KR100242923B1

KR100242923B1 - 스테이지장치 및 리니어모터와, 상기 스테이지장치를사용한 노광장치 및 디바이스생산방법

Info

Publication number: KR100242923B1
Application number: KR1019960044664A
Authority: KR
Inventors: 노부시게 코레나가; 류이치 에비누마
Original assignee: 미다라이 후지오; 캐논 가부시끼가이샤
Priority date: 1995-10-09
Filing date: 1996-10-09
Publication date: 2000-03-02
Also published as: KR970023649A; EP0768705B1; JP3815750B2; EP1536290A3; EP1536290A2; EP0768705A2; US6037680A; DE69634768T2; US5841250A; EP0768705A3; JPH09167792A; DE69634768D1; DE69634768T8

Abstract

본 발명의 목적은 소형경량이고 또한 염가인 스테이지장치를 제공하는 것이다. 스테이지를 소정의 방향으로 이동시키는 스테이지장치는 상기 이동방향을 따라서 배치된 스테이지가감속용 추력발생수단과, 이들의 추력발생수단과 병렬로 설치된 스테이지속도제어용 추력발생수단과, 상기 가감속용 추력발생수단의 스테이지가속구간에 대응하는 부분에 스테이지가속용추력을 발생시키는 가속수단과, 상기 가감속용추력발생수단의 스테이지감속구간에 대응하는 부분에 스테이지감속용추력을 발생시키는 감속수단과, 적어도 상기 가속구간과 감속구간내에서 상기 속도제어용 추력발생수단에 의한 스테이지추력을 제어하는 속도제어수단을 구비한다.

Description

스테이지장치 및 리니어모터와, 상기 스테이지장치를 사용한 노광장치 및 디바이스생산방법

본 발명은, 노광장치에 있어서, 특히 반도체웨이퍼나 레티클 등의 공작물을 소정위치에 위치 결정하거나 소정속도에서 주사하거나 하는 스테이지장치에 관한 것이다. 본 발명은 또한 이와 같은 스테이지장치에 사용되는 리니어모터 및 이와 같은 스테이지장치를 사용한 노광장치 및 디바이스생산방법에 관한 것이다.

도31은, 종래예이고, 본 발명의 적용대상의 일례이기도한 반도체노광장치를 표시한다. 이 노광장치는 원판인 레티클의 패턴을 원호형상 또는 직사각형형상영역으로 한정해서 피노광물인 웨이퍼상에 결상하고, 레티클과 웨이퍼의 양쪽을 기계적으로 주사함으로써 레티클패턴전체를 노광하는, 소위 주사형노광장치이다. 도32 및 도33은 레티클주사계의 상세를 표시한다. 도32는 구동계를 레티클스테이지의 한쪽에 설치한 것이고, 도33은 구동계를 광축을 사이에 두고 레티클스테이지의 양쪽에 설치한 것이다.

도31에 있어서, 기준베이스(100)상에 제진수단(101)을 개재해서 본체정반(102)이 지지되어 있다. 본체정반(102)위에는 XY평면(수평면)내에 이동가능한 웨이퍼스테이지(103)가 설치되고, 그 위쪽에는 본체지지부재(105)를 개재해서 투영광학계(106)가 고정되어 있다. 지지부재(105)의 위쪽에는 레티클스테이지베이스(80)가 설치되고, 레티클스테이지베이스(80)위를 도시하지 않은 가이드를 따라서 1축방향으로 주사가능한 레티클스테이지(82)가 설치되어 있다. (104)는 웨이퍼스테이지(103)의 위치를 계측하기 위한 간섭계제2기준, (107)은 레티클스테이지(820)의 위치를 계측하기 위한 간섭재계 1기준, (108)은 레티클스테이지(82)위의 레티클(도시생략)을 통해서 웨이퍼스테이지(103)위의 웨이퍼(도시생략)에 노광에너지를 주기 위한 조명계이다.

도33에 있어서, 레티클스테이지베이스(80)위에 가이드(81)가 고정되고, 가이드(81)위에 공기막 등의 윤활수단을 개재해서 레티클스테이지(82)가 주사방향으로 슬라이드가능하게 지지되어 있다. 스테이지(82)위에는 공작물인 레티클(83)이 유지되어 있다. 또한 레티클스테이지(82)의 양쪽에 구동코일(85)이 고정되고, 레티클스테이지(82)의 전스트로크에 걸쳐 구동코일(85)의 일부에 권선에 수직한 일정한 자장을 주기위해 요크(86)와 영구자석(87)으로 구성되는 리니어모터고정자가 설치되어 있다. 리니어모터고정자는 레티클스테이지베이스(80)위에 고정되고, 구동코일(86)에는 도시하지 않은 전력증폭기가 접속되어 있다. 전력증폭기로서는 지령치에 따른 전류를 연속적으로 흐르게하는 리니어방식이 사용되어, 높은 주파수까지 전력지령이 응답하도록 되어 있다. 웨이퍼스테이지(103)도 레티클스테이지(82)와 마찬가지로 구성할 수 있다. XY스테이지는 상술한 구동기구(스테이지장치)를 2단 겹치게 함으로써 구성된다.

영구자석(87)은 도34에 표시한 바와 같이, 두께방향으로 착자(着磁)되어 있다. 즉 요크(86)에 접하는 면이 S극으로, 그 뒤쪽의 구동코일(85)의 일부에 대향하는 면이 N극으로 착자되어 있다. 구동코일(85)은 레티클스테이지(82)의 전스트로크에 걸쳐 리니오모터고정자인요크(86) 및 자석(87)과 비접촉을 유지하도록 되어 있다.

상기 구성에 있어서, 레티클이나 웨이퍼 등의 공작물(83)을 이동시킬 때는 리니어방식의 전력증폭기가 도시하지 않은 위치·속도제어회로로부터 지령을 받아서 가속전류 또는 감속전류를 구동코일(85)에 흐르게하고, 위치결정할때도 리니어방식의 전력증폭기가 스테이지(82)를 도시하지 않은 제어회로의 지령으로 시시각각 위치편차를 없애도록 미소한 전류를 시시각각 구동코일(85)에 계속 흐르게 한다. 즉 가감속에 있어서도, 위치결정에 있어서도동일한 전력증폭기와 동일한 구동코일(85)이 사용된다.

도31의 주사형노광장치에 있어서, 레티클스테이지(82)위의 레티클에 조명광이 닿는 것은, 그 레티클중 레티클스테이지(82)의 주사방향에 수직한 길고가는 직사각형 또는 원호영역 뿐이므로, 그 레티클의 패턴전체를 웨이퍼위에 노광하려면 레티클스테이지(82)와 웨이퍼스테이지(103)의 쌍방을 주사할 필요가 있다. 주사는 일정속도로 행해지고, 주사중의 레티클스테이지(82)와 웨이퍼스테이지(103)의 속도비는 투영광학계(108)의 축소배율에 정확하게 일치시킨다. 레티클스테이지(82)의 위치는 간섭재계 1기준(107)을 개재해서, 웨이퍼스테이지(103)의 위치는 간섭계제2기준(104)을 개재해서 도시하지 않은 레이저간섭계로 계측되고 도시하지않은 제어계로 귀환되도록 되어있다.

상기 구성에 있어서, 웨이퍼스테이지(103) 및 레티클스테이지(82)를 초기위치로 이동시키고, 웨이퍼스테이지(103) 및 레티클스테이지(82)를 가속한다. 양자가 조명광이 닿는 영역에 들어가기전에 위치관계가 소정위 위치관계로 되고, 속도비가 투영광학계(108)의 축소배율과 같게되는 상태로 수렴시킨다. 이 상태를 유지해서 노광하고, 조명광이 닿는 영역으로부터 벗어나면 양자를 감속한다.

도35는 다른 종래예를 표시한다. 도32의 것과는 단상리니어모터의 구성이 다르다. 죽 도35의 리니어모터는 가동부가, 코일(98)과 단극으로 대면하는 짧은 자석(95)과, 가동자석(95)의 스트로크전체에 걸쳐서 배치되고 자석(95)의 자속을 순환시키는 고정요크(96)와, 그 스트로크전체에 걸쳐서 고정요크(96)의 일부를 감겨진 단상코일에 의해 구성되어 있다.

반도체노광장치에서는 패턴의 미세화, 생산성향상 및 공작물의 대구경화에 대한 요구가 매년 높아지고 있다. 생산성을 향상시키기 위해서는 노광시간을 단축시키거나, 공작물의 이동, 위치결정을 보다 고속으로 행할 필요가 있으며, 이를 위해서는 이동의 가속도, 감속도를 크게 할 필요가 있다. 또한 동시에 공작물의 대구경화를 달성하기 위해서 스테이지는 대형화하고, 반송중량이 증가한다. 따라서 보다 무거운 것을 보다 큰 가속도로 움직이는 것이 필요하게 되어, 추력이 큰 작동기와 대출력의 전력증폭기가 필요하게 된다.

종래의 주사형노광장치 등에 있어서의 스테이지구동기구에서는, 주사스테이지의 스트로크전역에 걸쳐서 일정한 자장을 발생하도록 한 리니어모터고정자가 설치되어 있다. 그리고 추력을 크게하기 위해서는 상기 일정한 자장의 강도를, 예를들면 5000가우스정도이상의 강자장으로 하는 설계가 행해지고 있다. 그런데, 도34에 표시한 바와 같이 자장은 요크(86)를 순환하기 때문에 요크의 양단부에는 스트로크 전역분의 자속이 집중한다. 요크는 철 등의 포화자속밀도가 높은 재질로 구성되지만, 집중한 자속을 포화시키지 않기 위해서는, 큰 단면적이 필요하게 된다. 이 결과, 요크의 체적 및 질량이 증대하여 장치전체의 크기 또는 무게를 증대시킨다고 하는 결점이 있다.

또한, 주사스테이지의 전 스트로크에 걸쳐 일정한 자장을 발생시키기 위해서는 주사스테이티의 전스트로크에 걸쳐 일정한 두께의 자석을 설치할 필요가 있다. 일정자장은 상기와 같이 강자장이 요구되기 때문에 자석재료로서는 고가인 희토류자석을 사용할 필요가 있다. 따라서, 구동부의 코스트가 높아진다고 하는 결점도있다.

본 발명의 제1의 목적은, 소형경량이고 또한 저렴한 가격으로 주사형노광장치의 레티클스테이지용으로서 특히 적합한 리니어모터형 구동기구(스테이지장치)를 제공하는 데 있다.

또한, 리니어모터를 구동하기 위한 전력증폭기에 관하여 종래는 전력증폭기에 리니어방식의 것을 사용하고 있다. 이것은 전류의 답성은 좋지만, 증폭기자신의 발열이 커서 대출력화하는 것이 곤란하다.

한편, 효율이 좋은 증폭기로서 최대치가 일정한 불연속적인 직사각형 전압을 출력하는 PWM증폭기가 있다. 이 PWM증폭기는 직사각형전압의 폭을 바꿈으로써 결과적으로 흐르는 전류량을 바꾸는 것이다. 이 PWM증폭기를 사용하는 방식에서는 기본이 되는 직사각형파의 주파수가 20KHz정도이어서, 높은 주파수까지 전류를 응답시키는 것이 곤란하다. 따라서 위치결정시나 정속제어시의 제어주파수를 높게 설정할 수 없고 서보게인도 높게할 수 없다. 즉 종래와 같이 가감속이나 위치결정에 있어서도 동일한 전력증폭기와 구동코일을 사용하는 방식에서는 대출력과 고정밀도를 양립시킬 수 없다고 하는 문제가 있었다.

본 발명의 제2의 목적은, 이와 같은 종래기술의 문제점을 감안해서 대출력과 고정밀도를 겸비한 구동기구(스테이지장치)를 제공하는 데 있다.

또한, 종래의 단상리니어모터는 도32 및 도33의 것도, 도35의 것도, 어느 경우에도 가동코일(85) 또는 가동자석(95)은 가이드(81)위에서 1차원방향으로 슬라이드가능하게 설치된 가동부에 고정되고, 가동코일(85) 또는 고정코일(98)에 전류를 흐르게해서 가동부를 상기 1차원방향으로 움직이도록 되어 있다. 어느 경우에도고정요크(86), (96)의 두께는 최저한 영구자석(87), (95)이 발생하는 자속을 포화시키지 않도록 하는 두께가 필요하다. 그러나, 고정요크(86), (96)의 두께를 영구자석(87), (95)가 발생하는 자속을 포화시키지 않는 최저한의 두께로 설정한 경우, 가동부의 이동을 고속화하고 가감속시의 추력을 크게 취하기 위해서 코일(85), (98)에 대전류를 흐르게해도 전류에 의한 자속으로 요크가 포화되어 버려 큰 출력을 얻을 수 없다. 한편, 코일전류에 의한 자속으로 요크가 포화되지 않도록 두께를 두껍게 하면, 전체의 두께가 두껍게되어 버린다. 즉 종래의 구성에서는 요크의 두께를 얇게하는 것과, 큰 추력을 얻는 것은 양리하지 않는다고 하는 문제점이 있었다.

본 발명의 제3의 목적은 요크의 두께를 얇게하는 것과, 큰 추력을 얻는 것을 양립시킨 리니어모터를 제공하는 데 있다.

도1은 본 발명의 제1실시예에 관한 구동기구의 구성을 표시한 사시도.

도2는 도1의 구동기구의 일부를 파단해서 표시한 사시도.

도3은 도1의 구동기구의 분해 사시도.

도4a 내지 도4c는 도1의 구동기구의 도면.

도5a 및 도5b는 본 발명의 재2실시예에 관한 구동기구의 제어블록도및 단면구성도.

도6은 본 발명의 제3실시예에 관한 구동기구의 구성을 표시한 사시도.

도7은 도6의 구동기구의 일부를 파단해서 표시한 사시도.

도8은 도6의 구동기구의 분해사시도.

도9a 및 도9b는 도6의 구동기구의 도면.

도10a 및 도10b는 본 발명의 제4실시예에 관한 구동기구의 제어블록도및 단면구성도.

도11은 본 발명의 제5실시예에 관한 구동기구의 구성을 표시한 사시도.

도12는 도11의 구동기구의 제어블록도.

도13은 본 발명의 제6실시예에 관한 구동기구의 외관을 표시한 사시도.

도14는 도13의 구동기구의 구성을 표시한 사시도.

도15a 내지 도15c는 도13 및 도14의 구동기구의 전기계를 표시한 회로도.

도16은 본 발명의 제7실시예에 관한 구동기구의 구성을 표시한 사시도.

도17은 도16의 17-17단면도.

도18은 도16 및 도17의 구동기구의 제어블록도.

도19a 및 도19b는 각각 본 발명의 제8실시예에 관한 구동기구의 외관 및 구성을 표시한 사시도.

도20은 도19a 및 도19b의 구동기구의 전기계를 표시한 회로도.

도21은 도19a 및 도19b의 구동기구의 코일선택시퀀스를 표시한 도면.

도22는 본 발명의 제9실시예에 관한 구동기구의 외관 및 구성을 표시한 사시도.

도23은 본 발명의 제10실시예에 관한 구동기구의 외관 및 구성을 표시한 사시도.

도24는 본 발명의 제11실시예에 관한 구동기구의 구성을 표시한 사시도.

도25는 도24의 구동기구의 일부를 파단해서 표시한 사시도.

도26은 도24의 구동기구의 분해사시도.

도27a 내지 도27c는 도24의 구동기구의 도면.

도28a 및 도28b는 각각 본 발명의 제12실시예에 관한 구동기구의 제어블록도및 단면구성도.

도29는 본 발명의 제13실시예에 관한 주사형 노광장치의 동작을 표시한 순서도.

도30은 본 발명의 제13실시예에 관한 주사형 노광장치의 동작을 표시한 순서도.

도31은 본 발명의 적용대상의 일례인 종래의 주사형노광장치의 전체구성을 표시한 도면.

도32는 종래의 구동기구의 구성을 표시한 사시도.

도33은 종래의 다른 구동기구의 구성을 표시한 사시도.

