KR100430494B1 - Positioning apparatus having an object table without the influence of vibration and lithographic apparatus provided with the positioning apparatus - Google Patents

Positioning apparatus having an object table without the influence of vibration and lithographic apparatus provided with the positioning apparatus Download PDF

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KR100430494B1
KR100430494B1 KR1019970700730A KR19970700730A KR100430494B1 KR 100430494 B1 KR100430494 B1 KR 100430494B1 KR 1019970700730 A KR1019970700730 A KR 1019970700730A KR 19970700730 A KR19970700730 A KR 19970700730A KR 100430494 B1 KR100430494 B1 KR 100430494B1
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Inventor
엔겔렌 게라르트 반
디직 코넬리스 디오니시우스 반
키메나데 요한네스 마티스 아리아 반
에이익 잔 반
Original Assignee
에이에스엠엘 네델란즈 비.브이.
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Abstract

제 1 프레임(45)에 고정된 가이드(141,65) 상에서 이동가능한 오브젝트 테이블(1,5)이 구비된 구동유닛(147,149,151;69,71)이 있는 위치 설정 장치(21,31). 오브젝트 테이블(1,5)상의 구동유닛(147,149,151;69,71)에 의해 가해진 구동력으로 부터 발생된 구동유닛(147,149,151;69,71)상의 오브젝트 테이블(1,5)의 반작용력이 제 2 프레임(41)에 배타적으로 전달되는 동안, 구동유닛(147,149,151;69,71)의 고정부(153,73)는 제 1 프레임(45)으로부터 동적으로 떨어지는 위치 설정 장치(21,31)의 제 2 프레임(41)에 고정된다. 위치 설정 장치(21,31)의 특정 실시예에 있어서, 오브젝트 테이블(1,5)은 구동유닛(147,149,151;69,71)의 전기코일 시스템(147,69)과 자석 시스템의 로렌쯔 힘(Lorentz force)에 의해 구동유닛(147,149,151;69,71)의 고정부(153,73)에 배타적으로 연결된다. 반작용력이 제 2 프레임(41)에 배타적으로 전달되기 때문에, 상기 반작용력이나 탄성 변형을 발생시키지 않는다. 구동유닛(147,149,151;69,71)에 의한 가이드(141,65)와 관련되어 위치되는 오브젝트 테이블(1,5)의 정확성은 따라서 상기의 진동이나 변형에 의해 악 영향을 받지 않는다. 위치 설정 장치(21,31)는 집적 반도체 회로를 제조하기 위한 리소그래피 장치에 사용된다. 리소그래피장치는 포커싱 시스템(3)에 관련되어 이동가능한 기판 홀더(1)를 갖는 제 1 위치 설정 장치(21)와 포커싱 시스템(3)에 관련되어 이동가능한 마스크 홀더(5)를 갖는 제 2 위치 설정 장치(31)를 포함한다.Positioning device (21,31) with drive unit (147,149,151; 69,71) with an object table (1,5) movable on guides (141,65) fixed to first frame (45). The reaction force of the object tables 1, 5 on the drive units 147, 149, 151; 69, 71 generated from the driving force applied by the drive units 147, 149, 151; 69, 71 on the object tables 1, 5 is the second frame ( While exclusively transmitted to 41, the fixing parts 153, 73 of the drive units 147, 149, 151; 69, 71 are moved away from the second frame of the positioning device 21, 31 dynamically falling from the first frame 45. 41). In a particular embodiment of the positioning device 21, 31, the object table 1, 5 is a Lorentz force of the electric coil system 147, 69 of the drive units 147, 149, 151; 69, 71 and the magnet system. ) Are exclusively connected to the fixing parts 153,73 of the driving units 147, 149, 151; 69, 71. Since the reaction force is transmitted exclusively to the second frame 41, the reaction force or elastic deformation is not generated. The accuracy of the object tables 1, 5, which are located in relation to the guides 141, 65 by the drive units 147, 149, 151; 69, 71, are therefore not adversely affected by the vibrations or deformations described above. Positioning devices 21 and 31 are used in lithographic apparatus for manufacturing integrated semiconductor circuits. The lithographic apparatus has a first positioning device 21 having a substrate holder 1 movable relative to the focusing system 3 and a second positioning having a mask holder 5 movable relative to the focusing system 3. Device 31.

Description

진동의 영향이 없는 오브젝트 테이블을 갖는 위치 설정 장치 및 상기 위치설정장치가 제공된 리소그래피 장치Positioning apparatus having an object table without the influence of vibration and lithographic apparatus provided with the positioning apparatus

본 발명은 오브젝트 테이블과 구동 유닛이 구비된 위치 설정 장치에 관한 것으로, 특히 상기 구동 유닛의 고정부가 제 1 프레임으로 부터 동적으로 분리되는 상기 위치 설정 장치의 제 2 프레임에 고정되는 동안, 상기 오브젝트 테이블이 상기 위치 설정 장치의 제 1 프레임에 고정된 가이드 상에서 적어도 X 방향으로 평행하게 이동되는 것에 관한 것이다.The present invention relates to a positioning device provided with an object table and a drive unit, and in particular, while the fixing portion of the drive unit is fixed to a second frame of the positioning device that is dynamically separated from the first frame. And at least in parallel in the X direction on a guide fixed to the first 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 방향에 수직하게 이동가능한 기판 홀더를 차례로 지지하는 기계 프레임이 구비된 리소그래피장치에 관한 것이다.The present invention also provides a focusing system having a radiation source, a mask holder, a principal axis parallel to the Z direction, and a machine frame that in turn supports a substrate holder that is movable perpendicular to the Z direction by a positioning device. A lithographic apparatus provided.

본 발명은 또한 수직한 Z 방향에 평행하며, 방사원, 위치 설정 장치에 의해 Z 방향에 수직하게 이동 가능한 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 리소그래피 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 apparatus is provided with 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 고정부가 제 2 프레임에 의해 지지되는 제 2 선형 모터를 포함한다. 제 2 프레임이 제 1 프레임으로 부터 동적으로 절연되기 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 고정부가 제 1 프레임으로부터 동적으로 절연되는 제 2 프레임에 의해 지지되기 때문에, 제 2 선형 모터 상에서 오브젝트 테이블에 의해 발생되는 비교적 큰 반작용력과 오브젝트 테이블 상에서 제 2 선형 모터에 의해 발생되는 구동력의 증가 뿐만 아니라 제 2 프레임에서 반작용력에 의해 생기고 제 1 프레임, 고정 베이스 및, 오브젝트테이블로 전달되는 기계적 진동을 방지할 수 있다. 따라서, 공지의 위치 설정 장치의 고정 베이스와 오브젝트 테이블이 제 2 선형 모터에 의해 생기는 비교적 강한 진동의 영향을 받지 않는다는 사실은 오브젝트테이블이 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 includes a first linear motor in which the fixed part is supported by the fixed base and a second linear motor in which the fixed part is supported by the second frame. Since the second frame is dynamically insulated 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 fixing part of the second linear motor is supported by the second frame which is dynamically insulated 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 increased driving force, 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. Thus, the fact that the stationary base and the object table of the known positioning device are not affected by the relatively strong vibrations generated by the second linear motor make it possible to move the object table in a fast and precise manner to the desired end position by the first linear motor. It means possible.

공지의 위치 설정 장치의 단점은 제 1 선형 모터의 고정부가 오브젝트 테이블이 안내되는 고정 베이스에 의해 지지되는 것이다. 그 결과로 인하여, 제 1 선형 모터 상의 오브젝트 테이블에 의해 발생되는 반작용력과 오브젝트 테이블상의 제 1 선형 모터에 의해 발생된 증가된 구동력이 고정 베이스와 제 1 프레임으로 전달된다. 제 1 선형 모터에 의한 오브젝트 테이블의 이동이 비교적 적기 때문에, 반작용력의 값은 비교적 작게 되지만, 비교적 큰 진동수를 갖는다. 특히, 비교적 짧은 시간에 원하는 끝 위치로 오브젝트 테이블의 이동이 일어난다면, 반작용력의 진동수는 공지의 위치 설정 장치의 제 1 프레임과 같은 보통의 프레임이 갖는 자연 진동수와 비교될 수 있다. 따라서, 제 1 선형 모터의 반작용력은 제 1 프레임에 공명을 일으키게 되기 때문에 비교적 강한 기계적진동이 제 1 프레임, 고정 베이스 및, 오브젝트 테이블에서 생기게 되어, 제 1선형 모터의 위치 설정 정밀도가 떨어지고 원하는 끝 위치에 도달하는 시간을 연장시킨다.A disadvantage of the known positioning device is that the fixing part of the first linear motor is supported by the fixing base on which the object table is guided. As a result, the reaction force generated by the object table on the first linear motor and the increased driving force generated by the first linear motor on the object table are transmitted to the fixed base and the first frame. Since the movement of the object table by the first linear motor is relatively small, the value of the reaction force becomes relatively small, but has a relatively large frequency. In particular, if the movement of the object table to the desired end position occurs in a relatively short time, the frequency of the reaction force can be compared with the natural frequency of an ordinary frame such as the first frame of the known positioning device. Thus, the reaction force of the first linear motor causes resonance in the first frame, so that a relatively strong mechanical vibration is generated in the first frame, the fixed base, and the object table, resulting in poor positioning accuracy of the first linear motor and the desired end. Extend the time to reach the location.

본 발명을 첨부의 도면을 참고로 아래에 상세히 설명하겠다.The invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.

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

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

도 3는 도 1의 리소그래피 장치의 베이스와 기판홀더를 도시한 사시도.3 is a perspective view of a base and a substrate holder of the lithographic 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 장치의 마스크 홀더의 평면도.5 is a plan view of the mask holder of the device of 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 장치의 동적 절연체의 단면도.7 is a cross-sectional view of the dynamic insulator of the device of FIG. 1.

도 8은 도 7의 VIII- VIII선을 따라 취한 단면도.8 is a cross-sectional view taken along the line VIII-VIII in FIG. 7.

도 9는 도 1의 리소그래피 장치의 힘 작동 시스템의 개략도.9 is a schematic representation of the force actuation system of the lithographic apparatus of FIG. 1.

본 발명의 목적은 공지의 위치 설정 장치에 관해 상기에 기술된 단점을 가능한 한 많이 보완한 위치 설정 장치를 제공하는데 있다. 본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해서 작동중에 구동 유닛상에서 오브젝트 테이블에 의해 가해지며 오브젝트 테이블 상에서 구동 유닛에 의해 가해지는 구동력으로부터 발생하는 반작용력이 제 2 프레임으로 배타적으로 전달되는 것을 특징으로 한다. 상기 반작용력이 제 2 프레임에 배타적으로 전달되기 때문에, 기계적 진동이 반작용력에 의해서만 제 2 프레임에 발생된다. 제 2 프레임이 제 1 프레임으로 부터 동적으로 절연되고, 반작용력에 의해 제 2 프레임에 발생되는 기계적 진동이 제 1 프레임에 전달되지 않기 때문에, 제 1 프레임, 가이드 및, 오브젝트 테이블이 상기 반작용력에 의해서 발생되는 기계적 진동에 의해 영향을 받지 않는다. 따라서 제 1 프레임은 오브젝트 테이블이 구동 유닛에 의해서 원하는 끝단(end) 위치로 정밀하게 이동될때 발생하는 상기 반작용력의 비교적 높은 주파수 성분에 의한 공명을 일으키지 않는다. 제 1 프레임이 반작용력에 의해서 발생된 기계적 진동에 의해 영향을 받지 않는다는 것은 위치 설정 정밀도와 위치 설정에 필요한 시간이 제 1 프레임에 기계적 진동이 발생되지 않음으로 인해서 향상될 뿐만 아니라, 원하는 끝단 위치로 오브젝트 테이블의 위치 설정 중에 허용가능한 구동력의 비교적 높은 주파수 때문에 필요 시간이 더 감소될 수 있다.It is an object of the present invention to provide a positioning device which supplements as much as possible the disadvantages described above with respect to known positioning devices. The present invention is characterized in that, in order to achieve the above object, the reaction force exerted by the object table on the drive unit during operation and generated from the driving force exerted by the drive unit on the object table is transferred exclusively to the second frame. Since the reaction force is transmitted exclusively to the second frame, mechanical vibration is generated in the second frame only by the reaction force. Since the second frame is dynamically insulated from the first frame, and mechanical vibrations generated in the second frame by the reaction force are not transmitted to the first frame, the first frame, the guide, and the object table are applied to the reaction force. It is not affected by mechanical vibrations caused by it. Thus, the first frame does not cause resonance by the relatively high frequency component of the reaction force, which occurs when the object table is precisely moved by the drive unit to the desired end position. The fact that the first frame is not affected by the mechanical vibration generated by the reaction force is improved not only by the positioning precision and the time required for positioning due to the absence of mechanical vibration in the first frame, but also by the desired end position. The required time can be further reduced due to the relatively high frequency of allowable driving force during positioning of the object table.

본 발명에 따른 위치 설정 장치의 특정 실시예는 오브젝트 테이블이 작동중에 구동 유닛의 전기 코일 시스템 및 자석 시스템의 로렌쯔 힘에 의해 구동 유닛의 고정부에 배타적으로 연결된다. 오브젝트 테이블이 로렌쯔 힘에 의해서 구동 유닛의 고정부에 배타적으로 연결되기 때문에, 오브제트 테이블이 구동 유닛의 고정부에서 물리적으로 절연되는 즉, 오브젝트 테이블과 구동 유닛의 고정부 사이에 물리적 접촉이나 연결이 일어나지 않는다. 본 실시예에 서는 상기 로렌쯔 힘은 오브젝트 테이블 상에서 구동 유닛에 의해 발생되는 구동력을 포함한다. 오브젝트 테이블이 구동 유닛의 고정부로 부터 물리적으로 절연되기 때문에, 로렌쯔의 힘으로부터 발생되는 반작용력에 의해 구동 유닛의 고정부에 발생하는 기계적 진동이 구동 유닛을 거쳐서 오브젝트 테이블과, 제 1 프레임에 전달되는 것이 방지된다.A particular embodiment of the positioning device according to the invention is exclusively connected to the fixture of the drive unit by the Lorentz force of the electric coil system and the magnet system of the drive unit during operation of the object table. Since the object table is exclusively connected to the fixing unit of the drive unit by the Lorentz force, the object table is physically insulated from the fixing unit of the driving unit, that is, the physical contact or connection between the object table and the fixing unit of the driving unit is Does not happen. In the present embodiment, the Lorentz force includes the driving force generated by the driving unit on the object table. Since the object table is physically insulated from the fixed part of the drive unit, the mechanical vibration generated in the fixed part of the drive unit is transmitted to the object table and the first frame via the drive unit by the reaction force generated by the Lorentz force. Is prevented.

