JP3626504B2 - ２個の物品ホルダを有する位置決め装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【技術分野】
本発明はＸ方向に平行に、及びＹ方向に平行に延在する案内面と、第１位置から第２位置にＸ方向に平行に、及びＹ方向に平行にそれぞれ移動することができ、案内面上をそれぞれ案内される第１物品ホルダと第２物品ホルダと、これ等第１物品ホルダ、及び第２物品ホルダを案内面上に移動させる移動システムとを具える位置決め装置に関するものである。
また、本発明は放射源と、マスクホルダと、主軸線を有する集束ユニットと、特性化ユニットと、位置決め装置とを具えるリソグラフ装置であって、上記主軸線に垂直なＸ方向に平行に、及びこのＸ方向、及び上記主軸線に垂直なＹ方向に平行に延在する案内面と、それぞれこの案内面上に案内され、第１位置から上記集束ユニットに近い第２位置に、Ｘ方向に平行に、及びＹ方向に平行にそれぞれ移動可能な第１基材ホルダと第２基材ホルダと、上記案内面上に第１基材ホルダ、及び第２基材ホルダを移動させる移動システムとを位置決め装置が具えるリソグラフ装置に関するものである。
【０００２】
【背景技術】
最初のパラグラフに述べた種類の位置決め装置、及びリソグラフ装置はヨーロッパ特許公開第0687957号から既知である。この既知のリソグラフ装置は集積半導体回路の製造プロセスにおける半導体基材の露光に使用されており、いわゆるステップアンドレピートプロセスに従って作動している。この既知の位置決め装置は集束ユニットに対し、及び特性化ユニットに対し、半導体基材を移動させるため、この既知のリソグラフ装置に使用されている。この既知の位置決め装置の第１位置は第１物品ホルダ、又は第２物品ホルダに半導体基材を積載し、又は半導体基材を除去し得る積載除去位置である。この位置決め装置の第２位置は集束ユニットを介して、第１物品ホルダ、又は第２物品ホルダ上にある半導体基材を露光することができる露光位置である。ヨーロッパ特許公開第0687957号には詳細に説明していない位置決め装置の移動システムによって、第１物品ホルダ、及び第２物品ホルダは第１位置から第２位置に、及びこの逆に第２位置から第１位置に移動することができる。第１物品ホルダが第２位置にあり、第１物品ホルダの上にある半導体基材が露光されつつある時、第２物品ホルダは第１位置にあり、この第２物品ホルダ上には次の半導体基材がまず積載される。次に第２物品ホルダは第１位置から特性化位置に移動し、この特性化位置で、第２物品ホルダ上にある半導体基材は特性化ユニットによって特性化される。第２物品ホルダが特性化位置にある時、第１物品ホルダ、及び第２物品ホルダは密接して移動する。このようにして、第１物品ホルダ上にある半導体基材の露光と、第２物品ホルダ上にある半導体基材の特性化とは同時に行われ、従って、このステップアンドレピート原理に基づく装置の生産高は高い。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この既知の位置決め装置、及びこの既知のリソグラフ装置の欠点は、上述したように第１物品ホルダと第２物品ホルダとを密接して移動させているため、第２物品ホルダ上にある半導体基材の特性化と、第１物品ホルダ上にある半導体基材の露光とを互いに独立して行うことができないことである。その結果、第２物品ホルダが特性化位置に達するまでは、第１物品ホルダ上にある半導体基材の露光を開始することができない。
【０００４】
本発明の目的は第１物品ホルダの一連の第１位置決め工程を含む第１プロセスを、第２物品ホルダの一連の第２位置決め工程を含む第２プロセスと同時に、また第２プロセスから独立して実施することができ、また、この第１プロセスを第２物品ホルダについて、第２プロセスを第１物品ホルダについて、同時に独立して実施することができる最初のパラグラフに記載した形式の位置決め装置を得るにある。
【０００５】
また、本発明の他の目的は、第１基材ホルダの一連の第１位置決め工程を含む特性化プロセスを、第２基材ホルダの一連の第２位置決め工程を含む露光プロセスと同時に、独立して実施することができ、また特性化プロセスを第２基材ホルダについて、露光プロセスを第１基材ホルダについて、同時に独立して実施することができる第２パラグラフに記載した形式のリソグラフ装置を得るにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この目的のため、本発明位置決め装置は、前記移動システムが、前記第１物品ホルダと第２物品ホルダとに交互に連結し得る第１移動ユニット及び第２移動ユニットを具え、前記第１移動ユニットはリニヤモータを備えていて、第１位置から、この第１位置と第２位置との間の中間位置に前記第１及び第２物品ホルダを移動させるようになっており、前記第２移動ユニットはリニヤモータを備えていて、前記中間位置から前記第２位置に前記第１及び第２物品ホルダを移動させるようになっており、 各前記移動ユニットは１個のＸモータと、２個のＹモー タとを具え、前記Ｘモータは前記Ｘ方向に平行に延在す る第１部分と、このＸモータの第１部分に沿って移動で き前記第１物品ホルダと第２物品ホルダとに交互に連結 し得る第２部分とを有し、各前記２個のＹモータは前記 Ｙ方向に平行に延在する第１部分と、関連するＹモータ のこの第１部分に沿って移動し得る第２部分とを有し、 各前記移動ユニットのＸモータの前記第１部分が、関連 する移動ユニットの前記２個のＹモータの前記第２部分 に連結されており、前記第１及び第２移動ユニットのＹ モータの前記第１部分が共通バランスユニットに連結さ れ、そのバランスユニットが、前記位置決め装置のベー ス上で案内されていて、前記Ｘ方向に平行に、及び前記 Ｙ方向に平行に移動可能であり、かつ前記Ｘ方向及びＹ 方向に垂直に延在する回転軸線の周りに回転可能であることを特徴とする。
【０００７】
前記第１移動ユニット、及び第２移動ユニットを使用する結果、第１物品ホルダの一連の第１位置決め工程を含む第１プロセスを第１移動ユニットによって、第１位置で、実施することができ、第２物品ホルダの一連の第２位置決め工程を含む第２プロセスを第２移動ユニットによって、第２位置で、第１プロセスと同時に、独立して実施することができる。第１プロセス、及び第２プロセスを完了した時、第１物品ホルダを第１移動ユニットによって、第１位置から中間位置に移動させ、第２物品ホルダを第２移動ユニットによって、第２位置から中間位置に移動させる。中間位置において、第１物品ホルダを第１移動ユニットから切り離して、第２移動ユニットに連結すると共に、第２物品ホルダを第２移動ユニットから切り離して、第１移動ユニットに連結する。次に、第１物品ホルダを第２移動ユニットによって、中間位置から第２位置に移動させ、第２物品ホルダを第１移動ユニットによって、中間位置から第１位置に移動させる。次に、第１位置において、第１プロセスを第２物品ホルダについて実施することができ、同時に、独立して、第２位置において、第２プロセスを第１物品ホルダについて実施することができる。更に、前記２個の移動ユニットを使用する結果、各個々の移動ユニットが物品ホルダを移動させなければならない距離が減少し、従って、移動ユニットの必要な寸法が減少する。更に、第１移動ユニットの移動可能な部分と、第２移動ユニットの移動可能な部分とが相互に通過し得る構造にする必要がなく、従って移動ユニットの構造を比較的簡単にすることができる。
【０００８】
各移動ユニットのＸモータの第１部分が関連する移動 ユニットの２個のＹモータの第２部分に連結されている から、２個のＹモータによるＸモータの比較的剛固な安 定した支持が得られ、これにより移動ユニットの位置決 め精度を高める利点がある。第１移動ユニットの第１位 置から中間位置までの移動範囲が限定され、第２移動ユ ニットの中間位置から第２位置までの移動範囲が限定さ れるから、２個の移動ユニットの４個のＹモータを２列 に配置することができ、その結果、位置決め装置をコン パクトで簡単な構造にすることができる。
