JP2002075860A - 電子線露光装置用片持ちレチクルステージ - Google Patents

電子線露光装置用片持ちレチクルステージ

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JP2002075860A JP2001240189A JP2001240189A JP2002075860A JP 2002075860 A JP2002075860 A JP 2002075860A JP 2001240189 A JP2001240189 A JP 2001240189A JP 2001240189 A JP2001240189 A JP 2001240189A JP 2002075860 A JP2002075860 A JP 2002075860A
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guide
guide beam
stage
vacuum chamber
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Douglas C Watson
シー．ワトソン ダグラス
Michael Kovalerchik
コバレルチク ミヒャエル
W Thomas Novak
ノバック ダブリュ．トーマス
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Original Assignee
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Abstract

(57)【要約】 【課題】電子線露光装置内で磁場を乱すことなく、レチ
クルを短時間で精度良く位置決めすることのできるレチ
クルステージ並びに電子線露光装置を提供する。 【解決手段】第１のガイドビームは第１の真空チャンバ
と第２の真空チャンバを含み、移動部材は第１のガイド
ビーム対して直線的に動くようになっており、第１のガ
イドビームは少なくとも部分的には移動部材内に配置さ
れており、移動部材は第１のエアベアリングとレチクル
プレートを含み、第１のエアベアリングは第１の真空チ
ャンバと第２の真空チャンバに通気している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はリソグラフィーに関
し、詳細には、電子線露光システムに使用するレチクル
ステージに関する。
【0002】
【従来の技術】露光プロセス、例えば光露光プロセスは
半導体チップを製造するためのものである。リソグラフ
ィに用いられる従来のシステムには、光リソグラフィシ
ステムと電子線露光システムが含まれる。多くの電子線
露光システムは直接ウエハに描くプロセスを用いる場合
があるが、直接ウエハに描くプロセスは時間がかかるプ
ロセスである。
【0003】ウエハに描かれる速度を上昇させるために、光
リソグラフィシステム同様、電子線露光システムは限ら
れた領域のパターンを通じてビームを投射するようにす
ることもできる。そのパターンは一般にレチクルに形成
されており、ウエハに対してはマスクとして働く。電子
線露光システムにおいては、比較的広い幅の電子線が集
光されレチクルに照射される。レチクルはシリコンウエ
ハ、例えばステンシルタイプのウエハであっても良い。
典型的には、パターンはビームを吸収するよりは、電子
がウエハ上に像を結ぶのを妨げるようにビームの一部を
散乱させるものである。
【0004】図１は電子線露光システムのレンズシステムの
全体を表す模式図である。図示したように、レンズシス
テム１０２は照明レンズ１１０、例えば照明コラム、そ
して投影レンズ１１４、例えば投影コラムを含む。電子
線は照明レンズ１１０を通過しレチクル１２２に達する
ようになっている。ビームがレチクル１２２に達する
と、ビームの一部はレチクル１２２を通過し、一方、ビ
ームの他の部分はレチクル１２２を通過するのを妨げら
れる。例えば、ビームの他の部分は散乱され上は１１８
上に像を結ぶことができないようになっている。即ち、
レチクル１２２はマスクとして働き、ビームの一部を遮
蔽する。つまり、電子のパターンはレチクル１２２を通
過することになる。投影レンズ１１４は電子のパターン
をウエハ１１８上に投影するようになっている。
【0005】一般に、間隙１２４、つまり照明レンズ１１０
と投影レンズ１１４の間の空間は限られている。例を挙
げると、間隙１２４はおよそ高さ、つまりＺ軸に沿って
６０ｍｍである。そのため、レチクル１２２はレチクル
１２２を支えるどのような構造物と同様、間隙１２４内
に収容できるようにしなければならない。
【0006】従来の光システムでは、ステージ（図示せず）
が照明レンズ１１０、レチクル１２２、投影レンズ１１
４の下でウエハ１１８を位置決めするのに用いられる。
そのようなステージ、つまりウエハステージは従来より
ステップとリピート動作に使用されるようになってい
る。換言すれば、ウエハステージはＺ軸１２６に沿っ
て、投影レンズ１１４の下でＸ軸１３０に沿ってウエハ
ステージが動ける高さになるまで垂直に位置決めされ
る。ウエハステージを再度位置決めする必要がある時
は、ウエハステージはＸ軸１３０に沿って、投影レンズ
１１４の下から出て、ステップし、Ｙ軸１２８に沿って
ステップし、そしてＸ軸１３０に沿ってステップして投
影レンズ１１４の下に戻っても良い。あるいは、ウエハ
ステージはＸ軸１３０とＹ軸１２８のみに沿ってステッ
プしても良い。
【0007】電子線露光システムはしばしば光システムの代
わりとして用いられる。これは、電子線露光システムの
レンズシステムはステージに追従して動かすことができ
るようになっているからであり、光システムでは一般に
不可能なことである。加えて、電子線露光システムは相
対的なステージの位置の誤差を修正することができる
が、光システムでは一般に不可能である。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】電子線露光システムの
スループットは一般に限られている。これは少なくと
も、電子線露光システムが真空中で作動させることによ
る。更に、電子線露光システムでは、ステップとスキャ
ン動作は難しい。特に、レチクルをスキャンするステー
ジ、例えばレチクルステージのステップとスキャン動作
は難しい。これは、電子線露光システムは典型的な光リ
ソグラフィシステムには要求されない特別な要求事項が
あるからである。例を挙げると、電子線露光システムは
一般に高真空環境で作動させなければならない。更に、
電子線露光システムは動く磁石を含んではならない。と
いうのは、動いている磁石は電子線露光システムの磁場
を変化させるからである。電子線露光システムは動く鉄
製の部材を持たないようにしても良い。これは、動いて
いる鉄は電子線の周囲の静的な磁場を変化させるからで
ある。また、電子線露光システムは動く金属を持たない
ものであっても良い。これは渦電流が発生し、静的磁場
中に変動磁場を生じさせるからである。
【0009】それゆえ、必要とされるのは、電子線露光シス
テム内でレチクルを効率的に位置決めすることのできる
方法と装置である。つまり、望まれるのは電子線露光装
置の一部としてレチクルをステップ、スキャンすること
のできる方法と装置である。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は電子線露光シス
テムに使用するのに好適な高機能レチクルステージに関
するものである。本発明のよると、電子線露光システム
に使用するのに好適なスキャン用の装置は第１のガイド
ビームと並進部材を持つものである。第１のガイドビー
ムは第１の真空チャンバと第２の真空チャンバを持ち、
それらは並進部材の一部である第１のエアベアリングと
通気している。並進部材は第１のガイドビームに関して
直線的に動くようになっており、少なくとも並進部材の
内部に部分的に配置されている。一例として、第１のガ
イドビームは４面の接触面を持ち、第１のエアベアリン
