JP4560426B2 - 可動物品担持装置、可動物品担持装置を含むリトグラフ装置、およびデバイス製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、可動な物品担持装置、リトグラフ装置、および、デバイス製造方法に係わり、具体的に云えば、平面内で物品を担持して動かすように構成された装置に関するものである。

リトグラフ装置は、例えば、集積回路（ＩＣ）の製造で使用することができる。その場合、パターン付与デバイスを用いて、ＩＣの個々の層に対応する所望回路パターンを作出し、このパターンを放射線感光材料（レジスト）層で被覆されている基板（シリコン・ウェハ）の目標部分（例えば、１つまたは複数のダイを含む）に画像形成できる。

一般に、単一基板は、連続して照射される一連の隣接目標部分を含む。公知のリトグラフ装置は、パターン全体を一度に目標部分に投影することにより各目標部分が照射される、いわゆるステッパーと、所定方向（走査方向）で投影ビームによってパターンを走査し、一方では、前記方向と平行または反平行方向で基板を同期走査して各目標部分を照射する所謂スキャナを含む。

パターン付与デバイスおよび基板等の多数の構成品を、処理前に、リトグラフ装置内の特定位置に置く（例えば、基板担持装置上の基板を、照射経路内の所定位置に置く）必要がある。そのため、リトグラフ装置は、担持装置に連結された多数のアクチュエータを有する。従来技術に係わるリトグラフ装置では、基板担持装置がリニア・アクチュエータに連結され、物品担持装置を第１方向で動かすようになっており、リニア・アクチュエータは、水平方向で物品担持装置の重心から離れている。

従来のリニア・アクチュエータは、水平方向で物品担持装置の重心から離れているため、物品担持装置上の重力の作用線は、リニア・アクチュエータのそばにある。そのため、力のモーメントが物品担持装置に作用し、したがって、リニア・アクチュエータは、物品担持装置が倒れないように物品担持装置を完全に支えることはできない。物品担持装置を支えるためには支承体を追加する必要がある。従来技術のリトグラフ装置は、物品担持装置を支えるために空気脚（つまり、空気支承体）および石を具備しており、付加的コストを要する。支承体を追加したとしても、例えば、物品担持装置の水平方向の傾斜による、大きな支承荷重が、物品担持装置の最大加速を制限するリニア・アクチュエータ上に存在する。さらに、このような大きな支承荷重に対して配置された高価なリニア・アクチュエータが必要である。

本発明の原理は、本明細書で具現化され、広範囲に説明されているように、支承体を増やすことなく改善された可動物品担持装置を実現する。一実施形態では、平面内で物品を担持して動かすようになされた装置が、物品担持装置と、第１方向で物品担持装置を動かすようになされた第１および第２リニア・アクチュエータと、第２方向で物品担持装置を動かすようになされた第３および第２リニア・アクチュエータとを含み、第１および第２リニア・アクチュエータは第１方向で平行に伸張し、第３および第２リニア・アクチュエータは第２方向で平行に伸張している。前記第１および第２リニア・アクチュエータは、物品担持装置を支えるようになされている。

本発明装置では、第１および第２リニア・アクチュエータが平行に配置される。そのため、両リニア・アクチュエータが、第１方向で物品担持装置を動かすことができる。また、第１および第２リニア・アクチュエータは、物品担持装置を支えるようになされている。物品担持装置を支えるために、リニア・アクチュエータは、物品担持装置を動かすだけでなく、支承できなければならない。物品担持装置を支えるリニア・アクチュエータであれば、物品担持装置を別途支える必要がない。

本発明によれば、リニア・アクチュエータは、或る直線方向に物品担持装置等の物体を動かし、かつ、該物体を支えるようになされたアクチュエータであれば、いかなる種類のものであってもよい。リニア・アクチュエータは、ギアとギア・ラック、ギア付きベルト・ドライブ、（電気）磁気装置、または、その他の種類のアクチュエータを用いて、電気式アクチュエータから作製できる。アクチュエータは、物品担持装置を支えるための空気支承体、または、その他の種類の支承体を採用することができる。ギアとギア・ラックの場合、物品担持装置は、専用支承体を設けることなく、例えば、ギア・ラック上に配置されたギアによって支えることもできる。

物品担持装置は、物品を載置するテーブル構造体であってよい。しかしながら、物品担持装置は、その他のいかなる種類の担持装置であってもよい。担持装置のその他の可能な実施形態は、例えば、磁気結合力を用いた担持装置の下で物品を運ぶ電磁式担持装置である。

第１および第２リニア・アクチュエータは、物品担持装置の重心に対して水平方向両側に配置される（つまり、物品担持装置の重心を通る垂直線が、第１リニア・アクチュエータと第２リニア・アクチュエータの間に位置する）。そのため、重力の作用線は、２つのリニア・アクチュエータの間にある。斯かる構造によれば、発生する力のモーメントが補償されるため、第１および第２リニア・アクチュエータが物品担持装置を支えることができる。

物品担持装置の重心の水平方向両側に配置された２つのリニア・アクチュエータを用いると、別の利点がある。物品担持装置の重心に対して水平方向で間隔を置いて配置された１つのリニア・アクチュエータを含む装置では、リニア・アクチュエータが加速した時、物品担持装置の慣性力によって水平面内で力のモーメントが発生する。この力のモーメントによって、物品担持装置が水平面内で僅かに回転する可能性がある。本発明による２つのリニア・アクチュエータを用いた場合、リニア・アクチュエータは、物品担持装置に生じるモーメントを補償して物品担持装置の回転を防ぐ。

