特表 2025-504833 リソグラフィ装置コントローラシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2025-02-19

(54)【発明の名称】リソグラフィ装置コントローラシステム

(51)【国際特許分類】

   G03F 7/20 20060101AFI20250212BHJP

   G05B 11/32 20060101ALI20250212BHJP

   H01L 21/68 20060101ALI20250212BHJP

【ＦＩ】

G03F7/20 521

G05B11/32 F

H01L21/68 F

H01L21/68 K

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024542258

(86)(22)【出願日】2023-02-03

(85)【翻訳文提出日】2024-09-12

(86)【国際出願番号】 EP2023052670

(87)【国際公開番号】W WO2023148326

(87)【国際公開日】2023-08-10

(31)【優先権主張番号】22155251.6

(32)【優先日】2022-02-04

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】504151804

【氏名又は名称】エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ．

(74)【代理人】

【識別番号】100079108

【弁理士】

【氏名又は名称】稲葉 良幸

(74)【代理人】

【識別番号】100109346

【弁理士】

【氏名又は名称】大貫 敏史

(74)【代理人】

【識別番号】100117189

【弁理士】

【氏名又は名称】江口 昭彦

(74)【代理人】

【識別番号】100134120

【弁理士】

【氏名又は名称】内藤 和彦

(72)【発明者】

【氏名】ロゼット，バス，ヨハネス，ペトルス

【テーマコード（参考）】

2H197

5F131

5H004

【Ｆターム（参考）】

2H197CD12

2H197CD43

2H197DA03

2H197DA09

2H197GA17

2H197HA03

2H197HA04

2H197HA05

2H197HA10

5F131AA02

5F131AA10

5F131BA13

5F131CA32

5F131DA09

5F131DA13

5F131DA33

5F131DA42

5F131EA02

5F131EA06

5F131EA14

5F131EA15

5F131EA22

5F131EA23

5F131EA24

5F131EA25

5F131EA27

5F131EB89

5F131FA10

5F131FA17

5F131KA16

5F131KA34

5F131KA35

5F131KA47

5F131KA72

5F131KA73

5F131KB12

5F131KB32

5F131KB53

5F131KB54

5F131KB55

5F131KB56

5H004GA18

5H004GB01

5H004HA07

5H004HB07

5H004KB02

5H004KB04

5H004KB06

5H004KB32

(57)【要約】

コントローラシステムは、プラントを制御するように構成されており、基準状態信号に基づいて、フィードフォワード信号をプラントに提供するためのフィードフォワードコントローラと、基準状態信号とプラントの実際の状態を表すプラント状態信号との間の差に基づいて、フィードバック信号をプラントに提供するためのフィードバックコントローラシステムとを備えている。フィードバックコントローラシステムは、積分器と、軌道生成器と、セレクタとを備える。フィードバックコントローラシステムは、基準状態の関数として、第１の制御モード又は第２の制御モードで動作するように構成されており、フィードバックコントローラシステムは、第１の制御モードでは、軌道生成器によって生成される軌道生成器出力信号を選択するようにセレクタを動作させ、フィードバックコントローラシステムは、第２の制御モードでは、積分器によって生成される積分器出力信号を選択するようにセレクタを動作させる。
【選択図】 図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

プラントを制御するように構成されたコントローラシステムであって、
・基準状態信号に基づいて、フィードフォワード信号を前記プラントに提供するように構成されたフィードフォワードコントローラと、
・前記基準状態信号と前記プラントの実際の状態を表すプラント状態信号との間の差に基づいて、フィードバック信号を前記プラントに提供するように構成されたフィードバックコントローラシステムと、
を備えており、
・フィードバックコントローラシステムは、積分器と、軌道生成器と、軌道生成器によって生成される軌道生成器出力信号と積分器によって生成される積分器出力信号とのうちの１つをプラントへのフィードバック信号に選択的に出力するように構成されたセレクタとを備えており、
・前記フィードバックコントローラシステムは、前記基準状態信号の関数として、第１の制御モード又は第２の制御モードで動作するように構成されており、
前記フィードバックコントローラシステムは、前記第１の制御モードでは、前記軌道生成器によって生成される前記軌道生成器出力信号を選択するように前記セレクタを動作させるように構成されており、
前記フィードバックコントローラシステムは、前記第２の制御モードでは、前記積分器によって生成される前記積分器出力信号を選択するように前記セレクタを動作させるように構成されている、コントローラシステム。

【請求項2】

前記プラントは可動物体であり、前記基準状態信号は前記可動物体の位置セットポイントである、請求項１に記載のコントローラシステム。

【請求項3】

前記軌道生成器は、前記第１の制御モードでは、前記基準状態信号の２階時間微分を表す軌道を生成するように構成されている、請求項１又は２に記載のコントローラシステム。

【請求項4】

前記軌道生成器は、前記基準状態信号のスケーリングされた２階時間微分を表す軌道を生成するように構成されている、請求項３に記載のコントローラシステム。

【請求項5】

前記軌道生成器は、前記第１の制御モードでは第１の値から第２の値までの軌道を生成するように構成されており、前記軌道生成器は、前記第２の制御モードから前記第１の制御モードに移行すると、前記第１の値を前記積分器の前記積分器出力に等しく設定するように構成されている、請求項１から４のいずれか一項に記載のコントローラシステム。

【請求項6】

前記フィードバックコントローラシステムは、前記第１の制御モードから前記第２の制御モードに移行すると、前記積分器出力信号を前記第２の値に設定するように構成されている、請求項５に記載のコントローラシステム。

【請求項7】

前記第２の値は、前記基準状態信号の２階時間微分がゼロであるときの前記コントローラシステムの状態に一致する前記積分器出力信号の値に設定される、請求項５又は６に記載のコントローラシステム。

【請求項8】

前記第２の値はゼロに設定される、請求項５又は６に記載のコントローラシステム。

【請求項9】

前記フィードバックコントローラシステムは、前記基準状態信号の３階時間微分の絶対値が所定の閾値を超えるとき、前記第１の制御モードで動作するように構成されている、請求項１から８のいずれか一項に記載のコントローラシステム。

【請求項10】

前記フィードバックコントローラシステムは、前記基準状態信号の前記３階時間微分の前記絶対値が前記所定の閾値よりも下に移行するとき、前記第１の制御モードから前記第２の制御モードに移行するように構成されている、請求項９に記載のコントローラシステム。

【請求項11】

前記フィードバックコントローラシステムは更に、比例微分制御を備えており、前記比例微分制御によって生成される比例微分信号が前記フィードバック信号に出力される、請求項１から１０のいずれか一項に記載のコントローラシステム。

【請求項12】

前記フィードバックコントローラシステムは、前記基準状態信号の関数として、第３の制御モードで動作するように構成されており、前記フィードバックコントローラシステムは、前記第３の制御モードでは、前記積分器によって生成される前記積分器出力信号を当初はゼロに設定し、前記軌道生成器によって生成される前記軌道生成器出力信号を選択し、前記積分器によって生成される前記積分器出力信号を加算するように構成されている、請求項１から１１のいずれかに記載のコントローラシステム。

【請求項13】

ステージであって、前記ステージの位置を制御するように構成された、請求項１から１２のいずれか一項に記載のコントローラシステムを備えており、前記基準状態信号は前記ステージの位置セットポイントである、ステージ。

【請求項14】

請求項１から１２のいずれか一項に記載のコントローラシステムを備えるリソグラフィ装置。

【請求項15】

前記コントローラシステムは、前記リソグラフィ装置のステージの位置を制御するように構成されており、前記基準状態信号は前記ステージの位置セットポイントである、請求項１４に記載のリソグラフィ装置。

