(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電アクチュエータ（１０）であって：
二つの外板（２０、２５）、該二つの外板の間に配置した内板（３０）、および前記内板（３０）の少なくとも片側に前記内板（３０）と前記二つの外板（２０、２５）の一つとの間に配置した少なくとも二つの圧電堆（４０、４００、４０１）を含み、前記外および内板（２０、２５、３０）が実質的に平行で、前記外板が圧縮手段（３５）によって互いの方へ引寄せられ、前記圧電堆（４０）が第１方向に伸縮可能な圧電材料（４２）の第１層および第２方向に伸縮可能な圧電材料（４３）の第２層を含み、前記第１および第２方向が実質的に互いに直交するアクチュエータ。
【請求項２】
請求項１に記載された圧電アクチュエータ（１０）に於いて、前記圧電堆（４０）が前記内または外板（２０、２５、３０）の一つに固着されているアクチュエータ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載された圧電アクチュエータ（１０）に於いて、前記第１および第２層の方向の少なくとも一つが前記内および外板（２０、２５、３０）の平面に垂直な方向の成分を有するアクチュエータ。
【請求項４】
請求項３に記載された圧電アクチュエータであって、更に、第３方向に伸縮可能な圧電材料の第３層（４４）を含み、前記第１、第２および第３方向が全て互いに実質的に直交するアクチュエータ。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４の何れか一項に記載された圧電アクチュエータ（１０）に於いて、前記第１外板（２０）は、一端を前記内板（３０）に取付けた中央ピン（５０）が貫通する中央切欠き（５５）を有し、前記中央ピン（５０）と前記内板（３０）の間の接続部が前記内板（３０）の切欠き領域に位置し且つその外周を前記内板（３０）によって保持された膜状部分（１７）を含み、前記中央ピン（５０）が前記膜状部分（１７）の中央領域に結合してあるアクチュエータ。
【請求項６】
請求項５に記載された圧電アクチュエータ（１０）に於いて、前記膜状部分（１７）が前記中央領域から前記中央ピン（５０）の外周へ伸びる複数のスポーク（１８）を含むアクチュエータ。
【請求項７】
請求項１ないし請求項４の何れか一項に記載された圧電アクチュエータ（１０）であって、更なる内板（３００）をさらに含み、前記更なる内板（３００）は、前記内板（３０）が膜状部分（１７）によって取付けてある中央切欠き（６００）を有するアクチュエータ。
【請求項８】
請求項７に記載された圧電アクチュエータ（１０）において、前記膜状部分（１７）が前記内板（３０）から前記中央切欠き（６００）の周縁へ伸びる複数のスポーク（１８）を含むアクチュエータ。
【請求項９】
放射線の投影ビーム（ＰＢ）を供給するための放射線システム（ＬＡ、Ｅｘ、ＩＬ）、
所望のパターンに従って前記投影ビーム（ＰＢ）をパターン化するのに役立つパターニング手段（ＭＡ）を支持するための支持構造体（ＭＴ）、
基板（Ｗ）を保持するための基板テーブル（ＷＴ）、
前記パターン化したビームを前記基板（Ｗ）の目標部分（Ｃ）上に結像するための投影システム（ＰＬ）を含むリソグラフィ投影装置であって、
前記放射線システムおよび／または前記投影システムが少なくとも一つの光学部材および前記光学部材を位置決めするための圧電アクチュエータ（１０）を含む装置に於いて、
前記圧電アクチュエータ（１０）が二つの外板（２０、２５）、該二つの外板の間に配置した内板（３０）、および前記内板（３０）と前記二つの外板（２０、２５）の一方との間の前記内板（３０）の少なくとも一方側上に配置された少なくとも二つの圧電堆（４０、４００、４０１）を含み、
前記外および内板（２０、２５、３０）が実質的に平行で、前記外板が圧縮手段（３５）によって互いの方へ引寄せられ、前記圧電堆（４０）が第１方向に伸縮可能な圧電材料（４２）の第１層および第２方向に伸縮可能な圧電材料（４３）の第２層を含み、前記第１および第２方向が実質的に互いに直交することを特徴とする装置。
【請求項１０】
請求項９に記載された装置に於いて、前記圧電アクチュエータ（１０）がインチワーム・アクチュエータである装置。
【請求項１１】
請求項９または請求項１０に記載された装置に於いて、前記圧電アクチュエータ（１０）が請求項１ないし請求項８の何れか一つによる圧電アクチュエータである装置。
【請求項１２】
請求項９ないし請求項１１の何れか一項に記載された装置に於いて、前記光学部材（１３）を取付けフレーム（１１）によって支持し、前記フレーム（１１）が上記光学部材（１３）へのまたはそれからの放射線の経路に直角な平面で拡がり、それによって上記フレーム（１１）が上記光学部材を囲み、そこで上記光学部材（１３）が上記フレームに結合してあり、且つ上記フレームが上記少なくとも一つの圧電アクチュエータ（１０）に結合してある装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載された装置に於いて、前記フレーム（１１）は、少なくとも三つの角を備えるフレーム構造を構成するように前記フレームの角に結合してある複数の支材を含み、前記少なくとも一つの圧電アクチュエータ（１０）の一つが前記少なくとも三つの角の各々に関連する装置。