도34는 도32 또는 도33에 있어서의 자석 및 요크내의 자석의 흐름을 표시한 도면.

도35는 종래의 또다른 구동기구의 구성을 표시한 사시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 가이드 2 : 가동스테이지

3 : 공작물(레티클) 4 : 자석유지판

4a : 자석고정프레임 5 : 자석

6 : 센터요크 7 : 가이드요크

8 : 위치결정·속도제어용 코일 9 : 가감속용코일

10 : 고정자(요크·코일유닛) 26 : 요크

27 : 자석 28 : 리니어증폭기(속도제어드라이버)

29 : PWM증폭기 29a : 가속용드라이버

29b : 감속용드라이버 31 : 제어장치

32 : 연산회로 33 : 로패스필터

34 : 클램프회로 44 : 구동코일

45 : 모터 50 : 베어링유닛

51 : 보내기나사 52 : 볼너트

53 : 하우징 54 : 하우징스토퍼

55 : 하우징슬라이더 56 : 힘전달부

64 : 구동코일 67 : 자석

70 : 가동자 71 : 고정자프레임

72 : 전류자속규제자석 80 : 레티클스테이지베이스

81 : 가이드 82 : 레티클스테이지

83 : 레티클 85 : 가동코일

86 : 요크 87 : 영구자석

100 : 기준베이스 101 : 제진수단

102 : 본체정반 103 : 웨이퍼스테이지

104 : 간섭계재2기준 105 : 본체지지부재

106 : 투영광학계 107 : 간섭재계 1기준

108 : 조명계

상기 제1의 목적을 달성하기 위해서 본 발명의 제1의 국면에 관한 스테이지장치는, 소정의 방향으로 이동가능한 스테이지와, 상기 이동방향을 따라서 배치된 스테이지가감속용 추력발생수단과, 이 추력발생수단과 병렬로 설치된 스테이지속도제어용 추력발생수단과, 상기 가감속용추력발생수단의 스테이지가속구간에 대응하는 부분에서 스테이지가속용추력을 발생시키는 가속수단과, 상기 가감속용추력발생수단의 스테이지감속구간에 대응하는 부분에서 스테이지감속용추력을 발생시키는 감속수단과, 적어도 상기 가속구간과 감속구간사이의 소정범위내에서 상기 속도제어용추력발생수단에 의해 발생된 스테이지추력을 제어하는 속도제어수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 실시의 1형태에 있어서, 상기 가감속용 추력발생수단 및 속도제어용 추력발생수단은 리니어모터이며, 그 가동부가 그 고정부의 코일에 대해서 단극으로 대면하는 자석을 가지며, 상기 고정부가 상기 스테이지의 전스트로크에 걸쳐서 상기 자석의 위치에 따라서 상기 코일의 일부에 일정한 자장을 주기위한 요크를 구비하고, 또한 상기 고정부는 상기 코일로서, 상기 요크의 주위에 감겨진 단상의 속도제어용코일 및 복수개의 다상의 가감속용 코일을 구비하는 것을 특징으로 한다.

또는 상기 가감속용추력발생수단 및 스테이지속도제어용추력발생수단은 리니어모터이고, 그 가동부가 그 고정부의 코일에 대해서 2극으로 대면하고, 또한 이들의 2극이 적어도 상기 스테이지의 최대 스트로크거리만큼 서로 떨어져서 설치된 자석을 가지며, 상기 고정부가 상기 스테이지의 전스트로크에 걸쳐서 상기 자석의 위치에 따라서 상기 코일의 일부를 일정한 자장을 주기 위한 요크 및 상기 코일로서, 이 요크의 주위에 감겨진 단상의 속도제어용코일 및 복수개의 다상의 가감속용 코일을 각 2조를 구비하고, 상기 각 2조의 코일은 상기 자석의 2극간거리와 실질적으로 동일한 거리만큼 서로 떨어져서 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기 복수개의 다상의 가감속용코일은 상기 단상의 속도제어용 코일의 위에 감겨도 된다. 또는 상기 요크를 상기 스테이지의 이동방향과 평행하고 적어도이 스테이지의 전스트로크에 걸친 직선부분을 가진 메인요크와, 이 메인요크의 직선부분과 적어도상기 스테이지의 전스트로크에 걸쳐서 평행한 직선부분을 가지고, 또한 이 스트로크밖에서 상기 메인요크에 자기적으로 접속된 사이드요크로 구성하고, 단상의 속도제어용 코일 및 가감속용코일의 한쪽을 상기 메인요크에, 다른쪽을 사이드요크에 감아도된다. 또한 2개의 사이드요크를 메인요크의 양쪽에 배치하고, 메인요크에 단상의 속도제어용코일을 감고, 양사이드요크에 상기 복수개의 다사의 가감속용코일을 1조씩 도합 2조를 감아도된다.

이들 리니어모터의 가동부 및 고정부는 상기 스테이지의 한쪽에 1조만, 또는 양쪽에 1조씩 계 2조가 배치된다.

또한 상기 가속수단, 감속수단 및 속도제어수단은 상기 스테이지의 위치를 검출하는 위치검출수단과, 상기 위치검출수단에 의해 검출되는 상기 스테이지의 현재 위치 및 목표위치에 의거해서 전류지령을 출력하는 지령수단과, 이 전류지령에 따른 전류를 출력하는 PWM방식의 가속용전력증폭기 및 감속용전력증폭기와, 상기 가속용 전력증폭기의 출력을 상기 스테이지가속구간에 위치하는 가감속용추력발생수단에, 상기 감속용전력증폭기의 출력을 상기 스테이지감속구간에 위치하는 가감속용추력발생수단에 접속하는 스위치수단과, 상기 전류지령에 따른 전류를 출력해서 상기 스테이지속도제어용 추력발생수단을 구동하는 리니어방식의 속도제어용 전력증폭기를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기의 제2의 목적을 달성하기 위해서 본 발명의 제2의 국면에 있어서는, 스테이지의 위치를 검출하는 위치검출수단, 위치검출수단에 의해 검출되는 스테이지의 현재위치 및 목표위치에 의거해서 전류지령을 출력하는 지령수단, 이 전류지령에 따른 전류를 출력하는 전력증폭기 및 이 전류에 의해 스테이지를 구동하는 구동수단을 가진 스테이지장치에 있어서, 전력증폭기 및 구동수단은, PWM방식의 제1의 전력증폭기 및 그출력전류에 의해 스테이지를 구동하는 제1의 구동수단과, 리니어방식의 제2의 전력증폭기 및 그 출력전류에 의해 스테이지를 구동하는 제2의 구동수단을 구비하고, 상기 제1 및 제2의 구동수단은 병렬로 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.

이 제2의 국면에 관한 바람직한 실시의 형태에 있어서, 스테이지의 가감속시에는 제1의 전력증폭기를 개재해서 스테이지를 구동하고, 스테이지의 위치결정·속도제어시에는 제2의 전력증폭기를 개재해서 스테이지를 구동하도록 제1 또는 제2의 전력증폭기를 선택하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한 제1 및 제2구동수단은 리니어모터이며, 그 가동부는 제1의 전력증폭기에 접속한 가감속용 코일 및 제2의 전력증폭기에 접속한 위치결정·속도제어용 코일을 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한 제1 및 제2구동수단은 리니어모터이며, 그 가동부가 그 고정부의 코일에 대해서 단극으로 대면하는 자석을 가지며, 고정부가 스테이지의 전스트로크에 걸쳐서 자석의 위치에 따라서 코일의 일부에 일정한 자장을 주기 위한 요크 및 코일로서, 이 요크의 주위에 감겨진 단상의 속도제어코일 및 복수개의 다상의 가감속코일을 구비하는 것을 특징으로 한다.

이 경우, 속도제어코일 및 가감속코일은 상기 제1의 국면에 있어서와 마찬가지로 감겨지면 된다.

또한 제2구동수단은, 스테이지에 고정된 코일과, 이 코일에 자장을 주기위한 자석 및 요크를 가진 리니어모터이며, 제1구동수단은 보내기 나사기구와, 이 보내기나사기구의 힘을 스테이지에 전달하는 힘전달부를 가진 것을 특징으로 한다.

또한 제1 및 제2구동수단은 리니어모터이며, 그 가동부가 다극의 자석유닛을 가지며, 고정부가 복수개의 편평코일유닛을 가지고, 편평코일유닛은 제1의 전력증폭기에 접속되는 가감속코일과, 제2전력증폭기에 접속되는 위치결정·속도제어코일을 가진 것을 특징으로 한다.

상기의 제3의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 제3의 국면에 있어서의 리니어모터는, 단상코일과, 이 단상코일의 축방향으로 이 단상코일과의 상대이동이 가능한 제1의 영구자석과, 강자성체로 이루어지고 상기 단상코일을 축방향으로 관통하는 제1의 요크와, 상기 단상코일의 바깥쪽에 상기 제1의 요크와 평행하게 배치된 부분을 가지고 상기 제1의 영구자석으로부터의 자속을 상기 단상코일의 권선을 횡단해서 순환시키는 폐자로를 상기 제1의 요크 및 제1의 영구자석과 함께 형성하는 강자성체로 이루어진 제2의 요크와, 상기 제1의 요크와 제2의 요크를 접속하는 제2의 영구자석을 구비하는 것을 특징으로 한다.

이 제3의 국면에 관한 바람직한 실시의 형태에 있어서, 상기 단상코일은 이동 가능하며, 상기 제1 및 제2의 요크는 상기 단상코일의 스트로크전체에 걸친 직선부분을 가진 고정요크이며, 상기 제1의 영구자석은 상기 제1 또는 제2의 요크의 직선부분에 고정되어서 상기 단상코일의 스트로크전체에 걸쳐서 상기 단상코일과 단극으로 대면하는 자석이며, 상기 제2의 자석은 상기 스트로크의 밖에서 상기 제1의 요크와 제2의 요크를 접속하는 것을 특징으로 한다.

또는 상기 제1의 영구자석은 상기 단상코일과 단극으로 대면하는 가동자석이며, 상기 제1 및 제2의 요크는 상기 가동자석의 스트로크전체에 걸친 직선부분을 가진 고정요크이며, 상기 단상코일은 상기 가동자석의 스트로크전체에 걸쳐서 상기 제1의 요크에 감겨져 있으며, 상기 제2의 자석은 상기 스트로크의 밖에서 상기 제1의 요크와 제2의 요크를 접속하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 단상코일은 속도제어용이고, 상기 모터는 이 단상코일보다도 짧고 속도제어용 단상코일과 병렬로 감겨져 있는 복수개의 다상가감속용 코일을 더 구비한 것을 특징으로 한다.

상기 제1의 국면의 구성에 의하면, 가감속용추력발생수단과, 속도제어용 추력발생수단을 병렬로 설치하고, 예를들면 스테이지의 가속, 정속주행 및 감속의 각 구간에 대응해서 스테이지를, 우선 상기 가감속용 추력발생수단중 상기 가속구간에 위치하는 부분에서 소망속도까지 가속하고, 상기 속도제어용추력발생수단에 의해 소망속도로 유지하면서 상기 정속주행구간을 주행시고, 이어서 상기 가감속용추력발생수단중 상기 감속구간에 위치하는 부분에서 감속하여 정지시킨다. 이에 의해, 예를들면 이 구동기구를 레티클스테이지에 사용한 주사형노광장치에 있어서는 노공화각에 대응해서 가속, 정속주행 및 감속의 각 구간을 설정하면, 필요최소한의 거리에서 주사노광할 수 있다. 또한 상기 추력발생수단을 가감속용추력발생용의 복수개의 복수상의 코일과, 속도제어용추력발생용의 단상으 코일을 가진 리니어모터로서 구성하고, 가감속시는 상기 가감속용추력발생용의 복수개의 코일의일부를 선택해서 구동하도록 하면, 가감속용추력발생수단으로서의 리니어모터에 있어서의 스테이지의 추력에 기여하지 않는 전류 및 그에 의한 자속을 줄일 수 있으므로, 요크의 체적 및 중량을 줄여서 리니어모터자체, 나아가서는 이 리니어모터를 사용한 장치전체의 크기 및 무게를 줄일 수 있다. 또한 자석은 주사스테이지의 전스트로크에 걸쳐서 배치할 필요는 없고, 정속주행구간에만 배치하면 족하기 때문에 고가인 희토류자석재료를 줄이고 코스트를 내릴 수 있다. 특히 고정요크쪽에 가감속용 추력발생수단으로서의 코일 및 속도제어용 추력발생수단으로서의 코일을 병렬로 감고, 이들 코일에 단극으로 대면하는 자석을 가동부로 하는 구성에 의하면 자석을 대폭으로 소형화할 수있다.

본 발명의 제2의 국면에 관한 구성에 의하면, 노광장치 등의 스테이지의 각 구동축마다 가감속용 추력발생수단(제1의 구동수단)과 위치결정·속도제어용 추력발생수단을 병렬로 설치하고, 가감속용 추력발생수단에는 PWM방식의 전력증폭기를 접속하고, 위치결정·속도제어용 추력발생수단에는 리니어방식의 전력증폭기를 접속하고, 가감속시는 PWM방식증폭기에 의해 대출력을 발생해서 고속이동을 행하고, 위치결정·속도제어시는 리니어증폭기에 의해 고정밀도의 위치결정 및 정속주행을 행하게 할 수 있다.

본 발명의 제3의 국면에 관한 구성에 의하면, 제1의 영구자석과 단상코일과 이 영구자석의 자속을 순환시키는 강자성체로 된 고정요크로 구성되는 단상리니어모터에 있어서의 이 자석의 자속을 순환시키기 위한 고정요크의 일부에 이 자석의 자속을 통과하는 자기회로와 직렬로 제2의 영구자석을 배치하고, 이 제2의 영구자석은 상기 제1의 영구자석의 자속을 방해하지 않도록 착자함으로써 이 제2의 영구자석에 의해서 상기 단상코일에 흐르는 전류에 의한 자속만을 차단할 수 있다. 따라서 이 단상리니어모터에 의하면, 요크의 두께를 얇게해서, 더욱 큰 추력을 얻을 수 있다.

이들의 단상리니어모터는 상기 가감속용출력발생수단 및 속도제어용 추력발생수단으로서, 또는 제1 및 제2구동수단으로서 사용할 수 있다.

또한 상기한 본 발명의 각 구동기구는 도31에 표시한 바와 같은 주사형노광장치의 레티클스테이지로서 적합하게 사용할 수 있다.

이하, 도면을 사용해서 본 발명의 실시예를 설명한다.

도1~3은 본 발명의 제1실시예에 관한 구동기구를 사용한 레티클스테이지의 구성을 표시하는 사시도이며, 도1은 전체도, 도2는 요크 및 코일부분파단도, 도3은 가동부와 고정부를 분리해서 표시한 분해도이다. 도1~3에 표시한 레티클스테이지에는, 도시하지 않은 제진베이스위에 스테이지가이드(1)가 고정되고, 스테이지가이드(1)위에 공기막 등의 윤활수단을 개재해서 스테이지(2)가 주사방향으로 슬라이드가능하게 지지되어 있다. 스테이지(2)위에는 레티클(3)이 유지되어 있다. 또한 스테이지(2)의 양쪽에는 U자형단면을 가진 자석유지판(4)이 고정되고, 자석유지판(4)의 수평부분(4a)에 도1~3에 표시한 바와 같이 자석이 들어가는 직사각형 구멍이 설치되고, 그 직사각형구멍에 자석(5)이 끼어들어가 고정되어 있다. 스테이지(2), 레티클(3), 자석유지판(4) 및 자석(5)이 일체로 되어 가동부를 구성한다.

한편, 고정부는 가동부의 양쪽에 설치된 요크 ·코일유닛(10)에 의해 구성된다. 각유닛(10)은, 센터요크(6), 2개의 사이드요크(7), 1쌍의 속도제어용코일(8) 및 복수개의 가감속용코일(9)에 의해 형성된다.

