KR101415371B1

KR101415371B1 - Supporting device and light exposure device

Info

Publication number: KR101415371B1
Application number: KR1020127006711A
Authority: KR
Inventors: 히로시 이케부치; 야스타카 기리우; 사토루 도가와
Original assignee: 엔에스케이 테쿠노로지 가부시키가이샤
Priority date: 2010-05-07
Filing date: 2011-05-02
Publication date: 2014-07-04
Also published as: JP5702373B2; CN102484046B; JPWO2011138938A1; TWI435404B; CN102484046A; WO2011138938A1; KR20120040748A; TW201203440A

Abstract

재현성 높게 스테이지의 각도 조정을 실시할 수 있는 지지 장치 및 노광 장치를 제공한다.
스프링 부재 (450) 가 이동 부재 (439) 의 아암 (439c) 의 상면과, 기판 지지부 (442) 의 하면에 장착되어, Z 축 방향으로 일체적으로 이동하기 때문에, 하우징 (431) 과 연결하는 경우에 비해 스프링 부재 (450) 의 형상 변화가 억제되고, 따라서, 이동 부재 (439) 의 이동에 관계없이, 안정적인 기판 스테이지 (20) 의 위치 정밀도를 얻을 수 있다. Provided are a supporting device and an exposure device capable of performing angle adjustment of a stage with high reproducibility.
Since the spring member 450 is mounted on the upper surface of the arm 439c of the moving member 439 and the lower surface of the substrate supporting portion 442 and integrally moves in the Z axis direction, The positional accuracy of the substrate stage 20 can be stably obtained regardless of the movement of the movable member 439. [

Description

SUPPORTING DEVICE AND LIGHT EXPOSURE DEVICE

본 발명은, 예를 들어 각종의 제조, 검사 등에서 사용되는 가동 스테이지의 기울기 조정용 지지 장치 및 노광 장치에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a support device for tilt adjustment of a movable stage and an exposure apparatus used in, for example, various kinds of manufacturing, inspection and the like.

반도체 제조 공정 등에 있어서, 반도체 실리콘 웨이퍼의 평면도나 평행도 및 두께의 편차를 측정하기 위해 간섭계가 사용되는 경우가 있다. 그런데, 측정 대상이 되는 반도체 실리콘 웨이퍼의 각 치수를 양호한 정밀도로 측정하기 위해서는, 간섭계의 검사광을, 측정 대상의 표면에 소정 각도에서 양호한 정밀도로 조사할 필요가 있다. 따라서, 측정 대상을 양호한 정밀도로 기울일 수 있도록 스테이지를 지지하는 장치가 사용되고 있다. 특허문헌 1 은 이러한 용도에 사용되는 종래 기술의 지지 장치를 개시하고 있다. 특허문헌 1 의 지지 장치는, 3 개의 Z 축 구동부에 의해, 스테이지의 3 점을 Z 축 방향으로 임의의 양만큼 구동시킴으로써 스테이지의 임의의 각도 조정을 실시하게 하고 있다. An interferometer may be used to measure variations in the flatness, parallelism, and thickness of semiconductor silicon wafers in semiconductor manufacturing processes and the like. In order to measure each dimension of the semiconductor silicon wafer to be measured with good precision, it is necessary to irradiate the inspection light of the interferometer to the surface of the object to be measured at a predetermined angle with a good precision. Therefore, an apparatus for supporting the stage so that the measurement target can be tilted with a good precision is used. Patent Document 1 discloses a prior art support device used for such use. In the support device of Patent Document 1, arbitrary angle adjustment of the stage is performed by driving three points of the stage by an arbitrary amount in the Z-axis direction by three Z-axis drive portions.

일본 공개특허공보 제2004-47852호Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-47852

그런데, 스테이지의 3 점을 Z 축 방향으로 구동시킬 때에 있어서의 한 가지 문제는, 이러한 스테이지를, Z 축 방향과 교차하는 방향 (X 축 방향이나 Y 축 방향) 으로 어떻게 구속할 것인가에 관한 것이다. 이 구속이 지나치게 강하면 스테이지의 각도 조정이 곤란해지는 한편, 구동이 지나치게 약하면 스테이지가 X 축 방향이나 Y 축 방향으로 이동하여, 스테이지의 위치 결정이 곤란해진다. One problem in driving three points of the stage in the Z-axis direction relates to how to arrange such a stage in the direction (X-axis direction or Y-axis direction) intersecting with the Z-axis direction. If the constraint is excessively strong, it becomes difficult to adjust the angle of the stage. On the other hand, if the drive is too weak, the stage moves in the X-axis direction or the Y-axis direction, making it difficult to position the stage.

그래서, 스테이지와 이 스테이지를 지지하는 기대를, X 축 방향이나 Y 축 방향으로는 잘 휘지 않고 Z 축 방향으로는 휘기 쉬운 판스프링으로 연결하여, Z 축 구동부에 의한 스테이지의 Z 축 방향의 이동시에, 판스프링이 스테이지의 X 축 방향이나 Y 축 방향의 이동을 구속하지만, Z 축 방향으로는 스테이지의 이동을 허용하도록 한 기술이 개발되어 있다. 그러나, 판스프링은 기대에 연결되어 있기 때문에, 스테이지가 Z 축 방향으로 이동하면, 기대에 대해 미소하긴 하지만 X 축 방향이나 Y 축 방향으로도 이동하여, 위치 결정의 재현성이 얻어지지 않는다는 문제가 있다. 이에 대해, E 자 형상의 판스프링을 사용하여, 스테이지의 Z 축 방향의 이동에 대한 X 축 방향이나 Y 축 방향으로의 이동을 감소시키는 기술도 개발되어 있지만, 판스프링의 형상 변화가 큰 경우에는, 그 성능에 오차가 발생하여 스테이지의 위치가 안정되지 않는다는 문제가 있다. Thus, the stage and the base for supporting the stage are connected by a flexible spring which is not bent in the X-axis direction or the Y-axis direction but plied in the Z-axis direction, so that when the stage is moved in the Z- , A technique has been developed in which the leaf spring restrains movement of the stage in the X-axis direction and the Y-axis direction, while allowing movement of the stage in the Z-axis direction. However, since the leaf spring is connected to the base, when the stage moves in the Z-axis direction, the base plate moves slightly in the X-axis direction and the Y-axis direction though it is minute with respect to the base, and the reproducibility of positioning can not be obtained . On the other hand, a technique has been developed to reduce the movement of the stage in the X-axis direction and the Y-axis direction with respect to the movement of the stage in the Z-axis direction by using the leaf spring of the E-shape. However, , There is a problem that an error occurs in the performance and the position of the stage is not stabilized.

그래서, 본 발명은 이러한 종래 기술의 과제를 감안하여, 재현성 높게 스테이지의 각도 조정을 실시할 수 있는 지지 장치 및 노광 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to provide a supporting apparatus and an exposure apparatus capable of performing angle adjustment of a stage with high reproducibility in view of the problems of the prior art.

본 발명의 지지 장치는, 스테이지를 이동시킬 수 있게 지지하는 지지 장치에 있어서, The supporting device of the present invention is a supporting device for supporting the stage so as to be movable,

기대와, With expectation,

상기 기대 상에, 상하 방향으로 이동할 수 있게 장착된 이동 부재와, A moving member movably mounted in the vertical direction on the base,

상기 이동 부재를, 상기 상하 방향으로 구동시키는 구동 수단과, Driving means for driving the moving member in the vertical direction,

상기 스테이지와 상기 이동 부재의 상대 경동(傾動)을 허용하면서 양자를 연결하는 관절 수단과, Joint means for connecting the stage and the movable member while allowing relative tilting of the movable member,

상기 스테이지와 상기 이동 부재를 연결하는 스프링 부재를 갖고, And a spring member connecting the stage and the movable member,

상기 스프링 부재는, 상기 상하 방향에 있어서의 스프링 강성이, 상기 상하 방향에 직교하는 방향의 스프링 강성보다 낮게 되어 있는 것을 특징으로 한다.The spring member is characterized in that the spring rigidity in the up-and-down direction is lower than the spring rigidity in the direction perpendicular to the up-down direction.