両リニア・アクチュエータを、物品担持装置の水平方向両側端部に配置すると、構造の安定性が増し、好首尾である。

リニア・アクチュエータは、物品担持装置に関して、とりわけ、物品担持装置の重心に対して、実質的に対称的に配置するのが好ましく、その場合、両リニア・アクチュエータが同じ力を物品担持装置に加えた時、物品担持装置にモーメントは生じない。さらに、本発明装置に制御装置を設けて、リニア・アクチュエータが同一量だけ加速し、同一速度で動き、物品担持装置の回転を妨げるようにできる。

本発明装置は、第２方向で物品担持装置を動かすことができる。本発明装置は、前記第２方向で物品担持装置を動かすようになされており、前記第２方向で平行に伸長する第３および第４リニア・アクチュエータを含む。さらに、物品担持装置と第１および第２リニア・アクチュエータとを、第３および第４リニア・アクチュエータによって支持することができる。同様に、本発明装置は、別の方向に更に伸張させることができる。

第２方向は、第１方向に対して垂直であるのが好都合である。これは、２つの直角方向が直交座標系を作り、２つの一義的な座標を用いて、当業者に公知の単純な制御方法を用いて物品担持装置を平面内の任意の位置に置くことができるからである。

別の実施形態によれば、以下のリトグラフ装置が提供される。
該リトグラフ装置は、物品担持装置と、
第１方向で物品担持装置を動かすようになされた第１および第２リニア・アクチュエータと、
第２方向で物品担持装置を動かすようになされた第３および第４リニア・アクチュエータとを含み、
前記第１および第２リニア・アクチュエータは、前記第１方向で平行に伸長し、前記第３および第４リニア・アクチュエータは、前記第２方向で平行に伸長しており、
前記第１および第２リニア・アクチュエータが、物品担持装置を支持するようになされている。

別の実施形態によれば、以下のデバイス製造方法が提供される。
該デバイス製造方法は、平面内で物品を担持して動かす方法であり、
第１および第２リニア・アクチュエータによって支持された物品担持装置上に物品を位置づけること、および
第１および第２リニア・アクチュエータを制御して、第１方向で物品担持装置を動かすことを含み、
前記第１および第２リニア・アクチュエータは、物品担持装置の重心に対して水平方向両側に平行に配置される。

その他の実施形態によれば、物品担持装置上で物品の位置決めを行い、かつ、第１および第２リニア・アクチュエータを制御して第１方向で物品担持装置を動かすこと、および／または、第３および第４リニア・アクチュエータを制御して第２方向で物品担持装置を動かすことを含むデバイス製造方法が提供される。そして、前記物品担持装置は第１方向で第１および第２リニア・アクチュエータによって動かされ、第２方向で第３および第４リニア・アクチュエータによって動かされる。また、第１および第２リニア・アクチュエータは物品担持装置を支えるようになっている。

本明細書において、リトグラフ装置をＩＣの製造で用いることについて具体的に触れることがあるかもしれないが、本明細書で説明されているリトグラフ装置は、集積光学系、磁区メモリの誘導および検出パターン、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッドなどの製造のような、その他の応用が可能であることを理解すべきである。

当業者であれば、このようなその他の応用に関連して、本明細書における「ウェハ」または「ダイ」という用語の使用が、それぞれ、「基板」または「目標部分」という一般的な用語と同義であると考えてよいことを理解するであろう。本明細書で言及する基板は、照射前後に、例えばトラック（通常、レジスト層を基板上に形成して、照射したレジストを現像する道具）または測定または検査道具内で処理可能である。適切であれば、本明細書の開示をそのような基板処理道具およびその他の基板処理道具に適用できる。さらに、基板は、例えば、多層ＩＣを作製するために複数回処理することができ、したがって、本明細書で使用される基板という用語は、すでに複数の処理済み層を含む基板を指してもよい。

本明細書で使用される「放射線」および「ビーム」という用語は、紫外（ＵＶ）放射線（例えば、３６５、２４８、１９３、１５７、または１２６ｎｍの波長を持つもの）、および超紫外（ＥＵＶ）放射線（例えば、５〜２０ｎｍの範囲の波長を持つもの）だけでなく、イオン・ビームまたは電子ビームなどの粒子ビームを含むあらゆる種類の電磁放射線を含む。

本明細書で使用される「パターン付与デバイス」という用語は、例えば基板の目標部分にパターンを作るために、投影ビームの断面にパターンを付与するために使用できる手段を指すものとして広く解釈すべきである。投影ビームに付与されるパターンは、基板の目標部分における所望パターンに正確に対応するわけではないことに注意されたい。一般に、投影ビームに付与されるパターンは、集積回路などの目標部分に作られるデバイスの特別な機能層に対応する。

パターン付与デバイスは、透過型または反射型である。パターン形成手段の実施形態として、マスク、プログラム可能なミラー・アレイ、およびプログラム可能なＬＣＤパネルがある。マスクは、リトグラフではよく知られており、バイナリ、交互位相シフト、およびハーフトーン型位相シフト、さらに各種ハイブリッド・マスク等のマスク・タイプがある。プログラム可能なミラー・アレイの一実施形態では、小型ミラーのマトリックス配置を採用しており、それぞれのミラーは、入射した放射線ビームを異なる方向に反射するように個々に傾けることができ、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。パターン付与デバイスの各実施形態では、支持構造体はフレームまたはテーブルでよく、例えば、必要に応じて固定若しくは可動にすることができ、それにより、パターン付与デバイスは例えば投影システムに関して所望の位置に置かれるようにできる。本明細書で「レチクル」または「マスク」という用語を使用するが、これは、より一般的な用語「パターン付与デバイス」と同義である。

