(57)【要約】【課題】圧電アクチュエータを使用してオブジェクトを移動させるシステムおよび方法を提供する。【解決手段】本システムは、伸張し、剪断変形することができる幾つかの圧電アクチュエータを有する。伸張および剪断変形を使用して、第１および第２制御信号それぞれに応答してオブジェクトを把持し、移動させる。オブジェクトに可能な変位は、圧電アクチュエータの最大剪断変形によって制限される。可能な変位を増加させるため、圧電アクチュエータを制御して、直線剪断変形シーケンスまたはシャッフルシーケンスを実行することができる。直線剪断変形シーケンス中にはオブジェクトが移動し、シャッフルシーケンス中にはオブジェクトがほぼ生成し、その間に圧電アクチュエータはオブジェクトに対して再配置され、その後、直線剪断変形シーケンスを使用して、オブジェクトをさらに移動させることができる。【選択図】図３
2005185094.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オブジェクトを移動させる圧電起動システムで、
複数の圧電アクチュエータを有し、前記圧電アクチュエータがそれぞれ、第１制御信号に応答して伸張または収縮し、第２制御信号に応答して第１方向または前記第１方向とは反対の第２方向に剪断変形するよう構成され、さらに、
前記第１および第２制御信号を供給することにより、前記圧電アクチュエータを制御する制御システムを有し、
システムは、少なくとも直線剪断変形シーケンスおよびシャッフルシーケンスを実行することにより、前記オブジェクトの移動を達成し、前記直線剪断変形シーケンスが、前記圧電アクチュエータの少なくとも１つを使用して前記オブジェクトと係合することと、前記少なくとも１つの圧電アクチュエータを第１方向に剪断変形させることにより、前記オブジェクトを移動させることとを含み、
前記シャッフルシーケンスが、第１圧電アクチュエータと前記オブジェクトとの係合を解放することと、前記第１圧電アクチュエータを反対方向に剪断変形させることにより前記第１圧電アクチュエータの剪断変形状態を変化させることと、前記第１圧電アクチュエータを使用してオブジェクトと再び係合することとを含むものであるシステム。
【請求項２】
前記第１圧電アクチュエータが係合を解放する間、第２圧電アクチュエータが前記オブジェクトの係合状態を維持し、前記第１圧電アクチュエータが前記オブジェクトを係合させている間、前記第２圧電アクチュエータが前記第１圧電アクチュエータの後に前記シャッフルシーケンスを実行する、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
圧電アクチュエータが、相互に対向して配置された２つの圧電サブアクチュエータで形成され、前記オブジェクトが、２つの圧電サブアクチュエータの間に前記オブジェクトを締め付けることにより係合する、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
システムが、前記直線剪断変形シーケンスと前記シャッフルシーケンスとを交互にして、前記オブジェクトを移動する範囲を拡張するよう構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記制御システムが、位置コントローラと、シャッフル事象信号を前記位置コントローラに供給し、前記第１および第２制御信号を各圧電アクチュエータへと出力することにより、前記直線剪断変形シーケンスと前記シャッフルシーケンスとを切り換えるシャッフルコントローラとを有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記シャッフルコントローラが、シャッフルシーケンスを実行すべき時を決定するシャッフルアービタと、第１および第２制御信号およびシャッフル事象信号を生成するプロフィール生成器とを有する、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
システムがさらに、低速シャッフルシーケンスを実行するよう構成され、前記シャッフルシーケンスが比較的低速で実行され、その間に前記直線剪断変形シーケンスを同時に実行することができる、請求項２に記載のシステム。
【請求項８】
制御システムが、入力値として制御力信号を有する積分器を有し、前記積分器がシャッフル開始制御信号に応答してリセットされ、前記積分器の出力が前記第２制御信号に加算される、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
リソグラフィ装置で、
放射線のビームを提供する照明システムと、
前記放射線ビームの断面にパターンを与える働きをするパターニングデバイスを支持する支持構造と、
基板を保持する基板ホルダと、
前記パターニングビームを基板の目標部分に投影する投影システムと、
前記リソグラフィ装置の構成要素を移動させる圧電起動システムとを有し、前記圧電起動システムが、
複数の圧電アクチュエータを有し、前記圧電アクチュエータがそれぞれ、第１制御信号に応答して伸張または収縮し、第２制御信号に応答して第１方向または前記第１方向とは反対の第２方向に剪断変形するよう構成され、さらに、
前記第１および第２制御信号を供給することにより、前記圧電アクチュエータを制御する制御システムを有し、
システムは、少なくとも直線剪断変形シーケンスおよびシャッフルシーケンスを実行することにより、前記オブジェクトの移動を達成し、前記直線剪断変形シーケンスが、前記圧電アクチュエータの少なくとも１つを使用して前記オブジェクトと係合することと、前記少なくとも１つの圧電アクチュエータを第１方向に剪断変形させることにより、前記オブジェクトを移動させることとを含み、
前記シャッフルシーケンスが、第１圧電アクチュエータと前記オブジェクトとの係合を解放することと、前記第１圧電アクチュエータを反対方向に剪断変形させることにより前記第１圧電アクチュエータの剪断変形状態を変化させることと、前記第１圧電アクチュエータを使用してオブジェクトと再び係合することとを含むものである装置。
【請求項１０】
前記第１圧電アクチュエータが係合を解放する間、第２圧電アクチュエータが前記オブジェクトの係合状態を維持し、前記第１圧電アクチュエータが前記オブジェクトを係合させている間、前記第２圧電アクチュエータが前記第１圧電アクチュエータの後に前記シャッフルシーケンスを実行する、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
圧電アクチュエータが、相互に対向して配置された２つの圧電サブアクチュエータで形成され、前記オブジェクトが、２つの圧電サブアクチュエータの間に前記オブジェクトを締め付けることにより係合する、請求項９に記載の装置。
【請求項１２】
システムが、前記直線剪断変形シーケンスと前記シャッフルシーケンスとを交互にして、前記オブジェクトを移動する範囲を拡張するよう構成される、請求項９に記載の装置。
【請求項１３】
前記制御システムが、位置コントローラと、シャッフル事象信号を前記位置コントローラに供給し、前記第１および第２制御信号を各圧電アクチュエータへと出力することにより、前記直線剪断変形シーケンスと前記シャッフルシーケンスとを切り換えるシャッフルコントローラとを有する、請求項９に記載の装置。
【請求項１４】
前記シャッフルコントローラが、シャッフルシーケンスを実行すべき時を決定するシャッフルアービタと、第１および第２制御信号およびシャッフル事象信号を生成するプロフィール生成器とを有する、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
システムがさらに、低速シャッフルシーケンスを実行するよう構成され、前記シャッフルシーケンスが比較的低速で実行され、その間に前記直線剪断変形シーケンスを同時に実行することができる、請求項１０に記載の装置。
【請求項１６】
