(57)【要約】【課題】高度な真空環境におけるＲＥＭＡブレードのガイドされる動きをサポートすることができるＲＥＭＡブレードステージ機構であって、複数の動きの自由度もサポートできるもの。【解決手段】ＲＥＭＡブレードを含んでいるＲＥＭＡブレードシステムと、ＲＥＭＡブレードキャリジアセンブリと、電磁力アクチュエータのセットと、電磁力リニアモータと、センサのセットと、サーヴォ機構とを有している。【選択図】図１５
2004363606.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レチクルマスキングブレードシステムにおいて、
レチクルマスキングブレードと、レチクルマスキングブレードキャリッジアセンブリと、電磁力アクチュエータセットと、プレーナローレンツ力モータと、センサセットと、サーボ機構コントローラとを有しており、
前記レチクルマスキングブレードは、ほぼリニアな第１のマスキングエッジと、ほぼリニアな第２のマスキングエッジとを有するようにし、前記ほぼリニアな第１のマスキングエッジと、前記ほぼリニアな第２のマスキングエッジとはほぼ直角をなすようにし、
前記レチクルマスキングブレードキャリッジアセンブリは、前記レチクルマスキングブレードに結合されており、
前記電磁力アクチュエータセットは、リファレンスフレームに対して各位置範囲内の所定位置及び前記リファレンスフレームに対して所定配向で、前記レチクルマスキングブレードキャリッジアセンブリを浮上することができ、前記電磁力アクチュエータセットの各電磁力アクチュエータは、前記レチクルマスキングブレードキャリッジアセンブリに結合された第１のコンポーネントと、リアクションフレームに結合された第２のコンポーネントとを有しており、
前記プレーナローレンツ力モータは、前記リファレンスフレームに対する前記レチクルマスキングブレードキャリッジアセンブリを動かし、前記プレーナローレンツ力モータは、前記レチクルマスキングブレードキャリッジアセンブリに結合された第３のコンポーネントと、前記リアクションフレームに結合された第４のコンポーネントとを有しており、前記リファレンスフレームは、前記動きの２次元範囲を定義し、
前記センサセットは、前記位置及び前記配向を測定することができ、前記センサセットの各センサは、前記レチクルマスキングブレードキャリッジアセンブリに結合された第５のコンポーネントと、前記リファレンスフレームに結合された第６のコンポーネントとを有しており、前記第５のコンポーネントと前記第６のコンポーネントとの相互作用は、物理的接触よりも寧ろエネルギ場を介しており、
前記サーボ機構コントローラは、６自由度の動きで前記位置及び前記配向を制御することができ、前記２次元範囲内で前記動きを制御することができ、
前記第５のコンポーネントと前記第６のコンポーネントの少なくとも１つは、前記サーボ機構コントローラに送信する第１の信号を形成することができ、
前記第１のコンポーネントと前記第２のコンポーネントの少なくとも１つは、前記サーボ機構コントローラからの第２の信号を受信することができる第１のコイルを有しており、
前記第３のコンポーネントと前記第４のコンポーネントの少なくとも１つは、前記サーボ機構コントローラからの第３の信号を受信することができる第２のコイルを有している
ことを特徴とするレチクルマスキングブレードシステム。
【請求項２】
レチクルマスキングブレードシステムにおいて、
レチクルマスキングブレードキャリッジアセンブリと、電磁力アクチュエータと、センサと、コントローラとを有しており、
前記レチクルマスキングブレードキャリッジアセンブリは、レチクルマスキングブレードをサポートすることができ、
前記電磁力アクチュエータは、リファレンスフレームに対して各位置の所定範囲内の所定位置及び前記リファレンスフレームに対して所定配向で、前記レチクルマスキングブレードキャリッジアセンブリを浮上することができ、前記電磁力アクチュエータは、前記レチクルマスキングブレードキャリッジアセンブリに結合された第１のコンポーネントと、リアクションフレームに結合された第２のコンポーネントとを有しており、
前記センサは、前記位置及び前記配向の少なくとも１つを測定することができ、前記センサは、前記レチクルマスキングブレードキャリッジアセンブリに結合された第３のコンポーネントと、前記リファレンスフレームに結合された第４のコンポーネントとを有しており、
前記コントローラは、前記位置及び前記配向の少なくとも１つを制御することができ、
前記第３のコンポーネント及び前記第４のコンポーネントの少なくとも１つは、前記コントローラに送信される第１の信号を形成することができ、
前記第１のコンポーネントと前記第２のコンポーネントの少なくとも１つは、前記コントローラからの第２の信号を受信することができる第１のコイルを有している
ことを特徴とするレチクルマスキングブレードシステム。
【請求項３】
前記レチクルマスキングブレードは、前記レチクルマスキングブレードキャリッジアセンブリに結合されており、前記レチクルマスキングブレードは、第１のマスキングエッジを有している
請求項２記載のレチクルマスキングブレードシステム。
【請求項４】
前記第１のマスキングエッジは、ほぼリニアである請求項３記載のレチクルマスキングブレードシステム。
【請求項５】
前記レチクルマスキングブレードは、第２のマスキングエッジを有している請求項３記載のレチクルマスキングブレードシステム。
【請求項６】
前記第１及び前記第２のマスキングエッジは、所定角度を成している請求項５記載のレチクルマスキングブレードシステム。
【請求項７】
前記角度は、ほぼ直角である請求項６記載のレチクルマスキングブレードシステム。
【請求項８】
前記電磁力アクチュエータは、更に、前記レチクルマスキングブレードキャリッジアセンブリに結合された第５のコンポーネントと、前記リアクションフレームに結合された第６のコンポーネントを有しており、前記第５及び前記第６のコンポーネントは、永久磁石を有している請求項２記載のレチクルマスキングブレードシステム。
【請求項９】
前記電磁力アクチュエータは、ローレンツ力アクチュエータである請求項２記載のレチクルマスキングブレードシステム。
【請求項１０】
前記電磁力アクチュエータは、磁気抵抗力アクチュエータである請求項２記載のレチクルマスキングブレードシステム。
【請求項１１】
前記センサは、位置センサである請求項２記載のレチクルマスキングブレードシステム。
【請求項１２】
前記センサは、角度センサである請求項２記載のレチクルマスキングブレードシステム。
【請求項１３】
前記第３のコンポーネントと前記第４のコンポーネントとの相互作用は、物理的な接触よりもむしろエネルギ場を介している請求項２記載のレチクルマスキングブレードシステム。
【請求項１４】
前記コントローラは、サーボ機構コントローラである請求項２記載のレチクルマスキングブレードシステム。
【請求項１５】
前記電磁力アクチュエータは、電磁力アクチュエータセットである請求項２記載のレチクルマスキングブレードシステム。
【請求項１６】
前記センサは、センサセットである請求項１５記載のレチクルマスキングブレードシステム。
【請求項１７】
前記紺とコントローラは、前記位置及び前記配向を動きの６自由度で制御することができる請求項１６記載のレチクルマスキングブレードシステム。
【請求項１８】
更に、電磁力モータを有しており、該電磁力モータは、前記レチクルマスキングブレードキャリッジアセンブリを、前記リファレンスフレームに対して所定次元内で動かすことができ、前記電磁力モータは、前記レチクルマスキングブレードキャリッジアセンブリに結合された第５のコンポーネントと、前記リファレンスフレームに結合された第６のコンポーネントとを有しており、前記リファレンスフレームは、前記次元内での前記動きの範囲を定義する請求項２記載のレチクルマスキングブレードシステム。
【請求項１９】
前記センサは、位置センサである請求項１８記載のレチクルマスキングブレードシステム。
【請求項２０】
前記コントローラは、前記動きを制御することができる請求項１９記載のレチクルマスキングブレードシステム。
【請求項２１】
前記第５のコンポーネントと前記第６のコンポーネントの少なくとも１つは、前記コントローラからの第３の信号を受信することができる第２のコイルを有している請求項１８記載のレチクルマスキングブレードシステム。
【請求項２２】
前記第２のコイルは、前記第１のコイルである請求項２１記載のレチクルマスキングブレードシステム。
【請求項２３】
前記第５のコンポーネントは、前記第１のコンポーネントである請求項１８記載のレチクルマスキングブレードシステム。
【請求項２４】
前記第６のコンポーネントは、前記第２のコンポーネントである請求項１８記載のレチクルマスキングブレードシステム。
【請求項２５】
前記電磁力モータは、ローレンツ力モータである請求項１８記載のレチクルマスキングブレードシステム。
【請求項２６】
前記次元は２次元である請求項１８記載のレチクルマスキングブレードシステム。
【請求項２７】
前記電磁力モータは、プレーナローレンツ力モータである請求項２６記載のレチクルマスキングブレードシステム。
【請求項２８】
前記リファレンスフレームは、光リソグラフィシステムの固定部分である請求項１８記載のレチクルマスキングブレードシステム。
【請求項２９】
前記リファレンスフレームは、レチクルステージシステムのコンポーネントである請求項１８記載のレチクルマスキングブレードシステム。
【請求項３０】
前記コンポーネントは、つりあい質量である請求項２９記載のレチクルマスキングブレードシステム。
【請求項３１】
前記リファレンスフレームは、前記リアクションフレームである請求項１８記載のレチクルマスキングブレードシステム。
【請求項３２】
前記リアクションフレームは、つりあい質量である請求項３１記載のレチクルマスキングブレードシステム。
【請求項３３】
更に、第２のレチクルマスキングブレードキャリッジアセンブリと、第２の電磁力アクチュエータと、第２のセンサと、第２のコントローラとを有しており、
前記第２のレチクルマスキングブレードキャリッジアセンブリは、第２のレチクルマスキングブレードをサポートすることができ、
前記第２の電磁力アクチュエータは、第２のリファレンスフレームに対して所定の第２の位置及び前記第２のリファレンスフレームに対して所定の第２の配向で、前記第２のレチクルマスキングブレードキャリッジアセンブリを浮上することができ、前記第２の電磁力アクチュエータは、前記第２のレチクルマスキングブレードキャリッジアセンブリに結合された第５のコンポーネントと、第２のリアクションフレームに結合された第６のコンポーネントとを有しており、
前記第２のセンサは、前記第２の位置及び前記第２の配向の少なくとも１つを測定することができ、前記第２のセンサは、前記第２のレチクルマスキングブレードキャリッジアセンブリに結合された第７のコンポーネントと、前記第２のリファレンスフレームに結合された第８のコンポーネントとを有しており、
前記第２のコントローラは、前記第２の位置及び前記第２の配向の少なくとも１つを制御することができ、
前記第７のコンポーネントと前記第８のコンポーネントの少なくとも１つは、前記第２のコントローラに送信する第３の信号を形成することができ、
前記第５のコンポーネントと前記第６のコンポーネントの少なくとも１つは、前記第２のコントローラからの第４の信号を受信することができる
請求項２記載のレチクルマスキングブレードシステム。
【請求項３４】
前記第２のレチクルマスキングブレードは、前記第２のレチクルマスキングブレードキャリッジアセンブリに結合されており、前記レチクルマスキングブレードは、第１のマスキングエッジを有しており、前記第２のレチクルマスキングブレードは、第２のマスキングエッジを有している請求項３３記載のレチクルマスキングブレードシステム。
【請求項３５】
前記第１及び前記第２のマスキングエッジは、ほぼリニアである請求項３４記載のレチクルマスキングブレードシステム。
【請求項３６】