각 유닛을 구성할 때는, 예를들면, 우선 센터요크(6)의 주위에 긴쪽방향의 길이가 센터요크(6)의 거의 전장에 상당하는 속도제어용 코일(8)이 감겨진다. 속도제어용코일(8)은 전기적으로 단상이 되도록 구성된다. 속도제어용코일(8)의 주위에는 또한 긴쪽방향의 길이가 속도제어용 코일(8)에 비해서 충분히 짧은 가감속용코일(9)이 감겨지고, 이 복수개의 가감속용코일(9)이 센터요크(6)의 긴쪽방향을 따라서 설치된다. 이들 복수개의 가감속용코일(9)는 전기적으로 독립, 즉 각상마다 전류를 제어할 수 있도록 구성된다.

다음에, 상하사이드요크(7)가 센터요크(6)를 그 사이에 끼우도록 고정된다. 고정부와 가동부는 전술한 자석유지판(4)의 자석(5)부분이 요크·코일유닛(10)에 있어서의 가감속용코일(9)과 사이드요크(7)사이에 이들과는 비접촉으로 끼이도록 하는 위치관계로 조립되어 있다.

가동부의 자석(5)은 도4b 및 도4c의 전기계통로에 화살표르 표시한 바와 같이 두께방향(연직방향)으로 착자되어 있다. 즉 1개의 자석유지판(4)에 장착된 2매의 자석(5)은 N극이 서로 마주보도록, 따라서 센터요크(6)에 향하도록 착자되어 있다.

이에 의해 각 자석(5)으로부터 발생한 자속이 센터요크(6)에 들어가서 긴쪽방향 전후로 분기하고, 센터요크(6)의 양단부(전후단부)에 달하고, 거기서 상하로 분기해서 사이드요크(7)로 들어가고, 각 상하의 사이드 요크(7)에서는 전후단부로부터의 자속이 자석(5)과 대면하는 위치(도4a 및 도4b에서는 사이드요크(7)의 중앙부)를 향해서 흐르고, 그곳으로부터 대면하는 자석의 S극에 달한다고하는 자기회로가 구성된다. 따라서 이 상태에서 속도제어용코일(8)에 전류를 흐르게하면, 플레밍의 법칙에 의해 자석(5)은 주사방향(요크(6), (7)의 긴쪽방향)으로 힘을 받는다. 또한 자석(5)과 대면하고 있는 부분의 가감속용코일(9)에 전류를 흐르게해도마찬가지로 자석(5)은 주사방향으로 힘을 받는다.

도4a 내지 도4c는 도1~도3의 구동기구에 있어서의 전기계회로의 접속상태를 표시하는 도면이며, 작동기(가동부 및 고정부)부분은 가동부의 일부 및 고정부의 한쪽만이 표시되어 있다. 도4a는 작동기의 한쪽부분의 일부파단평면도, 도4b는 작동기부분의 종단면 및 전기계의 접속을표시하는 도면, 그리고 도4c는 그 자석(5)부분에 있어서의 횡단면도이다. 도4b에 표시한 바와 같이, 구동용 드라이버로서 4개의 가속용 드라이버(29a), 4개의 감속용드라이버(29b), 및 속도제어용 드라이버(28)가 설치된다. 가감속용 드라이버를 복수개로 분할하는 것은 드라이버의 용량에 여유를 가지게 하기 위한 것이며, 여유가 있으면, 각각 1개씩이어도된다. 각 가감속용코일(9)에는 스위치수단(S)을 개재해서 가속용 드라이버(29)의 1개, 감속용 드라이버(29b)의 1개가 병렬로 접속되어 있다.

가감속용코일(9)의 스위치수단(S)은 각 코일을 가속용 드라이버(29a) 또는 감속용 드라이버(29b)의 어느것과도접속하지 않도록 하거나, 어느 한쪽과만 접속하도록 작용한다. 즉 각코일이 가속용 드라이버(29a) 및 감속용드라이버(29b)의 양쪽과 접속되는 일은 없다.

여기서는 가속용코일 및 감속용코일을 4상씩의 4조로하고, 이들의 조에 대해서 각각 4개의 가속용 드라이버(29a) 또는 4개의 감속용 드라이버(29b)를 스위치수단(S)에 의해 각각 접속하도록 되어 있다. 즉 각코일을 순서대로 각조에 할당하고, 4개씩 떨어진 같은 조의 코일이 같은 가속용드라이버(29a) 또는 감속용드라이버(29b)와 접속할 수 있도록 되어 있다. 이와 같이 하면, 연속해서 인접하는 4개의 가감속용코일(9)을, 어떤 위치에서라도4개의 가속용드라이버(29a) 또는 감속용 드라이버(29b)에 각각 접속할 수 있다.

도4b에서는 한쪽의 스트로크끝으로부터 다른쪽의 스트로크끝까지 가속, 정속주행 및 감속하는 경우의 시동위치 P1 및 정지위치 P2의 예가 표시되어 있다. 이 때는 좌단의 4상의 코일(9)이 가속용 드라이버(29a)만과 접속되도록 스위치(S)가 폐쇄된다. 또한 우단의 4상의 코일(9)이 감속용드라이버(29b)와만 접속되도록 스위치(S)가 폐쇄된다. 다른 가감속용코일(9)은 어느 드라이버와도접속되지 않는다. 각 4상의 코일(9)의 주사방향의 합계길이는 (자석치수+가속스트로크+감속스트로크)보다는 길어지도록 설계되어 있다. 다시말하면 가속중에 코일의 교환이 없도록 구성되어 있다.

상기 구성으로 이루어진 구동기구를 도31의 주사형 노광장치의 레티클스테이지(82)로서 사용한 경우의 작용을 웨이퍼스테이지(103)와 레티클스테이지(82)는 동기해서 움직이는 것으로해서, 이하에 레티클스테이지(82)(도1~ 도3에 있어서는 부호 「2」로 표시한다)의 작용만을 도1~도4c를 참조해서 설명한다. 우선 레티클스테이지(82)는 초기위치에 세트된다. 더 상세하게 말하면, 속도제어용 코일(8)에 소정방향의 전류를 흐르게해서 가동부를 일방향으로 보내고, 도시하지 않은 원점스위치를 끈 타이밍에서 도시하지 않은 레티클스테이지위치계측용의 간섭계를 리세트한다. 또한 간섭계의 계측치를 참조하면서 속도제어용 코일(8)에 전류를 흐르게 함으로서 도4b의 시동위치 P1까지 가동부(스테이지(2), 자속유지판(4) 및 자석(5)등)을 이동시켜, 시동위치 P1에서 속도제어용코일(8)에 의해 위치결정제어를 행한다.

다음에, 도시하지 않은 제어계로부터의 지령에 의해 가속용 드라이버(29a)에 의해 가속용으로 접속된 4상의 코일(9)에 전류를 흐르게해서 레티클스테이지(82)를 가속한다. 가동부가 노광영역에 들어가면 가속을 중지하고, 일정속도가 되도록 도시하지 않은 제어회로에 의해 속도제어한다. 이 때 가동자석(5)은 가속용 드라이버(29a)에 접속된 코일(9)과는 대면하고 있지 않아, 속도제어의 보정력은 속도제어드라이버(28)에 의해 구동되는 속도제어용 코일(8)의 전류와의 상호작용에 의한 것으로 된다. 일정속도에서 노광을 행하고, 노광영역을 벗어날 때에는 가동부의 자석(5)은 이번에는 감속용드라이버(29b)에 접속된 4상의 코일(9)과 대면하도록 되어 있기 때문에 이 4상의 코일(9)로 가동부를 감속하고 정지위치 P2에 정지시킨다.

도4a내지 도4c에서는 스트로크끝으로부터 스트로크끝까지 가동부가 이동하는 예를 설명했지만, 주사형노광장치에 있어서 노광화각을 작게 취했을때는 레티클스테이지를 끝에서 끝까지 이동시키지 않고 도중의 위치로부터 다른 도중의 위치까지 이동시킴으로써 레티클스테이지의 이동시간, 즉 노광시간을 단축할 수 있어 생산성이 향상한다. 이와 같은 경우는 도중의 시동위치 또는 도중의 정지위치에 대응한 가감속용코일(9)이 가속 또는 감속용 드라이버(29a), (29b)와 접속되도록 스위치수단(9)을 폐쇄하고, 도4a 내지 도4c의 경우와 마찬가지로 속도제어용코일(8)로 상기 「도중의 시동위치」까지 초기위치세팅을 행하고 나서 주사노광을 행하면 된다.

본 실시예에 의하면, 어느 경우에도스위치수단(9)의 전환은 노광화각에 대응해서 발생할 뿐이다. 어느 코일(9)을 드라이버(29a), (29b)와 접속하는 가는 화각이 결정되면 그에 대응해서 결정되기 때문에 일반적인 다상코일구동리니어모터와 같이 가동부의 위치를 센싱하면서 구동코일을 선택하도록 한 복잡한 구동시퀀스를 필요로 하지 않는다.

본 실시예에있어서는 자석(5)의 주사방향의 길이는 종래예에 있어서의 코일(85)(도32)의 주사방향길이에 상당하고, 그 길이에 대응하는 자속만을 통과하게 하면 되기 때문에 요크(6), (7)의 단면적은 작아도된다. 또한 가감속용코일(9)은 주사방향전체에 배치하더라도가 감속시는 노광화각에 대응한 코일(9)만을 구동하고 있기 때문에 가감속시에 불필요한 발열은 없다. 속도제어시는 주사방향전장에 걸친 속도제어용 코일(8)을 구동하고 있어 불필요한 발열을 초래한다. 속도제어시는 구동전류가 가감속전류에 비해서 충분히 작으며, 즉 불필요한 열의 절대치가 충분히 작기 때문에 문제가 되지 않는다.

또한 노광화각에 따라서 가속감속코일을 선택할 수 있기 때문에 노광화각의 변화에 유연하게 대응할 수 있다.

도5a 및 도5b는 본 발명의 제2실시예에 관한 레티클스테이지작동기를 표시한다. 도5a는 그 종단면 및 전기계의 접속을 표시하는 도면, 도5b는 그 자석(5)부분에 있어서의 횡단면도이다. 본 실시예에서는 제1실시예에서 센터요크(6)의 주위에 감긴 복수의 가감속용코일(9)을 상하각각의 사이드요크(7)의 주위에 감도록 했다. 이에 따라 가속드라이버군이 2조, 감속드라이버군이 2조의 구성으로 된다. 또한 스테이지(2), 자석유지판(4) 및 자석(5)등으로 이루어진 가동부는 자석(5)의 위치를 감속용 코일(9)의 두께에 해당하는 거리만큼 센터요크(6)에 다가간 것이외는 제1실시예의 것과 마찬가지로 구성되어 있다.

제1실시예와 마찬가지로 레티클스테이지(2)의 움직임만을 설명한다. 레티클스테이지(2)의 초기위치를 검출한 후, 구동코일에 전류를 흐르게해서 레티클스테이지를 가속한다. 레티클스테이지의 중심과 구동력이 작용하는 위치와의 어긋남을 △, 가속을 위한 추력을 F라 하면, F*△만큼의 모멘트가 레티클스테이지베이스 및 본체에 작용해서 본체를 흔들거나, 본체를 변형시키려고 하지만, 본 실시예에서는 가속과 동기해서 드라이버(29a)에 흐르는 전류의 양을 상하의 가속용 코일(9)에서 서로 다른 값으로 하며, 그 결과, 상기 F*△만큼의 모멘트를 상쇄하는 모멘트를 가동부에 주도록 하고 있다.

이때의 전류의 제어는 본체의 요동에 상당하는 가속도를 계측해서 이것을 상하의 드라이버의 전류차에 비례시켜도되고, 오픈 루프제어와 같이 미리 정해진 전류차를 유지하면서 상하드라이버를 구동해도 된다.

노광영역에 들어가면 가속을 중지하고, 가동부가 일정속도로 이동하도록 도시하지 않은 제어회로에 의해 속도제어한다. 이 때 가동자석(5)은 가속용드라이버(29a)에 접속된 코일(9)과는 대면하고 있지 않아, 속도제어의 보정력은 속도제어드라이버(28)로 구동되는 속도제어용 코일(8)의 전류와의 상호작용에 의한 것으로 된다.

가동부가 노과영역을 벗어나면 감속용드라이버(29b)에 의해 감속하고, 정지시킨다. 이 때는 반드시 상하의 드라이버(29b)에 전류차를 주어서 모멘트를 상쇄할 필요는 없다. 여기서 본체가 요동해도이 모멘트는 다음의 동기까지 제정하면 되기 때문이다. 상기 가감속 및 일정속도제어중의 위치정보는 도시하지 않은 레이저 간섭계 등의 위치계측수단에 의해 얻도록 되어 있다.

본 실시예에서는 제1실시예의 효과에 부가해서 가속에 따라서 발생하는 레티클스테이지(2)의 중심과 구동력이 작용하는 위치와의 어긋남에 기인하는 광축둘레의 모멘트도 상쇄할 수 있다. 이 결과, 본체의 변형이나 레티클과 웨이퍼의 동기에 대한 외란을 최소화할 수 있다.

또한 상기한 것에 있어서는 상하의 사이드요크(7)에 감기는 가감속용코일(9)의 턴(turn)수를 같은 것으로해서, 상하의 가감속용 코일(9)에 전류차를 주어서 가속시의 반모멘트를 상쇄하는 설명을 했지만, 힘의 작용점과 가동부중심의 광축위치에 대한 어긋남△는 알고 있어 변하지 않는 일이 많기 때문에 미리 이 △에 상당하는 양만큼 상하의 사이드요크(7)에 감기는 가감속용코일(9)의 턴수에 차를 두어도된다. 이렇게하면 상하의 가감속용 코일(9)에 같은 전류를 주어서 반모멘트를 상쇄할 수 있기 때문에 가속용 드라이버(29a)와 감속용 드라이버(29b)를 제1실시예와 마찬가지로, 각 1군씩으로 구성할 수 있어 구성을 간략화할 수 있다.

도6~8은 본 발명의 제3실시예에 관한 레티클스테이지의 구성을 표시하는 사시도이며, 도6은 전체도, 도7은 요크 및 코일부분파단도, 도8은 가동부와 고정부를 분리해서 표시한 분해도이다. 도6~8에 표시한 레티클스테이지에서는 도시하지 않은 제진베이스상에 도시하지 않은 스테이지가이드가 고정되고, 그 스테이지가이드위에 공기막 등의 윤활수막을 개재해서 스테이지(2)가 주사방향으로 슬라이드가능하게 지지되어 있다. 스테이지(2)위에는 레티클(3)이 유지되어 있다. 또한 스테이지(2)의 양쪽에는 U자형단면을 가진 중앙부가 잘룩한 자석유지판(4)이 고정되고, 자석유지판(4)의 전후단의 도합 4개의 수평부분(4a)에 도6~8에 표시한 바와 같이 각각 자석이 들어가는 직사각형구멍이 형성되고, 4개의 자석(5)이 그 직사각형구멍의 각각에 끼어들어가 고정되어 있다. 각 자석유지판(4)의 전후방향의 자석(5)과 자석(5)의 거리는 스테이지(2)의 최대스트로크보다 크게 되도록 설정되어 있다. 스테이지(2), 레티클(3), 자석유지판(4) 및 자석(5)이 일체로 되어 가동부를 구성한다.

한편, 고정부는 가동부의 양쪽에 설치된 요크·코일유닛(10)에 의해 구성된다. 각 유닛(10)은, 센터요크(6), 2개의 사이드요크(7), 1상의 속도제어용 코일(8) 및 복수개의 가감속용코일(9)에 의해 형성된다.

각 유닛을 구성할때는, 예를들면, 우선 센터요크(6)의 둘레에 긴쪽방향의 길이가 센터요크(6)의 거의 전장에 상당하는 속도제어용 코일(8)이 감겨진다. 속도제어용 코일(8)은 전기적으로 단상이 되도록 구성되지만, 기계적으로는 중앙을 경계로 해서 2개의 코일로 구성되고, 이들 코일에는 센터요크(6)의 둘레에 역방햐의 전류가 흐르도록 구성된다. 예를들면 2개의 코일의 감는 방향을 역으로 한 것을 직렬로 감속하면 된다.