グは４面のそれぞれに実質的に接触するエアパッドを含
むようになっている。
【0011】別の例としては、少なくとも２面、例えば４面
を持つ第２のガイドビームを含むスキャン用装置であ
る。第２のガイドビームは第１のガイドビームに実質的
に直交しているが、第１のビームとは直接接触するよう
にはなっていない。そのような例においては、第２のガ
イドビームは少なくとも部分的には、第１のガイドビー
ムに固定的または可撓的に係合されている第２のエアベ
アリングの内部で処理されている。第２のエアベアリン
グは第２のガイドビームの４面の内２つの対向する面に
実質的に接触するエアパッドを含んでいる。
【0012】本発明の他の面に関して言えば、電子線露光シ
ステムは照明コラム、照明コラムから離れて配置されて
いる投影コラムとステージを含むものである。ステージ
は操作される載物台と載物台に機械的に係合されている
エアベアリングを含むものである。載物台は少なくとも
１つのレチクルを支えるようになっている。このレチク
ルを通通して電子線が照明コラムから投影コラムへと通
過するようになっている。エアベアリングにより載物台
がスキャンされるようになっている。一例として、載物
台はレチクルプレートで、エアベアリングからは片持ち
で支えられているものである。そのような例において
は、レチクルプレートは中空のセラミックス製でできて
いても良い。
【0013】他の実施例においては、電子線露光システムは
ガイド部材、マグネットトラック、コイルを含むもので
ある。コイルはエアベアリングに係合され、コイルがマ
グネットトラック内を動く時、コイルは実質的に常にマ
グネットトラック内にあり、コイルの動きにより、エア
ベアリングはガイド部材の上を動くようになっていても
良い。そのような例においては、コイルの動きにより載
物台がスキャンするように動かされる。
【0014】本発明のもう１つの側面においては、真空環境
で作動する電子線露光システム内でスキャンするのに好
適なステージであって、第１のガイドビーム、第１エア
ベアリングと片持ちレチクルプレートを含む並進部材、
とリニアモータを持つものである。リニアモータは第１
エアベアリングに係合し、リニアモータにより並進部材
が第１ガイドビームの上をスキャンする時に電子線露光
システムの磁場を変化させない。リニアモータは更にス
テージの重心を駆動するようになっている。
【0015】一例として、ステージは、第１のガイドビーム
に固く係合されている第２のエアベアリングだけでな
く、少なくとも２側面を持ち第１のガイドビームに実質
的に直交する第２のガイドビームを含む。第２のエアベ
アリングは第２のガイドビームの４面の内、天底の２面
のみにだけ実質的に接触するエアパッドを含む。そのよ
うな例においては、ステージは更に第３のガイドビーム
と、第３のガイドビームに関して動く第３のエアベアリ
ングを含む。第３のエアベアリングは第１のガイドビー
ムに係合され、並進部材はヨー回転をしても構わない。
【0016】本発明のこれらの利点及び他の利点は、以下の
詳細な記述を読み、図を見ることにより明らかとなる。
【0017】
【実施例】電子線露光装置内で使われるスキャン用レチ
クルステージは一般に高真空環境、つまり、およそ１０
−６Torr台の真空環境で作動できるようにしなければな
らない。一般に、電子線投影システム内でのスキャン用
に好適なレチクルステージは電子線の軌道における磁場
への妨害を最小限にするようにされている。これから、
レチクルステージは、磁場を妨害する動く磁石と鉄の量
を最小にすべきである。
【0018】金属のような他の導体が、照明レンズと投影レ
ンズの間の磁場中で動くが、これは磁場に大きな影響を
与えるものではない。つまり、動いている導体はその導
体内に渦電流を作り、さらにそれが磁場を作るのである
が、他の導体は磁場に二次的な影響しか与えない。一般
に、これらの付加的な磁場が影響を与える程度は、磁場
の強さとその磁場の電子線軌道への近さだけでなく、そ
の大きさ、方向、速度と導体の導電性によって決まる。
磁場への二次的な影響に関して考慮すべきことは、真空
チャンバの電子線コラムによる磁場シールドをも含むが
これに限定されるものではない。
【0019】一例として、レチクルステージは、複数のレチ
クルを保持しレチクルステージをスキャンすることので
きるエアベアリングに係合されている片持ちテーブルを
含んでも良い。このテーブルは照明レンズコラムと投影
レンズコラムの間に収容できる大きさにしても良い。更
に、テーブルはセラミックスでできていても良い。一般
に、セラミックスを用いたテーブルの使用に加えて、エ
アベアリングを使用することは、動ごいている金属材料
に係わる問題を著しく減少させる。動いている金属材料
の影響を更に減少させるためには、テーブルは非常に小
さい金属製のねじによって固定されるようにしても良
い。
【0020】レチクルステージを動かすためのリニアモータ
はマグネットトラックが実質的に固定されていても良
い。これにより、動いている磁石に係わる問題が効果的
に解決される。リニアモータはさらに、可動部材例えば
レチクルステージの中心を駆動するようになっていても
良い。可動部分が加速される時にステージ全体に生じる
望ましくないモーメントを最小限にすることができるな
ど多くの点で、重心をドライブするのが望ましい。一
方、リニアモータコイルは比較的大きな導体であり、リ
ニアモータコイルは電子線コラムから比較的離れて置か
れていても良い。また、リニアモータのマグネットトラ
ックからシールドされていても良い。更に、スキャンす
るため励磁された時、リニアモータのコイルは比較的大
きな磁場を発生させるが、加速に使われる電流の量は小
さく、その結果、電子線にはほとんど影響を与えない。
【0021】図２は電子線露光システムに使用するのに好適
なスキャン用レチクルステージを模式的に表したもので
あり、これを参照しつつ、本発明の実施例を以下に述べ
る。スキャン用レチクルステージ２０８は照明レンズ２
１０と投影レンズ２１４との間の空隙２２４でレチクル
２２２をスキャンするようになっている。一例として、
レチクル２２２は一方向例えばY軸２２８に沿ってスキ
ャンされ、次に他の方向例えばX軸２３６に沿ってステ
ップするように、レチクルステージ２０８が配置されて
いても良い。電子は照明レンズ２１０とレチクル２２
２、投影レンズ２１４を通過し、レチクル２２２上のパ
ターンがウエハ２１８上に形成されるようにウエハ２１
８上の投影されても構わない。
【0022】レチクルステージ２０８は複数のレチクル、例
えば２枚または３枚のレチクルを収容するようになって
いても構わない。これは、ウエハ２１８上に形成される
全回路の補完用パターンをも含むものである。一例とし
て、およそ２５ｍｍ×３３ｍｍの大きさのチップ上に全
回路が形成されても良い。レチクル片持ち部材３０１の
大きさはY軸２２８に沿ってのレチクルステージ２０８
の大きさ同様、比較的大きい。例を挙げると、Y軸２２
８に沿ってのストロークの長さはおよそ６００ｍｍ以内
であり、同様に、X軸２３０にそってのレチクルステー
ジ２２８のストロークの長さも比較的大きくて構わな
い。例えばX軸に沿ってのストロークの長さはおよそ１
７０ｍｍまでである。ストロークの長さは典型的には、
レチクルの大きさと形状によっている。とりわけ、レチ
クルステージ２０８によって保持されるレチクルは複数
のスキャン用ストライプを持っていることから、レチク
ルステージ２０８のストロークはスキャン用ストライプ
をカバーするのに十分なストロークを要求される。
【0023】レチクルステージ２０８は図３に示すように、
片持ち部材を含むように構成しても良い。図３は本発明
の第１の実施例による片持ちのスキャン用レチクルテー
ブルを保持するレチクルステージを模式的に表したもの
である。レチクルステージ２０８は片持ち部材あるいは
スキャン用Yステージ３０１を含むものである。片持ち
部材あるいはスキャン用Yステージ３０１はプレート３
００、例えばレチクル（図示せず）を収納するのに必要
な大きさの開口３０２を含むテーブルあるいは片持ち部
材を含むものである。プレート３００は３個の開口３０
