(57)【要約】【課題】  力を発生させるアクチュエータを増やすことなく、防振用負荷の動きによって生じた力を単純な方法で補償することができる定常振動防止システムが望まれている。【解決手段】  防振機を有するリソグラフィ装置を具備し、ベース上に取り付けられ、可動おもりを具備する水平方向と鉛直方向の防振用負荷を具備する定常振動防止システムであって、前記防振用負荷は、可変粘性の流体を有して水平方向に効果を生じるダンパを介して前記ベースに結合されている定常振動防止システムにより解決する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
防振機を有するリソグラフィ装置(1)を具備し、ベース上に取り付けられ、可動おもりを具備する水平方向と鉛直方向の防振用負荷(2)を具備する定常振動防止システムであって、
前記防振用負荷(2)は、可変粘性の流体を有して水平方向に効果を生じるダンパ(9)を介して前記ベースに結合されている定常振動防止システム。
【請求項２】
請求項１に記載の定常振動防止システムであって、
前記流体は、非ニュートン流体である定常振動防止システム。
【請求項３】
請求項１または２に記載の定常振動防止システムであって、
前記流体は、電気粘性または磁性流体である定常振動防止システム。
【請求項４】
請求項３に記載の定常振動防止システムであって、
おもりの動きを検出し、それに基づいて電気粘性または磁性流体の粘性を制御する能動型制御器(21)を具備する定常振動防止システム。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の定常振動防止システムであって、
前記防振用負荷(2)と地面との一方または両方の振動を検知する少なくとも一つのセンサ(5，6，7)と、振動を能動的に低減する少なくとも一のアクチュエータ(23)を備える定常振動防止システム。
【請求項６】
請求項５に記載の定常振動防止システムであって、
前記アクチュエータ(23)は、磁性アクチュエータであって、特にはローレンツモータである定常振動防止システム。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載の定常振動防止システムであって、
前記ダンパ(9)は、鉛直方向に効果を生じる定常振動防止システム。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一項に記載の定常振動防止システムであって、
前記可変粘性の流体(16)は、防振機(3)に配置されている定常振動防止システム。
【請求項９】
請求項８に記載の定常振動防止システムであって、
前記防振機(3)は水平方向と鉛直方向に効果を生じる空気ばねである定常振動防止システム。
【請求項１０】
請求項９に記載の定常振動防止システムであって、
前記空気ばねはピストン(11)を具備し、そのピストン(11)は可変粘性流体を内包するチャンバ(17)内に浸されている延出部(18)を有する定常振動防止システム。
【請求項１１】
防振システムを制御する方法であって、
前記防振システムは可動おもりを有するリソグラフィ装置(1)と、電気粘性または磁性流体を有して水平方向に効果を生じるダンパ(9)とを具備し、
前記方法は、前記可動おもりの動きの変化に基づいて緩衝効果を増加させるように前記ダンパ(9)を制御する工程を備える方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の方法であって、
前記リソグラフィ装置(1)はステッパである方法。
【請求項１３】
請求項１１または１２に記載の方法であって、
前記可動おもりは可動テーブルである方法。
【請求項１４】
請求項１１から１３のいずれか一項に記載の方法であって、さらに、
少なくとも一つのセンサによって、前記リソグラフィ装置(1)と地面(4)との一方または両方の振動を検知する工程と、
その検知された振動に基づいて能動的に振動を防止するように少なくとも一のアクチュエータ(23)を制御する工程と、を備える方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の方法であって、
