JP6293136B2 - 磁気デバイスおよびリソグラフィ装置 - Google Patents

Description

関連出願の相互参照
[0001] 本願は、２０１２年７月１８日に出願された米国仮特許出願第６１／６７３，０５４の利益を主張するものであり、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。

[0002] 本明細書は、磁気デバイスおよび磁気デバイスを備えるリソグラフィ装置に関連する。

[0003] リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板上、通常、基板のターゲット部分上に付与する機械である。リソグラフィ装置は、例えば、集積回路（ＩＣ）の製造に用いることができる。その場合、ＩＣの個々の層上に形成される回路パターンを生成するために、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を用いることができる。パターニングデバイスは、パターニングデバイスサポートによって支持され得る。このパターンは、基板テーブルによって支持され得る基板（例えば、シリコンウェーハ）上のターゲット部分（例えば、ダイの一部、または１つ以上のダイを含む）上に転写することができる。通常、パターンの転写は、基板上に設けられた放射感応性材料（レジスト）層上への結像によって行われる。一般には、単一の基板が、連続的にパターニングさ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としては、ターゲット部分上にパターン全体を一度に露光することにより各ターゲット部分を照射するいわゆるステッパ、および放射ビームによってある特定の方向（「スキャン」方向）にパターンをスキャンすると同時に、この方向に平行または逆平行に基板をスキャンすることにより各ターゲット部分を照射する、いわゆるスキャナが含まれる。パターンを基板上にインプリントすることにより、パターニングデバイスから基板にパターンを転写することも可能である。

[0004] リソグラフィ装置には、磁気デバイスの第１部分および磁気デバイスの第２部分間の基準方向に力を提供するための磁気デバイスを設けることができる。図２ａは、リソグラフィ装置内で使用される公知の磁気デバイスを示す。磁気デバイスは、第１部分に結合し第１磁気分極を有する第１磁気部分および第２部分に結合し第２磁気分極を有する第２磁気部分を備える。第１磁気部分および第２磁気部分は、互いに磁気的相互作用するように構成される。第１磁気部分は第２磁気部分上に第１の力を働かせ、第２磁気部分は第１磁気部分上に第２の力を働かせる。第１の力および第２の力は、基準方向に対して平行である互いに逆向きの方向を有し得る。磁気分極はベクトル場であること、すなわち、磁気分極は方向および大きさの両方を有し、そのため磁気分極に対する加算「方向」が含まれないということに注意されたい。第１磁気分極は、基準方向に対して実質的に平行であり、上側方向に誘導され得る（例えば、第１磁気部分ＭＰ１において矢印によって示される）。第２磁気部分は、基準方向に対して実質的に垂直な第２磁気分極を有し得る。第１磁気部分ＭＰ１および第２磁気部分ＭＰ２間の力は、重力を補うために使用され得る。そのような実施形態では磁気デバイスは、いわゆる重力補償器としての使用に適している可能性がある。

[0005] 第１磁気部分ＭＰ１は、重力に逆らって支持をするよう基板テーブルに接続され得る。第１磁気部分ＭＰ１は、パターニングデバイスサポート（例えば、マスクテーブルＭＴ）の重力に対する支持となるよう、パターニングデバイスサポートに接続され得る。重力補償器は、リソグラフィ装置のその他の構成要素（例えば、レンズ素子、メトロロジフレーム、ステージおよび、概していえば、所定の位置に受動的および／または能動的に保持された各構成要素）に提供されることができ、それにより重力に対する支持を提供すると共に、好ましくは、リソグラフィ装置の構成要素を装置の周囲からの振動からさらに動的に孤立させる。

[0006] 電磁気デバイス（例えば、モータ）は、一般的には、「モータ定数」として知られるパラメータによって特徴づけられ得る。この定数は、電磁気デバイスの入力および電磁気デバイスの出力間の関係を画定し、ローレンツアクチュエータの場合は電磁気デバイスの入力は通常は導電素子（例えば、コイルＣＬ）によって運ばれる電流であり、電磁気デバイスの出力は通常は電流に応じてもたらされる力である。図２ｂは、リソグラフィ装置において使用される導電素子を含む別の公知の電磁気デバイスを示す。多くの場合、モータ定数の値は、「モータ定数」という名前に示されるように、定数であると見なされる。そのため、当業者がモータ定数は定数であると考える場合には、その当業者は実際にはモータ定数の値が不変的な平均部分であると見なしている。ローレンツアクチュエータのモータ定数の値のバリエーションについての考えられる原因の一つは、磁石の磁界強度および／または磁化方向／配向の位置依存バリエーションに起因する位置依存性である可能性がある。

