JP6231587B2 - 構成体及び構成体を備えたリソグラフィ装置 - Google Patents
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Description
本発明は、重量補償デバイスを有するリソグラフィ装置の構成体（arrangement）と、当該構成体を備えたリソグラフィ装置とに関する。
マイクロリソグラフィは、例えば集積回路等の微細構造コンポーネントの製造に用いられる。マイクロリソグラフィプロセスは、照明系及び投影系を有するリソグラフィ装置で実行される。したがって、照明系により照明されたマスク（レチクル）を、投影系により、感光層（フォトレジスト）で被覆されて投影系の像平面に配置された基板（例えばシリコンウェーハ）に投影することで、マスク構造を基板の感光コーティングに転写するようにする。
集積回路の製造における構造の小型化に対する欲求に駆られて、０．１ｎｍ〜３０ｎｍの範囲の、特に１３．５ｎｍの波長を有する光を用いるＥＵＶリソグラフィ装置が現在開発中である。このようなＥＵＶリソグラフィ装置の場合、大半の材料がこの波長の光を高度に吸収するので、以前のような屈折光学系、すなわちレンズの代わりに、反射光学系、すなわちミラーを用いなければならない。
ミラーは、各ミラーの最大６自由度の運動と、その結果としてミラーの相互に関する、特にｐｍ範囲の非常に正確な位置決めとを可能にするために、例えば、支持フレーム（フォースフレーム）に締結され、少なくとも部分的に操作可能に設計され得る。これにより、例えば熱的影響の結果として例えばリソグラフィ装置の動作中に生じる光学特性の変化を補償することができる。
例えば特許文献１に記載されているように、ミラーを支持フレームに取り付けるために、通常は永久磁石に基づく重量補償デバイス（磁気重力補償器）が用いられる。このような重量補償デバイスは、例えば、支持フレームに結合されたハウジングと、ハウジングに対して可動でありミラーに結合された保持要素とを備える。保持要素には、例えば２つのリング磁石（永久磁石）が締結され、これらがハウジングに配置されたリング磁石（永久磁石）と共に鉛直方向の補償力を発生させる。補償力は、ミラーの重量に逆らって働き、その絶対値に関して実質的にミラーの重量に相当する。
これに対して、特に同じく鉛直方向の各ミラーの移動は、いわゆるローレンツアクチュエータによって能動的に制御される。このようなローレンツアクチュエータは、通電可能なコイルと、それから離れた永久磁石とをそれぞれが備える。これらは共に、各ミラーの移動を制御する調整可能な磁力を発生させる。例えば特許文献２に記載されているように、１つ又は複数のローレンツアクチュエータを重量補償デバイスに組み込むことができる。この場合、ローレンツアクチュエータのコイルは、ハウジング内に配置され、保持要素上に配置された２つのリング磁石に作用する。
しかしながら、重量補償デバイスが発生させた補償力が経時的に変わり得ることが問題である。例えば、用いられる磁石の磁力が老化の結果として弱まる。すると、不十分な（又は過剰な）重量補償をローレンツアクチュエータによって相殺しなければならず、これがアクチュエータのコイルにおける一定の電流をもたらす。一定の電流はさらに熱源を形成し、対応するミラーの位置決めに悪影響を及ぼす可能性がある。
この問題を解決する手法が、特許文献１に記載されている。これは、重量補償デバイスの周りに配置された磁気的に軟質な材料の鉛直方向に変位可能なリングを提供する。リングは、その位置に応じて、重量補償デバイスの磁場に対応して影響を及ぼすことにより、補償力を調整する。この解決手段の欠点は、対応して移動させなければならない付加的な機械部品があることである。
こうした背景の下、本発明の目的は、重量補償を用いる改良型の構成体及び同じく改良型のリソグラフィ装置を提供することである。
したがって、コンポーネントと、コンポーネントの重量を補償する重量補償デバイスとを有する、リソグラフィ装置の構成体が提供される。重量補償デバイスは、コンポーネントの重量を超え且つコンポーネントの重量に逆らって働く第１磁力をコンポーネントに作用させるよう設計された第１磁気デバイスと、コンポーネントの重量の方向に働く第２磁力をコンポーネントに作用させるよう設計された第２磁気デバイスとを備える。第１磁力は、第２磁力及び重量の和に相当し、第２磁気デバイスは、第１磁力と同時に同じ絶対値だけ第２磁力を低減するよう設計される。
第１磁力Ｆ１が、第２磁力Ｆ２及び重量ＦＧの和に相当する、すなわちＦ１＝Ｆ２＋ＦＧであることは、コンポーネントを重量補償デバイスによって保持できることを意味する。したがって、例えばアクチュエータからの付加的な力が、コンポーネントの取付けに必要ない。第２磁力が第１磁力と同時に同じ絶対値だけ低減されることは、第１磁力が常に第２磁力及び重量の和に相当することを意味する。結果として、重量補償が常に確保される。
本構成体の一実施形態によれば、第１磁気デバイスは、磁気材料又は磁化可能材料の第１要素と、磁気材料又は磁化可能材料の第２要素とを有し、第１要素及び第２要素は、相互に対して磁力を作用させる。両要素が磁気材料を含み得る。代替的に、２つの要素の少なくとも一方が磁気材料を含む。
