JP6519634B2 - 装置及び機器 - Google Patents

Description

本開示は、特に、三次元空間における所望の位置で物体を保持及び／又は支持するための装置に関する。

本願は、２０１１年６月２０日に出願された米国仮出願第６１／４９８，９３５号、及び２０１２年６月１９日に出願された米国出願第１３／５２７，２０６号に基づく優先権を主張し、それらをここに援用する。

ある物を別の物に保持する必要性は産業における至る所（ubiquitous）に存在する。例えば、ワークピースを確実かつ正確に保持できない場合、ワークピース上で又はワークピースに対して正確かつ精確に動作を実行することは一般的に極めて難しく又は不可能である。ロボット工学は、ワークピースに対してツールや他のプロセス器具を保持する能力、器具に対してワークピースを保持する能力、又はその両方に、広く依存している。保持装置に対するそうした要求は、精密システムにおいて特に大きい。

すべての構成要素部品及び機器について高い性能を求められる精密システムの一例はマイクロリソグラフィシステムである。

マイクロリソグラフィでは最近までマイクロサーキット及びそれに関するデバイスの製造を主に目指していたものの、一方で、液晶ディスプレイのような大型パネルディスプレイの製造のためのツールも重要である。表示素子（ピクセル）の所望のパターンをインプリントするために、プレートホルダ（ＰＨ)と呼ばれる大型プレートに基板パネルが支持される。ＰＨ（プレートホルダ）はプレートテーブル（ＰＴ）に支持される。基板パネルの表面にパターンをインプリントする際に、様々な位置に配置可能な移動ステージとしてＰＴ（プレートテーブル）は機能する。基板パネルを保持する大型チャックとしてＰＨは機能する。ＰＴ及びＰＨは非常に大型及び重厚になり得る。ＰＨは、不支持や支持不良部分に基づく重大なたわみや他の表面変形が無く、基板が配置されるその表面が平面のままとなるように支持されるのが望ましい。

現在、所定の箇所でＰＨとＰＴの間に置かれるボルトを用いて、ＰＨがＰＴ上に支持されている。ＰＨのフラットネスの調整のために、従来より、ＰＴとＰＨの間にシムが挿入されている。この調整は、製造時、据え付け時、及び他の必要な時に実行される。あいにく、アタッチメントによるこの方法は、実質的に手作業を必要とし、また、それを行うのに多大な時間を必要とする。また、ＰＨ及びＰＴが通常は異なる材料から製造されるという事実を鑑みると、この取り付け及び調整スキームもまた熱ストレスを解消させるものではなく、もしろＰＨ内に蓄積され、反りや他の変形の要因となり得る。ボルトは一般的に垂直方向における剛性が極めて高く、特にボルトが締められると、ボルトによって接触された接続は両方の水平方向において極めて高い剛性となる。こうした極めて高い剛性値においては、例えば、熱膨張が生じるＰＨでの有意な解消を見込めない。最後に、こうしたボルト及びシムを用いる方法は、ＰＴに対する、マイクロメートルレンジでのＰＨの安定性をもたらすものの、それは非常に調整が難しい。

したがって、第２マス（第２質量物）（例えば、ＰＨ又はその類似機器）に対して第１マス（第１質量物）を保持するための従来の装置及び方法（例えば、ＰＨ又はその類似機器）においては、垂直方向及び一水平方向の剛性、他の水平方向における柔軟性、負荷に対する強度と安定性、調整の容易性、保持された物体の高さ及び角度の調整の正確性、及び、３Ｄ空間における保持された物体の位置を変化させることが可能な移動体又はアクチュエータとの結合に使用可能であること、についてその組み合わせのニーズに対応していない。

上述した必要性は、オーバラップ領域で互いに交互配置されたマルチプルブレードの第１及び第２セットによって互いに移動可能に接続された第１及び第２部分を含む保持装置によって提供され、ここにそれを記述する。

オーバラップ領域が圧縮されるとき、第１及び第２セットの互いの相対的な動きが抑制されて、装置に、第１及び第２直交方向において比較的剛性を与え、第３直交方向において比較的柔軟性を与える。例えば、装置は、第２マスに対して第１マスを支持して配され、（オーバラップ領域が圧縮されるとき）鉛直方向（ｚ方向）及びｘ又はｙ方向又はｘ及びｙ方向の組み合わせにおいて、比較的に剛な支持を提供し、残りのｘ又はｙ方向又はｘ及びｙ方向の組み合わせにおいて比較的に柔軟な支持を提供する。この比較的柔軟さは、例えば、第２マスに対して第１マスを支持する装置において、第２マスに対する第１マスの熱膨張を許容するのに利用可能である。

オーバラップ領域の圧縮（例えば、クランプを用いる）は、通常、オーバラップ領域に大きな摩擦力を生む。圧縮しないとき又はわずかな圧縮の場合、オーバラップ領域では、交互配置されたブレードのセットにおける互いの位置的及び／又は角度の調整が可能である。オーバラップ領域を圧縮することは、オーバラップ領域における板間に大きな摩擦力を生じさせて、部分の間の互いの変位に対する抵抗を増大させ、２方向（例えば、ｘ及びｚ方向）における比較的高剛性と、残りの方向（例えば、ｙ方向）における比較的低剛性とを与える。

オーバラップ領域の圧縮のタイミングは、アクチュエータ又は移動体の動作に協調させることができる。例えば、少なくとも１つの保持装置及び少なくとも１つの移動体を、第１マス及び第２マスの間に配置できる。オーバラップ領域での圧縮が作用していないとき、移動体は第２マスに対して第１マスを移動させ、また、移動体が動作していないとき、オーバラップ領域に圧縮が作用する。よって、保持装置は、移動体によって確立した第１マスの位置を保持するのに使用できる。

