(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
運動に少なくとも２自由度を提供する作動機構であって、前記機構が移動部品及び静的部品を備え、前記移動部品が、磁石の磁化方向に垂直な第１の平面内に実質的に存在する動作区域にわたって移動するように制約された磁気面を有する永久磁石を含み、前記静的部品が、前記第１の平面に厳密に平行な第２の平面内に実質的に存在する極面を有する少なくとも２つの電磁石を備え、前記極面は、前記第２の平面内の中央位置の周囲に対称に分布し、前記移動する永久磁石の前記磁気面が横切る実質的に全区域にわたって延在し、
各極面がそれぞれの電磁石の細長い強磁性コアの遠位端上に位置し、
直径方向に反対側の極面の前記コアが強磁性材料によって接続された近位端を有する、作動機構。
【請求項２】
各電磁石が、前記第２の平面内で互いに直径方向に反対側に位置する第１及び第２の極面を有する二極電磁石である、請求項１に記載の機構。
【請求項３】
前記極面の数が４であり、前記極面の各々が円又は環の四分円の形態を実質的に有し、前記極面が共に前記第２の平面内の円又は環状区域を実質的に覆う、請求項１又は２に記載の機構。
【請求項４】
前記機構が第１及び第２の平面に垂直な縦軸を有する細長い形態を有し、前記磁石が前記動作区域上を移動するときに前記移動部品が前記縦軸に直交する第１及び第２の軸周りに傾斜するように制約された、請求項１〜３のいずれかに記載の機構。
【請求項５】
前記永久磁石の磁気面と前記電磁石の前記極面との間のギャップが、前記磁気面の幅の２０％未満である、請求項１〜４のいずれかに記載の機構。
【請求項６】
前記永久磁石の磁気面と前記電磁石の前記極面との間の前記ギャップが、前記磁気面の前記幅の１５％未満である、請求項５に記載の機構。
【請求項７】
前記永久磁石の磁気面と前記電磁石の前記極面との間の前記ギャップが、前記磁気面の前記幅の１０％未満である、請求項６に記載の機構。
【請求項８】
すべての前記コアの近位端が、共通の強磁性ベースを介して接続された、請求項１〜７のいずれかに記載の機構。
【請求項９】
複数のそのような作動機構が横に並んで配置されたときに磁気から遮蔽するように少なくとも前記永久磁石を取り囲む強磁性シールドをさらに備える、請求項１〜８のいずれかに記載の機構。
【請求項１０】
前記移動部品の位置をモニタして前記位置のフィードバック制御を可能にする位置センサをさらに備え、前記位置センサが、前記機構の前記移動部品と共に移動する反射面へ放射ビームを誘導し、前記反射面から反射した放射ビームの偏差を検出する、請求項１〜９のいずれかに記載の機構。
【請求項１１】
前記反射面が前記移動する永久磁石上にあり、前記位置センサが、前記電磁石相互間の中央の空間を通して前記移動する永久磁石へ前記放射ビームを誘導し、同じ中央の空間を通して、前記移動する永久磁石から反射した前記放射ビームの偏差を検出するように構成された、請求項１０に記載の機構。
【請求項１２】
前記位置センサが光軸に沿って前記放射ビームを誘導するように構成され、前記誘導された放射ビームの出力が前記光軸上に位置し、前記反射した放射ビームを検出する光検出器は、前記誘導されたビームが前記光検出器の中央を通過するように、前記光軸を取り囲む、請求項１０又は１１に記載の機構。
【請求項１３】
前記光検出器が、前記光軸の周囲に間隔を空けて配置された複数の感光素子を備える、請求項１２に記載の機構。
【請求項１４】
前記誘導された放射ビームが前記光軸の周囲で暗い環状の作動機構プロファイルを有し、反射した放射線が前記誘導された放射ビームの前記出力に戻らないようにする、請求項１２又は１３に記載の機構。
【請求項１５】
前記反射面が屈曲している、請求項１０〜１４のいずれかに記載の機構。
【請求項１６】
前記移動する永久磁石がＳｍＣｏ材料を備える、請求項１〜１５のいずれかに記載の機構。
【請求項１７】
懸架部、前記永久磁石、前記静的部品及び位置センサが、エンドツーエンドに積み重なった、請求項１〜１６のいずれかに記載の細長い形態の機構。
【請求項１８】
前記移動部品が、第１及び第２の部品の間の相対的変位に応答して増加し、駆動力に抵抗するバイアス力を提供する弾性支持体によって支持され、前記機構が、前記第１及び第２の部品の間の電磁結合をさらに備え、前記電磁結合が前記バイアス力に部分的に抵抗して所与の変位を引き起こすための前記駆動力を低減するカウンタバイアス力を提供するように構成された、請求項１〜１７のいずれかに記載の機構。
【請求項１９】
放射源から放射ビームを受光し、前記ビームを処理してターゲット位置へ送達する一連の光学コンポーネントを備える光学装置であって、前記光学コンポーネントが請求項１〜１８のいずれかに記載の１つ以上の作動機構上に搭載された１つ以上の可動光学コンポーネントを含み、前記電磁石を誘起して前記又は各々の可動光学コンポーネントの所望の位置決めを達成するコントローラ及び駆動回路をさらに備える、光学装置。
【請求項２０】
前記１つ以上の可動光学コンポーネントが、前記ビームを調節して、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へ送達する照明システムの一部を形成し、前記可動コンポーネントが、調節されたビームのターゲット位置の入射角を変化させるために移動可能である、請求項１９に記載の光学装置。
【請求項２１】
フライアイイルミネータの一部として提供される関連付けられた作動機構を有する複数のそのような可動コンポーネントを備える、請求項２０に記載の光学装置。
【請求項２２】
前記可動コンポーネントが前記フライアイイルミネータ内のファセットフィールドミラーデバイス内のフィールドファセットミラーを備え、各可動フィールドファセットミラーがファセット瞳ミラーデバイス内の幾つかの関連付けられた瞳ファセットミラーの選択された１つへ前記ビームの一部を誘導するように制御可能で、前記幾つかの瞳ファセットミラーが瞳ミラーデバイス内のその位置に応じてサイズが異なる、請求項２１に記載の光学装置。
【請求項２３】
前記瞳ミラーデバイスの周辺領域内の瞳ファセットミラーが中央領域内の瞳ファセットミラーよりも小さい、請求項２２に記載の光学装置。
【請求項２４】
各フィールドファセットミラーが放射源の像を選択された瞳ファセットミラー上に合焦させる合焦倍率を有し、前記合焦の精度が選択可能な異なる関連付けられた瞳ファセットミラーの間で変動し、前記関連付けられた瞳ファセットミラーのうち大きいミラーが前記像の前記合焦精度が低い区域に位置する、請求項２２又は２３に記載の光学装置。
【請求項２５】
前記光学コンポーネントが反射型コンポーネントであり、前記照明システムが５〜２０ｎｍの範囲の波長を有する放射線で動作可能なＥＵＶ照明システムである、請求項１９〜２４のいずれかに記載の光学装置。
【請求項２６】
リソグラフィ装置であって、
放射ビームを調節する照明システムと、
放射ビームの断面にパターンを付与してパターン付放射ビームを形成できるパターニングデバイスを支持する支持体と、
基板を保持する基板テーブルと、
前記パターン付放射ビームを前記基板のターゲット部分上に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及び／又は前記投影システム内の前記パターン付放射ビームを調節する、請求項１９〜２５のいずれかに記載の光学装置と、を備えるリソグラフィ装置。
【請求項２７】
パターニングデバイスからのパターンを基板上に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の放射ビームを調節する、請求項１９〜２５のいずれかに記載の光学装置を含むリソグラフィ投影装置。
【請求項２８】
パターン付放射ビームを基板上に投影することを含むデバイス製造方法であって、前記パターン付ビームが、請求項１９〜２５のいずれかに記載の光学装置によって調節される放射ビームから形成される、デバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
[0001]  本出願は、参照によりその全体を本明細書に組み込むものとする、２０１２年１０月１５日出願の米国仮出願第６１／７１３，９３０号、２０１３年１月２８日出願の米国仮出願第６１／７５７，５８５号、及び２０１３年７月５日出願の米国仮出願第６１／８４３，２６３号の利益を主張する。
【０００２】
[0002]  本発明のある実施形態は、ある範囲の装置及び計測器内に応用できる作動機構に関する。本発明のある実施形態は、光学位置センサに関する。本発明のある実施形態は、ファセットフィールドミラーデバイス及び／又はファセット瞳ミラーデバイスを有する光学システムに関する。
【背景技術】
【０００３】
[0003]  リソグラフィは、集積回路（ＩＣ）及びその他のデバイス及び／又は構造の製造の主要なステップの１つとして広く認知されている。しかしながら、リソグラフィを用いて製造されるフィーチャの寸法が小さくなるにつれ、リソグラフィは超小型ＩＣ又はその他のデバイス及び／又は構造を製造可能にするさらに重要な要素になりつつある。
【０００４】
[0004]  リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板に、通常は基板のターゲット部分に適用する機械である。リソグラフィ装置は、例えば、集積回路（ＩＣ）の製造に使用可能である。このような場合、代替的にマスク又はレチクルとも呼ばれるパターニングデバイスを使用して、ＩＣの個々の層上に形成すべき回路パターンを生成することができる。このパターンを、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１つ又は幾つかのダイの一部を含む）に転写することができる。パターンの転写は通常、基板に設けた放射感応性材料（レジスト）の層への結像により行われる。一般的に、１枚の基板は、順次パターンが与えら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】
[0005]  リソグラフィ装置では、多数の可動部品が様々な自由度を有し、運動及び位置（直線及び角位置（配向）、速度並びに加速度を含む）が多数の作動機構（アクチュエータ）を介して制御される。アクチュエータは、電磁的に、空気圧によって、又は油圧によって動作させることができる。アクチュエータは、多くの場合、１自由度（直線又は回転）にのみ運動できるように制約される。可動部品を複数の自由度で制御したい場合、より複雑な機構を提供でき、又は複数の単一自由度の機構を組み合わせてもよい。
【０００６】
[0006]  露光波長を低減し、最小印刷可能サイズを低減するために、極紫外線（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、５〜２０ｎｍ程度、例えば、１３．５ｎｍ又は約１３ｎｍ又は６．５〜６．８ｎｍの波長の放射線波長を出力するように構成されている。ＥＵＶ放射線の使用は、微細な特徴の印刷を達成するための重要なステップを構成する。そのような放射線は、極紫外線又はソフトｘ線と呼ばれ、可能な放射源は、例えば、レーザ生成プラズマ放射源、放電プラズマ放射源、又は電子蓄積リングからのシンクロトロン放射線を含む。極限まで精度を追求するため、また、高信頼度での真空環境内の作業を望むために、ＥＵＶリソグラフィ装置用のアクチュエータの設計は特に困難である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
[0007]  アクチュエータが使用される一例として、ＥＵＶ光学装置の照明システムのファセットミラーに供される例がある。例えば、多数の個々のミラーファセットをアレイ状に配置し、その各々を異なる方向に配向してターゲット位置での異なる照明プロファイルを実施する必要がある。フィールドファセットミラー用のアクチュエータが、例えば、ＰＣＴ特許出願公開ＷＯ２０１１／０００６７１Ａ１号に記載されている。達成可能な照明プロファイルの範囲を拡張したいときには、複数の自由度を含んでいてもよい３つ以上の位置を有するアクチュエータが望まれ、エンドストップによって画定できない中間位置を必要とする場合もある。したがって、サイズ、コスト及び熱放散並びに性能の厳格な要件を満足するようなアクチュエータが望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
[0008]  そのような照明システムの設計では、その他の問題も発生する。可動ミラー又はその他の素子の位置は、例えば、エンドストップによって１次元で設定されるのではなく、２次元で測定されなければならない。潜在的に数百の個々のファセットを制御しなければならないときには、特に、それらが真空環境内にあるときには、十分に高精度でコンパクトな位置測定及びフィードバック制御は困難である。放射線を廃棄しない場合、照明プロファイル数の増加は、ファセットミラー数の増加を意味する。瞳が全体として固定されたサイズを有する場合、また、照明モードによっては小さい瞳充填率が望まれる場合、各々の瞳ファセットミラーは極めて小さくなることがあり、したがって、フィールドファセットミラーが関連付けられた瞳ファセットミラーのすべての上に放射線を合焦させることは困難である。
【０００９】
[0009]  一態様によれば、運動に２自由度を提供する作動機構であって、機構が移動部品及び静的部品を備え、移動部品が、磁石の磁化方向に垂直な第１の平面内に実質的に存在する動作区域にわたって移動するように制約された磁気面を有する永久磁石を含み、静的部品が、第１の平面に厳密に平行な第２の平面内に実質的に存在する極面を有する少なくとも２つの電磁石を備え、極面は、第２の平面内の中央位置の周囲に対称に分布し、移動する永久磁石の磁気面が横切る実質的に全区域にわたって延在する作動機構が提供される。
