KR100278263B1 - 스테이지장치와 이것을 이용한 노광장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 스테이지 장치는 연직방향을 포함한 기준면을 따라서 연직방향이나 이 연직방향에 근사한 제 1방향으로 이동가능한 제 1스테이지와, 제 1스테이지에 대하여 제 1방향과 교차하는 제 2방향으로 이동가능한 제 2스테이지와, 제 1방향으로 제 1스테이지를 이동시키는 제 1구동수단과, 제 2방향으로 제 2스테이지를 이동시키는 제 2구동수단과, 제 1방향으로 이동가능한 카운터매스와 제 1방향과 반대방향으로 카운터매스를 이동시키는 제 3구동수단을 포함한다.

Description

스테이지장치와 이것을 이용한 노광장치
본 발명은 반도체디바이스제조의 리소그래피공정에서 사용하는 노광장치나 각종 정밀가공기 또는 각종 정밀측정기 등에서 사용되는 스테이지장치에 관한 것이다. 다른 면에 있어서, 본 발명은 이 스테이지장치를 사용한 노광장치 및/또는 이것을 이용한 디바이스제조방법에 관한 것이다.
반도체 디바이스의 제조에 사용하는 노광장치로서, 예를 들면 스테퍼라고 불리는 장치가 알려져 있다. 스테퍼에 있어서 레티클이나 마스크와 같은 원판의 패턴은, 기판에 패턴을 투영하는 투영광학계에 대해서 기판을 순차적으로 이동시키면서 웨이퍼와 같은 하나의 기판상에 반복적으로 프린트된다.
스테퍼의 투영광학계에 대해 웨이퍼기판을 순차적으로 이동시키고 기판을 위치결정하는 스테이지 장치에 대하여 반도체디바이스의 고집적화에 따라서 고정밀도가 요구된다.
한편, 최근에는 1매의 웨이퍼로부터 얻을 수 있는 디바이스제품의 수, 즉 생산성을 증대시키기 위하여 웨이퍼가 대형화하는 경향이 있다. 이에 따라서 스테퍼 등의 스테이지장치는 대형화 또는 고중량화한다. 이러한 상태에서 필요한 정밀도를 얻는 데는 스테이지의 동특성을 보다 한층 향상시켜야 한다. 또 예를 들면, 가이드의 강성강화가 바람직하나 이 때문에 스테이지 전체가 더욱 고중량화하는 결과로 된다.
추가하여, 반도체 디바이스의 저가격화를 위하여, 노광사이클타임을 단축해서 처리량을 향상시키는 것이 요구된다. 그러므로, 웨이퍼를 이동시키는 스테이지도 고속구동하는 것이 요구된다. 그렇지만, 대형이고 고중량인 스테이지를 고속화하기 위하여 스테이지를 지지하는 구조체의 강성을 보다 한층 강화시켜야 한다. 그 결과 장치전체가 현저하게 대형화 또는 고중량화하고 코스트가 증가하는 염려가 있다.
최근, 개발이 진행되고 있는 연(軟) X-선(하전입자축적 링방사광) 등을 노광광으로 하는 X-선 노광장치에서는, 웨이퍼등 기판을 수직으로 유지하고 연직 또는 이에 근사한 기준면내에서 2차원적으로 스텝이동시키는 수직형 스테이지가 사용된다. 이러한 수직형 스테이지에 있어서는 상기의 대형화나 고속화 등에 따른 문제에 추가로, 스테이지를 중력방향으로 이동시키고 있기 때문에, 스테이지의 자중보상을 행하는 카운터매스(countermass)기구 등을 필요로 한다. 그러나, 카운터매스 등에 진동이 발생하면 웨이퍼의 위치결정정도를 열화시키는 외부장애가 되고, 스테이지의 동특성을 현저하게 열화해서 고속화가 곤란하게 된다.
도 17과 도 18은 종래예의 수직형 스테이지를 표시한다. 이 스테이지는 받침판(1110a)상에 설치된, 정반(1110)에 따라서 Y축방향(연직방향)으로 왕복이동가능한 Y스테이지(1120)와, Y스테이지(1120)상을 X축방향으로 왕복이동가능한 X 스테이지(1130)와, Y스테이지(1120)를 Y축방향으로 이동시키는 실린더(1140)와, X스테이지(1130)를 X축방향으로 이동시키는 리니어모터(도시생략)를 포함한 X-Y스테이지를 구비한다.
정반(1110)은 Y스테이지(1120)의 바닥면을 에어패드 등을 개재해서, 비접촉상태로 지지하는 가이드면을 가진다. 또, 정반(1110)의 일단부에는, Y스테이지(1120)를 Y축방향으로 안내하기 위한 Y가이드(도시생략)가 설치되어 있다. 이 Y가이드와 Y스테이지(1120)사이에도 에어패드 등에 의해 비접촉상태로 유지된다.
Y스테이지(1120)와 X스테이지(1130) 및 이것으로 유지된 웨이퍼 등의 중량을 상쇠(제거)하는 자중보상기구(1160)는 일단부에 Y스테이지(1120), 타단부에 카운터매스(1161)를 걸어내리는 벨트(1162)와 이것을 감아서 지지하는 풀리(1163)를 가지고, 카운터매스(1161)의 중량은 Y스테이지(1120) 및 X스테이지(1130)과 이것으로 유지된 웨이퍼 등을 포함한 스테이지가동부의 중량과 균형화하도록 설정되어 있다.
이러한 구성에 따르면 Y스테이지상에서 X스테이지와 X축방향으로 이동하면, Y스테이지와 X스테이지를 포함한 스테이지 가동부의 중력중심 위치가 변하기 때문에 Z축(ωZ축 방향)둘레의 회전모멘트의 균형이 변화한다. 그렇지만, 카운터매스에 의해서만 이 모멘트를 지지하지 않고, Y스테이지의 Y가이드(요우(yaw)가이드)에 과대한 부하가 걸린다.
이러한 큰 부하를 지지하기 위해서는 Y가이드의 강성을 증대시킬 필요가 있으나 Y가이드의 강성강화에는 Y가이드 등의 대형화를 수반하기 때문에 스테이지전체가 더욱 대형화 고중량화되고, 스테이지의 동특성도 악화한다. 그 결과, 위치결정의 고정도화나 고속화가 방해된다고 하는 미해결의 과제가 있다.
또, 스테이지와 카운터매스를 연결하는 벨트로는 일반적으로 스틸벨트나 와이어 등이 사용되나, 스테이지를 이동시킬 때에 스틸벨트 등의 강성부족에 기인하는 수십Hz의 고유진동을 발생한다. 이에 추가하여 카운터매스 자체가 예를 들면, 50Hz이상의 고유진동이 벨트를 개재해서 스테이지로 전파한다. 이들 진동은 스테이지의 위치결정정도를 악화시키고 위치결정제어계의 주파수응답특성을 향상시킬때의 큰 장애가 된다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 수직형 스테이지장치의 정면 개략도
도 2는 본 발명의 실시예 1에서 중력보상기구의 모델의 개략도
도 3은 본 발명의 실시예 2에 따른 수직형 스테이지장치의 정면개략도
도 4는 본 발명의 실시예 2에서 중력보상기구의 모델의 개략도
도 5는 본 발명의 실시예 3에 따른 수직형 스테이지 장치의 정면개략도
도 6은 본 발명의 실시예 4에 따른 수직형 스테이지 장치의 정면개략도
도 7은 본 발명의 실시예 5에 따른 수직형 스테이지 장치의 정면개략도
도 8은 본 발명의 실시예 6에 따른 수직형 스테이지 장치의 정면개략도
도 9는 본 발명의 실시예 7에 따른 스테이지 장치의 정면개략도
도 10A와 도 10B는 도 9의 Y가이드를 설명하는 각각의 개략도이고, 도 10A는 Y가이드의 베어링강성을 설명하는 도면이고, 도 10B는 Y가이드의 단면을 표시하는 도면
도 11은 후방에서 본 도 9의 실시예의 스테이지장치의 개략도
도 12는 도 11의 실시예의 변형된 형태의 개략도
도 13은 작동기로서 벨로우프람을 사용하는 예를 설명하는 개략도
도 14는 작동기로서 에어실린더를 사용하는 예를 설명하는 개략도
도 15는 작동기로서 리니어모터를 사용하는 예를 설명하는 개략도
도 16은 작동기대신에 적층고무부재를 사용하는 예를 설명하는 개략도
도 17은 작동기용 제어계의 블록도
도 18은 카운터매스를 구동하는 리니어모터용 제어계의 블록도
도 19는 위치결정제어계의 서보강성의 주파수 특성을 설명하는 그래프
도 20은 본 발명의 실시예 9의 스테이지장치의 개략적인 사시도
도 21은 도 20의 실시예의 작동기를 설명하는 개략도
도 22는 풀리용 베어링부에 사용하는 회전형 정압베어링을 설명하는 개략도
도 23은 본 발명의 실시예 9에 따른 스테이지장치의 개략적인 사시도
도 24는 본 발명의 실시예 10에 따른 X-선노광장치의 주요부의 개략도
도 25는 반도체 디바이스 제조공정의 흐름도
도 26은 웨이퍼공정의 흐름도
도 27과 도 28은 각각의 종래의 수직형 스테이지장치의 개략도
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1: 정반 2: 제진댐퍼
3: 스테이지베이스 4: 웨이퍼척
5: 메인스테이지 6: X측정미러
7: Y측정미러 8: Y스테이지가이드
9: Y스테이지베이스 10: X스테이지가이드
21: Y자석유니트 22: Y코일유니트
23: Y질량체 24: Y질량체 안내가이드
25: X자석유니트 26: X코일유니트
27: X질량체 28: X질량체안내가이드
31: 실린더로드A 32: 실린더피스톤A
33: 실린더로드B 34: 실린더피스톤A
35: 에어실린더 36: 에어실린더A
37: 에이실린더B 41: 벨트
42: 고정테이블 43: 풀리유니트
51: 리니어모터의 가동자 121, 122: Y슬라이더
111: Y가이드 140: Y리니어모터
141: Y리니어모터가동자 142: Y리니어모터 고정자
150: X리니어모터 161: 카운터매스
162: 벨트 163: 풀리
170: 작동기 171: 벨로우프람
172: 에어실린더 173: 리니어모터
174: 적층고무부재 190: 회전형 정압베어링
301: SR광원 302: 미러
303: 웨이퍼척 304: 셔터
본 발명의 목적은 카운터매스와 같은 중량보상기구를 가진 수직형 스테이지의 동특성을 향상시킬 수 있는 개량된 스테이지 장치를 제공함으로써 기구를 대형화시키지 않고서 위치결정속도 및/또는 위치결정정도의 향상을 상당히 가속화할 수 있다.
본 발명의 다른 목적은 상기 그러한 스테이지 장치를 사용하는 노광장치 및/또는 디바이스제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일면에 따르면, 스테이지 장치는 연직방향을 포함한 기준면을 따라서, 연직방향이나 이에 근사한 제 1방향으로 이동가능한 제 1스테이지와; 상기 제 1스테이지에 대해서 제 1방향과 교차하는 제 2방향으로 이동가능한 제 2스테이지와; 제 1방향으로 제 1스테이지를 이동시키는 제 1구동수단과; 제 2방향으로 제 2스테이지를 이동시키는 제 2구동수단과; 제 1방향으로 이동가능한 카운터매스와; 제 1방향과 반대방향으로 카운터매스를 이동시키는 제 3구동수단을 구비한다.
본 발명의 다른 면에 따르면, 스테이지 장치는 연직방향을 포함한 기준면을 따라서 연직방향이나 이에 근사한 제 1방향으로 이동가능한 제 1스테이지와; 상기 제 1스테이지에 대해서 제 1방향과 교차하는 제 2방향으로 이동가능한 제 2스테이지와; 제 1방향으로 이동가능한 카운터매스와; 제 1방향으로 제 1스테이지를 이동시키는 제 1구동수단과; 제 2방향으로 제 2스테이지를 이동시키는 제 2구동수단을 구비하고, 상기 제 1구동수단은 자석과 코일을 포함하고 그중 하나는 제 1스테이지와 카운터매스의 한쪽에 장착되고, 다른 하나는 제 1스테이지와 카운터매스의 다른 쪽에 장착되며, 이 카운터매스는 제 1스테이지와 반대방향으로 이동한다.
본 발명의 다른 면에 따르면, 스테이지장치는 연직방향을 포함한 기준면을 따라서 연직방향이나 이에 근사한 방향으로 이동가능한 스테이지와; 스테이지의 중량과 균형화하는 카운터매스와; 스테이지에 카운터매스를 연결하는 연결부재와; 상기 연결부재를 지지하는 풀리와; 상기 연결부재로부터 스테이지로 전파되는 진동을 제거하는 제진(除振)수단을 구비한다.
