(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射投影ビームを供給する放射システムと、
マスクを保持するマスクホルダを設けた第１の物体テーブルと、
基板を保持する基板ホルダを設けた第２の物体テーブルと、
基板の目標部分にマスクの被照射部分を結像する投影システムとを具備し、
前記第１および第２の物体テーブルの少なくとも一方を取り囲む壁部を備える真空室であって、前記真空室壁部が少なくとも１つの壁部開口部を備える真空室と、
前記壁部開口部を貫通して延びる細長いビームであって、前記ビームの一部が、前記真空室内に延びて、前記真空室内の前記一方の物体テーブルを支持し、前記ビームの一部が前記真空室外に延び、したがって、前記真空室外の前記ビームが移動すると前記真空室内の前記物体テーブルが移動する細長いビームと、
前記ビームを移動させながら前記壁部開口部を封止するシールと、
前記ビームを移動させ、前記真空室内で前記物体テーブルを移動する位置決め手段とを有し、前記各壁部開口部が、細長いスロットを備え、したがって、前記ビームが、前記スロットに沿って横方向に移動可能であるとともに、長手方向に前記スロットに出入り可能であり、前記位置決め手段が、前記ビームを横方向および長手方向に移動し、直交する２方向に前記物体テーブルを位置決めするようになっていることを特徴とするリソグラフィ投影装置。
【請求項２】
前記真空室が、対向する壁部に２つの壁部開口部を備え、第１および第２のビーム端部が前記真空室外にあり、前記ビームの中間部分が前記真空室内にあるように前記細長いビームが前記両方の壁部開口部を貫通して延びる請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記シールが、スライディングシールプレート、および前記スライディングプレートと前記真空室壁部との間に設けたベアリングを具備し、前記スライディングシールプレートを移動させる請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記ベアリングが、前記真空室の壁部に対して所定のクリアランスを維持するガスベアリングと、前記ガスベアリングと前記真空室壁部との間に配設され、前記ガスベアリングから前記真空室へのガスの漏れを減少させる排気手段とを具備する請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記各壁部開口部を取り囲む前記真空室壁部に設けたベアリング支持部材をさらに具備し、前記ガスベアリングが、前記ベアリング支持部材に設けられている請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記ベアリング支持部材が、間隔を置いて配置した３つの位置で前記真空室壁部に取り付けられ、各ベアリング支持部材が、前記ベアリング支持部材と前記真空室壁部の間を真空封止するために、ベローズシールまたは薄膜シールをさらに具備する請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記各ベアリング支持部材が、弾性サポートにより、前記真空室壁部に取り付けられ、前記弾性サポートの剛性が、前記ベアリング支持部材の剛性よりもはるかに低い請求項５に記載の装置。
【請求項８】
真空室壁部に垂直なベアリング支持部材に力を加える低剛性サポートによって、および前記真空室壁部に対して平行な、前記ベアリング支持部材の移動を抑制する機械式リンケージによって、前記各ベアリング支持部材が、前記真空室壁部に取り付けられている請求項５に記載の装置。
【請求項９】
前記低剛性サポートが、前記壁部開口部を取り囲む、前記垂直な力を加えるのに十分な圧力のガスで満たされた少なくとも１つの連続したチューブを具備し、前記機械式リンケージが、前記ベアリング支持部材を前記真空室壁部に接続する、間隔を置いて配置した複数のタイロッドを具備する請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記スライディングシールプレートが、プレート開口部を備え、前記細長いビームが、前記プレート開口部を貫通して延びるとともに、前記プレート開口部にぴったり収まり、したがって、前記ビームが、前記プレートに対して長手方向に移動可能で、横方向には拘束され、前記位置決め手段が、前記ビームに作用して前記ビームを長手方向に移動させるＸ方向モータと、前記スライディングシールプレートに作用して前記ビームを横方向に移動させるＹ方向モータとを具備する請求項３から請求項９までのいずれか一項に記載の装置。
【請求項１１】
前記Ｘ方向モータおよび前記Ｙ方向モータが、それぞれＸ方向、Ｙ方向バランスマスに対抗して作動し、装置がさらに、Ｘ方向およびＹ方向バランスマスの間で作動し、前記Ｙ方向モータによる前記スライディングシールプレートの移動と同期してＸ方向およびＹ方向バランスマスを移動させるバランスマスモータを具備する請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記Ｘ方向およびＹ方向モータが、１つのバランスマスに対抗して作動する請求項１０に記載の装置。
【請求項１３】
前記各スライディングプレートが、封止された外被および多孔質内層を有するサンドイッチ構造を具備し、前記内層の空隙が排気されている請求項３から請求項１２までのいずれか一項に記載の装置。
【請求項１４】
