Source: https://patents.google.com/patent/JP3971868B2/en
Timestamp: 2019-11-15 06:47:54
Document Index: 663870528

Matched Legal Cases: ['art 45', 'art 51', 'art 65', 'art 65', 'art 65', 'art 147', 'art 149', 'art 147']

JP3971868B2 - Positioning devices, and lithographic projection apparatus comprising the device - Google Patents
Positioning devices, and lithographic projection apparatus comprising the device Download PDF
JP3971868B2
JP3971868B2 JP20205199A JP20205199A JP3971868B2 JP 3971868 B2 JP3971868 B2 JP 3971868B2 JP 20205199 A JP20205199 A JP 20205199A JP 20205199 A JP20205199 A JP 20205199A JP 3971868 B2 JP3971868 B2 JP 3971868B2
JP20205199A
JP2000056483A (en
ゲラルドウス，バウワー アドリアヌス
ロエロフ，ロープストラ エリク
クラース，ファン デル ショート ハルメン
ヴィルヘルムス アロイシウス，ヤンセン ヘンリクス
1998-07-17 Priority to EP98202406.9 priority Critical
1998-07-17 Priority to EP98202406 priority
1999-07-15 Application filed by エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． filed Critical エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ．
2000-02-25 Publication of JP2000056483A publication Critical patent/JP2000056483A/en
2007-09-05 Publication of JP3971868B2 publication Critical patent/JP3971868B2/en
本発明は、第１部分と、第１部分に対してローレンツ力モータシステムにより移動可能とされた第２部分とを含んで成る位置決め装置に関する。 The present invention includes a first portion, to a positioning device comprising a second part which is movable by Lorentz force motor system with respect to the first portion. さらに詳しくは、本発明は、 More particularly, the present invention is,
放射投影ビームを供給する放射システムと、 A radiation system for supplying a projection beam of radiation,
マスクを保持するマスクホルダを備えた第１の物体支持可動テーブルと、 A first object support movable table with a mask holder for holding a mask,
基体を保持する基体ホルダを備えた第２の物体支持可動テーブルと、 A second object support movable table having a substrate holder for holding a substrate,
基体のターゲット部分上にマスクの照射部分を結像するための投影システムとを含んでなる平板印刷投影装置に含まれた装置に関する。 It relates to a device included in the lithographic projection apparatus comprising a projection system for imaging an irradiated portion of the mask onto a target portion of the substrate.
簡単化のために投影システムは以下の説明で「レンズ」と称するが、この用語は、例えば屈折光学、反射光学、反射屈折光学系および荷電粒子光学を含む各種形式の投影システムを包含するものと広義に解釈されるべきである。 A projection system for simplicity is referred to as the "lens" in the following description, the term including refractive optics, reflective optics, and intended to include the projection system for various formats, including a catadioptric system and a charged particle optical It should be broadly interpreted. この投影システムは、放射投影ビームの方向決め、成形、または制御に対するこれらの原理のいずれかにより作動される部材を含むことができ、それらの部材も以下の説明で集合的に、または単独でレンズと称される。 The projection system, determines the direction of the projection beam of radiation, shaping, or can include a member actuated by any of these principles for controlling, collectively also their members in the following description, or alone lens I called. さらに、第１の物体支持テーブルおよび第２の物体支持テーブルは、それぞれ「マスクテーブル」および「基体テーブル」と称される。 Further, the first object support table and the second object support table, respectively referred to as a "mask table" and the "substrate table". さらに、この平板印刷装置は２以上のマスクテーブルおよび（または）２以上の基体テーブルを有する形式のものとし得る。 Further, the lithographic apparatus may be those of the type having two or more mask tables and (or) 2 or more base tables. このような多段装置においては、追加のテーブルを並列に使用でき、１以上の段階で予備段階が遂行される一方、他の１以上の段階が露光のために使用される。 In such a multi-stage device can use the additional tables in parallel, while the preliminary step is performed in one or more stages, one or more other stages are being used for exposure. ２ステージ式平板印刷装置は、例えば国際特許出願ＷＯ９８／２８６６５および同ＷＯ９８／４０７９１に記載されている。 2-stage type lithographic apparatus are described, for example, in International Patent Applications WO98 / 28665 and ibid WO98 / 98/40791.
平板印刷投影装置は、例えば集積回路（ＩＣ）の製造に使用できる。 Lithographic projection apparatus can be used, for example in the manufacture of integrated circuits (IC). その場合、マスク（焦点板）は個々のＩＣ層に対応した回路パターンを含むことができ、このパターンを感光性材料（レジスト）層を被覆された基体（シリコンウェーハ）のターゲット面積部分（ダイ）の上に結像することができる。 In that case, the mask (focusing screen) may contain a circuit pattern corresponding to an individual IC layer, a target area portion of the pattern a photosensitive material (resist) layer coated substrate (silicon wafer) (Die) it can be imaged on top of. 一般に単一のウェーハは、焦点板により１回に１つずつ連続的に照射される隣接したダイのネットワーク全体を含む。 In general a single wafer will contain a whole network of the die adjacent are successively irradiated, one at a time by the focusing screen. 或る形式の平板印刷投影装置においては、１回の行程で焦点板の全パターンをダイに露光することで、各ダイが照射される。 In lithographic projection apparatus some form, by exposing an entire pattern of the focusing in the die in a single stroke, each die is irradiated. このような装置は一般にウェーハステッパと称される。 Such apparatus is commonly referred to as a wafer stepper. 一般にステップ−アンド−スキャン装置と称される代替装置においては、投影ビームの下で与えられた基準方向（「走査」方向）に焦点板パターンを順次に走査する一方、同期してその方向と平行に、または非平行にウェーハテーブルを走査することで、各ダイが照射される。 Generally step - and - parallel in referred alternate apparatus and scanning apparatus, while sequentially scanning the focusing screen pattern in a given reference direction under the projection beam (the "scanning" direction), and its direction in synchronism to, or non-parallel by scanning the wafer table, each die is irradiated. 一般に投影システムは倍率数Ｍ（一般に＜１）を有するので、ウェーハテーブルを走査する速度Ｖは焦点板テーブルが走査される速度をＭ倍した速度となる。 Since in general, the projection system having a magnification number M (generally <1), the speed V of scanning the wafer table is the rate at which the speed at which the focusing screen table is scanned to M times. 本明細書に記載するように、平板印刷装置に関するさらに詳しい情報は、国際特許出願ＷＯ９７／３３２０５から得ることができる。 As described herein, further information about the lithographic apparatus may be obtained from the International Patent Application WO97 / 33205.
平板印刷装置は、例えば紫外光（ＵＶ）、超紫外光、Ｘ線、イオンビームまたは電子ビームのような各種形式の放射投影を使用できる。 Lithographic apparatus, for example, ultraviolet light (UV), extreme ultraviolet light, X-rays, the radiation projection of various types, such as ion beams or electron beams can be used. 使用する放射形式および装置の特定な設計条件に応じて、投影システムは例えば屈折、反射または反射屈折とすることができ、またガラス質要素、斜め入射反射鏡、選択複層被覆（selective multi-layer coating）、磁界レンズおよび（または）静電界レンズその他を含むことができる。 Depending on the specific design criteria of the radiation type and the apparatus used, the projection system including refractive, can be reflective or catadioptric, also vitreous element, oblique incidence reflection mirror, select multilayer coating (selective multi-layer coating), and may include other magnetic lens and (or) an electrostatic field lenses. この装置は真空中で作動する要素を含むことができ、したがって真空中で使用できる。 The device may include an element that operates in a vacuum, thus can be used in a vacuum. 上述したように、この装置は一以上の基体テーブルおよび（または）マスクテーブルを有することができる。 As described above, the device may have one or more base tables and (or) the mask table.
ローレンツモータを使用した位置決め装置はＥＰ−Ｂ０３４２６３９により周知である。 Positioning device using a Lorentz motor is known from EP-B0342639. 周知の位置決め装置の第１部分はスライドを含み、このスライドはサーボモータによってＸ方向およびＹ方向に比較的長い距離にわたって比較的低い精度のもとに移動することができる。 The first part of the known positioning device comprises a slide, the slide can be moved to the original relatively low accuracy over a relatively long distance in the X and Y directions by a servo motor. 第２部分は基体ホルダを含み、この基体ホルダはローレンツ力モータによって相互に独立した６自由度で比較的短い距離にわたり比較的高い精度で第１部分に対して移動することができる。 The second portion includes a substrate holder, the substrate holder can be moved relative to the first portion with a relatively high accuracy over relatively short distances in six degrees of freedom independently of one another by Lorentz-force motors. ローレンツ力モータシステムを使用することで、第１部分および第２部分の機械的接触、および第１部分から第２部分への機械的振動の伝達は制限される。 By using the Lorentz force motor system, mechanical contact of the first and second parts, and transmission of mechanical vibrations from the first portion to the second portion is limited. この結果、周知の位置決め装置で高い位置決め精度を得ている。 As a result, to obtain a high positioning accuracy in a known positioning apparatus. 周知の位置決め装置の一実施例は、第２部分に、垂直なＺ方向と平行な方向の支持力を与える永久磁石システムをさらに含んでいる。 One embodiment of the known positioning device, the second part further comprises a permanent magnet system for providing a supporting force in the vertical Z-direction parallel to the direction. これは、ローレンツ力モータシステムで発生されるローレンツ力によって、垂直なＺ方向に第２部分を支持する必要性を排除するのであり、このような支持が必要とされるならばローレンツ力モータのコイルにおいて大エネルギーの消費がもたらされることになる。 This is because the Lorentz force generated by the Lorentz force motor system is than eliminating the need for supporting a second portion perpendicular to the Z-direction, the Lorentz force motor coil if such support is required so that the consumption of large energy is brought in. したがって、ローレンツ力モータは第２部分を移動させるだけに使用されるので、ローレンツ力モータの電気コイルにおけるエネルギー消費はかなり減少される。 Therefore, since the Lorentz force motor is used only to move the second portion, the energy consumption in the electric coils of the Lorentz-force motors is considerably reduced.
周知の位置決め装置の欠点は、第１部分と第２部分との距離がＺ方向に変化すると別の永久磁石システムの支持力の強さがかなり変化するので、該別の永久磁石システムは実質的にＺ方向においてかなり大きな磁気的剛性を有するということである。 A disadvantage of the known positioning device, the distance between the first and second portions varies considerably the strength of the supporting force of another permanent magnet system if changes in the Z-direction, the permanent magnet system of said another substantial it is that they have a fairly large magnetic rigidity in the Z direction. この剛性の結果として、該別の永久磁石システムと第２部分の移動質量とによって形成される質量ばねシステムはＺ方向にむしろ高い固有振動数を示すことになり、第１部分から第２部分へ実質的に機械的振動を伝達することになる。 As a result of this rigidity, mass-spring system formed by the moving mass of the permanent magnet system and a second portion of said further becomes to show high natural frequency rather in the Z-direction, from the first portion to the second portion It will transmit substantially mechanical vibration. これは周知の位置決め装置の位置決め精度に悪影響を与える。 This adversely affects the positioning accuracy of the known positioning apparatus.
本発明の目的は、周知の位置決め装置における上述した欠点を軽減した位置決め装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a positioning device which reduces the drawbacks described above in known positioning device.
本発明によれば、第１部分と、第１部分に対してローレンツ力モータシステムにより移動可能とされた第２部分とを含んで成る位置決め装置であって、 According to the present invention, a first portion, a positioning device comprising a second part which is movable by Lorentz force motor system with respect to the first portion,
第１部分に対して、第２部分は少なくとも１つのガスシリンダによりＺ方向に支持されており、前記ガスシリンダは、 The first part is supported in the Z direction by the second part at least one gas cylinder, the gas cylinder,
圧力室を有し、第１部分に連結されているハウジングと、 Has a pressure chamber, a housing is connected to the first portion,
第２部分に連結され、また圧力室内でＺ方向に移動可能なピストンであって、Ｚ方向と直角な方向に前記ハウジングに対して軸支されたピストンとを含んで成ることを特徴とする位置決め装置が提供される。 Is connected to the second portion, also a piston movable in the Z direction by the pressure chamber, positioning, characterized in that it comprises a piston which is axially supported relative to the housing in the Z direction and the direction perpendicular apparatus is provided.
