JP3749882B2 - リソグラフィ装置および前記装置で用いるモータ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、
放射の投影ビームを供給するための放射システムと、
所望のパターンに従って投影ビームをパターン形成するように使用されるパターン形成手段を支持するための支持構造と、
基板を保持するための基板テーブルと、
パターン形成されたビームを基板の目標部分に投影するための投影システムと、
モータの第１部分と装置の機械フレームとの間に少なくとも１つの方向の長距離運動に渡る力を発生させるための長行程モータと、モータの前記第１部分と第２部分との間に少なくとも１つの方向の短距離運動に渡る力を発生させ、前記第２部分は支持構造または基板に接続されるローレンツ駆動装置とを備えるモータとを備えるリソグラフィ投影装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ここで使用されるような「パターン形成手段」という用語は、基板の目標部分に作成すべきパターンに対応するパターン形成された断面を、入射放射ビームに与えるために使用することができる手段のことを言うものとして、広く解釈すべきである。また、用語「光弁」は、この背景で使用することができる。一般に、前記のパターンは、集積回路または他のデバイスのような目標部分に作られるデバイス内の特定の機能層に対応する（下を参照されたい）。そのようなパターン形成手段の実施例は、次のものを含む。すなわち、
マスク。マスクの概念は、リソグラフィではよく知られており、様々な混成マスクの種類はもちろんのこと、２進位相シフト、交番位相シフト、および減衰位相シフトのようなマスクの種類が含まれる。そのようなマスクを放射ビーム内に配置することで、マスクのパターンに応じて、マスクに当る放射の選択的な透過（透過マスクの場合）または反射（反射マスクの場合）が起こる。マスクの場合、支持構造は一般にマスク・テーブルであり、このマスク・テーブルによって、マスクは、確実に入射放射ビーム内の所望の位置に保持することができるようになり、さらに、望むならば、マスクをビームに対して移動させることができるようになる。
プログラム可能ミラー・アレイ。そのようなデバイスの一例は、粘弾性制御層および反射表面を有するマトリックス・アドレス指定可能表面である。そのような装置の基本原理は、（例えば）反射表面のアドレス指定された領域は入射光を回折光として反射するが、アドレス指定されない領域は入射光を非回折光として反射する。適当なフィルタを使用して、前記の非回折光を、反射ビームからフィルタ除去して、後に回折光だけを残すことができる。このようにして、マトリックス・アドレス指定可能表面のアドレス指定パターンに従って、ビームはパターン形成されるようになる。必要なマトリックス・アドレス指定は、適当な電子的な手段を使用して行うことができる。ここで言及したようなミラー・アレイについて、例えば、米国特許第５，２９６，８９１号および米国特許第５，５２３，１９３号からより多くの情報を収集することができる。これらは参照して本明細書に組み込む。プログラム可能ミラー・アレイの場合、前記の支持構造は、例えば、フレームまたはテーブルとして具体化することができ、必要に応じて、固定するか、可動にすることができる。
プログラム可能ＬＣＤアレイ。そのような構造の実施例は、米国特許第５，２２９，８７２号に与えられている。この特許は、参照して本明細書に組み込む。上記のように、この場合の支持構造は、例えば、フレームまたはテーブルとして具体化することができ、それは、必要に応じて、固定するか、可動にすることができる。
簡単にするために、本明細書の残りは、ある場所で、特別に、マスクおよびマスク・テーブルを含む実施例に向けられる。しかし、そのような例で述べる一般的な原理は、上で述べたようなパターン形成手段のより広い背景の中で理解すべきである。
【０００３】
リソグラフィ投影装置は、例えば、集積回路（ＩＣ）の製造で使用することができる。そのような場合、パターン形成手段は、ＩＣの個々の層に対応する回路パターンを生成することができる。このパターンの像が、放射敏感材料（レジスト）の層で覆われた基板（シリコン・ウェーハ）上の目標部分（例えば、１つまたは複数のダイで構成される）に形成される。一般に、単一のウェーハは全体として網の目のような隣接する目標部分を含み、この隣接する目標部分が、投影システムにより、一度に１つずつ、連続的に放射を照射される。マスク・テーブルのマスクによるパターン形成を使用する現在の装置は、２つの異なる種類の機械に区別することができる。一方の種類のリソグラフィ投影装置では、全マスクパターンを一括して目標部分に露出させることで、各目標部分が放射を照射される。そのような装置は、通常、ウェーハ・ステッパと呼ばれる。走査ステップ式装置と通常呼ばれる他方の装置では、投影ビームの当るマスク・パターンを特定の基準方向（「走査」方向）に漸進的に走査し、同時に、同期して、この方向に対して平行または逆平行に基板テーブルを走査することで、各目標部分が放射を照射される。一般に、投影システムは、拡大率Ｍ（一般に、Ｍ＜１）を持つので、基板テーブルが走査される速度Ｖは、マスク・テーブルが走査される速度の因数Ｍ倍となる。ここで説明したようなリソグラフィ装置に関して、例えば、米国特許第６，０４６，７９２号から、もっと多くの情報を収集することができる。この特許は、参照して本明細書に組み込む。
