JP7248806B2 - 電子システム、加速度計、較正方法、リソグラフィ装置、デバイス製造方法 - Google Patents

Description

［関連出願へのクロスリファレンス］
本出願は、２０１９年２月４日に出願された欧州出願１９１５５２０４．１号の優先権を主張し、その全体が参照により本書に援用される。

［技術分野］
本発明は、加速度計のための電子システム、このような電子システムを含む加速度計、加速度計の電子システムの較正方法、リソグラフィ装置、リソグラフィ装置を用いたデバイス製造方法に関する。

リソグラフィ装置は、基板上（典型的には基板上のターゲット部分）に望ましいパターンを適用する装置である。リソグラフィ装置は、例えば、集積回路（IC）の製造に使用される。このような場合、パターニングデバイス（以下、マスクまたはレチクルともいう）が、集積回路の各層の回路パターンを生成するために用いられる。このパターンは、基板（例えばシリコンウェーハ）のターゲット部分（例えば一または複数のダイの部分を含む）上に転写される。パターンの転写は、典型的には、基板上に形成された放射感応性材料（レジスト）の層に光を照明することで行われる。一般的に一つの基板は、順次パターニングされる隣接または近接する複数のターゲット部分のネットワークを含む。従来のリソグラフィ装置はいわゆるステッパとスキャナを含む。ステッパでは、各ターゲット部分に全体パターンが一度に露光される。スキャナでは、各ターゲット部分がパターニングされた放射ビームによって所定方向（スキャン方向）にスキャン露光され、この方向に平行または非平行な方向に沿って基板が同時にスキャンされる。パターニングデバイスから基板へのパターン転写は、基板上へのパターンのインプリントによっても可能である。

リソグラフィ装置では、能動的な制振および／または診断等のために、物体の位置、方向、速度、加速度および／またはジャークを正確かつ低ノイズで測定することが求められうる。リソグラフィ装置における物体は、例えば、パターニングデバイスを支持する支持構造、基板を保持する基板テーブル、投影システムの構成要素および／または測定フレームや支持フレームにおけるフレーム要素である。

加速度を測定するために低ノイズのピエゾ式の加速度計を用いてもよいが、比較的大きなものが多いため、第１機械共振周波数が低くなり、有効周波数帯が制限されるという問題がある。

ここで、加速度計で使用される質量を低減することによって、第１機械共振周波数を増加させて有効周波数帯を拡大することが考えられる。しかし、小さな加速度計は広い有効周波数帯を持つ一方で、極めて高いノイズを引き起こすという問題がある。

拡大された周波数帯において低ノイズ測定を可能にする加速度計があれば理想的である。

本発明の実施形態では、ピエゾ素子および第１機械共振周波数を有する加速度計のための電子システムが提供される。この電子システムは、ピエゾ素子から加速度信号を受信し、第１機械共振周波数の振幅を電子的に減衰させ、減衰加速度信号を生成する制振回路と、減衰加速度信号を受信し、その周波数応答を拡大し、拡大減衰加速度信号を出力する拡大部と、を備える。拡大部は、減衰された第１機械共振周波数に合う第１の電子工学的な反共振周波数を有し、当該第１の電子工学的な反共振周波数とより高い第２の周波数の間に、加速度計および制振回路の組合せにおける対応する周波数応答と実質的に逆の周波数応答を有する。

本発明の別の実施形態では、質量および当該質量に接続されるピエゾ素子を備える加速度計と、ピエゾ素子に接続される電子システムと、が提供される。加速度計は第１機械共振周波数を有する。電子システムは、ピエゾ素子から加速度信号を受信し、第１機械共振周波数の振幅を電子的に減衰させ、減衰加速度信号を生成する制振回路と、減衰加速度信号を受信し、その周波数応答を拡大し、拡大減衰加速度信号を出力する拡大部と、を備える。拡大部は、減衰された第１機械共振周波数に合う第１の電子工学的な反共振周波数を有し、当該第１の電子工学的な反共振周波数とより高い第２の周波数の間に、加速度計および制振回路の組合せにおける対応する周波数応答と実質的に逆の周波数応答を有する。

本発明の更に別の実施形態では、本発明の加速度計の電子システムの較正方法が提供される。この較正方法は、減衰加速度信号の実際の周波数応答を測定するステップと、実際の周波数応答を望ましい周波数応答と比較するステップと、比較するステップの結果に基づいて、拡大減衰加速度信号と共に望ましい周波数応答を得るための拡大部の設定値を決定するステップと、決定された設定値に拡大部を設定するステップと、を備える。

本発明の更に別の実施形態では、本発明の電子システムを含む加速度計の較正方法が提供される。ここで、制振回路は、ピエゾ素子に直列に接続されて当該ピエゾ素子のキャパシタンスと共に抵抗-インダクタ-キャパシタ回路を形成する抵抗およびインダクタを含む。この較正方法は、第１機械共振周波数およびその振幅を測定するステップと、第１機械共振周波数を望ましいレベルに減衰させるために抵抗-インダクタ-キャパシタ回路における抵抗およびインダクタの値を決定するステップと、決定された値に抵抗およびインダクタを設定するステップと、を備える。