본 발명의 노광 장치는, In the exposure apparatus of the present invention,

마스크를 유지하는 마스크 유지부와,A mask holding portion for holding a mask,

상기 마스크 유지부를 구동시키는 마스크 구동 기구와,A mask driving mechanism for driving the mask holding unit,

기판을 유지하는 기판 유지부와,A substrate holding portion for holding a substrate;

상기 기판 유지부를 구동시키는 기판 구동 기구와,A substrate driving mechanism for driving the substrate holder,

상기 마스크를 통하여 상기 기판에 패턴 노광용 광을 조사하는 조사 수단을 갖는 노광 장치로서,And an irradiation means for irradiating the substrate with the pattern exposure light through the mask,

상기 기판 구동 기구는, 상기 기판 유지부를 상하 방향으로 구동시킬 수 있음과 함께, 상기 기판 유지부의 기울기를 조정할 수 있게 하기 위해, 상기 기판 유지부의 대향하는 2 변 중, 일방의 변에 적어도 1 개, 타방의 변에 적어도 2 개 각각 배치된 상하 방향 및 틸트 조정 기구를 갖고, 상기 각 상하 방향 및 틸트 조정 기구는, 상기 지지 장치에 의해 구성되는 것을 특징으로 한다. Wherein the substrate driving mechanism is capable of driving the substrate holding portion in the up and down direction and at least one of two opposing sides of the substrate holding portion is provided on one side of the substrate holding portion in order to adjust the inclination of the substrate holding portion, A vertical direction and a tilt adjusting mechanism which are respectively disposed on the other side and at least two of the vertical direction and the tilt adjusting mechanism are constituted by the supporting device.

본 발명에 의하면, 상기 스테이지와 상기 이동 부재를 연결하는 스프링 부재에 있어서, 상기 상하 방향에 있어서의 스프링 강성이, 상기 상하 방향에 직교하는 방향의 스프링 강성보다 낮게 되어 있기 때문에, 상기 스테이지의 상기 상하 방향에 직교하는 방향의 변위를 제한하지만, 상기 상하 방향으로는 상기 스테이지의 변위를 허용하고, 또한 상기 스프링 부재가 상기 이동 부재와 함께 이동하기 때문에, 상기 스프링 부재의 형상 변화를 억제하여, 상기 이동 부재의 이동에 관계없이, 안정적인 상기 스테이지의 위치 정밀도를 얻을 수 있다. According to the present invention, in the spring member connecting the stage and the movable member, the spring rigidity in the up-and-down direction is lower than the spring rigidity in the direction perpendicular to the up-down direction, The displacement of the stage is allowed in the up and down direction and the spring member is moved together with the movable member so that the change of the shape of the spring member is suppressed, The positional accuracy of the stage can be obtained stably regardless of the movement of the member.

또한, 상기 이동 부재에는 상기 상하 방향을 따라 배치된 가이드 레일이 형성되고, 상기 기대에는, 상기 가이드 레일에 대해 상대 이동할 수 있는 슬라이더가 형성되어 있으면, 상기 이동 부재의 이동을 양호한 정밀도로 실시할 수 있다. 단, 상기 이동 부재에 슬라이더를 형성하고, 상기 기대에 가이드 레일을 형성해도 된다.Further, if the movable member is provided with the guide rails arranged along the up-and-down direction and the slider capable of moving relative to the guide rails is formed in the base, movement of the movable member can be performed with good precision have. However, a slider may be formed on the moving member, and a guide rail may be formed on the base.

또한, 상기 구동 수단은, 모터와, 상기 모터의 회전 운동을 축선 운동으로 변환시키는 변환 기구와, 상기 변환 기구에 의해 변환된 축선 운동에 의해, 상기 상하 방향과 교차하는 수평 방향으로 이동할 수 있는 쐐기 부재를 갖고, 상기 쐐기 부재가 상기 수평 방향으로 이동함에 따라, 상기 이동 부재가, 상기 상하 방향으로 이동하도록 되어 있으면 바람직하다. The driving means includes a motor, a conversion mechanism for converting the rotational motion of the motor into axial motion, and a wedge capable of moving in the horizontal direction intersecting with the up and down direction by the axial movement converted by the conversion mechanism. And the moving member is allowed to move in the vertical direction as the wedge member moves in the horizontal direction.

도 1 은 노광 유닛에 적용되는 근접 노광 장치 본체를 설명하기 위한 일부 분해 사시도이다.
도 2 는 도 1 에 나타내는 근접 노광 장치 본체의 정면도이다.
도 3 은 도 1 에 나타내는 마스크 유지부의 확대 사시도이다.
도 4 는 Z-틸트 조정 기구 (43) 의 사시도이다.
도 5 는 Z-틸트 조정 기구 (43) 의 측면도이다.
도 6(a) 는 Z-틸트 조정 기구 (43) 와 함께 나타내는 기판 스테이지 (20) 의 상면도이고, 도 6(b) 는 Z-틸트 조정 기구 (43) 의 확대 상면도이며, 도 6(c) 는 스프링 부재 (450) 의 부분 확대도이다.
도 7(a) 는 본 발명의 제 1 변형예에 관련된 Z-틸트 조정 기구 (43) 의 측면도이고, 도 7(b) 는 도 7(a) 의 화살표 Ⅶ 에서 본 구동 수단의 도면이다.
도 8 은 본 발명의 제 2 변형예에 관련된 스프링 부재 (450) 주변의 확대 측면도이다. 1 is a partially exploded perspective view for explaining a main body of a proximity exposure apparatus applied to an exposure unit.
2 is a front view of the main body of the proximity exposure apparatus shown in Fig.
3 is an enlarged perspective view of the mask holding portion shown in Fig.
4 is a perspective view of the Z-tilt adjusting mechanism 43. Fig.
5 is a side view of the Z-tilt adjusting mechanism 43. Fig.
6A is a top view of the substrate stage 20 together with the Z-tilt adjusting mechanism 43. FIG. 6B is an enlarged top view of the Z-tilt adjusting mechanism 43, and FIG. c) is a partial enlarged view of the spring member 450. Fig.
FIG. 7A is a side view of the Z-tilt adjusting mechanism 43 according to the first modification of the present invention, and FIG. 7B is a view of the driving means seen from the arrow VII of FIG.
8 is an enlarged side view of the vicinity of the spring member 450 according to the second modification of the present invention.

이하, 본 발명에 관련된 지지 장치를 사용한 노광 유닛에 대하여 도면에 기초하여 상세하게 설명한다. 여기에서는, Z 축 방향을 상하 방향으로 하고, X 축 방향과 Y 축 방향을 수평 방향으로 한다. DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an exposure unit using a supporting apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Here, the Z-axis direction is the vertical direction, and the X-axis direction and the Y-axis direction are the horizontal direction.

노광 유닛은 제 1 층을 노광하는 제 1 근접 노광 장치 본체와, 제 2 층을 노광하는 제 2 근접 노광 장치 본체와, 제 3 층을 노광하는 제 3 근접 노광 장치 본체와, 제 4 층을 노광하는 제 4 근접 노광 장치 본체를 갖는다. 여기에서, 제 1 ∼ 제 4 근접 노광 장치 본체는, 후술하는 기판 유지부의 흡착면이 상이한 구성이면 되기 때문에, 제 1 근접 노광 장치 본체 (2) 에 대해서만 이하에서 상세하게 서술하고, 그 이외는 생략한다. The exposure unit includes a first proximity exposure apparatus main body for exposing the first layer, a second proximity exposure apparatus main body for exposing the second layer, a third proximity exposure apparatus main body for exposing the third layer, And a fourth near-field exposure apparatus main body. Here, since the first to fourth proximity exposure apparatus main bodies only need to have a structure in which a suction surface of a substrate holding section described later is different from each other, only the first proximity exposure apparatus main body 2 will be described in detail below, do.

도 1 에 나타내는 바와 같이, 제 1 근접 노광 장치 본체 (2) 는, 마스크 (M) 를 유지하는 마스크 스테이지 (10 ; 마스크 유지부) 와, 유리 기판 (W ; 피노광재) 을 유지하는 기판 스테이지 (20 ; 기판 유지부) 와, 패턴 노광용 조사 수단으로서의 조명 광학계 (30) 와, 기판 스테이지 (20) 를 X 축, Y 축, Z 축 방향으로 이동시키고, 또한 기판 스테이지 (20) 의 틸트 조정을 실시하는 기판 스테이지 이동 기구 (40 ; 기판 구동 기구) 와, 마스크 스테이지 (10) 및 기판 스테이지 이동 기구 (40) 를 지지하는 장치 베이스 (50) 를 구비한다.1, the first proximity exposure apparatus main body 2 includes a mask stage 10 (mask holding section) for holding a mask M, a substrate stage (mask holding section) 10 for holding a glass substrate W The substrate stage 20 is moved in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions, and the tilt adjustment of the substrate stage 20 is performed And a device base 50 for supporting the mask stage 10 and the substrate stage moving mechanism 40. The substrate stage moving mechanism 40 moves the substrate stage moving mechanism 40 to a predetermined position.

