(57)【要約】【課題】物体を支持する装置が開示される。【解決手段】装置は、エアベローズにつながれるエアベアリングを備える。真空環境で使用する場合、装置はエアベアリングに用いられる加圧流体を取り除くための真空を用いたエアベアリングハウジングを備えるのが好ましい。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体をＺ方向に支持する装置であって、
エアベアリング部材と、
縦支持部材と、
前記縦支持部材を前記エアベアリング部材に接続するフレクシャと、
加圧ガス用のハウジングと、を備え、
前記ハウジングが加圧ガスで満たされているときに、前記縦支持部材の領域に圧力差が作用して物体に所望の力を与える、装置。
【請求項２】
前記フレクシャは、Ｘ及びＹの一方の軸周りに曲げ可能な第１セクションと、Ｘ及びＹの他方の軸周りに曲げ可能な第２セクションと、を有する請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記フレクシャは、Ｘ軸及びＹ軸周りに曲げ可能なセクションを有する、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記ハウジングは、剛体壁と、前記縦支持部材の少なくとも一部が前記ハウジングに入ることを許容する開口と、を有する請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記ハウジングの前記開口は、剛体底壁にある、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記加圧ガスは、周囲に対して負の圧力で加圧されている、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記ハウジングは、前記縦支持部材に機械的に接続されたエアベローズを備える、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記加圧ガスは、周囲に対して正の圧力で加圧されている、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記ハウジングは、実質的に一定量の加圧ガスを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記ハウジングは、実質的に一定圧力の流体を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記ハウジングは、ガス供給口を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
前記縦支持部材の動きを案内する縦ブッシングをさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
前記物体は、当該装置の下方にある、請求項１に記載の装置。
【請求項１４】
前記物体は、当該装置の上方にある、請求項１に記載の装置。
【請求項１５】
前記エアベアリング部材を囲むエアベアリングハウジングをさらに備え、
前記エアベアリングハウジングは、周囲環境に逃げるガス量を減じる、請求項１に記載の装置。
【請求項１６】
前記縦支持部材の動きを案内する少なくとも１つのエアブッシングと、前記少なくとも１つのエアブッシングに隣接する少なくとも１つの真空ガードリングと、を備えるメインフレームをさらに備え、
前記少なくとも１つの真空ガードリングは、周囲環境に逃げるガス量を減じる、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
物体をＺ方向に支持する装置であって、
平面状ベアリング面と球面状ベアリング面とを有するエアベアリング部材と、
前記エアベアリング部材における前記平面状ベアリング面及び前記球面状ベアリング面の１つと合わせられるベアリング面を有する縦支持部材と、
基礎部分に接続されかつ前記縦支持部材をＺ方向に案内するメインフレームと、
前記縦支持部材に機械的に接続されるエアベローズであり、加圧ガスが充填されるとき、前記エアベローズが所望の力を前記縦部材に作用させ、その力の一部が前記エアベアリング部材を通って伝わって前記物体を支持する、前記エアベローズと、
を備える装置。
【請求項１８】
前記エアベアリング部材の前記球面状ベアリング面は、凸状である、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記エアベアリング部材の前記ベアリング球面は、凹状である、請求項１７に記載の装置。
【請求項２０】
前記縦支持部材の前記ベアリング面は、球面状である、請求項１７に記載の装置。
【請求項２１】
前記縦支持部材の前記ベアリング面は、平面状である、請求項１７に記載の装置。
【請求項２２】
前記エアベローズは、実質的に一定量の加圧ガスを含む、請求項１７に記載の装置。
【請求項２３】
前記エアベローズは、実質的に一定圧力の流体を含む、請求項１７に記載の装置。
【請求項２４】
前記エアベローズは、ガス供給口を備える、請求項１７に記載の装置。
【請求項２５】
前記物体は、当該装置の下方にある、請求項１７に記載の装置。
【請求項２６】
前記物体は、当該装置の上方にある、請求項１７に記載の装置。
【請求項２７】
物体をＺ方向に支持及び位置決めする装置であって、
エアベアリング部材と、
縦支持部材と、
前記縦支持部材を前記エアベアリング部材に接続するフレクシャと、
前記縦支持部材の動きを案内するメインフレームと、
加圧ガス用のハウジングであり、前記ハウジングが加圧ガスで満たされているときに、前記縦支持部材の領域に圧力差が作用して物体に所望の力を与える、前記ハウジングと、
前記メインフレーム及び位置決めされる前記物体のうちの１つに堅固につながった電機子コイルと、前記メインフレーム及び位置決めされる前記物体のうちの他の１つに堅固につながった少なくとも１つの永久磁石とを備えるボイスコイルモータと、
を備える装置。
【請求項２８】
前記フレクシャは、前記電機子コイルと同心に配置される、請求項２７に記載の装置。
【請求項２９】
前記フレクシャは、前記Ｘ及びＹ軸周りに曲げ可能な１つのセクションと、１つの曲げ中心とを有する、請求項２７に記載の装置。
【請求項３０】
前記フレクシャの前記曲げ中心は、前記ボイスコイルモータの中心と一致する、請求項２９に記載の装置。
【請求項３１】
前記フレクシャは、Ｘ及びＹの一方の軸周りに曲げ可能な第１セクションと、Ｘ及びＹの他方の軸周りに曲げ可能な第２セクションと、を有する請求項２７に記載の装置。
【請求項３２】
前記加圧ガスは、周囲に対して負の圧力で加圧されている、請求項２７に記載の装置。
【請求項３３】
前記加圧ガスは、周囲に対して正の圧力で加圧されている、請求項２７に記載の装置。
【請求項３４】
前記ハウジングは、剛体壁と、前記縦支持部材の少なくとも一部が前記ハウジングに入ることを許容する開口と、を有する請求項２７に記載の装置。
【請求項３５】
前記ハウジングの前記開口は、剛体底壁にある、請求項３４に記載の装置。
【請求項３６】
前記ハウジングは、前記縦支持部材に機械的に接続されたエアベローズを備える、請求項２７に記載の装置。
【請求項３７】
前記ハウジングは、実質的に一定量の加圧ガスを含む、請求項２７に記載の装置。
【請求項３８】
前記ハウジングは、実質的に一定圧力の流体を含む、請求項２７に記載の装置。
【請求項３９】
前記ハウジングは、ガス供給口を備える、請求項２７に記載の装置。
【請求項４０】
前記電機子コイルは、前記メインフレームに堅固に接続される、請求項２７に記載の装置。
【請求項４１】
前記電機子コイルは、位置決めされる前記物体に堅固に接続される、請求項２７に記載の装置。
【請求項４２】
前記縦支持部材の動きを案内する縦ブッシングをさらに備える、請求項２７に記載の装置。
【請求項４３】
前記エアベアリング部材を囲むエアベアリングハウジングをさらに備え、
前記エアベアリングハウジングは、周囲環境に逃げるガス量を減じる、請求項２７に記載の装置。
【請求項４４】
物体をＺ方向に支持及び位置決めする装置であって、
平面状ベアリング面と球面状ベアリング面とを有する環状エアベアリング部材と、
前記エアベアリング部材における前記平面状ベアリング面及び前記球面状ベアリング面の１つと合わせられるベアリング面を有する縦支持部材と、
前記縦支持部材の動きを案内するメインフレームと、
加圧ガス用のハウジングであり、前記ハウジングが加圧ガスで満たされているときに、前記縦支持部材の領域に圧力差が作用して物体に所望の力を与える、前記ハウジングと、
前記メインフレーム及び位置決めされる前記物体のうちの１つに堅固につながった電機子コイルと、前記メインフレーム及び位置決めされる前記物体のうちの他の１つに堅固につながった少なくとも１つの永久磁石とを備えるボイスコイルモータであり、前記ボイスコイルモータは前記環状エアベアリング部材の外径によって規定される円筒内に配置される、前記ボイスコイルモータと、
を備える装置。
【請求項４５】
前記環状エアベアリング部材の前記球面状ベアリング面は、凸状である、請求項４４に記載の装置。
【請求項４６】
前記環状エアベアリング部材の前記球面状ベアリング面は、凹状である、請求項４４に記載の装置。
【請求項４７】
前記縦支持部材の前記ベアリング面は、前記環状エアベアリング部材の前記球面状ベアリング面に合わせられる、請求項４４に記載の装置。
【請求項４８】
前記縦支持部材の前記ベアリング面は、前記環状エアベアリング部材の前記平面状ベアリング面に合わせられる、請求項４４に記載の装置。
【請求項４９】
前記加圧ガスは、周囲に対して負の圧力である、請求項４４に記載の装置。
【請求項５０】
前記加圧ガスは、周囲に対して正である、請求項４４に記載の装置。
【請求項５１】
前記電機子コイルは、前記メインフレームに堅固に接続される、請求項４４に記載の装置。
【請求項５２】
前記電機子コイルは、前記物体に堅固に接続される、請求項４４に記載の装置。
【請求項５３】
前記物体は、当該装置の下方にある、請求項４４に記載の装置。
【請求項５４】
前記物体は、当該装置の上方にある、請求項４４に記載の装置。
【請求項５５】
物体を支持及び位置決めする装置であって、
少なくとも１つのエアベアリング部材と、
フレクシャと、
縦支持部材と、
前記縦支持部材の動きを案内するメインフレームと、
加圧ガス用のハウジングであり、前記ハウジングが加圧ガスで満たされているときに、前記縦支持部材の領域に圧力差が作用して物体に所望の力を与える、前記ハウジングと、
移動子と固定子とを備えるボイスコイルモータであり、前記移動子は、前記フレクシャ及び前記縦支持部材に接続される又は前記フレクシャ及び前記エアベアリング部材に接続される、前記ボイスコイルモータと、
を備える装置。
【請求項５６】
前記フレクシャは、Ｘ及びＹの一方の軸周りに曲げ可能な第１セクションと、Ｘ及びＹの他方の軸周りに曲げ可能な第２セクションと、を有する請求項５５に記載の装置。
【請求項５７】
前記フレクシャは、Ｘ軸及びＹ軸周りに曲げ可能なセクションを有する、請求項５５に記載の装置。
【請求項５８】
前記ハウジングは、剛体壁と、前記縦支持部材の少なくとも一部が前記ハウジングに入ることを許容する開口と、を有する請求項５５に記載の装置。
【請求項５９】
前記ハウジングの前記開口は、剛体底壁にある、請求項５８に記載の装置。
【請求項６０】
前記加圧ガスは、周囲に対して負の圧力で加圧されている、請求項５５に記載の装置。
【請求項６１】
前記ハウジングは、前記縦支持部材に機械的に接続されたエアベローズを備える、請求項５５に記載の装置。
【請求項６２】
前記加圧ガスは、周囲に対して正の圧力で加圧されている、請求項５５に記載の装置。
【請求項６３】
前記ハウジングは、実質的に一定量の加圧ガスを含む、請求項５５に記載の装置。
【請求項６４】
前記ハウジングは、実質的に一定圧力の流体を含む、請求項５５に記載の装置。
【請求項６５】
前記移動子は、前記フレクシャ及び前記縦支持に接続される、請求項５５に記載の装置。
【請求項６６】
前記移動子は、前記エアベアリング部材及び前記フレクシャに接続される、請求項５５に記載の装置。
【請求項６７】
前記物体は、当該装置の上方にある、請求項５５に記載の装置。
【請求項６８】
前記物体は、当該装置の下方にある、請求項５５に記載の装置。
【請求項６９】
前記メインフレームは、前記縦支持部材の動きを案内する縦ブッシングを備える、請求項５５に記載の装置。
【請求項７０】
前記エアベアリング部材を囲むエアベアリングハウジングをさらに備え、
前記エアベアリングハウジングは、周囲環境に逃げるガス量を減じる、請求項５５に記載の装置。
【請求項７１】
真空環境下で精密ステージをＺ方向に支持及び位置決めする装置であって、
前記精密ステージに堅固に接続されたエアベアリングハウジングと、
