JP4687911B2 - Positioning device and positioning method - Google Patents

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Abstract

An apparatus capable of high accuracy position and motion control is disclosed and utilizes one or more linear commutated motors (54A, 54B, Fig. 5, not shown) to move a guideless stage (14) in one long linear direction and a small rotation in a plane. A carrier/follower (60) holding a single voice coil motor (VCM) (70) is controlled to approximately follow the stage in the direction of the linear motion. The VCM provides an electro-magnetic force to move the stage for small displacements in the plane in a linear direction perpendicular to the direction of the linear motion to ensure proper alignment. One element of the linear commutated motors is mounted on a freely suspended drive assembly frame (22) which is moved in the opposite direction to that of the stage by a reaction force to maintain the center of gravity of the apparatus. <IMAGE>

Description

本発明は、正確に運動することのできる運動可能な可動体に関し、より詳細には、1つの直線方向において運動可能であって、高精度の位置決め及び高速の運動を行うことのできる、ステージ装置に関し、そのようなステージ装置は、マイクロリソグラフ装置において特に好ましく使用される。   The present invention relates to a movable movable body that can move accurately, and more specifically, a stage apparatus that can move in one linear direction and can perform high-precision positioning and high-speed movement. In particular, such a stage apparatus is particularly preferably used in a microlithographic apparatus.

ウエーハステッパにおいては、結像されるレティクルに対する露光フィールドのアライメントがそのフィールド内に露光される回路のでき具合に影響する。走査型露光装置においては、レティクル及びウエーハは、露光シーケンスの間に、同時に移動し、互いに走査される。本発明は、そのような装置に関して、正確な走査運動を行うための装置を開示する。   In a wafer stepper, the alignment of the exposure field with respect to the reticle to be imaged affects the performance of the circuit exposed in that field. In a scanning exposure apparatus, the reticle and wafer move simultaneously during the exposure sequence and are scanned with each other. The present invention discloses an apparatus for performing an accurate scanning motion with respect to such an apparatus.

高精度を得るためには、ステージは、機械的な外乱から絶縁する必要がある。これは、電磁力を用いて、ステージを位置決め及び移動させることにより、達成される。また、高い制御帯域幅も必要とされ、これは、ステージが軽量であり、ステージが可動部を有しない必要がある。また、ステージは、干渉計の計測を阻害する恐れのある過剰の熱の発生、あるいは、アライメント精度を低下させる機械的な変化があってはならない。   In order to obtain high accuracy, the stage must be isolated from mechanical disturbances. This is achieved by positioning and moving the stage using electromagnetic force. Also, a high control bandwidth is required, which requires that the stage is lightweight and that the stage has no moving parts. Also, the stage must be free of excessive heat that can interfere with the measurement of the interferometer or mechanical changes that reduce alignment accuracy.

米国特許第4,506,204号、第4,506,205号、及び、第4,507,597号に開示される如き、無整流型の電磁アライメント装置は、経済的ではなく、その理由は、そのような電磁アライメント装置は、市販されていないような、大きな磁石及びコイルから成るアセンブリを製造する必要があるからである。ステージの重量、及び、発生する熱も、そのような設計を高精度の用途に応用することを不適切にする。   Non-rectifying electromagnetic alignment devices, such as those disclosed in U.S. Pat. Nos. 4,506,204, 4,506,205, and 4,507,597, are not economical, for the reason This is because such an electromagnetic alignment apparatus needs to manufacture an assembly of large magnets and coils, which is not commercially available. The weight of the stage and the heat generated also makes it unsuitable to apply such a design to high precision applications.

上述の如き無整流子型の装置に対する改善が、米国特許第4,952,858号に開示されており、この米国特許は、平面における大きな変位移動を行なう、XY方向に機械的に案内される、通常のサブステージを用いており、これにより、大きな磁石及びコイルから成るアセンブリの必要性を排除している。サブステージに設けられる電磁手段は、ステージを機械的な外乱から絶縁する。しかしながら、サブステージ及びステージを合わせた重量は、依然として、低い制御帯域幅をもたらし、ステージを支持する電磁要素によって発生される熱も依然としてかなりのものである。   An improvement over the non-commutator type device as described above is disclosed in U.S. Pat. No. 4,952,858, which is mechanically guided in the XY direction with a large displacement movement in the plane. Conventional substages are used, which eliminates the need for large magnet and coil assemblies. Electromagnetic means provided on the substage insulates the stage from mechanical disturbances. However, the combined weight of the substage and stage still provides a low control bandwidth and the heat generated by the electromagnetic elements supporting the stage is still significant.

整流型の電磁手段を用いる一般的な装置は、従来技術の無整流子型の手段に比較して、かなりの改善を示すが、低い制御帯域幅、及び、干渉計の干渉の問題は、依然として残っている。そのような装置においては、サブステージは、1つの直線方向に電磁力を用いて移動され、一方、サブステージに設けられた整流型の電磁手段が、ステージをその直交方向に動かす。上記サブステージは重たく、その理由は、ステージを動かすための磁気軌道を担持しているからである。また、ステージ上での放熱が、干渉計の精度を低下させる。   Although common devices using rectifying electromagnetic means show significant improvements compared to prior art non-commutator means, the low control bandwidth and interferometer interference problems still remain. Remaining. In such an apparatus, the substage is moved in one linear direction using electromagnetic force, while the rectifying electromagnetic means provided in the substage moves the stage in the orthogonal direction. The sub-stage is heavy because it carries a magnetic orbit for moving the stage. Also, heat dissipation on the stage reduces the accuracy of the interferometer.

また、コイル及び磁石から成る、平行な2つのリニアモータを用いて、運動可能な部材(ステージ)を、ある長い(例えば、10cmよりも長い)直線方向において動かすことが知られている。この場合には、ステージは、ある種の直線的なガイド部材によって、案内され、上記ガイド部材に対して平行に設けられたリニアモータによって、一直線方向に駆動される。ステージを、極めて小さいストロークの範囲だけ駆動する時には、上述の従来技術に開示されているように、幾つかの電磁アクチュエータの複合体に基づくガイドレス構造を採用することができる。しかしながら、ガイドレスステージをある直線方向において長い距離動かすためには、従来技術におけるように、特殊に構成された電磁アクチュエータが必要となって、装置の寸法が大きくなり、その結果、より大きな電力を消費するという問題が生ずる。   It is also known to move a movable member (stage) in a long (for example, longer than 10 cm) linear direction using two parallel linear motors composed of coils and magnets. In this case, the stage is guided by a certain linear guide member, and is driven in a straight line direction by a linear motor provided in parallel to the guide member. When the stage is driven by a very small stroke range, a guideless structure based on a composite of several electromagnetic actuators can be adopted as disclosed in the above-mentioned prior art. However, in order to move the guideless stage for a long distance in a certain linear direction, a specially configured electromagnetic actuator is required as in the prior art, which increases the size of the device, resulting in higher power consumption. The problem of consumption arises.

本発明の目的は、電磁力を用いて、可動体を非接触に長い直線運動の方向に動かすことを可能とし、また、小さな慣性力及び高い応答を達成する、軽量の装置を提供することである。   An object of the present invention is to provide a lightweight device that can move a movable body in a direction of a long linear motion in a non-contact manner using electromagnetic force, and achieves a small inertia force and a high response. is there.

また、本発明の目的は、1つの直線方向の運動を行わせるための電磁アクチュエータとして、市販の通常のリニアモータを用いて、非接触型の可動体を提供することである。   It is another object of the present invention to provide a non-contact type movable body using a commercially available normal linear motor as an electromagnetic actuator for causing one linear motion.

また、本発明の目的は、上記長い直線運動の方向に対して直交する方向において接触することなく、小さな変位にわたって、能動的に正確に位置決め制御を行うことのできる、非接触型の可動体を提供することである。   Another object of the present invention is to provide a non-contact type movable body that can actively and accurately perform positioning control over a small displacement without contacting in the direction perpendicular to the direction of the long linear motion. Is to provide.

更に、本発明の目的は、1つの直線方向に動く運動可能な可動体(ステージ本体)、及び、同じ方向に順次動いて、その運動部材との間に一定のスペースを常時維持する第2の運動可能な部材を提供すると共に、上記第2の運動可能な部材とステージ本体との間に、上記直線方向と直交する方向の電磁力(作用力及び反力)をもたらすことにより、完全に非接触型の可動体を提供することである。   Furthermore, an object of the present invention is to provide a movable body (stage body) that can move in one linear direction, and a second body that moves sequentially in the same direction and constantly maintains a certain space between the movable member. By providing a movable member, and providing an electromagnetic force (acting force and reaction force) in a direction perpendicular to the linear direction between the second movable member and the stage body, It is to provide a contact-type movable body.

また、本発明の目的は、物体を支持しながら移動する非接触型の可動体に接続される、種々のケーブル(電線)及び管の張力が変化するために、位置決め及び走行精度が低下することを防止することのできる、非接触型の可動体を提供することである。   Another object of the present invention is to reduce positioning and running accuracy because tensions of various cables (wires) and pipes connected to a non-contact movable body that moves while supporting an object change. It is an object of the present invention to provide a non-contact type movable body that can prevent the above.

また、本発明の目的は、第1の可動体及び第2の可動体を平行に配列し、これら第1及び第2の可動体を互いに反対の直線方向に動かすようにすることにより、その高さが低い非接触型の装置を提供することである。
更に、本発明の目的は、非接触型の可動体が、ある直線方向に動いても、装置全体の重心の位置が変化しないように構成された装置を提供することである。
In addition, an object of the present invention is to arrange the first movable body and the second movable body in parallel, and to move the first movable body and the second movable body in mutually opposite linear directions. It is to provide a low-contact non-contact type device.
Furthermore, an object of the present invention is to provide an apparatus configured such that the position of the center of gravity of the entire apparatus does not change even when a non-contact type movable body moves in a certain linear direction.

本発明の更なる目的は、ステージと、キャリア/従動子と、前記ステージをある直線方向に駆動する直線駆動手段を有し、前記ステージを磁気的に位置決めするための第1の電磁手段と、前記ある直線方向に対して実質的に直交する方向において、前記ステージを所定の平面上で移動させるために、前記キャリア/従動子に設けられた第2の電磁手段と、前記ある直線方向における前記ステージの位置に追従するように、前記キャリア/従動子の位置を制御するための手段とを備えることを特徴とする位置決め装置を提供することである。
本発明の他の目的及び特徴は、全体を通じて、同様の参照符号により同様の要素を示している、図面を参照しながら、以下の記載を読むことにより、より明らかとなろう。
上記目的を達成するために、本発明では、所定方向に移動可能な第1の可動体を備える位置決め装置において、流体軸受けを介して基準部材上で移動可能な第2の可動体と、前記所定方向に向かう駆動力を発生するように、前記第1の可動体に設けられた第1の磁化部材と前記第2の可動体に設けられた第2の磁化部材とを有し、前記第1の可動体を電磁的に駆動する第1の駆動手段とを備え、前記第1の可動体の側面と前記第2の可動体の側面とが対向するように、前記第1の可動体と前記第2の可動体とを並置し、前記第1の駆動手段の励起により、前記第1の可動体と前記第2の可動体とが前記所定方向においてそれぞれ逆方向に移動することとした。
また本発明では、所定方向に移動可能な第1の可動体を位置決めする位置決め方法において、前記第1の可動体に設けられた第1の磁化部材と流体軸受けを介して基準部材上で移動可能な第2の可動体に設けられた第2の磁化部材とを有する第1の駆動手段により、前記第1の可動体を前記所定方向に移動する作用力を与えること、前記第1の可動体と前記第2の可動体を並置すること、前記作用力に応じて前記第1の可動体が移動する方向と反対方向に第2の可動体が移動すること、とを含むこととした。
A further object of the present invention is to provide a stage, a carrier / follower, and a linear driving means for driving the stage in a certain linear direction, and a first electromagnetic means for magnetically positioning the stage; A second electromagnetic means provided on the carrier / follower for moving the stage on a predetermined plane in a direction substantially perpendicular to the certain linear direction; And a means for controlling the position of the carrier / follower so as to follow the position of the stage.
Other objects and features of the present invention will become more apparent upon reading the following description with reference to the drawings, wherein like reference numerals designate like elements throughout.
In order to achieve the above object, according to the present invention, in a positioning apparatus including a first movable body movable in a predetermined direction, a second movable body movable on a reference member via a fluid bearing, and the predetermined movable body A first magnetizing member provided on the first movable body and a second magnetizing member provided on the second movable body so as to generate a driving force directed in the direction; First movable means for electromagnetically driving the movable body of the first movable body, and the first movable body and the side surface of the second movable body are opposed to each other so that a side surface of the first movable body faces a side surface of the second movable body. The second movable body is juxtaposed, and the first movable body and the second movable body move in opposite directions in the predetermined direction by excitation of the first driving means.
In the present invention, in the positioning method for positioning the first movable body movable in a predetermined direction, the first movable body is movable on the reference member via the first magnetized member and the fluid bearing provided on the first movable body. A first driving means having a second magnetizing member provided on the second movable body, and applying an acting force to move the first movable body in the predetermined direction, the first movable body And juxtaposing the second movable body, and moving the second movable body in a direction opposite to the direction in which the first movable body moves in accordance with the acting force.

