KR102151930B1 - 노광 장치, 플랫 패널 디스플레이의 제조 방법, 및 디바이스 제조 방법 - Google Patents

Abstract

기판 스테이지 장치 (PST) 는, 중량 캔슬 장치 (50) 가 갖는 아암 (54) 의 선단에, X 빔 (25) 이 갖는 X 고정자 (82) 에 대향하고, 중량 캔슬 장치 (50) 에 대하여 자기 흡인력이 발생하는 X 가동자 (56) 가 고정되어 있다. 중량 캔슬 장치 (50) 는, 그 자기 흡인력에 의해 자중 및 중량 캔슬 장치 (50) 가 지지하는 미동 스테이지 (30) 등의 중량의 일부를 베이스 프레임 (14) 을 개재하여 플로어 (11) 상에 전달한다. 그 때문에, 방진 장치 (34) 에 가해지는 편하중이 경감된다.

Description

노광 장치, 플랫 패널 디스플레이의 제조 방법, 및 디바이스 제조 방법{EXPOSURE DEVICE, METHOD FOR MANUFACTURING FLAT PANEL DISPLAY, AND METHOD FOR MANUFACTURING DEVICE}

본 발명은, 노광 장치, 플랫 패널 디스플레이의 제조 방법, 및 디바이스 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 반도체 소자, 액정 표시 소자 등을 제조하는 리소그래피 공정에 있어서 사용되는 노광 장치, 상기 노광 장치를 사용하는 플랫 패널 디스플레이의 제조 방법, 및 상기 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 (이하, 「기판」 이라고 총칭한다) 를 소정의 주사 방향 (스캔 방향) 을 따라 동기 이동시키면서, 마스크에 형성된 패턴을 에너지 빔을 이용하여 기판 상에 전사하는 스텝·앤드·스캔 방식의 노광 장치 (이른바 스캐닝·스테퍼 (스캐너라고도 불린다)) 등이 이용되고 있다.

이 종류의 노광 장치는, 스캔 방향으로 장스트로크로 이동 가능한 X 조동 스테이지 상에, 크로스 스캔 방향 (스캔 방향에 직교하는 방향) 으로 이동 가능한 Y 조동 스테이지를 탑재한 축적형 (갠트리형) 의 스테이지 장치를 가진 것이 알려져 있고, 그 스테이지 장치로는, 예를 들어 석재에 의해 형성된 정반 상을 중량 캔슬 장치가 수평면을 따라 이동하는 구성의 것이 알려져 있다 (예를 들어, 특허문헌 1 참조).

상기 특허문헌 1 에 기재된 노광 장치에서는, 중량 캔슬 장치가 스텝·앤드·스캔 동작에 대응한 넓은 범위로 이동하기 때문에, 광범위에 걸쳐서 정반 상면 (중량 캔슬 장치의 이동 가이드면) 의 평면도를 높게 마무리할 필요가 있다. 그런데, 최근, 노광 장치의 노광 대상인 기판은, 보다 대형화되는 경향이 있고, 그에 수반하여 정반도 대형화되기 때문에, 비용 증가에 더하여, 노광 장치의 운반성, 설치시의 작업성의 악화 등이 염려되고 있었다. 이 때문에, 정반을 작게 하기 위한 새로운 기술의 출현이 기대되고 있었다.

미국 특허 출원 공개 제2010/0018950호 명세서

정반을 작게 하기 위해서, 중량 캔슬 장치를 지지하는 정반이 크로스 스캔 방향으로 이동하는 스텝 정반이라고 칭해지는 정반을 구비한 노광 장치를, 발명자는, 먼저 제안하였다 (미국 특허 출원 제13/221568호). 이 스텝 정반을 구비한 노광 장치는, 노광 대상의 기판을 유지하는 기판 유지 부재를 하방으로부터 지지하는 중량 캔슬 장치의 스캔 방향의 이동을 가이드하는 스텝 정반이, 크로스 스캔 방향으로 이동 가능한 상태로 방진 장치에 지지된 가대 상에 탑재되어 있다. 스텝 정반을 구비한 노광 장치에서는, 자체의 중량도 큰 스텝 정반이 기판 유지 부재 및 중량 캔슬 장치 등을 지지한 상태로 크로스 스캔 방향으로 구동되기 때문에, 구동 전후에 있어서 노광 장치 전체의 무게 중심 이동이 커진다. 이 때문에, 스텝 정반을 사용한 노광 장치에서는, 방진 장치에 큰 편하중이 가해지게 되고, 특히 대형의 기판을 유지하는 기판 유지 부재는 중량화하기 때문에, 기판 유지 부재를 지지하는 중량 캔슬 장치를 개재하여 스텝 정반, 나아가 스텝 정반을 개재하여 가대에 작용하는 편하중이 증대하여, 노광 동작시에 방진 장치에 지지되어 있는 가대에 가해지는 편하중에 의해 노광 장치 전체가 약간 기울어, 노광 정밀도의 저하를 초래할 우려가 있는 것이 최근에 판명되었다.

본 발명의 제 1 양태에 의하면, 노광 처리시에 노광용의 에너지 빔에 대하여 노광 대상의 물체를 수평면에 평행한 제 1 방향으로 소정의 제 1 스트로크로 이동시키는 주사형의 노광 장치로서, 상기 제 1 방향으로 적어도 상기 소정의 제 1 스트로크로 이동 가능하고 또한 상기 수평면 내에서 상기 제 1 방향에 직교하는 제 2 방향으로 제 2 스트로크로 이동 가능한 이동체와, 상기 물체를 유지하고, 상기 이동체와 함께 적어도 상기 수평면에 평행한 방향으로 이동 가능한 물체 유지 부재와, 상기 물체 유지 부재를 하방으로부터 지지하여 그 물체 유지 부재의 중량을 캔슬하는 중량 캔슬 장치와, 상기 제 1 방향으로 연장되고, 상기 중량 캔슬 장치를 하방으로부터 지지함과 함께, 상기 중량 캔슬 장치를 하방으로부터 지지한 상태로 상기 제 2 방향으로 상기 제 2 스트로크로 이동 가능한 지지 부재와, 상기 지지 부재를 지지하는 지지 가대와, 상기 지지 가대에 작용하는 중력 방향의 하중 부하를 경감시키는 하중 경감 장치를 구비하는 제 1 노광 장치가, 제공된다.

이에 의하면, 물체에 대한 노광 처리시, 지지 가대에는 물체 유지 부재, 중량 캔슬 장치 및 지지 부재의 자중에 의한 중력 방향 (연직 방향 하향) 의 하중 부하가 작용하는데, 그 하중 부하가, 하중 경감 장치에 의해 경감된다. 따라서, 물체 유지 부재, 중량 캔슬 장치 및 지지 부재, 그리고 지지 가대를 포함하는 계의 무게 중심 이동에 의한 지지 가대에 작용하는 편하중을 저감시키고, 이로써 노광 정밀도를 충분한 정밀도로 유지하는 것이 가능해진다.

본 발명의 제 2 양태에 의하면, 노광 처리시에 노광용의 에너지 빔에 대하여 노광 대상의 물체를 수평면에 평행한 제 1 방향으로 소정의 제 1 스트로크로 이동시키는 주사형의 노광 장치로서, 상기 제 1 방향으로 적어도 상기 소정의 제 1 스트로크로 이동 가능한 제 1 이동 부재와, 상기 제 1 이동 부재의 상기 제 1 방향의 이동을 가이드하고, 또한 상기 수평면 내에서 상기 제 1 방향에 직교하는 제 2 방향으로 상기 제 1 이동 부재와 함께 제 2 스트로크로 이동 가능한 제 2 이동 부재와, 상기 물체를 유지하고, 상기 제 1 이동 부재와 함께 적어도 상기 수평면에 평행한 방향으로 이동 가능한 물체 유지 부재와, 상기 물체 유지 부재를 하방으로부터 지지하여 그 물체 유지 부재의 중량을 캔슬하는 중량 캔슬 장치와, 상기 중량 캔슬 장치를 하방으로부터 지지하는 정반을 포함하는 지지 가대와, 상기 제 2 이동 부재에 형성된 자석과, 상기 제 1 이동 부재에 형성된 코일을 포함하고, 상기 제 1 이동 부재를 상기 제 1 방향으로 상기 제 1 스트로크로 구동하는 리니어 모터와, 상기 자석과, 상기 중량 캔슬 장치의 일부 사이에 작용하는 힘을 이용하여, 상기 지지 가대에 작용하는 중력 방향의 하중 부하를 경감시키는 하중 경감 장치를 구비하는 제 2 노광 장치가, 제공된다.

이에 의하면, 물체에 대한 노광 처리시, 물체를 유지하는 물체 유지 부재와 함께 수평면에 평행한 방향으로 이동 가능한 제 1 이동 부재는, 리니어 모터에 의해 제 1 방향으로 구동된다. 이 때, 지지 가대에는, 물체 유지 부재, 및 중량 캔슬 장치의 자중 (自重) 에 의한 중력 방향의 하중 부하가 작용하는데, 그 하중 부하가, 하중 경감 장치에 의해, 중량 캔슬 장치의 일부와의 사이에 작용하는 힘을 이용하여 경감된다. 따라서, 물체 유지 부재, 중량 캔슬 장치 및 지지 가대를 포함하는 계의 무게 중심 이동에 의한 지지 가대에 작용하는 편하중을 저감시키고, 이로써 노광 정밀도를 충분한 정밀도로 유지할 수 있다.

본 발명의 제 3 양태에 의하면 상기 제 1 및 제 2 노광 장치의 어느 것을 이용하여 기판을 노광하는 것과, 노광된 상기 기판을 현상하는 것을 포함하는 플랫 패널 디스플레이의 제조 방법이다.

본 발명의 제 4 양태에 의하면 상기 제 1 및 제 2 노광 장치의 어느 것을 이용하여 물체를 노광하는 것과, 노광된 상기 물체를 현상하는 것을 포함하는 디바이스 제조 방법이다.

도 1 은 제 1 실시형태에 관련된 노광 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2 는 도 1 의 노광 장치가 갖는 기판 스테이지를, 미동 스테이지를 제거하고 나타내는 평면도이다.
도 3 은 도 1 의 노광 장치가 갖는 기판 스테이지를 ＋X 방향으로부터 보아 나타내는 도면이다.
도 4 는 기판 스테이지 장치의 자중에 의한 힘의 흐름을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 5 는 중량 캔슬 장치에 작용하는 자기 흡인력에 대하여 설명하기 위한 도면이다.
도 6(A) 는 중량 캔슬 장치에 작용하는 자기 흡인력의 발생 장치를 형성하지 않은 기판 스테이지 장치의 무게 중심 이동을 모식적으로 나타내는 도면, 도 6(B) 는, 중량 캔슬 장치에 대하여 연직 방향 상향의 자기 흡인력이 작용하는 기판 스테이지 장치의 무게 중심 이동을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 7 은 제 2 실시형태에 관련된 기판 스테이지 장치를 ＋X 방향으로부터 보아 나타내는 도면이다.
도 8 은 제 3 실시형태에 관련된 기판 스테이지 장치의 평면도이다.
도 9 는 제 3 실시형태에 관련된 기판 스테이지 장치를 ＋X 방향으로부터 보아 일부 단면하여 나타내는 도면이다.
도 10 은 제 4 실시형태에 관련된 기판 스테이지 장치 ＋X 방향으로부터 보아 일부 단면하여 나타내는 도면이다.
도 11 은 제 4 실시형태에 관련된 기판 스테이지 장치의 평면도이다.
도 12(A) 는, 자기 흡인력을 발생시키는 영구 자석과 자성체의 조합의 일례를 나타내는 도면, 도 12(B) 는, 자기 흡인력을 발생시키는 영구 자석과 영구 자석의 조합의 일례를 나타내는 도면이다.
도 13 은 제 4 실시형태의 제 1 변형예에 관련된 기판 스테이지 장치를 ＋X 방향으로부터 보아 일부 단면하여 나타내는 도면이다.
도 14 는 제 4 실시형태의 제 2 변형예에 관련된 기판 스테이지 장치를 ＋X 방향으로부터 보아 일부 단면하여 나타내는 도면이다.
도 15 는 제 5 실시형태에 관련된 노광 장치가 구비하는 기판 스테이지 장치를, -Y 방향으로부터 보아 일부 단면하여 나타내는 도면이다.
도 16 은 도 15 의 기판 스테이지 장치를 ＋X 방향으로부터 보아 일부 단면하여 나타내는 도면이다.
도 17 은 제 5 실시형태의 변형예에 관련된 기판 스테이지 장치를, -Y 방향으로부터 보아 나타내는 도면이다.

《제 1 실시형태》

이하, 제 1 실시형태에 대하여, 도 1 ∼ 도 6(B) 에 기초하여 설명한다.

도 1 에는, 제 1 실시형태에 관련된 노광 장치 (10) 의 구성이 개략적으로 나타나 있다. 노광 장치 (10) 는, 액정 표시 장치 (플랫 패널 디스플레이) 에 사용되는 사각형 (각형) 의 유리 기판 (P) (이하, 간단히 기판 (P) 이라고 칭한다) 을 노광 대상물로 하는 스텝·앤드·스캔 방식의 투영 노광 장치 (스캐너라고도 불린다) 이다.

노광 장치 (10) 는, 조명계 (IOP), 마스크 (M) 를 유지하는 마스크 스테이지 (MST), 투영 광학계 (PL), 1 쌍의 기판 스테이지 가대 (33), 기판 (P) 을 유지하는 기판 홀더 (31) 를 포함하는 기판 스테이지 장치 (PST), 및 이들의 제어계 등을 가지고 있다. 이하, 노광시에 마스크 (M) 와 기판 (P) 이 투영 광학계 (PL) 에 대하여 각각 상대 주사되는 방향을 X 축 방향이라고 하고, 수평면 내에서 X 축에 직교하는 방향을 Y 축 방향, X 축 및 Y 축에 직교하는 방향을 Z 축 방향이라고 하고, X 축, Y 축, 및 Z 축 둘레의 회전 방향을 각각 θx,θy, 및 θz 방향이라고 하여 설명을 실시한다. 또한, X 축, Y 축, 및 Z 축 방향에 관한 위치를 각각 X 위치, Y 위치, 및 Z 위치라고 하여 설명을 실시한다. 또한, 기판 (P) 의 표면 (＋Z 측의 면) 에는, 레지스트 (감응제) 가 도포되어 있다.

조명계 (IOP) 는, 예를 들어 미국 특허 제6,552,775호 명세서 등에 개시되는 조명계와 동일하게 구성되어 있다. 즉, 조명계 (IOP) 는, 마스크 (M) 상에 지그재그상으로 배치된 복수, 예를 들어 5 개의 조명 영역의 각각을 조명하는 복수, 예를 들어 5 개의 조명계를 갖고, 각 조명계는, 도시하지 않은 광원 (예를 들어, 수은 램프) 으로부터 사출된 광을, 도시하지 않은 반사경, 다이크로익 미러, 셔터, 파장 선택 필터, 각종 렌즈 등을 개재하여, 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, 상기 i 선, g 선, h 선의 합성광) 이 사용된다. 또한, 조명광 (IL) 의 파장은, 파장 선택 필터에 의해, 예를 들어 요구되는 해상도에 따라 적절히 전환하는 것이 가능하게 되어 있다.

마스크 스테이지 (MST) 에는, 회로 패턴 등이 그 패턴면 (도 1 에 있어서의 하면) 에 형성된 마스크 (M) 가, 예를 들어 진공 흡착에 의해 고정되어 있다. 마스크 스테이지 (MST) 는, 도시 생략의 가이드 부재 상에 비접촉 상태로 탑재되고, 예를 들어 리니어 모터를 포함하는 마스크 스테이지 구동계 (도시 생략) 에 의해 주사 방향 (X 축 방향) 으로 소정의 스트로크로 구동됨과 함께, Y 축 방향, 및 θz 방향으로 적절히 미소 구동된다. 마스크 스테이지 (MST) 의 XY 평면 내의 위치 정보 (θz 방향의 회전 정보를 포함한다) 는, 예를 들어 마스크 (M) 에 고정된 (혹은 형성된) 반사면에 레이저 빔 (측장 빔) 을 조사하는 레이저 간섭계를 포함하는 도시 생략의 마스크 간섭계 시스템에 의해 계측된다. 이 계측 결과는, 도시 생략의 주제어 장치에 공급된다. 주제어 장치는, 마스크 간섭계 시스템에 의한 상기 계측 결과에 기초하여, 마스크 스테이지 구동계 (도시 생략) 를 개재하여 마스크 스테이지 (MST) 를 구동 (위치 제어) 한다. 또한, 마스크 간섭계 시스템 대신에, 혹은 마스크 간섭계 시스템과 함께 인코더 (또는 복수의 인코더로 구성되는 인코더 시스템) 를 이용해도 된다.