前記エアベアリングハウジング内に配置され、加圧された流体が供給されることで少なくとも１つのエアベアリングを形成するエアベアリング部材であり、前記エアベアリングハウジングは前記真空環境に逃げる前記加圧された流体を制限する、前記エアベアリング部材と、
前記エアベアリング部材に接続されるフレクシャと、
前記フレクシャに接続されかつエアブッシングに支えられる縦支持部材と、
前記エアブッシングを備え、真空ポンプに接続された経路によって前記エアブッシングから加圧された流体を除去するように構成されたメインフレームと、
加圧ガス用のハウジングであり、前記ハウジングが加圧ガスで満たされているときに、前記縦支持部材の領域に圧力差が作用して前記精密ステージに所望の力を与える、前記ハウジングと、
移動子と固定子とを備えるボイスコイルモータであり、前記移動子は前記エアベアリングハウジングに接続される、前記ボイスコイルモータと、
を備える装置。
【請求項７２】
３つの直交自由度に精密ステージを支持及び位置決めするシステムであって、
精密ステージを第１位置で支持する第１のＺ支持及び位置決め装置と、
前記精密ステージを第２位置で支持する第２のＺ支持及び位置決め装置と、
前記精密ステージを第３位置で支持する第３のＺ支持及び位置決め装置と、
前記第１、第２、第３の支持及び位置決め装置の少なくとも１つに対する目標のＺ位置を受け取るとともに、特にＺの位置及び向きについて正確な位置となるよう、前記少なくとも１つの位置決め装置に信号を伝える制御器と、を備え、
前記第１、第２、及び第３位置は、非直線上にあり、前記第１、第２、第３の支持及び位置決め装置の少なくとも１つは、請求項１、１７、２７、４４、５５、及び７１のいずれかの装置を備える、システム。
【請求項７３】
振動から物体を隔離するシステムであって、
前記物体を第１位置で支持する第１のＺ支持装置と、
前記物体を第２位置で支持する第２のＺ支持装置と、
前記物体を第３位置で支持する第３のＺ支持装置と、を備え、
少なくとも１つのＺ支持装置が請求項１又は１７の装置を備え、前記物体の重量が約１０ｋｇから約１００００ｋｇの間である、システム。
【請求項７４】
請求項１、１７、２７、４４、５５、７１、及び７２のいずれかに記載の装置を備える露光装置。
【請求項７５】
基板を用意することと、請求項７４に記載の露光装置を用いて前記基板上に像を形成すること、とを備えるデバイスの製造方法。
【請求項７６】
ウエハ上に像を形成する方法であって、
ウエハを用意することと、
請求項７４に記載の露光装置を用いて前記ウエハ上に像を形成すること、とを備える方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ここで開示される実施形態は、縦自由度における精密な位置決めを要求され得る物体を支持する装置に関する。
本出願は、２００４年１１月４日に出願された米国仮出願第６０／６２５，６９９号、２００４年１１月４日に出願された米国仮出願第６０／６２５，４２０号、及び２００５年１月２８日に出願された米国仮出願第６０／６４７，９０１号に基づき、35 U.S.C. § 119に基づく優先権を主張する。３つの仮出願すべてが本出願に明確に援用される。
【背景技術】
【０００２】
物体の精密位置決めの必要性は、マイクロリソグラフィのような半導体の製造分野を含む様々な分野で要求される。マイクロ電子機器の高速化及び高性能化に伴い、半導体チップ上への配置が必要なトランジスタの数は増え続けている。これはトランジスタとそれらをつなぐ回路との近接配置を必要とし、したがってチップに回路を形成する際の正確性及び精密性に対する要求が増し続けることになる。このように、マイクロリソグラフィにおいて、さらなる精密な基板の位置決め及び位置保持が必要とされている。
【０００３】
物体の高精度位置決めや移動制御を改良する試みる様々なシステムがこれまで考案されてきた。これらのシステムは主に空間６自由度（DOF：degrees of freedom）における物体の位置及び動きの制御を可能にする。図１に示すように、自由度は３次元空間内の物体の直線運動及び回転運動に関して一般に定義される。
【０００４】
一般に定義されるように、第１自由度は、物体の重心を通る第１水平ラインに平行な直線運動である。この第１ラインは一般に"Ｘ"軸と呼ばれ、Ｘ軸に平行な動きは"Ｘ方向に"と称される。第２自由度は、一般に、物体の重心を通りかつ第１ラインに垂直な第２水平ラインに平行な直線運動として定義される。この第２ラインは一般に"Ｙ"軸と呼ばれ、Ｙ軸に平行な動きは"Ｙ方向に"と称される。第３自由度は、一般に、鉛直ラインに平行な、すなわち第１及び第２水平ラインに垂直な、物体の重心を通る直線運動として定義される。この垂直ラインは、一般に"Ｚ"軸と呼ばれ、Ｚ軸に平行な動きは"Ｚ方向に"と称される。６自由度（ＤＯＦ）の残りの３つは、すでに定義された各直線自由度の軸周りの回転運動である。第１回転自由度は、一般に、θＸと称され、Ｘ軸に平行な直線周りの縦回転として定義される。第２回転自由度は、一般に、θＹと称され、Ｙ軸に平行な直線周りの縦回転として定義される。θＸ及びθＹはそれぞれ、一般に、"縦"自由度と称される。よって、Ｚ、θＸ、及びθＹの３つの縦自由度がある。第３回転自由度は、一般に、θＺと称され、Ｚ軸に平行な直線周りの横回転として定義される。θＺは、一般に、横自由度と称される。よって、Ｘ、Ｙ、及びθＺの３つの横自由度がある。
【０００５】
多くの場合、物理的システムの限界は、少なくとも２つの位置決めシステム（粗位置決めシステム及び精密位置決めシステム）の動作によって最良達成される物体の精密位置決めに対して言及される。第１の（すなわち粗の）位置決めシステムは、目標位置の近傍位置に物体を配置するものである。第２の（すなわち精密な）位置決めシステムは、第１位置決めシステムに比べて、より高い精密性を有する一方で、直線変化量が短く、又は回転変化量が小さい。こうした第２位置決めシステムは、物体を目標位置に精密に配置するものである。
【０００６】
図２は、ウエハなどの物体を精密に位置決めする１つ又はそれ以上の２パート位置決めシステムを用いた、ウエハ処理用のフォトリソグラフィシステム１０００を示す。フォトリソグラフィ装置１０００は、一般に、レチクルステージ（マスクステージ）１０１０に支持されかつそのレチクルステージを用いてスキャンされるレチクル（マスク）１００６上のマスクパターン（例えば半導体デバイス用の回路パターン）を通して、放射エネルギー（光など）を投射する照明系１００２を備える。レチクルステージ１０１０は、フレーム１０３２に支持することができる。放射エネルギーは、サポート１０２８を介して基礎部に順に支持されたフレーム１０２６上に支持された投影光学系（レンスシステム）１００４を通してフォーカスされ得る。光学系１００４も、フレーム１０２６，１０３０，１０３２，１０３４を介して照明系１００２に接続することができる。放射エネルギーは、ウエハ１００８上のフォトレジスト層にマスクパターンを露光する。ウエハ（物体）１００８は、ウエハステージ１０３６によって支持されかつそのウエハステージを用いてスキャンされ得る。ウエハステージ１０３６は、フレーム１０２４によって支持されるとともに、フレーム１０２４及び１０２６を介して光学系１００４に接続され得る。
【０００７】
ウエハステージ１０３６は、下方（支持）ステージ１０３８及び上方（精密）ステージ１０４０を有することができる。下方ステージ１０３８は、少なくともＸ及びＹ自由度において相対的に長いストロークを有し、ウエハ１００８（及び精密ステージ１０４０）を光学系１００４に対して粗く位置決めする第１位置決めシステム（不図示であるが本技術分野ではよく知られている。）を有することができる。ウエハ１００８は、上記されかつ図１に示されるように、精密ステージ１０４０の一部となり得る第２位置決めシステム１０４２によって、少なくともＸ、Ｙ、及びθＺ（すなわち、ＸＹ面内の回転）の自由度において光学系１００４に対してさらに位置決めすることができる。精密ステージ１０４０は、精密位置決めされるウエハ１００８が搭載され得るウエハチャック（保持部）（不図示）を有する。精密ステージ１０４０には、Ｘ軸及びＹ軸に沿ったミラー（不図示）が搭載されるのが一般的である。ミラーは、位置検出システムとしてのレーザ干渉システムを用いて精密ステージ１０４０の精密なＸ−Ｙ位置を測定するために、レーザ光を反射可能な参照反射面を備える。
【０００８】
精密ステージ１０４０を位置決めする１又はそれ以上のＺムーバによって、Ｚ、θＸ、及びθＹの自由度に精密ステージ１０４０を位置決めするのが望ましい可能性がある。Ｚ位置決めシステムは、精密ステージ１０４０の１点に対して理想的には直接的に力を伝え、目標のＺ位置及び方位（orientation）に精密ステージ１０４０を効率的に動かす。Ｚ支持システムは、目標とするＺ位置及び方位において、下方ステージ１０３８に対して精密ステージ１０４０を支持する。理想的には、Ｚ支持システムは、リソグラフィシステム１０００の他の部分からの振動をウエハ精密ステージ１０４０に伝えるべきではない。
【０００９】
１つの解決策は、電磁ボイスコイルモータ（VCM：voice coil motor）を用いて６自由度にウエハ精密ステージ１０４０を位置決めするものである。ウエハ精密ステージ１０４０の動きは、ＶＣＭによって完全に制限されたものになる。しかしながら、ＶＣＭは、所定量の力を発生するのに比較的大きなパワーを必要とする。また、ＶＣＭの使用は精密ステージ１０４０の重量を相殺するのにより高い電流を必要とし、それによってより多くの熱を発生させる。この熱は、コイル温度や、熱伝達による、空気を含む周辺物体の温度を維持するための現状の液冷システムの能力を超える。ＶＣＭに対するこうした高パワーの要求は、周囲の屈折率を変化させるのに十分な熱を発生し得るものであり、これは干渉システムにおけるエラーを招く。光学環境の温度制御は、目標温度の摂氏１℃以内であるのが好ましく、ウエハや干渉計の近傍では目標温度の０．１℃以内に制御されるのが好ましい。また、熱の発生は、アライメント及び制御のさらなるエラーにつながる精密ステージ１０４０の膨張を招く可能性がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
精密ステージを支持しかつ精密に位置決めする装置は、精密ステージ及びそれに搭載されるワークピースの変形を最小限に抑えることを必要とされる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
ここに概要的に記載されるように、本発明の実施形態は物体を支持するための装置を含む。
【００１２】
本発明のいくつかの実施形態に係る、Ｚ方向に物体を支持する装置は、エアベアリング部材と、縦支持部材と、縦支持部材をエアベアリング部材に接続するフレクシャと、加圧ガス用のハウジングと、を備える。ハウジングが加圧ガスで満たされているとき、縦支持部材の領域に圧力差が作用して物体に所望の力を与える。
【００１３】
本発明のいくつかの実施形態に係る、Ｚ方向に物体を支持する装置は、平面状ベアリング面と球面状ベアリング面とを有するエアベアリング部材と、エアベアリングにおける平面状ベアリング面及び球面状ベアリング面の１つと合わせられるベアリング面を有する縦支持部材と、基礎部分に接続されかつ縦支持部材をＺ方向に案内するメインフレームと、縦支持部材に機械的に接続されるエアベローズと、を備える。加圧ガスが充填されるとき、エアベローズは所望の力を縦部材に作用させ、その力の一部がエアベアリング部材を通って伝わって物体を支持する。
【００１４】
先の一般的な説明と以下の詳細な説明は、あくまで代表的かつ説明的なものであり、請求項に基づく本発明を限定するものではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、添付の図面に示された、本発明に係る好ましい実施形態について詳しく説明する。図面を通し、同じ又は同様のパーツには同じ符号を可能な限り用いる。
【００１６】
本発明のいつくかの実施形態に係るＺ支持体は、ベアリング部材（図面では特定の実施形態として符号４４−１、４４−２などを付し、文章中ではまとめて符号４４を付す。）と；縦支持部材（図面では特定の実施形態として符号４６−１、４６−２などを付し、文章中ではまとめて符号４６を付す。）と；直接又は間接的に基礎部に接続されたメインフレームと；直接又は間接的に基礎部に接続されたハウジング（図面では特定の実施形態として符号５０−１、５０−２などを付し、文章中ではまとめて符号５０を付す。）と；を備え、ハウジングが加圧流体（図面において、周囲に対して高圧を符号５２−１、周囲に対して低圧を符号５２−２とし、文章中ではまとめて符号５２を付す。）に満たされているとき、基礎部に対して少なくとも物体を支持するために、所望の力が縦支持部材に作用する。