본 발명에 따른 위치 설정 장치의 다른 실시예에서는, 자석 시스템과 전기코일 시스템이, 제 2 프레임에 고정된 고정부 및 고정부의 가이드 상에서 X 방향에 평행하게 이동되는 가동부가 구비된 제 2 선형 모터를 포함하는 구동 유닛의 제 1 선형 모터에 속하며, 제 1 선형 모터의 자석 시스템은 오브젝트 테이블에 고정되어 있고, 제 1 선형 모터의 전기 코일 시스템은 제 2 선형 모터의 가동부에 고정된다. 상기의 실시예에서는, 오브젝트 테이블은 제 2 선형 모터에 의해 X 방향에 평행한 비교적 큰 거리로 원하는 끝 위치에 근접한 위치로 이동되며, 그때는 본 목적에 적합하게 오브젝트 테이블은 제 1 선형 모터의 로렌쯔의 힘에 의해 제 2 선형 모터의 가동부와 관련되어 실제적으로 일정한 위치에 있게 된다. 그 후에, 오브젝트 테이블은 제 1 선형 모터에 의해 원하는 끝단 위치로 이동할 수 있고, 이때, 제 2 선형 모터의 가동부는 고정부와 관련되어 일정 위치에 있게 된다. 오브젝트 테이블이 제 1 선형 모터에 의해 끝단 위치로 위치 설정중에만 비교적 작은 거리를 이동할 필요가 있음으로, 제 1 선형 모터의 작석 시스템과 전기 코일 시스템은 단지 비교적 작은 치수를 갖는 것이 필요하다. 제 2 선형 모터에 의해 생기는 구동력으로 부터 발생되는 제 2 선형 모터의 고정부상의 반작용력은 직접 제 2 프레임으로 전달된다.In another embodiment of the positioning device according to the invention, the magnet system and the electric coil system are provided with a second linear motor having a fixed part fixed to the second frame and a movable part moving parallel to the X direction on the guide of the fixed part. Belonging to the first linear motor of the drive unit, wherein the magnet system of the first linear motor is fixed to the object table, and the electrical coil system of the first linear motor is fixed to the movable portion of the second linear motor. In the above embodiment, the object table is moved to a position close to the desired end position by a relatively large distance parallel to the X direction by the second linear motor, and then the object table is suitable for this purpose by the Lorentz of the first linear motor. By virtue of the force, the position of the second linear motor relative to the movable part is substantially constant. Thereafter, the object table can be moved to the desired end position by the first linear motor, wherein the movable portion of the second linear motor is in a certain position with respect to the stationary part. Since the object table needs to travel a relatively small distance only during positioning by the first linear motor to the end position, the writing system and the electric coil system of the first linear motor need only have relatively small dimensions. The reaction force on the stationary portion of the second linear motor generated from the driving force generated by the second linear motor is transmitted directly to the second frame.

제 1 선형 모터에 의해 생기는 로렌쯔의 힘으로부터 발생되는 제 1 선형 모터의 전기 코일 시스템상의 반작용력은 가동부, 가이드 및, 제 2 선형 모터의 고정부를 경유하여 제 2 프레임에 전달된다.The reaction force on the electrical coil system of the first linear motor generated from the Lorentz force generated by the first linear motor is transmitted to the second frame via the movable part, the guide, and the fixing part of the second linear motor.

본 발명에 따른 위치 설정 장치의 다른 실시예에서는 구동 유닛이 제 3 선형 모터의 고정부의 가이드 상에서 X 방향에 수직한 Y 방향에 평행하게 이동될 수 있는 제 2 선형 모터의 가동부에 고정되는 고정부가 구비된 상기 제 3 선형 모터를 포함하고, 제 1 선형 모터의 전기 코일 시스템은 제 3선형 모터의 가동부에 고정된다. 상기 위치설정장치의 실시예에서는, 예를 들면, 오브젝트 테이블의 가이드가 X 방향과 Y 방향에 평행하게 연장된 표면이므로 오브젝트 테이블은 X 방향과 Y방향에 평행하게 이동된다. 오브젝트 테이블이 제 2 및 제 3 선형 모터에 의해 원하는 끝단 위치에 근접한 위치로 X 방향과 Y 방향에 평행하게 비교적 큰 거리를 이동이 가능하기 때문에 오브젝트 테이블은 제 1 선형 모터에 의해 원하는 끝 위치에서 위치 설정이 가능하다. 오브젝트 테이블이 X 방향과 Y 방향에 평행하게 비교적 작은 거리를 이동이 가능하게 하는 것은 제 1선형모터의 자기 시스템과 전기 코일 시스템의 적절한 설계를 통하여 달성될 수 있다. 제 2 선형 모터에 의해 발생되는 구동력에 의해 일어나는 제 2 모터의 고정부상의 반작용력은 제 2 프레임으로 직접 전달되고, 제 3 선형 모터에 의해 발생되는 구동력에 의해 일어나는 제 3 모터의 고정부상의 반작용력은 제 2 선형 모터의 가동부, 가이드 및, 고정부를 경유하여 제 2 프레임으로 전달된다. 제 1 선형 모터에 의해 발생되는 로렌쯔의 힘으로 부터 일어나는 제 1 선형 모터의 전기 코일 시스템상의 반작용력은 제 2 및 제 3 선형 모터의 가동부, 가이드 및, 고정부를 그 순서대로 경유하여 제 2 프레임에 전달된다.In another embodiment of the positioning device according to the present invention, the fixing part fixed to the movable part of the second linear motor, in which the driving unit can be moved parallel to the Y direction perpendicular to the X direction, on the guide of the fixing part of the third linear motor. And a third linear motor provided, wherein the electric coil system of the first linear motor is fixed to the movable portion of the third linear motor. In the embodiment of the positioning device, for example, the object table is moved parallel to the X and Y directions because the guide of the object table is a surface extending parallel to the X and Y directions. The object table is positioned at the desired end position by the first linear motor because the object table is capable of moving a relatively large distance parallel to the X and Y directions to a position close to the desired end position by the second and third linear motors. Can be set. Allowing the object table to move a relatively small distance parallel to the X and Y directions can be achieved through proper design of the magnetic system and the electric coil system of the first linear motor. The reaction force on the stationary part of the second motor caused by the driving force generated by the second linear motor is transmitted directly to the second frame and the reaction force on the stationary part of the third motor caused by the driving force generated by the third linear motor. The force is transmitted to the second frame via the movable part, the guide and the fixed part of the second linear motor. The reaction force on the electrical coil system of the first linear motor generated from the Lorentz force generated by the first linear motor is determined by the second frame via the moving parts, guides, and fixing parts of the second and third linear motors in that order. Is passed on.

본 발명에 따른 다른 실시예의 위치 설정 장치는 작동중에 제 1 프레임 상에서 보상력을 가하고, 전기 제어 유닛에 의해 제어되는 힘 작동기 시스템이 구비되며, 상기 보상력은 중력의 기계 모멘트 방향에 반대인 방향과 기준점에 관해 오브젝트 테이블 상에서 일어나는 상기 중력의 기계 모멘트의 값과 같은 값을 갖는 제 1 프레임의 기준점에 관한 기계 모멘트를 갖는다. 오브젝트 테이블은 그 위에서 생기는 중력에 의해서 결정되는 지지력을 갖는 제 1 프레임의 가이드에 놓여진다. 오브젝트 테이블이 이동될때, 가이드상의 지지력의 적용점은 제 1 프레임에 관련해 이동된다. 힘 작동기의 사용은 제 1 프레임에 관련된 적용점과 오브젝트 테이블의 비교적 크고 빠른 이동의 결과로 제 1 프레임에 진동이나 흔들림이 일어나지 않는다. 제어 유닛은 제 1 프레임에 관련된 오브젝트 테이블의 위치에 대한 함수로서 힘 작동기 시스템의 보상력을 제어한다. 상기 보상력으로 인해서, 이동가능한 오브젝트 테이블은 제 1 프레임과 관련하여 일정한 위치를 갖는 소위 가상 중력 중심을 갖는다. 따라서, 본 실시예에서는, 제 1 프레임이 오브젝트 테이블의 구동 유닛의 반작용력에 의해 생기는 기계적 진동의 영향을 받지 않을 뿐만아니라 제 1 프레임과 관련된 오브젝트 테이블의 실제적인 중력 중심의 이동에 의해 발생하는 기계적 진동에 의해 영향을 받지 않는다. 위치 설정 장치의 위치 설정 정밀도와 원하는 끝 위치로 오브젝트 테이블이 이동하는데 필요한 시간이 상기의 방식으로 안하여 더욱 향상되었다.The positioning device of another embodiment according to the invention is provided with a force actuator system which applies a compensating force on the first frame during operation and is controlled by an electrical control unit, the compensating force being in a direction opposite to the machine moment direction of gravity. It has a mechanical moment with respect to the reference point of the first frame having a value equal to the value of the mechanical moment of gravity occurring on the object table with respect to the reference point. The object table is placed in the guide of the first frame having a bearing force determined by the gravity generated thereon. When the object table is moved, the point of application of the bearing force on the guide is moved relative to the first frame. The use of a force actuator results in no vibration or shaking in the first frame as a result of the relatively large and rapid movement of the application table and the object table relative to the first frame. The control unit controls the compensating force of the force actuator system as a function of the position of the object table relative to the first frame. Due to the compensation force, the movable object table has a so-called virtual gravity center having a constant position with respect to the first frame. Thus, in this embodiment, the first frame is not only affected by mechanical vibrations caused by the reaction force of the drive unit of the object table, but also mechanically generated by the actual gravity center movement of the object table associated with the first frame. It is not affected by vibration. The positioning precision of the positioning device and the time required for the object table to move to the desired end position are further improved by not doing the above.

본 발명에 따른 위치 설정 장치의 다른 실시예에서는, 힘 작동기 시스템이 제 1 프레임상에 수직 방향에 평행하게 보상력을 가하고, 오브젝트 테이블이 수평방향으로 평행하게 이동이 가능하다. 힘 작동기 시스템이 제 1프레임 상에서 수직방향에 평행하게 보상력을 가하고, 제 1 프레임 상에 오브젝트 테이블의 구동방향으로 보상력을 발생시키지 못함으로써, 구동방향에 평행하게 ·지향된 제 1프레임의 기계적 진동을 방지하기 위해서 오브젝트 테이블의 구동 유닛의 반작용력과 관련된 수단에 첨가하여 추가적인 수단이 필요없다. 제 1 프레임의 수직 진동은 힘작동기 시스템의 보상력의 값이 일정하게 유지되고 제 1 프레임 상에서의 보상력의 적용점이 오브젝트 테이블의 위치에 대한 함수로서 이동될때 방지된다. 힘 작동기 시스템의 보상력의 적용점의 이동은 예를들면, 적어도 2개의 절연된 힘 작동기가 구비된 힘 작동기 시스템의 사용을 통하여 달성되며, 힘 작동기의 보상력은 일정한 값을 갖는 절연된 힘 작동기 보상력의 총합으로서의 오브젝트 테이블의 위치의 함수로서 개별적으로 제어된다.In another embodiment of the positioning device according to the invention, the force actuator system exerts a compensating force on the first frame in parallel to the vertical direction, and the object table is movable in parallel in the horizontal direction. The force actuator system applies a compensating force parallel to the vertical direction on the first frame and fails to generate a compensating force in the driving direction of the object table on the first frame, so that the mechanical of the first frame oriented parallel to the driving direction is In addition to the means associated with the reaction force of the drive unit of the object table in order to prevent vibration, no additional means is required. The vertical vibration of the first frame is prevented when the value of the compensating force of the force actuator system remains constant and the point of application of the compensating force on the first frame is moved as a function of the position of the object table. The shift of the point of application of the compensating force of the force actuator system is achieved, for example, through the use of a force actuator system equipped with at least two insulated force actuators, the compensating force of the force actuator being a constant value insulated force actuator. Individually controlled as a function of the position of the object table as the sum of the compensation forces.

본 발명에 따른 위치 설정 장치의 다른 실시예에서는, 힘 작동기 시스템이 삼각형 모양으로 상호 배열되고 제 1 프레임 상에서 수직 방향으로 평행하게 보상력을 발생시키는 3개의 힘 작동기를 포함하며, 오브젝트 테이블이 수평의 X 방향에 평행하고 X 방향에 수직인 수평 Y 방향에 평행하게 이동가능하다. 삼각형 모양으로 배열된 3개의 힘 작동기가 구비된 힘 작동기 시스템의 사용은 X 방향에 평행한 오브젝트 테이블의 이동으로 부터 발생하는 제 1 프레임 상의 기계적 진동을 방지할 뿐만 아니라 Y 방향에 평행한 오브젝트 테이블의 이동으로부터 발생하는 제 1 프레임의 기계적 진동을 방지할 수 있다. 각개의 힘 작동기의 보상력의 총합이 작동중에 일정하게 유지됨으로, 제 1 프레임의 수직 진동이 발생되지 않는다. 게다가 힘 작동기의 삼각형식 배열은 힘 작동기 시스템이 안정된 작동을 하게 한다.In another embodiment of the positioning device according to the invention, the force actuator systems comprise three force actuators arranged mutually in a triangular shape and generating compensating forces in a vertical direction parallel to the first frame, the object table being horizontal It is movable in parallel to the horizontal Y direction parallel to the X direction and perpendicular to the X direction. The use of a force actuator system with three force actuators arranged in a triangular shape not only prevents mechanical vibrations on the first frame resulting from the movement of the object table parallel to the X direction, but also of the object table parallel to the Y direction. Mechanical vibration of the first frame resulting from the movement can be prevented. Since the sum of the compensating forces of the respective force actuators is kept constant during operation, no vertical vibration of the first frame is generated. In addition, the triangular arrangement of the force actuators makes the force actuator system stable operation.

본 발명에 따른 위치 설정 장치의 다른 실시예에서는, 힘 작동기 시스템이 동적 절연체의 시스템에 통합하여 제 1 프레임이 위치 설정 장치의 베이스에 연결된다. 동적 절연체는 비교적 낮은 기계적 강성을 갖는 댐퍼이고, 이에 의해 제 1 프레임이 상기 베이스에서 동적으로 절연된다 . 댐퍼가 비교적 낮은 기계적 강성을 가짐으로써, 베이스에 고정되는 제 2 프레임의 진동이 제 1 프레임으로 전달되지 않는다면 플로어 진동이나 제 2 프레임의 진동과 같은 기계적 진동이 베이스에서 발생된다. 동적 절연체 시스템과 힘 작동기시스템의 통합은 특히 콤팩트되고 구조가 간단한 위치 설정 장치를 제공한다.In another embodiment of the positioning device according to the invention, the force actuator system is integrated into the system of the dynamic insulator so that the first frame is connected to the base of the positioning device. Dynamic insulators are dampers with relatively low mechanical stiffness, whereby the first frame is dynamically insulated from the base. Since the damper has a relatively low mechanical stiffness, mechanical vibrations such as floor vibrations or vibrations of the second frame are generated at the base if the vibrations of the second frame fixed to the base are not transmitted to the first frame. The integration of the dynamic insulator system and the force actuator system provides a particularly compact and simple structured positioning device.

