CN1453637A - 驱动装置、曝光装置及器件制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明的目的为使伴随物体的驱动的力矩反力受到抵消或使其影响减小。本发明的驱动装置具备在X方向上驱动物体(XY滑板等)的第1执行装置，在Y方向上驱动物体的第2执行装置，以及控制第1及第2执行装置的控制单元。第1及第2执行装置，分别具有承受驱动物体时的反力而移动的反力平衡体。控制单元，通过控制第1及第2执行装置使在A点上静止的上体移动到B点静止时，使物体在连接A点和B点的直线上移动。

Description

驱动装置、曝光装置及器件制造方法

技术领域

本发明涉及驱动装置、曝光装置及器件制造方法，例如使物体沿着导向面在X方向及Y方向上移动的驱动装置，组装有该驱动装置的曝光装置，以及利用该曝光装置的器件制造方法。

背景技术

作为在半导体器件等的器件的制造中使用的曝光装置的代表性装置有在将基片(衬底)(例如晶片或玻璃基片)分步移动的同时通过投影光学系统将原版(初缩版或掩模)的图形投影在基片上的多个曝光区域上而进行顺序转移的分步重复型曝光装置(也称为步进投影曝光机)及通过反复进行步进移动和扫描曝光将原版图形顺序转移到基片上的多个曝光区域的步进扫描型曝光装置(也称为扫描投影曝光机)。特别是步进扫描型曝光装置，由于使用的是利用狭缝限制于投影光学系统的比较接近光轴部分的曝光光，可以获得精度更高并且视场角更宽的微细图形的曝光。

这些曝光装置，具有使晶片或初缩版高速移动定位的平台装置或驱动装置(晶片载台、初缩版载台)。在这种曝光装置中，如驱动此载台，则伴随载台的加减速会产生惯性力的反力，如果此力传递到平台，就会成为引起平台振动的原因。由于这种振动，会激励曝光装置的机构系统的固有振动而产生高频振动，有可能妨碍高速高精度的定位。

为了解决关于这种反力的问题，曾经提出数种提案。例如，在记载于特开平5-77126号公报中的装置中，通过将用来驱动载台的直线电动机的定子与载台平台分开以基床进行支持而成为可防止由反力引起的平台振动的系统。另外，在记载于特开平5-121294号公报中的装置中，藉助在水平方向上产生的力的执行机构对支持晶片载台及投影透镜的机架赋予与伴随载台的驱动的反力同等的补偿力而成为可减轻由反力引起的装置振动的系统。

可是，在上述的任何一个现有的示例中，虽然可以减轻载台装置自身的摇动，但伴随载台的驱动的反力，或是直接传递到基床，或是经过实质上可看作是与基床成为一体的构件传递到基床。由此，对基床加振，有可能对设置于曝光装置周围的装置加振而造成不良影响。通常，设置曝光装置的基床具有大约20～40Hz的固有振动频率，如伴随曝光装置的动作激起基床具有的固有振动频率的振动，对周围的装置的恶劣影响就会很大。

近来，随着处理速度的提高，载台的加速度一直在增加，例如，在步进扫描型曝光装置中，现在载台的最大加速度，在初缩版载台上已经达到4G，而在晶片载台上也已经达到1G。此外，随着初缩版和基片的大型化载台的质量也增大。因此，以<移动体质量>×<加速度>定义的驱动力变得非常大，其反力也变大。随着这种反力的增大，由反力引起的设置基床的加振就变成不可忽视的问题。

另外，装置的大型化也变得明显，设置大量制造装置的制造工场内的占有设置面积的增大的问题日益明显。就是说，如从装置传递到基床的振动很大，则为了使其他装置不受该振动的影响，必须将装置之间的距离加大，结局各装置事实上占有的面积增大。

鉴于这种背景，本发明的申请人认为，在藉助由动子和定子构成的电磁执行机构驱动的可动单元的驱动装置中，使上述定子成为承受上述可动单元的驱动反力的反力平衡体的方法是有效的。

发明内容

本发明正是以上述考察为契机，其目的在于例如使伴随物体的驱动的驱动反力受到抵消或使其影响减小。

本发明的第1个方面涉及使物体沿着导向面在X方向及Y方向上移动的驱动装置。此驱动装置具备在X方向上驱动上述物体的第1执行装置，在Y方向上驱动上述物体的第2执行装置，以及控制上述第1及第2执行装置的控制单元。上述第1及第2执行装置，具有承受驱动上述物体时的反力而移动的反力平衡体。如果上述控制单元，通过控制上述第1及第2执行装置使在第1位置上静止的上述物体移动到第2位置静止时，使上述物体在连接上述第1位置和上述第2位置的直线上移动，就更好。

