JP2005183966A - リソグラフィ装置およびデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】アクチュエータの高精度位置決めにおいて、整定挙動を改善したリソグラフィ装置およびデバイス製造方法を提供する。
【解決手段】パターニングデバイスＭＡを保持するよう構成された支持構造ＭＴを有し、パターニングデバイスが放射線のビームにパターンを生成するよう構成され、基板を保持するよう構成された基板テーブルＷＴと、支持構造と基板テーブルのうち少なくとも一方を移動させるよう構成されたアクチュエータと、運動信号をアクチュエータに提供するよう構成されたコントローラとを有し、運動信号がアクチュエータを制御して、支持構造および基板テーブルのうち少なくとも一方の運動を生成し、運動の位置の時間に対する４次以上の導関数の少なくとも１つの絶対値が最大値未満に制限され、パターン生成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を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は可動部品の高精度位置決めに関する。

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供給する機械である。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。この状況で、マスクなどのパターニングデバイスはＩＣの個々の層に対応する回路パターンを生成するために使用可能であり、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（例えばシリコンウェハ）上の目標部分（例えば１つあるいは幾つかのダイまたはフィールドの一部を有する）に描像することができる。一般的に、１枚の基板は、順次照射される近接目標部分の全体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、所定の基準方向（「走査」方向）にマスクパターンを投影ビームで徐々に走査し、これと同時に基板テーブル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。

リソグラフィなどの多くの産業プロセスには、特定の時間の精密な位置、例えば設定点によって画定された軌道に沿った可動部品の動作が含まれる。通常、動作は、増幅器付きのモータ、起動すべき機構（例えばスライダ）、位置（および／または速度）センサ、フィードバックおよびフィードフォワードコントローラ、および設定ポイント生成プログラムを有する閉ループ制御のサーボシステムによって実行される。モータは、設定ポイントの位置と測定された実際の位置との間の差の関数としてモータ入力を計算するコントローラから入力を受信する。フィードバック制御は、実際の位置が所望の指令された設定ポイント位置と等しくなることを保証する。フィードバック制御は、システムのパフォーマンスが、プロセスの不確実性および外乱に対して感受性が低いことも保証することができる。

このような可動部品の設定ポイントデータを決定する方法を、「軌道プラニング」と呼び、その結果得られた設定ポイントデータを「軌道」と呼ぶことができる。通常、可動部品の１つまたは複数のアクチュエータ、例えば１つまたは複数のリニアまたはプレーナモータに供給すべき動作信号は、例外を除き軌道の設定点データから決定される。次に、設定点信号などの動作信号をアクチュエータに供給して、可動部品を所望の位置へと動作させる。

軌道プラニングの重要な態様は「整定挙動」、つまり整定期間である。軌道が終了位置または中間位置に到達した後、実際の位置が必要な位置に十分近づくまでに、特定の量の時間がかかる。したがって、例えば位置を変更した後、システムは必要な位置の正確さに到達するために何らかの「整定時間」が必要である。動作のほぼ一定の速度段階でも、同様のことが観察できる。（プラスでもマイナスでも）加速中に、速度がほぼ一定の値に整定するまでに特定の時間がかかる。したがって、高い正確さの動作制御を考える場合、通常は「整定期間」を規定する必要があり、その継続時間は、様々な要素があるが中でも制御ループ、加えられた加速およびジャーク、プロセスの不確定性および外乱の関数である整定挙動によって、および必要な位置決めの正確さによって決定される。整定挙動が改善されると、整定期間の継続時間が短縮される。

一例として、動作の軌道を走査ステップ式リソグラフィ装置のマスクおよび基板に適用することが多い。典型的なこのような装置では、基板の表面を一連のフィールド走査で露光する。各フィールドの露光は、基板およびマスクを厳密に同期してほぼ一定である速度で同時に走査する必要がある。フィールドを露光するごとに、基板ステージは、あるフィールド走査の終了時の初期状態（つまり位置および速度）から次のフィールド走査の開始時における新しい状態（つまり新しい位置および通常は同じ速度）へと階段状になる。同様に、マスクのステージも、あるフィールド走査の終了時における初期状態から次のフィールド走査の開始時における新しい状態へと階段状になる。

リソグラフィ装置の単位時間における基板の処理量、つまり基板のスループットを最大にするためには、基板の露光を可能な限り最短の時間にすることが望ましい。しかし、リソグラフィ装置は、基板およびマスクの高精度の位置決めも必要である。したがって、マスクおよび／または基板を支持するオブジェクトテーブルは、特に露光などの重要な段階中には滑らかに移動し、リソグラフィ装置で発生する振動を最小量にしなければならない。オブジェクトテーブルの避けられない（プラスでもマイナスでも）加速は、リソグラフィ装置に振動を生成することがあり、これは位置または速度の誤差が必要な正確さ以内になるまでに重大な「整定時間」がかかる。

図２ａから図２ｄは、例示的な従来の走査中におけるオブジェクトテーブルの個々の例示的な位置、速度、加速およびジャークの軌道プロフィールを示す。図２ａから図２ｄそれぞれのＹ軸は、図それぞれのＸ軸に沿って表された時間に対するオブジェクトテーブルのそれぞれ位置、速度、加速度、およびジャークを表す。

図２ａで示すように、オブジェクトテーブルは時間ｔ０からｔ９までの間に位置０から＋Ｄへと移動する。図２ｂで示すように、オブジェクトテーブルは、時間ｔ４とｔ６の間（露光の期間）にほぼ一定の速度＋Ｖで移動し、時間ｔ１の前および時間ｔ９の後は静止している。図２ｃで示すようにオブジェクトテーブルのプラスの加速は、時間ｔ１から最大でほぼ一定のプラスの加速＋Ａに時間ｔ２で到達するまで直線上に増加し、時間ｔ２からｔ３まで、オブジェクトテーブルは最大のプラスの加速度＋Ａでプラスに加速し、次に時間ｔ３でオブジェクトテーブルのプラスの加速度は、時間ｔ４で０に戻るまで減少する。時間ｔ４で、オブジェクトテーブルはほぼ一定の速度＋Ｖ（図２ｂで示す）を有する。時間ｔ６で、オブジェクトテーブルのマイナスの加速度は時間ｔ６から時間ｔ７で最大のマイナスの加速度−Ａに到達するまで直線上に増加し、時間ｔ７からｔ８まで、オブジェクトテーブルは最大の負の加速度−Ａでマイナスに加速し、次に時間ｔ８で、オブジェクトテーブルのマイナスの加速度は時間ｔ９で０に戻るまで減少する。

図２ｄで示すように、オブジェクトテーブルのジャークは、時間ｔ１からｔ２では最大のプラスのジャーク＋Ｊ、時間ｔ３からｔ４では最大のマイナスのジャーク−Ｊ、および時間ｔ２からｔ３および時間ｔ４からｔ６では０になる。同様に、オブジェクトテーブルのジャークは、時間ｔ６からｔ７では最大のマイナスのジャーク−Ｊ、時間ｔ８からｔ９では最大のプラスのジャーク＋Ｊ、および時間ｔ７からｔ８では０になる。したがって、時間ｔ１、ｔ３およびｔ４（さらにｔ６，ｔ８およびｔ９）ではジャークに不連続性があり、これはオブジェクトテーブルの動作に不連続を引き起こす。このような不連続および大きいジャークの値は、リソグラフィ装置に振動を生じることがあり、これはオブジェクトテーブルの正確な位置決めに影響を及ぼし得る振動である。

その結果、整定期間を時間ｔ４とｔ５の間（露光の直前）に設け、その間にオブジェクトテーブルの（プラスでもマイナスでも）加速中に発生するような振動が散逸し、速度がほぼ＋Ｖに落ち着くことができる。オブジェクトテーブルがほぼ一定の走査速度に到達するために必要な整定期間の量は、大部分が整定挙動に依存し、これは様々な要因がある中、中でも加えられた加速およびジャーク、可能なフィードフォワード、機械的システム特性および制御システムの帯域幅の結果である。しかし、整定期間が長くなるほど、オブジェクトテーブルが反復的動作を終了するのに時間がかかり、リソグラフィ装置のスループットが小さくなる。

