JP4938878B2 - リソグラフィ装置、位置決めシステム、及び位置決め方法 - Google Patents

Description

[0001] 本発明はリソグラフィ装置、リソグラフィ装置の位置決めシステム、及びリソグラフィ装置の位置決め方法に関する。

[0002] リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板に、通常は基板のターゲット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）の製造に使用可能である。このような場合、代替的にマスク又はレチクルとも呼ばれるパターニングデバイスを使用して、ＩＣの個々の層上に形成すべき回路パターンを生成することができる。このパターンを、基板（例えばシリコンウェーハ）上のターゲット部分（例えば１つ又は幾つか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、基板に設けた放射感応性材料（レジスト）の層への結像により行われる。一般的に、１枚の基板は、順次パターンが与えられる隣接したターゲット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、パターン全体をターゲット部分に１回で露光することによって各ターゲット部分が照射される、いわゆるステッパと、基板を所与の方向（「スキャン」方向）と平行あるいは逆平行に同期的にスキャンしながら、パターンを所与の方向（「スキャン」方向）に放射ビームでスキャンすることにより、各ターゲット部分が照射される、いわゆるスキャナとを含む。パターンを基板にインプリントすることによっても、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ことが可能である。

[0003] リソグラフィ装置は１つ又は複数の可動オブジェクト、例えば前述した基板テーブル及び／又はパターニングデバイスを含むことができる。可動オブジェクトは、制御システムによって例えばメトロロジーフレーム又はベースフレームなどのフレームに対して位置決めすることができる。制御システムは、可動オブジェクトの位置を測定する測定システム、可動オブジェクトに力を与えるアクチュエータ、及び測定システムの出力に基づいて駆動信号をアクチュエータに提供するコントローラを含む。

[0004] 重要な問題は、例えば停電又は制御システムの構成部品の故障などにより制御システムが故障した場合にどうするか、ということである。幾つかの実施形態では、非常時の方針は制御システムを動作不能にすることであり、したがって可動オブジェクトとフレームの間の摩擦が可動オブジェクトの運動エネルギを減少させる。次に、可動オブジェクトがその周囲と衝突すると、残りの運動エネルギが全て散逸する。

[0005] しかし、リソグラフィ装置の可能なスループットに対する要求が増大し、したがって限られた空間の量における可動オブジェクトの速度、及び位置精度に対する要求が増大した結果、軽量の材料、感度が高い構成部品、高い加速度、及び可動オブジェクトとその周囲との間の小さな距離、が使用され、その結果、衝撃に対する感度が高いシステムになった。現在の非常時の方針は、可動オブジェクトがその周囲と衝突した場合に、可動オブジェクト（及びその周囲）が損傷するのを防止するのにもはや十分でないことがある。可動オブジェクトが損傷すると、これは可動オブジェクトの修理又は交換及び／又はリソグラフィ装置の修理のためにリソグラフィ装置の望ましくない停止時間が生じることにもなり、これは費用がかかる。

[0006] 非常時の方針が改善されたリソグラフィ装置を提供することが望ましい。

[0007] 本発明のある実施形態によれば、リソグラフィ装置の位置決めシステムであって、リソグラフィ装置の可動オブジェクトをフレームに実質的に平行な少なくとも１つの方向に位置決めする制御システムを含み、制御システムは可動オブジェクトの位置を測定する測定システムと、可動オブジェクトに力を与えるアクチュエータと、測定システムの出力に基づいて駆動信号をアクチュエータに提供するコントローラと、を含み、制御システムの故障を割り出し、故障が割り出された時、又はその場合に、制御システムを使用不能にして、フレームに対して可動オブジェクトを引っ張るように構成された非常時制動システムをさらに含む位置決めシステムが提供される。

[0008] 本発明の別の実施形態によれば、リソグラフィ装置であって、放射ビームを調整するように構成された照明システムと、パターン付放射ビームを形成するため放射ビームの断面にパターンを与えることができるパターニングデバイスを支持するように構築された支持体と、基板を保持するように構築された基板テーブルと、パターン付放射ビームを基板のターゲット部分に投影するように構成された投影システムと、フレームに平行な少なくとも１つの方向にリソグラフィ装置の可動オブジェクトを位置決めする制御システムを含み、制御システムが、可動オブジェクトの位置を測定する測定システムと、可動オブジェクトに力を与えるアクチュエータと、測定システムの出力に基づいて駆動信号をアクチュエータに提供するコントローラと、を含み、制御システムの故障を割り出し、故障が割り出された時、又はその場合に、制御システムを使用不能にして、フレームに対して可動オブジェクトを引っ張るように構成された非常時制動システムをさらに含む位置決めシステムと、を含むリソグラフィ装置が提供される。

[0009] 本発明のさらに別の実施形態によれば、リソグラフィ装置の位置決め方法であって、制御システムによってフレームに平行な少なくとも１つの方向にリソグラフィ装置の可動オブジェクトを位置決めし、非常時制動システムによって制御システムの故障を割り出し、故障が割り出された時、又はその場合に、非常時制動システムによって制御システムを使用不能にし、非常時制動システムによってフレームに対して可動オブジェクトを引っ張ることを含む方法が提供される。

[00010] 対応する参照符号が対応する部分を示す添付の概略図を参照しながら以下に本発明の実施形態について説明するが、これは単に例示としてのものに過ぎない。

[00011]本発明のある実施形態によるリソグラフィ装置を示した図である。 [00012]本発明の別の実施形態によるリソグラフィ装置を示した概略図である。 [00013]本発明のさらに別の実施形態による位置決めシステムを示した概略図である。 [00014]図３の実施形態による非常時制動システムによって可動オブジェクトの運動エネルギを減少させる様々な方法を示した概略図である。