본 발명에 따른 위치 설정 장치의 다른 실시예에서는, 보상력이 힘 작동기 시스템의 전기 코일 시스템과 자석 시스템의 로렌쯔의 힘을 배타적으로 포함한다. 힘 작동기 시스템은 제 1 프레임에 고정된 부분과 위치 설정 장치의 베이스에 고정된 부분을 포함한다. 힘 작동기 시스템의 보상력이 로렌쯔의 힘을 배타적으로 포함하기 때문에, 힘 작동기 시스템의 상기 부분은 물리적으로 절연되며 즉, 상기 부분들 사이에 물리적 접촉이나 연결이 일어나지 않는다. 따라서, 예를 들면, 베이스에 고정된 제 2 프레임의 진동이 힘 작동기 시스템을 경유하여 제 1 프레임과 오브젝트 테이블에 전달된다면, 제 2 프레임의 진동 또는 플로어 진동과 같은 위치 설정장치의 베이스에 나타나는 기계적 진동을 방지할 수 있다.In another embodiment of the positioning device according to the invention, the compensating force exclusively comprises the force of Lorentz of the electric coil system and the magnet system of the force actuator system. The force actuator system includes a part fixed to the first frame and a part fixed to the base of the positioning device. Since the compensating force of the force actuator system exclusively includes Lorentz's force, the part of the force actuator system is physically insulated, ie no physical contact or connection between the parts occurs. Thus, for example, if the vibration of the second frame fixed to the base is transmitted to the first frame and the object table via the force actuator system, the mechanical appearing on the base of the positioning device such as vibration or floor vibration of the second frame Vibration can be prevented.

본 명세서에 기술된 것과 유사한 이동 가능한 기판 홀더가 구비된 리소그래피장치는 EP-A-0 498 496에 개시된다. 공지의 리소그래피 장치는 광학적 리소그래피 공정에 의해 집적 반도체 회로의 제조에 사용된다. 포커싱 시스템은 리소그래피 장치의 기판 홀더상에 위치된 반도체 기판상에 축소된 척도로 투영되고 리소그래피 장치의 마스크 홀더에 위치된 마스크상에 형성되는 집적 반도체 회로의 부분 패턴에 의한 광학 렌즈 시스템이고, 공지의 리소그래피 장치의 방사원은 광원이다. 상기의 반도체 기판은 동일한 반도체회로가 제공되는 많은 수의 필드를 포함한다. 반도체 기판의 개개의 필드는 상기의 목적을 위해 연속적으로 노광되어 있고, 개개의 필드의 노광중에 포커싱 시스템과 마스크에 관련해 반도체 기판이 일정한 위치를 가지며, 연속적인 노광 2단계중에 반도체 기판의 다음번 필드는 기판 홀더의 위치 설정 장치에 의해 포커싱 시스템과 관련된 위치로 이동된다. 상기 공정은 다른 부분 패턴이 구비된 다른 마스크로 여러번 반복되기 때문에 비교적 복잡한 구조의 집적 반도체 회로가 제조가능하다. 상기 집적 반도체 회로의 구조는 미크론이하 범위의 미세한 치수를 갖는다. 연속적인 마스크상에 형성된 부분 패턴은 서로에 관해서 미크론이하의 범위의 정밀도로 반도체 기판의 필드상에 투영되어야 한다. 반도체 기판은 미크론이하 범위로 된 정밀도로 기판 홀더의 위치 설정 장치에 의해 포커싱 시스템과 마스크에 관련되어 위치되어야 한다. 더욱이, 반도체 회로의 제조에 필요한 시간을 줄이기 위해서는, 반도체 기판은 2개의 연속적인 노광 단계간의 비교적 높은 스피드로 이동되어야 하고, 원하는 정밀도로 마스크와 포커싱 시스템과 관련되어 위치되어야 한다.A lithographic apparatus equipped with a movable substrate holder similar to that described herein is disclosed in EP-A-0 498 496. Known lithographic apparatuses are used in the manufacture of integrated semiconductor circuits by optical lithography processes. The focusing system is an optical lens system by means of a partial pattern of integrated semiconductor circuits which is projected on a reduced scale on a semiconductor substrate located on the substrate holder of the lithographic apparatus and formed on a mask located on the mask holder of the lithographic apparatus, which is known The radiation source of the lithographic apparatus 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 the above purpose, the semiconductor substrate has a constant position in relation 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 many 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 should be projected onto the field of the semiconductor substrate with a precision in the range of micron or less with respect to each other. The semiconductor substrate should be positioned relative to the focusing system and the mask by the positioning device of the substrate holder with precision in the submicron range. Moreover, to reduce the time required for the manufacture of semiconductor circuits, the semiconductor substrate must be moved at a relatively high speed between two successive exposure steps and positioned in relation to the mask and focusing system with the desired precision.

본 발명에 따른 이동가능한 기판 홀더가 구비된 리소그래피 장치에서, 기판 홀더의 위치설정장치는 본 발명에 따른 위치설정장치이고, 기판 홀더의 위치 설정장치의 제 1 프레임은 리소그래피 장치의 기계 프레임에 속하고, 기판 홀더의 위치설정 장치의 제 2 프레임은 기계 프레임으로 부터 동적으로 절연되는 리소그래피 장치의 힘 프레임에 속한다. 따라서 2개의 노광단계 사이에서 비교적 빠른 이동중에 위치 설정 장치 상에서 기판 홀더에 의해 가해지는 비교적 큰 반작용력이 리소그래피 장치의 힘 프레임에 전달되기 때문에, 마스크 홀더, 포커싱 시스템 및 기판 홀더를 지지하는 리소그래피 장치의 기계 프레임이 힘 프레임에서 반작용력에 의해서 발생되는 기계적 진동에 의해 영향을 받지 않는다. 기판 홀더가 마스크 홀더와 포커싱 시스템과 관련되어 위치되는 정밀도와, 상기 원하는 정밀도로 기판 홀더를 위치 설정 시키는데 필요한 시간은 기계적 진동에 의해서 나쁜 영향을 받지 않는다.In the lithographic apparatus provided with the movable substrate holder according to the present invention, the positioning device of the substrate holder is a positioning device according to the present invention, and the first frame of the positioning device of the substrate holder belongs to the mechanical frame of the lithographic apparatus. The second frame of the positioning device of the substrate holder belongs to the force frame of the lithographic apparatus which is dynamically insulated from the machine frame. Thus, since the relatively large reaction force exerted by the substrate holder on the positioning device during the relatively rapid movement between the two exposure steps is transmitted to the force frame of the lithographic apparatus, the lithographic apparatus supporting the mask holder, the focusing system and the substrate holder The machine frame is not affected by mechanical vibrations generated by the reaction forces in the force frame. The precision with which the substrate holder is positioned in relation to the mask holder and the focusing system and the time required to position the substrate holder to the desired precision are not adversely affected by mechanical vibrations.

서두에서 언급한 종류의 변위가능한 마스크 홀더와 변위가능한 기판홀더를 갖는 리소그래피 장치는 미국 특허 제 5,194,893 호에 공지되어 있다. 이 공지된 리소그래피 장치에서, 제조하의 반도체 기판은 반도체 기판의 단일 필드의 노광 동안 포커싱 시스템과 마스크에 관련된 일정 위치에 있지 않지만, 대신에 반도체 기판과 마스크는 노광중에 각각 마스크 홀더의 위치 설정 장치와 기판홀더의 위치 설정 장치에 의해 Z 방향에 수직인 X 방향에 평행하게 포커싱 시스템에 대해 동기적으로 변위된다. 이 방식에서, 마스크상의 패턴은 X 방향에 평행하게 스캐닝되고 반도체 기판상에 동기적으로 투영된다. 포커싱 시스템에 의해 반도체 기판에 투영될 수 있는 마스크의 최대 영역이 포커싱 시스템의 구멍 크기에 의해 보다 적게 제한된다. 제조될 직접 반도체 회로의 칫수가 미크론이하(sub-micron) 범위에 놓이므로, 반도체 기판과 마스크는 노광중에 포커싱 시스템에 대한 미크론이하 범위의 정밀도로 변위되야 한다. 반도체 회로의 제조에 필요한 시간을 감소시키기 위해 반도체 기판과 마스크는 노광중에 비교적 고속으로 서로에 대해 변위 및 위치 설정되야 한다. 마스크상의 패턴이 반도체 기판상에 감소된 스케일로 투영되므로, 마스크가 변위되는 그 속도 및 거리는 반도체 기판이 변위되는 그 속도 및 거리보다 크고, 양 거리 사이의 비율 및 속도 사이의 비율은 포커싱 시스템의 감소 인자와 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 constant 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 mask are respectively positioned during the exposure of the mask holder positioning device and the substrate. By the positioning device of the holder it is displaced synchronously with respect to the focusing system parallel to the X direction perpendicular to the Z direction. In this way, the pattern on the mask is scanned parallel to the X direction and synchronously projected onto the semiconductor substrate. The maximum area of the mask that can be projected onto the semiconductor substrate by the focusing system is less limited by the hole size of the focusing system. Since the dimensions of the direct semiconductor circuit to be manufactured are in the sub-micron range, the semiconductor substrate and the mask must be displaced with a submicron range precision 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 projected 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 between the speeds is reduced in focusing system. Same as the argument.

본 발명에 따라서, 변위가능한 기판 홀더 및 변위가능한 마스크 홀더를 가진 리소그래피 장치는 마스크 홀더의 위치 설정 장치가 본 발명에 따른 위치 설정장치인 것을 특징으로 하며, 마스크 홀더의 위치 설정 장치의 제 1 프레임은 리소그래피 장치의 기계 프레임에 속하고, 마스크 홀더의 위치 설정 장치의 제 2프레임은 기계 프레임으로부터 동적으로 절연되는 리소그래피 장치의 힘 프레임에 속한다.According to the invention, a lithographic 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 invention, wherein the first frame of the positioning device of the mask holder is It belongs to the machine frame of the lithographic apparatus, and the second frame of the positioning device of the mask holder belongs to the force frame of the lithographic apparatus which is dynamically insulated from the machine frame.

본 발명에 따른 변위가능한 기판 홀더를 가진 리소그래피 장치의 특정 실시예는, 마스크홀더가 본 발명에 따른 위치 설정 장치에 의해 Z 방향에 수직하게 변위 가능한 것을 특징으로하며, 마스크 홀더의 위치 설정 장치의 제 1 프레임은 리소그래피 장치의 기계 프레임에 속하며, 마스크 홀더의 위치 설정 장치의 제 2 프레임은 리소그래피 장치의 힘 프레임에 속한다.A particular embodiment of the lithographic apparatus having a displaceable substrate holder according to the invention is characterized in that the mask holder is displaceable perpendicularly to the Z direction by the positioning apparatus according to the invention. One frame belongs to the machine frame of the lithographic apparatus, and the second frame of the positioning device of the mask holder belongs to the force frame of the lithographic apparatus.

반도체 기판의 노광중에 마스크 홀더의 가속도와 비교적 높은 스피드의 결과로서 마스크 홀더에 의한 마스크 홀더의 위치 설정 장치 상에 가해지는 비교적 큰 반작용력은 따라서 리소그래피 장치의 힘 프레임으로 전달된다 마스크 홀더, 포커싱 시스템 및 기판 홀더를 지지하는 리소그래피 장치의 기계프레임은 따라서 힘 프레임의 반작용력에 의해 발생되는 기계적 진동에 의해 영향을 받지 않는다. 반도체 기판의 노광중에 포커싱 시스템과 관련된 기판 홀더와 마스크 홀더의 이동의 정밀도는 따라서 상기 기계적 진동에 의해 나쁜 영향을 받지 않는다.The relatively large reaction forces exerted on the positioning device of the mask holder by the mask holder as a result of the acceleration and relatively high speed of the mask holder during exposure of the semiconductor substrate are thus transmitted to the force frame of the lithographic apparatus. The mechanical frame of the lithographic apparatus supporting the substrate holder is thus not affected by mechanical vibrations generated by the reaction force of the force frame. The precision of the movement of the substrate holder and the mask holder relative to the focusing system during exposure of the semiconductor substrate is thus not adversely affected by the mechanical vibration.

본 발명에 따른 리소그래피 장치의 다른 실시예에서는, 기판 홀더와 마스크 홀더의 위치 설정 장치는 작동중에 리소그래피 장치의 기계 프레임상에 보상력을 발생시키고, 전기 제어 유닛에 의해 제어되는 결합력 작동기 시스템을 가지며, 상기 보상력은 기준점에 대해 기판 홀더상에 존재하는 중력의 기계 모멘트 총합과 같은 값인 기계 프레임의 기준점에 관한 기계적 모멘트와, 상기 기준점에 관해 마스크 홀더 상에서 존재하는 중력의 기계적 모멘트 및 상기 기계적 모멘트의 총합의 방향에 대향하는 방향을 갖는다. 결합력 작동기 시스템의 사용은 리소그래피 장치의 기계 프레임이 반도체 기판의 노광중에 기계 프레임과 관련되어 마스크 홀더와 기판 홀더의 비교적 빠른 이동의 결과로 인하여 진동이나 흔들림으로 부터 방지된다. 제어 유닛은 기계 프레임에 관련된 기판 홀더의 위치와 마스크 홀더의 위치에 대한 함수로서 결합력 작동기 시스템의 보상력을 제어한다. 따라서 반도체 기판의 노광중에 포커싱 시스템과 관련되어 마스크 홀더와 기판 홀더가 위치되는 정밀도는 기계 프레임과 관련된 마스크 홀더와 기판 홀더의 중력 중심의 이동에 의해 발생되는 기계적 진동에 의해 나쁜 영향을 받는 것이 방지된다. 본 발명에 따른 리소그래피 장치는 기계 프레임이 삼각형의 서로 배열된 3 개의 동적 절연체에 의해, 힘 프레임이 위치된 리소그래피 장치의 베이스상에 위치되며, 결합력 작동기 시스템이 대응하는 하나의 동적 절연체와 각각 일체화된 3 개의 별도 힘 작동기를 포함하는 것을 특징으로 한다. 예를들어, 동적 절연체는 비교적 낮은 기계적 강성을 가진 댐퍼이며, 이 댐퍼에 의해 기계 프레임이 베이스로부터 동적으로 격리된다. 댐퍼의 비교적 적은 기계적 강성으로 인해, 마스크 홀더 및 기판 홀더의 위치 설정 장치의 반작용력에 의한 프레임의 기계적 진동 같은 기계 진동이 베이스에 존재하는 기계적 진동이 기계 프레임에 전달되지 않는다. 동적 절연체의 시스템과 힘 작동기 시스템의 통합은 리소그래피 장치의 구조를 특히 콤팩트하고 간소화시킨다. 절연체의 삼각형 구성은 기계 프레임용 안정된 지지부를 제공한다.In another embodiment of the lithographic apparatus according to the invention, the positioning device of the substrate holder and the mask holder generates a compensating force on the machine frame of the lithographic apparatus during operation, and has a coupling force actuator system controlled by the electrical control unit, The compensating force is a mechanical moment with respect to the reference point of the machine frame, which is equal to the sum of the mechanical moments of gravity present on the substrate holder with respect to the reference point, and the mechanical moment of gravity present on the mask holder with respect to the reference point, and the sum of the mechanical moment. It has a direction opposite to the direction of. The use of the coupling force actuator system prevents the machine frame of the lithographic apparatus from vibrating or shaking as a result of the relatively fast movement of the mask holder and the substrate holder relative to the machine frame during exposure of the semiconductor substrate. The control unit controls the compensating force of the coupling force actuator system as a function of the position of the substrate holder and the position of the mask holder relative to the machine frame. Thus, the precision with which the mask holder and the substrate holder are positioned relative to the focusing system during exposure of the semiconductor substrate is prevented from being adversely affected by mechanical vibrations caused by the movement of the center of gravity of the mask holder and the substrate holder relative to the machine frame. . The lithographic apparatus according to the invention is located on the base of a lithographic apparatus on which a force frame is located, by means of three dynamic insulators in which the machine frame is arranged in a triangle with each other, and the coupling force actuator system is each integrated with one corresponding dynamic insulator It is characterized by including three separate force actuators. For example, the dynamic insulator is a damper with relatively low mechanical stiffness, by which the mechanical frame is dynamically isolated from the base. Due to the relatively low mechanical stiffness of the damper, mechanical vibrations, such as mechanical vibrations of the frame due to the reaction forces of the positioning device of the mask holder and the substrate holder, are not transmitted to the mechanical frame. The integration of the dynamic insulator system and the force actuator system makes the structure of the lithographic apparatus particularly compact and simplified. The triangular configuration of the insulator provides a stable support for the machine frame.