本明細書で引用するガスシリンダは、（摩擦のない）空気シリンダとも称される。 Gas cylinder cited herein, (without friction) also called air cylinder. 上述のようにガスシリンダを使用することで第２部分は空気圧支持力により第１部分に対して支持されるのであり、この空気圧支持力は圧力室内のガス圧力によって定まる。 Second part by using a gas cylinder as described above are being supported relative to the first portion by the air pressure supporting force, the pneumatic supporting force is determined by the gas pressure in the pressure chamber. 供給圧力およびピストン面積を適切に選ぶことにより、ピストンがＺ方向に移動するときのガスシリンダの空気圧支持力が実質的に一定のままに維持されることが達成される。 By appropriately choosing the supply pressure and the piston area, piston air bearing capacity of the gas cylinder is achieved that is maintained to a substantially constant when moving in the Z direction. ピストンはガスシリンダのハウジングに対してＺ方向に例えば静止ガス軸受によって直角な方向に軸支されているので、ピストンは実質的に摩擦を生じることなくＺ方向に移動することができ、これによりガスシリンダの比較的一定した支持力はピストンに作用する静的ガス軸受の摩擦力による影響を実質的に受けない。 The piston is axially supported in a direction perpendicular with the Z-direction, for example, a stationary gas bearing relative to the housing of the gas cylinder, the piston can be moved in the Z direction without causing substantial friction, thereby the gas relatively constant supporting force of the cylinder is substantially unaffected by the frictional force of the static gas bearing acting on the piston.
本発明においては、重力補正装置として作用するガスシリンダは、垂直方向（または他の意図される方向）の固定的な投影面積部分を有する可動ピストンの横断面に作用する圧縮ガス（例えば圧縮空気）を与えることによって機能する。 In the present invention, a gas cylinder, which acts as a gravity compensation device, the compressed gas acting on the cross section of the movable piston with a fixed projected area portion of the vertical direction (or other intended direction) (e.g., compressed air) it functions by giving. この面積部分は、単一の物理的表面で与えることができるが、多数の物理的表面に分散することもでき、または２つの対向する表面の面積差とすることもできる。 The surface areas, which can be given in a single physical surface, can also be distributed to a number of physical surfaces, or may be a differential area between two opposing surfaces. この面積部分に作用する圧力によって与えられる釣り合い力は、支持部分（例えばマスクまたは基体ホルダ）の水平、垂直、ピッチ、ヨウまたはロール運動に拘わらずに、できるだけ一定に近い状態に維持されねばならず、その作用点は支持部分に対して固定的に維持されねばならない。 Counterbalance force provided by the pressure acting on the area portion, the horizontal support portion (e.g. the mask or substrate holder), the vertical, pitch, regardless of the iodine or roll motion, must be maintained in a state as close as possible to constant , the working point must be fixedly maintained with respect to the support portion.
本発明による位置決め装置の特定の実施例において、第２部分はピストンに対して別の静的ガス軸受によってＺ方向に支持され、これにより第２部分はＺ方向と直角な方向へ移動できるようにピストンの支持面上を案内される。 In certain embodiments of the positioning device according to the present invention, the second portion is supported in the Z direction by another static gas bearing with respect to the piston, thereby to second part can be moved in the Z direction and the direction perpendicular guided on the supporting surface of the piston. 別の静的ガス軸受を使用することで、第２部分は実質的にピストンの支持面上で摩擦を生じることなくＺ方向と直角な方向へ移動できる。 The use of different static gas bearing, the second part is movable substantially in the Z direction perpendicular direction without causing friction on the support surface of the piston.
本発明による位置決め装置の他の実施例において、弾性変形可能な連結部材によって第２部分に取付けられると共に前記別の静的ガス軸受によってピストンの支持面上に支持された中間部分を位置決め装置は備えており、この連結部材はＺ方向には実質的に変形不能であるが、Ｚ方向と直角な、相互に直交する２つの曲げ軸線のまわりに曲げ可能である。 In another embodiment of the positioning device according to the present invention, the positioning device a supported intermediate portion on the support surface of the piston by said another static gas bearing together is attached to the second part by an elastically deformable connecting member comprises and, the connecting member is in the Z direction that is substantially undeformable, Z direction perpendicular, can be bent around the two bending axes perpendicular to each other. 中間部分を使用することにより、第２部分は第１部分に対して第１回転軸線および第２回転軸線のまわりで回転自由である。 By using an intermediate part, the second part is free to rotate about the first rotation axis and the second axis of rotation relative to the first portion.
本発明により任意であるが、支持面を備え且つ（実質的に）球形静的ガス軸受によってピストンに対してＺ方向に支持された中間部分を位置決め装置は含んで成る。 Optionally the present invention, and a support surface (substantially) the positioning device an intermediate portion which is supported in the Z direction relative to the piston by spherical static gas bearing comprises comprise. この中間部分および球形静的ガス軸受を使用することにより、第２部分は第１部分に対して第１回転軸線および第２回転軸線のまわりで回転自由である。 The use of this intermediate portion and the spherical static gas bearing, the second part is free to rotate about the first rotation axis and the second axis of rotation relative to the first portion. 摩擦がないという球形ガス軸受の特徴は、第２部分がガスシリンダによる影響を受けずにピッチおよびロール運動できるようにさせる。 Characterized spherical gas bearing that friction is not, the second portion causes the can pitch and roll movement without being affected by the gas cylinder.
同様に本発明により任意であるが、位置決め装置は３つのガスシリンダと、ローレンツ力モータシステムに属する３つのＺ−ローレンツ力モータとを備えており、作動において各Ｚ−ローレンツ力モータは実質的に動的なローレンツ力を第２部分に対してＺ方向に、ガスシリンダで与えられる実質的に静的な力と平行に作用させる。 Optionally similarly by the present invention, the positioning device and the three gas cylinders, and a three Z- Lorentz-force motors which belong to the Lorentz force motor system, the Z- Lorentz-force motors are substantially at the operating dynamic Lorentz force in the Z direction relative to the second portion, to act in parallel with the substantially static force provided by the gas cylinder. ３つのガスシリンダは、例えば重力加速度に抗して、第１部分に対する第２部分のＺ方向における安定した静的な定められた支持を行う。 Three gas cylinders, for example against gravitational acceleration, perform stable static defined support in the Z direction of the second portion to the first portion. ３つのＺ−ローレンツ力モータにより、第２部分は第１部分に対してＺ方向に移動でき、また第１回転軸線および第２回転軸線のまわりに回転することができる。 By three Z- Lorentz-force motors, the second part can be rotated around the first portion relative to move in the Z direction and the first rotation axis and the second axis of rotation. 各々のガスシリンダはＺ−ローレンツ力モータの一部として組込むことができるので、実用的で小型の位置決め装置が得られる。 Since each of the gas cylinders can be incorporated as part of Z- Lorentz-force motors, compact positioning apparatus to obtain practical.
本発明による位置決め装置のさらに他の実施例においては、その位置決め装置の駆動ユニットによって第１部分は位置決め装置の基部に対して少なくともＸ方向に移動できる。 In yet another embodiment of the positioning device according to the present invention, the first portion by the drive unit of the positioning device is movable at least in X-direction relative to the base of the positioning device. この実施例では、第１部分は位置決め装置の基部に対して、前記駆動ユニットにより比較的低い精度で比較的長い距離を移動できるのに対し、第２部分はローレンツ力モータシステムにより第１部分に対して比較的短い距離を比較的高い精度で移動できる。 In this embodiment, relative to the base of the first part is the positioning device, whereas can move relatively long distances at relatively low precision by the drive unit, the second portion to the first portion by the Lorentz force motor system It can move with relatively high accuracy the relatively short distance for. この結果、比較的大きい寸法を有さねばならない駆動ユニットは、位置決め精度が比較的低い比較的簡単な形式のものとすることができるのに対し、比較的正確なローレンツ力モータの寸法は制限できる。 As a result, relatively large size must have a drive unit, whereas can be of relatively low relatively simple form the positioning accuracy, the dimensions of the relatively accurate Lorentz-force motors can be limited .
本発明による平板印刷装置においては、物体支持テーブルの少なくとも１つは上述したような位置決め装置を含み、基体またはマスクホルダが位置決め装置の第２部分に固定される。 In lithographic apparatus according to the present invention, at least one of the object support table includes a positioning device as described above, the substrate or mask holder is fixed to the second part of the positioning device. 本発明による位置決め装置の有利な特徴は、本発明による平板印刷装置において特定な方法で顕在化されるのであり、機械的振動の基体またはマスクホルダへの伝達は可能な限り排除される。 Advantageous features of the positioning device according to the present invention is being manifested in a particular way in the lithographic device according to the present invention, the transfer to the substrate or mask holder mechanical vibrations are eliminated as much as possible. このことは、基体またはマスクホルダが投影システムに位置決めすることのできる精度に好ましく作用し、またマスク上のパターンまたはサブパターンが基体上に結像される精度に対して好ましく作用する。 This is preferably acts on the accuracy that can be substrates or mask holder is positioned in the projection system, also acting preferably against precision pattern or sub-pattern on the mask is imaged onto a substrate.
本発明の他の見地によれば、 According to another aspect of the present invention,
基体のターゲット部分上にマスクの照射部分を結像するための投影システムとを含んでなる平板印刷投影装置を使用した装置を製造する方法であって、 A method of manufacturing a device using a lithographic projection apparatus comprising a projection system for imaging an irradiated portion of the mask onto a target portion of the substrate,
放射感応材料の層で少なくとも部分的に覆われた基体を準備する段階と、 Preparing a least partially covered by a substrate with a layer of radiation-sensitive material,
パターンを含むマスクを準備する段階と、 Preparing a mask including a pattern,
マスクパターンの少なくとも一部分の像を放射感応材料の層のターゲット面積部分上に投影する段階とを含み、 At least a portion of the image of the mask pattern and a step for projecting onto a target area portion of the layer of radiation-sensitive material,
像を投影する前記段階時にマスクおよび基体の少なくとも一方が請求項１から請求項１０までのいずれか一項に記載された位置決め装置を使用して位置決めされることを特徴とする製造方法が提供される。 Wherein at least one of the mask and the substrate during step there is provided the manufacturing method characterized in that it is positioned using a positioning device according to any one of claims 1 to 10 for projecting an image that.