[00015] 図１は、本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置ＬＡを概略的に示したものである。この装置は、放射ビームＢ（例えばＵＶ放射又は任意の他の適切な放射）を調節するように構成された照明システム（イルミネータ）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成され、特定のパラメータに従ってパターニングデバイスを正確に位置決めするように構成された第１の位置決めデバイスＰＭに接続されたパターニングデバイス支持体又はマスク支持構造（例えばマスクテーブル）ＭＴと、を含む。装置は、基板（例えばレジストコートウェーハ）Ｗを保持するように構成され、特定のパラメータに従って基板を正確に位置決めするように構成された第２の位置決めデバイスＰＷに接続された基板テーブル（例えばウェーハテーブル）ＷＴ又は「基板支持体」も含む。装置は、パターニングデバイスＭＡによって放射ビームＢに与えられたパターンを基板Ｗのターゲット部分Ｃ（例えば１つ又は複数のダイを含む）に投影するように構成された投影システム（例えば屈折投影レンズシステム）ＰＳをさらに含む。

[00016] 照明システムは、放射の誘導、整形、又は制御を行うための、屈折、反射、磁気、電磁気、静電気型等の光学コンポーネント、又はその任意の組合せなどの種々のタイプの光学コンポーネントを含んでいてもよい。

[00017] パターニングデバイス支持体は、パターニングデバイスの方向、リソグラフィ装置の設計等の条件、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。パターニングデバイス支持体は、パターニングデバイスを保持するために、機械的、真空、静電気等のクランプ技術を使用することができる。パターニングデバイス支持体は、例えばフレーム又はテーブルでよく、必要に応じて固定式又は可動式でよい。パターニングデバイス支持体は、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確実に所望の位置にくるようにできる。本明細書において「レチクル」又は「マスク」という用語を使用した場合、その用語は、より一般的な用語である「パターニングデバイス」と同義と見なすことができる。

[00018] 本明細書において使用する「パターニングデバイス」という用語は、基板のターゲット部分にパターンを生成するように、放射ビームの断面にパターンを与えるために使用し得る任意の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。ここで、放射ビームに与えられるパターンは、例えばパターンが位相シフトフィーチャ又はいわゆるアシストフィーチャを含む場合、基板のターゲット部分における所望のパターンに正確には対応しないことがある点に留意されたい。一般的に、放射ビームに与えられるパターンは、集積回路などのターゲット部分に生成されるデバイスの特定の機能層に相当する。

[00019] パターニングデバイスは透過性又は反射性でよい。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、及びプログラマブル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、バイナリマスク、レベンソン型(alternating)位相シフトマスク、ハーフトーン型(attenuated)位相シフトマスクのようなマスクタイプ、さらには様々なハイブリッド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として、小さなミラーのマトリクス配列を使用し、そのミラーは各々、入射する放射ビームを異なる方向に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ビームにパターンを与える。

[00020] 本明細書において使用する「投影システム」という用語は、例えば使用する露光放射、又は液浸液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及び静電気光学システム、又はその任意の組合せを含む任意の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」という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」という用語と同義と見なすことができる。

[00021] 本明細書で示すように、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、又は反射マスクを使用する）。

[00022] リソグラフィ装置は、２つ（デュアルステージ）又はそれ以上の基板テーブル又は「基板支持体」（及び／又は２つ以上のマスクテーブル又は「マスク支持体」）を有するタイプでよい。このような「マルチステージ」機械においては、追加のテーブル又は支持体を並行して使用するか、１つ又は複数の他のテーブル又は支持体を露光に使用している間に１つ又は複数のテーブル又は支持体で予備工程を実行することができる。

[00023] 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に、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えるタイプでもよい。液浸液は、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することもできる。液浸技術は、投影システムの開口数を増加させるために使用することができる。本明細書で使用する「液浸」という用語は、基板などの構造を液体に沈めなければなら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が存在するというほどの意味である。

[00024] 図１を参照すると、イルミネータＩＬは放射源ＳＯから放射ビームを受ける。放射源とリソグラフィ装置とは、例えば放射源がエキシマレーザである場合に、別々の構成要素であってもよい。このような場合、放射源はリソグラフィ装置の一部を形成すると見なされず、放射ビームは、例えば適切な誘導ミラー及び／又はビームエクスパンダなどを備えるビームデリバリシステムＢＤの助けにより、放射源ＳＯからイルミネータＩＬへと渡される。他の事例では、例えば放射源が水銀ランプの場合は、放射源がリソグラフィ装置の一体部分であってもよい。放射源ＳＯ及びイルミネータＩＬは、必要に応じてビームデリバリシステムＢＤとともに放射システムと呼ぶことができる。

[00025] イルミネータＩＬは、放射ビームの角度強度分布を調節するアジャスタＡＤを含んでいてもよい。通常、イルミネータの瞳面における強度分布の外側及び／又は内側半径範囲（一般にそれぞれ、σ-outer及びσ-innerと呼ばれる）を調節することができる。また、イルミネータＩＬは、インテグレータＩＮ及びコンデンサＣＯなどの他の種々のコンポーネントを備えていてもよい。イルミネータを用いて放射ビームを調整し、その断面にわたって所望の均一性と強度分布とが得られるようにしてもよい。

