KR102228708B1 - Moving body device, exposure device, flat panel display manufacturing method, and device manufacturing method - Google Patents
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Abstract
기판 스테이지 장치 (20A) 는, 스캔 방향 (X 축 방향) 으로 연장되고, 크로스 스캔 방향 (Y 축 방향) 을 따른 위치를 이동 가능한 제 1 스텝 가이드 (50) 와, 제 1 스텝 가이드 (50) 에 하방으로부터 지지되고, 제 1 스텝 가이드 (50) 의 상면을 따라 스캔 방향에 따른 위치를 이동 가능, 그리고 제 1 스텝 가이드 (50) 와 함께 크로스 스캔 방향에 따른 위치를 이동 가능한 미동 스테이지 (30) 와, 제 2 스텝 가이드 (54) 의 상면을 기준면으로 하여, 미동 스테이지 (30) 에 형성된 Z 센서 (38z) 를 이용하여 미동 스테이지 (30) 의 Z·틸트 위치 정보를 구하는 위치 계측계를 구비한다.The substrate stage device 20A extends in the scan direction (X-axis direction) and is movable in a position along the cross-scan direction (Y-axis direction) to the first step guide 50 and the first step guide 50. A fine moving stage 30 supported from below and capable of moving a position along the scan direction along the upper surface of the first step guide 50, and capable of moving a position along the cross scan direction together with the first step guide 50 And a position measuring system for obtaining Z-tilt position information of the fine moving stage 30 using the Z sensor 38z formed in the fine moving stage 30 with the upper surface of the second step guide 54 as a reference surface.
Description
본 발명은, 이동체 장치, 노광 장치, 플랫 패널 디스플레이의 제조 방법, 및 디바이스 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 이동체를 소정의 이차원 평면을 따라 이동시키는 이동체 장치, 상기 이동체 장치를 구비하는 노광 장치, 및 상기 노광 장치를 사용한 플랫 패널 디스플레이의 제조 방법, 그리고 상기 노광 장치를 사용한 디바이스 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a moving body device, an exposure device, a manufacturing method of a flat panel display, and a device manufacturing method, and more particularly, a moving body device that moves a moving body along a predetermined two-dimensional plane, and an exposure including the moving body device It relates to an apparatus, a manufacturing method of a flat panel display using the exposure apparatus, and a device manufacturing method using the exposure apparatus.
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 주사 방향 (스캔 방향)을 따라 동기 이동시키면서, 마스크에 형성된 패턴을 에너지 빔을 이용하여 기판 상에 전사하는 스텝·앤드·스캔 방식의 노광 장치가 이용되고 있다.Conventionally, in a lithography process for manufacturing electronic devices (microdevices) such as liquid crystal display elements and semiconductor elements (integrated circuits, etc.), masks or reticles (hereinafter, collectively referred to as ``masks''), and glass plates or wafers (hereinafter, A step-and-scan exposure apparatus is used in which a pattern formed on a mask is transferred onto a substrate using an energy beam while synchronously moving a "substrate") along a scanning direction (scan direction).
이 종류의 노광 장치로는, 기판을 유지하는 미동 스테이지가 중량 캔슬 장치에 의해 하방으로부터 지지됨과 함께, 그 중량 캔슬 장치의 크로스 스캔 방향으로의 이동을 가이드 하는 가이드 부재가, 중량 캔슬 장치와 함께 스캔 방향으로 이동 가능한 기판 스테이지 장치를 갖는 것이 알려져 있다 (예를 들어, 특허문헌 1 참조).In this type of exposure apparatus, a fine moving stage holding a substrate is supported from below by a weight canceling device, and a guide member that guides the movement of the weight canceling device in the cross scan direction is scanned together with the weight canceling device. It is known to have a substrate stage device that can move in the direction (see, for example, Patent Document 1).
여기서, 최근의 기판의 대형화에 수반하여, 기판 스테이지 장치는, 대형화하여, 중량이 증대되는 경향이 있다.Here, with the recent increase in the size of the substrate, the substrate stage device tends to increase in size and increase in weight.
본 발명은, 상기 서술한 사정 하에서 이루어진 것으로서, 제 1 관점에서 보면, 소정의 이차원 평면 내의 제 1 방향으로 연장되고, 상기 이차원 평면 내에서 상기 제 1 방향에 직교하는 제 2 방향에 따른 위치를 이동 가능한 가이드 부재와, 상기 가이드 부재에 하방으로부터 지지되고, 상기 가이드 부재에 의해 규정되는 제 1 면을 따라 상기 제 1 방향에 따른 위치를 이동 가능, 그리고 상기 가이드 부재와 함께 상기 제 2 방향에 따른 위치를 이동 가능한 이동체와, 상기 가이드 부재와는 별도의 부재에 의해 규정되는 제 2 면을 기준면으로 하여 상기 이동체의 상기 이차원 평면에 교차하는 방향에 관한 위치 정보를 구하는 위치 계측계를 구비하는 이동체 장치이다.The present invention has been made under the above-described circumstances, and from a first point of view, it extends in a first direction in a predetermined two-dimensional plane, and moves a position in a second direction orthogonal to the first direction in the two-dimensional plane. A possible guide member, supported by the guide member from below, and capable of moving a position along the first direction along a first surface defined by the guide member, and a position along the second direction together with the guide member It is a moving body device comprising a moving body capable of moving and a position measuring system that obtains positional information about a direction intersecting the two-dimensional plane of the moving body using a second surface defined by a member separate from the guide member as a reference plane. .
이에 의하면, 제 2 면이 기준면이기 때문에, 가이드 부재의 제 1 면에 정밀도가 요구되지 않는다. 따라서, 가이드 부재의 구성을 간단하게 할 수 있어, 이동체 장치의 소형화, 경량화가 가능해진다.According to this, since the second surface is the reference surface, no precision is required on the first surface of the guide member. Accordingly, the configuration of the guide member can be simplified, and the movable body device can be reduced in size and weight.
본 발명은, 제 2 관점에서 보면, 소정의 이차원 평면 내의 제 1 방향으로 연장되고, 상기 이차원 평면 내에서 상기 제 1 방향에 직교하는 제 2 방향에 따른 위치를 이동 가능한 가이드 부재와, 상기 가이드 부재에 하방으로부터 지지되고, 상기 가이드 부재에 의해 규정되는 가이드면을 따라 상기 제 1 방향에 따른 위치를 이동 가능, 그리고 상기 가이드 부재와 함께 상기 제 2 방향에 따른 위치를 이동 가능한 이동체와, 상기 가이드 부재에 형성되고, 상기 이동체를 상기 이차원 평면에 교차하는 방향으로 구동하는 구동 장치를 구비하는 이동체 장치이다.The present invention, from a second viewpoint, extends in a first direction in a predetermined two-dimensional plane and is capable of moving a position in a second direction orthogonal to the first direction in the two-dimensional plane, and the guide member A moving body supported from below and capable of moving a position in the first direction along a guide surface defined by the guide member, and movable in a position along the second direction together with the guide member, and the guide member It is formed in, and is a movable body device including a driving device for driving the movable body in a direction crossing the two-dimensional plane.
이에 의하면, 가이드 부재가 이동체를 이차원 평면에 교차하는 방향으로 구동하기 때문에, 별도 구동 장치에 의해 이동체를 이차원 평면에 교차하는 방향으로 구동하는 경우에 비하여 구성을 간단하게 할 수 있어, 이동체 장치의 소형화, 경량화가 가능해진다.According to this, since the guide member drives the moving object in a direction crossing the two-dimensional plane, the configuration can be simplified compared to the case where the moving object is driven in a direction crossing the two-dimensional plane by a separate driving device, and the moving object device is miniaturized. , It becomes possible to reduce weight.
본 발명은, 제 3 관점에서 보면, 소정의 이차원 평면 내의 제 1 방향으로 연장되고, 상기 이차원 평면 내에서 상기 제 1 방향에 직교하는 제 2 방향에 따른 위치를 이동 가능한 제 1 이동 부재와, 상기 제 1 이동 부재에 형성되고, 상기 제 1 이동 부재를 따라 상기 제 1 방향에 따른 위치를 이동 가능, 그리고 상기 제 1 이동 부재와 함께 상기 제 2 방향으로 이동 가능한 제 2 이동 부재와, 상기 제 1 이동 부재에 하방으로부터 지지되고, 상기 제 2 이동 부재에 유도되어 상기 이차원 평면을 따라 이동하는 이동체를 구비하는 이동체 장치이다.The present invention, from a third point of view, extends in a first direction in a predetermined two-dimensional plane and is capable of moving a position in a second direction orthogonal to the first direction in the two-dimensional plane, and the A second moving member formed on the first moving member, capable of moving a position in the first direction along the first moving member, and movable in the second direction together with the first moving member, and the first It is a moving body device including a moving body supported by a moving member from below and guided by the second moving member to move along the two-dimensional plane.
이에 의하면, 이동체를 이차원 평면을 따라 유도하는 제 2 이동 부재가, 이동체를 하방으로부터 지지하는 제 1 이동 부재를 따라 제 1 방향으로 이동 가능, 그리고 제 1 이동 부재와 함께 제 2 방향을 따라 이동 가능하기 때문에, 장치 구성이 간단하다.According to this, the second moving member guiding the moving object along the two-dimensional plane can move in the first direction along the first moving member supporting the moving object from below, and can move along the second direction together with the first moving member. Therefore, the device configuration is simple.
본 발명은, 제 4 관점에서 보면, 상기 이동체에 소정의 물체가 유지되는 본 발명의 제 1 ∼ 제 3 의 어느 관점에 관한 이동체 장치와, 상기 이동체에 유지된 상기 물체에 에너지 빔을 이용하여 소정의 패턴을 형성하는 패턴 형성 장치를 구비하는 노광 장치이다.In a fourth aspect, the present invention provides a moving object device according to any one of the first to third aspects of the present invention in which a predetermined object is held in the moving object, and an energy beam is used for the object held in the moving object. It is an exposure apparatus provided with a pattern forming apparatus which forms a pattern of.
본 발명은, 제 5 관점에서 보면, 본 발명의 제 4 관점에 관한 노광 장치를 이용하여 상기 물체를 노광하는 것과, 노광된 상기 물체를 현상하는 것을 포함하는 플랫 패널 디스플레이의 제조 방법이다.The present invention is a manufacturing method of a flat panel display comprising exposing the object to light using the exposure apparatus according to the fourth aspect of the present invention and developing the exposed object from a fifth point of view.
본 발명은, 제 6 관점에서 보면, 본 발명의 제 4 관점에 관한 노광 장치를 이용하여 상기 물체를 노광하는 것과, 노광된 상기 물체를 현상하는 것을 포함하는 디바이스 제조 방법이다.The present invention is a device manufacturing method comprising exposing the object to light using the exposure apparatus according to the fourth aspect of the present invention and developing the exposed object from a sixth point of view.
도 1 은 제 1 실시형태에 관련된 액정 노광 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2 는 도 1 의 액정 노광 장치가 갖는 기판 스테이지 장치의 측면도이다.
도 3 은 도 1 의 액정 노광 장치가 갖는 기판 스테이지 장치의 평면도이다.
도 4(A) 는 도 3 의 기판 스테이지 장치의 B-B 선 단면도, 도 4(B) 는 도 4(A) 의 기판 스테이지 장치로부터 일부의 요소를 제거한 도면이다.
도 5 는 제 1 실시형태의 변형예 (그 1) 에 관련된 기판 스테이지 장치의 평면도이다.
도 6(A) 는 도 5 의 C-C 선 단면도, 도 6(B) 는 도 6(A) 의 기판 스테이지 장치로부터 일부의 요소를 제거한 도면이다.
도 7 은 제 1 실시형태의 변형예 (그 2) 에 관련된 기판 스테이지 장치를 나타내는 도면이다.
도 8 은 도 7 의 기판 스테이지 장치의 D-D 선 단면도이다.
도 9 는 제 1 실시형태의 변형예 (그 3) 에 관련된 기판 스테이지 장치를 나타내는 도면이다.
도 10 은 도 9 의 기판 스테이지 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 11 은 제 1 실시형태의 변형예 (그 4) 에 관련된 기판 스테이지 장치를 나타내는 도면이다.
도 12 는 제 1 실시형태의 변형예 (그 5) 에 관련된 기판 스테이지 장치를 나타내는 도면이다.
도 13 은 제 2 실시형태에 관련된 기판 스테이지 장치를 나타내는 도면이다.
도 14 는 도 13 의 기판 스테이지 장치의 E-E 선 단면도이다.
도 15 는 도 13 의 기판 스테이지 장치의 평면도이다.
도 16 은 도 15 의 기판 스테이지 장치의 F-F 선 단면도이다.
도 17 은 도 13 의 기판 스테이지 장치에 있어서의 Z 센서의 배치를 나타내는 도면이다.
도 18 은 제 2 실시형태의 변형예 (그 1) 에 관련된 기판 스테이지 장치를 나타내는 도면이다.
도 19 는 도 18 의 G-G 선 단면도이다.
도 20 은 제 2 실시형태의 변형예 (그 2) 에 관련된 기판 스테이지 장치를 나타내는 도면이다.
도 21 은 제 2 실시형태의 변형예 (그 3) 에 관련된 기판 스테이지 장치를 나타내는 도면이다.
도 22 는 도 21 의 H-H 선 단면도이다.
도 23 은 제 2 실시형태의 변형예 (그 4) 에 관련된 기판 스테이지 장치를 나타내는 도면이다.
도 24 는 도 23 의 I-I 선 단면도이다.1 is a diagram schematically showing a configuration of a liquid crystal exposure apparatus according to a first embodiment.
FIG. 2 is a side view of a substrate stage apparatus included in the liquid crystal exposure apparatus of FIG. 1.
3 is a plan view of a substrate stage apparatus included in the liquid crystal exposure apparatus of FIG. 1.
4(A) is a cross-sectional view taken along line BB of the substrate stage device of FIG. 3, and FIG. 4(B) is a view in which some elements are removed from the substrate stage device of FIG. 4(A).
5 is a plan view of a substrate stage device according to a modification example (part 1) of the first embodiment.
FIG. 6(A) is a cross-sectional view taken along line CC in FIG. 5, and FIG. 6(B) is a view in which some elements are removed from the substrate stage device of FIG. 6(A).
7 is a diagram showing a substrate stage apparatus according to a modification example (part 2) of the first embodiment.
