JP3950300B2 - リソグラフィ投影装置に於けるボイスコイルモータの冷却装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボイスコイルモータを冷却するための装置、特に、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ためのパターニング手段、
基板を保持するるための基板テーブル、および
パターン化したビームを基板の目標部分上に結像するための投影システム、
を含む投影装置で使うためのボイスコイルモータを冷却するための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
“パターニング”という用語は、入射放射線ビームに、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ってある。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、この目標部分に作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。
− マスクを保持するためのマスクテーブル。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。このマスクテーブルは、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ＵＳ５，２９６，８９１およびＵＳ５，５２３，１９３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ＬＣＤアレイ。そのような構成の例は、米国特許ＵＳ５，２２９，８７２で与えられ、それを参考までにここに援用する。
簡単のために、この明細書の残りは、ある場所で、それ自体をマスクテーブルおよびマスクを伴う例に具体的に向けるかも知れないが、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。
【０００３】
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、反射屈折性光学素子および荷電粒子光学素子を含む、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原理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。その上、この第１および第２物体テーブルを、それぞれ、“マスクテーブル”および“基板テーブル”と呼ぶかも知れない。更に、このリソグラフィ装置は、二つ以上のマスクテーブルおよび／または二つ以上の基板テーブルを有する型式でもよい。そのような“多段テーブル”の装置”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、ＵＳ５，９６９，４４１および１９９８年２月２７日提出の米国特許出願０９／１８０，００１（ＷＯ９８／４０７９１）に記載されていて、それらを参考までにここに援用する。
【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、このマスク（レチクル）がこのＩＣの個々の層に対応する回路パターンを含んでもよく、このパターンを、感光材料（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（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、単一基板が隣接する目標部分の全ネットワークを含み、それらをこのマスクを介して、一度に一つずつ、順次照射する。一つの型式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、ＵＳ６，０４６，７９２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】
リソグラフィ装置では、ボイスコイルモータ（典型的にはローレンツ力モータ）を、例えば、基板テーブルおよびマスクテーブルの微細位置決めのために使う。これらのモータは、作動する際熱を放散し、それは、もし制御した方法で除去しなければ、この装置の熱安定性に影響するだろう。基板テーブルの微細位置決めの場合、モータから基板への熱伝達を最少にすることが重要である。この基板テーブルは、所定の温度で動作するように設計してあり、この基板テーブルへの熱伝達がこの基板テーブルおよび／または基板の膨張または収縮に繋がり、この基板、従って照射すべき目標部分の位置決めを不正確にするかも知れない。
【０００６】
現在、モータのコイルは、このコイルと熱接触している薄い金属冷却板によって冷却する。このコイルからの熱を熱伝導によってこの冷却板を介して、水冷システムに結合したその側面へ除去する。それで、この冷却板の全面に亘る温度変動が不可避であり、冷却板の表面からの対流または輻射による熱損失がこの基板テーブルに掛ける熱負荷が大き過ぎることに繋がることがある。例えば、典型的設計では、各ボイスコイルモータで放散する熱約３５０Ｗの内、悪影響せずに周囲部品へ逃げることを許容されるのは、たった０．５Ｗに過ぎない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、その周囲への熱損失が減少する結果となる、リソグラフィ装置のボイスコイルモータを冷却する改良した手段を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、リソグラフィ投影装置であって、
放射線の投影ビームを提供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ためのパターニング手段、
基板を保持するための基板テーブル、
パターン化したビームを基板の目標部分上に結像するための投影システム、
を含み、
パターニング手段および基板テーブルの少なくとも一つが、冷却ジャケットと熱接触しているコイルを有する少なくとも一つのボイスコイルモータを含む位置決め手段と関連する投影装置に於いて、
冷却ジャケットが冷却流体を循環させるための少なくとも一つのチャンネルを含み、このチャンネルまたは各チャンネルが冷却ジャケットのコイルに隣接する部分の中に実質的に位置するように配置してあることを特徴とする装置が提供される。
【０００９】
本発明は、熱をコイルから大面積の接触を介して冷却媒体へ直接除去し、それで周囲部品へ逃げる熱の量を実質的に減少し、従って物体テーブルおよびその上の物体の熱膨張によって生ずる不正確さを減少するので有利である。
【００１０】
この冷却ジャケットは、電気非伝導性材料で作るのが好ましい。これは、それがステータの磁界内の望ましくない渦電流減衰を阻止するので有利である。セラミック材料、例えばＡｌ2Ｏ3またはＡｌＮ、を使うことは、セラミック材料の処理および性質が既に周知であるので、特に望ましい。セラミック材料は、水を吸収せず（それは複合材料の特別な欠点である）；高強度を有し（従って、与えられた寸法に対して高冷却流体動作圧力に耐えることができ）およびガスを放出しない（従って、真空中での使用に適する）。
【００１１】