根据本发明的优选实施形态，上述反力平衡体，最好是具备作为上述第1执行装置的定子的第1反力平衡体和作为上述第2执行装置的定子的第2反力平衡体。

根据本发明的优选实施形态，上述控制单元，最好是通过对上述第1及第2执行装置进行控制，以便，例如，使上述第1执行装置使上述物体加速的加速期间和上述第2执行装置使上述物体加速的加速期间一致，并且使上述第1执行装置使上述物体减速的减速期间和上述第2执行装置使上述物体减速的减速期间一致。

根据本发明的优选实施形态，上述驱动单元，最好是具备，例如，驱动上述第1反力平衡体的第3执行装置和驱动上述第2反力平衡体的第4执行装置。此处，上述控制单元，最好是通过对上述第3及第4执行装置进行控制使伴随上述物体的驱动的反力受到抵消或使其影响减小。或者是，上述控制单元，最好是通过对上述第3及第4执行装置进行控制使伴随上述物体的驱动的力矩反力受到抵消或使其影响减小。例如，上述控制单元，最好是通过对上述第1、第2、第3及第4执行装置进行控制，以便，例如，使上述第1及第2执行装置使上述物体加速的加速期间以及上述第3及第4执行装置使上述第1及第2反力平衡体加速的加速期间一致，并且使上述第1及第2执行装置使上述物体减速的减速期间以及上述第3及第4执行装置使上述第1及第2反力平衡体减速的减速期间一致。

根据本发明的优选实施形态，上述第1执行装置最好是，例如，分别配置于上述物体的-Y方向侧及+Y方向侧，而上述第2执行装置最好是，例如，分别配置于上述物体的-X方向侧及+X方向侧。

根据本发明的优选实施形态，上述第1执行装置最好是，例如，分别配置于上述物体的-Y方向侧及+Y方向侧，而上述第2执行装置最好是，例如，分别配置于上述物体的-X方向侧及+X方向侧，上述驱动装置最好是还具备分别驱动一对上述第1执行装置的第1反力平衡体的一对第3执行装置和分别驱动一对上述第2执行装置的第2反力平衡体的一对第4执行装置。此处，上述控制单元，最好是通过对上述一对第3执行装置及上述一对第4执行装置进行控制使伴随上述物体的驱动的反力受到抵消或使其影响减小。或者是，上述控制单元，最好是通过对上述一对第3执行装置及上述一对第4执行装置进行控制使伴随上述物体的驱动的力矩反力受到抵消或使其影响减小。

本发明的第2个方面涉及使物体沿着导向面在X方向及Y方向上移动的驱动装置，具备在X方向上驱动上述物体的第1执行装置，在Y方向上驱动上述物体的第2执行装置，以及控制上述第1及第2执行装置的控制单元。上述第1执行装置，具有承受驱动上述物体时的反力而移动的第1反力平衡体，上述第2执行装置，具有承受驱动上述物体时的反力而移动的第2反力平衡体。上述控制单元，通过控制上述第1及上述第2执行装置使在第1位置上静止的上述物体移动到第2位置静止时，使上述第1及第2执行装置产生驱动上述物体的驱动力并发生由上述第1位置的坐标及第2位置的坐标单值确定的反力。

本发明的第3个方面涉及曝光装置，具备构成为可驱动包含保持基片的吸盘作为基片载台的构造体的上述驱动装置，通过投影光学系统将图形投影在基片上使该基片曝光。

本发明的第4个方面涉及半导体器件等器件的器件制造方法，包含利用上述曝光装置使该基片曝光的工序及使该基片显影的工序。

本发明的其他特点和优点可从参考下面的附图的描述而了解，附图各图中同样或类似的部件赋予同样的标号。

附图说明

包含在本说明书中并构成其一部分的附图示出本发明的具体实施方式，并且与本说明书中一起用来对本发明的原理予以说明。

图1为表示本发明的优选实施形态的驱动装置(载台装置)的可动单元的驱动方法的XY平面坐标图。

图2A、2B为表示本发明的优选实施形态的驱动装置的X执行装置和Y执行装置的驱动曲线图。

图3A～3D为分别示出本发明的优选实施形态的驱动装置的可动单元的驱动力F(t)、驱动速度V(t)、力矩反力γ(t)以及承受力矩反力而移动的反力平衡体的移动速度Vr(t)的示图。