本発明の場合、「磁気」材料は、永久磁気材料、特に磁気的に半硬質な材料（例えば、ＡｌＮｉＣｏ磁石）又は磁気的に硬質な材料（例えば、希土類磁石、特にＮｄＦｅＢ）を意味する。「磁化可能」材料は、特にコイルによって磁化可能な、例えば磁気的に軟質な材料（例えば鉄）をここでは意味する。
本構成体のさらに別の実施形態によれば、第１要素は第１永久磁石を有し、且つ／又は第２要素は第２永久磁石を有する。永久磁石が、別の永久磁石に吸引又は反発磁力を作用させることができるのが有利である。さらに、永久磁石が、吸引磁力を磁化可能材料に作用させることができる。
本構成体のさらに別の実施形態によれば、本構成体は、第１支持デバイス及び第２支持デバイスも有し、第１要素又は第２要素はコンポーネントに接続され、他方の要素は第１支持デバイス又は第２支持デバイスに接続される。重量補償デバイスは、支持デバイスに接続されることが有利である。支持デバイスによって、本構成体をリソグラフィ装置に接続することができる。
本構成体のさらに別の実施形態によれば、第１磁気デバイスの第１要素と第２要素との間の距離は調整可能である。調整は、機械的な調整デバイスによって、例えばねじ及び関連の対ねじの組み合わせによって行うことができる。２つの磁気材料間又は磁気材料と磁化可能材料との間の距離を近付けるほど、吸引又は反発磁力が大きくなる。２つの要素が相互に作用させる磁力は、２つの要素間の距離によって調整できることが有利である。
本構成体のさらに別の実施形態によれば、第２磁気デバイスは、磁気材料又は磁化可能材料の第３要素と、磁気材料又は磁化可能材料の第４要素とを有し、第３要素及び第４要素は、相互に対して磁力を作用させる。両要素が磁気材料を含み得る。代替的に、２つの要素の少なくとも一方が磁気材料を含む。
本構成体のさらに別の実施形態によれば、第３要素は第３永久磁石を有し、且つ／又は第４要素は第４永久磁石を有する。永久磁石が、別の永久磁石に吸引又は反発磁力を作用させることができるのが有利である。さらに、永久磁石が、吸引磁力を磁化可能材料に作用させることができる。
本構成体のさらに別の実施形態によれば、本構成体は、第１支持デバイス及び第２支持デバイスも有し、第３要素及び第４要素はコンポーネントに接続され、他方の要素は第１支持デバイス又は第２支持デバイスに接続される。
本構成体のさらに別の実施形態によれば、第２磁気デバイスの第３要素と第４要素との間の距離は調整可能である。調整は、機械的な調整デバイスによって、例えばねじ及び関連の対ねじの組み合わせによって行うことができる。２つの磁気材料間又は磁気材料と磁化可能材料との間の距離を近付けるほど、吸引又は反発磁力が大きくなる。２つの要素が相互に作用させる磁力は、２つの要素間の距離によって調整できることが有利である。
本構成体のさらに別の実施形態によれば、第１磁気デバイスの少なくとも１つの永久磁石の単位時間当たりの磁力の第１低下率（percentage loss）は、第２磁気デバイスの少なくとも１つの永久磁石の単位時間当たりの磁力の第２低下率とは異なるので、第１磁気デバイスの第１磁力及び第２磁気デバイスの第２磁力は、同じ絶対値だけ同時に減少する。単位時間当たりの第１磁力及び第２磁力の低下率が異なる結果として、第１磁力及び第２磁力は、同じ絶対値だけ同時に減少することが有利である。結果として、重量補償デバイスは、コンポーネントの重量を常に補償することができる。
本構成体のさらに別の実施形態によれば、第１低下率は第２低下率よりも小さく、第１磁力は第２磁力よりも大きいので、第１磁力及び第２磁力は、同じ絶対値だけ同時に減少する。第１磁力の小さな低下率を、第２磁力の大きな低下率によって補償できることが有利である。この場合、第１磁力は第２磁力よりも大きいので、第２磁力と比べて小さな割合で第１磁力が減少することで、第１磁力及び第２磁力が同じ絶対値だけ減少する。第１磁力は、その絶対値に関してコンポーネントの重量よりも大きい。第２磁力は、それに対応して第１磁力よりもはるかに小さい。したがって、第２磁力及びコンポーネントの重量の和は、常に第１磁力に相当する。第１磁気デバイスの少なくとも１つの永久磁石の減磁曲線と、第２磁気デバイスの少なくとも１つの永久磁石の減磁曲線とは、第１磁力及び第２磁力が同じ絶対値だけ同時に減少するように相互に一致させられる。
本構成体のさらに別の実施形態によれば、第１磁気デバイスの少なくとも１つの永久磁石は、第２磁気デバイスの少なくとも１つの永久磁石とは異なる材料を含む。異なる磁気材料は、異なる減磁曲線を有し得ることが有利である。
本構成体のさらに別の実施形態によれば、第１磁気デバイスは、第１磁力でコンポーネントを押さえるためにコンポーネントの下に配置され、第２磁気デバイスは、第２磁力でコンポーネントを押さえるためにコンポーネントの上に配置される。有利には、第１磁力はコンポーネントの重量とは逆の方向に働き、第２磁力はコンポーネントの重量の方向に働く。結果として、第１磁力の方向は第２磁力の方向とは逆である。したがって、第２磁力の力ベクトルとコンポーネントの重量の力ベクトルとを加算すると、第１磁力の力ベクトルと釣り合うことが有利であり、すなわち合力はゼロである。
