JP5422633B2 - コントローラ、リソグラフィ装置、オブジェクト位置の制御方法及びデバイス製造方法 - Google Patents

Description

[0001] 本発明は、コントローラ、リソグラフィ装置、オブジェクト位置の制御方法及びデバイス製造方法に関する。

[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] パターニングデバイスが下から支持できる支持体及び／又は基板を下から支持できる基板テーブルなどのリソグラフィ装置内のオブジェクトの位置及び／又は運動を極めて正確に制御する必要がある。さらに、６自由度でオブジェクトを移動させ制御することができる。オブジェクトの必要な位置及び／又は運動を提供するアクチュエータシステムを制御する制御システムを提供できる。

[0004] そのような制御システムでは、共振周波数が受け入れ不可能な位置決めエラーを引き起こすことがある。特に、オブジェクト自体の変形の共振周波数によって障害が引き起こされることがある。これは、オブジェクトの位置がオブジェクト上の複数の場所で測定され（例えば、エンコーダ又は干渉計を用いて）、２つ以上の測定値を用いて別の位置又は軸周りの回転などの変位が推定される場合に特にあてはまる。その場合、オブジェクトの変形の結果として、オブジェクトの実際の位置に応じてオブジェクトの位置の誤った決定がなされることがある。次に、これが制御システム内にフィードバックされる。

[0005] したがって、そのような共振周波数によって引き起こされる安定性の問題を回避するために制御システムの帯域幅を制限することが必要であろう。これは、共振挙動が例えばオブジェクトの実際の位置に応じて測定位置に様々な形で現れる場合に特にあてはまる。しかし、この問題の解決策として帯域幅を低減することで許容範囲を超えた大きい位置エラーが発生する可能性がある。

[0006] 改良型の制御システムを提供することが望ましい。

[0007] 本発明の一態様によれば、位置決めデバイス内のオブジェクトの位置を制御するのに使用するアクチュエータシステムを制御するように構成され、アクチュエータシステムがオブジェクト上に作用するように配置された複数のアクチュエータを含むコントローラであって、
コントローラが、ゲインバランシングマトリクスを用いてオブジェクトの重心に提供されることが望まれる一組の力を表す第１の制御信号を複数のアクチュエータによって提供される同等の力の組を表す第２の制御信号に変換するプロセッサを備え、
プロセッサが、第１の制御信号が第１の周波数帯域内にある時に第１のゲインバランシングマトリクスが使用され、第１の制御信号が第２の周波数帯域内にある時に第２のゲインバランシングマトリクスが使用されるように構成されるコントローラが提供される。

[0008] 本発明の一態様によれば、リソグラフィ装置であって、
放射ビームを調節するように構成された照明システムと、
放射ビームの断面にパターンを付与してパターン付放射ビームを形成す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上に投影するように構成された投影システムと、
支持体と基板テーブルの一方の位置を制御するように構成されたアクチュエータシステムと、
上記アクチュエータシステムを制御するように構成されたコントローラと
を備えるリソグラフィ装置が提供される。

[0009] 本発明の一態様によれば、リソグラフィ装置内のオブジェクトの位置を制御する方法であって、
複数のアクチュエータを用いてオブジェクトに力を加えるステップと、
ゲインバランシングマトリクスを用いてオブジェクトの重心に提供されることが望まれる一組の力を表す第１の制御信号を複数のアクチュエータによって提供される同等の力の組を表す第２の制御信号に変換するステップとを含み、
少なくとも第１の制御信号が第１の周波数帯域内にある時に第１のゲインバランシングマトリクスが使用され、少なくとも第１の制御信号が第２の周波数帯域内にある時に第２のゲインバランシングマトリクスが使用される方法が提供される。

[0010] 本発明の一態様によれば、パターンを支持体上に支持されたパターニングデバイスから基板テーブル上に支持された基板へ転写するステップを含むデバイス製造方法であって、
支持体と基板テーブルの少なくとも一方の位置が、パターン転写ステップ中に、
複数のアクチュエータを用いて支持体と基板テーブルの一方に力を加えるステップと、
ゲインバランシングマトリクスを用いて支持体と基板テーブルの一方の重心に提供されることが望まれる一組の力を表す第１の制御信号を複数のアクチュエータによって提供される同等の力の組を表す第２の制御信号に変換するステップとによって制御され、
少なくとも第１の制御信号が第１の周波数帯域内にある時に第１のゲインバランシングマトリクスが使用され、少なくとも第１の制御信号が第２の周波数帯域内にある時に第２のゲインバランシングマトリクスが使用されるデバイス製造方法が提供される。