本発明の好適実施例では、中に少なくとも一つのチャンネルがある、セラミック冷却ジャケットの少なくとも一部を単一一体構造部品として作る。これは、この冷却ジャケットに可能な最強構造を与えるので有利である。一体構造部品は、積層設計より層剥離の危険を受け難い。
【００１２】
本発明のもう一つの好適実施例では、中に少なくとも一つのチャンネルがある、セラミック冷却ジャケットの少なくとも一部を、二つの部品で作り、それらを一緒に接着して上記一部を作り、これらの部品の接触面の少なくとも一つが少なくとも一つの溝を含み、それが接着した状態でこのチャンネルを形成する。これは、そうすれば、冷却ジャケット全域に折衷案である均一な熱的性質を有するのではなく、構造体内の各位置毎に熱的性質を最適化できる冷却ジャケットを提供することが可能であるので有利である。
【００１３】
本発明の更にもう一つの好適実施例では、中に少なくとも一つのチャンネルがある、セラミック冷却ジャケットの少なくとも一部を、一緒に接着した三つの部品で作り、中間部品に材料を除去した部分を作り、上記部分が接着した状態でチャンネルを形成する。これも、都合よくこの構造体の別々の部分の熱的性質を最適化できるようにする。
【００１４】
本発明の更なる態様によれば、デバイス製造方法であって、
少なくとも部分的に放射線感応材料で被覆し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、
この投影ビームにその断面にパターンを与えるためにパターニング手段を使う工程、
放射線のこのパターン化したビームを放射線感応材料の層の目標部分上に投影する工程を含む方法に於いて、上記基板テーブルおよび上記パターニング手段の少なくとも一つを、もし、冷却ジャケットと熱接触しているコイルを有する少なくとも一つボイスコイルモータを使って配置するならば、
冷却流体がこの冷却ジャケットのこのコイルに隣接する部分を実質的に通過するように、この冷却流体をこの冷却ジャケットに通すという上記工程に特徴がある方法が提供される。
【００１５】
この発明によるリソグラフィ投影装置を使う製造プロセスでは、マスクの中のパターンを、少なくとも部分的にエネルギー感応材料（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、この基板は、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る。
【００１６】
この明細書で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、この明細書で使う“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。
【００１７】
本文書では、“放射線”および“ビーム”という用語を紫外（ＵＶ）放射線（例えば、３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍまたは１２６ｎｍの波長の）、超紫外（ＥＵＶ）放射線、Ｘ線、電子およびイオンを含むあらゆる種類の電磁放射線または粒子フラックスを包含するために使用するが、それらに限定されない。また、本文書では、Ｘ、Ｙ、およびＺ軸、または上、下およびその他の類似の空間的基準を参照してもよい。これらの用語は、基板の平面に関して使用し、一般的座標枠に対して使用していないことを理解すべきである。使用する座標枠では、実質的に平面の基板がＸおよびＹ軸によって形成される“水平”平面内にある。Ｚ軸は、“垂直”位置を表し、ＸおよびＹ軸が形成する平面に垂直である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明を以下に実施例および添付の概略図を参照して説明する。
これらの図面で、類似の参照数字は、類似の部品を指す。
【実施例１】
図１は、この発明によるリソグラフィ投影装置を概略的に示す。この装置は、
● 放射線（例えば、ＵＶまたはＥＵＶ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、ＩＮ、ＣＯ、
● 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の第１位置決め手段に結合された第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位置決め手段に結合された第２物体テーブル（基板テーブル）ＷＴ、
● このマスクＭＡの被照射部分を基板Ｗの目標部分Ｃ上に結像するための投影システム（“レンズ”）ＰＬ（例えば、屈折若しくは反射屈折性のシステム、ミラーグループまたは視界偏向器アレイ）を含む。ここに描くように、この装置は、透過型である（即ち、透過性のマスクを有する）。しかし、一般的に、それは、例えば、反射型でもよい。
【００１９】
この放射線システムは、放射線のビームを作る放射源ＬＡ（例えば、Ｈｇランプ、またはエキシマレーザ、貯蔵リング若しく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、または電子若しくはイオンビーム源）を含む。このビームをこの照明システムに含まれる種々の光学部品、例えば、ビーム成形光学系Ｅｘ、積分器ＩＮおよびコンデンサＣＯに通して、出来たビームＰＢがその断面に所望の均一性および強度分布を有するようにする。
【００２０】
ビームＰＢは、次に、マスクテーブルＭＴ上に保持したマスクＭＡを横切る。マスクＭＡを通過してから、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。干渉計変位測定手段ＩＦおよびこの第２位置決め手段の助けをかりて、基板テーブルＷＴは、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、この干渉計変位測定手段ＩＦおよび第１位置決め手段を使って、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の運動は、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）の助けをかりて実現する。
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。
● 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。
● 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、ｘ方向）に速度ｖ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＝Ｍｖ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。
【００２１】
図２は、ボイスコイル、またはローレンツ力、モータ１００のレイアウトを断面で示す。このボイスコイルモータは、コイル３、ヨーク１に取付けた２組の永久磁石２ａ、２ｂ、および冷却ジャケット４を含む。このヨーク１は、基板テーブルまたはマスクテーブルに取付けてあり、このテーブル、ヨークおよび磁石の組合せがコイルに関して可動である。
【００２２】
