(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パターニングデバイスから、基板テーブルに支持された基板上へパターンを転写するようになされたリソグラフィ装置であって、前記リソグラフィ装置は、前記基板テーブルを位置決めするための位置決めデバイスを備え、前記位置決めデバイスは、
ステータ、および、前記ステータに対して移動可能なムーバと、
前記ステータに対する前記ムーバの位置を示す位置信号を生成するための位置センサと、
前記位置信号を受信し、前記位置信号を設定点信号と比較して誤差信号を取得し、前記位置信号の少なくとも１つの信号成分に基づいて、少なくとも１つのムーバ制御信号を生成するコントローラであって、可変ゲインを有するコントローラと、を有し、
前記位置センサと前記コントローラとを含む前記位置決めデバイスは、制御ループを定義し、
前記コントローラは、
前記基板テーブルの基板面に沿った移動に用いるムーバの制御においては、前記ゲインを、
|error|<δの場合、φ(error)=α2
|error|>δの場合、φ(error)=α1+(α2-α1)*δ/|error|
（ここで、
|error|は誤差信号の絶対値、
δは閾値、
φ(error)は可変ゲイン、
α1は低ゲイン値、
α2は高ゲイン値である）
として設定し、
前記基板テーブルの基板面に垂直な方向への移動に用いるムーバの制御においては、前記ゲインを、
|error|<δの場合、φ(error) =α3
|error|>δの場合、φ(error)=α4-(α4-α3)*δ/|error|
（ここで、
|error|は誤差信号の絶対値、
δは閾値、
φ(error)は可変ゲイン、
α３は低ゲイン値、
α４は高ゲイン値である）
として設定する、
リソグラフィ装置。
【請求項２】
前記コントローラがさらに動的フィルタを備える、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記動的フィルタが、伝達関数
(s+ωi)/(s+ωi/n)
（ωiはフィルター遮断周波数を表し、ｎは遅延遮断周波数ωi／nを決定する）
を有する、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記動的フィルタが、ローパスフィルタと、少なくとも１つのノッチフィルタとを備える、請求項２又は請求項３のいずれかに記載の装置。
【請求項５】
前記ローパスフィルタが伝達関数
ωlp2／（s2*2*blp* ωlp*s + ωlp2）
（ここで、
ωlpは低域周波数、
blpは減衰低域周波数である）
を有する、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記ノッチフィルタが伝達関数
ω22/ω12*(s2+2*b1*ω1*s+ω12)/(s2+2*b2*ω2*s+ω22)
（ここで、
ω1はゼロ周波数、
b1は減衰ゼロ周波数、
ω2は極周波数、
b2は減衰極周波数である）
を有する、請求項４又は請求項５のいずれかに記載の装置。
【請求項７】
パターニングデバイスから、基板テーブルに支持された基板上へパターンを転写するようになされたリソグラフィ装置において基板テーブルを位置決めするための位置決めデバイスを制御する方法であって、前記位置決めデバイスは、
ステータ、および、前記ステータに対して移動可能なムーバと、
前記ステータに対する前記ムーバの位置を示す位置信号を生成するための位置センサと、
前記位置信号を受信し、前記位置信号を設定点信号と比較して誤差信号を取得し、前記位置信号の少なくとも１つの信号成分に基づいて、少なくとも１つのムーバ制御信号を生成するコントローラであって、可変ゲインを有するコントローラと、を有し、
前記位置センサと前記コントローラとを含む前記位置決めデバイスは、制御ループを定義し、
前記方法は、  前記基板テーブルの基板面に沿った移動に用いるムーバの制御においては、前記ゲインを、
|error|<δの場合、φ(error)=α2
|error|>δの場合、φ(error)=α1+(α2-α1)*δ/|error|
（ここで、
|error|は誤差信号の絶対値、
δは閾値、
φ(error)は可変ゲイン、
α1は低ゲイン値、
α2は高ゲイン値である）
として設定し、
前記基板テーブルの基板面に垂直な方向への移動に用いるムーバの制御においては、前記ゲインを、
|error|<δの場合、φ(error) =α3
|error|>δの場合、φ(error)=α4-(α4-α3)*δ/|error|
（ここで、
|error|は誤差信号の絶対値、
δは閾値、
φ(error)は可変ゲイン、
α３は低ゲイン値、
α４は高ゲイン値である）
として設定する、工程を備える方法。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]  本発明は、位置決めデバイスの制御方法、位置決めデバイス、および位置決めデバイスを備えるリソグラフィ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
