KR102441111B1 - 이동체 장치, 노광 장치, 플랫 패널 디스플레이의 제조 방법, 디바이스 제조 방법, 및 이동체의 구동 방법 - Google Patents

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Abstract

기판 스테이지 장치 (20) 는, 미동 스테이지 (24) 와, X 조동 스테이지 (34) 와, Y 조동 스테이지 (32) 와, X 조동 스테이지를 Y 조동 스테이지에 대해 상대 이동시키는 추력을, 제 1 추력으로서 미동 스테이지에 부여하는 보이스 코일 모터 (72X) 와, 제 1 추력보다 큰 제 2 추력으로서 미동 스테이지에 부여하는 에어 액추에이터 (74X) 를 포함하고, 미동 스테이지와 X 조동 스테이지를 Y 조동 스테이지에 대해 상대 이동시키는 액추에이터 유닛 (70X1) 과, 보이스 코일 모터 및 에어 액추에이터를 제어하고, 미동 스테이지와 X 조동 스테이지를 Y 조동 스테이지에 대해 상대 이동시킬 때에 요구되는 추력에 기초하여, 보이스 코일 모터 및 에어 액추에이터 중 적어도 일방의 액추에이터를 제어하는 제어계를 구비한다.

Description

이동체 장치, 노광 장치, 플랫 패널 디스플레이의 제조 방법, 디바이스 제조 방법, 및 이동체의 구동 방법
본 발명은, 이동체 장치, 노광 장치, 플랫 패널 디스플레이의 제조 방법, 디바이스 제조 방법, 및 이동체의 구동 방법과 관련되고, 더욱 상세하게는, 제 1 및 제 2 이동체를 상대 이동시키는 이동체 장치 및 이동체의 구동 방법, 그리고 상기 이동체 장치를 포함하는 노광 장치, 및 상기 노광 장치를 사용한 플랫 패널 디스플레이 또는 디바이스의 제조 방법에 관한 것이다.
종래, 액정 표시 소자, 반도체 소자 (집적 회로 등) 등의 전자 디바이스 (마이크로 디바이스) 를 제조하는 리소그래피 공정에서는, 투영 광학계 (렌즈) 를 통하여 조명광 (에너지 빔) 으로 유리 플레이트 또는 웨이퍼 (이하, 「기판」 이라고 총칭한다) 를 노광함으로써, 그 기판에 포토마스크 또는 레티클 (이하, 「마스크」 라고 총칭한다) 이 갖는 소정의 패턴을 전사하는 노광 장치가 사용되고 있다.
이런 종류의 노광 장치로는, 수평면 내를 장 (長) 스트로크로 이동 가능한 조동 (粗動) 스테이지와, 기판을 유지하는 미동 (微動) 스테이지를 구비하고, 전자 모터 등의 미동 액추에이터를 사용하여 조동 스테이지로부터 미동 스테이지로 추력을 부여하여, 미동 스테이지의 고정밀도 위치 제어를 실시하는 조미동 구성의 스테이지 장치를 구비한 것이 알려져 있다 (예를 들어, 특허문헌 1 참조).
여기서, 최근의 기판의 대형화에 의해, 미동 스테이지가 대형화되는 경향이 있다. 이에 수반하여, 상기 서술한 미동 액추에이터도, 구동 대상물인 미동 스테이지의 대형화에 대응하기 위해, 고출력화 (대형화) 가 요구되고 있다.
미국 특허출원공개 제2010/0018950호 명세서
제 1 양태에 의하면, 소정 방향으로 이동 가능한 제 1 이동체와, 상기 제 1 이동체가 상대 이동 가능하게 형성되고, 상기 소정 방향으로 이동 가능한 제 2 이동체와, 상기 제 2 이동체를 지지하는 베이스와, 상기 제 2 이동체를 상기 베이스에 대해 상기 소정 방향으로 상대 이동시키는 추력을, 제 1 추력으로서 상기 제 1 이동체에 부여하는 제 1 액추에이터와, 상기 추력을 상기 제 1 추력보다 큰 제 2 추력으로서 상기 제 1 이동체에 부여하는 제 2 액추에이터를 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 이동체를 상기 소정 방향에 관해, 상기 베이스에 대해 상대 구동시키는 액추에이터 유닛과, 상기 제 1 및 제 2 액추에이터를 제어하고, 상기 제 1 및 제 2 이동체를 상기 베이스에 대해 상대 이동시킬 때에 요구되는 추력에 기초하여, 상기 제 1 및 제 2 액추에이터 중 적어도 어느 일방의 액추에이터를 제어하는 제어계를 구비하는 이동체 장치가 제공된다.
제 2 양태에 의하면, 제 1 양태에 관련된 이동체 장치와, 상기 이동체 장치의 상기 제 1 이동체에 유지된 물체에 대해 에너지 빔을 사용하여 소정의 패턴을 형성하는 패턴 형성 장치를 구비하는 노광 장치가 제공된다.
제 3 양태에 의하면, 제 2 양태에 관련된 노광 장치를 사용하여 상기 물체를 노광하는 것과, 노광된 상기 기판을 현상하는 것을 포함하는 플랫 패널 디스플레이의 제조 방법이 제공된다.
제 4 양태에 의하면, 제 2 양태에 관련된 노광 장치를 사용하여 상기 물체를 노광하는 것과, 노광된 상기 물체를 현상하는 것을 포함하는 디바이스 제조 방법이 제공된다.
제 5 양태에 의하면, 소정 방향으로 이동 가능한 제 1 이동체, 및 상기 제 1 이동체가 상대 이동 가능하게 형성되고, 상기 소정 방향으로 이동 가능한 제 2 이동체를, 상기 소정 방향에 관해, 상기 제 2 이동체를 지지하는 베이스에 대해 상대 구동시키는 것과, 상기 제 2 이동체를 상기 베이스에 대해 상기 소정 방향으로 상대 이동시키는 추력을, 제 1 추력으로서, 제 1 액추에이터를 사용하여 상기 제 1 이동체에 부여하는 것과, 상기 제 2 이동체를 상기 베이스에 대해 상기 소정 방향으로 상대 이동시키는 추력을, 상기 제 1 추력보다 큰 제 2 추력으로서, 제 2 액추에이터를 사용하여 상기 제 1 이동체에 부여하는 것과, 상기 제 1 및 제 2 액추에이터를 제어하고, 상기 제 1 및 제 2 이동체를 상기 베이스에 대해 상대 이동시킬 때에 요구되는 추력에 기초하여, 상기 제 1 및 제 2 액추에이터 중 적어도 어느 일방의 액추에이터를 제어하는 것을 포함하는 이동체의 구동 방법이 제공된다.
도 1 은, 일 실시형태에 관련된 액정 노광 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2 는, 도 1 액정 노광 장치가 구비하는 기판 구동계 중 제 1 구동계 (미동 스테이지 구동계) 의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 3 은, 제 1 구동계의 개념도이다.
도 4 는, 제 1 구동계가 갖는 2 개의 액추에이터의 제어 밸런스를 설명하기 위한 도면이다.
도 5 는, 제 1 구동계의 제어 블록도이다.
도 6 은, 액정 노광 장치가 갖는 주제어 장치의 입출력 관계를 나타내는 블록도이다.
이하, 일 실시형태에 대해, 도 1 ∼ 도 6 을 사용하여 설명한다.
도 1 에는, 일 실시형태에 관련된 노광 장치 (여기서는 액정 노광 장치 (10)) 의 구성이 개략적으로 나타나 있다. 액정 노광 장치 (10) 는, 물체 (여기서는 유리 기판 (P)) 를 노광 대상물로 하는 스텝·앤드·스캔 방식의 투영 노광 장치, 이른바 스캐너이다. 유리 기판 (P) (이하, 간단히 「기판 (P)」 이라고 칭한다) 은, 평면에서 보았을 때 사각형 (각형) 으로 형성되고, 액정 표시 장치 (플랫 패널 디스플레이) 등에 사용된다.
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 투영 광학계 (16) 에 대해 상대적으로 이동시키는 이동체 장치 (여기서는 기판 스테이지 장치 (20)), 및 이들의 제어계 등을 가지고 있다. 이하, 노광시에 마스크 (M) 와 기판 (P) 이 투영 광학계 (16) 에 대해 각각 상대 주사되는 방향을 X 축 방향으로 하고, 수평면 내에서 X 축에 직교하는 방향을 Y 축 방향, X 축 및 Y 축에 직교하는 방향을 Z 축 방향으로 하고, X 축, Y 축, 및 Z 축 둘레의 회전 방향을 각각 θx, θy 및 θz 방향으로 하여 설명을 실시한다. 또, X 축, Y 축, 및 Z 축 방향에 관한 위치를 각각 X 위치, Y 위치, 및 Z 위치로 하여 설명을 실시한다.
조명계 (12) 는, 미국 특허 제5,729,331호 명세서 등에 개시되는 조명계와 동일하게 구성되어 있고, 도시되지 않은 광원 (수은 램프, 혹은 레이저 다이오드 등) 으로부터 사출된 광을, 각각 도시되지 않은 반사경, 다이크로익 미러, 셔터, 파장 선택 필터, 각종 렌즈 등을 통하여, 복수의 노광용 조명광 (조명광) (IL) 으로서 마스크 (M) 에 조사한다. 조명광 (IL) 으로는, 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.
