KR100291820B1 - 위치결정장치, 정렬장치, 및 위치결정방법 - Google Patents

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Abstract

마이크로리소그래픽 기기에서 웨이퍼를 정렬하는 가이드리스 스테이지가 개시되고, 대상물로부터의 반력에 의한 진동 뿐만 아니라 외부 진동의 양 진동으로 부터 격리된 반작용 프레임이 개시된다. 가이드리스 스테이지에서, 대상물 스테이지는 2 개 이상의 방향에서 운동하는 것으로 개시되고, 2 개의 별도의 가동종동자는 독립적으로 운동하여 대상물 스테이지를 추종하고, 협동하여 힘을 발생하는 선형 액츄에이터가 대상물 스테이지 및 종동자에 장착되어 대상물 스테이지를 제 1 및 제 2 방향에서 위치결정한다. 반작용 프레임은 대상물 스테이지의 베이스와는 독립적인 베이스 구조에 장착됨으로써, 대상물 스테이지는 반작용 프레임과 독립적으로 공간에 지지된다. 한 쌍의 아암을 구비한 1 개 이상의 종동자가 개시되며, 이러한 아암 쌍은 2개의 평행 평면에서 각각 운동가능하고, 대상물 스테이지의 무게중심은 이 2 개 평면 사이에 있다. 액츄에이터 구동 수단의 선형 위치결정력은 이 구동 수단의 위치결정력으로 인한 대상물 스테이지의 무게중심에서의 힘의 모멘트의 백터합이 실질적으로 제로가 되도록 장착되어 제어된다. 액츄에이터 장착 수단은 직렬로 배치된 2 개 이상의 얇은 가요성 부재를 포함할 수 있으며, 이러한 가요성 부재는 그 주요 굴곡 방향이 서로 직교한다.

Description

위치결정장치, 정렬장치, 및 위치결정방법
본 발명은 일반적으로 전기-기계적 정렬 및 격리에 관한 것으로; 특히, 마이크로리소그래픽 장치에 있어서 웨이퍼를 지지 및 정렬(align) 하고 그 장치를 자신의 반력 및 외부 진동으로부터 격리시키는 방법 및 장치에 관한 것이다.
마이크로리소그래픽 기기에 사용되는 각종의 지지 기구 및 위치결정기구가 공지되어 있다. 종래 기술에 있어서는, 일반적으로, 별개의 X가이드 어셈블리 및 Y 가이드 어셈블리를 포함하는 XY 가이드가 이용되고 있으며, 하나의 가이드 어셈블리가 다른 가이드 어셈블리상에 운동가능하게 장착되어 있다. 때때로, 별도의 웨이퍼 스테이지가 이러한 가이드 어셈블리의 상부에 장착된다. 이러한 구조는 고도의 정밀도 및 많은 부품을 필요로 한다. 통상적으로, 위치결정 어셈블리의 부품에 가해지는 외력 및 이 위치결정 어셈블리의 다른 부품의 운동에 기인하는 반력은, 이미지 형성 광학계 및 레티클 처리 기기에 직접 전달되어 원하지 않는 진동을 발생시킨다.
Van Engelen et al.의 미국 특허 제 5,120,036 호는 광학-리소그래픽 장치용으로 로렌쯔력(Lorentz forces)과 정압 가스 밸브를 이용하는 2 단계식 위치결정장치에 대해 개시하고 있다.
미국 특허 제 4,952,858 호는 전자기 정렬 장치를 이용한 마이크로리소그래픽 장치에 관한 것으로서, 상기 전자기 정렬 장치는 모노리식 스테이지, 서브 스테이지, 및 진동 격리된 기준 구조를 포함하고, 상기 모노리식 스테이지와 서브스테이지 사이에 설치된 험 액츄에이터(force actuators)를 이용하여 상기 모노리식 스테이지를 공간상에서 지지하고 위치결정한다. 이러한 장치에 있어서, Y 프레임 즉 Y 스테이지는 X 프레임상에 장착되고, 상기 모노리식 스테이지는 Y 프레임으로부터 위치 결정되고 Y 프레임으로부터 공간을 두고 지지된다.
본 발명의 전체적인 목적은, 대상물이 운동할 때에 발생하는 외력 및 반력 모두를, 웨이퍼 대상물 표면의 포토레지스트에 노광된 이미지를 생성하는 렌즈계와 같은 장치의 다른 요소로부터 격리시키는 반작용 프레임을 구비함과 동시에, 상기 대상물을 지지하기 위한 가이드리스 스테이지를 이용하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명은 대상물 스테이지, 베이스상에 장착되고 자신과 대상물 스테이지간의 진동이 실질적으로 전달되지 않는 반작용 프레임, 반작용 프레임과는 독립해서 대상물 스테이지를 공간상에 지지하는 수단, 및 대상물 스테이지와 반작용 프레임상에 설치되어 대상물 스테이지의 위치를 결정하기 위해 협동하여 힘을 발생하는 선형 액츄에이터 수단을 포함한다. 대상물 스테이지는, Z 방향에서는 공간에 지지된 상태로, 소정 방향으로 운동하기 위해 설치될 수도 있으며; 혹은 X와 Y 방향으로 운동하는 XY 스테이지를 구성할 수도 있다.
본 발명의 특징 및 이점은, 지지, 위치결정, 및 진동 격리하는 어셈블리를 제공하는데에 있어서, 이 어셈블리는 대상물 또는 웨이퍼 스테이지의 위치결정기능을 달성되게 하는 한편, 반작용 스테이지로부터 스테이지와 렌즈계에 전달되는 진동을 극히 적은 부품으로 빠르게 최소화시키며, 이와 동시에, 스테이지에 전달되는 진동을 최소화시켜 스테이지를 원하지 않는 반력으로부터 격리시킨다.
본 발명의 다른 태양에 따르면, XY 스테이지용 위치결정방법 및 장치가 제공되고, 상기 XY 스테이지는 독립해서 운동가능한 X 종동자, 독립해서 운동가능한 Y 종동자, 및 상기 XY 스테이지와 각 종동자간에 설치된 협동하는 선형 힘 액츄에이터를 포함하는 것에 의해, 어느 종동자의 운동도 다른 종동자의 운동에 영향을 미치지 않도록 한다.
본 발명의 또 다른 태양에 따르면, 적어도 하나의 종동자에 1 쌍의 아암이 설치되고, 각 아암은 구동 부재를 지지하며, 이러한 아암은 대상물 스테이지의 무게중심의 상방 및 하방으로 이격된 두 평면에 위치하고, 이 평면 내에서 운동하는 것이 가능하다.
