KR20010099815A - 평면모터장치 및 그 조립방법, 평면모터장치의 구동방법,스테이지장치 및 그 구동방법, 노광장치 및 노광방법, 및디바이스 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

평면모터장치는 이동면 (21a) 이 형성된 고정자 (60) 와, 이동면을 따라 이동하는 가동자 (51) 를 구비하고 있다. 가동자 (51) 는 이동면과 대향하여 2 차원 방향으로 소정 간격으로 배치된 복수의 영구자석 (54) 과, 인접하는 영구자석 (54) 사이에 배치되며 이동면에 대하여 가압공기를 분출하는 복수의 에어패드 (56) 를 구비한다. 이 때문에, 복수의 에어패드 (56) 로부터 이동면 (21a) 에 대하여 분출되는 가압공기의 정압에 의해 가동자 (51) 를 이동면에 대하여 부상지지할 수 있다. 따라서, 영구자석의 배치영역과 거의 동일한 면적에 상당하는 크기의 소형ㆍ경량의 가동자를 실현할 수 있고, 이에 의해 가동자의 위치제어성의 향상을 도모할 수 있다.

Description

평면모터장치 및 그 조립방법, 평면모터장치의 구동방법, 스테이지장치 및 그 구동방법, 노광장치 및 노광방법, 및 디바이스 및 그 제조방법{FLAT MOTOR DEVICE AND ASSEMBLY METHOD THEREOF, FLAT MOTOR DEVICE DRIVING METHOD, STAGE DEVICE AND DRIVING METHOD THEREOF, EXPOSURE SYSTEM AND EXPOSURE METHOD, AND DEVICE AND PRODUCTION METHOD THEREOF}

종래부터 반도체소자, 액정표시소자 등을 제조하기 위한 리소그래피 공정에서는 마스크 또는 레티클 (이하, 「레티클」이라고 총칭) 에 형성된 패턴을 투영광학계를 통해 레지스트 등이 도포된 웨이퍼 또는 유리플레이트 등의 기판상에 전사하는 노광장치가 사용되고 있다.

이 노광장치에서는 웨이퍼를 고정밀도로 노광위치에 위치결정할 필요가 있으므로, 웨이퍼를 지지한 웨이퍼테이블을 2 차원 방향으로 구동하는 스테이지장치가 사용되고 있다. 이 종류의 스테이지장치에서는, 종래에는 XY 각 축에 각각 2 개 합계 4 개의 리니어모터와 리니어에어가이드를 조합한 계(系)가 채택되고 있었기 때문에, 중량, 체적이 커져 있었다.

최근에는 웨이퍼를 보다 고속으로, 기계적인 안내면의 정밀도 등에 영향을 받지 않고 고정밀도로 위치결정함과 동시에, 또한 기계적인 마찰을 회피하여 장수명으로 하기 위해, 웨이퍼가 탑재된 테이블을 비접촉으로 2 차원 방향으로 구동함으로써 웨이퍼를 위치결정하는 스테이지장치가 개발되어 있다. 이러한 비접촉 구동의 스테이지장치의 구동원으로서는 소이어(sawyer)모터와 같은, 가변자기저항 구동방식의 리니어펄스모터를 2 축분 결합시킨 구조의 평면모터가 알려져 있다.

그런데, 상술한 가변자기저항 구동방식의 평면모터를 사용하여 정밀위치결정 스테이지를 구성하는 경우에는 이 스테이지의 부상을 위한 에어베어링 등의 축받이가 필수가 되는데, 가변자기저항 구동방식의 평면모터는 자기적 흡인력을 그 구동원리로 하고 있으므로, 가동자와 고정자의 간격이 매우 작게 설정되어 있고, 양자간의 자기적 흡인력이 에어베어링에 의한 스테이지 부상을 위한 힘에 대한 항력으로서 작용하고, 그 때문에 스테이지 부상을 위한 에어공급량 나아가서는 그 에어를 공급하는 공기펌프의 소비전력이 커진다.

이 외에, 리니어모터를 2 차원 방향으로 전개한 로렌츠 전자력 구동에 의한 평면모터도 개발되어 있다 (예컨대, 미국특허 (USP) 제 5196745 호 참조). 이러한 로렌츠 전자력식의 평면모터는 제어성, 추력선형성, 위치결정성이 우수하므로, 장래적으로는 스테이지 구동원으로서 유력하다고 일컬어지고 있다. 그러나, 이러한 로렌츠 전자력 구동의 평면모터에서도 스테이지의 구동원으로서 사용하는 경우에는 스테이지 부상을 위한 소비전력을 작게 할 수 있는 신기술의 개발이 필요하다.

또, 웨이퍼의 대형화에 따라 웨이퍼를 지지하는 웨이퍼테이블이 대형화, 중량화하고, 이에 따라 그 구동원인 평면모터에는 고추력이 요구되고, 그에 따라 모터가 대형화함과 동시에 그 소비전력이 증가한다는 바람직하지 않은 사태도 발생한다. 또한, 모터를 포함하는 웨이퍼 스테이지의 중량화는 위치결정성의 악화, 위치결정 정정(整定)시간의 증대 등의 위치제어성능의 악화를 초래한다. 또, 웨이퍼 스테이지의 대형화는 설계의 자유도의 제약으로 연결된다.

본 발명은 이러한 사정하에 이루어진 것으로, 그 제 1 목적은 가동자의 위치제어성의 향상을 도모할 수 있음과 동시에, 소비전력의 저감이 가능한 평면모터장치 및 그의 조립방법 및 평면모터장치의 구동방법을 제공하는 것에 있다.

또, 본 발명의 제 2 목적은 이동체의 위치제어성을 향상시킬 수 있는 스테이지장치 및 그의 구동방법을 제공하는 것에 있다.

또한, 본 발명의 제 3 목적은 고(高)스루풋을 유지하면서 고정밀도의 노광이 가능한 노광장치 및 노광방법을 제공하는 것에 있다.

또, 본 발명의 제 4 목적은 고집적도의 디바이스, 및 그의 제조방법을 제공하는 것에 있다.