【０００９】
また、移動ユニットのＹモータの第１部分を前記共通 バランスユニットに連結しているから、移動ユニットの Ｘモータ、及びＹモータの反力はＹモータの第１部分を 介してバランスユニットに伝達され、Ｘ方向に平行な、 及びＹ方向に平行なバランスユニットの移動と、前記回 転軸線の周りのベースに対するバランスユニットの回転 とにこの反力が変換される。このようにして、ベース、 案内面、及び物品ホルダへの反力の伝達はできるだけ防 止され、従って、位置決め装置の位置決め精度は一層改 善される。
【００１０】
本発明リソグラフ装置は、リソグラフ装置の位置決め装置が本発明位置決め装置であり、この位置決め装置の各物品ホルダがこのリソグラフ装置の基材ホルダであり、前記物品ホルダの前記第１位置が前記特性化ユニットに近く存在する特性化位置であることを特徴とする。本発明リソグラフ装置に本発明位置決め装置を使用する結果、第１基材ホルダの一連の第１位置決め工程を含む特性化プロセスを第１位置において、位置決め装置の第１移動ユニットによって実施し、第２基材ホルダの一連の第２位置決め工程を含む露光プロセスを位置決め装置の第２移動ユニットによって、第２位置において、第１プロセスと同時に、独立して実施することができる。第１プロセスを第１位置において、第２基材ホルダについて実施することができ、同時に、独立して、第２プロセスを第２位置において、第１物品ホルダについて実施することができる。
【００１１】
本発明位置決め装置の一実施例は前記案内面上に案内され、前記移動ユニットに連結され得るベース部と、関連する物品ホルダのアクチュエータユニットによって前記ベース部に対し移動し得る物品テーブルとを各前記物品ホルダが具えることを特徴とする。位置決め装置のこの実施例では、移動ユニットによって、物品ホルダの物品テーブルを比較的長い距離にわたり、比較的低い精度で移動させると共に、前記アクチュエータユニットによって物品テーブルを比較的短い距離にわたり、比較的高い精度で移動させる。このようにして、移動ユニットを比較的簡単で通常の形式のものにすることができると共に、アクチュエータユニットの寸法をできるだけ正確なものにしないで済むようにすることができる。
【００１２】
本発明位置決め装置の特殊な実施例は前記Ｘ方向に平行に、及び前記Ｙ方向に平行に、更に前記Ｘ方向、及びＹ方向に垂直に延在するＺ方向に平行に、各前記物品ホルダの前記物品テーブルを前記ベース部に対し移動可能にすると共に、前記Ｘ方向に平行に延在する第１回動軸線と、前記Ｙ方向に平行に延在する第２回動軸線と、前記Ｚ方向に平行に延在する第３動軸線との周りに各前記物品ホルダの前記物品テーブルを前記ベース部に対し回動可能に構成したことを特徴とする。このようにして、ベース部に対して物品テーブルを高度に調整可能にすることができる。
【００１３】
次に、添付図面を参照して本発明を一層詳細に説明する。
【００１４】
【実施例】
図１に線図的に示す本発明リソグラフ装置は集積半導体回路の製造プロセスにおいて半導体基材の露光のために使用され、このリソグラフ装置は垂直Ｚ方向に平行な順序で、位置決め装置３、集束ユニット５、マスクホルダ７、及び放射源９を支持するフレーム１を具える。このリソグラフ装置は光学リソグラフ装置であり、その放射源９は光源11を有する。マスクホルダ７はＺ方向に垂直に延在する支持面13を具え、この上にマスク15を設置することができる。マスク13は集積半導体回路のパターン、又はサブパターンを有する。集積ユニット５は撮像システム、又は投影システムであって、Ｚ方向に平行に延在する主光学軸線19を有する光学レンズ系17を具え、例えば４、又は５のような光学縮小率を有する。位置決め装置３は、第１基材ホルダ21と、この第１基材ホルダ21と同一の第２基材ホルダ23とを具える。基材ホルダ21、23はそれぞれＺ方向に垂直に延在する支持面25、27を具える。図１に示す状態では、第１半導体29が第１基材ホルダ21の支持面25上にあり、第２半導体基材31が第２基材ホルダ23の支持面27上にある。更に、位置決め装置３は案内面33を有するが、この案内面33はＺ方向に垂直な水平Ｘ方向に平行に延在すると共に、Ｘ方向、及びＺ方向に垂直な水平Ｙ方向に平行に延在している。基材ホルダ21、23はそれぞれ案内面33上を案内され、位置決め装置３の移動システム35によって、基材ホルダ21、23はＸ方向に平行に、Ｙ方向に平行にそれぞれ案内面33上に移動することができる。
【００１５】
図１に示す状態では、第１基材ホルダ21は第１半導体基材29と共に、位置決め装置３の第２位置にあり、この第２位置は集束ユニット５に近いリソグラフ装置の露光位置に相当している。この位置では、光源11から生ずる光ビームはマスク15を通じて案内され、集束ユニット５によって第１半導体基材29上に集束し、即ち焦点合わせし、マスク15上にあるパターンは縮小した大きさで第１半導体基材29に結像する。第１半導体基材29は非常に多くの個々の場を具え、これ等の場の上に同一の半導体回路を結像する。この目的のため、第１半導体基材29の場はマスク15を介して順次露光される。図１のリソグラフ装置に使用される露光プロセスはいわゆるステップアンドレピート露光プロセスであり、このプロセスにより、第１半導体基材29の個々の場の露光中、第１半導体基材29、及びマスク15は集束ユニット５に対する固定位置にあり、このプロセスに従って、最初に露光される場の露光後、第１半導体基材29の次の場を集束ユニットに対する所定位置にもたらす。即ち、位置決め装置３の移動システム35によってＸ方向に平行に、及び／又はＹ方向に平行に第１基材ホルダ21を移動させる。異なるマスクの度毎にこのプロセスを多数回繰り返し、層構造を有する複雑な集積半導体回路を製造することができる。
【００１６】
図１に示す状態では、第２基材ホルダ23は第２半導体基材31と共に、位置決め装置３の第１位置にあり、この第１位置はリソグラフ装置の特性化位置に相当している。図示の状態では、マスク15を介して露光位置で完全に露光された最初の半導体基材は第２基材ホルダ23から取り外され、製造中の半導体基材の堆積部（図示せず）に移送されている。図１に示す第２半導体基材31は次の半導体基材であって、半導体基材の上記堆積部からちょうど、取り上げられて第２基材ホルダ23上に配置されたところであり、第１半導体基材29の後に、マスク15を介して露光させる必要がある半導体基材である。この特性化位置では、これもフレーム１によって支持されているリソグラフ装置の特性化ユニット37、よって、第２半導体基材31を特性化する。第２半導体基材31が完全に特性化され、第１半導体基材29が完全に露光された時、第２半導体基材31と共に第２基材ホルダ23を移動システム35によって、特性化位置から露光位置に移動させ、第１半導体基材29と共に第１基材ホルダ21を移動システム35によって、露光位置から特性化位置に移動させる。この特性化ユニット37は例えば、測定システムを具え、第２基材ホルダ23に対して相対的な第２半導体基材31の個々の場の位置を測定するためにこの測定システムを使用する。これ等の位置は特性化位置において既に測定されているから、次に、集束ユニット５に対する第２基材ホルダ23の位置を測定することによって、露光位置において、集束ユニット５に対して、第２半導体基材31の個々の場を位置決めすることができる。このようにして、露光位置において、集束ユニット５に対して、順次の半導体基材の個々の場を位置決めするのに必要な時間は著しく短くて済み、リソグラフ装置の生産量が著しく改善される。第２半導体基材31の各個々の場の位置は特性化位置において測定されなければならないから、特性化位置において、位置決め装置３の移動システム35によって、第２半導体基材31と共に第２基材ホルダ23の段歩的な移動を行わせる。２個の別個の同一の基材ホルダ21、23を使用する結果、露光位置における半導体基材の露光プロセスを実施し、同時に、前の半導体基材の取外しプロセスと、特性化位置における次の半導体基材の設置プロセスと、特性化プロセスとを実施するから、リソグラフ装置の生産高は更に改善される。