前記多孔質内層が、横断壁部のグリッド、中空円筒の配列、セラミックフォーム、およびグラスフォームから成るグループから選択されている請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記ビームが、前記真空質内に概して垂直に延び、前記ビームにかかる正味圧力が、前記ビームの重量および前記ビームが支持する総質量にほぼ拮抗するような形状になっている請求項１から請求項１４までのいずれか一項に記載の装置。
【請求項１６】
前記物体または物体テーブルを支持する、横方向に間隔を置いて配置した２つの平行なビームを備える請求項１から請求項１５までのいずれか一項に記載の装置。
【請求項１７】
前記各ビームが、例えば焼結Ａｌ2Ｏ3で形成された中空チューブを備える請求項１から請求項１６までのいずれか一項に記載の装置。
【請求項１８】
エネルギーに敏感な材料の層により、少なくとも一部を覆われた基板を設ける段階と、
パターンを含むマスクを設ける段階と、
放射投影ビームを利用して、エネルギーに敏感な材料層の目標エリアにマスクパターンの少なくとも一部の像を投影する段階とを備えるデバイス製造方法であって、
像の投影段階において、少なくとも１つの壁部開口部を備えた壁部を有する真空室内に収容した物体テーブルにマスクおよび基板の少なくとも一方を取り付け、
前記物体テーブルが、前記壁部開口部を貫通して延びる細長いビームにより支持され、前記ビームの一部が、前記真空室内の前記物体テーブルを支持する前記真空室内に延び、前記ビームの一部が前記真空室外に延び、したがって、前記真空室外の前記ビームが移動すると、前記真空室内の前記物体が移動し、
前記壁部開口部が、前記ビームを移動させるシールにより封止され、
前記物体テーブルが、前記ビームを移動し、前記物体テーブルを前記真空室内で移動させる位置決め手段により位置決めされ、前記各壁部開口部が、細長いスロットを備え、したがって、前記ビームが、前記スロットに沿って横方向に移動可能であるとともに、長手方向に前記スロットに出入り可能であり、前記位置決め手段が、前記ビームを横方向および長手方向に移動し、直交する２方向に前記物体テーブルを位置決めするようになっていることを特徴とするデバイス製造方法。
【請求項１９】
遠隔操作可能な物体を収容する真空室を含む真空装置であって、
第１および第２の壁部開口部を具備する真空室と、
第１および第２のビーム端部と中間部分とを具備する細長いビームであって、前記ビームの前記中間部分が、前記真空室内の前記物体を支持する前記真空室を横切って延び、前記第１および第２のビーム端部が、前記第１および第２の壁部開口部を貫通して延び、さらに前記真空室外に延び、したがって、前記真空室外の前記ビームが移動すると、前記真空室内の前記物体が移動する細長いビームと、
前記ビームを移動させながら前記開口部を封止するシールとを具備し、前記壁部開口部が細長いスロットを具備し、前記物体に対応して移動するように、前記ビームが前記スロットに沿って横方向に移動可能になっていることを特徴とする真空装置。
【請求項２０】
前記物体の対応する移動を行うように、前記ビームが長手方向に移動可能になっている請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
Ｘ方向モータおよびＸ方向バランスマスをさらに具備し、前記ビームが、前記ビームと前記Ｘ方向バランスマスとの間で作動する前記Ｘ方向モータにより、長手方向に移動可能になっている請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
前記壁部開口部が、前記ビームに接続した第１および第２のスライディングシールプレートによりそれぞれ封止され、前記各スライディングシールプレートが、前記ビームの移動範囲にわたって壁部開口部をそれぞれ覆うような大きさになっている請求項２０に記載の装置。
【請求項２３】
前記各スライディングシールプレートが、プレート開口部を備え、前記ビームが、前記プレート開口部を貫通し、前記プレート開口部にぴったりと収容され、したがって、前記ビームが、前記スライディングシールプレートに対して前記プレート開口部を介して長手方向に移動し、前記スライディングシールプレートが移動すると前記ビームが横方向に移動する請求項２２に記載の装置。
【請求項２４】
前記ビームを支持し、前記ビームを長手方向に移動させるように前記プレート開口部にガスベアリングを設けた請求項２３に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、外部から真空室へ動作の伝達を行うことができる、真空室内の物体のサポート機構に関し、特に、
放射投影ビームを供給する放射システムと、
マスクを保持するマスクホルダを備えた第１の物体テーブルと、
基板を保持する基板ホルダを備えた第２の物体テーブルと、
マスクの被照射部分を基板の目標部分に結像する投影システムとを具備するリソグラフィ投影装置への上記のような機構の応用に関する。
【０００２】
【従来の技術】
説明を簡単にするために、以下、投影システムを「レンズ」と呼ぶが、この言葉は、例えば屈折光学系、反射光学系、反射屈折光学系、帯電粒子光学系など、様々なタイプの投影システムを含め、広義に解釈するものとする。放射システムも、放射投影ビームを案内、誘導、あるいは制御する原理のいずれかに従って作動する要素を含み、このような要素も、以下、集合的に、あるいは単体として「レンズ」と呼ぶ。また、第１および第２の物体テーブルを、それぞれ「マスクテーブル」、「基板テーブル」と呼ぶ場合がある。さらに、リソグラフィ装置は、２つ以上のマスクテーブルおよび／または２つ以上の基板テーブルを有するタイプの装置である。このような「多ステージ」装置においては、追加のテーブルを並列に使用するか、あるいは１つまたは複数のステージで予備手順を実施し、これに対して１つまたは複数のその他のステージを露光に使用する。例えば国際特許出願ＷＯ９８／２８６６５およびＷＯ９８／４０７９１に、２ステージリソグラフィ装置の説明がある。