본 발명은 평면모터장치 및 그 조립방법, 평면모터장치의 구동방법, 스테이지장치 및 그 구동방법, 노광장치 및 노광방법, 및 디바이스 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이동면이 형성된 고정자와, 이동면상에 부상지지되며 비접촉으로 이동면을 따라 이동하는 가동자를 구비한 평면모터장치 및 그의 조립방법, 상기 평면모터장치의 구동방법, 상기 평면모터장치를 이동체의 구동장치로서 포함하는 스테이지장치 및 그의 구동방법, 상기 스테이지장치를 구성하는 이동체에 마스크 및 기판의 일측을 탑재하는 노광장치 및 상기 스테이지장치의 구동방법을 사용하는 노광방법, 및 상기 노광장치를 사용하여 제조되는 디바이스 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

도 1 은 본 발명의 1 실시 형태에 관계되는 노광장치의 개략구성을 나타내는 도이다.

도 2 는 도 1 의 스테이지장치의 평면도이다.

도 3 은 도 1 의 스테이지장치의 베이스 부분을 파단한 개략정면도이다.

도 4 는 도 3 의 원 A 내 근방을 확대하여 나타내는 도이다.

도 5 는 도 4 의 케이스 (36) 를 나타내는 사시도이다.

도 6 은 도 3 의 가동자의 조립 도중의 상태를 나타내는 사시도이다.

도 7 은 도 6 의 A-A 선을 따른 가동자의 단면도이다.

도 8 은 도 7 의 원 B 내 근방을 확대하여 나타내는 단면도이다.

도 9a ∼ 도 9d 는 실험대상이 된 에어패드의 패드홈을 나타내는 도이다.

도 10 은 가동자의 조립방법을 설명하기 위한 도이다.

도 11 은 에어패드 장착구조의 다른 실시 형태를 나타내는 도이다.

도 12 는 본 발명에 관계되는 디바이스 제조방법의 실시 형태를 설명하기 위한 플로차트이다.

도 13 은 도 12 의 스텝 (304) 에서의 처리를 나타내는 플로차트이다.

발명의 개시

일반적으로, 로렌츠 전자력 구동방식의 평면모터에서는 그 가동자에 복수의 구동력 발생부재, 즉 자석 또는 전기자 코일이 이동면에 대향하여 이 이동면을 따라 소정의 위치관계로 소정 면적의 범위내에 배치되어 있다. 이러한 구동력 발생부재 상호의 공간에는 자성체의 존재가 허용되지 않는 것 이외에는 아무런 제약은 없으므로, 이 공간에 부상력 발생부재를 배치하여 공간의 유효이용을 도모하면, 가동자를 대형화시키지 않고, 가동자를 이동면에 대하여 부상지지할 수 있다고 생각된다.

본 발명은 이러한 점에 착안하여 이루어진 것으로, 이하와 같은 구성을 채택한다. 즉,

본 발명은 제 1 관점에서 보면, 이동면 (21a) 이 형성된 고정자 (60) 와, 상기 이동면을 따라 이동하는 가동자 (51) 를 구비한 평면모터장치에 있어서, 상기 가동자가 서로 소정의 위치관계를 만족하도록 배치된 복수의 구동력 발생부재 (54₁₁∼ 54_nn) 와, 상기 구동력 발생부재중의 인접하는 구동력 발생부재 사이에서, 또한 상기 위치관계와 관계된 위치에 배치되어 상기 이동면에 대하여 유체를 분출하는 복수의 축받이 (56) 를 구비하는 것을 특징으로 하는 평면모터장치이다.

이것에 의하면, 가동자가, 서로 소정의 위치관계를 만족하도록 배치된 복수의 구동력 발생부재중의 인접하는 구동력 발생부재 사이에서, 또한 상기 위치관계와 관계된 위치에 배치되어 상기 이동면에 대하여 유체를 분출하는 복수의 축받이를 구비하므로, 이 복수의 축받이로부터 이동면에 대하여 분출되는 유체의 정압(靜壓)에 의해 가동자를 이동면에 대하여 부상지지하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 복수의 구동력 발생부재의 배치영역과 거의 동일한 면적에 상당하는 크기의 소형ㆍ경량의 가동자를 실현할 수 있고, 이에 의해 가동자의 구동 및 부상을 위한 소비전력의 저감, 및 가동자의 위치제어성의 향상을 도모할 수 있다.

이 경우에 있어서, 상기 복수의 구동력 발생부재는 상기 가동자의 상기 이동면과 대향하는 측의 면에 2 차원 방향으로 소정 간격으로 배치되고, 상기 복수의 축받이는 상기 복수의 구동력 발생부재중의 소정의 인접하는 상기 구동력 발생부재 사이에 배치되어 있어도 된다.

이 경우에 있어서, 상기 축받이는 상기 이동면에 대하여 가압기체를 분출하는 기체정압 축받이여도 된다. 이러한 경우에는 기체정압 축받이로부터 분출되는 가압기체의 정압에 의해 가동자를 이동면에 대하여 부상지지하는 것이 가능하게 된다.

이 경우에 있어서, 상기 가동자 (51) 가, 상기 복수의 구동력 발생부재 (54₁₁∼ 54_nn) 가 상기 이동면 (21a) 과 대향하는 측의 면에 배치된 직사각형 형상의 지지부재 (52) 를 갖는 경우에는 이 지지부재의 4 모퉁이에 위치하는 상기 인접하는 구동력 발생부재 사이에 상기 기체정압 축받이가 배치되어 있는 것이 바람직하다. 이것은 평면모터장치에 있어서, 상기와 같이 가압기체의 정압에 의해 가동자를 이동면에 대하여 부상지지하는 경우, 가동자, 보다 정확하게는 기체정압 축받이의 축받이면과 이동면 사이의 틈 (소위 축받이 틈) 의 치수가 가동자의 이동면을 따른 이동중에 부주의하게 변화하지 않는 것, 즉 가동자의 가속에 대항하는 이동면에 교차하는 방향의 위치자세변화에 대한 강성이 높은 것이 요구되는데, 직사각형 형상의 지지부재에 복수의 구동력 발생부재가 2 차원 방향으로 소정 간격으로, 즉 매트릭스형으로 배치되는 경우, 그 4 모퉁이에 위치하는 인접하는 구동력 발생부재 사이에 기체정압 축받이가 배치되는 경우, 상기 강성을 매우 높게 할 수 있기 때문이다.