前記少なくとも一つのセンサによって検出された前記地面または前記リソグラフィ装置の振動と、前記可動おもりの検出された動きと、の両方を考慮して、前記アクチュエータを制御するための信号を演算する工程をさらに備える方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に、半導体産業において、リソグラフィ装置に適応するような定常振動防止装置に関する。さらには、このような防振システムの制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
定常振動防止システムは、実際に、リソグラフィ装置を載せるためのものとして、知られている。
【０００３】
このような防振システムは、代表的には、防振が施され、防振されるべきリソグラフィ装置を受容するようになっているテーブルまたは枠体が取り付けられる機械的ばねまたは空気ばねを具備する。
【０００４】
さらに、このような防振システムは、振動を測定する速度／位置センサまたは加速度センサのようなセンサが防振用積載負荷および／または地面上に配置され、アクチュエータを利用して能動的に振動を弱めるような、いわゆる能動型防振システムとなっている。そのアクチュエータとしては、特に、ローレンツモータが使用される。
【０００５】
問題は、防振システムが防振用積載負荷を振動から分離する役割をいつも有するということのみではなくて、同じように振動を生じさせるということである。特に、フォトリソグラフィのステッパは防振用積載負荷の加速度が一方向から他の方向へ生じるような可動テーブルであって、それが生じるのはその可動テーブルの方向または速度が変わった際に生じるような前記可動テーブルを具備する。
【０００６】
ローレンツモータのようなアクチュエータを使用する能動型防振によって、防振機によって生じるこのような振動を減少させることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、問題は、このようなリソグラフィ装置の大きさが増す傾向にあって、これに応じて、移動させる質量が大きくなる点にある。したがって、アクチュエータによって発生させる反力はこれに応じて必然的に大きくなり、適したアクチュエータの形態もより複雑化する。
【０００８】
特許文献１には、反力が生じるように配置された空気ばねが付加的に使用されている防振システムが開示されている。
【０００９】
しかし、空気ばねは、鉛直方向に反力を生じるように使われているだけである。さらに、バルブによって制御される空気ばねは遅延応答現象を示し、その結果、防振用積載負荷が素早く動くような場合での十分な補償は難しい。
【００１０】
それゆえに、本発明の目的は、先行技術の不利な点を軽減することにある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】欧州特許出願公開第２２９５８２９号明細書
【００１２】
さらに、特には、防振用載置負荷の動きによって生じる力を単純に補償する、特には可動テーブルの動きによってできる防振システムを提供することにある。特に、力を発生させるアクチュエータを増やす必要性は避けられるべきである。
【００１３】
本発明の目的は、独立請求項に応じて、すでに定常振動防止システムおよび防振システムを制御する方法により成し遂げられる。
【００１４】
好ましい実施例、および発明の改変は、従属するそれぞれの請求項で提供される。
【００１５】
発明は、防振方法に機械を、特にはリソグラフィ装置を、適合させる定常振動防止システムに関する。定常振動防止システムは、特に、フォトリソグラフィのステッパを受容しようとするものである。
【００１６】
そのシステムは、水平および鉛直方向に取り付けられた防振用の負荷を具備する。負荷は、代表的には、リソグラフィ装置が配置される枠体または台である。
【００１７】
さらに、防振用の負荷は、可動おもりである。可動おもりは、特に、フォトリソグラフィのステッパで使用されるような可動テーブルである。
【００１８】
速度や方向の変化のように可動おもりの動きの変化に応じて、防振用の負荷が予想外の動きをすることにより、力が発生する。
【００１９】
このような力は、代表的には、主に水平方向に発生する。
【００２０】
本発明では、防振用の負荷は、少なくとも水平方向に影響を与えるようなダンパを介してベースと結合している。そのダンパは、粘度が変更可能な流体である。
【００２１】