본 발명의 또 다른면에 따르면, 스테이지 장치는 연직방향을 포함한 기준면을 따라서 연직방향이나 이에 근사한 제 1방향으로 이동가능한 스테이지와; 스테이지에 연결된 연결부재와; 상기 연결부재를 지지하는 풀리와; 스테이지의 중량을 보상하고 풀리를 회전구동시키는 모터와; 상기 연결부재로부터 스테이지로 전파되는 진동을 제거하는 제진수단을 구비한다.
본 발명의 또 다른 면에 있어서, 스테이지 장치는 연직방향을 포함한 기준면을 따라서 연직방향이나 이에 근사한 방향으로 이동가능한 스테이지와; 스테이지의 중량과 균형화하는 카운터매스와; 스테이지에 카운터매스를 연결하는 연결부재와; 상기 연결부재를 지지하는 풀리와; 연결부재의 유효길이와 장력중 하나를 조절하는 작동기를 구비한다.
본 발명의 이들 및 다른 목적, 형태 및 효과는 첨부도면과 관련하여 본 발명의 바람직한 실시예의 설명을 고려하면 더 명백해 질 것이다.
(실시예)
(실시예 1)
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 수직형 스테이지장치의 정면개략도이다. 본 실시예에 있어서, 본 발명은 싱크로트론(synchrotron)방사광을 사용한 X선노광장치에 탑재하는 웨이퍼를 연직방향으로 유지해서, 웨이퍼면내로 이동가능한 수직형 X-Y스테이지에 적용된다. 이 X-Y스테이지는 관성력부여수단과 중력보상수단을 구비하고 있다.
도 1에 있어서 (1)은 수직형스테이지장치를 유지하는 정반이고, (2)는 정반(1)의 진동을 제거하거나 감소시키는 제진(除振)댐퍼(damper)이다. (3)은 정반(1)으로 유지되고, 스테이지장치를 지지하는 기준면을 가진 스테이지베이스(base)이다.
(4)는 웨이퍼를 유지하는 웨이퍼척(chuck)이고, (5)는 웨이퍼척(4)을 지지하고 웨이퍼면내(X-Y평면)로 이동가능한 메인스테이지(제 2스테이지)이다. 메인 스테이지(5)는 단면에 고정된, 위치계측용 빔(beam)의 반사면으로 이루어진 X-측정미러(6)와 Y측정미러(7)를 가진다.
(8)은 스테이지베이스(3)에 고정된 Y스테이지 가이드이고 (9)는 메인스테이지(5)를 탑재해서 Y방향으로 이동가능한 Y스테이지베이스(제 1스테이지)이다. 이 Y스테이지가이드(8)는 Y스테이지베이스(9)를 X방향(제 2방향)으로 지지하고, Y방향(제 1방향)으로 비접촉상태로 안내한다.
(10)은 Y스테이지베이스(9)에 고정된 X스테이지가이드이며 메인스테이지(5)를 Y방향으로 지지하고, X방향으로 비접촉상태로 안내한다.
본 실시예는 비접촉안내에 에어베어링기구를 채용하고 있다. 그렇지만 저마찰안내의 기능이 있으면 다른 기구도 채용할 수 있다.
(51)은 Y방향으로 구동하는 리니어모터(제 1구동수단)의 가동자이며, Y스테이지베이스(9)에 고정되고, Y스테이지가이드(8)에 구비된 리니어모터고정자(도시생략)와 대향하고 있다. 또 메인스테이지(5)에는 X방향으로 구동하는 다른 리니어모터(제 2구동수단)의 가동자(도시생략)가 장착되어 있고, X스테이지가이드(10)에 구비한 X리니어모터고정자(54)와 대향하고 있다.
바람직하게, 이들 리니어모터는 추력이 작용하고, 작용축이 피구동체의 중력중심을 통하도록 설정되어 있다.
(23)은 스테이지베이스(3)에 대해서 Y방향으로 관성력을 부여하는 Y질량체(카운터매스(countermass))이다. (24)는 스테이지베이스에 고정된, Y질량체 안내가이드이고, 비접촉상태로 X방향으로 Y질량체(23)를 안내한다. 또 Y질량체(23)는 Y방향으로 이동하므로 Y방향의 관성력부여수단의 역할을 한다.
(27)은 스테이지베이스(3)에 대해서 X방향으로 관성력을 부여하는 X질량체(제 2카운터매스)이다. (28)은 Y스테이지베이스(9)에 고정된 X질량체안내가이드이고, 비접촉상태로 X방향으로 X질량체(27)를 안내한다. 또, X질량체(27)는 X방향으로 이동하므로 X방향의 관성력부여수단의 역할을 한다.
이들 각각의 질량체에는 소정의 방향으로 구동하는 리니어모터의 가동자(도시생략)가 장착되고, 각각의 가이드에 구비된 리니어모터고정자(도시생략)와 대향함으로써, 관성력부여수단을 구성하고 있다. 바람직하게, 이들 리니어모터도 추력이 작용하고, 작용축이 질량체의 중력중심을 통하도록 설정되어 있다.
또, 본 실시예는 Y스테이지에 작용하는 중력을 보상하는 수단으로서 피스톤을 가진 실린더기구를 채용하고 있다.
도 1에 있어서, (31)은 Y스테이지 베이스(9)에 고정된 실린더로드(로드A)이다. Y스테이지베이스(9)와 반대의 선단은 실린더피스톤A(32)에 의해 지지되어 있다. (33)은 Y질량체에 고정된 다른 실린더로드(로드B)이다. Y질량체(23)와 반대의 선단은, 실린더피스톤B(34)에 의해 지지되어 있다.
피스톤A(32) 및 B(35)는 연결된 구성의 에어실린더(35)중의 유체를 실링하는 기능을 가진다. 그러므로, 실린더기구(35)를 개재하여 피스톤 A(32)가 지지하고 있는 Y스테이지베이스(9)의 중량과 피스톤B(34)가 지지하고 있는 Y질량체(23)의 중량이 전달되어, 양자의 균형이 이루어지도록 구성되어 있다. 그 결과, Y스테이지(9)의 중력보상이 행해진다. 또, 실린더(35)와 피스톤A(32), B(34)는 극히 저마찰미끄럼에 의해 이동가능하도록 예를 들면 비접촉상태로 이루어진다.
여기에서, Y스테이지베이스의 중량은 Y스테이지와 함께 Y방향으로 이동가능한 메인스테이지, X스테이지가이드, X질량체, X질량체안내가이드 등을 포함한 총중량을 표시한다. 마찬가지로, Y스테이지베이스의 질량은 Y스테이지베이스와 함께 Y방향으로 이동가능한 물체를 포함한 총질량을 나타낸다. 이하에 다르게 언급하지 않는한 이후에 언급된 본 실시예의 다른 실시예에도 마찬가지로 작용한다.
실린더기구(35)의 피스톤의 단면적은 Y스테이지베이스(9)의 중량과 Y질량체(23)의 중량을 고려하여 결정된다. 이것에 관해서는 후술한다.
질량체의 구동신호는 다음과 같이 발생된다. 도면에 있어서, 메인스테이지(5)를 X방향으로 구동하는 경우를 가정하면, 메인스테이지(5)를 구동할 때에 X스테이지가이드(10)의 리니어모터고정자에 발생하는 반력을 FX, 관성력부여수단의 X질량체(27)를 구동할때에 X질량체 안내가이드(28)의 리니어모터의 회전자에 발생하는 반력의 합력을 RX로 한다. 관성력부여수단이 FX를 상쇄하도록 RX를 작용시키기 위해서는 다음식을 만족시켜야 한다.
RX= -FX
이때에, RX의 작용축이 메인스테이지(5)의 구동반력 FX의 작용축과 일치하도록 관성력부여수단을 배치하면, 메인스테이지(5)에 회전토크(torque)가 발생하지 않는다. 또, X질량체(27)를 복수개 배치하는 것은 메인스테이지(5)에 작용하는 구동반력의 작용축이 중력중심위치를 통과하도록 설계함으로 자유도를 높이는 것이 가능하다. 그렇지만, X질량체(27)의 수에 있어서 복수개로 한정하는 것은 아니다.
여기에서, 메인스테이지의 질량을 Mx, X질량체(27)의 총질량을 mx로 하면 X질량체(27)의 구동스트로크(stroke) sx는 메인스테이지의 X방향의 스트로크Sx에 대해서 Mx와 mx의 질량비로 결정하고 이하의 식으로 나타낸다.
Sx/sx= 1/(Mx/mx)
즉, 양자의 이동량의 비는 질량비의 역수의 비율로 스테이지베이스(3)에 대해서 이동한다. 따라서, mX를 크게 하면, 질량비 MX/mX가 작아지기 때문에 X질량체(27)의 구동스트로크 sX를 작게 설계할 수 있다. 하지만, X질량체(27)를 포함한 Y방향이동질량이 커기지 때문에, Y방향의 이동에 필요한 에너지는 커진다. 반대로, SX를 크게 설계할 수 있으면, X질량체(27)의 질량 mX를 작게하는 것이 가능하기 때문에 Y방향이동질량은 작게 된다. 그러므로, Y방향의 이동에 필요한 에너지를 작게하는 것이 가능하다.
Y방향의 경우에도 마찬가지이다. 즉, Y스테이지를 Y방향으로 구동할 때에 Y스테이지가이드(8)에 발생한 반력을 상쇄하도록 관성부여수단의 Y질량체를 구동시킬 수 있다. 그러나, Y방향에 관해서는 중력의 영향이 커지기 때문에, 먼저 Y스테이지베이스(9)나 Y질량체(23)에 작용하는 중력보상수단이 작용한다고 가정하면, Y스테이지베이스(9)나 Y질량체(23)에 작용하는 중력의 영향을 무시하고, 상기 X방향의 경우와 마찬가지로 Y방향의 구동수단의 작용만을 고려한다.
여기에서 Y스테이지베이스(9)를 Y방향으로 구동할 때에 스테이지베이스(3)에 고정된 Y스테이지가이드(8)에 발생하는 반력의 합력을 Fy, 관성력부여수단의 Y질량체(23)를 구동할 때에 스테이지베이스에 고정된 Y질량체 안내가이드에 발생하는 반력의 합력을 Ry로 한다. 관성력부여수단이 Fy를 상쇄하도록 Ry를 작용시키기 위해서는 다음식을 만족시켜야 한다.
Ry= -Fy
이때에, Ry의 작용축이 Fy의 작용축과 일치하도록 관성력부여수단을 배치하면, 스테이지베이스(3)에 회전토크가 발생하지 않는다. 또, Y질량체(23)를 복수개 배치하는 것은 Y스테이지베이스(9)에 작용하는 구동추력의 작용축이 중력중심위치를 통과하도록 설계함으로써, 자유도를 높일 수 있다. 그러나, Y질량체(23)의 수에 대해서는 복수개로 한정하는 것은 아니다.
여기에서, Y스테이지베이스(9)의 질량을 My, Y질량체(23)의 총질량을 my로 하면, 질량체의 구동스트로크는 sy는 Y방향이동체의 Y방향의 스트로크Sy에 대해서 My와my의 질량비로 결정한다. 그래서 이하의 식으로 나타낸다.
Sy/sy= 1/(My/my)
즉, 양자의 이동량의 비는 질량비의 역수의 비율로 스테이지베이스(3)에 대해서 이동한다. 따라서, my를 크게하면, 질량비 My/my가 작아지기 때문에, Y질량체(23)의 구동스트로크 sy를 작게 설계할 수 있다.
다음에, 실린더기구(35)에 의한 Y스테이지베이스(9)와 Y질량체(29)사이의 균형의 관계나, 피스톤 단면적과 피스톤의 이동량 사이의 관계에 대해서는 언급할 것이다.
도 2는 제 1실시예의 중력보상수단인 실린더기구의 모델을 표시한다.
실린더기구(35)에 있어서, 피스톤 A(32) 및 B(34)의 단면적을 각각 a 및 b로 하면, 피스톤 A(32)로 지지되는 Y스테이지베이스(9)의 질량 My및 Y질량체(23)의 총질량 my사이의 관계는 이하의 식으로 표시될 수 있다.
a/b = My/my
다만, Y스테이지베이스(9)나 Y질량체(23)을 복수의 피스톤에 의해 지지하는 경우 a 또는 b의 피스톤의 단면적의 총합으로 된다.
상기 식에 의하면, 단면적비가 결정된 피스톤 A(32) 및 피스톤B(34)의 이동량의 비는 다음식에 의해서 구할 수 있다. 여기에서 SP는 피스톤 A(32)의 이동량, sp는 피스톤 B(34)의 이동량이다.