したがって、例えば整定挙動を改善すると有利である。

１つの態様によると、リソグラフィ投影装置で、
パターニングデバイスを保持するよう構成された支持構造を有し、パターニングデバイスが放射線のビームにパターンを生成するよう構成され、さらに、
基板を保持するよう構成された基板テーブルと、
支持構造と基板テーブルのうち少なくとも一方を移動させるよう構成されたアクチュエータと、
運動信号をアクチュエータに提供するよう構成されたコントローラとを有し、運動信号がアクチュエータを制御して、支持構造および基板テーブルのうち少なくとも一方の運動を生成し、運動の位置の時間に対する４次以上の導関数の少なくとも１つの絶対値が最大値未満に制限され、さらに、
パターン生成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を有するリソグラフィ投影装置が提供される。

１つの態様によると、リソグラフィ投影装置で、
パターニングデバイスを保持するよう構成された支持構造を有し、パターニングデバイスが放射線のビームにパターンを生成するよう構成され、さらに、
基板を保持するよう構成された基板テーブルと、
支持構造と基板テーブルのうち少なくとも一方に接続されたアクチュエータと、
運動信号をアクチュエータに提供するよう構成されたコントローラとを有し、運動信号がアクチュエータを制御して、支持構造および基板テーブルのうち少なくとも一方の運動を生成し、これは加速の開始部分で運動の位置の時間に対する３次以上の導関数の高い少なくとも１つの値と、加速の終了部分で運動の位置の時間に対する３次以上の導関数のうちこれに対応する低い少なくとも１つの値を有し、運動の位置の時間に対する３次以上の導関数のうち高い少なくとも１つの値の絶対値が、運動の位置の時間に対する３次以上の導関数のこれに対応する低い少なくとも１つの値より大きく、さらに、
パターン生成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を有するリソグラフィ投影装置が提供される。

さらなる態様によると、関連した方法およびコンピュータプログラム製品が提供される。

リソグラフィ装置の使用法に関して、本文ではＩＣの製造において特に言及するものであるが、本明細書で述べるリソグラフィ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（ＬＣＤ）、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塗布し、露光したレジストを現像するツール）または計測または検査ツールで処理することができる。適宜、本明細書の開示は、以上およびその他の基板処理ツールに適用することができる。さらに、基板は、例えば多層ＩＣを生成するために、複数回処理することができ、したがって本明細書で使用する基板という用語は、既に複数の処理済み層を含む基板も指す。

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。

本明細書において使用する「パターニングデバイス」または「パターニング構造」なる用語は、基板の目標部分にパターンを生成するよう、投影ビームの断面にパターンを与えるために使用し得る任意のデバイスを指すものとして広義に解釈されるべきである。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生成されるデバイスの特別な機能層に相当する。

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ことができる。このようにして、反射されたビームはパターン形成される。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。

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。

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。

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／または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。

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、投影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。

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。

図１は、本発明の特定の実施形態によるリソグラフィ装置を概略的に示したものである。この装置は、
− 放射線の投影ビームＰＢ（例えばＵＶ放射線またはＥＵＶ放射線）を供給する照明システム（照明装置）ＩＬと、
− 品目ＰＬに対して正確にパターニングデバイスの位置決めを行う第一位置決めデバイスＰＭに連結を行った、パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡを支持するための第一支持構造（例えばマスクテーブル）ＭＴと、
− 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、基板（例えばレジスト塗布したウェハ）Ｗを保持するための基板テーブル（例えばウェハテーブル）ＷＴと、
− パターニングデバイスＭＡによって投影ビームＰＢに与えられたパターンを、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（例えば屈折性投影システム）ＰＬとを有する。

ここで示しているように、本装置は透過タイプである（例えば透過マスクを使用する）。あるいは、装置は反射タイプでもよい（例えば反射マスク、また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を使用する）。

照明装置ＩＬは放射線ソースＳＯから放射線のビームを受け取る。ソースとリソグラフィ装置とは、例えばソースがエキシマレーザである場合に、別個の存在でよい。このような場合、ソースはリソグラフィ装置の一部を形成すると見なされず、放射線ビームは、例えば適切な案内ミラーおよび／またはビームエキスパンダなどを有するビーム送出システムＢＤの助けにより、ソースＳＯから照明装置ＩＬへと渡される。他の場合、例えばソースが水銀ランプの場合は、ソースが装置の一体部品でもよい。ソースＳＯおよび照明装置ＩＬは、必要に応じてビーム送出システムＢＤとともに、放射線システムと呼ぶことができる。

照明装置ＩＬは、ビームの角度強度分布を調節する調節手段ＡＭを有してよい。一般的に、照明装置の瞳面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）を調節することができる。また、照明装置ＩＬは一般的に、積分器ＩＮおよび集光器ＣＯなどの様々な他の構成要素を有する。照明装置は、投影ビームＰＢと呼ばれ、その断面に亘り所望する均一性と強度分布とを有する、調整された投影ビームを提供する。

投影ビーム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で反射して、基板Ｗの目標部分Ｃ上にビームを集束するレンズＰＬを通過する。第二位置決めデバイスＰＷおよび位置センサＩＦ（例えば干渉計デバイス）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、第一位置決めデバイスＰＭおよび別の位置センサ（図１には明示されていない）を使用して、例えばマスクライブラリから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ことができる。一般的に、オブジェクトテーブルＭＴおよびＷＴの運動は、位置決めデバイスＰＭおよびＰＷの部分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）にて行われる。しかし、ステッパの場合（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、マスクアラインメントマークＭ１、Ｍ２および基板アラインメントマークＰ１、Ｐ２を使用して位置合わせすることができる。

ここに表した装置は以下の好ましいモードにて使用可能である。
１．ステップモードにおいては、マスクテーブルＭＴおよび基板テーブルＷＴは基本的に静止状態に保たれている。そして、投影ビームに与えたパターン全体が１回の作動（すなわち１回の静止露光）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。ステップモードでは、露光フィールドの最大サイズが、１回の静止露光で描像される目標部分Ｃのサイズを制限する。
２．走査モードにおいては、マスクテーブルＭＴおよび基板テーブルＷＴを同期走査する一方、投影ビームに与えられたパターンを目標部分Ｃに投影する（つまり１回の動的露光）。マスクテーブルＭＴに対する基板テーブルＷＴの速度および方向は、投影システムＰＬの拡大（縮小）および像反転特性によって決定される。走査モードでは、露光フィールドの最大サイズが、１回の動的露光で目標部分の（非走査方向における）幅を制限し、走査動作の長さが目標部分の（走査方向における）高さを決定する。
３．別のモードでは、マスクテーブルＭＴが基本的に静止状態に維持されて、プログラマブルパターニングデバイスを保持し、投影ビームに与えられたパターンを目標部分Ｃに投影する間に、基板テーブルＷＴが動作するか、走査される。このモードでは、一般的にパルス状放射線ソースを使用して、基板テーブルＷＴを動作させるごとに、または走査中に連続する放射線パルス間に、プログラマブルパターニングデバイスを必要に応じて更新する。この動作モードは、以上で言及したようなタイプのプログラマブルミラーアレイなどのプログラマブルパターニングデバイスを使用するマスクなしリソグラフィに容易に適用することができる。

上述した使用モードの組合せおよび／または変形、または全く異なる使用モードも使用することができる。

次に、実施形態による可動部品の軌道のプラニングについて説明する。本明細書では、可動部品とは、少なくとも１自由度で装置の任意の部品または全ての他の部品に対して運動を実行するよう設計された装置（リソグラフィ装置など）の任意の部品（サブシステムまたはデバイスを含む）である。少なくともこの自由度が、能動的に制御される。つまり「制御下運動」である。このことは、例えば可動部品の少なくとも前記自由度に沿った位置を十分に正確に獲得することができる感知デバイスと、可動部品の位置を少なくともこの自由度で通常は運動信号によって与えられた所望の位置へと変更することができるアクチュエータとがあることを意味する。可動部品の１つまたは複数の他の自由度も能動制御することができ、これらの自由度に関連する運動信号を有しても、有さなくてもよく、あるいはこれらの自由度をあらゆる意味で装置の他の任意の部品と関連させることによって制限することができる。このような関係は、例えば蝶番、軸受けまたはガイドによって形成することができるが、それに制限されない。本明細書では、位置は平行運動および／または回転運動位置を含み、したがって位置の変更は、適宜、平行運動および／または回転運動を含むことができる。

