(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷重を支持するための支持モジュールであり、前記荷重は、リソグラフィシステムにおいてパターン形成されるターゲットを備えており、前記モジュールは、
前記荷重を支持するための支持体と、
三つの支持構造体を備えており、前記支持構造体は、おのおの、
・フレームと、
・前記支持体および／または前記荷重を少なくとも部分的に支持するために前記支持体を前記フレームに連結している力補正スプリングアッセンブリーを備えており、
前記力補正スプリングアッセンブリーは、スプリングの運動のあらかじめ定められた範囲にわたって負剛性特性を有している第一のスプリングと、正剛性を有している第二のスプリングを備えている、モジュールにおいて、前記三つの支持構造体のおのおのの前記フレームは、互いに堅固に取り付けられており、前記支持体は、前記フレームに対して移動可能であるように前記三つの力補正スプリングアッセンブリーに連結されていることを特徴とする支持モジュール。
【請求項２】
前記フレームは一緒に三角プリズム形状容量を定めており、前記力補正スプリングアッセンブリーは、前記三角プリズム形状容量の別の外側側面に配され、前記外側側面の中心線に沿った圧縮／拡張の平行な方向を有しており、前記力補正スプリングアッセンブリーの各々の複数の前記第二のスプリングと複数の前記第一のスプリングの両方は、前記三角プリズムの外側側面に配され、前記外側側面に平行な平面内のみにおいて、湾曲または圧縮／拡張するために、適合されている、請求項１に記載の支持モジュール。
【請求項３】
前記三つの支持構造体の支持構造体の各フレームは、中央部と、前記中央部の両側に配され、前記中央部に垂直延びている二つの脚部を備えており、前記第一のスプリングは、それぞれの脚部の両側に連結され、前記中央部から離間されており、前記第二のスプリングは、前記中央部に連結され、前記脚部から離間されている、請求項１または請求項２に記載の支持モジュール。
【請求項４】
ベースと可撓マウントをさらに備えており、前記可撓マウントは、前記ベースを前記フレームのおのおのに連結し、前記可撓マウントは、前記ベースに平行な平面内の前記ベースに対する前記フレームの運動を可能にするように適合されている、請求項１、２または３のいずれかひとつに記載の支持モジュール。
【請求項５】
前記可撓マウントは、前記ベースに垂直に延びている可撓支柱を備えている、請求項４に記載の支持モジュール。
【請求項６】
ベースと可撓マウントをさらに備えており、前記可撓マウントは、前記ベースを前記フレームのおのおのに連結し、前記可撓マウントは、前記ベースに平行な平面内の前記ベースに対する前記フレームの運動を可能にするように適合されており、前記可撓マウントは、前記ベースに垂直に延びている可撓支柱を備えており、前記フレームの前記脚部は、前記脚部の長さの相当な部分に沿って前記可撓支柱の支柱を少なくとも部分的に収容するための収容スペースを備えており、前記支柱は、前記収容スペース内において自由に曲がることができる、請求項３に記載の支持モジュール。
【請求項７】
各支持構造体の前記第一のスプリングと前記第二のスプリングは、共通平面内で移動するために配されている、請求項１〜６のいずれかひとつに記載の支持モジュール。
【請求項８】
前記第一のスプリングは、おのおの、一つ以上の双安定座屈ビームを備えている、請求項１〜７のいずれかひとつに記載の支持モジュール。
【請求項９】
前記第二のスプリングは、おのおの、一つ以上のリーフスプリングを備えている、請求項１〜８のいずれかひとつに記載の支持モジュール。
【請求項１０】
各支持構造体において、前記第一のスプリングと前記第二のスプリングは、互いに取り付けられている、請求項１〜９のいずれかひとつに記載の支持モジュール。
【請求項１１】
前記フレームに対して前記支持体を位置決めするために適合された複数のモーターをさらに備えている、請求項１〜１０のいずれかひとつに記載の支持モジュール。
【請求項１２】
前記支持構造体は単一支持構造体である、および／または、前記モジュールは、単一構造体として形成される、請求項１〜１１のいずれかひとつに記載の支持モジュール。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれかひとつに記載の支持モジュールを備えているリソグラフィシステム。
【請求項１４】
真空チャンバーをさらに備えており、前記支持モジュールは前記真空チャンバー内に配されている、請求項１３に記載のリソグラフィシステム。
【請求項１５】
前記支持モジュールを前記リソグラフィシステム内に位置決めするために適合されている位置決めシステムをさらに備えている、請求項１３または請求項１４に記載のリソグラフィシステム。
【請求項１６】
一つ以上のビームをウェーハなどのターゲットに投影するように適合された光学カラムをさらに備えており、前記支持モジュールは、前記ターゲットを前記光学カラムと整列させて支持するために適合されている、請求項１３〜１５のいずれかひとつに記載のリソグラフィシステム。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
本発明は、荷重を支持するための、特にリソグラフィシステムでの使用のための支持モジュールに関し、前記支持モジュールは、少なくとも部分的に前記荷重を支持するための力補正スプリングを備えている。米国特許第５，３１０，１５７号は、物体とベースの間の振動運動の伝達を抑えながら物体をベースに対して均衡点に支持するための全方向振動分離サスペンションシステムを説明しており、これは、物体とベースの間に連結された三つの合成サスペンション装置を備えており、前記サスペンション装置のおのおのは、軸方向に正剛性を提供するように適合され、物体を支持するための軸方向の力支持能力を有しているスプリング手段と、前記スプリング手段と機能的に連結された負剛性を生成するための手段を備えており、前記前記スプリング手段と前記負剛性生成手段は、正および負剛性の代数和である第二のサスペンション装置の低い軸上剛性を生成する。
【０００２】
既知のシステムの欠点は、正しく定められたシステムを提供するために、三つの合成サスペンション装置のおのおのが較正されなければならないということである。