【請求項１４】
少なくとも部分的に放射線感応性材料の層で覆われた基板（Ｗ）を用意する工程、
放射線システム（ＬＡ、Ｅｘ、ＩＬ）を使って放射線の投影ビーム（ＰＢ）を用意する工程、
前記投影ビーム（ＰＢ）の断面にパターンを付けるためにパターニング手段（ＭＡ）を使う工程、
前記放射線のパターン化したビームを前記放射線感応性材料の層の目標部分（Ｃ）上に投影する工程、
前記放射線の投影ビームまたは前記パターン化したビームを反射および／または屈折するために少なくとも一つの光学部材を使う工程を含むデバイス製造方法であって、
二つの外板（２０、２５）、該二つの外板の間に配置した内板（３０）、および前記内板（３０）と前記二つの外板（２０、２５）の一方との間の前記内板（３０）の少なくとも一方側上に配置された少なくとも二つの圧電堆（４０、４００、４０１）を含み、前記外および内板（２０、２５、３０）が実質的に平行で、前記外板が圧縮手段（３５）によって互いの方へ引寄せられ、前記圧電堆（４０）が第１方向に伸縮可能な圧電材料（４２）の第１層および第２方向に伸縮可能な圧電材料（４３）の第２層を含み、前記第１および第２方向が実質的に互いに直交するようにした少なくとも一つの圧電アクチュエータ（１０）を使って前記光学部材を平面で位置決めすることを特徴とする方法。
【請求項１５】
請求項１４による方法に於いて、前記少なくとも一つの圧電アクチュエータ（１０）を作動させることによって、前記放射線の投影ビームまたは前記パターン化したビームの伝播方向を調整する方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧電アクチュエータに関し、かつリソグラフィ投影装置であって：−    放射線の投影ビームを供給するための放射線システム；
−    所望のパターンに従ってこの投影ビームをパターン化するのに役立つパターニング手段を支持するための支持構造体；
−    基板を保持するための基板テーブル；および
−    このパターン化したビームをこの基板の目標部分上に投影するための投影システムを含む装置で、
上記放射線システムおよび／または上記投影システムが少なくとも一つの光学部材および上記光学部材を位置決めするための圧電アクチュエータを含む装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ここで使う“パターニング手段”という用語は、入射放射線ビームに、この基板の目標部分に創成すべきパターンに対応する、パターン化した断面を与えるために使うことができる手段を指すと広く解釈すべきであり；“光バルブ”という用語もこのような関係で使うことができる。一般的に、上記パターンは、集積回路またはその他のデバイス（以下参照）のような、この目標部分に創るデバイスの特別の機能層に対応するだろう。そのようなパターニング手段の例には次のようなものがある；
−    マスク。マスクの概念は、リソグラフィでよく知られ、二値、交互位相シフト、および減衰位相シフトのようなマスク型、並びに種々のハイブリッドマスク型を含む。そのようなマスクを放射線ビーム中に置くと、このマスク上のパターンに従って、このマスクに入射する放射線の選択透過（透過性マスクの場合）または選択反射（反射性マスクの場合）を生ずる。マスクの場合、この支持構造体は、一般的にマスクテーブルであり、それがこのマスクを入射放射線ビームの中の所望の位置に保持できること、およびもし望むなら、それをこのビームに対して動かせることを保証する。
−    プログラム可能ミラーアレイ。そのような装置の一例は、粘弾性制御層および反射面を有するマトリックスアドレス可能面である。そのような装置の背後の基本原理は、（例えば）この反射面のアドレス指定された領域が入射光を回折光として反射し、一方アドレス指定されない領域が入射光を未回折光として反射するということである。適当なフィルタを使って、上記未回折光を反射ビームから濾過して取除き、回折光だけを後に残すことができ；この様にして、このビームがマトリックスアドレス可能面のアドレス指定パターンに従ってパターン化されるようになる。必要なマトリックスアドレス指定は、適当な電子手段を使って行える。そのようなミラーアレイについての更なる情報は、例えば、米国特許第５，２９６，８９１号明細書および同第５，５２３，１９３号明細書から集めることができ、それらを参考までにここに援用する。プログラム可能ミラーアレイの場合、上記支持構造体は、例えば、必要に応じて固定または可動でもよい、フレームまたはテーブルとして具体化してもよい。
−    プログラム可能ＬＣＤアレイ。そのような構成の例は、米国特許第５，２２９，８７２号明細書で与えられ、それを参考までにここに援用する。上記のように、この場合の支持構造体は、例えば、必要に応じて固定または可動でもよい、フレームまたはテーブルとして具体化してもよい。
【０００３】
簡単のために、この本文の残りは、ある場所で、マスクおよびマスクテーブルを伴う例を具体的に指向するかも知れないが；しかし、そのような場合に議論する一般原理は、上に示すようなパターニング手段の広い文脈で見るべきである。
【０００４】