本構成体のさらに別の実施形態によれば、第１磁気デバイスは、第１磁力でコンポーネントを引き寄せるためにコンポーネントの上に配置され、第２磁気デバイスは、第２磁力でコンポーネントを引き寄せるためにコンポーネントの下に配置される。有利には、第１磁力はコンポーネントの重量とは逆の方向に働き、第２磁力はコンポーネントの重量の方向に働く。結果として、第１磁力の方向は第２磁力の方向とは逆である。したがって、第２磁力の力ベクトルとコンポーネントの重量の力ベクトルとを加算すると、第１磁力の力ベクトルと釣り合うことが有利であり、すなわち合力はゼロである。
本構成体のさらに別の実施形態によれば、複数の第１磁気デバイス及び第２磁気デバイスが設けられる。第１磁気デバイス及び第２磁気デバイスは、複数の個々の第１磁気デバイス及び第２磁気デバイスに分割することができる。個々の第１磁気デバイスの個々の磁力は、このときコンポーネントの重量よりもはるかに小さくなり得ることが有利である。
本構成体のさらに別の実施形態によれば、第２磁気デバイスは、第２磁力の和を第１磁力の和と同時に同じ絶対値で低減するよう設計される。有利には、第２磁力及びコンポーネントの重量の和のみが、第１磁力の和によって相殺されればよい。
本構成体のさらに別の実施形態によれば、本構成体は、コンポーネントを位置決めするアクチュエータも有し、アクチュエータは、コンポーネントに接続された第１要素、第２要素、第３要素、又は第４要素にコイルによって磁力を作用させる。コンポーネントは、アクチュエータによって所望の場所に位置決めできることが有利である。アクチュエータは、ローレンツアクチュエータであることが好ましい。
本構成体のさらに別の実施形態によれば、コンポーネントは、光学素子用の保持フレームを有し、且つ／又は光学素子を有する。
本構成体のさらに別の実施形態によれば、光学素子はミラー又はレンズを含む。
本構成体のさらに別の実施形態によれば、第１支持デバイス及び／又は第２支持デバイスは支持フレーム（フォースフレーム）である。第１支持デバイス及び／又は第２支持デバイスは、リソグラフィ装置に接続された支持フレームとして形成され得ることが有利である。他方では、リソグラフィ装置のセンサフレームが、光学素子を監視するセンサを担持することができる。
さらに、上述の構成体を備えたリソグラフィ装置、特にＥＵＶ又はＤＵＶリソグラフィ装置が提供される。ＥＵＶは、「極紫外線」を表し、０．１ｎｍ〜３０ｎｍの作用光の波長を指す。ＤＵＶは、「深紫外線」を表し、３０ｎｍ〜２５０ｎｍの作用光の波長を指す。
本発明のさらに他の可能な実施態様は、例示的な実施形態に関して上述又は後述される特徴又は実施形態の明確に述べていない組み合わせも含む。この点で、当業者であれば、個々の態様を本発明の各基本形態に改良又は追加として加えることもするであろう。
本発明のさらに他の有利な構成及び態様は、従属請求項の主題であり、後述する本発明の例示的な実施形態の主題でもある。以下の本文において、本発明を、添付図面を参照して好ましい実施形態に基づきより詳細に説明する。
別段の指示のない限り、図中で同じ参照符号は同じか又は機能的に同じ要素を示す。図示は必ずしも一定の縮尺ではないことにも留意されたい。特に本文中及び図中で（ニュートンで）示す力は、単に例として挙げたものであり、決して限定的なものとして理解すべきではないことを明示しておく。指示される特定の数値は、特定の例示的な実施形態のより容易な理解に役立つことを単に意図したものである。
図１は、一実施形態によるＥＵＶリソグラフィ装置１００の概略図を示し、これは、ビーム整形系１０２、照明系１０４、及び投影系１０６を備える。ビーム整形系１０２、照明系１０４、及び投影系１０６は、それぞれが真空ハウジング内に設けられ、真空ハウジングは、より詳細には図示しない真空排気デバイスを用いて排気される。真空ハウジングは、機械室（より詳細には図示せず）によって囲まれ、機械室には、光学素子を機械的に移動させるか又は調整する駆動デバイスが設けられる。電気コントローラ等をこの機械室内に設けることもできる。
ビーム整形系１０２は、ＥＵＶ光源１０８、コリメータ１１０、及びモノクロメータ１１２を有する。ＥＵＶ領域（極紫外線領域）、すなわち例えば０．１ｎｍ〜３０ｎｍの波長域の放射線を発するプラズマ源又はシンクロトロンを、例えばＥＵＶ光源１０８として設けることができる。ＥＵＶ光源１０８が発した放射線は、最初にコリメータ１１０によって集束され、その後に所望の作動波長がモノクロメータ１１２によって除去される。結果として、ビーム整形系１０２は、ＥＵＶ光源１０８が発した光の波長及び空間分布を適合させる。ＥＵＶ光源１０８が発生させたＥＵＶ放射線１１４は、空気透過率が比較的低く、こうした理由で、ビーム整形系１０２、照明系１０４、及び投影系１０６内のビーム誘導空間が排気される。
図示の例では、照明系１０４は、第１ミラー１１６及び第２ミラー１１８を有する。これらのミラー１１６、１１８は、例えば瞳整形用のファセットミラーとして形成され、ＥＵＶ放射線１１４をフォトマスク１２０に伝えることができる。