Sp/sp= 1(a/b)
즉, Y스테이지베이스(9)의 중량을 지지하는 피스톤A(32)와 Y질량체(23)의 중량을 지지하는 피스톤B(34)의 단면적비 a/b는 Y스테이지베이스(9)와 Y질량체(23)의 이동량의 비의 역수로 이루어진다.
이들의 관계식으로부터 본 실시예의 스테이지장치를 구성하는 Y스테이지베이스(9)와 Y질량체(23)의 이동량의 비(Sy/sy)와 피스톤기구(중력보상수단)의 이동량의 비(Sp/sp)가 서로 동등하게 되는 것을 알 수 있다. 이동량의 비가 동등하기 때문에, 관성력부여수단을 구성하는 Y스테이지베이스(9)와 Y질량체(23)를 실린더로드A(31) 및 B(33)을 개재하여 중력보상수단에 접속할 수 있다. 그 결과, 단순한 구성으로 관성력부여수단과 중력보상수단을 양립시킬 수 있다.
이때에, 피스톤A(32) 및 B(34)의 단면적의 비는 Y스테이지베이스(9)와 Y질량체(23)의 질량비와 거의 동등하게 된다.
여기에 본 실시예에서는 실린더 내의 매체로 기체를 사용했으나, 마찬가지의 기능을 가지고 있으면 이것에 한정되지 않고 예를 들면, 유압실린더를 사용해도 된다.
본 실시예에서는 메인스테이지가 X방향으로 구동함으로써 구동반력은 X질량체의 이동에 의해 경감되고, 결과적으로, 스테이지베이스나 정반으로의 가진력(加振力)을 감소시킬 수 있다. 또한, 메인스테이지와 X질량체가 역수의 비율로 X방향에 관해서 각각 역방향으로 이동하기 때문에 스테이지장치의 중력중심위치의 변화는 거의 발생하지 않는다는 효과도 있다. 그러므로, 스테이지베이스를 지지하는 정반의 변화를 억제할 수 있다. 특히, 본 실시예와 같은 수직형스테이지에 있어서, X방향에 관한 반력이나 중심위치변화를 억제하는 것은 제진(除振)댐퍼에 작용하는 부하의 변화를 감소시키기 때문에 고속, 고정도의 스테이지 장치에 유리하다.
또, 본 실시예에 있어서, Y스테이지베이스가 Y방향으로 구동함으로써 구동반력은 Y질량체의 이동에 의해 경감되고, 결과로서 스테이지베이스나 정반으로의 가진력을 감소시킬 수 있다. 또한, Y스테이지베이스와 Y질량체가 질량비의 역수의 비율로 Y방향에 대해서 각각 역방향으로 이동하기 때문에 스테이지장치 전체의 중력중심위치의 변화는 거의 발생하지 않는다. 그러므로 스테이지베이스를 지지하는 정반의 변화를 억제할 수 있다. 또한, Y스테이지베이스의 자중을 연결된 구조의 실린더기구에 의해서 보상함으로써 단순한 구성으로 구동수단과 중력보상수단이 양립된다. 따라서 작은 에너지나 발열에 의해서 스테이지의 구동을 행할 수 있다.
(실시예 2)
도 3은 본 발명의 실시예 2에 따른 수직형스테이지 장치의 정면개략도이다. 도 1의 실시예 1과 동일한 부재에 대해서는 동일한 부호로 표시한다.
실시예 2도 실시예 1의 경우와 마찬가지로 수직형 X-Y스테이지에 관성력부여수단과 중력보상수단을 구성한 것으로 이루어져 있다.
실시예 2의 메인스테이지나 관성력부여수단의 작동원리나 작동상황 등은 실시예 1의 경우와 마찬가지이므로 설명을 생략한다.
실시예 2에 있어서는 실린더기구를 가진 중력보상수단의 대신에 풀리와 벨트에 의해 중력보상을 행한다.
도 3에 있어서, (41)은 Y질량체(23)와 Y스테이지(9)를 늘어뜨리는 벨트이다. (42)는 스테이지베이스(3)에 고정된 고정테이블이다. (43)은 고정테이블(42)에 설치된 풀리유니트이다. 도면으로부터 알 수 있는 바와 같이, 벨트(41)는 풀리유니트(43)에 감기기 때문에, 풀리유니트(43)는 벨트(41)를 개재해서 Y스테이지베이스(9)와 Y질량체(23)를 지지하는 구성으로 이루어진다.
도 4는 실시예 2의 중력보상수단인 풀리유니트의 모델을 표시한다.
풀리유니트(43)는 2개의 직경을 가진 풀리로 구성되기 때문에, 각각의 풀리유니트에 대해서 2개의 벨트가 필요하다. 벨트(41)의 일단부는 풀리에 고정되고 다른 한쪽의 벨트의 일단부는 Y스테이지베이스(9)나 Y질량체(23)에 장착된다.
실시예 2에 있어서, 풀리유니트(43)의 풀리직경의 비에 주목하여 Y스테이지베이스(9)와 Y질량체(23)사이의 중량의 균형이나, Y스테이지베이스(9) 및 Y질량체(23)의 이동량과 풀리직경의 관계에 대해서 언급한다.
여기에서, Y스테이지베이스(9)의 질량을 My, Y질량체의 총질량을 my로 한다. 풀리유니트(43)에 있어서, Y스테이지베이스(9)에 장착된 벨트(41)가 걸려 있는 풀리의 직경을 d, Y질량체(23)에 장착된 벨트(41)가 걸려 있는 풀리의 직경을 e로 한다. 이 경우에 있어서, 풀리유니트(43)가 Y스테이지베이스(9)와 Y질량체(23)의 중량을 균형화시키기 위해서는 풀리유니트(43)의 풀리직경의 비 d/e는 질량비 My/my로부터 결정되고, 다음 식으로 표시된다.
d/e = 1/(My/my)
즉, 풀리유니트(43)의 풀리직경의 비는 풀리가 지지하고 있는 Y스테이지베이스(9)와 질량체(23)의 질량비의 역수로 된다.
여기에서, 이 풀리직경의 비로 풀리를 구성한 경우의 Y스테이지베이스(9)의 이동량 sp와 Y질량체(23)의 이동량 Sp는 각각 접속된 풀리의 직경에 비례하기 때문에 다음 식과 같이 표시된다.
Sp/sp= d/e
이들 관계식으로부터 본 실시예의 스테이지장치를 구성하는 Y스테이지베이스(9)와 Y질량체(23)의 이동량의 비(Sy/sy)와, 풀리유니트(43)으로부터 구성되는 중력보상수단의 Y스테이지베이스(9)와 Y질량체(23)의 이동량의 비(SP/sP)가 동등하게 되는 것을 알 수 있다. 이동량의 비가 동등하기 때문에, 관성력부여수단을 구성하는 Y스테이지베이스(9)와 Y질량체(23)를, 벨트(41)를 개재해서 중력보상수단의 풀리에 접속할 수 있다. 결과적으로, 단순한 구성에 의해서 관성력부여수단과 중력보상수단을 양립시킬 수 있다.
여기에 본 실시예에서는 중력보상기구로 벨트를 사용했으나, 마찬가지의 효과를 가지고 있으면, 이것에 한정하지 않고 예를 들면, 와이어(wire)를 사용할 수 있다.
또, Y질량체(23)를 복수개 배치하는 경우, Y스테이지베이스(9)나 Y질량체(23)를 지지하는 풀리유니트(43)의 수를 마찬가지로 복수개 배치하는 것이 바람직하다.
본 실시예에서는, 실시예 1의 관성력부여수단에 의한 효과에 부가하여, 벨트와 풀리를 사용한 중력보상수단의 효과로서, Y스테이지베이스가 Y방향으로 구동한 것에 의한 구동반력은 Y질량체의 이동에 의해 경감되고, 결과로서 스테이지베이스와 정반으로의 가진력을 감소시킬 수 있다. 또한, Y스테이지베이스와 Y질량체가 질량비의 역수의 비율로 Y방향에 관해서 각각 역방향으로 이동하기 때문에, 스테이지장치 전체의 중력중심위치의 변화는 거의 발생하지 않는다. 이 때문에, 스테이지베이스를 지지하는 정반의 변형을 억제할 수 있다. 또한, Y스테이지의 자중을 풀리나 벨트에 의해 보상하므로 작은 에너지가 발열에 의해 스테이지의 구동을 행할 수 있다.
(실시예 3)
도 5는 본 발명의 실시예 3에 따른 수직형 스테이지장치의 정면개략도이다. 도 1의 실시예 1과 동일한 부재에 대해서는 동일부호로 표시한다.
실시예 3도 실시예 1의 경우와 마찬가지로, 수직형 X-Y스테이지에 관성력부여수단과 중력부여수단을 구성한 것으로 이루어져 있다.
실시예 3의 실린더기구를 구비한 중력보상수단의 작동원리나 작동상황 등은 실시예 1의 경우와 마찬가지이므로 설명을 생략한다.
실시예 3에 있어서, 메인스테이지와 X질량체에 각각 설치된 리니어모터에 의해 독립적으로 각각을 구동하는 대신에, 메인스테이지와 X질량체에 X자석유니트와 X코일유니트를 설치하고 X방향의 구동이나 관성력부여를 행한다. 또, Y방향에 관해서도 Y스테이지베이스와 Y질량체에 설치된 Y자석유니트와 Y코일유니트에 의해 Y방향의 구동이나 관성력부여를 행한다.
도 5에 있어서, (1)은 수직형 스테이지를 지지하는 정반, (2)는 정반을 제진하는 제진댐퍼이다. (3)은 정반에 의해 지지되고 스테이지유니트를 고정하는 스테이지베이스이다.
(4)는 웨이퍼를 유지하는 웨이퍼척이고, (5)는 웨이퍼척을 지지하고 웨이퍼면(X-Y평면)으로 이동가능한 메인스테이지(제 1스테이지)이고 단면에 위치계측용빔의 반사면으로 이루어지는 X측정미러(6) 및 Y측정미러(7)를 고정하고 있다.
(8)은 스테이지베이스(3)에 고정된 Y스테이지가이드이고, (9)는 메인스테이지(5)를 탑재해서 Y방향(제 2방향)으로 이동가능한 Y스테이지베이스(제 2스테이지)이다. Y스테이지가이드(8)는 Y스테이지베이스(9)를 X방향(제 1방향)으로 지지하고, Y방향으로 비접촉상태로 안내한다.
(10)은 Y스테이지베이스(9)에 고정된 X스테이지가이드이고, 메인스테이지(5)를 Y방향으로 지지하고, X방향으로 비접촉상태로 안내한다.
여기에, 본 실시예에서는 비접촉안내에 에어베어링을 채용하고 있다. 그러나, 저마찰안내의 기능을 가지면 다른 기구도 사용될 수 있다.
(21)은 Y스테이지베이스(9)에 장착된 Y자석유니트(제 1구동기구의 자석)이다. (22)는 Y질량체(23)(카운터매스)에 장착된 Y코일유니트(제 2코일)이다. 여기에서, Y 자석유니트(21)와 Y코일유니트는 이동수단으로서 기능을 하는 리니어모터(제 2기구)를 구성하고 있다. 따라서 Y자석유니트와 Y코일유니트를 반대로 배치할 수 있다.
Y질량체(23)는 Y스테이지베이스(9)에 대해서 Y방향에 관해서, 역방향으로 이동하는 질량체이다. 또 (24)는 스테이지베이스에 고정된 Y질량체안내가이드이고, Y질량체(23)를 Y방향으로 비접촉상태로 안내한다. 또 Y질량체(23)는 Y방향으로 이동하므로 Y방향의 관성력부여수단의 역활을 한다.
(25)는 메인스테이지(1)에 장착된 X자석유니트(제 2구동수단의 자석)이다. (26)은 X질량체(27)(제 2질량체)에 장착된 X코일유니트(제 2구동수단의 코일)이다. 여기에서, X자석유니트(25)와 X코일유니트(26)는 이동수단으로서 기능을 하는 리니어모터(제 2기구)를 구성하고 있다. 이 때문에 X자석유니트와 X코일유니트를 반대로 배치해도 된다.
X질량체(27)는 메인스테이지(5)에 대해서 X방향에 관해서 역방향으로 이동하는 질량체이다. 또, (28)은 Y스테이지베이스(9)에 고정된 X질량체안내가이드이고, X질량체(27)를 X방향으로 비접촉상태로 안내한다. 또, X질량체(27)는 X방향으로 이동하므로 X방향의 관성력부여수단의 역할을 한다.