이 경우에 있어서, 기체정압 축받이는 지지부재의 4 모퉁이에 위치하는 인접하는 구동력 발생부재 사이에 각 1 개 배치되어 있어도 되는데, 상기 기체정압 축받이는 상기 지지부재 (52) 의 4 모퉁이 부분에 위치하는 인접하는 구동력 발생부재 사이에 각각 복수개 배치되어 있어도 된다.

본 발명에 관계되는 평면모터장치에서는 인접하는 구동력 발생부재 사이에 배치되는 축받이로서 기체정압 축받이를 사용하는 경우, 외부의 기체공급원으로부터 직접, 개별적으로 가압기체를 공급해도 되는데, 상기 지지부재 (52) 는 그 내부에 상기 각 기체정압 축받이 (56) 에 공급되는 가압기체를 저장하는 기체저장공간 (70) 을 갖고 있어도 된다. 이러한 경우에는 지지부재 내부의 기체저장공간내에 1 개 또는 적은 수의 기체공급배관을 통해 기체를 공급할 수 있음과 동시에, 상기 기체저장공간에 일시적으로 저장된 가압기체가 각 기체정압 축받이에 공급되기 때문에, 각 기체정압 축받이에 가압기체를 거의 균일하게 분배공급하는 것이 가능하게 된다.

본 발명에 관계되는 평면모터장치에서는 인접하는 구동력 발생부재 사이에 배치되는 축받이로서 기체정압 축받이를 사용하는 경우, 상기 각 기체정압 축받이 (56) 의 축받이면은 강성이 높고, 감쇠가 큰 형상의 홈을 갖는 것이 바람직하다. 이러한 경우에는 각 기체정압 축받이로서 그 축받이면에 강성이 높고, 감쇠가 큰 형상의 홈을 갖는 것이 사용되고 있기 때문에, 이러한 기체정압 축받이가 복수 설치된 가동자의 정(靜)특성은 물론, 이동시의 동(動)특성도 양호하게 된다. 특히, 감쇠, 즉 진동감쇠특성은 가동자의 이동시의 제동특성 (위치결정특성) 등에 영향을 미치므로, 감쇠가 큰 것은 가동자의 위치결정 정정시간의 단축 등에 있어서 중요하다.

이 경우에 있어서, 상기 축받이면은 정사각형 형상이고, 상기 홈 형상은 상기 축받이면의 4 변을 따라 각각 형성된 제 1 홈 (57g) 과 이들 4 개의 제 1 홈을 서로 접속하는 십자형의 제 2 홈 (57h) 을 포함하는 형상인 것이 바람직하다. 기체정압 축받이의 진동감쇠특성을 포함하는 동특성은 이론적으로 추정할 수 있는 성질의 것은 아니므로, 실제로 측정하여 구할 수 밖에 없고, 발명자가 여러 가지의 홈 형상에 대하여 실험을 한 결과, 상기 홈 형상의 기체정압 축받이가 가장 고강성이며 또한 감쇠가 큰 것이 판명되었기 때문이다.

본 발명에 관계되는 평면모터장치에서는 상기 축받이로서 기체정압 축받이를사용하는 경우, 상기 각 기체정압 축받이 (56) 에는 상기 가압기체의 분출유량을 조정하기 위한 유량조정기구 (57c, 59) 가 설치되어 있어도 된다. 이러한 경우에는 기체정압 축받이의 가공ㆍ제조시에 특성에 편차가 있어도, 유량조정기구에 의해 각 기체정압 축받이의 가압기체의 분출유량을 조정함으로써 복수의 기체정압 축받이의 특성을 균일화할 수 있다.

본 발명에 관계되는 평면모터장치에서는 상기 복수의 구동력 발생부재는 전기자 코일 또는 전자석이어도 되는데, 상기 복수의 구동력 발생부재가 영구자석 (54) 인 경우에는 상기 각 기체정압 축받이 (56) 의 축받이면은 상기 각 영구자석의 자극면보다도 상기 이동면 (21a) 측으로 돌출하고 있는 것이 바람직하다. 이러한 경우에는 가동자에 설치된 복수의 기체정압 축받이 축받이면의 평탄도를 용이하게 관리하는 것이 가능하게 된다.

본 발명에 관계되는 평면모터장치에서는 상기 축받이로서 기체정압 축받이를 사용하는 경우, 상기 각 기체정압 축받이 (56) 의 축받이면이 동일면이 되도록 연마되어 있어도 된다. 이러한 경우에는 복수의 기체정압 축받이의 축받이면이 동일면이 되도록 연마되어 있기 때문에, 각 축받이면에 의해 형성되는 가동자측 가이드면의 균일한 평탄도를 확보할 수 있다.

본 발명에 관계되는 평면모터장치에서는, 상기 구동력 발생부재는 전기자 코일 또는 전자석이어도 되는데, 상기 구동력 발생부재는 영구자석이어도 된다. 이 경우, 고정자에는 전기자 코일이 설치된다.

본 발명은 제 2 관점에서 보면, 본 발명에 관계되는 평면모터장치의 조립방법으로서, 평탄관리된 정반상에 상기 가동자 (51) 를 구성하는 상기 복수의 축받이를 소정의 위치관계로 늘어놓는 제 1 공정과 ; 상기 제 1 공정에서 정반상(定盤上)에 늘어선 상기 복수의 축받이와 상기 복수의 구동력 발생부재 (54₁₁∼ 54_nn) 와의 상대위치관계를 원하는 상태로 조정하여 이들 양자의 위치관계를 고정하는 제 2 공정 ; 을 포함하는 평면모터장치의 조립방법이다.

