JP3889395B2 - 力が補償されるマシンフレームを有する光リソグラフ装置 - Google Patents
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Description
本発明の光リソグラフ装置は、以下の構成を有する。
z方向に平行な垂直光学主軸を有するレンズ系と、該レンズ系の下にある位置決め装置とを具備する光リソグラフ装置であり、
レンズ系が、該レンズ系の下側に近い位置で、光リソグラフ装置のマシンフレームに属するマウント部材に固定され、
位置決め装置によって、オブジェクトテーブルが、前記位置決め装置に結合されている支持部材のガイド面上でレンズ系に対して変移可能になされており、
支持部材のガイド面が、z方向に対して直角に延在している構成の光リソグラフ装置において、
支持部材が、マシンフレームに対して固定され、
マシンフレームが、光リソグラフ装置の基準フレームを構成するベース上の高周波振動遮断支持体によって支持され、
光リソグラフ装置が力アクチュエータシステムを具備し、
力アクチュエータシステムが、基準フレームに固定され、かつ、フィードフォワード制御システムによって制御されてマウント部材から懸吊されたキャリアに対して前記補償力を加えるようになっており、
キャリアには、位置決め装置と支持部材とが一体的に配設されて成り、
光リソグラフ装置の運転中に、力アクチュエータシステムが、位置決め装置によって支持部材に同時に働く反力の方向と反対方向で且つ前記反力の値と実質的に等しい値の補償力をマシンフレームに加えるようになっている光リソグラフ装置。
かかる構成によれば、位置決め装置が支持部材に与える反力によるマシンフレームの動きは力アクチュエータシステムの使用により可及的に阻止される。基準フレームは光リソグラフ装置が載置される底面に対して固定位置に配置されている。補償力の値に関して使用される用語「実質的に」は、装置の機械部品および電気部品の両者における許容度の結果として補償力と反力との間に現実に発生する差を考慮する時に使用される。用語「等しい」は、以後、この関連で使用される時は、常に前記のとおり「実質的に等しい」を意味するものと解すべきである。
[数1]
usqr=√uf1
平方根エクストラクタ223の電子出力は、出力信号uhdf1を有する第一電子ハイパスフィルタ225の電子入力端に接続される。以下、制御回路205の第一ハイパスフィルタ225の機能について説明する。
[数2]
umf1=Ctransducer・(δBm1/δt)
この式でCtransducerは、例えば二次電気コイルの巻数のような磁束密度トランスデューサ211の多くの特性値によって決定される定数である。空気間隙163内の磁束密度Bm1は電磁石157の電流i1の値に比例し、かつ空気間隙163のサイズに反比例するものと考えられるので、電磁石157によって与えられる力Fem1は磁束密度Bm1の値の2乗に比例する。
[数3]
Bm1=Cmagnet1・(i1/h1)
[数4]
Fem1=Cmagnet2・(Bm1)2
[数5]
Bm1=√(Fem1/Cmagnet2)
これらの式において、Cmagnet1,Cmagnet2は、例えば電磁石157の巻数および電磁石157に使用される磁気鉄の透磁率のような電磁石157の数多くの特性値によって決定される定数である。さらにh1は、図8に示されるように空気間隙163の寸法である。
3 支持部材
5 上面
7 柱
9 マウント部材
11 レンズ系
13 光学主軸
15 マスクマニュプレータ
17 マスク
19 光源
21,23 鏡
25 半導体基板
27 オブジェクトテーブル
29 下面
31 下側フレーム支持体
33 静的空気脚
35 位置決め装置
37,39,41 リニア電気モータ
43 xステータ
45 xトランスレータ
47,53 yステータ
49 xステータの第一端
55 xステータの第二端
59,61,63,65 マウントブロック
67 力アクチュエータシステム
69 第一力アクチュエータ
71 第二力アクチュエータ
73 第三力アクチュエータ
75 電気サーボモータ
77 出力軸
79 クランクアーム
81 マウントブロック
83 基準フレーム
85,87 結合ロッド
95 制御システム
97 第一コントローラ
99 電子制御ユニット
101,103,105 増幅ユニット
107 負帰還
109 第二電子コントローラ
111 第一加速度トランスデューサ
113 第二加速度トランスデューサ
115 第三加速度トランスデューサ
131 ベース
133 調整部材