【請求項16】

前記基準状態信号を生成するように構成された基準状態信号生成器を備えており、前記基準状態信号生成器は、前記基準状態信号を生成して、前記ステージに、一定のステージ速度でのスキャン移動と、前記ステージが速度を変化させる減速／加速とを交互に繰り返させるように構成されており、前記フィードバックコントローラシステムは、前記ステージの前記スキャン移動への移行よりも前に前記ステージの前記加速度の時間微分の絶対値が所定の閾値を超えるときには前記第１の制御モードで動作するように、及び前記ステージの前記スキャン移動中には前記第２の制御モードで動作するように構成されている、請求項１５に記載のリソグラフィ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

[0001] 本発明は、コントローラシステム、そのようなコントローラシステムを備えるステージ、及びそのようなコントローラシステム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、基板に所望のパターンを適用するように構築された機械である。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されることができる。リソグラフィ装置は、例えばパターニングデバイス（例えばマスク）のパターン（「設計レイアウト」又は「設計」と称されることも多い）を、基板（例えばウェーハ）上に提供された放射感応性材料（レジスト）層に投影し得る。

【0003】

[0003] 半導体製造プロセスが進歩し続けるにつれ、回路素子の寸法は継続的に縮小されてきたが、その一方で、デバイス毎のトランジスタなどの機能素子の量は、「ムーアの法則」と通称される傾向に従って、数十年にわたり着実に増加している。ムーアの法則に対応するために、半導体産業はますます小さなフィーチャを作り出すことを可能にする技術を追求している。基板上にパターンを投影するために、リソグラフィ装置は電磁放射を使用し得る。この放射の波長が、基板上にパターン形成されるフィーチャの最小サイズを決定する。現在使用されている典型的な波長は、３６５ｎｍ（ｉ線）、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ及び１３．５ｎｍである。例えば１９３ｎｍの波長を有する放射を使用するリソグラフィ装置よりも小さなフィーチャを基板上に形成するためには、４ｎｍ～２０ｎｍの範囲内、例えば６．７ｎｍ又は１３．５ｎｍの波長を有する極端紫外線（ＥＵＶ）放射を使用するリソグラフィ装置が使用され得る。

【0004】

[0004] リソグラフィ装置は、パターンを基板上に投影するとき、例えば、基板の一部をスキャンするためにスキャン移動を行うときに、反復移動を実施し得る。スキャン移動の合間には、移動の速度又は移動の方向を変化させるために、加速及び減速が実施され得る。リソグラフィ装置のステージの移動など、移動は、コントローラによって制御され得る。コントローラは、例えば、比例制御、積分器制御、及び微分器制御を実装し得る。

【発明の概要】

【0005】

[0005] 上記を考慮して、本発明の目的は、高いスループットを有するリソグラフィ装置を提供することである。

【0006】

[0006] 本発明の一実施形態によれば、
・基準状態信号に基づいて、フィードフォワード信号をプラントに提供するように構成されたフィードフォワードコントローラと、
・基準状態信号とプラントの実際の状態を表すプラント状態信号との間の差に基づいて、フィードバック信号をプラントに提供するように構成されたフィードバックコントローラシステムと、
を備える、プラントを制御するように構成されたコントローラシステムが提供され、
・フィードバックコントローラシステムは、積分器と、軌道生成器と、軌道生成器によって生成される軌道生成器出力信号と積分器によって生成される積分器出力信号とのうちの１つをプラントへのフィードバック信号に選択的に出力するように構成されたセレクタとを備えており、
・フィードバックコントローラシステムは、基準状態信号の関数として、第１の制御モード又は第２の制御モードで動作するように構成されており、
フィードバックコントローラシステムは、第１の制御モードでは、軌道生成器によって生成される軌道生成器出力信号を選択するようにセレクタを動作させるように構成されており、
フィードバックコントローラシステムは、第２の制御モードでは、積分器によって生成される積分器出力信号を選択するようにセレクタを動作させるように構成されている。

【0007】

[0007] 本発明の更なる一実施形態によれば、ステージの位置を制御するように構成された、本発明によるコントローラシステムを備えるステージが提供され、基準状態信号はステージの位置セットポイントである。

【0008】

[0008] 本発明の更に別の一実施形態によれば、本発明によるコントローラシステムを備えるリソグラフィ装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0009】

[0009] 本発明の実施形態を、単なる例として、添付の概略図を参照して以下に説明する。

【0010】

【図1】本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置の図式的概観を図示する。

【図2】図１のリソグラフィ装置の一部の詳細図を図示する。

【図3】本発明の一実施形態において用いられ得る位置決めシステムの一部として位置制御システムを概略的に図示する。

【図4】コントローラシステムを図示する。

【図5】図４に記載のコントローラシステムから得られる時間応答を示すタイミング図を図示する。

【図6】一実施形態によるコントローラシステムを図示する。

【図7】図６に記載のコントローラシステムから得られる時間応答を示すタイミング図を図示する。

【図8】ブロック線図を図示し、それに基づいて図６に記載のコントローラシステムのスイッチング安定性が説明される。

【図9】ブロック線図を図示し、それに基づいて図６に記載のコントローラシステムのスイッチング安定性が説明される。

【図10】Ｌｕｒ’ｅシステム表現を図示し、それに基づいて図６に記載のコントローラシステムのスイッチング安定性が説明される。

【図11】複素平面を図示し、それに基づいて図６に記載のコントローラシステムのスイッチング安定性が説明される。

【発明を実施するための形態】

【0011】

[00010] 本文献では、「放射」及び「ビーム」という用語は、紫外線（例えば、３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ又は１２６ｎｍの波長を有する）及びＥＵＶ（極端紫外線、例えば、約５～１００ｎｍの範囲の波長を有する）を含む、すべてのタイプの電磁放射を包含するために使用される。

【0012】

[00011] 「レチクル」、「マスク」、又は「パターニングデバイス」という用語は、本文で用いられるとき、基板のターゲット部分に生成されるパターンに対応するパターン付き断面を入来する放射ビームに与えるために使用されることができる汎用パターニングデバイスを指すものとして、広義に解釈され得る。「ライトバルブ」という用語もまた、この文脈において使用されることができる。古典的なマスク（透過型又は反射型マスク、バイナリマスク、位相シフトマスク、ハイブリッドマスク等）以外に、他のそのようなパターニングデバイスの例は、プログラマブルミラーアレイ及びプログラマブルＬＣＤアレイを含む。

【0013】

[00012] 図１は、リソグラフィ装置ＬＡを概略的に示す。リソグラフィ装置ＬＡは、放射ビームＢ（例えばＵＶ放射、ＤＵＶ放射、又はＥＵＶ放射）を調節するように構成された照明システム（イルミネータとも呼ばれる）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築され、特定のパラメータに従ってパターニングデバイスＭＡを正確に位置決めするように構成された第１のポジショナＰＭに連結されたマスクサポート（例えばマスクテーブル）ＭＴと、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、特定のパラメータに従って基板サポートを正確に位置決めするように構築された第２のポジショナＰＷに連結された基板サポート（例えばウェーハテーブル）ＷＴと、パターニングデバイスＭＡによって放射ビームＢに付与さ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と、を含む。

【0014】

[00013] 動作中、照明システムＩＬは、例えばビームデリバリシステムＢＤを介して放射源ＳＯから放射ビームを受ける。照明システムＩＬは、放射を誘導し、整形し、及び／又は制御するための、屈折型、反射型、磁気型、電磁型、静電型、及び／又はその他のタイプの光学コンポーネント、又はそれらの任意の組み合わせなどの様々なタイプの光学コンポーネントを含み得る。イルミネータＩＬは、放射ビームＢを、その断面がパターニングデバイスＭＡの平面において所望の空間及び角度強度分布を有するように調節するために使用されてもよい。