本明細書で使用される「投影システム」という用語は、例えば、使用している照射放射線、または浸漬液の使用若しくは真空の使用などのその他の要因に必要に応じて、屈折光学系、反射光学系、および反射屈折光学系をはじめとする、さまざまな種類の投影システムを包含するものとして広く解釈すべきである。本明細書で用いる「レンズ」という用語は、一般的な用語である「投影系」と同義であると考えてよい。

照射系もまた、放射線投影ビームの方向づけ、形状設定、または制御を行うための屈折、反射および反射屈折光学部品を含む各種光学部品を包含することができ、このような光学部品は、以下、全体として、または、単体として、「レンズ」と称することもある。

リトグラフ装置は、２つ（二段）またはそれ以上の基板テーブル（および／または、２つまたはそれ以上のマスク・テーブル）を有する種類のものでよい。このような「多段」式機械では、追加テーブルを並列で使用できるが、準備作業を１つまたは複数のテーブル上で実行しながら、１つまたは複数のその他のテーブルを照射に使用できる。

リトグラフ装置は、さらに、基板が比較的高い屈折率を有する液体（例えば、水）中に浸浸して、投影系の最終部材と基板との間のスペースを埋める種類のものでもよい。浸漬液は、さらに、リトグラフ装置内のその他のスペースに用いてもよく、例えば、マスクと投影系の第１部材との間に用いることもできる。浸漬技術は、投影系の開口数を増やす技術においてよく知られている。

以下、添付図面を見ながら本発明の実施例について説明するが、これは単なる実施例であり、図中、同じ符号は同じ部材を示す。

リトグラフ装置
図１は、本発明の具体例によるリトグラフ装置を模式的に示す。このリトグラフ装置は、
放射線投影ビームＰＢ（例えば、ＵＶまたはＥＵＶ放射線）を供給する照射系（照射器）ＩＬ、
パターン付与デバイス（例えば、マスク）ＭＡを支え、部品ＰＬに対してパターン付与デバイスを正確に位置づけるための第１位置決め機構ＰＭに結合された第１支持構造体（例えば、マスク・テーブル／ホルダ）ＭＴ、
基板（例えば、レジスト被覆されたウェハ）Ｗを保持するための、部品ＰＬに対して基板を正確に位置づけるための第２位置決め機構ＰＷに結合された、基板テーブル（例えば、ウェハ・テーブル／ホルダ）ＷＴ、および
パターン付与デバイスＭＡによって投影ビームＰＢに付与されたパターンを基板Ｗの目標部分Ｃ（例えば、１つまたは複数のダイ）に画像投与するための投影系（例えば、反射投影レンズ）ＰＬを含む。

ここで図示のとおり、このリトグラフ装置は、反射型（例えば、反射マスク式、または、先に言及したプログラム可能なミラー・アレイ式を採用したもの）である。それとは別に、リトグラフ装置は、透過型（例えば、透過マスクを用いたもの）であってよい。

照射器ＩＬは、放射源ＳＯから放射線ビームを受ける。放射線源とリトグラフ装置は、例えば、放射線源がプラズマ放電源の場合には、別体にすることができる。このような場合、放射線源は、リトグラフ装置の一部を形成するとはみなされず、放射線ビームは、一般に、例えば適当な集光ミラーおよび／またはスペクトル純度フィルタを備える放射線捕集器の助けを借りて、放射線源ＳＯから照射器ＩＬに渡される。その他の場合、放射線源は、例えば放射線源が水銀灯の場合、装置の一体部分にすることができる。放射線源ＳＯと照射器ＩＬは、放射系と呼ぶことができる。

照射器ＩＬは、ビームの強度角度分布を調整するための調整機構を含むことができる。一般に、照射器の瞳平面内の強度分布の少なくとも外側および／または内側放射範囲（通常、それぞれ外側σ、内側σと呼ばれる）を調整することができる。照射器は、横断面内で所望の均一性と強度分布を有する投影ビームＰＢと呼ばれる調整された放射線ビームを供給する。

投影ビームＰＢは、マスクＭＡに入射し、マスク・テーブルＭＴ上に保持される。マスクＭＡによって反射されると、投影ビームＰＢはレンズＰＬを通り、ビームを基板Ｗの目標部分Ｃに集束する。第２位置決め機構ＰＷおよび位置センサＩＦ２（例えば、干渉計測デバイス）の助けを借りて、基板テーブルＷＴを正確に動かすことができ、これにより、例えば、ビームＰＢの経路内で異なる目標位置Ｃを決定することができる。同様に、第１位置決め機構ＰＭおよびその他の位置センサＩＦ１を使用すると、例えば、マスク・ライブラリからの機械的取り出しの後、または走査のときに、ビームＰＢの経路に関してマスクＭＡの位置を正確に決定することができる。一般に、対物テーブルＭＴおよびＷＴの移動は、長行程モジュールおよび短行程モジュールの助けを借りて実現され、位置決め機構ＰＭおよびＰＷの一部を形成する。しかし、ステッパーの場合（スキャナとは反対に）、マスク・テーブルＭＴは、短行程アクチュエータのみに接続するか、または固定することができる。マスクＭＡおよび基板Ｗは、マスク位置合わせマークＭ１、Ｍ２、および基板位置合わせマークＰ１、Ｐ２を使用して位置を合わせることができる。