本発明の特徴部分及び利点は、添付の図を参照した、以下の詳しい説明から容易に明らかになるだろう。

図１Ａは、一実施形態にかかる保持装置の正面図である。 図１Ｂは、図１Ａの保持装置の等角図である。 図２は、移動体を有する保持装置の模式図であり、保持装置及び移動体が制御可能に作動し、保持装置が移動体によって変位したマスの位置を保持する。 図３は、保持装置の第２実施形態の正面図である。 図４Ａは、オーバラップ領域に圧縮を作用させるのに使用されるＣ型クランプを備える保持装置の一実施形態の模式図である。 図４Ｂは、固定されたシート及び対向するアクチュエータを有する、クランプを備える保持装置の一実施形態の模式図である。 図４Ｃは、圧電又は類似したクランプを備える保持装置の一実施形態の模式図である。 図４Ｄは、フローティングクランプを備える保持装置の一実施形態の模式図である。 図５は、図３に示す保持装置の斜視図である。 図６は、保持装置及び移動体（反重力装置）を備える構成の一実施形態の模式図であり、移動体及び保持装置は協働するよう接続される。 図７は、例えば、固定されたリジットな中央サポートに対する、径方向における制限を減少させるように配置された４つの保持装置を備える構成の一実施形態の模式図である。 図８は、下方マスにおける凹みに配置された保持装置の模式図であり、下方マスに対して上方マスを保持している。 図９Ａは、比較的長く幅の広いブレードを有する保持装置の一実施形態の直交図である。 図９Ｂは、比較的長く幅の広いブレードを有する保持装置の一実施形態の直交図である。 図１０は、薄く、フレキシブルなブレードを有する保持装置の一実施形態の正面図である。 図１１は、圧縮というよりはテンションがかかった状態の保持装置の模式図である。 図１２は、保持装置と協調して使用可能なリングスタック型ニューマチックアクチュエータの一実施形態の正面図である。 図１３は、図１２のアクチュエータの斜視図である。 図１４は、図１２のアクチュエータの斜視断面図であり、内側及び外側リングの詳細を示す。 図１５は、リングスタック型アクチュエータ及び保持装置の機器の正面図である。 図１６は、ここで開示された、少なくとも１つの保持装置を含むステージ装置を備えた、一例の精密システムとしてのマイクロリソグラフィシステムの模式図である。 図１７は、露光ステップを含む、半導体デバイスを製造するための一例のプロセスのフローチャートである。 図１８は、図１７におけるステップ９０４のフローチャートであり、半導体デバイスの製造に適用可能である。

本発明を以下、例示する複数の実施形態の記述の中で説明する、ただし、それにより何かを限定する意図はない。

図は、構成の一般的な様態を描くことを意図し、必ずしも縮尺に沿わない。詳しい説明及び図において、特定の例を示すとともに詳しく説明する。図及び詳しい説明について、開示された特定の形に本発明を限定する意図は無く、単なる例示であり、クレームされた本発明をどのように作り及び／又は使うのかを当業者に教示する意図を有する、ということは理解されるだろう。

本願及びクレームに使用されるような、単数の形式の「a」「an」及び「the」は、コンテキストによる明示がなければ、複数の形式を含む。追加的に、用語の「includes（含む）」は「comprises（含む、備える）」を意味する。さらに、用語の「coupled（接続された、つながった）」は機械的及び実際的な方法でものをつないだりリンクしたりすることを含み、つながったものの間の中間の要素の存在を排除するものではない。

ここで説明されるもの及び方法は何ら限定されない、として解釈されるべきである。むしろ、本開示は、多様に開示された実施形態それ自体及び他との様々な組み合わせ及びサブ的な組み合わせのすべての新規及び非自明な特徴及び態様に関する。開示されたもの及び方法は、特定の態様又は技術又は組み合わせに限定されず、また、開示されたもの及び方法が１つ以上の特定の利点があること又は特定の課題が解決されることを要求するものでもない。

開示された方法におけるいくつかの操作は、表現の都合上、特に連続的な順で記述されるが、以下では、特定の言語で特定の順が定められていない限り、再配置を含む記述方法であると理解すべきである。例えば、連続的に記述されたオペレーションはいくつかのケースにおいて再配置又は同時に実行可能である。さらに、簡単のため、添付の図面は、開示されたもの及び方法が他のもの及び方法と結びついて使用可能な様々な方法について示していないかもしれない。追加的に、説明はしばしば、開示された方法を説明するために、用語の「製造する（produce）」及び「提供する（provide）」を使用する。こうした用語は、実行される実際のオペレーションの高レベルの抽象である。これらの用語に対応する実際のオペレーションは、特定の実施に応じて変化するとともに、本技術の当業者によれば速やかに認識可能である。

以下の説明において、「上（up）」、「下（down）」、「上の（upper）」、「下の（lower）」、「水平の（horizontal）」、「鉛直の（vertical）、「左の（left）」、「右の（right）」などの用語が使用される。これらの用語は、相対関係を扱う際に、その説明をある程度明確にするものである。しかし、これらの用語について、関係、位置、及び／又は方向性について絶対的なものを示す意図はない。例えば、ある対象物に関し、その対象物を単にひっくり返すことで「上」面は「下」面となり得る。しかしながらその対象物（object）は同じである。

上述したように、第２マス（例えば、ＰＴ又は類似部品）に対する第１マスの保持又は支持のための、従来の装置及び方法（例えば、ＰＨ又は類似部品）は次のような課題に対応していない：（ａ）第１直交次元（例えば、鉛直又はｚ方向）における高剛性、（ｂ）第１方向に垂直な第２直交次元（例えば、ｘ方向）における高剛性、（ｃ）第１及び第２次元に垂直な第３直交次元（例えば、ｙ方向）における柔軟性、（ｄ）少なくとも第１次元における調整能力、及び（ｅ）少なくとも第１次元における厳密な位置精度（例えば、マイクロメータレンジ）を保持すること。以下に説明するように、本発明にかかる保持装置によってこうした特徴が提供され、第１次元は、それに沿って主装置が第２マスに対して第１マスを保持又は支持する方向とすることができる。特に、装置が保持とともに支持にも使用される場合、第１次元は重力の方向と平行なｚ方向である。装置は、圧縮と同様にテンションにおいても使用可能である。

