(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板プロセス装置であって、
支持構造と、
第１のステージおよび第２のステージを有する可動式ステージとを備え、
前記第１のステージは１つ以上の基板を保持するように適合され、
前記第１のステージは前記第２のステージに対して略固定された位置および方向を有する第１の軸に対して移動するように適合され、
前記第２のステージは第２の軸に沿って前記支持構造に対して移動するように適合され、前記可動式ステージはまた、前記第１のステージおよび／または前記第１のステージの端部に隣接する前記第２のステージに取り付けられた１つ以上の磁気浮上ユニットを有し、
前記第１と第２のステージの少なくとも一方は、磁気透過性の材料で設けられており、
前記第１のステージは回転ステージであり、前記第２のステージはリニア平行移動ステージであり、
前記回転ステージは前記リニア平行移動ステージに対して略固定された位置および方向を有する回転軸周囲を回転するように適合され、
前記装置は、さらに、
前記支持構造に対して固定された計測対照フレームに対する、前記回転ステージの位置、前記リニア平行移動ステージの位置、ならびにリソグラフィツール、検査ツール、および計測ツールの位置のうちの一つ以上の位置の変化であって、前記支持構造に対して固定された前記計測対照フレームに対する位置における変化を検知するように適合された１つ以上の干渉計と、
前記回転ステージに取り付けられた参照ミラーと、を備え、
前記１つ以上の干渉計は前記平行移動ステージに実装された干渉計を備え、
前記参照ミラーは前記回転軸に略同軸である円柱側面状の反射表面を有する、装置。
【請求項２】
前記円柱側面状の反射表面は前記回転ステージの周辺に位置される、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記円柱側面状の反射表面は前記回転ステージの半径よりも短い半径を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記平行移動ステージに実装された前記干渉計は、ビームスプリッタと前記参照ミラーとの間に配置される波面補正光学装置を備え、前記波面補正光学装置は、前記円柱側面状の反射表面において、測定ビームから光の反射を補正するように構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記波面補正光学装置は、前記回転軸において、前記ビームスプリッタから平行光の焦点を合わせるように適合される、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記波面補正光学装置は、前記円柱側面状の反射表面において、前記ビームスプリッタから平行光の焦点を合わせるように適合される、請求項４に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（政府の利益）
本発明は、国防高等研究計画局（ＤＡＲＰＡ）から与えられた取り決めＨＲ００１１−０６−３−０００８に基づく政府の支援と共になされた。政府は本発明において所定の権利を有する。
（関連技術の相互参照）
本出願は、２００７年、２月２日に出願の米国特許出願番号第１１／６７０，８９６号の優先権の利益を主張し、この出願は、２００６年１２月１８日に出願の同時係属中の仮特許出願番号第６０／８７０，５２８号からの優先権の利益を主張し、それらの開示全体は引用することで本明細書において援用される。本出願は、２００７年７月９日に出願の同時係属中の仮特許出願番号第６０／９４８，６６７号の優先権の利益を主張し、その開示全体は引用することで本明細書において援用される。
【０００２】
本発明は、一般に基板検査およびリソグラフィに関し、より詳細には、基板検査およびリソグラフィにおいて用いられる可動式ステージに関する。
【背景技術】
【０００３】
従来、計測および検査システムにおいてリソグラフィおよび走査におけるウエハへの書込みは、基板を平行移動させるために、リニア・ステッピングまたは走査の移動が用いられてきた。直線的な移動が、レンダリング処理において簡易性の利点を有する。なぜならば、半導体ウエハ上のダイは通常、移動の方向に配置されるからである。デカルト（ＸＹ）のレチクル書込みにおいて、データパスは、レンダリングされた形状において、主な方向をたどる。しかしながら、スループットを制限する要因は、デカルトのステージにおける機械的移動である。データパスの電子装置が速ければ速いほど、デカルト系の機械的制限はより制限的なものとなり、極座標におけるデータパスのレンダリングは容易となる。データパスのレンダリング速度は、ムーアの法則に従って続き、より新しい世代の半導体を用いて改良されることが期待され、その一方で、デカルトのステージのスループットは精密工学において比較的ゆっくりとした進歩となっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
往復のステージは、約１００ミリ秒の範囲の最後において回転時間の実際の制限を有する。この時間を短くするために、その構造はより高い帯域幅を可能とする必要がある。高性能の材料を使用することで、最も速い走査速度の適度の改良のみが可能となる。その動きの最後における加速の上昇はまた、アクチュエータのパワー、熱放射、振動絶縁システムおよび機械基部上の反応、加速後の収まりなどにおいて、それらの制限を有する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の実施形態はこの文脈内に現れる。
【０００６】
本発明の目的および利点は、以下の詳細な記載を読み、添付の図面を参照することで明らかとなる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の実施形態に係る回転−平行移動ステージを利用する基板プロセス装置の略図である。
【図２Ａ】本発明の好適な実施形態に係る回転−平行移動ステージの３次元略図である。
【図２Ｂ】図２Ａの回転−平行移動ステージの一部の拡大断面図である。
【図２Ｃ】線Ａ−Ａに沿って取られた回転−平行移動ステージを用いる図２Ｆの基板プロセス装置の側面断面図である。
【図２Ｄ】線Ｂ−Ｂに沿って取られた回転−平行移動ステージを用いる図２Ｆの基板プロセス装置の側面断面図である。
【図２Ｅ】図２Ｄの基板プロセス装置における、回転ステージの重さを磁気的に支持するように構成された回転子および固定子を拡大したものを示す側面断面図である。
【図２Ｆ】磁気浮上およびリニア作動のための１つの可能な構成を示す、本発明の実施形態に係る回転−平行移動ステージを用いる基板プロセス装置の上面略図である。
【図２Ｇ】図２Ａから図２Ｅの基板プロセス装置の一部として用いられ得るマグレブユニットの略図である。
【図２Ｈ】半径方向のセンサと回転エンコーダの位置を示す回転−平行移動ステージの上面略図である。
【図２Ｉ】本発明の実施形態に係る回転−平行移動ステージと連動する光学カラムを用いる基板プロセス装置の上面略図である。
【図２Ｊ】サーボトラッキングおよび計測のための１つの可能な構成を示す、本発明の実施形態に係る基板プロセス装置回転−平行移動ステージの上面略図である。
【図２Ｋ】チャンバに取り付けられた追加の第２のモータを用いた、図２Ｃの基板プロセス装置の側面図である。
【図２Ｌ】図２Ｋの基板プロセス装置における回転ステージの重さを磁気的に支持するように構成された第１および第２のモータを拡大したものを示す側面断面図である。
【図２Ｍ】リニアキャリアステージに取り付けられた追加の第２のモータを用いた、図２Ｃの基板プロセス装置の側面断面図である。
【図２Ｎ】本発明の実施形態に係る基板プロセス装置の側面断面図である。
【図３Ａ】本発明の実施形態に係る回転ステージの水平移動を追跡するための、微分干渉計の使用を示す、回転−平行移動ステージの一部の断面略図である。
【図３Ｂ】本発明の別の実施形態に係る回転ステージの水平移動を追跡するための、微分干渉計の使用を示す、回転−平行移動ステージの一部の断面略図である。
【図３Ｃ】波面補正光学装置の可能な構成を示す、本発明の実施形態に係る回転−平行移動ステージを用いて使用される微分干渉計の一部の上面図である。
【図３Ｄ】波面補正光学装置の代替の構成を示す、本発明の実施形態に係る回転−平行移動ステージを用いて使用される微分干渉計の一部の上面図である。
【図３Ｅ】本発明の実施形態に係る回転ステージの垂直移動を追跡するための、微分干渉計を用いた回転−平行移動ステージの一部の断面略図である。
【図４Ａ】本発明の実施形態に係るＸ−Ｙ平行移動ステージの上面略図である。
【図４Ｂ】図４ＡのＸ−Ｙ平行移動ステージの断面略図である。
【図５】従来技術のＸ−Ｙ平行移動ステージの側面の立面略図である。
【図６Ａ】本発明の別の実施形態に係る基板プロセス装置のｙ−ｚに沿う断面図である。
【図６Ｂ】図６Ａの装置のｘ−ｚに沿う断面図である。
【図７】本発明の実施形態に係る基板プロセス方法におけるステージ制御および計測を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下の詳細な記載は、説明を目的として多くの詳細を含むが、当業者であれば誰でも、以下の記載に対する多くの変形および変更が本発明の範囲内にあることを理解する。従って、以下に記載の本発明の例示的実施形態を、特許請求の範囲の発明に対して一般性を失うことなく、かつこれに制約を設けることなく、説明する。
【０００９】
本発明の一実施形態に係る基板プロセス装置１００の一例を、図１に示す。装置１００は、一般的に第１のステージ１０２および第２のステージ１０４を備える。第１のステージ１０２は、一以上の基板チャック１０３を携行する。それぞれの基板チャック１０３は支柱に連結され、基板１０１を保持する。適切な基板の例としては、半導体ウエハ、または光学リソグラフィ用レチクルが挙げられるが、これらに限定しない。第１のステージ１０２は、第２のステージ１０４に対して移動する。一例として、第１のステージ１０２はｚ軸回りに回転する回転ステージ１０２であってもよい。ｚ軸は略垂直方向、略水平方向または水平と垂直の間の他の方向に向けられてもよい。第２のステージ１０４は、回転ステージ１０２の回転軸面に平行な方向に直線的に回転ステージ１０３を移動する、平行移動ステージでもよい。回転ステージ１０２を支持する１以上のベアリングにより、平行移動ステージ１０４が支持構造１０８に対して移動する際に、回転ステージのｚ軸を略固定位置に、かつ平行移動ステージ１０４に対する方向に維持するような方法で、回転ステージ１０２の回転、および回転ステージ１０２と平行移動ステージ１０４との間の平行移動力の円滑化を容易にする。一例として、支持構造１０８は真空チャンバ、真空チャンバの蓋、またはステージ基部構造でもよい。
【００１０】
一例として、回転ステージ１０２および平行移動ステージ１０４を真空チャンバ等のチャンバ内に配置し、基板１０１のプロセス環境制御を提供し、支持構造１０８の役割としてもよい。赤外、可視または紫外光等の電磁放射の形態、あるいは電子またはイオン等の荷電粒子ビームの形態での放射を用いて基板１０１の選択位置を探知するために、基板プロセスツール１１０を用いてもよい。プロセスツール１１０は、電子ビーム露光カラムまたは光学リソグラフィレンズシステム等の、リソグラフィシステムの一部でもよい。あるいは、ツール１１０は、基板１０１の選択部分を放射に曝露し、基板１０１からの散乱または２次放射を収集する、基板計測または検査ツールの一部でもよい。このようなツールの例としては、光学ウエハ検査ツールおよび走査電子顕微鏡が挙げられる。
【００１１】
らせん経路等の連続した様式で基板１０１の表面全体を光学カラムが探知するように、回転ステージ１０２の回転運動と平行移動ステージ１０４の直線運動とを組み合わせた動きがツール１１０に対して基板１０１を動かす。このような運動は、レコードに対するレコード針、またはコンパクトディスク（ＣＤ）に対するレーザビームの動きに類似している。主要な相違点は、本発明の実施形態においては、ツール１１０がチャンバに対して略固定保持され、基板１０１が回転して固定ツール１１０に対して直線移動することである。「略固定」とは、位置決めにおいて小規模な変化を調節するための何らかの機構が存在してもよいという意味である。好適には、このような位置決めの変化は、検出センサの能力範囲内であり、ツール１１０（または本ツールからのビーム）と基板１０１との間の相対的な位置決めにおいて所望の分解能を維持している間の反作用に対する調節機構の能力範囲内である。このような調節のための機構の詳細は後述する。
【００１２】
従来の非連続的Ｒ−θ位置決めステージの往復運動またはＲ−θ運動とは異なり、連続回転運動は本質的に滑らかである。回転ステージ１０２の慣性力は本質的に平衡化され、ジャイロ効果により回転軸ｚの方向を安定化する傾向がある。その結果に、図１に示す種類の装置は、基板１０１への加速度を高める必要なく、大きな基板を迅速に走査してもよい。代替実施形態において、本ツールは、異なる半径を有する一連の同軸円経路に沿った連続回転運動により、基板１０１の表面を探知してもよい。このような場合において、直線運動が非連続的である間に回転運動を連続して維持してもよい。