【０００４】
リソグラフィ投影装置を使用する製造プロセスでは、放射敏感材料（レジスト）の層で少なくとも部分的に覆われた基板に、パターン（例えば、マスク内の）の像が作られる。この像形成ステップの前に、基板は、下塗り、レジスト被覆、およびソフト・ベークのような様々な手順を経る可能性がある。露出後に、基板は、露出後ベーク（ＰＥＢ）、現像、ハード・ベーク、および形成された像の特徴の測定／検査のような他の手順に供される可能性がある。この手順の配列は、デバイス例えばＩＣの個々の層をパターン形成する基礎として使用される。次に、そのようなパターン形成層は、エッチング、イオン打込み（ドーピング）、メタライゼーション、酸化、化学機械研磨などのような、全て個々の層を仕上げるために意図された、様々なプロセスを経る可能性がある。いくつかの層が必要な場合には、この全手順またはその変形を、新しい層ごとに繰り返さなければならない。最終的に、デバイスの配列が基板（ウェーハ）上に存在するようになる。次に、ダイシングまたは鋸引きのような方法で、これらのデバイスを互いに分離し、それから、個々のデバイスは、ピンなどに接続されたキャリアに取り付けることができる。そのようなプロセスに関するより多くの情報は、例えば、「Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ： Ａ ｐｒａｃｔｉｃａｌ Ｇｕｉｄｅ ｔｏ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ（マイクロチップの製造：半導体処理への実用的入門書）」， Ｔｈｉｒｄ Ｅｄｉｔｉｏｎ， ｂｙ Ｐｅｔｅｒ ｖａｎ Ｚａｎｔ， ＭｃＧｒａｗ Ｈｉｌｌ Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ Ｃｏ．， １９９７， ＩＳＢＮ０−０７−０６７２５０−４の本から得ることができる。この本を参照して本明細書に組み込む。
【０００５】
簡単にするために、投影システムを以下で「レンズ」と呼ぶことがある。しかし、この用語は、例えば、屈折光学システム、反射光学システム、およびカタディオプトリック・システムなどの様々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。また、放射システムは、これらの設計方式のいずれかに従って動作して放射の投影ビームを方向付け、整形し、または制御する部品を含むことができる。さらに、そのような部品もまた、下で一括してまたは単独で、「レンズ」と呼ぶことがある。さらに、リソグラフィ装置は、２以上の基板テーブル（および／または２以上のマスク・テーブル）を有する種類のものであることがある。そのような「マルチ・ステージ」の装置では、追加のテーブルは、並列に使用されることがあり、または、他の１つまたは複数の他のテーブルを露出に使用しながら、１つまたは複数のテーブルで準備ステップが行われることがある。ツイン・ステージ・リソグラフィ装置は、例えば、米国特許５，９６９，４１１号および国際公開ＷＯ９８／４０７９１に記載されている。この本を参照して本明細書に組み込む。
【０００６】
前述した装置において、非常に重要であるのは、基板を保持する基板テーブルと、マスクを保持し得る支持構造とを、非常に高い精度で位置決めすることである。そのため、たとえば本明細書において参照により取り入れる米国特許公報第５，１２０，０３４号には、ベースに対して少なくとも２つの座標方向に変位可能なキャリッジ（ｃａｒｒｉａｇｅ）を備える位置決め装置であって、キャリッジは、キャリッジに対して前記２つの座標方向に変位可能なテーブルを変位させるためのものであり、テーブルは前記２つの座標方向の磁石システムおよびコイルシステムのローレンツ力だけでキャリッジに接続されている位置決め装置を用いることが提案されている。
【０００７】
ローレンツ駆動装置をリソグラフィ投影装置で用いる際の重大な問題は、使用中にローレンツ駆動装置のコイルが発生させる熱量である。特に、基板テーブルまたは支持構造の非常に近くに配置されるローレンツ駆動装置がわずかでも発生させる熱である。発生するわずかな熱も放散して、装置精度の低下をモータらす可能性のある基板テーブルおよび支持構造の温度変化を防がなければならない。