【００１７】
本発明のいくつかの実施形態に係る、Ｚ方向に物体４２を支持するためのＺ支持体４０−１を図３Ａ及び図３Ｂに示す。図３Ａは、物体４２の下方に配置されたＺ支持体４０−１を示す。図３Ｂは、物体４２の上方に配置されたＺ支持体４０−１を示す。図３Ａ及び図３Ｂに示される１形態を含むいくつかの実施形態において、Ｚ支持体４０−１は、支持された物体４２がＸ、Ｙ、及びθＺの自由度においてＺ支持体４０−１に対して自由に動けるようにするディスク状のエアベアリング部材４４を備える。エアベアリング部材４４のベアリング面４５は、エアベアリング５３におけるベアリング面の対の１つを構成する。エアベアリング５３は、エアベアリング部材４４と、支持物体４２（図３Ａ）又は支持物体４２（図３Ｂ）に堅固に取り付けられた突出部９７との間にある。
【００１８】
エアベアリング部材４４としては、一般的な少なくとも２つのタイプの１つとすることができ、それらは通常、３〜２０μｍの典型的な隙間（flying height）を付与する。第１のタイプは、いわゆる多孔質エアベアリングと呼ばれるものである。このエアベアリングの一部は、一般にカーボン又はセラミックからなり、加圧エアをほぼ均一にエアベアリング面４５に供給する部分を少なくとも構成する。多孔質エアベアリングは、デビット・マシーナリー社（ペンシルバニア州・アストン、ウェブサイト：www.newwayairbearings.com）から入手可能である。第２のタイプは、いわゆるオリフィスエアベアリングである。オリフィスエアベアリングは、一般に、エアベアリング面４５に離間して配置されかつ、エアベアリング５３に対して加圧エアを供給する複数（例えば３または４つ）の小オリフィスを有する。
【００１９】
上記のエアベアリング構成の両タイプにおいて、エアベアリング面４５の別の部分に真空を供給し、エアベアリング用の付加的な予圧力を形成するのが望ましい場合がある。予圧力を増加させるとエアベアリング５３の剛性が増し、これは望ましい可能性がある。
【００２０】
なお、エアベアリング５３を構成する流体は、ベアリング面４５の対となる面、図３に示すように、物体４２の底面から供給することができる。
【００２１】
図３Ａ及び図３Ｂに示す形態を含むいくつかの実施形態において、エアベアリング部材４４−１は、弾性スプリングとしてθＸ及びθＹの自由度に作用するフレクシャ（テキスト及び図面において概ね符号５４として示し、特定の実施形態として符号５４−１、５４−２などを付す。）によって、縦支持部材４６に機械的に接続することができる。フレクシャ５４は、θＸ及びθＹの自由度に物体が傾斜（回転運動）する際の、物体４２の過度な制約を防ぐことができる。フレクシャ５４は、抵抗がほぼ無い状態でＸ軸及びＹ軸周りに少しの角度を物体４２が回転可能となるように、Ｚ方向の堅固な支持（縦の高剛性）及びＸ軸及びＹ軸周りの柔軟性（曲げの低剛性）を提供するものであればよく、そのサイズ、形状、及び構成は任意である。フレクシャ５４の少なくとも一部の弾性変形は、θＸ軸及び／又はθＹ軸の自由度に物体が動くような、小さな運動を可能にする。フレクシャ５４は、例えばステンレス鋼、ベリリウム銅、あるいはマルエージ鋼などの高強度材（high yield strength material）によって形成できる。選択した材料とフレクシャ５４の容量とに基づく標準的な応力・ひずみ計算によって、予想される力と通常使用時のモーメントとに基づく変形量が決定される。図３Ａ及び図３Ｂに示す形態を含むいくつかの実施形態において、フレクシャ５４−１は、ディスク状のエアベアリング部材４４−１又は中空の円筒シャフト４６−１のいずれよりも小径の円柱（cylinder）である。
【００２２】
図３Ａ及び図３Ｂに示す形態を含むいくつかの実施形態において、縦支持部材４６は、中空の円筒シャフト４６−１である。いつくかの実施形態において、縦支持部材４６の水平断面は、円形ではなく、大きさや形状も一定ではない。縦支持部材４６は、ブッシング（図面では特定の実施形態として符号５６−１などを付し、文章中ではまとめて符号５６を付す。）によって、Ｚ方向に案内され、またＺ軸周りに回転可能である。いつくかの実施形態において、ブッシング５６は、縦支持部材４６の外壁とメインフレーム４８−１の表面との間に形成されるエアブッシングとすることができ、メインフレーム４８−１は、縦支持部材４６の少なくとも一部が配置されるスルーホールを形成する。エアブッシングは、デビット・マシーナリー社（www.newwayairbearings.com）からラジアルエアベアリングとして販売されているもののように、個別供給部品でもよい。いくつかの実施形態において、加圧流体（不図示）の供給源に接続されたメインフレーム４８内の流路６０を介して、加圧流体をエアブッシング５６−１に供給することができる。メインフレーム４８の形状や大きさは任意である。メインフレーム４８は、直接的又は間接的に基礎部に接続され得る。図３Ａ及び図３Ｂに示す形態を含むいくつかの実施形態において、メインフレーム４８−１は、円筒型のブッシング面を有する。
【００２３】
図３Ａ及び図３Ｂに示す形態を含むいくつかの実施形態において、加圧ガス用のハウジング５０は、エアベローズ５０−１である。いくつかの実施形態において、エアベローズ５０−１は、縦支持部材４６に接続されたリジッドな頂部と、基礎部５８に接続されたリジッドな底部と、頂部及び底部に接続されたフレキシブル壁部とを有する。いくつかの実施形態において、エアベローズ５０−１の軸方向の剛性は低い。低軸剛性のエアベローズ５０−１の一例として、ニュージャージ州、シーダー・グローブのサーボメータ社によって製造されたタイプの、電気鋳造ニッケルベローズがある。いくつかの実施形態において、エアベローズ５０−１は、例えば溶接ベローズのように、高い軸剛性を有する。いくつかの実施形態において、エアベローズ５０−１は、所望の力を物体に与えるよう算出された圧力が注入され、その後に封止され又は密閉され得る。エアベローズ５０−１は、一定圧力のガス（不図示）を供給するためのガスポートを有することができる。いくつかの実施形態において、ガスポートは、エアベローズ５０−１の硬質底部に配置することができる。いくつかの実施形態において、加圧ガス５２−１は、エアベローズ５０−１の領域に作用し、所望の力を縦支持部材４６上に与える。
【００２４】
本発明に係るＺ支持体４０の実施形態によれば、Ｚ方向のみに移動が制限された縦支持部材４６にエアベローズ５０−１が接続されているので、Ｚ支持において、エアベローズを精密ステージ１０４０に直接的に接続できるという利点を有する。エアベローズがＺ方向のみに動くなら、そのエアベローズはリニアスプリングとして正確な規範となる。重量支持のために精密ステージ１０４０にエアベローズが直接取り付けられている場合、エアベローズの底部に対する頂部の動きに対応して、Ｘ、Ｙ、θＸ、θＹ、又はθＺの自由度に関する動きがエアベローズの剛性を変化させ、これが精密ステージの位置決めに好ましくない悪影響を与える。Ｚ自由度を除く、エアベローズの底部に対する頂部の動きをすべて排除することにより、エアベローズの横剛性についてはモデル化の必要がなく、これはエアベローズの設計を容易にする。また、その縦の剛性は一定かつ直線的である。
【００２５】
図４〜図９は、フレクシャ５４の典型的な実施形態を示す断面図及び上面図である。図４〜図７に示すフレクシャ５４−２及び５４−３を含む、いくつかの実施形態において、フレクシャ５４は、上部６６と、下部６８と、腰部７０とを有する。上部６６の頂面６７は、エアベアリング部材４４に接続できる。図４〜図７に示すフレクシャ５４−２及び５４−３を含む、いくつかの実施形態において、上部６６及び下部６８は、同等の円形断面を有することができる。いくつかの実施形態において、腰部７０は、上部６６及び下部６８に対して同心に配置される。いくつかの実施形態において、Ｘ及び／又はＹ軸周りに、下部６８に対して上部６６が回転できるように、少なくともＸ及びＹ軸周りに腰部７０のみが弾性変形する。腰部７０は、所望の断面形状を有することができ、その典型的な断面は、図５に示すような円形、又は図７に示すような正方形である。
【００２６】
フレクシャ５４のいくつかの実施形態において、図８及び図９に示すフレクシャ５４−４のように、横方向かつ直交であり縦に積み重ねられた２つの曲げ要素７２及び７４によって柔軟性をもたらすことができる。各曲げ要素は、Ｘ及びＹ自由度の一方において低曲げ剛性を有し、Ｘ及びＹ自由度の他方において高曲げ剛性を有する。各曲げ要素は、自身の回転中心を有することができる。フレクシャ５４のいくつかの実施形態において、図８及び図９に示すフレクシャ５４のように、曲げ要素７２及び７４は、縦に離間されているものの、やはり横方向かつ互いに直交である。いくつかの実施形態において、フレクシャ５４−４は、上部６６と、下部６８と、中間部７６とを有することができる。いくつかの実施形態において、曲げ要素７２は、上部６６と中間部７６とを結ぶ。いくつかの実施形態において、曲げ要素７４は、下部６８と中間部７６とを結ぶ。上部６６、中間部７６、及び下部６８は、どのような断面形状を有してもよい。典型的な断面形状は、θＸ及びθＹ方向に関して等しい曲げ剛性である円形又は正方形、又は異なる曲げ剛性である長方形を有する。
【００２７】
図８及び図９に示す「交差ブレード」のようなデザインは、腰部が単数である屈曲デザインと比較して、軸剛性の向上が図られる。しかしながら、こうした「交差ブレード」デザインは、θＸ及びθＹの動きに対して異なる回転中心を有する場合がある。
【００２８】
本発明のいくつかの実施形態に係る、Ｚ支持体の他の実施形態（Ｚ支持体４０−２）を図１０に示す。本実施形態において、図３Ａ及び図３Ｂに示す実施形態と同様の構成要素については重ねて説明しない。図１０に示すものを含むいくつかの実施形態において、エアベアリング部材４４−２は環体（annulus）である。図１０に示すものを含むいくつかの実施形態において、エアベアリング部材４４−２は、その下方ベアリング面と縦支持部材４６−２の上方ベアリング面との間の球面ベアリング５９に支持される。いくつかの実施形態において、エアベアリング部材４４−２は、球面状の下方ベアリング面を有する。図１０に示すものを含むいくつかの実施形態において、エアベアリング部材４４−２は凸型の球状ベアリング面を有する。いくつかの実施形態において、縦支持部材４６−２は、縦支持部材４６−２とエアベアリング部材４４−２との間のエアベアリング５９の下方境界を形成する環状合わせ球状面を有する。こうした合わせ球状面は、その回転が縦支持部材４６−２に伝わることなく、エアベアリング部材４４が物体４２とともにＸ及びＹ軸周りに回転することを可能にする。
【００２９】
むろん、エアベアリング５３と５９の位置を交換可能である。すなわち、球面ベアリングを、平面ベアリングの上に配置してもよい。平面ベアリング上に球面ベアリング５９を配置する場合、エアベアリング部材４４−２又は４４−３の球状面と合わせられかつエアベアリング５９の２つの境界面のうちの１つを形成するように、物体４２の下部が突出部９７（不図示）となる可能性がある。また、先に説明したように、エアベアリング５３及び５９を構成する流体は、ベアリング面のいずれからも供給することができる。球面ベアリング５９に関し、いくつかの実施形態において、縦支持部材４６の合わせ球状面から球面ベアリング５９に流体が供給される。いくつかの実施形態において、エアベアリング５３及び５９用の流体は、球状のエアベアリング部材４４−２及び４４−３内の適切な経路につながった縦支持部材４６から供給される。
【００３０】
いくつかの実施形態において、縦支持部材４６−２は、ハウジング５０内の加圧ガス５２に流体的につながった開口端を有する中空の円筒体４６Ａを有する。図１０に示すものを含むいくつかの実施形態において、ハウジング５０は、剛体壁５０−２からなる構造であり、その底壁は開口を有する。縦支持部材４６−２の一部が、その開口とかみ合いかつ、その開口を介して、剛体壁５０−２で構成される筐体の内部に挿入される。図１０に示すものを含むいくつかの実施形態において、加圧ガス５２は、絶対真空までの負圧に維持される。
【００３１】
物体４２の重量支持に真空を用いることは、圧縮されたエアの場合のような、圧縮由来の硬さがないという利点がある。図３Ａ及び図３Ｂを含むいくつかの実施形態において、物体４２及び縦支持部材４６の縦の動きは、エアベローズ５０−１の容積を変化させる。その内部の加圧ガス量がほぼ一定である場合、理想気体の法則：ｐＶ＝ｎＲＴによる容積と圧力の関係から、そうした縦の動きは支持力の変化を生じさせる。このように、空気は基礎部５８と物体４２との間の付加的な剛性として働く。図１０に示すように、剛性壁５０−２で構成される構造体の内部を真空にすることで、そうした空気剛性を減じる又は取り除くことができる。この場合、剛体壁５０−２で構成される筐体の内部に挿入された縦支持部材４６−２の一部の周りに残存する開口を介して、剛体壁５０−２で構成される構造体内に空気が入るのを防ぐのが望ましい場合がある。そうした空気の動きを防ぐ１つの方法として、以下に説明するような、メインフレーム４８−２に配置される真空ガードリングを用いることが可能である。
