KR100427428B1

KR100427428B1 - Positioning device with gravity center displacement compensator

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Publication number: KR100427428B1
Application number: KR1019970700603A
Authority: KR
Inventors: 킴멘다데 요한네스 마티지스 마리아 반; 데르 팔 아드리안누스 반; 에이직 얀 반
Original assignee: 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이.
Priority date: 1995-05-30
Filing date: 1996-05-17
Publication date: 2005-05-03

Abstract

오브젝트 테이블(1, 5)을 가진 구동유닛(147, 149, 151; 69, 71)을 구비한 위치 설정장치(21, 31)는 위치설정장치(21, 31)의 프레임(45')에 고정된 가이드(141, 65)에서 변위 가능하다. 위치설정장치(21, 31)는 그값이 오브젝트 테이블(1, 5)상에 작용하는 중력 중심의 모멘트 값과 같고 그방향이 중력의 모멘트 방향에 대향인 방향인 프레임(45)의 기준점(P)에 대한 모멘트를 가진 보정력을 프레임(45)상에 제공하는 힘 작동기 시스템을 포함한다. 힘 작동기 시스템(205)의사용으로, 중력의프레임(45)상의적용점이 오브젝트 테이블(1, 5)의 변위동안 프레임(45)에 대해 변위될때, 프레임의 탄성 변형이나 진동이 방지된다. 오브젝트 테이블(1, 5)이 구동유닛(147, 149, 151; 69, 71)에 의해 가이드(141, 65)에 대해 위치될 수 있는 정밀도가 이러한 진동이나 변형으로 나빠지지 않는다. 위치설정장치(21, 31)는 직접 반도체 회로의 제조를 위한 석판인쇄장치에 사용된다. 석판인쇄장치는 기판홀더(1)를 포커싱 시스템(3)에 대해 변위시키는 제 1 위치설정장치(21)와, 마스크 홀더(5)를 포커싱 시스템(3)에 대해 변위시킬 수 있는 제 2 위치설정장치(31)를 포함한다. 본 발명에 따른 석판인쇄장치의 특정 실시예는 이에 의해 기판홀더(1)와 마스크 홀더(5)의 중력중심의 시스템 변위가 보정될 수 있는, 제 1위치설정장치(21) 및 제 2 위치설정장치(31)용 결합력 작동기 시스템을 포함한다. 힘 작동기 시스템은 동적 절연체(51)와 일체로된 3개의 힘 작동기(205)를 포함하며, 석판인쇄장치의 기계프레임(45)은 베이스(39)에 잔존한다.Positioning devices 21, 31 with drive units 147, 149, 151; 69, 71 with object tables 1, 5 are fixed to the frame 45 'of the positioning devices 21, 31. Displaceable in the guides 141, 65. The positioning apparatuses 21 and 31 have a reference point P of the frame 45 whose value is the same as the moment value of the center of gravity acting on the object tables 1 and 5, and whose direction is opposite to the direction of the moment of gravity. And a force actuator system that provides a correction force on the frame 45 with a moment for. With the use of the force actuator system 205, when the application point on the frame 45 of gravity is displaced with respect to the frame 45 during the displacement of the object tables 1, 5, elastic deformation or vibration of the frame is prevented. The precision with which the object tables 1, 5 can be positioned relative to the guides 141, 65 by the drive units 147, 149, 151; 69, 71 does not deteriorate with this vibration or deformation. The positioning devices 21 and 31 are used in the lithographic printing apparatus for the manufacture of direct semiconductor circuits. The lithographic printing apparatus has a first positioning device 21 for displacing the substrate holder 1 with respect to the focusing system 3, and a second positioning for displacing the mask holder 5 with respect to the focusing system 3. Device 31. In a particular embodiment of the lithographic printing apparatus according to the invention, the first positioning device 21 and the second positioning, whereby the system displacement of the gravity center of the substrate holder 1 and the mask holder 5 can be corrected A coupling force actuator system for the device 31. The force actuator system includes three force actuators 205 integrated with a dynamic insulator 51, with the machine frame 45 of the lithographic apparatus remaining on the base 39.

Description

Positioning device with force actuator system for gravity center displacement correction

본 발명은 오브젝트 테이블을 위치설정장치의 프레임에 고정된 가이드상에서 적어도 X방향으로 평형하게 변위시키는 구동유닛과 오브젝트 테이블을 가진 위치설정 장치에 관한것이다.The present invention relates to a positioning device having a drive unit and an object table for displacing the object table evenly in at least the X direction on a guide fixed to the frame of the positioning device.

본 발명은 또한 수직한 Z 방향에 평행하며, 방사원, 마스크 홀더, Z 방향에 평행한 주축을 갖는 포커싱 시스템 및, 위치 설정 장치에 의해 Z 방향으로 수직하게 변위가능한 기판 홀더를 차례로 지지하는 기계 프레임이 구비된 석판인쇄 장치에 관한 것이다.The invention also relates to a focusing system having a radiation source, a mask holder, a principal axis parallel to the Z direction, and a machine frame which in turn supports a substrate holder which is vertically displaceable in the Z direction by a positioning device. It relates to a lithographic printing apparatus provided.

본 발명은 또한 수직한 Z 방향에 평행하며, 방사원, 위치 설정 장치에 의해 Z 방향에 수직하게 이동가능한 마스크 홀더, Z 방향에 평행한 주축을 갖는 포커싱 시스템 및, 추가적인 위치 설정 장치에 의해 Z 방향에 수직하게 이동가능한 기판 홀더를 차례로 지지하는 기계 프레임이 구비된 석판인쇄 장치에 관한 것이다.The present invention also relates to a radiation source parallel to the vertical Z direction and movable by the positioning device perpendicular to the Z direction, a focusing system having a major axis parallel to the Z direction, and a further positioning device in the Z direction. A lithographic printing apparatus having a machine frame which in turn supports a vertically movable substrate holder.

미국 특허 제 5,260,580호에 본 명세서에 기술된 종류의 위치 설정 장치가 개시되어 있다. 공지의 위치 설정 장치는 그 회전이 제 1 프레임에 의해서 이루어지는 고정 베이스상에서 안내되고 또한 지지되는 오브젝트 테이블을 포함한다. 공지의 위치 설정 장치는 오브젝트 테이블을 고정 베이스 상으로 이동시키기 위한 구동 유닛을 포함한다. 구동 유닛은 고정부가 고정 베이스에 의해 지지되는 제 1 선형 모터와 정지부가 제 2 프레임에 의해 지지되는 제 2 선형 모터를 포함한다. 제 2 프레임이 제 1 프레임으로 부터 동적으로 분리되기 때문에 제 2 프레임에서 생기는 기계적 힘과 진동이 제 1 프레임으로 전달되지 않는다. 공지의 위치 설정 장치의 오브젝트 테이블은 제 2 선형 모터에 의해 작동중에 원하는 끝 위치에 근접한 위치로 이동이 가능하기 때문에, 제 1 선형 모터에 의해 원하는 끝 위치로 이동할 수 있다. 제 2 선형 모터에 의한 오브젝트 테이블의 이동은 보통 비교적 크고 스피드 제어된 이동이 되며 그 이동중에는 제 2 선형 모터가 상기 오브젝트 테이블 상에서 비교적 큰 구동력을 나타낸다. 제 1 선형 모터에 의한 오브젝트 테이블의 이동은 비교적 작고 위치 제어된 이동이 되며 그 이동중에는 제 1 선형 모터가 상기 오브젝트 테이블 상에서 비교적 작은 구동력을 나타낸다. 제 2 선형 모터의 정지부가 제 1 프레임으로 부터 동적으로 분리되는 제 2 프레임에 의해 지지되기 때문에, 제 2 선형 모터 상에서 오브젝트 테이블에 의해 발생되는 비교적 큰 반동력과 오브젝트 테이블 상에서 제 2 선형 모터에 의해 발생되는 구동력의 증가 뿐만 아니라 제 2 프레임에서 반동력에 의해 생기고 제 1 프레임, 고정 베이스 및, 오브젝트 테이블로 전달되는 기계적 진동을 방지할 수 있다. 더나아가, 공지의 위치설정장치의 제 1프레임은 비교적 낮은 기계적 경도를 가진 다수의 댐퍼에 의해 플로어표면상에 위치될 수 있다. 댐퍼의 낮은 기계적 경도로 인해 플로어에 있는 기계적 진동은 제 1프레임으로 전달될 수 없다. 그래서, 공지의 위치 설정 장치의 고정 베이스와 오브젝트 테이블이 플로어에 있는 진동 및 제 2 선형 모터에 의해 생기는 비교적 강한 진동의 영향을 받지 않는다는 사실은 오브젝트 테이블이 제 1 선형 모터에 의해 원하는 끝 위치로 빠르고 정밀한 방식으로 이동이 가능하다는 것을 의미한다.US Pat. No. 5,260,580 discloses a positioning device of the type described herein. The known positioning device comprises an object table which is guided and supported on a fixed base whose rotation is made by the first frame. The known positioning device includes a drive unit for moving the object table onto the fixed base. The drive unit comprises a first linear motor in which the fixed part is supported by the fixed base and a second linear motor in which the stop is supported by the second frame. Since the second frame is dynamically separated from the first frame, mechanical forces and vibrations generated in the second frame are not transmitted to the first frame. The object table of the known positioning device can be moved to a desired end position by the first linear motor since the object table can be moved to a position close to the desired end position during operation by the second linear motor. The movement of the object table by the second linear motor is usually a relatively large and speed controlled movement, during which the second linear motor exhibits a relatively large driving force on the object table. The movement of the object table by the first linear motor is a relatively small and position controlled movement, during which the first linear motor exhibits a relatively small driving force on the object table. Since the stop of the second linear motor is supported by a second frame that is dynamically separated from the first frame, it is generated by the second linear motor on the object table and the relatively large reaction force generated by the object table on the second linear motor. In addition to the increase in driving force that is generated, mechanical vibrations generated by the reaction force in the second frame and transmitted to the first frame, the fixed base, and the object table can be prevented. Furthermore, the first frame of the known positioning device can be located on the floor surface by a plurality of dampers with relatively low mechanical hardness. Due to the low mechanical hardness of the damper, mechanical vibrations on the floor cannot be transmitted to the first frame. Thus, the fact that the stationary base and the object table of the known positioning device are not affected by the vibrations on the floor and the relatively strong vibrations caused by the second linear motor, so that the object table is fast to the desired end position by the first linear motor. That means you can move in a precise way.

공지의 위치설정장치의 단점은 오브젝트 테이블이 고정 베이스에 대해 비교적 큰 간격으로 변위될때 제 1프레임이 상기 댐퍼상에서 진동하기 시작한다는 점이다. 오브젝트 테이블은 오브젝트 테이블상에 작용하는 중력에 의해 결정된 지지력으로 고정 베이스에 제공된다. 오브젝트 테이블이 고정 베이스에 대해 변위될때, 고정 베이스상의 지지력의 작용점은 고정베이스에 대해 변위된다. 비교적 큰 간격으로의 오브젝트 테이블의 변위가 비교적 낮은 주파수로 통상 발생되고 고정 베이스가 댐퍼에 의해 플로어에 대해 저주파수 스프링 지지되므로, 오브젝트 테이블의 비교적 큰 변위로부터 발생되는 지지력의 적용점의 변위는 제 1프레임에 기계적 진동 뿐만아니라, 댐퍼상에 제 1프레임의 저주파수 진동을 제공한다. 이러한 기계적 진동과 요동 운동은 위치설정 정밀도 및 위치설정 장치의 위치 설정시간 즉, 그 소망 단부위치내의 시간 스팬(span)이 도달되는 정밀도를 떨어뜨린다.A disadvantage of the known positioning device is that the first frame starts to oscillate on the damper when the object table is displaced at relatively large intervals relative to the fixed base. The object table is provided to the fixed base with a bearing force determined by gravity acting on the object table. When the object table is displaced with respect to the fixed base, the operating point of the bearing force on the fixed base is displaced with respect to the fixed base. Since the displacement of the object table at relatively large intervals usually occurs at a relatively low frequency and the fixed base is low frequency spring supported relative to the floor by the damper, the displacement of the application point of the bearing force resulting from the relatively large displacement of the object table is the first frame. In addition to mechanical vibrations, it provides the low frequency vibration of the first frame on the damper. This mechanical vibration and rocking motion degrades the positioning accuracy and positioning time of the positioning device, i.e., the accuracy at which a time span within its desired end position is reached.

도 1는 본 발명에 따른 석판 인쇄 장치의 사시도.1 is a perspective view of a lithographic printing apparatus according to the present invention.

도 2는 도 1의 석판 인쇄 장치의 다이어그램.2 is a diagram of the lithographic apparatus of FIG. 1.

도 3는 도 1의 석판 인쇄 장치의 베이스와 기판홀더를 도시한 사시도.3 is a perspective view illustrating a base and a substrate holder of the lithographic printing apparatus of FIG.

도 4는 도 3의 베이스와 기판 홀더의 평면도.4 is a plan view of the base and the substrate holder of FIG.

도 5는 도 1의 석판 인쇄 장치의 마스크 홀더의 평면도.FIG. 5 is a plan view of the mask holder of the lithographic apparatus of FIG. 1. FIG.

도 6는 도 5의 VI- VI선을 따라 취한 단면도.6 is a cross-sectional view taken along the line VI-VI of FIG. 5;

도 7는 도 1의 석판 인쇄 장치의 동적 절연체의 단면도.7 is a cross-sectional view of the dynamic insulator of the lithographic apparatus of FIG. 1.

도 8은 도 7의 Ⅷ- Ⅷ선을 따라 취한 단면도.FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line VII-VII of FIG. 7; FIG.

도 9는 도 1의 석판 인쇄 장치의 힘 작동기 시스템의 개략도.9 is a schematic view of the force actuator system of the lithographic apparatus of FIG. 1.

본 발명의 목적은 상술된 단점을 가능한한 많이 보완한 위치 설정 장치를 제공하는데 있다.It is an object of the present invention to provide a positioning device which supplements the above mentioned disadvantages as much as possible.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해서, 작동중에 프레임상에 보정력을 작용시키고 전기 콘트롤러에 의해 제어된 힘작동기 시스템을 가진 위치 설정장치를 제공한다. 상기 보정력은 기준점에 대해 오브젝트 테이블상에 작용하는 중력의 기계적 모멘트 및, 중력의 기계적 모멘트의 방향에 대향인 방향을 갖는다. 콘트롤러는 고정 베이스에 대해 오브젝트 테이블의 위치의 함수로서 힘 작동기 시스템의 보정력을 제어한다. 콘트롤러는 예를들면, 콘트롤러가 위치 설정장치의 전기 제어 유닛으로부터 오브젝트 테이블의 위치상의 정보를 수신하는 피드포워드 제어루프 또는, 콘트롤러가 위치센서로부터 오브젝트 테이블의 위치상의 정보를 수신하는 피드백 제어루프를 갖고있다. 힘작동기 시스템의 사용은 프레임의 기준점에 대한 보정력의 모멘트와 중력의 모멘트의 합이된다. 그결과, 변위가능한 오브젝트 테이블은 프레임에 대해 거의 일정한 위치를 갖는 실제의 중력 중심을 가지므로, 프레임은 오브젝트 테이블의 지지력의 적용점의 변위를 효과적으로 감지못한다. 오브젝트 테이블의 실질 중력 중심의 변위로 인한 프레임의 저주파 요동 운동 및 기계적 진동이 방지되므로, 위치설정장치의 위치 정밀도 및 위치 설정시간의 향상이 성취된다.In order to achieve the above object, the present invention provides a positioning device having a force actuator system which applies a correction force on a frame during operation and is controlled by an electric controller. The correction force has a direction opposite to the direction of the mechanical moment of gravity acting on the object table with respect to the reference point and the mechanical moment of gravity. The controller controls the correction force of the force actuator system as a function of the position of the object table relative to the fixed base. The controller may have, for example, a feedforward control loop in which the controller receives information on the position of the object table from the electrical control unit of the positioning device, or a controller in which the controller receives information on the position of the object table from the position sensor. have. The use of the force actuator system is the sum of the moments of correction force and gravity of the frame relative to the reference point. As a result, the displaceable object table has an actual center of gravity with a substantially constant position relative to the frame, so that the frame does not effectively detect the displacement of the application point of the bearing force of the object table. Since the low frequency rocking motion and the mechanical vibration of the frame due to the displacement of the real gravity center of the object table are prevented, improvement of the positioning accuracy and the positioning time of the positioning device are achieved.