前記第１及び前記第２のマスキングエッジは、ほぼ平行である請求項３５記載のレチクルマスキングブレードシステム。
【請求項３７】
前記レチクルマスキングブレードは、第３のマスキングエッジを有しており、前記第２のレチクルマスキングブレードは、第４のマスキングエッジを有している請求項３４記載のレチクルマスキングブレードシステム。
【請求項３８】
前記第１及び前記第３のマスキングエッジは、第１の角度を成しており、前記第２及び前記第４のマスキングエッジは、第２の角度を成している請求項３７記載のレチクルマスキングブレードシステム。
【請求項３９】
前記第１の角度は、ほぼ前記第２の角度に等しい請求項３８記載のレチクルマスキングブレードシステム。
【請求項４０】
前記第１及び前記第２の角度は、ほぼ直角である請求項３９記載のレチクルマスキングブレードシステム。
【請求項４１】
前記レチクルマスキングブレードは、”Ｌ”形状を有している請求項４０記載のレチクルマスキングブレードシステム。
【請求項４２】
前記第２のレチクルマスキングブレードは、”Ｔ”形状を有している請求項４１記載のレチクルマスキングブレードシステム。
【請求項４３】
前記レチクルマスキングブレードは、”Ｔ”形状を有している請求項４０記載のレチクルマスキングブレードシステム。
【請求項４４】
前記レチクルマスキングブレードは、第１の”階段”形状を有している請求項４０記載のレチクルマスキングブレードシステム。
【請求項４５】
前記第２のレチクルマスキングブレードは、第２の”階段”形状を有している請求項４４記載のレチクルマスキングブレードシステム。
【請求項４６】
前記第２のリファレンスフレームは、前記リファレンスフレームである請求項３３記載のレチクルマスキングブレードシステム。
【請求項４７】
前記位置は、前記リファレンスフレームからの第１の距離であり、前記第２の位置は、前記リファレンスフレームからの第２の距離であり、前記第１の距離は、前記第２の距離にほぼ等しい請求項４６記載のレチクルマスキングブレードシステム。
【請求項４８】
前記レチクルマスキングブレードは、第３の位置で浮上するように構成されており、前記第２のレチクルマスキングブレードは、第５の位置で浮上するように構成されており、前記第３の位置は、前記第４の位置とは異なる請求項４７記載のレチクルマスキングブレードシステム。
【請求項４９】
前記位置は、前記リファレンスフレームから第１の距離であり、前記第２の位置は、前記リファレンスフレームから第２の距離であり、前記第１の距離は、前記第２の距離とは異なる請求項４６記載のレチクルマスキングブレードシステム。
【請求項５０】
前記第２の配向は、前記配向とほぼ同じである請求項４６記載のレチクルマスキングブレードシステム。
【請求項５１】
前記第８のコンポーネントは、前記第４のコンポーネントである請求項４６記載のレチクルマスキングブレードシステム。
【請求項５２】
前記第２のリアクションフレームは、前記リアクションフレームである請求項３３記載のレチクルマスキングブレードシステム。
【請求項５３】
全前記第６のコンポーネントは、前記第２のコンポーネントである請求項５２記載のレチクルマスキングブレードシステム。
【請求項５４】
前記第２のコントローラは、前記コントローラである請求項３３記載のレチクルマスキングブレードシステム。
【請求項５５】
更に、第１の電磁力モータと、第２の電磁力モータとを有しており、前記第１の電磁力モータは、前記レチクルマスキングブレードキャリッジアセンブリに対して、前記リファレンスフレームに対して第１の次元内で第１の動きを行わせることができ、前記第１の電磁力モータは、前記レチクルマスキングブレードキャリッジアセンブリに結合された第９のコンポーネントと、前記リアクションフレームに結合された第１０のコンポーネントとを有しており、前記リファレンスフレームは、前記第１の次元内の前記第１の動きの第１の範囲を定義し、
前記第２の電磁力モータは、前記第２のレチクルマスキングブレードキャリッジアセンブリに対して、前記第２のリファレンスフレームに対して第２の次元内で第２の動きを行わせることができ、前記第２の電磁力モータは、前記第２のレチクルマスキングブレードキャリッジアセンブリに結合された第１１のコンポーネントと、前記第２のリアクションフレームに結合された第１２のコンポーネントとを有しており、前記第２のリファレンスフレームは、前記第２の次元内の前記第２の動きの第２の範囲を定義する
請求項３３記載のレチクルマスキングブレードシステム。
【請求項５６】
前記コントローラは、前記第１の動きを制御することができ、前記第２のコントローラは、前記第２の動きを制御することができる請求項５５記載のレチクルマスキングブレードシステム。
【請求項５７】
前記第２のリファレンスフレームは、前記リファレンスフレームである請求項５５記載のレチクルマスキングブレードシステム。
【請求項５８】
前記第２の次元は、前記第１の次元である請求項５７記載のレチクルマスキングブレードシステム。
【請求項５９】
前記第２の範囲は、前記第１の範囲である請求項５７記載のレチクルマスキングブレードシステム。
【請求項６０】
前記第２のリアクションフレームは、前記リアクションフレームである請求項５５記載のレチクルマスキングブレードシステム。
【請求項６１】
前記第１２のコンポーネントは、前記第１０のコンポーネントである請求項６０記載のレチクルマスキングブレードシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はリソグラフィに関する。更に特定すれば、本発明は磁気的に浮上されかつ駆動されるレチクルマスキングブレードステージ機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
集積回路において使用することができる回路エレメントのサイズは、投影光リソグラフィ製造プロセスにおいて使用される波長の直接関数である。従って、ますます小さくなるフィーチャーを有する集積回路の実現は、ますます小さくなっている波長で動作する光リソグラフィの開発に依存している。
【０００３】
今日の投影光リソグラフィツールは今や、２４８ｎｍ、１９３ｎｍまたは１５７ｎｍの波長を有する深紫外線（deep ultraviolet＝ＤＵＶ）光を使用している。シリコーン酸化物およびカルシウムフッ化物を含んでいる、これらの波長で使用可能な光学的材料により、透過性レチクル、および屈折性光学エレメント両方の使用が可能になる。比較的短い波長は酸素によって吸収されるので、光路では窒素またはヘリウムが使用されなければならない。
【０００４】
将来の光リソグラフィツールは、１０ｎｍないし１５ｎｍの波長を有する極紫外線（extreme ultraviolet＝ＥＵＶ）照射を使用できる。これらの波長においてレチクルおよびその他すべての光学的エレメントは反射性でなければならず、かつ光路全体が真空化されなければならない。
【０００５】
今日の投影リソグラフィツールにおいて、光源（ソース・オプチクス）からの露光用の光がパターニングされたレチクルを透過するかまたはそこから反射されかつそれからレジストがコーティングされているウェーハの表面に投影光学系（プロジェクション・オプチクス）によってイメージングされる。高分解能の投影光学系は比較的小さなフィールドサイズを有しており、従ってウェーハおよびレチクルが同時にスキャンされて、矩形のフィールド全体が露光されることを要求する。レチクルは吸収層、通例はクロームを、ウェーハの所望しない露光を防止するために回路パターン取り囲んでいる境界領域において有している。付加的に、今日の投影リソグラフィツールは通例、可動のレチクルーマスキング（reticle-masking＝ＲＥＭＡ）ブレードを有している。それは：（１）ワイドな（すなわち高価な）境界領域を持つ必要性を取り除き、（２）そうしなければピンホールを通って境界領域に漏れるかもしれない光をブロックし、（３）パターニングされた領域全体の選択された部分が露光されるようにすることを可能にし、かつ（４）レチクルアライメントターゲットを選択的にブロックしてこれらがウェーハ上にプリントされないようにする。
【０００６】
一般に、リソグラフィツールは２つの対として構成されている４つの独立に可動なＲＥＭＡブレードを使用する。ＲＥＭＡブレードの１つの対は露光スキャン軸線に平行にアライメントされているエッジを有している。この第１の対は露光スキャンの期間に定置に留まりかつ露光されるフィールドの幅を制限する。ＲＥＭＡブレードの第２の対はスキャン軸線に対して直交するようにアライメントされているエッジを有している。この第２の対はレチクルと同時に移動しかつ露光されるフィールドの長さを制限する。ＲＥＭＡブレードの第２の対をレチクルステージに取り付けかつこれらを露光スキャンの前に予め位置決めすることによって同時のスキャニングを実現することができる。不都合なことに、ＲＥＭＡブレードの第２の対は頻繁な調整を要求するので、このアプローチはリソグラフィツールの全体のスループットを制限することになりかねない。
【０００７】
今日のＤＵＶリソグラフィツールに対して、有利な設計アプローチはＲＥＭＡブレードをレチクル自体の近傍というよりもむしろレチクルに対して共役である像平面に配置することである。ＲＥＭＡブレードをレチクルの近傍に配置することで結果的に、ウェーハに結像される区切りエッジの汚れが重大になる。ＲＥＭＡブレードを像平面共役に配置することによって、ＲＥＭＡブレードのエッジをウェーハにシャープに結像させることができる。普通は投影光学系近傍に共役な適当な像平面はないので、共役な像平面は典型的には照明器における光学系によって発生される。
【０００８】
ＲＥＭＡブレードは典型的には、リニヤモータによって駆動されかつボールベアリング、ローラベアリングまたはガスベアリングによってガイドされるリニヤステージ機構によって移動される。スキャニングＲＥＭＡブレードの動きを制御するステージは、レチクルステージの動きを整合する能力を有していなければならない。スキャニングＲＥＭＡブレードの動きを制御するステージは、加速レートが高いおよび寿命が長いことによって特徴付けられなければならない。ＤＵＶに使用されるための有利なＲＥＭＡブレード動き制御機構はＵ．Ｓ．Ｐａｔ．Ｎｏ．６３０７６１９ to Galburt et al （２００１年１０月２３日発行、名称“Scanning Framing Blade Apparatus”に記載されており、これはここに参照として組み込まれる。
【０００９】
ＥＵＶリソグラフィツールを用いた実験作業はＲＥＭＡブレードに対する有利なロケーションが共役な像平面よりもむしろ反射性のレチクルの前にあるものと仮定している。ＤＵＶシステムとは異なって、ＥＵＶシステムにおいて、共役な像平面を発生するために必要である付加的な光学系は結果的に、露光ビームの極端な減衰を生むことになる。好都合なことに、ＥＵＶシステムもアパーチュアが数字的に比較的低い投影光学系および保護性のペリクルの欠落によって特徴付けられている。これらのフィーチャによって、ＲＥＭＡブレードがレチクル近傍に配置されているとき生じる可能性があるウェーハに結像される区切りエッジの汚れが最小化される。