制御システムが、入力値として制御力信号を有する積分器を有し、前記積分器がシャッフル開始制御信号に応答してリセットされ、前記積分器の出力が前記第２制御信号に加算される、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
幾つかの圧電アクチュエータを使用してオブジェクトを移動させる方法で、圧電アクチュエータは、第１制御信号に応答して伸張または収縮し、第２制御信号に応答して２つの反対の方向に剪断変形するような構成であり、
少なくとも１つの圧電アクチュエータを使用して前記オブジェクトと係合することと、前記少なくとも１つの圧電アクチュエータを前記２つの方向のうち一方に剪断変形することにより、前記オブジェクトを移動させることとを含む直線剪断変形シーケンスを実行するステップと、
前記圧電アクチュエータの前記オブジェクトとの係合を解放することと、前記第１圧電アクチュエータを反対方向に剪断変形することにより、前記第１圧電アクチュエータの剪断変形状態を変化させることと、前記第１アクチュエータを使用して前記オブジェクトと再び係合することとを含むシャッフルシーケンスを実行するステップとを含む方法。
【請求項１８】
第１圧電アクチュエータが係合を解放する間、第２圧電アクチュエータがオブジェクトの係合を維持し、前記第１圧電アクチュエータが前記オブジェクトの係合を維持する間、前記第２圧電アクチュエータが、前記第１圧電アクチュエータの後に前記シャッフルシーケンスを実行する、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
さらに、前記オブジェクトの移動範囲を拡張するため、前記直線剪断変形シーケンスと前記シャッフルシーケンスとを交互にすることを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
さらに、低速シャッフルシーケンスを実行することを含み、前記シャッフルシーケンスを比較的低速で実行し、その間に前記直線剪断変形シーケンスを同時に実行することができる、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
リソグラフィ装置を使用するデバイス製造方法で、
放射線のビームを提供する照明システムを提供するステップと、
前記放射線ビームの断面にパターンを与えるよう働くパターニングデバイスを支持する支持構造を提供するステップと、
基板を保持する基板ホルダを提供するステップと、
前記パターニングビームを基板の目標部分に投影する投影システムを提供するステップと、
幾つかの圧電アクチュエータを使用して前記リソグラフィ装置の構成要素を移動されるステップとを含み、前記圧電アクチュエータが、第１制御信号に応答して伸張または収縮し、第２信号に応答して２つの反対の方向に剪断変形するような構成であり、前記構成要素の移動が、
少なくとも１つの圧電アクチュエータを使用して前記オブジェクトと係合することと、前記少なくとも１つの圧電アクチュエータを前記２方向のうち一方に剪断変形させることにより、前記オブジェクトを移動させることとを含む直線剪断変形シーケンスを実行するステップと、
第１圧電アクチュエータの前記オブジェクトとの係合を解放することと、前記第１圧電アクチュエータを反対方向に剪断変形させることにより、前記第１圧電アクチュエータの剪断変形状態を変化させることと、前記第１アクチュエータを使用して前記オブジェクトと再び係合することとを含むシャッフルシーケンスを実行するステップとを含むものであるデバイス製造方法。
【請求項２２】
第１圧電アクチュエータが係合を解放する間、第２圧電アクチュエータがオブジェクトの係合を維持し、前記第１圧電アクチュエータが前記オブジェクトの係合を維持する間、前記第２圧電アクチュエータが、前記第１圧電アクチュエータの後に前記シャッフルシーケンスを実行する、請求項２１に記載のデバイス製造方法。
【請求項２３】
さらに、前記オブジェクトの移動範囲を拡張するため、前記直線剪断変形シーケンスと前記シャッフルシーケンスとを交互にすることを含む、請求項２１に記載のデバイス製造方法。
【請求項２４】
さらに、低速シャッフルシーケンスを実行することを含み、前記シャッフルシーケンスを比較的低速で実行し、その間に前記直線剪断変形シーケンスを同時に実行することができる、請求項２３に記載のデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電アクチュエータを使用してオブジェクトを移動させるシステムおよび方法に、特にリソグラフィ装置に関連するオブジェクトを移動させるシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板の目標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）の製造において使用可能である。この場合は、マスクなどのパターニングデバイスを使用して、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、放射線感光原料（レジスト）の層を有する基板（シリコンウェハ）上の目標部分（例えば１つあるいはそれ以上のダイから成る）に描像することができる。
【０００３】
一般的に、シングルウェハは、順次照射される近接目標部分のネットワークを含んでいる。既知のリソグラフィ装置は、全体マスクパターンを目標部分に１回の作動にて露光することによって各目標部分が照射される、いわゆるステッパと、所定の方向（「走査」方向）にパターンを投影ビームで走査し、これと同時に基板をこの方向と平行に、あるいは反平行に走査することにより、各目標部分が照射される、いわゆるスキャナとを含む。
【０００４】
リソグラフィ装置では、圧電アクチュエータを使用してオブジェクトを移動させるシステムを使用して、露光レーザビームの位置および角度の制御に使用するレンズ要素またはミラーなどのオブジェクトを移動させる。「圧電」材料とは、電圧または電荷に応答して変形する既知の材料である。様々なタイプの圧電材料が存在する。例えば、長さが変化する圧電材料のタイプもあり、加えた制御信号に応答して剪断変形するタイプもある。これ以降、長さが増加または減少する圧電材料を「伸張圧電」と、剪断変形する圧電材料を「剪断変形圧電」と呼ぶ。
【０００５】
長さまたは剪断変形距離の変化は、外部負荷が存在しない場合、加える制御信号により供給される電荷に対してほぼ直線状である。圧電アクチュエータに取り付けるか、接続するオブジェクト、つまり外部負荷は、圧電材料とともに移動する。圧電材料の伸張または剪断変形は制限されている。したがって、オブジェクトは、圧電アクチュエータの直線モードを使用する場合、比較的小さい距離を移動するにすぎない。
【０００６】
オブジェクトの移動範囲を増加させるには、伸張と剪断変形の両方を実行できる圧電アクチュエータを生成するために、上述した圧電タイプを組み合わせることが知られている。このような圧電アクチュエータが幾つかあり、伸張および剪断変形のシーケンスが適切であれば、オブジェクトを比較的大きい距離にわたって特定の方向で移動させることができる。
【０００７】
例えば、伸張し剪断変形するような構成である幾つかの圧電アクチュエータを使用すると、オブジェクトと係合することが可能である。次に、シーケンスの第１ステップで、第１アクチュエータが収縮してオブジェクトから離れることにより、オブジェクトを解放し、第２ステップでは、第１アクチュエータが左側へ剪断変形し、第２アクチュエータがまだオブジェクトと係合しながら、右側へと剪断変形して、オブジェクトを連れていく。第３ステップでは、第１アクチュエータが剪断変形状態にありながら、拡張してオブジェクトと再び係合する。
【０００８】