【００１０】
[0010]  ある実施形態では、各電磁石は第２の平面内で互いに直径方向に反対側に位置する第１及び第２の磁極面を有する二極電磁石である。電磁石の極面の数は４であり、極面の各々が円又は環の１四分円の形態を実質的に有し、極面が共に第２の平面内の円形区域を実質的に覆っていてもよい。
【００１１】
[0011]  強磁性シールドが少なくとも永久磁石を取り囲み、複数のそのような作動機構が並んで配置されているときに永久磁石を磁気から遮蔽していてもよい。
【００１２】
[0012]  電磁石相互間の中央の空間を通して移動する永久磁石に放射ビームを誘導して移動する永久磁石から反射した放射線の１つ以上のビームを偏向させるように光学位置センサを構成することができる。
【００１３】
[0013]  本明細書で開示する様々な特徴によって、例えば、互いに接近したアレイ内での使用（したがって、高密度実装が可能）に適した小型で細長い形態のＥＵＶ対応アクチュエータを提供することができる。ある実施形態では、各アクチュエータは、エンドツーエンドに積み重なった、懸架部と、永久磁石と、アクチュエータの静的部品と、光学位置センサとを備える。本発明のある実施形態を、上記の米国仮特許出願第６１／７１３，９３０号に記載の剛性補償構成と併用することができる。
【００１４】
[0014]  一態様によれば、放射源から放射ビームを受光し、ビームを処理してターゲット位置へ送達する一連の光学コンポーネントを備える光学装置であって、光学コンポーネントが本明細書に記載する１つ以上の作動機構に接続された（搭載された）可動光学コンポーネントを含み、電磁石を誘起して上記又は各々の可動光学コンポーネントの所望の位置決めを達成するコントローラ及び駆動回路が提供される光学装置が提供される。
【００１５】
[0015]  可動光学コンポーネントは、ビームを調節して、調節されたビームをパターニングデバイス上のターゲット位置へ送達する照明システムであって、可動コンポーネントが調節されたビームのターゲット位置の入射角を変化させるために移動可能である照明システムを形成できる。ある実施形態では、関連付けられた作動機構を有する複数のそのような可動コンポーネントがフライアイイルミネータの一部として提供される。
【００１６】
[0016]  本発明の実施形態は、光学コンポーネントが反射型コンポーネントで、照明システムが５〜２０ｎｍの範囲内の波長の放射線で動作可能なＥＵＶ照明システムである具体的な用途に供することができる。
【００１７】
[0017]  一態様によれば、リソグラフィ装置であって、放射ビームを調節する照明システムと、放射ビームの断面にパターンを付与してパターン付放射ビームを形成できるパターニングデバイスを支持する支持体と、基板を保持する基板テーブルと、パターン付放射ビームを基板のターゲット部分上に投影する投影システムと、照明システム内の放射ビーム及び／又は投影システム内のパターン付放射ビームを調節する、本明細書に記載の光学装置とを含むリソグラフィ装置が提供される。
【００１８】
[0018]  一態様によれば、パターン付放射ビームを基板上に投影することを含むデバイス製造方法であって、パターン付ビームが、本明細書に記載の光学装置によって調節される放射ビームから形成されるデバイス製造方法が提供される。
【００１９】
[0019]  一態様によれば、光軸に沿って傾斜を測定する反射面へ放射ビームを誘導する光学傾斜センサであって、誘導された放射ビームの放射源が光軸上にあり、反射した放射線を検出する光検出器は誘導されたビームが光検出器の中心を通過するように光軸を取り囲む光学傾斜センサが提供される。
【００２０】
[0020]  光学傾斜センサは、本明細書に記載するアクチュエータの角位置（傾斜）を少なくとも２次元で測定するように働かせることができる。光学傾斜センサは、その他の多数の用途に適用できる。
【００２１】
[0021]  ある実施形態では、光検出器は、光軸の周囲に間隔を空けて配置された複数の感光素子を備え、センサは感光素子の上方の反射した放射線の運動に応答して変動する２次元傾斜測定値を導出する信号処理装置をさらに備える。光検出器は、例えば、誘導された放射ビームを通過させる中央のアパーチャを有する４つの四分円形状の光電池を備えていてもよい。
【００２２】
[0022]  幾つかの実施形態では、誘導された放射ビームは光軸の周囲が暗い環状の輝度プロファイルを有し、反射した放射線が光源へ戻らないようにする。これによって、放射線を反射面からレーザへ反射させない垂直共振器発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）などの半導体レーザを放射源として使用することができる。
【００２３】
[0023]  反射面は、範囲と解像度との所望のトレードオフを達成するように屈曲していてもよい。
【００２４】
[0024]  本明細書に記載する特定のアクチュエータ及び／又は傾斜センサから独立して使用可能な一態様によれば、フライアイイルミネータ内のファセットフィールドミラーデバイス内に複数の可動フィールドファセットミラーが提供される。各々の稼動フィールドファセットミラーは、ビームの一部をファセット瞳ミラーデバイス内の幾つかの関連付けられた瞳ファセットミラーの１つへ誘導するように制御可能であり、幾つかの瞳ファセットミラーは、瞳ミラーデバイス内の位置に応じてサイズが異なる。
【００２５】
[0025]  この手段によって、関連付けられた瞳ファセットミラーのうち大きいミラーが画像の合焦精度が低い区域に位置し、設計上の制約を緩和する。
【００２６】
[0026]  本発明の実施形態の一適用例は、例えば、リソグラフィ分野での放射ビームの調整である。本発明のある実施形態を用いて、リソグラフィで使用するような極紫外線（ＥＵＶ）光学装置内での光学コンポーネントの位置又は配向を調節することができる。本発明の実施形態は、そのような適用例にも、またそのような特定の波長範囲にも限定されない。
【００２７】
[0027]  本発明の別の態様、特徴及び潜在的な利点並びに本発明の様々な実施形態の構造及び作用は、添付の図面を参照して以下に詳細に説明する。本発明は、本明細書に記載する特定の実施形態に限定されないことに留意されたい。このような実施形態は、例示のみを目的として本明細書に記載されている。本明細書に含まれる教示に基づいて当業者はさらなる実施形態を容易に思い付くであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
[0028]  本明細書に組み込まれ、その一部を形成する添付の図面は本発明を図示し、説明とともに、さらに本発明の実施形態を説明し、当業者が本発明を作成して使用できるようにする働きをする。図面を参照しながら本発明の実施形態を以下に説明するが、これは単に例示としてのものに過ぎない。
【００２９】
【図１】[0029]本発明の実施形態による反射光学系を有するリソグラフィ装置を概略的に示す。
【図２】[0030]図１の装置の詳細図である。
【図３】[0031]図１及び図２の装置のソースコレクタモジュールのある実施形態の詳細図である。
【図４】[0032]本発明の実施形態によるＥＵＶリソグラフィ装置を示す。
【図５】[0033]本発明のある実施形態による作動機構が使用可能なリソグラフィ装置の照明システムの一部の第１の断面図である。
【図６】[0034]フィールドファセットミラーを調整して２つの関連付けられた瞳ファセットミラーに対応する図５の装置の第２の断面図である。
【図７】[0035]本発明の実施形態による作動機構内で使用する新しい２次元平面モータの基本形態を示し、制御機能を概略的に示す。
【図８】[0036]図７の制御機能を実施するために使用できる光学位置センサの形態及び動作を示す。
【図９】[0037]リソグラフィ装置内の本発明のある実施形態による幾つかの作動機構を含むフィールドファセットミラーモジュールの外観部分破断図である。
【図１０】[0038]図９のミラーモジュール内の１つの作動機構の断面図である。
【図１１】[0039]リソグラフィ装置内の本発明のある実施形態による幾つかの作動機構を含むフィールドファセットミラーモジュールの外観部分破断図である。
【図１２】[0040]封止部を破断した図１１のミラーモジュール内の１つの作動機構の詳細図である。
【図１３】[0041]図１２のアクチュエータ内に含まれるモータのシミュレートされた性能特性を示す。
【図１４】[0041]図１２のアクチュエータ内に含まれるモータのシミュレートされた性能特性を示す。
【図１５】[0041]図１２のアクチュエータ内に含まれるモータのシミュレートされた性能特性を示す。
【図１６】[0041]図１２のアクチュエータ内に含まれるモータのシミュレートされた性能特性を示す。
【図１７】[0041]図１２のアクチュエータ内に含まれるモータのシミュレートされた性能特性を示す。
【図１８】[0042]図８に示す光学位置センサの代わりに使用可能な光学位置センサの一形態の主要コンポーネントを示す。
【図１９】[0043]図１９（ａ）は、図１８のセンサの検出部の平面図を示し、図１９（ｂ）は、図１８のセンサの検出部の断面図を示す。
【図２０】[0044]図２０（ａ）は、アクチュエータが中央位置にある図１８の光学位置センサを示し、図２０（ｂ）は、アクチュエータが傾斜位置にある図１８の光学位置センサを示す。
【図２１】[0045]図２１（ａ）は、図２０（ａ）に示すアクチュエータが中央位置にある光学位置センサの検出器上の環状の放射パターンの位置を示し、図２１（ｂ）は、図２０（ｂ）に示すアクチュエータが傾斜位置にある光学位置センサの検出器上の環状の放射パターンの位置を示す。
【図２２】[0046]変形形態の図５の照明システムを示す図である。
【図２３】[0047]図２２の変形形態の瞳ミラーデバイスの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
[0048]  本発明の実施形態は、広範囲の適用分野に配備できる作動機構に関する。一適用例では、リソグラフィ装置内で様々なコンポーネントを移動させる作動機構が提供される。コンポーネントは光学コンポーネントであってもよく、例えば、ＥＵＶ光学コンポーネントであってもよい。そのような装置内に配備されたアクチュエータは、厳格な環境及び性能判定基準を満たさなければならない。例えば、潤滑剤の必要を回避し、及び／又は摩耗による微粒子の生成を回避するために、部品相互間の摩擦を回避することが望ましい。ＥＵＶ装置は、通常、真空に近い環境を含むため、潤滑剤などのガスを放出する物質への耐性はない。低い放熱性は考慮事項である。以下に、上記の厳格な判定基準を満たす助けになる新しいタイプの作動機構について説明する。アクチュエータの説明に先立って、ＥＵＶリソグラフィ装置の幾つかの例を紹介する。以下に、さらに、アクチュエータの配備方法の一例について説明する。しかしながら、アクチュエータの本発明の実施形態は広く適用可能であり、一般にリソグラフィ装置内での使用に限定されず、また特にＥＵＶリソグラフィ装置に限定されることもない。
【００３１】
[0049]  図１は、本発明のある実施形態による放射源コレクタモジュールＳＯを含むリソグラフィ装置１００を概略的に示す。この装置は、放射ビームＢ（例えばＥＵＶ放射）を調節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（例えばマスク又はレチクル）ＭＡを支持するように構成され、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のポジショナＰＭに接続された支持構造（例えばマスクテーブル）ＭＴと、基板（例えばレジストコートウェーハ）Ｗを保持するように構築され、基板を正確に位置決めするように構成された第２のポジショナＰＷに接続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に与え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）に投影するように構成された投影システム（例えば屈折投影システム）ＰＳとを備える。
【００３２】
[0050]  照明システムは、放射の誘導、整形、又は制御を行うための、屈折、反射、磁気、電磁気、静電気型等の光学コンポーネント、又はその任意の組合せなどの種々のタイプの光学コンポーネントを含んでいてもよい。
【００３３】
[0051]  支持構造ＭＴは、パターニングデバイスの配向、リソグラフィ装置の設計及び、例えばパターニングデバイスが真空環境で保持されているか否か等の条件に応じた方法でパターニングデバイスＭＡを保持する。この支持構造は、パターニングデバイスを保持するために、機械式、真空式、静電式等のクランプ技術を使用することができる。支持構造は、例えばフレーム又はテーブルでよく、必要に応じて固定式又は可動式でよい。支持構造は、パターニングデバイスが例えば投影システムに対して確実に所望の位置に来るようにしてもよい。
【００３４】
[0052]  本明細書において使用する「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にパターンを生成するように、放射ビームの断面にパターンを与えるために使用し得る任意のデバイスを指すものとして広義に解釈されるべきである。放射ビームに与えられるパターンは、集積回路などのターゲット部分に生成されるデバイスの特定の機能層に相当する。
【００３５】