振動防止システムは、代表的には、地面上に載置された枠体を画定している。しかし、地面自身を振動防止システムのベースとして、地面上にばねやダンパを配置して使用することも、想定できる。
【００２２】
少なくとも一のダンパは、防振用の負荷でベースと結合し、少なくとも一時的に、振動を吸収する。
【００２３】
本願発明の主旨は、粘度が変更可能な流体を使用することにある。
【００２４】
粘度が変更可能な流体を使用することで、防振用の負荷とベースとの機械的結合が一時的に誘発される。この方法で、特に、可動なテーブルの衝撃をベースへと逃がすことができる。
【００２５】
本願発明の構成により、ステッパが通常すばやく移動することに起因して、その恩恵をうけることになる。しかるに、振動防止システムは、特に、１００ヘルツよりも低い遅い動きに対して反対に作用するようになっている。
【００２６】
このように遅い動きの場合には、粘度が変更可能な流体は、単に、僅かな粘度のダンパ部材として機能する。
【００２７】
しかし、粘度を増加させることにより、防振用の負荷の移動に伴う変化に基づき、より高い緩衝効果が提供される。その緩衝は、特に、少なくとも１０回よりは多く、荷重をベースへと逃がすことができる。
【００２８】
このように、防振用の負荷の動きによって発生する力は、ベースとの摩擦結合により少なくとも部分的にずれを生じさせる。
【００２９】
能動的に制御された力アクチュエータ、特にローレンツモータは、好ましくは連続的に供給されるものであって、もはや、防振用の負荷自身によって生じる力を補償することができるようにはなっていない。
【００３０】
粘度が変更可能な流体としては、非ニュートン流体を使用してもよい。非ニュートン流体では、せん断率とともに流体の粘度が増加する。
【００３１】
それゆえに、ダンパの緩衝効果は、リソグラフィ装置のステッパの可動テーブルの速い移動とともに増加する。このシステムは、電気的制御を使用せずに、純粋に受動的なシステムとして用いることができる。
【００３２】
さらに、その流体として、電気粘性または磁性流体を使用してもよい。  
【００３３】
電気粘性または磁性流体は、電場または磁場によって、粘度を素早く変化させることができる材料である。
【００３４】
このような流体は、特に、モータ駆動の乗り物で使用されるような能動型ショックアブソーバとして知られている。
【００３５】
能動型振動防止システムにおいて、電気粘性または磁性流体を使用したダンパを、組み込むことができる。
【００３６】
おもりの動きを検知し、それに基づいて電気粘性または磁性流体の粘度を制御する能動型制御を特に提供することも可能である。
【００３７】
防振用のおもりの動き、特には可動テーブルの動きが、センサを使用して受動的に検出することのみならず、テーブルの知られた動きのパターンが、いわば前もって補償信号を発生するように使用されるようないわゆるフィードフォーワード制御として、提供してもよい。
【００３８】
本願発明の一実施の形態として、防振用の負荷は、付加的に、可変粘性流体を有するダンパを介して、鉛直方向でベースと結合する。
【００３９】
この方法で、鉛直方向の力の成分を補償してもよい。
【００４０】
一の実施の形態では、可変粘性流体は防振機に配置してもよい。
【００４１】
特に、ピストンが可変粘性流体を包含するチャンバ内に延長部を有する空気ばねとして構成される防振装置として使用してもよい。
【００４２】
この実施の形態の有利な点は、ダンパのすべての構成部材を防振機に組み込んでもよい点である。
【００４３】
本願発明の別の実施の形態としては、単純な方法で、従来の防振システムをかいりょうした外部装置としてダンパを配置することもできる。
【００４４】
本願発明は、さらに、可動おもりを具備するリソグラフィ装置を有する防振システムを制御する方法に関する。
【００４５】
おもりの移動に基づいて、電気粘性または磁性流体を具備し少なくとも水平方向に効果を生じるようなダンパは、おもりの動きの変化、たとえばおもりによってシステムに加えられる加速の変化に基づいて、緩衝効果が増加するように制御される。
【００４６】
おもりの動きの変化はセンサによって検知してもよい。
【００４７】
好ましくは、この場合に、既知の動きの情報、特にテーブルの動きを、ダンパの制御に対して使用してもよい。
【００４８】