图4A、4B为表示本发明的优选实施形态的驱动装置(载台装置)的示图。

图5为用来说明一般的可动单元的移动方法的问题点的XY平面坐标图。

图6A～6F为表示驱动装置的X执行装置和Y执行装置的一般驱动曲线图。

图7为关于驱动装置的力矩反力的说明图。

图8为示出以本发明的优选实施形态的驱动装置作为基片载台而组装的曝光装置的概略构成的示图。

图9为示出半导体器件的整个制造过程的流程图。

图10为示出半导体器件的整个制造过程的流程图。

具体实施方式

下面根据附图对本发明的优选实施形态予以说明。

图4A、4B分别为示出以执行装置的定子作为承受动子的驱动反力的反力平衡体的本发明的优选实施形态的曝光装置的晶片载台的平面图、剖面图。

在图4A及4B中，在顶板30上设置有晶片吸盘31和位置计测用的条形反射镜50、51。晶片吸盘31对定位对象晶片进行真空吸附并保持。条形反射镜50、51反射来自图中未示出的激光干涉仪的计测光。顶板30，相对XY滑板38，藉助利用磁铁的自重补偿单元(图中未示出)以非接触方式浮起。在6轴方向上具有自由度。另外，顶板30，利用在顶板30和XY滑板38之间产生驱动力的执行装置，在6轴方向(XYZ方向及其轴转动方向)上进行微动驱动。在X方向上设置2个、在Y方向上设置1个、在Z方向上设置3个直线电动机作为6轴微动用的执行装置。如对2个X方向微动直线电动机逆向驱动，就可绕Z轴转动(θ方向)驱动顶板30，通过分别调整3个Z方向微动直线电动机各自的驱动力，就可绕X轴转动(ωX方向)及绕Y轴转动(ωY方向)驱动顶板30。另外，成为微动用直线电动机的定子的绕组设置于XY滑板38侧，成为微动用直线电动机的动子的永久磁铁设置于顶板30侧。

XY滑板38，相对XY方向，经由空气轴承(静压轴承)35a由X导杆28和Y导杆29导引。另外，XY滑板38，相对Z方向，经由空气轴承(静压轴承)35b在基准构造体4上面导引。

在X导杆28和Y导杆29的两端部附近安装直线电动机的动子(磁铁)26、126、27、127，在控制器(控制单元)100的控制下，通过使XY各两个直线电动机定子(绕组)24、124、25、125中流过电流而产生洛伦兹力，可以在向量Y方向上驱动28和在显示数据方向上驱动Y导杆29。XY各两个直线电动机定子(绕组)24、124、25、125，经由空气轴承(静压轴承)34由基准构造体4上面导引，在XY方向上(平面方向)上保持自由度。

此处，除了执行装置之外，将也作为反力平衡体的起作用的直线电动机定子24、124、25、125分别称呼为YR、YL、XB和XF。

此外，直线电动机定子24、124，在控制器100的控制下，由直线电动机定子控制用直线电动机32、132在Y方向上驱动。另外，同样，直线电动机定子25、125，在控制器100的控制下，由直线电动机定子控制用直线电动机33、133在X方向上驱动。

下面，利用图4对本发明的背景予以说明。首先，对XY滑板38在Y坐标为0的位置只在X方向上移动的场合予以说明。如利用洛伦兹力在X方向上驱动Y导杆29，则经由静压轴承35a对XY滑板38施加X方向的力。此处，将XY滑板38和Y导杆29合称为X可动单元。如使X可动单元加减速，则其反力作用于直线电动机定子25、125。

由于直线电动机定子25、125是利用静压轴承34支持可在XY方向上移动，利用此反力，直线电动机定子25、125在X方向上移动。其移动时的加速度和速度，由直线电动机定子25、125的质量和X可动单元的质量的比决定。例如，直线电动机定子25、125的各质量为200kg/个，X可动单元的质量为40kg，则因为质量比为10∶1，X直线电动机定子21的加速度、速度也为可动单元的1/10。这样，通过直线电动机定子25、125在X方向上的移动，在基准构造体4没有作用在直线电动机定子25上的X方向上的反力作用。与XY滑板38在X坐标为0的位置只在Y方向上移动的场合一样。

可是，在XY方向，即2维中，驱动XY滑板38的场合，由于产生力矩分量引起的驱动反力(以下记作力矩反力)，不能像上述那样单纯地吸收反力。作为一个示例，考虑在2维的XY方向上驱动XY滑板38时，X方向的控制系统和Y方向的控制系统互相独立，为使处理速度优先而使X方向的驱动曲线和Y方向的驱动曲线一直产生最高加速度、最高速度的控制方法。

在此控制方法中，在将XY滑板38从示于图5的XY平面的A点驱动到B点时，利用如图6A、6B所示的X驱动曲线和Y驱动曲线驱动XY滑板38。例如，载台装置或驱动装置的最高加速度为1G、最高速度为1m/s时，图6A、6B的驱动曲线的驱动可使X轴和Y轴都分别产生最高加速度1G、最高速度1m/s。

利用图6A、6B这样的驱动曲线来驱动XY滑板38的场合，XY滑板38移动时描绘出如图5所示的轨迹，此时的驱动反力，当XY滑板38在A点附近，B点附近，还有C点附近时产生。

此时，作为反力平衡体的直线电动机定子24(YR)、25(XB)、124(YL)、125(XF)移动以抵消此驱动反力，根据XY滑板38的位置的不同反力平衡体承受的反力不同。就是说，因为在承受Y方向的驱动的反力而传递的X导杆28上施加的力矩反力因XY滑板38的X坐标的不同而不同，所以在反力平衡体(YL)124和反力平衡体(YR)24承受的反力上产生差异。同样地，因为在受到X方向的驱动的反力而传递的Y导杆29上施加的力矩反力因XY滑板38的Y坐标的不同而不同，所以在反力平衡体(XF)125和反力平衡体(XB)25承受的反力上产生差异。