【０００８】
ローレンツ駆動装置は、導電性要素たとえばコイルと、磁石アセンブリとからなる。磁石アセンブリから発生する磁界は、導電性要素を流れる電流と相互作用して、導電性要素と磁石アセンブリとの間にローレンツ力を発生させる。ローレンツ力の方向はその地点での電流および磁界の方向に垂直である。通常、磁石アセンブリは、導電性要素の両側の少なくとも１つの磁石からなり、ほぼ均一な磁界を導電体の周りに発生させる。ローレンツ駆動装置は、コイルの中に鉄を全く含まない。しかしローレンツ駆動装置の磁石アセンブリは、バック・アイアン（ｂａｃｋ ｉｒｏｎ）を備えている。バック・アイアンは、磁気飽和が高い材料から形成され、磁石の外側に配置される。バック・アイアンは通常、飽和を防止するために大きいことが必要とされるため、駆動装置の質量のかなりの部分を構成し、モータの効率が低下する原因となっている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、バック・アイアンの質量が低減されるが、駆動装置の性能は全く低下していないローレンツ駆動装置を有するリソグラフィ投影装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この目的およびその他の目的は、本発明によって、冒頭の段落で明記したリソグラフィ装置にさらに以下のものを備える装置で達成される。
モータの前記第１および第２の部分の一方に取り付けられ、前記力の方向に実質的に垂直な第１磁界を発生させるメイン磁石システム、
モータの前記一方の部分の他方に取り付けられる導電性要素であって、前記導電性要素を流れる電流と第１磁界との相互作用によって前記力を発生させるように配置される導電性要素、
モータの前記一方の部分に取り付けられて、ハルバック（Ｈａｌｂａｃｈ）配置で配置され、第１磁界に実質的に垂直な第２磁界を発生させる補助磁石システム。
【００１１】
この配置は、飽和を防止するために必要なバック・アイアンのサイズが低減されるため、好都合である。したがってこれは、駆動装置のバック・アイアンの質量が減少して駆動装置の効率がさらに高まることを意味する。というのは、駆動装置の移動質量が減少すると、所定の加速度を発生させるために必要な力が減少するからである。また駆動装置のｋファクタ（モータ定数とも言われる）も増加する。これは、コイルを流れる所定の電流に対して発生される力が増加することを意味する。これらの効果が組み合わさる結果、所定の加速度を発生させるための電流が著しく減少し、その結果コイルに発生する熱量が減少する。
【００１２】
本発明の好ましい実施形態においては、補助磁石システムは、第１および第２の補助磁石を備え、メイン磁石システムはメイン磁石を備えており、メイン磁石の少なくとも一部は２つの補助磁石の間に配置される。これらの磁石の配置は、第１補助磁石の磁気分極が第２補助磁石の磁気分極と実質的に反平行となり、メイン磁石の磁気分極がこれら２つの補助磁石の磁気分極と実質的に垂直になるように行う。
【００１３】
本発明のさらに好ましい実施形態においては、ローレンツ駆動装置は２つの磁石アセンブリを備える。第１磁石アセンブリは、第１メイン磁石システム・サブ・アセンブリと第１補助磁石システム・サブ・アセンブリとを備える。第２磁石アセンブリは、第２メイン磁石システム・サブ・アセンブリと第２補助磁石システム・サブ・アセンブリとを備える。導電性要素の少なくとも一部が、第１および第２の磁石アセンブリの間に配置される。
【００１４】
本発明のさらに好ましい実施形態においては、各磁石アセンブリは、第１および第２のメイン磁石を備え、これらはその磁気分極が互いに実質的に反平行になるように配置される。磁気アセンブリはさらに、第１、第２、および第３の補助磁石を備え、これらの配置は、第１メイン磁石の少なくとも一部が第１および第２の補助磁石の間に配置され、第２メイン磁石の少なくとも一部が第２および第３の補助磁石の間に配置されるように行われる。導電性要素は、第１磁石アセンブリの第１メイン磁石と第２アセンブリの第１メイン磁石との間に配置される第１部分と、第１磁石アセンブリの第２メイン磁石と第２磁石アセンブリの第２メイン磁石との間に配置される第２部分とを備える。導電性要素の配置は、この要素に電流を流したときに、第１部分の電流の方向が第２部分の電流の方向と実質的に反平行になるように行われる。
【００１５】
また本発明は、リソグラフィ投影装置で用いるモータに関する。モータは、モータの第１部分とリソグラフィ投影装置の機械フレームとの間に少なくとも１つの方向の長距離運動に渡る力を発生させるための長行程モータと、モータの前記第１部分と第２部分との間に少なくとも１つの方向の短距離運動に渡る力を発生させるためのローレンツ駆動装置とを備え、ローレンツ駆動装置は以下のものを備える。