또한, 유리제 기판 (W) 은, 마스크 (M) 에 대향 배치되어 있으며, 이 마스크 (M) 에 그려진 마스크 패턴을 노광 전사하기 위해 표면 (마스크 (M) 의 대향면측) 에 감광제가 도포되어 있다. 또, 마스크 (M) 는 용융 석영으로 이루어지고, 장방형 형상으로 형성되어 있다. The glass substrate W is disposed opposite to the mask M and a photosensitive agent is applied to the surface (the opposite surface side of the mask M) for exposure transfer of the mask pattern drawn on the mask M. The mask M is made of fused quartz, and is formed in a rectangular shape.

먼저, 조명 광학계 (30) 부터 설명한다. 조명 광학계 (30) 는, 자외선 조사용 광원인 예를 들어 고압 수은 램프 (31) 와, 이 고압 수은 램프 (31) 로부터 조사된 광을 집광하는 요면경 (32) 과, 이 요면경 (32) 의 초점 근방에 자유롭게 전환할 수 있게 배치된 2 종류의 옵티컬 인티그레이터 (33) 와, 광로의 방향을 바꾸기 위한 평면 미러 (35, 36) 및 구면 미러 (37) 와, 이 평면 미러 (36) 와 옵티컬 인티그레이터 (33) 사이에 배치되어 조사 광로를 개폐 제어하는 노광 제어용 셔터 (34) 를 구비한다.First, the illumination optical system 30 will be described. The illumination optical system 30 includes a high pressure mercury lamp 31 as an ultraviolet light source for illuminating ultraviolet rays, a concave mirror 32 for condensing the light irradiated from the high pressure mercury lamp 31, Two planar mirrors 35 and 36 and a spherical mirror 37 for changing the direction of the optical path and two planar mirrors 36 and 37 for optical in- And an exposure control shutter 34 disposed between the grooves 33 for controlling the opening and closing of the irradiation optical path.

그리고, 조명 광학계 (30) 에서는, 노광시에 노광 제어용 셔터 (34) 가 개방 제어되면, 고압 수은 램프 (31) 로부터 조사된 광이, 도 1 에 나타내는 광로 (L) 를 거쳐, 마스크 스테이지 (10) 에 유지되는 마스크 (M), 나아가서는 기판 스테이지 (20) 에 유지되는 기판 (W) 의 표면에 대해 수직으로 패턴 노광용 평행광으로서 조사된다. 이로써, 마스크 (M) 의 마스크 패턴이 기판 (W) 상에 노광 전사된다. When the exposure control shutter 34 is opened and controlled at the time of exposure, the illumination optical system 30 irradiates light from the high-pressure mercury lamp 31 through the optical path L shown in FIG. 1 to the mask stage 10 As a parallel light for pattern exposure perpendicularly to the surface of the substrate W held on the mask M held by the substrate stage 20, that is, the substrate stage 20. Thereby, the mask pattern of the mask M is exposed and transferred onto the substrate W.

마스크 스테이지 (10) 는, 도 1 ∼ 도 3 에 나타내는 바와 같이, 중앙부에 직사각형 형상의 개구부 (11a) 가 형성되는 마스크 스테이지 베이스 (11) 와, 마스크 스테이지 베이스 (11) 의 개구부 (11a) 에 X 축, Y 축, θ 방향으로 이동할 수 있게 장착되는 마스크 유지틀 (12) 과, 마스크 유지틀 (12) 에 장착되며, 마스크 (M) 를 흡착 유지하는 척부 (14) 와, 마스크 유지틀 (12) 과 척부를 X 축, Y 축, θ 방향으로 이동시켜, 이 마스크 유지틀 (12) 에 유지되는 마스크 (M) 의 위치를 조정하는 마스크 위치 조정 기구 (16 ; 마스크 구동 기구) 를 구비한다.1 to 3, the mask stage 10 includes a mask stage base 11 having a rectangular opening 11a formed at the center thereof, and an XY stage 11a formed in the opening 11a of the mask stage base 11, A chuck 14 mounted on the mask holding frame 12 for holding and holding the mask M and a mask holding frame 12 for holding the mask M by suction, And a mask position adjusting mechanism 16 (mask driving mechanism) for adjusting the position of the mask M held in the mask holding frame 12 by moving the mask holding frame 12 and the chuck in the X-axis, Y-axis, and θ directions.

마스크 스테이지 베이스 (11) 는, 장치 베이스 (50) 상에 세워 형성되는 지주 (51) 및 지주 (51) 의 상단부에 형성되는 Z 축 이동 장치 (52) 에 의해 Z 축 방향으로 이동할 수 있게 지지되고, 기판 스테이지 (20) 의 상방에 배치된다. Z 축 이동 장치 (52) 는, 예를 들어 모터 및 볼 나사 등으로 이루어지는 전동 액추에이터, 혹은 공기 압력 실린더 등을 구비하고, 단순한 상하 동작을 실시함으로써 마스크 스테이지 (10) 를 소정 위치까지 승강시킨다. 또한, Z 축 이동 장치 (52) 는, 마스크 (M) 를 교환하거나 워크 척 (21) 을 세정하는 등의 경우에 사용된다. The mask stage base 11 is supported so as to be movable in the Z axis direction by a strut 51 formed on the apparatus base 50 and a Z axis moving device 52 formed at the upper end of the strut 51 , And is disposed above the substrate stage (20). The Z-axis moving device 52 includes an electric actuator such as a motor and a ball screw, or an air pressure cylinder. The Z-axis moving device 52 elevates the mask stage 10 to a predetermined position by simply performing vertical movement. The Z-axis moving device 52 is used in the case of exchanging the mask M, cleaning the work chuck 21, and the like.

마스크 위치 조정 기구 (16) 는, 마스크 유지틀 (12) 의 X 축 방향을 따른 1 변에 장착되는 1 대의 Y 축 방향 구동 장치 (16y) 와, 마스크 유지틀 (12) 의 Y 축 방향을 따른 1 변에 장착되는 2 대의 X 축 방향 구동 장치 (16x) 를 구비한다.The mask position adjustment mechanism 16 includes one Y-axis direction driving device 16y mounted on one side of the mask holding frame 12 along the X-axis direction and a Y- And two X-axis direction driving devices 16x mounted on one side.

그리고, 마스크 위치 조정 기구 (16) 에서는, 1 대의 Y 축 방향 구동 장치 (16y) 를 구동시킴으로써 마스크 유지틀 (12) 을 Y 축 방향으로 이동시키고, 2 대의 X 축 방향 구동 장치 (16x) 를 동일하게 구동시킴으로써 마스크 유지틀 (12) 을 X 축 방향으로 이동시킨다. 또, 2 대의 X 축 방향 구동 장치 (16x) 의 어느 일방을 구동시킴으로써 마스크 유지틀 (12) 을 θ 방향으로 이동 (Z 축 둘레의 회전) 시킨다. The mask position adjusting mechanism 16 moves the mask holding frame 12 in the Y axis direction by driving one Y axis direction driving device 16y and drives the two X axis direction driving devices 16x in the same Thereby moving the mask holding frame 12 in the X-axis direction. The mask holding frame 12 is moved in the? Direction (rotation around the Z axis) by driving either one of the two X axis direction driving devices 16x.