図１Ａ及び１Ｂに、マルチブレード保持装置１００の一般的な構成を示す。装置１００は、第１部分１０１と第２部分１０３とを含む。第１部分１０１はマルチプルブレード１０６のセットを含み、第２部分１０３はマルチプルブレード１０８のセットを含む。ブレード１０６、１０８の端部は互いに交互配置され（互いにかみあい）、ブレードオーバラップ領域１２０を形成する。よって、第１及び第２部分は交互配置のブレードを介して互いに接続される。第１部分１０１のブレード１０６は互いに分かれており、第２部分のブレード１０８がそれらにかみあうようになっている。装置１００を使って三次元空間における所望の位置で物体（又は物体の部分）を保持する場合には、概ね図１Ｂのハッチングで示した範囲１２２において、ブレードオーバラップ領域１２０に圧縮（クランピング）力が付与される。クランプ力１２６が存在しない又は実質的に減少している場合、第１部分１０１及び／又は第２部分１０３が他の部分に対して変位しているかもしれない（例えば、ピボット１２４及び／又は−Ｚ方向への移動）。こうした変位は、十分なクランプ力１２６をブレードオーバラップ領域１２０に付与することで防止される。

ブレード１０６，１０８は、第２部分１０３に対する第１部分１０１の位置の変化、及び／又は第１部分１０１に対する第２部分１０３の位置の変化を許容する。多くの実施形態において（例えば、図１Ａ及び図１Ｂ）、ブレード１０６，１０８は、互いに平行であり、幅に比べて大きい長さを有し、厚み寸法（図１Ｂにおけるｘ方向）が比較的薄い。（いくつかの応用において、長さと幅を実質的に同等にできる。）第１部分１０１のブレードは、第２部分１０３のブレードと同じ形状及び／又は厚さを有する必要はない。ブレード１０６，１０８は、実質的に互いに平行であり、多くの応用において、それらは実質的に平面状である。しかし、ブレードの平面性は必ずしも必要ではない。

説明したように、オーバラップ領域１２０における圧縮は、装置１００の第１及び／又は第２部分１０１，１０３の相対的な動きを防ぎ、装置に保持又は支持される対象物の、対応する動きを防ぐ。圧縮されていないオーバラップ領域１２０は、第１及び第２部分１０１，１０３の相対的な動きを許容し、それは装置に保持された対象物の位置の変化を許す。オーバラップ領域１２０のその後の圧縮は、第１及び第２部分１０１，１０３（及び対象物）を新たな位置でホールドする。圧縮は概ね、オーバラップ領域１２２において、ブレードの平面に直角な方向に作用する。

各部分１０１，１０３において、それぞれギャップ１３０，１３２によってブレードが分かれている。ギャップの幅は、交互配置されるブレードの厚さと等しいのが望ましく、あるいは交互配置されるブレードの厚さに比べてわずかに薄い又はわずかに厚く形成できる。そして、ギャップは、ブレード１０６，１０８の交互配置と、オーバラップ領域１２０が圧縮されていないときの装置部分１０１，１０３の変位を容易にする。少なくとも第１次元における装置１００の「調節機能」は以下を含む、例えば、オーバラップ領域１２０での圧縮を無くし又は少なくとも減じた上で、選択された第１位置に第１部分を配置し、その後に圧縮をオーバラップ領域１２０に付与して第１位置を「ホールド」し、その後に第２部分１０３に対して選択された第２位置に第１部分１０１を位置決めする間に、オーバラップ領域での圧縮を無くす又は少なくとも減じ、その後にオーバラップ領域１２０に圧縮を付与して第２位置をホールドする。後述するように、装置１００は、オーバラップ領域１２０が圧縮されていないときに、対象物の位置を変更する（そして対象物を支持する装置の第１及び第２部分１０１，１０３の相対位置を変更する）操作が可能な移動体又はアクチュエータに特に適応される。要求又は必要性があれば、移動体又はアクチュエータは、装置と協働して対象物の保持に貢献できる。

構成の一例を図２に示しており、第１マスＭ１、及び第１マスの下に置かれた第２マスＭ２が示される。第１及び第２マスの間に、マルチブレード保持装置１５０及びアクチュエータ１５２がある。保持装置１５０は、圧縮装置１５６を用いて選択的に圧縮及び非圧縮されるオーバラップ領域１５４を備える。アクチュエータ１５２及び圧縮装置１５６は、コントローラ１５８に接続され、その制御により動作可能である。図示された第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２に第１マスを移動させるために、オーバラップ領域１５４の圧縮を減じる又は除去するよう圧縮装置１５６にコントローラ１５８が指示し、アクチュエータ１５２（コントローラ１５８から指示されることで）が第１マスＭ１を新たな位置Ｐ２に移動させることが可能である。第１マスＭ１が新たな位置Ｐ２に到達すると、コントローラ１５８は、位置をホールド又は止めるようアクチュエータ１５２に指示しながら、保持装置のオーバラップ領域１５４に再び圧縮を付与するように圧縮装置１５６に指示する。保持装置１５０は、その後に第１マスＭ１を第２位置Ｐ２で保持し続けることができる。第１マスＭ１を位置Ｐ１に戻すには、コントローラ１５８は、オーバラップ領域１５４に付与される圧縮を減じるよう圧縮装置１５６に指示し、第１マスＭ１を位置Ｐ１まで下げるようアクチュエータ１５２に指示し、その後にオーバラップ領域１５４に圧縮を再び付与するよう圧縮装置１５６に指示する。アクチュエータ１５２は、その後に停止可能である、又は位置Ｐ１で第１マスを保持するよう指示される。ここで、アクチュエータ１５２は、マスＭ１，Ｍ２をさらに離すよう移動させるアクチュエータに限定されない。アクチュエータ１５２は、例えば、２つ又は複数の方向に対応可能である。

保持装置１５０を、少なくとも１つのアクチュエータ１５２、及び、保持装置１５０のための少なくとも１つの圧縮装置１５６に組み込み、協働して使用することが可能であることは以下の説明により理解されるだろう。こうした組み合わせは、効率的な、空間性や制御性のために構成可能である。空間的な効率性は、例えば、保持装置１５０をアクチュエータ１５２の内部に置くことで達成可能である（こうした構成の実施形態について後述する）。制御的な効率性は、例えば、アクチュエータ１５２及び圧縮装置１５６をコントローラ１５８等に接続し、アクチュエータ１５２及び圧縮装置１５６に選択的にコマンドを送り、保持装置１５０のオーバハング領域１５４に所望の圧縮力を発生させる、ことにより達成される。