마스크 스테이지 장치 (14) 가 유지하는 마스크 (M) 로는, 하면 (도 1 에서는 -Z 측을 향한 면) 에 소정의 회로 패턴이 형성된, 투과형의 포토마스크가 사용된다. 마스크 스테이지 장치 (14) 는, 국제 공개 제2010/131485호에 개시되는 것과 동일한, 이른바 조미동 구성의 스테이지 장치로서, 마스크 (M) 를 유지하는 메인 스테이지 (미동 스테이지) (14a) 와, 1 쌍의 서브 스테이지 (조동 스테이지) (14b) 를 구비하고 있다. 각 서브 스테이지 (14b) 는, 대응하는 가대 (架臺) (14c) 상에서, 리니어 모터에 의해 X 축 방향으로 장스트로크로 구동된다. 마스크 스테이지 장치 (14) 에서는, 상기 리니어 모터와 아울러 마스크 구동계 (92) (도 1 에서는 도시 생략. 도 6 참조) 를 구성하는 복수의 보이스 코일 모터 (14d) 에 의해, 서브 스테이지 (14b) 로부터 메인 스테이지 (14a) 에 대해 적절히 추력이 부여된다. 주제어 장치 (90) (도 1 에서는 도시 생략. 도 6 참조) 는, 마스크 구동계 (92) 를 통하여 메인 스테이지 (14a) (마스크 (M)) 를 조명광 (IL) 에 대해, 1 쌍의 서브 스테이지 (14b) 와 함께 X 축 방향으로 장스트로크로 구동시킴과 함께, 1 쌍의 서브 스테이지 (14b) 에 대해 XY 평면 내 (Y 축 방향, 및 θz 방향을 포함한다) 에서 적절히 미소 구동된다. 메인 스테이지 (14a) 의 XY 평면 내의 위치 정보는, 인코더 시스템, 혹은 간섭계 시스템 등을 포함하는 마스크 계측계 (94) (도 1 에서는 도시 생략. 도 6 참조) 를 통하여 주제어 장치 (90) 에 의해 구해진다.
투영 광학계 (16) 는, 마스크 스테이지 장치 (14) 의 하방에 배치되어 있다. 투영 광학계 (16) 는, 미국 특허 제6,552,775호 명세서 등에 개시되는 투영 광학계와 동일한 구성의, 이른바 멀티 렌즈 투영 광학계이고, 양측 텔레센트릭한 등배계로 정립정상 (正立正像) 을 형성하는 복수의 렌즈 모듈을 구비하고 있다.
액정 노광 장치 (10) 에서는, 조명계 (12) 로부터의 복수의 조명광 (IL) 에 의해 마스크 (M) 상의 조명 영역이 조명되면, 마스크 (M) 를 통과 (투과) 한 조명광 (IL) 에 의해, 투영 광학계 (16) 를 통하여 그 조명 영역 내의 마스크 (M) 의 회로 패턴의 투영상 (부분 정립상) 이, 기판 (P) 상의 조명 영역에 공액인 조명광의 조사 영역 (노광 영역) 에 형성된다. 그리고, 조명 영역 (조명광 (IL)) 에 대해 마스크 (M) 가 주사 방향으로 상대 이동함과 함께, 노광 영역 (조명광 (IL)) 에 대해 기판 (P) 이 주사 방향으로 상대 이동함으로써, 기판 (P) 상의 하나의 쇼트 영역의 주사 노광이 실시되어, 그 쇼트 영역에 마스크 (M) 에 형성된 패턴이 전사된다.
장치 본체 (18) 는, 마스크 스테이지 장치 (14), 및 투영 광학계 (16) 를 지지하고 있고, 방진 장치 (19) 를 통하여 클린 룸의 플로어 (F) 상에 설치되어 있다. 장치 본체 (18) 는, 미국 특허출원공개 제2008/0030702호 명세서에 개시되는 장치 본체와 동일하게 구성되어 있고, 상측 가대부 (18a), 1 쌍의 중측 가대부 (18b), 및 하측 가대부 (18c) 를 가지고 있다. 상기 서술한 마스크 스테이지 장치 (14) 의 가대 (14c) 는, 장치 본체 (18) 에 대해 진동적으로 절연 상태가 되도록, 장치 본체 (18) 와는 물리적으로 분리된 상태에서 플로어 (F) 상에 설치되어 있다.
기판 스테이지 장치 (20) 는, 기판 (P) 을 투영 광학계 (16) (조명광 (IL)) 에 대해 고정밀도로 위치 제어하기 위한 장치이고, 구체적으로는, 기판 (P) 을 조명광 (IL) 에 대해 수평면 (X 축 방향, 및 Y 축 방향) 을 따라 소정의 장스트로크로 구동시킴과 함께, 6 자유도 방향 (X 축, Y 축, Z 축, θx, θy 및 θz 의 각 방향) 으로 미소 구동시킨다. 기판 스테이지 장치 (20) 는, 후술하는 제 1 구동계 (62) (도 6 참조) 를 제외하고, 미국 특허출원공개 제2012/0057140호 명세서 등에 개시되는 것과 동일하게 구성된, 이른바 조미동 구성의 스테이지 장치로서, 기판 홀더 (22) 를 통하여 기판 (P) 을 유지하는 미동 스테이지 (24), 갠트리 타입의 조동 스테이지 (26), 중량 지지 장치 (28), 베이스 프레임 (30), 및 기판 스테이지 장치 (20) 를 구성하는 각 요소를 구동시키기 위한 기판 구동계 (60) (도 1 에서는 도시 생략, 도 6 참조), 상기 각 요소의 위치 정보를 계측하기 위한 기판 계측계 (96) (도 1 에서는 도시 생략, 도 6 참조) 등을 구비하고 있다.
미동 스테이지 (24) 는, 평면에서 보았을 때 사각형의 판상 (혹은 박스형) 으로 형성되고, 그 상면에 기판 홀더 (22) 가 고정되어 있다. 기판 홀더 (22) 는, 미동 스테이지 (24) 보다 X 축 및 Y 축 방향의 치수가 긴 평면에서 보았을 때 사각형의 판상 (혹은 박스형) 으로 형성되고, 그 상면 (기판 재치면 (載置面)) 에 기판 (P) 이 재치된다. 기판 홀더 (22) 의 상면의 X 축 및 Y 축 방향의 치수는, 기판 (P) 과 동일한 정도로 (실제로는 약간 짧게) 설정되어 있다. 기판 (P) 은, 기판 홀더 (22) 의 상면에 재치된 상태에서 기판 홀더 (22) 에 진공 흡착 유지됨으로써, 거의 전체 (전체면) 가 기판 홀더 (22) 의 상면을 따라 평면 교정된다.
조동 스테이지 (26) 는, Y 조동 스테이지 (32) 와 X 조동 스테이지 (34) 를 구비하고 있다. Y 조동 스테이지 (32) 는, 미동 스테이지 (24) 의 하방 (-Z 측) 이며, 베이스 프레임 (30) 상에 배치되어 있다. Y 조동 스테이지 (32) 는, Y 축 방향으로 소정 간격으로 평행하게 배치된 1 쌍의 X 빔 (36) 을 가지고 있다. 1 쌍의 X 빔 (36) 은, 기계적인 리니어 가이드 장치를 통하여 베이스 프레임 (30) 상에 재치되어 있고, 베이스 프레임 (30) 상에서 Y 축 방향으로 자유롭게 이동할 수 있게 되어 있다. 베이스 프레임 (30) 은, 상기 서술한 장치 본체 (18) 에 대해 진동적으로 절연 상태가 되도록, 장치 본체 (18) 와는 물리적으로 분리된 상태에서 플로어 (F) 상에 설치되어 있다.
X 조동 스테이지 (34) 는, Y 조동 스테이지 (32) 의 상방 (+Z 측) 이며, 미동 스테이지 (24) 의 하방에 (미동 스테이지 (24) 와 Y 조동 스테이지 (32) 사이에) 배치되어 있다. X 조동 스테이지 (34) 는, 평면에서 보았을 때 사각형의 판상의 부재이며, Y 조동 스테이지 (32) 가 갖는 1 쌍의 X 빔 (36) 상에 복수의 기계적인 리니어 가이드 장치 (38) 를 통하여 재치되어 있고, Y 조동 스테이지 (32) 에 대해 X 축 방향에 관해 자유롭게 이동할 수 있는 데에 대해, Y 축 방향에 관해서는, Y 조동 스테이지 (32) 와 일체적으로 이동한다.