[0053]  パターニングデバイスは透過性又は反射性でよい。パターニングデバイスの例には、マスク、プログラマブルミラーアレイ、及びプログラマブルＬＣＤパネルがある。マスクはリソグラフィにおいて周知のものであり、これには、バイナリマスク、レベンソン型（alternating）位相シフトマスク、ハーフトーン型（attenuated）位相シフトマスクのようなマスクタイプ、さらには様々なハイブリッドマスクタイプも含まれる。プログラマブルミラーアレイの一例として、小さなミラーのマトリクス配列を使用し、そのミラーは各々、入射する放射ビームを異なる方向に反射するよう個々に傾斜することができる。傾斜したミラーは、ミラーマトリクスによって反射する放射ビームにパターンを与える。
【００３６】
[0054]  照明システムのような投影システムは、使用する露光放射、又は真空の使用などの他の要因に合わせて適宜、例えば屈折、反射、磁気、電磁気、静電気型等の光学コンポーネント、又はその任意の組合せなどの種々のタイプの光学コンポーネントを含んでいてもよい。その他のガスは放射を吸収しすぎるため、ＥＵＶ放射用には真空を使用することが望ましいことがある。したがって、真空壁及び真空ポンプを用いてビーム経路全体に真空環境を設けてもよい。
【００３７】
[0055]  本明細書で示すように、本装置は反射タイプである（例えば反射マスクを使用する）。
【００３８】
[0056]  リソグラフィ装置は、２つ（デュアルステージ）又はそれ以上の基板テーブル（及び／又は２つ以上のマスクテーブル）を有するタイプでよい。このような「マルチステージ」機械においては、追加のテーブルを並行して使用するか、１つ以上の他のテーブルを露光に使用している間に１つ以上のテーブルで予備工程を実行することができる。
【００３９】
[0057]  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から極紫外線放射ビームを受光する。ＥＵＶ放射を生成する方法は、物質を、少なくとも１つの元素、例えば、キセノン、リチウム又はスズを有し、ＥＵＶ範囲の１つ以上の輝線を有するプラズマ状態に変換することを含むが、必ずしもこれに限定されない。レーザ生成プラズマ（「ＬＰＰ」）と呼ばれることが多いそのような１つの方法では、必要な輝線放出元素を有する物質の小滴、流れ、又はクラスタなどの燃料をレーザビームで照射することで必要なプラズマを生成できる。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レーザ（図１には示さず）を含むＥＵＶ放射源の一部であってもよい。結果として得られるプラズマは、放射源コレクタモジュール内に配置された放射コレクタを用いて収集される出力放射、例えば、ＥＵＶ放射を放出する。レーザ及び放射源コレクタモジュールは、例えば、ＣＯ２レーザを用いて燃料励起のためのレーザビームを提供する場合のように、別々の構成要素であってもよい。
【００４０】
[0058]  このような場合には、レーザはリソグラフィ装置の一部を形成するものとは見なされず、放射ビームは、例えば、適切な誘導ミラー及び／又はビームエクスパンダを備えるビームデリバリシステムを用いてレーザから放射源コレクタモジュールへと送られる。別の場合は、例えば放射源がＤＰＰ放射源と呼ばれることが多い放電生成プラズマＥＵＶ生成器である場合には、放射源は放射源コレクタモジュールの一体部品であってもよい。
【００４１】
[0059]  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アジャスタを備えていてもよい。通常、イルミネータの瞳面における強度分布の外側及び／又は内側半径範囲（一般にそれぞれ、σ-outer及びσ-innerと呼ばれる）を調整することができる。また、イルミネータＩＬは、ファセットフィールド及び瞳ミラーデバイスなどの他の種々のコンポーネントを備えていてもよい。イルミネータＩＬを用いて放射ビームを調節し、その断面にわたって所望の均一性と強度分布とが得られるようにしてもよい。
【００４２】
[0060]  放射ビームＢは、支持構造（例えば、マスクテーブル）ＭＴ上に保持されたパターニングデバイス（例えば、マスク）ＭＡに入射し、パターニングデバイスによってパターニングされる。パターニングデバイス（例えば、マスク）ＭＡに反射した後、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はビームを基板Ｗのターゲット部分Ｃ上に合焦させる。第２のポジショナＰＷと位置センサＰＳ２（例えば、干渉計デバイス、リニアエンコーダ又は容量センサ）を用いて、基板テーブルＷＴは、例えば、様々なターゲット部分Ｃを放射ビームＢの経路に位置決めするように正確に移動できる。同様に、第１のポジショナＰＭと別の位置センサＰＳ１を用いて、放射ビームＢの経路に対してパターニングデバイス（例えば、マスク）ＭＡを正確に位置決めできる。パターニングデバイス（例えば、マスク）ＭＡ及び基板Ｗは、マスクアライメントマークＭ１、Ｍ２及び基板アライメントマークＰ１、Ｐ２を使用して位置合わせすることができる。
【００４３】
[0061]  図示のリソグラフィ装置は、以下のモードのうち少なくとも１つにて使用可能である。
【００４４】
[0062]  １．ステップモードにおいては、支持構造（例えばマスクテーブル）ＭＴ及び基板テーブルＷＴは、基本的に静止状態に維持される一方、放射ビームに与えたパターン全体が１回でターゲット部分Ｃに投影される（すなわち単一静的露光）。次に、別のターゲット部分Ｃを露光できるように、基板テーブルＷＴがＸ方向及び／又はＹ方向に移動される。
【００４５】
[0063]  ２．スキャンモードにおいては、支持構造（例えばマスクテーブル）ＭＴ及び基板テーブルＷＴは同期的にスキャンされる一方、放射ビームに与えられるパターンがターゲット部分Ｃに投影される（すなわち単一動的露光）。支持構造（例えばマスクテーブル）ＭＴに対する基板テーブルＷＴの速度及び方向は、投影システムＰＳの拡大（縮小）及び像反転特性によって求めることができる。
【００４６】
[0064]  ３．別のモードにおいては、支持構造（例えばマスクテーブル）ＭＴはプログラマブルパターニングデバイスを保持して基本的に静止状態に維持され、基板テーブルＷＴを移動又はスキャンさせながら、放射ビームに与えられたパターンをターゲット部分Ｃに投影する。このモードでは、一般にパルス状放射源を使用して、基板テーブルＷＴを移動させるごとに、又はスキャン中に連続する放射パルス間で、プログラマブルパターニングデバイスを必要に応じて更新する。この動作モードは、以上で言及したようなタイプのプログラマブルミラーアレイなど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できる。
【００４７】
[0065]  上述した使用モードの組合せ及び／又は変形、又は全く異なる使用モードも利用できる。
【００４８】
[0066]  図２は、放射源コレクタモジュールＳＯと、照明システムＩＬと、投影システムＰＳとを含む装置１００をより詳細に示す。放射源コレクタモジュールＳＯは、放射源コレクタモジュールＳＯの閉鎖構造２２０内に真空環境が保たれるように構築され、配置される。ＥＵＶ放射放出プラズマ２１０は、放電生成プラズマ放射源によって形成されてもよい。ＥＵＶ放射は、超高温プラズマ２１０が生成されて電磁スペクトルのＥＵＶ範囲内の放射が放出される例えばキセノンガス、リチウム蒸気、又はスズ蒸気などの気体又は蒸気によって生成されてもよい。超高温プラズマ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る放電によって生成される。放射を効率的に生成するには、キセノン、リチウム、スズ蒸気、又はその他の適切な気体又は蒸気の、例えば１０Ｐａの分圧が必要である場合がある。ある実施形態では、ＥＵＶ放射を生成するために励起したスズ（Ｓｎ）が提供される。
【００４９】
[0067]  高温プラズマ２１０によって放出された放射は、放射源チャンバ２１１から、放射源チャンバ２１１内の開口内、又はその裏側に位置する任意選択のガスバリア又は汚染物トラップ２３０（場合によっては汚染物バリア又はフォイルトラップとも呼ばれる）を介してコレクタチャンバ２１２内に送られる。汚染物トラップ２３０はチャネル構造を含んでもよい。汚染物トラップ２３０はまた、ガスバリア又はガスバリアとチャネル構造との組合せを含んでもよい。汚染物トラップ又は汚染物バリア２３０はさらに、本明細書では少なくとも当技術分野で公知のようにチャネル構造を含むことが示されている。
【００５０】
[0068]  コレクタチャンバ２１２は、いわゆる斜入射コレクタであってもよい放射コレクタＣＯを含んでもよい。放射コレクタＣＯは、上流放射コレクタ側２５１と、下流放射コレクタ側２５２とを有する。コレクタＣＯを横切る放射は、格子スペクトルフィルタ２４０から反射して、仮想放射源ポイントＩＦで合焦することができる。仮想放射源ポイントＩＦは一般に中間焦点と呼ばれ、放射源コレクタモジュールは、中間焦点ＩＦが閉鎖構造２２０内の開口２２１に、又はその近傍に位置するように配置される。仮想放射源ポイントＩＦは、放射放出プラズマ２１０の像である。
【００５１】
[0069]  その後、放射は、パターニングデバイスＭＡでの放射ビーム２１の所望の角分散とパターニングデバイスＭＡでの放射強度の所望の均一性とを提供するように構成されたファセットフィールドミラーデバイス２２と、ファセット瞳ミラーデバイス２４とを含んでもよい照明システムＩＬを横切る。支持構造ＭＴに保持されたパターニングデバイスＭＡで放射ビーム２１が反射すると、パターン付ビーム２６が形成され、パターン付ビーム２６は、投影システムＰＳによって、反射要素２８、３０を介して、ウェーハステージ又は基板テーブルＷＴによって保持された基板Ｗ上に結像される。
【００５２】
[0070]  一般に、照明光学系ユニットＩＬ及び投影システムＰＳ内には図示したよりも多くの要素があってもよい。格子スペクトルフィルタ２４０は、リソグラフィ装置のタイプに応じて任意選択で備えられてもよい。さらに、図示した以上のミラーがあってもよく、図２に示した以上の、例えば１〜６個の追加の反射要素が投影システムＰＳ内にあってもよい。
【００５３】
[0071]  図２に図示されるように、コレクタ光学系ＣＯは、コレクタ（又はコレクタミラー）の例と同様に斜入射リフレクタ２５３、２５４及び２５５を有する入れ子式コレクタとして示されている。斜入射リフレクタ２５３、２５４及び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は好ましくは、ＤＰＰ放射源と呼ばれることが多い放電生成プラズマ放射源と組み合わせて使用される。
【００５４】
[0072]  ある実施形態では、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）又はリチウム（Ｌｉ）などの燃料にレーザエネルギーを蓄積して、数十電子ボルト（ｅＶ）の電子温度で高度にイオン化されたプラズマ２１０を生成するように構成される。これらのイオンの脱励起及び再結合中に生成される高エネルギーの放射は、プラズマから放射され、近垂直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２２１上に合焦する。
【００５５】
[0073]  図４は、スペクトル純度フィルタ２４０が反射型格子ではなく透過型であるＥＵＶリソグラフィ装置の代替構成を示す。この例の放射源コレクタモジュールＳＯからの放射線は、コレクタ光学系から中間焦点ＩＦ（仮想光源点）へ直線的な経路をたどる。フィルタをＩＦ又はその付近に配置すると、吸収電力密度が増加することに留意されたい。その結果としての高温によって、フィルタは劣化する可能性がある。他方、フィルタ区域は小さくでき、これは利点である。図示しない代替実施形態では、スペクトル純度フィルタ２４０を仮想光源点ＩＦ又はコレクタ光学系ＣＯと仮想光源点ＩＦとの間の任意の地点に配置できる。フィルタは、放射線経路内の任意のその他の場所、例えば、下層光源点ＩＦの下流側に配置できる。複数のフィルタを配備してもよい。先行の例と同様、コレクタ光学系ＣＯは、かすめ入射型（図２）又は直接リフレクタ型（図３）であってもよい。スペクトル純度フィルタは、赤外波長帯域内の不要な放射線を抑止し、その他の手段によって抑止するＤＵＶ放射線を残すように設計することができる。
【００５６】
[0074]  以下に、オブジェクトのターゲット位置へ誘導される放射ビームを調節できる光学装置及び方法について説明する。オブジェクトは、例えば、集積回路内の個別の層の上に形成される回路パターンを生成するリソグラフィパターニングデバイスＭＡ、又はリソグラフィ装置の基板テーブルＷＴ上の基板Ｗであってもよい。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の区域であってもよい。例示のパターニングデバイスは、マスク、レチクル、又は動的パターニングデバイスを含む。レチクルは、任意のリソグラフィプロセスでも使用できるが、本出願では、ＥＵＶリソグラフィを主眼とする。照明システム内で、アクチュエータを用いて反射型素子を動かして様々な照明モードを選択できる。
【００５７】