２あるいはチャックを持つものとして示されているが、
プレート３００は一般にどのような開口の個数、例えば
２個を持つものでも良い。開口３０２の数は、例えばパ
ターン領域の大きさとウエハ上のチップに必要なパター
ンの数によって決めても良い。典型的には、開口３０２
はX軸３３０に沿って移動するのが実質的に最小となる
ようにレチクルがスキャン方向、つまり、Y軸３２８に
沿う方向に配置しても良い。しかしながら、開口３０２
の配置は大きく異なるものでも構わない。例えば、開口
３０２は四個所に配置されても良い。
【0024】テーブル３００を含む片持ち部材３０１は、比
較的高い真空度での許容されるアウトガス特性を持つ非
金属材料で構成しても良い。例を挙げると、片持ち部材
３０１はセラミックスで作られていても良い。セラミッ
クスで作られた片持ち部材３０１は電子線露光システム
の磁場に大きな影響を与えずに電子線露光システム内を
動くことができる。片持ち部材３０１の剛性―自重比を
実質的に最大にするためには、テーブル３００は中空の
セラミックスで構成されていても良い。
【0025】一般に、プレート３００の少なくとも１つの側
面または２つの側面と前端３４４は鏡面、つまりレチク
ルステージミラーを含んでも良い。鏡面化された表面に
より、レーザ干渉計のビームは、側面３４０と前端３４
４から反射され、プレート３００、もっと一般的には、
片持ち部材３０１の位置計測ができる。例えば、前端３
４４はX方向３３０のステージの位置を計測するのに用
いられても良く、同様に、Y軸３２８とZ軸３２６、つま
り、Y軸回りの回転であるθy３５２（以下θx、θy、θ
zはX軸、Y軸、Z軸回りの回転を表すものとする）、θz
３５０回り回転の計測に使われても良い。同様に、側面
３４０はY軸に沿ってのステージ２０８の位置とZ軸３２
６回り、つまりθz３５０とX軸３３０回り、つまりθx
３５６の回転位置を計測するのに用いても良い。
【0026】上述の如く、片持ち部材３０１はビームガイド
３１０に沿ってスキャン方向、つまり、Y方向３２８に
動くエアベアリングボックス３０６を含んでいる。特
に、プレート３００はエアベアリングボックス３０６に
係合しているおり、エアベアリング３０６の動きにより
プレート３００は、例えば照明レンズと投影レンズの間
においてスキャンをする。エアベアリングボックス３０
６、より詳細にはYベアリングボックス３０６は図５を
参照しつつ説明される。非真空環境で作動しているエア
ベアリングステージと比べると、レチクルステージ２０
８が収納されている真空チャンバの中へエアベアリング
ボックス３０６から漏れるガスを最小にするという特徴
があることに注意を払うべきである。ガス漏れを最小限
にすることにより、達成可能な真空度が大きく下がるこ
とを防止することができる。
【0027】一般に、Yエアベアリングボックス３０６から
の排気はビーム３１０の内部を通じて排気しても構わな
い。上述したように、Yベアリングボックス３０６はY軸
３２８に沿ってビーム３１０上をスライドするようにな
っている。Y軸３２８に沿って動くのは自由であるが、X
軸３３０、Z軸３２６に沿っては制限されている。更
に、Yベアリングボックス３０６はガイドビーム３１０
に対しての回転が制限されている。換言すると、Yベア
リングボックス３０６はX軸３３０、Y軸３２８、Z軸３
２６回りに回転しなくても良いことになる。ガイドビー
ム３１０は以下に図７を参照しつつ説明される。
【0028】スペーサ３１４はＹベアリングボックス３０６
に関して、リニアモータ用のコイル部組３１８を保持
し、コイル部組３１８によりYベアリングボックス３０
６がスキャンするようになっている。一例として、コイ
ル部組３１８は２つのコイルを含むが、コイル部組３１
８に含まれるコイルの数はいくつでも良い。一つのコイ
ルはＹベアリング３０６の上に、もう一つのコイルはＹ
ベアリング３０６の下に配置されているコイル部組３１
８の２つのコイルを用いることでＹベアリング３０６に
加わる正味の駆動力が片持ち部材３１０とビーム３１０
の重心に近くすることができる。少なくとも部分的にコ
イル部組３１８を取り巻くコイル部組３１８とスペーサ
３１４とマグネットトラック（図示せず）によって、コ
イル部組３１８の中のコイルが、ステージ２０８のＸス
トローク、つまりＸ軸３３０に沿って、Ｙ軸３２８に沿
って比較的定常的な力を維持している間、マグネットト
ラックの中を動くようになっている。
【0029】ビーム３１０はエアベアリングボックス３４
８、つまりＸベアリングボックス３４８ａと３４８ｂの
上に載っている。Ｘベアリングボックス３４８はＹベア
リングボックス３０６と構造が類似になっている。一般
に、Ｘエアベアリングボックス３４８はエアパッド３５
０を含む。エアパッド３５０は、Ｘビーム（図示せず）
に実質的に接触し、Ｘベアリングボックス３４８がＸビ
ームに沿ってＸ方向３３０にスライドすることができる
ようになっている。エアパッド３５０はＸベアリングボ
ックス３４８ｂつまり、エアパッド３５０ｄと３５０ｅ
の上部と下部の内表面に備えられている。上述の実施例
で、Ｘベアリングボックス３４８ａには上部と下部の内
表面、例えばＸベアリング３４８ａのエアパッド３５０
ａと３５０ｂ、同様に側面内表面、例えばＸベアリング
ボックス３４８ａのエアパッド３５０ｃを含むものであ
る。エアパッド３５０は図４〜６を参照しつつ説明され
る。
【0030】Ｘベアリングボックス３４８はリニアモータに
係合されており、リニアモータは一般に固定磁石と動く
コイル３５３を含む。リニアモータは、エアベアリング
ボックス３４８をＸビーム（図示せず）あるいは、Ｘ軸
と平行な軸を持つビームに沿って動かすようになってい
る。典型的には、それぞれのモータは異なる増幅器とモ
ータを用いて、等しい力で駆動される。しかしながら、
ヨー回転例えばステージ２０８の角度θz３５０を制御
するには、２つのモータが一致することが必要であるこ
とを理解すべきである。
【0031】典型的には、リニアモータコイル３５３からの
正味の力はステージ２０８、ビーム３１０、コイル３５
３、エアベアリングボックス３４８とカップラ３５４の
重心と同じ平面上にある。更に、リニアモータコイル３
５２と対応する磁石の間の隙間により、コイル３４３と
それぞれのマグネットトラック、例えば、以下で記述さ
れる図１４のトラック６１４との間での接触無しで、Ｚ
方向３２６に沿って十分な距離を動くことができる。
【0032】Ｘベアリングボックス３４８ｂは一般にカプラ
３５４を通じてビーム３１０を支持しても良い。カプラ
３５４はビーム３１０とＸベアリングボックス３４８ｂ
の双方に係合しており、ビーム３１０とＸエアベアリン
グボックス３４８ｂとの間の排気が流れる開口を一般に
含んでも良い。Ｘベアリングボックス３４８ｂの内面上
のエアパッド３５０が無いと、Ｘベアリングボックス３
４８ｂはＸ方向３３０とθz３５０回りに動くようにな
っている。換言すると、Ｘエアベアリング３４８ａは効
果的にＸ軸３３０とθz３５０回りにのみ動くようにな
っている。
【0033】上述の実施例において、ステージ２０８がヨー
回転、例えばＺ軸３２６回りに回転するためには、Ｘエ
アベアリングボックス３４８ａは可撓部材３５６に係合
されていても良い。更には、Ｘエアベアリングボックス
３４８ａのそれぞれの内表面上のエアパッド３５０を含
んでいても良い。ヨー可撓部材３５６は１方向の回転自
由度を持つ１自由度のジョイントと一般に考えても良
い。上述の実施例では、ヨー可撓部材３５６はθz３５
０回りにのみに動くことができるようになっているが、
θx３５６およびθy３５２回りの回転は制限されてい
る。同様に、Ｘ軸３３０、Ｙ軸３２８、Ｚ軸３２６に沿
っての動きは制限されている。つまり、ヨー可撓部材３
５６はガイドビームとＸエアベアリングボックス３４８
ｂがＸエアベアリングボックス３４８ａに対してヨー回
転できるようになっていることになる。
【0034】一般にヨー可撓部材３５６は可撓部材と剛性部
材の両方からなり、比較的コンパクトになっている。可