【００３２】
いくつかの実施形態において、図１１に最良に示されるように、縦支持部材４６−２及び４６−３は、上部環体と、環状のエアベアリング部材４４−２又は４４−３とほぼ同じ直径を有する円筒部４６Ｂと、その部分４６Ｂと同じ内外径及び同心の中空部を有する中空半円筒部４６Ｃと、部分４６Ｂ及び４６Ｃの内径によって形成される円筒空間を通って延び、小径からなる第２の円筒部４６Ａと、を有する。図１０及び１１に示すものを含むいくつかの実施形態において、中空の円筒部４６Ａは、横向き半ディスク部４６Ｄを介して中空の半円筒部４６Ｃに接続されている。中空の円筒部４６Ａは、底部が閉じ、頂部が開いてよい。
【００３３】
図１０及び１１に示すＺ支持体４０−２及び４０−３を含むいくつかの実施形態において、メインフレーム４８−２及び４８−３はともに、縦支持部材４６−２又は４６−３の円筒部４６Ｃの周りの複合線形ジャーナル４８Ａ及び４８Ｂを有し、それらはブリッジ部４８Ｃによって縦に接続されている（図１１に最良に示される）。
【００３４】
いくつかの実施形態において、エアブッシング５６−１から逃げる正圧流体を取り除くため、また、負圧空気５２−２が充填された剛体壁５０−２で構成される構造体の内部に正圧流体が流入する可能性を減じるために、メインフレーム４８は、１又はそれ以上の「真空ガードリング」６４（図１０に最良に示される）を有する。縦支持部材上に１又はそれ以上の真空ガードリングを備えることも可能である。真空ガードリング６４は、経路（不図示）を介して真空ポンプ（不図示）又は他の吸引源に接続された凹部とすることができる。いくつかの実施形態において、縦支持部材４６と真空ガードリング６４に隣接したメインフレーム４８の壁との隙間は、約２−３μｍである。図１０に示すものを含むいくつかの実施形態において、剛体壁５０−２で構成される構造を、メインフレーム４８−２の一体部分とすることができる。
【００３５】
図１２に示すように、いくつかの実施形態において、Ｚ支持体４０−４は、上方ベアリング平面と凹状の下方ベアリング球面とを有する環状のエアベアリング部材４４−４を有することができる。いくつかの実施形態において、図１２に示すように、縦支持部材４６−４は、エアベアリング部材４４−４の下方ベアリング面と合わせられる凸状の上方ベアリング球面を有することができる。図１３に部分的に示すＺ支持体４０−５を含むいくつかの実施形態において、縦支持部材４６−５は、フレクシャ５４−１に接続されたディスク状のエンドキャップを有するデザインとすることができ、実際には剛体壁５０−２で構成される構造体を囲む。すなわち、所望の様々な方法に対応して縦支持部材４６を設計できるのと同様に、物体４２とともにエアベアリング部材４４を回転させる方法は特定のエアベアリング部材４４又はハウジング５０の使用に限定されない。
【００３６】
球面エアベアリング（例えば、エアベアリング部材４４−２、４４−３、及び４４−４）は、θＸ及びθＹ自由度においてフレクシャよりも低い剛性にできる。同様に、球面エアベアリングは、フレクシャよりも縦剛性を低くできる。一般に、球面エアベアリングは扱いにくく、そのため、フレクシャよりも製造費用が高い。
【００３７】
真空又は低圧環境においては、ベアリング又はブッシングで使用する流体が周囲環境に逃げるのを防ぐのが好ましい場合がある。図１４に示すＺ支持体４０−６の実施形態は、先に説明したＺ支持体４０−１と同様である一方、低圧環境への正圧流体の流れを抑制するのに役立つ構造体として、エアベアリングハウジング６２と、真空ガードリング６４と、真空経路１２４とを有する。
【００３８】
いくつかの実施形態において、エアベアリングハウジング６２は、エアベアリング部材４４−５をほぼ囲むことができる。エアベアリングハウジング６２は、物体４２に堅固に取り付けることができる。いくつかの実施形態において、エアベアリング群７８は、エアベアリングハウジング６２とエアベアリング部材４４−５とを含む。図１５に示すように、いくつかの実施形態において、エアベアリング群７８はディスク状のエアベアリングハウジング６２を備え、その中を通ったポート部材８２の鍵穴状の一部分がエアベアリングハウジング６２の中心円形穴から突出可能である。いくつかの実施形態において、ポート部材８２は２つのポートを有する。ポート８４は加圧エアに接続でき、ポート８６は真空に接続できる。
【００３９】
図１６は、加圧流体ポート８４を通るエアベアリング群７８の縦断面を示す。図１４、１６、及び１７に示すように、いくつかの実施形態において、エアベアリング部材４４−５は、ディスク状の「オリフィス」型ベアリング部材８８とポート部材８２とを有する。以下に説明するように、いくつかの実施形態において、ポート部材８２は、ポート８４からの加圧流体をベアリング部材８８内の経路９０に導く。いくつかの実施形態において、ベアリング部材８８とエアベアリングハウジング６２との間に静的エアベアリング９２及び９４を形成する加圧流体は、ベアリング部材８８から出ていく。
【００４０】
図１６に最良に示されるように、いくつかの実施形態において、エアベアリングハウジング６２は、物体４２（不図示）に直接取り付け可能なトップディスク９６を有する。いくつかの実施形態において、エアベアリングハウジング６２は、エアベアリング群７８の組み立て容易化のために、第１リング９８と、そのリング９８よりも小さい内径を有する第２リング１００とをさらに有する。いくつかの実施形態において、リング９８は、ベアリング部材８８の外径よりも大きい内径を有する。これは、リング９８とベアリング部材８８との間におけるＸ又はＹ方向の所望量の運動、ひいては物体４２とＺ支持体４０−６との間におけるＸ又はＹ方向の所望範囲の動きを可能にする。いくつかの実施形態において、リング１００及びポート部材８２は、内径及び外径について同程度の遊び（difference）を有することができる。これは、２つの部品間でのＸ及びＹ方向の所望の同じ範囲の動きを可能にする。いくつかの実施形態において、リング９８は、２つの環状溝１０２及び１０４を有する。本技術分野でよく知られたＯリングが、溝１０２又は１０４とディスク９６又はリング１００との間で圧縮されており、これにより、リング９８とディスク９６又はリング１００との間の強固なエアシールが提供される。あるいは、溝１０２及び１０４がそれぞれ、ディスク９６及びリング１００にあってもよい。強固なエアハウジングを作る別の手段を使用する場合、あるいは物体環境に放出される流体の削減要求を満たし、流体の逃げ量が物体に対する処理に影響を与えない場合、Ｏリングは不要である。エアベアリングハウジング６２は、３つの部分から構成される必要はない。図１５ー１７のエアベアリングハウジング６２において、製造の容易化や寸法管理及び整合性のために、図示された３つの部分からなる構成を用いることができる。
【００４１】
いくつかの実施形態において、加圧流体経路９０は、ポート８４からの加圧エアをエアベアリング９２及び９４に導く。いくつかの実施形態において、経路９０は、製造過程で穴あけされてその後に必要に応じて塞がれた円筒孔である。例えば、図１７のベアリング部材８８の周囲にはプラグが示されている。環状で円筒状の窪み１０６によって、ポート部材８２からの１つの経路１０８が放射状のすべての円筒孔１１０に接続している。エアベアリング９２及び９４用の供給オリフィスを作る小径孔１１２は、放射状の円筒孔１１０に流体的につながっている。
【００４２】
ポート部材８２の真空ポート８６を通るエアベアリング群７８の縦断面を示す図１７に最良に示すように、エアベアリング群７８は、エアベアリングハウジング６２からの加圧流体の流出を減じるための真空経路１１４を有することができる。いくつかの実施形態において、ディスク９６は、その下面に円筒状の窪み１１６を有する。いくつかの実施形態において、ベアリング部材８８がエアベアリングハウジング６２内に組み付けられている場合、窪み１１６及びベアリング部材８８は、少なくともエアベアリング９２からの流体用の容器を構成する。いくつかの実施形態において、ベアリング部材８８はさらに、その下面に同心の２つの環状窪みを有する。それらは真空経路１１４に接続されると、真空ガードリング６４として機能する。いくつかの実施形態において、真空ガードリング６４は、リング１００の上面にある。いくつかの実施形態において、ベアリング部材８８内で、環状の円筒状窪み１１８が、ポート部材８２からの経路１１９を放射状のすべての円筒孔１２０に接続する。縦スルーホール１２２は、図１７に示すように、真空ガードリング６４と、窪み１１６によって形成される筒状スペースとに流体的につながる。いくつかの実施形態において、従って、経路９０によって供給される加圧流体は、経路１１４に沿った真空によってほぼ除去される。
【００４３】
リング１００の上面における内側の環状領域の大部分とそれに対応するベアリング部材８８の領域との間には、極小かつ厳しい公差の縦の隙間がある。いくつかの実施形態において、加圧流体がベアリング部材８８に供給されるとき、その隙間は名目上５μｍである。
【００４４】
いくつかの実施形態において、真空は「予圧力」として使用されず、加圧流体が物体周りの環境に流れ出るのを防ぐ。図１４−１７に示すものを含むいくつかの実施形態において、静的エアベアリング９２及び９４が対向しているので、予圧力は不要である。
【００４５】
図１４及び１８に示すように、いくつかの実施形態において、メインフレーム４８−４は、縦支持部材４６−１の周りの連続軸セグメントの頂部及び底部の近くに真空ガードリング６４を有する。先に説明したように、真空ガードリング６４は、真空経路１２４を介して真空（不図示）に接続されることで、正の加圧流体が物体周りの環境に抜け出すのを防ぐ。
【００４６】
本発明に係るＺ支持体の実施形態として、Ｚ支持体の下方の物体を支持するものは図３Ｂのみに示されるが、先に示した各実施形態は物体の上方にも配置できる。その支持（エア部材４４のベアリング面との合わせ）には、時には突出部９７を用いる、ベアリング面を用いた同様の方法がとられる。突出部９７の大きさ、形状、及びデザインは、物体４２及びＺ支持体４０の物理的な要求に応じて変形可能である。
【００４７】
上述したＺ支持体の実施形態を用いて物体の重量を支持することにより、Ｚ支持体及び位置決めシステムは、周囲環境温度を大きく変化させることなく、Ｚ方向におけるアクチュエータとしてのＶＣＭを良好に用いることができる。アクチュエータの他のタイプも、Ｚ支持体４０とともに用いることができる。
【００４８】
精密ステージ１０４０の重量を支持するために１又はそれ以上のエアベローズを用いることで、先に説明したスプリングとして、精密ステージ１０４０と粗動ステージ１０３８との間の結合状態が作られる。この結合は、望ましくない振動及び外乱を精密ステージ１０４０に伝える。その影響は、Ｚムーバを用いて、いくつかの実施形態ではＶＣＭを用いて、精密ステージ１０４０に補正力を供給することで補償可能である。
【００４９】
図１９は、磁束の様子と一般的に利用可能なＶＣＭの実施形態におけるＺ駆動力とを示す。代表的な供給業者として、ＢＥＩテクノロジーがある。一般に、ＶＣＭ１２６は、磁石及び電機子コイルを用いて、基準面、ここでは基礎部５８に対する物体の上昇又は下降に必要な力を供給する。通常、コイル１２８が基準面に対して搭載され、１又はそれ以上の永久磁石１３０がＶＣＭハウジング１３２に搭載される。なお、永久磁石１３０を基準面に対して搭載し、電機子コイル１２８を可動部（基準面に対する）に搭載するといった、搭載状態の入れ替えも可能である。コイル１２８に電流が流れたとき、その結果生じる磁束は楕円１３４によって示すことができる。発生した力は、電機子コイル１２８を流れる電流の向きに応じて、永久磁石１３０とハウジング１３２とを、矢印１３６で示す縦方向に移動させる。
【００５０】
本発明の他の態様は、物体をＺ方向に正確に位置決めかつ支持するシステムである。本発明のいくつかの実施形態に係るシステムは、Ｚ支持体４０と、位置決めされる物体に接続されたアクチュエータとを用いて、Ｚ移動の所望の範囲内における高速サーボ応答を提供する。また、アクチュエータ、制御プログラム、及びこのシステムに搭載されたセンサを利用した、エアベローズの線形性、及びエアベローズの剛性補償によって、低いＺ伝達性とすることができる。
【００５１】