具体说，在图5中，因为XY滑板38的驱动开始位置是原点的+X方向及+Y方向，与反力平衡体(YL)124相比较，反力平衡体(YR)24承受的承受的反力更大，并且与反力平衡体(XF)125相比较，反力平衡体(XB)25承受的承受的反力更大。

此外，如XY滑板38移动时描绘出如图5所示的轨迹，此时的驱动反力，X导杆28和Y导杆29承受的力矩反力将根据XY滑板38的位置而改变。由此，在驱动XY滑板38描绘出如图5所示的轨迹时的力矩反力，由于X驱动和Y驱动的加速时和减速时的位置是任意的，加速时的力矩反力和减速时的力矩反力的总和不为0。

所谓加速时的力矩反力和减速时的力矩反力的总和不为0意味着，如果假设使反力平衡体XB、XF、YL、YR移动而使包含力矩分量的驱动反力被完全抵消，则反力平衡体XB、XF、YL、YR的移动速度，如图6C～6F所示，反力平衡体XB、XF、YL、YR不能停止。换言之，因为在反力平衡体上必然存在有效行程，很难完全抵消力矩反力。

下面对本发明的优选实施形态予以说明。在图4的XY滑板38在如图1所示的坐标系中，考虑从任意的A点(x₁，y₁)移动到B点(x₂，y₂)的场合。设此坐标系的原点(0，0)为相对反力平衡体(YR、YL、XB、XF)24、124、25、125不产生力矩反力的点，在如图4所示的驱动装置中，XY滑板38停止的点是原点(0，0)。

根据本发明的优选实施形态，使用来在X方向上驱动XY滑板38的直线电动机(25、27、125、127)的驱动曲线的加速期间和在Y方向上驱动XY滑板38的直线电动机(24、26、124、126)的驱动曲线的加速期间相等(即使其同步)，并且使用来在X方向上驱动XY滑板38的直线电动机(25、27、125、127)的驱动曲线的减速期间和在Y方向上驱动XY滑板38的直线电动机(24、26、124、126)的驱动曲线的减速期间相等(即使其同步)。此处，控制器100，根据用来分别控制X方向的驱动用直线电动机(25、27、125、127)及Y方向的驱动用的直线电动机(24、26、124、126)的驱动的驱动曲线对这些直线电动机进行控制。

下面举一例说明上述的控制。控制器100，通过分别按照图2A、2B所示的X方向、Y方向的驱动曲线对X方向的驱动用直线电动机(25、27、125、127)及Y方向的驱动用的直线电动机(24、26、124、126)的驱动进行控制而驱动XY滑板38。在图2A、2B中，从t0起到t1止是加速期间，控制器100，使X方向的驱动用直线电动机(25、27、125、127)和Y方向的驱动用的直线电动机(24、26、124、126)同步，在此从t0起到t1止的期间内使XY滑板38加速。此时的X方向的驱动用的直线电动机的加速力和Y方向的驱动用的直线电动机的加速力的合力的矢量，与从A点向着B点的矢量AB_VEC的方向永远相同。另外，在此说明书中，对矢量添加VEC字样表示。

图2A、2B的从t1起到t2止的期间是定速期间，控制器100，使X方向的驱动用的直线电动机和Y方向的驱动用的直线电动机一起以定速动作以使XY滑板38以定速在AB间移动。

于是，图2A、2B的从t2起到t3止的期间是减速期间，控制器100，使X方向的驱动用的直线电动机和Y方向的驱动用的直线电动机两者同步，在此从t2起到t3止的期间内使XY滑板38减速而停止。此时的X方向的驱动用的直线电动机引起的减速的力和Y方向的驱动用的直线电动机引起的减速的力的矢量，在加速时的矢量AB_VEC相反方向即矢量BA_VEC的方向上永远相同。

如上所述，在本发明的优选实施形态中，通过使在X方向上的驱动用的直线电动机的驱动曲线的加速期间和在Y方向上的驱动用的直线电动机的驱动曲线的加速期间相等(即使其同步)，并且，使在X方向上的驱动用的直线电动机的驱动曲线的减速期间和在Y方向上的驱动用的直线电动机的驱动曲线的减速期间相等(即使其同步)，如图1所示，在直线轨道上从A点到B点驱动XY滑板38。

在此驱动条件中，如将按照图2A、2B的驱动曲线从A点到B点驱动XY滑板38时的驱动力F_vec(t)表示为矢量的时间函数，如(1)式所示。

$F_{\mathrm{vec}}\left(t\right)=\frac{{\mathrm{AB}}_{\mathrm{vec}}}{\left|{\mathrm{AB}}_{\mathrm{vec}}\right|}F\left(t\right)\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\left(1\right)$