撓部材と剛性部材は別の部材でも良く、つまりヨー可撓
部材３４６は複数の部品から作られていても良い。しか
しながら、一実施例として、ヨー可撓部材は単体、例え
ば一つの部品からできているものでも良い。ヨー可撓部
材は一般に、金属、セラミックスを含むどのような物質
から出来ていても良い。
【0035】ヨー可撓部材３５６は実質的にはヒンジであ
り、リニアモータ３５２によって制御することができ
る。ヨー可撓部材３５６が無い場合には、Ｘエアベアリ
ングボックス３４８ａのヨー回転はＸベアリングボック
ス３４８、更に具体的にはＸエアベアリングボックス３
４８ａによって制限される。それゆえ、ヨー回転運動は
止まり、あるいはヨー回転が全く不可能になる。一般
に、ステージ２０８のヨー回転角はコイル３５３に係わ
るリニアモータの差動コントロールによっても構わな
い。そのような差動制御は例えばリニアモータを僅かに
異なる速度で作動させることにより達成しても構わな
い。
【0036】コイル３５３は一般にＸ方向３３０に加えてＹ
方向３２８の力を生み出し、レチクルステージ２０８の
位置を制御する。特に、レチクルステージ２０８の位置
を制御する位置検出センサを使用と共に、Ｙ方向３２８
のへの力の生成により、サーボ用のフィードバックルー
プをつくることができる。
【0037】図４〜６を参照しつつ、本発明の実施例である
Ｙエアベアリング３１０について説明する。前に述べた
ように、Ｘベアリングボックス３４８ａはＹエアベアリ
ングボックス３１０に構造が似ている。一方、Ｘエアベ
アリングボックス３４８ｂは一般に、Ｘエアベアリング
ボックス３４８ｂが内側面のそれぞれでエアパッドを持
たない点で、Ｙエアベアリングボックス３１０とは異な
る。Ｙエアベアリングボックス３１０は、作動時、例え
ば図３のビーム３１０に沿って動く際、高剛性、低ノイ
ズ、そして実質的に摩擦が無い。これより、Ｙエアベア
リングボックス３１０は電子線露光システムにおける真
空環境での使用に好適なものである。
【0038】図４〜６に示したように、Ｙエアベアリングボ
ックス３０６はエアパッド３５０を含む。一般に、エア
パッド３５０はチャンネル４０４に囲まれている。エア
パッド３５０は典型的にはエア供給源に接続されてい
る。複数のチャンネル４０４を使用することにより、電
子線露光システムの真空チャンバに放出されるガスの量
を減らすことができ、その結果ポンプで引かなければな
らない量が減る。それゆえ、真空環境はＹエアベアリン
グボックス３１０によるエアに実質的に影響を受けない
ようになる。
【0039】チャンネル４０４ａは、それぞれのエアパッド
３５０を直接取り囲むものであるが、これは大気圧のガ
スを保つようになっており、それぞれのエアパッド３５
０が真空環境ではない環境、つまり、空気中で作動して
いるかのように作動する。更に、それぞれのエアパッド
３５０は真空チャンバの外、例えば、ポートからホース
を通じて通気がある。一例として、比較的弱い真空がホ
ースの一端に加えられているため、流れの制限は補償さ
れる。流れの制限を補償することにより、チャンネル４
０４ａの圧力は、およそ大気圧、例えば、およそ１００
Ｔｏｒｒから８００Ｔｏｒｒの間に保たれる。
【0040】島４０８はチャンネル４０４ａを低真空排気溝
であるチャンネル４０４ｂから隔てるようになってい
る。一般に、島４０８は、エアパッド３５０と実質的に
同じ高さを持っている。例えば、図６のエアパッド３５
０ｃに近い島４０８のＺ方向３２６の高さはエアパッド
３５０ｇのＺ方向３２６の高さと実質的に同じである。
同様に、エアパッド３５０とガイドビームの間の間隙は
島４０８とガイドビームの間の間隙と実質的に同じであ
る。島４０８はその間隙とで大気圧チャンネル４０４ａ
から低真空チャンネル４０４ｂへの漏れを制限する。
【0041】低真空チャンネル４０４ｂはポート、例えば、
図３のガイドビーム３１０の低真空トランスファポート
とダクトを通してポンプのような装置へと排気される。
ガイドビームのダクトはエア供給ホースにつながれてい
ても良い。エア供給ホースは、ポンプと通気があるケー
ブルループにつながれていても良い。上述の実施例で
は、図５に示した低真空排気溝４２２は低真空チャンネ
ル４０４ｂと通気があり、更に、実質的に低真空チャン
ネル４０４ｂと接している。排気溝４２２はガイドビー
ムの排気ポートを通じてポンプと通気していても良い。
一例として、排気溝４２２はガイドビームの排気ポート
と重なっていても良く、これは、以下に図７を参照しつ
つ説明されるのであるが、排気ポートを通じて低真空フ
ローはポンプにより排出されても良い。
【0042】排気溝４２２の大きさはシステムの要求によっ
て大きく変化しても良い。一般に、排気溝４２２は十分
深く、例えば、Z軸３２６に沿っての排気溝４２２の長
さは十分大きく、低真空のガイドビームの排気ポートへ
の流れが十分流れ易いようになっている。排気溝４２２
の長さ、つまり、X軸３３０に沿って排気溝４１２の大
きさはガイドビームの排気ポートの幅を加えたYエアベ
アリングボックス３０６の行程より大きいか実質的に等
しい大きさでも良い。換言すると、排気溝４２２はガイ
ドビーム３１０の排気ポートが常に実質的に排気溝４１
２によってまたがっているような大きさになっている。
島４１８はチャンネル４０４ｂと排気溝４２２から部分
４２６を隔てるようになっている。排気溝４２０はガイ
ドビームの排気ポートと重なるようになっている。例え
ば、排気溝４２０の高真空フローは高真空トランスファ
ポートを通じてポンプ装置に排気するようになってい
る。高真空フローと低真空フローの両方をガイドビーム
に排気するために、ガイドビームは2つのダクトを含
み、一つは高真空フロー、もう一つは低真空フロー用に
なっていることに注意すべきである。これは、以下に図
７を参照しつつ記述される。このようなダクトは可撓性
ホースを含むいかなる装置を用いて真空ポンプにつなが
れていても良い。溝４１６が実質的に常に高真空トラン
スファポートをまたぐようにするには、Yベアリングボ
ックス３０６のストロークは一般にYエアベアリングボ
ックス３０６のY軸３２８に沿っての長さより小さい。
【0043】図７はガイドビーム、つまり、本発明の実施例
である図３のガイドビーム３１０を三次元的に表したも
のである。ガイドビーム３１０は低真空部分４６０と高
真空部分４６２とを含むものである。低真空部分４６０
は低真空フローを漏らすポート（図示せず）を含み、高
真空部分４６２は高真空フローを漏らすポート（図示せ
ず）を含むものである。
【0044】ガイドビーム３１０は実質的にどのような材料
より作られていても構わない。更に、壁４６４の厚さは
システムの要求によって大きく変わっても構わない。一
例を挙げると、壁４６４はおよそ１５ｍｍの厚さを持っ
ていても構わない。上記に示したように、ガイドビーム
３１０は2つの主だった部分４６６より構成される。こ
れは、エポキシを用いて接合ライン４６８で接合しても
構わない。ガイドビーム３１０には強度を保つため補強
リブ４７０を含んでいても構わない。一般に、補強リブ
４７０はガイドビーム３１０の突起部４７４にエポキシ
等を用いて接着される。これにより、Yベアリングボッ
クス３０６に曲げが生じた時にガイドビームとYエアベ
アリングボックス３０６にダンパー効果が加わるように
なっている。
【0045】図８は図３のコイル部組３１８と片持ち部材３
０１とを横から見たものである。コイル部組３１８は片
持ち部材３０１がスキャンする際、マグネットトラック
５０２のなかでコイルが動くようになっている。マグネ
ットトラック５０２は電子線露光システムに関しては実
質的に固定されている。コイル部組３１８はマグネット
トラック５０２より外には動かないようになっている。
つまり、マグネットトラック５０２はスキャン方向には
比較的長く、コイル部組３１８は実質的に常にマグネッ
トトラック５０２内をスキャンできるようになってい
る。
【0046】片持ち部材３０１の大きなヨー回転を防ぐた
め、コイル部組３１８はコイル部組３１８の中心線３１
８が片持ち部材３０１の重心に一致するようになってい