リソグラフィ投影装置は、例えば、集積回路（ＩＣ）の製造に使うことができる。そのような場合、パターニング手段がこのＩＣの個々の層に対応する回路パターンを創成してもよく、このパターンを、放射線感応性材料（レジスト）の層で塗被した基板（シリコンウエハ）の目標部分（例えば、一つ以上のダイを含む）上に結像することができる。一般的に、単一ウエハが隣接する目標部分の全ネットワークを含み、それらをこの投影システムを介して、一度に一つずつ、順次照射する。マスクテーブル上のマスクによるパターニングを使う現在の装置では、機械の二つの異なる種類を区別することができる。一つの種類のリソグラフィ投影装置では、全マスクパターンをこの目標部分上に一度に露出することによって各目標部分を照射し；そのような装置を普通ウエハステッパと呼ぶ。代替装置−普通ステップ・アンド・スキャン装置と呼ぶ−では、このマスクパターンを投影ビームの下で与えられた基準方向（“走査”方向）に順次走査し、一方、一般的に、この投影システムが倍率Ｍ（一般的に＜１）であり、この基板テーブルを走査する速度Ｖが、倍率Ｍ掛けるマスクテーブルを走査する速度であるので、この基板テーブルをこの方向に平行または逆平行に同期して走査することによって各目標部分を照射する。ここに説明したようなリソグラフィ装置に関する更なる情報は、例えば、米国特許第６，０４６，７９２号明細書から収集することができ、それを参考までにここに援用する。
【０００５】
リソグラフィ投影装置を使う製造プロセスでは、パターン（例えば、マスクの中の）を、少なくとも部分的に放射線感応材料（レジスト）の層で覆われた基板上に結像する。この結像工程の前に、この基板は、例えば、下塗り、レジスト塗布およびソフトベークのような、種々の処理を受けるかも知れない。露出後、基板は、例えば、露出後ベーク（ＰＥＢ）、現像、ハードベークおよび結像形態の測定／検査のような、他の処理を受けるかも知れない。この一連の処理は、デバイス、例えばＩＣの個々の層をパターン化するための基礎として使用する。そのようにパターン化した層は、次に、エッチング、イオン注入（ドーピング）、金属化処理、酸化処理、化学・機械的研磨等のような、全て個々の層の仕上げを意図した種々の処理を受けるかも知れない。もし、幾つかの層が必要ならば、全処理またはその変形を各新しい層に反復しなければならないだろう。結局、デバイスのアレイが基板（ウエハ）上にできる。次に、これらのデバイスをダイシングまたは鋸引のような手法によって互いから分離し、そこから個々のデバイスをキャリヤに取付け、ピンに接続し等できる。そのようなプロセスに関する更なる情報は、例えば、ピータ・バン・ザントの“マイクロチップの製作：半導体加工の実用ガイド”、第３版、マグロウヒル出版社、1997年、ISBN0-07-067250-4という本から得ることができ、それを参考までにここに援用する。
【０００６】
簡単のために、この投影システムを、以後“レンズ”と呼ぶかも知れないが；この用語は、例えば、屈折性光学素子、反射性光学素子、および反射屈折性光学素子を含む、種々の型式の投影システムを包含するように広く解釈すべきである。この放射線システムも放射線のこの投影ビームを指向し、成形しまたは制御するためにこれらの設計形式の何れかに従って作用する部品を含んでもよく、そのような部品も以下で集合的または単独に“レンズ”と呼ぶかも知れない。更に、このリソグラフィ装置は、二つ以上の基板テーブル（および／または二つ以上のマスクテーブル）を有する型式でもよい。そのような“多段”装置では、追加のテーブルを並列に使ってもよく、または準備工程を一つ以上のテーブルで行い、一方他の一つ以上のテーブルを露出に使ってもよい。二段階リソグラフィ装置は、例えば、参考までにここに援用する、米国特許第５，９６９，４４１号明細書およびＷＯ９８／４０７９１に記載してあり、それらを参考までにここに援用する。
【０００７】
結像できる形態のサイズを低減するには、投影放射線ビームの波長を減少することが望ましい。約２００ｎｍ未満、例えば１９３ｎｍ、１５７ｎｍまたは１２６ｎｍの波長を使うことが提案されている。更に、この波長をＥＵＶ（例えば、５〜２０ｎｍの範囲の波長を有する超紫外放射線）の範囲へ減少することが予想される。特にＥＵＶ放射線は、ミラーのような反射性光学素子でより都合よく集束でき且つ制御できる。しかし、リソグラフィ装置のミラーは、回転配向誤差が全下流光路長によって拡大されるので、屈折性素子に比べて特別に高精度に位置決めしなければならない。非常に短い波長の放射線を使う装置では、この光路長が２ｍ以上のオーダであろう。
【０００８】
例えば、良いオーバレイ性能を得るためには、特にＥＵＶを使用するとき、マスクの被照射部分の像を基板レベルの与えられた位置で約１ｎｍ未満の誤差（ｅ）で安定に保つことが必要になる。もし、ミラーと基板の間の距離が２ｍであれば、このシステムを仕様通りに保つための、反射ビームの最大許容回転誤差は、ｅ＝１ｎｍならば、２８×１０-9度（１×１０-9ｍ／２ｍ＝ｔａｎ（２８×１０-9度））である。ミラーに対して、反射角は入射角に等しいので、ミラーの位置の回転誤差は、反射ビームの方向に２倍の誤差を生ずる。それで、このミラーを１４×１０-9度以上の精度で位置決めしなければならない。もし、ミラーの幅が０．１ｍのオーダで回転点が片側にあれば、その回転点は０．０２４ｎｍ（ｔａｎ１４×１０-9×０．１＝２．４×１０-11）内に位置決めしなければならない。明らかに、そのようなミラーを配向しなければならない精度は、極端に高く、像精度の仕様が上昇するときにだけ増大する。Ｘ、ＹおよびＺの位置に対する精度要件は、そのような誤差が基板レベルでそれ程拡大されないので、それ程厳しくないが、それでもまだ高いままである。
