KR100249379B1 - 광 석판 장치 - Google Patents

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KR100249379B1
KR100249379B1 KR1019920003523A KR920003523A KR100249379B1 KR 100249379 B1 KR100249379 B1 KR 100249379B1 KR 1019920003523 A KR1019920003523 A KR 1019920003523A KR 920003523 A KR920003523 A KR 920003523A KR 100249379 B1 KR100249379 B1 KR 100249379B1
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반 에이예크 얀
반 엔겔렌 게라르드
헤르만 마리에 콕스 헨드리쿠스
에르네스트 베에크만 헨리쿠스
매티예스 야코브스 프란시스쿠스
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요트.게.아. 롤페즈
코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

광 석판 장치는 수직 광 주축(13)을 갖는 렌즈 시스템(11)에 고정된 기계 프레임(1)을 갖는다. 렌즈 시스템(11) 아래에서, 위치 장치(35)는 기계 프레임의 지지 부재(3)상에 고정되고, 그 장치에 의해 대물 테이블(27)은 광 주축(13)에 수직으로 되는 지지 부재(3)의 유도면(5)에 대해 렌즈 시스템(11)에 관련해 대체 가능하다.
장치는 기준 프레임(83)에 고정되고 피드포워드 제어 시스템(95)에 의해 제어된 역 액추에이터 시스템(67)으로써 제공된다. 역 액추에이터 시스템(67)은 지지 부재(3)상의 위치 장치(35)에 의해 동시에 가해진 반응력의 방향에 반대되는 방향, 상기 반응력의 값과 거의 같은 값을 갖는 지지 부재(3)상에 보상력을 가한다. 제어 시스템(95)은 부극성 가속 피드백(107)을 부가적으로 포함하고, 그럼으로써 역 액추에이터 시스템(67)은 가속 트랜스두서(111, 113, 115)에 의해 측정된 지지 부재(3)의 가속에 의해 결정된 지지 부재(3)상에 제어력을 가한다. 역 액추에이터 시스템(67)의 사용은 외력의 영향하에서 그리고 지지 부재(3)상의 위치 장치(35)에 의해 가해진 반응력의 영향하에서 지지 부재(3)의 바람직하지 못한 운동을 방지한다.
광 석판 장치는 무엇보다도 반도체 기판을 조사하는데 사용될 수 있고, 거기에서 마스크(17)상에 제공된 반도체 패턴은 렌즈 시스템(11)에 의해, 대물 테이블(27)상에 위치되는 반도체 기판(25)상에 이미지된다.

Description

광 석판 장치
제1도는 본 발명에 따른 광 석판 장치의 제1실시예의 개략도.
제2도는 제1도에 따른 제1실시예 부분의 사시도.
제3도는 제1도에서 라인 III-III에 따라 취해진 제1실시예의 단면적인 개략도.
제4도는 본 발명에 따른 광 석판 장치의 제2실시예의 사시도.
제5도는 제4도에 따른 제2실시예의 지지 부재 및 위치 장치에 의해 형성된 유니트 도시도.
제6도는 제4도에 따른 제2실시예의 단면적인 개략도.
제7(a)도는 제4도에 따른 광 석판 장치의 전자 제어 시스템 부분을 형성하는 합산 회로도.
제7(b)도는 제4도의 광 석판 장치의 역(force) 액추에이터(actuator) 시스템의 역의 다이어그램도.
제8도는 제4도의 광 석판 장치의 전자적인 제어 시스템 부분을 형성하는 전자적인 제어 회로도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
11 : 렌즈 시스템 17 : 마스크
27 : 대물 테이블 37, 39, 41 : 선형 모터
67 : 역 액추에이터 시스템 75 : 서보 모터
본 발명은 z-방향에 평행으로 방향된 수직 광 주축을 갖고 위치 장치가 렌즈 시스템 밑에 위치하고 그것에 의해 대물 테이블이 위치 장치에 결합된 지지 부재의 유도면에 대해 렌즈 시스템에 관련해서 교체 가능할뿐만 아니라, 장치의 기계 프레임에 고정되고, 유도면이 z-방향에 수직하게 되는 렌즈 시스템을 갖는 광 석판 장치에 관련한다.
서두에서 언급된 종류의 광 석판 장치는 VS 특허 4,737,823 으로부터 공지된다. 상기 공지된 광 석판 장치에서, 지지 부재는 장치의 기계 프레임의 기본을 형성하는 사각형의 화강암 판이다. z-방향에 이르는 기계 프레임의 네개의 컬럼은 화강암 판의 상면에 의해 형성된 유도면상에 고정된다. 렌즈 시스템은 화강암 판위에 어느 정도 거리에서 수평 설치판에 의해 네개의 컬럼에 고정된다. 하면에서, 화강암 판은 각기 스프링 부재 및 댐핑(damping) 부재로 제공된 하측 프레임 지지로써 제공된다. 공지된 광 석판 장치의 기계 프레임은 장치가 하측 프레임 지지체에 의해 위치되는 바닥면에 관련한 z-방향에 횡단하고 z-방향에 평행인 방향에서 저주파수로써 스프링-설치되고, 매스(mass) 스프링 시스템은 2 내지 4Hz의 기계적인 성질의 주파수를 갖는 하측 프레임 지지체 및 기계 프레임에 의해 형성된다. 하측 프레임 지지체의 사용은 기계 프레임에 하측 프레임 지지체를 통해 전송되는 바닥면의 바람직하지 못한 고주파수 진동을 방지한다.
공지된 광 석판 장치의 단점은 매스 스프링 시스템의 기계적인 성질의 주파수는 기계 프레임에 의해 형성되고 하측 프레임 지지체는 위치 장치에 의해 공급된 대안의 구동력의 영향하에서 작동동안 대물 테이블에 의해 수행된 스텝 방향 운동의 주파수보다 낮은 것이다. 따라서 구동력에 의해 결정되고 위치 장치에 의해 기계 프레임상에서 가해진 대안의 반응력은 광 석판 장치의 정확성을 역으로 영향 미치는 바닥면에 관련한 기계 프레임의 스윙잉(swinging) 운동에 결과로 된다.
본 발명의 목적은 상기 단점이 가능한한 피하게 되는 광 석판 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 광 석판 장치는 장치가 장치의 기존 프레임에 고정되고 피드포워드 제어 시스템에 의해 제어되는 역 액추에이터 시스템으로써 제공되고, 그럼으로써 동작동안 역 액추에이터 시스템은 위치 장치에 의해 지지 부재상에서 동시에 가해진 반응력의 방향에 반대되는 방향, 및 상기 반응력값과 거의 같은 값으로서 기계 프레임상에서 보상력을 가하는 것을 특징으로 하는 것을 상기 목적으로 한다. 지지 부재상의 위치 장치에 의해 가해진 반응력 때문에 기계 프레임의 운동은 상기 역 액추에이터 시스템의 사용을 통해 가능한한 방지하고, 기준 프레임은 장치가 놓여지는 바닥면에 관련한 고정된 위치에 배열된다. 보상력 값을 참고로 하여 사용된 “거의”라는 용어는 무엇보다도 장치의 기계적이고 전기적인 부분에서 허용차의 결과로써, 보상력 및 반응력간에 실제적으로 발생하는 차를 고려하여 사용되는 것이 인지되어야 한다. 용어 “같은”이 상기 연결에서 사용되는 어디서나 그것은 상기 설명된 바와같은 의미에서 “거의 같은”으로 이하에서 의미하는 것이 이해된다. 지지 부재가 기계 프레임의 기본을 형성하고 보상력이 실제적이고 효과적인 위치에서 기계 프레임상에 가해지는 본 발명에 따른 광 석판 장치의 특수예는 역 액추에이터 시스템이 지지 부재상의 보상력을 가하는 것을 특징으로 한다.