[0011] 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。

[0012]本発明のある実施形態によるリソグラフィ装置を示す図である。 [0013]本発明のある実施形態による制御システムを示す図である。 [0014]本発明のある実施形態による制御システムを示す図である。 [0015]本発明のある実施形態による制御システムを示す図である。 [0016]本発明のある実施形態による制御システムを示す図である。

[0017] 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したものである。この装置は、
[0018] 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、
[0019] 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、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のポジショナＰＭに接続された支持構造（例えばマスクテーブル）ＭＴと、
[0020] 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築され、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のポジショナ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と、
[0021] 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つ以上のダイを含む）上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とを備える。

[0022] 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。

[0023] 支持構造は、パターニングデバイスを支持、すなわちその重量を支えている。支持構造は、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。この支持構造は、パターニングデバイスを保持するために、機械的、真空、静電気等のクランプ技術を使用することができる。支持構造は、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。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。

[0024] 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。

[0025] 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。

[0026] 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。

[0027] 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）。

[0028] 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（及び／又は２つ以上のマスクテーブル）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、追加のテーブルを並行して使用するか、１つ又は複数の他のテーブルを露光に使用している間に１つ又は複数のテーブルで予備工程を実行することができる。

[0029] 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当技術分野で周知である。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。

[0030] 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ＳＯ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。

[0031] イルミネータＩＬは、放射ビームの角度強度分布を調整するアジャスタＡＤを備えていてもよい。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）を調整することができる。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節し、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。

[0032] 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ン形成される。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及び位置センサＩＦ（例えば、干渉計デバイス、リニアエンコーダ又は容量センサ）の助けにより、基板テーブルＷＴを、例えば様々なターゲット部分Ｃを放射ビームＢの経路に位置決めす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の経路に対してマスクＭＡを正確に位置決めできる。一般に、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）、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。マスクＭＡ及び基板Ｗは、マスク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、マスクＭＡ上に複数のダイを設ける状況では、マスクアライメントマークをダイ間に配置してもよい。

[0033] 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。
１．ステップモードにおいては、マスクテーブルＭＴ及び基板テーブルＷＴ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、単一静的露光で結像されるターゲット部分Ｃのサイズが制限される。
２．スキャンモードにおいては、マスクテーブルＭＴ及び基板テーブルＷＴ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）。マスクテーブルＭＴに対する基板テーブルＷＴの速度及び方向は、投影システムＰＬ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。
３．別のモードでは、マスクテーブルＭＴ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。

[0034] 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。

[0035] 上記のように、本発明は、例えば、リソグラフィ装置内のオブジェクトの位置及び／又は運動を制御するために使用できるアクチュエータシステムを制御する制御システムに関する。

[0036] アクチュエータシステムを制御する制御システムでは、アクチュエータシステム内の複数のアクチュエータによって加えられる力は、重心を通って作用するとは限らないということを考慮する必要がある。したがって、例えば、アクチュエータシステムは、各々が異なるそれぞれの方向にオブジェクトの異なる位置に加えることができる力を加える複数のアクチュエータを含んでもよい。したがって、制御システムの一機能は、所望の運動を引き起こすためにアクチュエータシステム内のアクチュエータの各々が加える必要な力を決定することであってもよい。

[0037] 例えば、制御システムは、必要な運動を提供するためにアクチュエータの各々が加える必要な力を決定するように構成されたプロセッサを含んでもよい。そのようなプロセッサは、例えば、適当なコンピュータシステムから形成されてもよい。しかし、制御システム内でプロセッサとして機能する専用のハードウェアを提供してもよい。

[0038] プロセッサは、ゲインスケジューリングマトリクスを用いて、例えば、リソグラフィ装置内の投影光学系などの実質的に慣性の基準に対する所望の基準位置とオブジェクトの制御装置の力から、必要な変位及び／又は加速（例えば、投影光学系に対する）を提供するためにオブジェクトの重心に加える必要がある力を決定してもよい。上記の力は、トルクと直線的に作用する力とを含んでもよいことが理解されよう。