図３は、実施形態によるリソグラフィ装置の可動部品の軌道プラニング、例えば基板および／またはマスクオブジェクトテーブルの軌道プラニングの略図を示す。制御プロセス１０は、可動部品に関する初期制御データ２０を軌道プランナ３０に提供することを担当する。初期制御データ２０は、軌道プラニング中に使用され、可動部品の軌道の特性に関するアプリオリ情報を含む。このような制御データの典型的な例は、
− 可動部品の開始および終了位置、
− 可動部品の運動の開始時間および／または停止時間、
− 特定の時間に獲得すべき可動部品の任意の中間位置および／または
− 特定の時間に獲得し、可動部品の２つの特定の位置間で維持しなければならない可動部品の速度である。

走査の例では、初期制御データ２０は走査の開始ポイント、走査の距離および速度、および走査の停止ポイントを含む。

軌道プランナ３０は、制御データ２０に従って可動部品に必要な軌道を計算する。この設計の結果、軌道プランナ３０が１組の運動データ４０、通常は設定ポイントデータを時間の関数として生成する。運動データ４０は、可動部品の軌道を画定する状態信号セットとして見ることができる。設定ポイントデータ４０は通常、軌道中の可動部品の加速の定量化した時間隔の定義、さらにこれらの間隔中の加速度値を含む。設定ポイントデータ４０は代替的に、各加速間隔の開始時における位置および速度も含むことができる。設定ポイントデータ４０は代替的に、特定の時間における可動部品の特定位置も含むことができ、ここで位置は１組の座標の形態で表現され、能動制御された各自由度の座標を含む。設定ポイントデータ４０の座標の組は、装置の任意の部品または他の全ての部品に関して可動部品を伴う関連基準系を伴うことができる。軌道プランナ３０は通常、１自由度で可動部品の運動を画定するが、他の自由度の軌道も画定することができる。

実施形態では、軌道プランナ３０はオフラインプロセスで起動を設計する。したがって、リソグラフィ装置の場合、運動データ４０は、例えば基板またはマスクテーブル走査動作などの開始前に生成される。

次に、軌道実行プログラム５０が運動データ４０を使用する。軌道実行プログラム５０は運動データ４０を使用して、運動信号６０を生成する。運動信号の一形態である設定ポイント信号６０は、可動部品の制御システムへの一連のリアルタイム指令を有し、可動部品の位置および加速を画定する。この設定ポイント信号は一般に設定ポイントデータ４０に対応する。運動信号は、設定ポイント信号の第１、第２、第３、第４などの導関数を有してよい。設定ポイントデータと同様、設定ポイント信号も、アクチュエータが可動部品の位置を変更することができる各自由度の座標を含み、１組の座標の形態で表すことができる。設定ポイントデータと設定ポイント信号の座標の組は、任意の関連する基準系を伴うことができる。例えば、設定ポイントデータの座標系が、装置の任意の部品または全ての他の部品に関連する可動部品のそれに対応し、設定ポイント信号の座標系が、装置の任意の部品または全ての他の部品に関連するアクチュエータのそれと対応する場合、（任意の感知デバイスのそれを含めて）座標系間の適切な関係および変換を作成することができる。

次に、運動信号６０を制御システム７０に提供する。制御システム７０は、運動信号６０に従ってリソグラフィ装置の可動部品（例えばウェハおよび／またはマスクテーブル）を運動させるのに使用する電磁制御機構を表す。制御システムは、可動部品のアクチュエータに提供すべき制御信号を決定する。制御信号の決定は、
− 運動信号と制御信号間で予め規定した関係に基づくフィードフォワード部品および／または
− 運動信号によって規定されたようなその特徴の現在望ましい値に関連した可動部品の特徴（例えば位置または速度）の測定値に基づくフィードバック部品を含むことができる。

運動データ４０および運動信号６０は、軌道プロフィールと同期していると見なすことができる。というのは、設定ポイントデータおよび設定ポイント信号の場合、これは軌道プロフィールの定量化された値を反映しているだけだからである。また、１つの実施形態では、運動データ４０を、運動信号６０に変換せずに制御システムへと直接提供することができる。

軌道プランナ３０および／または軌道実行プログラム５０は、コンピュータまたは任意の他のハードウェアが処理するコンピュータプログラム製品として実装することができる。しかし、軌道プランナ３０および軌道実行プログラム５０は、ハードウェア、ファームウェア、またはハードウェア、ファームウェアおよび／またはソフトウェアの任意の組み合わせに実装することもできる。軌道プランナ３０および／または軌道実行プログラム５０のハードウェア、ソフトウェア、ファームウェアまたはその組み合わせは、包括的に軌道生成プログラムと呼ぶことができる。例えば、軌道プランナ３０および／または軌道実行プログラム５０は、ハードウェアの複数の部片またはハードウェアの１つの部片に全体または一部を実装し、可動部品の１つまたは複数の自由度を制御することができる。さらに、ハードウェアは、軌道プランナ３０および／または軌道実行プログラム５０の関連データを有するか、例えば感知デバイスおよび／またはデータベースなどの関連データのソースへの１つまたは複数のインタフェースを有する、あるいはその両方を有することができる。関連データは、軌道プランナ３０および／または軌道実行プログラム５０の軌道アルゴリズムとは別個であるか、それと一体でよく、変更可能である。

実装において、リソグラフィ装置は、１）軌道プラニングおよび／または実行アルゴリズム（例えば軌道プランナ３０および／または軌道実行プログラム５０）および関連データ、２）感知デバイスおよび／または任意の他の関連デバイスから軌道プラニングおよび／または実行アルゴリズムの任意の他の関連データを獲得するためのインタフェース、３）軌道プラニングおよび／または実行アルゴリズムによって決定された制御信号を送信するためのインタフェース、および４）受信した制御信号を、１つまたは複数の自由度で可動部品の位置を変更するアクチュエータの能力に関連した１つまたは複数の物理量へと変換する変換デバイスを有する。

次に、リソグラフィ投影装置の操作オブジェクトテーブルの軌道プラニングアルゴリズムの実施形態について説明する。このアルゴリズムは、軌道プランナ３０に実装することができる。オブジェクトテーブルは、能動制御下で最大６自由度まで動作可能である。実行すべき軌道は、全ての他の自由度をほぼ一定の位置座標に維持しながら、オブジェクトテーブルの１つの線形自由度で露光走査することを含む。走査とは、以下のように規定される。
− 任意の位置および時間で露光が開始し、
− 任意の位置で露光が終了し、
− 露光後、オブジェクトテーブルは、可能な限り迅速に停止状態にしなければならない。

オブジェクトテーブルのアクチュエータは、オブジェクトテーブルに力およびトルクを加えることができるリニアモータ、ローレンツモータ、プレーナモータ、圧電アクチュエータなどの１つまたは複数の電磁アクチュエータを有する。オブジェクトテーブルの位置を監視するオブジェクトテーブルの感知デバイスは、レーザ干渉計システムおよびオブジェクトテーブル上の１つまたは複数の協働ミラー表面を有してよい。オブジェクトテーブルの位置は、感知デバイスを使用して最大６自由度まで決定することができる。

最初に、オブジェクトテーブルの軌道の一般的形態を、図４で示すように確立する。ジャークプロフィールの導関数（位置の時間の４次導関数）１０１を時間１０６の関数として規定する。ジャークプロフィール１０１の導関数を規定すると、時間１０６の関数としてジャークプロフィール１０２（位置の時間の３次導関数）、加速度プロフィール１０３（位置の時間の２次導関数）、速度プロフィール１０４（位置の時間の１次導関数）、および位置プロフィール１０５が規定される。つまり、プロフィールはそれぞれ、以前のプロフィールを積分し、ジャークプロフィールの導関数から開始して、ジャークプロフィールへ積分し、加速度プロフィールへ積分し、速度プロフィールへ積分し、位置プロフィールへ積分することによって生成することができる。実施形態では、可動部品の自由度ごとにジャークの導関数（対応する位置座標の時間の４次導関数）プロフィールを規定する（およびジャーク、加速度、速度および位置のプロフィールを決定する）ことができる。