렌즈 시스템이 기계 프레임에 소유한 설치 부재의 하면 부근에 고정되고, 보상력이 실제적이고 효과적인 위치에서, z-방향에서 보여준 간단한 구조를 갖고, 기계 프레임상에 가해지는 본 발명에 따른 광 석판 장치의 부가적인 실시예는 역 액추에이터 시스템이 설치 부재로부터 연장된 캐리어상의 보상력을 가하고, 그 캐리어상에서 위치 장치 및 지지 부재가 유니트로써 제공되는 것을 특징으로 한다.
기계 프레임에 관련한 기준 프레임의 간단한 배열을 제공하는 본 발명에 따른 광 석판 장치의 부가적인 실시예는 기준 프레임이 설치 부재가 하측 프레임 지지체에 의해 고정되는 광 석판 장치의 기본에 의해 형성된다는 것을 특징으로 한다.
제어 시스템의 안정되고 정확한 동작 및 큰 대역폭을 제공하는 본 발명에 따른 광 석판 장치의 특수한 실시예는 제어 시스템이 부극성 가속 피드백을 포함하고, 그럼으로써 역 액추에이터 시스템이 가속 트랜스두서에 의해 측정된 기계 프레임의 가속에 의해 결정된 방향 및 값을 갖는 기계 프레임상에서 제어력을 가하는 것을 특징으로 한다. 부가적으로 부극성 가속 피드백의 사용은 예를들어, 핸들링(handling)력과 같이, 대물 테이블상에 위치 장치에 의해 가해진 구동력과 다른 역에 의해 발생된 기계 프레임의 운동을 방지한다.
본 발명에 따른 광 석판 장치의 부가적인 실시예는 역 액추에이터 시스템이 광 주축에 수직인 위치 장치의 제1변위 방향에 각각 평행으로 동작하는 제1 및 2 역 액추에이터, 제1변위 방향에 수직이고, 광 주축에 수직인 위치 장치 제2변위 방향에 평행으로 동작하는 제3역 액추에이터를 포함하는 것을 특징으로 한다. 세개의 역 액추에이터를 갖는 역 액추에이터 시스템의 사용은 광 주축에 평행인 회전축에 대해 기계 프레임의 바람직하지 못한 회전뿐만 아니라, 위치 장치의 두개의 변위 방향에서 기계 프레임의 바람직하지 못한 운동을 방지한다.
역 액추에이터 시스템의 단순한 구조를 제공하는 본 발명에 따른 광 석판 장치의 부가적인 실시예는 각각의 역 액추에이터가 관계한 변위 방향에 평행으로 되는 연결 로드(rod) 및 기준 프레임에 고정된 전기적인 모터로써 제공되고, 제1로드 단부는 전기적인 모터의 출력대에 추축을 벗어나게 되고 제2로드 단부는 기계 프레임에 추축을 놓게 된다.
기계적인 마모없는 강한 역 액추에이터 시스템을 제공하는 본 발명에 따른 광 석판 장치의 특정한 실시예는 역 액추에이터 시스템은 자석 유동 밀도 센서를 갖는 적어도 하나의 전자석을 포함하고, 자석 유동 밀도 센서의 전기적인 출력은 전자석에 의해 가해진 역이 제어 가능한 것을 갖는 전자적인 제어 회로의 전기적인 입력에 연결되는 것을 특징으로 한다. 부가적으로 그런 역 액추에이터 시스템의 사용은 기계 프레임에 기준 프레임을 통해 전송되는 바람직하지 못한 기계 진동을 방지한다.
본 발명에 따른 광 석판 장치의 부가적인 실시예는 제어 회로가 전자적인 루트(root) 추출기로 제공되고 그 입력 신호는 제어 회로의 입력 신호에 의해 형성되고 전자석에 의해 가해지기 위해 바람직한 전자석력에 의해 결정된 값을 갖는 것을 특징으로 한다. 전자적인 루트 추출기의 사용으로 인해, 전자석은 선형 역 액추에이터를 형성하고, 전자석에 의해 가해진 전자석력은 제어 회로의 입력 신호에 비례하는 값을 갖는다.
본 발명에 따른 광 석판 장치의 부가적인 실시예는 역 액추에이터 시스템이 광 주축에 수직인 평면에서의 삼각 배열에서 장치의 기준 프레임에 고정된 세개의 전자석을 포함하고, 각각의 전자석은 역 액추에이터 시스템의 다른 두개의 전자석이 활성되는 방향에 관련해 120도 회전되는 방향에서 활성되는 것을 특징으로 한다. 세개의 상기 역 액추에이터의 사용은 역 액추에이터 시스템의 단순한 구조를 제공하고, 그럼으로써 위치 장치의 두개의 상호 수직인 변위 방향에서 바람직하지 못한 운동이 방지된다.
본 발명은 도면을 참고로 하기에서 더욱 상세히 설명된다.
제1 내지 3도에서 예시된 광학 석판 장치의 제1실시예는 사각형의 화강암 석판으로 구조되는 지지 부재(3)를 갖는 기계 프레임(1)으로 제공된다. 지지 부재(3)는 제1 및 2도에 표시된 수직 z-방향에 수직이 되는 상면(5)을 갖는다. 기계 프레임(1)의 네개의 컬럼(7)은 각각을 z-방향에 평행이 되고, 상면(5)상에 고정된다. 두개의 컬럼(7)만이 제1도에서 볼 수 있고, 반면에 네개의 컬럼(7)은 제3도에서 단면으로 나타난다. 상기 지지 부재(3), 컬럼(7)은 어떤 거리에서 z-방향으로 횡단하는 사각형 판으로 구조되는 설치 부재(9)에 고정된다. 광학 석판 장치는 광학 렌즈 시스템(11)으로써 부가적으로 제공되고, 그것은 제1 및 2도에 개략적으로만이 표시되고, 그것은 z-방향과 일치하는 광학 주축(13)을 갖고, 그것은 하부 가까이에 설치 부재(9)로 고정된다.
렌즈 시스템(11)의 상부 가까이에서, 광학 석판 장치는 렌즈 시스템(11)과 관련하여 마스크(17)를 위치시키고 지지시키는 마스크 조작기(15)로써 제공된다. 동작동안, 광 소스(19)로부터 들어오는 광 빔은 예를들어, 집적 반도체 회로의 형태를 포함하는 마스크(17)를 통해 미러(21 및 23)를 따라 유도되고, 렌즈 시스템(11)에 의해 기판상에, 예를들어, 광학 석판 장치의 대물 테이블(27)상에 위치된 반도체 기판(25)상에 촛점이 맞춰진다. 상기 방법에서, 상기 형태는 감소된 스케일상에서 반도체 기판(25)상에 이미지된다. 대물 테이블(27)은 z-방향에 수직인 제2 및 3도에 표시된 x-방향과 대체 가능한 평행이고, z-방향 및 x-방향에 수직인 y-방향에 평행하다. 반도체 기판(25)은 다수의 조사 위치에 대해 x방향 및 y방향에 평행인 대물 테이블(27)의 스텝 방향 변위에 의해 동일한 집적 회로에 대응하는 다수의 위치에 조사될 수 있다.