8 is a cross-sectional view taken along line DD of the substrate stage device of FIG. 7.
9 is a diagram showing a substrate stage device according to a modification example (part 3) of the first embodiment.
10 is a view for explaining the operation of the substrate stage device of FIG. 9.
11 is a diagram showing a substrate stage device according to a modification example (part 4) of the first embodiment.
12 is a diagram showing a substrate stage apparatus according to a modification example (part 5) of the first embodiment.
13 is a diagram showing a substrate stage device according to a second embodiment.
14 is a cross-sectional view taken along line EE of the substrate stage device of FIG. 13.
15 is a plan view of the substrate stage device of FIG. 13.
16 is a cross-sectional view taken along line FF of the substrate stage device of FIG. 15.
17 is a diagram showing an arrangement of Z sensors in the substrate stage device of FIG. 13.
18 is a diagram showing a substrate stage device according to a modification example (part 1) of the second embodiment.
19 is a cross-sectional view taken along line GG in FIG. 18.
Fig. 20 is a diagram showing a substrate stage apparatus according to a modified example (part 2) of the second embodiment.
Fig. 21 is a diagram showing a substrate stage device according to a modified example (part 3) of the second embodiment.
22 is a cross-sectional view taken along line HH in FIG. 21.
23 is a diagram showing a substrate stage device according to a modification example (Part 4) of the second embodiment.
24 is a cross-sectional view taken along line II of FIG. 23.
《제 1 실시형태》<< first embodiment >>
이하, 제 1 실시형태에 대하여, 도 1 ∼ 도 4(B) 에 기초하여 설명한다.Hereinafter, a first embodiment will be described based on Figs. 1 to 4(B).
도 1 에는, 제 1 실시형태에 관련된 액정 노광 장치 (10) 의 구성이 개략적으로 나타나 있다. 액정 노광 장치 (10) 는, 예를 들어 액정 표시 장치 (플랫 패널 디스플레이) 등에 사용되는 사각형 (각형) 의 유리 기판 (P) (이하, 간단히 기판 (P) 이라고 칭한다) 을 노광 대상물로 하는 스텝·앤드·스캔 방식의 투영 노광 장치, 이른바 스캐너이다.In Fig. 1, a configuration of a liquid
액정 노광 장치 (10) 는, 조명계 (12), 회로 패턴 등이 형성된 마스크 (M) 를 유지하는 마스크 스테이지 장치 (14), 투영 광학계 (16), 장치 본체 (18), 표면 (도 1 에서 +Z 측을 향한 면) 에 레지스트 (감응제) 가 도포된 기판 (P) 을 유지하는 기판 스테이지 장치 (20A), 및 이들의 제어계 등을 가지고 있다. 이하, 노광시에 마스크 (M) 와 기판 (P) 이 투영 광학계 (16) 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.The liquid
조명계 (12) 는, 예를 들어 미국 특허 제5,729,331호 명세서 등에 개시되는 조명계와 동일하게 구성되어 있다. 조명계 (12) 는, 노광용의 조명광 (IL) 을 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.The
마스크 스테이지 장치 (14) 는, 중앙부에 개구부가 형성된 판상의 부재로 이루어지는 마스크 스테이지 (14a) 를 가지고 있다. 마스크 스테이지 (14a) 는, 상기 개구부 내에 삽입된 마스크 (M) 의 외주 가장자리부를 지지 핸드 (14b) 에 의해 흡착 유지한다. 마스크 스테이지 (14a) 는, 장치 본체 (18) 의 일부인 경통 정반 (18a) 에 고정된 1 쌍의 스테이지 가이드 (14c) 상에 탑재되고, 예를 들어 리니어 모터를 포함하는 마스크 스테이지 구동계 (도시 생략) 에 의해 주사 방향 (X 축 방향) 으로 소정의 장스트로크로 구동됨과 함께, Y 축 방향, 및 θz 방향으로 적절히 미소 구동된다. 마스크 스테이지 (14a) 의 XY 평면 내의 위치 정보 (θz 방향의 회전량 정보를 포함한다) 는, 경통 정반 (18a) 에 고정된 마스크 간섭계 (14d) 에 의해, 마스크 스테이지 (14a) 에 고정된 바 미러 (14e) 를 이용하여 구해진다. 마스크 간섭계 (14d) 에는, X 마스크 간섭계와 Y 마스크 간섭계가 각각 복수 포함되고, 바 미러 (14e) 에는, X 마스크 간섭계에 대응하는 X 바 미러와 Y 마스크 간섭계에 대응하는 Y 바 미러가 각각 포함되지만, 도 1 에서는 대표적으로 Y 마스크 간섭계, 및 Y 바 미러만이 나타나 있다.The
투영 광학계 (16) 는, 마스크 스테이지 (14a) 의 하방에 배치되고, 경통 정반 (18a) 에 지지되어 있다. 투영 광학계 (16) 는, 예를 들어 미국 특허 제6,552,775호 명세서에 개시된 투영 광학계와 동일하게 구성되어 있다. 즉, 투영 광학계 (16) 는, 마스크 (M) 의 패턴 이미지의 투영 영역이 지그재그상으로 배치된 복수의 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 정립 정상을 형성하는 것이 이용되어 있다.The projection
이 때문에, 조명계 (12) 로부터의 조명광 (IL) 에 의해 마스크 (M) 상의 조명 영역이 조명되면, 마스크 (M) 를 통과한 조명광에 의해, 투영 광학계 (16) 를 개재하여 그 조명 영역 내의 마스크 (M) 의 회로 패턴의 투영 이미지 (부분 정립상) 가, 기판 (P) 상의 조명 영역에 공액의 조명광 (IL) 의 조사 영역 (노광 영역) 에 형성된다. 그리고, 마스크 스테이지 장치 (14) 와 기판 스테이지 장치 (20A) 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 영역의 주사 노광이 실시되고, 그 쇼트 영역에 마스크 (M) 에 형성된 패턴이 전사된다. 즉, 액정 노광 장치 (10) 에서는, 조명계 (12) 및 투영 광학계 (16) 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.For this reason, when the illumination area on the mask M is illuminated by the illumination light IL from the
장치 본체 (18) 는, 경통 정반 (18a), 1 쌍의 사이드 칼럼 (18b), 기판 스테이지 가대 (18c) 를 구비하고 있다. 경통 정반 (18a) 은, XY 평면에 평행한 판상의 부재로 이루어지고, 상기 마스크 스테이지 장치 (14), 및 투영 광학계 (16) 를 지지하고 있다. 1 쌍의 사이드 칼럼 (18b) 은, 일방이 경통 정반 (18a) 의 +Y 측의 단부 근방을 하방으로부터 지지하고, 타방이 경통 정반 (18a) 의 -Y 측의 단부 근방을 하방으로부터 지지하고 있다. 사이드 칼럼 (18b) 은, XZ 평면에 평행한 판상의 부재로 이루어지고, 클린 룸의 플로어 (11) 상에 방진 장치 (18d) 를 개재하여 설치되어 있다. 이로써, 장치 본체 (18) (및 마스크 스테이지 장치 (14), 투영 광학계 (16)) 가, 플로어 (11) 에 대하여 진동적으로 분리된다.The apparatus
기판 스테이지 가대 (18c) 는, XY 평면에 평행한 판상의 부재로 이루어지고, 1 쌍의 사이드 칼럼 (18b) 의 하단부 근방 사이에 가설 (架設) 되어 있다. 도 2 에 나타내는 바와 같이, 기판 스테이지 가대 (18c) 는, Y 축 방향으로 소정 간격으로 복수 (본 제 1 실시형태에서는, 예를 들어 2 개) 형성되어 있다. 기판 스테이지 가대 (18c) 의 상면에는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, Y 축 방향으로 연장되는 Y 리니어 가이드 (19a) 가 X 축 방향으로 소정 간격으로 복수 개 (예를 들어 2 개) 고정되어 있다.The
기판 스테이지 장치 (20A) 는, 복수 (예를 들어 3 개) 의 베이스 프레임 (22), 1 쌍의 X 빔 (24), 조동 스테이지 (28), 미동 스테이지 (30) (도 3 에서는 도시 생략. 도 1 참조), 중량 캔슬 장치 (40), 제 1 스텝 가이드 (50), 1 쌍의 제 2 스텝 가이드 (54), 및 타겟용 스테이지 (60) 를 가지고 있다.The
예를 들어 3 개의 베이스 프레임 (22) 은, 각각 Y 축 방향으로 연장되는 YZ 평면에 평행한 판상의 부재로 이루어지고, X 축 방향으로 소정 간격으로 서로 평행하게 배치되어 있다. 또한, 도 1 은, 도 2 의 A-A 선 단면도에 상당하는데, 도면의 착종을 피하는 관점에서, 베이스 프레임 (22) 의 도시가 생략되어 있다. 예를 들어 3 개의 베이스 프레임 (22) 중, 제 1 베이스 프레임 (22) 은, +X 측의 기판 스테이지 가대 (18c) 의 +X 측에, 제 2 베이스 프레임 (22) 은, -X 측의 기판 스테이지 가대 (18c) 의 -X 측에, 제 3 베이스 프레임 (22) 은, 예를 들어 2 개의 기판 스테이지 가대 (18c) 사이에, 각각 기판 스테이지 가대 (18c) 에 대하여 소정의 클리어런스를 개재한 상태로 플로어 (11) (도 2 참조) 상에 설치되어 있다. 복수의 베이스 프레임 (22) 각각의 상단면 (+Z 측의 단부) 에는, Y 축 방향으로 연장되는 Y 리니어 가이드 (23a) 가 고정되어 있다.For example, the three base frames 22 are each made of a plate-like member extending in the Y-axis direction and parallel to the YZ plane, and are arranged parallel to each other at predetermined intervals in the X-axis direction. In addition, although FIG. 1 corresponds to the cross-sectional view taken along the line A-A in FIG. 2, the illustration of the
1 쌍의 X 빔 (24) 은, 각각 X 축 방향으로 연장되는 YZ 단면 사각형의 부재로 이루어지고, Y 축 방향으로 소정 간격으로 서로 평행하게 배치되어 있다. 1 쌍의 X 빔 (24) 은, 길이 방향의 양단부 근방, 및 중앙부 각각이 베이스 프레임 (22) 에 하방으로부터 지지되어 있다. 1 쌍의 X 빔 (24) 은, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 그 하면에 있어서의 길이 방향의 양단부 근방 각각에 있어서, Y 축 방향으로 연장되는 판상 부재로 이루어지는 접속 부재 (24a) 에 의해 서로 접속되어 있다. 또한, X 빔 (24) 의 하면에 있어서의 길이 방향의 중앙부에는, 스페이서 (24b) 가 장착되어 있다. 접속 부재 (24a) 및 스페이서 (24b) 의 하면에는, 상기 Y 리니어 가이드 (23a) 에 자유롭게 슬라이드할 수 있도록 계합하는 Y 슬라이드 부재 (23b) 가 고정되어 있다. 이로써, 1 쌍의 X 빔 (24) 은, 복수의 베이스 프레임 (22) 상에서 Y 축 방향으로 직진 안내된다. 또한, 1 쌍의 X 빔 (24) 은, 도시 생략의 Y 액츄에이터 (예를 들어 리니어 모터, 엄지 나사 장치 등) 에 의해, 복수의 베이스 프레임 (22) 상에서 소정의 스트로크로 Y 축 방향으로 구동된다. 여기서, 1 쌍의 X 빔 (24) 의 하면의 Z 위치는, 상기 기판 스테이지 가대 (18c) 의 상면에 고정된 Y 리니어 가이드 (19a) 의 상단부의 Z 위치보다 +Z 측에 위치하고 있고, 1 쌍의 X 빔 (24) 은, 기판 스테이지 가대 (18c) (즉, 장치 본체 (18)) 에 대하여 진동적으로 분리되어 있다.The pair of X-beams 24 are each formed of a member having a YZ cross section extending in the X-axis direction, and are arranged parallel to each other at predetermined intervals in the Y-axis direction. As for the pair of X-beams 24, each of the vicinity of both ends in the longitudinal direction and the center portion is supported by the