[00026] 放射ビームＢは、マスク支持構造（例えば、マスクテーブル）ＭＴ上に保持された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ニングされる。パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡを横断した放射ビームＢは、投影システムＰＳを通過し、投影システムＰＳは、ビームを基板Ｗのターゲット部分Ｃ上に合焦させる。第２の位置決めデバイスＰＷと位置センサＩＦ（例えば、干渉計デバイス、リニアエンコーダ又は容量センサ）の助けを借りて、基板テーブルＷＴは、例えば、様々なターゲット部分Ｃを放射ビームＢの経路に位置決めできるように正確に移動できる。同様に、第１の位置決めデバイスＰＭと別の位置センサ（図１には明示されていない）を用いて、マスクライブラリからの機械的な取り出し後又はスキャン中などに放射ビームＢの経路に対してパターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡを正確に位置決めできる。一般に、パターニングデバイス支持体（例えばマスクテーブル）ＭＴの移動は、第１の位置決めデバイス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）及びショートストロークモジュール（微動位置決め）の助けにより実現できる。同様に、基板テーブルＷＴ又は「基板支持体」の移動は、第２のポジショナＰＷの部分を形成するロングストロークモジュール及びショートストロークモジュールを用いて実現できる。ステッパの場合（スキャナとは対照的に）、パターニングデバイス支持体（例えばマスクテーブル）ＭＴをショートストロークアクチュエータのみに接続するか、又は固定してもよい。パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡ及び基板Ｗは、パターニングデバイスアライメントマークＭ１、Ｍ２及び基板アライメントマーク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メントマークは、専用のターゲット部分を占有するが、ターゲット部分の間の空間に位置してもよい（スクライブレーンアライメントマークとして周知である）。同様に、パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡ上に複数のダイを設ける状況では、パターニングデバイスアライメントマークをダイ間に配置してもよい。

[00027] 図示のリソグラフィ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。

[00028] １．ステップモードにおいては、パターニングデバイス支持体（例えばマスクテーブル）ＭＴ又は「マスク支持体」及び基板テーブルＷＴ又は「基板支持体」は、基本的に静止状態に維持される一方、放射ビームに与えたパターン全体が１回でターゲット部分Ｃに投影される（すなわち単一静的露光）。次に、別のターゲット部分Ｃを露光できるように、基板テーブルＷＴ又は「基板支持体」がＸ方向及び／又はＹ方向に移動される。ステップモードでは、露光フィールドの最大サイズによって、単一静的露光で像が形成されるターゲット部分Ｃのサイズが制限される。

[00029] ２．スキャンモードにおいては、パターニングデバイス支持体（例えばマスクテーブル）ＭＴ又は「マスク支持体」及び基板テーブルＷＴ又は「基板支持体」は同期的にスキャンされる一方、放射ビームに与えられるパターンがターゲット部分Ｃに投影される（すなわち単一動的露光）。パターニングデバイス支持体（例えばマスクテーブル）ＭＴ又は「マスク支持体」に対する基板テーブルＷＴ又は「基板支持体」の速度及び方向は、投影システムＰＳの拡大（縮小）及び像反転特性によって求めることができる。スキャンモードでは、露光フィールドの最大サイズによって、単一動的露光におけるターゲット部分の（非スキャン方向における）幅が制限され、スキャン動作の長さによってターゲット部分の（スキャン方向における）高さが決まる。

[00030] ３．別のモードでは、パターニングデバイス支持体（例えばマスクテーブル）ＭＴ又は「マスク支持体」はプログラマブルパターニングデバイスを保持して基本的に静止状態に維持され、基板テーブルＷＴ又は「基板支持体」を移動又はスキャンさせながら、放射ビームに与えられたパターンをターゲット部分Ｃに投影する。このモードでは、一般にパルス状放射源を使用して、基板テーブルＷＴ又は「基板支持体」を移動させる毎に、又はスキャン中に連続する放射パルスの間で、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レスリソグラフィに容易に利用できる。

[00031] 上述した使用モードの組合せ及び／又は変形、又は全く異なる使用モードも利用できる。

[00032] 図２は、例えば図１のリソグラフィ装置に使用される本発明のある実施形態による位置決めシステムＬＡＰＳの概略図を描いている。リソグラフィ装置は、矢印３で示すように、フレームＦＡに実質的に平行な少なくとも１つの方向に動作可能である可動オブジェクトＭＯを含む。位置決めシステムＬＡＰＳは、可動オブジェクトＭＯを位置決めする制御システムＣＳを含む。この図に示されていないのは、制御システムＣＳが可動オブジェクトＭＯの位置を測定する測定システム、可動オブジェクトＭＯに力を与えるアクチュエータ、電源、及び測定システムの出力に基づいて駆動信号をアクチュエータに提供するコントローラを含む点である。

[00033] 制御システムＣＳによる可動オブジェクトＭＯの位置決めは、通信線１によって表され、これはこの実施形態ではスイッチ２によって可動オブジェクトＭＯに接続される。スイッチ２はハードウェア又はソフトウェアのスイッチである。位置決めシステムＬＡＰＳは、以下でさらに詳細に説明するように、制御システムＣＳの故障を割り出すように構成され、故障が割り出された場合／時に、制御システムＣＳを使用不能にして、フレームＦＡに対して可動オブジェクトＭＯを引っ張るように構成された非常時制動システムＥＢＳをさらに含む。

[00034] 図２に示すように、非常時制動システムＥＢＳは、ブロック６で制御システムＣＳが故障しているか、故障していないかを割り出す。したがって非常時制動システムＥＢＳは、制御システムＣＳから、又は制御システムＣＳを監視する任意の他のシステム（図示せず）から何らかの種類の入力を必要とする。制御システムＣＳ又は監視システムからの入力は、矢印８で指示される。非常時制動システムＥＢＳによって制御システムＣＳの故障が割り出されず、したがって制御システムが適切に作動している場合、非常時制動システムはブロック６に戻り、制御システムＣＳが故障しているか、故障していないかを割り出す。連続的な割り出しループをこの方法で生成することができるが、制御システムの故障は不連続の瞬間に、例えば１ミリ秒毎に１回チェックすることも想定される。