図示されたリトグラフ装置は、以下の好適モードで使用可能である。

ステップ・モード： マスク・テーブルＭＴおよび基板ＷＴは、実質的に静止状態に保たれるが、投影ビームに付与された全パターンが、１回で（つまり、単一の静的照射で）目標部分Ｃに投影される。その後、異なる目標部分Ｃを照射できるように、基板テーブルＷＴは、Ｘおよび／またはＹ方向にシフトされる。ステップ・モードでは、照射フィールドの最大サイズにより、単一の静的照射で画像投与される目標部分Ｃのサイズが制限される。

走査・モード： マスク・テーブルＭＴおよび基板ＷＴは、同期走査されるが、投影ビームに付与されるパターンは目標部分Ｃに投影される（つまり、単一の動的照射で）。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、拡大（縮小）および投影系ＰＬの画像反転特性により決定される。走査モードでは、照射フィールドの最大サイズにより、単一動的照射の目標部分の幅（非走査方向）が制限されるが、走査動作の長さにより、目標部分の高さ（走査方向）が決まる。

その他のモード： マスク・テーブルＭＴは、プログラム可能なパターン付与デバイスを保持し実質的に静止状態に保たれるが、基板テーブルＷＴは移動または走査される一方で、投影ビームに付与されるパターンは目標部分Ｃに投影される。このモードでは、一般的に、パルス放射線源が採用され、プログラム可能なパターン付与デバイスは、基板テーブルＷＴの移動毎に、または走査時に次々に続く放射線パルスの間に、必要に応じて更新される。この動作モードは、上述のようなタイプのプログラム可能なミラー・アレイなどのプログラム可能なパターン付与デバイスを使用するマスクレス・リトグラフに容易に適用することができる。

前記各モードまたは全く異なるモードの組み合わせおよび／または変形形態を用いてもよい。

具体例
図２ａ、図２ｂは、可動物品担持装置２および物品担持装置２を動かすためのリニア・アクチュエータ４を備えるシステムの従来技術例を示す。リニア・アクチュエータ４が、石６の上に配置されている。物品担持装置２の重心１０は、水平方向でリニア・アクチュエータ４から離れているが、それは、矢印１８で示されているように、重心１０から鉛直方向に伸びる重力の作用線１６が水平方向でリニア・アクチュエータ４から離れているからである。支承体８は、重心１０との関係でリニア・アクチュエータ４とは反対側で物品担持装置２を支持する。支承体８は、重力によって物品担持装置２が傾いたり、または、石６の上に倒れたりすることを防ぐ。

支承体８は、物品担持装置２を支えるために好適な支承体であれば何でもよい。多くの場合、空気支承体が使用されるが、そのような支承体ではほとんど摩擦を生じないからである。支承体を支えるために、石６が必要である。しかしながら、石６は、支承体８を支えるようになされた構造体、材料またはフレームであれば、その他のどのような種類のものであってもよい。

図示のとおり、この実施例では、物品担持装置２はリニア・アクチュエータ４から直角に伸長している。リニア・アクチュエータ４は、物品担持装置２を、例えば、矢印Ａで示される方向に加速した場合、リニア・アクチュエータ４に対して水平方向に間隔を置いて重心１０が位置するため、矢印Ｂで示されるように、慣性力により、物品担持装置２を傾ける傾向のある力を、物品担持装置２が受ける。

図３ａは、物品担持装置２並びに２つのリニア・アクチュエータ４、５を有する装置の一実施例を示す。この装置は、物品担持装置２を第１方向で動かすことができる。リニア・アクチュエータ４、５は、物品担持装置２の重心１０に対して前記担持装置２の両側に配置されている。図示例では、リニア・アクチュエータ４、５が、重心１０に対して対称的に、物品担持装置２の両端部に配置されている。フレームまたはその他の構造体１２が、リニア・アクチュエータ４、５を支えることができる。構造体１２は、石であってもよく、または、リニア・アクチュエータ４、５および物品担持装置２を支えるようになされた構造体であればその他の構造体であってもよい。

さらに、リニア・アクチュエータ４、５は、図示例のように、物品担持装置２の下に配置できるが、物品担持装置２の側方または上に配置してもよい。リニア・アクチュエータ４、５が、例えば、物品担持装置２の上に配置される場合、物品担持装置２は、リニア・アクチュエータ４、５によって懸吊されてもよい。

リニア・アクチュエータ４、５は、重心１０の両側で物品担持装置２を支えるので、重心によって、物品担持装置２が傾斜したり、倒れたりせず、したがって、図２ａ、図２ｂに示す従来技術例で用いられる支承体８は省略される。支承体８がなければ、支持石６は不要であり、したがって、支持石６は支持構造体１２に変更される。さらに、構造体１２は図３ａには、現在完成システムの下に存在するかのように示されているが、構造体１２は、リニア・アクチュエータ４、５を支えるために必要なだけである。したがって、構造体１２は、さらに、前記アクチュエータ４、５のうちの１つを支えるようにそれぞれ構成された２つの独立支持体を含むことができる。

図３ｂを見ると、リニア・アクチュエータ４、５が矢印Ａで示されているように物品担持装置２を加速した場合、物品担持装置２は両側で同一大きさをもって加速することができ、回転傾向がない。