[0002]  リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板上、通常、基板のターゲット部分上に付与する機械である。リソグラフィ装置は、例えば、集積回路（ＩＣ）の製造に用いることができる。その場合、ＩＣの個々の層上に形成される回路パターンを生成するために、マスクまたはレチクルとも呼ばれるパターニングデバイスを用いることができる。このパターンは、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、ダイの一部、または１つ以上のダイを含む）に転写される。パターンの転写は通常、基板上に設けられた放射感応性材料（レジスト）層上での結像を介してなされる。一般には、単一の基板が、連続的にパターニングされる隣接したターゲット部分のネットワーク（network）を含んでいる。従来のリソグラフィ装置としては、ターゲット部分上にパターン全体を一度に露光することにより各ターゲット部分を照射する、いわゆるステッパ、およびある特定の方向（「スキャン」方向）の放射ビームによってパターンをスキャンすると同時にこの方向に平行または逆平行に基板をスキャンすることにより各ターゲット部分を照射する、いわゆるスキャナが含まれる。パターンを基板上にインプリントすることにより、パターニングデバイスから基板にパターンを転写することも可能である。
【０００３】
[0003]  リソグラフィ装置は、リニアモータまたは回転モータ等の少なくとも１つの位置決めデバイスを使用して位置決めされる、様々な移動部分を備えている。リソグラフィ装置において、移動部分とは、例えば、ウエーハステージ、レチクルステージ、操作部（ロボットアーム）等である。ウエーハステージは、ウエーハ支持体を所望の位置へ複数の自由度および所望の速度、加速度等で移動させるための様々な位置決めデバイスを備えてよい。同様に、レチクルステージは、レチクル支持体を所望の位置へ複数の自由度および所望の速度、加速度等で移動させるための様々な位置決めデバイスを備えてよい。
【０００４】
[0004]  位置決めデバイスは、予め定義された基準フレームに対して静止状態にあるステータと呼ばれる第１部分と、ステータとムーバとの間に発生する電磁力を介してステータを基準として移動するムーバと呼ばれる第２部分とを備える。ステータに対するムーバの位置決めは、コントローラを使用して行なわれる。このコントローラは、本質的に、比例（Ｐ）制御機能、積分（Ｉ）制御機能、および、微分（Ｄ）制御機能間のあらゆる組合せからなる制御特性を有している。
【０００５】
[0005]  コントローラでアクチュエータを制御するため、コントローラは、ステータに対するムーバの位置を検出する位置センサから、位置信号を受け取る。この位置信号は、ステータに対するムーバの所望位置を定義する設定点信号と比較される。位置信号と設定点信号の差は１つ以上の誤差信号として得られ、コントローラは、この１つ以上の誤差信号に基づいて、位置誤差を減らす又は無くすために、位置決めデバイスの位置および移動を制御するための位置決めデバイス制御信号を生成する。この制御方法は、フィードバック制御とも呼ばれるが、これは、実際のムーバの位置がコントローラの入力にフィードバックされて上記１つ以上の誤差信号が生成されるためである。フィードバック制御は閉ループを形成する。
【０００６】
[0006]  位置決めデバイス制御信号を生成する工程において、コントローラは制御特性を呈する。この制御特性は、コントローラの特徴である。制御特性とは、検出された位置誤差に応じてコントローラが動作する際の特性である。
【０００７】
[0007]  位置決めデバイスのムーバの移動中（ウエーハステージまたはレチクルステージのムーバの移動中等）は、低周波外乱によって閉ループの性能が制限される。線形フィードバックの下では、追加の低周波外乱除去により、積分制御関数ゲインを増加させて上記性能を向上させることができる。しかし、積分制御関数ゲインを増加させることにより、一定速度範囲の開始点における整定動作が低下するという欠点が生じる。
【０００８】
[0008]  通常、時間依存外乱を適切に処理する際の問題は、コントローラが、ある期間中はその期間の外乱スペクトル用の特定の制御特性を有する必要があり、また別の期間中は上記スペクトルが変化しているために上記と異なる制御特性が必要になるという点である。
【０００９】
[0009]  最新技術では、経験した外乱の種類に応じてコントローラのゲインを変更することが提案されている。しかし、ある外乱スペクトルを有する外乱に対応すべくコントローラの制御特性を変化させてしまうと、別種の外乱に対応するコントローラの能力に深刻な影響が出る可能性がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
[0010]  そこで、ある周波数範囲内の性能に深刻な影響を与えることなく、別の周波数範囲内の性能を良好にすることができる、リソグラフィ装置用の（しかしこれに限定されない）位置決め方法および位置決めデバイスを提供するのが望ましい。