제1도에 도시되듯이, 지지 부재(3)는 광 석판 장치가 평평한 기본 표면상에 위치되는 것에 의해 4개의 하측 프레임 지지체(31)를 갖는 하면(29)에서 제공된다. 오직 두개의 하측 프레임 지지체(31)는 제1도에서 볼 수 있다. 광 석판 장치는 하측 프레임 지지체(31)에 의해 저주파수로서 z-방향에 횡단하고 z-방향에 평행인 방향에서 기본 표면에 관계하여 스프링으로 지지되고, 그것은 제1도의 설명에서 도시안된 스프링 부재 및 댐핑(damping) 부재로 각기 제공되고, 매스(mass) 스프링 시스템은 기계 프레임(1)에 의해 형성되고 하측 프레임 지지체(31)는 대략 1 및 대략 20Hz 간에 여섯의 기계적인 성질의 주파수를 가진다. 광 석판 장치의 정확한 동작에 역으로 영향을 미치는 기본 표면의 바람직못한 고주파수 진동은 하측 프레임 지지체(31)를 통해 기계 프레임(1) 및 렌즈 시스템(11)에 전송되는 방법에서 방지된다.
제2도에 도시되듯이, 대물 테이블(27)은 스태틱(static) 개스 베어링(bearing)으로 제공된 소위 에어러스태틱 푸트(aerostatic foot)(33)에 의해 지지 부재(3)의 상면(5)에 대해 유도된다. 대물 테이블(27)은 세개의 선형 전기 모터(37, 39 및 41)를 포함하는 위치 장치(35)에 의해 상면(5)에 대해 작동 가능하다. 제2도에 도시되듯이, 선형 모터(37)는 대물 테이블(27)이 x-방향에 평행인 x-스태터(stator)(43)를 따라 변위 가능한 대물 테이블(27)에 고정된 x-트랜스레이터(translator)(45) 및 x-방향에 평행으로 되는 x-스태터(43)를 포함한다. 선형 모터(39 및 41)는 x-스태터(43)의 제1단부(49)에 고정된 y-트랜스레이터(51)로써 y-방향에 평행으로 되는 y-스태터(47), 및 x-스태터(43)의 제2단부(55)에 고정된 y-트랜스레이터(57)로서 y-방향에 평행으로 이르는 y-스태터(53)를 포함한다. y-스태터(47 및 53)는 각각의 설치 블럭(59, 61) 및 설치 블럭(63, 65)에 의해 지지 부재(3)의 상면(5)에 고정된다. 대물 테이블(27)은 y-방향에 평행해서 변위 가능하고 선형 모터(39 및 41)에 의해 z-방향에 평행으로 되는 회전축에 대해 매우 한정된 각을 통해 회전 가능하다. H-모양에서 서로 관련해 배열된 선형 모터(37, 39, 41)를 갖는 에어로스태틱 푸트(33) 및 위치 장치(35)가 US 특허 4,737,823 으로 공지되는 것이 주지된다.
동작동안, 상기 주지되듯이, 대물 테이블(27)은 위치 장치(35)에 의해 y-방향에 평행이고 x-방향에 평행인 방향에서 스텝 방향으로 변위된다. 상기 스텝 방향은 2Hz-4Hz의 주파수로써 발생한다. 그러므로 위치 장치(35)의 선형 모터(37, 39, 41)는 기계 프레임(1)의 지지 부재(3)상에 작용하고 저주파수 반응력은 대물 테이블(27)의 선형 모터(37, 39, 41)에 작동된 구동력에 반대로 방향된다. 상기 논했듯이, 광 석판 장치가 하측 프레임 지지체(31)에 의해 기본 표면과 관련한 저주파수로써 스프링으로 지지되기 때문에, 부가적인 조치가 취해지지 않으면 상기 반응력은 하측 프레임 지지체(31)상의 기계 프레임(1)의 불량하게 댐프드(damped) 스위잉(swinging) 운동, 저주파수를 발생한다. 기계 프레임(1)의 상기 운동은 위치 장치(35)의 정확성에 역으로 영향을 미친다.
제1도 내지 제3도에 따른 광 기술 장치에서, 상기 언급된 기계 프레임(1)의 스윙잉 운동은 제2 및 3도에 개략적으로 도시된 역(force) 액추에이터 시스템(67)의 사용에 의해 방지된다. 역 액추에이터 시스템(67)은 x-방향에 평행인 방향에 각기 작동하는 제1 및 2 역 액추에이터(69 및 71) 및 y-방향에서 작동하는 제3 역 액추에이터(73)로써 제공된다. 제2도가 도시하듯이, 각각의 역 액추에이터(69, 71, 73)는 z-방향에 평행으로 되는 출력 샤프트(shaft)(77)를 갖는 브러쉬리드(brushless)가 전기 서보 모터(75)로써 제공되고 단부 부근의 크랭크 아암(79)으로써 제공된다. 제1 및 2 역 액추에이터(69 및 71)의 크랭크 아암(79)은 y-방향에 평행으로 향하고, 반면에 제3 역 액추에이터(73)의 크랭크 아암(79)은 x-방향에 평행으로 향한다. 서보 모터(75)는 기본 표면에 관련한 고정된 위치를 점하는 기준 프레임(83) 부분을 형성하는 설치 블럭(81)에 각각 고정된다. 더욱이, 제1 및 2 역 액추에이터(69 및 71)는 각기 x-방향에 평행으로 되는 접속 로드(rod)(85)로써 제공되고, 반면에 제3 역 액추에이터(73)는 y-방향에 거의 이르는 접속 로드(87)로써 제공된다. 각각의 접속 로드(85, 87)의 제1단부(89)는 지지 부재(3)에 추축위에 놓여지고, 반면에 각각의 접속 로드(85, 87)의 제2단부(91)는 출력 샤프트(77)에 벗어나서 관련해서 대응하는 서보 모터(75)의 크랭크 아암(79)에 고정된 중심 핀(93)에 추축으로 놓여진다.
동작동안 역 액추에이터(69, 71, 73)를 갖는 역 액추에이터 시스템(67)은 지지 부재(3)상에 보상력을 가하고 그것의 값 및 방향은 제3도에 개략적으로 도시된 피드포워드(feedforward) 제어 시스템(95)에 의해 제어된다. 제어 시스템(95)은 입력 신호(Uxset및 Uyset)(전압 신호)를 갖는 제1전자 제어기(97)로써 제공된다. 신호(Uxset및 Uyset)의 값은 x-방향 및 y-방향에서 렌즈 시스템(11)에 관련한 대물 테이블의 바람직한 변위값에 비례하고 그것은 장치의 석판 과정(제3도에 도시안된)을 제어하는 장치의 컴퓨터 시스템에 의해 공급되고, 각각은 동작동안 각각의 증폭기 유니트(101), 증폭기 유니트(103), 및 증폭기 유니트(105)를 경유해 위치 장치(35)의 선형 모터(37, 39 및 41)를 제어하는 전자 제어 유니트(99)에 대한 입력 신호를 형성한다. 트랜스두서(transducer) 시스템은 x-방향 및 y-방향에서 렌즈 시스템(11)에 관련한 대물 테이블(27)의 실제적인 변위를 측정하고 단순화를 위해 제3도에서 도시안된 제어 유니트(101)에 그것을 피드백시킨다.