【００１３】
複数基板の構成において、回転するプラッタに複数のチャックを対称配置してもよい。回転ステージ１０２上のチャック１０３のレイアウトは単一の半径方向配置とすることが可能で、全てのチャック１０３はｚ軸から同一の半径距離に配置される。あるいは、複数行、六方格子、または基板に書き込みかつ探知するための適切な他の配置に、チャック１０３を配置してもよい。対応するデータ経路ストラテジは、基板レイアウトに従うと考えられる。
【００１４】
例えば、温度センサ、ｅ−ビーム検出器、ｅ−ビーム反射器または位置センサ等、正確な書き込みに重要なパラメータのフィードバックを可能とするセンサを一以上のチャック１０３に装備してもよい。
【００１５】
ベアリング１０６が非常に高スループットなステージの要求に見合うために、様々な構成が可能である。例えば、回転ステージ１０２を支持するために、ベアリング１０６に磁気浮上（マグレブ）を用いて、回転平行移動ステージを実装してもよい。あるいは、回転平行移動ステージは、磁気浮上の代替としてエアベアリングまたは従来のベアリングを用いてもよい。いくつかの実施形態において、固定の回転ステージを一以上の移動ツールと組み合わせてもよい。例えば、差動ポンプによるエアベアリング回転ステージを、差動ポンプによるエアベアリングツールスライドと組み合わせてもよい。あるいは、従来のベアリング回転ステージを、スライド式密封移動ツールと組み合わせてもよい。
【００１６】
回転ステージ１０２の周辺に近接して磁気浮上ベアリング１０６を位置決めする際、ベアリング１０６による浮遊磁場からツール１１０を安全距離に保つことに注意すべきである。これにより、特にツール１１０が電子ビームカラム等の荷電粒子ビームカラムであるときに、ツール操作における当該磁場の効果は大きく低下する。さらにこの同じ考えを、例えば、第１のステージ１０２が第２のステージに対して固定されたＸ軸に沿って直線移動し、第２のステージ１０４がＸ軸に対してある角度にあるＹ軸に沿って直線移動する、Ｘ−Ｙ平行移動ステージにも同様に適用してもよいことに注意すべきである。
【００１７】
図２Ａ〜図２Ｅに示す回転−リニアステージ２００の好適な実施形態において、回転ステージ２０２はリニアモータ２０５を用いるリニアステージ２０４により携行される。回転ステージ２０２は複数の基板チャック２０３を支持する。回転ステージ２０２は周辺強磁性リング２０６を備える。中間リニアステージ２０４に取り付けられる周辺マウント回転ステージ半径方向マグレブユニット２０７Ｘ、２０７Ｙは、ＸおよびＹ軸に沿って、すなわちそれぞれ回転軸ｚに交差する力線に沿って、リング２０６に磁力を印加する。ｚ軸は略垂直方向、略水平方向または水平と垂直の間の他の方向に向けられてもよい。中間リニアステージ２０４に取り付けられる周辺マウント回転ステージ垂直マグレブユニット２０７Ｘ、２０７Ｙは、回転軸ｚに沿ってリング２０６に磁力を印加する。
【００１８】
支持構造から電磁浮上ユニット（Ｚマグレブ）２０９によりリニアステージ２０４を保持してもよい。一例として、支持構造は真空チャンバ２０８の蓋の下側であってもよい。チャンバの蓋は、また、基板プロセスツール２１０を携行してもよい。一例として、限定せず、ツール２１０は、ｅ−ビームカラムまたは複数のカラムを備えてもよい。あるいは、ツール２１０は、基板２０１上に、光学カラム、または蛍光Ｘ線分光等のＸ線プロセス実施に適切なＸ線カラムを備えてもよい。反作用力に対する力の経路を減少するため、回転ステージ垂直マグレブ２０７ＺおよびＸステージ垂直マグレブ２０９は、例えば、マグレブ２０７Ｚ、２０９が共通の作用線に沿って力を印加するように、隣り合わせまたは背中合わせの構成に、近接して配列してもよい。
【００１９】
一以上の平行リニアモータ２０５によりリニアステージを平行移動してもよい。好適な構成においては、二つのリニアモータ２０５が用いられ、移動する直線質量の中心に関して対称配置される。例えば、リニアステージ２０４の直線移動をガイドするために、リニアモータ２０５は、平行な強磁性ガイド路２１４に沿ってリニアステージ２０４をガイドする極性を反転する、一組の横型電磁石２１２を備えてもよい。ガイド路２１６に対してＹ方向にＸステージ２０４の位置を微調整するために、ＸステージＹマグレブ２１６を用いてもよい。好適には、回転ステージ２０２は、少なくとも３個、より好適には４個の回転ステージ半径方向マグレブ２０７Ｘ、２０７Ｙにより、Ｘステージ２０４に対して支持される。これらの半径方向マグレブは、好適には、リニアステージ２０４の位置をＹ方向に調節する、対応するＹマグレブ２１６にごく接近して配置される。反作用力への経路を短縮するため、回転ステージ半径方向マグレブ２０７Ｙと背中合わせにＸステージＹマグレブ２１６を配置してもよい。最も好適には、４個の回転ステージ半径方向マグレブ２０７Ｘ、２０７Ｙを、対応するリニアステージＹマグレブ２１６の電磁石と背中合わせに取り付けてもよい。このようにして、回転ステージ２０２の不均衡を制御する全ての力は、直接的に固定チャンバ蓋２０８に伝達され、リニアステージ２０４の構造上の振動モードを励起しない。
【００２０】
マグレブ２０７Ｘ、２０７Ｙ、２０７Ｚ、２０９および２１６からの磁気フラックスは、ツール２１０との干渉を妨げるために制限され、遮蔽される。加えて、マグレブ２０７Ｘ、２０７Ｙ、２０７Ｚ、２０９および２１６並びに強磁性リング２０６を周辺配置することにより、これらおよびそのフラックスはツール２１０から離されるので、これらのフラックスは、電子ビーム結像等に用いられるツール２１０による磁気レンズ磁場と干渉しない。ツール２１０への好ましくない影響をさらに低下するために、例えば、セラミック、アルミニウム等の磁気透過性の材料で回転ステージ２０２を製作してもよい。加えて、高い電気抵抗率を有する材料で回転ステージ２０２を製作してもよく、ツール２１０に含まれる場合、電子ビーム光学カラムからの電子ビームに影響する場合がある渦電流を減少させてもよい。電気抵抗率は、渦電流をわずかなものとするよう十分に高い一方、表面からの電荷を消失できることが望ましい。一例として、限定せず、電気抵抗率は約１オームｃｍから約１０００オームｃｍの範囲でもよい。適切な高電気抵抗率材料としては、シリコンカーバイド、タングステンカーバイドが挙げられるが、それらに限定されない。加えて、約１０００オームｃｍを超える電気抵抗率を有する絶縁セラミックを、蓄積電荷消去用の表面処理と共に用いてもよい。
【００２１】
図２Ｃ〜図２Ｄに示すように、回転子２２２および固定子２２４を有する中央ロータリーモータ２２０により回転ステージ２０２を回転してもよい。回転子２２２は回転ステージ２０２の中央に取り付けられ、固定子２２４はリニアステージ２０４に取り付けられる。図２Ｃ〜図２Ｄにおいて、回転子２２２は固定子２２４の内側にあるものとして示されている。固定子２２４は中央にあってリニアステージ２０４に取り付けられ、回転子２２２は外側にあり回転ステージ２０２に取り付けられるように、モータ２２０を構成することも可能である。固定子２２４は、回転ステージ２０２の重量または回転ステージ２０２に作用する他のｚ方向の力に部分的に反作用する磁力を、ｚ軸に沿って回転子２２２に及ぼしてもよい。
【００２２】
ある実施形態において、回転子２２２および固定子２２４を用いて、回転ステージ２０２の重量の全てまたはほとんど全てを支持することが望ましい場合がある。これは、基板２０１およびツール２１０の相対的な位置決めに高い分解能を維持することにおいて、回転ステージ２０２の回転速度の細かな制御が重要である場合に、特に有用である。とりわけ、回転ステージ２０２を浮上するために回転ステージ垂直マグレブ２０７Ｚに用いられる磁力は、強磁性リング２０６に渦電流を生じる場合がある。このような渦電流は、回転ステージ２０２の回転を低速化しうる磁気的なドラグトルクを生じる可能性がある。このようなドラグ力とモータ２２０からのトルクの対抗により、回転速度制御を不十分にする好ましくないトルクリップルが発生しうる。
【００２３】
このような渦電流を減少させるため、回転子２２２および固定子２２４は、回転ステージ２０２の重量を支えるように構成してもよい。これはエアベアリング、機械式ベアリングまたは磁気浮上を用いて行ってもよい。図２Ｅに、磁気浮上方式の一例の近接詳細を示す。この例では、ポールピース２２５および一以上の永久磁石２２７が、固定子２２４底部下方の箇所において回転子に取り付けられる。対応するポールピース２２９が固定子２２４底部に取り付けられる。回転子ポールピース２２９は、渦電流を減少するため、貼り合わせでもよい。永久磁石２２７と固定子ポールピース２２９との磁気引力は、回転子２２２により回転ステージ２０２への垂直方向に伝達される。代替実施形態において、回転子２２２に替えて固定子２２４に、または回転子および固定子の両者に、磁石を取り付けてもよい。さらに、磁石ならびに回転子および固定子上のポールピースは、磁気反発により回転ステージ２０２を浮上するよう、二者択一的に構成してもよい。
【００２４】
回転子２２２と固定子２２４との間の力により支持される回転ステージ２０２重量の全てまたはほとんど、並びに適切に平衡化された回転ステージにより、モータ２２０からのトルクは、最初に回転ステージ２０２を所望の回転速度まで「スピンアップ」するために使われる。その後に、モータ２２０により回転ステージ２０２に与えられるトルクは、回転ステージがそれ自体の慣性により回転するため、非常に減少する。加えて、回転ステージ垂直マグレブ２０７Ｚは、比較的小さな磁力を用いて回転ステージ２０２の垂直位置を微調整できるので、渦電流はごくわずかである。これにより貼り合わせではない強磁気リング２０６の使用が可能になり、製造が簡単になり、コストを削減できる。
【００２５】
回転ステージ２０２の強磁性リング２０６であり、リング２０６周辺に近接し、リニアステージ２０４内に組み込まれる回転モーション固定子２２４を有する、外部リング等の導電性リングを用いて回転ステージ２０２の回転運動を駆動することも可能である。一つのこうした構成において、結果として回転モータは、回転ステージ２０２の周辺に取り付けられる導電性リング内に誘起される渦電流を用いる、誘導ＡＣモータでもよい。この後者の構成は、回転ステージ２０２がｚ軸と同軸である単一の基板チャックを支持する場合であっても、モータ由来の浮遊磁場をビームカラム２１０から離す。
【００２６】
図２Ａ〜図２Ｅに示す例において、回転ステージ２０２は、基板２０１を支持するための６個のチャック２０３を有する。図２Ａ〜図２Ｄおよび図２Ｆに示すチャック２０３の配置は、モータ２２０による浮遊磁場から基板を一定距離に離していることに注意すべきである。この具体例は説明を目的とし、本発明のいかなる実施形態に関する限定としても考えられてはならない。回転ステージ２０２はリニアＸステージ２０４に携行される。回転ステージ２０２およびＸs、Ｙs軸により画定するその座標系は、図示の方向に各速度ωで回転する。スポーク２１１上のパターンを検出する光学センサにより、回転ステージ座標系に対する基板２０１の位置を追跡するための参照系の一部として、パターン化スポーク２１１を用いてもよい。一例として、スポーク２１１は、ツール２１０および別個の基板計測システムの両者から見えるものでもよい。
【００２７】
例えば半導体ウエハ等の基板２０１は、外径Ｒoから内径Ｒiまでのらせん形態のビームカラム２１０による放射に曝露される。例えば半導体ウエハ等の基板２０１は、ｚ軸を画定する回転ステージ中心から半径ＲWi（ｉ＝１，２．．．Ｎ）および角度θWiにおいてチャック２０３上に置かれる。この例では、基板は、基板配置半径に対し、角度φwi＝４５°で回転される。ステージ座標系からのそれぞれの基板オフセットおよび回転はわずかに異なり、個々に追跡される。
【００２８】
図２Ｇに、例えば半径方向マグレブ２０７Ｘ、２０７Ｙ、ＸステージＹマグレブ２１６またはＺマグレブ２０９等として、図２Ａ〜図２Ｆの装置内に用いてもよい、マグレブユニット２３０を例示する。マグレブユニット２３０としては、永久磁石２３２、透磁コア２３４および巻線コイル２３６を有する電磁石が挙げられる。コア２３４は、永久磁石２３２および電磁石の両者からの磁気フラックスを伝導する。図２Ｇに示す垂直構成において、永久磁石２３２はマグレブおよび取り付けられた機器（例えば、回転ステージ２０２、リニアステージ２０４およびモータ２２０を組み合わせた重量の一部）の重量の保持に十分なフラックスを生成する。コイル２３６は追加のフラックスを生成し、これはマグレブ２３０と強磁性ガイド路２３８との間のギャップを制御する。ある実施形態において、例えば、適切に設計されたミュー金属シールドにより、および／またはギャップ周辺での強磁性材料の成形により、コア側部に示す漏洩フラックスを含むことが望ましい場合がある。
【００２９】
ギャップセンサ２４０は、例えば、パワーアンプ２４６への信号印加等によりコイル２３６への電流を平滑化するセンサアンプ２４２およびコントローラ２４４に接続してもよい。例えば、ギャップセンサ２４０より測定されるギャップｇの増加として計測されるような、動的な力がマグレブ２３０を下方に移動する傾向がある場合には、コントローラ２４４は、追加のフラックスを永久磁石２３２によるフラックスに加えるために、パワーアンプ２４６に信号を送り、コイル２３６への電流を増加させ、これにより引力を増してもよい。ギャップセンサ２４０による測定としてギャップｇが減少する場合は、コントローラ２４４は、永久磁石２３２のものと反対方向にフラックスを発生するために、パワーアンプ２４６に信号を送り、コイル２３６への電流を調節してもよい。コントローラ２４４は、一定ギャップｇを維持するように、またはステージ合焦動作のような計画的な動きをマグレブにさせるためにギャップにわたって規定の力を発生するように、命令されてもよい。