【特許文献１】Ｕ．Ｓ．Ｐａｔ．Ｎｏ．６３０７６１９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、ＥＵＶシステムにおいてＲＥＭＡブレードは高い真空環境で動作しなければならない。これにより、ステージ機構にガスベアリングまたは従来のアンチ・フリクション（摩擦防止）ベアリングを使用する際の問題が大きくなる。殊に、ガスベアリングは高度な真空環境から隔離されていなければならないことになる。同様に、ボールまたはローラアンチ・フリクションベアリングは潤滑剤なしで動作されなければならないことになり、このためにこれらベアリングの寿命は低減されかつ保護されていないレチクルまたはその他の光学デバイスの表面を汚染することになる粒子が生成されるのを認めてしまうことになる。それ故に、必要とされるのは、高度な真空環境におけるＲＥＭＡブレードのガイドされる動きをサポートすることができるＲＥＭＡブレードステージ機構である。有利には、この種のＲＥＭＡブレードステージ機構は１つ以上の動きの自由度もサポートできるものでありたい。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は磁気的に浮上されかつ駆動されるレチクルマスキング（ＲＥＭＡ）ブレードステージ機構に関する。１つの有利な実施形態において、本発明はＲＥＭＡブレードを含んでいるＲＥＭＡブレードシステムと、ＲＥＭＡブレードキャリジアセンブリと、電磁力アクチュエータのセットと、電磁力リニアモータと、センサのセットと、サーボ機構コントローラとを有している。ＲＥＭＡブレードは実質的にリニアなマスキングエッジを有している。ＲＥＭＡブレードはＲＥＭＡブレードキャリジアセンブリに結合されている。
【００１２】
電磁力アクチュエータのセットはＲＥＭＡブレードキャリジアセンブリをリファレンスフレームに関する位置およびリファレンスフレームに関する配向で浮上させることができる。その時の位置は複数の位置から成るレンジ内にある。それぞれの電磁力アクチュエータはＲＥＭＡブレードキャリジアセンブリに結合されている第１のコンポーネントとリアクションフレームに結合されている第２のコンポーネントとを有している。これら第１のコンポーネントおよび第２のコンポーネントの少なくとも１つは第１のコイルを有しており、この第１のコイルはサーボ機構コントローラからの第２の信号を受信することができる。
【００１３】
電磁力リニアモータはＲＥＭＡブレードキャリジアセンブリにリファレンスフレームに関して動きを伝えることができる。電磁力リニアモータは、ＲＥＭＡブレードキャリジアセンブリに結合されている第３のコンポーネントとリアクションフレームに結合されている第４のコンポーネントとを有している。リファレンスフレームは動きのレンジを定める。これら第３のコンポーネントおよび第４のコンポーネントの少なくとも１つは第２のコイルを有しており、この第２のコイルはサーボ機構コントローラからの第３の信号を受信することができる。
【００１４】
センサのセットはＲＥＭＡブレードキャリジアセンブリの位置および配向をリファレンスフレームに関して測定することができる。それぞれのセンサはＲＥＭＡブレードキャリジアセンブリに結合されている第５のコンポーネントとリファレンスフレームに結合されている第６のコンポーネントとを有している。第５のコンポーネントと第６のコンポーネントとの間の相互作用は物理的というよりエネルギーフィールドを介するものである。第５のコンポーネントおよび第６のコンポーネントの少なくとも１つはサーボ機構コントローラに送信される第１信号を生成することができる。
【００１５】
サーボ機構コントローラはＲＥＭＡブレードキャリジアセンブリの位置および配向を６度の自由度の動きによって制御することができる。サーボ機構コントローラは更に、ＲＥＭＡブレードキャリジアセンブリの動きをレンジ内にコントロール、もしくは制御することができる。
【００１６】
別の有利な形態において、本発明はＲＥＭＡブレードを含んでいるＲＥＭＡブレードシステムと、ＲＥＭＡブレードキャリジアセンブリと、電磁力アクチュエータのセットと、プレーナ型ローレンツ力モータと、センサのセットと、サーヴォ機構コントローラとを有している。ＲＥＭＡブレードは第１の実質的にリニアなマスキングエッジと第２の実質的にリニアなマスキングエッジとを有している。第１および第２の実質的にリニアなマスキングエッジが実質的に直角を形成する。ＲＥＭＡブレードはＲＥＭＡブレードキャリジアセンブリに結合されている。
【００１７】
電磁力アクチュエータのセットはＲＥＭＡブレードキャリジアセンブリをリファレンスフレームに関する位置およびリファレンスフレームに関する配向で浮上させることができる。その時の位置は複数の位置から成るレンジ内にある。それぞれの電磁力アクチュエータはＲＥＭＡブレードキャリジアセンブリに結合されている第１のコンポーネントとリアクションフレームに結合されている第２のコンポーネントとを有している。これら第１のコンポーネントおよび第２のコンポーネントの少なくとも１つは第１のコイルを有しており、この第１のコイルはサーボ機構コントローラからの第２の信号を受信することができる。
【００１８】
プレーナ型ローレンツ力モータはＲＥＭＡブレードキャリジアセンブリにリファレンスフレームに関して動きを伝えることができる。プレーナ型ローレンツ力モータは、ＲＥＭＡブレードキャリジアセンブリに結合されている第３のコンポーネントとリアクションフレームに結合されている第４のコンポーネントとを有している。リファレンスフレームは動きの２つの次元のレンジを定める。これら第３のコンポーネントおよび第４のコンポーネントの少なくとも１つは第２のコイルを有しており、この第２のコイルはサーボ機構コントローラからの第３の信号を受信することができる。
【００１９】
センサのセットはＲＥＭＡブレードキャリジアセンブリの位置および配向をリファレンスフレームに関して測定することができる。それぞれのセンサはＲＥＭＡブレードキャリジアセンブリに結合されている第５のコンポーネントとリファレンスフレームに結合されている第６のコンポーネントとを有している。第５のコンポーネントと第６のコンポーネントとの間の相互作用は物理的というよりエネルギーフィールドを介するものである。第５のコンポーネントおよび第６のコンポーネントの少なくとも１つはサーボ機構コントローラに送信される第１信号を生成することができる。
【００２０】
サーボ機構コントローラはＲＥＭＡブレードキャリジアセンブリの位置および配向を６度の自由度の動きによって制御することができる。サーボ機構コントローラは更に、ＲＥＭＡブレードキャリジアセンブリの動きをレンジ内に制御することができる。
【００２１】
より一般的な実施形態において、本発明はＲＥＭＡブレードキャリジアセンブリを含んでいるＲＥＭＡブレードシステムと、電磁力アクチュエータと、センサと、コントローラとを有している。ＲＥＭＡブレードキャリジアセンブリはＲＥＭＡブレードをサポートすることができる。電磁力アクチュエータはＲＥＭＡブレードキャリジアセンブリをリファレンスフレームに関する位置およびこのリファレンスフレームに関する配向で浮上させることができる。電磁力アクチュエータはＲＥＭＡブレードキャリジアセンブリに結合されている第１のコンポーネントとリアクションフレームに結合されている第２のコンポーネントとを有している。位置は複数の位置から成るレンジ内にある。これら第１のコンポーネントおよび第２のコンポーネントの少なくとも１つは第１のコイルを有しており、この第１のコイルはコントローラからの第２の信号を受信することができる。センサはＲＥＭＡブレードキャリジアセンブリの位置および配向をリファレンスフレームに関して測定することができる。センサはＲＥＭＡブレードキャリジアセンブリに結合されている第３のコンポーネントとリファレンスフレームに結合されている第４のコンポーネントとを有している。第３のコンポーネントおよび第４のコンポーネントの少なくとも１つは、コントローラに送出される第１の信号を生成することができる。有利には、第３のコンポーネントと第４のコンポーネントとの間の相互作用は物理的というよりエネルギーフィールドを介するものである。コントローラはＲＥＭＡブレードキャリジアセンブリの位置および配向を少なくとも１つ制御することができる。
【００２２】
電磁力アクチュエータはローレンツ力アクチュエータ、磁気抵抗力アクチュエータなどであってよい。有利には、電磁力アクチュエータは電磁力アクチュエータのセットである。任意選択的に、電磁力アクチュエータは更に、ＲＥＭＡブレードキャリジアセンブリに結合されている第５のコンポーネントおよびリアクションフレームに結合されている第６のコンポーネントを有していることができる。第５のコンポーネントおよび第６のコンポーネントは永久磁石を有していることができる。
【００２３】
センサは位置センサ、角度センサなどであってよい。有利には、センサはセンサセットである。有利には、コントローラはＲＥＭＡブレードキャリジアセンブリの位置および配向を６度の自由度の動きによってコントロールもしくは制御することができる。
【００２４】
任意選択的に、ＲＥＭＡブレードシステムはＲＥＭＡブレードを含んでいることができ、それはＲＥＭＡブレードキャリジアセンブリに結合されている。ＲＥＭＡブレードは第１のマスキングエッジを有していることができる。第１のマスキングエッジは実質的に直線状であってよい、ＲＥＭＡブレードは第２のマスキングエッジを有していることができる。第１および第２のマスキングエッジは角度を形成することができる。角度は実質的に直角とすることができる。
【００２５】
任意選択的に、ＲＥＭＡブレードシステムは電磁力モータを含んでいることができる。電磁力モータはＲＥＭＡブレードキャリジアセンブリにリファレンスフレームに関して１次元内で動きを与えることができる。電磁力モータはＲＥＭＡブレードキャリジアセンブリに結合されている第５のコンポーネントとリアクションフレームに結合されている第６のコンポーネントとを有している。リファレンスフレームは上述の次元内の動きのレンジを定めている。センサは位置センサであってよい。コントローラは動きを制御することができる。有利には、第５のコンポーネントおよび第６のコンポーネントの少なくとも１つは、コントローラからの第３の信号を受信することができる第２のコイルを有している。
【００２６】
第３の信号を受信することができる第２のコイルは第２の信号を受信することができる第１のコイルであってもよい。ＲＥＭＡブレードキャリジアセンブリに結合されている第５のコンポーネントはＲＥＭＡブレードキャリジアセンブリに結合されている第１のコンポーネントであってよい。リアクションフレームに結合されている第６のコンポーネントはリアクションフレームに結合されている第２のコンポーネントであってよい。電磁力モータはローレンツ力モータであってよい。リファレンスフレームに関してとは２つの次元についてであってもよい。ローレンツ力モータはプレーナ型ローレンツ力モータであってよい。
【００２７】
リファレンスフレームは光リソグラフィシステムの定置部分とすることができる。リファレンスフレームはレチクルステージシステムの構成要素であってよい。リファレンスフレームはリアクションフレームであってもよい。リアクションフレームはバランス増すであってもよい。
【００２８】
任意選択的に、ＲＥＭＡブレードシステムは第２のＲＥＭＡブレードキャリジアセンブリ、第２の電磁的な力アクチュエータ、第２のセンサおよび第２のコントローラを含んでいることができる。第２のＲＥＭＡブレードキャリジアセンブリは第２のＲＥＭＡブレードをサポートすることができる。第２の電磁力アクチュエータは第２のＲＥＭＡブレードキャリジアセンブリを第２のリファレンスフレームに関して第２の位置でかつ第２のリファレンスフレームに関して第２の配向で浮上させることができる。第２のリファレンスフレームは前記のリファレンスフレームであってもよい、第２の電磁力アクチュエータは第２のＲＥＭＡブレードキャリジアセンブリに結合されている第５のコンポーネントおよび第２のリアクションフレームに結合されている第６のコンポーネントを有している。第２のリアクションフレームに結合されている第６のコンポーネントは先のリアクションフレームに結合されている第２のコンポーネントであってよい。第２の位置は複数の位置の第２のレンジ内にある。第５のコンポーネントおよび第６のコンポーネントの少なくとも１つは第２のコイルを有しており、これは第２のコントローラからの第４の信号を受信することができる。第２のセンサは第２のＲＥＭＡブレードキャリジアセンブリの第２の位置および第２の配向の少なくとも１つを第２のリファレンスフレームに関して測定することができる。第２のセンサは第２のＲＥＭＡブレードキャリジアセンブリに結合されている第７のコンポーネントおよび第２のリファレンスフレームに結合されている第８のコンポーネントを有している。第７のコンポーネントおよび第８のコンポーネントの少なくとも１つは第２のコントローラに送出される第３の信号を生成することができる。第２のコントローラは第２のＲＥＭＡブレードキャリジアセンブリの第２の位置および第２の配向の少なくとも１つを制御することができる。第２のコントローラは前述のコントローラであってもよい。