【０００３】
リソグラフィ投影装置は、例えば、集積回路（ＩＣ）の製造に使用できる。このような場合、マスク（レチクル）は、ＩＣの個々の層に対応した回路パターンを含み、このパターンを、感光材料（レジスト）の層で覆った基板（シリコンウェーハ）上の目標エリア（ダイ）に結像することができる。一般に、１枚のウェーハは、隣接するダイのネットワーク全体を含み、このダイは、レチクルを介して１度に１つずつ照射を受ける。あるタイプのリソグラフィ投影装置において、１度にレチクルパターン全体をダイ上に露光することにより、各ダイに対する照射を行う。このような装置は、一般にウェーハステッパと呼ばれる。一般に、ステップアンドスキャン装置と呼ばれる別の装置では、所与の基準方向（「走査」方向）に投影ビームの下でレチクルパターンを徐々に走査して、各ダイに対する照射を行い、これと同期して、この方向に平行または非平行なウェーハテーブルの走査を行う。一般に、投影システムは、拡大係数Ｍ（一般に１より小）を備えているため、ウェーハテーブルの走査を行う速度ｖは、レチクルテーブルを走査する速度のＭ倍となる。本明細書に述べるリソグラフィ装置については、国際特許出願ＷＯ９７／３３２０５からさらに情報を得ることができる。
【０００４】
リソグラフィ装置では、ウェーハ上に結像可能なフィーチャのサイズは、投影放射の波長によって制限される。よりデバイス密度が高い集積回路、したがってより作動速度の速い集積回路を製造するには、より小さいフィーチャを結像できることが望ましい。現在、大半のリソグラフィ投影装置では、水銀ランプまたはエキシマレーザから生成される紫外線を利用しているが、１３ｎｍ前後とより波長の短い放射を利用することが提案されている。このような放射を超紫外線（ＥＵＶ）あるいはソフトエックス線と称し、線源として考えられるものに、レーザプラズマ線源あるいは、電子ストレイジリング（ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ｓｔｏｒａｇｅ  ｒｉｎｇ）から出るシンクロトロン放射などがある。シンクロトロン放射を利用したリソグラフィ投影装置の概要構造については、Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｏｐｔｉｃｓ  Ｖｏｌ．３２  Ｎｏ．２４  ６９２０〜６９２９ページ（１９９３年）にあるＪＢ  Ｍｕｒｐｈｙらの論文「Ｓｙｎｃｈｒｏｔｒｏｎ  ｒａｄｉａｔｉｏｎ  ｓｏｕｒｃｅｓ  ａｎｄ  ｃｏｎｄｅｎｓｅｒｓ  ｆｏｒ  ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ  ｘ−ｒａｙ  ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ」に記載されている。
【０００５】
その他に提案されている放射には、電子ビームやイオンビームなどがある。ＥＵＶの場合と共通して、この種のビームの場合も、マスク、基板、光学コンポーネントを含むビーム経路を高真空に保たなければならない。これはビームの吸収および／または散乱を防止することであり、帯電粒子ビームの場合、吸収、散乱の防止には、通常、約１０-6未満の総圧力が必要である。ウェーハの表面に炭素の層を付着させると、ウェーハが汚れ、ＥＵＶ放射の光学要素が駄目になる可能性があり、その結果、一般に炭化水素の分圧を１０-8または１０-9ミリバール以下に保たなければならないことにもなる。あるいは、ＥＵＶ放射を利用した装置の場合、通常、ほぼ真空と見なされる１０-3または１０-4ミリバールの総真空圧が必要になる。
【０００６】
リソグラフィにおける電子ビームの使用に関するその他の情報は、例えば、ＵＳ５０７９１２２、ＵＳ５２６０１５１、ＥＰ−Ａ０９６５８８８から得られる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このような高真空で作業を行うと、真空にする必要があるコンポーネントおよび真空室のシール、特に外部から真空室内のコンポーネントに動作を伝達する装置のいずれかの部分の周囲にあるシールに、きわめてわずらわしい条件が加わる。真空室内のコンポーネントについては、汚染物質および総脱ガス、すなわち材料そのものおよび材料表面で吸収されるガスからの脱ガスをできるだけ減少させるか、排除する材料を使用する。このような制限を緩和したり、回避できることがきわめて望ましい。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、動作を伝達して、真空室の外部から、真空室内の物体テーブルの位置を制御させる、真空室を有するリソグラフィ投影装置の物体テーブルの改良型サポート機構を提供することである。
【０００９】
本発明によれば、上記およびその他の目的は、
放射投影ビームを供給する放射システムと、
マスクを保持するマスクホルダを備えた第１の物体テーブルと、
基板を保持する基板ホルダを備えた第２の物体テーブルと
マスクの被照射部分を基板の目標部分に結像する投影システムとを具備するリソグラフィ投影装置であって、