【０００９】
走査ＥＵＶリソグラフィ投影装置の投影システムは、例えば、反射用に六つのミラーを含み、それによってパターン化したビームを基板の目標部分上に投影してもよい。この場合、これらのミラーは、互いに対して約０．１ｎｍの精度で位置決めすべきである。反射性光学素子の位置および／または方向を調整するために複数の１次元アクチュエータを使用することがかつて提案された。例えば、対応する装置がＥＰ１１０７０６８  Ａ２に記載してある。この明細書は、振動が起るかも知れないにも拘らず反射性素子を静止状態に維持するために位置センサを使うことを記載する。特に、重力補償装置のような、リソグラフィ投影装置のアクチュエータまたはその他の部品がそのような振動を起すかも知れない。
【００１０】
反射性または屈折性光学部材は、六つの独立の自由度（ＤＯＦ）−移動三つと回転三つ−を有する。一つ以上のＤＯＦに関して光学部材を調整するための一つの可能性は、複数のアクチュエータを使用することである。これらのアクチュエータは、圧電式または磁気抵抗式でもよく、例えば、この光学部材に入射する放射線ビームに直角に拡がる、この光学部材の面に垂直に作用する。過去には、複数の１自由度のインチワームを使ってこの反射性または屈折性光学部材を位置決めした。典型的な１次元インチワーム・アクチュエータでは、四つの圧電堆（二つの対向する対）が、減結合部分を含む作動ロッドに結合した中央円筒を囲む。各圧電堆には２層あり、その一つは伸縮可能であり、他は一方向にずらし得る。この中央円筒、および、例えば、中央ピン（それは次に光学部材に結合してある）に結合した作動ロッドは、軸方向にだけ可動である。これらの１次元アクチュエータ自体は、この装置をより頑丈にするために中央ピンを対向する対で囲んでもよい。これらの１次元アクチュエータの一つの減結合部分の破損は、このアクチュエータ全体の故障に繋がる。各１次元アクチュエータにもう一つの１次元アクチュエータが対向しなければならない理由は、非対称配置がアクチュエータの単一減結合部分の過負荷に繋がることがあるからである。この要件は、アクチュエータ全体をかなり大きくする。光学部材に必要な六つの自由度を与えるためには、六脚配置で１２の１次元インチワーム・アクチュエータを使う。これは、リソグラフィ装置の中にかなりのスペースを取る奇異な構成になる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、コンパクトで多機能の圧電アクチュエータを提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この目的および他の目的は、この発明によれば、圧電アクチュエータであって：
二つの外板、上記二つの外板の間に配置した内板；および上記内板の少なくとも片側に上記内板と上記二つの外板の一つとの間に配置した少なくとも二つの圧電堆を含み；上記外板および上記内板が実質的に平行で、上記外板が圧縮手段によって互いの方へ引寄せられているアクチュエータで達成される。
【００１３】
【発明の効果】
そのようなアクチュエータは、コンパクトであり、且つ物体を二つの実質的に直交する方向に位置決めできるという利点を有する。それは、更に従来技術の四つの１次元アクチュエータより少しの圧電堆しか必要ない。これは、設計が更にコンパクトな結果となる。その上、もし、内板から中央ピンへ拡がる膜状部分を設けるならば、この設計は、従来技術のアクチュエータほど多くの減結合部分を要しないので、従来の設計より更に頑丈になる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
好適実施例によれば、この少なくとも一つの圧電アクチュエータがインチワーム・アクチュエータである。インチワーム・アクチュエータとは、各々少なくとも二つの層を含む、複数の圧電堆を有するアクチュエータである。これらの層の一つは伸縮用であり、もう一つはずれ用である。もし、更なる層があれば、それらは、ずれ用に既にあるものと異なる方向に向けることができる。二つの板の間に配置し、これらの板の一つに取付けたインチワーム・アクチュエータは、これらの板の他をこの一つに対してこのインチワームの歩進運動で動かし、比較的大きな変位を生ずることを可能にする。このインチワーム・アクチュエータは、圧電堆を両板に接触させたままで、各圧電堆の層の一つをずらすだけで比較的小さい変位（サブナノメータ範囲の）も可能にする。
【００１５】
光学部材を動かすための手段がコンパクトなリソグラフィ投影装置を提供することも本発明の目的である。
【００１６】
これやその他の目的は、この発明によれば、冒頭の段落で指定したようなリソグラフィ装置であって、光学部材を二つの実質的に直交する方向に位置決めするように圧電アクチュエータを構成し且つ配置することを特徴とする装置で達成される。
【００１７】