1 쌍의 X 빔 (24) 각각의 상면에는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, X 축 방향으로 연장되는 X 리니어 가이드 (25a) 가 고정되어 있다. 또한, 1 쌍의 X 빔 (24) 각각의 양측면은, X 축 방향으로 소정 간격으로 배열된 복수의 영구 자석을 포함하는 X 고정자 (26a) 가 고정되어 있다.On the upper surface of each of the pair of X beams 24, as shown in Fig. 3, an X
조동 스테이지 (28) 는, 평면에서 보아 (+Z 방향으로부터 보아) 사각형의 판상 부재로 이루어지고, 상기 1 쌍의 X 빔 (24) 상에 탑재되어 있다. 조동 스테이지 (28) 의 중앙부에는, 개구부 (28a) 가 형성되어 있다. 조동 스테이지 (28) 의 하면에는, 도 4(A) 에 나타내는 바와 같이, 상기 X 리니어 가이드 (25a) 에 자유롭게 슬라이드할 수 있도록 계합하고, 그 X 리니어 가이드 (25a) 와 함께 X 리니어 가이드 장치 (25) 를 구성하는 X 슬라이드 부재 (25b) 가 복수 (1 개의 X 리니어 가이드 (25a) 에 대하여, 예를 들어 4 개) 고정되어 있다. 이로써, 조동 스테이지 (28) 는, 1 쌍의 X 빔 (24) 상에서 X 축 방향으로 직진 안내된다.The
또한, 조동 스테이지 (28) 의 하면이고, 상기 개구부 (28a) +Y 측의 영역, 및 -Y 측의 영역 각각에는, 1 쌍의 X 가동자 (26b) 가 고정판 (27) 을 개재하여 상기 X 고정자 (26a) 에 대향하여 장착되어 있다. X 가동자 (26b) 는, 코일 유닛을 갖고, 대응하는 X 고정자 (26a) 와 함께 조동 스테이지 (28) 를 1 쌍의 X 빔 (24) 상에서 X 축 방향으로 구동하기 위한 X 리니어 모터 (26) 를 구성하고 있다. 또한, 조동 스테이지 (28) 는, 상기 X 리니어 가이드 장치 (25) 의 작용에 의해, 1 쌍의 X 빔 (24) 에 대한 Y 축 방향으로의 상대 이동이 제한되어 있으며, 1 쌍의 X 빔 (24) 과 일체적으로 Y 축 방향으로 이동한다. 즉, 1 쌍의 X 빔 (24) 과 조동 스테이지 (28) 는, 이른바 갠트리식의 2 축 스테이지 장치를 구성하고 있다.In addition, in each of the lower surface of the
도 1 로 돌아와서, 미동 스테이지 (30) 는, 높이가 낮은 직방체상의 부재로 이루어지고, 조동 스테이지 (28) 의 상방에 배치되어 있다. 미동 스테이지 (30) 의 상면에는, 기판 홀더 (32) 가 고정되어 있다. 기판 홀더 (32) 는, 그 상면에 탑재된 기판 (P) 을, 예를 들어 진공 흡착에 의해 흡착 유지한다. 또한, 도 3 에서는, 도면의 착종을 피하는 관점에서, 미동 스테이지 (30), 및 기판 홀더 (32) 의 도시가 생략되어 있다. 미동 스테이지 (30) 의 -Y 측의 측면에는, 미러 베이스 (33) 를 개재하여 Y 축에 직교하는 반사면을 갖는 Y 바 미러 (34y) 가 고정되어 있다. 또한, 미동 스테이지 (30) 의 -X 측의 측면에는, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 미러 베이스 (33) 를 개재하여 X 축에 직교하는 반사면을 갖는 X 바 미러 (34x) 가 고정되어 있다.Returning to FIG. 1, the fine moving
미동 스테이지 (30) 는, 조동 스테이지 (28) 에 고정된 고정자와, 미동 스테이지 (30) 에 고정된 가동자로 이루어지는 복수의 보이스 코일 모터를 포함하는 미동 스테이지 구동계에 의해, 조동 스테이지 (28) 상에서 3 자유도 방향 (X 축, Y 축, θz 방향) 으로 미소 구동된다. 복수의 보이스 코일 모터에는, 예를 들어 2 개의 X 보이스 코일 모터 (36x) (도 1 에서는 도시 생략), 및, 예를 들어 2 개의 Y 보이스 코일 모터 (36y) (도 2 에서는 도시 생략. 도 1 참조) 가 포함된다. 또한, 도 2 에 있어서, 예를 들어 2 개의 X 보이스 코일 모터 (36x) 는, 지면 깊이 방향과 겹쳐 있다. 또한, 도 1 에 있어서, 예를 들어 2 개의 Y 보이스 코일 모터 (36y) 는, 지면 깊이 방향과 겹쳐 있다.The
미동 스테이지 (30) 는, 상기 복수의 보이스 코일 모터가 발생하는 추력 (전자력) 에 의해, 조동 스테이지 (28) 에 비접촉으로 유도되고, 이로써, 그 조동 스테이지 (28) 와 함께 X 축 방향, 및/또는 Y 축 방향으로 소정의 스트로크로 이동한다. 또한, 미동 스테이지 (30) 는, 복수의 보이스 코일 모터에 의해 조동 스테이지 (28) 에 대하여 상기 3 자유도 방향으로 적절히 미소 구동된다.The
또한, 미동 스테이지 구동계는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 미동 스테이지 (30) 를 θx, θy, 및 Z 축 방향의 3 자유도 방향으로 미소 구동하기 위한 복수의 Z 보이스 코일 모터 (36z) 를 가지고 있다. 복수의 Z 보이스 코일 모터 (36z) 는, 예를 들어 미동 스테이지 (30) 의 네 모서리부에 대응하는 지점에 배치되어 있다 (도 1 에서는, 4 개의 Z 보이스 코일 모터 (36z) 중 2 개만이 나타나고, 다른 2 개는 지면 깊이측에 가려져 있다). 복수의 보이스 코일 모터를 포함하여, 미동 스테이지 구동계의 구성에 대해서는, 예를 들어 미국 특허 출원 공개 제2010/0018950호 명세서에 개시되어 있다.In addition, as shown in FIG. 1, the fine moving stage drive system has a plurality of Z
미동 스테이지 (30) 의 X 위치 정보는, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 장치 본체 (18) 에 간섭계 칼럼 (18e) 이라고 칭해지는 부재를 개재하여 고정된 X 레이저 간섭계 (38x) 에 의해, X 바 미러 (34x) 를 이용하여 구해진다. 또한, 미동 스테이지 (30) 의 Y 위치 정보는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 장치 본체 (18) 에 고정된 Y 레이저 간섭계 (38y) 에 의해, Y 바 미러 (34y) 를 이용하여 구해진다. X 레이저 간섭계 (38x), 및 Y 레이저 간섭계 (38y) 는, 각각 복수 형성되어 있으며 (도 1 및 도 2 에서는 각각 지면 깊이 방향과 겹쳐 있다), 미동 스테이지 (30) 의 θz 위치 정보를 구할 수 있도록 되어 있다.The X position information of the fine moving
미동 스테이지 (30) 의 Z 축, θx, 및 θy 방향의 위치 (이하, Z·틸트 위치라고 칭한다) 정보는, 도 4(A) 에 나타내는 바와 같이, 미동 스테이지 (30) 의 하면에 장착된 복수 (예를 들어, 4 개) 의 Z 센서 (38z) 에 의해, 후술하는 타겟용 스테이지 (60) 를 이용하여 구해진다. 예를 들어 4 개의 Z 센서 (38z) 는, Z 축 둘레에 소정 간격으로 배치되어 있다. 기판 스테이지 장치 (20A) 에서는, 상기 복수의 Z 센서 (38z) 의 출력의 평균치에 기초하여 미동 스테이지 (30) 의 Z 위치 정보가, 상기 복수의 Z 센서 (38z) 의 출력차에 기초하여, 미동 스테이지 (30) 의 θx 및 θy 방향의 회전량 정보가 구해진다. Z 센서 (38z) 의 종류는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 레이저 변위계, 레이저 간섭계 등을 사용할 수 있다.As shown in Fig. 4(A), information on the Z-axis, θx, and θy-direction positions (hereinafter referred to as Z-tilt positions) of the fine-moving
중량 캔슬 장치 (40) 는, 도 4(A) 에 나타내는 바와 같이, 후술하는 레벨링 장치 (46) 를 개재하여 미동 스테이지 (30) 를 하방으로부터 지지하고 있다. 중량 캔슬 장치 (40) 는, 조동 스테이지 (28) 의 개구부 (28a) 내에 삽입되어 있으며, 후술하는 제 1 스텝 가이드 (50) 에 하방으로부터 지지되어 있다. 중량 캔슬 장치 (40) 는, 그 하단부에 에어 베어링 (42) 을 가지고 있으며, 그 에어 베어링 (42) 으로부터 제 1 스텝 가이드 (50) 의 상면에 대하여 분출되는 가압 기체 (예를 들어 공기) 의 정압에 의해, 제 1 스텝 가이드 (50) 상에 소정의 클리어런스를 개재하여 부상 (浮上) 되어 있다. 또한, 도 4(A) 는, 도 3 의 B-B 선 단면도에 상당하는데, 도면의 착종을 피하는 관점에서, 베이스 프레임 (22) 의 도시가 생략되어 있다.The
본 실시형태의 중량 캔슬 장치 (40) 는, 예를 들어 미국 특허 출원 공개 제2010/0018950호 명세서에 개시되는 중량 캔슬 장치와 동일한 구성, 및 기능을 가지고 있다. 즉, 중량 캔슬 장치 (40) 는, 예를 들어 도시 생략의 공기 스프링을 가지고 있으며, 그 공기 스프링이 발생하는 중력 방향 상향 (+Z 방향) 의 힘에 의해, 미동 스테이지 (30), 기판 홀더 (32) 등을 포함하는 계의 중량 (중량 가속도에 의한 하향 (-Z 방향) 의 힘) 을 지우고, 이로써, 미동 스테이지의 Z·틸트 위치 제어가 실시될 때에 상기 복수의 Z 보이스 코일 모터 (36z) 의 부하를 저감시킨다.The
중량 캔슬 장치 (40) 는, 그 무게 중심의 Z 위치와 대략 동일한 Z 위치 (무게 중심 높이) 에서, 조동 스테이지 (28) 에 대하여 복수, 예를 들어 4 개의 플렉셔 장치 (44) 를 개재하여 기계적으로 접속되어 있다. 본 실시형태의 플렉셔 장치 (44) 는, 예를 들어 미국 특허 출원 공개 제2010/0018950호 명세서에 개시되는 플렉셔 장치와 동일한 구성, 및 기능을 가지고 있다. 즉, 플렉셔 장치 (44) 는, 예를 들어 XY 평면에 평행하게 배치된 두께가 얇은 띠상의 강판과, 그 강판의 양단부에 형성된 활절 (滑節) 장치 (예를 들어 볼 조인트) 를 포함하고, 상기 강판이 활절 장치를 개재하여 중량 캔슬 장치 (40) 와 조동 스테이지 (28) 사이에 가설되어 있다.The
플렉셔 장치 (44) 는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 중량 캔슬 장치 (40) 의 +X 측, -X 측, +Y 측, 및 -Y 측 각각에서 중량 캔슬 장치 (40) 와 조동 스테이지 (28) 를 연결하고 있다. 이로써, 조동 스테이지 (28) 가 X 축 방향, 및/또는 Y 축 방향으로 이동하면, 중량 캔슬 장치 (40) 는, 복수의 플렉셔 장치 (44) 의 적어도 1 개를 개재하여 조동 스테이지 (28) 에 견인됨으로써, 그 조동 스테이지 (28) 와 일체적으로 X 축 방향, 및/또는 Y 축 방향으로 이동한다.The
도 4(A) 로 돌아와서, 레벨링 장치 (46) 는, 베이스 (46a) 와 볼 (46b) 을 포함하는 구면 베어링 장치로서, 미동 스테이지 (30) 를 θx 및 θy 방향으로 자유롭게 요동 (틸트 동작) 할 수 있도록 하방으로부터 지지함과 함께, 미동 스테이지 (30) 와 일체적으로 XY 평면을 따라 이동한다. 레벨링 장치 (46) 는, 중량 캔슬 장치 (40) 에 장착된 도시 생략의 에어 베어링을 개재하여 중량 캔슬 장치 (40) 에 하방으로부터 비접촉 지지되어 있으며, 중량 캔슬 장치 (40) 에 대한 수평면을 따른 방향의 상대 이동이 허용되어 있다. 또한, 미동 스테이지 (30) 를 자유롭게 틸트 동작할 수 있도록 하방으로부터 지지하는 것이 가능하면, 레벨링 장치로서, 예를 들어 미국 특허 출원 공개 제2010/0018950호 명세서에 개시되는 것과 같은 유사 구면 베어링 장치를 이용해도 된다.Returning to Fig. 4(A), the leveling
제 1 스텝 가이드 (50) 는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, X 축 방향으로 연장되는 XY 평면에 평행한 판상 부재로 이루어지고, 예를 들어 2 개의 기판 스테이지 가대 (18c) 상에 배치되어 있다. 제 1 스텝 가이드 (50) 의 길이 방향의 치수는, 미동 스테이지 (30) 의 X 축 방향에 관한 이동 스트로크보다 약간 길게 설정되어 있다. 또한, 제 1 스텝 가이드 (50) 의 폭 방향 (Y 축 방향) 치수는, 중량 캔슬 장치 (40) 의 풋 프린트보다 약간 광폭으로 설정되어 있다. 제 1 스텝 가이드 (50) 의 상면은, XY 평면 (수평면) 과 평행이 되도록 평면도가 매우 높게 마무리되어 있으며, 상기 중량 캔슬 장치 (40) (및 미동 스테이지 (30)) 가 X 축 방향으로 이동할 때의 가이드면으로서 기능한다. 제 1 스텝 가이드 (50) 의 재료는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 석재 (예를 들어 반려암 등의 치밀한 석재), 혹은 세라믹스, 주철 등을 이용하여 형성하는 것이 바람직하다.As shown in FIG. 3, the
제 1 스텝 가이드 (50) 의 하면에는, 도 4(B) 에 나타내는 바와 같이, 상기 Y 리니어 가이드 (19a) 에 자유롭게 슬라이드할 수 있도록 계합하는 Y 슬라이드 부재 (19b) 가 복수 (1 개의 Y 리니어 가이드 (19a) 에 대하여, 예를 들어 2 개) 고정되어 있다. 이로써, 제 1 스텝 가이드 (50) 는, 복수의 Y 리니어 가이드 (19a) 를 따라 Y 축 방향으로 직진 안내된다.On the lower surface of the