【００１７】
図２に示すように、位置決め装置３の移動システム35は第１移動ユニット39、及び第２移動ユニット41を具える。基材ホルダ21、23はそれぞれ静的気体軸受を設けた空気静力学的に支持される脚43、45を具える。この脚43、45によって、関連する基材ホルダ21、23を案内面33上に案内する。案内面33はリソグラフ装置のフレーム１に固定された花崗岩ブロック47の上面を構成している。更に、基材ホルダ21、23はそれぞれ第１継手部材49、51、及び第２継手部材53、55を具え、これ等継手部材により、基材ホルダ21、23を交互に、第１移動ユニット39の継手部材57に、及び第２移動ユニット41の継手部材59にそれぞれ結合する。図２に示す状態では、第１基材ホルダ21が第２移動ユニット41の継手部材59に結合されており、第２基材ホルダ23が第１移動ユニット39の継手部材57に結合されている。代わりに、第１基材ホルダ21を第１移動ユニット39の継手部材57に結合し、第２基材ホルダ23を第２移動ユニット41の継手部材59に結合することもできる。継手部材49、51、53、55、57、59を例えば機械的継手部材、又は電子機械的継手部材のようなそれ自身既知の形式のものにすることができる。
【００１８】
図２に示すように、第１移動ユニット39、及び第２移動ユニット41はそれぞれ、それ自身既知の通常の形式のリニヤＸモータ61、63、及び２個のリニヤＹモータ65、67、69、71を具える。Ｘモータ61、63はそれぞれ、Ｘ方向に平行に延在する第１部分73、75と、関連するＸモータ61、63の第１部分73、75に沿って移動し得る第２部分77、79とを具える。また第２部分77、79は関連するＸモータ61、63の継手部材57、59を具える。Ｙモータ65、67、69、71はそれぞれ、Ｙ方向に平行に延在する。第１部分81、83、85、87と、関連するＹモータ65、67、69、71の第１部分81、83、85、87に沿って移動し得る第２部分89、91、93、95とを具える。第１移動ユニット39のＸモータ61と、２個のＹモータ65、67とは相互にＨ字状に配置されており、Ｘモータ61の第１部分73の第１端部97、及び第２端部99はそれぞれＹモータ65の第２部分89、及びＹモータ67の第２部分91に結合されている。同様に、第２移動ユニット41のＸモータ63、及び２個のＹモータ69、71は相互にＨ字状に配置されており、Ｘモータ63の第１部分75の第１端部101、及び第２端部103はそれぞれＹモータ69の第２部分93、及びＹモータ71の第２部分95に結合されている。
【００１９】
図２に示す状態では、第２基材ホルダ23は第１位置、即ち特性化位置にあり、第２基材ホルダ23の一連の第１位置決め工程を含む特性化プロセスが第１移動ユニット39によって行われる。同時に、第１基材ホルダ21は第２位置、即ち露光位置にあり、第１基材ホルダ21の一連の第２位置決め工程を含む露光プロセスが第２移動ユニット41によって行われる。従って、第１移動ユニット39と第２移動ユニット41との使用の結果、特性化プロセスを露光プロセスと同時に、しかも露光プロセスから独立して実施することができる。第１基材ホルダ21についての露光プロセスと、第２基材ホルダ23についての特性化プロセスとが完了した時、第１基材ホルダ21を第２移動ユニット41によって、露光位置から、図３に示すように露光位置と特性化位置との間の中間位置Ｍ′に移動させ、第２基材ホルダ23を第１移動ユニット39によって、特性化位置から、露光位置と特性化位置との間の中間位置Ｍ″に移動させる。上記の中間位置Ｍ′、及びＭ″においては、第１基材ホルダ21の第２継手部材53は第２移動ユニット41の継手部材59から分離しており、第２部材ホルダ23の第１継手部材51は第１移動ユニット39の継手部材57から分離している。次に、図３に示すように、第１移動ユニット39の継手部材57を第１基材ホルダ21の第１継手部材49に結合し、第２移動ユニット41の継手部材59を第２基材ホルダ23の第２継手部材55に結合する。次に、第１基材ホルダ21を第１移動ユニット39によって中間位置Ｍ′から特性化位置に移動させ、ここで第１基材ホルダ21上にある基材を降ろし、次の基材を配置し、特性化する。これと同時に、また、これと独立して、第２基材ホルダ23を第２移動ユニット41によって中間位置Ｍ″から、露光位置に移動させ、ここで第２基材ホルダ23上にある基材を露光する。第１移動ユニット39は第１位置、即ち特性化位置から、中間位置Ｍ′、及びＭ″に、両方の基材ホルダ21、23を移動させるのに適しており、第２移動ユニット41は中間位置Ｍ′、及びＭ″から、露光位置に両方の基材ホルダ21、23を移動させるのに適しており、各移動ユニット39、41が基材ホルダ21、23を移動させなければならない距離は減少するから、移動ユニット39、41の必要な寸法も減少する。図２に示すように、特にＹ方向に平行に見て、移動ユニット39、41のＹモータ65、67、69、71の寸法は著しく減少する。更に、２個の移動ユニット39、41を使用することによって、移動システム35の移動部、特にＸモータ61、63が相互に通過するように構成する必要がなくなり、その結果、移動システム35を比較的簡単な構造にすることができる。２個のＸモータ61、63、及び４個のＹモータ65、67、69、71を２個のＨ字状に配置することによって、Ｘモータ61、63を関連するＹモータ65、67、59、71により比較的剛固に安定して支持し、これにより移動ユニット39、41の位置決め精度を向上させる利点がある。Ｙ方向に平行に見て移動ユニット39、41の移動範囲を限定することによって、４個のＹモータ65、67、69、71を２個のＹモータ65、69、及び他の２個のＹモータ67、71の２個の線内に配置することを可能にし、これにより位置決め装置３をコンパクトで簡単な構造にすることができる。
【００２０】
図４は本発明によるリソグラフ装置に使用して適する本発明の実施例の位置決め装置105を示す。図２、図３、及び図４において、本実施例の位置決め装置105は既述の位置決め装置３に対し、対応する部分に同一の符号を付して示す。以後、位置決め装置３と、位置決め装置105との主要な相違点のみを説明する。
【００２１】
位置決め装置105の基材ホルダ21、23はそれぞれ、ベース部107、109を具え、各ベース部は関連する基材ホルダ21、23の空気静力学的に支持される脚43、45、第１継手部材49、51、及び第２継手部材53、55を具える。更に、位置決め装置105の基材ホルダ21、23はそれぞれ基材テーブル111、113を具え、この各基材テーブルは関連する基材ホルダ21、23の支持面25、27を具える。各基材ホルダ21、23は図４に線図的に示されたアクチュエータユニット115、117を具え、このアクチュエータユニットによって、関連する基材ホルダ21、23の基材テーブル111、113を関連する基材ホルダ21、23のベース部107、109に対し移動可能にする。本発明実施例のこの位置決め装置105においては、各アクチュエータユニット115、117はそれ自身既知の無接触ローレンツ力モータのシステムを具え、このシステムにより、比較的高い精度で、Ｘ方向に平行な方向に、Ｙ方向に平行な方向に、及びＺ方向に平行な方向に比較的僅かな距離にわたり、関連する基材ホルダ21、23の基材テーブル111、113を関連する基材ホルダ21、23のベース部107、109に対し、移動可能にすると共に、更に、このシステムにより、比較的高い精度で、Ｘ方向に平行に延在する第１回動軸線、Ｙ方向に平行に延在する第２回動軸線、及びＺ方向に平行に延在する第３回動軸線の周りに、比較的小さな角度で、関連する基材ホルダ21、23の基材テーブル111、113を関連する基材ホルダ21、23のベース部107、109に対し回動可能にする。