속도제어용 코일(8)의 둘레에는 또한 긴쪽방향의 길이가 속도제어용코일(8)에 비해서 충분히 짧은 가감속용 코일(9)이 감겨지고, 이 복수개의 가감속용코일(9)이 센터요크(6)의 긴쪽방향을 따라서 설치된다. 이들 복수개의 가감속용코일(9)은 전기적으로 독립, 즉 각상마다 전류를 제어할 수 있도록 구성되고, 또한 자석유지판(4)에 설치한 4개의 자석(5)의 앞 2개의 자석(5)과 뒤 2개의 자석(5)의 간격만큼 떨어진 2개의 가감속용 코일(9)이 직렬로 접속되고, 이들 2개의 코일은 센터요크(6)둘레에 역방향의 전류가 흐르도록 구성된다.

다음에, 상하사이드요크(7)가 센터요크(6)를 그 사이에 끼우도록 고정된다. 고정부와 가동부는 전술한 자석유지판(4)의 자석(5)부분이 요크·코일유닛(10)에 있어서의 가감속용코일(9)과 사이드요크(7)사이에 이들과는 비접촉으로 끼이도록한 위치관계로 조립된다.

가동부의 자석(5)은 도9a 및 도9b의 전기계통도에 화살표로 표시한 바와 같이 두께방향(연직방향)으로 착자되어 있다. 즉 1개의 자석유지판(4)에 장착된 앞 2개의 자석(5)은 N극이 서로 마주보도록, 따라서 N극이 센터요크(6)를 향하도록, 그리고 뒤 2개의 자석(5)은 S극이 서로 마주보도록, 따라서 S극이 센터요크(6)를 향하도록 착자되어 있다.

이에 의해, 전부자석(5)의 N극으로부터 발생한 자속이 센터요크(6)에 들어가서 후방의 후부자석(5)과 대면하는 위치를 향하고, 그곳으로부터 대면하는 후부자석(5)의 S극에 달하고, 후부자석(5)의 N극으르부터 발생한 자속은 사이드요크(7)에 들어가서 전방의 전부자석(5)과 대면하는 위치를 향하고, 그곳으로부터 대면하는 전부자석(5)의 S극에 달한다고하는 자기회로가 구성된다. 따라서 이 상태에서 속도제어용코일(8)에 전류를 흐르게하면, 플레밍의 법칙에 의해 전부 및 후부자석(5)은 주사방향(요크(6), (7)의 긴쪽방향)과 같은 방향의 힘을 받는다. 또한 자석(5)와 대면하고 있는 부분의 가감속용코일(9)에 전류를 흐르게해도마찬가지로 전부 및 후부자석(5)은 주사방향과 같은 방향의 힘을 받는다.

도9a 및 도9b는 도6~도8의 구동기구에 있어서의 전기계회로의 접속상태를 표시하는 도면이며, 작동기(가동부 및 고정부)부분은 가동부의 일부 및 고정부의 한쪽만이 표시되어 있다. 도9a는 그 종단면 및 전기계의 접속을 표시하는 도면, 그리고 도9b는 그 자석(5)부분에 있어서의 횡단면도이다. 도9a에 표시한 바와 같이, 구동용드라이버로서 4개의 가속용 드라이버(29a), 4개의 감속용 드라이버(29b), 및 1개의 속도제어용 드라이버(28)가 설치된다. 가감속용드라이버를 복수개로 분할하는 것은 드라이버의 용량에 여유를 가지게하기 위한 것이며, 여유가 있으면 각각 1개씩으로도 된다. 각 가감속용코일(9)에는 스위치수단(S)을 개재해서 가속용 드라이버(29a)의 1개, 감속용드라이버(29b)의 1개가 병렬로 접속되어 있다.

센터요크(6)둘레에 서로 반대방향의 전류가 흐르도록 구성된 1쌍의 각 가감속용코일(9)의 스위치수단(S)은 각코일을 가속용 드라이버(29a) 또는 감속용드라이버(29b)의 어느 것과도 접속하지 않도록 하거나, 어느 한쪽과만 접속하도록 작동한다. 즉 각코일이 가속용 드라이버(29a) 및 감속용드라이버(29b)의 양쪽과 접속되는 일은 없다.

여기서는 각각 연속하는 가속용코일 및 감속용코일을 4상씩 선택하고 각각 4개의 가속용드라이버(29a) 또는 4개의 감속용드라이버(29b)에 스위치수단(S)에 의해 접속하도록 되어 있다. 가속용드라이버(29a) 또는 감속용 드라이버(29b)쪽으로부터 보면, 각 드라이버에는 4개씩 떨어진 코일(9)이 가속용 드라이버(29a) 또는 감속용드라이버(29b)아 스위치수단(S)을 개재해서 접속할 수 있도록 되어 있다. 이와 같이하면, 연속해서 인접하는 4개의 가감속용코일(9)을 어떤위치에 두어도 4개의 가속용 드라이버(29a) 또는 감속용드라이버(29b)에 각각 접속할 수 있다.

도9a에는 한쪽의 스트로크끝으로부터 다른 쪽의 스트로크끝까지 가속, 정속주행 및 감속하는 경우의 시동위치 P1 및 정지위치 P2의 예가 표시되어 있다. 이 때는 좌단의 4상 코일(9)이 가속용드라이버(29a)와만 접속되도록 스위치(S)가 폐쇄된다. 또한 우단의 4상의 코일(9)이 감속용 드라이버(29b)와만 접속되도록 스위치(S)가 폐쇄된다. 다른 가감속용코일(9)은 어느 드라이버와도접속되지 않는다. 각 4상의 코일(9)의 주사방향의 합계길이는 (자석치수+가속스트로크+감속스트로크)보다는 길어지도록 설계되어 있다. 즉 4상의 코일만으로 가속이 종료하도록 되어 있다. 다시말하면 가속중에 코일의 전환이 없도록 구성되어 있다.

상기 구성으로 이루어진 구동기구를 도31의 주사형 노광장치의 레티클스테이지(82)로서 사용한 경우의 작용을 웨이퍼스테이지(103)와 레티클스테이지(82)는 동기해서 움직이는 것으로해서, 이하에 레티클스테이지(82)(도6~도8에 있어서는 부호「2」로 표시)의 작용만을 도6~도9b를 참조해서 설명한다. 우선, 레티클스테이지(2)를 초기위치에 세트한다. 더 상세하게 말하면 속도제어용코일(8)에 소정방향의 전류를 흐르게해서 가동부를 일방향으로 보내고, 도시하지 않은 원점스위치를 끈 타이밍에서 도시하지 않은 레티클스테이지위치계측용의 간섭계를 리세트한다. 또한 간섭계의 계측치를 참조하면서 속도제어용 코일(8)에 전류를 흐르게함으로써 도9a의 시동위치 P1까지 가동부(스테이지(2), 자석유지판(4) 및 자석(5)등)를 이동시키고, 시동위치 P1에서 속도제어용코일(8)에의해 위치결정제어를 행한다.

다음에, 도시하지 않은 제어계로부터의 지령에 의해 가속용 드라이버(29a)에 의해 가속용으로 접속되어 있는 4상의 코일(9)에 전류를 흐르게 해서 레티클스테이지(2)를 가속한다. 가동부가 노광영역에 들어가면, 가속을 중지하고, 일정속도가 되도록 도시하지 않은 제어회로에 의해 속도제어한다. 이 때 가동자석(5)은 가속용 드라이버(29a)에 접속된 코일(9)과는 대면하고 있지 않으므로 속도제어의 보정력은 속도제어드라이버(28)로 구동되는 속도제어용 코일(8)의 전류와의 상호작용에 의한 것으로 된다. 일정속도로 노광을 행하고, 노광영역을 벗어날 때에는 가동부의 자석(5)은 이번에 감속용 드라이버(29b)에 접속된 4상의 코일(9)과 대면하도록 되어 있기 때문에 이 4상의 코일(9)로 가동부를 감속하여 정지위치 P2에 정지시킨다.

도9a 및 도9b에서는 스트로크끝으로부터 스트로크끝까지 가동부가 이동하는 예를 설명했지만, 주사형노광장치에 있어서 노광화각을 작게 취했을때는 레티클스테이지를 끝에서 끝까지 이동시키지 않고 도중의 위치로부터 다른 도주의 위치까지 이동시킴으로써 레티클스테이지의 주행시간, 즉 노광시간을 단축할 수 있어 생산성이 향상한다. 이와 같은 경우는 도중의 시동위치 또는 도중의 정지위치에 대응한 가감속용코일(9)이 가속 또는 감속용드라이버(29a), (29b)와 접속되도록 스위치수단(S)를 폐쇄하고, 도9 a 및 도9b의 경우와 마찬가지로 속도제어용 코일(8)로 상기 「도중의 시동위치」까지 초기위치세팅을 행하고 나서 주사노광을 행하면 된다.

본 실시예에 의하면, 어느 경우에도스위치수단(S)의 전환은 노광화각에 대응해서 발생할 뿐이다. 어느 코일(9)을 드라이버(29a), (29b)와 접속하는 가는 화각이 결정되면 그에 대응해서 결정되기 때문에 일반적인 다상코일구동리니어모터와 같이 가동부의 위치를 센싱하면서 구동코일을 선택하도록 한 복잡한 구동시퀀스를 필요로 하지 않는다.

본 실시예에서 있어서는 자석(5)의 주사방향의 길이는 종래예에 있어서의 구동코일(85)(도32)의 주사방향길이에 상당하고, 그 길이에 대응하는 자속만을 통과하게 하면 되기 때문에 요크(6), (7)의 단면적을 작게할 수 있다. 또한 가감속용코일(9)을 주사방향전체에 배치하더라도, 가감속시는 노광화각에 대응한 코일(9)만을 구동하고 있기 때문에 가감속시에 불필요한 발열은 없다. 속도제어시는 주사방향전자에 걸친 속도제어용코일(8)을 구동하고 있어 불필요한 발열이 있지만, 속도제어시는 구동전류가 가감속전류에 비해서 충분히 작으며, 즉 불필요한 열의 절대치가 충분히 작기 때문에 문제는 되지 않는다.

도10a 및 도10b는 본 발명의 제4실시예에 관한 레티클스테이지작동기를 표시한다. 도10a는 그 종단면 및 전기계의 접속을 표시하는 도면, 도10b는 그 자석(5)부분에 있어서의 횡단면도이다. 본 실시예에서는 제3실시예에서 센터요크(6)의 둘레에 감긴 복수의 가감속용코일(9)을 상하각각의 사이드요크(7)의 둘레에 감도록 했다. 이에 따라 가속드라이버군이 2조, 감속드라이버군이 2조의 구성으로 된다. 또한 스테이지(2), 자석유지판(4) 및 자석(5)등으로 이루어진 가동부는 자석(5)의 위치를 가감속용 코일(9)의 두께에 해당하는 거리만큼 센터요크(6)에 다가간 것이외에는 제3실시예의 것과 마찬가지로 구성되어 있다.

제3실시예와 마찬가지로 레티클스테이지(2)의 움직임만을 설명한다. 레티클스테이지(2)의 초기위치를 검출한 후, 구동코일(9)에 전류를 흐르게해서 레티클스테이지(2)를 가속한다. 레티클스테이지(2)의 중심과 구동력이 작용하는 위치와의 어긋남을 △, 가속을 위한 추력을 F로 하면, F*△만큼의 모멘트가 레티클스테이지베이스 및 본체에 작용해서 본체를 흔들거나 본체를 변형시키려고 하나, 본 실시예에서는 가속에 동기해서 드라이버(29a)에 흐르는 전류의 양을 상하의 가속코일(9)에서 서로 다른 값으로하며, 그 결과 상기 F*△만큼의 모멘트를 상쇄하는 모멘트를 가동부에 부여하도록 하고 있다.

이때의 전류의 제어는 본체의 요동에 상당하는 가속도를 계측해서 이것을 상하의 드라이버의 전류차에 비례시켜도되고, 오픈루프제어와 같이, 미리 정해진 전류차를 유지하면서 상하드라이버를 구동해도된다.

노광영역에 들어가면 가속을 중지하고, 가동부가 일정속도로 이동하도록 도시하지 않은 제어회로에 의해 속도제어한다. 이때 가동자석(5)은 가속용 드라이버(29a)에 접속된 코일(9)과는 대면해 있지 않으므로, 속도제어의 보정력은 속도제어드라이버(28)에 의해 구동되는 속도제어용 코일(8)의 전류와의 상호작용에 의한 것으로 된다.

가동부가 노광영역을 벗어나면 감속용 드라이버(29b)에 의해 감속하고 정지시킨다. 이때에는 반드시 상하의 드라이버(29b)에 전류차를 부여해서 모멘트를 상쇄할 필요는 없다. 여기서 본체가 흔들려도이 모멘트는 다음 동기까지 제정하면 되기 때문이다. 상기 가감속 또는 일정속도제어중인 위치정보는 도시하지 않은 레이저간섭계 등의 위치계측수단에 의해 얻도록 되어 있다.

본 실시예에서는 제3실시예의 효과에 부가해서, 가속에 수반해서 발생되는, 레티클스테이지(2)의 중심과 구동력이 작용하는 위치와의 어긋남에 기인되는 광축둘레의 모멘트도 상쇄할 수 있다. 이 결과, 또 본체의 변형이나, 레티클과 웨이퍼의 동기에 대한 외란을 최소화할 수 있다.

또, 상기한 바에 있어서는, 상하의 사이드요크(7)에 감기는 가감속용코일(9)의 턴수가 동일한것으로해서, 상하의 가감속용 코일(9)에 전류차를 부여해서 가속때의 반모멘트를 상쇄하는 설명을 했으나, 힘의 작용점과 가동부중심의 광축위치에 대한 어긋남△은 알고 있어 변하지 않는 일이 많으므로, 미리 이 △에 상당하는 량만큼 상하의 사이드요크(7)에 감기는 가감속용코일(9)의 턴수에 차이를 두어도된다. 이렇게하면 상하의 가감속용코일(9)에 같은 전류를 부여해서 반모멘트를 상쇄할 수 있으므로 가속용 드라이버(29a)와 감속용 드라이버(29b)를 제1실시예와 마찬가지로, 각 1군씩으로 구성할 수 있고, 구성을 간략화할 수 있다.

도11은, 본 발명의 제5의 실시예에 관한 구동기구의 구성을 표시한 사시도이다. 이 기구에 있어서는, 동도면에 표시한 바와 같이, 도시하지 않은 베이스위에 가이드(1)가 고정되고, 가이드(1)위에 공기막 등의 윤활수단을 개재해서 스테이지(2)가 주사방향으로 슬라이드가능하게 지지되어 있다. 스테이지(2)위에는 공작물(3)이 유지되어 있다. 또, 스테이지(2)의 양쪽에는 구동용 코일이 고정된다. 각 구동코일은 전후에 배치되는 위치결정·속도제어용 코일(8)과 그들사이에 배치되는 가감속용코일(9)로 구성된다. 전후의 위치결정·속도제어용코일(8)은 전기적으로 동상으로 접속되고, 각 구동코일은 모두 2상의 구성이 된다. 또, 스테이지(2)의 전체스트로크에 걸쳐 구동코일의 일부에 일정한 자장을 부여하기 위해, 요크(26)와 자석(27)으로 구성되는 리니어모터고정자가 설치된다. 자석(27)은 요크(26)와 접하는 면이 S극이 되도록, 그 뒤쪽의 구동코일(8), (9)에 대향하는 면이 N극이 되도록 착자되어 있다. 리니어모터고정자는 도시하지 않은 베이스위에 고정된다. 구동코일에는 전력증폭기가 접속되어 있으나, 가감속용 코일(9)에는 PWM방식의 증폭기(29)가 접속되어 대출력이 발생되도록 되어있고, 위치결정·속도제어용코일(8)에는 리니어방식의 증폭기(28)가 접속되어, 높은 주파수까지 전류지령에 응답하도록 되어 있다. 스테이지(2)의 위치는, 도시하지않은 레이저간섭계에 의해 측정되고, 도시하지 않은 위치·속도제어회로에 귀환되도록 되어있다.