[0039] 制御システムは、各アクチュエータによって加えられる力の組合せがオブジェクトの重心に加える必要がある力と同等になるように、ゲインスケジューリングマトリクスの出力をアクチュエータシステム内のアクチュエータの各々が加える必要がある力に変換するゲインバランシングマトリクスをさらに含んでもよい。

[0040] ゲインバランシングマトリクスで使用される値の決定は、オブジェクトの幾何学的構造、特にアクチュエータがそれらの力を加える場所の空間分布とオブジェクトの質量の分布の情報とアクチュエータによって提供される力が作用する方向の情報とから決定できる。

[0041] しかし、そのような解析では、オブジェクトが真に剛性の塊であることを前提とする。実際、オブジェクトは、アクチュエータの力の印加によって変形し、その結果、ゲインバランシングマトリクスが常にオブジェクトの幾何学的構造を反映するとは限らないことになる可能性がある。これはエラーを引き起こすことがある。

[0042] そのようなエラーは、制御システム内のその他の効果によって増幅されることがある。例えば、フィードバック制御を提供するために、制御システムは、時としてオブジェクトの位置と向きとを決定する必要がある。これを達成するために、例えばエンコーダ又は干渉計を用いてオブジェクト上の複数の場所の位置を測定することができる。測定された位置の２つ以上を組み合わせてオブジェクトに関する別の位置情報を決定することができる。例えば、２つ以上の位置を用いてオブジェクトの向きの角度を計算できる。オブジェクトの変形、すなわち、真に剛性の塊の応答からの偏差の結果として制御システム内を伝搬する位置情報のエラーが生まれることがある。これは、オブジェクト上の異なるそれぞれの場所での２つの異なる位置測定値を用いて決定される位置の精度に変形が影響する場合に特にあてはまる。

[0043] 発明者らは、リソグラフィ装置内に基板テーブル及び／又はリソグラフィ装置内のパターニングデバイスの支持体のための位置決めシステム内のステージなどのオブジェクトの固有の問題がオブジェクトの共振周波数、特にねじり振動モード共振周波数とサドル振動モード共振周波数で発生する場合があることを突き止めた。

[0044] 制御システムを改良するために、本発明は、少なくとも２つのゲインバランシングマトリクスを用いる。第１のゲインバランシングマトリクスは、大半の条件下、特に周知の問題がある１つ又は複数の共振周波数から離れた周波数で使用できる。そのような第１のゲインバランシングマトリクスは、例えば、それを真に剛性の塊として扱うオブジェクトについて決定されるゲインバランシングマトリクスであってもよい。

[0045] １つ又は複数の周知の問題がある共振周波数の周辺の周波数では、その共振周波数での特定の振動モードに対するシステムの応答を低減するために別のゲインバランシングマトリクスを使用することができる。各々が特定の共振周波数での特定の振動モードに関連する複数の異なるゲインバランシングマトリクスを提供できることが理解されよう。

[0046] 特定の振動モードで使用されるゲインバランシングマトリクスの特定の選択は、このモードを励起しないように実行してもよい。言い換えれば、アクチュエータの力の組合せでは振動モードは誘発されない。そのようなゲインバランシングマトリクスは、モーダル減結合解析によってオブジェクトの動的モードを決定し、当該振動モードに対応する固有ベクトルとゲインバランシングマトリクス内の任意の列との積が確実にゼロになるようにすることによって入手できる。

[0047] 図２は、本発明のある実施形態による制御システムの構成を示す。本明細書では、制御システムは、リソグラフィ装置内のオブジェクトの位置を制御する際に使用する、特に基板テーブル又はパターニングデバイスの支持体のための位置決めシステム内のステージの位置を制御するためのものとして記載されている。しかし、制御システムは、任意の制御システムで一般に使用できることを理解されたい。

[0048] 図示のように、例えば投影光学系に対するオブジェクトの必要な制御力を表す入力制御信号１０がシステムによって受信され、ゲインスケジューリングマトリクス１１によって変換されてオブジェクトの重心に提供されることが望まれる一組の力を表す第１の制御信号１２が形成される。

[0049] 第１の制御信号１２は、第１のゲインバランシングマトリクス１３によって第１の中間制御信号１４に変換される。第１のゲインバランシングマトリクス１３は、第１の制御信号をオブジェクトが剛性の塊として振舞うという前提に基づいて複数のアクチュエータによって提供される同等の一組の力を表す制御信号に変換するように選択される。