前記第１および第２の物体テーブルの少なくとも一方を取り囲む壁部を備えた真空室であって、前記真空室の壁部が、少なくとも１つの壁部開口部を備える真空室と、
前記壁部開口部を貫通して延びる細長いビームであって、前記ビームの一部が、真空室内の前記一方の物体テーブルを支持する前記真空室内に延び、前記ビームの一部が前記真空室の外部に延び、したがって、前記真空室外部の前記ビームの移動により、前記真空室内の前記物体テーブルが移動する細長いビームと、
前記壁部開口部を封止し、しかも前記ビームを移動させるシールと、
前記ビームを移動し、前記真空室内で前記物体テーブルを移動する位置決め手段とを特徴とするリソグラフィ投影装置において達成される。
【００１０】
現在のリソグラフィ装置は、クリーンルーム環境で使用するように設計されており、したがって、従来、装置が処理するウェーハの可能な汚染源を減らすために、なんらかの手順を実行していた。しかし、従来のウェーハ、マスク、および搬送ステージの構成は、大変複雑であり、センサおよびドライブの構成に多数のコンポーネントを使用している。このようなステージには、多数の信号ケーブル、制御ケーブル、およびその他のユーティリティも設ける必要がある。真空室外にできるだけ多数のコンポーネントおよび機能を配置するという原理を採用することにより、本発明は、そのような多数のコンポーネントを真空対応にする、あるいは真空対応の同等品で代用するという困難でこまごまとした作業を省くものである。したがって適切な機械式フィードスルーに革新的なシール構成を設けることにより、本発明では、多数のコンポーネントの大半を耐真空性にしなくても済むようになる。同様に、本発明は、振動に敏感なコンポーネントを真空室の壁部からできるだけ絶縁することにより、特に強力なポンプを設けた場合に、真空装置内で不可避の振動を低減する障害を回避するものである。
【００１１】
本発明の好ましい実施形態では、開口部が、ビームを横方向および長手方向に移動することにより、物体または物体テーブルが、直交する２つの方向に移動可能となる、スライディングプレートで封止した細長いスロットを具備している。長手方向の移動については、ビームをリニアモータで直接移動し、横方向の動きについて、スライディングプレートを介してビームを駆動することが好ましい。リニアモータは、分離または結合されているバランスマスに対抗して作動することが好ましい。
【００１２】
また、本発明は、
エネルギーに敏感な層で少なくとも一部を覆われた基板を設ける段階と、
パターンを含むマスクを設ける段階と、
放射投影ビームを利用して、エネルギーに対して敏感な材料の層の目標エリアにマスクパターンの少なくとも一部の像を投影する段階とを備えるデバイス製造方法であって、
像を投影する段階で、少なくとも１つの壁部開口部を有する壁部を備えた真空室内に収容した物体テーブルにマスクおよび基板の少なくとも一方を取り付け、前記物体テーブルが、前記壁部開口部を貫通して延びる細長いビームにより支持され、前記ビームの一部は、真空室内の前記物体テーブルを支持する前記真空室に延び、前記ビームの一部は前記真空室外に延び、したがって、前記真空室外の前記ビームの移動により、前記真空室内の前記物体が移動し、
前記壁部開口部が、前記ビームの移動させるシールにより封止され、
前記物体テーブルが、前記ビームを移動し、前記真空室内に前記物体テーブルを移動する位置決め手段により、位置決めされることを特徴とするデバイス製造方法を提供する。
【００１３】
本発明によるリソグラフィ投影装置を利用した製造方法においては、マスクにあるパターンは、エネルギーに対して敏感な材料の層（レジスト）により少なくとも一部を覆われた基板に結像される。この結像段階の前に、基板に対して、プライミング、レジストコーティング、ソフトベークなどの様々な手順を実施する。露光後、基板に、露光後ベーク（ＰＥＢ）、現像、ハードベーク、結像フィーチャの測定／検査など、その他の手順を実施する。この一連の手順を基本として、デバイス、例えばＩＣの各層をパターン化する。続いて、このようにパターン化された層に、エッチング、イオン注入（ドーピング）、金属化、酸化、化学機械的研磨など、各層の仕上げを目的とした各種処理を行う。複数の層が必要な場合は、新しい層それぞれについて、手順全体または手順を一部変更したものを繰り返す。最終的に、デバイスの配列が基板（ウェーハ）上にできる。これらのデバイスを、ダイシング、ソーイングなどの方法で相互に分離し、次にピンなどに接続したキャリアに各デバイスを搭載する。これらの方法に関するさらに詳しい情報は、例えば、Ｐｅｔｅｒ  ｖａｎ  Ｚａｎｔの「Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ  Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ：  Ａ  Ｐｒａｃｔｉｃａｌ  Ｇｕｉｄｅ  ｔｏ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ」Ｔｈｉｒｄ  Ｅｄｉｔｉｏｎ，ＭｃＧｒａｗ  Ｈｉｌｌ  Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ  Ｃｏ．，１９９７，ＩＳＢＮ０−０７−０６７２５０−４から得ることができる。
【００１４】
