JP6898464B2 - ベアリングデバイス、磁気重力補償器、振動絶縁システム、リソグラフィ装置 - Google Patents

ベアリングデバイス、磁気重力補償器、振動絶縁システム、リソグラフィ装置 Download PDF

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関連出願の相互参照
本出願は、２０１７年３月１６日に出願された欧州出願第１７１６１３２９．２号、２０１７年５月２３日に出願された欧州出願第１７１７２３６５．３号、２０１７年９月１１日に出願された欧州出願第１７１９０３４４．６号、２０１７年１１月９日に出願された欧州出願第１７２００７４２．９号の優先権を主張し、それらの全体が本明細書に援用される。
本発明は、ベアリングデバイス、磁気重力補償器、振動絶縁システム、そうしたベアリングデバイスを備えるリソグラフィ装置、および負剛性を有する重力補償器を制御する方法に関する。本発明は、さらに、質量を支持部に対し支持するスプリングに関する。
リソグラフィ装置は、基板、多くの場合基板の目標部分に、所望のパターンを与える機械である。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。この場合、マスクまたはレチクルとも称されるパターニングデバイスが、ＩＣの個別の層に形成されるべき回路パターンを生成するために使用されうる。このパターンが基板（例えばシリコンウェーハ）上の目標部分（例えば１つまたは複数のダイもしくはダイの一部を含む）に転写されうる。パターン転写は典型的には基板に設けられた放射感応性材料（レジスト）層への結像による。一般に一枚の基板には網状に隣接する一群の目標部分が含まれ、これらは連続的にパターン形成される。公知のリソグラフィ装置には、目標部分にパターン全体が一度に露光されるようにして各目標部分が照射を受ける、いわゆるステッパと、所与の方向（「走査」方向）に放射ビームによりパターンを走査するとともに基板をこの方向と平行または逆平行に走査するようにして各目標部分が照射を受ける、いわゆるスキャナとが含まれる。パターニングデバイスから基板へのパターン転写は、基板にパターンをインプリントすることによっても可能である。
リソグラフィ装置においては、振動絶縁システムが、リソグラフィ装置の第１部分を第２部分に対して支持するために使用され、それとともに、リソグラフィ装置の第２部分からリソグラフィ装置の第１部分への、またはその逆の振動の伝達が防止され、または少なくとも最小化される。振動絶縁システムの例には、例えばエアマウントがある。
振動絶縁システムが使用されうる構造体の例は、リソグラフィ装置の投影システム（例えば投影光学系ボックス）のミラー素子のための、及び／または、こうしたミラー素子の位置を決定するように構成される１つ又は複数のセンサのための支持構造である。例えば工場の床面から発生する振動を投影システムのミラー素子またはこれに付属するセンサに伝達させないことが重要であるのは、これが、リソグラフィプロセス、例えばオーバレイまたはフォーカスに悪影響を与えうるためである。
支持構造の力学的なアーキテクチャは、以下のように設計されうる。ベースフレームが床面に設けられ、上述のミラーデバイスを支持する力フレームを支持する。エアマウントを備える１つ又は複数の振動絶縁システムがベースフレームと力フレームとの間に設けられ、ベースフレームの振動から力フレームを少なくとも部分的に絶縁する。ベースフレームはさらに、センサフレームを支持する中間フレームを支持する。ベースフレームと中間フレームとの間にも、エアマウントを備える１つ又は複数の振動絶縁システムが設けられてもよい。
センサフレームに搭載されるセンサのセンサ性能を最適化するためには、中間フレームとセンサフレームとの間に１つ又は複数の振動絶縁システムを設けることが有利である。ミラー素子のための支持構造の実施の形態には、センサフレームと中間フレームとの間の振動絶縁システムに２Ｈｚの機械的なカットオフ周波数が必要とされうるものがある。比較的軽量の中間フレームに起因する低いモード質量のために、振動絶縁システムには例えば１０４から１０３Ｎ／ｍという比較的低い剛性が必要とされうる。さらに、センサフレームは、例えば少なくとも２０００ｋｇ、例えば２８００ｋｇという比較的大きな質量を有しうるものであり、これが１つ又は複数の振動絶縁システムによって支持される。ある実施の形態においては、４つの振動絶縁システムが設けられ、各々がセンサフレームの角部またはその近くに配置される。上述の低い剛性と組み合わせて、一つの振動絶縁システムが担うセンサフレームの部分を例えば少なくとも５００ｋｇ、例えば７００ｋｇという大きな質量とすることは、振動絶縁システムの設計を困難にする。
リソグラフィ装置のいくつかの実施の形態においてはこの振動絶縁が真空環境に設けられる。こうした真空環境ではエアマウントを使用することができない。真空環境に使用可能な既存の振動絶縁システムは、必要とされる性能を提供しない。
本発明のある目的は、比較的大きい質量を支持可能であるとともに低剛性を有するベアリングデバイスを提供することにある。本発明の更なる目的は、磁気重力補償器、およびそうしたベアリングデバイスを備える振動絶縁システムを提供することにある。
本発明のある態様によると、装置の第１部分を前記装置の第２部分に対して鉛直方向に支持するように設けられるベアリングデバイスであって、磁気重力補償器を備え、前記磁気重力補償器は、
前記第１部分と前記第２部分のうち一方に搭載され、永久磁石の少なくとも第１コラムを備え、前記第１コラムは前記鉛直方向に延び、前記永久磁石は極性方向を第１水平方向または前記第１水平方向とは反対の第２水平方向に有し、鉛直に隣接する永久磁石は反対の極性方向を有する第１永久磁石アセンブリと、
前記第１部分と前記第２部分のうち他方に搭載され、永久磁石の少なくとも１つの他のコラムを備え、前記少なくとも１つの他のコラムは前記鉛直方向に延び、前記少なくとも１つの他のコラムの鉛直に隣接する永久磁石は反対の極性方向を前記第１水平方向または前記第２水平方向に有する第２永久磁石アセンブリと、を備え、
前記第１永久磁石アセンブリは、前記第２永久磁石アセンブリを少なくとも部分的に包囲するベアリングデバイスが提供される。
本発明のある態様によると、第１部分と第２部分のうち一方に搭載され、永久磁石の少なくとも第１コラムを備え、前記第１コラムは鉛直方向に延び、前記永久磁石は極性方向を第１水平方向または前記第１水平方向とは反対の第２水平方向に有し、鉛直に隣接する永久磁石は反対の極性方向を有する第１永久磁石アセンブリと、
前記第１部分と前記第２部分のうち他方に搭載され、永久磁石の少なくとも１つの他のコラムを備え、前記少なくとも１つの他のコラムは前記鉛直方向に延び、前記少なくとも１つの他のコラムの鉛直に隣接する永久磁石は反対の極性方向を前記第１水平方向または前記第２水平方向に有する第２永久磁石アセンブリと、を備え、
前記第１永久磁石アセンブリは、前記第２永久磁石アセンブリを少なくとも部分的に包囲する磁気重力補償器が提供される。
本発明のある態様によると、装置の第１部分を前記装置の第２部分に対して鉛直方向に支持するように設けられるベアリングデバイスを備える振動絶縁システムであって、磁気重力補償器を備え、前記磁気重力補償器は、
前記第１部分と前記第２部分のうち一方に搭載され、永久磁石の少なくとも第１コラムを備え、前記第１コラムは前記鉛直方向に延び、前記永久磁石は極性方向を第１水平方向または前記第１水平方向とは反対の第２水平方向に有し、鉛直に隣接する永久磁石は反対の極性方向を有する第１永久磁石アセンブリと、
前記第１部分と前記第２部分のうち他方に搭載され、永久磁石の少なくとも１つの他のコラムを備え、前記少なくとも１つの他のコラムは前記鉛直方向に延び、前記少なくとも１つの他のコラムの鉛直に隣接する永久磁石は反対の極性方向を前記第１水平方向または前記第２水平方向に有する第２永久磁石アセンブリと、を備え、
前記第１永久磁石アセンブリは、前記第２永久磁石アセンブリを少なくとも部分的に包囲する振動絶縁システムが提供される。
本発明のある態様によると、リソグラフィ装置であって、
パターン付けられた放射ビームを形成すべく放射ビームの断面にパターンを付与することの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る支持部と、
基板を保持するように構築される基板テーブルと、
前記パターン付けられた放射ビームを前記基板の目標部分に投影するように構成される投影システムと、を備え、
前記リソグラフィ装置は、前記リソグラフィ装置の第１部分を前記リソグラフィ装置の第２部分に対して鉛直方向に支持するように設けられるベアリングデバイスを備え、
前記ベアリングデバイスは、磁気重力補償器を備え、前記磁気重力補償器は、
前記第１部分と前記第２部分のうち一方に搭載され、永久磁石の少なくとも第１コラムを備え、前記第１コラムは前記鉛直方向に延び、前記永久磁石は極性方向を第１水平方向または前記第１水平方向とは反対の第２水平方向に有し、鉛直に隣接する永久磁石は反対の極性方向を有する第１永久磁石アセンブリと、
前記第１部分と前記第２部分のうち他方に搭載され、永久磁石の少なくとも１つの他のコラムを備え、前記少なくとも１つの他のコラムは前記鉛直方向に延び、前記少なくとも１つの他のコラムの鉛直に隣接する永久磁石は反対の極性方向を前記第１水平方向または前記第２水平方向に有する第２永久磁石アセンブリと、を備え、
前記第１永久磁石アセンブリは、前記第２永久磁石アセンブリを少なくとも部分的に包囲するリソグラフィ装置が提供される。
本発明のある態様によると、装置の第１部分と前記装置の第２部分の間に設けられ、負剛性を有する重力補償器を、制御システムを使用して制御する方法であって、前記制御システムは、
前記装置の前記第１部分と前記装置の前記第２部分との相対距離を示す第１測定信号を提供する第１センサと、
前記装置の前記第１部分の加速度を示す第２測定信号を提供する第２センサと、