これらの永久磁石は、ＮＳ方向を矢印で示すように向けてヨーク１に取付けてあり、第１の組の永久磁石２ａが生じる磁界の方向は、第２の組の永久磁石２ｂが生じる磁界の方向と実質的に逆である。コイル３は、複数の巻線を含み、この巻線の平面は、この図面に垂直であり、およびこれらの磁界の方向に垂直である。コイルの第１部分３ａは、第１の組の永久磁石２ａが生じる磁界を通過し、コイルの第２部分３ｂは、第２の組の永久磁石２ｂが生じる磁界を通過する。コイル３の第１部分３ａおよび第２部分３ｂでの巻線の中の電流の方向は、逆で、この図面に垂直である。それで、このコイルに電流が流れるとき、第１の組の永久磁石２ａとコイルの第１部分３ａおよび第２の組の永久磁石２ｂとコイルの第２部分３ｂの各々の間にローレンツ力を誘起する。どちらの場合も、ローレンツ力は、この図面に平行（しかし、磁石が生じる磁界の方向に垂直）であり、両ローレンツ力が同方向である。
【００２３】
しかし、電流がコイル３を流れるとき、それは熱を生じ、それを放散する必要がある。本発明では、冷却ジャケット４をコイルの上面および下面に直接取付ける。この冷却ジャケットは、図２に示すようにコイルに取付けて冷却してもよい。その代りに、この冷却ジャケットが巻線のない中心部分を含むコイル全体を覆ってもよい。その上、単一冷却ジャケットを複数のコイルに取付け、その冷却を賄ってもよい。
【００２４】
この冷却ジャケットは、この冷却ジャケットを水冷却システム６へ接続する接続チャンネル５を有する。これらの接続チャンネルは、柔軟なプラスチック管および／または堅いステンレス鋼管を含んでもよいが、この冷却ジャケットを水冷却システムへ接続するための様々な他の手段があってもよく、それでこの発明は特定の手段に限定することを意図しない。以下に更に詳しく説明するように、冷却ジャケット４は、チャンネル１０を有し、その中を冷却システムからの水が接続チャンネル５を経て流れることができる。コイル３を流れる電流によって生じた熱は、チャンネル１０の中の冷却水へ移り、それが冷却システム６へ流れ戻り、そこでこの熱を除去して冷却水の温度を所定の値に調整する。
【００２５】
上に説明した冷却水の代りに、多種多様な流体を冷却媒体として使えることを理解しなければならない。更に、冷却ジャケット４に接続できる多種多様な冷却システムが既に周知であり、冷却システム６の選択は、本発明に重要ではないので、この文書ではこれ以上論じられていない。
【００２６】
上に説明したように、好適実施例では、この冷却ジャケットをコイルの上側および下側に取付ける。しかし、この発明は、この構成に限定されない。この実施例の変形が図７に示してある。この構成では、コイル冷却ジャケット組立体がコイルと冷却ジャケットが交互する層を含む。図示する例には、二つのコイル層４１、４３がある。下コイル層４１には、その下側に下冷却ジャケット層４０が取付けてあり、その上側に中間冷却ジャケット層４２が取付けてある。コイル層４３には、その下側に中間冷却ジャケット層４２が取付けてあり、その上側に上冷却ジャケット層４４が取付けてある。各冷却ジャケット層４０、４２、４４は、チャンネル１０を有し、その中を冷却流体が流れることができる。各冷却ジャケット層のチャンネル１０を水接続多岐管４５によって互いに接続し、前の様に、接続チャンネル５によって水冷却システム６に接続する。使用する層のレイアウトおよび数は、この発明の範囲内で変えられることが分るだろう。
【００２７】
ボイスコイルモータ１００では、永久磁石とコイルの間の間隙が実用的モータ設計考慮事項によって制限される。これは、次に、冷却ジャケットが包含できる最大厚さを制限するだろう。実際に、リソグラフィ装置では、この間隙がコイルの各側で約２ないし４ｍｍであり、各冷却ジャケットの最大厚さを約１．５ｍｍに制限する。
【００２８】
図３は、この発明の第１実施例の冷却ジャケット４の一部の断面図である。この冷却ジャケットは、実質的平面本体９を含み、それをチャンネル１０が貫通する。これらのチャンネルは、この冷却ジャケットの平面に実質的に平行（図３の面に垂直）であり、冷却水がそれらを流れる。その下面９ａは、熱伝導性であるが電気絶縁性のコンパウンドによって、コイルの表面に取付けられ、その上面は、環境に曝される。（この冷却ジャケットの一部をコイル層の下面に取付けるとき、９ａが冷却ジャケットの上面になり、９ｂが冷却ジャケットの下面になことが分るだろう。）それで、ボイスコイルからの熱がこの下面９ａを介してチャンネル１０の中の冷却水に伝えられる。理想的には、この冷却ジャケットを通って上面９ｂへ流れる熱が無視できる程である。これを容易にするために、上面９ｂに隣接する、冷却ジャケット４の平面本体９の上部の熱伝導率が比較的低く、下面９ａに隣接する、冷却ジャケット４の平面本体９の下部の熱伝導率が比較的高くてもよい。このジャケット全部の全体的熱伝導率は、冷却水までの所望の熱流経路の長さが非常に短縮しているので、従来技術のそれより低い。
【００２９】
上記説明から明白なように、冷却ジャケット４の少なくとも一部がボイスコイルモータ１００の磁界内にある。従って、もし、この冷却ジャケットを、望ましくない渦電流減衰を阻止するように、電気非伝導性材料で作ると有利だろう。そのような材料は、プラスチック、複合材料、または好ましくはセラミックであるかも知れない。先に述べたように、セラミック材料は、比較的熱伝導率が良いために、現在の状況に有利であり、それらの製造方法および機械的性質が周知である。従って、この発明の好適実施例では、冷却ジャケット４をＡｌ2Ｏ3またはＡｌＮのようなセラミック材料で作るが、この発明を何れか特定の種類の材料に限定されると考えるべきでない。
【００３０】
図３の実施例は、単一セラミック部品１１として製作した、冷却ジャケット４の一部を示す。これは、セラミック粉末粒子１３をチャンネル１０の形状に似た成形具１２上に注入成形または常温圧縮成形することによって達成する。この成形具は、後に、使用するセラミックの焼結温度より低い温度で溶解するか、または化学的に溶解することによって除去することができる。次に、焼結によってこの冷却ジャケットを完成できる。出来た冷却ジャケットは、一体式構造を有する。上記に説明したように、この冷却ジャケットの上の部分と下の部分に異なるセラミックを使うことが望ましいかも知れない。二つの異なるセラミックを使ってこの実施例の冷却ジャケットを作ることは可能である。しかし、焼結温度および収縮量が異なるために、実現はより困難であろう。
【００３１】
【実施例２】
この発明の冷却ジャケット４の第２実施例を図４に示す。この場合、冷却ジャケットの上の部分、または部品、１４および下の部分、または部品、１５を作ることによってこの冷却ジャケットを創り出す。この上の部分１４は、溝１０ｂを備える平面本体を含み、下の部分１５は、溝１０ａを備える平面本体を含み、溝１０ａ、１０ｂは、部分１４、１５の接触面に作ってある。これらの部分の各々を従来のセラミック加工法によって作り、焼結する。次に、これら二つの部分を、ガラス接着のような手法によって、接着線１６に沿って一緒に接着する。この上および下部分を一緒に接着したとき、それぞれの溝１０ａ、１０ｂが整列して、上部分１４の溝１０ｂおよび下部分１５の溝１０ａが組合さってチャンネル１０を形成する。上記に説明したように、この上部分および下部分に、異なる熱伝導率を有する異なるセラミック組成を使うことが望ましいかも知れない。また、四つの溝を上部分１４および下部分１５の何れか一つに作り、他は平面にしてもよい。
【００３２】