【００１１】
[0011]  本発明の一実施形態によると、位置決めデバイスを制御する方法であって、前記位置決めデバイスは、
ステータおよび前記ステータに対して移動可能なムーバと、
前記ステータに対する前記ムーバの位置を示す位置信号を生成するための位置センサと、
前記位置信号を受信し、前記位置信号を設定点信号と比較して誤差信号を取得し、前記位置信号の少なくとも１つの信号成分に基づいて、少なくとも１つのムーバ制御信号を生成するコントローラであって、可変ゲインを有するコントローラと
を有し、
前記位置センサと前記コントローラとを含む前記位置決めデバイスは、制御ループを定義し、
前記方法は、
予め定義された範囲内の大きさを有する誤差信号に対して、前記範囲外の大きさを有する誤差信号に対する値よりも高い値にゲインが選択的に設定される工程
を備える、方法が提供される。ここで、大きさ(magnitude)とは、誤差信号の絶対値(absolute value)として定義される。
【００１２】
[0012]  本発明の一実施形態によると、位置決めデバイスであって、
ステータおよび前記ステータに対して移動可能なムーバと、
前記ステータに対する前記ムーバの位置を示す位置信号を生成するための位置センサと、
前記位置信号を受信し、前記位置信号を設定点信号と比較して誤差信号を取得し、前記位置信号の少なくとも１つの信号成分に基づいて、少なくとも１つのムーバ制御信号を生成するコントローラであって、可変ゲインを有するコントローラと、
を有し、
前記位置センサと前記コントローラとを含む前記位置決めデバイスは、制御ループを定義し、
前記コントローラは、
予め定義された範囲内の大きさを有する誤差信号に対して、前記範囲外の大きさを有する誤差信号に対する値よりも高い値にゲインが選択的に設定されるように構成されている、位置決めデバイスが提供される。
【００１３】
[0013]  本発明の一実施形態によると、位置決めデバイスはリソグラフィ装置の一部である。
[0014]  ここで、本発明の実施形態を、添付の略図を参照しながら、単なる一例として説明する。図面では対応する参照記号は対応する部品を示している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
[0015]  図１は、本発明の一実施形態に係るリソグラフィ装置を概略的に示している。このリソグラフィ装置は、放射ビームＢ（例えば、ＵＶ放射またはその他適切な放射）を調整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）ＭＡを支持するように構成され、かつ、特定のパラメータに従ってパターニングデバイスを正確に位置付けるように構成された、少なくとも１つのステータおよびムーバを備える第１位置決めデバイスＰＭに連結されたマスク支持構造体（例えば、マスクテーブル）ＭＴとを含んでいる。さらに、リソグラフィ装置は、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成され、かつ、特定のパラメータに従って基板を正確に位置付けるように構成された、少なくとも１つのステータおよびムーバを備える第２位置決めデバイスＰＷに連結された基板テーブル（例えば、ウェーハテーブル）ＷＴまたは「基板支持体」を含む。さらに、リソグラフィ装置は、パターニングデバイスＭＡによって放射ビームＢに付け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）上に投影するように構成された投影システム（例えば、屈折投影レンズシステム）ＰＳを備える。
【００１５】
[0016]  照明システムとしては、放射を誘導し、形成し、あるいは制御するために、屈折型、反射型、磁気型、電磁型、静電型、またはその他のタイプの光学コンポーネント、あるいはそれらのあらゆる組合せ等の様々なタイプの光学コンポーネントを含み得る。
【００１６】
[0017]  マスク支持構造体は、パターニングデバイスを支持する、即ちパターニングデバイスの重みを支えるものである。マスク支持構造体は、パターニングデバイスの配向、リソグラフィ装置の設計、および、例えば、パターニングデバイスが真空環境内で保持されているか否かなどといった他の条件に応じた態様でパターニングデバイスを保持する。マスク支持構造体は、機械式、真空式、静電式またはその他のクランプ技術を使って、パターニングデバイスを保持することができる。マスク支持構造体は、例えば、必要に応じて固定または可動式にすることができる架台またはテーブルであってもよい。マスク支持構造体は、パターニングデバイスを、例えば、投影システムに対して所望の位置に確実に配置することができる。本明細書で使用される「レチクル」または「マスク」という用語はすべて、より一般的な「パターニングデバイス」という用語と同義であると考えてよい。
【００１７】