就是说，给予XY滑板38的驱动力F_vec(t)为具有从A点到B点的方向的单位矢量乘以图3A所示的标量函数F(t)的积。

考虑此时的力矩反力。Y导杆29承受的力矩反力γ_y(t)如式(2)所示。

γ_y(t)＝y(t)F(t)cosθ                            …(2)

X导杆28承受的力矩反力γ_x(t)如式(3)所示。

γ_x(t)＝-x(t)F(t)sinθ                            …(3)

于是，这些力的合力γ(t)如式(4)所示。

γ(t)＝y(t)F(t)cosθ-x(t)F(t)sinθ

＝F(t)(y(t)cosθ-x(t)sinθ)                      …(4)其中：y(t)＝x(t)tanθ+b                          …(5)将式(5)代入(4)可得式(6)。γ(t)＝F(t)((x(t)tanθ+b)cosθ-x(t)sinθ)

 ＝F(t)(x(t)sinθ+bcosθ-x(t)sinθ)

 ＝F(t)bcosθ                          …(6)但是，因为y(t)通过(x₁，y₁)，b可求出如式(7)。

  b＝y₁-x₁tanθ                        …(7)把式(7)代入式(6)，得到式(8)。

  γ(t)＝F(t)bcosθ

       ＝F(t)(y₁cosθ-x₁sinθ)         …(8)其中，如将sinθ、cosθ以(x₁，y₁)、(x₂，y₂)表示，如式(9)所示。

$\sin \mathrm{\&theta;}=\frac{y_2-y_1}{\sqrt{{(x_2-x_1)}^2+{(y_2-y_1)}^2}}$

$\cos =\frac{x_2-x_1}{\sqrt{{(x_2-x_1)}^2+{(y_2-y_1)}^2}}\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\left(9\right)$

所以，力矩反力如式(10)所示。

$\mathrm{\&gamma;}\left(t\right)=F\left(t\right)\frac{x_2{y}_1-x_1{y}_2}{\sqrt{{(x_2-x_1)}^2+{(y_2-y_1)}^2}}\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\left(10\right)$

就是说，根据本发明的优选实施形态的驱动方法，力矩反力γ(t)未为驱动力F(t)的常数倍，该常数由驱动开始位置A和停止位置B的坐标单值决定。

其中，F(t)是用来在A点开始XY滑板38的移动，在B点使移动停止的驱动力，此时的XY滑板38的矢量AB_VEC上的标量速度如图3B所示。

所以，作为F(t)的常数倍的力矩反力γ(t)也以图3C所示的时间函数表示，此外，承受力矩反力而移动的反力平衡体的移动速度将如图3D所示。如图3D所示，根据本发明的优选实施形态的驱动方法，反力平衡体的速度最终必定变为0，必定可以使反力平衡体停止。

另外，下面对于将力矩反力γ(t)分配到反力平衡体完全抵消XY滑板38的驱动反力的方法予以说明。

在图4的驱动装置中，由直线电动机的定子组成的反力平衡体，分离为XB(25)、XF(125)、YR(24)和YL(124)四个。

首先，对于X方向上的驱动力，可由反力平衡体XB(25)、XF(125)抵消。就是说，如以XY滑板38的驱动力F_vec(t)的X方向分量为F_X(t)，F_X(t)是两个X直线电动机(定子25及动子27对，定子125及动子127对)的驱动力，其反力为-F_X(t)。X方向的反力-F_X(t)，由直线电动机的定子组成的反力平衡体XB(25)、XF(125)承受。如设施加于反力平衡体XF(125)的力为F_XF(t)，施加于反力平衡体XB(25)的力为F_XB(t)，如式(11)成立，可以抵消X方向上的反力。

F_x(t)＝-(F_XF(t)+F_XB(t))                    …(11)

同样，对于Y方向上的驱动力，可由反力平衡体YL(124)、YR(24)抵消。就是说，如以XY滑板38的驱动力F_vec(t)的Y方向分量为F_Y(t)，F_Y(t)是两个Y直线电动机(26、126)的驱动力，其反力为-F_Y(t)。Y方向的反力-F_Y(t)，由直线电动机的定子组成的反力平衡体(YL)126、(YR)26承受。如设施加于反力平衡体(YL)126的力为F_YL(t)，施加于反力平衡体(YR)26的力为F_YR(t)，如式(12)成立，可以抵消Y方向上的反力。

  F_y(t)＝-(F_YL(t)+F_YR(t))                   …(12)

下面再考虑力矩方向上的反力。图7中示出力矩方向的反力。如图7所示，如将施加于X导杆28上的力矩反力设为γ_x(t)，X导杆28的长度为2L_x，施加于Y导杆29上的力矩反力设为γ_y(t)，Y导杆29的长度为2L_y，则γ_x(t)、γ_y(t)以式(13)表示。

