KR102051842B1 - 이동체 장치, 용력 전달 장치, 및 노광 장치, 그리고 디바이스 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
마스크 (M) 를 유지하는 메인 스테이지 (40) 의 ＋Y 측, －Y 측 각각에, 스캔 방향인 X 축 방향으로 긴 스트로크로 이동 가능한 서브 스테이지 (50, 70) 를 배치한다. 메인 스테이지 (40) 에 형성된 자석 유닛을 포함하는 Y 가동자 (44) 와, 서브 스테이지 (50) 에 형성된 코일 유닛을 포함하는 Y 고정자 (88) 로 이루어지는 보이스 코일 모터를 이용하여, 메인 스테이지 (40) 를 서브 스테이지 (50, 70) 에 대해 크로스 스캔 방향인 Y 축 방향으로 미소 구동한다. 한편, 로크 장치 (100a ∼ 100d) 를 이용하여 메인 스테이지 (40) 를 서브 스테이지 (50, 70) 각각에 접촉 (또는 비접촉) 상태로 접속한다. 서브 스테이지 (50, 70) 를 구동하는 것만으로 메인 스테이지 (40) 를 X 축 방향으로 이동시킨다.
Description
본 발명은, 이동체 장치, 용력 전달 장치, 및 노광 장치, 그리고 디바이스 제조 방법에 관련된 것으로, 더욱 상세하게는 소정의 이차원 평면을 따라 이동하는 이동체를 구비하는 이동체 장치, 상기 이동체와 외부 장치 사이에서의 용력 전달에 사용되는 용력 전달 장치, 및 상기 이동체를 구비하는 노광 장치, 그리고 그 노광 장치를 사용하는 디바이스 제조 방법에 관한 것이다.
종래, 액정 표시 소자, 반도체 소자 (집적 회로 등) 등의 전자 디바이스 (마이크로 디바이스) 를 제조하는 리소그래피 공정에서는, 마스크 또는 레티클 (이하, 「마스크」라고 총칭한다) 과, 유리 플레이트 또는 웨이퍼 등의 물체 (이하, 「기판」이라고 총칭한다) 를 소정의 주사 방향 (스캔 방향) 을 따라 동기 이동시키면서, 마스크에 형성된 패턴을 투영 광학계를 통하여 기판 상에 전사하는 스텝·앤드·스캔 방식의 주사형 투영 노광 장치 (이른바 스캐닝·스테퍼 (스캐너라고도 불린다)) 등이 이용되고 있다.
이런 종류의 주사형 노광 장치는, 마스크를 유지하여 주사 방향 (스캔 방향) 으로 이동하는 마스크 스테이지 장치, 및 기판을 유지하여 스캔 방향으로 이동하는 기판 스테이지 장치를 구비하는 것이 알려져 있다 (예를 들어, 특허문헌 1 참조). 이 특허문헌 1 에 기재된 주사형 노광 장치가 구비하는 마스크 스테이지 장치는, 스캔 방향으로 연장된 고정자와, 마스크 스테이지에 고정된 가동자를 포함하는 리니어 모터에 의해, 마스크 스테이지를 스캔 방향으로 긴 스트로크로 구동한다. 이 때, 예를 들어 기판 스테이지에 추종시키기 위해서, 마스크 스테이지를 스캔 방향과 맞춰 수평면 내에서 스캔 방향과 직교하는 방향 (크로스 스캔 방향) 으로 미소 구동한다.
그러나, 상기 특허문헌 1 에 기재된 마스크 스테이지 장치에서는, 마스크 스테이지를 크로스 스캔 방향으로 구동하면, 마스크 스테이지를 스캔 방향으로 구동하기 위한 리니어 모터의 고정자와 가동자의 크로스 스캔 방향의 상대적인 위치가 변화하여, 스캔 방향으로의 구동력이 저하될 가능성이 있다. 이 때문에, 리니어 모터의 고정자를 대형화시키는 등의 대책을 실시할 필요가 있었다. 또, 상기 특허문헌 1 에 기재된 마스크 스테이지 장치에서는, 마스크 스테이지의 크로스 스캔 방향으로의 이동량은 미소량에 한정된다. 이 때문에, 보다 큰 스트로크로 마스크 스테이지를 크로스 스캔 방향으로 구동할 수 있는 마스크 스테이지 장치가 요망되고 있었다.
또, 상기 특허문헌 1 에 기재된 마스크 스테이지 장치에서는, 외부로부터의 진동 (외란) 전달을 방지하기 위해서, 마스크 스테이지를 소정의 가이드 부재 상에 부상 지지하는 구성이 채용되고 있었다. 이와 더불어, 상기 서술한 리니어 모터의 고정자와 가동자가 비접촉 상태로 되어 있다. 이 때문에, 종래의 마스크 스테이지 장치에서는, 마스크 스테이지를 이동면 내에서 안내하는 가이드가 존재하지 않아, 예를 들어 노광 장치의 장치 기동시 등에 마스크 스테이지를 원하는 위치로 안내하는 것이 곤란하였다. 또, 예를 들어, 가령 리니어 모터의 고정자에 대한 전력 공급이 긴급하게 정지된 경우, 마스크 스테이지는 그 관성에 의해 급정지할 수 없어 가이드 부재 상을 계속 이동할 개연성이 높았다.
또한, 상기 특허문헌 1 에 기재된 노광 장치에 있어서는, 마스크 스테이지 장치 혹은 기판 스테이지 장치에는, 외부로부터 각종 용력, 예를 들어 전력 등을 공급하기 위한 케이블이 접속되어 있다. 이 때문에, 마스크 스테이지 장치 혹은 기판 스테이지 장치가 이동할 때, 케이블과, 그 케이블을 수평으로 지지하기 위한 지지 부재와의 슬라이딩에 의해 먼지 발생, 혹은 진동이 발생할 우려가 있었다.
본 발명의 제 1 양태에 의하면, 서로 직교하는 제 1 축 및 제 2 축을 포함하는 이차원 평면을 따라 이동 가능한 제 1 이동체와 ; 상기 제 1 축에 평행한 방향에 관해서 상기 제 1 이동체의 일측에 배치되고, 적어도 상기 제 2 축에 평행한 방향으로 소정의 스트로크로 이동 가능한 제 2 이동체와 ; 상기 제 1 축에 평행한 방향에 관해서 상기 제 1 이동체의 타측에 배치되고, 적어도 상기 제 2 축에 평행한 방향으로 소정의 스트로크로 이동 가능한 제 3 이동체와 ; 상기 제 2 및 제 3 이동체를 함께 상기 제 2 축에 평행한 방향으로 구동하는 제 1 구동계와 ; 상기 제 1 ∼ 제 3 이동체를 일체적으로 구동 가능한 제 1 상태와, 상기 제 1 ∼ 제 3 이동체를 일체적으로 구동 불가능한 제 2 상태를 전환 설정하는 상태 설정 장치를 구비하는 제 1 이동체 장치가 제공된다.
이에 의하면, 상태 설정 장치에 의해 제 1 상태가 설정되어 있을 때, 제 2 및 제 3 이동체가 함께 제 1 구동계에 의해 제 2 축에 평행한 방향으로 구동되면, 제 1 이동체가, 제 2 및 제 3 이동체와 일체적으로 제 2 축에 평행한 방향으로 이동한다. 즉, 제 1 ∼ 제 3 이동체는, 일체적으로 제 2 축에 평행한 방향으로 이동한다. 따라서, 제 1 구동계를 이용하여 제 1 ∼ 제 3 이동체를 제 2 축에 평행한 방향으로 구동할 수 있다.
본 발명의 제 2 양태에 의하면, 서로 직교하는 제 1 및 제 2 축을 포함하는 이차원 평면을 따라 이동 가능한 제 1 이동체와 ; 상기 제 1 축에 평행한 방향에 관해서 상기 제 1 이동체의 일측에 배치되고, 적어도 상기 제 2 축에 평행한 방향으로 소정의 스트로크로 이동 가능한 제 2 이동체와 ; 상기 제 1 축에 평행한 방향에 관해서 상기 제 1 이동체의 타측에 배치되고, 적어도 상기 제 2 축에 평행한 방향으로 소정의 스트로크로 이동 가능한 제 3 이동체와 ; 상기 제 2 및 제 3 이동체를 함께 상기 제 2 축에 평행한 방향으로 구동하는 제 1 구동계와 ; 상기 제 1 이동체를 상기 제 2 및 제 3 이동체 각각에 비접촉 상태로 연결하는 연결 장치와 ; 상기 제 1 이동체와 상기 제 2 및 제 3 이동체의 상대 이동 가능 범위를 소정 범위로 제한하는 제 1 위치와, 상기 제 1 이동체와 상기 제 2 및 제 3 이동체의 상기 소정 범위를 초과한 상대 이동을 허용하는 제 2 위치 사이를 이동 가능한 가동 부재를 갖는 제한 장치를 구비하는 제 2 이동체 장치가 제공된다.
이에 의하면, 제 2 및 제 3 이동체가 함께 제 1 구동계에 의해 제 2 축에 평행한 방향으로 구동되면, 연결 장치에 의해 연결된 제 1 이동체가 상기 제 2 및 제 3 이동체와 일체적으로 제 2 축에 평행한 방향으로 이동한다. 여기서, 제한 장치의 가동 부재가 제 1 위치에 위치되어 있는 경우에는, 제 1 이동체와 제 2 및 제 3 이동체의 상대 이동 가능 범위가 소정 범위로 제한되므로, 가령 제 1 구동계가 제어 불능으로 되더라도, 그 상대 이동 가능 범위를 초과하여 제 1 이동체가 제 2 및 제 3 이동체로부터 이간되는 것이 방지된다. 한편, 제한 장치의 가동 부재가 제 2 위치에 위치된 경우에는, 제 1 이동체와 제 2 및 제 3 이동체를 이간시킬 수 있다.
본 발명의 제 3 양태에 의하면, 패턴을 통하여 물체를 에너지 빔에 의해 노광함으로써, 상기 패턴을 상기 물체에 전사하는 노광 장치로서, 상기 패턴을 갖는 패턴 유지체와 상기 물체의 일방이 상기 제 1 이동체에 유지되는 본 발명의 제 1, 제 2 이동체 장치 중 어느 것과 ; 상기 패턴 유지체와 상기 물체의 타방을 유지하는 유지 장치를 구비하는 제 1 노광 장치가 제공된다.
본 발명의 제 4 양태에 의하면, 패턴을 통하여 물체를 에너지 빔에 의해 노광함으로써, 상기 패턴을 상기 물체에 전사하는 노광 장치로서, 상기 패턴을 갖는 패턴 유지체와 상기 물체의 일방을 유지하여, 서로 직교하는 제 1 축 및 제 2 축을 포함하는 이차원 평면을 따라 이동 가능한 메인 스테이지와 ; 상기 제 1 축에 평행한 방향에 관해서 상기 메인 스테이지의 일측 및 타측에 각각 배치되고, 적어도 상기 제 2 축에 평행한 방향으로 소정의 스트로크로 이동 가능한 한 쌍의 서브 스테이지와 ; 상기 한 쌍의 서브 스테이지를 상기 제 2 축에 평행한 방향으로 구동하는 제 1 구동계와 ; 상기 메인 스테이지와 상기 한 쌍의 서브 스테이지를 일체적으로 구동 가능한 제 1 상태와, 상기 메인 스테이지와 상기 한 쌍의 서브 스테이지를 일체적으로 구동 불가능한 제 2 상태를 전환 설정하는 상태 설정 장치와 ; 상기 패턴 유지체와 상기 물체의 타방을 유지하는 유지 장치를 구비하는 제 2 노광 장치가 제공된다.
이에 의하면, 상태 설정 장치에 의해, 제 1 상태가 설정되어 있을 때, 한 쌍의 서브 스테이지가 함께 제 1 구동계에 의해 제 2 축에 평행한 방향으로 구동되면, 메인 스테이지가 한 쌍의 서브 스테이지와 일체적으로 제 2 축에 평행한 방향으로 이동한다. 즉, 메인 스테이지와 한 쌍의 서브 스테이지는 일체적으로 제 2 축에 평행한 방향으로 이동한다. 따라서, 제 1 구동계를 이용하여 메인 스테이지와 한 쌍의 서브 스테이지를 제 2 축에 평행한 방향으로 구동할 수 있다.
본 발명의 제 5 양태에 의하면, 패턴을 통하여 물체를 에너지 빔에 의해 노광함으로써, 상기 패턴을 상기 물체에 전사하는 노광 장치로서, 상기 패턴을 갖는 패턴 유지체와 상기 물체의 일방을 유지하여, 서로 직교하는 제 1 축 및 제 2 축을 포함하는 이차원 평면을 따라 이동 가능한 메인 스테이지와 ; 상기 제 1 축에 평행한 방향에 관해서 상기 메인 스테이지의 일측 및 타측에 각각 배치되고, 적어도 상기 제 2 축에 평행한 방향으로 소정의 스트로크로 이동 가능한 한 쌍의 서브 스테이지와 ; 상기 한 쌍의 서브 스테이지를 상기 제 2 축에 평행한 방향으로 구동하는 제 1 구동계와 ; 상기 메인 스테이지를 상기 한 쌍의 서브 스테이지 각각에 비접촉 상태로 연결하는 연결 장치와 ; 상기 메인 스테이지를 상기 한 쌍의 서브 스테이지 각각에 맞닿게 하여, 상기 메인 스테이지와 상기 한 쌍의 서브 스테이지의 상대 이동 가능 범위를 소정 범위로 제한하는 제 1 위치와, 상기 메인 스테이지와 상기 한 쌍의 서브 스테이지의 상기 소정 범위를 초과한 상대 이동을 허용하는 제 2 위치 사이를 이동 가능한 가동 부재를 갖는 제한 장치와 ; 상기 패턴 유지체와 상기 물체의 타방을 유지하는 유지 장치를 구비하는 제 3 노광 장치가 제공된다.
이에 의하면, 한 쌍의 서브 스테이지가 제 1 구동계에 의해 제 2 축에 평행한 방향으로 구동되면, 연결 장치에 의해 연결된 메인 스테이지가 한 쌍의 서브 스테이지와 일체적으로 제 2 축에 평행한 방향으로 이동한다. 여기서, 제한 장치의 가동 부재가 제 1 위치에 위치되어 있는 경우에는, 메인 스테이지와 한 쌍의 서브 스테이지의 상대 이동 가능 범위가 소정 범위로 제한되므로, 가령 제 1 구동계가 제어 불능으로 되더라도, 그 상대 이동 가능 범위를 초과하여 메인 스테이지가 한 쌍의 서브 스테이지로부터 이간되는 것이 방지된다. 한편, 제한 장치의 가동 부재가 제 2 위치에 위치된 경우에는, 메인 스테이지와 한 쌍의 서브 스테이지를 이간시킬 수 있다.
본 발명의 제 6 양태에 의하면, 제 1 면에 배치되는 패턴에 에너지 빔을 조사하여 확대 배율을 갖는 투영 광학계를 통하여 형성되는 상기 패턴의 확대 이미지로 제 2 면 상에 배치되는 물체를 노광하는 노광 장치로서, 상기 패턴이 형성된 마스크를 유지하여, 서로 직교하는 제 1 축 및 제 2 축을 포함하는 이차원 평면을 따라 이동 가능한 메인 스테이지와 ; 상기 제 1 축에 평행한 방향에 관해서 상기 메인 스테이지의 일측 및 타측에 각각 배치되고, 상기 메인 스테이지와 일체적으로 이동 가능한 한 쌍의 서브 스테이지와 ; 상기 제 1 축에 평행한 방향에 관해서 상기 패턴 이미지의 투영 영역이 소정의 간격으로 배열된 복수의 확대 배율을 갖는 투영 광학계를 구비하는 제 4 노광 장치가 제공된다.
이에 의하면, 제 1 축에 평행한 방향에 관해서 메인 스테이지의 일측 및 타측에 각각 배치된 한 쌍의 서브 스테이지가 메인 스테이지와 일체적으로 이동 가능하다. 이 때문에, 한 쌍의 서브 스테이지와 일체적으로 메인 스테이지를 제 1 축에 평행한 방향에 관해서 소정의 스트로크로 적절히 이동시키고, 복수의 확대 배율을 갖는 투영 광학계를 이용하여, 주사 노광 방식으로 메인 스테이지에 유지된 마스크 패턴의 확대 이미지를 형성하고 물체의 노광을 실시함으로써, 마스크에 형성된 패턴을 불필요한 중첩, 및 결손없이 물체 상에 형성하는 것이 가능해진다.
본 발명의 제 7 양태에 의하면, 서로 직교하는 제 1 및 제 2 축을 포함하는 이차원 평면 내에서 상기 제 1 축에 평행한 방향으로 이동하는 이동체와 외부 장치 사이에서 용력 전달을 실시하게 하는 용력 전달 장치로서, 상기 이동체에 일단이 접속됨과 함께 상기 외부 장치에 타단이 접속되어, 상기 용력의 전달로를 형성하는 길이가 긴 가요성 부재와 ; 상기 가요성 부재의 길이 방향에 있어서의 타단측 제 1 중간 부분이 고정되고, 상기 제 2 축에 평행한 제 1 축선 둘레에 적어도 소정 범위로 회전 운동 가능한 제 1 회전 운동 부재와 ; 상기 가요성 부재의 길이 방향에 있어서의 일단측 제 2 중간 부분이 고정되고, 상기 이동체와 함께 상기 제 1 축에 평행한 방향으로 이동함으로써 상기 제 1 회전 운동 부재에 대해 접근 및 이간 가능하게 형성되고, 상기 제 2 축에 평행한 제 2 축선 둘레에 적어도 소정 범위로 회전 운동 가능한 제 2 회전 운동 부재를 구비하는 용력 전달 장치가 제공된다.
여기서, 용력이란, 이동체에서 사용되는 어떤 에너지, 물체 등 (일례로서 전력, 전기 신호, 가압 기체, 진공 흡인력, 냉매) 을 의미하며, 이동체와 외부 장치 사이에서 용력 전달을 실시한다는 것은, 이동체와 외부 장치 사이에서 상기 용력의 수수 (전력의 공급, 전기 신호의 송수신, 냉매의 공급 및 회수 등) 를 실시하는 것을 의미한다. 본 명세서에서는, 이러한 의미로 용력이라는 용어를 사용하는 것으로 한다.
이에 의하면, 이동체가 제 1 축에 평행한 방향으로 이동하면, 제 2 회전 운동 부재가 이동체와 함께 제 1 축에 평행한 방향으로 이동하여, 제 1 회전 운동 부재에 접근, 이간된다. 또, 제 1 회전 운동 부재, 제 2 회전 운동 부재 각각에 서로 상이한 중간 부분이 고정된 가요성 부재는, 제 1 및 제 2 회전 운동 부재의 접근, 이간 동작에 따라, 휘어지거나 제 1 축에 평행한 방향으로 인장되거나 한다. 이 때, 제 1 및 제 2 회전 운동 부재가 회전 운동하므로, 가요성 부재와 제 1 및 제 2 회전 운동 부재 (혹은, 그 밖의 부재) 의 슬라이딩에서 기인되는 먼지 발생, 혹은 진동 발생이 억제된다. 또, 제 1, 제 2 회전 운동 부재 각각이 회전 운동하므로, 가요성 부재에 큰 굽힘 응력이 작용하는 것이 방지된다.
본 발명의 제 8 양태에 의하면, 소정 패턴을 갖는 패턴 유지체를 통하여 물체를 에너지 빔에 의해 노광함으로써, 상기 패턴을 상기 물체에 전사하는 노광 장치로서, 상기 이동체가, 상기 패턴 유지체를 상기 제 1 축에 평행한 방향으로 안내하는 본 발명의 용력 전달 장치와 ; 상기 물체를 유지하여, 그 물체를 상기 제 1 축에 평행한 방향으로 안내하는 물체 유지 장치를 구비하는 제 5 노광 장치가 제공된다.
본 발명의 제 9 양태에 의하면, 본 발명의 제 1 ∼ 제 5 노광 장치의 어느 것을 이용하여 물체를 노광하는 것과 ; 노광된 상기 물체를 현상하는 것을 포함하는 디바이스 제조 방법이 제공된다.
여기서, 기판으로서 플랫 패널 디스플레이용 기판을 사용함으로써, 디바이스로서 플랫 패널 디스플레이를 제조하는 제조 방법이 제공된다. 플랫 패널 디스플레이용 기판은, 유리 기판 등 외에 필름상 부재 등도 포함한다.
도 1 은 제 1 실시형태의 액정 노광 장치의 개략 구성을 나타내는 도면이다.
도 2 는 도 1 의 액정 노광 장치가 갖는 마스크 스테이지 장치의 평면도이다.
도 3 은 마스크 스테이지 장치를 ＋X 방향에서 본 측면도이다.
도 4(A) 및 도 4(B) 는, 각각 마스크 스테이지 장치의 메인 스테이지가 크로스 스캔 방향으로 이동할 때의 이동 전, 이동 후의 상태를 나타내는 도면이다.
도 5(A) 및 도 5(B) 는, 각각 한 쌍의 위치 결정 장치에 의해 메인 스테이지가 위치 결정되기 전후의 상태를 나타내는 도면이다.
도 6 은 제 2 실시형태에 관련된 마스크 스테이지 장치의 평면도이다.
도 7 은 도 6 의 마스크 스테이지 장치의 A-A 선 단면도이다.
도 8 은 제 1 변형예에 관련된 액정 노광 장치의 개략 구성을 일부 생략하여 나타내는 도면이다.
도 9 는 제 2 변형예에 관련된 마스크 스테이지 장치를 일부 생략하여 나타내는 사시도이다.
도 10 은 제 3 실시형태의 액정 노광 장치가 갖는 마스크 스테이지 장치의 평면도이다.
도 11 은 도 10 의 마스크 스테이지 장치를 ＋X 방향에서 본 측면도이다.
도 12(A) 및 도 12(B) 는, 로크 장치 및 스토퍼 장치의 개략 구성을 나타내는 도면으로, 도 12(A) 는 로크 장치에 의해 메인 스테이지와 서브 스테이지가 접속된 상태, 도 12(B) 는 그 접속이 해제된 상태를 각각 나타내고 있다.
도 13 은 도 12(A) 및 도 12(B) 에 나타내는 로크 장치 및 스토퍼 장치와는 다른 위치에 형성된 로크 장치 및 스토퍼 장치의 개략 구성을 나타내는 도면이다.
도 14 는 변형예에 관련된 로크 장치 및 스토퍼 장치의 개략 구성을 나타내는 도면이다.
도 15 는 제 4 실시형태의 액정 노광 장치가 갖는 마스크 스테이지 장치의 평면도이다.
도 16(A) 및 도 16(B) 는, 각각 한 쌍의 위치 결정 장치에 의해 메인 스테이지가 위치 결정되기 전후의 상태를 나타내는 도면이다.
도 17(A) 및 도 17(B) 는, 로크 장치 및 스토퍼 장치의 개략 구성을 나타내는 도면으로, 도 17(A) 는 로크 장치에 의한 접속이 이루어져 있지 않은 상태, 도 17(B) 는 로크 장치에 의해 메인 스테이지와 서브 스테이지가 접속된 상태를 각각 나타내고 있다.
도 18 은 도 17(A) 및 도 17(B) 에 나타내는 로크 장치 및 스토퍼 장치와는 다른 위치에 형성된 로크 장치 및 스토퍼 장치의 개략 구성을 나타내는 도면이다.
도 19 는 스토퍼 장치가 해제된 상태를 나타내는 도면이다.
도 20 은 제 5 실시형태에 관련된 마스크 스테이지 장치의 평면도이다.
도 21 은 도 20 의 마스크 스테이지 장치의 B-B 선 단면도이다.
도 22 는 제 5 실시형태에 관련된 마스크 스테이지 장치가 갖는 마스크 로더 장치의 동작을 설명하기 위한 도면 (그 1) 이다.
도 23(A) 및 도 23(B) 는, 제 5 실시형태에 관련된 마스크 스테이지 장치가 갖는 마스크 로더 장치의 동작을 설명하기 위한 도면 (그 2 및 그 3) 이다.
도 24 는 제 6 실시형태에 관련된 마스크 스테이지 장치의 평면도이다.
도 25 는 제 6 실시형태에 관련된 마스크 스테이지 장치가 갖는 마스크 로더 장치의 동작을 설명하기 위한 도면 (그 1) 이다.
도 26(A) 및 도 26(B) 는, 제 6 실시형태에 관련된 마스크 로더 장치의 동작을 설명하기 위한 도면 (그 2 및 그 3) 이다.
도 27 은 제 6 실시형태에 관련된 마스크 로더 장치의 동작을 설명하기 위한 도면 (그 4) 이다.
도 28 은 제 7 실시형태의 액정 노광 장치의 개략 구성을 나타내는 도면이다.
도 29 는 마스크 스테이지 장치가 갖는 케이블 유닛의 측면도이다.
도 30 은 도 29 의 C-C 선 단면도이다.
도 31 은 케이블 유닛의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 32 는 제 8 실시형태에 관련된 케이블 유닛의 측면도이다.
도 33 은 제 8 실시형태에 관련된 케이블 유닛의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 34 는 제 9 실시형태에 관련된 케이블 유닛의 측면도이다.
도 35 는 제 9 실시형태에 관련된 케이블 유닛의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 36 은 제 7 실시형태의 변형예에 관련된 케이블 유닛의 일부를 나타내는 도면이다.
도 2 는 도 1 의 액정 노광 장치가 갖는 마스크 스테이지 장치의 평면도이다.
도 3 은 마스크 스테이지 장치를 ＋X 방향에서 본 측면도이다.
도 4(A) 및 도 4(B) 는, 각각 마스크 스테이지 장치의 메인 스테이지가 크로스 스캔 방향으로 이동할 때의 이동 전, 이동 후의 상태를 나타내는 도면이다.