前記第１測定信号を受信するように設けられる第１サブコントローラと、前記第２測定信号を受信する第２サブコントローラとを備えるコントローラであって、前記第１測定信号と前記第２測定信号に基づいて、前記装置の前記第１部分と前記装置の前記第２部分との間のアクチュエータデバイスを駆動するアクチュエータ信号を提供するように設けられるコントローラと、を備え、
前記第１サブコントローラは、前記ベアリングデバイスに剛性を付加し、それにより共振を許容するように主として設けられ、
前記第２サブコントローラは、この共振を減衰させるように設けられる方法が提供される。
本発明のある態様によると、質量を支持部に対して支持方向に支持するスプリングであって、第１支持要素、第２支持要素、および前記第１支持要素と前記第２支持要素との間で実質的にらせん状に延びる１つ又は複数のらせん要素を備え、
前記第１支持要素と前記第２支持要素のうち一方は、前記質量に接続され、または接続可能であり、前記第１支持要素と前記第２支持要素のうち他方は、前記支持部に接続され、または接続可能であり、
前記１つ又は複数のらせん要素の各々の横断面は、前記第１支持要素から当該らせん要素の中点に向かって小さくなり、前記中点から前記第２支持要素に向かって大きくなり、前記中点は、前記第２支持要素と前記第１支持要素の中間にあるスプリングが提供される。
本発明のいくつかの実施の形態が設けられうるリソグラフィ装置を示す。 本発明に係るある実施の形態の振動絶縁システムを備えるリソグラフィ装置のミラーデバイスのための支持構造を概略的に示す。 本発明のある実施の形態に係る磁気重力補償器の斜視図を示す。 図３の磁気重力補償器の側面図を示す。 図２の振動絶縁システムの第１の実施の形態を示す。 図２の振動絶縁システムの第２の実施の形態を示す。 図２の振動絶縁システムの第３の実施の形態を示す。 本発明のある代替的な実施の形態に係る磁気重力補償器の斜視図を示す。 図８の磁気重力補償器の側面図を示す。 図５に示される振動絶縁システムのための制御構造を示す。 コントローラの設計のための相対制御ループのボード線図を示す。 ベアリングデバイスについて、正の剛性で開ループの場合、正の剛性で閉ループの場合、負の剛性で相対位置制御を使用する場合、負の剛性で相対制御と絶対制御の組合せを使用する場合の伝達曲線を示す。 本発明の更なる代替的な実施の形態に係る磁気重力補償器の上面図を示す。 図１３の磁気重力補償器のＡ−Ａ断面を示す。 径方向内向きの極性方向をもつ一つの磁気リングと長手方向に反対の極性方向をもつ二つの磁気リングが等価であることを概略的に示す。 本発明のある態様に係るスプリングの実施の形態を示す。 図１６のスプリングの第１断面Ａ−Ａを示す。 図１６のスプリングの第２断面Ｂ−Ｂを示す。 本発明のある態様に係るスプリングの代替的な実施の形態を示す。
図１は、本発明の一つの実施の形態に係るリソグラフィ装置を概略的に示す。本装置は、照明システムＩＬ、支持構造ＭＴ、基板テーブルＷＴ、および投影システムＰＳを備える。
照明システムＩＬは、放射ビームＢを調整するよう構成されている。支持構造ＭＴ（例えばマスクテーブル）は、パターニングデバイスＭＡ（例えばマスク）を支持するよう構築され、いくつか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ている第１位置決め装置ＰＭに接続されている。基板テーブルＷＴ（例えばウェーハテーブル）は、基板Ｗ（例えば、レジストで被覆されたウェーハ）を保持するよう構築され、いくつか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ている第２位置決め装置ＰＷに接続されている。投影システムＰＳは、パターニングデバイスＭＡにより放射ビームＢに付与されたパターンを基板Ｗの（例えば１つ以上のダイを含む）目標部分Ｃに投影するように構成されている。
照明システムＩＬは、放射の方向や形状の調整、または放射の制御のために、各種の光学素子、例えば屈折光学素子、反射光学素子、磁気的光学素子、電磁気的光学素子、静電的光学素子、またはその他の形式の光学素子、若しくはそれらの任意の組み合わせを含んでもよい。
本書に使用される「放射ビーム」という用語は、紫外（ＵＶ）放射（例えば約３６５ｎｍ、３５５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、または１２６ｎｍの波長を有する）及び極紫外（ＥＵＶ）放射（例えば５から２０ｎｍの範囲の波長を有する）を含むあらゆる種類の電磁放射、さらにはイオンビームまたは電子ビーム等の粒子ビームを包含する。
支持構造ＭＴは、パターニングデバイスＭＡを支持する（すなわち、パターニングデバイスの重量を支える）。支持構造ＭＴは、パターニングデバイスＭＡの向き、リソグラフィ装置の設計、および例えばパターニングデバイスＭＡが真空環境に保持されるか否か等その他の条件に応じた方式でパターニングデバイスＭＡを保持する。支持構造ＭＴは、パターニングデバイスＭＡを保持すべく、機械的、または真空、または静電、またはその他のクランプ技術を用いることができる。支持構造ＭＴは、例えばフレームまたはテーブルであってもよく、これは必要に応じて固定されまたは移動可能であってもよい。支持構造ＭＴは、パターニングデバイスＭＡが例えば投影システムＰＳに対して所望の位置にあることを保証してもよい。
本書で使用される「パターニングデバイス」という用語は、基板Ｗの目標部分Ｃにパターンを形成すべく放射ビームＢの断面にパターンを付与するために使用可能ないかなるデバイスをも指し示すよう広く解釈されるべきである。例えばパターンが位相シフトフィーチャあるいはいわゆるアシストフィーチャを含む場合のように、放射ビームＢに与えられるパターンは、基板Ｗの目標部分Ｃに所望されるパターンと厳密に一致していなくてもよい。一般には、放射ビームに付与されるパターンは、目標部分Ｃに形成される集積回路などのデバイスにおける特定の機能層に対応する。
パターニングデバイスＭＡは透過型であっても反射型であってもよい。パターニングデバイスの例としては、マスクやプログラマブルミラーアレイ、プログラマブルＬＣＤパネルがある。マスクはリソグラフィの分野では周知であり、バイナリマスクやレベンソン型位相シフトマスク、ハーフトーン型位相シフトマスク、更に各種のハイブリッド型マスクが含まれる。プログラマブルミラーアレイの一例としては、小型のミラーがマトリックス状に配列され、各ミラーが入射してくる放射ビームＢを異なる方向に反射するように個別に傾斜可能であるというものがある。これらの傾斜ミラーにより、マトリックス状ミラーで反射された放射ビームＢにパターンが付与されることになる。
本書で使用される「投影システム」という用語は、屈折光学系、反射光学系、反射屈折光学系、磁気的光学系、電磁気的光学系、静電的光学系、またはそれらの任意の組み合わせを含むものであり、使用される露光放射に関して又は液浸液の使用または真空の使用等の他の要因に関して適切とされるいかなる投影システムをも包含するよう広く解釈されるべきである。
図示されるように、本装置は、（例えば透過型マスクを用いる）透過型である。これに代えて、本装置は、（例えば、上述の形式のプログラマブルミラーアレイ、または反射型マスクを用いる）反射型であってもよい。
リソグラフィ装置は、２つ（デュアルステージ）又はそれより多くの基板テーブルＷＴ（及び／または２以上のマスクテーブル）を有する形式のものであってもよい。このような「多重ステージ」の装置においては、追加されたテーブルは並行して使用されるか、あるいは１以上のテーブルが露光のために使用されている間に１以上の他のテーブルで準備工程が実行されてもよい。１以上の基板テーブルＷＴに加えて、リソグラフィ装置は、基板テーブルＷＴが投影システムＰＳの下方の位置から離れているとき当該位置にあるように設けられる測定ステージを有してもよい。基板Ｗを支持する代わりに、測定ステージには、リソグラフィ装置の特性を測定するセンサ類が設けられてもよい。例えば、投影システムは、結像品質を決定するために測定ステージ上のセンサに像を投影してもよい。
また、リソグラフィ装置は、基板Ｗの少なくとも一部分が例えば水などの比較的高い屈折率を有する液体で投影システムと基板との間の空間を満たすよう覆われうる形式のものであってもよい。液浸液は、例えばパターニングデバイスＭＡと投影システムＰＳとの間などのリソグラフィ装置の他の空間に適用されてもよい。液浸技術は投影システムの開口数を増大させるために本分野において周知である。本書で使用される「液浸」との用語は、基板Ｗ等の構造体が液体に浸されなければならないことを意味するのではなく、液体が投影システムＰＳと基板Ｗとの間に露光中に配置されることを意味するにすぎない。
図１を参照すると、照明システムＩＬは放射源ＳＯから放射ビームＢを受ける。放射源ＳＯ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は、別体であってもよい。この場合、放射源はリソグラフィ装置の一部を構成しているとはみなされなく、放射ビームＢは、適当な方向変更用のミラー及び／またはビームエキスパンダを例えば含むビーム搬送系ＢＤを介して放射源ＳＯから照明システムＩＬへと受け渡される。放射源ＳＯが例えば水銀ランプである等の他の場合には、放射源ＳＯはリソグラフィ装置と一体の部分であってもよい。放射源ＳＯとイルミネータＩＬとは、またビーム搬送系ＢＤが必要とされる場合にはこれも合わせて、放射システムと総称されてもよい。
照明システムＩＬは、放射ビームＢの角強度分布を調整するためのアジャスタＡＤを備えてもよい。一般には、照明システムの瞳面における強度分布の少なくとも外側及び／又は内側半径範囲（通常それぞれ「シグマ−アウタ（σ-outer）」、「シグマ−インナ（σ-inner）」と呼ばれる）を調整することができる。加えて照明システムＩＬは、インテグレータＩＮおよびコンデンサＣＯ等その他の各種構成要素を備えてもよい。照明システムＩＬはビーム断面における所望の均一性及び強度分布を得るべく放射ビームＢを調整するために使用されてもよい。