135 フレーム
137 ユニット
139 キャリア
143 締め付け部品
147,149,151 板状スチールサスペンション
153 下面
155 力アクチュエータシステム
157,159,161 電磁石
163 空気間隙
165 フィードフォワード制御システム
167 電子コントローラ
169 電子制御ユニット
171,173,175 増幅器ユニット
177 合算回路
179,183,189,191,197,199 ブランチ
181,185,187 加算器
193,195,201,203 増幅器
205,207,209 制御回路
211,213,215 磁束密度トランスデューサ
217,219,221 増幅器ユニット
223 平方根エクストラクタ
225 第一電子ハイプスフィルタ
227 コンパレータ
229 負帰還ライン
231 電子インテグレータ
233 第二ハイパスフィルタ
235 電子コトローラ
Claims (7)
- z方向に平行な垂直光学主軸を有するレンズ系と、該レンズ系の下にある位置決め装置とを具備する光リソグラフ装置であり、
前記レンズ系が、該レンズ系の下側に近い位置で、光リソグラフ装置のマシンフレームに属するマウント部材に固定され、
前記位置決め装置によって、オブジェクトテーブルが、前記位置決め装置に結合されている支持部材のガイド面上で前記レンズ系に対して変移可能になされており、
前記支持部材のガイド面が、前記z方向に対して直角に延在している構成の光リソグラフ装置において、
前記支持部材が、前記マシンフレームに対して固定され、
前記マシンフレームが、光リソグラフ装置の基準フレームを構成するベース上の高周波振動遮断支持体によって支持され、
前記光リソグラフ装置が力アクチュエータシステムを具備し、
前記力アクチュエータシステムが、前記基準フレームに固定され、かつ、フィードフォワード制御システムによって制御されて前記マウント部材から懸吊されたキャリアに対して前記補償力を加えるようになっており、
前記キャリアには、前記位置決め装置と前記支持部材とが一体的に配設されて成り、
光リソグラフ装置の運転中に、前記力アクチュエータシステムが、前記位置決め装置によって前記支持部材に同時に働く反力の方向と反対方向で且つ前記反力の値と実質的に等しい値の補償力を前記マシンフレームに加えるようになっている光リソグラフ装置。 - 前記制御システムが加速度の負帰還を有し、前記力アクチュエータシステムが、加速度トランスデューサによって測定される前記マシンフレームの加速度によって決定される値と方向を有する制御力を前記マシンフレームに加えることを特徴とする請求項1に記載された光リソグラフ装置。
- 前記力アクチュエータシステムが、前記光学主軸に対して直角である前記位置決め装置の第一変移方向と平行に各々動作する第一および第二力アクチュエータと、前記第一変移方向に対して直角であるとともに前記光学主軸に対して直角である前記位置決め装置の第二変移方向と平行に動作する第三力アクチュエータとを有する請求項1または請求項2に記載された光リソグラフ装置。
- 前記力アクチュエータシステムの各々が、前記基準フレームに固定された電気モータと、関連する変移方向と平行に延在する結合ロッドとを備え、ロッド第一端部が前記電気モータの出力シャフトに偏心的にピボット支持され、ロッド第二端部が前記マシンフレームにピボット支持されている請求項3に記載された光リソグラフ装置。
- 前記力アクチュエータシステムが磁束密度トランスデューサを有する少なくとも1つの電磁石を有し、該電磁石の発生力を制御可能な電子制御回路の電気入力端に前記磁束密度トランスデューサの電気出力端が接続されている請求項1または請求項2に記載された光リソグラフ装置。
- 前記電子制御回路が電子平方根エクストラクタを備え、
前記電子平方根エクストラクタに対する入力信号が、前記電子制御回路の入力信号によって形成されるとともに、前記電磁石に発生させるべき所望の電磁力によって定まる値を有することを特徴とする請求項5に記載された光リソグラフ装置。 - 前記力アクチュエータシステムが、前記光学主軸に対して直角である面内で前記光リソグラフ装置の基準フレームに対して三角形状に配置されて固定されている3つの電磁石を有し、その各電磁石の作用方向が、前記力アクチュエータシステムの残る2つの電磁石の作用方向に対して角度120°だけ回転した方向であることを特徴とする請求項5または請求項6に記載された光リソグラフ装置。
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