第２アクチュエータは、剪断変形状態にありながら、収縮によってオブジェクトとの係合を解放する。次に、第４ステップでは、第１アクチュエータが右側へと剪断変形し、オブジェクトを連れて元の状態へと戻る。第２アクチュエータも剪断変形して、元の状態に戻る。第５ステップでは、第２アクチュエータが、拡張して再びオブジェクトと係合する。第５ステップの後、両方の圧電アクチュエータは、元の弛緩状態に戻っている。しかし、オブジェクトは右側へと２回移動し、したがって１つの圧電アクチュエータの所定の、場合によっては最大の剪断変形距離だけ２回移動している。このシーケンスは、オブジェクトが目標位置に到達するまで、任意の回数繰り返される。これ以降、シーケンスをステッピングシーケンスまたはステッピングモードと呼ぶ。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
小さい移動でも、圧電アクチュエータが収縮し、拡張する必要があるということが、ステッピングモードの欠点である。圧電アクチュエータの寿命は、収縮または剪断変形の数によって決定される。したがって、圧電アクチュエータの寿命は、剪断変形のみで十分なのに、小さい移動のための収縮および拡張によって短縮してしまう。しかし、上述したように、直線モードでオブジェクトを移動させる範囲は非常に小さい。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の原理は、本明細書で実現し、概略するように、オブジェクトを移動させる圧電アクチュエータシステムを提供する。一つの実施形態では、圧電アクチュエータシステムは、少なくとも２つのシーケンス、つまり直線剪断変形シーケンスおよびシャッフルシーケンスを実行するよう構成される。直線剪断変形シーケンスは、少なくとも１つの圧電アクチュエータを使用してオブジェクトと係合することと、前記少なくとも１つの圧電アクチュエータを剪断変形することにより、オブジェクトを移動させることを含む。シャッフルシーケンスは、第１圧電アクチュエータとオブジェクトとの係合を解放することと、前記第１圧電アクチュエータの剪断変形状態を変化させることと、前記第１アクチュエータを使用してオブジェクトと係合することとを含む。
【００１１】
一つの実施形態では、圧電アクチュエータシステムは、主として圧電アクチュエータの直線モードを使用してオブジェクトを移動させる。圧電アクチュエータはオブジェクトと係合して、剪断変形する。したがって、オブジェクトは、圧電アクチュエータの最大剪断変形距離に対応する最大距離にわたって変位することができる。圧電アクチュエータは、圧電アクチュエータの剪断変形範囲内でオブジェクトが移動しても、収縮も拡張もしない。圧電アクチュエータの剪断変形範囲内にある距離にわたってオブジェクトが移動するために、収縮も拡張もしない、つまり伸張しないと、圧電アクチュエータの寿命は大幅に延長する。
【００１２】
しかし、アクチュエータの剪断変形範囲を超えた距離にわたって、オブジェクトを移動する必要もある。したがって、圧電アクチュエータシステムは、直線剪断変形シーケンスとシャッフルシーケンスとを交互することができる。圧電アクチュエータが最大剪断変形に、または他の所定の剪断変形に到達すると、シャッフルシーケンスを実行する。シャッフルシーケンス中に、オブジェクトはそれほど移動しないが、圧電アクチュエータは、オブジェクトが移動すべき方向に再び剪断変形する状態になる。
【００１３】
圧電アクチュエータは、オブジェクトを持ち上げるだけでオブジェクトと係合することができる。圧電アクチュエータとオブジェクト間の摩擦により、オブジェクトは、圧電アクチュエータが剪断変形すると、それとともに移動する。圧電アクチュエータによるオブジェクトとの係合とは、圧電アクチュエータが剪断変形すると、オブジェクトが圧電アクチュエータと一緒に移動するよう、圧電アクチュエータがオブジェクトと相互作用することを意味するよう、広義に解釈されたい。
【００１４】
本発明は、圧電アクチュエータが、オブジェクトを第１方向に移動させるために第１方向でオブジェクトに力を加え、前記オブジェクトと係合するために、好ましくは第１方向に対してほぼ直角である第２方向でオブジェクトに力を加えることができる任意の圧電アクチュエータシステムに使用してよいことに留意された。例えば、一つの実施形態では、圧電アクチュエータは、相互に対して反対側に位置決めされた２つの圧電サブアクチュエータで形成し、２つの圧電サブアクチュエータの間にオブジェクトを締め付けることにより、オブジェクトと係合する。サブアクチュエータは、一緒にオブジェクトと係合し、これを所望の方向に移動させる。このような圧電アクチュエータの実施形態により、アクチュエータとオブジェクトとの良好な係合が保証される。
【００１５】
別の実施形態では、圧電アクチュエータが弛緩状態にある間に、これによりオブジェクトと係合することができる。このような実施形態では、圧電アクチュエータをばねでオブジェクトに押し付けることができる。一方の圧電アクチュエータの係合を解放するには、前記アクチュエータが収縮し、別のアクチュエータが拡張する。
【００１６】
上述したシャッフルシーケンスを使用して、オブジェクトを移動させるためのシステムの範囲を拡大することができる。オブジェクトの移動は、直線剪断変形シーケンスの間に実行される。直線剪断変形が最大、または所定の変位距離に到達すると、シャッフルシーケンスが圧電アクチュエータを、これが所望の運動方向で再び剪断変形できる状態へと戻す。シャッフルシーケンス中に、圧電アクチュエータが所望の運動方向とは反対の方向に剪断変形する間、オブジェクトはその位置に留まる。シャッフルシーケンスの後、直線剪断変形シーケンスが、オブジェクトをさらに所望の運動方向へと移動することができる。したがって、直線剪断変形シーケンスとシャッフルシーケンスとを交互にして、オブジェクトを任意の恣意的距離だけ移動させることができる。
【００１７】
シャッフルシーケンスは、最初に第１圧電アクチュエータの係合を解放する。第２圧電アクチュエータは、オブジェクトの係合を維持することができる。第２圧電アクチュエータは係合を維持するので、オブジェクトは所定の位置に維持される。第１アクチュエータは収縮し、オブジェクトから離れるので、その係合を解放する。基本的に、圧電アクチュエータは、その係合を解放した後、オブジェクトを移動させずに剪断変形することができる。
【００１８】
係合を解放した後、圧電アクチュエータは所定の最大剪断変形から、弛緩に戻ることができるか、弛緩状態を過ぎて、反対方向に入り、次の直線剪断変形シーケンス中に最大剪断変形距離を増加することができる状態へと剪断変形する。次に、拡張して、再びオブジェクトと係合する。第１圧電アクチュエータが再びオブジェクトと係合するとすぐに、第２圧電アクチュエータが第１と同じシーケンスを実行する。つまり、係合を解放し、剪断変形して弛緩状態に戻るか、弛緩状態を過ぎて、反対方向に入り、再びオブジェクトを係合する。第２圧電アクチュエータがシャッフルシーケンスを実行する間に、第１圧電アクチュエータは、オブジェクトとの係合を維持する。したがって、両方の圧電アクチュエータが、オブジェクトを移動させずに、追加の剪断変形範囲を生成している。
【００１９】
以上では、伸張かつ剪断変形するような構成である２つの圧電アクチュエータを有するシステムに関して、シーケンスを説明してきたことに留意されたい。実際には、システムは任意の数の圧電アクチュエータを有することができる。３つ以上の圧電アクチュエータが存在する場合は、圧電アクチュエータごとに次々と以上のシャッフルシーケンスを実行するか、全ての圧電アクチュエータを幾つかのグループ、例えば２つのグループに構成して、シーケンスをグループごとに次々と実行することができる。
【００２０】