【実施例３】
図５は、この発明の第４実施例の冷却ジャケット４を示す。これは、第２実施例の変形である。この場合、上部分１７および下部分１８を再び従来のセラミック加工法によって作るが、直ちに焼結はしない。その代りに、二つの未焼結部分（生状態で）を互いに押付けて、溝１０ａ、１０ｂが整列してチャンネル１０を形成し、二つの部分が継目線１９で結合するようにする。次に、この冷却ジャケット組立体を共同焼成して単一一体構造部品を作る。再び、上部分および下部分に、異なるセラミック組成を使うことができる。
【００３３】
【実施例４】
冷却ジャケット４の第４実施例を図６に示す。この場合、冷却ジャケットは、３層：実質的に平面の上層、または部品、２０、実質的の平面の下層、または部品、２２および中間層、または部品、２１を含む。この上層および下層は、溝がなく、従来のセラミック加工法に従って形成および焼結できる。この中間層は、間に間隙２５を設けた、材料の一連のストリップ２１として作る。この中間層は、平面層として作り、それから材料のストリップを除去して必要な材料のストリップだけを残すか、または従来のセラミック加工法によって直接作ってもよい。次に、これら３層をガラス接着のような方法によってボンド部２３で一緒に接着する。他の実施例同様、各層を異なるセラミック組成で作ってもよい。
【００３４】
この発明の第３および第４実施例を組合わせてもよいことが分るだろう。即ち、第４実施例の３層をそれらがまだ生状態にある間に互いに押付け、次にこの組立体を共同焼成することによって冷却ジャケットを作ってもよい。
【００３５】
本発明の冷却ジャケットでは、冷却ジャケットは、従ってその中のチャンネル１０が一般的に薄くなければならない。これが今度はチャンネル内の流体流れ抵抗が高い結果となり、従って、十分な流量を維持するために冷却流体回路を高圧Ｐで作動しなければならない。この流体流れ抵抗、従って圧力Ｐは、チャンネルの幅Ｗを増すことによって減らせる。しかし、図８ａに示すように、スパン５０の有効長さを増すと、この冷却ジャケットの角領域５１で曲げ応力が大きくなる結果となる。流体流れ抵抗を減らすための代替方法は、図８ｂに示すように、並列チャンネルを設けることである。図８ａおよび図８ｂに示すチャンネル構成は、類似の流体流れ抵抗を有する（従ってＰおよびＰ’が類似である）が、図８ｂに示す構成の角５３での最大曲げ応力は、図８ａに示す構成の角５１での最大曲げ応力より遙かに低い。
【００３６】
図９ａおよび図９ｂは、本発明の冷却ジャケット６０、６１の断面５５、５７での並列チャンネル５６、５８の構成を概略的に示す。これらのチャンネルは、共通の流体入口５４および共通の流体出口５９を有する。この発明の全ての実施例で、これらの冷却ジャケットは、それぞれ、図９ａおよび図９ｂに示すような、直線チャンネル５６または屈曲チャンネル５８を有してもよいが、本発明をこれらの形状だけに限定されると考えるべきではない。
【００３７】
以上において本発明の特定の実施例を説明したが、本発明を説明したのと別の方法で実施してもよいことが理解されよう。例えば、この冷却ジャケットを、類似または異なる材料の、および必要に応じて溝を設けてもよい、何れか都合のよい数の下位層（四つ以上）で作ってもよい。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】本発明の第１実施例によるリソグラフィ投影装置を描く。
【図２】本発明の第１実施例の冷却ジャケットを備えるボイスコイルモータの略図である。
【図３】本発明の第１実施例による冷却ジャケットの断面図である。
【図４】本発明の第２実施例による冷却ジャケットの断面図である。
【図５】本発明の第３実施例による冷却ジャケットの断面図である。
【図６】本発明の第４実施例による冷却ジャケットの断面図である。
【図７】図２の冷却システムの変形を備えるボイスコイルモータの概略図である。
【図８】ａおよびｂは本発明の冷却ジャケットを通るチャンネルの断面図である。
【図９】ａおよびｂは本発明の冷却ジャケットの中のチャンネルの平面図である。
【符号の説明】
３ コイル
４ 冷却ジャケット
９ 本体
１０ チャンネル
１０ａ 溝
１０ｂ 溝
１４ 部品
１５ 部品
１７ 上方部品
１８ 下方部品
２０ 上方層部品
２１ 中間層部品
２２ 下方層部品
２５ 材料除去部分
４０ 冷却ジャケット
４１ コイル
４２ 冷却ジャケット
４３ コイル
４４ 冷却ジャケット
５６ チャンネル
５８ チャンネル
１００ ボイスコイルモータ
Ｃ 目標部分
ＣＯ コンデンサ
Ｅｘ ビーム成形光学素子
ＩＮ 積分器
ＬＡ 放射源
ＭＡ マスク
ＭＴ マスクテーブル
ＰＢ 投影ビーム
ＰＬ 投影システム
Ｗ 基板
ＷＴ 基板テーブル
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボイスコイルモータを冷却するための装置、特に、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ためのパターニング手段、
基板を保持するるための基板テーブル、および
パターン化したビームを基板の目標部分上に結像するための投影システム、
を含む投影装置で使うためのボイスコイルモータを冷却するための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
“パターニング”という用語は、入射放射線ビームに、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ってある。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、この目標部分に作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。
− マスクを保持するためのマスクテーブル。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。このマスクテーブルは、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ＵＳ５，２９６，８９１およびＵＳ５，５２３，１９３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ＬＣＤアレイ。そのような構成の例は、米国特許ＵＳ５，２２９，８７２で与えられ、それを参考までにここに援用する。
簡単のために、この明細書の残りは、ある場所で、それ自体をマスクテーブルおよびマスクを伴う例に具体的に向けるかも知れないが、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。
【０００３】
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、反射屈折性光学素子および荷電粒子光学素子を含む、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原理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。その上、この第１および第２物体テーブルを、それぞれ、“マスクテーブル”および“基板テーブル”と呼ぶかも知れない。更に、このリソグラフィ装置は、二つ以上のマスクテーブルおよび／または二つ以上の基板テーブルを有する型式でもよい。そのような“多段テーブル”の装置”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、ＵＳ５，９６９，４４１および１９９８年２月２７日提出の米国特許出願０９／１８０，００１（ＷＯ９８／４０７９１）に記載されていて、それらを参考までにここに援用する。