２次元圧電アクチュエータが少なくとも三つの異なる方向に向いた圧電材料の層を有する。これらの三つの異なる方向は、実質的に直交するのが好ましい。この２次元アクチュエータのこれらの圧電材料の層は、一般的に互いの上に２層または３層に積重ね、これらの堆を平面に配置してもよい。
【００１８】
この光学部材は、例えば、ミラーまたはレンズである。この少なくとも一つの圧電アクチュエータは、光学部材を投影ビームまたはパターンビームに対して０．０３ｎｍまでまたはそれ以上の精度で位置決めするのに役立つ。
【００１９】
この光学部材を取付けフレームによって支持し、このフレームがこの光学部材へのまたはそれからの放射線の経路に直角な平面で拡がり、それによってこのフレームが、上記平面内で、この光学部材を囲み、そこでこの光学部材がこのフレームに結合してあり、且つこのフレームが上記少なくとも一つの圧電アクチュエータに結合してあるのが好ましい。この様に、少なくとも三つの圧電アクチュエータをこのフレームに取付けることによって、所望の六つの自由度（横断三つと回転三つ）を達成することが可能である。
【００２０】
この発明の更なる態様によれば、デバイス製造方法で：
−    少なくとも部分的に放射線感応性材料の層で覆われた基板を用意する工程；
−    放射線システムを使って放射線の投影ビームを用意する工程；
−    この投影ビームの断面にパターンを付けるためにパターニング手段を使う工程；
−    この放射線のパターン化したビームをこの放射線感応性材料の層の目標部分上に投影する工程；
−    この放射線の投影ビームまたはパターン化したビームを反射および／または屈折するために少なくとも一つの光学部材を使う工程を含み、
上記光学部材を二つの実質的に直交する方向に位置決めするように構成し且つ配置した少なくとも一つの圧電アクチュエータを使ってこの光学部材を平面で位置決めすることに特徴がある方法が提供される。
【００２１】
好適実施例では、この方法がこの光学部材の位置および／または方向を調整することによって放射線の伝播ビームまたはパターン化したビームの伝播方向を調整する工程を含む。
【００２２】
この本文では、ＩＣの製造に於けるこの発明による装置の使用を具体的に参照してもよいが、そのような装置は、他の多くの可能な用途があることを明確に理解すべきである。例えば、それを集積光学システム、磁区メモリ用誘導検出パターン、液晶ディスプレイパネル、薄膜磁気ヘッド等の製造に使ってもよい。当業者は、そのような代替用途の関係では、この本文で使う“レチクル”、“ウエハ”または“ダイ”という用語のどれも、それぞれ、より一般的な用語“マスク”、“基板”および“目標部分”で置換えられると考えるべきであることが分るだろう。
【００２３】
本文書では、“放射線”および“ビーム”という用語を紫外放射線（例えば、３６５、２４８、１９３、１５７または１２６ｎｍの波長の）およびＥＵＶ（例えば、５〜２０ｎｍの範囲の波長を有する超紫外放射線）、並びにイオンビームまたは電子ビームのような、粒子ビームを含むあらゆる種類の電磁放射線を包含するために使用する。
【００２４】
次にこの発明の実施例を、例としてだけ、添付の概略図を参照して説明する。
これらの図で、対応する参照記号は、対応する部品を示す。
【００２５】
【実施例】
図１は、この発明の特別の実施例によるリソグラフィ投影装置を概略的に描く。この装置は：
−    放射線（例えば、ＥＵＶ放射線）の投影ビームＰＢを供給するための、この特別の場合放射線源ＬＡも含む、放射線システムＥｘ、ＩＬ；
−    マスクＭＡ（例えば、レチクル）を保持するための、およびこのマスクを部材ＰＬに関して正確に位置決めするために第１位置決め手段ＰＭに結合された第１物体テーブル（マスクテーブル）ＭＴ；
−    基板Ｗ（例えば、レジストを塗被したシリコンウエハ）を保持するための、およびこの基板を部材ＰＬに関して正確に位置決めするために第２位置決め手段ＰＷに結合された第２物体テーブル（基板テーブル）ＷＴ；
−    マスクＭＡの被照射部分を基板Ｗの目標部分Ｃ（例えば、一つ以上のダイを含む）上に結像するための、投影システム（“レンズ”）ＰＬ（例えば、屈折性若しくは反射屈折性システムまたは反射性システム）を含む。
ここに描くように、この装置は、反射型である（即ち、反射性のマスクを有する）。しかし、一般的に、それは、例えば、（透過性のマスクを備える）透過型でもよい。その代りに、この装置は、上に言及した種類のプログラム可能ミラーアレイのような、他の種類のパターニング手段を使ってもよい。
【００２６】
この線源ＬＡ（例えば、貯蔵リングまたはシンクロトロンの電子ビームの経路の周りに設けたアンジュレータ若しくはウィグラ、または水銀灯）は、放射線のビームを作る。このビームを直接か、または、例えば、ビーム拡大器Ｅｘのような、状態調節手段を通してから、照明システム（照明器）ＩＬの中へ送る。この照明器ＩＬは、このビームの強度分布の外側および／または内側半径方向範囲（普通、それぞれ、σ外側および／またはσ内側と呼ぶ）を設定するための調整手段ＡＭを含む。その上、それは、一般的に、積分器ＩＮおよびコンデンサＣＯのような、種々の他の部品を含む。この様にして、マスクＭＡに入射するビームＰＢは、その断面に所望の均一性および強度分布を有する。