いくつかの実施形態において、Ｚ支持体及び位置決めシステムは、物体上におけるＺ作動力とは異なる位置にＺ支持力を与えることができる。物体の重量支持のために与えられた力にエラーが生じ、物体の位置を補正する力をＺアクチュエータが供給する場合、不一致の位置に２つの力が加わると、物体が変形する可能性がある。精密ステージの支持及び位置決めにおいては、ある状況では許容される変形でも、リソグラフィ工程では歩留まりが許容し難いものになる可能性が高い。支持力と位置決め力が加わる位置同士の間隔は、最小限にするのが望ましい。本発明に係る、支持された物体を補正位置に移動させるのにＶＣＭを使用する実施形態において、同心配置されるＺ支持体４０及びＶＣＭは、結果的に、物体に対して共通の１つの位置に正味の力を加えることができ、物体を変形させることがない。
【００５２】
図２０は、本発明のいくつかの実施形態に係るＺ支持及び位置決め装置１３８−１を示す。いくつかの実施形態において、Ｚ支持・位置決め装置１３８−１は、Ｚ支持体４０と、上述したような標準的な部品であるＶＣＭ１２６とを有する。図２０に示すＺ支持・位置決め装置１３８−１を含むいくつかの実施形態は、縦支持部材４６のＺ方向の移動距離を計測するための、Ｚ位置計測装置（図面では特定の実施形態として符号１４０−１などを付し、文章中ではまとめて符号１４０を付す。）を有する。
【００５３】
図２０に示すＺ支持・位置決め装置１３８−１は、図１４〜図１８に示したような、また、ＶＣＭ１２６及びエンコーダ１４０−１の直線配置を修正するように変形されたＺ支持体４０の実施形態を組み込んでいる。つまり、図２０に示す実施形態は、エアベアリング群７８と、フレクシャ５４（ここでは不図示、図２１に示す）と、中空の円筒シャフト４６−１と、メインフレーム４８と、エアベローズ５０−１と、正の加圧ガス５２−１（不図示）とを有する。変形部分についてのみ以下に詳しく説明する。
【００５４】
図２１に関して、図２０に示すＺ支持・位置決め装置１３８−１の断面図、その詳細及び一定の部分組立品が示される。いくつかの実施形態において、エアベアリングハウジング６２は、ＶＣＭ１２６のＶＣＭハウジング１３２に取り付けられている。いくつかの実施形態において、ＶＣＭハウジング１３２は、永久磁石１３０ａ及び１３０ｂに加え、電機子コイル１２８及び液体冷却路１４２を周方向に囲む。いくつかの実施形態において、ＶＣＭの電機子コイル１２８及び液体冷却路１４２は、台１４４によってメインフレーム４８−４に対して取り付けられている。つまり、図２０及び図２１に示すものを含むいくつかの実施形態において、ＶＣＭ１２６の永久磁石１３０ａ及び１３０ｂは、物体４２に対して接続される。
【００５５】
図２０及び図２１に示すものを含むいくつかの実施形態において、フレクシャ５４−５は、ポート部材８２と縦支持部材４６−１とを接続するとともに、ＶＣＭハウジング１３２によって規定されるスルーホール内に配置される。
【００５６】
いくつかの実施形態において、縦支持部材４６−１上の突起１４６は、メインフレーム４８−４上の突起１４８及び１５０と協働して、縦支持部材４６−１のＺ方向の過度な動きを防止するように働く。いくつかの実施形態において、特に、オートフォーカス装置（ウエハステージ１０３６）の精密ステージ１０４０を位置決めする場合、粗動ステージ１０３８と比較して、これらの縦の動きは、小さいものである。いくつかの実施形態において、突起１４６と、突起１４８又は１５０のいずれかとの間の最大隙間は、約０．３ｍｍ〜約３．０ｍｍである。
【００５７】
図２２は、本発明のいくつかの実施形態に係るフレクシャ５４−５の拡大図を示す。いくつかの実施形態において、フレクシャ５４−５は、直径約６ｍｍの上部６６と、直径約６ｍｍの下部６８と、そこから約１〜２ｍｍの腰部７０と、腰部７９又は底部６８よりも大きな直径を有する環状の突起１５２とを有する。いくつかの実施形態において、上部６６、腰部７０、及び下部６８はそれぞれ、シリンダを有する。いくつかの実施形態において、上部６６及び下部６８は、同じ長さである。
【００５８】
図２１及び図２２に示すものを含むいくつかの実施形態において、フレクシャ５４−５は、Ｚ方向の支持と；物体４２のθＸ又はθＹの自由度の動きに対応した、その下部６８に対する、上部６６、ポート部材８２、及びベアリング部材８８のθＸ及びθＹ方向の小範囲の動きと；を提供するように構成され、したがって、エアベアリングハウジング６２、ＶＣＭハウジング１３２、及びＶＣＭ永久磁石１３０ａ及び１３０ｂに接続されている。図２３に示すものを含むいくつかの実施形態において、フレクシャ５４−５は回転中心を有し、その周りで弾性変形が生じる。いくつかの実施形態において、この回転中心はＶＣＭ１２６の中心と一致する。ここで用いられるＶＣＭ１２６の中心は、その周りを磁石がＸ又はＹ軸周りに回転する点であり、コイルに接触するまでの回転可能な角度範囲が最大化される。それはＶＣＭ１２６の幾何学的な中心でもよく、そうでなくてもよい。θＸ及びθＹの両方の運動の回転中心が同じであることにより、例えばＶＣＭのような位置決め手段の能率向上が図られる。
【００５９】
図２０、図２１、及び図２２に示すものを含むいくつかの実施形態において、フレクシャ５４−５はその腰部７０の下に、環状の突起１５２をさらに有する。環状突起１５２は、環状突起１５２のいずれかの部分がＶＣＭハウジング１３２の円筒内面に接することによって、物体の横方向（ＸＹ）の動きに対する機械的な停止部（hard stop）の一部として機能する。いくつかの実施形態において、環状突起１５８とＶＣＭハウジング１３２の円筒内面との間隙は、組み立てられた状態で、約１ｍｍである。
【００６０】
いくつかの実施形態において、ＶＣＭ電流（電機子コイル１２８を流れる電流）は、図示するまでもなく、ＰＩＤ制御器又は一般に知られた同等の高度制御器を用いて制御される。Ｚ方向の目標位置を示す信号がその制御器に送られ、これにより、永久磁石１３０ａ及び１３０ｂに電機子コイル１２８に対するＺ方向の力を与える電流値が制御される。物体４２と永久磁石１３０ａ及び１３０ｂとは堅固に接続されているから、その力が素早く物体４２に伝達され、これは、新たな位置への移動に際して効率的である。いくつかの実施形態において、ＰＩＤ制御器は、精密ステージの位置を測定するレーザ干渉計センサからの情報を用いてエアベローズの変位及びＶＣＭによって生じる適切な補正力を算出する。先に説明した、Ｚ物体支持・位置決め装置１３８−１の関連部品とエアベローズ５０−１内の加圧流体５２−２との間の接続により、縦支持部材４６は、結果的にＺ方向に動く。しかしながら、エアベローズ５０−１がゼロ剛性であるから、いくつかの実施形態において、縦支持部材４６は物体４２に所望の力を与えない。
【００６１】
Ｚ位置計測装置１４０は、例えば、エンコーダ１４０−１のようなものであり、Ｚ方向の動きを検出するとともに、ＶＣＭ１２６の電機子コイル１２８の電流を制御する制御システムにフィードバックするために設けられる。いくつかの実施形態において、Ｚエンコーダ１４０−１は、縦支持部材４６−１の動きを検出する。Ｚエンコーダ１４０−１は、縦支持部材４６−１のＺ方向の動きに関する情報を集める。制御器は、電機子コイル１２８を通してＶＣＭ１２６の電流を調整するために、Ｚエンコーダ１４０−１から得られる情報を使用できる。
【００６２】
いくつかの実施形態において、Ｚエンコーダ１４０−１又は計測装置（センサ）は、基礎部５８に対する縦支持部材の変位を計測できる。この変位にエアベローズ５０−１の既知の剛性を乗じることによって、ＶＣＭ１２６に適用すべき補正力を算出できる。エアベローズ５０−１における典型的な剛性は、約１０００Ｎ／ｍ〜約１００００Ｎ／ｍの範囲内である。実際には、ＶＣＭ１２６は、位置決め装置の「正味の剛性」を生成する、エアベローズ５０の正の剛性を相殺する負の剛性を生成するように制御される。いくつかの実施形態において、「正味の剛性」は約１００、９０、８０、７０、６０、５０、４０、３０、２０、及び約１０Ｎ／ｍより小さい。
【００６３】
エアベローズの縦剛性のモデリング方法においては、その標準的な運動範囲においてＶＣＭをゆっくり移動させる。この範囲内の様々な位置において、エアベローズの位置、及びその位置でのＺアクチュエータの維持に必要なＶＣＭの力が記録される。アクチュエータの位置によってＶＣＭの力を分けることで、補正剛性値（Ｎ／ｍ）が与えられる。この計測技術は、位置計測及びＶＣＭの一定力の誤差補償についてのさらなる利点を有する。
【００６４】
本発明のいくつかの実施形態に係るＺ支持・位置決め装置１３８の他の実施形態を図２３に示す。本実施形態において、Ｚ支持・位置決め装置１３８−２は、図１０に示すものをＶＣＭ１２６用に変更したＺ支持体４０−２を備える。変形部分についてのみ以下に詳しく説明する。いくつかの実施形態において、Ｚ支持・位置決め装置１３８−２は、支持すべき物体に接続された突出部９７を有する。突出部９７は、Ｚ支持力及び位置決め力の双方が、取り付け位置において、物体４２に加わるのを可能にする。いくつかの実施形態において、ＶＣＭハウジング１３２は、突出部９７に堅固につながり、ひいては物体４２に堅固につながる。いくつかの実施形態において、環状のエアベアリング部材４４−２は、ＶＣＭ１２６を周状に囲み、上方ベアリング面４５と突出部９７の底面との間に環状のエアベアリング５３を形成する。いくつかの実施形態において、物体４２、突出部９７、及びＶＣＭハウジング１３２は、環状エアベアリング部材４４−２の内径とＶＣＭハウジング１３２の外径との隙間による制限によって、Ｚ支持体４０−２に対するＸ及びＹ方向の動きに範囲制限がある。いくつかの実施形態において、物体４２、突出部９７、及びＶＣＭハウジング１３２は、ＶＣＭハウジング１３２の内径とＶＣＭ電機子コイル１２８の外径との隙間による制限によって、Ｚ支持体４０−２に対するＸ及びＹ方向の動きに範囲制限がある。いくつかの実施形態において、物体４２、突出部９７、及びＶＣＭハウジング１３２は、電機子コイル１２８の内径と永久磁石１３０の外径との隙間による制限によって、Ｚ支持体４０−２に対するＸ及びＹ方向の動きに範囲制限がある。
【００６５】
環状エアベアリング部材４４−２の寸法は、ＶＣＭ１２６の働きに影響を与える場合がある。球面ベアリング５９の半径によって定まる回転中心がＶＣＭの中心に合致する場合、物体４２、突出部９７、及びＶＣＭハウジング１３２は、それらの堅固な接続による効果によって、いずれが回転しても、電機子コイル１２８と永久磁石１３０との間の距離の変化は最小である。なお、図２３にはＶＣＭの中心と回転中心とが合致した様子は示されていない。
【００６６】
図２３に示すものを含むいくつかの実施形態において、ＶＣＭ電機子コイル１２８及び液体冷却路１４２（簡略化のために不図示）はメインフレーム４８−５（ＶＣＭ１２６に応じて長くされたメインフレーム４８−３）に堅固につながった剛体壁５０−２で構成される構造体に堅固に接続されている。
【００６７】
本発明のいくつかの実施形態に係る他のＺ支持・位置決め装置１３８−３を図２４に示す。いくつかの実施形態において、Ｚ支持・位置決め装置１３８−３は、ディスク状のエアベアリング部材４４−１と、フレクシャ５４−６と、ＶＣＭ１２６と、中空の円筒シャフト４６−１と、メインフレーム４８−６と、エアベローズ５０−１と、Ｚ位置計測装置１４０とを有する。
【００６８】
いくつかの実施形態において、メインフレーム４８−６は、中空の円筒シャフト４６−１の周りに、複数のエアブッシング５６−１を形成する。エアブッシング５６−１の少なくとも１つには、中空円筒シャフト４６−１又はメインフレーム４８−６内のいずれかの経路（不図示）を介して加圧流体が供給される。
【００６９】
図２４に示すものを含むいくつかの実施形態において、物体支持・位置決め装置１３８−３は、加圧流体５２−１用のエアベローズ５０−１と、図２０及び図２１に示した実施形態に関して先に説明したものと同様のＺ位置計測装置１４０としてのエンコーダ１４０−１とを使用する。
【００７０】
図２４に示したものを含むいくつかの実施形態において、フレクシャ５４−６は、エアベアリング部材４４−１とＶＣＭハウジング１３２とを接続する。図２４に示すものを含むいくつかの実施形態において、メインフレーム４８−６は、全体としてＥ字形状であり、上方桟部４８Ｄと、下方桟部４８Ｅと、上方桟部４８Ｄと下方桟部４８Ｅとの間に位置する中間桟部４８Ｆと、上方桟部４８Ｄと中間桟部４８Ｅと下方桟部４８Ｆとを結ぶ背面桟部４８Ｇとを有する。図２４に示すものを含むいくつかの実施形態において、上方桟部４８Ｄ及び中間桟部４８Ｆは、中空の円筒シャフト４６−１及びエアブッシン５６−１が入る開口４８Ｈを有し、下方桟部４８Ｅは、エアベローズ５０−１が入るスロット４８Ｊを有する。いくつかの実施形態において、メインフレーム４８−６は、縦支持部材４６又は他の部品に対する組み立てを容易にする取り外し可能部分をいくつか備えることができる。例えば、図２４に示すように、上方桟部４８Ｄ及び中間桟部４８Ｆはそれぞれ、選択的可撤性部分４８Ｋを有する。
【００７１】