또한, 마스크 스테이지 베이스 (11) 의 상면에는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 마스크 (M) 와 기판 (W) 의 대향면 사이의 갭을 측정하는 갭 센서 (17) 와, 척부 (14) 에 유지되는 마스크 (M) 의 장착 위치를 확인하기 위한 마스크용 얼라이먼트 카메라 (18) 가 형성된다. 이들 갭 센서 (17) 및 마스크용 얼라이먼트 카메라 (18) 는, 이동 기구 (19) 를 통하여 X 축, Y 축 방향으로 이동할 수 있게 유지되고, 마스크 유지틀 (12) 내에 배치된다. 3, the upper surface of the mask stage base 11 is provided with a gap sensor 17 for measuring a gap between the opposing surfaces of the mask M and the substrate W, A mask alignment camera 18 for confirming the mounting position of the mask M is formed. The gap sensor 17 and the mask alignment camera 18 are held so as to be movable in the X and Y axis directions through the moving mechanism 19 and are disposed in the mask holding frame 12. [

또한, 마스크 스테이지 베이스 (11) 의 상면에는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 마스크 스테이지 베이스 (11) 의 개구부 (11a) 의 X 축 방향의 양 단부(端部)에, 마스크 (M) 의 양 단부를 필요에 따라 차폐하는 마스킹 애퍼처 (38) 가 형성된다. 이 마스킹 애퍼처 (38) 는 모터, 볼 나사 및 리니어 가이드 등으로 이루어지는 마스킹 애퍼처 구동 기구 (39) 에 의해 X 축 방향으로 이동할 수 있게 되어, 마스크 (M) 의 양 단부의 차폐 면적을 조정한다. 또한, 마스킹 애퍼처 (38) 는, 개구부 (11a) 의 X 축 방향의 양 단부뿐만 아니라, 개구부 (11a) 의 Y 축 방향의 양 단부에 마찬가지로 형성해도 된다.3, on both sides in the X-axis direction of the opening 11a of the mask stage base 11, both ends of the mask M are fixed to the upper surface of the mask stage base 11, A masking aperture 38 is formed for shielding as needed. The masking aperture 38 can be moved in the X-axis direction by a masking aperture drive mechanism 39 composed of a motor, a ball screw, and a linear guide, thereby adjusting the shielding area of both ends of the mask M . The masking apertures 38 may be formed at both ends in the Y-axis direction of the opening 11a as well as at both ends in the X-axis direction of the opening 11a.

기판 스테이지 (20) 는, 도 1 및 도 2 에 나타내는 바와 같이, 기판 스테이지 이동 기구 (40) 상에 설치되어 있으며, 기판 (W) 을 기판 스테이지 (20) 에 유지하기 위한 흡착면 (22) 을 상면에 갖는 워크 척 (21) 을 구비한다. 또한, 워크 척 (21) 은, 진공 흡착에 의해 기판 (W) 을 유지하고 있다. 1 and 2, the substrate stage 20 is provided on the substrate stage moving mechanism 40 and includes a suction surface 22 for holding the substrate W on the substrate stage 20 And a work chuck 21 provided on the upper surface. Further, the work chuck 21 holds the substrate W by vacuum adsorption.

기판 스테이지 이동 기구 (40) 는, 도 1 및 도 2 에 나타내는 바와 같이, 기판 스테이지 (20) 를 Y 축 방향으로 이동시키는 Y 축 이송 기구 (41) 와, 기판 스테이지 (20) 를 X 축 방향으로 이동시키는 X 축 이송 기구 (42) 와, 기판 스테이지 (20) 의 틸트 조정을 실시함과 함께, 기판 스테이지 (20) 를 Z 축 방향으로 미동시키는 Z-틸트 조정 기구 (43 ; 상하 방향 및 틸트 조정 기구, 지지 장치) 를 구비한다.1 and 2, the substrate stage moving mechanism 40 includes a Y-axis moving mechanism 41 for moving the substrate stage 20 in the Y-axis direction, a Y-axis moving mechanism 41 for moving the substrate stage 20 in the X- And a Z-tilt adjusting mechanism (43) for adjusting the tilt of the substrate stage (20) in the Z-axis direction and moving the substrate stage (20) in the Z- Mechanism, support device).

Y 축 이송 기구 (41) 는, 장치 베이스 (50) 의 상면에 Y 축 방향을 따라 설치되는 1 쌍의 리니어 가이드 (44) 와, 리니어 가이드 (44) 에 의해 Y 축 방향으로 이동할 수 있게 지지되는 Y 축 테이블 (45) 과, Y 축 테이블 (45) 을 Y 축 방향으로 이동시키는 Y 축 이송 구동 장치 (46) 를 구비한다. 그리고, Y 축 이송 구동 장치 (46) 의 모터 (46c) 를 구동시켜 볼 나사축 (46b) 을 회전시킴으로써, 볼 나사 너트 (46a) 와 함께 Y 축 테이블 (45) 을 리니어 가이드 (44) 의 안내 레일 (44a) 을 따라 이동시켜, 기판 스테이지 (20) 를 Y 축 방향으로 이동시킨다.The Y axis conveying mechanism 41 includes a pair of linear guides 44 provided on the upper surface of the apparatus base 50 along the Y axis direction and a pair of linear guides 44 supported by the linear guides 44 so as to be movable in the Y axis direction A Y-axis table 45 and a Y-axis feed drive device 46 for moving the Y-axis table 45 in the Y-axis direction. The motor 46c of the Y-axis feed drive device 46 is driven to rotate the ball screw shaft 46b so that the Y-axis table 45 is moved together with the ball screw nut 46a to guide the linear guide 44 And moves along the rail 44a to move the substrate stage 20 in the Y axis direction.

또, X 축 이송 기구 (42) 는, Y 축 테이블 (45) 의 상면에 X 축 방향을 따라 설치되는 1 쌍의 리니어 가이드 (47) 와, 리니어 가이드 (47) 에 의해 X 축 방향으로 이동할 수 있게 지지되는 X 축 테이블 (48) 과, X 축 테이블 (48) 을 X 축 방향으로 이동시키는 X 축 이송 구동 장치 (49) 를 구비한다. 그리고, X 축 이송 구동 장치 (49) 의 모터 (49c) 를 구동시켜 볼 나사축 (49b) 을 회전시킴으로써, 도시 생략된 볼 나사 너트와 함께 X 축 테이블 (48) 을 리니어 가이드 (47) 의 안내 레일 (47a) 을 따라 이동시켜, 기판 스테이지 (20) 를 X 축 방향으로 이동시킨다. The X-axis feed mechanism 42 includes a pair of linear guides 47 provided on the upper surface of the Y-axis table 45 along the X-axis direction, And an X-axis feed drive unit 49 for moving the X-axis table 48 in the X-axis direction. Then, the motor 49c of the X-axis feed drive device 49 is driven to rotate the ball screw shaft 49b so that the X-axis table 48 together with the ball screw nut (not shown) And moves along the rail 47a to move the substrate stage 20 in the X-axis direction.

Z-틸트 조정 기구 (43) 에 대하여 설명한다. 도 4 는 Z-틸트 조정 기구 (43) 의 사시도이고, 도 5 는 Z-틸트 조정 기구 (43) 의 측면도이고, 도 6(a) 는 Z-틸트 조정 기구 (43) 와 함께 나타내는 기판 스테이지 (20) 의 상면도이다. Z-틸트 조정 기구 (43) 는, 도 6(a) 에 나타내는 바와 같이, 기판 스테이지 (20) 의 대향하는 2 변 중, 일방의 변에 1 개, 타방의 변에 2 개로 합계 3 지점에 형성되고, 3 점의 Z 축 방향의 위치를 임의로 조절함으로써, 기판 스테이지 (20) 의 기울기 조정을 실시할 수 있게 되어 있다. The Z-tilt adjusting mechanism 43 will be described. 5 is a side view of the Z-tilt adjusting mechanism 43. Fig. 6 (a) is a side view of the Z-tilt adjusting mechanism 43 20, respectively. As shown in Fig. 6A, the Z-tilt adjusting mechanism 43 is formed at three points in total, that is, one on one side and two on the other side of two opposite sides of the substrate stage 20 And the tilt of the substrate stage 20 can be adjusted by arbitrarily adjusting the position of the three points in the Z-axis direction.

도 5 에 나타내는 Z-틸트 조정 기구 (43) 에 있어서, X 축 테이블 (48 ; 기대) 의 상면에 하우징 (431) 이 고정되어 있다. 하우징 (431) 의 단부에는 모터 (432) 가 장착되어 있으며, 모터 (432) 의 회전축 (432a) 은, 회전축 (432a) 에 대하여 직렬로 배치된 볼 나사축 (433) 과, 하우징 (431) 내에서 커플링 (434) 에 의해 연결되어 있다. 볼 나사축 (433) 은, 하우징 (431) 에 대해 베어링 (435) 에 의해 자유롭게 회전할 수 있도록 지지되어 있으며, 그 반대단측은, 쐐기 부재 (436) 에 고정된 너트 (437) 에 도시 생략된 볼을 개재하여 나사 결합되어 있다. 볼 나사 기구 (433), 너트 (437), 도시 생략된 볼로 볼 나사 기구, 즉 변환 기구를 구성한다.In the Z-tilt adjusting mechanism 43 shown in Fig. 5, a housing 431 is fixed to the upper surface of the X-axis table 48 (base). A motor 432 is mounted on the end of the housing 431. The rotating shaft 432a of the motor 432 is provided with a ball screw shaft 433 arranged in series with the rotating shaft 432a, Lt; RTI ID = 0.0 > 434. < / RTI > The ball screw shaft 433 is supported so as to freely rotate by the bearing 435 with respect to the housing 431 and the opposite end side is connected to a nut 437 fixed to the wedge member 436 And is screwed through a ball. A ball screw mechanism 433, a nut 437, and a ball screw mechanism (not shown), that is, a conversion mechanism.