【００３０】
回転ステージ２０２は対称ｚ軸回りに回転し、Ｘ軸に沿って平行移動する。リニアステージ２０４は回転ステージ２０２を直線的経路に維持する。続く計測システムは、回転ステージ２０２の位置とチャック２０３上の基板に対する電子ビーム位置とのループを閉じる。ステージ位置のフィードバックは、多数の様々なセンサによってもよい。図２Ｂに示すように、これらのセンサは、チャンバ蓋２０８に対する回転ステージ２０２および／または平行移動ステージ２０４の水平および垂直移動を検出するための平行移動ステージ２０４に取り付けられる干渉計２５０Ｙ、２５０Ｚを備えてもよい。一例として、干渉計２５０Ｙは、チャンバ蓋２０８に取り付けられるＹ参照ミラー２５４および回転ステージ２０２の周辺に取り付けられるリングミラー２５６の円柱状表面を用いて回転ステージ２０２のＹ軸移動を追跡してもよい。リングミラー２５６の円柱状（側面）表面は回転軸ｚと同軸である。加えて、ロータリーエンコーダ２５２は回転ステージ２０２の回転を検出してもよい。別の干渉計は、チャンバ蓋２０８に取り付けられる参照ミラー２５８（図２Ｃに見られる）およびリングミラー２５６の平坦な（上部）反射表面を用いて、回転ステージのｚ軸移動を追跡してもよい。リングミラー２５６の上部反射表面およびｚ参照ミラー２５６。
【００３１】
重く強固なチャンバ蓋２０８は、ステージ計測に対する対照である慣性フレームを形成する。一組の干渉計ミラーが蓋に運動学的に取り付けられ、計測フレームを係止する。この構成により、測定器へのステージの力の効果が低下する。
【００３２】
上述の干渉計およびセンサに対しては、数多くの異なった可能な構成が存在する。例えば、図２Ｈに示すように、１から４個の半径方向センサｒ1、ｒ2、ｒ3、ｒ4がＸステージ２０４に対する回転ステージ２０２の半径方向の移動を測定する一方、１から４個のロータリーエンコーダΘ1、Θ2、Θ3、Θ4が回転ステージ周辺の接線方向の移動を測定してもよい。冗長化センサを用いることにより、回転ステージ２０２の円柱状表面の完全な円柱からの変動の測定、およびＸキャリッジ対照フレームに対する円柱中心の動きの直接測定が可能である。図２Ｈの半径方向センサｒ1、ｒ2、ｒ3およびｒ4は、微分干渉計として、または容量センサ等の他の種類のセンサとして実装されてもよいことに注意すべきである。これらのセンサの帯域幅は約２００ＭＳ／ｓ以下でもよい。これらのセンサからの回転速度計測を、スポーク２１１を対照の基礎として光学センサにより位置を更新するフィードバックループに接続してもよい。冗長さが過剰であれば、いくつかのセンサを外してもよい。
【００３３】
微分干渉計ｘ、ｙ、ｚ1、ｚ2、ｚ3は、チャンバ蓋２０８等の機械的に安定な固定された対照に対する、回転ステージ２０２の相対位置における変化を追跡する。干渉計は、約１００ｋＨｚから約１ＭＨｚの間の帯域幅により特徴づけられてもよい。干渉計は、約１００から３００Ｈｚの帯域幅の機械的サーボによって、ツール２１０に関して回転軸ｚを安定化するマグレブに対応する、フィードバックループ内で用いられる。このようなシステムは、ｘ、ｙおよびｚ方向における後続の誤差が１００ｎｍ以内であることを特徴とする場合がある。
【００３４】
本発明の実施形態は、ツール２１０からのビームがチャック２０３により保持される基板２０１を交差する所定経路Ｐをたどるよう、回転ステージの相対的な運動をモニタするために微分干渉計を用いてもよい。例えば、図２Ｈに示すように、干渉計ＹSは、ｙ軸に沿って参照システム（例えばチャンバ蓋２０８に対する）に対するステージ位置を測定してもよい。別の微分干渉計Ｘc,sは、ツール２１０に対する回転ステージ２０２の円柱状の周辺の位置を測定してもよく、これは電子ビームカラムでもよい。Ｙc干渉計は、ビームカラムに取り付けられるミラー２６６を用い、ｙ軸に沿う固定の参照ミラー２５４に対するツール２１０の場所を差動測定する。Ｘc,s干渉計は、ｙｚ面に平行なチャンバ蓋２０８に取り付けられる固定の参照ミラーおよびツール２１０に取り付けられるミラー２６８を用い、ｘ軸に対するツール２１０の場所における変化を同様に追跡してもよい。Ｙs微分干渉計は、参照ミラー２５４に対する回転ステージ２０２の位置を測定する。あるいは、上述の干渉計は、非差動の構成に実装されてもよい。
【００３５】
上記干渉計に加えて、回転ステージの残りの自由度を追跡するために後続のセンサを用いてもよく、ｘおよびｙ軸に垂直なｚ方向の固定平面ミラーに対するステージ上部または下部の位置を測定するために、干渉計ｚ1、ｚ2、ｚ3をチャンバ蓋２０８に運動学的に取り付けられてもよい。３個の干渉計を用いることにより、ｘ軸およびｙ軸回りのシリンダの傾き（ｔｉｌｔ）の追跡が可能である。あるいは、ｚ検出のための４個の干渉計を用いることには、３個の干渉計構成以上の利点がある場合がある。Ｘステージ２０４に対する回転ステージ２０２の、ガイド路２１４に対するＸステージの、およびガイド路２１４に沿ってＸステージを移動するリニアモータ２０５の位置決めに用いられる様々なマグレブに、図２Ｇ〜図２Ｈに示す干渉計およびセンサからの信号をフィードバックしてもよい。
【００３６】
図２Ａ〜図２Ｉに関し、上記の種類の装置に対しては様々な測定の構成が存在する。一例として、図２Ｊに、計測対照フレームとしてチャンバ蓋２０８を用いる直接カラムおよび基板測定システム（ＳＭＳ）２６０についての測定を示す。この例では、光学系ＳＭＳ２６０は、ツール２１０による電子ビーム（ｅ−ビーム）の上流である幅３０ｍｍの帯状にダイサイズをカバーする。全ての通路上にある基板２０１上のまばらなダイ配列マークを取り込むために、もっと狭い（例えば２００μｍ）ｅ−ビーム視野を用いてもよい
【００３７】
ＳＭＳ２６０は、基板２０１に配置される参照構造を検出するために適合された、一以上の光学センサ２６２を備えてもよい。チャンバ蓋２０８に対するＳＭＳ２６０の場所を追跡するために、干渉計（図示せず）と連動して参照ミラー２６４を用いてもよい。光学センサは、基板座標系に対する基板マークのｘおよびｙ位置を測定する。このような参照マークは、例えばスポーク２１１等の上に位置してもよい。センサはｚ（焦点）も測定してもよい。ＳＭＳ２６０に接続されるプロセスは、光学センサからの信号を補間し、ウエハ表面歪み値のグリッドを生成する。ＳＭＳ２６０に対する座標系は、基板２０１上の対照ダイの一角を原点として有する移動座標系でもよい。プロセッサは一つのウエハをマスターウエハとして指定し、マスターウエハに対する他のウエハの原点シフトを計算してもよい。プロセッサは、また、チャンバ蓋２０８に対するセンサ位置の干渉測定を用いて、電子ビームのゼロ位置に対する光学センサ位置を更新してもよい。
【００３８】
ツール２１０およびＳＭＳ２６０の場所が安定しない場合は、差動測定および参照ミラーを用いてこれらを追跡してもよい。ＳＭＳクラスタは基板２０１上に結像するので、ｘおよびｙ方向、並びにｚ軸回りの偏揺れ（ｙａｗ）角において追跡してもよい。カラムシフトに対するｅ−ビームも動的に追跡してもよい。基板座標に対するステージは、例えば、ＳＭＳ２６０およびｅ−ビーム追跡を用いて、回転ステージ２０２の回転ごとに数回更新してもよい。
【００３９】
チャンバ蓋２０８に取り付けられるｙ参照ミラー２６２に対して参照される微分干渉計Ｙs、ＹxおよびＹcは、回転ステージ２０２、Ｘステージ２０４およびｅ−ビームカラム２１０の位置をそれぞれｙ軸に沿って追跡する。微分干渉計Ｚ1、Ｚ2、Ｚ3はチャンバ蓋２０８に取り付けられるミラーに対して参照され、回転ステージ２０２の垂直位置、傾斜（ｔｉｐ）および傾き（ｔｉｌｔ）を追跡する。干渉計Ｘ1、Ｘ2はチャンバ蓋２０８に取り付けられるｘ参照ミラー２６４に対して参照され、ｘ軸に沿ったＸステージ２０４の位置およびｚ軸回りのＸステージ２０４の偏揺れ（ｙａｗ）を追跡する
【００４０】
図２Ｃ〜図２Ｄに示すように、回転ステージ２０２を中心回転モータ２２０により回転してもよい。しかしながら、最初に書き込み速度まで回転ステージ２０２の重量を加速するため、中心回転モータ２２０は大きなトルクリップルの発生が必要な場合があり、次いで書き込み中の回転速度に依存して多量に発熱する場合がある。例えば、いくつかの実施形態において、外周部に書き込むための最高速は毎秒約３回転（ｒｐｓ）であり、内周部では約９ｒｐｓである。書き込みプロセス中に３ｒｐｓから９ｒｐｓまでゆっくり加速するためには、静止状態から３ｒｐｓまでの、または３ｒｐｓまたは９ｒｐｓから停止させるまでの、回転ステージを回転するために必要な約１０分の１のトルクを有するずっと小型のモータで十分な場合がある。このような小型の中心回転モータが有するトルクリップルは非常に小さい。一例として、トルクリップルは、モータの駆動トルク約１％未満の場合がある。低トルクリップルを容易にするために、モータ２２０は、非鉄かつモータアンプにより正弦関数的に変換されるものとほとんど完全にマッチする正弦関数的トルクを生成するよう設計された巻線を含む固定子２２４を備えてもよい。一例として、モータ２２０は、米国カリフォルニア州ベンチュラのシンギャップ社製ＴｈｉｎＧａｐ（登録商標）ＴＧ８２６０型モータでもよい。ＴｈｉｎＧａｐ（登録商標）はシンギャップ社の登録商標である。この特定の型式のモータのトルクリップルは駆動トルクの約１０-4倍であるが、トルクは低く、運動および低速書き込み速度から高速書き込み速度への穏やかな加速を持続するためにはちょうど適切である。
【００４１】
いくつかのモータにおいて、トルクリップルはトルク自身にも比例する場合がある。従って、低トルクリップルモータの約２００倍のトルクを有する大型モータは、約２００倍のトルクリップルを有する場合がある。このため、回転ステージ２０２を静止状態から加速し、基板プロセス中の回転運動を制御するために十分大きなモータのトルクリップルは、基板２０１の書き込みまたは検査プロセス、あるいは寄生する運動の制御が高レベルで必須である任意の他のプロセスに要する動きの滑らかさを乱す傾向がある。
【００４２】
この克服のために、例えば図２Ｋ〜図２Ｌに示すように、いくつかの代替の実施形態において、回転ステージ２０２をスピンアップおよびスピンダウンする補助のために、第２のモータ２７０（本願明細書においてブースタモータとして参照することがある）を用いてもよい。支持基部、例えば、チャンバ蓋２０８に、または回転ステージ２０２を支持するリニアステージ２０４等のキャリッジステージに、第２のモータ２７０を取り付けてもよい。キャリッジステージは、支持基部に固定、またはこれに対して可動式のいずれでもよい。第２のモータ２７０は、基板プロセスが実施されず、小さなトルクリップルが求められないときには、回転ステージ２０２の迅速な速度上昇、低速化、または停止に望ましい高トルクを備えてもよい。図２Ｋに示すように、ブースタモータ２７０はチャンバ２７１に取り付けられ、シャフト２７２により回転ステージ２０２に接続される。シャフト２７２は、例えば、Ｏ−リング、リップシールまたはボールシール、あるいは磁性流体シール等の真空シールであるシール２７４を通じて、チャンバ２７１内を通過してもよい。図２Ｋに示す例において、ブースタモータ２７０は、主要な中心モータ２２０に接続され、同一の回転軸ｚを有してもよい。この場合には、モータ２２０および２７０の両者がカップリングおよびデカップリングの期間に同一の角速度で回転するよう、エンコーダを同期してもよい。
【００４３】
図２Ｌに示すように、スピンアップするために、マグレブの軸はブースタモータの軸と一直線上にそろえられ、マグレブコイル２２９により主モータ２２０をクラッチプレート２７６の上まで下げてもよく、これをブースタモータ２７０のシャフト２７１に接続してもよい。クラッチプレート２７６は、例えば電磁クラッチを介して、主モータ２２０の回転子２２２と選択的に係合してもよい。一例として、クランプコイル２７８を励起し、これにより励起時の磁気引力を通じて主回転子２２２およびクラッチプレート２７６を結合することにより、電磁クラッチを係合してもよい。好適には、クラッチプレート２７６は、二つのモータ２２０および２７０がスリップしないような、十分に強い摩擦を提供する。クラッチプレート２７６は、滑り防止のために、主回転子２２２上の対応する凹部２７７と係合する１つ以上の突起２７５を適宜備えてもよい。クラッチプレート２７６は、クラッチプレートの軸方向の移動、主回転子の軸方向の移動または両者の何らかの組み合わせを通じて、主回転子と係合してもよい。この軸方向の動きは、例えば、軸方向ストロークを延長したマグレブを用いて、またはブースタモータ２７０を軸方向に移動することにより、または従来の補助的な軸方向係合機構を用いて、達成してもよい。いくつかの実施形態において、クラッチプレート２７６と主回転子２２２との係合は、小さなストローク、摩擦係合を通じて達成されてもよい。真空環境においては、正確に機械加工された清浄で固い表面を用いることが望ましく、これらは十分な摩擦力を生み出す高いクランプ力で一体化する。微粒子を生成しないために、いくつかの実施形態において、係合表面には、生成した微粒子を含有させるための迷路状の囲いを設けてもよい。