자중 지지 장치 (28) 는, 미동 스테이지 (24) 의 자중을 하방에서 지지하는 중량 캔슬 장치 (42) 와, 그 중량 캔슬 장치 (42) 를 하방에서 지지하는 Y 스텝 가이드 (44) 를 구비하고 있다. 중량 캔슬 장치 (42) (심주 (心柱) 등이라고도 칭해진다) 는, X 조동 스테이지 (34) 에 형성된 개구부 (도시 생략) 에 삽입되어 있고, 그 무게 중심 높이 위치에 있어서, X 조동 스테이지 (34) 에 대해 플렉셔 장치라고도 칭해지는 복수의 연결 부재 (도시 생략) 를 통하여 기계적으로 접속되어 있다. 중량 캔슬 장치 (42) 는, X 조동 스테이지 (34) 에 견인됨으로써, 그 X 조동 스테이지 (34) 와 일체적으로 X 축, 및/또는 Y 축 방향으로 이동한다.
중량 캔슬 장치 (42) 는, 레벨링 장치 (46) 라고 칭해지는 의사 (疑似) 구면 베어링 장치를 통하여 미동 스테이지 (24) 의 자중을 하방으로부터 비접촉으로 지지하고 있다. 레벨링 장치 (46) 는, 미동 스테이지 (24) 를 XY 평면에 대해 자유롭게 요동 (틸트 동작) 할 수 있게 지지하고 있다. 레벨링 장치 (46) 는, 도시 생략된 에어 베어링을 통하여 중량 캔슬 장치 (42) 에 하방으로부터 비접촉 상태로 지지되어 있다. 이로써, 미동 스테이지 (24) 의 중량 캔슬 장치 (42) (및 X 조동 스테이지 (34)) 에 대한 X 축, Y 축, 및 θz 방향으로의 상대 이동, 및 수평면에 대한 요동 (θx, θy 방향으로의 상대 이동) 이 허용된다. 중량 캔슬 장치 (42), 레벨링 장치 (46), 플렉셔 장치의 구성 및 기능에 관해서는, 미국 특허출원공개 제2010/0018950호 명세서 등에 개시되어 있으므로, 설명을 생략한다.
Y 스텝 가이드 (44) 는, X 축으로 평행하게 연장되는 부재로 이루어지고, Y 조동 스테이지 (32) 가 갖는 1 쌍의 X 빔 (36) 사이에 배치되어 있다. Y 스텝 가이드 (44) 는, 에어 베어링 (48) 을 통하여 중량 캔슬 장치 (42) 를 비접촉 상태로 지지하고 있고, 중량 캔슬 장치 (42) 가 X 축 방향으로 이동할 때의 정반으로서 기능한다. Y 스텝 가이드 (44) 는, 하측 가대부 (18c) 상에 기계적인 리니어 가이드 장치 (50) 를 통하여 재치되어 있고, 하측 가대부 (18c) 에 대해 Y 축 방향으로 자유롭게 이동할 수 있게 되어 있다. Y 스텝 가이드 (44) 는, 1 쌍의 X 빔 (36) 에 대해, 복수의 연결 부재 (52) (플렉셔 장치) 를 통하여 기계적으로 접속되어 있고, Y 조동 스테이지 (32) 에 견인됨으로써, Y 조동 스테이지 (32) 와 일체적으로 Y 축 방향으로 이동한다.
기판 구동계 (60) (도 1 에서는 도시 생략. 도 6 참조) 는, 미동 스테이지 (24) 를 투영 광학계 (16) (조명광 (IL)) 에 대해 6 자유도 방향으로 구동시키기 위한 제 1 구동계 (62) (도 6 참조), Y 조동 스테이지 (32) 를 베이스 프레임 (30) 상에서 Y 축 방향으로 장스트로크로 구동시키기 위한 제 2 구동계 (64) (도 6 참조), 및 X 조동 스테이지 (34) 를 Y 조동 스테이지 (32) 상에서 X 축 방향으로 장스트로크로 구동시키기 위한 제 3 구동계 (66) (도 6 참조) 를 구비하고 있다. 제 2 구동계 (64), 및 제 3 구동계 (66) 를 구성하는 액추에이터의 종류는, 특별히 한정되지 않지만, 일례로서, 리니어 모터, 혹은 볼 나사 구동 장치 등을 사용하는 것이 가능하다 (도 1 에서는 리니어 모터가 도시되어 있다). 제 2, 및 제 3 구동계 (64, 66) 의 상세한 구성에 관해서는, 일례로서 미국 특허출원공개 제2010/0018950호 명세서 등에 개시되어 있으므로, 설명을 생략한다.
도 2 에는, 기판 홀더 (22) (도 1 참조) 를 제거한 상태의 기판 스테이지 장치 (20) 의 평면도가 나타나 있다 (Y 조동 스테이지 (32), 베이스 프레임 (30) (각각 도 1 참조) 등도 도시 생략). 도 2 에 나타내는 바와 같이, 제 1 구동계 (62) 는, 미동 스테이지 (24) 에 X 축 방향의 추력을 부여하기 위한 1 쌍의 X 액추에이터 유닛 (70X1, 70X2) 과, 미동 스테이지 (24) 에 Y 축 방향의 추력을 부여하기 위한 1 쌍의 Y 액추에이터 유닛 (70Y1, 70Y2) 을 가지고 있다. 1 쌍의 X 액추에이터 유닛 (70X1, 70X2) 은, 미동 스테이지 (24) 의 +X 측에 있어서, Y 축 방향으로 이간하여 배치되어 있다. 1 쌍의 X 액추에이터 유닛 (70X1, 70X2) 은, 미동 스테이지 (24) 를 포함하는 계 (질량계) 의 무게 중심 위치 (G) 에 대해 대칭 (도 2 에서는 상하 대칭) 으로 배치되어 있다. 여기서, 「미동 스테이지 (24) 를 포함하는 계」 란, 미동 스테이지 (24), 및 그 일체물 (기판 홀더 (22) 등. 도 1 참조) 을 포함하는 것이라는 의미이다.
1 쌍의 Y 액추에이터 유닛 (70Y1, 70Y2) 은, 미동 스테이지 (24) 의 +Y 측에 있어서, X 축 방향으로 이간하여 배치되어 있다. 1 쌍의 Y 액추에이터 유닛 (70Y1, 70Y2) 은, 미동 스테이지 (24) 를 포함하는 계의 무게 중심 위치 (G) 에 대해 대칭 (도 2 에서는 좌우 대칭) 으로 배치되어 있다. 각 Y 액추에이터 유닛 (70Y1, 70Y2) 의 구성은, 배치가 상이한 점을 제외하고, X 액추에이터 유닛 (70X1) 과 동일하므로, 이하, 4 개의 액추에이터 유닛을 대표하여 X 액추에이터 유닛 (70X1) 의 구성에 대해 설명한다. 또한, 도 1 에서는, 조동 스테이지 (26), 및 자중 지지 장치 (28) 등의 구성을 설명하기 위해, 편의상 1 쌍의 X 액추에이터 유닛 (70X1, 70X2) 이 도시 생략으로 되어 있다.
X 액추에이터 유닛 (70X1) 은, 무빙 마그넷형의 X 보이스 코일 모터 (72X) 와, X 에어 액추에이터 (공압 액추에이터) (74X) 를 포함하는 1 세트의 액추에이터를 가지고 있다. X 보이스 코일 모터 (72X) 는, 주로 미동 스테이지 (24) 의 투영 광학계 (16) (도 1 참조) 에 대한 서브 미크론 오더에서의 위치 제어 (미소 구동) 에 사용되고, X 에어 액추에이터 (74X) 는, 주로 미동 스테이지 (24) 를 소정의 노광 속도까지 가속할 때에 사용된다. X 액추에이터 유닛 (70X1) 이 갖는 X 보이스 코일 모터 (72X), 및 X 에어 액추에이터 (74X) 로는, 각각 스트로크 (최대 이송량) 가 ±수 ㎜ (일례로서 2 ∼ 3 ㎜) 정도의 것이 사용되고 있지만, X 에어 액추에이터 (74X) 는, X 보이스 코일 모터 (72X) 에 비해, 고출력의 (대추력 (大推力) 을 발생 가능한) 것이 사용되고 있다. 이에 대해, X 보이스 코일 모터 (72X) 로는, X 에어 액추에이터 (74X) 보다, 구동 대상물 (여기서는 미동 스테이지 (24)) 을 서브 미크론 오더로 위치 제어 가능 (미소 구동) 한 것이 사용되고 있다.
X 보이스 코일 모터 (72X) 의 고정자 (76a) 는, X 조동 스테이지 (34) 에 지주 (78) 를 통하여 장착되고, 가동자 (76b) 는 미동 스테이지 (24) 의 측면에 장착되어 있다. X 에어 액추에이터 (74X) 는, 합성 고무제의 벨로스를 갖고, 그 벨로스는, 신축 방향 (여기서는 X 축 방향) 의 일단이 상기 지주 (78) (X 조동 스테이지 (34)) 에 기계적으로 접속되고, 타단이 미동 스테이지 (24) 의 측면에 기계적으로 접속되어 있다. 이와 같이, X 보이스 코일 모터 (72X) 와 X 에어 액추에이터 (74X) 는, 병렬적으로 배치되어 있고, 어느 액추에이터 (72X, 74X) 를 사용하여 미동 스테이지 (24) 에 추력을 부여할 때에도, 그 구동 반력은, X 조동 스테이지 (34) 에만 작용한다 (X 조동 스테이지 (34) 로부터 미동 스테이지 (24) 로 추력을 부여하거나, 혹은 X 조동 스테이지 (34) 로부터 미동 스테이지 (24) 로 추력을 전달한다고 간주할 수 있다). X 보이스 코일 모터 (72X), 및 X 에어 액추에이터 (74X), 그리고 그 제어계의 자세한 것은 후술한다.