本発明の更に別の実施形態では、本発明の加速度計を含む測定システムが提供される。

本発明の更に別の実施形態では、リソグラフィ装置が提供される。このリソグラフィ装置は、物体の位置を制御する駆動システムと、物体の位置量を測定する測定システムと、測定システムの出力に基づいて駆動システムを制御する制御システムと、を備える。測定システムは本発明の加速度計を含む、

本発明の更に別の実施形態では、本発明のリソグラフィ装置が使用されるデバイス製造方法が提供される。

本発明の一実施形態に係るリソグラフィ装置を示す。 本発明の一実施形態における加速度計を模式的に示す。 本発明の一実施形態における電子システムを模式的に示す。 図３の電子システムに適用可能なジャイレータ回路を模式的に示す。 本発明の別の実施形態における電子システムを模式的に示す。 本発明の電子システムの拡大部の周波数応答の例を模式的に示す。 加速度信号、減衰加速度信号、拡大減衰加速度信号の周波数応答の実際の例を模式的に示す。

模式的な図面を参照して本発明の実施形態の例を説明する。図面における符号は対応する部分または構成要素を表す。図１は、本発明のある実施形態に係るリソグラフィ装置を模式的に示す。この装置は、放射ビームＢ（例えば紫外線または極端紫外線）を調整する照明システム（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を支持し、第１位置決め部または第１ポジショナＰＭに接続されて当該パターニングデバイスを各種のパラメータに応じて正確に位置決めする支持構造（例えばマスクテーブル）ＭＴと、基板(例えばレジストで覆われたまたはコーティングされたウェーハ)Ｗを保持し、第２位置決め部または第２ポジショナＰＷに接続されて当該基板を各種のパラメータに応じて正確に位置決めする基板テーブル（例えばウェーハテーブル）ＷＴａまたはＷＴｂと、パターニングデバイスＭＡによって放射ビームＢに付与されたパターンを基板Ｗにおけるターゲット部分Ｃ（例えば一または複数のダイを含む）上に投影する投影システム（例えば屈折投影レンズシステム）ＰＳと、を備える。

照明システムは、放射の方向付け、形成および／または制御のために、屈折型、反射型、磁気型、電磁気型、静電型その他の様々なタイプの光学部品またはこれらの任意の組合せを含んでもよい。

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ＭＡの重量を支える。支持構造ＭＴは、パターニングデバイスＭＡの方向、リソグラフィ装置のデザイン、パターニングデバイスＭＡが真空環境で保持されるか否か等のその他の条件に応じた態様で、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を保持するために、機械式、真空式、静電式その他の方式のクランプ技術または固定技術を利用できる。支持構造ＭＴは、例えば、必要に応じて固定されたまたは移動可能なフレームやテーブルでもよい。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との関係で望ましい位置にあることを担保しうる。以下、「レチクル」や「マスク」の用語は、より概括的な「パターニングデバイス」の用語と同義に解釈されうる。

「パターニングデバイス」の用語は、基板Ｗにおけるターゲット部分等にパターンを生成するために、放射ビームの断面にパターンを付与するために使用しうる任意のデバイスを指すものと広義に解釈すべきである。放射ビームに付与されるパターンは、当該パターンが位相シフト機能／特徴その他のいわゆるアシスト機能／特徴等を含む場合、基板Ｗのターゲット部分における所望のパターンと正確に一致しなくてもよい。一般的に、放射ビームに付与されるパターンは、ターゲット部分において製造される集積回路等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は透過型でも反射型でもよい。パターニングデバイスとしては、例えば、マスク、プログラマブルミラーアレイ、プログラマブルＬＣＤパネルが挙げられる。マスクは、リソグラフィまたは露光の分野においてよく知られており、バイナリ型（binary）、レベンソン位相シフト型（alternating phase-shift）、ハーフトーン位相シフト型（attenuated phase-shift）その他のハイブリッド型等の様々なタイプが存在する。プログラマブルミラーアレイは、例えば、行列状に配置された多数の微小なミラーを備え、各ミラーを個別に傾けることで入射した放射ビームを異なる方向に反射する。傾けられた多数のミラーは、ミラーマトリックスによって反射された像としてのパターンを放射ビームに付与する。

「放射」および「ビーム」の用語は全てのタイプの電磁気的な放射を包含し、紫外線またはＵＶ放射（例えば、約365, 248, 193, 157, 126nmの波長を持つもの）、極端紫外線またはＥＵＶ放射（例えば、5-20nmの範囲の波長を持つもの）、イオンビームや電子ビーム等の微粒子ビームを含む。

「投影システム」の用語は、任意のタイプの投影システムを包含するものと広義に解釈すべきであり、適切な露光を実現するため、または、液浸リソグラフィのための液体の使用や真空の使用等の他の要素に応じて、屈折型、反射型、反射屈折型、磁気型、電磁気型、静電型の光学システムまたはこれらの任意の組合せが採用される。「投影レンズ」の用語は、より概括的な「投影システム」の用語と同義に解釈されうる。

