(57)【要約】【課題】負荷にかかる磁気力を制御する磁気アクチュエータを提供すること。【解決手段】磁気アクチュエータは、第１、第２および第３の磁気要素を備え、第１、第２および第３の要素が、第１、第２および第３の位置をそれぞれ有し、第１および第２の要素が、第１の方向に第１の間隙によって離隔されて互いに隣接しており、第２および第３の要素が、第２の方向に第２の間隙によって離隔されて互いに隣接しており、磁気力が、それぞれ第１、第２および第３の位置における第１、第２および第３の磁気要素の磁気的相互作用によって生成される磁気アクチュエータであって、第１、第２および第３の要素の少なくとも２つに取り付けられた変位装置を含み、変位装置は、第１、第２および第３の要素の少なくとも１つをそれぞれの位置から相対的に変位させることによって第１、第２および第３の要素の磁気的相互作用を変化させるように配設されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷にかかる力を調整する磁気アクチュエータ（ＭＡＣ、ＲＭ）において、第１のアクチュエーション部（ＭＡＣ１、Ｙ）と第２のアクチェータ部（ＭＡＣ２、Ｌ０）を備え、第１のアクチュエーション部が第１の磁気要素（Ｍ１、Ｙ０）および第２の磁気要素（Ｍ２、Ｙ１、Ｙ２）を含み、第２のアクチュエーション部（ＭＡＣ２、Ｌ０）が第３の磁気要素（Ｍ３、Ｌ０）を含み、
第１および第２のアクチュエーション部が、両部の間で第１の方向に磁気力を生成するように構成、配設されており、負荷が第１または第２のアクチュエーション部のいずれかに取り付けられている磁気アクチュエータであって、
第１（Ｍ１、Ｙ０）および第２（Ｍ２、Ｙ１、Ｙ２）の磁気要素に取り付けられて、第１および第２の磁気要素を相対的に変位させる、変位要素（ＰＥ、ＰＥ２）が設けられていることを特徴とする、磁気アクチュエータ（ＭＡＣ、ＲＭ）。
【請求項２】
変位要素（ＰＥ、ＰＥ２）が圧電要素を含むことを特徴とする、請求項１に記載の磁気アクチュエータ（ＭＡＣ、ＲＭ）。
【請求項３】
第１の磁気要素と第２の磁気要素が第１の方向に互いに隣接して配設されるとともに、第１の間隙（Ｇ１）によって離隔されており、変位要素（ＰＥ）は、第１のアクチュエーション部（ＭＡＣ１）と第２のアクチュエーション部（ＭＡＣ２）の間の磁気相互作用が変化するときに、第１の磁気要素（Ｍ１）を第２の磁気要素（Ｍ２）に対して第１の方向に変位させて、第１の方向に調整力を生成するために配設されている、請求項１または請求項２に記載の磁気アクチュエータ（ＭＡＣ）。
【請求項４】
変位要素（ＰＥ）が第１の間隙（Ｇ１）に位置することを特徴とする、請求項３に記載の磁気アクチュエータ。
【請求項５】
第１の磁気要素（Ｍ１）および第２の磁気要素（Ｍ２）がそれぞれ、第１の方向に延びる空隙を含むこと、および変位要素（ＰＥ）が第１の磁気要素（Ｍ１）の空隙の内部および第２の磁気要素（Ｍ２）の空隙内部に位置し、変位要素（ＰＥ）が第１の磁気要素（Ｍ１）および第２の磁気要素（Ｍ２）と結合されており、作用長が第１および第２の磁気要素の長さ、ならびに第１の間隙（Ｇ１）の距離に実質的に等しいことを特徴とする、請求項３に記載の磁気アクチュエータ。
【請求項６】
変位要素（ＰＥ）が、第１および第２の磁気要素（Ｍ１、Ｍ２）の両方に隣接して位置しており、変位要素（ＰＥ）が、第１の磁気要素（Ｍ１）および第２の磁気要素（Ｍ２）と結合され、かつ第１および第２の磁気要素の長さ、ならびに第１の間隙（Ｇ１）の距離に実質的に等しい作用長を有することを特徴とする、請求項５に記載の磁気アクチュエータ。
【請求項７】
第１の磁気要素（Ｍ１）との結合のために、第１の結合要素（Ｂ１）が設けられ、第２の磁気要素（Ｍ２）の結合のために、第２の結合要素（Ｂ２）が設けられている、請求項６に記載の磁気アクチュエータ。
【請求項８】
第１のアクチュエーション部（Ｙ）が、上部（Ｙ１）、下部（Ｙ２）、および中間部（Ｙ０）を含み、中間部（Ｙ０）は、第１の表面（ＹＣ１ａ）がヨーク（Ｙ１）の第１の端面（ＹＳ１）に面し、かつ第２の表面（ＹＣ２ａ）がヨーク（Ｙ１）の第２の端面（ＹＳ２）に面するように配設されており、下部（Ｙ２）が中間部（Ｙ０）の下方に位置するとともに、第１の下部（Ｙ２４）および第２の下部（Ｙ２５）を含み、第１および第２の下部（Ｙ２４、Ｙ２５）の長手方向が第１の方向に延びており、第１の下部（Ｙ２４）は第３の端面（ＹＳ３）が中間部（Ｙ０）の第３の表面（ＹＣ１ｂ）に面するように配設され、第２の下部（Ｙ２５）は第４の端面（ＹＳ４）が中間部（Ｙ０）の第４の表面（ＹＣ２ｂ）に面するように配設され、磁気アクチュエータが、第１の表面（ＹＣ１ａ）と第１の端面（ＹＳ１）の間、および第２の表面（ＹＣ２ａ）と第２の端面（ＹＳ２）の間に第１の間隙距離（ＧＤ１）を提供し、磁気アクチュエータが、第３の表面（ＹＣ１ｂ）と第３の端面（ＹＳ３）の間、および第４の表面（ＹＣ２ｂ）と第４の端面（ＹＳ４）の間に第２の間隙距離（ＧＤ２）を提供し、中間部（Ｙ０）が第２の方向に向いた磁気極性（Ｐ４）を有する第４の磁石（Ｍ４）を含む、請求項１または請求項２に記載の磁気アクチュエータ（ＲＭ）。
【請求項９】
第２の磁気要素（Ｙ１）および第３の磁気要素（Ｌ０）が、第４の磁石（Ｍ４）によって誘起される磁石であることを特徴とする、請求項８に記載の磁気アクチュエータ。
【請求項１０】
中間部分（Ｙ０）が、第４の磁石（Ｍ４）の磁場を誘導する、誘導部（ＹＣ１、ＹＣ２）を含むことを特徴とする、請求項８または請求項９に記載の磁気アクチュエータ。
【請求項１１】
第１の表面（ＹＣ１ａ）および第１の端面（ＹＳ１）が、第１の方向に対して傾斜した面であること、および
第２の表面（ＹＣ２ａ）および第２の端面（ＹＳ２）が第１の方向に対して傾斜する面であることを特徴とする、請求項８から請求項１０までのいずれかに記載の磁気アクチュエータ。
【請求項１２】
磁気要素が、炭素系ポリマーまたはセラミックなどの、磁化不能材料を含むことを特徴とする、請求項１から請求項１１までのいずれかに記載の磁気アクチュエータ（ＭＡＣ、ＲＭ）
【請求項１３】
請求項１から請求項１２までのいずれかに記載の磁気アクチュエータ（ＭＡＣ、ＲＭ）が設けられた支持システム。
【請求項１４】
投影放射ビームを提供する放射システムと、
所望のパターンに従って投影ビームをパターン形成する役割をするパターン形成手段を支持するための支持構造と、
基板を保持するための基板テーブルと、
パターン形成されたビームを基板のターゲット部分に投影する投影システムとを含むとともに、
請求項１から請求項１２までのいずれかに記載の磁気アクチュエータを設けた、リソグラフィ投影装置。
【請求項１５】
投影放射ビームを提供する放射システムと、
所望のパターンに従って投影ビームをパターン形成する役割をするパターン形成手段を支持するための支持構造と、
基板を保持するための基板テーブルと、
パターン形成されたビームを基板のターゲット部分に投影するための投影システムとを含むとともに、
請求項１４に記載の支持システムを設けた、リソグラフィ投影装置。
【請求項１６】
少なくとも部分的に放射線感受性材料で覆われた基板を提供する段階と、
放射線システムを使用して投影放射ビームを提供する段階と、
パターン形成手段を使用して、その横断面にパターンを有する投影ビームを与える段階と、