투영 광학계 (PL) 는, 마스크 스테이지 (MST) 의 도 1 에 있어서의 하방에 배치되어 있다. 투영 광학계 (PL) 는, 예를 들어 미국 특허 제6,552,775호 명세서에 개시된 투영 광학계와 동일하게 구성되어 있다. 즉, 투영 광학계 (PL) 는, 전술한 복수의 조명 영역에 대응하여, 마스크 (M) 의 패턴 이미지의 투영 영역이 지그재그상으로 배치된 복수, 예를 들어 5 개의 투영 광학계 (멀티 렌즈 투영 광학계) 를 포함하고, Y 축 방향을 길이 방향으로 하는 장방형상의 단일의 이미지 필드를 가지는 투영 광학계와 동등하게 기능한다. 본 실시형태에서는, 복수의 투영 광학계 각각으로는, 예를 들어 양측 텔레센트릭한 등배계로 정립정상을 형성하는 것이 이용되고 있다.

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 대략 일치하여 배치되는 마스크 (M) 를 통과한 조명광 (IL) 에 의해, 투영 광학계 (PL) 를 개재하여 그 조명 영역 내의 마스크 (M) 의 회로 패턴의 투영 이미지 (부분 정립상) 가, 투영 광학계 (PL) 의 제 2 면 (이미지면) 측에 배치되는, 기판 (P) 상의 조명 영역에 공액의 조명광 (IL) 의 조사 영역 (노광 영역) 에 형성된다. 그리고, 마스크 스테이지 (MST) 와 기판 스테이지 장치 (PST) 의 일부를 구성하는 후술하는 미동 스테이지 (30) 의 동기 구동에 의해, 조명 영역 (조명광 (IL)) 에 대하여 마스크 (M) 를 주사 방향으로 상대 이동시킴과 함께, 노광 영역 (조명광 (IL)) 에 대하여 기판 (P) 을 주사 방향으로 상대 이동시킴으로써, 기판 (P) 상의 1 개의 쇼트 영역 (구획 영역) 의 주사 노광이 실시되고, 그 쇼트 영역에 마스크 (M) 의 패턴 (마스크 패턴) 이 전사된다. 즉, 본 실시형태에서는 조명계 (IOP) 및 투영 광학계 (PL) 에 의해 기판 (P) 상에 마스크 (M) 의 패턴이 생성되고, 조명광 (IL) 에 의한 기판 (P) 상의 감응층 (레지스트층) 의 노광에 의해 기판 (P) 상에 그 패턴이 형성된다.

1 쌍의 기판 스테이지 가대 (33) 는, 각각 Y 축 방향으로 연장되는 부재로 이루어지고 (도 3 참조), 그 길이 방향의 양단부가 플로어 (플로어면) (11) 상에 설치된 방진 장치 (34) 에 의해 하방으로부터 지지되어 있다. 1 쌍의 기판 스테이지 가대 (33) 는, X 축 방향으로 소정 간격으로 평행하게 배치되어 있다. 1 쌍의 기판 스테이지 가대 (33) 각각의 상면에는, 도 2 에 나타내는 바와 같이, Y 축 방향으로 연장되는 기계적인 Y 리니어 가이드 장치 (1 축 가이드 장치) 의 요소인 복수 (예를 들어 각 기판 스테이지 가대 (33) 에 대하여 3 개) 의 Y 리니어 가이드 (35a) 가 X 축 방향으로 이간되어 서로 평행하게 고정되어 있다.

1 쌍의 기판 스테이지 가대 (33) 는, 노광 장치 (10) 의 장치 본체 (보디) 를 구성하고, 투영 광학계 (PL), 및 마스크 스테이지 (MST) 등은, 장치 본체에 탑재되어 있다.

기판 스테이지 장치 (PST) 는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 1 쌍의 베이스 프레임 (14), 보조 베이스 프레임 (15), 조동 스테이지 (23), 미동 스테이지 (30), 중량 캔슬 장치 (50), 및 중량 캔슬 장치 (50) 를 하방으로부터 지지하는 Y 스텝 정반 (90) 등을 구비하고 있다.

1 쌍의 베이스 프레임 (14) 중 일방은, 도 1 및 도 2 에 나타내는 바와 같이, ＋X 측의 기판 스테이지 가대 (33) 의 ＋X 측에 배치되고, 타방은, -X 측의 기판 스테이지 가대 (33) 의 -X 측에 배치되어 있다. 1 쌍의 베이스 프레임 (14) 은, 동일한 구조를 가지고 있기 때문에, 이하, ＋X 측의 베이스 프레임 (14) 에 대하여 설명한다. 베이스 프레임 (14) 은, 도 1 에 나타내는 바와 같이, YZ 평면에 평행한 일면과 타면을 갖고 Y 축 방향으로 연장되는 판상 부재로 이루어지는 본체부 (14a) 와, 본체부 (14a) 를 하방으로부터 지지하는 복수의 레그부 (14b) 를 포함한다. 레그부 (14b) 는, Y 축 방향으로 소정 간격으로, 예를 들어 3 개 형성되어 있다. 각 레그부 (14b) 의 하단부에는, 복수의 어저스터 (14c) 가 형성되고, 본체부 (14a) 의 Z 위치를 조정할 수 있도록 되어 있다.

본체부 (14a) 의 X 축 방향의 양측면 (즉, 상기 서술한 일면과 타면) 에는, 각각 리니어 모터의 요소인 Y 고정자 (73) 가 고정되어 있다. Y 고정자 (73) 는, Y 축 방향으로 소정 간격으로 배열된 복수의 영구 자석을 포함하는 자석 유닛을 가지고 있다. 또한, 본체부 (14a) 의 상면에는, Y 축 방향으로 연장되는 기계적인 Y 리니어 가이드 장치 (1 축 가이드 장치) 의 요소인 Y 리니어 가이드 (16a) 가 고정되어 있다.

보조 베이스 프레임 (15) 은, 1 쌍의 기판 스테이지 가대 (33) 사이에 배치되어 있다. 보조 베이스 프레임 (15) 은, 크기는 상이하지만, 베이스 프레임 (14) 의 본체부 (14a) 를 제외한 부분과 동일하게 구성되어 있다. 즉, 보조 베이스 프레임 (15) 은, Y 축 방향으로 연장되는 판상 부재로 이루어지는 본체부 (15a) 와, 본체부 (15a) 를 하방으로부터 지지하고 본체부 (14a) 의 Z 위치가 조정 가능한 어저스터 (15b) 를 포함한다. 보조 베이스 프레임 (15) 의 본체부 (15a) 상면에는, 베이스 프레임 (14) 과 동일하게 Y 축 방향으로 연장되는 Y 리니어 가이드 (16a) 가 고정되어 있다. 보조 베이스 프레임 (15) 의 상단의 Z 위치는, 1 쌍의 기판 스테이지 가대 (33) 의 상면에 비하여 약간 낮게 (또는 대략 동일하게) 설정되어 있다.

조동 스테이지 (23) 는, Y 조동 스테이지 (23y) 와, Y 조동 스테이지 (23y) 상에 탑재된 X 조동 스테이지 (23x) 를 포함한다.

Y 조동 스테이지 (23y) 는, 1 쌍의 베이스 프레임 (14) 및 보조 베이스 프레임 (15) 상에 탑재되어 있다. Y 조동 스테이지 (23y) 는, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 1 쌍의 X 빔 (25) 을 가지고 있다. 1 쌍의 X 빔 (25) 의 각각은, X 축 방향으로 연장되는 부재로 이루어지고, Y 축 방향으로 소정 간격으로 서로 평행하게 배치되어 있다. 1 쌍의 X 빔 (25) 의 각각은, 도 3 에 나타내는 바와 같이, YZ 단면의 형상이, 상변이 저변에 비하여 약간 긴 도립한 대략 등각 사다리꼴상이다. 이 사다리꼴은, 상하의 2 변 이외에 YZ 평면 내에서 Z 축에 대하여 각 θ (θ 는, 45 도보다 작다, 예를 들어 10 도) 기운 1 변과, YZ 평면 내에서 Z 축에 대하여 각 -θ 기운 타변을 가지고 있다.

1 쌍의 X 빔 (25) 의 각각의 길이 방향 양단부 근방의 하면에는, 도 2 에 나타내는 바와 같이, Y 캐리지 (75) 라고 칭해지는 부재가 고정되어 있다. 즉, Y 조동 스테이지 (23y) 의 하면에는, 예를 들어 합계 4 개의 Y 캐리지 (75) 가 장착되어 있다. ＋X 측에 배치된 2 개의 Y 캐리지 (75) 는, 각각의 상면에 고정된 플레이트 (76) 에 의해 서로 연결되어 있다. 동일하게, -X 측에 배치된 2 개의 Y 캐리지 (75) 도 플레이트 (76) 에 의해 서로 연결되어 있다. 예를 들어 합계 4 개의 Y 캐리지 (75) 의 각각은, 동일한 구조를 가지고 있기 때문에, 이하, ＋X 측의 베이스 프레임 (14) 에 대응하는 1 개의 Y 캐리지 (75) 에 대하여 설명한다.

Y 캐리지 (75) 는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, XZ 단면 역 U 자상의 부재로 이루어지고, 1 쌍의 대향면 사이에 베이스 프레임 (14) 의 본체부 (14a) 가 삽입되어 있다. Y 캐리지 (75) 의 1 쌍의 대향면의 각각에는, 1 쌍의 Y 고정자 (73) 의 각각에 소정의 간극 (클리어런스/갭) 을 개재하여 대향하는 1 쌍의 Y 가동자 (72) 의 각각이 고정되어 있다. 각 Y 가동자 (72) 는, 도시 생략의 코일 유닛을 포함하고, 대향하는 Y 고정자 (73) 와 함께 Y 조동 스테이지 (23y) 를 Y 축 방향으로 소정의 스트로크로 구동하는 전자력 (로렌츠 힘) 구동 방식의 무빙 코일형의 Y 리니어 모터를 구성하고 있다. 또한, Y 조동 스테이지 (23y) 의 Y 위치 정보는, 도시 생략의 리니어 인코더 시스템에 의해 구해진다.

Y 캐리지 (75) 의 천정면에는, 전동체 (예를 들어, 복수의 볼 등) 를 포함하고, Y 리니어 가이드 (16a) 에 슬라이드 가능하게 계합하는 슬라이더 (16b) 가 각각의 Y 캐리지 (75) 에 대하여 복수 (예를 들어 2 개 (도 2 참조)) 고정되어 있다. Y 조동 스테이지 (23y) 는, Y 리니어 가이드 (16a) 와 슬라이더 (16b) 를 포함하는 복수의 Y 리니어 가이드 장치에 의해, Y 축 방향으로 직진 안내된다.

또한, 1 쌍의 X 빔 (25) 의 길이 방향 중앙부의 하면에는, 지지 부재 (77) 를 개재하여 보조 캐리지 (78) 가 복수 (예를 들어 2 개) 고정되어 있다. 보조 캐리지 (78) 는, 직방체상의 부재로 이루어지고, 그 하면에는, Y 캐리지 (75) 와 동일하게, Y 리니어 가이드 (16a) 에 슬라이드 가능하게 계합하는 슬라이더 (16b) 가 고정되어 있다. 이로써, Y 조동 스테이지 (23y) 는, 기판 스테이지 가대 (33) 에 대하여 진동적으로 분리되어 있다. 또한, 도 1 에서는 지면 깊이 방향으로 겹쳐져 가려져 있지만, 1 개의 보조 캐리지 (78) 에 대하여, 슬라이더 (16b) 는, 지면 깊이 방향 (Y 축 방향) 으로 소정 간격으로, 예를 들어 2 개 장착되어 있다. 이와 같이, Y 조동 스테이지 (23y) 는, 길이 방향의 중앙부가 보조 캐리지 (78) 를 개재하여 보조 베이스 프레임 (15) 에 하방으로부터 지지되어 있으며, 자중에서 기인하는 패임이 억제되어 있다.

1 쌍의 X 빔 (25) 각각의 상면에는, 도 2 및 도 3 에 나타내는 바와 같이, X 축 방향으로 연장되는 기계적인 1 축 가이드 장치의 요소인 X 리니어 가이드 (17a) 가, Y 축 방향으로 소정 간격으로 복수 개 (본 실시형태에서는, 1 개의 X 빔 (25) 에 대하여, 예를 들어 2 개), 서로 평행하게 고정되어 있다. 또한, 1 쌍의 X 빔 (25) 의 YZ 단면에 있어서의 2 개의 빗변 (경사면) 에는, 도 1 및 도 2 에 나타내는 바와 같이, X 빔 (25) 의 -X 측 단부 근방으로부터 ＋X 측의 단부 근방에 걸쳐 연장 형성된 X 고정자 (82) 가 고정되어 있다. X 고정자 (82) 는, X 축 방향으로 소정 간격으로 배열된 복수의 영구 자석을 포함하는 자석 유닛을 가지고 있다.

X 조동 스테이지 (23x) 는, 도 2 에 나타내는 바와 같이 1 쌍의 X 캐리지 (40) 와 1 쌍의 X 캐리지 (40) 를 연결하는 1 쌍의 연결 플레이트 (41) 를 포함한다. 또한, 1 쌍의 X 캐리지 (40) 는, 동일한 구조를 가지고 있기 때문에, 이하, ＋Y 측의 X 캐리지 (40) 에 대하여 설명한다.

X 캐리지 (40) 는, 도 2 및 도 3 에 나타내는 바와 같이, X 축 방향을 길이 방향으로 하는 평면에서 보아 장방형의 평판 부재 (61) 와, 평판 부재 (61) 의 길이 방향의 일단부와 타단부의 Y 축 방향의 양단면에, 각각의 상단면이 평판 부재 (61) 의 상면과 대략 면일이 되는 상태로 고정된 각 1 쌍, 합계 4 개의 측벽 부재 (62) 를 가지고 있다. X 캐리지 (40) 는, ＋X 방향으로부터 보아, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 역 U 자상의 형상을 갖고, 서로 쌍을 이루는 ＋Y 측과 -Y 측의 측벽 부재 (62) 상호간에 X 빔 (25) 이 삽입되어 있다. 평판 부재 (61) 의 X 축 방향 양단은, ＋X 측 및 -X 측의 측벽 부재 (62) 의 각각에 대하여 X 축 방향의 외측에 약간 돌출되어 있다 (도 2 참조). 서로 쌍을 이루는 ＋Y 측과 -Y 측의 측벽 부재 (62) 는, 각각, 상단 (＋Z 측단) 에서부터 중앙부 근방에 걸친 XZ 평면에 평행한 제 1 부분과, 중앙부 근방에서부터 하단 (-Z 측단) 에 걸쳐 -Y 측 또는 ＋Y 측으로 경사지고, 상기 서술한 X 빔 (25) 의 2 개의 경사면에 대향하는 제 2 부분을 가지고 있다. X 캐리지 (40) 의 길이 방향 (X 축 방향) 중앙부 근방에는, X 캐리지 (40) 의 X 축 방향 길이의 1/3 보다 약간 짧은 범위로 측벽 부재 (62) 가 존재하지 않는 부분 (이하, 절결부라고 한다) (42) 이 형성되어 있다 (도 2 참조).

X 캐리지 (40) 의 평판 부재 (61) 각각의 하면 (-Z 측의 면) 에는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 전동체를 포함하고, X 리니어 가이드 (17a) 에 슬라이드 가능하게 계합하는 슬라이더 (17b) 가 각각의 X 리니어 가이드 (17a) 에 대하여 복수 (예를 들어 4 개 (도 2 참조)) 고정되어 있다. 본 실시형태에서는, X 조동 스테이지 (23x) 의 하면에는, 예를 들어 합계 16 개의 슬라이더 (17b) 가 고정되어 있다. X 조동 스테이지 (23x) 는, X 리니어 가이드 (17a) 와 슬라이더 (17b) 를 포함하는 복수의 X 리니어 가이드 장치에 의해, X 축 방향으로 직진 안내된다.