このようにして、各移動ユニット39、41はいわゆる粗密移動ユニットを構成しており、移動ユニット39、41のＸモータ61、63、及びＹモータ65、67、69によって、基材テーブル111、113と共に基材ホルダ21、23は比較的大きな距離にわたり、比較的低い精度で移動することができ、また基材テーブル111、113は移動ユニット39、41のアクチュエータユニット115、117によって、基材ホルダ21、23のベース部107、109に対し、比較的高い精度で、比較的僅かな距離にわたり移動することができ、比較的高い精度で、比較的僅かな角度で回動することができる。このようにして、Ｘモータ61、63、及びＹモータ65、67、69、71を比較的簡単で、普通の、安価な形式のものにすることができると共に、正確で進歩したアクチュエータユニット115、117の必要な寸法、従ってコストをできるだけ多く限定することができる。ここに説明したようなアクチュエータユニット115、117の使用によって、集束ユニット５に対し、及びリソグラフ装置の特性化ユニット37に対し、基材テーブル111、113を高度に調整可能にすることができる。
【００２２】
図４に更に示すように、位置決め装置105の移動ユニット39、41のＹモータ65、67、69、71の第１部分81、83、85、87は２個の移動ユニット39、41に共通のバランスユニット119に固定されている。このバランスユニット119は第１ビーム121と、第２ビーム123とを具え、第１ビーム121はＹ方向にほぼ平行に延在していて、第１移動ユニット39のＹモータ65の第１部分81と、第２移動ユニット41のＹモータ69の第１部分85とをこの第１ビーム121に固定しており、一方、第２ビーム123もＹ方向にほぼ平行に延在していて、第１移動ユニット39のＹモータ67の第１部分83と、第２移動ユニット41のＹモータ71の第１部分87とをこの第２ビーム123に固着している。第１横ビーム125と、第２横ビーム127とによって、第１ビーム121と、第２ビーム123とを相互に連結し、ビーム121、123、及び横ビーム125、127を長方形に配置し、案内面33を支持している花崗岩ブロック47をこの長方形によって包囲する。図４に線図的に示すように、位置決め装置105のベース133上に設けられていて、Ｘ方向に平行に、Ｙ方向にも平行に延在している別個の案内面131上に、バランスユニット119の第１ビーム121は静的気体軸受129によって案内されており、バランスユニット119の第２ビーム123は静的気体軸受135によって上記別個の案内面131上に案内されている。従って、バランスユニット119はＸ方向に平行な方向に、及びＹ方向に平行な方向に移動することができ、更にＺ方向に平行に延在する回転軸線の周りに回転することができる。作動に当たり、Ｘ方向に平行に、及び／又はＹ方向に平行に指向する移動ユニット39、41のアクチュエータユニット115、117の反力はＸモータ61、63、及びＹモータ65、67、69、71を通じてバランスユニット119に伝えられ、Ｘ方向に平行に、及び／又はＹ方向に平行に指向する移動ユニット39、41のＸモータ61、63の反力はＹモータ65、67、69、71を通じてバランスユニット119に伝えられ、Ｘ方向に平行に、及び／又はＹ方向に平行に指向する移動ユニット39、41のＹモータ65、67、69、71の反力はバランスユニット119に直接伝えられる。バランスユニット119は静的気体軸受129、135によって、上記別個の案内面131上に案内されるから、上記の反力はＸ方向に平行な方向、及び／又はＹ方向に平行な方向のバランスユニット119の比較的僅かな移動と、Ｚ方向に平行に延在する上記回転軸線の周りのバランスユニット119の比較的僅かな回転とにほぼ完全に変換される。このようにして、上記反力によってベース133内に発生し、リソグラフ装置105の花崗岩ブロック47、及び基材ホルダ21、23に、更にリソグラフ装置のフレーム１に伝導する機械的振動はできるだけ防止されるから、位置決め装置105の移動システム35の位置決め精度は一層向上する。
【００２３】
上述の位置決め装置３、105に使用される移動ユニット39、41の代わりに、本発明位置決め装置には、他の形式の移動ユニットを使用することができる。例えば、代案として、位置決め装置の移動ユニットが、関連する物品ホルダを長い距離動かすための単一リニアＸモータと、単一リニアＹモータとを具え、更に関連する物品テーブルを僅かな距離動かすため、Ｘローレンツ力モータとＹローレンツモータとから単に成るアクチュエータを具えることができる。
【００２４】
また、本発明はステップアンドスキャン原理による露光プロセスを行うリソグラフ装置に関するものである。このようなリソグラフ装置は別個の位置決め装置を具え、この位置決め装置により、例えばＸ方向に平行な走査方向に、マスクホルダを移動し得るようにする。ステップアンドスキャンプロセスによれば、露光プロセス中、マスク、及び半導体基材は集束ユニットに対して、固定位置になく、同時に走査方向に移動しており、従って、マスク上にあるパターンが走査される。
【００２５】
最後に、本発明位置決め装置はリソグラフ装置にのみ使用される訳ではなく、２個の物品テーブルが一連の位置決め工程を同時に、しかも相互に独立して行わなければならないリソグラフ装置以外の他の装置にも使用することができる。その例としては、加工機、工作機械、及び機械加工し、又は処理すべき物品をまず特性化位置において物品ホルダに対し特性化し、次に、操作位置において機械加工し、又は処理する他の機械、又は装置がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明リソグラフ装置を線図的に示す。
【図２】図１のリソグラフ装置に使用して適する位置決め装置の線図的平面図である。
【図３】位置決め装置の２個の基材ホルダが中間位置にある状態の図２の位置決め装置を示す。
【図４】図１のリソグラフ装置に使用して適する本発明位置決め装置の実施例の線図的平面図である。
【技術分野】
本発明はＸ方向に平行に、及びＹ方向に平行に延在する案内面と、第１位置から第２位置にＸ方向に平行に、及びＹ方向に平行にそれぞれ移動することができ、案内面上をそれぞれ案内される第１物品ホルダと第２物品ホルダと、これ等第１物品ホルダ、及び第２物品ホルダを案内面上に移動させる移動システムとを具える位置決め装置に関するものである。
また、本発明は放射源と、マスクホルダと、主軸線を有する集束ユニットと、特性化ユニットと、位置決め装置とを具えるリソグラフ装置であって、上記主軸線に垂直なＸ方向に平行に、及びこのＸ方向、及び上記主軸線に垂直なＹ方向に平行に延在する案内面と、それぞれこの案内面上に案内され、第１位置から上記集束ユニットに近い第２位置に、Ｘ方向に平行に、及びＹ方向に平行にそれぞれ移動可能な第１基材ホルダと第２基材ホルダと、上記案内面上に第１基材ホルダ、及び第２基材ホルダを移動させる移動システムとを位置決め装置が具えるリソグラフ装置に関するものである。
【０００２】
【背景技術】