以下では透過型のリソグラフィ装置（例えば透過マスクを用いるもの）について説明するが、リソグラフィ装置は反射型（例えば前述のプログラマブルミラーアレイや反射マスクを用いるもの）でもよい。

リソグラフィ装置は、二つ（デュアルステージ）以上の基板テーブル（および／または二つ以上のマスクテーブル）を備えるタイプでもよい。このような「マルチステージ」の装置では、複数のテーブルが並行して使用されてもよいし、一または複数のテーブルで露光準備ステップが実行されている間に、一または複数の別のテーブルで露光ステップが実行されてもよい。このことは、図１の例における二つの基板テーブルＷＴａおよびＷＴｂによって模式的に示される。本発明は単独（stand-alone）で実施可能であるが、特にシングルステージまたはマルチステージの装置の露光前測定ステージにおいて追加的な機能を提供できる。

リソグラフィ装置は、水等の比較的高い屈折率の液体が基板Ｗの少なくとも一部を覆い、投影システムＰＳと基板Ｗの間の空間を満たすタイプでもよい。このような液浸リソグラフィのための液体はリソグラフィ装置の他の空間に供給されてもよく、例えば、パターニングデバイスＭＡと投影システムＰＳの間の空間を満たしてもよい。液浸技術は投影システムの開口数を増加させるものとして当技術分野においてよく知られている。「液浸」の用語は、基板Ｗ等の構造物が液体に浸らなければならないことを意味するのではなく、露光中に液体が投影システムＰＳと基板Ｗの間に存在することを意味する。

図１に示されるように、イルミネータＩＬは放射源ＳＯからの放射ビームを受ける。放射源ＳＯとしてエキシマレーザを用いる等の場合では、放射源ＳＯおよびリソグラフィ装置は別体でもよい。このような場合、放射源ＳＯはリソグラフィ装置を構成する部品ではなく、放射ビームは、適切なガイドミラーおよび／またはビームエキスパンダ等を備えるビームデリバリシステムＢＤを介して、放射源ＳＯからイルミネータＩＬへ届けられる。光源として水銀ランプを用いる等の他の場合では、光源はリソグラフィ装置と一体的に構成される一部でもよい。以下、放射源ＳＯおよびイルミネータＩＬを、必要な場合はビームデリバリシステムＢＤと併せて、放射システムともいう。

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ためのアジャスタＡＤを備えてもよい。一般的に、イルミネータの瞳面における強度分布の少なくとも外側半径範囲（outer radial extent：一般的に「σ-outer」とも表記される）および／または内側半径範囲（inner radial extent：一般的に「σ-inner」とも表記される）が調整可能である。イルミネータＩＬは、インテグレータＩＮやコンデンサＣＯ等の他の各種の部品を更に備えてもよい。イルミネータは、放射ビームを調整し、その断面において所望の均一度や強度分布を実現するために用いられてもよい。

放射ビームＢは、支持構造ＭＴ(例えばマスクテーブル)上に保持されたパターニングデバイスＭＡ（例えばマスク）に投射され、パターニングデバイスＭＡによってパターンが付与される。パターニングデバイスＭＡを透過した放射ビームＢは、基板Ｗのターゲット部分Ｃ上にビームの焦点を合わせるための投影システムＰＳ内を通過する。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、容量センサ)によって基板テーブルＷＴａ/ＷＴｂは正確に駆動され、例えば、放射ビームＢの経路上に異なるターゲット部分Ｃが順次移動する。同様に、第１ポジショナＰＭおよび別の位置センサ（不図示）は、例えばマスクライブラリから機械的に取り出された後のパターニングデバイスＭＡやスキャン中のパターニングデバイスＭＡを、放射ビームＢの経路に対して正確に位置決めするために用いられる。一般的に、支持構造ＭＴの運動は、第１ポジショナＰＭの一部を構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）によって実現される。同様に、基板テーブルＷＴａ/ＷＴｂの運動は、第２ポジショナＰＷの一部を構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によって実現される。リソグラフィ装置がスキャナではなくステッパの場合、支持構造ＭＴは、ショートストロークアクチュエータのみに接続されてもよいし、移動不可能に固定されてもよい。パターニングデバイスＭＡおよび基板Ｗは、マスクアライメントマークＭ１、Ｍ２および基板アライメントマークＰ１、Ｐ２を用いて位置決めされてもよい。図示の基板アライメントマークは専用のターゲット部分を占めているが、これらは各ターゲット部分の間の領域に設けられてもよい（スクライブラインアライメントマークとして知られている）。同様に、パターニングデバイスＭＡ上で複数のダイが提供される場合、マスクアライメントマークＭ１、Ｍ２はダイの間に設けられてもよい。