本明細書では、特にＩＣの製造における本発明による装置の利用について述べているが、このような装置には、その他にも多数の用途が考えられるものと明確に理解されたい。例えば、本発明による装置は、集積光学システム、磁気ドメインメモリの誘導および検出パターン、液晶ディスプレイパネル、薄膜磁気ヘッドなどの製造に使用できる。当業者は、このような別の用途においては、本明細書で使用している「レチクル」、「ウェーハ」、あるいは「ダイ」といった用語を、より一般的な用語である「マスク」、「基板」、「目標エリア」にそれぞれ置き換えるものと考える。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、例示的な実施形態および添付の略図を参照して、本発明およびこれに付随する利点について説明する。
【００１６】
実施形態１
図１は、本発明によるリソグラフィ投影装置１を模式的に示す図である。図に示すように、この装置では反射コンポーネントを使用しているが、このようなコンポーネントは、透過性であってもよい。装置は、以下の要素を備えている。
・放射投影ビームＰＢを供給する放射システムＬＡ、ＩＬ（例えば、ＵＶまたはＥＵＶ放射、電子、またはイオン）、
・マスクＭＡ（例えば、レチクル）を保持するマスクホルダを備え、品目ＰＬに対して正確にマスクを位置決めする第１の位置決め手段ＰＭに接続されている第１の物体テーブル（マスクテーブル）ＭＴ、
・基板Ｗ（例えば、レジスト被覆シリコンウェーハ）を保持する基板ホルダを備え、品目ＰＬに対して正確に基板を位置決めする第２の位置決め手段ＰＷに接続されている第２の物体テーブル（基板テーブル）ＷＴ、
・基板Ｗの目標部分Ｃ（ダイ）にマスクＭＡの被照射部分を結像する投影システム（「レンズ」）ＰＬ（例えば、屈折または反射屈折システム、ミラーグループ、あるいはフィールドディフレクタの配列）。
【００１７】
放射システムは、放射ビームを生成する放射源ＬＡ（例えば、ストレイジリングまたはシンクロトロンの電子ビームの経路の周囲に設けたアンジュレータまたはウィグラ、プラズマ源、電子またはイオンビーム源）を具備している。例えば合成ビームＰＢの誘導および／または視準を行ったり、および／または合成ビームを断面全体にわたって均一な強度にするために、照明システムＩＬに含まれる様々な光学コンポーネントに沿ってこのビームを通す。
【００１８】
次にビームＰＢは、マスクテーブルＭＴのマスクホルダに保持されているマスクＭＡに当たる。マスクＭＡにより選択的に反射された（あるいはマスクＭＡを透過した）ビームＰＢは、「レンズ」ＰＬを通過する。このレンズは、基板Ｗの目標エリアＣにビームＰＢを集中させる。位置決め手段ＰＷおよび干渉移動測定手段ＩＦにより、基板テーブルＷＴを正確に移動して、例えばビームＰＢの経路内で様々な目標エリアＣを位置決めすることができる。同様に、位置決め手段ＰＭおよび干渉移動測定手段ＩＦを利用して、例えば、マスクライブラリからマスクＭＡを機械的に回収した後、あるいは走査動作中に、ビームＰＢの経路に対してマスクＭＡを正確に位置決めできる。一般に、物体テーブルＭＴ、ＷＴの移動は、ロングストロークモジュール（粗位置決め）とショートストロークモジュール（精密位置決め）によって行われる。これらのモジュールは、図１に明示していない。
【００１９】
図示した装置は、異なる２つのモードで使用できる。
・ステップモードでは、マスクテーブルＭＴをほぼ静止状態に保ち、マスクの像全体を１回（例えば、「フラッシュ」１回）で目標エリアＣに投影する。次に、ビームＰＢにより別の目標エリアＣが照射されるように、基板テーブルＷＴをＸおよび／またはＹ方向にずらす。
・走査モードでは、上記とほぼ同じ流れとなるが、ただし、所与の目標エリアＣを１回の「フラッシュ」に露光することはない。露光する代わりに、マスクテーブルＭＴが、所与の方向（いわゆる「走査方向」、例えば、Ｘ方向）に移動可能になっており、したがって、投影ビームＰＢがマスクの像を走査し、同時に、基板テーブルＷＴが、ＭをレンズＰＬの倍率（例えばＭ＝１／４または１／５）として速度Ｖ＝Ｍｖで同一方向または反対方向に移動する。このようにして、分解能を犠牲にすることなく、相対的に大きな目標エリアＣを露光することができる。
【００２０】
実施形態２
図２Ａおよび図２Ｂに、本発明の第２の実施形態によるリソグラフィ装置２のウェーハステージを示す。
【００２１】
ウェーハＷを支持する精密ステージ１４、すなわちショートストロークステージ１４は、壁部１１に囲まれた真空室Ｖ内に保持されている。装置使用中、真空室Ｖは、適切なタイプの真空ポンプ（図示せず）により、十分な真空状態に保たれる。精密ステージ１４は、それを移動させるように水平チューブ３１に取り付けられており、このチューブは、真空室の壁部に画定された細長い水平スロット１１ａを介して、真空室Ｖの幅全体にわたって延びている。チューブは、周囲に精密ステージ１４をクランプした連続部材、または精密ステージの反対側に取り付けられ、そこから延びている２本の半チューブで形成されている。
【００２２】
精密ステージ１４のロングストロークのＸ方向移動は、チューブ３１を長手方向に並進させることによって行われ、このためチューブ３１は、Ｘ方向ロングストローク移動の範囲全体を通じて真空室の外部に突出するだけの十分な長さになっている。
【００２３】
チューブ３１が横方向に並進すると、精密ステージ１４のロングストロークＹ方向移動が行われる。チューブの２つの端部に、別々に制御可能なドライブを設けることにより、回転ψ2の制御も行うことができる。
【００２４】