投影放射ビームを放射線感受性材料の層のターゲット部分に投影する段階とを含むとともに、
請求項１から請求項１２までのいずれかに記載の磁気アクチュエータを提供することを特徴とする、デバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前提部に定義される磁気力を制御するためのアクチュエータ装置に関する。本発明はまた、請求項３の前提部に定義される調整力を制御するための磁気アクチュエータに関する。さらに、本発明は、請求項８の前提部に記載の磁気抵抗力を制御するための磁気アクチュエータに関する。本発明はまた、請求項１３の前提部に定義される支持システムに関する。さらに、本発明は、請求項１４の前提部に定義されるリソグラフィ投影装置に関する。また、本発明は請求項１６の前提部に定義されるデバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、投影放射ビームを供給するための放射システムと、所望のパターンにしたがって投影ビームをパターン形成する役割をするパターン形成手段を支持するための支持構造と、基板を保持するための基板テーブルと、パターン形成されたビームを基板のターゲット部分に投影するための投影システムとを含む、リソグラフィ投影装置の分野において好ましい用途がある。
【０００３】
本文で使用する「パターン形成手段」の用語は、基板のターゲット部分に生成しようとするパターンに対応するパターン形成された断面を有する入射ビームを与えるのに使用が可能な手段を意味するものと広く解釈すべきであり、「光弁（ｌｉｇｈｔ  ｖａｌｖｅ）」の用語もこの文脈で使用することができる。一般に、前記パターンは、ターゲット部分に生成されている集積回路またはその他のデバイス（以下を参照）などのデバイス内の特定の機能層に対応することになる。そのようなパターン形成手段の例としては次のものがある。
【０００４】
マスク。マスクの概念は、リソグラフィにおいてはよく知られており、バイナリ・マスク、交互位相シフト・マスク、減衰位相シフト・マスクなどのマスク・タイプと同様に様々なハイブリッド・マスク・タイプを含む。放射ビーム中にそのようなマスクを配置すると、マスク上のパターンに従って、マスクに入射する放射線の選択的透過（透過マスクの場合）または反射（反射マスクの場合）を生ずる。マスクの場合には、支持構造は一般にマスク・テーブルであり、これによって、入力放射ビーム中でマスクを所望の位置に保持し、望ましい場合にはビームに対して移動させることができることが保証される。
【０００５】
プログラマブル・ミラー・アレイ。このようなデバイスの一例は、粘弾性制御層および反射表面を有するマトリックス・アドレス指定可能表面である。このような装置の背景にある基本原理は、（たとえば）反射表面のアドレス指定領域が、回折光として入射光を反射し、それに対して非アドレス指定領域が入射光を非回折光として反射することである。適切なフィルタを使用することによって、前記の非回折光を反射ビームからフィルタで除外して、後に回折光だけを残すことができる。このようにして、ビームは、マトリックス・アドレス指定可能表面のアドレス・パターンに従ってパターン形成される。プログラマブル・ミラー・アレイの代替実施例は、微小なミラーのマトリックス配設を利用し、このミラーのそれぞれは、適切な局所電場をかけるか、または圧電アクチュエーション手段を利用することによって、個別に軸回りに傾斜させることができる。この場合も、ミラーはマトリックス・アドレス指定可能であり、その結果、アドレス指定されたミラーは、入射する放射ビームを、異なる方向にアドレス指定されていないミラーに向かって反射する。このようにして、反射されたビームは、マトリックス・アドレス指定可能ミラーのアドレス・パターンに従ってパターン形成される。必要とされるマトリックス・アドレス指定は、適切な電子手段を使用して実施することができる。以上に述べた状況の両方において、パターン形成手段は１つまたは複数のプログラマブル・ミラー・アレイを備えることができる。ここで言及したミラー・アレイについてのさらなる情報は、たとえば、米国特許第５，２９６，８９１号および同５，５２３，１９３号、ならびにＰＣＴ出願ＷＯ９８／３８５９７号およびＷＯ９８／３３０９６号から収集することができ、これらを参照として本願に援用する。プログラマブル・ミラー・アレイの場合には、前記支持構造は、たとえば必要に応じて、固定または可動のフレームまたはテーブルとして具現できる。
【０００６】
プログラマブルＬＣＤ配列。このような構造の例が、米国特許第５，２２９，８７２号に記載されており、これを参照として本願に援用する。上述のように、この場合の支持構造は、たとえば、必要に応じて固定または可動のフレームまたはテーブルとして具現することができる。
【０００７】
簡単にするために、本文の残部では、所々において、マスクおよびマスク・テーブルを含む例を具体的にとりあげるが、そのような例において述べる一般原理は、上記において述べたパターン形成手段の広い文脈において解釈すべきである。
【０００８】
リソグラフィ投影装置は、たとえば、集積回路（ＩＣ）の製造において使用することができる。このような場合には、パターン形成手段は、ＩＣの個々の層に対応する回路パターンを生成することができ、このパターンを、放射線感受性材料（レジスト）の層をコーティングした基板（シリコン・ウエハ）上のターゲット部分（たとえば１つまたは複数のチップ（ｄｉｅ）を含む）上に投影することができる。一般に、単一のウエハは、投影システムによって一度に１つずつ順次照射された、隣接するターゲット部分からなる全体ネットワークを含む。マスク・テーブル上のマスクによるパターン形成を利用する現行の装置において、２つの異なるタイプの機械を区別することができる。１つのタイプのリソグラフィ投影装置においては、各ターゲット部分は、マスク・パターン全体をターゲット部分に一度に露光させることによって照射される。このような装置は一般にウエハ・ステッパまたはステップ・アンド・リピート装置と呼ばれる。一般にステップ・アンド・スキャン装置と呼ばれる代替装置においては、各ターゲット部分は、投影ビーム下で所定の参照方向（「走査」方向）にマスク・パターンを漸進的に走査し、同時にこの方向に平行または非平行に基板テーブルを同期して走査することによって、照射される。一般に投影システムは拡大係数Ｍ（通常＜１）を有するので、基板テーブルが走査される速度Ｖは、マスク・テーブルが走査される速度のＭ倍となる。このようなリソグラフィ装置についてのさらなる情報は、たとえば、参照として本願に援用する米国特許第６，０４６，７９２号から得ることができる。
【０００９】