γ_x(t)＝-(F_YL(t)+F_YR(t))L_x

γ_y(t)＝-(F_XB(t)+F_CF(t))L_y                  …(13)

另外，因为力矩的反力γ(t)是施加于X导杆28上的力矩γ_x(t)和施加于Y导杆29上的力矩γ_y(t)的和，如式(14)成立，可以抵消力矩的反力。

γ(t)＝γ_x(t)+γ_y(t)

＝-(F_YL(t)-F_YR(t))L_x-(F_XB(t)-F_XF(t))L_y      …(14)

其中，在本发明的优选实施形态中，在驱动XY滑板38的同时，控制器100，通过控制图4所示的直线电动机定子控制用的直线电动机133、33、132、32，藉助式(15)所示的力驱动由直线电动机定子组成的反力平衡体XF(125)、XB(25)、YL(124)和YR(24)。此处，按照式(15)，X方向的驱动用的直线电动机(25、27、125、127)的驱动曲线的加速期间、Y方向的驱动用的直线电动机(24、26、124、126)的驱动曲线的加速期间与直线电动机定子控制用的直线电动机(133、33、132、32)的驱动曲线的加速期间一致，并且，X方向的驱动用的直线电动机(25、27、125、127)的驱动曲线的减速期间、Y方向的驱动用的直线电动机(24、26、124、126)的驱动曲线的减速期间与直线电动机定子控制用的直线电动机(133、33、132、32)的驱动曲线的减速期间一致。

F_XF(t)＝-(F_x(t)-γ(t)α)/2

F_XB(t)＝(F_x(t)+γ(t)α)/2

F_YL(t)＝-(F_y(t)+γ(t)β)/2

F_YR(t)＝-(F_y(t)-γ(t)β)/2                   …(15)

利用直线电动机133、33、132、32，如式(15)所示通过对反力平衡体XF(125)、XB(25)、YL(124)和YR(24)进行驱动，X方向上承受的力如式(16)所示。

-(F_XF(t)+F_XB(t))＝F_x(t)                      …(16)

就是说，因为式(11)成立，可以完全抵消X方向的反力。另外，同样，Y方向上承受的力如式(17)所示。

-(F_YL(t)+F_YR(t)＝F_y(t)                        …(17)

就是说，因为式(12)成立，可以完全抵消Y方向的反力。另外，对于力矩的反力，也如式(18)所示。

-(F_YL(t)-F_YR(t)L_x-(F_XB(t)-F_XF(t))L_y

＝(βL_x+αL_y)·γ(t)                          …(18)

βL_x+αL_y＝1                                  …(19)

如选择式(19)成立的α、β，式(14)成立，可完全抵消力矩的反力。例如，如按照式(20)所示选择α、β，可只在反力平衡体(YL)124、(YR)24上分配力矩反力。

另外，如按照式(21)所示选择α、β，可只在反力平衡体(XF)125、(XB)25上分配力矩反力。

另外，如按照式(22)所示选择α、β，可在四个反力平衡体(XF)125、(XB)25、(YL)124和(YR)24上分配力矩反力。

因为由直线电动机定子组成的反力平衡体XF、XB、YL和YR的重量和作为XY可动单元的XY滑板38及其上部的顶板30、晶片吸盘31、条形反射镜50、51等以及X导杆28、Y导杆29的重量的比值决定反力平衡体XF、XB、YL和YR的驱动行程，所以为了缩短反力平衡体的行程，反力平衡体的重量最好是尽可能的加重。

如上所述，根据本实施形态，可以将驱动XY滑板38时的反力，包含力矩分量的反力可完全在驱动装置内抵消。

就是说，因为根据本发明的优选实施形态的驱动装置，沿着导向面在XY方向，即2维方向上使可移动的物体(例如包含XY滑板、顶板、晶片吸盘等的构造体)移动时，使在X方向上驱动该物体的X方向用执行装置的加速期间和在Y方向上驱动该物体的Y方向用执行装置的加速期间相等(即使其同步)，并且使X方向用执行装置的减速期间和Y方向用执行装置的减速期间相等(即使其同步)，由此通过使两个执行装置同时产生加减速的力，可使该物体从驱动开始位置起到停止位置为止直线移动，加速时的驱动反力的力矩分量和减速时的驱动反力的力矩分量相等，即使是移动反力平衡体使包含力矩分量的驱动反力完全抵消，反力平衡体可在有效行程内停止。

另外，根据本发明的优选实施形态，设在上述驱动装置中，使物体从坐标(x₁，y₁)移动到坐标(x₂，y₂)时的驱动力为F时，通过将以

$\mathrm{\&gamma;}=F\left(\frac{x_2{y}_1-x_1{y}_2}{\sqrt{{(x_2-x_1)}^2+{(y_2-y_1)}^2}}\right)$