る。一例としては、片持ち部材３０１の重心と中心線５
０６とを一致させるためには、マグネットトラック５０
２の形を変形させることが必要になる場合があることは
理解されるべきである。一例として、マグネットトラッ
ク５０２の形は中心線５０６の位置を調整するために、
厚くしても良い。
【0047】図９を参照しつつ、本発明の実施例のＸエアベ
アリングボックス３４８ｂがその上を動くガイドビーム
の構造について記述する。ガイドビーム５１０は低真空
側５１２と高真空側５１４を含む。低真空側５１２は低
真空ポートを含むものでで、低真空ポートはＸエアベア
リングボックス３４８ｂとカプラ３５４とガイドビーム
３１０の間から低真空フローを漏れるようにしている。
同様に、高真空再度５１２は高真空ポートを含むもの
で、高真空ポートはＸエアベアリングボックス３４８ｂ
とカプラ３５４とガイドビーム３１０の間から高真空フ
ローが漏れるようになっている。
【0048】ガイドビーム５１０はＸエアベアリングボック
ス３４８ｄに合うようになっており、両側、つまり、ガ
イドビーム５１０の右側と左側の間の間隙５１９はおよ
そ２ｍｍ以下になっている。そのような間隙５１９はＸ
エアベアリングボックス３４８ｄがＸ軸３３０に沿って
動く動く時に、少なくとも小さなヨー回転、つまり、Ｘ
軸３２６回りの回転を示すことができるようになってい
る。更に、間隙５１９はＸエアベアリングボックス３４
８ｄをＹ軸３２８に関して少なくともわずかだけ動かせ
るようになっている。
【0049】図１０は本発明の実施例のＸエアベアリングボ
ックス、例えば図３のＸベアリングボックス３４８ｂを
三次元的に表した図である。Ｘエアベアリングボックス
３４８ｂはエアパッド３５０を含むものである。図４〜
８に関して述べたＹエアベアリングボックス３０６に似
たものである。空気の供給装置（図示せず）に係合され
ているエアパッド３５０ｄと３５０ｅを直接取り囲むも
のは溝５２４ａであり、これを通じて大気圧の空気が流
れるようになっている。大気圧の空気はエアパッド３５
０ｄ、３５０ｅが実質的に非真空環境に置かれているか
かのように作動することができる。島５２６は大気圧溝
５２４ａを低真空溝５２４ｂから分離するようになって
いる。
【0050】低真空域５３０は示したように低真空溝５２４
ｂに係合されている。低真空域５３０と低真空溝５２４
ｂは低真空フローが低真空トランスファポート５３６と
低真空域５３０の間を通るようになっている。低真空フ
ローが生じるように、図９に示したように、Ｘエアベア
リングボックス３４８ｄのストローク中に、ガイドビー
ム５１０のポート５１６はポート５１６が常に効果的に
低真空域５３０の範囲内をまたぐようになっている。
【0051】島５２７は高真空溝５２４ｃから低真空溝５２
４ｂを隔てている。高真空域５３２は高真空排気溝５２
４ｃと通気があり、高真空フローが高真空域５３２と図
９に示したガイドビーム５１０のポート５１８と、高真
空トランスファポート５３４の間を通過するようになっ
ている。Ｘエアベアリングボックス３４８ｄのストロー
クの間、高真空域５３２により高真空フローが高真空ト
ランスファポート５３４と高真空域５３２間を流れるよ
うに、ポート５１８は実質的に通気または接することに
より、高真空域をまたぐようになっている。
【0052】図１１は本発明の実施例による、カプラあるい
はビームコネクタ、例えば図３のカプラ３５４を三次元
的に示した図である。カプラ３５４は低真空チャンネル
５４０と高真空チャンネル５４４を含むものである。低
真空チャンネル５４０は図５のガイドビーム３１０の低
真空部分４６０及び図１０の真空トランスファポート５
３６と通気している。同様に、高真空チャンネル５４４
はガイドビーム３１０の高真空部分４６２及び図１０の
高真空トランスファポート５３４と通気している。換言
すれば、カプラ３５４により、ガイドビーム３１０とＸ
ベアイングボックス３４８ｂの間で真空フローが生じる
ようになっている。
【0053】次に図１２と１３を参照しつつ、内表面に設け
られたエアパッドを備えたエアベアリングボックスとＸ
エアベアリングボックスに使うのに好適なガイドビーム
について記述する。とりわけ、図３のＸベアリングボッ
クス３４８ａに関して好適な本発明によるガイドビーム
の実施例が記述される。Ｘエアベアリングボックス３４
８ａがその上を動くガイドビーム５７０は、低真空域部
分５７２と高真空部分５７４とを含んでもの良い。低真
空部分５７２は低真空排気ポート５７６を含み、それを
通して低真空フローが流れる。同様に、高真空部分５７
４は高真空排気ポートを含み、それを通じて高真空フロ
ーが流れる。
【0054】Ｘエアベアリングボックス３４８ａは４面にエ
アパッドを含む。それゆえ、Ｘエアベアリングボックス
３５８ａは効果的に運動を制限されており、Ｘ軸３３０
に沿ってのみ実質的に動くようになっている。Ｘベアリ
ングボックス３４８ａのヨー回転を若干許すために、ヨ
ー可撓部材３５６がＸエアベアリングボックス３４８ａ
に係合されている。エアパッド３５０ａ、３５０ｃは一
般に空気供給源に係合されており、溝５８２ａに取り囲
まれている。溝５８２ａを通じて空気は大気圧で流れ
る。上述したように、溝５８２ａにより、エアパッド３
５０ａ、３５０ｃは真空環境にないかのように作動す
る。
【0055】溝５８２ａは島５８８により低真空溝５８２ｂ
より隔てられている。溝５８２ｂの低真空フローは島５
９０により高真空溝５８２ｃから隔てられている。溝５
８２ｂは部分５８６に接している。つまり、溝５８２ｂ
の低真空フローは部分５８６に関連するものである。一
例として、低真空ポート５７６は常に部分５８６と通気
がある。これより、Ｘエアベアリングボックス３４８ａ
のストロークは低真空排気ポート５７６が部分５８６に
重なるようになっている。溝５８２ｃは高真空域５８４
に接しており、高真空域５８４は、Ｘエアベアリングボ
ックス３４８ａのストロークの間、高真空排気ポート５
７８により、重なるようになっている。
【0056】図１４は、本発明の実施例によるレチクルステ
ージ２０８、片持ち部材３０１を含むスキャニングシス
テムを三次元的に表した図である。図示したように、ス
キャニングシステム６０２において、片持ち部材３０１
はビーム３１０を実質的に覆うＹベアリングボックス３
０６を含んでいる。ビーム３１０はＸエアベアリングボ
ックス３４８ａとヨー可撓部材３５６により係合されて
おり、Ｘエアベアリングボックス３４８ａは２つのチャ
ンバを持つビーム５７０に沿ってスキャンするようにな
っている。ビーム３１０はＸエアベアリングボックス３
４８ｂにも係合されており、Ｘエアベアリングボックス
は上述されたように、カプラ３５４により２つのチャン
バを持ったビーム５１０に沿ってスキャンするようにな
っている。
【0057】一般に、Ｙエアベアリングボックス３０６はマ
グネットトラック５０２に対して動くが、マグネットト
ラック５０２はＹベアリングボックス３０６に係合され
たコイル（図示せず）と共に効果的にリニアモータを形
成する。図９〜１３を参照しつつ、上記で述べたよう
に、コイルはマグネットトラック５０２内を動く。同様
に、Ｘエアベアリングボックス３４８はマグネットトラ
ック６１４内で動くコイル３５２を持ち、Ｘエアベアリ
ングボックス３４８をビーム５１０、５７０に沿ってス
キャンさせる。
【0058】レチクルプレート２０８をＺ方向３２６にステ
ップさせるために、ビーム５１０、５７０は係合しても
良い。例えば、前端部で昇降機構６３０に係合しても良
い。昇降機構６３０は一般に、ビーム５１０、５７０を
昇降させるもので、その結果レチクルプレート２０８は
Ｚ方向３２６に昇降する。昇降機構６３０は実質的にど
のような形状も可能である。例を挙げると、昇降機構６
３０はスキャニングシステム６００の重量を相殺するた
めのエアスプリングまたは機械的スプリングを用いたア
クチュエータを含んでも良い。アクチュエータはしばし
ば、ボイスコイルモータまたはＥＩコアモータである。
【0059】レチクルステージを含むスキャニングシステム
の全体設計はいろいろと変化する。例えば、図２のヨー