ジャークプロフィールの導関数が変化する正確な時間インスタンスは、露光開始時間１０７および露光終了時間１０８に関して計算することができる。整定挙動を考慮に入れると、露光が開始する前に整定期間を固定期間１１１として規定する。この固定期間中に、加速度、ジャークおよびジャークの導関数はゼロである。この固定期間の継続時間は、この期間内に所望の位置の正確さを獲得できるような時間である。

プラスの加速度相１１０を、ジャークプロフィール１０１の導関数の１つまたは複数の最大（および／または最小）値を使用して計算する。次に、軌道開始時間１０９を、および軌道開始位置も計算することができる。後者は、変位１１２を露光時間１０７における露光開始位置から引いた結果である。最後に、軌道開始時間１０９と露光開始時間１０７との間の軌道について定義された最大（および／または最小）値は、軌道全体に当てはまるので、マイナスの加速度相１１３は通常、プラスの加速度相１１０の鏡像であり、タイミングは等しい。

このように計画した軌道は、様々なプロフィールの限界を全て獲得するという特性を有する。つまり最初にジャークの導関数が最大値を有し、次がジャーク、次が加速度、次が速度となる。これが全ての関連する軌道に当てはまるわけではない。例えば、ジャークが最大値に到達する前に、最大の加速度を獲得することがある。このようなケースは、基本的に異なるので、ここでは考察しないが、より複雑な計算を必要とする。

これらの計算から、運動データ４０（例えば設定ポイントデータ）を、位置、速度、加速度、ジャークおよび／またはジャークプロフィールの導関数から抽出することができる。次に、運動データを、可動部品の制御システム７０に提供される適切な運動信号６０に変換する。

したがって、有限最大値または限界によって運動（設定ポイント）信号の時間の４次導関数を制限することにより、マスクテーブルまたは基板テーブルなどの可動部品を、整定挙動が改善された状態で起動することができ、これによって短い整定期間を使用することができる。つまり、有限最大値または限界によって運動信号の時間の４次導関数を制限することにより、可動の軌道を平滑化することができ、その結果、外乱が減少し、整定時間の短縮につなげることができる。

位置の正確さの改善および／または整定期間の短縮へのさらなるアプローチは、より滑らかな軌道を獲得するよう、図４で計画したような軌道を調節することである。より滑らかな軌道は、速度、加速度、ジャークおよび／またはジャークプロフィールの導関数について最大値のいずれかまたは全てを減少することによって達成することができる。これは、軌道を実行するために必要な時間の増大につながり、これは平滑化した軌道による整定期間の軽減または除去によって補償しなければならない。

整定時間の挙動を考察する場合に改善された結果を獲得しながら、軌道を実行するために必要な時間の増加を低く維持するため、高い正確さを要求する軌道の部分の直前に到達される最大値を減少させることができる。走査オブジェクトテーブルの場合、軌道の高い正確さの部分は、ほぼ一定の速度期間を有する。したがって、ほぼ一定の速度部分の直前に加速度、ジャークまたはジャークの導関数の最大値を減少させると有用である。任意または全ての最大値を減少させても良い。通常、効果的な選択肢は、最高の導関数の最大値を考察することである。

一例として、図５はほぼ一定の速度相の直前にジャークの導関数の最大値を、最大値の２５％まで減少させる場合の結果の軌道プロフィールを示す。この技術は、停止ポイントなどの動作の他のポイントにも適用することができる。最大値は、２５％未満（５〜１０％など）でも２５％より高くても、異なるパーセンテージへと低下させることができる。比較のために、図４で示した元の軌道プロフィールを、図５では点線で示す。図４の場合と同様、ジャークプロフィール１０１の導関数を規定すると、時間１０６の関数としてジャークのプロフィール１０２、加速度のプロフィール１０３、速度のプロフィール１０４、および位置のプロフィール１０５が規定される。ジャークの最大値の導関数について一時的に削減した値を、２０１として示す。新しい軌道のタイミングは、獲得された最高速度が、元の軌道のそれと等しく、走査の長さが両方のケースで等しいままであるよう調節される。整定挙動の改善は、図４の整定期間１１１を図５の整定期間２０３へと減少できるような改善であると仮定する。その結果の時間利得は、これで期間２０２であることが分かる。整定期間が減少することのさらなる利点は、図４の必要な慣らし運転の変位１１２を、図５の変位２０４に削減できることである。その結果、軌道が現在の軌道を進行中に、追加の時間利得が生じる。

別の実施形態によると、許容可能なアクチュエータのパフォーマンスに限界を設けることができ、この限界によって計画すべき速度、加速度、ジャークおよびジャークの導関数に関して最大値（および／または最小値）が定義されているものと仮定する。その結果の軌道を図６で示す。上記の実施形態の軌道と同様、ジャークプロフィール１０１の導関数を規定すると、ジャークのプロフィール１０２、加速度のプロフィール１０３、速度のプロフィール１０４、および位置１０５が図６で示したように時間１０６の関数として規定される。この実施形態では、３０１で示した軌道の最後における位置の正確さは重要であるが、位置の正確さは、軌道のどのポイントでも重要である。整定期間３０２は、整定挙動を考慮するよう規定される。

上記の実施形態の軌道と同様、このように計画した軌道は、様々なプロフィールの限界を全て獲得するという特性を有する。つまり最初にジャークの導関数が最大値を有し、次がジャーク、次が加速度、次が速度となる。これが全ての関連する軌道に当てはまるわけではない。例えば、ジャークが最大値に到達する前に、最大の加速度を獲得することがある。このようなケースは、基本的に異なるので、ここでは考察しないが、より複雑な計算を必要とする。

さらに、より滑らかな軌道が獲得されるよう、図６で計画したように軌道を調節することにより、位置の正確さの改善および／または整定期間の短縮を実行すると有用である。より滑らかな軌道は、速度、加速度、ジャークおよび／またはジャークプロフィールの導関数について最大値のいずれかまたは全てを削減することによって達成することができる。これにより、軌道を実行するために必要な時間の増大につながり、これは平滑化した軌道による整定期間３０２の軽減または除去によって補償しなければならない。

このアプローチの例が図７で示され、ここで停止期間の前の運動の最終相で、ジャークとジャークの導関数との両方の最大値が５０％減少する。この技術は、ほぼ一定の速度相および非クリティカル相など、運動の他のポイントにも適用することができる。比較のために、図６からの元のプロフィールを、図７では点線で示す。図６の場合と同様、ジャークの導関数のプロフィール１０１を規定すると、ジャークのプロフィール１０２、加速度のプロフィール１０３、速度のプロフィール１０４および位置１０５が時間１０６の関数として規定される。最終ジャーク相にて、低下したジャーク４０３の最大値は４０１として示したジャーク相の導関数の継続時間を短縮することによって獲得される。ジャーク相４０２の最終導関数中に、ジャークの導関数の最大値も減少する。図７の新しい軌道のタイミングは、獲得された位置が図６の元の軌道のそれと等しくなるよう調節される。新しい軌道のジャーク相の最終導関数は、元の軌道のそれより遅い時間に終了するが、より滑らかなプロフィールのため、整定挙動は、整定期間の継続時間を図６の３０２から図７の４０５へと削減できるよう改善される。したがって、必要な正確さを獲得する瞬間は、４０４で示すような元の軌道でのそれより早い。

それぞれの実施形態で、ジャークの導関数の絶対値に関して最大値（および／または最小値）が提供され、この最大（およびまたは最小）の値は、例えば設計パラメータである。つまり、ジャークの導関数の最大値（および／または最小値）は、設定してよく、設定可能であってよい。同様に、計画した軌道の速度、加速度およびジャークの絶対値に関して最大値（および／または最小値）を提供することができる。最大値（および／または最小値）は、例えば許容可能なアクチュエータのパフォーマンスに基づくか、自由裁量で設定するか、パフォーマンスの理由で設定することができる。実施形態では、運動のマイナスの加速度相に関するジャークの導関数の最大値は、運動のプラスの加速度相に関するジャークの導関数の最大値と等しい。同じく、運動のプラスとマイナスの加速度相に関する最大値は異なってよい。実施形態では、運動のマイナスの加速度に関する最大値は、運動を開始するためのプラスの加速度の最大値より１０倍以上で、２０倍以下である。