본 발명에 따른 위치설정 장치의 다른 실시예에서는, 힘 작동기 시스템이 프레임상에서 수직 방향에 평행한 보정력을 발생시키며, 오브젝트 테이블이 수평방향으로 평행 이동 가능하다. 힘 작동기 시스템이 프레임상에서 수직 방향에 평행하게 보상력을 발생시키고, 프레임 상에서 오브젝트 테이블의 구동방향으로 보정력을 발생시키지 못함으로서 힘 작동기 시스템은 구동 방향에 평행하게 프레임의 기계적 진동을 일으키지 않고, 이러한 진동 방지 수단이 필요없게 된다. 프레임의 수직 진동은 힘 작동기 시스템의 보정력의 값이 일정하게 유지되고 프레임상에서 보정력의 적용점이 오브젝트 테이블의 위치에 대한 함수로서 이동될때 방지된다. 힘 작동기 시스템의 보정력의 적용점이 이동은 적어도 2개의 분리된 힘 작동기로 구비된 힘 작동기의 사용을 통하여 달성되며 힘 작동기의 보정력을 일정한 값을 갖는 분리된 힘 작동기 보정력의 총합으로서의 오브젝트 테이블의 위치의 함수로서 각각 제어된다.In another embodiment of the positioning device according to the invention, the force actuator system generates a correction force parallel to the vertical direction on the frame, and the object table is movable in the horizontal direction. Since the force actuator system generates a compensating force parallel to the vertical direction on the frame, and does not generate a compensating force in the driving direction of the object table on the frame, the force actuator system does not cause mechanical vibration of the frame parallel to the driving direction, and this vibration There is no need for preventive measures. The vertical vibration of the frame is prevented when the value of the correction force of the force actuator system remains constant and the application point of the correction force on the frame is moved as a function of the position of the object table. The movement of the application point of the compensating force of the force actuator system is achieved through the use of a force actuator equipped with at least two separate force actuators and the position of the object table as the sum of the discrete force actuator compensating forces having a constant value. Each is controlled as a function.

본 발명에 따른 위치설정 장치의 다른 실시예에서는, 힘 작동기 시스템이 삼각형 모양으로 상호 배열되고 프레임 상에서 수직 방향으로 평행한 보정력을 발생시키는 3개의 힘 작동기를 포함하며, 오브젝트 테이블이 수평의 X방향에 평행하고 X방향에 수직인 Y방향에 평행하게 이동가능하다. 삼각형 모양으로 배열된 3개의 힘 작동기가 구비된 힘 작동기 시스템의 사용은 X방향에 평행한 오브젝트 테이블의 이동으로부터 발생하는 프레임상의 기계적 진동을 방지할 뿐만 아니라 Y방향에 평행한 오브젝트 테이블의 이동으로부터 발생하는 프레임의 기계적 진동을 방지할 수 있다. 각개의 힘 작동기의 보정력의 총합이 작동중에 일정하게 유지됨으로, 프레임의 수직 진동이 발생되지 않는다. 또한, 힘 작동기의 삼각형식 구성은 힘 작동기 시스템이 안정된 작동을 하게 한다.In another embodiment of the positioning device according to the invention, the force actuator system comprises three force actuators arranged mutually in a triangular shape and generating parallel correction forces in the vertical direction on the frame, the object table being in the horizontal X direction. It is movable in parallel to the Y direction parallel to and perpendicular to the X direction. The use of a force actuator system with three force actuators arranged in a triangle shape prevents mechanical vibrations on the frame resulting from movement of the object table parallel to the X direction, as well as from movement of the object table parallel to the Y direction. The mechanical vibration of the frame can be prevented. Since the sum of the correction forces of the respective force actuators is kept constant during operation, no vertical vibration of the frame is generated. In addition, the triangular configuration of the force actuator allows the force actuator system to operate stably.

본 발명에 따른 위치설정 장치의 다른 실시예에서는, 힘 작동기 시스템은 프레임을 위치설정 장치의 베이스에 접속시키는 동적 절연체의 시스템에 통합된다. 동적 절연체는 프레임을 상기 베이스에서 동적으로 분리시키는 비교적 낮은 기계적 경도를 갖는 댐퍼이다. 댐퍼가 비교적 낮은 기계적 경도를 가짐으로서, 예를들어 플로어진동 같은 베이스에 존재하는 기계적 진동은 프레임에 전달되지 않았다. 동적 절연체의 시스템과 힘 작동기 시스템의 통합은 특히 콤팩트하고 구조가 간단한 위치설정 장치를 제공한다.In another embodiment of the positioning device according to the invention, the force actuator system is integrated into a system of dynamic insulators connecting the frame to the base of the positioning device. Dynamic insulators are dampers with a relatively low mechanical hardness that dynamically separate the frame from the base. As the damper has a relatively low mechanical hardness, for example, mechanical vibrations present in the base, such as a floating copper, are not transmitted to the frame. The integration of the dynamic insulator system with the force actuator system provides a particularly compact and simple structured positioning device.

본 발명에 따른 위치설정 장치의 다른 실시예에서는, 보정력이 힘 작동기 시스템의 전기 코일 시스템과 자석 시스템의 로렌쯔힘을 배타적으로 포함한다. 힘 작동기 시스템은 프레임에 고정된 부분과 위치설정 장치의 베이스에 고정된 부분을 포함한다. 힘 작동기 시스템의 보정력이 로렌쯔힘을 배타적으로 포함하기 때문에, 힘 작동기 시스템의 상기 부분은 물리적으로 분리되는 즉, 상기 부분들 사이에 물리적 접촉이나 연결이 일어나지 않는다. 따라서, 예를 들면, 프레임의 진동이 베이스에 머물고 힘 작동기 시스템을 경유하여 프레임과 오브젝트 테이블에 전달된다면, 프레임의 진동 또는 플로어 진동과 같은 위치설정 장치의 베이스에 나타나는 기계적 진동을 방지할 수 있다.In another embodiment of the positioning device according to the invention, the correction force exclusively comprises the electric coil system of the force actuator system and the Lorentz force of the magnet system. The force actuator system includes a part fixed to the frame and a part fixed to the base of the positioning device. Since the compensating force of the force actuator system exclusively includes Lorentz forces, the parts of the force actuator system are physically separated, that is, no physical contact or connection occurs between the parts. Thus, for example, if the vibration of the frame stays at the base and is transmitted to the frame and the object table via the force actuator system, mechanical vibrations appearing at the base of the positioning device such as vibration of the frame or floor vibration can be prevented.

본 명세서에 기술된 것과 유사한 변위 가능한 기판이 구비된 석판인쇄 장치가 EP-A-O 498 496 공보에 개시되어 있다. 공지의 석판인쇄 장치는 광학적 석판인 공정에 의해 집적 반도체 회로의 제조에 사용된다. 포커싱 시스템이 석판인쇄 장치의 기판 홀더상에 위치된 반도체 기판상에 축소된 척도로 형성되고 석판인쇄 장치의 마스크 홀더에 위치된 마스크상에 형성되는 집적반도체 회로의 부분 패턴에 의한 광 렌즈 시스템이지만 공지의 석판인쇄 장치의 방사선원은 광원이다. 상기의 반도체 기판은 동일한 반도체회로가 제공되는 많은 수의 필드를 포함한다. 반도체 기판의 개개의 필드는 상기의 목적을 위해 연속적으로 노출되어 있고, 개개의 필드의 노출중에 포커싱 시스템과 마스크에 관련해 반도체 기판이 일정한 위치를 가지며, 연속적인 노출 2단계중에 반도체 기판의 다음번 필드는 기판 홀더의 위치설정 장치에 의해 포커싱 시스템과 관련된 위치로 이동된다. 상기 공정은 다른 부분 패턴이 구비된 다른 마스크와 함께 여러번 반복되기 때문에 비교적 복잡한 구조의 집적 반도체 회로가 제조 가능하다. 상기 집적 반도체 회로의 구조는 미크론이하 범위의 미세한 치수를 갖는다. 연속적인 마스크상에 형성된 부분 패턴은 서로에 관해서 미크론이하의 범위의 정밀도를 갖는 반도체 기판의 필드상에 형성된다. 반도체 기판은 서브 미크론 범위로 된 정밀도를 갖는 기판 홀더의 위치설정 장치에 의해 포커싱 시스템과 마스크에 관련되어 위치된다. 더욱이, 반도체 회로의 제조에 필요한 시간을 줄이기 위해서는, 반도체 기판은 2개의 연속적인 노출 단계에서 비교적 고속으로 이동되어야 하고, 원하는 정밀도로 마스크와 포커싱 시스템과 관련되어 위치되어야 한다.Lithographic apparatus with a displaceable substrate similar to that described herein is disclosed in EP-A-O 498 496. Known lithographic apparatuses are used in the manufacture of integrated semiconductor circuits by processes that are optical lithographic processes. The focusing system is an optical lens system by means of a partial pattern of integrated semiconductor circuits formed on a scaled down scale on a semiconductor substrate located on a substrate holder of a lithographic printing apparatus and formed on a mask located on a mask holder of a lithographic printing apparatus. The radiation source of the lithograph is a light source. The semiconductor substrate includes a large number of fields in which the same semiconductor circuit is provided. The individual fields of the semiconductor substrate are continuously exposed for this purpose, the semiconductor substrate has a constant position relative to the focusing system and the mask during the exposure of the individual fields, and the next field of the semiconductor substrate is It is moved to a position associated with the focusing system by the positioning device of the substrate holder. Since the process is repeated several times with different masks provided with different partial patterns, an integrated semiconductor circuit having a relatively complicated structure can be manufactured. The structure of the integrated semiconductor circuit has fine dimensions in the range of micron or less. The partial patterns formed on the continuous mask are formed on the field of the semiconductor substrate having a precision in the range of micron or less with respect to each other. The semiconductor substrate is positioned in relation to the focusing system and the mask by a positioning device of the substrate holder having a precision in the sub-micron range. Moreover, in order to reduce the time required for the fabrication of semiconductor circuits, the semiconductor substrate must be moved at relatively high speed in two successive exposure stages and positioned in relation to the mask and focusing system with the desired precision.

본 발명에 따라서, 변위가능한 기판 홀더를 가진 석판인쇄 장치는 기판 홀더의 위치설정 장치가 기판 홀더의 위치설정 장치의 프레임이 석판인쇄장치의 기계 프레임에 속하며 기판 홀더의 위치 설정 장치의 힘 작동기 시스템이 기계 프레임 상에 보정력을 가하는 본 발명에 따른 위치 설정장치인 것을 특징으로 한다. 힘 작동기 시스템을 가진 본 발명에 따른 위치 설정장치의 사용은 반도체 기판을 가진 기판홀더가 2개의 연속 노출단계 사이에서 위치설정 장치에 의해 다음 필드로 비교적 고속으로 이동될때 석판 인쇄 장치의 기계프레임의 요동 또는 진동을 예방하고, 상기 이동중에 기판홀더의 중력 중심은 석판인쇄장치의 기계 프레임에 대해 변위된다. 힘작동기 시스템의 콘트롤러는 기계 프레임에 대해 기판홀더의 위치 함수로서 보정력을 제어한다. 힘작동기 시스템의 사용으로 인해, 기계 프레임의 기준점에 대해 보정력의 모멘트와 기판 홀더상에 작용하는 중력의 모멘트의 합이 일정하게 되므로, 기계 프레임은 기판 홀더의 중력 중심의 변위를 감지한다. 기판 홀더의 중력 중심의 변위에 의한 기계 프레임의 기계 진동이 방지되므로, 기판 홀더가 위치 설정 프로세스에 필요한 시간 및 기계 프레임에 대해 위치될 수 있는 밀도가 중력 중심의 변위에 의해 불리한 영향을 미치지 않는다.According to the present invention, a lithographic printing apparatus having a displaceable substrate holder is characterized in that the positioning device of the substrate holder includes the frame of the positioning device of the substrate holder belonging to the mechanical frame of the lithographic printing device and the force actuator system of the positioning device of the substrate holder. It is characterized in that the positioning device according to the present invention for applying a correction force on the machine frame. The use of a positioning device according to the present invention with a force actuator system allows the substrate holder with a semiconductor substrate to be shaken of the machine frame of the lithographic apparatus when the substrate holder is moved relatively fast to the next field by the positioning device between two successive exposure steps. Or to prevent vibration, during the movement the center of gravity of the substrate holder is displaced with respect to the machine frame of the lithographic apparatus. The controller of the force actuator system controls the correction force as a function of the position of the substrate holder with respect to the machine frame. The use of the force actuator system makes the sum of the moment of correction force and the moment of gravity acting on the substrate holder relative to the reference point of the machine frame constant, so that the machine frame senses the displacement of the gravity center of the substrate holder. Since mechanical vibration of the machine frame by displacement of the gravity center of the substrate holder is prevented, the time required for the positioning process and the density at which the substrate holder can be positioned relative to the machine frame do not adversely affect the displacement of gravity center.

서두에서 언급한 종류의 변위가능한 마스크 홀더와 변위가능한 기판 홀더를 갖은 석판 인쇄장치는 미국 특허 제 5,194,893호에 공지되어 있다. 이 공지된 석판 인쇄장치에서, 제조하의 반도체 기판은 반도체 기판의 단일 필드의 노출동안 포커싱 시스템과 마스크에 관련된 일정 위치에 있지 않지만, 대신에 반도체 기판과 마스는 노출중에, 각각 마스크 홀더의 위치설정 장치와 기판 홀더의 위치설정장치에 의해 Z방향에 수직인 X방향에 평행한 포커싱 시스템에 대해 동기적으로 변위된다. 이방식에서, 마스크상의패턴은 X방향에 평행하게 스캐닝되고 반도체 기판상에 동기적으로 상형성된다. 포코싱 시스템에 의해 반도체 기판에 상형성될 수 있는 마스크의 최대영역이 포커싱 시스템의 구멍 크기에 의해 보다 적게 제한된다. 제조될 반도체 직접회로와 칫수가 초미세 범위에 놓이므로, 반도체 기판과 마스크는 노출중에 포커싱 시스템에 대한 초미세범위로 정확하게 변위 되야한다. 반도체 회로의 제조에 필요한 시간을 감소시키기 위해 반도체 기판과 마스크는 노출중에 비교적 고속으로 서로에 대해 변위 및 위치설정 되야 한다. 마스크상의 패턴이 반도체 기판상에 감소된 스케일로 상형성되므로, 마스크가 변위되는 그 속도 및 거리는 반도체기판이 변위되는 그 속도 및 거리 보다 크고, 양거리 사이의 비율 및 속도 사이의 비율은 포커싱 시스템의 감소 팩터와 동일하다.Lithographic apparatus having a displaceable mask holder and a displaceable substrate holder of the kind mentioned at the outset are known from US Pat. No. 5,194,893. In this known lithographic apparatus, the semiconductor substrate under manufacture is not in a fixed position relative to the focusing system and the mask during exposure of a single field of the semiconductor substrate, but instead the semiconductor substrate and the mask are positioned during exposure, respectively, for positioning of the mask holder. And synchronously displaced with respect to the focusing system parallel to the X direction perpendicular to the Z direction by the positioning device of the substrate holder. In this manner, the pattern on the mask is scanned parallel to the X direction and imaged synchronously on the semiconductor substrate. The maximum area of the mask that can be imaged on the semiconductor substrate by the focusing system is less limited by the pore size of the focusing system. Since the semiconductor integrated circuit and dimensions to be manufactured are in the ultrafine range, the semiconductor substrate and mask must be accurately displaced into the ultrafine range for the focusing system during exposure. In order to reduce the time required for the manufacture of semiconductor circuits, the semiconductor substrate and the mask must be displaced and positioned relative to one another at relatively high speeds during exposure. Since the pattern on the mask is imaged on a reduced scale on the semiconductor substrate, the speed and distance at which the mask is displaced is greater than the speed and distance at which the semiconductor substrate is displaced, and the ratio between both distances and the speed-to-speed ratio is reduced in the focusing system. Same as the factor.