フォトマスク１２０は、反射光学素子としても形成され、系１０２、１０４、１０６の外側に配置される。フォトマスク１２０は、投影系１０６によってウェーハ１２２等に縮小像として描かれる構造を有する。この目的で、投影系１０６は、ビーム誘導空間に例えば第３ミラー１２４及び第４ミラー１２６を有する。ＥＵＶリソグラフィ装置１００のミラーの数は図示の数に限定されず、より多くの又は少ないミラーを設けることも可能であることに留意されたい。さらに、ミラーは、概してビーム整形のために前面が湾曲している。
ＥＵＶリソグラフィ装置１００の構成体２００を、例として第４ミラー１２６（以下、単にミラー１２６）に関して説明する。しかしながら、構成体２００は、ＥＵＶリソグラフィ装置１００の他の全てのミラーの場合にも用いることができる。さらに、構成体２００は、リソグラフィ装置の他のコンポーネントのために設けることもできる。これは、特にレンズ、フォトマスク１２０の取付け、又はウェーハ１２２の取付けに当てはまる。
図２は、例示的な一実施形態による構成体２００の概略図を示す。構成体２００は、ミラー１２６及び重量補償デバイス２０２を有する。重量補償デバイス２０２に関しては、これは第１磁気デバイス２０４及び第２磁気デバイス２０６を備える。図示の第１磁気デバイス２０４は、第１永久磁石２１０を有する第１要素２０８と、第２永久磁石２１４を有する第２要素２１２とを示す。図示の第２磁気デバイス２０６は、第３永久磁石２１８を有する第３要素２１６と、第４永久磁石２２２を有する第４要素２２０とを示す。
第１磁気デバイス２０４の第１永久磁石２１０及び第２永久磁石２１４は、相互から距離２２４だけ離れており、第２磁気デバイス２０６の第３永久磁石２１８及び第２永久磁石２２２は、相互から距離２２６だけ離れている。第１磁気デバイス２０４の第１永久磁石２１０は、支持デバイス２２８に接続され、第１磁気デバイス２０４の第２永久磁石２１４は、ミラー１２６の第１面２３０に接続され、第２磁気デバイス２０６の第３永久磁石２１８は、ミラー１２６の第２面２３２に接続され、第２磁気デバイス２０６の第４永久磁石２２２は、第２支持デバイス２３４に接続される。この場合、第１支持デバイス２２８及び／又は第２支持デバイス２３４は、リソグラフィ装置１００の支持フレーム（フォースフレーム）であり得る。図２に示すミラー１２６は、その第２面２３２に光学有効面２３６を有する。
永久磁石２１０、２１４、２１８、２２２は、Ｓ磁極及びＮ磁極を有する。第１永久磁石２１０及び第２永久磁石２１４のＮ磁極は、相互に対向している。同様に、第３永久磁石２１８及び第４永久磁石２２２のＮ磁極は、相互に対向している。結果として、第１永久磁石２１０及び第２永久磁石２１４は、第３永久磁石２１８及び第４永久磁石２２２と同様に、相互に反発磁力を作用させる。結果として、第１磁気デバイス２０４の第２永久磁石２１４は、第１磁力Ｆ１でミラー１２６の第１面２３０に押し当たり、第２磁気デバイス２０６の第３永久磁石２１８は、第２磁力Ｆ２でミラー１２６の第２面２３２に押し当たる。
第１磁気デバイス２０４の第１磁力Ｆ１は、ミラー１２６の重量ＦＧを超えており、ミラー１２６の重量ＦＧに逆らって働く。第２磁気デバイス２０６の第２磁力Ｆ２は、ミラー１２６の重量ＦＧの方向に働く。この場合、第１磁力Ｆ１は、第２磁力Ｆ２及び重量ＦＧの和に相当する。この場合、第２磁気デバイス２０６は、第１磁力Ｆ１と同時に同じ絶対値だけ第２磁力Ｆ２を低減する。
第１磁力Ｆ１が第２磁力Ｆ２及び重量ＦＧの和に相当することは、重量補償デバイス２０２によってミラー１２６の均衡を保つことができることを意味する。ミラー１２６の取付けに付加的な力は必要ない。第２磁力Ｆ２を第１磁力Ｆ１と同時に同じ絶対値だけ低減することは、第１磁力Ｆ１が第２磁力Ｆ２及び重量ＦＧの和に常に相当することを意味する。その結果、重量ＦＧの補償が常に確保される。
図２は、第１時点ｔ１における構成体２００を示す。第１時点ｔ１における第１磁力Ｆ１ａは１０００Ｎであり、第１時点ｔ１における第２磁力Ｆ２ａは１００Ｎであり、重量ＦＧは９００Ｎである。１０００−１００Ｎ＝９００Ｎなので、第１時点ｔ１におけるミラー１２６に対する合力はゼロである。
図３は、第２時点ｔ２における老化した永久磁石２１０、２１４、２１８、２２２を有する図２からの構成体２００を示す。永久磁石２１０、２１４、２１８、２２２は、経時的に磁力を失う場合がある。第２時点ｔ２は、例えば、第２時点ｔ１の７年後である。第２時点ｔ２における第１磁力Ｆ１ｂは９９５Ｎであり、第２時点ｔ２における第２磁力Ｆ２ｂは９５Ｎであり、重量ＦＧは９００Ｎである。９９５Ｎ−９５Ｎ＝９００Ｎなので、時点ｔ２におけるミラー１２６に対する合力もゼロである。したがって、第２磁気デバイス２０６の永久磁石２１８、２２２は、磁力Ｆ２の５％を失っており、一方で第１磁気デバイス２０４の永久磁石２１０、２１４は、磁力Ｆ１の０．５％しか失っていない。