[00035] 制御システムＣＳは、電力のドレイン／サージ、又は例えば作業員による非常用ボタンの押下によって開始した緊急停止のような外部要因により、又は制御システムＣＳの１つ又は複数の構成部品の故障のような内部要因により故障することがある。制御システムの典型的な構成部品は電源、増幅器、測定システム、コンピュータソフトウェア、通信線などである。制御システムＣＳが故障した場合、これはブロック６で非常時制動システムＥＢＳによって検出され、その後、非常時制動システムがブロック７に進み、制御システムＣＳの故障時に非常時制動システムＥＢＳがスイッチ２を切り換えることによって制御システムＣＳを使用不能１０にすることを示す。使用不能にする行為は、スイッチ２を指す矢印１２によって指示される。

[00036] ここでは、制御システムＣＳの使用不能化を、制御システムＣＳの代わりに非常時制動システムＥＢＳが可動オブジェクトＭＯの制御権を有すると解釈されたく、これはスイッチ又はソフトウェアのルーチンでハードウェアの構成要素を能動的に切断する、又は受動的に切断することによって達成可能であることが分かる。能動的に切断する場合は、非常時制動システムＥＢＳから少なくとも１つの行為が必要である。いつ能動的切断が必要であるかの一例は、制御システムＣＳがまだ可動オブジェクトＭＯに力を与えることができるが、可動オブジェクトＭＯを適切に位置決めできないケースである。制御システムＣＳを切断しないと、その結果、制御システムＣＳと非常時制動システムＥＢＳの間に「闘争」が生じ、これは非常時制動システムＥＢＳが故障した制御システムＣＳを補償できない限り望ましくない。制御システムＣＳは、コントローラとアクチュエータの間の通信を遮断することによって可動オブジェクトから切断することが好ましい。

[00037] 受動的な切断の場合、すなわち、制御システムＣＳが故障すると制御システムＣＳが可動オブジェクトＭＯから自動的に切断される場合は、非常時制動システムＥＢＳからの動作は必要ないことがある。このような状況の一例は、制御システムへの電力が中断される場合、すなわち、ＥＢＳが作動しなければならない場合、である。

[00038] 制御システムがそれ以上可動オブジェクトに対する制御権を有さないことが常に保証されるように、制御システムは可動オブジェクトから能動的に切断することが好ましい。

[00039] 制御システムＣＳを使用不能にした後、非常時制動システムＥＢＳは可動オブジェクトＭＯの制御権を引き継ぎ、その後にブロック１４によって指示されるようにフレームＦＡに対して可動オブジェクトＭＯを引っ張る。引っ張る行為自体は点線の矢印１８によって指示され、引っ張る行為が非常時制動システムＥＢＳによって開始されることは、通信線１６によって指示されている。

[00040] 引っ張る行為は、制御システムＣＳのアクチュエータを使用して実行することができるが、非常時制動システムＥＢＳがフレームに対して可動オブジェクトを引っ張る補助アクチュエータ（図示せず）を含むことも可能である。

[00041] 引っ張る行為１８は、可動オブジェクトＭＯとフレームＦＡの間の摩擦を増加させ、それにより可動オブジェクトＭＯの運動エネルギをより速く減少させ、可動オブジェクトＭＯの制動距離を減少させる。運動エネルギが減少した結果、可動オブジェクトＭＯが周囲に衝突する前に完全に停止することができるか、可動オブジェクトＭＯは衝突する前に少なくとも減速する。減速は、可動オブジェクトＭＯ又はリソグラフィ装置ＬＡの他の構成部品の損傷が防止されるような程度であることが好ましい。周囲に衝突する時に可動オブジェクトＭＯに残っている速度は、位置、初期速度及び加速度、引っ張る力及び方向、及び可動オブジェクトＭＯの方向によって割り出されるので、非常時制動システムＥＢＳによる引っ張る行為１８は、制御システムＣＳの故障時にリソグラフィ装置ＬＡを損傷する可能性を少なくとも低下させることができ、したがってリソグラフィ装置ＬＡの望ましくない停止時間を短縮する。

[00042] 非常時制動システムＥＢＳは、損傷の可能性が最低になるような方法で、フレームＦＡに対して可動オブジェクトＭＯを引っ張ることが好ましい。これは、例えばフレームＦＡに対して可動オブジェクトＭＯをさらに強く引っ張ることによって可動オブジェクトＭＯとフレームＦＡの間の摩擦を増加させることにより、又は可動オブジェクトＭＯとフレームＦＡの間の摩擦係数を増加させることにより実行することができる。

[00043] フレームＦＡに対して可動オブジェクトＭＯを引っ張った後、さらなる行為が必要となることがある。さらなる行為は、オペレータ又はオペレーティングシステムにエラー信号を送信する、制御システムＣＳをリセットする、又はさらなる安全予防措置を執ることを含んでよい。

[00044] 図３は、図１のリソグラフィ装置に適切な本発明のある実施形態による位置決めシステムの概略図を描いている。位置決めシステムは、フレームＦＲに実質的に平行な少なくとも１つの方向２３で可動オブジェクトＭＯ２を位置決めする制御システム、及び制御システムの故障を割り出すように構成され、故障が割り出されると、制御システムを使用不能にし、フレームＦＲに対して可動オブジェクトＭＯ２を引っ張るように構成された非常時制動システムを含む。制御システムは、フレームＦＲに対して可動オブジェクトＭＯ２を位置決めするように構成されるが、別のオブジェクトに対して可動オブジェクトを位置決めするように構成することもできる。

[00045] 制御システムは、フレームＦＲ上の基準点ＲＰに対する可動オブジェクトＭＯ２の位置ＰＯＳ１を測定するように構成された測定システムＭＳ１を含む。基準点ＲＰは、フレームＦＲ上の任意の点とすることができるが、可動オブジェクトＭＯ２の位置決めの起点として適切である任意の他の点とすることもできる。