最初のパラグラフに述べた種類の位置決め装置、及びリソグラフ装置はヨーロッパ特許公開第0687957号から既知である。この既知のリソグラフ装置は集積半導体回路の製造プロセスにおける半導体基材の露光に使用されており、いわゆるステップアンドレピートプロセスに従って作動している。この既知の位置決め装置は集束ユニットに対し、及び特性化ユニットに対し、半導体基材を移動させるため、この既知のリソグラフ装置に使用されている。この既知の位置決め装置の第１位置は第１物品ホルダ、又は第２物品ホルダに半導体基材を積載し、又は半導体基材を除去し得る積載除去位置である。この位置決め装置の第２位置は集束ユニットを介して、第１物品ホルダ、又は第２物品ホルダ上にある半導体基材を露光することができる露光位置である。ヨーロッパ特許公開第0687957号には詳細に説明していない位置決め装置の移動システムによって、第１物品ホルダ、及び第２物品ホルダは第１位置から第２位置に、及びこの逆に第２位置から第１位置に移動することができる。第１物品ホルダが第２位置にあり、第１物品ホルダの上にある半導体基材が露光されつつある時、第２物品ホルダは第１位置にあり、この第２物品ホルダ上には次の半導体基材がまず積載される。次に第２物品ホルダは第１位置から特性化位置に移動し、この特性化位置で、第２物品ホルダ上にある半導体基材は特性化ユニットによって特性化される。第２物品ホルダが特性化位置にある時、第１物品ホルダ、及び第２物品ホルダは密接して移動する。このようにして、第１物品ホルダ上にある半導体基材の露光と、第２物品ホルダ上にある半導体基材の特性化とは同時に行われ、従って、このステップアンドレピート原理に基づく装置の生産高は高い。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この既知の位置決め装置、及びこの既知のリソグラフ装置の欠点は、上述したように第１物品ホルダと第２物品ホルダとを密接して移動させているため、第２物品ホルダ上にある半導体基材の特性化と、第１物品ホルダ上にある半導体基材の露光とを互いに独立して行うことができないことである。その結果、第２物品ホルダが特性化位置に達するまでは、第１物品ホルダ上にある半導体基材の露光を開始することができない。
【０００４】
本発明の目的は第１物品ホルダの一連の第１位置決め工程を含む第１プロセスを、第２物品ホルダの一連の第２位置決め工程を含む第２プロセスと同時に、また第２プロセスから独立して実施することができ、また、この第１プロセスを第２物品ホルダについて、第２プロセスを第１物品ホルダについて、同時に独立して実施することができる最初のパラグラフに記載した形式の位置決め装置を得るにある。
【０００５】
また、本発明の他の目的は、第１基材ホルダの一連の第１位置決め工程を含む特性化プロセスを、第２基材ホルダの一連の第２位置決め工程を含む露光プロセスと同時に、独立して実施することができ、また特性化プロセスを第２基材ホルダについて、露光プロセスを第１基材ホルダについて、同時に独立して実施することができる第２パラグラフに記載した形式のリソグラフ装置を得るにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この目的のため、本発明位置決め装置は、前記移動システムが、前記第１物品ホルダと第２物品ホルダとに交互に連結し得る第１移動ユニット及び第２移動ユニットを具え、前記第１移動ユニットはリニヤモータを備えていて、第１位置から、この第１位置と第２位置との間の中間位置に前記第１及び第２物品ホルダを移動させるようになっており、前記第２移動ユニットはリニヤモータを備えていて、前記中間位置から前記第２位置に前記第１及び第２物品ホルダを移動させるようになっており、 各前記移動ユニットは１個のＸモータと、２個のＹモー タとを具え、前記Ｘモータは前記Ｘ方向に平行に延在す る第１部分と、このＸモータの第１部分に沿って移動で き前記第１物品ホルダと第２物品ホルダとに交互に連結 し得る第２部分とを有し、各前記２個のＹモータは前記 Ｙ方向に平行に延在する第１部分と、関連するＹモータ のこの第１部分に沿って移動し得る第２部分とを有し、 各前記移動ユニットのＸモータの前記第１部分が、関連 する移動ユニットの前記２個のＹモータの前記第２部分 に連結されており、前記第１及び第２移動ユニットのＹ モータの前記第１部分が共通バランスユニットに連結さ れ、そのバランスユニットが、前記位置決め装置のベー ス上で案内されていて、前記Ｘ方向に平行に、及び前記 Ｙ方向に平行に移動可能であり、かつ前記Ｘ方向及びＹ 方向に垂直に延在する回転軸線の周りに回転可能であることを特徴とする。
【０００７】
前記第１移動ユニット、及び第２移動ユニットを使用する結果、第１物品ホルダの一連の第１位置決め工程を含む第１プロセスを第１移動ユニットによって、第１位置で、実施することができ、第２物品ホルダの一連の第２位置決め工程を含む第２プロセスを第２移動ユニットによって、第２位置で、第１プロセスと同時に、独立して実施することができる。第１プロセス、及び第２プロセスを完了した時、第１物品ホルダを第１移動ユニットによって、第１位置から中間位置に移動させ、第２物品ホルダを第２移動ユニットによって、第２位置から中間位置に移動させる。中間位置において、第１物品ホルダを第１移動ユニットから切り離して、第２移動ユニットに連結すると共に、第２物品ホルダを第２移動ユニットから切り離して、第１移動ユニットに連結する。次に、第１物品ホルダを第２移動ユニットによって、中間位置から第２位置に移動させ、第２物品ホルダを第１移動ユニットによって、中間位置から第１位置に移動させる。次に、第１位置において、第１プロセスを第２物品ホルダについて実施することができ、同時に、独立して、第２位置において、第２プロセスを第１物品ホルダについて実施することができる。更に、前記２個の移動ユニットを使用する結果、各個々の移動ユニットが物品ホルダを移動させなければならない距離が減少し、従って、移動ユニットの必要な寸法が減少する。更に、第１移動ユニットの移動可能な部分と、第２移動ユニットの移動可能な部分とが相互に通過し得る構造にする必要がなく、従って移動ユニットの構造を比較的簡単にすることができる。
【０００８】
各移動ユニットのＸモータの第１部分が関連する移動 ユニットの２個のＹモータの第２部分に連結されている から、２個のＹモータによるＸモータの比較的剛固な安 定した支持が得られ、これにより移動ユニットの位置決 め精度を高める利点がある。第１移動ユニットの第１位 置から中間位置までの移動範囲が限定され、第２移動ユ ニットの中間位置から第２位置までの移動範囲が限定さ れるから、２個の移動ユニットの４個のＹモータを２列 に配置することができ、その結果、位置決め装置をコン パクトで簡単な構造にすることができる。
【０００９】
また、移動ユニットのＹモータの第１部分を前記共通 バランスユニットに連結しているから、移動ユニットの Ｘモータ、及びＹモータの反力はＹモータの第１部分を 介してバランスユニットに伝達され、Ｘ方向に平行な、 及びＹ方向に平行なバランスユニットの移動と、前記回 転軸線の周りのベースに対するバランスユニットの回転 とにこの反力が変換される。このようにして、ベース、 案内面、及び物品ホルダへの反力の伝達はできるだけ防 止され、従って、位置決め装置の位置決め精度は一層改 善される。
【００１０】
本発明リソグラフ装置は、リソグラフ装置の位置決め装置が本発明位置決め装置であり、この位置決め装置の各物品ホルダがこのリソグラフ装置の基材ホルダであり、前記物品ホルダの前記第１位置が前記特性化ユニットに近く存在する特性化位置であることを特徴とする。本発明リソグラフ装置に本発明位置決め装置を使用する結果、第１基材ホルダの一連の第１位置決め工程を含む特性化プロセスを第１位置において、位置決め装置の第１移動ユニットによって実施し、第２基材ホルダの一連の第２位置決め工程を含む露光プロセスを位置決め装置の第２移動ユニットによって、第２位置において、第１プロセスと同時に、独立して実施することができる。第１プロセスを第１位置において、第２基材ホルダについて実施することができ、同時に、独立して、第２プロセスを第２位置において、第１物品ホルダについて実施することができる。
【００１１】