본 발명의 또 다른 태양에 따르면, 가이드리스 스테이지는 3 개 이상의 선형 힘 액츄에이터를 포함하고, 이들중 2 개의 선형 액츄에이터가 X 방향 및 Y 방향중 어느 한 방향으로 구동하며, 제3의 액츄에이터는 X 방향 및 Y 방향중 상기 어느 한 방향과는 다른 방향으로 구동한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 가이드리스 스테이지는 XY 스테이지와 반작용 프레임 어셈블리 사이에서 작동하는 4 개 이상의 선형 액츄에이터를 포함하고, 각 액츄에이터는 XY 스테이지에 설치되어 있는 구동 부재를 갖는 것에 의해, 한 쌍의 X 구동 부재는 XY 스테이지를 X 방향으로 구동시키는 역할을 하고, 한 쌍의 Y 구동 부재는 XY 스페이지를 Y 방향으로 구동시키는 역할을 한다. 선형 액츄에이터 및 이들의 구동 부재는, 협동하는 구동 부재의 위치결정력에 기인하는 XY 스테이지의 무게중심에서의 힘의 모멘트의 백터합이 실질적으로 제로가 되도록 구성되고, 위치결정되고, 그리고 제어된다.
본 발명의 이러한 특징 및 이점은, 전체를 통해 동일한 부분을 동일한 참조기호로 나타낸 첨부 도면을 참조하는 이하의 설명으로부터 보다 명확해질 것이다.
제1도는 본 발명을 채용한 마이크로리소그래픽 장치의 사시도.
제2도는 제1도에서 선 A-A로 나타내는 구조의 일부의 사시도로서, 제1도에 나타내는 반작용 스테이지가 생략된 도면.
제3도는 제1도에 도시된 구조를 일부 단면으로 나타내는 입면도.
제4도는 본 발명의 대상물 위치결정장치를 일부 단면으로 나타내는 개략적인 입면도.
제5도는 반작용 스테이지 상부에 있는 웨이퍼 XY 스테이지 위치의 평면도.
제6도는 제5도에 도시된 구조의 일부를 선 3-3에 따라 화살표 방향으로 나타내는 측방 입면도.
제7도는, 제6도에서 선 B-B로 나타내는 구조의 일부의 확대도.
제8도는 XY 스테이지의 위치결정을 행하기 위해, XY 스테이지에 고정된 수단 없이 XY 종동자를 도시하는 반작용 스테이지의 사시도.
제9도는 제8도에 도시된 XY 종동자의 확대 사시도.
제10도는 본 발명의 바람직한 실시예의 위치 검출 및 제어 장치의 개략적인 블록도.
제11도 및 제12도는 본 발명의 다른 실시예를 도시한 것으로서, 제11도는 제5도와 유사한 평면도이고, 제12도는 제6도와 유사한 측방 입면도.
제13도 및 제14도는 본 발명의 또 다른 실시예를 도시한 것으로서, 제13도는 제5도와 유사한 평면도이고, 제14도는 제6도와 유사한 측방 입면도.
제15도는 제13도에 도시된 구조의 일부의 확대 상면도.
제16도는 제15도에 도시된 구조의 선 11-11에 따라 화살표 방향으로 나타내는 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 포토리소그래픽 장치 12 : 광학계
28 : 대상물 스테이지 베이스 30 : XY 스테이지
34 : 대상물 36 : 에어 밸브
42X, 42X' : X 구동 부재(X 구동 코일)
44Y, 44Y' : Y 구동 부재(Y 구동 코일)
60 : 반작용 프레임 어셈블리 61 : 반작용 프레임
72 : X 종동자 82 : Y 종동자
74, 74' : X 종동자의 아암 84, 84' : Y 종동자의 아암
진동 격리된 반작용 프레임을 갖거나 갖지 않거나 가이드리스 스테이지가 대상물을 정확하게 위치결정하기 위해서는 많은 상이한 형태의 기기들에 대한 많은 용도를 가져야한다는 것은 당해 기술분야의 통상의 기술자라면 알고 있는 내용이지만, 본 발명을, 웨이퍼 표면상의 포토레지스트에 노광되는 이미지를 렌즈가 형성하는 장치에서, 웨이퍼를 정렬하기 위한 마이크로리소그래픽 장치의 형태의 바람직한 실시예와 관련하여 설명한다. 또한, 진동 격리된 스테이지를 갖거나 갖지 않거나 가이드리스 스테이지를, 예를 들면 X 방향 또는 Y 방향의 어느 한 방향으로만 운동가능한 가이드리스 대상물 스테이지로 이용할 수도 있지만, 본 발명의 바람직한 실시예는 하기에 설명되는 가이드리스 XY 웨이퍼 스테이지와 관련하여 설명된다.
도면, 특히 제1도 내지 제5도를 참조하면, 상부의 광학계(12)와 하부의 웨이퍼 지지 및 위치결정장치(13)를 구비하는 포토리소그래픽 장치(10)가 도시되어 있다. 광학계(12)는 수은 램프와 같은 램프(LMP), 및 이 램프(LMP)를 둘러싸는 타원면 미러(EM)를 구비하는 조명기(14)를 포함한다.
조명기(14)는 플라이아이 렌즈(fly's eye lens:FEL)와 같이 2 차 광원상을 생성하기 위한 광학 적분기, 및 균일학된 광속(light flux)으로 레티클(마스크)(R)을 조사하기 위한 집광 렌즈(CL)를 구비한다. 마스크(R)를 유지하기 위한 마스크 홀더(RST)가 투영 광학 장치(16)의 경통(PL) 상부에 설치된다. 경통(PL)은, 격리된 패드 또는 블록 장치(20)의 정부(頂部)에 각각 장착된 복수의 강성 아암(18) 상에서 지지되는 칼럼 어셈블리의 일부분에 고정된다.
관성 블록 또는 진동 흡수 블록(22)은 아암(18) 상에 장착되는 바와 같이 장치에 배치된다. 이러한 블록(22)은, 중량이 있는 구조물의 수송을 피하기 위해, 빈 상태로 수송한 후, 조작 현장에서 모래를 채울 수 있도록 주조된 박스의 형태를 취하는 것이 가능하다. 대상물 웨이퍼 스테이지 베이스(28)가 수직 블록(22), 수직바(26), 및 수평바(27)에 의해 아암(18)으로부터 지지된다(제2도 참조).