[0018]  本明細書で使用される「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内にパターンを創出するように放射ビームの断面にパターンを付けるために使用できるあらゆるデバイスを指していると広く解釈されるべきである。なお、放射ビームに付けたパターンは、例えば、そのパターンが位相シフト特徴またはいわゆるアシスト特徴を含む場合、基板のターゲット部分内の所望のパターンに正確に一致しない場合もある。通常、放射ビームに付けたパターンは、集積回路などの、ターゲット部分内に作り出されるデバイス内の特定機能層に対応することになる。
【００１８】
[0019]  パターニングデバイスは、透過型または反射型であってもよい。パターニングデバイスの例としては、マスク、プログラマブルミラーアレイ、およびプログラマブルＬＣＤパネルが含まれる。マスクは、リソグラフィでは公知であり、バイナリ、Alternating位相シフト、および減衰型位相シフトなどのマスク型、ならびに種々のハイブリッドマスク型を含む。プログラマブルミラーアレイの一例では、小型ミラーのマトリックス配列が用いられており、各小型ミラーは、入射する放射ビームが様々な方向に反射するように、個別に傾斜させることができる。傾斜されたミラーは、ミラーマトリックスによって反射される放射ビームにパターンを付ける。
【００１９】
[0020]  本明細書で使用される「投影システム」という用語は、使用されている露光放射にとって、あるいは浸液の使用または真空の使用といった他の要因にとって適切な、屈折型、反射型、反射屈折型、磁気型、電磁型、および静電型光電システム、またはそれらのあらゆる組合せを含むあらゆるタイプの投影システムを包含していると広く解釈されるべきである。本明細書で使用される「投影レンズ」という用語はすべて、より一般的な「投影システム」という用語と同義であると考えてよい。
【００２０】
[0021]  本明細書に示されているとおり、リソグラフィ装置は、透過型のもの（例えば、透過型マスクを採用しているもの）である。また、リソグラフィ装置は、反射型のもの（例えば、前述の型のプログラマブルミラーアレイを採用しているか、または反射型マスクを採用しているもの）であってもよい。
【００２１】
[0022]  リソグラフィ装置は、２つ（デュアルステージ）以上の基板テーブルまたは「基板支持体」（および／または２つ以上のマスクテーブルまたは「マスク支持体」）を有する型のものであってもよい。そのような「マルチステージ」機構においては、追加のテーブルまたは支持体を並行して使うことができ、あるいは、予備工程を１つ以上のテーブルまたは支持体で実行しつつ、別の１つ以上のテーブルまたは支持体を露光用に使うこともできる。
【００２２】
[0023]  また、リソグラフィ装置は、投影システムと基板との間の空間を満たすように、比較的高屈折率を有する液体、例えば、水によって基板の少なくとも一部を覆うことができるタイプのものであってもよい。さらに、リソグラフィ装置内の、例えば、マスクと投影システムとの間の別の空間に液浸液を加えてもよい。液浸技術は、投影システムの開口数を増加させるために使用できる。本明細書で使用される「液浸」という用語は、基板のような構造物を液体中に沈めなければならないという意味ではなく、単に、照射中、投影システムと基板との間に液体があるということを意味するものである。
【００２３】
[0024]  図１を参照すると、イルミネータＩＬは、放射源ＳＯから放射ビームを受ける。例えば、放射源がエキシマレーザである場合、放射源とリソグラフィ装置は、別々の構成要素であってよい。そのような場合には、放射源は、リソグラフィ装置の一部を形成しているとはみなされず、また、放射ビームは、放射源ＳＯからイルミネータＩＬへ、例えば、適切な誘導ミラーおよび／またはビームエキスパンダを含むビームデリバリシステムＢＤを使って送られる。その他の場合においては、例えば、放射源が水銀灯である場合、放射源は、リソグラフィ装置の一体部分とすることもできる。放射源ＳＯおよびイルミネータＩＬは、必要であれば、ビームデリバリシステムＢＤとともに、放射システムと呼んでもよい。
【００２４】
[0025]  イルミネータＩＬは、放射ビームの角度強度分布を調節するように構成されたアジャスタＡＤを含むことができる。一般に、イルミネータの瞳面内の強度分布の少なくとも外側および／または内側半径範囲（通常、それぞれσ-outerおよびσ-innerと呼ばれる）を調節することができる。さらに、イルミネータＩＬは、インテグレータＩＮおよびコンデンサＣＯといった様々な他のコンポーネントを含むことができる。イルミネータを使って放射ビームを調整すれば、放射ビームの断面に所望の均一性および強度分布をもたせることができる。
【００２５】