【0015】

[00014] 本明細書で用いられる「投影システム」ＰＳという用語は、使用される露光放射、及び／又は液浸液の使用や真空の使用のような他のファクタに合わせて適宜、屈折光学システム、反射光学システム、反射屈折光学システム、アナモルフィック光学システム、磁気光学システム、電磁気光学システム、及び／又は静電気光学システム、又はそれらの任意の組み合わせを含む様々なタイプの投影システムを包含するものとして広義に解釈されるべきである。本明細書で「投影レンズ」という用語が使用される場合、より一般的な「投影システム」ＰＳという用語と同義と見なされてもよい。

【0016】

[00015] リソグラフィ装置ＬＡは、投影システムＰＳと基板Ｗとの間の空間を充填するように、基板の少なくとも一部が例えば水のような比較的高い屈折率を有する液体で覆われ得るタイプであってもよい。これは液浸リソグラフィとも呼ばれる。液浸技法に関する更なる情報は、参照により本願に組み込まれる米国特許第６９５２２５３号に与えられている。

【0017】

[00016] リソグラフィ装置ＬＡは、２つ以上の基板サポートＷＴを有するタイプであってもよい（「デュアルステージ」とも呼ばれる）。そのような「マルチステージ」機械においては、基板サポートＷＴが並行して使用されてもよく、及び／又は、一方の基板サポートＷＴ上の基板Ｗにパターンを露光するためにこの基板を使用している間に、他方の基板サポートＷＴ上に位置する基板Ｗに対して基板Ｗの後続の露光の準備ステップが実行されてもよい。

【0018】

[00017] 基板サポートＷＴに加えて、リソグラフィ装置ＬＡは、測定ステージを含み得る。測定ステージは、センサ及び／又はクリーニングデバイスを保持するように配置されている。センサは、投影システムＰＳの特性又は放射ビームＢの特性を測定するように配置され得る。測定ステージは、複数のセンサを保持し得る。クリーニングデバイスは、例えば投影システムＰＳの一部又は液浸液を提供するシステムの一部など、リソグラフィ装置の一部をクリーニングするように配置され得る。基板サポートＷＴが投影システムＰＳから離れている場合、測定ステージは投影システムＰＳの下方で移動し得る。

【0019】

[00018] 動作中、放射ビームＢは、マスクサポートＭＴ上に保持されている、例えばマスクのようなパターニングデバイスＭＡに入射し、パターニングデバイスＭＡ上に存在するパターン（設計レイアウト）によってパターンが付与される。マスクＭＡを横断した放射ビームＢは投影システムＰＳを通過し、投影システムＰＳはビームを基板Ｗのターゲット部分Ｃに集束させる。第２のポジショナＰＷ及び位置測定システムＩＦを用いて、基板サポートＷＴは、例えば、放射ビームＢの経路内の集束され位置合わされた位置に様々なターゲット部分Ｃを位置決めするように、正確に移動されることができる。同様に、第１のポジショナＰＭ、及び場合によっては別の位置センサ（図１には明示的に図示されていない）は、放射ビームＢの経路に対してパターニングデバイスＭＡを正確に位置決めするために使用され得る。パターニングデバイスＭＡ及び基板Ｗは、マスクアライメントマークＭ１、Ｍ２及び基板アライメントマークＰ１、Ｐ２を使用して位置合わせされ得る。図示されている基板アライメントマークＰ１、Ｐ２は専用のターゲット部分を占有しているが、基板アライメントマークはターゲット部分間の空間に位置していてもよい。基板アライメントマークＰ１、Ｐ２は、ターゲット部分Ｃ間に位置しているときには、スクライブラインアライメントマークとして知られている。

【0020】

[00019] 本発明を明確にするために、デカルト座標系が使用される。デカルト座標系は、３つの軸、すなわちｘ軸、ｙ軸、及びｚ軸を有する。３つの軸のそれぞれは、他の２つの軸と直交する。ｘ軸を中心とする回転は、Ｒｘ回転と呼ばれる。ｙ軸を中心とする回転は、Ｒｙ回転と呼ばれる。ｚ軸を中心とする回転は、Ｒｚ回転と呼ばれる。ｘ軸及びｙ軸は水平面を定義するのに対して、ｚ軸は垂直方向にある。デカルト座標系は本発明を限定しているのではなく、明確化のためにのみ使用される。代わりに、円筒座標系などの別の座標系を用いて本発明を明確にすることもある。デカルト座標系の向きは、例えばｚ軸が水平面に沿った成分を有するように異なることがある。

【0021】

[00020] 図２は、図１のリソグラフィ装置ＬＡの一部のより詳細な図を示す。リソグラフィ装置ＬＡは、基礎フレームＢＦと、バランスマスＢＭと、メトロロジフレームＭＦと、振動絶縁システムＩＳとを備え得る。メトロロジフレームＭＦは投影システムＰＳを支持する。また、メトロロジフレームＭＦは位置測定システムＰＭＳの一部を支持し得る。メトロロジフレームＭＦは、振動絶縁システムＩＳを介して基礎フレームＢＦによって支持されている。振動絶縁システムＩＳは、振動が基礎フレームＢＦからメトロロジフレームＭＦへと伝搬するのを防止又は低減するために配置される。

【0022】

[00021] 第２のポジショナＰＷは、基板サポートＷＴとバランスマスＢＭとの間に駆動力を提供することによって基板サポートＷＴを加速するために配置される。駆動力は基板サポートＷＴを所望の方向に加速させる。運動量の保存により、駆動力はバランスマスＢＭにも同じ規模で、しかし所望の方向とは反対の方向で、印加される。典型的には、バランスマスＢＭの質量は、第２のポジショナＰＷ及び基板サポートＷＴの移動部の質量よりも有意に大きい。

【0023】

[00022] 一実施形態においては、第２のポジショナＰＷはバランスマスＢＭによって支持される。例えば、その場合第２のポジショナＰＷは、基板サポートＷＴをバランスマスＢＭの上方に浮揚させるための平面モータを備える。別の一実施形態においては、第２のポジショナＰＷは基礎フレームＢＦによって支持される。例えば、その場合第２のポジショナＰＷはリニアモータを備え、その場合第２のポジショナＰＷは基板サポートＷＴを基礎フレームＢＦの上方に浮揚させるためのガスベアリングのようなベアリングを備える。

【0024】

[00023] 位置測定システムＰＭＳは、基板サポートＷＴの位置を判定するのに適した任意のタイプのセンサを備えていてもよい。位置測定システムＰＭＳは、マスクサポートＭＴの位置を判定するのに適した任意のタイプのセンサを備えていてもよい。センサは、干渉計又はエンコーダなどの光学センサであってもよい。位置測定システムＰＭＳは、干渉計とエンコーダとの複合システムを備えていてもよい。センサは、磁気センサ、静電容量センサ、又は誘導センサなど、別のタイプのセンサであってもよい。位置測定システムＰＭＳは、基準、例えばメトロロジフレームＭＦ又は投影システムＰＳに対する位置を判定してもよい。位置測定システムＰＭＳは、位置を測定することによって又は速度もしくは加速度など位置の時間微分を測定することによって、基板テーブルＷＴ及び／又はマスクサポートＭＴの位置を判定してもよい。