[0050] 同時に、第１の制御信号１２は、差分ゲインバランシングマトリクス１５によって第２の中間制御信号１６に変換される。差分ゲインバランシングマトリクス１５は、第１ゲインバランシングマトリクス１３と上記のようにある共振周波数での使用のために選択され、当該共振周波数でのシステムの励振を低減するように選択された第２のゲインバランシングマトリクスとの差分として選択される。したがって、差分ゲインバランシングマトリクス１５は、第１及び第２の中間制御信号１４、１６の総和が第２のゲインバランシングマトリクスを用いて第１の制御信号１２を変換する処理の等価物であるように選択される。

[0051] 第２のゲインバランシングマトリクスが関連する共振周波数及びその付近で効果的に使用されるために、第２の中間制御信号１６が特定の周波数帯域、すなわち、共振周波数付近で選択された周波数範囲内の信号のみを通過させるように構成されたノッチフィルタ１７を通過する。結果として得られる第３の中間制御信号１８は、加算器１９によって第１の中間制御信号１４に加算される。

[0052] 実際、本発明で要求される狭い周波数範囲の信号を通過させるのではなく、狭い周波数範囲の信号を通過させないノッチフィルタのほうが提供しやすいことが理解されよう。したがって、図２に示すように、所望の周波数範囲内の信号を通過させないように構成されたノッチフィルタコンポーネント１７ａと、結果として得られた信号を反転してそれを元の中間制御信号１６に追加する構成とからノッチフィルタ１７を形成できる。そのような構成は、上記の所望の第３の中間制御信号１８だけを提供することができる。

[0053] 加算器１９の出力は、アクチュエータシステム内の複数のアクチュエータによって提供される一組の力を表す第２の制御信号２０である。この制御信号がアクチュエータシステムに提供されると、機械システム２１、すなわち、アクチュエータシステムと始動されるオブジェクトとの組合せが始動される。

[0054] その後、上記のように、測定システム２２は、オブジェクトの結果として得られる位置及び／又は変位を測定し、結果として得られる位置及び／又は変位を表す測定信号２３を提供することができる。所望であれば、これを制御システムのフィードバックループ内で使用できる。

[0055] 図２に関連して述べた上記の実施形態は、様々な周波数について様々なゲインバランシングマトリクスが使用される制御システムを具体化する１つの方法にすぎないことが理解されよう。

[0056] 図３は、異なるそれぞれの周波数で２つの異なるゲインバランシングマトリクスを利用する別の構成を示す。図２に示す構成との差分だけを説明する。図２に示す構成と同様、第１のゲインバランシングマトリクス１３が第１の制御信号１２に適用されて第１の中間制御信号１４が提供される。しかし、この実施形態では、第２のゲインバランシングマトリクス３１自体も第２の中間制御信号３２を提供するために第１の制御信号１２に直接適用される。第１及び第２の中間制御信号１４、３２は、第２の制御信号２０を提供するために各信号の周波数に従って組み合わされる。

[0057] 特に、第１のノッチフィルタ４１が第１の中間制御信号１４に適用されて第３の中間制御信号４３が提供される。第１のノッチフィルタ４１が選択されて第２のゲインバランシングマトリクス３１に関連する共振周波数に対応する周波数を有する信号以外の全信号を通過させる。

[0058] 第２のノッチフィルタ４２が第２の中間制御信号３２に適用されて第４の中間制御信号４４が提供される。第２のノッチフィルタ４２はノッチフィルタ４１に対応し、第２のゲインバランシングマトリクス３１に関連する共振周波数を阻止する。ノッチフィルタ４２の出力が入力３２から減算されるため、第４の中間制御信号４４は、フィルタ４２を通過しない信号３２のコンポーネント（すなわち、第２のゲインバランシングマトリクス３１に関連する共振周波数）のみを含む。第３及び第４の中間制御信号４３、４４が加算器４５によって加算され、第２の制御信号２０が提供される。

[0059] 上記の図２及び図３に示す構成は共に、効果的なことには、第１の制御信号１２の周波数に従う第１又は第２のゲインバランシングマトリクスの使用によって生成された中間制御信号を選択する周波数制御されたスイッチが提供されることが理解されよう。また、各周波数に従って２つの異なるゲインバランシングマトリクスから生成された信号を切り替える別の構成も提供できることが理解されよう。