본 발명에 따라서, 변위 가능한 기판홀더 및 변위가능한 마스크 홀더를 가진 석판 인쇄장치는 마스크 홀더의 위치설정 장치가 본 발명에 따른 위치설정 장치 인 것을 특징으로 하며, 마스크 홀더의 위치설정 장치의 제 1프레임은 석판 인쇄장치의 기계 프레임에 속하고, 마스크 홀더의 위치설정장치의 힘 작동기 시스템은 기계 프레임상에 보정력을 부가한다.According to the present invention, a lithographic printing apparatus having a displaceable substrate holder and a displaceable mask holder is characterized in that the positioning device of the mask holder is a positioning device according to the present invention, the first frame of the positioning device of the mask holder. Belongs to the machine frame of the lithographic apparatus, and the force actuator system of the positioning device of the mask holder adds a correction force on the machine frame.

본 발명에 따른 변위가능한 기판 홀더를 가진 석판 인쇄장치는 본 발명에 따른 위치설정장치에 의해 Z방향에 수직하게 변위 가능한 것을 특징으로 하며, 마스크 홀더의 위치설정 장치의 제 1프레임은 석판 인쇄장치의 기계 프레임에 속하며, 마스크 홀더의 위치 설정장치의 힘 작동기 시스템은 보정력을 기계프레임상에 제공한다.The lithographic printing apparatus having a displaceable substrate holder according to the present invention is characterized in that it is displaceable perpendicularly to the Z direction by the positioning apparatus according to the present invention, wherein the first frame of the positioning apparatus of the mask holder is a Belonging to the machine frame, the force actuator system of the positioning device of the mask holder provides a correction force on the machine frame.

마스크 홀더의 중력 중심이 석판인쇄장치의 기계 프레임에 대해 큰 간격으로 변위된느 반도체 기판의 노출동안 마스크를 가진 마스크 홀더가 위치설정장치에 의해 큰 간격으로 이동될때 석판인쇄장치의 기계프레임이 요동 또는 진동되는 것이 방지된다. 마스크 홀더의 중력 중심의 비교적 큰 변위로 발생되는 기계프레임의 기계 진동이 반도체 기판의 노출동안 방지되므로, 반도체 기판의 노출동안 기판 홀더 및 마스크 홀더가 기계프레임에 대해 위치될 수 잇는 정밀도와, 위치설정에 필요한 시간은 마스크홀더의중력중심의 비교적 큰 변위에 의해 불리한 영향을 받지 않는다.When the mask holder with the mask is moved at a large distance by the positioning device during the exposure of the semiconductor substrate where the center of gravity of the mask holder is displaced at a large distance to the machine frame of the lithographic apparatus, the machine frame of the lithographic apparatus is rocking or Vibration is prevented. Since mechanical vibration of the machine frame caused by a relatively large displacement of the gravity center of the mask holder is prevented during the exposure of the semiconductor substrate, the positioning and precision with which the substrate holder and the mask holder can be positioned relative to the machine frame during the exposure of the semiconductor substrate. The time required for is not adversely affected by the relatively large displacement of the gravity center of the mask holder.

본 발명에 따른 석판인쇄장치의 부가의 실시예는 기판홀더 및 마스크 홀더의 위치설정 장치는 결합력 작동기 시스템을 가지며, 기준저멩 대해 결합력 작동기 시스템의 보정력의 기계적 모멘트의 값은 기준점에 대해 마스크 홀더상에 작용하는 중력의 기계적 모멘트와 기준점에 대해 기판 홀더상에 작용하는 중력의 기계적 모멘트의 합의 값과 같고, 보정력의 기계적 모멘트의 방향은 기계적 모멘트의 합의 방향에 대향인 것을 특징으로 한다. 힘 작동기 시스템의 콘트롤러가 기계프레임에 대해 기판 홀더의 위치와 마스크홀더의 위치의 함수로서 보정력을 제어하므로, 결합력 작동기 시스템은 기판홀더의 중력 중심의 변위와 마스크 홀더의 중력중심의 범위를 보정한다. 석판인쇄장치의 구조는 결합력 작동기 시스템의사용에 의해 간소화 된다.A further embodiment of the lithographic printing apparatus according to the invention is that the positioning device of the substrate holder and the mask holder has a coupling force actuator system, and the value of the mechanical moment of the correction force of the coupling force actuator system with respect to the reference point is on the mask holder with respect to the reference point. The mechanical moment of gravity acting and the sum of the mechanical moments of gravity acting on the substrate holder with respect to the reference point are characterized in that the direction of the mechanical moment of the correction force is opposite to the direction of the sum of the mechanical moments. Since the controller of the force actuator system controls the correction force as a function of the position of the substrate holder and the position of the mask holder with respect to the machine frame, the coupling force actuator system corrects the displacement of the center of gravity of the substrate holder and the range of the center of gravity of the mask holder. The structure of the lithograph is simplified by the use of a coupling force actuator system.

본 발명에 따른 석판 인쇄장치는 기계프레임이 삼각형으로 서로 배열된 2개의 동적 절연체에 의해, 힘 석판 인쇄장치의 베이스 상에 위치되며, 힘 작동기시스템이 대응하는 하나의 동적 절연체와 각각 일체화된 3개의 분리력 작동기를 포함하는 것을 특징으로 한다. 예를들어, 동적 절연체는 비교적 낮은 기계경도를 가진 댐퍼이며, 이 댐퍼에 의해 기계 프레임이 베이스로부터 동적으로 격리된다. 댐퍼의 비교적 적은 기계경도로 인해, 플로어 진동 같은 베이스에 존재하는 기계적 진동이 기계 프레임에 전달되지 않는다. 동적 절연체의 시스템과 힘 작동기 시스템의 통합은 석판 인쇄장치의 구조를 특히 콤팩트하고 간소화 시킨다. 절연체의 삼각형 구성은 기계 프레임의 안정된 지지를 제공한다.The lithographic printing apparatus according to the present invention has three mechanical insulators arranged on a triangular arrangement with three dynamic insulators, each of which is located on the base of the power lithographic printing apparatus, and the three force actuator systems are each integrated with one corresponding dynamic insulator. And a separating force actuator. For example, the dynamic insulator is a damper with a relatively low mechanical hardness, by which the mechanical frame is dynamically isolated from the base. Due to the relatively low mechanical hardness of the damper, mechanical vibrations present in the base, such as floor vibrations, are not transmitted to the machine frame. The integration of the dynamic insulator system and the force actuator system makes the lithographic apparatus particularly compact and simplified. The triangular configuration of the insulator provides stable support of the machine frame.

도 1과 도 2에 도시한 본 발명에 따른 석판 인쇄 장치는 광학 석판인쇄 프로쎄스에 의해 집적 반도체 회로의 제조에 사용되고 있다. 도 2에 개략적으로 도시한 바와 같이, 석판 인쇄 장치는 수직 Z- 방향에 평행하게 보면 차례로 기판 홀더(1)와, 포커싱 시스템(3)과, 마스크 홀더(5)와, 방사원(7)을 구비하고 있다. 도 1과 도 2에 도시한 석판 인쇄 장치는 방사원(7)이 광원(9), 다이어프램(11) 및 미러(13, 15)를 포함하는 광학 석판 인쇄 장치이다. 기판 홀더(1)는 Z- 방향에 수직으로 연장하고 반도체 기판(19)이 놓여질 수 있고, 동시에 석판 인쇄 장치의 제 1 위치설정 장치(21)에 의해서 Z- 방향에 수직인 X- 방향과 X-방향에 수직인 Y- 방향과 Z- 방향에 평행하게 포커싱 시스템(3)에 대해서 이동가능하는 지지면(17)을 포함한다. 포커싱 시스템(3)은 이미징 또는 투영 시스템이고 Z- 방향에 평행한 광 주축(25)과 예를 들어 4 또는 5개인 광 감소 요소(optical reduction factor)를 가진 광 렌즈 시스템(23)을 포함한다. 마스크 홀더(5)는 Z- 방향에 수직이고 마스크(29)가 놓여지고, 동시에 석판 인쇄 장치의 제 2 위치설정 장치(31)의 의해 포커싱 시스템(3)에 대해서 X- 방향에 평행하게 이동가능한 지지면(27)을 포함한다. 마스크(29)는 집적 반도체 회로의 패턴 또는 부분적인 패턴을 포함한다. 작업 동안, 광원(9)에서 나온 광빔(33)은 다이어프램(11)과 미러(13)를 통해서 마스크(29)를 통과하고 렌즈 시스템(23)에 의해서 반도체 기판(19)상에 초점되므로, 마스크(29)상에 나타난 패턴은 반도체 기판(19)상에 감소된 크기로 영상된다. 반도체 기판(19)는 동일한 반도체 회로가 제공된 다수의 개별 필드(35)를 포함한다. 이 목적으로, 반도체 기판(19)의 필드(35)는 연속적으로 마스크(29)를 통해 노출되고, 다음 필드(35)는 개별 필드(35)의 노출 후 마다 포커싱 시스템(3)에 대해서 위치설정되며, 여기서 기판 홀더(1)는 제 1 위치설정 장치(21)에 의해 X- 방향 또는 Y- 방향에 평행하게 이동된다. 이 공정은 여러번 반복되고, 매번 다른 마스크를 가지므로, 층상 구조를 가진 비교적으로 복잡한 집적 회로가 제공된다.The lithographic printing apparatus according to the present invention shown in Figs. 1 and 2 is used for the manufacture of integrated semiconductor circuits by an optical lithography process. As schematically shown in FIG. 2, the lithographic apparatus has a substrate holder 1, a focusing system 3, a mask holder 5, and a radiation source 7 in turn when viewed in parallel to the vertical Z-direction. Doing. The lithographic printing apparatus shown in FIGS. 1 and 2 is an optical lithographic apparatus in which the radiation source 7 includes a light source 9, a diaphragm 11, and mirrors 13 and 15. The substrate holder 1 extends perpendicular to the Z-direction and on which the semiconductor substrate 19 can be placed, and at the same time the X-direction and X perpendicular to the Z-direction by the first positioning device 21 of the lithographic apparatus. And a support surface 17 which is movable relative to the focusing system 3 in the Y-direction perpendicular to the -direction and in the Z-direction. The focusing system 3 is an imaging or projection system and comprises an optical lens system 23 having an optical principal axis 25 parallel to the Z-direction and an optical reduction factor of 4 or 5, for example. The mask holder 5 is perpendicular to the Z-direction and upon which the mask 29 is placed, at the same time movable by the second positioning device 31 of the lithographic apparatus parallel to the focusing system 3 in parallel to the X-direction. And a support surface 27. Mask 29 includes a pattern or partial pattern of an integrated semiconductor circuit. During operation, the light beam 33 from the light source 9 passes through the mask 29 through the diaphragm 11 and the mirror 13 and is focused on the semiconductor substrate 19 by the lens system 23, so that the mask The pattern shown on 29 is imaged on the semiconductor substrate 19 in a reduced size. The semiconductor substrate 19 includes a plurality of individual fields 35 provided with the same semiconductor circuit. For this purpose, the field 35 of the semiconductor substrate 19 is continuously exposed through the mask 29 and the next field 35 is positioned relative to the focusing system 3 after each exposure of the individual fields 35. Wherein the substrate holder 1 is moved parallel to the X-direction or the Y-direction by the first positioning device 21. This process is repeated many times, each time with a different mask, thereby providing a relatively complex integrated circuit with a layered structure.

도 2에 도시한 바와 같이, 반도체 기판(19)과 마스크(29)는 개별 필드(35)의 노출동안 제 1, 2 위치설정 장치(21, 31)에 의해 X- 방향에 평행한 포커싱 시스템(3)에 대해서 동시에 이동된다. 그러므로 마스크(29)상에 나타난 패턴은 X- 방향에 평행하게 스캔되고 동시에 반도체 기판(19)상에 영상된다. 이 방법으로, 제 2 도에 분명히 도시한 바와 같이, 포커싱 시스템(3)에 의해 반도체 기판(19)상에 영상될 수 있는 Y- 방향에 평행하게 인도된 마스크(29)의 최대 폭(B)은 도 2에 개략적으로 도시한 포커싱 시스템(3)의 구멍(37)의 직경(D)만큼 제한된다. 포커싱 시스템(3)에 의해 반도체 기판(19)상에 영상될 수 있는 마스크(29)의 허용가능한 길이(L)는 상기 직경(D)보다 크다. 이 영상방법에 있어서, 소위 "스탭 앤 스캔(step and scan)법"에서는 포커싱 시스템(3)에 의해 반도체 기판(19)상에 영상될 수 있는 마스크(29)의 최대 면적이 포커싱 시스템(3)의 구멍(37)의 직경(D)에 의해 제한되므로, 소위 "스탭 앤드 리피트"의 종래 영상법에서보다 적다. 이 종래 영상법은 예를 들어 EP-A-0 498 496에 알려진 석판 인쇄 장치에 사용되며, 여기서는 마스크와 반도체 기판이 반도체 기판의 노출동안 포커싱 시스템에 대해서 고정된 위치에 있다. 마스크(29)상에 나타난 패턴이 반도체 기판(19)상에 감소된 크기로 영상되기 때문에, 마스크(29)의 길이(L)와 폭(B)은 대응하는 반도체 기판(19)상의 필드(35)의 길이(L')와 폭(B')보다 적고, 길이(L, L')사이의 비와 폭(B, B')사이의 비는 포커싱 시스템의 광학 감소요소와 동일하다. 결국, 또한 노출동안 마스크(29)가 이동되는 거리와 노출동안 반도체 기판(19)가 이동하는 거리사이의 비와, 노출동안 마스크(29)가 이동되는 속도와 노출동안 반도체 기판(19)가 이동하는 속도사이의 비 모두는 포커싱 시스템(3)의 광학 감소 요소와 동일한다. 도 2에 도시한 석판 인쇄 장치에 있어서, 반도체 기판(19)와 마스크(29)가 노출동안 이동하는 방향은 서로 반대이다. 석판 인쇄 장치가 마스크 패턴을 거꾸로 영상시키지 않은 여러 포커싱 시스템을 포함한다면 상기 방향은 또한 동일한 방향이 될 수 있다.As shown in FIG. 2, the semiconductor substrate 19 and the mask 29 are arranged in a focusing system parallel to the X-direction by the first and second positioning devices 21, 31 during the exposure of the individual fields 35. Are moved simultaneously for 3). Therefore, the pattern shown on the mask 29 is scanned parallel to the X-direction and simultaneously imaged on the semiconductor substrate 19. In this way, as clearly shown in FIG. 2, the maximum width B of the mask 29 guided parallel to the Y-direction that can be imaged on the semiconductor substrate 19 by the focusing system 3. Is limited by the diameter D of the hole 37 of the focusing system 3 shown schematically in FIG. 2. The allowable length L of the mask 29, which can be imaged on the semiconductor substrate 19 by the focusing system 3, is larger than the diameter D. In this imaging method, in the so-called "step and scan method", the maximum area of the mask 29 which can be imaged on the semiconductor substrate 19 by the focusing system 3 is the focusing system 3. Since it is limited by the diameter D of the hole 37, it is less than in the conventional imaging method of the so-called "step and repeat". This conventional imaging method is used for example in the lithographic apparatus known from EP-A-0 498 496, where the mask and the semiconductor substrate are in a fixed position relative to the focusing system during the exposure of the semiconductor substrate. Since the pattern shown on the mask 29 is imaged in reduced size on the semiconductor substrate 19, the length L and the width B of the mask 29 correspond to the field 35 on the corresponding semiconductor substrate 19. Is less than the length L 'and the width B', and the ratio between the lengths L and L 'and the width B and B' is equal to the optical reducing element of the focusing system. Finally, also the ratio between the distance that the mask 29 moves during exposure and the distance that the semiconductor substrate 19 moves during exposure, the speed at which the mask 29 moves during exposure, and the semiconductor substrate 19 during movement All of the ratios between the speeds are equal to the optical reduction element of the focusing system 3. In the lithographic apparatus shown in Fig. 2, the directions in which the semiconductor substrate 19 and the mask 29 move during exposure are opposite to each other. The orientation may also be the same if the lithographic apparatus comprises several focusing systems that do not image the mask pattern upside down.