X 캐리지 (40) 가 갖는 4 개의 측벽 부재 (62) 각각의 제 2 부분의 내면에는, 1 쌍의 X 고정자 (82) 의 각각에 소정의 간극 (클리어런스/갭) 을 개재하여 대향하는 X 가동자 (81) 가 고정되어 있다. 각 X 가동자 (81) 는, 도시 생략의 코일 유닛을 포함하고, 대향하는 X 고정자 (82) 와 함께 X 조동 스테이지 (23x) 를 X 축 방향으로 소정의 스트로크로 구동하는 전자력 (로렌츠 힘) 구동 방식의 무빙 코일형의 X 리니어 모터를 구성하고 있다. 또한, 각 X 가동자 (81) 는, 도시 생략의 철심을 포함하고, 대향하는 X 고정자 (82) 와의 사이에서 자기 흡인력이 발생되어 있다. 즉, 각 가동자 (81) 는 코어가 형성된 코일 유닛을 구성하고 있다. 또한, X 조동 스테이지 (23x) 의 X 위치 정보는, 도시 생략의 리니어 인코더 시스템에 의해 구해진다.

1 쌍의 연결 플레이트 (41) 의 각각은, 도 2 에 나타내는 바와 같이, Y 축 방향으로 연장 형성된 평판 부재로 이루어진다. 일방의 연결 플레이트 (41) 는, ＋Y 측에 배치된 X 캐리지 (40) 의 Y 축 방향 중앙보다 약간 -Y 측으로부터, -Y 측에 배치된 X 캐리지 (40) 의 Y 축 방향 중앙보다 약간 ＋Y 측에 걸쳐 고정되고, 1 쌍의 X 캐리지 (40) 의 ＋X 단부끼리를 연결하고 있다. 타방의 연결 플레이트 (41) 는, ＋Y 측에 배치된 X 캐리지 (40) 의 Y 축 방향 중앙보다 약간 -Y 측으로부터, -Y 측에 배치된 X 캐리지 (40) 의 Y 축 방향 중앙보다 약간 ＋Y 측에 걸쳐 고정되고, 1 쌍의 X 캐리지 (40) 의 -X 단부끼리를 연결하고 있다. 즉, 1 쌍의 X 캐리지 (40) 와 1 쌍의 연결 플레이트 (41) 를 갖는 X 조동 스테이지 (23x) 는, 평면에서 보아 중앙에 개구부를 갖는 대략 사각형의 형상을 가지고 있다.

또한, 도시 생략되어 있지만, X 조동 스테이지 (23x) 에는, 후술하는 미동 스테이지 (30) 의 X 조동 스테이지 (23x) 에 대한 이동 가능량을 기계적으로 제한 (규제) 하는 스토퍼 부재, 혹은 X 축, 및 Y 축 방향에 관해서 미동 스테이지 (30) 의 X 조동 스테이지 (23x) 에 대한 상대 이동량을 계측하기 위한 갭 센서 등이 장착되어 있다.

미동 스테이지 (30) 는, 도 1 및 도 3 으로부터 알 수 있는 바와 같이, 평면에서 보아 대략 정방형의 판상 부재 (또는 상자형 (중공의 직방체) 의 부재) 로 이루어지고, 그 상면에 기판 홀더 (31) 를 개재하여 기판 (P) 을, 예를 들어 진공 흡착 (또는 정전 흡착) 에 의해 흡착 유지한다.

미동 스테이지 (30) 는, X 조동 스테이지 (23x) 에 고정된 고정자와, 미동 스테이지 (30) 에 고정된 가동자를 각각 포함하여 구성되는 복수의 보이스 코일 모터 (혹은 리니어 모터) 를 포함하는 미동 스테이지 구동계에 의해, X 조동 스테이지 (23x) 상에서 XY 평면 내의 3 자유도 방향 (X 축, Y 축, 및 θz 의 각 방향) 으로 미소 구동된다. 복수의 보이스 코일 모터로는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 미동 스테이지 (30) 를 X 축 방향으로 미소 구동하는 X 보이스 코일 모터 (18x) 가 Y 축 방향으로 이간하여 1 쌍 형성되고 (지면 내 깊이측의 X 보이스 코일 모터 (18x) 는 도시 생략), 도 3 에 나타내는 바와 같이, 미동 스테이지 (30) 를 Y 축 방향으로 미소 구동하는 Y 보이스 코일 모터 (18y) 가 X 축 방향으로 이간하여 1 쌍 형성되어 있다 (지면 내 깊이측의 Y 보이스 코일 모터 (18y) 는 도시 생략). 미동 스테이지 (30) 는, 상기 X 보이스 코일 모터 (18x), 및/또는 Y 보이스 코일 모터 (18y) 를 이용하여 X 조동 스테이지 (23x) 에 동기 구동 (X 조동 스테이지 (23x) 와 동일 방향으로 동일 속도로 구동) 됨으로써, X 조동 스테이지 (23x) 와 함께 X 축 방향, 및/또는 Y 축 방향으로 소정의 스트로크로 이동한다. 따라서, 미동 스테이지 (30) 는, 투영 광학계 (PL) (도 1 참조) 에 대하여, XY2 축 방향으로 장스트로크로 이동 (조동) 가능하고, 또한 X, Y, θz 방향의 3 자유도 방향으로 미소 이동 (미동) 가능하게 되어 있다.

또한, 미동 스테이지 구동계는, 미동 스테이지 (30) 를 θx, θy, 및 Z 축 방향의 3 자유도 방향으로 미소 구동하기 위한 도시 생략의 복수의 Z 보이스 코일 모터를 가지고 있다. 복수의 보이스 코일 모터를 포함하여, 미동 스테이지 구동계의 구성에 대해서는, 예를 들어 미국 특허 출원 공개 제2010/0018950호 명세서에 개시되어 있다.

미동 스테이지 (30) 의 -X 측의 측면에는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 미러 베이스 (21) 를 개재하여, X 축에 직교하는 반사면을 갖는 X 이동경 (바 미러) (22x) 이 고정되어 있다. 또한, 미동 스테이지 (30) 의 -Y 측의 측면에는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 미러 베이스 (28) 를 개재하여, Y 축에 직교하는 반사면을 갖는 Y 이동경 (22y) 이 고정되어 있다. 미동 스테이지 (30) 의 XY 평면 내의 위치 정보는, X 이동경 (22x), 및 Y 이동경 (22y) 에 각각 측장 빔 (간섭계 빔) 을 조사하는 복수의 레이저 간섭계를 포함하는 레이저 간섭계 시스템 (이하, 기판 간섭계 시스템이라고 한다) 에 의해, 상시 검출되고 있다. 또한, 실제로는, 기판 간섭계 시스템은, X 이동경 (22x) 에 대응하는 X 레이저 간섭계, 및 Y 이동경 (22y) 에 대응하는 Y 레이저 간섭계를 각각 복수 구비하고 있지만, 도 1 에서는, 대표적으로 X 레이저 간섭계로부터의 측장 빔만이 도시되어 있다. 복수의 레이저 간섭계는, 각각 장치 본체에 고정되어 있다. 또한, 미동 스테이지 (30) 의 θx, θy, 및 Z 축 방향에 관한 위치 정보는, 미동 스테이지 (30) 의 하면에 고정된 센서 (26) (도 3 참조) 에 의해, 예를 들어 후술하는 중량 캔슬 장치 (50) 에 고정된 타겟 (27) 을 이용하여 구해진다. 상기 미동 스테이지 (30) 의 위치 계측계의 구성에 대해서는, 예를 들어 미국 특허 출원 공개 제2010/0018950호 명세서에 개시되어 있다.

중량 캔슬 장치 (50) 는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, Z 축 방향으로 연장 형성된 주상 (柱狀) 의 부재로 이루어지고, 심주라고도 칭해진다. 중량 캔슬 장치 (50) 는, X 조동 스테이지 (23x) 의 개구부 내에 삽입되어, 후술하는 Y 스텝 정반 (90) 상에 탑재되어 있다. 중량 캔슬 장치 (50) 는, 후술하는 레벨링 장치 (70) 를 개재하여 미동 스테이지 (30) 를 하방으로부터 지지하고 있다.

중량 캔슬 장치 (50) 는, 케이싱 (51), 공기 스프링 (52) 및 Z 슬라이더 (53), 1 쌍의 아암 (54) 등을 갖는다.

케이싱 (51) 은, 평면에서 보아 사각형의 부재로 이루어지고, 중앙부에 ＋Z 측의 면이 개구한 원형의 개구부가 형성되어 있다 (도 2 참조). 케이싱 (51) 의 하면에는, 베어링면이 -Z 측을 향한 복수의 에어 베어링 (이하, 베이스 패드라고 한다) (55) 이 장착되어 있다.

공기 스프링 (52) 은, 케이싱 (51) 의 개구부 내에 수용되어 있다. 공기 스프링 (52) 에는, 외부로부터 가압 기체가 공급된다.

Z 슬라이더 (53) 는, Z 축 방향으로 연장되는 통상의 부재로 이루어지고, 케이싱 (51) 의 개구부 내에 삽입되어, 공기 스프링 (52) 상에 탑재되어 있다.

1 쌍의 아암 (54) 의 각각은, Y 축 방향으로 연장되는 봉상 부재로 이루어진다. 1 쌍의 아암 (54) 중 ＋Y 측에 배치된 아암 (54) 은, 일단이 케이싱 (51) 의 ＋Y 측 측면에 고정되고, 타단이 X 캐리지 (40) 가 갖는 절결부 (42) 내에 삽입되어 있다. 동일하게 -Y 측에 배치된 아암 (54) 은, 일단이 케이싱 (51) 의 -Y 측 측면에 고정되고, 타단이 X 캐리지 (40) 가 갖는 절결부 (42) 내에 삽입되어 있다. 1 쌍의 아암 (54) 각각의 타단은, 1 쌍의 X 빔 (25) 의 각각이 갖는 경사면 중, Y 축 방향 내측에 형성된 경사면에 대하여 평행하게 대향하는 경사면을 가지고 있다. 또한, 1 쌍의 아암 (54) 각각의 타단의 경사면에는, 1 쌍의 X 빔 (25) 의 각각이 갖는 1 쌍의 X 고정자 (82) 중, Y 축 방향 내측에 배치된 X 고정자 (82) 에 대하여 소정의 간극 (클리어런스/갭) 을 개재하여 대향하는 X 가동자 (56) 가 고정되어 있다. 각 X 가동자 (56) 는, 도시 생략의 코일 유닛을 포함하고, 대향하는 X 고정자 (82) 와 함께 중량 캔슬 장치 (50) 를 X 축 방향으로 소정의 스트로크로 구동하는 X 리니어 모터를 구성하고 있다. 또한, 각 X 가동자 (56) 는, 도시 생략의 철심을 포함하고, 대향하는 X 고정자 (82) 와의 사이에서 자기 흡인력이 발생하고 있다.

중량 캔슬 장치 (50) 의 상방에는, 레벨링 장치 (70) 가 탑재된다. 레벨링 장치 (70) 는, Z 슬라이더 (53) 의 ＋Z 측의 단부에 장착된, 베어링면이 ＋Z 측을 향한 에어 베어링 (이하, 실링 패드라고 한다) (57) 에 의해 하방으로부터 비접촉 지지되어 있다. 레벨링 장치 (70) 는, 미동 스테이지 (30) 를 자유롭게 틸트 (XY 평면에 대하여 θx 및 θy 방향으로 자유롭게 요동) 할 수 있게 지지하는 장치이다. 중량 캔슬 장치 (50) 는, 공기 스프링 (52) 이 발생하는 연직 방향 상향의 힘에 의해, Z 슬라이더 (53), 및 레벨링 장치 (70) 를 개재하여 미동 스테이지 (30) 를 포함하는 계의 중량 (중력 방향의 힘) 을 지움 (캔슬함) 으로써, 상기 서술한 복수의 Z 보이스 코일 모터의 부하를 저감시킨다.

중량 캔슬 장치 (50) 는, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 복수 (예를 들어 4 개) 의 플렉셔 장치라고도 칭해지는 연결 장치 (45) (이하, 적절히 플렉셔 장치 (45) 라고 칭한다) 를 개재하여 X 조동 스테이지 (23x) (X 캐리지 (40)) 에 기계적으로 접속되어 있다. 플렉셔 장치 (45) 는, 예를 들어 XY 평면에 평행하게 배치된 두께가 얇은 띠상의 강판 (혹은 와이어 로프, 합성 수지제 로프, 사슬 등) 과, 그 강판의 양단부에 형성된 활절 장치 (예를 들어 볼 조인트, 또는 힌지 장치) 를 포함하고, 상기 강판이 활절 장치를 개재하여 중량 캔슬 장치 (50) 와 X 캐리지 (40) 사이에 가설 (架設) 되어 있다. 복수의 플렉셔 장치 (45) 의 Z 위치는, 중량 캔슬 장치 (50) 의 Z 축 방향에 관한 무게 중심 위치와 대략 일치하고 있다. 플렉셔 장치 (45) 는, 일단이 케이싱 (51) 의 모서리부 (평면에서 보아 케이싱 (51) 의 정상점) 에 고정되고, 타단이 X 캐리지 (40) 의 측벽 부재 (62) 에 고정되어 있다. 즉, 중량 캔슬 장치 (50) 는, 복수의 플렉셔 장치 (45) 의 어느 것을 개재하여 X 조동 스테이지 (23x) 에 견인됨으로써, 그 X 조동 스테이지 (23x) 와 일체적으로 X 축 방향, 또는 Y 축 방향으로 이동한다. 이 때, 중량 캔슬 장치 (50) 에는, 그 Z 축 방향에 관한 무게 중심 위치를 포함하는 XY 평면에 평행한 평면 내에서 견인력이 작용하기 때문에, 이동 방향에 직교하는 축선 주위의 모멘트 (피칭 모멘트) 가 작용하지 않는다. 또한, 레벨링 장치 (70), 플렉셔 장치 (45) 를 포함하여, 본 실시형태의 중량 캔슬 장치 (50) 의 상세한 구성에 대하여, 예를 들어 미국 특허 출원 공개 제2010/0018950호 명세서에 개시되어 있다.

Y 스텝 정반 (90) 은, 도 1 내지 도 3 을 종합하면 알 수 있는 바와 같이, X 축 방향으로 신장하는 YZ 단면 사각형의 부재로 이루어지고, 평면에서 보아 1 쌍의 X 빔 (25) 의 각각에 소정 거리 떨어진 상태로 (비접촉 상태로), 1 쌍의 X 빔 (25) 사이에 배치되어 있다. Y 스텝 정반 (90) 의 길이 방향의 치수는, 미동 스테이지 (30) 의 X 축 방향에 관한 이동 스트로크보다 약간 길게 설정되어 있다. 또한, Y 스텝 정반 (90) 의 폭 방향 (Y 축 방향) 의 치수는, 중량 캔슬 장치 (50) 가 갖는 베이스 패드 (55) 를 지지 가능한 폭으로 설정되어 있다. Y 스텝 정반 (90) 의 재질은, 주철이나 치밀한 돌 (반려암), 세라믹스, CFRP 재 등이고, 상면의 평탄도가 매우 높게 마무리되어 있다.

Y 스텝 정반 (90) 의 하면에는, 전동체 (예를 들어, 복수의 볼 등) 를 포함하고, 1 쌍의 기판 스테이지 가대 (33) 각각의 상면에 고정된 복수의 Y 리니어 가이드 (35a) 에 슬라이드 가능하게 계합하는 슬라이더 (35b) 가, 각각의 Y 리니어 가이드 (35a) 에 대하여 복수 (예를 들어 2 개 (도 2 참조)) 고정되어 있다. Y 스텝 정반 (90) 은, Y 리니어 가이드 (35a) 와 Y 슬라이더 (35b) 를 포함하는 복수의 Y 리니어 가이드 장치 (35) 에 의해, 1 쌍의 기판 스테이지 가대 (33) 상에서 Y 축 방향으로 소정의 스트로크로 직진 안내된다.