リソグラフィ投影装置を使用する製造工程において、（たとえばマスク中の）パターンが、少なくとも部分的に放射線感受性材料（レジスト）の層で覆われた基板上に投影される。この投影段階の以前に、基板に、プライミング、レジスト・コーティング、ソフト・ベークなどの様々な処置を施すこともある。露光後には、基板に、露光後ベーク（ＰＥＢ）、現像（ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ）、ハード・ベーク、投影構造の計測／検査などのその他の処置を施すこともある。このような多数の処置は、デバイス、たとえばＩＣの個々の層をパターン形成するための基礎として使用される。このようなパターン形成された層は、次いでエッチング、イオン注入（ドーピング）、メタライゼーション、酸化、化学・機械式研磨など、すべて個々の層を仕上げることを意図した様々な工程に送られる。いくつかの層が必要な場合には、全工程、またはその変形形態を新しく形成された各層に対して反復しなくてはならない。最終的に、デバイスの配列が基板（ウエハ）上に存在することになる。次いで、これらのデバイスが、ダイシングまたはソーイングなどの技法によって互いに分離されて、そこから個々のデバイスをキャリア上に装着したり、ピンに接続したりすることができる。このような工程についてのさらなる情報は、たとえば、参照として本願に援用する、書籍「Ｐｅｔｅｒ  ｖａｎ  Ｚａｎｔ、「Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ  Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ：Ａ  Ｐｒａｃｔｉｃａｌ  Ｇｕｉｄｅ  ｔｏ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ」、Ｔｈｉｒｄ  Ｅｄｉｔｉｏｎ、ＭｃＧｒａｗ  Ｈｉｌｌ  Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ  Ｃｏ．、１９９７、ＩＳＢＮ  ０−０７−０６７２５０−４」から得ることができる。
【００１０】
簡単にするために、投影システムは、以後、「レンズ」と呼ぶことがあるが、この用語は、屈折光学系、反射光学系、およびカタディオプトリック系などを含む様々なタイプの投影システムを含むものと広い意味で解釈すべきである。また放射システムは、投影放射ビームを誘導、成形または制御するこれらの設計タイプの任意のものに従って動作する構成要素を含めることができ、このような構成要素も、以下では集合的または単独で「レンズ」と呼ぶことがある。さらに、リソグラフィ装置は、２つまたは３つ以上の基板テーブル（および／または２つまたは３つ以上のマスク・テーブル）を有するタイプであることもある。そのような「複数段階」デバイスにおいては、追加のテーブルを並列に使用するか、または１つまたは複数の他のテーブルを露光に使用している間に、準備段階を１つまたは複数のテーブル上で実行することがある。２段階リソグラフィ装置は、たとえば、米国特許第５，９６９，４４１号および国際公開ＷＯ９８／４０７９１号に記載されており、これらを参照として本願に援用する。
【００１１】
リソグラフィ投影装置内では、重力に反する持続力を提供する支持物が必要である。たとえば（投影システムおよび様々なセンサ・デバイスを支持する）分離された基準フレームを支持し、それを外部振動から遮断するためには、準静的支持物が必要である。たとえば基板用の短ストローク・モジュールまたは長ストローク・モジュール上のパターン形成手段を支持するには、動的支持物が必要である。このような動的支持物においては、静的作用力構成要素が、短ストローク・モジュールの重量を支持するのに設けられるとともに、動的作用力構成要素が短ストローク・モジュールを駆動するために設けられる。静的および動的支持物の両方において、振動の伝達を防止するために、支持物が極めて低い剛性を有することが重要である。
【００１２】
以前において、磁気吸引および／または反発による支持力を提供することが、たとえば、欧州特許ＥＰ１，００１，５１２号または米国特許第５，７８０，９４３号に提案されている。しかしながら、提案の解決策は、支持方向に沿う方向と直角の両方の方向において、位置に依存する支持力を提供する。また、提案された解決策は脱磁効果の影響を受けやすい。
【００１３】
本願において導入する磁気力を使用する支持は、磁気力を提供する磁気アクチュエータとも呼ばれる。磁気アクチュエータは、明確に指定された位置において支持かつ／または配置すべき荷重を支持する役割をする。一般に、磁気アクチュエータは、位置を調整する調整力、または必要な力（たとえば重力）と釣り合う補償力、またはその両方を生成する。
【００１４】
従来技術においては、アクチュエータは、いわゆるローレンツ型のものであり、これは磁気力を用いて明確に設定された位置に負荷を維持するか、または実際負荷の変化による位置を調整する。このタイプのアクチュエータによる磁気力の生成は、ローレンツによる荷電粒子、その運動および外部磁場の関係に基づいている。
【００１５】
不都合なことには、アクチュエータの実際の作動中において、このようなアクチュエータは、導電コイル中の電流を使用して磁気力を生成するのと同時に、連続的な熱放散を生じる。熱放散は、アクチュエータが位置するシステム部分における温度を変化させる可能性がある。支持物の安定性は、この放散による温度変化による熱ドリフトまたは熱膨張（および／または熱応力）によって悪影響を受ける可能性がある。
【００１６】
さらに、従来技術による磁気アクチェータを、物体の磁気浮揚を達成するのに使用する場合には、浮揚中の物体の移動中に連続的に重力を補償することは、磁場を生成する電流の振幅を連続的に変化させる必要があるために、物事はさらに複雑であることに留意されたい。その電流を増大させると、アクチュエータにおける脱磁効果を発生させる可能性がある。また、浮揚効果を発生させるための放散は、比較的大きく、ローレンツ型アクチュエータの近傍のその他の部品に熱的な問題を生じさせる可能性がある。また、浮揚中に、比較的大きな加速度がアクチュエータの機械部品に発生することがあり、これが大きな外乱力と、これらの機械部品における関連する損傷を発生させる可能性がある。
【００１７】
調整力を生成する別の方式は、圧電原理に基づくアクチュエータであり、この場合にはアクチュエータは圧電結晶を備え、圧電結晶に弾性的に導入される変位を応用して、アクチュエータの位置を変化させる。これらの放散は、ローレンツ型アクチュエータの放散と比較して小さいが、圧電アクチュエータは、圧電効果の限定された値により、比較的アクチュエーション範囲が小さいという欠点がある。また、圧電アクチュエータは、物体の浮揚を発生させるのには適していない。
【００１８】
さらに小さな構成のパターンを形成する能力のあるリソグラフィ投影装置を生成するための継続的な努力において、放射ビームの波長はさらに小さな値にまで低下した。現在では、代表的な波長は１５７ｎｍであり、これは電磁スペクトルの紫外（ＵＶ）領域（深く）にある。ＵＶ領域（たとえば１２６ｎｍ）、または５〜２０ｎｍの最端紫外（ＥＵＶ）のより短い波長が可能であることを留意されたい。
【００１９】
リソグラフィ投影装置の機械的および熱的安定性は、アクチュエータによる熱放散の影響が装置の性能において検出されない程度の値より低く維持されなくてはならないことがわかっている。露光すべき構成寸法がますます小さい値となり、かつリソグラフィ投影装置の放射波長の値がますます小さくなることによって、よりよい熱的および機械的な安定性を有する調整アクチュエータに対する要求も、それにしたがって高くなる。
【００２０】
本発明の目的は、放散に関して改良された性能を有するアクチュエータを提供することである。
【００２１】
この目的、およびその他の目的は、本発明によれば請求項１の前提部において規定される負荷にかかる磁気力を制御する磁気アクチュエータであって、