図示の装置は少なくともスキャンモードで使用され、支持構造ＭＴおよび基板テーブルＷＴａ/ＷＴｂが同時にスキャンされながら、放射ビームに付与されたパターンがターゲット部分Ｃ上に投影される（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ＷＴａ/ＷＴｂの速度および方向は、投影システムＰＳの拡大／縮小の倍率や像反転特性等によって決定しうる。スキャンモードでは、露光領域の最大サイズが単一動的露光におけるターゲット部分の幅（非スキャン方向の寸法）を制限する一方で、スキャン動作の長さがターゲット部分の高さ（スキャン方向の寸法）を決定する。

図示の装置は、スキャンモードに加えて、以下の少なくとも一つのモードで使用しうる。
１．ステップモードでは、支持構造ＭＴおよび基板テーブルＷＴａ/ＷＴｂは実質的に静止状態に保持され、放射ビームに付与された全体パターンがターゲット部分Ｃ上に一度に投影される（すなわち単一静的露光）。その後、基板テーブルＷＴａ/ＷＴｂがＸおよび／またはＹ方向に移動することで、別のターゲット部分Ｃが露光される。ステップモードでは、露光領域の最大サイズが単一静的露光で結像されるターゲット部分Ｃのサイズを制限する。
２．別のモードでは、プログラマブルパターニングデバイスを支持する支持構造ＭＴが実質的に静止状態に保持され、放射ビームに付与されたパターンがターゲット部分Ｃ上に投影されながら基板テーブルＷＴａ/ＷＴｂが駆動またはスキャンされる。このモードでは、一般的にパルス放射源が用いられ、基板テーブルＷＴａ/ＷＴｂの各動作後またはスキャン中の連続する放射パルスの間に、プログラマブルパターニングデバイスが更新される。この動作モードは、前述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、容易に適用可能である。

上記の使用モードの組合せおよび／または変形や、全く異なる使用モードが用いられてもよい。

リソグラフィ装置ＬＡは、二つの基板テーブルＷＴａ／ＷＴｂおよび二つのステーションを備えるいわゆるデュアルステージタイプの装置である。各基板テーブルは、露光ステーションおよび測定ステーションの間で入れ替わる。露光ステーションにおいて一つの基板テーブル上の一つの基板が露光されている間、測定ステーションにおいて他の基板を他の基板テーブル上に搭載して各種の準備ステップを実行できる。準備ステップは、レベルセンサＬＳによって基板の表面をマッピングする処理や、アライメントセンサＡＳによって基板上のアライメントマーカの位置を測定する処理を含んでもよい。これによって、装置のスループットが大幅に向上する。位置センサＩＦが露光ステーションおよび測定ステーションにおける基板テーブルの位置を測定できない場合、第２位置センサを設けて両ステーションにおける基板テーブルの位置を追跡可能としてもよい。

装置は、前述の各種のアクチュエータおよびセンサの全ての動作および測定を制御するリソグラフィ装置制御ユニットＬＡＣＵを更に備える。制御ユニットＬＡＣＵは、装置の動作に必要な演算を実行するための信号処理およびデータ処理の能力も有する。実際の制御ユニットＬＡＣＵは、リアルタイムのデータ取得、データ処理、サブシステムまたは装置中の部品の制御を担う多くのサブユニットからなるシステムとして実現される。例えば、一つのデータ処理サブシステムは、基板ポジショナＰＷのサーボ制御に割り当てられてもよい。別のユニットは、粗動／微動アクチュエータや異なる軸の処理を担ってもよい。更に別のユニットは、位置センサＩＦの読み出しに割り当てられてもよい。装置全体の制御は、これらのサブシステム処理ユニット、オペレータ、露光製造プロセスに関与する他の装置と情報をやり取りする中央処理ユニットが担ってもよい。

リソグラフィ装置は、当該装置中の物体の位置、速度、加速度および／またはジャークを測定する測定システムを更に備えてもよい。図１の例では、第１測定システムＭＳ１が、投影システムＰＳの構成要素の相対的または絶対的な位置、速度、加速度および／またはジャーク等の位置量を測定する。第２測定システムＭＳ２は、リソグラフィ装置のフレームの相対的または絶対的な位置、速度、加速度および／またはジャーク等の位置量を測定する。

第１、第２測定システムＭＳ１、ＭＳ２は、例えば能動的な制振またはダンピングに用いられてもよい。この場合の測定信号は制御ユニットＬＡＣＵ等の制御システムに提供され、制御システムは測定信号に基づいて駆動システムを制御する。駆動システムは、例えば、外乱やノイズが補償されるように、および／または、振動性の動作が低減されるように、物体の位置を制御する。