제1제어기(97)는 각각의 x-방향 및 y-방향에 평행인 대물 테이블(27)의 가속값, 위치 장치(35)에 의해 지지 부재(3)상에 가해지고 상기 가속을 결과로 하며 각각의 x-방향 및 y-방향에 평행인 반응력(Frx및 Fry)의 값, 및 반응력(Frx및 Fry)에 의해 가해진 광 주축(13)에 대해 기계 운동(Mrxy)의 값을 연속적으로 입력 신호(Uxset및 Uyset)로부터 계산한다. 제1제어기(97)(전압 신호)의 제1 및 2 출력 신호(Uc1및 Uc2)는 제1 역 액추에이터(69)에 의해 공급되기 위한 보상력(Fc1) 및 x-방향에 평행인 제2 역 액추에이터(71)에 의해 공급되기 위한 보상력(Fc2) 각각에 비례하는 값을 갖고, 반면에 제1제어기(97)(전압 신호)의 제3출력 신호(Uc3)는 y-방향에서 제3 역 액추에이터(73)에 의해 공급되기 위한 보상력(Fc3)에 비례하는 값을 갖는다. 출력 신호(Uc1및 Uc2)의 값은 보상력(Fc1및 Fc2)의 합이 값에서 같고 반응력(Frx)에 방향에서 반대가 되도록 그리고 보상력(Fc1및 Fc2)에 의해 가해진 광 주축(13)에 대해 기계 운동(Mcxy)이 값에서 같고 기계 운동(Mrxy)에 방향에서 반대가 되도록 한다. 출력 신호(Uc3)의 값은 보상력(Fc3)은 값에서 같고 반응력(Fry)에 방향에서 반대가 되도록 한다. 보상력(Fc3)은 광 주축(13)을 통해 가는 평면에서 활성됨으로써 광 주축(13)에 대해 기계 운동을 가하지 않는 것이 인지되어야 한다. 지지 부재(3) 및 기계 프레임(1)이 지지 부재(3)상에서 위치 장치(35)의 선형 모터(37, 39, 41)에 의해 가해진 반응력의 영향하에서 바람직하지 못한 운동은 피드포워드 제어 시스템(95)에 의해 제어된 역 액추에이터 시스템(67)에 의해 방지된다.
제3도에 도시되듯이, 제어 시스템(95)은 입력 신호(Ua1, Ua2및 Ua3)(전압 신호)를 갖는 제2전자 제어기(109)로 제공된 부극성 피드백(107)을 부가적으로 포함한다. 입력 신호(Ua1및 Ua2)는 각각의 제1가속 트랜스두서(111) 및 제2가속 트랜스두서(113)로부터 인출되고 관계한 가속 트랜스두서(111, 113)에 의해 측정되듯이 x-방향에 평행인 방향에서 지지 부재(3)의 절대적인 가속에 비례하는 각각의 값이다. 입력 신호(Ua3)는 제3가속 트랜스두서(115)로부터 인출되고 가속 트랜스두서(115)에 의해 측정되듯이 y-방향에서 지지 부재(3)의 절대적인 가속에 비례하는 값을 갖는다. 제2제어기(109)는 광 주축(13)에 대해 지지 부재(3)의 각도 가속뿐만 아니라 x-방향 및 y-방향에서 지지 부재(3)의 가속을 입력 신호(Ua1, Ua2, Ua3)로부터 계산한다. 제2제어기(109)(전압 신호)의 제1 및 제2출력 신호(Ur1및 Ur2)는 x-방향에 둘다 평행인 제2 역 액추에이터(71)에 의해 공급되기 위한 제어력(Fr2) 및 제1 역 액추에이터(69)에 의해 공급되기 위한 제어력(Fr1)에 비례하는 값을 갖고, 제2제어기(109)(전압 신호)의 제3출력 신호(Ur3)는 y-방향에서 제3 역 액추에이터(73)에 의해 공급되기 위한 제어력(Fr3)에 비례하는 값을 갖는다. 출력 신호(Ur1, Ur2, Ur3)값은 가속 트랜스두서(111, 113, 115)에 의해 측정된 x-방향 및 y-방향에서 지지 부재(3)의 가속 및 광 주축(13)에 대해 지지 부재(3)의 측정된 각도 가속이 제어력(Fr1, Fr2및 Fr3)의 영향하에서 댐프(damp)되도록 한다. 부극성 피드백(107)의 작용은 x-방향 및 y-방향에 평행인 바람직하지 못한 운동 또는 진동을 수행하는 기계 프레임(1) 및 지지 부재(3)를 방지하고, 그것은 기본 표면의 저주파수 진동의 영향하에서 또는 핸들링(handling)력을 예로 하는 것같이 언급된 위치 장치(35)의 반응력보다 다른 역의 영향하에서 발생될 수 있었다. 제3도에 부가적으로 도시되듯이, 제어 시스템(95)은 출력 신호(Us1)을 갖는 제1합계 회로(117)로써 제공되고, 그 값은 신호(Uc1및 Ur1)의 합과 같고, 그것은 제1 역 액추에이터(67)를 통해 전류(i1)에 증폭기 유니트(119)에 증폭된다. 제어 시스템(95)의 제2 및 3 합산 회로(121 및 123)는 각각의 출력 신호(Us2및 Us3)를 갖고, 그 값은 각각의 합(Uc2+ Ur2및 Uc3+ Ur3)과 같다. 신호(Us2및 Us3)는 제2 역 액추에이터(71)를 통해 전류(i2) 및 제3 역 액추에이터(73)를 통해 전류(i3) 각각에 증폭기 유니트(125 및 127)에 의해 증폭된다. 합산 회로(117, 121, 123)의 사용은 각각의 역 액추에이터(69, 71, 73)가 각각의 역 액추에이터(69, 71, 73)에 의해 가해지기 위해 제어력(Fr1, Fr2, Fr3) 및 보상력(Fc1, Fc2, Fc3)의 합과 같은 지지 부재(3)상에서 역을 가하는 것이 이루어진다.
제4 내지 8도는 본 발명에 따른 광 석판 장치의 제2실시예를 도시하고, 거기에서 제1 내지 3도에서 도시된 광 석판 장치의 제1실시예에 대응하는 성분은 동일한 도면 번호를 주어진다. 광 석판 장치의 제2실시예는 z-방향과 일치하는 광 주축(13)을 갖고 설치 부재(9)에 하측 부근에 고정되는 광 렌즈 시스템(11)으로써 제공된다. 장치의 기계 프레임(1) 부분을 형성하는 설치 부재(9)는 z-방향에 수직인 평판에서 이르는 삼각판으로 구조된다. 렌즈 시스템(11)의 하면 부근에, 장치는 집적된 반도체 회로 형태, 광 소스(19), 두개의 미러(21 및 23)를 예로 하여 포함하는 마스크(17)에 대해 마스크 조종기(15)로써 제공된다. 제1실시예에 따른 장치와 비슷하게, 제2실시예에 따른 장치가 기판이 반도체 기판(25)을 예로 하여 위치될 수 있는 대물 테이블(27)로써 부가적으로 제공된다. 대물 테이블(27)은 반도체 기판(25)이 다수의 다른 조사 위치에서 조사될 수 있도록 하기 위해, z-방향 및 x-방향에 수직인 y-방향에 평행이고 z-방향에 수직인 x-방향에 평행인 대체 가능한 스텝 방향이다.
삼각 설치 부재(9)는 하측 프레임 지지(31)상에 설치되는 세개의 코너(corner) 부분(129)으로 제공된다. 오직 두개의 코너 부분(129) 및 두개의 하측 프레임 지지(31)는 제4도에서 볼 수 있다. 하측 프레임 지지체(31)는 조절 부재(133)에 의해 평판 기초상에 위치되는 기계 프레임(1)의 기본(131)상에 위치된다. 설치 부재(9) 및 렌즈 시스템(11)에 하측 프레임 지지체(31)를 통해 기초의 고주파수 진동의 바람직하지 못한 전송이 방지되도록 하기 위해, 장치는 하측 프레임 지지체(31)에 의해 z-방향에 횡단하고 z-방향에 평행인 방향에서 기초에 관계하는 저주파수로써 스프링-지지되고, 그것은 제4도에 도시안된 스프링 부재 및 댐핑 부재로써 각기 제공된다.