【００２７】
図１に関して、線源ＬＡは、（この線源ＬＡが、例えば、水銀灯である場合によくあることだが）このリソグラフィ投影装置のハウジング内にあってもよいが、このリソグラフィ投影装置から遠く離れていて、それが作った放射線ビームをこの装置に（例えば、適当な指向ミラーを使って）導いてもよいことに注意すべきで；この後者のシナリオは、線源ＬＡがエキシマレーザである場合によくあることである。本発明および請求項は、これらのシナリオの両方を包含する。
【００２８】
ビームＰＢは、次に、マスクテーブルＭＴ上に保持されたマスクＭＡを横切る。マスクＭＡによって選択的に反射されてから、ビームＰＢは、レンズＰＬを通過し、それがこのビームを基板Ｗの目標部分Ｃ上に集束する。第２位置決め手段ＰＷ（および干渉計測定手段ＩＦ）を使って、基板テーブルＷＴを、例えば、異なる目標部分ＣをビームＰＢの経路に配置するように、正確に動かすことができる。同様に、例えば、マスクＭＡをマスクライブラリから機械的に検索してから、または走査中に、第１位置決め手段ＰＭを使ってマスクＭＡをビームＰＢの経路に関して正確に配置することができる。一般的に、物体テーブルＭＴ、ＷＴの移動は、図１にはっきりは示さないが、長ストロークモジュール（粗位置決め）および短ストロークモジュール（微細位置決め）を使って実現する。しかし、ウエハステッパの場合は（ステップアンドスキャン装置と違って）、マスクテーブルＭＴを短ストロークアクチュエータに結合するだけでもよく、または固定してもよい。
【００２９】
図示する装置は、二つの異なるモードで使うことができる：
１．ステップモードでは、マスクテーブルＭＴを本質的に固定して保持し、全マスク像を目標部分Ｃ上に一度に（即ち、単一“フラッシュ”で）投影する。次に基板テーブルＷＴをｘおよび／またはｙ方向に移動して異なる目標部分ＣをビームＰＢで照射できるようにする；
２．走査モードでは、与えられた目標部分Ｃを単一“フラッシュ”では露出しないことを除いて、本質的に同じシナリオを適用する。その代りに、マスクテーブルＭＴが与えられた方向（所謂“走査方向”、例えば、ｙ方向）に速度νで動き得て、それで投影ビームＰＢがマスク像の上を走査させられ；同時に、基板テーブルＷＴがそれと共に同じまたは反対方向に速度Ｖ＝Ｍνで動かされ、このＭはレンズＰＬの倍率（典型的には、Ｍ＝１／４または１／５）である。この様にして、比較的大きい目標部分Ｃを、解像度について妥協する必要なく、露出できる。
【００３０】
図２は、光学部材、特にミラーを、この光学部材の円形表面に入射する放射線を屈折および／または反射するために、動かすための（２次元）圧電アクチュエータ１０を示す。
【００３１】
この２次元圧電アクチュエータ１０は、第１外板２０と第２外板２５を含む。これらの外板２０、２５は、リソグラフィ投影装置のもう一つの部品の一部でもよい。内板３０がこの第１および第２外板２０、２５の間にそれらとほぼ平行に配置してある。図示する実施例では外板２０、２５の間に、各角で結合されたばね３５の形の、圧縮手段が外板２０、２５を引寄せる。
【００３２】
四つの圧電堆４０（所謂“インチワーム”）が内板３０の各側にこの内板３０と外板２０、２５の間に配置してある。これは、好適な構成である。しかし、四つの圧電堆４０を内板３０の片側に設け、反対側に設けないことが可能である。圧電堆のない側に、案内手段を設け、それが内板３０とそれぞれの外板２０、２５の間の低摩擦運動を可能にする。この低摩擦運動は、グリースまたはボールベアリングのような案内手段によってもたらしてもよい。更に、内板３０は、図２に示すより遙かに大きくてもよい。例えば、この内板３０は、力フレームの一部でもよい。これら四つの圧電堆４０は、板２０、２５、３０の縁に沿って配置してある。各圧電堆４０は、３層の圧電材料から成る。圧電材料の各層は、それが一方向にだけ伸縮可能であるように向けてあり、その方向は、この堆の圧電材料の他の二つの層がずれ得る方向と直交する。これらの方向をこの図の拡大部分に矢印４２、４３および４４によって示す。それで、電気的刺激を与えると、これらの層の各々は、異なる方向の運動に適応する。この好適実施例では、これらの方向の二つが板２０、２５、３０と同じ平面にある。
【００３３】
中央ピン５０が内板３０に取付けてある。これは、第１外板２０に、この中央ピン５０が貫通する切欠き５５を必要とする。この中央ピン５０は、光学部材に取付けてあり、一方、第２外板２５は、リソグラフィ装置の一部に取付けてある。
【００３４】
この実施例は、八つの圧電堆４０しか必要なく、この３枚板構成は、導入部で説明したような四つの１次元アクチュエータを使う２次元アクチュエータよりコンパクトである。
【００３５】