図４は、図２及び図３に示す第１磁気デバイス２０４及び第２磁気デバイス２０６の第１磁力Ｆ１及び第２磁力Ｆ２の差ΔＦ１及びΔＦ２の絶対値を経時的に示す。第１時点ｔ１から第２時点ｔ２までの変化が示されている。第１磁力Ｆ１及び第２磁力Ｆ２は、経時的に減少する。したがって、経時的な差ΔＦ１及びＦ２の絶対値は増加する。第１磁力Ｆ１の差ΔＦ１の絶対値が、第２磁力Ｆ２の差ΔＦ２の絶対値と同時に増加することが分かり得る。結果として、第２磁力Ｆ２は、第１磁力Ｆ１と同時に同じ絶対値だけ減少する。図４に示す変化ΔＦ１、ΔＦ２は線形である。代替的に、変化ΔＦ１、ΔＦ２は非線形の推移を辿ることもできる。
第１磁気デバイス２０４の少なくとも１つの永久磁石２１０、２１４の単位時間当たりの磁力Ｆ１の第１低下率は、第２磁気デバイス２０６の少なくとも１つの永久磁石２１８、２２２の単位時間当たりの磁力Ｆ２の第２低下率とは異なる。この場合、第１低下率は第２低下率よりも小さい。さらに、第１磁力Ｆ１は第２磁力Ｆ２のよりも大きい。このようにして、第１磁力Ｆ１及び第２磁力Ｆ２は、同じ絶対値で同時に減少することができる。
第１磁力Ｆ１は第２磁力Ｆ２よりも大きいので、第１磁力Ｆ１の減少率（percentage decrease）が第２磁力Ｆ２と比べて小さいことで、第１磁力Ｆ１及び第２磁力Ｆ２で同じ絶対値の減少が得られる。したがって、第２磁力Ｆ２及びミラー１２６の重量ＦＧの和は、第１磁力Ｆ１に常に相当する。いずれにせよ、第１磁気デバイス２０４の少なくとも１つの永久磁石２１０、２１４の減磁曲線と第２磁気デバイス２０６の少なくとも１つの永久磁石２１８、２２２の減磁曲線とは、第１磁力Ｆ１及び第２磁力Ｆ２が同じ絶対値だけ同時に減少するように相互に一致させられる。これを達成するために、第１磁気デバイス２０４の少なくとも１つの永久磁石２１０、２１４は、第２磁気デバイス２０６の少なくとも１つの永久磁石２１８、２２２とは異なる材料を含む。
例示的な一実施形態において、第１磁気デバイス２０４の永久磁石２１０、２１４は、サマリウムコバルト（Ｓｍ２Ｃｏ１７）を含み得る。この場合、第２磁気デバイス２０６の永久磁石２１８、２２２は、ネオジム−鉄−ホウ素（Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ）を含み得る。代替的に、又はさらに、第２磁気デバイス２０６の永久磁石２１８、２２２はフェライトを含み得る。フェライトは、特定の組成物中で磁気的に硬質な特性を有するフェリ磁性セラミック材料である。
第１磁気デバイス２０４の少なくとも１つの永久磁石２１０、２１４の減磁曲線と第２磁気デバイス２０６の少なくとも１つの永久磁石２１８、２２２の減磁曲線とは、相互に一致させられる。同時に、減磁曲線は、一連の因子による影響を受ける。かかる因子は、例えば、材料の老化、材料の温度依存性、及び材料の磁化プロセスである。さらに、磁石の形態は減磁曲線に影響を及ぼし得る。特に、外部電磁場も材料の減磁曲線に影響を及ぼす。材料は、第１磁力Ｆ１が第２磁力Ｆ２及び重量ＦＧの和に常に等しく相当するよう選択される。
図５は、構成体２００のさらに別の例示的な実施形態の概略図を示す。図２及び図３からの例示的な実施形態とは対照的に、図５からの構成体２００では、第１磁気デバイス２０４がミラー１２６の上に配置される。第２磁気デバイス２０６は、ミラー１２６の下に配置される。さらに、第１永久磁石２１０のＮ磁極は、第２永久磁石２１４のＳ磁極の方向に揃えられるので、第１永久磁石２１０及び第２永久磁石２１４は吸引し合う。さらに、第４永久磁石２２２のＮ磁極は、第３永久磁石２１８のＳ磁極の方向に揃えられるので、第４永久磁石２２２及び第３永久磁石２１８は吸引し合う。したがって、第１磁気デバイス２０４は、第１磁力Ｆ１で重量ＦＧの方向に逆らってミラー１２６を引き寄せる。さらに、第２磁気デバイス２０６は、第２磁力Ｆ２で重量ＦＧの方向にミラー１２６を引き寄せる。
図５は、第１時点ｔ１における構成体２００を示す。ミラー１２６を引き寄せている第１時点ｔ１における第１磁力Ｆ１ａは１０００Ｎであり、ミラー１２６を引き寄せている第１時点ｔ１における第２磁力Ｆ２ａは１００Ｎであり、重量ＦＧは９００Ｎである。１０００Ｎ−１００Ｎ＝９００Ｎなので、第１時点ｔ１におけるミラー１２６に対する合力はゼロである。
図６は、第２時点ｔ２における老化した永久磁石２１０、２１４、２１８、２２２を有する図５からの構成体２００を示す。第２時点ｔ１は、例えば、第１時点ｔ１の７年後である。第２磁気デバイス２０６の永久磁石２１８、２２２は、この時点で磁力Ｆ２の５％を失っており、一方で第１磁気デバイス２０４の永久磁石２１０、２１４は、この時点で磁力Ｆ１の０．５％しか失っていない。したがって、ミラー１２６を引き寄せている第２時点ｔ２における第１磁力Ｆ１ｂは９９５Ｎであり、ミラー１２６を引き寄せている第２時点ｔ２における第２磁力Ｆ２ｂは９５Ｎであり、重量ＦＧは９００Ｎである。９９５Ｎ−９５Ｎ＝９００Ｎなので、時点ｔ２におけるミラー１２６に対する合力もゼロである。結果として、第２磁力Ｆ２は、第１磁力Ｆ１と同時に同じ絶対値だけ減少する。