제1 내지 3도에 따른 광 석판 장치에서 처럼, 제4 내지 8도에 따른 장치에서 대물 테이블(27)은 스태틱(static) 개스 베어링으로 제공되고 제5도에 도시된 에어로스태틱 푸트(33)에 의해 사각형의 화강암 판으로 구조된 지지 부재(3)의 상면(5)을 따라 유도된다. 대물 테이블(27)은 이미 상기 언급되고, US 특허 4,737,823 으로부터 공지되고, H-배열에서 서로에 관계하여 위치되는 선형 모터(37, 39 및 41)로써 제공되는 위치 장치(35)에 의해 상면(5)에 대해 대체 가능하다. 제5도에 도시되듯이, 선형 모터(39 및 41)는 지지 부재(3)의 상면(5)상의 그 코너 부근에 고정되는 위치 장치(35)의 프레임(135)에 고정된다. 대물 테이블(27)은 선형 모터(37)에 의해 x-방향에 평행으로 대체 가능하고, 반면에 대물 테이블(27)은 선형 모터(39 및 41)에 의해 z-방향에 평행인 회전축에 대해 매우 제한된 각도를 통해 회전 가능하고 y-방향에 평행으로 대체 가능하다.
제4 및 5도에 도시되듯이, 제2실시예에 따른 광 석판 장치에서 지지 부재(3) 및 위치 장치(35)는 기계 프레임(1)의 캐리어(139)상에 제공된 유니트(137)를 구성한다. 제6도는 캐리어(139)가 z-방향에 수직으로 되는 거의 삼각판에 의해 형성되고 두개의 하측 프레임 캐리어(31)간에 이르는 주축(141)을 갖는 것을 도시한다. 지지 부재(3)는 제6도에 오직 개략적으로 도시된 세개의 고정 부재(143)에 의해 캐리어(139)의 상면(145)상에 고정된다. 캐리어(139)는 세개의 판-모양의 강철 서스펜션(suspension) 요소(147, 149 및 151)에 의해 제4도에 지적된 설치 부재(9)의 하측(153)으로부터 서스펜드된다. 제4도에서 서스펜션 요소(149 및 151)는 오직 부분적으로 볼 수 있고, 반면에 제6도는 단면에서 서스펜션 요소(147, 149 및 151)를 도시한다. 서스펜션(147, 149 및 151) 요소는 z-방향에 평행인 수직 평면에서 이르는 평판에 의해 형성되고, 상기 수직 평면은 서로로써 60도의 각도를 하고 있다. 서스펜션 요소(147, 149 및 151)의 사용은 설치 부재(9)로부터 캐리어(139)의 서스펜드된 구조를 제공함으로써 지지 부재(3) 및 위치 장치(35)에 의해 형성된 유니트(137)는 하측 프레임 지지체(31)간에 위치된다. 광 석판 장치의 간단하고 정밀한 구조는 상기 방법에서 얻어지고, z-방향에서 횡단하고 z-방향에서 둘다를 보여진다.
y-방향에 평행이고 x-방향에 평행인 방향에서 대물 테이블(27)의 스텝 방향 변위는 제1도에 도시된 장치에서 뿐만 아니라 제4도에 도시된 장치에서 2Hz-4Hz의 주파수로 발생한다. 위치 장치(35)의 선형 모터(37, 39 및 41)는 지지 부재(3)를 경유해 기계 프레임(1)의 캐리어(139)상에 저주파수 반응력을 가하고, 그 역은 대물 테이블(27)상에 선형 모터(37, 39 및 41)에 의해 가해진 구동력에 반대로 향하게 된다. 제4 내지 8도에 도시된 광 석판 장치에서, 상기 반응력을 결과로 하는 기계 프레임(1)의 바람직하지 못한 운동은 제6도에 개략적으로 도시된 역 액추에이터 시스템(155)의 사용을 통해 방지된다. 역 액추에이터 시스템(155)은 세개의 하측 프레임 지지체(31)의 하나 아래인 기계 프레임(1)의 기본(131)에 고정된 세개의 전자석(157, 159 및 161)으로써 제공된다. 조절 부재(133)에 의해 기초에 관계한 고정 위치에서 세트되는 기본(131)은 상기 방법에서 역 액추에이터 시스템(155)의 고정에 대해 장치의 기준 프레임을 형성한다. 제6도에 도시되듯이, 전자석(159)은 x-방향에서 동작하는 반면에 각각의 전자석(157 및 161)은 광 주축(13)에 횡단하는 수평 평면에 놓이고 x-방향에 관계해 120도를 통해 회전하는 방향에서 동작한다. 작동동안 전자석(157, 159 및 161)은 광 주축(13)과 먼 각각의 서스펜션 요소(147, 149, 151)의 면위에 이끄는 전자석력을 가하고, 전자석(157, 159, 161) 및 각각의 서스펜션 요소(147, 149, 151)간에 공극(163) 크기는 대략 1mm 이다. 제6도에서 명백하듯이, x-방향에서 보상력(Fcx) 및 y-방향에서 보상력(Fcy)이 역 액추에이터 시스템(155)에 의해 가해지고 광 주축(13)에 대한 그 기계 운동이 항상 제로이고, 광 주축(13)에 대한 기계 프레임(1)의 바람직하지 못한 회전 운동이 방지될 수 없도록 하기 위해, 캐리어(139)상의 전자석(157, 159 및 161)에 의해 가해진 결과적인 역은 광 주축(13)을 통해 평면에서 항상 활성된다.
역 액추에이터 시스템(155)에 의해 캐리어(139)상에 가해진 보상력(Fcx및 Fcy)의 값 및 방향은 제6도에 개략적으로 도시된 피드포워드 제어 시스템(165)에 의해 제어된다. 제어 시스템(165)은 입력 신호(Uxset및 Uyset)(전압 신호)를 갖는 전자 제어기(167)로써 제공된다. 신호(Uxset및 Uyset) 값은 x-방향 및 y-방향에서 지지 부재(3)에 대해 대물 테이블(27)의 바람직한 변위의 정도로 비례하고, 장치의 석판 과정을 제어하는 제6도에 도시안된 컴퓨터 시스템에 의해 공급되고, 동시에 증폭기 유니트(171, 173 및 175(제6도를 보시오)) 각각을 경유해 위치 장치(35)의 선형 모터(37, 39 및 41)를 작동동안 제어하는 전자 제어 유니트(169)에 대한 입력 신호를 각기 형성한다. x-방향 및 y-방향에서 렌즈 시스템(11)에 관련한 대물 테이블(27)의 실제적인 변위를 측정하는 트랜스두서 시스템은 간단성을 위해 제6도에 도시안된다.