도 5(A) 및 도 5(B) 는, 각각 한 쌍의 위치 결정 장치에 의해 메인 스테이지가 위치 결정되기 전후의 상태를 나타내는 도면이다.
도 6 은 제 2 실시형태에 관련된 마스크 스테이지 장치의 평면도이다.
도 7 은 도 6 의 마스크 스테이지 장치의 A-A 선 단면도이다.
도 8 은 제 1 변형예에 관련된 액정 노광 장치의 개략 구성을 일부 생략하여 나타내는 도면이다.
도 9 는 제 2 변형예에 관련된 마스크 스테이지 장치를 일부 생략하여 나타내는 사시도이다.
도 10 은 제 3 실시형태의 액정 노광 장치가 갖는 마스크 스테이지 장치의 평면도이다.
도 11 은 도 10 의 마스크 스테이지 장치를 ＋X 방향에서 본 측면도이다.
도 12(A) 및 도 12(B) 는, 로크 장치 및 스토퍼 장치의 개략 구성을 나타내는 도면으로, 도 12(A) 는 로크 장치에 의해 메인 스테이지와 서브 스테이지가 접속된 상태, 도 12(B) 는 그 접속이 해제된 상태를 각각 나타내고 있다.
도 13 은 도 12(A) 및 도 12(B) 에 나타내는 로크 장치 및 스토퍼 장치와는 다른 위치에 형성된 로크 장치 및 스토퍼 장치의 개략 구성을 나타내는 도면이다.
도 14 는 변형예에 관련된 로크 장치 및 스토퍼 장치의 개략 구성을 나타내는 도면이다.
도 15 는 제 4 실시형태의 액정 노광 장치가 갖는 마스크 스테이지 장치의 평면도이다.
도 16(A) 및 도 16(B) 는, 각각 한 쌍의 위치 결정 장치에 의해 메인 스테이지가 위치 결정되기 전후의 상태를 나타내는 도면이다.
도 17(A) 및 도 17(B) 는, 로크 장치 및 스토퍼 장치의 개략 구성을 나타내는 도면으로, 도 17(A) 는 로크 장치에 의한 접속이 이루어져 있지 않은 상태, 도 17(B) 는 로크 장치에 의해 메인 스테이지와 서브 스테이지가 접속된 상태를 각각 나타내고 있다.
도 18 은 도 17(A) 및 도 17(B) 에 나타내는 로크 장치 및 스토퍼 장치와는 다른 위치에 형성된 로크 장치 및 스토퍼 장치의 개략 구성을 나타내는 도면이다.
도 19 는 스토퍼 장치가 해제된 상태를 나타내는 도면이다.
도 20 은 제 5 실시형태에 관련된 마스크 스테이지 장치의 평면도이다.
도 21 은 도 20 의 마스크 스테이지 장치의 B-B 선 단면도이다.
도 22 는 제 5 실시형태에 관련된 마스크 스테이지 장치가 갖는 마스크 로더 장치의 동작을 설명하기 위한 도면 (그 1) 이다.
도 23(A) 및 도 23(B) 는, 제 5 실시형태에 관련된 마스크 스테이지 장치가 갖는 마스크 로더 장치의 동작을 설명하기 위한 도면 (그 2 및 그 3) 이다.
도 24 는 제 6 실시형태에 관련된 마스크 스테이지 장치의 평면도이다.
도 25 는 제 6 실시형태에 관련된 마스크 스테이지 장치가 갖는 마스크 로더 장치의 동작을 설명하기 위한 도면 (그 1) 이다.
도 26(A) 및 도 26(B) 는, 제 6 실시형태에 관련된 마스크 로더 장치의 동작을 설명하기 위한 도면 (그 2 및 그 3) 이다.
도 27 은 제 6 실시형태에 관련된 마스크 로더 장치의 동작을 설명하기 위한 도면 (그 4) 이다.
도 28 은 제 7 실시형태의 액정 노광 장치의 개략 구성을 나타내는 도면이다.
도 29 는 마스크 스테이지 장치가 갖는 케이블 유닛의 측면도이다.
도 30 은 도 29 의 C-C 선 단면도이다.
도 31 은 케이블 유닛의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 32 는 제 8 실시형태에 관련된 케이블 유닛의 측면도이다.
도 33 은 제 8 실시형태에 관련된 케이블 유닛의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 34 는 제 9 실시형태에 관련된 케이블 유닛의 측면도이다.
도 35 는 제 9 실시형태에 관련된 케이블 유닛의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 36 은 제 7 실시형태의 변형예에 관련된 케이블 유닛의 일부를 나타내는 도면이다.
《제 1 실시형태》
이하, 본 발명의 제 1 실시형태에 대해, 도 1 ∼ 도 5(B) 에 기초하여 설명한다.
도 1 에는, 제 1 실시형태에 관련된 액정 노광 장치 (10) 의 개략 구성이 나타나 있다. 액정 노광 장치 (10) 는, 스텝·앤드·스캔 방식의 투영 노광 장치, 이른바 스캐너이다.
액정 노광 장치 (10) 는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 조명계 (IOP), 마스크 (M) 를 유지하는 메인 스테이지 (40) 를 포함하는 마스크 스테이지 장치 (MST), 투영 광학계 (PL), 마스크 스테이지 장치 (MST) 및 투영 광학계 (PL) 등이 탑재된 보디 (BD), 기판 (P) 을 XY 평면을 따라 이동 가능하게 유지하는 미동 스테이지 (21) 를 포함하는 기판 스테이지 장치 (PST), 및 이들의 제어계 등을 구비하고 있다. 이하에 있어서는, 노광시에 마스크 (M) 와 기판 (P) 이 투영 광학계 (PL) 에 대해 각각 상대 주사되는 방향을 X 축 방향으로 하고, 수평면 (XY 평면) 내에서 이것과 직교하는 방향을 Y 축 방향, X 축 및 Y 축 방향으로 직교하는 방향을 Z 축 방향으로 하고, X 축, Y 축, 및 Z 축 둘레의 회전 (경사) 방향을 각각 θx, θy, 및 θz 방향으로 하여 설명한다. 후술하는 제 2 실시형태 내지 제 9 실시형태에 있어서도 동일하다.
조명계 (IOP) 는, 예를 들어 미국 특허 제6,552,775호 명세서 등에 개시되는 조명계와 동일하게 구성되어 있다. 즉, 조명계 (IOP) 는, 도시되지 않은 수은 램프로부터 사출된 광을, 각각 도시되지 않은 반사경, 다이크로익 미러, 셔터, 파장 선택 필터, 각종 렌즈 등을 통하여 노광용 조명광 (조명광) (IL) 으로서 마스크 (M) 에 조사한다. 조명광 (IL) 으로는, 예를 들어 i 선 (파장 365 ㎚), g 선 (파장 436 ㎚), h 선 (파장 405 ㎚) 등의 광 (혹은, i 선, g 선, h 선의 합성광) 이 사용된다. 또, 조명광 (IL) 의 파장은, 파장 선택 필터에 의해, 요구되는 해상도에 따라 적절히 전환할 수 있게 되어 있다. 또한, 광원으로는, 초고압 수은 램프에 한정되지 않고, 예를 들어 엑시머 레이저 등의 펄스 레이저 광원, 혹은 고체 레이저 장치 등을 사용할 수도 있다.
마스크 스테이지 장치 (MST) 는, 후술하는 보디 (BD) 의 일부인 경통 정반 (31) 의 상방에 배치된 메인 스테이지 (40) 와, 메인 스테이지 (40) 의 Y 축 방향의 일측 (－Y 측) 및 타측 (＋Y 측) 에, 각각 메인 스테이지 (40) 와는 진동적으로 분리된 상태 (비접촉 상태, 혹은 접촉해도 진동이 전달되지 않는 정도의 접촉 상태) 로 배치된 서브 스테이지 (50, 70) 와, 서브 스테이지 (50, 70) 를 플로어면 (F) 상에서 지지하는 서브 스테이지 가이드 (37a, 37b) 를 갖고 있다. 메인 스테이지 (40) 는, 경통 정반 (31) 의 상면에 일체적으로 고정된 X 축 방향을 길이 방향으로 하는 네모진 기둥 형상의 부재로 이루어지는 한 쌍의 메인 스테이지 가이드 (35) 상에 지지되어 있다. 메인 스테이지 (40) 에는, 회로 패턴 (이하, 적절히 마스크 패턴이라고도 부른다) 등이 그 패턴면 (도 1 에 있어서의 하면) 에 형성된 마스크 (M) 가, 예를 들어 진공 흡착에 의해 고정되어 있다. 서브 스테이지 (50, 70) 의 각각은, 서브 스테이지 가이드 (37a, 37b) 상을 X 축 방향 (도 1 에 있어서의 지면 직교 방향) 으로 소정의 스트로크로 이동 가능하다. 메인 스테이지 (40) 는, 서브 스테이지 (50, 70) 가 X 축 방향으로 이동하면, 이들에 유도되어 X 축 방향으로 이동한다. 메인 스테이지 (40), 서브 스테이지 (50, 70), 서브 스테이지 가이드 (37a, 37b) 등의 구체적인 구성, 및 구동계, 계측계 등을 포함하여, 마스크 스테이지 장치 (MST) 의 상세한 것에 대해서는 나중에 자세히 서술한다.
투영 광학계 (PL) 는, 마스크 스테이지 장치 (MST) 의 도 1 에 있어서의 하방에 있어서 경통 정반 (31) 에 지지되어 있다. 본 실시 형태의 투영 광학계 (PL) 는, 예를 들어 미국 특허 제6,552,775호 명세서에 개시된 투영 광학계와 동일한 구성을 갖고 있다. 즉, 투영 광학계 (PL) 는, 마스크 (M) 의 패턴 이미지의 투영 영역이 Y 축 방향을 따라 소정 간격으로 배열된 복수의 투영 광학계 (멀티렌즈 투영 광학계라고도 불린다) 를 포함하며, 예를 들어 Y 축 방향을 길이 방향으로 하는 직사각 형상의 단일 이미지 필드를 갖는 투영 광학계와 동등하게 기능한다. 본 실시 형태에서는, 복수의 투영 광학계 각각으로는, 예를 들어 양측 텔레센트릭 확대계로 정립정상 (正立正像) 을 형성하는 것이 이용되고 있다. 이하에서는, Y 축 방향을 따라 배열된 복수의 투영 영역을 통합하여 노광 영역이라고도 부른다.
이 때문에, 조명계 (IOP) 로부터의 조명광 (IL) 에 의해 마스크 (M) 상의 조명 영역이 조명되면, 투영 광학계 (PL) 의 제 1 면 (물체면) 과 패턴면이 거의 일치하여 배치되는 마스크 (M) 를 통과한 조명광 (IL) 에 의해, 투영 광학계 (PL) 를 통하여 그 조명 영역 내의 마스크 (M) 의 회로 패턴의 투영 이미지 (부분 정립상) 가, 투영 광학계 (PL) 의 제 2 면 (이미지면) 측에 배치되는, 표면에 레지스트 (감응제) 가 도포된 기판 (P) 상의 조명 영역에 공액인 조명광 (IL) 의 조사 영역 (노광 영역) 에 형성된다. 그리고, 마스크 스테이지 장치 (MST) 와 기판 스테이지 장치 (PST) 의 동기 구동에 의해, 조명 영역 (조명광 (IL)) 에 대해 마스크 (M) 를 주사 방향 (X 축 방향) 으로 상대 이동시킴과 함께, 노광 영역 (조명광 (IL)) 에 대해 기판 (P) 을 주사 방향 (X 축 방향) 으로 상대 이동시킴으로써, 기판 (P) 상의 하나의 쇼트 영역 (구획 영역) 의 주사 노광이 실시되어, 그 쇼트 영역에 마스크 (M) 의 패턴 (마스크 패턴) 이 전사된다. 즉, 본 실시 형태에서는 조명계 (IOP) 및 투영 광학계 (PL) 에 의해 기판 (P) 상에 마스크 (M) 의 패턴이 생성되고, 조명광 (IL) 에 의한 기판 (P) 상의 감응층 (레지스트 층) 의 노광에 의해 기판 (P) 상에 그 패턴이 형성된다.
보디 (BD) 는, 예를 들어 미국 특허출원공개 제2008/0030702호 명세서 등에 개시되어 있는 바와 같이, 기판 스테이지 가대 (架臺) (33) 와, 기판 스테이지 가대 (33) 상에 고정된 한 쌍의 지지 부재 (32) 를 통하여 수평으로 지지된 경통 정반 (31) 을 갖고 있다. 기판 스테이지 가대 (33) 는, 플로어면 (F) 상에 설치된 복수의 방진 장치 (34) 에 지지되어 있으며, 플로어면 (F) 에 대해 진동적으로 분리되어 있다.
기판 스테이지 장치 (PST) 는, 기판 스테이지 가대 (33) 상에 고정된 정반 (12) 과, X 조동 스테이지 (23X) 와, X 조동 스테이지 (23X) 상에 탑재되고, X 조동 스테이지 (23X) 와 함께 XY 이차원 스테이지 장치를 구성하는 Y 조동 스테이지 (23Y) 와, Y 조동 스테이지 (23Y) 의 ＋Z 측 (상방) 에 배치된 미동 스테이지 (21) 와, 정반 (12) 상에서 미동 스테이지 (21) 의 자중 (自重) 을 지지하는 자중 캔슬 장치 (26) 를 구비하고 있다.
정반 (12) 은, 예를 들어 석재에 의해 형성된 평면에서 보아 (＋Z 측에서 보아) 직사각형의 판상 부재로, 그 상면은 평탄도가 매우 높게 마무리되어 있다.
X 조동 스테이지 (23X) 는, 평면에서 보아 직사각형의 판상 (또는 직육면체 형상) 부재로 이루어지고, 그 XY 평면에 평행한 면의 중앙부에 Y 축 방향을 길이 방향으로 하고, Z 축 방향으로 관통하는 긴 구멍 형상의 개구부 (도시 생략) 가 형성되어 있다. X 조동 스테이지 (23X) 는, 정반 (12) 의 상방에 가설 (架設) 된 도시되지 않은 복수의 X 리니어 가이드 부재 상에 탑재되어, 예를 들어 리니어 모터를 포함하는 X 조동 스테이지 구동계 (도시 생략) 에 의해, 상기 복수의 X 리니어 가이드 부재 상에서 X 축 방향으로 구동된다.
Y 조동 스테이지 (23Y) 는, X 조동 스테이지 (23X) 보다 Y 축 방향의 치수가 짧은 평면에서 보아 직사각형의 판상 (또는 직육면체 형상) 부재로 이루어지고, 그 XY 평면에 평행한 면의 중앙부에 Z 축 방향으로 관통하는 개구부 (도시 생략) 가 형성되어 있다. Y 조동 스테이지 (23Y) 는, X 조동 스테이지 (23X) 의 상면에 고정된 도시되지 않은 복수의 Y 리니어 가이드 부재 상에 탑재되어, 예를 들어 리니어 모터를 포함하는 Y 조동 스테이지 구동계 (도시 생략) 에 의해, X 조동 스테이지 (23X) 상에서 Y 축 방향으로 구동된다. 또한, X 조동 스테이지 (23X), Y 조동 스테이지 (23Y) 를 각각 X 축 방향, Y 축 방향으로 구동하는 구동 방식은, 예를 들어 이송 나사에 의한 구동 방식, 혹은 벨트 구동 방식이어도 된다.
미동 스테이지 (21) 는, 평면에서 보아 대략 정사각형의 판상 (또는 직육면체 형상) 부재로 이루어지고, 그 상면에 기판 홀더 (PH) 를 통하여 기판 (P) 을 유지한다. 기판 홀더 (PH) 는, 예를 들어 도시되지 않은 진공 흡착 장치 (또는 정전 흡착 장치) 의 적어도 일부를 갖고 있으며, 그 상면에 기판 (P) 을 흡착 유지한다.
미동 스테이지 (21) 의 －Y 측 측면에는, 고정 부재 (24Y) 를 통하여 －Y 측면에 반사면을 갖는 Y 이동경 (바 미러) (22Y) 이 고정되어 있다. 또, 도 1 에서는 도시가 생략되어 있지만, 미동 스테이지 (21) 의 －X 측 측면에도 동일한 이동경 (이하, X 이동경이라고 부른다) 이 고정되어 있다. 미동 스테이지 (21) 의 XY 평면 내의 위치 정보는, Y 이동경 (22Y) 및 X 이동경의 각각에 측장 빔을 조사하고, 그 반사광을 수광하는 레이저 간섭계 시스템 (28) 에 의해, 예를 들어 0.5 ∼ 1 ㎚ 정도의 분해능으로 상시 검출되고 있다. 또한, 실제로는 레이저 간섭계 시스템은, Y 이동경 (22Y), X 이동경 각각에 대응한 X 레이저 간섭계, Y 레이저 간섭계를 갖고 있지만, 도 1 에서는, 대표적으로 Y 레이저 간섭계가 레이저 간섭계 시스템 (28) 으로서 나타나 있다.
미동 스테이지 (21) 는, Y 조동 스테이지 (23Y) 상에서, 예를 들어 Y 조동 스테이지 (23Y) 에 고정된 도시되지 않은 고정자 (예를 들어, 코일 유닛) 와, 미동 스테이지 (21) 에 고정된 도시되지 않은 가동자 (예를 들어, 자석 유닛) 로 이루어지는 보이스 코일 모터를 포함하는 미동 스테이지 구동계에 의해 6 자유도 방향 (X 축, Y 축, Z 축, θx, θy, θz 의 각 방향) 으로 미소 구동된다. 이로써, 기판 스테이지 장치 (PST) 는, 기판 (P) 을 XY 2 축 방향으로 긴 스트로크로 구동 (조동) 이 가능하고, 또한 6 자유도 방향으로 미소 구동 (미동) 이 가능하게 되어 있다.
자중 캔슬 장치 (26) 는, 미동 스테이지 (21) 를 포함하는 계 (구체적으로는 미동 스테이지 (21), 기판 홀더 (PH), 및 기판 (P) 등으로 이루어지는 계) 의 자중을 정반 (12) 상에서 지지하는 Z 축 방향으로 연장된 기둥 형상의 부재로, 심주 (心柱) 라고도 불린다. 자중 캔슬 장치 (26) 는, X 조동 스테이지 (23X) 의 개구부, 및 Y 조동 스테이지 (23Y) 의 개구부에 삽입되어 있다. 자중 캔슬 장치 (26) 는, 도시되지 않은 기체 정압 베어링, 예를 들어 에어 베어링에 의해 정반 (12) 상에 부상 지지되어 있다. 자중 캔슬 장치 (26) 는, 도시되지 않은 플렉서 장치를 통하여 Y 조동 스테이지 (23Y) 에 접속되어 있고, Y 조동 스테이지 (23Y) 와 일체적으로 X 축 방향 및 Y 축 방향으로 이동한다. 자중 캔슬 장치 (26) 와 미동 스테이지 (21) 사이에는 레벨링 장치 (27) 가 배치되어 있다. 미동 스테이지 (21) 는, 레벨링 장치 (27) 를 개재하여 자중 캔슬 장치 (26) 에 대해, θx 방향 및 θy 방향으로 틸트 자유로운 (요동 자유로운) 상태로 지지되어 있다. 상기 서술한 자중 캔슬 장치 (26), 레벨링 장치 (27), 및 플렉서 장치 등을 포함하여, 기판 스테이지 장치 (PST) 구성의 상세한 것은, 예를 들어 국제공개 제2008/129762호 (대응 미국 특허출원공개 제2010/0018950호 명세서) 등에 개시되어 있다.
여기서, 본 실시 형태의 액정 노광 장치 (10) 는, 투영 광학계 (PL) 를 구성하는 복수의 확대 투영 광학계 각각을 통하여 기판 (P) 상에 형성되는 복수의 투영 이미지의 합성에 의해, 하나의 패턴 (패턴의 일부) 이 기판 (P) 상에 생성되기 때문에, 마스크 (M) 의 패턴면은, Y 축 방향으로 소정 간격으로 이간된 복수 지점이 동시에 조명계 (IOP) 에 조명된다. 즉, 마스크 (M) 상에는, Y 축 방향으로 소정 간격으로 이간된 복수의 조명 영역이 형성된다. 또, 마스크 (M) 의 패턴면에는, 스캔 방향 (X 축 방향) 으로 연장된 복수의 띠 형상 (긴 직사각 형상) 의 영역이 Y 축 방향으로 소정 간격으로 형성되어 있다. 복수의 띠 형상의 영역은, 조명계 (IOP) 에 의해 하나 걸러 조명되도록 Y 축 방향에 관한 간격이 설정되어 있다. 이들 복수의 띠 형상의 영역에는, 기판 (P) 상에 특정한 패턴 (이하, 패턴 (A) 라고 부른다) 을 형성하기 위한 마스크 패턴의 일부, 및 상기 패턴 (A) 와는 상이한 다른 패턴 (이하, 패턴 (B) 라고 부른다) 을 기판 상에 형성하기 위한 마스크 패턴의 일부가, Y 축 방향에 관해서 번갈아 형성되어 있다 (각 마스크 패턴의 도시는 생략한다).
이 때문에, 본 실시 형태의 액정 노광 장치 (10) 에서는, 기판 (P) 상에 패턴 (A) 을 형성하기 위한 마스크 패턴의 적어도 일부를 갖는 복수의 띠 형상의 영역이 조명계 (IOP) 에 조명되도록, Y 축 방향에 관해서 마스크 (M) 를 위치 결정한 상태로 주사 노광을 실시함으로써, 기판 (P) 상에 패턴 (A) 을 형성할 수 있고, 기판 (P) 상에 패턴 (B) 을 형성하기 위한 마스크 패턴의 적어도 일부를 갖는 띠 형상의 영역이 조명계 (IOP) 에 조명되도록, Y 축 방향에 관해서 마스크 (M) 를 위치 결정한 상태로 주사 노광을 실시함으로써, 기판 (P) 상에 패턴 (B) 을 형성할 수 있다. 또한, 마스크 (M) 는 상이한 패턴 (A), (B) 의 일방만을 갖는 것으로 해도 된다.
그리고, 본 실시 형태의 마스크 스테이지 장치 (MST) 에서는, 상기 서술한 Y 축 방향에 관한 마스크 (M) 의 위치 결정을 가능하게 하기 위해서, 마스크 (M) 를 유지하는 메인 스테이지 (40) 를 Y 축 방향 (크로스 스캔 방향) 으로도 소정의 스트로크로 이동시킬 수 있다. 이하, 마스크 스테이지 장치 (MST) 의 구성에 대해 설명한다. 도 2 에는, 마스크 스테이지 장치 (MST) 의 평면도가 나타나 있다. 또, 도 3 에는, 마스크 스테이지 장치 (MST) 를 ＋X 측에서 본 측면도가 나타나 있다.
도 2 에 나타내는 바와 같이, 메인 스테이지 (40) 는, Y 축 방향을 길이 방향을 하는 XY 평면에 평행한 판상 부재인 본체부 (41) 를 갖고 있다. 본체부 (41) 는, 상방 (＋Z 측) 에서 보아 직사각 형상의 판상 부재의 ＋Y 측 또한 ＋X 측의 단부 (모서리부), 및 ＋Y 측 또한 －X 측의 단부 (모서리부) 각각이 비스듬하게 잘라내어진 듯한 외형 형상 (육각 형상) 을 갖고 있다. 본체부 (41) 의 중앙부에는, Z 축 방향으로 관통하는 직사각형의 개구부 (41a) 가 형성되고, 그 개구부 (41a) 내에 마스크 (M) 가 수용된다. 본체부 (41) 는, 개구부 (41a) 를 형성하는 ＋X 측, 및 －X 측 벽면 (내벽면) 의 각각에 고정된 복수의 정전 척 (또는 진공 척, 혹은 메커니컬 척) 을 포함하는 척 유닛 (42) 을 갖는다. 척 유닛 (42) 에 의해 마스크 (M) 가 유지된다. 또한, 개구부 (41a) 를 중앙부에 직사각형의 개구가 형성된 단차가 부여된 형상으로 하고, 그 단부 (段部) 의 내주부에 척 유닛 (42) 을 장착해도 된다.
본체부 (41) 는, 개구부 (41a) 보다 －Y 측 부분 (영역) 이 －Y 측 메인 스테이지 가이드 (35) 에 의해 하방으로부터 지지되고, 개구부 (41a) 보다 ＋Y 측 부분 (영역) 이 ＋Y 측 메인 스테이지 가이드 (35) 에 의해 하방으로부터 지지되어 있다. 한 쌍의 메인 스테이지 가이드 (35) 각각은, 예를 들어 석재에 의해 형성되고, 그 상면은 평탄도가 매우 높게 마무리되어 있다. 본체부 (41) 의 하면에는, －Y 측 메인 스테이지 가이드 (35) 의 상면에 베어링면이 대향하는 두 개의 정압 기체 베어링, 예를 들어 에어 베어링 (43a, 43b) 과, ＋Y 측 메인 스테이지 가이드 (35) 의 상면에 베어링면이 대향하는 하나의 정압 기체 베어링, 예를 들어 에어 베어링 (43c) 이 장착되어 있다. 에어 베어링 (43a, 43b) 은, X 축 방향으로 이간되어 배치되어 있고, 3 개의 에어 베어링 (43a ∼ 43c) 은, 동일 직선 상에 없는 3 지점에 배치되어 있다. 에어 베어링 (43a, 43b, 43c) 각각은, 도시되지 않은 기체 공급 장치로부터 공급되는 고압 (가압) 기체 (예를 들어, 공기) 를 대향하는 메인 스테이지 가이드 (35) 의 상면에 분출시킴으로써, 본체부 (41) 를 한 쌍의 메인 스테이지 가이드 (35) 상에 부상시킨다. 또한, 에어 베어링의 수는, 이것에 한정되지 않고, 예를 들어 한 쌍의 메인 스테이지 가이드 (35) 각각에 대해 복수 (예를 들어 2 개씩) 의 에어 베어링을 대향시켜 배치해도 된다.