図７は、構成体２００のさらに別の例示的な実施形態の概略図を示す。原理上、第１磁気デバイス２０４及び第２磁気デバイス２０６は、任意の数の第１磁気デバイス２０４及び第２磁気デバイス２０６に分割することができる。図２及び図３からの例示的な実施形態とは対照的に、図７からの構成体２００では、２つの第１磁気デバイス２０４及び２つの第２磁気デバイス２０６が設けられる。図７に示す構成体２００では、ミラー１２６の光学有効面２３６が２つの第２磁気デバイス２０６間に設けられる。
図７は、第１時点ｔ１における構成体２００を示す。第１時点ｔ１における第１磁力Ｆ１ａはそれぞれ５００Ｎであり、第１時点ｔ１における第２磁力Ｆ２ａはそれぞれ５０Ｎであり、重量ＦＧは９００Ｎである。２×５００Ｎ−２×５０Ｎ＝９００Ｎなので、第１時点ｔ１におけるミラー１２６に対する合力はゼロである。
図８は、第２時点ｔ２における老化した永久磁石２１０、２１４、２１８、２２２を有する図７からの構成体２００を示す。第２時点ｔ１は、例えば、第１時点ｔ１の７年後である。第２磁気デバイス２０６の永久磁石２１８、２２２は、この時点で磁力Ｆ２の５％を失っており、一方で第１磁気デバイス２０４の永久磁石２１０、２１４は、この時点で磁力Ｆ１の０．５％しか失っていない。したがって、第２時点ｔ２における第１磁力Ｆ１ｂはそれぞれ４９７．５Ｎであり、第２時点ｔ２における第２磁力Ｆ２ｂはそれぞれ４７．５Ｎであり、重量ＦＧは９００Ｎである。２×４９７．５Ｎ−２×４７．５Ｎ＝９００Ｎなので、時点ｔ２におけるミラー１２６に対する合力もゼロである。結果として、第２磁力Ｆ２は、第１磁力Ｆ１と同時に同じ絶対値だけ減少する。
図７及び図８に示す例示的な実施形態において、各第１磁気デバイス２０４は同じ第１磁力Ｆ１を有し、各第２磁気デバイス２０６は同様に同じ磁力Ｆ２を有する。代替的に、第２磁気デバイス２０６が、第１磁力Ｆ１の和と同時に同じ絶対値だけ第２磁力Ｆ２の和を低減すれば十分である。
図９は、構成体２００のさらに別の例示的な実施形態の概略図を示す。図５及び図６からの例示的な実施形態とは対照的に、図９からの構成体２００では、磁化可能材料９００、例えば鉄が、第４永久磁石２２２の代わりに配置される。第３永久磁石２１８及び磁化可能材料９００は、相互に対して吸引磁力を作用させることができ、材料９００は、永久磁石２１８によって磁化される。その結果、第２磁気デバイス２０６は、第２磁力Ｆ２でミラー１２６を引き寄せることができる。
図５及び図６による実施形態から類推して、図９に示す第１磁気デバイス２０４では、第１永久磁石２１０及び／又は第２永久磁石２１４が磁力を失う。第２磁気デバイス２０６の場合、第３永久磁石２１８のみが磁力を失う。第４要素２２０は永久磁石を有しないので、経時的に力を失うこともない。ここでも、第１磁力Ｆ１は、第２磁力Ｆ２及び重量ＦＧの和に等しく、第１磁力Ｆ１及び第２磁力Ｆ２は、同時に同じ絶対値だけ減少する。
構成体２００はアクチュエータ９０２を有し得る。ミラー１２６の受動的な重量補償及び位置決めを行う重量補償デバイス２０２とは対照的に、アクチュエータ９０２は、ミラー１２６の鉛直方向Ｚの位置を能動的に制御するのに役立つ。
アクチュエータ９０２はさらに、第１永久磁石２１０の周りに配置されたコイル９０４を含む。コイル９０４は、第２永久磁石２１４に磁力を作用させることができる。これにより、ミラー１２６をアクチュエータ９０２によって位置決めすることができる。
原理上、永久磁石２１０、２１４、２１８、２２２、及び／又は磁化可能材料９００間の距離２２４、２２６は、構成体２００の幾何学的形状、関与する要素の質量、及び永久磁石２１０、２１４、２１８、２２２の磁力によって決まる。代替的に、第１次支持デバイス２２８及び／又は第２支持デバイス２３４を、鉛直方向Ｚに移動させることができる。このようにして、第１磁気デバイス２０４の第１要素２０８と第２要素２１２との間の距離２２４と、第２磁気デバイス２０６の第３要素２１６と第４要素２２０との間の距離とに影響を及ぼすことができる。
図１０は、構成体２００のさらに別の例示的な実施形態の概略図を示す。構成体２００は、コンポーネント１２６及び重量補償デバイス２０２を有する。重量補償デバイス２０２は、軸１０００に関して回転対称に構成される。さらに、重量補償デバイス２０２は、管１００２、接続要素１００４、及びハウジング１００６を有する。重量補償デバイス２０２の管１００２は、軸１０００に沿って延びる。この場合、管１００２は、接続要素１００４によってハウジング１００６に接続されるので、軸１０００に沿って拘束的に誘導される。軸１０００の方向は、重量補償デバイス２０２がミラー１２６を保持するためにミラー１２６に補償力を及ぼす方向でもある。図示の重量補償デバイス２０２は、第１磁気デバイス２０４及び第２磁気デバイス２０６を有する。
第１磁気デバイス２０４は、３つの永久磁石リング１００８、１０１０、１０１２を備える。第１永久磁石リング１０１２は、ハウジング１００６に接続される。第１内側永久磁石リング１００８及び第２内側永久磁石リング１０１０は、管１００２に接続される。第１内側永久磁石リング１００８及び第２内側永久磁石リング１０１０は、軸１０００の方向に磁化される。これとは対照的に、第１外側永久磁石リング１０１２は、軸１０００に関して径方向に磁化される。