さらに、上述したシステムでは、オブジェクトを圧電アクチュエータで十分に支持し、シャッフルシーケンスを２段階で実行する必要がある。各段階で、１つまたは複数の圧電アクチュエータは係合を維持し、したがってオブジェクトを支持する一方、１つまたは複数の他の圧電アクチュエータは元へと剪断変形する。しかし、特定の実施形態では、オブジェクトを支持できる幾つかの支持体を設けることができ、全ての圧電アクチュエータが同時に元へと剪断変形する。圧電アクチュエータが再びオブジェクトを係合すると、オブジェクトは支持体から持ち上げられ、再び圧電アクチュエータによって十分に支持される。さらなる実施形態では、オブジェクトは、移動中にアクチュエータによって支持されもせず、他の何らかの支持手段によって支持され、したがってオブジェクトは、他の支持手段によって支持している間に、アクチュエータと係合し、これで移動させることができる。
【００２１】
制御システムは、位置制御システムとして構成することができる。ＰＩＤコントローラなどの位置コントローラは、所望の動作を表す入力信号に基づいて、コントローラ力信号を生成することができる。コントローラ力信号は、アクチュエータ入力部に供給される。アクチュエータは、コントローラ力信号に対応するオブジェクトを移動させる。センサシステムが、同時にオブジェクトの実際の位置を決定する。実際の位置を、設定した目標位置から減算する。その結果の所望の運動を、コントローラ入力信号として使用する。
【００２２】
シャッフルシーケンスを実行し、直線剪断変形シーケンスとシャッフルシーケンスとを交互にするには、制御システムにシャッフルコントローラを設ける。シャッフルコントローラは、コントローラ力信号を受信する。シャッフルコントローラは、コントローラ力信号を変換して、対応する第１および第２アクチュエータ制御信号にする。
【００２３】
さらに、シャッフルコントローラは、アクチュエータが最大剪断変形または所定の剪断変形に到達したか、近づいたかを検出する。最大剪断変形が検出されると、シャッフルコントローラは、シャッフル事象信号を位置コントローラに供給することにより、位置コントローラの開ループを切り換え、したがってコントローラ力信号が切断される。次に、シャッフルコントローラは、シャッフルシーケンスに従って第１および第２アクチュエータ制御信号のシーケンスを出力する。シャッフルシーケンスを終了した後、コントローラ力信号は再び接続され、システムは、直線剪断変形シーケンスを実行し続ける。
【００２４】
シャッフルコントローラはいつシャッフルシーケンスを実行すべきか決定するためのシャッフルアービタ、および第１および第２アクチュエータ制御信号およびシャッフル事象信号を生成するプロフィール生成器を有してよい。例えばシャッフルアービタは、直線剪断変形シーケンス中にアクチュエータごとに第２アクチュエータ制御信号を評価する。第２アクチュエータ制御信号は、アクチュエータの総剪断変形の尺度である。信号が所定の限界を超えると、シャッフルアービタがシャッフルシーケンスを命令する。
【００２５】
さらに、プロフィール生成器に幾つかのシステムパラメータを設け、これが、任意の予めプログラムしたシーケンス、または幾つかの予めプログラムしたシーケンスを記憶することができる。パラメータおよび予めプログラムしたシーケンスステップに基づいて、プロフィール生成器が第１および第２アクチュエータ制御信号およびシャッフル事象信号を生成することができる。
【００２６】
上述したようなシャッフルシーケンスは、可能な限り迅速に実行する。というのは、オブジェクトがシャッフルシーケンス中に実質的に移動せず、その結果、不動作時間が生じるからである。本発明のさらなる実施形態では、システムはさらに低速シャッフルシーケンスを実行するような構成にされ、ここではシャッフルシーケンスを比較的低速で実行し、その間に直線剪断変形シーケンスを同時に実行し、したがって起動中に不動作時間を防止することができる。
【００２７】
シャッフルシーケンス中に、オブジェクトは実質的に移動しない。位置コントローラを開ループに切り換える、つまりアクチュエータから切り離さなくてはならないからである。この切り離しは、直線剪断変形シーケンスからシャッフルシーケンスへ遷移すると、第２制御信号にジャンプが生じ、シャッフルシーケンス中に大きい妨害力が生成されることがあるので、安定した制御システムを確保するために必要である。低速シャッフルシーケンス中に、位置コントローラは、開ループに切り換える必要がなく、閉ループに維持される。したがって、位置コントローラは、圧電アクチュエータを制御し続けて、オブジェクトを移動させ、圧電アクチュエータは、シャッフルするようにも制御される。低速シャッフルシーケンス中にも起動を継続することができる。低速シャッフル制御中に少なくとも幾つかの圧電アクチュエータがオブジェクトと係合し、生成された妨害力が、シャッフルシーケンス中に生成される妨害力と比較して小さいからである。
【００２８】
直線剪断変形シーケンスから低速シャッフルシーケンスへの滑らかな遷移を保証するために、制御システムは、コントローラ力信号を入力することができる積分器を有することができる。積分器は、低速シャッフルシーケンスが開始すると、シャッフル開始制御信号に応答してリセットされ、積分器の出力は第２制御信号に加算される。積分器をコントローラ力信号と第２制御信号との間に配置するので、位置制御システムはこの特別な積分器に適合しなければならない。
【００２９】
低速シャッフルシーケンスが開始すると、シャッフル開始制御信号が積分器に供給される。このシャッフル開始制御信号に応答して、積分器はその出力をゼロにリセットする。低速シャッフルシーケンス中、第２制御信号は、コントローラ力信号とシャッフル制御信号との合計である。低速シャッフルシーケンスの開始時に、第２制御信号の値を第２シャッフル制御信号にコピーする。次に、上述したように積分器をリセットし、その出力をゼロに設定する。したがって、第２シャッフル制御信号と積分器の出力との合計である第２制御信号は、低速シャッフルシーケンスの開始時にほぼ同じままであり、低速シャッフルシーケンスへの滑らかな遷移を提供する。
【００３０】
低速シャッフルシーケンス中に、第２シャッフル制御信号は徐々にゼロへと減少し、積分器の出力が増加することができる。第２シャッフル制御信号がゼロへと減少する場合、低速シャッフルシーケンスは終了しており、積分器の出力が第２制御信号を形成し、低速シャッフルシーケンスから直線剪断変形シーケンスへの滑らかな遷移を提供する。シャッフルシーケンスから剪断変形シーケンスへの滑らかな遷移は、シャッフルシーケンスの終了時に第２シャッフル制御信号が（ゼロと等しくない）ほぼ一定に維持されている場合も提供される。
【００３１】
本発明の別の実施形態によると、放射線の投影ビームを提供するよう構成された照明システムと、パターニングデバイスを支持するよう構成された支持構図とを有し、パターニングデバイスが、投影ビームの断面にパターンを与える働きをし、さらに基板を保持するよう構成された基板テーブルと、パターニングしたビームを基板の目標部分に投影するよう構成された投影システムと、レンズ要素またはミラーを移動させる圧電アクチュエータシステムとを有するリソグラフィ装置が提供される。
【００３２】
本発明のさらなる態様によると、幾つかの圧電アクチュエータを使用してオブジェクトを移動する方法が提供され、圧電アクチュエータは、第１制御信号に応答して伸張し、第２制御信号に応答して剪断変形するような構成であり、方法は、直線剪断変形シーケンスおよびシャッフルシーケンスを含む。直線剪断変形シーケンスは、少なくとも１つの圧電アクチュエータを使用してオブジェクトと係合することと、前記少なくとも１つの圧電アクチュエータを剪断変形することにより、オブジェクトを移動させることとを含む。シャッフルシーケンスは、第１圧電アクチュエータとオブジェクトとの係合を解放することと、前記第１圧電アクチュエータの剪断変形状態を変更することと、前記第１アクチュエータを使用してオブジェクトと再び係合することとを含む。
【００３３】
本発明のさらなる態様によると、デバイス製造方法で、基板を設けることと、照明システムを使用して放射線の投影ビームを設けることと、投影ビームの断面にパターンを与えるためにパターニングデバイスを使用することと、パターニングした放射線のビームを基板の目標部分に投影することと、本発明による方法を使用してレンズ要素またはミラーを移動することとを含む方法が提供される。