モータの前記第１および第２の部分の一方に取り付けられ、前記力の方向に実質的に垂直な第１磁界を発生させるメイン磁石システム、
モータの前記一方の部分の他方に取り付けられる導電性要素であって、前記導電性要素を流れる電流と第１磁界との相互作用によって前記力を発生させるように配置される導電性要素、
モータの前記一方の部分に取り付けられて、ハルバック配置で配置され、第１磁界に実質的に垂直な第２磁界を発生させる補助磁石システム。
【００１６】
この明細書で、ＩＣの製造において本発明に従った装置を使用することに特に言及するが、そのような装置は他の多くの可能な用途を有することをはっきりと理解すべきである。例えば、集積光システム、磁気ドメイン・メモリのための誘導および検出パターン、液晶表示パネル、薄膜磁気ヘッドなどの製造で使用することができる。当業者は理解するであろうが、そのような他の背景では、本明細書の「レチクル」、「ウェハー」または「ダイ」の用語の使用は、それぞれ、より一般的な用語「マスク」、「基板」および「目標部分」で置き換えられるものとして考えるべきである。
【００１７】
本文献において、「放射」および「ビーム」の用語は、紫外線放射（例えば、波長が３６５、２４８、１９３、１５７、または１２６ｎｍである）およびＥＵＶ（極端紫外放射、たとえば、波長が５〜２０ｎｍの範囲である）ならびにイオン・ビームまたは電子ビーム等の粒子ビームを含んだ、あらゆる種類の電磁放射を包含するように使用される。
【００１８】
ここで本発明の実施形態は、実施例としてのみ添付の模式図を参照して説明する。
【００１９】
図において、対応する参照符号は対応する部分を示す。
【００２０】
【発明の実施の形態】
実施形態１
図１は、リソグラフィ投影装置を模式的に示す。本装置は、
放射（例えば、ＥＵＶ放射）の投影ビームＰＢを供給するための、この場合に放射源ＬＡを備える放射システムＥｘ、ＩＬと、
マスクＭＡ（例えば、レチクル）を保持するためのマスク・ホルダを備え、かつ要素ＰＬに対してマスクを正確に位置決めするための第１の位置決め手段に接続された第１の物体テーブル（マスク・テーブル）ＭＴと、
基板Ｗ（例えば、レジスト被覆シリコン・ウェーハ）を保持するための基板ホルダを備え、かつ要素ＰＬに対して基板を正確に位置決めするための第２の位置決め手段に接続された第２の物体テーブル（基板テーブル）ＷＴと、
マスクＭＡの放射照射部分の像を、基板Ｗの目標部分Ｃ（例えば、１つまたは複数のダイで構成される）に形成するための投影システム（レンズ）ＰＬ（レンズ群）とを備える。
ここに示すように、本装置は、透過型（すなわち、透過マスクを有する）である。しかし、一般に、本装置は、例えば、反射型（反射マスクを有する）であることもある。もしくは、本装置は、上で言及したような種類のプログラム可能ミラー・アレイのような、他の種類のパターン形成手段を使用することができる。
【００２１】
放射源ＬＡ（例えば、Ｈｇランプまたはエキシマ・レーザ）は、放射のビームを生成する。このビームは、直接か、または、例えばビーム拡大器Ｅｘなどのコンディショニング手段を通り抜けた後かいずれかで、照明システム（照明装置）ＩＬに送られる。照明装置ＩＬは、ビーム内の強度分布の外側半径範囲および／または内側半径範囲（通常、それぞれ、σ−ｏｕｔｅｒ、σ−ｉｎｎｅｒと呼ばれる）を設定するための調整手段ＡＭを備えることができる。さらに、照明装置は、一般に、積分器ＩＮ、集光器ＣＯなどの様々な他の部品を備える。このようにして、マスクＭＡに当っているビームＰＢは、その断面内に所望の一様強度分布を持つ。
【００２２】
図１に関して留意すべきことであるが、放射源ＬＡは、リソグラフィ投影装置のハウジング内にあることがあるが（例えば、放射源ＬＡが水銀ランプの場合、そうであることが多い）、また、放射源ＬＡがリソグラフィ投影装置から遠く離れており、それの生成する放射ビームが装置の中に導かれることがある（例えば、適当な方向付けミラーを使用して）。この後者のシナリオは、放射源ＬＡがエキシマ・レーザである場合に多い。本発明および特許請求の範囲は、これらのシナリオの両方を含む。
【００２３】
ビームＰＢは、その後、マスク・テーブルＭＴに保持されているマスクＭＡと交差する。マスクＭＡを通り抜けたビームＰＢは、レンズＰＬを通り抜ける。このレンズＰＬは、基板Ｗの目標部分ＣにビームＰＢを収束させる。第２の位置決め手段（および干渉測定手段ＩＦ）を使って、基板テーブルＷＴは、例えばビームＰＢの経路内に異なった目標部分Ｃを位置決めするように、正確に移動させることができる。同様に、第１の位置決め手段を使用して、例えば、マスク・ライブラリからマスクＭＡを機械的に取り出した後で、または走査中に、ビームＰＢの経路に対してマスクＭＡを正確に位置決めすることができる。一般に、物体テーブルＭＴ、ＷＴの移動は、長行程モジュール（粗い位置決め）と短行程モジュール（精密位置決め）を使って行われる。