本発明による平板印刷投影装置を使用した製造方法においては、エネルギー感応材料（レジスト）の層で少なくとも部分的に覆われた基体上にマスクのパターンが結像される。 In the manufacturing method using lithographic projection apparatus according to the present invention, is at least partially covered by the substrate on the mask pattern with a layer of energy-sensitive material (resist) is imaged. この結像段階に先行して、基体は各種の処理、例えば下処理（primping）、レジスト被覆、および軟焼成（soft bake）を施される。 Prior to this imaging step, the substrate various processes, for example under processing (primping), applied resist coating and soft baking the (soft bake). 露光の後、基体は、例えば露光後焼成（ＰＥＢ）、現像、硬焼成（hard bake）および結像形状の測定／検査のような他の処理を施される。 After exposure, the substrate, for example, post-exposure bake (PEB), development, is subjected to a hard baking (hard bake) and other processes such as the measurement / inspection of the imaged shape. この処理配列は、装置の個別の層、例えばＩＣをパターン化する基本として使用される。 This process sequence is used individual layer of a device, eg an IC as a basis to pattern. このようなパターン化された層は、その後にエッチング、イオン注入（ドーピング）、金属化、酸化、化学−機械研磨などの各種の処理を施されることができるのであり、これらの処理の全ては個別の層を仕上げるために意図される。 Such a patterned layer may then etching, ion-implantation (doping), metallization, oxidation, chemical - and as it can be subjected to various processing such as mechanical polishing, all of these processes It is intended to finish an individual layer. 幾つかの層が必要とされるならば、全ての処理、またはその変形処理が新しい層の各々に対して繰返されねばならない。 If several layers are required, all of the processing, or variations thereof processing must be repeated for each new layer. 結局、装置配列が基体（ウェーハ）上に与えられる。 Eventually, the device array is provided on the substrate (wafer). これらの装置はその後ダイシングまたはソーイング（鋸引）のような技術によって互いに切離され、これにより個々の装置のキャリヤに対する取付け、ピニオン対する連結、などが可能とされる。 These devices are then separated from one another by a technique such as dicing or sawing (sawing), mounted thereby for the carrier of each device, the pinion against coupling, and thus ensuring the. このような処理に関する更なる情報は、例えば「マイクロチップ製造：半導体処理の実用的な手引（Microchip Fabrication: A PracticalGuide to Semiconductor Processing）」第３版、ピーター・ファン・ツァント（Peter van Zant）著、マグローヒル出版社、１９９７、ＩＳＢＮ０−０７− Further information regarding such processes, for example, "Microchip Fabrication: A Practical guidance semiconductor processing (Microchip Fabrication: A PracticalGuide to Semiconductor Processing)", Third Edition, by Peter van Zandt (Peter van Zant) al, McGraw-Hill publishing Co., 1997, ISBN0-07-
０６７２５０−４、から得られる。 067250-4, obtained from.
ＩＣ製造における本発明の装置の使用を本明細書で特別に引用するが、この装置は他の多くの適用例を有するということを明確に理解しなければならない。 Specially citing the use of the apparatus of the present invention herein in IC manufacturing, this device must clearly understand that has many other applications. 例えば、一体化された光学システム、磁気領域記憶装置のための案内および検出パターン、液晶標示パネル、薄膜磁気ヘッドなどの製造に使用できる。 For example, integrated optical systems, can be used guidance and detection patterns for magnetic domain memory, a liquid crystal indication panel, the manufacture of thin-film magnetic head. 当業者は、それらの代替適用例に関しては、本明細書で使用される「焦点板」、「ウェーハ」、または「ダイ」のいずれの用語も、それぞれ「マスク」、「基体」および「ターゲット面積部分」という一般的な用語に置換えて考えねばならないことを認識するであろう。 Those skilled in the art, for their alternative applications, "focusing screen" as used herein, any of the terms "wafer" or "die", respectively "mask", "substrate" and "target area those skilled in the art will recognize that which must be considered by replacing the general term portion ".
本明細書において、「放射」および「投影ビーム」という用語は、非限定的に紫外線放射、ＥＶＵ、Ｘ線、電子およびイオンを含むあらゆる形式の電磁放射または粒子フラックスを包含するのに使用される。 As used herein, the term "radiation" and "projection beam" includes, but is not limited to ultraviolet radiation, is used EVU, X-rays, to include electromagnetic radiation or particle flux in any form, including electrons and ions .
本発明は以下に代表的な実施例を参照し、また添付概略図を参照して説明される。 The present invention with reference to exemplary embodiments hereinafter and are explained with reference to the accompanying schematic.
各図において、同じ部分は同じ符号で識別されている。 In each figure, the same parts are identified with the same reference numerals.
図１は本発明による平板印刷装置を示しており、この平板印刷装置はいわゆる「ステップ−アンド−スキャン」原理による光学式平板印刷処理および結像方法によって集積半導体回路を製造するのに使用できる。 Figure 1 shows a lithographic apparatus according to the present invention, the lithographic apparatus so can be used to produce the integrated semiconductor circuit by the "Step - Scan - and" Optical lithographic processing and imaging method according to the principles. 図１に示すように、この平板印刷装置は枠１を含んで成り、この枠１は垂直なＺ方向と平行に見て、位置決め装置３および基体ホルダ５を含む第２の物体支持テーブルと、投影システム７と、別の位置決め装置９およびマスクホルダ１１を含む第１の物体支持テーブルと、放射システム１３とを連続的に支持している。 As shown in FIG. 1, the lithographic apparatus comprises a frame 1, the frame 1 is viewed parallel to the Z-direction perpendicular, and the second object support table comprising a positioning device 3 and the substrate holder 5, a projection system 7, a first object support table including a different positioning device 9 and the mask holder 11, is continuously supporting the radiation system 13. 図１に示す平板印刷装置は光学式平板印刷装置であり、放射システム１３は放射源１５を含んでいる。 Lithographic apparatus shown in FIG. 1 is an optical lithographic device, the radiation system 13 includes the radiation source 15. 基体ホルダ５はＺ方向と直角な方向へ延在した支持面１７を含み、作動において主にディスク形状の半導体基体１９がＺ方向と直角な所定位置でこの支持面上に保持することができる。 Substrate holder 5 can comprise a support surface 17 extending in the Z direction perpendicular directions, the semiconductor body 19 of mainly disc-shaped in operation is held on the supporting surface in the Z-direction perpendicular position. 以下に非常に詳細に説明される位置決め装置３の駆動ユニット２１は、相互に直交するＸ、ＹおよびＺ方向へ、基体ホルダ５を投影システム７に対して移動させるのに使用できる。 The drive unit 21 of the positioning device 3 which is explained in greater detail below, X perpendicular to each other, the Y and Z directions can be used to move the substrate holder 5 relative to the projection system 7.
投影システム、すなわち結像ユニット７は像形成装置であり、Ｚ方向と平行に指向された光軸２５を有する光学レンズ系２３を含み、および、例えば４または５という値の光学的縮小率を有する。 The projection system, i.e. the imaging unit 7 is an image forming apparatus includes an optical lens system 23 having an optical axis 25 which is oriented parallel to the Z-direction, and has an optical reduction ratio value of for example 4 or 5 . マスクホルダ１１はＺ方向と直角な方向へ延在する支持面２７を含み、作動においてマスク２９がＺ方向と直角な所定位置でこの支持面上に保持することができる。 Mask holder 11 can include a support surface 27 which extends in the Z direction perpendicular directions, the mask 29 in operation is held on the supporting surface in the Z-direction perpendicular position. マスク２９は集積半導体回路のパターンまたはサブパターンを有する。 Mask 29 having a pattern or sub-pattern of an integrated semiconductor circuit. マスクホルダ１１は、図１に概略的に示すだけの別の位置決め装置９の駆動ユニット３１によって少なくともＸ方向へ、投影システム７に対して移動できる。 Mask holder 11, to at least the X direction by another drive unit 31 of the positioning device 9 only shown schematically in Figure 1, can be moved relative to the projection system 7.
作動において、放射源１５から放射された放射ビームはマスク２９を通過し（または反射される）、レンズシステム２３によって半導体基体１９上に結像される。 In operation, the radiation beam emitted from the radiation source 15 passes through a mask 29 (or reflected), is imaged on the semiconductor substrate 19 by the lens system 23. 半導体基体１９は多数の分離領域を有しており、この領域に同じ半導体回路が形成できる。 The semiconductor body 19 has a number of isolation regions, the same semiconductor circuit in this region can be formed. このために、半導体基体１９の領域はマスク２９を通して連続して露光される。 For this, the region of the semiconductor substrate 19 are successively exposed through a mask 29. 半導体基体１９の個別の領域を露光する間、半導体基体１９を備えた基体ホルダ５およびマスク２９を備えたマスクホルダ１１はそれぞれ位置決め装置３および別の位置決め装置９によって投影システム７に対してＸ方向に同期して移動され、これによりマスク２９のパターンまたはサブパターンが走査される。 During exposure of the individual regions of the semiconductor substrate 19, X-direction relative to the projection system 7 by the substrate holder 5 and each mask holder 11 is positioning device 3 and the further positioning device 9 with a mask 29 having a semiconductor body 19 synchronously moved in, thereby the pattern or sub-pattern of the mask 29 is scanned.
半導体基体１９の個別の領域が露光される度に、半導体基体１９を備えた基体ホルダ５を位置決め装置３によってＸ方向および（または）Ｙ方向へ移動させることにより、半導体基体１９の引続く領域が投影システム７に対して位置決めされる。 Each time the individual regions of the semiconductor substrate 19 is exposed by moving the X-direction and (or) Y direction by the substrate holder 5 the positioning device 3 which includes a semiconductor substrate 19, the subsequent region of the semiconductor substrate 19 It is positioned relative to the projection system 7. この方法は異なるマスク毎に多数回にわたり繰返され、積層構造を有する複雑な集積半導体回路が得られる。 This method is repeated over a large number of times for different masks, complex integrated semiconductor circuit having a multilayer structure is obtained.
平板印刷装置で製造される集積半導体回路は、ミクロン以下のレンジの詳細寸法である構造を有する。 Integrated semiconductor circuit manufactured by lithographic device have a structure which is detailed dimensions of the following ranges microns. 半導体基体１９は多数の異なるマスクを通して連続的に露光されるので、マスクに形成されているパターンは同様にミクロン以下のレンジ、またはナノメータのレンジの精度で半導体基体１９上に連続的に結像されねばならない。 Since the semiconductor body 19 is continuously exposed through a number of different masks, the pattern formed on the mask is successively imaged onto the semiconductor substrate 19 by similarly submicron range or nanometer range accuracy, Ne must. これを達成するために、２つの連続する露光段階の間で、基体ホルダ５は投影システム７に対して同等の精度で位置決めされねばならず、露光段階においても基体ホルダ５およびマスクホルダ１１は同等の精度で投影システム７に対して同期して移動されねばならない。 To accomplish this, between two successive exposure steps, the substrate holder 5 is not must be positioned with comparable accuracy relative to the projection system 7, the substrate holder 5 and the mask holder 11 also in the exposure step is equivalent It must be moved synchronously with respect to the projection system 7 of accuracy. したがって位置決め装置３の位置決め精度、および別の位置決め装置９の位置決め精度は、非常に高度の要求に合致しなければならない。 Therefore the positioning accuracy of the positioning accuracy of the positioning device 3, and another positioning device 9 must meet very high requirements.
図２に示すように、本発明による位置決め装置３の駆動ユニット２１は２つの線形Ｘモータ３３，３５を含み、これらのモータの各々は、Ｘ方向と平行に延在し且つ位置決め装置３の基部３７に固定されているステータ３９，４１と、このステータ３９，４１に沿って移動可能な移動部４３，４５とを含んで成る。 As shown in FIG. 2, the drive unit 21 of the positioning device 3 according to the present invention comprises two linear X-motors 33 and 35, each of these motors, and the base of the positioning device 3 extending parallel to the X-direction and in that the stator 39 and 41 fixed to 37, comprising a movable portion 43, 45 movable along the stator 39, 41. 基部３７は平板印刷装置の枠１に固定されている。 The base 37 is fixed to the frame 1 of the lithographic device. 駆動ユニット２１はさらに線形Ｙモータ４７を含み、このモータはＹ方向と平行に延在するステータ４９と、このステータ４９に沿って移動可能な移動部５１とを含んで成る。 The drive unit 21 comprises further a linear Y motor 47, this motor is a stator 49 which extends parallel to the Y-direction, comprising a movable portion 51 movable along the stator 49. ステータ４９は第１端部５３に近い部分で線形Ｘモータ３３の移動部４３に固定され、第２端部５５に近い部分で線形Ｘモータ３５の移動部４５に固定されている。 The stator 49 is fixed to the moving part 45 of the moving unit 43 is fixed, linear X motors 35 at a portion close to the second end 55 of the linear X-motor 33 at a portion near the first end 53.