放射ビームＢは、支持構造ＭＴに保持されるパターニングデバイスＭＡに入射して、パターニングデバイスＭＡによりパターン形成される。パターニングデバイスＭＡを横切った放射ビームＢは投影システムＰＳを通過する。投影システムＰＳは放射ビームＢを基板Ｗの目標部分Ｃに合焦する。第２位置決め装置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、または静電容量センサ）により、例えば放射ビームＢの経路に異なる目標部分Ｃを位置決めするように、基板テーブルＷＴを正確に移動させることができる。同様に、第１位置決め装置ＰＭと他の位置センサ（図１には図示せず）は、放射ビームＢの経路に対してパターニングデバイスＭＡを、例えばマスクライブラリからの機械的な取り出し後または走査中に、正確に位置決めするために使用することができる。一般に支持構造ＭＴの移動は、第１位置決め装置ＰＭの一部を構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により実現されうる。ロングストロークモジュールは、長い移動範囲にわたるショートストロークモジュールの粗い位置決めを提供しうる。ショートストロークモジュールは、短い移動範囲にわたるロングストロークモジュールに対する支持構造ＭＴの精確な位置決めを提供しうる。同様に、基板テーブルＷＴの移動は、第２位置決め装置ＰＷの一部を構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により実現されうる。ロングストロークモジュールは、長い移動範囲にわたるショートストロークモジュールの粗い位置決めを提供しうる。ショートストロークモジュールは、短い移動範囲にわたるロングストロークモジュールに対する基板テーブルＷＴの精確な位置決めを提供しうる。ステッパの場合（スキャナとは異なり）、支持構造ＭＴはショートストロークのアクチュエータにのみ接続されているか、あるいは固定されていてもよい。パターニングデバイスＭＡと基板Ｗとは、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を用いてアライメントされてもよい。図においては基板アライメントマークＰ１、Ｐ２が専用の目標部分を占拠しているが、アライメントマークは目標部分Ｃ間のスペースに配置されてもよい（これはスクライブライン・アライメントマークとして公知である）。同様に、パターニングデバイスＭＡに複数のダイが設けられる場合にはマスクアライメントマークＭ１、Ｍ２がダイ間に配置されてもよい。
図示される装置は次のモードのうち少なくとも１つのモードで使用可能でありうる。
第１のモードは、ステップモードとも呼ばれ、放射ビームＢに付与されたパターンの全体が１回で目標部分Ｃに投影される間、支持構造ＭＴ及び基板テーブルＷＴは実質的に静止状態とされる（すなわち単一静的露光）。そして基板テーブルＷＴがＸ方向及び／またはＹ方向に移動されて、異なる目標部分Ｃが露光される。ステップモードでは露光フィールドの最大サイズが単一静的露光で結像される目標部分Ｃのサイズを制限することになる。
第２のモードは、スキャンモードとも呼ばれ、放射ビームＢに付与されたパターンが目標部分Ｃに投影される間、支持構造ＭＴ及び基板テーブルＷＴは同期して走査される（すなわち単一動的露光）。支持構造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ＰＳの拡大（縮小）特性及び像反転特性により定められうる。スキャンモードでは露光フィールドの最大サイズが単一動的露光での目標部分Ｃの（非走査方向の）幅を制限し、走査移動距離が目標部分の（走査方向の）長さを決定する。
第３のモードにおいては、支持構造ＭＴがプログラマブルパターニングデバイスを保持して実質的に静止状態とされ、放射ビームＢに付与されたパターンが目標部分Ｃに投影される間、基板テーブルＷＴが移動または走査される。このモードではパルス放射源が通常用いられ、プログラマブルパターニングデバイスは、基板テーブルＷＴの毎回の移動後、または走査中の連続放射パルス間に必要に応じて更新される。この動作モードは、上述の形式のプログラマブルミラーアレイ等のプログラマブルパターニングデバイスを利用するマスクレスリソグラフィに容易に適用することができる。
上記で記載した使用モードを組み合わせて動作させてもよいし、各モードに変更を加えて動作させてもよいし、さらに全く別の使用モードが用いられてもよい。
図２は、リソグラフィ装置のミラーデバイスＭＤおよびミラーデバイスＭＤの位置を決定する１つ又は複数のセンサＳＥＮのための支持構造を概略的に示す。この支持構造は、投影システムＰＳの他の光学素子を支持するために使用されてもよい。
支持構造は、床面ＦＳたとえば工場の床に設けられるベースフレームＢＦを備える。ベースフレームＢＦは、ミラーデバイスＭＤを支持する力フレームＦＦＲを支持する。第１振動絶縁システムＶＩＳ−ＢＦは、ベースフレームＢＦと力フレームＦＦＲの間に設けられ、ベースフレームＢＦの振動（たとえば床面ＦＳの振動によって生じる）から少なくとも部分的に力フレームＦＦＲを絶縁する。
ベースフレームＢＦはさらに、中間フレームＩＦＲを支持する。第２振動絶縁システムＶＩＳ−ＢＩは、ベースフレームＢＦと中間フレームＩＦＲの間に設けられ、ベースフレームＢＦの振動から少なくとも部分的に中間フレームＩＦＲを絶縁する。中間フレームＩＦＲは、センサフレームＳＦＲを支持するように設けられる。センサフレームＳＦＲには、センサフレームＳＦＲに対するミラーデバイスＭＤの位置を示すセンサ信号を提供する１つ又は複数のセンサＳＥＮが設けられる。センサ信号は、ミラーデバイスＭＤの位置を制御するミラーデバイスアクチュエータＭＡＣＴを制御するように設けられるコントロールユニットＣＵに送信される。ミラーデバイスアクチュエータＭＡＣＴは、ミラーデバイスＭＤと、力フレームＦＦＲに支持されるリアクションマスＲＭとの間に設けられる。
第１振動絶縁システムＶＩＳ−ＢＦと第２振動絶縁システムＶＩＳ−ＢＩは、エアマウントを備える。
実際には、ミラーデバイスを（たとえばミラーデバイスＭＤの複数の異なるフレーム角部で）支持すべく、図２に示される支持構造が多数使用されてもよい。これらの支持構造は、一つのベースフレームＢＦに設けられてもよく、または異なる複数のベースフレームＢＦに設けられてもよい。対応して、多数の支持構造がセンサフレームＳＦＲを支持するために使用されてもよい。
センサフレームＳＦＲと中間フレームＩＦＲの間には、第３振動絶縁システムＶＩＳ−ＩＳが設けられる。この第３振動絶縁システムＶＩＳ−ＩＳは、真空環境ＶＡＣに設けられてもよい。こうした真空環境ＶＡＣにおいてはエアマウントを使用することができない。センサフレームＳＦＲと中間フレームＩＦＲの間の振動絶縁には実用上、５Ｈｚ未満、たとえば２Ｈｚの機械的なカットオフ周波数が必要とされうる。中間フレームＩＦＲが比較的軽量であることに起因する低いモード質量のために、振動絶縁システムＶＩＳ−ＩＳには、たとえば５×１０４Ｎ／ｍ未満、たとえば約２×１０４Ｎ／ｍという低い剛性が必要とされる。
本発明のある実施の形態によると、第３振動絶縁システムＶＩＳ−ＩＳは、磁気重力補償器ＭＧＣとアクチュエータデバイスＡＣＴを備えるベアリングデバイスを備える。磁気重力補償器ＭＧＣは、第１保持フレームＨＦＲ１によりセンサフレームＳＦＲ中間フレームＩＦＲに搭載される第１永久磁石アセンブリＰＭＡ１と、第２保持フレームＨＦＲ２により中間フレームＩＦＲに搭載される第２永久磁石アセンブリＰＭＡ２とを備える。
図３は、図２の第３振動絶縁システムＶＩＳ−ＩＳの磁気重力補償器ＭＧＣをより詳細に示す。第１永久磁石アセンブリＰＭＡ１は、４つの永久磁石棒からなる第１コラムＣＬ１と、４つの永久磁石棒からなる第２コラムＣＬ２とを備える。第１コラムＣＬ１と第２コラムＣＬ２は、鉛直方向に互いに平行に延び、同じ高さに設けられる。第１コラムＣＬ１および第２コラムＣＬ２の永久磁石棒は、図２に示されるように例えば第１保持フレームＨＦＲ１によって、互いに機械的に連結されて第１永久磁石アセンブリＰＭＡ１を形成する。ある代替的な実施の形態においては、永久磁石棒の各コラムは、それ自身の保持フレームを有し、それにより永久磁石棒がセンサフレームＳＦＲに搭載されてもよい。
第２永久磁石アセンブリＰＭＡ２は、４つの永久磁石棒からなる第３コラムＣＬ３を備える。第３コラムＣＬ３は、鉛直方向に延び、少なくとも部分的に、第１コラムＣＬ１と第２コラムＣＬ２の間に設けられる。第３コラムＣＬ３の永久磁石棒は、図２に示されるように例えば第２保持フレームＨＦＲ２によって、互いに機械的に連結されて第２永久磁石アセンブリＰＭＡ２を形成する。
第１コラムＣＬ１、第２コラムＣＬ２、第３コラムＣＬ３内の永久磁石は、互いにピッチＰＩを有して配置される。同じコラムにおいて隣接する永久磁石間のピッチＰＩは、一定である。また、異なるコラムＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３の永久磁石のピッチＰＩも同じである。さらに、第３コラムＣＬ３は、第１コラムおよび第２コラムに対してピッチＰＩの半分に相当しまたはこれに近い距離だけずれた鉛直位置に配置される。すなわち、第３コラムＣＬ３の永久磁石の中点は、第１コラムＣＬ１と第２コラムＣＬ２それぞれの鉛直に隣接する２つの永久磁石棒間のギャップと実質的に同じ高さにある。実際には、第３コラムＣＬ３の位置は、磁気重力補償器ＭＧＣの剛性及び／または磁気重力補償器ＭＧＣが担う重量を最適化するように永久磁石のピッチＰＩのちょうど中間に対してオフセットしていてもよい。このオフセット位置は、各永久磁石棒の高さ寸法が１０ｍｍ超、典型的には２０ｍｍ超であるのに対して、例えば数ｍｍ程度であってもよく、これは、ピッチＰＩの半分に相当しまたはこれに近いとみなされる。