석판 인쇄 장치로 제조되는 집적 반도체 회로는 서브마이크론 범위로 세밀한 치수를 가진 구조이다. 반도체 기판(19)이 다수의 여러 마스크를 통해 연속적으로 노출되기 때문에, 마스크상에 나타난 패턴은 서로에 대해서 반도체 기판(19)상에 영상되므로, 서브마이크론 범위, 심지어 나노메터 범위에서도 정확하다. 따라서, 반도체 기판(19)의 노출동안, 반도체 기판(19)과 마스크(29)는 정확하게 포커싱 시스템(3)에 대해서 이동되어야 하므로, 제 1, 2 위치설정장치(21, 31)의 위치설정 정확도에 비교적 높은 요구조건이 부과된다.Integrated semiconductor circuits manufactured with lithographic apparatus are structures with fine dimensions in the submicron range. Since the semiconductor substrate 19 is continuously exposed through a number of different masks, the patterns shown on the masks are imaged on the semiconductor substrate 19 with respect to each other, so that they are accurate in the submicron range, even in the nanometer range. Thus, during the exposure of the semiconductor substrate 19, the semiconductor substrate 19 and the mask 29 must be accurately moved relative to the focusing system 3, thus positioning accuracy of the first and second positioning devices 21, 31. Relatively high requirements are imposed.

도 1에 도시한 바와 같이, 석판 인쇄 장치는 수평 바닥면상에 놓여있는 베이스(39)를 가진다. 베이스(39)는 베이스(39)에 고정도는 수직으로 상당히 단단한 금속 칼럼(43)를 포함하는 프레임(41)의 일부분을 형성한다. 또한 석판 인쇄 장치는 포커싱 시스템(3)의 광학 주축에 횡방향으로 연장하고 도 1에서 볼수 없는 중앙 광 통로 개구가 제공된 삼각형이고 상당히 단단한 금속 주판(47)을 가진 기계 프레임(45)을 포함한다. 주판(47)은 아래에 상세히 기술하는, 베이스(49)상에 고정되어 있는 3개의 동적 절연체(51)상에 놓여진 3개의 코너부(49)를 포함한다. 주판(47)의 단지 두 개의 코너부(49)와 두 개의 동적 절연체(51)는 도 1에서 볼수 있고, 모든 3개의 동적 절연체(51)은 도 3과 도 4에서 볼 수 있다. 포커싱 시스템(3)은 하부측 근처에 장착 링(53)을 가지며, 장착 링에 의해서 포커싱 시스템(3)은 주판(47)에 고정된다. 또한 기계 프레임(45)은 주판(47)상에 고정된 수직이고 상당히 단단한 금속 칼럼(55)을 포함한다. 포커싱 시스템(3)의 상부측 근처에는, 또한 마스크 홀더(5)용 지지부재(57)가 있으며, 부재는 또한 기계 프레임(45)에 속하고 기계 프레임(45)의 칼럼(55)에 고정된다. 또한 기계 프레임(45)중에는 3개의 각 코너부(49)에 인접한 주판(47)의 하부측에 고정된 3개의 수직 현수판(59)이다. 단지 두 개의 현수판(59)가 도 1에서 부분적으로 볼수 있고 모든 3개의 현수판(59)가 도 3과 도 4에서 볼수 있다. 도 4에 도시한 바와 같이, 기판 홀더(1)용 수평 지지판(61)은 또한 기계 프레임(45)에 속하는 3개의 현수판(59)에 고정된다. 지지판(61)은 도 1에서 볼 수 없고 도 3에서만 부분적으로 볼 수 있다.As shown in Fig. 1, the lithographic printing apparatus has a base 39 lying on a horizontal bottom surface. The base 39 forms part of the frame 41 that includes a metal column 43 that is highly rigid perpendicular to the base 39. The lithographic apparatus also comprises a machine frame 45 having a triangular and fairly rigid metal abacus 47, which extends transversely to the optical main axis of the focusing system 3 and is provided with a central light path opening not visible in FIG. 1. The main plate 47 includes three corner portions 49 placed on three dynamic insulators 51 fixed on the base 49, described in detail below. Only two corner portions 49 and two dynamic insulators 51 of the main plate 47 can be seen in FIG. 1, and all three dynamic insulators 51 can be seen in FIGS. 3 and 4. The focusing system 3 has a mounting ring 53 near the lower side, by which the focusing system 3 is fixed to the main plate 47. The machine frame 45 also includes a vertical, fairly rigid metal column 55 fixed on the abacus 47. Near the upper side of the focusing system 3, there is also a support member 57 for the mask holder 5, which also belongs to the machine frame 45 and is fixed to the column 55 of the machine frame 45. . Moreover, among the machine frames 45, there are three vertical suspension plates 59 fixed to the lower side of the main plate 47 adjacent to each of the three corner portions 49. As shown in FIG. Only two suspension plates 59 are partially visible in FIG. 1 and all three suspension plates 59 are visible in FIGS. 3 and 4. As shown in FIG. 4, the horizontal support plate 61 for the substrate holder 1 is also fixed to three suspension plates 59 belonging to the machine frame 45. The support plate 61 is not visible in FIG. 1 but only partially in FIG. 3.

상술한 것으로부터 기계 프레임(45)은 석판 인쇄 장치의 주 부품, 즉 기판 홀더(1)와, 포커싱 시스템(3)과 수직 Z- 방향에 평행한 마스크 홀더(5)를 지지한다. 아래에 더욱더 상세히 설명되어 있는 바와 같이, 동적 절연체(51)는 상당히 낮은 기계적인 단단함을 가진다. 그러므로 예를 들어 바닥 진동과 같은 베이스(39)에 나타난 기계적인 진동은 동적 절연체(51)를 통해 기계 프레임(45)으로 전달되지 않는다. 그 결과로서 위치설정 장치(21, 31)는 베이스(39)내에 나타난 기계적인 진동에 의해서 나쁜 영향을 받지 않는다. 프레임(41)의 기능을 아래에 더욱 상세히 설명하겠다.From the above, the machine frame 45 supports the main part of the lithographic apparatus, that is, the substrate holder 1 and the mask holder 5 parallel to the focusing system 3 and in the vertical Z-direction. As will be explained in greater detail below, the dynamic insulator 51 has a significantly low mechanical rigidity. Therefore, no mechanical vibrations appearing at the base 39, such as floor vibrations, for example, are transmitted to the mechanical frame 45 through the dynamic insulator 51. As a result, the positioning devices 21 and 31 are not adversely affected by the mechanical vibrations exhibited in the base 39. The function of the frame 41 will be described in more detail below.

도 1과 도 5에 도시한 바와 같이, 마스크 홀더(5)는 지지면(27)이 있는 블록(63)을 포함한다. 기계 프레임(45)에 속하는 마스크 홀더(5)용 지지 부재(57)는 도 5에서 볼 수 있는 중앙 광 통로 개구(64)와 Z- 방향에 수직인 공통 평면내에 놓여 있는 X- 방향에 평행하게 연장하는 두 개의 평면 가이드(65)를 포함한다. 마스크 홀더(5)의 블록(63)은 X- 방향에 평행하고 Y- 방향에 평행한 이동에 자유롭고, Z- 방향에 평행하게 안내되는 마스크 홀더(5)의 회전축(67)둘레로의 회전의 자유로운, 공기정학적 베어링(도시 생략)에 의해 지지 부재(57)의 평면 가이드(65)위에 안내된다.As shown in FIGS. 1 and 5, the mask holder 5 comprises a block 63 with a support surface 27. The support member 57 for the mask holder 5 belonging to the machine frame 45 is parallel to the X-direction lying in a common plane perpendicular to the Z-direction with the central light passage opening 64 seen in FIG. 5. It includes two planar guides 65 extending. The block 63 of the mask holder 5 is free of movement parallel to the X-direction and parallel to the Y-direction, and of rotation around the axis of rotation 67 of the mask holder 5 guided parallel to the Z-direction. Guided onto the planar guide 65 of the support member 57 by a free, pneumatic bearing (not shown).

도 1과 도 5에 추가로 도시한 바와 같이, 마스크 홀더(5)를 이동가능하게 시키는 제 2 위치설정 장치(31)는 제 1 선형 모터(69)와 제 2 선형 모터(71)를 포함한다. 통상으로 알려진 종류의 제 2 선형 모터(71)는 프레임(41)의 칼럼(43)에 고정된 고정부(73)를 포함한다. 고정부(73)는 제 2 선형 모터(71)의 가동부(77)가 이동할 수 있는 X- 방향에 평행하게 연장하는 가이드(75)를 포함한다. 가동부(77)는 Y- 방향에 평행하게 연장하는 연결 암(79)를 포함하고 여기에 제 1 선형 모터(69)의 전기 코일 홀더(81)가 고정된다. 제 1 선형 모터(69)의 영구 자석 홀더(83)은 마스크 홀더(5)의 블록(63)에 고정된다. 제 1 선형 모터(69)는 EP-B-0 421 527로 부터 알려진 종류이다. 도 5에 도시한 바와 같이, 제 1 선형 모터(69)의 코일 홀더(81)는 Y- 방향에 평행하게 연장하는 4개의 전기 코일(85, 87, 89, 91)과, X- 방향에 평행하게 연장하는 전기 코일(93)을 포함한다. 코일(85, 87, 89, 91, 93)는 도 5에 점선으로 대략적으로 도시되어 있다. 자석 홀더(83)는 도 5에 일점쇄선으로 도시한 10쌍의 영구자석(95a, 95b),(97a, 97b),(99a, 99b),(101a, 101b),(103a, 103b),(105a, 105b),(107a, 107b),(109a, 109b),(111a, 111b),(113a, 113b)을 포함한다. 전기 코일(85)와 영구자석(95a, 95b),(97a, 97b)은 제 1 선형 모터(69)의 제 1 X- 모터(115)에 속하고 반면, 코일(87)과 자석(99a, 99b),(101a, 101b)은 제 1 선형 모터(69)의 제 2 X- 모터(117)에 속하고, 코일(89)과 자석(103a, 103b), (105a, 105b)은 제 1 선형 모터(69)의 제 3 X- 모터(119)에 속하고, 코일(91)과 자석(107a, 107b),(109a, 109b)은 제 1 선형 모터(69)의 제 4 X- 모터(121)에 속하고, 코일(93)과 자석(111a, 111b),(113a, 113b)은 제 1 선형 모터(69)의 Y- 모터(123)에 속한다.As further shown in FIGS. 1 and 5, the second positioning device 31 for moving the mask holder 5 comprises a first linear motor 69 and a second linear motor 71. . A second linear motor 71 of the type known in the art comprises a fixture 73 fixed to the column 43 of the frame 41. The fixing portion 73 includes a guide 75 extending parallel to the X-direction in which the movable portion 77 of the second linear motor 71 can move. The movable portion 77 includes a connecting arm 79 extending parallel to the Y-direction to which the electric coil holder 81 of the first linear motor 69 is fixed. The permanent magnet holder 83 of the first linear motor 69 is fixed to the block 63 of the mask holder 5. The first linear motor 69 is of the kind known from EP-B-0 421 527. As shown in FIG. 5, the coil holder 81 of the first linear motor 69 has four electrical coils 85, 87, 89, 91 extending parallel to the Y-direction and parallel to the X-direction. And an electrical coil 93 which extends. Coils 85, 87, 89, 91, 93 are shown approximately in dashed lines in FIG. 5. The magnet holder 83 is composed of 10 pairs of permanent magnets 95a, 95b, 97a, 97b, 99a, 99b, 101a, 101b, 103a, 103b, and (shown by dashed lines in FIG. 5). 105a, 105b, 107a, 107b, 109a, 109b, 111a, 111b, 113a, 113b. The electrical coil 85 and the permanent magnets 95a, 95b, 97a, 97b belong to the first X-motor 115 of the first linear motor 69, while the coil 87 and the magnets 99a, 99b) and 101a and 101b belong to the second X-motor 117 of the first linear motor 69, and the coil 89 and the magnets 103a and 103b and 105a and 105b are the first linear. Belonging to the third X-motor 119 of the motor 69, and the coil 91 and the magnets 107a, 107b, 109a, 109b are the fourth X-motor 121 of the first linear motor 69. ), The coil 93 and the magnets 111a, 111b, 113a, 113b belong to the Y-motor 123 of the first linear motor 69.

도 6은 제 1 X모터(115) 및 제 2 X 모터의 단면도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 코일 홀더(81)는 자석(95a, 97a, 99a, 101a, 103a, 105a, 107a, 109a, 111a, 113a)을 포함하는 자기홀더(83)의 제 1 부분(125)과 자석(95b, 97b, 99b, 101b, 103b, 105b, 107b, 109b, 111b, 113b)을 포함하는 자기홀더의 제 2 부분(127) 사이에 배치된다. 또한, 제 1 X 모터(115)의 자석 쌍(95a, 95b)과 제 2 X 모터(117)의 자석쌍(99a, 99b)는 양의 Z 방향에 평행하게 자화되고, 제 1 X 모터(115)의 자석쌍(97a, 97b)과 제 2 X 모터(117)의 자석쌍(101a, 101b)는 대향인 음의 Z 방향에 평행하게 자화된다. 제 3 X 모터(119)의 자석쌍(103a, 103b), 제 4 X 모터(121)의 자석쌍(107a, 107b) 및, Y 모터(123)의 자석쌍(111a, 111b)는 양의 Z 방향에 평행하게 자화되는 반면, 제 3 X 모터(119)의 자석쌍(105a, 105b), 제 4 X 모터(121)의 자석쌍(109a, 109b)및, 평행하게 자화된다. 또한, 제 1 X 모터(115)의 자석(97a, 97a)은 자석 폐쇄 요크(129)에 의해 상호 접속되고, 자석(95b, 97b), 자석(99a, 101a) 및 자석(99b, 101b)은 각각 자석 폐쇄 요크(131), 자석 폐쇄요크(133), 및 자석 폐쇄 요크(135)에 의해 상호 접속된다. 제 3 X 모터(119), 제 4 X 모터(121) 및, Y 모터(123)는 유사한 자석 폐쇄 요소를 제공한다. 작동중에 전류가 X 모터(115, 117, 119, 121)의 코일(85, 87, 89, 91)을 통해 흐를때, X 모터(115, 117, 119, 121)의 코일과 자석은 X 방향에 평행한 로렌쯔힘을 서로 발휘한다. 코일(85, 87, 89, 91)을 통한 전류가 동일값과 동일 방향을 취하면, 마스크 홀더(5)는 로렌쯔힘에 의해 X 방향에 평행하게 변위되고, 마스크 홀더(5)는 코일(85, 87)을 통한 전류가 동일값을 갖지만 코일(89, 91)을 통한 전류에 대향인 방향을 취한다. Y 모터(123)의 코일과 자석은 Y 모터(123)의 코일(93)을 통한 전류의 결과로 Y 방향에 평행한 로렌쯔 힘을 서로 발휘하므로, 마스크 홀더(5)는 Y 방향에 평행하게 변위된다.6 is a cross-sectional view of the first X motor 115 and the second X motor. As shown in FIG. 6, the coil holder 81 includes a first portion 125 of the magnetic holder 83 including magnets 95a, 97a, 99a, 101a, 103a, 105a, 107a, 109a, 111a, 113a. ) And the second portion 127 of the magnetic holder comprising magnets 95b, 97b, 99b, 101b, 103b, 105b, 107b, 109b, 111b, 113b. Further, the magnet pairs 95a and 95b of the first X motor 115 and the magnet pairs 99a and 99b of the second X motor 117 are magnetized in parallel to the positive Z direction, and the first X motor 115 Magnet pairs 97a and 97b and magnet pairs 101a and 101b of the second X motor 117 are magnetized in parallel to opposite negative Z directions. The magnet pairs 103a and 103b of the third X motor 119, the magnet pairs 107a and 107b of the fourth X motor 121, and the magnet pairs 111a and 111b of the Y motor 123 are positive Z. While magnetized in parallel to the direction, the magnet pairs 105a and 105b of the third X motor 119, the magnet pairs 109a and 109b of the fourth X motor 121, and magnetized in parallel. In addition, the magnets 97a and 97a of the first X motor 115 are interconnected by the magnet closing yoke 129, and the magnets 95b and 97b, the magnets 99a and 101a and the magnets 99b and 101b are The magnet closure yoke 131, the magnet closure yoke 133, and the magnet closure yoke 135 are interconnected, respectively. The third X motor 119, the fourth X motor 121, and the Y motor 123 provide similar magnet closure elements. During operation, when current flows through the coils 85, 87, 89, 91 of the X motors 115, 117, 119, 121, the coils and magnets of the X motors 115, 117, 119, 121 are in the X direction. The Lorentz forces in parallel exert each other. When the current through the coils 85, 87, 89, 91 takes the same value and the same direction, the mask holder 5 is displaced parallel to the X direction by the Lorentz force, and the mask holder 5 is the coil 85 87 has the same value but takes a direction opposite to the current through the coils 89 and 91. Since the coil and magnet of the Y motor 123 exert a Lorentz force parallel to the Y direction as a result of the current through the coil 93 of the Y motor 123, the mask holder 5 is displaced parallel to the Y direction. do.