したがって、スロット１１ａには、所望のＹ制御およびψ2制御が可能な十分な長さが必要である。スロット１１ａは、中央貫通穴３２ａを備えた細長いプレートであるスライダ３２により封止され、中央貫通穴を介してチューブ３１が突出している。スライダ３２は、ロングストローク移動の範囲全体にわたってスロットがシールされるように、Ｙ方向ロングストローク移動の範囲の少なくとも２倍に必要なベアリングおよび真空シールの幅を加えただけ、スロット１１ａよりも長くなっている。
【００２５】
本発明の本実施形態では、チューブをＡｌ2Ｏ3を焼結して製造し、外径が１６０ｍｍ、内径が１４０ｍｍとなっている。ＳｉＣフォームなど、その他の適切な材料も使用できる。チューブの「活性」長さ、すなわちスライダ３２のサポートと精密ステージ１４との間の長さは、平均で６５０ｍｍであり、総チューブ質量は、ロングストロークモータ部分を含めて、約３０ｋｇである。加速度２ｍ／秒-2で偏向が４μｍ程度の場合、このチューブが、質量５０ｋｇの精密ステージを支持することは簡単に計算できる。チューブの共振周波数は、１５０Ｈｚ程度である。
【００２６】
図２Ｂに示すように、チューブ３１のＸ方向移動度は、チューブ３１の一端に取り付けてあり、Ｘバランスマス３５に設けた磁石（図示せず）に対抗して作動するリニアモータ３４によって行われる。Ｙ1およびＹ2ドライブは、Ｙバランスマス３６に対抗して作動することにより、スライダ３２を駆動するように構成され、Ｙバランスマス３６に対してＸバランスマス３５を駆動するように、第３のドライブＹ3が設けられている。ねじり力を減少させるために、Ｘ方向可動マスのマス３７の中心、すなわち精密ステージ１４、チューブ３１、バランスマス３５、および関連コンポーネントは、Ｙ方向可動マスのマス３８の中心、すなわちスライダ３２およびＹバランスマス３６と同心になっている。
【００２７】
Ｘ方向リニアモータ３４により、磁石に対してＹ方向に０．１ｍｍ程度の遊びができる。したがって、Ｙ1、Ｙ2ドライブよりもはるかに大きな力を発生しなければならないＹ3ドライブは、Ｙ1およびＹ2ドライブの１μｍの精度が犠牲にならないようにするために、０．１ｍｍ程度の精度でＸバランスマス３５を位置決めするだけですむ。その他の方法としては、Ｘ方向について剛性が高く、Ｙ方向について剛性が低い柔軟な要素を介してサポートチューブ３１にＸ方向モータ３４を接続することができる。
【００２８】
図３は、ＸバランスマスとＹバランスマスを組み合わせて１つのバランスマス３９にした別のバランスマス構成を示す図である。この場合、Ｘ方向リニアモータ３４の磁石４０は、各ロングストローク移動範囲のモータの寸法に等しい側部を備えたエリア上に設けられている。この構成では、制御システムが、ψ2位置の変化にともなうモータ性能の変動を考慮するとともに、設定点の一定の組み合わせについて発生する恐れがあるバランスマスの連続的回転を防止する。
【００２９】
上記すべての構成において、スライダ３２は、真空室の壁部から離れて支持され、この壁部に対して移動できなければならない。したがって、本発明では、スロット１１ａの周囲に差をつけてガス（空気）を排気したベアリング２１を設けており、このスロットには、圧力差によって壁部開口部のエリアにかかる力があらかじめ荷重を加える。以下、このガスベアリング２１について、図４およびヨーロッパ特許出願９９２０１１９３．２、表題「Ｇａｓ−Ｂｅａｒｉｎｇｓ  ｆｏｒ  ｕｓｅ  ｉｎ  Ｖａｃｕｕｍ  Ｃｈａｍｂｅｒｓ  ａｎｄ  ｔｈｅｉｒ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  ｉｎ  Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｉｃ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ」と、同じ表題の同時出願（出願参照番号：Ｐ−０１３３．０１０）とを参照してさらに詳しく述べる。これらの出願を参照により本明細書に組み込む。スライダ３２とチューブ３１の間に、別のガスベアリング２１を設けてチューブを支持し、チューブに駆動力を伝達している。
【００３０】
ショートストロークステージ１４に制御信号、測定信号、およびその他の「ユーティリティ」を供給するケーブル（図示せず）は、サポートチューブ３１の内部空洞に通すことができる。
【００３１】
真空室の壁部１１とスライダ３２の一部を通る断面図である図４に模式的に示すように、スライダ３２は、（例えば）５μｍの一定間隙ｇを維持できるようにするガスベアリング２１により、真空室の壁部から離れて保持されている。５〜１０μｍの範囲の間隙が適当である用途もある。エアフィード２１１を介して、数大気圧のクリーンエア（またはその他のガス、例えばＮ2）を連続的に供給し、高圧領域２１４を生成する。供給される空気は、外部および真空室Ｖに向かって流れるが、真空室に空気が存在することは、当然ながら望ましくない。大気圧への解放経路が、溝２１２を介して設けられている。空気ベアリングを形成する空気が、許容できない漏れとなって真空室Ｖに流れ込むのをさらに防止するために、真空コンジット２１３を介して空気をポンプで排出している。望ましい場合は、解放経路２１２からも、ポンプで空気を排出してよい。真空室Ｖに流れ込む残留漏空気１を、このようにして許容レベル以下に抑えることができる。
【００３２】
この実施形態では、エアフィード２１１および真空コンジット２１３の下部と、膨張室２１２とが、シールの周囲の長さ全体にわたって延びる細長い溝になっている。溝に沿い、間隔をおいてエアフィードパイプ２１１ａおよび真空パイプ２１３ａが設けられている。
【００３３】