[00046] 制御システムは、可動オブジェクトＭＯ２に力を与えるように構成されたアクチュエータを、この実施形態では電磁アクチュエータをさらに含む。アクチュエータは、フレームＦＲ内に固定子部分ＳＴ、可動オブジェクトＭＯ２内に回転子部分ＲＯ、及び駆動信号に基づいてアクチュエータに電力を供給するように構成された電力増幅器ＰＡを有する。この実施形態では、固定子部分ＳＴは永久磁石を含み、回転子部分ＲＯは電力増幅器ＰＡに接続されたコイルを含む。あるいは逆の場合、コイルが固定子部分ＳＴ内に、磁石が回転子部分ＲＯ内に位置することも可能である。

[00047] 測定システムＭＳ１と電磁アクチュエータの電力増幅器ＰＡの間にコントローラＣが設けられ、測定システムＭＳ１の出力に基づいて駆動信号をアクチュエータに提供する。コントローラＣとアクチュエータは両方とも、電源ＰＷＲによって電力が与えられる。電源ＰＷＲは、電力線ＰＬ上で電力グリッドから電力を引き出す。

[00048] 制御システムは、測定システムＭＳ１の故障、コントローラＣの故障、電力線ＰＬの電力サージ／ドレイン（外部要因）、又は電源ＰＷＲの故障による電力遮断（内部要因）、及び前述した制御システムの構成部品間にある通信線の故障により故障することがある。

[00049] 非常時制動システムは、基準点ＲＰ又は任意の他の基準点に対する可動オブジェクトの位置ＰＯＳ２を測定するバックアップ測定システムＭＳ２を含む。

[00050] 非常時制動システムは、制御システムが故障したかを割り出すために、バックアップ測定システムＭＳ２の出力と制御システムの出力（この場合はコントローラＣの出力）とを比較するように構成されたバックアップ制御システムＢＣＳをさらに含む。バックアップ制御システムＢＣＳはさらに、制御システムが故障した場合に駆動信号をアクチュエータに提供してフレームＦＲに対して可動オブジェクトＭＯ２を引っ張るように構成される。バックアップ制御システムＢＣＳも、この実施形態では電源ＰＷＲによって電力が与えられるが、電源ＰＷＲから独立した自身の電源を有することもできる。あるいは、バックアップ制御システムＢＣＳは、アクチュエータに接続された補助電力増幅器に駆動信号を提供するように構成することができる。ＡＵはフレームＦＲに対して可動オブジェクトＭＯ２を引っ張る。これは、アクチュエータが故障した場合に有益である。補助アクチュエータＡＵは、アクチュエータの固定子ＳＴ内にある永久磁石と協働するコイルを含むことができる。

[00051] 非常時制動システムは、電源ＰＷＲ又はＰＬが故障した場合に、バックアップ制御システムＢＣＳ及び電磁アクチュエータの電力増幅器ＰＡに電力を供給するバックアップ電源ＢＰ、ＢＰ２も含む。バックアップ電源ＢＰ、ＢＰ２はここでは容量として図示されているが、通常の電源ＰＷＲから独立した任意の形態をとることができ、例えばバッテリでよい。

[00052] この実施形態のバックアップ非常時システムは、測定位置ＰＯＳ２をコントローラＣの制御状態と比較することによって制御システムの故障を割り出す。故障を割り出すために様々な方法が可能である。一例は、可動オブジェクトＭＯ２の望ましい位置の測定された位置からの偏差が大きすぎる場合に、制御システムの故障が割り出される。許容可能な偏差は、コントローラ又は制御システムの仕様に基づいて予め割り出された値とすることができる。別の例は、コントローラＣからそれ以上信号を受信しない場合に、制御システムの故障が割り出される。

[00053] 代替的又は追加的に、制御システムの故障は以下の方法によって割り出すこともできる。つまり、位置量自体を見るか、データの突然のジャンプを検出することによって、又は可動オブジェクトＭＯ２が実際に静止しているかを割り出すのに有利になり得る異なる位置量の比較によって誤差を検出できるように、位置、速度又は加速度などの可動オブジェクトの位置量を監視する、好ましくは複数の位置量を監視する、電源の電力レベルが予め割り出された値より上であるか測定する、例えばバックアップ制御システムと電力増幅器の間の通信線を例えばデータの切り換えによってチェックする、及びソフトウェアがまだ実行されているかを見るために、好ましくは可動オブジェクトの位置量に基づいてソフトウェアの出力をチェックする。

[00054] 制御システムの構成部品及び様々な故障のメカニズムに応じて、制御システムの故障を検出する様々な方法があることが、当業者には認識される。

[00055] バックアップ制御システムＢＣＳは、バックアップ測定システムＭＳ２の故障を割り出すようにさらに構成することができる。バックアップ測定システムＭＳ２が故障している場合、非常時制動システムは、制御システムの故障時に介入してはならない。状況を悪化させることがあるからである。この場合は、正常／デフォルトの制御システムがＭＯをゼロ運動エネルギ状態に低下させる。

[00056] この実施形態では、電力増幅器ＰＡがデュアル入力を備える。バックアップ制御システムＢＣＳからの信号に基づいて、電力増幅器が正しい入力へと切り換えられ、したがって制御システムが適切に機能している場合は、電力増幅器ＰＡがコントローラＣからの出力に基づいて機能し、制御システムが故障している場合は、電力増幅器ＰＡがバックアップ制御システムＢＣＳに切り換えられ、したがって電力増幅器はバックアップ制御システムＢＣＳからの出力に基づいて機能する。この方法で、非常時制動システムはアクチュエータからコントローラを切断し、したがって制御システムはもはや可動オブジェクトＭＯ２を位置決めすることができない。

[00057] 次に、バックアップ制御システムＢＣＳがアクチュエータ又は補助アクチュエータを駆動できる様々な方法を、図４に関して説明する。

[00058] 図４は、図３のバックアップ制御システムＢＣＳによってアクチュエータを駆動する様々な方法を描いているが、本発明の他の実施形態にも当てはまる。単純化の理由で、参照番号及び文字は、図３の実施形態に使用されたものと同様である。図４は、バックアップ制御システムＢＣＳが駆動信号をアクチュエータに提供する状況を示すが、バックアップ制御システムＢＣＳが駆動信号を補助アクチュエータに提供する状況にも、同じことが当てはまる。