도 2 및 도 3 에 나타내는 바와 같이, 본체부 (41) 의 ＋Y 측 상면 중앙부에는 ＋Y 측으로 개구된 오목부 (41b) 가 형성되고, 오목부 (41b) 의 저부에는 Z 축 방향으로 이간되어 배치된 한 쌍의 판상 부재로 이루어지는 Y 가동자 (44) 가, 고정 부재 (44a) 를 개재하여 고정되어 있다. Y 가동자 (44) 를 구성하는 한 쌍의 판상 부재는, 서로 대향하는 한 쌍의 대향면 각각에 복수의 자석을 포함하는 자석 유닛 (도시 생략) 을 갖고 있다. 또, 본체부 (41) 의 ＋Y 측 하면 중앙부 (즉 Y 가동자 (44) 의 하방), 및 －Y 측 상면 중앙부에는, 단면 U 자 형상의 X 가동자 (45, 46) 가 각각 단면 L 자 형상의 고정 부재 (45a, 46a) 를 개재하여 고정되어 있다. X 가동자 (45, 46) 각각은, 서로 대향하는 한 쌍의 대향면 각각에 복수의 자석을 포함하는 자석 유닛 (도시 생략) 을 갖고 있다.
또, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 본체부 (41) 의 －X 측 측면에는, 한 쌍의 X 이동경 (바 미러) (48x) 이 각각의 반사면을 X 축에 거의 수직인 방향을 향하여 고정되어 있다. 메인 스테이지 (40) 의 X 축 방향 (및 θz 방향) 에 관한 위치 정보는, 한 쌍의 X 이동경 (48x) 각각에 X 축에 평행한 측장 빔 (Lx) 을 조사하는 한 쌍의 X 레이저 간섭계 (98x) 에 의해, 예를 들어 0.5 ∼ 1 ㎚ 정도의 분해능으로 상시 계측된다.
또, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 본체부 (41) 의 －Y 측 측면에는, X 축 방향을 길이 방향으로 하는 Y 이동경 (바 미러) (48y) 이 그 반사면을 Y 축에 대략 수직인 방향을 향하여 고정되어 있다. 또, 경통 정반 (31) 에는, 상기 서술한 한 쌍의 X 레이저 간섭계 (98x) 와 함께 레이저 간섭계 시스템을 구성하고, Y 이동경 (48y) 에 Y 축에 평행한 측장 빔 (Ly) 을 조사하는 Y 레이저 간섭계 (98y) 가 고정되어 있다. 메인 스테이지 (40) 의 Y 축 방향에 관한 위치 정보는, Y 레이저 간섭계 (98y) 에 의해, 예를 들어 0.5 ∼ 1 ㎚ 정도의 분해능으로 상시 계측된다. 한 쌍의 X 이동경 (48x), 및 Y 이동경 (48y) 각각의 반사면은, 각각의 Z 축 방향의 중심이 마스크 (M) 의 하면 (패턴면) 과 거의 동일한 XY 평면 (이하, 계측 기준면이라고 부른다) 과 거의 일치하는 높이에 배치되어 있다. 즉, 한 쌍의 X 레이저 간섭계 (98x), 및 Y 레이저 간섭계 (98y) 각각은, 상기 계측 기준면 상에서 측장 빔 (Lx, Ly) 을 각 이동경 (48a ∼ 48c) 에 조사하여, 메인 스테이지 (40) 의 XY 평면 내에 있어서의 위치 정보를 계측 기준면 상에서, 이른바 아베 오차없이 계측한다.
서브 스테이지 (50, 70) 는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 각각 서브 스테이지 가이드 (37a, 37b) 상에 탑재되어 있다. 서브 스테이지 가이드 (37a) 는 보디 (BD) 의 －Y 측에, 서브 스테이지 가이드 (37b) 는 보디 (BD) 의 ＋Y 측에, 각각 보디 (BD) 로부터 이간된 상태로 플로어면 (F) 상에 설치되어 있다. 서브 스테이지 가이드 (37a) 는, X 축 방향을 길이 방향으로 하는 XY 평면에 평행한 판상 부재인 가이드부 (38a) (도 2 참조) 와, 가이드부 (38a) 를 플로어면 (F) 상에서 지지하는 복수, 예를 들어 4 개의 다리부 (39a) (도 1 에서는, －X 측의 2 개의 다리부 (39a) 는 지면 안쪽에 가려져 있다) 를 갖고 있다. 서브 스테이지 가이드 (37b) 도, 동일한 구성의 가이드부 (38b) 와, 복수의 다리부 (39b) 를 갖고 있다. 단, 서브 스테이지 가이드 (37a) 의 가이드부 (38a) 는, 서브 스테이지 가이드 (37b) 의 가이드부 (38b) 보다 높은 위치 (＋Z 측) 에 배치되어 있다 (즉, 다리부 (39a) 가 다리부 (39b) 보다 길다).
또, 서브 스테이지 가이드 (37a, 37b) 각각의 다리부 (39a, 39b) 에는, 케이블 체인 (89a, 89b) (케이블 캐리어, 케이블 베어 (등록상표) 등이라고도 불린다) 을 각각 지지하는 지지 부재 (36a, 36b) 가 고정되어 있다. 케이블 체인 (89a) 은 서브 스테이지 (50) 에 (혹은 서브 스테이지 (50) 를 통하여 메인 스테이지 (40) 에), 케이블 체인 (89b) 은 서브 스테이지 (70) 에 (혹은 서브 스테이지 (70) 를 통하여 메인 스테이지 (40) 에), 각각에 전력을 공급하기 위한 케이블, 혹은 용력 (예를 들어, 진공 흡인력, 가압 기체, 냉각액 등) 을 공급하기 위한 튜브 등을 갖는다.
가이드부 (38a) 의 상면에는, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 한 쌍의 X 리니어 가이드 (51) 가 고정되어 있다. 한 쌍의 X 리니어 가이드 (51) 는, 각각 X 축 방향을 길이 방향으로 하여 Y 축 방향으로 소정의 간격으로 배치되어 있다. 또, 가이드부 (38a) 상면에 있어서의 한 쌍의 X 리니어 가이드 (51) 사이에는, X 축 방향을 따라 배열된 복수의 자석을 포함하는 자석 유닛 (52) 이 고정되어 있다. 또한, 가이드부 (38a) 의 －Y 측 측면에는, X 축 방향을 길이 방향으로 하는 XZ 평면에 평행한 판 부재로 이루어지는 X 스케일 (53) 이 고정되어 있다. X 스케일 (53) 의 표면에는, X 축 방향을 주기 방향으로 하는 일차원 그레이팅이 형성되어 있다. 가이드부 (38b) 는, 가이드부 (38a) 와 동일한 구성을 갖고 있다. 즉, 가이드부 (38b) 의 상면에는, 한 쌍의 X 리니어 가이드 (71) 와 자석 유닛 (72) 이 고정되고, 가이드부 (38b) 의 －Y 측 측면에는, X 스케일 (73) 이 고정되어 있다.
서브 스테이지 (50) 는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 서브 스테이지 가이드 (37a) 의 가이드부 (38a) 상에서 X 축 방향으로 이동 가능한 X 스테이지 (54) 와, X 스테이지 (54) 상에 탑재되고, X 스테이지 (54) 상에서 Y 축 방향으로 이동 가능한 Y 스테이지 (55) 를 갖고 있다.
X 스테이지 (54) 는, X 축 방향을 길이 방향으로 하는 평면에서 보아 직사각형의 판상 부재로 이루어지고 (도 2 참조), 그 하면의 네 모서리부에는, 도시되지 않은 구름 베어링 (예를 들어 볼, 굴림대 등) 을 포함하는 단면 역 U 자 형상의 슬라이더 (56) 가 고정되어 있다 (도 3 에서는 ＋X 측의 2 개만이 도시되고, －X 측의 2 개는 도면 안쪽에 가려져 있다). ＋Y 측의 2 개의 슬라이더 (56) 는 ＋Y 측 X 리니어 가이드 (51) 에, －Y 측의 2 개의 슬라이더 (56) 는 －Y 측 X 리니어 가이드 (51) 에, 각각 슬라이드 가능한 상태로 걸어맞춰져 있다. X 스테이지 (54) 의 하면 중앙부에는, 코일을 포함하는 코일 유닛 (57) 이 자석 유닛 (52) 에 대향한 상태로 고정되어 있다. 코일 유닛 (57) 은, 자석 유닛 (52) 과 함께 X 스테이지 (54) 를 한 쌍의 X 리니어 가이드 (51) 상에서 X 축 방향으로 구동하기 위한 X 리니어 모터를 구성하고 있다. 코일 유닛 (57) 을 구성하는 코일에 공급되는 전류의 크기 및 방향은, 도시되지 않은 주제어 장치에 의해 제어된다.
또, 도 2 및 도 3 에 나타내는 바와 같이, X 스테이지 (54) 의 하면의 －X 측 또한 －Y 측에는, 전술한 X 스케일 (53) 과 함께 X 스테이지 (54) 의 X 축 방향에 관한 위치 정보를 계측하는 X 리니어 인코더 시스템을 구성하는 X 헤드 (58) 가 소정의 고정 부재를 개재하여 고정되어 있다. X 헤드 (58) 의 계측치는, 도시되지 않은 주제어 장치에 공급되고, 주제어 장치는, X 헤드 (58) 의 계측치에 기초하여 X 리니어 모터를 제어함으로써, X 스테이지 (54) 의 X 축 방향에 관한 위치를 제어한다.
X 스테이지 (54) 의 상면 중앙에는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 코일을 포함하는 코일 유닛 (60) 이 고정되어 있다. 코일 유닛 (60) 을 구성하는 코일에 공급되는 전류의 크기 및 방향은, 도시되지 않은 주제어 장치에 의해 제어된다. 또, X 스테이지 (54) 상면의 네 모서리부 근방에는, 도시되지 않은 구름 베어링 (예를 들어 볼, 굴림대 등) 을 포함하는 단면 U 자 형상의 슬라이더 (61) 가 고정되어 있다 (도 3 에서는 ＋X 측의 2 개만이 도시되고, －X 측의 2 개는 도면 안쪽에 가려져 있다).
Y 스테이지 (55) 는, 평면에서 보아 X 축 방향을 길이 방향으로 하는 직사각형의 판상 부재로 이루어지고 (도 2 참조), 그 하면 중앙에는, Y 축 방향으로 배열된 복수의 자석을 포함하는 자석 유닛 (62) 이 고정되어 있다. 자석 유닛 (62) 은, 코일 유닛 (60) 과 함께 Y 스테이지 (55) 를 Y 축 방향으로 구동하는 Y 리니어 모터를 구성하고 있다. 또한, Y 리니어 모터는, 코일 유닛 및 자석 유닛의 배치 관계가 상기의 경우 (무빙 마그넷 방식) 와는 반대인 무빙 코일 방식이어도 된다.
Y 스테이지 (55) 의 하면에 있어서의 자석 유닛 (62) 의 ＋X 측, －X 측 각각에는, Y 축 방향을 길이 방향으로 하는 Y 리니어 가이드 (63) 가 고정되어 있다 (도 3 에서는 －X 측 Y 리니어 가이드는 도면 안쪽에 가려져 있다). 한 쌍의 Y 리니어 가이드 (63) 각각은, X 스테이지 (54) 의 상면에 고정된 슬라이더 (61) 에 슬라이드 가능한 상태로 걸어맞춰져 있고, Y 스테이지 (55) 의 X 스테이지 (54) 상에서의 Y 축 방향으로의 직진 이동을 안내하면서, Y 스테이지 (55) 의 X 스테이지 (54) 상에서의 X 축 방향으로의 이동을 제한하고 있다. 또한, Y 리니어 가이드 및 슬라이더의 배치 관계는, 상기 서술한 경우와 반대여도 된다.
Y 스테이지 (55) 의 ＋X 측 측면에는, 도 2 에 나타내는 바와 같이, Y 축 방향을 길이 방향으로 하는 YZ 평면에 평행한 판 부재로 이루어지는 Y 스케일 (64) 이 고정되어 있다. Y 스케일 (64) 의 표면에는, Y 축 방향을 주기 방향으로 하는 일차원 그레이팅이 형성되어 있다. Y 스케일 (64) 에 대향하여, X 스테이지 (54) 상면의 ＋X 측 중앙부에는, Y 스케일 (64) 과 함께 Y 스테이지 (55) 의 Y 축 방향에 관한 위치 정보를 계측하는 Y 리니어 인코더 시스템을 구성하는 Y 헤드 (59) 가 소정의 고정 부재를 개재하여 고정되어 있다. Y 헤드 (59) 의 계측치는, 도시되지 않은 주제어 장치에 공급되고, 주제어 장치는, Y 헤드 (59) 의 계측치에 기초하여 Y 리니어 모터를 제어함으로써, Y 스테이지 (55) 의 Y 축 방향에 관한 위치를 제어한다. 또한, 도면의 착종을 피하기 위해서, 도 1 및 도 3 에서는, Y 헤드 (59) 및 Y 스케일 (64) 의 도시가 생략되어 있다.
Y 스테이지 (55) 상면에 있어서의 ＋Y 측 중앙부에는, X 고정자 (65) 가 단면 L 자 형상의 장착 부재 (65a) (도 3 참조) 를 개재하여 고정되어 있다. X 고정자 (65) 는, 복수의 코일을 포함하는 코일 유닛 (도시 생략) 을 갖고 있으며, 서브 스테이지 (50) 가 X 축 방향으로 이동할 때, 메인 스테이지 (40) 에 고정된 X 가동자 (46) 와의 사이의 전자 상호 작용에 의해 X 축 방향의 구동력 (예를 들어 전자력 (로렌츠력)) 을 발생시키고, 메인 스테이지 (40) 를 서브 스테이지 (50) 에 대해 X 축 방향으로 구동하여 메인 스테이지 (40) 를 X 축 방향으로 유도하는 X 보이스 코일 모터 (이하, XVCM1 로 약술한다 (도 3 참조)) 를 구성하고 있다. 즉, 서브 스테이지 (50) 가 전술한 X 리니어 모터에 의해 X 축 방향으로 구동될 때, XVCM1 이 구동력을 발생시킴으로써, 메인 스테이지 (40) 가 서브 스테이지 (50) 와 일체적으로 구동된다.
메인 스테이지 (40) 와 서브 스테이지 (50) 의 X 축 및 Y 축 방향에 관한 상대적인 위치 정보는, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 서브 스테이지 (50) 에 소정의 고정 부재를 개재하여 고정된, 예를 들어 와전류 방식 (혹은 정전 용량 방식) 의 변위 센서 등을 포함하는 갭 센서 (X 축 방향 계측용 갭 센서 (66), 및 Y 축 방향 계측용 갭 센서 (67)) 에 의해, 메인 스테이지 (40) 에 소정의 고정 부재를 개재하여 고정된 금속판으로 이루어지는 타겟 (X 축 방향 계측용 타겟 (49a), 및 Y 축 방향 계측용 타겟 (49b)) 을 통하여 계측된다. 즉, 갭 센서 (66, 67) 가, 타겟 (49a, 49b) 과의 갭을 각각 계측함으로써, 메인 스테이지 (40) 와 서브 스테이지 (50) 의 X 축 및 Y 축 방향에 관한 상대적인 위치 정보가 계측된다.
서브 스테이지 (70) 는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 후술하는 X 고정자 (85) 의 위치가 상이한 것, 및 후술하는 Y 고정자 (88) 를 갖는 것을 제외하고, 구동계, 계측계를 포함하여 서브 스테이지 (50) 와 동일하게 구성되어 있다. 즉, 서브 스테이지 (70) 는, X 스테이지 (74) 와 Y 스테이지 (75) 를 갖고 있다. X 스테이지 (74) 는, 그 하면에 고정된 슬라이더 (76) 를 통하여 X 리니어 가이드 (71) 상에 탑재되고, 그 하면에 고정된 코일 유닛 (77) 과 자석 유닛 (72) 에 의해 구성되는 X 리니어 모터에 의해, X 리니어 가이드 (71) 상에서 X 축 방향으로 구동된다. 또, Y 스테이지 (75) 는, 그 하면에 고정된 Y 리니어 가이드 (83) 를 통하여 X 스테이지 (74) 상에 고정된 슬라이더 (81) 상에 탑재되고, 그 하면에 고정된 자석 유닛 (82) 과 X 스테이지 (74) 의 상면에 고정된 코일 유닛 (80) 에 의해 구성되는 Y 리니어 모터에 의해, X 스테이지 (74) 상에서 Y 축 방향으로 구동된다.
X 스테이지 (74) 의 X 축 방향의 위치 정보는, 도 2 및 도 3 에 나타내는 바와 같이, X 스테이지 (74) 에 소정의 고정 부재를 개재하여 고정된 X 헤드 (78) 와, 가이드부 (38b) 에 고정된 X 리니어 스케일 (73) 에 의해 구성되는 X 리니어 인코더 시스템에 의해 계측된다. 또, Y 스테이지 (75) 의 Y 축 방향의 위치 정보는, X 스테이지 (74) 에 소정의 고정 부재를 개재하여 고정된 Y 헤드 (79) 와, Y 스테이지 (75) 에 고정된 Y 리니어 스케일 (84) 에 의해 구성되는 Y 리니어 인코더 시스템에 의해 계측된다.
도 3 에 나타내는 바와 같이, Y 스테이지 (75) 의 상면에는, X 고정자 (85) 가 단면 L 자 형상의 고정 부재 (85a) 를 개재하여 고정되어 있다. X 고정자 (85) 는, 메인 스테이지 (40) 에 고정된 X 가동자 (45) 와의 전자적 상호 작용에 의해, 메인 스테이지 (40) 를 서브 스테이지 (70) 에 대해 X 축 방향으로 구동하는 구동력을 발생시키는 X 보이스 코일 모터 (이하, XVCM2 로 약술한다) 를 구성하고 있다. 도시 생략의 주제어 장치는, 서브 스테이지 (50, 70) 를 한 쌍의 X 리니어 모터 (자석 유닛 (52, 72) 및 코일 유닛 (57, 77)) 를 이용하여 X 축 방향으로 동기 구동할 때, 함께 XVCM1, XVCM2 를 이용하여 메인 스테이지 (40) 를 서브 스테이지 (50, 70) 에 대해 서브 스테이지 (50, 70) 와 동일 방향으로 구동함으로써, 메인 스테이지 (40) 와 서브 스테이지 (50, 70) 를 일체적으로 X 축 방향으로 이동시킨다. 또, 주제어 장치는, XVCM1, XVCM2 에 의한 구동력을 다르게 함으로써, 메인 스테이지 (40) 를 적절히 θz 방향으로 미소 구동한다.
또, 고정 부재 (85a) 에는, X 고정자 (85) 의 상방에 Y 고정자 (88) 가 고정되어 있다. Y 고정자 (88) 는, 복수의 코일을 포함하는 코일 유닛 (도시 생략) 을 갖고 있다. Y 고정자 (88) 는, 메인 스테이지 (40) 에 고정된 Y 가동자 (44) 와의 전자적 상호 작용에 의해, 메인 스테이지 (40) 를 서브 스테이지 (70) 에 대해 Y 축 방향으로 미소 구동하는 Y 보이스 코일 모터 (이하, YVCM 으로 약술한다) 를 구성하고 있다.
메인 스테이지 (40) 와 서브 스테이지 (70) 의 X 축 방향에 관한 상대적인 위치 정보는, 도 2 에 나타내는 바와 같이, X 스테이지 (74) 에 소정의 고정 부재를 개재하여 고정된 갭 센서 (86) 에 의해 메인 스테이지 (40) 에 소정의 고정 부재를 개재하여 고정된 타겟 (49c) 을 통하여 계측되고, 메인 스테이지 (40) 와 서브 스테이지 (70) 의 Y 축 방향에 관한 상대적인 위치 정보는, Y 스테이지 (75) 에 소정의 고정 부재를 개재하여 고정된 갭 센서 (87) 에 의해 메인 스테이지 (40) 에 소정의 고정 부재를 개재하여 고정된 타겟 (49d) 을 통하여 계측된다.
여기서, 일례로서 메인 스테이지 (40) 가, 예를 들어 ＋Y 방향으로 소정의 스트로크로 이동할 때의 동작 (Y 단계 동작) 을, 도 4(A) 및 도 4(B) 를 이용하여 설명한다. 또한, 도 4(A) 및 도 4(B) 에서는, 서브 스테이지 가이드 (37a, 37b) 각각의 다리부, 및 보디의 도시가 생략되어 있다.
도 4(A) 에 있어서, 메인 스테이지 (40) 는, 그 Y 축 방향에 관한 이동 가능 범위의 －Y 측 단부 근방에 위치하고 있다. 도 4(A) 에 나타내는 상태로부터 메인 스테이지 (40) 를 ＋Y 방향으로 구동할 때, 도시 생략의 주제어 장치는, 서브 스테이지 (50, 70) 각각의 Y 리니어 모터를 제어하여, Y 스테이지 (55, 75) 각각을 X 스테이지 (54, 74) 상에서 ＋Y 방향으로 구동한다 (도 4(B) 참조). 또, 메인 스테이지 (40) 와 서브 스테이지 (50, 70) 가 비접촉 상태이기 때문에, 주제어 장치는, 이와 함께, 전술한 광 간섭계 시스템 (Y 레이저 간섭계 (98y) (도 3 참조)) 의 출력에 기초하여 YVCM 을 제어하여 메인 스테이지 (40) 를 서브 스테이지 (70) 에 대해 ＋Y 방향으로 구동함으로써, 메인 스테이지 (40) 를 Y 축 방향으로 유도한다 (YVCM 을 통하여 서브 스테이지 (70) 에 메인 스테이지 (40) 를 견인시킨다). 이로써, 메인 스테이지 (40) 와 서브 스테이지 (50, 70) 가 일체적으로 ＋Y 방향으로 이동한다. 주제어 장치는, 메인 스테이지 (40) 를 －Y 방향으로 구동할 때에도 동일한 제어를 실시한다. 여기서, 서브 스테이지 (50, 70) 의 Y 축 방향에 관한 이동 스트로크는, 전술한 마스크 패턴 이미지의 복수의 투영 영역 중 인접하는 2 개의 투영 영역의 웨이퍼 (W) 상에 있어서의 Y 축 방향의 간격에 대응하는 거리 이상으로 설정되어 있다. 또, 전술한 바와 같이, 마스크 (M) 의 패턴면에는, 스캔 방향 (X 축 방향) 으로 연장된 복수의 띠 형상 (긴 직사각 형상) 의 영역이 Y 축 방향으로 소정 간격으로 형성되고, 이들 복수의 띠 형상의 영역에는, 기판 (P) 상에 패턴 (A) 의 마스크 패턴의 일부 및 패턴 (B) 의 마스크 패턴의 일부가, Y 축 방향에 관해서 번갈아 형성되어 있는 경우에는, 서브 스테이지 (50, 70) 의 Y 축 방향에 관한 이동 스트로크는, 복수의 띠 형상의 영역 중 인접하는 띠 형상 영역의 간격과 동등 이상으로 설정된다. 이로써, 마스크 스테이지 장치 (MST) 에서는, 전술한 Y 축 방향에 관한 마스크 (M) 의 위치 결정이 가능하게 되어 있다.
또, 주제어 장치는, 메인 스테이지 (40) 를 X 축 방향으로 구동할 때에는, 한 쌍의 X 리니어 모터를 제어하여 서브 스테이지 (50, 70) 각각의 X 스테이지 (54, 74) 를 X 축 방향으로 동기 구동한다. 주제어 장치는, 이와 함께, 광 간섭계 시스템 (한 쌍의 X 레이저 간섭계 (98x) (도 2 참조)) 의 출력에 기초하여 XVCM1, XVCM2 를 제어하여, 메인 스테이지 (40) 를 서브 스테이지 (50, 70) 각각에 대해 X 축 방향으로 구동함으로써, 메인 스테이지 (40) 를 X 축 방향으로 유도한다. 이로써, 메인 스테이지 (40) 와 서브 스테이지 (50, 70) 가 일체적으로 X 축 방향으로 이동한다.
또, 예를 들어, 노광시 등에 서브 스테이지 (50, 70) 를 이용하여 메인 스테이지 (40) 가 X 축 방향 (스캔 방향) 으로 긴 스트로크로 구동될 때, 주제어 장치는, XVCM1, XVCM2 와 함께 YVCM 을 적절히 제어하여, 예를 들어 기판 스테이지 장치 (PST) (도 1 참조) 에 의해 구동되는 기판 (P) (도 1 참조) 의 움직임에 추종시키기 위해서, 메인 스테이지 (40) 를 Y 축 방향으로 미소 구동 (스캔 동작 중에 크로스 스캔 방향으로 미소 구동) 한다.
여기서, XVCM1, XVCM2, 및 YVCM 의 Z 축 방향에 관한 배치에 대해 설명한다. 도 4(B) 에 나타내는 바와 같이, XVCM1 및 XVCM2 는 각각 메인 스테이지 (40) 의 상면측, 하면측에 배치되어, 서로 독립적으로 메인 스테이지 (40) 에 X 축 방향의 추력 (推力) 을 작용시키기 때문에, XVCM1, 및 XVCM2 가 메인 스테이지 (40) 를 X 축 방향으로 구동할 때의 추력은, 각각 실질적으로 거의 동일한 힘 (힘의 크기와 방향) 이므로, XVCM1 에 의한 추력 발생 위치와, XVCM2 에 의한 추력 발생 위치의 중간점에서 메인 스테이지 (40) 에 작용한다. 그리고, XVCM1, XVCM2 는, 메인 스테이지 (40) 의 무게 중심 위치 (CG) 를 포함하는 XY 평면으로부터 Z 축 방향에 관해서 각각 등거리로 배치되어 있다. 따라서, XVCM1, XVCM2 는, 메인 스테이지 (40) 의 무게 중심 위치 (CG) 를 포함하는 XY 평면 내에서 메인 스테이지 (40) 에 X 축 방향의 추력을 작용시킨다. 또, YVCM 도 마찬가지로, 메인 스테이지 (40) 의 무게 중심 위치 (CG) 를 포함하는 XY 평면에 평행한 면 내에서 메인 스테이지 (40) 에 추력이 작용하도록, 그 Z 축 방향에 관한 배치 위치가 설정되어 있다. 따라서, 메인 스테이지 (40) 를 서브 스테이지 (50, 70) 에 대해 XVCM1, XVCM2, 및 YVCM 을 이용하여 X 축 방향, 및/또는 Y 축 방향으로 구동할 때, 그 구동 방향과 직교하는 축 둘레의 모멘트 (피칭 모멘트) 가 메인 스테이지 (40) 에 작용하지 않아, 메인 스테이지 (40) 를 XY 평면을 따라 양호한 정밀도로 구동할 수 있다.