[0007] 第１磁気部分ＭＰ１および第２磁気部分ＭＰ２間の磁気的相互作用に起因する磁界は、磁気デバイスの外側まで延在する可能性があり、また別の部分を阻害し得る（例えば、リソグラフィ装置の別の部分）。図３は、ｚ方向において重力補償器の上に一定の距離（３９ｍｍ）（ＤＳＴ）（図２ａにおいて高さＬＶＬとして示される）にあり、中心軸（基準方向に対して平行）に対してＲ方向（ｍｍ）の距離に依存し、かつ磁気部分ＭＰ１の中心を通って延在する、図２ａの磁気デバイスの外側における磁界の強度のグラフを示す（テルサにて）。重力補償器の外側の磁界の最大強度は、高すぎる可能性がある。加えて、磁気デバイスのモータ定数の値の位置依存性もまた、高すぎる可能性がある。

[0008] 改良された磁気デバイスを提供することが望ましい。

[0009] 一実施形態によると、磁気デバイスであって、第１部分と、第２部分と、第１部分と結合しかつ第１磁気分極を有する第１磁気部分と、第２部分と結合しかつ第２磁気分極を有する第２磁気部分と、第１部分と結合しかつ付加的磁気分極を有する付加的磁気部分と、を備え、第１磁気部分と第２磁気部分とは互いに磁気的相互作用するように構成され、第１磁気部分は第２磁気部分上に第１の力を働かせ、第２磁気部分は第１磁気部分上に第２の力を働かせ、第１の力および前記第２の力は基準方向に対して平行である互いに逆向きの方向を有し、第１磁気分極は前記基準方向に対して実質的に平行であり、第２磁気分極は基準方向に対して実質的に垂直であり、付加的磁気分極は第１磁気分極と角度をなし、角度は約９０度から約２７０度の範囲の大きさを有する、磁気デバイスが設けられている。

[0010] さらに別の実施形態では、放射ビームにパターンを付与してパターン付き放射ビームを形成するように構成されたパターニングデバイスを支持するように構成されたサポート構造と、基板を支持するように構成された基板テーブルと、パターン付き放射ビームを基板上に投影するように構成された投影システムと、磁気デバイスと、を備える、リソグラフィ装置が設けられている。

[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] 本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置を図示する。 [0013] 従来技術による図１のリソグラフィ装置において使用される磁気デバイスを図示する。 [0014] 従来技術による図１のリソグラフィ装置において使用される別の磁気デバイスを図示する。 [0015] 一定の高さにおける、図２ａの磁気デバイスの外側の磁界の強度のグラフを図示する。 [0016] 図１のリソグラフィ装置において使用される本発明の第１実施形態による磁気デバイスを図示する。 [0017] 図１のリソグラフィ装置において使用される本発明の第２実施形態による磁気デバイスを図示する。 [0018] 一定の高さにおける、図５の磁気デバイスの外側の磁界の強度のグラフを図示する。 [0019] 本発明の第３実施形態のよる磁気デバイスを図示する。 [0020]本発明の第４実施形態のよる磁気デバイスを図示する。 [0021]本発明の第５実施形態のよる磁気デバイスを図示する。 [0022]本発明の第６実施形態のよる磁気デバイスを図示する。

[0023] 図１は、本発明の一実施形態によりリソグラフィ装置を概略的に示している。このリソグラフィ装置は、放射ビームＢ（例えば紫外線またはその他の適切な放射）を調整するように構成された照明システム（イルミネータ）ＩＬおよび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、かつ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ポジショナＰＭに連結されているサポート構造（例えば、マスクテーブル）ＭＴを備える。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、かつ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築された第２ポジショナＰＷに連結されている基板テーブル（例えば、ウェーハテーブル）ＷＴまたは「基板サポート」を備える。装置は、パターニングデバイスＭＡによって放射ビームＢに付け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ている投影システム（例えば、屈折投影レンズシステム）ＰＳをさらに備える。