本発明位置決め装置の一実施例は前記案内面上に案内され、前記移動ユニットに連結され得るベース部と、関連する物品ホルダのアクチュエータユニットによって前記ベース部に対し移動し得る物品テーブルとを各前記物品ホルダが具えることを特徴とする。位置決め装置のこの実施例では、移動ユニットによって、物品ホルダの物品テーブルを比較的長い距離にわたり、比較的低い精度で移動させると共に、前記アクチュエータユニットによって物品テーブルを比較的短い距離にわたり、比較的高い精度で移動させる。このようにして、移動ユニットを比較的簡単で通常の形式のものにすることができると共に、アクチュエータユニットの寸法をできるだけ正確なものにしないで済むようにすることができる。
【００１２】
本発明位置決め装置の特殊な実施例は前記Ｘ方向に平行に、及び前記Ｙ方向に平行に、更に前記Ｘ方向、及びＹ方向に垂直に延在するＺ方向に平行に、各前記物品ホルダの前記物品テーブルを前記ベース部に対し移動可能にすると共に、前記Ｘ方向に平行に延在する第１回動軸線と、前記Ｙ方向に平行に延在する第２回動軸線と、前記Ｚ方向に平行に延在する第３動軸線との周りに各前記物品ホルダの前記物品テーブルを前記ベース部に対し回動可能に構成したことを特徴とする。このようにして、ベース部に対して物品テーブルを高度に調整可能にすることができる。
【００１３】
次に、添付図面を参照して本発明を一層詳細に説明する。
【００１４】
【実施例】
図１に線図的に示す本発明リソグラフ装置は集積半導体回路の製造プロセスにおいて半導体基材の露光のために使用され、このリソグラフ装置は垂直Ｚ方向に平行な順序で、位置決め装置３、集束ユニット５、マスクホルダ７、及び放射源９を支持するフレーム１を具える。このリソグラフ装置は光学リソグラフ装置であり、その放射源９は光源11を有する。マスクホルダ７はＺ方向に垂直に延在する支持面13を具え、この上にマスク15を設置することができる。マスク13は集積半導体回路のパターン、又はサブパターンを有する。集積ユニット５は撮像システム、又は投影システムであって、Ｚ方向に平行に延在する主光学軸線19を有する光学レンズ系17を具え、例えば４、又は５のような光学縮小率を有する。位置決め装置３は、第１基材ホルダ21と、この第１基材ホルダ21と同一の第２基材ホルダ23とを具える。基材ホルダ21、23はそれぞれＺ方向に垂直に延在する支持面25、27を具える。図１に示す状態では、第１半導体29が第１基材ホルダ21の支持面25上にあり、第２半導体基材31が第２基材ホルダ23の支持面27上にある。更に、位置決め装置３は案内面33を有するが、この案内面33はＺ方向に垂直な水平Ｘ方向に平行に延在すると共に、Ｘ方向、及びＺ方向に垂直な水平Ｙ方向に平行に延在している。基材ホルダ21、23はそれぞれ案内面33上を案内され、位置決め装置３の移動システム35によって、基材ホルダ21、23はＸ方向に平行に、Ｙ方向に平行にそれぞれ案内面33上に移動することができる。
【００１５】
図１に示す状態では、第１基材ホルダ21は第１半導体基材29と共に、位置決め装置３の第２位置にあり、この第２位置は集束ユニット５に近いリソグラフ装置の露光位置に相当している。この位置では、光源11から生ずる光ビームはマスク15を通じて案内され、集束ユニット５によって第１半導体基材29上に集束し、即ち焦点合わせし、マスク15上にあるパターンは縮小した大きさで第１半導体基材29に結像する。第１半導体基材29は非常に多くの個々の場を具え、これ等の場の上に同一の半導体回路を結像する。この目的のため、第１半導体基材29の場はマスク15を介して順次露光される。図１のリソグラフ装置に使用される露光プロセスはいわゆるステップアンドレピート露光プロセスであり、このプロセスにより、第１半導体基材29の個々の場の露光中、第１半導体基材29、及びマスク15は集束ユニット５に対する固定位置にあり、このプロセスに従って、最初に露光される場の露光後、第１半導体基材29の次の場を集束ユニットに対する所定位置にもたらす。即ち、位置決め装置３の移動システム35によってＸ方向に平行に、及び／又はＹ方向に平行に第１基材ホルダ21を移動させる。異なるマスクの度毎にこのプロセスを多数回繰り返し、層構造を有する複雑な集積半導体回路を製造することができる。
【００１６】
図１に示す状態では、第２基材ホルダ23は第２半導体基材31と共に、位置決め装置３の第１位置にあり、この第１位置はリソグラフ装置の特性化位置に相当している。図示の状態では、マスク15を介して露光位置で完全に露光された最初の半導体基材は第２基材ホルダ23から取り外され、製造中の半導体基材の堆積部（図示せず）に移送されている。図１に示す第２半導体基材31は次の半導体基材であって、半導体基材の上記堆積部からちょうど、取り上げられて第２基材ホルダ23上に配置されたところであり、第１半導体基材29の後に、マスク15を介して露光させる必要がある半導体基材である。この特性化位置では、これもフレーム１によって支持されているリソグラフ装置の特性化ユニット37、よって、第２半導体基材31を特性化する。第２半導体基材31が完全に特性化され、第１半導体基材29が完全に露光された時、第２半導体基材31と共に第２基材ホルダ23を移動システム35によって、特性化位置から露光位置に移動させ、第１半導体基材29と共に第１基材ホルダ21を移動システム35によって、露光位置から特性化位置に移動させる。この特性化ユニット37は例えば、測定システムを具え、第２基材ホルダ23に対して相対的な第２半導体基材31の個々の場の位置を測定するためにこの測定システムを使用する。これ等の位置は特性化位置において既に測定されているから、次に、集束ユニット５に対する第２基材ホルダ23の位置を測定することによって、露光位置において、集束ユニット５に対して、第２半導体基材31の個々の場を位置決めすることができる。このようにして、露光位置において、集束ユニット５に対して、順次の半導体基材の個々の場を位置決めするのに必要な時間は著しく短くて済み、リソグラフ装置の生産量が著しく改善される。第２半導体基材31の各個々の場の位置は特性化位置において測定されなければならないから、特性化位置において、位置決め装置３の移動システム35によって、第２半導体基材31と共に第２基材ホルダ23の段歩的な移動を行わせる。２個の別個の同一の基材ホルダ21、23を使用する結果、露光位置における半導体基材の露光プロセスを実施し、同時に、前の半導体基材の取外しプロセスと、特性化位置における次の半導体基材の設置プロセスと、特性化プロセスとを実施するから、リソグラフ装置の生産高は更に改善される。
【００１７】
図２に示すように、位置決め装置３の移動システム35は第１移動ユニット39、及び第２移動ユニット41を具える。基材ホルダ21、23はそれぞれ静的気体軸受を設けた空気静力学的に支持される脚43、45を具える。この脚43、45によって、関連する基材ホルダ21、23を案内面33上に案内する。案内面33はリソグラフ装置のフレーム１に固定された花崗岩ブロック47の上面を構成している。更に、基材ホルダ21、23はそれぞれ第１継手部材49、51、及び第２継手部材53、55を具え、これ等継手部材により、基材ホルダ21、23を交互に、第１移動ユニット39の継手部材57に、及び第２移動ユニット41の継手部材59にそれぞれ結合する。図２に示す状態では、第１基材ホルダ21が第２移動ユニット41の継手部材59に結合されており、第２基材ホルダ23が第１移動ユニット39の継手部材57に結合されている。代わりに、第１基材ホルダ21を第１移動ユニット39の継手部材57に結合し、第２基材ホルダ23を第２移動ユニット41の継手部材59に結合することもできる。継手部材49、51、53、55、57、59を例えば機械的継手部材、又は電子機械的継手部材のようなそれ自身既知の形式のものにすることができる。
【００１８】