マルチプル保持装置１５０は、第２マス（例えば上）に対して第１マスをすべて又は部分的に支持するのに用いることができる。こうした目的のために、保持装置のグループは、第１マスと第２マスの間に置くことができ、また、第２マスに対する第１マスの各部分の位置の変更（例えば上昇及び下降）のために、１以上のアクチュエータと協働して用いることができる。第２マスに対して第１マスの各部分の位置をアクチュエータが変更する際、保持装置のオーバラップ領域は、圧縮されない、又は最小限の圧縮状態である。（オーバラップ領域が圧縮された保持装置は、ここでは「クランプ」装置として参照される。）第１マスをシフトした後にアクチュエータを停止する前に、第２マスに対して新たな位置で第１マスを集合的に保持するために保持装置がクランプされる。こうした構成において、各装置はそれぞれ、図２に示したような、アクチュエータと関連付けられた状態にできる。

保持装置は、第１及び第２マスの間ですべてが同じ方向性を持つ必要はない。非排他的な一例において、第２マスに対する第１マスの径方向の熱膨張及び収縮に対応し、圧縮軸が径方向に配列されるように、装置を構成できる。代替的に、径方向の各ラインに沿って、自由度のある軸がそれぞれ方向付けられるように、装置を構成できる。（自由度のある軸は、保持装置がそれに沿って剛性があるというよりはむしろフレキシブルである軸（ｘ又はｙ）である。）

ブレードオーバラップ領域の圧縮は、ボルトやネジシャフトのような様々な手動の手段によって達成可能であり、オーバラップ領域に対してシャフトのボルトやナットを締めることでオーバラップ領域の圧縮が増大する。望ましくは、保持装置は、制御された方法（例えば、電子コントローラからのコマンドに基づく）でオーバラップ領域に対して圧縮を付与したり圧縮を除去したりする圧縮装置を用いて使用可能である。圧縮装置におけるこうした制御動作は、上述したように、少なくとも１つのアクチュエータの制御動作に合わせることができる。

オーバラップ領域において、クランプされたブレードはブレード間の摩擦が生じることとなり、その結果、装置は、ブレードの軸（長軸）剛性によって第１直交次元（例えばｚ方向）で比較的高い剛性となり、幅次元におけるブレードの横剛性によって第２直交次元（例えばｘ又はｙ方向）で比較的高い剛性となり、しかし、厚さ次元におけるブレードの柔軟性によって第３直交次元（例えば残りのｘ又はｙ方向）で比較的フレキシブルとなる。そして、クランプされた保持装置は、大きなマス（質量物）を保持することが可能となる。

少なくともレンジにわたって、オーバラップ領域に付与される圧縮の度合が増すと、オーバラップ領域におけるブレード間の摩擦が増し、第２部分に対する第１部分の変位への抵抗、及び／又は第１部分に対する第２部分の変位への抵抗が増す。

オーバラップ領域の圧縮は、手動又は自動にできる。手動圧縮は、例えば、手動で動作するクランプ（例えば、Ｃ−クランプ）を用いることで達成可能である。自動圧縮装置の一例は、電気的アクチュエータクランプであり、又はソレノイドのような部品を含む他の圧縮である。自動圧縮装置は、例えば、部品が電気的に接続される電子コントローラを用いて制御可能であり、ソフトウェアプログラム、タイミングスイッチ、又は他の適切な手段に従って部品が動作する。制御された動作は、自動的なタイミング及び度合での圧縮を含むことができ、それは、装置に保持されたマスを動かすために用いられる１以上のアクチュエータの自動オペレーションに合わせてマルチプル装置の自動圧縮を行う際の重要なユーティリティとなり得る。

第２マスに対して第１マスを支持するためにマルチプル装置を使用する状態において、マスの間でそれら複数の装置は異なる位置に置かれているものの、複数の装置はそれぞれの第１次元が実質的に互いに平行になるように並ぶ。例えば、ｘ、ｙ、及びｚのすべての方向で並んだ状態で、マルチプル装置が、第１及び第２マスの間に位置することができる。しかし、いくつかの適用において、こうした並びは不要である。非排他的な一例において、装置のそれぞれの第３の次元が径方向を向くように、第１及び第２マスの間に装置が置かれる。こうした方法で装置のフレキシブルな第３の次元を方向付けることによって、複数の装置は第２マスに対する第１マスの熱膨張及び熱収縮を集合的に許容する。

支持方向における装置の調節機能は、選択された第１支持位置を設定し、その第１支持位置から解放され、選択された第２支持位置を設定するという、装置の能力を含む。

保持装置１０の第２の代表的な実施形態を図３に示す。装置１０は、第１部分１１と第２部分１３とを含む。第１部分１１は、第１搭載部材１２に取り付けられ、第２部分１３は、第２搭載部材１４に取り付けられる。第１部分はマルチプルパラレルブレード１６のセットを含み、第２部分はマルチプルパラレルブレード１８のセットを含む。第１及び第２搭載部材１２，１４の間の位置において、ブレードオーバラップ領域２０で、ブレード１６，１８が交互配置される（互いにかみあう）。本実施形態において、それぞれシム２２によって、第１部分１１のブレード１６が互いに分かれている。同様に、それぞれシム２４によって、第２部分１３のブレード１８が互いに分かれている。圧縮（クランピング）力は、ブレードオーバラップ領域２０に作用可能である。クランプ力が十分に減少している場合、第１部分１１及び／又は第２部分１３が他の部分に対してシフトできる（例えば、ピボット移動）。ブレードオーバラップ領域２０を圧縮することはこうした動きを防ぐ。

本実施形態における搭載部材１２，１４は、部分１１，１３のブレードのための土台をそれぞれ提供する。搭載部材１２，１４はまた、マスに対して装置１０の土台設備を提供する。