【0025】

[00024] 位置測定システムＰＭＳはエンコーダシステムを備えていてもよい。エンコーダシステムは、例えば、参照により本明細書に組み込まれる、２００６年９月７日に提出された米国特許出願第２００７／００５８１７３Ａ１号から既知である。エンコーダシステムは、エンコーダヘッドと、格子と、センサとを備える。エンコーダシステムは一次放射ビーム及び二次放射ビームを受光し得る。一次放射ビーム並びに二次放射ビームはいずれも、同じ放射ビーム、すなわち原放射ビームに由来し得る。一次放射ビームと二次放射ビームとのうち少なくとも一方は、原放射ビームを格子で回折することによって生み出される。一次放射ビームと二次放射ビームとの両方が原放射ビームを格子で回折することによって生み出される場合には、一次放射ビームは二次放射ビームとは異なる回折次数を有する必要がある。異なる回折次数とは、例えば、＋１次、－１次、＋２次、及び－２次である。エンコーダシステムは一次放射ビームと二次放射ビームとを光学的に合成して合成放射ビームにする。エンコーダヘッド内のセンサが、合成放射ビームの位相又は位相差を判定する。センサは、その位相又は位相差に基づいて信号を生成する。信号は、格子に対するエンコーダヘッドの位置を表す。エンコーダヘッドと格子とのうち一方は、基板構造ＷＴ上に配置されてもよい。エンコーダヘッドと格子とのうち他方は、メトロロジフレームＭＦ又は基礎フレームＢＦ上に配置されてもよい。例えば、複数のエンコーダヘッドがメトロロジフレームＭＦ上に配置され、その一方で１つの格子が基板サポートＷＴの上面に配置される。別の一例においては、１つの格子が基板サポートＷＴの底面に配置され、１つのエンコーダヘッドが基板サポートＷＴの下方に配置される。

【0026】

[00025] 位置測定システムＰＭＳは干渉計システムを備えていてもよい。干渉計システムは、例えば、参照により本明細書に組み込まれる、１９９８年７月１３日に提出された米国特許第６，０２０，９６４号から既知である。干渉計システムは、ビームスプリッタと、ミラーと、基準ミラーと、センサとを備え得る。放射ビームは、ビームスプリッタによって、基準ビームと測定ビームとに分割される。測定ビームはミラーへ伝搬し、ミラーによって反射されてビームスプリッタに戻る。基準ビームは基準ミラーへ伝搬し、基準ミラーによって反射されてビームスプリッタに戻る。ビームスプリッタでは、測定ビームと基準ビームとが合成されて合成放射ビームになる。合成放射ビームはセンサに入射する。センサは合成放射ビームの位相又は周波数を判定する。センサは、その位相又は周波数に基づいて信号を生成する。信号はミラーの変位を表す。一実施形態においては、ミラーは基板サポートＷＴに連結される。基準ミラーはメトロロジフレームＭＦに連結されてもよい。一実施形態においては、測定ビームと基準ビームとは、ビームスプリッタではなく追加的な光学コンポーネントによって合成されて合成放射ビームになる。

【0027】

[00026] 第１のポジショナＰＭはロングストロークモジュール及びショートストロークモジュールを備え得る。ショートストロークモジュールは、ロングストロークモジュールに対して高い精度で小さな移動範囲にわたってマスクサポートＭＴを移動させるように配置される。ロングストロークモジュールは、投影システムＰＳに対して相対的に低い精度で大きな移動範囲にわたってショートストロークモジュールを移動させるように配置される。ロングストロークモジュールとショートストロークモジュールとの組み合わせによって、第１のポジショナＰＭは、投影システムＰＳに対して高い精度で大きな移動範囲にわたってマスクサポートＭＴを移動させることができる。同様に、第２のポジショナＰＷはロングストロークモジュール及びショートストロークモジュールを備え得る。ショートストロークモジュールは、ロングストロークモジュールに対して高い精度で小さな移動範囲にわたって基板サポートＷＴを移動させるように配置される。ロングストロークモジュールは、投影システムＰＳに対して相対的に低い精度で大きな移動範囲にわたってショートストロークモジュールを移動させるように配置される。ロングストロークモジュールとショートストロークモジュールとの組み合わせによって、第２のポジショナＰＷは、投影システムＰＳに対して高い精度で大きな移動範囲にわたって基板サポートＷＴを移動させることができる。

【0028】

[00027] 第１のポジショナＰＭ及び第２のポジショナＰＷは、各々が、マスクサポートＭＴ及び基板サポートＷＴをそれぞれ移動させるためのアクチュエータを備えている。アクチュエータは、単軸、例えばｙ軸に沿って駆動力を提供するためのリニアアクチュエータであってもよい。複数の軸に沿って駆動力を提供するために、複数のリニアアクチュエータが適用されてもよい。アクチュエータは、複数の軸に沿って駆動力を提供するための平面アクチュエータであってもよい。例えば、平面アクチュエータは、基板サポートＷＴを６自由度で移動させるように配置されてもよい。アクチュエータは、少なくとも１つのコイルと少なくとも１つの磁石とを備える電磁アクチュエータであってもよい。アクチュエータは、少なくとも１つのコイルに電流を印加することによって、少なくとも１つのコイルを少なくとも１つの磁石に対して移動させるように配置される。アクチュエータは可動磁石式アクチュエータであってもよく、これは基板サポートＷＴに又はマスクサポートＭＴに結合された少なくとも１つの磁石を有する。アクチュエータは可動コイル式アクチュエータであってもよく、これは基板サポートＷＴに又はマスクサポートＭＴに結合された少なくとも１つのコイルを有する。アクチュエータは、ボイスコイルアクチュエータ、リラクタンスアクチュエータ、ローレンツアクチュエータ、もしくはピエゾアクチュエータ、又は任意の他の適当なアクチュエータであってもよい。

【0029】

[00028] リソグラフィ装置ＬＡは、図３に概略的に図示される位置制御システムＰＣＳを備えている。位置制御システムＰＣＳは、セットポイントジェネレータＳＰと、フィードフォワードコントローラＦＦと、フィードバックコントローラＦＢとを備えている。位置制御システムＰＣＳは、駆動信号をアクチュエータＡＣＴに提供する。アクチュエータＡＣＴは、第１のポジショナＰＭのアクチュエータであってもよく、又は第２のポジショナＰＷのアクチュエータであってもよい。アクチュエータＡＣＴは、基板サポートＷＴ又はマスクサポートＭＴを備え得るプラントＰを駆動する。プラントＰの出力は、位置又は速度又は加速度などの位置量である。位置量は位置測定システムＰＭＳによって測定される。位置測定システムＰＭＳは信号を生成し、この信号はプラントＰの位置量を表す位置信号である。セットポイントジェネレータＳＰは信号を生成し、この信号はプラントＰの所望の位置量を表す基準信号である。例えば、基準信号は基板サポートＷＴの所望の軌道を表す。基準信号と位置信号との差は、フィードバックコントローラＦＢの入力を形成する。その入力に基づいて、フィードバックコントローラＦＢは、アクチュエータＡＣＴのための駆動信号の少なくとも一部を提供する。基準信号はフィードフォワードコントローラＦＦの入力を形成し得る。その入力に基づいて、フィードフォワードコントローラＦＦは、アクチュエータＡＣＴのための駆動信号の少なくとも一部を提供する。フィードフォワードＦＦは、質量、剛性、共振モード、及び固有振動数など、プラントＰの力学的特性についての情報を利用してもよい。

【0030】

[00029] 図４は、コントローラシステムＣＳのブロック概略図を図示している。制御システムは、プラントＰＬを制御するように構成されている。プラントＰＬは、任意のアクチュエータ、システム、サブシステム、プロセスなど、制御されるべき任意のプラントによって形成され得る。例えば、プラントは、例えば基板ステージもしくはレチクルステージのようなステージ、又は任意の他の位置決めデバイスなど、可動物体によって形成され得る。これに対応して、基準状態信号は、可動物体の所望の位置を表す位置信号によって形成され得る。

