JP2016500838A - 作動機構、光学装置、リソグラフィ装置、およびデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

ＥＵＶ光学装置は、ミラー本体（１２０）上に多数の調節可能なミラー（２２ｘ）を備える。各ミラー本体は、可動部品（１３２、１３４、１３６）および固定筐体部（１２８、１３０）を備えたアクチュエータ（１００ｘ）上に支持される。アクチュエータは、ミラー本体用の弾性サポート（１４０、１４２）提供し、ミラー本体は、筐体に対して２自由度で傾斜可能である。電磁モータ（１６６、１７０〜１７８）は第１部品に印加し、印加された原動力の影響下で、弾性取付部は、原動力に対抗する付勢力を提供するように配置される。磁気カップリングは（１０２、１０４ａ、１０４ｂ）は、逆付勢力を提供するように可動部品と固定部品との間に配置される。逆付勢力は、部分的に付勢力に抵抗し、それにより所与の変位を生じさせるために必要な原動力を小さくする。したがって、より小さいサイズ、重量、および熱放散を有するアクチュエータを作ることができる。【選択図】図９

Description

［関連出願の相互参照］
[0001] 本出願は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、２０１２年１０月１５日出願の米国仮特許出願６１／７１３９３０号の利益を主張する。
[0002] 本発明は、さまざまな装置および機器に適用可能な作動機構に関する。例えば、リソグラフィ分野における放射ビームの調整への適用例が挙げられる。

[0003] リソグラフィは、集積回路（ＩＣ）ならびに他のデバイスおよび／または構造の製造における重要な工程の１つとして広く認識されている。しかし、リソグラフィを使用して作られるフィーチャの寸法が小さくなるにつれ、リソグラフィは、小型のＩＣまたは他のデバイスおよび／もしくは構造の製造を可能にするためのより重要な要因になってきている。

[0004] 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、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。このパターンは、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）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。

[0005] リソグラフィ装置において、通常、多くの可動部品にはさまざまな自由度が与えられ、位置（線形位置および角度位置（向き）、速度、ならびに加速度を含む）は、多数の作動機構（アクチュエータ）によって自動制御される。アクチュエータは、電磁的に動作してもよく、あるいは空気圧または油圧によって動作してもよい。アクチュエータは、しばしば、１自由度（直線方向または回転）の運動のみを生じさせるように拘束される。可動部品が複数の自由度で制御される場合、より複雑な機構が設けられてもよく、あるいは、複数の単一自由度の機構が組み合わされてもよい。

[0006] 露光波長を短くするため、ひいては、最小印刷可能サイズを縮小するために、極端紫外線（ＥＵＶ）放射源を使用することが提案されている。ＥＵＶ放射源は、通常、例えば１３．５ｎｍもしくは約１３ｎｍ、あるいは６．５〜６．８ｎｍといったおよそ５〜２０ｎｍの波長を有する放射を出力するように構成される。したがって、ＥＵＶ放射源は、小さいフィーチャの印刷を達成するための重要な工程を構成し得る。このような放射は、極端紫外線または軟Ｘ線と呼ばれ、考えられる放射源には、例えば、レーザ生成プラズマ源、放電プラズマ源、または電子蓄積リング（Electron Storage Ring）からのシンクロトロン放射が含まれる。極限精度の必要性、さらには、高信頼性の真空環境をもたらす必要性から、ＥＵＶリソグラフィ装置用のアクチュエータの設計は、特に要件が厳しい。

[0007] アクチュエータアレイが必要とされる例として、ＥＵＶ光学装置の照明システムのファセット型ミラーが挙げられる。多数の個別のミラーファセットは、アレイ状に設けられ得るが、その各々は、ターゲット位置において異なる照明プロファイルを生じさせるために、別々の方向に配向される必要があることもある。例えば、国際特許出願の公開公報第２０１１／０００６７１ Ａ１号には、視野ファセットミラー用のアクチュエータが記載されている。この公報に記載される機構は、各ファセットミラーに対して２つの位置のみを提供し、これらの位置は、便宜上エンドストップにより設定される。達成可能な照明プロファイルの範囲を拡大しようとする場合、２自由度以上の動作を含み、エンドストップによっては規定することのできない中間位置を必要とし得る３つ以上の位置を有するアクチュエータが望ましい。この場合、視野ファセットミラーを頑強に支持すると、一方向に剛性が低く、他方向に剛性の高い取付けは不可能である。したがって、頑強な取付けを提供することは、アクチュエータモータに要求される力が大きくなることを意味する。アクチュエータは、いかなる形態であっても、サイズ、費用、および熱放散、ならびに性能の厳しい要件を満たすべきである。

[0008] 複数の部品を互いに対して動かすための代替的なアクチュエータを得ることが望ましい。本発明者らは、上述したようなサイズ上および電力損上の欠点が無く、より多い自由度を有するアクチュエータの設計を可能にすることを追及してきた。一実施形態のアクチュエータは、ＥＵＶリソグラフィ装置などのＥＵＶ光学システム内の視野ファセットミラーなどのコンポーネントを動かすのに利用可能であるべきである。

[0009] 本発明の第１態様によると作動機構が提供される。この作動機構は、第１部品と、この第１部品に対して少なくとも１自由度で可動であるように、弾性サポートを介して第１部品に連結された少なくとも１つの第２部品とを備え、印加された原動力の影響下で、弾性サポートは、第１部品および第２部品の相対変位に応答して大きくなり、かつ原動力に対抗する付勢力を提供するように配置される。作動機構は、さらに、第１部品と第２部品との間の磁気カップリングを備え、磁気カップリングは、付勢力に部分的に対抗し、それにより所与の変位を生じさせるために必要な原動力を小さくする逆付勢力を提供するように配置される。

[0010] 必要な原動力を小さくすることで、モータ構成の選択肢を広めることができ、例えば、重量、サイズ、費用、および／または電力損を小さくすることが可能になり得る。

[0011] ある実施形態において、弾性サポートは、例えば、第１軸と第２軸を中心とした傾斜運動など、第１部品と第２部品との間の相対運動を少なくとも２自由度で可能にする。

[0012] 磁気カップリングは、第１部品および第２部品の一方または両方に取り付けられた１つ以上の永久磁石によって提供され得る。

[0013] 磁気カップリングは、変位に逆らう逆付勢力のプロファイルを調節するために調節可能にされてもよい。

[0014] 本発明の第２態様では、放射源から放射ビームを受けて、放射ビーム処理し、ターゲット位置へと送るように配置された一連の光学コンポーネントを備えた光学装置が提供され、光学コンポーネントは、上述した本発明の第一態様に係るアクチュエータに取り付けられた１つ以上の可動光学コンポーネントを備える。可動コンポーネントは、例えば、フライアイイルミネータの一部として提供されてよく、５〜２０ｎｍの範囲の波長を有する放射を用いて動作可能なＥＵＶ照明システム内で使用され得る。

[0015] 本発明の別の態様では、リソグラフィ装置が提供され、このリソグラフィ装置は、放射ビームを調整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き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サポートと、基板を保持するように構築された基板テーブルと、基板のターゲット部分上にパターン付き放射ビームを投影するように構成された投影システムと、照明システム内の放射ビームと、投影システム内のパターン付き放射ビームとのうちの少なくとも一方を調整するように構成された、上述した本発明の第２態様に係る光学装置と、を備える。

[0016] 本発明のさらなる態様では、基板上にパターン付き放射ビームを投影することを含むデバイス製造方法が提供され、パターン付きビームは、上述した本発明の第２態様に係る光学装置によって調整された放射ビームから形成される。

[0017] 本発明のさらなる態様では、基板上にパターン付き放射ビームを投影することを含むデバイス製造方法が提供され、パターン付きビームは、上述した本発明の実施形態に係る光学装置によって調整された放射ビームから形成される。

[0018] 本発明のさらなる特徴および利点、ならびに、本発明の多様な実施形態の構造および動作は、添付の図面を参照して以下に詳細に説明される。なお、本発明は、本明細書に記載される特定の実施形態に限定されない。それらの実施形態は、単に例示のみを目的として本明細書において提示されている。当業者には、本発明の教示に基づき、さらなる実施形態が明らかになるであろう。

[0019] 本明細書に組み込まれ、かつ本明細書の一部を形成する添付の図面は、本発明を例示し、本記載と共に、本発明の原理をさらに説明し、関連技術の当業者が本発明を行い、かつ使用することを可能にするものである。本発明のいくつかの実施形態を、単なる例として、添付の概略図を参照して以下に説明する。