[0060] 上記のように、本発明は、複数の問題がある共振周波数を含む制御システムに使用できる。その場合、各々の問題がある共振周波数にゲインバランシングマトリクスを提供することが望ましい。それぞれの共振周波数付近に限定して複数のゲインバランシングマトリクスを各々使用できる。特にそのようなゲインバランシングマトリクスを提供して選択された共振周波数でのシステムの応答を低減することができる。その他の周波数、すなわち、問題がある共振周波数から離れた周波数では、アクチュエータシステムの制御下のオブジェクトが剛性の塊として振舞うという前提に基づいて生成されるゲインバランシングマトリクスを使用できる。

[0061] 上記の構成のいずれも、各々がそれぞれの問題がある共振周波数と各々が問題がある共振周波数に対応する周波数でのみ使用される複数の異なるゲインバランシングマトリクスと併用するために変形することができることが理解されよう。

[0062] 例えば、図４は、図２に対応する変形構成を示す。上記と同様に、図２に示す構成との違いだけを説明する。図示のように、第１の共振周波数に提供された第１の差分ゲインバランシングマトリクス１５に加えて、問題がある共振周波数に各々が関連する追加の差分ゲインバランシングマトリクス５１、６１が提供される。差分ゲインバランシングマトリクス５１、６１の各々は、オブジェクトの剛性の塊の挙動に使用される第１のゲインバランシングマトリクス１３と問題がある共振周波数でのシステムの応答を最小限にするために共振周波数で使用することが望まれるゲインバランシングマトリクスとの差分に対応する。差分ゲインバランシングマトリクス５１、６１の各々は、第１の制御信号１２に適用されてそれぞれの中間制御信号５２、６２が生成される。

[0063] 中間制御信号５２、６２は、それぞれのノッチフィルタ５３、６３を通過する。ノッチフィルタ５３、６３は、それぞれの差分ゲインバランシングマトリクスに関連する共振周波数に対応する周波数の信号のみを通過させるという点でノッチフィルタ１７と同様に構成されている。例えば、ノッチフィルタ５３、６３の各々は、所望の周波数帯域内の信号を通過させないように構成されたノッチフィルタコンポーネント５３ａ、６３ａと、図示のように結果として得られる信号を反転してそれを元のそれぞれの中間制御信号５２、６２に追加する構成とから形成してもよい。

[0064] ノッチフィルタ５３、６３の出力５４、６４は、第２の制御信号２０を提供するために第１及び第２の中間制御信号１４、１８に追加される。

[0065] したがって、複数の問題がある共振周波数では、共振周波数でのシステムの応答を低減する特定のゲインバランシングマトリクスが有効に使用されるが、他の周波数では、オブジェクトの剛性の塊の挙動のために設計されたゲインバランシングマトリクス１３が使用される。

[0066] 上記の構成は、例えば、測定システム２２によるオブジェクトの位置の測定値に基づくフィードバックを用いる制御システムで使用することができる。したがって、例えば、入力制御信号１０を少なくとも部分的に制御システム内のフィードバックループから導出することができる。この場合、新しい制御システム全体の帯域が増加するようにフィードバックコントローラを再調整することができる。

[0067] 本発明はフィードフォワード制御を用いる制御システムでも使用できることを理解されたい。

[0068] さらに、本発明は、フィードバックループとフィードフォワード経路からの両方の入力を用いる制御システムでも使用できる。図５は、そのような構成の一例を示す。図２〜図４に示す部分に対応する部分は同様の参照番号を与えられ、詳細な説明は省略する。

[0069] 図示のように、制御システムのフィードバックループから導出された入力制御信号１０は、ゲインスケジューリングマトリクス１１によって第１の制御信号１２に変換できる。上述した内容と同様に、オブジェクトの剛性の塊の挙動について導出された第１のゲインバランシングマトリクス１３を用いて第１の制御信号１２を第１の中間制御信号１４に変換できる。さらに、差分ゲインバランシングマトリクス１２及び関連するノッチフィルタ１７を特定の共振周波数に提供し、第１のゲインバランシングマトリクス１３と差分ゲインバランシングマトリクス１５の両方に適用される第１の制御信号１２が、関連する共振周波数で、組合せ出力が第１の制御信号１２を第２のゲインバランシングマトリクス（その差分ゲインバランシングマトリクスがそれと第１のゲインバランシングマトリクス１３との差分である）に適用する処理と同等であるが、他の周波数では、有効出力が第１のゲインバランシングマトリクス１３を第１の制御信号１２に適用する処理と同等であるという効果を生む。