또, X 축 테이블 (48) 의 상면에, Z 축 방향에 직교하는 방향으로서, 볼 나사축 (433) 의 축선 방향으로 연장되도록 1 쌍의 (한쪽만 도시) 가이드 레일 (438) 이 형성되어 있다. 또한, 측면이 직각삼각형 형상인 쐐기 부재 (436) 의 양측 하부에 장착된 슬라이더 (436a) 가, 가이드 레일 (438) 에 걸어맞춰져 있다. 따라서, 쐐기 부재 (436) 는, 가이드 레일 (438) 을 따라 X 축 테이블 (48) 에 대해 Y 축 방향으로 이동할 수 있게 배치되어 있다. A pair of guide rails 438 is formed on the upper surface of the X-axis table 48 so as to extend in the axial direction of the ball screw shaft 433 as a direction orthogonal to the Z-axis direction . A slider 436a mounted on the lower portions of both sides of the wedge member 436 having a right triangular side surface is engaged with the guide rail 438. Therefore, the wedge member 436 is disposed along the guide rail 438 so as to be movable in the Y-axis direction with respect to the X-axis table 48.

쐐기 부재 (436) 의 상부에는, 가이드 레일 (436b) 이, Z 축 방향과 볼 나사축 (433) 의 축선 방향에 대해 기울어지도록 (X 축 테이블에 대해 각도 β 로 기울어진 β 방향으로 연장되도록) 장착되어 있다. 또한, 이동 부재 (439) 의 하부에 장착된 슬라이더 (439a) 가 가이드 레일 (436b) 에 걸어맞춰져 있고, 따라서, 이동 부재 (439) 는, 가이드 레일 (436b) 을 따라 쐐기 부재 (436) 에 대해 β 방향으로 상대 이동할 수 있게 배치되어 있다. A guide rail 436b is provided at an upper portion of the wedge member 436 so as to be inclined with respect to the axial direction of the Z-axis direction and the axial direction of the ball screw shaft 433 (in the? Direction inclined at an angle? Respectively. The slider 439a mounted on the lower portion of the moving member 439 is engaged with the guide rail 436b so that the moving member 439 is moved along the guide rail 436b with respect to the wedge member 436 beta] direction.

이동 부재 (439) 는, 지지 상면 (439b) 과, Z 축 방향으로 연장되는 아암 (439c) 을 갖는다. 지지 상면 (439b) 에는, 내주가 원추 형상이 된 하측 시트 (439d) 가 분해할 수 있게 형성되어 있다. 또, 지지 상면 (439b) 보다 상방으로 연장되는 지지 아암 (439c) 의 측면에는, Z 축 방향으로 연장되는 1 쌍의 (한족만 도시) 가이드 레일 (439e) 이 장착되어 있다. 가이드 레일 (439e) 에는, 각각 하우징 (431) 에 고정된 슬라이더 (431a) 가 걸어맞춰져 있다. 따라서, 이동 부재 (439) 는, 가이드 레일 (439e) 을 따라 하우징 (431) 에 대해서도 상대 이동할 수 있게 배치되어 있다. 이러한 지지 구성에 의해, 특히 아암 (439c) 의 지지 강성이 높아져, 후술하는 스프링 부재 (450) 의 장착 위치의 X 축 방향 및 Y 축 방향에 있어서의 위치 정밀도를 확보할 수 있다. The moving member 439 has a supporting upper surface 439b and an arm 439c extending in the Z-axis direction. On the support upper surface 439b, a lower sheet 439d whose inner periphery is conical is formed so as to be disassembled. A pair of guide rails 439e extending in the Z-axis direction is mounted on the side surface of the support arm 439c extending upward from the support upper surface 439b. A slider 431a fixed to the housing 431 is engaged with the guide rail 439e. Therefore, the movable member 439 is disposed so as to be movable relative to the housing 431 along the guide rail 439e. With this support structure, particularly, the support rigidity of the arm 439c is increased, and the positional accuracy in the X-axis direction and the Y-axis direction of the mounting position of the spring member 450 described later can be ensured.

이동 부재 (439) 의 지지 상면 (439b) 에 대향하도록 하여, 관절 수단으로서 틸트 지지부 (440) 가 형성되어 있다. 틸트 지지부 (440) 의 하면에는, 하측 시트 (439d) 에 대향하여, 내주가 원추 형상이 된 상측 시트 (440a) 가 분해할 수 있게 형성되어 있다. 하측 시트 (439d) 와 상측 시트 (440a) 사이에는, 구체 (441) 가 배치되어 관절 수단으로서의 구면 시트를 형성하고 있고, 따라서, 이동 부재 (439) 와 틸트 지지부 (440) 는, Z 축 방향에 직교하는 방향으로는 서로 구속되어 있지만, 상대적으로 기울어질 수 있게 되어 있다.And a tilt support portion 440 is formed as a joint means so as to face the support upper surface 439b of the movable member 439. [ On the lower surface of the tilt support portion 440, an upper sheet 440a having an inner conical shape facing the lower sheet 439d is formed so as to be disassembled. The spherical sheet as the joint means is formed between the lower sheet 439d and the upper sheet 440a so that the moving member 439 and the tilt support portion 440 are arranged in the Z- They are constrained to each other in the orthogonal direction, but can be inclined relative to each other.

틸트 지지부 (440) 의 상방에는, 기판 스테이지 (20) 의 하면에 장착된 기판 지지부 (442) 가 배치되고, 틸트 지지부 (440) 의 상측 평면과, 기판 지지부 (442) 의 하측 평면 사이에는 다수의 볼 (443) 이 배치되어 있다. 따라서, 틸트 지지부 (440) 와 기판 지지부 (442) 는, Z 축 방향에 직교하는 방향으로는 임의의 범위에서 상대 이동할 수 있게 되어 있지만, 기판 지지부 (442) 를 완전히 프리하게 해 버리면, 기판 스테이지 (20) 의 위치를 결정할 수 없다. 그래서, 본 실시형태에서는, 위치 구속용 스프링 부재 (450) 를 형성하고 있다. A substrate support portion 442 mounted on the lower surface of the substrate stage 20 is disposed above the tilt support portion 440 and a plurality of planar support portions 442 are provided between the upper planar surface of the tilt support portion 440 and the lower planar surface of the substrate support portion 442. [ A ball 443 is disposed. The tilt support portion 440 and the substrate support portion 442 can relatively move in an arbitrary range in the direction orthogonal to the Z axis direction. However, if the substrate support portion 442 is completely free, 20 can not be determined. Thus, in this embodiment, the position restricting spring member 450 is formed.