ブレード１６はそれぞれ厚さを有しており、それはブレード１８の厚さと等しい必要はない。シム２２の厚さはブレード１８の厚さと標準的に関連し、シム２４の厚さはブレード１６の厚さと標準的に関連する。この厚さの調和は、ブレード１６，１８が反りなく交互配置されることを可能とし、ブレードオーバラップ領域２０の不要なゆがみを防止する。本実施形態における、ブレードオーバラップ領域２０を含み、ブレード１６，１８の平行性によってゆがみが無い状態を図３に示す。ブレード１６の個の厚さは、ブレード１８の個の厚さと等しい必要はない。例えば、１セット１６のブレードが、他のセット１８のブレードに比べて薄い場合、シム２４はシム２２に比べて標準的に薄く、その逆も同じである。代替的に、ブレードがクランプされていないときでもブレード１８と１６の間に隙間を形成するために、シム２４をブレード１８及び１６に比べてわずかに薄く形成でき、これにより、クランプされていないときの交互配置されたブレード間の摩擦が減少する。

ブレードオーバラップ領域２０において、１６、１８の端部は互いに互いにかみあっている（交互配置されている）。ブレードオーバラップ領域２０の垂直寸法は、領域２０におけるブレード１６，１８のオーバラップ度合の要素である。ブレードオーバラップ領域２０の垂直寸法を増大することは、第２部分１３に対する下方への第１部分１１の変位、又は第１部分１１に対する上方への第２部分１３の変位により達成可能である。同様に、ブレードオーバラップ領域２０の垂直寸法を減少することは、第２部分１３に対する上方への第１部分１１の変位、又は第１部分１１に対する下方への第２部分１３の変位により達成可能である。

各ブレードは比較的薄いことから、ブレード長さに対するブレード厚さの比率を小さくでき、よって、マスの保持に装置が使用される場合でも、各ブレード上のストレスを降伏点未満に減じることができる。また、各ブレードは比較的薄いことから、ｚ方向及び接線方向の剛性に比べて、比較的小さいラジアル剛性を有する。マルチプル（複数）のブレードを採用することで、ｚ方向におけるそれらの剛性が、高く集合的なｚ剛性を降伏させるための、追加的なものとなる。

ブレードオーバラップ領域２０をクランプすることは、様々なクランプ装置を用いることで達成可能であり、例えば、ニューマチッククランプ、ハイドローリッククランプ、メカニカルクランプ、エレクトロメカニカルクランプ、及び圧電クランプなどであるが、これらに限定されない。これらのクランプ装置は、自動動作、又はコマンド操作、又は手動動作するように、接続可能である。図４Ａを参照し、オーバラップ領域２０でのブレードをクランプするためのＣクランプ３０を使用した装置１０を示す。Ｃクランプ３０は、オーバラップ領域２０の一方の側に位置する第１シート３２と、オーバラップ領域の他側に配される第２シート３４とを含む。第２シート３４は、アクチュエータ３８を使用して駆動されるアクチュエータロッド３６の端部に搭載される。第１シート３２は、Ｃ形部材４２の１つのアーム４０に搭載され、アクチュエータ３８の近接端部４４は、Ｃ形部材４２の他のアーム４６に搭載される。アクチュエータ３８として、例えば、ニューマチック、ハイドローリック、メカニカル（例えば、スクリュードライブ）、エレクトロメカニカル、又は圧電のアクチュエータが可能である。アクチュエータは、アクチュエータが駆動された際にクランプ装置に近づくように構成可能である、あるいは、アクチュエータが駆動された際にアクチュエータ３８がクランプ装置を開き、アクチュエータが非駆動の際にクランプ装置が閉じたままとなるように、スプリング負荷を備えた構成が可能である。後者の構成は、意図しない電源障害又は圧力供給障害の際にクランプ装置が閉じたままとなるという状況において望ましい。

図４Ｂに示す代替的な構成において、Ｃクランプ３０が、単に、第１シート３２、第２シート３４、アクチュエータロッド３６、及びアクチュエータ３８に置き換えられている。図４Ｃに示す別の代替的な構成において、第１及び第２シート３２，３６と協働するように圧電アクチュエータ５０が用いられている。図４Ｄに示すように、さらに別の代替的な構成において、第１アクチュエータ６０及び第２アクチュエータ６２の側面にブレードオーバラップ領域２０が挟まれている。アクチュエータ６０，６２は、ベース構造６４に対してフローティング状態にアクチュエータを効率的に配置する追従部材６６，６８を、それぞれ介してベース構造６４に搭載されている。フローティングアクチュエータは、オーバラップ領域２０に作用するそれぞれのクランプ力が実質的にバランスするのを助ける。

第１及び第２搭載部材１２，１４は、それぞれのマスに対して取り付け可能である。図５を参照すると、第１及び第２搭載部材１２，１４は、搭載用穴を介して搭載部材を垂直方向に延びて貫通するボルト１２ｂ，１４ｂによってそれぞれマス（不図示）に搭載可能である。しかしながら、この目的でのボルトの使用は、単なる例示であり、対応するマスに対して搭載メンバーをアンカーするために、様々な他の取り付け方法を使用可能であることは理解されるだろう。

所望又は要求される場合、搭載メンバー１２の上面１３及び／又は搭載メンバー１４の下面１５は、例えば、所望の程度のフラットネス又は他の面プロファイルとなるように、加工可能である。

いくつかの応用において、装置１０は、搭載されるマスを実際に支持する必要はない。例えば、図６は、２つのマスＭ１，Ｍ２の間に装置１０が置かれた構成を示す。搭載部材１２は第１マスＭ１に取り付けられ、搭載部材１４は第２マスＭ２に取り付けられる。本実施形態において、少なくとも第１マスＭ１及び第１搭載部材１２は、搭載部材１２，１４の間に配置されたアクチュエータ又は移動体７０，７２によって、重力「ｇ」に関して、少なくとも部分的に、支持される。クランプ装置７４が駆動されていないためにオーバラップ領域２０がクランプされていない場合でも、装置１０の垂直下向きの崩壊をアクチュエータ７０，７２が防ぐ。特に、搭載部材１２，１４が第１及び第２マスＭ１，Ｍ２にそれぞれ取り付けられた場合には、搭載部材１２，１４の間というよりは、第１及び第２マスＭ１，Ｍ２の間を伸長するようにアクチュエータ７０，７２を配置できることは理解されるだろう。