제5도 및 제6도를 참조하면, 대상물 또는 웨이퍼 스테이지 베이스(28) 상의 웨이퍼 지지 및 위치결정장치의 평면도 및 입면도가 각각 도시되어 있으며, 상기 웨이퍼 지지 및 위치결정장치는, 대상물 혹은 웨이퍼 혹은 XY 스테이지(30)와 반작용 프레임 어셈블리(60)를 포함한다. XY 스테이지(30)는 지지판(32)을 포함하며, 12 인치 웨이퍼와 같은 웨이퍼가 이 지지판(32)위에서 지지된다. 지지판(32)은, Z를 조절하는 것, 즉, 경사, 횡전(橫轉) 및 초점을 조절하는 것이 가능한 진공 예압형 에어 베어링(36)에 의해 대상물 스테이지 베이스(28) 상방의 공간에서 지지된다. 선택적으로, 이 지지는 자석 및 코일의 조합을 채용할 수도 있다.
또한, XY 스테이지(30)는 선형 구동 모터와 같은 자기적 결합 수단(magnetic coupling means)으로 이루어진 적절한 요소도 포함하며, 이 요소는 웨이퍼를 광학 장치(16)의 랜즈에 정렬시켜, 웨이퍼 표면의 포토레지스트를 노광하기 위한 이미지를 정확히 위치결정한다. 도시된 실시예에 있어서, 자기적 결합 수단은 XY 스테이지(30)를 X 방향에서 위치결정하는 한 쌍의 X 구동 코일(42X, 42X')과 XY 스테이지(30)를 Y 방향에서 위치결정하는 한 쌍의 Y 구동코일(44Y, 44Y')의 형태를 취한다. 반작용 프레임 어셈블리(60) 상의 자기적결합 수단의 관련 부분에 대해 다음에서 상세하게 설명한다.
XY 스테이지(30)는 한 쌍의 레이저 미러(38X, 38Y)를 포함하며, 레이저 미러(38X)는 레이저 빔 간섭계 장치(92)의 한 쌍의 레이저 빔(40A, 40A')에 대해서 동작하며, 레이저 미러(38Y)는 레이저 빔 간섭계 장치(92)의 한 쌍의 레이저 빔(40B, 40B')에 대해서 동작하여, 투영 광학 장치(16)의 경통(PL)의 하방부에 있는 고정 미러(RMX)에 대해서 XY 스테이지의 정확한 XY 위치를 설정하고 제어한다.
제8도 및 제9도를 참조하면, 반작용 프레임 어셈블리(60)는 복수의 지주(支柱)(62)를 포함하는 반작용 프레임(61)을 구비하고 있으며, 이러한 지주는 그 자신과 대상물 스테이지간에 진동이 실질적으로 전달되지 않도록 지면 또는 별개의 베이스상에 부착된다.
반작용 프레임(61)은 지주(62) 사이에서 X 방향으로 신장하는 면판(64X, 64X')과, 지주(62) 사이에서 Y 방향으로 신장하는 면판(66Y, 66Y')을 포함한다. 면판(64-66) 내측에는, 복수의 반작용 프레임 레일(67-69 및 67'-69')이 제공되어, X 종동자(72) 및 Y 종동자(82)를 지지 및 가이드한다. 면판(64X)의 내측면에는, 상부의 종동자 가이드 레일(67) 및 하부의 종동자 가이드레일(68)(도시하지 않음)이 설치되어 있고, 반대측의 면판(64X')의 내측면에는, 상부 및 하부의 종동자 가이드 레일(67', 68')이 설치되어 있다. 각 면판(66Y, 66Y')의 내측면에는, 가이드 레일(67, 68)사이에서 수직 방향으로 배치된 단일 가이드 레일(69, 69') 이 각각 설치되어 있다.
X종동자는 간격을 두고 위치하는 아암(74, 74')을 구비하며, 이러한 아암들의 일 단부는 크로스바(76)에 연결되어 있다. 구동 트랙(78, 78')(제5도 참조)과 같은 구동 요소는 아암(74, 74')에 각각 설치되어 XY 스테이지의 구동 요소(42X, 42X')와 협동하게 되어있다. 도시된 실시예에서, XY 스테이지상의 구동 요소(42X, 42X')는 구동 코일인 것으로 도시되어 있기 때문에, X 종동자(72) 상의 구동 트랙은 자석 형태를 취한다. 결합 요소는 서로 반대일수가 있으므로, 코일이 X 종동자에 설치되고 자석은 XY 스테이지상에 설치될 수도 있다. XY 스테이지가 X 및 Y 방향으로 구동될 때, 레이저 간섭계 장치(92)는, XY스테이지의 새로운 위치를 순간적으로 검출하여, 위치 정보(X 좌표값)를 발생시킨다. 제10도를 참조하여 상세하게 후술하는 바와 같이, 서보 위치 제어 장치(94)는 호스트 프로세서(CPU)(96)의 제어를 받아서, 간섭계 장치(92)로부터의 위치 정보에 응답하여 X 종동자(72)와 Y 종동자(82)의 위치를 제어하여, 구동 코일(42X, 42X')과 트랙(74, 74') 사이에 어떠한 기계적인 접촉도 없이 XY 스테이지(30)를 추종하도록 한다.
X 종동자(72)를 반작용 프레임(61)에 운동가능하도록 장착하기 위해서는, 반작용 프레임(61)의 측에 있는 아암(74, 74')의 단부가 레일(69) 위를 타서 가이드되고, 아암(74, 74')의 반대측의 단부는 면판(66Y')에 인접한 레일(69') 위를 타고 있다. X 종동자(72)를 가동시키기 위해서, 구동 부재(77) 가 크로스바(76) 상에 제공되고, 반작용 프레임 가이드(69)와 협동하여, XY 스테이지의 X 방향에 수직인 방향으로, X 종동자(72)를 가동시킨다. XY 스테이지(30)에서 정밀한 구동 및 제어가 수행되기 때문에, X 종동자(72)의 위치결정 제어는 XY 스테이지(30)와 같은 정도로 정확할 필요가 없고 XY 스테이지(30)와 같은 엄밀한 공차(tolerances) 및 에어갭이 제공될 필요가 없다. 따라서, 구동 기구(77)는 모터에 의해 회전되는 나사축 및 X 종동자(72)에 의해 맞춰지는 너트의 조합, 또는 선형모터를 형성하는 코일 어셈블리 및 자석 어셈블리의 조합으로 이루어질 수 있으며, 각 조합이 롤러 가이드 기구와 추가로 결합될 수 있다.
X 종동자와 마찬가지로, Y 종동자(82)는, 그 일단부가 크로스바(86)에 고정된 한 쌍의 아암(84, 84')을 포함하고, 이들 아암은 Y 구동 부재(44Y, 44Y')와 협동하는 트랙(88, 88') 을 구비하고 있다. Y 종동자(82)의 아암(84, 84')은 별개의 가이드 레일상에서 가이드된다. 아암(84)의 양단부는 상부 레일(67, 67') 위에 타서 가이드되고, 아암(84')의 양단부는 하부 레일(68, 68') 상에서 가이드된다. 구동 기구(87)는 Y 종동자(82)의 크로스바(86)에 제공되고, 면판(66Y과 66Y') 사이에서, 가이드(67, 67', 68, 68')를 따라, XY 스테이지의 Y 방향에 수직인 방향으로 Y 종동자(82)를 가동시킨다.