[0075]  図５は、図１〜図４に示すタイプのリソグラフィ装置の照明システムＩＬ内の放射ビームを調節する例示の光学装置２０の断面図を概略的に示す。装置２０は、ファセットフィールドミラーデバイス２２の形態の第１の反射型コンポーネント２２と、ファセット瞳ミラーデバイス２４の形態の第２の反射型コンポーネント２４とを含む。ファセットフィールドミラーデバイス２２は、複数の一次的な反射型素子を備え、そのうち幾つかの概略を図５に示し、フィールドファセットミラー２２ａ、２２ｂ、２２ｃ及び２２ｄと呼ぶ。第２の反射型コンポーネント２４は、例えば、瞳ファセットミラー２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ、及び２４ａ’、２４ｂ’、２４ｃ’、２４ｄ’と呼ばれる特定の二次的な反射型素子を含む複数の二次的な反射型素子を備える。
【００５８】
[0076]  一般に、フィールドファセットミラー２２ａ〜ｄは、入射放射ビームＢのそれぞれの部分を瞳ファセットミラー２４ａ〜ｄ、２４ａ’〜ｄ’の方へ誘導する。４つのフィールドファセットミラー２２ａ〜ｄしか示していないが、任意の数のフィールドファセットミラーを提供できる。フィールドファセットミラーは一般に２次元アレイに配置できるが、これは、それらが厳密に平面内になければならないという意味ではない。８つの瞳ファセットミラー２４ａ〜ｄ、２４ａ’〜ｄ’しか示していないが、任意の数の瞳ファセットミラーを提供でき、この数は、通常、フィールド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次元アレイに配置できる。フィールドファセットミラー及び瞳ファセットミラーの形状及び構成は、設計に応じて、正方形、矩形、円形、又はより複雑な形状であってもよい。
【００５９】
[0077]  各フィールドファセットミラー２２ａ〜ｄは、第１の反射型コンポーネント（２２）が受光した放射線のサブビームの形態の放射ビームＢの部分を瞳ミラーデバイス２４の異なる瞳ファセットミラー２４ａ〜ｄへ向けて反射する。例えば、第１のサブビームＢａは、第１のフィールドファセットミラー２２ａによって第１の瞳ファセットミラー２４ａへ誘導される。第２、第３及び第４のサブビームＢｂ、Ｂｃ、Ｂｄは、第２、第３及び第４のフィールドファセットミラー２２ｂ、２２ｃ、及び２２ｄによって、第２、第３及び第４の瞳ファセットミラー２４ｂ、２４ｃ、及び２４ｄへそれぞれ誘導される。瞳ミラーデバイス２４の放射ビームＢの空間輝度分布は、リソグラフィ装置の照明モードを定義できる。一実施形態では、フィールドファセットミラー２２ａ〜ｄは、調整可能な配向を有し、異なる瞳ファセットミラー２４ａ〜ｄ、２４ａ’〜ｄ’と併用して瞳面Ｐで異なる空間輝度分布を形成して異なる照明モードを提供できる。この構成については、図６を参照して後述する。瞳ファセットミラー２４ａ〜ｄは配向が調整可能である。
【００６０】
[0078]  フィールドファセットミラー２２ａ〜ｄの各々は、瞳ミラーデバイス２４の異なる瞳ファセットミラー２４ａ〜ｄで中間焦点ＩＦの像を形成できる。実際、中間焦点ＩＦは、プラズマ源の有限の直径（例えば、４〜６ｍｍ）を有する仮想像になる。したがって、各フィールドファセットミラー２２ａ〜ｄは、瞳ファセットミラー２４ａ〜ｄで有限の直径（例えば、３〜５ｍｍ）を有する中間焦点ＩＦの仮想像を形成する。瞳ファセットミラー２４ａ〜ｄは、各々、上記の像の直径より大きい直径を有していてもよい（放射線が瞳ファセットミラー相互間に抜けて失われることを回避するために）。中間焦点ＩＦは、専ら図を見やすくするため、図中では地点として示されている。
【００６１】
[0079]  ファセットミラーデバイス２２及び２４は、放射源内に存する不均一性が解消されて分布を広げ、制御範囲を広げて区域Ｅを照明するための「フライアイ」イルミネータを共に形成する。瞳ファセットミラー２４ａ〜ｄの各々は、パターニングデバイスＭＡが基板の露光中に位置するフィールド面上又はその付近に関連付けられたフィールドファセットミラー２２ａ〜ｄの像を形成できる。これらの像は実質的に重なり合い、共に照明区域Ｅを形成する。その結果、放射源ＳＯから出射し光学装置２０によって受光される放射線Ｂの断面の空間的に不均一な輝度分布が照明区域Ｅで空間的に実質的に均一な輝度分布を形成するように調節される。照明区域Ｅの形状は、フィールドファセットミラー２２ａ〜ｄによって決定される。スキャンリソグラフィ装置では、照明区域Ｅは、例えば、スキャン方向に垂直な方向の幅と比較してスキャン方向の幅が狭い２次元で見た場合に矩形又は屈曲した帯であってもよい。
【００６２】
[0080]  放射線の所望の部分の波長は、５〜２０ｎｍの範囲、例えば、１３．５ｎｍのＥＵＶ波長であってもよい。ビームＢは、ＤＵＶ波長などの大量の不要な波長を含むことがある。イルミネータへの不要な放射線の透過を低減する技術を開示した他の特許公開もある。
【００６３】
[0081]  上記のように、フィールドミラーデバイス２２の各フィールドファセットミラー２２ａ〜ｄは、瞳ミラーデバイス２４の複数の関連付けられた瞳ファセットミラーを有していてもよい。フィールドミラーデバイス２２の１つのフィールドファセットミラーを制御して、それに関連付けられた異なる１つの瞳ファセットミラーと協働させることができる。例えば、図６に示すように、フィールドファセットミラー２２ａは、２つの関連付けられた瞳ファセットミラー２４ａ及び２４ａ’を有する。それらは、イルミネータ２０の異なる照明モードで使用される（イルミネータは光学装置２０の一例である）。したがって、フィールドファセットミラー２２ａを第２のモードで制御して、瞳ファセットミラー２４ａではなく２４ａ’へＥＵＶ放射線を誘導させることができる。一方、ＤＵＶ放射線などの不要な波長を含む放射線は散乱させて、２４ｃ、２４ｄ、２４ｂ’又は２４ｃ’などの隣接する瞳ファセットミラー上に落下させることができる。
【００６４】
[0082]  本発明の実施形態によるアクチュエータの新しい２Ｄモータ部について以下に説明する。このモータをアクチュエータ内に配置して、例えば、ＥＵＶシステム内のフィールドファセットミラー又はその他の可動素子を駆動させることができる。モータ及びアクチュエータの同じ原理がその他の光学用と及びその他の用途に一般に適用できる。一般に、例えば、図６に示す２つの照明モードを実行するためには、２つの動作位置を提供すれば十分であった。利用可能な放射線を不当に犠牲にすることなく３つ以上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自由度の回転を有するアクチュエータを提供することで、はるかに多数の位置に対処することができ、より有用な照明設定が得られる。
【００６５】
[0083]  例えば、ＰＣＴ特許出願公開ＷＯ２０１１／０００６７１Ａ１号では、バイメタル板を用いてアクチュエータロッドに駆動力を直接印加する。別の例として圧電モータがある。これらのタイプのモータ機構には幾つかの実施特性の問題がある。例えば、バイメタルモータは、低速であり（又は発熱量が大きすぎる）、圧電モータは、複雑で複雑な駆動電力増幅器を必要とする。ＥＵＶシステムに関連付けられた真空環境の外側から電磁結合を適用できるため、電磁作動の原理は魅力的である。電磁結合は熱絶縁を提供できる。電磁結合を利用するアクチュエータに例について以下に詳述する。
【００６６】
[0084]  図７は、少なくとも２次元で制御可能な力と変位とを提供するモータ３００の主要な要素を示す。一次的な可動部品は永久磁石３６２を備える。磁石は、懸架装置（図７に図示せず）の可動部品に装着されている。磁石３６２を含む可動部品は懸架装置の固定部に結合され、磁石は、図示のように、ｘ及びｙ方向の両方に自由に移動できる。懸架装置は、モータが通電されていないときに可動部品を図示の中央位置の方へ偏倚させる。同時に、磁石はｚ方向の移動が制約されている。光学装置内のミラーを傾斜させるアクチュエータの例では、Ｚ方向の制約は、枢動又は仮想枢動の形態で提供される。そのような懸架装置の例をさらに以下に例示する。本明細書について言えば、磁石３６２の変位ｄｘがアクチュエータの可動部品の傾斜運動ｄＲｙに対応する。同様に、このページを貫く変位ｄｙは、同じ枢動点を中心とするＸ軸周りの傾斜ｄＲｘを生むのに十分である。この例では枢動点は一致しているが、そうでなくてもよい。枢動点への距離が磁石の運動範囲よりもはるかに大きいと仮定すると、磁石は平面内のある区域全体にわたって移動すると考えることができる。
【００６７】
[0085]  制御可能な方法で可動部品の移動を実行するために、２Ｄモータ３００の静止部分は少なくとも２つの二極電磁石を備える。第１の二極電磁石は、強磁性コア３７２（コイルの内部に破線で示す）に巻いたコイル３７０によって形成されている。コア３７２の近位端は、第２の強磁性コアベース３７４を介して互いに接続されている。第２の二極電磁石は、強磁性コア３７８上にコイル３７０に対して直交するように配置された第２のコイルペア３７６によって形成されている。図７ではコイル３７６の一方しか示しておらず、他方は後ろに隠れている。コア３７８の近位端は、同じ強磁性コアベース３７４を介して互いに接続されている。ある実施形態では、各電磁石のコア同士を接続できるが、他方の電磁石のコアに接続することはできない。
【００６８】
[0086]  コア３７２の遠位端は、中心のＺ軸の両側にＸ軸方向に間隔を空けて可動磁石３６２の近くに配置されている。この例では、コア３７２は強磁性磁極片３８０を有してその遠位端に提供されている。同様に、コア３７８は、強磁性磁極片３８２を有してその遠位端に提供されている。各磁極片は、磁極面は一般に平坦で、例えば、軸の周囲の円のセクタを実質的に占有する磁極面を提供する。磁極片は、円とは異なる形状を形成していてもよい。この例では、磁極面によって占有される円は、可動磁石３６２の最大所望偏位以上の半径まで拡張する。隣接する磁極片の間にギャップ３８４などが使用され、その結果、磁極片は強磁性材料の接続片ではない。ギャップは非磁性体スペーサで充填し、磁極片の接触を防止できる。この設計の目的は、可能な限り円を充填することにあり、各ギャップは、円の直径の１０％未満、オプションとして５％であってもよい。磁極片を有する４つのコア端があるので、この例のセクタは四分円である。原則として、異なる数の電磁石及び磁極片を提供できるが、以下に詳述するように、２次元作動を実行するには４つで十分である。
【００６９】
[0087]  磁極片によって画定される円の中心に開口を設けて、各面を完全な円ではなく環のセクタとすることができる。開口は光学位置センサへのアクセスのためであり、この目的において、モータの力を低減しない必要最大限の大きさでなければならない。図示の例では、中央の開口の半径は、円の半径の２５％未満、オプションとして２０％又は１５％未満である。
【００７０】
[0088]  ミラーの効率を高めるため、磁石３６２と磁極片３８０、３８２との間の縦（ｚ）方向のギャップ３８６は、磁極片に対向する磁石の面の幅（例えば、直径）に対して小さく形成されている。磁石３６２の磁性面といってもよいこの面は、例えば、幅が５ｍｍ又は７ｍｍから１０ｍｍであるが、ギャップは０．５〜１．５ｍｍである。したがって、ギャップは、磁石の面の幅の２０％未満、１５％未満、又は１０％未満であってもよい。しかしながら、実際には、ギャップを小さくする傾向を制限することができる。例えば、このタイプのモータの利点は、電磁石と可動磁石が、障壁によって区切られた異なる雰囲気の区画内にあってもよいことである。これを以下の例に示す。そのようなケースのギャップは、障壁の厚さを計算に入れなければならない。
【００７１】
[0089]  電磁石の磁極片がすべてある平面内にある場合、中央位置から離れて枢動点を中心に旋回する磁石３６２は、磁極片からわずかに離れ、ギャップ３８６を増加させる。言い換えれば、磁石は厳密な平面ではなく屈曲面を通して旋回する。磁石の運動範囲ｄｘ、ｄｙがその枢動点への距離の数倍小さいと仮定すると、ギャップのこの増加は重要である。屈曲面は実際的な目的で平面として扱うことができる。したがって、ギャップ３８６は、磁石の下面が移動する第１の平面と、磁極面が存在する第２の面（可動磁石に対向する磁極片３８０、３８２の表面として画定される）との間に画定される。
【００７２】
[0090]  しかしながら、傾斜角が大きく、及び／又は中央位置のギャップ３８６が特に小さいケースでは、ギャップは磁石がその極限位置まで移動する際により有意に増加する。この作用に抵抗するため、磁極片の各面は完全には平坦ではなく皿状の表面を画定するような形状又は角度をなしていてもよい。その場合、磁石と磁極面との間のギャップ、したがって、電磁結合の強度は傾斜角が大きくてもかなり一定に保つことができ、モータの動作範囲にわたってモータ力を維持することができる。
【００７３】
[0091]  言うまでもないが、磁極片が平面内にある実施形態は製造が容易である。これは、特に、以下の例のような、多数のアクチュエータを配列するときに考慮すべき事項である。
【００７４】
[0092]  電流はコイル３７０を通って第１の電磁石を励磁し、可動磁石を図示した中央位置から引き寄せ、Ｘ軸に沿って正又は負方向に引き離す。例えば、磁石３６２がその北磁極が磁極面に対向する向きの場合、印加された電流の結果として、引き寄せられて南磁極になる磁極面上を移動する。電流の極性（方向）を制御することで、可動磁石に印加される力の方向を制御できる。電流の大きさを制御することで、力の大きさを制御できる。このようにして、コイル３７０を用いて、磁石３６２が装着されたアクチュエータの可動部品の変位ｄｘ、すなわち、回転（傾斜）ｄＲｙを達成することができる。同様に、コイル３７６を用いて、磁石３６２に変位ｄｙを付与し、したがって、Ｘ軸周りのアクチュエータの可動部品の傾斜ｄＲｘをもたらすことができる。コイル３７０を電気的に直列に繋ぐことで一斉に励磁することができる。コイルの独立した駆動とコイルの異なる配置も当然可能である。コントローラ（図示せず）から受信したコマンド信号に応答して、コイル３７０のための駆動信号（電流）ＭＲＹと、コイル３７６のための駆動信号（電流）ＭＲＸとを生成する駆動回路ＭＤＲＶが提供されている。