상기 구성에 있어서의 작용을 도12의 제어블록도를 사용해서 설명한다. 제어장치(31)에 위치지령이 출력되면, 그 위치지령과 레이저간섭계에서 계측된 위치신호와의 오차가 구해지고, 그오차가 연산회로(32)에 시계열로 입력된다. 연산회로(32)는 이 위치오차신호에 여러 가지 필터연산을 실시해서 전류지령을 출력한다. 전류지령은 PWM증폭기(29)와 리니어증폭기(28)의 양쪽에 입력된다. 가감속때는 전류지령으로서 큰 값이 부여되나, 리니어증폭기(28)의 양쪽에 입력된다. 가감속때는 전류지령으로서 큰 값이 부여되나, 리니어증폭기(28)는 입력단계에 삽입된 클램프회로(34) 때문에 입력이 일정치이하로 제한되어, 제한된 최대치에 해당하는 전류밖에 흐르지 않게되어 있다. 한편, PWM증폭기(29)는 지령치에 해당하는 전류를 흐르게 한다. 즉 가감속때에는 주로 PWM증폭기(29)에 의해 추력이 부여된다.

가감속에 의한 이동이 종료도어 위치결정동작에 들어갔을때는, 전류지령치는 작고, 주파수가 비교적 노은 신호가 된다. 즉, 고정밀도를 얻기위해서는 연산회로(32)의 서보게인이 높게 설정되어 있고, 위치결정동작에 들어갈때에는 스테이지(2)는 서보계가 구성하는 전기적인 스프링에 의해 비교적 높은 주파수에서 미소변위의 진동을 하면서 목표위치를 향한다. 이 전류지령도 PWM증폭기(29)와 리니어증폭기(28)의 양쪽에 들어가나, PWM증폭기(29)는 상술한 비교적 높은 주파수의 입력신호에 응답할 수 없어, 소망의 제어전류를 코일에 흐르게 할 수 없다. 최악의 경우, 입력파형에 대해서 변형된 파형의 전류를 흐르게해서 무용의 외란을 발생시키는 일도 있으므로, 본 실시예에서는 PWM증폭기(29)의 입력단계에 로패스필터(33)를 삽입해서 위치결정때의 비교적 높은 주파수의 전류지령을 차단하도록 하고 있다.

한편, 리니어증폭기(28)쪽에서는 전류지령치가 작기 때문에, 전류지령치는 클램프회로(34)에 클램프되지 않고 그대로 통과되고, 리니어증폭기(28)에 입력된다. 리니어증폭기(28)에 의해 전류지령의 파형에 대응하는 전류파형이 위치결정·속도제어용 코일(8)에 흐르게 된다. 즉 위치결정·속도제어때에는 주로 리니어증폭기(28)에 의해 위치결정을 위한 추력이 부여되어, 고정밀도의 위치결정이 달성된다.

도13은, 본 발명의 제6실시예에 관한 구동기구의 외관을 표시한 사시도이며, 도14는 도13의 구동기구의 구성을 표시한 사시도이다. 이 구동기구는, 공작물(3)을 1축방향으로 주사노광하기 위한 것이다. 도13 및 도14에 표시한 바와 같이, 이 장치에서는 도시하지 않은 제진베이스위에 스테이지가이드(1)가 고정되고, 스테이지가이드(1)위에 공기막 드의 윤활수단을 개재해서 스테이지(2)가 주사방향으로 슬라이드가능하게 지지되어 있다. 스테이지(2)위에는 공작물(3)이 유지되어 있다. 또, 스테이지(2)의 양쪽에는 U자형의 단면을 가진 자석유지판(4)이 고정되고, 자석유지판(4)의 수평부분(4a)에는 자석(5)이 들어가는 직사각형구멍이 형성되고, 그 직사각형구멍에 자석(5)이 끼어들어 고정되어 있다. 스테이지(2), 공작물(3), 자석유지판(4) 및 자석(5)이 일체가 되어 가동부를 구성한다.

한편, 고정부는 가동부에 대해서 설치된 요크·코일유닛에 의해 구성된다. 각 요크·코일유닛은 1개의 센터요크(6), 2개의 사이드요크(7), 1쌍의 속도제어용 코일(8) 및 복수개의 가감속용코일(9)에 의해 형성된다. 센터요크(6)의 둘레에 긴쪽방향으로 길이가 센터요크(6)의 대략 전체길이에 상당하는 속도제어용 코일(8)이 감기고, 전기적으로 단상아 되도록 구성된다.

속도제어용코일(8)의 둘레에는, 또 긴쪽방향으로 길이가 속도제어용 코일(8)에 비해서 충분히 짧은 가감속용코일(9)이 감기고, 이 복수개의 가감속용 코일(9)이 센터요크(6)의 긴쪽방향을 따라서 설치된다. 이들 복수개의 가감속용 코일(9)은 전기적으로 독립, 즉 각상마다 전류가 제어될 수 있도록 구성된다. 그리고, 상하 사이드요크(7)가 센터요크(6)를 그 사이에 끼우도록 고정된다.

고정부와 가동부는, 상술한 자석유지판(4)의 자석(5)이 요크·코일유닛에 있어서의 가감속용 코일(9)과 사이드요크(7)의 사이에 비접촉으로 끼워지는 위치관계로 고정된다.

가동부의 자석(5)은, 후술하는 도15a 내지 도15c에 표시한 바와 같이, 고정부에 대해서 두께방향(연직방향)으로 배치된다. 더 상세하게 말하면, 1개의 자석유지판(4)에 포함되는 2매의 자석(5)은 N극이 센터요크(6)를 향하도록 배치된다.

각 자석(5)에서 발생한 자속은 센터요크(6)에 들어가 그 긴쪽방향의 전후로 분기하여, 센터요크(6)의 양끝부분(전후끝부분)에 달하고, 전후끝부분에서 상하로 분기해서 상하의 사이드요크에 들어가고, 상하의 사이드요크(7)에서는 전후끝부분으로부터의 자속이 자석(5)에 대면하는 위치를 향해서 흐르고, 그곳으로부터 대면하는 자석(5)의 S극에 달하는 자기회로를 구성한다. 따라서, 이 상태에서 속도제어용 코일(8)에 전류를 흐르게하면 프레밍의 법칙에 의해, 자석(5)은 주사방향(센터요크(6), 사이드요크(7)의 긴쪽방향)으로 힘을 받는다. 또 자석(5)과 대면하고 있는 부분의 가감속용 코일(9)에 전류를 흐르게한 경우에도마찬가지로 자석(5)은 주사방향으로 힘을 받는다.

도15a 내지 도15c는, 도13 및 도14의 구동기구에 있어서의 전기계회로의 접속상태를 표시한 도면이며, 가동부의 일부 및 고정부의 한쪽만을 표시하고 있다. 도15a는 그 한쪽부분의 일부파단평면도, 도15b는 그 종단면 및 전기계의 접속을 표시한 도면, 그리고 도15c는 그 자석(5)부분에 있어서의 횡단면도이다. 도15b에 표시한 바와 같이, 구동용드라이버로서 4개의 가속용 드라이버(29a), 4개의 감속용 드라이버(29b), 및 속도제어용드라이버(28)가 형성된다. 가감속용드라이버를 복수개로 분할하는 것은, 드라이버의 용량에 여유를 가지게하기 위한 것이며, 여유가 있으면 각각 1개씩이라도된다. 각 가감속용 코일(9)에는 스위치수단 S를 개재해서 가속용 드라이버(29a)의 1개, 감속용 드라이버(29b)의 1개가 병렬로 접속되어 있다.

가감속용코일(9)의 스위치수단 S는, 각 코일을 가속용 드라이버(29a) 또는 감속용 드라이버(29b)의 어느쪽과도 접속되지 않도록 하거나, 어느 한쪽만을 접속하도록 작용한다. 즉 각 코일이 가속용 드라이버(29a) 및 감속용 드라이버(29b)의 양쪽과 접속하는 일은 없도록 작용한다.

여기서는 가속용 코일 및 감속용 코일을 4상씩의 4조로 하고, 이들의 조에 대해서, 각각 4개의 가속용 드라이버(29a) 또는 4개의 감속용드라이버(29b)를 스위치수단 S에 의해서 각각 접속하도록 되어 있다. 즉, 각 코일을 순서대로 각조에 할당하고, 4개씩 떨어진 동일조의 코일이 동일가속용드라이버(29a) 또는 감속용 드라이버(29b)와 접속되도록 되어있다. 이와같이하면, 연속해서 인접하는 4개의 가감속코일(9)을, 어떠한 위치에서라도, 4개의 가속용 드라이버(29a) 또는 감속용 드라이버(29b)가 각각 접속할 수 있다.

또 본 실시예의 최대의 특징으로서, 가속용 드라이버(29a) 및 감속용 드라이버(29b)에는 PWM증폭기가 사용되고, 속도제어용 드라이버(28)에는 리니어증폭기가 사용되고 있다.

도15b에서는, 한쪽의 스트로크끝에서 다른쪽스트로크끝까지 가속, 정속주행 및 감속하는 경우의 시동위치 P1 및 정지위치 P2의 예가 표시되어 있다. 이때는 좌단의 4상의 가감속용 코일(9)이 가속용 드라이버(29a)와만 접속되도록 스위치S가 폐쇄된다. 또 우단의 4상코일(9)의 감속용 드라이버(29b)와만 접속되도록 스위치S가 폐쇄된다. 기타의 가감속용코일(9)은 어느 드라이버와도접속되지 않는다. 각 4상의 코일(9)의 주사방향의 합계길이는(자석치수+가속감속스트로크)보다 길어지도록 설계되어 있다. 즉, 4상의 코일만으로 가속이 종료되도록 되어 있다. 즉, 가속중에 코일의 전환이 없도록 구성되어 있다.

제어블록도는 도12의 것과 동일하다.

상기 구성에 있어서의 작용을 도12의 제어블록도를 사용해서 설명한다. 제어장치(31)에서 위치지령이 출력되면, 그 위치지령과 레이저간섭계에서 계측된 위치신호와의 오착 구해지고, 그 오차가 연산회로(32)에 입력된다. 연산회로(32)는 시계열로 입력되는 위치오차신호에 여러 가지의 필터연산을 실시해서 전류지령을 출력한다. 전류지령은 PWM증폭기(29)와 리니어증폭기(28)의 양쪽에 입력된다. 가감속때에는 전류지령으로서 큰값이 부여되나, 리니어증폭기(28)는 입력단계에 삽입된 클램프회로(34) 때문에 입력이 일정치이하로 제한되어, 이 최대치에 해당하는 전류밖에 흐르지 않도록 하고 있다.

한편, PWM증폭기(29)는 지령치에 해당하는 전류를 4상의 가속용 코일(9)에 흐르게한다. 즉 가속때에는, 주로 가속용 PWM증폭기(29)와 그것에 접속된 4상의 코일(9)에 의해 추력이 부여된다.

가속에 의한 이동이 끝나고, 가동부가 노광영역에 들어가면, 속도제어를 행한다. 이때 가동자석(5)은 가속용코일(9)와는 대면하고 있지 않으므로, 속도제어의 보정력은 속도제어드라이버(28)에 의해 구동되는 속도제어용 코일(8)의 전류와의 상호작용에 의한 것이 된다. 또, 정속이므로, 전기적으로도 전류지령치는 작고, 주파수가 비교적 높은 신호가 된다. 고정밀도를 얻기위해 연산회로(32)의 속도르푸의 서보게인이 높게 설정되어 있고, 스테이지(2)는 서보계가 구성하는 전기적인 스프링에 의해 비교적 높은 주파수로 미소변위의 진동을 하면서 시시각각 목표위치가 제어된다. 이 전류지령도 PWM증폭기(29)와 리니어증폭기(28)의 양쪽에 들어가나, PWM증폭기(29)는 상술한 비교적 높은 주파수의 입력신호에 응답할 수 없어, 소망의 제어전류를 코일에 흐르게할 수 없다. 최악의 경우, 입력파형에 대해서 변형된 파형의 전류를 흐르게해서 무용의 외란을 발생하는 일도 있으므로, 본 실시예에서는 PWM증폭기(29)의 입력단계에 로패스필터(33)를 삽입해서 위치결정때의 비교적 높은 주파수의 전류지령을 차단하도록 하고 있다.

한편, 리니어증폭기(28)쪽에서는 전류지령치가 작기 때문에, 클램프회로(34)에 클램프되지 않고, 그대로 통과되어, 리니어증폭기(28)에 의해 전류지령의 파형에 대응하는 전류파형이 속도제어용 코일(8)에 흐르게된다. 즉 속도제어때는, 주로 리니어증폭기(28)에 의해 속도제어를 위한 추력이 부여되어, 고정밀도의 속도제어가 달성된다.

가동부가 노광영역을 벗어날때는, 이번에는 PWM드라이버(29)에 접속된 4상의 감속용 코일(9)과 가동부의 자석(5)이 대면하도록 되어 있으므로, 이 4상의 감속용 코일(9)에 의해 가동부를 가속하고, 정지시킨다. 감속동작에 있어서의 PW`M증폭기(29)와 리니어증폭기(28)의 역할, 작용은 가속때와 동일하다.

도16은, 본 발명의 제7실시예에 관한 구동기구의 구성을 표시한 사시도이며, 도17은 도16의 17-17단면도이다. 도16에 표시한 바와 같이, 도시하지 않은 베이스위에 가이드(1)가 고정되고, 가이드(1)위에 공기막 등의 윤활수단을 개재해서 스테이지(2)가 주사방향으로 슬라이드가능하게 지지되어 있다. 스테이지(2)위에는 공작물(3)이 유지되어 있다. 또 스테이지(2)의 양쪽에는 구동용코일(44)이 고정된다. 또, 스테이지(2)의 전체스트로크에 걸쳐, 구도오일(44)의 일부에 일정한 자장을 부여하기 위해, 요크(26)의 자석(27)으로 구성되는 리니어모터고정자가 설치된다. 리니어모터고정자는 도시하지 않은 베이스위에 고정된다.

또 상술한 리니어모터구동기구와 병렬로 보내기나사(51)에 의한 구동기구가 설치된다. 보내기나사구동기구는, 도17에 표시한 바와 같이, 도시하지 않은 베이스위에 배치된 2개의 베어링유닛(50), 베어링유닛(50)으로 지지되는 보내기나사(51), 베어링유닛(50)의 한 개에 고정되고, 보내기나사(51)를 회전시키는 모터(45), 보내기나사(51)에 의해서 이송되는 볼너트(52)는 수납하는 하우징(53), 하우징(53)으로 부터 스테이지(2)에 힘을 전달하는 힘전달부(56)로 구성된다.

힘전달부(56)는, 하우징(53)을 주사방향으로 슬라이드가능하게 지지하는 하우징슬라이더(55)와, 하우징(53)의 슬라이드범위를 제한하는 하우징스토퍼(54)로 구성되고, 하우징(53)이 하우징스토퍼(54)에 충돌하므로서, 하우징(53)으로부터 스테이지(2)에 힘이 전달되도록 되어 있다.

도16에 있어서, 구동코일(44)에는 리니어방식의 증폭기(28)가 접속되어, 높은 주파수까지 전류지령에 응답하도록 되어있고, 보내기나사(51)를 회전시키는 모터(45)에는 PWM방식의 증폭기(29)가 접속되고, 큰 출력이 발생될 수 있도록 되어있다. 즉 보내기나사기구에 의해서 가감속을 행하고, 구동코일(44)에 의해서 위치결정을 행하도록 되어있다. 스테이지(2)의 위치는, 도시하지 않은 레이저간섭계에 의해 측정되고, 도시하지 않은 위치·속도제어회로에 귀환되도록 되어있다.