이제, 상기의 구성으로 메인스테이지(5)를 X방향으로 구동하는 경우에 대해서 설명한다. 구동콘트롤러(도시생략)를 개재하여 X코일유니트(26)에 구동을 지령하면, X코일유니트(26)와 X자석유니트(25)의 사이에서 X방향의 추력이 발생한다. 그러나, X자석유니트(25)를 장착한 메인스테이지 및 X코일유니트를 장착한 X질량체(27)는 모두 X방향으로 이동가능하도록 구성되어 있고, 또, 마찰이 작게되도록 비접촉상태로 안내되기 때문에 양자는 X방향에 대해서 역방향으로 이동한다.
여기에서, 메인스테이지(5)를 구동하는 X자석유니트(25)로부터의 추력의 합력을 FX, X질량체(27)를 구동하는 X코일유니트(26)으로부터의 추력의 합력을 RX로 한다. 힘의 균형의 관계로부터 다음식이 성립한다.
FX= -RX
여기에서, RX의 작용축이 메인스테이지(5)의 중력중심위치를 통과하도록 X자석유니트(25)나 X코일유니트(26)를 배치하면, 메인스테이지구동추력인 FX가 메인스테이지(5)의 중력중심위치를 통과하도록 작용하기 때문에 메인스테이지(5)에 회전토크가 발생하지 않는다. 또, X질량체를 복수개 배치하는 것은 메인스테이지에 작용하는 구동추력의 작용축이 중력중심위치를 통과하도록 설계하므로 자유도를 높일 수 있다. 그러나, 질량체의 수에 대해서는 복수개로 한정하는 것은 아니다.
여기에서, 메인스테이지(5)의 질량을 MX, X질량체(27)의 총질량을 mX로 하면, X질량체(27)의 구동스트로크sx는 메인스테이지의 X방향의 스트로크SX에 대해서 MX와 mX의 질량비에 의해 결정하고 이하의 식으로 나타낸다.
Sx/sx= 1/(Mx/mx)
즉, 양자의 이동량의 비는 질량비의 역수의 비율로 스테이지베이스(3)에 대해서 이동한다. 따라서, my를 크게하면 질량비 Mx/mx가 작아지기 때문에, X질량체(27)의 구동스트로크Sx를 작게 설계할 수 있다. 그렇지만, X 질량체(27)을 포함한 Y방향이동질량은 커지기 때문에 Y방향의 이동에 필요한 에너지를 작게할 수 있다.
Y방향의 경우에도 마찬가지로, Y스테이지베이스를 Y방향으로 이동할 때에 Y질량체가 구동된다. 그러나 Y방향에 관해서는 중력의 영향이 크다. 먼저, Y스테이지베이스(9)나 Y질량체(23)에 작용하는 중력보상수단이 작용하는 것으로 가정하면 Y스테이지베이스(9)나 Y질량체(23)에 걸리는 중력의 영향을 무시하고, 전술의 X방향의 경우와 같이, Y방향의 구동수단의 작용만을 고려한다.
구동콘트롤러(도시생략)를 개재해서 Y코일유니트(22)에 구동을 지령하면, Y코일유니트(22)와 Y자석유니트(21)의 사이에서 Y방향의 추력이 발생한다. 그렇지만, Y자석유니트를 고정한 Y스테이지베이스(9) 및 Y코일유니트(22)를 고정한 질량체(23)는 모두 Y방향으로 이동가능하도록 구성되어 있고, 또 마찰이 작게 되도록 비접촉상태로 안내되어 있기 때문에 양자는 Y방향에 관해서 역방향으로 이동한다.
여기에서, Y스테이지베이스(9)를 구동하는 Y자석유니트(21)로부터의 추력의 합력을 Fy, Y질량체(23)를 구동하는 Y코일유니트(22)로부터의 추력의 합력을 RY로 한다. 힘의 균형의 관계로부터 다음 식이 성립한다.
Fy= -Ry
여기에서, Ry의 작용축이 메인스테이지(5)나 Y스테이지베이스(9)를 포함한 Y방향 이동체전체의 중력중심위치를 통과하도록 Y자석유니트(21)나 Y코일유니트(22)를 배치하면, Fy는 Y방향이동체 전체의 중력중심을 통과하도록 작용하기 때문에,스테이지에 회전토크가 발생하지 않는다. 또 Y질량체(23)를 복수개 배치하는 것은, Y스테이지베이스(9)에 작용하는 구동추력의 작용축이 중력중심위치를 통과하도록 설계하므로 자유도를 높일 수 있다. 그러나, Y질량체의 수에 대해서는 복수개로 한정하는 것은 아니다.
여기에서, Y스테이지베이스(9)의 질량을 My, Y질량체(23)의 총질량을 my로 하면, 질량체의 구동스트로크 sy는 Y방향이동체의 Y방향의 스트로크Sy에 대해서 My와 my의 질량비로 결정하고 이하의 식으로 나타낸다.
Sy/sy= 1(My/my)
즉, 양자의 이동량의 비는 질량비의 역수의 비율로 스테이지베이스(3)에 대해서 이동한다. 따라서, my를 크게하면, 질량비 My/my가 작아지기 때문에 Y질량체의 구동스트로크sy를 작게 설계할 수 있다.
본 실시예에서는, 스테이지의 이동에 따라서, 스테이지와 반대방향으로 질량체가 구동되나 스테이지의 이동량과 질량체의 이동량의 관계는 실시예 1의 경우와 마찬가지이다. 이 때문에, 실시예 3의 경우도 실시예 1과 마찬가지로 관성력부여수단을 구성하는 Y스테이지베이스(9)와 Y질량체(23)를 실린더로드A(31) 및 B(33)을 개재해서 중력보상수단에 접속할 수 있다. 따라서, 단순한 구성으로 관성력부여수단과 중력보상수단을 양립시킬 수 있다.
여기에서, 피스톤A(32) 및 B(34)의 단면적의 비는 Y스테이지베이스(9)와 Y질량체(23)의 질량비와 거의 동등하게 된다.
본 실시예에서는 메인스테이지가 X방향으로 구동함으로써 구동반력은 X질량체의 이동에 의해 경감되고, 결과적으로, 스테이지베이스나 정반으로의 가진력(加振力)을 감소시킬 수 있다. 또한, 메인스테이지와 X질량체가 역수의 비율로 X방향에 관해서 각각 역방향으로 이동하기 때문에 스테이지장치의 중력중심위치의 변화는 거의 발생하지 않는다는 효과도 있다. 그러므로, 스테이지베이스를 지지하는 정반의 변화를 억제할 수 있다. 특히, 본 실시예와 같은 수직형스테이지에 있어서, X방향에 관한 반력이나 중심위치변화를 억제하는 것은 제진(除振)댐퍼에 작용하는 부하의 변화를 감소시키기 때문에 고속, 고정도의 스테이지 장치에 유리하다.
또, 본 실시예에 있어서, Y스테이지베이스가 Y방향으로 구동함으로서 구동반력은 Y질량체의 이동에 의해 경감되고, 결과로서 스테이지베이스나 정반으로의 가진력을 감소시킬 수 있다. 또한, Y스테이지베이스와 Y질량체가 질량비의 역수의 비율로 Y방향에 대해서 각각 역방향으로 이동하기 때문에 스테이지 장치전체의 중력중심위치의 변화는 거의 발생하지 않는다. 그러므로 스테이지베이스를 지지하는 정반의 변화를 억제할 수 있다. 또한, Y스테이지베이스의 자중을 연결된 구조의 실린더기구에 의해서 보상함으로써 단순한 구성으로 구동수단과 중력보상수단이 양립된다. 따라서 작은 에너지나 발열에 의해서 스테이지의 구동을 행할 수 있다.
또한, 본 실시예와 같은 수직형스테이지에서는 아니고, 스테이지베이스의 기준면의 수평한 면으로 된 X-Y스테이지의 경우에서도, 본 실시예와 같은, 스테이지나 질량체의 구동기구를 설치할 수 있다. 이 경우에, 본 실시예의 중력보상수단은 생략할 수 있다.
(실시예 4)
도 6은 본 발명의 실시예 4에 따른 수직형 스테이지장치의 정면개략도이다. 도 3의 실시예 2 또는 도 5의 실시예 3와 동일한 부재에 대해서는 동일한 부호로 표시한다.
실시예 4도 전술한 실시예의 경우와 마찬가지로, 수직형 X-Y스테이지에 관성력부여수단과 중력보상수단을 구성한 것으로 이루어져 있다.
실시예 4의 자석유니트와 코일유니트로 구성되는 관성력부여수단의 동작원리나 동작상태 등은 실시예 3의 경우와 마찬가지이므로 생략한다. 또, 풀리유니트(43)나 벨트(41)로 구성되는 중력보상수단의 동작원리나 동작상태 등은 실시예 2의 경우와 마찬가지이므로 생략한다.
본 실시예에서는 메인스테이지가 X방향으로 구동함으로써 구동반력은 X질량체의 이동에 의해 경감되고, 결과적으로, 스테이지베이스나 정반으로의 가진력(加振力)을 감소시킬 수 있다. 또한, 메인스테이지와 X질량체가 역수의 비율로 X방향에 관해서 각각 역방향으로 이동하기 때문에 스테이지장치의 중력중심위치의 변화는 거의 발생하지 않는다는 효과도 있다. 그러므로, 스테이지베이스를 지지하는 정반의 변화를 억제할 수 있다. 특히, 본 실시예와 같은 수직형스테이지에 있어서, X방향에 관한 반력이나 중심위치변화를 억제하는 것은 제진(除振)댐퍼에 작용하는 부하의 변화를 감소시키기 때문에 고속, 고정도의 스테이지 장치에 유리하다.
또, 본 실시예에 있어서, Y스테이지베이스가 Y방향으로 구동함으로서 구동반력은 Y질량체의 이동에 의해 경감되고, 결과로서 스테이지베이스나 정반으로의 가진력을 감소시킬 수 있다. 또한, Y스테이지베이스와 Y질량체가 질량비의 역수의 비율로 Y방향에 대해서 각각 역방향으로 이동하기 때문에 스테이지 장치전체의 중력중심위치의 변화는 거의 발생하지 않는다. 그러므로 스테이지베이스를 지지하는 정반의 변화를 억제할 수 있다. 또한, Y스테이지베이스의 자중을 벨트와 풀리유니트를 구비한 중력보상수단에 의해서 보상함으로써 단순한 구성으로 구동수단과 중력보상수단이 양립된다. 따라서 작은 에너지나 발열에 의해서 스테이지의 구동을 행할 수 있다.
(실시예 5)
도 7은 본 발명의 실시예 5에 따른 수직형스테이지 장치의 정면개략도이다. 도 1의 실시예 1과 동일한 부재에 대해서는 동일한 부호로 표시한다.
실시예 5도 실시예 1의 경우와 마찬가지로 수직형 X-Y스테이지에 관성력부여수단과 중력보상수단을 구성한 것으로 이루어져 있다.
실시예 5의 관성력부여수단의 작동원리나 작동상황 등은 실시예 1의 경우와 마찬가지이므로 설명을 생략한다.
본 실시예에서도 중력보상수단으로서 피스톤을 가진 실린더기구를 채용하고 있으나, 전술한 실시예와 다르고 Y스테이지베이스를 지지하는 피스톤과 Y질량체를 지지하는 피스톤이 독립해서 실린더기구에 의해 구성되어 별도로 중력보상을 행한다.
도 7에 있어서, (31)은 Y스테이지베이스에 접속된 실린더로드(로드A)이고 Y스테이지베이스(9)와 반대의 선단부는 실린더피스톤A(32)에 의해 지지되어 있다. (33)은 Y질량체(23)에 접속된 실린더로드(로드B)이고, Y질량체(23)와 반대의 선단부는 실린더피스톤B(34)에 의해 지지되어 있다.
Y스테이지베이스(9)의 중력보상을 행하는 중력보상수단(스테이지중력보상수단)의 피스톤 A는 에어실린더A(36)내의 유체를 실링하고 있다. 중력보상제어부(도시생략)는 실린더A(36)에 부여해야 될 추력지령치의 연산을 행하고, 실린더의 제어밸브(도시생략)에 추력지령치가 공급된다. 제어밸브는 부여된 추력지정치인 전류치에 의거하여 실린더 A내의 유체의 압력 또는 체적을 변경하고, 피스톤A(32)의 추력을 조정한다. 피스톤A(32)는 실린더로드A(31)에 고정되고, Y스테이지베이스(9)에 대해 Y방향으로 추력을 부여한다. 실린더기구(36)의 추력의 제어에 의해 Y스테이지베이스(9)의 중량분이 실린더 A(36)의 추력에 의해 균형화 된다.