【０００３】
リソグラフィシステム内においてターゲットを支持するための支持モジュールであって、システム内に置かれた後に較正をそれほどまたは少しも必要としない支持モジュールを提供することが本発明の目的である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第５，３１０，１５７号
【発明の概要】
【０００５】
第一の側面によれば、本発明は、リソグラフィシステム内においてパターン形成されるターゲットなどの荷重を支持するための支持モジュールを提供し、前記モジュールは、前記荷重を支持するための支持体と、三つの支持構造体を備えており、前記支持構造体は、おのおの、フレームと、前記支持体および／または前記荷重を少なくとも部分的に支持するために前記支持体を前記フレームに連結している力補正スプリングアッセンブリーを備えており、前記力補正スプリングアッセンブリーは、スプリングの運動のあらかじめ定められた範囲にわたって負剛性特性を有している第一のスプリングと、正剛性を有している第二のスプリングを備えており、前記三つの支持構造体のおのおのの前記フレームは、互いに実質的に堅固に取り付けられており、前記支持体は、前記フレームに対して移動可能であるように前記三つの力補正スプリングアッセンブリーに連結されている。
【０００６】
前記支持体は、三つの別個のスプリングアッセンブリーを介してフレームに連結されており、それらのおのおのは、実質的に独立して圧縮／拡張されることが可能であり、したがって、前記フレームに対する前記支持体の三自由度の運動を提供する。前記フレームが互いに堅固に連結されているので、いったんリソグラフィシステムなどのシステム内にモジュールが置かれれば、スプリングアッセンブリーおよび／またはフレームを互いに対してさらに整列させたり較正したりする必要はなく、したがって、支持モジュールのメンテナンス、挿入、交換が容易になる。
【０００７】
前記三つの別個のスプリングアッセンブリーは、好ましくは、圧縮／拡張の実質的に平行な方向を有している。したがって、全支持体は、圧縮／拡張の方向に沿って前記フレームに対して並進移動され得る、あるいは、前記フレームに対する前記支持体の向きは、前記スプリングアッセンブリーの一つまたは二つを圧縮または拡張することによって、残りの一つまたは複数のスプリングアッセンブリーは別々に圧縮または拡張するか、まったく圧縮または拡張しないことで、変化され得る。
【０００８】
したがって、前記支持モジュールの各支持構造体は、運動の前記範囲にわたって総計非ゼロスプリング力を提供し、そのスプリング力は、前記支持構造体の前記第一のスプリングのスプリング力と、前記支持体上の前記支持構造体の前記第二のスプリングのスプリング力の合計である。運動の前記範囲は、前記スプリングアッセンブリーの圧縮／拡張の範囲の部分範囲である。さらに、前記モジュールの前記スプリングアッセンブリーがおのおの、拡張または圧縮のそれらの方向に少なくとも沿って、実質的にゼロに等しい合計の剛性を有しているので、前記フレームから前記スプリングアッセンブリーを通って前記支持体への振動伝播が低減される。
【０００９】
好ましくは、前記スプリングアッセンブリーは、前記支持体および／または荷重によって前記スプリングアッセンブリーに及ぼされる力に実質的に等しい大きさのスプリング力を及ぼし、それによって、前記スプリングアッセンブリーは、前記支持体および／または荷重をその上に実質的に完全に支持する。好ましくは、前記支持体は、その上の前記荷重を搬送するためのプラットホームを備えており、好ましくは、たとえば、前記プラットホーム上の前記荷重によって及ぼされる力が実質的に重力によるとき、前記プラットホーム上の前記荷重によって及ぼされる力は実質的に鉛直向きにある。正剛性スプリングと負剛性スプリングは受動要素であるので、運動の範囲にわたって実質一定のスプリング力をもつコンパクト支持構造体の構築が達成され得る。
【００１０】
ある実施形態では、前記フレームは一緒にプリズム形状容量を定めており、前記力補正スプリングアッセンブリーは、前記プリズム形状容量の別の外側側面に実質的に配され、前記側面の中心線に実質的に沿った圧縮／拡張の実質的に平行な方向を有している。したがって、前記支持体および三つの支持構造体は一緒に内部容量を定め、その中に、たとえば、前記支持体の位置を移動させるためのアクチュエーターが置かれる。好ましくは、正スプリングとそれらの関連する負スプリングの両方は、前記プリズムの外側側面に配され、実質的に前記外側側面に平行な平面内のみにおいて、湾曲または圧縮／拡張するために適合されており、それによって、前記スプリングアッセンブリーのおのおのは、拡張／圧縮のそれらの方向のまわりのねじれから実質的に自由である。
【００１１】
ある実施形態では、前記三つの支持構造体の支持構造体の各フレームは、中央部と、前記中央部の両側に配され、前記中央部に実質的に垂直延びている二つの脚部を備えており、前記第一のスプリングは、それぞれの脚部の両側に連結され、前記中央部から離間されており、前記第二のスプリングは、前記中央部に連結され、前記脚部から離間されており、または逆も成立する。前記脚部は、前記支持体が前記フレームに前記スプリングアッセンブリーだけを介して連結されるように前記支持体から離間されている。この実施形態は、比較的大きいスプリング力を提供することが可能である、本発明によるモジュールのコンパクトな構築を可能にする。
【００１２】
ある実施形態では、ベースと可撓マウントをさらに備えており、前記可撓マウントは、前記ベースを前記フレームのおのおのに連結し、前記可撓マウントは、前記ベースに平行な平面内の前記ベースに対する前記フレームの運動を可能にするように適合されている。したがって、前記可撓マウントは、前記ベースから前記支持体へのＸＹ平面に沿った振動伝播を実質的に防止するために適合されており、前記三つの支持構造体は実質的に、前記ベースに垂直な方向たとえばＺ方向に沿った前記ベースから前記支持体への振動伝播を実質的に防止するように適合されている。
【００１３】
ある実施形態では、前記可撓マウントは、前記ベースに実質的に垂直に延びている可撓支柱を備えている。
【００１４】