상기 구동기구의 제어블록도를 도18에 표시한다. 도12와 공통 또는 대응하는 부분에는 동일부호를 사용하고 있다. 도16~도18의 구동기구는, 구성, 동작 다간이 도11~도12의 것과 거의 동일하나, 위치결정때에 보내기나사기구의 힘전달을 차단하는 방법이 다르다. 즉 위치결정때에는 전류파형의 주파수로 신호를 차단하는 것은 아니고, 볼너트(52)를 수납한 하우징(53)을 양쪽의 하우징스토퍼(54)와의 사이에서 비접촉이 되도록해서 보내기나사(51)로부터의 힘이 전달을 차단해서구동코일(44)만으로 고정밀도의 위치제어를 실현하고 있다.

도19a 및 도19b는 각각 본 발명의 제8실시예에 관한 구동기구의 외관 및 구성을 표시한 사시도이다. 동도면에 표시한 바와 같이, 도시하지 않은 베이스위에 가이드(1)가 고정되고, 가이드(1)위에 공기막 등의 윤활수단을 개재해서 스테이지(2)가 주사방향으로 슬라이드가능하게 지지되어 있다. 스테이지(2)위에는 공작물(3)이 유지되고, 스테이지(2)의 양쪽에는 리니어모터가동자(70)인 요크(66)와 4극의 자석(67)이 고정된다. 또, 리니어모터고정자로서는, 고정자프레임(71) 및 고정자프레임(71)에 고정되는 한쪽 6개의 코일유닛이 설치되어 있다. 고정자프레임(71)은 도시하지 않은 베이스위에 고정된다. 각 코일유닛은 상부의 위치결정·속도제어용코일(8)과 하부의 가감속코일(9)로 구성된다. 각 가감속코일(9)은 PWM증폭기(29)에 접속되고, 각 위치결정·속도제어용 코일(8)은 리니어증폭기(28)에 접속된다. 도20은, 도19a 및 도19b의 구동기구의 전기계접속도이다.

상기 구성에 있어서, 스테이지(2)를 좌에서 우로 움직이는때의 6개의 코일유닛(한쪽만)의 구동시퀀스는 도21에 표시한 바와 같다. 즉, 도시하지 않은 엔코더에 의해서 코일(8), (9)와 자석(67)과의 상대위치를 검출하고, 이것에 의거해서 구동코일 및 그 전류를 흐르게하는 방향을 선택한다. 도21에 있어서, ◎ 및 ⓧ는 선택된 코일을 표시하고, 각각 지면에 수직이며 상부방향으로 흐르는 전류 및 지면에 수직이며 하부방향으로 흐르는 전류를 표시한다.

본 실시예에 있어서의 동작은, 도21과 같이, 6개의 코일유닛을 선택적으로 사용하는 것이외는 제5의 실시예의 경우와 동일하며, 1개의 코일유닛당의 제어는 도12의 경우와 동일하다.

도22는 본 발명의 제9의 실시예에 관한 구동기구의 구성을 표시한다. 동 도면에 있어서, 베이스(80)위에 가이드(1)가 고정되고, 가이드(1)위에 1차원방향으로 슬라이드가능하게 가동스테이지(2)가 배치된다. 베이스(80)위에 스페이서(71)를 개재해서 제1요크(6)가 고정되고, 제1요크(6)에는 도34에 표시한 자석(87)과 마찬가지로 두께방향으로 착자되고 가동스테이지(2)의 스토로크전체에 걸쳐서 배치되는 단극자석(27)이 고정되어 있다. 베이스(80)위에는, 또 스페이서(71)를 개재해서 제2요크(7)가 제1요크(6)와 긴쪽방향이 대략 평행이 되도록 고정된다. 또, 제1요크(6)와 제2요크(7)를 연결하도록 상기 단극자석과는 별도로 영구자석(72)이 배치되어 있다. 이들 2개의 영구자석(72)은, 상기 단극자석(27)과 평행하게 방향은 반대가 되도록 착자된다. 즉, 단극자석(27)은 제1요크(6)와 S극에서, 제2요크(7)와 N극에서 대면하고, 제2요크(7)와 S극에서 대면하도록 되어 있다. 이후 이들 요크(6), (7)의 양 끝에 배치되는 영구자석(72)을 전류자속규제자석이라고 호칭한다.

이상과같이 요크(6), (7) 및 자석(27), (72)를 배치한 결과, 스트로크전체에 걸친 단극자석(27)의 N극에서 발생한 자속은 단극자석(27)과 제2요크(7)와의 사이의 빈틈을 통과해서 제2요크(7)에 들어가, 제2요크(7)의 양끝으로 흐르고 , 제2요크(7)의 양끝에서 전류자속규제자석(72)의 S극으로 들어간다. 한편, 제1요크(6)의 양끝에서 전류자속규제자석(72)의 N극에서 발생한 자속은 제1요크(6)에 들어가 중앙으로 향하고, 스트로크전체에 걸친 단극자석(27)의 S극에 들어간다.

제1요크(6)의 둘레에는 제1요크(6)와 단극자석(27)의 둘레를 감도록, 양자에 비접촉으로 가동코일(44)이 배치되고, 가동코일(44)은, 상기 1차원방향으로 슬라이드가능한 가동스테이지(2)에 고정된다.

상기 구성에 있어서,가동코일(44)에 전류를 흐르게하면, 도32에 표시한 종래예와 마찬가지로 가동스테이지(2)는 가이드된 방향으로 힘을 받는다. 이때 종래예에서는 요크가 일체적으로 구성되어 있었으므로, 코일전류에 의한 자속은 요크(86)내를 순환했으나, 본 실시예에서는 요크가 전류자속규제자석(72)에 의해서 제1요크(6)와 제2요크(7)로 분리되어 있으므로, 코일전류에 의한 자속은 강자성체의 순환경로를 상실한다. 이 결과, 코일전류에 의해서 제1요크(6) 및 제2요크(7)에 발생하는 자속은 근소한 것이된다. 따라서, 요크(6), (7)의 두께를 스트로크전체에 걸친 단극자석(27)의 자속을 순화할 수 있는 최저한의 두께정도로해도, 가동코일(44)에 큰 전류를 흐르게해서 가동스테이지(2)에 큰추력을 발생시키는 일이 가능해진다.

도23은, 본 발명의 제10실시예에 관한 구동기구의 구성을 표시한다. 동도면의 기구에서는, 도시하지 않은 베이스 위에 가이드(1)가 고정되고, 가이드(1)위에 1차원방향으로 슬라이드가능하게 가동스테이지(2)가 배치되어 있다. 또, 제1요크(6)가 상기 베이스위에 고정되고, 제1요크(6)의 양끝부분의 상부에는 전류자속규제자석(72)이 고정되어 있다. 전류자속규제자석(72)의 위에는 제2요크(7)가 고정되어 있다. 제2요크(7)의 둘레에는 가동스테이지(2)의 스트로크전체에 걸쳐서 배치되는 단상코일(8)이 감겨서 고정되어 있다. 단상코일(8)와 제1요크(6)와의 빈틈에는 단상코일(8)와 단극으로 대면하는 가동자석(5)이 배치되고, 프레임(4)에 의해서 가동스테이지(2)에 고정된다. 가동자석(5)은 본 실시예에서는 N극이 상부가 되도록 두께방향으로 착자되고, 양 끝에 배치되는 2개의 전류자속규제자석(72)은, 가동자석(5)과 평행하고 방향은 반대가 되도록 착자된다. 즉, 가동자석(5)은 제1요크(6)와 N극에서 대면하고, 제2요크(7)와 S극에서 대면하도록 되어 있다.

가동자석(5)의, N극에서 발생한 자속은 빈틈을 통과해서 제2요크(7)에 들어가, 제2요크(7)의 양끝으로 흐르고 이 제2요크(7)의 양끝에서 전류자속규제자석(72)의 S극으로 들어간다. 한편, 제1요크(6)의 양끝에서 전류자속규제자석(72)의 N극에서 발생한 자속은 제1요크(6)에 들어가서 중앙을 향하고, 단상코일(8)의 권선의 일부 및 빈틈을 통과해서 가동자석(5)의 S극으로 들어간다.

상기 구성에 있어서, 단상코일(8)에 전류를 흐르게하면, 도35에 표시한 종래예와 마찬가지로 가동스테이지(2)는 가이드된 방향으로 힘을 받는다. 이때 종래예에서는 요크가 일체적으로 구성되어 있으므로, 코일전류에 의한 자속은 요크(96)내를 순환했으나, 본 실시예에서는 요크가 전류자속규제자석(72)에 의해서 제1요크(6)와 제2요크(7)의로 분리되어 있으므로, 코일전류에 의한 자속은 강자성체의 순환경로를 상실한다. 이 결과, 코일전류에 의해서 제1요크(6) 및 제2요크(7)의에 발생하는 자속은 근소한 것이된다. 따라서, 요크(6), (7)의 두께를 스트로크전체에 걸친 가동자석(5)의 자속을 순화할 수 있는 최저한의 두께정도로해도, 가동코일(44)에 큰 전류를 흐르게해서 가동스테이지(2)에 큰 추력을 발생시키는 일이 가능해진다.

도24~도26은, 본 발명의 제11의 실시예에 관한 구동기구를 사용한 레티클스테이지의 구성을 표시한 사시도이며, 도24는 전체도, 도25는 요크 및 코일부분과 단도, 도26은 가동부와 고정부를 분리해서 표시한 분해도이다. 도24~도26에 표시한 레티클스테이지에서는, 도시하지 않는 제진베이스위에 스테이지가이드(1)가 고정되고, 스테이지가이드(1)위에 공기막 등의 윤활수단을 개재해서 스테이지(2)가 주사방향으로 슬라이드가능하게 지지되어 있다. 스테이지(2)위에는 레티클(3)이 유지되어 있다. 또 스테이지(2)의 양쪽에는 U자형단면을 가진 자석유지판(4)이 고정되고, 자석유지판(4)의 수평부분(4a)에 자석이 들어가는 직 4각형구멍이 형성되고, 그 직4각형구멍에 자석(5)이 끼어들어가 고정되어 있다. 스테이지(2), 레티클(3), 자석유지판(4) 및 자석(5)이 가동부를 구성한다.

한편, 고정부는 가동부의 양쪽에 설정된 요크·코일유닛(10)에 의해 구성된다. 각 유닛(10)은, 센터요크(6), 2개의 사이드요크(7), 4개의 전류자속규제자석(72), 1상의 속도제어용 코일(8) 및 복수개의 가감속용코일(9)에 의해 형성된다.

유닛(10)을 구성할때는, 예를들면, 먼저 센터요크(6)의 둘레에 긴쪽방향의 길이가 센터요크(6)의 대략 전체길이에 상당하는 속도제어용 코일(8)이 감겨진다. 속도제어용 코일(8)은 전기적으로 단상이 되도록 구성된다. 속도제어용 코일(8)의 둘레에는 또 긴쪽방향의 길이가 속도제어용 코일(8)에 비해서 충분히 짧은 가감속용 코일(9)이 감기고, 이 복수개의 가감속용 코일(9)이 센터요크(6)의 긴쪽방향을 따라서 설치된다. 이들 복수개의 가감속용코일(3)은 전기적으로 독립, 즉 각상마다 전류를 제어할 수 있도록 구성된다. 다음에, 센터요크(6)를 사이에 끼우도록 4개의 전류자속규제자석(72)을 개재해서 2개의 사이드요크(7)가 고정된다.

고정부와 가동부는 상술한 자석유지판(4)의 자석(5)부분이 요크·코일유닛(10)에 있어서의 가감속용 코일(9)과 사이드요크(7)와의 사이에 이들과 비접촉으로 끼워지는 위치관계로 조립된다.

가동부의 자석(5)은, 도27b 및 도27c의 전기계통도에 화살표로 표시하는 두께방향(연직방향)으로 착자되어 있다. 즉, 1개의 자석유지판(4)에 장착된 2매의 자석(5)은 N극이 서로 대향하도록 착자되어 있다.

또,고정부에 설치된 4개의 전류자속규제자석(72)도연직방향으로 착자되어 있다. 각전류자속규제자석(72)은, S극이 센터요크(6)와 대면하고, N극이 사이드요크(7)와 대면하도록 배치된다.

가동부에 포함되는 각 자석(5)의 N극에서 발생한 자속은 빈틈 및 코일(8), (9)의 권선의 일부를 통과해서 센터요크(6)에 들어가, 센터요크(6)에서 긴쪽방향 전후로 분기하고, 센터요크(6)의 양끝ㅂ분(전후끝부분)에 도달하고, 그곳에서 전류자속규제자석(72)의 S극으로 들어간다. 한편, 자석(5)의 S극에서 발생한 자속은 빈틈을 통과해서 사이드요크에 들어가, 그곳에서 긴쪽방향전후로 분기하고, 사이드요크(7)의 양끝부분(전후끝부분)에 도달하고, 그곳에서 전류자속규제자석(72)의 N극으로 들어간다. 이상과 같이 가동부의 자석(5)과 고정부의 자석(72)과의 사이에서 자속이 서로 순환되는 자기회로를 구성하고 있다.

상기 상태에서 속도제어용 코일(8)에 전류를 흐르게하면, 플레밍의 법칙에 의해 자석(5)은 주사방향(요크(6), (7)의 긴쪽방향)으로 힘을 받는다. 또, 자석(5)과 대면하고 있는 부분의 가감속용 코일(9)에 전류를 흐르게해도 마찬가지로 자석(5)은 주사방향으로 힘을 받는다.

또, 이 상태에서 가감속용 코일(9)이나 속도젱용 코일(8)에 전류를 흐르게하면, 전류에 의한 자속이 센터요크(6)에 발생한다. 종래에는, 이 자속은 사이드요크(7)를 통해서 순환한다. 그러나, 본 실시예에 있어서는, 센터요크(6)와 사이드요크(7)와의 사이에 전류자속규제자석(72)이 설치되어 있고, 코일(8), (9)의 전류에 의해서 센터요크(6)에 발생한 자속이 사이드요크(7)를 통해서 순환하는 것을 방해하는 역할을 한다. 전류를 기자력(起磁力)으로 하는 자기회로에 있어서, 자석은 자기저항이 큰 재질로 이루어진다. 이 결과, 전류에 의한 자속은 요크내에 발생하기 어렵게 된다. 따라서, 요크단면적의 설계에 있어서 전류에 의한 자속의 포화를 그다지 고려할 필요가 없어져서, 요크단면적을 보다 작게할 수 있다. 또, 전류의 과도특성도 향상시킬 수 있다.

도27a 내지 도27c는 도24~도26의 구동기구에 있어서의 전기계회로의 접속상태를 표시한 도면이며, 작동기(가동부 및 고정부)부분은 가동부의 일부 및 고정부에 한쪽만이 표시되어 있다. 도27a는 작동기의 한쪽부분은 일부파단평면도, 도27b는 작동기부분의 종단면 및 전기계의 접속을 표시한 도면, 그리고 도27c는 작동기의 자석(5)부분에 있어서의 횡단면도이다. 도27b에 표시한 바와 같이, 구동용 드라이버로서 4개의 가속용 드라이버(29a), 4개의 감속용드라이버(29b) 및 1개의 속도제어용 드라이버(28)가 설치되어 있다. 가감속용 드라이버를 복수개로 분할하는 것은, 드라이버의 용량에 여유를 가지게하기 위한 것이며, 여유가 있으면 각각 1개씩이라도 된다. 각 가감속용 코일(9)에는 스위치수단 S를 개재해서 가속용 드라이버(29a)의 1개, 감속용 드라이버(29b)의 1개가 병렬로 접속되어 있다.

가감속용코일(9)의 스위치수단 S는, 각 코일을 가속용 드라이버(29a) 또는 감속용 드라이버(29b)의 어느것과도접속되지 않도록 하거나, 어느 한쪽만을 접속하도록 작용한다. 즉 각코일(9)이 가속용 드라이버(29a) 및 감속용 드라이버(29b)의 양쪽과 접속되는 일은 없다.