【００２９】
更に、ＲＥＭＡブレードシステムは任意選択的に第２のＲＥＭＡブレードを含んでいることができ、これは第２のＲＥＭＡブレードキャリジアセンブリに結合されている。ＲＥＭＡブレードは第１のマスキングエッジを有していることができかつ第２のＲＥＭＡブレードは第２のマスキングエッジを有していることができる。第１および第２のマスキングエッジは実質的に直線であってよい。第１および第２のマスキングエッジは実質的に平行であってよい。
【００３０】
択一選択的に、ＲＥＭＡブレードは第３のマスキングエッジを有していることができかつ第２のＲＥＭＡブレードは第４のマスキングエッジを有していることができる。第１および第３のマスキングエッジは第１の角度を形成することができかつ第２および第４のマスキングエッジは第２の角度を形成することができる。第１の角度は実質的に第２の角度に等しくてよい。第１および第２の角度は実質的に直角であってよい。ＲＥＭＡは「Ｌ字」形状、「Ｔ字」形状、第１の「階段」形状などを有していることができる。第２のＲＥＭＡブレードは「Ｌ字」形状、「Ｔ字」形状、第２の「階段」形状などを有していることができる。
【００３１】
第２のリファレンスフレームは先のリファレンスフレームであってもよい。位置はリファレンスフレームからの第１の距離であってよくかつ第２の位置はリファレンスフレームからの第２の距離であってもよい。１つの択一例において、第１の距離は第２の距離と実質的に等しくても構わない。ＲＥＭＡブレードは第３の位置で浮上するように構成することができかつ第２のＲＥＭＡブレードは第４の位置で浮上するように構成することができ、その際第３の位置は第４の位置とは異なっている。別の択一例において、第１の距離は第２の距離とは異なっているようにすることができる。第２の配向は先の配向と実質的に同じであってよい。第２のリファレンスフレームに結合されている第８のコンポーネントはリファレンスフレームに結合されている第４のコンポーネントであってよい。
【００３２】
更に、ＲＥＭＡブレードシステムは任意選択的に第１の電磁力モータおよび第２の電磁力モータを含んでいることができる。第１の電磁力モータはＲＥＭＡブレードキャリジアセンブリに対してリファレンスフレームに関して第１の次元内に第１の動きを与えることができる。第１の電磁力モータはＲＥＭＡブレードキャリジアセンブリに結合されている第９のコンポーネントとリアクションフレームに結合されている第１０のコンポーネントとを有している。リファレンスフレームは第１の次元内の第１の動きの第１のレンジを定めている。第２の電磁力モータは第２のＲＥＭＡブレードキャリジアセンブリに対して第２のリファレンスフレームに関して第２の次元内に第２の動きを与えることができる。第２の電磁力モータは第２のＲＥＭＡブレードキャリジアセンブリに結合されている第１１のコンポーネントと第２のリアクションフレームに結合されている第１２のコンポーネントとを有している。第２のリファレンスフレームは第２の次元内の第２の動きの第２のレンジを定めている。
【００３３】
コントローラは第１の動きを制御することができかつ第２のコントローラは第２の動きを制御することができる。第２のリファレンスフレームは先のリファレンスフレームとすることもできる。第２の次元は第１の次元であってもよい。第２のリアクションフレームはそもそものリアクションフレームであってよい。第２のリアクションフレームに結合されている第１２のコンポーネントはリアクションフレームに結合されている第１０のコンポーネントであってもよい。
【００３４】
本発明は光リソグラフィシステムにおけるＲＥＭＡブレードを制御する方法にも関する。この方法において、ＲＥＭＡブレードはＲＥＭＡブレードキャリジアセンブリによってサポートされている。ＲＥＭＡブレードキャリジアセンブリはリファレンスフレームに関する位置およびリファレンスフレームに関する配向で浮上される。有利には、ＲＥＭＡブレードキャリジアセンブリは電磁的に浮上されるが、本発明はこのモードの浮上に制限されていない。本発明は、例えば、静電式の浮上によって実施されるようにしてもよい。ＲＥＭＡブレードキャリジアセンブリの位置および配向の少なくとも１つが測定される。ＲＥＭＡブレードキャリジアセンブリの位置および配向の少なくとも１つが制御される。
【００３５】
有利には、ＲＥＭＡブレードキャリジアセンブリの位置および配向は動きの６度の自由度によって制御される。ＲＥＭＡブレードキャリジアセンブリの位置および配向は次のように制御することができる：（１）ＲＥＭＡブレードキャリジアセンブリの位置および配向の少なくとも１つの測定値に相応する第１信号を第１のコンポーネントに送出し、第１のコンポーネントが制御を実施し、かつ（２）第１のコンポーネントから第２のコンポーネントでの第２の信号を受信してこれにより浮上を行うようにする。
【００３６】
任意選択的に、ＲＥＭＡブレードキャリジアセンブリはリファレンスフレームによって定められるレンジ内の１つの次元内で動かされる。次元は２つの次元であってもよい。ＲＥＭＡブレードキャリジアセンブリの動きは次のように制御することができる：（１）ＲＥＭＡブレードキャリジアセンブリの位置および配向の少なくとも１つの測定値に相応する第１信号を第１のコンポーネントに送出し、第１のコンポーネントが制御を実施し、かつ（２）第１のコンポーネントから第２のコンポーネントでの第２の信号を受信してこれにより動きが実施されるようにする。
【００３７】
本発明は、ＲＥＭＡブレードキャリジアセンブリおよび第１の電磁的なコンポーネントを含んでいる、ＲＥＭＡブレードを浮上させるための装置にも関する。ＲＥＭＡブレードキャリジアセンブリはＲＥＭＡブレードをサポートすることができる。第１の電磁的なコンポーネントはＲＥＭＡブレードキャリジアセンブリに結合されておりかつリアクションフレームに結合されている第２の電磁的なコンポーネントと相互作用するように構成されていて、ＲＥＭＡブレードキャリジアセンブリがリファレンスフレームに関する位置およびリファレンスフレームに関する配向で浮上されるようにする。位置は複数位置のレンジ内にある。任意選択的に、この装置は、ＲＥＭＡブレードキャリジアセンブリに結合されているＲＥＭＡを含んでいることができる。
【００３８】
普通、リアクションフレームはＲＥＭＡブレードキャリジアセンブリに磁気的に結合されている。第１および第２の電磁的なコンポーネントは相互作用して、第１のリアクションフレーム部分から第２のリアクションフレーム部分への方向に対して実質的に垂直に方向付けられているローレンツ力を生成することができる。第２の電磁的なコンポーネントは永久磁石に結合されているバックアイアン、永久磁石に結合されているＨａｌｂａｃｈ型磁石、永久磁石のチェッカーボードアレイなどを有していることができる。永久磁石のチェッカーボードアレイは永久磁石に結合されているＨａｌｂａｃｈ型磁石を含んでいることができる。
【００３９】
リアクションフレームは第１のリアクションフレーム部分および第２のリアクションフレーム部分を有していることができる。ＲＥＭＡブレードキャリジアセンブリは第１および第２のリアクションフレーム部分の間に位置決めされるようにするとよい。第１および第２の電磁的なコンポーネントは相互作用して、第１のリアクションフレーム部分から第２のリアクションフレーム部分への方向に対して実質的に垂直である方向に配向されているローレンツ力を生成する。
【００４０】
択一選択的に、ＲＥＭＡブレードキャリジアセンブリは第１のＲＥＭＡブレードキャリジアセンブリ部分および第２のＲＥＭＡブレードキャリジアセンブリ部分を有していることができる。リアクションフレームはこれら第１および第２のＲＥＭＡブレードキャリジアセンブリ部分の間に位置決めされていることができる。第１および第２の電磁的なコンポーネントは相互作用して、第１のＲＥＭＡブレードキャリジアセンブリ部分から第２のＲＥＭＡブレードキャリジアセンブリ部分への方向に対して実質的に垂直に方向付けられているローレンツ力を生成することができる。
【００４１】
第１および第２の電磁的なコンポーネントは相互作用して、磁気抵抗力を生成することができる。第１の磁気的なコンポーネントはコアの部分の周りに巻き付けられているコイルを有することができる。コイルは電流を運ぶことができる。コアは「Ｅ｝形状、「Ｃ」形状などを有することができる。
【００４２】
装置は更に、ＲＥＭＡブレードキャリジアセンブリに結合されている第３の磁気的なコンポーネントおよびリアクションフレームに結合されている第４の磁気的なコンポーネントを有していることができる。第３および第４の磁気的なコンポーネントは永久磁石を有していることができる。
【００４３】
装置は更に、ＲＥＭＡブレードキャリジアセンブリに結合されている第３の電磁的なコンポーネントを有している。これは、リアクションフレームに結合されている第４の電磁的なコンポーネントと相互作用してＲＥＭＡブレードキャリジアセンブリに対してリファレンスフレームに関して１次元内に動きを与えるものである。リファレンスフレームこの次元内の動きのレンジを定める。第３の電磁的なコンポーネントは第１の電磁的なコンポーネントとすることができる。第４の電磁的なコンポーネントは第２の電磁的なコンポーネントとすることができる。次元は２つの次元であってもよい。
【００４４】
第３および第４の電磁的なコンポーネントは相互作用して、第４の電磁的なコンポーネントから第３の電磁的なコンポーネントへの方向に対して実質的に垂直であるように方向付けられているローレンツ力を発生する。第３および第４の電磁的なコンポーネントの少なくとも１つはドライブコイルを有していることができる。ドライブコイルは電流を運ぶことができる。第１のドライブコイルは第１の電流を運ぶことができかつ第２のドライブコイルは第２の電流を運ぶことができる。電流は時間とともに変化するようにすればよく、こうして第１の電流が第２の電流と位相がずれているようにされる。
【００４５】
第４の電磁的なコンポーネントは、永久磁石に結合されているバックアイアン、永久磁石に結合されているＨａｌｂａｃｈ型磁石、永久磁石のチェッカーボードアレイなどを有していることができる。永久磁石のチェッカーボードアレイは永久磁石に結合されているＨａｌｂａｃｈ型磁石を含んでいることができる。
【００４６】
リアクションフレームは第１のリアクションフレーム部分および第２のリアクションフレーム部分を有していることができる。ＲＥＭＡブレードキャリジアセンブリはこれら第１および第２のリアクションフレーム部分間に位置決めされるようにすることができる。択一的に、ＲＥＭＡブレードキャリジアセンブリは第１のＲＥＭＡブレードキャリジアセンブリ部分および第２のＲＥＭＡブレードキャリジアセンブリ部分を有していることができる。リアクションフレームは第１および第２のＲＥＭＡブレードキャリジアセンブリ部分間に位置決めされるようにするとよい。
【００４７】
本発明の別の実施例、特徴および利点、並びに本発明の種々の実施例の構成および動作は以下、添付図を参照して詳細に説明される。
【実施例１】
【００４８】
以下、図示の実施例を用いて、本発明について、詳細に説明する。図で、同じ参照番号は、同じ、又は、機能上同じ要素を示す。付加的に、参照番号の最も左側の番号は、参照番号が最初に出てくる図を示す。
【００４９】
概観
６自由度で対象の動きを制御するために、アクティブサーボ機構フィードバックと共に電磁気力を用いるのは、磁気浮上として一般に公知の技術を達成する有用な方法である。本発明は、このタイプの磁気浮上を、６自由度でレチクルマスキング（ＲＥＭＡ）の動きを制御するのに使用する。本発明は、超紫外線ＥＵＶ投影リソグラフィのＲＥＭＡブレードが作動される必要がある高真空環境と極めてコンパチブルであり、従って、従来技術を有意義に改善することができる。