주제어 장치 (90) (도 6 참조) 는, 주사 노광 동작에 있어서, 미동 스테이지 (24) 를 정지 상태 (속도, 및 가속도가 제로인 상태) 로부터 소정의 등속 이동 상태로 하기 위해, 제 3 구동계 (66) (도 6 참조) 를 통하여 X 조동 스테이지 (34) 에 X 축 방향의 추력 (가속도) 을 부여하여 그 X 조동 스테이지 (34) 를 주사 방향으로 장스트로크로 이동시킴과 함께, 제 1 구동계 (62) 를 통하여 X 조동 스테이지 (34) 로부터 미동 스테이지 (24) 로 X 축 방향의 추력 (가속도) 을 부여한다. 또, X 조동 스테이지 (34), 및 미동 스테이지 (24) 가 원하는 노광 속도에 도달한 후 (혹은 노광 속도에 도달하기 직전) 에는, 소정의 정정 (整定) 시간을 포함하여, 등속 이동하는 X 조동 스테이지 (34) 로부터 제 1 구동계 (62) 를 통하여 미동 스테이지 (24) 에 상기 가속 구동 제어시보다 작은 추력을 부여함으로써, 미동 스테이지 (24) 를 등속 구동 제어한다. 또, 주사 노광시에는, 그 등속 이동 제어와 병행하여, 얼라인먼트 계측 결과 등에 기초하여, 제 1 구동계 (62) 를 통하여 미동 스테이지 (24) 를, 투영 광학계 (16) (도 1 참조) 에 대해 수평면 내 3 자유도 방향 (X 축 방향, Y 축 방향, θz 방향 중 적어도 일방향) 으로 미소 구동시킨다. 또, 주제어 장치 (90) 는, Y 축 방향에 관한 기판 (P) 의 쇼트 영역간 이동 동작 (Y 스텝 동작) 시에는, 제 2 구동계 (64) (도 6 참조) 를 통하여 Y 조동 스테이지 (32), 및 X 조동 스테이지 (34) 에 Y 축 방향의 추력을 부여함과 함께, 제 1 구동계 (62) 를 통하여 X 조동 스테이지 (34) 로부터 미동 스테이지 (24) 로 Y 축 방향의 추력을 부여한다.
이와 같이, 미동 스테이지 (24) 의 구동 제어시에 있어서, 주제어 장치 (90) (도 6 참조) 는, 제 1 구동계 (62) 가 구비하는 합계로 4 개의 액추에이터 유닛 (70X1, 70X2, 70Y1, 70Y2) 을 적절히 사용하여, 미동 스테이지 (24) 에 대해 X 축 방향, Y 축 방향, 및 θz 방향의 추력을 적절히 부여한다. 이 때, 1 개의 액추에이터 유닛이 갖는 1 세트 (2 개) 의 액추에이터 (X 액추에이터 유닛 (70X1) 이면 X 보이스 코일 모터 (72X), 및 X 에어 액추에이터 (74X)) 의 일방, 혹은 양방이, 미동 스테이지 (24) 를 구동시킬 때의 조건에 기초하여 미리 설정된, 소정의 제어 밸런스로 (제어 알고리즘에 따라) 사용된다. 이 소정의 제어 밸런스에 관해서는 후술한다.
또, 제 1 구동계 (62) (도 6 참조) 는, 미동 스테이지 (24) 를 X 조동 스테이지 (34) 에 대해 Z 틸트 방향 (Z 축 방향, 및 XY 평면에 대해 요동하는 방향) 으로 구동시키기 위한 Z 틸트 구동계 (68) (도 6 참조) 를 구비하고 있다. Z 틸트 구동계 (68) 는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 미동 스테이지 (24) 와 X 조동 스테이지 (34) 사이에 배치된 복수의 Z 보이스 코일 모터 (72Z) 를 포함한다. 복수의 Z 보이스 코일 모터 (72Z) 는, 동일 직선 상에 없는, 적어도 3 지점에 배치되어 있다. Z 보이스 코일 모터 (72Z) 를 포함하여, Z 틸트 구동계 (68) 의 구성에 대해서는, 미국 특허출원공개 제2010/0018950호 명세서 등에 개시되어 있으므로, 설명을 생략한다.
미동 스테이지 (24) (기판 (P)) 의 6 자유도 방향의 위치 정보는, 기판 계측계 (96) 를 통하여 주제어 장치 (90) (각각 도 6 참조) 에 의해 구해진다. 기판 계측계 (96) 는, 장치 본체 (18) 에 고정된 광 간섭계 (54) 를 포함하는 광 간섭계 시스템을 포함한다. 또한, 도 1 에서는, 미동 스테이지 (24) 의 Y 축 방향의 위치 정보를 구하기 위한 Y 간섭계만이 도시되어 있지만, 실제로는, Y 간섭계, 및 미동 스테이지 (24) 의 X 축 방향의 위치 정보를 구하기 위한 X 간섭계가, 각각 복수 배치되어 있다. 또, 미동 스테이지 (24) 에는, 광 간섭계 (54) 에 대응하는 바 미러 (56) 가 고정되어 있다 (도 1 에서는 Y 간섭계에 대응하는 Y 바 미러만이 도시되어 있다). 또, 도 1 에서는 도시 생략되어 있지만, 기판 계측계 (96) 는, 미동 스테이지 (24) 의 Z 틸트 방향의 위치 정보를 구하기 위한 Z 틸트 계측계 (구성은 특별히 한정되지 않는다) 도 포함한다. 광 간섭계 시스템, 및 Z 틸트 계측계의 일례는, 미국 특허출원공개 제2010/0018950호 명세서 등에 개시되어 있으므로, 설명을 생략한다. 또한, 미동 스테이지 (24) 의 수평면 내의 위치 정보를 구하기 위한 계측계의 구성은, 적절히 변경이 가능하고, 상기 서술한 광 간섭계 시스템에 한정되지 않고, 국제 공개 제2015/147319호에 개시되는 바와 같은 인코더 시스템, 혹은 광 간섭계 시스템과 인코더 시스템의 하이브리드형의 계측 시스템을 사용해도 된다.
다음으로, 상기 서술한 제 1 구동계 (62) 를 구성하는 각 액추에이터의 구성, 및 그 제어계에 대해 설명한다. 여기서, 제 1 구동계 (62) 가 갖는 4 개의 액추에이터 유닛 (70X1, 70X2, 70Y1, 70Y2) 의 구성은, 배치 (추력의 발생 방향) 가 상이한 점을 제외하고, 실질적으로 동일하므로, 여기서는, 설명의 편의상, 4 개의 액추에이터 유닛 (70X1, 70X2, 70Y1, 70Y2) 을, 특별히 구별하지 않고 액추에이터 유닛 (70) 이라고 칭함과 함께, 액추에이터 유닛 (70) 은, 보이스 코일 모터 (72), 및 에어 액추에이터 (74) 를 갖는 것으로 하여 설명한다.
도 3 에 나타내는 바와 같이, 액추에이터 유닛 (70) 은, 제어기 (80) 를 가지고 있다. 제어기 (80) 는, 4 개의 액추에이터 유닛 (70X1, 70X2, 70Y1, 70Y2) (도 2 참조) 각각에 독립적으로 배치되어 있다. 1 개의 액추에이터 유닛 (70) 이 갖는 1 세트의 액추에이터 (보이스 코일 모터 (72), 및 에어 액추에이터 (74)) 는, 공통의 제어기 (80) 에 의해 제어된다. 또한, 도 3 에서는, 제어기 (80) 가 액추에이터 유닛 (70) 의 일부를 구성하도록 도시되어 있지만, 제어기 (80) 는, 액정 노광 장치 (10) (도 1 참조) 를 통괄 제어하는 주제어 장치 (90) (도 6 참조) 의 일부이어도 된다.
제어기 (80) 는, 보이스 코일 모터 (72) 의 고정자가 갖는 코일에 대한 전류의 공급 제어에 의해, 보이스 코일 모터 (72) 의 구동 제어 (추력의 크기, 및 방향의 제어) 를 실시한다. 또, 제어기 (80) 는, 에어 액추에이터 (74) 가 갖는 벨로스 내의 압력을 계측하는 압력 센서 (74a) 의 출력을 항상 모니터링하면서, 에어 액추에이터 (74) 와 컴프레서 등을 포함하는 가압 에어 장치 (74b) 사이에 배치된 밸브 (74c) 의 개폐 제어를 실시함으로써, 에어 액추에이터 (74) 의 구동 제어 (추력의 크기, 및 방향의 제어) 를 실시한다.