[実施例]
[産業上の利用可能性]
本発明は、一般に、電磁式アライメント装置に応用することができるが、好ましい実施例は、図1乃至図8に示すレティクルステージ用の走査装置を含む。
本発明は以下の如き特徴を有するように構成される。高精度の位置及び運動の制御を行うことのできる装置を以下に開示する。本装置は、整流型のリニアモータを用いて、ガイドレスステージを、ある平面において1つの長い直線方向に動かし、また、小さなヨー回転を行わせる。単一のボイスコイルモータ(VCM)を保持するキャリア/従動子が、上記長い直線運動の方向において、上記ステージを概ね追従するように制御される。上記VCMは、上記長い直線運動の方向に対して直交する直線方向において、上記ステージを上記平面において微小距離だけ動かすための、電磁力をもたらす。上記従動子の設計は、ステージに対するケーブルの抗力の問題を解消するが、その理由は、ステージに接続された上記ケーブルは、キャリア/従動子を介して、ステージを追従するからである。キャリア/従動子を外部装置に接続するケーブルは、ある量の抗力を有することになるが、ステージはそのような外部影響(外因)を受けることがなく、その理由は、キャリア/従動子上のVCMが、ステージに対する機械的な外乱の伝達を阻止することにより、バッファとして作用するからである。
[Example]
[Industrial applicability]
Although the present invention is generally applicable to electromagnetic alignment devices, preferred embodiments include the reticle stage scanning device shown in FIGS.
The present invention is configured to have the following features. An apparatus capable of highly accurate position and motion control is disclosed below. This apparatus uses a rectification type linear motor to move the guideless stage in one long linear direction in a certain plane and to perform a small yaw rotation. A carrier / follower holding a single voice coil motor (VCM) is controlled to generally follow the stage in the direction of the long linear motion. The VCM provides an electromagnetic force for moving the stage by a minute distance in the plane in a linear direction orthogonal to the direction of the long linear motion. The follower design eliminates the problem of cable drag on the stage because the cable connected to the stage follows the stage via the carrier / follower. The cable connecting the carrier / follower to the external device will have a certain amount of drag, but the stage will not be subject to such external influences (external factors) because the reason is on the carrier / follower This is because the VCM acts as a buffer by preventing transmission of mechanical disturbances to the stage.

本発明の特殊な特徴として、整流型のリニアモータが、ステージの両側部に設けられ、駆動フレームに取り付けられている。各々の整流型のリニアモータは、コイル部材及び磁石部材を備えており、これら部材の一方は、ステージの両側部の一方に取り付けられ、また、上記部材の他方は、駆動フレームに取り付けられている。両方のモータは、同じ方向に駆動される。これらモータを、若干異なる距離だけ駆動することにより、ステージの微小ヨー回転が生ずる。 As a special feature of the present invention, rectification type linear motors are provided on both sides of the stage and attached to the drive frame. Each rectifying linear motor includes a coil member and a magnet member. One of these members is attached to one of both sides of the stage, and the other of the members is attached to a drive frame. . Both motors are driven in the same direction. By driving these motors by slightly different distances, a minute yaw rotation of the stage occurs.

本発明の別の特徴によれば、可動カウンターウエートが設けられ、これにより、ステージが運動する間には常に、運動量保存の法則を用いて、ステージ装置の重心の位置を維持する。本発明の一実施例においては、各々のリニアモータの一方の部材を担持する駆動フレームが、ベース構造の上で懸架されており、駆動アセンブリが、上記ベース構造の上方で上記ステージを一方へ動かす作用力を与えると、駆動フレームは、その反作用力に応じて、反対方向に動き、これにより、装置の重心を実質的に維持する。本装置は、ステージ装置とこのステージ装置が設けられているベース構造との間の反作用力を実質的に排除し、これにより、大きな加速力を可能にすると共に、装置に対する振動の影響を極めて少なくする。   According to another feature of the invention, a movable counterweight is provided, which maintains the position of the center of gravity of the stage apparatus using the momentum conservation law whenever the stage moves. In one embodiment of the invention, a drive frame carrying one member of each linear motor is suspended above the base structure, and the drive assembly moves the stage to one side above the base structure. When applied, the drive frame moves in the opposite direction in response to its reaction force, thereby substantially maintaining the center of gravity of the device. This apparatus substantially eliminates the reaction force between the stage apparatus and the base structure on which the stage apparatus is provided, thereby enabling a large acceleration force and extremely reducing the influence of vibration on the apparatus. To do.

ステージの運動を3つの特定の自由度に制限することにより、装置は簡単になる。市販の電磁部品を用いることにより、装置の設計は、ステージの寸法の変更に対して、容易に適合することができる。この高精度の位置決め装置は、走査型露光装置のレティクルスキャナとして使用されるのに、理想的であり、ある直線方向において円滑且つ正確な走査運動をもたらすと共に、走査方向に対して直交する方向の小さな変位移動、並びに、平面における小さなヨー回転量を制御することにより、正確なアライメントを確実に行う。   By limiting the stage movement to three specific degrees of freedom, the device is simplified. By using commercially available electromagnetic components, the design of the apparatus can be easily adapted to changes in the dimensions of the stage. This high-accuracy positioning device is ideal for use as a reticle scanner in a scanning exposure apparatus, and provides a smooth and accurate scanning motion in a certain linear direction, as well as a direction perpendicular to the scanning direction. By controlling a small displacement movement and a small amount of yaw rotation in the plane, accurate alignment is ensured.

次に図1および図8を参照して具体的に説明する。本発明の位置決め装置10は、その上方にレティクルステージ14が所望の如く運動するように懸架されている、ベース構造12と、レティクルステージの位置を追跡するレーザ干渉計装置15と、位置センサ13と、CPU16’(図8参照)によって作動される、位置制御装置16とを備えている。   Next, a specific description will be given with reference to FIG. 1 and FIG. The positioning device 10 of the present invention includes a base structure 12 on which a reticle stage 14 is suspended so as to move as desired, a laser interferometer device 15 for tracking the position of the reticle stage, a position sensor 13, and the like. , And a position control device 16 operated by a CPU 16 ′ (see FIG. 8).

細長い位置決めガイド17が、ベース12に設けられており、また、サポートブラケット18(図示の実施例においては、2つのブラケット)が、例えば空気軸受20によって、ガイド17上で運動可能に支持されている。サポートブラケット18は、レティクルステージ14をX方向に動かしまたわずかにヨー回転させるための、磁気軌道アセンブリの形態の駆動アセンブリ22すなわち駆動フレームに接続されている。この駆動フレームは、平行に隔置された一対の磁気軌道アーム24、26を備えており、これら磁気軌道アームは、横断アーム28、30によって互いに接続され、開放された矩形体を形成している。好ましい実施例においては、駆動フレーム22は、例えば空気軸受32によって、ベース構造12の上で運動可能に支持されており、これにより、上記フレームは、上記ベース構造の上で、ガイド17の長手方向の軸線に沿った方向に自由に運動する。この方向は、レティクルステージの走査運動が必要とされる主軸方向である。本明細書で使用する「一つの方向」又は「第1の方向」は、フレーム22又はレティクルステージ14が、ガイド17の長手方向の軸線に沿ったX方向において、前方又は後方に移動することを意味する。 An elongated positioning guide 17 is provided on the base 12, and a support bracket 18 (in the illustrated embodiment, two brackets) is movably supported on the guide 17 by, for example, an air bearing 20. . The support bracket 18 is connected to a drive assembly 22 or drive frame in the form of a magnetic track assembly for moving the reticle stage 14 in the X direction and slightly rotating it. The drive frame comprises a pair of magnetic track arms 24, 26 spaced in parallel, which are connected to each other by transverse arms 28, 30 to form an open rectangular body. . In a preferred embodiment, the drive frame 22 is movably supported on the base structure 12, for example by air bearings 32, so that the frame is in the longitudinal direction of the guide 17 on the base structure. It moves freely in the direction along the axis. This direction is the principal axis direction in which the scanning movement of the reticle stage is required. As used herein, “one direction” or “first direction” means that the frame 22 or reticle stage 14 moves forward or backward in the X direction along the longitudinal axis of the guide 17. means.

次に、図1及び図7を参照して更に説明すると、X方向に細長いガイド部材すなわち案内部材17は、前方及び後方のガイド面17A、17Bを有しており、これらガイド面は、ベース構造12の表面12Aに対して、概ね直交している。前方ガイド面17Aは、矩形の駆動フレーム22に面しており、サポートブラケット18の内側に固定された空気軸受20を案内する。サポートブラケット18は、駆動フレーム22のガイド部材に対して平行なアーム24の上面の各端部に取り付けられている。また、各々のサポートブラケット18は、フック形状に形成され、Y方向においてガイド部材17を跨いでおり、その自由端は、ガイド部材17の後側の後方ガイド面17Bに面している。空気軸受20’は、サポートブラケット18の自由端の内側で固定され、後方ガイド面17Bに面している。従って、各々のサポートブラケット18のY方向における移動は、ガイド部材17及び空気軸受20、20’によって拘束されており、X方向においてだけ移動することができる。   1 and FIG. 7, the guide member or guide member 17 elongated in the X direction has front and rear guide surfaces 17A and 17B. These guide surfaces have a base structure. It is substantially orthogonal to the twelve surfaces 12A. The front guide surface 17A faces the rectangular drive frame 22, and guides the air bearing 20 fixed to the inside of the support bracket 18. The support bracket 18 is attached to each end of the upper surface of the arm 24 parallel to the guide member of the drive frame 22. Each support bracket 18 is formed in a hook shape and straddles the guide member 17 in the Y direction, and its free end faces the rear guide surface 17B on the rear side of the guide member 17. The air bearing 20 'is fixed inside the free end of the support bracket 18 and faces the rear guide surface 17B. Accordingly, the movement of each support bracket 18 in the Y direction is restricted by the guide member 17 and the air bearings 20 and 20 ′, and can move only in the X direction.

次に、本発明の第1の実施例によれば、駆動フレーム22の4つの矩形の部品の底面に固定された空気軸受32は、空気層を形成し、パッド面とベース構造12の表面12Aとの間に、一定のギャップすなわち間隙(1μmから数μm未満)を持っている。駆動フレームは、空気層によって、表面12Aから浮揚され、垂直方向(Z方向)において支持されている。後に詳細に説明するが、図1においては、細長いアーム24の上側部の上方に位置しているキャリア/従動子60が、ガイド部材17の両面17A、17Bに面するブラケット62によって支持された空気軸受66A、66Bによって、横方向(Y方向)において支持され、また、ベース構造12の表面12Aの上方で、垂直方向(Z方向)において支持されている。従って、キャリア/従動子60は、駆動フレーム22のいずれの部分にも接触しないように、支持されている。従って、駆動フレーム22は、ベースの表面12Aの上方でガイド部材17によって側面から案内され、X方向においてのみ直線的に動く。   Next, according to the first embodiment of the present invention, the air bearing 32 fixed to the bottom surface of the four rectangular parts of the drive frame 22 forms an air layer, and the pad surface and the surface 12A of the base structure 12 are formed. There is a certain gap or gap (1 μm to less than several μm) between the two. The drive frame is levitated from the surface 12A by the air layer and supported in the vertical direction (Z direction). As will be described in detail later, in FIG. 1, the carrier / follower 60 located above the upper portion of the elongated arm 24 is supported by the bracket 62 facing both surfaces 17A and 17B of the guide member 17. The bearings 66A and 66B are supported in the lateral direction (Y direction), and supported in the vertical direction (Z direction) above the surface 12A of the base structure 12. Accordingly, the carrier / follower 60 is supported so as not to contact any part of the drive frame 22. Accordingly, the drive frame 22 is guided from the side by the guide member 17 above the surface 12A of the base and moves linearly only in the X direction.

次に、図1及び図2を参照して、レティクルステージ14及び駆動フレーム22から成る構造を説明する。レティクルステージ14は、主本体42を備えており、該主本体の開口46の上方に、レティクル44が設けられている。レティクル本体42は、対向する一対の側部42A、42Bを備えており、例えば空気軸受48によって、ベース構造12の上方に置かれ、懸架されている。複数の干渉計ミラー50が、レティクルステージ14の主本体42に設けられており、上記干渉計ミラーは、レーザ干渉計の位置感知装置15(図8参照)と共に作動して、位置制御装置16へ与えられるレティクルステージの正確な位置を決定し、これにより、レティクルステージ14を所望の如く動かすための適正な駆動信号を導く。   Next, a structure including the reticle stage 14 and the drive frame 22 will be described with reference to FIGS. 1 and 2. The reticle stage 14 includes a main body 42, and a reticle 44 is provided above the opening 46 of the main body. The reticle main body 42 includes a pair of opposed side portions 42A and 42B. The reticle main body 42 is placed and suspended above the base structure 12 by, for example, an air bearing 48. A plurality of interferometer mirrors 50 are provided on the main body 42 of the reticle stage 14, and the interferometer mirrors operate together with the position sensing device 15 (see FIG. 8) of the laser interferometer to the position control device 16. The exact position of a given reticle stage is determined, thereby leading to the proper drive signal for moving the reticle stage 14 as desired.