[00059] 図４は、５つの別個の状況Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４及びＳ５を示す。状況Ｓ１は、固定子部分ＳＴ及び回転子部分ＲＯを含む電磁アクチュエータが、制御システムによって可動オブジェクトＭＯ２が浮揚するような方法で駆動されたので、可動オブジェクトＭＯ２がフレームＦＲと接触していない状況である。状況Ｓ１は、制御システムが故障した直後で、非常時制動システムが可動オブジェクトＭＯ２の位置制御を引き継ぐ前の瞬間における可動オブジェクトを示す。この例では、可動オブジェクトＭＯ２は右への動作方向ＤＭを有する。

[00060] ここで、可動オブジェクトＭＯ２は可動オブジェクトＭＯ２とフレームＦＲの間に配置された滑動脚部ＳＦという形態の２つの滑動要素を含む。滑動脚部ＳＦは、好ましくは液浸タイプのリソグラフィプロセスによりフレームＦＲが水又は他の液体の層によって覆われている場合でも、予測可能な摩擦挙動を提供するように設計される。他方で、滑動脚部が耐摩耗性である、又は少なくとも発生した粒子をフレーム内のクリーニングシステムで容易に捕捉できるように設計しなければならない。滑動脚部はＰＥＥＫ（ポリアリルエーテルエーテルケトン）で作成することが好ましい。

[00061] 図３のバックアップ制御システムＢＣＳは、例えば重力により可動オブジェクトＭＯ２がフレームＦＲと接触するまで受動的に待ち、その後にフレームＦＲに対して可動オブジェクトＭＯ２を引っ張るように構成することができる。この場合は、状況Ｓ３が状況Ｓ１に続く。可動オブジェクトＭＯ２がフレームＦＲと接触すると、バックアップ制御システムＢＣＳが駆動信号をアクチュエータに提供し、したがって第２の引っ張り力ＰＦ２がフレームＦＲに向かって可動オブジェクトＭＯ２に与えられる。第２の引っ張り力ＰＦ２の結果、滑動脚部ＳＦとフレームＦＲの間に摩擦力ＦＦ１及びＦＦ２によって指示された摩擦が生じる。摩擦力ＦＦ１、ＦＦ２は動作方向ＤＭと反対に誘導されるので、可動オブジェクトＭＯ２の運動エネルギが減少し、衝突の可能性が低下する。そして可動オブジェクトＭＯ２が周囲と衝突する場合、可動オブジェクトＭＯ２の速度は、深刻な損傷を引き起こさないほど十分に低いことが好ましい。

[00062] 第２の引っ張り力ＰＦ２は、制御システムの故障が検出された後、特定の（一定の）時間隔で与えることができるが、フレームとの間の距離が可変であるので、実質的に可動オブジェクトがフレームと接触した場合に、第２の引っ張り力を加えることが好ましく、したがって第２の引っ張り力による可動オブジェクトの減速が、可能な限り素早く開始し、それにより可動オブジェクトとその周囲とが衝突する可能性がさらに低下する。

[00063] また、バックアップ制御システムＢＣＳは、可動オブジェクトＭＯ２がまだ浮揚している間に、つまりフレームＦＲと可動オブジェクトＭＯ２が接触していない時に、フレームＦＲに向かって既に引っ張られるように、駆動信号をアクチュエータに提供することができる。これは状況Ｓ２に示され、したがってこれは状況Ｓ１に続くが、状況Ｓ３の前に生じる。状況Ｓ２では、アクチュエータがフレームＦＲに向かって可動オブジェクトＭＯ２に第１の引っ張り力ＰＦ１を与える。これは、可動オブジェクトＭＯ２が空中にある時間を短縮し、したがってその結果、可動オブジェクトＭＯ２がより迅速にフレームＦＲと接触し、したがって摩擦力ＦＦ１及びＦＦ２がより素早く与えられ、それにより可動オブジェクトＭＯ２の運動エネルギがより早期の段階で減少する。大部分の事例で、第１の引っ張り力ＰＦ１は第２の引っ張り力ＰＦ２より小さい。というのは、衝突の可能性を最小化するために摩擦力ＦＦ１及びＦＦ２を可能な限り高くすべきであることが好ましい一方、可動オブジェクトＭＯ２とフレームＦＲとの間の衝撃は、損傷がない、又は（再）較正により機械の利用可能性が失われないようにしなければならないからである。ここで、第２の引っ張り力ＰＦ２が増加した結果、当業者に容易に理解されるように、摩擦力ＦＦ１及びＦＦ２が増加することが分かる。

[00064] 滑動脚部ＳＦが有利であるのは、可動オブジェクトＭＯ２とフレームＦＲの間に予測可能な摩擦挙動を提供するからである。滑動脚部は、低圧／真空環境で有利になり得る特定の磨耗特性及び粒子発生特性を有するように設計することもできる。

[00065] 好ましい実施形態では、第１（適宜）及び第２の引っ張り力ＰＦ１及びＰＦ２は、運動方向ＤＭから斜めに離れるように誘導され、したがって第１及び第２の引っ張り力ＰＦ１、ＰＦ２は、部分的に運動方向ＤＭの反対に誘導される。この方法で、通信誤差による可動オブジェクトＭＯ２の運動方向ＤＭの力がないことが保証される。通信誤差はバックアップ測定システムＭＳ２の結果であることがあり、これは電磁アクチュエータの通信のために使用することが好ましく、通常の動作中の通信に使用される制御システムの測定システムＭＳ１ほど正確でなくてよい。