여기서는 가속용코일 및 감속용코일을 4상씩의 4조로하고, 이들의 조에 대해서, 각각 4개의 가속용 드라이버(29a) 또는 4개의 감속용 드라이버(29b)를 스위치수단 S에 의해서 각각 접속하도록 되어 있다. 즉, 각 코일을 순서대로 각조에 할당해서, 4개씩 떨어진 동일조의 코일이 동일 가속용 드라이버(29a) 또는 감속용드라이버(29b)와 접속될수 있도록 되어 있다. 이렇게하면, 연속해서 인접하는 4개의 가감속용 코일(9)을, 어떠한 위치에서라도, 4개의 가속용 드라이버(29a) 또는 감속용 드라이버(29b)에 각각 접속할 수가 있다.

도27b에서는, 한쪽의 스트로크끝에서 다른쪽의 스트로크끝까지 가속, 정속주행 및 감속하는 경우의 시동위치 P1 및 정지위치 P2의 예가 표시되어 있다. 이때는 좌단의 4상코일(9)이 가속용드라이버(29a)와만 접속되도록 스위치S가 폐쇄된다. 또한 우단의 4상코일(9)이 감속용 드라이버(29b)와만 접속되도록 스위치S가 폐쇄된다. 기타의 가감속용코일(9)은 어느 드라이버와도 접속되지 않는다. 각 4상의 코일(9)의 주사방향의 합계길이는 (자석치수+가속스트로크+감속스트로크)보다 길게되도록 설계되어 있다. 즉, 4상의 코일만으로 가속이 종료되도록 되어있다. 환언하면 가속중에 코일의 전환이 없도록 구성되어 있다.

상기 구성으로 이루어진 구동기구를 도31의 주사형 노광장치의 레티클스테이지(82)로서 사용한 경우의 작용을, 웨이퍼스테이지(103)와 레티클스테이지(82)는 동기해서 움직이는 것으로해서, 이하에 레티클스테이지(82)(도24~도27에 있어서는 부호 「2」로 표시)의 작용만을 도24내지 도27c를 참조해서 설명한다. 먼저, 레티클스테이지(2)를 초기위치에 세트한다. 더 상세히 말하면, 속도제어용코일(8)에 소정방향의 전류를 흐르게해서 가동부를 한 방향으로 보내고, 도시하지 않은 원점스위치를 끈타이밍에서, 도시하지 않은 레티클스테이지위치계측용의 간섭계를 리세트한다. 또, 간섭계의 계측치를 참조하면서 속도제어용 코일(8)에 전류를 흐르게함으로써 도27b의 시동위치 P1까지 가동부(스테이지(2), 자석유지판(4) 및 자석(5) 등)를 이동시켜, 시동위치 P1에서 속도제어용코일(8)에 의해 위치결정제어를 행한다.

다음에, 도시하지 않은 제어계로 부터의 지령에 의해 가속용 드라이버(29a)에 의해 가속용으로 접속된 4상의 코일(9)에 전류를 흐르게해서 레티클스테이지(2)를 가속한다. 가동부가 노광영역에 들어가면 가속을 중지하고, 일정속도가 되도록 도시하지 않은 제어회로에 의해 속도제어한다. 이때 가동자석(5)은 가속용드라이버(29a)에 접속된 코일(9)과는 대면하지 않으므로, 속도제어의 보정력은 속도제어드라이버(28)에 의해 구동되는 속도제어용 코일(8)의 전류와의 상호작용에 의한 것이된다. 일정속도에서 노광을 행하고, 노과영역을 벗어난때에는 가동부의 자석(5)은 이번에는 감속용드라이버(29b)에 접속된 4상의 코일(9)과 대면하도록 되어 있으므로, 이 4상의 코일(9)에 의해 가동부를 감속해서 정지위치 P2에 정지시킨다.

도27a 내지 도27c에서는 스트로크끝에서 스트로크끝까지 가동부가 이동하는 예를 설명했으나, 주사형 노광장치에 있어서 노광화각을 작게 잡았을때에는 레티클스테이지를 끝에서 끝까지 이동시키지 않고 도중의 위치에서 다른 도주의 위치까지 이동시킴으로써 레티클스테이지의 이동시간 즉 노광시간을 단축할 수 있어, 생산성이 향상된다. 이와같은 경우는 도중의 시동위치 또는 도중의 정지위치에 대응한 가감속용 코일(9)이 가속 또는 감속용드라이버(29a), (29b)와 접속되도록 스위치수단 S를 폐쇄하고, 도27a 내지 도27c의 경우와 마찬가지로 속도제어용 코일(8)에 의해 상기 「도중의 시동위치」까지 초기위치세팅을 행한 다음 주사노광을 행하면 된다.

본 실시예에 의하면, 어느 경우에도스위치수단 S의 전환은 노광화각에 대응해서 발생할 뿐이다. 어느코일(9)을 드라이버(29a), (29b)와 접속할 것인가는 화각이 결정되면 그것에 대응해서 결정되므로, 일반적인 다상코일 구동리니어모터와 같이 가동부의 위치를 센싱하면서 구동코일을 선택하는 복잡한 구동시퀀스를 필요로 하지 않는다.

본 실시예에 있어서는 자석(5)의 주사방향의 길이는 종래예(도32)에 이어서의 코일(85)의 주사방향길이에 상당하고, 그 길이에 대응하는 자속만큼 통과시키면 되므로 요크(6), (7)의 단면적을 작게할 수 있다. 또, 가감속용코일(9)을 주사방향 전체에 배치하더라도, 가감속때는 노광화각에 대응한 코일(9)만을 구동하고 있으므로, 가감속때는 불필요한 발열이 없다. 속도제어때는 주사방향전체길이에 걸친 속도제어용 코일(8)을 구동하고 있어 불필요한 발열이 있으나, 속도제어때는 구동전류가 가감속전류에 비해서 충분히 작은, 즉 불필요한 열의 절대치가 충분히 작기 때문에 문제가 되지 않는다.

또 노광화각에 따라서 가속감속코일을 선택할 수 있으므로 노광화각의 변화에 유연하게 대응할 수 있다.

도28a 및 도28b는 본 발명의 제12의 실시예에 관한 레티클스테이지작동기를 표시한다. 도28a는, 그 종단면 및 전기계의 접속을 표시한 도면, 도28b는 그 자석(5)부분에 있어서의 횡단면도이다. 본 실시예에서는, 제11실시예에서 센터요크(6)의 둘레에 감은 복수의 가감속용코일(9)을 상하 각각의 사이드요크(7)의 둘레에 감도록하였다. 이에 수반하여 가속드라이버군이 2조, 감속드라이버군이 2조의 구성으로 된다. 또한, 스테이지(2), 자석유지판(4) 및 자석(5)등으로 이루어진 가동부는 자석(5)의 위치를 가감속용코일(9)의 두께에 해당하는 거리만큼 센터요크(6)에 다가간 것이외는 제1실시예의 것과 마찬가지로 구성되어 있다.

제11실시예와 마찬가지로 레티클스테이지(2)의 움직임만을 설명한다. 레티클스테이지(2)를 초기위치에 세트한 후, 구동코일에 전류를 흐르게해서 레티클스테이지를 가속한다. 레티클스테이지의 중심과 구동력이 작용하는 위치와의 어긋남을 △, 가속을 위한 추력을 F로 하면, F*△만큼의 모멘트가 레티클스테이지베이스 및 본체에 작용해서 본체를 흔들거나, 본체를 변형시키려고하나, 본 실시예에서는 가속에 동기해서 드라이버(29a)에 흐르는 전류의 양을 상하의 가속용코일(9)에서 다른값으로 하며, 그 결과, 상기 F*△만큼의 모멘트를 상쇄하는 모멘트를 가동부에 부여하도록 한다.

이때의 전류의 제어는 본체의 요동에 대응하는 가속도를 계측해서 이것을 상하의 드라이버의 전류차에 비례시켜도 되고, 오픈루프제어와 같이, 미리 정해진 전류차를 유지하면서 상하 드라이버를 구동시켜도된다.

가동부가 노광영역에 들어가면 가속을 중지하고, 일정속도가 되도록 도시하지 않은 제어회로에 의해 속도제어한다. 이때 가동자석(5)은 가속용 드라이버(29a)에 접속된 코일(9)과는 대면하고 있지 않으므로, 속도제어의 보정력은 속도제어드라이버(28)에 의해 구동되는 속도제어용 코일(8)의 전류와의 상호작용에 의한 것이된다.

가동부가 노광영역을 벗어나면 감속용드라이버(29b)에 의해 감속하고, 정지시킨다. 이때는 반드시 상하의 드라이버(29b)에 전류차를 부여해서 모멘트를 상쇄할 필요는 없다. 여기서 본체가 흔들려도다음 동기까지 이 모멘트를 제정하면 되기 때문이다. 상기 가감속 또는 일정속도제어중인 위치정보는 도시하지 않은 레이저 간섭계 등의 위치계측수단에 의해 얻도록 되어 있다.

본 실시예에서는 제1실시예의 효과에 부가해서, 가속에 수반해서 발생되는, 레티클스테이지(2)의 중심과 구동력이 작용하는 위치와의 어긋남에 기인되는 광축둘레의 모멘트를 상쇄할 수 있다. 이 결과, 본체의 변형이나, 레티클과 웨이퍼의 동기에 대한 외란을 최소화할 수 있다.

또, 상술한 바에 있어서는, 상하의 사이드요크에 가는 가감속용 코일(9)의 턴수가 동일한 것으로해서,상하의 가감속용 코일(9)에 전류차를 부여해서 가속때의 반모멘트를 상쇄하는 설명을 했으나, 힘의 작용점과 가동부 중심의 광축위치에 대한 어긋남△는 알고 있어 변하지 않는 일이 많으므로, 미리 이 △에 상당하는 양만큼 상하의 사이드요크(7)에 감는 가감속용코일(9)의 턴수에 차이를 두어도된다. 이렇게하면 상하의 가감속용 코일(9)에 동일전류를 부여해서 반모멘트를 상쇄할 수 있으므로 가속용 드라이버(29a)와 감속용 드라이버(29b)를 제1실시예와 마찬가지로, 각 1군씩으로 구성할 수 있어, 구성을 간략화할 수 있다.

상기의 제1~12실시예에 표시한 구동기구 또는 레티클스테이지는, 어느것이나 도31의 주사형 노광장치의 레티클스테이지(82)로서 적용할 수 있다.

도31에 있어서, 기준베이스(100)위에 제진수단(101)을 개재해서 본체정반(102)이 지지되어 있다. 본체정반(102)위에는 XY평면(수평면)내에 이동가능한 웨이퍼스테이지(103)가 장착되고, 또 본체지지부재(105)를 개재해서 투영광학계(106)가 고정되어 있다. 지지부재(105)의 위쪽에는 레티클스테이지베이스(80)가 설치되고, 레티클스테이지베이스(80)위를 도시하지 않은 가이드를 따라서 1축방향으로 주사가능한 레티클스테이지(82)가 설치되어 있다. (104)는, 웨이퍼스테이지(103)의 위치를 계측하기 위한 간섭계 제2기준, (107)은 레티클스테이지(82)의 위치를 계측하기 위한 간섭계제1기준, (108)은 레티클스테이지(82)위의 레티클(도시않음)을 통해서 웨이퍼스테이지(103)위의 웨이퍼(도시않음)에 노광에너지를 부여하기 위한 조명계이다.

조명계(108)로부터의 조명광이 닿는 것은, 레티클스테이지(82)위의 레티클중에서 레티클스테이지(82)의 주사방향에 수직한 가늘고 긴 직4각형 또는 원호영역뿐이므로, 그레티클의 패턴전체를 웨이퍼위에 노광하려면, 레티클스테이지(82)와 웨이퍼스테이지(103)의 쌍방을 주사할 필요가 있다. 주사는 일정속도에서 행하여지고, 주사중의 레티클스테이지(82)와 웨이퍼스테이지(103)의 속도비는, 투영광학계(108)의 축소배율에 정확히 일치시킨다. 레티클스테이지(82)의 위치는 간섭계 제1기준(107)을 개재해서, 웨이퍼스테이지(103)의 위치는 간섭계 제2기준(104)을 개재해서, 도시하지 않은 레이저간섭계로 계측되고 도시하지 않은 제어계로 귀환되도록 되어 있다.

상기 구성에 있어서, 웨이퍼스테이지(103) 및 레티클스테이지(82)를 초기위치로 이동시키고, 웨이퍼스테이지(103) 및 레티클스테이지(82)를 가속한다. 양자가 조명광이 닿는 영역에 들어가기전에 위치관계가 소정의 위치관계로 되고, 속도비가 투영광학계(108)의 축소비율과 동등해지는 상태로 수렴시키도록 가속을 제어한다. 이 상태를 유지해서 노광하고, 조명광이 닿는 영역으로부터 벗어나면 양자를 적당히 감속한다.

다음에 상기 설명한 주사형노광장치를 이용한 디바이스의 생산방법의 실시예를 설명한다.

도29는 미소디바이스(IC나 LSI 등의 반도체칩, 액정패널, CCD, 박막자기헤드, 마이크로머신등)의 제조순서를 표시한다. 스텝 1(회로설계)에서는 반도체디바이스의 회로설계를 행한다. 스텝 2(마스크제작)에서는 설계한 회로패턴을 형성한 마스크를 제작한다. 한편, 스텝 3(웨이퍼제조)에서는 실리콘 등의 재료를 사용해서 웨이퍼를 제조한다. 스텝 4(웨이퍼프로세스)는 앞공정이라고 호칭되고, 상기 준비한 마스크와 웨이퍼를 사용해서, 석판인쇄기술에 의해서 웨이퍼위에 실제의 회로를 형성한다. 다음의 스텝 5(조립)는 뒷공정이라고 호칭되고, 스텝 4에 의해서 제작된 웨이퍼를 사용해서 반도체칩화하는 공정이며, 어셈블리공정(아이싱, 본딩), 포장공정(칩봉입) 등의 공정을 포함한다. 스텝 6(검사)에서는 스텝 5에서 제작된 반도체 디바이스의 동작확인테스트, 내구성테스트 등의 검사를 행한다. 이러한 공정을 거쳐 반도체디바이스가 완성되고, 이것을 출하(스텝 7)한다.

도30은 상기 웨이퍼프로세서(스텝 4)의 상세한 순서를 표시한다. 스텝 11(산화)에서는 웨이퍼의 표면을 산화시킨다. 스텝 12(CVD)에서는 웨이퍼표면에 절연막을 형성한다. 스텝 13(전극형성)에서는 웨이퍼위에 전극을 증착에 의해서 형성한다. 스텝 14(이온주입)에서는 웨이퍼에 이온을 주입한다. 스텝 15(레지스토처리)에서는 웨이퍼에 감광제를 도포한다. 스텝 16(노광)에서는 상기 설명한 노광장치에 의해서 마스크의 회로패턴을 웨이퍼에 노광한다. 스텝 17(현상에서는 노광한 웨이퍼를 현상한다. 스텝 18(에칭)에서는 현상한 레지스토상이외의 부분을 삭제한다. 스텝 19(레지스토박리)에서는 에칭이 끝나서 불필요하게 된 레지스토를 제거한다. 이들 스텝을 반복행하므로서, 웨이퍼위에 다중으로 회로패턴을 형성한다.

본 실시예의 제조방법을 사용하면, 종래는 제조가 어려운 고집적도의 반도체디바이스를 저코스트로 제조할 수 있다.