【0031】

[00030] コントローラシステムＣＳは、フィードバック信号ＦＢＳを生成するフィードバックコントローラシステムＦＢと、フィードフォワード信号ＦＦＳを生成するフィードフォワードコントローラＦＦとを備えている。フィードフォワード信号とフィードバック信号とは、加算され、入力としてプラントＰＬに提供される。例えば、ステージの場合、フィードフォワード信号及びフィードバック信号は、ステージの位置決めアクチュエータを駆動するアクチュエータ駆動信号であり得る。よって、図４に関連する「プラント」という一般的な用語は、図３に関連して参照されるアクチュエータＡＣＴを備えるものとして理解され得る。フィードバックコントローラシステムＦＢはフィードバックループ構成で動作し、フィードバック信号は、プラントの出力、すなわちプラント状態信号ＰＳＳから導出される。プラント状態信号は、セットポイント信号、すなわちプラントの所望の状態を表す基準状態信号ＲＳＳから差し引かれる。基準状態信号とプラント状態信号との間の差、すなわち誤差信号ｅは、入力としてフィードバックコントローラシステムに提供される。フィードフォワードコントローラは、基準状態信号を入力として使用して、フィードフォワード信号ＦＦＳをプラントに提供する。フィードフォワードとフィードバックとの組み合わせは、動的挙動及び精度に対処することを可能にする。

【0032】

[00031] 図示される制御システムは、更に、第２のフィードフォワード信号ＦＦＳ２をプラントの出力に提供し得ることに留意されたい。それによって、プラントの出力は、例えば、フィードフォワード信号に応じた非理想的な挙動について補正され得る。例えば、プラントがステージによって形成される場合には、ステージの有限剛性が、フィードフォワード信号に応じて変形をもたらし、第２のフィードフォワード信号ＦＦＳ２によって少なくとも部分的に補正され得る。

【0033】

[00032] フィードバックコントローラシステムは、比例利得（Ｐ）、積分器（Ｉ）、及び微分器（Ｄ）を備えるＰＩＤコントローラを備え得る。

【0034】

[00033] リソグラフィ装置は、パターンを基板上に投影するとき、例えば基板の一部をスキャンするためにスキャン移動を行うときに、反復移動を実施し得る。スキャン移動は、一定のステージ速度で実施され得る。スキャン移動の合間には、例えば移動の方向を変更するために、加速及び減速が実施され得る。

【0035】

[00034] 図５は、加速度の変化に応じた積分器の出力信号対時間Ｔのグラフィカル表示を図示している。図５に示されるように、加速度が変化すると、積分器は反対方向にオーバーシュートを与える傾向がある。

【0036】

[00035] 図６は、一実施形態によるコントローラシステムＣＳのブロック概略図を図示している。

【0037】

[00036] 図４を参照して説明されたコントローラシステムと同様に、図６に図示されるコントローラシステムＣＳは、フィードバック信号ＦＢＳを生成するフィードバックコントローラシステムＦＢと、フィードフォワード信号ＦＦＳを生成するフィードフォワードコントローラＦＦとを備える。フィードバックコントローラシステムＦＢＳは、フィードバックコントローラＦＢを備えている。フィードフォワード信号とフィードバック信号とは、加算され、入力としてプラントＰＬに提供される。例えば、ステージの場合、フィードフォワード信号及びフィードバック信号は、ステージの位置決めアクチュエータを駆動するアクチュエータ駆動信号であり得る。フィードバックコントローラシステムＦＢＳはフィードバックループ構成で動作し、フィードバック信号は、プラントの出力、すなわちプラント状態信号ＰＳＳから導出される。プラント状態信号は、セットポイント信号、すなわちプラントの所望の状態を表す基準状態信号ＲＳＳから差し引かれる。基準状態信号とプラント状態信号との間の差、すなわち誤差信号ｅは、入力としてフィードバックコントローラシステムに提供される。フィードフォワードコントローラは、基準状態信号を入力として使用して、フィードフォワード信号ＦＦＳをプラントに提供する。フィードフォワードとフィードバックとの組み合わせは、動的挙動及び精度に対処することを可能にする。

【0038】

[00037] 図４を参照して説明されたコントローラシステムと同様に、図示されるコントローラシステムは、更に、第２のフィードフォワード信号ＦＦＳ２をプラントの出力に提供する。それによって、プラントの出力は、例えば、フィードフォワード信号に応じた非理想的な挙動について補正され得る。例えば、プラントがステージによって形成される場合には、ステージの有限剛性が、フィードフォワード信号に応じて変形をもたらし、第２のフィードフォワード信号ＦＦＳ２によって少なくとも部分的に補正され得る。

【0039】

[00038] 図６に図示されるフィードバックコントローラシステムＦＢＳは、フィードバックコントローラＦＢと積分器ＩＮＴとを備えている。フィードバックコントローラシステムは、軌道を生成するための軌道生成器ＴＧを更に備え、軌道は、軌道生成器出力値の時系列によって形成され得る。さらに、フィードバックコントローラシステムは、セレクタを備えている。セレクタはデュアルセレクタ入力を備えており、セレクタ入力のうち一方は軌道生成器の出力に連結されているのに対し、セレクタ入力のうち他方はフィードバックコントローラシステムの積分器ＩＮＴの出力に連結されている。軌道生成器は、任意の適当な軌道生成器出力信号、例えば積分器から望まれるような所望の応答を生成し得、その例が以下でより詳細に説明される。したがって、セレクタは、これらの入力のうちの１つを、セレクタのセレクタ出力において出力されるように選択する。セレクタ出力は、それに応じて、積分器の出力又は軌道生成器の出力を出力する。フィードバックコントローラは、基準状態信号の関数としてセレクタを動作させるモードコントローラＭＣを更に備え、基準状態信号はモードコントローラに入力される。基準状態信号の関数として、フィードバックコントローラシステムは、第１の制御モードで又は第２の制御モードで動作する。第１の制御モードでは、フィードバックコントローラシステムは、軌道生成器によって生成される軌道生成器出力信号を選択するようにセレクタを動作させ、その一方で積分器出力信号を省略（廃棄）する。よって、第１の制御モードでは、フィードバックコントローラシステムは、軌道生成器出力信号をフィードバックコントローラ出力信号に加算する。第２の制御モードでは、フィードバックコントローラシステムは、積分器によって生成される積分器出力信号を選択するようにセレクタを動作させる。よって、第２の制御モードでは、フィードバックコントローラシステムは、積分器出力信号をフィードバックコントローラ出力信号に加算し、その一方で軌道生成器出力信号を省略（廃棄）する。セレクタは、基準状態信号の関数として、第１又は第２の制御モードで動作するようにモードコントローラによって制御される。

【0040】

[00039] フィードバックコントローラシステムは、セレクタによって、積分器出力信号を軌道生成器出力信号によって置換するように構成されている。フィードバックコントローラシステムは、その選択を、基準状態信号の関数として実施する。その関数は任意の適当な関数であり得る。例えば、関数は、基準状態信号の時間微分、２階時間微分、又は３階時間微分を導出するための閾値、一重、二重、又は三重時間微分器（a single, double or triple time differentiator）を備え得る。プラントに作用する擾乱のタイプの物理的知識を示す任意の他の適当な関数が用いられてもよい。

【0041】

[00040] よって、基準状態信号に応じて、例えばその経時的な変化に応じて、セレクタは、積分器出力信号ｆ_Ｉ，ＦＢを軌道生成器出力信号ｆ_Ｉ，ＦＦによって置換するように動作され得る。その結果、積分器が、例えば、遅れ得る、遅延し得る、又はその他の高速で正確な応答に悪影響を及ぼし得る状況においては、積分器出力信号は軌道出力信号によって置換され得る。