보다 구체적으로는, 스프링 부재 (450) 는, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 예를 들어, SUP3, SUP6, SUP7, SUP9, SUP10, SUP12 와 같은 얇은 직사각판 형상의 스프링강을 소재로 하고, 한 변으로부터 중앙을 향하여 연장되는 평행한 1 쌍의 슬릿 (450a) 을 갖고 있다. 슬릿 (450a) 의 말단에는, 응력 완화용 원형 구멍 (450d) (도 6(c) 참조) 이 형성되어 있으면 바람직하고, 원형 구멍 (450d) 의 직경 (D) 은, 슬릿 (450a) 의 폭을 t 로 하면, t ≤ D ≤ 2t 로 설정되는 것이 바람직하다. 슬릿 (450a) 을 사이에 둔 중앙부 (450b) 의 가장자리부는, Z 축 방향으로 기판 지지부 (442) 의 하면 위치까지 연장한, 이동 부재 (439) 의 아암 (439c) 의 상면에 볼트 (B1) 에 의해 고정되어 있다. 한편, 슬릿 (450a) 의 양측인 주변부 (450c) 의 가장자리부는, 기판 지지부 (442) 의 하면에 볼트 (B2) 에 의해 고정되어 있다 (도 5 참조). 또한, 중앙부 (450b) 및 주변부 (450c) 를 장착한 가장자리부와 반대측의 가장자리부는 구속되지 않고 프리하게 되어 있다. 또, 도 6(c) 에 나타내는 바와 같이, 중앙부 (450b) 의 길이는, 주변부 (450c) 의 길이보다 짧게 형성되어 있으며, 중앙부 (450b) 의 가장자리부로부터 돌출되는 주변부 (450c) 의 부분에는 경사면 (450e) 이 형성되어 있다. 슬릿 (450a) 의 연장 방향에 대한 이 경사면 (450e) 의 경사각 (θ) 은 0°≤ θ ＜ 90°이면 되고, 주변부 (450c) 의 강성을 고려하면 0°≤ θ ≤ 60°인 것이 바람직하고, 또한 스프링 부재 (450) 의 경량화와 주변부 (450c) 의 강성의 양방을 고려하면, 30°≤ θ ≤ 60°로 설정되는 것이 보다 바람직하다. More specifically, as shown in Fig. 4, the spring member 450 is made of, for example, a thin rectangular plate spring material such as SUP3, SUP6, SUP7, SUP9, SUP10, And has a pair of parallel slits 450a extending from the center toward the center. It is preferable that a circular hole 450d for relieving stress (see Fig. 6 (c)) be formed at the end of the slit 450a. The diameter D of the circular hole 450d is preferably set to be t, it is preferable that t? D? 2t. The edge portion of the central portion 450b with the slit 450a interposed therebetween is positioned on the upper surface of the arm 439c of the moving member 439 extending to the lower position of the substrate supporting portion 442 in the Z- Respectively. On the other hand, the edge portions of the peripheral portion 450c on both sides of the slit 450a are fixed to the lower surface of the substrate supporting portion 442 by bolts B2 (see Fig. 5). The edge portion opposite to the edge portion on which the center portion 450b and the peripheral portion 450c are mounted is free without being constrained. 6 (c), the length of the central portion 450b is formed to be shorter than the length of the peripheral portion 450c, and a portion of the peripheral portion 450c protruding from the edge portion of the central portion 450b (450e) is formed. The inclination angle? Of the inclined surface 450e with respect to the extending direction of the slit 450a may be 0 占?? <90 占 and considering the rigidity of the peripheral portion 450c, 0 占??? 60 占And more preferably 30 ° ≤ θ ≤ 60 ° considering both the weight reduction of the spring member 450 and the rigidity of the peripheral portion 450c.

다음으로, Z-틸트 조정 기구 (43) 의 동작에 대하여 설명한다. 도시 생략된 제어 장치로부터 모터 (432) 에 구동 신호를 송신하면, 회전축 (432a) 이 회전하기 때문에, 이러한 회전 운동은 커플링 (434) 을 통하여 볼 나사축 (433) 에 전달된다. 그러면, 회전이 고정된 너트 (437) 와의 사이에 상대 회전 운동이 발생하고, 이로써 너트 (437) 에 축선 방향의 힘이 전달되어, 너트 (437) 는 쐐기 부재 (436) 와 함께 볼 나사축 (433) 의 축선 방향으로 이동한다. Next, the operation of the Z-tilt adjusting mechanism 43 will be described. When the drive signal is transmitted from the controller (not shown) to the motor 432, the rotation shaft 432a rotates, so that the rotation is transmitted to the ball screw shaft 433 through the coupling 434. Then, a relative axial movement is generated between the nut 437 and the fixed nut 437 so that an axial force is transmitted to the nut 437, so that the nut 437 is rotated together with the wedge member 436, 433 in the axial direction.

쐐기 부재 (436) 가 볼 나사축 (433) 의 축선 방향으로 이동하면, 이동 부재 (439) 도 동일 방향으로 힘을 받지만, 이동 부재 (439) 는, Z 축 방향으로의 이동만이 허용되고 있기 때문에, 쐐기 부재 (436) 에 대해 β 방향으로 상대 이동하면서, 가이드 레일 (439e) 상을 슬라이더 (431a) 가 상대 슬라이딩함으로써, 하우징 (431) 에 대해 Z 축 방향으로 (상하로) 이동한다. 이로써, 구면 시트, 틸트 지지부 (440), 기판 지지부 (442) 를 통하여 기판 스테이지 (20) 를 Z 축 방향으로 이동시킬 수 있다. When the wedge member 436 moves in the axial direction of the ball screw shaft 433, the moving member 439 receives a force in the same direction, but the moving member 439 is allowed to move only in the Z axis direction The slider 431a relatively slides on the guide rail 439e while moving relative to the wedge member 436 in the direction of? Relative to the housing 431 so as to move in the Z axis direction (up and down). Thereby, the substrate stage 20 can be moved in the Z-axis direction through the spherical sheet, the tilt support portion 440, and the substrate support portion 442. [

여기에서, 3 개의 Z-틸트 조정 기구 (43) 의 Z 축 방향의 구동량이 상이한 경우, X 축 테이블 (48) 에 대해 기판 스테이지 (20) 가 기울어지게 되는데, 이러한 기울어짐은, 구면 시트가 작용함으로써, 이동 부재 (439) 에 대해 틸트 지지부 (440) 가 기울어짐으로써 허용되게 된다. 또, X 축 테이블 (48) 에 대해 기판 스테이지 (20) 가 X 축 방향 또는 Y 축 방향으로 미소하게 이동하는 경우, 볼 (443) 이 이것을 허용하도록 되어 있다. Here, when the driving amounts in the Z-axis direction of the three Z-tilt adjusting mechanisms 43 are different, the substrate stage 20 tilts with respect to the X-axis table 48. This tilting is caused by the action of the spherical sheet Thereby allowing the tilt support portion 440 to be tilted with respect to the moving member 439. In addition, when the substrate stage 20 moves slightly in the X-axis direction or the Y-axis direction with respect to the X-axis table 48, the ball 443 allows this.

한편, X 축 테이블 (48) 에 대해 기판 스테이지 (20) 가 X 축 방향 또는 Y 축 방향으로 무제한으로 이동하는 것을 억제하기 위해, 스프링 부재 (450) 가 기능 한다. 즉, 슬릿 (450a) 의 내방단측 (內方端側)에서 연결된 중앙부 (450b) 와 주변부 (450c) 는, 각각 캔틸레버 형상이고 서로 V 자 형상으로 역방향으로 용이하게 휨으로써, 이동 부재 (439) 에 대해 기판 지지부 (442) 가 기울어지는 것은 허용한다. 한편, X 축 방향 및 Y 축 방향 (스프링 부재 (450) 의 면 방향) 에는, 스프링 부재 (450) 는 강성이 높아 변형되기 어려워지기 때문에, 이동 부재 (439) 에 대해 기판 지지부 (442) 가 이동하는 것을 억제한다. 이로써, X 축 테이블 (48) 에 대해 기판 스테이지 (20) 가 Z 축 방향으로 이동해도, X 축 방향 또는 Y 축 방향의 위치 결정 정밀도를 확보할 수 있다. 특히, X 축 방향의 위치 결정 정밀도를 확보하기 위해서는, 중앙부 (450b) 의 강성이 얻어지도록, 중앙부 (450b) 의 폭 (a) 을 스프링 부재 (450) 의 폭 (L) 의 1/2 미만 (a ＜ L/2) 으로 하는 것이 바람직하다 (도 6(b) 참조).On the other hand, in order to prevent the substrate stage 20 from moving in the X axis direction or the Y axis direction unlimitedly with respect to the X axis table 48, the spring member 450 functions. That is, the central portion 450b and the peripheral portion 450c, which are connected at the inner end side of the slit 450a, are cantilever-shaped and easily warp in opposite directions in a V-shape, To allow the substrate support 442 to tilt. On the other hand, in the X-axis direction and the Y-axis direction (the surface direction of the spring member 450), since the spring member 450 has a high rigidity and is not easily deformed, the substrate supporting portion 442 moves . Thus, even if the substrate stage 20 moves in the Z-axis direction with respect to the X-axis table 48, the positioning accuracy in the X-axis direction or the Y-axis direction can be ensured. Particularly, in order to secure the positioning accuracy in the X-axis direction, the width a of the central portion 450b is set to be less than 1/2 of the width L of the spring member 450 so that the rigidity of the center portion 450b can be obtained a < L / 2) (see Fig. 6 (b)).