여기서, 에어 액추에이터 (74) 에 공기가 공급된 (추력을 발생한) 상태에서는, 에어 액추에이터 (74) 자체의 강성에 의해, X 조동 스테이지 (34) 와 미동 스테이지 (24) 가 기계적으로 연결된 상태가 된다. 이 연결 상태에서 X 조동 스테이지 (34) 가 X 축 및/또는 Y 축 방향으로 장스트로크로 이동한 경우에는, 그 X 조동 스테이지 (34) 에 기계적으로 연결된 미동 스테이지 (24) 를, X 조동 스테이지 (34) 와 함께 장스트로크로 이동시킬 수 있다. 상기 서술한 바와 같이, 에어 액추에이터 (74) 자체의 스트로크는 수 밀리 정도이지만, 에어 액추에이터 (74) 에 공기를 공급한 상태에서는, X 조동 스테이지 (34) 가 에어 액추에이터 (74) 를 통하여 미동 스테이지 (24) 를 압압 (押壓), 혹은 견인하므로, 보이스 코일 모터 (72) 에 전류 공급을 실시하는 일 없이, 미동 스테이지 (24) 를 장스트로크로 이동시킬 수 있다.
이에 대해, 에어 액추에이터 (74) 에 공기가 공급되어 있지 않은 (추력을 발생하지 않는) 상태에서는, 에어 액추에이터 (74) 자체의 강성이 실질적으로 무시할 수 있는 상태가 되고, 미동 스테이지 (24) 는, X 조동 스테이지 (34) 에 대해, XY 평면을 따른 방향에 관해 기계적인 구속이 없는 (자유롭게 이동할 수 있는) 상태가 된다. 이 비구속 상태에서 X 조동 스테이지 (34) 가 X 축 및/또는 Y 축 방향으로 장스트로크로 이동한 경우에는, 보이스 코일 모터 (72) 를 사용하여 미동 스테이지 (24) 에 대해 추력을 부여함으로써, 미동 스테이지 (24) 를 X 조동 스테이지 (34) 와 함께 장스트로크로 이동시킬 수 있다. 또, 이 장스트로크에서의 이동과 병행하여, 보이스 코일 모터 (72) 에 의해 미동 스테이지 (24) 를 X 조동 스테이지 (34) 에 대해 수평면 내에서 미소 구동시킬 수도 있다. 또한, 상기 서술한 「에어 액추에이터 (74) 의 강성을 실질적으로 무시할 수 있는 상태」 란, 보이스 코일 모터 (72) 로 미동 스테이지 (24) 를 구동시킬 때, 에어 액추에이터 (74) (벨로스) 의 강성이 보이스 코일 모터 (74) 의 저항 (부하) 이 되지 않는다고 할 정도의 의미이다. 또한, 「에어 액추에이터 (74) 에 의한 추력을 발생하지 않는 상태」 란, 에어 액추에이터 (74) 에 공기가 공급되어 있어도 되고, 미동 스테이지 (24) 가 X 조동 스테이지 (34) 에 대해, XY 평면을 따른 방향에 관해 기계적인 구속이 없는 (자유롭게 이동할 수 있는) 상태이면 된다.
또한, 본 실시형태의 액추에이터 유닛 (70) 에서는, 에어 액추에이터 (74) 가 미동 스테이지 (24) 및 X 조동 스테이지 (34) 각각에 기계적으로 접속되는 구조이기 때문에, 미동 스테이지 (24) 와 X 조동 스테이지 (34) 사이에는, 에어 액추에이터 (74) 에 공기가 공급되어 있지 않은 상태를 포함하여, 항상 진동을 서로 전달 가능한 물체가 개재되어 있는 것이 된다. 이에 대해, 에어 액추에이터 (74) 가 구비하는 벨로스는, 공지된 방진 (제진) 장치 (본 실시형태의 방진 장치 (19) (도 1 참조) 등) 에 사용되고 있는 합성 고무제의 벨로스형 공기 스프링과 동일한 제진 기능을 가지고 있고, 미동 스테이지 (24) 와 X 조동 스테이지 (34) 사이에 있어서의 진동을 감쇠 (진동의 전달을 저해) 할 수 있다. 이와 같이, 에어 액추에이터 (74) 에서는, 벨로스가 감쇠부로서 기능하고, 미동 스테이지 (24) 와 X 조동 스테이지 (34) 가 진동적으로 의사적인 분리 상태가 된다. 따라서, 보이스 코일 모터 (72) 를 사용한 미동 스테이지 (24) 의 위치 제어를 고정밀도로 실시할 수 있다.
또, 본 실시형태의 기판 스테이지 장치 (20) 에서는, 상기 서술한 바와 같이, 미동 스테이지 (24) 의 위치 제어시에 있어서, 액추에이터 유닛 (70) 이 갖는 2 개 (1 세트) 의 액추에이터, 즉 보이스 코일 모터 (72) 와 에어 액추에이터 (74) 가 소정의 제어 밸런스로 사용된다. 이하, 2 개의 액추에이터의 제어 밸런스에 대해 설명한다.
도 4 는, 본 실시형태의 액추에이터 유닛 (70) 이 갖는 2 개의 액추에이터의 제어 밸런스를 설명하기 위한 개념도이다. 도 4 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에서는, 미동 스테이지 (24) 의 위치 제어시에 있어서, 필요한 (요구되는) 추력을 미동 스테이지 (24) 에 가하는 액추에이터를, 주파수에 따라 구분하여 사용한다. 구체적으로는, 2 개의 액추에이터 중, 미동 액추에이터인 보이스 코일 모터 (72) 는, 에어 액추에이터 (74) 에 비해, 고대역에서 제어 구동을 할 수 있으므로, 고대역에서의 미동 스테이지 (24)의 위치 제어시에는, 보이스 코일 모터 (72) 가 사용된다. 또, 저대역에서의 미동 스테이지 (24) 의 위치 제어시에는, 보이스 코일 모터 (72) 에 비해 큰 추력을 발생 가능한 에어 액추에이터 (74) 가 사용된다. 또, 고대역과 저대역 사이의 중대역에서는, 에어 액추에이터 (74) 가 사용된다. 또한, 본 실시형태에서는, 일례로서, 저대역으로서 3 ㎐ 미만, 중대역으로서 3 ㎐ 이상 또한 10 ∼ 20 ㎐ 미만, 고대역으로서 10 ∼ 20 ㎐ 이상의 대역을 상정하고 있지만, 각 대역의 주파수는 이것에 한정되지 않고, 적절히 변경이 가능하다.
또, 도 4 로부터 알 수 있는 바와 같이, 에어 액추에이터 (74) 를 사용하는 저대역에서의 미동 스테이지 (24) 의 위치 제어에서는, 피드 포워드 (FF) 제어에 의해 미동 스테이지 (24) 에 추력 (Air FF Force) 을 부여한다. 에어 액추에이터 (74) 를 사용하는 중대역에서의 미동 스테이지 (24) 의 위치 제어에서는, 피드백 (FB) 제어에 의해 미동 스테이지 (24) 에 추력 (Air FB Force) 을 부여한다. 또, 보이스 코일 모터 (72) 를 사용하는 고대역에서의 미동 스테이지 (24) 의 위치 제어에서는, 보이스 코일 모터 (72) 의 추력 (Motor Force) 을 미동 스테이지 (24) 에 부여한다. 또한, 중대역에서의 미동 스테이지 (24) 의 위치 제어에서는, 에어 액추에이터 (74) 를 사용한 피드백 (FB) 제어에 의한 추력과 보이스 코일 모터 (72) 의 추력을, 미동 스테이지 (24) 에 부여하도록 해도 된다.
도 5 는, 상기 피드 포워드 제어, 및 피드백 제어를 실시하기 위한 액추에이터 유닛 (70) 의 제어 회로의 일례를 나타내는 블록도이다. 도 5 에 나타내는 바와 같이, 제어기 (80) (도 3 참조) 로부터 공급되는 기판 (P) 의 목표 구동 위치에 기초하는 지령값이, FF (피드 포워드) 컨트롤러 (82a), 및 FB (피드백) 컨트롤러 (82b) 에 입력되고, 저주파와 그 이외의 주파수의 2 개의 신호로 나누어진다. FF 컨트롤러 (82a) 는, 저주파의 신호에 기초하여 연산된 출력값을, 에어 액추에이터 (74) (실제로는 밸브 (74c)) 를 제어하기 위한 에어 드라이버 (84a) 에 출력한다. 에어 액추에이터 (74) 는, 상기 출력값에 기초하여 미동 스테이지 (24) 에 추력을 부여한다. 이 피드 포워드 제어는, 정지 상태의 미동 스테이지 (24) 를 주사 속도에 도달할 때까지 가속할 때, 혹은 미동 스테이지 (24) 의 Y 스텝 동작시, 미동 스테이지 (24) 의 감속시 (마이너스 가속도를 부여하는 경우) 등, 미동 스테이지 (24) 를 고정밀도로 위치 제어할 필요가 없는 경우에 실시된다.