마찬가지로, Y질량체(23)의 중력보상을 행하는 중력보상수단의 피스톤 B(34)는 에어실린더B(37)내의 유체를 실링하고 있다. 중력보상제어부(도시생략)로부터의 추력지령치에 의해 제어밸브를 제어하여, 실린더B내의 압력 또는 체적을 변경하고, 피스톤B(37)의 추력을 조정한다. 이 경우는 Y질량체(23)의 중력분이 실린더B(37)의 추력에 의해 균형화 된다.
이 결과, Y스테이지베이스(9) 및 Y질량체(23)의 중력보상이 행해진다. 또, 실린더A와 피스톤A 및 실린더B와 피스톤B는 극히 저마찰미끄럼에 의해 이동가능하도록, 예를 들면 비접촉상태로 유지된다.
본 실시예에 있어서, Y스테이지베이스의 중력보상과 Y질량체의 중력보상을 독립해서 행할 수 있다. 그러므로 중력보상을 행하는 실린더기구의 피스톤의 추력은 구동을 위한 에너지로서도 사용할 수 있고, Y스테이지베이스와 Y질량체를 독립해서 구동할 수 있기 때문에 관성력부여수단에 의한 스테이지반력의 경감이외에, 외부의 장애 등에 의해 Y스테이지베이스에 발생하는 진동을 상쇠할 수 있다. 또한, 실시예 1과 같이 피스톤A와 피스톤B의 단면적비의 제약이 없어지고, 설계상의 자유도를 높일 수 있다. 또, 스테이지에 웨이퍼를 답재함으로 Y스테이지베이스의 질량의 변화에도 대응할 수 있다.
(실시예 6)
도 8은 본 발명의 실시예 6에 따른 수직형스테이지 장치의 정면 개략도이다. 도 5의 실시예 3 또는 도 7의 실시예 5와 동일한 부재에 대해서는 동일한 부호로 표시한다.
실시예 6도 전술한 실시예의 경우와 마찬가지로 수직형 X-Y스테이지에 관성력부여수단과 중력부여수단을 구성한 것으로 이루어진다.
본 실시예는 메인스테이지(5)(제 2스테이지)와 X질량체(27)(제 2카운터매스)에 설치된 X자석유니트(25)(제 2구동수단의 자석)와 X코일유니트(26)(제 2구동수단의 코일)를 가진 X방향(제 2방향)의 관성력부여수단이나, Y스테이지베이스(9)(제 1스테이지)와 Y질량체(23)(카운터매스)에 설치된 Y자석유니트(21)(제 1구동수단의 자석)와 Y코일유니트(22)(제 1구동수단의 코일)를 가진 Y방향(제 1방향)의 관성력부여수단을 구비한다. 이들 관성력부여수단의 동작원리나 동작상황 등은 실시예 3의 경우와 마찬가지이므로 설명을 생략한다.
본 실시예에서는, 실시예 3에서 얻은 효과 이외에, Y스테이지베이스와 Y질량체를 지지하는 피스톤A 및 피스톤B의 단면적비의 제약이 없어지고, 설계상의 자유도를 높일 수 있다. 또 스테이지에 웨이퍼를 설치하면 Y스테이지베이스의 질량의 변화에도 대응할 수 있다.
(실시예 7)
도 9는 본 발명의 실시예 7에 따른 스테이지 장치를 표시한다. 이 스테이지장치는 베이스플레이트(도시생략)상에 설치된 스테이지베이스(110)를 따라서 Y축방향(연직 또는 이에 근사한 방향)으로 왕복이동할 수 있는 Y스테이지(120)와; 이 Y스테이지(120)를 따라서 X축방향으로 왕복이동할 수 있는 X스테이지(130)와; 이 Y스테이지(120)를 Y축방향으로 이동시키는 제 1구동수단인 한쌍의 Y리니어모터(140)와; X스테이지(130)를 X축방향으로 이동시키는 제 2구동수단인 X리니어모터(150)를 구비한다. 도 9에 있어서, (후술하는)Y가이드(111)를 설명하기 위하여 왼쪽에 위치한 Y리니어모터(140)의 하나를 생략한다.
스테이지베이스(110)는 Y스테이지(120)와 X스테이지(130)의 바닥면을 정압베어링장치(도시생략)인 에어패드 등을 개재해서 비접촉상태로 지지하는 연직방향이나 거기에 근접한 방향으로 연장한 기준면인 X-Y가이드면(110a)을 가진다. 스테이지베이스(110)의 X축방향의 일단부에는 Y스테이지(120)를 Y축방향으로 안내하는 요우(yaw)가이드인 Y가이드(111)(점선으로 표시함)가 설치되어 있다. Y가이드(111)의 Y가이드면(111a)과 Y스테이지(120)의 사이에는 예를 들면 요우가이드 정압베어링장치인 에어패드(120a)에 의해서 비접촉상태로 유지된다. 양 Y리니어모터(140)가 구동되면, Y스테이지(120)가 스테이지베이스(110)의 X-Y가이드면(110a)상을 Y가이드(111)를 따라서 이동한다.
Y스테이지(120)는 1쌍의 Y슬라이더(121),(122)와, 이에 의해 양단부를 지지한 X리니어모터 고정자(152)로 이루어진 프레임구조체에 의해 구성되어 있다. 양 Y 슬라이더(121),(122)의 바닥면이 스테이지베이스(110)의 X-Y가이드면(110a)에 면하고 있고, 예를 들면 상기 언급한 바와 같이 에어패드를 개재해서 비접촉상태로 지지된다. 또, 도면 왼쪽의 Y슬라이더(122)의 길이는 다른 쪽으로 길어진다. 그 측면(122a)이 Y가이드(111)의 Y가이드면(111a)에 면하고 있고, 예를 들면 상기 언급한 바와 같이, 에어패드(120a)를 개재해서 비접촉상태로 안내된다(도 10B 참조). 양 Y슬라이더(121),(122)는 각각 연결판(123)에 의해서 Y리니어모터가동자(141)에 일체적으로 결합되어 있다.
X스테이지(130)는 상면판(131)을 가진 중공판부재이다. X스테이지의 이 중공부를 X리니어모터고정자(152)가 관통하고 있다. 상면판(131)의 상면은 도시하지 않은 웨이퍼(워크피스)를 흡착유지하는 워크스테이지를 형성하고 있다.
양 Y리니어모터(140)는 전술한 연결판(123)을 개재해서 Y스테이지(120)의 Y 슬라이더(121),(122)와 일체로 결합된 Y리니어모터가동자(141)와 그 개구부를 관통하는 Y리니어모터고정자(142)를 가진다.
각 Y리니어모터고정자(142)에 공급되는 전류에 의해서, 각 Y리니어모터가동자(141)에 Y축방향의 추력이 발생하고, Y스테이지(120)와 X스테이지(130)을 Y축방향으로 이동시킨다.
X스테이지(130)를 X축방향으로 이동시키는 X리니어모터가동자는 Y스테이지(120)를 따라서 상면판(131)의 안쪽에 고정되어 있다.
X리니어모터 고정자(152)에 공급되는 전류에 의해서, X리니어모터 가동자에 X축방향의 추력이 발생하고, X스테이지(130)를 Y리니어모터 고정자(152)를 따라서 X축방향으로 이동시킨다.
Y스테이지(120)와 X스테이지(130) 등의 중량을 상쇠시키는 중량보상기구인 카운터매스(countermass)기구(160)는 일단부에 Y슬라이더(121),(122)(즉 Y스테이지(120)), 타단부에 카운터매스(161)를 가진 복수의 연결부재인 벨트(162)와, 이 벨트를 감고 지지하는 풀리(162)를 가진다. 카운터매스(161)의 중량은 Y스테이지(120)와 X스테이지(130) 및 이에 유지된 웨이퍼 등을 포함한 스테이지 가동부 전체의 중량으로 균형화하도록 설정되어 있다.
X스테이지(130)가 X축방향으로 이동하면, Y스테이지(120)와 X스테이지(130)를 포함한 스테이지가동부의 중력중심위치가 변하기 때문에 Z축둘레(ωZ축 방향)의 회전모멘트의 균형이 변화한다. 그러나, 카운터매스기구(160)에 의해서만 이 모멘트를 지지할 수 없고 Y스테이지(120)를 안내하는 Y가이드(요우가이드)(111)에 과대한 부하가 걸린다.
그러한 큰 부하를 지지하기 위해서는 Y가이드(111)의 강도를 증대시킬 필요가 있으나, Y가이드(111)의 강성강화에는 예를 들면 Y가이드(111)의 대형화를 수반한다. 이로 인하여 스테이지 전체가 더욱 대형화, 고중량화되고, 스테이지의 동특성도 악화되어 위치결정의 고정도나 고속화를 현저하게 방해하는 결과로 된다.
또, Y스테이지(120)와 카운터매스(161)를 연결하는 벨트로는 스틸벨트나 스틸와이어가 사용된다. Y스테이지(120)를 이동시킬 때에 스틸벨트 등의 강성부족 등에 기인한 고유진동을 발생한다. 또, 카운터매스(161)자체의 고유진동도 벨트(162)를 개재해서 Y스테이지(120)에 전파한다. 이러한 진동은 스테이지의 위치결정 정밀도를 현저하게 악화시키고, 위치결정제어계의 주파수 응답특성을 향상시킬때 큰 장애가 된다.
그러므로, 벨트(162)로부터 Y스테이지(120)에 전파하는 진동을 제거하고, 또, 전술한 회전모멘트에 기인하는 미해결의 과제를 종합적으로 해결하기 위해서, X스테이지(130)의 위치에 따라서 벨트(162)의 장력 또는 유효길이를 조절하는 제진수단인 작동기(170)를 Y스테이지(120)와 각 벨트(162)의 연결부에 설치한다. 작동기(170)는 도 13∼도 15에 표시된 바와 같이, 벨트(162)의 장력을 제어하기 위한 벨로우프람(bellowphragm)(공기스프링)(171), 에어실린더(172) 또는 리니어모터(173)를 사용한다. 혹은 벨트(162)와 Y스테이지(120)의 사이를 탄력적으로 연결하는 탄성부재인 적층고무(174)(도 16참조)를 사용한다.
양 Y슬라이더(121)를 매달아 내리는 벨트(162)의 각각의 작동기(170)의 구동량을 X스테이지(130)의 위치정보에 의거해서 별개로 제어한다. 이에 의해, 각 벨트(162)의 장력 또는 유효길이를 조절할 수 있다. 이러한 방식으로, X스테이지(130)의 이동에 따라서 발생하는 회전모멘트를 상쇠하므로 Y스테이지(120)로부터 Y가이드(111)에 부여하는 부하를 저감한다.
벨로우프람(171), 에어실린더(172) 및 리니어모터(173)는 제진성을 가지고, 벨트(162)의 강성부족에 의해 발생하는 고유진동이나, 카운터매스(161)자체의 공유진동을 흡수해서 감쇠시킨다. 즉, 작동기(170)에 의해서 벨트(162)로부터 Y스테이지(120)에 전파하는 진동을 제거하고, 위치결정정밀도나 위치결정 제어계의 주파수응답특성을 대폭 향상시킬 수 있다.
도 16의 적층고무부재(174)는 Y스테이지(120)의 회전모멘트를 보정하는 효과를 기대할 수 없으나, 벨트(162)로부터 Y스테이지(120)에 전파하는 진동을 효과적으로 흡수하는 것이다.
상기 언급한 바와 같이, Y가이드(111)의 가이드면(111a)과 이에 대향하는 Y스테이지(120)(Y슬라이더(122))의 사이에는 에어패드(120a)에 의해 비접촉상태로 유지되어 있다. Y스테이지(120)는 에어패드(120a)에 추가해서 자기패드(120b)를 가지고, 이것은 에어패드(120a)와 역방향의 예압을 부여해서 도 10A에 표시된 베어링강성k1을 얻기 위한 것이다.
또한, 도 11에 표시된 바와 같이, Y가이드(111)와 평행해서 스테이지베이스(110)의 뒤쪽에 카운터매스 요우가이드(164)가 배치되어 있다. 이 카운터매스요우가이드(164)는 카운터매스(161)의 일단부에 설치된 카운터매스요우가이드정압베어링장치인 에이패드(161a) 및 자기패드(161b)에 대향하고, 이들에 의해 카운터매스(161)를 비접촉상태로 Y축방향으로 안내한다. 카운터매스(161)의 자기패드(161b)는 에어패드(161a)와 역방향의 예압을 부여해서 Y스테이지(120)쪽의 베어링강성 k1, 보다 큰 베어링강성 K2(도 10A참조)를 얻도록 구성되어 있다.