[00066] また、バックアップ制御システムＢＣＳは、可動オブジェクトＭＯ２に運動方向ＤＭとは反対の力を与えるようにアクチュエータを駆動するように構成することができる。この状況が、状況Ｓ４と状況Ｓ５の第１の引っ張り力ＰＦ１と組み合わせて示されている。その場合、状況の順序は第１の状況Ｓ１に、それぞれ状況Ｓ４及びＳ５が続く。

[00067] 状況Ｓ４では、可動オブジェクトＭＯ２がまだ空中にある間に、水平の力ＨＦ１が示され、水平の力ＨＦ１は運動方向ＤＭの反対である。これが有益であるのは、可動オブジェクトＭＯ２がまだ空中にある間に、力ＨＦ１が既に可動オブジェクトＭＯ２の速度を低下させ、それにより既に可動オブジェクトＭＯ２の運動エネルギを減少させ、したがって可動オブジェクトＭＯ２がより早期に完全に停止できるか、少なくとも衝突の可能性が低下し、可動オブジェクトＭＯ２が衝突する場合は、速度が損傷を引き起こさないほど十分に小さいことが好ましいからである。

[00068] 状況Ｓ５に示されるように、可動オブジェクトＭＯ２がフレームＦＲに接触している場合に、同じ力ＨＦ２を可動オブジェクトＭＯ２に与えることができる。水平の力ＨＦ１と第２の引っ張り力ＰＦ２による摩擦力ＦＦ１、ＦＦ２との両方が、運動方向ＤＭとは反対に誘導され、したがって運動方向ＤＭの反対方向に作用する全体の力が増加し、それにより運動エネルギをより高い率で減少させる。可動オブジェクトＭＯ２がフレームＦＲに対して完全に停止した場合、または代替的に速度が予め割り出された値より低い場合に、可動オブジェクトが反対方向に加速されるのを回避するために、水平の力ＨＦ１を除去することが好ましい。

[0069] 通常の動作中に可動オブジェクトＭＯ２を全く浮揚させないことも可能であり、その場合は状況Ｓ３及びＳ５のみが適用される。

[0070] 図４の複数の状況は、電磁アクチュエータを含まない実施形態を含め、本発明の他の実施形態にも当てはまることがさらに分かる。可動オブジェクトをフレームへと引っ張ることは、例えばエアベアリングを使用しても実行することができる。

[0071] 可動オブジェクトはリソグラフィ装置のいずれの可動部分でもよいが、リソグラフィ装置の基板テーブル又はパターニングデバイスであることが好ましい。適宜、基板又はパターニングデバイスを支持する支持体にも当てはまることがある。

[00072] 以上の実施形態は、可動オブジェクト及び可動オブジェクトを複数の自由度で、しかしフレームに平行に位置決めする対応の制御システムにも当てはまる。単純化の理由から、複数の図の実施形態は、１自由度の状況しか示していない。本発明の原理は変化せず、せいぜい複雑さだけである。可動オブジェクトが複数の自由度で、例えばフレームに平行な面で位置決めされる場合は、可動オブジェクトが１方向に移動し、非常時制動システムが速度を低下させている状況が可能である。その場合は、運動方向に直角の方向に力の成分があり、可動オブジェクトがその方向に加速されることを回避するほど引っ張り力の方向の誤差が十分に小さいことが好ましい。運動方向に直角の方向の加速度を検出し、この情報に基づいて引っ張り力の方向を調節することも可能である。

[00073] 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には他の用途もあることを理解されたい。例えば、これは、集積光学システム、磁気ドメインメモリ用誘導及び検出パターン、フラットパネルディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッドなどの製造である。こうした代替的な用途に照らして、本明細書で「ウェーハ」又は「ダイ」という用語を使用している場合、それぞれ、「基板」又は「ターゲット部分」という、より一般的な用語と同義と見なしてよいことが、当業者には認識される。本明細書に述べている基板は、露光前又は露光後に、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）、メトロロジーツール及び／又はインスペクションツールで処理することができる。適宜、本明細書の開示は、以上及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ことができる。

[00074] 以上では光学リソグラフィとの関連で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、インプリント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限定されないことが理解される。インプリントリソグラフィでは、パターニングデバイスの微細構成によって、基板上に生成されるパターンが画定される。パターニングデバイスの微細構成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、熱、圧力又はその組合せを適用することにより、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。

[00075] 本明細書で使用する「放射」及び「ビーム」という用語は、イオンビーム又は電子ビームなどの粒子ビームのみならず、紫外線（ＵＶ）放射（例えば、３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ若しくは１２６ｎｍ、又はこれら辺りの波長を有する）及び極端紫外線光（ＥＵＶ）放射（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を網羅する。

[00076] 「レンズ」という用語は、状況が許せば、屈折、反射、磁気、電磁気及び静電気光学部品を含む様々なタイプの光学部品のいずれか一つ、又はその組合せを指すことができる。

[00077] 以上、本発明の特定の実施形態を説明したが、説明とは異なる方法でも本発明を実践できることが理解される。例えば、本発明は、上記で開示したような方法を述べる機械読み取り式命令の１つ又は複数のシーケンスを含むコンピュータプログラム、又はこのようなコンピュータプログラムを内部に記憶したデータ記憶媒体（例えば半導体メモリ、磁気又は光ディスク）の形態をとることができる。

[00078] 上記の説明は例示的であり、限定的ではない。したがって、下記に示す請求の範囲から逸脱することなく、記載されたような本発明を変更できることが当業者には明白である。

Claims (16)