Y 스텝 정반 (90) 은, 도 2 에 나타내는 바와 같이, ＋X 측, 및 -X 측의 단면에 고정된 고정 부재 (46) 각각에 접속된 1 쌍의 플렉셔 장치 (43) 를 개재하여 각 1 쌍의 Y 캐리지 (75) 에 기계적으로 연결되어 있다. 플렉셔 장치 (43) 는, 상기 서술한 플렉셔 장치 (45) 와 대략 동일한 구성으로 되어 있다. 이로써, Y 스텝 정반 (90) 은, Y 축 방향의 일측 또는 타측에 위치하는 Y 캐리지 (75) 가 Y 축 방향으로 구동되면, 그 Y 캐리지 (75) 에 견인되어 일체적으로 Y 축 방향으로 이동한다. 플렉셔 장치 (43) 는, 길이 방향 (여기서는 Y 축 방향) 의 강성에 비하여 다른 5 자유도 방향 (여기서는 X, Z, θx, θy, θz 방향) 의 강성이 낮아, 상기 5 자유도 방향에 관해서 Y 스텝 정반 (90) 과 Y 조동 스테이지 (23y) 가 진동적으로 분리된다.

이상과 같이 하여 구성된 노광 장치 (10) 에서는, 도시 생략의 주제어 장치의 관리하, 도시 생략의 마스크 반송 장치 (마스크 로더) 에 의해, 마스크 스테이지 (MST) 상에 대한 마스크 (M) 의 로드가 실시됨과 함께, 도시 생략의 기판 반입 장치에 의해, 기판 스테이지 장치 (PST) 상에 대한 기판 (P) 의 반입 (로드) 이 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 방식의 노광 동작과 동일하기 때문에, 그 상세한 설명은 생략하는 것으로 한다.

여기서, 상기 스텝·앤드·스캔 방식의 노광 동작에서는, 기판 (P) 에 설정된 복수의 쇼트 영역에 대하여 순차 노광 처리가 실시된다. 기판 (P) 은, 스캔 동작시에는 X 축 방향으로 소정의 스트로크로 등속 구동되고 (이하, X 스캔 동작이라고 한다), 스텝 동작시 (쇼트 영역간 이동시) 에는 X 축 방향, 및/또는 Y 축 방향으로 적절히 구동된다 (이하, 각각 X 스텝 동작, Y 스텝 동작이라고 한다).

상기 X 스캔 동작시, 및 X 스텝 동작시에 기판 (P) 을 X 축 방향으로 이동시킬 때, 기판 스테이지 장치 (PST) 에서는, 인코더 시스템의 계측치에 기초하여, Y 조동 스테이지 (23y) 상에서 X 조동 스테이지 (23x) 가 X 축 방향으로 구동됨과 함께, 기판 간섭계 시스템의 계측치에 기초하여 복수의 X 보이스 코일 모터 (18x) 에 의해 미동 스테이지 (30) 가 X 조동 스테이지 (23x) 에 동기 구동된다. 또한, X 조동 스테이지 (23x) 가 X 축 방향으로 이동되면, 이 X 조동 스테이지 (23x) 에 견인됨으로써, 중량 캔슬 장치 (50) 가 X 조동 스테이지 (23x) 와 함께 X 축 방향으로 이동한다. 이 때, 중량 캔슬 장치 (50) 는, 주제어 장치에 의해, X 가동자 (56) 와 X 고정자 (82) 로 이루어지는 리니어 모터를 개재하여 X 조동 스테이지 (23x) 에 동기하여 X 축 방향으로 구동된다. 이 때, 중량 캔슬 장치 (50) 는, Y 스텝 정반 (90) 상을 이동한다. 또한, 상기 X 스캔 동작, 및 X 스텝 동작시, X 조동 스테이지 (23x) 에 대하여 미동 스테이지 (30) 가 Y 축 방향, 및/또는 θz 방향으로 미소 구동되는 경우가 있지만, 중량 캔슬 장치 (50) 의 Y 위치는 변화하지 않기 때문에, 중량 캔슬 장치 (50) 는, 항상 Y 스텝 정반 (90) 상만을 이동한다.

이에 반하여, 상기 Y 스텝 동작시, 기판 스테이지 장치 (PST) 에서는, Y 조동 스테이지 (23y) 가 1 쌍의 베이스 프레임 (14) 상에서 Y 축 방향으로 소정의 스트로크로 구동되고, 이 Y 조동 스테이지 (23y) 와 일체적으로 X 조동 스테이지 (23x) 가 Y 축 방향으로 소정의 스트로크로 이동한다. 또한 중량 캔슬 장치 (50) 는, X 조동 스테이지 (23x) 와 일체적으로 Y 축 방향으로 소정의 스트로크로 이동한다. 이 때, 중량 캔슬 장치 (50) 를 하방으로부터 지지하는 Y 스텝 정반 (90) 이, Y 조동 스테이지 (23y) 에 동기 구동된다. 따라서, 중량 캔슬 장치 (50) 는, 항상 Y 스텝 정반 (90) 에 하방으로부터 지지된다.

다음으로 기판 스테이지 장치 (PST) 의 조립 순서에 대하여 설명한다. 본 제 1 실시형태에 있어서, 기판 스테이지 장치 (PST) 는, 먼저 클린 룸의 플로어 (11) 상에, 도 2 에 나타내는 배치로, 1 쌍의 기판 스테이지 가대 (33), 1 쌍의 베이스 프레임 (14), 및 보조 베이스 프레임 (15) 이 각각 설치된다. 이 후, 1 쌍의 베이스 프레임 (14) 에 Y 캐리지 (75) 가, 보조 베이스 프레임 (15) 에 보조 캐리지 (78) 가, 각각 Y 리니어 가이드 장치 (16) 를 개재하여 탑재됨과 함께, 1 쌍의 기판 스테이지 가대 (33) 상에 Y 스텝 정반 (90) 이 복수의 Y 리니어 가이드 장치 (35) 를 개재하여 탑재된다. 또한, 1 쌍의 베이스 프레임 (14) 에 Y 캐리지 (75) 가, 보조 베이스 프레임 (15) 에 보조 캐리지 (78) 가, 미리 다른 장소에서 조립되어 있어도 된다.

이어서, Y 스텝 정반 (90) 상에, 중량 캔슬 장치 (50) 가 탑재되고, 또한, Y 캐리지 (75) 및 보조 캐리지 (78) 상에는 1 쌍의 X 빔 (25) 이 탑재된다. 그 후, X 캐리지 (40) 는, X 고정자 (82) 가 중량 캔슬 장치 (50) 가 갖는 아암 (54) 에 고정된 X 가동자 (56) 에 대향하도록 탑재된다. 또한, 1 쌍의 X 빔에는 미리 다른 장소에서 X 캐리지 (40) 가 각각 장착되어 있어도 된다. 그 후, X 고정자 (82) 가 중량 캔슬 장치 (50) 가 갖는 아암 (54) 에 고정된 X 가동자 (56) 에 소정의 갭으로 대향하도록 1 쌍의 X 빔 (25) 의 위치 (Y 축 방향 간격) 가 조정되고, 1 쌍의 연결판 (76 및 77) 에 의해 위치가 고정되도록 해도 된다.

이 후, 미동 스테이지 (30) (레벨링 장치 (70) 를 포함한다) 가 중량 캔슬 장치 (50) 상에 탑재되고, 복수의 보이스 코일 모터의 고정자와 가동자가 조합된다. 이어서, 중량 캔슬 장치 (50) 의 공기 스프링 (52), 베이스 패드 (55), 및 실링 패드 (57), 그리고 레벨링 장치 (70) 가 갖는 도시 생략의 에어 베어링에 가압 기체가 공급되고, 미동 스테이지 (30) 가 중량 캔슬 장치 (50) 에 비접촉 지지된다.

다음으로, 기판 스테이지 장치 (PST) 에 가해지는 힘의 흐름을 설명한다. 또한, 이하에서 설명하는 기판 스테이지 장치 (PST) 에 가해지는 힘은, 미동 스테이지 (30) 의 정지 중, 동작 중의 여하를 불문하고 발생하고 있다.

기판 스테이지 장치 (PST) 가 조립되면, 기판 (P), 기판 홀더 (31) 및 미동 스테이지 (30) (레벨링 장치 (70) 를 포함한다) 등 (이하, 미동 스테이지 (30) 등이라고 칭한다) 의 자중에 의한 Z 축 방향 하향의 힘은 도 4 에 나타내는 바와 같이 이하의 흐름으로 플로어 (11) 상에 전해진다. 또한, 도 4 에 있어서의 기판 스테이지 장치 (PST) 는, 모식적으로 나타낸 것으로서 도 1 ∼ 3 중에 나타낸 형상과 다소 상이하지만, 도 1 ∼ 도 3 중에서 나타낸 구성 부분에 대응하는 구성 부분은 동일한 부호를 이용하고 있다.

도 4 에 나타내는 바와 같이, 미동 스테이지 (30) 등의 자중은, 중량 캔슬 장치 (50) 를 개재하여 Y 스텝 정반 (90) 에 지지된다. 여기서, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 중량 캔슬 장치 (50) 가 갖는 1 쌍의 아암 (54) 중, ＋Y 측에 장착된 아암 (54) 에는, 아암 (54) 의 타단에 고정된 철심을 포함하는 X 가동자 (56) 와 X 빔 (25) 의 경사면에 장착된 X 고정자 (82) 사이에 YZ 평면에 있어서 Y 축에 대하여 θ 기운 방향으로 자기 흡인력 (F) 이 작용한다. 동일하게, -Y 측에 장착된 아암 (54) 에는, YZ 평면에 있어서 Y 축에 대하여 -θ 기운 방향으로 자기 흡인력 (F) 이 작용한다. 각각의 자기 흡인력 (F) 은, 연직 방향 (Z 축 방향) 의 분력 (F₁) 과 수평 방향 (Y 축 방향) 의 분력 (F₂) 으로 분해된다. 여기서, 수평 방향의 분력 (F₂) 은 서로 상쇄하는 방향으로 작용하기 때문에, 중량 캔슬 장치 (50) 에는 연직 방향의 분력 (F₁) 을 서로 합한 힘 (즉 2F₁) 만이 작용한다. 그 때문에, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 미동 스테이지 (30) 등의 자중은, 일부가 연직 방향의 분력 (F₁) (2F₁) 에 의해 상쇄되고, 나머지의 힘이 Y 스텝 정반 (90) 에 전달된다. Y 스텝 정반 (90) 에 전달된 힘은, 기판 스테이지 가대 (33) 및 방진 장치 (34) 를 개재하여 플로어 (11) 에 전해진다. 한편, X 빔 (25) 에는, 연직 방향의 분력 (F₁) 의 반력이 가해지고, 자체의 자중과 연직 방향의 분력 (F₁) 의 반력이 베이스 프레임 (14) 및 보조 베이스 프레임 (15) (도 1 참조) 을 개재하여 플로어 (11) 에 전해진다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 관련된 노광 장치 (10) 에 의하면, 도 6(A), 도 6(B) 에 나타내는 바와 같이, 중량 캔슬 장치 (50) 와 X 빔 (25) 사이에 자기 흡인력이 발생하지 않는 기판 스테이지 장치 (PSTa) (도 6(A)) 에 비하여, 본 실시형태의 기판 스테이지 장치 (PST) (도 6(B)) 는, 자기 흡인력의 작용에 의해 외관상, 미동 스테이지 (30) 및 중량 캔슬 장치 (50) 를 예를 들어 중공 부재 등과 같이 경량으로 간주할 수 있기 때문에, 기판 스테이지 장치 (PST) 가 크로스 스캔 방향으로 구동될 때의 무게 중심 이동 거리 (L) 를 짧게 할 수 있다. 즉, 기판 스테이지 장치 (PST) 는, 크로스 스캔 방향으로 구동될 때에 방진 장치 (34) 가 받는 하중 변화를 작게 할 수 있기 때문에, 노광 장치 (10) 의 변형을 작게 할 수 있고, 노광 정밀도를 향상시킬 수 있다.

또한, 미동 스테이지 (30) 등 및 중량 캔슬 장치 (50) 의 자중에 의한 연직 방향 하향의 힘의 일부를 X 빔 (25) 에 전달하기 때문에, Y 스텝 정반 (90) 은, 자체에 작용하는 연직 방향 하향의 힘을 작게 할 수 있다. 그 때문에, 중량 캔슬 장치 (50) 를 지지하는 베이스 패드 (55) 는, 부하 용량이 작은 소형의 베이스 패드로 할 수 있다. 즉, Y 스텝 정반 (90) 은, 베이스 패드 (55) 를 지지하는 가이드면 (Y 축 방향 치수) 을 작게 할 수 있다.

또한, Y 스텝 정반 (90) 은, 자체에 가해지는 부하가 저감되기 때문에, Y 스텝 정반 (90) 의 강성을 낮출 수 있다. 따라서, Y 스텝 정반 (90) 은, 두께를 얇게 하는 등의 소형화가 가능해진다.

또한, 기판 스테이지 장치 (PST) 는, Y 스텝 정반 (90) 이 소형화되기 때문에, Y 스텝 정반 (90) 을 Y 축 방향으로 스텝 이동시키는 구동력을 작게 할 수 있다.

다음으로, 노광 장치의 그 밖의 실시형태에 대하여 설명하지만, 이하의 제 2 실시형태 이후의 각 실시형태에서는, 기판 스테이지 장치 이외의 부분은, 전술한 제 1 실시형태에 관련된 노광 장치 (10) 와 동일하기 때문에, 이하에서는, 기판 스테이지 장치에 대해서만 설명한다.

《제 2 실시형태》

다음으로, 제 2 실시형태에 대하여, 도 7 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.

본 제 2 실시형태에 관련된 기판 스테이지 장치 (PST1) 는, 전체적인 구성은, 전술한 기판 스테이지 장치 (PST) 와 동일하게 되어 있지만, X 빔 (25) 대신에 X 빔 (125) 이 형성되어 있는 점 및 X 캐리지 (140) 의 형상이 X 캐리지 (40) 의 형상과 일부 상이한 점 등, 일부의 구성이 기판 스테이지 장치 (PST) 와 상이하다. 이하, 양자의 차이점을 중심으로 하여 설명한다.

도 7 에 나타내는 바와 같이, 기판 스테이지 장치 (PST1) 가 구비하는 1 쌍의 X 빔 (125) 의 각각은, YZ 단면에 있어서 사각형 (마름모꼴 및 정방형을 포함한다) 의 4 개의 정상점의 각각이 잘려진 (모따기된) 형상, 즉 팔각형상을 가지고 있다. 일방 (＋Y 측) 의 X 빔 (125) 은, θx 방향에 관해서 Y 축에 대하여 각 φ (예를 들어 45 도) 기운 상태로 장착 부재 (124) 를 개재하여 일방의 Y 캐리지 (75) 의 상면에 고정되어 있다. 타방 (-Y 측) 의 X 빔 (125) 은, 일방의 X 빔 (125) 과 좌우 대칭으로, 즉 θx 방향에 관해서 Y 축에 대하여 각 -φ 기운 상태로 장착 부재 (124) 를 개재하여 타방의 Y 캐리지 (75) 의 상면에 고정되어 있다. 1 쌍의 X 빔 (125) 의 각각은, 4 개의 경사면 (XY 평면에 대하여 경사진 면) 을 가지고 있다.

일방의 X 빔 (125) 의 4 개의 경사면 중, 장착 부재 (124) 에 고정되어 있지 않은, 서로 대향하는 1 쌍의 경사면, 즉 ＋Y 측 그리고 ＋Z 측의 제 1 경사면과 -Y 측 그리고 -Z 측의 제 2 경사면에는, 1 쌍의 X 고정자 (82) 의 각각이 길이 방향 (X 축 방향) 의 대략 전체 길이에 걸쳐서 연장 형성되어 있다. 또한, 일방의 X 빔 (125) 의 장착 부재 (124) 에 고정된 제 3 경사면과는 반대측의 제 4 경사면 (즉 -Y 측 그리고 ＋Z 측의 경사면) 에는, X 축 방향으로 신장하는 X 리니어 가이드 (17a) 가, 그 경사면에 평행한 방향으로 소정 간격으로 복수 개 (예를 들어 2 개), 서로 평행하게 고정되어 있다.

타방의 X 빔 (125) 에는, 상기 일방의 X 빔과 좌우 대칭의 배치로, 1 쌍의 X 고정자 (82), 복수 개의 X 리니어 가이드 (17a) 가 형성되어 있다.