제9도에 가장 잘 도시한 바와 같이, X 종동자(72)의 아암(74, 74') 및 크로스바(76)는 모두 Z 축과 교차하는 동일한 평면내에 배치되어 이 평면에서 가동된다. XY 스테이지(30)의 무게중심은 이러한 평면 내에 위치하거나 또는 바로 인접하고 있다. 이러한 구조에 있어서; 각 구동 코일(42X, 42X')로부터의 구동력은 아암(74, 74r)의 길이 방향을 따라서 각각 작용한다. 그러나, Y 종동자(82)의 아암(84, 84')은, Z 축을 따라서 서로 이격되며, 각각 이 X 종동자(72)를 포함하는 평면의 상방 및 하방에 있고 이 평면에 평행한 별개의 평행 평면 내에 배치되어 이 별개의 평행 평면에서 가동된다. 바람직한 실시예에 있어서, 크로스바(86)는 아암(84') 을 포함하는 하방 평면에 위치하고, 스페이서 블록(86')은 아암(84) 및 크로스바(86)의 겹치는 단부들 사이에 위치함으로써, 아암(84, 84')을 이들 평행 평면에 간격을 두고 위치시킨다.
X 종동자(72)와 마찬가지로. 각 구동 코일(44Y; 44Y') 로부터의 구동력은 아암(84, 84')의 길이 방향을 따라서 각각 작용한다. 또한, 구동 코일(44Y(44Y'))과 구동 트랙(85(88')) 간에 X 방향과 Z 방향에서의 소정 갭이 유지됨으로써, 가이드리스의 개념이 달성된다.
본 발명의 가이드리스 스테이지, 및 진동 격리형 반작용 프레임의 동작에 있어서, XY 스테이지(30)는 간섭계 장치(92)에 의해 검지된, 투영 렌즈에 대한 초기 위치에 위치결정되고, XY 스테이지(30)는 구동 트랙(78, 78', 88, 88')형태의 구동 요소로부터 구동 코일(42X. 42X', 44Y, 44Y')이 각각 이격된 상태에서 에어 베어링(36)에 의해 대상물 스테이지 베이스(28) 로부터 Z 방향으로 지지된다. XY 스테이지(30)와 반작용 프레임(61) 간에는 어떠한 접촉도 없다. 즉, 반작용 프레임(61)의 진동이 XY 스테이지의 위치에 영향을 주는 경로 및 그 반대의 경로가 전혀 존재하지 않는다는 것이다. 신호를 코일에 전달하는 전달 수단, 및 레이저 간섭계 위치 검지 장치를 통한 간접적인 접촉이 있을 뿐이며, 여기에서, 레이저 간섭계 위치 검지 장치는 검지된 위치 정보를 제어기에 전달하고, 제어기는, XY 스테이지(30)의 운동을 유발하는 구동 신호를 개시하는 다른 명령들도 수신한다.
간섭계 장치(92)로부터 XY 스테이지(30)의 위치가 알려지면, 구동 신호가 위치 제어 장치(94)로부터 적당한 구동 코일(42X, 42X', 44Y, 44Y')로 전달되어 XY 스테이지를 새로운 소망 위치로 구동시킨다. XY 스테이지의 운동은 간섭계 장치(92) 및 위치 센서(98X, 98Y)(제10도 참조)에 의해 검지되며, X 종동자(72) 및 Y 종동자(82)는 구동 부재(77, 87)에 의해 각각 구동되어 XY스테이지를 추종하게 된다. 제10도에 예시된 바와 같이, 위치 센서(98X)는 XY 스테이지(30)와 X 종동자(72) 간의 Y 방향의 간격 변동을 검지하고, 그 간격의 크기를 나타내는 전기 신호를 위치 제어 장치(94)에 전달한다. 위치 제어 장치(94)는, 간섭계 장치(92)로부터의 X 위치 및 위치 센서(98X)로부터의 신호에 기초하여, 구동 부재(77)에 관한 적당한 구동 신호를 발생한다.
또한, 위치 센서(98Y)는 XY 스테이지(30)와 Y 종동자(82) 간의 X 방향의 간격 변동을 검지하고, 그 간격의 크기를 나타내는 전기 신호를 발생하고, 구동 부재(87)는 간섭계 장치(92) 로부터의 Y 위치 정보 및 위치 센서(98Y)로부터의 신호에 기초하여 구동된다.
요(yaw) 각도 보정은 요 각도를 유지하거나 또는 보정하는데 사용할 수 있는 선형 모터쌍들, 또는 XY 스테이지의 회전 방향의 위치를 변경시킬 수 있는 선형 모터쌍들에 의해 달성된다. 레이저 빔(40A/40A' 또는 40B/40B') 중 어느 한쪽 쌍 또는 양쪽 쌍으로부터의 데이터는 요 각도 정보를 얻는데 사용된다. 레이저 빔(40A/40A' 및 40B/40B')을 사용한 측정으로부터 얻어진 디지털 위치 데이터의 전자적인 감산을 실행하거나 또는 양자간의 차이를 더해서 2로 나눈다.
본 발명은, XY가이드를 사용하는 경우 보다 빠르게, XY스테이지의 위치 결정 기능이 달성되도록 한다. XY 스테이지를 운동시킬 때에 발생하는 반력은 이미지 형성 광학계 및 레티클 처리 기구로부터 격리되는 것이 가능하다.
본 발명은, 가이드된 스테이지에 비교하여, 정확한 X가이드 및 Y가이드를 필요로 하지 않으며, 정밀한 가이드가 없기 때문에, 웨이퍼 XY스테이지의 정밀한 조립 및 조절 조작이 감소하게 된다. XY 축에서의 선형 모터의 힘은 웨이퍼 스테이지에 직접 작용하므로, 이들 모터가 가이드 장치를 통해 작용할 필요가 없기 때문에, 서보 제어 대역폭이 증가하게 된다.
XY 선형 모터로부터의 힘이 모두 실질적으로 XY 스테이지의 무게중심을 통과하여 전달시키는 것이 가능하므로, 원하지 않는 힘의 모멘트(토크)를 배제시킨다.