図３に示すように位置決め装置３は、いわゆるエアーフット５９を備えた第１部分５７をさらに含んでいる。 Positioning device 3 3 further includes a first portion 57 having a so-called air foot 59. エアーフット５９はガス軸受（簡単化のために図示せず）を含んでおり、このガス軸受によって第１部分５７はＺ方向と直角な方向へ延在する基部３７の案内面６１上を移動できるようにされて、案内される。 Air foot 59 includes a gas bearing (not shown for simplicity), the first portion 57 by the gas bearing can move on the guide surface 61 of the base portion 37 which extends in the Z direction and the direction perpendicular is way, is guided.
図２および図３に示すように、第１部分５７は連結部材６３により線形Ｙモータ４７の移動部５１に連結されている。 As shown in FIGS. 2 and 3, the first portion 57 is connected by a connecting member 63 to the moving part 51 of the linear Y motor 47. 位置決め装置３は第２部分６５をさらに含み、この第２部分６５に平板印刷装置の基体ホルダ５が固定されている。 The positioning device 3 further includes a second portion 65, the substrate holder 5 of the lithographic device is secured to the second portion 65. 第２部分６５は、以下に非常に詳細に説明する３つの支持ユニット６７，６９，７１によって第１部分５７に対して垂直なＺ方向に支持されている。 The second portion 65 is supported in the Z direction perpendicular to the first portion 57 by means of three supporting units 67, 69, 71 which as described in greater detail below. これは、ローレンツ力モータシステム７９，８１，８３，８５，８７によって第１部分５７に対してＸ、ＹおよびＺ方向に移動可能であり、且つまた前記ローレンツ力モータシステムによってそれぞれＸ、ＹおよびＺ方向と平行な第１、第２および第３回転軸線７３，７５，７７のまわりを回転できる。 It is movable relative to the first portion 57 by a Lorentz force motor system 79,81,83,85,87 X, Y and Z directions, and also, respectively, by the Lorentz force motor system X, Y and Z the first parallel to the direction can rotate about a second and third axis of rotation 73, 75, and 77. このために、ローレンツ力モータシステム７９，８１，８３，８５，８７は、Ｘ方向と平行なローレンツ力Ｆｘ、Ｙ方向と平行なローレンツ力Ｆｙ、および第３回転軸線７７のまわりのローレンツ力トルクＭｚを発生させるために、第２部分６５に対して取付けられた永久磁石システム７９（図２および図３だけに概略的に示している）と、第１部分５７に取付けられた電気コイルシステム８１とを含んで成る。 Therefore, Lorentz force motor system 79,81,83,85,87 is, X direction parallel to the Lorentz force Fx, Y-direction parallel to the Lorentz force Fy, and the third Lorentz force torque Mz about the axis of rotation 77 in order to generate a permanent magnet system 79 which is attached (schematically shown only in FIGS. 2 and 3) relative to the second portion 65, the electric coil system 81 which is attached to the first portion 57 comprising a.
ローレンツ力モータシステム７９，８１，８３，８５，８７は３つのローレンツ力モータ８３，８５，８７をさらに含み、このローレンツ力モータ８３，８５，８７は図２および図３にだけ概略的に示し、またそれらの各々はそれぞれ３つの支持ユニット６７，６９，７１の１つに属している。 Lorentz force motor system 79,81,83,85,87 further comprises three Lorentz-force motors 83, 85, 87, the Lorentz force motor 83, 85, 87 are only schematically shown in FIGS. 2 and 3, Further, each of which respectively belong to one of the three supporting units 67, 69, 71. ローレンツ力モータ８３，８５，８７はまた各々が、第２部分６５に取付けられた永久磁石システム８９と、第１部分５７に取付けられた電気コイルシステム９５とを含んでいる。 Lorentz-force motors 83, 85, 87 also each include a permanent magnet system 89 which is attached to the second portion 65, and an electric coil system 95 which is attached to the first portion 57. ３つのローレンツ力モータ８３，８５，８７は各々がＺ方向と平行なローレンツ力Ｆｚを発生し、また協働して第１回転軸線７３のまわりのローレンツ力トルクＭｘおよび第２回転軸線７５のまわりのローレンツ力トルクＭｙを発生する。 Three Lorentz-force motors 83, 85, 87 each generates a Z direction parallel to the Lorentz force Fz, also cooperate to around Lorentz force torque Mx and second rotational axis 75 about the first rotation axis 73 to generate a Lorentz force torque My.
駆動ユニット２１の線形Ｘモータ３３，３５および線形Ｙモータ４７は比較的大きな寸法の比較的簡単な形式のものであり、したがって第１部分５７は駆動ユニット２１によって基部３７に対してＸ方向およびＹ方向へ比較的長い距離にわたり比較的低い精度で移動することができる。 Relatively a simple form intended, therefore first portion 57 is X-direction and Y relative to the base 37 by the drive unit 21 of the linear X-motor 33, 35 and the linear Y motor 47 is relatively large dimensions of the drive unit 21 it can be moved at a relatively low accuracy over a relatively long distance in the direction. 第１部分５７のこのような移動の間、第２部分６５はローレンツ力モータシステム７９，８１，８３，８５，８７の適切なローレンツ力によって第１部分５７に対する所定位置に保持されるが、この第２部分６５はまたローレンツ力モータシステム７９，８１，８３，８５，８７によって第１部分５７に対して６自由度で比較的短い距離を比較的高い精度で移動できる。 During such movement of the first portion 57, the second portion 65 is held in place relative to the first portion 57 by a suitable Lorentz force of the Lorentz force motor system 79,81,83,85,87, this the second portion 65 can also be moved at a relatively high accuracy a relatively short distance with six degrees of freedom relative to the first portion 57 by a Lorentz force motor system 79,81,83,85,87. したがって、この位置決め装置３は、粗い段階および微細段階（長いストロークおよび短いストローク）を有する２段階位置決め装置を構成する。 Therefore, the positioning device 3 constitutes a two-stage positioning device having a coarse stage and a fine stage (long stroke and short stroke).
図４は位置決め装置３の支持ユニット６７をさらに詳細に示している。 Figure 4 shows in more detail a supporting unit 67 of the positioning device 3. 支持ユニット６９，７１は支持ユニット６７と実質的に同じである。 Support units 69 and 71 are substantially the same as the supporting unit 67. 図４に示すように支持ユニット６７は、第１部分５７に固定されたハウジング９９を有するガスシリンダ９７と、第２部分６５に連結されたピストン１０１とを含んで成る。 Supporting unit 67 as shown in Figure 4, it comprises a gas cylinder 97 having a housing 99 secured to the first portion 57, and a piston 101 which is connected to the second portion 65. ハウジング９９内には圧力室１０３があり、この圧力室１０３内をＺ方向と平行な方向へ移動できるようにピストン１０１は案内される。 The housing 99 inside has a pressure chamber 103, the piston 101 as the pressure chamber 103 can be moved in the Z direction parallel to the direction is guided.
ピストン１０１は多数のガス通路１０５を含み、これらのガス通路はピストン１０１の底部１０７の付近で圧力室１０３と連通している。 The piston 101 includes multiple gas passages 105, these gas passages are in communication with the pressure chamber 103 in the vicinity of the bottom 107 of the piston 101. 静的ガス軸受１１１は多数の側部通路１０９を介してガス通路１０５に連結されており、このガス軸受は圧力室１０３の内壁１１３とピストン１０１の外壁１１５の間に配置されている。 Static gas bearing 111 is connected to a gas passage 105 through a plurality of side passages 109, the gas bearing is disposed between the outer wall 115 of the inner wall 113 and the piston 101 of the pressure chamber 103. ピストン１０１は静的ガス軸受１１１によってＺ方向と直角な方向にハウジング９９に対して軸支されている。 The piston 101 is axially supported relative to the housing 99 in the Z-direction perpendicular directions by the static gas bearing 111.
このようにして第２部分６５は、３つの支持ユニット６７，６９，７１のガスシリンダ９７の圧力室１０３内に存在するガス圧で定まる空気圧支持力によってＺ方向に第１部分５７に対して支持される。 The second portion 65 in this manner, the support relative to the first portion 57 in the Z direction by a pneumatic supporting force which is determined by three gas pressure present in the pressure chamber 103 of the gas cylinder 97 of the supporting unit 67, 69, 71 It is. それ故に、Ｚ−ローレンツ力モータ８３，８５，８７のローレンツ力によって垂直なＺ方向に重力に抗して第２部分６５を支持することが不必要となるのであり、このような支持が必要とされるならばＺ−ローレンツ力モータ８３，８５，８７のコイル９５において大エネルギーの消費がもたらされることになる。 Therefore, Z- Lorentz force is it than longer necessary to support the second portion 65 against gravity in a vertical Z direction by Lorentz force of the motor 83, 85, 87, such support is required so that the consumption of large energy is effected in if it Z- coil 95 of the Lorentz-force motors 83, 85, 87 are. したがって位置決め装置３において、Ｚ−ローレンツ力モータ８３，８５，８７は第２部分６５を第１部分５７に対してＺ方向へ移動させ、また第２部分６５を第１部分５７に対して第１回転軸線７３のまわりおよび第２回転軸線７５のまわりに回転させるだけのために使用されることになり、これによりＺ−ローレンツ力モータ８３，８５，８７の電気コイルシステム９５におけるエネルギー消費はかなり減少する。 Therefore, in the positioning device 3, Z- Lorentz-force motors 83, 85, 87 moves in the Z direction of the second portion 65 relative to the first portion 57, also the second portion 65 relative to the first portion 57 1 will be used only for rotating around about and second rotational axis 75 of rotation axis 73, it is considerably reduced energy consumption in this way Z- electric coil system 95 of the Lorentz-force motors 83, 85, 87 to.
ガスシリンダで発生される力は、Ｚ方向のピストン位置に無関係に実質的に一定に保持されるので、ガスシリンダは剛性がゼロのばねとして振舞うことになる。 Force generated by a gas cylinder, which is maintained independently of substantially constant in the Z direction of the piston position, the gas cylinder will be rigid behaves as a zero spring. 懸垂質量「ばね」システムの固有振動数は本質的にゼロである。 Natural frequency of the suspended mass "spring" system is essentially zero. このような比較的低い固有振動数の結果として、第１部分５７から第２部分６５および基体ホルダ５へ至るＺ方向の機械的振動の伝達は可能な限り防止される。 As a result of such a relatively low natural frequency, transmission of mechanical vibrations in the Z-direction extending from the first portion 57 to second portion 65 and the substrate holder 5 is prevented as much as possible. 機械的振動は平板印刷装置の枠１に生じ得るのであり、例えば床の振動、位置決め装置３，９の反作用力、または音響振動によって引き起され得る。 Mechanical vibrations are than can occur to the frame 1 of the lithographic apparatus, for example, vibration of the floor can be caused reaction forces of the positioning devices 3 and 9, or by the acoustic vibration. 基体ホルダ５に対するこのような振動の伝達は、投影システム７に対する基体ホルダ５の位置に望ましくない精度不良をもたらす。 Substrate transfer of such vibrations to the holder 5, resulting in poor accuracy undesirable position of the substrate holder 5 relative to the projection system 7.