以上に加えてまたは代えて、第１、第２測定システムＭＳ１、ＭＳ２は診断目的で使用されてもよい。

第１、第２測定システムＭＳ１、ＭＳ２の用途に関わらず、測定システムは本発明の実施形態に係る後述の加速度計を含んでもよい。

図２は、本発明の実施形態に係る加速度計ＡＣを模式的に示す。加速度計ＡＣは、ばね要素として象徴的に示されるピエゾ素子ＰＥを介して互いに接続された質量ＭおよびベースＢＡを備える。ピエゾ素子ＰＥは、ベースＢＡに対する質量Ｍの相対変位ｘを表す加速度信号を生成する。実質的にばねの特性を持つピエゾ素子によって、周波数ω＝√(k/m)と等しい第１機械共振周波数が存在する。実質的にこの第１機械共振周波数より低い周波数帯において、変位ｘはベースＢＡの加速度に比例する。この比例関係のために、この第１機械共振周波数までの周波数帯を有効周波数帯と称してもよい。本明細書の説明において、周波数応答を拡大することは、この比例関係が存在する周波数帯を増加させること、すなわち、有効周波数を拡大することを指す。

図３は、図２の加速度計のピエゾ素子の加速度信号に基づいて測定信号を出力可能な、本発明の実施形態に係る電子システムＥＳを模式的に示す。ピエゾ素子ＰＥは図３ではキャパシタンスＣｐとして示されるキャパシタンスを有し、ピエゾ素子ＰＥによって提供される加速度信号はキャパシタンスＣｐ上の信号ｕａである。加速度信号ｕａは、ピエゾ素子ＰＥ上の電圧またはピエゾ素子ＰＥに蓄えられた電荷を表す。

電子システムＥＳは、直列に接続された制振回路ＤＣおよび拡大部ＥＸを備える。制振回路は、ピエゾ素子ＰＥから加速度信号ｕａを受信する。制振回路ＤＣの機能は、加速度計の第１機械共振周波数の振幅を電気的に減衰させ、減衰加速度信号ｕｄを生成することである。

図３の実施形態において、第１機械共振周波数の振幅の減衰は、抵抗ＲおよびインダクタＬをピエゾ素子ＰＥに直列に接続し、ピエゾ素子ＰＥのキャパシタンスＣｐと共に抵抗-インダクタ-キャパシタ回路ＲＬＣを形成することによって実現される。抵抗-インダクタ-キャパシタ回路ＲＬＣの電子工学的な共振周波数を第１機械共振周波数に合わせることで、減衰加速度信号ｕｄにおける第１機械共振周波数の振幅が、加速度信号ｕａにおける第１機械共振周波数の振幅と比べて低減される。

制振回路ＤＣは、キャパシタＣｒと、加速度信号を増幅する増幅器ＡＭを更に備える。図３は実施形態を模式的に示したものに過ぎず、実際の電子システムは加速度信号を処理するために、追加的なまたは同等な信号処理において公知の電気部品を含んでもよい。

拡大部ＥＸは、受信した減衰加速度信号ｕｄの周波数応答を拡大して拡大減衰加速度信号ｕｅを出力する。このために拡大部は、減衰された第１機械共振周波数に合う第１の電子工学的な反共振周波数を有し、当該第１の電子工学的な反共振周波数とより高い第２の周波数の間に、加速度計および制振回路の組合せにおける対応する周波数応答と実質的に逆の周波数応答を有する。この結果、拡大減衰加速度信号ｕｅが図２のベースＢＡの加速度に実質的に比例する周波数帯が、加速度信号ｕａが図２のベースＢＡの加速度に実質的に比例する周波数帯より大きくなる。つまり、加速度計の周波数応答が拡大されたことになる。

図３の電子システムＥＳの利点は、加速度計自体を調整または変更することなく、その周波数応答を拡大できることである。このため、質量Ｍを低減することによって周波数応答を拡大するという安易な解決手段と比べて、比較的大きい／重い加速度計が備える良好な特性を維持しながら周波数応答を拡大できる。これらの加速度計の良好な特性は、拡大部ＥＸがより高い周波数に導入しうるノイズを加味しても、結果的に高い効果をもたらすものと期待できる。すなわち、周波数応答を拡大した後のノイズレベルは、より小さい加速度計を用いた場合のノイズレベルより良い（低い）。

図３の電子システムＥＳの他の利点は、複数の同様の加速度計が用いられる場合、すなわち、実質的に同じ質量Ｍ、実質的に同じピエゾ素子、従って同様の第１機械共振周波数を有する複数の加速度計が用いられる場合、各加速度計に同様の電子システムＥＳを利用できることである。各電子システムＥＳでは、製造誤差等によって加速度計毎にわずかに異なりうる特定の値に各減衰システムが合わせられまたは調整されるため、全ての加速度計に亘って実質的に差のない減衰加速度信号の振幅が得られる。このため、同一の拡大部を全ての電子システムに用いることができ、較正のための時間を節約できる。

換言すれば、測定システムに本発明の実施形態に係る第１の加速度計と本発明の実施形態に係る第２の加速度計を設け、第１および第２の加速度計は実質的に同じ質量、実質的に同じピエゾ素子、同様の第１機械共振周波数を有し、第１および第２の加速度計の電子システムは同一の拡大部を備え、第１および第２の加速度計の電子システムの制振回路は、それぞれの第１機械共振周波数およびその振幅の特定の値に調整される。