상호간에 완전히 독립적으로 설치되어 작동하는 X 종동자(72) 및 Y 종동자(82)를 이용함에 있어서, 각 종동자(72, 82)와 XY 스테이지(30)간의 자기적결합으로서 상업적으로 입수 가능한 전자기 선형 모터를 사용하고, 코일과 자석 구동 트랙간의 간격을 대략 1mm 보다 작도록 하면, 종동자의 어떠한 진동도 웨이퍼 XY 스테이지 또는 광학장치에 전달되지 않는다. 또한, 종동자중 어느 하나의 아암을 다른 종동자의 아암의 상방 및 하방에 간격을 두어 위치시키면, XY 스테이지의 무게중심에서의 힘의 모멘트의 백터합은 협동하는 구동 부재의 위치결정력에 의해 실질적으로 제로가 된다.
XY 스테이지와 각 종동자 스테이지간에는, 그들 사이에 X, Y, 혹은 θ의 자유도로 진동이 전달되는 것을 허용하는 접촉부가 전혀 존재하지 않는다. 이것에 의해, 종동자 스테이지는, 웨이퍼 스테이지의 성능에 영향을 주지 않으면서, 진동하는 기준 프레임에 장착된다. 예를 들면, 반작용 프레임이 장애물과 부딪치게 되는 경우에도, XY 스테이지 및 투영 광학 장치는 영향을 받지 않는다.
무게중심이 2 개의 X 구동 코일중 어느 하나와 2 개의 Y 구동 코일중 어느 하나사이에서 등거리가 아닌 경우에는, 크기를 상이하게 하는 적절한 신호를 각각의 코일에 전송하여, 보다 큰 힘을 스테이지의 보다 무거운 쪽에 가함으로써, XY 스테이지를 소망 위치로 구동하는 것은 당업자에 의해 이해되는 것이다.
특정 용도에서는, 전자력을 운동가능한 XY 스테이지에 제공하는 액츄에이터 또는 자기 결합 어셈블리의 구동 요소(42X/42X' 또는 42Y/42Y')를, X 방향 또는Y 방향에서의 스테이지의 운동과 관련하여, 각각 정지된 상태에서 일정 위치에 유지시키는 것도 가능하다(제10도를 참조).
본 실시예의 마지막 설명으로서, 제4도를 다시 참조하여, 본 발명의 본질적인 구조를 설명한다. 제4도에 예시된 바와 같이, XY스테이지(30)는, 배기 포트 및 진공 예압 포트를 구비한 에어 베어링(36)에 의해, 스테이지 베이스(28)의 평활면(X-Y 평면에 평행) 위에 지지되어, 어떠한 마찰도 없이, 스테이지 베이스(28) 위에서 X, Y, 및 θ 방향으로 운동을 하는 것이 가능하다.
스테이지 베이스(28)는, 진동 격리 블록(20), 아암(18), 블록(22), 수직바(26), 및 수평바(27)에 의해, 기초(혹은 지면, 또는 베이스 구조)(21) 위에 지지된다. 각 진동 격리 블록(20)은, 기초(21)로부터의 진동 전달을 방지하는 진동 흡수 어셈블리를 구비하고 있다.
제4도는 구동 코일(42X, 42X')을 Y 방향으로 통한 선에 따르는 XY 스테이지(30)의 단면도이기 때문에, 이하의 설명은 X 종동자(72)에 한정된다.
제4도에 있어서, 구동 코일(42X)은 종동자 아암(74)에 장착된 구동 트랙(X 방향으로 가늘고 긴 자석 배열)(78)의 자장 내에 설치되고, 구동 코일(42X')은 종동자 아암(74')에 장착된 구동 트랙(78')의 자장 내에 설치되어 있다.
2 개의 아암(74, 74')은 반작용 프레임(61)의 내측에 형성된 가이드 레일(69, 69')에 의해 Y방향으로 함께 이동하도록 견고하게 조립되어 있다. 또한, 가이드 레일(69, 69')은 2개의 아암(7+, 74')의 X 및 Z 방향의 운동을 제한한다. 반작용 프레임(61)은, 4개의 지주(62)에 의해, 스테이지 베이스(28)와 독립하여 기초(21) 상에 직접 지지되어 있다.
그러므로, 구동 코일(42X(42X')) 및 구동 트랙(78(78'))은, Y 및 Z 방향에서의 소정 갭(수 mm) 을 유지하도록 상호 배치된다.
따라서, 구동 코일(42X, 42X')이 구동되어 XY 스테이지(30)를 X 방향으로 이동시키는 경우에, 구동 트랙(78, 78')에 발생하는 반력은 기초(21)에 전달되고, XY 스테이지(30)에는 전달되지 않는다.
한편, XY 스테이지(30)가 Y 방향으로 이동함에 따라, 2 개의 아암(74, 74')은 구동 부재(77)에 의해 Y 방향으로 이동하고, 이에 의하여, 각 구동 트랙(78, 78')이, 위치 센서(98X)의 측정 신호에 기초하여, 각각의 코일(42X, 42X')을 추종하여 Y 방향의 갭을 유지한다.
본 발명은, 한 쌍의 X 구동 부재 또는 코일(42X, 42X') 및 한쌍의 Y 구동 부재 또는 코일(42Y, 42Y')을 갖는 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 제11도 및 제12도에 도시된 바와 같이, 단지 3개의 구동 부재 또는 선형 모터를 구비한 본 발명에 따라 진동 격리된 프레임과 가이드리스 스테이지를 구성하는 것도 가능하다. 제11도에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 Y 구동 코일(144Y, 144Y')이 스테이지(130)에 제공되고, 단일 X 구동 코일 또는 선형 모터(142X)가 XY 스테이지의 무게중심(CG')에 맞춰지도록 설치되어 있다. Y 구동코일(144Y, 144Y')은 Y 종동자(182)의 아암(184, 184')에 설치되고, X 구동 코일(144X)은 X 종동자(172)의 아암(174∥)에 설치되어 있다. 적절한 구동신호를 구동 코일(144X, 144Y, 144Y')에 인가함으로써, XY스테이지를 소망 XY 위치로 이동시킬 수 있다.