1 쌍의 X 캐리지 (140) 의 각각은, 천정부와 천정부의 길이 방향 양단부에 각각 형성된 2 쌍의 측벽부를 갖는 YZ 단면이 역 U 자상의 부재로 이루어진다. 일방 (＋Y 측) 의 X 캐리지 (140) 는, 측면에서 보아 (＋X 방향으로부터 보아) θx 방향으로 Y 축에 대하여 φ 기울어진 상태로 X 빔 (125) 의 제 1, 제 2 및 제 4 경사면에 대향하여 배치되어 있다. 또한, 이 일방의 X 캐리지 (140) 는, 그 측벽부 (X 빔 (125) 의 제 1 및 제 2 경사면에 각각 대향하는 부분) 의 X 축 방향 중앙부 근방에, 전술한 X 캐리지 (40) 와 동일하게 절결부 (42) 가 형성되고 (도 2 참조), 그 일방의 절결부 (42) 내에 아암 (54) 이 삽입된다.

일방의 X 캐리지 (140) 의 1 쌍의 측벽부의 내면에는, 전술한 X 빔 (125) 의 제 1, 제 2 경사면의 각각에 고정된 1 쌍의 X 고정자 (82) 에 소정의 간극 (클리어런스/갭) 을 개재하여 대향하는 1 쌍의 X 가동자 (81) 의 각각이 고정되어 있다. 또한, X 캐리지 (140) 의 천정부의 내면에는, 전동체를 포함하고, X 리니어 가이드 (17a) 에 슬라이드 가능하게 계합하는 슬라이더 (17b) 가 각각의 X 리니어 가이드 (17a) 에 대하여 복수 (예를 들어 4 개) 고정되어 있다.

타방 (-Y 측) 의 X 캐리지 (140) 는, 일방의 X 캐리지 (140) 와 좌우 대칭이지만, 동일하게 구성되고, 1 쌍의 X 가동자 (81), 및 복수의 슬라이더 (17b) 가, 동일하게 형성되어 있다.

서로 대향하는 X 고정자 (82) 와 X 가동자 (81) 는, 전자력 (로렌츠 힘) 구동 방식의 무빙 코일형의 X 리니어 모터를, 각각 구성하고 있다. 이들 X 리니어 모터에 의해, X 조동 스테이지 (123x) 는, X 축 방향으로 구동되는데, 그 때에, X 리니어 가이드 (17a) 와 슬라이더 (17b) 를 포함하는 복수의 X 리니어 가이드 장치에 의해, X 축 방향으로 직진 안내된다.

본 실시형태에서는, X 조동 스테이지 (123x) 의 구동 중, 정지 중에 관계없이, 일방 (＋Y 측) 의 X 빔 (125) 과 여기에 계합하는 X 캐리지 (140) 사이에서는, X 빔 (125) 의 제 1 경사면에 고정된 X 고정자 (82) 와 여기에 대향하는 X 가동자 (81) 사이에서 자기 흡인력 (Fb) 이 발생하고, X 빔 (125) 의 제 2 경사면에 고정된 X 고정자 (82) 와 여기에 대향하는 X 가동자 (81) 사이에서도 자기 흡인력 (Fb) 이 발생하고 있다. 2 개의 자기 흡인력 (Fb) 은, 크기가 동일하고 방향이 정면으로 마주하고 있다. 당연하게, 2 개의 자기 흡인력 (Fb) 은, 각각의 연직 분력 (F₃) 및 수평 분력 (F₄) 도 동등하다. 따라서, 일방 (＋Y 측) 의 X 빔 (125) 과 X 캐리지 (140) 사이에서는, 전체적으로 X 빔 (125) 에 대하여 X 캐리지 (140) 가 Z 축 및 Y 축 방향으로 구동되는 힘은 작용하지 않는다. 동일하게, 타방 (-Y 측) 의 X 빔 (125) 과 X 캐리지 (140) 사이에서도, 전체적으로 X 빔 (125) 에 대하여 X 캐리지 (140) 가 Z 축 및 Y 축 방향으로 구동되는 힘은 작용하지 않는다. 즉, 중량 캔슬 장치 (50) 의 1 쌍의 아암 (54) 선단에 장착된 비스듬한 상향의 X 가동자 (56) (코어가 형성된 코일 유닛 (도 5 참조)) 와 X 고정자 (82) (자석 유닛) 사이의 소정의 간극 (클리어런스/갭) 이 유지된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 제 2 실시형태에 관련된 기판 스테이지 장치 (PST1) 에 의하면, 제 1 실시형태에 관련된 기판 스테이지 장치 (PST) 와 동등한 효과를 얻을 수 있다. 이에 더하여, 기판 스테이지 장치 (PST1) 에 의하면, 1 쌍의 X 빔 (125) 과 1 쌍의 X 캐리지 (140) 사이에 작용하는 자기 흡인력 (Fb) 은 상쇄되기 때문에, 1 쌍의 X 캐리지 (140) (X 슬라이더 (17b)) 에 대하여 연직 상향력이 가해지는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 1 쌍의 X 빔 (125) 의 기울기각 φ (-φ) 와 X 빔 (125) 에 대향하는 아암 (54) 의 기울기각 φ 를 임의로 소정 각도로 설정함으로써, 1 쌍의 X 캐리지 (140) 의 부상 (浮上) 을 방지한 상태로, 베이스 패드 (55) 및 Y 스텝 정반 (90) 에 가해지는 연직 방향 하향의 힘을 임의로 설정하는 것이 가능해진다. 이로써, 베이스 패드 (55) 의 추가적인 소형화, 및 Y 스텝 정반 (90) 의 추가적인 소형화가 가능해진다.

《제 3 실시형태》

다음으로, 제 3 실시형태에 대하여, 도 8 및 도 9 에 기초하여 설명한다. 여기서, 전술한 제 2 실시형태와 동일 혹은 동등한 구성 부분에 대해서는, 동일 혹은 유사한 부호를 사용함과 함께, 그 설명을 간략 혹은 생략한다.

본 제 3 실시형태에 관련된 기판 스테이지 장치 (PST2) 는, 전체적인 구성은, 전술한 제 2 실시형태에 관련된 기판 스테이지 장치 (PST1) 와 동일하게 되어 있지만, X 캐리지 (140) 및 중량 캔슬 장치 (50) 대신에, X 캐리지 (240) 및 중량 캔슬 장치 (250) 가 형성되어 있는 점 등, 일부의 구성이 기판 스테이지 장치 (PST1) 와 상이하다. 이하, 차이점을 중심으로 하여 설명한다.

1 쌍의 X 캐리지 (240) 의 각각은, 도 8 에 나타내는 바와 같이, X 축 방향으로 연장 형성된 평판상의 천정부 (63) 와, 천정부 (63) 의 길이 방향 중간부에 형성된 1 쌍의 측벽부 (64) 를 갖는, 측면에서 보아 (＋X 방향으로부터 보아) 역 U 자상의 형상을 가지고 있다 (도 9 참조). 또한, 도 8 에 있어서, 1 쌍의 X 캐리지 (240) 는, 간략화하여 도시되어 있다. 또한, 도 9 에 나타내는 바와 같이, 일방 (＋Y 측) 의 X 캐리지 (240) 는, 측면에서 보아 (＋X 방향으로부터 보아) θx 방향으로 Y 축에 대하여 φ 기울어진 상태로 X 빔 (125) 의 제 1, 제 2 및 제 4 경사면에 대향하여 배치되어 있다. 일방의 X 캐리지 (240) 는, 도 2 와 도 8 을 비교하면 알 수 있는 바와 같이, 전술한 X 캐리지 (40, 140) 에 비하여 X 축 방향 치수가 작고, X 축 방향 중앙부 근방에 절결은 형성되어 있지 않다.

도 9 에 나타내는 바와 같이, 일방의 X 캐리지 (240) 의 1 쌍의 측벽부 (64) 의 내면에는, 전술한 X 빔 (125) 의 제 1, 제 2 경사면의 각각에 고정된 1 쌍의 X 고정자 (82) 에 소정의 간극 (클리어런스/갭) 을 개재하여 대향하는 1 쌍의 X 가동자 (81) 의 각각이 고정되어 있다. 또한, X 캐리지 (240) 의 천정부 (63) 의 내면에는, 전동체를 포함하고, X 리니어 가이드 (17a) 에 슬라이드 가능하게 계합하는 슬라이더 (17b) 가 각각의 X 리니어 가이드 (17a) 에 대하여 복수 (예를 들어 4 개) 고정되어 있다.

타방 (-Y 측) 의 X 캐리지 (240) 는, 일방의 X 캐리지 (240) 와 좌우 대칭이지만, 동일하게 구성되고, 1 쌍의 X 가동자 (81), 및 복수의 슬라이더 (17b) 가, 동일하게 형성되어 있다.

서로 대향하는 X 고정자 (82) 와 X 가동자 (81) 는, 전자력 (로렌츠 힘) 구동 방식의 무빙 코일형의 X 리니어 모터를, 각각 구성하고 있다. 이들 X 리니어 모터에 의해, X 조동 스테이지 (223x) 는, X 축 방향으로 구동되는데, 그 때에, X 리니어 가이드 (17a) 와 슬라이더 (17b) 를 포함하는 복수의 X 리니어 가이드 장치에 의해, X 축 방향으로 직진 안내된다.

도 8 로 돌아와서, 중량 캔슬 장치 (250) 는, 케이싱 (51) 의 Y 축 방향 양측면에 1 쌍의 X 아암 (254) 이 고정되어 있다. 1 쌍의 X 아암 (254) 의 각각은, X 축 방향으로 연장 형성된 봉상 부재로 이루어지고, 그 X 축 방향 길이는, X 캐리지 (240) 가 갖는 단면 역 U 자상부의 X 축 방향 길이보다 약간 길다. 1 쌍의 X 아암 (254) 의 각각은, Y 축 방향 외측면의 X 축 방향 중앙 위치에 있어서, 플렉셔 장치 (45) 를 개재하여 X 캐리지 (240) 의 측벽부 (64) 에 접속되어 있다. 플렉셔 장치 (45) 의 높이는, 중량 캔슬 장치 (250) 의 Z 축 방향의 무게 중심 위치와 대략 일치하고 있다. 1 쌍의 X 아암 (254) 의 각각은, 길이 방향 양단부가, 1 쌍의 Y 아암 (255) 에 연결되어 있다. 1 쌍의 Y 아암 (255) 의 각각은, Y 축 방향으로 연장 형성된 봉상 부재로 이루어지고, Y 축 방향 길이는 1 쌍의 X 캐리지 (240) 상호간의 간격과 대략 동일한 길이로 되어 있다. 또한, 1 쌍의 Y 아암 (255) 의 각각은, X 축 방향 외측면의 Y 축 방향 중앙 위치에 있어서, 플렉셔 장치 (45) 를 개재하여 연결 플레이트 (41) 에 접속되어 있다. 1 쌍의 Y 아암 (255) 의 길이 방향 양단면에는, 1 쌍의 X 빔 (125) 의 각각이 갖는 1 쌍의 X 고정자 (82) 중, Y 축 방향 내측에 배치된 X 고정자 (82) 에 대하여 소정의 간극 (클리어런스/갭) 을 개재하여 대향하는 X 가동자 (56) 가 고정되어 있다. 각 X 가동자 (56) 는, 도시 생략의 코어가 형성된 코일 유닛을 포함하고, 대향하는 X 고정자 (82) (자석 유닛) 와 함께 중량 캔슬 장치 (250) 를 X 축 방향으로 구동하는 무빙 코일형의 리니어 모터를 구성하고 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 제 3 실시형태에 관련된 기판 스테이지 장치 (PST2) 에 의하면, 제 2 실시형태에 관련된 기판 스테이지 장치 (PST1) 와 동등한 효과를 얻을 수 있다. 이에 더하여, 기판 스테이지 장치 (PST2) 에 의하면, 1 쌍의 Y 아암 (255) 양단에 자기 흡인력이 작용하기 때문에, 중량 캔슬 장치 (250) 에 작용하는 연직 방향 상향의 힘을 보다 크게 할 수 있다. 또한, 중량 캔슬 장치 (250) 는, 자기 흡인력이 작용하는 Y 아암 (255) 의 길이 방향 중앙 근방의 2 개 지점을 X 아암 (254) 에 의해 지지 (고정) 되어 있기 때문에, Y 아암 (255) 의 양단에 자기 흡인력이 작용했을 때의 Y 아암 (255) 의 패임을 방지할 수 있고, 항상 일정한 자기 흡인력을 중량 캔슬 장치 (250) 에 발생시키는 것이 가능해진다.

《제 4 실시형태》

다음으로, 제 4 실시형태에 대하여, 도 10 ∼ 도 12 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.

본 제 4 실시형태에 관련된 기판 스테이지 장치 (PST3) 는, 전체적인 구성은, 전술한 기판 스테이지 장치 (PST) 와 동일하게 되어 있지만, X 빔 (325), X 캐리지 (340) 및 중량 캔슬 장치 (350) 의 형상이, 전술한 X 빔 (25), X 캐리지 (40) 및 중량 캔슬 장치 (50) 와 일부 상이한 점 등이, 기판 스테이지 장치 (PST) 와 상이하다. 이하, 차이점을 중심으로 하여 설명한다.

도 10 및 도 11 에 나타내는 바와 같이, 1 쌍의 X 빔 (325) 은, X 축 방향으로 연장 형성된 봉상 부재로 이루어진다. 1 쌍의 X 빔 (325) 의 각각은, YZ 단면의 형상이 X 빔 (25) 과 상이하다. 즉, 1 쌍의 X 빔 (325) 의 각각은, YZ 단면의 외형이 사각형이고 Y 축 방향 중앙에 형성된 X 축 방향으로 연장되는 XZ 평면에 평행한 리브부에 의해 2 부분으로 나누어진 중공부를 갖는 중공 부재로 되어 있다. 1 쌍의 X 빔 (325) 의 각각은, Y 축 방향 양측면에 X 축 방향으로 연장되는 X 고정자 (82) 가 고정되고, 상면에 X 축 방향으로 연장되는 X 리니어 가이드 (17a) 가 복수 개 (예를 들어 2 개) Y 축 방향으로 소정 간격으로 고정되어 있다.

1 쌍의 X 캐리지 (340) 의 각각은, 도 11 에 나타내는 바와 같이, X 축 방향으로 연장 형성된 평판 부재 (65) 와, 평판 부재 (65) 의 길이 방향 중간부의 Y 축 방향의 양측면에, 각각의 상단면이 평판 부재 (65) 의 상면과 대략 면일이 되는 상태로 고정된 1 쌍의 Z 축에 평행한 측벽 부재 (66) 를 가지고 있다. 즉, 1 쌍의 X 캐리지 (340) 각각은, X 축 방향 중앙부가 YZ 단면에 있어서 단면 역 U 자 형상을 갖고, 1 쌍의 X 빔 (325) 각각에 걸쳐 배치되어 있다 (도 10 참조).

일방 (＋Y 측) 의 X 캐리지 (340) 는, 도 10 에 나타내는 바와 같이, 평판 부재 (65) 의 하면 (천정면) 에 X 리니어 가이드 (17a) 에 슬라이드 가능하게 계합하는 슬라이더 (17b) 가 각각의 X 리니어 가이드 (17a) 에 대하여 복수 (예를 들어 4 개) 고정되고, 또 1 쌍의 측벽 부재 (66) 각각의 내면에는, 1 쌍의 X 고정자 (82) 의 각각에 소정의 간극 (클리어런스/갭) 을 개재하여 대향하는 X 가동자 (81) 의 각각이 고정되어 있다. 타방 (-Y 측) 의 X 캐리지 (340) 는, 일방의 X 캐리지 (340) 와 동일하게 구성되어 있다.