【００７５】
[0093]  駆動信号ＭＲＹ及びＭＲＸを印加してコイル３７０及び３７６を同時に励起できるため、原則として、軸の周囲の任意の方向に所望の強度の力を印加することができる。さらに、磁極面及び磁石３６２の適切な設計と配置によって、Ｘ及びＹ方向に完全に独立した位置の制御が可能である。公知のアクチュエータは、エンドストップによって２つ又は３つの動作位置を極めて高精度に画定できるが、それより多数の動作位置を望むときには、これは実行不可能である。原則として、力及びその結果として得られる変位はコイルの駆動電流と相関している。しかしながら、この相関は、あらゆる動作条件下で信頼に足る程度に厳密に定義され一定である訳ではない。例えば、温度変化は磁石３６２の強度、したがって、傾斜に影響する。その結果、図７の点線の入力で示す位置信号ＰＯＳを用いて、フィードバック制御ループを実施することができる。この位置信号は、例えば、アクチュエータ内の可動部品上のどこかの反射面からの１つ以上の放射ビームを反射する光学センサによって得ることができる。図示の実施形態では、光学位置センサ３９０は磁極ベース３７４の背面に装着できる。磁極ベース３７４及び磁極片３８０、３８２は、モータの軸の周囲にアパーチャを提供し、このアパーチャを通して、センサ３９０は可動磁石３６２のベースを「見る」ことができる。様々な光学技術を用いて、磁石の位置の２次元値を得ることができる。
【００７６】
[0094]  図８は、オートコリメータ設計に基づく光学位置センサ３９０の可能な実施形態を示す。可動磁石３６２は、図の最上部に示され、センサに対向する側に反射面３９２（ミラー）を有する。図を見やすくするため、コイル及びコアは省略している。センサ３９０は、点放射線出力口３９３（レーザ又はＬＥＤなどの放射源に接続された、又は接続可能な、あるいはそれを備える）と、ビームスプリッタ３９４と、合焦光学系３９５と、マルチ素子光検出器３９６と、処理ユニット３９７とを備える。
【００７７】
[0095]  動作時に、合焦光学系３９５は、可動磁石３６２の鏡面３９２上から反射した放射線のビーム３９８を用いて、光検出器３９６の表面上に放射線出力３９３の像３９９を形成する。光検出器３９６は、像の位置を検出できる。光検出器は、解像位置情報にふさわしい解像度の２Ｄピクセルアレイであってもよい。また、ＰＳＤ（位置感知デバイス）を用いて、ＰＳＤ上に落下する放射線スポットの重心位置を提供することができる。磁石３６２が中央位置にあるときに、像３９９が光検出器３９６上の少なくともほぼ中央に位置するように、センサ３９０の素子は整列している。変位ｄｘが適用されて磁石が点線で示す位置３６２’まで移動すると、磁石３６２も上述したように角度ｄＲｙだけ傾斜する。このようにして、ビーム３９８は角変位をもって反射し、経路３９８’をたどる。ビームの偏向によって、検出器の中心から離れた場所に変位した像３９９’が形成される。磁石が２次元で傾斜する場合、像３９９’は２次元で変位する。
【００７８】
[0096]  処理ユニット３９７は、検出器３９６から信号を受信し、例えば、ｘ及びｙ座標の像の位置を計算する。可動磁石３６２の角変位ｄＲｙ及びｄＲｘ、すなわち、アクチュエータの現在の角位置の表示としてこれらを使用できる。このようにして、位置信号ＰＯＳ（Ｘ，Ｙ）が利用可能となり、それによって、モータ駆動ユニットは、モータのサーボ制御を実行して信号ＣＭＤによって指令された任意の位置を達成し維持することができる。さらに、モータの設計がそれぞれの駆動信号ＭＲＹ、ＭＲＸによってｘ及びｙ方向に独立した作動を達成する程度まで、Ｘ及びＹの制御ループを簡単に独立して実施することができる。処理ユニット３９７の機能は、所望であれば、サーボ制御を含む他の処理機能と共に、共通の処理ハードウェア内で実施できる。
【００７９】
[0097]  鏡面３９２が平坦なケースでは、ビーム３９８の角偏差は磁石３６２の角変位の２倍になる。例えば、ミラー変位角Ｒｙに対して偏差２ｄＲｙが図にマークされている。鏡面は平坦である必要はないが、入念に屈曲させて位置センサにおける感度と小型化との所望の組み合わせを達成できる。特に、反射角が２ｄＲｙ未満の値に低減するように、鏡面を球形及び凹形にすることができる。実際、凹面鏡の曲率半径が可動磁石のｄＲｘ，ｙと検出器３９６上の放射スポットの変位ｄｘ，ｙとの比例定数を決定する。したがって、より凹形の形状によってスポットの偏位は小さくなり、４つのコイルの間のより小さい開口、特に磁極ベース３７４のより小さいアパーチャが可能になる。この欠点は、潜在的に、位置測定の解像度の低下であるが、この低い解像度は許容される。
【００８０】
[0098]  光学センサを１つのオプションとして論じており、様々なタイプの光学センサ、エンコーダなど、さらに、磁気ベースのセンサなども考えられることに留意されたい。
【００８１】
[0099]  図９及び図１０は、図７に示す汎用タイプのモータを含む幾つかのアクチュエータが適用され、上記のようなＥＵＶ装置の照明システム内のフィールドファセットミラー２２ａ〜２２ｄなどの役割を果たす反射素子を移動させる実用的な実施形態を示す。図９は、各々が個別のアクチュエータ５００ａ〜ｄなどに搭載された１０個の可動素子２２ａなどを有するファセットフィールドミラーサブアセンブリの斜視図を示す。素子２２ｂに接続されたアクチュエータ５００ｂは破断図で示され、個々の部品にはラベルが付いている。図１０は、アクチュエータ５００ｘの最上部に搭載された汎用素子２２ｘを示す。図９及び図１０の両方で、アクチュエータ及び反射型素子の部品には同じ参照符号が使用され、以下の説明を読む際に両方の図を参照できる。理解を容易にするために、図では反射面は上を向いている。図１〜図６に示すように、ファセットフィールドミラー２２及びその反射型素子は一般に地面に対して下向きである。これは、リソグラフィ又はその他の目的の別の装置で同様でなくてもよい。図９及び図１０の説明における上及び下方向への言及と、「上」及び「下」などの用語は図における向きを指し、装置が動作環境に設置されたときの特定の向きを意味しない。
【００８２】
[00100]  図９の左側に、サブアセンブリの各部分がモータＭ、シャーシＣ，懸架部Ｒ及び作動されるオブジェクト自体Ｏ’に対応するように広く識別されている。これらの要素の具体的な形態がこの例に示されているが、それらは各々、異なる形態に替えてもよい。幾つかの変形形態の例について以下に説明するが、利用可能な変形形態の数は事実上無限である。
【００８３】
[00101]  図示の例で、移動させるオブジェクトは、その上に反射型素子２２ｘが形成される本体５２０を備える。図から分かるように、各反射型素子は、細長く、屈曲し、平面に近い表面を備える。アクチュエータ５００ｘは、その上に本体５２０が搭載されるヘッド５２２を有する。この例では、本体及びアクチュエータは、仮想枢動点５２４を中心とする２回転自由度を提供する。第１の自由度は、図１０のページを貫くＹ軸周りの回転である。この自由度の変位は、傾斜角ｄＲｙによって示されている。ここに示す傾斜角は、極端に誇張されていることを理解されたい。第２の自由度は、やはり仮想枢動点５２４を通した図１０のページ全体にわたるＸ軸周りの回転である。
【００８４】
[00102]  アクチュエータ５００ｘは、一般に、細長い形態（例えば、円筒形）であり、サブアセンブリ内の他方の反射型素子のための同様のアクチュエータと並んで配置することができる。図では垂直の軸５２６は、Ｚ方向に延在する。アクチュエータのシャーシ部は、上部及び下部５２８及び５３０に形成された円筒形のケーシングによって形成される。アクチュエータヘッド５２２は、図では中間部分５３４及び下側部分５３６まで下方へテーパする上部５３２を有するアクチュエータロッドに固定されている。この例では、部分５３２及び５３４は、単一の金属塊から加工されるが、部分５３６はねじ山によって部分５３４に装着される。そのような詳細は設計の選択の問題である。アクチュエータヘッド及びロッドは、ベローズ部５４０とすべて５４２とラベルが付された３つのテンドンとの組み合わせによって上部ケーシング５２８上に支持されている。各テンドン５４２は、第１の端部５４４でケーシング部５２８の壁面に固定され、第２の端部でヘッド５２２の真下のアクチュエータロッド５３２に固定され、それぞれの軸５５２に沿って配置されている。また、テンドン５４２は、図示のように、それらの部分に形成されたアパーチャ５４６及び５５０を通過する。ＥＵＶリソグラフィ装置内の真空環境に対応するため、ベローズ部５４０は、例えば、波形金属板製であってもよい。
【００８５】
[00103]  壁の厚さとベローズ部の波形は、ミラー２２ｘの角度の調整に必要な２次元傾斜運動ｄＲｘ及びｄＲｙを可能にする程度の薄さであることを理解されたい。その他の自由度に関して言えば、テンドン５４２は、効果的には、所望の仮想枢動点５２４のＸ、Ｙ、及びＺ方向の平行移動に対してヘッドを制約する三脚台を形成する。一方、ベローズ５４０は回転Ｒｚを制約する。ここで言う「制約する」という用語は、堅固な搭載として有効に動作するのに十分な、該当する自由度に対する極めて高い剛性度を提供することを意味する。完全に堅固な搭載からの偏差は、アクチュエータロッドが駆動力によって動かされてアクチュエータ５００ｘの所望の動作を達成するときの一定の寄生運動に相当する。
【００８６】
[00104]  上部ケーシング５２８及びそれを取り囲むアクチュエータロッド内で、柔軟なリンク５６０がアクチュエータロッド部５３２（及びこれを介してミラー本体５２０）とケーシングとの熱結合を提供する。ケーシング部５２８は、液（例えば、水）冷式ベースプレート（図示せず）内に搭載してもよい。熱リンクは、例えば、細い銅線の束を備えるいわゆるリッツ線であってもよい。リッツ線の代わりに、柔軟な熱パイプなどの代替の柔軟な熱リンクを使用してもよい。熱リンクは、搭載の寄生剛性と比較すれば小さいとはいえ、さらに寄生剛性をもたらす。リッツ線はヒステリシスを導入することがあるが、サーボ制御はこれに対処しなければならない。
【００８７】
[00105]  アクチュエータロッドの下端で、ロッド部５３６は、モータ機能の可動部品を形成する永久磁石５６２を担持する。ケーシングの最下部５３０は、磁石５６２がｘ及びｙ方向の両方に自由に移動できるチャンバ５６４を提供する。仮想枢動点５２４を画定する制約のおかげで、磁石５６２の変位ｄｘは所望の傾斜運動ｄＲｙに相当する。同様に、ページを貫通する変位ｄｙ（図１０）は、同じ枢動点５２４でのＸ軸周りの傾斜ｄＲｘをもたらすのに十分である。この運動を制御可能な方法で実行し、特に、ベローズ部５４０及び三脚台のテンドン５４２によって付与されるセンタリング力に抵抗する駆動力を提供するために、アクチュエータの静的部品は、強磁性コア５７２に巻いたコイル５７０によって形成される二極電磁石を備える。コイル５７０及びコア５７２はＵ字形に形成され、これを励起してＸ軸に沿って正方向と負方向の両方に駆動力を提供して変位ｄｘ、したがって、回転（傾斜）ｄＲｙを達成することができる。ペアとして示されるコイルであるが、直列に接続することで同時に励起することができる。コイルの個別の駆動やコイルの異なる構成ももちろん可能である。
【００８８】
[00106]  図１０の挿入詳細図にコア５７２及びコイル５７０の上面図が示されている。図から分かるように、第２の二極電磁石が、コイル５７０に直交して、Ｕ字形のコア５７８上に配置されたコイル５７６の第２のペアによって形成されている。各電磁石は、磁極面が各々磁石５６２が移動できる円の四分円を占有する磁極片５８０、５８２を有する。これらのコイルを励起することで、磁石５６２に変位を付与し、Ｘ軸周りのミラー２２ｘの傾斜ｄＲｘをもたらすことができる。コイルがコントローラＣＴＬから受信したコマンド信号ＣＭＤｘに応答して、磁石５６２の所望の位置決めを達成するための駆動信号ＭＲＸ、ＭＲＹを生成する駆動回路ＭＤＲＶｘが提供されている。
【００８９】
[00107]  以上から、各アクチュエータ５００ｘは図７に３００で示す汎用タイプのモータを備えることが分かる。モータ部品５６２などは、モータ３００の部品３６２などと一貫した表示を有する。この例での１つの相違点は、図９及び図１０のモータが第１及び第２の電磁石に使用する別々のＵ字形コア５７２、５７８を有するという点である。図７の例は、両方の電磁石の共通の強磁性ベース３７４を有する。また、図７の例は、実際に提供できるよりも大きいアパーチャ（図１０の中央アパーチャ５８８と比較して）を磁極面の中央に有するように示されている。
【００９０】
[00108]  コントローラＣＴＬは、例えば、ファセットフィールドミラー又はサブアセンブリの全アクチュエータ内のすべての同様の駆動回路のためのコマンド信号を生成できる。コントローラＣＴＬは、例えば、特定の所望の照明モードを指示できる高レベルコマンドＣＭＤを受信し、各フィールドファセットミラーに必要な個々の位置を推定するようにプログラミングできる。図示の例では、アクチュエータロッド磁石５６２とコイル５７０、５７６で形成されるモータの励起部との間に電磁結合を使用し、機構の異なる部分の間の環境の隔離を可能にする。図示の実施形態では、非強磁性メンブレン６００の形態の障壁がこの隔離を提供する。図１０でメンブレン６００が示されているが、図９では図を見やすくするために省略されている。メンブレン６００は、幾つかの隣接するアクチュエータにまたがって連続して延在し、図９に示すタイプのマルチアクチュエータアレイの構造を簡単化する。メンブレンは、例えば、薄肉のステンレス鋼であってもよい。図８に示すタイプの光学位置センサを使用するときにはガラスを使用してもよい。したがって、駆動回路及び電磁石を、真空環境の外側に、又は、ＥＵＶ装置などの装置の照明システム内の高感受性の環境とは別個のサブ環境内に配置することができる。この環境の隔離によって、モータコンポーネントに対する設計上の制約を緩和し、材料の選択を緩和することができる。メンテナンスへのアクセスを改善できる。