図６に示す実施形態も実質的な自動システムの一例であり、アクチュエータ７０，７２の駆動に伴って、装置１０がクランプ装置７４による非クランプ状態となり、また、アクチュエータ７０，７２の駆動解除に伴って、装置１０がクランプ装置７４によってクランプされた状態となる。これらの動作は、距離計測装置（例えば、干渉計）７８からの距離データを受信するプロセッサ７６によって調整できる。その結果、例えば、マスＭ１の上面のフラットネスパラメータを、自動的にモニター及び維持することができる。例えば、距離「ｄ」を定期的に計測及び修正することができる。

図６に関してさらに、マスＭ２に対するマスＭ１の変位をアクチュエータ７０，７２が過剰に拘束するのを防ぐために、搭載部材１２，１４又はマスＭ１，Ｍ２に対するアクチュエータ７０，７２の接続にフレクシャ７１等が含まれるようにできる。

装置１０の主要な利点は、Ｚ方向及び一垂直方向における高い剛性と、他の垂直方向における追従性である。例えば、図５において、装置１０はｚ方向及びｘ方向において高剛性を、ｙ方向において比較的低剛性（すなわち、比較的フレキシブル）を発揮することができる。よって、装置１０は、第２マスＭ２に対する第１マスＭ１のキネマティック搭載を提供する組み合わせで、使用可能である。図７Ａに示す一例において、第１及び第２マスＭ１，Ｍ２は鉛直方向に互いに分かれている。第２マスＭ２の上面９０には、４つの装置１０Ａ−１０Ｄと、中央位置にリジッドサポートとが搭載されている。各装置１０Ａ−１０Ｄは、表面９０の各コーナに搭載されている。リジッドサポート１５が搭載されているその位置を通るように、また、装置１０Ａ，１０Ｃ及び１０Ｂ，１０Ｄが搭載されている各コーナにおいてその位置を通るように、面９０上に対角線９２，９４（破線）が描かれている。コーナの装置１０Ａ−１０Ｄは、それらのフレキシブルな方向がそれぞれ対角線９２，９４と揃うように搭載される。リジッドサポート１５は、代替的な実施形態での要求に応じて、フレキシブルな方向に関する様々な方向を有する、ここで開示した実施形態に基づく保持装置と置き換えることができる。図７に示す構成は、第１マスＭ１を保持するのに加えて、特に、径方向でのマスＭ２の中心からの、マスＭ２に対するマスＭ１の熱膨張に対応するという利点を有する。すなわち、装置１０Ａ−１０Ｄの柔軟性はそれぞれ、中心サポート１５の位置に対するマスＭ１の径方向の膨張又は収縮に対して適応する。また、装置１０Ａ−１０Ｄの柔軟性はそれぞれ、第１及び第２マスの間の平行性が不足となるのを取り除く。そうでなければ、例えば、２つのマスが一緒に強固に接続されていたとすると、第２マスＭ２に対して第１マスＭ１がゆがむ。

図７における装置１０Ａ−１０Ｄの代表的な長さは約１００ｍｍであるが、これに限定する意図はない。マスＭ１とマスＭ２の間の距離が装置の長さと同じになるのを防ぐために、図８に示すように、それぞれの装置を第２マスＭ２の上面９０の窪みに搭載可能である。

別の主要な利点は、周りの機構で指示される位置ですぐに装置１０がクランプ及びアンクランプされることである。クランプされていないとき、装置１０は、互いに相対的なマスＭ１，Ｍ２の位置変化にすぐに対応する。クランプされているとき、長期使用の後であっても、装置１０は位置と向きを維持する。

装置１０において、ブレードの数は限定されない。わずか３つのブレードでブレードの交互の噛み合いを提供できることから、好ましい数は少なくとも３のブレードである。わずか２つのブレードを有することも可能であるが、こうした構成は推奨されない。ブレードの最大の数については確立されたものはない。

ブレードは、様々な金属を含む、適切な硬質材料で作成でき、ポリマー、セラミックス、ファイバーガラスなどの他の様々な硬質材料も挙げられる。ブレードは条件に応じて被膜又は非被膜状態にできる。例えば、クランプされていない装置をより容易に調整するために、ブレードオーバラップ領域におけるブレードの一部を、摩擦低減物質でコートできる。上述したように、オーバラップ領域における摩擦は総合的に極めて大きく、ブレードの数や外形を低減することなく摩擦を低減するのが望ましいという状況があるかもしれない。

ここで開示した装置１０における別の重要な利点は、ブレードがクランプされていないとき、２つの搭載部材の間の先端角度及び／又は傾斜角度に対応するように、それらを互いにスリップ可能であることである。その様子を図９Ａ及び図９Ｂに示す。図１０に進み、平行で、薄く、フレキシブルなブレードが一水平方向における低剛性を提供している。これはその方向でのマスの間の相対移動を許容する。これは例えば、あるマスの熱膨張が他のマスに対して異なることに対応するのに使用可能である。

装置１０において、第１搭載部材１２に取り付けられたブレード１６は、第２搭載部材１４に取り付けられたブレード１８と同じ長さである必要はない。また、第１搭載部材１２に取り付けられたブレード１６は、第２搭載部材１４に取り付けられたブレード１８と同じ厚さである必要はない。ブレードの厚さは、しかし、シム２２，２４の厚さに影響する。

シム２２，２４は、対応するブレードと、正確に同じ厚みを有する必要はない。例えば、オーバラップ領域２０における過度の摩擦を避ける上で、対応するブレードに比べてわずかにシムを厚くすることは有利かもしれない。

上述したことから明らかなように、装置１０は、負荷の少なくとも一部を負うような状況で使用することができる。代替的に、テンション下で装置を使用することができる。図１１に示す一例において、第１マスＭ１は静止状態にあり、第２マスＭ２は第１マスに対して変位可能である。すなわち、重力が第２マス上にかかり、第１マス上にかからない。