[0026]  放射ビームＢは、マスク支持構造体（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）上に入射して、パターニングデバイスによってパターン形成される。マスクＭＡを通り抜けた後、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、基板Ｗのターゲット部分Ｃ上にビームの焦点をあわせる。第２位置決めデバイスＰＷ、位置センサＩＦ（例えば、干渉装置、リニアエンコーダ、または容量センサ）および第１コントローラを使って、例えば、様々なターゲット部分Ｃを放射ビームＢの経路内に位置付けるように、基板テーブルＷＴを正確に動かすことができる。同様に、第１位置決めデバイスＰＭ、別の位置センサ（図１には明示されていない）および第２コントローラを使い、例えば、マスクライブラリからマスクを機械的に取り出した後またはスキャン中に、マスクＭＡを放射ビームＢの経路に対して正確に位置付けることもできる。通常、マスクテーブルＭＴの移動は、第１位置決めデバイスＰＭの一部を形成するロングストロークモジュール（粗動位置決め）およびショートストロークモジュール（微動位置決め）を使って達成することができる。同様に、基板テーブルＷＴまたは「基板支持体」の移動も第２位置決めデバイスＰＷの一部を形成するロングストロークモジュールおよびショートストロークモジュールを使って達成することができる。ステッパの場合は（スキャナとは対照的に）、マスクテーブルＭＴは、ショートストロークアクチュエータのみに連結されてよく、あるいは、固定されていてもよい。マスクＭＡおよび基板Ｗは、マスクアライメントマークＭ１、Ｍ２、および基板アライメントマークＰ１、Ｐ２を使って、位置合わせされてもよい。例示では基板アライメントマークがそれ専用のターゲット部分に置かれているが、基板アライメントマークをターゲット部分とターゲット部分との間の空間内に置くこともできる（これらは、けがき線アライメントマーク（scribe-lane alignment mark）として公知である）。同様に、１つ以上のダイがマスクＭＡ上に設けられている場合、マスクアライメントマークは、ダイとダイとの間に置かれてもよい。
【００２６】
[0027]  例示の装置は、以下のモードの少なくとも１つで使用できると考えられる。
１．  ステップモードにおいては、マスクテーブルＭＴまたは「マスク支持体」および基板テーブルＷＴまたは「基板支持体」を基本的に静止状態に保ちつつ、放射ビームに付けられたパターン全体を一度に（すなわち、単一静止露光）ターゲット部分Ｃ上に投影する。基板テーブルＷＴまたは「基板支持体」は、その後、Ｘおよび／またはＹ方向に移動され、それによって別のターゲット部分Ｃを露光することができる。ステップモードにおいては、露光フィールドの最大サイズよって、単一静止露光時に結像されるターゲット部分Ｃのサイズが限定される。
２．  スキャンモードにおいては、マスクテーブルＭＴまたは「マスク支持体」および基板テーブルＷＴまたは「基板支持体」を同期的にスキャンする一方で、放射ビームに付けられたパターンをターゲット部分Ｃ上に投影する（すなわち、単一動的露光）。マスクテーブルＭＴまたは「マスク支持体」に対する基板テーブルＷＴまたは「基板支持体」の速度および方向は、投影システムＰＳの（縮小）拡大率および画像反転特性によって決めることができる。スキャンモードにおいては、露光フィールドの最大サイズよって、単一動的露光時のターゲット部分の幅（非スキャン方向）が限定される一方、スキャン動作の長さによって、ターゲット部分の高さ（スキャン方向）が決定される。
３．  別のモードにおいては、プログラマブルパターニングデバイスを保持しながらマスクテーブルＭＴまたは「マスク支持体」を基本的に静止状態に保ち、また基板テーブルＷＴまたは「基板支持体」を動かすまたはスキャンする一方で、放射ビームに付けられているパターンをターゲット部分Ｃ上に投影する。このモードにおいては、通常、パルス放射源が採用されており、さらにプログラマブルパターニングデバイスは、基板テーブルＷＴまたは「基板支持体」の移動後ごとに、またはスキャン中の連続する放射パルスと放射パルスとの間に、必要に応じて更新される。この動作モードは、前述の型のプログラマブルミラーアレイといった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することができる。
【００２７】
[0028]  上述の使用モードの組合せおよび／または変形物、あるいは完全に異なる使用モードもまた採用可能である。
【００２８】
[0029]  本発明の一実施形態によると、位置決めデバイスＰＭまたはＰＷ等の位置決めデバイス用のコントローラは可変ゲインを含んでおり、位置決めデバイスの一定速度動作より前の大きい誤差信号によって小さい追加ゲインが生じ、これによってコントローラは、従来の線形フィードバック制御における整定動作に類似する整定動作を行なう。別の観点から言うと、位置決めデバイスの一定速度動作に先立ち、大きい設定点速度によって大きな力が生じ、増幅器、モータ、アクチュエータ、モデル等のデバイス部品の線形性が試される。小さいゲインに対応して、十分大きな安定余裕が必要となる。
【００２９】
[0030]  しかし、誤差信号が小さい場合、例えば、位置決めデバイスの一定速度動作においては、追加ゲインが大きくなり、良好な低周波外乱除去が可能になる。あるいは、別の観点から言うと、安定余裕は小さく選択されてもよい。これは、コントローラが特定の設定点プロファイルを追跡するムーバを制御する際に好都合である。リソグラフィ装置において、このようなムーバとして、基板面（ｘ方向およびｙ方向）における移動用の基板ステージムーバが例示される。