[0020] 図１は、反射型投影光学系を有するリソグラフィ装置を概略的に示す。 [0021] 図２は、図１の装置のより詳細な図である。 [0022] 図３は、図１および２の装置用の代替的な放射源コレクタモジュールＳＯを示すより詳細な図である。 [0023] 図４は、ＥＵＶリソグラフィ装置の別の例を示す。 [0024] 図５は、本発明のある実施形態に係る、（ａ）磁気逆付勢構成（magnetic counter-biasing arrangement）の無い作動機構、および（ｂ）磁気逆付勢構成を有する作動機構の形態を概略的に示す。 [0025] 図６は、図５の作動機構における所定の力を、変位の関数として示すグラフである。 [0026] 図７は、本発明のある実施形態を具現化した作動機構が使用され得るリソグラフィ装置の照明システムの一部を示す第１断面図である。 [0027] 図８は、２つの関連した瞳ファセットミラーに対処するための視野ファセットミラーの調節を示す、図５の装置の第２断面図である。 [0028] 図９は、本発明を具現化したリソグラフィ装置内の視野ファセットミラーモジュールを外側から見た部分切欠き図である。 [0029] 図１０は、図９のミラーモジュール内の１つの作動機構を示す断面図である。 [0030] 図１１は、本発明の多様な実施形態における逆付勢構成に特徴的な（ａ）変位対力、および（ｂ）変位対剛性を示すグラフである。

[0031] 本発明の特徴および利点は、これらの図面と併せて以下に記載される詳細な説明からより明らかになるであろう。図面において、同じ参照記号は、全体を通じて対応する要素を特定する。図面において、同じ参照番号は、基本的に、同一の、機能的に同様な、および／または構造的に同様な要素を示す。

[0032] 本明細書は、本発明の特徴を組み込んだ１つ以上の実施形態を開示する。開示される実施形態は本発明を例示するに過ぎない。本発明の範囲は開示される実施形態に限定されない。

[0033] 説明される（１つ以上の）実施形態、および明細書中の「一実施形態」、「ある実施形態」、「例示的な実施形態」等への言及は、説明される実施形態が特定の特徴、構造、または特性を含み得ることを示すが、必ずしもすべての実施形態がその特定の特徴、構造、または特性を含んでいなくてもよい。また、かかる表現は、必ずしも同じ実施形態を指すものではない。また、特定の特徴、構造、または特性がある実施形態に関連して説明される場合、かかる特徴、構造、または特性を他の実施形態との関連においてもたらすことは、それが明示的に説明されているか否かにかかわらず、当業者の知識内のことであると理解される。

[0034] 本発明は、広範囲の用途において採用可能な作動機構に関する。一例の用途において、作動機構は、リソグラフィ装置内の多様なコンポーネントを動かすために提供され得る。これらのコンポーネントは、光学コンポーネントであってよく、例えば、ＥＵＶ光学コンポーネントであり得る。このような装置内で採用されるアクチュエータは、厳しい環境上の基準および性能上の基準を満たさなくてはならない場合がある。例えば、部品間の摩擦を防止し、潤滑油の必要性および／または摩耗粒子の生成を回避することが望ましい場合がある。ＥＵＶ装置は、通常、真空に近い環境を備えるため、潤滑油のようなガス放出材料を許容することができない。熱放散を低くすることも考慮すべき場合がある。以下、これらの厳しい基準を満たすのに役立つ新規タイプの作動機構について説明する。このアクチュエータについて説明する前に、ＥＵＶリソグラフィ装置のいくつかの例を紹介する。さらに、以下では、一例の用途においてアクチュエータがどのように採用され得るかについて、説明する。ただし、本発明のアクチュエータは広く適用可能であり、一般的なリソグラフィ装置、特にＥＵＶリソグラフィ装置における使用に限定されるものではないことが理解されよう。

[0035] 図１は、本発明の一実施形態に係る放射源コレクタモジュールＳＯを備えたリソグラフィ装置１００を概略的に示す。このリソグラフィ装置は、
‐放射ビームＢ（例えば、ＥＵＶ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と、
‐パターニングデバイス（例えば、マスクまたはレチクル）ＭＡを支持するように構築され、かつ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に連結されたサポート構造（例えば、マスクテーブル）ＭＴと、
‐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、かつ基板を正確に位置決めするように構成された第２ポジショナＰＷに連結された基板テーブル（例えば、ウェーハテーブル）ＷＴと、
‐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た投影システム（例えば、反射投影システム）ＰＳと、を備える。

[0036] 照明システムとしては、放射を誘導し、整形し、または制御するために、屈折型、反射型、磁気型、電磁型、静電型、またはその他のタイプの光学コンポーネント、あるいはそれらのあらゆる組合せなどのさまざまなタイプの光学コンポーネントを含むことができる。

[0037] サポート構造ＭＴ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ＭＡ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。

[0038] 「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内にパターンを作り出すように、放射ビームの断面にパターンを与えるために使用できるあらゆるデバイスを指していると、広く解釈されるべきである。放射ビームに付与されたパターンは、集積回路などのターゲット部分内に作り出されるデバイス内の特定の機能層に対応し得る。

[0039] パターニングデバイスは、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、プログラマブルミラーアレイ、およびプログラマブルＬＣＤパネルが含まれる。マスクは、リソグラフィでは公知であり、バイナリ、レべンソン型(alternating)位相シフト、およびハーフトーン型(attenuated)位相シフトなどのマスク型、ならびに種々のハイブリッドマスク型を含む。プログラマブルミラーアレイの一例では、小型ミラーのマトリックス配列が用いられており、各小型ミラーは、入射する放射ビームをさまざまな方向に反射させるように、個別に傾斜させることができる。傾斜されたミラーは、ミラーマトリックスによって反射される放射ビームにパターンを付ける。

[0040] 投影システムは、照明システムと同様、使われている露光放射にとって、あるい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、磁気型、電磁型、静電型、または他のタイプの光学コンポーネント、あるいはそれらのあらゆる組合せなどのさまざまなタイプの光学コンポーネントを含むことができる。ＥＵＶ放射では、他のガスが放射を吸収し過ぎるおそれがあるため、真空を使用することが望ましい場合がある。したがって、真空壁および真空ポンプを使って、ビームパス全体に真空環境を提供してもよい。

[0041] 本明細書に示されているとおり、リソグラフィ装置は、反射型のもの（例えば、反射型マスクを採用しているもの）である。

[0042] 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（および／または２つ以上のマスクテーブル）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つ以上のテーブル上で実行しつつ、別の１つ以上のテーブルを露光用に使うこともできる。

[0043] 図１を参照すると、イルミネータＩＬは、放射源コレクタモジュールＳＯから極端紫外線放射ビームを受ける。ＥＵＶ光を生成する方法としては、材料を、例えば、キセノン、リチウムまたはスズなどの少なくとも１つの元素を有し、ＥＵＶ範囲内の１つ以上の輝線を有するプラズマ状態へと変換することが含まれるが、必ずしもこれに限定されない。そのような方法のうちの１つであり、しばしばレーザ生成プラズマ（ＬＰＰ）と呼ばれる方法では、所望の輝線を放出する元素を有する材料の液滴、流れまたはクラスタなどの燃料を、レーザビームで照射することにより所望のプラズマを生成することができる。放射源コレクタモジュールＳＯは、燃料を励起するレーザビームを提供するためのレーザ（図１中図示なし）を含むＥＵＶ放射システムの一部であり得る。結果として生じたプラズマは、例えばＥＵＶ放射などの出力放射を放出し、この出力放射は放射源コレクタモジュール内に配置される放射コレクタを使って集光される。例えば、ＣＯ_２レーザを使用して燃料励起のためのレーザビームを提供する場合、レーザと放射源コレクタモジュールとは別個の構成要素とすることができる。

[0044] そのような場合には、レーザは、リソグラフィ装置の一部を形成しているとはみなされず、また放射ビームは、レーザから放射源コレクタモジュールへ、例えば、適切な誘導ミラーおよび／またはビームエキスパンダを含むビームデリバリシステムを使って送られる。例えば放射源が、しばしばＤＰＰ源と呼ばれる放電生成プラズマＥＵＶジェネレータである場合など他の場合では、放射源は放射源コレクタモジュールの一体部分であってもよい。

[0045] イルミネータＩＬは、放射ビームの角強度分布を調節するアジャスタを含むことができる。一般に、イルミネータの瞳面内の強度分布の少なくとも外側および／または内側半径範囲（通常、それぞれσ-outerおよびσ-innerと呼ばれる）を調節することができる。さらに、イルミネータＩＬは、ファセット型視野および瞳ミラーデバイスなどのさまざまな他のコンポーネントを含むことができる。イルミネータを使って放射ビームを調整すれば、放射ビームの断面に所望の均一性および強度分布をもたせることができる。