さらに、実施形態ではこれらの最大値（および／または最小値）のいずれも、例えば改善された位置決めの正確さを獲得するために、一時的に減少させることができ、これによって可動部品の他の自由度との協働および／または異なる可動部品の軌道との協働を可能にする。このような速度、加速度、ジャークおよび／またはジャークの導関数の限界の変化は、軌道中に速度、加速度、ジャークおよび／またはジャークの導関数それぞれがゼロである任意の時に作成すると有利である。速度、加速度、ジャークおよび／またはジャークの導関数の値がゼロである場合、パフォーマンスに影響を与えずに個々の限界を安全に変更することができる。

実施形態では、ジャークの導関数のプロフィールは、ほぼ一定の絶対値を有する連続的な時間隔を有する。例えば、ジャークの導関数のプロフィールは、プラスの最大値、マイナスの最大値またはゼロ値の連続的な時間隔を有してよい。実施形態では、マイナスの最大値は、プラスの最大値とほぼ同じ絶対値でよい。

実施形態では、限界を満足すれば、その結果の軌道の時間最適化が可能である。つまり、様々なプロフィールの値を、運動の全体的時間を削減するよう構成する。

実施形態では、ジャーク（「パチンという音」）の導関数の最大値（および／または最小値）を使用する実施形態に関して本明細書で検討した原理を、当業者であれば運動の位置の時間に関するより次数の高い導関数へと延長することができる。例えば、最大値（および／または最小値）を運動（「パチパチいう音」）の位置（ジャークの２次導関数）の時間に対する５次導関数、および運動（「ポンという音」）の位置（ジャークの３次導関数）の時間に対する６次導関数に適用し、本明細書で検討するように操作することができる。

実施形態では、限界または最大値によって制限された運動のジャークの（またはより高次の）導関数をフィードフォワード信号として適用し、制御信号を改善することができる。したがって、制御信号のフィードフォワード部分は、限界または最大値によって制限された運動のジャークの（またはより高次の）導関数と制御信号との予め規定した関係に基づくものでよい。位置の２次導関数も、制御信号のフィードフォワード部分として提供することができる。同様に、追加的または代替的に制御信号のフィードフォワード部分は、運動信号（限界または最大値によって制限された運動のジャークの（またはより高次の）導関数でよい）によって規定されたようなその特徴の現在望ましい値に関して可動部品の特徴（例えば位置または速度）の測定値に基づいてもよい。

別の実施形態によると、整定挙動は、軌道プロフィールの全てまたは一部の対称性を変更することによって改善することができる。例えば、ジャーク（３次）の設定ポイント生成プログラム（つまり軌道のプロフィールが、有限のジャークを有するジャークのプロフィールの規定から決定される）、またはジャーク（４次）の導関数の設定ポイント生成プログラム（上述したように、軌道プロフィールは、有限のジャークの導関数を有するジャークプロフィールの導関数の規定から決定される）では、プラスまたはマイナスの加速度相を開始する高いジャークを、マイナスまたはプラスの加速度相を終了する低いジャークと組み合わせる。高いジャークは短い期間中に、低いジャークは長い期間中に適用し、したがってジャーク設定ポイント生成プログラムでは、高いジャークと低いジャーク期間の両方の時間積分は同じである。加速度相の最後に低いジャークを提供することにより、より短い整定時間を、および場合によってはより高いスループットを獲得することができる。実施形態では、プラスおよび／またはマイナスの加速度相の高いジャークおよび低いジャークの適用を終了するための合計時間は、スループットを維持するために、例えば図２で示したような従来の軌道プロフィールのプラスまたはマイナスの加速度相の合計時間を超えない。

図８ａは、リソグラフィ装置の走査オブジェクトテーブルのプラスの加速度相で適用する非対称のジャークプロフィールの結果生じる加速度軌道プロフィールを示す。時間ｔ０からｔ１まで、オブジェクトテーブルのプラスの加速度は、高いジャークの状態でプラスの最大加速度＋Ａまで増加する（つまり加速度の導関数は、時間ｔ０からｔ１の間の加速度軌道プロフィールの急勾配によって反映されるように、プラスの加速度相の別の期間と比較すると相対的に高い）。時間ｔ１からｔ２まで、オブジェクトテーブルはプラスの最大加速度＋Ａで積極的に加速する。時間ｔ２からｔ３では、オブジェクトテーブルのプラスの加速度は、低いジャークの状態で減少する（つまり、加速度の導関数は、時間ｔ２とｔ３の間の加速度軌道プロフィールのそれほど急ではない傾斜によって反映されるように、プラスの加速度相の別の期間と比較すると相対的に低い）。見られるように、時間ｔ０とｔ１の間の期間は時間ｔ２とｔ３の間の期間より短い。その結果、時間ｔ０とｔ１の間には、高い高速のジャークがあり、時間ｔ２とｔ３の間には低い低速のジャークがあって、ジャーク設定ポイント生成プログラムでは、両方の期間時間積分は同じである。

図８ａの時間ｔ３とｔ４の間には、（図２ｃで示すような）従来の加速度プロフィールの整定期間より短い整定期間を設ける。図８ａの時間ｔ４とｔ５の間で、ほぼ一定の速度で露光を実行する。図８ａの時間ｔ５とｔ６の間では、オブジェクトテーブルをゼロ速度まで減速する。

図８ａでは、ジャーク（３次）設定ポイント生成プログラムを使用して、加速度軌道プロフィールを生成した。つまり、加速度および他の軌道プロフィール（例えば速度および位置）を、有限ジャークを有するジャークプロフィールの規定から決定した。あるいは、加速度軌道プロフィールは、ジャーク（４次）の導関数の設定ポイント生成プログラムを使用して生成することができた。つまり、上述したように加速度および他の軌道プロフィールを、ジャークの有限の導関数を有するジャークプロフィールの導関数の規定から決定する。図８ｂは、４次設定ポイント生成プログラムを使用して生成した例示的な非対称のプラスの加速度相（図８ａの時間ｔ１とｔ３の間の非対称プラス加速度相に匹敵する）を示す。

走査オブジェクトテーブルの実施形態では、露光前の低いジャークは、整定時間を短縮することができるが、サイクル時間を延長することがある。整定時間の短縮がサイクル時間の短縮につながる場合は、スループットの向上を獲得することができ、これは非クリティカル相（つまり走査およびステッピング後のマイナスの加速期間など、非露光期間）の間、ジャーク、加速度および速度を増加させることによって達成することができる。

さらに、走査のマイナスの加速度相の最後は、振動にそれほど左右されないので、対称のジャークプロフィールをそのマイナスの加速度相に適用することができる。つまり、プラスおよびマイナスの加速度相は、自身間のように非対称である。例えば、従来通りのプロフィールは、図２ｄで見られるようにマイナスの加速度相に適用することができ、これは図２ｃおよび図８ａのマイナスの加速度相の加速度プロフィールをもたらす。しかし、非対称のジャークプロフィールは、マイナスの加速度相に追加的または代替的に適用することができる。

別の実施形態では、マイナスの加速度相は対称の高いジャークプロフィールを有する（しかし非対称でもよい）。さらに、マイナスの加速度相は、プラスの加速度相とは非対称である（しかし、プラスの加速度相と対称でもよい）。実装時には、高いジャークは許容可能な最大ジャークであるか、高いジャークの導関数が許容可能な最大値であり、軌道の他の全ての規定が維持されている場合に達成可能なジャークの値である、あるいはその両方である。走査オブジェクトテーブルの実施形態では、高いジャークを有することにより、走査オブジェクトテーブルを迅速に減速し、減速時間を短縮して、走査オブジェクトテーブルの全体的なスループットを向上させることができる。図８ｃを参照すると、時間ｔ０とｔ５の間で加速度プロフィールは図８ａの場合と同じである。時間ｔ５からｔ６では、オブジェクトテーブルのマイナスの加速度が高いジャークでマイナスの最大加速−Ａへと増加する（つまり加速度の導関数が、時間ｔ５とｔ６の間の加速度軌道プロフィールの急勾配で反映されるように高い）。時間ｔ６からｔ７で、オブジェクトテーブルはマイナスの最大加速度−Ａでマイナスに加速する。時間ｔ７からｔ８で、オブジェクトテーブルのマイナスの加速度は高いジャークで減少する（つまり、加速度の導関数が、時間ｔ７とｔ８の間の加速度軌道プロフィールの急勾配で反映されるように高い）。図で見られるように、図８ｃの運動の全体時間ｔ８は、図８ａの運動の全体時間ｔ６より短い。このように時間が短縮されると、走査オブジェクトテーブルの全体的スループットを減少させることができる。