제 1 스텝 가이드 (50) 의 +X 측의 단부에는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 1 쌍의 접속 부재 (50a) 가 Y 축 방향으로 소정 간격으로 고정되어 있다. 제 1 스텝 가이드 (50) 는, +Y 측의 접속 부재 (50a) 가 플렉셔 장치 (52) 를 개재하여 +Y 측의 X 빔 (24) 에 접속되고, -Y 측의 접속 부재 (50a) 가 플렉셔 장치 (52) 를 개재하여 -Y 측의 X 빔 (24) 에 접속되어 있다. 제 1 스텝 가이드 (50) 의 -X 측의 단부에도, 동일하게 1 쌍의 접속 부재 (52a) 가 고정되고, 그 1 쌍의 접속 부재 (52a) 를 개재하여 제 1 스텝 가이드 (50) 가 플렉셔 장치 (52) 에 의해 1 쌍의 X 빔 (24) 각각에 접속되어 있다. 플렉셔 장치 (52) 는, 도 4(A) 에 나타내는 바와 같이, 제 1 스텝 가이드 (50) 의 무게 중심의 Z 위치와 대략 동일한 Z 위치 (무게 중심 높이) 에서, 제 1 스텝 가이드 (50) 와 X 빔 (24) 을 접속하고 있다.As shown in FIG. 3, a pair of connecting
플렉셔 장치 (52) 의 구성은, 상기 중량 캔슬 장치 (40) 와 조동 스테이지 (28) 를 접속하는 플렉셔 장치 (44) 와 대체로 동일하다. 즉, 플렉셔 장치 (52) 는, Y 축 방향으로 연장되는 XY 평면에 평행한 두께가 얇은 강판과, 그 강판의 양단부에 형성된 활절 장치 (예를 들어 볼 조인트) 를 포함하고, 상기 강판이 활절 장치를 개재하여 제 1 스텝 가이드 (50) 와 X 빔 (24) 사이에 가설되어 있다. 따라서, 제 1 스텝 가이드 (50) 와 X 빔 (24) 은, Y 축 방향에 관해서는 일체적 (고강성) 으로 접속되는 데에 반하여, 다른 5 자유도 방향 (X, Z, θx, θy, θz) 에 관해서는, 진동적으로 분리된다.The configuration of the
기판 스테이지 장치 (20A) 에서는, 기판 (P) 을 X 축 방향으로 소정의 스트로크로 구동하기 위해서, 조동 스테이지 (28) 가 X 축 방향으로 구동되면, 중량 캔슬 장치 (40) 가 조동 스테이지 (28) 에 견인되어 제 1 스텝 가이드 (50) 상을 X 축 방향으로 이동한다. 또한, 기판 (P) 을 Y 축 방향으로 소정의 스트로크로 구동하기 위해서, 1 쌍의 X 빔 (24) 이 Y 축 방향으로 구동되면, 중량 캔슬 장치 (40) 가 조동 스테이지 (28) 에 견인되어 Y 축 방향으로 이동한다. 이 때, 1 쌍의 X 빔 (24) 과 제 1 스텝 가이드 (50) 가 일체적으로 Y 축 방향으로 이동하기 (중량 캔슬 장치 (40) 와 제 1 스텝 가이드 (50) 가 Y 축 방향으로 상대 이동하지 않기) 때문에, 중량 캔슬 장치 (40) 가 제 1 스텝 가이드 (50) 로부터 탈락하는 경우는 없다. 따라서, 제 1 스텝 가이드 (50) 의 폭 방향 (Y 축 방향) 치수는, 중량 캔슬 장치 (40) 의 X 축 방향으로의 이동을 가이드할 수 있을 정도의 최저한의 치수이면 되어, 경량으로 형성할 수 있다.In the
1 쌍의 제 2 스텝 가이드 (54) 는, 각각 X 축 방향으로 연장되는 YZ 단면 사각형의 판상 부재로 이루어지고, 예를 들어 2 개의 기판 스테이지 가대 (18c) 상에 배치되어 있다. 1 쌍의 제 2 스텝 가이드 (54) 는, 일방이 제 1 스텝 가이드 (50) 의 +Y 측에, 타방이 제 1 스텝 가이드 (50) 의 -Y 측에, 각각 제 1 스텝 가이드 (50) 에 대하여 소정의 클리어런스를 개재하여 서로 평행하게 배치되어 있다.Each of the pair of second step guides 54 is formed of a plate-shaped member having a rectangular YZ cross section extending in the X-axis direction, and is disposed on, for example, two substrate stage mounts 18c. One pair of the
제 2 스텝 가이드 (54) 의 길이 방향 치수는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 제 1 스텝 가이드 (50) 와 대략 동일하게 설정되어 있지만, 폭 방향 (Y 축 방향) 치수는, 제 1 스텝 가이드 (50) 보다 좁게 설정되어 있다. 또한, 도 4(B) 에 나타내는 바와 같이, 제 2 스텝 가이드 (54) 의 두께 방향 치수는, 제 1 스텝 가이드 (50) 와 대략 동일하게 설정되어 있다. 제 2 스텝 가이드 (54) 의 하면에는, 상기 Y 리니어 가이드 (19a) 에 자유롭게 슬라이드할 수 있도록 계합하는 Y 슬라이드 부재 (19c) 가 고정되어 있다. 이로써, 제 2 스텝 가이드 (54) 는, 복수의 Y 리니어 가이드 (19a) 를 따라 Y 축 방향으로 직진 안내된다.The lengthwise dimension of the
제 2 스텝 가이드 (54) 의 상면은, XY 평면 (수평면) 과 평행이 되도록 평면도가 매우 높게 마무리되어 있으며, 후술하는 타겟용 스테이지 (60) 가 X 축 방향으로 이동할 때에 가이드면으로서 기능한다. 제 2 스텝 가이드 (54) 의 재료는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 석재 (예를 들어 반려암 등의 치밀한 석재), 혹은 세라믹스, 주철, 알루미늄 합금 등을 이용하여 형성하는 것이 바람직하다.The top surface of the
1 쌍의 제 2 스텝 가이드 (54) 는, 도 4(A) 에 나타내는 바와 같이, YZ 단면 U 자상의 부재로 이루어지는 연결 부재 (56) 에 의해 일체적으로 연결되어 있다. 제 1 스텝 가이드 (50) 는, 연결 부재 (56) 의 1 쌍의 대향면 사이에 소정의 클리어런스를 개재하여 삽입되어 있다. 연결 부재 (56) 는, 도 2 에 나타내는 바와 같이, X 축 방향으로 소정 간격으로 복수 (본 제 1 실시형태에서는, 예를 들어 4 개) 형성되어 있다.The pair of second step guides 54 are integrally connected by a connecting
제 2 스텝 가이드 (54) 의 길이 방향 (+X 측 및 -X 측) 의 양단부 각각에는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 접속 부재 (54a) 가 고정되어 있다. +Y 측의 제 2 스텝 가이드 (54) 는, 상기 접속 부재 (54a) 가 플렉셔 장치 (58) 를 개재하여 +Y 측의 X 빔 (24) 에 접속되고, -Y 측의 제 2 스텝 가이드 (54) 는, 상기 접속 부재 (54a) 가 플렉셔 장치 (58) 를 개재하여 -Y 측의 X 빔 (24) 에 접속되어 있다. 플렉셔 장치 (58) 의 구성은, 상기 제 1 스텝 가이드 (50) 와 X 빔 (24) 을 접속하는 플렉셔 장치 (52) 와 대체로 동일하다. 이로써, 1 쌍의 X 빔 (24) 이 Y 축 방향으로 이동하면, 제 1 스텝 가이드 (50), 및 1 쌍의 제 2 스텝 가이드 (54) 가 1 쌍의 X 빔 (24) 과 일체적으로 Y 축 방향으로 이동한다.As shown in FIG. 3, the connecting
타겟용 스테이지 (60) 는, 1 쌍의 X 빔 (24) 사이에 배치되고, 1 쌍의 제 2 스텝 가이드 (54) 상에 탑재되어 있다. 타겟용 스테이지 (60) 는, 도 4(B) 에 나타내는 바와 같이, 상부 링 (61), 하부 링 (62), 접속 부재 (63), 복수의 타겟 (64), 및 복수의 에어 베어링 (65) 을 가지고 있다.The
상부 링 (61) 은, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 중앙에 개구부가 형성된 원판상의 부재로 이루어진다. 하부 링 (62) 은, 상기 상부 링 (61) 과 대략 동일한 외경 치수 및 내경 치수로 형성된 (단 두께는 상부 링 (61) 보다 얇다) 원판상의 부재로 이루어지고, 도 4(B) 에 나타내는 바와 같이, 상부 링 (61) 의 하방에 배치되어 있다 (도 3 에서는 상부 링 (61) 에 대하여 지면 깊이측에 가려져 있다). 상기 중량 캔슬 장치 (40) 는, 상부 링 (61) 및 하부 링 (62) 각각의 개구부 내에 삽입되어 있다. 접속 부재 (63) 는, 상부 링 (61) 의 하면과 하부 링 (62) 의 상면 사이에 삽입되어 있고, 상부 링 (61) 과 하부 링 (62) 을 일체적으로 접속하고 있다. 또한, 하부 링 (62) 은, 상부 링 (61) 보다 직경이 작아도 되고, 상부 링 (61) 은, 조동 스테이지 (28) 보다 +Z 측에 있고, 조동 스테이지 (28) 의 개구부보다 직경이 커도 된다.As shown in Fig. 3, the
본 제 1 실시형태에서는, 상기 복수의 Z 센서 (38z) 에 대응하여, 예를 들어 4 개의 타겟 (64) 이, 도 3 에 나타내는 바와 같이, θz 방향 (Z 축 둘레) 으로 소정 간격으로, 대응하는 Z 센서 (38z) 의 직하 (直下) 에 위치하도록 상부 링 (61) 의 상면에 고정되어 있다. 타겟 (64) 의 종류는, Z 센서 (38z) 의 종류에 따라 선택하는 것이 바람직하다. Z 센서 (38z) 로서, 예를 들어 삼각 측량 방식의 반사형 레이저 변위 센서가 사용되는 경우에는, 타겟 (64) 으로 백색 세라믹스를 사용하는 것이 바람직하고, Z 센서 (38z) 로서, 예를 들어 수직 반사 방식의 반사형 레이저 변위 센서가 사용되는 경우에는, 타겟 (64) 으로 거울을 사용하는 것이 바람직하다 (상부 링 (61) 의 상면을 경면 가공하고 타겟 (64) 을 생략해도 된다). 타겟 (64) 은, 미동 스테이지 (30) 가 조동 스테이지 (28) 에 대하여 미소 구동될 때의 이동량을 고려하여 (계측 빔이 타겟으로부터 벗어나지 않도록) 면적이 설정되어 있다.In this first embodiment, corresponding to the plurality of
복수 (본 제 1 실시형태에서는, 예를 들어 4 개) 의 에어 베어링 (65) 은, θz 방향 (Z 축 둘레) 에 소정 간격으로 하부 링 (62) 의 하면에 고정되어 있다. 예를 들어 4 개의 에어 베어링 (65) 중, 2 개의 에어 베어링 (65) 의 기체 분출면 (베어링면) 은, 일방 (+Y 측) 의 제 2 스텝 가이드 (54) 의 상면에 대향하고, 다른 2 개의 에어 베어링 (65) 의 기체 분출면은, 타방 (-Y 측) 의 제 2 스텝 가이드 (54) 의 상면에 대향하고 있다. 타겟용 스테이지 (60) 는, 도 4(B) 에 나타내는 바와 같이, 상기 복수의 에어 베어링 (65) 으로부터 대응하는 제 2 스텝 가이드 (54) 에 대하여 분출되는 가압 기체 (예를 들어 공기) 의 정압에 의해, 1 쌍의 제 2 스텝 가이드 (54) 상에 소정의 클리어런스를 개재하여 부상하고 있다.A plurality of air bearings 65 (for example, four in the first embodiment) are fixed to the lower surface of the
타겟용 스테이지 (60) 는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 복수의 플렉셔 장치 (66) 에 의해, 조동 스테이지 (28) 에 연결되어 있다. 플렉셔 장치 (66) 의 구성은, 상기 중량 캔슬 장치 (40) 와 조동 스테이지 (28) 를 접속하는 플렉셔 장치 (44) 와 대체로 동일하다 (단, 복수의 플렉셔 장치 (44) 가 X 축 또는 Y 축에 평행하게 (평면에서 보아 +자상으로 ) 배치되는 데에 반하여, 복수의 플렉셔 장치 (66) 는, X 축 또는 Y 축으로, 예를 들어 45°의 각도를 이루는 방향으로 연장되어 있다).The
기판 스테이지 장치 (20A) 에서는, 기판 (P) 을 X 축 방향으로 소정의 스트로크로 구동하기 위해서, 조동 스테이지 (28) 가 X 축 방향으로 구동되면, 타겟용 스테이지 (60) 가 조동 스테이지 (28) 에 견인되어 1 쌍의 제 2 스텝 가이드 (54) 상을 X 축 방향으로 이동한다. 또한, 기판 (P) 을 Y 축 방향으로 소정의 스트로크로 구동하기 위해서, 1 쌍의 X 빔 (24) 이 Y 축 방향으로 구동되면, 타겟용 스테이지 (60) 가 조동 스테이지 (28) 에 견인되어 Y 축 방향으로 이동한다. 이 때, 1 쌍의 X 빔 (24) 과 1 쌍의 제 2 스텝 가이드 (54) 가 일체적으로 Y 축 방향으로 이동하기 (타겟용 스테이지 (60) 와 1 쌍의 제 2 스텝 가이드 (54) 가 Y 축 방향으로 상대 이동하지 않기) 때문에, 타겟용 스테이지 (60) 가 1 쌍의 제 2 스텝 가이드 (54) 로부터 탈락하는 경우가 없다.In the
또한, 미동 스테이지 (30) 는, 조동 스테이지 (28) 에 유도되어 X 축, 및/또는 Y 축 방향으로 이동하는 점에서, 타겟용 스테이지 (60) 와 미동 스테이지 (30) 는, 일체적으로 X 축, 및/또는 Y 축 방향으로 이동한다. 따라서, Z 센서 (38z) 는, 미동 스테이지 (30) 의 XY 평면 내의 위치에 상관없이, 대응하는 타겟 (64) 을 이용하여 미동 스테이지 (30) 의 Z 위치 정보를 구할 수 있다.Further, since the fine moving
상기 서술한 바와 같이 하여 구성된 액정 노광 장치 (10) (도 1 참조) 에서는, 도시 생략의 주제어 장치의 관리하, 도시 생략의 마스크 로더에 의해, 마스크 스테이지 장치 (14) 에 대한 마스크 (M) 의 로드가 실시됨과 함께, 도시 생략의 기판 로더에 의해 기판 홀더 (32) 상에 대한 기판 (P) 의 로드가 실시된다. 그 후, 주제어 장치에 의해, 도시 생략의 얼라인먼트 검출계를 이용하여 얼라인먼트 계측이 실행되고, 그 얼라인먼트 계측의 종료 후, 기판 (P) 상에 설정된 복수의 쇼트 영역에 축차 스텝·앤드·스캔 방식의 노광 동작이 실시된다. 또한, 이 노광 동작은 종래부터 실시되고 있는 스텝·앤드·스캔 방식의 노광 동작과 동일하기 때문에, 여기서는 상세한 설명을 생략한다.In the liquid crystal exposure apparatus 10 (refer to FIG. 1) configured as described above, the mask M to the