이것에 의하면, 제 1 공정에 있어서, 평탄관리된 정반상에 가동자를 구성하는 복수의 축받이가 소정의 위치관계로 늘어서고, 제 2 공정에 있어서, 이 정반상에 늘어선 복수의 축받이와 복수의 구동력 발생부재의 상대위치관계가 원하는 상태로 조정되고, 이들 양자의 위치관계가 고정된다. 즉, 본 발명에 의하면, 제 2 공정에 있어서, 정반상에 늘어서며 축받이면이 동일면이 된 복수의 축받이와 복수의 구동력 발생부재의 상대위치관계가 원하는 상태로 조정되고 양자가 고정되기 때문에, 개개의 축받이 사이에 제조ㆍ가공 편차가 있어도 이것에 영향을 받지 않고, 각 축받이면에 의해 형성되는 가동자측 가이드면의 균일한 평탄도를 확보할 수 있다. 또, 이에 의해 조립된 평면모터장치는 가동자의 위치제어성이 향상된다.

이 경우에 있어서, 상기 제 2 공정에 앞서 상기 복수의 구동력 발생부재를 지지부재 (52) 에 장착하는 제 3 공정을 추가로 포함하는 경우에는, 상기 제 2 공정에서는 상기 정반상에 늘어선 상기 복수의 축받이상에 실링부재 (66) 를 통해 상기 지지부재를 탑재하여 상기 복수의 축받이와 상기 지지부재의 상대위치관계를 원하는 상태로 조정함과 동시에, 상기 복수의 축받이와 상기 지지부재를 고정하는 것으로 할 수 있다. 이러한 경우에는 제 2 공정에 있어서, 정반상에 늘어선 복수의 축받이상에 실링부재를 통해 복수의 구동력 발생부재가 미리 장착된 지지부재가 탑재되고, 상기 복수의 축받이와 지지부재의 상대위치관계가 원하는 상태로 조정되고, 양자가 고정되기 때문에, 정반상에 늘어선 복수의 축받이와 지지부재의 상대위치관계가 실링부재를 통해 조정됨으로써 결과적으로 복수의 축받이와 복수의 구동력 발생부재의 상대위치관계를 한번에 조정하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 개개의 축받이 사이에 제조ㆍ가공 편차가 있어도 이것에 영향을 받지 않고, 각 축받이면에 의해 형성되는 가동자측 가이드면의 균일한 평탄도를 확보할 수 있음과 동시에, 그 조립이 간단하게 된다.

이 경우에 있어서, 상기 제 2 공정에서의 상기 복수의 축받이 (56) 와 상기 지지부재 (52) 의 고정은 접착제로 임시고정한 후, 연결부재 (57f, 64) 에 의해 강고하게 고정함으로써 행해져도 된다. 이 경우, 개개의 축받이 사이의 제조ㆍ가공 편차의 영향을 최대한 받지 않도록 하기 위해서는, 상기 연결부재는 유량조정기능을 구비한 것이 바람직하다.

본 발명은 제 3 관점에서 보면, 이동면 (21a) 이 형성된 고정자 (60) 와, 상기 이동면에 대향하여 배치된 복수의 구동력 발생부재 (54₁₁∼ 54_nn) 를 가지며, 상기 이동면을 따라 이동하는 가동자 (51) 를 구비한 평면모터장치의 구동방법으로서, 상기 복수의 구동력 발생부재중의 인접하는 상기 구동력 발생부재 사이에서, 또한 상기 복수의 구동력 발생부재의 위치관계에 관계된 위치로부터 상기 이동면에대하여 유체를 분출함으로써 상기 가동자와 상기 이동면 사이의 거리를 소정의 값으로 유지하는 것을 특징으로 하는 평면모터장치의 구동방법이다.

이것에 의하면, 복수의 구동력 발생부재중의 인접하는 상기 구동력 발생부재 사이에서, 또한 상기 복수의 구동력 발생부재의 위치관계에 관계된 위치에서 상기 이동면에 대하여 유체를 분출함으로써 상기 가동자와 상기 이동면 사이의 거리를 소정의 값으로 유지하므로, 복수의 구동력 발생부재의 배치영역과 거의 동일한 면적에 상당하는 크기의 소형ㆍ경량의 가동자를 실현할 수 있고, 이에 의해 가동자의 구동 및 부상을 위한 소비전력의 저감, 및 가동자의 위치제어성의 향상을 도모할 수 있다.

이 경우에 있어서, 상기 복수의 구동력 발생부재는 상기 가동자의 상기 이동면과 대향하는 측의 면에 2 차원 방향으로 소정 간격으로 배치되고, 상기 복수의 구동력 발생부재중의 소정의 인접하는 상기 구동력 발생부재 사이로부터 상기 이동면을 향해 상기 유체를 분출하는 것으로 해도 된다.

이 경우에 있어서, 상기 유체로서 가압기체를 사용하는 경우에는 이 가압기체를 기체정압 축받이 (56) 를 사용하여 상기 이동면을 향해 분출하는 것으로 해도 된다. 이러한 경우에는 기체정압 축받이로부터 분출되는 가압기체의 정압에 의해 가동자를 이동면에 대하여 부상지지하는 것이 가능하게 된다.

이 경우에 있어서, 상기 가동자가, 상기 복수의 구동력 발생부재가 상기 이동면과 대향하는 측의 면에 배치되어 있는 직사각형 형상의 지지부재 (52) 를 갖는 경우에는 이 지지부재의 4 모퉁이에 위치하는 상기 인접하는 구동력 발생부재 사이에 배치된 상기 기체정압 축받이로부터 상기 이동면을 향해 상기 가압기체를 분출하는 것으로 해도 된다. 이러한 경우에는 가동자의 가속에 대항하는 이동면에 교차하는 방향의 위치자세변화에 대한 강성을 매우 높게 할 수 있다.

이 경우에 있어서, 상기 지지부재 4 모퉁이의 부분에 위치하는 인접하는 구동력 발생부재 사이에 각각 복수개 배치된 상기 기체정압 축받이로부터 상기 이동면을 향해 상기 가압기체를 분출하는 것으로 해도 된다.