이 외에, 마스크 스테이지 장치 (MST) 는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 메인 스테이지 (40) 를 XY 평면 내의 특정한 위치에 위치 결정하는 한 쌍의 위치 결정 장치 (90) 를 갖고 있다. 한 쌍의 위치 결정 장치 (90) 는, 메인 스테이지 (40) 의 본체부 (41) 의 ＋X 측 측면에, Y 축 방향으로 이간되어 고정된 한 쌍의 위치 결정 부재 (91) (도 2 참조) 와, 상기 한 쌍의 위치 결정 부재 (91) 와 대략 동일한 간격으로 경통 정반 (31) 의 상면에 고정된 한 쌍의 위치 결정 실린더 (95) 를 갖고 있다. 한 쌍의 위치 결정 부재 (91) 의 하면에는, 하방 (－Z 측) 으로 개구된 원뿔 형상의 오목부 (92) 가 형성되어 있다. 한 쌍의 위치 결정 실린더 (95) 각각은, Z 축 방향으로 연장된 실린더 케이스 (95a) 와, 일단이 실린더 케이스 (95a) 내에 삽입된 로드 (95b) 를 포함하는, 예를 들어 에어 실린더 (또는 유압 실린더, 혹은 전동의 1 축 구동 장치) 로 이루어진다. 로드 (95b) 의 타단에는 볼 (96) 이 장착되어 있다.
한 쌍의 위치 결정 실린더 (95) 는, 예를 들어 액정 노광 장치 (10) 를 처음 사용할 때, 혹은 액정 노광 장치 (10) 의 메인터넌스 후 등, 레이저 간섭계 시스템에 의한 메인 스테이지 (40) 의 위치 정보 계측을 처음 실시하는 경우, 혹은 정지된 계측을 재개하는 경우 등에, 메인 스테이지 (40) 를 레이저 간섭계 시스템의 계측 원점 위치 (이하, 계측 원점 위치로 약술한다) 에 위치 결정할 때에 사용된다.
한 쌍의 위치 결정 실린더 (95) 는, 메인 스테이지 (40) 의 위치 결정시 이외 (예를 들어, 노광시) 에는, 볼 (96) 이 메인 스테이지 (40) 에 접촉하지 않도록, 도 5(A) 에 나타내는 바와 같이, 로드 (95b) 가 실린더 케이스 (95a) 내에 수용된 상태 (수용 상태) 로 된다.
메인 스테이지 (40) 를 계측 원점 위치에 위치 결정할 때에는, 우선 한 쌍의 위치 결정 부재 (91) 및 한 쌍의 위치 결정 실린더 (95) 각각의 X 축 방향, 및 Y 축 방향의 위치가 대략 일치하도록, 메인 스테이지 (40) 의 위치가 조정된다. 또한, 이 조정은, 액정 노광 장치 (10) 의 오퍼레이터가 수동으로 실시해도 되고, 갭 센서 (66, 67, 86, 87) (도 2 참조) 의 출력에 기초하여 자동적으로 위치 결정이 조정되도록 제어해도 된다. 이어서, 실린더 케이스 (95a) 내에 에어 등이 공급됨으로써, 도 5(B) 에 나타내는 바와 같이, 로드 (95b) 가 실린더 케이스 (95a) 로부터 돌출되어, 볼 (96) 이 오목부 (92) 에 끼워맞춰진다. 메인 스테이지 (40) 는, 서브 스테이지 (50, 70) 에 대해 X 축 방향 및 Y 축 방향으로 구속되지 않고, 또한 한 쌍의 메인 스테이지 가이드 (35) 상에 부상 지지되어 있으므로, 볼 (96) 이 오목부 (92) 에 끼워맞춰질 때, 볼 (96) 의 표면과 위치 결정 부재 (91) 의 오목부 (92) 를 형성하는 면 (테이퍼면) 이 슬라이딩하여, 실린더 (95) 의 중심 축선과 오목부 (92) 의 중심 축선이 일치하는 위치로 메인 스테이지 (40) 가 안내된다. 따라서, 항상 동일 위치에 고정밀도로 메인 스테이지 (40) 를 위치 결정할 수 있다. 또, 한 쌍의 볼 (96) 이 한 쌍의 오목부 (92) 각각에 끼워맞춰진 상태에서는, 볼 (96) 의 외주면과 오목부 (92) 를 형성하는 테이퍼면이 간극없이 접촉하므로, 메인 스테이지 (40) 를 위치 결정한 상태로 그 덜컥거림이 방지된다.
그리고, 도 5(B) 에 나타내는, 한 쌍의 볼 (96) 이 한 쌍의 오목부 (92) 각각에 끼워맞춰진 상태에서는, 메인 스테이지 (40) 의 X 축 방향, Y 축 방향, 및 θz 방향의 이동이 제한된다. 한 쌍의 이동경 (48x), 및 이동경 (48y) (도 2 참조) 각각은, 한 쌍의 위치 결정 장치 (90) 에 의해 메인 스테이지 (40) 가 위치 결정된 상태로, 대응하는 각 레이저 간섭계 (98x, 98y) 로부터 사출된 측장 빔 (Lx, Ly) 이, 그 반사면에 수직으로 입사되도록 본체부 (41) 에 대한 장착 위치가 조정되고 있다. 액정 노광 장치 (10) 에서는, 상기 한 쌍의 위치 결정 장치 (90) 를 이용하여 메인 스테이지 (40) 가 계측 원점 위치에 위치 결정되어, 예를 들어 노광시 등에는, 그 계측 원점 위치를 기준으로 하는 레이저 간섭계 시스템의 계측치에 기초하여 메인 스테이지 (40) 의 XY 평면 내의 위치가 제어된다. 또, 액정 노광 장치 (10) 에서는, 한 쌍의 위치 결정 장치 (90) 를 이용하여 메인 스테이지 (40) 를 위치 결정한 상태로, 도시되지 않은 주제어 장치에 의해, 전술한 갭 센서 (66, 67, 86, 87) 의 출력에 기초하여 메인 스테이지 (40) 와 서브 스테이지 (50, 70) 각각의 위치 관계가 기억된다. 이로써, 한 쌍의 볼 (96) 과 한 쌍의 오목부 (92) 의 걸어맞춤이 해제될 때, 비접촉 부상 지지된 (즉 그 수평면 내에서의 위치를 구속하는 부재가 없다) 메인 스테이지 (40) 가 흘러내려, 레이저 간섭계 시스템에 의한 계측을 실시할 수 없게 되는 사태가 방지된다. 또한, 상기 한 쌍의 위치 결정 장치에 있어서, 볼과 위치 결정 부재 (오목부) 의 배치 관계는 반대여도 (실린더에 오목부를 갖는 위치 결정 부재가 고정되고, 볼이 메인 스테이지에 고정되어도) 된다.
상기 서술한 바와 같이 하여 구성된 액정 노광 장치 (10) (도 1 참조) 에서는, 도시 생략의 주제어 장치의 관리하에, 도시 생략의 마스크 로더에 의한 마스크 스테이지 장치 (MST) 상에 대한 마스크 (M) 의 로드, 및 도시 생략의 기판 로더에 의한 기판 스테이지 장치 (PST) 상에 대한 기판 (P) 의 로드가 실시된다. 그 후, 주제어 장치에 의해, 도시 생략의 얼라인먼트 검출계를 이용하여 얼라인먼트 계측이 실행되고, 얼라인먼트 계측의 종료 후, 스텝·앤드·스캔 방식의 노광 동작이 실시된다. 이 노광 동작은 종래부터 실시되고 있는 스텝·앤드·스캔 방식과 동일하므로 그 설명은 생략한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태의 액정 노광 장치 (10) 가 갖는 마스크 스테이지 장치 (MST) 는, 서브 스테이지 (70) 가 갖는 Y 고정자 (88) 와 메인 스테이지 (40) 가 갖는 Y 가동자 (44) 로 이루어지는 YVCM 에 의해, 메인 스테이지 (40) 를 서브 스테이지 (50, 70) 에 대해 (서브 스테이지 (50, 70) 상에서) 크로스 스캔 방향 (Y 축 방향) 으로 미소 구동하는 구성이므로, 메인 스테이지 (40) 를 크로스 스캔 방향으로 미소 구동해도, 서브 스테이지 (50, 70) 각각을 X 축 방향으로 구동하기 위한 X 리니어 모터를 구성하는 자석 유닛 (52) 과 코일 유닛 (57), 및 자석 유닛 (72) 과 코일 유닛 (77) 의 크로스 스캔 방향의 상대 위치가 각각 변하지 않기 때문에, X 리니어 모터의 고정자 (자석 유닛 (52, 72)) 를 대형화하지 않고 메인 스테이지 (40) 를 항상 일정한 추력으로 스캔 방향으로 구동할 수 있다.
또, 본 실시 형태의 액정 노광 장치 (10) 에서는, 마스크 (M) 를 유지하는 메인 스테이지 (40) 를, YVCM 을 통하여, 한 쌍의 Y 리니어 모터 (각각 자석 유닛 (62) 과 코일 유닛 (60), 및 자석 유닛 (82) 과 코일 유닛 (80) 을 포함한다) 에 의해 Y 축 방향으로도 긴 스트로크로 구동할 수 있다. 이 때문에, 메인 스테이지 (40) 의 Y 축 방향의 위치를 적절히 위치 결정함으로써, 마스크 (M) 를 교환하지 않고 기판 (P) 상에 패턴 (A) 및 패턴 (B) 을 선택적으로 전사할 수 있다. 이로써, 예를 들어 기판 (P) 상의 하나의 쇼트 영역에 대해, 패턴 (A) 을 전사하는 노광 동작을 실시한 후, 패턴 (A) 에 거듭해서 패턴 (B) 을 전사하는 노광 동작을 마스크 교환을 실시하지 않고 연속으로 실시할 수 있다. 또, 복수 장의 기판에 연속해서 노광을 실시할 때, 최초로 소정 장수의 기판에 패턴 (A) 을 전사하는 노광 동작을 실시한 후, 나머지 기판에 패턴 (B) 을 전사하는 노광 동작을 실시하는 경우에도, 마스크 교환을 실시할 필요가 없다. 또, 한 장의 기판에 노광 동작을 실시할 때, 복수의 쇼트 영역 중 일부의 쇼트 영역에 패턴 (A) 을 전사하는 노광 동작을 실시하고, 나머지 쇼트 영역에 패턴 (B) 을 전사하는 노광 동작을 실시하는 경우에도, 마스크 교환을 실시할 필요가 없다.
또, 메인 스테이지 (40) 와 서브 스테이지 (50, 70) 각각은 서로 비접촉이므로, 서브 스테이지 (50, 70) 를 통하여 외부로부터의 진동 (외란) 이 메인 스테이지 (40) 에 전달되는 것이 방지된다. 또, 메인 스테이지 (40) 를 X 축 방향, Y 축 방향 각각으로 유도하기 위한 XVCM1, XVCM2, YVCM 은 각각 무빙 마그넷식의 보이스 코일 모터이고, 메인 스테이지 (40) 에는, 자석 유닛을 포함하는 Y 가동자 (44) 및 X 가동자 (45, 46) 를 형성하면 되므로, 메인 스테이지 (40) 에 전원 공급을 위한 케이블 등을 접속할 필요가 없다. 따라서, 케이블 등을 통하여 외부로부터의 진동 (외란) 이 메인 스테이지에 전달되는 것을 방지할 수 있다. 또, 케이블의 장력에 의해 메인 스테이지의 위치 제어가 곤란해지는 경우도 없다.
《제 2 실시형태》
다음으로, 제 2 실시형태의 액정 노광 장치에 대해 설명한다. 제 2 실시형태의 액정 노광 장치는, 마스크의 일부를 조명광으로부터 차광하기 위한 마스킹 블레이드 장치 (마스킹 시스템) 가 마스크 스테이지 장치에 형성되어 있는 점을 제외하고, 제 1 실시형태의 액정 노광 장치 (10) 와 동일한 구성을 갖고 있기 때문에, 이하에서는, 마스크 스테이지 장치의 구성에 대해서만 설명한다. 또한, 상기 제 1 실시형태와 동일 혹은 동등한 구성 부분에 대해서는, 제 1 실시형태와 동일한 부호를 사용함과 함께 그 설명을 생략한다.
도 6 에는, 제 2 실시형태에 관련된 마스크 스테이지 장치 (MSTa) 의 평면도가 나타나 있다. 또, 도 7 에는, 도 6 의 A-A 선 단면도가 나타나 있다. 또한, 도 6 및 도 7 에서는, 도면의 착종을 피하기 위해서, 서브 스테이지 (50, 70) 에 형성된 갭 센서, 그리고 메인 스테이지 (40) 에 형성된 타겟 등에 대해서는 도시가 생략되어 있지만, 그 구성은 제 1 실시형태와 동일하다.
도 6 에 나타내는 바와 같이, 마스킹 블레이드 장치 (MB) 는, 서브 스테이지 (50, 70) 사이에 가설된 한 쌍의 블레이드 본체 (110) 와, 한 쌍의 블레이드 본체 (110) 각각을 X 축 방향으로 구동하는 한 쌍의 블레이드 구동 장치 (140) 를 구비하고 있다. 여기서, 한 쌍의 블레이드 본체 (110) 는, 일방이 타방의 －X 측에 배치되어 있는 점을 제외하고 그 구성은 동일하게 되어 있기 때문에, 이하에서는, 도 7 에 나타내는 일방의 블레이드 본체 (110) 의 구성에 대해 설명한다.
블레이드 본체 (110) 는, 도 7 에 나타내는 바와 같이, 차광부 (111) 와, 한 쌍의 피구동부 (112) 와, 차광부 (111) 와 한 쌍의 피구동부 (112) 각각을 접속하는 한 쌍의 접속부 (113) 를 갖고 있다. 차광부 (111) 는, XY 평면에 평행하게 배치된 Y 축 방향을 길이 방향으로 하는 직사각형의 판상 부재로, 그 길이 방향의 치수는 마스크 (M) 의 길이 방향 치수보다 길게 설정되어 있다. 차광부 (111) 는, 메인 스테이지 (40) 의 스테이지 본체 (41) 의 개구부 (41a) 내에 수용되고, 그 하면이 마스크 (M) 의 상면에 소정의 클리어런스를 통하여 대향하고 있다.
한 쌍의 피구동부 (112) 각각은, XY 평면에 평행하게 배치된 Y 축 방향을 길이 방향으로 하는 직사각형의 판상 부재로 이루어진다. 한 쌍의 피구동부 (112) 는, Y 축 방향에 관해서 소정의 간격으로 이간되어 배치되어 있다. －Y 측 피구동부 (112) 는, ＋Y 측 단부가 차광부 (111) 의 －Y 측 단부의 상방에 배치되고, ＋Y 측 피구동부 (112) 는, －Y 측 단부가 차광부 (111) 의 ＋Y 측 단부의 상방에 배치되어 있다.
한 쌍의 접속부 (113) 각각은, Z 축 방향으로 연장된 판상 부재이다. 일방의 접속부 (113) 는, 차광부 (111) 의 －Y 측 단부와, －Y 측 피구동부 (112) 의 ＋Y 측 단부를 접속하고, 타방의 접속부 (113) 는, 차광부 (111) 의 ＋Y 측 단부와, ＋Y 측 피구동부 (112) 의 －Y 측 단부를 접속하고 있다. 블레이드 본체 (110) 는, 메인 스테이지 (40) 에 대해 비접촉으로 되어 있다.
한 쌍의 블레이드 구동 장치 (140) 는, 각각 X 축 방향을 길이 방향으로 하는 부재로, 일방이 서브 스테이지 (50) 에, 타방이 서브 스테이지 (70) 에, 각각 한 쌍의 단면 L 자 형상의 고정 부재 (141) 를 통하여 탑재되어 있다. 또한, 한 쌍의 블레이드 구동 장치 (140) 의 구성은 동일하다. 또, 한 쌍의 블레이드 구동 장치 (140) 는, 그 상면에서 한 쌍의 블레이드 본체 (110) 각각의 ＋Y 측, －Y 측의 단부를 지지하고 있다. 블레이드 구동 장치 (140) 는, 예를 들어, 복수의 코일을 포함하는 코일 유닛 (도시 생략) 을 갖고 있으며, 그 코일 유닛과, 한 쌍의 블레이드 본체 (110) 각각의 ＋Y 측, －Y 의 단부 각각에 고정된 자석 유닛 (도시 생략) 으로 구성되는 리니어 모터에 의해, 한 쌍의 블레이드 본체 (110) 각각을 독립적으로 X 축 방향으로 구동한다. 또한, 한 쌍의 블레이드 본체 (110) 를 X 축 방향으로 직진 안내하는 가이드 부재를 형성해도 된다. 또, 한 쌍의 블레이드 본체 (110) 를 한 쌍의 서브 스테이지 (50, 70) 상에서 구동할 수 있으면, 그 구동 방식은 이것에 한정되지 않고, 예를 들어 이송 나사 등을 이용해도 된다.
마스킹 블레이드 장치 (MB) 는, 마스크 (M) 의 메인 스테이지 (40) 로의 로드시, 및 마스크 (M) 의 메인 스테이지 (40) 로부터의 언로드시에는, 한 쌍의 블레이드 본체 (110) 가, 각각 한 쌍의 블레이드 구동 장치 (140) 에 의해 서로 이간되는 방향으로 구동됨으로써, 로드시, 언로드시에 있어서의 마스크 (M) 의 이동 경로로부터 퇴피된다. 또, 노광시에는, 한 쌍의 블레이드 본체 (110) 가, 각각 한 쌍의 블레이드 구동 장치 (140) 에 의해 서로 접근하는 방향으로 구동되어, 마스크 (M) 상의 임의의 위치에 적절히 위치 결정됨으로써, X 축 방향에 관해서 마스크 (M) 상의 임의의 위치를 조명광으로부터 차광한다. 이로써, 조명광에 의해 조명되는 마스크 (M) 상의 조명 영역이 제한된다. 또한, 마스크 (M) 에 대해 Y 축 방향으로 이동 가능한 한 쌍의 차광 부재를 가지며, Y 축 방향에 관해서 마스크 (M) 상의 임의의 위치를 조명광으로부터 차광하는 마스킹 블레이드 장치 (도시 생략) 가, 예를 들어 마스크 스테이지 장치 (MSTa) 와 조명계 (IOP) (도 1 참조) 사이, 혹은 투영 광학계 (PL) 의 하방에 배치되어 있어도 된다.
이상 설명한 제 2 실시형태의 액정 노광 장치에서는, 제 1 실시형태의 액정 노광 장치 (10) 에서 얻어지는 효과에 부가하여, 마스킹 블레이드 장치 (MB) 를 이용하여 마스크 (M) 의 임의의 위치를 조명광으로부터 차광할 수 있으므로, 마스크 (M) 상의 임의의 위치 패턴만을 확실하게 기판 (P) 에 전사할 수 있다.
또, 마스킹 블레이드 장치 (MB) 를 서브 스테이지 (50, 70) 에 건너질러 배치하여, 메인 스테이지 (40) 에 비접촉으로 했기 때문에, 마스킹 블레이드 장치 (MB) 의 중량이 메인 스테이지 (40) 에 작용하지 않는다. 이로써, 메인 스테이지 (40), 및 메인 스테이지 (40) 가 유지하는 마스크 (M) 의 변형을 방지할 수 있다. 또, 마스킹 블레이드 장치 (MB) 와 메인 스테이지 (40) 가 진동적으로 분리되어 있으므로, 이들 사이에서 공진 현상이 발생하는 것이 방지되어, 메인 스테이지 (40) 를 고정밀도로 위치 제어할 수 있다. 또, 가령 마스킹 블레이드 장치 (MB) 와 동일한 기능을 갖는 마스킹 블레이드 장치 (도시 생략) 를, 예를 들어 메인 스테이지에 탑재하는 경우에 비해, 메인 스테이지가 무거워지지 않으므로, 메인 스테이지를 작은 추력으로 구동할 수 있다. 따라서, 메인 스테이지를 구동하는 액추에이터 (상기 실시형태에서는 보이스 코일 모터) 를 소형화할 수 있다.
또한, 상기 제 1 및 제 2 실시형태의 액정 노광 장치가 구비하는 마스크 스테이지 장치의 구성은 일례에 지나지 않는다. 이하, 상기 실시형태의 액정 노광 장치가 구비하는 마스크 스테이지 장치의 변형예에 대해 설명한다. 또한, 이하의 변형예에서는, 설명의 간략화 및 도시의 편의상에서, 상기 제 1 실시형태와 동일 혹은 동등한 구성 부분에 대해서는, 제 1 실시형태와 동일 혹은 유사한 부호를 사용함과 함께 그 설명을 생략한다.
《제 1 변형예》
도 8 에는, 제 1 변형예에 관련된 액정 노광 장치 (10a) 가 일부 생략되고, 또한 일부 단면도로 나타나 있다. 액정 노광 장치 (10a) 는, 플로어면 (도 1 참조) 상에 설치된 챔버 (200) 내에 마스크 스테이지 장치 (MSTb), 보디 (BDa), 도시되지 않은 기판 스테이지 장치 (도 1 참조) 등이 수용되어 있다. 그리고, 제 1 변형예에 관련된 마스크 스테이지 장치 (MSTb) 에서는, 서브 스테이지 (50, 70) 각각을 지지하는 가이드부 (38a, 38b) 가, 각각 챔버 (200) 의 천정에 매닮 부재 (239a, 239b) 를 통하여 매달린 상태로 고정되어 있는 점이 상기 제 1 및 제 2 실시형태와 상이하다. 또한, 가이드부 (38b) 는, 경통 정반 (31a) 의 상면에 형성된 상방 (＋Z 방향) 으로 개구되는 오목부 (231) 내에 수용되어 있다. 또, 도 8 에서는, 그 도시가 생략되어 있지만, 매닮 부재 (239a, 239b) 각각은, X 축 방향으로 이간되어 한 쌍 형성되어 있으며, 가이드부 (38a, 38b) 의 X 축 방향의 양 단부를 천정에 매달아 지지하고 있다.
이 제 1 변형예에 관련된 마스크 스테이지 장치 (MSTb) 에서는, 상기 각 실시형태에 비해, 보디 (BDa) 의 양측에 서브 스테이지 가이드가 배치되어 있지 않는 만큼 보디 (BDa) (및 도시되지 않은 기판 스테이지 장치) 를 대형화할 수 있다. 또한, 도 8 에 나타내는 제 1 변형예의 마스크 스테이지 장치 (MSTb) 에, 제 2 실시형태의 마스크 스테이지 장치에 탑재된 마스킹 블레이드 장치를 탑재해도 된다.
《제 2 변형예》
다음으로 상기 제 1, 제 2 실시형태의 제 2 변형예에 대해 설명한다. 도 9 에는, 제 2 변형예에 관련된 마스크 스테이지 장치 (MSTc) 의 일부 생략된 사시도가 나타나 있다. 도 9 에 나타내는 마스크 스테이지 장치 (MSTc) 는, 메인 스테이지 (340) 에 고정된 한 쌍의 X 이동경 (48x) 의 위치가 상기 제 1, 제 2 실시형태와는 상이하다. 메인 스테이지 (340) 의 본체부 (341) 의 하면에는, －X 측으로 개구된 한 쌍의 오목부 (347) 가 Y 축 방향으로 이간되어 형성되어 있다. 그리고, 한 쌍의 X 이동경 (48x) 각각은, 한 쌍의 오목부 (347) 각각 내에 수용되어 본체부 (341) 에 고정되어 있다. 이 제 2 변형예에 관련된 마스크 스테이지 장치 (MSTc) 에서는, 한 쌍의 X 이동경 (48x) 이 본체부 (341) 의 내부측에 배치되어 있으므로, 예를 들어, 가령 본체부 (341) 가 θy 방향으로 흔들리더라도 반사면의 각도 변화를 억제할 수 있으므로, 고정밀도로 메인 스테이지 (340) 의 위치 제어를 실시할 수 있다. 또, 상기 제 1, 제 2 실시형태의 X 이동경 장착 위치보다 장착 위치의 강성을 높일 수 있으므로, X 이동경부의 고유 진동수를 올려 제어 성능을 높일 수 있다.
《제 3 실시형태》
다음으로, 제 3 실시형태의 액정 노광 장치에 대해, 도 10 ∼ 도 13 에 기초하여 설명한다. 여기서, 전술한 제 1 실시형태와 동일 혹은 동등한 구성 부분에 대해서는, 동일 혹은 유사한 부호를 사용함과 함께 그 설명을 간략 혹은 생략한다.
도 10 에는, 제 3 실시형태의 액정 노광 장치 (1000) 가 갖는 마스크 스테이지 장치 (MSTd) 의 평면도가 나타나고, 도 11 에는, 마스크 스테이지 장치 (MSTd) 를 ＋X 방향에서 본 측면도가 나타나 있다. 본 제 3 실시형태의 액정 노광 장치 (1000) 는, 마스크 스테이지 장치 (MST) 대신에 마스크 스테이지 장치 (MSTd) 를 갖고 있는 점을 제외하고, 전술한 제 1 실시형태의 액정 노광 장치 (10) 와 동일한 구성을 갖고 있다. 이하에서는, 마스크 스테이지 장치 (MSTd) 의 구성에 대해서만 설명한다.