[0046] 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から反射された後、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ＰＳ２（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ＰＳ１を使い、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。パターニングデバイス（例えば、マスク）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を使って、位置合わせされてもよい。

[0047] 例示の装置は、以下に説明するモードのうち少なくとも１つのモードで使用できる。
１．ステップモードにおいては、サポート構造（例えば、マスクテーブ）ＭＴおよび基板テーブルＷＴを基本的に静止状態に保ちつつ、放射ビームに付けられたパターン全体を一度にターゲット部分Ｃ上に投影する（すなわち、単一静的露光）。その後、基板テーブルＷＴは、Ｘおよび／またはＹ方向に移動され、それによって別のターゲット部分Ｃを露光することができる。
２．スキャンモードにおいては、サポート構造（例えば、マスクテーブル）ＭＴおよび基板テーブルＷＴを同期的にスキャンする一方で、放射ビームに付けられたパターンをターゲット部分Ｃ上に投影する（すなわち、単一動的露光）。サポート構造（例えば、マスクテーブル）ＭＴに対する基板テーブルＷＴの速度および方向は、投影システムＰＳの（縮小）拡大率および像反転特性によって決めることができる。
３．別のモードにおいては、プログラマブルパターニングデバイスを保持した状態で、サポート構造（例えば、マスクテーブル）ＭＴを基本的に静止状態に保ち、また基板テーブルＷＴを動かす、またはスキャンする一方で、放射ビームに付けられているパターンをターゲット部分Ｃ上に投影する。このモードにおいては、通常、パルス放射源が採用されており、さらに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の移動後ごとに、またはスキャン中の連続する放射パルスと放射パルスとの間に、必要に応じて更新される。この動作モードは、前述の型のプログラマブルミラーアレイといった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。

[0048] 上述の使用モードの組合せおよび／またはバリエーション、あるいは完全に異なる使用モードもまた採用可能である。

[0049] 図２は、放射源コレクタモジュールＳＯ、照明システムＩＬおよび投影システムＰＳを含む装置１００をより詳細に示している。放射源コレクタモジュールＳＯは、この放射源コレクタモジュールＳＯの閉鎖構造２２０内に真空環境を維持することができるように構築および配置されている。ＥＵＶ放射放出プラズマ２１０は、放電生成プラズマ源により形成され得る。ＥＵＶ放射は、例えば、Ｘｅガス、Ｌｉ蒸気、またはＳｎ蒸気などのガスまたは蒸気によって生成することができる。これらのガスまたは蒸気内では、非常に高温のプラズマ２１０が作り出され、電磁スペクトルのＥＵＶ範囲の放射を放出する。非常に高温のプラズマ２１０は、例えば、少なくとも部分的にイオン化されたプラズマを生じさせる放電によって作り出される。放射を効率的に生成するためには、例えば１０Ｐａの分圧のＸｅ、Ｌｉ、Ｓｎ蒸気または他の任意の好適なガスもしくは蒸気が必要になり得る。ある実施形態において、ＥＵＶ放射を生成するために、励起されたスズ（Ｓｎ）のプラズマが提供される。

[0050] 高温のプラズマ２１０により放出された放射は、放射源チャンバ２１１から、放射源チャンバ２１１の開口部内または開口部の後方に位置決めされた任意のガスバリアまたは汚染物質トラップ２３０（場合によっては、汚染物質バリアまたはフォイルトラップと呼ばれることもある）を経由して、コレクタチャンバ２１２内へと通過する。汚染物質トラップ２３０は、チャネル構造を備え得る。汚染物質トラップ２３０は、ガスバリアまたはガスバリアとチャネル構造の組み合わせも備えてもよい。本明細書においてさらに示される汚染物質トラップまたは汚染物質バリア２３０は、当技術分野で公知のように、少なくともチャネル構造を備える。

[0051] コレクタチャンバ２１２は、いわゆる斜入射型コレクタであり得る放射コレクタＣＯを備えてもよい。放射コレクタＣＯは、上流側放射コレクタ面２５１および下流側放射コレクタ面２５２を有する。コレクタＣＯを横断する放射は、格子スペクトル純度フィルタ２４０で反射されて、仮想放射源点ＩＦに合焦され得る。仮想放射源点ＩＦは、通常、中間焦点と呼ばれ、放射源コレクタ装置は、この中間焦点ＩＦが閉鎖構造２２０の開口部２２１内または該開口部２２１付近に位置付けられるように配置される。仮想放射源点ＩＦは、放射放出プラズマ２１０の像である。

[0052] 続いて、放射は照明システムＩＬを横断する。照明システムＩＬは、パターニングデバイスＭＡにおいて放射ビーム２１に所望の角度分布を提供し、かつパターニングデバイスＭＡにおいて放射強度に所望の均一性を提供するように配置されたファセット型視野ミラーデバイス２２およびファセット型瞳ミラーデバイス２４を備え得る。放射ビーム２１がサポート構造ＭＴに保持されたパターニングデバイスＭＡで反射されると、パターン付きビーム２６が形成され、このパターン付きビーム２６は、反射要素２８、３０を介して、ウェーハステージまたは基板テーブルＷＴに保持された基板Ｗ上に投影システムＰＳにより結像される。

[0053] 一般に、照明光学系ユニットＩＬおよび投影システムＰＳ内には、図示されるよりも多い要素が存在し得る。リソグラフィ装置のタイプに応じて、格子スペクトルフィルタ２４０を任意で存在させてもよい。さらに、図示されるよりも多いミラーが存在してもよく、例えば、図２に示されるよりも１〜６個多い追加の反射要素が投影システムＰＳ内に存在してもよい。

[0054] 図２に図示されるコレクタ光学系ＣＯは、単にコレクタ（またはコレクタミラー）の一例として、斜入射リフレクタ２５３、２５４および２５５を有する入れ子型コレクタ（nested collector）として例示されている。斜入射リフレクタ２５３、２５４および２５５は、光軸Ｏを中心に軸対称に配置され、このタイプのコレクタ光学系ＣＯは、しばしばＤＰＰ源と呼ばれる放電生成プラズマ源と組み合わせて使用されることが好ましい。

[0055] あるいは、放射源コレクタモジュールＳＯは、図３に示すようなＬＰＰ放射システムの一部であってもよい。レーザＬＡは、キセノン（Ｘｅ）、スズ（Ｓｎ）またはリチウム（Ｌｉ）などの燃料内にレーザエネルギを付与し、電子温度が数十eＶの高度にイオン化されたプラズマ２１０を作り出す。これらイオンの脱励起および再結合中に生成されるエネルギ放射は、プラズマから放出され、近法線入射コレクタ光学系ＣＯによって収集され、閉鎖構造２２０内の開口部２２１上に合焦される。

[0056] 図４は、ＥＶリソグラフィ装置の別の構成を示している。本構成においては、スペクトル純度フィルタ２４０は、反射格子ではなく、透過型である。この場合、放射源コレクタモジュールＳＯからの放射は、コレクタ光学系から中間焦点ＩＦ（仮想放射源点）まで直線的な経路をたどる。なお、フィルタをＩＦ付近またはＩＦ上に位置決めすることにより、非常に高い吸収電力密度を引き起こすことになる。結果として生じる高温は、フィルタを劣化させる恐れがある。一方、フィルタの面積を小さくすることができ、これは利点である。図示されない別の実施形態では、スペクトル純度フィルタ２４０は、仮想放射源点ＩＦ上に位置決めされてもよく、またはコレクタ光学系ＣＯと仮想放射源点ＩＦとの間の任意の点に位置決めされてもよい。フィルタは、例えば仮想放射源点の下流側など、放射経路内の他の場所に配置してもよい。複数のフィルタを採用してもよい。前述の例のように、コレクタ光学系ＣＯは、斜入射型（図２）であってもよく、または、正反射リフレクタ型であってもよい（図３）。スペクトル純度フィルタは、赤外線波長帯の望ましくない放射を抑制し、ＤＵＶ放射は抑制せずに他の手段に委ねるように設計され得る。