第１（Ｍ１；Ｙ０）および第２（Ｍ２；Ｙ１、Ｙ２）の磁気要素に取り付けられた、第１および第２の磁気要素を相対的に変位させるための変位要素（ＰＥ、ＰＥ２）を設けたことを特徴とする、磁気アクチュエータにおいて達成される。
【００２２】
磁気要素は、永久磁石を表すが、強磁性材料製の要素も表すことに留意すべきである。また、変位要素は、圧電要素を備えるが、たとえば第１と第２のアクチュエーション部の間の相対変位をもたらすことのできる油圧、または空気圧、または磁歪要素を備えてもよいことにも留意されたい。一般に、体積変化をもたらすことのできるアクチュエータはいずれも、本用途における変位要素として適している。この体積変化は、熱膨張または化学物質の相転移に基づくものでもよい。
【００２３】
さらに、本発明は、請求項１に規定する調整力を制御する磁気アクチュエータであって、第１の磁気要素および第２の磁気要素が第１の方向に互いに隣接して配置されるとともに、第１の間隙で離隔されており、変位要素は、第１のアクチュエーション部と第２のアクチュエーション部との間の磁気的相互作用が変化したときに、第１の磁気要素を第２の磁気要素に対して第１の方向に変位させて、第１の方向に調整力を生成するために配設されている。
【００２４】
さらに、本発明は請求項１に記載の抵抗力を生成する磁気アクチュエータであって、磁気アクチュエータが上部、下部、および中間部を含み、上部はヨークの形状であり、中間部は長手方向が第２の方向にヨークの下方まで延び、かつ第１の表面がヨークの第１の端面に面し、第２の表面がヨークの第２の端面に面して配設され、下部は中間部の下方に位置するとともに、第１の下部および第２の下部を含み、第１および第２の下部の長手方向が第１の方向に延びており、第１の下部は第３の端面が中間部の第３の表面に面して配設され、第２の下部は第４の端面が中間部の第４の表面に面するように配設され、磁気アクチュエータは、第１の表面と第１の端面の間、および第２の表面と第２の端面の間に、第１の間隙を提供し、磁気アクチュエータは、第３の表面と第３の端面の間、および第４の表面と第４の端面との間に、第２の間隙を提供し、中間部が、磁気極性が第２の方向に向いた第４の磁石を含むことを特徴とする磁気アクチュエータに関する。
【００２５】
このタイプの磁気アクチュエータの特性は、放散が少なく、すなわち過渡現象中の放散および制御のためのわずかな放散があるだけである。この特性は、磁気システムと、「位置アクチュエータ」すなわち静的状態では放散がゼロであるアクチュエータとの組合せによるものである。磁気システムは、磁場が電流搬送導体によって生成されない磁気要素を含む。
【００２６】
さらに、本発明は請求項１３の前提部に定義される、上述の磁気アクチュエータを含む、支持システムに関する。
【００２７】
さらに、この目的およびその他の目的は、本発明によれば、請求項１４の前提部に規定する、上述の磁気アクチュエータを設けた、リソグラフィ投影装置において達成される。
【００２８】
本発明のさらなる態様によれば、上述の磁気アクチュエータを設けたことを特徴とする、請求項１６の前提部に定義される、デバイス製造方法が提供される。
【００２９】
本願においては、ＩＣの製造における本発明による装置の使用について言及するが、そのような装置には他に多くの可能な応用があることを明白に理解すべきである。たとえば、本発明は、集積光学システム、磁気ドメイン・メモリ用の誘導および検出パターン、液晶ディスプレイ・パネル、薄膜磁気ヘッドなどの製造に利用することができる。当業者であれば、そのような代替的な応用の文脈において、本明細書における「焦点板（ｒｅｔｉｃｌｅ）」、「ウエハ」、または「チップ（ｄｉｅ）」の用語の使用はいずれも、それぞれより一般的な用語である「マスク」、「基板」、および「ターゲット部分」に置き換えられるものと理解されよう。
【００３０】
本明細書において、「放射」および「ビーム」の用語は、紫外（ＵＶ）放射（たとえば波長３６５、２４８、１９３、１５７、１２６ｎｍ）および最端紫外（ＥＵＶ）放射（たとえば、５〜２０ｎｍの範囲の波長）を含む、すべてのタイプの電磁気放射とともに、イオン・ビームまたは電子ビームなどの粒子ビームを含んで使用される。
【００３１】
以下に、いくつかの図面を参照して本発明を説明するが、これらの図面は説明の目的だけのものであり、添付の請求項に定義される保護の範囲を制限するものではない。
【実施例】
【００３２】
図１は、本発明の特定の実施例によるリソグラフィ投影装置１を概略的に示す。この装置は、
−放射線（たとえばＵＶ光）の投影ビームＰＢを供給する放射システムＥｘ、ＩＬ。この特定の場合には、放射システムは、放射線源ＬＡも含む。
−マスクＭＡ（たとえば焦点板）を保持するマスク・ホルダを設け、かつマスクをアイテムＰＬに対して正確に位置決めするための第１の位置決め手段ＰＭに接続された、第１の物体テーブル（マスク・テーブル）ＭＴ、
−基板Ｗ（たとえばレジストをコーティングしたシリコン・ウエハ）を保持するための基板ホルダを備え、基板をアイテムＰＬに対して正確に位置決めするための第２の位置決め手段ＰＷに接続された、第２の物体テーブル（基板テーブル）ＷＴ、および
−マスクＭＡの照射された領域を基板Ｗの（たとえば、１つまたは複数のチップを含む）ターゲット部分Ｃ上に投影するための投影システム（「レンズ」）ＰＬを備える。
【００３３】
ここで示すように、装置は反射（すなわち反射マスクを有する）タイプである。しかしながら、一般に、たとえば透過（透過マスクを備える）タイプであってもよい。あるいは、この装置は、先述のタイプのプログラマブル・ミラー・アレイなどの別の種類のパターン形成手段を利用することもできる。
【００３４】
供給源ＬＡ（たとえば水銀ランプまたはエキシマ・レーザ）は、放射ビームを生成する。このビームは、直接的、またはたとえばビーム拡大器Ｅｘなどの調整手段を通過した後に、照明システム（イルミネータ）ＩＬに送られる。このイルミネータＩＬは、ビーム内の強度分布の外部および／または内部半径範囲（一般にそれぞれσ−アウタ、σ−インナと呼ばれる）を設定するための調整手段ＡＭを含む。さらに、この装置は、積分器ＩＮおよびコンデンサＣＯなどのその他の様々な構成要素を一般に含む。このようにして、マスクＭＡに当たるビームＰＢは、その横断面において所望の均一度と強度分布を有する。
【００３５】
図１に関して、供給源ＬＡは、（供給源ＬＡがたとえば、水銀ランプであるときにしばしばそうであるように）リソグラフィ投影装置のハウジング内にあってもよいが、またリソグラフィ投影装置から離れて、それが生成する放射ビームが（適切な指向ミラーによって）装置に導かれるようにしてもよいことに留意すべきである。この後のシナリオは、供給源ＬＡがエキシマ・レーザのときに多い。本発明および請求項は、これらのシナリオの両方を包含する。
【００３６】