Claims

소정의 방향으로 이동가능한 스테이지와 ; 이 이동방향을 따라서 배치된 스테이지가감속력발생수단과 ; 상기 스테이지가감속력발생수단과 병렬로 설치된 스테이지속도제어력발생수단과 ; 상기 스테이지가감속력발생수단의 스테이지가속구간에 대응하는 부분에서 스테이지가속력을 발생시키는 가속수단과 ; 상기 스테이지가감속력발생수단의 스테이지감속구간에 대응하는 부분에서 스테이지감속력을 발생시키는 감속수단과 ; 적어도 상기 가속구간과 감속구간 사이의 소정범위내에서 상기 스테이지 속도제어력발생수단에 의해 발생된 스테이지력을 제어하는 속도제어수단을 구비한 스테이지장치에 있어서, 상기 스테이지가감속력발생수단 및 상기 스테이지속도제어력발생수단은 리니어모터이며, 그 가동부가 그 고정부의 코일에 대해서 단극으로 대면하는 자석을 가지며, 상기 고정부가 상기 스테이지의 전스트로크에 걸쳐 상기 자석의 위치에 따라서 상기 코일의 일부에 일정한 자장을 주기 위한 요크 및 상기 코일로서, 이 요크의 주위에 감겨진 단상의 속도제어용코일 및 복수개의 다상의 가감속용코일을 구비한 것을 특징으로 하는 스테이지장치.
소정의 방향으로 이동가능한 스테이지와 ; 이 이동방향을 따라서 배치된 스테이지가감속력발생수단과 ; 상기 스테이지가감속력발생수단과 병렬로 설치된 스테이지속도제어력발생수단과 ; 상기 스테이지가감속력발생수단의 스테이지가속구간에 대응하는 부분에서 스테이지가속력을 발생시키는 가속수단과 ; 상기 스테이지가감속력발생수단의 스테이지감속구간에 대응하는 부분에서 스테이지감속력을 발생시키는 감속수단과 ; 적어도 상기 가속구간과 감속구간 사이의 소정범위내에서 상기 스테이지 속도제어력발생수단에 의해 발생된 스테이지력을 제어하는 속도제어수단을 구비한 스테이지장치에 있어서, 상기 스테이지가감속력발생수단 및 상기 스테이지속도제어력발생수단은 리니어모터이며, 그 가동부가 그 고정부의 코일에 대해서 2극으로 대면하고, 또한 이들의 2극이 적어도 상기 스테이지의 최대 스트로크거리만큼 서로 떨어져 설치된 자석을 가지며, 상기 고정부가 상기 스테이지의 전스트로크에 걸쳐 상기 자석의 위치에 따라서 상기 코일의 일부에 일정한 자장을 주기 위한 요크 및 상기 코일로서, 이 요크의 주위에 감겨진 단상의 속도제어용 코일 및 복수개의 다상의 가감속용코일을 각 2조를 구비하고, 상기 각 2조의 코일은 상기 자석의 2극간거리와 실질적으로 동일한 거리만큼 서로 떨어져 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 스테이지장치.
청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 요크가, 상기 스테이지의 이동방향과 평행하고 적어도이 스테이지의 전스트로크에 걸친 직선부분을 가진 메인요크와, 이 메인요크의 직선부분과 적어도 상기 스테이지의 전스트로크에 걸쳐 평행한 직선부분을 가지고, 또한 이 스트로크밖에서 상기 메인요크에 자기적으로 접속된 사이드요크로 이루어진 것을 특징으로 하는 스테이지장치.
청구항 3에 있어서, 상기 복수개의 다상의 가감속용코일이 상기 단상의 속도제어용 코일의 위에 감겨져 있는 것을 특징으로 하는 스테이지장치.
청구항 3에 있어서, 상기 단상의 속도제어용 코일이 상기 메인요크에, 상기 복수개의 다상의 가감속용코일이 상기 사이드요크에 감겨져 있는 것을 특징으로 하는 스테이지장치.
청구항 3에 있어서, 2개의 사이드요크가 상기 메인요크의 양쪽에 배치되고, 상기 단상의 속도제어용코일이 상기 메인요크에 1조, 상기 복수개의 다상의 가감속용코일이 상기 2개의 사이드요크에 1조씩 2조감겨져 있는 것을 특징으로 하는 스테이지장치.
청구항 3에 있어서, 상기 리니어모터의 가동부 및 고정부를 상기 스테이지의 양쪽에 1조씩 배치한 것을 특징으로 하는 스테이지장치.
소정의 방향으로 이동가능한 스테이지와 ; 이 이동방향을 따라서 배치된 스테이지가감속력발생수단과 ; 상기 스테이지가감속력발생수단과 병렬로 설치된 스테이지속도제어력발생수단과 ; 상기 스테이지가감속력발생수단의 스테이지가속구간에 대응하는 부분에서 스테이지가속력을 발생시키는 가속수단과 ; 상기 스테이지 가감속력발생수단의 스테이지감속구간에 대응하는 부분에서 스테이지감속력을 발생시키는 감속수단과 ; 적어도상기 가속구간과 감속구간 사이의 소정범위내에서 상기 스테이지 속도제어력발생수단에 의해 발생된 스테이지력을 제어하는 속도제어수단을 구비한 스테이지장치에 있어서, 상기 스테이지의 위치를 검출하는 위치검출수단과, 상기 위치검출수단에 의해 검출되는 상기 스테이지의 현재위치 및 목표위치에 의거해서 전류지령을 출력하는 지령수단과, 이 전류지령에 따른 전류를 출력하는 PWM방식의 가속용 전력증폭기 및 감속용전력증폭기와, 상기 가속용전력증폭기의 출력을 상기 가속수단에, 상기 감속용전력증폭기의 출력을 상기 감속수단에 접속하는 스위치수단과, 상기 전류지령에 따른 전류를 출력해서 상기 스테이지 속도제어력발생수단을 구동하는 리니어방식의 속도제어용 전력증폭기를 더 구비한 것을 특징으로 하는 스테이지장치.
스테이지의 위치를 검출하는 위치검출수단과 ; 상기 위치검출수단에 의해 검출되는 상기 스테이지의 현재위치 및 목표위치에 의거해서 전류지령을 출력하는 지령수단과 ; PWM방식의 제1전력증폭기와 ; 상기 제1전력증폭기의 출력전류에 의해 상기 스테이지를 구동하는 제1의 힘발생수단과 ; 리니어방식의 제2전력증폭기와 ; 상기 제2 전력증폭기의 출력전류에 의해 상기 스테이지를 구동하는 제2의 힘발생수단을 구비한 스테이지장치에 있어서, 상기 제1 및 제2의 힘발생수단은 서로 병렬로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 스테이지장치.
청구항 9에 있어서, 상기 스테이지의 가감속시에는 상기 제1전력증폭기를 개재해서 상기 스테이지를 구동하고, 상기 스테이지의 위치결정·속도제어시에는 상기 제2전력증폭기를 개재해서 상기 스테이지를 구동하도록 상기 제1 또는 제2 전력증폭기를 선택하는 수단을 더 구비한 것을 특징으로 하는 스테이지장치.
청구항 9에 있어서, 상기 제1 및 제2의 힘발생수단은 리니어모터이며, 그 가동부는 상기 제1전력증폭기에 접속하는 가감속용 코일 및 상기 제2전력증폭기에 접속한 위치결정·속도제어용코일을 구비한 것을 특징으로 하는 스테이지장치.
청구항 9에 있어서, 상기 제1 및 제2의 힘발생수단은 리니어모터이며, 그 가동부가 그 고정부의 코일에 대해서 단극으로 대면하는 자석을 가지며, 상기 고정부가 상기 스테이지의 전스트로크에 걸쳐 상기 코일의 일부에 일정한 자장을 주기 위한 요크를 가지며, 상기 코일은 이 요크의 주위에 감겨진 단상의 속도제어코일 및 복수개의 다상의 가감속코일로 이루어진 것을 특징으로 하는 스테이지장치.
청구항 12에 있어서, 상기 복수개의 다상의 가감속용코일이 상기 단상의 속도제어용 코일의 위에 감겨져 있는 것을 특징으로 하는 스테이지장치.
청구항 12에 있어서, 상기 요크가, 상기 스테이지의 이동방향과 평행하고 적어도이 스테이지의 전스트로크에 걸친 직선부분을 가진 메인요크와, 이 메인요크의 직선부분과 적어도상기 스테이지의 전스트로크에 걸쳐 평행한 직선부분을 가지고, 또한 이 스트로크밖에서 상기 메인요크에 자기적으로 접속된 사이드요크로 이루어진 것을 특징으로 하는 스테이지장치.
청구항 14에 있어서, 상기 단상의 속도제어용 코일이 상기 메인요크에, 상기 복수개의 다상의 가감속용코일이 상기 사이드요크에 감겨져 있는 것을 특징으로 하는 스테이지장치.
청구항 14에 있어서, 2개의 사이드요크가 상기 메인요크의 양쪽에 배치되고, 상기 단상의 속도제어용 코일이 상기 메인요크에 1조,상기 복수개의 다상의 가감속용 코일이 상기 2개의 사이드요크에 1조씩 2조 감겨져 있는 것을 특징으로 하는 스테이지장치.
청구항 11에 있어서, 상기 리니어모터의 가동부 및 고정부를 상기 스테이지의 양쪽에 1조씩 배치한 것을 특징으로 하는 스테이지장치.
청구항 9에 있어서, 상기 제2의 힘발생수단은, 상기 스테이지에 고정된 코일과, 이 코일에 자장을 주기 위한 자석 및 요크를 가진 리니어모터이며, 상기 제1의 힘발생수단은 보내기나사기구와, 이 보내기나사기구의 힘을 상기 스테이지에 전달하는 힘전달부를 가진 것을 특징으로 하는 스테이지장치.
청구항 9에 있어서, 상기 제1 및 제2의 힘발생수단은 리니어모터이며, 그 가동부가 다극의 자석유닛을 가지고, 그 고정부가 복수개의 편평코일유닛을 가지며, 상기 편평코일유닛은 상기 제1전력증폭기에 접속되는 가감속코일과, 상기 제2전력증폭기에 접속되는 위치결정·속도제어코일을 가진 것을 특징으로 하는 스테이지장치.
단상코일과 ; 이 단상코일의 축방향으로 이 단상코일과의 상대이동이 가능한 제1영구자석과 ; 강자성체로 이루어지고 상기 단상코일을 축방향으로 관통하는 제1요크와 ; 상기 단상코일의 바깥쪽에 상기 제1요크와 평행하게 배치된 부분을 가지고 상기 제1영구자석으로부터의 자속을 상기 단상코일의 권선을 횡단해서 순환시키는 폐자로를 상기 제1요크 및 제1영구자석과 함께 형성하는 강자성체로 이루어진 제2요크와 ; 상기 제1요크와 제2요크를 접속하는 제2영구자석을 구비한 것을 특징으로 하는 리니어모터.
청구항 20에 있어서, 상기 단상코일이 이동가능하며, 상기 제1 및 제2요크는 상기 단상코일의 스트로크전체에 걸친 직선부분을 가진 고정요크이며, 상기 제1영구자석은 상기 제1 또는 제2요크의 직선부분에 고정되고 상기 단상코일의 스트로크전체에 걸쳐 상기 단상코일과 단극으로 대면하는 자석이며, 상기 제2자석은 상기 스트로크의 밖에서 상기 제1요크와 제2요크를 접속하는 것을 특징으로 하는 리니어모터.
청구항 20에 있어서, 상기 제1영구자석은 상기 단상코일과 단극으로 대면하는 가동자석이며, 상기 제1 및 제2요크는 상기 가동자석의 스트로크전체에 걸친 직선부분을 가진 고정요크이며, 상기 단상코일은 상기 가동자석의 스트로크전체에 걸쳐서 상기 제1요크에 감겨져 있으며, 상기 제2자석은 상기 스트로크의 밖에서 상기 제1요크와 제2요크를 접속하는 것을 특징으로 하는 리니어모터.
청구항 22에 있어서, 상기 단상코일은 속도제어용이며, 또한 이 단상코일보다도짧고 이 속도제어용 단상코일과 병렬로 감겨져 있는 복수개의 다상의 가감속용코일을 더 구비한 것을 특징으로하는 리니어모터.
단상코일과 ; 이 단상코일의 축방향으로 이 단상코일과의 상대이동이 가능한 제1영구자석과 ; 강자성체로 이루어지고 상기 단상코일을 축방향으로 관통하는 제1요크와 ; 상기 단상코일의 바깥쪽에 상기 제1요크와 평행하게 배치된 부분을 가지고 상기 제1영구자석으로부터의 자속을 상기 단상코일의 권선을 횡단해서 순환시키는 폐자로를 상기 제1요크 및 제1영구자석과 함께 형성하는 강자성체로 이루어진 제2요크와 ; 상기 제1요크와 제2요크를 접속하는 제2영구자석을 구비한 리니어모터를 사용한 것을 특징으로 하는 스테이지장치.
소정의 방향으로 이동가능한 스테이지와 ; 이 이동방향을 따라서 배치된 스테이지가감속력발생수단과 ; 상기 스테이지가감속력발생수단과 병렬로 설치된 스테이지속도제어력발생수단과 ; 상기 스테이지 가감속력발생수단의 스테이지가속구간에 대응하는 부분에서 스테이지가속력을 발생시키는 가속수단과 ; 상기 스테이지 가감속력발생수단의 스테이지감속구간에 대응하는 부분에서 스테이지감속력을 발생시키는 감속수단과 ; 적어도상기 가속구간과 감속구간 사이의 소정범위내에서 상기 스테이지 속도제어력발생수단에 의해 발생된 스테이지력을 제어하는 속도제어수단을 구비한 스테이지장치로서, 상기 스테이지가감속력발생수단 및 상기 스테이지속도제어력발생수단은 리니어모터이며, 그 가동부가 그 고정부의 코일에 대해서 단극으로 대면하는 자석을 가지며, 상기 고정부가 상기 스테이지의 전스트로크에 걸쳐 상기 자석의 위치에 따라서 상기 코일의 일부에 일정한 자장을 주기 위한 요크 및 상기 코일로서, 이 요크의 주위에 감겨진 단상의 속도제어용코일 및 복수개의 다상의 가감속용코일을 구비하는 스테이지장치를 레티클스테이지로 사용한 것을 특징으로 하는 주사노광장치.
웨이퍼의 표면을 산화하는스텝과 ; 웨이퍼 표면에 절연막을 형성하는 스텝과 ; 웨이퍼위에 전극을 증착에 의해서 형성하는 스텝과 ; 웨이퍼에 이온을 주입하는 스텝과 ; 청구항 26에 기재된 주사노광장치에 의해서 마스크의 회로패턴을 웨이퍼에 노광하는 스텝과 ; 노광한 웨이퍼를 현상하는 스텝과 ; 에칭후 불필요하게 된 레지스토를 제거하는 스텝을 구비한 것을 특징으로 하는 디바이스생산방법.
소정의 방향으로 이동가능한 스테이지와 ; 이 이동방향을 따라서 배치된 스테이지가감속력발생수단과 ; 상기 스테이지가감속력발생수단과 병렬로 설치된 스테이지속도제어력발생수단과 ; 상기 스테이지 가감속력발생수단의 스테이지가속구간에 대응하는 부분에서 스테이지가속력을 발생시키는 가속수단과 ; 상기 스테이지 가감속력발생수단의 스테이지감속구간에 대응하는 부분에서 스테이지감속력을 발생시키는 감속수단과; 적어도상기 가속구간과 감속구간 사이의 소정범위내에서 상기 스테이지 속도제어력발생수단에 의해 발생된 스테이지력을 제어하는 속도제어수단을 구비한 스테이지 장치로서, 상기 스테이지가감속력발생수단 및 상기 스테이지속도제어력발생수단은 리니어모터이며, 그 가동부가 그 고정부의 코일에 대해서 2극으로 대면하고, 또한 이들의 2극이 적어도상기 스테이지의 최대 스트로크거리만큼 서로 떨어져 설치된 자석을 가지며, 상기 고정부가 상기 스테이지의 전스트로크에 걸쳐 상기 자석의 위치에 따라서 상기 코일의 일부에 일정한 자장을 주기위한 요크 및 상기 코일로서, 이 요크의 주위에 감겨진 단상의 속도제어용 코일 및 복수개의 다상의 가감속용코일을 각 2조를 구비하고, 상기 각 2조의 코일은 상기 자석의 2극간거리와 실질적으로 동일한 거리만큼 서로 떨어져 설치되어 있는 스테이지장치를 레티클스테이지로 사용한 것을 특징으로 하는 주사노광장치.