[0057]図５は、従来の作動機構（ａ）と比較した、新規の作動機構（ｂ）の原理を示している。各機構において、対象物Ｏは、シャーシＣに対して一自由度以上の動きを持って取り付けられている。モータＭは、所望の動きを生じさせるために力Ｆを印加する。対象物は、概略図においてバネＲによって表される弾性取付部によって各自由度に抑制されている。図示された例では、対象物は、図示されたようにＸ軸に平行な単一自由度でのみ自由に動く。力が全く印加されていない状態では、対象物は、シャーシから距離ｘの位置に静止している。モータによって力Ｆが印加されると、対象物は変位量ｄｘだけ動く。ここで、力ＦはバネＲの力と均衡する。従来の機構（ａ）では、２つの矛盾する設計目標の間で折り合いをつけねばならない。第１に、破損することなく多くの動作に堪える頑強な取付けのために、図中にバネＲによって示される弾性取付部は、比較的強固（剛性を有する）であるべきである。残念ながら、これは、所望の変位ｄｘを達成するためには、モータＭが比較的大きい力を印加しなくてはならないことを意味している。強力なモータを設けるということは、モータの寸法が大きくなり、さらに、電力損（熱放散）が大きくなることを意味する。アクチュエータのコンポーネントも、変形または故障のリスクなく必要な力を伝達するために、より強固に作られなくてはならない。小型で軽量の低エネルギ機構を実現することは非常に難しくなる。

[0058] 図５（ｂ）に示す新規の作動機構１００では、対象物ＯとシャーシＣとの間に追加の磁気カップリングが設けられている。永久磁石１０２は対象物Ｏに固定される一方、簡素な強磁性体の金属片であり得るカップリング部１０４はシャーシに固定される。これらの要素１０２および１０４は、磁力線１０６によって連結され、変位ｄｘが大きくなるにつれて連結が強固になるように配置される。

[0059]
次に図６に示されるグラフを参照すると、縦軸は力を示し、横軸は作動されている対象物の変位ｄｘを示す。線１１０は、バネＲによって表される取付部の弾性に逆らって変位ｄｘを達成するのに必要な力を表している。これは、例示のみを目的として簡単な線形関係として図示されている。取付部は、力と変位との線形関係を提供するように設計されてもよく、あるいは、より複雑な関係を有してもよい。曲線１１２は、ｄｘが大きくなり、磁石１０２とカップリング部１０４との間の間隔が小さくなるにつれて、磁石１０２とカップリング部１０４との間の磁気カップリングが大きくなることによって生じる反力（counterforce）を表している。曲線１１０および１１２により例示される力の複合影響は、グラフ上の実線１１４で例示される正味の力−変位特性である。グラフからわかるように、磁気カップリングからの影響によって、新規の機構において変位ｄｘを達成するのに要する力Ｆ’は、従来の機構において同じ変位を達成するのに要する力よりもはるかに小さい。

[0060] 以下に示す実用例からわかるように、磁気カップリングコンポーネント１０２および１０４は、多様な構成で設計することができるため、調整された応答曲線１１２が実現される。要素間の近傍で磁力が急速に大きくなると、これらの要素は、互いに接近することができる距離を制限するように成形および／または拘束され得る。以下でさらに説明される詳細な実施形態では、所望の特性を設計によってどのように達成し、さらに、磁気カップリングの強度をどのように調節可能にして、力−変位曲線１１４を調整することができるかが理解されるであろう。反力は、モータが受けている「負の剛性」レジームに対応した負の勾配を、特性が達成するように存在し得る。そのような特性の例が１１４’および１１４’’に示されている。このようなレジームにおいては、位置ｄｘを維持するのに必要な原動力Ｆ’は、その位置に到達するために必要な力よりも小さくなる。このことは、ある位置が長時間にわたって維持されるべき時に、エネルギおよび熱放散を抑えるのに有効であり得る。一方、最大磁気反力は、バネＲの復旧力よりも小さくなるように注意しなければ、対象物が新しい位置から動かなくなってしまう。その場合、曲線１１４’’の特性がより極限的になる危険性が生じ得る。永久磁石の強度は温度に応じて変わるため、例えば、あらゆる動作条件に対応し得る十分なマージンが与えられるべきである。

［アクチュエータの適用例‐ＥＵＶ光学装置］
[0061] 以下の説明では、対象物上のターゲット位置に誘導されている放射ビームを調整可能な光学装置および方法を提示する。対象物は、例えば、集積回路内の個々の層上、または、リソグラフィ装置の基板テーブルＷＴ上の基板Ｗ上に形成されるべき回路パターンを生成するためのリソグラフィパターニングデバイスＭＡであり得る。ターゲット位置は、照明システムＩＬによって照明されるパターニングデバイスＭＡの領域であり得る。パターニングデバイスの例には、マスク、レチクル、または動的パターニングデバイスが含まれる。レチクルは、あらゆるリソグラフィプロセス内でも使用できるが、本適用においては、ＥＵＶリソグラフィに注目する。照明システム内において、アクチュエータは、異なる照明モードを選択するように反射要素を動かすために使用される。

[0062] 図７は、図１〜４に示されるタイプのリソグラフィ装置の照明システムＩＬ内で放射ビームを調整するための例示的な光学装置２０の断面図を概略的に示している。装置２０は、ファセット型視野ミラーデバイス２２の形態の第１反射コンポーネント２２およびファセット型瞳ミラーデバイス２４の形態の第２反射コンポーネント２４を備える。ファセット型視野ミラーデバイス２２は、複数の１次反射要素を含み、そのうちいくつかの特定の要素が、図７に概略的に図示され、かつ視野ファセットミラー２２ａ、２２ｂ、２２ｃおよび２２ｄと呼ばれる。第２反射コンポーネント２４は、例えば瞳ファセットミラー２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄおよび２４ａ’、２４ｂ’、２４ｃ’、２４ｄ’と呼ばれる特定の２次反射要素を含む、複数の２次反射要素を含む。

[0063] 一般に、視野ファセットミラー２２ａ〜ｄは入射した放射ビームＢの各部分を、瞳ファセットミラー２４ａ〜ｄ、２４ａ’〜ｄ’に向けて誘導する。４つの視野ファセットミラー２２ａ〜ｄのみが図示されているが、任意の数の視野ファセットミラーを設けることができる。視野ファセットミラーは、一般的な２次元アレイ状に配置され得るが、これは、視野ファセットミラーが厳密に平坦面に置かれるべきことを意味しているわけではない。８つの瞳ファセットミラー２４ａ〜ｄ、２４ａ’〜ｄのみが図示されているが、任意の数の瞳ファセットミラーを設けることができ、その数は、通常、視野ファセットミラーの数の倍数である。瞳ファセットミラーは、２次元アレイ状に配置され得る。視野ファセットミラーおよび瞳ファセットミラーの形状および構成は、設計に応じて、正方形、長方形、円形、またはより複雑な形状とすることができる。

[0064] 各視野ファセットミラー２２ａ〜ｄは、第１反射コンポーネント（２２）によって受けられた放射ビームＢの一部を、放射のサブビームの形態にして、瞳ミラーデバイス２４の別々の瞳ファセットミラー２４ａ〜ｄに向けて反射する。例えば、第１サブビームＢａは、第１視野ファセットミラー２２ａによって、第１瞳ファセットミラー２４ａへと誘導される。第２、第３および第４サブビームＢｂ、ＢｃおよびＢｄは、それぞれ、第２、第３、および第４視野ファセットミラー２２ｂ、２２ｃおよび２２ｄによって、第２、第３、および第４瞳ファセットミラー２４ｂ、２４ｃおよび２４ｄへと誘導される。瞳ミラーデバイス２４における放射ビームＢの空間強度分布により、リソグラフィ装置の照明モードを規定することができる。一実施形態において、視野ファセットミラー２２ａ〜ｄは、向きが調節可能であり、瞳ファセットミラー２４ａ〜ｄ、２４ａ’〜ｄ’のそれぞれ異なるものと共に用いて、瞳面Ｐに異なる空間強度分布を形成することにより、異なる照明モードを提供する。このオプションは、それ自体が周知であるが、図８を参照して後述する。瞳ファセットミラー２４ａ〜ｄの向きも調節可能である。

[0065]視野ファセットミラー２２ａ〜ｄのそれぞれは、瞳ミラーデバイス２４の別々の瞳ファセットミラー２４ａ〜ｄにおいて中間焦点ＩＦの像を形成するように成形される。実用において、中間焦点ＩＦは、プラズマ源の仮想的な像であって、有限の直径（例えば、４〜６ｍｍ）を有する像になる。その結果、各視野ファセットミラー２２ａ〜ｄは、瞳ファセットミラー２４ａ〜ｄにおいて有限の直径（例えば、３〜５ｍｍ）を有する仮想放射源点ＩＦの像を形成することになる。瞳ファセットミラー２４ａ〜ｄは、それぞれ、（放射が瞳ファセットミラーと瞳ファセットミラーの間に入り、損失されるのを回避するために）上述した像の直径よりも大きい直径を有してもよい。中間焦点ＩＦおよび中間焦点ＩＦの像は、単に説明を容易にするために、点で示されている。