또, 미동 스테이지 (24) (도 3 참조) 의 위치 제어계에서는, 소정의 제어 샘플링 간격마다 기판 계측계 (96) (도 3 참조) 의 출력에 기초하여 미동 스테이지 (24) 의 현재 위치 정보를 갱신하고, 이 미동 스테이지 (24) 의 위치의 실측값과 지령값의 차분인 위치 오차 신호를 피드백하여, 보다 고정밀도로 미동 스테이지 (24) 의 위치 제어를 실시한다. 도 5 에 나타내는 바와 같이, 피드백 신호 (위치 오차 신호) 는, 피드백 컨트롤러 (82b) 에 입력된다. 피드백 컨트롤러 (82b) 로부터의 출력 (지령값) 은, 로우 패스 필터 (LPFmix (86a), 및 LPFair (86b)) 로 주파수에 기초하여 나누어진다. 즉, 상기 서술한 바와 같이, 중주파 (위치 오차 신호의 저대역) 의 신호에 기초하여 연산된 출력값은, 에어 드라이버 (84a) 에 입력되고, 고주파의 신호에 기초하여 연산된 출력값은, 보이스 코일 모터 (72) 를 제어하기 위한 모터 드라이버 (84b) 에 입력된다. 에어 액추에이터 (74), 및 보이스 코일 모터 (72) (위치 오차가 미소 (고대역) 인 경우에는, 보이스 코일 모터 (72) 만) 는, 상기 출력값에 기초하여 미동 스테이지 (24) 에 추력을 부여한다. 이 피드백 제어는, 미동 스테이지 (24) 의 정정 동작시, 및 주사 노광 동작시 등, 미동 스테이지 (24) 를 고정밀도로 위치 제어할 때에 실시된다.
또, 본 실시형태의 기판 스테이지 장치 (20) (도 1 참조) 에서는, 상기 서술한 위치 오차 신호에 기초하여 실시되는 피드백 제어와 아울러, 미동 스테이지 (24) 의 가속도를 가속도 센서 (88) (도 3 참조) 에 의해 모니터링하고, 미동 스테이지 (24) 의 진동에 기초하는 미동 스테이지 (24) 의 위치 오차를 보정하는 가속도 피드백 제어가 실시된다. 이 가속도 피드백 제어는, 공지된 액티브 방진 (제진) 장치 등에서 실시되고 있는 제어와 동일하므로, 여기서는 상세한 설명을 생략한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태의 기판 스테이지 장치 (20) 에서는, 미동 스테이지 (24) (기판 (P)) 의 고정밀도 위치 제어를 실시하기 위한 피드백 제어에 있어서, 필요한 추력을 가하는 액추에이터를, 주파수의 대역에 따라 나누므로 (2 개의 액추에이터를 구분하여 사용한다), 만일 피드백 제어 (미소 위치 결정 제어) 를 모두 보이스 코일 모터 (72) 로 실시하는 경우에 비해, 보이스 코일 모터 (72) 의 부하가 가볍기 때문에, 보이스 코일 모터 (72) 로서, 보다 저출력 (소형, 또한 저소비 전력) 의 것을 사용할 수 있다.
또, 본 실시형태에서는, 피드 포워드 제어로서, 대추력을 발생 가능한 에어 액추에이터 (74) 만을 사용하여 미동 스테이지 (24) 에 추력을 부여하므로, 보이스 코일 모터 (72) 에 통전하는 일 없이, 미동 스테이지 (24) 를 가감속할 수 있어, 효율이 양호하다.
또, 액추에이터 유닛 (70) 은, 2 개의 액추에이터 (보이스 코일 모터 (72), 에어 액추에이터 (74)) 가 1 개의 제어기 (80) 에 의해 (1 개의 신호 입력에 의해) 통괄적으로 제어되므로, 제어계의 구성이 간단하다.
또한, 이상 설명한 실시형태에 관련된 액정 노광 장치 (10) 를 구성하는 각 요소의 구성은, 상기 설명한 것에 한정되지 않고, 적절히 변경이 가능하다. 일례로서, 상기 실시형태의 제 1 구동계 (62) 는, 합계로 4 개의 액추에이터 유닛 (70X1, 70X2, 70Y1, 70Y2) 을 구비하고 있었지만, 액추에이터 유닛의 수는, 이것에 한정되지 않는다. 또, X 축 방향의 추력을 발생하는 X 액추에이터 유닛과 Y 축 방향으로 추력을 발생하는 Y 액추에이터 유닛에서, 수가 상이해도 된다.
또, 상기 실시형태의 액추에이터 유닛 (70) 에서는, 2 개의 액추에이터 (보이스 코일 모터 (72), 및 에어 액추에이터 (74)) 가 인접하여 (이간하여) 배치되는 (미동 스테이지 (24) 의 상이한 위치에 추력을 작용시키는) 구성이었지만, 각 액추에이터의 배치는, 이것에 한정되지 않고, 보이스 코일 모터 (72) 와 에어 액추에이터 (74) 를 동축 상에 배치해도 된다. 구체적으로는, 에어 액추에이터 (74) 에 통상의 벨로스를 사용함과 함께, 그 벨로스의 내경측에 보이스 코일 모터 (72) 를 삽입함으로써, 2 개의 액추에이터를 거의 동축 상에 배치할 수 있다.
또, 1 개의 액추에이터 유닛을 구성하는 액추에이터의 종류도, 적절히 변경이 가능하다. 즉, 상기 실시형태에서는, 미소 구동용의 액추에이터로서 전자력 (로렌츠력) 구동 방식의 보이스 코일 모터 (72) 가 사용되었지만, 다른 종의 액추에이터 (피에조 소자 등을 사용한 미동 액추에이터) 를 사용해도 된다. 동일하게 미동 스테이지 (24) 에 대추력을 부여하기 위한 액추에이터로서 에어 액추에이터 (74) 가 사용되었지만, 다른 종의 액추에이터 (전자 모터 등) 를 사용해도 된다. 또, 복수의 액추에이터 유닛에 있어서, 각 액추에이터 유닛이 갖는 액추에이터의 구성은, 반드시 공통되지 않아도 되고, 예를 들어 X 축용 액추에이터 유닛과 Y 축용 액추에이터 유닛에서 구성이 상이해도 된다.
또, 상기 실시형태의 각 액추에이터 유닛은, 2 개 1 세트의 액추에이터 (1 개의 보이스 코일 모터 (72), 및 1 개의 에어 액추에이터 (74)) 를 가지고 있었지만, 각 액추에이터 유닛을 구성하는 액추에이터의 수는, 3 개 이상이어도 된다. 이 경우, 상기 실시형태와 동일하게 액추에이터를 2 종류로 하고, 일방 혹은 양방의 액추에이터를 복수 배치해도 되고, 3 개 이상의 액추에이터의 종류가 서로 상이해도 된다.
또, 상기 실시형태에서는, 2 차원 평면 내의 직교 2 축 방향 (X 축 및 Y 축) 에 추력을 발생하는 액추에이터 유닛이 배치되었지만, 액추에이터 유닛이 발생하는 추력의 방향은, 이것에 한정되지 않고, 1 축 방향만이어도 되고, 3 자유도 방향 이상이어도 된다. 또, 상기 실시형태에서는, 액추에이터 유닛이, 미동 스테이지 (24) 의 +X 측과 +Y 측에 배치되었지만, -X 측과 -Y 측에도 배치되도록 해도 된다.
또, 상기 실시형태에서는, 피드 포워드 제어시, 및 피드백 제어시에 필요한 추력을 미동 스테이지 (24) 에 가하는 액추에이터를, 3 개의 대역 (저대역, 중대역, 및 고대역) 에 의해 선택적으로 구분하여 사용하는 구성이었지만, 이것에 한정되지 않고, 2 개의 대역 (저대역, 및 고대역) 에 의해 액추에이터를 선택적으로 구분하여 사용해도 된다. 구체적으로는, 피드 포워드 제어로 저대역용의 에어 액추에이터 (74) 만을 사용하여 미동 스테이지 (24) 를 가속하고, 피드백 제어로 고대역용의 보이스 코일 모터 (72) 만을 사용하여 미동 스테이지 (24) 의 위치 제어를 실시해도 된다.
또, 상기 실시형태에서는, 기판 (P) 을 유지하는 미동 스테이지 (24) 를 고정밀도 위치 제어하기 위한 제 1 구동계 (62) 가 복수의 액추에이터 유닛을 구비하는 경우를 설명했지만, 이것에 한정되지 않고, 마스크 (M) (도 1 참조) 를 구동시키기 위한 마스크 구동계 (92) (도 6 참조) 에, 동일한 구성의 액추에이터 유닛을 배치해도 된다. 상기 실시형태의 마스크 스테이지 장치 (14) 에서는, 마스크 (M) 는, X 축 방향으로만 장스트로크로 이동하므로, 액추에이터 유닛으로는, X 축 방향으로 추력을 발생하는 것만을 배치하면 된다.