[0024] サポート構造は、パターニングデバイスの重量を支えるなどしてパターニングデバイスを支持する。サポート構造は、パターニングデバイスの向き、リソグラフィ装置の設計、および、パターニングデバイスが真空環境内で保持されているか否かなどの他の条件に応じた態様で、パターニングデバイスを保持する。サポート構造は、機械式、真空式、静電式またはその他のクランプ技術を使って、パターニングデバイスを保持することができる。サポート構造は、例えば、必要に応じて固定または可動式にすることができるフレームまたはテーブルであってもよい。サポート構造は、パターニングデバイスを、例えば、投影システムに対して所望の位置に確実に置くことができる。本明細書において使用される「レチクル」または「マスク」という用語はすべて、より一般的な「パターニングデバイス」という用語と同義であると考えるとよい。

[0025] 本明細書において使用される「投影システム」という用語は、使われている露光放射にとって、あるいは液浸液の使用または真空の使用といった他の要因にとって適切な、屈折型、反射型、反射屈折型、磁気型、電磁型、および静電型光学系、またはそれらのあらゆる組合せを含むあらゆる型の投影システムを包含していると広く解釈されるべきである。本明細書において使用される「投影レンズ」という用語はすべて、より一般的な「投影システム」という用語と同義であると考えるとよい。

[0026] 本明細書に示されているとおり、リソグラフィ装置は、透過型のもの（例えば、透過型マスクを採用しているもの）である。また、リソグラフィ装置は、反射型のもの（例えば、上述のプログラマブルミラーアレイを採用しているもの、または反射型マスクを採用しているもの）であってもよい。

[0027] リソグラフィ装置は、２つ（デュアルステージ）以上の基板テーブルまたは「基板サポート」（および／または２つ以上のマスクテーブルまたは「マスクサポート」）を有する型のものであってもよい。そのような「マルチステージ」機械においては、追加のテーブルまたはサポートは並行して使うことができ、または予備工程を１つ以上のテーブルまたはサポート上で実行しつつ、別の１つ以上のテーブルまたはサポートを露光用に使うこともできる。

[0028] また、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満たすように、比較的高屈折率を有する液体（例えば水）によって基板の少なくとも一部を覆うことができるタイプのものであってもよい。また、リソグラフィ装置内の別の空間（例えば、パターニングデバイス（例えば、マスク）と投影システムとの間）に液浸液を加えてもよい。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され得る。本明細書において使用される「液浸」という用語は、基板のような構造物を液体内に沈めなければならないという意味ではなく、単に、露光中、投影システムと基板との間に液体があるということを意味するものである。

[0029] 放射ビームＢは、サポート構造（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上に入射して、パターニングデバイスによってパターン形成される。パターニングデバイス（例えば、マスク）ＭＡを通り抜けた後、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、基板Ｗのターゲット部分Ｃ上にビームの焦点をあわせる。第２ポジショナ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、または静電容量センサ）を使って、例えば、さまざまなターゲット部分Ｃを放射ビームＢの経路内に位置決めするように、基板テーブルＷＴを正確に動かすことができる。同様に、第１ポジショナＰＭおよび別の位置センサ（図１には明示的に示されていない）を使い、例えば、マスクライブラリから取り出した後またはスキャン中に、パターニングデバイス（例えば、マスク）ＭＡを放射ビームＢの経路に対して正確に位置決めすることもできる。通常、サポート構造 （例えば、マスクテーブル）ＭＴの移動は、第１ポジショナＰＭの一部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）を使って達成することができる。同様に、基板テーブルＷＴまたは「基板サポート」の移動も、第２ポジショナＰＷの一部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って達成することができる。