[0066] ファセット型ミラーデバイス２２および２４は、組み合わさっていわゆる「フライアイ」イルミネータを形成し、これにより、放射源内に存在する不均一性が除去され、領域Ｅを、より均一な分布とより制御された状態で照明する。瞳ファセットミラー２４ａ〜ｄのそれぞれは、パターニングデバイスＭＡが基板の露光中に位置している視野平面上に、またはこの視野平面付近に、関連付けられた視野ファセットミラー２２ａ〜ｄの像を形成し得る。これらの像は、実質的に重なり合っており、まとまって照明領域Ｅを形成する。結果として、放射源ＳＯから発出され装置２０によって受けられる放射Ｂの断面における空間的に不均一な強度分布は、照明領域Ｅにおいて実質的に空間的に均一な強度分布を有するように調整される。照明領域Ｅの形状は、視野ファセットミラー２２ａ〜ｄの形状によって決定される。スキャンタイプのリソグラフィ装置では、照明領域Ｅは、例えば、２次元方向から見た場合に、スキャン方向の幅がスキャン方向に垂直な方向の幅よりも狭い長方形状または湾曲した帯状であり得る。

[0067] 放射の所望部分の波長は、５〜２０ｎｍの範囲、例えば１３．５ｎｍのＥＵＶ波長であり得る。ビームＢは、例えばＤＵＶ波長などの望ましくない放射も大量に含み得る。他の特許公報は、イルミネータを通して望ましくない放射の透過を減少させる技術を開示している。

[0068] 上述したように、視野ミラーデバイス２２の各視野ファセットミラー２２ａ〜ｄは、瞳ミラーデバイス２４の２つ以上の関連付けられた瞳ファセットミラーを有し得る。視野ミラーデバイス２２の視野ファセットミラーは、タイミングによって、関連付けられた瞳ファセットミラーのうち異なるものと協働するように制御することができる。例えば、図８に示すように、視野ファセットミラー２２ａは２つの関連付けられた瞳ファセットミラー２４ａおよび２４ａ’を有する。これらは、イルミネータ２０の別々の照明モードで使用される。したがって、視野ファセットミラー２２ａは、第２モードにおいてＥＵＶ放射を瞳ファセットミラー２４ａではなく２４ａ’の方に向けて誘導し、ＤＵＶ放射などの望ましくない波長を有する放射を散乱させて、近傍の瞳ファセットミラー２４ｃ、２４ｄ、２４ｂ’または２４ｃ’などに到達するように制御することができる。いくつかの実施形態において、瞳ファセットミラーも向きが制御可能であってもよい。その場合も同様に、関連付けられたミラーを最も近くで囲む瞳ファセットミラーが、散乱したＤＵＶ放射をターゲット（照明領域Ｅ）から遠くへ誘導するように設計され得る。

[0069] 図９および１０は、図５（ｂ）に示される一般的なタイプのいくつかのアクチュエータを適用して、上述したようなＥＵＶリソグラフィ装置の照明システム内の視野ファセットミラー２２ａ〜２２ｄとして機能する反射要素の運動を生じさせる実用的な実施形態を示している。図９において、個別のアクチュエータ１００ａなどにそれぞれ取り付けられた１０個の可動要素２２ａなどを有するファセット視野ミラーサブアセンブリの斜視図を示している。要素２２ｂに接続されたアクチュエータ１００ｂは断面視で示され、その個々の部品に参照符号が付されている。図１０には、アクチュエータ１００ｘのヘッド上に取り付けられた一般の要素２２ｘが示されている。図９および１０の両図においてアクチュエータおよび反射要素の部品には、同一の参照符号が使用され、以下の説明では両図が参照される場合がある。解釈を容易にするために、反射面は図面の上方を向くように示されている。図１〜４、７、および８からわかるように、公知のリソグラフィ装置において、ファセット視野ミラー２２およびその反射要素は、実際は、地面に向けて略下方に向けられている。図９および１０において、上下方向の言及、ならびに、「上方」および「下方」といった用語は、該図面中に見られる向きについて言及されるものであり、装置が動作環境内に設置された際の任意の特定の向きを意味するものではない。

[0070] 図５の概略図に関連して、図９の左側において、サブアセンブリの各部分は、モータＭ、シャーシＣ、弾性取付部（バネ）Ｒ、および作動される対象物Ｏ自体に対応するものとして、大まかに識別される。本例では、これら要素の特定の形態が示されているが、それら要素の各々は、本発明の原理から逸脱しない範囲で異なる形態に置き換えられてもよい。以下、いくつかの変形例が説明されるが利用可能な変形例の数は、事実上無限である。

[0071] 図示された例において、移動される対象物は、反射要素２２ｘが形成された本体１２０を備える。図からわかるように、各反射要素は、細長く、湾曲した略平面的な表面を備える。アクチュエータ１００ｘは、本体１２０が取り付けられるヘッド１２２を有する。本例において、本体およびアクチュエータは、仮想旋回中心１２４を中心に２つの回転自由度を提供する。第１の自由度は、図１０の紙面を貫通するＹ軸を中心とする回転である。この自由度における変位は、傾斜角ｄＲｙによって示されている。この傾斜角は、非常に誇張されて示されていることを理解されたい。第２の自由度は、仮想旋回中心１２４を通り、図１０の紙面を横断して伸びるＸ軸を中心とする回転である。

[0072] アクチュエータ１００ｘは、概して円筒形状であり、サブアセンブリ内で他の反射要素用の同様のアクチュエータと並んでクラスタ配置ができるようになっている。図中の垂直方向の軸１２６は、Ｚ方向に延在している。アクチュエータのシャーシ部は、上部１２８および下部１３０で形成される円筒状の筐体によって形成される。アクチュエータヘッド１２２は、作動ロッドに固定される。作動ロッドは、上方部分１３２から、中間部分１３４および下方部分１３６へと下方向に先細りになるように図示されている。本例において、部分１３２および１３４は、単一の金属片から機械加工されるが、部分１３６は、ねじによって部分１３４に取り付けられる。このような細部は、当然ながら設計選択事項である。アクチュエータヘッドおよびロッドは、蛇腹部１４０と３つの緊張材（tendon）（全てに符号１４２が付されている）との組み合わせによって上部筐体１２８上に支持される。各緊張材１４２は、第１端部１４４が筐体部１２８の壁内に固定され、第２端部がヘッド１２２の真下でアクチュエータロッド１３２内に固定される。緊張材１４２は、図示されるように、それら部品内に形成された開口１４８および１５０も貫通する。ＥＵＶリソグラフィ装置内部の真空環境との互換性を持たせるために、蛇腹部分１４０は、例えば、ひだ状の金属から作られてもよい。

[0073] 当然ながら、壁の厚さおよび蛇腹部の波形は、ミラー２２ｘの角度を調節するために望ましい２次元方向の傾斜動作ｄＲｘおよびｄＲｙを可能にするのに十分な薄さを有する。他の自由度について、緊張材１４２は、所望の仮想旋回中心１２４のＸ、ＹおよびＺ方向への並進に対してヘッドを拘束する三脚を実質上形成する一方、蛇腹部１４０は、回転Ｒｚを拘束する。本文脈において「拘束する」とは、関連の自由度に対して、堅固な取付部として効果的に作用するのに十分な程度の非常に高度な剛性を与えることを意味する。残念ながら、三脚および蛇腹の両方は、拘束されない自由度ＲｘおよびＲｙについても非ゼロの剛性を有する。図５においてバネＲによって表されるのがこの付随的な剛性であり、アクチュエータ１００ｘの所望の動作を達成するためには、原動力によってこの付随的な剛性を打ち消す必要がある。

[0074] 上部筐体部１２８内で作動ロッドを囲む可撓性の連結部１６０は、アクチュエータロッド部１３２（およびこれを介したミラー本体１２０）から筐体への熱的接続を提供する。筐体部１２８は、水で冷却されたベースプレート（図示なし）内に取り付けられ得る。熱的連結は、例えば、細い銅線の束から成るいわゆるリッツ線であり得る。リッツ線の代わりに、可撓性のヒートパイプのような別の可撓性の熱的連結を使用してもよい。熱的連結は、さらなる付随的な剛性をもたらすが、取付部による剛性と比較すると小さいことがある。