【００２４】
長行程ＬＳの移動部分は、ＷＯ０１／１８９４４に記載されているように平面モータによって移動する。この文献は、本明細書において参照により取り入れられている。磁気プレートＭＰがリソグラフィ投影装置の機械フレームに固定され、長行程ＬＳには第１のコイル・セットＳＰ１が設けられている。電流をコイルＳＰ１に流すと、ＳＰ１は力を発生する。この力によって長行程ＬＳを浮揚させて、磁気プレートＭＰに沿って移動させることができる。基板テーブルＷＴは、第２のコイルＳＰ２と磁石ＭＳとを備えるローレンツ駆動装置によって、長行程ＬＳに対して移動する。電流を第２のコイルＳＰ２に流すと、長行程ＬＳと磁石ＭＳ（基板テーブルＷＴに設けられている）との間に力が発生して、基板テーブルＷＴを微細に位置決めすることができる。基板テーブルＷＴは、長行程ＬＳに対して、６自由度（Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｒｚ、Ｒｙ、およびＲｘ）まで移動させることができる。
【００２５】
図示の装置は、２つの異なるモードで使用することができる。
１．ステップ・モードでは、マスク・テーブルＭＴは基本的に静止したままであり、全マスク像が一括して（すなわち、単一「フラッシュ」で）目標部分Ｃに投影される。次に、異なる目標部分ＣがビームＰＢで照射されるように、基板テーブルＷＴがｘおよび／またはｙ方向に移動される。
２．走査モードでは、基本的に同じシナリオが当てはまるが、ただ、特定の目標部分Ｃが単一「フラッシュ」で露出されないことが異なる。代わりに、マスク・テーブルＭＴが、特定の方向（いわゆる「走査方向」、例えば、ｙ方向）に速度ｖで移動可能であり、その結果、投影ビームＰＢはマスク像全体を走査することができるようになる。これと並行して、基板テーブルＷＴが、速度Ｖ＝Ｍｖで、同じまたは反対方向に同時に移動する。ここで、ＭはレンズＰＬの拡大率である（一般に、Ｍ＝１／４または１／５）。このようにして、分解能で妥協する必要なく、比較的大きな目標部分Ｃを露出させることができる。
【００２６】
図２ａに、本発明の好ましい実施形態による駆動装置の断面を示す。図３に、同じ駆動装置を斜視図で示す。使用時に、駆動装置は第１の方向（またはその反対）に力を発生させる。この力を用いて短行程ドライブ・モジュール（第２部分）を駆動して、マスク・テーブルＭＴまたは基板テーブルＷＴを位置決めすることができる。図２ａでは、この第１の方向は図の面内の水平方向である。駆動装置は、第１磁石サブ・アセンブリ１、第２磁石サブ・アセンブリ１１（図１のＭＳ）、およびコイル２１（図１のＳＰ２）を備える。第１および第２の磁石サブ・アセンブリ１、１１によって、それらの間のスペース（第１の方向に垂直な第２の方向にある）が規定される。このスペースにコイル２１が配置される。
【００２７】
第１および第２の磁石サブ・アセンブリ１、１１の組み合わせによって、磁石アセンブリ（基板テーブルＷＴまたはマスク・テーブルＭＴ上に配置され、駆動装置によって駆動される）が形成される。コイル２１は、長行程モジュール（図示せず）に配置されるか、または（前述したように）長行程モジュールがないウェハ・ステッパ装置のマスク・テーブルＭＴの場合には、装置の固定部分に配置される。
【００２８】
代替的に、磁石アセンブリを長行程モジュール上に配置して、コイルを基板テーブルまたはマスク・テーブル上に配置しても良いが、本構成が好ましい。その理由は、コイルへの電力および冷却の付与が容易になるからである。
【００２９】
第１磁石サブ・アセンブリ１は、第１メイン磁石２、第２メイン磁石７、第１補助磁石５、第２補助磁石４、および第３補助磁石３からなる。第２磁石アセンブリ１１は、対応して、第１メイン磁石１２、第２メイン磁石１７、第１補助磁石１５、第２補助磁石１４、および第３補助磁石１３からなる。好ましい配置においては、メイン磁石は永久磁石であってＮｉコーテッド・ヴァコジム（Ｖａｃｏｄｙｍ）７２２Ｒ（残留磁気Ｂ_r＝１．４７テスラ（Ｔ））からなり、補助磁石はＮｉコーテッド・ヴァコジム３６２ＴＰ（残留磁気Ｂｒ＝１．３０テスラ（Ｔ）、高保持力強度を有する）からなる（たとえばＶａｃｕｕｍｓｃｈｍｅｌｚｅ 有限責任会社で製造される）。
【００３０】
各磁石サブ・アセンブリの配置は、要素磁石が上で定義した第１の方向において互いに隣接するように行う。この配置において、補助磁石は各メイン磁石の両側に配置される。たとえば、第１磁石サブ・アセンブリ１の第１メイン磁石２は、第１磁石アセンブリの第１補助磁石５と第３補助磁石４との間に配置される。同様に、第１磁石サブ・アセンブリ１の第２メイン磁石７は、第２補助磁石４と第３補助磁石３との間に配置される。第２磁石サブ・アセンブリも同様に配置して、完全な磁石アセンブリにおいて２つのサブ・アセンブリ１、１１の対応する磁石が互いに面するようにする。