도 1과 도 2에 도시한 본 발명에 따른 리소그래피 장치는 광학 리소그래피 장치 공정에 의해 집적 반도체 회로의 제조에 사용되고 있다. 도 2에 개략적으로 도시한 바와 같이, 리소그래피 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 리소그래피 장치는 방사원(7)이 광원(9)와, 다이어프램(11)과 미러 (13,15)를 포함하는 광학 리소그래피 장치이다. 기판 홀더(1)는 Z 방향에 수직으로 연장하고 반도체 기판(19)이 놓여질 수 있는 지지면(17)을 포함하고, 이는 리소그래피 장치의 제 1 위치설정장치(21)에 의해서 Z 방향에 수직인 X 방향과 X 방향 및 Z방향에 수직인 Y 방향에 평행하게 포커싱 시스템(3)에 대해서 이동가능하다. 포커싱 시스템(3)은 이미징 또는 투영 시스템이고 Z 방향에 평행한 광 주축(25)과 예를 들어 4 또는 5개인 광학 감소 요소를 가진 광학 렌즈 시스템(23)을 포함한다. 마스크 홀더(5)는 Z 방향에 수직이고 마스크(29)가 놓여지는 지지면(27)을 포함하고, 이는 리소그래피 장치의 제 2 위치설정장치(31)에 의해 포커싱 시스템(3)에 대해서 X 방향에 평행하게 이동가능하다. 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, 15)를 통해서 마스크(29)를 통과하고 렌즈 시스템(23)에 의해서 반도체 기판(19)상에 포커싱되므로, 마스크(29)상에 나타난 패턴은 반도체 기판(19)상에 감소된 크기(scale)로 투영된다. 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 노광되고, 다음 필드(35)는 개별 필드(35)의 노광 후 마다 포커싱 시스템(3)에 대해서 위치설정되며, 여기서 기판 홀더(1)는 제 1 위치설정장치(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 제조된다.The lithographic apparatus according to the invention shown in FIGS. 1 and 2 is used for the manufacture of integrated semiconductor circuits by an optical lithographic apparatus process. As schematically shown in FIG. 2, the lithographic apparatus is provided with a substrate holder 1, a focusing system 3, a mask holder 5, and a radiation source 7 in turn when viewed parallel to the vertical Z direction. The lithographic apparatus shown in FIGS. 1 and 2 is an optical lithographic apparatus in which the radiation source 7 comprises a light source 9, a diaphragm 11, and mirrors 13, 15. The substrate holder 1 comprises a support surface 17 which extends perpendicular to the Z direction and on which the semiconductor substrate 19 can be placed, which is perpendicular to the Z direction by the first positioning device 21 of the lithographic apparatus. It is movable relative to the focusing system 3 in parallel with the X direction and the Y direction perpendicular to the X and Z directions. 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 element, for example four or five. The mask holder 5 comprises a support surface 27 perpendicular to the Z direction and on which the mask 29 is placed, which is in the X direction with respect to the focusing system 3 by the second positioning device 31 of the lithographic apparatus. It is movable parallel to. 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 mirrors 13, 15 and is focused on the semiconductor substrate 19 by the lens system 23. The pattern shown on the mask 29 is projected on the semiconductor substrate 19 at a reduced scale. 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 every exposure of the individual fields 35. Here, 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 producing 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 노광동안 제 1,2 위치설정장치(21,31)에 의해 X 방향에 평행하게 포커싱 시스템(3)에 대해서 동기적으로 이동된다. 그러므로 마스크(29)상에 나타난 패턴은 X 방향에 평행하게 스캔되고 동시에 반도체 기판(19)상에 투영된다. 이 방법으로, 제 2 도에 분명히 도시한 바와 같이, 포커싱 시스템(3)에 의해 반도체 기판(19)상에 투영될 수 있는 Y 방향에 평행하게 인도된 마스크(29)의 최대 폭(B)은 배타적으로 도 2에 개략적으로 도시한 포커싱 시스템(3)의 구멍(37)의 직경(D)에 의해서 제한된다. 포커싱 시스템(3)에 의해 반도체 기판(19)상에 투영될 수 있는 마스크(29)의 허용 가능한 길이(L)는 상기 직경(D)보다 크다 소위 "스탭 앤 스캔(step and scan)법을 따르는 이 투영 방법에 있어서, 포커싱 시스템(3)에 의해 반도체 기판(19)상에 투영될 수 있는 마스크(29)의 최대 면적이 포커싱 시스템(3)의 구멍(37)의 직경(D)에 의해 제한되므로, 소위 "스텝 앤 리피트"원리를 따르는 종래 투영법에서보다 적다. 이 종래 투영법은 예를 들어 EP-A-0 498496에 알려진 리소그래피 장치에 사용되며, 여기서는 마스크와 반도체 기판이 반도체 기판의 노광중에 포커싱 시스템에 대해서 고정된 위치에 있다. 마스크(29)상에 나타난 패턴이 반도체 기판(19)상에 감소된 크기로 투영되기 때문에, 마스크(29)의 길이(L)와 폭(B)은 대응하는 반도체 기판(19)상의 필드(35)의 길이(L')와 폭(B')보다 크고, 길이(L, L')사이의 비와 폭(B, B')사이의 비는 포커싱 시스템(3)의 광학 감소요소와 등일하다. 결국, 또한 노광동안 마스크(29)가 이동되는 거리와 노광동안 반도체 기판(19)가 이동하는 거리사이의 비와, 노광동안 마스크(29)가 이동되는 속도와 노광동안 반도체 기판(19)가 이동하는 속도사이의 비 모두는 포커싱 시스템(3)의 광학 감소 요소와 동일한다. 도 2에 도시한 리소그래피 장치에 있어서, 반도체 기판(19)와 마스크(29)가 노광동안 이동하는 방향은 서로 반대이다. 리소그래피 장치가 마스크 패턴을 거꾸로 투영시키지 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 focused by the first and second positioning devices 21 and 31 in parallel to the X direction during the exposure of the individual fields 35. Move synchronously with respect to Therefore, the pattern shown on the mask 29 is scanned parallel to the X direction and simultaneously projected onto 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 projected onto the semiconductor substrate 19 by the focusing system 3 is It is limited exclusively by the diameter D of the hole 37 of the focusing system 3 schematically shown in FIG. 2. The allowable length L of the mask 29, which can be projected onto the semiconductor substrate 19 by the focusing system 3, is larger than the diameter D which follows the so-called "step and scan" method. In this projection method, the maximum area of the mask 29 that can be projected 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. Therefore, it is less than in conventional projection methods that follow the so-called "step and repeat" principle, which is used for example in a lithographic apparatus known in EP-A-0 498496, where a mask and a semiconductor substrate are focused during exposure of the semiconductor substrate. In a fixed position relative to the system, since the pattern shown on the mask 29 is projected on the semiconductor substrate 19 in a reduced size, the length L and the width B of the mask 29 correspond to a corresponding size. Beam length L 'and width B' of field 35 on semiconductor substrate 19 Large, the ratio between the lengths L, L 'and the width B, B' is the same as the optical reducing element of the focusing system 3. Consequently, also the distance the mask 29 is moved during exposure. And the ratio between the distance that the semiconductor substrate 19 moves during exposure and the speed at which the mask 29 moves during exposure and the speed at which the semiconductor substrate 19 moves during exposure are determined by the focusing system 3. The same as the optical reducing element 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 Various focusing in which the lithographic apparatus does not project the mask pattern upside down The direction may also be the same if the system is included.

리소그래피 장치로 제조되는 집적 반도체 회로는 미크론이하 범위로 세밀한 치수를 가진 구조이다. 반도체 기판(19)이 다수의 여러 마스크를 통해 연속적으로 노광되기 때문에, 마스크상에 나타난 패턴은 미크론이하 범위, 심지어 나노메터 범위의 정밀도로 서로에 대해서 반도체 기판(19)상에 투영되어야 한다. 따라서, 반도체 기판(19)의 노광동안, 반도체 기판(19)과 마스크(29)는 상기 정밀도로 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 sub-micron range. Since the semiconductor substrate 19 is continuously exposed through a number of different masks, the pattern appearing on the mask must be projected onto the semiconductor substrate 19 with respect to each other with a submicron range, even nanometer range precision. Therefore, during the exposure of the semiconductor substrate 19, the semiconductor substrate 19 and the mask 29 must be moved relative to the focusing system 3 with the above precision, so that the positions of the first and second positioning devices 21, 31 are maintained. Relatively high requirements are imposed on set accuracy.

도 1에 도시한 바와 같이, 리소그래피 장치는 수평 바닥면상에 놓여있는 베이스(39)를 가진다. 베이스(39)는 베이스(39)에 고정되는 수직으로 상당히 단단한 금속 칼럼(43)를 포함하는 힘 프레임(41)의 일부분을 형성한다. 또한 리소그래피 장치는 포커싱 시스템(3)의 광학 주축에 횡방향으로 연장하고 도 1에서 볼수 없는 중앙 광 통로 개구가 제공된 삼각형이고 상당히 단단한 금속 메인판(47)을 가진 기계 프레임(45)을 포함한다. 메인판(47)은 아래에 상세히 기술하는, 베이스(49)상에 고정되어 있는 3개의 동적 절연체(51)상에 놓여진 3개의 코너부(49)를 포함한다. 메인판(47)의 단지 두 개의 코너부(49)와 두 개의 동적 절연체(51)는 도 1에서 볼수 있고, 3개의 동적 절연체(51) 모두는 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 메인판(47)에 고정된다. 또한 기계 프레임(45)은 메인판(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, 상기 부재는 또한 기계 프레임(45)에 속하고 기계 프레임(45)의 칼럼(55)에 고정된다. 또한 기계 프레임(45)에 속하는 것은 3개의 각 코너부(49)에 인접한 메인판(47)의 하부측에 고정된 3개의 수직 현수판(59)이다. 단지 두 개의 현수판(59)가 도 1에서 부분적으로 볼수 있고 3개의 현수판(59) 모두는 도 3과 도 4에서 볼 수 있다. 도 4에 도시한 바와 같이, 기판 홀더(1)용 수평 지지판(61)은 또한 3개의 현수판(59)에 고정되는 기계 프레임(45)에 속한다. 지지판(61)은 도 1에서 볼 수 없고 도 3에서만 부분적으로 볼 수 있다.As shown in FIG. 1, the lithographic apparatus has a base 39 lying on a horizontal bottom surface. The base 39 forms part of the force frame 41 that includes a vertically fairly rigid metal column 43 that is secured to the base 39. The lithographic apparatus also comprises a machine frame 45 having a triangular and fairly rigid metal main plate 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 which are fixed on the base 49, which will be described in detail below. Only two corner portions 49 of the main plate 47 and two dynamic insulators 51 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 and fairly rigid metal column 55 fixed on the main plate 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. do. Also belonging to the machine frame 45 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. 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 also belongs to the machine frame 45 which is fixed to the three suspension plates 59. The support plate 61 is not visible in FIG. 1 but only partially in FIG. 3.