図４は、第１コラムＣＬ１、第２コラムＣＬ２、第３コラムＣＬ３の永久磁石棒の極性を示す。上から下に向かって、第１コラムＣＬ１と第２コラムＣＬ２の１番目と３番目の永久磁石棒は、極性方向を第１水平方向Ｈ１に有し、第１コラムＣＬ１と第２コラムＣＬ２の２番目と４番目の永久磁石棒は、極性方向を第２水平方向Ｈ２に有する。第２水平方向Ｈ２は、第１水平方向Ｈ１と反対である。第１水平方向Ｈ１と第２水平方向Ｈ２はともに、永久磁石棒の長手軸に平行な第３水平方向に垂直である。
第３コラムＣＬ３においては、上から下に向かって、１番目と３番目の永久磁石棒は、極性方向を第１水平方向Ｈ１に有し、２番目と４番目の永久磁石棒は、極性方向を第２水平方向Ｈ２に有する。
よって、同じ高さに設けられる第１コラムＣＬ１と第２コラムＣＬ２の永久磁石棒の極性方向は、同じである。鉛直上向きにピッチＰＩのおよそ半分だけずれた位置にある第３コラムＣＬ３の永久磁石棒も、同じ極性方向を有する。ある実施の形態においては、第１永久磁石アセンブリＰＭＡ１が中間フレームＩＦＲに搭載され第２永久磁石アセンブリＰＭＡ２がセンサフレームＳＦＲに搭載されうるが、第３コラムＣＬ３の永久磁石棒の極性方向は反転されてもよく、すなわち、上から下に向かって、第３コラムＣＬ３の１番目と３番目の永久磁石棒が極性方向を第２水平方向Ｈ２に有し、２番目と４番目の永久磁石棒が極性方向を第１水平方向Ｈ１に有してもよい。
本発明に係る磁気重力補償器ＭＧＣの設計によれば、その全体が本書に援用される例えばＵＳ２００５／００２００８Ａ１に開示されるような既知の磁気重力補償器の実施の形態に比べて、ペイロードすなわち磁気重力補償器ＭＧＣによって支持される重量と磁気重力補償器ＭＧＣの剛性との比を、例えば１０倍、または１５倍、または例えば２０倍に実質的に大きくしうる。
磁気重力補償器ＭＧＣの設計においては、いくつかの自由度に負の剛性が残されうるが、そこには小さい正の剛性が必要とされる。
実現可能な正の剛性が下限をもつのは、安定的なシステムを生成するために減衰を加える必要があるからである。典型的には、サーボ制御ループにより実現可能な最小の正の剛性は、負の剛性の絶対値の２倍である。上述のように、いくつかの適用分野においては５×１０４Ｎ／ｍ未満の正の剛性をもつことが望まれる。すなわち、許容できる最大の負の剛性は、−２．５×１０４Ｎ／ｍである。磁気重力補償器ＭＧＣの設計においてこの低剛性の要件は重要でありうるから、この剛性要件によって鉛直方向の動作点が決定される。鉛直方向の動作点とは、第２永久磁石アセンブリＰＭＡ２に対する第１永久磁石アセンブリＰＭＡ１の相対鉛直位置であり、これは永久磁石棒のピッチＰＩのちょうど中間にずれた位置に対するオフセットをもたらすものである。すなわち、第１コラムＣＬ１と第２コラムＣＬ２に対する第３コラムＣＬ３の鉛直のずれは、第１コラムＣＬ１と第２コラムＣＬ２の２つの永久磁石棒のちょうど中間に近い範囲内で磁気重力補償器の剛性を最適化するように調整されうる。
鉛直位置が磁気重力補償器ＭＧＣの剛性を最適化するために使用されるので、鉛直の持ち上げ力は別の方法で最適化されうる。磁気重力補償器ＭＧＣの鉛直持ち上げ力は、例えば、磁気重力補償器ＭＧＣの設計において第３コラムＣＬ３と第１コラムＣＬ１及び／または第２コラムＣＬ２との距離を変えることによって最適化されうる。
しかしながら、磁気重力補償器ＭＧＣが提供する鉛直持ち上げ力と磁気重力補償器ＭＧＣが担う質量との間には常にミスマッチがありうる。この起こりうるミスマッチを補償するために、図２の第３振動絶縁システムＶＩＳ−ＩＳは、アクチュエータデバイスＡＣＴを備える。さらに、アクチュエータデバイスＡＣＴは、上述のように、減衰、位置制御、またはサーボ制御による安定化など他の理由から必要とされてもよい。
図５は、磁気重力補償器ＭＧＣとアクチュエータデバイスＡＣＴの組み合わせを備える第３振動絶縁システムＶＩＳ−ＩＳの第１の実施の形態を示す。アクチュエータデバイスＡＣＴは、例えば、磁気重力補償器ＭＧＣの隣でセンサフレームＳＦＲと中間フレームＩＦＲとの間に搭載されるローレンツアクチュエータまたはリラクタンスアクチュエータであってもよい。磁気重力補償器ＭＧＣは、図３および図４に示されるものと同じ設計を有するが、他の適する設計を有してもよい。
アクチュエータデバイスＡＣＴは、第３振動絶縁システムＶＩＳ−ＩＳが担う総重量に比べて比較的小さい鉛直持ち上げ力を提供するように構築されるにすぎない。センサフレームＳＦＲの重量の大半、例えば９５％超、例えば９８％から１００％は、磁気重力補償器ＭＧＣが担いうるからである。
ローレンツアクチュエータまたはリラクタンスアクチュエータは、環状の設計、回転対称な環状の設計、または多極の設計など、いかなる適切な設計を有してもよい。リラクタンスアクチュエータの設計においては、寄生剛性に関して注意すべきである。この設計では低剛性、線形性、およびヒステリシス要件を満たすためにフラックス・フィードバックが必要とされうる。
図６は、磁気重力補償器ＭＧＣとアクチュエータデバイスＡＣＴを備える第３振動絶縁システムＶＩＳ−ＩＳの第２の実施の形態を示す。アクチュエータデバイスＡＣＴは、磁気重力補償器ＭＧＣの両側に配置される４つのコイルＣＯＩを備えるＤＣアクチュエータである。第１永久磁石アセンブリＰＭＡ１の第１コラムＣＬ１と第２コラムＣＬ２の永久磁石は、ＤＣアクチュエータのための可動子磁石として使用される。この方式は、追加の持ち上げ力を生成して正の剛性を得るために追加の磁石を必要としない。この磁気重力補償器ＭＧＣとアクチュエータＡＣＴを統合した設計の利点は、これら２つの機器に必要な構造容積が小さいことである。さらに、アクチュエータに別個の磁石を必要としないので、磁石の数が少なく、磁気的な総コストが減る。
図７は、第３振動絶縁システムＶＩＳ−ＩＳの第３の実施の形態を示す。この第３の実施の形態では、アクチュエータデバイスＡＣＴに代えて、機械的スプリングＭＳによって追加の剛性が提供される。機械的スプリングＭＳは、磁気重力補償器ＭＧＣの隣でセンサフレームＳＦＲと中間フレームＩＦＲとの間に搭載される。センサフレームＳＦＲの重量の大半を磁気重力補償器ＭＧＣが担いうるので、機械的スプリングＭＳは、小さい鉛直持ち上げ力を提供するにすぎない。その結果、機械的スプリングＭＳは、非常に小さいが十分な剛性をもつように設計され、磁気重力補償器ＭＧＣの剛性と組み合わせて正の小さい剛性を提供することができる。なお、スプリングは、スプリングが担うフレームの位置をスプリングの比較的小さい伸縮によって調整するために使用されてもよい。
上記では、４つの永久磁石からなる第１コラムＣＬ１、第２コラムＣＬ２、第３コラムＣＬ３を備える特定の構成をもつ磁気重力補償器ＭＧＣが開示されている。第１コラムＣＬ１と第２コラムＣＬ２は、装置、とくにリソグラフィ装置の第１部分に接続される第１永久磁石アセンブリＰＭＡ１の一部であり、第３コラムＣＬ３は、装置、とくにリソグラフィ装置の第２部分に接続される第２永久磁石アセンブリＰＭＡ２の一部である。第１コラムＣＬ１、第２コラムＣＬ２、第３コラムＣＬ３はそれぞれ、互いに平行に鉛直方向に延び、第１コラムＣＬ１、第２コラムＣＬ２、第３コラムＣＬ３の永久磁石は、極性方向を第１水平方向Ｈ１または第１水平方向Ｈ１と反対の第２水平方向Ｈ２のいずれかに有する。各コラムＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３内で鉛直に隣接する永久磁石は、反対の極性方向を有する。
第１永久磁石アセンブリＰＭＡ１の永久磁石棒と同じ極性方向を有する第２永久磁石アセンブリＰＭＡ２の永久磁石棒は、装置の第２部分が装置の第１部分の重量を支持する場合、鉛直上向きにピッチＰＩのおよそ半分だけずれた位置にある。第１部分が第２部分の重量を支持するように設けられる場合には、第１永久磁石アセンブリＰＭＡ１の永久磁石棒と同じ極性方向を有する第２永久磁石アセンブリＰＭＡ２の永久磁石棒は、鉛直下向きにピッチＰＩのおよそ半分だけずれた位置に設けられてもよい。
代替的な実施の形態においては、永久磁石のコラムは、各コラム内に永久磁石を１つ、複数、またはその他の任意の数だけ有してもよく、及び／または、異なるコラムが異なる数の磁石を備えてもよい。さらに、磁気重力補償器ＭＧＣの第１永久磁石アセンブリＰＭＡ１は、永久磁石をもつ１つ又は複数の更なるコラムを有してもよく、第２永久磁石アセンブリＰＭＡ２は、永久磁石をもつ更なるコラムを同じ数だけ有してもよい。第２永久磁石アセンブリＰＭＡ２の更なるコラムは、少なくとも部分的に、第１永久磁石アセンブリＰＭＡ１の永久磁石の２つのコラムの間に設けられる。
図８および図９は、磁気重力補償器ＭＧＣのある代替的な実施の形態を示す。図８および図９の磁気重力補償器ＭＧＣは、上下に設けられる２つの永久磁石棒を各コラムが有する第１コラムＣＬ１、第２コラムＣＬ２、および更なるコラムＣＬ４を有する第１永久磁石アセンブリＰＭＡ１を備える。第１コラムＣＬ１、第２コラムＣＬ２、更なるコラムＣＬ４の永久磁石棒は、例えば保持フレーム（図示せず）によって、互いに機械的に連結されて第１永久磁石アセンブリＰＭＡ１を形成する。
第２永久磁石アセンブリＰＭＡ２は、各々が３つの永久磁石棒を備える第３コラムＣＬ３および第２の更なるコラムＣＬ５を備える。第３コラムＣＬ３は、第１コラムＣＬ１と第２コラムＣＬ２の間に設けられ、第２の更なるコラムＣＬ５は、第２コラムＣＬ２と更なるコラムＣＬ４の間に設けられる。
図３および図４の実施の形態に対応して、永久磁石の極性方向は、図９に示されるように、第１水平方向Ｈ１または第１水平方向Ｈ１と反対の第２水平方向Ｈ２である。第１コラムＣＬ１、第２コラムＣＬ２、第３コラムＣＬ３、更なるコラムＣＬ４、第２の更なるコラムＣＬ５のそれぞれの中で鉛直に隣接する永久磁石は、反対の極性方向を第１水平方向または第２水平方向に有する。