【００３４】
本発明による装置の使用法に関して、本文ではＩＣの製造において詳細なる参照説明を行うものであるが、こうした装置が他の多くの用途においても使用可能であることは明確に理解されるべきである。例えば、これは、集積光学装置、磁気ドメインメモリ用ガイダンスおよび検出パターン、液晶ディスプレイパネル、薄膜磁気ヘッド等の製造に使用され得る。こうした代替的な用途においては、本文にて使用した「ウェハ」または「ダイ」といった用語は、それぞれ「基板」または「目標部分」といった、より一般的な用語に置き換えて使用され得ることは当業者にとって明らかである。本明細書で言及する基板は、露光前または露光後に、例えばトラック（通常はレジストの層を基板に適用し、露光したレジストを現像するツール）または測定または検査ツールなどで処理することができる。
【００３５】
適宜、本明細書の開示は、以上および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、既に複数の処理した層を含む基板も言及する。
【００３６】
本明細書では、「放射線」および「ビーム」という用語は、イオンビームあるいは電子ビームといったような粒子ビームのみならず、紫外線（ＵＶ）放射線（例えば、３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、あるいは１２６ｎｍの波長を有する）および超紫外線（ＥＵＶ）放射線（例えば、５ｎｍ〜２０ｎｍの範囲の波長を有する）を含むあらゆるタイプの電磁放射線を網羅するものとして使用される。
【００３７】
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、投影ビームの断面に、基板の目標部分パターンを作り出すなどのためにパターンを与えるために使用し得るデバイスに当たるものとして広義に解釈されるべきである。投影ビームに与えられるパターンは、基板の目標部分における所望のパターンに正確に対応しないことがあることに留意されたい。一般的に、投影ビームに与えられるパターンは、集積回路などの目標部分に作り出されるデバイスの特別な機能層に相当する。
【００３８】
パターニングデバイスは透過性または反射性でよい。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、およびプログラマブル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、様々なハイブリッドマスクタイプのみならず、バイナリマスク、レベンソンマスク、減衰位相シフトマスクといったような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は小さなミラーのマトリクス配列を用いる。そのミラーの各々は、異なる方向に入射の放射線ビームを反射するよう個々に傾斜する事ができる。このようにして、反射されたビームはパターニングされる。パターニングデバイスの各例では、支持構造はフレームもしくはテーブルでよく、これは必要に応じて、固定式となるか、もしくは可動式となり、パターニングデバイスが例えば投影システムなどに対して所望の位置にあることを保証することができる。本明細書において使用する「レチクル」または「マスク」なる用語は、より一般的な「パターニングデバイス」なる用途と同義と見なすことができる。
【００３９】
本明細書において使用する「投影システム」なる用語は、例えば使用する露光放射線、または浸漬流体の使用や真空の使用などの他の要因に合わせて適宜、例えば屈折光学システム、反射光学システム、および反射屈折光学システムを含むさまざまなタイプの投影システムを網羅するものとして広義に解釈されるべきである。本明細書において「レンズ」なる用語を使用した場合、これはさらに一般的な「投影システム」なる用語と同義と見なされる。
【００４０】
照明システムは、放射線の投影ビームの誘導、成形、あるいは制御を行う屈折、反射、および反射屈折光学構成要素などの様々なタイプの光学構成要素も含むことができ、こうした構成要素もまた以降において集約的に、あるいは単独的に「レンズ」と称する。
【００４１】
リソグラフィ装置は２つ（デュアルステージ）あるいはそれ以上の基板テーブル（および、あるいは２つもしくはそれ以上のマスクテーブル）を有するタイプのものである。このような「多段」機械においては、追加のテーブルが並列して使用される。もしくは、１つ以上の他のテーブルが露光に使用されている間に予備工程が１つ以上のテーブルにて実行される。
【００４２】
リソグラフィ装置は、投影システムの最終要素と基板との間の空間を充填するよう、基板を水などの比較的高い屈折率を有する液体に浸漬するタイプでもよい。浸漬液は、例えばマスクと投影システムの第一要素との間など、リソグラフィ装置の他の空間に適用してもよい。浸漬技術は、統制システムの開口数を増加させるため、当技術分野で周知である。
【００４３】
本発明の実施形態を添付の略図を参照に、例示の方法においてのみ説明する。図面では対応する参照記号は対応する部品を示すものとする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
図１は、本発明の独自の実施形態に基づくリソグラフィ投影装置を概略的に示したものである。この装置は、
この特別なケースでは放射線ソースＬＡも有する、放射線の投影ビームＰＢ（例えば２４８ｎｍ、１９３ｎｍまたは１５７ｎｍの波長で作動するエキシマレーザ、または１３．６ｎｍで作動するレーザ点火プラズマソースによって生成されるようなＵＶ放射線）を供給する放射線ソースＥｘ、ＩＬと、
マスクＭＡ（例えばレクチル）を保持するマスクホルダを備え、かつ、品目ＰＬに対して正確にマスクの位置決めを行う第一位置決め手段ＰＭに連結を行った第一オブジェクトテーブル（マスクテーブル）ＭＴと、
基板Ｗ（例えばレジスト塗布シリコンウェハ）を保持する基板ホルダを備え、かつ、品目ＰＬに対して正確に基板の位置決めを行う第二位置決め手段ＰＷに連結を行った第二オブジェクトテーブル（基板テーブル）ＷＴと、
マスクＭＡの照射部分を、基板Ｗの目標部分Ｃ（例えば、１つあるいはそれ以上のダイから成る）に描像する投影システム（「レンズ」）ＰＬ（例えばクォーツおよび／またはＣａＦ2レンズシステムまたはこのような材料から作成したレンズ要素を有する反射屈折光学システム、またはミラーシステム）とを有する。
【００４５】
ここで示しているように、本装置は透過タイプである（すなわち透過マスクを有する）。しかし、一般的には、例えば（反射マスクを有する）反射タイプのものも可能である。あるいは、本装置は、上記に関連するタイプであるプログラマブルミラーアレイといったような、他の種類のパターニング手段も使用可能である。
【００４６】
ソースＬＡ（例えばＵＶエキシマレーザ、レーザ点火プラズマソース、放電ソース、または蓄積リングまたはシンクロトロンの電子ビーム路の周囲に設けたアンジュレータまたはウィグラ）は放射線のビームを作り出す。このビームは、直接的に、あるいは、例えばビームエキスパンダＥｘといったような調整機構を横断した後に、照明システム（照明装置）ＩＬに供給される。照明装置ＩＬは、ビームにおける強度分布の外部および／あるいは内部放射範囲（一般的にそれぞれ、σ−ｏｕｔｅｒおよびσ−ｉｎｎｅｒと呼ばれる）を設定する調整手段ＡＭから成る。さらに、これは一般的に積分器ＩＮおよびコンデンサＣＯといったような、他のさまざまな構成要素を備える。このようにして、マスクＭＡに照射するビームＰＢは、その断面に亘り所望する均一性と強度分布とを有する。
【００４７】