상술한 것으로부터 기계 프레임(45)은 리소그래피 장치의 주 부품, 즉 기판 홀더(1)와, 포커싱 시스템(3)과 마스크 홀더(5)를 수직 Z 방향에 평행하게 지지한다. 아래에 더욱더 상세히 설명되어 있는 바와 같이, 동적 절연체(51)는 상당히 낮은 기계적인 강성을 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. 힘 프레임(41)의 기능을 아래에 더욱 상세히 설명하겠다.From the above, the machine frame 45 supports the main part of the lithographic apparatus, i.e., the substrate holder 1, the focusing system 3 and the mask holder 5 in parallel to the vertical Z direction. As will be explained in more detail below, the dynamic insulator 51 has a significantly low mechanical stiffness. 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 presented in the base 39. The function of the force 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 이동 자유도와, Z 방향에 평행하게 가이드되는 마스크 홀더(5)의 회전축(67)둘레에 대한 회전 자유도를 갖는 공기정학적 베어링(도시 생략)에 의해 지지 부재(57)의 평면 가이드(65)위에 가이드된다.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 extends in parallel with the central light path opening 64 as seen in FIG. 5 and in the X direction lying in a common plane perpendicular to the Z direction. Two planar guides 65. The block 63 of the mask holder 5 has air having a degree of freedom of movement parallel to the X direction and a direction parallel to the Y direction, and a degree of freedom of rotation about 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 static 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 힘 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. 자기 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. 도6 은 제 1 X 모터(115) 및 제 2 X 모터(117)의 단면도이다. 도 6 에 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, 도 6에 도시된바와 같이 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 Y 모터(123)의 자석쌍(113a, 113b)은 음의 Z방향에 평행하게 자화된다. 또한, 제 1 X 모터(115)의 자석(97a,97a)은 자기 폐쇄 요크(129)에 의해 상호 접속되고, 자석(95b,97b), 자석(99a,101a) 및 자석(99b,101b)은 각각 자기 폐쇄요크(131), 자기 폐쇄요크(133), 및 자기 폐쇄 요크(135)에 의해 상호 접속된다.제 3 X 모터(119), 제 4 X 모터(121) 및, Y 모터(123)는 유사한 자기 폐쇄 요크가 제공된다. 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 취한다면 회전축(67)을 중심으로 회전된다. Y 모터(123)의 코일과 자석은 Y 모터(123)의 코일(93)을 통한 전류의 결과로 Y 방향에 평행한 로렌쯔힘을 서로 발휘하므로, 마스크 홀더(5)는 Y 방향에 평행하게 변위된다.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 force frame 41. The fixing portion 73 includes a guide 75 extending in 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 electric coils 85, 87, 89, 91 extending parallel to the Y direction and parallel to the X direction. An electric coil 93 is included. Coils 85,87,89,91,93 are shown approximately in dashed lines in FIG. The magnetic holder 83 is composed of ten 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 coils 85 and permanent magnets 95a, 95b, 97a, 97b belong to the first X motor 115 of the first linear motor 69, while the coils 87 and 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 motor. Belonging to the third X motor 119 of 69, and the coil 91 and the magnets 107a, 107b, 109a, 109b belong to the fourth X motor 121 of the first linear motor 69. The coil 93, the magnets 111a, 111b, and 113a, 113b belong to the Y motor 123 of the first linear motor 69. 6 is a cross-sectional view of the first X motor 115 and the second X motor 117. 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. In addition, as shown in FIG. 6, 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 parallel to the positive Z direction. The magnet pairs 97a and 97b of the first X motor 115 and the 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 the magnet pairs 113a of the Y motor 123. 113b) is magnetized parallel to the negative Z direction. In addition, the magnets 97a and 97a of the first X motor 115 are interconnected by the magnetic closing yoke 129, and the magnets 95b and 97b, the magnets 99a and 101a and the magnets 99b and 101b are The magnetic closing yoke 131, the magnetic closing yoke 133, and the magnetic closing yoke 135 are interconnected, respectively. The third X motor 119, the fourth X motor 121, and the Y motor 123 are connected to each other. A similar magnetic closure yoke is provided. 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 exert a Lorentz force parallel to the X direction. 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 If the current through 87 has the same value but takes a direction opposite to the current through the coils 89 and 91, it is rotated about the rotation axis 67. Since the coil and the 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 노광동안, 마스크 홀더(5)는 고 위치설정 정밀도 및 비교적 큰 간격으로 X 방향에 평행하게 포커싱 시스템(3)에 대해 변위되어야 한다. 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 거의 성취되고, 마스크 홀더(5)는 X 모터(115,117,119,121)의 적절한 로렌쯔 힘에 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, 미크론이하 또는 나노미터 범위의 소망의 위치설정 정밀도가 성취된다. 반도체 기판(19)의 노출중에, 제 1 선형 모터(69)는 X 방향에 평행하게 마스크 홀더(5)의 변위를 제어할 뿐만 아니라, 회전축(67)에 대한 마스크 홀더(5)의 회전각과 Y 방향에 평행하게 마스크 홀더(5)의 위치를 제어한다. 마스크 홀더(5)는 Y 방향에 평행하게 위치되고 제 1 선형 모터(69)에 의해 회전축(67)에 대해 회전되므로, 마스크 홀더(5)의 변위는 제 1 선형모터(69)의 위치설정 정밀도에 의해 결정된 X 방향에 대해 평행성을 갖는다. X방향에 대해 제 2 선형 모터(71)의 가이드(75)의 평행성으로부터의 편차를 Y 방향에 평행인 마스크 홀더(5)의 변위를 통해 보상될 수 있다. 마스크 홀더(5)의 소망의 변위는 제 2 선형 모터(71)에 의해서만 거의 성취되고, X 방향에 대해 가이드(75)의 평행성에 특별히 높은 요건이 부과되지 않으므로, 비교적 간단한 종래의 1차원 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 1선형 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 exposure of the semiconductor substrate 19, the mask holder 5 must be displaced with respect to the focusing system 3 in parallel with the X direction at high positioning 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 ( Almost accomplished by 71, the mask holder 5 is moved along 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 drawings, 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 sub-micron or nanometer range. Setting 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 is controlled parallel to the direction. Since the mask holder 5 is located parallel to the Y direction and rotated about the rotation axis 67 by the first linear motor 69, the displacement of the mask holder 5 is the positioning accuracy of the first linear motor 69. Parallel to the X direction determined by. The deviation from the parallelism of the guide 75 of the second linear motor 71 with respect to the X direction can be compensated through the displacement of the mask holder 5 parallel to the Y direction. The desired displacement of the mask holder 5 is almost achieved only by the second linear motor 71, and since a particularly high requirement is not imposed on the parallelism of the guide 75 in the X direction, a relatively simple conventional one-dimensional 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 the 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 리소그래피 장치의 힘 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 반작용력은 힘 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 반작용력은 제 2 선형 모터(71)의 고정부(73)와 가동부(77)를 경유해 힘 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 작동중에 발휘된 반작용력은 힘 프레임(41)으로 배타적으로 도입된다. 상기 반작용력은 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 고주파수성분을 갖는다. 프레임(41)이 비교적 견고하고 솔리드 베이스에 위치되므로, 힘 프레임(41)의 반작용력의 저주파수 성분에 의한 기계적 진동이 무시할 정도로 작다. 반작용력의 고주파수 성분은 작은 값을 갖지만, 통상, 사용된 힘 프레임(41)같은 형태의 프레임의 공진 주파수 특성에 비교될 수 있는 주파수를 갖는다. 그 결과, 반작용력의 고주파수 성분은 프레임(41)의 무시할 수 없는 고주파수 기계적 진동이 야기된다. 힘 프레임(41)은 기계 프레임(45)에서 동적으로 절연되고, 즉, 예를들어 10Hz 의 소정의 임계값 이상의 주파수를 갖는 기계적 진동은 기계 프레임(45)이 저주파수 동적 절연체(51)를 경유해 힘프레임(41)에 배타적으로 결합되기 때문에 기계 프레임(45)으로 전달되지 않는다. 그래서, 제 2 위치 설정 장치(31)의 반작용력에 의해 힘 프레임(41)에 발생된 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 배타적으로 결합되고, 로렌쯔 힘으로부터 떨어져 제 2 선형 모터(71)의 가동부로부터 물리적으로 절연시키기 때문에, 제 2 선형 모터(71)의 가동부(77) 및 고정부(73)를 통해 기계 프레임(45)에 전달될 수 없다. 그래서, 상술된 바와같이 기계 프레임(45)은 제 2 위치 설정 장치(31)의 반작용력 및 구동력에 의한 변형 및 기계적 진동으로부터 실질적으로 영향을 받지 않는다. 이 장점을 아래에 부가 설명한다.As described above, the fixing portion 73 of the second linear motor 71 is fixed to the force frame 41 of the lithographic 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 to the force frame 41. Delivered. 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 force 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 with the driving force exerted on the mask holder 5 and exerted during operation by the mask holder 5 on the second positioning device 31 is the force It is exclusively introduced into the frame 41. The reaction force is a high frequency component resulting from a relatively low displacement moved by the first linear motor 69 as well as a low frequency component resulting from a relatively large displacement of the second linear motor 71 to achieve the desired positional accuracy. Has 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 force 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 as the force 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 force frame 41 is dynamically insulated from the machine frame 45, ie mechanical vibrations having a frequency above a predetermined threshold of 10 Hz, for example, cause the machine frame 45 to pass through the low frequency dynamic insulator 51. Since it is exclusively coupled to the force frame 41, it is not transmitted to the machine frame 45. Thus, the high frequency mechanical vibration generated in the force 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. Exclusively coupled to the movable portion 77 and physically insulated from the movable portion of the second linear motor 71 away from the Lorentz force, through the movable portion 77 and the fixed portion 73 of the second linear motor 71. It cannot be delivered to the machine frame 45. Thus, as described above, the machine frame 45 is substantially unaffected from deformation and mechanical vibration by the reaction force and 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 풋(139)에 의해 기계 프레임(45)의 지지판(61)에 제공된 단단한 지지체(143)의 Z 방향으로 수직 연장하는 상부면(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 surface 141 which extends vertically in the Z direction of the rigid support 143 provided on the support plate 61 of the machine frame 45 by the foot hydrostatically supported foot 139. And 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. 위치설정장치(21)의 제 2선형모터(149)와 제 3선형모터는 위치설정장치(31)의 제 2선형모터와 동일한 종류의 것이다. 제 2 선형 모터(149)는 힘 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 제 2 선형 모터(149)의 가동부(159)에 배치되며 X 방향에 평행하게 연장하는 가이드(163)를 갖고, 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 527에 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 Z 방향에 수직인 로렌쯔힘에 의해 배타적으로 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) 사이의 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)는 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. 더 나아가, 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 and the third linear motor of the positioning device 21 are of the same kind as the second linear motor of the positioning device 31. The second linear motor 149 includes a fixing portion 154 fixed to the arm 155 fixed to the base 39 belonging to the force 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 disposed in the movable part 159 of the second linear motor 149 and extending in parallel to the X direction, 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 kind 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 exclusively coupled to the movable portion 165 of the third linear motor 151 by the 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 that Whereas one linear motor 147 includes a comparable power rating of the X motor and the Y motor, the single Y motor 123 of the first linear motor 69 of the second positioning device 31 is an X motor ( It has a relatively low power rating compared to the power rating 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 rotation axis 145 by the first linear motor 147.

반도체 기판(19)의 노광중에, 기판 홀더(1)는 높은 위치 정밀도를 가지는 X 방향에 평행하게 포커싱 시스템(3)에 대해 변위가능해야하며, 기판 홀더(1)는 반도체 기판(19)의 다음 필드(35)가 노광을 위해 포커싱 시스템에 대해 놓여질 때 X방향 또는 Y방향에 대해 평행하게 이동된다. 기판 홀더(1)를 X방향에 대해 평행하게 놓기위해서, 제 1 선형 모터(147)의 코일 홀더(169)는 제 3 선형 모터(151)에 의해 X방향에 평행하게 이동하며, 기판홀더(1)의 소망하는 변위는 제3 선형 모터(151)에 의해 근사하게 수행되며 기판홀더(1)는 제3 선형 모터(151)의 가동부분(165)에 대한 제1 선형모터(147)의 적당한 로렌쯔력에 의해 작동한다. 유사한 방법으로, Y 방향에 평행한 기판 홀더(1)의 소망 변위는 코일 홀더(169)가 제2 선형 모터(149)에 의해 Y방향에 평행하게 변위하는 것에 근사되며, 기판 홀더(1)는 제3 선형 모터(151)의 가동부(165)에 대한 제1 선형 모터(147)의 적당한 로렌쯔힘에 의해 작동한다. 유사한 방법으로, Y 방향에 평행한 기판 홀더(1)의 변위는 코일 홀더(169)가 제 2 선형 모터(149)에 의해 Y 방향에 평행하게 변위하는 것에 근사되며, 기판 홀더(1)는 제 3 선형 모터(151)의 가동부(165)에 대한 제 1 선형 모터(147)의 적당한 로렌쯔 힘에 의해 작동한다. X방향 또는 Y방향에 평행한 기판 홀더(1)의 상기 소망 변위는 상기에 언급한 리소그래피장치의 위치제어시스템에 의해 기판 홀더(1)가 변위하는 동안 제어되는 제1 선형모터(147)의 로렌쯔힘에 의해 마이크론 이하 또는 나노미터 범위의 위치설정 정확도를 갖도록 이루어진다. 기판 홀더(1)의 소망 변위가 단지 제 2선형 모터(149)에 의해 근사적으로 이루어질 필요가 있고, 따라서, 제 2 제 3 선형모터(149,151)의 위치설정 정확도가 특히 크게 요구되지 않기 때문에, 제 2 선형모터(149)와 제 3 선형모터(151)는 제 2 위치설정장치(31)의 제 2 선형모터(71)에서 처럼, 비교적 간단하고, 종래의 1차원 선형모터이고, 이에 의해 기판 홀더(1)가 X방향 또는 Y방향에 각각 평행하게 비교적 큰거리를 비교적 낮은 정확도를 가지고 변위될 수 있다. 기판 홀더(1)의 변위의 소망 정확도는 기판 홀더(1)가 제 3 선형모터(151)의 가동부(165)에 대해 비교적 작은 거리로 제 1 선형모터(147)에 의해 변위하도록 수행된다.During exposure of the semiconductor substrate 19, the substrate holder 1 must be displaceable with respect to the focusing system 3 in parallel to the X direction with high positional accuracy, the substrate holder 1 being next to the semiconductor substrate 19. The field 35 is moved in parallel with respect to the X or Y direction when placed against the focusing system for exposure. In order to place the substrate holder 1 parallel to the X direction, the coil holder 169 of the first linear motor 147 is moved in parallel to the X direction by the third linear motor 151, and the substrate holder 1 The desired displacement of c) is approximated by a third linear motor 151 and the substrate holder 1 is a suitable Lorentz of the first linear motor 147 relative to the movable portion 165 of the third linear motor 151. Works by force. In a similar manner, the desired displacement of the substrate holder 1 parallel to the Y direction is approximated by the displacement of the coil holder 169 parallel to the Y direction by the second linear motor 149, where the substrate holder 1 is It is operated by the appropriate Lorentz force of the first linear motor 147 relative to the movable portion 165 of the third linear motor 151. 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 169 parallel to the Y direction by the second linear motor 149, and the substrate holder 1 It is operated by the appropriate Lorentz force of the first linear motor 147 against the movable portion 165 of the three linear motors 151. The desired displacement of the substrate holder 1 parallel to the X or Y direction is controlled by the Lorentz of the first linear motor 147 which is controlled during displacement of the substrate holder 1 by the position control system of the lithographic apparatus mentioned above. Force is achieved to have positioning accuracy in the sub-micron or nanometer range. Since the desired displacement of the substrate holder 1 only needs to be approximated by the second linear motor 149, therefore, the positioning accuracy of the second third linear motors 149 and 151 is not particularly largely required. The second linear motor 149 and the third linear motor 151 are relatively simple, conventional one-dimensional linear motors, as in the second linear motor 71 of the second positioning device 31, thereby providing a substrate. The holder 1 can be displaced with relatively low accuracy a relatively large distance in parallel to the X direction or the Y direction, respectively. The desired accuracy of the displacement of the substrate holder 1 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 고정부(73)처럼, 리소그래피장치의 힘 프레임(41)에 고정되며, 작동하는 동안 제 1 위치설정장치(21)상에 기판 홀더(1)에 의해 가해지며 제1 위치설정장치(21)에 의해 기판 홀더(1)상에 가해지는 구동력으로부터 발생하는 반작용력은 힘 프레임(41)에 배타적으로 전달된다. 이것은 제 2 위치설정장치(31)의 반작용력뿐만 아니라 제 1 위치설정장치(21)반작용력은 힘 프레임(41)에 기계적 진동을 야기하도록 수행되며, 기계 프레임(45)로 전달되지 않는다. 기판 홀더(1)가 안내되는 그래나이트(granite) 지지부(143)의 상부 표면(141)이 Z방향에 수직으로 연장되므로, 또한, Z방향에 수직한, 제 1 위치설정장치(21)의 구동력은 그 자체가 기계 프레임(45)에 어떤한 기계적 진동도 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 ( The 153 is fixed to the force frame 41 of the lithographic apparatus, like the fixture 73 of the second linear motor 71 of the second positioning device 31, and during operation the first positioning device 21. The reaction force generated from the driving force applied by the substrate holder 1 on the substrate holder 1 by the first positioning device 21 is transmitted exclusively to the force frame 41. This is done so that the reaction force of the first positioning device 21 as well as the reaction force of the second positioning device 31 causes mechanical vibration to the force frame 41 and is not transmitted to the machine frame 45. Since the upper surface 141 of the granite support 143 on which the substrate holder 1 is guided extends perpendicular to the Z direction, the driving force of the first positioning device 21 also perpendicular to the Z direction. Itself does not cause any mechanical vibrations in the machine frame 45.

