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

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 Download PDF

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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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