可撓部材３５６のようなヨー可撓部材は使用しなくても
構わない。ヨー可撓部材を使用しないと、スキャニング
方向に沿ってのレチクルの位置を制御するためにサーボ
モータを配置しても良く、ヨー可撓部材の不使用を補う
ためにXベアリングボックスを変更しても良い。図１５
を参照しつつ、本発明の実施例であるヨー可撓部材の無
いスキャニングシステムを説明する。スキャニングシス
テム７０２はYエアばベアリングボックス７１０とレチ
クルプレート７１２を持つステージ７０８を含んでい
る。Yエアベアリングボックス７１０はYエアベアリング
ボックス３０６と実質的に同じであり、Yエアベアリン
グボックス３０６は図４〜８を参照しつつ詳細に説明を
した。レチクルプレート７１２は図３のレチクルプレー
ト３００に似ており、ウエハを支え、保持するように設
けられた２つの開口７１４を含む。しかしながら、レチ
クルプレート７１２の開口７１４の数は大きく替えても
構わないことに注意すべきである。
【0060】Ｙエアベアリングボックス７１０はビーム７１
１に沿ってＹ方向７２８にスキャンするようになってい
る。Ｙエアベアリングボックス７１０に係合されたコイ
ル（図示せず）はマグネットトラック７３２内を動くよ
うになっていても構わない。コイルとマグネットトラッ
ク７３２とはリニアモータを構成することに注意すべき
である。マグネットトラック７３２は、一例では、可撓
部材７３５に懸架されている。マグネットトラック７３
２は可撓部材７３５に懸架されているとはいえ、動いて
実質的にスキャニングシステム７０２の全体的な磁場を
乱すようにはなっていない。
【0061】ビーム７１１はＸベアリングボックス７１８に
係合されており、Ｘベアリングボックス７１８は、カプ
ラ７２２を通じて２つのチャンバを含むビーム７２０に
沿ってスキャンするようになっている。以上で説明した
実施例ではヨー可撓部材は使われていない。ヨー回転は
レチクルプレート７１２をＸ軸７３０に沿って動かすモ
ータ７２４の使用により実質的に制御するようにしても
良い。特に、モータ７２４は追加のモータ、例えばＹ軸
７２８に沿って動きを制御するコイルとマグネットと共
にＸ軸７３０に沿って動きを生じさせるリニアモータで
ある。
【0062】Ｘエアベアリングボックス７１８は形状におい
て図９，１３のＸエアベアリングボックス３４８ｂに似
ている。つまり、Ｘエアベアリングボックス７１８の内
側面上にはエアパッドはない。そのような形状はＸエア
ベアリングボックス７１８にも適用しても構わない。と
いうのは、Ｙ方向３２８に沿ってのＸエアベアリングボ
ックス７１８には実質的に制限するものはなく、ビーム
７２０に対してのＸエアベアリングボックス７１８の位
置決めはヨー可撓部材がスキャニングシステム６０２に
含まれていた場合よりも重要ではないからである。
【0063】一般に、Ｙエアベアリングボックス３０６はマ
グネットトラック５０２に対して動く。マグネットトラ
ック５０２はＹエアベアリングボックス３０６に係合さ
れたコイル（図示せず）と共に効果的にリニアモータを
構成する。図９〜１３を参照しつつ上述したように、コ
イルはマグネットトラック５０２内で動く。同様に、Ｘ
エアベアリングボックス３４８はコイル３５２を持ち、
コイル３５２はマグネットトラック６１４内を動き、Ｘ
エアベアリングボックス３４８がビーム５１０、５７０
に沿ってスキャンするようにさせる。
【0064】昇降機構７３４は一般にレチクルプレート７１
２をＺ方向７２６にステップさせるようになっており、
ボイスコイルモータやＥＩコアモータのようなアクチュ
エータを含んでも良い。これらは、エアスプリングまた
は他の機械的スプリングを用いスキャニングシステム７
０２の自重を補償する。スキャニングシステム７０２は
結合部材７４０をも含む。結合部材７４０は反力を消去
するようになっている。反力はリニアモータにより生じ
る駆動力に対応して生じる。
【0065】スキャニングシステム７０２はスキャニングシ
ステム７０２の各部の位置を計測するための任意の数の
センサを含んで良い。表面７３２，７３３，７３６，７
４８はレーザ変位計を用いて各部の相対位置を計測する
ために鏡面化されている。一例とし、レーザ干渉計の光
線は表面７４４で反射され、Ｘ軸７３０に沿ってのレチ
クルテーブル７１２の位置を測るようにしても良い。同
様に、Ｙ軸７２８とＺ軸７２６回りの回転を計測するよ
うしても良い。レーザ干渉計の光線はまた、表面７４６
で反射され、Ｙ軸７２８に沿ってのレチクルテーブル７
１２の位置及びＺ軸７２６、Ｘ軸７３０回りの位置を計
測するようにしても良い。
【0066】表面７４２、７４８はビーム７１２の位置を計
測するために使用しても良い。例えば、レーザ干渉計の
光線は表面７４２、７４８で反射しＸ軸７３０に沿って
のビーム７１２の位置及びＺ軸７２６に関するビーム７
１２の回転を計測するようにしても構わない。
【0067】ビーム７１２のＹ軸７２８に関して位置を計測
するためには、位置センサはビーム７１２の先端または
後端の少なくとも一方に配置しても良い。更に、オート
フォーカスセンサをレチクルプレート７１２に下に加え
てＺ軸７２６に沿ってレチクルプレート７１２の位置を
計測するようにしても良い。いくつかの実施例では、昇
降機構７３４内のスプリングの伸び、例えばＺ軸７２６
に沿っての伸びを計測するように、センサを配置しても
良い。
【0068】図１６は本発明の第２の実施例によるスキャニ
ングシステム７０２の裏側を三次元的に示したものであ
る。示されているように、結合部材７４０は反力リンク
８０２に係合されており、反力リンク８０２はスキャニ
ングシステム７０２の真空による力のバランスをとるよ
うに蛇腹（図示せず）の中に配置してもよい。一般に、
反力リンク８０２、反力リンク８０４はリニアモータ７
２４に係合して、スキャニングシステム７０２内の反力
を実質的に消滅させるか、あるいはスキャニングシステ
ム７０２から排除するようにされていても良い。
【0069】ケーブルループ８１０，８２０は動力をリニア
モータに供給するようになっている。特に、ケーブルル
ープ８１０はリニアモータ７２４に電力を供給するよう
になっており、一方、ケーブルループ８２０がマグネッ
トトラック７３２を含むリニアモータに電力を供給する
ようになっている。ケーブルトラック８２２はケーブル
ループ８１０，８２２が電力を供給するように配置され
ている。
【0070】本発明の数少ない実施例のみが述べられたが、
本発明の趣旨から外れることなく本発明は、他の多くの
実施形態があることを理解すべきである。例を挙げる
と、レチクルステージは中空のセラミックスでできた構
造にしても良く、レチクルステージは他の種種の材料で
作られても良い。好ましい材料にはプラスチックと木が
含まれるが、これに限られるわけではない。
【0071】本発明のスキャニングシステムに使用するエア
ベアリングはエアパッドと真空フローのためのチャンネ
ルを含むものと記述されたが、上述のエアベアリングの
形状は比較的高い真空環境で使うのに好適なエアベアリ
ングの一例であることに注意すべきである。更に、エア
ベアリングの設計は、本発明の趣旨から外れることのな
い範囲で上述の設計から異なるものであっても良い。
【0072】本発明のガイドビームは一般に２つのチャンバ
を持っている。２つのチャンバを持ったビームの設計と
大きさは大きく異なっても構わない。例を挙げると、Ｙ
軸に沿って位置決めされるビーム、例えば、Ｙビームは
およそ１５ｍｍの壁厚を持ち、上のチャンバは低真空フ
ローを下のチャンバは高真空フローを扱うものであって
も良い。Ｙビームはエポキシを用いてＹビームに接着さ
れたリブにより補強されたものでも良い。リブは、Ｙエ
アベアリングボックスのエアパッドがＹビームに接触す
る個所の下に配置される。ヨー可撓部材を含まないスキ
ャニングシステムのＸビームは並んだ高真空チャンバと
低真空チャンバを持つものでも良く、それによって、カ
プラを通じてＹビームとＸビームとの間を流れるように
なっている。
【0073】片持ちレチクルプレートは電子線露光システム