【００９１】
[00109]  コイル５７０は、励起されると、熱源を構成し、アクチュエータロッドへの電磁結合の選択によって、有用な熱隔離度が提供される。アクチュエータアセンブリ全体は、利用可能な空間内に十分な個々のアクチュエータを搭載できるように、小型でなければならない。ケーシングの内幅（例えば、直径）は、例えば１６ｍｍであってもよく、磁石５６２の外幅（例えば、直径）は、例えば、１０ｍｍであってもよく、運動範囲ｄｘ、ｄｙ＝＋／−３ｍｍを可能にする。
【００９２】
[00110]  上記のように、ここに示すタイプのアクチュエータの詳細な実施は、ベローズ部５４０と三脚台（テンドン５４２）の剛性に反映された搭載の堅牢性と、モータ（本明細書では、コイル及び磁石５６２）を通して利用可能な駆動力との妥協を含む可能性がある。ＰＣＴ特許出願公開ＷＯ２０１１／０００６７１Ａ１号では、２位置アクチュエータは移動方向に比較的低い剛性を有し、直交する方向にはるかに高い剛性を有する。これは妥協の満足な解決策である。しかしながら、本発明の２軸多位置アクチュエータの場合、弾性的な搭載は両方の方向に多少とも等しい剛性を有する必要がある。その結果、支持体の堅牢性と変位の容易さとの間の妥協は、特に、限られた空間及び熱放散要件が課せられる場合、はるかに達成しづらい。
【００９３】
[00111]  必要な駆動力を低減し、電磁石のサイズの増加と熱放散又はその他のモータの機能の問題を回避するために、以下に説明する本発明の例に剛性補償技術を適用できる。参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国仮特許出願第６１／７１３，９３０号に詳述されているように、アクチュエータロッド部５３２及び５３６との間の界面に搭載された磁石６０２と、固定素子６０４ａ及び６０４ｂとの間に電磁結合が確立される。素子６０４ａ、６０４ｂは、磁石６０２がロッドと共に移動できるキャビティ６０６の上方と下方に位置する。これらの部品と部品が形成するキャビティは、軸５２６に対して（回転）対称であり、したがって、磁石６０２は、例えば、北磁極が最上部で南磁極が最下部である環の形態である。素子６０４ａ及び６０４ｂは環状のキャビティ６０６を画定する上側及び下側のリングを形成する。
【００９４】
[00112]  漸進的な変位ｄｘ及び／又はｄｙによって、磁石６０２のより大きい部分がリング６０４ａと６０４ｂとの間の空間に進入する。その磁力線はケーシング部５３０を介してリング６０４ａ及び６０４ｂの材料内への結合を深める。これによって、磁石５６２を軸５２６から半径方向に遠ざけるように偏倚させる、すなわち、ロッド及びミラー２２ｘを好ましくは傾斜した配向へ偏倚させる引力が提供される。この磁気のカウンタバイアスはベローズ部５４０によって提供されるセンタリング力に部分的に対抗する。好適な磁石６０２を選択し、リング部分及びキャビティ６０６を適当な大きさに決定することで、電磁結合によって提供されるデセンタリングバイアスとベローズ部５４０及び三脚台（テンドン５４２）によって引き起こされるセンタリングバイアスとの関係、すなわち、変位ｄｘ、ｄｙと電磁コイル５７０の付勢強度が達成できる。弾性搭載の堅牢性を犠牲にすることなく、ファセットミラー２２ｘの所望の位置を達成するのに必要な付勢力を低減できる。図示の実施形態では、下側の電磁結合リング６０４ｂはねじ山６０８によってケーシング部５３０内で上下（ｚ方向）に調整できる。これによって、磁気バイアス特性の微調整が可能である。
【００９５】
[00113]  本発明の精神及び適用範囲を逸脱することなく、様々な変形形態及び修正形態が可能である。これらの一部については上述した。網羅的なリストの提供を意図することなく、その他の変形形態及び修正形態について本明細書で説明する。図示の例での電磁結合はデセンタリングバイアスであるが、作動するオブジェクトの弾性的搭載に固有のセンタリングバイアスに抵抗するために、その他の適用例及びその他の実施形態は、逆方向の磁気カウンタバイアスを有する一方向にのみ偏倚された弾性的搭載を含んでいてもよい。
【００９６】
[00114]  アクチュエータ５００ｘ内の自由度と制約度との特定の組み合わせの要求はそれが適用される特定の光学システムの関数である。そのような光学システムのその他の実施形態は、完全に異なる適用例のためのアクチュエータ及び搭載とは言わないまでも、異なる自由度及び制約度を提言する。所望の自由度及び制約度が図示の通りの場合であっても、所望の自由度及び制約度を有する弾性的搭載を提供する多数の代替の機構は当業者には明らかであろう。例えば、ＰＣＴ特許出願公開ＷＯ２０１１／０００６７１号に開示された代替のアクチュエータ設計は、アクチュエータのケーシングから切り出して形成した板ばねに依拠する。そのような構造と、本出願に示すベローズ構造とは、可動部品同士の摩擦接触が実質的に皆無であるという利点があり、汚染微粒子が動作環境内に侵入するリスクを低減する。
【００９７】
[00115]  原則として、モータ磁石５６２及びカウンタバイアス磁石６０２の各機能は、単一の磁石又は磁石システム内に組み合わせることができる。下側ケーシング部５３０は、隣接するアクチュエータ及び／又はその他のコンポーネントの間の干渉を防止するシールドとしての役割を果たすということを理解されたい。アクチュエータ間に編成された板の配置（卵の箱のような）、追加的に又は代替的に、遮蔽を提供することができる。しかしながら、隣接するアクチュエータ間のクロストークは、各アクチュエータに図示のタイプの個別のシールドを提供することで大幅に低減できる。したがって、任意のアクチュエータペア間の有効な２種類のシールドが存在する。さらに、シールド自体が可動磁石５６２に磁気の影響を与えるため、対称（円筒）形状が２Ｄ範囲の運動全体の均一な性能を達成するのに役立つ。この点で、ケーシング部５３０は、上記の磁気カウンタバイアス構成の一部としての役割を果たす。
【００９８】
[00116]  同様に、コイル及びコア５７０〜５７８によって形成される電磁石の周囲に、又は少なくとも、磁極片の周囲にシールド（図示せず）を提供できる。さらに、電磁石から余分な熱を除去する熱管理手段を配備できる。
【００９９】
[00117]  図１１及び図１２は、図７に示す汎用タイプのモータを含む幾つかのアクチュエータが適用され、上記のようなＥＵＶリソグラフィ装置の照明システム内で、ファセットミラー２２ａ〜２２ｄなどの役割を果たす反射素子を移動させる本発明のある実施形態を示す。この実施形態の多数の特徴は、図９及び図１０に示す実施形態との類似性から認識できる。「７」で始まる参照番号を有する特徴は、一般に、図９及び図１０の「５」で始まる参照番号を有する特徴に対応し、「８」で始まる参照番号を有する特徴は、図９及び図１０の「６」で始まる参照番号を有する特徴に対応する。各例の相違点は、特に、アクチュエータの懸架部の差であり、またモータＭにおける幾つかの差である。コントローラＣＴＬ及び駆動回路ＭＤＲＶｘは上述の例と同じでよい。
【０１００】
[00118]  懸架部について言えば、図９及び図１０の機構の上部を密閉する単一のベローズ５４０がアクチュエータヘッド７２２及びシャーシ部５２８の両側面との間に延在する２つの狭いベローズ７４０ａ及び７４０ｂに替わっている。２つがベローズ７４０ａ及び７４０ｂの中央にある４つのテンドン７４２が、シャーシ部５２８上の固定点からヘッド７２２まで延在する。上記実施形態の３つのテンドン５４２のケースと同様に、テンドン７４２は仮想枢動点７２４の方を指し、この点のｘ、ｙ、ｚ位置を画定する。ベローズ７４０ａ及び７４０ｂはＲｚ自由度を制約する。ミラー本体２２ｘはスペースの関係で省略している。ミラーだけでなく、あらゆるコンポーネントを、このタイプのアクチュエータが移動させるヘッド５２２又は７２２に装着できる。
【０１０１】
[00119]  したがって、図９及び図１０の実施形態がテンドンの三脚台と圧縮状態の単一のベローズを備える懸架構成を有していた場合、この実施形態は、張った状態のテンドンの三脚台と、Ｚ軸周りの回転を防止する助けになるＶ字形状の２つのベローズとを備える。テンドンは、アクチュエータの中心（Ｚ）軸７２６の周囲に均等な間隔で配置されている。また、懸架構造は、本体７２２をＲｘ及びＲｙの方向に傾斜させる２自由度を提供する。Ｚ方向の移動及びＸ及びＹの平行移動は、実質的に又は完全に防止される。この実施形態のベローズ７４０ａ、７４０ｂはリッツ線を充填するか、又は流体を充填して、上記実施形態に示すリッツ線５６０の代わりに、又はそれに加えて、熱伝導体として働く。それらは熱伝導を向上させるために熱パイプとして構成してもよい。
【０１０２】
[00120]  磁石６０２に関連して上述した磁石のカウンタバイアスを提供するために、シャーシ部５２８内のキャビティ内に別の磁石（８０２、図示せず）を提供してもよい。
【０１０３】
[00121]  アクチュエータのモータ部に関して、これもまた図７に示す形態と機能とを有する。可動磁石７６２がアクチュエータ７００ｘの可動シャフト７３２に装着され、その運動はＸ方向の変位（回転Ｒｙ）のためのコイル７７０を備える第１の電磁石と、Ｙ方向の変位（回転Ｒｘ）のためのコイル７７６を備える第２の電磁石とによって制御される。この実施形態と図９及び図１０の実施形態の第１の相違点は、モータが、図９及び図１０に示す別々のコア５７２及び５７８ではなく、図７に示すコアベース３７４と同様の単一のコアベース７７４を有するという点である。このコアベース７７４は光学センサが少なくとも２次元でアクチュエータの傾斜を測定することを可能にするアパーチャを有する。図１１及び図１２では図を見やすくするために省略したセンサは、図７及び図８に示すのと同じ形態であってもよい。位置センサは、スペースが許せば、機構内の別の場所に提供することができる。
【０１０４】
[00122]  図９及び図１０の実施形態からの別の相違点は、磁極片７８０、７８２の面を上から見た図１２の挿入詳細図から分かる。上記のように、各磁極面は環の四分円を実質的に占有し、その四分円はチャンバ７６４内の可動磁石７６２のすべての所望の位置を含む。磁極片は互いに接触せず、それらが独立して磁化される助けになるが、その間のギャップは環状区域の最大範囲に制限される。同様に、中心の開口は最小限にされ、光学位置センサが可動磁石７６２を「見る」ために必要な空間だけを許容している。中心の開口７８８は、図１２では図１０の中心の開口５８８よりも小さく描かれていることが分かる。また、メンブレン８００は、ガラスか、又は位置センサによって使用される放射線を透過させるその他の物質であってもよい。ロックナット８０４を用いてＶ字形の懸架アセンブリを冷却板に固定できる（例えば、図１２で上向きにねじ止めすることで）。図示の例では、中心の開口７８８の半径は、円の半径の２５％未満、オプションとして、２０％又は１５％未満である。磁極片が強磁性材料の接続片ではないように、隣接する磁極片の間のギャップ７８４を使用できる。この設計の目的は、円を可能な限り充填することであり、各ギャップは円の直径の１０％未満、オプションとして、５％であってもよい。ギャップに強磁性材料のスペーサを充填して磁極片を分離しておくことができる。
【０１０５】
[00123]  図１３〜図１７は、図１１及び図１２のアクチュエータ内に応用する図７に示す設計の例示的なモータの性能シミュレーションの３次元図である。シールド及びケーシングを含むモータの静的部品は１６ｍｍの直径を有し、約３０ｍｍの長さ（磁極面から）を有する。
【０１０６】
[00124]  図１３に、ニュートン（Ｎ）の単位で測定される１次元（例えば、ｘ）の駆動力Ｆｘが垂直軸上に示されている。この力はその方向に応じて正でも負でもよい。コイル電流の異なる値（−２５０〜＋２５０アンペア回数範囲）が左側の水平軸で示されている。コイル電流は図７〜図１２のコイル駆動信号ＭＲＹに対応する。右側の水平軸は、駆動方向の様々な磁石位置を示す。右側の水平軸には、ミリメート単位で測定され、この例ではラジアン単位で測定される傾斜角Ｒｙを示すように変換された磁石の直線変位をマークしてもよい。位置Ｒｙ＝０は、動体が正確に中央位置にある位置に対応し、Ｒｙ＝０．０５ラジアンは、一方向の径方向極限位置を表す。磁石３６２／７６２の同等の変位は、アクチュエータシャフト７３２の長さに応じて、例えば、２．５ｍｍであってもよい。回転は小さい（プラスマイナス５０ｍラジアン）であるため、平行移動を直線的にスケーリングして回転値を求めることができる。この例の枢動点は、磁石７６２の放射線反射面から約７０ｍｍ離れた位置にある。
【０１０７】
[00125]  図１３に示す力は、磁石を引き寄せる遮蔽の影響を含むが、いかなる特定の懸架又はその他のカウンタバイアス構成の寄与も含まない。異なる電流レベルに対して駆動力が変動する様子が分かる。図から、ゼロ（中央）位置から遠ざかるときに、コイル電流がゼロだと径方向の力（Ｆｘ）が負方向に増加することが分かる。この設計はアクチュエータ軸周りに四方対称であるため、負のＲｙ方向では偏位について同じ性能が期待でき、また正及び負のＲｘ方向でも同様である。力が正であるあるか負であるかは使用する座標の慣例による、すなわち正及び負の力は単に反対方向の力であることに留意されたい。