第２磁気デバイス２０６は、２つの永久磁石リング１０１４、１０１６を備える。第２外側永久磁石リング１０１６は、ハウジング１００６に接続される。第３内側永久磁石リング１０１４は、管１００２に接続される。
さらに、第１磁気デバイス２０４は、ミラー１２６の重量ＦＧを超え且つミラー１２６の重量ＦＧに逆らって働く第１磁力Ｆ１をミラー１２６に作用させるよう設計される。第２磁気デバイス２０６は、ミラー１２６の重量ＦＧの方向に働く（すなわちミラー１２６を引き寄せる）第２磁力Ｆ２をミラー１２６に作用させるよう設計される。この場合、第１磁力Ｆ１は、第２磁力Ｆ２及び重量ＦＧの和に等しい。さらに、第２磁気デバイス２０６は、第１磁力Ｆ１と同時に同じ絶対値だけ第２磁力Ｆ２を低減するよう設計される。
管１００２は、ミラー１２６に補償力を及ぼすためにミラー１２６に接続される。重量補償デバイス２０２に割り当てられた結合デバイス１０１８によるこの接続は、図１０に概略的にしか示さない。結合デバイス１０１８は、ミラー１２６を軸１０００に対して垂直な平面内で自由に可動に取り付ける。他方では、重量ＦＧの方向に、すなわち軸１０００の方向に、ミラー１２６は重量補償デバイス２０２によって保持される。
さらに、図１０は、第１アクチュエータ１０２０及び第２アクチュエータ１０２２を示す。アクチュエータ１０２０、１０２２、いわゆるローレンツアクチュエータは、管１００２によってミラー１２６を位置決めするのに役立つ。
第１アクチュエータ１０２０は、第１コイル１０２４及び第２内側永久磁石リング１０１０によって形成される。第１アクチュエータ１０２０の第１コイル１０２４は、軸１０００に関して周方向に配置される。第１アクチュエータ１０２０の第１コイル１０２４の地場は、管１００２に接続された第２内側永久磁石リング１０１０に力を及ぼす。結果として、力は管１００２に伝達される。第１アクチュエータ１０２０の第１コイル１０２４は、ハウジング１００６に接続される。
第２アクチュエータ１０２２は、第２コイル１０２６及び第１内側永久磁石リング１００８によって形成される。第２アクチュエータ１０２２の第２コイル１０２６も、軸１０００に関して周方向に配置される。第２アクチュエータ１０２２の第２コイル１０２６の地場は、管１００２に接続された第１内側永久磁石リング１００８に力を及ぼす。結果として、力が管１００２に伝達される。第２アクチュエータ１０２２の第２コイル１０２６は、ハウジング１００６に接続される。第１アクチュエータ１０２０の第１コイル１０２４は、外側永久磁石リング１０１２の上に配置される。これに対して、第２アクチュエータ１０２２の第２コイル１０２６は、外側永久磁石リング１０１２の下に配置される。
図１０に、コイル１０２４、１０２６の電流の方向を示す。符号
（平面から観察者に向かう）及び
（観察者から平面へ向かう）を用いる。
（平面から観察者に向かう）及び
（観察者から平面へ向かう）を用いる。
種々の構成体２００を、ＥＵＶリソグラフィ装置１００のミラー１２６に基づき説明してきた。しかしながら、図示の構成は、当然ながらＥＵＶリソグラフィ装置１００の任意の他のミラーにも適用することができる。
さらに、ＥＵＶリソグラフィ装置１００における構成体２００の例示的な実施形態を説明してきた。リソグラフィ装置は、ＥＵＶリソグラフィ装置１００である必要はない。別の波長の光（例えば、ＡｒＦエキシマレーザによる１９３ｎｍ）を用いることもできる。さらに、言及したミラーの代わりにレンズを用いることもできる。
本発明は、種々の例示的な実施形態に基づき説明したが、決してそれらに限定されるものではなく、多種多様な方法で変更することができる。
１００ ＥＵＶリソグラフィ装置
１０２ ビーム整形系
１０４ 照明系
１０６ 投影系
１０８ ＥＵＶ光源
１１０ コリメータ
１１２ モノクロメータ
１１４ ＥＵＶ放射線
１１６ 第１ミラー
１１８ 第２ミラー
１２０ フォトマスク
１２２ ウェーハ
１２４ 第３ミラー
１２６ 第４ミラー
２００ 構成体
２０２ 重量補償デバイス
２０４ 第１磁気デバイス
２０６ 第２磁気デバイス
２０８ 第１要素
２１０ 第１永久磁石
２１２ 第２要素
２１４ 第２永久磁石
２１６ 第３要素
２１８ 第３永久磁石
２２０ 第４要素
２２２ 第４永久磁石
２２４ 距離
２２６ 距離
２２８ 第１支持デバイス
２３０ ミラーの第１面
２３２ ミラーの第２面
２３４ 第２支持デバイス
２３６ 光学有効面
９００ 磁化可能材料
９０２ アクチュエータ
９０４ コイル
１０００ 軸
１００２ 管
１００４ 接続要素
１００６ ハウジング
１００８ 第１内側永久磁石リング
１０１０ 第２内側永久磁石リング
１０１２ 第１外側永久磁石リング
１０１４ 第３内側永久磁石リング
１０１６ 第２外側永久磁石リング
１０１８ 結合デバイス
１０２０ 第１アクチュエータ
１０２２ 第２アクチュエータ
１０２４ 第１コイル
１０２６ 第２コイル
ｔ１ 第１時点
ｔ２ 第２時点
ＦＧ 重量
Ｆ１ 第１磁力
Ｆ１ａ 第１時点における第１磁力
Ｆ１ｂ 第２時点における第１磁力
Ｆ２ 第２磁力
Ｆ２ａ 第１時点における第２磁力
Ｆ２ｂ 第２時点における第２磁力