【００５０】
１実施例では、本発明によると、独立して浮上した４つのＲＥＭＡブレードを使用することができ、その際、各個別ＲＥＭＡブレードは、エッジを決める単一フィールドを有している。この構成では、各個別浮上ＲＥＭＡブレードは、所定の軸に沿って拡張された移動範囲を有している。別の実施例では、独立して浮上する２つのＲＥＭＡブレードが使用され、その際、各個別ＲＥＭＡブレードは、対角方向フレーミングの２つのエッジを有している。この構成では、独立して浮上する各ＲＥＭＡは、２つの軸に沿って拡張された移動範囲を有している。
【００５１】
磁気浮上
磁気浮上は、第１の対象に取り付けられた第１の磁気コンポーネントと、第２の対象に取り付けられた第２の磁気コンポーネントとの相互作用によって生じた力が、重力のような別の力を克服した時に達成され、従って、そうでない場合、第１の対象は、第２の対象によってサポートされるようになる。この状況では、第１の対象は、浮上した対象であり、第２の対象は、リアクションフレームとして機能する。浮上した対象の動きと関連した反作用力は全て、リアクションフレームに現れる。グランドフレームに対しては、リアクションフレームは、固定又は移動し得るように保持することができる。浮上した対象の動きと反対方向に移動するリアクションフレームは、つりあい質量である。つりあい質量の動きは、反作用力を相殺するように作用する。さもないと、この反作用力は、グランドフレームに伝達されてしまう。
【００５２】
第１及び第２の磁気コンポーネントは、１つの対を含む。典型的には、磁気コンポーネントの一方がコイルを有しており、このコイルを制御電流が流れる。通常、この磁気コンポーネントは、コイルを流れる電流によって発生した熱を除去する機構を有している。他方の磁気コンポーネントは、一般に永久磁石しか有していない。磁気コンポーネント対は、磁気力アクチュエータを形成する。このアクチュエータが磁力線に沿った動きを支援することができる場合、この装置は磁気モータである。６自由度で浮上対象の動きをアクティブに制御するために、このアクチュエータは、独立して作動される少なくとも６個のコイルを有している必要がある。
【００５３】
磁気力アクチュエータ
ローレンツ力アクチュエータ
第１の磁気コンポーネントは、コイルを有している。第２の磁気コンポーネントは、永久磁石を有している。第１の磁気コンポーネントは、第１の対象に取り付けることができ、第２の磁気コンポーネントは、第２の対象に取り付けることができる。コイルは、永久磁石によって形成される磁場内に配置することができる。コイルを流れる定電流は、コイルにローレンツ力を生じるための永久磁場、及び、永久磁石での大きさは等しいが方向が逆の反作用力と共働する。ローレンツ力は、双極性であり、コイルを流れる電流に従って直線状に変化する。
【００５４】
図１Ａ及び図１Ｂは、各々ローレンツ力アクチュエータ１００及び１２５の２つの例を２つの方向から見た図を示す。アクチュエータ１００及び１２５は、各々第１の磁気コンポーネント１０２と第２の磁気コンポーネント１０４を有している。第１の磁気コンポーネントは、第１の対象（図示していない）に取り付けることができるコイル１０６を有している。第２の磁気コンポーネント１０４は、第２の対象（図示していない）に取り付けることができる永久磁石１０８を有している。アクチュエータ１００及び１２５は、通常第２の対象が浮上されることができ、第１の対象がリアクションフレームとして機能することができるように構成されている。
【００５５】
永久磁石１０８は、極性がｚ軸に沿って配向されているように設けられている。各個別永久磁石１０８の極性は、図示のように、コイル１０６を通る磁束の強いループを形成するように配向されている。アクチュエータ１００及び１０５は、各々磁場の磁束を形成するように作用するオプションのバックアイアン１１０を有している。コイル１０６を流れる定電流により、ローレンツ力が生じる。アクチュエータ１２５では、ローレンツ力は、ｚ軸に沿って配向されている。アクチュエータ１００では、コイル１０６は、ローレンツ力がｘ軸に沿って配向されるように、永久磁石１０８間に配設されている。
【００５６】
以下説明するように、磁気力アクチュエータは、１つ又は複数の軸に沿って拡張された移動範囲を有することができる。アクチュエータ１００及び１２５は、ｙ軸に沿った第２の磁気コンポーネント１０４よりも長い寸法の第１の磁気コンポーネント１０２を有するように構成されている。こうすることによって、第１の磁気コンポーネント１０２は、第２の磁気コンポーネント１０４に関してｙ軸に沿って容易に移動するようになる。逆に、図１Ｃ及び図１Ｄには、ローレンツ力アクチュエータ１５０及び１７５の２つの例の各々を２つの方向から見た図であり、その際、各アクチュエータの各々は、通常、第１の対象が浮上することができ、第２の対象がリアクションフレームとして機能することができるように構成されている。アクチュエータ１５０及び１７５は、ｙ軸に沿った第１の磁気コンポーネント１０２よりも長い寸法の第２の磁気コンポーネント１０４を有するように構成されている。こうすることによって、第２の磁気コンポーネント１０４は、第１の磁気コンポーネント１０２に関してｙ軸に沿って容易に移動することができるようになる。
【００５７】
図２Ａ及び２Ｂは、Ｈａｌｂａｃｈ型強調タイプローレンツ力アクチュエータ２００及び２２５の２つの例の各々を２つの方向から見た図である。アクチュエータ２００及び２２５は、各々、アクチュエータ１００及び１２５と同様であるが、Ｈａｌｂａｃｈ型磁石２０２を有するように構成されている。Ｈａｌｂａｃｈ型磁石２０２は、永久磁石１０８の対の間に配設されている。有利には、Ｈａｌｂａｃｈ型磁石２０２は、永久磁石１０８の各々を有している。所定の永久磁石１０８が正のｚ軸の方向に配向されたＮ極を有している場合、所定の永久磁石１０８を有するＨａｌｂａｃｈ型磁石２０２は、ｘ軸に沿った所定の永久磁石１０８に順方向に方向付けられたＮ極を有している。同様に、所定の永久磁石１０８が正のｚ軸の方向に配向されたＳ極を有している場合、所定の永久磁石１０８を有するＨａｌｂａｃｈ型磁石２０２は、ｘ軸に沿った所定の永久磁石１０８に順方向に方向付けられたＳ極を有している。ローレンツ力アクチュエータ１００及び１２５と比較して、Ｈａｌｂａｃｈ型磁石２０２は、ローレンツ力アクチュエータ２００及び２２５の効率を高める。
【００５８】
磁気抵抗力アクチュエータ
択一的に、第１の磁気コンポーネントは、高透磁率コアの周囲を囲むコイルを有している。第２の磁気コンポーネントは、高透磁率極片を有している。第１の磁気コンポーネントは、第１の対象に取り付けることができ、第２の磁気コンポーネントは、第２の対象に取り付けることができる。通常、第１の対象は、浮上することができ、第２の対象は、リアクションフレームとして機能することができる。このアクチュエータの構成により、コイルを流れる定電流は磁場を生じ、この磁場により、コアと極片が相互に引き合うようになる。そのようなアクチュエータは、一般に電磁又は磁気抵抗力アクチュエータと呼ばれる。電磁気力は、単極性であり、コイルを流れる電流の２乗で変化する。典型的には、コアと極片とは、渦電流損を低減するように積層されている。磁気抵抗力アクチュエータは、装置の効率と直線性を改善するために磁気回路の磁束をバイアスするために永久磁石を有することができる。
【００５９】
図３Ａ及び３Ｂは、磁気抵抗力アクチュエータ３００及び３２５の２つの例の各々を２つの方向から見た図である。アクチュエータ３００及び３２５は、各々第１の磁気コンポーネント１０２と第２の磁気コンポーネント１０４とを有している。第１の磁気コンポーネント１０２は、第１の対象（図示していない）に取り付けることができる高透磁率コア３０２を囲むコイル１０６を有している。第２の磁気コンポーネント１０４は、第２の対象（図示していない）に取り付けることができる高透磁率極片３０４を有している。通常、第１の対象は、浮上することができ、第２の対象は、リアクションフレームとして機能することができる。アクチュエータ３００では、コア３０２は、”Ｅ”形状であって、中心極を囲むコイル１０６を有している。アクチュエータ３２５では、コア３０２は、”Ｃ”形状であって、２つの極間のコアを囲んでいる。コイル１０６を流れる定電流により磁場が生じて、コア３０２と極片３０４とが相互に引き合うようになる。典型的には、コア３０２と極片３０４の両方は、渦電流損を低減するように積層されている。
【００６０】
別の考察
所定のアクチュエータ質量に対して生じる力を増大して、無駄に消費される電力量を低減するために、磁気回路構成の変形実施例を用いることができる。浮上対象は、高速で加速されるのに必要であるが、浮上対象の質量を最小化し、浮上対象の磁気コンポーネントによって無駄に消費される電力を最小化することが所望である。こうすることによって、リアクションフレームが比較的大きな質量を有し、リアクションフレームの磁気成分が比較的大きな電力量を無駄に消費することがある。更に、高速移動されている浮上対象で、コイルから熱を除去するのは、低速移動（又は固定の）リアクションフレームで、コイルから熱を除去するよりも、技術的に遙かに難しいことである。
【００６１】
磁気モータ
初期考察
磁気力アクチュエータを用いて浮上した対象の移動範囲は、リアクションフレーム内の磁石アレイと相互作用する多重駆動コイルを使用することによって、１つ又は２つの軸に沿って拡張することができる。１つの軸に沿って拡張された移動範囲を有する磁気力アクチュエータは、リニア磁気モータである。移動範囲が２つの軸に沿って拡張されている場合、装置は、プレーナ磁気モータである。比較的固定した大きさの永久磁石アレイと相互作用する小さな可動コイルアレイを有する磁気モータは、可動コイルモータである。逆に、比較的固定した大きさのコイルアレイと相互作用する可動永久磁石の小さなアレイを有する磁気モータは、可動磁気モータである。
【００６２】
動きの拡張範囲の軸方向に比較的一定の駆動力を生じるために、リアクションフレームに対する浮上対象の位置に基づいて、一方の駆動コイルから他方の駆動コイルに電流を転流する必要がある。本発明では、この転流は、有利には、駆動コイルに対する電流を、有利には正弦波状に変化させて行われる。駆動コイルは、リニアアレイに配列され、各駆動コイルを流れる正弦波状電流は、一方の側に隣接する駆動電流部を流れる正弦波状電流の位相が＋１２０度ずれ、他方の側に隣接する駆動電流部を流れる正弦波状電流の位相がー１２０度ずれている。全体の力は、ピーク駆動電流に比例する。
【００６３】
可動コイルモータ
図４は、コイルリニアモータ４００を動かすローレンツ力を３方向から見た図である。モータ４００は、第１及び第２の磁気コンポーネント１０２及び１０４を有している。第１の磁気コンポーネント１０２は、コイル１０６の比較的短いアレイ４０２を有している。第２の磁気コンポーネント１０４は、永久磁石１０８の比較的長いアレイ４０４を有している。オプションのバックアイアン１１０により、コイル１０６のアレイ４０２を流れる磁束を強める実効磁気回路化が所望のように維持される。第１の磁気コンポーネント１０２は、浮上することができる第１の対象（図示していない）に取り付けることができる。第２の磁気コンポーネント１０４は、リアクションフレームとして機能することができる第２の対象（図示していない）、及び、第３の対象（図示していない）に取り付けることができる。第２及び第３の対象は、モータ４００がＵチャネルモータであるようにして、構造部材４０６によって一緒に結合することができる。電流を、有利には正弦波状に変えて、上述のようにコイル１０６に給電することができる。コイル１０６が、第１の対象を浮上するのにも駆動するのにも使われる場合、駆動力を生じるのに使われる上述の変化電流を、浮上力を生じるのに使われる定電流によって補償するとよい。この変化電流により、ｙ軸に沿った方向に比較的一定の駆動力が生じる。この駆動力により、第１の対象は、第１の磁気コンポーネント１０２と共に、第２の磁気コンポーネント１０４を有する第２及び第３の対象に関して動かすことができる。しかし、６自由度で第１の対象の動きをアクティブに制御するために、第１の対象を第２及び第３の対象に関して案内するのに、少なくとも５つの付加的な磁気力アクチュエータ（図示していない）を用いる必要がある。