[0075] アクチュエータロッドの下方端部において、ロッド部分１３６は、モータ機能の可動部品を形成する永久磁石１６２を保持する。筐体の底部１３０はチャンバ１６４を提供し、その内部では、磁石１６２がｘおよびｙの両方向に自由に移動する。仮想旋回中心１２４を規定する拘束により、磁石１６２の変位ｄｘは、所望の傾斜動作ｄＲｙに転換する。同様に、（図１０の）紙面内への変位ｄｙは、同じ旋回中心１２４を中心としたＸ軸周りの傾斜ｄＲｘを生じさせるのに十分な変位である。この運動を制御可能な態様で生じさせるため、具体的には蛇腹部１４０および三脚緊張材１４２により付与される芯合わせ力（centering force）に逆らう作動力を提供するために、アクチュエータの静止部分は、強磁性体コア１７２上のコイル１７０によって形成された双極電磁石を含む。コイル１７０およびコア１７２は、Ｕ字型に形成され、Ｘ軸に沿って正方向および負方向の両方に作動力を与えるように励磁され、変位ｄｘと、ひいては回転（傾斜）ｄＲｙを達成することができる。一対のコイルが図示されているが、これらのコイルは、直列に接続することによって一斉に励磁することができる。当然ながら、コイルの独立的な駆動や、コイルの異なる配置も可能である。

[0076] 図１０において、コア１７２およびコイル１７０の上面図が差込詳細図として示されている。図からわかるように、コイル１７０に直交して配置された、Ｕ字型のコア１７８上の第２対のコイル１７６によって、第２の双極電磁石が形成されている。これらのコイルの励磁を利用して、磁石１６２の変位ｄｘを付与することができ、ひいては、Ｘ軸を中心とした視野ファセットミラー２２ｘの傾斜ｄＲｘを生じさせることができる。駆動回路ＭＤＲＶｘは、コントローラＣＴＬから受信したコマンド信号ＣＭＤｘに応答して、これらコイルの駆動信号ＭＲＸ、ＭＲＹを生成し、磁石１６２の所望の位置決めを達成するために設けられている。コントローラＣＴＬは、例えば、ファセット型視野ミラーまたはサブアセンブリの全てのアクチュエータ内の全ての同様の駆動回路に対して、コマンド信号を生成し得る。コントローラＣＴＬは、特に望ましい照明モードを示し得るより高いレベルのコマンドＣＭＤを受信し、各視野ファセットミラーに必要な個別の位置を推定するようにプログラムすることができる。図示された例において、磁気カップリングは、アクチュエータロッド磁石１６２とコイル１７０、１７６により形成されたモータの励磁部との間に使用され、機構の異なる部品間を環境的な分離することができる。例えば、薄いステンレス鋼であり得る非強磁性膜１８０は、図示された実施形態においてこの分離を提供している。したがって、駆動回路および電磁石は、ＥＵＶ光学装置などの装置の照明システム内の影響を受けやすい環境からは離れた、真空環境の外側、またはサブ環境内に置かれ得る。環境的な分離は、モータコンポーネントの設計上の制約や材料選択を緩和することができる。また、メンテナンスの際のアクセス経路を改善し得る。励磁されているコイル１７０が熱源を構成するため、アクチュエータロッドへの磁気カップリングの選択により、ある程度の熱的分離も可能なる。

[0077] 別の実施形態では、電磁石を使用せずに、磁気作動の原理を適用することができる。例えば、磁石１６２を引きつける（あるいは、はね返す）ように設定された永久磁石を、好適な歯車装置で従来のモータに連結された機械駆動機構上に取り付けることができる。ここで例示される電磁構成は、可動部品を持たないという利点を有する。さらに別の実施形態では、一以上の方向の原動力Ｆは、他の手段によって、アクチュエータロッドまたは同等の本体に加えられてもよい。冒頭で言及した先行特許では、例えば、二種の金属から成る細片を使用して、アクチュエータロッドに直接作動力を印加する。別の例として、圧電モータが挙げられる。光学的な用途と、一般に異なる自由度を要求する他の用途とでは、モータ機構の好ましいタイプも変わることになる。

[0078] ＥＵＶ光学システムの視野ファセットミラー用のアクチュエータに関連した従来の例では、一般に、例えば図８に示すような２つの照明モードを生じさせるために、２つの動作位置を提供すれば十分であった。利用可能な放射を過度に犠牲にすることなくより多くの照明モードを提供するには、３つ以上の位置を有するアクチュエータが望ましい。２つの回転自由度を有する図示された例を参照すると、各コイルが完全に励磁されているか、完全に無励磁にされているかのどちらかの場合、各視野ファセットミラー２２ｘの位置（向き）の数は、４つ、あるいは中央の静止位置を含めると５つであり得る。モータ駆動回路ＭＤＲＶｘがコイルごとに励磁電流を変えることができ、かつＸ方向およびＹ方向の両方向の変位を同時に引き起こすことができる場合は、はるかに多い数の位置が可能である。

[0079] エンドステップを用いてそれほどまで多くの位置を制御することは実用的ではなく、さらに、全ての動作条件下で、変位とコイルの駆動電流とを十分に高精度に相関させることはできないため、図１０の点線の入力によって図示される位置信号ＰＯＳを使用して、フィードバック制御ループが実施され得る。この位置信号は、例えば、アクチュエータ内またはファセット本体１２０の上の反射面から１つ以上の光ビームを反射する光学センサ（図示なし）によって得られ得る。光学位置検知技術は、当業者にはよく知られているため、さらなる説明は必要ない。

[0080] 上で説明したように、本明細書において図示されるタイプのアクチュエータの詳細な実施では、蛇腹部１４０および三脚（緊張材１４２）の剛性に反映される取付部の頑強性と、モータ（ここでは、コイルおよび磁石１６２）を通して利用可能な作動力との間で、妥協点が必要になる。先行特許出願では、２つの位置を有するアクチュエータは、移動方向に比較的低い剛性を有し、直交方向により高い剛性を有するように設けられる。これは、上述の妥協点を十分に満たすものである。しかし、本発明の二軸・複数位置アクチュエータの場合、弾性取付部は、両方向にほぼ等しい剛性を有する必要がある。結果として、サポートの頑強性と変位の容易さとの間の妥協点を達成するのは、はるかに難しくなる。

[0081] 必要な原動力を小さくするため、ひいては、電磁石もしくは他のモータ機能におけるサイズと熱放散が大きくなる問題を避けるために、図５（ｂ）に関連して上述した原理を、以下に説明する例に適用する。図５に関する説明を振り返ると、磁気カップリングは、アクチュエータロッド部１３２と１３６の間の境界に取り付けられた磁石１０２と、固定要素１０４ａおよび１０４ｂとの間に確立される。要素１０４ａ、１０４ｂは、内部で磁石１０２がロッドと共に動き得るキャビティ１８０の上方および下方に位置決めされる。これらの部品と、これら部品によって形成されるキャビティとは、軸１２６に対して円対称であるため、磁石１０２は、例えばＮ極を最上端に、Ｓ極を最下端に有するリングの形態である。要素１０４ａおよび１０４ｂは、上方リングおよび下方リングを形成し、これらリングにより環状キャビティ１８０が画定される。

[0082] 変位ｄｘおよび／またはｄｙが進むにつれ、リング１０４ａと１０４ｂとの間のスペースに入る磁石１０２の部分が大きくなる。その磁力線は、筐体部１３０を介して、リング１０４ａおよび１０４ｂの材料内にますます強く結合することになる。これにより、磁石１６２を軸１２６から半径方向に離れる方向に付勢する吸引力が与えられるため、ロッドおよびミラー２２ｘは、優先的に傾斜した向きに付勢される。この磁気的な逆付勢により、蛇腹１４０により提供される芯合わせ力が部分的に打ち消される。好適な磁石１０２を選択し、リング部分およびキャビティ１８０の寸法を適切に決めることによって、磁気カップリングによって金属から与えられる偏心付勢（図６の曲線１１２）と蛇腹部１４０および三脚（緊張材１４２）によって生じる芯合わせ付勢（曲線１１０）との間の関係、変位ｄｘ、ｄｙと電磁コイル１７０の励磁強度との間の所望の関係（例えば、曲線１１４）を達成することができる。弾性取付部の頑強性を妥協せずに、ファセットミラー２２ｘの所望位置を達成するのに必要な作動力を小さくすることができる。図示される実施形態において、下方磁気カップリングリング１０４ｂは、ネジ１８２によって、筐体部１３０内で上下（ｚ方向）に調節することができる。これにより、磁気付勢特性（１１２）の微調整が可能になる。