반도체 기판(19)의 노출동안, 마스크 홀더(5)는 고위치 정밀도 및 비교적 큰 간격으로 X 방향에 평행하게 포커싱 시스템(3)에 대해 변위된다. 이를 성취하기 위해, 제 1 선형 모터(69)의 코일 홀더(81)는 제 2 선형 모터(71)에 의해 X 방향에 평행하게 변위되고, 마스크 홀더(5)의 소정 변위는 제 2 선형 모터(71)에 의해 성취되고, 마스크 홀더(5)는 X 모터(115, 117, 119, 121)의 적절한 로렌쯔힘에 의해 제 2 선형 모터(71)의 가동부(77)에 따라 이동된다. 이러한 포커싱 시스템(3)에 대한 마스크 홀더(5)의 변위로 인해, 모터(115, 117, 119, 121)의 로렌쯔 힘이 마스크 홀더(5)의 변위 동안 적절한 제어 시스템에 의해 제어된다. 도면에 상세히 도시되지는 않았지만, 위치 제어 시스템은 포커싱 시스템(3)에 대한 마스크 홀더(5)의 위치를 측정하기 위해 사용되는 공지의 레이저 간섭계를 포함하므로, 초미세 또는 나노미터 범위의 소망의 위치 정밀도가 성취된다. 반도체 기판(19)의 노출중에, 제 1 선형 모터(69)는 X 방향에 평행한 마스크 홀더(5)의 변위를 제어할 뿐만 아니라, 회전축(67)에 대한 마스크 홀더(5)의 회전각과 Y 방향에 평행인 마스크 홀더(5)의 위치를 제어한다. 마스크 홀더(5)는 Y 방향에 평행하게 위치되고 제 1 선형 모터(69)에 의해 회전축(67)의 축에 대해 회전되므로, 마스크 홀더(5)의 변위는 제 1 선형 모터(69)의 위치 정밀도에 의해 결정된 X 방향에 대해 평행성을 갖는다. X 방향에 대해 제 2 선형 모터(71)의 가이드(75)의 평행으로부터의 편차를 Y 방향에 평행인 마스크 홀더(5)의 변위를 통해 보정될 수 있다. 마스크 홀더(5)의 소망의 변위는 제 2 선형 모터(71)에 의해서만 성취되고, X 방향에 대해 가이드(75)의 평행상에 특별히 높은 필요성이 주어질 필요가 없으므로; 비교적 간단한 종래의 일방향 선형 모터는 제 2 선형 모터(71)로서 사용될 수 있고, 이에 의해 마스크 홀더(5)가 비교적 저 정밀도로 비교적 큰 간격에서 변위될 수 있다. 마스크 홀더(5)의 변위의 소망의 정밀도는 마스크 홀더(5)를 제 1 선형 모터(69)에 의해 제 2 선형 모터(71)의 가동부(77)에 대해 비교적 작은 간격으로 변위시킨다. 제 1 선형 모터(69)는 마스크 홀더(5)가 제 2 선형 모터(71)의 가동부(77)에 대해 변위되는 간격이 적기 때문에 비교적 적은 칫수로 구성된다. 제 1 선형 모터(69)의 전기 코일의 전기 저항 손실이 최소화 된다.During the exposure of the semiconductor substrate 19, the mask holder 5 is displaced with respect to the focusing system 3 parallel to the X direction at high positional accuracy and relatively large intervals. To achieve this, the coil holder 81 of the first linear motor 69 is displaced parallel to the X direction by the second linear motor 71, and the predetermined displacement of the mask holder 5 is determined by the second linear motor ( 71, the mask holder 5 is moved along with the movable portion 77 of the second linear motor 71 by the appropriate Lorentz force of the X motors 115, 117, 119, 121. Due to this displacement of the mask holder 5 relative to the focusing system 3, the Lorentz force of the motors 115, 117, 119, 121 is controlled by an appropriate control system during the displacement of the mask holder 5. Although not shown in detail in the figures, the position control system includes a known laser interferometer used to measure the position of the mask holder 5 relative to the focusing system 3, and thus the desired position in the ultrafine or nanometer range. Precision is achieved. During exposure of the semiconductor substrate 19, the first linear motor 69 not only controls the displacement of the mask holder 5 parallel to the X direction, but also the rotation angle of the mask holder 5 with respect to the rotation axis 67 and the Y. The position of the mask holder 5 parallel to the direction is controlled. Since the mask holder 5 is located parallel to the Y direction and rotated about the axis of the rotation axis 67 by the first linear motor 69, the displacement of the mask holder 5 is the position of the first linear motor 69. It has parallelism with respect to the X direction determined by the precision. The deviation from the parallel of the guide 75 of the second linear motor 71 with respect to the X direction can be corrected through the displacement of the mask holder 5 parallel to the Y direction. The desired displacement of the mask holder 5 is only achieved by the second linear motor 71, and there is no need to give a particularly high need in parallel with the guide 75 in the X direction; A relatively simple conventional one-way linear motor can be used as the second linear motor 71, whereby the mask holder 5 can be displaced at relatively large intervals with relatively low precision. The desired precision of the displacement of the mask holder 5 displaces the mask holder 5 by a first linear motor 69 at a relatively small interval relative to the movable portion 77 of the second linear motor 71. The first linear motor 69 is constructed with a relatively small number of dimensions because the distance between the mask holder 5 and the movable portion 77 of the second linear motor 71 is small. The electrical resistance loss of the electrical coil of the first linear motor 69 is minimized.

상술한 바와 같이, 제 2 선형 모터(71)의 고정부(73)는 석판 인쇄 장치의 프레임(41)에 고정된다. 그래서, 가동부(77)에 적용된 제 2 선형 모터(71)의 구동력으로부터 발생되고 고정부(73)상의 제 2 선형 모터(71)의 가동부(77)에 의해 적용된 반동력은 프레임(41)으로 전달된다. 제 1 선형 모터(69)의 코일 홀더(81)가 제 2 선형 모터(71)의 가동부(77)에 고정되므로, 가동부(77)상의 마스크 홀더에 의해 발생되고 마스크 홀더(5)상에 적용된 제 1 선형 모터(69)의 로렌쯔 힘으로부터 발생되는 반동력은 제 2 선형 모터(71)의 고정부(73)와 가동부(77)를 경유해 프레임(41)에 전달된다. 그래서, 제 2 위치 설정 장치(31)에 의해 마스크 홀더(5)상에 발휘된 구동력으로 발생되고 제 2 위치 설정 장치(31)상에 마스크 홀더(5)에 의한 작동 중에 발휘된 반동력은 프레임(41)으로 광범위하게 도입된다. 상기 반동력은 소망의 위치 정밀도를 이루기 위해, 제 2 선형 모터(71)의 비교적 큰 변위로부터 초래된 저주파수 성분은 물론, 제 1 선형 모터(69)에 의해 이동되는 비교적 적은 변위로부터 초래되는 고주파수 성분을 갖는다. 프레임(41)이 비교적 견고하고 솔리드 베이스에 위치되므로, 프레임(41)의 반동력의 저주파수 성분에 의한 기계적 진동이 무시할 정도로 작다. 반동력의 고주파수 성분은 작은 값을 갖지만, 통상, 사용된 프레임(41) 같은 형태의 프레임의 공진 주파수 특성에 비교될 수 있는 주파수를 갖는다. 그 결과, 반동력의 고주파수 성분은 프레임(41)의 무시할 수 없는 고주파수 기계적 진동이 야기된다. 프레임(41)은 기계 프레임(45)에서 동적으로 격리되고, 즉, 예를들어 10Hz 의 초기값 위의 주파수를 갖는 기계적 진동은 프레임(45)이 저주파수 동적 절연체(51)를 경유해 프레임(41)에 결합되기 때문에 기계 프레임(45)으로 전달되지 않는다. 그래서, 제 2 위치 설정 장치(31)의 반동력에 의해 프레임(41)에 초래된 고주파수 기계적 진동이 상술된 플로어 진동과 유사한 기계 프레임(45)으로 전달되지 않는다. 지지부재(57)의 플랜 가이드(65)가 Z 방향에 수직으로 연장되고 마스크 홀더(5)상에 제 2 위치 설정 장치(31)에 의해 발생된 구동력이 Z 방향에 수직으로 향하므로, 구동력은 기계 프레임(45)에 어떠한 기계적 진동도 일으키지 않는다. 더나아가, 프레임(41)에 존재하는 기계적 진동은 상술된 바와 같이 마스크 홀더(5)가 제 1 선형 모터(69)의 전기 코일 시스템과 자기 시스템의 로렌쯔힘에 의해 제 2 선형모터(71)의 가동부(77)에 결합되고 로렌쯔 힘으로부터 떨어져 제 2 선형 모터(71)의 가동부로부터 물리적으로 분리시키기 때문에, 제 2 선형 모터(71)의 가동부(77) 및 고정부(73)를 통해 기계 프레임(45)에 전달될 수 없다. 그래서, 상술된 바와 같이 기계 프레임(45)은 제 2 위치 설정 장치(31)의 반동력 및 구동력에 의한 변형 및 기계적 진동으로부터 자유롭게 잔유된다. 이 장점을 아래에 부가 설명한다.As described above, the fixing portion 73 of the second linear motor 71 is fixed to the frame 41 of the lithographic printing apparatus. Thus, the reaction force generated from the driving force of the second linear motor 71 applied to the movable portion 77 and applied by the movable portion 77 of the second linear motor 71 on the fixed portion 73 is transmitted to the frame 41. . Since the coil holder 81 of the first linear motor 69 is fixed to the movable part 77 of the second linear motor 71, it is generated by the mask holder on the movable part 77 and applied on the mask holder 5. The reaction force generated from the Lorentz force of the first linear motor 69 is transmitted to the frame 41 via the fixed portion 73 and the movable portion 77 of the second linear motor 71. Thus, the reaction force generated by the second positioning device 31 by the driving force exerted on the mask holder 5 and exerted during operation by the mask holder 5 on the second positioning device 31 by the frame ( 41) is widely introduced. The reaction force is not only a low frequency component resulting from a relatively large displacement of the second linear motor 71 but also a high frequency component resulting from a relatively small displacement moved by the first linear motor 69 to achieve the desired positional accuracy. Have Since the frame 41 is relatively rigid and located on a solid base, mechanical vibrations due to the low frequency component of the reaction force of the frame 41 are negligibly small. The high frequency component of the reaction force has a small value, but typically has a frequency that can be compared to the resonant frequency characteristics of a frame of the same type of frame 41 used. As a result, the high frequency component of the reaction force causes a negligible high frequency mechanical vibration of the frame 41. The frame 41 is dynamically isolated from the machine frame 45, ie mechanical vibrations having a frequency above an initial value of 10 Hz, for example, cause the frame 45 to pass the frame 41 via the low frequency dynamic insulator 51. Is not transmitted to the machine frame 45. Thus, the high frequency mechanical vibration caused to the frame 41 by the reaction force of the second positioning device 31 is not transmitted to the mechanical frame 45 similar to the floor vibration described above. Since the plan guide 65 of the support member 57 extends perpendicular to the Z direction and the driving force generated by the second positioning device 31 on the mask holder 5 is directed perpendicular to the Z direction, the driving force is There is no mechanical vibration in the machine frame 45. Furthermore, the mechanical vibrations present in the frame 41 may be characterized in that the mask holder 5 is driven by the Lorentz force of the magnetic coil system and the electric coil system of the first linear motor 69, as described above. Because of the coupling to the movable portion 77 and physically separating it from the movable portion of the second linear motor 71 apart from the Lorentz force, the mechanical frame (through the movable portion 77 and the fixing portion 73 of the second linear motor 71) 45) cannot be delivered. Thus, as described above, the machine frame 45 remains free from deformation and mechanical vibration due to the reaction force and the driving force of the second positioning device 31. This advantage is further described below.

도 3 및 도 4 에 도시된 바와 같이, 기판 홀더(1)는 지지면(17)이 있는 블록(137)과 기체 정역학 베어링이 제공된 기체 정역학적으로 지지된 풋(139)을 포함한다. 기판 홀더(1)는 기체 정역학적으로 지지된 풋에 의해 기계 프레임(45)의 지지판(61)에 제공된 단단한 지지체(143)의 Z 방향으로 수직 연장하는 상부 지지면(141)상에 안내되고, Z 방향에 평행인 기판 홀더(1)의 회전축(145)에 대해 회전 자유도 및 Y 방향에 평행하고 X 방향에 평행인 변위 자유도를 갖는다.As shown in FIGS. 3 and 4, the substrate holder 1 comprises a block 137 with a support surface 17 and a gas statically supported foot 139 provided with a gas static bearing. The substrate holder 1 is guided on the upper support surface 141 which vertically extends in the Z direction of the rigid support 143 provided on the support plate 61 of the machine frame 45 by a foot which is supported by a gas static, It has rotational degrees of freedom with respect to the axis of rotation 145 of the substrate holder 1 parallel to the Z direction and displacement degrees of freedom parallel to the Y direction and parallel to the X direction.