第１永久磁石アセンブリＰＭＡ１の永久磁石棒と同じ極性方向を有する第２永久磁石アセンブリＰＭＡ２の永久磁石棒は、鉛直上向きにおよそ半分のピッチだけずれた位置にある。この構成は、第２永久磁石アセンブリＰＭＡ２を搭載する装置の第２部分が第１永久磁石アセンブリＰＭＡ１を搭載する装置の第１部分を支持するのに適する。第１部分が第２部分の重量を支持するように設けられる場合には、第１永久磁石アセンブリＰＭＡ１の永久磁石棒と同じ極性方向を有する第２永久磁石アセンブリＰＭＡ２の永久磁石棒は、鉛直下向きにピッチＰＩのおよそ半分だけずれた位置に設けられてもよい。
第１永久磁石アセンブリＰＭＡ１と第２永久磁石アセンブリＰＭＡ２には多くの様々な構成が可能であることは明らかである。
また、永久磁石棒は、任意の適する寸法を有しうる。永久磁石棒は、直線または湾曲してもよい。例えば、上述の磁気重力補償器ＭＧＣのコンセプトに基づく円形の構成はありうるのであり、その場合、永久磁石棒は円形の方向に延びる。
本発明に係る振動絶縁システムは、任意の適する場所に適用されうる。
図５に示される実施の形態に関して説明したように、アクチュエータデバイスＡＣＴは、磁気重力補償器ＭＧＣが提供する鉛直持ち上げ力と磁気重力補償器ＭＧＣが担う質量との間のミスマッチを補償するために設けられる。アクチュエータデバイスＡＣＴは、減衰、位置制御、及び／または第３振動絶縁システムＶＩＳ−ＩＳの安定化のために使用されてもよい。
また、磁気重力補償器ＭＧＣは、いくつかの又はすべての方向に負の剛性を有しうる。すなわち、磁気重力補償器ＭＧＣそれ自身は不安定であり、制御によって安定化される必要がある。
図１０は、アクチュエータＡＣＴを制御する制御システムを示す。
位置センサＳＥＮＲは、中間フレームＩＦＲとセンサフレームＳＦＲの間の距離を測定するために設けられる。位置センサＳＥＮＲは、出力信号として、中間フレームＩＦＲとセンサフレームＳＦＲの間の距離を示す第１センサ信号を提供する。また、加速度センサＳＥＮＡは、センサフレームＳＦＲの加速度を測定するためにセンサフレームＳＦＲに設けられる。加速度センサＳＥＮＡは、出力信号として、センサフレームＳＦＲの加速度を示す第２センサ信号を提供する。
第１センサ信号は、相対測定、すなわち中間フレームＩＦＲとセンサフレームＳＦＲの間の距離に関連し、第２センサ信号は、絶対測定、すなわちセンサフレームＳＦＲの加速度に関連する。
コントローラＣＯＮは、第１サブコントローラＣ１と第２サブコントローラＣ２とを備える。第１測定信号は、第１サブコントローラＣ１に送信され、第２測定信号は、第２サブコントローラＣ２に送信される。第１サブコントローラＣ１と第２サブコントローラＣ２の出力は、結合され、アクチュエータＡＣＴを駆動するためのアクチュエータ信号として使用される。
位置センサＳＥＮＲと第１サブコントローラＣ１を使用する相対制御と、加速度センサＳＥＮＡと第２サブコントローラＣ２を使用する絶対制御との組み合わせを使用することによって、制御性能を改善することができる。とくに、この相対制御と絶対制御の組み合わせにより、相対制御のみを使用する場合に比べて、サスペンション周波数を低減し振動絶縁を改善することができる。
センサフレームＳＦＲと中間フレームＩＦＲの間の相対位置測定のみが使用される場合、ある最小の制御ゲインと減衰が磁気重力補償器ＭＧＣを安定化させるために必要とされる。典型的には、結果として得られるサスペンション周波数は、磁気重力補償器ＭＧＣによって提供される「負」のサスペンション周波数の３倍となる。例えば、正の剛性ｋをもつ重力補償器は、√（ｋ／ｍ）のサスペンション周波数を有する。ここで、ｍは質量である。しかし、負の剛性−ｋをもつ磁気重力補償器ＭＧＣは、３√（ｋ／ｍ）の（制御された）サスペンション周波数を有する。そうすると、高周波数についての振動絶縁は、同じ大きさで異符号の剛性をもつ正剛性の重力補償器よりも、３２＝９倍悪くなる。
例えば、相対制御のみが使用される場合、すなわち第２サブコントローラＣ２が使用されない場合、第１サブコントローラＣ１は、磁気重力補償器ＭＧＣの負の剛性を安定化させる必要があり、そのため、磁気重力補償器ＭＧＣの負の剛性より大きい制御剛性を提供しなければならない。
安定性を得るためには、最も小さい実現可能な周波数を磁気重力補償器ＭＧＣの負のサスペンション周波数と等しくする微分動作が必要となる。閉ループのサスペンション周波数は、十分な位相余裕を生成するために、この負のサスペンション周波数の最小で３倍となる。
安定化に加えて、コントローラＣＯＮ、とくにサブコントローラＣ１は、センサフレームＳＦＲを位置決めするために、低バンド幅の積分器を含む必要がある。その結果、相対制御のみが使用される場合、磁気重力補償器ＭＧＣのサスペンション周波数は、負の剛性に基づく負のサスペンション周波数の３倍以上に制限される。これは、振動絶縁システムの性能への制限となる。
図１０に示されるコントローラＣＯＮは、以下の制御設計工程によって第３振動絶縁システムＶＩＳ−ＩＳの制御の性能を改善しうる。
１．相対制御すなわちサブコントローラＣ１を使用して、主として、第３振動絶縁システムＶＩＳ−ＩＳに剛性を付加し、必要とされる場合、何らかのローパスフィルタ処理および位置決めの積分器を付加する。この相対制御ループにおいては、閉ループシステムは、厳密に−１８０度の位相シフトをバンド幅に生成することによって無減衰の共振として動作すべきである。
２．このとき発生する共振を、加速度センサＳＥＮＡと第２サブコントローラＣ２に基づく加速度フィードバックループを用いて減衰させる。
図１１は、無減衰の共振を生成すべく使用される相対制御ループのボード線図を示す。理解されるように、閉ループの共振システムを生成するように、もとの負のサスペンション周波数の１Ｈｚで位相がちょうど−１８０度に調節されている。このとき生じる共振は、センサフレームの加速度を入力信号として有する第２サブコントローラＣ２を使用する能動的な減衰ループによる従来の方法で、減衰されることができる。
重力補償器、とくに負剛性を有する磁気重力補償器ＭＧＣに懸架されるセンサフレームＳＦＲの位置を制御するこの方法は、負のサスペンション周波数におおよそ等しいサスペンション周波数を可能にする。これは、床からセンサフレームへの改善された伝達率を生成する。
図１２は、比較のために４つの伝達率を示す。とくに、図１２は、正の剛性で６Ｈｚのサスペンション周波数、制御無しの場合の曲線、正の剛性で６Ｈｚのサスペンション周波数、能動減衰制御の場合の曲線、−８×１０４Ｎ／ｍ（「−１Ｈｚ」）の負の剛性で相対制御により「３Ｈｚ的な」性能となる場合の曲線、−８×１０４Ｎ／ｍ（「−１Ｈｚ」）の負の剛性で上記に提案される相対制御と絶対制御の組み合わせにより「１Ｈｚ的な」性能となる場合の曲線を示す。
絶対制御と相対制御の組み合わせを使用し負剛性を有する磁気重力補償器ＭＧＣの制御は、相対制御のみの場合に比べて、相当の改善が示される。１０Ｈｚで相対制御法は正剛性の場合よりも６ｄＢまたは２倍良好であり、これは６Ｈｚの正剛性の周波数に対して３Ｈｚの閉ループサスペンション周波数によるものである。相対制御と絶対制御の組み合わせを使用する制御方法はこれをさらに２０ｄＢまたは１０倍改善し、これは３Ｈｚに対して１Ｈｚの「実効的な」サスペンション周波数に整合する。
図１３および図１４は、本発明のある実施の形態に係る磁気重力補償器ＭＧＣの代替的な実施の形態を示す。図１３は、この磁気重力補償器ＭＧＣの上面図を示し、図１４は、磁気重力補償器ＭＧＣのＡ−Ａ断面を示す。
磁気重力補償器ＭＧＣは、永久磁石の第１コラムＣＬ１を有する第１永久磁石アセンブリと、永久磁石の第２コラムＣＬ２を有する第２永久磁石アセンブリとを備える。第１コラムＣＬ１の永久磁石は、環状の形状を有する。同様に、第２コラムＣＬ２の永久磁石は、環状の形状を有する。第２コラムＣＬ２の永久磁石の外径は、第１コラムＣＬ１の永久磁石の内径より小さい。第１コラムＣＬ１と第２コラムＣＬ２の長手軸は、互いに一致して設けられ、それにより、第１コラムＣＬ１の永久磁石が第２コラムＣＬ２の永久磁石を包囲する。
磁気重力補償器ＭＧＣの永久磁石の極性方向は第１コラムＣＬ１と第２コラムＣＬ２でともに、永久磁石の環状の形状に関して径方向内側方向Ｒ１、または永久磁石の環状の形状に関して径方向外側方向Ｒ２のいずれかである。第１コラムＣＬ１で鉛直に隣接する永久磁石は、径方向内側方向Ｒ１および径方向外側方向Ｒ２において反対の極性方向を有する。対応して、第２コラムＣＬ２で鉛直に隣接する永久磁石は、径方向内側方向Ｒ１および径方向外側方向Ｒ２において反対の極性方向を有する。
第１永久磁石アセンブリは、装置、とくにリソグラフィ装置の第１部分に接続されてもよく、第２永久磁石アセンブリは、装置、とくにリソグラフィ装置の第２部分に接続されてもよい。例えば、磁気重力補償器ＭＧＣは、センサフレームと中間フレームの間に設けられ（図２参照）、第１永久磁石アセンブリが中間フレームＩＦＲに搭載され、第２永久磁石アセンブリがセンサフレームＳＦＲに搭載される。
図１３および図１４の磁気重力補償器ＭＧＣは、磁気的なクロストークに鈍感となるように設計されている。比較的大きい永久磁石を磁気重力補償器に使用することによって、磁気重力補償器は、磁気重力補償器の永久磁石に働く外乱力すなわち磁気的なクロストークに敏感となりうる。この外乱力は、ミラーデバイス、センサデバイス、または基板テーブルなどの敏感な物体の機能／性能を妨げうる。とくに、永久磁石アセンブリが双極子として働く場合、磁気重力補償器は、磁気的なクロストークに敏感となるとともに、迷磁場の強い発生源となりうる。迷磁場は、電子ビームデバイスの電子ビーム及び／または磁気的に敏感なセンサ信号に妨害作用を有しうる。双極子の場は、双極子からの距離の関数として比較的減衰が小さく、磁気的なクロストークについて敏感となる領域が比較的広くなる。
図１３および図１４の磁気重力補償器ＭＧＣの設計は、磁気重力補償器ＭＧＣの永久磁石アセンブリが磁気双極子として働くのを避けることを指向する。磁気重力補償器の永久磁石は、環状の形状を有し、極性方向を環状の形状に関して径方向内向き（Ｒ１）または径方向外向き（Ｒ２）にもつ。図１５に示されるように、こうした構成は、長手方向に反対の極性方向をもつ２つの環状磁石、すなわち２つの対向する双極子と磁気的に概ね等価である。対向する双極子間の距離よりも相当に大きい距離、例えばロングストロークアクチュエータのコイルから基板テーブルまたはミラーデバイスまでの距離から観察するとき、対向する双極子は、実質的に上下に並ぶ。その結果、対向する双極子は、反対の作用を有し、それにより、電磁的なクロストークが実質的に相殺され、または少なくとも実質的に低減される。