이 경우에 있어서, 상기 각 기체정압 축받이에서의 상기 가압기체의 분출유량을 개별적으로 조정하는 것으로 해도 된다. 이러한 경우에는 기체정압 축받이의 가공ㆍ제조시에 특성에 편차가 있어도, 각 기체정압 축받이의 가압기체의 분출유량을 개별적으로 조정함으로써 복수의 기체정압 축받이의 특성을 균일화할 수 있다.

본 발명에 관계되는 평면모터장치의 구동방법에서는 상기 유체로서 가압기체를 사용하고, 이 기체를 기체정압 축받이를 사용하여 이동면을 향해 분출하는 경우에 있어서, 상기 구동력 발생부재가 영구자석인 경우에는 상기 영구자석에 의해 생기는 상기 가동자와 상기 고정자 사이의 자기적 흡인력과, 상기 기체정압 축받이로부터 분출되는 상기 가압기체의 상기 가동자와 상기 이동면 사이의 정압의 관계를 원하는 상태로 하는 것으로 해도 된다. 이러한 경우에는 영구자석에 의해 생기는 가동자와 고정자 사이의 자기적 흡인력과, 기체정압 축받이로부터 분출되는 가압기체의 가동자와 이동면 사이의 정압의 관계가 원하는 상태로 설정되기 때문에, 결과적으로 가동자와 이동면 사이의 거리 (즉, 축받이 틈) 를 소정의 값으로 유지할 수 있다.

본 발명에 관계되는 평면모터장치의 구동방법에서는 가동자가, 상기 복수의 구동력 발생부재가 상기 이동면과 대향하는 측의 면에 배치되어 있는 직사각형 형상의 지지부재를 갖는 경우, 상기 지지부재 내부의 저장공간에 상기 가압기체를 일시적으로 저장하고, 상기 저장공간으로부터 상기 가압기체를 상기 기체정압 축받이에 공급하는 것으로 해도 된다. 이러한 경우에는 지지부재 내부의 기체저장공간내에 1 개 또는 적은 수의 기체공급배관을 통해 기체를 공급할 수 있음과 동시에, 상기 기체저장공간에 일시적으로 저장된 가압기체가 각 기체정압 축받이에 공급되기 때문에, 각 기체정압 축받이에 가압기체를 거의 균일하게 분배공급하는 것이 가능하게 된다.

본 발명은 제 4 관점에서 보면, 본 발명에 관계되는 평면모터장치와 ; 상기 가동자와 일체적으로 이동하는 이동체와 ; 상기 가동자의 이동을 제어하는 제어장치 ; 를 구비하는 스테이지장치이다.

이것에 의하면, 상술한 바와 같이, 본 발명에 관계되는 평면모터장치에 의해 가동자의 구동 및 부상을 위한 소비전력의 저감에 더하여 가동자의 위치제어성의 향상을 도모할 수 있기 때문에, 제어장치에 의해 가동자의 이동을 제어함으로써 이동체의 위치제어성을 향상시킬 수 있다.

본 발명은 제 5 관점에서 보면, 이동면이 형성된 고정자와 상기 이동면을 따라 이동하는 가동자를 갖는 평면모터장치와, 상기 가동자와 일체적으로 이동하는 이동체를 구비한 스테이지장치의 구동방법으로서, 상기 이동체를 이동시킬 때, 본발명에 관계되는 평면모터장치의 구동방법을 사용하는 것을 특징으로 하는 스테이지장치의 구동방법이다.

이것에 의하면, 상술한 바와 같이, 본 발명에 관계되는 평면모터장치의 구동방법에 의해 가동자의 구동 및 부상을 위한 소비전력의 저감에 더하여 가동자의 위치제어성의 향상을 도모할 수 있기 때문에, 그 구동방법을 사용하여 이동체를 이동시킴으로써 이동체의 위치제어성을 향상시킬 수 있다.

본 발명은 제 6 관점에서 보면, 노광용 조명광을 사출하는 조명계 (10) 와 ; 상기 조명광의 경로상에 배치되는 물체를 상기 이동체에 탑재하는 본 발명에 관계되는 스테이지장치 ; 를 구비하는 노광장치이다.

이것에 의하면, 상술한 바와 같이, 본 발명에 관계되는 스테이지장치에 의해 이동체의 위치제어성을 향상시킬 수 있기 때문에, 그 이동체에 탑재되는 물체의 위치제어성을 향상시킬 수 있다. 예컨대, 정지형 노광장치의 경우, 물체가, 예컨대 조명광의 경로상에 배치되는 기판인 경우에는 그 기판의 위치제어성의 향상에 의해 그 기판의 위치결정정밀도의 향상에 의한 노광정밀도 (패턴형성정밀도) 의 향상과, 위치결정 정정시간의 단축에 의한 스루풋의 향상이 가능하게 된다. 또, 예컨대 주사형 노광장치의 경우, 물체가, 예컨대 조명광의 경로상에 배치되는 마스크 및 기판의 일측인 경우, 마스크 및 기판 일측의 위치제어성의 향상에 의해 마스크와 기판의 동기정정시간의 단축이 가능하게 되고, 스루풋을 향상시키면서 높은 노광정밀도 (겹침정밀도) 로 노광을 행하는 것이 가능하게 된다.

본 발명은 제 7 관점에서 보면, 노광용 조명광을 물체에 조사하는 공정과 ;상기 물체를 탑재한 이동체를 구동하여 상기 물체를 상기 조명광의 경로에 대하여 상대이동시키는 공정 ; 을 포함하고, 상기 이동체를 구동할 때, 본 발명에 관계되는 스테이지장치의 구동방법을 사용하는 것을 특징으로 하는 노광방법이다.

이것에 의하면, 상술한 바와 같이, 본 발명에 관계되는 스테이지장치의 구동방법에 의해 이동체의 위치제어성을 향상시킬 수 있기 때문에, 그 이동체에 탑재된 물체의 위치제어성을 향상시킬 수 있다. 예컨대, 정지노광을 행하는 경우, 물체가, 예컨대 조명광의 경로상에 배치되는 기판인 경우에는 그 기판의 위치제어성의 향상에 의해 그 기판의 위치결정정밀도의 향상에 의한 노광정밀도 (패턴형성정밀도) 의 향상과, 위치결정 정정시간의 단축에 의한 스루풋의 향상이 가능하게 된다. 또, 예컨대 주사노광을 행하는 경우, 물체가, 예컨대 조명광의 경로에 대하여 상대이동되는 마스크 및 기판의 일측인 경우, 마스크 및 기판 일측의 위치제어성의 향상에 의해 마스크와 기판의 동기정정시간의 단축이 가능하게 되고, 스루풋을 향상시키면서 높은 노광정밀도 (겹침정밀도) 로 노광을 행하는 것이 가능하게 된다.