도 1, 3, 4 에 도시된 바와 같이, 기판 홀더(1)의 위치 설정 장치(21)는 제 1 선형 모터(147), 제 2 선형 모터(149) 및 제 3 선형 모터(151)를 포함한다. 제 2 선형 모터(149)는 프레임(41)에 속하는 베이스(39)에 고정된 아암(155)에 고정된 고정부(154)를 포함한다. 고정부(153)는 Y 방향으로 평행하게 연장하는 가이드(157)를 포함하며, 이를 따라 제 2 선형 모터(149)의 가동부(159)는 변위될 수 있다. 제 3 선형 모터(151)의 고정부(161)는 X 방향에 평행하게 연장하는 가이드(163)를 갖고 제 2 선형 모터(149)의 가동부(159)에 배치되며, 이를 따라 제 3 선형 모터(151)의 가동부(65)가 변위될 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 제 3 선형 모터(151)의 가동부(165)는 제 1 선형 모터(147)의 전기 코일 홀더(169)가 고정된 커플링부(167)를 포함한다. 제 1 위치 설정 장치(21)의 제 1 선형 모터(147)는 EP-B-0 421 527 공보에 공지된 종류의 제 2 위치 설정 장치(31)의 제 1 선형 모터(69)이다. 제 2 위치 설정 장치(31)의 제 1 선형 모터(69)가 상세히 상술되었으므로, 제 1 위치 설정 장치(21)의 제 1 선형 모터(147)의 상세한 설명은 생략한다. 기판 홀더(1)는 작동중 Z방향에 수직인 로렌쯔힘에 의해 제 3 선형 모터(151)의 가동부(165)에 결합된다. 그러나, 제 1 위치 설정 장치(21)의 제 1 선형 모터(147)와 제 2 위치 설정 장치(31)의 제 1 선형 모터(69) 사이와 다른 점은 제 1 위치 설정 장치(21)의 제 1 선형 모터(147)가 비교할만한 파워 레이팅의 X 모터 및 Y 모터를 포함하는 반면에, 제 2 위치 설정 장치(31)의 제 1 선형 모터(69)의 단일 Y 모터(123)를 X 모터(115, 117, 119, 121)의 파워 레이팅과 비교하여 비교적 낮은 파워 레이팅을 갖는다는 점이다. 이는 기판 홀더(1)가 비교적 큰 간격으로 제 1 선형 모터(147)에 의해 X 방향에 평행할 뿐만 아니라, Y 방향에 평행일 수 있다는 것을 의미한다. 더나아가, 기판 홀더(1)는 제 1 선형 모터(147)에 의해 회전축(145)에 대해 회전할 수 있다.As shown in FIGS. 1, 3, and 4, the positioning device 21 of the substrate holder 1 includes a first linear motor 147, a second linear motor 149, and a third linear motor 151. do. The second linear motor 149 includes a fixing portion 154 fixed to the arm 155 fixed to the base 39 belonging to the frame 41. The fixing part 153 includes a guide 157 extending in parallel in the Y direction, such that the movable part 159 of the second linear motor 149 may be displaced. The fixing part 161 of the third linear motor 151 has a guide 163 extending in parallel to the X direction and is disposed on the movable part 159 of the second linear motor 149, and thus the third linear motor ( Movable portion 65 of 151 may be displaced. As shown in FIG. 4, the movable portion 165 of the third linear motor 151 includes a coupling portion 167 to which the electric coil holder 169 of the first linear motor 147 is fixed. The first linear motor 147 of the first positioning device 21 is the first linear motor 69 of the second positioning device 31 of the type known from EP-B-0 421 527. Since the first linear motor 69 of the second positioning device 31 has been described in detail above, the detailed description of the first linear motor 147 of the first positioning device 21 is omitted. The substrate holder 1 is coupled to the movable portion 165 of the third linear motor 151 by a Lorentz force perpendicular to the Z direction during operation. However, the difference between the first linear motor 147 of the first positioning device 21 and the first linear motor 69 of the second positioning device 31 is different from that of the first positioning device 21. While the first linear motor 147 includes comparable power ratings X and Y motors, the single Y motor 123 of the first linear motor 69 of the second positioning device 31 is replaced by the X motor ( It has a relatively low power rating compared to the power ratings of 115, 117, 119, 121. This means that the substrate holder 1 can be parallel to the X direction as well as parallel to the Y direction by the first linear motor 147 at relatively large intervals. Furthermore, the substrate holder 1 can be rotated about the axis of rotation 145 by the first linear motor 147.

반도체 기판(19)의 노출동안, 기판 홀더(1)는 높은 위치정밀도를 가지는 X방향에 평행하게 포커싱 시스템(3)에대해 변위가능하며, 기판 홀더(1)는 반도체기판(19)의 다음 필드 (35)가 노출을 위해 포커싱 시스템에대해 놓여질때 X 방향 또는 Y방향에대해 평행하게 이동한다. 기판 홀더(1)를 X방향에대해 평행하게 놓기위해서, 제 1 선형 모터(147)의 코일 홀더(169)는 제 3 선형 모터(151)에의해 X방향에 평행하게 이동하며, 기판홀더(1)의 소망하는 변위는 제3 선형 모터(151)에의해 근사하게수행되며 기판홀더(169)는 제3 선형 모터(151)의 가동부(165)에 대한 제1 선형모터(147)의 적당한 로렌쯔힘에의해 작동한다. 유사한 방법으로, Y방향에 평행한 기판 홀더(1)의 변위는 코일 홀더(1)가 제2 선형 모터(149)에의해 Y방향에 평행하게 변위하는 것에 근사되며, 기판홀더(1)는 제3 선형 모터(151)의 가동부(165)에 대한 제1 선형모터(147)의 적당한 로렌쯔힘에의해 작동한다. X방향 또는 Y방향에 평행한 기판 홀더(1)의 상기 소망 변위는 상기에 언급한 석판인쇄 장치의 위치제어시스템에의해 기판 홀더(1)가 변위하는 동안 제어되는 제1 선형모터(147)의 로렌쯔힘에 의해 서브마이크론 또는 나노미터범위의 위치정확도를 갖도록 이루어진다. 기판 홀더(1)의 소망 변위가 단지 제2 선형 모터9149)에의해 근사적으로 이루어질 필요가 있고, 따라서, 제2 제3 선형모터(149, 151)의 정확도가 특히 크게 요구되지않기때문에,제2 선형모터(149)와 제3 선형모터(151)는 제2 위치설정장치(31)의 제2 선형모터(71)에서처럼, 비교적 간단하고, 편리하며, 기판 홀더(1)가 X방향 또는 Y방향에 각각 평행하게 비교적 큰거리를 변위에대해 비교적 낮은 정확도를 가지고 변위하도록하는 1차원 선형모터이다. 기판 홀더(91)의 변위의 소망 정확도는 기판 홀더(1)가 제3선형모터(151)의 가동부(165)에 대해 비교적 작은 거리로 제1선형모터(147)에의해 변위하도록 수행된다.During the exposure of the semiconductor substrate 19, the substrate holder 1 is displaceable relative to the focusing system 3 in parallel to the X direction with high positional accuracy, the substrate holder 1 being the next field of the semiconductor substrate 19. When 35 is placed against the focusing system for exposure, it moves in parallel in the X or Y direction. In order to place the substrate holder 1 in parallel in the X direction, the coil holder 169 of the first linear motor 147 is moved in parallel in the X direction by the third linear motor 151, and the substrate holder 1 The desired displacement of s) is performed approximately by the third linear motor 151 and the substrate holder 169 is a suitable Lorentz force of the first linear motor 147 relative to the movable portion 165 of the third linear motor 151. Works by. In a similar manner, the displacement of the substrate holder 1 parallel to the Y direction is approximated by the displacement of the coil holder 1 parallel to the Y direction by the second linear motor 149, the substrate holder 1 being the first. 3 is operated by the appropriate Lorentz force of the first linear motor 147 relative to the movable portion 165 of the linear motor 151. The desired displacement of the substrate holder 1 parallel to the X or Y direction is controlled by the position control system of the lithographic printing apparatus mentioned above of the first linear motor 147 which is controlled during displacement of the substrate holder 1. Lorentz forces are used to achieve positional accuracy in the submicron or nanometer range. Since the desired displacement of the substrate holder 1 only needs to be approximated by the second linear motor 9149, therefore, the accuracy of the second third linear motors 149 and 151 is not particularly largely required. The two linear motors 149 and the third linear motor 151 are relatively simple and convenient, as in the second linear motor 71 of the second positioning device 31, and the substrate holder 1 is in the X direction or Y. It is a 1-dimensional linear motor that displaces relatively large distances in parallel with directions with relatively low accuracy. The desired accuracy of the displacement of the substrate holder 91 is performed such that the substrate holder 1 is displaced by the first linear motor 147 a relatively small distance with respect to the movable portion 165 of the third linear motor 151.

기판 홀더(1)의 위치설정장치(21)는 마스크홀더(5)의 위치설정장치(31)에 유사한 종류이며, 제1 위치설정장치(21)의 제2 선형모터(149)의 고정부(153)은 제2 위치설정장치(31)의 제2 선형 모터(71)의 정적부분(73)처럼, 석판인쇄장치의 힘 프레임(41)에 고정되며. 작동하는 동안 제1 위치설정장치(21)상에 기판 홀더(1)에의해 가해지며 제1 위치설정장치(21)에의해 기판 홀더(1)상에 가해지는 구동력으로부터 발생하는 반동력은 힘 프레임(41)에 배타적으로 전달한다. 이것은 제2 위치설정장치(31)의 반동력뿐만아니라 제1 위치설정장치(21)반동력은 힘 프레임(41)에 기계적 진동을 야기하도록 수행되며, 기계 프레임(45)로 전달되지않는다. 기판 홀더(1)가 가이드되는 지지부(143)의 상부표면(141)이 Z방향에 Z방향에 수직으로 연장되므로, 또한, Z방향에 수직한 ,제1 위치설정장치(21)의 구동력은 그자체가 기계 프레임(45)에 어떤 기계적 진동을 야기하지 않는다.The positioning device 21 of the substrate holder 1 is a kind similar to the positioning device 31 of the mask holder 5, and the fixing part of the second linear motor 149 of the first positioning device 21 ( 153 is fixed to the force frame 41 of the lithographic printing device, like the static part 73 of the second linear motor 71 of the second positioning device 31. During operation, the reaction force exerted by the substrate holder 1 on the first positioning device 21 and generated from the driving force exerted on the substrate holder 1 by the first positioning device 21 is applied to the force frame ( 41) exclusively. This is the reaction force of the first positioning device 21 as well as the reaction force of the second positioning device 31 is performed to cause mechanical vibration in the force frame 41 and is not transmitted to the machine frame 45. Since the upper surface 141 of the support 143 on which the substrate holder 1 is guided extends perpendicular to the Z direction in the Z direction, the driving force of the first positioning device 21 perpendicular to the Z direction is It does not cause any mechanical vibration in the machine frame 45 by itself.

마스크(29)상에 존재하는 패턴은 제2 위치설정장치(31)와 제1위치설정장치(21) 각각에의해, 반도체기판(19)의 노출동안, 마스크(29)와 반도체 기판(19)이 모두 X방향에 평행하게 포커싱 시스템(3)에대해 상기 정확도를 가지고 변위하기대문에 및, 마스크(29)와 반도체기판(19)이 Y방향에대해 평행하게 위치설정되고고 상기 정확도를 가지고 회전축(67, 145)각각에대해 회전하기때문에 상기 정확도를 가지고 반도체기판 (19) 상에 영상처리된다.상기 패턴이 반도체기판(19)상에 영상화되는 정확도는 마스크홀더(5)가 X방향에 평행하게 변위할뿐만아니라 Y방향에 평행하게 변위하며 회전축 (67)에대해 회전하기때문에 위치설정장치(21,31)의 위치설정 정확성보다 훨씬 크다 포커싱 시스템(3)에 대한 마스크(29)의 변위는 실제로 상기 마스크(29)변위의 미분값과 포커싱시스템(3)의 광감소 요소에 대등하게 반도체 기판(19)상의 패턴 이미지의 변화를 가져온다. 마스크(29)의 패턴은 그러므로 제2위치설정장치(31)의 위치설정 정확도 미분값과 포커싱시스템(3)의 감소요소에 대등한 정확도를 가지고 반도체 기판(19)상에 영상화된다.The pattern present on the mask 29 is controlled by the second positioning device 31 and the first positioning device 21, respectively, during the exposure of the semiconductor substrate 19 to the mask 29 and the semiconductor substrate 19. Since both of these are displaced with the above accuracy with respect to the focusing system 3 in parallel to the X-direction, the mask 29 and the semiconductor substrate 19 are positioned in parallel with respect to the Y-direction and have a rotational axis with the above accuracy. (67, 145) are imaged on the semiconductor substrate 19 with the above accuracy because they rotate about each. The accuracy with which the pattern is imaged on the semiconductor substrate 19 is that the mask holder 5 is parallel to the X direction. The displacement of the mask 29 relative to the focusing system 3 is much greater than the positioning accuracy of the positioning devices 21 and 31 because it is not only displaced in parallel but also displaces parallel to the Y direction and rotates about the axis of rotation 67. In fact, the derivative of the mask 29 displacement and the focusing system A change in the pattern image on the semiconductor substrate 19 is brought about equivalent to the light reducing element of (3). The pattern of the mask 29 is therefore imaged on the semiconductor substrate 19 with an accuracy comparable to the positioning accuracy differential of the second positioning device 31 and the reducing element of the focusing system 3.

도7과 도8은 3개의 다이나믹이소레이터(51)중 하나의 단면을 도시한다. 동적 절연체(51)는 동적 절연체(51)에 의존하는 기계프레임(45)의 주판(47)의 모서리부(49)에 위치하는 장착판(171)로 구성한다. 동적절연체(51)는 또한 힘 프레임(41)의 베이스(39)에 고정된 하우징(173)을 포함한다. 장착면(171)는 3개의 평행 인장 로드(179)에의해 실린더형 튜브(181)내에 현수되는 중간 판(177)에 Z방향에 평행한 방향의 커플링 로드(175)를 통해 연결한다. 단지 한개의 인장로드(179)가 도7에 가시화되어있으며, 3개의 인장로드(179)모두는 도8에 가시화되어있다. 실린더형튜브(181)는 하우징(173)의 실린더형 챔버(183)내에 중심으로 위치설정되어있다. 실린더튜브(181)와 실린더형 챔버(183)사이에 존재하는 공간(185)은 공가 스프링(187)의 일부를 형성한다. 공간 (185)은 실린더형튜브(181)의제1부분(193)과 제2부분(195)사이및 하우징의 제1부분(197)과 제2부분(199)에 고정된 환형, 가소성 고무 멤브레인(191)에의해 밀봉된다. 기계 프레임(45)과 기계 프레임(45)에의해 지지되는 석판인쇄장치의 구성요소는 그러므로 3개의 동적 절연체(51)의 공간(185)내에있는 압축 공기에의해 Z방향으로 평행한 방향에 지지되며, 실린더형튜브(181)와 이에따른 기계 프레임(45)은 멤브레인(191)의 가요성의 결과로서 실린더형 챔버(183)에대해 임의의 운동자유도를 가진다. 공기 스프링(187)은 경성이어서 3개의 동적 절연체(51)의공기 스프링(187)과 기계 프레임(45)과 기계 프레임(45)에의해 지지되는 석판 인쇄장치의 구성요소에의해 형성된 질량스프링시스템은 비교적 작은 공진 진동수 예를들어, 3Hz를 가진다. 기계 프레임(45)은 상술된 예를들어 10Hz 와 같은 임의의 초기값이상의 진동수를 가진 기계적 진동에 관련해서 힘 프레임(41)으로부터 동적 절연된다. 도 7에 도시한 통로(201)를 통해 공기 스프링(187)의 측챔버(203)에 결합한다. 협소한 챔버(201)는 실린더 챔버(203)에대한 실린더 튜브(181)의 주기적인 운동을 제동하는 제동기로써 작용한다.7 and 8 show a cross section of one of the three dynamic isolators 51. The dynamic insulator 51 consists of a mounting plate 171 located at the corner 49 of the main plate 47 of the machine frame 45 which depends on the dynamic insulator 51. The dynamic insulator 51 also includes a housing 173 fixed to the base 39 of the force frame 41. Mounting surface 171 connects via coupling rod 175 in a direction parallel to the Z direction to intermediate plate 177 suspended in cylindrical tube 181 by three parallel tension rods 179. Only one tension rod 179 is visible in FIG. 7, and all three tension rods 179 are visible in FIG. The cylindrical tube 181 is positioned centrally in the cylindrical chamber 183 of the housing 173. The space 185 existing between the cylinder tube 181 and the cylindrical chamber 183 forms part of the cantilever spring 187. The space 185 is an annular, plastic rubber membrane fixed between the first portion 193 and the second portion 195 of the cylindrical tube 181 and secured to the first portion 197 and the second portion 199 of the housing. Sealed by 191). The components of the lithographic apparatus supported by the machine frame 45 and the machine frame 45 are therefore supported in a direction parallel to the Z direction by compressed air in the space 185 of the three dynamic insulators 51. The cylindrical tube 181 and thus the machine frame 45 have any freedom of movement with respect to the cylindrical chamber 183 as a result of the flexibility of the membrane 191. The air spring 187 is rigid so that the mass spring system formed by the air spring 187 of the three dynamic insulators 51 and the components of the lithographic apparatus supported by the machine frame 45 and the machine frame 45 It has a relatively small resonance frequency, for example, 3 Hz. The machine frame 45 is dynamically insulated from the force frame 41 in relation to mechanical vibrations having a frequency above any initial value, for example 10 Hz as described above. It is coupled to the side chamber 203 of the air spring 187 through the passage 201 shown in FIG. The narrow chamber 201 acts as a brake to brake the periodic movement of the cylinder tube 181 relative to the cylinder chamber 203.