図４ａ、図４ｂは、本発明による一実施例を例示しており、第１および第２リニア・アクチュエータ４、５は、第３および第４リニア・アクチュエータ２０、２１に配置され、それらにより支えられる。第１および第２アクチュエータ４、５は、座標系２２により示されているようにｘ方向に物品担持装置２を移動することができる。第３および第４リニア・アクチュエータ２０、２１は、ｘ方向に対して直角であるｙ方向に物品担持装置２を動かすことができる。そこで、物品担持装置２は、平面内に配置することができる。

図５ａ、図５ｂは、本発明によるシステムの一実施例を例示しており、そこでは、物品担持装置２はリニア・アクチュエータ４、５により支えられ、その一方で、リニア・アクチュエータ４、５は物品担持装置２の上に配置されている。第１の一組のリニア・アクチュエータ４、５は、第１方向で物品担持装置２を動かすためのものである。リニア・アクチュエータ４、５は、第２方向で物品担持装置２を動かすために、第２の一組のリニア・アクチュエータ２０、２１によって支持されている。図５ａ、図５ｂに示される実施例は、図４ａ、図４ｂに示される実施例と類似の機能を有する。

図５ａ、図５ｂに示されている実施例の利点は、重心１０がリニア・アクチュエータ２０、２１の間にあるという点である。この実施例では、重心１０は、リニア・アクチュエータ２０、２１および４、５により物品担持装置２に加えられる力が物品担持装置２に作用する平面に近い位置にある。このため、大きなモーメントが物品担持装置２に作用すること、したがって物品担持装置２が水平方向および垂直方向に傾斜することが防止される。

リニア・アクチュエータ２０、２１は、図３ａ、図４ａに示されているような物品担持装置２の下に配置されている支持構造体１２上に配置されていないことに留意されたい。そのため、物品担持装置２の下にあるスペースは、空いたままにするか、または物品担持装置２を支えるのに使用されないハードウェアで占有できるが、これは、本発明による物品担持装置２を支えるために必要な構造体が物品担持装置２の下にないからである。

さらに、物品が物品担持装置２の上に配置された場合、物品担持装置２と物品とを合わせた重心１０は、図１〜図５に示されている重心１０の位置と比較して物品に向かってずれている。したがって、物品が配置されている物品担持装置２の位置がリニア・アクチュエータ４、５、２０、２１の上に来ないと都合がよく、それによって、リニア・アクチュエータが重心の水平方向で向かい合う側面にないように物品および物品担持装置２の連結重心を配置することが可能である。図５ａ、図５ｂの実施例では、物品担持装置２がリニア・アクチュエータ２０、２１の間に配置されているため、該物品担持装置２はリニア・アクチュエータ２０、２１の上に動くことができない。また、図３、図４に示される実施例では、リニア・アクチュエータ４、５、２０、２１のいずれかの上に物品担持装置２が動かないようにするための手段が存在してもよい。

図６は、制御系３２を含む、図３ａ、図３ｂに示されている実施例のような一実施例を例示している。制御系３２は、当業者に知られているどのような位置制御系でもよい。さらに、それぞれのリニア・アクチュエータ４、５は、それぞれ、制御端子３４ａ、３４ｂに接続されている前記制御系３２との信号リード３０ａ、３０ｂを持つ。設定された入力端子３６において、位置信号により、物品担持装置２の位置を決める制御系３２が移動されるべきであることを通知できる。特定の実施例では、位置信号の代わりに、第２担持装置２の所望の加速度または速度を設定入力端子３６に設定することができる。

単純な制御方法を使用することにより、制御系３２は、信号リード３０ａ、３０ｂを通じて、制御信号をリニア・アクチュエータ４、５に出力し、その結果、物品担持装置２の移動が生じる。制御系３２は、すでに計算した位置から制御信号を決定するが、フィードバックが制御系３２に送られないため、前記計算済み位置は正しい実際の位置である必要はない。より高度な制御方法では、信号リード３０ａ、３０ｂは双方向である。

制御系３２は、信号リード３０ａ、３０ｂを通じて前記制御信号を出力することができ、また例えば、リニア・アクチュエータ４、５に含まれる、またはスタンドアロンの位置測定システムは、物品担持装置２の実際の位置を出力することができるか、若しくはリニア・アクチュエータ４、５のそれぞれに対する別々の実際の位置を出力することができる。後者の場合、制御系３２は、別々の実際のリニア・アクチュエータの位置から物品担持装置２の回転を計算し、異なる制御信号をリニア・アクチュエータ４、５に出力することにより望んでいない回転を補正することができる。位置および回転誤差を補正するために、制御系３２を使用する前に較正しておくと都合がよい。

信号リード３０ａ、３０ｂは物品担持装置２のところ、またはその付近のリニア・アクチュエータ４、５の一部に配線されており、リニア・アクチュエータの一部であり、制御系３２により制御される、可動部が物品担持装置２のところ、またはその付近に存在することを示唆する可能性があることに注意されたい。しかし、これは、本発明の本質的な特徴ではない。本発明で採用されているようなリニア・アクチュエータは、ステータおよび可動部を備えるか、または２つの可動部を備えるか、若しくは静的部分および可動部をいくつでも備えることができる。さらに、可動部は、物品担持装置２のところに、および／または支持構造体１２のところに配置することができる。したがって、物品担持装置２に可動部が存在している必要はない。

図７は、本発明によるシステム内で使用するのに適したリニア・アクチュエータの一実施例を例示している。リニア・アクチュエータは、物品担持装置、および／またはリニア・アクチュエータにより移動される物品を支えるように適合される。リニア・アクチュエータは、磁気構造体３８およびコイル構造体３９を備える。磁気構造体３８は、ベースプレート４６および多数の磁石４８を備える。磁石４８は一列に配置され、磁石４８は、図７で磁石４８Ｎ（Ｎ極）および４８Ｓ（Ｓ極）により示されるような磁気構造体３８の外面に交互に並ぶ極（Ｎ極とＳ極）を持つ。