상기 노광 동작시, 얼라인먼트 동작시에 있어서, 기판 스테이지 장치 (20A) 에서는, 경통 정반 (18a) 의 하면이고, 투영 광학계 (16) 의 근방에 고정된 복수의 센서 (15) (오토포커스 센서) 에 의해, 기판 (P) 의 표면의 Z 위치 정보가 구해지고, 그 복수의 센서 (15) 의 출력에 기초하여, 기판 (P) 상의 노광 영역의 Z 위치가 투영 광학계 (16) 의 초점 심도 내에 위치하도록, 미동 스테이지 (30) 의 Z·틸트 위치 제어가 복수의 Z 보이스 코일 모터 (36z) 를 이용하여 실시된다.At the time of the exposure operation and the alignment operation, in the
이상 설명한 본 실시형태에 관련된 기판 스테이지 장치 (20A) 에 의하면, 미동 스테이지 (30) 의 Z 위치 정보를 구할 때에 사용되는 타겟 (64) 이, 중량 캔슬 장치 (40) 와는 별도의 부재인 타겟용 스테이지 (60) 에 장착되어 있기 때문에, 가령 타겟 (64) 을 중량 캔슬 장치 (40) 에 장착하는 경우에 비하여, 중량 캔슬 장치 (40) 를 소형화, 경량화할 수 있다. 또한, 가령 타겟 (64) 을 중량 캔슬 장치 (40) 에 장착하는 경우, 제 1 스텝 가이드 (50) 의 상면의 평면도가 낮아져 있는 경우, 미동 스테이지 (30) 의 Z·틸트 위치 정보의 계측 정밀도가 저하할 가능성이 있는 데에 반하여, 기판 스테이지 장치 (20A) 에서는, 미동 스테이지 (30) 의 Z·틸트 위치 정보를 구할 때에, 1 쌍의 제 2 스텝 가이드 (54) 상에 탑재된 타겟용 스테이지 (60) 가 사용되기 때문에, 가령 제 1 스텝 가이드 (50) 의 상면의 평면도가 낮아져 있어도, 제 2 스텝 가이드 (54) 의 상면이 계측 기준면으로서 기능하기 때문에, 미동 스테이지 (30) 의 Z·틸트 위치 정보의 계측 정밀도에는 전혀 문제 없다.According to the
또한, 미동 스테이지 (30) 의 Z·틸트 위치는, 복수의 Z 보이스 코일 모터 (36z) 에 의해 고정밀도로 제어 가능하기 때문에, 가령 제 1 스텝 가이드 (50) 의 상면의 평면도가 저하해도, 미동 스테이지 (30) 의 Z·틸트 위치 정보의 계측 정밀도를 확보할 수 있으면 미동 스테이지 (30) 의 Z·틸트 위치 제어는 고정밀도로 실시할 수 있다. 따라서, 제 1 스텝 가이드 (50) 의 상면의 평면도를 확보하기 위해서 제 1 스텝 가이드 (50) 의 강성을 높이는 등의 조치를 실시할 필요가 없다. 따라서, 제 1 스텝 가이드 (50) 를 소형화 (박형화), 경량화할 수 있다.In addition, since the Z-tilt position of the fine moving
또한, 상기 제 1 실시형태에 관련된 기판 스테이지 장치 (20A) 의 구성은, 적절히 변형이 가능하다. 이하, 상기 제 1 실시형태의 변형예에 대하여 설명한다. 또한, 이하 설명하는 제 1 실시형태의 변형예에 있어서, 상기 제 1 실시형태와 동일한 구성, 및 기능을 갖는 요소에 관해서는, 동일한 부호를 부여하고 그 상세한 설명을 적절히 생략한다.In addition, the configuration of the
《제 1 실시형태의 변형예 (그 1)》<< Modification Example of First Embodiment (Part 1) >>
도 5 ∼ 도 6(B) 에는, 상기 제 1 실시형태의 변형예 (그 1) 에 관련된 기판 스테이지 장치 (20B) 가 나타나 있다 (또한, 도 5 에서는 미동 스테이지 (30) (도 6(A) 참조) 는 도시 생략).5 to 6(B), the
상기 제 1 실시형태의 기판 스테이지 장치 (20A) (도 4(B) 참조) 에 있어서, 미동 스테이지 (30) 의 Z·틸트 위치 정보는, 복수의 Z 센서 (38z) 에 의해, 타겟용 스테이지 (60) 에 장착된 타겟 (64) 을 이용하여 구해진 데에 반하여, 도 6(B) 에 나타내는 기판 스테이지 장치 (20B) 에서는, 복수의 Z 센서 (38z) 에 의해, 1 쌍의 제 2 스텝 가이드 (54) 각각의 상면을 이용하여 구해지는 점이 상이하다. 또한, 1 쌍의 제 2 스텝 가이드 (54) 의 구동 방식을 포함하여, 다른 요소에 대해서는, 도 5 및 도 6(A) 에 나타내는 바와 같이, 상기 제 1 실시형태와 동일하다.In the
Z 센서 (38z) 에, 예를 들어 삼각 측량 방식의 반사형 레이저 변위 센서가 사용되는 경우, 백색 세라믹스로 형성된 띠상의 부재를 타겟 (Z·틸트 위치 정보 계측용의 기준면) 으로 하여 제 2 스텝 가이드 (54) 의 상면에 장착하면 된다 (제 2 스텝 가이드 (54) 그 자체를 타겟으로서 기능시키기 위해서, 제 2 스텝 가이드 (54) 자체를 세라믹스로 형성해도 되고, 세라믹스 등을 금속 표면에 용사에 의해 형성해도 된다). 또한, Z 센서 (38z) 에, 예를 들어 수직 반사 방식의 반사형 레이저 변위 센서가 사용되는 경우에는, 제 2 스텝 가이드 (54) 의 상면의 대략 전체를 덮는 띠상의 거울을 제 2 스텝 가이드 (54) 에 장착하면 된다 (혹은 제 2 스텝 가이드 (54) 의 상면의 대략 전체에 경면 가공을 실시해도 된다).When, for example, a reflective laser displacement sensor of a triangulation method is used for the
기판 스테이지 장치 (20B) 에 의하면, 상기 제 1 실시형태의 기판 스테이지 장치 (20A) 에 비하여, 타겟용 스테이지 (60) (도 3 참조) 를 가지고 있지 않기 때문에, 구성이 간단하다. 또한, 관성 질량이 작아지기 때문에, 조동 스테이지 (28) (즉 기판 (P)) 의 위치 제어성이 향상된다. 또한, 조동 스테이지 (28) 를 구동하기 위한 리니어 모터도 소형화할 수 있다. 또한, 제 2 스텝 가이드 (54) 상에 타겟용 스테이지 (60) 가 탑재되지 않기 때문에, 제 2 스텝 가이드 (54) 의 강성을 높이는 등의 조치를 실시할 필요가 없다. 따라서, 제 2 스텝 가이드 (54) 를 소형화 (박형화), 경량화할 수 있다.According to the
《제 1 실시형태의 변형예 (그 2)》<< Modification Example of First Embodiment (Part 2) >>
도 7 및 도 8 에는, 상기 제 1 실시형태의 변형예 (그 2) 에 관련된 기판 스테이지 장치 (20C) 가 나타나 있다. 상기 제 1 실시형태의 기판 스테이지 장치 (20A) 는, 도 4(A) 에 나타내는 바와 같이, 제 1 스텝 가이드 (50) 상에서 중량 캔슬 장치 (40) 가 레벨링 장치 (46) 를 개재하여 미동 스테이지 (30) 를 하방으로부터 지지하는 구성이었던 데에 반하여, 도 8 에 나타내는 바와 같이, 기판 스테이지 장치 (20C) 에서는, 제 1 스텝 가이드 (70A) 상에 레벨링 장치 (78) 가 직접 탑재되어 있는 점이 상이하다. 또한, 도시 생략이지만, 제 1 스텝 가이드 (70A) 는, 상기 제 1 실시형태와 동일하게, 1 쌍의 X 빔 (24) (도 7 및 도 8 에서는 도시 생략. 도 1 등 참조) 에 대하여 기계적으로 연결되어 있고, 1 쌍의 X 빔 (24) 과 일체적으로 Y 축 방향으로 이동한다. 또한, 조동 스테이지 (28) 는, 1 쌍의 X 빔 (24) 상에 탑재되고, 그 1 쌍의 X 빔 (24) 상에서 X 축 방향으로 구동됨과 함께, 1 쌍의 X 빔 (24) 과 함께 Y 축 방향으로 이동한다.7 and 8 show a
제 1 스텝 가이드 (70A) 는, 도 7 에 나타내는 바와 같이, 가이드 본체 (71), 공기 스프링 (72), 및 1 쌍의 Z 보이스 코일 모터 (73) 를 가지고 있고, 중량 캔슬 장치, 및 Z 액츄에이터로서도 기능한다. 가이드 본체 (71) 는, 도 8 에 나타내는 바와 같이, 하판부 (71a), 상판부 (71b), 및 1 쌍의 가이드판 (71c) 을 가지고 있다. 하판부 (71a), 및 상판부 (71b) 는, 각각 X 축 방향으로 연장되는 XY 평면에 평행한 사각형의 판상 부재로 이루어지고, Z 축 방향으로 소정 간격으로 서로 평행하게 배치되어 있다. 상판부 (71b) 는, 하판부 (71a) 에 고정된 1 쌍의 가이드판 (71c) (혹은 도시 생략의 리니어 가이드 장치) 에 안내되어 하판부 (71a) 에 대하여 Z 축 방향으로 이동 가능하게 되어 있다.The
공기 스프링 (72) 은, 하판부 (71a) 와 상판부 (71b) 사이에 삽입되어 있고, 상판부 (71b) 의 중앙부를 하방으로부터 지지하고 있다. 공기 스프링 (72) 에는, 외부로부터 가압 기체가 공급되고, 미동 스테이지 (30) (레벨링 장치 (78) 를 포함한다) 를 포함하는 계의 중량과 균형이 잡힌 중력 방향 상향의 힘을 상판부 (71b) 에 대하여 작용시킨다. 또한, 공기 스프링 (72) 은, X 축 방향으로 소정의 간격으로 복수 배치해도 된다.The
1 쌍의 Z 보이스 코일 모터 (73) 는, 일방이 제 1 스텝 가이드 (70A) 의 +X 측의 단부 근방에, 타방이 제 1 스텝 가이드 (70A) 의 -X 측의 단부 근방 각각에 배치되어 있다. 보이스 코일 모터 (73) 는, 하판부 (71a) 에 고정된 고정자 (73a) 와, 상판부 (71b) 에 고정된 가동자 (73b) 를 포함하고, 미동 스테이지 (30) 의 Z 위치 제어가 실시될 때, 상판부 (71b) 를 Z 축 방향으로 구동한다 (미동 스테이지 (30) 의 θx, 및 θy 방향의 위치 제어는, 상기 실시형태와 동일하게 미동 스테이지 구동계를 개재하여 실시된다).One pair of Z
레벨링 장치 (78) 는, 베이스 (78a) 와 볼 (78b) 을 포함하는 구면 베어링 장치로서, 미동 스테이지 (30) 를 θx 및 θy 방향으로 자유롭게 요동 (틸트 동작) 할 수 있도록 하방으로부터 지지함과 함께, 미동 스테이지 (30) 와 일체적으로 XY 평면을 따라 이동한다. 베이스 (78a) 는, 조동 스테이지 (28) 의 개구부 (28a) 내에 삽입되어 있으며, 기체 분출면 (베어링면) 이 -Z 측 (하측) 을 향한 도시 생략의 에어 베어링을 가지고 있다. 레벨링 장치 (78) 는, 베이스 (78a) 로부터 상판부 (71b) 의 상면에 대하여 분출되는 가압 기체 (예를 들어, 공기) 의 정압에 의해, 소정의 클리어런스를 개재하여 제 1 스텝 가이드 (70A) 상에 부상되어 있다.The leveling
미동 스테이지 (30) 의 Z·틸트 위치 정보는, 도 8 에 나타내는 바와 같이, 상기 기판 스테이지 장치 (20B) (도 5 ∼ 도 6(B) 참조) 와 동일하게, 복수의 Z 센서 (38z) 에 의해 제 2 스텝 가이드 (54) 의 상면을 이용하여 구해진다 (상기 제 1 실시형태와 동일하게 타겟용 스테이지 (60) (도 3 참조) 를 이용해도 된다).As shown in FIG. 8, the Z-tilt position information of the fine moving
기판 스테이지 장치 (20C) 에서는, 조동 스테이지 (28) 의 상면과 미동 스테이지 (30) 의 하면의 간격을 짧게 할 수 있기 때문에, 기판 스테이지 장치 (20C) 의 전체적인 높이 방향 치수가 낮아진다. 또한, 관성 질량이 작아지기 때문에, 조동 스테이지 (28) (즉 기판 (P)) 의 위치 제어성이 향상된다. 또한, 조동 스테이지 (28) 를 구동하기 위한 리니어 모터도 소형화할 수 있다.In the
《제 1 실시형태의 변형예 (그 3)》<< Modification Example of 1st Embodiment (Part 3) >>
도 9 에는, 상기 제 1 실시형태의 변형예 (그 3) 에 관련된 기판 스테이지 장치 (20D) 가 나타나 있다. 기판 스테이지 장치 (20D) 는, 상기 기판 스테이지 장치 (20C) (도 7 및 도 8 참조) 와 비교하여, 제 1 스텝 가이드 (70B) 의 구성이 상이하다. 이하, 차이점에 대해서만 설명한다.In Fig. 9, a
제 1 스텝 가이드 (70B) 는, X 축 방향으로 연장되는 중공의 직방체상 (상자형) 의 부재로 이루어지는 가이드 본체 (74) 와, 가이드 본체 (74) 내에 수용된 복수의 Z 액츄에이터 (75) 를 포함한다. 가이드 본체 (74) 는, 예를 들어 두께가 얇게 됨으로써, 상면부의 강성이 하면부에 비하여 낮게 설정되어 있다. 복수의 Z 액츄에이터 (75) 는, X 축 방향으로 소정 간격으로 배열되어 있고, 가이드 본체 (74) 의 상면부를 +Z 측으로 압압한다. 또한, Z 액츄에이터 (75) 의 종류는 특별히 한정되지 않지만, 상면부의 구동량이 미소한 점에서, 예를 들어 에어 실린더, 피에조 소자 등을 사용할 수 있다.The
기판 스테이지 장치 (20D) 에서는, 도 10 에 모식적으로 나타내는 바와 같이, 복수의 Z 액츄에이터 (75) (도 10 에서는 도시 생략. 도 9 참조) 에 의해, 미동 스테이지 (30) 가 Z 축 방향으로 구동된다. 여기서, 가이드 본체 (74) 의 상면부는, 복수의 Z 액츄에이터 (75) 에 압압되는 것에 의해 변형되고, 수평면에 대하여 경사지지만, 미동 스테이지 (30) 가 레벨링 장치 (78) 를 개재하여 지지되어 있기 때문에, 미동 스테이지 (30) 의 Z·틸트 제어에는 지장이 없다. 또한, 도 10 은, 이해를 용이하게 하기 위해서 가이드 본체 (74) 의 상면부의 변형 (패임) 이 실제보다 과장되어 나타나 있다. 기판 스테이지 장치 (20D) 도, 상기 기판 스테이지 장치 (20C) 와 동일한 효과를 얻을 수 있다.In the
《제 1 실시형태의 변형예 (그 4)》<< Modification Example of First Embodiment (Part 4) >>