図２に示すように、第１移動ユニット39、及び第２移動ユニット41はそれぞれ、それ自身既知の通常の形式のリニヤＸモータ61、63、及び２個のリニヤＹモータ65、67、69、71を具える。Ｘモータ61、63はそれぞれ、Ｘ方向に平行に延在する第１部分73、75と、関連するＸモータ61、63の第１部分73、75に沿って移動し得る第２部分77、79とを具える。また第２部分77、79は関連するＸモータ61、63の継手部材57、59を具える。Ｙモータ65、67、69、71はそれぞれ、Ｙ方向に平行に延在する。第１部分81、83、85、87と、関連するＹモータ65、67、69、71の第１部分81、83、85、87に沿って移動し得る第２部分89、91、93、95とを具える。第１移動ユニット39のＸモータ61と、２個のＹモータ65、67とは相互にＨ字状に配置されており、Ｘモータ61の第１部分73の第１端部97、及び第２端部99はそれぞれＹモータ65の第２部分89、及びＹモータ67の第２部分91に結合されている。同様に、第２移動ユニット41のＸモータ63、及び２個のＹモータ69、71は相互にＨ字状に配置されており、Ｘモータ63の第１部分75の第１端部101、及び第２端部103はそれぞれＹモータ69の第２部分93、及びＹモータ71の第２部分95に結合されている。
【００１９】
図２に示す状態では、第２基材ホルダ23は第１位置、即ち特性化位置にあり、第２基材ホルダ23の一連の第１位置決め工程を含む特性化プロセスが第１移動ユニット39によって行われる。同時に、第１基材ホルダ21は第２位置、即ち露光位置にあり、第１基材ホルダ21の一連の第２位置決め工程を含む露光プロセスが第２移動ユニット41によって行われる。従って、第１移動ユニット39と第２移動ユニット41との使用の結果、特性化プロセスを露光プロセスと同時に、しかも露光プロセスから独立して実施することができる。第１基材ホルダ21についての露光プロセスと、第２基材ホルダ23についての特性化プロセスとが完了した時、第１基材ホルダ21を第２移動ユニット41によって、露光位置から、図３に示すように露光位置と特性化位置との間の中間位置Ｍ′に移動させ、第２基材ホルダ23を第１移動ユニット39によって、特性化位置から、露光位置と特性化位置との間の中間位置Ｍ″に移動させる。上記の中間位置Ｍ′、及びＭ″においては、第１基材ホルダ21の第２継手部材53は第２移動ユニット41の継手部材59から分離しており、第２部材ホルダ23の第１継手部材51は第１移動ユニット39の継手部材57から分離している。次に、図３に示すように、第１移動ユニット39の継手部材57を第１基材ホルダ21の第１継手部材49に結合し、第２移動ユニット41の継手部材59を第２基材ホルダ23の第２継手部材55に結合する。次に、第１基材ホルダ21を第１移動ユニット39によって中間位置Ｍ′から特性化位置に移動させ、ここで第１基材ホルダ21上にある基材を降ろし、次の基材を配置し、特性化する。これと同時に、また、これと独立して、第２基材ホルダ23を第２移動ユニット41によって中間位置Ｍ″から、露光位置に移動させ、ここで第２基材ホルダ23上にある基材を露光する。第１移動ユニット39は第１位置、即ち特性化位置から、中間位置Ｍ′、及びＭ″に、両方の基材ホルダ21、23を移動させるのに適しており、第２移動ユニット41は中間位置Ｍ′、及びＭ″から、露光位置に両方の基材ホルダ21、23を移動させるのに適しており、各移動ユニット39、41が基材ホルダ21、23を移動させなければならない距離は減少するから、移動ユニット39、41の必要な寸法も減少する。図２に示すように、特にＹ方向に平行に見て、移動ユニット39、41のＹモータ65、67、69、71の寸法は著しく減少する。更に、２個の移動ユニット39、41を使用することによって、移動システム35の移動部、特にＸモータ61、63が相互に通過するように構成する必要がなくなり、その結果、移動システム35を比較的簡単な構造にすることができる。２個のＸモータ61、63、及び４個のＹモータ65、67、69、71を２個のＨ字状に配置することによって、Ｘモータ61、63を関連するＹモータ65、67、59、71により比較的剛固に安定して支持し、これにより移動ユニット39、41の位置決め精度を向上させる利点がある。Ｙ方向に平行に見て移動ユニット39、41の移動範囲を限定することによって、４個のＹモータ65、67、69、71を２個のＹモータ65、69、及び他の２個のＹモータ67、71の２個の線内に配置することを可能にし、これにより位置決め装置３をコンパクトで簡単な構造にすることができる。
【００２０】
図４は本発明によるリソグラフ装置に使用して適する本発明の実施例の位置決め装置105を示す。図２、図３、及び図４において、本実施例の位置決め装置105は既述の位置決め装置３に対し、対応する部分に同一の符号を付して示す。以後、位置決め装置３と、位置決め装置105との主要な相違点のみを説明する。
【００２１】
位置決め装置105の基材ホルダ21、23はそれぞれ、ベース部107、109を具え、各ベース部は関連する基材ホルダ21、23の空気静力学的に支持される脚43、45、第１継手部材49、51、及び第２継手部材53、55を具える。更に、位置決め装置105の基材ホルダ21、23はそれぞれ基材テーブル111、113を具え、この各基材テーブルは関連する基材ホルダ21、23の支持面25、27を具える。各基材ホルダ21、23は図４に線図的に示されたアクチュエータユニット115、117を具え、このアクチュエータユニットによって、関連する基材ホルダ21、23の基材テーブル111、113を関連する基材ホルダ21、23のベース部107、109に対し移動可能にする。本発明実施例のこの位置決め装置105においては、各アクチュエータユニット115、117はそれ自身既知の無接触ローレンツ力モータのシステムを具え、このシステムにより、比較的高い精度で、Ｘ方向に平行な方向に、Ｙ方向に平行な方向に、及びＺ方向に平行な方向に比較的僅かな距離にわたり、関連する基材ホルダ21、23の基材テーブル111、113を関連する基材ホルダ21、23のベース部107、109に対し、移動可能にすると共に、更に、このシステムにより、比較的高い精度で、Ｘ方向に平行に延在する第１回動軸線、Ｙ方向に平行に延在する第２回動軸線、及びＺ方向に平行に延在する第３回動軸線の周りに、比較的小さな角度で、関連する基材ホルダ21、23の基材テーブル111、113を関連する基材ホルダ21、23のベース部107、109に対し回動可能にする。このようにして、各移動ユニット39、41はいわゆる粗密移動ユニットを構成しており、移動ユニット39、41のＸモータ61、63、及びＹモータ65、67、69によって、基材テーブル111、113と共に基材ホルダ21、23は比較的大きな距離にわたり、比較的低い精度で移動することができ、また基材テーブル111、113は移動ユニット39、41のアクチュエータユニット115、117によって、基材ホルダ21、23のベース部107、109に対し、比較的高い精度で、比較的僅かな距離にわたり移動することができ、比較的高い精度で、比較的僅かな角度で回動することができる。このようにして、Ｘモータ61、63、及びＹモータ65、67、69、71を比較的簡単で、普通の、安価な形式のものにすることができると共に、正確で進歩したアクチュエータユニット115、117の必要な寸法、従ってコストをできるだけ多く限定することができる。ここに説明したようなアクチュエータユニット115、117の使用によって、集束ユニット５に対し、及びリソグラフ装置の特性化ユニット37に対し、基材テーブル111、113を高度に調整可能にすることができる。
【００２２】