[0083] 図１１（ａ）および（ｂ）は、アクチュエータ１１０ｘの異なる実施形態において、磁気的な逆付勢構成の計算された特性を示すグラフである。図１１（ａ）は、ｄｘ＝０（アクチュエータが芯合わせされた状態）からｄｘ＝３ｍｍ（最大傾斜）の間の、１つの半径方向の変位ｄｘ（またはｄｙ）に逆らう抵抗力を示すグラフである。図１１（ｂ）は、剛性Ｃｘ（またはＣｙ）に関する同様のグラフを示している。剛性は、簡単に言うと、変位に対する力の導関数である。この構成は回転対称であるため、特性もまた回転対称になる。逆付勢構成は、可動磁石１０２を中心位置から離れる方向に引き付けるように設計されているため、グラフは、ちょうど図６の特性１１２の場合と同様に、負の力の値を示している。同様に、これは、下段のグラフ（ｂ）に示されるように、取付部自体の剛性に対して、「負の剛性」の作用を引き起こす。この構成は、固定要素１０４ａおよび１０４ｂを表す２つのリング間のリング磁石１０２としてモデル化されている。これら要素の一方は、該要素間の間隙を大きくする（ｚを大きくする）または該間隙を小さくする（ｚを小さくする）ために、ｚ方向に調整することができる。筐体の内径を、例えば１６ｍｍとし、磁石１０２の外径を、例えば１０ｍｍとすると、ｄｘ、ｄｙ＝±３ｍｍの可動域を与えることができる。

[0084] まず、図１１（ａ）および１１（ｂ）の実線１１１２および１１１４を参照すると、これらの実線は、図９および１０に示すような、磁気カップリングの固定要素が、単に強磁性体材料（鋼または鉄）である第１実施形態の特性を示している。一連の実線によって図示されるように、所与の変位に対して、可動磁石と固定要素との間の吸引力は、調節可能な要素１０４ｂの位置ｚに応じて増減し得る。モデルにおける調節範囲は、２ｍｍの全範囲わたって０．５ｍｍ刻みであり、矢印はｚの増加方向を表す。逆付勢力は、要素１０４ｂをそのネジ１８２内で回転させるによって有効に調整できることが、一目瞭然である。

[0085] 次に、図１１（ａ）および１１（ｂ）の点線２１１２および２１１４を参照すると、これらの点線は、キャビティ１８０を画定する要素１０４ａおよび１０４ｂを表すリングが、可動磁石１０２同様に、磁化される第２実施形態の特性を示している。予測されるように、これらの磁石の磁極が適切に配向されている場合、線２１１２によって表される吸引力は、線１１１２によって表される吸引力よりもはるかに大きい。同様に、線２１１４によって表される負の剛性は、線１１１４によって表される負の剛性よりも２倍以上大きい。さらに、要素１０４ｂを調節することによって得られるこれら特性の調節範囲は、単なる強磁性体要素によって得られる調節範囲よりも大きい。このような、好適に調節された逆付勢構成を使用すると、所望の変位を得るために例えば４Ｎの力を要する取付部は、１Ｎ以下の原動力によって駆動することができる。

[0086] 本発明の精神および範囲を逸脱しない範囲で、多数の変形および改良が可能である。そのような変形および改良のいくつかは、既に上記で言及している。以下、他の変形および改良について言及するが、全てを網羅することを意図したものではない。図示された例では、磁気カップリングは、作動される対象物の弾性取付部に固有の芯合わせ付勢を打ち消すために、偏心付勢であるが、他の用途および他の実施形態では、一方向のみに付勢される弾性取付部が使用され、他方の方向には磁気的な逆付勢が加えられる。

[0087] アクチュエータ１００ｘにおいて、このアクチュエータが適用される特定の光学システムに応じて、自由度と拘束度の特定の組み合わせに対する要求が生じる。そのような光学システムの他の実施形態では、全く異なる用途用のアクチュエータおよび取付部は言うまでもないが、別の自由度および別の拘束度が示唆され得る。要求される自由度および拘束度が本明細書で例示されたものと同一である場合でも、当業者であれば、所望の自由度および拘束度を有する弾性取付部を提供する多数の代替的な機構を着想することができる。例えば、冒頭で言及した特許出願において開示された代替的なアクチュエータの設計は、アクチュエータの筐体から材料を切除することによって形成された板バネに基づいている。そのような構成は、本出願で例示された蛇腹構成と同様に、可動部品間の摩擦接触を要さず、汚染物質粒子が動作環境内に入るリスクを減少することができるという利点を有する。

[0088] これらの例において例示されたアクチュエータは、アクチュエータ本体の軸に垂直な２つの軸方向に傾斜を提供するように設計されるが、他の形態のアクチュエータは、軸を中心とした回転を提供するように設計されてもよい。そのような実施形態におけるモータ機能は、従来のモータ、ボイスコイル等によって実施することができる。逆付勢を提供するための磁気カップリングは、直線的な変位ｄｘまたはｄｙではなく、回転角度（ｄＲｚ）に応じてカップリングを大きくまたは小さくするように提供されることになる。逆付勢磁石１０２は、可動部品（本例では、アクチュエータロッド１３２／１３６）に取り付けられた永久磁石として図示されるが、他の実施形態では、逆付勢磁石は、固定されたシャーシに取り付けられてもよく、かつ／または、電磁石であってもよい。永久磁石および／または電磁石は、可動部品および固定部品の両方に取り付けられて、より複雑な、またはより強い付勢曲線１１２を提供することもできる。

[0089] 原理上は、モータ磁石１６２および逆付勢磁石１０２の機能は、単一の磁石または磁石システムへと統合することができる。上述した電磁モータおよび二種の金属から成る細片のアクチュエータに加えて、圧電モータなどの他のタイプのモータを使用してもよい。当然ながら、下方筐体部１３０は、近傍のアクチュエータおよび／または他のコンポーネント間の干渉を防止するためのシールドとしても作用し得る。その代わりに、シールドは、（鶏卵箱のように）アクチュエータ間を這う複数のプレートの配置によって提供されてもよい。しかし、本発明者らは、近傍のアクチュエータ間の混線は、各アクチュエータに、図示したタイプの個別のシールドを設けることによって大幅に小さくすることができることを見出した。したがって、任意対のアクチュエータ間に２つのシールドを設けることが効果的である。さらに、シールド自体が、可動磁石１６２に対して磁気的影響を有するため、対称的な円筒形状は、二次元の可動域全体にわたって均一な性能を達成するのに役立つ。この点において、筐体部１３０は、上述した磁気的な逆位付勢構成の一部として作用する。

[0090] 同様に、シールド（図示なし）は、コイルおよびコア１７０〜１７８によって形成される電磁石の周りに設けることができる。さらに、電磁石または他の形態のモータから過剰な熱を除去するために、熱的な管理対策を採ってもよい。

[0091] 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。

[0092] ＥＵＶ光学システム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、本発明は他の用途に使われてもよく、光学システムであるか否か、リソグラフィであるか全く別の用途であるか、真空環境であるか他の環境であるかは問わない。

[0093] 「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、および静電型光学コンポーネントを含む様々な種類の光学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。