ピストン１０１は静的ガス軸受１１１によってＺ方向と直角な方向にハウジング９９に対して軸支されるので、ピストン１０１は実質的に摩擦を生じることなくＺ方向に移動できるのであり、これによりガスシリンダ９７の比較的小さい空気の剛性はピストン１０１に作用する静的ガス軸受１１１の摩擦力によって実質的に影響を受けることがない。 The piston 101 is journalled relative to the housing 99 in the Z-direction perpendicular directions by the static gas bearing 111, the piston 101 is as it can move in the Z direction without causing substantial friction, thereby the gas cylinder It is not substantially affected by the relatively small frictional force in the rigidity of the air static gas bearings 111 acting on the piston 101 of 97. その結果として、本発明による位置決め装置３はガスシリンダ９７を使用することで比較的高い位置決め精度を有する。 As a result, the positioning device 3 according to the invention has a relatively high positioning accuracy by using a gas cylinder 97. 永久磁石システム７９，８９と電気コイルシステム８１，９５との間に機械的接触が全くないので、また電気コイルシステム８１，９５に対する永久磁石システム７９，８９の移動が比較的小さい場合にはローレンツ力モータは実質的に変化しないローレンツ力を与えるという理由から、機械的振動が第１部分５７からローレンツ力モータシステム７９，８１，８３，８５，８７を経て第２部分６５へ伝達されることは実質的に全くないということも留意される。 Since there is no mechanical contact between the permanent magnet system 79 and 89 and the electrical coil system 81,95 and the Lorentz force when the movement of the permanent magnet system 79 and 89 is relatively small with respect to the electric coil system 81,95 the motor substantially because it gives a Lorentz force which does not change, it is substantially the mechanical vibration is transmitted to the second portion 65 through the Lorentz force motor system 79,81,83,85,87 from the first portion 57 is also noted that to no.
上述したように、３つのＺ−ローレンツ力モータ８３，８５，８７の各々はそれぞれ３つの支持ユニット６７，６９，７１の１つに属し、３つのガスシリンダ９７の各々はＺ−ローレンツ力モータの１つと共に支持ユニット６７，６９，７１を形成する。 As described above, the three Z- each respective Lorentz-force motors 83, 85, 87 belong to one of the three supporting units 67, 69, 71, the three gas cylinders 97 each of Z- Lorentz-force motors with one to form the support unit 67, 69, 71. 図４に示すように、Ｚ−ローレンツ力モータ８３の永久磁石システム８９は連結部材１２１により第２部分６５に固定されており、この連結部材は概略的にしか示されておらず、少なくともＺ方向に実質的に変形不能とされている。 As shown in FIG. 4, Z- permanent magnet system 89 of the Lorentz-force motors 83 is fixed to the second portion 65 by a connecting member 121, the connection member is not shown only schematically, at least the Z-direction It is substantially undeformable in. Ｚ−ローレンツ力モータ８３の電気コイルシステム９５は固定部材１２３を経てガスシリンダ９７のハウジング９９に固定される。 Z- electric coil system 95 of the Lorentz-force motors 83 are fixed through the fixing member 123 to the housing 99 of the gas cylinder 97. このようにして、実用的で小型の構造の位置決め装置３が得られるのであり、３つのガスシリンダ９７は第１部分５７に対する第２部分６５の、垂直なＺ方向の安定した且つ静的に定められた支持（重力に抗する）を行う。 In this manner, it is of practical size of the positioning device of the structure 3 is obtained, the three gas cylinders 97 of the second part 65 relative to the first portion 57, defined and statically was stable vertical Z direction It was carried out supporting the (against gravity).
図４にさらに示すように、ピストン１０１はＺ方向に直角な方向に延在する支持面１２５を備えている。 As further shown in FIG. 4, the piston 101 is provided with a support surface 125 which extends in a direction perpendicular to the Z direction. 位置決め装置３の支持ユニット６７は、弾性的に変形可能な連結部材１２９によって第２部分６５に取付けられた中間部分１２７をさらに備えている。 Supporting unit 67 of the positioning device 3 further includes an intermediate portion 127 which is attached to the second portion 65 by elastically deformable coupling member 129. 中間部分１２７は案内面１３１を含み、この案内面もＺ方向と直角な方向へ延在すると共に、別の静的ガス軸受１３３によりピストン１０１の支持面１２５上に支持される。 Intermediate portion 127 includes a guide surface 131, with the guide surface also extends in the Z direction perpendicular directions, is supported on the support surface 125 of the piston 101 by a separate static gas bearing 133. 図４に示すように静的ガス軸受１１１とまさに同じ別の静的ガス軸受１３３が、ピストン１０１に備えられて圧力室１０３と連通する多数の側部通路１３５を介してガス通路１０５に連結している。 Static gas bearings 111 and exactly the same as another static gas bearing 133, as shown in FIG. 4, provided in the piston 101 via a number of side passage 135 which communicates with the pressure chamber 103 is connected to the gas passage 105 ing.
連結部材１２９はＺ方向に実質的に変形不能であり、またＸ方向に延在する第１弾性ヒンジ部材１３７と、Ｙ方向へ延在する第２弾性ヒンジ部材１３９とを含んでいる。 Connecting member 129 includes a substantially undeformable in the Z direction, a first elastic hinge members 137 extending in the X direction and a second elastic hinge members 139 extending in the Y direction. ２つの弾性ヒンジ部材１３７，１３９を使用することで、Ｚ方向と直角な２つの相互に直交する曲げ軸線のまわりに第２部分６５に対して中間部分１２７が限られた角度にわたって曲げ可能になり、これにより第２部分６５は第１回転軸線７３および第２回転軸線７５のまわりを第１部分５７に対して限られた角度にわたって回転することが可能になる。 The use of two elastic hinge members 137 and 139 allows the bending through an angle of the intermediate portion 127 is limited relative to the second portion 65 around the bend axis perpendicular to the Z-direction perpendicular two mutually , whereby the second portion 65 is enabled to rotate through an angle a limited around the first rotational axis 73 and second rotational axis 75 relative to the first portion 57. ３つの支持ユニット６７，６９，７１の連結部材１２９は実質的にＺ方向に変形不能であるから、第２部分６５は３つの支持ユニット６７，６９，７１のピストン１０１に対して別の静的ガス軸受１３３によってＺ方向に支持される。 Since the connection member 129 of the three supporting units 67, 69, 71 is substantially non deformed in the Z-direction, the second portion 65 is another static relative to the piston 101 of the three supporting units 67, 69, 71 It is supported in the Z direction by the gas bearings 133. 第２部分６５は別の静的ガス軸受１３３により、Ｚ方向と直角な方向へ実質的に摩擦を生じることなく支持面１２５上を案内される。 The second portion 65 by another static gas bearing 133, is guided a support surface 125 on without causing substantial friction in the Z direction perpendicular directions. したがって第２部分６５の移動は、支持ユニット６７，６９，７１とは独立して行われ、ローレンツモータによって定められるだけである。 Thus the movement of the second part 65, the support unit 67, 69, 71 are performed independently, it is only determined by the Lorentz motor.
２つの弾性ヒンジ部材１３７，１３９を備えた連結部材１２９により、第２部分６５は第１回転軸線７３および第２回転軸線７５のまわりで第１部分５７に対して自由に回転できる。 The coupling member 129 with two elastic hinge members 137 and 139, the second part 65 is free to rotate relative to the first portion 57 about the 75 first rotational axis 73 and second axis of rotation.
図５に示すように、本発明による別の位置決め装置９の駆動ユニット３１は、Ｘ方向と平行に延在し且つ別の位置決め装置９の基部１４３に固定されたステータ１４５と、このステータ１４５に沿って移動可能な移動部１４７とを含む線形Ｘモータ１４１を含んで成り、基部１４３は平板印刷装置の枠１に固定される。 As shown in FIG. 5, the drive unit 31 of another positioning device 9 according to the present invention includes a stator 145 fixed to the base 143 in the X direction parallel to the extending Mashimashi and another positioning device 9, in this stator 145 along comprises a linear X-motor 141 and a movable portion 147 movable, the base 143 is fixed to the frame 1 of the lithographic device. 図６に示すように、別の位置決め装置９はエアーフット１５１を備えた第１部分１４９を含んで成る。 As shown in FIG. 6, another positioning device 9 comprises a first portion 149 having an air foot 151. エアーフット１５１は位置決め装置３のエアーフット５９とまさに同じ静的ガス軸受（簡単化のために図示せず）を含んでおり、この静的ガス軸受により第１部分１４９は基部１４３の案内面１５３上を移動できるように案内される。 Air foot 151 includes a exactly the same static gas bearing and air foot 59 of the positioning device 3 (not shown for simplicity), the guide surface 153 of the first portion 149 is the base 143 by the static gas bearing It is guided so as to be able to move on. この案内面はＺ方向と直角な方向へ延在している。 The guide surface extends in the Z direction perpendicular directions. 図６に示すように、第１部分１４９は連結部材１５５で線形Ｘモータ１４１の移動部１４７に連結される。 As shown in FIG. 6, the first portion 149 is connected to the moving portion 147 of the linear X-motor 141 by the connecting member 155.
別の位置決め装置９は、平板印刷装置のマスクホルダ１１が固定される第２部分１５７をさらに含む。 Another positioning device 9 further includes a second portion 157 where the mask holder 11 of the lithographic device is secured. 第２部分１５７は以下に非常に詳細に説明する３つの支持ユニット１５９，１６１，１６３によって第１部分１４９に対して、垂直なＺ方向に支持され、また前記第２部分は第１部分１４９に対してＸ、ＹおよびＺ方向へ移動可能で、前記ローレンツ力モータシステムによってそれぞれＸ、ＹおよびＺ方向に平行な第１、第２および第３の回転軸線１６５，１６７，１６９のまわりに回転できる。 The second portion 157 first portion 149 by the three support units 159,161,163 to be described in greater detail below, is supported in a vertical Z direction, the second portion to the first portion 149 It can be rotated X, movable in the Y and Z directions, respectively, by the Lorentz force motor system X, first parallel to the Y and Z directions, around a second and third axis of rotation 165,167,169 for .
このために、ローレンツ力モータシステム１７１，１７５，１７７，１７９，１８１は、Ｘ，Ｙ方向にそれぞれ平行なローレンツ力Ｆｘ、Ｆｙ、および第３回転軸線１６９のまわりのローレンツ力トルクＭｚを発生させるために、連結部材１７３で第２部分１５７に取付けられた図５および図６だけに概略的に示している永久磁石システム１７１と、線形Ｘモータ１４１の移動部１４７に固定され電気コイルシステム１７５とを含んで成る。 Therefore, Lorentz force motor system 171,175,177,179,181 is, X, Y directions respectively parallel Lorentz force Fx, Fy, and a third for generating a Lorentz force torque Mz about the axis of rotation 169 in a 5 and 6 only the permanent magnet system 171 is schematically illustrated in attached to the second portion 157 by the connecting member 173 is fixed to the moving part 147 of the linear X-motor 141 and the electric coil system 175 comprising at. ローレンツ力モータシステム１７１，１７５，１７７，１７９，１８１は、図５および図６だけに概略的に示されている３つのＺ−ローレンツ力モータ１７７，１７９，１８１をさらに含み、これらのＺ−ローレンツ力モータの各々は３つの支持ユニット１５９，１６１，１６３の１つにそれぞれ属している。 Lorentz force motor system 171,175,177,179,181 further comprises a 5 and 6 only schematically in three Z- Lorentz-force motors 177,179,181 shown, these Z- Lorentz each force motor belongs to a respective one of three support units 159,161,163. Ｚ−ローレンツ力モータ１７７，１７９，１８１の各々は、第２部分１５７に固定された永久磁石システム１８３と、第１部分１４９に固定された電気コイルシステム１８５とを含んでいる。 Z- Each of the Lorentz-force motors 177,179,181 includes a permanent magnet system 183 which is fixed to the second portion 157, and an electric coil system 185 which is fixed to the first portion 149. この３つのＺ−ローレンツ力モータ１７７，１７９，１８１の各々は、Ｚ方向に平行なローレンツ力Ｆｚを発生し、またＺ−ローレンツ力モータが協働して第１回転軸線１６５のまわりのローレンツ力トルクＭｘと、第２回転軸線１６７のまわりのローレンツ力トルクＭｙとを発生させる。 Each of the three Z- Lorentz-force motors 177,179,181 are Lorentz force around the Z generates parallel Lorentz force Fz in the direction and Z- Lorentz force motor first rotation axis cooperate 165 a torque Mx, to generate a Lorentz force torque My about the second axis of rotation 167.