【００６４】
図５は、コイルリニアモータ５００を動かすローレンツ力を３つの方向から見た図である。モータ５００は、第１及び第２の磁気コンポーネント１０２及び１０４を有している。第１の磁気コンポーネントは、コイル１０６の比較的短いアレイ４０２を有している。第２の磁気コンポーネント１０４は、永久磁石１０８の比較的長いアレイ４０４を有している。オプションのバックアイアン１１０により、所望のように、コイル１０６のアレイ４０２を通る磁束を強化する実効磁気回路を維持するのがよい。第１の磁気コンポーネント１０２は、浮上することができる第１の対象（図示していない）に取り付けることができる。第２の磁気コンポーネント１０４は、リアクションフレームとして機能することができる第２の対象（図示していない）に取り付けることができる。有利には正弦波状に変化させた電流は、上述のようにコイル１０６に給電することができる。コイル１０６が、第１の対象を浮上し、且つ、駆動するのに使用される場合、駆動力を生じるのに使用される変化電流を、浮上力を生じるのに使用される定電流によって補償することができる。このように変化させた電流により、ｙ軸に沿った方向に比較的一定の駆動力が生じる。この駆動力により、第１の対象を、第１の磁気コンポーネント１０２と共に、第２の磁気コンポーネント１０４を有する第２の対象に関して動かすことができる。しかし、第１及び第２の磁気コンポーネント１０２及び１０４は、ローレンツ力を、ｚ軸に沿うように配向するのに使用される。このローレンツ力は、第１の対象をｚ軸に関して案内するのに使用することができる。モータ５００として構成された多重リニアモータが、第１の対象を駆動するのに使用されると、ローレンツ力は、他の軸に沿って生じることができ、その結果、第２の対象に関して第１の対象を案内するのに必要な幾つかの付加的な磁気力アクチュエータを減らしたり、なくしたりすることができる。
【００６５】
図６には、ローレンツ力リニアモータ６００のＨａｌｂａｃｈ型強調タイプバージョンを２つの方向から見た図である。Ｈａｌｂａｃｈ型磁石２０２を用いると、駆動力を増強することができ、バックアイアン１１０を必要としなくなる。択一的に、コイルリニアモータを動かすＨａｌｂａｃｈ型強調タイプローレンツ力は、モータ５００と同様のやり方で構成することができるが、Ｈａｌｂａｃｈ型磁石２０２を有している。一般的に、Ｈａｌｂａｃｈ型磁石２０２は、そのようなシングルサイドアレイで一層有効である。
【００６６】
可動磁気モータ
図７は、磁気リニアモータ７００を動かすローレンツ力を３つの方向から見た図である。モータ７００は、第１及び第２の磁気コンポーネント１０２及び１０４を有している。第１の磁気コンポーネント１０２は、コイル１０６の比較的長いアレイ７０２を有している。第２の磁気コンポーネント１０４は、永久磁石１０８の比較的短いアレイ７０４を有している。オプションのバックアイアン１１０により、所望のように、実効磁気回路は、コイル１０６のアレイ７０２を通る磁束を強めるように維持される。第１の磁気コンポーネント１０２は、リアクションフレームとして機能することができる第１の対象（図示していない）に取り付けることができる。第２の磁気コンポーネント１０４は、第２の対象（図示していない）及び浮上することができる第３の対象（図示していない）に取り付けることができる。第２及び第３の対象は、モータ７００がＵチャネルモータであるような、構成要素４０６によって一緒に結合することができる。有利には正弦波状に変化させた電流は、上述のようにコイル１０６に給電することができる。コイル１０６が、第２及び第３の対象を浮上するのにも駆動するのにも使われる場合、駆動力を生じるのに使われる変化電流は、浮上力を生じるのに使われる定電流によって補償することができる。この変化電流により、ｙ軸に沿った方向に比較的一定の駆動力が生じる。この駆動力に反作用して、第２及び第３の対象は、第２の磁気コンポーネント１０４と共に、第１の磁気コンポーネント１０２を有する第１の対象に関して動く。しかし、６自由度で第２及び第３の対象の動きをアクティブに制御するために、モータ７００は、第１の対象に関して第２及び第３の対象を案内するのに、少なくとも５つの付加的な磁気力アクチュエータ（図示していない）を用いる必要がある。コイル１０６のアレイ７０２は、コイル１０６が重畳されるように構成することができる。こうすることによって、第２の磁気コンポーネント１０４での永久磁石１０８の個数を低減することができる。
【００６７】
プレーナ磁気モータ
図８には、コイルプレーナモータ８００を動かすＨａｌｂａｃｈ型強調タイプローレンツ力を３つの方向から見た図である。モータ８００は、第１及び第２の磁気コンポーネント１０２及び１０４を有している。第１の磁気コンポーネント１０２は、各々３つのコイル１０６からなる４つのグループを有している。所定の各コイルグループ８０２に対して、隣接コイルグループ８０２は、所定コイルグループ８０２に対して垂直方向に配向されている。有利には、各コイル１０６は扁平コイルである。第２の磁気コンポーネント１０４は、永久磁石１０８の比較的大きなアレイ８０４を有している。永久磁石１０８のアレイ８０４は、２次元アレイである。有利には、アレイ８０４は、チェッカボードアレイである。有利には、アレイ８０４は、Ｈａｌｂａｃｈ型磁石２０２を有している。第１の磁気コンポーネント１０２は、浮上することができる第１の対象（図示していない）に取り付けることができる。第２の磁気コンポーネント１０４は、リアクションフレームとして機能することができる第２の対象（図示していない）に取り付けることができる。
【００６８】
有利には正弦波状に変化する電流は、上述のようにコイル１０６に給電することができる。コイル１０６が第１の対象を浮上させるのにも駆動するのにも使用される場合、駆動力を生じるのに使われる変化電流は、浮上力を生じるのに使われる定電流によって補償することができる。この変化電流により、ｘ−ｙ平面内で、所定方向に比較的一定の駆動力を生じる。この駆動力は、各コイルグループ８０２によって生じた個別駆動力のベクトル和である。この駆動力により、第１の対象は、第１の磁気コンポーネント１０２と一緒に、第２の磁気コンポーネント１０４を有する第２の対象に関して動かすことができる。
【００６９】
付加的に、コイル１０６のコイルグループ８０２及び永久磁石１０８のアレイ８０４は、ｚ軸に沿うようにローレンツ力を配向するのに作用する。このローレンツ力は、ｚ軸に関して第１の対象を案内するのに使用することができる。コイル１０６に流れる電流を適切に位相を制御して転流することによって、モータ８００は、第１の対象を浮上する動きの６自由度を支援する力を提供することができる。
【００７０】
リニアＲＥＭＡブレードステージ機構
本発明の認識は、磁気力アクチュエータとモータとを多数組み合わせると、ＲＥＭＡブレードを浮上し、駆動するのに使用することができるという点である。特に関心があるのは、平行な２つのＲＥＭＡブレードの動きを、重畳した移動範囲に亘って独立して制御する必要がある場合である。完全に別個の磁気力アクチュエータとモータとを用いて各ＲＥＭＡブレードを駆動するよりも寧ろ、本発明の認識では、各ＲＥＭＡブレードを、磁気モータの可動部分に結合し、各磁気モータの可動部分を共通の反作用部分に結合するとよい。
【００７１】
図９には、本発明の様式でのリニアＲＥＭＡブレードステージ機構９００が示されている。リニアＲＥＭＡブレードステージ機構９００は、第１の対象９０２、オプションの第２の対象９０４、及び第３の対象９０６を有している。第１の対象９０２は、第１の磁気浮上コンポーネント９０８と第１の磁気駆動コンポーネント９１０を有している。第２の対象９０４は、第２の磁気浮上コンポーネント９１２と第２の磁気駆動コンポーネント９１４とを有している。第３の対象９０６は、第３の磁気浮上コンポーネント９１６と第３の磁気駆動コンポーネント９１８を有している。第１及び第２の対象９０２及び９０４は、浮上することができる。第３の対象９０６は、リアクションフレームとして機能することができる。第１のＲＥＭＡブレード９２０は、第１の対象９０２に結合されており、第２のＲＥＭＡブレード９２２は、第２の対象９０４に結合されている。第１及び第２のＲＥＭＡブレード９２０及び９２２は、平行ＲＥＭＡブレード対を有している。第１及び第２の磁気駆動コンポーネント９１０及び９１４の各々は、駆動コイルアレイを有している。有利には正弦波状に変化した電流は、上述のように各アレイのコイルに給電することができる。この変化電流により、ｙ軸に沿って比較的一定の駆動力を生じることができる。各アレイに給電される変化電流は、第１及び第２の対象９０２及び９０４の動きが相互に独立しているように、独立して制御される。
【００７２】
図１０には、リニアＲＥＭＡブレードステージ機構９００の第１のＲＥＭＡブレード９２０を有する第１の対象９０２（浮上対象）が示されている。第１の対象９０２は、第１の磁気浮上コンポーネント９０８と、第１の磁気駆動コンポーネント９１０を有している。第１の磁気浮上コンポーネント９０８は、８個の浮上サブコンポーネント１００２（そのうち５個が図１０に示されている）を有している。各浮上サブコンポーネント１００２は、図３Ａを参照して上述したアクチュエータ３００の第１の磁気コンポーネント１０２と同様に構成されている。各浮上サブコンポーネント１００２は、高透磁率の中心極、Ｅ形状コアの周囲を囲むコイルを有している。各浮上サブコンポーネント１００２内のコイルを流れる定電流により、相応のリアクションサブコンポーネント（図示していない）に吸引することができるようになる。各浮上サブコンポーネント１００２は、浮上サブコンポーネント１００２対の一方であり、つまり、”Ａ”は１００４、”Ｂ”は１００６、”Ｃ”は１００８、”Ｄ”は１０１０である。浮上サブコンポーネント１００２の各対は、迅速に内側に配向される。浮上サブコンポーネント１００２の各対は、浮上サブコンポーネント１００２の相応の対向対を有している。つまり、Ａ１００４は、Ｃ１００８に対向し、Ｂ１００６は、Ｄ１０１０に対向する。第１の磁気駆動コンポーネント９１０は、図４を参照して上述したモータ４００の第１の磁気コンポーネント１０２と同様に構成されている。第１の磁気駆動コンポーネント９１０は、コイルアレイを有している。
【００７３】
図１１には、リニアＲＥＭＡブレードステージ機構９００の第３の対象９０６（リアクションフレーム）が示されている。第３の対象９０６は、第３の磁気浮上コンポーネント９１６と第３の磁気駆動コンポーネント９１８を有している。第３の磁気駆動コンポーネント９１８は、図４を参照して上述したモータ４００の第２の磁気コンポーネント１０４と同様に構成されている２つの永久磁石アレイを有している。このアレイは、構造部材４０６によって一緒に結合されてＵチャネルを形成している。６自由度での第１の対象９０２（図１０に示されている）の動きをアクティブに制御するために、第３の磁気浮上コンポーネント９１６は、４つのリアクションサブコンポーネント１１０２を有している。各リアクションサブコンポーネント１１０２は、図３Ａを参照して上述したアクチュエータ３００の第２の磁気コンポーネント１０４と同様に構成されている。各リアクションサブコンポーネント１１０２は、高透磁率極片である。図１０に示されている浮上サブコンポーネント１００２の対に相応している：つまり、”ａ”１１０４はＡ１００４に相応しており、”ｂ”１１０６はＢ１００６に相応しており、”ｃ”１１０８はＣ１１０８に相応しており、”ｄ”１１１０はＤ１０１０に相応している。各リアクションサブコンポーネント１１０２及びその浮上サブコンポーネント１１０２の相応の対は、磁気力アクチュエータグループを有している。従って、リニアＲＥＭＡブレードステージ機構９００は、第１及び第２の対象９０２及び９０４の各々に対して、４つの磁気力アクチュエータグループを有している。浮上サブコンポーネント１００２の各対のコイルを流れる定電流により、当該浮上サブコンポーネント１００２は、その相応のリアクションサブコンポーネント１１０２に吸引される。各磁気力アクチュエータグループの吸引力は即座に内側に配向されるので、対向する磁気力アクチュエータの吸引力は相互に均衡状態となる。従って、第１の対象９０２は、第３の対象９０６に対して浮上し、ｙ軸に沿った第１の対象９０２の動きが案内される。第２の対象９０４は、同様に浮上して駆動され得る。