【0042】

[00041] 一実施形態においては、軌道は、基準状態信号の２階時間微分を表す。例えば、基準状態信号が位置である場合、基準状態信号の２階時間微分は加速度である。したがって、加速度が（それ自体として）相対的に速い変化を示すにつれ、例えばステージの加速から一定速度の移動に移行するとききに、基準状態信号生成器によって生成される基準状態信号から、軌道が導出され得る。軌道の開始値が第１のモードに移行する瞬間の積分器出力の実際の値に一致し、その一方で、軌道の終了値が一定速度に達しているときの積分器出力の期待値に一致することを規定するように、スケーリングが実行されてもよい。基準状態信号の２階時間微分は、（相対的に遅い）積分器がコントローラシステムの性能に悪影響を及ぼす可能性がある動的状況を表し得るので、この状況ではコントローラシステム出力は軌道生成器出力によって置換されてもよく、それによって、有利な軌道が基準状態信号の２階時間微分から導出され得る。

【0043】

[00042] 軌道の一例が図７に図示されている。図７は、加速度信号対時間を図示しており、すなわち、ステージ位置の２階時間微分対時間を図示している。当初、ステージの加速度はゼロであり、よって、ステージは、例えば一定速度で移動している。次に、時刻ｔ１において、ｙ方向のステージの加速度、ＡＣＣ－ｙが０から一定レベルに向かって上昇し、ステージの速度を変化させる。例えば、ステージの速度はＶからゼロに向かって変化し、その後－Ｖに向かって変化、すなわち反対方向に移動する。時刻ｔｓの時点で、加速度はゼロに向かって減少する。ゼロに到達すると、ステージは一定の速度－Ｖで、すなわち反対のＹ方向に移動する。一定のスキャン速度での次のスキャン移動が開始し得る。図７は、同様に、ｘ方向のステージの加速度ＡＣＣ－ｘを図示している。図７は更に、露光スキャンフェーズの前の加速フェーズ中の閉ループ積分器システム応答信号を図示している。応答ｆ_１，ＦＢは、従来技術による積分器システムの応答を表す。時刻ｔ１の時点では、積分器は、図７の「アンダーシュート」によって表されるように、当初は反対方向の積分器信号で、加速度の変化に応答する。そのような減衰リンギング現象が弱まった後は、加速度の一定の変化に従って、一定の積分器出力信号が提供される。その後、時刻ｔｓにおいて、加速度がゼロに向かって減少するにつれ、それに対応して加速度の変化は積分器出力信号の変化をもたらし、同様に減衰リンギングを示し、当初は反対方向に向かう傾向がある応答をもたらす。安定化時間の後、積分器出力信号はゼロに向かって戻り、一定速度でのスキャン移動が開始し得る。応答ｆ_１，ＦＦは、第１及び第２の制御モードを備えた、提案される積分器システムを表す。

【0044】

[00043] 一実施形態においては、スイッチング時刻ｔ_ｓの前には、コントローラシステムは第２の制御モードにあり、それによってセレクタは積分器出力信号ｆ_Ｉ，ＦＢを出力する。図７に図示されるように、時刻ｔ_１の時点で、積分器出力信号は、反対方向に向かう傾向、すなわち、ある程度の減衰リンギングを提供する傾向があり、例えば、「アンダーシュート」によって識別され得るような、逆方向の「オーバーシュート」をもたらす。時刻ｔ_ｓにおいて、コントローラシステムは、第２の制御モードから第１の制御モードに切り替わる、すなわち、積分器出力信号を出力するセレクタから軌道生成器出力信号を出力するセレクタに移行する。セレクタが第１の制御モードに切り替わらなかった場合には、積分器出力信号が選択され、その場合、ｔ１における挙動と同様に、そして図５に図示される挙動と同様に、「アンダーシュート」の挙動が同じように観察されたであろう。しかしながら、ｔｓにおいて、セレクタは、積分器出力信号を選択する代わりに、軌道生成器出力信号を選択する。軌道生成器は、スケーリングされた加速度軌道、すなわち位置セットポイント信号のスケーリングされた２階時間微分、すなわち基準状態信号の２階時間微分を出力する。その結果、遅延、オーバーシュート／アンダーシュート、又は減衰リンギングが回避され得、その代わりに、より望ましい軌道が軌道生成器によって提供され得る。その結果、時刻ｔ_ｓからカウントされる整定時間が短縮され得、リソグラフィ装置をより迅速に準備ができた状態にして次のスキャン移動に進ませることができる。したがって、リソグラフィ装置のスループットが改善され得る。一般に、他のどの用途でも、より速い整定時間が達成され得る。

【0045】

[00044] 第１の制御モードから第２の制御モードへの変更及びその逆の変更の際の滑らかな移行は、以下のように達成され得る。軌道生成器は、第１の制御モードにおいて、第１の値から第２の値までの軌道を生成するように構成される。第２の制御モードから第１の制御モードに移行すると、軌道生成器は、第１の値を、積分器の積分器出力に等しく設定するように構成される。

【0046】

[00045] 第１の制御モードから第２の制御モードに移行すると、一実施形態においては、積分器出力信号は、第２の値に設定される。よって、積分器は、第１のモードから第２のモードへの移行時に選択されると、軌道の第２の値と同じ値で始まって、第１の制御モードから第２の制御モードへの滑らかな移行を提供する。一実施形態においては、第２の値は、基準状態信号の２階時間微分がゼロであるときのコントローラシステムの状態に一致する積分器出力信号の値に設定される。よって、積分器がｔ_ｓの後にいったん安定すると、軌道の第２の値は、積分器がｔ_ｓの後に到達したであろう値に設定される。したがって、第２の制御モードに移行するとき、積分器は、到達したであろう定常状態値で再開し、よって、第１の制御モードから第２の制御モードへの移行後に安定した挙動を提供する。

【0047】

[00046] 代替的には、第２の値はゼロに設定されてもよい。

【0048】

[00047] 基準状態信号の２階時間微分が変化する、例えば基準状態信号が位置であるときに加速度が変化する場合に、第１の制御モードを起動するために、フィードバックコントローラシステムは、基準状態信号の３階時間微分の絶対値が所定の閾値を超えるとき、第１の制御モードで動作するように構成される。これに対応して、フィードバックコントローラシステムは、基準状態信号の３階時間微分の絶対値が所定の閾値よりも下に移行するとき、第１の制御モードから第２の制御モードに移行するように構成される。基準状態信号は、フィードバックコントローラが第１及び第２の制御モードのうちのどちらを選択するかを決定するように、フィードバックコントローラに提供され得る。

【0049】

[00048] フィードバックコントローラシステムは、ＰＤ制御、すなわち比例微分制御を備えていてもよく、比例微分制御によって生成される比例微分信号がフィードバック信号に出力される。第２の制御モードでは、積分器が選択されて積分器出力信号が加算され、よってＰＩＤ（比例積分微分）フィードバックコントローラシステムを形成する一方で、第１の制御モードでは、軌道生成器によって生成される軌道信号によって補完されてＰＤフィードバックコントローラシステムが形成され、上述のような動的状況におけるより速い応答を促進する。

【0050】

[00049] 上述のようなコントローラシステムは、ステージに備えられ得る。コントローラシステムは、ステージの位置を制御するように構成され得る。基準状態信号は、ステージの位置セットポイント信号であってもよい。したがって、ステージの位置は制御され得、それによって、コントローラシステムは、ステージの位置セットポイント信号に応じて、第２の制御モードと第１の制御モードとの間で及びその逆に移行し得る。

【0051】

[00050] コントローラシステムは、図１を参照して説明されたリソグラフィ装置のようなリソグラフィ装置内に備えられ得る。リソグラフィ装置内に備えられるコントローラシステムは、リソグラフィ装置のステージの位置を制御するように構成されてもよく、基準状態信号はステージの位置セットポイントである。