駆動ユニット３１の線形Ｘモータ１４１は比較的大きな寸法の、比較的簡単な形式のものであり、したがって第１部分１４９は駆動ユニット３１によって基部１４３に対して比較的低い精度で比較的長い距離にわたってＸ方向へ移動できる。 Linear X motors 141 relatively large size of the drive unit 31, is of relatively simple form, therefore the first part 149 for a relatively long distance with a relatively low accuracy relative to the base 143 by the drive unit 31 It can be moved in the X direction. 第１部分１４９のこのような移動の間、マスクホルダ１１を備えた第２部分１５７はローレンツ力モータシステム１７１，１７５，１７７，１７９，１８１の適切なローレンツ力によって第１部分１４９に対して所定位置に保持されるが、マスクホルダ１１を備えたこの第２部分１５７はまたローレンツ力モータシステム１７１，１７５，１７７，１７９，１８１によって第１部分１４９に対して６自由度で比較的短い距離を比較的高い精度で移動できる。 During such movement of the first portion 149, a predetermined relative first portion 149 second portion 157 having a mask holder 11 by a suitable Lorentz force of the Lorentz force motor system 171,175,177,179,181 It is held in position, the relatively short distance the second portion 157 with a mask holder 11 is also in six degrees of freedom relative to the first portion 149 by the Lorentz force motor system 171,175,177,179,181 It can move with relatively high accuracy. したがって、別の位置決め装置９は位置決め装置３とまさに同じように、粗い段階および微細段階（長いストロークおよび短いストローク）を有する２段階位置決め装置を構成する。 Therefore, another positioning device 9 is exactly the same as the positioning device 3 constitutes a two-stage positioning device having a coarse stage and a fine stage (long stroke and short stroke).
ローレンツ力Ｆｘ，Ｆｙおよびローレンツ力トルクＭｚを発生させるための永久磁石システム１７１および電気コイルシステム１７５は、線形Ｘモータ１４１の移動部１４７に、すなわち第１部分１４９および第２部分１５７の側方に配置されるので、第１部分１４９および第２部分１５７は図１、図５および図６に示すように放射源１５から発せられる放射にとって必要な放射通路１８７を形成することができる。 Lorentz force Fx, the permanent magnet system 171 and electrical coil system 175 for generating Fy and Lorentz force torque Mz is the moving part 147 of the linear X motors 141, i.e. on the side of the first portion 149 and second portion 157 since the arrangement, the first portion 149 and second portion 157 is 1, it is possible to form a radiation path 187 required for radiation emitted from the radiation source 15 as shown in FIGS. このような放射通路１９１，１９３もまた別の位置決め装置９の基部１４３、および平板印刷装置の枠１に形成される。 Such radiation passage 191, 193 are also formed in the frame 1 of another base 143, and lithographic apparatus positioning device 9.
図７は、別の位置決め装置９の支持ユニット１５９の詳細図である。 Figure 7 is a detailed view of the support unit 159 of another positioning device 9. 支持ユニット１６１，１６３は支持ユニット１５９と実質的に同じである。 Support unit 161, 163 is substantially the same as the support unit 159. 図７において、図４に示すような位置決め装置３の支持ユニット６７の部材に対応する支持ユニット１５９の部材は、同じ符号で識別されている。 7, members of the support unit 159 corresponding to the member of the support unit 67 of the positioning device 3 as shown in FIG. 4 are identified with the same reference numerals. 以下の説明では、支持ユニット６７に使用されているのと異なる支持ユニット１５９の部材のみ説明する。 In the following description, only the members of the different supporting units 159 are used for the support unit 67.
本発明による別の位置決め装置９は、位置決め装置３と同様に、ガスシリンダ９７を使用することで比較的高い位置決め精度を得ている。 Another positioning device 9 according to the present invention, like the positioning device 3, to obtain a relatively high positioning accuracy by using a gas cylinder 97. ガスシリンダ９７'とまさに同じように、３つのガスシリンダ９７'の各々はＺ−ローレンツ力モータ１７７，１７９，１８１のそれぞれ１つを備えた支持ユニット１５９，１６１，１６３を形成しており、したがって実用的且つ小型の構造をした別の位置決め装置９が得られ、第２部分１５７の第１部分１４９に対する安定した、また静的に定められた、垂直なＺ方向の支持が与えられる。 'As exactly the same as the three gas cylinders 97' Gas cylinders 97 each forms a support unit 159,161,163 having a respective one of Z- Lorentz-force motors 177,179,181, thus practical and another positioning device 9 in which the compact structure can be obtained, stable with respect to the first portion 149 of the second portion 157, also defined statically, it is given support vertical Z direction.
図７に示すように、別の位置決め装置９の支持ユニット１５９は中間部分１９９を備えており、この中間部分１９９上に、Ｚ方向に直角な方向に延在する支持面２０１が形成されている。 As shown in FIG. 7, the support unit 159 of another positioning device 9 is provided with an intermediate portion 199, on the intermediate portion 199, a support surface 201 which extends in a direction perpendicular to the Z direction is formed . 支持部材２０３は第２部分１５７に固定されており、この支持部材は同様にＺ方向に直角な方向へ延在した案内面２０５を備え、この案内面は別の静的ガス軸受２０７により中間部分１９９の支持面２０１上に支持されている。 Supporting member 203 is fixed to the second portion 157, an intermediate portion by the support member comprises a guide surface 205 extending to the direction perpendicular to the Likewise Z direction, the guide surface further static gas bearing 207 199 is supported on the support surface 201 of the. 中間部分１９９は、ピストン１０１'と中間部分１９９の球形下側面２１３との間に位置する球形の静的ガス軸受２０９によって、ピストン１０１'に対してＺ方向へ支持される。 Intermediate portion 199 'by spherical static gas bearing 209 is positioned between the spherical lower surface 213 of the intermediate portion 199, the piston 101' piston 101 is supported in the Z direction with respect.
静的ガス軸受１１１'とまさに同じように、球形の静的ガス軸受２０９は多数の側部通路２１５を介して、ピストン１０１'内に備えられて圧力室１０３'と連通したガス通路１０５'へ連結される。 'As the same just as the spherical static gas bearing 209 via a number of side passages 215, piston 101' static gas bearings 111 provided within the pressure chamber 103 to 'and communicating the gas passage 105' It is connected. 別の静止ガス軸受２０７は多数の側部通路２１７を介してガス通路２１９に連結しており、このガス通路２１９は中間部分１９９内に備えられ且つピストン１０１'の上側面２１１に形成されたガス通路２２１を介してガス通路１０５'と連通している。 Another static gas bearing 207 is connected to the gas passage 219 through a plurality of side passages 217, the gas passage 219 is formed on the side surface 211 of and provided in the middle portion in the 199 piston 101 'Gas It communicates with the gas passage 105 'through the passage 221. 球形の静的ガス軸受２０９を使用することで、中間部分１９９はＺ方向に対して直角に延在する２つの互いに直交した回転軸線のまわりでピストン１０１'に対して限られた角度にわたり回転することができるのであり、したがってマスクホルダ１１を備えた第２部分１５７は第１回転軸線１６５および第２回転軸線１６７のまわりで限られた角度にわたって第１部分１４９に対して回転することが可能となる。 The use of spherical static gas bearing 209, intermediate portion 199 is rotated over a limited angle relative to the piston 101 'about an axis of rotation orthogonal two mutually extending at right angles to the Z-direction it is as it can be, therefore a second portion 157 having a mask holder 11 and can rotate relative to the first portion 149 through an angle that is limited about the first rotational axis 165 and the second rotation axis 167 Become.
別の静止ガス軸受２０７を使用することで、支持部材２０３は実質的に摩擦を生じることなく中間部分１９９の支持面２０１上を案内され得るようになり、したがってマスクホルダ１１を備えた第２部分１５７は、第１部分１４９に対してＸおよびＹ方向へ移動でき、また第３回転軸線１６９のまわりに回転できる。 The use of different static gas bearing 207, the support member 203 is as shown may be guided on the support surface 201 of the intermediate portion 199 without substantial friction, thus a second portion with a mask holder 11 157, the first portion 149 can be moved in the X and Y directions and can rotate about a third rotational axis 169. 別の静止ガス軸受２０７および球形のガス軸受は実質的に摩擦を生じないので、Ｘ、Ｙ、Ｒｚ、Ｒｘ、Ｒｙ方向への第２部分１５７の移動は、実質的に支持ユニットの影響を全く受けないのである。 Since different gas bearing of a stationary gas bearings 207 and spherical no substantial friction, X, Y, Rz, Rx, movement of the second portion 157 of the Ry direction, any effect of substantially supporting unit it's not subject.
静的なガス軸受は圧力室からガス（空気）を供給される。 Static gas bearing is supplied with gas (air) from the pressure chamber. これに替えて、別個の圧縮ガス供給源を使用することができる。 Instead of this, it is possible to use a separate source of pressurized gas. この方法では、静的ガス軸受のガス流量の変化は、慣性または摩擦作用によって、ガスシリンダ内に多大な圧力変動を生じない。 In this way, changes in gas flow rate of a static gas bearing, the inertia or friction effects, no significant pressure fluctuations in the gas cylinder.
図８は本発明の第３実施例である位置決め装置の一部分の図解的な横断面図である。 Figure 8 is a third schematic cross-sectional view of a portion of a positioning apparatus according to an embodiment of the present invention. 第１および第２実施例と相違する部材だけを以下に示し、説明する。 Only member different from the first and second embodiments shown below will be described.
この第３実施例において、基体ホルダ４１９は多数の支持ユニットの上に取付けられる。 In this third embodiment, the substrate holder 419 is mounted on a number of support units. このような１つの支持ユニットのピストン４０１を説明する。 The piston 401 of one such support unit is described. ピストン４０１はハウジング４９９の室内に収容され、僅かな摩擦で垂直なＺ方向に移動できるように静的ガス軸受４１１によって室内に軸支されている。 The piston 401 is accommodated in the room of the housing 499 is pivotally supported on the chamber by a static gas bearing 411 to be movable in the Z direction perpendicular with little friction. 基体テーブル４１９の重量はピストン４０１の下側面に作用する、矢印４４０で示す空気圧によって支持されている。 Weight of the substrate table 419 acts on the lower side of the piston 401, and is supported by air pressure indicated by the arrow 440. 基体テーブル４１９の垂直方向の位置は、多数のローレンツモータ４８３（１つだけ図示されている）によって制御される。 Vertical position of the substrate table 419 is controlled by a number of Lorentz motor 483 (only one is shown). この移動および支持機構は、上述した第１および第２実施例における全ての利点を与える。 The movement and supporting mechanism gives all the advantages of the first and second embodiments described above.
基体ホルダ４１９において、露光処理時に基体（図示せず）を所定位置に保持するのに真空圧（部分真空）が使用される。 In the substrate holder 419, a vacuum pressure (partial vacuum) is used to hold the substrate (not shown) in position during the exposure process. 第３実施例において、基体ホルダ４１９から外部の真空ポンプ（図示せず）へ至る真空通路は、真空導管４４１，４４２，４４３で与えられている。 In a third embodiment, a vacuum passage extending from the substrate holder 419 to the outside of the vacuum pump (not shown) is provided with a vacuum conduit 441, 442, 443. 真空導管４４１はハウジング４９９を通ってピストン４０１に形成された真空導管４４２に連通している。 Vacuum conduit 441 communicates with the vacuum channel 442 formed in the piston 401 through the housing 499. これはさらに中間部材４２７に形成された真空導管４４３に連通している。 This is further communicated with a vacuum channel 443 formed in the intermediate member 427. 適切な配管（図示せず）が真空導管４４３を基体ホルダ４１９の適切な箇所に連結するのに使用できる。 Suitable piping (not shown) of the vacuum conduit 443 can be used to connect to the appropriate locations of the substrate holder 419. 拡大部分４４２Ａ，４４２Ｂが真空導管４４２の各端に備えられ、ハウジング４９９に対するピストン４０１、およびピストン４０１に対する基体ホルダ４１９の許容された移動範囲において真空連結が形成されることを保証するようにされている。 Enlarged portion 442A, 442B is provided at each end of the vacuum conduit 442, it is to ensure that the vacuum connection is formed at the allowed range of movement of the substrate holder 419 against the piston 401, and piston 401 relative to the housing 499 there.