[0030] 本明細書において、ＩＣ製造におけるリソグラフィ装置の使用について具体的な言及がなされているが、本明細書記載のリソグラフィ装置が、集積光学システム、磁気ドメインメモリ用のガイダンスパターン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といった他の用途を有し得ることが理解されるべきである。当業者にとっては当然のことであるが、そのような別の用途においては、本明細書で使用される「ウェーハ」または「ダイ」という用語はすべて、それぞれより一般的な「基板」または「ターゲット部分」という用語と同義であるとみなしてよい。本明細書に記載した基板は、露光の前後を問わず、例えば、トラック（通常、基板にレジスト層を塗布し、かつ露光されたレジストを現像するツール）、メトロロジーツール、および／またはインスペクションツールで処理されてもよい。適用可能な場合には、本明細書中の開示内容を上記のような基板プロセシングツールおよびその他の基板プロセシングツールに適用してもよい。さらに基板は、例えば、多層ＩＣを作るために複数回処理されてもよいので、本明細書で使用される基板という用語は、すでに多重処理層を包含している基板を表すものとしてもよい。

[0031] 光リソグラフィの関連での本発明の実施形態の使用について上述のとおり具体的な言及がなされたが、当然のことながら、本発明は、他の用途、例えば、インプリントリソグラフィに使われてもよく、さらに状況が許すのであれば、光リソグラフィに限定されることはない。インプリントリソグラフィにおいては、パターニングデバイス内のトポグラフィによって、基板上に創出されるパターンが定義される。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の中にプレス加工され、基板上では、電磁放射、熱、圧力、またはそれらの組合せによってレジストは硬化される。パターニングデバイスは、レジストが硬化した後、レジスト内にパターンを残してレジストの外へ移動される。

[0032] 本明細書で使用される「放射」および「ビーム」という用語は、紫外線（ＵＶ）（例えば、３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、または１２６ｎｍの波長、またはおよそこれらの値の波長を有する）、および極端紫外線（ＥＵＶ）（例えば、５〜２０ｎｍの範囲の波長を有する）、ならびにイオンビームや電子ビームなどの微粒子ビームを含むあらゆる種類の電磁放射を包含している。

[0033] 「レンズ」という用語は、文脈によっては、屈折、反射、磁気、電磁気、および静電型光コンポーネントを含む様々な種類の光コンポーネントのいずれか１つまたはこれらの組合せを指すことができる。

[0034] 図４は、本発明の一実施形態による磁気デバイスを示す。磁気デバイスは、磁気デバイスの第１部分ＦＰに結合された基準方向ＲＤに対して実質的に平行な第１磁気分極を有する第１磁気部分ＭＰ１および磁気デバイスの第２部分ＳＰに結合された基準方向ＲＤに対して実質的に垂直な第２磁気分極を有する第２磁気部分ＭＰ２を有する。第１磁気部分ＭＰ１および第２磁気部分ＭＰ２は、互いに磁気的相互作用するように構成され、第１磁気部分ＭＰ１は第２磁気部分ＭＰ２上に第１の力を働かせ、第２磁気部分は第１磁気部分ＭＰ１上に第２の力を働かせる。第１の力および第２の力は基準方向ＲＤに対して平行である互いに逆向きの方向を有する。磁気デバイスは、第１磁気分極と約９０度から約２７０度の範囲の大きさを有する角度（図４では１８０度の角度が示されている）をなす付加的磁気分極を有する付加的磁気部分ＡＭＰをさらに備え、その付加的磁気部分ＡＭＰは磁気デバイスの第１部分ＦＰに結合される。公知の磁気デバイス（図２ａおよび図２ｂに示され、これらの図を参照して説明される磁気デバイス）と比較して、付加的磁気部分ＡＭＰは第１部分ＦＰ方向における磁気デバイスの外側の第１磁気部分ＭＰ１の磁束の少なくとも一部を減少させることから、このような方法で付加的磁気部分ＡＭＰを配置することは磁気デバイスの外側により低減された浮遊磁界をもたらし得る。本発明による付加的磁気部分ＡＭＰの更なる利点は、公知の電磁気デバイスと比較して第２磁気部分ＭＰ２の位置における流束密度がより高いことであり、それにより第１磁気部分ＭＰ１と第２磁気部分ＭＰ２との間の基準方向における力が増加する。結果として、同様の力をもたらすために、公知の電磁気デバイスと比較してより小さい（かつより軽い）第１磁気部分ＭＰ１を使用することができ、それにより磁気デバイスの総重量を減少させることが可能となり得る。付加的磁気部分ＡＭＰを、本発明による磁気デバイスの第１部分ＦＰに向かう基準方向に第１磁気部分ＭＰ１上に配置することにより磁気デバイスの第１部分ＦＰの外側付近の浮遊磁界を減少させる一方で、磁気デバイスの第２部分ＳＰに向かう基準方向ＲＤとは反対方向に第１磁気部分ＭＰ１の下に付加的磁気部分ＡＭＰを配置することにより第２磁気部分ＭＰ２の位置における磁束が増加する。しかしながら、またこれにより磁気デバイスの第２部分ＳＰの付近の外側において、磁気デバイスの外側の浮遊磁界が増加する。加えて、第２磁気部分ＭＰ２の位置における磁束密度を増加させながら、磁気デバイスの第１部分ＦＰの外側付近の磁気デバイスの外側の浮遊磁界を減少させるために二つの付加的磁気部分ＡＭＰ１１およびＡＭＰ１２を配置することも可能である（図５に示されるように）。一実施形態では、磁気デバイスの外側の浮遊磁界レベルをさらに減少させるために、付加的な（径方向）シールドが使用され得る。一実施形態では、磁気デバイス自体内の磁界レベルを増加させるためにも付加的な（径方向）シールドが使用され得る。本発明の好ましい実施形態において、付加的磁気分極は第１磁気分極に対して約１８０度の角度をなす。そのような実施形態では、磁気デバイスの第１部分ＦＰ方向における浮遊磁界が最大限に減少する一方で、第２磁気部分ＭＰ２の位置における磁束密度は最大限に増加し、その結果としてより効率的な磁気デバイスが得られる。