【００７４】
択一的に、浮上及びリアクションサブコンポーネント１００２及び１１０２は、Ｃ形状磁気抵抗力アクチュエータ（例えば、アクチュエータ３２５）、ローレンツ力アクチュエータ（例えば、アクチュエータ５００又は６００）、又は、これらの組み合わせを用いて構成することができる。リニアＲＥＭＡブレードステージ機構９００と同じ又は同様に構成されている、第２のリニアＲＥＭＡブレードステージ機構は、平行なＲＥＭＡブレードの第２の対を浮上し、駆動するのに使うことができる。平行なＲＥＭＡブレードの第２の対は、平行なＲＥＭＡブレードの第１の対に対して対角方向に配向することができる。
【００７５】
プレーナＲＥＭＡブレードステージ機構
図１２は、本発明のプレーナＲＥＭＡブレードステージ機構１２００を示す。プレーナＲＥＭＡブレードステージ機構１２００は、第１の対象１２０２、オプションの第２の対象１２０４、第３の対象１２０６を有している。第１の対象１２０２は、第１の磁気コンポーネント１２０８を有している。第２の対象１２０４は、第２の磁気コンポーネント１２１０を有している。第３の対象１２０６は、第３の磁気コンポーネント１２１２を有している。第１および第２の対象１２０２及び１２０４は、浮上することができる。第３の対象１２０６は、リアクションフレームとして機能することができる。第１のＲＥＭＡブレード９２０は、第１の対象１２０２及び第２の対象１２０４に結合された第２のＲＥＭＡブレード９２２に結合されている。
【００７６】
第１及び第２の磁気コンポーネント１２０８及び１２１０の各々は、図８を参照して上述したモータ８００の第１の磁気コンポーネント１０２と同様に構成されている。第１及び第２の磁気コンポーネント１２０８及び１２１０の各々は、各々３つのコイル（図示していない）を有する４つのコイルグループを有している。各所定のコイルグループに対して、隣接コイルグループは、所定のコイルグループに対角方向に配向されている。有利には、各コイルは扁平コイルである。
【００７７】
第３の磁気コンポーネント１２１２は、図８を参照して上述したモータ８００の第２の磁気コンポーネント１０４と同様に構成されている。第３の磁気コンポーネントは、永久磁石（図示していない）の比較的大きなアレイを有している。永久磁石アレイは、２次元アレイである。有利には、このアレイは、チェックボードアレイである。有利には、このアレイは、Ｈａｌｂａｃｈ型磁石を有している。
【００７８】
有利には正弦波状に変化させた電流を、上述のコイルに給電することができる。このコイルは、第１及び第２の対象１２０２及び１２０４を浮上するのにも駆動するのにも使われる。駆動力を生じるのに使われる電流を変化させる第１及び第２の対象１２０２及び１２０４の各々に対して、浮上力を生じるのに使われる定電流によって補償される。この変化電流により、ｘ−ｙ平面内で、比較的一定の駆動力が生じる。この駆動力は、各コイルグループによって生じた個別駆動力のベクトル和である。この駆動力により、第１の磁気コンポーネント１２０８を有する第１の対象１２０２、及び、第２の磁気コンポーネント１２１０を有する第２の対象１２０４を、第３の磁気コンポーネント１２１２を有する第３の対象１２０６に対して動かすことができる。
【００７９】
付加的に、第１及び第２の磁気コンポーネント１２０８及び１２１０のグループ、及び、第３の磁気コンポーネント１２１２内の永久磁石アレイは、ｚ軸に沿ったローレンツ力を配向するように作用する。このローレンツ力は、ｚ軸に関して第１及び第２の対象１２０２及び１２０４を案内するのに使用される。コイル用の電流を適切に位相制御して転流することにより、力は、動きの６自由度で第１及び第２の対象１２０２及び１２０４を浮上するのを支援するように供給される。第１及び第２の磁気コンポーネント１２０８及び１２１０は、相互に独立して制御されて、第１及び第２のＲＥＭＡブレード９２０が相互に独立しているようにされる。
【００８０】
第１の対象１２０２は、第１の高さに浮上するように構成することができ、第２の対象１２０４は、第２の高さに浮上するように構成することができる。択一的に、第１のＲＥＭＡブレード９２０は、第１の対象１２０２と第２の対象１２０４とが同じ高さに浮上する場合に、第２のＲＥＭＡブレード９２２とは異なった高さに浮上するように構成してもよい。従って、プレーナＲＥＭＡブレードステージ機構１２００は、第１及び第２のＲＥＭＡブレード９２０及び９２２を、相互に接触するよりも寧ろ重畳するように駆動することができる。
【００８１】
第１及び第２のＲＥＭＡブレード９２０及び９２２の各々は、露光領域を２次元に限定するのを支援するような形状にされている。例えば、第１のＲＥＭＡブレード９２０は、”Ｌ”形状を有しており、第２のＲＥＭＡブレード９２２は、”Ｔ”形状を有している。択一的に、図１３に示されているように、第１のＲＥＭＡブレード９２０は、第１の「階段」状の形状を有しているようにすることができ、第２のＲＥＭＡブレード９２２は、第２の階段状の形状を有しているようにすることができる。有利には、これらの構成により、ＲＥＭＡブレードの第２の対も、その関連のブレードステージ機構も必要なくなる。第１及び第２のＲＥＭＡブレード９２０及び９２２は、種々の露光領域形状を生じるように配置することができる。当業者は、第１及び第２のＲＥＭＡブレード９２０及び９２２の各々の他の形状を形成してもよい。
【００８２】
ＲＥＭＡブレードステージ機構支援システム
位置センサ
アクティブな磁気浮上では、浮上対象とリファレンスフレームとの相対位置を６自由度の相対位置センサによって測定する必要がある。図１０及び１１には、リニアＲＥＭＡブレードステージ機構９００の位置センサシステムの構成例が示されている。図１０では、第１の（浮上した）対象９０２は、５つのキャパシタンスゲージ１０１２（そのうち３つが図１０に示されている）と、光エンコーダ１０１４を有している。５つのキャパシタンスゲージ１０１２は、リニアパスとなるように第１の対象９０２を案内するのに充分なデータを供給する。光エンコーダ１０１４は、第１の対象９０２の移動経路に沿った位置データを供給する。第１の対象９０２は、５つのキャパシタンスゲージ１０１２を有しているが、３つのキャパシタンスゲージ１０１２しか、第１の対象９０２の浮上を支援するのに必要な案内を行うのに必要としない。光エンコーダ１０１４は、エンコーダヘッドである。このエンコーダヘッドは、図１１に示されたエンコーダテープ１１１２と連携して作動する。
【００８３】
択一的に、第１の対象９０２の案内は、渦電流センサ、発光ダイオード、レーザ源及びフォトダイオード等を有する電気−光センサによって行うことができる。択一的に、位置データは、レーザ干渉計、非光エンコーダ（例えば、永久又はリニアレゾルバの周期アレイと相互作用するホール効果センサ）等によって供給することができる。
【００８４】
サーボ機構制御
リニアＲＥＭＡブレードステージ機構９００での第１の対象９０２の浮上及び移動を制御する際、実時間多重軸サーボ機構コントローラが必要である。繰り返しフィードバックループプロセスを介して、デジタルサーボ機構コントローラは：（１）第１の対象９０２の６自由度をモニタリングするセンサ（例えば、キャパシタンスゲージ１０１２）からの信号を受け入れ、（２）位置センサ（例えば、光エンコーダ１０１４）データを対角線座標に減結合し、（３）第１の対象９０２の実際位置を、所望位置から減算して、位置誤差信号を形成し、（４）位置誤差信号をフィルタリング及び周波数補償して、減結合制御力に比例する駆動信号を形成し、（５）第１の対象９０２が、軸に沿って、所定軸の予期される移動プロフィールに基づく移動の拡張範囲を有する当該軸の前方に、加速度の総和が送給され、（６）駆動信号を別個のアクチュエータ駆動信号とモータ駆動信号とに減結合し、（７）アクチュエータコイル電流とモータ駆動コイル電流とを発生して、所望の力を生成する。磁気抵抗力アクチュエータでは、コイル電流の発生プロセスには、これらのタイプのアクチュエータの非直線応答を考慮した非直線処理が含まれている。サーボ機構コントローラプロセスにより、第１の対象９０２がコマンド位置及び移動プロフィールに正確に追従することができるようになる。有利には、サーボ機構コントローラは、デジタルサーボ機構コントローラである。
【００８５】
図１４は、リニアＲＥＭＡブレードステージ機構９００のＲＥＭＡブレードステージシステム１４００の例のブロック図である。システム１４００は、サーボ機構コントローラ１４０２、アクチュエータ駆動増幅器１４０４、３相駆動増幅器１４０６を有している。
【００８６】
サーボ機構コントローラ１４０２は、５つのキャパシタンスゲージ１０１２（例えば、ガイドキャパシタンス距離センサ）、光エンコーダ１０１４のエンコーダヘッド（例えば、Ｙ位置エンコーダエンコーダヘッド）、及び、コマンドされたＲＥＭＡブレード位置１４０８からの信号を受信する。５つのキャパシタンスゲージ１０１２は、第３の（リアクションフレーム）対象９０６（例えば、ステージフレーム１４１２）の水平及び垂直表面１４１０からの第１の対象９０２（例えば、浮上ステージ体）の距離を感知する。光エンコーダ１０１４のエンコーダヘッドは、エンコーダテープ１１１０（例えば、Ｙ位置エンコーダスケールスタティック部分）と連携して作動し、第１の対象９０２の移動経路に沿った位置データを供給する。
【００８７】
サーボ機構コントローラ１４０２により、アクチュエータ駆動増幅器１４０４及び３相駆動増幅器１４０６に信号が供給される。アクチュエータ駆動増幅器１４０４は、各浮上サブコンポーネント１００２（例えば、ガイドアクチュエータ可動コイル）用のアクチュエータコイル電流を形成する。各対の浮上サブコンポーネント１００２のコイルを流れる電流により、当該浮上サブコンポーネント１００２は、その相応のリアクションサブコンポーネント１１０２（例えば、ガイドアクチュエータスタティックレール）に吸引されるようになる。３相駆動増幅器１４０６は、第１の磁気駆動コンポーネント９１０（例えば、Ｙリニアモータ可動コイル１４１４）の３相駆動コイル用のモータ駆動コイル電流を発生する。３相駆動コイルは、ｙ軸に沿った方向に比較的一定の駆動力を生じる。この駆動力により、第１の対象９０２は、永久磁石１０８（例えば、Ｙリニアモータスタティック磁石）の大きなアレイを有している第３の対象９０６に対して相対的に移動される。
【００８８】
電力消費と熱除去
磁気力アクチュエータは、コイルによって導出された電流の２乗に比例する電力を消費する。レチクルのスキャンニング移動に同期する必要があるＲＥＭＡブレードでは、加速の必要性から、モータでの電力消費が増大することがある。真空中で、可動コイルモータによって駆動されるＲＥＭＡブレード作動では、モータコイルによって生じる熱によって、浮上アセンブリの温度が許容不可能なレベルに上昇することがある。この問題点は、ＲＥＭＡブレードによって吸収される露光エネルギによって解消することができる。このような作用下で生じた熱は、別の構造体に効率的に放射したり、熱除去媒体に転送したり、又は、その両方を行う必要がある。熱除去媒体は、液体、気体、又は、それら両方にすることができる。そのような熱除去媒体を用いるには、熱除去機構が必要となる。通常、熱除去機構は、熱源（即ち、可動コイルモータコイル、ＲＥＭＡブレード、又は、それら両方）と、ヒートシンクとの間の熱除去媒体の循環を支援するように接続されたフレキシブルチューブを用いる。択一的に、可動磁気モータによって駆動されるＲＥＭＡでは、熱除去機構は、比較的ゆっくり動く（又は、静止した）リアクションフレーム上のコイルとヒートシンクとの間の熱除去媒体の循環を支援するように接続することができる。有利には、そのような熱除去機構は、フレキシブルなチューブを用いずに構成することができる。