[0070] 上記のフィードバックから導出された信号を用いるシステムに加えて、図６に示す構成も制御システムのフィードフォワード経路から導出された入力制御信号７０を受信する。対応するゲインスケジューリングマトリクス７１を用いてこれをフィードフォワード経路から導出されたオブジェクトの重心に加えられることが望まれる一組の力を表す第３の制御信号７２に変換する。

[0071] 第１のゲインバランシングマトリクス１３に修正入力信号を提供するために、加算器７３によって第３の制御信号７２を第１の制御信号７２に加算することができる。こうして、第１の中間制御信号１４、すなわち第１のゲインバランシングマトリクス１３からの出力は、オブジェクトの剛性の塊の解析に基づいてアクチュエータによって加えられることが望まれる組合せの一組の力に対応する。

[0072] 第２の差分ゲインバランシングマトリクス７５と対応するノッチフィルタ７６は、フィードフォワード経路から導出された入力制御信号７０専用の特定の共振周波数で第２のゲインバランシングマトリクスを有効に適用するために、上記と同様に提供される。ノッチフィルタ７６から出力された中間制御信号７７は、加算器１９によって第１及び第２の中間制御信号１４、１８に加算される。

[0073] これによって、図５に示す組合せシステムは、フィードバックループから導出された入力制御信号１０とフィードフォワード経路から導出された入力制御信号７０の両方について、オブジェクトの剛性の塊の解析から導出されたゲインバランシングマトリクス１３が一般に使用されるが、問題がある共振周波数では、入力制御信号１０、７０に異なるゲインバランシングマトリクスを適用できる。

[0074] 問題がある共振周波数は、システムの詳細に応じてフィードバックとフィードフォワード経路で同じであってもよく、又は異なっていてもよい。したがって、フィードバック及びフィードフォワード経路に使用されるノッチフィルタ１７、７６は、それぞれそれに応じて実質的に同じ周波数で、又は異なる周波数で信号を通過させるように構成してもよい。さらに、ノッチフィルタ１７、７６が同じ周波数を通過させるように構成されている場合、それらは、この周波数の周囲の通過帯域の幅が異なっていてもよいことを理解されたい。例えば、ノッチフィルタ１７の通過帯域は、適当な閉ループ制御設計を可能にするために比較的狭くなるように選択し、ノッチフィルタ７６の通過帯域は、大きい加速フィードフォワード力の減衰を可能にするために比較的広くなるように選択してもよい。この逆の選択も利点がある。

[0075] 上記の本発明の各実施形態は、特定の周波数帯域の信号を通過させるか、又は通過させないためにノッチフィルタを活用しているが、本発明はノッチフィルタの使用に限定されない。その他のフィルタも使用できる。例えば、低域通過フィルタ、帯域通過フィルタ、高域通過フィルタ、１次フィルタ、高次フィルタ、及び／又はこれらの任意の組合せも使用できる。

[0076] また、図６に示す構成は、図５に示す構成と同様、フィードバックとフィードフォワード経路の各々の関連する問題がある共振周波数に単一の追加のゲインバランシングマトリクスが提供された構成を示しているが、例えば、フィードフォワードとフィードバック経路の一方又は両方に追加の問題がある共振周波数で使用する追加のゲインバランシングマトリクスを提供してもよい。

[0077] また、本発明の効果は、ゲインスケジューリングマトリクス及び／又はフィードバックコントローラの修正によっても達成できる。しかし、両方の場合で、共振周波数がオブジェクトの位置の関数として制御システムで異なる形で現れるという事実のために、これは一般に位置依存補償を必要とする。したがって、ゲインバランシングマトリクス内の機能の統合の方がより簡単であり好ましい。