마스크(29)상에 존재하는 패턴은 제2 위치설정장치(31)와 제 1 위치설정장치(21) 각각에 의해, 반도체기판(19)의 노광동안, 마스크(29)와 반도체 기판(19)이 모두 X방향에 평행하게 포커싱 시스템(3)에 대해 상기 정확도를 가지고 변위하기 때문에 및, 마스크(29)와 반도체기판(19)이 Y방향에 대해 평행하게 위치설정되고 상기 정확도를 가지고 회전축(67,145) 각각에 대해 회전하기때문에 상기 정확도를 가지고 반도체기판(19) 상에 투영처리된다. 상기 패턴이 반도체기판(19)상에 투영화되는 정확도는 마스크홀더(5)가 X방향에 평행하게 변위할뿐만 아니라 Y방향에 평행하게 변위하며 회전축(67)에 대해 회전가능하기 때문에 위치설정장치(21,31)의 위치설정 정확성보다 훨씬 더 낫다 포커싱 시스템(3)에 대한 마스크(29)의 변위는 실제로 상기 마스크(29)변위의 율(quotient)과 포커싱시스템(3)의 광 감소 요소에 대등하게 반도체 기판(19)상의 패턴 이미지의 변화를 가져온다. 마스크(29)의 패턴은 그러므로 제2위치설정장치(31)의 위치설정 정확도 율(quotient)과 포커싱시스템(3)의 감소요소에 대등한 정확도를 가지고 반도체 기판(19)상에 투영화된다.The pattern existing on the mask 29 is formed by the second positioning device 31 and the first positioning device 21, respectively, during the exposure of the semiconductor substrate 19 and the mask 29 and the semiconductor substrate 19. Since all of these are displaced with the above accuracy with respect to the focusing system 3 parallel to the X direction, and the mask 29 and the semiconductor substrate 19 are positioned parallel to the Y direction and the rotation axes 67,145 with the above accuracy. Are rotated with respect to each of them, so that they are projected onto the semiconductor substrate 19 with the above accuracy. The accuracy in which the pattern is projected onto the semiconductor substrate 19 is a positioning device because the mask holder 5 is not only displaced parallel to the X direction but also displaced parallel to the Y direction and rotatable about the rotation axis 67. Much better than the positioning accuracy of (21, 31). The displacement of the mask 29 relative to the focusing system 3 is actually dependent on the rate of displacement of the mask 29 and on the light reducing element of the focusing system 3. Equivalently, the pattern image on the semiconductor substrate 19 is changed. The pattern of the mask 29 is therefore projected onto the semiconductor substrate 19 with an accuracy comparable to the positioning accuracy percentage of the second positioning device 31 and the reducing factor of the focusing system 3.

도7과 도8은 3개의 동적 절연체(51)중 하나의 단면을 도시한다. 동적 절연체(51)는 동적 절연체(51)에 의존하는 기계프레임(45)의 메인판의 모서리부(49)에 고정되는 장착판(171)으로 구성된다. 동적 절연체(51)는 또한 힘 프레임(41)의 베이스(39)에 고정된 하우징(173)을 포함한다. 장착판(171)은 3개의 평행 인장로드(179)에 의해 실린더형 튜브(181)내에 현수되는 중간판(177)에 Z방향에 평행한 방향의 커플링 로드(175)를 통해 연결한다. 단지 한개의 인장로드(179)가 도7에 가시화되어 있으며, 3개의 인장로드(179)모두는 도8에 가시화되어 있다. 실린더형튜브(181)는 하우징(173)의 실린더형 챔버(183)내에 동심으로 위치설정되어 있다. 실린더튜브(181)와 실린더형 챔버(183)사이에 존재하는 공간(185)은 공기 스프링(187)의 일부를 형성하고, 이동밸브를 통해 압축공기가 채워진다. 공간(185)은 실린더형튜브(181)의 제1부분(193)과 제2부분(195) 사이 및 하우징(173)의 제1부분(197)과 제2부분(199)에 고정된 환형, 유연성(flexible) 고무 멤브레인(191)에 의해 밀봉된다. 기계 프레임(45)과 기계 프레임(45)에 의해 지지되는 리소그래피 장치의 구성요소는 그러므로 3개의 동적 절연체(51)의 공간(185)내에 있는 압축 공기에 의해 Z방향으로 평행한 방향에 지지되며, 실린더형튜브(181)와 이에 따른 기계 프레임(45)은 맴브레인(191)의 유연성의 결과로서 실린더형 챔버(183)에 대해 임의의 운동자유도를 가진다. 공기 스프링(187)은 경성이어서 3개의 동적 절연체(51)의 공기 스프링(187)과 기계 프레임(45)과 기계 프레임(45)에 의해 지지되는 리소그래피장치의 구성요소에 의해 형성된 질량 스프링 시스템은 비교적 작은 공진 주파수 예를들어, 3Hz를 가지게 한다. 기계 프레임(45)은 상술된 바와같이, 예를들어 10Hz와 같은 소정의 임계값 이상의 주파수를 가진 기계적 진동에 관해서 힘 프레임(41)으로부터 동적으로 절연된다. 도7에 도시한 것처럼, 공간(185)은 협소한 통로(201)를 통해 공기 스프링(187)의 측챔버(203)에 결합한다. 협소한 통로(201)는 실린더 챔버(183)에 대한 실린더 튜브(181)의 주기적인 운동을 제동하는 댐퍼로써 작용한다.7 and 8 show a cross section of one of the three dynamic insulators 51. The dynamic insulator 51 consists of a mounting plate 171 that is fixed to the corner 49 of the main plate of the machine frame 45 that 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. The mounting plate 171 is connected to the intermediate plate 177 suspended in the cylindrical tube 181 by three parallel tension rods 179 through a coupling rod 175 in a direction parallel to the Z direction. 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 concentrically 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 air spring 187, and the compressed air is filled through the moving valve. The space 185 is annular fixed between the first portion 193 and the second portion 195 of the cylindrical tube 181 and to the first portion 197 and the second portion 199 of the housing 173, Sealed by a flexible rubber membrane 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 are relatively Have a small resonant frequency, for example, 3 Hz. The machine frame 45 is dynamically insulated from the force frame 41 with respect to mechanical vibrations having a frequency above a predetermined threshold, for example 10 Hz, as described above. As shown in FIG. 7, the space 185 couples to the side chamber 203 of the air spring 187 through a narrow passageway 201. Narrow passage 201 acts as a damper to brake the periodic movement of cylinder tube 181 relative to cylinder chamber 183.

도7과 도8에 부가로 도시하는 것처럼, 각각의 동적 절연체(51)은 상기 동적 절연체(51)와 일체형으로 되는 힘 작동기(205)를 포함한다. 힘 작동기(205)는 하우징(173)의 내부벽(209)에 고정되는 전기 코일 홀더(207)를 포함한다. 도7에 도시한 것처럼, 코일 홀더(207)는 Z방향에 수직하게 연장되는 전기 코일(211)을 포함하며 도면에 파선으로 지시한다. 코일 홀더(207)는 장착판(171)에 고정된 두개의 자기 요크(213,215) 사이에 배열되어 있다. 또한, 한쌍의 영구자석(217,219),(221,223)은 각각의 요크(213,215)에 고정되고, 한쌍의 자석(217,219),(221,223)은 전기 코일(211)의 평면에 매번 수직한 대향 방향으로 자화된다. 전류가 코일(211)를 통과 할때, 코일(211)과 자석(217,219,221,223)은 Z방향에 평행한 로렌쯔력을 상호 가한다. 상기 로렌쯔힘의 값은 하기에서 상세히 설명하는 것처럼 리소그래피장치(도시안함)의 전기 콘트롤러에 의해 제어된다.As further shown in FIGS. 7 and 8, each dynamic insulator 51 includes a force actuator 205 that is integral with the dynamic insulator 51. 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 magnetized in opposite directions each time perpendicular to the plane of the electric coil 211. do. When current passes through the coil 211, the coil 211 and the magnets 217, 219, 221, 223 exert a Lorentz force parallel to the Z direction. The value of the Lorentz force is controlled by an electrical controller of a lithographic apparatus (not shown) as described in detail below.

동적 절연체(51)와 일체 형성되는 힘 작동기(205)는 도 9에 선도로 도시하는 힘 작동기 시스템을 형성한다. 도9는 기계 프레임(45), 베이스(39) 및 3개의 동적 절연체(51)에 대해 변위되는 기계 프레임(45),기판 홀더(1)및 마스크홀더(5)를 선도로써 도시한다. 도9는 X의 위치 (Xs)와 Y의 위치 (Ys)를 가지는 기판 홀더(1)의 중력(Gs)중심과, X의 위치 (XM)와 Y의 위치 (YM)를 가지는 마스크 홀더(5)의 중력(GM)의 중심에 대해 기계 프레임(45)의 기준점(P)을 부가로 도시한다. 중력(Gs,GM)의 상기 중심은 반도체기판(19)를 가진 기판 홀더(1)의 총 변위 질량의 중력 중심과 마스크(29)를 가진 마스크 홀더(5)의 총 변위 질량의 중력 중심을 나타내는 것이다. 도9에 부가로 도시하는 것처럼, 3개의 힘 작동기(205)의 로렌쯔힘(FL.1, FL.2, FL.3)은 기준점(P)에 대한 X의 위치(XF.1, XF.2, XF.3) Y의 위치(YF.1, YF.2, YF.3)를 가지는 기계 프레임(45)상에 적용점을 가진다. 기계 프레임(45)이 수직 Z방향에 평행하게 기판홀더(1) 및 마스크 홀더(5)를 지지하므로 마스크 홀더(5)와 기판 홀더(1)는 지지력(Fs, FM)을 각각, 기판홀더(1)와 마스크 홀더(5)상에 작용하는 중력 값에 대응하는 값을 가지는 기계 프레임(45)상에 가한다. 지지력 Fs 와 FM은 각각 기판홀더(1)와 마스크 홀더(5)의 중력 Gs와 GM의 중심의 X의 위치와 Y의 위치에 대응하여, X의 위치와 Y의 위치를 갖는 기계 프레임(45)에 상대적인 적용점을 갖는다. 기판홀더(1)와 마스크 홀더(5)가 반도체기판(19)의 노광중에 기계 프레임(45)에 대해 변위되면, 기판홀더(1)와 마스크 홀더(5)의 지지력(Fs, FM)의 적용점은 또한 기계 프레임(45)에 대해 변위한다. 리소그래피장치의 상기 전기 콘트롤러는 기계 프레임(45)의 기준점(P)에 대한 로렌쯔힘(FL.1, FL.2, FL.3)의 기계적 모멘트의 합이 기준점(P)에 대한 기판홀더(1)와 마스크 홀더(5) 지지력(Fs, FM)의 기계적 모멘트 총합의 방향과 값에 대항하는 방향과 같은 값을 가지도록 로렌쯔힘(FL.1, FL.2, FL.3)의 값을 제어한다.The force actuator 205 integrally formed with the dynamic insulator 51 forms a force actuator system shown diagrammatically in FIG. 9 shows the machine frame 45, the substrate holder 1 and the mask holder 5 displaced relative to the machine frame 45, the base 39 and the three dynamic insulators 51 in a diagram. 9 is a mask holder with a gravity (Gs) center and a position of X (X M) position of the Y (Y M) of the substrate holder (1) having a position (Xs) and the Y position (Ys) of the X The reference point P of the machine frame 45 is further shown with respect to the center of gravity G M of (5). The center of gravity Gs, G M is the center of gravity of the total displacement mass of the substrate holder 1 with the semiconductor substrate 19 and the center of gravity of the total displacement mass of the mask holder 5 with the mask 29. To indicate. As shown in part in Figure 9, the Lorentz force of the three actuators 205, the force (F L.1, L.2 F, F L.3) is the position of X of the reference point (P) (X F.1 , X F.2 , X F.3 ) have an application point on the machine frame 45 with the positions of Y (Y F.1 , Y F.2 , Y F.3 ). Since the machine frame 45 supports the substrate holder 1 and the mask holder 5 in parallel to the vertical Z direction, the mask holder 5 and the substrate holder 1 have support forces Fs and F M , respectively. (1) and on the machine frame 45 having a value corresponding to the gravity value acting on the mask holder 5. The bearing forces Fs and F M correspond to the positions of X and Y of the centers of gravity Gs and G M of the substrate holder 1 and the mask holder 5, respectively. Has an application point relative to 45). When the substrate holder 1 and the mask holder 5 are displaced with respect to the machine frame 45 during the exposure of the semiconductor substrate 19, the support forces Fs and F M of the substrate holder 1 and the mask holder 5 are changed. The point of application also displaces relative to the machine frame 45. The electrical controller of the lithographic apparatus includes a substrate for the Lorentz force is the sum of the mechanical moment of a reference point (F L.1, L.2 F, F L.3) (P) for the reference point (P) of the machine frame 45 Lorentz force (F L.1 , F L.2 , F L) to have the same value as the direction of the sum of the mechanical moments of the holding force (Fs, F M ) of the holder (1) and the mask holder (5). and it controls the value of 0.3).

Figure pct00001
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Figure pct00002
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Figure pct00003
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로렌즈힘(FL.1, FL.2, FL.3)을 제어하는 콘트롤러는 예를들어, 이미 그자체가 공지되어 있고 공연히 사용되는 피드포워드 제어 루프를 포함하며, 콘트롤러는 기판홀더(1)의 위치(Xs, Ys)와 기판홀더(1)와 마스크 홀더(5)를 제어하는 리소그래피 장치의 전기제어유닛(도시안함)으로부터 마스크홀더(5)의 위치(XM,YM)에 대한 정보를 수신하고, 상기 수신된 정보는, 기판홀더(1)와 마스크 홀더(5)의 소망위치에 관한 것이다. 콘트롤러는 선택적으로 그 자체가 공지되고 공연히 실시되는 피드백 제어루프를 구비하고 있으며, 기판홀더(1)의 위치(Xs, Ys)에 대한 정보와 마스크 홀더(5)의 위치(XM, YM)에 대한 정보를 리소그래피장치의 상기 위치 제어 시스템으로부터 수신하며, 상기 수신된 정보는 기판홀더(1)와 마스크 홀더(5)의 측정 위치에 관한 것이다. 콘트롤러는 대안으로 상기 피드포워드와 피드백 제어 루프의 조합을 포함한다. 따라서 힘 작동기 시스템의 로렌쯔 힘(FL.1, FL.2, FL.3)은 보상력을 형성하고, 이것에 의하여 기계 프레임(45)에 관련된 마스크 홀더(5)와 기판 홀더(1)의 중력(Gs, GM) 중심의 변위가 보상된다. 기계 프레임(45)의 기준점(P)에 관한 지지력(Fs, FM)과 로렌쯔의 힘(FL.1, FL.2, FL.3)의 기계 모멘트의 합이 일정한 값과 방향을 가짐으로써, 기판 홀더(1)와 마스크 홀더(5)는 기계 프레임(45)에 관해 실질적으로 일정한 위치를 갖는 소위 가상 중력 중심점을 갖는다. 따라서, 기계 프레임(45)은 반도체 기판(19)의 노광중에 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, 그 결과 기계 프레임(45)은 그것에서 발생될 수 있는 탄성 변형 또는 기계적 진동 또는 동적 절연체(51)상의 낮은 주파수의 진동 운동을 한다.The controller for controlling the lens lens force F L.1 , F L.2 , F L.3 includes , for example, a feedforward control loop which is already known per se and is used in a performance, and the controller is a substrate holder ( From the position (Xs, Ys) of 1) and the electrical control unit (not shown) of the lithographic apparatus which controls the substrate holder 1 and the mask holder 5 to the position X M , Y M of the mask holder 5 And the received information relates to a desired position of the substrate holder 1 and the mask holder 5. 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 Xs, Ys of the substrate 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 apparatus, wherein the received information relates to the measurement position of the substrate holder 1 and the mask holder 5. The controller alternatively includes a combination of the feedforward and feedback control loops. Therefore, Lorentz force actuators of the force system (L.1 F, F L.2, L.3 F) is a mask holder 5 and the substrate holder relating to the machine frame 45 by, and which forms a compensation force (1 The displacement of the center of gravity (Gs, G M ) of) is compensated. The sum of the bearing moments (Fs, F M ) and Lorentz forces (F L.1 , F L.2 , F L.3 ) with respect to the reference point (P) of the machine frame (45) is a constant value and direction. By having it, the substrate holder 1 and the mask holder 5 have a so-called virtual gravity center point having a substantially constant position with respect to the machine frame 45. Thus, the machine frame 45 does not detect the movement of the actual center point of the gravity Gs, G M of the mask holder 5 and the substrate holder 1 during 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, F M with respect to the reference point P, and as a result The machine frame 45 makes a low frequency vibrational motion on the elastic strain or mechanical vibration or dynamic insulator 51 that may occur therefrom.