表示的转动方向的力矩反力γ在控制器100的控制下分配到反力平衡体中的任何一个上，可以将力矩反力完全抵消或减轻其影响。

此外，例如，在具有如图4这样的四个反力平衡体(XF)125、(XB)25、(YL)124和(YR)24的驱动装置中，在使物体从坐标(x1，y1)起移动到坐标(x2，y2)时，使X方向用的执行装置的加速期间和Y方向用的执行装置的加速期间相等(即使其同步)，并且使X方向用的执行装置的减速期间和Y方向用的执行装置的减速期间相等(即使其同步)，由此两个执行装置同时使物体加减速。如设此时的该物体的驱动力为F，转动方向的力矩反力γ表示为：

$\mathrm{\&gamma;}=F\left(\frac{x_2{y}_1-x_1{y}_2}{\sqrt{{(x_2-x_1)}^2+{(y_2-y_1)}^2}}\right)$

此处，如以F_XF表示反力平衡体XF，以F_XB表示反力平衡体XB，以F_YR表示反力平衡体YR，以F_YL表示反力平衡体YL，以F_X表示载台的驱动力F的X方向反力分量和以F_Y表示Y方向反力分量，则按照与

F_XF＝-(F_x-γα)/2

F_XB＝-(F_x+γα)/2

F_YL＝-(F_y+γβ)/2

F_YR＝-(F_y-γβ)/2(α、β为常数)力相当的指使值通过藉助直线电动机定子控制用直线电动机133、33、132、32分别驱动反力平衡体(XF)125、(XB)25、(YL)124和(YR)24使移动物体时的XY方向的反力及力矩反力不外漏而可以在驱动装置内完全抵消。

图8为示出以上述的驱动装置作为基片载台而组装的曝光装置的概略构成的示图。此曝光装置，利用照明光学系统210对保持于原版载台220上的原版(初缩版或掩模)221照明，将原版221的图形经投影光学系统230投影到基片载台(晶片载台)240上的基片(晶片)241，使基片241曝光。此处，基片载台240的结构为应用于图4所示的驱动装置的结构。

这样，根据组装有本发明的驱动装置的曝光装置，第一，可以通过降低伴随原版载台的移动的振动而提高套刻精度、线宽精度及处理速度。而且，因为通过减小伴随载台的加减速的反力对基床的影响，可以在减小对设置于同一基床上的其他装置的影响的同时，减小与其他装置之间的间隔，所以在设置多个装置的场合，每一个装置必需的基床面积可以减小。

下面对利用上述曝光装置的半导体器件的制造工艺过程予以说明。图9为示出半导体器件的整个制造过程的流程图。在步骤1(电路设计)中进行半导体器件的电路设计。在步骤2(掩模制作)中根据设计的电路图形制作掩模。另一方面，在步骤3(晶片制造)中，利用硅等材料制造晶片。步骤4(晶片加工过程)称为前工序，利用上述的掩模和晶片，藉助上述的曝光装置利用光刻技术在晶片上形成实际的电路。下面的步骤5(组装)称为后工序，是利用由步骤4制作的晶片进行半导体芯片化的工序，包含组装工序(划片、焊接)、封装工序(芯片封装)等组装工序。在步骤6(检查)中对在步骤5中制作的半导体器件的动作进行确认测试、耐久性测试等检查。经过这些工序而完成的半导体器件就可以出货(步骤7)了。

图10为示出上述晶片加工过程的详细流程图。在步骤11(氧化)中对晶片表面进行氧化。在步骤12(CVD)中在晶片表面上形成绝缘膜。在步骤13(电极形成)中通过蒸发在晶片上形成电极。在步骤14(离子注入)中向晶片中注入离子。在步骤15(抗蚀处理)中在晶片上涂敷感光剂。在步骤16(曝光)中利用上述的曝光装置将上述电路图形转移到晶片上。在步骤17(显影)中，将曝光的晶片显影。在步骤18(腐蚀)中将显影的抗蚀像以外的部分去除。坐标中9(抗蚀层剥离)中将经过腐蚀的不需要的抗蚀层去除。通过反复进行这些步骤，就可以在晶片上形成多重电路图形。

另外，在上述本发明的优选实施形态中，设置有可分别独立移动的四个反力平衡体(XF)125、(XB)25、(YL)124和(YR)24，也可以将这四个反力平衡体的端部分别连接起来形成一个反力平衡体结构。在此场合，与力矩分量的反力相对应的控制多少有些困难，但因为反力平衡体和可动单元的质量比更大，在抵消伴随物体驱动时的反力或减少其影响时的反力平衡体的移动量可以更小。

根据本发明，例如，可以抵消伴随物体驱动的反力或减少其影响。

因为在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以实现本发明的多种明显广泛不同的实施形态，应该理解，除了在权利要求中确定的实施形态之外，本发明不受限于其具体实施形态。

Claims (17)