さらなる実施形態では、マイナスの加速度相は、プラスの加速度相の対称の鏡像である非対称のジャークプロフィールを有する。走査オブジェクトテーブルの実施形態では、プラスの加速度相と対称であるマイナスの加速度相によって、スループットに影響を与えずに双方向の走査が可能になる。プラスおよびマイナスの加速度相の距離がほぼ同じだからである。例えば、図８ｄを参照すると、時間ｔ０とｔ５との間で、加速度プロフィールは図８ａの場合と同じである。時間ｔ５からｔ６では、オブジェクトテーブルのマイナスの加速度が低いジャークでマイナスの最大加速−Ａへと増加する（つまり加速度の導関数が、時間ｔ５とｔ６の間の加速度軌道プロフィールのそれほど急でない勾配で反映されるように、マイナスの加速度相の別の期間と比較して相対的に低い）。時間ｔ６からｔ７で、オブジェクトテーブルはマイナスの最大加速度−Ａでマイナスに加速する。時間ｔ７からｔ８で、オブジェクトテーブルのマイナスの加速度は高いジャークで減少する（つまり、加速度の導関数が、時間ｔ７とｔ８の間の加速度軌道プロフィールの急勾配で反映されるように、マイナスの加速度相の別の期間と比較して相対的に高い）。図で見られるように、時間ｔ７とｔ８の間の期間は時間ｔ５とｔ６の間の期間より短い。その結果、時間ｔ７とｔ８の間には高速の第１ジャークがあり、時間ｔ５とｔ６の間には低い低速ジャークがあって、ジャークにジャークの時間を掛けた積は両方の期間で同じである。変形では、高いジャークを時間ｔ５とｔ６の間に設け、低いジャークを時間ｔ７とｔ８の間に適用することができる。

図９ａから図９ｃを参照すると、走査とステッピングとの両方の作業を実行するオブジェクトテーブルの加速度軌道プロフィールが、オブジェクトテーブルの軌道の物理的な図とともに図示されている。この実施形態によると、非対称のプロフィールがステッピングの作業にも当てはまる。図９ａから図９ｃでは、非対称のプロフィールを走査ステップ式作業のＸおよびＹ運動の両方に適用するが、非対称のプロフィールは、ＸまたはＹの運動に適用するだけでよく、従来の（または他の任意の）プロフィールをＸまたはＹの運動のうち他方に適用する。

図９ａでは、走査オブジェクトテーブルの軌道の物理的な図が図示されている。ポイントＡでは、オブジェクトテーブルは露光（長方形で表す）を終了したばかりで、ステッピングへと進み、別の走査露光を開始しようとしている。ポイントＡから、オブジェクトテーブルはポイントＢへと−Ｙ方向に移動し続ける。ポイントＢから、オブジェクトテーブルは−Ｙ方向に移動し続け（しかし、その方向で減速し始め）、＋Ｘ方向での移動を開始する。時間ポイントで、オブジェクトテーブルは、＋Ｘ方向を移動しながら、＋Ｙ方向での移動を開始し始める。従来の走査ステップ式プロフィールを適用する実施形態では、オブジェクトテーブルはポイントＣに到達し、ここでオブジェクトテーブルはもう＋Ｘ方向には移動せず、＋Ｙ方向にのみ移動する。ポイントＤで、オブジェクトテーブルはほぼ一定の速度に到達し、ポイントＤとＥの間で走査露光が生じる。ポイントＤ’とＤの間には、ポイントＤとＥの間で必要なほぼ一定の速度を達成するため、整定距離／期間を設ける。この運動の正味結果は「Ｕターン」であり、したがってあるフィールドにて−Ｙ方向で走査露光を実行し、次に別のフィールドにて＋Ｙ方向で走査露光を実行する。

図９ｂを参照すると、図９ａのＹ方向におけるオブジェクトテーブルの加速度軌道プロフィールが図示されている。図９ａの対応するポイントＡ、Ｂ、Ｄ、Ｄ’およびＥを、図９ｂのそれぞれの時間に示す。図９ｂでは、ポイントＡからポイントＢまで対称のマイナスの加速度相を設ける。次に、ポイントＢでは高いジャーク（この例では実際的には無限）を、時間ｔ２とポイントＤ’の時間との間では低いジャーク（この場合は経時変化する）を有する非対称のプラスの加速度相を設ける。この例では、プラスおよびマイナスの加速度相は相互に対して非対称である。ポイントＤ’からＤに整定期間を設ける。ポイントＤからポイントＥでは、＋Ｙ方向に走査露光が実行される。次に、ポイントＥ以降では、−Ｙ方向で走査を実行できるよう、マイナスおよびプラスの加速度相を鏡像の形態で反復して、「Ｕターン」を促進する。

図９ｃを参照すると、図９ａのＸ方向におけるオブジェクトテーブルの加速度軌道プロフィールが図示されている。図９ａの対応するポイントＡ、Ｂ、Ｄ、Ｄ’およびＥを、図９ｃのそれぞれの時間に示す。図９ｃでは、ポイントＢから時間ｔ１まで対称のプラスの加速度相を設ける。次に、時間ｔ２では高いジャーク（この例では実際的には無限）を、時間ｔ２とポイントＤ’の時間との間では低いジャーク（この場合は経時変化する）を有する非対称のプラスの加速度相を設ける。この例では、プラスおよびマイナスの加速度相は相互に対して非対称である。ポイントＤ’からＤに整定期間を設ける。ポイントＤからポイントＥでは、＋Ｙ方向に走査露光が実行される。したがって、Ｙ方向ではＤ’−Ｅの時間隔で速度が一定である。Ｘ方向では、Ｄ’とＥとの時間隔で位置が一定である。次に、ポイントＥ以降では、−Ｙ方向で走査を実行できるよう、マイナスおよびプラスの加速度相を鏡像の形態で反復して、「Ｕターン」を促進する。

図９ａを参照すると、従来の走査プロフィールと比較した図９ｂおよび図９ｃの軌道プロフィールの物理的効果が図示され、ここで両方のプロフィールに適切な整定期間を設けて、走査露光のためにほぼ一定の速度を可能にする。軌道１は、図９ｂおよび図９ｃの加速度軌道プロフィールに対応する。軌道２は、従来の走査プロフィールに対応する。図９ｂおよび図９ｃでは、より短い整定期間を獲得できるので、「Ｕターン」を、図９ｂおよび図９ｃのプロフィールでは従来のプロフィールより短い距離３で遂行することができ、これはサイクル時間の短縮およびスループットの増加をもたらすことができる。

実施形態では、高い／低いジャーク、対称／非対称のジャーク加速度相および／または加速度相間のジャークの対称性／非対称性の使用に関して本明細書で検討する原理は、当業者により、ジャークを超えて運動の位置の時間に対してより高い次数の導関数へと拡張することができる。例えば、これらの原理は、運動（「パチンという音」）位置（ジャークの導関数）の時間に対する４次導関数、運動（「パチパチいう音」）の位置（ジャークの２次導関数）の時間に対する５次導関数、および運動（「ポンという音」）の位置（ジャークの３次導関数）の時間に対する６次導関数を使用して適用することができる。さらに、これらの原理は運動の位置の時間に対するこれらの導関数のいずれか、または全てとの適切な組み合わせで適用することができる。

本明細書の説明は、走査技術と、このような走査技術の一部としてマスクおよび／または基板の運動に焦点を絞ってきたが、本明細書で説明した実施形態は、他の技術およびリソグラフィ装置（または、これに関しては他の任意の機械）の他の可動部品にも等しく適用できることが明白である。例えば、実施形態は、リソグラフィ装置のステップアンドリピート技術にも適用することができる。さらに、実施形態は、起動された投影システム要素、レチクルマスキング装置または基板取り扱いロボットなど、リソグラフィ装置の他の可動部品にも適用することができる。それぞれの場合で、整定期間を軌道の最終位置または中間位置で画定することができる。したがって、例えば非対称のプロフィールを（プラスまたはマイナスの加速度相、またはプラスの加速度相とマイナスの加速度相の間で）、リソグラフィ装置であっても、そうでなくても任意の可動部品に適用することができる。