이와 같이, 카운터매트요우가이드(164)의 베어링강성 K2를 Y가이드(111)의 베어링강성 K1보다 크게하는 것은, X스테이지(130)의 X축방향의 이동에 따라서, Y스테이지(120)의 중력중심위치가 변화한 경우에 발생하는 회전모멘트의 영향이 카운터매스(161)에 이르는 것을 방지하기 위해서이다.
X스테이지(130)의 Y축방향과 X축방향의 위치는 각각 X스테이지(130)와 일체인 Y측정용 미러(130a), X측정용미러(130b)의 반사광을 수광하는 위치센서(130c), (130d)에 의해서 계측된다.
다음에, 각 작동기(170)로서 도 13에 표시된 벨로우프람(171)을 구비한 경우를 설명한다. 벨로우프람(171)은 급기구(171a)를 구비한 벨로스(bellows)(171b)를 포함한다. 벨로스(171b)의 상단부는 Y스테이지(120)과 일체인 제 1하우징(171c)에 연결되어 있다. 벨로스(171b)의 하단부는 벨트(162)의 하단부에 결합된 제 2하우징(171d)에 연결되어 있다. 급기구(171a)에 공급되는 공기의 압력을 변화함으로써, 벨로스(171b)의 공기압을 변화시키고 이에 의해 벨트(162)의 장력을 변화시킨다.
또, 벨로스(171b)내의 공기압의 댐퍼효과에 의해, 벨트(162)로부터 Y스테이지(120)에 전파하는 진동을 효과적으로 제거한다.
도 17은 X스테이지(130)의 X축방향의 위치정보에 의거해서 벨로스(171b)의 공기압을 제어하는 제어계를 표시하는 블록도이다. X리니어모터(150)의 제어를 행하는 서보계는 컴퓨터(도시생략)로부터 보내진 위치지령치와 위치센서(130d)로부터 피드백되는 X스테이지(130)의 X축방향의 위치정보에 의거하여 X리니어모터(150)의 구동량을 제어한다. 또, 상기의 위치지령치는 Kp변환되어, 벨로우프람제어계의 압력지령치와 함께 제어수단인 콘트롤러(제어수단)(171a)로 송신되고, 벨로우프람(171)의 급기구(171a)에 접속된 서보밸브를 조절해서 벨로스(171b)내의 공기압을 제어한다.
X스테이지(130)의 위치지령치에 변환계수 Kp를 곱해서, 벨로우프람제어계의 압력지령치를 가산한다. 그러면, 스테이지가동부의 중력중심위치가 변할 때에 각 벨로우프람(171)내의 공기압을 변화시켜 각 벨트(162)의 장력을 조절한다. 이와 같이 해서, 벨트(162)의 장력을 조절하므로 X스테이지(130)의 이동에 의해 발생하는 회전모멘트와 역방향의 회전모멘트를 발생시켜서 Y가이드(111)에 걸리는 부하를 저감한다.
상기의 모멘트보정을 행하므로 Y가이드(111)에 걸리는 부하가 대폭 저감하기 때문에 Y가이드(111)를 대형 또는 고중량으로 하는 일없이, 스테이지의 동특성을 대폭향상시켜 스텝이동이나 위치결정의 고속화와 고정도화에 대응시킬 수 있다.
다음에, 예를 들면, 벨로우프람(171), 에이실린더(172), 리니어모터(173)를 구비한 작동기(170)나 적층고무부재(174)의 탄성부재에 의한 제진효과에 대해서 상세하게 설명한다.
Y스테이지(120)나 X스테이지(130)를 구동하는 Y리니어모터(140)나 X리니어모터(150)를 제어하는 위치결정제어계에서는, 일반적으로 PID(비례 Kp, 적분 Ki, 미분 Kd)연산이 행해지고, 도 19의 그래프에 표시된 바와 같이, 서보강성 △d/△e이 최저로 되는 게인교차주파수가 약 100㎐정도로 되도록 게인조정된다.
작동기나 적층고무를 부가하지 않는 경우는, 카운터매스와 이것을 걸어내린 벨트의 공진 등에 의해서 예를 들면 30㎐의 진동이 외부장애로서 위치결정제어계로 들어가면, 수십㎐부근의 서보강성이 낮아지기 때문에(도 19참조), 웨이퍼를 유지하는 워크스테이지가 크게 요동할 수 있다.
한편, 작동기나 적층고무 등의 제진수단을 사용해서 벨트로부터 전파하는 수십㎐의 진동을 제거하면, 워크스테이지에서는 예를 들면, 1㎐의 진동만이 전달되도록 된다. 수 ㎐의 낮은 주파수의 외부장애만 있으면, 위치결정제어계의 서보강성이 높아지기 때문에, 동특성 등을 악화시키는 염려는 없다.
이와 같이, 소형 또는 고성능의 스테이지장치의 동특성을 대폭 개선하므로, 반도체디바이스를 제조하기 위한 노광장치의 소형화 및 고성능화와 생산성의 향상에 크게 공헌할 수 있다.
각 작동기(170)로서, 벨로우프람(171)대신에 에어실린더(172)(도 14참조)를 사용한 경우는 이하와 같이 적용한다. 급기구(172a)를 구비한 실린더(172b)는 Y스테이지(120)와 일체하고, 벨트(162)의 하단부에는 피스톤(172c)이 연결되어 있다. 급기구(172a)에 공급되는 공기의 압력을 변화시키므로 벨트(162)의 장력을 변화시킨다. 실린더(172b)의 공기압을 제어하는 제어계는 도 17에 표시된 것과 마찬가지이다.
각 작동기(170)로서, 도 15에 표시된 리니어모터(173)를 사용한 경우는, 이하와 같이 적용한다. 리니어모터(173)의 코일(173a)은 Y스테이지(120)와 일체이고, 벨트(162)의 하단부에는 구동용 자석(173b)이 연결되어 있다. 코일(173a)에 공급되는 전류를 변화하므로 벨트(162)의 장력을 변화시킨다. 코일(173a)에 공급되는 전류를 제어하는 제어계는 도 17에 표시된 것과 마찬가지이다.
도 16에 표시된 적층고무부재(174)는 그 상단부를 Y스테이지(120)와 일체인 하우징(174a)에 결합시키고, 적층고무부재(174)의 하단부는 벨트(162)에 결합된 하우징(174b)에 의해 지지되어 있다. 적층고무부재(174)가 그 두께를 탄력적으로 변화하므로 벨트(162)로부터 Y스테이지(120)에 전파하는 진동을 제거한다.
도 16에 표시된 구조에 있어서, 적층고무부재(174)를 작동기로서 기능을 할 수 있는 압전소자에 의해 대체할 수 있다. 그 경우에 있어서, 압전소자의 상단부를 지지하는 하우징(174a)은 Y스테이지(120)와 일체이고, 압전소자(174)의 하단부를 지지하는 하우징(174b)은 벨트(162)의 하단부에 연결되어 있다. 압전소자의 압전을 변화하므로써 그 두께를 변화시켜 벨트(162)의 유효길이를 변화시킨다. 압전소자의 전압을 제어하는 제어계는 도 17과 마찬가지이다.
또, 작동기(170)에 의한 Y스테이지(120)의 회전모멘트보정이나 벨트(162)를 개재한 Y스테이지(120)에 진동전파를 감소시킴으로, 카운터매스(161)로부터 Y스테이지(120)에 진동전파를 완전히 제거하는 것이 더 어려워진다는 것을 알 수 있다. 그러한 진동이 수 ㎐의 저주파수라면, 위치결정정밀도를 향상시키고 고속도를 얻기 위해 더욱 요구될 수 있다.
이에 따라서, 한 쌍의 리니어모터(180)(도 12참조)를 구비하는 제 3구동수단은 바람직하게 Y스테이지(120)와 역방향으로 카운터매스(161)를 가속함으로써 카운터매스(161)의 고유진동을 억제할 수 있다. 리니어모터(180)는 카운터매스(161)의 반대쪽 단부에 설치되어 있고, Y스테이지(120)를 Y축방향으로 이동시키는 Y리니어모터(140)의 뒤쪽에 위치한다.
각 리니어모터(180)는 카운터매스(161)와 일체인 리니어모터가동자(181)를 가지고, 상기 리니어모터가동자(181)는 스테이지베이스(110)의 측면 가장자리에 설치된 리니어모터고정자(182)를 따라서 이동한다. 리니어모터고정자(182)에 공급되는 전류를 제어함으로써, 카운터매스(161)의 Y축방향의 가속도가 Y리니어모터(140)에 의해서 Y스테이지(120)에 부여되는 가속도와 역방향으로 절대치가 동일하도록 조절하면, 카운터매스(161)의 고유진동에 의한 외부장애를 거의 완전히 제거할 수 있다. 카운터매스(161)를 구동하는 리니어모터(180)의 제어계에 대해서는 도 18의 블록도에 의거하여 후술한다.
벨트(162)를 포함한 카운터매스기구(160)로부터 Y스테이지(120)에 전파하는 진동을 작동기(170)에 의해서 감쇠시키고, 또 카운터매스(161)의 고유진동자체를 저감시키므로써 Y스테이지(120)의 제어계의 외부장애를 극히 효과적으로 제거하고 한층 위치결정정밀도의 향상과 위치결정의 고속화에 공헌한다.
도 18은 카운터매스(161)를 Y축방향으로 구동시키는 리니어모터(180)의 제어계를 표시한다. Y리니어모터(140)의 제어를 행하는 서보계는 컴퓨터(도시생략)로부터 보내진 위치지령치와 위치센서(130c)로부터 피드백되는 Y스테이지(120)의 Y축방향의 위치정보에 의거하여 Y리니어모터(140)의 구동량을 제어한다. 또, 상기의 위치지령치는 2회미분해서, Kp변환된 가속도지령치로서 카운터매스(161)의 리니어모터(180)로 보내진다. 이와 같은 간단한 제어계를 부가할 뿐이므로 Y스테이지(120) 및 카운터매스(161)의 구동량을 동기적으로 제어할 수 있다.
(실시예 8)
도 20은 본 발명의 실시예 8을 표시한다. 본 실시예에 있어서, 벨트(162)와 Y스테이지(120)의 연결부에 작동기(170)를 설치하는 대신에 스테이지베이스(110)의 상단부에 설치된 풀리(163)의 베어링부(지지부)에 작동기(180)를 설치한 것이다. 각 작동기(180)는 도 21에 표시된 바와 같이, 풀리(163)를 회전지지하는 롤링베어링(163a)을 장착한 베어링베어스(163b)와 스테이지베이스(110)사이에 설치된 벨로우프람(181)을 구비하고 상기 벨로우프람(181)의 내부구성은 도 13의 벨로우프람(171)과 마찬가지이고, 도 17과 마찬가지의 제어계에 의해 제어된다.
벨로우프람의 대신에, 도 14내지 도 16과 마찬가지의 에어실린더, 리니어모터, 적층고무부재를 사용할 수 있다.
스테이지베이스(110), Y가이드(111), Y스테이지(120), X스테이지(130), Y리니어모터(140), X리니어모터(150), 카운터매스기구(160)등에 대해서는 실시예 7과 마찬가지이므로 동일부호로 표시하고 설명을 생략한다.
이와 같이, 벨트의 장력이나 유효길이를 조절하는 작동기나 탄성부재(적층고무부재)를 풀리의 지지부에 사용할 수 있다. 또한, 마찬가지의 작동기를 스테이지베이스의 뒤쪽의 벨트와 카운터매스의 연결부에 설치해도 상기와 마찬가지의 회전모멘트의 보정이나 제진을 효과적으로 행할 수 있다.
혹은, 도 21의 롤링베어링(163a)대신에 도 22에 표시한 회전형 정압베어링(190)을 사용하여 풀리(163)를 회전지지하도록 구성할 수 있다. 회전형정압베어링(190)은 풀리(163)의 축부를 비접촉상태로 반경방향과 스러스트방향으로 지지하는 1쌍의 베어링부재(190a)를 가지고, 각 베어링부재(190a)의 베어링간극(190b)의 허용범위 내에서 풀리(163)의 높이를 탄력적으로 변화시킬 수 있다. 이러한 댐퍼효과에 의해 벨트(162)로부터 Y스테이지(120)에 전달하는 진동을 제거한다.
(실시예 9)
도 23은 본 발명의 실시예 9를 표시한다. 본 실시예에 있어서, 실시예 7 및 8의 카운터매스(161)대신에 X스테이지(130)와 Y스테이지(120)를 포함한 스테이지가동부의 중량에 균형화하는 토크를 발생하는 자중보상용 모터(203)에 의해서 풀리(263)를 회전가동하도록 구성한 자중보상기구(200)를 사용한다. 좀더 구체적으로, 풀리(263)를 각 모터(203)에 의해 회전시켜서 벨트(262)를 감아올림으로써 스테이지가동부의 중량을 상쇠(제거)한다.