【０１０８】
[00126]  図１４は、遮蔽効果なしの純粋な電磁モータ力を示す。このグラフは、アクチュエータが全作動範囲で作動するということを示す。しかしながら、モータ力定数（Ｆｘ／ｌ）は回転Ｒｙが増加すると共に低下する。これは、コントローラ及び／又は駆動回路内で補正できる。この補正はフィードフォワード補正によって適用でき、又はコントローラは、駆動電流を増加させて位置センサからのフィードバックに基づいて所望の位置を達成することで、これに対処できる。機構一式の整定時間は比較的長く、例えば、０．１〜１秒であるため、サーボ制御はあまり迅速に応答する必要はない。
【０１０９】
[00127]  図１５は、磁石３６２／７６２を磁極面へ向かって引っ張る通常の力Ｆｚを示す。懸架装置、例えば、ベローズ７４０ａ、７４０ｂはこの通常の力に抵抗し、可動磁石と磁極面との間の所望のギャップ７８６を維持するように設計しなければならない。
【０１１０】
[00128]  ｘ（Ｒｙ）及びｙ（Ｒｘ）方向の両方で位置の独立した制御を可能にするために、アクチュエータの駆動力は駆動方向に垂直な変位から独立していなければならない。図１６では、右側の水平軸はＲｘで、駆動力Ｆｘに垂直な方向Ｙの磁石の変位に対応する。力の方向に垂直に移動しているときには駆動力は全く変化しないことが分かる。図１７は、電流及び位置の関数としての駆動方向に垂直な力を示す。この力は、電流から実質的に独立しており、アクチュエータが純粋にｘ方向の力を生成していることが確認できる。また、図１７から、ｙ（Ｒｘ）方向の動体位置と共に変動する力を確認できる。これは、強磁性シールド７３０の引力による力である。
【０１１１】
[00129]  図９及び図１０の例で説明したのと同じ変形形態及び修正形態を図１１及び図１２の第２の例に適用できる。さらに、様々な例の特徴を組み合わせることができる。例えば、図１１及び図１２のモータを図９及び図１０の懸架構成に装着できる。
【０１１２】
[00130]  図１８〜図２１は、図７及び８に示す例示のセンサ３９０の代わりに使用できる光学位置センサのある実施形態を示す。図１８を参照すると、図７及び図８に示す部品に対応する部品が、「３」の代わりに「１３」というプレフィックスが付いた表示がされている。したがって、アクチュエータモータの静的部品には１３００のラベルが付され、コイル１３７０及びコアベース１３７４を含む。モータの可動磁石は１３６２のラベルか付され、磁極片１３８０に対向する。この図には、モータの静的部品及び光学位置センサが提供される非真空環境から可動部品の周囲の真空環境を分離する分離壁１８００が示されている。
【０１１３】
[00131]  図７及び図８の例と同様、光学位置センサ１３９０が可動磁石１３６２上の反射面１３９２を照明するためのコアベース１３７４及び磁極片１３８０の中央のアパーチャを通って光路が提供されている。光学位置センサ１３９０のコンポーネントは以下の通りである。放射線出力１３９３は、例えば、出口レンズ１３９５ａを有する垂直キャビティ面発光レーザＶＣＳＥＬを備える。図から分かるように、図８の構成とは対照的に、この修正形態の放射線出力１３９３はセンサの光軸上に位置し、ビームスプリッタ（３９４）は存在しない。光検出器１３９６は中央のアパーチャを備え、光軸を取り囲む。出力と検出器との間にコリメートレンズ１３９５ｂが搭載され、出力からにわずかに拡散するビーム１３９８ａを受光し、それを、磁極片に対向する可動磁石１３６２の面上にある反射面１３９２へ向かって延在するビーム１３９８ｂへコリメートする。この例の反射面１３９２は凹面である。反射面は可動磁石１３６２の磁気材料上に、又は磁石に追加された何らかの層、例えば、磁石のカプセル化層上にコーティングし、及び／又は直接研磨することで形成できる。
【０１１４】
[00132]  壁１８００及び磁極片１３８０の平面内に、ビーム１３９８ｂがそこを通過して１３９８ｃで反射面に達するレンズ１３９５ｃを提供できる。レンズ１３９５ｃは、屈折力を有していてもよく、又はそうでなくてもよい。その主要な機能は、光ビームに真空環境と非真空環境とを通過させる窓の役割を果たすことである。表面１３９２に反射した後、放射線はレンズ１３９５ｃに再入射し、ビーム１３９８ｄを形成する。ビーム１３９８ｄはコアベース１３７４を通って戻り、１３９９で環状の放射線パターンを形成し、そこで光検出器１３９６に当たる。
【０１１５】
[00133]  図１９（ａ）は光検出器１３９６の平面図を示し、図１９（ｂ）は光軸に平行な断面に沿った検出器の断面図を示す。様々な形態の構想が考えられ、以下に述べるのは一例に過ぎない。例えば、ガラス又はプラスチック製の透明な基板１９００が提供される。マスク１９０２は、センサの光軸Ｏを取り囲む環状のアパーチャ１９０４を除き、放射線出力１３９３からの放射線を阻止する。図１９（ｂ）に示すように、出力１３９３から発せられたビーム１３９８ａの円形の照明プロファイルは、それによって、反射面１３９２へ向かうビーム１３９８ｂの環状照明プロファイルへ変容する。別の基板上で形成される代わりに、マスク１９０２は光学コンポーネントの表面上、例えば、レンズ１３９５ｂの背面上で形成できる。不透明な部分と透明な部分とを有する簡単なマスクの代わりに、マスク１９０２として回折光学要素（ＤＯＥ）を用いて、代替策として環状の照明プロファイルを得ることができる。ＤＯＥは、出力放射線のより多くの部分を用いて所望のプロファイルを提供できるが、簡単なマスクは、ビーム１３９８ａの最も輝度が高い中央部分を阻止する。検出器モジュールの光感受性部品、この例では、４つの光検出器素子１９２０〜１９２６を有する「クワッドセル」が基板１９００上のこの環状のアパーチャを取り囲む。光検出器素子は、各々、アパーチャを取り囲む円の四分円を実質的に占有する。各四分円には、例えば、Ｑ１〜Ｑ４のラベルを付すことができる。素子１３９３、１３９５ａ、１３９５ｂ、１３９５ｃ及び１３９２を備えるシステムの光学設計は、動作時に、リング状のアパーチャ１９０４が、表面１３９２に反射した後で、一定の倍率で結像されて光検出器素子１９２０〜１９２６によって形成される「クワッドセル」上にリング像１３９９を形成する。
【０１１６】
[00134]  図２０（ａ）は、図１８のコピーであり、反射面１３９２が非傾斜位置にある、すなわち、アクチュエータの可動磁石１３６２が中央にあるときの、環状ビーム１３９８ｂの経路を示す。他方、図２０（ｂ）は、反射面１３９２が傾斜している、すなわち、アクチュエータが一定の角度ｄＲｙ又は変位ｄｘだけ中央から外れた位置まで移動した状況を示す。反射面の屈曲のために、ビームの偏向角は角偏向ｄＲｙの２倍よりも小さい。偏向の結果として、図２０（ｂ）に示すように、放射線のリング１３９９は、中央位置から中央から外れた位置１３９９’まで移動する。実際、図では、２つの方向の回転、すなわち、ｄＲｘ及びｄＲｙが共に非ゼロである状況が示されている。
【０１１７】
[00135]  図２１（ａ）は、感光素子上の中央位置にあるリング像１３９９の位置を概略的に示し、図２１（ｂ）は、中央から外れた位置にあるリング像１３９９の位置を概略的に示す。一例では、アクチュエータコアベース１３７４は、直径が４ｍｍ、長さが３０ｍｍの中央のアパーチャを有する。傾斜範囲は−３〜＋３度であるが、リング像の運動範囲は、反射面１３９２に半径１０５ｍｍ程度の曲率を適用することで低減する。この１０５ｍｍの半径は凹面鏡の枢動点からこの凹面鏡の鏡面までの距離よりもまだ大きい（この距離は約７０ｍｍである）が、平面鏡の無限の半径よりも有意に小さい。ミラー半径が枢動点から鏡面までの距離（この例では７０ｍｍ）に等しい場合、ミラーが回転してもリング像は全く動かないことに留意されたい。したがって、曲率半径の選択によって、測定範囲と解像度とのトレードオフが決定される。例えば、上記の曲率半径を選択し、感光素子１９２０〜１９２６として光電検出器を用いることで、この実際の例では、位置測定の高い解像度、例えば、２５００分の１が達成される。次いで、各素子は、その区域に落下する放射線エネルギーに直線的に関連付けられた電流を生成する。そのようなクワッドセルは一般に公知であるが中央のアパーチャとリング状の照明を有さない。上記の位置感受性デバイス（ＰＳＤ）又は図８の例で使用するピクセルアレイセンサなどの代替タイプの感光素子を使用することができる。しかしながら、光電池は極めて優れた雑音特性と応答速度とを有する。
【０１１８】
[00136]  ４つの素子１９２０〜１９２６からの信号の簡単な算術的な組み合わせによって、位置Ｘ、Ｙ信号を生成できる。４つの四分円センサからの光電流が信号Ｑ１〜Ｑ４で表される場合、Ｘ及びＹの変位を表す信号は以下の比率として簡単に導出できる。
X = ((Q1+Q4)-(Q2+Q3)) / (Q1 +Q2+Q3+Q4)
Y = ((Q1+Q2)-(Q3+Q4)) / (Q1 +Q2+Q3+Q4)
【０１１９】
[00137]  リング像１３９９が図２１（ａ）に示すように中央にあるときには、すべての四分円が等しい放射線を受光し、Ｘ及びＹの値はゼロである。図２１（ｂ）に示すように、リング像１３９９’が中央から外れた位置へ移動するとＸ及び／又はＹの値は、変位の方向と大きさとに応じて、正又は負の方向に増加する。この計算の比率形式は、照明源、検出器感度などの全体の輝度の変動を自動的に除去することに留意されたい。クワッドセル信号から導出された生のＸ、Ｙ信号は角変位ｄＲｘ、ｄＲｙと直線的な関係にない場合がある。信号処理を適用し、較正関係を記憶して、ミラーの角位置を上記の式によって計算される生のＸ、Ｙ値へ変換することができる。代替的に又は追加的に、ミラーの各々の所望の位置の所望の生のＸ、Ｙ値は直接記憶できるため線形化較正は必要ない。これらの異なるタイプの較正は設計によって実施でき、又は照明システムを組み立てるときの組立プロセス中に得ることができる。アナログドメイン、ディジタルドメイン又は両者の混合形態で信号処理を実行することができる。
【０１２０】
[00138]  検出器でのリング像１３９９のサイズは、レンズ１３９５ａ、１３９５ｂ及び／又は１３９５ｃの倍率を変更することで調整できる。この設計の目的は、反射した放射線がモータの周囲のコンポーネントに入射しないように、また検出器１３９６の中央のアパーチャに再度入射しないように配慮しながらリング像の移動範囲を最大限にすることである。放射線のわずかな部分が反射してレーザタイプの光源１３９３へ戻るだけでも光源の動作が阻害される。環状照明プロファイルの中央の暗い部分によってこれを回避しながら、光源と検出器との同軸配置を行なうことができる。レンズ１３９５ａは、市販のＶＣＳＥＬの一部であってもよく、一方、レンズ１３９５ｂ、１３９５ｃは傾斜感知用途の特定の要件に合わせることができる。しかしながら、レンズ１３９５ｂは、ＶＣＳＥＬを有するモジュールに組み込んで、全体のシステムのアセンブリの許容差を緩和することができる。したがって、図２１（ｂ）は最大偏差を示す。凹面の反射面１３９２を使用して、凹面曲率半径を変更することでリング像１３９９の偏差の範囲を調整することができる。
【０１２１】
[00139]  その他の変形形態で、フィールドファセットミラー自体の背面によって、又はフィールドファセットミラーに機械的に固定されたミラーによって、反射面を形成することができる。図１８〜図２１の傾斜センサをファセットミラーだけでなくその他の用途に適用できる。図示の実施形態では、アクチュエータモータ１３００及びセンサ１３９０は共用ハウジング１８０２内に上下に重ねて配置されているため、完全な制御ループ（図７に示すような位置計算モジュールＰＯＳ及びモータ駆動回路ＭＤＲＶ）を、同じハウジング内の、又はそれに装着された内蔵型モジュール１８０４内に局所的に実施することができる。すなわち、ファセットｘの位置コマンドＣＭＤｘのみをアクチュエータモジュールに送達すればよく、その結果、アクチュエータモジュールは、位置計算と、モータ駆動回路と、フィードバック制御とを実施するために必要なすべてのコンポーネントを内部に含む。これによって、特に、数十又は数百にファセットミラー及びアクチュエータを有する実施形態を考えるときに、イルミネータ内への電気接続数が大幅に低減する。
【０１２２】
[00140]  改良されたセンサ１３９０は、幾つかの有利な特徴を有していてもよい。高い解像度を実現するため、改良されたセンサ１３９０は、傾斜した反射面１３９２から反射した放射線がアクチュエータ壁面に当たらす、検出器から外れないように配置できる。光学傾斜センサは、アクチュエータと同軸に搭載できるため、簡単な光学コンポーネントのみを有した小型で安価に製造することができる。さらに、反射した放射線が放射線出力に再入射することを回避することで、例えば、従来のＬＥＤ光源用ではなく、ＶＣＳＥＬなどのレーザを使用できる。その他のタイプの放射源も使用できるが、ＶＣＳＥＬは、当然、コリメートされた径方向に対称のビームを提供し、極めて低い電力で動作し、耐久性が極めて高いという点で、この用途にはＶＣＳＥＬが魅力的である。レンズは、例えば、ＰＭＭＡ製であってもよい。上記の寸法を有する一例では、位置センサ１３９０の光学部品は、図８の実施形態におけるよりもはるかに短い長さ２０ｍｍ未満に製造できる。これによって、空間が解放され、例えば、全アセンブリを短くでき、又は信号処理及び駆動電子回路を含むことができる。
【０１２３】