図１に関して、ソースＬＡはリソグラフィ投影装置のハウジング内にある（これは例えばソースＬＡが水銀ランプである場合に多い）が、リソグラフィ投影装置から離して配置することも可能であることを注記する。これが作り出す放射線ビームは（例えば適切な案内ミラーの助けにより）装置内に導かれる。この後者のシナリオでは、ソースＬＡがエキシマレーザである場合が多い。本発明および請求の範囲はこれら両方のシナリオを網羅するものである。
【００４８】
続いてビームＰＢはマスクテーブルＭＴ上に保持されているマスクＭＡに入射する。ビームＰＢはマスクＭＡを横断して、基板Ｗの目標部分Ｃ上にビームＰＢの焦点を合わせるレンズＰＬを通過する。第二位置決め機構ＰＷ（および干渉計測機構ＩＦ）の助けにより、基板テーブルＷＴは、例えばビームＰＢの経路における異なる目標部分Ｃに位置を合わせるために正確に運動可能である。同様に、第一位置決め機構ＰＭは、例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に、あるいは走査運動の間に、ビームＰＢの経路に対してマスクＭＡを正確に位置決めするように使用可能である。
【００４９】
一般的に、オブジェクトテーブルＭＴ、ＷＴの運動は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にて行われる。これについては図１に明示を行っていない。しかし、ウェハステッパの場合（走査ステップ式装置とは対照的に）、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に連結されるだけであるか、あるいは固定される。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を使用して位置を合わせることができる。
【００５０】
ここに表した装置は２つの異なるモードにて使用可能である。
ステップモードにおいては、マスクテーブルＭＴは基本的に静止状態に保たれている。そして、マスクの像全体が１回の作動（すなわち１回の「フラッシュ」）で目標部分Ｃに投影される。次に基板テーブルＷＴがｘ方向および／あるいはｙ方向にシフトされ、異なる目標部分ＣがビームＰＢにより照射され得る。
走査モードにおいては、基本的に同一シナリオが適用されるが、但し、ここでは、所定の目標部分Ｃは１回の「フラッシュ」では露光されない。代わって、マスクテーブルＭＴが、速度ｖにて所定方向（いわゆる「走査方向」、例えばｙ方向）に運動可能であり、それによってビームＰＢがマスクの像を走査する。これと同時に、基板テーブルＷＴが速度Ｖ＝Ｍｖで、同一方向あるいは反対方向に運動する。ここで、ＭはレンズＰＬの倍率（一般的にＭ＝１／４あるいは１／５）である。このように、解像度を妥協することなく、比較的大きな目標部分Ｃを露光することが可能となる。
【実施例１】
【００５１】
図２は、アクチュエータとして使用可能な圧電材料の可能なタイプを示す。図２ａ（Ｉ）は、ベース材料２上に配置された伸張圧電材料２の部片を示す。制御信号、つまり電圧を伸張圧電材料に供給することができる。制御信号（ＩＩ）に応答して、圧電材料２の部片は拡張（または収縮）し、制御信号が除去されると収縮（またはそれぞれ拡張）する。
【００５２】
図２ｂ（Ｉ）は、ベース材料８上に配置された剪断変形圧電材料４の部片を示す。制御信号、つまり電圧を圧電材料４（ＩＩ）に供給すると、圧電材料４は左側または右側に剪断変形し、制御信号が除去されると、元の位置に復帰する。
【００５３】
圧電材料２、４に取り付けたオブジェクト１０は、圧電材料２、４の伸張または剪断変形とともに移動する。最大変位は、圧電材料２、４の最大拡張または剪断変形によって制限される。通常、これは小さい変位にすぎず、アクチュエータにとって十分ではない。
【００５４】
図２ｃ（Ｉ）で図示したような圧電アクチュエータ６は、伸張圧電材料２および剪断変形圧電材料４の部片を有する。圧電アクチュエータを、ベース材料８上に配置する。圧電材料２、４の両方の部片に、電圧を別個に提供することができる。したがって、図２ｃ（ＩＩ）および図２ｃ（ＩＩＩ）で図示したように、アクチュエータ６は、第１制御信号に応答して伸張し、第２制御信号に応答して剪断変形することができ、第１および第２制御信号に応答して同時に伸張かつ剪断変形することができる。
【実施例２】
【００５５】
図２ｄ（Ｉ）は、図２ｃで図示したような４つの圧電アクチュエータ６を有するアクチュエータの実施形態を示す。オブジェクト１０に前記４つの圧電アクチュエータ６が係合する。圧電アクチュエータ６をベース材料８上に配置する。ばね９を使用して、ベース材料８を基準システム１１に取り付ける。圧電アクチュエータ６に制御信号を供給していない、つまり圧電アクチュエータ６が弛緩している場合（Ｉ）、オブジェクト１０は、ばね荷重の結果として圧電アクチュエータ６と係合する。オブジェクト１０との係合を解放するために、第１圧電アクチュエータ６ａが拡張する一方、第２圧電アクチュエータ６ｂは、図２ｄ（ＩＩ）で図示するように収縮する。したがって、第１圧電アクチュエータ６ａがオブジェクト１０を把持する一方、第２圧電アクチュエータ６ｂは係合を解放する。
【実施例３】
【００５６】
図２ｅ（Ｉ）は、オブジェクト１０を移動させる圧電アクチュエータシステムの別の実施形態を示す。圧電アクチュエータシステムは、２つの伸張圧電アクチュエータ２ａおよび２ｂ、および半円形摩擦要素７を有する。摩擦要素７の平坦な表面７ａを、圧電アクチュエータ２ａおよび２ｂに当てて配置する。摩擦要素７の凸状表面７ｂがオブジェクトと係合することができる。図２ｅ（ＩＩ）で図示するように、一方の圧電アクチュエータ２ａを拡張させ、場合によっては別の圧電アクチュエータ２ｂを収縮することにより、摩擦要素７は所定の角度にわたって回転する。凸状表面７ｂをオブジェクト１０に当てた状態で摩擦要素７を配置すると、オブジェクト１０は、摩擦要素７とオブジェクト１０との摩擦によって移動する。両方の圧電アクチュエータ２ａおよび２ｂを収縮させると、摩擦要素７とオブジェクト１０との係合が解放される。
【００５７】
図２ｅで示した実施形態では、両方の圧電アクチュエータ２ａおよび２ｂが収縮または拡張すると、圧電アクチュエータシステムが伸張する。したがって、両方の圧電アクチュエータ２ａおよび２ｂが、第２制御信号に応答して収縮または拡張する。第２制御信号に応答して、一方の圧電アクチュエータ２ａが収縮（または拡張）し、別の圧電アクチュエータ２ｂが拡張（またはそれぞれ収縮）して、その結果、摩擦要素７の凸状表面７ｂが剪断変形する。したがって圧電アクチュエータシステムが、図２ｃで図示したような１つの圧電アクチュエータ６を置換することができる。
【実施例４】
【００５８】
図３は、オブジェクト１０を１つの圧電アクチュエータ６の最大伸張または剪断変形より大きい距離にわたって移動させるため、幾つかの、この場合は２つの圧電アクチュエータ６を有する先行技術のシステムを示す。図３で図示したシステムでは、圧電アクチュエータ６は、相互に対して対向して配置された２つのサブアクチュエータ６ａ、６ｂを有する。アクチュエータ６は、２つのサブアクチュエータ６ａと６ｂの間にオブジェクト１０を締め付けることにより、オブジェクト１０を把持する（Ｉ）。
【００５９】
オブジェクト１０を移動させる第１ステップ（ＩＩ）では、アクチュエータ６の一方が、収縮してオブジェクト１０から離れることにより、オブジェクト１０との係合を解放する。次に第２ステップ（ＩＩＩ）で、まだオブジェクト１０と係合しているアクチュエータ６が、所望の移動方向、例えば右側へと剪断変形、まだ収縮している他方のアクチュエータ６が、移動方向とは反対側、例えば左側に剪断変形する。オブジェクト１０と係合し、移動方向に剪断変形するアクチュエータ６がオブジェクト１０を伴い、したがってオブジェクト１０はアクチュエータ６の所定の剪断変形距離にわたって所望の方向に移動する。
【００６０】