図３の電子システムＥＳの更に他の利点は、アクチュエータとしても同時に使用されるピエゾ素子ＰＥを用いて第１機械共振周波数を減衰させることで、制振回路ＤＣの構成を比較的簡素にできることである。

抵抗-インダクタ-キャパシタ回路ＲＬＣの電子工学的な共振周波数を第１機械共振周波数に合わせる際に比較的大きな値のインダクタが必要になる場合、巻線インダクタが現実的でないまたは望ましくないこともあり得る。そこで、ある実施形態では、図３のインダクタＬを図４に示されるいわゆるジャイレータ回路によって置き換え、大きなインダクタンスと等価なインピーダンスを発生させる。図４に示されるように、ジャイレータ回路では、増幅器ＡＭ２と、二つの抵抗ＲＬ、Ｒ２と、キャパシタＣが相互に接続され、ＲＬ×Ｒ２×Ｃのインダクタ値が得られる。

図５は、図２に示される加速度計のための本発明の実施形態に係る電子システムＥＳを模式的に示す。図２と同様に、ピエゾ素子ＰＥのキャパシタンスはキャパシタＣｐとして示され、ピエゾ素子ＰＥによって提供される加速度信号はキャパシタンスＣｐ上の信号ｕａである。

電子システムＥＳは、増幅器ＡＭおよびキャパシタＣｒを含むセンサ回路ＳＣを備える。センサ回路ＳＣは加速度信号ｕａを受信し、本実施形態では当該信号を増幅して測定信号ｕｍを供給する。なお、図示のセンサ回路は大幅に模式化されており、加速度信号ｕａを処理するための他の構成要素を含んでもよい。

電子システムＥＳは、第１機械共振周波数の振幅を電子的に減衰させるために測定信号ｕｍに基づいてピエゾ素子に電圧を印加する増幅器ＡＭ３が設けられるフィードバックループＦＬを含む制振回路ＤＣを更に備える。ここで、制振回路は、装置の仕様や実際的な考慮事項に応じて、第１機械共振周波数を減衰させるための望ましいフィードバックを供給するための増幅器ＡＭ３に対する追加的および／または代替的な構成要素を含んでもよい。

図５の実施形態に係る電子システムＥＳの利点は、制振回路ＤＣがピエゾ素子ＰＥに特有の値や質量Ｍの変動の影響を受けにくくなり、各加速度計の製造誤差および／または各加速度計の経時的な特性変化による差異を気にすることなく、同様または同一の制振回路ＤＣを異なる加速度計に使用できることである。いずれの場合でも制振回路ＤＣは、実質的に同様の減衰加速度信号ｕｄを提供するため、図３で説明したように同一の拡大部を用いることができる。

図３および図５の実施形態における拡大部ＥＸは同様の機能を持ち、アナログ、デジタル、それらの組合せによって構成できる。すなわち、ある実施形態では、拡大部ＥＸ は、一または複数のアナログフィルタを含んでもよいし、一または複数のデジタルフィルタを含んでもよいし、一または複数のアナログフィルタおよび一または複数のデジタルフィルタの組合せを含んでもよい。

図６は、本発明の電子システムで使用される拡大部の周波数応答の例を示す。この周波数応答は、略比例的な応答を示す比例部分ＰＯ１、あるいは、実質的にフラットな応答を示すフラット部分を、低周波数帯に有する。低周波数帯に比例部分ＰＯ１があることは、拡大部が加速度計の低周波数応答に及ぼす影響を最小化できる点で有利である。

周波数応答は、加速度計の減衰された第１機械共振ピークを実質的に補償するために、第１の電子工学的な反共振周波数ＦＡＰにおいて反共振ピークＡＰを更に有する。第１の電子工学的な反共振周波数ＦＡＰと第２の高周波数Ｆ２の間の第２部分ＰＯ２の周波数応答は、減衰加速度信号の対応する周波数応答と実質的に逆である。本実施形態では、第２周波数Ｆ２より高い第３部分ＰＯ３の周波数応答は比例的すなわちフラットであり、過剰なノイズの混入を避けるために最終的にゼロまで漸減してもよい。しかし、第３部分ＰＯ３における実際の周波数応答は、本発明の適用においては重要性が低い、または、全く重要ではない。

図７は、加速度計の加速度信号に対する本発明の実施形態に係る電子システムＥＳの効果を示す三つの周波数応答を模式的に示す。第１周波数応答ＦＲ１は、周波数応答の減衰も拡大も行わない従来のセンサ回路を用いた場合の加速度信号の周波数応答を示す。第１機械共振周波数および対応するピークが明らかに判別できる。

第２周波数応答ＦＲ２は、本発明の実施形態に係る制振回路ＤＣを用いた場合の効果を示す。図示されるように、第１機械共振周波数における振幅が、好ましくは所定の値まで低減されている。