제13도 내지 제16도를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예가 도시되어 있으며, 이 실시예는, XY 구동 코일(242X, 242X', 244Y, 244Y')과 XY 스테이지(30') 사이의 링크를 포함하고 있다. 이러한 결합부는 구동 코일(244Y)을 결합 부재(320)의 일단부에 결합시키는 이중 굴곡 어셈블리(300), 및 결합 부재(320)의 타단부를 XY 스테이지(30')에 결합시키는 이중 굴곡 어셈블리(330)을 포함하고 있다. 이중 굴곡 어셈블리(300)는 코일(244Y)에 결합된 플랜지(302)를 포함한다. 클램핑 부재(304)는 클램핑 볼트를 통해 플랜지(302)에 부착되어, 수평한 가요성 링크(306)의 한쪽의 가장자리를 그 사이에 클램프시킨다. 수평한 가요성 링크(306)의 타단부는 2 개의 수평한 부재(308) 사이에 클램프되고, 이러한 수평한 부재는 수직 플랜지(310)와 일체 결합되고, 이 수직 플랜지는 한 쌍의 플랜지 부재(312)가 볼트 고정되게 하며, 이 한 쌍의 플랜지 부재는 수직 가요성 부재(314)의 한쪽의 가장자리를 클램프시킨다. 수직 가요성 부재(314)의 다른쪽 가장자리는 한 쌍의 플랜지 부재(316) 사이에 클램프되고, 이러한 플랜지 부재는 결합 부재(320)의 일단부상의 플랜지판(318)에 볼트 고정되어있다. 결합 부재(320)의 타단부에는, 판(348)이 2개의 플랜지 부재(346)에 결합되고, 이러한 2 개의 플랜지 부재는 수직 가요성 부재(344)의 일단부를 클램프시켜, 상호간에 볼트 고정되어있다. 수직 가요성 부재(344)의 반대측 가장자리는 플랜지 부재(342)에 의해 클램프되고, 이러한 플랜지 부재는 수핑 가요성 부재(336)의 한쪽의 가장자리를 클램프시키는 한 쌍의 클램핑판(338)에 연결된 판(340)에 결합되고, 수평 가요성 부재(336)의 다른쪽 가장자리는 판(334)의 도움으로 XY 스테이지(30')에 클램프된다. 따라서, 각 이중 굴곡 어셈블리(300, 330)에 있어서는, 수평 및 수직 가요성 부재의 양 부재를 제공하는 것에 의해, 진동이 감소된다. 이들 각 어셈블리에 있어서, 수직 가요성 부재는 X, Y, 및 θ 진동을 감소시키고, 수평 가요성 부재는 Z, 경사, 및 횡전방향의 진동을 감소시킨다. 따라서, X, Y, 및 θ에 관한 8개의 수직 굴곡 조인트 및 Z, 경사, 및 횡전방향에 관한 8개의 수평 굴곡조인트가 설치된다.
제16도에 예시된 바와 같이, 코일(244Y)은 코일 지지부(245Y)에 부착되고, 이 코일 지지부는 여기에 부착된 상부 지지판(246)을 구비하고 있으며, 이 상부 지지판은 자기 트랙 어셈블리(288)의 정부 위에 위치한다. 진공 예압형 에어 베어링(290)은, 코일 지지부(245Y)와 상부 지지판(246) 간에 및 한편으로 코일 지지부(245Y)와 다른 한편으로 자기 트랙 어셈블리(288) 간에 제공된다.
제13도 내지 제16도에 예시된 실시예의 작동예에 있어서, 가요성 부재(306, 314, 344, 446)는 폭이 약 31.8mm(1.25 인치), 길이가 약 6.4mm(0.25 인치), 및 두께가 약 0.305mm(0.012 인치)인 스테인레스 스틸이며, 주요 굴곡 방향은 두께 방향이다. 예시된 실시예에 있어서, 부재(306, 314)는 각각의 주요 굴곡 방향이 서로 직교하는 상태에서 직렬로 배치되고, 부재(344, 336)도 마찬가지로 배치된다.
본 발명을 바람직한 실시예에 관하여 설명하였지만, 본 발명은 많은 상이한 형태를 취할 수 있으며, 본 발명의 범위는 다음의 청구범위의 범위에 의해 한정될 뿐이다.

Claims (33)

  1. 베이스 구조상에서 작동하는 위치결정장치에 있어서, (a) 상기 베이스 구조에 장착된 반작용 프레임을 포함하는 반작용 프레임 어셈블리, (b) 대상물 스테이지 베이스에 대해 상대적으로 운동하는 대상물 스테이지, (c) 상기 반작용 프레임과 독립하여 상기 대상물 스테이지를 상기 대상물 스테이지 베이스로부터 간격을 두고 지지하는 수단, (d) 상기 대상물 스테이지 및 상기 반작용 프레임 어셈블리에 장착되어, 상기 대상물 스테이지를 위치결정하기 위해, 협동하여 힘을 발생하는 선형 액츄에이터 수단을 포함하는 것에 의하여, 상기 대상물 스테이지 베이스 및 상기 대상물 스테이지가, 상기 협동하는 액츄에이터 수단으로부터의 반력과는 격리되고, 상기 대상물 스테이지 베이스와 상기 대상물 스테이지로의 진동 전달이 최소화되는 것을 특징으로 하는 위치결정장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 반작용 프레임 어셈블리는 상기 대상물 스테이지에 독립적으로 운동하여 추종하는 것이 가능한 종동자를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치결정장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 협동하는 액츄에이터 수단은 상기 대상물 스테이지와 상기 반작용 프레임 어셈블리간에 작동하는 1 개 이상의 선형 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치결정장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 대상물 스테이지의 위치를 결정하기 위한 1 쌍 이상의 액츄에이터 수단을 더 구비하고, 상기 1 쌍 이상의 액츄에이터 수단 각각은 상기 대상물 스테이지상에 장착된 구동 부재를 갖는 것을 특징으로 하는 위치결정장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 구동 부재의 위치결정력에 기인하는, 상기 대상물 스테이지의 무게중심에서의 힘의 모멘트의 백터합은 실질적으로 제로가 되는 것을 특징으로 하는 위치결정장치.
  6. 제2항에 있어서, 상기 대상물 스테이지에 장착된 1 개 이상의 구동 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위치결정장치.
  7. 제2항에 있어서, 상기 종동자는, 2 개의 평행한 평면 내에서 각각 운동가능한 2 개의 아암을 포함하고, 상기 대상물 스테이지의 무게중심은 상기 2 개의 평면 사이에 있는 것을 특징으로 하는 위치결정장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 대상물 스테이지는 제 1 방향, 및 상기 제 1 방향에 각도를 이루는 제2 방향으로 적어도 운동가능하고, 제 1 종동자는 상기 대상물 스테이지를 상기 제1 방향으로만 운동하여 추종하며, 제 2 종동자는 상기 대상물 스테이지를 상기 제2 방향으로만 운동하여 추종하고, 상기 협동하는 액츄에이터 수단은 상기 대상물스테이지, 상기 제 1종동자, 및 제 2종동자 상에 장착되어 상기 대상물 스테이지를 상기 제 1 및 제 2 방향으로 위치결정하는 것을 특징으로 하는 위치결정장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 협동하는 액츄에이터 수단은 상기 대상물 스테이지와 상기 반작용 프레임 어셈블리간에 작동하는 3 개 이상의 힘 발생 선형 액츄에이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치결정장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 3 개 이상의 선형 액츄에이터중 2 개는 상기 대상물 스테이지를 상기 제 1 방향으로 구동하기 위해 설치되고; 상기 협동하는 액츄에이터 수단의 위치결정력에 기인하는, 상기 대상물 스테이지의 무게중심에서의 힘의 모멘트의 백터합은 실질적으로 제로가 되는 것을 특징으로 하는 위치결정장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 2 개의 선형 액츄에이터 이외의 상기 선형 액츄에이터 1 개는 상기 대상물 스테이지를 상기 제 2 방향으로 구동하도록 상기 대상물 스테이지상에 장착되고, 상기 협동하는 액츄에이터 수단의 위치결정력에 기인하는, 상기 대상물 스테이지의 무게중심에서의 힘의 모멘트의 백터합은 실질적으로 제로가 되는 것을 특징으로 하는 위치결정장치.