の部品として使用するのに好適であると述べたが、片持
ちレチクルプレートは一般に実質的にどのようなものに
も適用することができることに注意を払うべきである。
例えば、片持ちレチクルプレートは従来からの光露光シ
ステムに使われても構わない。それゆえ、本実施例は実
例を示したに過ぎず、それらに制限されるべきものでは
ない。また、本発明はここで示された細部に限定される
ものではなく、特許請求の範囲の趣旨から外れない範囲
で替えても良い。
【0074】
【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、短時間に精度良く位置決めすることのできるレチク
ルステージを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は電子線露光システムのレンズシステムの
全体構成を示す模式図である。
【図２】図２は本発明の実施例である電子線露光システ
ムのレンズシステムの全体構成を示す模式図である。
【図３】図３は本発明の第１の実施例による片持ちレチ
クル部材によるステージを示す図である。
【図４】図４は本発明の実施例による片持ちレチクル部
材、例えば、図３の片持ち部材２０８を示す図である。
【図５】図５は本発明の実施例によるエアベアリングボ
ックス、例えば図３のＹエアベアリングボックス３０６
を三次元的に示した図である。
【図６】図６は本発明の実施例によるエアベアリングボ
ックス、例えば図３のＹエアベアリングボックスのエア
パッドの断面を示した図である。
【図７】図７は本発明の実施例によるビーム、例えば図
３のビーム３１０を三次元的に示した図である。
【図８】図８は本発明の実施例による片持ち部材、例え
ば図３のレチクル片持ち部材２０８とマグネットトラッ
クの断面を示す図である。
【図９】図９は本発明の実施例によるエアベアリングボ
ックス、例えば図３のＸエアベアリングボックス３４８
を三次元的に示した図である。
【図１０】図１０は本発明の実施例によるエアベアリン
グボックス、例えば図３のＸエアベアリングボックス３
４８ｂを三次元的に示した図である。
【図１１】図１１は本発明の実施例によるカプラ、例え
ば図３のカプラ３５４を示した図である。
【図１２】図１２は本発明の実施例によるエアベアリン
グボックス、例えば図３のＸエアベアリングボックス３
４８ａの三次元的に示した図である。
【図１３】図１３は本発明の実施例によるエアベアリン
グボックス、例えば図３のＸエアベアリングボックス３
４８ａを三次元的に示した図である。
【図１４】図１４は本発明の実施例によるレチクル片持
ち部材、例えば図３のレチクル片持ち部材２０８を含む
スキャニングシステムを三次元的に示した図である。
【図１５】図１５は本発明の実施例による、レチクル片
持ち部材を含むスキャニングシステムを三次元的に示し
た図である。
【図１６】図１６は本発明の第２の実施例による、スキ
ャニングシステムの背面、例えば図１５のスキャニング
システム７０２を三次元的に示した図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 21/30 ５４１Ｓ (72)発明者 ダブリュ．トーマス ノバック アメリカ合衆国．94010 カリフォルニア ヒルスボロー，レイクビュー ドライブ 1205 Ｆターム(参考） 2H097 AA03 AB09 BA10 CA16 GB01 KA03 KA28 KA38 LA10 5F031 CA02 CA07 HA02 HA03 HA42 HA53 JA01 JA06 JA14 JA17 JA32 KA06 KA07 KA08 LA03 LA07 LA08 NA05 5F056 AA22 AA40 EA12 EA14 FA10

Claims (27)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】第１のガイド部材と移動部材からなり電子
    線露光装置に使用されるスキャン装置であって、前記第
    １のガイドビームは第１の真空チャンバと第２の真空チ
    ャンバを含み、前記移動部材は前記第１のガイドビーム
    対して直線的に動くようになっており、前記第１のガイ
    ドビームは少なくとも部分的には前記移動部材内に配置
    されており、前記移動部材は第１のエアベアリングとレ
    チクルプレートを含み、前記第１のエアベアリングは前
    記第１の真空チャンバと前記第２の真空チャンバに通気
    していることを特徴とするスキャン装置。
  2. 【請求項２】前記第１のガイドビームは４面の接触面を
    持ち、前記第１のエアベアリングは前記４面の接触面の
    それぞれに実質的に接触するエアパッドを含むものであ
    ることを特徴とする請求項１に記載のスキャン装置。
  3. 【請求項３】前記第１のガイドビームは少なくとも部分
    的には前記第１のエアベアリング内に配置されているこ
    とを特徴とする請求項１に記載のスキャン装置。
  4. 【請求項４】コイルとマグネットトラックを含むリニア
    モータを含むことを特徴とする請求項３に記載のスキャ
    ン装置。
  5. 【請求項５】前記コイルは前記第１のエアベアリングに
    係合されており、前記コイルは前記マグネットトラック
    内を動き、前記移動部材が前記第１のガイドビームに対
    して直線的に動くことを特徴とする請求項４に記載のス
    キャン装置。
  6. 【請求項６】前記コイルは第１の部分と第２の部分を含
    み、前記第１の部分は前記第１のエアベアリングの上に
    配置され、前記第２の部分は前記第１のエアベアリング
    の下に配置され、前記第１の部分と前記第２の部分間の
    前記コイルの中心線は実質的に前記移動部材の重心を通
    過することを特徴とする請求項５に記載のスキャン装
    置。
  7. 【請求項７】前記レチクルプレートはセラミックスから
    なっていることを特徴とする請求項１記載のスキャン装
    置。
  8. 【請求項８】第２のガイドビームと第２のエアベアリン
    グを含むスキャン装置であって、前記第２のガイドビー
    ムは４面を持ち、前記第１のガイドビームに実質的に直
    交しており、前記第２のガイドビームは前記第１のガイ
    ドビームに直接接触はしないものであり、前記第２のガ
    イドビームは前記第２のエアベアリング内で少なくとも
    部分的に配置されてものであり、前記第２のエアベアリ
    ングは更に前記第１のガイドビームに固く係合されてお
    り、前記第２のエアベアリングは前記第２のガイドビー
    ムの４面の内の２面に実質的に接触するエアパッドを含
    むものであり、前記２面は前記第２のガイドビームの対
    向する面であることを特徴とする請求項１に記載のスキ
    ャン装置。
  9. 【請求項９】第３のガイドビームと第３のエアベアリン
    グを含むスキャン装置であって、前記第３のガイドビー
    ムは少なくとも４面を持ち、前記第２のガイドビームに
    実質的に直交しており、前記第３のガイドビームは前記
    第３のエアベアリング内に少なくとも部分的には配置さ
    れており、前記第３のエアベアリングは前記移動部材が
    ヨー回転をするように前記第１のガイドビームに係合さ
    れていることを特徴とする請求項８に記載のスキャン装
    置。
  10. 【請求項１０】前記第３のエアベアリングは第１のガイ
    ドビームに実質的に固く係合されており、第３のエアベ
    アリングは前記第３のガイドビームの４面の内２面に接
    触するエアパッドを含み、前記２面は前記第３のガイド
    ビームの対向する面であることを特徴とする請求項９に
    記載のスキャン装置。
  11. 【請求項１１】前記第３のエアベアリングは３自由度を
    持つジョイントで前記第１のガイドビームに係合され、
    前記第３のガイドビームの４面の夫々に接触するエアパ
    ッドをを含むことを特徴とする請求項９に記載のスキャ