ある実施形態では、前記フレームの前記脚部は、前記脚部の長さの相当な部分に沿って前記可撓支柱の支柱を少なくとも部分的に収容するための収容スペースを備えており、前記支柱は、前記収容スペース内において実質的に自由に曲がることができる。したがって、前記可撓支柱の長さに沿った前記モジュールの寸法の増大を必要とすることなく、ＸＹに沿った前記ベースに対する前記フレームの並進移動の可能な範囲の増大が達成される。
【００１５】
ある実施形態では、各支持構造体の前記第一のスプリングと前記第二のスプリングは、好ましくは共通の実質直線に沿って、共通平面内で移動するために配されている。したがって、前記スプリングアッセンブリーの合計スプリング力が容易に計算され得る。
【００１６】
ある実施形態では、前記第一のスプリングは、おのおの、双安定座屈ビームを備えている。双安定座屈ビームは、少なくとも二つの安定状態の間に負剛性を有しており、すなわち、二つの安定状態間の少なくともある圧縮範囲において、各第一のスプリングのスプリング力は小さくなるほど、前記スプリングは圧縮される。希望のスプリング力の提供するため、各支持構造体は、平行にある複数のそのような座屈ビームを備えていてよい。ある好適な実施形態では、隣接座屈ビームは同様のＶ形状を有しており、隣接ビームは互いに実質的に平行に延びている。代替実施形態では、隣接座屈ビームは、二つの隣接座屈ビームが一緒に二つのウェッジ形状を形成するようにさまざまなＶ形状を有している。
【００１７】
ある実施形態では、前記第二のスプリングは、おのおの、一つ以上のリーフスプリングを備えている。好ましくは、前記第二のスプリングは、一方の遠位端において前記フレームに、別の遠位端において関連の支持構造体の前記第一のスプリングに連結されたＶ形状のリーフスプリングを備えている。そのようなリーフスプリングは、前記フレームおよび／または前記第一のスプリングとのそれらの連結点における圧縮／拡張のそれらの方向に沿った回転を導入しない。したがって、前記第二のスプリングの圧縮／拡張による前記フレームに対する前記支持体の回転が実質的に回避される。増大したスプリング力を提供するため、前記第二のスプリングには、マルチプルリーフスプリングが設けられていてよい。
【００１８】
ある実施形態では、前記第二のスプリングの前記リーフスプリングは、ダイヤモンド配列に配されている。好ましくは、前記第二のスプリングの前記リーフスプリングは入れ子のダイヤモンド配列にあり、各リーフスプリングは、同じ長さおよび／または同じスプリング特性を有している。したがって、比較的大きい正スプリング力を比較的小量の空間内に提供することが可能である。
【００１９】
ある実施形態では、前記第二のスプリングは、前記リーフスプリングを連結している四つのコーナー部を備えており、前記ダイヤモンド形状の各象限が実質的に平行に移動するために配されている。前記四つのコーナー部の一つは、前記支持体に連結された前記第一のスプリングの中央部（または中心点）と好ましくは一致し、前記四つのコーナー部の別の反対側のコーナー部は、前記第二のスプリングをその対応のフレームに連結している中央部連結と好ましくは一致している。
【００２０】
ある実施形態では、各支持構造体において、前記第一のスプリングと前記第二のスプリングは、好ましくは前記第一のスプリングの中心点において、互いに取り付けられている。
【００２１】
ある実施形態では、前記フレームに対して前記支持体を位置決めするために適合された複数のモーターをさらに備えており、前記複数のモーターは、ローレンツモーターなどの電気モーターを好ましくは備えている。前記フレームに対する前記支持体および荷重の変位は前記電気モーターによって達成されてよい。前記支持構造体が前記支持体と前記荷重を支持しているので、前記電気モーターは、前記変位のあいだ、より少なく仕事をしなければならない。さらに、前記支持体が前記フレームに対してその位置を保つとき、前記モーターは、前記スプリングによって及ぼされる力を打ち消す必要はなく、前記モーターによって生成される熱量を低減する。
【００２２】
ある実施形態では、前記支持体は、前記スプリングアッセンブリーに固定して堅固に取り付けられている。したがって、前記支持体は、前記スプリングアッセンブリーによって直接および実質的に支持される。好ましくは、前記支持体は、前記フレームから完全に離間されている。
【００２３】
ある実施形態では、前記支持体は、ジョイントまたは湾曲部を介して、好ましくは摩擦のないボールジョイントを介して、前記スプリングアッセンブリーに連結されている。したがって、前記スプリングアッセンブリーに対する前記支持体のいくらかの回転は可能である。これは、支持構造体が前記支持体を前記フレームに連結しているそのようなスプリングアッセンブリーを複数備えている場合に特に有利であり、それによって、前記スプリングアッセンブリーのすべてを一緒に移動させることなく、前記支持体の向きが変化され得る。
【００２４】
ある実施形態では、前記可撓支柱は、前記フレームおよび／または前記荷重によってそれに及ぼされる前記荷重によってバイアスされるように適合されており、前記支柱は、前記ベースに平行な平面内において剛性を実質的に有していない。前記支柱に及ぼされる荷重は一般にあらかじめ定められ実質的に一定であるので、前記支柱は、荷重がそれに加えられたときに、それらがわずかに、好ましくはＳ形状に曲がるような大きさに作られることが可能である。
【００２５】
ある実施形態では、前記支持体には、前記ベースに対して六自由度が与えられている。たとえば、前記可撓支柱は、ＸＹ平面に沿った前記ベースに対する前記支持体の並進移動と、Ｚ軸のまわりの回転を可能にし、一方、前記スプリングアッセンブリーは、ＲｘとＲｙのまわりの回転と、Ｚ軸に沿った並進移動を可能にする。
【００２６】