図２５に示すように、縦支持力は、エアベローズ５０−１から、シャフト４６−１を通り、ＶＣＭハウジング１３２を通り、フレクシャ５４−６を通り、エアベアリング部材４４−１を通って伝わる。いくつかの実施形態において、ＶＣＭハウジング１３２は、頂部円形壁１２３Ａと、管状壁１３２Ｂと、台１４４（不図示）が突出可能な開口を有する概ね円形の底壁１３２Ｃと、を有する。永久磁石１３０ａ及び１３０ｂは、ＶＣＭハウジング１３２の壁の１つに堅固に取り付けられる。図２５に示すものを含むいくつかの実施形態において、ＶＣＭハウジング１３２は、物体４２に対して堅固につながらない。いくつかの実施形態において、頂壁１３２は、フレクシャ５４−６の底面６９（図２６に図示）に当接されフレクシャ５４−６の上面６７（図２６に図示）は、搭載面であるエアベアリング部材４４−１の底に当接される。いくつかの実施形態において、縦位置決め力は、ＶＣＭハウジング１３２からフレクシャ５４−６を通り、エアベアリング部材４４−１を通り、エアベアリング５３を通り、物体４２に伝わる。これら部品のすべてが無限の縦剛性を有するとは限らないことから、Ｚ支持・位置決め装置の本実施形態は、ＶＣＭが堅固に物体４２に取り付けられた実施形態のサーボ帯域を有さないかもしれない。
【００７２】
図２６に示すように、いくつかの実施形態において、フレクシャ５４−６は、上部６６と、１段の腰部７０と、下部６８とを備える。いくつかの実施形態において、上部６６と下部６８はそれぞれ、腰部７０の径に比べて著しく大きな径のディスクを有する。いくつかの実施形態において、上部６６と下部６８は、直径が約２０ｍｍ、厚みが約３ｍｍのディスクとすることができる。いくつかの実施形態において、腰部７０は、直径約１ｍｍ、厚み約１ｍｍのディスク又は円柱である。いくつかの実施形態において、上部６６及び下部６８は、直径が約２３ｍｍ、厚みが約２．５ｍｍである。
【００７３】
図２７は、本発明のいくつかの実施形態に係る、他のＺ支持・位置決め装置１３８−４を示す。Ｚ支持・位置決め装置１３８−４は、Ｚ支持装置４０−１を有し、そのうちのＶＣＭ１２６及びフレクシャ５４−７が変更されている。図２７に示すように、フレクシャ５４−７は、図２２に示す５４−５を簡素化したものであり、環状の突起１５２を有さない。ＶＣＭ１２６は、Ｚ支持装置４０−１（液体冷却路１４２及び底壁１３２Ｃは不図示）の部品とどのように接続されているかを見やすくするために、部分的に示されている。図２７に示すＺ支持・位置決め装置１３８−４を含むいくつかの実施形態において、エアベアリング部材４４−１は、ＶＣＭハウジング１３２に堅固に取り付けられ、ひいてはＶＣＭハウジング１３２に取り付けられたフレクシャ５４−７に取り付けられている。このように、いくつかの実施形態において、フレクシャ５４は、図２７に示す中空の円筒シャフト４６−１としての縦支持部材４６に直接的に接続でき、また、ＶＣＭハウジング１３２を介して、図２７に示す永久磁石１３０ａ及びｂとしてのＶＣＭ１２６の移動部品に接続できる。
【００７４】
いくつかの実施形態において、エアベアリング部材４４に支持された物体４２は、精密ステージ１０４０（図２）の一部である。リソグラフィシステムへの適用に際し、粗動ステージ１０３８（図２）上に３つのＺ支持・位置決め装置１３８を搭載し、Ｚ、θＸ、及びθＹ自由度における精密ステージ１０４０の支持及び位置決めを行うことが可能である。粗動ステージ１０３８とともに、３つのＺ支持・位置決め装置１３８及び精密ステージ１０４０は、ウエハなどのワークピースの位置決めのために、処理に際して精密ステージテーブル１５６を移動させる。
【００７５】
Ｚ支持・位置決めシステム１５３−１の分解図を示す図２８に示すように、Ｚ支持・位置決めシステム１５３−１は、精密ステージ１５６の底面における直線上にない３点に配置された３つのＺ支持・位置決め装置１３８−３を有する。制御器１５５は、各エアベアリング面４５に対する目標Ｚ位置を受信でき、また、所望位置の達成のために各ＶＣＭの電機子コイルの電流を制御できる。３点で平面が定義されるように、３つの各Ｚ支持・位置決め装置のためのエアベアリング面４５のＺ位置の制御は、Ｚ支持・位置決めシステム１５３に支持された精密ステージ１０４０−１の向きを定義するものである。
【００７６】
図２８において、３つのＺ支持・位置決め装置１３８のすべてが図２４に示す実施形態（Ｚ支持・位置決め装置１３８−３）であり、エアベアリング部材４４の追加の詳細が示されている。いくつかの実施形態において、エアベアリング部材４４は、真空予圧オリフィス型エアベアリング部材４４−６である。エアベアリング部材４４−５は、内部経路（不図示。図１６のベアリング部材８８の経路９０と同様）を規定するものであり、この経路は、加圧流体の供給源に接続されることで、圧縮エアなどの加圧流体を、エアベアリング部材４４−６の周縁部の少なくとも１つの開口から、エアベアリング部材４４−６のベアリング面４５の４つの小孔１５４に、供給するためのものである。いくつかの実施形態において、エアベアリング部材４４−６は、ディスク状であり、外部エア接続に使用可能な４つの位置を有する。一般には、接続に必要な加圧エアフィッティングだけだが、好ましくは、加圧流体用に１つと、上記の「予圧力」としての真空用に他の１つとの２つが使用される。
【００７７】
本発明のいくつかの実施形態は精密ステージテーブル１５６を同じスピードでかつ同じ精度で動かすために精密ステージテーブル１５６（だけ）の離散した複数の部分に当接しており、位置決めシステムの能力は、精密ステージテーブル１５６の剛性が高いほど向上する。換言すると、精密ステージの剛性はＺ位置決めシステムのサーボ応答に影響する。
【００７８】
図２９は、精密ステージ１０４０を上から見た斜視図である。精密ステージ１０４０は、計測システムで使用されるＸミラー３６０Ｘ及びＹミラー３６０Ｙと、第２位置決めシステム１０４２−１の一部と、ウエハ１００８とを有する。いくつかの実施形態において、精密ステージ１０４０−１は、テーブル１５６と、テーブル１５６に固定されかつウエハ１００８を保持するチャック３６４とを有する。テーブル１５６は概ね矩形形状であり、テーブル１５６の右サイドには、突き出たネック状領域３６６Ａが形成され、その領域３６６Ａには、第１取付面３６６Ｂが規定されている。
【００７９】
図３０及び図３１はそれぞれ、テーブル１５６−１の一実施形態の分解斜視図である。図３０及び図３１に示すように、精密ステージテーブル１５６−１は、高い剛性を得るためにセラミックボックス形状である。図３０及び図３１に示すものを含むいくつかの実施形態において、テーブル１５６−１は、上方第１テーブルセクション１５８Ａと、第１テーブルセクション１５８Ａの底に固定される中間第２テーブルセクション１５８Ｂと、第２テーブルセクション１５８Ｂの底に固定される下方第３テーブルセクション１５８Ｃとを有する。なお、テーブル１５６−１は、３未満あるいは３を超えるテーブルセクションによって構成することも可能である。この構成により、テーブル１５６−１のそれらのセクションは、テーブル１５６の所望の特性を達成するように設計可能である。
【００８０】
各テーブルセクション１５８Ａ、１５８Ｂ、１５８Ｃの構成は、様々に変更可能である。図３０及び図３１において、第１テーブルセクション１５８Ａは、概ね平板状の上板１６０Ａを有する。第２テーブルセクション１５８Ｂは、概ね平板状の中間板１６０Ｂと、横方向に延び且つ中間板１６０Ｂから上方に突き出た複数の中間壁１６０Ｃとを有する。ほぼ同様に、第３テーブルセクション１５８Ｃは、概ね平板状の下板１６０Ｄと、横方向に延び且つ下板１６０Ｄから上方に突き出た複数の下壁１６０Ｅとを有する。
【００８１】
壁１６０Ｃ、１６０Ｅの形状、配置位置や数は、テーブル１５６−１における所望の剛性、重量、振動特性が達成されるように様々に変更可能である。いくつかの実施形態において、中間壁３８０Ｃは、矩形の外形を有する周壁１６２Ａと、同軸の筒状からなる２つの壁１６２Ｂと、２つの同軸の筒状壁１６２Ｂの内側から外の周壁１６２Ａに向かって放射状に延びた複数のラジアル壁１６２Ｃと、離間した３つの交差梁状の壁１６２Ｄとを有する。同様に、いくつかの実施形態において、下壁１６０Ｅは、矩形の外形を有する周壁１６４Ａと、同軸の筒状からなる２つの壁１６４Ｂと、２つの同軸の筒状壁１６４Ｂの内側から外の周壁１６４Ａに向かって放射状に延びた複数のラジアル壁１６４Ｃと、離間した３つの交差梁状の壁１６４Ｄとを有する。
【００８２】
いくつかの非排他的実施形態において、１つ以上の壁が、約１、２、５、７、１０、１５あるいは２０ｍｍの厚みを有する。
【００８３】
テーブルセクション１５８Ａ、１５８Ｂ、１５８Ｃは、接着材、締め具、溶接、ろう付け、あるいは他の適切な方法によって互いに固定される。いくつかの実施形態において、少なくとも１つのテーブルセクション１５８Ａ、１５８Ｂ、１５８Ｃが、セラミック材料からなる。セクション１５８Ａ、１５８Ｂ、１５８Ｃが互いに固定されることによって、テーブル１５６−１に、離間した複数の空洞が形成される。
【００８４】
ここで、図３０及び図３１に示されたテーブル１５６−１は、非常に堅くかつ軽量のテーブル１５６−１となるように配置された複数の壁を有する箱型構造である。さらに、このテーブル１５６−１は、チャック３６４（図２９に図示）の交換を容易にする開口１６１を有する。
【００８５】
いくつかの実施形態において、テーブル１５６−１は、約３５０×４５０、厚さ４０ｍｍである。また、いくつかの非排他的実施形態において、テーブル１５６−１は、７、６．５、６、５．８、５．５、あるいは５ｋｇ以下の質量を有する。さらに、いくつかの非排他的実施形態において、テーブル１５６−１は、少なくとも、約５００、６００、７００、８００、あるいは１０００Ｈｚの一次振動数を有する。
【００８６】
精密ステージテーブル１５６の他の構成として、軽量かつ高い剛性を有する中空型のモノリシック構造がある。図３２は、そうしたテーブル１５６Ｊの分解斜視図を示す。いくつかの実施形態において、テーブル１５６Ｊは、上方第１テーブルセクション１５８ＡＪと、第１テーブルセクション１５８ＡＪの底に固定される中間第２テーブルセクション１５８ＢＪと、第２テーブルセクション１５８ＢＪの底に固定される下方第３テーブルセクション１５８ＣＪとを有する。なお、テーブル１５６Ｊは、３未満あるいは３を超えるテーブルセクションによって構成することも可能である。
【００８７】
図３２において、第１テーブルセクション１５８Ａは、概ね平板状の上板１６０ＡＪを有する。第２テーブルセクション１５８ＢＪは、概ね平板状の中間板１６０ＢＪと、横方向に延び且つ中間板１６０ＢＪから上方に突き出た複数の中間壁１６０ＣＪとを有する。ほぼ同様に、第３テーブルセクション１５８ＣＪは、概ね平板状の下板１６０ＤＪと、横方向に延び且つ下板１６０ＤＪから上方に突き出た複数の下壁１６０ＥＪとを有する。
【００８８】
いくつかの実施形態において、中間壁１６０ＣＪは、外周壁１６２ＡＪと、筒状の内壁１６２ＢＪとを有する。ほぼ同様に、いくつかの実施形態において、下壁１６０ＥＪは、外周壁１６４ＡＪと、筒状の内壁１６４ＢＪとを有する。
【００８９】
いくつかの実施形態において、テーブルセクション１５８ＡＪ、１５８ＢＪ、１５８ＣＪのうちの少なくとも１つが、ハニカム型構造１６８Ｊ及び／又は成形材１７０Ｊを有する。図３２において、中間第２テーブルセクション１５８ＢＪが、中間壁１６０ＣＪの間に配置されたハニカム型構造１６８Ｊを有し、下方第３テーブルセクション１５８ＣＪが、下壁１６０ＥＪの間に配置された成形材１７０Ｊを有する。例えば、ハニカム型構造１６８Ｊは、アルミニウム、ダンボール、又は繊維強化プラスティックのような、様々な材料から構成可能な非常に複数の薄い壁を有する。例えば、成形材１７０Ｊは、ポリマー発泡体を有する。
【００９０】
本発明のさらに別の態様は、Ｘ及びＹ移動の駆動システム用の接続方法であり、特に、少なくともワークピースの支持位置において、テーブル１５６の変形を最小限にするものである。いくつかの実施形態において、テーブル１５６は、マルチステージ構造と、マルチステージ構造の最下部に接続されたＸ及びＹムーバ（第２位置決めシステム１０４２−１）とを有する。
【００９１】
図３３は、第２位置決めシステム１０４２−１の一部を含む、精密ステージ１０４０−１を下から見た斜視図である。図３３は、１つ以上のバランスウェイト３７０Ａとテーブル１５６に取り付けられた１以上のストップ体３７０Ｂとを有する精密ステージ１０４０−１を示す。バランスウェイト３７０Ａは、精密ステージ１０４０−１の重心（不図示）を調整するのに用いられる。したがって、バランスウェイト３７０Ａの数、配置位置は、所望の重心が達成されるように様々に変更可能である。いくつかの実施形態において、１以上の締め具（不図示）が各バランスウェイト３７０Ａ及びストップ体３７０Ｂをテーブル１５６に固定するために選択的に用いられる。