[0035] 本発明の更なる実施形態では、磁気デバイスの第１部分ＦＰおよび磁気デバイスの第２部分ＳＰのうちの少なくとも一つが、少なくとも一つのコイル（例えば、図５に示されたコイルＣＬ）を備えるコイルアセンブリを備え、そのコイルは、コイルを付勢する際に磁気デバイスの第１部分ＦＰおよび電磁部分の第２部分ＳＰとの間で追加的な力が基準方向に働くように、第１磁気部分ＭＰ１、第２磁気部分ＭＰ２および付加的磁気部分ＡＭＰにより形成された磁気回路内に構築および配置されている。その結果として、磁気デバイスの第１部分ＦＰおよび磁気デバイスの第２部分ＳＰ間の総力が増加する可能性があるが、磁気デバイスの第１部分ＦＰおよび磁気デバイスの第２部分ＳＰ間の所定の力レベルに対する（例えば、予期しない）変化を補償することをも可能にし得る（例えば、磁気デバイスが例えば、重力補償器として使用されている際の定常状態の設定）。さらには、基板のレベリングまたは焦点合わせの間、追加的なエネルギー依存性の力が使用されてよい。付加的磁気部分ＡＭＰのさらなる利点は、第１磁気部分ＭＰ１および第２磁気部分ＭＰ２間の磁界強度が増加することであり、それによりローレンツ力の急峻性をも増加する。ローレンツ力の急峻性はＦ^２／Ｐとして規定されており、Ｆが働く力（Ｎ）でありＰがこの力を働かせるために散逸されたパワー（Ｗ）である。すなわち、磁界強度の増加はモータ定数の値を増加させ、それにより同じ電流（モータ入力）に対して働く力（モータ出力）が増加する。モータ定数の値の増加は、例えば、同じ力を生み出すためのデザインをより小さくすることができるという点でも利益を有する。一実施形態では、磁気デバイスの第１部分ＦＰおよび磁気デバイスの第２部分ＳＰ間の力は、基準方向（例えば、ｚ方向に対応する方向）の重力を補うために使用され得る。

[0036] 本発明の一実施形態によると、磁気デバイスは図１のリソグラフィ装置において、例えば、重力補償器として使用されるように設けられ得る。磁気デバイスは重力補償器として適切であり、基準方向ＲＤの位置合わせは、第１の力および第２の力が磁気デバイスの第１部分ＦＰと磁気デバイスの第２部分ＳＰとの間に支持力を供給することができるように、実質的に重力の軸に沿ってなされる。一実施形態では、第１磁気部分ＭＰ１および第２磁気部分ＭＰ２のうちの少なくとも一つが、対称軸の周囲において円形対称であり、重力の軸に対して実質的に平行である。第１磁気部分ＭＰ１および第２磁気部分ＭＰ２はドーナツ型であってよく、中心軸ＣＡはドーナツの中心を通過し得る（図５に示されるように）、あるいは代替的実施形態においては、中心軸ＣＡは、基準方向と平行して、磁気部分ＭＰ１の中心を通過し得る。