【００３０】
[0031]  本発明の別の実施形態によれば、位置決めデバイス用のコントローラは可変ゲインを含み、小さい誤差信号よりも大きい誤差信号によって大きな追加ゲインが生じる。これによって良好な外乱除去が可能になる。また、先の実施形態のように小さい安定余裕を選択可能にすることを目的としていない。リソグラフィ装置において、本実施形態に係るコントローラとしては、基板の平面に対して直角方向（ｚ方向）の移動用の基板ステージムーバが例示され、同基板ステージムーバにおいて、設定点プロファイルの果たす役割は小さい。
【００３１】
[0032]  図２は、本発明に係るコントローラの簡略ブロック図であり、基本的なコンポーネントのみを表示している。位置決めデバイスＰ（例えば、図１の第１位置決めデバイスＰＭおよび第２位置決めデバイスＰＷ）はｙ位置にあるムーバを有する。位置センサ（例えば、図１のレーザー干渉計）は、設定点位置ｘと比較するため、ｙ位置をコンパレータへフィードバックする。コンパレータは誤差信号errorを出力し、この誤差信号はコントローラ部Ｃ１へ入力される。また、コントローラ部Ｃ２によって誤差信号から可変信号が生成され、コントローラ部Ｃ１へ入力される。コントローラ部Ｃ１の出力は位置決めデバイスＰへ入力される。さらに、例えば、位置決めデバイスＰに作用する外乱または設定点信号に起因するフィードフォワード寄与分を表す信号ｆを位置決めデバイスＰへ入力してもよい。また、図２には示していないが、その他の外乱をコントローラへ入力して、ｙ信号に出力外乱を追加したり、ｙ信号にセンサーノイズを追加するようにしてもよい。
【００３２】
[0033]  図３は、図２のコントローラにおける端子ａ−端子ｂ間部分の一実施形態を示している。図４Ａおよび図４Ｂを参照しながら以下に説明するように、コントローラ部Ｃ２は可変ゲイン（非線形）要素ＶＧＥ(variable gain element)を含んでいる。
【００３３】
[0034]  図４Ａは、同コントローラにおける端子ａ−端子ｂ間部分の可変ゲインφを、誤差関数として、短い記号φ(error)で示している。ゲインφ(error)は、第１値α１−第２値α２間で変化する。図４Ａに示す関係は、式［１］に従って数学的に示すことができる。
［１］  
|error|≦δの場合、φ(error)=α2   
|error|＞δの場合、φ(error)=α1+(α2-α1)*δ/|error|
ここで、|error|は誤差の絶対値、
δは閾値、
φ(error)は可変ゲイン、
α1は低ゲイン値、
α2は高ゲイン値である。
【００３４】
[0035]  図４Ａにおいて、誤差レベルが小さいとφ(error)が大きく（本例では、α２＝３）、誤差レベルが大きいとφ(error)が小さい（本例ではα１が１に近い）ことが分かる。なお、可変ゲイン曲線の非線形形状はこの例に限定されない。例えば、φ(error)は、−δ〜＋δの範囲内の誤差に対しては一定値として示されているが、φ(error)が上記範囲外のφ(error)より高くなっている限り変動し得る。
【００３５】
[0036]  いわゆる円基準(circle criterion)を使用して絶対安定論(absolute stability theory)に基づき数学的に実証され得るように、図４Ｂに示すような静的入出力関係（ゲイン×入力、つまり誤差関数としてのφ(error)*error）は、α１およびα２が画定するセクタ境界によって区切られたセクタ内に位置するべきである。また、ゲイン曲線はメモリレスであり、どの入力に対しても出力は１つだけである。また、ゲイン曲線には切れ目が無い。
【００３６】
[0037]  図４Ｃは、同コントローラにおける端子ａ−端子ｂ間部分の別の可変ゲインφ(error)を誤差関数として示している。ゲインφ(error)は、第１値α３−第２値α４間で変化する。図４Ｃに示す関係は、式［２］に従って数学的に示すことができる。
［２］
|error|≦δの場合、φ(error)=α3 
|error|>δの場合、φ(error)=α4-(α4-α3)*δ/|error|
ここで、|error|は誤差の絶対値、
δは閾値、
φ(error)は可変ゲイン、
α３は低ゲイン値、
α４は高ゲイン値である。
【００３７】
[0038]  図４Ｃでは、誤差レベルが大きいとφ(error)も大きく、誤差レベルが小さいとφ(error)も小さいことが分かる。なお、可変ゲイン曲線の非線形形状はこの例に限定されない。図４Ｃでは、φ(error)は、−δ〜＋δの範囲内の誤差に対しては一定値として示されているが、φ(error)が上記範囲外のφ(error)より低くなっている限り変動し得る。
【００３８】