1 쌍의 X 캐리지 (340) 는, 도 11 에 나타내는 바와 같이, 각각이 갖는 1 쌍의 측벽 부재 (66) 중 Y 축 방향 내측에 배치된 측벽 부재 (66) 상호간을 연결하는 연결 플레이트 (341) 를 개재하여 연결되어 있다. 연결 플레이트 (341) 는, 평면에서 보아 중앙에 원형의 개구부 (342) 가 형성된 평판 부재로 이루어지고, X 축 방향으로 소정 길이 (예를 들어, 측벽 부재 (66) 와 대략 동일한 길이) 를 가지고 있다. 연결 플레이트 (341) 의 하면에는, 개구부 (342) 주위의 복수 지점 (예를 들어 90 도 간격의 4 개 지점) 에 영구 자석 (343) 이 고정되어 있다 (도 10 참조). 영구 자석 (343) 은, 재료로서 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 페라이트 자석, 네오디뮴 자석 및 알니코 자석 등을 이용하여 형성된다.

도 10 으로 돌아와서, 중량 캔슬 장치 (350) 는, 하방으로부터 개구부 (342) 내에 삽입되어 베이스 패드 (55) 를 개재하여 Y 스텝 정반 (90) 상에 지지되어 있다. 중량 캔슬 장치 (350) 는, 케이싱 (351) 의 형상 및 플렉셔 장치 (45) 의 접속 위치 등이 전술한 중량 캔슬 장치 (50) 와 상이하다.

케이싱 (351) 은, 상면이 개구한 유저 (有底) 의 원통형 부재로 이루어진다. 케이싱 (351) 은, 저면의 주위에 원환상의 턱부 (352) 를 가지고 있다. 턱부 (352) 는, 외주 가장자리부의 상면에 연결 플레이트 (341) 에 고정된 영구 자석 (343) 에 대향하도록 자성체 (353) 가 소정 간격 (소정 각도 간격) 으로 배치되어 있다. 중량 캔슬 장치 (350) 는, 베이스 패드 (55) 를 개재하여 Y 스텝 정반 (90) 상에 비접촉 상태로 탑재되었을 때에, 영구 자석 (343) 과 자성체 (353) 가 소정의 간극 (클리어런스/갭) 을 개재하여 대향하도록 배치되어 있다. 자성체 (353) 는, 일정한 두께를 갖는 블록상의 부재로 이루어지고, 재료로서 특별히 한정되지 않지만 예를 들어 산화철, 산화크롬, 코발트 또는 페라이트 등을 이용하여 형성된다.

플렉셔 장치 (45) 는, 일단이 케이싱 (351) 의 외주면에 소정 간격 (소정 각도 간격) 으로 복수 (예를 들어 4 개) 고정되고, 타단이 연결 플레이트 (341) 에 형성된 개구부의 내주면에 고정되어 있다 (도 11 참조).

연결 플레이트 (341) 의 하면의 복수 지점에 고정되는 영구 자석 (343) 으로는, 각각 단일의 영구 자석을 이용해도 되지만, 이에 한정되지 않고, 복수의 자석을 조합하여 이용해도 된다.

일례로서, 도 12(A) 에 나타내는 바와 같이, 연결 플레이트 (341) 의 하면에 매립된 요크 (344) 의 하면에, 극성이 상이한 1 쌍의 영구 자석 (343a, 343b) 을 소정 간격을 떨어트려 고정시키고, 이에 의해 1 개의 영구 자석 (343) 을 구성해도 된다. 도 12(A) 의 예에서는, -Y 측에 배치된 영구 자석 (343a) 은, ＋Z 측면이 S 극, -Z 측면이 N 극이고, 한편 ＋Y 측에 배치된 영구 자석 (343b) 은, ＋Z 측면이 N 극, -Z 측면이 S 극이다. 1 쌍의 영구 자석 (343a, 343b) 과 자성체 (353) 사이에는, 자기 흡인력 (Fc) 이 발생하고 있다. 또한, 도 12(B) 에 나타내는 바와 같이, 자성체 (353) 대신에 영구 자석 (345) 을 영구 자석 (343) 에 대향하도록 배치해도 된다. 이 때, 영구 자석 (345) 은, 영구 자석 (343a) 에 대향하는 일측이 S 극, 영구 자석 (343b) 에 대향하는 타측이 N 극이 되도록 배치된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 제 4 실시형태에 관련된 기판 스테이지 장치 (PST3) 에 의하면, 제 1 실시형태에 관련된 기판 스테이지 장치 (PST) 와 동등한 효과를 얻을 수 있다. 이에 더하여, 기판 스테이지 장치 (PST3) 에 의하면, X 캐리지 (340) 를 부상시키는 힘이 작용하지 않기 때문에, X 캐리지 (340) 의 부상을 방지할 수 있다. 이로써, 기판 스테이지 장치 (PST3) 에서는, 영구 자석 (343) 과 자성체 (353) 사이에 작용하는 자기 흡인력 (Fc) 을 임의의 크기가 되도록 조정하는 것이 가능해지고, 결과적으로 Y 스텝 정반 (90) 및 방진 장치 (34) 에 가해지는 하중을 자유롭게 경감시킬 수 있다.

《제 4 실시형태의 제 1 변형예》

다음으로, 제 4 실시형태의 제 1 변형예에 대하여, 도 13 에 기초하여 설명한다. 여기서, 전술한 제 4 실시형태와 동일 혹은 동등한 구성 부분에 대해서는, 동일 혹은 유사한 부호를 사용함과 함께, 그 설명을 간략 혹은 생략한다.

이 변형예에 관련된 기판 스테이지 장치 (PST3a) 에서는, 기판 스테이지 장치 (PST3) 에 있어서의 중량 캔슬 장치 (350) 가 갖는 턱부 (352) 와 연결 플레이트 (341) 의 위치를 바꾼 점, 그에 수반하여 플렉셔 장치 (45) 에 의해 턱부 (352) 와 X 캐리지 (340) 를 연결한 점, 및 Y 스텝 정반 (90) 에 작용하는 미동 스테이지 (30) 등의 중량의 일부를 영구 자석 (343) 과 영구 자석 (346) 사이의 자기 반발력 (Fd) 에 의해 줄이는 점이, 전술한 기판 스테이지 장치 (PST3) 와 상이하다.

도 13 에 나타내는 바와 같이, 이 변형예에 관련된 중량 캔슬 장치 (350a) 는, 케이싱 (351a) 의 Z 축 방향 중간의 위치, 구체적으로는, 중량 캔슬 장치 (350a) 의 무게 중심 위치에 대략 일치하는 높이의 위치에 턱부 (352) 가 형성되어 있다. 턱부 (352) 의 하면의 외주 가장자리부에는 영구 자석 (343) 이 고정되어 있다. 또한, 턱부 (352) 의 외주면에는, 복수 (예를 들어 4 개) 의 플렉셔 장치 (45) 의 일단이 소정 간격 (소정 각도 간격) 으로 접속되어 있다. 플렉셔 장치 (45) 의 타단은, X 캐리지 (340) 의 측벽 부재 (66) 중 Y 축 방향 내측에 배치된 측벽 부재 (66) 에 접속되어 있다.

1 쌍의 X 캐리지 (340) 를 연결하는 연결 플레이트 (341) 는, 1 쌍의 X 캐리지 (340) 각각의 측벽 부재 (66) 중 Y 축 방향 내측에 배치된 측벽 부재 (66) 의 하단부에 고정되어 있다. 또한, 연결 플레이트 (341) 의 상면의 개구부의 주위에는, 각 영구 자석 (343) 에 대향하는 위치에, 영구 자석 (343) 에 대하여 반발 자기력이 작용하는 영구 자석 (346) 이 각각 고정되어 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 제 1 변형예에 관련된 기판 스테이지 장치 (PST3a) 에 의하면, 제 4 실시형태에 관련된 기판 스테이지 장치 (PST3) 와 동등한 효과가 얻어지는 것 외에, 영구 자석 (343) 이 고정된 턱부 (352) 를 중량 캔슬 장치 (350a) 의 Z 축 방향 중간 위치 근방에 고정시키고, 영구 자석 (346) 이 고정된 연결 플레이트 (341) 를 X 캐리지 (340) 의 하단부에 고정시켰기 때문에, X 빔 (325) 의 Z 위치가 중량 캔슬 장치 (350a) 의 Z 위치보다 약간 하방에 배치된다. 이로써, 기판 스테이지 장치 (PST3a) 는, 스캔 방향 및 크로스 스캔 방향에 대한 가동시의 안정성이 향상된다.

《제 4 실시형태의 제 2 변형예》

다음으로, 제 4 실시형태의 제 2 변형예에 대하여, 도 14 에 기초하여 설명한다. 여기서, 전술한 제 4 실시형태와 동일 혹은 동등한 구성 부분에 대해서는, 동일 혹은 유사한 부호를 사용함과 함께, 그 설명을 간략 혹은 생략한다.

이 변형예에 관련된 기판 스테이지 장치 (PST3b) 는, X 빔 (325b) 의 형상 및 X 캐리지 (340b) 의 형상이, 전술한 기판 스테이지 장치 (PST3) 의 X 빔 (325) 의 형상 및 X 캐리지 (340) 의 형상과 상이하다.

1 쌍의 X 빔 (325b) 의 각각은, X 축 방향으로 연장되는 봉상 부재로 이루어지고 YZ 단면의 형상이, 상변이 저변에 비하여 약간 긴 도립한 대략 등각 사다리꼴형이다. 즉 1 쌍의 X 빔 각각은, XY 평면에 평행한 상면 및 하면과, XZ 평면에 대하여 θx 방향으로 소정 각 θ, -θ 기운 1 쌍의 경사면 (Y 축 방향 양측면) 을 가지고 있다. X 리니어 가이드 (17a) 및 X 고정자 (82) 는, X 빔 (325) 과 동일하게 각각 X 빔 (325b) 의 상면 및 1 쌍의 경사면 (Y 축 방향 양측면) 에 고정되어 있다.

1 쌍의 X 캐리지 (340b) 는, 각각이 갖는 1 쌍의 측벽 부재 (68) 의 형상이 X 캐리지 (340) 가 갖는 1 쌍의 측벽 부재 (66) 와 상이하다. 즉, 서로 쌍을 이루는 ＋Y 측과 -Y 측의 측벽 부재 (68) 는, 각각, 상단 (＋Z 측단) 에서부터 중앙부 부근에 걸친 XZ 평면에 평행한 제 1 부분과, 중앙부 부근에서부터 하단 (-Z 측단) 에 걸쳐서 -Y 측 또는 ＋Y 측으로 경사지고, 상기 서술한 X 빔 (325b) 의 2 개의 경사면에 대향하는 제 2 부분을 가지고 있다. 1 쌍의 X 캐리지 (340b) 의 천정면 (평판 부재 (65) 의 하면) 에는, X 리니어 가이드 (17a) 에 슬라이드 가능하게 계합하는 슬라이더 (17b) 가 고정되고, 또한 측벽 부재 (68) 내벽면의 제 2 부분에는 X 고정자 (82) 에 소정의 간극 (클리어런스/갭) 을 개재하여 대향하고, 자기 흡인력 (Fe) 이 발생하는 X 가동자 (81) 가 고정되어 있다. 일방의 X 빔 (325b) 과 X 캐리지 (340b) 사이에 작용하는 자기 흡인력 (Fe) 은, 수평 방향의 분력이 상쇄되고, 동일하게 타방의 X 빔 (325b) 과 X 캐리지 (340b) 사이에 작용하는 자기 흡인력 (Fe) 은, 수평 방향의 분력이 상쇄된다. 즉, X 캐리지 (340b) 에 작용하는 자기 흡인력 (Fe) 은, X 캐리지 (340b) 에 대하여 연직 방향 상향의 분력만이 가해진다.

이상 설명한 바와 같이, 본 변형예에 관련된 기판 스테이지 장치 (PST3b) 에 의하면, 제 4 실시형태에 관련된 기판 스테이지 장치 (PST3) 와 동등한 효과가 얻어지는 것 외에, X 캐리지 (340b) 에 가해지는 연직 방향 하향의 힘이 경감되기 때문에, 기판 스테이지 장치 (PST3b) 가 X 축 방향으로 구동되었을 때, X 슬라이더 (17b) 와 X 리니어 가이드 (17a) 사이에 발생하는 구동 저항을 경감시킬 수 있다. 또한, 상기 서술한 X 캐리지 (340b) 에 작용하는 연직 방향 하향의 힘을 경감시키는 자기 흡인력 (Fe) 을 발생시키는 X 가동자 (81), X 고정자 (82) 와는 별도로, 기판 스테이지 가대 (33) 에 작용하는 중량 캔슬 장치 (350) 등의 중량의 일부를 경감시키기 위한 자기 흡인력 (Fc) 을 발생시키는 영구 자석 (343), 자성체 (353) 를 형성하였기 때문에, 각각 소정의 자기 흡인력이 되도록 설정할 수 있다.

《제 5 실시형태》

다음으로, 제 5 실시형태에 대하여, 도 15 및 도 16 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.

본 제 5 실시형태에 관련된 기판 스테이지 장치 (PST4) 는, 전체적인 구성은, 기판 스테이지 장치 (PST) 와 동일하게 되어 있지만, X 빔 (325) 의 형상, X 캐리지 (440) 의 형상이, 전술한 X 빔 (25) 의 형상, X 캐리지 (40) 의 형상과 상이함과 함께, 방진 장치 (34) 에 가해지는 부하의 경감의 방법이 상이한 점 등, 일부의 구성이 기판 스테이지 장치 (PST) 와 상이하다. 이하, 차이점을 중심으로 하여 설명한다.

도 15 및 도 16 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에 있어서의 1 쌍의 X 빔 (325) 은, 상기 서술한 제 4 실시형태에서 이용된 1 쌍의 X 빔 (325) 과 동일한 형상의 부재로 이루어지고, 동일하게, 복수의 X 리니어 가이드 (17a), 1 쌍의 X 고정자 (82) 가, 상면 및 1 쌍의 측면에 고정되어 있다.

1 쌍의 X 캐리지 (440) 는, 도 15 및 도 16 에 나타내는 바와 같이, X 축 방향을 길이 방향으로 하는 평면에서 보아 사각형의 평판 부재 (59) 와, 평판 부재 (59) 의 길이 방향의 일단부와 타단부의 Y 축 방향의 양단면에, 각각의 상단면이 평판 부재 (59) 의 상면과 대략 면일이 되는 상태로 고정된 각 1 쌍, 합계 4 개의 Z 축에 평행한 측벽 부재 (58) 를 가지고 있다. X 캐리지 (440) 는, ＋X 방향으로부터 보아, 도 16 에 나타내는 바와 같이, 역 U 자상의 형상을 갖고, 서로 쌍을 이루는 ＋Y 측과 -Y 측의 측벽 부재 (58) 상호간에 X 빔 (325) 이 삽입되어 있다. X 캐리지 (440) 의 길이 방향 (X 축 방향) 중앙부 근방에는, 절결부 (42) 가 형성되어 있다 (도 15 참조).

1 쌍의 X 캐리지 (440) 의 각각은, 천정면 (평판 부재 (59) 의 하면) 에 X 리니어 가이드 (17a) 에 슬라이드 가능하게 계합하는 슬라이더 (17b) 가 각각의 X 리니어 가이드 (17a) 에 대하여 복수 (예를 들어 4 개) 고정되고, 또한 측벽 부재 (58) 의 내벽면에 1 쌍의 X 고정자 (82) 의 각각에 소정의 간극 (클리어런스/갭) 을 개재하여 대향하는 X 가동자 (81) 의 각각이 고정되어 있다.

전술한 제 1 실시형태에서는, 중량 캔슬 장치 (50) 에 고정된 1 쌍의 아암 (54) 의 선단에 X 가동자 (56) 를 각각 고정시켜, 방진 장치 (34) 에 작용하는 중력 방향의 하중 부하의 일부를 경감시키고 있었지만, 도 16 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에 관련된 중량 캔슬 장치 (450) 에는, 아암 (54) 및 X 가동자 (56) 가 형성되어 있지 않다. 즉, 중량 캔슬 장치 (450) 는, 케이싱 (51), 공기 스프링 (52), Z 슬라이더 (53) 및 베이스 패드 (55) 등으로 구성되어 있다. 중량 캔슬 장치 (450) 는, 케이싱 (51) 에 접속된 복수 (예를 들어 4 개) 의 플렉셔 장치 (45) 를 개재하여 1 쌍의 X 캐리지 (440) 에 접속되어 있다. 각 플렉셔 장치 (45) 는, 중량 캔슬 장치 (450) 의 무게 중심 위치와 대략 동일한 높이에 배치되어 있다.