本実施形態の変形例において、ガスベアリングとなるエアフィードは、それぞれ独立している。各エアフィードパイプの端部には、多孔質のプラグを詰めた円筒状の拡張部分がある。多孔質のプラグは、グラファイト製であることが好ましい。グラファイト製になっていると、真空壁部１１の下部表面１１ｂを機械仕上げした後、プラグを拡張部分に配置し、滑らかにきさげ仕上げすることができる。
【００３４】
上記のガスベアリングの変形例ではどちらの場合でも、エアフィード２１１と真空室Ｖとの間に真空溝２１３を１つ設けている。その他の変形例では、２つ以上の真空溝を設け、真空室Ｖに近いほうの真空溝をより高い真空レベルまで、ポンプで真空引きしてもよい。
【００３５】
上記のように、本実施形態では、スライダ３２を駆動して、Ｙ位置決めの精度を最大限に高めている。図５は、この場合のドライブ構成の部分側面図である。スライダ３２は、Ｙ方向へ移動させる従来のガスベアリングフィート４４で、マウント４３上に支持されている。サポート４０（スライダ３２の上下にそれぞれ１つ）に取り付けたリニアモータ４１によって起動力が生成される。サポートは、スライダ３２の上面および下面に取り付けた磁石配列４２に対抗して働く。マウント４３およびモータサポート４０は、バランスマス３５、３６、または３９の延長である。
【００３６】
スライダ３２の変形を最小限度に抑えるために、このスライダは、図６に示すように、サンドイッチ構造をしたプレート１２０から製造される。上部および下部スキンプレート１２１、１２３は、例えば、厚さをそれぞれｔ1、ｔ3として、焼結したＡｌ2Ｏ3の無垢プレートから形成される。サンドイッチ充填物１２２の厚さはｔ2であり、図６Ａに示すようにグリッド構造のＡｌ2Ｏ3壁部１２２ａ、あるいは図６Ｂに示すように最密中空ガラス円筒１２２ｂなど、各種材料製になっている。その他の材料としては、例えばガラスフォームやセラミックフォームなどがある。各変形例において、サンドイッチ充填物の主な機能は、２枚のスキンプレート１２１、１２３の間で剪断力を伝達することであり、したがって、選択した材料および構造の弾性率Ｅは、高くなければならない。
【００３７】
焼結Ａｌ2Ｏ3グリッド構造充填物を備えたプレート１２０の場合、プレートの長さ、剛性、および質量は、空間係数Δによって決まる。空間係数は、グリッド構造の総断面積をプレートの総断面積で割った値であり、剪断および曲げ変形の方程式の補正に使用される。
【００３８】
本発明によれば、サンドイッチプレート１２０が、連続的な側壁部１２４を備えているか、サンドイッチ充填物１２２の縁部が、内部を密閉するように封止されている。内部を封止する前に、比較的高い真空レベルまで内部の排気を行う。これにより、サンドイッチ構造にあらかじめ応力がかかり、１枚のスキンプレートを真空室の封止として使用した場合、サンドイッチ構造を薄層に分離させる傾向があるスキンプレート前後の圧力差を防止する。プレートは、プレートの寿命期間全体を通して、内部の真空が十分に高い状態を保つ構造にするか、バルブを設け、必要に応じて内部を再排気できるようにする。
【００３９】
この排気したサンドイッチ構造は、本発明のスライダよりも用途が広く、特に、スライド式か固定式かに関わりなく、真空室の壁部、または壁部の一部として利用すると便利である。
【００４０】
スライダにおいては、Ｚ方向の曲げ剛性が非常に重要である。Ｙ方向に若干曲げて真空室の壁部１１またはスライダ３２のベアリングの変形にスライダ３２を追従させても問題ない。真空室の壁部１１の開口部１１ａは、「レーストラック」形状、すなわち直線的な側部を備え、端部は、チューブ３１の曲率に対応して湾曲している。したがってガスベアリング２１は「レーストラック形状」でもある。１６０ｍｍのチューブ直径および各側部ごとに６５ｍｍの真空シール間隙を収容するように、「レーストラック」形状のガスベアリング２１のＺ方向スパンは、２００ｍｍのスロット高さを配慮して３６５ｍｍになっている。厚さ１２ｍｍの外部プレート１２１、１２３を備えたＡｌ2Ｏ3サンドイッチプレート１２０、および空間係数がΔ＝０．０７の、グリッド構造１２２の充填物の偏向は、総重量８２ｋｇの場合、ベアリングが２μｍ未満で最大となる。剛性が同じ無垢プレートの重量は、約１５０ｋｇとなる。
【００４１】
図２Ａおよび２Ｂにおいて、スライダ３２は、真空室の壁部１１の必須部分として形成されたガスベアリングによって支持されている。したがって、ベアリングの偏向を５μｍ以下に抑えるには、壁部が鋼製であるものとして、最小約１５０ｍｍの厚さの壁部が必要となる。変形例において、ガスベアリング３２は、図７に立面図を示した独立したベアリング支持部材４５に設けられている。ベアリングサポート４５は、「レーストラック」形状になっており、このサポートには真空シール代４６および中央開口部４５ａを取り囲むガスベアリング２１による負荷がかかる。中央開口部は、真空室壁部の細長いスロット１１ａに適合している。ベアリングサポート４５は、３つのサポートパッド４７を介して真空室の壁部に取り付けられている。サポートパッドの配置は、例えば有限要素解析を利用して決定する。偏向を約４μｍ以下に抑えるには、厚さ１２０ｍｍのベアリングサポート４５で十分なことは、有限要素解析からも明らかである。薄膜またはベローズを設けて、ベアリングサポート４５と真空室の壁部１１の間に真空シールを形成している。また、薄膜あるいはベローズは、ベアリングサポートの剛性を高めるように構成することができる。
【００４２】