  12. 제8항에 있어서, 상기 대상물 스테이지를 위치결정하기 위한 2 쌍 이상의 선형 액츄에이터를 더 포함하고, 상기 2 쌍 이상의 선형 액츄에이터중 한 쌍은 상기 대상물 스테이지를 상기 제 1 방향으로 위치결정하며, 상기 2 쌍 이상의 선형 액츄에이터중 다른 쌍은 상기 대상물 스테이지를 상기 제 2 방향으로 위치결정하고, 상기 협동하는 액츄에이터 수단의 위치결정력에 기인하는, 상기 대상물 스테이지의 무게중심에서의 힘의 모멘트의 백터합은 실질적으로 제로가 되는 것을 특징으로 하는 위치결정장치.
  13. 제8항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 종동자의 각각은 간격을 두고 있는 2 개의 아암을 포함하고, 상기 종동자중 어느 하나의 아암은 단일 평면 내에서 운동가능하고, 상기 종동자중 다른 하나의 아암은 상기 단일 평면을 사이에 둔 2 개의 평행 평면 내에서 운동가능한 것을 특징으로 하는 위치결정장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 대상물 스테이지의 무게중심은 상기 단일 평면 내에 위치하거나 또는 상기 단일 평면에 근접하여 위치하는 것을 특징으로 하는 위치결정장치.
  15. (a) 제 1 방향, 및 상기 제 1 방향에 각도를 이루는 제 2 방향으로 적어도 운동가능한 대상물 스테이지, (b) 상기 대상물 스테이지를 상기 제 1 방향으로만 운동하여 추종하는 제 1 종동자, (c) 상기 대상물 스테이지를 상기 제 2 방향으로만 운동하여 추종하는 제 2 종동자, (d) 상기 대상물 스테이지, 상기 제 1 종동자, 및 상기 제 2 종동자에 장착되어, 상기 대상물 스테이지를 상기 제 1 및 제 2 방향으로 위치결정하기 위해 협동하는 선형 액츄에이터 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 위치결정장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 협동하는 액츄에이터 수단은 상기 대상물 스테이지와 상기 종동자간에 작동하는 3 개 이상의 힘 발생 선형 액츄에이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치결정장치.
  17. 제16항에 있어서, 상기 3 개 이상의 선형 액츄에이터중 2 개는 상기 대상물 스테이지를 상기 제 1 방향으로 구동하기 위해 장착되고, 상기 협동하는 액츄에이터 수단의 위치결정력에 기인하는, 상기 대상물 스테이지의 무게중심에서의 힘의 모멘트의 백터합은 실질적으로 제로가 되는 것을 특징으로 하는 위치결정장치.
  18. 제17항에 있어서, 상기 2 개의 선형 액츄에이터 이외의 상기 선형 액츄에이터 1 개는 상기 대상물 스테이지를 상기 제 2 방향으로 구동하기 위해 상기 대상물 스테이지상에 장착되고, 상기 협동하는 액츄에이터 수단의 위치결정력에 기인하는, 상기 대상물 스테이지의 무게중심에서의 힘의 모멘트의 백터합은 실질적으로 제로가 되는 것을 특징으로 하는 위치결정장치.
  19. 제15항에 있어서, 상기 대상물 스테이지를 위치결정하기 위한 2 쌍 이상의 선형 액츄에이터를 더 포함하고, 상기 2 쌍 이상의 선형 액츄에이터중 한 쌍은 상기 대상물 스테이지를 상기 제 1 방향으로 위치결정하며, 상기 2 쌍 이상의 선형 액츄에이터중 다른 쌍은 상기 대상물 스테이지를 상기 제 2 방향으로 위치결정하고, 상기 협동하는 액츄에이터 수단의 위치결정력에 기인하는, 상기 대상물 스테이지의 무게중심에서의 힘의 모멘트의 백터합은 실질적으로 제로가 되는 것을 특징으로 하는 위치결정장치.
  20. 제15항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 종동자의 각각은 간격을 두고 있는 2 개의 아암을 포함하고, 상기 종동자중 어느 하나의 아암은 단일 평면 내에서 운동가능하고, 상기 종동자중 다른 하나의 아암은 상기 단일 평면을 사이에 둔 2 개의 평행 평면 내에서 운동가능한 것을 특징으로 하는 위치결정장치.
  21. 제20항에 있어서, 상기 종동자들 각각은 1 개 이상의 구동 부재를 포함하고, 상기 협동하는 액츄에이터 수단의 위치결정력에 기인하는, 상기 대상물 스테이지의 무게중심에서의 힘의 모멘트의 백터합은 실질적으로 제로가 되는 것을 특징으로 하는 위치결정장치.
  22. 제20항에 있어서, 상기 대상물 스테이지의 무게중심은 상기 단일 평면 내에 위치하거나 또는 상기 단일 평면에 근접하여 위치하는 것을 특징으로 하는 위치결정장치.
  23. 제15항에 있어서, 대상물 스테이지 베이스, 베이스 구조에 설치된 반작용 프레임을 구비한 반작용 프레임 어셈블리, 상기 반작용 프레임 어셈블리로부터 상기 종동자를 지지하는 수단, 상기 반작용 프레임과 독립하여 상기 대상물 스테이지를 상기 대상물 스테이지 베이스로부터 간격을 두고 지지하는 수단을 더 포함하며, 이에 의해, 상기 대상물 스테이지 베이스 및 상기 대상물 스테이지가 그들간의 반력에 의한 진동과는 격리됨으로써, 상기 대상물 스테이지 베이스와 상기 대상물 스테이지의 진동이 최소화되는 것을 특징으로 하는 위치결정장치.