レティクルステージ14の基本的な運動は、第1の電磁駆動アセンブリ、すなわち、対向する側部42A、42Bの各々に設けられた別個の駆動アセンブリ52A、52Bの形態をした手段によって、行われる。駆動アセンブリ52A、52Bは、レティクルステージ14の側部42A、42Bにそれぞれ固定された駆動コイル54A、54Bを備えており、これら駆動コイルは、駆動フレーム22の磁気軌道アーム24、26の磁気軌道56A、56Bと協働する。本発明の好ましい実施例においては、上記磁気コイルは、駆動フレーム22に取り付けられているが、電磁駆動アセンブリ52のそのような要素の配置は、逆転させることができる。 The basic movement of the reticle stage 14 is performed by means in the form of a first electromagnetic drive assembly, ie, separate drive assemblies 52A, 52B provided on each of the opposing sides 42A, 42B. The drive assemblies 52A and 52B include drive coils 54A and 54B fixed to the side portions 42A and 42B of the reticle stage 14, respectively, and these drive coils are magnetic tracks 56A of the magnetic track arms 24 and 26 of the drive frame 22. , 56B. In the preferred embodiment of the present invention, the magnetic coil is attached to the drive frame 22, but the arrangement of such elements of the electromagnetic drive assembly 52 can be reversed.

ここで、レティクルステージ14の構造を更に詳細に説明する。図1に示すように、ステージ本体42は、駆動フレーム22の中の矩形の空間の中でY方向に動けるように、装着されている。ステージ本体42の4つのコーナー部の各々の下で固定された空気軸受48は、パッド面とベースの表面12Aとの間に、極めて小さなエアーギャップを形成し、ステージ14全体を表面12Aから浮揚させてこれを支持する。上記エアーギャップ48は、表面12Aに対する真空吸引を行うための凹所を有する、予圧型のものであるのが好ましい。   Here, the structure of the reticle stage 14 will be described in more detail. As shown in FIG. 1, the stage main body 42 is mounted so as to be movable in the Y direction in a rectangular space in the drive frame 22. The air bearing 48 fixed under each of the four corners of the stage body 42 forms an extremely small air gap between the pad surface and the surface 12A of the base, and the entire stage 14 is levitated from the surface 12A. Support this. The air gap 48 is preferably a preload type having a recess for performing vacuum suction on the surface 12A.

図2に示すように、ステージ本体42の中央の矩形の開口46が設けられており、これにより、レティクル44に形成されたパターンの投影像が、上記開口を通過することができる。投影像が、矩形の開口46を通って、矩形の開口の下方に設けられた投影光学装置PL(図7参照)を通過することができるように、ベース構造12の中央部に、他の開口12Bが設けられている。レティクル44は、クランプ部材42Cによって、ステージ本体の表面に載置されると共に、真空圧によって吸着されており、上記クランプ部材は、矩形の開口46の周囲の4点で突出して設けられている。   As shown in FIG. 2, a rectangular opening 46 in the center of the stage main body 42 is provided, so that a projected image of the pattern formed on the reticle 44 can pass through the opening. In the central portion of the base structure 12, another opening is provided so that the projection image can pass through the rectangular opening 46 and through the projection optical device PL (see FIG. 7) provided below the rectangular opening. 12B is provided. The reticle 44 is placed on the surface of the stage main body by the clamp member 42 </ b> C and is adsorbed by the vacuum pressure, and the clamp member is provided to protrude at four points around the rectangular opening 46.

次に、アーム26付近でステージ本体42の側部42Bに隣接して固定されている、干渉計ミラー50Yは、X方向において細長い垂直な反射面を有しており、上記干渉計ミラーの長さは、X方向において、ステージ14の運動ストロークよりも幾分長く、Y軸干渉計からのレーザビームLBYが、上記反射面に対して直交して入射する。図2においては、レーザビームLBYは、ベース構造12の側部に固定されたミラー12Dによって、直角に曲げられている。   Next, the interferometer mirror 50Y, which is fixed adjacent to the side portion 42B of the stage main body 42 in the vicinity of the arm 26, has a vertical reflecting surface that is elongated in the X direction, and is the length of the interferometer mirror. Is somewhat longer than the movement stroke of the stage 14 in the X direction, and the laser beam LBY from the Y-axis interferometer is incident perpendicularly to the reflection surface. In FIG. 2, the laser beam LBY is bent at a right angle by a mirror 12 </ b> D fixed to the side of the base structure 12.

図2の線3−3に関する部分的な断面図である図3を参照すると、干渉計ミラー50Yの反射面に入射するレーザビームLBYは、クランプ部材42Cに取り付けられたレティクル44の底面(パターンが形成される表面)と同じ平面に置かれる。また、図3においては、ガイド部材17のガイド面17Bに面するサポートブラケット18の端面に作用する空気軸受20も示されている。   Referring to FIG. 3, which is a partial cross-sectional view taken along line 3-3 in FIG. 2, the laser beam LBY incident on the reflecting surface of the interferometer mirror 50Y is reflected on the bottom surface of the reticle 44 (pattern is attached to the clamp member 42C). Placed in the same plane as the surface to be formed). Also shown in FIG. 3 is an air bearing 20 that acts on the end face of the support bracket 18 facing the guide face 17B of the guide member 17.

図1及び図2を再度参照すると、X1軸線の干渉計からのレーザビームLBX1が入射し、干渉計ミラー50X1で反射する。また、X2軸線の干渉計からのレーザビームLBX2が入射し、干渉計ミラー50X2で反射する。これら2つのミラー50X1、50X2は、コーナーキューブ型のミラーとして構成されており、ステージ14がヨー回転する場合でも、上記ミラーは、レーザビームの入射軸及び反射軸を、XY平面の中で常に平行に維持する。また、図2のブロック12Cは、レーザビームLBX1、LBX2を各々のミラー50X1、50X2に向けるためのプリズムの如き光学ブロックであり、該光学ブロックは、ベース構造12の部品に固定されている。LBYレーザビームに関する対応するブロックは図示されていない。   Referring again to FIGS. 1 and 2, the laser beam LBX1 from the X1-axis interferometer is incident and reflected by the interferometer mirror 50X1. Further, the laser beam LBX2 from the X2 axis interferometer is incident and reflected by the interferometer mirror 50X2. These two mirrors 50X1 and 50X2 are configured as corner cube type mirrors, and even when the stage 14 is yaw-rotated, the mirror always has the incident axis and the reflection axis of the laser beam parallel in the XY plane. To maintain. 2 is an optical block such as a prism for directing the laser beams LBX1 and LBX2 to the respective mirrors 50X1 and 50X2, and the optical block is fixed to the components of the base structure 12. The corresponding block for the LBY laser beam is not shown.

図2においては、2つのレーザビームLBX1、LBX2の各々の中心線の間のY方向における距離BLは、ヨー回転の量すなわちヨー回転量を計算するために使用される基準線の長さである。従って、X1軸線の干渉計のX方向における測定値ΔX1とX2軸線の干渉計のX方向における測定値ΔX2との間の差を基準線の長さBLで割った値は、極めて小さい範囲におけるヨー回転量に概ね等しい。また、ΔX1及びΔX2の和の半分の値は、ステージ14全体のX座標位置を表す。これらの計算は、図8に示す位置制御装置16の高速デジタルプロセッサで行われる。   In FIG. 2, the distance BL in the Y direction between the center lines of the two laser beams LBX1 and LBX2 is the length of the reference line used for calculating the amount of yaw rotation, that is, the amount of yaw rotation. . Therefore, the value obtained by dividing the difference between the measured value ΔX1 in the X direction of the X1 axis interferometer and the measured value ΔX2 in the X direction of the X2 axis interferometer by the reference line length BL is the yaw in a very small range. It is roughly equal to the amount of rotation. Further, a half value of the sum of ΔX1 and ΔX2 represents the X coordinate position of the entire stage 14. These calculations are performed by the high-speed digital processor of the position controller 16 shown in FIG.

更に、各々のレーザビームLBX1、LBX2の中心線は、レティクル44にパターンが形成される表面と同じ表面に設定される。レーザビームLBX1、LBX2の各々の中心線の間のスペースを半分に分割する、図2に示される線GXの延長線、及び、レーザビームLBYの延長線は、パターンが形成される表面と同じ表面の中で交差する。更に、光学軸線AX(図1及び図7参照)も、図1に示すように、上記交点を通る。図1においては、光学軸線AXを含むスリット形状の照射フィールドILSが、レティクル44の上に示されており、また、レティクル44のパターン像が、走査されて、投影光学装置PLを介して、感光性の基板に露光される。   Further, the center lines of the laser beams LBX 1 and LBX 2 are set to the same surface as the surface on which the pattern is formed on the reticle 44. The extension line of the line GX shown in FIG. 2 and the extension line of the laser beam LBY shown in FIG. 2 that divides the space between the center lines of the laser beams LBX1 and LBX2 in half are the same surface as the surface on which the pattern is formed. Intersect in. Further, the optical axis AX (see FIGS. 1 and 7) also passes through the intersection as shown in FIG. In FIG. 1, the slit-shaped irradiation field ILS including the optical axis AX is shown on the reticle 44, and the pattern image of the reticle 44 is scanned and exposed to light via the projection optical device PL. The substrate is exposed.

また、図1及び図2には、ステージ本体42の側部42Aに固定された2つの矩形状のブロック90A、90Bが設けられている。これらのブロック90A、90Bは、キャリア/従動子60に取り付けられた第2の電磁アクチュエータ70からのY方向の駆動力を受け取る。細部については後に説明する。   1 and 2, two rectangular blocks 90A and 90B fixed to the side portion 42A of the stage main body 42 are provided. These blocks 90 </ b> A and 90 </ b> B receive the driving force in the Y direction from the second electromagnetic actuator 70 attached to the carrier / follower 60. Details will be described later.

ステージ本体42の両側に固定された駆動コイル54A、54Bは、XY平面に対して平坦で平行に形成され、磁気軌道56A、56BのX方向に、接触することなく伸長するスロットの磁束空間を運動する。この実施例において使用される駆動コイル54及び磁気軌道56から成るアセンブリは、市販で容易に入手可能な、汎用型のリニアモータであり、整流子を有していても有していなくても良い。   The drive coils 54A and 54B fixed on both sides of the stage main body 42 are formed to be flat and parallel to the XY plane, and move in the magnetic flux space of the slot extending without contact in the X direction of the magnetic tracks 56A and 56B. To do. The assembly consisting of the drive coil 54 and the magnetic track 56 used in this embodiment is a general-purpose linear motor that is readily available commercially and may or may not have a commutator. .

ここで、実際の設計を考えると、レティクルステージ14の移動ストロークは大体、レティクル44のサイズ(露光のための走査を行う時に必要とされる移動量、及び、レティクルを交換するために、照射光学装置からレティクルを取り除く時に必要とされる移動量)により決定される。この実施例においては、6インチのレティクルを用いる場合には、移動ストロークは約30cmである。
上で説明したように、駆動フレーム22及びステージ14は、独立して浮揚し、ベースの表面12Aの上で支持され、同時に、磁気作用及び反力が、リニアモータ52によってのみ、X方向に互いに作用される。これにより、運動量保存の法則が、駆動フレーム22とステージ14との間に働く。
Here, considering the actual design, the movement stroke of the reticle stage 14 is roughly the size of the reticle 44 (the amount of movement required when performing scanning for exposure, and the irradiation optics for exchanging the reticle. The amount of movement required when removing the reticle from the apparatus). In this embodiment, when using a 6 inch reticle, the travel stroke is about 30 cm.
As explained above, the drive frame 22 and the stage 14 are levitated independently and supported on the surface 12A of the base, and at the same time, the magnetic action and reaction force are mutually in the X direction only by the linear motor 52. Acted. Thereby, the law of conservation of momentum works between the drive frame 22 and the stage 14.

次に、レティクルステージ14の全重量が、サポートブラケット18を含むフレーム22の全重量の約5分の1であと仮定すると、ステージ14のX方向における30cmの前進運動が、駆動フレーム22をX方向に6cm後退させる。これは、ベース構造12の上における装置の重心の位置が、X方向において実質的に固定されていることを意味する。Y方向においては、大きな重量の物体は移動しない。従って、Y方向における重心の位置の変動も、比較的少ない。   Next, assuming that the total weight of the reticle stage 14 is about one fifth of the total weight of the frame 22 including the support bracket 18, a 30 cm forward movement of the stage 14 in the X direction causes the drive frame 22 to move in the X direction. Retract 6 cm. This means that the position of the center of gravity of the device on the base structure 12 is substantially fixed in the X direction. A heavy object does not move in the Y direction. Accordingly, the fluctuation of the position of the center of gravity in the Y direction is relatively small.