[0078] 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。

[0079] 光リソグラフィの分野での本発明の実施形態の使用に特に言及してきたが、本発明は文脈によってはその他の分野、例えばインプリントリソグラフィでも使用することができ、光リソグラフィに限定されないことを理解されたい。インプリントリソグラフィでは、パターニングデバイス内のトポグラフィが基板上に作成されたパターンを画定する。パターニングデバイスのトポグラフィは基板に供給されたレジスト層内に刻印され、電磁放射、熱、圧力又はそれらの組合せを印加することでレジストは硬化する。パターニングデバイスはレジストから取り除かれ、レジストが硬化すると、内部にパターンが残される。

[0080] 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、３５５ｎｍ、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。

[0081] 「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コンポーネントを含む様々なタイプの光学コンポーネントのいずれか一つ、又はその組合せを指すことができる。

[0082] 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。

[0083] 上記の説明は例示的であり、限定的ではない。それ故、下記に示す特許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 (19)

1. 位置決めデバイス内のオブジェクトの位置を制御するのに使用するアクチュエータシステムを制御するように構成され、前記アクチュエータシステムが前記オブジェクト上に作用するように配置された複数のアクチュエータを含むコントローラであって、
   前記コントローラが、ゲインバランシングマトリクスを用いて前記オブジェクトの重心に提供されることが望まれる一組の力を表す第１の制御信号を前記複数のアクチュエータによって提供される同等の力の組を表す第２の制御信号に変換するプロセッサを備え、
   前記プロセッサが、前記第１の制御信号が第１の周波数帯域内にある時に第１のゲインバランシングマトリクスが使用され、前記第１の制御信号が第２の周波数帯域内にある時に第２のゲインバランシングマトリクスが使用されるように構成されるコントローラ。
2. 前記プロセッサが、
   前記第１の制御信号に前記第１のゲインバランシングマトリクスを適用して第１の中間制御信号を提供し、
   前記第１の制御信号に前記第２のゲインバランシングマトリクスを適用して第２の中間制御信号を提供し、
   前記第２の制御信号を提供するために、前記第１の制御信号の周波数に従って前記第１及び第２の中間制御信号を切り替えるように構成される、請求項１に記載のコントローラ。
3. 前記プロセッサが、
   前記第１の制御信号に前記第１のゲインバランシングマトリクスを適用して第１の中間制御信号を提供し、
   前記第１の制御信号に前記第１及び第２のゲインバランシングマトリクスの差分である差分ゲインバランシングマトリクスを適用して第２の中間制御信号を提供し、
   前記第２の中間制御信号に前記第２の周波数帯域内の信号を通過させるように構成されたフィルタを適用して第３の中間制御信号を提供し、
   前記第１及び第３の中間制御信号を加算して前記第２の制御信号を提供するように構成される、請求項１又は２に記載のコントローラ。
4. 前記プロセッサが、
   前記第１の制御信号に前記第１のゲインバランシングマトリクスを適用して第１の中間制御信号を提供し、
   前記第１の制御信号に前記第２のゲインバランシングマトリクスを適用して第２の中間制御信号を提供し、
   前記第１の中間制御信号に前記第２の周波数帯域外の周波数を有する信号を通過させるように構成されたフィルタを適用して第３の中間制御信号を提供し、
   前記第２の中間制御信号に前記第２の周波数帯域内の信号を通過させるように構成された第２のフィルタを適用して第４の中間制御信号を提供し、
   前記第２及び第４の中間制御信号を加算して前記第２の制御信号を提供するように構成される、請求項１又は２に記載のコントローラ。
5. 前記第２の周波数帯域が前記オブジェクトの共振周波数を含む、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のコントローラ。
6. 前記共振周波数が、前記オブジェクトのねじり振動モードと前記オブジェクトのサドル振動モードの一方である振動モードに対応する、請求項５に記載のコントローラ。
7. 前記第１の制御信号が関連する周波数帯域内にある時に少なくとも前記第１及び第２の周波数帯域とは異なる第３のゲインバランシングマトリクスが使用されるように前記プロセッサが構成される、請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載のコントローラ。
8. 前記第１の制御信号が、別のゲインバランシングマトリクスに関連する周波数帯域内にない時に前記第１のゲインバランシングマトリクスが使用される、請求項７に記載のコントローラ。
9. 前記第１のゲインバランシングマトリクスが選択されて前記オブジェクトが剛性の塊である場合に前記第１の制御信号と前記第２の制御信号との間に必要な関係を提供する、請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載のコントローラ。