[0039]  図４Ｂについて上述したように、いわゆる円基準を使用した絶対安定論に基づいて図４Ｃに示された可変ゲインについても、静的入出力関係（ゲイン×入力、つまり誤差関数としてのφ(error)*error）は、α３およびα４が画定するセクタ境界によって区切られたセクタ内に位置するべきである。また、ゲイン曲線はメモリレスであり、切れ目が無い。
【００３９】
[0040]  本発明に係るコントローラの構造は変更可能であることが理解されるべきである。特に、コントローラ内の可変ゲイン要素ＶＧＥの位置は変更されてよい。さらに別の例として、図５を参照する。
【００４０】
[0041]  図５は、図２のコントローラにおける、非線形可変ゲイン要素ＶＧを含む、端子ａ−端子ｃ間部分の一実施形態を示している。当該コントローラ部分は、誤差信号が比例部Ｐ、積分部I、および、微分部Ｄへ入力されるＰＩＤ制御構造を含んでいる。比例部ＰはゲインＫ１を有し、積分部ＩはゲインＫ２および可変ゲインＶＧを有し、微分部ＤはゲインＫ３を有する。比例部Ｐ、積分部Ｉ、および微分部Ｄの合計出力は、低域コントローラ部ＬＰへ入力される。本発明によると、積分ゲインは、上記式［１］を使用して、非線形可変ゲイン要素ＶＧによって非線形に決定される。なお、本実施形態において、可変ゲイン要素の位置は単なる例であり積分部Ｉに限定されない。可変ゲイン要素は、比例部Ｐおよび／または微分部Ｄにおいて、あるいはＰＩＤ制御構造の上流に実装されてもよい。
【００４１】
[0042]  実験では、本発明に係る可変ゲイン制御によって、位置決めデバイスの一定速度動作の開始点における整定動作を低下させることなく、良好な低周波外乱除去を行えることが分かった。従来のコントローラ設定に比べ、位置決めデバイスの移動平均（moving average ＭＡ）性能の点では次数改善が見られ、移動標準偏差（moving standard deviation ＭＳＤ）の点ではわずかな劣化が見られた。
【００４２】
[0043]  図６は、図２のコントローラにおける、端子ａ−端子ｂ間部分のさらに別の実施形態を示している。コントローラ部Ｃ２は、動的フィルタＣ３が追加された可変ゲイン（非線形）要素ＶＧＥ（図３参照）を備える。フィルタＣ３の伝達関数が１に等しく設定されている場合は、図３と同じ状態になる。
【００４３】
[0044]  ある実施形態では、Ｃ３は、例えば以下のような伝達関数を有するインテグレータとなるように選択される。
C3(s)=(s + ωi)/(s+ωi/n)
ωｉはインテグレータ遮断周波数を表し、ｎは遅延遮断周波数ωｉ／ｎを決定する。典型的には、ｎはｎ＝１０００として設定される。 
【００４４】
[0045]  別の実施形態では、Ｃ３は高次フィルタ構造となるように選択される。そのようなフィルタ構造は、例えば以下に示す伝達関数を有する、ローパスフィルタＬＰおよび少なくとも１つのノッチフィルタＮ（さらなるノッチフィルタを追加してもよい）を備える。
C3(s)=LP(s)*N(s)
ここで、
LP(s)=ωlp2/(s2*2*blp*ωlp*s+ωlp2）、
N(s) =ω22/ω12*(s2+2*b1*ω1*s+ω12)/(s2+2*b2*ω2*s+ω22)、
ωlpは低域周波数、
blpは減衰低域周波数、
ω1はゼロ周波数、
b1は減衰ゼロ周波数、
ω2は極周波数、
b2は減衰極周波数である。
【００４５】
[0046]  実験の結果、可変ゲイン要素ＶＧＥと動的フィルタＣ３とを組み合わせることにより（この組合せは変数インテグレータを表すものとして考えられる）、図３〜図５に関して上述した可変ゲインの単独実装と比較して、より良好な低周波コントローラの働き（従って、より良好な低周波外乱除去）が実現できることが証明された。
【００４６】
[0047]  本明細書では、ＩＣ製造におけるリソグラフィ装置の使用について具体的に言及しているが、本明細書記載のリソグラフィ装置が、集積光学システム、磁気ドメインメモリ用のガイダンスパターンおよび検出パターン、フラットパネルディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッドといった他の用途を有することが理解されるべきである。当業者には当然のことであるが、そのような別の用途においては、本明細書で使用される「ウェーハ」または「ダイ」という用語がすべて、それぞれより一般的な「基板」または「ターゲット部分」という用語と同義であると考えればよい。本明細書に記載した基板は、露光の前後に、例えば、トラック（通常、基板にレジスト層を塗布し、露光されたレジストを現像するツール）、メトロロジーツールおよび／またはインスペクションツールで処理されてもよい。適用可能な場合には、本明細書中の開示物を上記のような基板処理ツールおよびその他の基板処理ツールに適用してもよい。さらに、基板は、例えば、積層ＩＣを作るために、複数回処理されてもよいので、本明細書で使用される基板という用語が、既に多重処理層を包含している基板を表すものとしてもよい。
【００４７】