コイル構造体３９は、磁気構造体３８から或る距離だけ離れており、また、鉄心４０を有する。鉄心４０は、多数の歯４１を有する。多数の前記歯４１の周りにコイル４２が巻かれている。鉄心をコイルから絶縁するために、コイルは、電気的絶縁材料製コイル巻型の周囲に巻き付けることができる。

それとは別に、鉄心を絶縁層で被覆し、鉄心とコイルとの間を絶縁することができる。磁気構造体３８とコイル構造体３９の間には引力が存在するため、リニア・アクチュエータに構造体３８、３９の間隔を保つための手段が備えられる。これらの手段は、２つの構造体３８、３９を引き離しておくデバイスまたはシステムであればどのような種類のものでもよいが、この手段は摩擦を最小にする空気支承体であるのが好ましい。図７では、コイル構造体３９は空気支承体４４をこの構造体３９の両端に備えている。空気支承体４４は、コイル構造体３９と磁気構造体３８との間にエアクッション５０を設ける。空気支承体４４を磁気構造体３８内に備えても同等であることは容易に理解されるであろう。

図７に例示されているリニア・アクチュエータは、以下のように機能する。以下の説明では、移動される物品は、コイル構造体３９に接続され、したがって磁気構造体３８はステータとして動作し、コイル構造体３９は可動部として動作するものとして仮定されている。しかし、コイル構造体３９がステータとして動作しても同じである。さらに、両構造体構造体が可動部であってもよく、その場合、物品に接続されていない構造体はシステム内で生じる反作用の力を抑えるための釣り合い用の質量として機能できる。平衡位置決めシステムの詳細については、例えば米国特許第６４４９０３０号明細書を参照のこと。

第１方向で物品を動かすために、磁気構造体３８の磁石４８の列が前記第１方向に配向されている。コイル構造体３９の鉄心４０の歯４１もまた、磁石４８と対向して、前記第１方向で列をなして配向されている。空気支承体４４は、構造体３８、３９を互いに所定の距離だけ離して保持する。各コイル４２に制御された電流を給電すると、座標系２２により示されているようにｙ方向に移動する。２つの構造体３８、３９を相対的に動かす制御方法およびシステムの条件は当技術分野では知られており、ここではさらに詳しく説明しない。

動かされる物品を支えるために、空気支承体４４は、２つの構造体３８、３９を一方または両方の構造体３８、３９上の荷重増大と無関係に離しておくのに好適である。このために、場合によってはより強力な空気支承体、および場合によっては２つの構造体の間の所定の距離を保つための制御系が必要である。例えば、２つの構造体２８、３９の間の実際の距離が決定され、前記実際の距離に応じて、実際の距離が所定の距離に等しくなるように空気支承体４４の出力が調整される。

図８は、本発明によるシステムでの応用に適したリニア・アクチュエータのその他の実施例の断面図である。この実施例では、磁気構造体３８の磁石４８は、ベースプレート４６の上に配置されている。空気支承体４４は、磁石４８の周りに端部が配置されている。したがって、空気支承体４４は、２つのエアクッション５０を形成することができる。さらに、磁気構造体３８およびコイル構造体３９の位置を互いに関してｚ方向（座標系２２により示されているように）だけでなく、ｘ方向でも決めるために追加エアクッション５１を発生することができ、それらの方向は両方とも、移動の方向（ｙ方向）に垂直である。

以上、本発明の具体例について説明したが、本発明は説明以外の方法でも実施することができ、したがって、前記説明は本発明を限定することを意図していない。本発明の構成、動作、および挙動は、本明細書の詳細のレベルが与えられた場合にいくつかの実施例の修正形態および変更形態が可能であることが理解されていることをもとに説明されている。したがって、前記説明は、いかなる形でも、本発明を限定することを意味または意図しておらず、むしろ、本発明の範囲は添付した特許請求の範囲項によって規定される。

本発明の一実施例に係わるリトグラフ装置の図。 従来技術に係わる物品担持装置の模式的側面図。 従来技術に係わる物品担持装置の模式的平面図。 物品を担持して第１方向で動かすシステムの模式的縦断面図。 物品を担持して第１方向で動かすシステムの模式的平面図。 平面内で物品担持装置の位置決めができる本発明システムの模式的縦断面図。 平面内で物品担持装置の位置決めができる本発明システムの模式的平面図。 平面内で物品担持装置の位置決めができる本発明によるシステムのその他の実施例の模式的縦断面図。 平面内で物品担持装置の位置決めができる本発明システムのその他の実施例の模式的平面図。 制御系を備える本発明による一実施例の模式的図。 物品担持装置を支えるようになされたリニア・アクチュエータの模式的図。 リニア・アクチュエータ内の空気支承体の模式的図。