또, 상기 실시형태의 기판 스테이지 장치 (20) 의 구성도, 상기 실시형태에서 설명한 것에 한정되지 않고, 적절히 변경이 가능하고, 그들의 변형예에도, 본 실시형태와 동일한 기판 구동계 (60) 를 적용하는 것이 가능하다. 즉, 기판 스테이지 장치로는, 미국 특허출원공개 제2010/0018950호 명세서에 개시되는 바와 같은, X 조동 스테이지 상에 Y 조동 스테이지가 배치되는 타입의 조동 스테이지이어도 된다 (이 경우, 미동 스테이지 (24) 는, Y 조동 스테이지로부터 각 액추에이터 유닛에 의해 추력이 부여된다). 또, 기판 스테이지 장치로는, 반드시 자중 지지 장치 (28) 를 가지지 않아도 된다. 또, 기판 스테이지 장치는, 기판 (P) 을 주사 방향으로만 장스트로크 구동시키는 것이어도 된다.
또, 제어계 (80) 는, 4 개의 액추에이터 유닛 (70X1, 70X2, 70Y1, 70Y2) (도 2 참조) 각각에 독립적으로 배치되어 있다고 설명했지만, 1 쌍의 X 액추에이터 유닛 (70X1, 70X2) 에 1 개의 제어계 (80), 1 쌍의 Y 액추에이터 유닛 (70Y1, 70Y2) 에 1 개의 제어계 (80) 가 배치되도록 해도 된다. 요컨대, 구동 방향마다 제어계 (80) 가 배치되는 구성으로 해도 된다. 또, 4 개 모두의 액추에이터 유닛 (70X1, 70X2, 70Y1, 70Y2) 에 대해 1 개의 제어계 (80) 가 배치되도록 해도 된다.
또, 조명광은, ArF 엑시머 레이저광 (파장 193 ㎚), KrF 엑시머 레이저광 (파장 248 ㎚) 등의 자외광이나, F2 레이저광 (파장 157 ㎚) 등의 진공 자외광이어도 된다. 또, 조명광으로는, DFB 반도체 레이저 또는 파이버 레이저로부터 발진되는 적외역, 또는 가시역의 단일 파장 레이저광을, 에르븀 (또는 에르븀과 이테르븀의 양방) 이 도프된 파이버 앰프로 증폭시키고, 비선형 광학 결정을 사용하여 자외광으로 파장 변환한 고조파를 사용해도 된다. 또, 고체 레이저 (파장 : 355 ㎚, 266 ㎚) 등을 사용해도 된다.
또, 투영 광학계 (16) 가 복수개의 광학계를 구비한 멀티 렌즈 방식의 투영 광학계인 경우에 대해 설명했지만, 투영 광학계의 개수는 이것에 한정되지 않고, 1 개 이상 있으면 된다. 또, 멀티 렌즈 방식의 투영 광학계에 한정되지 않고, 오프너형의 대형 미러를 사용한 투영 광학계 등이어도 된다. 또, 투영 광학계 (16) 로는, 확대계, 또는 축소계이어도 된다.
또, 노광 장치의 용도로는 각형의 유리 플레이트에 액정 표시 소자 패턴을 전사하는 액정용의 노광 장치에 한정되지 않고, 유기 EL (Electro-Luminescence) 패널 제조용의 노광 장치, 반도체 제조용의 노광 장치, 박막 자기 헤드, 마이크로 머신 및 DNA 칩 등을 제조하기 위한 노광 장치에도 널리 적용할 수 있다. 또, 반도체 소자 등의 마이크로 디바이스 뿐만 아니라, 광 노광 장치, EUV 노광 장치, X 선 노광 장치, 및 전자선 노광 장치 등에서 사용되는 마스크 또는 레티클을 제조하기 위해, 유리 기판 또는 실리콘 웨이퍼 등에 회로 패턴을 전사하는 노광 장치에도 적용할 수 있다.
또, 노광 대상이 되는 물체는 유리 플레이트에 한정되지 않고, 웨이퍼, 세라믹 기판, 필름 부재, 혹은 마스크 블랭크 등, 다른 물체이어도 된다. 또, 노광 대상물이 플랫 패널 디스플레이용의 기판인 경우, 그 기판의 두께는 특별히 한정되지 않고, 필름상 (가요성을 갖는 시트상의 부재) 의 것도 포함된다. 또한, 본 실시형태의 노광 장치는, 한 변의 길이, 또는 대각 길이가 500 ㎜ 이상인 기판이 노광 대상물인 경우에 특히 유효하다.
액정 표시 소자 (혹은 반도체 소자) 등의 전자 디바이스는, 디바이스의 기능·성능 설계를 실시하는 스텝, 이 설계 스텝에 기초한 마스크 (혹은 레티클) 를 제조하는 스텝, 유리 기판 (혹은 웨이퍼) 을 제조하는 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 잔존해 있는 부분 이외의 부분의 노출 부재를 에칭에 의해 제거하는 에칭 스텝, 에칭이 끝나 불필요해진 레지스트를 제거하는 레지스트 제거 스텝, 디바이스 조립 스텝, 검사 스텝 등을 거쳐 제조된다. 이 경우, 리소그래피 스텝에서, 상기 실시형태의 노광 장치를 사용하여 전술한 노광 방법이 실행되고, 유리 기판 상에 디바이스 패턴이 형성되므로, 고집적도의 디바이스를 양호한 생산성으로 제조할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 이동체 장치 및 이동체의 구동 방법은, 이동체를 구동시키는 데에 적합하다. 또, 본 발명의 노광 장치는, 물체에 패턴을 형성하는 데에 적합하다. 또, 본 발명의 디바이스 제조 방법은, 마이크로 디바이스의 생산에 적합하다. 또, 본 발명의 플랫 패널 디스플레이의 제조 방법은, 플랫 패널 디스플레이의 제조에 적합하다.
또한, 상기 실시형태에서 인용한 노광 장치 등에 관한 모든 국제 공개, 미국 특허출원공개 명세서 및 미국 특허 명세서 등의 개시를 원용하여 본 명세서의 기재의 일부로 한다.
10…액정 노광 장치
20…기판 스테이지 장치
24…미동 스테이지
26…조동 스테이지
34…X 조동 스테이지
70X1…X 액추에이터 유닛
72X…X 보이스 코일 모터
74X…X 에어 액추에이터
90…주제어 장치
P…기판

Claims (24)

  1. 소정 방향으로 이동 가능한 제 1 이동체와,
    상기 제 1 이동체가 상대 이동 가능하게 형성되고, 상기 소정 방향으로 이동 가능한 제 2 이동체와,
    상기 제 2 이동체를 지지하는 베이스와,
    상기 제 2 이동체를 상기 베이스에 대해 상기 소정 방향으로 상대 이동시키는 추력을, 제 1 추력으로서 상기 제 1 이동체에 부여하는 제 1 액추에이터와, 상기 추력을 상기 제 1 추력보다 큰 제 2 추력으로서 상기 제 1 이동체에 부여하는 제 2 액추에이터를 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 이동체를 상기 소정 방향에 관해, 상기 베이스에 대해 상대 구동시키는 액추에이터 유닛과,
    상기 제 1 및 제 2 액추에이터를 제어하고, 상기 제 1 및 제 2 이동체를 상기 베이스에 대해 상대 이동시킬 때에 요구되는 추력에 기초하여, 상기 제 1 및 제 2 액추에이터 중 적어도 어느 일방의 액추에이터를 제어하는 제어계를 구비하고,
    상기 제 2 액추에이터는, 일단이 상기 제 1 이동체에 연결되고, 타단이 상기 제 2 이동체에 연결되고, 상기 제 2 추력에 의한 상기 제 1 및 제 2 이동체의 이동중, 상기 제 1 이동체의 상기 제 2 이동체에 대한 상대 이동을 제한하고,
    상기 제어계는, 상기 제 2 액추에이터에 의한 상기 제 1 및 상기 제 2 이동체의 연결을 유지한 상태에서 상기 제 1 및 제 2 액추에이터를 제어하고, 상기 제 2 추력으로 이동시킨 상기 제 1 및 제 2 이동체를 이동시키는 추력을 상기 제 1 추력으로 전환하고,
    상기 제 1 이동체는, 상기 제 1 추력에 의한 상기 제 1 및 제 2 이동체의 이동중, 상기 제 2 액추에이터를 통하여 연결된 상기 제 2 이동체에 대해 상대 이동할 수 있는 이동체 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 액추에이터 유닛은, 상기 제 2 이동체를 가감속 이동시키는 추력을, 상기 제 2 액추에이터를 통하여 상기 제 1 이동체에 부여하는 이동체 장치.
  3. 삭제
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 액추에이터는, 공기압을 추력으로 변환하는 공압 액추에이터인 이동체 장치.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 액추에이터는, 상기 제 1 및 제 2 이동체간에 있어서의 진동을 감쇠하는 감쇠부를 구비하는 이동체 장치.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 액추에이터는, 전자력을 추력으로 변환하는 리니어 모터인 이동체 장치.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 액추에이터는, 상기 소정 방향으로 평행한 방향을 중심으로, 동축 상에 형성되는 이동체 장치.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 액추에이터 유닛은, 상기 제 1 및 제 2 이동체를 상기 소정 방향인 제 1 방향으로 상대 이동시키는 제 1 액추에이터 유닛을 포함하고,
    상기 제 1 액추에이터 유닛은, 상기 제 1 방향에 교차하는 제 2 방향으로 이간하여 복수 형성되는 이동체 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 액추에이터 유닛은, 상기 제 1 및 제 2 이동체를 상기 제 2 방향으로 상대 이동시키는 제 2 액추에이터 유닛을 포함하고,
    상기 제 2 액추에이터 유닛은, 상기 제 1 방향으로 이간하여 복수 형성되는 이동체 장치.