第二の側面によれば、本発明は、フレームと、荷重を支持するための支持体を備えている支持構造体を提供し、前記支持体は、前記フレームに対して移動可能であり、前記支持構造体は、前記支持体および／または前記荷重を少なくとも部分的に支持するための前記フレームに前記支持体を連結している力補正スプリングアッセンブリーをさらに備えており、前記力補正スプリングアッセンブリーは、スプリングの運動のあらかじめ定められた範囲にわたって負剛性特性を有している第一のスプリングと、正剛性を有している第二のスプリングを備えており、前記第一のスプリングは、一つ以上の双安定座屈ビームを備えており、前記第二のスプリングは、一つ以上のリーフスプリングを備えており、前記座屈ビームと前記リーフスプリングは、実質共通平面内で移動および／または湾曲するために配されている。前記支持構造体は、上に説明された支持モジュール内において使用されてよく、運動のあらかじめ定められた範囲内において、実質的にゼロに等しい剛性を有しているスプリングアッセンブリーを提供し、比較的小さい容量を取りながらも比較的大きいスプリング力を提供することが可能である。
【００２７】
ある実施形態では、前記リーフスプリングは、リーフスプリングの第一、第二、第三、第四のセットに配されており、前記第一のセットのリーフスプリングは、第一の端において第一のコーナー部に、反対側の第二の端において第二のコーナー部に連結されており、前記第二のセットのリーフスプリングは、第一の端において前記第一のコーナー部に、反対側の第二の端において第三のコーナー部に連結されており、前記第三のセットのリーフスプリングは、第一の端において第四のコーナー部に、反対側の第二の端において前記第二のコーナー部に連結されており、前記第四のセットのリーフスプリングは、第一の端において前記第四のコーナー部に、反対側の第二の端において前記第三のコーナー部に連結されており、前記第一、第二、第三、第四のコーナー部は、前記フレームに対して平行方向に移動するように適合されている。好ましくは、前記第二のスプリングの拡張および／または圧縮のあいだ、前記第一および第三のセットのリーフスプリングは実質的に平行のままであり、前記第二および第四のセットのリーフスプリングは実質的に平行のままである。
【００２８】
好ましくは、前記コーナー部のおのおのは、その対応のスプリングアッセンブリーの圧縮／拡張の方向に実質的に沿って延びている表面を備えており、前記リーフスプリングのおのおのは、拡張／圧縮の前記方向に沿って離間されて前記表面に連結されている。
【００２９】
ある実施形態では、前記第四のコーナー部は前記フレームに堅固に取り付けられている。
【００３０】
ある実施形態では、前記第一のコーナー部は前記第一のスプリングに連結されている。好ましくは、前記第一および第四のコーナー部は、前記フレームと関連する前記スプリングアッセンブリーの拡張または圧縮の方向と一致する線に沿って配されている。
【００３１】
前記スプリングアッセンブリーは、チタン、鉄および／またはアルミニウムなどの金属から構成されている単一ブロックとして好ましくは製造されている。そのような単一ブロックは、たとえば、鋳造によって、または３Ｄプリンターを使用して製造されてよい。
【００３２】
ある実施形態では、前記リーフスプリングはすべて、実質的に等しい長さ、および／または、実質的に等しいスプリング特性を有している。したがって、リーフスプリングを、たとえば、それによって及ぼされる力を、互いに対して較正する必要はない。
【００３３】
ある実施形態では、リーフスプリングの各セットは少なくとも二つのリーフスプリングを備えており、各セット内の前記リーフスプリングは互いに実質的に平行である。各セットにマルチプルリーフスプリングを設けることによって、より強い合計のスプリング力が達成される。
【００３４】
ある実施形態では、前記リーフスプリングは、実質ダイヤモンド形状配列に入れ子に配されている。前記リーフスプリングをダイヤモンド形状配列に入れ子にすることによって、より強い合計のスプリング力が達成される。入れ子のダイヤモンド形状配列は、第二のスプリングの拡張または圧縮のあいだ、実質的に合同のままであるように好ましくは構成されている。
【００３５】
第三の側面によれば、本発明は、ここに説明される支持モジュールおよび／または支持構造体を備えているリソグラフィシステムを提供する。
【００３６】
ある実施形態では、前記リソグラフィシステムは、真空チャンバーをさらに備えており、前記支持モジュールは前記真空チャンバー内に配されている。前記支持モジュールは、実質的に熱を発生することなく、荷重をさまざまな位置で支持するために適合されており、それは、真空環境中において特に有利である。
【００３７】
前記リソグラフィシステムは、前記支持モジュールを前記リソグラフィシステム内に位置決めするために適合されている位置決めシステムをさらに備えている。そのような位置決めシステムは、たとえば、前記リソグラフィシステム内において前記支持モジュールを移動させるためのｘステージおよび／またはｙステージを備えている。好ましくは、前記リソグラフィシステムおよび／または前記支持モジュールは、前記フレームに対して前記支持体を位置決めするためのアクチュエーターを備えている。したがって、前記支持モジュールに支持された荷重は、リソグラフィシステム内で正確に位置決めされ得る。
【００３８】
ある実施形態では、前記リソグラフィシステムは、一つ以上のビームをウェーハなどのターゲットに投影するように適合された光学カラムをさらに備えており、前記支持モジュールは、前記ターゲットを前記光学カラムと実質的に整列させて支持するために適合されている。
【００３９】
本明細書に説明され示されるさまざまな側面および特徴は、可能なところならどこにでも、個々に適用されることが可能である。これらの個々の側面、特に添付の従属請求項に説明される側面および特徴は、分割特許出願の主題になることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
添付の図面に図示される代表的実施形態に基づいて本発明が説明される。
【図１】図１は、重力補正スプリングを備えている従来技術のリソグラフィシステムを示している。
【図２Ａ】図２Ａは、本発明の異なる支持モジュールの等角図を示している。
【図２Ｂ】図２Ｂは、本発明の異なる支持モジュールの等角図を示している。
【図３】図３は、本発明による支持モジュールに使用される支持構造体の断面図を示している。
【図４】図４は、本発明の実施形態に使用されるようなスプリングアッセンブリーのスプリングの変位対前記スプリングによって及ぼされる力のグラフと、前記力の合計を示している。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