또, 리소그래피 공정에 있어서, 본 발명의 노광방법을 사용하여 노광을 행함으로써 기판상에 복수층의 패턴을 겹침정밀도 좋게 형성할 수 있음과 동시에, 그 스루풋을 향상시킬 수 있고, 이에 의해 보다 고집적도의 마이크로 디바이스의 생산성을 향상시킬 수 있다. 마찬가지로, 리소그래피 공정에 있어서, 본 발명의 노광장치를 사용하여 노광을 행함으로써 기판상에 복수층의 패턴을 겹침정밀도 좋게 형성할 수 있고, 그 스루풋을 향상시킬 수 있다. 따라서, 본 발명은 다른 관점에서 보면, 본 발명의 노광방법 또는 본 발명의 노광장치를 사용하는 디바이스 제조방법이며, 또 이 제조방법에 의해 생산성 좋게 제조된 고집적도의 디바이스라고도 할 수 있다.

발명을 실시하기 위한 최량의 형태

이하, 본 발명의 1 실시 형태를 도 1 ∼ 도 10 에 기초하여 설명한다. 도 1 에는 1 실시 형태에 관계되는 노광장치 (100) 의 전체적인 구성이 개략적으로 나타나 있다. 이 노광장치 (100) 는, 소위 스텝ㆍ앤드ㆍ스캔노광 방식의 주사형 노광장치이다.

이 노광장치 (100) 는 조명계 (10), 마스크로서의 레티클 (R) 을 지지하는 레티클 스테이지 (RST), 투영광학계 (PL), 기판으로서의 웨이퍼 (W) 를 XY 평면내에서 XY 2 차원 방향으로 구동하는 스테이지장치 (30), 및 이들의 제어계 등을 구비하고 있다.

상기 조명계 (10) 는, 예컨대 일본 공개특허공보 평9-320956 호, 일본 공개특허공보 평4-196513 호 및 이에 대응하는 미국특허 제 5,473,410 호 등에 개시된 바와 같이, 광원유닛, 셔터, 2 차 광원형성 광학계, 빔 스플릿터, 집광렌즈계, 레티클 블라인드 및 결상렌즈계 등 (모두 도시하지 않음) 으로 구성되며, 도 1 의 거울 (M) 을 향해 조도분포가 거의 균일한 노광용 조명광을 사출한다. 그리고, 이 조명광이 거울 (M) 에 의해 그 광로가 연직 하측으로 절곡되며, 레티클 (R) 상의 직사각형 (또는 원호상) 의 조명영역 (IAR) 을 균일한 조도로 조명한다.

여기에서, 노광용 조명광으로서는, 예컨대 초고압 수은램프로부터의 자외역의 휘선 (g 선, i 선) 이나 KrF 엑시머 레이저광 등의 원자외 (DUV) 광이 사용된다.

그리고, 본 국제출원에서 지정한 지정국 또는 선택한 선택국의 국내법령이허락하는 한, 상기 공보에서의 개시를 원용하여 본 명세서의 기재의 일부로 한다.

상기 레티클 스테이지 (RST) 상에는 레티클 (R) 이, 예컨대 진공흡착에 의해 고정되어 있다. 또, 이 레티클 스테이지 (RST) 는 도시하지 않은 레티클 베이스상을 리니어모터 등으로 구성된 레티클 구동부 (도시 생략) 에 의해 소정의 주사방향 (여기에서는 Y 축 방향으로 함) 으로 지정된 주사속도로 이동 가능하게 되어 있다.

레티클 스테이지 (RST) 상에는 위치검출장치인 레티클 레이저 간섭계 (이하, 「레티클 간섭계」라고 함) (16) 로부터의 레이저 빔을 반사하는 이동거울 (15) 이 고정되어 있고, 레티클 스테이지 (RST) 의 스테이지 이동면내의 위치는 레티클 간섭계 (16) 에 의해, 예컨대 0.5 ∼ 1 ㎚ 정도의 분해능으로 항상 검출된다.

레티클 간섭계 (16) 로부터의 레티클 스테이지 (RST) 의 위치정보는 스테이지 제어계 (19) 및 이것을 통해 주제어장치 (20) 에 보내지며, 스테이지 제어계 (19) 에서는 주제어장치 (20) 로부터의 지시에 따라 레티클 스테이지 (RST) 의 위치정보에 기초하여 레티클 구동부 (도시 생략) 를 통해 레티클 스테이지 (RST) 를 제어한다.

상기 투영광학계 (PL) 는 레티클 스테이지 (RST) 의 도 1 에서의 하측에 배치되고, 그 광축 (AX) (조명계 (10) 의 광축 (IX) 에 일치) 의 방향이 Z 축 방향이 되고, 여기에서는 양측 텔레센트릭한 축소계이며, 광축 (AX) 방향을 따라 소정 간격으로 배치된 복수장의 렌즈 엘리먼트로 이루어지는 굴절광학계가 사용되고 있다. 이 투영광학계 (PL) 의 투영배율은, 예컨대 1/5 (또는 1/4) 이다. 이 때문에,조명계 (10) 로부터의 조명광에 의해 레티클 (R) 의 조명영역 (IAR) 이 조명되면, 이 레티클 (R) 을 통과한 조명광에 의해 투영광학계 (PL) 를 통해 레티클 (R) 의 조명영역 (IAR) 내의 회로패턴의 축소이미지 (부분 도립상) 가 표면에 포토레지스트가 도포된 웨이퍼 (W) 상의 노광영역 (IA) 에 형성된다.