도 11 에는, 상기 제 1 실시형태의 변형예 (그 4) 에 관련된 기판 스테이지 장치 (20E) 가 나타나 있다. 기판 스테이지 장치 (20E) 는, 상기 기판 스테이지 장치 (20D) (도 9 참조) 와 비교하여, 제 1 스텝 가이드 (70C) 의 구성이 상이하다. 이하, 차이점에 대해서만 설명한다.In Fig. 11, a
상기 기판 스테이지 장치 (20D) 의 제 1 스텝 가이드 (70B) (도 9 참조) 는, X 축 방향으로 배열된 복수의 Z 액츄에이터 (75) 를 이용하여 미동 스테이지 (30) 를 Z 축 방향으로 구동한 데에 반하여, 도 11 에 나타내는 바와 같이, 제 1 스텝 가이드 (70C) 는, 1 쌍의 캠 장치 (76) 가 미동 스테이지 (30) 를 Z 축 방향으로 구동하는 점이 상이하다.The
1 쌍의 캠 장치 (76) 는, 일방이 제 1 스텝 가이드 (70C) 의 +X 측의 단부 근방, 타방이 제 1 스텝 가이드 (70C) 의 -X 측의 단부 근방에 있어서, 각각 하판부 (71a) 와 상판부 (71b) 사이에 삽입되어 있다. 캠 장치 (76) 는, 하판부 (71a) 에 고정된 베이스판 (76a) 상에 X 리니어 가이드 장치 (76b) 를 개재하여 X 축 방향으로 이동 가능하게 탑재된 하부 쐐기 (76c) 와, 상판부 (71b) 에 고정되고, 하부 쐐기 (76c) 에 대향하여 배치된 상부 쐐기 (76d) 와, 하부 쐐기 (76c) 를 X 축 방향으로 구동하는 액츄에이터 (76e) 를 포함한다. 기판 스테이지 장치 (20E) 도, 상기 기판 스테이지 장치 (20D) 와 동일한 효과를 얻을 수 있다.Each of the pair of
《제 1 실시형태의 변형예 (그 5)》<< Modification Example of 1st Embodiment (Part 5) >>
도 12 에는, 상기 제 1 실시형태의 변형예 (그 5) 에 관련된 기판 스테이지 장치 (20F) 가 나타나 있다. 기판 스테이지 장치 (20F) 는, 상기 기판 스테이지 장치 (20C) (도 7 및 도 8 참조) 와 비교하여, 레벨링 장치 (78) (도 7 및 도 8 참조), 및 복수의 Z 보이스 코일 모터 (36z) (도 7 참조) 를 가지고 있지 않은 점, 그리고 제 1 스텝 가이드 (70D) 의 구성이 상이하다. 이하, 차이점에 대해서만 설명한다.In Fig. 12, a
제 1 스텝 가이드 (70D) 는, 상기 제 1 스텝 가이드 (70A) (도 7 및 도 8 참조) 와 동일하게 하판부 (71a) 와 상판부 (71b) 사이에 공기 스프링 (72) 이 삽입되고, 복수의 Z 보이스 코일 모터 (73) 에 의해 상판부 (71b) 가 구동된다. 또한, 제 1 스텝 가이드 (70D) 는, 상기 제 1 스텝 가이드 (70A) 와 같은 가이드판 (71c) (도 8 참조) 을 가지고 있지 않다. 또한, 복수의 Z 보이스 코일 모터 (73) 는, 예를 들어 제 1 스텝 가이드 (70D) 의 +X 측 (혹은 -X 측) 의 단부 근방에 Y 축 방향으로 소정 간격으로, 예를 들어 2 개 배치되어 있다 (도 12 에서는 지면 깊이 방향과 겹쳐 있다). 즉, 복수의 Z 보이스 코일 모터 (73) 는, 동일 직선 상에 없는 3 개 지점에 배치되어 있다.In the
미동 스테이지 (30) 의 하면의 중앙부에는, 베어링면이 -Z 측을 향한 에어 베어링 (79) 이 장착되어 있다. 미동 스테이지 (30) 는, 에어 베어링 (79) 으로부터 제 1 스텝 가이드 (70D) 의 상면에 대하여 분출되는 가압 기체 (예를 들어 공기) 의 정압에 의해, 제 1 스텝 가이드 (70D) 상에 소정의 클리어런스를 개재하여 (비접촉 상태로) 부상되어 있다.An
기판 스테이지 장치 (20F) 에서는, 복수의 Z 보이스 코일 모터 (73) 가 상판부 (71b) 를 Z 축 방향, 및/또는 수평면에 대하여 경동 (傾動) 하는 방향 (θx, 및 θy 방향) 으로 적절히 구동함으로써, 미동 스테이지 (30) 의 Z·틸트 제어가 실시된다. 기판 스테이지 장치 (20F) 에 의하면, 상기 기판 스테이지 장치 (20C) (도 7 및 도 8 참조) 에 비하여, 더욱 구성이 간단하다. 또한, 상기 기판 스테이지 장치 (20D) (도 9 참조) 와 동일하게, 복수의 Z 액츄에이터 (75) (단 Y 축 방향으로도 소정 간격으로 복수 배치한다) 를 이용하여 상판부 (71b) 를 경동시켜도 되고, 상기 기판 스테이지 장치 (20E) (도 11 참조) 와 동일하게, 복수의 캠 장치 (76) (단 동일 직선 상에 없는 3 개 지점에 배치한다) 를 이용하여 상판부 (71b) 를 경동시켜도 된다.In the
《제 2 실시형태》<< 2nd embodiment >>
다음으로 제 2 실시형태에 대하여 도 13 ∼ 도 17 을 이용하여 설명한다. 제 2 실시형태에 관련된 액정 노광 장치의 구성은, 기판 스테이지 장치 (20G) 의 구성을 제외하고, 상기 제 1 실시형태와 동일하기 때문에, 상기 제 1 실시형태와 동일한 구성, 및 기능을 갖는 요소에 관해서는, 동일한 부호를 부여하고 그 상세한 설명을 적절히 생략한다.Next, a second embodiment will be described with reference to FIGS. 13 to 17. Since the configuration of the liquid crystal exposure apparatus according to the second embodiment is the same as that of the first embodiment, except for the configuration of the
도 4(B) 에 나타내는 바와 같이, 상기 제 1 실시형태의 기판 스테이지 장치 (20A) 에서는, 제 1 스텝 가이드 (50) 가 기판 스테이지 가대 (18c) 상에 기계적인 리니어 가이드 장치 (Y 리니어 가이드 (19a), Y 슬라이드 부재 (19b)) 를 개재하여 탑재된 데에 반하여, 도 13 에 나타내는 바와 같이, 본 제 2 실시형태의 기판 스테이지 장치 (20G) 는, 제 1 스텝 가이드 (55) 가, 1 쌍의 베이스 프레임 (80) 상에 탑재되어 있는 점이 상이하다. 또한, 상기 제 1 실시형태에서는, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 기판 스테이지 가대 (18c) 가, 예를 들어 2 개 형성된 데에 반하여, 본 제 2 실시형태의 기판 스테이지 가대 (18f) 는, 도 13 에 나타내는 바와 같이, 1 개의 판상의 부재로 이루어진다. 따라서, 기판 스테이지 장치 (20G) 는, X 빔 (24) 의 길이 방향 중앙부를 지지하는 베이스 프레임 (22) (도 2 참조) 을 갖지 않는다.As shown in Fig. 4(B), in the
1 쌍의 베이스 프레임 (80) 은, 일방이 기판 스테이지 가대 (18f) 의 +X 측으로서 기판 스테이지 가대 (18f) 와 베이스 프레임 (22) 사이에, 타방이 기판 스테이지 가대 (18f) 의 -X 측으로서 기판 스테이지 가대 (18f) 와 베이스 프레임 (22) 사이에, 각각 기판 스테이지 가대 (18f), 및 베이스 프레임 (22) 에 대하여 소정의 클리어런스를 개재하여 배치되어 있다. 또한, 도 14 및 도 16 은, 도면의 착종을 피하는 관점에서 베이스 프레임 (22) 의 도시가 (도 16 에서는 X 빔 (24) 의 도시도) 생략되어 있다.One pair of base frames 80 is the +X side of the
베이스 프레임 (80) 은, Y 축 방향으로 연장되는 XZ 평면에 평행한 판상의 부재로 이루어지고 (도 15 참조), 지지판 (81) 및 방진 장치 (82) 를 개재하여 플로어 (11) 상에 설치되어 있다. 제 1 스텝 가이드 (55) 는, 베이스 프레임 (80) 에 고정된 Y 리니어 가이드 (84) 와 제 1 스텝 가이드 (55) 의 하면에 고정된 Y 슬라이드 부재 (19b) 로 이루어지는 Y 리니어 가이드 장치를 개재하여 1 쌍의 베이스 프레임 (80) 상에 탑재되어 있고, Y 축 방향으로 소정의 스트로크로 이동 가능하게 되어 있다. 따라서, 제 1 스텝 가이드 (55) 는, 장치 본체 (18), 및 1 쌍의 베이스 프레임 (22) 에 대하여 진동적으로 분리되어 있다. 제 1 스텝 가이드 (55) 는, 도 15 에 나타내는 바와 같이, 상기 제 1 실시형태와 동일하게, 1 쌍의 X 빔 (24) 에 대하여 복수의 플렉셔 장치 (52) 를 개재하여 기계적으로 연결되어 있고, 1 쌍의 X 빔 (24) 과 일체적으로 Y 축 방향으로 이동한다. 또한, 제 1 스텝 가이드 (55) 는, 자중 (自重) 에 의한 패임을 억제하기 위해서 상기 제 1 실시형태와 비교하여 약간 두께 방향 치수가 크게 설정되어 있다.The
제 2 스텝 가이드 (54) 는, 도 14 에 나타내는 바와 같이, 상기 제 1 실시형태와 동일하게, 기판 스테이지 가대 (18f) 에 고정된 Y 리니어 가이드 (19a) 와, 제 2 스텝 가이드 (54) 의 하면에 고정된 Y 슬라이드 부재 (19c) 로 이루어지는 Y 리니어 가이드 장치를 개재하여 기판 스테이지 가대 (18f) 상에 탑재되어 있고, Y 축 방향으로 소정의 스트로크로 이동 가능하게 되어 있다. 또한, 1 쌍의 제 2 스텝 가이드 (54) 는, 도 15 에 나타내는 바와 같이, 길이 방향의 양단부가 연결 부재 (54b) 에 의해 일체적으로 연결되어 있다. 1 쌍의 제 2 스텝 가이드 (54) 는, 상기 제 1 실시형태와 동일하게, 1 쌍의 X 빔 (24) 에 대하여 복수의 플렉셔 장치 (58) (도 13 및 도 14 에서는 도시 생략) 를 개재하여 기계적으로 연결되어 있고, 1 쌍의 X 빔 (24) 과 일체적으로 Y 축 방향으로 이동한다.As shown in FIG. 14, the
본 제 2 실시형태도, 도 16 및 도 17 에 나타내는 바와 같이, 상기 제 1 실시형태와 동일하게, 미동 스테이지 (30) 에 장착된 복수의 Z 센서 (38z) 에 의해, 제 2 스텝 가이드 (54) 를 이용하여 미동 스테이지 (30) 의 Z·틸트 위치 정보가 구해진다.As shown in Figs. 16 and 17 in this second embodiment, the
본 제 2 실시형태의 기판 스테이지 장치 (20G) 에 의하면, 중량 캔슬 장치 (40) 를 지지하는 제 1 스텝 가이드 (55) 가 베이스 프레임 (80) 에 의해 지지되기 때문에, 상기 제 1 실시형태에 비하여 기판 스테이지 가대 (18f) 의 중력 방향의 강성이 요구되지 않는다. 따라서, 기판 스테이지 가대 (18f) 의 박형화, 경량화가 가능해진다.According to the
또한, 미동 스테이지 (30) (및 중량 캔슬 장치 (40)) 의 위치에 따라 기판 스테이지 가대 (18f) 에는, 편하중이 작용하지만, 본 제 2 실시형태에서는, 기판 스테이지 가대 (18f) 상에 탑재되어 있는 부재가 1 쌍의 제 2 스텝 가이드 (54) 만이기 때문에, 상기 제 1 실시형태에 비하여, 상기 편하중의 영향이 적다. 또한, 미동 스테이지 (30) 의 Z·틸트 위치 정보는, 제 2 스텝 가이드 (54) 를 이용하지 않고, 상기 제 1 실시형태와 동일하게 타겟용 스테이지 (60) (도 4(A) 참조) 를 이용하여 구해도 된다.In addition, an unbalanced load acts on the
또한, 상기 제 2 실시형태에 관련된 기판 스테이지 장치 (20G) 의 구성은, 적절히 변형이 가능하다. 이하, 상기 제 2 실시형태에 관련된 기판 스테이지 장치 (20G) 의 변형예에 대하여 설명한다. 또한, 이하 설명하는 제 2 실시형태의 변형예에 있어서, 상기 제 2 실시형태와 동일한 구성, 및 기능을 갖는 요소에 관해서는, 동일한 부호를 부여하고 그 상세한 설명을 적절히 생략한다.In addition, the configuration of the
《제 2 실시형태의 변형예 (그 1)》<< Modification Example of 2nd Embodiment (Part 1) >>
도 18 및 도 19 에는, 상기 제 2 실시형태의 변형예 (그 1) 에 관련된 기판 스테이지 장치 (20H) 가 나타나 있다. 미동 스테이지 (30) 의 Z·틸트 위치 정보는, 상기 제 2 실시형태에서는, 도 17 에 나타내는 바와 같이, 복수의 Z 센서 (38z) 에 의해, 제 2 스텝 가이드 (54) 를 이용하여 구해진 데에 반하여, 도 18 및 도 19 에 나타내는 기판 스테이지 장치 (20H) 에서는, 복수의 Z 센서 (38z) 에 의해, 기판 스테이지 가대 (18g) 의 상면을 이용하여 구해지는 점이 상이하다.18 and 19 show a
기판 스테이지 장치 (20H) 에서는, Z 센서 (38z) 로서, 예를 들어 삼각 측량 방식의 반사형 레이저 변위 센서가 이용되어 있으며, 기판 스테이지 가대 (18g) 의 상면에는, 미동 스테이지 (30) 의 XY 평면 내의 이동 영역을 커버할 수 있을 정도의 면적을 갖는, 예를 들어 백색 세라믹스에 의해 형성된 판상의 부재로 이루어지는 타겟 (69) 이 장착되어 있다. 또한, Z 센서 (38z) 로서, 예를 들어 수직 반사 방식의 반사형 레이저 변위 센서가 사용되는 경우에는, 기판 스테이지 가대 (18g) 의 상면을 경면 가공하면 (혹은 기판 스테이지 가대 (18g) 의 상면에 미러를 장착하면) 된다.In the
기판 스테이지 장치 (20H) 에 의하면, 기판 스테이지 가대 (18g) 상에 제 1 스텝 가이드 (55) 를 Y 축 방향으로 안내하기 위한 Y 리니어 가이드가 형성되어 있지 않기 때문에, 기판 스테이지 가대 (18g) 의 상면을 타겟으로 하여 직접적으로 사용할 수 있다. 이와 같이, 기판 스테이지 장치 (20H) 에서는, 도 13 등에 나타내는 상기 제 2 실시형태의 기판 스테이지 장치 (20G) 와 비교하여, 제 2 스텝 가이드 (54) 가 형성되어 있지 않으며, 따라서, 상기 기판 스테이지 장치 (20G) 에 비하여 기판 스테이지 가대 (18g) 를 보다 박형화, 경량화할 수 있다. 또한, 제 2 스텝 가이드 (54) 를 가지지 않기 때문에, 기판 스테이지 가대 (18g) 에 편하중이 작용하는 경우도 없다.According to the