도 15 로 돌아와서, 1 쌍의 베이스 프레임 (414) 의 각각은, Y 축 방향으로 연장되는 봉상 부재로 이루어진다. 1 쌍의 베이스 프레임 (414) 의 각각은, XY 평면에 평행한 상면 및 하면과, YZ 평면에 대하여 θx 방향으로 약간 기운 일면 (경사면) 과 일면과는 반대 방향 (-θx 방향) 으로 동일한 각도만큼 기운 타면 (경사면) 을 갖는 중공 부재로 이루어지는 본체부 (414a) 와, 본체부 (414a) 를 하방으로부터 지지하는 복수의 레그부 (14b) 를 포함한다. 각 레그부 (14b) 의 하단부에는, 복수의 어저스터 (14c) 가 형성되어, 본체부 (414a) 의 Z 위치를 조정할 수 있도록 되어 있다.

본체부 (414a) 의 X 축 방향 양측면 (대향하는 1 쌍의 경사면) 에는, 각각 리니어 모터의 요소인 Y 축 방향으로 연장 형성된 Y 고정자 (73) 가 고정되어 있다. 또한, 본체부 (414a) 의 상면에는, Y 축 방향으로 연장되는 기계적인 Y 리니어 가이드 장치 (1 축 가이드 장치) 의 요소인 Y 축 방향으로 연장 형성된 Y 리니어 가이드 (16a) 가, 복수 (예를 들어 2 개) 서로 평행하게 고정되어 있다.

본체부 (414a) 는, XZ 단면 역 U 자상의 부재로 이루어지는 Y 캐리지 (475) 의 1 쌍의 대향면 사이 (측벽 부재 사이) 에 배치 (삽입) 되어 있다. Y 캐리지 (475) 는, 1 개의 베이스 프레임 (414) 에 대하여 Y 축 방향으로 이간하여 복수 (예를 들어 2 개) 배치되고, 각각의 Y 캐리지 (475) 는, 상면에 고정된 플레이트 (76) 에 의해 서로가 연결되어 있다. Y 캐리지 (475) 의 1 쌍의 대향면은, 각각의 상단 (＋Z 측단) 에서부터 중앙부 근방에 걸친 YZ 평면에 평행한 제 1 부분과, 중앙부 근방에서부터 하단 (-Z 측단) 에 걸친 -X 측 또는 ＋X 측에 경사지고, 상기 서술한 베이스 프레임 (414) 의 본체부 (414a) 의 2 개의 경사면에 대향하는 제 2 부분을 가지고 있다. Y 캐리지 (475) 는, 베이스 프레임 (414) 에 탑재된 상태로, 본체부 (414a) 의 2 개의 경사면과, 그에 대향하는 Y 캐리지 (475) 가 갖는 1 쌍의 대향면의 제 2 부분이 평행이 되도록 설정되어 있다. Y 캐리지 (475) 의 1 쌍의 대향면의 제 2 부분의 각각에는, 1 쌍의 Y 고정자 (73) 의 각각에 소정의 간극 (클리어런스/갭) 을 개재하여 대향하는 1 쌍의 Y 가동자 (472) 의 각각이 고정되어 있다. 각 Y 가동자 (472) 는, 도시 생략의 코어가 형성된 코일 유닛을 포함하고, 대향하는 Y 고정자 (73) 와 함께 X 빔 (325) 을 Y 축 방향으로 소정의 스트로크로 구동하는 Y 리니어 모터를 구성하고 있다. 또한, 각 Y 가동자 (472) 와 대향하는 Y 고정자 (73) 사이에는 자기 흡인력 (Ff) 이 발생하고 있다. 또한, Y 캐리지 (475) 의 천정면에는, Y 리니어 가이드 (16a) 에 슬라이드 가능하게 계합하는 슬라이더 (16b) 가 각각의 Y 캐리지 (475) 에 대하여 복수 (예를 들어 2 개) 고정되어 있다.

Y 스텝 정반 (490) 은, X 축 방향으로 연장되는 봉상 부재로 이루어지고, 기판 스테이지 가대 (33) 상에 탑재되어 있다. Y 스텝 정반 (490) 의 길이 방향 양단에는 고정 부재 (446) 를 개재하여 Y 고정자 (73) 에 소정의 간극 (클리어런스/갭) 을 개재하여 대향하는 Y 가동자 (94) 가 고정되어 있다. 각 Y 가동자 (94) 는, 도시 생략의 코어가 형성된 코일 유닛을 포함하고, 대향하는 Y 고정자 (73) 와 함께 Y 스텝 정반 (490) 을 X 축 방향으로 소정의 스트로크로 구동하는 X 리니어 모터를 구성하고 있다. 또한, 각 Y 가동자 (94) 와 대향하는 Y 고정자 (73) 사이에는 자기 흡인력 (Fg) 이 발생하고 있다.

Y 스텝 정반 (490) 의 ＋X 측의 고정 부재 (446) 에 고정된 Y 가동자 (94) 와 이에 대향하는 Y 고정자 (73) 사이에는, ＋X 방향 그리고 ＋Z 방향으로 자기 흡인력 (Fg) 이 작용하고, Y 스텝 정반 (490) 의 -X 측의 고정 부재 (446) 에 고정된 Y 가동자 (94) 와 이에 대향하는 Y 고정자 (73) 사이에는, -X 방향 그리고 ＋Z 방향으로 자기 흡인력 (Fg) 이 작용한다. 이 경우, 그 2 개의 자기 흡인력 (Fg) 의 수평 방향의 분력은 서로 크기가 동일하고 방향이 반대이기 때문에 (서로 마주보기 때문에) 상쇄된다. 즉, 상기 서술한 2 개의 자기 흡인력 (Fg) 은, Y 스텝 정반 (490) 에 대하여 연직 방향 상향의 힘을 가하고, 그 반력은 베이스 프레임 (414) 을 개재하여 플로어 (11) 에 전달된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 제 5 실시형태에 관련된 기판 스테이지 장치 (PST4) 에서는, 제 1 실시형태에 관련된 기판 스테이지 장치 (PST) 와 동등한 효과를 얻을 수 있다. 또한, 기판 스테이지 장치 (PST4) 에서는, 방진 장치 (34) 에 가해지는 부하가 경감되기 때문에 기판 스테이지 장치 (PST4) 구동시에 방진 장치 (34) 에 작용하는 편하중을 저감시키는 것이 가능해진다.

《제 5 실시형태의 변형예》

다음으로, 제 5 실시형태의 변형예에 대하여, 도 17 에 기초하여 설명한다. 여기서, 전술한 제 5 실시형태와 동일 혹은 동등한 구성 부분에 대해서는, 동일 혹은 유사한 부호를 사용함과 함께, 그 설명을 간략 혹은 생략한다.

이 변형예에 관련된 기판 스테이지 장치 (PST4a) 는, Y 스텝 정반 (490a) 의 길이 방향 양단부에 형성된 고정 부재 (446) 에 Y 가동자 (94) 가 형성되어 있지 않은 점, 및 고정 부재 (446) 의 상면에 자성체 (96) 가 고정되고, 자성체 (96) 의 상방에 소정의 간극 (클리어런스/갭) 을 개재하여 영구 자석 (97) 이 X 캐리지 (475a) 에 형성되어 있는 점이, 기판 스테이지 장치 (PST4) 와 상이하다.

영구 자석 (97) 은, 실제로는, 고정 부재 (478) 의 하면에 고정되어 있다. Y 스텝 정반 (490a) 의 ＋X 측에서는, 고정 부재 (478) 는, Y 축 방향으로 소정 간격으로 배치된 복수 (예를 들어 2 개) 의 Y 캐리지 (475a) 를 서로 연결하도록 각각의 Y 캐리지 (475a) 의 -X 측 측면의 상단부에 고정되어 있다. 영구 자석 (97) 은, 고정 부재 (478) 의 하면에 자성체 (96) 에 소정의 간극을 개재하여 대향하도록 고정되어 있다. 즉, 본 변형예에 관련된 Y 스텝 정반 (490a) 에는, 베이스 프레임 (414) 의 본체부 (414a) 에 고정된 Y 고정자 (73) 와 Y 캐리지 (475a) 에 고정된 Y 가동자 (472) 사이에서 발생하는 자기 흡인력 (Ff) 과는 독립된, 자성체 (96) 와 영구 자석 (97) 사이에서 발생하는 자기 흡인력 (Fh) 에 의해 연직 방향 상향의 힘이 가해진다. 또한, Y 캐리지 (475a) 의 그 밖의 구성은, 상기 서술한 Y 캐리지 (475) 와 동일한 구성을 가지고 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 제 5 실시형태의 변형예에 관련된 기판 스테이지 장치 (PST4a) 에서는, 제 5 실시형태와 동등한 효과를 얻을 수 있다. 이에 더하여, 기판 스테이지 장치 (PST4a) 에 의하면, Y 스텝 정반 (490a) 에 작용하는 연직 상향의 자기 흡인력 (Fh) 과, Y 캐리지 (475a) 에 작용하는 자기 흡인력 (Ff) 이 독립적인 자기 발생 장치로 발생하기 때문에, Y 스텝 정반 (490a) 에 작용하는 자기 흡인력 (Fh) 과 Y 캐리지 (475a) 에 작용하는 자기 흡인력 (Ff) 을 각각 소정의 힘으로 설정할 수 있다. 즉, 방진 장치 (34) 에 작용하는 하중 부하 (편하중) 와 Y 리니어 가이드 (16a) 와 슬라이더 (16b) 를 포함하는 복수의 Y 리니어 가이드 장치에 가해지는 구동 저항을 소정의 값을 줄일 수 있다.

또한, 상기 제 1 ∼ 제 5 의 각 실시형태 및 각 변형예 (이하, 각 실시형태 등이라고 칭한다) 에서 설명한 장치 구성은, 일례에 지나지 않으며, 다양한 변형이 가능하다. 예를 들어, 상기 각 실시형태 등에서는, 자기 흡인력 또는 자기적인 척력을 이용하여, Y 스텝 정반 (90, 490, 490a) 및 이것을 지지하는 기판 스테이지 가대 (33) 및 방진 장치 (34) 에 작용하는 중력 방향의 하중 부하를 경감시키는 경우에 대하여 설명했지만, 이에 한정되지 않고, 연직 방향의 분력을 가지는 방향의 전자력을, X 조동 스테이지 구동용의 리니어 모터, 또는 Y 조동 스테이지 구동용의 리니어 모터가 발생하는 경우에는, 그 전자력의 연직 분력을 이용하는, Y 스텝 정반 (90, 490, 490a) 및 이것을 지지하는 기판 스테이지 가대 (33) 및 방진 장치 (34) 에 작용하는 중력 방향의 하중 부하를 경감시키는 부하 경감 장치를, 기판 스테이지 장치 (PST, PST1, PST2, PST3, PST3a, PST3b, PST4, PST4a) 가 구비하고 있어도 된다.

또한, 상기 각 실시형태 등에 있어서의, 고정자 (자석 유닛) 와 가동자 (코어가 형성된 코일 유닛) 의 조합 대신에, 고정자 (자석 유닛) 와 자성체 부재의 조합에 의해, 상기 서술한 부하 경감 장치를 구성해도 된다. 혹은, 부하 경감 장치를 구성하는 적어도 일부의 영구 자석 대신에, 전자석을 이용해도 된다.

또한, 상기 각 실시형태에서는, Y 스텝 정반 (90, 490, 490a) 상에서 이동하는 중량 캔슬 장치 (50, 250, 350, 350a, 450) 를 구비한 기판 스테이지 장치 (PST, PST1, PST2, PST3, PST3a, PST3b, PST4, PST4a) 에 대하여 설명했지만, 이에 한정되지 않고, 예를 들어 미국 특허 출원 공개 제2010/0018950호 명세서 등에 개시되어 있는, 중량 캔슬 장치를 갖는 기판 스테이지 장치를 구비한 주사형의 노광 장치에 있어서, Y 조동 스테이지에 형성된 고정자 (자석) 와, X 조동 스테이지에 형성된 가동자 (코일) 를 포함하고, X 조동 스테이지를 X 축 방향 (주사 방향) 으로 소정 스트로크로 구동하는 X 리니어 모터와, 상기 가동자를 구성하는 코일과, 중량 캔슬 장치의 일부 사이에 작용하는 힘을 이용하여, 중량 캔슬 장치를 하방으로부터 지지하는 정반을 포함하는 지지 가대에 작용하는 중력 방향의 하중 부하를 경감시키는 하중 경감 장치를 형성하는 것으로 해도 된다. 이러한 경우에는, 기판 (물체) 의 노광 처리시, 기판을 유지하는 기판 홀더 (물체 유지 부재) 와 함께 수평면에 평행한 방향으로 이동 가능한 X 조동 스테이지는, 리니어 모터에 의해 X 축 방향으로 구동된다. 이 때, 지지 가대에는, 기판 홀더, 및 중량 캔슬 장치의 자중에 의한 중력 방향의 하중 부하가 작용하는데, 그 하중 부하가, 하중 경감 장치에 의해, 중량 캔슬 장치의 일부와의 사이에 작용하는 힘을 이용하여, 중량 캔슬 장치로부터 일부의 힘을 X 조동 스테이지로 옮기는 것에 의해 경감된다. 따라서, 기판 홀더, 중량 캔슬 장치 및 지지 가대를 포함하는 계의 무게 중심 이동에 의한 지지 가대에 작용하는 편하중을 저감시키고, 이로써 노광 정밀도를 충분한 정밀도로 유지할 수 있다.

또한, 상기 제 1 ∼ 제 4 실시형태의 변형예와, 상기 제 5 실시형태 및 그 변형예를 조합하여 이용해도 된다. 즉, 중량 캔슬 장치 (50, 250, 350, 350a, 450) 에 대하여 연직 방향 상향의 힘을 발생시키는 장치와, Y 스텝 정반 (90, 490, 490a) 에 대하여 연직 방향 상향의 힘을 발생시키는 장치를 병용해도 된다.

또한, 상기 각 실시형태에 있어서, 1 쌍의 X 캐리지 (40, 140, 240, 340, 340b, 440) 는, 연결 플레이트 (41, 341) 에 의해 연결되어 있지만, 연결 플레이트 (41, 341) 대신에 1 쌍의 X 캐리지가 주제어 장치에 의해 X 축 방향으로 동기 구동되도록 해도 된다. 동일하게 1 개의 베이스 프레임 (14, 414) 상에 탑재된 복수의 Y 캐리지 (75, 475, 475a) 는, 플레이트 (76) 에 의해 각각 연결되어 있지만, 플레이트 (76) 대신에 복수의 Y 캐리지 (75, 475, 475a) 가 주제어 장치에 의해 Y 축 방향으로 동기 구동되도록 해도 된다.

또한, 상기 각 실시형태에 있어서, Y 스텝 정반 (90, 490, 490a) 은, 중실 (中實) 부재 (속이 찬 부재) 로 하였지만, 특별히 이에 한정되지 않고 중공 부재여도 되고, 중공 부재의 내부에 리브가 형성된 형상을 가지고 있어도 된다. 예를 들어, 중공 부재로 이루어지는 Y 스텝 정반을 주조 등에 의해 제조해도 된다.

또한, 제 1 실시형태에 있어서, 중량 캔슬 장치 (50) 와 X 캐리지 (40) 를 접속하는 플렉셔 장치 (45) 는, 중량 캔슬 장치 (50) 를 Y 축 방향으로만 견인할 수 있도록 배치해도 된다. 또한, 플렉셔 장치 (45) 에 의해, 중량 캔슬 장치 (50) 가 X 캐리지 (40) 와 함께 X 축 방향 및 Y 축 방향으로 구동된다면, 중량 캔슬 장치 (50) 의 아암 (54) 선단에 고정시킨 X 가동자 (56) 대신에 자성체를 고정시켜도 된다.

또한, 제 4 실시형태 및 제 4 실시형태의 변형예에 있어서, 1 쌍의 X 캐리지 (340, 340b) 를 개구부가 형성된 연결 플레이트 (341) 로 연결했지만, 이에 한정되지 않고, 1 쌍의 X 캐리지 (340, 340b) 를 X 축 방향으로 이간하여 배치된 복수의 연결 플레이트로 연결해도 된다. 또한, 중량 캔슬 장치 (350, 350a) 에 고정된 턱부 (352) 는, 중량 캔슬 장치 (350, 350a) 의 전체 둘레에 형성할 필요는 없고, 외주 방향을 향하여 신장하는 봉상 부재로 해도 된다.