第３ステップ（ＩＶ）では、収縮してオブジェクト１０から離れたアクチュエータ６が、拡張によりオブジェクト１０と再び係合し、その間に前記アクチュエータ６は、剪断変形状態を維持している。アクチュエータ６がオブジェクト１０と係合するとすぐに、移動方向で最大剪断変形距離に到達している他方のアクチュエータ６が、収縮によってオブジェクト１０を解放する。次に第４ステップ（Ｖ）で、両方のアクチュエータ６が剪断変形して元の位置、この場合は直線位置に戻る。この場合も、オブジェクト１０と係合しているアクチュエータ６が、移動方向にオブジェクト１０を伴う。したがって、オブジェクト１０は再び、アクチュエータ６の所定の剪断変形距離にわたって移動方向に移動する。第５ステップ（ＶＩ）では、収縮したアクチュエータ６が拡張し、再びオブジェクト１０と係合する。
【００６１】
これで、アクチュエータ６は元の状態、つまり移動シーケンスの第１ステップの前にあった同じ伸張および剪断変形状態に到達している。しかし、オブジェクト１０は所望の方向に２ステップ移動している。圧電アクチュエータ６が元の位置に到達しているので、シーケンスは、任意の回数繰り返し、オブジェクト１０を所望の移動方向に任意の距離にわたって移動させることができる。しかし、オブジェクト１０の変位がアクチュエータ６の最大剪断変形距離より小さくても、オブジェクト１０の変位ごとにアクチュエータ６が伸張かつ剪断変形しなければならないことが分かる。解放し、再び係合すると、妨害力が生じ、位置決めの正確さが低下して、したがってシーケンスの欠点となる。さらに、アクチュエータ６が収縮または拡張するごとに、アクチュエータ６の寿命が短縮されるので、図３で示したシーケンスは、アクチュエータ６の寿命を短縮する。
【００６２】
図４ａ（Ｉ）は、それぞれが２つのサブアクチュエータ６ａおよび６ｂを有する２つの圧電アクチュエータ６を有するシステムを示す。しかし、図４ａ（ＩＩ）は、本発明の実施形態により、アクチュエータ６が図３のシステムとは異なるようにオブジェクト１０を移動させることを示す。オブジェクト１０は、オブジェクト１０と係合するアクチュエータ６の直線剪断変形によって移動する。オブジェクト１０の移動に収縮または拡張を使用しない。しかし、最大変位は、図２ａおよび図２ｂに関して説明したように制限される。
【００６３】
図４ｂは、オブジェクト１０を所望の移動方向に移動した後にほぼ静止状態にて維持している間に、アクチュエータ６を元の状態へと戻すシャッフルシーケンスを示す。第１ステップ（Ｉ）では、アクチュエータ６の一方がオブジェクト１０との係合を解放し、次のステップ（ＩＩ）では剪断変形して元の剪断変形状態に戻る。第３ステップ（ＩＩＩ）では、アクチュエータ６が再びオブジェクト１０と係合する。第２アクチュエータ６は、上述した３つのステップを繰り返して、もとの状態に復帰する（ＩＩＩ、ＩＶ、Ｖ）。両方のアクチュエータ６が元の状態に戻ると、図４ａで図示した直線剪断変形シーケンスを再び実行することができる。シャッフルシーケンス中、オブジェクト１０は実質的に変位しない。
【００６４】
直線剪断変形シーケンスとシャッフルシーケンスとを交互にすることで、任意の恣意的距離にわたってオブジェクト１０を変位させることができる。言うまでもなく、オブジェクト１０は、図３および図４で図示したように右側ではなく、左側にも同様に移動できることが分かる。
【実施例５】
【００６５】
図５ａは、オブジェクトの位置を制御する基本的な従来公知の位置制御回路を示す。設定ポイント生成器システム２０がオブジェクト用に所望の位置を出力する。また、特定の実施形態では、前記出力位置は、現在の位置から所望の目標位置までの滑らかな軌跡を表す連続的な位置の列でよい。
【００６６】
設定ポイント生成器システム２０の出力を、減算器２２に入力する。減算器２２には、実際位置信号４も提供する。実際位置信号３４は、位置制御システムによって移動すべきオブジェクトの実際の位置を表す。実際位置信号３４を所望の位置から減算し、減算器２２によって位置エラー信号２４を出力する。
【００６７】
位置エラー信号２４を、位置コントローラ２６に入力する。位置コントローラ２６は、当技術分野でよく知られたシステムである。位置エラー信号２４に基づき、位置コントローラ２６が位置コントローラ力信号２８を決定する。位置コントローラ力信号２８をアクチュエータシステム３０へと出力する。アクチュエータシステム３０は、位置コントローラ力信号２８に対応してオブジェクトに力を加え、したがってこれを移動させる。例えば、アクチュエータシステム３０が、図３、図４ａおよび図４ｂに関して説明したような圧電アクチュエータシステムである場合、位置コントローラ力信号２８は、対応する数の導電リード線に供給された幾つかの電圧を表し、各電圧が、アクチュエータシステム３０によって構成された各圧電アクチュエータを制御する。しかし、この位置制御回路には、任意の他のアクチュエータを使用することができ、したがって位置コントローラ力信号２８は任意の適切な形態を有することができる。
【００６８】
オブジェクトの実際の位置は、位置センサシステム３２によって決定される。位置センサシステム３２は、オブジェクトの実際の位置を決定し、実際の位置を解釈して減算器２２に入力すべき実際位置信号３４にすることに適し、実行することができる任意のシステムでよい。
【００６９】
当業者は、図５ａで図示した位置制御信号がいかに機能するかを既に理解している。設定位置および実際位置信号３４に基づいて、位置エラー信号２４が生成される。位置コントローラ２６が位置エラー信号２４を、適切な位置コントローラ力２８に変換し、これがアクチュエータシステム３０を制御してオブジェクトを移動させる。オブジェクトの実際の位置は、位置センサシステム３２によって決定され、これは実際位置信号３４を減算器２２に供給し、それによって位置エラー信号２４を再生成する。オブジェクトが設定位置に到達すると、位置エラー信号２４がゼロになる。これで、位置コントローラ２６によって設定された位置コントローラ力２８は、オブジェクト１０がこれ以上移動しないようなものになる。したがって、オブジェクトは、設定ポイント生成器システム２０によって設定された位置へと移動する。
【００７０】
図５ｂで図示したような本発明による位置制御回路は、基本的に図５ａの位置制御回路と同様である。しかし、図５ｂの位置制御回路はさらに、シャッフルコントローラ３６を有し、アクチュエータシステム３０は圧電アクチュエータシステムである。位置コントローラ力信号２８がシャッフルコントローラ３６に入力され、シャッフルコントローラ３６の出力は、圧電アクチュエータシステム３０に含まれる各圧電アクチュエータの第１制御信号３８および第２制御信号４０を有する。第１制御信号３８が圧電アクチュエータの伸張を制御し、第２制御信号４０が圧電アクチュエータの剪断変形を制御する。したがって、位置コントローラ力２８を解釈して、第２制御信号４０にする。
【００７１】
圧電アクチュエータシステム３０は、本発明により直線剪断変形シーケンスを使用してオブジェクトを移動させる。そのために、図５ａの位置制御回路と比較して追加のシステムは必要ない。しかし、圧電アクチュエータが最大剪断変形に到達すると、本発明によるシャッフルシーケンスを実行する必要がある。シャッフルコントローラ３６は、圧電コントローラがいつ最大剪断変形に近づくか、到達する時点を判断し、シャッフルシーケンスを開始する。
【００７２】
シャッフルコントローラ３６は、任意の方法で圧電アクチュエータの最大剪断変形を決定することができる。例えば、シャッフルコントローラ３６は、ある時間にわたってアクチュエータの剪断変形を累積し、これを所定の限界と比較するか、剪断変形を直接測定することができる。
【００７３】
最大剪断変形が検出されると、シャッフルコントローラ３６は位置制御回路の開ループを切り換える。つまり、位置エラーが制御されず、位置コントローラ力信号２８がゼロに設定されるよう、位置コントローラ２６を使用不能にする。シャッフルコントローラ３６は、シャッフル事象信号４２を位置コントローラ２６に供給することにより、位置コントローラ２６を使用不能にする。
【００７４】