【0052】

[00051] 図７を参照して上記で説明されたように、ステージは、（例えば、スキャンを目的とする）一定速度での移動と、減速及び加速部分を備える移動とを交互に繰り返してもよく、それによって、ステージの速度は、例えば逆速度でスキャンを再開するために、例えば逆転される。他の移動も同様に可能である。リソグラフィ装置は、基準状態信号を生成するための基準状態信号生成器を備え得る。基準状態信号は、ステージに、一定のステージ速度でのスキャン移動と、ステージが速度を変化させる減速／加速とを交互に繰り返させ得る。基準状態信号は、フィードバックコントローラシステムが基準状態信号に応じて第１の制御モードで動作するのかそれとも第２の制御モードで動作するのかを決定するために、フィードバックコントローラシステムに入力され得る。例えば、フィードバックコントローラシステムは、第１の制御モードと第２の制御モードとを交互に繰り返し得る。例えば、フィードバックコントローラシステムは、ステージの加速度の時間微分の絶対値が所定の閾値を超えるときには第１の制御モードで動作してもよく、ステージのスキャン移動中には第２の制御モードで動作してもよい。ステージのスキャン移動中、ステージの速度は、例えば、一定又はゼロであり、よって、ステージの加速度はゼロである。ゼロ加速度では、フィードバックコントローラシステム内に積分器を含むことは高い精度を促進し得、ひいてはステージの位置決めの高精度が促進され得る。ステージの加速度が経時的にある割合で変化する、すなわち、位置セットポイントの３階微分、すなわち基準状態信号の３階微分の絶対値があるレベルを超える期間中、積分器の幾分遅い応答は、コントローラシステムの応答時間に悪影響を及ぼし得る。例えば、これは、基準状態信号の３階時間微分、すなわち位置セットポイント信号の３階時間微分が、絶対的な意味でゼロを超える場合であり得る。よって、基準状態信号の３階時間微分、すなわち位置セットポイント信号の３階時間微分は、ゼロよりも小さいか又は大きい。第１の制御モードで達成され得るような速い整定は、スキャン移動、すなわち、それによって基板（の一部）の照射が行われる移動であって基板の位置決めの高い精度が望まれる移動へと移行するときに、有利であり得る。したがって、フィードバックコントローラシステムは、ステージのスキャン移動への移行よりも前にステージの加速度の時間微分の絶対値が所定の閾値を超えるとき、第１の制御モードで動作し得る。

【0053】

[00052] 上述の制御システムの閉ループ安定性の説明が、図８から図１１を参照して以下に要約される。

【0054】

[00053] 提案される制御ストラテジでは、フィードバックコントローラシステムの２つのタイプ、すなわちＰＩＤ及びＰＤ閉ループシナリオを有する閉ループ内にあるプラント間でスイッチングが実施される。２つの閉ループシナリオは、現在の線形時不変（ＬＴＩ）周波数ドメイン設計アプローチによって安定にされることができるが、２つのシナリオ間のスイッチングは、理論的には不安定であろう。この設計において安定したスイッチング挙動を保証するために、以下の安定性解析アプローチが採用される。図６の制御スキームにおけるフィードバック関連項目は、以下のブロックスキームに抽象化され得ることに留意されたい。

【0055】

[00054] 図８は、時間的に任意のスイッチングシーケンスを仮定するフィードバック制御スキームの抽象化を示す。

【0056】

[00055] 図６のスイッチは、図８では関数σ（μ）によって表されており、ここで、μ（ｔ）は、値０又は１をとる時間的な外因性信号である。μ（ｔ）＝１であれば、積分器ＣＩ（ｓ）はループ内にある。よって、プラントＰ（ｓ）は、ＰＩＤコントローラを有する閉ループ内にある。μ（ｔ）＝０であれば、積分器ＣＩ（ｓ）はループ外にあり、よって、プラントはＰＤコントローラを有する閉ループ内にある。

【0057】

[00056] 図８のブロックスキームは、図９及び１０に示されるＬｕｒ’ｅシステムによって表されてもよい。

【0058】

[00057] ＰＳＰＤ（ｓ）＝－Ｐ（ｓ）／（Ｐ（ｓ）ＣＰＤ（ｓ）＋１）がプロセスであれば、感度伝達はＰＤ制御シナリオに対応する。

【0059】

[00058] 図１０：図６のスキームのＬｕｒ’ｅシステム表現。左：（σ（μ）ｅ，ｅ）プレーンであって、ドメインはＰＩＤ及びＰＤシナリオを示し、セクタはそれらの間でのスイッチングに対応する。

【0060】

[00059] すると以下の定理が公式化され得る。
[00060] 定理１：図９及び１０のＬｕｒ’ｅシステムは、以下の場合には、任意のスイッチングシーケンスμ（ｔ）について大域的に漸近的に安定である。
[00061] １．ＰＳＰＤ（ｓ）が、複素プレーンの左半分側に極を有する。
[00062] ２．

【0061】

【数1】

【0062】

[00063] ３．

【0063】

【数2】

【0064】

[00064] この証明は、［参考文献３］において定理１の証明に適用された推論の線にある。

【0065】

[00065] 図６のスキームが積分状態再初期化の下でも安定であることを証明するために、定理１の安定性の結果を図９に示されるＬｕｒ’ｅシステムで使用する。つまり、定理１に基づくと、
１）ＣＩ（ｓ）が初期条件ｆＩ，ＦＦ（ｔｓ＋δｔ）を有する状態でのＰＤからＰＩＤへの移行、
２）及びＰＩＤからＰＤへの移行
という軌道区分の安定性を結論付けることができる。当然、上記のシーケンス１及び２に続く次の軌道区分にも、同じ特性が当てはまる。それは、別の任意の外部提供された初期条件値ｆＩ，ＦＦ（ｔｓ＋δｔ）（及び、前の時間区分の終了状態値を初期状態条件として有するＰＳＰＤ）にも当てはまる。すると、図６に示されるような閉ループシステムの軌道応答を形成する連結された軌道区分の全体が、大域的に漸近的な安定性の特性を示すと結論付けることができる。

【0066】

[00066] 検討される適用について定理１の条件が満足されることは、検証できる。つまり、定理１の項目１及び２は、標準的なＬＴＩベースのＰＤコントローラ設計を使用することによって満たされる。定理の項目３は、単純なグラフィカル周波数ドメインチェックである。図１１では、検討される適用（例はｚ軸に対応する）についてチェックが実施されている。定理１の項目３が有意なマージンで満たされることに留意されたい。

【0067】

[00067] ［参考文献１］Bode’s sensitivity integral - Wikipedia
[00068] ［参考文献２］On the Theory of Stability of Control Systems. Prikladnaya Matematika / Mekhanika（ロシア語）Lur’e, A.I, Postnikov, V.N.
[00069] ［参考文献３］Synthesis of Variable Gain Integral Controllers for Linear Motion Systems. IEEE Transaction on Control systems technology vol. 23 No 1, January 2015, Bram Hunnekens, Nathan van de Wouw, Marcel Heertjes, Henk Nijmeijer.