【００４４】
ブースタモータ２７０は、最初の書き込み速度まで回転ステージ２０２を加速し、次いでクラッチプレート２７６が開放され、マグレブコイル２２９がブースタモータ２７０を軸方向に移動して、これを離してもよい。次いで、主モータ２２０はサーボアセンブリを取り入れてもよい。ブースタモータ２７０上のトルクはクラッチプレート２７６のサイズ、およびクランプコイル２７８のクランプ力に依存してもよい。軸方向ストロークを延長したマグレブを用いて、またはブースタモータ２７０を軸方向に移動することにより、あるいは従来の補助的な軸方向係合機構を用いることのいずれかにより、軸方向の移動を達成してもよい。
【００４５】
主モータ２２０と第２のモータ２７０との係合を容易にするために、同一の角速度でこれらが回転するよう、両者のモータの回転を同期することが望ましい。加えて、主モータ２２０および第２のモータ２７０の係合部品が、互いに対して何らかの特定の角度位置に配列するよう、それぞれの回転を同期することが有利である場合がある。一例として、突起２７５が凹部２７７に係合するよう、主モータ２２２およびクラッチプレート２７６を配列してもよい。例えば、正確なロータリーエンコーダの使用、および係合におけるクラッチプレートおよび主回転子２２２の相対的な角度位置の校正を介して、このような同期を実装してもよい。係合中には滑りはないので、この点では高い摩擦の必要はない。係合中の摩擦は、回転子を加速または減速するために必要である。係合前、係合時、および駆動時のステップ化されたクラッチを本願明細書に示す。これを行うには大きな軸方向の移動が必要であることに注意されたい。
【００４６】
図２Ｋに示すように、ブースタモータ２７０をチャンバ２０８に固定して取り付けてもよい。リニアステージ２０４は、主モータ２２０とブースタモータ２７０を、二つのモータを加速または減速するための係合に先立ち、一直線上にそろえてもよい。ブースタモータ２７０をチャンバ２０８の外側に取り付けることは、チャンバを開放する必要なくブースタにアクセスできるという点で有利な場合がある。加えて、このような構成により、ブースタモータ由来の浮遊磁場を回転ステージ２０２上の基板２０１から比較的遠方に離してもよい。
【００４７】
代替実施形態において、ブースタモータ２７０を回転ステージ２０２に対して、後者が平行移動する際に、固定して一直線上にそろえるようにして、ブースタモータ２７０をリニアステージ２０４に取り付けてもよい。これにより、密封ベアリング２７４の必要性を避けて、ブースタモータの係合を単純化してもよい。一例として、図２Ｍに示すように、ブースタモータ２７０は、例えば、マグレブリング２０６と係合するブースタモータシャフト２７１に取り付けられる摩擦駆動部２７９等に、またはこれの周縁近傍において、回転ステージ２０２に係合してもよい。摩擦駆動部２７９は、例えば合成ゴム等の材料層を備えてもよい。摩擦駆動部２７９とマグレブリング２０６または回転ステージの他の部分との間が高い静止摩擦係数であるように、この材料を選択してもよい。摩擦駆動部２７９は、例えば磁気クラッチ等の係合機構の使用を通じて、回転ステージ２０２と選択的に係合してもよい。
【００４８】
代替実施形態において、回転ステージ２０２に取り付けられる回転子に直接駆動力を印加する平行移動ステージ２０４に取り付けられる固定子を用いて、モータ２７０を構成してもよい。一例として、固定子および回転子を非同期モータ（誘導モータまたは非同期誘導モータとして知られることもある）として構成してもよい。例えば、図２Ｎに示すように、固定子コイル２８２および対応するポールピースを平行移動ステージに取り付けてもよい。回転ステージ２０２に取り付けられる導電リングにそれらが回転フラックスを印加するよう、このコイルを構成してもよい。導電リングは回転子の役割をする。回転フラックスは、フラックスに追従する回転子に渦電流を誘起する。この渦電流は回転フラックスに従う傾向がある。渦電流と回転フラックスとの相互作用により導電性の回転子上にトルクが発生する場合があり、これは回転ステージ２０２に伝達される。一例として、マグレブリング２０６または別個のリングに回転フラックスを印加してもよい。図２Ｎに示すように、磁気コイル２８２はリング２０６を交差する磁場を発生し、回転ステージ２０２を回転する渦電流を誘起してもよい。いくつかの実施形態において、十分な導電性を提供するために、例えば厚さ１ｍｍ等の銅の層を用いてマグレブリング２０６を覆うことが望ましい。あるいは、例えば、マグレブリングがステンレス製であるならば、回転子の役割をするためにマグレブリング２０６の内側に銅またはアルミニウムのリングを入れることが有利な場合がある。あるいは、一組の固定子コイル２８３が、ミラーリング２５６を駆動する回転を提供してもよい。当業者であれば、通常は、変形を避けるためにミラーリング２５６等の計測部品への駆動力の印加を避けるであろうから、これは幾分、直感に反することである。しかしながら、ミラーリング２５６の半径が十分大きければ、印加される力とその結果発生する変形は、計測において無視してもよい小さな効果である場合がある。非同期モータは、回転子内の永久磁石またはポールピース等の磁気材料を必用としない点で有利である場合がある。結果として、ブースタモータとしてこのようなモータ設計を用いるときには、浮遊磁場が顕著に低下する場合がある。
【００４９】
モーショントラッキング用に好適な微分干渉計の構成の例を、図３Ａ〜図３Ｅに示す。特に、図３Ａ〜図３Ｂに示すように、図２Ａ〜図２Ｅに示した種類の回転−リニアステージにおいて、参照ミラー２５４とｚ軸を同軸とする円柱状の表面２５７を有するステージリングミラー２５６との間に微分干渉計３１０を配置し、光学的モーショントラッキングを実装してもよい。干渉計３１０は、直線的に平行移動するＸステージ２０４に取り付けられる。参照ミラー２５４は、Ｘステージ２０４に対して固定位置に取り付けられる。一例として、好適な実施形態において、Ｘステージ２０４および回転ステージ２０２を含むチャンバ２０８の蓋に参照ミラーを取り付けてもよい。図３Ａに示す例において、ステージリングミラー２５６は回転ステージ２０２の周辺に取り付けられ、実質的に固定位置かつＸステージ２０２に対する方向である回転軸ｚの回りに回転する。ステージリングミラー２５６は、回転軸ｚの回りに対称な円柱状の反射表面を提供する。干渉計３１０は、折り畳みミラー３１２、第１および第２の４分の１波長板３１６Ａ、３１６Ｂの間に配置される偏光ビームスプリッタ３１４、コーナーキューブミラー３１８および波面補正光学系３２０を備える。このデザインを有する干渉計の詳細は、２００５年８月２５日公開の国際特許出願第ＷＯ２００５／０７８５２６Ａ１号、発明の名称「製造物の位置決めシステム（Ａ  ＳＹＳＴＥＭ  ＦＯＲ  ＰＯＳＩＴＩＯＮＩＮＧ  Ａ  ＰＲＯＤＵＣＴ）」に記載されている。
【００５０】
レーザ３０６等の光源からの光は、折り畳みミラー３１２により偏光ビームスプリッタ３１４に向けられる。光源３０６からの光は第１および第２の偏光を含む。この光の第１の偏光を有する光はビームスプリッタを通過し、コーナーキューブ３１８により反射されて偏光ビームスプリッタを逆に通過して折り畳みミラー３１２に達し、これが検出器３０８への光を屈折する。この光は、破線の光路により示す参照ビーム３０５となる。
【００５１】
第２の偏光を有する光は偏光ビームスプリッタ３１４の対角線接合３１５で反射され、第１の４分の１波長板３１６Ａから参照ミラー２５４まで通過し、第１の４分の１波長板３１６Ａを逆に通過する。第１の４分の１波長板３１６Ａを通じた二つの光跡は、光を第２の偏光から第１の偏光に変換する。結果として、この光は、接合３１５、第２の４分の１波長板３１６Ｂおよび波面補正光学系３２０を、ｚ軸と同軸である軸を有する円柱状ステージリングミラー２５６の屈曲表面まで通過することができる。ステージリングミラー２５６による反射後に、光は波面補正光学系３２０および第２の４分の１波長板３１６Ｂを逆に通過する。第２の４分の１波長板を通じた二つの光跡は、光を第１の偏光から第２の偏光に戻して変換する。結果として、この光は、折り畳みミラー３１２に光を逆に曲げるコーナーキューブミラー３１８に向かって、接合３１５により屈曲される。折り畳みミラー３１２は、検出器３０８への光を屈曲する。この光路を進む光は、実線の光路により示す測定ビーム３０７となる。参照光路３０５および測定ビーム３０７からの光は参照ミラー２５４に対する回転ステージ２０２の動きにより、二つのビーム経路長における相対的な変化に依存する信号を生成する検出器で干渉する。
【００５２】
図３Ｂに示す代替実施形態において、周辺リングミラー２５６に替えて、ｚ軸と同軸の円筒の表面３２６を有する小型円柱状ミラー３２４を用いてもよい。いずれの構成においても、波面補正光学系３２０は、円柱状の反射表面２５７、３２６から反射した光が干渉計３１０を逆に通過して適切な経路を進むように、干渉計３１０および円柱状の反射表面２５７、３２６からの出射波面の円柱状ミラー２５６、３２４からの反射が補正されるように構成される。一例として、波面補正光学系３２０は、円柱状の光学部品または球形の光学部品を備えてもよい。
【００５３】
波面補正光学系３２０として数多くの構成を用いて、干渉計３１０と円柱状の反射表面２５７または３２６との間で光を結合してもよい。一例として、限定せず、波面補正光学系の可能な二つの可能な構成を、図３Ｃおよび図３Ｄに示す。図３Ｃにおいて、波面補正光学系３２０は、例えば回転軸ｚ上の、波面補正光学系の湾曲の軸において干渉計３１０からの平行光を合焦する。このようにして、ミラー２５６、３２４の円柱状の表面２５７、３２６から反射した光は、基本的に、干渉計３１０から円柱状のミラー上への入射光と同一の経路を進む。図３Ｄに示す代替構成において、波面補正光学系は、干渉計３１０から円柱状ミラー２５６または３２４の表面２５７または３２６への平行光を合焦するように構成される。このようにして、円柱状ミラー２５６、３２４への入射およびこれからの反射の光ビームは、干渉計３１０を通過する光路に平行に進む。
【００５４】
上述の波面補正光学系３２０による屈曲反射表面２５７または３２６からの反射を用いる回転ステージの運きの追跡は、Ｘステージ２０４または蓋２０８に対する小さな振幅の振動測定に適切であることに注意すべきである。本願明細書に用いる小さな振動の振幅とは、波面補正光学系３２０の焦点深度よりも大きくない動きを指す。
【００５５】
微分干渉計３１０はＸステージ３０１の動きにより動作するので、干渉計３１２は常に回転ステージ３０３の回転中心に向いており、回転ステージ３０３と一直線上にそろえられている。回転ステージ周辺のステージリングミラー２５６を図３Ａに示すが、代替として、例えば図３Ｂに示すように、回転ステージ３０３中心の小型の円柱状ハブ３２４が円柱状の反射表面を備えてもよい。図３Ａおよび図３Ｂの両者において、参照ミラー２５４、レーザ３０６および検出器３０８は、これらの構成要素を囲む破線により示すように、Ｘステージ２０４および回転ステージ２０２に対して固定されたままであることに注意すべきである。好適には、これらの構成要素は、Ｘステージ２０４、回転ステージ２０２および干渉計３１０を含むチャンバの蓋に取り付けられ、これらの構成要素を囲む破線により示すように、ｘ方向に移動する。
【００５６】
干渉計３１０はＸステージ２０４に携行され、Ｘステージ２０４の中心にそろえられる。この干渉計システムに基づくサーボ系は、共に移動して互いに可能な限り接近して追従する、Ｘステージ２０４および回転ステージ２０２の前述した直線運動を維持する。回転ステージ軸ｚはＸステージ２０４に対して固定されたままである。従って、この動きの結果としては、アライメントは変化しない。
【００５７】
干渉計３１０は、レーザ３０６および検出器３０８に向かってＸステージと共に移動するが、一次的には、この動きは検出器３０８の読み取りに影響しない。検出器３０８は、円柱状のミラー２５６と固定した参照ミラー２５４との光路長差のみを検出する。
【００５８】
図３Ｅに示すように、ｚ干渉計は異なった構成でもよい。再び、干渉計３３０が、固定した参照ミラー２５８とステージリングミラー２５６との間の光路に沿って、Ｘステージ２０４に取り付けられる。図２Ｃ〜図２Ｄに示すように、チャンバ２０８の蓋に参照ミラー２５８を取り付けてもよい。この干渉計は、偏光ビームスプリッタ３３４、４分の１波長板３３６Ａ、３３６Ｂ、およびコーナーキューブ３３８を備える。レーザ３４６からの光は参照光路３３５および測定光路３３７に分割され、干渉計３３０を通過して検出器３４８に達する。干渉計３３０の動作は、図３Ａに関して上述した干渉計３１０の動作と同様である。参照ビーム３３７はステージリングミラー２５６の平坦上面２５９から反射するため、干渉計３３０とステージリングミラー２５６との間には波面補正光学系は不要である。
【００５９】