  10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제어계는, 상기 제 1 이동체의 구동 목표 위치에 기초하는 피드 포워드 제어를 실시하고, 상기 액추에이터 유닛의 상기 제 2 액추에이터를 사용하는 이동체 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제어계는, 상기 구동 목표 위치에 대한 상기 제 1 이동체의 위치 오차에 기초하는 피드백 제어를 실시하고,
    상기 피드백 제어에서는, 고대역에서의 위치 제어에 상기 제 1 액추에이터를 사용함과 함께, 저대역에서의 위치 제어에 상기 제 2 액추에이터를 사용하는 이동체 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제어계는, 상기 고대역과 상기 저대역 사이의 중대역에 있어서, 상기 제 2 액추에이터를 사용하여 상기 피드백 제어를 실시하는 이동체 장치.
  13. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 이동체 장치의 상기 제 1 이동체에 유지된 물체에 대해 에너지 빔을 사용하여 소정의 패턴을 형성하는 패턴 형성 장치를 구비하는 노광 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 물체는, 플랫 패널 디스플레이에 사용되는 기판인 노광 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 물체는, 적어도 한 변의 길이 또는 대각 길이가 500 ㎜ 이상인 노광 장치.
  16. 제 14 항에 기재된 노광 장치를 사용하여 상기 물체를 노광하는 것과,
    노광된 상기 기판을 현상하는 것을 포함하는 플랫 패널 디스플레이의 제조 방법.
  17. 제 13 항에 기재된 노광 장치를 사용하여 상기 물체를 노광하는 것과,
    노광된 상기 물체를 현상하는 것을 포함하는 디바이스 제조 방법.
  18. 소정 방향으로 이동 가능한 제 1 이동체, 및 상기 제 1 이동체가 상대 이동 가능하게 형성되고, 상기 소정 방향으로 이동 가능한 제 2 이동체를, 상기 소정 방향에 관해, 상기 제 2 이동체를 지지하는 베이스에 대해 상대 구동시키는 것과,
    상기 제 2 이동체를 상기 베이스에 대해 상기 소정 방향으로 상대 이동시키는 추력을, 제 1 추력으로서, 제 1 액추에이터를 사용하여 상기 제 1 이동체에 부여하는 것과,
    상기 제 2 이동체를 상기 베이스에 대해 상기 소정 방향으로 상대 이동시키는 추력을, 상기 제 1 추력보다 큰 제 2 추력으로서, 상기 제 1 및 제 2 이동체에 각각 기계적으로 접속된 제 2 액추에이터를 사용하여 상기 제 1 이동체에 부여하는 것과,
    상기 제 1 및 제 2 액추에이터를 제어하고, 상기 제 1 및 제 2 이동체를 상기 베이스에 대해 상대 이동시킬 때에 요구되는 추력에 기초하여, 상기 제 1 및 제 2 액추에이터 중 적어도 어느 일방의 액추에이터를 제어하는 것을 포함하고,
    상기 제 1 추력으로 이동중인 상기 제 1 이동체는, 상기 제 2 액추에이터를 통하여 상기 제 2 이동체에 기계적으로 연결된 상태에서 상기 제 2 이동체에 대해 상대 이동할 수 있는 이동체의 구동 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 2 액추에이터를 사용하여 상기 제 1 이동체에 부여하는 것에서는, 상기 제 2 이동체를 가감속 이동시키는 추력을 상기 제 2 액추에이터를 통하여 상기 제 1 이동체에 부여하는 이동체의 구동 방법.
  20. 제 18 항 또는 제 19 항에 있어서,
    상기 제 1 액추에이터를 사용하여 상기 제 1 이동체에 부여하는 것에서는, 상기 제 1 이동체 및 상기 제 2 이동체가 상기 베이스에 대해 상대 이동하고 있을 때, 상기 제 1 이동체를 상기 제 2 이동체에 대해 상대 이동시키는 이동체의 구동 방법.
  21. 제 18 항 또는 제 19 항에 있어서,
    상기 상대 이동시키는 것은, 상기 제 1 이동체의 구동 목표 위치에 기초하는 피드 포워드 제어를 포함하고,
    상기 제어하는 것에서는, 상기 피드 포워드 제어로, 상기 제 2 액추에이터를 사용하는 이동체의 구동 방법.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 상대 이동시키는 것은, 상기 구동 목표 위치에 대한 상기 제 1 이동체의 위치 오차에 기초하는 피드백 제어를 포함하고,
    상기 제어하는 것에서는, 상기 피드백 제어로, 고대역에서의 위치 제어에 상기 제 1 액추에이터를 사용함과 함께, 저대역에서의 위치 제어에 상기 제 2 액추에이터를 사용하는 이동체의 구동 방법.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 제어하는 것에서는, 상기 피드백 제어로, 상기 고대역과 상기 저대역 사이의 중대역에 있어서, 상기 제 2 액추에이터를 사용하는 이동체의 구동 방법.
  24. 삭제
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113323512B (zh) * 2020-02-28 2022-06-17 上海微电子装备（集团）股份有限公司 版盒解锁装置及掩模传输版库设备

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004104023A (ja) 2002-09-12 2004-04-02 Ckd Corp 微動装置
JP2005251788A (ja) 2004-03-01 2005-09-15 Canon Inc 位置決め装置およびそれを用いた露光装置
JP2014090198A (ja) * 2007-03-05 2014-05-15 Nikon Corp 移動体装置及びパターン形成装置、並びに移動体駆動方法
JP2014098731A (ja) * 2012-11-13 2014-05-29 Nikon Corp 移動体装置、露光装置、フラットパネルディスプレイの製造方法、及びデバイス製造方法

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10270535A (ja) * 1997-03-25 1998-10-09 Nikon Corp 移動ステージ装置、及び該ステージ装置を用いた回路デバイス製造方法
KR20010043979A (ko) * 1998-07-03 2001-05-25 오노 시게오 노광장치 및 그의 제조방법, 기판반송방법, 그리고디바이스 제조방법 및 디바이스
JP3745167B2 (ja) * 1998-07-29 2006-02-15 キヤノン株式会社 ステージ装置、露光装置およびデバイス製造方法ならびにステージ駆動方法
JP2003045785A (ja) * 2001-08-01 2003-02-14 Nikon Corp ステージ装置及び露光装置、並びにデバイス製造方法
JP4211272B2 (ja) * 2002-04-12 2009-01-21 株式会社ニコン 露光装置及び露光方法
JP4458322B2 (ja) * 2003-01-14 2010-04-28 キヤノン株式会社 露光装置およびデバイス製造方法
JP2007027331A (ja) * 2005-07-14 2007-02-01 Canon Inc 駆動装置及びこれを用いた露光装置並びにデバイス製造方法
JP2008147280A (ja) * 2006-12-07 2008-06-26 Nikon Corp 露光装置
JP2008182210A (ja) * 2006-12-27 2008-08-07 Canon Inc ステージ装置、露光装置及びデバイス製造方法
JP4553405B2 (ja) * 2008-12-24 2010-09-29 キヤノン株式会社 位置決め装置、露光装置およびデバイス製造方法
WO2013031223A1 (ja) * 2011-08-30 2013-03-07 株式会社ニコン 基板処理装置及び基板処理方法、露光方法及び露光装置、並びにデバイス製造方法及びフラットパネルディスプレイの製造方法
JP5807841B2 (ja) * 2011-08-30 2015-11-10 株式会社ニコン 移動体装置、露光装置、フラットパネルディスプレイの製造方法、及びデバイス製造方法
JP6181956B2 (ja) * 2013-03-26 2017-08-16 キヤノン株式会社 ステージ装置、リソグラフィ装置及びデバイス製造方法
WO2015147039A1 (ja) * 2014-03-26 2015-10-01 株式会社ニコン 移動体装置、露光装置、フラットパネルディスプレイの製造方法、及びデバイス製造方法
JP6727554B2 (ja) * 2015-03-31 2020-07-22 株式会社ニコン 露光装置、フラットパネルディスプレイの製造方法、デバイス製造方法、及び露光方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004104023A (ja) 2002-09-12 2004-04-02 Ckd Corp 微動装置
JP2005251788A (ja) 2004-03-01 2005-09-15 Canon Inc 位置決め装置およびそれを用いた露光装置
JP2014090198A (ja) * 2007-03-05 2014-05-15 Nikon Corp 移動体装置及びパターン形成装置、並びに移動体駆動方法
JP2014098731A (ja) * 2012-11-13 2014-05-29 Nikon Corp 移動体装置、露光装置、フラットパネルディスプレイの製造方法、及びデバイス製造方法

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