【００３１】
各磁石サブ・アセンブリは、バック・アイアン６、１６をそれぞれ備える。各サブ・アセンブリにおいて、バック・アイアンは、磁石サブ・アセンブリ間に規定されたスペースに対して磁石の反対側に配置される。バック・アイアンは、サブ・アセンブリの各メイン磁石および各補助磁石に隣接し、好ましくは磁石表面を完全に覆っている。またバック・アイアンは好ましくは、磁石サブ・アセンブリ間のスペースから離れる方向に、少なくとも部分的にテーパになっている。バック・アイアンは好ましくは、ＣｏＦｅで形成されている。
【００３２】
コイル２１（図１のＳＰ２）は、図２ａにしめされるように２つのサイド２１ａと２１ｂを有し、磁石サブ・アセンブリ１、１１（図１のＭＳ）の間に配置され、直角環状式巻き線（ｏｒｔｈｏｃｙｃｌｉｃ ｗｉｎｄｉｎｇｓ）からなる。コイルの配置は、コイルが第１および第２の磁石サブ・アセンブリ間に配置されたときに、コイルを構成するワイヤが、上で定義した第１および第２の両方向に垂直になるように行われる。図２ａに示すように、ワイヤは図の面に垂直な方向に配置される。
【００３３】
第１および第２の磁石サブ・アセンブリ１、１１の磁石の配置は、第１磁石サブ・アセンブリの第１メイン磁石２の磁気分極が、第２磁石サブ・アセンブリの第１メイン磁石１２の磁気分極と平行で、上で定義した第１の方向と垂直な方向になるように、すなわち駆動装置が発生する力の方向と垂直な方向になるように行われる。第２メイン磁石７、１７の配置は、それらの磁気分極が互いに平行で、第１メイン磁石２、１２の磁気分極と反平行になるように行われる。
【００３４】
磁石サブ・アセンブリの補助磁石の配置は、いわゆるハルバック配置で行われる。補助磁石の配置は、それらの磁気分極がメイン磁石の磁気分極と垂直になるように行われる。前述したように、各メイン磁石は、磁石サブ・アセンブリの２つの補助磁石の間に配置される。これらの補助磁石の組は、それらの磁気分極が互いに反平行になるように配置される。また第１および第２の磁石サブ・アセンブリの対応する補助磁石の組（前述したように、２つの磁石サブ・アセンブリ間の分離箇所を越えて互いに面する）、たとえば第１磁石サブ・アセンブリの第１補助磁石５および第２磁石サブ・アセンブリ第１補助磁石１５も、それらの磁気分極が互いに反平行になるように配置される。
【００３５】
図２ｂに示すように、この配置から結果として生じる磁界によって、２組のメイン磁石の間のほぼ均一な磁界の領域が発生する。コイル２１ａ、２１ｂの２つのサイドが、この領域内に位置している。電流がコイルを流れるとき、コイルの２つのサイドを流れる電流は反対方向である。したがって、コイル２１ａ、２１ｂの２つのサイドが配置される２つの領域での磁界の方向も反対であるため、コイルの２つのサイドに及ぼされる力は同じ方向（磁界および電流の両方に垂直）となる。
【００３６】
図４に、本発明の代替的な駆動装置の構成の断面を示す。この構成は、２つのコイル８１、８２を備える。したがって磁石サブ・アセンブリ５１、７１の構造は、図２ａに示したものとは異なっている。各磁石サブ・アセンブリは、第１メイン磁石５７、７７、第２メイン磁石５５、７５、第３メイン磁石５３，７３、第１補助磁石５６、７６、第２補助磁石５４、７４、および前の構成と同様にバック・アイアン５２、７２からなる。
【００３７】
メイン磁石の配置は、第１磁石サブ・アセンブリの第１メイン磁石５７の磁気分極が、第２磁石サブ・アセンブリの第１メイン磁石７７の磁気分極と平行になり、第１磁石サブ・アセンブリの第２メイン磁石５５の磁気分極が第２磁石サブ・アセンブリ第２メイン磁石７５の磁気分極と平行になり、第１磁石サブ・アセンブリの第３メイン磁石５３の磁気分極が第２磁石サブ・アセンブリの第３メイン磁石７３の磁気分極と平行になるように行う。図２ａの構成と場合と同様に、全てのメイン磁石の配置は、それらの磁気分極が、駆動装置が発生させる力の方向と垂直になるように行う。加えて、第１メイン磁石５７、７７および第３メイン磁石５３、７３の配置は、それらの磁気分極が、第２メイン磁石５５、７５の磁気分極と反平行になるように行う。
【００３８】
第１補助磁石５６、７６は、第１メイン磁石５７、７７と第２メイン磁石５５、７５との間に配置される。第２補助磁石５４、７４は、第２メイン磁石５５、７５と第３メイン磁石５３、７３との間に配置される。その結果、第２メイン磁石は、各磁石サブ・アセンブリの補助磁石の間に配置される。
【００３９】
第１磁石サブ・アセンブリ５１の補助磁石の配置は、それらの磁気分極が、互いに反平行で、第２メイン磁石５５の磁気分極と垂直になるように行われる。第２磁石サブ・アセンブリの補助磁石も、対応する仕方で配置して、第１磁石サブ・アセンブリ５１の第１補助磁石５６の磁気分極が第２磁石サブ・アセンブリ７１の第１補助磁石７６の磁気分極と反平行になり、第１磁石サブ・アセンブリ５１の第２補助磁石５４の磁気分極が第２磁石サブ・アセンブリ７１の第２補助磁石７４の磁気分極と反平行になるようにする。結果として生じる２つの磁石サブ・アセンブリのメイン磁石の間の磁界は、ほぼ均一となる。