[0037] 第１磁気部分ＭＰ１は、例えば、ｚ方向に対応する基準方向において磁界を形成することができる。一実施形態では、第２磁気部分ＭＰ２は第２方向において磁界を形成することができ、第２方向は基準方向に対して実質的に垂直であり径方向（すなわち、図６に示されるグラフにおける、磁気デバイスの中心軸ＣＡからの半径を表すＲ軸）に対応するが、一方で基準方向はＺ方向に対応し得る。図６に示されるグラフにおける例は、Ｒ方向およびｚ方向における距離をミリメートルで表す。

[0038] 図５に示されるように、第２磁気部分ＭＰ２の磁気分極は中心軸ＣＡに向かって内側に向けられ、また第１磁気部分ＭＰ１に向けられる。例えば、第１磁気部分ＭＰ１の磁気分極が下側に向けられた場合には、第２磁気部分ＭＰ２の磁気分極もまた外側に向けられることができる。図５に示されるように、第１磁気部分ＭＰ１の上下に二つの付加的磁気部分ＡＭＰ１１、ＡＭＰ１２が設けられてよい。付加的磁気部分ＡＭＰ１１、ＡＭＰ１２は永久磁石を備えてよく、かつ、例えば、ネオジウム鉄ボーア、サマリウムコバルトまたはセラミック材料から作られ得る。

[0039] 図６は、図５の磁気デバイス上のｚ方向において３９ｍｍにわたる定められた距離における磁界の強度のグラフを示す（より詳しくは、図２ａおよび図３を参照した記載および示された値についての説明を参照されたい）。付加的磁気部分ＡＭＰ１１、ＡＭＰ１２を備えた磁気デバイスの３９ｍｍ上方の距離における最大磁界は、図３を参照して記載された最大磁界よりも著しく低く、０から６．０ミリテスラの範囲内にあり得る。

[0040] 図７に示されるように、第２付加的磁気部分ＡＭＰ２１、ＡＭＰ２２もまた第２磁気部分ＭＰ２に備えられ得る。図２ａと比較して、磁気デバイスには合計で二つの付加的磁気部分ＡＭＰ１１、ＡＭＰ１２および二つの第２付加的磁気部分ＡＭＰ２１とＡＭＰ２２とが付加される。第２付加的磁気部分ＡＭＰ２１、ＡＭＰ２２は、基準方向ＲＤに実質的に平行な第２付加的磁気分極を有する。また代替的には、第２付加的磁気部分ＡＭＰ２１、ＡＭＰ２２のうちの少なくとも一つが使用可能であるということは、当業者にとって明らかである。シミュレーションによって、磁気デバイスの第１部分ＦＰと磁気デバイスの第２部分ＳＰ間の基準方向における総力は、図２ａを参照して示されかつ説明される磁気デバイスと比較して、約２４０％増加することが示される。シミュレーションによって、磁気デバイスの外側の浮遊磁界は、第２付加的磁気部分ＡＭＰ２１、ＡＭＰ２２の付加によりさらに減少するということがさらに示される。代替的実施形態では、磁気デバイスの第１部分ＦＰには少なくとも一つの磁気部分ＭＰ１が設けられる一方で、第２付加的磁気部分ＡＭＰ２１、ＡＭＰ２２のうち少なくとも一つが磁気デバイスの第２部分ＳＰに設けられる。シミュレーションによって、この代替的磁気構成は、図２ａを参照して説明される従来技術の構成と比較して減少した浮遊磁界を磁気デバイスの外側に提供しながらも、磁気デバイスの第１部分ＦＰと磁気デバイスの第２部分ＳＰ間における力が増加しているという点で利点を有することが示されている。