装置の、大きいあるいは小さいといった、サイズに制限はない。それらはスケールアップ又はスケールダウン可能であり、実質的にどんな状況であってもそれに対応するサイズにできる。

ここで開示したような装置の利点の要約は以下である。
（ａ）装置は、４自由度（ＤＯＦ）まで容易に調整可能であり、クランプされていないときは追加の２つのＤＯＦにおいても移動可能である。
（ｂ）装置は、比較的低いクランプ力でクランプされたときにも、高い滑り摩擦を示す。
（ｃ）装置は、クランプ中、位置又は角度についてわずかなシフト又はシフト無しを示す。
（ｄ）複数の平行なフレクシャブレードは、接続されたマスの間での良好な拘束のために、鉛直方向及び一垂直（水平）方向に高い剛性を提供する。
（ｅ）他の水平方向における剛性は低く、これは例えば、過度な拘束の無いマス間における、異なる熱膨張を許容する。

（実施例）
本実施例は、以下の形態的パラメータを有する装置に関する。

ブレードの数：２０
ブレード厚さ：０．２５ｍｍ
ブレード長さ：１５ｍｍ
ブレード幅 ：６０ｍｍ

取得データ：
k_z = 1.9×10⁹ N/m
k_radial = 5.3×10⁵ N/m
k_tangent = 6.7×10⁸ N/m
σ_max = 31.6 MPa

ここで、
及び

再び図６を参照すると、アクチュエータ７０，７２によって第１マスＭ１は第２マスＭ２に対して移動する。図６において、アクチュエータ７０，７２は、第２マスＭ２に対して第１Ｍ１を移動させるために、装置１０に対して左右対称で反重力を作用させる。別の実施形態において、装置１０を、アクチュエータの内部に配することが可能であり、又はアクチュエータ装置に囲まれるように配することが可能である。

例えば、特定の応用において、アクチュエータが、コンパクトで、ニューマチック作動であり、また、アクチュエータが、小さい変位レンジでの比較的低圧条件下で、高く、二方向の力を作用可能である、ことが要求される。例えば、大きなプレートのフラットネスを支持及び調整することは、４００ｋＰａ未満のニューマチック圧（気圧）を用いて少なくとも１０００Ｎを発揮可能であることをアクチュエータに要求するかもしれない。この目的を受けて、選択的な上昇及び下降動作を供給するための、平行にスタックされたニューマチックリングを有するアクチュエータを使用可能である。リングスタック型アクチュエータの利点は、アクチュエータと同軸に配された又はアクチュエータの内部に配置された装置１０に対応可能であることである。

リングスタック型ニューマチックアクチュエータ３００の一実施形態を図１２−１５に示す。アクチュエータ３００は、外側エアリング３０４のスタックを有するステータ３０２と、対応する内側エアリング３０８のスタックを有するムーバ３０６と、を含む。エアリングのスタックは同軸である。各外側エアリング３０４はテーパ内側エッジを有し、各内側エアリング３０８は対応するテーパ外側エッジを有する。直径Ｒ_１及びＲ_２とする。各内側エアリング３０８は、相補的なテーパエッジを有する、対応する外側エアリング３０４と組み合わされる。よって、各ペアは内側エアリングと外側エアリングとからなる。軸方向におけるエアリングの各ペアの間は、それぞれ弾力性の環状シール３１０である。シール３１０は、対応する外側エアリングの間で外方に延在するための十分な径方向の幅を有する。環状のシール３１０は、内側及び外側エアリングの組み合わせの各テーパエッジの間の軸方向空間を形成する。軸方向空間３０５は、外側エアリング３０４における、上方を向くテーパエッジと、それに対応する内側エアリング３０８における、下方を向くテーパエッジとの間に位置し、外側エアリング内の導管を介して高ニューマチック圧のソース３０９に接続され、制御された圧力が与えられることで、ステータ３０２に対してムーバ３０６に上向きの力を与える。同様に、軸方向空間３０７は、外側エアリング３０４における、下方を向くテーパエッジと、それに対応する内側エアリング３０８における、上方を向くテーパエッジとの間に位置し、外側エアリング内の導管を介して高ニューマチック圧のソース３１１に接続され、制御された圧力が与えられることで、ステータ３０２に対してムーバ３０６に下向きの力を与える。ソース圧力をＰとすると、ステータに対してムーバによって生成される力は以下である。

ここで、ｎは、「上」軸方向空間と、「下」軸方向空間の数である（ここでは、ｎ＝３）。アクチュエータ３００の外側の詳細を図１３に示す。図１２では内側及び外側軸方向エンドキャップは示されていないが、図１３及び図１４において、内側及び外側エンドキャップ３１２，３１４の詳細が示されている。

この特殊なアクチュエータ３００は、マルチブレード装置に適用するのに特に役に立つ内部チャンバ３２０を有し、それにより、アクチュエータ３００とその上に搭載されたマルチブレード保持装置３２２との組み合わせ装置３１８が提供される。マルチブレード保持装置３２２は、搭載部材３２４Ａ，３２４Ｂを含み、それにより装置３２２が第１マス及び第２マスに搭載される（不図示。ただし一例として図９を参照）マルチブレード保持装置３２２は、圧縮領域３２６を含む。組み合わせ装置３１８は、図２に概要的に示しかつ上述したような方法で動作可能である。

本開示は、ワークピース又は製造用の他のアイテムを保持するステージ等を含む様々な精密システムを含む。精密システムの一例は、半導体デバイスを製造するために使用される、マイクロリソグラフィシステム又は露光ツールである。ここで説明した本発明の特徴を備えた、マイクロリソグラフィシステム７１０の一例の模式的な描写を図１６に示す。システム７１０は、システムフレーム７１２、照明システム７１４、像光学系７１６、レチクルステージ装置７１８、基板ステージ装置７２０、位置決めシステム７２２、及びシステムコントローラ７２４を備える。システム７１０の部品の構成は、集積回路のパターン（不図示）を、レチクル７２６から半導体ウエハ７２８上に移すのに特に有用である。システム７１０は、例えば、グラウンド、ベース、又はフロア又は他の指示構造などの、搭載ベース７３０に搭載される。システムはまた、改善された正確性及び精密性に基づき、軸（例えば、ｚ軸又は光軸）に沿ってリソグラフィック基板（例としてワークピース）の位置を計測する計測システム７２２ａを備える。システム７１０において、レチクルステージ装置及び／又は基板ステージ装置７２０は、代表的な上記実施形態において説明したマルチブレード保持装置を備える。