永久磁石アセンブリのクロストーク性能は、例えば、ロングストロークアクチュエータのコイルなどの外部アクチュエータの磁場への感度に関して、また、磁気重力補償器ＭＧＣの周囲にある永久磁石によって発せられる迷磁場の影響例えば磁気的に敏感なセンサ及び／または電子ビーム利用の性能に関して、５から２００倍に改善されうる。
したがって、図１３および図１４に示される磁気重力補償器ＭＧＣの設計は、磁気的なクロストークを低減すべき利用分野においてとくに有用である。
他の実施の形態においては、磁気重力補償器ＭＧＣは、図１３および図１４に示される第１コラムＣＬ１と第２コラムＣＬ２の内側または周りに設けられうる環状の形状の更なる永久磁石のコラムを有してもよい。また、第１コラムＣＬ１と第２コラムＣＬ２のそれぞれには、図１３および図１４に示されるよりも多数の永久的な環状の形状の永久磁石が設けられてもよい。
図１６は、支持部に対し、支持方向、典型的には鉛直方向に質量を支持するように構成される機械的なスプリングＳＰについてのある実施の形態を示す。質量は、例えば、センサフレームＳＦＲまたは力フレームＦＦＲなどのフレームであり、支持部は、例えば、中間フレームＩＦＲまたはベースフレームＢＦである。機械的なスプリングは、支持デバイスとして、すなわち支持部に対して質量を支持するように、共通に適用される。
スプリングＳＰ、またはこれらスプリングＳＰの組み合わせは、質量がこのスプリングＳＰまたはスプリングＳＰの組み合わせによって支持されるだけの支持デバイスとして使用されうる。代替的な実施の形態においては、スプリングＳＰは、他の支持デバイスまたは要素例えば図７に示される磁気重力補償器ＭＧＣと組み合わされて使用され、支持デバイスを形成してもよい。
図１６に示されるように、スプリングＳＰは、振動絶縁システムに使用されるのにとくに適する。スプリングＳＰが振動絶縁システムに適用される場合、スプリングＳＰの設計において多くの制約を考慮に入れるべきである。
一つ目の制約としては、スプリングＳＰが、所望のペイロードたとえばスプリングによって支持される物体の質量またはその一部分を担えるようにすべきである。二つ目の制約としては、スプリングが低い剛体モードの周波数を得るように低剛性を有するべきである。振動絶縁システムに使用されるスプリングのスプリング設計についての三つ目の制約としては、スプリングの内部モードを高くすべきである。四つ目の制約としては、スプリングが横荷重すなわちスプリングの支持方向に垂直な方向に働く力のもとで十分な強度を有するべきである。
図１６に示されるスプリングＳＰは、これら四つの制約にもとづいて具体的に設計されている。
スプリングＳＰは、上側支持要素ＵＳＥと下側支持要素ＬＳＥを備える。上側支持要素ＵＳＥと下側支持要素ＬＳＥは、支持されるべき質量と支持部にスプリングＳＰを装着するように設けられるリング要素である。例えば、上側支持要素ＵＳＥは、力フレームＦＦＲに装着され、下側支持要素ＬＳＥは、ベースフレームＢＦに装着されてもよい。上側支持要素ＵＳＥと下側支持要素ＬＳＥは、スプリングＳＰをそれぞれ質量と支持部に装着するのに適するどのような形状を有してもよい。好ましくは、上側支持要素ＵＳＥと下側支持要素ＬＳＥは、リング形状またはディスク形状であり、スプリングＳＰの長手軸に同軸に設けられてもよい。
図１６に示される実施の形態においては、一つのらせん要素ＨＥが上側支持要素ＵＳＥと下側支持要素ＬＳＥの間に設けられる。らせん要素ＨＥは、上側支持要素ＵＳＥと下側支持要素ＬＳＥの間で実質的にらせん状に延びている。図１６に示されるスプリングＳＰにおいては、上側支持要素ＵＳＥと下側支持要素ＬＳＥの間にらせん要素ＨＥが一つだけ設けられる。実際には、２つまたはそれより多くのらせん要素ＨＥが、上側支持要素ＵＳＥと下側支持要素ＬＳＥの間に設けられてもよい。これら２以上のらせん要素ＨＥは、上側支持要素ＵＳＥと下側支持要素ＬＳＥの周方向に均等に配置されてもよい。
らせん要素ＨＥは、上側支持要素ＵＳＥかららせん要素ＨＥの中点ＭＰに向かって小さくなり中点ＭＰから下側支持要素ＬＳＥに向かって大きくなる横断面を備える。中点ＭＰは、下側支持要素ＬＳＥと上側支持要素ＵＳＥの中間にある。
図１７および図１８は、らせん要素ＨＥの横断面を示す。図１７に示されるＡ−Ａ断面は、らせん要素ＨＥの中点ＭＰに比較的近い横断面であり、図１８に示されるＢ−Ｂ断面は、らせん要素ＨＥの中点ＭＰから遠い横断面である。Ａ−Ａ断面とＢ−Ｂ断面はそれぞれ矩形の形状であり幅と高さをもつ。Ａ−Ａ断面は、幅ｂ１と高さｈ１を有する。Ｂ−Ｂ断面は、幅ｂ２と高さｈ２を有する。高さｈ１と高さｈ２は等しいが、幅ｂ２は幅ｂ１よりも実質的に大きい。高さ寸法が延びる高さ方向は、スプリングＳＰの支持方向である。この支持方向は、多くの場合、鉛直方向に一致する。幅方向は、スプリングＳＰの長手軸に対して径方向である。
らせん要素ＨＥの横断面の高さｈ１、ｈ２は、らせん要素ＨＥの少なくとも大部分にわたって横断面の幅ｂ１、ｂ２よりも実質的に大きい。スプリングＳＰの支持方向におけるこの比較的大きい寸法は、横断面の幅方向まわりの曲げ剛性を高くする。このことは、らせん要素ＨＥの材料がスプリングＳＰによって支持される質量を支持するとともに、らせん要素ＨＥの総質量を比較的小さく保つのに有利である。この比較的小さい質量は、スプリングＳＰの内部モードを確実に増加させる。
中点ＭＰでのらせん要素ＨＥの横断面のサイズは、スプリングＳＰがスプリングＳＰに装着される質量を支持するのに十分な強度を与えるように選択される。中点ＭＰから上側支持要素ＵＳＥに向かって、また中点ＭＰから下側支持要素ＬＳＥに向かって徐々に大きくなるらせん要素ＨＥの横断面のサイズによって、らせん要素ＨＥにおける応力レベルは最大の許容可能な応力レベルよりも小さく保たれる。
また、らせん要素ＨＥの長さによって、スプリングＳＰは、低い剛体モードの周波数を得るように低剛性を提供する。
スプリングＳＰが２以上のらせん要素ＨＥを備える場合には、それら２以上のらせん要素ＨＥは、好ましくは同じ設計および寸法を有する。例えば、図１６の実施の形態においては、図１６に示されるらせん要素ＨＥと同じ設計をもつ４つまたは５つのらせん要素は、これららせん要素が上側支持要素ＵＳＥと下側支持要素ＬＳＥの間でらせん状に互いに平行に延びるように、上側支持要素ＵＳＥと下側支持要素ＬＳＥの周方向に配置されうる。スプリングの周方向に２以上のらせん要素ＨＥを設けることによって、より対称的な挙動がスプリングＳＰにもたらされ、これは一般に望ましい。
図１９は、振動絶縁システムに適用されるスプリングＳＰの代替的な実施の形態を示す。スプリングＳＰは、第１支持要素ＦＳＥ、第２支持要素ＳＳＥ、第３支持要素ＴＳＥを備える。第２支持要素ＳＳＥは、支持されるべき質量に装着され、第１支持要素ＦＳＥと第３支持要素ＴＳＥは、支持部に装着される。
第１支持要素ＦＳＥと第２支持要素ＳＳＥの間にはらせん要素ＨＥが設けられる。また、第２支持要素ＳＳＥと第３支持要素ＴＳＥの間にはらせん要素ＨＥが設けられる。らせん要素ＨＥは、図１６の実施の形態に関して上述したものと同じ設計であってもよい。
この実施の形態においては、第１支持要素ＦＳＥと第２支持要素ＳＳＥの間のらせん要素ＨＥと、第２支持要素ＳＳＥと第３支持要素ＴＳＥの間のらせん要素ＨＥの両方が、支持部に対し質量を支持するように使用される。
本明細書ではＩＣの製造におけるリソグラフィ装置の使用に具体的に言及しているかもしれないが、本書に説明されたリソグラフィ装置は、集積光学システム、磁区メモリ用案内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など他の用途にも適用することが可能であるものと理解されたい。当業者であればこれらの他の適用に際して、本書における「ウェーハ」あるいは「ダイ」という用語がそれぞれ「基板」あるいは「目標部分」という、より一般的な用語と同義であるとみなされうると理解することができるであろう。本書に言及される基板は、露光前または露光後において例えばトラック（典型的にはレジスト層を基板に塗布し、露光後のレジストを現像する装置）、メトロロジツール、及び／またはインスペクションツールにおいて処理されてもよい。適用可能であれば、本書の開示はこれらのまたは他の基板処理装置にも適用され得る。また、基板は例えば多層ＩＣを製造するために複数回処理されてもよく、その場合には本書における基板という用語は処理済みの多数の層を既に含む基板をも意味しうる。
上記では光リソグラフィにおける本発明の実施の形態の使用に具体的に言及したかもしれないが、本発明は例えば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されうるものであり、文脈が許す場合、光リソグラフィに限られるものではないことは理解されよう。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トポグラフィによって、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トポグラフィ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、圧力またはその組合せにより、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すと、レジストの硬化後にパターンが残される。
上記では本発明の特定の実施形態を説明したが、本発明は、説明したものとは異なる方式で実施されうることが理解される。例えば、本発明は、上記で開示した方法を記述する機械読み取り可能なインストラクションの１つまたは複数のシーケンスを含むコンピュータプログラム、またはこうしたコンピュータプログラムが内部に記憶されたデータ記憶媒体（例えば半導体メモリ、磁気または光ディスク）の形をとることができる。