각 벨트(262)와 Y스테이지(202)(즉, Y슬라이더(221))사이에는 작동기(제진수단)(210)를 개재해서 연결되어 있다.
스테이지베이스(210), Y가이드(211), Y스테이지(220), X스테이지(230), Y리니어모터(240), X리니어모터(250) 등에 대해서는 실시예 1과 마찬가지이므로 설명을 생략한다.
작동기(210)에는, 도 13내지 도 15에 표시된 벨도우프람(171), 에어실린더(172)와 리니어모터(173)을 사용한다. 또 작동기(210)대신에 도 16의 고무부재(174)와 같은 탄성부재나 압전소자를 사용할 수 있다.
이와 같이 카운터매스가 없는 자중보상기구에 의해서도, 벨트 등의 연결부재에 의해 Y스테이지를 걸어올리면, 벨트의 고유진동이 스테이지의 동특성을 열화시키는 요인으로 되기 때문에, 실시예 7 및 8과 마찬가지로 제진효과를 가진 작동기나 탄성부재를 배치하면, 스테이지장치의 고속화나 고정도화를 크게 촉진할 수 있다.
또, 실시예 7 및 8과 마찬가지로 작동기를 X스테이지의 위치정보에 의거해서 제어하고, 회전모멘트 보정을 행한다.
작동기나 탄성부재(고무부재)는 도 23에 표시된 바와 같이, Y스테이지와 벨트사이의 연결부에 배치되어 있고, 풀리의 베어링부의 지지부에 배치할 수 있다.
혹은, 벨트를 감아올리는 풀리의 표면에, 적층고무부재등의 탄성부재를 배치해서 벨트의 진동을 흡수한다.
(실시예 10)
다음에, 상기 실시예 중 하나에 따른 스테이지장치를 사용한 X-선 노광장치의 실시예를 설명한다. 도 24는 본 발명의 실시예에 따른 X-선노광장치의 개략도이다. SR(synchrotron radiation)발생장치(X-선광원)(301)로부터 방사된 SR광은 발광점으로부터 소정의 거리에 설치된 미러(302)상에 충돌한다. 이 미러(302)는 볼록면형상을 가지며, SR광원(301)으로부터 시트빔형상의 SR광을 퍼뜨린다. 비록 하나의 미러만을 설명하지만, 복수개의 미러도 SR광을 퍼트리기 위해 사용될 수 있다. 미러에 의해 반사된 SR광은 X선 투과막상에 X선 흡수체로 이루어진 패턴이 형성된 투과형 마스크(M)(원판)를 통과하고, 레지스트물질(감광제)이 도포된 기판(W)(웨이퍼)에 조사된다. 이 웨이퍼(W)는 상기 본 발명의 선행 실시예의 하나에 따른 스테이지장치의 웨이퍼척(303)에 의해 유지된다. 이 웨이퍼척(303)은 메인스테이지(도시생략)상에 설치되어 있다. 마스크(M)의 상류에는 전체 노광영역의 노광시간을 제어하는 셔터(304)가 설치되고, 이 셔터(304)는 셔터제어유니트(304b)에 의해서 제어되는 셔터구동유니트(304a)에 의해서 작동된다. 미러(302)와 셔터(304)사이에는 베릴륨막(도시생략)이 형성되어 있다. 이 베릴륨막의 미러쪽에는 초고진공, 셔터쪽에는 감압분위기 He로 제어된다.
본 발명의 본 실시예에 따르면, 속도와 정밀도의 향상을 만족시키는 노광장치를 제공할 수 있다.
(실시예 11)
다음에, 상기 언급한 노광장치를 사용하는 디바이스제조방법의 실시예를 설명한다.
도 25는 반도체칩(예를 들면 ICs, 또는 LSIs), 액정패널, CCDs, 박막자기헤드 또는 마이크로머신과 같은 마이크로디바이스를 제조하는 공정의 흐름도이다. 스텝 1은 반도체디바이스의 회로를 설계하는 설계공정이다. 스텝 2는 설계한 회로패턴에 의거하여 마스크를 제작하는 공정이다. 스텝 3은 실리콘 등과 같은 재료를 사용하여 웨이퍼를 제조하는 공정이다. 스텝 4는 전공정이라고 불리며, 상기 준비한 마스크와 웨이퍼를 사용하여 리소그래피기술에 의해서, 웨이퍼상에 실제의 회로를 형성하는 웨이퍼공정이다. 스텝 5는 후공정이라고 불리며 스텝 4에 의해 제작된 웨이퍼를 반도체칩화하는 조립공정이고, 조립공정(다이싱, 본딩), 포장공장(칩봉입)등을 포함한다. 스텝 6은 스텝 5에서 제작된 반도체디바이스의 동작확인검사, 내구성검사 등을 행하는 검사스텝이다. 이러한 공정을 거쳐서, 반도체디바이스가 완성되고, 출하(스텝 7)된다.
도 26은 상기 웨이퍼공정을 상세하게 표시하는 흐름도이다. 스텝 11은 웨이퍼의 표면을 산화시키는 산화공정이다. 스텝 12는 웨이퍼표면에 절연막을 형성하는 CVD공정이다. 스텝 13은 웨이퍼상에 전극을 증착에 의해서 형성하는 전극형성공정이다. 스텝 14는 웨이퍼에 이온을 주입하는 이온주입공정이다. 스텝 15는 웨이퍼에 레지스터(감광제)를 도포하는 레지스트공정이다. 스텝 16은 상기 설명한 노광장치에 의해서 마스크의 회로패턴을 웨이퍼에 프린트하는 노광공정이다. 스텝 17은 노광한 웨이퍼를 현상하는 현상공정이다. 스텝 18은 현상한 레지스트상 이외의 부분을 제거하는 에칭공정이다. 스텝 19는 에칭공정후에 웨이퍼에 남아 있는 레지스트물질을 박리하는 박리공정이다. 이들 공정을 반복함으로써 웨이퍼상에 다중으로 회로패턴이 형성된다.
이들 공정에 따르면, 고집적도의 반도체 디바이스를 제조할 수 있다.
본 발명은 여기에 개시된 구성에 대해서 언급하지만, 상기 상세한 설명에 한정되지 않고, 본 출원은 개량의 목적이나 이하 청구범위의 영역에 있어서 어떤 변형이나 변경을 포함할 수 있다.
본 발명은 상술한 바와 같이 구성되어 있으므로 하기의 효과를 나타낸다.
연결부재로부터 워크스테이지에 전파하는 진동이 제거되기 때문에 스테이지의 동특성을 개선할 수 있고, 위치결정정밀도를 향상시키고 또, 스테이지의 고속화를 촉진할 수 있다.
이 스테이지장치를 노광장치에 사용하면 생산성을 향상시키고, 고정도화에도 공헌할 수 있다.
이와 같은 노광장치를 사용하므로 반도체디바이스 등의 고집적화나 저 가격화를 대폭적으로 촉진할 수 있다.

Claims (70)

  1. 연직방향을 포함한 기준면을 따라서 연직방향이나 이 연직방향에 근사한 제 1방향으로 이동가능한 제 1스테이지와;
    제 1스테이지에 대해서 제 1방향과 교차하는 제 2방향으로 이동가능한 제 2스테이지와;
    제 1방향으로 제 1스테이지를 이동시키는 제 1구동수단과;
    제 2방향으로 제 2스테이지를 이동시키는 제 2구동수단과;
    제 1방향으로 이동가능한 카운터매스(countermass)와;
    제 1방향과 반대방향으로 카운터매스를 이동시키는 제 3구동수단을;
    구비한 것을 특징으로 하는 스테이지장치.
  2. 제 1항에 있어서, 제 2카운터매스와, 제 2방향과 반대방향으로 제 2카운터매스를 이동시키는 제 4구동수단을 더 구비한 것을 특징으로 하는 스테이지장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 각각의 제 1 및 제 2구동수단은 리니어모터를 구비하는 것을 특징으로 하는 스테이지장치.
  4. 제 2항에 있어서, 상기 각각의 제 3 및 제 4구동수단은 리니어모터를 구비하는 것을 특징으로 하는 스테이지장치.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 스테이지장치는 상기 카운터매스인 복수의 카운터매스를 포함하는 것을 특징으로 하는 스테이지장치.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 제 3구동수단은, 제 1스테이지의 구동에 따라서 발생하는 반력이나 중력중심의 변화가 카운터매스의 이동에 의해서 경감되도록 제어되는 것을 특징으로 하는 스테이지장치.
  7. 제 2항에 있어서, 상기 제 4구동수단은 제 2스테이지의 구동에 따라서 발생하는 반력이나 중력중심의 변화가 카운터매스의 이동에 의해서 경감되도록 제어되는 것을 특징으로 하는 스테이지장치.
  8. 제 1항에 있어서, 제 1스테이지와 카운터매스의 중량을 보상하는 보상수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 스테이지장치.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 보상수단은 스테이지와 카운터매스를 연결하는 연결수단을 가지는 것을 특징으로 하는 스테이지장치.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 연결수단은 풀리와 벨트를 포함하는 것을 특징으로 하는 스테이지장치.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 풀리는 제 1스테이지와 카운터매스 사이의 질량비의 역수와 대략 동등한 풀리직경비를 가지는 것을 특징으로 하는 스테이지장치.
  12. 제 9항에 있어서, 상기 연결수단은 실린더기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 스테이지장치.
  13. 제 12항에 있어서, 상기 실린더기구는 제 1스테이지의 중량과 카운터매스의 중량이 서로 균형화되도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 스테이지장치.
  14. 제 13항에 있어서, 제 1스테이지를 지지하는 피스톤의 단면적과 카운터매스의 중량을 지지하는 피스톤의 단면적의 비는 제 1스테이지와 카운터매스사이의 질량비와 대략 동등한 것을 특징으로 하는 스테이지장치.
  15. 제 1항에 있어서, 상기 스테이지장치를 지지하는 댐퍼(damper)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 스테이지장치.
  16. 연직방향을 포함한 기준면을 따라서 연직방향이나 이 연직방향에 근사한 제 1방향으로 이동가능한 제 1스테이지와;
    이 제 1스테이지에 대하여 제 1방향과 교차하는 제 2방향으로 이동가능한 제 2스테이지와;
    제 1방향으로 이동가능한 카운터매스와;
    제 1방향으로 제 1스테이지를 이동시키는 제 1구동수단과;
    제 2방향으로 제 2스테이지를 이동시키는 제 2구동수단을
    구비한 스테이지장치에 있어서,
    상기 제 1구동수단을 자석과 코일을 포함하고, 그중 하나는 제 1스테이지와 카운터매스의 한쪽에 장착되고 다른 하나는 제 1스테이지와 카운터매스의 다른 쪽에 장착되고, 카운터매스는 제 1스테이지와 반대방향으로 이동하는 것을 특징으로 하는 스테이지장치.
  17. 제 16항에 있어서, 제 2방향과 반대방향으로 이동가능한 제 2카운터매스를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 스테이지장치.
  18. 제 17항에 있어서, 상기 제 2구동수단을 자석과 코일을 포함하고, 그중 하나는 제 2스테이지와 제 2카운터매스의 한쪽에 장착되고, 다른 하나는 제 2스테이지와 제 2카운터매스의 다른 쪽에 장착되고, 제 2카운터매스는 제 2스테이지와 반대방향으로 이동하는 것을 특징으로 하는 스테이지장치.
  19. 제 16항에 있어서, 제 1스테이지와 카운터매스의 중량을 보상하는 보상수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 스테이지장치.
  20. 제 19항에 있어서, 상기 보상수단은 스테이지와 카운터매스를 연결하는 연결수단을 가지는 것을 특징으로 하는 스테이지장치.
  21. 제 20항에 있어서, 상기 연결수단은 풀리와 벨트를 포함하는 것을 특징으로 하는 스테이지장치.
  22. 제 21항에 있어서, 상기 풀리는 제 1스테이지와 카운터매스사이의 질량비의 역수와 대략 동등한 풀리직경비를 가지는 것을 특징으로 하는 스테이지장치.
  23. 제 20항에 있어서, 상기 연결수단은 실린더기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 스테이지장치.
  24. 제 23항에 있어서, 상기 실린더기구는 제 1스테이지의 중량과 카운터매스의 중량을 서로 균형화하도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 스테이지장치.
  25. 제 24항에 있어서, 제 1스테이지를 지지하는 피스톤의 단면적과 카운터매스의 중량을 지지하는 피스톤의 단면적의 비는 제 1스테이지와 카운터매스사이의 질량비와 대략 동등한 것을 특징으로 하는 스테이지장치.