回転−リニアステージに関する上述の設計コンセプトのいくつかは、多くの従来のＸ−Ｙステージに有利に適用される場合もある。例えば、上述の装置２００には、様々なマグレブおよび磁気モータが回転ステージおよびＸステージの端部近傍に配置される利点があることに注意すべきである。これにより、当該デバイスにより発生する磁場は、ツール２１０に対して相当な距離となる。このような構成は、ツールが浮遊磁場に敏感であれば、特に有利であり得る。例えば、ツール２１０が電子ビームカラムを備える場合に、マグレブからの浮遊磁場は電子ビームを屈曲する場合があるので、結果として位置の誤差を生じる。ビームの屈曲を追跡して補正してもよいが、このような磁気的偏向は避けるかまたは少なくとも顕著に減少させることがより望ましい。回転ステージ２０２およびＸステージ２０４の端部であって光学カラム２１０から離してマグレブを配置することにより、マグレブ由来の浮遊磁場に伴う誤差は顕著に低下する場合がある。ツール２１０の磁気レンズからの磁場が歪められないように、例えばセラミック等の磁気透過性の材料で回転ステージ２０２を製作してもよい。
【００６０】
本発明の実施形態に従って、端部に取り付けたマグレブによるステージ支持というこの同じ考えを、Ｘ−Ｙステージに適用してもよい。例えば、図４Ａ〜４Ｂに、本発明の代替実施形態に係る基板プロセス装置４００を示す。装置４００は、Ｘステージ４０２およびＹステージ４０４を備える。Ｘステージ４０２は、基板４０１を保持するために取り付けられたチャック４０３を備える。Ｘステージ４０２は、Ｘステージ４０２の角に取り付けられた垂直マグレブ４０６Ａにより、Ｙステージ４０４から浮遊する。例えばリニアモータ４０５等により、Ｙステージ４０４に対するＸ軸に沿ったＸステージ４０２の移動を制御してもよい。Ｙステージ４０４は、Ｙステージ４０４の角に取り付けられた垂直マグレブ４０６Ｂにより、Ｙステージ４０４が、チャンバ蓋４０８から浮遊する。例えばリニアモータ（図示せず）等を用いてチャンバ蓋４０８に対するＹ軸方向におけるＹステージ４０４の移動を制御してもよい。適切なセンサを用いるフィードバックループに結合される、端部マウントされた水平マグレブ４０６Ｃを用いて、Ｙ軸に沿ったＹステージ４０４に対するＸステージ４０２の位置を調節してもよい。Ｘステージ４０２は、例えば電子ビームカラム等を備えてもよい基板プロセスツール４１０に対してＸおよびＹ方向に移動してもよい。リニアモータ４０５、垂直マグレブ４０６Ａ、４０６Ｂおよび水平マグレブ４０６Ｃを、基板４０１から離して配置することにより、カラム４１０からの電子ビームの好ましくない磁気的偏向を避けてもよい。ツール４１０の磁気レンズからの磁場を歪めないよう、例えばセラミック等の磁気透過性の材料でＸステージ４０２を製作してもよい。
【００６１】
ツール４１０を管理するための計測および基板計測システム（ＳＭＳ）４１１は、計測対照フレームとしてチャンバ蓋４０８を用いてもよい。ＳＭＳ４１０は、基板４０１上への合焦動作時に、ｘおよびｙ方向、並びにｚ軸回りの偏揺れ（ｙａｗ）を追跡してもよい。ＳＭＳ４１１は、図２Ｆおよび図２Ｊにおけるスポーク２１１に見られるものと類似の対照パターン４１２を用いてもよい。一例として、ＳＭＳ４１１は、全ての経路上にあるまばらなダイ配列マークを取り込むために、ｅ−ビームカラム４１０の上流とほぼ同じ幅（例えば約３０ｍｍ）の帯状、およびずっと狭い視野（例えば約２００μｍ）をカバーしてもよい。ステージ４０２は方向を反転するので、ＳＭＳ４１１は二つの光学センサを備えてもよい。Ｘスキャン方向に配置されるカラム４１０のそれぞれの側部に、一つのセンサを設けてもよい。カラムおよびＳＭＳ位置が差動測定ではない場合には、これらの位置を決定するために参照ミラーを用いてもよい。加えて、基板４０１上へのカラム４１０からの電子ビームを正確に位置決めするために、ツール４１０に対するｅ−ビーム位置のずれを動的に追跡してもよい。ＳＭＳおよびｅ−ビーム位置情報を用いて、Ｘステージ４０２が構成チップ上にあるたびに、基板座標に対するステージを更新してもよい。
【００６２】
チャンバ蓋４０８に対する様々な構成要素の位置を追跡するために、装置４００は一以上の干渉計を用いてもよい。これらとしては、ツール４１０およびチャンバ蓋４０８に対するＸステージ４０２のｘ軸に沿った移動を測定する干渉計Ｘ1が挙げられる。第２の干渉計Ｘ2はチャンバ蓋４０８に対するＸステージ４０２の移動を測定し、これによりＸステージ４０２の偏揺れ（ｙａｗ）の測定が容易になる。第３の干渉計Ｙはチャンバ蓋およびツール４１０に対するＸステージ４０２のｙ軸に沿った移動を測定する。例えば、図３Ｅに示すように、チャンバ蓋４０８に対するＸステージ４０２の上部位置の変化を測定するために、垂直微分干渉計Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３を構成してもよい。Ｘステージ上部から蓋への差分。Ｙステージ４０４におけるキャリッジの動きを追跡するために追加の干渉計を用いてもよいが、代替的に、ｙ方向に沿ってＹステージ４０４を支持および／または移動するために用いられるマグレブおよび／またはリニアモータにより、これを達成してもよい。この例において、ｘおよびｙ軸は互いに垂直であるが、代替的に、これらを何らかの傾いた角度に向けてもよい。
【００６３】
図４Ａ〜図４Ｂに示す構成の利点を、例えば図５に示す従来技術のＸ−Ｙステージ５００と比較して説明することができる。従来技術のＸ−Ｙステージ５００において、Ｘステージ５０２はマグレブユニット５０６により浮上する。Ｘステージ５０２に取り付けられるマウント５０４は、基板５０１を保持するチャック５０３を支持する。ＸステージおよびＹステージは、例えばリニアモータ５０５を用いてそれぞれｘおよびｙ軸に沿って移動するよう取り付けられる。このような従来技術のＸ−Ｙステージの例は、例えば、２００５年８月２５日公開の国際特許出願第ＷＯ２００５／０７８５２６Ａ１号、発明の名称「製造物の位置決めシステム（Ａ  ＳＹＳＴＥＭ  ＦＯＲ  ＰＯＳＩＴＩＯＮＩＮＧ  Ａ  ＰＲＯＤＵＣＴ）」に詳細に記載されている。
【００６４】
下方向きの微分干渉計Ｚ1、Ｚ2は、チャンバ５０８の基部５０９に対するＸステージ５０２の垂直ｚ位置の変化を追跡する。ミラー５１２が、この目的のためにＸステージ５０２の下側に配置される。このデザインにおいて、マグレブユニット５０６が直接的に基板の下側にあることに注意すべきである。これは、下方向きの干渉計Ｚ1、Ｚ2とのマグレブシステムの干渉を避けるために行われている。マグレブユニット５０６からの浮遊磁場は電子ビームの経路を屈曲する可能性がある。さらに、このマグレブ５０６の構成には、比較的高い中心支持部５０４と、反作用のためにマグレブ５０６からチャンバ蓋５０８への対応する長い機械的経路５０７が必用であり、これは対照質量として用いられる。例えば、Ｘステージ５０２の上部とマグレブ５０６による水平方向の力の印加点との間のモーメントアームは２００ｍｍもの長さがある。この構成は、Ｘ−Ｙステージ５００を支持するために比較的大きなチャンバを要する。本発明の実施形態においては、それに反して、上方向きの干渉計がチャンバ蓋を対照として用いる。これにより、Ｘステージまたは回転ステージの端部またはその近傍にマグレブユニットを配置することができる。結果として、反作用力のための機械的経路はずっと短くすることが可能であり、装置はより安定化され、チャンバはより小型でもよい。
【００６５】
本発明の実施形態により、よりコンパクトで安定な回転−平行移動ステージおよびＸ−Ｙステージが可能になる。回転ステージに関連する実施形態は、Ｘ−Ｙステージに要する直線的な加速をより低くし、反作用力の経路長をより短くし、ベアリングの構成を安定なものとし、コンパクトなデザインで高い基板スループットをもたらす。Ｘ−Ｙステージに関する本発明の実施形態は、従来技術のＸ−Ｙステージよりも、反作用力の経路長をより短くし、安定性を向上し、よりコンパクトなデザインをもたらす。
【００６６】
本発明のいくつかの実施形態は、Ｘステージおよび回転ステージおよび／またはＹステージへのベアリングを設けるために、例えば、機械的ベアリングまたはエアベアリング等、磁気浮上とは異なるものを利用してもよいことに注意すべきである。例えば、図６Ａ〜図６Ｂに、代替実施形態に係る代替的な基板プロセス装置６００を示す。
【００６７】
装置６００は、チャンバ６０８内に回転ステージ６０２および平行移動ステージ６０４を備える。回転ステージ６０２は複数の基板チャックを携行し、これは上述のように構成してもよい。リニアステージ６０４に取り付けられる中心回転モータ６２０により、回転ステージ６０２を回転してもよい。モータ６２０は、回転ステージ６０２の中心に取り付けられるスピンドルベアリング６２２を備える。回転ステージ６０２はｚ軸回りに回転し、Ｘステージ６０４はｘ軸に沿って回転ステージを移動する。基板プロセスツール６１０は、上述のようにチャンバ蓋６０８に対して多少固定されたままである。図６Ａ〜図２Ｂに示すように、チャック６０３の配置により、チャックに取り付けられる基板は、モータ６２０からの浮遊磁場から離されることは注意するべきである。Ｘステージ６０４の端部に取り付けられるリニアモータ６０５は、チャンバ６０８に取り付けられる平行な強磁性ガイド路６１４に沿って、リニアステージ６０４を移動する。リニアモータ６０５は、極性を反転する一組の水平電磁石６１２を備えてもよい。この例においては、Ｘステージ６０４とチャンバ６０８との間の６１８が、Ｘステージ６０４の動きをｘ軸にそろえていてもよい。一例として、ベアリング６１８は機械的なクロスベアリングでもよい。ベアリングからのステージ位置決めのノイズが、チャック６０３に取り付けられる基板の動きを追跡するための計測システムの能力を超えなければ、機械的なベアリングを用いてもよい。代替実施形態において、ベアリング６１８はエアベアリングでもよい。これらのベアリングが真空内である場合は、エアベアリングのために差動ポンプを用いてもよいことに注意すべきである。さらに、モータ６２０はエアベアリングを備えてもよいことに注意すべきである。
【００６８】
例えば、干渉計６５０Ｚおよび回転ステージ６０２上の周辺に取り付けられるリングミラー６５６、並びにチャンバ蓋６０８に取り付けられる参照ミラー６５８を用いて、回転ステージ６０２およびＸステージ６０４の位置決めを上述のようにモニタしてもよい。
【００６９】
好適な発明の実施形態において、回転−リニアステージは、ツールに対する基板の位置を所望の位置の１０ナノメートル以内に制御することが、しばしば望ましい。この達成のためには数多くの異なるやり方がある。例えば、上述のように、チャンバ蓋等の対照フレームに対して、基板およびツールの位置を非常に緊密に制御してもよい。一般的に、ステージ位置の検出において、および基板に対するツールからのビームの位置決めにおいて、非常に高い分解能（例えば、１ｎｍ未満）を有することが望ましい。本発明の実施形態は、ビームの位置決めにおいて所望の分解能を達成するために、ツールからのビーム位置の正確な制御と連動させて、回転−リニアステージの正確な制御を用いてもよい。例えば、電子ビームツールの場合には、静電的および／または電磁的ビーム偏向機構（例えば、ラスタープレートまたは偏向コイル）と連動する静電的および／または電磁的レンズの使用を通じて、ビームの位置決めを調節してもよい。焦点および／またはＸ−Ｙビーム偏向の範囲がいずれも十分に大きくかつ十分に正確であれば、光学カラムに対する基板の位置における変化の度合いを、幾分大きめに許容することも可能である場合がある。例えば、ビーム偏向および焦点合わせの位置決め精度が約１ｎｍ未満であり、ビーム位置決めの範囲が約１マイクロメートルであれば、計測システムがこれらの変化を追跡でき、ビーム偏向機構が十分に素早く反応できる場合に、システムは、大まかに１マイクロメートルのステージ位置変化を許容することができる。
【００７０】
電子ビームツールの特定の例において、光学カラムのための所望の位置決め精度を達成するためには、ステージおよび／またはビーム位置を制御する数多くの異なるやり方がある。図７に示すブロック図に関して、ビームおよび／またはステージ位置の制御を理解してもよい。一例として、三組の多入力多出力（ＭＩＭＯ）制御ループ、すなわち、ａ）ステージループ、ｂ）蓋および光学センサループ、およびｃ）光学カラム−ビーム位置および焦点制御ループを用いて、上述の種類の回転−リニアステージの制御を実装してもよい。全体的な外側の制御ループにより、上述のようなスポーク参照システム（ＳＲＳ）および基板計測システム（ＳＭＳ）を用いて、光学カラムと基板との間のそれぞれの位置を概算してもよい。より低速なステージループおよびより高速なビームループを用いて誤差をゼロ化するために、サーボ機構を用いてもよい。
【００７１】
図７において、ステージセットポイント生成器７０２は、光学カラムによる基板の探知を実施するために用いられる、ｘおよびθにおける名目上の軌跡を生成する。加えて、ロードするステージを位置決めし、基板アライメントを行い、書き込み前に基板歪みをマッピングし、光学カラムおよびＳＭＳのための焦点マップを生成するために、このステージセットポイント生成器７０２を用いてもよい。いくつかの実施形態において、データ読み取りの公知の基板の形状的特徴をデータベースに保存してもよく、これには基板の相対的な配向および厚さ変化に関する情報を含めてもよい。スピンアップ過程の一部としてこれらを測定し、任意のアライメント誤差を補正するための訂正テーブル生成に用いてもよい。