本発明の実施例を適切に機能させるために、重力補正装置（例えばピストン１０１）は高度に安定した圧力における圧縮空気の作用を受ける。 To function properly the embodiment of the present invention, the gravity compensation device (e.g., piston 101) is subjected to the action of compressed air in a highly stable pressure. この圧力は正圧または負圧（反対方向の面による）とすることができる。 This pressure may be positive or negative (due to the opposite direction of the surface). 図９は、本発明で望まれる圧縮ガスを得るために使用されるガス供給システムの概略線図である。 Figure 9 is a schematic diagram of a gas supply system used to obtain the compressed gas is desirable in the present invention. ガスは空気または他のいずれの適切なガスまたは混合ガスとすることができる。 Gas may be air or any other suitable gas or gas mixture.
図９において、符号３０１は空気供給源を示しており、ガスボトル、またはポンプによって大型タンクに充填するようなポンプ付き供給源とすることができる。 9, reference numeral 301 denotes an air supply source can be a pump with source as to fill the large tank by a gas bottle or pump. 大型タンクは容量フィルタとして作用し、ポンプからの圧力変動を軽減する。 Large tank acts as a capacitive filter to reduce pressure fluctuations in the pump. どのような供給源が使用されても、その出力は調整弁３０２で制御される。 Whatever the supply source is employed, the output of which is controlled by the regulating valve 302. 調整弁３０２は単一のバルブまたは複数バルブの段階列とすることができ、また機械的（能動的）または電気的（例えば圧電式、ボイスコイル作動式など）とすることができ、また固定的な基準レベルすなわち最適化された可変値となるようにサーボ制御されて例えばモータ電流を最小限に抑えることができる。 Regulating valve 302 may be a phase sequence of a single valve or multiple valves, also can be a mechanical (active) or electrical (e.g. piezoelectric, voice coil actuated, etc.), also fixed reference level or an optimized variable value so as to be servo-controlled, for example, the motor current can be minimized such. このような構造は、流量にまったく関係せずに実質的に安定した圧力を形成する。 Such a structure forms a substantially stable pressure without totally not related to the flow rate. しかしながら本発明での使用に関しては、空気供給源のさらなる安定化が望まれる。 However, for use in the present invention, further stabilization of the air supply is desirable.
空気圧をさらに調整するために、大容積の前室３０３は調整弁３０２から給送される。 To further adjust the air pressure, the front chamber 303 of large volume is fed from the adjustment valve 302. 前室３０３は主室１１７およびシリンダすなわち圧力室１０３の両方を含む重力補正装置の実際の容積に比較して大きい容積を有する。 Front chamber 303 has a large volume compared to the actual volume of the gravity compensation device that includes both the main chamber 117 and the cylinder or pressure chamber 103. 前室３０３、空気供給源３０１および調整弁３０２は、支持されるべき実際の物体から比較的大きい距離を隔てて配置される。 Front chamber 303, air supply 301 and regulator valve 302 is positioned at a relatively large distance from the actual object to be supported.
圧縮空気は前室３０３から適切な配管を介して主室１１７へ給送される。 Compressed air is fed into the main chamber 117 through an appropriate piping from the front chamber 303. 主室１１７の入口は空気抵抗器３０４を備えており、この空気抵抗器は流量の関数として圧力を低下させる。 Inlet of the main chamber 117 is provided with an air resistor 304, the air resistor reduces the pressure as a function of the flow rate. 空気抵抗器は長い毛細管のような摩擦抵抗またはオリフィスのような慣性抵抗を与えるものとし得る。 Air resistor may as providing an inertial resistance such as friction or orifices, such as a long capillary tube. 主室１１７からの空気は、急な曲り、エッジ、および他の乱流を創出するような造作を最小限に抑えてできるだけ短く且つ滑らかに作られた配管３０５を介して、ピストンへ、すなわち圧力室１０３へ給送される。 Air from the main chamber 117, steep bend, via a pipe 305 made as short as possible and smoothly with minimal features so as to create edges and other turbulence, to the piston, i.e. the pressure It is fed into the chamber 103. この構造は、抵抗−容量回路と等価であり、調整装置の出口において残っている圧力の高振動の乱れをさらに減少させる低域フィルタを形成する。 This structure, resistance - is equivalent to a capacitance circuit, forming a low-pass filter to further reduce the disturbance of the high vibration of the pressure remaining in the outlet of the adjustment device.
上述した本発明による平板印刷装置において、「ステップ−アンド−スキャン」原理による結像方法が使用される。 In lithographic apparatus according to the present invention described above, "step - and - scan" imaging method according to the principles are used. 本発明は、ＥＰ−Ａ０４９８４９６で周知の平板印刷装置に似て、いわゆる「ステップ−アンド−リピート」原理による結像方法が使用される平板印刷装置にも関することに留意されたい。 The present invention is similar to the well-known lithographic apparatus in EP-A0498496, so it should also be noted that about the lithographic apparatus the imaging method according to "Step - - and repeat" principle is used. 本発明によるこのような平板印刷装置においては、基体ホルダは２つの露光段階の間を本発明による位置決め装置によって移動することができる。 In such a lithographic apparatus according to the present invention, the substrate holder can be moved by a positioning device according to the invention between the two exposure steps. 露光段階の間、基体ホルダおよびマスクホルダは結像ユニットに対して固定的な位置に配置される。 During the exposure step, the substrate holder and the mask holder is arranged in a fixed position relative to the imaging unit.
本発明による位置決め装置は平板印刷装置のみならず、物体が正確な位置に保持されねばならない、または位置決め装置によって正確に移動または位置決めされねばならないような他の装置に、使用できる。 Positioning device according to the invention not only lithographic apparatus, the object has to be held in the correct position, or to other devices, such as must be accurately moved or positioned by the positioning device can be used. このような装置の例には、正確な処理機械または分析設備が含まれる。 Examples of such devices include accurate processing machines or analysis equipment.
【図１】本発明の第１の実施例による、移動可能な基体ホルダおよび移動可能なマスクホルダを含んで成る平板印刷装置を示す概略立面図。 [1] A according to the first embodiment, a schematic elevational view showing a lithographic apparatus comprising a movable substrate holder and the movable mask holder of the present invention.
【図２】図１に示された平板印刷装置の基体ホルダのための本発明による位置決め装置の平面図。 Figure 2 is a plan view of a positioning device according to the invention for the substrate holder of the lithographic printing apparatus shown in FIG.
【図３】図２の線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿う断面図。 3 is a cross-sectional view along the line III-III in FIG. 2.
【図４】図２による位置決め装置の支持ユニットの断面図。 4 is a cross-sectional view of the support unit of the positioning device according to FIG.
【図５】本発明の第２の実施例による、別の位置決め装置の平面図。 According to a second embodiment of the present invention; FIG, plan view of another positioning device.
【図６】図５の線ＶＩ−ＶＩに沿う断面図。 FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line VI-VI of Figure 5.
【図７】図５による別の位置決め装置の支持ユニットの断面図。 7 is a cross-sectional view of the support unit of another positioning device according to FIG.
【図８】本発明による第３の実施例による、支持ユニットの線図。 [8] according to a third embodiment according to the present invention, the diagram of the support unit.
【図９】本発明の実施例に使用できるガス供給システムの線図。 [9] diagram of a gas supply system that can be used in the practice of the present invention.
１ 平板印刷装置の枠３ 位置決め装置５ 基体ホルダ７ 投影システム９ 別の位置決め装置１１ マスクホルダ１３ 放射システム１５ 放射源１７ 支持面１９ 半導体基体２１ 駆動ユニット２３ レンズシステム２５ 光軸２７ 支持面２９ マスク３１ 駆動ユニット３３，３５ 線形Ｘモータ３７ 基部３９，４１ ステータ４３，４５ 移動部４７ 線形Ｙモータ４９ ステータ５１ 移動部５３ 第１端部５５ 第２端部５７ 第１部分６３ 連結部材６５ 第２部分６７，６９，７１ 支持ユニット７３ 第１回転軸線７５ 第２回転軸線７７ 第３回転軸線７９ 永久磁石システム８３，８５，８７ Ｚ−ローレンツ力モータ８９ 永久磁石システム９５ 電気コイルシステム９７ ガスシリンダ９９，９９' ハウジング１０１，１０１' ピストン１０３，１０３' 圧力室１ Frame 3 positioner 5 substrate holder 7 projection system 9 different positioning device 1 lithographic apparatus 11 mask holder 13 radiation system 15 a radiation source 17 supporting surface 19 semiconductor substrate 21 drive unit 23 lens system 25 optical axis 27 support surface 29 mask 31 the drive unit 33, 35 linear X motors 37 base 39, 41 stator 43, 45 moving unit 47 linearly Y motor 49 stator 51 moving unit 53 first end 55 second end 57 first portion 63 connecting member 65 the second portion 67 , 69, 71 supporting unit 73 first rotational axis 75 the second rotation axis 77 third rotation axis 79 a permanent magnet system 83, 85, 87 Z- Lorentz-force motors 89 permanent magnet system 95 electric coil system 97 gas cylinders 99, 99 ' housing 101 and 101 'piston 103, 103' pressure chamber 1 ０５，１０５' ガス通路１０９，１０９' 側部通路１１１，１１１' 静的ガス軸受１１５' ガス通路１１７ 主室１２１，１２１' 連結部材１２３，１２３' 固定部材１２５ 支持面１２７ 中間部分１２９ 連結部材１３３ 別の静的ガス軸受１３５ 側部通路１３７ 第１弾性ヒンジ１３９ 第２弾性ヒンジ１４１ 線形Ｘモータ１４５ ステータ１４７ 移動部１４９ 第１部分１５５ 連結部材１５７ 第２部分１５９，１６１，１６３ 支持ユニット１６５ 第１回転軸線１６７ 第２回転軸線１６９ 第３回転軸線１７１ ローレンツ力モータシステム１７３ 連結部材１７５ 電気コイルシステム１７７，１７９，１８１ Ｚ−ローレンツ力モータ１８３ 永久磁石システム１８５ 電気コイルシステム１８７ 放射通路１９９ 中間部分２０３ 支持部材２０７ 別の静 05,105 'gas passage 109, 109' side passages 111, 111 'static gas bearing 115' gas passage 117 main chamber 121 and 121 'connecting member 123, 123' fixing member 125 supporting surface 127 intermediate portion 129 connecting member 133 another static gas bearing 135 side passage 137 first resilient hinge 139 second resilient hinge 141 linear X motors 145 stator 147 moving unit 149 first portion 155 connecting member 157 second portion 159,161,163 supporting unit 165 first rotation axis 167 second rotation axis 169 third rotational axis 171 Lorentz force motor system 173 connecting member 175 electric coil system 177,179,181 Z- Lorentz-force motors 183 permanent magnet system 185 electric coil system 187 radiation passage 199 intermediate portion 203 supporting member 207 by the static 止ガス軸受２０９ 静的ガス軸受２１３ 球形下面２１５，２１７ 側部通路２１９，２２１ ガス通路３０１ 空気供給源３０２ 調整弁３０３ 前室３０４ 空気抵抗器３０５ 配管４０１ ピストン４１１ 静的ガス軸受４１９ 基体ホルダ４２７ 中間部材４４１，４４２，４４３ 真空導管４４２ａ 拡大部分４８３ ローレンツモータ４９９ ハウジング Stop gas bearing 209 static gas bearing 213 spherical lower surface 215 and 217 side passage 219, 221 gas passage 301 air supply source 302 adjusts valve 303 front chamber 304 air resistor 305 piping 401 piston 411 static gas bearing 419 base holder 427 intermediate members 441, 442, 443 vacuum channel 442a enlarged portion 483 Lorentz motor 499 housing
第１部分と、該第１部分に対してローレンツ力モータシステムにより移動可能とされた第２部分とを含んで成る位置決め装置であって、 A first portion, a positioning device comprising a second part which is movable by Lorentz force motor system relative to the first portion,
前記第１部分に対して、前記第２部分は少なくとも１つのガスシリンダによりＺ方向に支持されており、 Relative to the first portion, is supported in the Z direction by the second part at least one gas cylinder,
前記ガスシリンダは、圧力室を有し、前記第１部分に連結されているハウジングと、前記第２部分に連結され、また前記圧力室内で前記Ｚ方向に移動可能なピストンであって、前記Ｚ方向と実質的に直角な方向に前記ハウジングに対して軸支されたピストンとを含んで成り、 The gas cylinder has a pressure chamber, a housing which is connected to the first portion, is connected to the second portion, also a piston movable in the Z direction in the pressure chamber, wherein comprises a axially supported by a piston with respect to the Z direction substantially perpendicular to said housing,
前記第２部分は、静的ガス軸受により前記ピストンに対して前記Ｚ方向に支持され、 且つ該静的ガス軸受により前記ピストンの支持面上を前記Ｚ方向と実質的に直角な方向へ移動できるように案内され、 The second part, the static said the gas bearing with respect to the piston is supported in the Z direction, and the static the Z direction substantially perpendicular on the support surface of the O Ri before Symbol piston gas bearing is guided so as to be able to move to,
位置決め装置はさらに、弾性変形可能な連結部材により前記第２部分に連結されると共に、前記静的ガス軸受で前記ピストンの支持面上に支持された中間部分を備えており、前記連結部材は、前記Ｚ方向には実質的に変形不能であると共に、該Ｚ方向と実質的に直角な、相互に直交する２つの曲げ軸線のまわりに曲げ可能である、ことを特徴とする位置決め装置。 Positioning device further while being connected to the second part by an elastically deformable connecting member comprises the supported intermediate portion on the support surface of the piston with a static gas bearing, the connecting member, wherein together in the Z direction that is substantially undeformable, the Z direction substantially perpendicular, can be bent around the two bending axes perpendicular to each other, the positioning device, characterized in that.