ビームＰＢは最終的に、マスク・テーブルＭＴ上に保持されたマスクＭＡを中断する。マスクＭＡを横断して、ビームＰＢはレンズＰＬを通過して、このレンズはビームＰＢを基板Ｗのターゲット部分Ｃに焦点を結ばせる。第２の位置決め手段ＰＷ（および干渉計測手段ＩＦ）を利用して、基板テーブルＷＴを、たとえば異なるターゲット部分ＣをビームＰＢの経路に位置決めするように正確に移動することができる。同様に、第１の位置決め手段ＰＭを使用して、たとえば、マスク・ライブラリからマスクＭＡを機械的に検索した後、または走査中に、ビームＰＢの経路に対して正確にマスクＭＡを位置決めすることができる。一般に、物体テーブルＭＴ、ＷＴの移動は、図１には明示していない、長ストローク・モジュール（概略位置決め）と短ストローク・モジュール（微細位置決め）を利用して実現される。しかしながら、ウエハ・ステッパの場合には（ステップ・アンド・スキャン装置に反して）、マスク・テーブルＭＴは、短ストローク・アクチュエータにだけ接続するか、あるいは固定することができる。マスクＭＡおよび基板Ｗは、マスク位置合わせマークＭ１、Ｍ２および基板位置合わせマークＰ１、Ｐ２を使用して位置合わせすることができる。
【００３７】
示されている装置は２つの異なるモードで使用が可能である。
１．ステップ・モードにおいては、マスク・テーブルＭＴは本質的に静止状態に保たれ、マスク画像全体が一回（すなわち一回の「閃光」）でターゲット部分Ｃに投影される。次いで、基板テーブルＷＴがＸおよび／またはＹ方向に移動されて、異なるターゲット部分ＣをビームＰＢによって照射することができるとともに、
２．スキャン・モードにおいては、所定のターゲット部分Ｃが一回の「閃光」で露光されないことを除いて、本質的には同じシナリオが当てはまる。その代わりに、マスク・テーブルＭＴは所定の方向（いわゆる「スキャン方向」、たとえばＹ方向）に速度νで可動であり、その結果として投影ビームＰＢはマスク画像上を走査し、これと平行して、基板テーブルＷＴが同時に同一方向または反対方向に速度Ｖ＝Ｍνで移動し、ここでＭはレンズＰＬの倍率である（一般に、Ｍ＝１／４または１／５）。このようにして、比較的大きなターゲット部分Ｃを、解像度を低下させることなく、露光することができる。
【００３８】
図２は、本発明の第１の実施例による磁気アクチュエータＭＡＣの断面の概略を示す。
【００３９】
この第１の実施例による磁気アクチュエータＭＡＣにおいては、第１、第２および第３の永久磁石Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３が示されており、そのそれぞれが、たとえば、共通の中心軸Ａ１の回りに対称に配置された環形状である。第１と第２の磁石Ｍ１、Ｍ２の間に、圧電要素ＰＥが位置する。第１および第２の磁石Ｍ１、Ｍ２と圧電要素ＰＥは、磁気アクチュエータＭＡＣの第１のアクチュエーション部ＭＡＣ１として併用される。第３の磁石Ｍ３は第２のアクチュエーション部ＭＡＣ２の一部である。
【００４０】
圧電要素ＰＥは、第１および第２の磁石が中心軸Ａ１と平行な方向に、なお互いに移動可能であるように、両磁石Ｍ１、Ｍ２の間に配設される。
【００４１】
第１および第２の磁石Ｍ１、Ｍ２は、第１の磁石の第１の磁気極性Ｐ１と第２の磁石の第２の磁気極性Ｐ２が、それぞれ矢印Ｐ１、Ｐ２で表されているように実質的に平行であるように配設される。さらに、第３の磁石Ｍ３の第３の磁気極性Ｐ３は、矢印Ｐ３で示すように、第１および第２の磁気極性Ｐ１、Ｐ２の方向に対して実質的に直角である。次に、図２を参照して調整力を生成するための本発明の作用を説明する。
【００４２】
第１の磁石Ｍ１は、第１の端面が第２の磁石Ｍ２の第２の端面からある距離Ｇになるように位置し、これによって圧電要素ＰＥが位置する下端面同士の間に間隙がある。
【００４３】
３つの磁石の磁場の相互作用による磁気力は、当業者には知られているように、本実施例における３つの磁石の相対位置に依存する。間隙上で、第１の磁石Ｍ１の磁束と第２の磁石Ｍ２の磁束が相互作用し、実際の間隙距離に応じた、第１および第２の磁石Ｍ１、Ｍ２のある全体磁場が生ずる。３つの磁石Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３の磁気力は、第１のアクチュエーション部ＭＡＣ１における（ある所定の間隙距離における）第１および第２の磁石の配設の全体磁場と、第２のアクチュエーション部ＭＡＣ２における第３の磁石Ｍ３の磁場との相互作用から生ずる。
【００４４】
２つの磁石Ｍ１、Ｍ２の相対位置は、間隙距離Ｇを変化させることによって変更することができる。
【００４５】
ある位置において、第１のアクチュエーション部ＭＡＣ１または第２のアクチュエーション部ＭＡＣ２のいずれかと結合する負荷（図示せず）を有する磁気アクチュエータＭＡＣは、定常状態にある。言い換えると、正味力（磁気アクチュエータＭＡＣの磁気力と負荷が及ぼす力の差）が実質的にゼロである。
【００４６】
３つの磁石Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３の配設において生成される磁気力は、負荷が取り付けられる磁気アクチュエータＭＡＣの部分に負荷が及ぼす力と釣り合う。この状態において、負荷は所定の位置に位置する。この位置から他の位置に負荷を再配置するためには、負荷を再配置するための磁気力の変化を生成しなくてはならない。磁気力は、第１と第２の磁石Ｍ１、Ｍ２の間の間隙Ｇを変化させることによって変更することができる。
【００４７】
間隙距離が変化すると、第１のアクチュエーション部ＭＡＣ１の全体磁場に変化が生じる。この全体磁場が、第３の磁石Ｍ３による磁場に対して変化すると、磁気アクチュエータＭＡＣの磁気力は、負荷による力と釣り合わなくなる。
【００４８】
間隙距離Ｇの変化に応じて、第１のアクチュエーション部の全体磁場の変化を、磁気力が上方または下方の正味力を生じるようにすることができる。この正味力によって、負荷が正味力の方向に移動することになる。
【００４９】
所望の新位置に到達するとすぐに、磁気力が負荷による力と再び釣り合うように、第１と第２の磁石の間の間隙距離Ｇを変化させる。こうして負荷は、新規に選択された位置に留まることになる。力と移動（または位置）の関係は、後により詳細に説明する。
【００５０】
移動部の移動が制御された方法で生じることを保証するために、好ましくは閉ループ内に配設されるコントローラ（図示せず）を設けることに留意されたい。このコントローラは、アクチュエータの固定部に対する移動部の位置を検出する位置検出器（図示せず）と、位置検出器からの位置信号を読み取りアクチュエータの移動部の位置を決定する処理ユニット（図示せず）を備える。さらに、コントローラは、当業者には公知の方法で圧電要素ＰＥに電気的に接続されている（図示せず）。コントローラは、圧電要素ＰＥを制御して、新規に選択された位置に到達すると、磁気力を負荷による力と再び釣り合わせるように間隙距離の方向の圧電要素の寸法を変更するように、配設されている。コントローラのこの作用によって、正味力は実質的にゼロとなる。コントローラの位置検出器は、それから位置信号が抽出できる間接的な位置信号（たとえば、磁束に関係する信号）を検出するように配設してもよいことに留意されたい。
【００５１】
機械的には、磁気アクチュエータＭＡＣは剛性が低い。これは、ＭＡＣ１または磁石Ｍ３のいずれかに作用する磁気力は、ＭＡＣ１のＭ３に対する（垂直方向の）変位（またはストローク）に対してほとんど一定に保たれることを意味する。数ｍｍのストロークに対して約２００Ｎ／ｍ（０．２Ｎ／ｍｍ）の剛性を得ることができる。このことは、ＭＡＣ１をＭ３に対して変位させるのに、正味力における小さな変動しか必要でないことを意味している。この力の変動は、間隙Ｇを変更することで実現される。磁気アクチュエータ力は、間隙Ｇの変動に対して非常に感受性が高く、比較的大きな力変動が、間隙距離Ｇの比較的小さな変動の関数として生じる。間隙距離が５〜６μ変動すると、約０．１５Ｎの力変動を生じ、これは剛性が約２００Ｎ／ｍのときに０．５ｍｍを超えて負荷を移動させるのに十分である。