サポートパッド４７の代わりに、比較的剛性が低い、均質な弾性サポートを設けることもできる。弾性サポートの剛性が低いほど好ましいが、ベアリングサポートにかかる大気圧の負荷により、ベアリングサポートは真空室の壁部の方へ移動する。一般に、このような移動の許容量は、わずかに１０分の数ミリである。ベアリングサポートにかかる総大気圧負荷が２６．５ｋＮの場合、総サポート剛性は、１．３×１０8Ｎｍ-1以上必要である。平坦でない真空室壁部がベアリングサポートに与える影響は、弾性サポートにより減少する。したがってこの変形例では、真空室の壁部を０．０１ｍｍ程度の平坦度に仕上げるだけでよい。
【００４３】
図８の部分断面図に、ベアリングサポート４５’を支持する別の手段を示す。この構成では、圧力負荷が、例えば２つの連続する空圧式チューブ４８によって補償される。この空圧式チューブは、ベアリングサポート４５’の周囲全体を取り囲んでいる。間隔を置いて配置した３本のバー４９（１つだけ図示）が、真空室の壁部１１の平面内で、この壁部に対してベアリングサポート４５を固定する追加サポートになっている。真空室Ｖは、真空シール５０により封止されており、このシールは、Ｏリング５０ａを介して、真空室の壁部１１およびベアリングサポート４５’に対するシールを行う。この構成によれば、剛性がはっきりしたサポートが得られ、真空室の壁部が平坦でないためにベアリングサポート４５に影響がでることはほとんどない。
【００４４】
上記のベアリングサポート構成の適用は、上記の装置に限定されるものでないことに注意されたい。真空室の壁部にある、任意の形状あるいはサイズの開口部周囲にベアリングを設ける必要がある装置において、上記のベアリングサポートを使用し、利点を得ることができる。
【００４５】
実施形態３
図９に、本発明によるリソグラフィ装置３の第３の実施形態のウェーハステージを破断図にして示す。この実施形態のコンセプトは、上記の第２の実施形態に類似しているが、精密ステージ１４を支持するのに、２本のチューブ３３１ａと３３１ｂを利用している。これにより、ウェーハステージの高さおよびチューブ３３１ａおよび３３１ｂの直径も減少する。すなわち、スロット１１ａを狭くすることができるが、その長さが延長しなければならない。この実施形態において、スライダ３３２は、真空室の壁部１１への差し込みにあるガスベアリング３２１によって支持されている。また、チューブ３３１ａおよび３３１ｂを支持し、Ｘ方向への並進を可能にするためにも、ガスベアリングが設けてある。
【００４６】
精密ステージ１４に制御信号およびその他の「ユーティリティ」を伝えるケーブル２０は、チューブ３３１ａおよび３３１ｂの一方または両方を貫通している。
【００４７】
実施形態４
上記の実施形態において、精密ステージ１４の両側の真空室壁部にあるサポートチューブまたはチューブの正味断面積は同じである。したがって、Ｘ方向では、精密ステージに正味圧力はかからない。しかし、垂直なマスクあるいはウェーハと併用する、本発明の実施形態では、サポートチューブまたはチューブを垂直に配設し、少なくとも真空室の壁部を貫通する長さ部分において、下部チューブの断面積を大きくしてある。これにより、精密ステージおよびサポートチューブなどの重量を補償するように構成可能な正味上向き圧力が得られる。
【００４８】
以上、好ましい実施形態と関連して、本発明の説明を行ったが、本発明は、上記の説明により限定されるものではないものと理解されたい。特にリソグラフィ装置のウェーハステージと関連して、本発明の説明を行ったが、本発明は、リソグラフィ装置のマスクステージあるいはロングストロークのマニピュレータを真空室に貫通させる必要がある装置にも同様に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態によるリソグラフィ投影装置を示す図である。
【図２Ａ】本発明の第２の実施形態によるリソグラフィ投影装置のウェーハステージの断面図である。
【図２Ｂ】ドライブ構成を示す、図２Ａのウェーハステージの平面図である。
【図３】別のドライブ構成を示す、図２Ａのウェーハステージの平面図である。
【図４】図２Ａのウェーハステージで使用する、差をつけてガスを排気したベアリングの断面図である。
【図５】Ｙ方向のドライブ構成を示す、図２Ａのウェーハステージの部分側面図である。
【図６】本発明で有用な別のスライダの断面図である。
【図６Ａ】図６のスライダの別の充填物の平面図である。
【図６Ｂ】図６のスライダの別の充填物の平面図である。
【図７】図２Ａのウェーハステージで有用なスライダベアリングサポートの平面図である。
【図８】スライダベアリングサポート別の搭載構成の断面図である。
【図９】本発明の第３の実施形態によるリソグラフィ投影装置のウェーハステージの部分断面見取図である。
【符号の説明】
１  リソグラフィ投影装置
ＬＡ、ＩＬ  放射システム
ＭＡ  マスク
ＭＴ  第１の物体テーブル
ＰＢ  放射投影ビーム
ＰＬ  投影システム
ＰＬ  物体
ＰＭ  第１の位置決め手段
Ｗ  基板
ＷＴ、ＰＷ  第２の物体テーブル
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
0003721294.tif 000010
【図７】
0003721294.tif 000011
【図８】
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【図９】
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