[00141]  センサを適用して、幅広い用途で、あらゆる可動部品の傾斜を測定できる。センサは、可動部品の傾斜（角度）運動に、又は平行移動の運動に関連付けできる反射面の傾斜を測定できる。屈曲した反射面を有するセンサは、反射面を担持する本体の傾斜と平行移動の両方を感受する。例えば、可動磁石１３６２の場合、ビームが反射する角度は凹面鏡１３９２の光軸のデセンタリングと、測定するよう意図された角変位とに影響を受ける。屈曲した反射面と組み合わせたセンサは傾斜の影響と平行移動の影響とを区別できないため、センサの意図される使用は、傾斜だけの適用分野、平行移動だけの適用分野又は傾斜と平行移動との間に固定した比例関係がある適用分野である。上記実施形態では、変位は厳密に傾斜に比例し（ターゲットミラー１３９２が回転する中心にある枢動点のために）、両方の影響を組み合わせると、傾斜角を正確に決定できる。固定した比例関係によって、ミラー１３９２の傾斜の代わりに、その軸外の平行移動を較正することができる。フィールドファセットミラー２２ｘのアクチュエータの適用例で、最も関心を集めたのが傾斜である
【０１２４】
[00142]  アクチュエータのコンポーネントは用途及びそれが動作する環境に応じて指定しなければならない。ＥＵＶ装置内の環境の場合、考慮事項は、真空への対応（ガス発生が実質的にゼロである）及び窒素雰囲気などの低圧ガスの許容差（例えば、２〜２０Ｐａの部分圧力）を含む。これは、磁石の材料の選択に影響する可能性がある。例えば、可動磁石の材料にＳｍＣｏを使用してもよい。ＦｅＮｄＢなどのその他の材料はカプセル化しなければＨ２脆化を受けることがある。好ましくないことにカプセル化はギャップ５８６、７８６を広げ、漏洩のリスクを高める。
【０１２５】
[00143]  本発明の実施形態によれば、フィードバックを有する制御下のシステム内で平面駆動力を生成する新しいモータを成功裏に設計することができる。本明細書に記載するコンセプトによってシステム設計者は、制御可能な駆動力を２自由度で提供し、幾つかのアクチュエータを横に並べたときの漂遊磁界を制限し、磁気シールドの追加の利点として駆動力を低減し、極めて限られた容量内、例えば、幅が最大１０〜２０ｍｍ、例えば、１６ｍｍ、高さが２０〜４０ｍｍ、例えば、３０ｍｍの容量内に設計し、電力放散を、例えば、アクチュエータあたり５Ｗ未満又は３Ｗ未満に制限し、及び／又は消費電力を制限することができる。
【０１２６】
[00144]  本明細書に開示するタイプのアクチュエータのアレイを用いて瞳ファセットミラー２２を制御することで、多種多様なＥＵＶ照明プロファイルを達成できる。各フィールドファセットミラー２２ｘが照明するのに利用可能な５つ以上の瞳ファセット２４ｘなどがある。照明プロファイルは、様々な環状又は一部環状のプロファイルと双極及び四重極プロファイルとを含む。特定のパターン及び／又はプロセスパラメータに合わせたこれらのプロファイルを使用することで、上記アクチュエータを採用したＥＵＶ装置内のパターン形成性能が向上する。しかしながら、フィールドファセットミラーの自由度と単一のフィールドファセットミラーに関連付けられた瞳ファセットの数の増加によって、放射線を関連付けられた瞳ファセットミラーのすべてに均等に合焦させることが困難になっている（距離が異なるため）。
【０１２７】
[00145]  図２２は、別の実施形態におけるＥＵＶリソグラフィ装置の照明システムを示す。ファセットフィールドミラーデバイス２２及びファセット瞳ミラーデバイス２４が再度示されている。また、選択した１つの瞳ファセット２４ａ及び２４ａ’からターゲット区域Ｅを照明するために１つのフィールドファセットミラー２２ａを傾斜させた影響が示されている。上記のように、本出願で開示した２Ｄ平面アクチュエータを用いて、フィールドファセット２２ａの各々を３つ以上の瞳ファセットに関連付けることができる。図２３は、幾つかの六角形の瞳ファセットを有するそのようなシステムでの使用に適したファセット瞳ミラーデバイス２４を概略的に示す。六角形のファセットは１つの可能な例に過ぎない。正方形、三角形、矩形及び円などのその他の形状も可能であり、ファセットフィールドミラーデバイス内で形状を混合してもよい。
【０１２８】
[00146]  フィールドファセットと瞳ファセットとの各々の組み合わせは、放射線がターゲット区域Ｅに達するための「チャネル」を形成する。各々の所望の照明モード（照明プロファイル）で、選択したチャネルが起動されて、瞳の明るい区域の形状が制御され、明るい区域全体にわたる照明の均一性が最適化される。高ＮＡ照明システム（少なくとも０．４前後の開口数ＮＡを有する）を提供する実際のシステムでは、数百のフィールドファセットミラーがあってもよく、各フィールドファセットミラーは３つ以上の瞳ファセットを自らに関連付けていてもよい。例えば、単一の瞳ファセットを動かすことによって、４つ、５つ、又は６つの瞳ファセットを選択できる。（関連付けられた瞳ファセットの数はフィールドファセットごとに異なっていてもよい。）このようにして、各フィールドファセットに関連付けられた瞳ファセットの数を増やすことで、照明システムによってより広範囲の照明プロファイルを提供できる。しかしながら、設計上の困難さを伴う。
【０１２９】
[00147]  結像の解像度の向上にとって、「シャープな双極」及び「シャープな四重極」などの照明プロファイルが関心を集めている。ここで、照明プロファイルの明るい部分は全瞳区域の小さい割合に閉じ込められている。（この割合を一般に「瞳充填率」と呼ぶ。）これらの明るい領域を、例えば、瞳の周辺領域とＸ及びＹ軸上に局限する（Ｘ双極又はＹ双極）ことができる。従来、瞳ファセットは一定のサイズを有するため、明るいファセットのこの極めて局限された分布を達成する唯一の方法は、フィールドファセットの「トライステート」位置を用いて放射線の一部を廃棄することである。すなわち、可能なチャネルのサブセットのみが使用される。一般に、照明エネルギーは貴重であり、それを廃棄することは望ましくない。これらの「シャープな」照明モードでチャネルの完全なセットを使用することは、数百の瞳ファセットミラーを周辺区域（又は照明モードに応じてその他の局所区域）内に配置する処理を含む。これは、各瞳ファセットミラー２４ａ、２４ａ’などのサイズが極めて小さいことを意味し、これは、放射線がファセットの側面からこぼれることを回避するために、対応するフィールドファセットミラー２２ａが中間焦点ＩＦの像を極めて小さいサイズに合焦させなければならないことを意味する。放射線を瞳ファセットミラーよりもわずかに小さいサイズに合焦させることが可能であるとしても、プラズマ位置又は形状のいかなる変動又はドリフトも放射線の一部をファセットの縁部からこぼれさせる結果になる。これは輝度の変動を導入し、動作時の露光線量の均一性を低下させるため、望ましくない。さらに、各フィールドファセットミラーが瞳ファセットミラー２４全体にわたって２次元で分散した幾つかの瞳ファセットミラーに関連付けられているときには、フィールドファセットミラーが関連付けられた瞳ファセットミラーの各々の上に放射源（ＩＦ）の合焦像を生成できるようにすることは困難又は不可能である。各フィールドファセットミラー２２ａ、２２ｂの合焦距離はその曲率半径によって決定され、フィールドファセットミラーから様々な関連付けられた瞳ファセットミラーまでの距離は異なる。あるフィールドファセットミラーに可変の曲率半径が提供されない限り、その合焦距離は固定される。これは、瞳ファセットのすべてが放射源の完全に合焦した像を受光できる訳ではないという意味である。
【０１３０】
[00148]  図２２及び図２３に示す改良された照明システムは、上記の１つ以上の問題に対処し、小さい充填率のチャネルを含めて、その他のモードでの放射線及び線量の均一性を犠牲にすることなく、すべての照明モードで、完全なチャネルのセットを使用することができる。これを達成するために、ある種の瞳ファセットは他よりもサイズが小さくなるようにされる。特に、周辺領域のファセットは中央領域と比較してはるかに小さい。これは、低い瞳充填率を有する「シャープな」照明プロファイル内で必要なのは、通常、周辺領域であることによる。同時に、他の領域内のファセットは比較的大きく作られている。比較的大きいファセット上にはぼけた像でさえ適合するため、これは合焦要件を緩和する利点がある。一例では、瞳の外径は値σ＝１によって画定され、瞳の中心はσ＝０として画定され、より小さいファセットはパラメータαよりも大きいσを有する領域内に位置する。したがって、瞳ファセット２４ａはファセット２４ａ’よりもはるかに小さい。
【０１３１】
[00149]  図２３で、多数の瞳ファセットのうち２つが２４ａ及び２４ａ’のラベルを付され、黒い網掛けになっている。図２３の黒の網掛けのその他のファセットも同じフィールドファセットミラー２２ａに関連付けられている。図から分かるように、総計５つの瞳ファセットが単一のフィールドファセットミラー２２ａに関連付けられている。例えば、１０００から２０００の間のフィールドファセットミラーがあると仮定すると、ファセットは実際にはさらに小さく、その数はここに示す数よりも多いことに留意されたい。図２２に示すように、フィールドファセットミラー２２ａは、瞳ファセットミラー２４ａ上に可能な限り正確に位置する地点Ｆで放射源（ＩＦ）の合焦像を形成するように設計されている。さらに遠い距離にある瞳ファセットミラー２４ａ’に対処するために傾斜したときに、像は瞳ファセットミラー２４ａ’に届かない地点Ｆ’で合焦する。したがって、瞳ファセットミラー２４ａ’の像は脱焦し、その結果、ミラー２４ａ上よりも大きくなる。しかしながら、ミラー２４ａ’の方が物理的に大きいため、放射線全体が捕捉されターゲット区域Ｅへ誘導される。したがって、放射線の利用度及び均一性はそれほど損なわれていない。各々の意図する照明プロファイルのためのチャネル割り当てを決定するイルミネータの設計プロセスでは、各フィールドファセットミラーの曲率半径（合焦倍率）は最適化され、小さい瞳ファセットミラー（例えば、２４ａ）を有するチャネルでは合焦が最良である一方、より大きい瞳ファセットミラー（例えば、２４ａ’）を有するチャネルではある程度の脱焦が許される。
【０１３２】
[00150]  図１８〜図２１と図２２及び図２３に示す修正形態は、各々、１つの装置内で図７〜図１７に示すあらゆるアクチュエータ設計と併用できる。図１８〜図２１の光センサは具体的なアクチュエータから独立して多数の用途で使用できる。同様に、図２２及び図２３に示す新しいファセット瞳ミラーデバイスは、必ずしも特定の形態のアクチュエータを使用しなくても照明システム内に適用可能である。２つのサイズの瞳ファセットミラーを提供する代わりに、瞳の様々な領域内である範囲のサイズを使用できる。
【０１３３】
[00151]  本文ではＩＣの製造におけるリソグラフィ装置の使用に特に言及しているが、本明細書で説明するリソグラフィ装置には他の用途もあることを理解されたい。例えば、これは、集積光学システム、磁気ドメインメモリ用誘導及び検出パターン、フラットパネルディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッドなどの製造である。こうした代替的な用途に照らして、本明細書で「ウェーハ」又は「ダイ」という用語を使用している場合、それぞれ、「基板」又は「ターゲット部分」という、より一般的な用語と同義と見なしてよいことが、当業者には認識される。本明細書に述べている基板は、露光前又は露光後に、例えばトラック（通常はレジストの層を基板に塗布し、露光したレジストを現像するツール）、メトロロジーツール及び／又はインスペクションツールで処理することができる。適宜、本明細書の開示は、以上及びその他の基板処理ツールに適用することができる。さらに基板は、例えば多層ＩＣを生成するために、複数回処理することができ、したがって本明細書で使用する基板という用語は、既に複数の処理済み層を含む基板も指すことができる。
【０１３４】
[00152]  以上、ＥＵＶ光学システムに関する本発明の実施形態の使用について具体的に言及してきたが、光学システム、リソグラフィ又は完全に異なる用途、真空又はその他の環境を問わず、本発明を使用できることを理解されたい。
【０１３５】
[00153]  「レンズ」という用語は、状況が許せば、屈折、反射、磁気、電磁気及び静電気光学コンポーネントを含む様々なタイプの光学コンポーネントのいずれか一つ、又はその組合せを指すことができる。
【０１３６】
[00154]  以上、本発明の特定の実施形態を説明したが、説明とは異なる方法でも本発明を実践できることが理解される。上記の説明は例示的であり、限定的ではない。それ故、下記に示す特許請求の範囲から逸脱することなく、記載されたような本発明を変更できることが当業者には明白である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９（ａ）】
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【図１９（ｂ）】
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【図２０（ａ）】
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【図２０（ｂ）】
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【図２１（ａ）】
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【図２１（ｂ）】
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【図２２】
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【図２３】
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