【００７２】
このステージセットポイント生成器７０２は、また、回転ステージおよび／または基板の熱的および弾性的変形を取り入れる校正データを利用してもよい。例えば、システム内の様々な構成要素の温度と、その結果として生じるＣＴＥ差による歪みをモニタしてもよい。歪み値を予め計算し、セットポイント生成器７０２内に校正データの一部として保存してもよい。ステージセットポイント生成器７０２は、また、所与の回転ステージ内の不均一を測定するための訂正機能を備えてもよい。さらに、スピンアップ中の遠心力による回転ステージの歪みモデルを、校正データの一部としてセットポイント生成器７０２に保存してもよい。
【００７３】
ステージ計測システム７０４は、上述のように、ｘ、ｙおよびｚ干渉計測定に加えて、回転ステージのｒ、θ測定を実施してもよい。ステージ計測システム７０４は、複数の冗長化したセンサを備えてもよく、このブロックにより表される機能の一つに、ステージ位置の様々な座標の概算を提供するセンサフュージョンアルゴリズムのセットを備えてもよい。ステージ計測システム７０４は、また、体系的な誤差補正用のセンサのそれぞれについての校正テーブルを含んでもよい。例えば、校正プロセス中に、θ測定における高調波誤差を測定して保存してもよい。次いで、回転ステージ位置の概算を生成する前に、これらの既知誤差を実際の測定から除去してもよい。ステージ計測システム７０４の一部である他のセンサのために同様の校正データが生成され、用いられる。
【００７４】
光学による基板計測システム（ＳＭＳ）７０６は、蓋に保持される光学センサと基板との間での測定を提供してもよい。光学センサがカラムを対照とする場合、ＳＭＳ７０６は光学カラムからのビームに対する基板位置の概算を提供してもよい。ＳＭＳ７０６は、例えば、相対的な基板の配向および厚さ変化等に関する入力を得るために、基板上の参照マーク７０７を適宜利用してもよい。
【００７５】
ＳＭＳ７０６は、上述の種類のスポークを用いるスポーク参照システム（ＳＲＳ）７０８から入力を受信してもよい。ＳＲＳ７０８により、ＳＭＳ７０６内の、例えば光学センサ等のセンサは、ステージ上のスポークと基板との間の相対的位置測定の提供が可能になる。スポークは、図２Ｆおよび図２Ｊに示すもののような回転ステージ上の外観でもよい。基板をロードした後の校正データの一部として、基板位置に対するスポークの当初位置を保存してもよい。
【００７６】
距離、力、および計測経路を最小化するためにチャンバ蓋を対照とするＭＩＭＯ制御を用いて、回転−リニアステージ７１０の位置を制御するために、ステージ計測システム７０４、ＳＭＳ７０６、およびＳＲＳ７０８から得られる測定を用いてもよい。一例として、スポーク参照システム７０８内のスポークに対して、電子ビームを「可視化」してもよい。例えば、スポークを電気的導体とし、ビームがどこで特定のスポークに当たるかを計測できるように構成してもよい。ＳＭＳ７０６により、この情報を使用してもよい。例えば、ＷＭＳ７０６は、ローパスフィルタ７１２により濾波されてもよい調節済みの基板位置信号を生成するために、スポーク参照システム７０８からの情報も用いてもよい。次いで、ステージコントローラ７１４に送る誤差信号を生成するために、ローパスフィルタ７１２の出力を、ステージセットポイント生成器７０２およびステージ計測システム７０４からの入力と組み合わせてもよい。一例として、ステージコントローラ７１４は、ステージ７１０内の回転ステージおよびリニアステージの位置決めを制御する全てのアクチュエータに同時にコマンドを出す、ＭＩＭＯコントローラでもよい。図２Ａ〜図２Ｊのシステム２００の場合において、コントローラ７１４は、回転ステージ位置決めマグレブ、ｘ平行移動およびθ回転アクチュエータの作動を調節して、誤差信号をゼロ化してもよい。
【００７７】
このステージ制御ループへのコマンドは、二つの構成要素を有してもよい。第１の構成要素は、ステージセットポイント生成器７０２からの参照軌跡コマンドである。第２の構成要素は、ローパスフィルタをかけられた、ローパスフィルタ７１２によるビームから基板位置までの誤差概算である。回転ステージを安定化し、回転ステージの不均衡、歳差運動および首振り運動を排除するために、ステージコントローラ７１４を用いてもよい。加えて、ステージコントローラ７１４は、ビームから基板位置への誤差の低周波数部分を修正するために、補正動作を行ってもよい。ステージ状態ベクトル７１６の形式で、ステージ計測システム７０４にこれらの補正をフィードバックしてもよい。一例として、ステージ計測システム７０４は、例えば上述等の、干渉計入射点における位置ずれを測定してもよい。ステージ上の入射点に対するレーザビーム構成を知ることにより、ステージベクトル７１６を計算してもよい。ステージ状態ベクトル７１６は、位置ずれ、速度、加速度および存在しうる動き（ｊｅｒｋｓ）（時間に対する加速度の変化率）を、例えば、ＸＹＺ、昇降（ｐｉｔｃｈ）、横揺れ（ｒｏｌｌ）および偏揺れ（ｙａｗ）等の全てのステージの自由度において含んでもよい。
【００７８】
ビームから基板位置への誤差を概算するために、ステージ計測システム７０４、ＳＭＳ７０６およびＳＲＳ７０８による測定を同様に用いてもよい。ビームから基板位置への誤差をゼロ化するようなやり方でビームコントローラ７１８を駆動するために、ビーム位置誤差を用いてもよい。ビームコントローラ７１８は、指示されたビーム位置と実際に測定されたビーム位置との間の誤差に基づいて動作し、この誤差を最小化しようとしてもよい。ビームコントローラ７１８は、ハイパスフィルタ７２０により濾波されたステージ計測システム７０４からの入力を受信する。ビームコントローラ７１８は、また、基板計測システム７０６からの入力も受信する。これらの入力の組み合わせは、ハイパスフィルタをかけたビーム−基板位置誤差の概算値をもたらす。
【００７９】
一例として、ビームコントローラ７１８は、ビーム偏向機構７２２および実際のビーム動力学を制御する信号を生成する。ビーム偏向機構７２２は、静電的偏向器または電磁的偏向器を備えてもよい。基板内ビーム状態ベクトル７２４を導出するためにビーム偏向制御信号を用いてもよく、当該ベクトルをスポーク参照システム７０８からのビーム位置測定と組み合わせ、測定された基板中ビーム状態ベクトルを生成してもよい。ビームコントローラ７１８への入力として、測定された基板内ビーム状態ベクトルを用いてもよい。
【００８０】
ビームコントローラ７１８は、光学カラムに対するビームの位置を検出するレンズ内ビーム位置検出器（Ｂｅａｍ  Ｉｎ−Ｌｅｎｓ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎ  ｄｅｔｅｃｔｏｒ）７２６から入力を得てもよい。レンズ内ビーム位置検出器７２６は、光軸に対する光学カラムからの光学または電子ビームの位置を検出してもよい。レンズ内ビーム位置検出器は、ビーム偏向機構７２２から同様に入力を受信してもよい。いくつかの実施形態において、レンズ内ビーム位置検出器７２６は焦点検出の仕組みも備えてもよい。
【００８１】
前述の説明から、ステージコントローラ７１４およびステージ７１０はビーム−基板位置誤差の低周波数成分に対する補正を提供し、ビームコントローラ７１８およびビーム偏向器７２０はビーム−基板位置誤差の高周波数成分に対する補正を提供することが明らかであろう。ステージコントローラ７１４およびビームコントローラ７１８は、ハードウェアまたは、例えば最適制御アルゴリズム等のソフトウェアで実装してもよい最適フィルタロジック７２８から追加の入力を受信してもよい。一例として、最適フィルタロジック７２８はカルマンフィルタを用いてもよい。最適フィルタロジック７２８はステージ計測システム７０４からの入力を受信してもよい。最適フィルタロジック７２８には数多くの異なる実装が可能である。例えば、ｘ方向に回転ステージを平行移動するために用いられるアクチュエータ間の不均衡は、回転ステージの角速度に変動を生じる場合がある。ステージ計測システム７０４に用いられるセンサはこの不均衡を検出し、二つのアクチュエータ間の不均衡を補正するために、ステージコントローラによる差動コマンドがｘアクチュエータに適用されてもよい。あるいは、回転ステージ制御による反作用力がチャンバ蓋内での動きを発生する場合がある。例えば、動電型アクチュエータを用いて、この反作用力を適切に相殺してもよい。加えて、最適フィルタロジック７２８は、動作中に基板計測システム７０６およびスポーク参照システム７０８からの測定に基づいて、回転ステージおよび／または基板の熱的および弾性的変形の効果を適切に補正してもよい。
【００８２】
回転ステージの回転が比較的低速であり、かつ／または、基板が熱負荷および／または高加速度による顕著な変形の影響下にない場合には、本発明の実施形態は、基板計測システム７０６無しでのツール−基板の位置決めにおいて、約４０ｎｍ、または、例えば約２〜４０ｎｍ等のより良好な分解能を達成可能であることに注意すべきである。
【００８３】
上記には本発明の好適な実施形態を完全に記載してきたが、様々な変更、変形および等価物を用いることが可能である。従って、本発明の範囲は上記記載への参照には限定してはならず、添付の特許請求の範囲を参照し、等価物の全範囲に従って決定すべきである。好適か否かによらず全ての特徴は、好適か否かによらず他の任意の特徴と組み合わせてもよい。下記特許請求の範囲において、不定冠詞「Ａ」または「Ａｎ」は、特別途に明記しない限り、当該冠詞に続く一以上の事項の量を指す。「する手段」という語句を用いる所与の請求項において限定が明記されない限り、添付特許請求の範囲は、手段に加えて機能の限定を含むものとして解釈してはならない。
なお、本発明は、以下のような態様で実現することもできる。
適用例１：
基板プロセス装置であって、
支持構造と、
第１のステージおよび第２のステージを有する可動式ステージとを備え、
前記第１のステージは１つ以上の基板を保持するように適合され、
前記第１のステージは前記第２のステージに対して略固定された位置および方向を有する第１の軸に対して移動するように適合され、
前記第２のステージは第２の軸に沿って前記支持構造に対して移動するように適合され、前記可動式ステージはまた、前記第１のステージおよび／または前記第１のステージの端部に隣接する前記第２のステージに取り付けられた１つ以上の磁気浮上（マグレブ）ユニットを有する、基板プロセス装置。
適用例２：
前記第１のステージは回転ステージであり、前記第２のステージはリニア平行移動ステージであり、
前記回転ステージは１つ以上の基板を保持するように適合され、
前記回転ステージは前記リニア平行移動ステージに対して略固定された位置および方向を有する回転軸周囲を回転するように適合され、
前記リニア平行移動ステージは平行移動軸に沿って前記支持構造に対して移動するように適合され、前記可動式ステージはまた、前記回転ステージおよび／または前記回転ステージの端部に隣接する平行移動ステージに取り付けられた１つ以上の磁気浮上（マグレブ）ユニットを有する、適用例１に記載の装置。
適用例３：
前記マグレブユニットは前記リニア平行移動ステージに実装される１つ以上の回転ステージマグレブユニットを備え、
前記装置は、前記回転ステージの周辺に取り付けられた前記回転軸と同軸の強磁性体リングをさらに備え、
前記マグレブユニットは力を前記強磁性体リングに付与するように構成される、適用例２に記載の装置。
適用例４：
前記回転ステージマグレブユニットは、垂直方向の力を前記強磁性体リングに付与するように適合された、１つ以上の回転ステージ垂直マグレブユニットを備える、適用例３に記載の装置。
適用例５：
前記マグレブユニットは、前記平行移動ステージを前記支持構造から浮遊させるように適合された１つ以上の平行移動ステージ垂直マグレブユニットを備える、適用例４に記載の装置。
適用例６：
前記支持構造は、前記可動式ステージを含むチャンバの蓋である、適用例５に記載の装置。
適用例７：
前記平行移動ステージ垂直マグレブユニットは、対応の回転ステージ垂直マグレブと近接した構成にて配置される、適用例５に記載の装置。
適用例８：
前記磁気浮上ユニットは前記平行移動ステージに取り付けられた１つ以上の回転ステージの半径方向のマグレブユニットを備え、前記回転ステージの半径方向のマグレブユニットは半径方向において、力を前記強磁性体リングに付与するように適合される、適用例３に記載の装置。
適用例９：
前記半径方向のマグレブユニットは、前記回転軸および前記平行移動軸の両方に対して直交するＹ方向において、力を前記強磁性体リングに付与するように適合された１つ以上のＹ半径方向のマグレブユニットを含む、適用例８に記載の装置。
適用例１０：
前記Ｙ方向において、力を前記平行移動ステージに付与するように適合された１つ以上の平行移動ステージのＹマグレブユニットをさらに備える、適用例９に記載の装置。
適用例１１：
前記平行移動ステージのＹマグレブユニットは、対応の回転ステージのＹマグレブユニットと近接した構成にて配置される、適用例１０に記載の装置。
適用例１２：
前記回転ステージは、磁気的に透明な材料からなる、適用例２に記載の装置。
適用例１３：
計測対照フレームに対する、前記回転ステージおよび／またはリニアステージおよび／または基板処理ツールの位置における変化を検知するように適合された１つ以上の干渉計をさらに備える、適用例２に記載の装置。