ステージ14は、上述のように、X方向に運動することができるが、移動コイル(54A、54B)、及び、リニアモータ52の固定子は、X方向のアクチュエータがない場合には、Y方向において互いに干渉する(衝突する)。従って、本発明の特徴的な構成要素である、キャリア/従動子60及び第2の電磁アクチュエータ70が、ステージ14をY方向において制御するために設けられている。   As described above, the stage 14 can move in the X direction, but the moving coils (54A, 54B) and the stator of the linear motor 52 can be moved in the Y direction when there is no actuator in the X direction. Interfere with each other. Therefore, the carrier / follower 60 and the second electromagnetic actuator 70, which are characteristic components of the present invention, are provided to control the stage 14 in the Y direction.

次に、図1、図2、図3及び図7を参照して、その構造を説明する。
図1に示すように、キャリア/従動子60は、ガイド部材17を跨いでいるフック形状のサポートブラケット62によって、Y方向に運動可能に取り付けられている。また、図2から明らかなように、キャリア/従動子60は、アーム24の上方に設けられ、ステージ14(本体42)とアーム24との間に、あるスペースを維持している。キャリア/従動子60の一端部60Eは、アーム24の上方で、実質的に内方へ(ステージ本体42に向かって)突出している。この端部部品の中では、磁気軌道56Aのスロットのスペースに入る駆動コイル68(コイル54と同じ形状)が固定されている。
Next, the structure will be described with reference to FIG. 1, FIG. 2, FIG. 3 and FIG.
As shown in FIG. 1, the carrier / follower 60 is attached to be movable in the Y direction by a hook-shaped support bracket 62 straddling the guide member 17. As is clear from FIG. 2, the carrier / follower 60 is provided above the arm 24 and maintains a certain space between the stage 14 (main body 42) and the arm 24. One end portion 60 </ b> E of the carrier / follower 60 protrudes substantially inwardly (above the stage body 42) above the arm 24. In this end part, a drive coil 68 (same shape as the coil 54) that enters the slot space of the magnetic track 56A is fixed.

また、ブラケット62によって支持されて、ガイド部材17のガイド面17Aに面している空気軸受66A(図2、図3、図4及び図7参照)が、キャリア/従動子60のガイド部材とアーム24との間のスペースの中で固定されている。キャリア/従動子60を浮揚させて該キャリア/従動子をベースの表面12Aの上で支持する空気軸受66も、図3に示されている。   An air bearing 66A (see FIGS. 2, 3, 4 and 7) supported by the bracket 62 and facing the guide surface 17A of the guide member 17 is provided with the guide member and arm of the carrier / follower 60. It is fixed in the space between 24. Also shown in FIG. 3 is an air bearing 66 that levitates the carrier / follower 60 and supports the carrier / follower on the base surface 12A.

ガイド部材17のガイド面17Bに接する空気軸受66Bも、空気軸受66Aとは反対側のフックの側部に設けられるサポートブラケット62の自由端に固定されており、上記空気軸受66Aと66Bとの間に、ガイド部材17が位置している。   The air bearing 66B in contact with the guide surface 17B of the guide member 17 is also fixed to the free end of the support bracket 62 provided on the side of the hook opposite to the air bearing 66A, and between the air bearings 66A and 66B. In addition, the guide member 17 is located.

次に、図7から明らかなように、キャリア/従動子60は、磁気軌道56A及びステージ本体42に関して、それぞれY方向及びZ方向において、あるスペースを維持するように配置されている。図7には、投影光学装置PLと、ベース構造12を上記投影光学装置PLの上方に支持するためのコラムロッドCBとが示されている。そのような構造は、投影アライナーに対しては一般的であり、ベース構造12の上方の上記構造の重心の不必要な移動が、コラムロッドCBと投影光学装置PLとの間の横方向のずれを生じることがあり、従って、露光の際に、感光性の基板の上の像の歪みを生ずる。従って、ステージ14の運動が、ベース構造12の上方の重心を移動させない、本実施例の如き装置の利点は、重要である。   Next, as is apparent from FIG. 7, the carrier / follower 60 is arranged so as to maintain a certain space in the Y direction and the Z direction with respect to the magnetic track 56A and the stage main body 42, respectively. FIG. 7 shows the projection optical device PL and a column rod CB for supporting the base structure 12 above the projection optical device PL. Such a structure is common for projection aligners, where unnecessary movement of the center of gravity of the structure above the base structure 12 causes lateral displacement between the column rod CB and the projection optics PL. Therefore, during exposure, the image on the photosensitive substrate is distorted. Thus, the advantage of an apparatus such as this embodiment in which the movement of the stage 14 does not move the center of gravity above the base structure 12 is significant.

また、図4を参照して、キャリア/従動子の構造を説明する。図4においては、理解を容易にするために、キャリア/従動子60が、2つの部品60A、60Bに分解されている。図4から明らかなように、キャリア/従動子60自体をX方向に動かす駆動コイル68は、キャリア/従動子60の端部60Eの下方部に固定されている。更に、空気軸受66Cが、端部60Eの底面上のベース構造12Aに面しており、キャリア/従動子60を浮揚させる役割を果たしている。   The structure of the carrier / follower will be described with reference to FIG. In FIG. 4, the carrier / follower 60 is broken down into two parts 60A, 60B for ease of understanding. As is clear from FIG. 4, the drive coil 68 that moves the carrier / follower 60 itself in the X direction is fixed to a lower portion of the end portion 60 </ b> E of the carrier / follower 60. Further, the air bearing 66C faces the base structure 12A on the bottom surface of the end portion 60E, and plays a role of floating the carrier / follower 60.

従って、キャリア/従動子60は、2つの空気軸受66、及び、1つの空気軸受66Cの3つの点によって、Z方向において支持され、空気軸受66A、66Bによって、Y方向への移動が拘束され、X方向に運動できるようになっている。この構造において重要な点は、第2の磁気軌道アーム70が、サポートブラケット62と背中合わせの関係で配列されており、従って、上記アクチュエータが、Y方向の駆動力を発生すると、ステージ14とキャリア/従動子60との間のY方向の反力が、サポートブラケット62の中で固定された空気軸受66A、66Bに積極的に作用することである。換言すれば、アクチュエータ70及び空気軸受66A、66Bを、XY平面のY軸に対して平行な線の上に設けることにより、アクチュエータ70’が作動している時に、キャリア/従動子60を機械的に変形する恐れのある望ましくない応力が発生するのを防止する。反対に、これは、キャリア/従動子60の重量を減少させることができることを意味する。   Accordingly, the carrier / follower 60 is supported in the Z direction by the three points of the two air bearings 66 and the one air bearing 66C, and the movement in the Y direction is restricted by the air bearings 66A and 66B. It can move in the X direction. The important point in this structure is that the second magnetic trajectory arm 70 is arranged in a back-to-back relationship with the support bracket 62. Therefore, when the actuator generates a driving force in the Y direction, the stage 14 and the carrier / The reaction force in the Y direction with the follower 60 positively acts on the air bearings 66 </ b> A and 66 </ b> B fixed in the support bracket 62. In other words, by providing the actuator 70 and the air bearings 66A, 66B on a line parallel to the Y axis of the XY plane, the carrier / follower 60 is mechanically moved when the actuator 70 'is operating. To prevent undesired stresses that may be deformed. Conversely, this means that the weight of the carrier / follower 60 can be reduced.

上で説明した図2、図4及び図6から明らかなように、駆動フレーム22の形態のアーム24の中の磁気軌道56Aは、ステージ本体42の側の駆動コイル54Aに対して、磁束をもたらし、これと同時に、キャリア/従動子60用の駆動コイル68に磁束をもたらす。空気軸受66A、66B、66Cに関しては、真空予圧型のものが好ましく、その理由は、キャリア/従動子60が軽くなるからである。真空予圧型ではなく、磁気予圧型のものも使うことができる。   As is apparent from FIGS. 2, 4 and 6 described above, the magnetic trajectory 56A in the arm 24 in the form of the drive frame 22 provides magnetic flux to the drive coil 54A on the stage body 42 side. At the same time, magnetic flux is provided to the drive coil 68 for the carrier / follower 60. As for the air bearings 66A, 66B, 66C, a vacuum preload type is preferable because the carrier / follower 60 becomes light. A magnetic preload type can be used instead of a vacuum preload type.

次に、図3、図5及び図7を参照して、キャリア/従動子60に設けられた第2のアクチュエータを説明する。ボイスコイルモータ70の形態の第2の電磁駆動アセンブリは、レティクルステージ14の主本体42に取り付けられたボイスコイル74と、キャリア/従動子60に取り付けられた磁石72とを備えており、該磁石は、駆動アセンブリ22によって生ずるステージ14のX方向の長い直線運動に対して直交する運動平面上で、X方向にステージ14を微小距離だけ動かす。コイル74及び磁石72の位置は、逆転させることができる。ボイスコイルモータ(VCM)70の概略的な構造が、図3及び図7に示されており、その詳細な構造は、図5に示されている。図5には、図7の矢印5で示す水平な平面において切断した、VCMの断面図が示されている。図5においては、VCM70の磁石72が、キャリア/従動子60の側に固定されている。また、VCM70のコイルは、コイル本体74Aと、その支持部品74Bとを備えており、該支持部品74Bは、2つの矩形状のブロック90A、90Bの間で堅固に伸長している接続プレート(XY平面に対して垂直なプレート)92に対して固定されている。VCM70の中央線KXは、コイル74の駆動力の方向を示しており、電流が、コイル本体74に流れると、コイル74は、その電流の方向に従って、Y方向における正の運動又は負の運動を生じ、上記電流の大きさに対応する力を発生する。一般に使用されているVCMにおいては、一般に、リング形状のダンパ又はベローズが、コイルと磁石との間に設けられ、これにより、上記コイルと磁石との間にギャップを維持するが、本発明によれば、上記ギャップは、キャリア/従動子60の追従運動によって維持され、従って、ダンパ又はベローズの如き上述のような支持要素は必要ではない。   Next, the second actuator provided in the carrier / follower 60 will be described with reference to FIGS. 3, 5, and 7. A second electromagnetic drive assembly in the form of a voice coil motor 70 comprises a voice coil 74 attached to the main body 42 of the reticle stage 14 and a magnet 72 attached to the carrier / follower 60, the magnet Moves the stage 14 in the X direction by a small distance on a motion plane orthogonal to the long linear movement of the stage 14 in the X direction caused by the drive assembly 22. The positions of the coil 74 and the magnet 72 can be reversed. A schematic structure of a voice coil motor (VCM) 70 is shown in FIGS. 3 and 7, and a detailed structure thereof is shown in FIG. FIG. 5 shows a cross-sectional view of the VCM cut along a horizontal plane indicated by an arrow 5 in FIG. In FIG. 5, the magnet 72 of the VCM 70 is fixed on the carrier / follower 60 side. The coil of the VCM 70 includes a coil main body 74A and a support component 74B, and the support component 74B is a connection plate (XY) that extends firmly between the two rectangular blocks 90A and 90B. A plate perpendicular to the plane) 92 is fixed. The center line KX of the VCM 70 indicates the direction of the driving force of the coil 74. When a current flows through the coil body 74, the coil 74 performs a positive motion or a negative motion in the Y direction according to the direction of the current. And a force corresponding to the magnitude of the current is generated. In a commonly used VCM, a ring-shaped damper or bellows is generally provided between the coil and the magnet, thereby maintaining a gap between the coil and the magnet. For example, the gap is maintained by the following movement of the carrier / follower 60, and thus a support element as described above such as a damper or bellows is not necessary.

本実施例においては、図5に示すように、容量性のギャップセンサ13A、13Aが、位置決めセンサ13として設けられている(図8参照)。図5においては、容量性センサ用の電極が設けられ、X方向において互いに向かい合う矩形状のブロック90A、90Bの側面とVCM70のケース70’の側面との間のX方向のギャップの変化を感知する。そのような位置決めセンサ13は、キャリア/従動子60とステージ14(又は、本体42)との間のY方向のギャップの変化を感知することができる限り、どのような場所にも置くことができる。更に、センサのタイプは、光電子型、誘電型、超音波型、あるいは、空気ミクロ装置の如き、総ての非接触型のタイプとすることができる。   In this embodiment, as shown in FIG. 5, capacitive gap sensors 13A and 13A are provided as positioning sensors 13 (see FIG. 8). In FIG. 5, electrodes for capacitive sensors are provided to detect changes in the gap in the X direction between the side surfaces of the rectangular blocks 90A and 90B facing each other in the X direction and the side surface of the case 70 ′ of the VCM 70. . Such a positioning sensor 13 can be placed anywhere as long as it can sense a change in the gap in the Y direction between the carrier / follower 60 and the stage 14 (or body 42). . Further, the sensor type can be any non-contact type, such as an optoelectronic, dielectric, ultrasonic, or air micro device.