図１は、コンクリートスラブ３上に設置された真空チャンバー２を備えている従来技術のリソグラフィシステム１を概略的に示している。その質量のおかげで、コンクリートスラブ３は、床４からの高周波振動から真空チャンバー２を少なくとも部分的に分離している。マスクレスリソグラフィシステム１は光学カラム１０を備えており、それは、ターゲット３０、この場合、ウェーハ上に複数の荷電粒子ビームを投影するために適合されている。ターゲット３０はウェーハテーブル１１上に支持されており、それは次にチャック１２上に支持されている。ウェーハテーブル１１は、チャック１２に一般に取り外し可能に取り付けられており、真空チャンバー２からターゲット３０を別の処理システムにたとえば移動させるためのターゲット３０の効果的な搬送を可能にする。チャック１２は、微動ステージ２０によって支持されており、それは、六自由度で前記チャック１２を位置決めするために、すなわち、ＸＹステージ１３に対するチャック１２の微小変位を提供するために適合されている。ＸＹステージ１３は、支持柱１４によって真空チャンバー２に設置され、実質的に方向Ｘに平行かつ方向ＺおよびＸに垂直に拡がっているＸＹ平面内において、微動ステージ２０およびそれによって支持されたあらゆるものを変位させるために適合されている。
【００４２】
微動ステージ２０は、第一の部材２１と、前記第一の部材２１に対して移動可能である第二の部材２２を備えている。微動ステージ２０は、前記第二の部材に対して前記第一の部材を六自由度で位置決めするための多数の電気モーター、この場合、ローレンツモーター２５，２６を備えており、調整は一般にマイクロメートルおよび／またはマイクロラジアン範囲内にある。したがって、微動ステージは、たとえば１０マイクロメートル単位で、ターゲット３０と光学カラム１０の間のＺ軸に沿った距離を調節するためにたとえば使用されてよい。電気モーター２５，２６によって生成される電磁放射に対して真空チャンバー２の内部の残りをシールドするため、金属のシールド２３が設けられている。シールド２３は、第一および第二の部材のエッジに沿って延び、微動ステージ２０の内部を実質的に完全に取り囲んでいる。電気モーター２５の荷重を低減するため、微動ステージ２０には重力補正スプリング４０が設けられており、それは、第一の部材２１とチャック１２とウェーハテーブル１１とターゲット３０の重量を部分的に支持する。しかしながら、スプリング４０の剛性のため、スプリングは、第二の部材から第一の部材に、したがってＸＹステージからチャック１２に振動を伝える。さらに、第一の部材が第二の部材に対して適所に残るときでも、電気モーターには、第一および第二の部材のスプリング４０のあらゆるスプリング作用を打ち消すために実質的に連続的に動力供給されなければならず、過剰な量の熱を生成する。
【００４３】
支持構造体のおのおのは、好ましくは単一ピースとして、または代替的に、多数のよく定められたパーツによって考案され、それらは、少なくとも可動接触子をもっておらず、すなわち、第一のスプリングと第二のスプリングとフレームと支持体の間の接触は固定されている。
【００４４】
図２Ａは、本発明による実施形態の支持モジュール４００の等角図を示している。支持モジュールは実質堅固フレーム４０１を備えており、それは、プリズム形状容量を定めている。支持モジュールは、ベース４３０から垂直に延びている可撓支柱４３１，４３２を介して三角形ベース４３０上に可撓的に設置されたフレーム４０１を備えている。正面に面している支柱４３１，４３２だけが見えるけれども、支持モジュールは三つの支柱を備えており、各支柱はベース４３０の対応のコーナーに配置されている。
【００４５】
負剛性を有している第一のスプリング４０５がフレーム４０１に連結されている。示された第一のスプリングは、ビーム部４０２ａ，４０２ｂと４０３ａ，４０３ｂをそれぞれ備えている二つの双安定座屈ビームを備えているが、第一のスプリングの希望のスプリング力を提供するために任意の数のそのような座屈ビームが使用されてもよい。点４０６において、バー４０７ａ，４０７ｂ，４０８ａ，４０８ｂと可撓弾性コーナー部４０９ａ，４０９ｂを備えている第二のスプリング４５０がフレーム４０１に連結されている。第二のスプリング４５０は、前記第一のスプリング４０５の中心４０４において第一のスプリング４０５に連結されている。第一および第二のスプリングは一緒に第一のスプリングアッセンブリーを形成しており、それは、有利なことに、前記第一および第二のスプリングの間の可動接触子なしで構成されている。
【００４６】
支持モジュール４００は、プリズム形状支持モジュール４００の他の側面に第二のそのようなスプリングアッセンブリーと第三のそのようなスプリングアッセンブリーをさらに備えており、前記スプリングアッセンブリーは、圧縮／拡張の実質的に平行な方向Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３を有している。支持モジュールは、前記三つのスプリングアッセンブリーに連結された支持体４２０を備えており、前記スプリングアッセンブリーの少なくとも一つの圧縮／拡張によって堅固フレーム４０１に対して移動可能である。したがって、三つのスプリングアッセンブリーは、三自由度のフレームに対する支持体の変位、すなわち、Ｚ軸に沿った並進移動と、ＸおよびＹ軸に沿ったフレームに対する支持体の回転を可能にする。示された実施形態では、支持体４２０が点４２１，４２２，４２３において三つのスプリングアッセンブリーに堅固に連結されているが、代替実施形態では、支持体は、フレキシブルジョイントたとえばボールジョイントまたは実質的に摩擦のないボールジョイントを介して前記点に連結されてよい。したがって、支持モジュールは、フレーム４０１に対する支持体４２０の三自由度の運動を提供する。
【００４７】