전자 캐리어(167)는 x-방향 및 y-방향 각각에 평행인 대물 테이블(27)의 가속값, 및 상기 가속에 의해 결정되고 지지 부재(3)를 경유해 위치 장치(35)에 의해 캐리어(39)상에 가해진 각각의 x-방향 및 y-방향에 평행인 반응력(Frx및 Fry) 값을 입력 신호(Uxset및 Uyset)로부터 계산한다. 제어기(167)(전압 신호)의 제1 및 2출력 신호(Ufs+및 Ufx-)는 역 액추에이터 시스템(155)에 의해 각각의 정극성 및 부극성 x-방향에서 공급되기 위해 보상력(Fcx)에 비례하는 값을 갖고, 보상력(Fcx)은 반응력(Frx)에 반대되는 방향 및 반응력과 같은 값을 갖는다. 제어기(167)의 제3 및 4 출력 신호(Ufy+및 Ufy-)는 역 액추에이터 시스템(155)에 의해 공급되기 위해 각각의 정극성 및 부극성 y-방향에서 보상력(Fcy)에 비례하는 값을 갖고, 보상력(Fcy)은 반응력(Fry)에 반대되는 방향 및 반응력과 같은 값을 갖는다. 피드포워드 제어 시스템(165)에 의해 제어된 역 액추에이터 시스템(155)만이 반응력(Frx및 Fry)으로부터 결과되는 y-방향에 평행이고 x-방향에 평행인 기계 프레임(1)의 바람직하지 못한 운동을 방지한다.
제6도에 도시하듯이, 신호(Ufx+, Ufx-, Ufy+및 Ufy-) 각각은 출력 신호(Uf1, Uf2및 Uf3)를 갖는 전자 합산 회로(177)에 대한 입력 신호를 형성한다. 신호(Ufx+, Ufx-, Ufy+및 Ufy-)로부터 시작해서, 합산 회로(177)는 각각의 전자석(157, 159 및 161)에 의해 가해지기 위해 전자석력(Fem1, Fem2및 Fem3)의 값을 계산하고, 출력 신호(Uf1, Uf2및 Uf3)는 상기 전자석력에 비례하는 값을 갖는다.
제7(a)도에서, 합산 회로(177)는 상세히 도시되고, 반면에 제7(b)도는 전자석력(Fem1, Fem2및 Fem3)에 대해 역 다이어그램을 도시한다. 제7(b)도로부터 명백하듯이, 정극성 x-방향에서 보상력(Fcx(+))은 역(Fem1및 Fem3)의 첨가를 통해 얻어지고, 역(Fem2)은 제로이고 각각의 역(Fem1및 Fem3)은 바람직한 역(Fcx (+))과 같은 값을 갖는다. 그러므로 제7(a)도에 도시된 합산 회로(177)에서, 입력 신호(Ufx+)는 출력 신호로써 신호(Uf1)를 갖는 가산기(181)에 브랜치(179)를 통해 도전되고, 출력 신호로써 신호(Uf3)를 갖는 가산기(185)에 브랜치(183)를 통해 도전된다. 부극성 x-방향에서 보상력(Fcx (-))이 역(Fem2)에 의해 얻어지고, 역(Fem1및 Fem3)이 제로가 되는 것을 제7(b)도로부터 역시 명백하다. 그러므로, 합산 회로(177)(제7(a)도를 보시오)에서, 입력 신호(Ufx-)는 출력 신호로써 신호(Uf2)를 갖는 가산기(187)만에 도전된다. 정극성 y-방향에서 보상력(Fcy (+))은 역(Fem1및 Fem2)의 부가에 의해 얻어지고, 역(Fem3)은 제로이고 역(Fem1및 Fem2)은 각각의 성분(2/√3) 및 성분(1/√3)에 의해 바람직한 역(Fcy(+))보다 크게 된다. 따라서, 합산 회로(177)에서, 입력 신호(Ufy+)는 브랜치(89)를 통해 가산기(181)에 도전되고 브랜치(191)를 통해 가산기(187)에 도전되고, 브랜치(189)는 성분(2/√3)에 의해 신호(Ufy+)를 증배하는 증폭기(193)를 포함하고, 브랜치(191)는 성분(1/√3)에 의해 신호(Ufy+)를 증배하는 증폭기(195)를 포함한다. 제7(b)도는 부극성 y-방향에서 보상력(Fcy (-))은 역(Fem2및 Fem3)의 부가를 통해 얻어지고, 역(Fem1)은 제로이고 역(Fem2및 Fem3)은 각각의 성분(1/√3) 및 성분(2/√3)에 의해 바람직한 역(Fcy (-))보다 크게 되는 것을 도시한다. 따라서, 합산 회로(177)에서 입력 신호(Ufy-)는 브랜치(197)를 통해 가산기(187)에 도전되고 브랜치(199)를 통해 가산기(185)에 도전되고 브랜치(197)는 성분(1/√3)에 의해 신호(Ufy-)를 증배하는 증폭기(201)를 포함하고, 브랜치(199)는 성분(2/√3)에 의해 신호(Ufy-)를 증배하는 증폭기(203)를 포함한다.
각각의 전자석(157, 159 및 161)에 의해 가해진 전자석력의 값은 관계한 전자석(157, 159, 161)을 통해 전기적인 전류값의 제곱에 비례하게 되고 공극(163) 크기의 제곱에 역비례한다. 공극(163) 크기가 기본(131)에 관계한 캐리어(139)의 작은 운동 때문에 변화한다면, 전자석력의 값은 부가적인 조치가 취해지지 않으면 변화할 것이다. 각각의 전자석(157, 159 및 161)이 기본(131)상에 역을 가하고 그 값이 제어 시스템(165)의 제어기(167)에 의해 결정됨으로써, 역 액추에이터로써 전자석(157, 159 및 161)의 사용은 따라서 전자석(157, 159 및 161)을 통해 전류가 제어된다면 가능하다. 제6도에 도시되듯이, 제어 시스템(165)은 각각의 전자석(157, 159 및 161) 양단에 전기적인 전압(U1, U2및 U3)이 제어되는 것에 의해 세개의 동일한 전자 제어 회로(205, 207 및 209)로써 제공된 상기 목적이다. 제어 회로(205, 207 및 209)는 그 입력 신호에 대해 각각의 신호(Uf1, Uf2및 Uf3)를 갖는다. 제어 회로(205, 207 및 209)의 부가적인 입력 신호는 각각의 신호(Umf1, Umf2및 Umf3)(전압 신호)에 의해 형성되고, 그것은 제8도에 도시되듯이 각각의 전자석(157)의 자기 유동 밀도 트랜스두서(211), 전자석(159)의 자기 유동 밀도 트랜스두서(213), 및 전자석(161)의 자기 유동 밀도 트랜스두서(215)의 출력 신호이다. 제어 회로(205)(전압 신호)의 출력 신호(Uu1)는 전자석(157)을 통해 전류(i1)을 결정하는 전압(U1)에 증폭기 유니트(217)에 의해 증폭된다. 비슷하게, 제어 회로(207)의 출력 신호(Uu2)는 전자석(159)를 통해 전류(i2)를 결정하는 전압(U2)에 증폭기 유니트(219)에 의해 증폭되고, 반면에 제어 회로(209)의 출력 신호(Uu3)는 전자석(161)을 통해 전류(i3)를 결정하는 전압(U3)에 증폭기 유니트(221)에 의해 증폭된다.
제8도는 전자석(157)의 전자 제어 회로(205)를 개략적으로 도시한다. 제어 회로(207 및 209)는 동일한 방법으로 제조된다. 제8도에 도시되듯이, 전자석(157)에 의해 가해지기 위해 역(Fem1)에 비례하는 값을 갖는 제어 회로(205)의 입력 신호(Uf1)는 전자 루트(root) 추출기(223)에 제공된다. 루트 추출기(223)(전압 신호)의 출력 신호(Usqr)는 신호(Uf1)의 제공 루트와 같은 값을 갖는다:
루트 추출기(223)의 전기적인 출력은 출력 신호(Uhdf1)를 갖는 제1의 전자적인 고역 필터(225)의 전기적인 입력에 연결된다. 제어 회로(205)에서 제1의 고역 필터(225)의 기능은 제어 회로(205)에서 더욱 상세하게 하기에서 설명된다.