【００５２】
間隙距離を変化させて磁気力を調整するのに、制御する必要があるのは圧電要素ＰＥだけであるため、本発明による磁気アクチュエータＭＡＣにおける放散は非常に少ない。有利なことに、熱膨張および熱ドリフトなどの熱効果が、本発明による磁気アクチュエータＭＡＣによって実質的に低減される。アクチュエータが低剛性であることのさらなる利点は、低い剛性によって、両部分、すなわちＭＡＣ１とＭＡＣ２の間の振動が絶縁されることである。低い剛性によって、これらの部分の一方の振動は、作動範囲において両部分の間で生成される力が両部分の相対位置とは実質的に独立であるので、他方の部分に小さな影響しか及ぼさない。
【００５３】
磁気アクチュエータＭＡＣは、それによって要素、すなわちリソグラフィ投影装置の一部が支持される、リソグラフィ投影装置（図示せず）の基礎部に配設することができる。磁気アクチュエータＭＡＣは、第１のアクチュエータ部ＭＡＣ１または磁石Ｍ３を含む第２のアクチュエータ部ＭＡＣ２のいずれかによって、基礎部に取り付けることができる。
【００５４】
基礎は装置を設置する床部に取り付けてもよく、その場合には、支持しようとする要素は、絶縁された参照フレームとしてもよく、または基礎部は、リソグラフィ投影装置内部で重力荷重の懸垂のために使用される、短ストローク・モジュールまたは長ストローク・モジュールなどの動的構成要素としてもよい。支持される要素はまた、ミラーまたはレンズなどの光学要素であってもよい。垂直方向に物体を支持する３つのアクチュエータを備えるこのような支持システムであって、これらのアクチュエータが支持方向に直角な面内でほぼ３角形に配設される支持システムを提供するのが有利であることに留意すべきである。このような配設において、物体は垂直方向（Ｚ方向）に位置決めすることができるが、ＸおよびＹ方向に傾斜させることもできる。
【００５５】
図３は、磁気アクチュエータＭＡＣの第２の代替実施例を示す。この実施例においては、項目は、図１および２と同じ番号がつけられている。
【００５６】
この第２の代替実施例においては、磁気要素Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３は第１の実施例と同様に環形状を有する。圧電要素ＰＥは環形状であり、第１および第２の磁石Ｍ１、Ｍ２の両方の回りに配置されている。圧電要素ＰＥは第１および第２の磁石Ｍ１、Ｍ２にフレームによって連結されており、このフレームは、圧電要素ＰＥの上端と第１の磁石Ｍ１の上外端とに取り付けられた上部ディスクＢ１と、圧電要素ＰＥの下端と第２の磁石Ｍ２の底外端とに取り付けられた下部ディスクＢ２を備える。第３の磁石Ｍ３は、片側の第１および第２の磁石Ｍ１、Ｍ２と、反対側の圧電要素ＰＥとの間に配置されている。
【００５７】
有利なことに、第２の実施例においては、圧電要素の作動長がより大きく、したがってアクチュエーション変位を大きくすることができる。
【００５８】
第２の実施例においては、磁石Ｍ３は、ディスクＢ１、Ｂ２に設けた穴を介して基部に接続することができる。
【００５９】
当業者であれば、ディスクＢ１およびＢ２などの機械的要素を用いることによって、配設の剛性が増大して、アクチュエーション動作に減衰を生じることを理解するであろう。好ましくは、アクチュエータの剛性に影響を与える可能性のあるアクチュエータ内の機械的要素は、最小に抑えるべきである。
【００６０】
図４ａは、第３の実施例による磁気アクチュエータの上面図を示す。
【００６１】
代替手法として、第３の実施例においては、環状圧電要素ＰＥの代わりに、完全な円筒形ＰＥに代えて１組の個別の圧電要素、たとえば２つの圧電要素を使用し、これらを上部梁（ｂｅａｍ）および下部梁で接続して使用することができる。
【００６２】
共通の中心軸Ａ１を有する環状磁石Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３を備える、さらなる第４の実施例においては、圧電要素ＰＥは、第１および第２の磁石Ｍ１、Ｍ２の内部の共通中心軸Ａ１に沿って形成された円筒状空隙内に位置する（図４ｂを参照）。圧電要素ＰＥは、一外端を間隙Ｇから遠い第１の磁石の外端に接続され、他方の外端を間隙から遠い第２の磁石の外端に接続されている。圧電要素ＰＥの作動長は、この第４の実施例においては、第１の磁石の長さ、そして第２の磁石の長さに第１および第２の磁石の間の間隙をプラスした長さに等しい。有利なことに、第４の実施例の作動長は、第１の実施例の有効長よりも大きく、したがって第１の実施例におけるよりも大きなアクチュエーション範囲をもたらす。代替手法として、圧電要素ＰＥを第１のアクチュエーション部ＭＡＣ１と第２のアクチュエーション部ＭＡＣ２の間の間隙に配置してもよい（図４ｃを参照）。
【００６３】
磁気アクチュエータのさらに第５の実施例（図４ｄ）は、第１、第２および第３の磁石Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３の配設を基礎にすることができる。この配設においては、第３の磁石Ｍ３が、間隙Ｇ３によって上部Ｍ３１と下部Ｍ３２とに再分割されている。この第３の磁石の間隙内には、複数の圧電要素ＰＥｎ、好ましくは圧電要素間の水平面内で１２０°の包囲角（ｅｎｃｌｏｓｅｄ  ａｎｇｌｅ）の３つの圧電要素が存在する。この実施例において、第３の磁石の上部は、第３の磁石の下部に対して、間隙内の各圧電要素に異なる変位を生成させることによって傾斜させることができる。これによって、共通中心軸の方向に直角に、対（ｃｏｕｐｌｅ）を生成し、かつ共通中心軸Ａ１の方向に対して傾斜した方向に向けることのできる磁気力を生成することができる。この実施例において、第３の磁石Ｍ３は実際には２つの個別部分に分割するか、または磁石Ｍ３の本体内部にスリットを含み、各スリットが圧電要素を受け入れるように配設してもよい。当業者には、図４ｂおよび４ｃに示すような圧電要素に対する代替配設を、図４ｄの実施例の磁石Ｍ３を分離する圧電要素用に応用できることが明らかであろう。この第５の実施例において、第１のアクチュエーション部ＭＡＣ１は、生成された磁気力が磁石Ｍ３の上部および下部を分離する圧電要素を用いて調整できるので、単一の磁石で構成することもできることに留意すべきである。図２から図４ｄに示す磁石配設（すなわち、第１の方向に沿って磁化された２つの磁石を含み、かつ前記第１の方向に直角の方向に磁化された磁石を含む第２のアセンブリ（組立体）によって包囲されている、第１のアセンブリ）は、作動範囲にわたって実質的に一定となる磁気力を生成するための多くの可能性の１つにすぎない。図４ｅは、第１のアクチュエーション部が、第１の方向に平行に反対の磁気極性を有する、２つの環状形永久磁石Ｍ１、Ｍ２を含む代替配設を示し、第２のアクチュエーション部は、やはり第１の方向に極性を有する環状永久磁石Ｍ３を含む。アクチュエーション力は、間隙に位置する圧電要素ＰＥによって第１と第２の磁石の間の間隙を変更することによって生成することができる。
【００６４】