図４に更に示すように、位置決め装置105の移動ユニット39、41のＹモータ65、67、69、71の第１部分81、83、85、87は２個の移動ユニット39、41に共通のバランスユニット119に固定されている。このバランスユニット119は第１ビーム121と、第２ビーム123とを具え、第１ビーム121はＹ方向にほぼ平行に延在していて、第１移動ユニット39のＹモータ65の第１部分81と、第２移動ユニット41のＹモータ69の第１部分85とをこの第１ビーム121に固定しており、一方、第２ビーム123もＹ方向にほぼ平行に延在していて、第１移動ユニット39のＹモータ67の第１部分83と、第２移動ユニット41のＹモータ71の第１部分87とをこの第２ビーム123に固着している。第１横ビーム125と、第２横ビーム127とによって、第１ビーム121と、第２ビーム123とを相互に連結し、ビーム121、123、及び横ビーム125、127を長方形に配置し、案内面33を支持している花崗岩ブロック47をこの長方形によって包囲する。図４に線図的に示すように、位置決め装置105のベース133上に設けられていて、Ｘ方向に平行に、Ｙ方向にも平行に延在している別個の案内面131上に、バランスユニット119の第１ビーム121は静的気体軸受129によって案内されており、バランスユニット119の第２ビーム123は静的気体軸受135によって上記別個の案内面131上に案内されている。従って、バランスユニット119はＸ方向に平行な方向に、及びＹ方向に平行な方向に移動することができ、更にＺ方向に平行に延在する回転軸線の周りに回転することができる。作動に当たり、Ｘ方向に平行に、及び／又はＹ方向に平行に指向する移動ユニット39、41のアクチュエータユニット115、117の反力はＸモータ61、63、及びＹモータ65、67、69、71を通じてバランスユニット119に伝えられ、Ｘ方向に平行に、及び／又はＹ方向に平行に指向する移動ユニット39、41のＸモータ61、63の反力はＹモータ65、67、69、71を通じてバランスユニット119に伝えられ、Ｘ方向に平行に、及び／又はＹ方向に平行に指向する移動ユニット39、41のＹモータ65、67、69、71の反力はバランスユニット119に直接伝えられる。バランスユニット119は静的気体軸受129、135によって、上記別個の案内面131上に案内されるから、上記の反力はＸ方向に平行な方向、及び／又はＹ方向に平行な方向のバランスユニット119の比較的僅かな移動と、Ｚ方向に平行に延在する上記回転軸線の周りのバランスユニット119の比較的僅かな回転とにほぼ完全に変換される。このようにして、上記反力によってベース133内に発生し、リソグラフ装置105の花崗岩ブロック47、及び基材ホルダ21、23に、更にリソグラフ装置のフレーム１に伝導する機械的振動はできるだけ防止されるから、位置決め装置105の移動システム35の位置決め精度は一層向上する。
【００２３】
上述の位置決め装置３、105に使用される移動ユニット39、41の代わりに、本発明位置決め装置には、他の形式の移動ユニットを使用することができる。例えば、代案として、位置決め装置の移動ユニットが、関連する物品ホルダを長い距離動かすための単一リニアＸモータと、単一リニアＹモータとを具え、更に関連する物品テーブルを僅かな距離動かすため、Ｘローレンツ力モータとＹローレンツモータとから単に成るアクチュエータを具えることができる。
【００２４】
また、本発明はステップアンドスキャン原理による露光プロセスを行うリソグラフ装置に関するものである。このようなリソグラフ装置は別個の位置決め装置を具え、この位置決め装置により、例えばＸ方向に平行な走査方向に、マスクホルダを移動し得るようにする。ステップアンドスキャンプロセスによれば、露光プロセス中、マスク、及び半導体基材は集束ユニットに対して、固定位置になく、同時に走査方向に移動しており、従って、マスク上にあるパターンが走査される。
【００２５】
最後に、本発明位置決め装置はリソグラフ装置にのみ使用される訳ではなく、２個の物品テーブルが一連の位置決め工程を同時に、しかも相互に独立して行わなければならないリソグラフ装置以外の他の装置にも使用することができる。その例としては、加工機、工作機械、及び機械加工し、又は処理すべき物品をまず特性化位置において物品ホルダに対し特性化し、次に、操作位置において機械加工し、又は処理する他の機械、又は装置がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明リソグラフ装置を線図的に示す。
【図２】図１のリソグラフ装置に使用して適する位置決め装置の線図的平面図である。
【図３】位置決め装置の２個の基材ホルダが中間位置にある状態の図２の位置決め装置を示す。
【図４】図１のリソグラフ装置に使用して適する本発明位置決め装置の実施例の線図的平面図である。
Claims (4)
- Ｘ方向に平行に、及びＹ方向に平行に延在する案内面と、前記案内面上をそれぞれ案内される第１物品ホルダ及び第２物品ホルダと、これら第１物品ホルダ及び第２物品ホルダを前記案内面上で移動させる移動システムとを具えた位置決め装置において、前記移動システムが、前記第１物品ホルダと第２物品ホルダとに交互に連結し得る第１移動ユニット及び第２移動ユニットを具え、前記第１移動ユニットはリニヤモータを備えていて、第１位置から、この第１位置と第２位置との間の中間位置に前記第１及び第２物品ホルダを移動させるようになっており、前記第２移動ユニットはリニヤモータを備えていて、前記中間位置から前記第２位置に前記第１及び第２物品ホルダを移動させるようになっており、
各前記移動ユニットは１個のＸモータと、２個のＹモー タとを具え、前記Ｘモータは前記Ｘ方向に平行に延在す る第１部分と、このＸモータの第１部分に沿って移動で き前記第１物品ホルダと第２物品ホルダとに交互に連結 し得る第２部分とを有し、各前記２個のＹモータは前記 Ｙ方向に平行に延在する第１部分と、関連するＹモータ のこの第１部分に沿って移動し得る第２部分とを有し、 各前記移動ユニットのＸモータの前記第１部分が、関連 する移動ユニットの前記２個のＹモータの前記第２部分 に連結されており、
前記第１及び第２移動ユニットのＹモータの前記第１部 分が共通バランスユニットに連結され、そのバランスユ ニットが、前記位置決め装置のベース上で案内されてい て、前記Ｘ方向に平行に、及び前記Ｙ方向に平行に移動 可能であり、かつ前記Ｘ方向及びＹ方向に垂直に延在す る回転軸線の周りに回転可能であることを特徴とする位置決め装置。 - 前記案内面上で案内され、前記移動ユニッ トに連結され得るベース部と、関連する物品ホルダのア クチュエータユニットによって前記ベース部に対し移動 し得る物品テーブルとを各前記物品ホルダが具えること を特徴とする請求項１に記載の位置決め装置。
- 前記Ｘ方向に平行に、及び前記Ｙ方向に平 行に、更に前記Ｘ方向、Ｙ方向に垂直に延在するＺ方向 に平行に、各前記物品ホルダの前記物品テーブルを前記 ベース部に対し移動可能にすると共に、前記Ｘ方向に平 行に延在する第１回動軸線と、前記Ｙ方向に平行に延在 する第２回動軸線と、前記Ｚ方向に平行に延在する第３ 回動軸線との周りに各前記物品ホルダの前記物品テーブ ルを前記ベース部に対し回動可能に構成したことを特徴 とする請求項２に記載の位置決め装置。
- 放射源と、マスクホルダと、主軸線を有す る集束ユニットと、特性化ユニットと、位置決め装置と を具えたリソグラフ装置であって、前記位置決め装置 が、前記主軸線に垂直なＸ方向に平行に、及びこのＸ方 向と前記主軸線とに垂直なＹ方向に平行に延在する案内 面と、それぞれこの案内面上で案内され、第１位置から 前記集束ユニットに近い第２位置に、前記Ｘ方向に平行 に、及び前記Ｙ方向に平行にそれぞれ移動可能な第１基 材ホルダ及び第２基材ホルダと、前記案内面上で前記第 １基材ホルダ及び第２基材ホルダを移動させる移動シス テムとを具えているリソグラフ装置において、このリソ グラフ装置の前記位置決め装置が請求項１〜３のいずれ か１項に記載の位置決め装置であり、この位置決め装置 の各物品ホルダがこのリソグラフ装置の基材ホルダであ り、前記物品ホルダの前記第１位置が前記特性化ユニッ トの近くに存在する特性化位置であることを特徴とする リソグラフ装置。
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