図5のケース70’は、キャリア/従動子60と一体となっており、レティクルステージ14の側のいずれの部材とも接触しないように、設けられている(空間的に)。ケース70’と矩形状のブロック90A、90Bとの間のX方向(走査方向)のギャップに関しては、センサ13Aの側のギャップが大きくなると、センサ13Bの側のギャップが小さくなる。従って、センサ13Aによって測定されたギャップ値とセンサ13Bによって測定されたギャップ値との間の差は、ディジタル演算又はアナログ演算によって得られ、キャリア/従動子60用の駆動コイル68の駆動電流を制御する、直接サーボ(フィードバック)制御装置は、このギャップの差をゼロにする、サーボ駆動回路を用いて設計されており、これにより、キャリア/従動子60は、X方向の追従運動を自動的に実行し、ステージ本体42に対してあるスペースを常に維持する。また、図8の位置制御装置16の作動によって、駆動コイル68への電流の流れを制御する、間接サーボ制御装置は、センサの1つからだけ得られる測定されたギャップ値、及び、X軸干渉計から測定されたステージ14のX座標位置を用い、2つのギャップセンサ13A、13Bを差動的に用いることなく、設計することが可能である。   The case 70 ′ in FIG. 5 is integrated with the carrier / follower 60 and is provided so as not to contact any member on the reticle stage 14 side (spatial). Regarding the gap in the X direction (scanning direction) between the case 70 ′ and the rectangular blocks 90 </ b> A and 90 </ b> B, the gap on the sensor 13 </ b> B side decreases as the gap on the sensor 13 </ b> A side increases. Accordingly, the difference between the gap value measured by the sensor 13A and the gap value measured by the sensor 13B is obtained by digital calculation or analog calculation, and controls the drive current of the drive coil 68 for the carrier / follower 60. The direct servo (feedback) controller is designed with a servo drive circuit that zeros this gap difference so that the carrier / follower 60 automatically follows the X-direction tracking movement. Run and always maintain some space for the stage body 42. In addition, the indirect servo controller, which controls the flow of current to the drive coil 68 by the operation of the position controller 16 of FIG. 8, has a measured gap value obtained from only one of the sensors and the X-axis interference. It is possible to design without using the two gap sensors 13A and 13B differentially by using the X coordinate position of the stage 14 measured from the meter.

図5に示すVCM70においては、コイル本体74Aと磁石72との間のX方向(非励起方向)のギャップは、実際には、約2−3mmである。従って、ステージ本体42に対するキャリア/従動子60の追従精度は、約±0.5−1mmのものが許容できる。この精度は、どの程度のステージ本体のヨー回転量が許容されるかに依存し、また、VCM70のコイル本体74AのKX方向(励起方向)の線の長さにも依存する。また、上記精度の程度は、干渉計(例えば、その干渉計の分解能が、0.01μmであると仮定して)を用いた場合の、ステージ本体42の正確な位置決め精度(±0.03μm)よりも、かなり低いものとなる。これは、従動子用のサーボ装置を、かなり簡単に設計することができ、また、従動子制御装置を装備するコストが小さくなることを意味する。また、図5の線KXは、XY平面上のステージ14全体の重心を通るように設定されており、図に示すサポートブラケット62の内側に設けられた一対の空気軸受66A、66Bの各々の重心も、XY平面の線KXの上に位置している。   In the VCM 70 shown in FIG. 5, the gap in the X direction (non-excitation direction) between the coil body 74A and the magnet 72 is actually about 2-3 mm. Accordingly, the accuracy of tracking of the carrier / follower 60 with respect to the stage main body 42 can be about ± 0.5-1 mm. This accuracy depends on how much the yaw rotation amount of the stage main body is allowed, and also depends on the length of the line in the KX direction (excitation direction) of the coil main body 74A of the VCM 70. In addition, the degree of accuracy is the accurate positioning accuracy (± 0.03 μm) of the stage main body 42 when using an interferometer (for example, assuming that the resolution of the interferometer is 0.01 μm). Is much lower. This means that the servo device for the follower can be designed fairly easily, and the cost of installing the follower control device is reduced. 5 is set so as to pass through the center of gravity of the entire stage 14 on the XY plane, and the center of gravity of each of the pair of air bearings 66A and 66B provided inside the support bracket 62 shown in the drawing. Is also located on the line KX in the XY plane.

図6には、ガイド部材17と、キャリア/従動子60と、磁気軌道56Aとを備える部品を、図2の矢印6の方向から切断した、断面図が示されている。磁気軌道56Aを収容するアーム24は、空気軸受32によって、浮揚されてベースの表面12Aの上に支持されており、キャリア/従動子60は、空気軸受66によって、ベースの表面12Aの上で浮揚して支持されている。この時に、ステージ本体42の底面における空気軸受48の高さ(図3又は図7)、及び、空気軸受32の高さは、ステージ本体42の側の駆動コイル54Aを、磁気軌道56Aのスロットのスペースの中で、Z方向に2−3mmのギャップを維持するように決定される。   FIG. 6 shows a cross-sectional view of a part including the guide member 17, the carrier / follower 60, and the magnetic track 56 </ b> A cut from the direction of the arrow 6 in FIG. 2. The arm 24 that houses the magnetic track 56A is levitated and supported on the base surface 12A by the air bearing 32, and the carrier / follower 60 is levitated on the base surface 12A by the air bearing 66. And is supported. At this time, the height of the air bearing 48 on the bottom surface of the stage main body 42 (FIG. 3 or FIG. 7) and the height of the air bearing 32 are determined by the drive coil 54A on the stage main body 42 side of the slot of the magnetic track 56A. In space, it is determined to maintain a gap of 2-3 mm in the Z direction.

キャリア/従動子60とアーム24との間のZ方向及びY方向の各々のスペースは、めったに変化することはなく、その理由は、上記キャリア/従動子及びアームは共に、共通のガイド部材17及びベースの表面12Aによって案内されているからである。また、駆動フレーム22(アーム24)の底面の空気軸受32が案内されている、ベースの表面12A上の部品と、ステージ本体の底面の空気軸受48が案内されている、ベースの表面12A上の部品との間に、Z方向の高さの差がある場合でも、そのような差が、運動ストロークの範囲内で厳密に一定している限り、磁気軌道56Aと駆動コイル54Aとの間のZ方向のギャップも一定に維持される。   The Z and Y spaces between the carrier / follower 60 and the arm 24 rarely change because both the carrier / follower and the arm have a common guide member 17 and This is because it is guided by the surface 12A of the base. Also, on the surface 12A of the base on which the air bearing 32 on the bottom surface of the drive frame 22 (arm 24) is guided and on the surface 12A of the base on which the air bearing 48 on the bottom surface of the stage body is guided. Even if there is a difference in height in the Z direction between the parts, as long as such a difference is strictly constant within the range of the movement stroke, the Z between the magnetic trajectory 56A and the drive coil 54A. The direction gap is also kept constant.

更に、キャリア/従動子60用の駆動コイル68は元々、キャリア/従動子60に固定されているので、磁気軌道56Aのスロットのスペースの中の上方及び下方に、2−3mmのギャップを維持するようになされている。駆動コイル68は、磁気軌道56Aに対して、Y方向にはめったにシフトしない。   Further, since the drive coil 68 for the carrier / follower 60 is originally fixed to the carrier / follower 60, a 2-3 mm gap is maintained above and below in the slot space of the magnetic track 56A. It is made like that. The drive coil 68 rarely shifts in the Y direction with respect to the magnetic orbit 56A.

ステージ14上の駆動コイル54A、54Bと、ボイスコイルモータのコイル74と、キャリア/従動子駆動コイル68とに、信号を送るためのケーブル82(図2参照)が設けられており、これらケーブル82は、キャリア/従動子60及びガイド17に設けられ、従って、レティクルステージ14に与える引っぱり力を取り除いている。ボイスコイルモータ70は、ステージ14に対する機械的な外乱力の伝達を阻止することにより、バッファとして作用する。   Cables 82 (see FIG. 2) for sending signals are provided to the drive coils 54A and 54B on the stage 14, the coil 74 of the voice coil motor, and the carrier / follower drive coil 68, and these cables 82 are provided. Is provided on the carrier / follower 60 and the guide 17, and thus removes the pulling force applied to the reticle stage 14. The voice coil motor 70 acts as a buffer by preventing transmission of mechanical disturbance force to the stage 14.

従って、図2及び図4を参照して、ケーブルの出力を詳細に説明する。図2に示すように、電気装置の電線、及び、空気圧及び真空装置の管(以下にケーブルと呼称する)を接続するコネクタ80が、ベース構造12の上で、ガイド部材17の一端部に設けられている。上記コネクタ80は、外部制御装置(図8に示す電気的なシステム制御装置に加えて、空気圧及び真空装置の制御装置を含む)から、フレキシブルケーブル82までのケーブル81を接続する。ケーブル82は更に、キャリア/従動子60の端部部品60Eにも接続されており、システム電線、及び、ステージ本体42に必要な空気圧及び真空装置の管が、ケーブル83として分配されている。   Therefore, the output of the cable will be described in detail with reference to FIGS. As shown in FIG. 2, a connector 80 is provided on one end of the guide member 17 on the base structure 12 to connect the electric wire of the electric device and the pipe of the pneumatic and vacuum device (hereinafter referred to as a cable). It has been. The connector 80 connects a cable 81 from an external control device (including a control device for pneumatic and vacuum devices in addition to the electrical system control device shown in FIG. 8) to the flexible cable 82. The cable 82 is also connected to the end piece 60E of the carrier / follower 60, and the system wires and the pneumatic and vacuum equipment tubes required for the stage body 42 are distributed as a cable 83.

上述のように、VCM70は、ケーブルの引っぱり力すなわち張力による影響を解消するように作用するが、時々、その影響が、キャリア/従動子60とステージ本体42との間に、予期しない方向のモーメントとして現れることがある。換言すれば、ケーブル82の張力は、ガイド部材17のガイド面、あるいは、ベースの表面12Aを回転させる力を、キャリア/従動子60に与え、ケーブル83の張力は、キャリア/従動子60及びステージ本体に対して、これらを相対的に回転させる力を与える。   As described above, the VCM 70 acts to eliminate the effects of cable pulling force or tension, but sometimes the effect is an unexpected moment between the carrier / follower 60 and the stage body 42. May appear as In other words, the tension of the cable 82 applies a force for rotating the guide surface of the guide member 17 or the surface 12A of the base to the carrier / follower 60, and the tension of the cable 83 depends on the carrier / follower 60 and the stage. A force to rotate these relative to the main body is given.

そのようなモーメントの1つ、すなわち、キャリア/従動子60をシフトさせるすなわち移動させる成分は、問題ではないが、ステージ本体をX方向、Y方向及びθ方向(ヨー回転方向)にシフトさせるモーメントは、アライメント、あるいは、オーバーレー精度に影響を与えることがある。X方向及びθ方向に関しては、シフトは、2つのリニアモータ(54A、56A、54B、56B)による一連の駆動によって、補正することができ、また、Y方向に関しては、シフトは、VCM70によって補正することができる。この実施例においては、ステージ14の全重量をかなり低減することができ、VCM70によるステージ14のY方向の運動の応答、並びに、X方向及びθ方向のリニアモータによる応答は、完全に非接触式のガイドレス構造と相俟って、極めて高い。また、ミクロン振動(ミクロン単位の振動)が、キャリア/従動子60に生じ、そのようなミクロン振動が、ケーブル83を介してステージ14へ伝達された場合でも、そのような振動(数Hzから数十Hzまで)は、上述の高い応答によって、十分に解消することができる。   One such moment, ie, the component that shifts or moves the carrier / follower 60 is not a problem, but the moment that shifts the stage body in the X, Y and θ directions (yaw rotation direction) is , Alignment or overlay accuracy may be affected. For the X and θ directions, the shift can be corrected by a series of drives by two linear motors (54A, 56A, 54B, 56B), and for the Y direction, the shift is corrected by the VCM 70. be able to. In this embodiment, the total weight of the stage 14 can be significantly reduced, and the response of the VCM 70 in the Y direction of the stage 14 and the response by the linear motors in the X and θ directions are completely non-contacting. Combined with the guideless structure, it is extremely expensive. Further, even when micron vibration (micron unit vibration) is generated in the carrier / follower 60 and such micron vibration is transmitted to the stage 14 via the cable 83, such vibration (several Hz to several Hz) is generated. (Up to 10 Hz) can be sufficiently eliminated by the high response described above.

次に、図4は、各々のケーブルが、キャリア/従動子60でどのように分配されているかを示している。ステージ本体42用の駆動コイル54A、54B及びVCM70の駆動コイル74への各々の駆動信号、並びに、位置センサ13(ギャップセンサ13A、13B)からの感知信号が、コネクタ80からシステム電線82Aに入る。各々の空気軸受48、66への圧力ガス及び真空が、コネクタ80から、空気圧系の管82Bに入る。一方、駆動コイル54A、54Bへの駆動信号が、ステージ本体42に接続された電気系の電線83Aに入り、また、空気軸受48用の圧力ガス、及び、クランプ部材42C用の真空が、空気系のホース83Bに入る。   Next, FIG. 4 shows how each cable is distributed by the carrier / follower 60. The drive signals 54A and 54B for the stage main body 42 and the drive signals to the drive coil 74 of the VCM 70 and the sensing signals from the position sensor 13 (gap sensors 13A and 13B) enter the system electric wire 82A from the connector 80. Pressure gas and vacuum to each air bearing 48, 66 enters the pneumatic system tube 82B from the connector 80. On the other hand, the drive signals to the drive coils 54A and 54B enter the electric wire 83A connected to the stage main body 42, and the pressure gas for the air bearing 48 and the vacuum for the clamp member 42C are supplied to the air system. Enter the hose 83B.