位置制御回路が開ループである場合、シャッフルコントローラ３６は、本発明のシャッフルシーケンスに従い第１および第２制御信号３８、４０を出力する。シャッフルシーケンスの後、シャッフルコントローラ３６は、シャッフル事象信号４２を位置コントローラ２６に送信し、これは応答して再び位置エラー信号２４をチェックし、対応する位置コントローラ力信号２８を出力する。特定の実施形態では、位置コントローラ２６は、所定の期間だけ待ってから、シャッフルシーケンス後に位置コントローラ力信号２８を固定できるようにし、その間に位置コントローラ２６が開ループに切り換えられている。別の実施形態では、位置コントローラ２６は第２シャッフル事象信号４２を待ってから、再び位置コントローラ力信号２８を出力することができる。
【実施例６】
【００７５】
本発明の別の実施形態では、シャッフルコントローラ３６は、低速シャッフルシーケンスを実行するよう構成される。シャッフルコントローラ３６は、シャッフル事象信号４２を位置コントローラ２６に送信する必要がない。低速シャッフルシーケンス中にシステムが閉ループのままだからである。しかし、シャッフルコントローラ３６はさらに、積分器などのデバイスを有して、直線剪断変形シーケンスから低速シャッフルシーケンスへの遷移が滑らかであることを保証する。これについては、図６ｂに関して以下でさらに詳細に説明する。
【００７６】
図６ａは、シャッフルコントローラ３６をさらに詳細に示す。位置コントローラ力信号２８をシャッフルコントローラ３６に入力する。位置コントローラ力信号２８は、変換器４４によってアクチュエータ電圧ファクタ４５への力信号に基づいてアクチュエータ電圧４６へと変換される。しかし、あらかじめ位置コントローラ力信号２８をアクチュエータ電圧４６の形式とすれば変換器４４はシャッフルコントローラ３６は、不要となる。アクチュエータ電圧４６を２つの加算器４８ａおよび４８ｂに送信し、加算器４８ａ、４８ｂの出力を第２制御信号４０として出力する。
【００７７】
図６ａの実施形態では、第２制御信号４０がシャッフルアービタ５０によって検出される。シャッフルアービタ５０は第２制御信号４０をチェックする。第２制御信号４０が、圧電アクチュエータの実際の剪断変形状態を表すからである。第２制御信号４０が所定の剪断変形限界５２を超える、つまり圧電アクチュエータが最大剪断変形、または所定の剪断変形に近づくか、それに到達している場合、シャッフルアービタ５０はシャッフル開始信号５４を出力する。
【００７８】
シャッフル開始信号５４はプロフィール生成器５６に送信される。プロフィール生成器５６は、第１および第２シャッフル制御信号５８および６０を出力する。第１シャッフル制御信号５８は第１制御信号３８として出力され、第２シャッフル制御信号６０は、アクチュエータ電圧４６に加算されて、次に第２制御信号４０として出力される。第１および第２シャッフル制御信号５８および６０は、最大速度、最大係合力およびシーケンステーブルなどの所定のパラメータ６２に基づく。さらに、プロフィール生成器５６はシャッフル事象信号４２を出力し、これを使用して位置コントローラを使用可能かつ使用不能にする。
【００７９】
さらに、シャッフルコントローラ３６にセレクタ６４を設ける。セレクタ６４を使用して、状況によって異なる幾つかのパラメータについて、値を選択することができる。例えば、セレクタは、プロフィール生成器５６が使用すべきシーケンス、または圧電アクチュエータがどちらの剪断変形状態に復帰する必要があるか決定するパラメータを選択することができる。圧電アクチュエータは剪断変形のない状態に復帰する必要がなく、シャッフルシーケンス後に任意の剪断変形状態を有することができる。例えば、オブジェクトを移動方向に移動している場合は、圧電アクチュエータを制御して、シャッフルシーケンス中に所定の剪断変形、場合によっては最大の剪断変形までの移動方向とは反対方向に剪断変形させ、その後の直線剪断変形シーケンス中に、オブジェクトがはるかに大きく変位できるようにすることができる。しかし、セレクタ６４は、本発明によるシャッフルコントローラ３６の基本的要素ではない。
【００８０】
図６ｂは、低速シャッフルシーケンスを実行するよう構成された本発明によるシャッフルコントローラ３６を示す。ここでは図６ａと比較すると、積算器をシャッフルコントローラ３６に導入する。積算器６６は、アクチュエータ電圧４６を累積し、積分したアクチュエータ電圧６８を出力する。さらに、積算器６６は入力値としてシャッフル開始信号５４を有する。シャッフル開始信号５４が入力されると、積算器６６はその出力をゼロにリセットする。積分したアクチュエータ電圧６８がゼロに設定された状態で、プロフィール生成器５６は第２シャッフル制御信号６０の出力を開始し、これは積分器６６がリセットされる直線の積分したアクチュエータ電圧６８と、以前のシャッフルの最終値との合計であるレベルから開始する。したがって、第２制御信号４０におけるジャンプが防止される。
【００８１】
プロフィール生成器５６が、低速シャッフルシーケンスに従い第１および第２シャッフル制御信号５８および６０を出力する間、位置コントローラは閉ループのままであり、したがってオブジェクトの位置を制御する。シャッフルは低速で実行されるので、この位置制御プロセスは中断する必要があない。したがって、プロフィール生成器５６はシャッフル事象信号４２を出力しない。
【００８２】
図５ｂで図示したような位置制御回路は、積算器６６をシャッフルコントローラ３６に導入した場合、異なる方法で調整する必要があることが分かる。例えば、位置コントローラ２６の出力の直前で位置コントローラ２６に積算器が存在する場合、位置コントローラ２６の積算器は、シャッフルコントローラ３６の積算器６６で置換することができる。しかし、他の実施形態では、積算器６６をシステムの他のノードに配置することができる。
【００８３】
以上、本発明の実施形態を詳細に説明したが、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。本説明は本発明を制限する意図ではない。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の実施形態によるリソグラフィ装置を示したものである。
【図２ａ】伸張可能な圧電アクチュエータを概略的に示す。
【図２ｂ】剪断変形可能な圧電アクチュエータを概略的に示す。
【図２ｃ】伸張および剪断変形可能な圧電アクチュエータを概略的に示す。
【図２ｄ】本発明の実施形態による圧電アクチュエータシステムの実施形態を概略的に示す。
【図２ｅ】本発明の実施形態による圧電アクチュエータシステムの実施形態を概略的に示す。
【図３】圧電アクチュエータを使用してオブジェクトを移動させる先行技術のシーケンスを示す。
【図４ａ】本発明による直線剪断変形シーケンスを示す。
【図４ｂ】本発明によるシャッフルシーケンスを示す。
【図５ａ】先行技術の位置制御回路を示す。
【図５ｂ】本発明の実施形態により圧電アクチュエータを制御する位置制御回路を示す。
【図６ａ】シャッフルシーケンスを実行するための本発明の実施形態によるシャッフルコントローラ、つまりシャッフル制御回路を示す。
【図６ｂ】シャッフルおよび低速シャッフルシーケンスを実行するための本発明の実施形態によるシャッフルコントローラを示す。
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図２ｃ】
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【図２ｄ】
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【図２ｅ】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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