符号の説明

Ｃ 目標部分
ＩＦ１ 位置センサ
ＩＦ２ 位置センサ
ＩＬ 照射系（照射器）
ＭＡ パターン付与デバイス（例えば、マスク）
ＭＴ 第１支持構造体（例えば、マスク・テーブル）
ＰＢ 投影ビーム
ＰＬ 投影系（例えば、反射投影レンズ）
ＰＭ 第１位置決め機構
ＰＷ 第２位置決め機構
ＳＯ 放射源
Ｗ 基板（例えば、レジスト・被覆されたウェハ）
ＷＴ 基板テーブル（例えば、ウェハ・テーブル／ホルダ）
２ 可動物品担持装置
４、５、２０、２１ リニア・アクチュエータ
６ 石
８ 支承体
１０ 重心
１２ フレームまたはその他の構造体
１６ 作用線
１８ 矢印
３０ａ、３０ｂ 信号リード
３２ 制御系
３４ａ、３４ｂ 制御端子
３８ 磁気構造体
３９ コイル構造体
４０ 鉄心
４１ 歯
４４ 空気支承体
４６ ベースプレート
４８ 磁石
５０ エアクッション

Claims (23)

1. 平面内で物品を担持して動かす装置において、
   物品担持装置と、
   第１方向で物品担持装置を動かすようになされた第１及び第２リニア・アクチュエータと、
   第２方向で物品担持装置を動かすようになされた第３及び第４リニア・アクチュエータと、を含み、
   第１及び第２リニア・アクチュエータは、第１方向で平行に伸張し、
   第３及び第４リニア・アクチュエータは、第２方向で平行に伸張しており、
   前記第１及び第２リニア・アクチュエータは、前記物品担持装置の上に配置されて、前記物品担持装置を支えるようになされており、前記第１及び第２リニア・アクチュエータは、前記第３及び第４リニア・アクチュエータ上に搭載されている、平面内で物品を担持して動かす装置。
2. 前記第３及び第４リニア・アクチュエータは、前記第１及び第２リニア・アクチュエータを支えるようになされている、請求項１に記載された物品を平面内で担持して動かす装置。
3. 前記第１及び第２リニア・アクチュエータは、それぞれ、前記物品担持装置を支えるための空気支承体を含む、請求項１に記載された物品を平面内で担持して動かす装置。
4. 前記第３及び第４リニア・アクチュエータは、それぞれ、前記第１及び第２リニア・アクチュエータを支えるための空気支承体を含む、請求項２に記載された物品を平面内で担持して動かす装置。
5. 前記第１及び第２リニア・アクチュエータは、電磁リニア・アクチュエータであり、
   前記電磁リニア・アクチュエータは、磁気構造体と、コイル構造体とを含み、
   前記磁気構造体は、その外表面上に、列をなして前記第１方向に指向する交互磁極を有し、
   前記コイル構造体は、列をなして前記第１方向に指向する多数の歯を有する鉄心と、前記多数の歯の各周囲に巻かれたコイルとを有し、
   コイルが巻き付けられている前記列をなす歯と向かい合って前記列をなす磁極が配置されるように、前記コイル構造体と前記磁気構造体が互いに対して配置され、前記コイル構造体と前記磁気構造体が空気支承体によって隔てられている、請求項１に記載された物品を平面内で担持して動かす装置。
6. 前記コイル構造体と前記磁気構造体とを隔てるための前記空気支承体は、前記物品担持装置を支えるようになされている、請求項５に記載された物品を平面内で担持して動かす装置。
7. 前記第３及び第４リニア・アクチュエータは、電磁リニア・アクチュエータであり、
   前記電磁リニア・アクチュエータは、磁気構造体と、コイル構造体とを含み、
   前記磁気構造体は、その外表面上に、列をなして前記第１方向に指向する交互磁極を有し、
   前記コイル構造体は、列をなして前記第１方向に指向する多数の歯を有する鉄心と、前記多数の歯の各周囲に巻かれたコイルとを有し、
   コイルが巻き付けられている前記列をなす歯と向かい合って前記列をなす磁極が配置されるように、前記コイル構造体と前記磁気構造体が互いに対して配置され、前記コイル構造体と前記磁気構造体が空気支承体によって隔てられている、請求項１に記載された物品を平面内で担持して動かす装置。
8. 前記コイル構造体と前記磁気構造体とを隔てるための前記空気支承体は、前記第１及び第２リニア・アクチュエータを支えるようになされている、請求項７に記載された物品を平面内で担持して動かす装置。
9. 前記物品担持装置の重心を通る鉛直線が前記第１及び第２リニア・アクチュエータの間に位置するように、前記物品担持装置が前記第１及び第２リニア・アクチュエータに対して配置されている、請求項１に記載された物品を平面内で担持して動かす装置。
10. 前記第１及び第２リニア・アクチュエータの重心が前記第３及び第４リニア・アクチュエータの間に位置するように、前記第３及び第４リニア・アクチュエータに対して、前記第１及び第２リニア・アクチュエータが配置されている、請求項２に記載された物品を平面内で担持して動かす装置。
11. 前記第１及び第２リニア・アクチュエータが、前記物品担持装置の重心に対して対称的に配置されている、請求項１に記載された物品を平面内で担持して動かす装置。
12. 前記第３及び第４リニア・アクチュエータが前記第１及び第２リニア・アクチュエータの重心に対して対称的に配置されている、請求項２に記載された物品を平面内で担持して動かす装置。
13. 前記第１及び第２リニア・アクチュエータが前記物品担持装置の両側端部に配置されている、請求項１に記載された物品を平面内で担持して動かす装置。
14. 前記第２方向が前記第１方向に対して直角である、請求項１に記載された物品を平面内で担持して動かす装置。
15. 前記第１及び第２リニア・アクチュエータを制御するように構成されている制御系を更に含む、請求項１に記載された物品を平面内で担持して動かす装置。
16. 放射線ビームを供給するように構成された照射系と、
    前記放射線ビームの横断面にパターンを与える機能を有するパターン付与デバイスを担持するように構成された担持構造体と、