また、図2に示すラインとは別に、駆動フレーム22の空気軸受20、20’、32用の空圧系のための別のラインを設けることが好ましい。また、図4に示すように、ケーブル83の張力又は振動を阻止できない場合には、ステージ本体42が受ける張力又は振動によるモーメントを、可能な限りY方向にだけ限定するように配列するようにすると良い。この場合には、上記モーメントは、極めて高い応答を有するVCMによってだけ、解消することができる。   In addition to the line shown in FIG. 2, it is preferable to provide another line for the pneumatic system for the air bearings 20, 20 ′, 32 of the drive frame 22. Further, as shown in FIG. 4, when the tension or vibration of the cable 83 cannot be prevented, the moment caused by the tension or vibration received by the stage main body 42 is arranged so as to be limited only in the Y direction as much as possible. good. In this case, the moment can only be resolved by a VCM having a very high response.

次に図1、図2及び図8を参照すると、レティクルステージ14の位置決めは、レーザ干渉計装置15を用いて、最初にその現在の位置を知ることにより、実行される。駆動信号が、レティクルステージの駆動コイル54A、54Bに送られ、ステージ14をX方向に駆動する。駆動に際し、差動力をレティクルステージ14の両側部42A、42Bへ与えると、レティクルステージ14は微小なヨー回転を生ずる。ボイスコイルモータ70のボイスコイル72への適宜な駆動信号が、レティクルステージ14のY方向の微小変位すなわち移動を生ずる。レティクルステージ14の位置が変化するに連れて、駆動信号が、キャリア/従動子のコイル68へ送られ、これにより、キャリア/従動子60が、レティクルステージ14に追従する。その結果生ずる、与えられた駆動力に対する反力が、磁気軌道アセンブリすなわち駆動フレーム22を、レティクルステージ14の運動とは反対の方向に動かし、これにより、装置の重心位置を実質的に維持する。カウンターウエート、あるいは、磁気軌道アセンブリ22の反動部を装置に含める必要はなく、この場合には、磁気軌道アセンブリ22を、ベース12上に固定して設けることができることは理解されよう。   1, 2, and 8, the positioning of the reticle stage 14 is performed by first knowing its current position using the laser interferometer device 15. A drive signal is sent to the drive coils 54A and 54B of the reticle stage to drive the stage 14 in the X direction. In driving, when a differential force is applied to both side portions 42A and 42B of the reticle stage 14, the reticle stage 14 generates a minute yaw rotation. An appropriate drive signal to the voice coil 72 of the voice coil motor 70 causes a minute displacement or movement of the reticle stage 14 in the Y direction. As the position of the reticle stage 14 changes, a drive signal is sent to the carrier / follower coil 68 so that the carrier / follower 60 follows the reticle stage 14. The resulting reaction force against the applied drive force moves the magnetic track assembly or drive frame 22 in a direction opposite to the movement of the reticle stage 14, thereby substantially maintaining the position of the center of gravity of the device. It will be appreciated that a counterweight or reaction of the magnetic track assembly 22 need not be included in the device, in which case the magnetic track assembly 22 can be fixedly provided on the base 12.

上述のように、本実施例のステージ装置を制御するために、図8に示す制御装置が設けられている。図8のこの制御装置を、以下に詳細に説明する。2つのリニアモータのそれぞれの駆動コイル54A、54Bとして構成された、X1駆動コイル、及び、X2駆動コイル、並びに、VCM70の駆動コイル72として構成された、Y駆動コイルが、レティクルステージ14に設けられており、駆動コイル68は、キャリア/従動子60に設けられている。これら各々の駆動コイルは、駆動信号SX1、SX2、SY1、SΔXに応じて、位置制御装置16によって駆動される。ステージ14の座標位置を測定するレーザ干渉計装置は、ビームすなわち光線LBYを送信/受信するX1軸干渉計と、ビームLBX2を送信/受信するX2軸干渉計とを備えており、これら干渉計は、各軸の各々の方向に関する情報IFY、IFX1、IFX2を、位置制御装置16へ送信する。位置制御装置16は、2つの駆動信号SX1、SX2を駆動コイル54A、54Bへ送信し、これにより、X方向における位置情報IFX1、IFX2の間の差が、設定値になる。すなわち、換言すれば、レティクルステージ14のヨー回転量が、設定の値に維持される。従って、露光時は言うまでもなく一旦、レティクル44がステージ本体42上でアライメントされると、ビームLBX1、LBX2、X1軸干渉計及びX2軸干渉計、位置制御装置16、及び、駆動信号SX1、SX2による、ヨー回転(θ方向における)の位置決めが常時行われる。   As described above, the control device shown in FIG. 8 is provided to control the stage device of this embodiment. This control device of FIG. 8 will be described in detail below. The reticle stage 14 is provided with an X1 drive coil and an X2 drive coil configured as drive coils 54A and 54B of the two linear motors, and a Y drive coil configured as a drive coil 72 of the VCM 70, respectively. The drive coil 68 is provided on the carrier / follower 60. Each of these drive coils is driven by the position control device 16 in accordance with the drive signals SX1, SX2, SY1, SΔX. The laser interferometer apparatus for measuring the coordinate position of the stage 14 includes an X1-axis interferometer that transmits / receives a beam, that is, a light beam LBY, and an X2-axis interferometer that transmits / receives a beam LBX2. Information IFY, IFX1, IFX2 regarding each direction of each axis is transmitted to the position control device 16. The position control device 16 transmits the two drive signals SX1, SX2 to the drive coils 54A, 54B, whereby the difference between the position information IFX1, IFX2 in the X direction becomes a set value. In other words, the yaw rotation amount of reticle stage 14 is maintained at the set value. Therefore, of course, once the reticle 44 is aligned on the stage main body 42 during the exposure, the beams LBX1, LBX2, the X1-axis interferometer and the X2-axis interferometer, the position control device 16, and the drive signals SX1, SX2 are used. The positioning of the yaw rotation (in the θ direction) is always performed.

また、X方向の位置情報IFX1、IFX2の合計の平均値から、ステージ14のX方向の現在の座標位置を得た制御装置16は、ホストCPU16’からの種々の命令、並びに、各パラメータに関する情報CDに基づき、駆動信号SX1、SX2を、駆動コイル54A、54Bにそれぞれ送信する。特に、走査露光が作動している時には、ヨー回転量を補正しながら、ステージ14をX方向に直線的に動かす必要があり、制御装置16は、必要に応じて、同じ又は若干異なる力を与えながら2つの駆動コイル54A、54Bを制御する。   Further, the control device 16 that has obtained the current coordinate position of the stage 14 in the X direction from the total average value of the position information IFX1 and IFX2 in the X direction receives various commands from the host CPU 16 ′ and information on each parameter. Based on the CD, drive signals SX1, SX2 are transmitted to the drive coils 54A, 54B, respectively. In particular, when scanning exposure is operating, it is necessary to linearly move the stage 14 in the X direction while correcting the yaw rotation amount, and the control device 16 applies the same or slightly different force as necessary. The two drive coils 54A and 54B are controlled.

また、Y軸干渉計からの位置情報IFYも、制御装置16へ送信され、制御装置16は、最適な駆動信号SΔXを、キャリア/従動子60の駆動コイル68へ送信する。この時点において、制御装置16は、レティクルステージ14とキャリア/従動子60との間のX方向のスペースを測定する位置センサ13からの感知信号Spdを受信し、必要な信号SΔXを送信して、信号Spdを上述の設定値にする。キャリア/従動子60の追従精度は、それほど厳密ではなく、制御装置16の感知信号Spdも厳密に求める必要はない。例えば、各々の干渉計からの1ミリ秒毎の位置情報IFY、IFX1、IF2を読むことにより、運動を制御する時には、制御装置16の高速プロセッサ(演算装置)が、その度毎に、感知信号Spdの電流をサンプリングし、その値が、基準値に比較して、大きいかあるいは小さいかを判定する。その偏差が、ある点を超えている場合には、その偏差に比例する信号SΔXを駆動コイル68へ送信することができる。また、上述のように、駆動コイル68を直接サーボ制御し、また、位置制御装置16を経ることなく、キャリア/従動子60の追従運動を直接制御する、制御装置95を設けることもできる。   The position information IFY from the Y-axis interferometer is also transmitted to the control device 16, and the control device 16 transmits an optimal drive signal SΔX to the drive coil 68 of the carrier / follower 60. At this point, the control device 16 receives the sensing signal Spd from the position sensor 13 that measures the space in the X direction between the reticle stage 14 and the carrier / follower 60, and transmits the necessary signal SΔX, The signal Spd is set to the above set value. The tracking accuracy of the carrier / follower 60 is not so strict, and the sensing signal Spd of the control device 16 does not need to be determined strictly. For example, when the motion is controlled by reading the position information IFY, IFX1, IF2 from each interferometer every 1 millisecond, the high speed processor (arithmetic unit) of the control device 16 detects the sensing signal each time. The current of Spd is sampled, and it is determined whether the value is larger or smaller than the reference value. If the deviation exceeds a certain point, a signal SΔX proportional to the deviation can be transmitted to the drive coil 68. Further, as described above, it is possible to provide a control device 95 that directly servo-controls the drive coil 68 and directly controls the follow-up motion of the carrier / follower 60 without going through the position control device 16.

図示の可動ステージ装置は、該可動ステージ装置をX方向において拘束するアタッチメントを何等有していないので、小さな影響が、このようなステージ装置を正のX方向又は負のX方向にドリフトすなわち変動させることがある。これは、そのようなアンバランスが過度になると、ある部品同士を衝突させることがある。上記影響としては、ケーブルの力、ベースの基準面12Aの不正確なレベリングすなわち水平度、あるいは、構成要素間の摩擦が挙げられる。1つの簡単な方法は、弱いバンパ(図示せず)を用いて、駆動アセンブリ22の過剰の移動を阻止することである。他の簡単な方法は、駆動アセンブリが、ストロークの終端付近に到達した時に、駆動アセンブリ22を案内するために使用される1又はそれ以上の空気軸受(32、20)への空気の供給を遮断することである。そのような空気軸受は、反対方向へ戻る駆動が始まった時に、作動させることができる。   The illustrated movable stage apparatus does not have any attachments that constrain the movable stage apparatus in the X direction, so small effects can cause such stage apparatus to drift or fluctuate in the positive or negative X direction. Sometimes. This can cause certain parts to collide with each other when such imbalance becomes excessive. Such effects include cable forces, inaccurate leveling of the base reference surface 12A, ie, levelness, or friction between components. One simple method is to use a weak bumper (not shown) to prevent excessive movement of the drive assembly 22. Another simple method is to shut off the supply of air to one or more air bearings (32, 20) used to guide the drive assembly 22 when the drive assembly reaches near the end of the stroke. It is to be. Such an air bearing can be activated when driving in the opposite direction begins.

より正確な方法は、測定手段(図示せず)によって、駆動アセンブリの位置を監視し、正しい位置を回復してこれを維持するための駆動力を与えることを必要とする。そのような測定手段の精度は、厳密である必要はないが、0.1乃至1.0mm程度の精度が必要である。上記駆動力は、駆動アセンブリ22に取り付けられた別のリニアモータ(図示せず)、あるいは、上記駆動アセンブリに接続された他のモータを用いて、与えることができる。   A more accurate method involves monitoring the position of the drive assembly by means of measurement (not shown) and providing a driving force to restore and maintain the correct position. The accuracy of such measuring means does not need to be exact, but accuracy of about 0.1 to 1.0 mm is required. The drive force can be provided using another linear motor (not shown) attached to the drive assembly 22 or another motor connected to the drive assembly.

最後に、キャリア/従動子60の上記1又はそれ以上の空気軸受(66、66A、66B)の作動を停止し、ステージ42のアイドル期間の間に、ブレーキの役割を果たさせることができる。キャリア/従動子60のコイル68が励起されて、キャリア/従動子60がブレーキを受けた状態にある場合には、駆動アセンブリは、駆動されて加速される。従って、位置制御装置16は、駆動アセンブリ22の位置を監視する。駆動アセンブリが、位置を逸脱してドリフトすると、駆動アセンブリは、キャリア/従動子60のコイル68を間欠的に用いて、十分な精度で再度位置決めされる。   Finally, the one or more air bearings (66, 66A, 66B) of the carrier / follower 60 can be deactivated to act as a brake during the idle period of the stage 42. When the carrier / follower 60 coil 68 is energized and the carrier / follower 60 is braked, the drive assembly is driven and accelerated. Accordingly, the position controller 16 monitors the position of the drive assembly 22. As the drive assembly drifts out of position, the drive assembly is repositioned with sufficient accuracy using the carrier / follower 60 coil 68 intermittently.