ベース４３０に対して支持体４２０に追加自由度を提供するため、フレーム４０１は、ベースに可撓支柱４３１，４３２，４３３（最後の一つは図示せず）を介して可撓的に設置されており、それらは、ＸＹ平面に沿ったベースに対するフレームのいくらかの運動を可能にし、また、Ｚ軸のまわりのベースに対するフレームのいくらかの回転をさらに可能にする。支柱４３１，４３３，４３３は、フレームとそれによって支持される荷重によってそれに及ぼされる荷重によってバイアスされるように適合されており、それらは、曲がったとき、ＸＹ平面内において実質的に剛性をもたず、すなわち、支柱は、それらが座屈の点にあるように荷重されている。この点において、座屈も湾曲もまったくないとき、支柱は、ＸＹ平面内の並進移動と、Ｚ軸のまわりの回転に対してゼロ剛性を有効に有している。したがって、支持モジュール４００は、ベース４３０に対する支持体４２０に六自由度を提供する。さらに、支柱４３１，４３２，４３３とスプリングアッセンブリーは、座屈の瞬間における支柱のゼロ剛性特質と、ゼロ剛性スプリングアッセンブリーのため、ベース４３０の振動から支持体４２０を実質的に分離している。
【００４８】
フレーム４０１は、三つの支持構造体のための単一のフレームとして機能し、それらの支持構造体は、おのおの、ここに説明される力補正スプリングアッセンブリーを備えている。
【００４９】
この実施形態の支持モジュールは、既存のリソグラフィシステムを改造することなく既存のリソグラフィシステムに使用されてよく、小さい容量で比較的大きい支持力を提供する。ＸＹ平面と異なる平面内におけるベースに対する支持体の不所望な並進移動を防止するため、支持モジュールは、リソグラフィシステムなどのシステム内に直立姿勢に好ましくは配され、すなわち、そのベース４３０は、ターゲットのＸＹ運動のためのステージの表面などの実質水平表面上にある。支持モジュール４００がこのように配されたとき、可撓マウント４３１，４３２は、ベース４３０に対するＲｘまたはＲｙのまわりの支持体４２０の回転に独立なＸＹ平面に沿ったベース４３０から支持体４２０への振動の伝播を抑え、三つの支持構造体のスプリングアッセンブリーは、Ｚ軸に沿ったベース４３０から支持体４２０への振動の伝播を実質的に抑える。
【００５０】
図２Ｂは、本発明による代替実施形態の支持モジュール５００を示しており、フレーム５８１，５８２，５８３をそれぞれ有している三つの支持構造体を備えている。フレームは、おのおの、Ｕ形状をしており、ベース５３０に実質的に平行に延びている中央部と、ベース５３０に実質的に垂直に延びている脚部を有している。フレーム５８１，５８２，５８３は、それらの脚部５８１ａと５８２ｂ，５８２ａと５８３ｂ，５８３ａと５８１ｂがそれぞれ当接するように、互いに固定して取り付けられている。モジュール５００の製造中、いったんフレーム５８１，５８２，５８３が互いに固定されると、支持体５２０が、点５２１，５２２，５２３において好ましくは取り付けられる。参照数字５２１，５２２，５２３は、図２Ａの参照数字４２１，４２２，４２３に実質的に対応している。
【００５１】
各フレーム５８１，５８２，５８３の脚部間には、力補正スプリングアッセンブリーが設けられている。たとえば、第一のフレーム５８１を備えている第一の支持構造体は、座屈ビーム部５０２ａ，５０２ｂ，５０３ａ，５０３ｂを備えた第一のスプリング５０５と、バー５０７ａ，５０８ｂ，５０８ａ，５０８とコーナー部５０９ａ，５０９ｂを備えている第二のスプリング５５０をさらに備えており、力補正スプリングアッセンブリーは、第一のフレーム５８１の脚部５８１ａ，５８１ｂによって張られる平面内に実質的に完全に配され、実質的に前記平面内のみにおいて圧縮および／または拡張するために適合されている。
【００５２】
第二のスプリング５５０のコーナー部５０９ａ，５０９ｂは、特にバー５０７ａ，５０７ｂ，５０８ａ，５０８ｂが実質的に堅固であるとき、好ましくは可撓的に弾性的であるが、互いに連結されたバー５０７ａ，５０７ｂ，５０８ａ，５０８ｂが可撓的に弾性的であるとき、代替的に、実質的に堅固であってよい。第二のスプリング５５０のバーはダイヤモンド形状配列に配されている。フレーム５８１，５８２，５８３の各脚部は、脚部の長さの相当な部分に沿った可撓支柱（または湾曲部）５３１，５３２，５３３を収容するための収容部を備えている。たとえば、可撓支柱５３１は、一端５３１ａにおいてベース５３０に取り付けられ、フレーム５８１，５８２の当接している脚部５８１ａ，５８２ｂの実質中空収容部を通って延び、他端５３１ｂにおいて点５９１にある前記脚部の上部部分の近くに取り付けられている。脚部５８１ａ，５８２ｂの相当な部分を通って延びているが、それから離間されている可撓支柱５３１は、脚部を通って延びていない短い可撓支柱よりもＸＹ平面に沿ったフレーム５８１，５８２，５８３の実質的により多くの並進移動を可能にする。他の可撓支柱５３２，５３３も同様の手法で取り付けられおり、すなわち、一端５３２ａ，５３３ａにおいてベース５３０に、他端５３２，５３２ｂにおいて点５９２，５９３の近くにそれぞれ取り付けられている。したがって、ＸＹ平面に沿ったベース５３０に対するフレーム５８１，５８２，５８３の比較的大きい並進移動を可能にするコンパクトなモジュールが提供される。
【００５３】
図３は、本発明による、また本発明によるモジュールに使用されてよい支持構造体６００の断面図を示している。支持構造体６００はフレーム６８１を備えており、中央部６８１ｃの両側に配された二つの脚部６８１ａ，６８１ｂを備えている。中央部６８１ｃは、ベース６３０に実質的に平行に延びており、一方、脚部６８１ａ，６８１ｂは、中央部に実質的に垂直に、また互いに平行に延びている。二つの脚部６８１ａ，６８１ｂの間には、負スプリング特性を有している第一のスプリング６０５と、正スプリング特性を有している第二のスプリング６５０が延びている。第一のスプリングは、一端においてフレーム６８１の脚６８１ａに連結され、他端において第一のスプリング６０５の第一のコーナー部または中央部分６０４に連結された弾性ビーム６０１ａ，６０２ａ，６０３ａを備えている。対応の弾性ビーム６０１ｂ，６０２ｂ，６０３ｂは、一端において前記第一のコーナー部６０４に連結され、他端においてフレーム６８１の脚６８１ｂに連結されている。第二のスプリング６５０は、入れ子のダイヤモンド形状配列に配された弾性ビーム６５１ａ，６５１ｂ，６５２ａ，６５２ｂ，６５３ａ，６５３ｂ，６５４ａ，６５４ｂを備えている。二つの「入れ子」だけが図示されているが、第二のスプリングは、上側ビーム６５１ａ，６５１ｂ，６５２ａ，６５２ｂと下側ビーム６５３ａ，６５３ｂ，６５４ａ，６５４ｂを互いに連結している第二および第三のコーナー部６０９ａ，６０９ｂのおかげで、より多くの入れ子を有していてもよい。入れ子のビームは、好ましくはすべて、同じスプリング特性を有しているが、代替実施形態では、第二のスプリングのビームは、異なるスプリング特性を有していてもよい。ダイヤモンドの各象限のビームは、実質的に平行に配されている。