切欠き６０を内板３０の中央に設けるのが好ましい。この切欠きに、膜１７を挿入して、その外周をこの切欠き領域の縁にしっかりと結合してある。この膜１７は、シート状でもよいが、図２に示す部材１８の構成が好ましい。この膜１７は、この切欠き領域の縁と中央ピン５０の間に伸びる複数のスポーク１８を含む。スポーク１８の数および寸法は、変ってもよく、特に、膜１７の減結合特性を調整するために調整することができる。一般的に、減結合とは、光学部材を、この２次元圧電アクチュエータに作用する振動または不要な力のような、この２次元圧電アクチュエータに加わるかも知れない不都合な機械的状態から切離すことを意味する。更に、このスポークを付けた膜の形状は違ってもよく、例えば、これらのスポークをこの膜の外周および／または内周で膜のリング状部分に結合してもよい。スポークを設けることによって、残りの四つの自由度の力が減結合され、それによって、導入部で説明したような四つの１次元アクチュエータを含む２次元アクチュエータに対して約５倍だけ寄生力の量を減らす。その上、これらのスポークは、スポークの一つ（または幾つか）が壊れたときでも膜１７がまだ作動するという付加的利点を有する。
【００３６】
内板３０および膜１７は、例えば同じ材料のブロックで作った、単一部品でもよい。しかし、少なくとも膜１７を内板３０と別に作り、後の製造工程でこの内板３０に結合するのが好ましい。
【００３７】
２次元アクチュエータの第２実施例を図３に示す。図３に示す実施例では、図２に示す第１実施例の中央ピン５０が必要ない。これは、中央切欠き６００を備える更なる内板３００が、内板３０の外周とこの中央切欠き６００の内周面の間に拡がる膜１７によって支持されているからである。四つの圧電堆４０が内板３０と外板２０の間に配置してある。外板２０、２５間のばね３５による引張りは、これらのばねが中央切欠き６００を通過できるように膜１７に隙間を残すことによって達成する。この様にして、外板２０、２５に対する内板３０の運動が減結合膜１７を介して更なる内板３００に伝達される。
【００３８】
次に、図２および図３に示す実施例についての外板に対する内板の運動を図４を参照して説明する。図４は、図２に示すアクチュエータの展開断面の概略図で、圧電堆４０が一部／完全に互いに覆い隠されるのでなく一列にはっきりと示されるようにした。
【００３９】
各圧電堆４０は、好ましくは接着によって、それらの対応する外板２０、２５に取付けてある。各圧電堆４０の個々の層４２、４３、４４も、好ましくは接着によって、互いに取付けてある。これらの圧電堆４０は、内板３０には取付けてない。
【００４０】
図４Ａは、全ての圧電堆４０が内板３０とそれぞれの外板２０、２５の両方に接触している平衡位置を示す。内板３０を右に動かすためには、この内板３０の両側の二つの圧電堆４０を、伸縮がこれらの板２０、２５、３０の平面に垂直に起るような方向に向いた圧電層の作動によって短縮する。これは、左から第２および第４堆の層４２を収縮するように付勢することによって達成する（図３Ｂ）。内板３０の両側の二つの圧電堆４０だけがこの様に作動し、非作動堆は、第１および第２外板２０、２５の間の距離ｄを一定に維持する。
【００４１】
図４Ｃは、次の段階を示す。既に収縮した堆４０（即ち、左から第２および第４）の圧電層４３（左または右に伸縮する方向に向いている）を作動する。これは、第２および第４堆４０の下端層４２が左へ変位する結果となる。
【００４２】
この段階後、左から第２および第４堆が、板２０、２５、３０の平面に垂直な伸縮の方向に向いた層４２を非活性化することによって、内板３０と接触するよに戻る。これを図４Ｄに示す。
【００４３】
図４Ｅに次の段階を示し、そこでは左から第１および第３堆がそれらの下層４２を作動させられ、それらが内板３０ともう接触しない。最終運動を図４Ｆに示し、そこでは左から第２および第４堆４０の中間層が非活性化されて、その元の形状に戻る。内板３０が両側で左から第２および第４堆４０の間にグリップされるので、これらの堆の圧電層４３を非活性化するとき、この内板３０が板２０、２５に関して右へ動く。各段階で外板２０、２５に対する内板３０の、１ないし４μｍの間の運動を生ずることができる。
【００４４】
もし、更なる右への運動が必要なら、これは、第１および第３堆の中間層４３を活性化し、第２および第４堆に示す動作を第１および第３堆に行うことを除いて、図４Ｄおよび図４Ｅに示す段階を続行することによるかまたはその逆で達成することができる。その代りに、図４Ｆから第１および第３堆の圧電層４２を非活性化し、図４Ａないし図４Ｆに示す段階を再び行うことによって更なる運動を達成する。
【００４５】
もし、板２０、２５、３０の平面と平行な伸縮方向に向いた他の層４４を作動するなら、この紙面に出入りする運動を達成できることが分るだろう。勿論、複合運動も達成可能である。
【００４６】
図４を参照して上に説明した歩進運動は、位置の比較的粗い調整になる。位置の微調整は、圧電堆の個々の層を、これらの堆を関連する板２０、２５、３０と接触させたまま、所望の運動をもたらすために有効な量だけずらすことによって可能である。
【００４７】
図５は、２次元アクチュエータの第３実施例を示す。図５に示す実施例では、中央ピン５０は勿論、外板２０、２５および内板３０の構造が第１実施例のものと同じである。違いは、圧電堆４０にある。図５に示す実施例では、四つの圧電堆４００、４０１しかない。これら四つの堆は全て二つの圧電層しか含まない。四つの堆は全てこの圧電堆を内（または外）板２０、２５、３０と接触および離脱させるために伸縮する一つの圧電層を有する。各堆４００、４０１の第２層は、ずれに適応している。二つの堆４００は、Ｘ方向のずれに適応した層を有し、他の二つの堆４０１は、Ｘ方向と垂直なＹ方向のずれに適応している。圧電堆４００、４０１は、内板３０の両側に配置してあるのが好ましいが、これらの堆を内板の片側だけに配置することも可能である。そのような場合、内板３０の反対側に、内板３０と外板２０、２５の間に、グリースまたはボールベアリングのような支承手段を設けてこれらの板を一定の距離に離して維持する。
