方向が、磁石システムの中心軸線に実質的に平行に配向される複数の中間主磁石の分極方向とは異なり、中間主磁石が、端部主磁石と主磁石のアレイの別の端部位置に配置された別の端部主磁石との間の中間位置に配置構成され、
    端部主磁石の分極方向の角度、および他方端の主磁石の分極方向の角度が、中間主磁石の分極方向に平行な直線に対して対称であるリソグラフィ装置。

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