第３周波数応答ＦＲ３は、第１の電子工学的な反共振周波数が第１機械共振周波数に合わせられた、図６に示される周波数応答を有する拡大部を減衰加速度信号に適用した場合を示す。結果として現れる周波数応答は、第２周波数Ｆ２において第１減衰共振を示し、それより低い周波数で比例的すなわちフラットな部分を有するため、加速度計を機械的に改変、交換、調整することなく加速度計の周波数応答を拡大できる。

本発明を適用する上で必須ではないが、電子システムＥＳは加速度信号ｕａを受信するためにピエゾ素子に接続される入力部（図３および図５における入力ＩＰ参照）を含んでもよい。同様に、電子システムＥＳは拡大減衰加速度信号やそれに対応する信号を出力するための出力部（図３および図５における出力ＯＰ参照）を含んでもよい。

本実施形態によれば、図３および図５に示されるように、電子システムＥＳを較正するために以下のステップを備える方法が用いられてもよい：
ａ．減衰加速度信号ｕｄの実際の周波数応答を測定するステップ；
ｂ．実際の周波数応答を望ましい周波数応答と比較するステップ；
ｃ．ステップｂの結果に基づいて、拡大減衰加速度信号ｕｅと共に望ましい周波数応答を得るための拡大部の設定値を決定するステップ；
ｄ．決定された設定値に拡大部を設定するステップ。

本実施形態によれば、図３に示されるように、電子システムＥＳを較正するために以下のステップを備える方法が用いられてもよい：
ａ．第１機械共振周波数およびその振幅を測定するステップ；
ｂ．第１機械共振周波数を望ましいレベルに減衰させるために抵抗-インダクタ-キャパシタ回路における抵抗およびインダクタの値を決定するステップ；
ｃ．決定された値に抵抗およびインダクタを設定するステップ。

ある実施形態では、複数の同様の本発明に係る加速度計を含む測定システムにおいて、拡大部を較正する方法は一つの加速度計について一度だけ実行されて拡大部の設定が他の加速度計にコピーされる一方、制振回路を較正する方法は各加速度計について実行される。

いくつかの前述の例および実施形態では、複数の加速度計を測定システムの一部を構成するものとして説明した。これは測定システムの多くの可能な構成を包含する。複数の加速度計は、異なる物体や一つの物体の異なる部分について、全て同じ方向（自由度）において測定してもよい。しかし、複数の加速度計は、同じ物体について異なる方向すなわち異なる自由度において測定してもよい。一例として、測定システムは異なる物体や同じ物体の異なる部分について用いられる一または複数のセンサハウジングを含んでもよい。各センサハウジングは、直交する複数の自由度において測定する二つまたは三つの加速度計と、当該二つまたは三つの加速度計の周波数応答を拡大する各電子システムを含む。各電子システムは例えば、同じ回路基板上に設けられてもよい、および／または、効率化のために電源等の部品を共有してもよい。

リソグラフィ装置の用途に関して集積回路の製造に具体的に言及したが、前述のリソグラフィ装置は他の用途に用いてもよい。例えば、集積光学システム、磁気ドメインメモリのためのガイダンス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にリソグラフィ装置は利用可能である。このような代替的な用途において、「ウェーハ」または「ダイ」の用語は、当業者にとって、それぞれより概括的な「基板」または「ターゲット部分」の用語と同義に解釈されうる。ここでの基板は、露光の前または後において、例えば、トラック（基板にレジスト層を適用して露光レジストを形成するツール）、計測ツールおよび／または検査ツール内で処理されるものでもよい。適用可能な場合、本開示はこのような他の基板処理ツールに適用されてもよい。更に、例えば複数層の集積回路を形成するために基板は複数回に亘って処理されてもよく、「基板」の用語はこのような複数の処理された層を既に含む基板も包含する。

本発明の実施形態の適用に関して光学リソグラフィの文脈において具体的な言及を行ったが、本発明はインプリントリソグラフィ等の他の用途に使用されてもよく、文脈が許す限り光学リソグラフィに用途が限定されるものではない。インプリントリソグラフィでは、パターニングデバイスにおけるトポグラフィが基板上に形成されるパターンを定義する。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にプレスされてもよく、電磁放射、熱、圧力またはこれらの組合せによってレジストが硬化（キュア）される。レジストが硬化された後にパターニングデバイスが取り除かれるとレジスト内にパターンが残る。

以上、本発明の具体的な実施形態を説明したが、本発明は実施形態とは別の態様で実施されてもよい。例えば、本発明は、前述の方法を記述する一または複数の一連の機械読取可能な指令を含むコンピュータプログラムや、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、磁気または光学ディスク）の形態を取ってもよい。

以上の説明は例示であり、本発明を限定する趣旨ではない。従って、本発明の趣旨から逸脱することなく本発明に変更を加えうることは当業者にとって自明である。

Claims (15)