제 3 실시형태에 관련된 마스크 스테이지 장치 (MSTd) 는, 예를 들어 도 10 과 도 2 를 비교하면 분명한 바와 같이, 전체적으로는 제 1 실시형태에 관련된 마스크 스테이지 장치 (MST) 와 동일하게 구성되어 있지만, 일부의 구성이 상이하다. 이하, 이러한 차이점을 중심으로 하여 제 3 실시형태에 대해 설명한다.
마스크 스테이지 장치 (MSTd) 에서는, 전술한 한 쌍의 위치 결정 장치 (90) 대신에, 도 10 에 나타내는 메인 스테이지 (40) 와 서브 스테이지 (50) 를 접속하는 로크 장치 (100a, 100b), 및 메인 스테이지 (40) 와 서브 스테이지 (70) 를 접속하는 로크 장치 (100c, 100d) 를 갖고 있다. 여기서, 로크 장치 (100a) 와 로크 장치 (100b) 는 실질적으로 동일한 구성을 갖고 있다. 또, 로크 장치 (100c) 와 로크 장치 (100d) 는 실질적으로 동일한 구성을 갖고 있다.
도 12(A) 에는, 로크 장치 (100a, 100b) 를 대표하여 메인 스테이지 (40) 의 －Y 측 또한 ＋X 측의 로크 장치 (100a) 의 구성이 개략적으로 나타나 있다.
도 12(A) 에 나타내는 바와 같이, 로크 장치 (100a) 는, Y 스테이지 (55) 상면의 ＋Y 측 단부에, 단면 L 자 형상의 고정 부재 (102) 를 개재하여 고정된 로크부 (101) 를 갖고 있다. 본 실시 형태에서는, 전술한 Y 축 방향 계측용 갭 센서 (67) 는, 단면 L 자 형상의 장착 부재 (67a) 를 개재하여 고정 부재 (102) 에 고정되어 있다.
로크부 (101) 는, Z 축 방향으로 연장되고, 또한 Z 축 방향으로 이동 가능한 샤프트 (103) 를 갖고 있다. 샤프트 (103) 를 Z 축 방향으로 구동하는 방식은 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 에어 실린더 장치, 혹은 솔레노이드 등에 의해 구동할 수 있다. 샤프트 (103) 의 하단에는 볼 (104) 이 고정되어 있다. 한편, 메인 스테이지 (40) 의 본체부 (41) 상면의 －Y 측 단부에는 평판상의 지지 부재 (105) 가 고정되어 있다. 갭 센서 (67) 로 갭을 계측하는 대상인 전술한 타겟 (49b) 은, 지지 부재 (105) 의 상면에 고정되어 있다.
지지 부재 (105) 의 －Y 측 단부 하면에는, 단면 L 자 형상의 판상 부재인 지지 부재 (106) 의 일단이 고정되어 있다. 지지 부재 (106) 의 타단 (－Y 측단) 의 상면에는, 샤프트 (103) 의 하방 (볼 (104) 에 대향하는 위치) 에 원판상 (높이가 낮은 원기둥 형상) 부재로 이루어지는 걸어맞춤 부재 (107) 가 고정되어 있다. 걸어맞춤 부재 (107) 의 상면에는, 상방 (＋Z 측) 으로 개구된 원뿔 형상의 오목부 (107a) 가 형성되어 있다.
도 12(A) 에 나타내는 바와 같이, 샤프트 (103) 가 그 Z 축 방향에 대한 가동 범위의 ＋Z 측 단부에 배치되고, 볼 (104) 과 걸어맞춤 부재 (107) 가 이간된 상태에서는, 메인 스테이지 (40) 는 서브 스테이지 (50) 에 구속되지 않는다. 한편, 도 12(B) 에 나타내는 바와 같이, 샤프트 (103) 가 －Z 방향으로 이동하여 볼 (104) 이 오목부 (107a) 에 끼워맞춰지면, 메인 스테이지 (40) 와 서브 스테이지 (50) 가 접속되어, 그 XY 평면 내에서의 상대 이동이 제한된다. 또, 로크 장치 (100a) (및 로크 장치 (100b)) 는, 볼 (104) 을 원뿔 형상의 오목부 (107a) 에 끼워맞춰지게 하는 구성이므로, 도 12(B) 에 나타내는 메인 스테이지 (40) 가 서브 스테이지 (50) 에 구속된 상태에서는, 메인 스테이지 (40) 와 서브 스테이지 (50) 의 상대적인 위치 관계는 항상 동일해진다.
타방의 로크 장치 (100b) 측에서는, 도 10 에 나타내는 바와 같이, X 축 방향 계측용 갭 센서 (66) 가, 소정의 고정 부재를 통하여 X 스테이지 (54) 에 고정되고, 갭 센서 (66) 로 갭을 계측하는 대상인 전술한 타겟 (49a) 이, 메인 스테이지 (40) 에 고정된 지지 부재의 상면에 고정되어 있다. 갭 센서 (66) 및 타겟 (49a) 의 각각은, 갭의 계측 방향이 X 축 방향이 되는 쪽을 향하여 고정 부재, 지지 부재에 고정되어 있다.
도 13 에는, 로크 장치 (100c, 100d) 를 대표하여 메인 스테이지 (40) 의 ＋Y 측 또한 ＋X 측의 로크 장치 (100c) 의 개략 구성이 나타나 있다. 도 13 에 나타내는 바와 같이, 로크 장치 (100c) 는, 도 12(A) 에 나타내는 로크 장치 (100a) 를 상하로 뒤집은 듯한 구조로 되어 있다. 즉, 로크 장치 (100c) 는, 고정 부재 (102) 를 통하여 Y 스테이지 (75) 에 고정된 로크부 (101) 를 가지며, 로크부 (101) 는, 상하 이동이 가능하며 상단에 볼 (104) 이 고정된 샤프트 (103) 를 갖고 있다. 전술한 Y 축 방향 계측용 갭 센서 (87) 는, 고정 부재 (102) 에 고정되어 있다. 한편, 메인 스테이지 (40) 에는, 지지 부재 (105, 106) 를 통하여 하방으로 개구되는 원뿔 형상의 오목부 (107a) 를 갖는 걸어맞춤 부재 (107) 가 고정되어 있다. 갭 센서 (87) 로 갭을 계측하는 대상인 전술한 타겟 (49d) 은, 지지 부재 (106) 에 고정되어 있다. 로크 장치 (100c) 는, 로크 장치 (100a) 와 마찬가지로, 볼 (104) 을 오목부 (107a) 에 끼워맞춰지게 함으로써, 메인 스테이지 (40) 와 서브 스테이지 (70) 를 접속하여, 그 XY 평면 내에서의 상대 이동을 제한한다.
도 10 으로 되돌아와, 타방의 로크 장치 (100d) 측에서는, X 축 방향 계측용 갭 센서 (86) 가 고정 부재 (102) 에 고정되고, 갭 센서 (86) 로 갭을 계측하는 대상인 전술한 타겟 (49c) 은, 지지 부재 (105) 의 상면에 고정되어 있는데, 갭 센서 (86) 및 타겟 (49c) 의 각각은, 갭의 계측 방향이 X 축 방향이 되는 쪽을 향하여 고정 부재 (102), 지지 부재 (105) 에 고정되어 있다.
도 10 에 나타내는 바와 같이, 로크 장치 (100a ∼ 100d) 를 이용하여 메인 스테이지 (40) 를 서브 스테이지 (50, 70) 각각에 접속한 상태에서는, X 리니어 모터에 의해 X 스테이지 (54, 74) 각각을 X 축 방향으로 구동하면, XVCM1, XVCM2 (도 11 참조) 를 사용하지 않고 메인 스테이지 (40) 를 X 축 방향으로 구동하여, 노광시의 목표 속도까지 가속시키거나, 혹은 메인 스테이지 (40) 를 감속시킬 수 있다. 이 때문에, XVCM1, XVCM2 로서 큰 추력을 발생시킬 수 있는 것을 사용할 필요가 없어, XVCM1, XVCM2 를 소형화할 수 있다. 마찬가지로, Y 리니어 모터를 이용하여 Y 스테이지 (55, 75) 를 Y 축 방향으로 구동할 때, YVCM (도 11 참조) 을 사용하지 않고 메인 스테이지 (40) 를 Y 축 방향으로 구동할 수 있다.
또, 본 제 3 실시형태의 액정 노광 장치 (1000) 에서는, 예를 들어 장치의 가동시에 있어서, 레이저 간섭계 시스템에 의한 메인 스테이지 (40) 의 절대 위치의 계측을 할 수 없기 때문에, 메인 스테이지 (40) 를 소정의 계측 원점 위치 (도시 생략) 에 위치시킬 필요가 있다. 이 때, 도시되지 않은 주제어 장치는, 상기 로크 장치 (100a ∼ 100d) 를 이용하여 서브 스테이지 (50, 70) 와 메인 스테이지 (40) 를 접속하고, 서브 스테이지 (50, 70) 를 이용하여 메인 스테이지 (40) 를 상기 계측 원점 위치까지 견인한다. 그리고, 주제어 장치는, 메인 스테이지 (40) 를 상기 계측 원점 위치에 위치시킨 후, 로크 장치 (100a ∼ 100d) 에 의한 접속을 해제하고, 전술한 각 갭 센서 (66, 67, 86, 87) (도 10 참조) 의 출력에 기초하여 위치 어긋남을 모니터하면서, 간섭계 시스템의 프리셋을 실시한다.
또, 각 로크 장치 (100a ∼ 100d) 에서는, 각 볼 (104) 의 외주면과 각 오목부 (107a) 를 형성하는 테이퍼면의 접촉면이, 도 12(B) 에 대표적으로 나타내는 바와 같이, 메인 스테이지 (40) 의 무게 중심 위치 (CG) 를 포함하는 XY 평면에 평행한 평면 상에 배치되도록, 각 걸어맞춤 부재 (107) 의 위치가 설정되어 있다. 따라서, 서브 스테이지 (50, 70) 와 메인 스테이지 (40) 를 로크 장치 (100a ∼ 100d) 를 이용하여 접속한 상태에서, 서브 스테이지 (50, 70) 를 함께 X 축 방향 및/또는 Y 축 방향으로 구동한 경우, 서브 스테이지 (50, 70) 가 메인 스테이지 (40) 를 가압하는 가압력은, 메인 스테이지 (40) 의 무게 중심 위치 (CG) 를 포함하는 XY 평면에 평행한 평면 내에서 작용한다. 따라서, 메인 스테이지 (40) 를 X 축 방향 및/또는 Y 축 방향으로 구동할 때, 그 구동 방향과 직교하는 축 둘레의 모멘트 (피칭 모멘트) 가 메인 스테이지 (40) 에 작용하지 않아, 메인 스테이지 (40) 를 안정적으로 XY 평면을 따라 안내할 수 있다. 또, 로크 장치 (100a ∼ 100d) 에서는, 볼 (104) 의 외주면과 오목부 (107a) 를 형성하는 테이퍼면이 간극없이 접촉하므로, 서브 스테이지 (50, 70) 각각에 메인 스테이지 (40) 를 가압시킬 때, 큰 가압력을 작용시킬 수 있다.
또한, 도 10 에 나타내는 바와 같이, 본 제 3 실시형태의 마스크 스테이지 장치 (MSTd) 는, 메인 스테이지 (40) 와 서브 스테이지 (50) 의 상대 이동 범위를 제한하는 스토퍼 장치 (120a, 120b), 및 메인 스테이지 (40) 와 서브 스테이지 (70) 의 상대 이동 범위를 제한하는 스토퍼 장치 (120c, 120d) 를 갖고 있다. 여기서, 스토퍼 장치 (120a) 와 스토퍼 장치 (120b) 는 실질적으로 동일한 구성을 갖고 있다. 또, 스토퍼 장치 (120c) 와 스토퍼 장치 (120d) 는 실질적으로 동일한 구성을 갖고 있다. 도 12(A) 에는, 4 개의 스토퍼 장치를 대표하여 메인 스테이지 (40) 의 －Y 측 또한 ＋X 측의 스토퍼 장치 (120a) 의 구성이 나타나 있다.
도 12(A) 에 나타내는 바와 같이, 전술한 고정 부재 (102) 의 하단에는, 스토퍼 부재 (121) 가 장착되어 있다. 스토퍼 부재 (121) 는, 평면에서 보아 직사각형 프레임 형상 (직사각형의 외형 형상을 가지며, 또한 중앙부에 직사각형의 개구부 (관통공) 를 갖는 형상) 으로 형성되어 있다. 그리고, 스토퍼 부재 (121) 의 개구부 내에는, 전술한 지지 부재 (106) 가 수용되어 있다. 지지 부재 (106) 에는, 스토퍼 부재 (121) 와의 대향면 (즉 ＋X 측, －X 측, ＋Y 측, －Y 측의 4 개의 측면) 에, 예를 들어 고무계 재료에 의해 형성된 완충 패드 (123) (－X 측 완충 패드는 도시 생략) 가 고정되어 있다. 지지 부재 (106) 의 ＋X 측, －X 측, ＋Y 측, －Y 측 각각에 고정된 완충 패드 (123) 의 각각과 스토퍼 부재 (121) 사이에는, 소정의 클리어런스 (간극) 가 형성되어 있다.
도 12(A) 에 나타내는 상태에서는, 메인 스테이지 (40) 가 서브 스테이지 (50) 에 대해 X 축 방향 및/또는 Y 축 방향으로 이동할 때의 메인 스테이지 (40) 와 서브 스테이지 (50) 의 ＋X, －X, ＋Y, －Y 각 방향으로의 (즉, 수평면 내에서의) 상대 이동량 (상대 가능 범위) 이, 스토퍼 부재 (121) 와 지지 부재 (106) (완충 패드 (123)) 사이에 형성된 클리어런스의 폭에 따라 제한된다. 또, 도 13 에는, 스토퍼 장치 (120c) 의 개략 구성이 나타나 있다. 스토퍼 장치 (120c) 도, 스토퍼 장치 (120a) 와 마찬가지로, 고정 부재 (102) 에 고정된 직사각형 프레임 형상으로 형성되고, 그 개구부 내에 지지 부재 (106) 를 수용하는 스토퍼 부재 (121) 를 가지며, 메인 스테이지 (40) 와 서브 스테이지 (70) 의 상대 이동 가능 범위를, 스토퍼 부재 (121) 와 지지 부재 (106) (완충 패드 (123)) 사이의 클리어런스의 폭에 따라 제한한다.
이로써, 로크 장치 (100a ∼ 100d) 가 메인 스테이지 (40) 와 서브 스테이지 (50, 70) 각각을 접속하고 있지 않는 상태 (도 12(A) 참조) 에서, 서브 스테이지 (50, 70) 를 이용하여 메인 스테이지 (40) 를 X 축 방향 및/또는 Y 축 방향으로 소정의 스트로크로 구동할 때, 예를 들어 가령 서브 스테이지 (50, 70) 가 긴급 정지하여, 메인 스테이지 (40) 가 그 관성에 의해 X 축 방향 및/또는 Y 축 방향으로 이동해도, 4 개의 스토퍼 부재 (121) 가 대응하는 지지 부재 (106) 의 주위 4 면의 완충 패드 (123) 각각에 맞닿음으로써, 메인 스테이지 (40) 가 서브 스테이지 (50, 70) 로부터 떨어져 이동하는 것이 방지된다.
액정 노광 장치 (1000) 의 그 밖의 부분의 구성은, 전술한 제 1 실시형태의 액정 노광 장치 (10) 와 동일하게 되어 있으며, 동일한 노광 동작을 실시한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 제 3 실시형태의 액정 노광 장치 (1000) 는, 마스크 스테이지 장치 (MSTd) 의 일부의 구성을 제외하고, 전술한 제 1 실시형태의 액정 노광 장치 (10) 와 동일하게 구성되어 있으므로 동등한 효과를 얻을 수 있다. 이에 부가하여, 본 제 3 실시형태의 액정 노광 장치 (1000) (가 구비하는 마스크 스테이지 장치 (MSTd)) 에서는, 로크 장치 (100a ∼ 100d) 를 이용하여, 메인 스테이지 (40) 의 무게 중심 위치 (CG) 를 포함하는 평면 내에서, 메인 스테이지 (40) 와 서브 스테이지 (50, 70) 각각을 접속할 수 있기 때문에, XVCM1, XVCM2, 및 YVCM 을 사용하지 않고, 메인 스테이지 (40) 를 X 축 방향 및/또는 Y 축 방향으로 적절히 구동할 수도 있다. 따라서, XVCM1, XVCM2, YVCM 으로서 추력이 작은 소형인 것을 사용할 수 있으며, 이로써 전력 소비를 억제할 수 있기 때문에 비용 저감을 도모할 수 있다. 또, 로크 장치 (100a ∼ 100d) 는, 구조가 간단해서 고장이 적고, 또한 동작이 준민하므로, 비용을 저감할 수 있고, 또한 메인터넌스성도 우수하다.
또, 본 제 3 실시형태에 관련된 마스크 스테이지 장치 (MSTd) 에서는, 메인 스테이지 (40) 와 서브 스테이지 (50) 를 로크 장치 (100a, 100b) 를 이용하여 2 지점에서, 메인 스테이지 (40) 와 서브 스테이지 (70) 를 로크 장치 (100c, 100d) 를 이용하여 2 지점 (합계 4 지점) 에서 각각 접속하므로, 메인 스테이지 (40) 가 θz 방향으로 회전하지 않는다. 또, 로크 장치 (100a ∼ 100d) 는, 샤프트 (103) 가 Z 축 방향으로 이동하므로, 신속하게 메인 스테이지 (40) 와 서브 스테이지 (50, 70) 각각을 접속할 수 있으며, 또한 X 축 방향 및 Y 축 방향에 관한 강성이 높다. 또한, 로크 장치는, 상기의 경우와는 반대로, 가동식 샤프트가 메인 스테이지에, 샤프트에 고정된 볼이 끼워맞춰지는 걸어맞춤 부재가 서브 스테이지측에 각각 형성되어 있어도 된다. 단, 상기 서술한 바와 같이 가동 부재인 샤프트를 서브 스테이지에 형성하는 것이 메인 스테이지를 경량화할 수 있으므로 유리하다.
또한, 마스크 스테이지 장치 (MSTd) 는, 메인 스테이지 (40) 와 서브 스테이지 (50, 70) 각각의 상대 이동 가능 범위를 제한하는 스토퍼 장치 (120a ∼ 120d) 를 갖고 있으므로, 예를 들어, 가령 서브 스테이지 (50, 70) 가 긴급 정지한 경우 등에도, 메인 스테이지 (40) 가 그 관성에 의해 서브 스테이지 (50, 70) 로부터 떨어지는 것을 방지할 수 있다. 또, 메인 스테이지 (40) 와 서브 스테이지 (50, 70) 각각의 접촉면에 완충 패드 (123) 를 형성했기 때문에, 그 충돌시의 충격이 완화된다.
또한, 상기 제 3 실시형태의 액정 노광 장치가 구비하는 마스크 스테이지 장치의 구성은 일례에 지나지 않는다. 이하, 상기 제 3 실시형태의 액정 노광 장치가 구비하는 마스크 스테이지 장치의 변형예에 대해 설명한다. 또한, 이하의 변형예에서는, 설명의 간략화 및 도시의 편의상에서, 동일 혹은 동등한 구성 부분에 대해서는, 동일한 부호를 사용함과 함께 그 설명을 생략한다.
도 14 에는, 변형예의 마스크 스테이지 장치 (MSTe) 의 로크 장치 (200a), 및 스토퍼 장치 (220a) 의 개략 구성이 나타나 있다. 또한, 상기 실시형태와 마찬가지로, 로크 장치 및 스토퍼 장치는, 메인 스테이지 (40) 의 －Y 측, 및 ＋Y 측에 각각 2 개씩, 합계 4 개 형성되어 있고, 도 14 에는, 그 중의 하나 (메인 스테이지 (40) 의 －Y 측 또한 ＋X 측의 로크 장치 (200a) 및 스토퍼 장치 (220a)) 가 대표적으로 나타나 있다.
변형예의 마스크 스테이지 장치 (MSTe) 의 스토퍼 장치 (200a) 는, 스토퍼 부재 (121) 와 지지 부재 (106) (완충 패드 (123)) 의 접촉면이, 메인 스테이지 (40) 의 무게 중심 위치 (CG) 를 포함하는 평면 상에 배치되어 있다. 따라서, 지지 부재 (106) (완충 패드 (123)) 와 스토퍼 부재 (122) 가 맞닿아, 메인 스테이지 (40) 와 서브 스테이지 (50, 70) 각각의 상대 이동이 규제될 때, 스토퍼 부재 (121) 와 지지 부재 (106) 가 메인 스테이지 (40) 의 무게 중심 위치 (CG) 를 포함하는 평면 내에서 맞닿으므로 (충돌하므로), 메인 스테이지 (40) 에 그 이동 방향과 직교하는 축 둘레의 모멘트 (피칭 모멘트) 가 작용하지 않는다. 이 때문에, 스토퍼 부재 (121) 와 지지 부재 (106) 가 충돌해도, 메인 스테이지 (40) 의 자세가 크게 흐트러지는 것이 방지된다. 또한, 본 변형예의 마스크 스테이지 장치 (MSTe) 에서는, 로크 장치 (200a) 에 의한 메인 스테이지 (40) 와 서브 스테이지 (50, 70) 각각의 접속 위치는, 메인 스테이지 (40) 의 무게 중심 위치 (CG) 를 포함하는 평면보다 ＋Z 측이 되는데, 메인 스테이지 (40) 의 무게 중심 위치 (CG) 를 포함하는 평면과의 거리가 미소량인 것, 및 XY 평면 내의 4 지점에서 메인 스테이지 (40) 와 서브 스테이지 (50, 70) 각각을 접속하므로, 실질적으로 상기 실시형태와 마찬가지로, 메인 스테이지 (40) 를 XY 평면을 따라 양호한 정밀도로 구동할 수 있다. 또한, 이것에 한정되지 않고, 예를 들어 로크 장치에 의한 메인 스테이지와 한 쌍의 서브 스테이지 각각의 접속 위치, 및 스토퍼 장치가 설정하는 메인 스테이지와 한 쌍의 서브 스테이지 각각의 맞닿음 위치를, 각각 메인 스테이지의 무게 중심 위치 (CG) 를 포함하는 이차원 평면 상으로 해도 된다. 또, 로크 장치는, 메인 스테이지의 양측에 2 개씩 합계 4 지점에 형성되었지만, 이것에 한정되지 않고, 동일 직선 상에 없으면 3 지점이어도 된다. 또, 볼과 맞닿는 부재는, 일부가 원뿔이 아니어도 되고, 1 축 방향 (예를 들어, X 축 방향, 또는 Y 축 방향) 으로 연장된 홈 형상의 것이어도 된다.
또한, 상기 제 3 실시형태에서는, 한 쌍의 서브 스테이지는 스캔 방향으로만 이동 가능해도 된다. 또, 상기 서술한 제 1 내지 제 3 실시형태에서는, YVCM 및 한 쌍의 XVCM1, XVCM2 의 적어도 일방, 및/또는 로크 장치 (100a ∼ 100d) 에 의해, 메인 스테이지와 한 쌍의 서브 스테이지를 일체적으로 구동 가능한 제 1 상태와, 메인 스테이지와 한 쌍의 서브 스테이지를 일체적으로 구동 불가능한 제 2 상태가 전환 설정되는 경우에 대해 설명했지만, 메인 스테이지와 한 쌍의 서브 스테이지를 일체적으로 구동 가능한 제 1 상태와, 메인 스테이지와 한 쌍의 서브 스테이지를 일체적으로 구동 불가능한 제 2 상태를 전환 설정하는 상태 설정 장치의 구성은, 이들에 한정되는 것은 아니다.
《제 4 실시형태》
다음으로, 제 4 실시형태의 노광 장치에 대해, 도 15 ∼ 도 19 에 기초하여 설명한다.
여기서, 전술한 제 1, 제 3 실시형태와 동일 혹은 동등한 구성 부분에 대해서는, 동일 혹은 유사한 부호를 사용함과 함께 그 설명을 간략 혹은 생략한다.
도 15 에는, 제 4 실시형태의 액정 노광 장치 (2000) 가 갖는 마스크 스테이지 장치의 평면도가 나타나 있다. 본 제 3 실시형태의 액정 노광 장치 (2000) 는, 마스크 스테이지 장치 (MST) 대신에 마스크 스테이지 장치 (MSTf) 를 갖고 있는 점을 제외하고, 전술한 제 1 실시형태의 액정 노광 장치 (10) 와 동일한 구성을 갖고 있다. 이하에서는, 마스크 스테이지 장치 (MSTf) 의 구성에 대해서만 설명한다.
제 4 실시형태에 관련된 마스크 스테이지 장치 (MSTf) 는, 예를 들어 도 15 와 도 2 를 비교하면 분명한 바와 같이, 전체적으로는 제 1 실시형태에 관련된 마스크 스테이지 장치 (MST) 와 동일하게 구성되어 있지만, 일부의 구성이 상이하다. 이하, 이러한 차이점을 중심으로 하여 제 4 실시형태에 대해 설명한다.