適用例１４：
前記計測対照フレームは、前記可動式ステージを含むチャンバの蓋に固定される、適用例１３に記載の装置。
適用例１５：
１つ以上の干渉計は１つ以上の微分干渉計を備える、適用例１４に記載の装置。
適用例１６：
前記１つ以上の干渉計は、光源と光学センサとの間における１つ以上の光学経路に沿って配置された干渉計を備え、前記１つ以上の光学経路は参照ビーム経路および測定ビーム経路を備え、
前記測定ビーム経路は、前記チャンバの蓋に実装された第１の参照ミラーと、前記回転ステージ、前記平行移動ステージ、または前記支持構造に対して略固定された位置にある、基板処理ツールに実装された第２の参照ミラーとの間における一部分を備える、適用例１４に記載の装置。
適用例１７：
前記第１の参照ミラーは前記平行移動軸および前記回転軸に平行に方向付けられたＹ参照ミラーである、適用例１６に記載の装置。
適用例１８：
前記１つ以上の干渉計は前記平行移動ステージに実装された干渉計を備え、
前記第２の参照ミラーは前記回転ステージに取り付けられた円柱状ミラーであり、
前記円柱状ミラーは前記回転軸に略同軸である円柱状反射表面を有する、適用例１７に記載の装置。
適用例１９：
前記円柱状反射表面は前記回転ステージの周辺に位置される、適用例１８に記載の装置。
適用例２０：
前記円柱状反射表面は前記回転ステージの半径よりも短い半径を有する、適用例１８に記載の装置。
適用例２１：
前記平行移動ステージに実装された前記干渉計は、ビームスプリッタと前記円柱状ミラーとの間に配置される波面補正光学装置を備え、前記波面補正光学装置は、前記円柱状反射表面において、前記測定ビームから光の反射を補正するように構成される、適用例１８に記載の装置。
適用例２２：
前記波面補正光学装置は、前記回転軸において、前記ビームスプリッタから平行光の焦点を合わせるように適合される、適用例２１に記載の装置。
適用例２３：
前記波面補正光学装置は、前記円柱状反射表面において、前記ビームスプリッタから平行光の焦点を合わせるように適合される、適用例２１に記載の装置。
適用例２４：
前記第１の参照ミラーは、前記回転軸に対して直交する方向に向けられたＺ参照ミラーである、適用例１６に記載の装置。
適用例２５：
前記１つ以上の干渉計は、前記平行移動ステージに実装された干渉計を備え、
前記第２の参照ミラーは前記回転ステージに取り付けられるか、またはその一部であり、
前記第２の参照ミラーは前記回転軸に対して略直交する反射表面を備える、適用例２４に記載の装置。
適用例２６：
前記回転ステージによって支持された１つ以上の基板を処理するように適合された基板処理ツールをさらに備え、
光学カラムは、前記支持構造に対して略固定された位置にある、適用例２に記載の装置。
適用例２７：
前記基板処理ツールは電子ビームの光学カラムを備える、適用例２６に記載の装置。
適用例２８：
前記回転ステージに取り付けられた中心回転子および前記リニアステージに取り付けられた固定子をさらに備え、
前記回転子および前記固定子は前記回転軸の周囲にある前記回転ステージに回転運動を分与するように適合され、
前記回転子および前記固定子は、前記回転ステージの重さを支持するように構成される、適用例２に記載の装置。
適用例２９：
前記回転子および固定子は、前記回転子上の前記固定子によってもたらされた磁力が前記回転ステージの重さの全てまたは殆どを支持するのに十分であるように構成される、適用例２８に記載の装置。
適用例３０：
前記第１のステージは第１の平行移動ステージであり、前記第２のステージは第２の平行移動ステージであり、
前記第１の平行移動ステージは１つ以上の基板を保持するように適合され、
前記第１の平行移動ステージは前記第２の平行移動ステージに対して略固定された位置および方向を有する第１の軸に対して直線的に移動するように適合され、
前記第２の平行移動ステージは、前記第１の軸に対して傾いている第２の軸に沿って前記支持構造に対して平行移動するように適合され、
前記１つ以上の磁気浮上（マグレブ）ユニットは、前記第１の平行移動ステージおよび／または前記第１の平行移動ステージの端部に隣接する前記第２の平行移動ステージに取り付けられ、
前記マグレブユニットは、前記第１の平行移動ステージと前記第２の平行移動ステージとの間において磁力をもたらすように適合される、適用例１に記載の装置。
適用例３１：
前記支持構造は前記Ｘ−Ｙステージを含むチャンバの蓋である、適用例３０に記載の装置。
適用例３２：
前記マグレブユニットは、前記第２の軸に平行する方向に沿って、前記第１の平行移動ステージと前記第２の平行移動ステージとの間に力を付与するように構成される１つ以上のマグレブユニットを備える、適用例３０に記載の装置。
適用例３３：
前記マグレブユニットは、前記第１および第２の軸に直交する方向において、前記第１の平行移動ステージと前記第２の平行移動ステージとの間に力を付与するように適合された１つ以上の垂直マグレブユニットを備える、適用例３０に記載の装置。
適用例３４：
前記マグレブユニットは、前記第１および第２の軸に直交する方向において、前記支持構造と前記第２の平行移動ステージとの間に力を付与することによって、前記支持構造から前記第２の平行移動ステージを浮遊させるように適合された１つ以上の垂直マグレブユニットを備える、適用例３０に記載の装置。
適用例３５：
前記支持構造は前記可動式ステージを含むチャンバの蓋である、適用例３４に記載の装置。
適用例３６：
前記第１および／または第２の平行移動ステージは磁気的に透明な材料からなる、適用例３０の装置。
適用例３７：
前記第１の平行移動ステージおよび／または第２の平行移動ステージおよび／または前記支持構造に対して略固定された、光学カラムの位置における変化を検知するように適合され、かつ計測対照フレームに対して、前記第１の平行移動ステージによって支持される１つ以上の基板へ放射を向けるように適合された、１つ以上の干渉計をさらに備える、適用例３０に記載の装置。
適用例３８：
前記計測対照フレームは、前記可動式ステージを含むチャンバの蓋に固定される、適用例３７に記載の装置。
適用例３９：
１つ以上の干渉計が１つ以上の微分干渉計を含む、適用例３７に記載の装置。
適用例４０：
前記１つ以上の干渉計は、光源と光学センサとの間における１つ以上の光学経路に沿って配置された干渉計を備え、前記１つ以上の光学経路は、参照ビーム経路および測定ビーム経路を備え、
前記測定ビーム経路は、前記チャンバの蓋に実装される第１の参照ミラーと、前記回転ステージ、前記平行移動ステージ、または基板処理ツールに実装される第２の参照ミラーとの間の一部分を備える、適用例３７に記載の装置。
適用例４１：
前記第１の参照ミラーは、前記第１および第２の軸と略平行に向けられたＺ参照ミラーである、適用例４０に記載の装置。
適用例４２：
前記１つ以上の干渉計は、前記第２の平行移動ステージに実装された干渉計を備え、
前記第２の参照ミラーは前記第１の平行移動ステージに取り付けられ、
前記第２の参照ミラーは前記第１および第２の軸に対して略直交する反射表面を備える、適用例４１に記載の装置。
適用例４３：
前記第１の平行移動ステージによって支持された１つ以上の基板を処理するように適合された基板処理ツールをさらに備え、
前記光学カラムは、前記支持構造に対して略固定された位置にある、適用例３０に記載の装置。
適用例４４：
前記基板処理ツールは電子ビームの光学カラムを備える、適用例４３に記載の装置。
適用例４５：
支持構造と、
回転ステージおよびリニア平行移動ステージを有する回転−リニアステージであって、
前記回転ステージは複数の基板を保持するように適合され、
前記回転ステージは、前記リニア平行移動ステージに対して、略固定された位置および方向を有する回転軸の周囲を、連続した動きで回転するように適合され、
前記リニア平行移動ステージは平行移動軸に沿って、前記支持構造に対して移動するように適合される、回転−リニアステージと、
前記支持構造に対して略固定された位置にある、リソグラフィ、検査、または計測ツールと、
前記ツールに対する前記基板の位置を、所望の位置から１０ナノメートル以内に制御するように適合される制御システムと
を備える、基板プロセス装置。
適用例４６：
前記リソグラフィ、検査、または計測ツールは電子ビームの光学カラムを備える、適用例４５に記載の装置。
適用例４７：
前記制御システムは、前記回転ステージ、１つ以上の前記基板、および／または前記電子ビームの位置を検知するように適合される１つ以上のセンサを含み、
前記制御システムは、前記支持構造に対する前記回転ステージの位置を調節するように適合された１つ以上のアクチュエータを備え、
前記電子ビームの光学カラムは、ビーム偏向機構を備え、
前記制御システムは、前記１つ以上のアクチュエータに結合されたステージコントローラおよび前記ビーム偏向機構に結合されたビームコントローラを備え、
前記ステージコントローラは、ビーム−基板位置誤差の低周波数成分を補正するように適合され、前記ビーム偏向機構は前記ビーム−基板位置誤差の高周波数成分を補正するように適合される、適用例４６に記載の装置。
適用例４８：
前記回転ステージに取り付けられた中心回転子および前記リニアステージに取り付けられた固定子をさらに備え、
前記回転子および前記固定子は前記回転軸の周囲にある前記回転ステージに回転運動を分与するように適合され、
前記回転子および前記固定子は、前記回転ステージの重さを支持するように構成される、適用例４５に記載の装置。
適用例４９：
前記回転子および固定子は、前記回転子上の前記固定子によってもたらされた磁力が前記回転ステージの重さの全てまたは殆どを支持するのに十分であるように構成される、適用例４８に記載の装置。
適用例５０：
回転ステージ上に複数の基板を保持することと、
前記回転ステージを、リニア平行移動ステージに対して略固定された位置および方向を有する回転軸の周囲を連続した動きで回転させることと、
平行移動軸に沿って支持構造に対して前記リニア平行移動ステージを平行移動させることと、
前記支持構造に対して略固定された位置にあるリソグラフィ、検査、または計測ツールを用いて前記基板を処理することと、
前記ツールに対する前記基板の位置を、所望の位置から１０ナノメートル以内に制御することと
を含む、基板処理方法。
適用例５１：
前記ツールに対する前記基板の位置を制御することは、前記回転ステージに取り付けられた中心回転子および前記リニアステージに取り付けられた固定子を用いて、前記回転ステージの重さを支持することを含む、適用例５０に記載の方法。
適用例５２：
前記回転ステージの重さを支持することは、前記回転ステージの重さの全てまたはその殆どを支持するために、前記回転子と前記固定子との間の磁力を用いることを含む、適用例５１に記載の方法。
適用例５３：
キャリアステージと、
１つ以上の基板を保持するように適合され、前記ステージに対して略固定された位置および方向を有する回転軸の周囲を、前記キャリアステージに対して回転するように適合された、回転ステージと、
所望の角速度にて前記回転ステージを維持するように適合され、および／または第１の角速度から第２の角速度へ、前記回転ステージを回転加速または回転減速するように適合された第１のモータと、
静止状態から前記第１の角速度へ、前記回転ステージを回転加速するように適合され、および／または、ゼロではない角速度から停止へ、前記回転ステージを回転減速するように適合された第２のモータと
を備える、基板プロセス装置。
適用例５４：
前記第１のモータは、前記ステージに取り付けられた固定子および前記回転ステージに取り付けられた回転子を有する電気モータである、適用例５３に記載の装置。
適用例５５：
前記第２のモータは、前記ステージに取り付けられた固定子を有する電気モータであり、回転子および係合機構は、前記回転ステージまたは前記第１のモータの前記回転子に、前記第２のモータの前記回転子を選択的に係合するように構成される、適用例５４に記載の装置。
適用例５６：
前記係合機構は摩擦駆動を備える、適用例５５に記載の装置。
適用例５７：
前記摩擦駆動は、前記回転ステージを、前記回転ステージの縁に隣接して係合するように構成される、適用例５６に記載の装置。
適用例５８：
前記係合機構は、前記第２のモータのシャフトに取り付けられたクラッチプレートを備え、前記クラッチプレートおよび前記第１のモータの回転子は、相互に選択的な機械的係合のために構成される、適用例５５に記載の装置。
適用例５９：
前記係合機構は、前記クラッチプレート上の第１の接面および前記第１の回転子の回転子上の第２の接面を備える、適用例５８に記載の装置。
適用例６０：
前記係合機構は、前記第１および第２の接面を係合するために、前記クラッチプレートと前記第１のモータの前記回転子との間に相対的な軸方向運動を分与するように構成される、適用例５９に記載の装置。
適用例６１：
前記第１および第２の接面の一方が突起部を備え、前記第１および第２の接面の他方が、対応の凹部を備える、適用例５９に記載の装置。
適用例６２：
前記第１および第２のモータは、前記突起部と前記凹部とを係合するために、前記第１および第２の接面を互いに角度的に調整するように構成される、適用例５９に記載の装置。
適用例６３：