《제 2 실시형태의 변형예 (그 2)》<< Modification Example of 2nd Embodiment (Part 2) >>
도 20 에는, 상기 제 2 실시형태의 변형예 (그 2) 에 관련된 기판 스테이지 장치 (20I) 가 나타나 있다. 기판 스테이지 장치 (20I) 는, 상기 제 2 실시형태에 관련된 기판 스테이지 장치 (20G) (도 13 ∼ 도 17 참조) 와, 상기 제 1 실시형태의 변형예 (그 2) 에 관련된 기판 스테이지 장치 (20C) (도 7 및 도 8 참조) 를 조합한 것과 같은 구성을 가지고 있다.In Fig. 20, a substrate stage device 20I according to a modified example (part 2) of the second embodiment is shown. The substrate stage device 20I includes a
즉, 도 20 에 나타내는 바와 같이, 기판 스테이지 장치 (20I) 는, 상기 기판 스테이지 장치 (20C) 와 동일하게, 제 1 스텝 가이드 (70A) 가 Z 액츄에이터, 및 중량 캔슬 장치로서의 기능을 가지고 있다. 또한, 제 1 스텝 가이드 (70A) 는, 상기 기판 스테이지 장치 (20G) 와 동일하게, 1 쌍의 베이스 프레임 (80) 상에 탑재되어 있고, 기판 스테이지 가대 (18f), 및 X 빔 (24) 에 대하여 진동적으로 분리되어 있다. 기판 스테이지 장치 (20I) 에 의하면, 상기 제 2 실시형태의 효과와 함께 상기 제 1 실시형태의 변형예 (그 2) 의 효과를 얻을 수 있다. 즉, 기판 스테이지 장치 (20I) 에서는, 기판 스테이지 가대 (18f) 의 경량화를 도모할 수 있음과 함께, 조동 스테이지 (28) (즉 기판 (P)) 의 위치 제어성이 향상된다.That is, as shown in FIG. 20, in the substrate stage device 20I, similarly to the
《제 2 실시형태의 변형예 (그 3)》<< Modification Example of 2nd Embodiment (Part 3) >>
도 21 및 도 22 에는, 상기 제 2 실시형태의 변형예 (그 3) 에 관련된 기판 스테이지 장치 (20J) 가 나타나 있다. 상기 제 1 실시형태에 관련된 기판 스테이지 장치 (20A) (도 1 등 참조), 및 상기 제 2 실시형태에 관련된 기판 스테이지 장치 (20G) (도 13 등 참조) 에서는, 1 쌍의 X 빔 (24) 과 조동 스테이지 (28) 에 의해, 이른바 갠트리식의 2 축 스테이지 장치가 구성된 데에 반하여, 기판 스테이지 장치 (20J) 에서는, 중량 캔슬 장치 (40) 를 지지하는 제 1 스텝 가이드 (57) 와 조동 스테이지 (28) 에 의해, 이른바 갠트리식의 2 축 스테이지 장치가 구성되는 점이 상이하다.21 and 22, a
제 1 스텝 가이드 (57) 는, X 축 방향으로 연장되는 YZ 단면 사각형의 판상 부재로 이루어지고, 상기 제 2 실시형태에 관련된 기판 스테이지 장치 (20G) (도 13 등 참조) 와 동일하게, 길이 방향의 양단부 각각이 플로어 (11) 상에 설치된 베이스 프레임 (80) 에 하방으로부터 지지되고, 장치 본체 (18) 에 대하여 진동적으로 분리되어 있다. 제 1 스텝 가이드 (57) 는, 도 21 및 도 22 에서는 도시 생략이지만, 예를 들어 리니어 모터 (혹은 엄지 나사 장치) 등의 액츄에이터에 의해, Y 축 방향으로 소정의 스트로크로 구동된다. 제 1 스텝 가이드 (57) 는, 조동 스테이지 (28) 를 안정적으로 지지할 수 있도록, 상기 제 2 실시형태의 기판 스테이지 장치 (20G) (도 14 참조) 가 갖는 제 1 스텝 가이드 (50) 에 비하여 광폭으로 형성 (Y 축 방향의 치수가 크게 설정) 되어 있다.The
조동 스테이지 (28) 의 하면에는, 제 1 스텝 가이드 (57) 의 상면에 베어링면이 대향하여 배치된 복수 (예를 들어 4 개) 의 에어 베어링 (53) 이 장착되어 있다. 또한, 조동 스테이지 (28) 의 하면에는, 도 22 에 나타내는 바와 같이, 1 쌍의 부착판 (29) 이 장착되고, 상기 제 1 스텝 가이드 (57) 는, 1 쌍의 부착판 (29) 사이에 삽입되어 있다. 1 쌍의 부착판 (29) 의 제 1 스텝 가이드 (57) 의 측면에 대향하는 면 각각에는, 복수 (예를 들어 2 개) 의 에어 베어링 (53) 이 장착되어 있다. 이로써, 조동 스테이지 (28) 는, 제 1 스텝 가이드 (57) 를 따라 저마찰로 X 축 방향으로 소정의 스트로크로 이동 가능해짐과 함께, 제 1 스텝 가이드 (57) 에 대한 Y 축 방향의 상대 이동이 제한된다. 조동 스테이지 (28) 는, 제 1 스텝 가이드 (57) 에 고정된 X 고정자 (도시 생략) 와, 조동 스테이지 (28) 에 고정된 X 가동자 (도시 생략) 로 이루어지는 X 리니어 모터에 의해, 제 1 스텝 가이드 (57) 상에서 X 축 방향으로 소정의 스트로크로 구동된다.On the lower surface of the
미동 스테이지 (30) 의 Z·틸트 위치 정보는, 상기 기판 스테이지 장치 (20B) (도 5 ∼ 도 6(B) 참조) 와 동일하게, 복수의 Z 센서 (38z) 에 의해 1 쌍의 제 2 스텝 가이드 (54) 의 상면을 이용하여 구해진다. 1 쌍의 제 2 스텝 가이드 (54) 는, 제 1 스텝 가이드 (57) 에 도시 생략의 플렉셔 장치를 개재하여 연결되어 있고, 제 1 스텝 가이드 (57) 에 견인됨으로써, Y 축 방향으로 제 1 스텝 가이드 (57) 와 일체적으로 이동한다. 또한, 제 1 스텝 가이드 (57) 가 상기 제 2 실시형태의 기판 스테이지 장치 (20G) (도 14 참조) 가 갖는 제 1 스텝 가이드 (50) 에 비하여 광폭인 점에서, 1 쌍의 제 2 스텝 가이드 (54) 의 간격도 기판 스테이지 장치 (20G) 보다 넓게 되어 있다.The Z-tilt position information of the fine moving
기판 스테이지 장치 (20J) 에 의하면, 상기 제 2 실시형태에 관련된 기판 스테이지 장치 (20G) (도 13 등 참조) 에 비하여, 1 쌍의 X 빔 (24) (도 13 ∼ 도 17 참조) 을 갖지 않는 만큼, 구성이 간단하다. 또한, 제 1 스텝 가이드 (57) 가 장치 본체 (18) 에 대하여 진동적으로 분리되어 있기 때문에, 조동 스테이지 (28) 를 구동할 때의 반력이 장치 본체 (18) 에 작용하지 않는다. 또한, 미동 스테이지 (30) 의 Z·틸트 위치 정보를 구할 때에 사용되는 타겟은, 중량 캔슬 장치 (40) 에 장착되어도 된다.According to the
《제 2 실시형태의 변형예 (그 4)》<< Modification Example of 2nd Embodiment (Part 4) >>
도 23 및 도 24 에는, 상기 제 2 실시형태의 변형예 (그 4) 에 관련된 기판 스테이지 장치 (20K) 가 나타나 있다. 기판 스테이지 장치 (20K) 는, 상기 제 2 실시형태의 변형예 (그 3) 에 관련된 기판 스테이지 장치 (20J) (도 21 및 도 22 참조) 와, 상기 제 1 실시형태의 변형예 (그 2) 에 관련된 기판 스테이지 장치 (20C) (도 7 및 도 8 참조) 를 조합한 것과 같은 구성을 가지고 있다.23 and 24 show a
즉, 도 23 에 나타내는 바와 같이, 기판 스테이지 장치 (20K) 의 제 1 스텝 가이드 (70E) 는, 본체부 (77) 를 구성하는 하판부 (77a) 와 상판부 (77b) 사이에, 예를 들어 2 개의 Z 보이스 코일 모터 (73), 및 공기 스프링 (72) 이 삽입되고, 상기 기판 스테이지 장치 (20C) 의 제 1 스텝 가이드 (70A) (도 7 참조) 와 동일하게 Z 액츄에이터, 및 중량 캔슬 장치로도 기능한다. 도 24 에 나타내는 바와 같이, 제 1 스텝 가이드 (70E) 의 하판부 (77a), 및 상판부 (77b) 는, 각각 상기 기판 스테이지 장치 (20C) 의 제 1 스텝 가이드 (70A) (도 8 참조) 에 비하여 약간 광폭으로 형성되어 있다.That is, as shown in FIG. 23, the
또한, 조동 스테이지 (28) 의 하면에는, 상판부 (77b) 의 상면에 베어링면이 대향하여 배치된 복수 (예를 들어 4 개) 의 에어 베어링 (53) 이 장착되어 있다. 또한, 조동 스테이지 (28) 의 하면에는, 도 24 에 나타내는 바와 같이, 1 쌍의 부착판 (29) 이 장착되고, 상기 제 1 스텝 가이드 (70E) 는, 1 쌍의 부착판 (29) 사이에 삽입되어 있다. 1 쌍의 부착판 (29) 의 상판부 (77b) 의 측면에 대향하는 면 각각에는, 복수 (예를 들어 2 개) 의 에어 베어링 (53) 이 장착되어 있다. 이로써, 조동 스테이지 (28) 는, 제 1 스텝 가이드 (70E) 를 따라 저마찰로 X 축 방향으로 소정의 스트로크로 이동 가능하게 됨과 함께, 제 1 스텝 가이드 (70E) 에 대한 Y 축 방향의 상대 이동이 제한된다. 조동 스테이지 (28) 는, 상판부 (77b) 의 상면에 고정된 X 고정자 (88a) 와 조동 스테이지 (28) 의 하면에 고정된 X 가동자 (88b) 로 이루어지는 X 리니어 모터에 의해, 제 1 스텝 가이드 (70E) 를 따라 X 축 방향으로 소정의 스트로크로 구동된다. 또한, 도 24 에는 도시 생략이지만, 상판부 (77b) 는 하판부 (77a) 에 대하여 X 축 방향 및 Y 축 방향의 이동이 제한되어 있다. 또한, 상기 1 쌍의 부착판 (29) 에 장착된 에어 베어링 (53) 은 하판부 (77a) 의 측면에 대향하도록 구성해도 된다.Further, on the lower surface of the
또한, 조동 스테이지 (28) 의 상면 중앙부에는, 베어링면이 +Z 측을 향한 에어 베어링 (48) 이 장착되어 있고, 레벨링 장치 (46) 를 하방으로부터 비접촉 지지하고 있다. 미동 스테이지 (30) 의 Z·틸트 위치 정보는, 상기 기판 스테이지 장치 (20B) (도 5 ∼ 도 6(B) 참조) 와 동일하게, 복수의 Z 센서 (38z) 에 의해 제 2 스텝 가이드 (54) 의 상면을 이용하여 구해진다. 제 1 스텝 가이드 (70E) 에서는, 공기 스프링 (72) 에 의해 조동 스테이지 (28), 및 미동 스테이지 (30) 를 포함하는 계의 중량이 캔슬됨으로써, 조동 스테이지 (28), 및 미동 스테이지 (30) 를 Z 축 방향으로 구동하기 위한 Z 보이스 코일 모터 (73) 에 대한 부하가 저감된다. 또한, 제 1 스텝 가이드 (70E) 는, Z 보이스 코일 모터 (73) 에 의해 조동 스테이지 (28), 및 미동 스테이지 (30) 를 Z 축 방향으로 구동했지만, 이 대신에, 도 9 에 나타내는 제 1 스텝 가이드 (70B) 와 같이 복수의 Z 액츄에이터 (75) 를 이용해도 되고, 혹은 도 11 에 나타내는 제 1 스텝 가이드 (70C) 와 같이 1 쌍의 캠 장치 (76) 를 이용해도 된다.In addition, an
또한, 이상 설명한 제 1 및 제 2 실시형태 (그 변형예도 포함한다. 이하 동일) 의 구성은, 적절히 변경이 가능하다. 예를 들어, 상기 제 1 및 제 2 실시형태에 있어서, 제 1 스텝 가이드 (50), 및 1 쌍의 제 2 스텝 가이드 (54) 각각은, 1 쌍의 X 빔 (24) 에 견인됨으로써 Y 축 방향으로 이동하는 구성이었지만, 예를 들어 리니어 모터 등의 액츄에이터에 의해 1 쌍의 X 빔 (24) 과 독립적으로 X 위치가 제어되어도 된다.Further, the configurations of the first and second embodiments (modified examples thereof are also included. The same hereinafter) described above can be appropriately changed. For example, in the first and second embodiments, each of the
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 증폭하고, 비선형 광학 결정을 이용하여 자외광으로 파장 변환한 고조파를 이용해도 된다. 또한, 고체 레이저 (파장 : 355 ㎚, 266 ㎚) 등을 사용해도 된다.Further, the illumination light may be ultraviolet light such as ArF excimer laser light (wavelength 193 nm), KrF excimer laser light (wavelength 248 nm), or vacuum ultraviolet light such as F2 laser light (wavelength 157 nm). In addition, as illumination light, for example, an infrared or visible single wavelength laser light oscillated from a DFB semiconductor laser or a fiber laser is amplified by a fiber amplifier doped with, for example, erbium (or both erbium and ytterbium). Alternatively, harmonics obtained by converting wavelengths into ultraviolet light using a nonlinear optical crystal may be used. Further, a solid-state laser (wavelength: 355 nm, 266 nm) or the like may be used.