10. 前記プロセッサが、ゲインスケジューリングマトリクスを用いて実質的に慣性の基準に対する前記オブジェクト上の必要な力を表す入力制御信号を前記第１の制御信号に変換するようにさらに構成される、請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載のコントローラ。
11. 前記第１の制御信号が、前記アクチュエータシステムの制御のフィードバックループから導出される、請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載のコントローラ。
12. 前記第１の制御信号が前記アクチュエータシステムの制御のフィードフォワード経路から導出される、請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載のコントローラ。
13. 前記プロセッサが、追加で第３の制御信号を用いて前記第２の制御信号を生成するようにさらに構成され、
    前記第３の制御信号が、前記アクチュエータシステムの制御のフィードフォワード経路から導出された前記オブジェクトの重心に加えられることが望まれる一組の力を表す、請求項１１に記載のコントローラ。
14. 前記プロセッサが、
    前記第１及び第３の制御信号を加算して第１の中間制御信号を提供し、
    前記第１の中間制御信号に前記第１のゲインバランシングマトリクスを適用して第２の中間制御信号を提供し、
    前記第１の制御信号に前記第１及び第２のゲインバランシングマトリクスの差分である第１の差分ゲインバランシングマトリクスを適用して第３の中間制御信号を提供し、
    前記第３の中間制御信号に前記第２の周波数帯域内の信号を通過させるように構成された第１のフィルタを適用して第４の中間制御信号を提供し、
    前記第３の制御信号に前記第１のゲインバランシングマトリクスと前記第３の制御信号で使用するために提供された第３のゲインバランシングマトリクスとの差分である第２の差分ゲインバランシングマトリクスを適用して第５の中間制御信号を提供し、
    前記第５の中間制御信号に第３の周波数帯域内の信号を通過させるように構成された第２のフィルタを適用して第６の中間制御信号を提供し、
    前記第２、第４及び第６の中間制御信号を加算して前記第２の制御信号を提供するように構成される、請求項１３に記載のコントローラ。
15. 前記第３の周波数帯域が前記第２の周波数帯域と同じである、請求項１４に記載のコントローラ。
16. 前記アクチュエータシステムが提供されて基板テーブルとパターニングデバイスの支持体の一方の位置決めシステムのショートストロークステージの位置を制御する、請求項１乃至請求項１５のいずれか１項に記載のコントローラ。
17. リソグラフィ装置であって、
    放射ビームを調節するように構成された照明システムと、
    前記放射ビームの断面にパターンを付与してパターン付放射ビームを形成す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、
    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上に投影するように構成された投影システムと、
    前記支持体と前記基板テーブルの一方の位置を制御するように構成されたアクチュエータシステムと、
    前記アクチュエータシステムを制御するように構成される、請求項１乃至請求項１６のいずれか１項に記載のコントローラと
    を備えるリソグラフィ装置。
18. リソグラフィ装置内のオブジェクトの位置を制御する方法であって、
    複数のアクチュエータを用いて前記オブジェクトに力を加えるステップと、
    ゲインバランシングマトリクスを用いて前記オブジェクトの重心に提供されることが望まれる一組の力を表す第１の制御信号を前記複数のアクチュエータによって提供される同等の力の組を表す第２の制御信号に変換するステップとを含み、
    少なくとも前記第１の制御信号が第１の周波数帯域内にある時に第１のゲインバランシングマトリクスが使用され、少なくとも前記第１の制御信号が第２の周波数帯域内にある時に第２のゲインバランシングマトリクスが使用される方法。
19. パターンを支持体上に支持されたパターニングデバイスから基板テーブル上に支持された基板へ転写するステップを含むデバイス製造方法であって、
    前記支持体と前記基板テーブルの少なくとも一方の位置が、前記パターン転写ステップ中に、
    複数のアクチュエータを用いて前記支持体と前記基板テーブルの前記一方に力を加えるステップと、
    ゲインバランシングマトリクスを用いて前記支持体と前記基板テーブルの前記一方の重心に提供されることが望まれる一組の力を表す第１の制御信号を前記複数のアクチュエータによって提供される同等の力の組を表す第２の制御信号に変換するステップとによって制御され、
    少なくとも前記第１の制御信号が第１の周波数帯域内にある時に第１のゲインバランシングマトリクスが使用され、少なくとも前記第１の制御信号が第２の周波数帯域内にある時に第２のゲインバランシングマトリクスが使用されるデバイス製造方法。

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