도7과 도8에 부가로 도시하는 것처럼,각각의 다이나믹 이소레이터(51)와 일체로 집적하는 힘 작동기(205)를 포함한다. 힘 작동기(205)는 하우징(173)의 내부벽(209)에 고정되는 전기 코일 홀더(207)를 포함한다. 도7에 도시한것처럼, 코일 홀더(207)는 Z방향에 수직하게 연장되는 전기 코일(211)을 포함하며 도면에 파선으로 지시한다. 코일 홀더(207)는 장착 판(171)에 고정된 두개의 자기요크(213, 215)사이에 배열되어있다. 또한, 한쌍의 영구자석(217, 219),(221, 223)은 각각의 요크(213, 215)에 고정되고, 한쌍의 자석 (217, 219), (221, 223)은 전기 코일의 평면에 매번 수직한 대향 방향으로 자화된다. 전류가 코일 (211)를 통해 이동할때, 코일 (211)과 자석(217, 219, 221, 223)은 Z방향에 평행한 방향에 평행한 방향으로 설정된 로렌쯔힘을 상호 교환한다. 상기 로렌즈힘의 값은 하기에서 상세히 설명하는 것처럼 석판 인쇄장치(도시안함)의 전기 콘트롤러에의해 제어한다.As further shown in Figs. 7 and 8, a force actuator 205 integrated with each dynamic isolator 51 is included. The force actuator 205 includes an electrical coil holder 207 secured to the inner wall 209 of the housing 173. As shown in Fig. 7, the coil holder 207 includes an electric coil 211 extending perpendicular to the Z direction and indicated by broken lines in the drawing. The coil holder 207 is arranged between two magnetic yokes 213 and 215 fixed to the mounting plate 171. In addition, a pair of permanent magnets 217, 219, 221, 223 are fixed to each yoke 213, 215, and a pair of magnets 217, 219, 221, 223 are in the plane of the electric coil. Each time it is magnetized in the vertical opposite direction. As the current moves through the coil 211, the coil 211 and the magnets 217, 219, 221, 223 exchange the Lorentz force set in a direction parallel to the direction parallel to the Z direction. The value of the lens lens is controlled by an electric controller of a lithographic printing apparatus (not shown) as described in detail below.

동적 절연체(51)와 일체형성되는 힘 작동기(205)는 도9에 선도로 도시하는 힘 작동기 시스템을 형성한다. 도9는 기계 프레임(45), 베이스(39)및 3개의 동적 절연체(51)에대해 가변하는 기계 프레임(45),기판 홀더(1)및 마스크 홀더(5)를 선도로써 도시한다. 도9는 X의 위치 (X_S)와 Y의 위치 (Y_S)를 가지는 기판 홀더(1)의 중력(G_S)과, X의 위치 (X_M)와 Y의 위치 (Y_M)를 가지는 기판 홀더(5)의 중력(G_M)의 중심에대해 기계 프레임(45)의 기준점(P)을 부가로 도시한다. 중력(G_S,G_M)의 상기 중심은 반도체기판(19)를 가진 기판 홀더(1)의 총 가변 질량의 중력 중심과 마스크(29)를 가진 마스크홀더(5)의 총 가변 질량의 중력 중심을 나타내는 것이다. 도9에 부가로 도시하는 것처럼, 3개의 힘 액튜에이터(205)의 로렌쯔힘(F_L1 F_L2 F_L3)은 기준점(P)에대한 X의 위치 (X_F1 X_F2FX_F3) Y의 위치 (Y_F1 Y_F2 Y_F3)를 가지는 기계 프레임(45)상에 작용점을 가진다.The force actuator 205 integral with the dynamic insulator 51 forms a force actuator system shown diagrammatically in FIG. FIG. 9 shows in a diagram a machine frame 45, a substrate holder 1 and a mask holder 5 which vary with respect to the machine frame 45, the base 39 and the three dynamic insulators 51. Figure 9 is with the gravity (G _S) and the position of the X position (X _M) and Y (Y _M) of the substrate holder (1) with the position of X (X _S) and the Y position (Y _S) The reference point P of the machine frame 45 is further shown with respect to the center of gravity G _M of the substrate holder 5. The center of gravity G _S , G _M is the center of gravity of the total variable mass of the substrate holder 1 with the semiconductor substrate 19 and the center of gravity of the total variable mass of the mask holder 5 with the mask 29. To indicate. As further shown in FIG. 9, the Lorentz force F _L1 F _L2 F _L3 of the three force actuators 205 is the position of X (X _F1 X _F2 FX _F3 ) Y relative to the reference point P (Y). _F1 Y _F2 Y _F3 ) has a working point on the machine frame 45.

기계 프레임(45)이 Z방향에 수직하며 평행한 마스크 홀더(5)와 기판 홀더(1)는 지지력(F_S F_M)을 각각, 기판홀더(1)와 마스크 홀더(5)상에 작용하는 중력 값에 대응하는 값을 가지는 기계 프레임(45)상에 가한다. 기판홀더(1)와 마스크 홀더(5)는 반도체기판(19)이 노출하는동안 기계 프레임(45)에대해 변위하면, 기판홀더(1)와 마스크 홀더(5)의 지지력(F_S F_M)은 또한 기계 프레임(45)에대해 변위한다. 석판인쇄장치의 상기 전기 콘트롤러는 기계 프레임(45)의 기준점(P)에대한 로렌쯔힘(F_L1 F_L2 F_L3)의 기계적 운동량의 합이 기준점(P)에대한 기판홀더(1)와 마스크 홀더(5)지지력(F_S F_M)의 기계적 모멘트총합의 방향과 값의 반대방향과 같은 값을 가지도록 로렌쯔힘(F_L1 F_L2 F_L3)의 값을 제어한다.The mask holder 5 and the substrate holder 1 in which the machine frame 45 is perpendicular to and parallel to the Z direction exert a bearing force F _S F _{M on the} substrate holder 1 and the mask holder 5, respectively. It is applied on the machine frame 45 having a value corresponding to the gravity value. When the substrate holder 1 and the mask holder 5 are displaced with respect to the machine frame 45 while the semiconductor substrate 19 is exposed, the bearing force F _S F _{M of the} substrate holder 1 and the mask holder 5 is displaced. Also displaces relative to the machine frame 45. The electric controller of the lithographic printing apparatus has a substrate holder 1 and a mask holder whose sum of the mechanical momentum of the Lorentz force F _L1 F _L2 F _L3 relative to the reference point P of the machine frame 45 is the reference point P. (5) The value of Lorentz force (F _L1 F _L2 F _L3 ) is controlled to have the same value as the direction of the mechanical moment total of the bearing force (F _S F _M ).

F_L1 + F_L2 + F_L3=F_S + F_M F _L1 + F _L2 + F _L3 = F _S + F _M

F_L1*X_F1+ F_L2*X_F2 + F_L3*X_F3 =F_S*X_S + F_M*X_M F _L1 * X _F1 + F _L2 * X _F2 + F _L3 * X _F3 = F _S * X _S + F _M * X _M

F_L1 *Y_F1 + F_L2 *Y_F2 + F_L3*Y_F3=F_S*Y_S + F_M*Y_M F _L1 * Y _F1 + F _L2 * Y _F2 + F _L3 * Y _F3 = F _S * Y _S + F _M * Y _M

로렌쯔힘(F_L1 F_L2 F_L3)을 제어하는 콘트롤러는 예를들어, 이미 그자체가 공지되어있고 공연히 사용되는 피드포워드 제어 루프를 포함하며, 콘트롤러는 기판홀더(1)의 위치(X_S, Y_S)와 기판홀더(1)와 마스크 홀더(5)를 제어하는 석판인쇄장치의 전기 제어유니트(도시안함)로부터 마스크홀더(5)의 위치(X_M, Y_M)상의 정보와, 기판홀더(1)와 마스크 홀더(5)의 소망위치에관한 사용정보를 수용한다. 콘트롤러는 선택적으로 그자체가 공지되고 공연히 실시되는 피드백 제어루프를 구비하고 있으며, 판홀더(1)의 위치(X_S, Y_S)상의 정보와 마스크홀더(5)의 위치(X_M, Y_M)의 정보를 석판인쇄장치의 상기 위치 제어 시스템으로부터 수용하며, 기판홀더(1)와 마스크 홀더(5)의 측정위치에관한 정보를 수용한다. 콘트롤러는 대안으로 상기 피드포워드와 피드백 제어 루프의 조합을 포함한다. 따라서 힘 작동기 시스템의 로렌쯔의힘(FL.1 , FL.2 , FL.3)은 보상되는 기계 프레임(45)에 관련된 마스크 홀더(5)와 기판 홀더(1)의 중력(GS, GM)중심을 벗어나기 때문에 보정력을 형성한다. 기계 프레임(45)의 기준점(P)에 관한 지지력(FS, FM)과 로렌쯔힘(FL1, FL2, FL3)의 기계 모멘트의 합이 일정한 값과 방향을 가짐으로서, 기판 홀더(1)와 마스크 홀더(5)는 기계 프레임(45)에 관해 실질적으로 일정한 위치를 갖는 소위 실제적인 중력 중심점을 갖는다. 따라서, 기계 프레임(45)은 반도체 기판(19)의 노출중에 마스크 홀더(5)와 기판 홀더(1)의 중력(GS, GM)의 실제 중심점의 이동을 감지하지 못한다. 상기의 힘 작동기 시스템이 없이는, 기판 홀더(1)와 마스크 홀더(5)의 이동은 기준점(P)에 관한 지지력(FS, FM)의 기계적 모멘트에 보상되지 않는 변화를 가져오기 때문에, 기계 프레임(45)은 그것에서 발생될 수 있는 동적 절연체(51), 탄성 변형 또는 기계적 진동 상태에서 낮은 진동수의 진동 운동을 한다.The controller that controls the Lorentz force F _L1 F _L2 F _L3 includes, for example, a feedforward control loop which is already known per se and is used in public, and the controller has a position (X _S ,) of the substrate holder 1. Y _S ) and the information on the position (X _M , Y _M ) of the mask holder 5 from the electrical control unit (not shown) of the lithographic printing apparatus controlling the substrate holder 1 and the mask holder 5, and the substrate holder. The use information regarding the desired position of (1) and the mask holder 5 is accommodated. The controller is optionally provided with a feedback control loop which is known per se and is performed in a performance manner, the information on the position X _S , Y _S of the plate holder 1 and the position X _M , Y _M of the mask holder 5. Information is received from the position control system of the lithographic printing apparatus, and information about the measurement position of the substrate holder 1 and the mask holder 5 is received. The controller alternatively includes a combination of the feedforward and feedback control loops. The Lorentz forces FL.1, FL.2, FL.3 of the force actuator system are therefore centered in the gravity of the mask holder 5 and the gravity of the substrate holder 1 relative to the machine frame 45 being compensated (GS, GM). Because of this, the correction force is formed. The substrate holder 1 and the mask holder are formed by the sum of the bearing forces FS and FM relative to the reference point P of the machine frame 45 and the mechanical moments of the Lorentz forces FL1, FL2, and FL3 having a constant value and direction. 5 has a so-called actual gravity center point having a substantially constant position with respect to the machine frame 45. Therefore, the machine frame 45 does not sense the movement of the actual center point of the gravity holders GS and GM of the mask holder 5 and the substrate holder 1 during the exposure of the semiconductor substrate 19. Without the force actuator system described above, the movement of the substrate holder 1 and the mask holder 5 results in an uncompensated change in the mechanical moment of the bearing forces FS, FM with respect to the reference point P. 45 is a low frequency vibration movement in the dynamic insulator 51, elastic deformation or mechanical vibration state that can occur therefrom.

3 개의 동적 절연체(51)와 3 개의 힘 작동기(205)가 통합됨으로서 콤팩트하고 간단한 구조의 힘 작동기 시스템과 석판인쇄 장치가 된다. 게다가 동적 절연체(51)의 3각 배열은 힘 작동기 시스템의 작동을 특히 안정되게 한다. 힘 작동기 시스템의 보정력이 로렌쯔힘을 배타적으로 포함할때, 기계적 진동이 베이스(39)에 일어나고 힘 프레임(41)이 힘 작동기(205)를 통하여 기계 프레임에 전달되지 않는다.The integration of three dynamic insulators 51 and three force actuators 205 results in a compact and simple structure of the force actuator system and the lithographic apparatus. In addition, the triangular arrangement of the dynamic insulators 51 makes the operation of the force actuator system particularly stable. When the compensating force of the force actuator system exclusively includes the Lorentz force, mechanical vibrations occur on the base 39 and the force frame 41 is not transmitted to the machine frame through the force actuator 205.

상기에 기술된 수단, 즉, 위치 설정 장치(21,31)의 반동력을 힘 프레임 안으로의 배타적인 직접 도입, 로렌쯔힘에 의해 배타적으로 힘 프레임(41)에 기판 홀더(1)와 마스크 홀더(5)의 직접 연결 및, 힘 작동기(205)의 보정력은 기계 프레임(45)이 오직 지지 기능만을 하게 되는 결과를 가져온다. 실제적으로 값과 방향을 바꾸어주는 어떠한 힘도 기계 프레임(45) 상에서 나타나지 않는다. 예를 들면, 점성의 수평 마찰력이 기판 홀더(1)와 마스크 홀더(5)의 이동중에 지지부재(57)의 평면 안내부(65)와 지지대(143)의 상부면에 있는 기판 홀더(1)와 마스크 홀더(5)의 공기정력학적 베어링에 의해 발생되는 것과 같은 예외가 생길수 있다. 그러나 상기 마찰력은 비교적 작기때문에 기계 프레임(45)에 큰 진동이나 변형을 가져오지 않는다. 기계 프레임(45)이 기계적 진동이나 탄성 변형을 일으키지 않으므로, 기계 프레임(45)에 의해 지지되는 석판인쇄 장치의 구성요소는 서로에 관해 한정된 위치에 정확하게 자리 잡는다. 특히, 포커싱 시스템(3)과 관련된 기판 홀더(1)의 위치와 포커싱 시스템(3)과 관련된 마스크 홀더(5)의 위치가 매우 정확하게 한정되고, 또한, 기판 홀더(1)와 마스크 홀더(5)가 위치 설정 장치에 의해 포커싱 시스템(3)과 관련되어 매우 정확하게 위치될수 있다는 것은, 마스크상에 존재하는 반도체 회로의 패턴이 서브미크론 범위의 정확성으로 반도체 기판상에 형성된다. 더욱이, 기계 프레임(45)과 포커싱 시스템(3)이 기계적 진동이나 탄성 변형을 일으키지 않으므로, 기계 프레임(45)은,예를 들면, 광학적 요소와 레이저 간섭계 시스템과 같은 위치 제어 시스템의 위치 센서를 상기 기계 프레임(45)에 직접 장착시키는 기판 홀더(1)와 마스크 홀더(5)의 위치 제어 시스템을 위한 기준 프레임의 작용을 하는 장점이 있다. 기계 프레임(45)에 위치 센서의 직접적인 장착은 기판 홀더(1), 포커싱 시스템(3) 및 마스크 홀더(5)와 관련된 위치 센서에 의해 잡힌 위치는 기계적 진동이나 변형에 의해 영향을 받지 않기 때문에, 포커싱 시스템(3)에 관련된 기판 홀더(1)와 마스크 홀더(5) 위치의 신뢰할만하고 정확한 측정이 이루어질수 있다. 마스크 홀더(5)가 X 방향에 평행하게 위치될수 있을뿐만 아니라 Y 방향에 평행하게 위치되고 회전축(67)에 관해 회전될 수 있기 때문에, 상기에 기술한 바와 같이 본 발명에 따른 석판인쇄 장치에 의해 제조될 수 있는 미크론이하 범위의 작은 치수로 된 반도체 기판(19)상에 마스크(29)의 패턴을 형성시키는데 있어서 높은 정밀도를 가지게 된다.The substrate holder 1 and the mask holder 5 exclusively in the force frame 41 are exclusively introduced by the exclusive direct introduction of the reaction force of the above-described means, that is, the positioning devices 21 and 31 into the force frame, Lorentz force. Direct connection, and the corrective force of the force actuator 205 result in the machine frame 45 having only a supporting function. Practically no force that changes value and direction is seen on the machine frame 45. For example, the viscous horizontal frictional force is applied to the substrate holder 1 at the upper surface of the planar guide 65 and the support 143 of the support member 57 during the movement of the substrate holder 1 and the mask holder 5. And exceptions such as those caused by the aerodynamic bearing of the mask holder 5 can be made. However, since the frictional force is relatively small, it does not cause great vibration or deformation in the machine frame 45. Since the machine frame 45 does not cause mechanical vibration or elastic deformation, the components of the lithographic apparatus supported by the machine frame 45 are accurately positioned in a defined position with respect to each other. In particular, the position of the substrate holder 1 in relation to the focusing system 3 and the position of the mask holder 5 in relation to the focusing system 3 are very precisely defined, and the substrate holder 1 and the mask holder 5 are also very precisely defined. Can be positioned very accurately in relation to the focusing system 3 by the positioning device, so that the pattern of the semiconductor circuit present on the mask is formed on the semiconductor substrate with an accuracy in the submicron range. Moreover, since the machine frame 45 and the focusing system 3 do not cause mechanical vibration or elastic deformation, the machine frame 45 may, for example, recall the position sensor of a position control system such as an optical element and a laser interferometer system. There is an advantage to act as a reference frame for the position control system of the substrate holder 1 and the mask holder 5 to be mounted directly to the machine frame 45. The direct mounting of the position sensor to the machine frame 45 means that the position held by the position sensor in relation to the substrate holder 1, the focusing system 3 and the mask holder 5 is not affected by mechanical vibration or deformation, A reliable and accurate measurement of the position of the substrate holder 1 and the mask holder 5 relative to the focusing system 3 can be made. Since the mask holder 5 can not only be located parallel to the X direction, but also can be located parallel to the Y direction and rotated about the rotation axis 67, by means of the lithographic printing apparatus according to the invention as described above. It has high precision in forming the pattern of the mask 29 on the semiconductor substrate 19 having a small dimension in the submicron range which can be manufactured.