【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、このマスク（レチクル）がこのＩＣの個々の層に対応する回路パターンを含んでもよく、このパターンを、感光材料（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（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、単一基板が隣接する目標部分の全ネットワークを含み、それらをこのマスクを介して、一度に一つずつ、順次照射する。一つの型式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、ＵＳ６，０４６，７９２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】
リソグラフィ装置では、ボイスコイルモータ（典型的にはローレンツ力モータ）を、例えば、基板テーブルおよびマスクテーブルの微細位置決めのために使う。これらのモータは、作動する際熱を放散し、それは、もし制御した方法で除去しなければ、この装置の熱安定性に影響するだろう。基板テーブルの微細位置決めの場合、モータから基板への熱伝達を最少にすることが重要である。この基板テーブルは、所定の温度で動作するように設計してあり、この基板テーブルへの熱伝達がこの基板テーブルおよび／または基板の膨張または収縮に繋がり、この基板、従って照射すべき目標部分の位置決めを不正確にするかも知れない。
【０００６】
現在、モータのコイルは、このコイルと熱接触している薄い金属冷却板によって冷却する。このコイルからの熱を熱伝導によってこの冷却板を介して、水冷システムに結合したその側面へ除去する。それで、この冷却板の全面に亘る温度変動が不可避であり、冷却板の表面からの対流または輻射による熱損失がこの基板テーブルに掛ける熱負荷が大き過ぎることに繋がることがある。例えば、典型的設計では、各ボイスコイルモータで放散する熱約３５０Ｗの内、悪影響せずに周囲部品へ逃げることを許容されるのは、たった０．５Ｗに過ぎない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、その周囲への熱損失が減少する結果となる、リソグラフィ装置のボイスコイルモータを冷却する改良した手段を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、リソグラフィ投影装置であって、
放射線の投影ビームを提供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ためのパターニング手段、
基板を保持するための基板テーブル、
パターン化したビームを基板の目標部分上に結像するための投影システム、
を含み、
パターニング手段および基板テーブルの少なくとも一つが、冷却ジャケットと熱接触しているコイルを有する少なくとも一つのボイスコイルモータを含む位置決め手段と関連する投影装置に於いて、
冷却ジャケットが冷却流体を循環させるための少なくとも一つのチャンネルを含み、このチャンネルまたは各チャンネルが冷却ジャケットのコイルに隣接する部分の中に実質的に位置するように配置してあることを特徴とする装置が提供される。
【０００９】
本発明は、熱をコイルから大面積の接触を介して冷却媒体へ直接除去し、それで周囲部品へ逃げる熱の量を実質的に減少し、従って物体テーブルおよびその上の物体の熱膨張によって生ずる不正確さを減少するので有利である。
【００１０】
この冷却ジャケットは、電気非伝導性材料で作るのが好ましい。これは、それがステータの磁界内の望ましくない渦電流減衰を阻止するので有利である。セラミック材料、例えばＡｌ2Ｏ3またはＡｌＮ、を使うことは、セラミック材料の処理および性質が既に周知であるので、特に望ましい。セラミック材料は、水を吸収せず（それは複合材料の特別な欠点である）；高強度を有し（従って、与えられた寸法に対して高冷却流体動作圧力に耐えることができ）およびガスを放出しない（従って、真空中での使用に適する）。
【００１１】
本発明の好適実施例では、中に少なくとも一つのチャンネルがある、セラミック冷却ジャケットの少なくとも一部を単一一体構造部品として作る。これは、この冷却ジャケットに可能な最強構造を与えるので有利である。一体構造部品は、積層設計より層剥離の危険を受け難い。
【００１２】
本発明のもう一つの好適実施例では、中に少なくとも一つのチャンネルがある、セラミック冷却ジャケットの少なくとも一部を、二つの部品で作り、それらを一緒に接着して上記一部を作り、これらの部品の接触面の少なくとも一つが少なくとも一つの溝を含み、それが接着した状態でこのチャンネルを形成する。これは、そうすれば、冷却ジャケット全域に折衷案である均一な熱的性質を有するのではなく、構造体内の各位置毎に熱的性質を最適化できる冷却ジャケットを提供することが可能であるので有利である。
【００１３】
本発明の更にもう一つの好適実施例では、中に少なくとも一つのチャンネルがある、セラミック冷却ジャケットの少なくとも一部を、一緒に接着した三つの部品で作り、中間部品に材料を除去した部分を作り、上記部分が接着した状態でチャンネルを形成する。これも、都合よくこの構造体の別々の部分の熱的性質を最適化できるようにする。
【００１４】
本発明の更なる態様によれば、デバイス製造方法であって、
少なくとも部分的に放射線感応材料で被覆し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、
この投影ビームにその断面にパターンを与えるためにパターニング手段を使う工程、
放射線のこのパターン化したビームを放射線感応材料の層の目標部分上に投影する工程を含む方法に於いて、上記基板テーブルおよび上記パターニング手段の少なくとも一つを、もし、冷却ジャケットと熱接触しているコイルを有する少なくとも一つボイスコイルモータを使って配置するならば、
冷却流体がこの冷却ジャケットのこのコイルに隣接する部分を実質的に通過するように、この冷却流体をこの冷却ジャケットに通すという上記工程に特徴がある方法が提供される。
【００１５】
この発明によるリソグラフィ投影装置を使う製造プロセスでは、マスクの中のパターンを、少なくとも部分的にエネルギー感応材料（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、この基板は、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る。
【００１６】
この明細書で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、この明細書で使う“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。
【００１７】