【００９２】
ストップ体３７０Ｂは、精密ステージ１０４０−１における安全な接触領域を形成する。この構成により、Ｚ位置・支持装置１３８（図３３では不図示）が停止したとき、精密ステージ１０４０−１を支持するために、ストップ体３７０Ｂが下方ステージ１０３８（図３３では不図示）と係合することが可能である。ストップ体３７０Ｂのデザインや数は様々に変更可能である。図３３において、精密ステージ１０４０−１は、概ね矩形状の互いに離間した３つのストップ体３７０Ｂを有する。
【００９３】
図３３において、テーブル１５６の左サイドには、突き出た第２のネック状領域３７２Ａが形成され、その領域３７２Ａには、第１取付面３６６Ｂとほぼ反対側である第２取付面３７２Ｂが形成されている。第１取付面３６６Ｂは、第１表面長さ３６６Ｃと第１表面領域とを有する。同様に、第２取付面３７２Ｂは、第２表面長さ３７２Ｃと第２表面領域とを有する。いくつかの構成において、表面長さ３６６Ｃ、３７２Ｃ及び表面領域は、比較的小さい。いくつかの実施形態において、各表面長さ３６６Ｃ、３７２Ｃは、約１０、２０、３０、４０、５０、あるいは１００ｍｍよりも短い。また、いくつかの実施形態において、各表面領域は、約５、１０、２０、３０、４０、あるいは５０ｃｍ２よりも小さい。
【００９４】
各Ｘムーバ２５２Ｆ、２５２Ｓの駆動ハウジング３６８Ａにおける駆動側取付面３６８Ｄは、ハウジング長さ３６８Ｅと取付側面領域とを有する。いくつかの実施形態において、各ハウジング長さ３６８Ｅは、約３０、５０、７０、１００、１２５、１７５、あるいは２００ｍｍよりも長い。また、いくつかの実施形態において、各取付側面領域は、約１０、２０、４０、５０、７５、あるいは１００ｃｍ２よりも大きい。
【００９５】
いくつかの実施形態において、第２Ｘムーバ２５２Ｓのハウジング長さ３６８Ｅは、第２表面長さ３７２Ｃよりも長く、ハウジング側面領域は、第２取付面３７２Ｂにおける表面領域よりも大きい。いくつかの実施形態において、各第２Ｘムーバ２５２Ｓのハウジング長さ３６８Ｅは、第２表面長さ３７２Ｃに比べて、少なくとも約２０、４０、６０、８０、１００、１５０、２００、２５０、３００、３５０、４００、あるいは５００％長い。また、いくつかの実施形態において、第２Ｘムーバ２５２Ｓのハウジング側面領域は、第２取付面３７２Ｂの表面領域に比べて、少なくとも約２０、４０、６０、８０、１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００、あるいは１０００％大きい。この構成により、第２Ｘムーバ２５２Ｓの第２駆動用部品２５６Ｂは、テーブル１５６の第２ネック状領域３７２Ａから突き出ている。
【００９６】
ここで、第２Ｘムーバ２５２Ｓにおける第２駆動用部品２５６Ｂの温度変化は、第２駆動用部品２５６Ｂの長さ又は撓みの変化などの、変形を招く可能性がある。こうした温度変化は、第２Ｘムーバ２５２Ｓのコイルからの熱、及び熱放射に起因する。第２表面長さ３７２Ｃが比較的短く、また、第２駆動用部品２５６Ｂとテーブル１５６の第２ネック状領域３７２Ａとの間に間隙が形成されていることから、第２駆動用部品２５６Ｂ又は精密ステージテーブル１５６の変形の影響が低減される。
【００９７】
概ね同様に、取付ブラケット３６８Ｃの駆動側取付面３６８Ｆは、ブラケット長さ３６８Ｇとブラケット表面領域とを有する。いくつかの実施形態において、ブラケット長さ３６８Ｃは、約５０、１００、１５０、２００、２５０、あるいは３００ｍｍよりも長い。また、いくつかの実施形態において、ブラケット表面領域は、約１０、２０、４０、６０、８０、１００、１２０、あるいは１５０ｃｍ２よりも大きい。
【００９８】
いくつかの実施形態において、ブラケット長さ３６８Ｇは、第１取付面３６６Ｂの表面長さ３６６Ｃよりも長く、ブラケット表面領域は、第１取付面３６６Ｂの表面領域よりも大きい。いくつかの実施形態において、ブラケット長さ３６８Ｇは、第１取付面３６６Ｂの表面長さ３６６Ｃに比べて、少なくとも約２０、４０、６０、８０、１００、１５０、２００、２５０、３００、３５０、４００、４５０、あるいは５００％長い。また、いくつかの実施形態において、ブラケット表面領域は、第１取付面３６６Ｂの表面領域に比べて、少なくとも約２０、４０、６０、８０、１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００、あるいは１０００％大きい。この構成により、ムーバ２５２Ｆ、２５４Ｆ、２５４Ｓの第２駆動用部品２５６Ｂを有する取付ブラケット３６８Ｃは、テーブル１５６の第１ネック状領域３６６Ａから突き出ている。
【００９９】
ここで、第１Ｘムーバ２５２Ｆ及びＹムーバ２５４Ｆ、２５４Ｓにおける第２駆動用部品２５６Ｂの温度変化は、取付ブラケット３６８Ｃの撓みなどの、変形を招く可能性がある。第１表面長さ３６６Ｃが比較的小さいことから、取付ブラケット３６８Ｃ又は精密ステージ１５６の変形の影響が低減される。
【０１００】
いくつかの実施形態において、精密ステージ１０４０−１はさらに、（i）取付ブラケット３６８Cを第１Ｘムーバ２５２Ｆ及びＹムーバ２５４Ｆ、２５４Ｓの第２駆動用部品２５６Ｂとともに第１取付面３６６Ｂに選択的に固定するための第１締結器３７３Ａと、（ii）第２Ｘムーバ２５２Ｓの駆動ハウジング３６８Ａを第２取付面３７２Ｂに選択的に固定するための第２締結器３７３Ｂ（想像線で示される）とを有する。この構成により、Ｘムーバ２５２Ｆ、２５２Ｓ及びＹムーバ２５４Ｆ、２５４Ｓの第２駆動用部品２５６Ｂは、容易に交換可能である。これは、ステージ装置上のムーバを異なるタイプに容易に交換可能なモジュラー型の構成を可能にする。換言すると、この構成により、第２移動装置２２４の１つ又はそれ以上のムーバの再構成が容易である。
【０１０１】
ここで、いくつかの実施形態において、第１Ｘムーバ２５２Ｆの第２駆動用部品（不図示）は、精密ステージ１０４０−１の重心高さより上方に配置され、第２Ｘムーバ２５２Ｓの第２駆動用部品（不図示）は、精密ステージ１０４０−１の重心高さより下方に配置される。また、Ｘムーバ２５２Ｆ、２５２Ｓは、正味の力が精密ステージ１０４０−１の重心を通るように配置される。
【０１０２】
図３３にも示すように、テーブル１５６は、Ｚ支持・位置決め装置１３８と相互に作用する１以上のテーブルパッド３７４Ａを有する。テーブルパッド３７４Ａの数、位置、大きさや形状は、様々に変更可能である。いくつかの実施形態において、テーブル１５６は、互いに離間した３つのテーブルパッド３７４Ａを有する。また、各テーブルパッド３７４Ａは、概ね中空円盤形状であり、概ねＺ支持・位置決め装置１３８に面する平らな支持面３７４Ｂを有する。
【０１０３】
図３４は、テーブル１５６の一部、及び第２位置決めシステム１０４２−１の第２駆動用部品２５６Ｂの一部を示す模式図である。この図において、テーブル１５６の多くの表面形状が省略されている。具体的には、この図は、テーブル１５６のネック状領域３６６Ａ及びネック状領域３７２Ａ、さらには第２位置決めシステムのＸ及びＹ駆動部品とテーブル１５６の下方ステージ１６０Ｃとの接続部分を強調している。Ｘ及びＹムーバをマルチステージテーブル１５６の最下部に接続することにより、マルチステージテーブル１５６のうちの上方ステージに対するいかなる変形も低減できる。
【０１０４】
また、図３４に示すように、第１Ｘムーバ２５２Ｆ及びＹムーバ２５４Ｆ、２５４Ｓの第２駆動用部品２５６Ｂがテーブル１５６の右サイドに固定され、第２Ｘムーバ２５２Ｓの第２駆動用部品２５６Ｂがテーブル１５６の左サイドに固定されている。取付ブラケット３６８Ｃは、第１Ｘムーバ２５２Ｆ及びＹムーバ２５４Ｆ、２５４Ｓの駆動ハウジング３６８Ａをテーブル１５６に固定している。
【０１０５】
図３４はまた、（i）第１取付面３６６Ｂの第１表面長さ３６６Ｃと取付ブラケット３６８Ｃのブラケット長さ３６８Ｇとの関係、及び、（ii）第２取付面３７２Ｂの第２表面長さ３７２Ｃと駆動側取付面３６８Ｄのハウジング長さ３６８Ｅとの関係、を強調している。
【０１０６】
図３５は、精密ステージ（ウエハステージ又はレチクルステージ）の支持及び位置決めのために先の実施形態のＺ支持・位置決めシステムを適用可能な、極紫外線（ＥＵＶ）リソグラフィック露光システム４００を模式的に示す。いずれのＺ支持体も使用可能であるが、図１４に示したＺ支持体４０の実施形態を用いるのが好ましい可能性がある。これは、周囲圧力（真空）の維持コスト低減のためにＥＵＶリソグラフィがしばしば用いられるという、真空に関する事情による。このシステムにおける多くの部品及びそれらの相互関係は本技術分野では知られており、ここでは詳しく説明しない。
【０１０７】
リソグラフィ露光システム４００は、一般に８〜１４ｎｍ（名目上１３ｎｍ）の範囲の波長を有する極紫外線（軟Ｘ線）域の光を用いて、ステップ・アンド・スキャン・リソグラフィ露光を実行する投影露光システムである。リソグラフィ露光は、パターンが形成されたレチクル４０４にＥＵＶ照明ビーム４０２を照射する工程を有する。レチクル４０４の照明領域内に規定されたパターン領域の空間像を得ながら、レチクル４０４から照明ビーム４０２が反射される。パターンビーム４０６が感光性露光基板４０８に照射されると、パターンの潜像がそこに形成される。
【０１０８】
照明ビーム４０２の生成のために、レーザ光源４１０を、システム４００の上流端に配置可能である。レーザ光源４１０は、可視赤外域の波長を有するレーザ光のビーム４１２を生成する。例えば、レーザ光源４１０は、ＹＡＧ又は半導体レーザ励起を用いたエキシマレーザとすることができる。レーザ光源４１０から射出されたレーザ光４１２は、集光光学系４１４によって、レーザプラズマ光源４１６に向けてフォーカス及び方向付けられる。レーザプラズマ光源４１６は、例えば、波長８〜１３ｎｍのＥＵＶ線を生成するように構成可能である。
【０１０９】
レーザプラズマ光源４１６内には、キセノンガスを放出するノズル（不図示）が配置される。ノズルからのキセノンガスがレーザプラズマ光源４１６内に放出されると、そのガスがレーザ光源４１０からの高強度レーザ光４１２によって照射される。キセノンガスが強い照射を受けることによって、十分に加熱されたガスがプラズマを生成する。その後にＸｅ粒子を低エネルギー状態にすると、プラズマからＥＵＶ光が放出される。
【０１１０】
ＥＵＶ光は空気を透過し難いことから、その伝播経路は、真空チャンバ４１８内に生成された真空環境下で包囲できる。キセノンガスを放出するノズルがある環境では残物が生成されがちであるから、真空チャンバ４１８をシステム４００の他のチャンバーから隔離するのが好ましい。
【０１１１】
放物面ミラー４２０は、例えば、その表面にＭｏ／Ｓｉ多層膜がコーティングされており、レーザプラズマ光源４１６の直近上流に配置される。レーザプラズマ光源４１６から発せられたＥＵＶ線は、放物面ミラー４２０に入る。例えば８〜１３ｎｍの波長を有する、ＥＵＶ線のみが放物面ミラー４２０で反射され、ＥＶＵ光４２２のコヒーレントな光束として下流方向に向かう（図の下向き）。ＥＵＶ光束４２２は、パスフィルタ４２４に入る。このパスフィルタ４２は、光の可視波長を遮り、所望のＥＵＶ波長を通す。パスフィルタ４２４は、例えば０．１５ｎｍ厚のベリリウム（Ｂｅ）、又は１００ｎｍ厚のジルコニウム（Ｚｒ）によって作ることができる。よって、所望波長を有するＥＵＶ線（照明ビーム４０２）のみがパスフィルタ４２４を透過する。パスフィルタ４２４の周りはチャンバ４２６内の真空環境下にある。
【０１１２】
露光チャンバ４２８は、パスフィルタ４２４の下流に配置される。本発明のいくつかの実施形態に係るＺ支持体４０の実施形態によって振動的に隔離可能である。露光チャンバ４２８は、少なくとも集光型ミラーとフライアイ型ミラーとを有する照明光学系４３０を含む。パスフィルタ４２４からの照明ビーム４０２は、照明光学系４３０によって円形光束に整形され、Ｘ線反射ミラー４３２に向かって図の左に進む。ミラー４３２は、円形の凹反射面４３２ａを有することができ、保持部材（不図示）によって縦向き（図中）に保持され得る。ミラー４３２は、石英又はゼロデュア（登録商標：ショット社）のような低熱膨張材で形成された基材を備える。反射面４３２ａは、非常に高い精度で形成可能であり、ＥＵＶ光に対して高反射率であるＭｏ／Ｓｉ多層膜を有するコーティングがなされている。１０〜１５ｎｍの範囲の波長を有するＥＵＶ光を使用するのであれば、面４３２ａ上の多層膜は、ルテニウム（Ｒｕ）やロジウム（Ｒｈ）などの材料を含むことができる。材料の他の候補として、シリコン、ベリリウム（Ｂｅ）、炭化硼素（Ｂ４Ｃ）がある。
【０１１３】