本発明の第1の実施例においては、カウンターウエートとして機能する駆動フレーム22は、装置全体の重心位置を移動させないように設けられており、ステージ本体42とは反対の方向に動かされる。しかしながら、図1乃至図7の構造が、重心の移動すなわちシフトが大きな問題ではない装置に応用された場合には、駆動フレーム22をベース構造12と一緒に固定することもできる。そのような場合には、重心に関する問題を除くと、装置に何等変更を行うことなく、幾つかの効果及び機能を得ることができる。   In the first embodiment of the present invention, the drive frame 22 functioning as a counterweight is provided so as not to move the position of the center of gravity of the entire apparatus, and is moved in a direction opposite to the stage main body 42. However, when the structure of FIGS. 1 to 7 is applied to an apparatus in which the movement or shift of the center of gravity is not a big problem, the drive frame 22 can be fixed together with the base structure 12. In such a case, some effects and functions can be obtained without making any changes to the apparatus except for the problem concerning the center of gravity.

本発明は、ある平面において、3つの自由度で高精度の位置及び運動の制御を行わせるために使用できるステージを提供する。その特徴は(1)直線運動が長く、(2)そのような長い直線運動に直交する直線運動が短く、(3)ヨー回転量が少ない。このステージは、ステージドライバ(ステージ駆動装置)として、電磁力を用いることにより、周囲の構造の機械的な悪影響から絶縁される。このガイドレスステージ用の構造を用いることにより、高い制御帯域幅が得られる。これら2つの要点は、ステージの円滑且つ正確な操作を達成することに貢献する。   The present invention provides a stage that can be used to provide precise position and motion control with three degrees of freedom in a plane. Its features are (1) long linear motion, (2) short linear motion orthogonal to such long linear motion, and (3) small amount of yaw rotation. This stage is insulated from the mechanical adverse effects of surrounding structures by using electromagnetic force as a stage driver (stage driving device). By using the structure for the guideless stage, a high control bandwidth can be obtained. These two key points contribute to achieving a smooth and accurate operation of the stage.

図1乃至図8に示す実施例の説明を念頭において、図9及び図10を参照すると、本発明の好ましい実施例が示されており、この実施例の各構成要素の参照符号の下2桁は、図1乃至図7の各構成要素の2桁の参照符号に概ね対応している。   With the description of the embodiment shown in FIGS. 1-8 in mind, referring to FIGS. 9 and 10, a preferred embodiment of the present invention is shown, with the last two digits of the reference number of each component of this embodiment. Generally corresponds to the two-digit reference number of each component in FIGS.

図9及び図10においては、上述の第1の実施例とは異なり、カウンターウエートとして機能する駆動フレームが取り除かれ、2つのリニアモータの各々の磁気軌道156A、156Bは、ベース構造112に堅固に取り付けられている。X方向に直線的に動くステージ本体142は、2つの磁気軌道156A、156Bの間に設けられている。図10に示すように、ベース構造112には、開口112Bが形成されており、ステージ本体142は、開口部分112BをY方向に跨ぐように配置されている。ステージ本体142のY方向の両端部において、4つの予圧型の空気軸受148が、底面に固定されており、上記空気軸受は、ステージ本体142を浮揚させ、ベースの表面112Aに対して支持している。   9 and 10, unlike the first embodiment described above, the drive frame functioning as a counterweight is removed, and the magnetic tracks 156A and 156B of the two linear motors are firmly attached to the base structure 112. It is attached. The stage body 142 that moves linearly in the X direction is provided between the two magnetic tracks 156A and 156B. As shown in FIG. 10, an opening 112B is formed in the base structure 112, and the stage main body 142 is disposed so as to straddle the opening portion 112B in the Y direction. At both ends of the stage body 142 in the Y direction, four preload type air bearings 148 are fixed to the bottom surface, and the air bearings float the stage body 142 and support the surface 112A of the base. Yes.

また、本実施例によれば、レティクル144が、挟持されており、ステージ本体142の上に別個に設けられたレティクル保持プレートすなわちレティクルチャックプレート143の上で支持されている。Y軸レーザ干渉計用の直線ミラー150Y、並びに、X軸レーザ干渉計用の2つのコーナーミラー150X1、150X2が、レティクルチャックプレート143に設けられている。駆動コイル154A、154Bは、ステージ本体142のY方向の両端部において、磁気軌道156A、156Bに相対して固定されており、上述の制御サブシステムによって、ステージ本体142をX方向に直線的に動かし、極く微小な量だけヨー回転させる。   Further, according to the present embodiment, the reticle 144 is sandwiched and supported on a reticle holding plate, that is, a reticle chuck plate 143 provided separately on the stage main body 142. A reticle chuck plate 143 is provided with a linear mirror 150Y for the Y-axis laser interferometer and two corner mirrors 150X1 and 150X2 for the X-axis laser interferometer. The driving coils 154A and 154B are fixed to the magnetic tracks 156A and 156B at both ends in the Y direction of the stage main body 142, and move the stage main body 142 linearly in the X direction by the control subsystem described above. Rotate the yaw by a very small amount.

図10から明らかなように、リニアモータの右側の磁気軌道156B、及び、リニアモータの左側の磁気軌道156Aは、これら軌道の間のZ方向の高さが異なるように配置されている。換言すれば、左側の磁気軌道156の長い軸線の方向における両端部の底面は、図9に示すように、ブロック部材155を用いてベースの表面112Aに対して、ある高さだけ上に配置されている。VCMが固定されているキャリア/従動子160は、上記上にある磁気軌道156Aの下方のスペースの中に設けられている。   As is clear from FIG. 10, the magnetic track 156B on the right side of the linear motor and the magnetic track 156A on the left side of the linear motor are arranged so that the heights in the Z direction between these tracks are different. In other words, the bottom surfaces of both ends in the direction of the long axis of the left magnetic track 156 are arranged at a certain height above the surface 112A of the base using the block member 155, as shown in FIG. ing. The carrier / follower 160 to which the VCM is fixed is provided in the space below the magnetic track 156A above.

キャリア/従動子160は、一段低い高さにあるベース構造112のベースの表面112A’上に予圧型の空気軸受166(2点)によって、浮揚されて支持されている。また、ベース構造112の上に設けられた、直線的なガイド部材117の垂直なガイド面117Aに面する2つの予圧型の空気軸受164が、キャリア/従動子160の側面に固定されている。このキャリア/従動子160は、上述の実施例に関する図4に示すものとは異なっており、キャリア/従動子160用の駆動コイル168(図9)は、キャリア/従動子160の底部から垂直に伸長する部品に対して水平に固定され、且つ、磁気軌道156Aの磁束スロットの中に接触することなく設けられている。キャリア/従動子160は、運動ストロークの範囲内において、磁気軌道156Aのいずれの部分にも接触しないように配置されており、ステージ本体142をY方向において正確に位置決めするVCM170を備えている。   The carrier / follower 160 is levitated and supported by a preloaded air bearing 166 (two points) on the base surface 112A 'of the base structure 112 at a lower level. Further, two preload type air bearings 164 provided on the base structure 112 and facing the vertical guide surface 117A of the linear guide member 117 are fixed to the side surface of the carrier / follower 160. This carrier / follower 160 is different from that shown in FIG. 4 for the above-described embodiment, and the drive coil 168 (FIG. 9) for the carrier / follower 160 is perpendicular to the bottom of the carrier / follower 160. It is fixed horizontally to the elongating part and is provided without contact in the magnetic flux slot of the magnetic track 156A. The carrier / follower 160 is disposed so as not to contact any part of the magnetic track 156A within the range of the movement stroke, and includes a VCM 170 that accurately positions the stage main body 142 in the Y direction.

また、図9においては、キャリア/従動子160を浮揚させて支持する空気軸受166が、VCM170の下に設けられている。キャリア/従動子160のステージ本体142に対する追従運動も、上述の実施例と同様に、位置センサ13からの感知信号に基づいて行われる。   In FIG. 9, an air bearing 166 that floats and supports the carrier / follower 160 is provided under the VCM 170. The following movement of the carrier / follower 160 with respect to the stage main body 142 is also performed based on the sensing signal from the position sensor 13 as in the above-described embodiment.

上述の如く構成された第2の実施例においては、カウンターウエートとして機能する部材が実質的に存在しないので、装置全体の重心が、ステージ本体142のX方向のシフトに応じて移動すなわちシフトするという不都合がある。しかしながら、キャリア/従動子160を用いて、接触することなく、ステージ本体142を追従することにより、VCM170による非接触型の電磁力によって、ステージ本体142をY方向に正確に位置決めすることが可能である。また、上記2つのリニアモータは、その高さ方向Zに差があるように配置されているので、各々のリニアモータによって発生された力モーメントのベクトル和が、レティクルステージ全体の重心において極めて小さくすることができるという利点があり、その理由は、各々のリニアモータの力モーメントが、互いに実質的に相殺し合うからである。   In the second embodiment configured as described above, since there is substantially no member functioning as a counterweight, the center of gravity of the entire apparatus moves or shifts in accordance with the shift of the stage body 142 in the X direction. There is an inconvenience. However, by using the carrier / follower 160 to follow the stage main body 142 without contact, the stage main body 142 can be accurately positioned in the Y direction by the non-contact electromagnetic force generated by the VCM 170. is there. Further, since the two linear motors are arranged so that there is a difference in the height direction Z, the vector sum of force moments generated by the respective linear motors is extremely small at the center of gravity of the entire reticle stage. The reason is that the force moments of the respective linear motors substantially cancel each other.

また、VCM170の長手方向の作用軸線(図5の線KX)が、XY平面上だけではなく、Z方向においても、ステージの構造全体の重心を通るので、VCM170の駆動力が、不必要なモーメントをステージ本体142に与えることが、より困難となる。また、キャリア/従動子160を介してケーブル82、83を接続する方法は、上記第1の実施例と同じ態様で、応用することができるので、完全に非接触型のガイドレスステージに関する問題も改善される。   Further, since the action axis in the longitudinal direction of the VCM 170 (line KX in FIG. 5) passes through the center of gravity of the entire structure of the stage not only on the XY plane but also in the Z direction, the driving force of the VCM 170 causes an unnecessary moment. Is more difficult to apply to the stage main body 142. Further, since the method of connecting the cables 82 and 83 via the carrier / follower 160 can be applied in the same manner as the first embodiment, there is a problem with the completely non-contact type guideless stage. Improved.

同じガイドレスの原理を、別の実施例にも採用することができる。例えば、図11及び図12においては、ベース212上に支持されたステージ242は、単一の磁気軌道256の中で動く単一の可動コイル254によって、長手のX方向に駆動される。上記磁気軌道は、ベース212に堅固に取り付けられている。上記コイルの重心は、ステージ242の重心付近に位置している。ステージをY方向に動かすためには、一対のVCM(274A、274B、272A、272B)を起動し、Y方向の加速力を与える。ヨー回転すなわちヨーイングを制御するためには、コイル274A、274Bが、電子サブシステムの制御を受けて、差動的に起動される。VCM磁石(272A、272B)が、キャリア/従動子のステージ260に取り付けられている。キャリア/従動子のステージは、上述の第1の実施例と同様に、案内されて駆動される。この別の実施例は、ウエーハステージに利用することができる。レティクルステージに使用される場合には、コイル254及び軌道256の一方の側に、レティクルを設けることができ、ステージ242の重心が、コイル254及び軌道256を通るように維持する必要がある場合には、ステージ242につり合いを保つための補償開口を、レティクルとは反対側のコイル254及び軌道256の側に設けることができる。   The same guideless principle can be employed in other embodiments. For example, in FIGS. 11 and 12, the stage 242 supported on the base 212 is driven in the longitudinal X direction by a single moving coil 254 moving in a single magnetic track 256. The magnetic track is firmly attached to the base 212. The center of gravity of the coil is located near the center of gravity of the stage 242. In order to move the stage in the Y direction, a pair of VCMs (274A, 274B, 272A, 272B) are activated and an acceleration force in the Y direction is applied. To control yaw rotation or yawing, the coils 274A, 274B are activated differentially under the control of the electronic subsystem. VCM magnets (272A, 272B) are attached to the carrier / follower stage 260. The carrier / follower stage is guided and driven as in the first embodiment described above. This alternative embodiment can be used for a wafer stage. When used in a reticle stage, a reticle can be provided on one side of the coil 254 and track 256, and the center of gravity of the stage 242 needs to be maintained through the coil 254 and track 256. Can be provided with a compensation opening on the side of the coil 254 and the track 256 opposite to the reticle to keep the stage 242 balanced.

上記各々の実施例から得られる利点は、以下のように大まかにまとめることができる。精度を維持するために、キャリア/従動子の設計は、ステージに接続されたケーブルが、キャリア/従動子を介してステージに追従するので、該ステージ用のケーブルの張力の問題がなくなる。キャリア/従動子を外部装置に接続するケーブルは、ある量の張力を有しているが、ステージは、そのような影響を受けることはなく、その理由は、ステージに対する機械的な外乱の伝達を阻止することによって、バッファとして作用するキャリア/従動子にステージが直接、つながっていないからである。   The advantages obtained from each of the above embodiments can be roughly summarized as follows. To maintain accuracy, the carrier / follower design eliminates the problem of cable tension for the stage because the cable connected to the stage follows the stage via the carrier / follower. The cable connecting the carrier / follower to the external device has a certain amount of tension, but the stage is not affected by this, because it transmits mechanical disturbances to the stage. By blocking, the stage is not directly connected to the carrier / follower acting as a buffer.