半導体デバイスを製造するプロセスの一例は、露光ステップを含み、図１７に示される。ステップ９０１において、デバイスの機能及びパフォーマンス特性の設計が行われる。次に、ステップ９０２において、前の設計ステップに基づき、所望のパターンを有するマスク（レチクル）が設計され、それと並行するステップ９０３において、適切な半導体材料からウエハが作成される。ステップ９０４において、ここで説明した、本発明に対応したマイクロリソグラフィシステムによって、ステップ９０２で設計されたマスクパターンが、ステップ９０３からのウエハ上に露光される。ステップ９０５において、半導体デバイスが組み立てられる（ダイシング工程、ボンディング工程、及びパッケージング工程を含む）。最後に、ステップ９０６においてデバイスが検査される。

図１８は、半導体デバイスを製造する場合の、上記ステップ９０４のフローチャートである。図１８における、ステップ９１１（酸化工程）において、ウエハ表面が酸化される。ステップ９１２（ＣＶＤ工程）において、ウエハ表面に絶縁膜が形成される。ステップ９１３（電極形成工程）において、蒸着によってウエハ上に電極が形成される。ステップ９１４（イオン打込み工程）において、ウエハにイオンが打ち込まれる。以上のステップ９１１〜９１４は、ウエハ処理におけるウエハのための前処理工程を構成しており、各段階において必要な処理に応じて選択される。

ウエハ処理の各段階では、上記の前処理工程が完了すると、続いて後処理工程が実行される。後工程処理中において、初めに、ステップ９１５（フォトレジスト形成工程）において、ウエハ上にフォトレジストが塗布される。次に、ステップ９１６（露光工程）において、上述した露光装置を使用してマスク（レチクル）の回路パターンがウエハに転写される。その後、ステップ９１７（現像工程）において、露光されたウエハが現像され、ステップ９１８（エッチング工程）において、フォトレジストが残った部分以外の部分（露光された材料表面）がエッチングによって除去される。ステップ９１９（フォトレジスト除去工程）において、エッチング後に残っている不要なフォトレジストが除去される。マルチプル回路パターンは、これら前処理工程及び後処理工程の繰り返しによって形成される。

代表的な実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明はそれらの実施形態に限定されないことをを理解すべきである。一方、本発明は、添付の請求の範囲に規定された、本発明の精神と範囲内にあるすべての代替、変形、及び等価物を含むものである。

Claims (6)

1. 第１マスと、
   前記第１マスとは異なる第２マスと、
   前記第１マスに接続され、複数の第１ブレードを有する第１部品と、前記第２マスに接続され、前記第１ブレードに平行な複数の第２ブレードを有する第２部品と、を備え、前記第１マスと前記第２マスとの間に配置される保持装置と、
   前記第１及び第２ブレードが交互に配列され前記第１ブレードの一部が前記第２ブレードの一部と重なるオーバラップ領域に対して圧縮力を適用可能な圧縮装置と、
   前記第１及び第２マスの一方のマスに接続され、前記第１及び第２マスの一方のマスを第１及び第２マスの他方のマスに対して相対移動させるアクチュエータと、
   を備え、
   前記アクチュエータは、前記圧縮装置により前記オーバラップ領域が圧縮されたときに前記他方のマスに対する前記一方のマスの相対移動を抑制する、装置。
2. 前記保持装置は、前記圧縮装置により前記オーバラップ領域が圧縮されると、第１方向及び前記第１方向に交差する第２方向に対して第１剛性を示し、前記第１方向と前記第２方向とに交差し前記オーバラップ領域に前記圧縮力を付与する第３方向に対して第２剛性を示し、
   前記第１剛性は、前記第２剛性に比べて大きい、請求項１に記載の装置。
3. 前記保持装置、前記圧縮装置、及び前記アクチュエータに接続されるコントローラをさらに備え、
   前記コントローラは、前記オーバラップ領域に対する前記圧縮装置による圧縮が低減されたときに前記一方のマスの前記他方のマスに対する相対移動を促進するように前記アクチュエータに指示し、前記オーバラップ領域に対する前記圧縮力が増加されたときに前記一方のマスの前記他方のマスに対する相対移動を抑制するように前記アクチュエータに指示する、請求項２に記載の装置。
4. 前記アクチュエータは、リングスタック型のニューマチックアクチュエータを含む、請求項１に記載の装置。
5. 第２マスに対して移動可能な第１マスと、
   前記第１及び第２マスの間で延在する少なくとも１つのカップリングと、
   前記第２マスに対して前記第１マスを移動させる少なくとも１つのアクチュエータと、
   前記アクチュエータによる前記第１マスの前記第２マスに対する相対移動を抑制するように、前記カップリングに対して力を与える圧縮装置と、を備え、
   各カップリングは前記第１及び第２マスにそれぞれ接続される第１及び第２部分を有する保持装置を含み、前記第１及び第２部分はオーバラップ領域で互いに交互配置されるマルチプルブレードの第１セット及び第２セットによって移動可能に互いに接続され、前記オーバラップ領域は前記圧縮装置により圧縮されたときに前記第１セット及び前記第２セットの互いの変位を抑制して第１及び第２方向における第１剛性と第３方向における第２剛性とを有する前記第１マスの部分の支持を提供し、前記第１剛性は前記第２剛性に比べて大きい、
   機器。
6. 前記アクチュエータ及び前記圧縮装置に接続され、前記アクチュエータによる移動の際に第１力を与え、前記アクチュエータによる移動が無い際に第２力を与えるように、前記第１マスの移動と前記オーバラップ領域への力の適用を制御するコントローラをさらに備え、
   前記第１力に比べて前記第２力が大きい、請求項５に記載の機器。