上述の説明は例示であり、限定を意図しない。よって、後述の特許請求の範囲から逸脱することなく既述の本発明に変更を加えることができるということは、関連技術の当業者には明らかなことである。
下記の番号付けられた節によっても実施の形態が与えられる。
１．装置の第１部分を前記装置の第２部分に対して鉛直方向に支持するように設けられるベアリングデバイスであって、磁気重力補償器を備え、前記磁気重力補償器は、
前記第１部分と前記第２部分のうち一方に搭載され、永久磁石の少なくとも第１コラムを備え、前記第１コラムは前記鉛直方向に延び、前記永久磁石は極性方向を第１水平方向または前記第１水平方向とは反対の第２水平方向に有し、鉛直に隣接する永久磁石は反対の極性方向を有する第１永久磁石アセンブリと、
前記第１部分と前記第２部分のうち他方に搭載され、永久磁石の少なくとも１つの他のコラムを備え、前記少なくとも１つの他のコラムは前記鉛直方向に延び、前記少なくとも１つの他のコラムの鉛直に隣接する永久磁石は反対の極性方向を前記第１水平方向または前記第２水平方向に有する第２永久磁石アセンブリと、を備え、
前記第１永久磁石アセンブリは、前記第２永久磁石アセンブリを少なくとも部分的に包囲するベアリングデバイス。
２．前記第１永久磁石アセンブリは、永久磁石の前記第１コラムと永久磁石の第２コラムとを備え、前記第２コラムは永久磁石の前記第１コラムに沿って前記鉛直方向に延び、前記第２コラムの永久磁石は極性方向を前記第１水平方向または前記第２水平方向に有し、
前記第２コラムの鉛直に隣接する永久磁石は反対の極性方向を有し、前記第１コラムと前記第２コラムで同じ高さに設けられる永久磁石は同じ極性方向を有し、
永久磁石の前記少なくとも１つの他のコラムは、永久磁石の第３コラムを備え、前記第３コラムは前記鉛直方向に延び、前記第３コラムは、少なくとも部分的に、前記第１コラムと前記第２コラムの間に設けられ、前記第３コラムの鉛直に隣接する永久磁石は反対の極性方向を前記第１水平方向または前記第２水平方向に有する項１に記載のベアリングデバイス。
３．前記第１コラム、前記第２コラム、および前記第３コラムの永久磁石は、前記第１水平方向および前記第２水平方向に垂直な第３水平方向に延びる永久磁石棒である項２に記載のベアリングデバイス。
４．前記少なくとも第１コラムと前記少なくとも１つの他のコラムの鉛直に隣接する永久磁石間のピッチは、各コラムについて等しく、前記少なくとも１つの他のコラムは、前記第１コラムと第２コラムに対して前記ピッチの半分に相当しまたはこれに近い距離だけずれた鉛直位置に設けられる項１に記載のベアリングデバイス。
５．前記第１永久磁石アセンブリが前記第１部分に搭載され前記第２永久磁石アセンブリが前記第２部分に搭載される場合、前記第１永久磁石アセンブリの永久磁石と同じ極性方向を有する前記第２永久磁石アセンブリの永久磁石は、鉛直上向きにおよそ半ピッチずれた位置にあり、または、前記第１永久磁石アセンブリが前記第２部分に搭載され前記第２永久磁石アセンブリが前記第１部分に搭載される場合、前記第１永久磁石アセンブリの永久磁石と同じ極性方向を有する前記第２永久磁石アセンブリの永久磁石は、鉛直下向きにおよそ半ピッチずれた位置にある項１に記載のベアリングデバイス。
６．前記ベアリングデバイスは、前記装置の前記第１部分と前記第２部分の間に追加の鉛直力を提供するアクチュエータデバイスをさらに備える項１に記載のベアリングデバイス。
７．前記アクチュエータデバイスは、前記第１コラム及び／または前記第２コラムの永久磁石と協働するように設けられる１つ又は複数のコイルを備えるＤＣアクチュエータを備える項６に記載のベアリングデバイス。
８．前記アクチュエータデバイスは、前記装置の前記第１部分と前記第２部分の間に設けられるローレンツアクチュエータである項６に記載のベアリングデバイス。
９．前記アクチュエータデバイスは、前記装置の前記第１部分と前記第２部分の間に設けられるリラクタンスアクチュエータである項６に記載のベアリングデバイス。
１０．前記アクチュエータは、前記第１部分及び／または前記第２部分の運動を減衰させ、及び／または、前記ベアリングデバイスをとくに負剛性を有するとき安定化させ、及び／または、前記ベアリングデバイスによって支持される前記第１部分と前記第２部分のうち前記一方の位置を調整するように構成される項６に記載のベアリングデバイス。
１１．前記ベアリングデバイスは、
前記装置の前記第１部分と前記装置の前記第２部分との相対距離を示す第１測定信号を提供する第１センサと、
前記装置の前記第１部分の加速度を示す第２測定信号を提供する第２センサと、
前記第１測定信号と前記第２測定信号に基づいて前記アクチュエータデバイスを駆動するアクチュエータ信号を提供するコントローラと、を備える項６に記載のベアリングデバイス。
１２．前記コントローラは、前記第１測定信号を受信するように設けられる第１サブコントローラと、前記第２測定信号を受信する第２サブコントローラとを備え、
前記第１サブコントローラは、前記ベアリングデバイスに剛性を付加し、それにより共振を許容するように主として設けられ、
前記第２サブコントローラは、この共振を減衰させるように設けられる項１１に記載のベアリングデバイス。
１３．前記ベアリングデバイスは、前記装置の前記第１部分と前記第２部分の間に機械的なスプリングを備える項１に記載のベアリングデバイス。
１４．前記ベアリングデバイスは、前記装置の前記第１部分と前記第２部分の間に振動絶縁システムとして構築される項１に記載のベアリングデバイス。
１５．前記第１コラムの永久磁石は、環状の形状を有し、前記第１水平方向は前記環状の形状の径方向内向きであり、前記第２水平方向は前記環状の形状の径方向外向きであり、
前記他のコラムの永久磁石は、環状の形状を有し、前記第１水平方向は前記環状の形状の径方向内向きであり、前記第２水平方向は前記環状の形状の径方向外向きであり、
前記第１コラムの永久磁石の内径は、前記第２コラムの永久磁石の外径より大きく、前記第２コラムは、少なくとも部分的に前記第１コラム内に設けられる項１に記載のベアリングデバイス。
１６．前記第１コラムと前記他のコラムはそれぞれ、上下に設けられる少なくとも２つの永久磁石を備える項１５に記載のベアリングデバイス。
１７．第１部分と第２部分のうち一方に搭載され、永久磁石の少なくとも第１コラムを備え、前記第１コラムは鉛直方向に延び、前記永久磁石は極性方向を第１水平方向または前記第１水平方向とは反対の第２水平方向に有し、鉛直に隣接する永久磁石は反対の極性方向を有する第１永久磁石アセンブリと、
前記第１部分と前記第２部分のうち他方に搭載され、永久磁石の少なくとも１つの他のコラムを備え、前記少なくとも１つの他のコラムは前記鉛直方向に延び、前記少なくとも１つの他のコラムの鉛直に隣接する永久磁石は反対の極性方向を前記第１水平方向または前記第２水平方向に有する第２永久磁石アセンブリと、を備え、
前記第１永久磁石アセンブリは、前記第２永久磁石アセンブリを少なくとも部分的に包囲する磁気重力補償器。
１８．項１に記載のベアリングデバイスを備える振動絶縁システム。
１９．リソグラフィ装置であって、
パターン付けられた放射ビームを形成すべく放射ビームの断面にパターンを付与することの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る支持部と、
基板を保持するように構築される基板テーブルと、
前記パターン付けられた放射ビームを前記基板の目標部分に投影するように構成される投影システムと、を備え、
前記リソグラフィ装置の第１部分を前記リソグラフィ装置の第２部分に対して鉛直方向に支持するように設けられる項１に記載のベアリングデバイスを備えるリソグラフィ装置。
２０．前記ベアリングデバイスは、前記リソグラフィ装置の真空空間に設けられる項１９に記載のリソグラフィ装置。
２１．装置の第１部分と前記装置の第２部分の間に設けられ、負剛性を有する重力補償器を、制御システムを使用して制御する方法であって、前記制御システムは、
前記装置の前記第１部分と前記装置の前記第２部分との相対距離を示す第１測定信号を提供する第１センサと、
前記装置の前記第１部分の加速度を示す第２測定信号を提供する第２センサと、
前記第１測定信号を受信するように設けられる第１サブコントローラと、前記第２測定信号を受信する第２サブコントローラとを備えるコントローラであって、前記第１測定信号と前記第２測定信号に基づいて、前記装置の前記第１部分と前記装置の前記第２部分との間のアクチュエータデバイスを駆動するアクチュエータ信号を提供するように設けられるコントローラと、を備え、
前記第１サブコントローラは、前記ベアリングデバイスに剛性を付加し、それにより共振を許容するように主として設けられ、
前記第２サブコントローラは、この共振を減衰させるように設けられる方法。
２２．質量を支持部に対して支持方向に支持するスプリングであって、第１支持要素、第２支持要素、および前記第１支持要素と前記第２支持要素との間で実質的にらせん状に延びる１つ又は複数のらせん要素を備え、
前記第１支持要素と前記第２支持要素のうち一方は、前記質量に接続され、または接続可能であり、前記第１支持要素と前記第２支持要素のうち他方は、前記支持部に接続され、または接続可能であり、
前記１つ又は複数のらせん要素の各々の横断面は、前記第１支持要素から当該らせん要素の中点に向かって小さくなり、前記中点から前記第２支持要素に向かって大きくなり、前記中点は、前記第２支持要素と前記第１支持要素の中間にあるスプリング。
２３．前記らせん要素の前記横断面は、実質的に矩形であり、矩形の横断面のうち長いほうの寸法が前記支持方向に延びている項２２に記載のスプリング。
２４．前記らせん要素の前記横断面は、前記支持方向に実質的に一定の寸法を有する項２２に記載のスプリング。
２５．前記支持方向は、鉛直方向である項２２に記載のスプリング。