【００４０】
コイルの配置は、第１コイル８１の第１部分８１ａが第３メイン磁石５３、７３の間に位置し、第１コイル８１の第２部分８１ｂと第２コイル８２の第１部分８２ａとが第２磁石５５、７５の間に位置し、第２コイル８２の第２部分８２ｂが第３メイン磁石５７、７７の間に位置するように行う。電流がコイル８１、８２を流れるときに、第１コイル８１の第２部分８１ｂと第２コイル８２の第１部分８２ａとを流れる電流の方向は、互いに平行であり、第１コイル８１の第１部分８１ａと第２コイル８２の第２部分８２ｂとを流れる電流の方向とは反平行である。第２メイン磁石５５、７５間の磁界の方向は、第１メイン磁石５７、７７間の磁界の方向および第２メイン磁石５３、７３間の磁界の方向と反対であるため、コイルの各部分８１ａ、８１ｂ、８２ａ、８２ｂに発生する力（電流および磁界の両方の方向に垂直な方向）は同じ方向である。
【００４１】
本発明の特定の実施形態を上で説明したが、本発明は、説明と違ったように実施することができる。説明は本発明を制限する意図ではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】リソグラフィ投影装置を示す図である。
【図２ａ】本発明による駆動装置の構成を示す断面図である。
【図２ｂ】図２ａの構成に対して計算された磁界線を示す図である。
【図３】図２ａの構成を示す斜視図である。
【図４】本発明による代替的な駆動装置の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
ＬＳ 長行程
ＭＳ 磁石
ＭＰ 磁気プレート
ＳＰ１ 第１のコイル
ＳＰ２ 第２のコイル
１、１１、５１、７１ 磁石サブ・アセンブリ
２、７、１２、１７、５３、５５、５７、７３、７５、７７ メイン磁石
３、４、５、１３、１４、１５、５４、５６、７４、７６ 補助磁石
６、１６、５２、７２ バック・アイアン
２１、２２、８１ａ、８１ｂ、８２ａ、８２ｂ コイル

Claims (15)

1. リソグラフィ投影装置であって、
   放射の投影ビームを供給するための放射システムと、
   所望のパターンに従って前記投影ビームをパターン形成するように使用されるパターン形成手段を支持するための支持構造と、
   基板を保持するための基板テーブルと、
   前記パターン形成されたビームを前記基板の目標部分に投影するための投影システムと、
   モータの第１部分と装置の機械フレームとの間に少なくとも１つの方向の長距離運動に渡る力を発生させるための長行程モータと、モータの前記第１部分と第２部分との間に少なくとも１つの方向の短距離運動に渡る力を発生させ、前記第２部分は支持構造または基板テーブルに接続されるローレンツ駆動装置とを備えるモータとを備え、ローレンツ駆動装置は、
   モータの前記第１および第２の部分の一方に取り付けられ、前記力の方向に実質的に垂直な第１磁界を発生させるメイン磁石システムと、
   モータの前記一方の部分の他方に取り付けられる導電性要素であって、前記導電性要素を流れる電流と第１磁界との相互作用によって前記力を発生させるように配置される導電性要素と、
   モータの前記一方の部分に取り付けられて、ハルバック配置で配置され、第１磁界に実質的に垂直な第２磁界を発生させて低減された質量のバック・アイアンを有する補助磁石システムとを備えるリソグラフィ投影装置。
2. 前記補助磁石システムが２つの補助磁石を備え、前記メイン磁石システムがメイン磁石を備え、メイン磁石の少なくとも一部が前記２つの補助磁石の間に配置され、補助磁石の磁気分極が、実質的に互いに反平行となりかつメイン磁石の磁気分極に実質的に垂直となるように配置される請求項１に記載のリソグラフィ投影装置。
3. 前記メイン磁石システムが第１および第２のメイン磁石システム・サブ・アセンブリからなり、前記補助磁石システムが第１および第２の補助磁石システム・サブ・アセンブリからなり、前記導電性要素の少なくとも一部分が、前記第１の磁石システム・サブ・アセンブリからなる第１磁石アセンブリと、前記第２の磁石システム・サブ・アセンブリからなる第２磁石アセンブリとの間に配置される請求項１または請求項２に記載のリソグラフィ投影装置。
4. 前記導電性要素の前記部分は、この部分を流れる電流の方向がモータの２つの部分間の力の方向と実質的に垂直となるように配置される請求項３に記載のリソグラフィ投影装置
5. 前記メイン磁石システムは少なくとも１つの磁石を備え、この磁石は、その磁気分極が、装置の２つの部分間の力の方向と実質的に垂直となりかつ導電性要素の前記部分を流れる電流の方向と実質的に垂直となるように配置される請求項３または請求項４に記載のリソグラフィ投影装置。