好ましくは、少なくとも一つのセンサが、防振用の負荷および／または地面の振動を検知し、それに基づいてアクチュエータが能動型防振機、特にローレンツモータを制御する。
【００４９】
発明の一の実施の形態では、センサによって検知された地面またはリソグラフィ装置の振動と検知されたおもりの動きとの両方を、アクチュエータを制御するための信号の演算において考慮される。
【００５０】
おもり、特に可動テーブルの動きは、フィードフォーワード制御でダンパを制御するためのみではなく、アクチュエータをも制御するために用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】能動型振動防止システムの例を示した概略図である。
【図２】能動型振動防止システムの別の例を示した概略図である。
【図３】流体が内部に使用されている防振機３を示した概略図である。
【図４】図３に対応する防振機３の概略図であって、作動空間１３を有する空気ばねとして構成された別の概略図を示している。
【図５】作動空間１３を有する空気ばねとして構成される防振機３の別の実施の形態を説明する図である。
【図６】防振機３の部分的断面を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００５２】
図１は、能動型振動防止システムの典型的例を示した概略図である。
【００５３】
この振動防止システムにおいて、地面４は、防振用の負荷２を受容するためのベースとして使用されている。防振用の負荷２は、空気ばねを代表的に構成された防振機３を介して地面４に結合されている。
【００５４】
さらに、振動防止システムは、センサを具備している。この説明図では、位置センサとしてセンサ５、鉛直方向における防振用の負荷２の速度または加速度センサとしてのセンサ６および水平方向に検知効果を有するセンサ７とが配置されている。
【００５５】
センサ５，６および７により、制御装置（不図示）により、アクチュエータ２３を制御するための信号を補償することに使用できる。
【００５６】
実施の形態の説明図において、アクチュエータ２３は防振機３に組み込まれている。特に、アクチュエータとして、ローレンツモータが使用されている。
【００５７】
アクチュエータ２３は、この実施の形態の説明図では、水平方向および鉛直方向の両方に効果を奏する。
【００５８】
防振用の負荷２は、本説明図において、移動８の方向を変更することが可能なステッパの可動テーブルとして構成されているリソグラフィ装置１を具備する。それによって生じた加速度により、防振用の負荷２に力が加えられる。
【００５９】
テーブルの上に置かれたコンポーネントと共にテーブルの形をとっている防振用の負荷２の振動または動きは、アクチュエータ２３を制御することにより反対に作用する。しかし、リソグラフィ装置１が大きくなればなるほど、より大きなアクチュエータが必要となる。
【００６０】
それゆえに、本願発明によれば、図２に示すように、防振用の負荷２を、ダンパ９を介して、ベースまたは地面と結合させてもよい。
【００６１】
ダンパ９は、可変粘性流体（不図示）を具備していて、緩衝効果は可変となる。
【００６２】
可動テーブルの動きの結果として、リソグラフィ装置１に加えられた力は、ダンパ９を介しての摩擦結合によって、地面に逃がされ、システムのアクチュエータに対しての要求条件は軽減される。
【００６３】
図３は、流体ダンパが組み込まれた防振機３の概略図を示している。
【００６４】
防振機３は、空気ばね３として構成されていて、作動空間１３を具備している。
【００６５】
好ましい制御バルブ１４は、作動空間１３において圧力を制御するようにしてもよい。
【００６６】
防振機３は、さらに、防振用の負荷２を停止させるピストン１１を具備している。
【００６７】
作動空間１３はクランプリング１０により作動空間のハウジング上に固定されている薄膜１２によってピストンの側部を密閉している。
【００６８】
薄膜１２の上にはシール１５が配置されている。シール１５は、薄膜１２とシール１５との間に液体、すなわち可変粘性液体を導入することが可能なように配置されている。
【００６９】
流体１６は、緩衝効果を受動的に変化させるような非ニュートン流体としても良く、緩衝効果を能動的に変化させるような電気粘性または磁性流体としても良い。
【００７０】