    第１方向で前記担持構造体を動かすように構成され、前記第１方向に沿って平行に伸長する第１及び第２リニア・アクチュエータと、
    第２方向で前記担持構造体を動かすように構成され、前記第２方向に沿って平行に伸長する第３及び第４リニア・アクチュエータと、
    基板を保持するように構成された基板ホルダと、
    前記パターン付与されたビームを前記基板の目標部分に投影するように構成された投影系と、を含み、
    前記第１及び第２リニア・アクチュエータは、前記担持構造体の上に配置されて、前記担持構造体を支えるようになされており、前記第１及び第２リニア・アクチュエータは、前記第３及び第４リニア・アクチュエータ上に搭載されている、リトグラフ装置。
17. 放射線ビームを供給するように構成された照射系と、
    前記放射線ビームの横断面にパターンを与える機能を有するパターン付与デバイスを支えるように構成された支持構造体と、
    基板を担持するように構成された担持構造体と、
    第１方向で前記担持構造体を動かすように構成され、前記第１方向に沿って平行に伸長する第１及び第２リニア・アクチュエータと、
    第２方向で前記担持構造体を動かすように構成され、前記第２方向に沿って平行に伸長する第３及び第４リニア・アクチュエータと、
    前記パターン付与されたビームを前記基板の目標部分に投影するように構成された投影系と、を含み、
    前記第１及び第２リニア・アクチュエータは、前記担持構造体の上に配置されて、前記担持構造体を支えるようになされており、前記第１及び第２リニア・アクチュエータは、前記第３及び第４リニア・アクチュエータ上に搭載されている、リトグラフ装置。
18. 物品を平面内で担持して動かす方法であって、
    第１方向で第１及び第２リニア・アクチュエータによって動かされる物品担持装置上に前記物品を位置づけることと、
    前記第１及び第２リニア・アクチュエータを制御して、前記第１方向で前記物品担持装置を動かすこと、
    第３及び第４リニア・アクチュエータを制御して第２方向で前記物品担持装置を動かすことを含み、
    前記第１及び第２リニア・アクチュエータは、前記物品担持装置の上に配置されて、前記物品担持装置を支えるようになされており、前記第１及び第２リニア・アクチュエータは、前記第３及び第４リニア・アクチュエータ上に搭載されている、物品を平面内で担持して動かす方法。
19. 前記第１方向で前記物品担持装置を動かす前記第１及び第２リニア・アクチュエータの前記制御は、
    制御系に設定位置を入力すること、
    前記物品担持装置の実際の位置を決定すること、
    前記制御系に前記実際の位置を入力すること、
    前記実際の位置から前記設定位置に前記物品担持装置を動かすために適する制御信号を決定すること、
    前記制御信号を前記第１及び第２リニア・アクチュエータに送ることを含む、請求項１８に記載された物品を平面内で担持して動かす方法。
20. 前記物品担持装置の実際位置に関する前記決定は、
    各リニア・アクチュエータの実際位置を決定すること、
    両リニア・アクチュエータが同期して動くかどうかを、各リニア・アクチュエータの前記実際位置から決定することを含む、請求項１９に記載された物品を平面内で担持して動かす方法。
21. 制御信号に関する前記決定は、前記リニア・アクチュエータの非同期移動から生じる位置及び回転誤差を補償するために適する各リニア・アクチュエータの制御信号を決定することを含む、請求項１９に記載された物品を平面内で担持して動かす方法。
22. 基板を供給すること、
    照射系を用いて放射線ビームを供給すること、
    担持構造体によって担持されるパターン付与デバイスに基づいて前記放射線ビームの横断面に所望パターンを付与すること、
    第１及び第２方向に沿って所望位置に前記パターン付与デバイスを動かすことを含み、
    前記担持構造体は、前記第１方向で第１及び第２リニア・アクチュエータによって動かすことができ、かつ、前記第２方向で第３及び第４リニア・アクチュエータによって動かすことができ、前記第１及び第２リニア・アクチュエータは、前記担持構造体の上に配置されて、前記担持構造体を支えるようになされており、前記第１及び第２リニア・アクチュエータは、前記第３及び第４リニア・アクチュエータ上に搭載されており、
    少なくとも前記第１及び第２リニア・アクチュエータと、前記第３及び第４リニア・アクチュエータとを制御して、それぞれ、前記第１及び第２方向で前記担持構造体を動かすこと、
    パターン付与された前記放射線ビームを前記基板の目標部分に投影することを含む、デバイス製造方法。
23. 担持構造体によって担持される基板を供給すること、
    照射系を用いて放射線ビームを供給すること、
    パターン付与デバイスに基づいて前記放射線ビームの横断面に所望パターンを付与すること、
    第１及び第２方向に沿って所望位置に前記基板を動かすことを含み、
    前記担持構造体は、前記第１方向で第１及び第２リニア・アクチュエータによって動かすことができ、かつ、前記第２方向で第３及び第４リニア・アクチュエータによって動かすことができ、前記第１及び第２リニア・アクチュエータは、前記担持構造体の上に配置されて、前記担持構造体を支えるようになされており、前記第１及び第２リニア・アクチュエータは、前記第３及び第４リニア・アクチュエータ上に搭載されており、
    少なくとも前記第１及び第２リニア・アクチュエータと、前記第３及び第４リニア・アクチュエータとを制御して、それぞれ、前記第１及び第２方向で前記担持構造体を動かすこと、
    パターン付与された前記放射線ビームを前記基板の目標部分に投影することを含む、デバイス製造方法。

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