【００８９】
更に、永久磁場によって生じた磁気力は、浮上対象の重量を相殺し、従って、対象の位置を維持するためにコイルによって導出される電流を低減するのに使うことができる。加速力に起因する電力消費は、磁気力アクチュエータと、峻度（即ち、力２／電力）の高い値を有するモータを使い、モータの可動部分の質量を最小化することによって最小にすることができる。
【００９０】
超紫外線ＥＵＶ投影光リソグラフィシステムの例
図１５には、本発明を使用することができる超紫外線ＥＵＶ投影光リソグラフィシステム１５００の実施例を２つの方向から見た図が示されている。一方の図は、ｙ−ｚ平面であり、他方の図は、ｘ−ｚ平面で見た図である。システム１５００は、超紫外線ＥＵＶ光源と、関連の照射光学系１５０２、ミラー１５０４、レチクルステージ１５０６、照射光学系１５０８、ウェーハステージ１５１０を有している。レチクルステージ１５０６は、反射レチクル１５１２をサポートする。反射レチクル１５１２は、パターン化された領域１５１４と周縁領域１５１６とによって特徴付けられる。ウェーハステージ１５１０は、ウェーハ１５１８をサポートする。（図１５は、反射レチクル１５１２とｘ−ｙ平面でのウェーハ１５１８の様子が示されている。）超紫外線ＥＵＶ光源１５０２は、照射ビーム１５２０を照射し、照射ビーム１５２０は、ミラー１５０４を介して反射レチクル１５１２を照射するのに使われ、その結果、反射レチクル１５１２のパターン化された領域１５１４が、照射光学系１５０８を通して転写され、ウェーハ１５１８に取り付けられたフォトレジスト（図示していない）に転写される。
【００９１】
システム１５００は、独立可動の４つのＲＥＭＡブレードを有しており：つまり、２つの対として図示された”Ｉ”１５２２、”ＩＩ”１５２４、”ＩＩＩ”１５２６、及び、”ＩＶ”１５２８を有している。ＲＥＭＡブレードの一方の対（即ち、Ｉ１５２２とＩＩ１５２４）は、スキャン軸（つまり、ｙ軸）に平行に配列されている。この第１の対は、露光スキャン中静止したままであり、露光領域の幅を限定する。第２の対のＲＥＭＡブレード（即ち、ＩＩＩ１５２６とＩＶ１５２８）は、ステップ軸（即ち、ｘ軸）に平行に整列されたエッジを有している。この第２の対は、反射レチクル１５１２と同期して動き、露光領域の長さを限定する。
【００９２】
ＲＥＭＡブレードの制御方法
図１６には、光リソグラフィシステムでのＲＥＭＡブレードを制御する方法１６００の流れ図が示されている。この方法１６００では、ステップ１６０２で、ＲＥＭＡブレードは、ＲＥＭＡブレードキャリッジアセンブリでサポートされている。ステップ１６０４で、ＲＥＭＡブレードキャリッジアセンブリは、リファレンスフレームに関して所定位置で、リファレンスフレームに関して所定の配向で浮上している。有利には、ＲＥＭＡブレードキャリッジアセンブリは、電磁的に浮上されるが、本発明は、このモードの浮上に限定されない。本発明は、例えば、静電浮上によって構成してもよい。
【００９３】
ステップ１６０６で、ＲＥＭＡブレードキャリッジアセンブリの少なくとも１つの位置、及び、配向が測定される。ステップ１６０８では、ＲＥＭＡブレードキャリッジアセンブリの少なくとも１つの位置、及び、配向が制御される。有利には、ＲＥＭＡブレードキャリッジアセンブリの位置及び配向は、６自由度移動で制御される。ＲＥＭＡブレードキャリッジアセンブリの位置及び配向は、以下のようにして制御することができる：（１）ＲＥＭＡブレードキャリッジアセンブリの位置及び配向の少なくとも１つの測定に相応する第１の信号を、制御を実行する第１のコンポーネントに送信し、（２）第１のコンポーネントから、浮上する第２のコンポーネントでの第２の信号を受信する。
【００９４】
オプションにより、ステップ１６１０で、ＲＥＭＡブレードキャリッジアセンブリは、リファレンスフレームによって決められた範囲内の所定次元内で動く。この次元は、２次元にするとよい。任意に、ステップ１６１２で、ＲＥＭＡブレードキャリッジアセンブリの位置が制御される。ＲＥＭＡブレードキャリッジアセンブリの動きは、以下のようにして制御することができる：つまり、（１）ＲＥＭＡブレードキャリッジアセンブリの位置及び配向の少なくとも１つの測定に相応する第１の信号を、制御を実行する第１のコンポーネントに送信し、（２）第１のコンポーネントから、移動されている第２のコンポーネントでの第２の信号を受信する。
【００９５】
結論
本発明の実施例について上述したが、例として示したに過ぎず、限定ではない。当業者は、独立請求項記載の本発明の範囲から逸脱しない限りで、種々異なる変形実施例を構成することができる。特に、当業者は、超紫外線ＥＵＶ光リソグラフィシステム１５００の実施例のやり方とは異なったやり方で構成することができる他の光リソグラフィシステムに用いることができる。従って、本発明の幅及び範囲は、上述の実施例に限定されず、請求項に限定されている。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１Ａ】ローレンツ力アクチュエータ１００の実施例を２つの方向から見た図を示す。
【００９７】
【図１Ｂ】ローレンツ力アクチュエータ１２５の実施例を２つの方向から見た図を示す。
【００９８】
【図１Ｃ】ローレンツ力アクチュエータ１５０の実施例を２つの方向から見た図を示す。
【００９９】
【図１Ｄ】ローレンツ力アクチュエータ１７５の実施例を２つの方向から見た図を示す。
【０１００】
【図２Ａ】Ｈａｌｂａｃｈ型強調タイプローレンツ力アクチュエータ２００の実施例を２つの方向から見た図を示す。
【０１０１】
【図２Ｂ】Ｈａｌｂａｃｈ型強調タイプローレンツ力アクチュエータ２２５の実施例を２つの方向から見た図を示す。
【０１０２】
【図３Ａ】磁気抵抗力アクチュエータ３００の実施例を２つの方向から見た図を示す。
【０１０３】
【図３Ｂ】磁気抵抗力アクチュエータ３２５の実施例を２つの方向から見た図を示す。
【０１０４】
【図４】ローレンツ力可動コイルリニアモータ４００を３つの方向から見た図を示す。
【０１０５】
【図５】ローレンツ力可動コイルリニアモータ５００を３つの方向から見た図を示す。
【０１０６】
【図６】Ｈａｌｂａｃｈ型強調タイプローレンツ力可動コイルリニアモータ６００を２つの方向から見た図を示す。
【０１０７】
【図７】ローレンツ力可動磁気リニアモータ７００を３つの方向から見た図を示す。
【０１０８】
【図８】Ｈａｌｂａｃｈ型強調タイプローレンツ力可動コイルプレーナモータ８００を３つの方向から見た図を示す。
【０１０９】
【図９】本発明のリニアＲＥＭＡブレードステージ機構９００を示す。
【０１１０】
【図１０】リニアＲＥＭＡブレードステージ機構９００の第１のＲＥＭＡブレード９１４を有する第１の対象９０２（浮上対象）を示す。
【０１１１】
【図１１】リニアＲＥＭＡブレードステージ機構９００の第３の対象９０６（リアクションフレーム）を示す。
【０１１２】
【図１２】本発明のプレーナＲＥＭＡブレードステージ機構１２００を示す。
【０１１３】
【図１３】第１及び第２のＲＥＭＡブレード９２０及び９２２の形状の択一的な実施例を示す。
【０１１４】
【図１４】リニアＲＥＭＡブレードステージ機構９００のＲＥＭＡブレードステージシステム１４００の例のブロック図を示す。
【０１１５】
【図１５】本発明を使うことができる超紫外線ＥＵＶ投影光リソグラフィシステム１５００を２つの方向から見た図を示す。
【０１１６】
【図１６】光リソグラフィシステムでのＲＥＭＡブレードを制御する方法１６００の流れ図を示す。
【符号の説明】
【０１１７】
１００、１２５  ローレンツ力アクチュエータ
１０２  第１の磁気コンポーネント
１０４  第２の磁気コンポーネント
１０６  コイル
１０８  永久磁石
１１０  バックアイアン
１２５  アクチュエータ
１５０、１７５  ローレンツ力アクチュエータ
２００、２２５  Ｈａｌｂａｃｈ型強調タイプローレンツ力アクチュエータ
２０２  Ｈａｌｂａｃｈ型磁石
３００、３２５  磁気抵抗力アクチュエータ
３０２  高透磁率コア
３０４  高透磁率極片
３２５  アクチュエータ
４００  コイルリニアモータ
４０２、４０４  アレイ
４０６  構造部材
５００  モータ
６００  ローレンツ力リニアモータ
７００  磁気リニアモータ
７０２、７０４  アレイ
８００  コイルプレーナモータ
８０２  コイルグループ
８０４  アレイ
９００  リニアＲＥＭＡブレードステージ機構
９０２  第１の対象
９０４  第２の対象
９０６  第３の対象
９０８  第１の磁気浮上コンポーネント
９１０  第１の磁気駆動コンポーネント
９１２  第２の磁気浮上コンポーネント
９１４  第２の磁気駆動コンポーネント
９１６  第３の磁気浮上コンポーネント
９１８  第３の磁気駆動コンポーネント
９２０  第１のＲＥＭＡブレード
９２２  第２のＲＥＭＡブレード
１００２  浮上サブコンポーネント
１０１２  キャパシタンスゲージ
１０１４  光エンコーダ
１１０２  リアクションサブコンポーネント
１１１０  エンコーダテープ
１１１２  エンコーダテープ
１２００  プレーナＲＥＭＡブレードステージ機構
１２０２  第１の対象
１２０４  第２の対象
１２０６  第３の対象
１２０８  第１の磁気コンポーネント
１２１０  第２の磁気コンポーネント
１２１２  第３の磁気コンポーネント
１４００  ＲＥＭＡブレードステージシステム
１４０２  サーボ機構コントローラ
１４０４  アクチュエータ駆動増幅器
１４０６  ３相駆動増幅器
１４０８  ＲＥＭＡブレード位置
１４１０  水平及び垂直表面
１４１２  ステージフレーム
１４１４  Ｙリニアモータ可動コイル
１５００  超紫外線ＥＵＶ投影光リソグラフィシステム
１５０２  照射光学系（超紫外線ＥＵＶ光源）
１５０４  ミラー
１５０６  レチクルステージ
１５０８  照射光学系
１５１０  ウェーハステージ
１５１２  反射レチクル
１５１４  パターン化された領域
１５１６  周縁領域
１５１８  ウェーハ
１６００  光リソグラフィシステムでのＲＥＭＡブレードを制御する方法
【図１Ａ】
2004363606.tif 000003
【図１Ｂ】
2004363606.tif 000004
【図１Ｃ】
2004363606.tif 000005
【図１Ｄ】
2004363606.tif 000006
【図２Ａ】
2004363606.tif 000007
【図２Ｂ】
2004363606.tif 000008
【図３Ａ】
2004363606.tif 000009
【図３Ｂ】
2004363606.tif 000010
【図４】
2004363606.tif 000011
【図５】
2004363606.tif 000012
【図６】
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【図７】
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【図９】
2004363606.tif 000015
【図１０】
2004363606.tif 000016
【図１１】
2004363606.tif 000017
【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８】
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