  24. 정렬장치에 있어서, (a) 무게중심을 갖는 XY 스테이지, (b) 상기 XY 스테이지를 간 스테이지 베이스로부터 간격을 두고 지지하는 수단, 및 (c) 상기 XY 스테이지 베이스와는 독립적인 반작용 프레임 베이스상에 지지되는 반작용 프레임을 포함하는 반작용 프레임 어셈블리를 포함하고, (d) 상기 반작용 프레임 어셈블리는 독립하여 운동가능한 X 종동자 및 독립하여 운동가능한 Y 종동자를 포함하고, 상기 X 종동자는 상기 반작용 프레임상에 장착되어 X 방향으로 운동가능하고, 상기 Y 종동자는 상기 반작용 프레임상에 장착되어 Y 방향으로 운동가능하며, (e) 상기 X 종동자 및 Y 종동자중 어느 하나는 간격을 두고 있는 한 쌍 이상의 아암을 포함하고, 상기 X 종동자 및 Y 종동자중 다른 하나는 하나 이상의 아암을 포함하며, 상기 정렬장치는 또한 (f) 상기 XY 스테이지와 상기 각 종동자간에 장착되어 상기 XY 스테이지를 공간에서 수평방향으로 위치결정하는 협동하여 힘을 발생하는 선형 액츄에이터 수단을 포함하고, (g) 상기 액츄에이터 수단은 상기 각각의 종동자의 아암상에 설치된 구동요소 수단과 상기 구동 요소 수단에 대응하여 상기 XY 스테이지상에 설치되어 상기 구동 요소 수단과 협동하여 상기 XY 스테이지를 위치결정하는 대응 구동 부재 요소 수단을 포함함으로써, 상기 XY 스테이지 베이스와 상기 XY 스테이지는 반력에 의한 진동과는 격리되어, 상기 XY 스테이지 베이스와 상기 XY 스테이지의 진동을 최소화하는 것을 특징으로 하는 정렬 장치.
  25. 제24항에 있어서, 상기 X 종동자 및 Y 종동자중 상기 다른 하나의 아암은 단일 평면 내에서 운동가능하고, 상기 X 종동자 및 Y 종동자중 상기 어느 하나의 상기 아암 쌍의 상기 아암은 상기 단일 평면을 사이에 둔 2 개의 독립한 평면에 위치하여 운동가능한 것을 특징으로 하는 정렬장치.
  26. 제25항에 있어서, 상기 1 개 종동자의 상기 한 쌍의 아암상에 상기 구동 요소 수단을 설치 및 제어하는 수단을 더 포함하고, 상기 협동하는 구동 부재 요소 수단의 위치결정력에 기인하는, 상기 XY 스테이지의 무게중심에서의 힘의 모멘트의 백더합은 실질적으로 제로가 되는 것을 특징으로 하는 정렬장치.
  27. (a) 반작용 프레임을 베이스상에서 위치결정하는 단계, (b) 대상물을 대상물 스테이지상에서 지지하는 단계, (c) 상기 대상물을, 상기 반작용 프레임과는 독립해서, 대상물 스테이지 베이스로부터 공간상의 어떤 위치에 지지하는 단계, 및 (d) 상기 대상물 스테이지와 상기 반작용 프레임간에 힘을 인가하여 상기 대상물 스테이지를 공간상의 적어도 한 방향의 새로운 위치로 구동하면서, 상기 대상물 스테이지 베이스를 상기 힘의 인가로 인한 반력과는 격리되게 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 대상물 위치결정방법.
  28. 적어도 제 1 종동자 및 제 2 종동자에 의해, 제 1 방향 및 제 2 방향으로 운동하는 것에 의해, 대상물 스테이지를 공간에서 위치결정시키는 방법에 있어서, (a) 상기 대상물 스테이지를 공간에서 지지하는 단계, (b) 상기 대상물 스테이지와 상기 제 1 종동자간에 힘을 인가하여 상기 대상물 스테이지를 상기 제 1 방향으로만 구동시키는 단계, (c) 상기 대상물 스테이지와 상기 제 2 종동자간에 힘을 인가하여 상기 대상물 스테이지를 상기 제 2 방향으로만 구동시키는 단계, (d) 상기 제 2방향으로만 또는 상기 제 2종동자와는 독립해서, 상기 제 1 종동자를 구동시켜 상기 대상물 스테이지를 추종하게 하는 단계, 및 (e) 상기 제 1 방향으로만 또는 상기 제 1 종동자와는 독립해서, 상기 제 2 종동자를 구동시켜 상기 대상물 스테이지를 추종하게 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 대상물 스테이지의 위치결정방법.
  29. 제1항에 있어서, 상기 대상물 스테이지와 상기 반작용 프레임간에 상기 협동하는 액츄에이터 수단을 결합시키는 수단을 더 포함하고, 상기 결합은 적어도 구동력 방향에서 견고한 것을 특징으로 하는 위치결정장치.
  30. 제15항에 있어서, 상기 대상물 스테이지와 상기 종동자간에 상기 협동하는 액츄에이터 수단을 결합시키는 수단을 더 포함하고, 상기 결합은 적어도 구동력 방향에서 견고한 것을 특징으로 하는 위치결정장치.
  31. 제24항에 있어서, 상기 XY 스테이지와 상기 종동자간에 상기 액츄에이터 수단을 결합시키는 수단을 더 포함하고, 상기 결합은 적어도 구동력 방향에서 견고한 것을 특징으로 하는 정렬장치.
  32. 평면을 가진 베이스 플레이트, 및 상기 베이스 플레이트의 상기 평면상에서 소정 방향을 따라 운동하는 가동 스테이지와 협동하도록 구비된 정밀 위치결정장치에 있어서, (a) 기초상에 상기 베이스 플레이트를 지지하는 제 1 지지 어셈블리, (b) 상기 소정 방향으로 따라 상기 가동 스테이지에 전자기력을 인가하는 액츄에이터 어셈블리로서, (i) 상기 소정 방향에서 운동가능하도록 상기 가동 스테이지에 연결된 운동가능한 피동부, 및 (ii) 상기 가동 스테이지의 주위에 위치하는 구동부를 포함하며, (iii) 상기 피동부 및 상기 구동부중 어느 하나가 코일 유닛을 포함하며, 상기 피동부 및 상기 구동부중 다른 하나는 자석 유닛을 포함하는 액츄에이터 어셈블리, 그리고 (c) 상기 구동부를 상기 제 1 지지 어셈블리와는 독립해서 상기 기초상에 지지하여 상기 코일 유닛과 상기 자석 유닛간에 소정 갭을 형성하는 제 2 지지 어셈블리를 포함하는 것을 특징으로 하는 정밀 위치결정장치.
  33. 제32항에 있어서, 상기 액츄에이터 어셈블리의 상기 구동부는 상기 소정 방향에 대해서 정지된 위치에서 유지되는 것을 특징으로 하는 정밀 위치결정장치.
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