ΔＦ 磁力の差の絶対値
ΔＦ１ 第１磁力の差の絶対値
ΔＦ２ 第２磁力の差の絶対値
Ｓ Ｓ磁極
Ｎ Ｎ磁極
Ｚ 鉛直方向
１０２ ビーム整形系
１０４ 照明系
１０６ 投影系
１０８ ＥＵＶ光源
１１０ コリメータ
１１２ モノクロメータ
１１４ ＥＵＶ放射線
１１６ 第１ミラー
１１８ 第２ミラー
１２０ フォトマスク
１２２ ウェーハ
１２４ 第３ミラー
１２６ 第４ミラー
２００ 構成体
２０２ 重量補償デバイス
２０４ 第１磁気デバイス
２０６ 第２磁気デバイス
２０８ 第１要素
２１０ 第１永久磁石
２１２ 第２要素
２１４ 第２永久磁石
２１６ 第３要素
２１８ 第３永久磁石
２２０ 第４要素
２２２ 第４永久磁石
２２４ 距離
２２６ 距離
２２８ 第１支持デバイス
２３０ ミラーの第１面
２３２ ミラーの第２面
２３４ 第２支持デバイス
２３６ 光学有効面
９００ 磁化可能材料
９０２ アクチュエータ
９０４ コイル
１０００ 軸
１００２ 管
１００４ 接続要素
１００６ ハウジング
１００８ 第１内側永久磁石リング
１０１０ 第２内側永久磁石リング
１０１２ 第１外側永久磁石リング
１０１４ 第３内側永久磁石リング
１０１６ 第２外側永久磁石リング
１０１８ 結合デバイス
１０２０ 第１アクチュエータ
１０２２ 第２アクチュエータ
１０２４ 第１コイル
１０２６ 第２コイル
ｔ１ 第１時点
ｔ２ 第２時点
ＦＧ 重量
Ｆ１ 第１磁力
Ｆ１ａ 第１時点における第１磁力
Ｆ１ｂ 第２時点における第１磁力
Ｆ２ 第２磁力
Ｆ２ａ 第１時点における第２磁力
Ｆ２ｂ 第２時点における第２磁力
ΔＦ 磁力の差の絶対値
ΔＦ１ 第１磁力の差の絶対値
ΔＦ２ 第２磁力の差の絶対値
Ｓ Ｓ磁極
Ｎ Ｎ磁極
Ｚ 鉛直方向
Claims (10)
- リソグラフィ装置（１００）の構成体（２００）であって、
コンポーネント（１２６）と、
該コンポーネント（１２６）の重量（ＦＧ）を補償する重量補償デバイス（２０２）とを有し、該重量補償デバイス（２０２）は、
前記コンポーネント（１２６）の前記重量（ＦＧ）を超え且つ前記コンポーネント（１２６）の前記重量（ＦＧ）に逆らって働く第１磁力（Ｆ１）を前記コンポーネント（１２６）に作用させるよう設計された、少なくとも１つの永久磁石（２１０、２１４）を含む第１磁気デバイス（２０４）と、
前記コンポーネント（１２６）の前記重量（ＦＧ）の方向に働く第２磁力（Ｆ２）を前記コンポーネント（１２６）に作用させるよう設計された、少なくとも１つの永久磁石（２１８、２２２）を含む第２磁気デバイス（２０６）とを備え、
前記第１磁気デバイス（２０４）の前記少なくとも１つの永久磁石（２１０、２１４）の単位時間当たりの前記第１磁力（Ｆ１）の第１低下率は、前記第２磁気デバイス（２０６）の前記少なくとも１つの永久磁石（２１８、２２２）の単位時間当たりの前記第２磁力（Ｆ２）の第２低下率より小さい構成体。 - 請求項１に記載の構成体において、前記第１磁気デバイス（２０４）の前記少なくとも１つの永久磁石（２１０、２１４）は、前記第２磁気デバイス（２０６）の前記少なくとも１つの永久磁石（２１８、２２２）とは異なる材料を含む構成体。
- 請求項１又は２に記載の構成体において、前記第１磁気デバイス（２０４）は、前記第１磁力（Ｆ１）で前記コンポーネント（１２６）を押さえるために該コンポーネント（１２６）の下に配置され、前記第２磁気デバイス（２０６）は、前記第２磁力（Ｆ２）で前記コンポーネント（１２６）を押さえるために該コンポーネント（１２６）の上に配置される構成体。
- 請求項１又は２に記載の構成体において、前記第１磁気デバイス（２０４）は、前記第１磁力（Ｆ１）で前記コンポーネント（１２６）を引き寄せるために該コンポーネント（１２６）の上に配置され、前記第２磁気デバイス（２０６）は、前記第２磁力（Ｆ２）で前記コンポーネント（１２６）を引き寄せるために該コンポーネント（１２６）の下に配置される構成体。
- 請求項１〜４のいずれか１項に記載の構成体において、前記第１磁気デバイス（２０４）及び前記第２磁気デバイス（２０６）が複数設けられる構成体。
- 請求項５に記載の構成体において、前記第２磁気デバイス（２０６）は、前記第１磁力（Ｆ１）の和と同時に同じ絶対値だけ前記第２磁力（Ｆ２）の和を低減するよう設計される構成体。
- 請求項１〜６のいずれか１項に記載の構成体において、該構成体は、前記コンポーネント（１２６）を位置決めするアクチュエータ（９０２）も有し、該アクチュエータ（９０２）は、前記コンポーネント（１２６）に接続された要素にコイル（９０４）によって磁力を作用させる構成体。
- 請求項１〜７のいずれか１項に記載の構成体において、前記コンポーネント（１２６）は、光学素子用の保持フレームを有し、且つ／又は光学素子を有する構成体。
- 請求項８に記載の構成体において、前記光学素子は、ミラー（１２６）又はレンズを含む構成体。
- 請求項１〜９のいずれか１項に記載の構成体（２００）を備えたリソグラフィ装置（１００）。
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