또, 도 6(c) 에 나타내는 바와 같이, 중앙부 (450b) 의 길이 (X) 는, 주변부 (450c) 의 길이를 X1 로 하면, X ≤ X1/2 로 설정됨으로써, 중앙부 (450b) 의 강성을 더욱 높일 수 있다. 또한, 도 6(a) 에 있어서, 기판 스테이지 (20) 의 대향하는 2 변 중, 일방의 변에 형성된 Z-틸트 조정 기구 (43A) 에 있어서의 스프링 부재 (450) 의 스프링 강성은, 타방의 변에 형성된 2 개의 Z-틸트 조정 기구 (43B) 에 있어서의 스프링 부재 (450) 의 스프링 강성보다 크게 설정되는 것이 바람직하고, Z-틸트 조정 기구 (43B) 에 있어서의 스프링 부재 (450) 의 스프링 강성의 2 배로 설정되는 것이 보다 바람직하다. 이로써, 강성에 편향이 없어져, 위치 결정 정밀도를 향상시킬 수 있다. 6 (c), the length X of the central portion 450b is set to X? X1 / 2 where the length of the peripheral portion 450c is X1, whereby the rigidity of the central portion 450b is set to Can be further increased. 6 (a), the spring stiffness of the spring member 450 in the Z-tilt adjusting mechanism 43A formed on one side of two opposing sides of the substrate stage 20 is the same as the spring stiffness of the other The spring force of the spring member 450 in the Z-tilt adjusting mechanism 43B is preferably set to be larger than the spring stiffness of the spring member 450 in the two Z- It is more preferable to set it to twice the stiffness. Thereby, there is no deviation in rigidity, and positioning accuracy can be improved.

또한, 스프링 부재 (450) 의 폭 (L) 은, 스프링 부재 (450) 의 강성에 따라 기판 스테이지 (20) 를 지지하기에 충분히 견딜 수 있도록, 기판 스테이지 (20) 의 폭을 L' 로 하면, O.1 ≤ L/L' ≤ O.5 로 설정되는 것이 바람직하다. The width L of the spring member 450 is set such that the width of the substrate stage 20 is L 'so as to be able to withstand the support of the substrate stage 20 according to the rigidity of the spring member 450, O.1 < L / L '< / = O.5.

또한, 본 실시형태에 의하면, 스프링 부재 (450) 가 이동 부재 (439) 의 아암 (439c) 의 상면과, 기판 지지부 (442) 의 하면에 장착되어, Z 축 방향으로 일체적으로 이동하기 때문에, 하우징 (431) 과 연결하는 경우에 비해 스프링 부재 (450) 의 형상 변화가 억제되고, 따라서 이동 부재 (439) 의 이동에 관계없이, 안정적인 기판 스테이지 (20) 의 위치 정밀도를 얻을 수 있다. 이상에 의해, 기판 스테이지 (20) 의 Z 축, 틸트 방향의 위치를 미세조정하여, 마스크 (M) 와 기판 (W) 을 소정의 간격을 가지고 평행하게 대향시킬 수 있다. According to the present embodiment, since the spring member 450 is mounted on the upper surface of the arm 439c of the moving member 439 and the lower surface of the substrate supporting portion 442 and moves integrally in the Z-axis direction, A change in the shape of the spring member 450 is suppressed compared to the case of connecting to the housing 431 and therefore the positional accuracy of the substrate stage 20 can be stably achieved regardless of the movement of the moving member 439. [ As described above, the position of the substrate stage 20 in the Z-axis and tilt directions can be finely adjusted, and the mask M and the substrate W can be opposed in parallel at a predetermined interval.

또한, 제 1 근접 노광 장치 본체 (2) 에는, 도 1 및 도 2 에 나타내는 바와 같이, 기판 스테이지 (20) 의 위치를 검출하는 위치 측정 장치인 레이저 측장 장치 (60) 가 형성된다. 이 레이저 측장 장치 (60) 는, 기판 스테이지 이동 기구 (40) 의 구동시에 발생하는 기판 스테이지 (20) 의 이동 거리를 측정하는 것이다.As shown in Figs. 1 and 2, the first near-field exposure apparatus main body 2 is formed with a laser measuring device 60, which is a position measuring device for detecting the position of the substrate stage 20. [ The laser measuring device 60 measures the moving distance of the substrate stage 20, which is generated when the substrate stage moving mechanism 40 is driven.

레이저 측장 장치 (60) 는, 스테이 (71) 에 고정되며 기판 스테이지 (20) 의 X 축 방향의 측면을 따르도록 배치 형성되는 X 축용 미러 (64) 와, 스테이 (71) 에 고정되며 기판 스테이지 (20) 의 Y 축 방향의 측면을 따르도록 배치 형성되는 Y 축용 미러 (65) 와, 장치 베이스 (50) 의 X 축 방향의 단부에 배치 형성되며, 레이저광 (계측광) 을 X 축용 미러 (64) 에 조사하고, X 축용 미러 (64) 에 의해 반사된 레이저광을 수광하여, 기판 스테이지 (20) 의 위치를 계측하는 X 축 측장기 (61 ; 측장기) 및 요잉 측정기 (62 ; 측장기) 와, 장치 베이스 (50) 의 Y 축 방향의 단부에 배치 형성되며, 레이저광을 Y 축용 미러 (65) 에 조사하고, Y 축용 미러 (65) 에 의해 반사된 레이저광을 수광하여, 기판 스테이지 (20) 의 위치를 계측하는 1 대의 Y 축 측장기 (63 ; 측장기) 를 구비한다.The laser measurement device 60 includes an X-axis mirror 64 fixed to the stay 71 and arranged along the X-axis direction side surface of the substrate stage 20, And a Y-axis mirror 65 disposed so as to follow the side surface in the Y-axis direction of the apparatus base 50. The laser beam (measurement light) Axis side organs 61 (side organs) for measuring the position of the substrate stage 20 and a yaw measuring instrument 62 (side organs) for receiving the laser light reflected by the X-axis mirror 64, Axis direction of the apparatus base 50 and irradiates the Y-axis mirror 65 with a laser beam, receives the laser beam reflected by the Y-axis mirror 65, and outputs the laser beam to the substrate stage Axis side organ 63 (side organ) for measuring the position of the Y-axis side organ (s) 20.

그리고, 레이저 측장 장치 (60) 에서는, X 축 측장기 (61), 요잉 측정기 (62), 및 Y 축 측장기 (63) 로부터 X 축용 미러 (64) 및 Y 축용 미러 (65) 에 조사된 레이저광이, X 축용 미러 (64) 및 Y 축용 미러 (65) 에 의해 반사됨으로써, 기판 스테이지 (20) 의 X 축, Y 축 방향의 위치가 고정밀도로 계측된다. 또, X 축 방향의 위치 데이터는 X 축 측장기 (61) 에 의해, θ 방향의 위치는 요잉 측정기 (62) 에 의해 측정된다. 또한, 기판 스테이지 (20) 의 위치는, 레이저 측장 장치 (60) 에 의해 측정된 X 축 방향 위치, Y 축 방향 위치, 및 θ 방향 위치를 가미하여, 적절히 보정을 가함으로써 산출되기 때문에, 그 결과에 기초하여, 기판 스테이지 이동 기구 (40) 는 기판 (W) 의 위치를 조정할 수 있다. The laser beam measuring device 60 irradiates the X-axis mirror 64 and the Y-axis mirror 65 from the X-axis side organ 61, the yaw measuring machine 62 and the Y- Light is reflected by the X-axis mirror 64 and the Y-axis mirror 65, whereby the positions of the substrate stage 20 in the X-axis and Y-axis directions are measured with high accuracy. The position data in the X-axis direction is measured by the X-axis side organ 61, and the position in the? Direction is measured by the yaw measuring instrument 62. The position of the substrate stage 20 is calculated by appropriately correcting the positions of the substrate stage 20 in addition to the position in the X-axis direction, the position in the Y-axis direction, and the position in the θ direction measured by the laser measuring device 60. As a result, The substrate stage moving mechanism 40 can adjust the position of the substrate W. [

이상, 본 발명을 실시형태를 참조하여 설명했지만, 본 발명은 상기 실시형태에 한정하여 해석되어야 하는 것이 아니며, 적절히 변경ㆍ개량이 가능함은 물론이다.While the present invention has been described with reference to the embodiment thereof, it should be understood that the present invention is not limited to the above-described embodiment, but may be modified and improved as appropriate.