【００４８】
ＸおよびＹ方向の粗運動は、別々にだけ可能である。例えば、Ｘ方向の粗運動のためには、内板３０をＹ堆４０１で支持しながら、Ｘ堆４００の１層が収縮して他の層がずれる。その伸縮層が伸長すると、Ｘ堆４００が内板３０と再係合する。Ｙ堆４０１の伸縮層が収縮し且つＸ堆４００のずり層がずれると、板３０はＸ方向に動くだろう。これらの工程を反復すると、内板３０がＸ方向に歩進する結果となる。Ｙ方向の運動も同じ方法で達成する。
【００４９】
図５に示すアクチュエータの微細運動は、二つの方法の一つで可能である：Ｙ方向の運動のための最初の方法は、Ｘ圧電堆４００の伸縮層を収縮させてそれらが内板３０ともう接触しないようにすることである。次に、Ｙ堆４０１のずり層のずれのアナログ調整によってＹ方向の微細運動を行う。微細調整の代替方法は、四つの堆４００、４０１の全てを内板３０と接触させたままにし、Ｙ堆のずり層をずらすことである。この場合、Ｘ堆の摩擦をＹ堆４０１のずり層によって克服しなければならない。この様に、これらの圧電堆は、一般的に微細運動中緊張状態にある。
【００５０】
図２、図３および図５に示す全ての実施例では、圧電堆を膜１７の周りに対称に置いた。この構成が最も好ましいが、実際に本質的ではなく、これらの圧電堆を非対称に配置してもよい。実際、一定の板間隔を維持するために内板３０の両側に適当な支承手段を設ければ、この２次元アクチュエータに二つの３層圧電堆があるだけでよいことが分る。
【００５１】
図６は、三角形フレーム構造を有する取付けフレーム１１を示す。光学部材１３、例えば、ＥＵＶ放射線用多層ミラーがこの取付けフレーム１１の中央に取付けてある。
【００５２】
この取付けフレーム１１は、この三角形構造の三つの角に配置した三つの角ブロック１５を含む。各角ブロック１５は、２次元圧電アクチュエータ１０の中央ピン５０に結合してある。
【００５３】
これらの２次元圧電アクチュエータ１０の各々は、それらの運動面が図６に示すようにこの紙面に垂直であるように配置してある。この構成は、光学部材１３の、この紙面の平面での回転は勿論、この紙面の平面での２次元の並進を可能にする。これは、この紙面の平面での２次元圧電アクチュエータ１０の中央ピン５０の並進によって達成する。この紙面に垂直な中央ピン５０の運動は、１次元での光学部材１３の高さ調整を可能にし、更に二つの更なる次元での光学部材１３の回転を可能にする。それで、図６に示すように構成した取付けフレーム１１で、光学部材１３を６自由度で正確に位置決めできる。
【００５４】
図示する実施例では、中央ピン５０を必要以上に大きく示す。高剛性を維持するためには、圧電アクチュエータの膜と取付けフレーム１１の間の距離ができるだけ小さいように、中央ピン５０をできるだけ短く保たねばならない。その代りに、取付けフレーム１１を外板の一つに結合し、それによって中央ピン５０がこの取付けフレーム１１から離れる方向に伸び且つこの装置のもう一つの部分に結合する。好適実施例では、取付けフレームの角の位置が膜の中心と一致する。
【００５５】
この発明の特定の実施例を上に説明したが、この発明を説明したのと別の方法で実施してもよいことが分るだろう。この説明は、この発明を制限することを意図しない。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例によるリソグラフィ投影装置を描く図。
【図２】この発明による２次元圧電アクチュエータの破断投影図を描く図。
【図３】この発明による２次元圧電アクチュエータの第２実施例の破断投影図を描く図。
【図４】所謂インチワーム・アクチュエータの運動を示す図。
【図５】内板３０に平行な平面での、２次元圧電アクチュエータの第３実施例の断面を示す図。
【図６】光学部材を支持するための取付けフレームおよび関連する２次元圧電アクチュエータを示す図。
【符号の説明】
Ｃ  目標部分
Ｅｘ  ビーム拡大器
ＩＬ  照明システム
ＬＡ  放射線源
ＭＡ  マスク
ＭＴ  支持構造体
ＰＢ  投影ビーム
ＰＬ  投影システム
Ｗ  基板
ＷＴ  基板テーブル
１０  圧電アクチュエータ
１１  取付けフレーム
１３  光学部材
１７  膜状部分
１８  スポーク
２０  外板
２５  外板
３０  内板
３５  圧縮手段
４０  圧電堆
４２  第１層
４３  第２層
４４  第３層
５０  中央ピン
５５  中央切欠き
３００  内板
４００  圧電堆
４０１  圧電堆
６００  中央切欠き
【図１】
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【図２】
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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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