折り曲げミラー４３４は、ミラー４３２に対して角度をもって、図におけるミラー４３２の右に配置される。反射レチクル４０４は、基板４０８にリソグラフィ転写されるパターンを規定するものであり、折り曲げミラー４３４の上方に配置される。レチクル４０４は、レチクル４０４のパターンが形成された反射面に残物が乗るのを避けるために、反射面を下に向けて水平に配置される。照明光学系４３０から発せられたＥＵＶの照明ビーム４０２は、ミラー４３２によって反射及び集光され、折り曲げミラー４３４を介して、レチクル４０４の反射面に到達する。
【０１１４】
レチクル４０４は、多層膜として構成されたＥＵＶ反射面を有する。基板（すなわちウエハ）４０８に転写されるべきパターン要素に対応するパターン要素は、ＥＵＶ反射面上または内部に形成される。レチクル４０４は、レチクルステージ４３６上に搭載される。レチクルステージ４３６は、レチクル４０４を保持しかつ、正確な露光のために基板４０８に対してレチクルを適切に位置合わせするのに必要なＸ、Ｙ及びθＺ自由度にレチクル４０４を位置決め可能である。レチクルステージ４３６は、３つの直交自由度において、レチクル４０４を支持しかつ位置決めするために、１又はそれ以上のＺ支持・位置決め装置１３８を有することができる。レチクルステージ４３６の位置は、本技術分野で知られた方法によって干渉的に検出可能である。そして、折り曲げミラー４３４によって反射した照明ビーム４０２は、レチクル４０４の反射面における所望位置に入射する。
【０１１５】
投影光学系４３８及び基板４０８は、レチクル４０４の下流に配置される。投影光学系４３８は、いくつかのＥＵＶ反射ミラーを備える。レチクル４０４の照明部の空間像を運ぶレチクル４０４からのパターンビーム４０６は、投影光学系４３８によって所望の倍率（例えば１／４）で縮小され、基板４０８の表面に集光される。これにより、照明領域のパターンの潜像が基板４０８上に形成される。パターンビーム４０６によって運ばれたイメージを形成するために、上流を向いた基板１００８の表面に、適切なレジストが塗布されている。
【０１１６】
基板１００８は、チャック（不図示であるが本技術分野でよく知られている）を介して、静電的にまたは他の適切な搭載力によって、本発明のいくつかの実施形態に係る精密ステージ１０４０に搭載される。精密ステージ１０４０は、本発明のいくつかの実施形態に係る３つのＺ支持・位置決め装置によって下方ステージ１０３８に対して支持かつ位置決め可能である。基板ステージ１０４０の位置は、本技術分野で知られた方法によって干渉的に検出可能である。
【０１１７】
予備排気チャンバ４４２（ロードロック・チャンバ）は、ゲートバルブ４４４によって露光チャンバ４２８に接続されている。真空ポンプ４４６は、予備排気チャンバ４４２に接続され、予備排気チャンバ４４２に真空環境を与える。
【０１１８】
図３５に示すシステム４００を用いたリソグラフィ露光の実行中、ＥＵＶ光は、照明光学系４３０によってレチクル４０４の反射面における選択された領域に照射される。露光の進行に伴い、レチクル４０４及び基板１００８は、投影光学系４３８に対して、投影光学系４３８の縮小比によって定まる所定の速度比で、同期的に走査される（各ステージ４３６，１０３６によって）。通常、レチクル４０４によって規定されたパターンのすべてを１ショットで転写できるとは限らないから、ステップ・アンド・スキャン方式によって、レチクル４０４で規定されたパターンの連続部分が基板１００８上の対応するショット領域に転写される。例として、２５ｍｍ×２５ｍｍの正方形チップは、基板１００８上のレジストにおいて０．０７ｐｍのラインスペーシングを有するＩＣパターンとして、基板１００８上で露光可能である。
【０１１９】
照明光学系４３０、レチクルステージ４３６、投影光学系４３８、及び基板ステージ１０３６などのシステム４００の様々な構成部品につながった制御器４４８を使用して、システム４００の調整及び制御操作が実行される。例えば、制御器４４８は、様々なセンサや検出器（不図示）などの、制御器４４８に接続された様々な構成要素で生成されかつ制御器に送られた制御データに基づき、基板１００８上での露光量（exposure dose）を最適化する操作を行う。制御器４４８は、Ｚ支持・位置決めシステム１５３用の制御器１５５に対して、本明細書中で説明した機能を実行できる。
【０１２０】
上記したように、上記実施形態に係るフォトリソグラフィシステム（露光装置）は、添付の特許請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つように、組み立てることで製造することができる。これら各種精度を確保するために、この組み立ての前後には、すべての光学系について、光学的精度を達成するための調整が行われる。同様に、すべての機械系及び電気系について、機械的精度及び電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステムからフォトリソグラフィシステムへの組み立て工程は、各サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、及び気圧回路の配管接続等を含む。この各種サブシステムからフォトリソグラフィシステムへの組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があることはいうまでもない。各種サブシステムを用いてフォトリソグラフィシステムが組み立てられると、フォトリソグラフィシステム全体としてのすべての精度を確保するための、総合調整が行われる。なお、露光システムの製造は温度及び湿度等が管理されたクリーンルーム内で行うことが望ましい。
【０１２１】
また、半導体デバイスは、図３６に概略的に示すプロセスによって、上記のシステムを用いて製造される。ステップ５０１において、デバイスの機能及び特性の設計が行われる。次に、ステップ５０２において、前記設計ステップに従ったパターンを有するマスク（レチクル）が設計され、平行したステップ５０３において、シリコン材料からウエハが製造される。ステップ５０４において、本発明のいくつかの実施形態に係る上記のフォトリソグラフィシステムによって、ステップ５０２で設計されたマスクパターンが、ステップ５０３からのウエハ上に露光される。ステップ５０５において、半導体デバイスが組み立てられ（ダイシング工程、ボンティング工程、及びパッケージング工程を含む）、最後に、ステップ５０６においてデバイスが検査される。
【０１２２】
図３７は、半導体デバイスの製造の場合における上記のステップ５０４の詳細なフローの一例を示す。ステップ５１１（酸化ステップ）において、ウエハ表面が酸化する。ステップ５１２（ＣＶＤステップ）において、ウエハ表面に絶縁膜が形成される。ステップ５１３（電極形成ステップ）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５１４（イオン打込みステップ）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５１１〜５１４は、ウエハ処理の各段階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。
【０１２３】
ウエハプロセスの各段階において、上述の前処理工程が終了すると、以下のようにして後処理工程が実行される。後処理工程では、まず、ステップ５１５（レジスト形成ステップ）において、ウエハに感光剤が塗布される。次に、ステップ５１６（露光ステップ）において、上記の露光装置を用いて、マスク（レチクル）の回路パターンがウエハに転写される。続くステップ５１７（現像ステップ）において、露光されたウエハが現像され、ステップ５１８（エッチングステップ）において、レジストが残存している部分以外の部分（露光された材料表面）がエッチングにより取り除かれる。ステップ５１９（フォトレジスト除去ステップ）において、エッチング後の不要な残りのレジストが取り除かれる。
【０１２４】
こうした前処理工程と後処理工程との繰り返しによって、多数の回路パターンが形成される。
【０１２５】
本発明に係るいくつかの実施形態に対する他の実施形態は、ここに開示された発明の詳細と本発明の実施に基づき、本技術分野の当業者にとって明らかになるだろう。上記の詳細な説明及び実施例はあくまで代表例であり、本発明の真の範囲と精神は、添付の請求項によって示される。
【図面の簡単な説明】
【０１２６】
本明細書に援用されかつ本明細書の一部を構成する添付の図面は、本発明とともにその説明に対応する数種類の実施形態を示しており、本発明の原理を説明するものである。
【図１】図１は、３次元座標系における物体の斜視図であり、一般的な自由度を付している。
【図２】図２は、ウエハ処理用の一般的なフォトリソグラフィシステムを示す正面図である。
【図３Ａ】図３Ａは、本発明のいくつかの実施形態に係るＺ支持体を示す断面図であり、Ｚ支持体の上方で物体を支持している。
【図３Ｂ】図３Ｂは、図３Ａに示したＺ支持体を示す断面図であり、Ｚ支持体の下方で物体を支持している。
【図４】図４は、本発明のいくつかの実施形態に係るフレクシャを示す断面図である。
【図５】図５は、図４に示したフレクシャを示す上面図である。
【図６】図６は、本発明のいくつかの実施形態に係る他のフレクシャを示す断面図である。
【図７】図７は、図６に示したフレクシャを示す上面図である。
【図８】図８は、本発明のいくつかの実施形態に係る別のフレクシャを示す側面図である。
【図９】図９は、図８に示した線９−９に沿った、フレクシャの別の側面図である。
【図１０】図１０は、本発明のいくつかの実施形態に係るＺ支持体を示す断面図である。
【図１１】図１１は、本発明のいくつかの実施形態に係り、図１０に示したＺ支持体と同様のＺ支持体を示す斜視図である。
【図１２】図１２は、本発明のいくつかの実施形態に係り、環状エアベアリング平面と環状エアベアリング球面とを有するエアベアリング部材を除いて図１０に示したＺ支持体と同様である別のＺ支持体を示す部分断面図である。
【図１３】図１３は、本発明のいくつかの実施形態に係り、エアベアリング部材と縦支持部材との間に固定されたフレクシャを除いて図１０に示したＺ支持体と同様のＺ支持体を示す部分断面図である。
【図１４】図１４は、本発明のいくつかの実施形態に係り、低圧又は真空環境におけるＺ支持体を示す断面図である。
【図１５】図１５は、図１４に示したＺ支持体のエアベアリング群を示す斜視図である。
【図１６】図１６は、図１５に示したエアベアリング群を示す断面図である。
【図１７】図１７は、図１５及び図１６に示したエアベアリング群の別の断面図である。
【図１８】図１８は、真空ガードリングを有する図１４に示したＺ支持体のメインフレームを示す部分斜視及び断面図である。
【図１９】図１９は、ボイスコイルモータの実施形態における、磁束と、電流の流れによって生じたＺ方向の力とを示す。
【図２０】図２０は、本発明のいくつかの実施形態に係り、低圧又は真空環境におけるＺ支持及び位置決め装置を示す斜視図である。
【図２１】図２１は、図２０に示したＺ支持及び位置決め装置の断面図である。
【図２２】図２２は、図２１に示したフレクシャを示す拡大斜視図である。
【図２３】図２３は、本発明のいくつかの実施形態に係る別のＺ支持及び位置決め装置を示す断面図である。
【図２４】図２４は、本発明のいくつかの実施形態に係るさらに別のＺ支持及び位置決め装置を示す斜視図である。
【図２５】図２５は、図２４に示すＺ支持及び位置決め装置における物理的に接続部分と移動部分とを示す部分斜視及び断面図である。
【図２６】図２６は、図２５に示したフレクシャの部分斜視及び断面図である。
【図２７】図２７は、本発明のいくつかの実施形態に係るさらに別のＺ支持及び位置決め装置を示す断面図である。
【図２８】図２８は、図２４に示した３つのＺ支持及び位置決め装置とともに、精密ステージの構成を示す拡大斜視図である。
【図２９】図２９は、図２８に示した精密ステージを示す斜視図である。
【図３０】図３０は、図２８に示した精密ステージのテーブルを示す拡大斜視図である。
【図３１】図３１は、図２８に示したテーブルの別の拡大斜視図である。
【図３２】図３２は、精密ステージテーブルの別の実施形態を示す拡大斜視図である。
【図３３】図３３は、図２８に示した精密ステージを示す別の斜視図である。
【図３４】図３４は、図３３に示した精密ステージの下方ステージ部及びＸ及びＹムーバ部品（位置決めシステム）を示す簡単な下面図である。
【図３５】図３５は、本発明のいくつかの実施形態に係る極紫外（ＥＵＶ）リソグラフィシステムを示す。
【図３６】図３６は、半導体デバイスの製造プロセスを示すフロー図である。
【図３７】図３７は、半導体デバイスの製造の場合における上記のステップ５０４の詳細なフロー図である。
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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