제8도에 도시되듯이, 신호(Uhdf1)는 비교기(227)의 제1의 전기적인 입력에 제공된다. 비교기(227)의 제2의 전기적인 입력은 전자석(157)의 제2의 전기적인 코일에 의해 형성된 자석 유동 밀도 트랜스두서(211)의 전기적인 출력에 부극성 피드백 라인(229)을 경유해 연결된다. 유동 밀도 트랜스두서(211)(전압 신호)의 출력 신호(Umf1)는 제2코일에서 전자석(157)의 전자석 필드에 의해 유도된 전압에 의해 결정되고, 그 값이 전자석(157)의 공극(163)에서 자석 유동 밀도(Bm1) 값에서의 변화에 비례하게 된다 :
상기 표현에서, Ctransducer는 제2의 전기적인 코일의 권선수를 예로 하는 유동 밀도 트랜스두서(211)의 다수의 특성에 의해 결정된다. 전자석(157)에 의해 가해진 역(Fem1)이 자석 유동 밀도(Bm1) 값의 제곱에 비례하기 위해, 공극(163)에서 자석 유동 밀도(Bm1)는 전자석(157)을 통해 전류(i1) 값에 비례하고 공극(163) 크기에 역비례하게 된다 :
상기 표현에서, Cmagnet1및 Cmagnet2는 전자석(157)에서 사용된 자석철의 자석 투자율 및 전자석(157)의 권선수를 예로 하는 전자석(157)의 다수의 특성에 의해 결정되는 일정한 성분이다. 더욱이, 제8도에 도시되듯이, h1은 공극(163) 크기이다.
제8도는 부극성 피드백 라인(229)은 유동 밀도 트랜스두서(211)의 출력 신호(Umf1)가 신호(Ub1)에 집적되는 것에 의해 전자적인 집적기(231)를 포함하고 신호(Ub1) 값은 자석 유동 밀도(Bm1)에 비례하는 것을 역시 보여준다. 그러므로, 비교기(227)의 입력 신호(Ub1)는 유동 밀도(Bm1)의 측정값에 비례하는 값의 입력 신호(Uhdf1)는 유동 밀도(Bm1)의 바람직한 값에 비례한다. 비교기(227)의 출력 신호(Ucom)는 비교기(227)의 두개의 입력 신호차(Uhdf1- Ub1)와 같다.
상기 논했듯이, 신호(Umf1)는 전자적인 집적기(231)에 의해 신호(Ub1)에 집적된다. 그런 집적기의 집적 기능은 이상적이지 못하고 오직 제한적인 시간 간격에 대해 발생한다. 결과적으로, 매우 낮은 주파수 입력 신호(Umf1)(＜10-4Hz)에서 특히, 출력 신호(Ub1)에서 부정확성은 제어 회로(205)의 부정확한 동작을 이끌어 발생한다. 제어 회로(205)의 그런 부정확한 동작을 방지하기 위해, 제어 회로(205)는 입력 신호(Uf1)의 매우 낮은 주파수 성분이 필터 출력되는 상기 제1고역 필터(225), 및 전자적인 입력이 비교기(227)의 전기적인 출력에 접속되고 출력 신호(Ucom)의 매우 낮은 주파수 성분이 필터 출력되는 출력 신호(Uhdf2)를 갖는 제2고역 필터(233)로써 제공된다.
제8도에 도시되듯이, 출력 신호(Uhdf2)는 비례적인 제어 작동을 갖는 전자적인 제어기(235)에 제공된다(증폭 성분 Kp= 100 정도). 제어기(235)의 출력 신호(Uu1)는 Kp, Uhdf2와 같은 값을 갖고 제어 회로(205)의 출력 신호로써 제6도에 표현된다. 동작동안 차가 유동 밀도(Bm1)(신호 Uhdf1)의 바람직한 값 및 유동 밀도(Bm1)(신호 Uhdf1)의 바람직한 값 및 유동 밀도(Bm1)(신호 Ub1)의 측정값간에 발생할때, 전자석(157) 양단에 전압(U1)은 평형 상태가 공극(163)에서 바람직하고 측정된 유동 밀도가 거의 같도록 만들어지도록 하기 위해 제어기(235)의 비례적인 제어 동작에 의해 사용될 것이다. 전자석(157)에 의해 가해진 역(Fem1) 값은 유동 밀도(Bm1) 값의 제곱에 비례하고, 루트 추출기(223)의 사용을 통해 역(Fem1)은 제어 회로(205)의 입력 신호(Uf1)에 비례하는 값을 갖는 것이 이루어진다. 그러므로 제어 회로(205)에 의해 제어된 전자석(157)이 선형 역 액추에이터를 형성한다. 그러므로 전자석력은 기본(131)의 기계 진동이 캐리어(139)에 전자석(157, 159 및 161)을 통해 통과할 수 없도록 하기 위해, 공극(163) 크기와 관계없다. 더욱이, 전자석(157, 159 및 161)의 사용은 기계적인 마모없이 역 액추에이터 시스템(155)을 제공한다.
x-방향 및 y-방향에서 기계 프레임(1)의 바람직하지 못한 운동 및 주축(13)에 대해 기계 프레임(1)의 바람직하지 못한 회전 운동은 제1 내지 3도에 도시된 광 석판 장치의 제1실시예에서 가속 트랜스두서(111, 113 및 115) 및 역 액추에이터 시스템(67)에 의해 방지될 수 있는 것이 인지된다. 다수의 역 액추에이터 및 가속 트랜스두서의 사용은 z-방향에서 바람직하지 못한 운동 및/또는 x-방향 및 y-방향에 평행인 회전축에 대해 회전 운동을 방지하는 것이 역시 가능하게 된다. 그런후 사용된 제어 시스템은 역 액추에이터 시스템에 사용될 것이다.
역 액추에이터 시스템(155)은 배타적으로 x-방향 및 y-방향에서 기계 프레임(1)상에 보상력을 가하고, 그 역은 제4 내지 8도에 그려진 광 석판 장치의 제2실시예에서 위치 장치(35)에 의해 관계한 방향에서 캐리어(139)상에 가해진 반응력과 같은 값을 갖는 것이 부가적으로 인지된다. 캐리어(139)에 고정된 가속 트랜스두서로부터 부극성 피드백을 갖는 제어 시스템(165)을 제공함으로써, 언급된 반응력과 다른 역으로 발생된 상기 방향에서 바람직하지 못한 운동을 방지하기 위해 역 액추에이터 시스템(155)을 갖는 것이 가능하다. 더욱이, 기계 프레임(1)의 다른 바람직하지 못한 운동이 광 주축(13)에 대해 회전 운동을 예로 하는 더 큰 수와 전자석의 사용을 통해 제2실시예에서 역시 방지될 수 있다. 그러나, 장치의 정확성은 x- 및 y-방향에서 렌즈 시스템(11)에 관련한 캐리어(139)의 바람직하지 못한 운동에 의해 주로 역으로 영향을 받는 것이 실제적으로 발견된다. 간단하고 단순한 역 액추에이터 시스템(155)은 오직 세개의 전자석(157, 159 및 161)의 사용을 통해 여기서 제공된다.