[0041] 図７を参照して示されかつ説明された構成は、図８に示されるコイルＣＬ１、ＣＬ２のうちの少なくとも一つを加えることによりさらに延長可能である。適用された磁気構成によりコイルＣＬ１、ＣＬ２の位置における磁束密度がさらに増加することから、磁気デバイスの第１部分ＦＰと磁気デバイスの第２部分ＳＰ間に追加的な力を発生させるためにコイルＣＬ１、ＣＬ２のうちの少なくとも一つを設けることは、統合ローレンツアクチュエータの急峻度も増加するにつれて、より一層有効性を増す。

[0042] 図９は、本発明の５番目の代替的実施形態による磁気デバイスを示す。この構成においては、径方向に磁化された第３付加的磁気部分ＡＭＰ１３、ＡＭＰ１４（すなわち、基準方向に実質的に垂直な第３磁気分極を有しているもの）は、第１磁気部分ＭＰ１と付加的磁気部分ＡＭＰ１１、ＡＭＰ１２との間に付加される。これにより、ローレンツアクチュエータの急峻度がさらに向上しかつ基準方向における磁気デバイスの第１部分ＦＰと磁気デバイスの第２部分ＳＰ間の総力が増加する。図９に示される構成においては、第２付加的磁気部分ＡＭＰ２１、ＡＭＰ２２は簡略性のために省略されているが、これらの第２付加的磁気部分は更なる代替的磁気デバイス構成に付加されることができる。代替的実施形態では、コイルＣＬ１、ＣＬ２のうちの少なくとも一つが、（より）受動的な磁気デバイスを作成するために省略されることができる。

[0043] 図１０は、本発明の６番目の代替的実施形態による磁気デバイスを示す。この構成においては、ステータ（すなわち、実質的に不動の部分）は磁気デバイスの第２部分ＳＰに接続され、磁気デバイスの磁気回路における磁束を導くために構築されかつ配置されている磁気ヨークＹＫに積載される第２磁気部分ＭＰ２を備える。ロータ（すなわち、ステータに対して相対的に移動可能である部分）は、磁気デバイスの第１部分ＦＰに接続されかつ第１磁気部分ＭＰ１、付加的磁気部分ＡＭＰおよびコイルＣＬを備える。なお、磁気デバイスの第１部分ＦＰは、磁気デバイスの第２部分ＳＰの下に位置付けられ、その結果として磁気デバイスの第１部分ＦＰは実際には磁気デバイスの第２部分ＳＰの下に垂れ下がっており、第１の力および第２の力によって位置を保つ。一実施形態では、磁気デバイスは液体閉じ込めシステムを支持するために使用され得る。液体閉じ込め構造は、ＸＹ平面において投影システムに対して実質的に静止しているが、Ｚ方向（光軸の方向）には多少の相対移動があり得る。液体閉じ込め構造と基板の表面との間には、シールが形成される。一実施形態においては、液体閉じ込め構造と基板の表面との間には、シールが形成されており、ガスシールなどの非接触シールとすることもできる。そのようなシステムは、米国特許出願公開第２００４−０２０７８２４において開示されている。一実施形態では、磁気デバイスはローレンツアクチュエータと組み合わさって重力補償器として機能することができる。重力補償器機能は、第２磁気部分ＭＰ２と磁気的相互作用するように構成された第１磁気部分ＭＰ１によって達成される。付加的磁気部分ＡＭＰは、ロータの一定のストロークに対してより安定した力を得るために付される。第１および第２磁気部分ＭＰ１、ＭＰ２および付加的磁気部分ＡＭＰの寸法により、磁気デバイスの第１部分ＦＰおよび磁気デバイスの第２部分ＳＰ間の力が決定される。本発明の発明者らは、磁気部分ＭＰ１、ＭＰ２の高さ比は、基準方向ＲＤにおけるロータのストロークに依存した力の偏差を少なくとも部分的に決定するということを発見した。付加的磁気部分ＡＭＰの高さに変化をつけることにより、コイルＣＬを励磁することによって少なくとも部分的に補償されることが必要な基準方向における剛性の値および兆候を制御することが可能である。付加的磁気部分ＡＭＰの効果は、第２磁気部分ＭＰ２と磁気的相互作用しながら第１磁気部分ＭＰ１の非線形挙動を線形化することである。このことは、コイルＣＬにより磁気デバイスがローレンツアクチュエータとしての役割を果たすことが可能になることから利点を有し、その結果として重力補償器およびアクチュエータの機能が一つの磁気デバイスに統合されることが可能となることにより、例えば、重力補償器機能とローレンツアクチュエータ機能が物理的に分離している状況と比較して、必要とされる容積が減少し得る。本発明の一実施形態では、永久磁石は実質的に一切の強磁性物質を有さない。