상기 실시형태에서는, 구동 수단은 모터 (432) 와, 모터 (432) 의 회전 운동을 축선 운동으로 변환시키는 볼 나사 기구로 구성되는 변환 기구와, 변환 기구에 의해 변환된 축선 운동에 의해 Y 축 방향으로 이동할 수 있는 쐐기 부재 (436) 를 갖고 있지만, 본 발명의 구동 수단은 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 도 7 에 나타내는 제 1 변형예와 같이, 구동 수단은, 구동 부재 (500) 에 고정된 가동자 (501) 와, 고정자 (502) 에 의해 구성되는 리니어 모터여도 되고, 이로써, 축선 운동하는 구동 부재 (500) 에 고정된 쐐기 부재 (436) 가 Y 축 방향으로 이동함에 따라, 이동 부재 (439) 가 상하 방향으로 이동한다. In the above embodiment, the driving means includes a motor 432, a converting mechanism composed of a ball screw mechanism for converting the rotational motion of the motor 432 into axial motion, And the wedge member 436 is movable to the wedge member 436. However, the driving means of the present invention is not limited to this. 7, the driving means may be a linear motor constituted by the mover 501 fixed to the driving member 500 and the stator 502, and as a result, As the wedge member 436 fixed to the moving driving member 500 moves in the Y-axis direction, the moving member 439 moves in the vertical direction.

또, 본 발명의 스프링 부재는, 도 8 에 나타내는 제 2 변형예와 같이, 복수 장의 스프링 부재 (450) 를 중첩시킴으로써 구성되어도 된다. The spring member of the present invention may be configured by overlapping a plurality of spring members 450 like the second modification shown in Fig.

또한, 본 발명의 상하 방향 및 틸트 조정 기구는, 기판 유지부를 상하 방향으로 구동시킴과 함께, 기판 유지부의 기울기를 조정하도록 구성되면 되고, 기판 유지부의 대향하는 2 변 중, 일방의 변에 적어도 1 개, 타방의 변에 적어도 2 개 갖는 구성이면 된다.The vertical direction and tilt adjustment mechanism of the present invention may be configured so as to drive the substrate holding portion in the vertical direction and adjust the inclination of the substrate holding portion, and at least one of two opposing sides of the substrate holding portion, And at least two on the other side.

또한, 본 발명은 2010년 5월 7일에 출원된 일본 특허출원 (특허출원 제2010-107100호), 2011년 4월 26일에 출원된 일본 특허출원 (일본 특허출원 제2011-098044호), 및 2011년 4월 26일에 출원된 일본 특허출원 (일본 특허출원 제2011-098045호) 에 기초하는 것으로서, 그 내용은 여기에 참조로서 도입된다.In addition, the present invention is applicable to Japanese Patent Application (Patent Application No. 2010-107100) filed on May 7, 2010, Japanese Patent Application (Japanese Patent Application No. 2011-098044) filed on April 26, 2011, And Japanese Patent Application (Japanese Patent Application No. 2011-098045) filed on April 26, 2011, the contents of which are incorporated herein by reference.

10 : 마스크 스테이지
11 : 마스크 스테이지 베이스
11a : 개구부
12 : 마스크 유지틀
14 : 척부
16 : 마스크 위치 조정 기구 (마스크 구동 기구)
16x : X 축 방향 구동 장치
16y : Y 축 방향 구동 장치
17 : 갭 센서
18 : 마스크용 얼라이먼트 카메라
19 : 이동 기구
20 : 기판 스테이지
21 : 워크 척
22 : 흡착면
30 : 조명 광학계
31 : 고압 수은 램프
32 : 요면경
33 : 옵티컬 인티그레이터
34 : 노광 제어용 셔터
35 : 평면 미러
36 : 평면 미러
37 : 구면 미러
38 : 마스킹 애퍼처
39 : 마스킹 애퍼처 구동 기구
40 : 기판 스테이지 이동 기구 (기판 구동 기구)
41 : Y 축 이송 기구
42 : X 축 이송 기구
43 : Z-틸트 조정 기구 (상하 방향 및 틸트 조정 기구, 지지 장치)
44 : 리니어 가이드
44a : 안내 레일
45 : Y 축 테이블
46 : 구동 장치
46a : 너트
46b : 볼 나사축
46c : 모터
47 : 리니어 가이드
47a : 안내 레일
48 : X 축 테이블
49 : 구동 장치
49b : 볼 나사축
49c : 모터
50 : 장치 베이스
51 : 지주
52 : Z 축 이동 장치
60 : 레이저 측장 장치
61 : X 축 측장기
62 : 요잉 측정기
63 : Y 축 측장기
64 : X 축용 미러
65 : Y 축용 미러
71 : 스테이
431 : 하우징
431a : 슬라이더
432 : 모터
432a : 회전축
433 : 볼 나사축
434 : 커플링
435 : 베어링
436 : 쐐기 부재
436a : 슬라이더
436b : 가이드 레일
437 : 너트
438 : 가이드 레일
439 : 이동 부재
439a : 슬라이더
439b : 지지 상면
439c : 아암
439d : 하측 시트
439e : 가이드 레일
440 : 틸트 지지부
440a : 상측 시트
441 : 구체
442 : 기판 지지부
443 : 볼
450 : 스프링 부재
450a : 슬릿
450b : 중앙부
450c : 주변부
L : 광로
M : 마스크
W : 기판10: Mask stage
11: mask stage base
11a: opening
12: mask holding frame
14:
16: mask position adjustment mechanism (mask drive mechanism)
16x: X axis direction driving device
16y: Y-axis direction driving device
17: gap sensor
18: Alignment camera for mask
19: Movement mechanism
20: substrate stage
21: Work chuck
22: Absorption surface
30: illumination optical system
31: High pressure mercury lamp
32: The peripheral surface
33: Optical integrator
34: Shutter for exposure control
35: plane mirror
36: plane mirror
37: Spherical mirror
38: Masking aperture
39: Masking aperture drive mechanism
40: substrate stage moving mechanism (substrate driving mechanism)
41: Y-axis feed mechanism
42: X-axis feed mechanism
43: Z-tilt adjusting mechanism (vertical direction and tilt adjusting mechanism, supporting device)
44: Linear guide
44a: guide rail
45: Y-axis table
46:
46a: nut
46b: Ball screw shaft
46c: motor
47: Linear guide
47a: guide rail
48: X-axis table
49: Driving device
49b: Ball screw shaft
49c: motor
50: Device base
51: Holding
52: Z-axis moving device
60: Laser measuring equipment
61: X-axis side organs
62: Yawing meter
63: Y-axis side organs
64: Mirror for X axis
65: Y-axis mirror
71: stay
431: Housing
431a: Slider
432:
432a:
433: Ball screw shaft
434: Coupling
435: Bearings
436: Wedge member
436a: Slider
436b: guide rail
437: Nuts
438: Guide rail
439: Movable member
439a: Slider
439b: support upper surface
439c:
439d: Lower seat
439e: Guide rail
440: tilt support
440a:
441: Sphere
442:
443: The ball
450: spring member
450a: slit
450b:
450c: peripheral portion
L: optical path
M: Mask
W: substrate

Claims

A supporting device for movably supporting a stage,
With expectation,
A moving member mounted on the base so as to be movable in the vertical direction,
Driving means for driving the moving member in the vertical direction,
Joint means for connecting the stage and the movable member while allowing relative tilting of the movable member,
And a spring member connecting the stage and the movable member,
Wherein the spring member has a spring rigidity lower than a spring rigidity in a direction orthogonal to the up-and-down direction.

The method according to claim 1,
Wherein the moving member is provided with a guide rail arranged along the vertical direction, and the base is provided with a slider relatively movable with respect to the guide rail.

The method according to claim 1,
Wherein the driving means includes a motor, a conversion mechanism for converting the rotational motion of the motor into axial motion, and a wedge member movable in the horizontal direction intersecting with the up and down direction by the axial movement converted by the conversion mechanism And the moving member is configured to move in the vertical direction as the wedge member moves in the horizontal direction.

A mask holding portion for holding a mask,
A mask driving mechanism for driving the mask holding unit,
A substrate holding portion for holding a substrate;
A substrate driving mechanism for driving the substrate holder,
And an irradiation means for irradiating the substrate with the pattern exposure light through the mask,
Wherein the substrate driving mechanism includes at least one of two opposing sides of the substrate holder for driving the substrate holder in the up and down direction and at least one of the opposite sides of the substrate holder for adjusting the inclination of the substrate holder, And the tilt adjusting mechanism is the supporting device according to any one of claims 1 to 3. The exposure apparatus according to claim 1,