ここで、可動テーブルの動きの変化によって、力、特には水平方向の力が、防振用の負荷２に剛に結合されているピストン加えられたならば、流体の粘度１６を増加させることが可能となり、これによりピストン１１とクランプリング１０との間に摩擦結合を作り出すことができる。
【００７１】
少なくとも、水平方向の力の成分は、このような方法で、少なくとも部分的には、ベースに逃がすことができる。
【００７２】
図４は、図３に示した防振機とほぼ対応する防振機であって空気ばねが作動空間１３を有するような別の防振機の概略図を示している。
【００７３】
可変粘性の流体１６は、ピストン１１とクランプスプリング１０との間に配置されている。例示したこの形態では、流体１６は電気粘性の流体である。
【００７４】
振動防止システムとして示されていると、防振機３は制御器２１によって制御されている。制御器２１はリソグラフィ装置１に結合されている。可動テーブルの動き８の方向の変化は、リソグラフィ装置１から制御器２１に伝えられる。この動きの変化に基づいて、制御器２１はリソグラフィ装置１によって生じた力を判断し、それに基づいて流体１６の粘度が制御されることによって駆動源２２を制御する。
【００７５】
このように、振動防止システムは、リソグラフィ装置によって生じた力に応じて、暫定的に防振用の負荷とベースとの間に摩擦結合を作り出すようなフィードフォーワード制御を具備する。
【００７６】
制御器２１は、さらに、能動制御の部分を有し、付加的に能動型防振機（図１では符号２３）を制御させても良いことが理解される。
【００７７】
図５は、同様に、作動空間１３を有する空気ばねとして構成されるような振動機３の別の例示的形態を示している。
【００７８】
防振機３は、同様に、ピストン１１を具備している。
【００７９】
作動空間１３は、クランプリング１０により、作動空間のハウジング上に固定される薄膜１２によって密閉されている。
【００８０】
この例示的形態において、ピストン１１は防振機の作動空間１３内に突出する延出部１８を有している。
【００８１】
作動空間１３内には、可変粘性の流体１６で満たされているチャンバ１７が配置されている。
【００８２】
その流体が電気粘性流体であるならば、チャンバ１７と延出部１８との間に電圧を加えることにより、流体１６の粘度を制御してもよい。
【００８３】
図６は、防振機３の部分的断面を示している。
【００８４】
それは、作動空間１３を示している。
【００８５】
ピストン１１は、作動空間に対して、水平方向および鉛直方向に可動であって、固定部材１９により、防振用の負荷に固定してもよい。
【００８６】
さらに、クランプリング１０は、薄膜を使用して作動空間が密閉されるように見て取れる。
【００８７】
ここで、ピストンは、好ましくは密閉されて作動空間内に配置され、可変粘性の流体１６を有するチャンバ１７内に突出するような延出部１８を具備する。
【００８８】
防振機３は、さらに、地面またはベースに固定されている脚２０を具備している。
【００８９】
流体１６の粘性を増加させることにより、ピストン１１と作動空間１３のハウジングとの間、究極的には防振用の負荷とベースとの間に、摩擦結合を達成する。
【００９０】
本願発明の有利な点は、とても単純な方法で、防振用の負荷、特にはステッパによって生じる力を地面に少なくとも部分的に逃がすことにあり、その結果、その力に対して、アクチュエータによって、完全に反対に作用させる必要がなくなることにある。
【符号の説明】
【００９１】
１    リソグラフィ装置
２    負荷
３    防振機
４    地面
５    センサ
６    センサ
７    センサ
８    移動方向
９    ダンパ
１０  クランプリング
１１  ピストン
１２  薄膜
１３  作動空間
１４  バルブ
１５  シール
１６  流体
１７  チャンバ
１８  延出部
１９  固定部材
２０  脚
２１  フィードバック制御
２２  駆動源
２３  アクチュエータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2014158022.tif 000006
【図５】
2014158022.tif 000007
【図６】
2014158022.tif 000008
【外国語明細書】
2014158022000001.pdf