[0044] 以上、本発明の具体的な実施形態を説明してきたが、本発明は、上述以外の態様で実施できることが明らかである。例えば、本発明は、上記に開示した方法を表す１つ以上の機械読取可能命令のシーケンスを含むコンピュータプログラムの形態、またはこのようなコンピュータプログラムが記憶されたデータ記憶媒体（例えば、半導体メモリ、磁気ディスクまたは光ディスク）の形態であってもよい。

[0045] 上記の説明は、制限ではなく例示を意図したものである。したがって、当業者には明らかなように、添付の特許請求の範囲を逸脱することなく本記載の発明に変更を加えてもよい。

Claims (8)

1. 磁気デバイスであって、前記磁気デバイスは、
   第１部分と、
   第２部分と、
   前記第１部分と結合しかつ第１磁気分極を有する第１磁気部分と、
   前記第２部分と結合しかつ第２磁気分極を有する第２磁気部分と、
   前記第１部分と結合しかつ付加的磁気分極を有する付加的磁気部分と、を備え、
   前記第１磁気部分および前記第２磁気部分は互いに磁気的相互作用し、
   前記第１磁気部分は、前記第２磁気部分上に第１の力を働かせ、
   前記第２磁気部分は、前記第１磁気部分上に第２の力を働かせ、
   前記第１の力および前記第２の力は、基準方向に対して平行である逆向きの方向を有し、
   前記第１磁気分極は、前記基準方向に対して実質的に平行であり、
   前記第２磁気分極は、前記基準方向に対して実質的に垂直であり、
   前記第１磁気部分と前記付加的磁気部分は、その間に他の磁気部分を介在しない状態で、直線上に並んで配置され、
   前記付加的磁気分極は前記第１磁気分極と角度をなし、
   前記角度は約１８０度の大きさを有する、磁気デバイス。
2. 前記第１部分および前記第２部分のうち少なくとも一つは、少なくとも一つのコイルを備えるコイルアセンブリを備え、前記コイルは、前記コイルを付勢する際に前記第１部分と前記第２部分との間で追加的な力が前記基準方向に働くように、前記第１磁気部分、前記第２磁気部分および前記付加的磁気部分により形成された磁気回路内に構築および配置される、請求項１に記載の磁気デバイス。
3. 前記付加的磁気部分は、実質的に一切の強磁性物質を有さない永久磁石を備える、請求項１又は２に記載の磁気デバイス。
4. 前記第２部分に結合されている第２付加的磁気部分をさらに備え、前記第２付加的磁気部分は前記基準方向に実質的に平行な第２磁気分極を有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の磁気デバイス。
5. 重力補償器として適している請求項１〜４のいずれか１項に記載の磁気デバイスであって、前記第１の力および前記第２の力が前記第１部分と前記第２部分との間に支持力を供給することができるように、前記基準方向は実質的に重力の軸に沿って位置合わせされる、請求項１〜４のいずれか１項に記載の磁気デバイス。
6. 前記第１磁気部分および前記第２磁気部分のうちの少なくとも一つは、対称軸の周囲において円形対称であり、かつ前記重力の軸に対して実質的に平行である、請求項５に記載の磁気デバイス。
7. 放射ビームにパターンを付与してパターン付き放射ビームを形成するパターニングデバイスを支持するサポート構造と、
   基板を支持する基板テーブルと、
   前記パターン付き放射ビームを前記基板上に投影する投影システムと、
   請求項１〜６のいずれか１項に記載の磁気デバイスと、を備える、リソグラフィ装置。
8. 前記磁気デバイスの前記第１部分は、前記基板テーブル、前記サポート構造または液体閉じ込めシステムに収容される、請求項７に記載のリソグラフィ装置。