本文書では、“放射線”および“ビーム”という用語を紫外（ＵＶ）放射線（例えば、３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍまたは１２６ｎｍの波長の）、超紫外（ＥＵＶ）放射線、Ｘ線、電子およびイオンを含むあらゆる種類の電磁放射線または粒子フラックスを包含するために使用するが、それらに限定されない。また、本文書では、Ｘ、Ｙ、およびＺ軸、または上、下およびその他の類似の空間的基準を参照してもよい。これらの用語は、基板の平面に関して使用し、一般的座標枠に対して使用していないことを理解すべきである。使用する座標枠では、実質的に平面の基板がＸおよびＹ軸によって形成される“水平”平面内にある。Ｚ軸は、“垂直”位置を表し、ＸおよびＹ軸が形成する平面に垂直である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明を以下に実施例および添付の概略図を参照して説明する。
これらの図面で、類似の参照数字は、類似の部品を指す。
【実施例１】
図１は、この発明によるリソグラフィ投影装置を概略的に示す。この装置は、
● 放射線（例えば、ＵＶまたはＥＵＶ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、ＩＮ、ＣＯ、
● 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の第１位置決め手段に結合された第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位置決め手段に結合された第２物体テーブル（基板テーブル）ＷＴ、
● このマスクＭＡの被照射部分を基板Ｗの目標部分Ｃ上に結像するための投影システム（“レンズ”）ＰＬ（例えば、屈折若しくは反射屈折性のシステム、ミラーグループまたは視界偏向器アレイ）を含む。ここに描くように、この装置は、透過型である（即ち、透過性のマスクを有する）。しかし、一般的に、それは、例えば、反射型でもよい。
【００１９】
この放射線システムは、放射線のビームを作る放射源ＬＡ（例えば、Ｈｇランプ、またはエキシマレーザ、貯蔵リング若しく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、または電子若しくはイオンビーム源）を含む。このビームをこの照明システムに含まれる種々の光学部品、例えば、ビーム成形光学系Ｅｘ、積分器ＩＮおよびコンデンサＣＯに通して、出来たビームＰＢがその断面に所望の均一性および強度分布を有するようにする。
【００２０】
ビームＰＢは、次に、マスクテーブルＭＴ上に保持したマスクＭＡを横切る。マスクＭＡを通過してから、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。干渉計変位測定手段ＩＦおよびこの第２位置決め手段の助けをかりて、基板テーブルＷＴは、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、この干渉計変位測定手段ＩＦおよび第１位置決め手段を使って、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の運動は、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）の助けをかりて実現する。
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。
● 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。
● 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、ｘ方向）に速度ｖ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＝Ｍｖ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。
【００２１】
図２は、ボイスコイル、またはローレンツ力、モータ１００のレイアウトを断面で示す。このボイスコイルモータは、コイル３、ヨーク１に取付けた２組の永久磁石２ａ、２ｂ、および冷却ジャケット４を含む。このヨーク１は、基板テーブルまたはマスクテーブルに取付けてあり、このテーブル、ヨークおよび磁石の組合せがコイルに関して可動である。
【００２２】
これらの永久磁石は、ＮＳ方向を矢印で示すように向けてヨーク１に取付けてあり、第１の組の永久磁石２ａが生じる磁界の方向は、第２の組の永久磁石２ｂが生じる磁界の方向と実質的に逆である。コイル３は、複数の巻線を含み、この巻線の平面は、この図面に垂直であり、およびこれらの磁界の方向に垂直である。コイルの第１部分３ａは、第１の組の永久磁石２ａが生じる磁界を通過し、コイルの第２部分３ｂは、第２の組の永久磁石２ｂが生じる磁界を通過する。コイル３の第１部分３ａおよび第２部分３ｂでの巻線の中の電流の方向は、逆で、この図面に垂直である。それで、このコイルに電流が流れるとき、第１の組の永久磁石２ａとコイルの第１部分３ａおよび第２の組の永久磁石２ｂとコイルの第２部分３ｂの各々の間にローレンツ力を誘起する。どちらの場合も、ローレンツ力は、この図面に平行（しかし、磁石が生じる磁界の方向に垂直）であり、両ローレンツ力が同方向である。
【００２３】
しかし、電流がコイル３を流れるとき、それは熱を生じ、それを放散する必要がある。本発明では、冷却ジャケット４をコイルの上面および下面に直接取付ける。この冷却ジャケットは、図２に示すようにコイルに取付けて冷却してもよい。その代りに、この冷却ジャケットが巻線のない中心部分を含むコイル全体を覆ってもよい。その上、単一冷却ジャケットを複数のコイルに取付け、その冷却を賄ってもよい。
【００２４】
この冷却ジャケットは、この冷却ジャケットを水冷却システム６へ接続する接続チャンネル５を有する。これらの接続チャンネルは、柔軟なプラスチック管および／または堅いステンレス鋼管を含んでもよいが、この冷却ジャケットを水冷却システムへ接続するための様々な他の手段があってもよく、それでこの発明は特定の手段に限定することを意図しない。以下に更に詳しく説明するように、冷却ジャケット４は、チャンネル１０を有し、その中を冷却システムからの水が接続チャンネル５を経て流れることができる。コイル３を流れる電流によって生じた熱は、チャンネル１０の中の冷却水へ移り、それが冷却システム６へ流れ戻り、そこでこの熱を除去して冷却水の温度を所定の値に調整する。
【００２５】
上に説明した冷却水の代りに、多種多様な流体を冷却媒体として使えることを理解しなければならない。更に、冷却ジャケット４に接続できる多種多様な冷却システムが既に周知であり、冷却システム６の選択は、本発明に重要ではないので、この文書ではこれ以上論じられていない。
【００２６】