本明細書で使用する「コンピュータプログラム製品」という用語は、一般的にソフトウェアプログラム、ソフトウェアプログラムを有するコンピュータで使用可能な媒体、ソフトウェアプログラムを有するメモリ、または（無線またはケーブル）通信路でソフトウェアプログラムを搬送する搬送波を指すよう使用される。コンピュータで使用可能な媒体は、磁気媒体、光媒体、または他の記録可能な媒体、または搬送波を伝送する媒体を含むことができる。ソフトウェアプログラムを使用してリソグラフィ装置に実装される実施形態では、コンピュータで使用可能な媒体、メモリまたは搬送波を介してソフトウェアプログラムをリソグラフィ装置に設けるか、リソグラフィ装置にローディングすることができる。

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。

本発明によるリソグラフィ投影装置を示したものである。 先行技術による走査中のオブジェクトテーブルの軌道を示したものである。 先行技術による走査中のオブジェクトテーブルの軌道を示したものである。 先行技術による走査中のオブジェクトテーブルの軌道を示したものである。 先行技術による走査中のオブジェクトテーブルの軌道を示したものである。 本発明の実施形態によるリソグラフィ装置の可動部品の軌道プラニングの略図を示したものである。 本発明の実施形態によるジャーク軌道プロフィールの位置、速度、加速度、ジャーク、および導関数を示したものである。 本発明の実施形態によるジャーク軌道プロフィールの位置、速度、加速度、ジャークおよび導関数を示したものであり、ジャークの導関数の最大値を一時的に減少することで発生し得る効果を示す。 本発明の別の実施形態によるジャーク軌道プロフィールの位置、速度、加速度、ジャークおよび導関数を示したものである。 本発明の別の実施形態によるジャーク軌道プロフィールの位置、速度、加速度、ジャークおよび導関数を示したものであり、ジャークの導関数およびジャークの最大値を一時的に減少することで発生し得る効果を示す。 本発明の実施形態による加速度軌道プロフィールを示したものである。 本発明の実施形態による加速度軌道プロフィールを示したものである。 本発明の実施形態による加速度軌道プロフィールを示したものである。 本発明の実施形態による加速度軌道プロフィールを示したものである。 本発明の実施形態による軌道の物理的図を示したものである。 図９ａの物理的軌道の加速度軌道プロフィールを示したものである。 図９ａの物理的軌道の加速度軌道プロフィールを示したものである。

Claims (52)