마스크 스테이지 장치 (MSTf) 는, 도 15 에 나타내는 바와 같이, 메인 스테이지 (40) 와 서브 스테이지 (50) 를 접속하는 로크 장치 (100a, 100b), 및 메인 스테이지 (40) 와 서브 스테이지 (70) 를 접속하는 로크 장치 (100c, 100d) 를, 한 쌍의 위치 결정 장치 (90) 와 함께 갖고 있다. 또한, 로크 장치 (100a) 와 로크 장치 (100b) 는 실질적으로 동일한 구성을 갖고 있다. 또, 로크 장치 (100c) 와 로크 장치 (100d) 는 실질적으로 동일한 구성을 갖고 있다. 도 16(A) 에는, 로크 장치 (100a, 100b) 를 대표하여 메인 스테이지 (40) 의 －Y 측 또한 ＋X 측의 로크 장치 (100a) 의 구성이 개략적으로 나타나 있다. 도 16(A) 와 도 12(A) 를 비교하면 분명한 바와 같이, 로크 장치 (100a, 100b) 는, 전술한 제 3 실시형태의 로크 장치 (100a, 100b) 와 동일하게 구성되어 있다.
따라서, 도 17(A) 에 나타내는 바와 같이, 샤프트 (103) 가 그 Z 축 방향에 대한 가동 범위의 ＋Z 측에 배치되고, 볼 (104) 과 걸어맞춤 부재 (107) 가 이간된 상태에서는, 메인 스테이지 (40) 는 서브 스테이지 (50) 에 구속되지 않는다. 한편, 도 17(B) 에 나타내는 바와 같이, 샤프트 (103) 가 －Z 방향으로 이동하여 볼 (104) 이 오목부 (107a) 에 끼워맞춰지면, 메인 스테이지 (40) 와 서브 스테이지 (50) 가 접속되어, 그 XY 평면 내에서의 상대 이동이 제한된다. 또, 로크 장치 (100a) (및 로크 장치 (100b)) 는, 볼 (104) 을 원뿔 형상의 오목부 (107a) 에 끼워맞춰지게 하는 구성이므로, 도 17(B) 에 나타내는 메인 스테이지 (40) 가 서브 스테이지 (50) 에 구속된 상태에서는, 메인 스테이지 (40) 와 서브 스테이지 (50) 의 상대적인 위치 관계는, 상기 서술한 위치 결정 장치 (90) 와 마찬가지로 항상 동일해진다.
도 18 에는, 로크 장치 (100c, 100d) 를 대표하여 메인 스테이지 (40) 의 ＋Y 측 또한 ＋X 측의 로크 장치 (100c) 의 개략 구성이 나타나 있다. 도 18 과 도 13 을 비교하면 분명한 바와 같이, 로크 장치 (100c, 100d) 는, 전술한 제 3 실시형태의 로크 장치 (100c, 100d) 와 동일하게 구성되어 있다. 로크 장치 (100c) 는, 로크 장치 (100a) 와 마찬가지로, 볼 (104) 을 오목부 (107a) 에 끼워맞춰지게 함으로써, 메인 스테이지 (40) 와 서브 스테이지 (70) 를 접속하여, 그 XY 평면 내에서의 상대 이동을 제한한다.
도 15 로 되돌아와, 각 로크 장치 (100a ∼ 100d) 를 이용하여 메인 스테이지 (40) 를 서브 스테이지 (50, 70) 각각에 접속한 상태에서는, X 리니어 모터에 의해 X 스테이지 (54, 74) 각각을 X 축 방향으로 구동시키면, XVCM1, XVCM2 를 사용하지 않고 메인 스테이지 (40) 를 X 축 방향으로 구동하여, 노광시의 목표 속도까지 가속시키거나, 혹은 메인 스테이지 (40) 를 감속시킬 수 있다. 이 때문에, XVCM1, XVCM2 로서 큰 추력을 발생시킬 수 있는 것을 사용할 필요가 없어, XVCM1, XVCM2 를 소형화할 수 있다. 마찬가지로, Y 리니어 모터를 이용하여 Y 스테이지 (55, 75) 를 Y 축 방향으로 구동할 때, YVCM 을 사용하지 않고 메인 스테이지 (40) 를 Y 축 방향으로 구동할 수 있다. 또, 로크 장치 (100a ∼ 100d) 에서는, 볼 (104) 의 외주면과 오목부 (107a) 를 형성하는 테이퍼면이 간극없이 접촉하므로, 서브 스테이지 (50, 70) 각각에 메인 스테이지 (40) 를 가압시킬 때, 큰 가압력을 작용시킬 수 있다. 또, 각 로크 장치 (100a ∼ 100d) 는, 전술한 한 쌍의 위치 결정 장치 (90) 를 이용하여 메인 스테이지 (40) 를 계측 원점 위치의 근방 (볼 (96) 과 오목부 (92) 가 대응하는 위치 (예를 들어 도 16(A) 참조)) 에 위치시킬 때에도 사용된다.
또한, 도 15 에 나타내는 바와 같이, 본 제 4 실시형태의 마스크 스테이지 장치 (MSTf) 는, 메인 스테이지 (40) 와 서브 스테이지 (50) 의 상대 이동 범위를 제한하는 스토퍼 장치 (120a＇, 120b＇), 및 메인 스테이지 (40) 와 서브 스테이지 (70) 의 상대 이동 범위를 제한하는 스토퍼 장치 (120c＇, 120d＇) 를 갖고 있다. 또한, 스토퍼 장치 (120a＇) 와 스토퍼 장치 (120b＇) 는 실질적으로 동일한 구성을 갖고 있다. 또, 스토퍼 장치 (120c＇) 와 스토퍼 장치 (120d＇) 는 실질적으로 동일한 구성을 갖고 있다. 도 17(A) 에는, 4 개의 스토퍼 장치를 대표하여 메인 스테이지 (40) 의 －Y 측 또한 ＋X 측의 스토퍼 장치 (120a＇) 의 구성이 나타나 있다.
도 17(A) 에 나타내는 바와 같이, 전술한 고정 부재 (102) 의 하단에는, X 축 방향을 축 방향으로 하는 회전축 (122) 이 형성되어 있다. 고정 부재 (102) 의 하단에는, 회전축 (122) 을 중심으로 하여 회전 운동 (왕복 회전) 가능하게 부재 (124) 가 장착되어 있으며, 그 부재 (124) 의 일단에, 전술한 평면시 직사각형 프레임 형상의 스토퍼 부재 (121) 가 일체적으로 고정되어 있다. 이 경우, 부재 (124) 와 스토퍼 부재 (121) 는, ＋X 측에서 보면 L 자 모양의 형상을 갖고 있다.
스토퍼 부재 (121) 는, 도시 생략의 액추에이터에 의해 회전축 (122) 을 중심으로 하여 회전 운동된다. 도 17(A) 에 나타내는 바와 같이, 스토퍼 부재 (121) 의 개구부 내에는, 전술한 지지 부재 (106) 가 수용되어 있다. 지부 부재 (106) 에는, 스토퍼 부재 (121) 와의 대향면 (즉 ＋X 측, －X 측, ＋Y 측, －Y 측의 4 개의 측면) 에, 예를 들어 고무계 재료에 의해 형성된 완충 패드 (123) (－X 측 완충 패드는 도시 생략) 가 고정되어 있다. 지지 부재 (106) 의 ＋X 측, －X 측, ＋Y 측, －Y 측 각각에 고정된 완충 패드 (123) 의 각각과 스토퍼 부재 (121) 사이에는, 소정의 클리어런스 (간극) 가 형성되어 있다.
도 17(A) 에 나타내는 상태에서는, 메인 스테이지 (40) 가 서브 스테이지 (50) 에 대해 X 축 방향 및/또는 Y 축 방향으로 이동할 때의 메인 스테이지 (40) 와 서브 스테이지 (50) 의 ＋X, －X, ＋Y, －Y 각 방향으로의 (즉, 수평면 내에서의) 상대 이동량 (상대 가능 범위) 이, 스토퍼 부재 (121) 와 지지 부재 (106) (완충 패드 (123)) 사이에 형성된 클리어런스의 폭에 따라 제한된다. 또, 도 18 에는, 스토퍼 장치 (120c＇) 의 개략 구성이 나타나 있다. 스토퍼 장치 (120c＇) 도, 스토퍼 장치 (120a＇) 와 마찬가지로, 고정 부재 (102) 에 회전축 (122) 둘레에 부재 (124) 와 일체적으로 회전 가능하게 장착된 스토퍼 부재 (121) 를 갖고 있으며, 메인 스테이지 (40) 와 서브 스테이지 (70) 의 상대 이동 가능 범위를, 스토퍼 부재 (121) 와 지지 부재 (106) (완충 (123)) 사이의 클리어런스 폭에 따라 제한한다.
이로써, 로크 장치 (100a ∼ 100d) 가 메인 스테이지 (40) 와 서브 스테이지 (50, 70) 각각을 접속하고 있지 않는 상태 (도 17(A) 참조) 에서, 서브 스테이지 (50, 70) 를 이용하여 메인 스테이지 (40) 를 X 축 방향 및/또는 Y 축 방향으로 소정의 스트로크로 구동할 때, 예를 들어 가령 서브 스테이지 (50, 70) 가 긴급 정지하여, 메인 스테이지 (40) 가 그 관성에 의해 X 축 방향 및/또는 Y 축 방향으로 이동해도, 4 개의 스토퍼 부재 (121) 가 대응하는 지지 부재 (106) 각각에 맞닿음으로써, 메인 스테이지 (40) 가 서브 스테이지 (50, 70) 로부터 떨어져 이동 (오버런) 하는 것이 방지된다.
또, 각 스토퍼 장치 (120a＇ ∼ 120d＇) 에서는, 각 스토퍼 부재 (121) 와 각 지지 부재 (106) 의 맞닿음면이, 예를 들어 도 17(A) 및 도 18(A) 에 대표적으로 나타내는 바와 같이, 메인 스테이지 (40) 의 무게 중심 위치 (CG) 를 포함하는 XY 평면에 평행한 평면 상에 배치되도록, 각 스토퍼 부재 (121) 및 각 지지 부재 (106) 의 위치가 설정되어 있다. 따라서, 각 스토퍼 장치 (120a＇ ∼ 120d＇) 를 이용하여, 즉 각 스토퍼 부재 (121) 와 각 지지 부재 (106) 를 맞닿게 하여 메인 스테이지 (40) 의 이동을 정지시킬 때, 메인 스테이지 (40) 에 그 이동 방향과 직교하는 축 둘레의 모멘트 (피칭 모멘트) 가 작용하지 않아, 메인 스테이지 (40) 의 자세가 크게 흐트러지는 것을 방지할 수 있다.
도 19 에는, 스토퍼 부재 (121) 가 도시 생략의 액추에이터에 의해 회전축 (122) 둘레로 회전하여 지지 부재 (106) 로부터 이간된 상태가 나타나 있다. 도 19 에 나타내는 상태에서는, 서브 스테이지 (50, 70) 는, 메인 스테이지 (40) 로부터 떨어져 서브 스테이지 가이드 (37a, 37b) 상을 각각 X 축 방향으로 이동할 수 있다. 이 때, 메인 스테이지 (40) 를 전술한 한 쌍의 위치 결정 장치 (90) (도 16(A), 도 16(B) 참조) 를 이용하여 한 쌍의 메인 스테이지 가이드 (35) 상에 정지시켜 두면 된다. 또한, 본 제 4 실시형태의 경우에는, 도 15 에 나타내는 바와 같이, 갭 센서 (66, 86) 가, 각각 대응하는 타겟 (49a, 49c) 에 대해 －X 측에 배치되어 있기 때문에, 서브 스테이지 (50, 70) 는, 메인 스테이지 (40) 에 대해 －X 방향으로만 메인 스테이지 (40) 로부터 떨어져 이동할 수 있다. 서브 스테이지 (50, 70) 를 메인 스테이지 (40) 로부터 떨어지게 하는 경우로는, 예를 들어 서브 스테이지 (50, 70) 의 메인터넌스를 실시하는 경우 등을 들 수 있다.
액정 노광 장치 (2000) 의 그 밖의 부분의 구성은, 전술한 제 1 실시형태의 액정 노광 장치 (10) 와 동일하게 되어 있으며, 동일한 노광 동작을 실시한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 제 4 실시형태의 액정 노광 장치 (2000) 는, 마스크 스테이지 장치 (MSTf) 의 일부의 구성을 제외하고, 전술한 제 1 실시형태의 액정 노광 장치 (10) 와 동일하게 구성되어 있으므로 동등한 효과를 얻을 수 있다. 이에 부가하여, 본 제 4 실시형태의 액정 노광 장치 (2000) 에서는, 전술한 제 3 실시형태의 액정 노광 장치 (1000) 와 동일한 구성의 로크 장치 (100a ∼ 100d) 를 구비하고 있으므로, 액정 노광 장치 (1000) 와 마찬가지로 XVCM1, XVCM2, 및 YVCM 을 사용하지 않고, 메인 스테이지 (40) 를 X 축 방향 및/또는 Y 축 방향으로 적절히 구동할 수도 있다. 따라서, XVCM1, XVCM2, YVCM 으로서 추력이 작은 소형인 것을 사용할 수 있으며, 이로써 전력 소비를 억제할 수 있기 때문에 비용을 저감할 수 있다. 또, 본 제 4 실시형태의 액정 노광 장치 (2000) 에서는, 메인 스테이지 (40) 와 서브 스테이지 (50) 를 로크 장치 (100a, 100b) 를 이용하여 2 지점에서, 메인 스테이지 (40) 와 서브 스테이지 (70) 를 로크 장치 (100c, 100d) 를 이용하여 2 지점 (합계 4 지점) 에서 각각 접속하므로, 메인 스테이지 (40) 가 θz 방향으로 회전하지 않는다. 또, 로크 장치 (100a ∼ 100d) 는, 샤프트 (103) 이 Z 축 방향으로 이동하므로, 신속하게 메인 스테이지 (40) 와 서브 스테이지 (50, 70) 각각을 접속할 수 있다.
또, 본 제 4 실시형태에 관련된 마스크 스테이지 장치 (MSTf) 는, 메인 스테이지 (40) 와 서브 스테이지 (50, 70) 각각의 상대 이동 가능 범위를 제한하는 스토퍼 장치 (120a＇ ∼ 120d＇) 를 갖고 있으므로, 전술한 제 3 실시형태의 액정 노광 장치 (1000) 와 마찬가지로, 예를 들어, 가령 서브 스테이지 (50, 70) 가 긴급 정지한 경우 등에도, 메인 스테이지 (40) 가 그 관성에 의해 서브 스테이지 (50, 70) 로부터 떨어지는 것을 방지할 수 있다. 또, 메인 스테이지 (40) 와 서브 스테이지 (50, 70) 각각의 접촉면에 완충 패드 (123) 를 형성했기 때문에, 그 충돌시의 충격이 완화된다.
또한, 스토퍼 장치 (120a＇ ∼ 120d＇) 의 각각은, 전술한 스토퍼 장치 (120a ∼ 120d) 와는 달리 스토퍼 부재 (121) 가 고정이 아니고, 메인 스테이지 (40) 와 서브 스테이지 (50, 70) 각각의 상대 이동을 제한하는 위치 (제한 위치) 와, 그 상대 이동을 제한하지 않는 위치 (해제 위치) 사이를 이동 가능하게 구성되어 있다. 이 때문에, 스토퍼 부재 (121) 를 상기 해제 위치에 배치함으로써, 메인 스테이지 (40) 와 서브 스테이지 (50, 70) 를 분리시킬 수도 있다. 또한, 스토퍼 장치 (120a＇ ∼ 120d＇) 에서는, 상기 서술한 경우와는 반대로, 가동식 스토퍼 부재가 메인 스테이지에, 스토퍼 부재에 맞닿는 부재가 서브 스테이지측에 각각 형성되어 있어도 된다. 단, 상기 서술한 바와 같이 가동 부재인 스토퍼 부재를 서브 스테이지에 형성하는 것이 메인 스테이지를 경량화할 수 있으므로 유리하다.
《제 5 실시형태》
다음으로, 제 5 실시형태의 액정 노광 장치에 대해 설명한다. 제 5 실시형태의 액정 노광 장치는, 메인 스테이지와의 사이에서 마스크의 주고받음을 실시하는 마스크 로더 장치가 마스크 스테이지 장치에 형성되어 있는 점, 및 한 쌍의 서브 스테이지 각각을 지지하는 한 쌍의 가이드부가 제 4 실시형태 (및 제 1 내지 제 3 실시형태) 보다 X 축 방향으로 긴 점을 제외하고, 제 4 실시형태의 액정 노광 장치 (2000) 와 동일한 구성을 갖고 있다. 이하에서는, 마스크 로더 장치의 구성에 대해서만 설명한다. 또한, 설명의 간략화 및 도시의 편의상에서, 상기 제 1, 제 4 실시형태와 동일 혹은 동등한 구성 부분에 대해서는, 동일한 부호를 사용함과 함께 그 설명을 생략한다.
도 20 에는, 제 5 실시형태에 관련된 마스크 스테이지 장치 (MSTg) 의 평면도가 나타나 있다. 또한, 도면의 착종을 피하는 관점에서, 로크 장치 (100a ∼ 100d), 스토퍼 장치 (120a＇ ∼ 120d＇), 갭 센서 (66, 67, 86, 87), 타겟 (49a ∼ 49d) (각각 도 15 참조) 등에 대해서는 도시가 생략되어 있다.
마스크 로더 장치 (ML) 는, 한 쌍의 마스크 유지 장치 (130) 를 구비하고 있다. 한 쌍의 마스크 유지 장치 (130) 는, 일방이 서브 스테이지 (50) 의 Y 스테이지 (55) 의 상면에 탑재되고, 타방이 서브 스테이지 (70) 의 Y 스테이지 (75) 의 상면에 탑재되어 있다. 한 쌍의 마스크 유지 장치 (130) 는, X 축에 관해 대칭 (좌우 대칭) 으로 배치되어 있는 점을 제외하고, 그 구성은 실질적으로 동일하다. 이하, 서브 스테이지 (50) 에 탑재된 (－Y 측) 의 마스크 유지 장치 (130) 에 대해 설명한다.
도 21 에는, 도 20 의 B-B 선 단면도가 나타나 있다. 마스크 유지 장치 (130) 는, 도 21 에 나타내는 바와 같이, 가동 부재 (131), 및 지지 부재 (135) 를 갖고 있다. 가동 부재 (131) 는, XZ 평면에 평행한 직사각형의 판상 부재로 이루어진다 (도 20 참조). 가동 부재 (131) 의 하단에는, X 축 방향으로 이간되어 배치된 한 쌍의 갈고리 부재 (132) 가 고정되어 있다. 마스크 로더 장치 (ML) 는, －Y 측 마스크 유지 장치 (130) 가 한 쌍의 갈고리 부재 (132) 로 마스크 (M) (혹은 도시되지 않은 마스크 홀더) 의 －Y 측을 하방으로부터 지지하고, ＋Y 측 마스크 유지 장치 (130) 가 한 쌍의 갈고리 부재 (132) 로 마스크 (M) 의 ＋Y 측을 하방으로부터 지지한다. 가동 부재 (131) 는, －Y 측면에 Z 축 방향으로 연장된 한 쌍의 Z 리니어 가이드 부재 (133) 가 X 축 방향으로 이간된 상태 (도 20 참조) 로 고정되어 있다.
도 20 에 나타내는 바와 같이, 지지 부재 (135) 는, 가동 부재 (131) 의 －Y 측면에 대향하는 XZ 평면에 평행한 직사각형의 판상 부재로 이루어진다. 지지 부재 (135) 의 ＋Y 측면의 네 모서리에는, 단면 U 자 형상의 슬라이드 부재 (136) 가 각각 고정되어 있다 (도 21 참조). 4 개의 슬라이드 부재 (136) 중, ＋X 측의 2 개는 ＋X 측 Z 리니어 가이드 부재 (133) 에 걸어맞춰지고, －X 측의 2 개는 －X 측 Z 리니어 가이드 부재 (133) 에 걸어맞춰져 있다. 또, 가동 부재 (131) 와 지지 부재 (135) 사이에는, 예를 들어 이송 나사 장치를 포함하는 구동 장치 (134) 가 형성되어 있다. 가동 부재 (131) 는, 구동 장치 (134) 를 통하여 지지 부재 (135) 에 대해 상하 이동 (＋Z 방향 또는 －Z 방향으로 구동) 된다. 지지 부재 (135) 는, 단면 L 자 형상의 한 쌍의 고정 부재 (137), 및 XY 평면에 평행한 한 쌍의 접속 부재 (138) 를 통하여 Y 스테이지 (55) 상에 고정되어 있다. 한 쌍의 접속 부재 (138) 는, X 축 방향을 길이 방향으로 하는 직사각형의 판상 보강 부재 (139) 에 의해 접속되어 있다. 또한, 서브 스테이지 (70) 가 서브 스테이지 (50) 보다 －Z 측에 위치되어 있기 때문에, －Y 측 고정 부재 (137) 는 ＋Y 측 고정 부재 (137) 보다 Z 축 방향의 치수가 길게 되어 있다 (편의상, 동일한 부호를 사용하고 있다).
여기서, 도 22 에 나타내는 바와 같이, 제 5 실시형태의 마스크 스테이지 장치 (MSTg) 에서는, 가이드부 (338a, 338b) 각각의 X 축 방향의 길이가 제 4 실시형태에 비해 길게 설정되어 있고, 서브 스테이지 (50, 70) 각각은, 마스크 로더 장치 (ML) 를 통하여 유지하는 마스크 (M) 를 소정의 마스크 교환 위치까지 반송할 수 있다. 본 제 5 실시형태에서는, 마스크 교환 위치는, 예를 들어 주사 노광시에 메인 스테이지 (40) 가 이동하는 영역보다 －X 측에 배치되어 있다. 또한, 서브 스테이지 (50, 70) 를 이용하여 마스크 (M) 를 마스크 교환 위치로 반송할 때는, 도 19 에 나타내는 바와 같이, 스토퍼 장치 (120a＇ ∼ 120d＇) (도 15 참조) 의 각 스토퍼 부재 (121) 가 지지 부재 (106) 로부터 이간되고, 또한 로크 장치 (100a ∼ 100d) (도 15 및 도 17(A) 참조) 의 각 볼 (104) 이, 각 걸어맞춤 부재 (107) 로부터 이간된 상태로 해 둔다. 또, 메인 스테이지 (40) 를 전술한 한 쌍의 위치 결정 장치 (90) (도 16(A) 및 도 16(B) 참조) 를 이용하여 한 쌍의 메인 스테이지 가이드 (35) 상에 정지시켜 둔다.
다음으로, 마스크 로더 장치 (ML) 와 메인 스테이지 (40) 사이에서 이루어지는 마스크 (M) 의 주고받음 동작에 대해 설명한다. 이하에 설명하는 마스크 (M) 의 주고받음 동작은, 도시되지 않은 주제어 장치의 관리하에서 이루어진다. 주제어 장치는, 서브 스테이지 (50, 70) 각각을 －X 방향으로 구동함으로써, 마스크 로더 장치 (ML) 를 도 22 에 나타내는 바와 같이, 마스크 교환 위치에 위치시킨다. 마스크 로더 장치 (ML) 는, 마스크 교환 위치에서, 예를 들어 도시되지 않은 마스크 반송 장치에 의해, 그 유지하는 마스크 (도시 생략) 가 교환된다. 이 때, 새로운 마스크 (M) 는, 갈고리 부재 (132) 상에 재치되어 있다. 새로운 마스크 (M) 를 유지한 마스크 로더 장치 (ML) 는, 서브 스테이지 (50, 70) 가 X 축 방향으로 구동됨으로써, 메인 스테이지 (40) 의 상방에 위치된다 (도 20 참조). 이 때, 가동 부재 (131) 는 메인 스테이지 (40) 와 접촉하지 않도록, 그 Z 축 방향으로의 가동 범위의 ＋Z 측에 위치된다 (도 21 참조).
이어서 도 23(A) 에 나타내는 바와 같이, 구동 장치 (134) (도 20 참조) 에 의해 마스크 (M) 를 유지하는 한 쌍의 가동 부재 (131) 가 －Z 방향으로 구동된다 (가동 부재 (131) 가 하강한다. 도 23(A) 의 화살표 참조). 이로써 마스크 (M) 가 척 유닛 (42) 상에 재치된다. 이 때, 가동 부재 (131), Z 리니어 가이드 부재 (133) 등 마스크 로더 장치 (ML) 를 구성하는 각 부재는, 모두 메인 스테이지 (40) 에 비접촉으로 되어 있다. 또, 주제어 장치는, 도 23(B) 에 나타내는 바와 같이, 마스크 (M) 를 척 유닛 (42) 상에 재치한 후에도, 가동 부재 (131) 를 －Z 방향으로 구동하여 갈고리 부재 (132) 와 마스크 (M) 를 이간시킨다. 이 상태에서는, 가동 부재 (131) 및 갈고리 부재 (132) 와 마스크 (M) 가 접촉하고 있지 않으므로, 서브 스테이지 (50, 70), 마스크 로더 장치 (ML) 등을 통하여 외부로부터 마스크 (M) 에 진동이 전달되는 것이 방지된다. 주제어 장치는, 도 23(B) 에 나타내는 상태, 즉 마스크 로더 장치 (ML) 가 마스크 (M) 및 메인 스테이지 (40) 의 어느 것에도 비접촉인 상태에서 노광 처리 동작을 실시한다. 또, 메인 스테이지 (40) 가 유지하는 마스크 (M) 를 마스크 로더 장치 (ML) 에 주고받을 때에는, 상기의 경우와는 반대의 동작을 실시한다.
제 5 실시형태에 관련된 마스크 스테이지 장치 (MSTg) 에 의하면, 마스크 로더 장치 (ML) 가 탑재된 서브 스테이지 (50, 70) 를, 메인 스테이지 (40) 로부터 떨어지게 하여 마스크 교환 위치로 이동시킬 수 있으므로, 예를 들어 메인 스테이지 (40) 자체를 마스크 교환 위치까지 이동시키는 경우에 비해, 메인 스테이지 (40) 의 이동을 가이드하는 메인 스테이지 가이드 (35) 의 X 축 방향의 길이 (치수) 를 짧게 할 수 있다.