【００５４】
第一のコーナー部６０４は、第一のスプリング６０５を第二のスプリングと連結し、また第一のスプリング６０５を支持体６２０と連結している。第四のコーナー部６０６は、第二のスプリング６５０をフレーム６８１の中央部６８１ｃと連結している。したがって、コーナー部６０４，６０６は、コーナー部６０９ａ，６０９ｂと同様の手法でそれに連結されたビームの平行運動を可能にする。
【００５５】
フレーム６８１は、可撓性弾性支柱６３１，６３２を介してベース６３０上に支持されている。支柱６３１，６３２は、第一の端６３１ａ，６３２ａがベース６３０に固定され、脚部６８１ａ，６８１ｂのそれぞれの収容部６７１ａ，６７１ｂを通って延び、前記脚部６８１ａ，６８１ｂの上部の近くにスクリュー６９１，６９２の円錐部内に取り付けられている。したがって、可撓支柱６３１，６３２は、脚部６８１ａ，６８１ｂの長さに沿って実質的に自由に曲がることができる。スクリュー６９１，６９２は、脚部６８１ａ，６８１ｂの端部の内側ねじに合う外側ねじを備えている。スクリュー６９１，６９２を回すことによって、Ｚ方向に沿ったフレーム６８１に対する可撓支柱６３１，６３２の取り付けの点の位置がいくらか調節され得る。
【００５６】
図４は、本発明に使用されるスプリングアッセンブリーの第一および第二のスプリングについてのスプリング力対圧縮のグラフ７００を示しており、線７０３はスプリング力の合計を表わしている。線７０１は、第一のスプリングのスプリング力対変位を表わしており、それは、点７０４と７０５によって定められた範囲７１０内の間において負剛性を有しており、すなわち、スプリングによって及ぼされる力は、スプリングが範囲７１０内において圧縮されるにつれて減少する。線７０２は、第二のスプリングのスプリング力対圧縮特性を表わしており、それは、正剛性を有しており、すなわち、スプリングによって及ぼされる力は、第二のスプリングが圧縮されたときに増大する。範囲７１０内では、スプリングアッセンブリーによって及ぼされる合計スプリング力は実質的に一定のままである。たとえば、範囲７１０が、スプリングアッセンブリーの４ｍｍの圧縮を有しているとき、前記範囲７１０内の合計スプリング力は実質的に２４０Ｎに等しく、スプリングアッセンブリーは、たとえば、合わせて２４ｋｇの質量を有しているターゲットとウェーハテーブルとチャックと支持体の重力による２４０Ｎの力を打ち消すため、前記範囲にわたって２４０Ｎの力を打ち消すために使用されることが可能である。スプリング力が実質的に一定で、荷重によって及ぼされる力に好ましくは等しいので、荷重の位置決めのために使用されるどんなアクチュエーターも、前記位置決めのために働くだけでよく、すなわち、荷重の運動のあいだ、荷重が変位されないときにはスプリング力を打ち消すために働く必要はなく、アクチュエーターによって必要とされた電力を低減し、熱出力を低減する。
【００５７】
要約すると、フレームと、荷重を支持するための支持体を備えている、たとえばリソグラフィシステム内での使用のための、支持構造体および支持モジュールに関し、前記支持体は前記フレームに対して移動可能であり、前記支持構造体は、前記支持体および／または前記荷重を少なくとも部分的に支持するために前記支持体を前記フレームに連結している力補正スプリングアッセンブリーをさらに備えており、前記力補正スプリングアッセンブリーは、スプリングの運動のあらかじめ定められた範囲にわたって負剛性特性を有している第一のスプリングと、正剛性を有している第二のスプリングを備えている。本発明はさらに、そのような支持構造体または支持モジュールを備えているリソグラフィシステムに関する。
【００５８】
上記の説明は、好ましい実施形態の動作を示すために含まれており、本発明の範囲を限定するのが目的ではないと理解されるべきである。特に、ここに説明される支持構造体は、その上の質量を支持するために、および／または、そこから吊された質量を支持するために使用されてよい。また、本発明による支持構造体は、説明されるように鉛直方向以外の、特に水平方向を含む方向の支持力を提供し得る。このように、本発明はまた、リソグラフィに加えてテクノロジーの他の分野の構造体上の荷重の一般的支持のために適合されてよい。上記の議論から、本発明の真意および範囲によって包含されるであろう多くの変形が、この分野の当業者には明白になる。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］  荷重を支持するための支持モジュールであり、前記荷重は、好ましくはリソグラフィシステムにおいてパターン形成されるターゲットを備えており、前記モジュールは、
前記荷重を支持するための支持体と、
三つの支持構造体を備えており、前記支持構造体は、おのおの、
・フレームと、
・前記支持体および／または前記荷重を少なくとも部分的に支持するために前記支持体を前記フレームに連結している力補正スプリングアッセンブリーを備えており、
前記力補正スプリングアッセンブリーは、スプリングの運動のあらかじめ定められた範囲にわたって負剛性特性を有している第一のスプリングと、正剛性を有している第二のスプリングを備えている、モジュールにおいて、前記三つの支持構造体のおのおのの前記フレームは、互いに実質的に堅固に取り付けられており、前記支持体は、前記フレームに対して移動可能であるように前記三つの力補正スプリングアッセンブリーに連結されていることを特徴とする支持モジュール。
［２］  前記フレームは一緒にプリズム形状容量を定めており、前記力補正スプリングアッセンブリーは、前記プリズム形状容量の別の外側側面に実質的に配され、前記側面の中心線に実質的に沿った圧縮／拡張の実質的に平行な方向を有している、［１］に記載の支持モジュール。
［３］  前記三つの支持構造体の支持構造体の各フレームは、中央部と、前記中央部の両側に配され、前記中央部に実質的に垂直延びている二つの脚部を備えており、前記第一のスプリングは、それぞれの脚部の両側に連結され、前記中央部から離間されており、前記第二のスプリングは、前記中央部に連結され、前記脚部から離間されており、または逆も成立する、［１］または［２］に記載の支持モジュール。