본 발명에 따른 석판인쇄 장치는 상기에 기술된 바와 같이 본 발명에 따른 제 1 위치 설정 장치(21)에 의해 이동가능한 기판 홀더(1)와 본 발명에 따른 제 2 위치 설정 장치(31)에 의해 변위가능한 마스크 홀더(5)가 구비된다. 위치 설정 장치(21,31)는 제 1 프레임, 즉, 석판인쇄 장치의 기계 프레임(45)과 공통 제 2 프레임, 즉, 석판인쇄 장치의 힘 프레임(41)을 포함한다. 위치 설정장치(21,31)는 그들 자신의 제 1 및 제 2 프레임 각각을, 공통 제 1 프레임과 그들 자신의 제 2 프레임 각각을 또는 동일 제 2 프레임과 그들 자신의 제 1 프레임 각각으로 구비된다.The lithographic printing device according to the invention is characterized by the substrate holder 1 movable by the first positioning device 21 according to the invention and the second positioning device 31 according to the invention as described above. A displaceable mask holder 5 is provided. The positioning devices 21, 31 comprise a first frame, i.e. a mechanical frame 45 of the lithographic printing device and a second common frame, i. The positioning devices 21 and 31 are provided with their own first and second frames, respectively, with a common first frame and their own second frame or with the same second frame and their own first frame, respectively. .

본 발명은 또한 석판인쇄 장치가 상술된 "스텝 앤드 리피트" 원칙으로 사용하는 것을 추가적으로 나타낸다. 예를 들면, 본 발명에 따른 위치 설정 장치는 EP-A-0 498 496 공보에 개시되고 기판 홀더가 포커싱 시스템과 관련해서 비교적 큰 거리를 배타적으로 이동하는 석판인쇄 장치의 기판 홀더의 이동에 사용된다. 본 발명에 의한 석판인쇄 장치는 또한 마스크 홀더(5)가 구비된 제 2 위치 설정 장치(31)가 EP-A-0 498 496 공보에 개시된 바와 같은, 기계프레임(45)에 대해 고정된 종래의 마스크 홀더로 도면에 도시된 바와 같은 석판인쇄 장치에서 대체 가능하며, 힘 작동기 시스템의 보정력이 기판홀더(1)의 위치의 함수로서 제어되는 특징을 갖는다. 본 발명은 마스크홀더가 본 발명에 따른 위치설정 장치에 의해서만 구동되는 상술된 "스텝 앤드 리피트" 원칙에 의해 작동하는 석판 인쇄장치를 포함하므로, 힘 작동기 시스템의 보정력은 마스크 홀더의 위치의 함수로서 제어된다. 이러한 구조는 석판인쇄 장치의 포커싱 시스템이 비교적 큰 광 축소 요소를 갖는 경우, 기판 호울더의 중력중심의 변위가 마스크홀더의 중력 중심의 변위에 대해 비교적 적고 기판 홀더의 중력 중심의 변위가 석판 인쇄 장치의 기계 프레임에서 비교적 적은 기계적 진동을 일으키게 하도록 구성될 수 있다.The present invention further illustrates the use of the lithographic apparatus on the "step and repeat" principle described above. For example, the positioning device according to the present invention is disclosed in EP-A-0 498 496 and is used for the movement of the substrate holder of the lithographic apparatus in which the substrate holder exclusively travels a relatively large distance with respect to the focusing system. . The lithographic printing apparatus according to the present invention also has a conventional arrangement in which the second positioning device 31 with the mask holder 5 is fixed relative to the machine frame 45, as disclosed in EP-A-0 498 496. The mask holder is replaceable in the lithographic printing apparatus as shown in the figure, and has the feature that the correction force of the force actuator system is controlled as a function of the position of the substrate holder 1. Since the present invention includes a lithographic apparatus operated by the above-described "step and repeat" principle in which the mask holder is driven only by the positioning device according to the present invention, the correction force of the force actuator system is controlled as a function of the position of the mask holder. do. This structure has the advantage that when the focusing system of the lithographic apparatus has a relatively large light reduction element, the displacement of the gravity center of the substrate holder is relatively small relative to the displacement of the gravity center of the mask holder and the displacement of the gravity center of the substrate holder is lithographic. It can be configured to cause relatively little mechanical vibration in the machine frame of.

상기에 기술된 바와 같이 본 발명에 따른 석판인쇄 장치는 집적 전자반도체 회로의 제조에서 반도체 기판을 노출시키는데 사용된다. 상기의 석판인쇄 장치는 그 장치에 의해 기판상에 마스크 패턴을 형성시키는 미크론이하 범위의 작은 치수 구조를 갖는 다른 생산품의 제조에도 그 대안으로 사용된다. 집적 광 시스템의 구조 또는 자기구역 메모리의 전도 및 검출 패턴 뿐만 아니라 액정 디스플레이 패턴의 구조와도 그 개념이 상관된다.As described above, the lithographic printing apparatus according to the present invention is used to expose a semiconductor substrate in the manufacture of integrated electronic semiconductor circuits. The lithographic apparatus described above is also used as an alternative to the manufacture of other products having small dimensional structures in the submicron range that form mask patterns on substrates by the apparatus. The concept correlates with the structure of the integrated optical system or the structure of the liquid crystal display pattern as well as the conduction and detection pattern of the magnetic domain memory.

추가적으로 본 발명에 따른 위치 설정 장치는 석판인쇄 장치에서 뿐만 아니라 오브젝트 또는 기판을 정밀한 방법으로 위치시키는 다른 장치들에서도 사용가능하다. 그 실예로 측정 시스템과 스캐닝 시스템과 관련하여 정밀하게 위치되고 이동되는 오브젝트 또는 재료를 분석하고 측정하는 장치에 사용가능하다. 본 발명에 따른 위치 설정 장치는 렌즈와 같이 서브미크론 범위로 정밀 가공되는 소재를 이용한 정밀 기계 공구에도 또한 적용된다. 본 발명에 따른 위치 설정 장치는 회전 공구와 관련하여 소재를 위치설정시키는 경우와, 회전 작업물과 관련하여 공구를 위치설정 시키는 경우에도 사용된다.In addition, the positioning device according to the invention can be used not only in the lithographic printing device but also in other devices for precisely positioning the object or substrate. For example, it can be used in an apparatus for analyzing and measuring an object or material that is precisely positioned and moved in relation to a measuring system and a scanning system. The positioning device according to the invention also applies to precision machine tools using materials that are precisely machined in the submicron range, such as lenses. The positioning device according to the invention is also used for positioning work in relation to a rotating tool and for positioning a tool in relation to a rotating workpiece.

상기에 기술된 석판인쇄 장치의 제 1 위치 설정 장치(21)는 로렌쯔힘을 공급하는 제 1 선형 모터와 종래의 제 2, 제 3 선형 모터가 구비된 구동 유닛을 포함하고, 석판인쇄 장치의 제 2 위치 설정 장치(31)는 로렌쯔힘을 공급하는 제 1 선형 모터와 단일의 종래 제 2 선형 모터가 구비된 구동 유닛을 포함한다. 본 발명은 또한 다른 구동 유닛이이나 가이드를 구비한 위치 설정장치에 관한 것이다. 본 발명은 예를들어, 종래의 직선 가이드 및 쓰레드 스핀들 드라이브를 가진 위치설정장치에 적용될 수 있다.The first positioning device 21 of the lithographic printing apparatus described above includes a drive unit provided with a first linear motor for supplying Lorentz force and conventional second and third linear motors. The two positioning device 31 comprises a drive unit with a first linear motor for supplying Lorentz force and a single conventional second linear motor. The invention also relates to a positioning device with another drive unit or guide. The invention can be applied, for example, to a positioning device with conventional straight guides and threaded spindle drives.

마지막으로, 힘 작동기 시스템은 3개의 힘 작동기(205) 대신에 다른수의 힘 작동기를 갖는다. 다수의 힘 작동기는 위치설정 장치의 오브젝트 테이브르이 변위가능성에 의존된다. 오브젝트 테이블이 X방향으로만 평행하게 변위될 수 있다면 예를들어 2개의 힘 작동기로 충족된다. 상술된 위치설정장치(21, 31)는 3개의 힘 작동기(205) 보다 많을 수 있지만, 구조는 이경우 변화되지 않게 과억제 된다.Finally, the force actuator system has a different number of force actuators instead of three force actuators 205. Many force actuators rely on the object displacement of the positioning device. If the object table can only be displaced parallel in the X direction, for example two force actuators are satisfied. The positioning devices 21, 31 described above may be more than three force actuators 205, but the structure is in this case oversuppressed unchanged.

Claims

A positioning device having an object table and a drive unit capable of being displaced in parallel to the X direction on a guide on which the object table is fixed to a frame of the positioning device,

The positioning device applies a corrective force to the frame during operation and is provided by a force actuator system controlled by an electrical controller, the correction force being a mechanical force of gravity acting on the object table with respect to the direction and reference point opposite to the direction of the mechanical moment of gravity. Positioning device characterized in that it has a mechanical moment with respect to the reference point of the frame having the same value as the moment value.

The method of claim 1,

And the object table can be displaced parallel to the horizontal direction and the force actuator system exerts a correcting force on the frame parallel to the vertical direction.

The method of claim 2,

The object table can be displaced parallel to the horizontal Y direction perpendicular to the X direction and parallel to the horizontal X direction, the force actuator system comprising three force actuators arranged in a triangle with each other, each on a frame parallel to the vertical direction. Positioning device, characterized in that to apply a correction force to the.

The method according to any one of claims 1 to 3,

The force actuator system is characterized in that the frame is coupled to the base of the positioning device and integrated with the system of the dynamic insulator.

The method according to any one of claims 1 to 3,

And the correction force exclusively includes the Lorentz force of the electric coil system and the magnet system of the force actuator system.

Slab apparatus having a radiation frame, a mask holder, a focusing system having a principal axis parallel to the Z direction in turn, and a machine frame for supporting a substrate holder that can be displaced perpendicularly to the Z direction by a positioning device. To

The positioning device of the substrate holder is the positioning device as claimed in any one of claims 1 to 3, wherein the frame of the positioning device of the substrate holder belongs to the machine frame of the slab device, and the positioning device of the substrate holder. The force actuator system is a slab device, characterized in that to apply a correction force on the machine frame.

A radiation source parallel to the vertical Z direction, in turn a mask holder capable of being displaced perpendicularly to the Z direction by the positioning device, a focusing system having a principal axis parallel to the Z direction, and perpendicular to the Z direction by another positioning device A slab device having a machine frame for supporting a substrate holder that can be displaced into

The positioning device of the mask holder is the positioning device as claimed in any one of claims 1 to 3, wherein the frame of the positioning device of the mask holder belongs to the machine frame of the slab device, and the positioning of the mask holder. The force actuator system of the apparatus is characterized in that it applies a corrective force on the machine frame.

The method of claim 6,

The mask holder can be displaced perpendicularly to the Z direction by the positioning device, the frame of the positioning device of the mask holder belongs to the machine frame of the slab device, and the force actuator system of the positioning device of the mask holder is on the machine frame. Lithographic apparatus characterized in that to apply a correction force to.

The method of claim 7, wherein

The positioning device of the substrate table and the mask holder has a coupling force actuator system, wherein the value of the mechanical moment of correction force of the coupling force actuator system with respect to the reference point is the mechanical moment of gravity acting on the substrate holder with respect to the reference point and the mask with respect to the reference point. A slab device which is equal to the value of the sum of the mechanical moments of gravity acting on the holder, and the direction of the mechanical moment of the correction force is opposite to the direction of the sum of the mechanical moments.

The method of claim 6,

The machine frame is located at the base of the slab by three dynamic insulators arranged in a triangle with each other, and the force actuator system comprises three separate force actuators each associated with one corresponding dynamic insulator.

The method of claim 4, wherein

The positioning device of the substrate holder is the positioning device as claimed in claim 4, wherein the frame of the positioning device of the substrate holder belongs to the machine frame of the slab device, and the force actuator system of the positioning device of the substrate holder is on the machine frame. Lithographic apparatus characterized in that to apply a correction force to.

The positioning device of the substrate holder is the positioning device as claimed in claim 5, wherein the frame of the positioning device of the substrate holder belongs to the machine frame of the slab device, and the force actuator system of the positioning device of the substrate holder is on the machine frame. Lithographic apparatus characterized in that to apply a correction force to.

The positioning device of the substrate holder is the positioning device as claimed in claim 11, wherein the frame of the positioning device of the substrate holder belongs to the machine frame of the slab device, and the force actuator system of the positioning device of the substrate holder is on the machine frame. Lithographic apparatus characterized in that to apply a correction force to.

The positioning device of the mask holder is the positioning device as claimed in claim 4, wherein the frame of the positioning device of the mask holder belongs to the machine frame of the slab device, and the force actuator system of the positioning device of the mask holder is the machine frame. Lithographic apparatus characterized by applying a correction force to the phase.

The positioning device of the mask holder is the positioning device as claimed in claim 5, wherein the frame of the positioning device of the mask holder belongs to the machine frame of the slab device, and the force actuator system of the positioning device of the mask holder is the machine frame. Lithographic apparatus characterized by applying a correction force to the phase.

The positioning device of the mask holder is the positioning device as claimed in claim 11, wherein the frame of the positioning device of the mask holder belongs to the machine frame of the slab device, and the force actuator system of the positioning device of the mask holder is the machine frame. Lithographic apparatus characterized by applying a correction force to the phase.

The method of claim 12,

The method of claim 13,

The method of claim 14,