제1 내지 3도에 도시된 광 석판 장치의 제1실시예에서, 역 액추에이터 시스템(67) 대신에 전자석을 갖는 대안의 역 액추에이터 시스템은 사용될 수 있고, 거기에서 각각의 역 액추에이터(67, 71 및 73)는 관련한 방향에서 서로 직면하는 한쌍의 전자석에 의해, 또는 관련한 방향에서 활성적인 단일 전자석에 의해 대체되고 영구 자석 또는 기계적인 스프링을 예로 하는 위장 부재와 협력한다. 제4 내지 8도에 도시된 광 석판 장치의 제2실시예에서, 역 액추에이터 시스템은 역 액추에이터 시스템(155) 대신에 제1실시예에서 사용된 역 액추에이터(69, 71 및 73)에 대응하는 세개의 역 액추에이터로써 제공되어 사용될 수 있다. 그런후 연결 로드(rods)(85)는 예를들어, 캐리어(139)의 주축(141)중 하나에 평행으로 각각 방향된다.
자가 유동 밀도 트랜스두서(211) 대신에, 본질적으로 공지된 홀(Hall) 트랜스두서는 제8도에 도시된 제어 회로(205)에서 대안적으로 사용할 수 있는 것이 부가적으로 인지된다. 홀 트랜스두서의 사용이 집적기(231)를 행하게 하고 고역 필터(225 및 233)가 불필요하도록 하기 위해, 그런 홀 트랜스두서의 출력 신호는 자기 유동 밀도(Bm)에 비례하는 값을 갖는다. 그러나, 많은 경우, 홀 트랜스두서의 사용은 요구된 설치 공간을 고려하여서는 단점적이다.
상기 설명된 역 액추에이터 시스템(67, 155)은 광 석판 장치에서 사용될 수 있고 거기에서 기판상에서 각각의 집적 회로는 부분마다 조사된다. 그런 광 석판 장치에서, 그것은 비교적으로 간단한 렌즈 시스템을 갖고, 렌즈 시스템은 기계 프레임에 고정되고, 반면에 위치 장치 및 마스크 조정기를 갖는 지지 부재를 렌즈 시스템 및 기계 프레임에 관련해서 움직일 수 있는 캐리어상에서 제공된다. 지지 부재상의 위치 장치에 의해 가해진 반응력은 그런 장치에서 기계 프레임에 캐리어를 통해 전송되고 대물 테이블에 관련한 렌즈 시스템의 바람직하지 못한 운동을 발생한다. 대물 테이블에 관련한 렌즈 시스템의 바람직하지 못한 운동은 기계 프레임에 관련한 캐리어의 변위동안 부가에서의 그런 장치에서 발생한다. 그런 바람직하지 못한 운동이 기준 프레임에 고정되고 기계 프레임상에 제어력 또는 보상력을 가하는 역 액추에이터 시스템의 사용을 통해 감소될 수 있다.
상기 설명된 발명에 따른 광 석판 장치의 두개의 실시예가 집적된 전자 회로의 발생동안 반도체 기판을 조사하는데 뛰어나게 적합한 것이 결국 인지된다. 그러나, 그런 장치는 마이크로 미터 범위에서 상세한 디멘죤(dimensions)을 갖는 구조로써 제공된 다른 생산물의 제조에서 역시 사용될 수 있고, 거기에서 마스크 형태는 장치에 의해 기판상에 이미지될 것이다. 예는 집적된 광 시스템의 구조, 자석 영역 메모리의 도체 및 검출 형태, 및 액정 이미지 형태의 구조이다.

Claims (10)

  1. 위치 장치가 렌즈 시스템 밑에 위치하고 그것에 의해 대물 테이블은 위치 장치에 결합된 지지 부재의 유도면에 대해 렌즈 시스템에 관련해 대체되고, 그 유도면은 z-방향에 수직으로 될뿐만 아니라, 장치의 기계 프레임에 고정되고 z-방향에 평행으로 방향된 수직 광 주축을 갖는 렌즈 시스템을 갖는 광 석판 장치에 있어서, 장치가 피드포워드 제어 시스템에 의해 제어되고 장치의 기준 프레임에 고정된 역 액추에이터 시스템으로 제공되고, 그럼으로써 동작동안 역 액추에이터 시스템은 위치 장치에 의해 지지 부재상에서 동시에 가해진 반응력의 방향에 반대되는 방향, 및 상기 반응력의 값과 거의 동일한 값을 갖는 기계 프레임상에서 보상력을 가하는 것을 특징으로 하는 광 석판 장치.
  2. 제1항에 있어서, 지지 부재가 기계 프레임의 기본을 형성하고, 역 액추에이터 시스템이 지지 부재상에서 보상력을 가하는 것을 특징으로 하는 광 석판 장치.
  3. 제1항에 있어서, 렌즈 시스템이 기계 프레임에 소유한 설치 부재에 하측 부근에 고정되고, 역 액추에이터 시스템이 설치 부재로부터 연장된 캐리어상에서 보상력을 가하고, 캐리어상에서 위치 장치 및 지지 부재가 유니트로써 제공되는 것을 특징으로 하는 광 석판 장치.
  4. 제3항에 있어서, 기준 프레임이 설치 부재가 하측 프레임 지지체에 의해 고정되는 광 석판 장치의 기본에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 광 석판 장치.
  5. 제1 내지 4항중 어느 한 항에 있어서, 제어 시스템이 부극성 가속 피드백을 포함하고, 그럼으로써 역 액추에이터 시스템이 가속 트랜스두서에 의해 측정된 기계 프레임의 가속에 의해 결정된 값 및 방향을 갖는 기계 프레임상에서 제어력을 갖는 것을 특징으로 하는 광 석판 장치.
  6. 제1 내지 4항중 어느 한 항에 있어서, 역 액추에이터 시스템이 광 주축에 수직인 위치 장치의 제1변위 방향에 평행으로 각각 동작하는 제1 및 제2 역 액추에이터, 및 제1변위 방향에 수직이고 광 주축에 수직인 위치 장치의 제2변위 방향에 평행으로 동작하는 제3 역 액추에이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 석판 장치.
  7. 제6항에 있어서, 각각의 역 액추에이터가 기준 프레임에 고정된 전기적인 모터 및 관련한 변위 방향에 평행으로 되는 연결 로드로써 제공되고, 제1로드 단부는 전기적인 모터의 출력대에 추축을 벗어나게 되고 제2로드 단부는 기계 프레임에 추축을 놓게 되는 것을 특징으로 하는 광 석판 장치.
  8. 제1 내지 4항중 어느 한 항에 있어서, 역 액추에이터 시스템이 자석 유동 밀도 트랜스두서로써 적어도 하나의 전자석을 포함하고, 자석 유동 밀도 트랜스두서의 전기적인 출력이 전자석에 의해 가해진 역이 제어 가능하게 되는 전자적인 제어 회로의 전기적인 입력에 연결되는 것을 특징으로 하는 광 석판 장치.
  9. 제8항에 있어서, 제어 회로는 전자적인 루트 추출기로써 제공되고 그 입력 신호가 제어 회로의 입력 신호에 의해 형성되고 전자석에 의해 가해지기 위해 바람직한 전자석력에 의해 결정된 값을 갖는 것을 특징으로 하는 광 석판 장치.
  10. 제8항에 있어서, 역 액추에이터 시스템이 광 주축에 수직인 평면에서 삼각 배열에서 장치의 기준 프레임에 고정된 세개의 전자석을 포함하고, 각각의 전자석은 역 액추에이터 시스템의 다른 두개의 전자석이 활성되는 방향에 관련해 120도 회전되는 방향에서 활성되는 것을 특징으로 하는 광 석판 장치.
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