[0094] 本発明は、特に、ＥＵＶリソグラフィにおいて、光学コンポーネントの位置または向きを調節するために開発された。本発明は、このような用途にも、特定の波長域にも限定されない。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。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。
［条項］
１．第１部品と、前記第１部品に対して少なくとも１自由度で可動であるように、弾性サポートを介して前記第１部品に連結された少なくとも１つの第２部品であって、印加された原動力の影響下で、前記弾性サポートは、前記第１部品および前記第２部品の相対変位に応答して大きくなり、かつ前記原動力に対抗する付勢力を提供するように構成される、第１部品および第２部品と、
前記第１部品と前記第２部品との間の磁気カップリングであって、前記付勢力に部分的に対抗し、それにより所与の変位を生じさせるために必要な前記原動力を小さくする逆付勢力を提供するように構成される、磁気カップリングと、を備える、
作動機構。
２．前記弾性サポートは、前記第１部品と前記第２部品との間の相対運動を少なくとも２自由度で可能にする、１項に記載の機構。
３．前記作動機構は、長手方向軸を有し、前記弾性サポートは、前記長手方向軸に直交する第１軸および第２軸を中心とする傾斜運動を可能にする、１項に記載の機構。
４．前記磁気カップリングは、前記第１部品および前記第２部品のそれぞれに取り付けられた１つ以上の永久磁石によって提供される、１項に記載の機構。
５．前記磁気カップリングは、前記部品のうちの一方のみに取り付けられた１つ以上の永久磁石によって提供される、４項に記載の機構。
６．前記磁気カップリングは、変位に逆らう前記逆付勢力のプロファイルを調節するために調節可能である、１項に記載の機構。
７．前記第１部品と前記第２部品との間に前記原動力を印加するためのモータ構成をさらに備える、１項に記載の機構。
８．前記モータ構成は、前記第１部品および前記第２部品の一方または両方に取り付けられた１つ以上の電磁石を備える、７項に記載の機構。
９．前記モータ構成は、前記部品の１つに取り付けられた永久磁石と、前記部品の他方に取り付けられた１つ上の電磁石を備え、前記モータ構成は、前記１つのまたは複数の電磁石が電流により励磁されると、前記原動力を印加する、８項に記載の機構。
１０．放射源から放射ビームを受け、かつ、前記放射ビーム処理し、ターゲット位置へと送るように配置された一連の光学コンポーネントを備えた光学装置であって、
前記光学コンポーネントは、アクチュエータに取り付けられた１つ以上の可動光学コンポーネントを備え、前記１つ以上の可動光学コンポーネントのそれぞれは、
第１部品と、前記第１部品に対して少なくとも１自由度で可動であるように、弾性サポートを介して前記第１部品に連結された少なくとも１つの第２部品であって、印加された原動力の影響下で、前記弾性サポートは、前記第１部品および前記第２部品の相対変位に応答して大きくなり、かつ前記原動力に対抗する付勢力を提供するように構成される、第１部品および第２部品と、
前記第１部品と前記第２部品との間の磁気カップリングであって、前記付勢力に部分的に対抗し、それにより所与の変位を生じさせるために必要な前記原動力を小さくする逆付勢力を提供するように構成される、磁気カップリングと、を備える、
光学装置。
１１．前記可動光学コンポーネントは、前記ビームを調整し、前記ビームをパターニングデバイス上のターゲット位置に送るための照明システムの一部を形成し、前記可動コンポーネントは、前記ターゲット位置において前記調整されたビームの入射角を変化させるために可動である、１０項に記載の光学装置。
１２．複数の前記可動コンポーネントは、フライアイイルミネータの一部として提供される、１１項に記載の装置。
１３．前記光学コンポーネントは、反射型コンポーネントであり、前記照明システムは、５〜２０ｎｍの範囲の波長を有する放射を用いて動作可能なＥＵＶ照明システムである、１２項に記載の装置。
１４．放射ビームを調整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き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成されたサポートと、
基板を保持するように構成された基板テーブルと、
前記基板のターゲット部分上に前記パターン付き放射ビームを投影するように構成された投影システムと、
前記照明システム内の前記放射ビームと、前記投影システム内の前記パターン付き放射ビームとのうちの少なくとも一方を調整するように構成された光学装置と、を備えたリソグラフィ装置であって、
前記光学装置は、
第１部品と、前記第１部品に対して少なくとも１自由度で可動であるように、弾性サポートを介して前記第１部品に連結された少なくとも１つの第２部品であって、印加された原動力の影響下で、前記弾性サポートは、前記第１部品および前記第２部品の相対変位に応答して大きくなり、かつ前記原動力に対抗する付勢力を提供するように構成される、第１部品および第２部品と、
前記第１部品と前記第２部品との間の磁気カップリングであって、前記付勢力に部分的に対抗し、それにより所与の変位を生じさせるために必要な前記原動力を小さくする逆付勢力を提供するように構成される、磁気カップリングと、を備える、
リソグラフィ装置。
１５．パターニングデバイスから基板上にパターンを投影するように配置されたリソグラフィ投影装置であって、前記リソグラフィ投影装置は、前記パターニングデバイスを照明するために使用される放射ビームを調整するように構成された光学装置を備え、前記光学装置は、
第１部品と、前記第１部品に対して少なくとも１自由度で可動であるように、弾性サポートを介して前記第１部品に連結された少なくとも１つの第２部品であって、印加された原動力の影響下で、前記弾性サポートは、前記第１部品および前記第２部品の相対変位に応答して大きくなり、かつ前記原動力に対抗する付勢力を提供するように構成される、第１部品および第２部品と、
前記第１部品と前記第２部品との間の磁気カップリングであって、前記付勢力に部分的に対抗し、それにより所与の変位を生じさせるために必要な前記原動力を小さくする逆付勢力を提供するように構成される、磁気カップリングと、を備える、
リソグラフィ投影装置。
１６．基板上にパターン付き放射ビームを投影することを含むデバイス製造方法であって、前記パターン付きビームは、光学装置によって調整された放射ビームから形成され、前記光学装置は、
第１部品と、前記第１部品に対して少なくとも１自由度で可動であるように、弾性サポートを介して前記第１部品に連結された少なくとも１つの第２部品であって、印加された原動力の影響下で、前記弾性サポートは、前記第１部品および前記第２部品の相対変位に応答して大きくなり、かつ前記原動力に対抗する付勢力を提供するように構成される、第１部品および第２部品と、
前記第１部品と前記第２部品との間の磁気カップリングであって、前記付勢力に部分的に対抗し、それにより所与の変位を生じさせるために必要な前記原動力を小さくする逆付勢力を提供するように構成される、磁気カップリングと、を備える、
デバイス製造方法。

Claims (16)

1. 第１部品と、前記第１部品に対して少なくとも１自由度で可動であるように、弾性サポートを介して前記第１部品に連結された少なくとも１つの第２部品であって、印加された原動力の影響下で、前記弾性サポートは、前記第１部品および前記第２部品の相対変位に応答して大きくなり、かつ前記原動力に対抗する付勢力を提供するように配置される、第部品および第２部品と、
   前記第１部品と前記第２部品との間の磁気カップリングであって、前記付勢力に部分的に対抗し、それにより所与の変位を生じさせるために必要な前記原動力を小さくする逆付勢力を提供するように配置される前記磁気カップリングと、を備える、
   作動機構。
2. 前記弾性サポートは、前記第１部品と前記第２部品との間の相対運動を少なくとも２自由度で可能にする、請求項１に記載の機構。
3. 前記作動機構は、長手方向軸を有し、前記弾性サポートは、前記長手方向軸に直交する第１軸および第２軸を中心とする傾斜運動を可能にする、請求項１または２に記載の機構。
4. 前記磁気カップリングは、前記第１部品および前記第２部品のそれぞれに取り付けられた１つ以上の永久磁石によって提供される、請求項１、２または３に記載の機構。
5. 前記磁気カップリングは、前記部品のうちの一方のみに取り付けられた１つ以上の永久磁石によって提供される、請求項４に記載の機構。
6. 前記磁気カップリングは、変位に逆らう前記逆付勢力のプロファイルを調節するために調節可能である、請求項１〜５のいずれかに記載の機構。
7. 前記第１部品と前記第２部品との間に前記原動力を印加するためのモータ構成をさらに備える、請求項１〜６のいずれかに記載の機構。
8. 前記モータ構成は、前記第１部品および前記第２部品の一方または両方に取り付けられた１つ以上の電磁石を備える、請求項７に記載の機構。
9. 前記モータ構成は、前記部品の１つに取り付けられた永久磁石と、前記部品の他方に取り付けられた１つ上の電磁石を備え、前記モータ構成は、前記１つのまたは複数の電磁石が電流により励磁されると、前記原動力を印加する、請求項８に記載の機構。
10. 放射源から放射ビームを受けて、前記放射ビーム処理し、ターゲット位置へと送るように配置された一連の光学コンポーネントを備えた光学装置であって、前記光学コンポーネントは、請求項１〜９のいずれかに記載の作動機構に取り付けられた１つ以上の可動光学コンポーネントを備える、光学装置。
11. 前記可動光学コンポーネントは、前記ビームを調整し、前記ビームをパターニングデバイス上のターゲット位置に送るための照明システムの一部を形成し、前記可動コンポーネントは、前記ターゲット位置において前記調整されたビームの入射角を変化させるために可動である、請求項１０に記載の光学装置。
12. 複数の前記可動コンポーネントは、フライアイイルミネータの一部として提供される、請求項１１に記載の装置。
13. 前記光学コンポーネントは、反射型コンポーネントであり、前記照明システムは、５〜２０ｎｍの範囲の波長を有する放射を用いて動作可能なＥＵＶ照明システムである、請求項１２に記載の装置。
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ン付き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サポートと、
    基板を保持する基板テーブルと、
    前記基板のターゲット部分上に前記パターン付き放射ビームを投影する投影システムと、
    前記照明システム内の前記放射ビームと、前記投影システム内の前記パターン付き放射ビームとのうちの少なくとも一方を調整する請求項１０〜１３のいずれかに記載の光学装置と、を備えたリソグラフィ装置。
15. パターニングデバイスから基板上にパターンを投影するリソグラフィ投影装置であって、前記パターニングデバイスを照明するために使用される放射ビームを調整する請求項１０〜１３のいずれかに記載の光学装置を備える、リグラフィ投影装置。
16. 基板上にパターン付き放射ビームを投影することを含むデバイス製造方法であって、前記パターン付きビームは、請求項１０〜１３のいずれかに記載の光学装置によって調整された放射ビームから形成される、デバイス製造方法。

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