3 개의 동적 절연체(51)와 3 개의 힘 작동기(205)가 통합됨으로서 콤팩트되고 간단한 구조의 힘 작동기 시스템과 리소그래피 장치가 된다. 게다가 동적 절연체(51)의 삼각형 배열은 힘 작동기 시스템의 작동을 특히 안정되게 한다. 힘 작동기 시스템의 보상력이 로렌쯔 힘을 배타적으로 포함하므로, 기계적 진동이 베이스(39)에 일어나고 힘 프레임(41)이 힘 작동기(205)를 통하여 기계 프레임(45)에 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. Since the compensating force of the force actuator system exclusively includes Lorentz forces, mechanical vibrations occur on the base 39 and no force frame 41 is transmitted to the machine frame 45 through the force actuator 205.

상기에 기술된 수단, 즉, 위치 설정 장치(21,31)의 반작용력을 힘 프레임(41) 안으로의 배타적인 직접 도입, 로렌쯔 힘에 의해 배타적으로 힘 프레임(41)에 기판 홀더(1)와 마스크 홀더(5)의 직접 연결 및, 힘 작동기(205)의 보상력은 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 가이드(65)와 그래나이트(granite) 지지대(143)의 상부면(141)에 있는 기판 홀더(1)와 마스크 홀더(5)의 공기정력학적 베어링에 의해 발생되는 것과 같은 예외가 생길수 있다. 그러나 상기 마찰력은 비교적 작기 때문에 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 리소그래피 장치의 구성요소는 서로에 관해 한정된 위치에 정확하게 자리잡는다. 특히, 포커싱 시스템(3)과 관련된 기판 홀더(1)의 위치와 포커싱시스템(3)과 관련된 마스크 홀더(5)의 위치가 매우 정확하게 한정되고, 또한, 기판 홀더(1)와 마스크 홀더(5)가 위치 설정 장치(21, 31)에 의해 포커싱 시스템(3)과 관련되어 매우 정확하게 위치될 수 있다는 것은, 마스크상에 존재하는 반도체 회로의 패턴이 미크론 이하 범위의 정확성으로 반도체 기판상에 투영될 수 있다는 것을 의미한다. 더욱이, 기계 프레임(45)과 포커싱 시스템(3)이 기계적 진동이나 탄성 변형을 받지 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 프레임으로서 작용할 수 있다는 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 차지된 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 이루어질 수 있다. 마스크 홀더(5)가 X 방향에 평행하게 위치될 수 있을 뿐만 아니라 Y 방향에 평행하게 위치되고 회전축(67)에 관해 회전될 수 있기 때문에, 상기에 기술한 바와 같이 본발명에 따른 리소그래피 장치에 의해 제조될 수 있는 미크론 이하 범위의 작은 치수로 된 반도체 기판(19)상에 마스크(29)의 패턴을 형성시키는데 있어서 높은 정밀도를 가지게 된다.Exclusive direct introduction of the reaction forces of the above-described means, namely the positioning devices 21, 31 into the force frame 41, by the Lorentz force exclusively by the substrate holder 1 with the force frame 41. The direct connection of the mask holder 5 and the compensating 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, a viscous horizontal frictional force is applied to the planar guide 65 of the support member 57 and the upper surface 141 of the granite support 143 during the movement of the substrate holder 1 and the mask holder 5. Exceptions can occur, such as those caused by the aerodynamic bearings of the substrate holder 1 and the mask holder 5 in the present invention. 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 devices 21, 31, so that the pattern of the semiconductor circuit present on the mask can be projected onto the semiconductor substrate with an accuracy in the sub-micron range. It means that there is. Moreover, since the machine frame 45 and the focusing system 3 are not subjected to mechanical vibrations or elastic deformations, 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 that it can serve as a reference frame for the position control system of the substrate holder 1 and the mask holder 5 directly mounted to the machine frame 45. The direct mounting of the position sensor to the machine frame 45 means that the position occupied 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 axis of rotation 67, by the lithographic 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 sub-micron range which can be manufactured.

본 발명에 따른 리소그래피 장치에는 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 이동가능한 마스크 홀더(5)가 구비된다. 위치 설정 장치(21,31)는 공통 제 1 프레임, 즉, 리소그래피 장치의 기계 프레임(45)과 공통 제 2 프레임, 즉, 리소그래피 장치의 힘 프레임(41)을 포함한다. 위치 설정 장치(21,31)는 그들 자신의 제 1 및 제 2 프레임 각각을, 공통 제 1프레임과 그들 자신의 제 2 프레임 각각을 또는 동일 제 2 프레임과 그들 자신의 제 1 프레임 각각으로 구비한다.The lithographic apparatus according to the invention is moved by a substrate holder 1 movable by the first positioning apparatus 21 according to the invention and a second positioning apparatus 31 according to the invention as described above. A possible mask holder 5 is provided. The positioning devices 21, 31 comprise a common first frame, ie a mechanical frame 45 of the lithographic apparatus and a common second frame, ie a force frame 41 of the lithographic apparatus. The positioning devices 21, 31 each have their own first and second frames, each 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 리소그래피 장치가 상기에 기술된 다면 "스텝 앤드 리피트"("step and repeat") 원칙을 사용하는 것을 추가적으로 나타낸다. 예를 들면, 본 발명에 따른 위치 설정 장치는 EP-A-0 498 496에 개시되고 기판 홀더가 포커싱 시스템과 관련해서 비교적 큰 거리를 배타적으로 이동하는 리소그래피장치의 기판 홀더의 이동에 사용된다. 본 발명에 의한 리소그래피장치는 또한 마스크 홀더(5)가 구비된 제 2 위치 설정 장치(31)가 EP-A-0 498 496에 개시된 바와같이 기계 프레임(45)에 관련되어 정지된 종래의 마스크 홀더로 도면에 도시된 바와 같이 리소그래피 장치안에서 대체된다. 본 발명은 또한 리소그래피 장치가 다면 "스텝 앤드 스캔" 원칙 즉, 오직 본 발명에 의한 위치 설정 장치에 의해 구동되는 마스크 홀더와 EP-A-0 498 496에 개시된 바와 같이 종래의 위치 설정장치에 의해 구동되는 기판 홀더에 의해 구동되는 것을 나타낸다. 상기의 내용은 리소그래피 장치의 포커싱 시스템이 비교적 큰 광학적 축소 요인을 갖는다면, 기판 홀더의 이동은 마스크 홀더의 이동에 관해 비교적 적게 되며, 기판홀더의 위치 설정 장치가 기계 프레임에서 비교적 적은 기계적 진동을 일으키게 된다는 것이다.The invention further illustrates that the lithographic apparatus uses the "step and repeat" principle if described above. For example, the positioning device according to the invention is used in the movement of a substrate holder of a lithographic apparatus which is disclosed in EP-A-0 498 496 and in which the substrate holder exclusively travels a relatively large distance with respect to the focusing system. The lithographic apparatus according to the present invention also provides a conventional mask holder in which the second positioning device 31 with the mask holder 5 is stopped in relation to the machine frame 45 as disclosed in EP-A-0 498 496. In the lithographic apparatus as shown in the figure. The present invention also provides a lithographic apparatus that is driven by a conventional " step and scan " principle, i.e. a mask holder driven only by the positioning device according to the invention and a conventional positioning device as disclosed in EP-A-0 498 496. It is driven by the substrate holder. The above is that if the focusing system of the lithographic apparatus has a relatively large optical reduction factor, the movement of the substrate holder is relatively small with respect to the movement of the mask holder, and the positioning device of the substrate holder causes relatively little mechanical vibration in the machine frame. It is.

상기에 기술된 리소그래피 장치는 제 1 위치 설정 장치(21)와 제 2 위치 설정 장치(31)에 공통되고, 기판 홀더(1)와 마스크 홀더(5) 양쪽의 중력 중심 이동이 보상될 수 있는 보상력을 공급하는 힘 작동기 시스템을 포함한다. 본 발명에 따른 리소그래피장치에는 기판 홀더(1)와 마스크 홀더(5)의 중력 중심의 이동이 개별적으로 보정되는 2개의 힘 작동기 시스템이 제공된다. 본 발명에 따른 리소그래피 장치는 마스크 홀더(5)의 중력 중심의 이동이 배타적으로 보정될 수 있는 단일 힘 작동기 시스템을 또한 포함한다. 상기의 내용은 리소그래피 장치의 포커싱 시스템이 비교적 큰 광학적 축소 요인을 갖는다면, 기판 홀더의 중력 중심의 이동은 마스크 홀더의 중력 중심의 이동에 관해 비교적 적게 되며, 기판 홀더의 중력 중심의 이동이 기계 프레임에서 비교적 적은 기계적 진동을 일으키게 된다는 것이다.The lithographic apparatus described above is common to the first positioning device 21 and the second positioning device 31, and a compensation in which gravity center movement of both the substrate holder 1 and the mask holder 5 can be compensated for. And a force actuator system for supplying force. The lithographic apparatus according to the invention is provided with two force actuator systems in which the movement of the center of gravity of the substrate holder 1 and the mask holder 5 is individually corrected. The lithographic apparatus according to the invention also comprises a single force actuator system in which the movement of the center of gravity of the mask holder 5 can be exclusively corrected. The above is that if the focusing system of the lithographic apparatus has a relatively large optical reduction factor, the movement of the center of gravity of the substrate holder is relatively small with respect to the movement of the center of gravity of the mask holder, and the movement of the center of gravity of the substrate holder is a machine frame. Will cause relatively little mechanical vibration.

상기에 기술된 바와 같이 본 발명에 따른 리소그래피 장치는 집적 전자 반도체 회로의 제조에서 반도체 기판을 노광시키는데 사용된다. 상기의 리소그래피 장치는 그 장치에 의해 기판상에 마스크 패턴을 형성시키는 미크론이하 범위의 작은 치수 구조를 갖는 다른 생산품의 제조에도 그 대안으로 사용된다. 자기구역 메모리의 전도 및 검출 패턴 또는 통합 광학 시스템의 구조뿐만 아니라 액정 디스플레이 패턴의 구조와도 그 개념이 연결된다.As described above, the lithographic apparatus according to the invention is used to expose a semiconductor substrate in the manufacture of integrated electronic semiconductor circuits. The lithographic apparatus 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 is connected to the structure of the liquid crystal display pattern as well as the structure of the conduction and detection pattern of the magnetic domain memory or the integrated optical system.

추가적으로 본 발명에 따른 위치 설정 장치는 리소그래피 장치에서 뿐만아니라 특정 목적물 또는 기판이 정밀한 방법으로 위치되어지는 다른 장치들에서도 사용가능하다. 그 실예로 측정 시스템과 스캐닝 시스템과 관련하여 정밀하게 위치되고 이동되는 목적물 또는 재료를 분석하고 측정하는 장치에 사용가능하다. 본 발명에 따른 위치 설정 장치는 렌즈와 같이 미크론이하 범위로 정밀가공되는 소재를 이용한 정밀 기계 공구에도 또한 적용된다. 본 발명에 따른 위치 설정 장치는 회전 공구와 관련하여 소재를 위치 설정 시키는 경우와, 회전 소재와 관련하여 공구를 위치 설정시키는 경우에도 사용된다.In addition, the positioning device according to the invention can be used not only in a lithographic apparatus but also in other apparatuses in which a particular object or substrate is positioned in a precise manner. 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 present invention is also applied to a precision machine tool using a material that is precisely processed in the submicron range, such as a lens. The positioning device according to the present invention is also used for positioning a workpiece in relation to a rotating tool, and for positioning a tool in relation to a rotating workpiece.

상기에 기술된 리소그래피 장치의 제 1 위치 설정 장치(21)는 로렌쯔 힘을 배타적으로 공급하는 제 1 선형 모터와 종래의 제 2, 제 3 선형 모터가 구비된 구동 유닛을 포함하고, 리소그래피 장치의 제 2 위치 설정 장치(31)는 로렌쯔의 힘을 배타적으로 공급하는 제 1 선형 모터와 단일의 종래 제 2 선형 모터가 구비된 구동 유닛을 포함한다. 본 발명은 또한 다른 구동 유닛이 구비된 위치 설정 장치와도 관련된다. 그 실예로서, 모터의 자석 시스템이 제 1 프레임에 의해 지지된 오브젝트 테이블에 고정되며, 상기 모터의 전기 코일 시스템이 제 2 프레임에 고정되고, 로렌쯔 힘을 배타적으로 공급하는 단일의 상기 모터를 포함하는 위치 설정 장치와, 모터의 고정부가 제 2 프레임에 고정되고, 상기 모터의 가동부가 제 1 프레임에 의해 지지된 오브젝트 테이블에 고정된 단일의 종래 상기 모터를 포함하는 위치 설정 장치가 있다.The first positioning device 21 of the lithographic apparatus described above comprises a drive unit equipped with a first linear motor and a conventional second and third linear motor for exclusively supplying Lorentz forces, The second positioning device 31 comprises a drive unit equipped with a first linear motor and a single conventional second linear motor for exclusively supplying the Lorentz force. The invention also relates to a positioning device equipped with another drive unit. As an example, the magnet system of the motor is fixed to an object table supported by the first frame, the electric coil system of the motor is fixed to the second frame, and includes a single said motor exclusively supplying Lorentz force. There is a positioning device and a positioning device including a single conventional motor, in which a fixed part of the motor is fixed to the second frame, and a movable part of the motor is fixed to an object table supported by the first frame.