또한, 제 5 실시형태의 변형예에 있어서, Y 스텝 정반 (490a) 의 길이 방향 양단부에 자성체 (96) 를 배치했지만, 이에 한정되지 않고 Y 스텝 정반 (490a) 에 연직 방향 상향의 힘이 작용하면 되기 때문에, 예를 들어 Y 스텝 정반 (490a) 의 길이 방향 중간 부분에 고정 부재를 개재하여 자성체 (96) 를 배치하고, 그 대향면에 영구 자석 (97) 이 배치되도록 X 빔 (325) 의 하면에 영구 자석 (97) 을 고정시켜도 된다.

또한, 조명광은, ArF 엑시머 레이저 광 (파장 193 ㎚), KrF 엑시머 레이저 광 (파장 248 ㎚) 등의 자외광이나, F₂ 레이저 광 (파장 157 ㎚) 등의 진공 자외광이어도 된다. 또한, 조명광으로는, 예를 들어 DFB 반도체 레이저 또는 파이버 레이저로부터 발진되는 적외역, 또는 가시역의 단일 파장 레이저 광을, 예를 들어 에르븀 (또는 에르븀과 이테르븀의 양방) 이 도프된 파이버 앰프로 증폭시키고, 비선형 광학 결정을 이용하여 자외광으로 파장 변환한 고조파를 이용해도 된다. 또한, 고체 레이저 (파장 : 355 ㎚, 266 ㎚) 등을 사용해도 된다.

또한, 상기 각 실시형태 등에서는, 투영 광학계 (PL) 가, 복수 개의 투영 광 학 유닛을 구비한 멀티 렌즈 방식의 투영 광학계인 경우에 대하여 설명했지만, 투영 광학 유닛의 개수는 이에 한정되지 않고, 1 개 이상 있으면 된다. 또한, 멀티 렌즈 방식의 투영 광학계에 한정되지 않고, 예를 들어 오프너형의 대형 미러를 사용한 투영 광학계 등이어도 된다. 또한, 상기 실시형태에서는 투영 광학계 (PL) 로서, 투영 배율이 등배인 것을 사용하는 경우에 대하여 설명했지만, 이에 한정되지 않고, 투영 광학계는 축소계 및 확대계 중 어느 것이어도 된다.

또한, 상기 각 실시형태 등에 있어서는, 광 투과성의 마스크 기판 상에 소정의 차광 패턴 (또는 위상 패턴·감광 패턴) 을 형성한 광 투과형 마스크를 사용하였지만, 이 마스크 대신에, 예를 들어 미국 특허 제6,778,257호 명세서에 개시되어 있는 바와 같이, 노광해야 하는 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.

또한, 노광 장치로는, 사이즈 (외경, 대각선의 길이, 1 변의 적어도 1 개를 포함한다) 가 500 mm 이상인 기판, 예를 들어 액정 표시 소자 등의 플랫 패널 디스플레이용의 대형 기판을 노광하는 노광 장치에 대하여 적용하는 것이 특히 유효하다.

또한, 노광 장치로는, 스텝·앤드·리피트 방식의 노광 장치, 스텝·앤드·스티치 방식의 노광 장치에도 적용할 수 있다. 또한, 이동체 장치의 이동체에 유지되는 물체는, 노광 대상 물체인 기판 등에 한정되지 않고, 마스크 등의 패턴 유지체 (원판) 여도 된다.

또한, 노광 장치의 용도로는, 각형의 유리 플레이트에 액정 표시 소자 패턴을 전사하는 액정용의 노광 장치에 한정되지 않고, 예를 들어 반도체 제조용의 노광 장치, 박막 자기 헤드, 마이크로 머신 및 DNA 칩 등을 제조하기 위한 노광 장치에도 널리 적용할 수 있다. 또한, 반도체 소자 등의 마이크로 디바이스뿐만 아니라, 광 노광 장치, EUV 노광 장치, X 선 노광 장치, 및 전자선 노광 장치 등으로 사용되는 마스크 또는 레티클을 제조하기 위해서, 유리 기판 또는 실리콘 웨이퍼 등에 회로 패턴을 전사하는 노광 장치에도 본 발명을 적용할 수 있다. 또한, 노광 대상이 되는 물체는 유리 플레이트에 한정되는 것이 아니고, 예를 들어 웨이퍼, 세라믹 기판, 필름 부재, 혹은 마스크 블랭크스 등, 다른 물체여도 된다. 또한, 노광 대상물이 플랫 패널 디스플레이용의 기판인 경우, 그 기판의 두께는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 필름상 (가요성을 갖는 시트상의 부재) 의 것도 포함된다.

액정 표시 소자 (혹은 반도체 소자) 등의 전자 디바이스는, 디바이스의 기능·성능 설계를 실시하는 스텝, 이 설계 스텝에 기초한 마스크 (혹은 레티클) 를 제작하는 스텝, 유리 기판 (혹은 웨이퍼) 을 제작하는 스텝, 상기 서술한 각 실시형태의 노광 장치, 및 그 노광 방법에 의해 마스크 (레티클) 의 패턴을 유리 기판에 전사하는 리소그래피 스텝, 노광된 유리 기판을 현상하는 현상 스텝, 레지스트가 잔존하고 있는 부분 이외의 부분의 노출 부재를 에칭에 의해 제거하는 에칭 스텝, 에칭이 끝나고 불필요해진 레지스트를 제거하는 레지스트 제거 스텝, 디바이스 조립 스텝, 검사 스텝 등을 거쳐 제조된다. 이 경우, 리소그래피 스텝에서, 상기 실시형태의 노광 장치를 이용하여 전술한 노광 방법이 실행되고, 유리 기판 상에 디바이스 패턴이 형성되기 때문에, 고집적도의 디바이스를 양호한 생산성으로 제조할 수 있다.

또한, 지금까지의 설명에서 인용한 노광 장치 등에 관한 모든 공보, 국제 공개, 미국 특허 출원 공개 명세서 및 미국 특허 명세서의 개시를 원용하여 본 명세서에 기재된 일부로 한다.

산업상 이용가능성

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 노광 장치는, 판 상의 물체를 노광하는 데에 적합하다. 또한, 본 발명의 플랫 패널 디스플레이의 제조 방법은, 노광된 물체를 현상하는 데에 적합하다. 또한, 본 발명의 디바이스 제조 방법은, 마이크로 디바이스를 제조하는 데에 적합하다.

Claims (29)

1. 노광 처리시에 노광용의 에너지 빔에 대하여 노광 대상의 물체를 수평면에 평행한 제 1 방향으로 소정의 제 1 스트로크로 이동시키는 주사형의 노광 장치로서,
   상기 제 1 방향으로 적어도 상기 소정의 제 1 스트로크로 이동 가능하고 또한 상기 수평면 내에서 상기 제 1 방향에 직교하는 제 2 방향으로 제 2 스트로크로 이동 가능한 이동체와,
   상기 물체를 유지하고, 상기 이동체와 함께 적어도 상기 수평면에 평행한 방향으로 이동 가능한 물체 유지 부재와,
   상기 물체 유지 부재를 하방으로부터 지지하여 그 물체 유지 부재의 중량을 캔슬하는 중량 캔슬 장치와,
   상기 제 1 방향으로 연장되고, 상기 중량 캔슬 장치를 하방으로부터 지지함과 함께, 상기 중량 캔슬 장치를 하방으로부터 지지한 상태로 상기 제 2 방향으로 상기 제 2 스트로크로 이동 가능한 지지 부재와,
   상기 지지 부재를 지지하는 지지 가대와,
   상기 지지 가대에 작용하는 중력 방향의 하중 부하를 경감시키는 하중 경감 장치를 구비하는, 노광 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 하중 경감 장치는, 상기 중량 캔슬 장치에 작용하는 힘의 일부를, 상기 지지 가대의 외부로 내보냄으로써, 상기 하중 부하를 경감시키는, 노광 장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 하중 경감 장치는, 상기 이동체의 일부와 상기 중량 캔슬 장치의 일부 사이에 작용하는 힘을 이용하여, 상기 하중 부하를 경감시키는, 노광 장치.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 이동체는, 상기 제 1 방향으로 적어도 상기 소정의 제 1 스트로크로 이동 가능한 제 1 이동 부재와, 상기 제 1 이동 부재의 상기 제 1 방향의 이동을 가이드하고, 또한 상기 수평면 내에서 상기 제 2 방향으로 상기 제 1 이동 부재와 함께 상기 제 2 스트로크로 이동 가능한 제 2 이동 부재를 포함하는, 노광 장치.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 제 1 이동 부재는, 상기 제 2 이동 부재에 형성된 자석과, 상기 제 1 이동 부재에 형성된 코일을 포함하는 리니어 모터에 의해, 상기 제 1 방향으로 상기 제 1 스트로크로 구동되고,
   상기 하중 경감 장치는, 상기 자석과, 상기 중량 캔슬 장치의 일부 또는 상기 지지 부재의 일부 사이에 작용하는 힘을 이용하여, 상기 지지 부재에 작용하는 중력 방향의 하중 부하를 경감시키는, 노광 장치.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 중량 캔슬 장치에는, 코어가 형성된 코일이 형성되고,
   상기 중량 캔슬 장치는, 상기 자석과 상기 코어가 형성된 코일 사이의 전자 (電磁) 상호 작용에 의해 발생하는 전자력에 의해 상기 지지 부재 상에서 상기 제 1 방향으로 구동되고,
   상기 하중 경감 장치는, 상기 자석과 상기 코어가 형성된 코일 사이에 작용하는 자기력을 이용하여 상기 하중 부하를 경감시키는, 노광 장치.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 하중 경감 장치는, 상기 이동체의 일부와 상기 지지 부재의 일부 사이에 작용하는 힘을 이용하여, 상기 하중 부하를 경감시키는, 노광 장치.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 하중 경감 장치는, 상기 지지 부재에 작용하는 힘의 일부를, 상기 지지 가대의 외부로 내보냄으로써, 상기 하중 부하를 경감시키는, 노광 장치.
9. 제 7 항에 있어서,
   상기 이동체는, 상기 제 1 방향으로 적어도 상기 소정의 제 1 스트로크로 이동 가능한 제 1 이동 부재와, 상기 제 1 이동 부재의 상기 제 1 방향의 이동을 가이드하고, 또한 상기 수평면 내에서 상기 제 2 방향으로 상기 제 1 이동 부재와 함께 상기 제 2 스트로크로 이동 가능한 제 2 이동 부재를 포함하는, 노광 장치.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 하중 경감 장치는, 상기 제 2 이동 부재와 상기 지지 부재 사이에 작용하는 힘을 이용하여 상기 하중 부하를 경감시키는, 노광 장치.
11. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 2 이동 부재를 지지하는, 상기 지지 가대와는 진동적으로 분리된 지지 프레임을 추가로 구비하고,
    상기 제 2 이동 부재는, 상기 지지 프레임에 형성된 자석과, 상기 제 2 이동 부재에 형성된 코어가 형성된 코일을 포함하는 리니어 모터에 의해, 상기 제 2 방향으로 상기 제 2 스트로크로 구동되고,
    상기 하중 경감 장치는, 상기 자석과 상기 코어가 형성된 코일 사이에 작용하는 자기력을 이용하여 상기 하중 부하를 더욱 경감시키는, 노광 장치.
12. 제 4 항에 있어서,
    상기 지지 부재는, 상기 제 2 이동 부재에 접속 장치에 의해 기계적으로 연결되고, 상기 제 2 이동 부재가 이동할 때에 상기 접속 장치를 개재하여 그 제 2 이동 부재에 견인됨으로써 상기 제 2 방향으로 이동하는, 노광 장치.
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 접속 장치는, 상기 제 2 방향의 강성에 비하여 다른 방향의 강성이 낮은, 노광 장치.
14. 제 12 항에 있어서,
    상기 접속 장치는, 상기 지지 부재의 무게 중심 위치를 통과하고, 상기 제 2 방향에 평행한 축선 상에서 상기 지지 부재에 접속되는, 노광 장치.
15. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지 부재의 상기 제 2 방향의 이동을 기계적으로 가이드하는 1 축 가이드 장치의 요소를 포함하는 가이드 부재를 추가로 구비하고,
    상기 가이드 부재는, 상기 이동체에 대하여 진동적으로 분리되어 있는, 노광 장치.
16. 제 15 항에 있어서,
    상기 1 축 가이드 장치는, 상기 제 1 방향으로 소정 간격으로 복수 형성되는, 노광 장치.
17. 제 15 항에 있어서,
    상기 가이드 부재는, 상기 제 2 방향을 따라 서로 이간하여 복수 배치되고,
    상기 지지 부재는, 상기 복수의 가이드 부재 상에 걸쳐서 탑재되는, 노광 장치.
18. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지 부재는, 중실의 석재 또는 중공의 주물로 이루어지는, 노광 장치.
19. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중량 캔슬 장치는, 상기 지지 부재 상에 비접촉 상태로 탑재되는, 노광 장치.
20. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 물체 유지 부재는, 상기 이동체에 대하여 적어도 상기 제 1 방향, 상기 제 2 방향, 및 상기 수평면에 직교하는 축선 둘레 방향으로 미소 이동 가능한, 노광 장치.
21. 제 20 항에 있어서,
    상기 물체 유지 부재는, 추가로 상기 이동체에 대하여 상기 수평면에 직교하는 방향, 및 상기 수평면에 평행한 축선 둘레 방향으로 미소 이동 가능한, 노광 장치.
22. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 물체 유지 부재를 상기 수평면에 평행한 축선 둘레로 요동 가능하게 지지하는 요동 지지 장치를 추가로 구비하는, 노광 장치.
23. 제 22 항에 있어서,
    상기 요동 지지 장치는, 상기 물체 유지 부재를 비접촉 지지하는, 노광 장치.
24. 제 22 항에 있어서,
    상기 요동 지지 장치는, 상기 중량 캔슬 장치에 하방으로부터 지지되고,
    상기 중량 캔슬 장치는, 상기 지지 부재 상에 비접촉 상태로 탑재되는, 노광 장치.
25. 제 22 항에 있어서,
    상기 중량 캔슬 장치는, 연직 방향 상향의 힘을 발생하는 힘 발생 장치를 구비하고,
    상기 요동 지지 장치는, 상기 수평면에 직교하는 방향으로 이동 가능하게 배치되고, 상기 힘 발생 장치가 발생하는 상기 힘을 상기 물체 유지 부재에 전달하는, 노광 장치.
26. 노광 처리시에 노광용의 에너지 빔에 대하여 노광 대상의 물체를 수평면에 평행한 제 1 방향으로 소정의 제 1 스트로크로 이동시키는 주사형의 노광 장치로서,
    상기 제 1 방향으로 적어도 상기 소정의 제 1 스트로크로 이동 가능한 제 1 이동 부재와,
    상기 제 1 이동 부재의 상기 제 1 방향의 이동을 가이드하고, 또한 상기 수평면 내에서 상기 제 1 방향에 직교하는 제 2 방향으로 상기 제 1 이동 부재와 함께 제 2 스트로크로 이동 가능한 제 2 이동 부재와,
    상기 물체를 유지하고, 상기 제 1 이동 부재와 함께 적어도 상기 수평면에 평행한 방향으로 이동 가능한 물체 유지 부재와,
    상기 물체 유지 부재를 하방으로부터 지지하여 그 물체 유지 부재의 중량을 캔슬하는 중량 캔슬 장치와,
    상기 중량 캔슬 장치를 하방으로부터 지지하는 정반을 포함하는 지지 가대와,
    상기 제 2 이동 부재에 형성된 자석과, 상기 제 1 이동 부재에 형성된 코일을 포함하고, 상기 제 1 이동 부재를 상기 제 1 방향으로 상기 제 1 스트로크로 구동하는 리니어 모터와,
    상기 자석과, 상기 중량 캔슬 장치의 일부 사이에 작용하는 힘을 이용하여, 상기 지지 가대에 작용하는 중력 방향의 하중 부하를 경감시키는 하중 경감 장치를 구비하는, 노광 장치.
27. 제 1 항 내지 제 3 항 및 제 26 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 물체는, 플랫 패널 디스플레이의 제조에 사용되는 기판인, 노광 장치.
28. 삭제
29. 삭제

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