1. リソグラフィ装置の位置決めシステムであって、
   前記リソグラフィ装置の可動オブジェクトをフレームに実質的に平行な少なくとも１つの方向に位置決めする制御システムであって、
   前記可動オブジェクトの位置を測定する測定システムと、
   前記可動オブジェクトに力を与えるアクチュエータと、
   前記測定システムの出力に基づいて駆動信号を前記アクチュエータに提供するコントローラと、を含む前記制御システムと、
   前記制御システムの故障を割り出し、前記故障が割り出された場合に、前記制御システムを使用不能にして、前記フレームに対して前記可動オブジェクトを引っ張る非常時制動システムと、を備える位置決めシステム。
2. 前記非常時制動システムが、
   前記可動オブジェクトの前記位置を測定するバックアップ測定システムと、
   前記アクチュエータに電力を供給するバックアップ電源と、
   前記バックアップ測定システムの出力と前記制御システムの出力とを比較して、前記制御システムの故障を割り出し、前記故障が割り出された場合に、駆動信号を前記アクチュエータに提供して、前記フレームに対して前記可動オブジェクトを引っ張るバックアップ制御システムと、を備える、請求項１に記載の位置決めシステム。
3. 前記非常時制動システムが、
   前記可動オブジェクトの前記位置を測定するバックアップ測定システムと、
   前記可動オブジェクトに力を与える補助アクチュエータと、
   前記バックアップ測定システムの出力と前記制御システムの出力とを比較して、前記制御システムの故障を割り出し、前記故障が割り出された場合に、駆動信号を前記補助アクチュエータに提供して、前記フレームに対して前記可動オブジェクトを引っ張るバックアップ制御システムと、を備える、請求項１に記載の位置決めシステム。
4. 前記バックアップ制御システムが、前記故障が割り出された場合に、前記可動オブジェクトの運動方向と実質的に反対の方向で前記可動オブジェクトに力を与える、請求項２に記載の位置決めシステム。
5. 前記制御システムが、前記アクチュエータで前記可動オブジェクトを浮揚させ、前記故障が割り出された場合に、前記バックアップ制御システムが、
   前記可動オブジェクトが前記フレームと接触していない場合は、前記フレームに向かって前記可動オブジェクトに第１の引っ張り力を与え、
   前記可動オブジェクトが前記フレームと接触している場合は、前記フレームに向かって前記可動オブジェクトに第２の引っ張り力を与える、請求項２に記載の位置決めシステム。
6. 前記第１及び第２の引っ張り力が、前記フレームに向かって斜めで、前記可動オブジェクトの運動方向と反対の方向に向けられる、請求項５に記載の位置決めシステム。
7. 前記非常時制動システムが、前記可動オブジェクトと前記フレームの間に配置された滑動要素を備える、請求項１に記載の位置決めシステム。
8. 前記可動オブジェクトが、前記制御システムによって前記フレームに実質的に平行な２つの方向で位置決め可能である、請求項１に記載の位置決めシステム。
9. リソグラフィ装置であって、
   放射ビームを調整する照明システムと、
   パターン付放射ビームを形成するため前記放射ビームの断面にパターンを与えることができるパターニングデバイスを支持する支持体と、
   基板を保持する基板テーブルと、
   前記パターン付放射ビームを前記基板のターゲット部分に投影する投影システムと、
   位置決めシステムと、を含むリソグラフィ装置であって、
   前記位置決めシステムは、
   フレームに実質的に平行な少なくとも１つの方向に前記リソグラフィ装置の可動オブジェクトを位置決めする制御システムであって、
   前記可動オブジェクトの位置を測定する測定システムと、
   前記可動オブジェクトに力を与えるアクチュエータと、
   前記測定システムの出力に基づいて駆動信号を前記アクチュエータに提供するコントローラと、を含む前記制御システムと、
   前記制御システムの故障を割り出し、前記故障が割り出された場合に、前記制御システムを使用不能にして、前記フレームに対して前記可動オブジェクトを引っ張るように構成された非常時制動システムと、を備える、リソグラフィ装置。
10. 前記可動オブジェクトが基板テーブルである、請求項９に記載のリソグラフィ装置。
11. リソグラフィ装置の位置決め方法であって、
    制御システムによってフレームに実質的に平行な少なくとも１つの方向に前記リソグラフィ装置の可動オブジェクトを位置決めし、
    非常時制動システムによって前記制御システムの故障を割り出し、
    前記故障が割り出された場合に、前記非常時制動システムによって前記制御システムを使用不能にし、前記非常時制動システムによって前記フレームに対して前記可動オブジェクトを引っ張ることを含む位置決め方法。
12. 前記非常時制動システムのバックアップ測定システムによって前記可動オブジェクトの前記位置を測定し、
    前記非常時制動システムのバックアップ制御システムによって前記制御システムの前記故障を割り出し、
    前記バックアップ制御システムによって駆動信号をアクチュエータに提供することを含み、前記アクチュエータが、前記可動オブジェクトに力を与えて、前記フレームに対して前記可動オブジェクトを引っ張る、
    請求項１１に記載の位置決め方法。
13. 前記故障が割り出された場合に、前記バックアップ制御システムによって前記可動オブジェクトの運動方向とは実質的に反対の方向で前記可動オブジェクトに前記力を与えることを含む、請求項１２に記載の位置決め方法。
14. 前記制御システムによって前記可動オブジェクトを浮揚させ、
    前記故障が割り出された場合、前記可動オブジェクトが前記フレームと接触していない場合は、前記バックアップ制御システムによって前記フレームに向かって前記可動オブジェクトに第１の引っ張り力を与え、前記可動オブジェクトが前記フレームと接触している場合は、前記バックアップ制御システムによって前記フレームに向かって前記可動オブジェクトに第２の引っ張り力を与える、
    請求項１２に記載の位置決め方法。
15. 前記第１及び第２の引っ張り力が、前記フレームに向かって斜めで、前記可動オブジェクトの運動方向と反対の方向に向けられる、請求項１４に記載の位置決め方法。
16. 前記可動オブジェクトが基板テーブルである、請求項１１に記載の位置決め方法。

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