1. リソグラフィ投影装置で、
   パターニングデバイスを保持するよう構成された支持構造を有し、パターニングデバイスは、放射線のビームにパターンを生成するよう構成され、さらに、
   基板を保持するよう構成された基板テーブルと、
   支持構造と基板テーブルとの少なくとも一方を移動するよう構成されたアクチュエータと、
   運動信号をアクチュエータに供給するよう構成されたコントローラとを有し、運動信号がアクチュエータを制御して、支持構造および基板テーブルの少なくとも一方の運動を生成、運動の位置の時間に対する４次以上の導関数の少なくとも１つの絶対値が、最大値より小さくなるよう制限され、さらに、
   パターンを生成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を有する装置。
2. 運動信号が、支持構造および基板テーブルの少なくとも一方の望ましい位置に関する運動信号を有する、請求項１に記載の装置。
3. 運動信号の時間に対するｎ次導関数として働くべき時間の関数を構築し、構築した関数をｎ回積分することによって、運動信号を生成するよう構成された軌道プランナを有し、ここでｎ≧４である、請求項２に記載の装置。
4. 時間の関数を構築することが、ほぼ一定の関数値を有する連続的な時間隔を画定することを含む、請求項３に記載の装置。
5. 連続する各時間隔のほぼ一定の関数値が、プラスの最大値、プラスの最大値とほぼ同じ絶対値であるマイナスの絶対値、またはゼロである、請求項４に記載の装置。
6. 構築された時間の関数の中間結果が、ジャークのプロフィール、加速度のプロフィール、速度のプロフィール、および位置のプロフィールを含めて決定され、位置のプロフィールが、構築された時間の関数の個々の積分として、運動信号に対応する、請求項３に記載の装置。
7. ジャークのプロフィール、加速度のプロフィール、速度のプロフィールおよび位置のプロフィールのうち少なくとも１つの絶対値が、最大値より小さくなるよう制限される、請求項６に記載の装置。
8. ほぼ一定の速度相および運動の停止ポイントのうち少なくとも一方に先立つ最大値が、運動の別の部分の最大値より小さい、請求項１に記載の装置。
9. ほぼ一定の速度相および運動の停止ポイントのうち少なくとも一方に先立つ最大値が、運動の別の部分の最大値の２５％以下である、請求項８に記載の装置。
10. 停止ポイントに先立つ最大値が、運動の別の部分の最大値の５０％以下であり、停止ポイントに先立つ運動のジャークの最大値が、運動の別の部分のジャークの最大値の５０％以下である、請求項８に記載の装置。
11. 支持構造および基板テーブルの少なくとも一方が走査方向にある、請求項１に記載の装置。
12. 基板テーブルの運動がステッピング方向である、請求項１に記載の装置。
13. 基板テーブルの運動が、ステッピング方向および走査方向である、請求項１に記載の装置。
14. 運動のマイナスの加速度相の最大値が、運動のプラスの加速度相の最大値と等しい、請求項１に記載の装置。
15. 運動のマイナスの加速度の最大値が、運動の開始時におけるプラスの加速度の最大値の１０倍以上および２０倍以下である、請求項１に記載の装置。
16. 運動信号が、最大値より小さくなるよう制限された運動の位置の時間に対する４次以上の導関数のうち少なくとも１つの有するフィードフォワードを使用して決定される、請求項１に記載の装置。
17. リソグラフィ装置で、
    パターニングデバイスを保持するよう構成された支持構造を有し、パターニングデバイスは、放射線のビームにパターンを生成するよう構成され、さらに、
    基板を保持するよう構成された基板テーブルと、
    リソグラフィ装置の部品を、部品の望ましい位置の設定ポイント信号に従って少なくとも１自由度で移動させるよう構成されたアクチュエータとを有し、設定ポイント信号の時間に対する４次以上の導関数のうち少なくとも１つが、境界に制限され、さらに、
    パターン生成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を有する装置。
18. リソグラフィ装置の基板テーブルおよびパターニングデバイス支持構造の少なくとも一方の運動を制御するコンピュータプログラム製品で、支持構造および基板テーブルの少なくとも一方の運動を生成するようアクチュエータを制御するために使用する運動データを生成するよう構成されたソフトウェアコードを有し、運動の位置の時間に対する４次以上の導関数のうち少なくとも１つが、最大値より小さくなるよう制限されるものであるコンピュータプログラム製品。
19. アクチュエータのための運動信号を供給するよう構成されたソフトウェアコードを有し、前記運動信号が、支持構造および基板テーブルの少なくとも一方の望ましい位置に対応する、請求項１８に記載のコンピュータプログラム製品。
20. ほぼ一定の速度相および運動の停止ポイントのうち少なくとも一方に先立つ最大値が、運動の別の部分の最大値より小さい、請求項１８に記載のコンピュータプログラム製品。
21. 支持構造および基板テーブルのうち少なくとも一方の運動が、リソグラフィ装置のステッピング方向である、請求項１８に記載のコンピュータプログラム製品。
22. 基板テーブルの運動がリソグラフィ装置のステッピング方向である、請求項１８に記載のコンピュータプログラム製品。
23. 基板テーブルの運動が、リソグラフィ装置のステッピング方向および走査方向である、請求項１８に記載のコンピュータプログラム製品。
24. 運動信号が、最大値より小さくなるよう制限された運動の位置の時間に対する４次以上の導関数のうち少なくとも１つの有するフィードフォワードを使用して決定される、請求項１８に記載のコンピュータプログラム製品。
25. デバイス製造方法で、
    リソグラフィ装置のマスクテーブルおよび基板テーブルの少なくとも一方を、マスクテーブルおよび基板テーブルの少なくとも一方の望ましい位置に関する設定ポイント信号を使用して、少なくとも１自由度で起動することを含み、設定ポイント信号の時間に対する４次以上の導関数のうち少なくとも１つが、最大値に制限され、さらに、
    パターンを生成した放射線のビームを、基板テーブルによって保持された基板の目標部分に投影することを含む方法。
26. 自由度がリソグラフィ装置の走査方向を含む、請求項２５に記載の方法。
27. 自由度がリソグラフィ装置のステッピング方向を含む、請求項２５に記載の方法。
28. ほぼ一定の速度相および運動の停止ポイントのうち少なくとも一方に先立って、最大値を運動の別の部分の最大値より下まで低下させることを含む、請求項２５に記載の方法。
29. 設定ポイント信号が、最大値に制限された設定ポイント信号の時間に対する４次以上の導関数のうち少なくとも１つを有するフィードフォワードを使用して決定される、請求項２５に記載の方法。
30. リソグラフィ投影装置で、
    パターニングデバイスを保持するよう構成された支持構造を有し、パターニングデバイスが放射線のビームにパターンを生成するよう構成され、さらに、
    基板を保持するよう構成された基板テーブルと、
    支持構造および基板テーブルの少なくとも一方に接続されたアクチュエータと、
    運動信号をアクチュエータに供給するよう構成されたコントローラとを有し、運動信号がアクチュエータを制御して、支持構造および基板テーブルのうち少なくとも一方の加速を生成し、これは加速の開始部分で運動の位置の時間に対する４次以上の導関数の高い少なくとも１つの値と、加速の終了部分で運動の位置の時間に対する３次以上の導関数のうちこれに対応する低い少なくとも１つの値を有し、運動の位置の時間に対する３次以上の導関数のうち高い少なくとも１つの値の絶対値が、運動の位置の時間に対する３次以上の導関数のこれに対応する低い少なくとも１つの値の絶対値より大きく、さらに、
    パターン生成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を有するものであるリソグラフィ投影装置。
31. 運動の位置の時間に対する３次導関数の絶対値が最大値より小さい、請求項３０に記載の装置。
32. 運動の位置の時間に対する４次以上の導関数の少なくとも１つが最大値より小さい、請求項３０に記載の装置。
33. 運動信号がアクチュエータを制御し、開始部分と終了部分の中間期間について、運動の位置の時間に対する３次以上の導関数のうち対応するほぼゼロの少なくとも１つの有する加速を生成する、請求項３０に記載の装置。
34. 加速度がプラスの加速度であり、コントローラがさらに、運動信号をアクチュエータに供給するよう構成され、運動信号がアクチュエータを制御して、支持構造および基板テーブルのうち少なくとも一方のマイナスの加速を生成し、これは運動の位置の時間に対する３次以上の導関数のうち高いマイナスの加速度の少なくとも１つを有し、運動の位置の時間に対する３次以上の導関数のうち高いマイナスの加速度の少なくとも１つの絶対値が、運動の位置の時間に対する３次以上の導関数のうち対応する低い少なくとも１つの絶対値より大きい、請求項３０に記載の装置。
35. マイナスの加速度が、開始期間について運動の位置の時間に対する３次以上の導関数のうち高いマイナスの加速度の少なくとも１つと、終了期間について運動の位置の時間に対する３次以上の導関数のうち高いマイナスの加速度の少なくとも１つを有する、請求項３４に記載の装置。
36. マイナスの加速度が、開始期間と終了期間との間の中間期間について運動の位置の時間に対する３次以上の導関数のうち対応するほぼゼロの少なくとも１つを有する、請求項３５に記載の装置。
37. 加速度がプラスの加速度であり、コントローラがさらに、運動信号をアクチュエータに供給するよう構成され、運動信号がアクチュエータを制御して、支持構造および基板テーブルのうち少なくとも一方のマイナスの加速を生成し、これはマイナスの加速の開始期間における運動の位置の時間に対する３次以上の導関数のうち低いマイナスの加速度の少なくとも１つと、運動の位置の時間に対する３次以上の導関数のうちこれに対応する高いマイナスの加速度の１つを有し、運動の位置の時間に対する３次以上の導関数のうち対応する高いマイナスの加速度の少なくとも１つの絶対値が、運動の位置の時間に対する３次以上の導関数のうち低いマイナスの加速度の少なくとも１つの絶対値より大きい、請求項３０に記載の装置。
38. 加速度がプラスの加速度相およびマイナスの加速度相を有する、請求項３０に記載の装置。
39. 加速度が走査方向を有する、請求項３０に記載の装置。
40. 加速度がステッピング方向を有する、請求項３０に記載の装置。
41. 加速度がさらに走査方向を有する、請求項４０に記載の装置。
42. 運動信号が位置信号を有する、請求項３０に記載の装置。
43. リソグラフィ装置のパターニングデバイス支持構造および基板テーブルのうち少なくとも一方の運動を制御するコンピュータプログラム製品で、パターニングデバイス支持構造および基板テーブルのうち少なくとも一方の加速度を生成するようアクチュエータを制御するために使用する運動データを生成するよう構成され、加速の開始位置における運動の位置の時間に対する３次以上の導関数のうち高い少なくとも１つと、加速の終了位置における運動の位置の時間に対する３次以上の導関数のうち対応する低い少なくとも１つとを有するソフトウェアコードを有し、運動の位置の時間に対する３次以上の導関数のうち高い少なくとも１つの絶対値が、運動の位置の時間に対する３次以上の導関数のうち対応する低い少なくとも１つの絶対値より大きいものであるコンピュータプログラム製品。
44. 運動の位置の時間に対する３次導関数の絶対値が、最大値より小さい、請求項４３に記載のコンピュータプログラム製品。
45. 運動の位置の時間に対する４次以上の導関数のうち少なくとも１つの絶対値が、最大値より小さい、請求項４３に記載のコンピュータプログラム製品。
46. 開始部分と終了部分との間の中間期間について運動の位置の時間に対する３次以上の導関数のうち対応するほぼゼロの少なくとも１つを有する加速度を生成するため、アクチュエータの制御に使用する運動データを生成するよう構成されたソフトウェアコードを有する、請求項４３に記載のコンピュータプログラム製品。
47. 加速度がプラスの加速度であり、パターニングデバイス支持構造および基板テーブルのうち少なくとも一方のマイナスの加速度を生成するようアクチュエータを制御するために使用される運動データを生成するよう構成された運動の位置の時間に対する３次以上の導関数のうち高いマイナスの加速度の少なくとも１つをソフトウェアコードを有し、これは、加速の終了位置における運動の位置の時間に対する３次以上の導関数のうち対応する少なくとも１つの高いマイナスの加速度を有し、運動の位置の時間に対する３次以上の導関数のうち少なくとも一つの高いマイナスの加速度の絶対値が、運動の位置の時間に対する３次以上の導関数のうち対応する低い少なくとも１つの絶対値より大きい、請求項４３に記載のコンピュータプログラム製品。
48. 加速度がプラスの加速度であり、パターニングデバイス支持構造および基板テーブルのうち少なくとも一方のマイナスの加速度を生成するようアクチュエータを制御するために使用される運動データを生成するよう構成され、マイナスの加速度の開始期間における運動の位置の時間に対する３次以上の導関数のうち低いマイナスの加速度の少なくとも１つと、マイナスの加速の終了位置における運動の位置の時間に対する３次以上の導関数のうち対応する高いマイナスの加速度の少なくとも１つとを有するソフトウェアコードを有し、運動の位置の時間に対する３次以上の導関数のうち対応する高いマイナスの加速度の少なくとも１つの絶対値が、運動の位置の時間に対する３次以上の導関数のうち低いマイナスの加速度の少なくとも１つの絶対値より大きい、請求項４３に記載のコンピュータプログラム製品。
49. 加速度が、プラスの加速度相およびマイナスの加速度相を有する、請求項４３に記載のコンピュータプログラム製品。
50. 加速度が走査方向を有する、請求項４３に記載のコンピュータプログラム製品。
51. 加速度がステッピング方向を有する、請求項４３に記載のコンピュータプログラム製品。
52. 運動信号が位置信号を有する、請求項４３に記載のコンピュータプログラム製品。

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