前記第１部分に備えられている前記ガスシリンダの主室に前記圧力室が連結されている、請求項１に記載された位置決め装置。 The pressure chamber into the main chamber of the gas cylinder that is provided in the first portion is connected, it has been positioned device according to claim 1.
ローレンツ力モータシステムに属する３つのガスシリンダおよびＺ−ローレンツ力モータを備え、作動において前記各Ｚ−ローレンツ力モータは前記第２部分に前記Ｚ方向のローレンツ力を作用させ、前記各ガスシリンダはそれぞれのＺ−ローレンツ力モータと共に支持ユニットを形成している、請求項１ または２に記載された、位置決め装置。 Provided with three gas cylinders and Z- Lorentz-force motors which belong to the Lorentz force motor system, wherein the Z- Lorentz-force motors in operation by applying a Lorentz force in the Z-direction to the second portion, wherein each gas cylinder each Roh Z- with Lorentz-force motors form a support unit, according to claim 1 or 2, the positioning device.
前記位置決め装置の駆動ユニットにより少なくとも前記Ｘ方向に前記第１部分が前記位置決め装置の基部に対して移動可能である、請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載された位置決め装置。 Wherein said first portion at least in the X direction by the drive unit of the positioning device is movable relative to the base of the positioning device, it has been positioned device according to any one of claims 1 to 3.
前記ローレンツ力モータシステムが前記第２部分を前記第１部分に対して前記Ｚ方向、および相互に直角であると共に前記Ｚ方向に直角な前記Ｘ方向および前記Ｙ方向に移動でき、またそれぞれ前記Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向と実質的に平行な第１軸線、第２軸線および第３軸線のまわりに前記第２部分を前記第１部分に対して回転できる、請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載された位置決め装置。 The Lorentz force the Z-direction motor system of the second portion relative to the first portion, and each other to move the perpendicular of the X direction and the Y direction in the Z-direction as well as a right angle, and wherein each X , Y and Z directions substantially first axis parallel, can rotate said second portion relative to the first portion about the second axis and the third axis, claims 1 to 4 It has been positioned device according to any one of.
前記各ローレンツ力モータが前記第１部分および前記第２部分の一方に固定された永久磁石システムと、該第１部分および該第２部分の他方に固定された電気コイルシステムとを含んで成る、請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載された位置決め装置。 Wherein comprising one permanent magnet system which is fixed to each Lorentz force motors said first portion and said second portion, and an electrical coil system secured to the other of the first portion and second portion, It has been positioned device according to any one of claims 1 to 5.
前記ピストンが静的ガス軸受により前記ハウジングに対して軸支されている、請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載された位置決め装置。 Said piston is axially supported relative to the housing by static gas bearings, have been positioning apparatus according to any one of claims 1 to 6.
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の物体支持可動テーブルと、基体を保持する基体ホルダを備えた第２の物体支持可動テーブルと、前記基体のターゲット部分上に前記マスクの照射部分を結像するための投影システムとを含んでなる平板印刷投影装置であって、前記第１および第２の物体支持可動テーブルの少なくとも一方が請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載された位置決め装置を含み、前記マスクホルダおよび（または）基体ホルダが前記第２部分に連結されていることを特徴とする平板印刷投影装置。 A radiation system for supplying a projection beam of radiation, a first object support movable table with a mask holder for holding a mask, and the second object support movable table having a substrate holder for holding a substrate, the target of the base a lithographic projection apparatus comprising a projection system for imaging an irradiated portion of the mask onto a portion, at least one of claims from claim 1 of the first and second object support movable table includes a positioning device according to any one of up to 7, lithographic projection apparatus in which the mask holder and (or) the substrate holder, characterized in that it is connected to the second portion.
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の物体支持可動テーブルと、基体を保持する基体ホルダを備えた第２の物体支持可動テーブルと、前記基体のターゲット部分上に前記マスクの照射部分を結像するための投影システムとを含んでなる平板印刷投影装置を使用した装置を製造する方法であって、放射感応材料の層で少なくとも部分的に覆われた基体を準備する段階と、パターンを含むマスクを準備する段階と、前記マスクパターンの少なくとも一部分の像を前記放射感応材料の層のターゲット面積部分上に投影する段階とを含み、像を投影する前記段階時に前記マスクおよび前記基体の少なくとも一方が請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載された位置決め装置を使用して位置 A radiation system for supplying a projection beam of radiation, a first object support movable table with a mask holder for holding a mask, and the second object support movable table having a substrate holder for holding a substrate, the target of the base a method of manufacturing a device using a lithographic projection apparatus comprising a projection system for imaging an irradiated portion of the mask over portions, is at least partially covered by a layer of radiation-sensitive material includes a step of preparing a substrate, preparing a mask including a pattern, and a step of projecting at least a portion of the image of the mask pattern onto a target area portion of the layer of the radiation-sensitive material, projecting an image the position using the positioning device according to any one of the at least one of claims 1 of the mask and the substrate during stage to claim 7 めされることを特徴とする製造方法。 Manufacturing method characterized in that it is fit.
JP20205199A 1998-07-17 1999-07-15 Positioning devices, and lithographic projection apparatus comprising the device Expired - Fee Related JP3971868B2 (en)
EP98202406.9 1998-07-17
EP98202406 1998-07-17
JP2000056483A JP2000056483A (en) 2000-02-25
JP3971868B2 true JP3971868B2 (en) 2007-09-05
ID=8233943
JP20205199A Expired - Fee Related JP3971868B2 (en) 1998-07-17 1999-07-15 Positioning devices, and lithographic projection apparatus comprising the device
US (1) US6337484B1 (en)
JP (1) JP3971868B2 (en)
KR (1) KR100573671B1 (en)
TW (1) TWI242113B (en)
TW509823B (en) * 2000-04-17 2002-11-11 Asml Netherlands Bv Lithographic apparatus, device manufacturing method, and device manufactured thereby
DE60129377T2 (en) * 2000-06-02 2008-03-20 Asml Netherlands B.V. Lithographic projection apparatus with a support arrangement
DE10115915A1 (en) * 2001-03-30 2002-10-02 Zeiss Carl Device for adjustment of devices and for setting adjustment paths
US20030155882A1 (en) * 2002-02-19 2003-08-21 Nikon Corporation Anti-gravity mount with air and magnets
DE10218913B4 (en) * 2002-04-27 2005-05-04 Bruker Daltonik Gmbh Apparatus and method for moving a source of electrons in a magnetic field
JP2004055767A (en) 2002-07-18 2004-02-19 Canon Inc Electron beam exposure system and method for manufacturing semiconductor device
JP2004063653A (en) * 2002-07-26 2004-02-26 Nikon Corp Vibration isolator, stage apparatus, and aligner
US7087906B2 (en) * 2004-09-08 2006-08-08 Nikon Corporation Bellows with spring anti-gravity device
US20060061218A1 (en) * 2004-09-21 2006-03-23 Nikon Corporation Dual force wafer table
KR100723483B1 (en) * 2005-02-03 2007-05-31 삼성전자주식회사 Loading apparatus of reticle and method of loading the same
JP4607658B2 (en) * 2005-05-17 2011-01-05 ピー・エス・シー株式会社 Gas control actuator
US8063383B2 (en) * 2008-11-04 2011-11-22 Sergiy Pryadkin Inertial positioner and an optical instrument for precise positioning
CN101533226B (en) 2009-01-22 2011-06-29 上海微电子装备有限公司 Leveling and focusing mechanism and microstage and workpiece stage using same
CN102141734B (en) 2010-01-28 2013-01-16 上海微电子装备有限公司 Gravity compensator and micropositioner adopting same
CN103050151B (en) * 2012-12-24 2014-10-15 南京航空航天大学 Xy stage of a two degree of freedom
JP5541398B1 (en) 2013-07-02 2014-07-09 日本精工株式会社 Table device and transfer device
DE102018201845A1 (en) * 2018-02-06 2019-08-08 Thyssenkrupp Ag Bearing arrangement with self-adjusting and interference-insensitive force elements
DE69608204T2 (en) * 1995-05-30 2001-01-04 Asm Lithography Bv A lithographic device with a vertically adjustable as well as horizontally and mask holder
1999-06-29 TW TW88110992A patent/TWI242113B/en not_active IP Right Cessation
1999-07-15 KR KR19990028755A patent/KR100573671B1/en not_active IP Right Cessation
1999-07-15 US US09/353,664 patent/US6337484B1/en not_active Expired - Lifetime
1999-07-15 JP JP20205199A patent/JP3971868B2/en not_active Expired - Fee Related
TWI242113B (en) 2005-10-21
US6337484B1 (en) 2002-01-08
KR20000011755A (en) 2000-02-25
JP2000056483A (en) 2000-02-25
KR100573671B1 (en) 2006-04-24
US7965376B2 (en) 2011-06-21 Environmental system including a transport region for an immersion lithography apparatus
JP3640971B2 (en) 2005-04-20 Positioning device having a force actuator system for compensating the weight shift
US6819404B2 (en) 2004-11-16 Stage device and exposure apparatus
EP1143492A1 (en) 2001-10-10 Exposure apparatus and exposure method, and device and method for producing the same
CN101082783B (en) 2011-08-17 Metrology tool, system comprising a lithographic apparatus and a metrology tool, and a method for determining a parameter of a substrate
TWI606485B (en) 2017-11-21 Exposure apparatus, exposure method, and device manufacturing method
2006-11-09 RD02 Notification of acceptance of power of attorney
2010-06-15 LAPS Cancellation because of no payment of annual fees