上に説明したように、好適実施例では、この冷却ジャケットをコイルの上側および下側に取付ける。しかし、この発明は、この構成に限定されない。この実施例の変形が図７に示してある。この構成では、コイル冷却ジャケット組立体がコイルと冷却ジャケットが交互する層を含む。図示する例には、二つのコイル層４１、４３がある。下コイル層４１には、その下側に下冷却ジャケット層４０が取付けてあり、その上側に中間冷却ジャケット層４２が取付けてある。コイル層４３には、その下側に中間冷却ジャケット層４２が取付けてあり、その上側に上冷却ジャケット層４４が取付けてある。各冷却ジャケット層４０、４２、４４は、チャンネル１０を有し、その中を冷却流体が流れることができる。各冷却ジャケット層のチャンネル１０を水接続多岐管４５によって互いに接続し、前の様に、接続チャンネル５によって水冷却システム６に接続する。使用する層のレイアウトおよび数は、この発明の範囲内で変えられることが分るだろう。
【００２７】
ボイスコイルモータ１００では、永久磁石とコイルの間の間隙が実用的モータ設計考慮事項によって制限される。これは、次に、冷却ジャケットが包含できる最大厚さを制限するだろう。実際に、リソグラフィ装置では、この間隙がコイルの各側で約２ないし４ｍｍであり、各冷却ジャケットの最大厚さを約１．５ｍｍに制限する。
【００２８】
図３は、この発明の第１実施例の冷却ジャケット４の一部の断面図である。この冷却ジャケットは、実質的平面本体９を含み、それをチャンネル１０が貫通する。これらのチャンネルは、この冷却ジャケットの平面に実質的に平行（図３の面に垂直）であり、冷却水がそれらを流れる。その下面９ａは、熱伝導性であるが電気絶縁性のコンパウンドによって、コイルの表面に取付けられ、その上面は、環境に曝される。（この冷却ジャケットの一部をコイル層の下面に取付けるとき、９ａが冷却ジャケットの上面になり、９ｂが冷却ジャケットの下面になことが分るだろう。）それで、ボイスコイルからの熱がこの下面９ａを介してチャンネル１０の中の冷却水に伝えられる。理想的には、この冷却ジャケットを通って上面９ｂへ流れる熱が無視できる程である。これを容易にするために、上面９ｂに隣接する、冷却ジャケット４の平面本体９の上部の熱伝導率が比較的低く、下面９ａに隣接する、冷却ジャケット４の平面本体９の下部の熱伝導率が比較的高くてもよい。このジャケット全部の全体的熱伝導率は、冷却水までの所望の熱流経路の長さが非常に短縮しているので、従来技術のそれより低い。
【００２９】
上記説明から明白なように、冷却ジャケット４の少なくとも一部がボイスコイルモータ１００の磁界内にある。従って、もし、この冷却ジャケットを、望ましくない渦電流減衰を阻止するように、電気非伝導性材料で作ると有利だろう。そのような材料は、プラスチック、複合材料、または好ましくはセラミックであるかも知れない。先に述べたように、セラミック材料は、比較的熱伝導率が良いために、現在の状況に有利であり、それらの製造方法および機械的性質が周知である。従って、この発明の好適実施例では、冷却ジャケット４をＡｌ2Ｏ3またはＡｌＮのようなセラミック材料で作るが、この発明を何れか特定の種類の材料に限定されると考えるべきでない。
【００３０】
図３の実施例は、単一セラミック部品１１として製作した、冷却ジャケット４の一部を示す。これは、セラミック粉末粒子１３をチャンネル１０の形状に似た成形具１２上に注入成形または常温圧縮成形することによって達成する。この成形具は、後に、使用するセラミックの焼結温度より低い温度で溶解するか、または化学的に溶解することによって除去することができる。次に、焼結によってこの冷却ジャケットを完成できる。出来た冷却ジャケットは、一体式構造を有する。上記に説明したように、この冷却ジャケットの上の部分と下の部分に異なるセラミックを使うことが望ましいかも知れない。二つの異なるセラミックを使ってこの実施例の冷却ジャケットを作ることは可能である。しかし、焼結温度および収縮量が異なるために、実現はより困難であろう。
【００３１】
【実施例２】
この発明の冷却ジャケット４の第２実施例を図４に示す。この場合、冷却ジャケットの上の部分、または部品、１４および下の部分、または部品、１５を作ることによってこの冷却ジャケットを創り出す。この上の部分１４は、溝１０ｂを備える平面本体を含み、下の部分１５は、溝１０ａを備える平面本体を含み、溝１０ａ、１０ｂは、部分１４、１５の接触面に作ってある。これらの部分の各々を従来のセラミック加工法によって作り、焼結する。次に、これら二つの部分を、ガラス接着のような手法によって、接着線１６に沿って一緒に接着する。この上および下部分を一緒に接着したとき、それぞれの溝１０ａ、１０ｂが整列して、上部分１４の溝１０ｂおよび下部分１５の溝１０ａが組合さってチャンネル１０を形成する。上記に説明したように、この上部分および下部分に、異なる熱伝導率を有する異なるセラミック組成を使うことが望ましいかも知れない。また、四つの溝を上部分１４および下部分１５の何れか一つに作り、他は平面にしてもよい。
【００３２】
【実施例３】
図５は、この発明の第４実施例の冷却ジャケット４を示す。これは、第２実施例の変形である。この場合、上部分１７および下部分１８を再び従来のセラミック加工法によって作るが、直ちに焼結はしない。その代りに、二つの未焼結部分（生状態で）を互いに押付けて、溝１０ａ、１０ｂが整列してチャンネル１０を形成し、二つの部分が継目線１９で結合するようにする。次に、この冷却ジャケット組立体を共同焼成して単一一体構造部品を作る。再び、上部分および下部分に、異なるセラミック組成を使うことができる。
【００３３】
【実施例４】
冷却ジャケット４の第４実施例を図６に示す。この場合、冷却ジャケットは、３層：実質的に平面の上層、または部品、２０、実質的の平面の下層、または部品、２２および中間層、または部品、２１を含む。この上層および下層は、溝がなく、従来のセラミック加工法に従って形成および焼結できる。この中間層は、間に間隙２５を設けた、材料の一連のストリップ２１として作る。この中間層は、平面層として作り、それから材料のストリップを除去して必要な材料のストリップだけを残すか、または従来のセラミック加工法によって直接作ってもよい。次に、これら３層をガラス接着のような方法によってボンド部２３で一緒に接着する。他の実施例同様、各層を異なるセラミック組成で作ってもよい。
【００３４】
この発明の第３および第４実施例を組合わせてもよいことが分るだろう。即ち、第４実施例の３層をそれらがまだ生状態にある間に互いに押付け、次にこの組立体を共同焼成することによって冷却ジャケットを作ってもよい。
【００３５】
本発明の冷却ジャケットでは、冷却ジャケットは、従ってその中のチャンネル１０が一般的に薄くなければならない。これが今度はチャンネル内の流体流れ抵抗が高い結果となり、従って、十分な流量を維持するために冷却流体回路を高圧Ｐで作動しなければならない。この流体流れ抵抗、従って圧力Ｐは、チャンネルの幅Ｗを増すことによって減らせる。しかし、図８ａに示すように、スパン５０の有効長さを増すと、この冷却ジャケットの角領域５１で曲げ応力が大きくなる結果となる。流体流れ抵抗を減らすための代替方法は、図８ｂに示すように、並列チャンネルを設けることである。図８ａおよび図８ｂに示すチャンネル構成は、類似の流体流れ抵抗を有する（従ってＰおよびＰ’が類似である）が、図８ｂに示す構成の角５３での最大曲げ応力は、図８ａに示す構成の角５１での最大曲げ応力より遙かに低い。
【００３６】
図９ａおよび図９ｂは、本発明の冷却ジャケット６０、６１の断面５５、５７での並列チャンネル５６、５８の構成を概略的に示す。これらのチャンネルは、共通の流体入口５４および共通の流体出口５９を有する。この発明の全ての実施例で、これらの冷却ジャケットは、それぞれ、図９ａおよび図９ｂに示すような、直線チャンネル５６または屈曲チャンネル５８を有してもよいが、本発明をこれらの形状だけに限定されると考えるべきではない。