Claims (22)

오브젝트 테이블 및 구동유닛을 구비한 위치설정장치에 있어서, 상기 위치설정장치는 상기 구동유닛에 의하여 상기 오브젝트 테이블이 X방향에 평행한 가이드위로 변위가능하고, 상기 가이드는 상기 위치설정장치의 제1프레임에 고정되며, 상기 구동유닛의 고정부는 제1프레임으로부터 동적으로 절연되는 위치설정장치의 제2 프레임에 고정되어,A positioning device having an object table and a drive unit, wherein the positioning device is displaceable by the drive unit onto a guide in which the object table is parallel to the X direction, the guide being a first frame of the positioning device. Fixed to the second frame of the positioning device which is dynamically insulated from the first frame, 작동시에 구동유닛상의 오브젝트 테이블에 의해 가해지고 오브젝트 테이블상의 구동유닛에 의해 가해진 구동력으로부터 발생하는 반작용력이 제2프레임으로 배타적으로 전달되는 것을 특징으로 하는 위치설정장치.And a reaction force exerted by the object table on the drive unit in operation and generated from the driving force exerted by the drive unit on the object table is transferred exclusively to the second frame. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 오브젝트 테이블은 작동시에 구동유닛의 전기코일시스템과 자석시스템의 로렌쯔 힘에 의해 구동유닛의 고정부에 배타적으로 결합되는 것을 특징으로 하는 위치설정장치.And the object table is exclusively coupled to the fixed portion of the drive unit by the Lorentz force of the electric coil system and the magnet system of the drive unit during operation. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 자석시스템과 전기코일시스템은 상기 구동유닛의 제1선형모터에 속하고, 상기 구동유닛은 제2프레임에 고정된 고정부와 상기 고정부의 가이드 위로 X방향에 평행하게 변위가능한 가동부를 구비한 제2선형모터와, 상기 오브젝트 테이블에 고정되는 제1선형모터의 자석시스템 및 상기 제2선형모터의 가동부에 고정되는 제1선형모터의 전기코일시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 위치설정장치.The magnet system and the electric coil system belong to the first linear motor of the drive unit, and the drive unit includes a fixed part fixed to the second frame and a movable part which is displaceable parallel to the X direction over the guide of the fixed part. And a second linear motor, a magnet system of the first linear motor fixed to the object table, and an electric coil system of the first linear motor fixed to the movable part of the second linear motor. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 구동유닛은 제2선형모터의 가동부에 고정되는 고정부와 제3선형모터의 고정부의 가이드 위로 X방향에 수직인 Y방향에 평행하게 변위가능한 가동부를 구비한 제3선형모터와, 상기 제3선형모터의 가동부에 고정되는 제1선형모터의 전기코일 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 위치설정장치.The drive unit includes a third linear motor having a fixed part fixed to the movable part of the second linear motor and a movable part displaceable in parallel to the Y direction perpendicular to the X direction over the guide of the fixed part of the third linear motor, And an electric coil system of the first linear motor fixed to the movable part of the three linear motor. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 위치설정장치에는, 작동시에 제1프레임상에 보상력을 가하고 전기제어 유닛에 의하여 제어되는 힘 작동기 시스템이 제공되며, 상기 보상력은 기준점에 대하여 오브젝트 테이블에 작용하는 중력의 기계적 모멘트의 값과 일치하는 값을 갖는 제1프레임의 기준점에 대한 기계적 모멘트 및 상기 중력의 기계적 모멘트의 방향에 대향하는 방향을 가지는 것을 특징으로 하는 위치설정장치.The positioning device is provided with a force actuator system that applies a compensating force on a first frame during operation and is controlled by an electrical control unit, the compensating force being the value of the mechanical moment of gravity acting on the object table with respect to a reference point. And a direction opposite to the direction of the mechanical moment with respect to the reference point of the first frame having a value corresponding to the direction of the mechanical moment of gravity. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 오브젝트 테이블은 수평방향에 평행하게 변위가능한 한편, 상기 힘 작동기 시스템은 수직방향에 평행하게 제1프레임상에 보상력을 가하는 것을 특징으로 하는 위치설정장치.And the object table is displaceable parallel to the horizontal direction, while the force actuator system exerts a compensating force on the first frame parallel to the vertical direction. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 오브젝트 테이블은 수평 X방향에 평행하게 그리고 X방향에 수직하는 수평 Y방향에 평행하게 변위가능한 한편, 상기 힘 작동기 시스템은 서로 삼각형으로 배열된 3개의 힘 작동기를 포함하고, 각각 수직방향에 평행하게 제1프레임상에 보상력을 가하는 것을 특징으로 하는 위치설정장치.The object table is displaceable parallel to the horizontal X direction and parallel to the horizontal Y direction perpendicular to the X direction, while the force actuator system comprises three force actuators arranged in triangles with each other, each parallel to the vertical direction. Positioning device, characterized in that for applying a compensation force on the first frame. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 힘 작동기 시스템은 동적 절연체의 시스템과 일체화되어 이것에 의하여 상기 제1프레임이 상기 위치설정장치의 베이스에 결합되는 것을 특징으로 하는 위치설정장치.And the force actuator system is integrated with a system of dynamic insulators whereby the first frame is coupled to the base of the positioning device. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 보상력은 상기 힘 작동기 시스템의 전기코일시스템과 자석시스템의 로렌쯔 힘을 배타적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 위치설정장치.And said compensating force exclusively comprises the Lorentz force of the electric coil system and the magnet system of said force actuator system. 수직 Z방향에 평행하게, 차례로 방사원, 마스크 홀더, Z방향에 평행하게 지향된 주축을 가진 포커싱 시스템 및 위치설정장치에 의해 Z방향에 수직으로 변위가능한 기판 홀더를 지지하는 기계 프레임을 가진 리소그래피 장치에 있어서,A lithographic apparatus having a machine frame that supports a substrate holder displaceable perpendicularly to the Z direction by a positioning device and a focusing system having a main axis directed in parallel to the vertical Z direction and in turn parallel to the Z direction. In 상기 기판 홀더의 위치설정장치는 오브젝트 테이블 및 구동유닛을 포함하고, 상기 구동유닛에 의하여 상기 오브젝트 테이블이 X방향에 평행하게 가이드 위로 변위가능하며, 상기 가이드는 상기 위치설정장치의 제1프레임에 고정되는 한편, 상기 구동유닛의 고정부는 제1프레임으로부터 동적으로 절연되는 위치설정장치의 제2프레임에 고정되며, 상기 기판 홀더의 위치설정장치의 제1프레임은 상기 리소그래피 장치의 기계 프레임에 속하고, 상기 기판 홀더의 위치설정장치의 제2프레임은 상기 기계 프레임으로부터 동적으로 절연되는 리소그래피 장치의 힘 프레임에 속하여, 작동시에 구동유닛상의 오브젝트 테이블에 의해 가해지고 오브젝트 테이블상의 구동유닛에 의해 가해진 구동력으로부터 발생하는 반작용력이 제2프레임으로 배타적으로 전달될 수 있는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.The positioning device of the substrate holder includes an object table and a driving unit, by which the object table is displaceable onto the guide parallel to the X direction, the guide being fixed to the first frame of the positioning device. On the other hand, the fixing portion of the drive unit is fixed to the second frame of the positioning device that is dynamically insulated from the first frame, the first frame of the positioning device of the substrate holder belongs to the mechanical frame of the lithographic apparatus, The second frame of the positioning device of the substrate holder belongs to the force frame of the lithographic apparatus which is dynamically insulated from the machine frame, and in operation is driven from the driving force applied by the object table on the drive unit and applied by the drive unit on the object table. Generated reaction force can be transferred exclusively to the second frame. Lithographic apparatus, characterized in that. 수식 Z방향에 평행하게, 차례로 방사원, 위치설정장치에 의해 Z방향에 수직으로 변위가능한 마스크 홀더, Z방향에 평행하게 지향된 주축을 가진 포커싱 시스템 및 추가 위치설정장치에 의해 Z방향에 수직으로 변위가능한 기판 홀더를 지지하는 기계 프레임을 가진 리소그래피 장치에 있어서,Displacement perpendicular to the Z direction by a further positioning device, parallel to the Z direction, in turn a radiation source, a mask holder displaceable perpendicularly to the Z direction by the positioning device, a focusing system having a principal axis directed parallel to the Z direction and A lithographic apparatus having a machine frame that supports a possible substrate holder, 상기 마스크 홀더의 위치설정장치는 오브젝트 테이블 및 구동유닛을 포함하고, 상기 구동유닛에 의하여 상기 오브젝트 테이블이 X방향에 평행하게 가이드 위로 변위가능하며, 상기 가이드는 상기 위치설정장치의 제1프레임에 고정되는 한편, 상기 구동유닛의 고정부는 제1프레임으로부터 동적으로 절연되는 위치설정장치의 제2프레임에 고정되고, 상기 마스크 홀더의 위치설정장치의 제1프레임은 상기 리소그래피 장치의 기계 프레임에 속하는 한편, 상기 마스크 홀더의 위치설정장치의 제2프레임은 상기 기계 프레임으로부터 동적으로 절연되는 리소그래피 장치의 힘 프레임에 속하며, 작동시에 구동유닛상의 오브젝트 테이블에 의해 가해지고 오브젝트 테이블상의 구동유닛에 의해 가해진 구동력으로부터 발생하는 반작용력이 제2프레임으로 배타적으로 전달될 수 있는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.The positioning device of the mask holder includes an object table and a driving unit, by which the object table is displaceable onto the guide parallel to the X direction, the guide being fixed to the first frame of the positioning device. On the other hand, the fixing part of the driving unit is fixed to the second frame of the positioning device which is dynamically insulated from the first frame, and the first frame of the positioning device of the mask holder belongs to the machine frame of the lithographic apparatus, The second frame of the positioning device of the mask holder belongs to the force frame of the lithographic apparatus which is dynamically insulated from the machine frame, and in operation is driven from the driving force exerted by the object table on the drive unit and applied by the drive unit on the object table. Generated reaction force is exclusive to the second frame. Lithographic apparatus, which can be delivered to. 제10항에 있어서,The method of claim 10, 상기 마스크 홀더는 상기 위치설정장치에 의해 Z방향에 수직으로 변위가능하고, 상기 마스크 홀더의 위치설정장치의 제1프레임은 상기 리소그래피 장치의 기계 프레임에 속하는 한편, 상기 마스크 홀더의 위치설정장치의 제2프레임은 리소그래피 장치의 힘 프레임에 속하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.The mask holder is displaceable perpendicularly to the Z direction by the positioning device, wherein the first frame of the positioning device of the mask holder belongs to the machine frame of the lithographic apparatus, while the first of the positioning device of the mask holder A lithographic apparatus according to claim 2, wherein the two frames belong to a force frame of the lithographic apparatus. 제11항에 있어서,The method of claim 11, 상기 기판 홀더 및 마스크 홀더의 위치설정장치는, 작동시에 리소그래피 장치의 기계 프레임상에 보상력을 가하고 전기제어유닛에 의하여 제어되는 조인트 힘 작동기 시스템을 구비하며, 상기 보상력은 기준점에 대하여 기판 홀더상에 작용하는 중력의 기계적 모멘트의 합의 값과 일치하는 값의 기계 프레임의 기준점에 대한 기계적 모멘트와, 상기 기준점에 대하여 마스크 홀더상에 작용하는 중력의 기계적 모멘트 및 상기 기계적 모멘트의 합의 방향에 대향하는 방향을 가지는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.The positioning device of the substrate holder and the mask holder has a joint force actuator system which applies a compensating force on the machine frame of the lithographic apparatus during operation and is controlled by the electrical control unit, the compensating force being the substrate holder with respect to the reference point. The mechanical moment relative to the reference point of the mechanical frame at a value coinciding with the sum of the mechanical moments of gravity acting on the phase, and the mechanical moment of gravity acting on the mask holder relative to the reference point and the direction of the sum of the mechanical moments relative to the reference point. Lithographic apparatus characterized by having a direction. 제13항에 있어서,The method of claim 13, 상기 기계 프레임은 리소그래피 장치의 베이스상에 배치되고, 그 위에는 또한 삼각형으로 상호 배열된 3개의 동적 절연체에 의하여 힘 프레임이 배치되는 한편, 상기 조인트 힘 작동기 시스템은 대응하는 하나의 동적 절연체와 각각 일체형으로 되는 별도의 3개의 힘 작동기를 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.The machine frame is arranged on the base of the lithographic apparatus, on which the force frame is arranged by three dynamic insulators arranged in a triangle, respectively, while the joint force actuator system is each integrated with a corresponding one dynamic insulator. A lithographic apparatus comprising three separate force actuators. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 위치설정장치에는, 작동시에 제1프레임상에 보상력을 가하고 전기제어 유닛에 의하여 제어되는 힘 작동기 시스템이 제공되며, 상기 보상력은 기준점에 대하여 오브젝트 테이블상에 작용하는 중력의 기계적 모멘트의 값과 일치하는 값을 갖는 제1프레임의 기준점에 대한 기계적 모멘트 및 상기 중력의 기계적 모멘트의 방향에 대향하는 방향을 가지는 것을 특징으로 하는 위치설정장치.The positioning device is provided with a force actuator system which exerts a compensating force on the first frame during operation and is controlled by an electrical control unit, the compensating force of the mechanical moment of gravity acting on the object table with respect to the reference point. And a direction opposite to the direction of the mechanical moment relative to the reference moment of the first frame having a value coinciding with the value and the mechanical moment of gravity. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 위치설정장치에는, 작동시에 제1프레임상에 보상력을 가하고 전기제어 유닛에 의하여 제어되는 힘 작동기 시스템이 제공되며, 상기 보상력은 기준점에 대하여 오브젝트 테이블상에 작용하는 중력의 기계적 모멘트의 값과 일치하는 값을 갖는 제1프레임의 기준점에 대한 기계적 모멘트 및 상기 중력의 기계적 모멘트의 방향에 대향하는 방향을 가지는 것을 특징으로 하는 위치설정장치.The positioning device is provided with a force actuator system which exerts a compensating force on the first frame during operation and is controlled by an electrical control unit, the compensating force of the mechanical moment of gravity acting on the object table with respect to the reference point. And a direction opposite to the direction of the mechanical moment relative to the reference moment of the first frame having a value coinciding with the value and the mechanical moment of gravity. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 위치설정장치에는, 작동시에 제1프레임상에 보상력을 가하고 전기제어 유닛에 의하여 제어되는 힘 작동기 시스템이 제공되며, 상기 보상력은 기준점에 대하여 오브젝트 테이블상에 작용하는 중력의 기계적 모멘트의 값과 일치하는 값을 갖는 제1프레임의 기준점에 대한 기계적 모멘트 및 상기 중력의 기계적 모멘트의 방향에 대향하는 방향을 가지는 것을 특징으로 하는 위치설정장치.The positioning device is provided with a force actuator system which exerts a compensating force on the first frame during operation and is controlled by an electrical control unit, the compensating force of the mechanical moment of gravity acting on the object table with respect to the reference point. And a direction opposite to the direction of the mechanical moment relative to the reference moment of the first frame having a value coinciding with the value and the mechanical moment of gravity. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 힘 작동기 시스템은 동적 절연체의 시스템과 일체형으로 되고, 이것에 의하여 제1프레임이 상기 위치설정장치의 베이스에 결합되는 것을 특징으로 하는 위치설정장치.The force actuator system is integral with the system of dynamic insulator, whereby the first frame is coupled to the base of the positioning device. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 힘 작동기 시스템은 동적 절연체의 시스템과 일체형으로 되고, 이것에 의하여 제1프레임이 상기 위치설정장치의 베이스에 결합되는 것을 특징으로 하는 위치설정장치.The force actuator system is integral with the system of dynamic insulator, whereby the first frame is coupled to the base of the positioning device. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 보상력은 상기 힘 작동기 시스템의 전기코일시스템 및 자석시스템의 로렌쯔 힘을 배타적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 위치설정장치.And said compensating force exclusively comprises Lorentz forces of an electric coil system and a magnet system of said force actuator system. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 보상력은 상기 힘 작동기 시스템의 전기코일시스템 및 자석시스템의 로렌쯔 힘을 배타적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 위치설정장치.And said compensating force exclusively comprises Lorentz forces of an electric coil system and a magnet system of said force actuator system. 제8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 보상력은 상기 힘 작동기 시스템의 전기코일시스템 및 자석시스템의 로렌쯔 힘을 배타적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 위치설정장치.And said compensating force exclusively comprises Lorentz forces of an electric coil system and a magnet system of said force actuator system.
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JPH06140305A (en) * 1992-10-28 1994-05-20 Nikon Corp Projection aligner
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