    ン装置。
  12. 【請求項１２】前記３自由度を持つジョイントはヨー可
    撓部材であることを特徴とする請求項１１に記載のスキ
    ャン装置。
  13. 【請求項１３】前記第２のガイドビームは第３の真空チ
    ャンバと第４の真空チャンバを含み、前記第３の真空チ
    ャンバは前記第２のエアベアリングを通じて前記第１の
    ガイドビームの前記第１の真空チャンバと通気があり、
    前記第４の真空チャンバは前記第１のガイドビームの前
    記第２の真空チャンバと通気があることを特徴とする請
    求項９に記載のスキャン装置。
  14. 【請求項１４】前記第３のガイドビームは第５の真空チ
    ャンバと第六の真空チャンバを含み、前記第５の真空チ
    ャンバは前記第３のエアベアリングを通じて前記第１の
    ガイドビームの前記第１の真空チャンバと通気があり、
    前記第六の真空チャンバは前記第１のガイドビームの前
    記第２の真空チャンバと通気があることを特徴とする請
    求項１３に記載のスキャン装置。
  15. 【請求項１５】照明コラムと投影コラムとステージから
    なる電子線露光システムであって、前記投影コラムは前
    記照明コラムから離れて配置され、前記ステージは、所
    定距離を動く載物台を含み、前記載物台は少なくとも１
    つのレチクルを保持し、電子線は前記照明コラムより前
    記レチクルを通過して前記投影コラムへ照射され、前記
    ステージは前記載物台に係合されたエアベアリングを含
    むものであり、前記エアベアリングにより前記載物台は
    所定距離をスキャンするようになっていることを特徴と
    する電子線露光システム。
  16. 【請求項１６】前記載物台は前記エアベアリングから片
    持ちで支えられているレチクルプレートであることを特
    徴とする請求項１５に記載の電子線露光システム。
  17. 【請求項１７】前記レチクルプレートは実質的に中空の
    セラミックスからなるものであることを特徴とする請求
    項１６に記載の電子線露光システム。
  18. 【請求項１８】ガイド部材とマグネットトラックとコイ
    ルを含む電子線露光システムであって、前記コイルは前
    記エアベアリングに係合され、コイルはマグネットトラ
    ック内を直線的に動き、前記コイルはマグネットトラッ
    ク内に実質的に常にあり、前記コイルの動きにより前記
    エアベアリングは前記ガイド部材上を直線的に動くこと
    を特徴とする請求項１５に記載の電子線露光システム。
  19. 【請求項１９】前記コイルの動きにより前記載物台が所
    定距離をスキャンすることを特徴とする請求項１８に記
    載の電子線露光システム。
  20. 【請求項２０】第２のガイド部材と第３のガイド部材を
    含む電子線露光システムであって、前記第２のガイド部
    材は前記第１のガイド部材に係合しており、前記第１の
    ガイド部材は前記第２のガイド部材に対して並進的に可
    動であり、前記第３のガイド部材は前記第１のガイド部
    材に係合しており、前記第３のガイド部材は前記第１の
    ガイド部材の並進運動とヨー回転を支えるようになって
    おり、前記ガイド部材は前記第１のガイド部材であるこ
    とを特徴とする請求項１８に記載の電子線露光システ
    ム。
  21. 【請求項２１】第１のエアベアリングボックスと第２の
    エアベアリングボックスとヒンジ機構と第１のガイドビ
    ームとレチクルステージを含む電子線露光システムであ
    って、前記第２のガイド部材は前記第１のエアベアリン
    グボックスを通じて前記第１のガイド部材に係合されて
    おり、前記第１のエアベアリングボックスは前記第１の
    ガイド部材に実質的に固く係合されており、前記第３の
    ガイド部材は前記第２のエアベアリングボックスと前記
    ヒンジ機構を通して前記第１のガイド部材に係合してお
    り、前記第１のガイドビームは第１の真空チャンバと第
    ２の真空チャンバを含み、前記レチクルステージは前記
    第１のガイドビームに対して直線的に動き、前記第１の
    ガイドビームは少なくとも部分的には前記レチクルステ
    ージ内に配置され、前記レチクルステージは第１のエア
    ベアリングとレチクルプレートを含み、前記第１のエア
    ベアリングは前記第１真空チャンバと前記第２真空チャ
    ンバと通気していることを特徴とする請求項２０に記載
    の電子線露光システム。
  22. 【請求項２２】第１のガイドビームと並進部材とリニア
    モータからなる、真空環境下で作動する電子線露光シス
    テムでのスキャンに好適なステージであって、前記第１
    のガイドビームは第１の真空チャンバと第２の真空チャ
    ンバを含み、前記並進部材は前記第１のガイドビームに
    対して直線的に動き、前記第１のガイドビームは前記並
    進部材内に少なくとも部分的には配置されており、前記
    並進部材は第１のエアベアリングと片持ちのレチクルプ
    レートを含み、前記第１のエアベアリングは前記第１の
    真空チャンバと前記第２の真空チャンバと通気してお
    り、前記リニアモータは前記第１のエアベアリングに係
    合しており、前記リニアモータにより並進部材が前記第
    １のガイドビーム上をスキャンする時に前記リニアモー
    タは前記電子線露光システムの磁場を変化させず、前記
    リニアモータは前記ステージの重心を駆動することを特
    徴とする電子線露光システム。
  23. 【請求項２３】前記第１のガイドビームは４つの接触面
    を含み、前記第１のエアベアリングは前記４つの接触面
    のそれぞれに実質的に接触するエアパッドを含むもので
    あることを特徴とする請求項２２に記載のステージ。
  24. 【請求項２４】第２のガイドビームと第２のエアベアリ
    ングを含むステージであって、前記第２のガイドビーム
    は４面を含み、前記第２のガイドビームは前記第１のガ
    イドビームに実質的に直交し、前記第２のガイドビーム
    は前記第１のガイドビームに直接接触することはなく、
    前記第２のエアベアリングは前記第１のガイドビームに
    実質的に固く係合されており、第２のエアベアリングは
    前記第２のガイドビームの４側面の内、天面と底面のみ
    実質的に接触するエアパッドを含むものであることを特
    徴とする請求項２３に記載のステージ。
  25. 【請求項２５】第３のガイドビームと第３のエアベアリ
    ングを含むステージであって、前記第３のガイドビーム
    は４面を含み、前記第３のガイドビームは前記第２のガ
    イドビームに実質的に平行であり、第３のエアベアリン
    グは第３のガイドビームに対して並進的に動き、前記第
    ３のエアベアリングは前記並進部材がヨー回転をするよ
    うに前記第１のガイドビームに係合されていることを特
    徴とする請求項２４に記載のステージ。
  26. 【請求項２６】前記第３のエアベアリングは前記第１の
    ガイドビームに実質的に固く係合しており、前記第３の
    エアベアリングは前記第３のエアベアリングが並進的に
    動く時に前記第３のガイドビームの４面に接触するエア
    パッドを含むことを特徴とする請求項２５に記載のステ
    ージ。
  27. 【請求項２７】前記第３のエアベアリングは前記第１の
    ガイドビームに実質的に可撓的に係合しており、前記第
    ３のエアベアリングは前記第３のエアベアリングが並進
    的に動く時に前記第３のガイドビームの４側面の内、天
    面と底面のみに実質的に接触するエアパッドを含むこと
    を特徴とする請求項２５に記載のステージ。
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