【００３７】
以上において本発明の特定の実施例を説明したが、本発明を説明したのと別の方法で実施してもよいことが理解されよう。例えば、この冷却ジャケットを、類似または異なる材料の、および必要に応じて溝を設けてもよい、何れか都合のよい数の下位層（四つ以上）で作ってもよい。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】本発明の第１実施例によるリソグラフィ投影装置を描く。
【図２】本発明の第１実施例の冷却ジャケットを備えるボイスコイルモータの略図である。
【図３】本発明の第１実施例による冷却ジャケットの断面図である。
【図４】本発明の第２実施例による冷却ジャケットの断面図である。
【図５】本発明の第３実施例による冷却ジャケットの断面図である。
【図６】本発明の第４実施例による冷却ジャケットの断面図である。
【図７】図２の冷却システムの変形を備えるボイスコイルモータの概略図である。
【図８】ａおよびｂは本発明の冷却ジャケットを通るチャンネルの断面図である。
【図９】ａおよびｂは本発明の冷却ジャケットの中のチャンネルの平面図である。
【符号の説明】
３ コイル
４ 冷却ジャケット
９ 本体
１０ チャンネル
１０ａ 溝
１０ｂ 溝
１４ 部品
１５ 部品
１７ 上方部品
１８ 下方部品
２０ 上方層部品
２１ 中間層部品
２２ 下方層部品
２５ 材料除去部分
４０ 冷却ジャケット
４１ コイル
４２ 冷却ジャケット
４３ コイル
４４ 冷却ジャケット
５６ チャンネル
５８ チャンネル
１００ ボイスコイルモータ
Ｃ 目標部分
ＣＯ コンデンサ
Ｅｘ ビーム成形光学素子
ＩＮ 積分器
ＬＡ 放射源
ＭＡ マスク
ＭＴ マスクテーブル
ＰＢ 投影ビーム
ＰＬ 投影システム
Ｗ 基板
ＷＴ 基板テーブル
Claims (16)
- 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前記投影ビームをパターン化するためのパターニング手段、
基板を保持するための基板テーブル、
前記パターン化したビームを前記基板の目標部分上に結像するための投影システム、
を含み、
前記パターニング手段および前記基板テーブルの少なくとも一つが、冷却ジャケットと熱接触しているコイルを有する少なくとも一つのボイスコイルモータを含む位置決め手段と関連する投影装置に於いて、
前記冷却ジャケットが冷却流体の循環のために中に取り込まれた少なくとも一つのチャンネルが形成された平面本体であり、前記平面本体は前記冷却チャンネルとの間に介在する２つの対向する側の部分を有し、そのうちの一つが前記コイルに取り付けられ、比較的高い熱伝導率かつ電気的絶縁性を有し、他の一つが比較的低い熱伝導率を有することを特徴とするリソグラフィ投影装置。 - 請求項１記載された装置に於いて、前記冷却ジャケットが複数の前記チャンネルを含み、それらは、前記チャンネルが前記冷却ジャケットのコイルに隣接する前記部分に均一に分布するように配列してあることを特徴とするリソグラフィ投影装置。
- 請求項２に記載された装置に於いて、前記チャンネルが実質的に直線であることを特徴とするリソグラフィ投影装置。
- 請求項２に記載された装置に於いて、前記チャンネルが屈曲していることを特徴とするリソグラフィ投影装置。
- 請求項１ないし請求項４の何れかの一項に記載された装置に於いて、前記コイル（３）が複数のワイヤ巻回を含み、全てが実質的に同じ平面内にあり、および前記冷却ジャケットが前記巻回の平面に実質的に平行であり且つ前記コイルの上面および下面の少なくとも一つに取付けてあることを特徴とするリソグラフィ投影装置。
- 請求項１ないし請求項５の何れか一項に記載された装置に於いて、前記チャンネルの少なくとも一つが、その内部に位置されている前記冷却ジャケットの部分の平面に平行であることを特徴とするリソグラフィ投影装置。
- 請求項１ないし請求項６の何れか一項に記載された装置に於いて、前記ボイスコイルモータがコイルと冷却ジャケットとの交代する部分を含むことを特徴とするリソグラフィ投影装置。
- 請求項１ないし請求項７の何れか一項に記載された装置に於いて、前記冷却流体が水であることを特徴とするリソグラフィ投影装置。
- 請求項１に記載された装置に於いて、前記冷却ジャケット（４）をセラミックで作ったことを特徴とするリソグラフィ投影装置。
- 請求項９に記載る装置に於いて、このセラミックがＡｌ２Ｏ３またはＡｌＮであることを特徴とするリソグラフィ投影装置。
- 請求項９または請求項１０に記載された装置に於いて、中に少なくとも一つのチャンネル（１０）がある、この冷却ジャケット（４）の少なくとも一部を単一一体構造部品として作った装置ことを特徴とするリソグラフィ投影装置。
- 請求項９、請求項１０または請求項１１のいずれか１項に記載された装置に於いて、中に少なくとも一つのチャンネル（１０）がある、この冷却ジャケット（４）の少なくとも一部を、二つの部品（１４、１５）で作り、それらを一緒に接着して上記一部を作り、これらの部品の接触面の少なくとも一つが少なくとも一つの溝（１０ａ、１０ｂ）を含み、それが接着した状態でこのチャンネルを形成することを特徴とするリソグラフィ投影装置。
- 請求項９ないし請求項１２の何れか一項に記載された装置に於いて、中に少なくとも一つのチャンネルがある、この冷却ジャケットの少なくとも一部を、一緒に接着した三つの部品で作り、中間部品に材料を除去した部分を作り、前記部分が接着した状態でチャンネルを形成することを特徴とするリソグラフィ投影装置。
- 請求項１２または請求項１３に記載された装置に於いて、これらの部品（２０、２１、２２）をガラス接着によって接合したことを特徴とするリソグラフィ投影装置。
- 請求項１２または請求項１３に記載された装置に於いて、前記部品の各々を一緒に接着する前に未焼結である材料で作り、前記部品を互いに押付けることによって接着し、続いて焼結して完成した状態で単一一体構造部品を作るようにしたことを特徴とするリソグラフィ投影装置。
- デバイス製造方法であって、
少なくとも部分的に放射線感応材料で被覆し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、
前記投影ビームにその断面にパターンを与えるためにパターニング手段を使う工程、
放射線のパターン化したビームを放射線感応材料の層の目標部分上に投影する工程を含み、前記基板テーブルおよび前記パターニング手段の少なくとも一つが、もし位置決めされるならば、冷却ジャケットと熱接触しているコイルを有する少なくとも一つボイスコイルモータを使用する方法に於いて、
前記冷却ジャケットが冷却流体の循環のために中に取り込まれた少なくとも一つのチャンネルが形成された平面本体であり、前記平面本体は前記冷却チャンネルとの間に介在する２つの対向する側の部分を有し、そのうちの一つが前記コイルに取り付けられ、比較的高い熱伝導率かつ電気的絶縁性を有し、他の一つが比較的低い熱伝導率を有することを特徴とするデバイス製造方法。
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