또한, 투영 광학계 (16) 는, 복수 개의 투영 광학 유닛을 구비한 멀티 렌즈 방식의 투영 광학계였지만, 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 확대계의 어느 것이어도 된다.In addition, the projection
또한, 광 투과성의 마스크 기판 상에 소정의 차광 패턴 (또는 위상 패턴·감광 패턴) 을 형성한 광 투과형 마스크가 이용되었지만, 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.In addition, a light-transmitting mask in which a predetermined light-shielding pattern (or phase pattern/photosensitive pattern) was formed on a light-transmitting mask substrate was used, but as disclosed in, for example, U.S. Patent No. 6,778,257, exposure is required. Based on the electronic data of the pattern, an electronic mask (variable shaping mask) that forms a transmission pattern, a reflection pattern, or a light-emitting pattern, for example, DMD ( Digital Micro-mirror Device) may be used.
또한, 물체를 소정의 이차원 평면을 따라 이동시키는 이동체 장치 (스테이지 장치) 로는, 노광 장치에 한정되지 않고, 예를 들어 물체의 검사에 사용되는 물체 검사 장치 등, 물체에 관해서 소정의 처리를 실시하는 물체 처치 장치에 이용해도 된다. 또한, 노광 장치로는, 스텝·앤드·리피트 방식의 노광 장치, 스텝·앤드·스티치 방식의 노광 장치에도 적용할 수 있다.In addition, as a moving body device (stage device) that moves an object along a predetermined two-dimensional plane, it is not limited to an exposure device, and, for example, an object inspection device used for object inspection, which performs predetermined processing on an object. You may use it for an object treatment device. Moreover, as an exposure apparatus, it can also apply to the exposure apparatus of the step-and-repeat type exposure apparatus, and the exposure apparatus of the step-and-stitch type.
또한, 노광 장치로는, 사이즈 (외경, 대각선의 길이, 1 변의 적어도 1 개를 포함한다) 가 500 ㎜ 이상인 기판, 예를 들어 액정 표시 소자 등의 플랫 패널 디스플레이용의 대형 기판을 노광하는 노광 장치에 대하여 적용하는 것이 특히 유효하다.Further, as an exposure apparatus, an exposure apparatus that exposes a substrate having a size (including an outer diameter, a diagonal length, and at least one of one side) of 500 mm or more, for example, a large substrate for a flat panel display such as a liquid crystal display element. It is particularly effective to apply against.
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.In addition, the use of the exposure device is not limited to an exposure device for liquid crystal that transfers a liquid crystal display element pattern to a prismatic glass plate, for example, an exposure device for semiconductor manufacturing, a thin film magnetic head, a micromachine, and a DNA chip. It can also be widely applied to an exposure apparatus for manufacturing. In addition, in order to manufacture a mask or reticle used in not only microdevices such as semiconductor devices, but also optical exposure apparatuses, EUV exposure apparatuses, X-ray exposure apparatuses, and electron beam exposure apparatuses, circuit patterns are transferred to glass substrates or silicon wafers. The present invention can also be applied to an exposure apparatus to be described. In addition, the object to be exposed is not limited to the glass plate, but may be another object such as a wafer, a ceramic substrate, a film member, or a mask blank. In addition, when the object to be exposed is a substrate for a flat panel display, the thickness of the substrate is not particularly limited, and, for example, a film (a sheet-like member having flexibility) is included.
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.For electronic devices such as liquid crystal display devices (or semiconductor devices), steps to design the function and performance of the device, steps to fabricate a mask (or reticle) based on these design steps, and steps to fabricate a glass substrate (or wafer) , The exposure apparatus of each of the above-described embodiments, and the lithography step of transferring the pattern of the mask (reticle) to the glass substrate by the exposure method, the developing step of developing the exposed glass substrate, other than the portion where the resist remains It is manufactured through an etching step of removing the partially exposed member by etching, a resist removing step of removing unnecessary resist after etching, a device assembly step, an inspection step, and the like. In this case, in the lithography step, the above-described exposure method is performed using the exposure apparatus of the above embodiment, and a device pattern is formed on the glass substrate, so that a device having a high degree of integration can be manufactured with good productivity.
또한, 지금까지의 설명에서 인용한 노광 장치 등에 관한 모든 공보, 국제 공개, 미국 특허 출원 공개 명세서 및 미국 특허 명세서의 개시를 원용하여 본 명세서 기재의 일부로 한다.In addition, the disclosures of all publications, international publications, US patent application publication specifications, and US patent specifications cited in the description so far are incorporated as part of the description of this specification.
산업상 이용가능성Industrial applicability
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 이동체 장치는, 이동체를 소정의 이차원 평면을 따라 이동시키는 데에 적합하다. 또한, 본 발명의 노광 장치는, 이동체에 유지된 물체에 소정의 패턴을 형성하는 데에 적합하다. 또한, 본 발명의 플랫 패널 디스플레이의 제조 방법은, 플랫 패널 디스플레이의 제조에 적합하다. 또한, 본 발명의 디바이스 제조 방법은, 마이크로 디바이스의 생산에 적합하다.As described above, the movable body device of the present invention is suitable for moving the movable body along a predetermined two-dimensional plane. Further, the exposure apparatus of the present invention is suitable for forming a predetermined pattern on an object held by a moving body. Moreover, the manufacturing method of a flat panel display of this invention is suitable for manufacturing a flat panel display. Further, the device manufacturing method of the present invention is suitable for the production of microdevices.
Claims (16)
상기 물체 유지부를 지지하는 지지부와,
상기 지지부를 지지하는 제 1 베이스와,
상기 제 1 방향과 상기 제 2 방향에 교차하는 제 3 방향에 관한 상기 물체 유지부의 위치를 계측하는 계측부와,
상기 제 2 방향에 관해서 상기 제 1 베이스와 이간하여 배치되도록 상기 제 2 방향에 관해서 상기 제 1 베이스의 양측에 배치되고, 상기 계측부를 지지하는 제 2 베이스와,
상기 물체 유지부를 지지하는 상기 지지부를, 상기 제 1 베이스에 대해 상기 제 1 방향으로 이동시키는 제 1 구동부와,
상기 제 1 구동부를 지지하고, 상기 제 1 베이스와 상기 제 2 베이스를 상기 제 2 방향으로 이동시키는 제 2 구동부를 구비하는 이동체 장치. An object holding unit that holds an object and is movable in a first direction and a second direction intersecting each other,
A support part for supporting the object holding part,
A first base supporting the support,
A measurement unit that measures the position of the object holding unit in a third direction intersecting the first direction and the second direction,
A second base disposed on both sides of the first base with respect to the second direction so as to be disposed apart from the first base with respect to the second direction, and supporting the measurement unit;
A first driving part for moving the support part for supporting the object holding part in the first direction with respect to the first base,
A moving body device including a second driving unit supporting the first driving unit and moving the first base and the second base in the second direction.
상기 제 1 베이스와 상기 제 2 베이스를 지지하는 제 1 지지 장치와,
상기 제 1 방향에 관해서 상기 제 1 지지 장치와 이간하여 배치되고, 상기 제 2 구동부를 지지하는 제 2 지지 장치를 구비하는 이동체 장치. The method of claim 1,
A first support device for supporting the first base and the second base,
A moving body device comprising a second support device that is disposed apart from the first support device in the first direction and supports the second drive unit.
상기 지지부와 상기 제 1 구동부를 접속하는 제 1 접속부와,
상기 계측부와 상기 제 1 구동부를 접속하는 제 2 접속부를 구비하고,
상기 제 1 구동부는, 상기 제 1 접속부와 상기 제 2 접속부를 개재하여, 상기 물체 유지부를 지지하는 상기 지지부와 상기 계측부를 상기 제 1 방향으로 이동시키는 이동체 장치. The method according to claim 1 or 2,
A first connecting portion connecting the support portion and the first driving portion,
A second connecting portion connecting the measuring portion and the first driving portion,
The first driving unit is a moving body device that moves the support unit and the measurement unit to support the object holding unit in the first direction through the first connection unit and the second connection unit.
상기 계측부는, 레이저를 출사하는 센서부와 상기 레이저가 조사되는 타깃부를 갖고,
상기 센서부는, 상기 물체 유지부에 형성되고,
상기 타깃부는, 상기 제 2 베이스에 지지되는 이동체 장치.The method according to claim 1 or 2,
The measurement unit has a sensor unit that emits a laser and a target unit to which the laser is irradiated,
The sensor unit is formed on the object holding unit,
The target portion is a moving body device supported by the second base.
상기 제 1 베이스와 상기 제 2 구동부를 접속하는 제 1 접속 장치와,
상기 제 2 베이스와 상기 제 2 구동부를 접속하는 제 2 접속 장치를 구비하고,
상기 제 2 구동부는, 상기 제 1 접속 장치와 상기 제 2 접속 장치를 개재하여, 상기 제 1 베이스와 상기 제 2 베이스를 상기 제 2 방향으로 이동시키는 이동체 장치. The method according to claim 1 or 2,
A first connection device connecting the first base and the second driving unit,
And a second connection device connecting the second base and the second driving unit,
The second drive unit is a moving body device that moves the first base and the second base in the second direction via the first connection device and the second connection device.
상기 제 1 베이스와 상기 제 2 베이스를 연결하는 연결 부재를 구비하는 이동체 장치. The method according to claim 1 or 2,
A moving body device comprising a connection member connecting the first base and the second base.
상기 제 1 베이스는, 상기 지지부가 상기 제 1 베이스 상을 상기 제 1 방향과 상기 제 2 방향으로 상대 이동할 수 있도록, 상기 지지부를 비접촉 지지하는 이동체 장치. The method according to claim 1 or 2,
The first base is a moving body device for non-contact support of the support portion so that the support portion can move relative to the first base in the first direction and the second direction.
상기 물체에 에너지 빔을 이용하여 소정의 패턴을 형성하는 패턴 형성 장치를 구비하는 노광 장치. The moving body device according to claim 1 or 2, and
An exposure apparatus comprising a pattern forming apparatus for forming a predetermined pattern on the object by using an energy beam.
상기 물체는, 플랫 패널 디스플레이 장치에 사용되는 기판인 노광 장치. The method of claim 8,
The exposure apparatus, wherein the object is a substrate used in a flat panel display apparatus.
상기 기판은, 적어도 1 변의 길이 또는 대각 길이가 500 ㎜ 이상인 노광 장치. The method of claim 9,
The substrate is an exposure apparatus having a length of at least one side or a diagonal length of 500 mm or more.
상하 방향에 관한 상기 물체 유지부의 위치를 계측하는 계측부를, 상기 제 2 방향에 관해서 상기 제 1 베이스와 이간하여 배치되도록 상기 제 1 베이스의 양측에 배치된 제 2 베이스에 의해 지지하는 것과,
상기 물체 유지부를 지지하는 상기 지지부를, 상기 제 1 베이스에 대해 상기 제 1 방향으로 이동시키는 것과,
상기 제 1 구동부를 지지하고, 상기 제 1 베이스와 상기 제 2 베이스를 상기 제 2 방향으로 이동시키는 것을 포함하는 이동 방법. Holding an object and supporting a support portion for supporting an object holding portion movable in a first direction and a second direction crossing each other by a first base
A measurement unit for measuring the position of the object holding unit in the vertical direction is supported by a second base disposed on both sides of the first base so as to be disposed apart from the first base in the second direction,
Moving the support part supporting the object holding part in the first direction with respect to the first base,
And supporting the first driving unit and moving the first base and the second base in the second direction.
상기 제 1 방향으로 이동된 상기 물체에 대해, 에너지 빔을 이용하여 소정의 패턴을 형성하는 것을 포함하는 노광 방법. Moving the object by the movement method according to claim 11,
An exposure method comprising forming a predetermined pattern on the object moved in the first direction using an energy beam.
상기 물체는, 플랫 패널 디스플레이 장치에 사용되는 기판인 노광 방법. The method of claim 12,
The exposure method wherein the object is a substrate used in a flat panel display device.
상기 기판은, 적어도 1 변의 길이 또는 대각 길이가 500 ㎜ 이상인 노광 방법. The method of claim 13,
The exposure method in which the substrate has at least one side length or a diagonal length of 500 mm or more.
노광된 상기 물체를 현상하는 것을 포함하는 플랫 패널 디스플레이의 제조 방법. Exposing the object using the exposure method according to any one of claims 12 to 14, and
A method of manufacturing a flat panel display comprising developing the exposed object.
노광된 상기 물체를 현상하는 것을 포함하는 디바이스 제조 방법.Exposing the object using the exposure method according to any one of claims 12 to 14, and
A device manufacturing method comprising developing the exposed object.
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