前記第１のモータおよび前記第２のモータは前記回転軸の周囲を回転するように構成される、適用例５４に記載の装置。
適用例６４：
前記第２のモータの前記回転子は前記回転ステージに取り付けられた導電性リングを備え、
前記導電性リングは前記回転軸と同軸であり、
前記第２のモータの前記固定子は、前記導電性リングにおいて、渦電流を誘発する回転磁気フラックスを生成するように構成され、
前記渦電流と前記回転フラックスとの間の作用が前記導電性リング上にトルクをもたらす、適用例６３に記載の装置。
適用例６５：
前記第１のモータは相対的に低いトルクリップルによって特徴付けられ、前記第２のモータは、前記第１のモータと比較して相対的に高いトルクリップルによって特徴付けられる、適用例５３に記載の装置。
適用例６６：
支持構造をさらに備え、
前記キャリアステージは、平行移動軸に沿って、前記支持構造に対して平行移動するように適合されたリニア平行移動ステージであり、前記回転ステージは、前記リニア平行移動ステージに沿って、前記支持構造に対して平行移動する、適用例５３に記載の装置。
適用例６７：
前記第１のモータは、前記キャリアステージに取り付けられた固定子および前記回転ステージに取り付けられた回転子を有する電気モータである、適用例６６に記載の装置。
適用例６８：
前記回転子および固定子は、前記回転子上の前記固定子によってもたらされた磁力が、前記回転ステージの重さの全てまたはその殆どを支持するのに十分である、適用例６７に記載の装置。
適用例６９：
前記第２のモータは前記支持構造に取り付けられ、前記装置は、前記第２のモータを、前記回転ステージまたは前記第１のモータの前記回転子に選択的に係合するように構成された係合機構をさらに備える、適用例６７に記載の装置。
適用例７０：
前記係合機構は磁気クラッチを備える、適用例６９に記載の装置。
適用例７１：
前記支持構造は、前記キャリアステージ、または前記キャリアステージおよび前記回転ステージを含むチャンバの蓋を支持するステージ基部である、適用例６６に記載の装置。
適用例７２：
前記回転ステージ、および／または前記回転ステージの端部に隣接する平行移動ステージに取り付けられた１つ以上の磁気浮上（マグレブ）ユニットをさらに備える、適用例６６に記載の装置。
適用例７３：
計測対照フレームに対する、前記回転ステージおよび／またはキャリアステージおよび／または基板処理ツールの位置における変化を検知するように適合された１つ以上のセンサをさらに備える、適用例５３に記載の装置。
適用例７４：
前記計測対照フレームは、前記キャリアステージ、および前記回転ステージ、または前記キャリアステージおよび回転ステージを含むチャンバを支持する基部に対して固定される、適用例７３に記載の装置。
適用例７５：
１つ以上のセンサは１つ以上の微分干渉計を含む、適用例７３に記載の装置。
適用例７６：
支持構造と、
回転ステージおよびリニア平行移動ステージを有する回転−リニアステージであって、
前記回転ステージは複数の基板を保持するように適合され、
前記回転ステージは、前記リニア平行移動ステージに対して、略固定された位置および方向を有する回転軸の周囲を、持続する運動にて回転するように適合され、
前記リニア平行移動ステージは平行移動軸に沿って、前記支持構造に対して平行移動するように適合される、回転−リニアステージと、
所望の角速度にて前記回転ステージを維持し、および／または第１の角速度から第２の角速度へ、前記回転ステージを加速または減速するように適合される第１のモータと、
静止状態から前記第１の角速度へ、前記回転ステージを加速し、および／またはゼロではない角速度から停止状態へ、前記回転ステージを減速するように適合される第２のモータと、
前記支持構造に対して略固定された位置にある、リソグラフィ、検査、または計測ツールと
を備える、基板プロセス装置。
適用例７７：
前記リソグラフィ、検査、または計測ツールは、電子ビームのカラム、光学カラム、またはＸ線のカラムを備える、適用例７６の装置。
適用例７８：
前記ツールに対する前記基板の位置を、所望の位置から４０ナノメートル以内に制御するように適合された制御システムをさらに備える、適用例７６に記載の装置。
適用例７９：
前記第１のモータは、前記キャリアステージに取り付けられた固定子および前記回転ステージに取り付けられた回転子を有する電気モータである、適用例７６に記載の装置。
適用例８０：
前記回転子および固定子は、前記回転子上の前記固定子によってもたらされた磁力が、前記回転ステージの重さの全てまたはその殆どを支持するのに十分であるように構成される、適用例７９に記載の装置。
適用例８１：
前記第２のモータは、前記キャリアステージに取り付けられた固定子を有する電気モータであり、回転子および係合機構は、前記第２のモータの前記回転子を、前記回転ステージまたは前記第１のモータの前記回転子に選択的に係合するように構成される、適用例７９に記載の装置。
適用例８２：
前記係合機構は摩擦駆動を備える、適用例８１に記載の装置。
適用例８３：
前記摩擦駆動は、前記回転ステージを、前記回転ステージの縁に隣接して係合するように構成される、適用例８２に記載の装置。
適用例８４：
前記係合機構は、前記第２のモータのシャフトに取り付けられたクラッチプレートを備え、前記クラッチプレートおよび前記第１のモータの回転子は、相互に選択的な機械的係合のために構成される、適用例８３に記載の装置。
適用例８５：
前記係合機構は、前記クラッチプレート上の第１の接面および前記第１の回転子の回転子上の第２の接面を備える、適用例８４に記載の装置。
適用例８６：
前記係合機構は、前記第１および第２の接面を係合するために、前記クラッチプレートと前記第１のモータの前記回転子との間に相対的な軸方向運動を分与するように構成される、適用例８５に記載の装置。
適用例８７：
前記第１および第２の接面の一方が突起部を備え、前記第１および第２の接面の他方が、対応の凹部を備える、適用例８５に記載の装置。
適用例８８：
前記第１および第２のモータは、前記突起部と前記凹部とを係合するために、前記第１および第２の接面を互いに角度的に調整するように構成される、適用例８５に記載の装置。
適用例８９：
前記第１のモータおよび前記第２のモータは前記回転軸の周囲を回転するように構成される、適用例７６に記載の装置。
適用例９０：
前記第２のモータの前記回転子は前記回転ステージに取り付けられた導電性リングを備え、
前記導電性リングは前記回転軸と同軸であり、
前記第２のモータの前記固定子は、前記導電性リングにおいて、渦電流を誘発する回転磁気フラックスを生成するように構成され、
前記渦電流と前記回転フラックスとの間の作用が前記導電性リング上にトルクをもたらす、適用例８９に記載の装置。
適用例９１：
前記第１のモータは相対的に低いトルクリップルによって特徴付けられ、前記第２のモータは、前記第１のモータと比較して相対的に高いトルクによって特徴付けられる、適用例９０に記載の装置。
適用例９２：
前記キャリアステージは、平行移動軸に沿って、前記支持構造に対して平行移動するように適合されたリニア平行移動ステージであり、前記回転ステージは、前記リニア平行移動ステージに沿って、前記支持構造に対して平行移動する、適用例７６に記載の装置。
適用例９３：
前記第１のモータは、前記キャリアステージに取り付けられた固定子および前記回転ステージに取り付けられた回転子を有する電気モータである、適用例９２に記載の装置。
適用例９４：
前記回転子および固定子は、前記回転子上の前記固定子によってもたらされた磁力が、前記回転ステージの重さの全てまたはその殆どを支持するのに十分であるように構成される、適用例９３に記載の装置。
適用例９５：
前記第２のモータは前記支持構造に取り付けられ、前記装置は、前記第２のモータを、前記回転ステージまたは前記第１のモータの前記回転子に選択的に係合するように構成された係合機構をさらに備える、適用例９３に記載の装置。
適用例９６：
前記係合機構は磁気クラッチを備える、適用例９５に記載の装置。
適用例９７：
前記支持構造は、前記キャリアステージ、または前記キャリアステージおよび前記回転ステージを含むチャンバを支持する基部である、適用例７６に記載の装置。
適用例９８：
前記回転ステージ、および／または前記回転ステージの端部に隣接する平行移動ステージに取り付けられた１つ以上の磁気浮上（マグレブ）ユニットをさらに備える、適用例７６に記載の装置。
適用例９９：
回転ステージ上に複数の基板を保持することと、
ブースタモータを用いて、静止状態から第１の角速度へ、キャリアステージに対して回転加速し、および／または、ゼロではない角速度から停止状態へ、前記回転ステージを減速することと、
所望の角速度にて前記回転ステージを維持し、および／または、相対的に低いトルクリップルによって特徴付けられる第１のモータを用いて、第１の角速度から第２の角速度へ、前記回転ステージを回転加速または回転減速することと、
支持構造に対して略固定された位置にあるリソグラフィ、検査、または計測ツールを用いて前記基板を処理しながら、平行移動軸に沿って前記支持構造に対してリニア平行移動ステージを平行移動することと、
を含む、基板処理方法。
適用例１００：
前記ツールに対する前記基板の位置を、所望の位置から４０ナノメートル以内に制御することをさらに含む、適用例９９に記載の方法。
適用例１０１：
前記ツールに対する前記基板の位置を制御することは、前記回転ステージに取り付けられた中心回転子および前記リニア平行移動ステージに取り付けられた固定子を用いる前記回転ステージの重さを支持することを含む、適用例１００に記載の方法。
適用例１０２：
前記回転ステージの重さを支持することは、前記回転ステージの重さの全てまたはその殆どを支持するために、前記回転子と前記固定子との間に磁力を用いることを含む、適用例１０１に記載の方法。
適用例１０３：
前記ブースタモータを前記回転ステージから選択的に係合および解除することをさらに含む、適用例９９に記載の方法。
適用例１０４：
前記ブースタモータを選択的に係合および解除することは、前記ブースタモータの回転子と前記回転ステージとを同じ角速度で回転させることを含む、適用例１０３に記載の方法。
適用例１０５：
前記ブースタモータを選択的に係合および解除することは、前記回転ステージに対して前記ブースタモータの前記回転子を角度的に調整することをさらに含む、適用例１０４に記載の方法。
適用例１０６：
前記第１のモータは、キャリアステージに取り付けられた固定子および前記回転ステージに取り付けられた回転子を有する電気モータである、適用例９９に記載の方法。
適用例１０７：
前記第２のモータは、前記リニア平行移動ステージに取り付けられた固定子を有する電気モータである、適用例１０６に記載の方法。
適用例１０８：
前記ブースタモータを用いて、静止状態から前記第１の角速度へ、前記回転ステージを回転加速し、および／またはゼロではない角速度から停止状態へ、前記回転ステージを減速することは、前記ブースタモータで前記回転ステージの縁に隣接する前記回転ステージに駆動力を付与することを含む、適用例９９に記載の方法。
適用例１０９：
前記第１のモータおよび前記第２のモータは、前記回転軸の周囲を回転するように構成される、適用例９９に記載の方法。
適用例１１０：
前記回転ステージを回転加速することは、回転磁気フラックスを、前記回転ステージに取り付けられた導電性リングに付与することを含み、
前記導電性リングは前記回転軸と同軸であり、
前記回転フラックスは前記導電性リングにおいて渦電流を誘発し、
前記渦電流と前記回転フラックスとの間における作用が前記導電性リング上にトルクをもたらして、前記回転ステージを回転加速する、適用例９９に記載の方法。
【図１】
0005453104.tif 000002
【図２Ａ】
0005453104.tif 000003
【図２Ｂ】
0005453104.tif 000004
【図２Ｃ】
0005453104.tif 000005
【図２Ｄ】
0005453104.tif 000006
【図２Ｅ】
0005453104.tif 000007
【図２Ｆ】
0005453104.tif 000008
【図２Ｇ】
0005453104.tif 000009
【図２Ｈ】
0005453104.tif 000010
【図２Ｉ】
0005453104.tif 000011
【図２Ｊ】
0005453104.tif 000012
【図２Ｋ】
0005453104.tif 000013
【図２Ｌ】
0005453104.tif 000014
【図２Ｍ】
0005453104.tif 000015
【図２Ｎ】
0005453104.tif 000016
【図３Ａ】
0005453104.tif 000017
【図３Ｂ】
0005453104.tif 000018
【図３Ｃ】
0005453104.tif 000019
【図３Ｄ】
0005453104.tif 000020
【図３Ｅ】
0005453104.tif 000021
【図４Ａ】
0005453104.tif 000022
【図４Ｂ】
0005453104.tif 000023
【図５】
0005453104.tif 000024
【図６Ａ】
0005453104.tif 000025
【図６Ｂ】
0005453104.tif 000026
【図７】
0005453104.tif 000027