図５は、実質的に水平方向に作用する磁気アクチュエータとして使用するための磁気アクチュエータＭＡＣの第６の代替的な実施例を示す。この第６の代替実施例においては、磁気アクチュエータを使用して、水平方向の変位が生成される。
【００６５】
この実施例の磁気アクチュエータは、２つの磁気アクチュエータＭＡＣ−ＡおよびＭＡＣ−Ｂを含み、このそれぞれが、第１、第２および第３の磁気要素Ｍ１Ａ、Ｍ２Ａ、Ｍ３Ａ、およびＭ１Ｂ、Ｍ２Ｂ、Ｍ３Ｂと、圧電要素ＰＥ−ＡおよびＰＥ−Ｂをそれぞれ含む。磁気要素Ｍ１Ａ、Ｍ２Ａ、Ｍ３Ａ、Ｍ１Ｂ、Ｍ２Ｂ、およびＭ３Ｂはそれぞれ磁気極性Ｐ１Ａ、Ｐ２Ａ、Ｐ３Ａ、Ｐ１Ｂ、Ｐ２ＢおよびＰ３Ｂをそれぞれ含む。さらに、磁気アクチュエータＭＡＣ−ＡおよびＭＡＣ−Ｂは、連接棒（ｃｏｎｎｅｃｔｉｎｇ  ｒｏｄ）ＣＲによって接続されている。磁気アクチュエータＭＡＣ−Ａの第１および第２の磁石の磁気極性（Ｐ１Ａ、Ｐ２Ａ）は、磁気アクチュエータＭＡＣ−Ｂの第１および第２の磁石の磁気極性（Ｐ１Ｂ、Ｐ２Ｂ）と反対の方向に向けられて、磁気アクチュエータＭＡＣ−Ａおよび磁気アクチュエータＭＡＣ−Ｂの磁気力を相対的に釣り合わせる。
【００６６】
変位を生成するための正味力は、磁気アクチュエータＭＣＡ−ＡおよびＭＣＡ−Ｂのそれぞれの磁気力における差から生じる。両方の磁気アクチュエータにおいて、磁気力は、それぞれの磁気アクチュエータの圧電要素ＰＥによって変化させることができる。（代替的には、この第６の実施例においては、圧電要素ＰＥ−ＡまたはＰＥ−Ｂの１つだけとし、他方の磁気アクチュエータにおいては、圧電要素を省略し、それぞれのアクチュエータにおける第１および第２の磁石は相対的に固定位置に維持してもよい）。
【００６７】
図２から図５に示す実施例は、環状形状を有する永久磁石を応用するが、これは絶対要件ではないことに留意すべきである。図２から図５に示す磁気アクチュエータは、長方形または正方形の磁石などの非環状形状を有する磁石を含んでもよいことに留意すべきである。
【００６８】
上記に開示した、圧電アクチュエータに応答して磁気力を生成する本発明の原理は、圧電作動リラクタンス・モータ（ｒｅｌｕｃｔａｎｃｅ  ｍｏｔｏｒ）（または磁気ベアリング）に応用することもできる。
【００６９】
図６は、本発明の第７の実施例による圧電作動リラクタンス・モータの概略横断面を示す。
【００７０】
リラクタンス・モータＲＭは、強磁性体材料を含む第１のアクチュエーション部（すなわちヨークＹ）と同様に強磁性体材料を含む第２のアクチュエーション部（Ｌ０）からなる。ヨークＹは、上部Ｙ１、下部Ｙ２、Ｙ１とＹ２の間の中間部Ｙ０を含む。第１部Ｙ１は、第１の小部分Ｙ１１、中間小部分Ｙ１２および第３の小部分Ｙ１３を含む。第１の小部分Ｙ１１はその自由端に傾斜面ＹＳ１を有する。第３の小部分Ｙ１３は、その自由端に傾斜面ＹＳ２を有する。
【００７１】
同様に、ヨークＹの下部Ｙ２は、第４および第５の小部分Ｙ２４、Ｙ２５を含む。第４および第５の小部分Ｙ２４、Ｙ２５の両方とも、それぞれの端部において、中間ヨーク部Ｙ０に向けられた、傾斜面ＹＳ３、ＹＳ４を有する。
【００７２】
中間部Ｙ０は、永久磁石Ｍ４、第１の誘導部ＹＣ１および第２の誘導部ＹＣ２からなり、それぞれが、永久磁石Ｍ４の磁場をヨークの別の部分に誘導するための、傾斜面ＹＳ１、ＹＳ２、ＹＳ３およびＹＳ４に対応する、傾斜面ＹＣＳ１ａ、ＹＣＳ１ｂ、ＹＣＳ２ａ、ＹＣＳ２ｂをそれぞれ含む。永久磁石Ｍ４の磁気極性Ｐ４は矢印Ｐ４で示してある。
【００７３】
第１の誘導部ＹＣ１の傾斜面ＹＣＳ１ａおよび第１のヨーク部Ｙ１の第１の小部分Ｙ１１の表面ＹＳ１の間、およびそれに対応して、ＹＣＳ２ａとＹＳ２の間に、第１の間隙距離ＧＤ１が設けられている。また、第２の間隙距離ＧＤ２が、第１の誘導部ＹＣ１の傾斜面ＹＣＳ１ｂと第２のヨーク部Ｙ２の第４の小部分Ｙ２４の表面ＹＳ３との間、およびそれに対応してＹＣＳ２ｂとＹＳ４の間に設けられている。
【００７４】
さらに、リラクタンス・モータＲＭは、圧電要素ＰＥ２を含み、この要素が永久磁石Ｍ４の側壁と、ヨークの上第１部Ｙ１の第２小部分Ｙ１２の側壁に接続されている。
【００７５】
ヨークの下部Ｙ２の下方には、負荷（すなわち、ヨークの下の所定の場所に持ち上げるか、または配置すべき物体）を第２のアクチュエーション部（図示せず）に取り付けてもよい。
【００７６】
ヨークの上第１部Ｙ１および下第２部Ｙ２は、互いに固定位置にある。第１部Ｙ１および第２部Ｙ２は、接続部（図示せず）によって接続してもよく、接続部は非磁性、好ましくは非導電性、たとえばプラスチックまたはセラミックの材料を含む。
【００７７】
ヨークの中間部分Ｙ０は、第１および第２の間隙距離ＧＤ１、ＧＤ２によって与えられる範囲内で、上方または下方への移動のために配設されている。中間部分Ｙ０は、上第１部Ｙ１または下第２部Ｙ２のいずれかへの物理的な接触が防止されるように配設することができることに留意すべきである。永久磁石Ｍ４の磁場は、ヨークＹの他の部分Ｙ１、Ｙ２、ＹＣ１およびＹＣ２に磁場を誘起する。
【００７８】
圧電要素ＰＥ２は、第１の間隙距離ＧＤ１および第２の間隙距離ＧＤ２を互いに相対的に変化させるために配設される。中間部分Ｙ０の実際の位置によって、第１の間隙距離ＧＤ１および第２の間隙距離ＧＤ２が設定される。
【００７９】
それぞれの間隙距離にわたる実際の磁束（すなわち、単位面積あたりの場の強さ）は、第１の間隙距離ＧＤ１と第２の間隙距離ＧＤ２の比を変化させることによって影響される。磁束の相互作用によって、上記で開示した、磁気アクチュエータＭＡＣの第１、第２、第３、第４、第５および第６の実施例におけるのと同様に、磁気力が生成され、この磁気力は、第２のヨーク部Ｙ２の下方の所定の位置における負荷Ｌ０を位置決めすることができる。さらに、圧電アクチュエータＰＥ２の寸法変化によって間隙距離比を変化させることによって、磁気力は、第２のアクチュエーション部Ｌ０に取り付けられた負荷の位置を、ヨークＹの下部Ｙ２に対してより近傍、またはより遠隔位置に変化させることができる。当業者であれば、第７の実施例の磁気アクチュエータがまだ機能する間に、ヨークの上部Ｙ１を除外することができることを理解するであろう。第２の間隙距離ＧＤ２を変化させることによって、負荷に作用する磁力を制御することも可能である。しかし、この制御は、ヨークの上部Ｙ１が存在し、（それぞれ、第１および第２の間隙距離にわたって）２つの打ち消し合う磁束が存在するときよりも、達成するのが困難であることに留意すべきである。ヨークの上部Ｙ１のない、そのような磁気アクチュエータの作動は効率が低くなる。
【００８０】
図７に、磁気アクチュエータの移動部の移動と磁力の関係を、第７の実施例について示してある。しかしながら、当業者には明らかなように、生成された磁気力を圧電要素の変位の関数として、また負荷の変位の関数として表す同様の関係を、他の実施態様についても計算することができることに留意されたい。
【００８１】
図７は、第７の実施例による磁気アクチュエータの第２のアクチュエーション部Ｌ０の位置の関数としての磁気力のグラフを、圧電要素の異なる変位について概略的に示している。
【００８２】
このグラフにおいては、アクチュエータの移動部の水平方向の位置の関数として、磁気力を垂直方向にプロットしてある。ここに示す力−位置関係は、（有限要素法）シミュレーションを用いて求める。
【００８３】