【0068】

[00070] したがって、ＰＤコントローラ及びプラントと相互連結されたＦＦモードを有するＩアクションは、セットポイントベースでトリガされるスイッチングについて大域的に安定している。

【0069】

[00071] 別の一実施形態において、例えばステージの加速及び／又は減速フェーズ中にスキャン方向依存性の擾乱力が存在する状況では、フィードバックコントローラシステムが、基準状態信号の関数として第３の制御モードで動作するように構成されることが有益であり得、フィードバックコントローラシステムは、第３の制御モードでは、積分器によって生成される積分器出力信号を当初はゼロに設定し、軌道生成器によって生成される軌道生成器出力信号を選択し、積分器によって生成される積分器出力信号を加算するように構成される。この制御モードでは、軌道生成器は、上記で説明されたようにスケーリングされた加速度軌道を出力し、その一方で、積分器出力は、スキャン方向依存性の擾乱力を更に補償する。

【0070】

[00072] 本文ではＩｃの製造におけるリソグラフィ装置の使用に特に言及しているが、本明細書で説明されるリソグラフィ装置は他の用途も有しうることを理解されたい。考えられる他の用途は、集積光学システム、磁気ドメインメモリ用のガイダンス及び検出パターン、フラットパネルディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッドなどの製造を含む。

【0071】

[00073] 本文ではリソグラフィ装置に関連して本発明の実施形態に特に言及しているが、本発明の実施形態は他の装置でも使用され得る。本発明の実施形態は、マスク検査装置、メトロロジ装置、又は、ウェーハ（あるいは他の基板）もしくはマスク（あるいは他のパターニングデバイス）などの物体を測定又は処理する任意の装置の一部を形成し得る。これらの装置は一般にリソグラフィツールと呼ばれることがある。そのようなリソグラフィツールは、真空条件又は周囲（非真空）条件を使用し得る。

【0072】

[00074] 上記では光リソグラフィに関連して本発明の実施形態の使用に特に言及しているかもしれないが、本発明は、文脈が許す場合には、光リソグラフィに限定されず、例えばインプリントリソグラフィなど、他の用途において使用され得ることが理解されよう。

【0073】

[00075] 文脈が許す場合、本発明の実施形態は、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、又はそれらの任意の組み合わせにおいて実装され得る。本発明の実施形態はまた、１つ以上のプロセッサにより読み取られて実行され得る、機械可読媒体に記憶された命令として実装されてもよい。機械可読媒体は、機械（例えば演算デバイス）により読み取り可能な形態で情報を記憶又は伝送するための任意の機構を含み得る。例えば機械可読媒体は、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、磁気記憶媒体、光記憶媒体、フラッシュメモリデバイス、電気、光、音響又は他の形態の伝搬信号（例えば搬送波、赤外信号、デジタル信号など）、及び他のものを含み得る。さらに、ファームウェア、ソフトウェア、ルーチン、命令は、本明細書においては特定のアクションを実施するものとして説明され得る。しかしながら、そのような説明は単に便宜上のものであること、及びそのようなアクションは実際には、ファームウェア、ソフトウェア、ルーチン、命令などを実行する演算デバイス、プロセッサ、コントローラ、又は他のデバイスから生じ、実行する際、アクチュエータ又は他のデバイスを物質世界と相互作用させ得ることが理解されるべきである。

【0074】

[00076] 上記では本発明の特定の実施形態が説明されているが、本発明は説明とは異なる方法でも実践され得ることは理解されよう。上記の説明は、限定的ではなく、例示的であることを意図されている。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【手続補正書】

【提出日】2024-09-18

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

プラントを制御するように構成されたコントローラシステムであって、
・基準状態信号に基づいて、フィードフォワード信号を前記プラントに提供するように構成されたフィードフォワードコントローラと、
・前記基準状態信号と前記プラントの実際の状態を表すプラント状態信号との間の差に基づいて、フィードバック信号を前記プラントに提供するように構成されたフィードバックコントローラシステムと、
を備えており、
・フィードバックコントローラシステムは、積分器と、軌道生成器と、軌道生成器によって生成される軌道生成器出力信号と積分器によって生成される積分器出力信号とのうちの１つをプラントへのフィードバック信号に選択的に出力するように構成されたセレクタとを備えており、
・前記フィードバックコントローラシステムは、前記基準状態信号の関数として、第１の制御モード又は第２の制御モードで動作するように構成されており、
前記フィードバックコントローラシステムは、前記第１の制御モードでは、前記軌道生成器によって生成される前記軌道生成器出力信号を選択するように前記セレクタを動作させるように構成されており、
前記フィードバックコントローラシステムは、前記第２の制御モードでは、前記積分器によって生成される前記積分器出力信号を選択するように前記セレクタを動作させるように構成されている、コントローラシステム。

【請求項2】

前記プラントは可動物体であり、前記基準状態信号は前記可動物体の位置セットポイントである、請求項１に記載のコントローラシステム。

【請求項3】

前記軌道生成器は、前記第１の制御モードでは、前記基準状態信号の２階時間微分を表す軌道を生成するように構成されている、請求項１又は２に記載のコントローラシステム。

【請求項4】

前記軌道生成器は、前記基準状態信号のスケーリングされた２階時間微分を表す軌道を生成するように構成されている、請求項３に記載のコントローラシステム。

【請求項5】

前記軌道生成器は、前記第１の制御モードでは第１の値から第２の値までの軌道を生成するように構成されており、前記軌道生成器は、前記第２の制御モードから前記第１の制御モードに移行すると、前記第１の値を前記積分器の前記積分器出力に等しく設定するように構成されている、請求項１又は２に記載のコントローラシステム。

【請求項6】

前記フィードバックコントローラシステムは、前記第１の制御モードから前記第２の制御モードに移行すると、前記積分器出力信号を前記第２の値に設定するように構成されている、請求項５に記載のコントローラシステム。

【請求項7】

前記第２の値は、前記基準状態信号の２階時間微分がゼロであるときの前記コントローラシステムの状態に一致する前記積分器出力信号の値に設定される、請求項５に記載のコントローラシステム。

【請求項8】

前記第２の値はゼロに設定される、請求項５に記載のコントローラシステム。

【請求項9】

前記フィードバックコントローラシステムは、前記基準状態信号の３階時間微分の絶対値が所定の閾値を超えるとき、前記第１の制御モードで動作するように構成されている、請求項１又は２に記載のコントローラシステム。

【請求項10】

前記フィードバックコントローラシステムは更に、比例微分制御を備えており、前記比例微分制御によって生成される比例微分信号が前記フィードバック信号に出力される、請求項１又は２に記載のコントローラシステム。

【請求項11】

前記フィードバックコントローラシステムは、前記基準状態信号の関数として、第３の制御モードで動作するように構成されており、前記フィードバックコントローラシステムは、前記第３の制御モードでは、前記積分器によって生成される前記積分器出力信号を当初はゼロに設定し、前記軌道生成器によって生成される前記軌道生成器出力信号を選択し、前記積分器によって生成される前記積分器出力信号を加算するように構成されている、請求項１又は２のいずれかに記載のコントローラシステム。

【請求項12】

ステージであって、前記ステージの位置を制御するように構成された、請求項１又は２に記載のコントローラシステムを備えており、前記基準状態信号は前記ステージの位置セットポイントである、ステージ。

【請求項13】

請求項１又は２に記載のコントローラシステムを備えるリソグラフィ装置。

【請求項14】

前記コントローラシステムは、前記リソグラフィ装置のステージの位置を制御するように構成されており、前記基準状態信号は前記ステージの位置セットポイントである、請求項１３に記載のリソグラフィ装置。

【請求項15】

前記基準状態信号を生成するように構成された基準状態信号生成器を備えており、前記基準状態信号生成器は、前記基準状態信号を生成して、前記ステージに、一定のステージ速度でのスキャン移動と、前記ステージが速度を変化させる減速／加速とを交互に繰り返させるように構成されており、前記フィードバックコントローラシステムは、前記ステージの前記スキャン移動への移行よりも前に前記ステージの前記加速度の時間微分の絶対値が所定の閾値を超えるときには前記第１の制御モードで動作するように、及び前記ステージの前記スキャン移動中には前記第２の制御モードで動作するように構成されている、請求項１４に記載のリソグラフィ装置。

【国際調査報告】