1.一种驱动装置，使物体沿着导向面在X方向及Y方向上移动，包括：

在X方向上驱动上述物体的第1执行装置；

在Y方向上驱动上述物体的第2执行装置；以及

控制上述第1及第2执行装置的控制单元；

上述第1及第2执行装置，具有承受驱动上述物体时的反力而移动的反力平衡体；

上述控制单元，通过控制上述第1及第2执行装置使在第1位置上静止的上述物体移动到第2位置静止时，使上述物体在连接上述第1位置和上述第2位置的直线上移动。

2.如权利要求1中记载的驱动装置，其中上述控制单元，通过对上述第1及第2执行装置进行控制，以使上述第1执行装置使上述物体加速的加速期间和上述第2执行装置使上述物体加速的加速期间一致，并且使上述第1执行装置使上述物体减速的减速期间和上述第2执行装置使上述物体减速的减速期间一致。

3.如权利要求1中记载的驱动装置，其中上述反力平衡体，具备作为上述第1执行装置的定子的第1反力平衡体和作为上述第2执行装置的定子的第2反力平衡体。

4.如权利要求3中记载的驱动装置，其中上述驱动单元还具备驱动上述第1反力平衡体的第3执行装置和驱动上述第2反力平衡体的第4执行装置。

5.如权利要求4中记载的驱动装置，其中设使上述载台从坐标(x₁，y₁)移动到坐标(x₂，y₂)时的驱动力为F，计算转动方向的力矩反力γ， $\mathrm{\&gamma;}=F\frac{x_2{y}_1-x_1{y}_2}{\sqrt{{(x_2-x_1)}^2+{(y_2-y_1)}^2}}$

使力矩反力γ分配到上述反力平衡体中的任何一个上而抵消或减小。

6.如权利要求4中记载的驱动装置，其中上述控制单元，通过对上述第3及上述第4执行装置进行控制使伴随上述物体的驱动的反力受到抵消或使其影响减小。

7.如权利要求4中记载的驱动装置，其中上述控制单元，通过对上述第3及上述第4执行装置进行控制使伴随上述物体的驱动的力矩反力受到抵消或使其影响减小。

8.如权利要求4中记载的驱动装置，其中上述控制单元，通过对上述第1、第2、第3及第4执行装置进行控制，以使上述第1及第2执行装置使上述物体加速的加速期间以及上述第3及第4执行装置使上述第1及第2反力平衡体加速的加速期间一致，并且使上述第1及第2执行装置使上述物体减速的减速期间以及上述第3及第4执行装置使上述第1及第2反力平衡体减速的减速期间一致。

9.如权利要求1中记载的驱动装置，其中上述第1执行装置分别配置于上述物体的-Y方向侧及+Y方向侧，而

上述第2执行装置分别配置于上述物体的-X方向侧及+X方向侧。

10.如权利要求3中记载的驱动装置，其中上述第1执行装置分别配置于上述物体的-Y方向侧及+Y方向侧，而

上述第2执行装置分别配置于上述物体的-X方向侧及+X方向侧，

上述驱动装置还具备：

分别驱动一对上述第1执行装置的第1反力平衡体的一对第3执行装置，和

分别驱动一对上述第2执行装置的第2反力平衡体的一对第4执行装置。

11.如权利要求10中记载的驱动装置，其中上述控制单元，通过对上述一对第3执行装置及上述一对第4执行装置进行控制使伴随上述物体的驱动的反力受到抵消或使其影响减小。

12.如权利要求10中记载的驱动装置，其中上述控制单元，通过对上述一对第3执行装置及上述一对第4执行装置进行控制使伴随上述物体的驱动的力矩反力受到抵消或使其影响减小。

13.一种驱动装置，使物体沿着导向面在X方向及Y方向上移动，其构成包括：

在X方向上驱动上述物体的第1执行装置；

在Y方向上驱动上述物体的第2执行装置；以及

控制上述第1及第2执行装置的控制单元；

上述第1执行装置，具有承受驱动上述物体时的反力而移动的第1反力平衡体，上述第2执行装置，具有承受驱动上述物体时的反力而移动的第2反力平衡体；

上述控制单元，通过控制上述第1及上述第2执行装置使在第1位置上静止的上述物体移动到第2位置静止时，使上述第1及第2执行装置产生驱动上述物体的驱动力并发生由上述第1位置的坐标及第2位置的坐标单值确定的反力。

14.如权利要求13中记载的驱动装置，其中还具备驱动上述第1及第2反力平衡体的至少一个的第3执行装置，以便抵消上述力矩反力或减小其影响。

15.一种曝光装置，其特征在于包括：

作为驱动包含保持基片的吸盘的构造体的基片载台的如权利要求1中记载的驱动装置；和

将图形投影在基片上的投影光学系统。

16.一种曝光装置，其特征在于具有如权利要求1中记载的驱动装置。

17.一种器件制造方法，其特征在于：

在基片上涂敷感光剂的工序；

利用权利要求15中记载的曝光装置使上述基片曝光的工序，以及

使上述基片显影的工序。

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