２６．前記スプリングは、前記スプリングの長手軸まわりに均等に配置される２またはそれより多いらせん要素を備える項２２に記載のスプリング。
２７．前記スプリングは、第３支持要素を備え、前記第１支持要素と前記第３支持要素が前記支持部に接続され、前記第２支持要素が前記質量に接続され、
前記第１支持要素は、前記第２支持要素の上方に設けられ、前記第２支持要素は、前記第３支持要素の上方に設けられ、
１つ又は複数のらせん要素は、前記第２支持要素と前記第３支持要素との間で実質的にらせん状に延び、
前記第２支持要素と前記第３支持要素との間で前記１つ又は複数のらせん要素の各々の横断面は、前記第２支持要素から当該らせん要素の中点に向かって小さくなり、前記中点から前記第３支持要素に向かって大きくなり、前記中点は、前記第２支持要素と前記第３支持要素の中間にある項２２に記載のスプリング。

Claims (13)

  1. 装置の第１部分を前記装置の第２部分に対して鉛直方向に支持するように設けられるベアリングデバイスであって、磁気重力補償器を備え、前記磁気重力補償器は、
    前記第１部分と前記第２部分のうち一方に搭載され、永久磁石の少なくとも第１コラムを含む永久磁石の複数のコラムを備え、前記第１コラムは前記鉛直方向に延び、前記永久磁石は極性方向を第１水平方向または前記第１水平方向とは反対の第２水平方向に有し、鉛直に隣接する永久磁石は反対の極性方向を有する第１永久磁石アセンブリと、
    前記第１部分と前記第２部分のうち他方に搭載され、永久磁石の少なくとも１つの他のコラムを備え、前記少なくとも１つの他のコラムは前記鉛直方向に延び、前記少なくとも１つの他のコラムの鉛直に隣接する永久磁石は反対の極性方向を前記第１水平方向または前記第２水平方向に有する第２永久磁石アセンブリと、を備え、
    前記第１永久磁石アセンブリは、前記第２永久磁石アセンブリを少なくとも部分的に包囲し、
    前記第１永久磁石アセンブリの永久磁石の前記複数のコラムと前記第２永久磁石アセンブリの永久磁石の前記少なくとも１つの他のコラムは、永久磁石の前記極性方向において交互に配列されているベアリングデバイス。
  2. 前記第１永久磁石アセンブリは、永久磁石の前記第１コラムと永久磁石の第２コラムとを備え、前記第２コラムは永久磁石の前記第１コラムに沿って前記鉛直方向に延び、前記第２コラムの永久磁石は極性方向を前記第１水平方向または前記第２水平方向に有し、
    前記第２コラムの鉛直に隣接する永久磁石は反対の極性方向を有し、前記第１コラムと前記第２コラムで同じ高さに設けられる永久磁石は同じ極性方向を有し、
    永久磁石の前記少なくとも１つの他のコラムは、永久磁石の第３コラムを備え、前記第３コラムは前記鉛直方向に延び、前記第３コラムは、少なくとも部分的に、前記第１コラムと前記第２コラムの間に設けられ、前記第３コラムの鉛直に隣接する永久磁石は反対の極性方向を前記第１水平方向または前記第２水平方向に有する請求項１に記載のベアリングデバイス。
  3. 前記少なくとも第１コラムと前記少なくとも１つの他のコラムの鉛直に隣接する永久磁石間のピッチは、各コラムについて等しく、前記少なくとも１つの他のコラムは、前記第１コラムと前記第２コラムに対して前記ピッチの半分に相当しまたはこれに近い距離だけずれた鉛直位置に設けられる請求項２に記載のベアリングデバイス。
  4. 装置の第１部分を前記装置の第２部分に対して鉛直方向に支持するように設けられるベアリングデバイスであって、磁気重力補償器を備え、前記磁気重力補償器は、
    前記第１部分と前記第２部分のうち一方に搭載され、永久磁石の少なくとも第１コラムを備え、前記第１コラムは前記鉛直方向に延び、前記永久磁石は極性方向を第１水平方向または前記第１水平方向とは反対の第２水平方向に有し、鉛直に隣接する永久磁石は反対の極性方向を有する第１永久磁石アセンブリと、
    前記第１部分と前記第２部分のうち他方に搭載され、永久磁石の少なくとも１つの他のコラムを備え、前記少なくとも１つの他のコラムは前記鉛直方向に延び、前記少なくとも１つの他のコラムの鉛直に隣接する永久磁石は反対の極性方向を前記第１水平方向または前記第２水平方向に有する第２永久磁石アセンブリと、を備え、
    前記第１永久磁石アセンブリは、前記第２永久磁石アセンブリを少なくとも部分的に包囲し、
    前記第１コラムの永久磁石は、環状の形状を有し、前記第１水平方向は前記環状の形状の径方向内向きであり、前記第２水平方向は前記環状の形状の径方向外向きであり、
    前記他のコラムの永久磁石は、環状の形状を有し、前記第１水平方向は前記環状の形状の径方向内向きであり、前記第２水平方向は前記環状の形状の径方向外向きであり、
    前記第１コラムの永久磁石の内径は、前記他のコラムの永久磁石の外径より大きく、前記他のコラムは、少なくとも部分的に前記第１コラム内に設けられ、
    前記磁気重力補償器の永久磁石の前記極性方向は前記第１コラムと前記他のコラムでともに、永久磁石の前記環状の形状に関して径方向内向き、または永久磁石の前記環状の形状に関して径方向外向きのいずれかであるベアリングデバイス。
  5. 前記ベアリングデバイスは、前記装置の前記第１部分と前記第２部分の間に追加の鉛直力を提供するアクチュエータデバイスをさらに備える請求項１から４のいずれかに記載のベアリングデバイス。
  6. 前記アクチュエータは、前記第１部分及び／または前記第２部分の運動を減衰させ、及び／または、前記ベアリングデバイスをとくに負剛性を有するとき安定化させ、及び／または、前記ベアリングデバイスによって支持される前記第１部分と前記第２部分のうち前記一方の位置を調整するように構成される請求項５に記載のベアリングデバイス。
  7. 前記ベアリングデバイスは、
    前記装置の前記第１部分と前記装置の前記第２部分との相対距離を示す第１測定信号を提供する第１センサと、
    前記装置の前記第１部分の加速度を示す第２測定信号を提供する第２センサと、
    前記第１測定信号と前記第２測定信号に基づいて前記アクチュエータデバイスを駆動するアクチュエータ信号を提供するコントローラと、を備える請求項５または６に記載のベアリングデバイス。
  8. 前記ベアリングデバイスは、前記装置の前記第１部分と前記第２部分の間に振動絶縁システムとして構築される請求項１から７のいずれかに記載のベアリングデバイス。
  9. 第１部分と第２部分のうち一方に搭載され、永久磁石の少なくとも第１コラムを含む永久磁石の複数のコラムを備え、前記第１コラムは鉛直方向に延び、前記永久磁石は極性方向を第１水平方向または前記第１水平方向とは反対の第２水平方向に有し、鉛直に隣接する永久磁石は反対の極性方向を有する第１永久磁石アセンブリと、
    前記第１部分と前記第２部分のうち他方に搭載され、永久磁石の少なくとも１つの他のコラムを備え、前記少なくとも１つの他のコラムは前記鉛直方向に延び、前記少なくとも１つの他のコラムの鉛直に隣接する永久磁石は反対の極性方向を前記第１水平方向または前記第２水平方向に有する第２永久磁石アセンブリと、を備え、
    前記第１永久磁石アセンブリは、前記第２永久磁石アセンブリを少なくとも部分的に包囲し、
    前記第１永久磁石アセンブリの永久磁石の前記複数のコラムと前記第２永久磁石アセンブリの永久磁石の前記少なくとも１つの他のコラムは、永久磁石の前記極性方向において交互に配列されている磁気重力補償器。
  10. 第１部分と第２部分のうち一方に搭載され、永久磁石の少なくとも第１コラムを備え、前記第１コラムは鉛直方向に延び、前記永久磁石は極性方向を第１水平方向または前記第１水平方向とは反対の第２水平方向に有し、鉛直に隣接する永久磁石は反対の極性方向を有する第１永久磁石アセンブリと、
    前記第１部分と前記第２部分のうち他方に搭載され、永久磁石の少なくとも１つの他のコラムを備え、前記少なくとも１つの他のコラムは前記鉛直方向に延び、前記少なくとも１つの他のコラムの鉛直に隣接する永久磁石は反対の極性方向を前記第１水平方向または前記第２水平方向に有する第２永久磁石アセンブリと、を備え、
    前記第１永久磁石アセンブリは、前記第２永久磁石アセンブリを少なくとも部分的に包囲し、
    前記第１コラムの永久磁石は、環状の形状を有し、前記第１水平方向は前記環状の形状の径方向内向きであり、前記第２水平方向は前記環状の形状の径方向外向きであり、
    前記他のコラムの永久磁石は、環状の形状を有し、前記第１水平方向は前記環状の形状の径方向内向きであり、前記第２水平方向は前記環状の形状の径方向外向きであり、
    前記第１コラムの永久磁石の内径は、前記他のコラムの永久磁石の外径より大きく、前記他のコラムは、少なくとも部分的に前記第１コラム内に設けられ、
    永久磁石の前記極性方向は前記第１コラムと前記他のコラムでともに、永久磁石の前記環状の形状に関して径方向内向き、または永久磁石の前記環状の形状に関して径方向外向きのいずれかである磁気重力補償器。
  11. 請求項１から８のいずれかに記載のベアリングデバイスを備える振動絶縁システム。
  12. リソグラフィ装置であって、
    パターン付けられた放射ビームを形成すべく放射ビームの断面にパターンを付与することの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る支持部と、
    基板を保持するように構築される基板テーブルと、
    前記パターン付けられた放射ビームを前記基板の目標部分に投影するように構成される投影システムと、を備え、
    前記リソグラフィ装置の第１部分を前記リソグラフィ装置の第２部分に対して鉛直方向に支持するように設けられる請求項１から８のいずれかに記載のベアリングデバイスを備えるリソグラフィ装置。
  13. 前記ベアリングデバイスは、前記リソグラフィ装置の真空空間に設けられる請求項１２に記載のリソグラフィ装置。
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