1. ピエゾ素子および第１機械共振周波数を有する加速度計のための電子システムであって、
   前記ピエゾ素子から加速度信号を受信し、前記第１機械共振周波数の振幅を電子的に減衰させ、減衰加速度信号を生成する制振回路と、
   前記減衰加速度信号を受信し、その周波数応答を拡大し、拡大減衰加速度信号を出力する拡大部と、
   を備え、
   前記拡大部は、減衰された前記第１機械共振周波数に合う第１の電子工学的な反共振周波数を有し、当該第１の電子工学的な反共振周波数とより高い第２の周波数の間に、前記加速度計および前記制振回路の組合せにおける対応する周波数応答と実質的に逆の周波数応答を有する、
   電子システム。
2. 前記加速度信号を受信するために前記ピエゾ素子に接続される入力部と、前記拡大減衰加速度信号を出力するための出力部と、を更に備える、請求項１に記載の電子システム。
3. 前記制振回路は、前記ピエゾ素子に直列に接続されて当該ピエゾ素子のキャパシタンスと共に抵抗-インダクタ-キャパシタ回路を形成する抵抗およびインダクタを含み、
   前記抵抗-インダクタ-キャパシタ回路の電子工学的な共振周波数は前記第１機械共振周波数に合わせられ、
   前記インダクタはジャイレータ回路によって構成される、
   請求項１または２に記載の電子システム。
4. 前記ピエゾ素子上の電圧または前記ピエゾ素子に蓄えられた電荷を表す測定信号を出力するセンサ回路を更に備える、請求項１から３のいずれかに記載の電子システム。
5. 前記制振回路は、前記第１機械共振周波数の振幅を減衰させるために、測定信号に基づいて前記ピエゾ素子に電圧を印加するフィードバックループを含む、請求項１から４のいずれかに記載の電子システム。
6. 前記拡大部は一または複数のアナログフィルタを含む、請求項１から５のいずれかに記載の電子システム。
7. 前記拡大部は一または複数のデジタルフィルタを含む、請求項１から６のいずれかに記載の電子システム。
8. 質量および当該質量に接続されるピエゾ素子を備える加速度計と、前記ピエゾ素子に接続される電子システムと、を備え、前記加速度計は第１機械共振周波数を有し、
   前記電子システムは、
   前記ピエゾ素子から加速度信号を受信し、前記第１機械共振周波数の振幅を電子的に減衰させ、減衰加速度信号を生成する制振回路と、
   前記減衰加速度信号を受信し、その周波数応答を拡大し、拡大減衰加速度信号を出力する拡大部と、
   を備え、
   前記拡大部は、減衰された前記第１機械共振周波数に合う第１の電子工学的な反共振周波数を有し、当該第１の電子工学的な反共振周波数とより高い第２の周波数の間に、前記加速度計および前記制振回路の組合せにおける対応する周波数応答と実質的に逆の周波数応答を有する、
   装置。
9. 請求項８に記載の加速度計の電子システムを較正する方法であって、
   前記減衰加速度信号の実際の周波数応答を測定するステップと、
   前記実際の周波数応答を望ましい周波数応答と比較するステップと、
   前記比較するステップの結果に基づいて、前記拡大減衰加速度信号と共に前記望ましい周波数応答を得るための拡大部の設定値を決定するステップと、
   決定された設定値に前記拡大部を設定するステップと、
   を備える方法。
10. 請求項３に記載の電子システムを含む加速度計を較正する方法であって、
    前記第１機械共振周波数およびその振幅を測定するステップと、
    前記第１機械共振周波数を望ましいレベルに減衰させるために前記抵抗-インダクタ-キャパシタ回路における前記抵抗および前記インダクタの値を決定するステップと、
    決定された値に前記抵抗および前記インダクタを設定するステップと、
    を備える方法。
11. 請求項８に記載の加速度計を含む測定システム。
12. 前記加速度計は第１の加速度計であり、
    前記測定システムは請求項８に記載の第２の加速度計を更に備え、
    前記第１および第２の加速度計は実質的に同じ質量、実質的に同じピエゾ素子、同様の第１機械共振周波数を有し、
    前記第１および第２の加速度計の電子システムは同一の拡大部を備え、
    前記第１および第２の加速度計の電子システムの制振回路は、前記第１機械共振周波数およびその振幅の特定の値に調整される、
    請求項１１に記載の測定システム。
13. 物体の位置を制御する駆動システムと、
    前記物体の位置量を測定する測定システムと、
    前記測定システムの出力に基づいて前記駆動システムを制御する制御システムと、
    を備え、
    前記測定システムは請求項８に記載の加速度計を含む、
    リソグラフィ装置。
14. 放射ビームを調整する照明システムと、
    前記放射ビームの断面にパターンを付与してパターニングされた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支持構造と、
    基板を保持する基板テーブルと、
    前記パターニングされた放射ビームを前記基板におけるターゲット部分上に投影する投影システムと、
    を更に備え、
    前記物体は、前記支持構造、前記基板テーブル、前記投影システムの構成要素の少なくともいずれかである、
    請求項１３に記載のリソグラフィ装置。
15. 請求項１３または１４に記載のリソグラフィ装置が使用されるデバイス製造方法。

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