상기 스테이지장치 (30) 는 베이스 (21) 와, 이 베이스 (21) 상면의 상측에 수 ㎛ 정도의 클리어런스를 통해 후술하는 복수의 에어패드 (56) (도 3 참조) 에 의해 부상지지된 기판테이블 (18) 과, 이 기판테이블 (18) 을 XY 면내에서 2 차원 방향으로 구동하는 구동장치 (50) 를 구비하고 있다. 구동장치 (50) 로서는, 여기에서는 베이스 (21) 의 상부에 설치된 (매립된) 고정자 (60) 와, 기판테이블 (18) 의 저부 (베이스 대향면측) 에 고정된 가동자 (51) 로 이루어지는 평면모터장치가 사용되고 있다. 이하의 설명에서는 이 구동장치 (50) 를 편의상 평면모터장치 (50) 라고 하기로 한다.

상기 기판테이블 (18) 상에 웨이퍼 (W) 가 예컨대 진공흡착에 의해 고정되어 있다. 또, 이 기판테이블 (18) 상에는 위치검출장치인 웨이퍼 레이저 간섭계 (이하, 「웨이퍼 간섭계」라고 함) (31) 로부터의 레이저 빔을 반사하는 이동거울 (27) 이 고정되며, 외부에 배치된 상기 웨이퍼 간섭계 (31) 에 의해 기판테이블 (18) 의 XY 면내에서의 위치가 예컨대 0.5 ∼ 1 ㎚ 정도의 분해능력으로 항상 검출되고 있다. 여기에서, 실제로는 도 2 에 나타난 바와 같이, 기판테이블 (18) 상에는 주사방향인 Y 축 방향에 직교하는 반사면을 갖는 이동거울 (27Y) 과 비주사방향인 X 축 방향에 직교하는 반사면을 갖는 이동거울 (27X) 이 설치되며, 웨이퍼간섭계 (31) 는 주사방향으로 1 축, 비주사방향으로는 2 축 설치되어 있는데, 도 1 에서는 이들이 대표적으로 이동거울 (27), 웨이퍼 간섭계 (31) 로서 나타나 있다. 기판테이블 (18) 의 위치정보 (또는 속도정보) 는 스테이지 제어계 (19) 및 이것을 통해 주제어장치 (20) 에 보내지며, 스테이지 제어계 (19) 에서는 주제어장치 (20) 로부터의 지시에 따라 상기 위치정보 (또는 속도정보) 에 기초하여 평면모터장치 (50) 를 통해 기판테이블 (18) 의 XY 면내의 이동을 제어한다.

여기에서, 상기 평면모터장치 (50) 및 그 근방의 구성부분을 중심으로 하여 스테이지장치 (30) 의 구성 각 부에 대하여 도 2 ∼ 도 9 에 기초하여 더욱 상세히 서술한다. 도 2 에는 이 스테이지장치 (30) 의 평면도가 나타나고, 도 3 에는 베이스 (21) 부분의 면을 절단한 도 2 의 개략정면도가 나타나 있다.

이들 도 2, 도 3 을 종합하면 알 수 있는 바와 같이, 베이스 (21) 는 평면에서 보아 정사각형 형상으로 상면이 개구된 두께가 얇은 중공의 상자형 용기 (35) 와, 이 용기 (35) 내의 내부 공간에 매립된 고정자 (60) 를 구비하고 있다. 이 베이스 (21) 의 상면 (가동자 (51) 에 대향하는 측의 면) 에는 가동자 (51) 의 가이드면, 즉 이동면 (21a) 이 형성되어 있다. 이 이동면 (21a) 은 본 실시 형태에서는 도 2 에 나타난 바와 같이, 용기 (35) 내의 내부 공간에 매트릭스형, 여기에서는 8 행 8 열의 매트릭스형으로 조밀하게 배치된, 평면에서 보아 정사각형 형상을 갖는 8 ×8 = 64 개의 저열팽창의 세라믹스제 케이스 (36) 의 상면에 의해 구성되어 있다.

각 케이스 (36) 는 그 저면이 개구된 중공의 상자형을 하고 있으며, 그 내부에 소정 두께의 전기자 코일 (38) 이 수납되어 있다. 이 전기자 코일 (38) 로서는 도 2 에 나타난 바와 같이, 각 케이스 (36) 의 내면에 거의 접하는 중공의 정사각형 형상 코일이 사용되고 있다. 그리고, 도 2 에서는, 전기자 코일 (38) 은 1 개밖에 도시되어 있지 않은데, 실제로는 각 케이스 (36) 내에 각 1 개 수납되어 있다 (도 3 참조).

용기 (35) 의 저면에는 도 3 에 나타난 바와 같이, 그 중앙부에 냉매배출용 조인트 (39) 가 1 개 (또는 복수) 접속됨과 동시에, 각 전기자 코일 (38) 에 대응하여 냉매주입용 조인트 (40) 가 각각 1 개 접속되어 있다. 냉매배출용 조인트 (39) 는 냉매배출관 (93) 을 통해 도 1 의 냉각장치 (79) 내부에 설치된 냉동기에 접속되며, 또 냉매주입용 조인트 (40) 는 냉매공급관 (92) 을 통해 냉각장치 (79) 내부에 설치된 냉매공급기에 접속되어 있다. 즉, 본 실시 형태에서는 냉각장치 (79) 로부터 냉매주입용 조인트 (40) 를 통해 베이스 (21) 내에 공급된 냉매가 베이스 (21) 내부를 냉각한 후, 냉매배출용 조인트 (39) 를 통해 냉각장치 (79) 로 되돌아가고, 거기에서 냉각되어 다시 베이스 (21) 내에 공급되고, 이와 같이 하여 냉매가 순환사용되도록 되어 있다. 냉매로서는, 여기에서는 플로리나이트 (제조원 : 스미또모스리엠가부시키가이샤, 불소계 불활성 액체) 가 사용된다.