アクチュエータの圧電要素ＰＥ２によって生じる、それぞれ異なる変位について、３つの関数曲線をプロットした。この例において、変位は、名目位置、すなわち０．０ｍｍの定常状態位置であるか、あるいはこのグラフにおいて、名目位置よりも−０．０５または０．０５ｍｍそれぞれ下方または上方である。
【００８４】
上部の関数曲線は、圧電要素の−０．０５ｍｍの変位に対する力−位置曲線を表す。
【００８５】
中央の関数曲線は、圧電要素の０．０ｍｍの変位に対する、力−位置曲線を表す。
【００８６】
下部の関数曲線は、圧電要素の＋０．０５ｍｍの変位に対する、力−位置曲線を表す。
【００８７】
磁気力は、ここではアクチュエータの１ｍ長さあたりについて計算される。
【００８８】
各関数曲線における力応答は、移動部の名目位置の回りのストローク−０．５〜＋０．５ｍｍの範囲にわたって計算される。
【００８９】
この例示的な図においては、６００Ｎの移動部の重量および取り付けた負荷を仮定すると、移動部の磁石をその名目位置に維持することができる。この重量は、磁気力によって正確に相殺される。
【００９０】
中間ヨーク部Ｙ０の永久磁石Ｍ４がたとえば、−０．０５ｍｍ（上部曲線）の位置まで移動すると、吸引力が約７００Ｎ（名目位置の移動部に対して）まで増加し、移動部は、磁気力と重量との差のために上に移動し、それが名目位置にあるときに、約１００Ｎの正味力がアクチュエータの移動部に作用する。移動体が上方に移動すると、正味力はさらに増加することになる。
【００９１】
磁石が、たとえば＋０．５ｍｍの位置に移動すると、吸引力は約８００Ｎまで増加し、移動部は、磁気力と重量の差によってさらに上方に移動することもある。約２００Ｎの正味力がアクチュエータの移動部に作用する。
【００９２】
図７から、最大許容ストローク位置は、下向きおよび上向きにそれぞれ約−０．３ｍｍおよび＋０．３ｍｍであることが結論できる。圧電変位が名目位置（０．０ｍｍ）から−０．０５ｍｍ（上部曲線）下方のときに、移動部が−０．３ｍｍの位置にあるとき、６００Ｎの磁気力を生成することができる。これは負荷を回復することのできる最も低い位置であることに留意されたい。この位置より下方では、移動部（および負荷）を止めることはできず、落下することになる。圧電変位が名目位置（０．０ｍｍ）の上方に＋０．０５ｍｍ（下曲線）のときに、移動部が＋０．３ｍｍの位置にあるとき、６００Ｎの磁気力を生成することができる。これは可能な最も高い位置であることに留意されたい。負荷がより高く移動すれば、それを止めることができず、ヨークに逆らって引っ張られることになる。したがって、移動部の作動ストロークは、圧電要素によって生成されるストロークよりも約６倍大きい。外乱およびアクチュエータの移動部の加速度の影響は、最大許容ストロークの検討には考慮されていないことに留意されたい。最大許容ストロークにおいて、正味力は実質的にゼロであり、この点においては外乱または加速度と釣り合う力はない。最大許容ストロークは上限であり、正味力は加速度を扱うためには非ゼロでなくてはならない。結果的に、加速度を打ち消すことを可能にする最大ストロークは、上述した最大許容ストロークよりも小さくなる。
【００９３】
所与の寸法の磁気アクチュエータの作動原理の最適化は、実際に生成される磁気力または作動ストロークの大きさのいずれかに注目することができることに留意されたい。力とストロークの組合せにおいて、当業者であれば理解するように、トレード・オフが生じる。したがって、この原理は、１つには磁気ベアリング（大きな力と短いストローク）、別の点では短ストローク・モータ（小さな力と比較的大きなストローク）に使用することができる。
【００９４】
さらに、作動原理は示したすべての実施例に関係するが、第１、第２、第３、第４、第５および第６の実施例は、小さな力変動を含む応用により適しているのに対して、第７の実施例は、比較的大きな力変動を含む応用により適していることに留意されたい。第１、第２および第３の実施例の応用の１つは、たとえば光学要素（レンズ、ミラー、ビーム・スプリッタ、など）の位置決めである。第７の実施例の応用の１つは、たとえば短ストローク・モータまたは磁気ベアリングである。
【００９５】
最終的に、本発明による磁気アクチュエータは、上述のように、並進システムに関する。本発明の磁気アクチュエータは、回転システムに対しても実装することができることに留意されたい。
【００９６】
当業者であれば、本発明のその他の代替および等価な実施例を考案して、本発明の真の趣旨から逸脱することなく、実行に移せること、本発明の範囲は、添付の請求の範囲によってのみ限定されることが理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】リソグラフィ投影装置を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施例による磁気アクチュエータの横断面を示す概略図である。
【図３】本発明の磁気アクチュエータの第２の代替実施例を示す図である。
【図４ａ】第３の実施例による磁気アクチュエータを示す上面図である。
【図４ｂ】本発明の磁気アクチュエータの第４の実施例を示す図である。
【図４ｃ】本発明の磁気アクチュエータの第４の実施例の代替配設を示す図である。
【図４ｄ】本発明の磁気アクチュエータの第５の実施例を示す図である。
【図４ｅ】本発明の第１の実施例に対する代替磁石配設を示す図である。
【図５】実質的に水平方向に作用する磁気アクチュエータとしての使用のための本発明の磁気アクチュエータの第６の代替実施例を示す図である。
【図６】圧電作用リラクタンス・モータとしての使用のための本発明の第５の実施例による磁気アクチュエータの横断面を示す概略図である。
【図７】本発明の第５の実施例による磁気アクチュエータの移動部の位置の関数としての磁気力の概略グラフである。
【符号の説明】
【００９８】
１  リソグラフィ投影装置
ＰＢ  投影ビーム
Ｅｘ、ＩＬ  放射システム
ＭＡ  マスク
ＰＭ  位置決め手段
Ｗ  基板
ＭＴ  第１の物体テーブル
ＷＴ  第２の物体テーブル
ＰＬ  投影システム
Ｃ  ターゲット部分
ＬＡ  供給源
ＩＬ  照明システム（イルミネータ）
ＰＬ  レンズ
ＭＡＣ  磁気アクチュエータ
Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３  永久磁石
ＰＥ  圧電要素
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３  磁気極性
Ｇ、Ｇ１、Ｇ２  間隙
Ｙ  ヨーク
【図１】
2004186687.tif 000003
【図２】
2004186687.tif 000004
【図３】
2004186687.tif 000005
【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図４ｃ】
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【図４ｄ】
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【図４ｅ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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