また、カウンターウエートの設計により、運動量保存の法則を用いて、長いストローク方向におけるステージの移動の間に、ステージ装置の重心の位置が維持される。この装置は、ステージ装置とステージ装置が取り付けられるベース構造との間の反力を実質的に排除し、これにより、大きな加速度を可能にすると同時に、装置への振動の影響を極めて小さくする。   The counterweight design also maintains the position of the center of gravity of the stage device during stage movement in the long stroke direction using the law of conservation of momentum. This device substantially eliminates the reaction force between the stage device and the base structure to which the stage device is mounted, thereby enabling large accelerations while minimizing the effects of vibration on the device.

また、ステージは、上述のように、3つの自由度で限定された運動を行うように設計されているので、そのようなステージは、3つの自由度の総てにおいて、全範囲の運動を行うように設計されているステージに比較して、極めて簡単である。また、無整流子型の装置とは異なり、本発明は、市販の電磁要素を用いる。本発明は、ステージの寸法及びストロークが増大するに連れて、製造することが益々困難になる、特注型の電磁要素を必要としないので、本発明は、ステージの寸法又はストロークを変えることが容易である。   Also, since the stage is designed to perform limited motion with three degrees of freedom, as described above, such a stage performs full range of motion in all three degrees of freedom. Compared to a stage that is designed to be very simple. Also, unlike the non-commutator type device, the present invention uses commercially available electromagnetic elements. Since the present invention does not require custom-made electromagnetic elements that become increasingly difficult to manufacture as the stage dimensions and stroke increase, the present invention facilitates changing the stage dimensions or stroke. It is.

単一のリニアモータを用いた場合の実施例ではもう一方のリニアモータを用いる必要はなく、2つのVCMを用いることでヨー角の補正を行なうことができる。
好ましい実施例について本発明を説明したが、本発明は、種々の別の形態を取ることができ、請求の範囲によってのみ限定されるものである。
In the embodiment using a single linear motor, it is not necessary to use the other linear motor, and the yaw angle can be corrected by using two VCMs.
Although the invention has been described in terms of a preferred embodiment, the invention can take various alternative forms and should be limited only by the scope of the claims.

本発明の装置の概略的な斜視図である。It is a schematic perspective view of the apparatus of this invention. 図1に示す装置の平面図である。It is a top view of the apparatus shown in FIG. 図2に示す構造を線3−3に沿って矢印の方向に見て示す立面図である。FIG. 3 is an elevational view showing the structure shown in FIG. 2 as viewed in the direction of the arrow along line 3-3. 部分的に分解された図1のキャリア/従動子の構造を、位置決めガイドから分解した状態で示す拡大斜視図である。FIG. 2 is an enlarged perspective view showing the structure of the carrier / follower of FIG. 1 partially disassembled in a state disassembled from a positioning guide. 図7に示す構造の一部を、線5に沿って、矢印の方向に見て示す拡大水平断面図である。FIG. 8 is an enlarged horizontal sectional view showing a part of the structure shown in FIG. 7 as viewed along the line 5 in the direction of the arrow. 図2に示す構造の一部を、ボイスコイルモータを取り除き、線6に沿って矢印の方向で見て示す拡大垂直断面図である。FIG. 3 is an enlarged vertical sectional view showing a part of the structure shown in FIG. 2 when the voice coil motor is removed and viewed along the line 6 in the direction of the arrow. 図2に示す構造の一部を、線7−7に沿って、矢印の方向に見て示す垂直断面図である。FIG. 7 is a vertical sectional view showing a part of the structure shown in FIG. 2 as viewed in the direction of the arrow along line 7-7. ステージの位置を制御するための感知/制御装置を概略的に示すブロックダイアグラムである。2 is a block diagram schematically illustrating a sensing / control device for controlling the position of a stage. 本発明の好ましい実施例を示す、図2と同様の平面図である。FIG. 3 is a plan view similar to FIG. 2 showing a preferred embodiment of the present invention. 図9に示す構造を、線10−10に沿って、矢印の方向に見て示す垂直断面図である。FIG. 10 is a vertical sectional view showing the structure shown in FIG. 9 as viewed in the direction of the arrow along line 10-10. 本発明の別の実施例を極めて簡略化して示す、図9と同様の平面図である。FIG. 10 is a plan view similar to FIG. 9 showing another embodiment of the present invention in a highly simplified manner. 本発明の更に別の実施例を極めて簡略化して示す、図10と同様の立面図である。FIG. 11 is an elevational view similar to FIG. 10, showing yet another embodiment of the present invention in a highly simplified manner.

符号の説明Explanation of symbols

10 位置決め装置
12 ベース構造
14 レティクルステージ
16 位置制御装置
16’ CPU
17A,17B ガイド面
17 位置決めガイド
18 サポートブラケット
20 空気軸受
22 駆動アセンブリ(駆動フレーム)
24,26 磁気軌道アーム
32 空気軸受
42 主本体
52 電磁駆動アセンブリ
54A,54B 駆動コイル
56A,56B 磁気軌道
60 キャリア/従動子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Positioning device 12 Base structure 14 Reticle stage 16 Position control device 16 'CPU
17A, 17B Guide surface 17 Positioning guide 18 Support bracket 20 Air bearing 22 Drive assembly (drive frame)
24, 26 Magnetic track arm 32 Air bearing 42 Main body 52 Electromagnetic drive assemblies 54A, 54B Drive coils 56A, 56B Magnetic track 60 Carrier / follower

Claims (18)

所定方向に移動可能な第1の可動体と、
流体軸受けを介してベース上を移動可能な第2の可動体と、
前記所定方向に向かう駆動力を発生するように、前記第1の可動体に設けられた第1の磁化部材と前記第2の可動体に設けられた第2の磁化部材とを有し、前記第1の可動体を電磁的に駆動する第1の駆動手段とを備える位置決め装置であって、
前記第1の可動体と前記第2の可動体は、前記第1の可動体の側面と前記第2の可動体の側面とが対向するように配置され、
前記第1の駆動手段は、前記第1の可動体と前記第2の可動体とが前記所定方向においてそれぞれ逆方向に移動するように、励磁されることを特徴とする位置決め装置。
A first movable body movable in a predetermined direction;
A second movable body movable on the base via a fluid bearing;
A first magnetizing member provided on the first movable body and a second magnetizing member provided on the second movable body so as to generate a driving force directed in the predetermined direction; A positioning device comprising: first driving means for electromagnetically driving the first movable body,
The first movable body and the second movable body are arranged such that a side surface of the first movable body and a side surface of the second movable body are opposed to each other.
The positioning device according to claim 1, wherein the first driving means is excited so that the first movable body and the second movable body move in opposite directions in the predetermined direction.
請求項1に記載の位置決め装置において、
前記第2の可動体の重量が前記第1の可動体の重量より大きいことを特徴とする位置決め装置。
The positioning device according to claim 1,
The positioning device, wherein the weight of the second movable body is larger than the weight of the first movable body.
請求項1または請求項2のいずれか一項に記載の位置決め装置において、
前記第1の磁化部材と前記第2の磁化部材との一方はコイルであり、前記第1の磁化部材と前記第2の磁化部材との他方は磁石であることを特徴とする位置決め装置。
In the positioning device according to any one of claims 1 and 2,
One of the first magnetizing member and the second magnetizing member is a coil, and the other of the first magnetizing member and the second magnetizing member is a magnet.
請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の位置決め装置において、
前記第1の可動体は、流体軸受けを介して前記ベースに対して移動可能であることを特徴とする位置決め装置。
In the positioning device according to any one of claims 1 to 3,
The positioning apparatus according to claim 1, wherein the first movable body is movable with respect to the base via a fluid bearing.
請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の位置決め装置において、
前記第2の可動体は矩形形状であることを特徴とする位置決め装置。
In the positioning device according to any one of claims 1 to 4,
The positioning apparatus characterized in that the second movable body has a rectangular shape.
請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の位置決め装置において、
前記第1の駆動手段は、前記第1の可動体を回転可能であることを特徴とする位置決め装置。
In the positioning device according to any one of claims 1 to 5,
The positioning device characterized in that the first driving means is capable of rotating the first movable body.
請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の位置決め装置において、
前記第1の可動体を前記所定方向と交差する方向に移動する第2の駆動手段を有することを特徴とする位置決め装置。
In the positioning device according to any one of claims 1 to 6,
A positioning apparatus comprising: a second driving unit that moves the first movable body in a direction intersecting the predetermined direction.
請求項7に記載の位置決め装置において、
前記第2の駆動手段はコイルと磁石を有し、該第2の駆動手段によって発生する駆動力は前記第1の可動体の重心に作用することを特徴とする位置決め装置。
The positioning device according to claim 7 ,
The positioning device according to claim 1, wherein the second driving means includes a coil and a magnet, and a driving force generated by the second driving means acts on the center of gravity of the first movable body .
請求項1から8のいずれか一項に記載の位置決め装置において、
前記第1の駆動手段および前記第2の駆動手段とは別に設けられて、前記第2の可動体の位置を調整するリニアモータを有することを特徴とする位置決め装置。
In the positioning device according to any one of claims 1 to 8,
A positioning apparatus comprising: a linear motor that is provided separately from the first driving means and the second driving means and adjusts the position of the second movable body.
請求項1から請求項9のいずれか一項に記載の位置決め装置において、
前記第2の可動体は、流体軸受けを介してガイドに沿って前記所定方向に移動可能であることを特徴とする位置決め装置。
In the positioning device according to any one of claims 1 to 9,
The positioning device according to claim 1, wherein the second movable body is movable in the predetermined direction along a guide via a fluid bearing.
所定方向に移動可能な第1の可動体を位置決めする位置決め方法において、
流体軸受けを介してベース上を移動可能な第2の可動体を、該第2の移動体の側面と前記第1の移動体の側面とが対向するように、配置することと、
前記第1の可動体に設けられた第1の磁化部材と前記第2の可動体に設けられた第2の磁化部材と、を有する第1の駆動手段により、前記第1の可動体を前記所定方向に移動する作用力を与えることと、
前記作用力に応じて前記第1の可動体が移動する方向とは反対の方向に前記第2の可動体が移動することと、を含むことを特徴とする位置決め方法。
In a positioning method for positioning a first movable body movable in a predetermined direction,
Arranging a second movable body movable on a base via a fluid bearing so that a side surface of the second movable body and a side surface of the first movable body face each other;
By means of a first driving means having a first magnetizing member provided on the first movable body and a second magnetized member provided on the second movable body, the first movable body is Giving an acting force to move in a predetermined direction;
A positioning method comprising: moving the second movable body in a direction opposite to a direction in which the first movable body moves in accordance with the acting force.
請求項11に記載の位置決め方法において、
前記第1の磁化部材と前記第2の磁化部材との一方はコイルであり、前記第1の磁化部材と前記第2の磁化部材との他方は磁石であることを特徴とする位置決め方法。
The positioning method according to claim 11,
One of the first magnetizing member and the second magnetizing member is a coil, and the other of the first magnetizing member and the second magnetizing member is a magnet.
請求項11または請求項12のいずれか一項に記載の位置決め方法において、
前記第1の可動体は、流体軸受けを介して前記ベースに対して移動可能であることを特徴とする位置決め方法。
In the positioning method as described in any one of Claim 11 or Claim 12,
The positioning method, wherein the first movable body is movable with respect to the base via a fluid bearing.
請求項11から請求項13のいずれか一項に記載の位置決め方法において、
前記第2の可動体は矩形形状であることを特徴とする位置決め方法。
In the positioning method according to any one of claims 11 to 13,
The positioning method, wherein the second movable body has a rectangular shape.
請求項11から請求項14のいずれか一項に記載の位置決め方法において、
前記第1の駆動手段は、前記第1の可動体を回転可能であることを特徴とする位置決め方法。
The positioning method according to any one of claims 11 to 14,
The positioning method, wherein the first driving means is capable of rotating the first movable body.
請求項11から請求項15のいずれか一項に記載の位置決め方法において、前記第2の可動体は、コイルと磁石とを有する第2の駆動手段を具備し、
前記方法は、前記第2の駆動手段により前記所定方向と交差する方向に前記第1の可動体を移動することを含むことを特徴とする位置決め方法。
The positioning method according to any one of claims 11 to 15, wherein the second movable body includes a second driving unit having a coil and a magnet,
The positioning method includes moving the first movable body in a direction crossing the predetermined direction by the second driving means .
請求項16に記載の位置決め方法において、
前記方法は、前記第2の駆動手段によって発生する駆動力が、前記第1の可動体の重心に作用するように前記第2の駆動手段を励起する工程を有することを特徴とする位置決め方法。
The positioning method according to claim 16, wherein
The method includes the step of exciting the second driving means so that the driving force generated by the second driving means acts on the center of gravity of the first movable body .
請求項11から17のいずれか一項に記載の位置決め方法において、
前記第1の駆動手段および前記第2の駆動手段とは別に設けられたリニアモータにより、
前記第2の可動体の位置を調整することを特徴とする位置決め方法。
The positioning method according to any one of claims 11 to 17,
By a linear motor provided separately from the first driving means and the second driving means,
A positioning method comprising adjusting a position of the second movable body.
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