  26. 연직방향을 포함한 기준면을 따라서 연직방향이나 이 연직방향에 근사한 방향으로 이동가능한 스테이지와;
    스테이지의 중량과 균형화하는 카운터매스와;
    스테이지에 카운터매스를 연결하는 연결부재와;
    상기 연결부재를 지지하는 풀리와;
    상기 연결부재로부터 상기 스테이지로 전파되는 진동을 저감하는 제진(除振)수단을 구비한 것을 특징으로 하는 스테이지장치.
  27. 제 26항에 있어서, 상기 제진수단은 연결부재와 카운터매스사이의 연결부와 스테이지와 연결부재사이의 연결부중 하나에 설치되는 것을 특징으로 하는 스테이지장치.
  28. 제 27항에 있어서, 상기 제진수단은 탄성부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 스테이지장치.
  29. 제 28항에 있어서, 상기 탄성부재는 적층고무를 구비하는 것을 특징으로 하는 스테이지장치.
  30. 제 26항에 있어서, 상기 제진수단은 풀리의 베어링을 지지하는 지지부와 풀리의 표면중 하나에 설치된 탄성부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 스테이지장치.
  31. 제 26항에 있어서, 상기 제진수단은 풀리의 베어링을 회전지지하는 회전형 정압베어링을 구비하는 것을 특징으로 하는 스테이지장치.
  32. 제 26항에 있어서, 상기 제진수단은 힘을 발생시키는 작동기를 포함하는 것을 특징으로 하는 스테이지장치.
  33. 제 26항에 있어서, 스테이지를 기준판과 비접촉상태로 유지하는 정압베어링장치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 스테이지장치.
  34. 제 26항에 있어서, 이 스테이지는 기준면을 따라서 2차원적으로 이동가능한 2차원 스테이지를 구비하는 것을 특징으로 하는 스테이지장치.
  35. 제 34항에 있어서, 스테이지를 연직방향으로 안내하는 요우(yaw)가이드와, 이 요우가이드와 비접촉상태로 스테이지를 유지하는 요우가이드정압베어링을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 스테이지장치.
  36. 제 26항에 있어서, 각 연결부재는 스틸벨트와 스틸와이어(wire)중 하나를 구비하는 것을 특징으로 하는 스테이지장치.
  37. 연직방향을 포함한 기준면을 따라서 연직방향이나 이 연직방향에 근사한 제 1방향으로 이동가능한 스테이지와;
    이 스테이지에 연결된 연결부재와;
    상기 연결부재를 지지하는 풀리와;
    스테이지의 중량을 보상하고 풀리를 회전구동시키는 모터와;
    상기 연결부재로부터 스테이지로 전파되는 진동을 저감시키는 제진수단을 구비한 것을 특징으로 하는 스테이지장치.
  38. 제 37항에 있어서, 상기 제진수단은 스테이지와 연결부재 사이의 연결부에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 스테이지장치.
  39. 제 38항에 있어서, 상기 제진수단은 탄성부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 스테이지장치.
  40. 제 39항에 있어서, 상기 탄성부재는 적층고무를 구비하는 것을 특징으로 하는 스테이지장치.
  41. 제 37항에 있어서, 상기 제진수단은 풀리의 베어링을 지지하는 지지부와 폴리의 표면중 하나에 설치된 탄성부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 스테이지장치.
  42. 제 37항에 있어서, 상기 제진수단은 풀리의 베어링을 회전지지하는 회전형 정압베어링을 구비하는 것을 특징으로 하는 스테이지장치.
  43. 제 37항에 있어서, 상기 제진수단은 힘을 발생시키는 작동기를 포함하는 것을 특징으로 하는 스테이지장치.
  44. 제 37항에 있어서, 스테이지를 기준면과 비접촉상태로 유지하는 정압베어링장치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 스테이지장치.
  45. 제 37항에 있어서, 이 스테이지는 기준면을 따라서 2차원적으로 이동가능한 2차원스테이지를 구비하는 것을 특징으로 하는 스테이지장치.
  46. 제 45항에 있어서, 스테이지를 연직방향으로 안내하는 요우가이드와, 이 요우가이드와 비접촉상태로 스테이지를 유지하는 요우가이드정압베이링을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 스테이지장치.
  47. 제 37항에 있어서, 각 연결부재는 스틸벨트와 스틸와이어중 하나를 구비하는 것을 특징으로 하는 스테이지장치.
  48. 연직방향을 포함한 기준면을 따라서 연직방향이나 이 연직방향에 근사한 방향으로 이동가능한 스테이지와;
    이 스테이지의 중량과 균형화하는 카운터매스와;
    스테이지에 카운터매스를 연결하는 연결부재와;
    상기 연결부재를 지지하는 풀리와;
    연결부재의 유효길이와 장력중 하나를 조절하는 작동기를 구비한 것을 특징으로 하는 스테이지장치.
  49. 제 48항에 있어서, 스테이지에 대한 위치정보에 의거하여 상기 작동기를 제어하는 제어수단을 더 구비한 것을 특징으로 하는 스테이지장치.
  50. 제 48항에 있어서, 상기 작동기는 연결부재와 카운터매스 사이의 연결부와, 스테이지와 연결부재 사이의 연결부중 하나에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 스테이지장치.
  51. 제 48항에 있어서, 상기 작동기는 풀리를 지지하는 지지부에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 스테이지장치.
  52. 제 48항에 있어서, 상기 작동기는 에어스프링, 에어실린더, 리니어모터 및 압전소자중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 스테이지장치.
  53. 제 48항에 있어서, 스테이지를 기준면과 비접촉상태로 유지하는 정압베어링장치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 스테이지장치.
  54. 제 48항에 있어서, 이 스테이지는 기준면을 따라서 2차원적으로 이동가능한 2차원스테이지를 구비하는 것을 특징으로 하는 스테이지장치.
  55. 제 54항에 있어서, 스테이지를 연직방향으로 안내하는 요우가이드와, 이 요우가이드와 비접촉상태로 스테이지를 유지하는 요우가이드정압베어링을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 스테이지장치.
  56. 제 48항에 있어서, 각 연결부재는 스틸벨트와 스틸와이어 중 하나를 구비하는 것을 특징으로 하는 스테이지장치.
  57. 연직방향을 포함한 기준면을 따라서 연직방향이나 이 연직방향에 근사한 제 1방향으로 이동가능한 제 1스테이지와;
    이 제 1스테이지에 대하여 제 1방향과 교차하는 제 2방향으로 이동가능한 제 2스테이지와;
    제 1방향으로 제 1스테이지를 이동시키는 제 1구동수단과;
    제 2방향으로 제 2스테이지를 이동시키는 제 2구동수단과;
    제 1방향으로 이동가능한 카운터매스와;
    제 1방향과 반대방향으로 카운터매스를 이동시키는 제 3구동수단을 구비한 것을 특징으로 하는 노광장치.
  58. 제 57항에 있어서, 상기 노광장치는 X-선 노광장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  59. 연직방향을 포함한 기준면을 따라서 연직방향이나 이 연직방향에 근사한 제 1방향으로 이동가능한 제 1스테이지와;
    이 제 1스테이지에 대하여 제 1방향과 교차하는 제 2방향으로 이동가능한 제 2스테이지와;
    제 1방향으로 이동가능한 카운터매스와;
    제 1방향으로 제 1스테이지를 이동시키는 제 1구동수단과;
    제 2방향으로 제 2스테이지를 이동시키는 제 2구동수단을 구비한 노광장치에 있어서,
    상기 제 1구동수단은 자석과 코일을 포함하고, 그중 하나는 제 1스테이지와 카운터매스의 한쪽에 장착되고, 다른 하나는 제 1스테이지와 카운터매스의 다른 쪽에 장착되고, 이 카운터매스는 제 1스테이지와 반대방향으로 이동하는 것을 특징으로하는 노광장치.
  60. 제 59항에 있어서, 상기 노광장치는 X-선 노광장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  61. 연직방향을 포함한 기준면을 따라서 연직방향이나 이 연직방향에 근사한 방향으로 이동가능한 스테이지와;
    스테이지의 중량과 균형화하는 카운터매스와;
    스테이지에 카운터매스를 연결하는 연결부재와;
    상기 연결부재를 지지하는 풀리와;
    상기 연결부재로부터 상기 스테이지에 전파하는 진동을 저감하는 제진수단을 구비한 것을 특징으로 하는 노광장치.
  62. 제 61항에 있어서, 상기 노광장치는 X-선 노광장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  63. 연직방향을 포함한 기준면을 따라서 연직방향이나 이 연직방향에 근사한 제 1방향으로 이동가능한 스테이지와;
    이 스테이지에 연결된 연결부재와;
    상기 연결부재를 지지하는 풀리와;
    스테이지의 중량을 보상하고 풀리를 회전구동시키는 모터와;
    상기 연결부재로부터 스테이지로 전파하는 진동을 저감하는 제진수단을
    구비한 것을 특징으로 하는 노광장치.
  64. 제 63항에 있어서, 상기 노광장치는 X-선 노광장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  65. 연직방향을 포함한 기준면을 따라서 연직방향이나 이 연직방향에 근사한 방향으로 이동가능한 스테이지와;
    이 스테이지의 중량과 균형화는 카운터매스와;
    스테이지에 카운터매스를 연결하는 연결부재와;
    상기 연결부재를 지지하는 풀리와;
    연결부재의 유효길이 및 장력중 하나를 조절하는 작동기를 구비한 것을 특징으로 하는 노광장치.
  66. 제 65항에 있어서, 상기 노광장치는 X-선 노광장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  67. 웨이퍼에 감광제를 도포하는 단계와;
    노광장치를 사용하여 웨이퍼를 노광하는 단계와;
    노광된 웨이퍼를 현상하는 단계를
    구비한 디바이스제조방법에 있어서,
    이 노광장치는 (i) 연직방향을 포함한 기준면을 따라서 연직방향이나 이 연직방향에 근사한 제 1방향으로 이동가능한 제 1스테이지와, (ⅱ)제 1스테이지에 대하여 제 1방향과 교차하는 제 2방향으로 이동가능한 제 2스테이지와, (ⅲ) 제 1방향으로 제 1스테이지를 이동시키는 제 1구동수단과, (ⅳ)제 2방향으로 제 2스테이지를 이동시키는 제 2구동수단과, (ⅴ)제 1방향으로 이동가능한 카운터매스와, (ⅵ)이 카운터매스를 제 1방향과 반대방향으로 이동시키는 제 3구동수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 디바이스제조방법.
  68. 웨이퍼에 감광제를 도포하는 단계와;
    노광장치를 사용하여 웨이퍼를 노광하는 단계와;
    노광된 웨이퍼를 현상하는 단계를
    구비한 디바이스제조방법에 있어서,
    이 노광장치는 (i) 연직방향을 포함한 기준면을 따라서 연직방향이나 이 연직방향에 근사한 방향으로 이동가능한 스테이지와, (ⅱ)스테이지의 중량과 균형화하는 카운터매스와, (ⅲ) 스테이지에 카운터매스를 연결하는 연결부재와, (ⅳ)상기 연결부재를 지지하는 풀리와, (ⅴ) 상기 연결부재로부터 스테이지로 전파되는 진동을 저감시키는 제진수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 디바이스제조방법.
  69. 웨이퍼에 감광제를 도포하는 단계와;
    노광장치를 사용하여 웨이퍼를 노광하는 단계와;
    노광된 웨이퍼를 현상하는 단계를
    구비한 디바이스제조방법에 있어서,
    이 노광장치는 (i)연직방향을 포함한 기준면을 따라서 연직방향이나 이 연직방향에 근사한 제 1방향으로 이동가능한 스테이지와, (ⅱ)이 스테이지에 연결된 연결부재와, (ⅲ) 상기 연결부재를 지지하는 풀리와, (ⅳ) 상기 연결부재로부터 스테이지로 전파되는 진동을 저감하는 제진수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 디바이스제조방법.
  70. 웨이퍼에 감광제를 도포하는 단계와
    노광장치를 사용하여 웨이퍼를 노광하는 단계와;
    노광된 웨이퍼를 현상하는 단계를
    구비한 디바이스제조방법에 있어서,
    이 노광장치는 (i) 연직방향을 포함한 기준면을 따라서 연직방향이나 이 연직방향에 근사한 방향으로 이동가능한 스테이지와, (ⅱ)이 스테이지의 중량과 균형화하는 카운터매스와, (ⅲ) 스테이지에 카운터매스를 연결하는 연결부재와, (ⅳ) 상기 연결부재를 지지하는 풀리와, (ⅴ) 연결부재의 유효길이와 장력중 하나를 조절하는 작동기를 구비하는 것을 특징으로 하는 디바이스제조방법.
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