[0048]  光リソグラフィの関連での本発明の実施形態の使用について上述のとおり具体的な言及がなされたが、本発明は、他の用途、例えば、インプリントリソグラフィィに使用してもよく、さらに状況が許すのであれば、光リソグラフィに限定されることはない。インプリントリソグラフィにおいては、パターニングデバイス内のトポグラフィによって、基板上に創出されるパターンが定義される。パターニングデバイスのトポグラフィは、基板に供給されたレジスト層の中にプレス加工され、基板上では、電磁放射、熱、圧力、またはそれらの組合せによってレジストを硬化させる。パターニングデバイスは、レジストが硬化した後、レジスト内にパターンを残してレジストの外へ移動される。
【００４８】
[0049]  本明細書で使用される「放射」および「ビーム」という用語は、紫外線（ＵＶ）放射（例えば、約３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、または１２６ｎｍの波長を有する）、および極端紫外線（ＥＵＶ）放射（例えば、５〜２０ｎｍの範囲の波長を有する）、ならびにイオンビームや電子ビームなどの微粒子ビームを含むあらゆる種類の電磁放射を包含している。
【００４９】
[0050]  「レンズ」という用語は、文脈によっては、屈折、反射、磁気、電磁気、および静電型光学コンポーネントを含む様々な種類の光学コンポーネントのどれか１つまたは組合せを指すことができる。
【００５０】
[0051]  以上、本発明の具体的な実施形態を説明してきたが、本発明は、説明された方法以外の別の方法で実行することが可能である。
【００５１】
[0052]  上記では、本発明をリソグラフィ装置の実施形態について説明してきた。しかし、当業者にとって明らかなように、本発明は、オブジェクトを位置決めするためのモーターデバイスを含む他の種類の装置にも適用することができる。そのような他の種類の装置としては、光記憶デバイスの磁石、電子顕微鏡結合ステージ、および、レーザー切断用の磁気浮上ステージがある。
【００５２】
[0053]  上記では、本発明に係る位置決めデバイスの機能ブロックを示すブロック図を参照して本発明を説明してきた。これら機能ブロックのうち１つ以上の機能ブロックはハードウェアにおいて実現することができ、その場合、機能ブロックの機能は、個々のハードウェアコンポーネントによって果たされるが、機能ブロックのうち１つ以上の機能ブロックをソフトウェアにおいて実現することも可能であり、その場合、機能ブロックの機能は、１つ以上の機械読取り可能な指示のシーケンスによって果たされ、これらの指示を、マイクロプロセッサやマイクロコントローラ等のコンピュータシステムまたはプログラマブルデバイス上で実行して本発明に係るコントローラ機能を果たすようにしてもよいことが理解される。そのようなソフトウェアは、データ記憶媒体（例えば、半導体メモリ、磁気ディスクまたは光ディスク）に記憶されてもよく、あるいは、有線無線を問わず、適切な信号を介して提供されてもよい。
【００５３】
[0054]  本明細書中に使用した「ａ」「ａｎ」は、１つまたは１つ以上として定義される。本明細書中の複数という用語は、２つまたは２つ以上として定義される。本明細書中の別のという用語は、少なくとも第２のまたはそれ以上のものとして定義される。本明細書中の含むおよび／または有するという用語は、備える（オープンランゲージ）を意味するものとして定義される。本明細書中の連結という用語は、接続を意味するものとして定義されるが、必ずしも直接接続や機械的接続を意味するとは限らない。ソフトウェア、プログラム、コンピュータープログラム、または、ソフトウェアアプリケーションは、サブルーチン、機能、処理手順、オブジェクト方法、オブジェクト実現、実行可能なアプリケーション、アプレット、サーブレット、ソースコード、オブジェクトコード、共有ライブラリ／ダイナミックロードライブラリおよび／またはその他コンピュータシステム上での実行対象となる指示シーケンスを含む。 
【００５４】
[0055]  上記の説明は、制限ではなく例示を意図したものである。したがって、当業者には明らかなように、添付の特許請求の範囲を逸脱することなく本記載の発明に変更を加えることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の一実施形態に係るリソグラフィ装置を示す。
【図２】本発明に係るコントローラの一実施形態を示すブロック図である。
【図３】図２のコントローラの一部の一実施形態を示すブロック図である。
【図４Ａ】本発明の一実施形態に係る可変ゲイン曲線を示す。
【図４Ｂ】図４Ａから派生した、本発明の一実施形態に係る入力／出力曲線を示す。
【図４Ｃ】本発明の一実施形態に係る可変ゲイン曲線を示す。
【図５】図２のコントローラの一部の実施形態を示すブロック図である。
【図６】図２のコントローラの一部の実施形態を示すブロック図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５】
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【図６】
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