《제 6 실시형태》
다음으로, 제 6 실시형태의 액정 노광 장치에 대해 설명한다. 제 6 실시형태의 액정 노광 장치는, 마스크 스테이지 장치가 구비하는 마스크 로더 장치의 구성이 상이한 점, 및 한 쌍의 서브 스테이지를 지지하는 가이드부가 제 5 실시형태에 비해 X 축 방향으로 긴 점을 제외하고, 제 5 실시형태의 액정 노광 장치와 동일한 구성을 갖고 있다. 이하에서는, 마스크 로더 장치의 구성에 대해 설명한다. 또한, 상기 제 4 및 제 5 실시형태와 동일한 구성을 갖는 것에 대해서는, 상기 제 4 및 제 5 실시형태와 동일한 부호를 부여하고, 그 설명을 생략한다.
도 24 에는, 제 6 실시형태의 마스크 스테이지 장치 (MSTh) 의 평면도가 나타나 있다. 마스크 로더 장치 (MLb) 는, 가이드부 (438a) 상에 서브 스테이지 (50) 와 함께 탑재된 반송용 스테이지 (250) 와, 가이드부 (438b) 상에 서브 스테이지 (70) 와 함께 탑재된 반송용 스테이지 (270) 와, 한 쌍의 마스크 유지 장치 (130) 를 구비하고 있다.
반송용 스테이지 (250) 는, 서브 스테이지 (50) 의 －X 측에 배치되어 있다. 반송용 스테이지 (250) 는, X 축 방향의 치수가 약간 짧게 설정되어 있는 점, 및 X 고정자 (65), 갭 센서 (66, 67) (각각 도 15 참조) 를 갖지 않은 점을 제외하고, 그 구동계, 계측계를 포함하여 서브 스테이지 (50) 와 동일하게 구성되어 있다. 즉, 반송용 스테이지 (250) 는, 가이드부 (438a) 상을 X 축 방향으로 이동하는 X 스테이지 (254) 와, X 스테이지 (254) 상에서 Y 축 방향으로 이동하는 Y 스테이지 (255) 를 갖고 있다. X 스테이지 (254) 의 X 축 방향에 관한 위치 정보는, X 스케일 (53) 과 함께 X 리니어 인코더를 구성하는 X 헤드 (258) 에 의해 계측되고, Y 스테이지 (255) 의 Y 축 방향에 관한 위치 정보는, Y 스케일 (264) 과 함께 Y 리니어 인코더를 구성하는 Y 헤드 (259) 에 의해 계측된다. 반송용 스테이지 (250) 는, 도시되지 않은 주제어 장치에 의해, 서브 스테이지 (50) 와는 독립적으로 가이드부 (438a) 상에서 그 위치가 제어된다.
반송용 스테이지 (270) 는, 서브 스테이지 (70) 의 －X 측에 배치되어 있다. 반송용 스테이지 (270) 은, X 축 방향의 치수가 약간 짧게 설정되어 있는 점, 및 X 고정자 (85), Y 고정자 (88), 갭 센서 (86, 87) (각각 도 15 참조) 를 갖지 않은 점을 제외하고, 그 구동계, 계측계를 포함하여 서브 스테이지 (70) 와 동일하게 구성되어 있다. 즉, 반송용 스테이지 (270) 는, 가이드부 (438b) 상을 X 축 방향으로 이동하는 X 스테이지 (274) 와, X 스테이지 (274) 상에서 Y 축 방향으로 이동하는 Y 스테이지 (275) 를 갖고 있다. X 스테이지 (274) 의 X 축 방향에 관한 위치 정보는, X 스케일 (73) 과 함께 X 리니어 인코더를 구성하는 X 헤드 (278) 에 의해 계측되고, Y 스테이지 (275) 의 Y 축 방향에 관한 위치 정보는, Y 스케일 (284) 과 함께 X 리니어 인코더를 구성하는 Y 헤드 (279) 에 의해 계측된다. 반송용 스테이지 (270) 는, 도시되지 않은 주제어 장치에 의해, 서브 스테이지 (70) 와는 독립적으로 가이드부 (438b) 상에서 그 위치가 제어된다.
한 쌍의 마스크 유지 장치 (130) 는, 일방이 Y 스테이지 (255) 의 상면에 고정되고, 타방이 Y 스테이지 (275) 의 상면에 고정되어 있다. 또한, 한 쌍의 마스크 유지 장치 (130) 의 구성은, 상기 제 5 실시형태와 실질적으로 동일하므로, 그 설명은 생략한다. 또, 도 24 에 나타내는 바와 같이, 마스크 스테이지 장치 (MSTh) 에서는, 가이드부 (438a, 438b) 는, 상기 제 5 실시형태의 가이드부보다 더 ＋X, －X 방향 각각에 길게 형성되어 있다.
다음으로, 본 제 6 실시형태의 마스크 스테이지 장치 (MSTh) 에 있어서의, 메인 스테이지 (40) 와 마스크 로더 장치 (MLb) 사이에서의 마스크 (M) 의 주고받음 동작에 대해 설명한다. 마스크 (M) 의 주고받음 동작은, 도시되지 않은 주제어 장치의 관리하에서 이루어진다.
메인 스테이지 (40) 에 마스크 (M) 를 주고받을 때에는, 주제어 장치는, 우선 도 24 에 나타내는 바와 같이 마스크 (M) 를 유지한 마스크 로더 장치 (MLb) 를 마스크 교환 위치에 위치시킨다. 마스크 로더 장치 (MLb) 는, 마스크 교환 위치에서, 예를 들어 도시되지 않은 마스크 반송 장치에 의해, 그 유지하는 마스크가 교환된다. 또, 주제어 장치는, 서브 스테이지 (50, 70) 를 메인 스테이지 (40) 로부터 떨어지게 하여, 메인 스테이지 (40) 보다 ＋X 측에 위치시킨다. 또한, 본 제 6 실시형태에서는, 메인 스테이지 (40) 와 서브 스테이지 (50, 70) 각각의 X 축 및 Y 축 방향에 관한 간격을 계측하는 데에 사용하는 갭 센서, 및 타겟 (각각 도시 생략) 의 배치는, 상기 제 4 실시형태 (도 15 참조) 와는 반대로, 각 갭 센서가 대응하는 타겟의 ＋X 측에 배치되어 있다 (도시 생략). 이로써, 서브 스테이지 (50, 70) 는, 메인 스테이지 (40) 로부터 떨어져 ＋X 방향으로 이동할 수 있다.
이어서, 주제어 장치는, 도 25 에 나타내는 바와 같이, X 리니어 모터를 제어하여 마스크 (M) 를 유지한 마스크 로더 장치 (MLb) 를 ＋X 방향으로 구동하여, 마스크 (M) 를 메인 스테이지 (40) 의 상방에 위치시킨다. 이 후, 상기 제 5 실시형태와 마찬가지로, 도 23(A) 및 도 23(B) 에 나타내는 바와 같이, 마스크 로더 장치 (MLb) 의 가동 부재 (131) 가 하방으로 이동되어, 마스크 (M) 가 척 유닛 (42) 에 주고받아진다.
이 후, 주제어 장치는, 도 26(A) 에 나타내는 바와 같이, Y 리니어 모터를 제어하여 Y 스테이지 (255) 를 －Y 방향, Y 스테이지 (275) 를 ＋Y 방향으로 각각 구동하여, 가동 부재 (131) (갈고리 부재 (132)) 를 마스크 (M) 로부터 이간시킨다 (도 26(A) 의 화살표 참조). 이어서, 주제어 장치는, 구동 장치 (134) (도 24 참조) 를 제어하여, 도 26(B) 에 나타내는 바와 같이, 한 쌍의 가동 부재 (131) 각각을, 갈고리 부재 (132) 의 하면이 메인 스테이지 (40) 의 상면보다 상방이 되는 위치까지 상방 (＋Z 방향) 으로 구동한다 (도 26(B) 의 화살표 참조).
이어서 주제어 장치는, 도 27 에 나타내는 바와 같이, X 리니어 모터를 제어하여 마스크 로더 장치 (MLb) 를 －X 방향으로 구동하여 마스크 교환 위치에 위치시킴과 함께, 서브 스테이지 (50, 70) 각각을 －X 방향으로 구동하여, 마스크 로더 장치 (MLb) 와 교체되도록 메인 스테이지 (40) 의 －Y 측, ＋Y 측에 위치시킨다. 이 후, 메인 스테이지 (40) 와 서브 스테이지 (50, 70) 각각이 비접촉 상태로 (전자적으로), 또는 접촉 상태로 (기계적으로) 연결되고, 서브 스테이지 (50, 70) 를 이용하여 메인 스테이지 (40) 가 X 축 방향으로 구동됨으로써 주사 노광 동작이 실시된다. 또한, 주사 노광시에 있어서, 메인 스테이지 (40) 가 그 이동 범위 내를 이동할 때, 서브 스테이지 (50, 70) 각각은, 마스크 로더 장치 (MLb) 의 반송용 스테이지 (250, 270) 각각에 접촉하지 않도록 가이드부 (438a, 438b) 의 길이가 설정되어 있다.
이상 설명한 제 6 실시형태의 마스크 스테이지 장치 (MSTh) 에 의하면, 상기 제 5 실시형태의 마스크 스테이지 장치 (MSTg) 에서 얻어지는 효과에 부가하여, 마스크 로더 장치 (MLb) 의 한 쌍의 마스크 유지 장치 (130) 가, 서브 스테이지 (50, 70) 와는 다른 부재인 반송용 스테이지 (250, 270) 에 의해 각각 X 축 방향으로 구동되는 구성이기 때문에, 서브 스테이지 (50, 70) 를 각각 경량화할 수 있어, 서브 스테이지 (50, 70) 를 구동하는 리니어 모터의 부하를 경감할 수 있다. 또한, 본 제 6 실시형태의 마스크 스테이지 장치 (MSTh) 에서는, 마스크 로더 장치 (MLb) 의 한 쌍의 마스크 유지 장치 (130) 는, 도 26(A) 에 나타내는 바와 같이, 서브 스테이지 (50, 70) 와 동일한 구성의 반송용 스테이지 (250, 270) 에 의해 각각 Y 축 방향으로 구동되는 구성이었지만, 이것에 한정되지 않고, 예를 들어 반송용 스테이지를 X 축 방향으로만 이동 가능한 구성으로 하여, 마스크 유지 장치 (130) 의 접속 부재 (138) (도 24 참조) 를 Y 축 방향으로 신축할 수 있도록 구성해도 되고, 혹은 그 X 축 방향으로만 이동 가능한 스테이지 상에서, 마스크 유지 장치 (130) 가 Y 축 방향으로 구동되는 구성으로 해도 된다.
《제 7 실시형태》
다음으로, 제 7 실시형태에 대해, 도 28 ∼ 도 31 에 기초하여 설명한다. 여기서, 전술한 제 1 실시형태와 동일 혹은 동등한 구성 부분에 대해서는, 제 1 실시형태와 동일 혹은 유사한 부호를 사용함과 함께 그 설명을 간략 혹은 생략한다.
도 28 에는, 제 7 실시형태의 액정 노광 장치 (3000) 의 구성이 개략적으로 나타나 있다. 액정 노광 장치 (3000) 는, 스텝·앤드·스캔 방식의 투영 노광 장치, 이른바 스캐너이다. 본 제 7 실시형태의 액정 노광 장치 (3000) 는, 마스크 스테이지 장치 (MSTi) 에, 한 쌍의 서브 스테이지에 대해 용력을 공급하거나 하기 위해 사용되는 후술하는 케이블 유닛이 형성되어 있는 점 등이, 전술한 제 1 실시형태의 액정 노광 장치 (10) 와 상이하지만, 그 밖의 부분의 구성은 액정 노광 장치 (10) 와 동일하다. 따라서, 이하에서는, 차이점을 중심으로 하여 설명한다.
본 제 7 실시형태의 액정 노광 장치 (3000) 에서는, 도 28 에 나타내는 바와 같이, 마스크 스테이지 장치 (MSTi) 가 구비하는 서브 스테이지 가이드 (37a, 37b) 의 각각에는, 서브 스테이지 (50, 70) 에 용력, 예를 들어 전력, 고압 기체 (예를 들어 압축 공기) 등을 공급하기 위한 케이블, 튜브 등 (이하, 케이블류 (99) 라고 총칭한다), 혹은 서브 스테이지 (50, 70) 와 도시되지 않은 주제어 장치 사이에서 전기 신호의 송수신을 실시하게 하기 위한 케이블류를 포함하는 동일한 구성의 케이블 유닛 (300) 이 형성되어 있다.
도 29 에는 케이블 유닛의 측면도가, 도 30 에는 도 29 의 C-C 선 단면도가 각각 나타나 있다. 도 30 에 나타내는 바와 같이, 케이블 유닛 (300) 은, 서브 스테이지 (50) 의 X 스테이지 (54) 에 고정된 단면 U 자 형상의 판상 부재로 이루어지는 지지부 (201) 를 갖고 있다. 지지부 (201) 의 하면에는, Y 축 방향으로 이간된 한 쌍의 판상 부재로 이루어지는 베어링부 (202) 가 고정되고, 베어링부 (202) 에는, 도 29 에 나타내는 바와 같이, X 축 방향으로 이간된 한 쌍의 롤러 (203) 가, 각각 Y 축 방향을 축 방향으로 하는 한 쌍의 회전축 (204) 을 통하여 회전 가능하게 지지되어 있다. 또, 케이블 유닛 (300) 은, ＋X 측 및 －X 측 각각의 한 쌍의 다리부 (39a) (＋Y 측 다리부 각각은 지면 안쪽에 가려져 있다) 사이에 걸쳐 고정된 축 (205) 에 회전 가능하게 축지지된 롤러 (206) 를 갖고 있다.
또, 케이블 유닛 (300) 은, 서브 스테이지 (50) 의 ＋X 측에 배치된 복수의 케이블류 (99) 로 이루어지는 케이블 다발 (99a) 과, 서브 스테이지 (50) 의 －X 측에 배치된 복수의 케이블류 (99) 로 이루어지는 케이블 다발 (99b) 을 갖고 있다. 케이블 다발 (99a, 99b) 각각을 구성하는 복수의 케이블류 (99) 는, 도 30 에 나타내는 바와 같이, Y 축 방향으로 이간되어 배치되고, 케이블 다발 (99a, 99b) 각각은 전체적으로 길이가 긴 띠 형상으로 형성되어 있다. 또한, 케이블 다발은, 인접하는 케이블류끼리를 결합한 융착 케이블과 같은 것이어도 된다. 케이블 다발 (99a, 99b) 을 구성하는 복수의 케이블류 (99) 각각은, 그 일단이 서브 스테이지 (50) 의 Y 스테이지 (55) 에 접속되고, 그 타단이 도시되지 않은 외부 장치, 예를 들어 배전반, 주제어 장치, 기체 공급 장치 등에 접속되어 있다. 또한, 도 29 및 도 30 에서는 도시는 생략되어 있지만, Y 스테이지 (55) 에 접속된 복수의 케이블류 (99) 는, 서브 스테이지 (50) 상에서 분기되어, 그 일부가 X 스테이지 (54), 혹은 메인 스테이지 (40) (도 28 참조) 에 접속된다.
＋X 측 케이블 다발 (99a) 은, 도 29 에 나타내는 바와 같이, 타단측 (외부 장치측) 의 중간 부분이 고정 부재 (220) 에 의해 ＋X 측 다리부 (39a) 에 고정되어 있다. 또, 케이블 다발 (99a) 은, 다리부 (39a) 에 고정된 부분보다 일단측의 중간 부분이 고정 부재 (220) 에 의해 롤러 (206) 의 외주면에 고정되어 있다. 또한, 케이블 다발 (99a) 은, 상기 롤러 (206) 에 고정된 부분보다 일단측의 중간 부분이 한 쌍의 롤러 (203) 중 ＋X 측 롤러 (203) 의 외주면에 복수의 고정 부재 (220) 에 의해 고정되어 있다. 케이블 다발 (99a) 에 있어서의 롤러 (206) 에 고정된 부분과 롤러 (203) 에 고정된 부분 사이의 영역은, 도 29 에 나타내는 서브 스테이지 (50) 가 그 X 축 방향에 관한 이동 범위의 중앙에 위치된 상태로 하방으로 휘어져 (중력에 의해 늘어져) 있다.
또, 케이블 다발 (99a) 의 롤러 (203) 에 고정된 부분보다 일단측의 영역은, 도 30 에 나타내는 바와 같이, U 자 형상으로 휘어짐과 함께, 지지부 (201) 에 형성된 개구부 (201a) 의 내부 공간을 통하여 그 단부 (일단) 가 Y 스테이지 (55) 에 접속되어 있다. 도 30 에 나타내는 바와 같이, 케이블 다발 (99a) 의 롤러 (203) 에 고정된 부분보다 일단측의 영역은, 고정 부재 (220) 에 의해 지지부 (201) 에 고정되어 있다. 또한, 각 고정 부재 (220) 는, 도 30 에 대표적으로 나타내는 바와 같이, 케이블 다발 (99a) 을 구성하는 복수의 케이블류 (99) 에 대응하여 복수의 부재로 이루어진다. －X 측 케이블 다발 (99b) 도 마찬가지로, 그 길이 방향의 2 지점의 중간 부분이 롤러 (203, 206) 각각에 고정되어 있다.
다음으로, 케이블 유닛 (300) 의 동작의 일례를, 서브 스테이지 (50) 가 도 29 에 나타내는 위치 (중앙 위치) 에서 ＋X 측으로 이동한 경우에 대해 설명한다. 도 31 에 나타내는 바와 같이, 서브 스테이지 (50) 가 ＋X 방향으로 이동하면, X 스테이지 (54) 에 고정된 지지부 (201) 및 베어링부 (202) 가 일체적으로 ＋X 방향으로 이동하고, 이에 따라 －X 측 롤러 (203) 에 그 중간 부분이 고정된 케이블 다발 (99b) 이 ＋X 측으로 인장된다. 한편, ＋X 측 케이블 다발 (99a) 은, ＋X 측 롤러 (203) 와 ＋X 측 롤러 (206) 가 접근함으로써, 더욱 하방으로 휘어진다 (중력에 의해 늘어진다). 이 때, 한 쌍의 롤러 (203), 한 쌍의 롤러 (206) 각각이 요동 (θy 방향으로 소정량 회전) 함으로써, 케이블 다발 (99a, 99b) 을 구성하는 각 케이블류 (99) 에 큰 굽힘 응력이 작용하는 것을 방지한다. 또한, 서브 스테이지 (50) 가 －X 방향으로 이동할 때에는, 도 31 에 나타내는 경우와는 반대로, 케이블 다발 (99b) 이 하방으로 휘어지고, 케이블 다발 (99a) 이 －X 방향으로 인장된다.
액정 노광 장치 (3000) 의 그 밖의 부분의 구성은, 전술한 제 1 실시형태의 액정 노광 장치 (10) 와 동일하게 되어 있으며, 동일한 노광 동작을 실시한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 제 7 실시형태의 액정 노광 장치 (3000) 는, 마스크 스테이지 장치 (MSTi) 에 케이블 유닛 (300) 이 형성되어 있는 점을 제외하고, 전술한 제 1 실시형태의 액정 노광 장치 (10) 와 동일하게 구성되어 있으므로 동등한 효과를 얻을 수 있다. 이에 부가하여, 본 제 7 실시형태의 액정 노광 장치 (3000) 가 구비하는 마스크 스테이지 장치 (MSTi) 에서는, 서브 스테이지 (50, 70) 와 외부 장치 사이에서 용력 전달을 실시하는 케이블류 (99) 를 포함하는 케이블 다발 (99a, 99b) 각각은, 롤러 (203, 206) 에 고정된 사이의 영역이 서브 스테이지 (50, 70) 의 이동에 따라 중력의 작용에 의해 하방으로 휘어지거나, 또는 수평 방향으로 인장되는 구성이므로, 케이블류 (99) 와 다른 부재와의 슬라이딩에 의한 먼지 발생, 혹은 진동의 발생이 방지된다. 따라서, 본 제 7 실시형태에 관련된 케이블 유닛 (300) 은, 액정 노광 장치 (3000) (도 28 참조) 와 같이, 클린 룸 내에서 사용되는 장치, 혹은 이동체를 고정밀도로 위치 제어할 필요가 있는 장치에 특히 적합하다. 또, 케이블 다발 (99a, 99b) 이 하방으로 휘어지거나, 또는 수평 방향으로 인장될 때, 롤러 (203, 206) 각각이 회전하여 케이블 다발 (99a, 99b) 을 구성하는 케이블류 (99) 에 큰 굽힘 응력이 작용하는 것을 억제하므로, 예를 들어 튜브가 절곡되어 관로가 폐색되거나 하는 트러블을 회피할 수 있다. 또, 본 제 7 실시형태에 관련된 케이블 유닛 (300) 은, 케이블류 (99) 의 중간 부분을 지지하는 부재를 갖지 않기 때문에 경량이며, 또한 케이블류 (99) 의 교환 작업 등 메인터넌스가 용이하다.
《제 8 실시형태》
다음으로 제 8 실시형태의 액정 노광 장치가 갖는 마스크 스테이지 장치에 대해 설명한다. 본 제 8 실시형태의 액정 노광 장치는, 상기 제 7 실시형태와 비교하여 마스크 스테이지 장치의 구성이 상이할 뿐이므로, 이하, 마스크 스테이지 장치의 구성에 대해서만 설명한다. 도 32 에는, 제 8 실시형태에 관련된 마스크 스테이지 장치 (MSTj) 를 －Y 측에서 본 측면도가 나타나 있다. 제 8 실시형태에 관련된 마스크 스테이지 장치 (MSTj) 는, 상기 제 7 실시형태에 관련된 마스크 스테이지 장치 (MSTi) 와 비교하여 케이블 유닛의 구성이 상이하다. 또한, 설명의 간략화 및 도시의 편의상에서, 전술한 제 7 실시형태와 동일 혹은 동등한 구성 부분에 대해서는, 제 1 실시형태와 동일한 부호를 사용함과 함께 그 설명을 생략한다.
제 8 실시형태에 관련된 케이블 유닛 (300a) 에서는, X 축 방향을 길이 방향으로 하고, Y 축 방향으로 이간된 한 쌍의 X 리니어 가이드 부재 (93) 가 가이드부 (38a) 의 하면에 고정되어 있다 (＋Y 측 X 리니어 가이드 부재는 지면 안쪽에 가려져 있다). 또, 가이드부 (38a) 의 하방 (－Z 측) 에는, X 축 방향을 길이 방향으로 하는 XY 평면에 평행한 판상 부재로 이루어지는 가동부 (210) 가 배치되어 있다. 가동부 (210) 의 상면의 네 모서리부에는, 단면 U 자 형상의 슬라이더 (211) 가 고정되어 있다 (＋Y 측의 2 개의 슬라이더는 지면 안쪽에 가려져 있다). －Y 측의 2 개의 슬라이더 (211) 는, －Y 측 X 리니어 가이드 부재 (93) 에 슬라이드 가능하게 걸어맞춰지고, ＋Y 측의 2 개의 슬라이더 (211) 는, ＋Y 측 X 리니어 가이드 부재 (93) 에 슬라이드 가능하게 걸어맞춰져 있다.
가동부 (210) 의 ＋X 측 단부 하면에는, Y 축 방향으로 이간된 한 쌍의 판상 부재로 이루어지는 베어링부 (212) (＋Y 측 판상 부재는 도면 안쪽에 가려져 있다) 가 고정되고, 그 베어링부 (212) 에는, 롤러 (213) 가 Y 축 방향을 축 방향으로 하는 회전축 (214) 을 통하여 회전 가능하게 지지되어 있다. 그리고, 케이블 다발 (99a) 에 있어서의, 롤러 (203) 에 고정된 부분과 롤러 (206) 에 고정된 부분 사이의 영역의 대략 중앙부가, 롤러 (213) 에 고정 부재 (220) 를 개재하여 고정되어 있다. 또, 가동부 (210) 의 －X 측 단부 하면에도 마찬가지로 베어링부 (212) 가 고정되고, 그 베어링부 (212) 에는, 회전축 (214) 을 통하여 롤러 (213) 가 회전 가능하게 지지되어 있다. 케이블 다발 (99b) 은, 롤러 (203) 에 고정된 부분과 롤러 (206) 에 고정된 부분 사이의 영역의 대략 중앙부가, 롤러 (213) 에 고정 부재 (220) 를 개재하여 고정되어 있다. 따라서, 한 쌍의 롤러 (213) 는, 일체적으로 X 축 방향으로 이동한다.
또, 한 쌍의 베어링부 (212) 각각에는, Y 축 방향을 축 방향으로 하는 회전축 (215) 을 통하여 도르래 (216) 가 회전 가능하게 축지지되어 있다. －X 측 도르래 (216) 에는, 로프 (217) 가 감겨져 있다. 로프 (217) 는, 그 일단이 ＋X 측 다리부 (39a) 에 고정되고, 그 타단이 베어링부 (202) 의 －X 측 단부에 고정되어 있다. 또, 도 32 에서는, 도면의 착종을 피하는 관점에서 일부가 생략되어 있는데, ＋X 측 도르래 (216) 에도 마찬가지로 로프 (218) 가 감겨져 있다. 로프 (218) 는, 그 일단이 －X 측 다리부 (39a) 에 고정되고, 그 타단이 베어링부 (202) 의 ＋X 측 단부에 고정되어 있다.