6. 前記メイン磁石システム・サブ・アセンブリはそれぞれ第１および第２のメイン磁石を備え、第１および第２のメイン磁石は、その磁気分極が実質的に互いに反平行となるように配置される請求項３から請求項５までのいずれか一項に記載のリソグラフィ投影装置。
7. 前記補助磁石サブ・アセンブリはそれぞれ、第１、第２、および第３の補助磁石を備え、前記補助磁石アセンブリはそれぞれ、以下となるように配置される請求項６に記載のリソグラフィ投影装置。
   前記第１メイン磁石の少なくとも一部が第１および第２の補助磁石の間に配置され、
   前記第２メイン磁石の少なくとも一部が第２および第３の補助磁石の間に配置され、
   前記第１および第２の補助磁石は、それらの磁気分極が、実質的に互いに反平行となりかつ第１メイン磁石の磁気分極と実質的に垂直となるように配置され、
   前記第２および第３の補助磁石は、それらの磁気分極が、実質的に互いに反平行となりかつ第２メイン磁石の磁気分極と実質的に垂直となるように配置される。
8. 導電性要素は、
   第１および第２のメイン磁石システム・サブ・アセンブリの第１メイン磁石の間に配置される第１部分と、
   第１および第２のメイン磁石システム・サブ・アセンブリの第２メイン磁石の間に配置される第２部分とを備え、
   導電性要素は、電流を流したときに、第１および第２の部分の電流の方向が実質的に互いに反平行となるように配置される請求項６または請求項７に記載のリソグラフィ投影装置。
9. 前記メイン磁石サブ・アセンブリはそれぞれ、第１、第２、および第３のメイン磁石を備え、これらのメイン磁石は、前記第２メイン磁石の少なくとも一部が前記第１および第３のメイン磁石間に位置するように配置され、前記メイン磁石は、前記第２メイン磁石の磁気分極が、第１および第３のメイン磁石の磁気分極と実質的に反平行となるように配置される請求項３から請求項５までのいずれか一項に記載のリソグラフィ投影装置。
10. 前記補助磁石サブ・アセンブリはそれぞれ、第１および第２の補助磁石を備え、前記補助磁石アセンブリはそれぞれ、以下となるように配置される請求項９に記載のリソグラフィ投影装置。
    前記第２メイン磁石の少なくとも一部が第１および第２の補助磁石の間に位置し、
    前記第１および第２の補助磁石は、それらの磁気分極が、実質的に互いに反平行となりかつ第２メイン磁石の磁気分極と実質的に反平行となるように配置される。
11. 導電性要素は、
    第１および第２のメイン磁石システム・サブ・アセンブリの第１メイン磁石の間に配置される第１部分と、
    第１および第２のメイン磁石システム・サブ・アセンブリの第２メイン磁石の間に配置される第２および第３の部分と、
    第１および第２のメイン磁石システム・サブ・アセンブリの第３メイン磁石の間に配置される第４部分とを備え、
    導電性要素は、電流を流したときに、第１および第４の部分の電流の方向が、実質的に互いに平行となりかつ導電性要素の第２および第３の部分の電流の方向と実質的に反平行となるように配置される請求項９または請求項１０に記載のリソグラフィ投影装置。
12. 導電性要素がモータの第１部分に接続され、メイン磁石システムおよび補助磁石システムがモータの第２部分に接続される請求項１から請求項１１までのいずれか一項に記載のリソグラフィ投影装置。
13. 前記短距離運動が、メイン磁石システムおよび補助磁石システムの総サイズの約１０パーセントである請求項１に記載のリソグラフィ投影装置。
14. 短距離運動が約１ｃｍであり、長距離運動が３０ｃｍを上回る請求項１に記載のリソグラフィ投影装置。
15. リソグラフィ投影装置で用いるモータであって、モータの第１部分とリソグラフィ投影装置の機械フレームとの間に少なくとも１つの方向の長距離運動に渡る力を発生させるための長行程モータと、モータの前記第１部分と第２部分との間に少なくとも１つの方向の短距離運動に渡る力を発生させるためのローレンツ駆動装置とを備え、ローレンツ駆動装置は、
    モータの前記第１および第２の部分の一方に取り付けられ、前記力の方向に実質的に垂直な第１磁界を発生させるメイン磁石システムと、
    モータの前記部分の他方に取り付けられる導電性要素であって、前記導電性要素を流れる電流と第１磁界との相互作用によって前記力を発生させるように配置される導電性要素と、
    モータの前記一方の部分に取り付けられて、ハルバック配置で配置され、第１磁界に実質的に垂直な第２磁界を発生させて低減された質量のバック・アイアンを有する補助磁石システムとを備えるモータ。

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