［４］  ベースと可撓マウントをさらに備えており、前記可撓マウントは、前記ベースを前記フレームのおのおのに連結し、前記可撓マウントは、前記ベースに平行な平面内の前記ベースに対する前記フレームの運動を可能にするように適合されている、［１］〜［３］のいずれかひとつに記載の支持モジュール。
［５］  前記可撓マウントは、前記ベースに実質的に垂直に延びている可撓支柱を備えている、［４］に記載の支持モジュール。
［６］  前記フレームの前記脚部は、前記脚部の長さの相当な部分に沿って前記可撓支柱の支柱を少なくとも部分的に収容するための収容スペースを備えており、前記支柱は、前記収容スペース内において実質的に自由に曲がることができる、［３］に従属する場合の［５］に記載の支持モジュール。
［７］  各支持構造体の前記第一のスプリングと前記第二のスプリングは、好ましくは共通の実質直線に沿って、共通平面内で移動するために配されている、［１］〜［６］のいずれかひとつに記載の支持モジュール。
［８］  前記第一のスプリングは、おのおの、一つ以上の双安定座屈ビームを備えている、［１］〜［７］のいずれかひとつに記載の支持モジュール。
［９］  前記第二のスプリングは、おのおの、一つ以上のリーフスプリングを備えている、［１］〜［８］のいずれかひとつに記載の支持モジュール。
［１０］  第二のスプリングの前記リーフスプリングは、ダイヤモンド配列に配されている、［９］に記載の支持モジュール。
［１１］  前記第二のスプリングは、前記リーフスプリングを連結している四つのコーナー部を備えており、前記ダイヤモンド形状の各象限が実質的に平行に移動するために配されている、［１０］に記載の支持モジュール。
［１２］  各支持構造体において、前記第一のスプリングと前記第二のスプリングは、好ましくは前記第一のスプリングの中心点において、互いに取り付けられている、［１］〜［１１］のいずれかひとつに記載の支持モジュール。
［１３］  前記フレームに対して前記支持体を位置決めするために適合された複数のモーターをさらに備えており、前記複数のモーターは、ローレンツモーターを好ましくは備えている、［１］〜［１２］のいずれかひとつに記載の支持モジュール。
［１４］  前記支持構造体は単一支持構造体である、および／または、前記モジュールは、単一構造体として形成される、［１］〜［１３］のいずれかひとつに記載の支持モジュール。
［１５］  フレームと、荷重を支持するための支持体を備えている支持構造体であり、前記支持体は、前記フレームに対して移動可能であり、前記支持構造体は、前記支持体および／または前記荷重を少なくとも部分的に支持するための前記フレームに前記支持体を連結している力補正スプリングアッセンブリーをさらに備えており、
前記力補正スプリングアッセンブリーは、スプリングの運動のあらかじめ定められた範囲にわたって負剛性特性を有している第一のスプリングと、正剛性を有している第二のスプリングを備えており、
前記第一のスプリングは、一つ以上の双安定座屈ビームを備えている、支持構造体において、前記第二のスプリングは、一つ以上のリーフスプリングを備えており、前記座屈ビームと前記リーフスプリングは、実質共通平面内で移動および／または湾曲するために配されている、支持構造体。
［１６］  前記リーフスプリングは、リーフスプリングの第一、第二、第三、第四のセットに配されており、前記第一のセットのリーフスプリングは、第一の端において第一のコーナー部に、反対側の第二の端において第二のコーナー部に連結されており、前記第二のセットのリーフスプリングは、第一の端において前記第一のコーナー部に、反対側の第二の端において第三のコーナー部に連結されており、前記第三のセットのリーフスプリングは、第一の端において第四のコーナー部に、反対側の第二の端において前記第二のコーナー部に連結されており、前記第四のセットのリーフスプリングは、第一の端において前記第四のコーナー部に、反対側の第二の端において前記第三のコーナー部に連結されており、前記第一、第二、第三、第四のコーナー部は、前記フレームに対して平行方向に移動するように適合されている、［１５］に記載の支持構造体。
［１７］  前記第四のコーナー部は前記フレームに堅固に取り付けられている、［１６］に記載の支持構造体。
［１８］  前記第一のコーナー部は前記第一のスプリングに連結されている、［１６］または［１７］に記載の支持構造体。
［１９］  前記リーフスプリングはすべて、実質的に等しい長さ、および／または、実質的に等しいスプリング特性を有している、［１６］〜［１８］のいずれかひとつに記載の支持構造体。
［２０］  リーフスプリングの各セットは少なくとも二つのリーフスプリングを備えており、各セット内の前記リーフスプリングは互いに実質的に平行である、［１６］〜［１９］のいずれかひとつに記載の支持構造体。
［２１］  前記リーフスプリングは、実質ダイヤモンド形状配列に入れ子に配されている、［１６］〜［２０］のいずれかひとつに記載の支持構造体。
［２２］  ［１］〜［１４］のいずれかひとつに記載の支持モジュールを備えているリソグラフィシステム。
［２３］  真空チャンバーをさらに備えており、前記支持モジュールは前記真空チャンバー内に配されている、［２２］に記載のリソグラフィシステム。
［２４］  前記支持モジュールを前記リソグラフィシステム内に位置決めするために適合されている位置決めシステムをさらに備えている、［２２］または［２３］に記載のリソグラフィシステム。
［２５］  一つ以上のビームをウェーハなどのターゲットに投影するように適合された光学カラムをさらに備えており、前記支持モジュールは、前記ターゲットを前記光学カラムと実質的に整列させて支持するために適合されている、［２２］〜［２４］のいずれかひとつに記載のリソグラフィシステム。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
0006033869.tif 000005
【図４】
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