케이블 유닛 (300a) 에서는, 도 33 에 나타내는 바와 같이, 서브 스테이지 (50) 가 ＋X 방향으로 이동하면, 로프 (217) 가 감겨진 －X 측 도르래 (216) 를 지지하는 베어링부 (212) 가, 그 로프 (217) 에 견인되어 ＋X 방향으로 이동한다. 이 때, 도르래 (216) 가 움직 도르래로서 기능하고, 베어링부 (212) 는, 서브 스테이지 (50) 의 절반의 속도로 서브 스테이지 (50) 에 추종한다. 또, 이에 따라 ＋X 측 베어링부 (212) 도 서브 스테이지 (50) 의 절반의 속도로 ＋X 측으로 이동한다. 본 제 8 실시형태에 관련된 케이블 유닛 (300a) 도, 제 7 실시형태에 관련된 케이블 유닛 (300) 과 마찬가지로, 서브 스테이지 (50) 의 이동에 따라 케이블 다발 (99a, 99b) 의 중간 부분이 하방으로 휘어지거나 (늘어지거나), 또는 수평 방향으로 인장되는 구성이므로, 제 7 실시형태에 관련된 케이블 유닛과 마찬가지로, 먼지 발생 및 진동 발생의 방지라는 효과를 얻을 수 있다.
여기서, 케이블 유닛 (300a) 에 있어서, 케이블 다발 (99a, 99b) 은, 그 중간 부분이 늘어진 상태로 되어 있으므로, 케이블 다발 (99a, 99b) 을 구성하는 각 케이블류 (99) 에는, 그 자중에 의해 장력이 작용한다. 그리고, 케이블류 (99) 에 작용하는 장력의 수평 성분은, 서브 스테이지 (50) 를 X 축 방향으로 이동시키려고 하므로, 서브 스테이지 (50) 의 X 축 방향에 관한 위치 제어가 곤란해질 가능성이 있다. 구체적으로 일례를 설명하면, 도 33 에 나타내는 바와 같이, 서브 스테이지 (50) 가 가이드부 (38a) 상의 ＋X 측에 위치하는 경우, ＋X 측 케이블 다발 (99a) 에 작용하는 장력은 대체로 Z 축 방향으로 작용하므로, 그 수평 성분, 즉 서브 스테이지 (50) 를 ＋X 방향으로 이동시키려고 하는 힘은 작다. 한편, －X 측 케이블 다발 (99b) 은, X 축에 거의 평행으로 되어 있기 때문에, 그 자중에 의한 장력의 수평 성분은, 케이블 다발 (99a) 에 작용하는 장력의 수평 성분보다 커진다. 이 장력의 수평 성분의 차이에 의해, 서브 스테이지 (50) 에는 －X 방향으로 이동시키려고 하는 힘이 작용한다. 그러나, 본 제 8 실시형태에 관련된 케이블 유닛 (300a) 에서는, 케이블 다발 (99a, 99b) 을 각각 3 지점 (롤러 (203, 206, 213)) 에서 지지하고 있으며, 롤러 (203) 와 롤러 (213) 사이의 케이블 다발 (99a, 99b) 의 길이, 및 롤러 (213) 와 롤러 (206) 사이의 케이블 다발 (99a, 99b) 의 길이가 각각 짧고, 그 자중이 작아지는 만큼 장력의 수평 성분도 작다. 따라서, 서브 스테이지 (50) 의 X 축 방향의 위치 제어에 미치는 영향을 경감할 수 있다.
또, 한 쌍의 롤러 (213) 각각을 회전 가능하게 지지하는 베어링부 (212) 를 서브 스테이지 (50) 의 절반의 속도로 서브 스테이지 (50) 에 추종시키기 때문에, 롤러 (213) 를 항상 롤러 (203) 와 롤러 (206) 의 중간에 위치시킬 수 있다. 또, 도르래 (216) 및 로프 (217, 218) 를 이용하여 베어링부 (212) 를 서브 스테이지 (50) 에 추종시키므로, 구조가 간단하다. 또, 상기 제 7 실시형태보다 케이블 다발의 하방으로의 휘어짐량 (중력에 의한 늘어짐량) 을 작게 할 수 있으므로, Z 축 방향의 공간을 작게 하여 장치의 공간 절약화가 가능하다 (다리부가 짧아도 된다).
《제 9 실시형태》
다음으로, 제 9 실시형태에 관련된 마스크 스테이지 장치 (MSTk) 에 대해 설명한다. 도 34 에는, 제 9 실시형태에 관련된 마스크 스테이지 장치 (MSTk) 를 －Y 측에서 본 측면도가 나타나 있다. 제 9 실시형태에 관련된 마스크 스테이지 장치 (MSTk) 는, 상기 제 8 실시형태에 관련된 마스크 스테이지 장치 (MSTj) 와 비교하면 한 쌍의 롤러 (213) 의 지지 구조가 상이하다. 또한, 설명의 간략화 및 도시의 편의상에서, 전술한 제 7, 제 8 실시형태와 동일 혹은 동등한 구성 부분에 대해서는, 제 7, 제 8 실시형태와 동일한 부호를 사용함과 함께 그 설명을 생략한다.
제 9 실시형태에 관련된 마스크 스테이지 장치 (MSTk) 가 갖는 케이블 유닛 (300b) 에서는, 한 쌍의 롤러 (213) 각각은, Y 축 방향으로 이간된 한 쌍의 판상 부재로 이루어지는 베어링부 (212b) (＋Y 측 판상 부재는 지면 안쪽에 가려져 있다) 에 회전축 (214) 을 통하여 회전 가능하게 지지되어 있다. 한 쌍의 베어링부 (212b) 각각은, 가이드부 (38a) 의 상방에 배치된 한 쌍의 가동 부재 (221) 각각에 접속되어 있다. 한 쌍의 가동 부재 (221) 는, 서브 스테이지 (50) 의 ＋X 측, －X 측에 각각 형성되어 있다. 한 쌍의 가동 부재 (221) 각각의 하면에는, 가이드부 (38a) 에 고정된 한 쌍의 X 리니어 가이드 부재 (51) 에 슬라이드 가능한 상태로 걸어맞추는 단면 역 U 자 형상의 한 쌍의 슬라이더 (222) 가 고정되어 있다 (＋Y 측 X 리니어 가이드 부재 및 슬라이더는 각각 도시를 생략한다). 한 쌍의 베어링부 (212b) 는, 접속 부재 (223) 에 의해 접속되어 있고, X 축 방향에 관해서 일체적으로 이동한다.
또, 한 쌍의 베어링부 (212b) 각각에는, 상기 제 8 실시형태와 마찬가지로, 회전축 (215) 을 통하여 도르래 (216) 가 장착되어 있다. 한 쌍의 도르래 (216) 각각에는, 로프 (224) 가 감겨져 있다. 한 쌍의 로프 (224) 각각은, 일단이 가이드부 (38a) 의 하면 중앙부에 고정되고, 타단이 지지부 (201) 에 고정되어 있다.
도 35 에 나타내는 바와 같이, 제 9 실시형태에 관련된 케이블 유닛 (300b) 도, 상기 제 8 실시형태와 마찬가지로, 서브 스테이지 (50) 가 X 축 방향으로 구동되면, 한 쌍의 베어링부 (212b) 각각이, 로프 (224) 에 견인되어 서브 스테이지 (50) 의 절반의 이동 속도로 그 서브 스테이지 (50) 에 추종하여 이동한다. 본 제 9 실시형태에 관련된 케이블 유닛 (300b) 은, 서브 스테이지 (50) 의 X 스테이지 (54) 를 X 축 방향으로 안내하는 X 리니어 가이드 부재 (51) 를 이용하여 한 쌍의 베어링부 (212b) 를 X 축 방향으로 안내하므로, 상기 제 8 실시형태에 관련된 케이블 유닛 (300a) 에 비해 부재가 적어진다 (단, 서브 스테이지 (50) 의 X 방향의 이동 가능량이 제한된다).
또한, 상기 제 7 ∼ 제 9 의 각 실시형태에 관련된 케이블 유닛의 구성은 일례에 지나지 않는다. 예를 들어, 상기 제 7 ∼ 제 9 실시형태의 각각에 있어서의 케이블 유닛에 있어서, 케이블류의 중간 부분은, 원통 형상의 부재로 이루어지는 롤러의 외주면에 고정되어 있었지만, 케이블류가 고정되는 부재는, 각각 회전축 둘레에 소정의 각도, θy 방향으로 회전 (요동) 할 수 있으면 되기 때문에, 원통 형상의 부재가 아니어도 된다. 도 36 에는, 상기 제 7 실시형태의 케이블 유닛의 일 변형예가 나타나 있다. 도 36 에 나타내는 바와 같이, 케이블 다발 (99b) 은, 회전축 (205) 둘레에 회전 가능하게 축지지된 단면 원호 형상의 판상 부재를 포함하는 지지 부재 (230) 에 그 중간 부분이 고정 부재 (220) 를 통하여 고정되어도 된다 (또한, 도 36 에서는 －Y 측 다리부 (39a), 및 베어링부 (202) 를 구성하는 한 쌍의 판상 부재 중, －Y 측 판상 부재의 도시가 생략되어 있다). 또한, 제 8, 제 9 실시형태의 롤러 (213) (각각 도 32, 도 34 참조) 대신에, 도 36 에 나타낸 지지 부재 (230) 를 이용해도 된다.
또, 상기 제 8 및 제 9 실시형태에 있어서, 베어링부 (212, 212b) (각각 도 32, 도 34 참조) 는, 로프를 통하여 지지부 (201) (즉 서브 스테이지 (50)) 에 견인됨으로써, 서브 스테이지 (50) 의 절반의 속도로 X 축 방향으로 이동하는 구성이었지만, 베어링부 (212, 212b) 를 X 축 방향으로 이동시키는 방식으로는, 이것에 한정되지 않고, 예를 들어 이송 나사 구동, 리니어 모터 구동, 벨트 구동 등의 구동 방식에 의해 서브 스테이지와는 독립적으로 구동해도 된다.
또, 상기 제 8 및 제 9 실시형태에서는, 베어링부 (212, 212b) (각각 도 32, 도 34 참조) 는 서브 스테이지의 ＋X 측 및 －X 측에 각각 하나 형성되었지만, 베어링부의 수는 이것에 한정되지 않고, X 가이드의 길이 (즉 서브 스테이지의 이동 스트로크) 에 따라, 서브 스테이지의 ＋X 측, －X 측 각각에, 예를 들어 2 개 이상 형성되어도 된다.
또한, 상기 서술한 제 1 ∼ 제 9 실시형태는, 그 성질상 조합하는 것이 불합리한 경우를 제외하고, 적절히 조합해도 된다. 예를 들어, 상기 제 4 ∼ 제 9 실시형태는, 전술한 제 2 실시형태와 조합해도 된다. 즉, 상기 제 4 ∼ 제 9 실시형태에 있어서, 마스킹 블레이드 장치 (마스킹 시스템) 를 형성해도 된다.
또한, 상기 제 1 ∼ 제 9 실시형태의 각각 (이하, 각 실시형태로 표기한다) 에서는, 한 쌍의 XVCM 및 YVCM 은 무빙 마그넷형이었지만, 이것에 한정되지 않고, 무빙 코일형이어도 된다. 또, 상기 각 실시형태의 노광 장치가 구비하는 각 리니어 모터도, 무빙 마그넷형 및 무빙 코일형 중 어느 것이어도 되고, 그 구동 방식도 로렌츠력 구동 방식에 한정되지 않고, 가변 자기 저항 구동 방식 등 그 밖의 방식이어도 된다. 또, 상기 각 실시형태에서는, 한 쌍의 서브 스테이지는, 리니어 모터에 의해 구동되었지만, 한 쌍의 서브 스테이지를 구동하는 방식 (액추에이터) 은, 이것에 한정되지 않고, 예를 들어 이송 나사 구동, 혹은 벨트 구동 등이어도 된다.
또, 상기 각 실시형태에서는, 한 쌍의 서브 스테이지는, 각각 X 스테이지와, X 스테이지 상에 탑재된 Y 스테이지로 이루어지는 두 스테이지를 구비한 XY 2 차원 스테이지 장치였지만, 이것에 한정되지 않고, 한 쌍의 서브 스테이지 각각은, 예를 들어 평면 모터 등에 의해 XY 이차원 방향으로 구동되는 단일 스테이지여도 된다.
또, 상기 각 실시형태에 있어서는, 광 투과형 마스크를 유지하는 마스크 스테이지 장치가 이동체 장치인 경우를 설명했지만, 이것에 한정되지 않고, 예를 들어 노광 장치의 노광 대상인 기판 (혹은 웨이퍼) 을 XY 평면을 따라 안내하는 스테이지 장치가 이동체 장치여도 된다.
또한, 상기 각 실시형태에 있어서, 조명광은, ArF 엑시머 레이저광 (파장 193 ㎚), KrF 엑시머 레이저광 (파장 248 ㎚) 등의 자외광, 혹은 F2 레이저광 (파장 157 ㎚) 등의 진공 자외광이어도 된다. 또, 조명광으로는, 예를 들어 DFB 반도체 레이저 또는 화이버 레이저로부터 발진되는 적외역, 또는 가시역의 단일 파장 레이저광을, 예를 들어 에르븀 (또는 에르븀과 이테르븀의 양방) 이 도핑된 화이버 앰프로 증폭하여, 비선형 광학 결정을 이용하여 자외광으로 파장 변환한 고조파를 이용해도 된다. 또, 고체 레이저 (파장 : 355 ㎚, 266 ㎚) 등을 사용해도 된다.
또, 상기 실시형태에서는, 투영 광학계 (PL) 가, 복수 개의 광학계를 구비한 멀티렌즈 방식의 투영 광학계인 경우에 대해 설명했지만, 투영 광학계의 갯수는 이것에 한정되지 않고, 1 개 이상 있으면 된다. 또, 멀티렌즈 방식의 투영 광학계에 한정되지 않고, 예를 들어 오프너형의 대형 미러를 사용한 투영 광학계 등이어도 된다.
또, 상기 실시형태에서는 투영 광학계 (PL) 로서, 투영 배율이 확대계인 것을 사용하는 경우에 대해 설명했지만, 이것에 한정되지 않고, 투영 광학계는 등배계 및 축소계 중 어느 것이어도 된다.
또한, 상기 각 실시형태의 노광 장치는, 사이즈 (외경, 대각선, 일변의 적어도 하나를 포함한다) 가 500 ㎜ 이상인 기판, 예를 들어 액정 표시 소자 등의 플랫 패널 디스플레이 (FPD) 용 대형 기판을 노광하는 노광 장치에 대해 적용하는 것이 특히 유효하다. 이것은, 기판의 대형화에 대응하기 위하여 상기 각 실시형태의 노광 장치가 구성되어 있기 때문이다.
또한, 상기 각 실시형태에서는, 플레이트의 스텝·앤드·스캔 동작을 수반하는 주사형 노광을 실시하는 투영 노광 장치에 적용된 경우에 대해 설명했지만, 이것에 한정되지 않고, 상기 각 실시형태의 노광 장치의 노광 장치는, 투영 광학계를 이용하지 않는 프록시미티 방식의 노광 장치여도 된다. 또, 상기 각 실시형태의 노광 장치는, 스텝·앤드·리피트 방식의 노광 장치 (이른바 스테퍼) 혹은 스텝·앤드·스티치 방식의 노광 장치 등이어도 된다.
또, 상기 각 실시형태에 있어서는, 광 투과성의 마스크 기판 상에 소정의 차광 패턴 (또는 위상 패턴·감광 패턴) 을 형성한 광 투과형 마스크를 사용했지만, 이 마스크 대신에, 예를 들어 미국 특허 제6,778,257호 명세서에 개시되어 있는 바와 같이, 노광해야 할 패턴의 전자 데이터에 기초하여, 투과 패턴 또는 반사 패턴, 혹은 발광 패턴을 형성하는 전자 마스크 (가변 성형 마스크), 예를 들어, 비발광형 화상 표시 소자 (공간 광 변조기라고도 불린다) 의 일종인 DMD (Digital Micro-mirror Device) 를 사용하는 가변 성형 마스크를 이용해도 된다.
또, 노광 장치의 용도로는 각형의 유리 플레이트에 액정 표시 소자 패턴을 전사하는 액정용 노광 장치에 한정되지 않고, 예를 들어 반도체 제조용 노광 장치, 박막 자기 헤드, 마이크로 머신 및 DNA 칩 등을 제조하기 위한 노광 장치에도 널리 적용할 수 있다. 또, 반도체 소자 등의 마이크로 디바이스뿐만 아니라, 광 노광 장치, EUV 노광 장치, X 선 노광 장치, 및 전자선 노광 장치 등에서 사용되는 마스크 또는 레티클을 제조하기 위해, 유리 기판 또는 실리콘 웨이퍼 등에 회로 패턴을 전사하는 노광 장치에도 적용할 수 있다. 또한, 노광 대상이 되는 물체는 유리 플레이트에 한정되는 것이 아니며, 예를 들어 웨이퍼, 세라믹 기판, 필름 부재, 혹은 마스크 블랭크스 등 다른 물체여도 된다.
또, 실리콘 웨이퍼 등에 회로 패턴을 전사하는 노광 장치로서, 예를 들어 미국 특허출원공개 제2005/0259234호 명세서 등에 개시되는, 투영 광학계와 웨이퍼 사이에 액체가 채워지는 액침형 노광 장치 등에 적용해도 된다.
또, 예를 들어 국제공개 제2001/035168호에 개시되어 있는 바와 같이, 간섭 무늬를 웨이퍼 상에 형성함으로써, 웨이퍼 상에 라인·앤드·스페이스 패턴을 형성하는 노광 장치 (리소그래피 시스템) 에도 적용할 수 있다.
또한, 상기 각 실시형태에 관련된 이동체 장치는, 노광 장치에 한정되지 않고, 예를 들어 잉크젯식의 기능성 액체 부여 장치를 구비한 소자 제조 장치에도 적용해도 된다.
또한, 지금까지의 설명에서 인용한 노광 장치 등에 관한 모든 공보, 국제공개 공보, 미국 특허출원공개 명세서 및 미국 특허 명세서의 개시를 원용하여 본 명세서의 기재의 일부로 한다.
《디바이스 제조 방법》
다음으로, 상기 각 실시형태의 노광 장치를 리소그래피 공정에서 사용한 마이크로 디바이스의 제조 방법에 대해 설명한다. 상기 각 실시형태의 노광 장치에서는, 플레이트 (유리 기판) 상에 소정 패턴 (회로 패턴, 전극 패턴 등) 을 형성함으로써, 마이크로 디바이스로서의 액정 표시 소자를 얻을 수 있다.
〈패턴 형성 공정〉
우선, 상기 서술한 각 실시형태의 노광 장치를 이용하여, 패턴 이미지를 감광성 기판 (레지스트가 도포된 유리 기판 등) 에 형성하는, 이른바 광 리소그래피 공정이 실행된다. 이 광 리소그래피 공정에 의해, 감광성 기판 상에는 다수의 전극 등을 포함하는 소정 패턴이 형성된다. 그 후, 노광된 기판은, 현상 공정, 에칭 공정, 레지스트 박리 공정 등의 각 공정을 거침으로써, 기판 상에 소정 패턴이 형성된다.
〈컬러 필터 형성 공정〉
다음으로, R (Red), G (Green), B (Blue) 에 대응한 3 개의 도트 세트가 매트릭스상으로 다수 배열되거나, 또는 R, G, B 의 3 개의 스트라이프의 필터 세트를 복수 수평 주사선 방향으로 배열한 컬러 필터를 형성한다.
〈셀 조립 공정〉
이어서, 패턴 형성 공정에서 얻어진 소정 패턴을 갖는 기판, 및 컬러 필터 형성 공정에서 얻어진 컬러 필터 등을 이용하여 액정 패널 (액정 셀) 을 조립한다. 예를 들어, 패턴 형성 공정에서 얻어진 소정 패턴을 갖는 기판과 컬러 필터 형성 공정에서 얻어진 컬러 필터 사이에 액정을 주입하여 액정 패널 (액정 셀) 을 제조한다.
〈모듈 조립 공정〉
그 후, 조립된 액정 패널 (액정 셀) 의 표시 동작을 실시하게 하는 전기 회로, 백라이트 등의 각 부품을 장착하여 액정 표시 소자로서 완성시킨다.
이 경우, 패턴 형성 공정에 있어서, 상기 각 실시형태의 노광 장치를 이용하여 고스루풋 또한 고정밀도로 플레이트의 노광이 실시되므로, 결과적으로 액정 표시 소자의 생산성을 향상시킬 수 있다.
산업상 이용가능성
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 이동체 장치는, 소정의 이차원 평면을 따라 이동체를 이동시키는 데에 적합하다. 또, 본 발명의 용력 전달 장치는, 소정의 이차원 평면을 따라 이동체와 외부 장치 사이에서 용력 전달을 실시하는 데에 적합하다. 또, 본 발명의 노광 장치는, 노광에 의해 패턴을 물체 상에 형성하는 데에 적합하다. 또, 본 발명의 디바이스 제조 방법은, 마이크로 디바이스의 생산에 적합하다.
Claims (13)
- 서로 직교하는 제 1 및 제 2 축을 포함하는 이차원 평면 내에서 상기 제 1 축에 평행한 방향으로 이동하는 이동체와 외부 장치 사이에서 용력 전달을 실시하게 하는 용력 전달 장치로서,
상기 이동체에 일단이 접속됨과 함께 상기 외부 장치에 타단이 접속되어, 상기 용력의 전달로를 형성하는 가요성 부재와 ;
상기 가요성 부재의 길이 방향에 있어서의 타단측 제 1 중간 부분이 고정되고, 상기 제 2 축에 평행한 제 1 중심축을 회전축으로 하고, 상기 제 1 중심축 둘레가 포함된 평면에 적어도 소정 범위로 회전 운동 가능한 제 1 회전 운동 부재와 ;
상기 가요성 부재의 길이 방향에 있어서의 일단측 제 2 중간 부분이 고정되고, 상기 이동체와 함께 상기 제 1 축에 평행한 방향으로 이동함으로써 상기 제 1 회전 운동 부재에 대해 접근 및 이간 가능하게 형성되고, 상기 제 2 축에 평행한 제 2 중심축을 회전축으로 하고, 상기 제 2 중심축 둘레가 포함된 평면에 적어도 소정 범위로 회전 운동 가능한 제 2 회전 운동 부재를 구비하는, 용력 전달 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 이동체에 추종하여 상기 제 1 축에 평행한 방향으로 이동 가능한 추종 이동체에 형성되고, 상기 가요성 부재의 길이 방향에 있어서의 상기 제 1 중간 부분과 상기 제 2 중간 부분 사이의 제 3 중간 부분이 고정되고, 상기 제 2 축에 평행한 제 3 중심축을 회전축으로 하고, 상기 제 3 중심축 둘레가 포함된 평면에 적어도 소정 범위로 회전 운동 가능하게 형성된 제 3 회전 운동 부재를 추가로 구비하는, 용력 전달 장치. - 제 2 항에 있어서,
상기 추종 이동체는, 상기 이동체에 대해 그 이동체의 절반의 이동 속도로 추종하는, 용력 전달 장치. - 제 3 항에 있어서,
상기 추종 이동체는, 길이 방향의 일단이 상기 이동체에 접속됨과 함께, 타단이 고정되고, 또한 길이 방향의 중간 부분이 상기 추종 이동체에 감겨진 가요성을 갖는 견인 부재를 통하여, 상기 이동체에 견인되는, 용력 전달 장치. - 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 이동체 및 추종 이동체는, 상기 제 1 축에 평행한 방향으로 연장된 동일한 가이드 부재 상에서 상기 제 1 축에 평행한 방향으로 안내되는, 용력 전달 장치. - 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가요성 부재는, 상기 제 1 중간 부분과 상기 제 3 중간 부분 사이의 거리와, 상기 제 2 중간 부분과 상기 제 3 중간 부분 사이의 거리가 동일한, 용력 전달 장치. - 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가요성 부재는, 상기 이동체에 대해 상기 제 1 축에 평행한 방향의 일측 및 타측 각각으로 연장되고, 그 일단 각각이 함께 상기 이동체에 접속된 일측 가요성 부재와 타측 가요성 부재를 포함하고,
상기 제 1 ∼ 제 3 회전 운동 부재는, 상기 일측 가요성 부재 및 타측 가요성 부재에 대응하여, 상기 이동체에 대해 상기 제 1 축에 평행한 방향의 일측 및 타측 각각에 형성되는, 용력 전달 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 가요성 부재는, 상기 이동체에 대해 상기 제 1 축에 평행한 방향의 일측 및 타측 각각으로 연장되고, 그 일단 각각이 함께 상기 이동체에 접속된 일측 가요성 부재와 타측 가요성 부재를 포함하고,
상기 제 1 및 제 2 회전 운동 부재는, 상기 일측 가요성 부재 및 타측 가요성 부재에 대응하여, 상기 이동체에 대해 상기 제 1 축에 평행한 방향의 일측 및 타측 각각에 형성되는, 용력 전달 장치. - 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가요성 부재는, 상기 이동체와 상기 외부 장치를 전기적으로 접속하는 케이블, 상기 이동체와 상기 외부 장치 사이에서 유체를 전달시키기 위한 튜브 중 어느 것을 포함하는, 용력 전달 장치. - 소정 패턴을 갖는 패턴 유지체를 통하여 물체를 에너지 빔에 의해 노광함으로써, 상기 패턴을 상기 물체에 전사하는 노광 장치로서,
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 용력 전달 장치로서, 상기 이동체가 상기 패턴 유지체를 상기 제 1 축에 평행한 방향으로 안내하는, 상기 용력 전달 장치와 ;
상기 물체를 유지하고, 그 물체를 상기 제 1 축에 평행한 방향으로 안내하는 물체 유지 장치를 구비하는, 노광 장치. - 제 10 항에 있어서,
상기 물체는, 사이즈가 500 ㎜ 이상의 기판인, 노광 장치. - 제 10 항에 기재된 노광 장치를 이용하여 물체를 노광하는 것과 ;
노광된 상기 물체를 현상하는 것을 포함하는, 디바이스 제조 방법. - 제 10 항에 기재된 노광 장치를 이용하여 플랫 패널 디스플레이용 기판을 노광하는 것과 ;
노광된 상기 기판을 현상하는 것을 포함하는, 플랫 패널 디스플레이의 제조 방법.
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