도 4 에는 도 3 의 원 A 가 확대되어 나타나 있다. 이 도 4 에 나타난 바와 같이, 베이스 (21) 의 내부에는 그 내부 공간을 상측의 제 1 실 (41) 과 하측의 제 2 실 (42) 로 구획하는 판형의 자성체로 이루어지는 고정자 요크 (43) 가 배치되어 있다. 이 고정자 요크 (43) 는 용기 (35) 의 내벽에 형성된 단부에 상측으로부터 탑재되며, 용기 (35) 저면으로부터 소정의 틈을 사이에 두고 상기 저면에 평행하게 배치되어 있다. 그리고, 이 고정자 요크 (43) 의 상면의 내부에 전기자 코일 (38) 을 수납한 상기 세라믹스제 케이스 (36) 가 배치되어 있다. 각 케이스 (36) 의 내저면 (도 4 에서의 상벽의 내면) 측에는 도 5 에 나타난 바와 같이, 그 측벽의 내면으로부터 케이스 (36) 중심을 향해 방사형으로 연장되는 16 개의 L 자형 부재로 이루어지는 정류 핀 (46) 이 일체적으로 설치되어 있다.

고정자 요크 (43) 에는 각 전기자 코일 (38) 중앙의 공간부에 대응하는 위치에 둥근 구멍으로 이루어지는 냉매의 유입구 (43a) 가 각각 형성되며, 이 냉매유입구 (43a) 의 저면측에 소정 깊이의 스폿 페이싱 구멍이 형성되어 있다.

냉매주입용 조인트 (40) 는 나사부 (40d) 가 용기 (35) 의 저벽에 형성된 나사구멍 (35a) 에 나사결합된 상태로 용기 (35) 에 장착되어 있다. 이 장착상태에 있어서, 냉매주입용 조인트 (40) 축부의 선단이 고정자 요크 (43) 에 형성된 유입구 (43a) 에 삽입되며, 상기 스폿 페이싱 구멍의 내부에 O 링 (47) 이 삽입되어 있다. 이 O 링 (47) 은 냉매주입용 조인트 (40) 의 축부에 형성된 단부에 의해 눌려 있다. 또, 이 도 4 의 장착상태에서는 고정자 요크 (43) 의 저면 (하면) 에는 고열전도율 재료로 이루어지는 2 차 냉각 핀 (48) 이 밀착되어 있다. 이 2 차 냉각 핀 (48) 은 냉매주입용 조인트 (40) 의 다른 단부와 고정자 요크 (43) 에 의해 끼워 지지되어 있다.

본 실시 형태에서는 베이스 (21) 가 상기와 같이 하여 구성되어 있으므로, 각 케이스 (36) 와 고정자 요크 (43) 로 형성되는 소실(小室) (케이스 (36) 내 공간) 내에 도 1 의 냉각장치 (79) 로부터 공급된 냉매가 냉매주입용 조인트 (40) 의 축부에 형성된 냉매통로를 통해 베이스 (21) 의 저면측으로부터 각 전기자 코일 (38) 중앙의 공간에 공급되면, 이 냉매는 이 중앙의 공간을 통해 전기자 코일 (38) 과 케이스 (36) 사이의 공간을 통과해 전기자 코일 (38) 의 상면을 따라 외주부를 향해 흐른다. 그리고, 이 냉매는 케이스 (36) 4 모퉁이 부분의 케이스 (36) 의 내주면과 전기자 코일 (38) 의 외주 사이의 공간부에 대응하는 고정자 요크 (43) 부분에 형성된 유출구 (43b) 를 통해 고정자 요크 (43) 와 용기 (35) 사이에 형성된 제 2 실 (42) 내에 유출한다. 여기에서, 케이스 (36) 내에 정류 핀 (46) 이 없는 경우에는, 냉매는 전기자 코일 (38) 의 중앙 공간으로부터 최단거리를 통과해 각 유출구 (43b) 를 향해 흐를 것이다. 그러나, 이것에서는 전기자 코일 (38) 의 상면이 부분적으로밖에 냉각되지 않게 된다. 그래서, 방사형의 냉매경로를 강제적으로 만들어 전기자 코일 (38) 의 상면을 최대한 균등하게 냉각시키기 위해 상술한 16 개의 정류 핀 (46) 이 설치되어 있는 것이다.

이와 같이, 본 실시 형태에서는 각 전기자 코일 (38) 이 각각 수납된 소실내에 전기자 코일 (38) 의 하면측으로부터 냉매를 공급하고, 그 냉매가 전기자 코일 (38) 의 중앙 공간으로부터 전기자 코일 (38) 의 상면에 접하여 주위를 향해 흐르고, 그 때, 케이스 (36) 에 일체적으로 설치된 정류 핀 (46) 에 의해 냉매가 전기자 코일 표면에 균일하게 흐르도록 되어 있기 때문에, 전기자 코일 (38) 상면 및 측면을 효율적으로 냉각시킬 수 있다. 또, 고정자 요크 (43) 하측의 제 2 실 (42) 내에도 냉매가 흐르고, 더욱이 고정자 요크 (43) 의 하면에는 고열전도율재로이루어지는 2 차 냉각 핀 (48) 이 설치되어 있기 때문에, 전기자 코일 (38) 하면으로부터 방출된 열이 고정자 요크 (43) 를 통해 2 차 냉각 핀 (48) 에 전달되며, 이 2 차 냉각 핀 (48) 과 냉매 사이에서 열교환이 행해져 제열된다. 이에 의해 전기자 코일 (38) 전면으로부터 방출되는 열은 냉매에 의해 효율적으로 제열된다.

상기 기판테이블 (18) 은 도 2, 도 3 에 나타난 바와 같이, 가동자 (51) 의 상면 (베이스 (21) 대향면과 반대측의 면) 에 보이스코일모터 등을 포함하는 지지기구 (32a, 32b, 32c) 에 의해 다른 3 점에서 지지되어 있고, XY 면에 대하여 경사 및 Z 축 방향의 구동이 가능하게 되어 있다. 지지기구 (32a ∼ 32c) 는 도 1 에서는 도시가 생략되어 있는데, 실제로는 도시하지 않은 구동기구를 통해 도 1 의 스테이지 제어계 (19) 에 의해 독립적으로 구동제어된다.

상기 평면모터장치 (50) 를 구성하는 가동자 (51) 는 도 3 에 나타난 바와 같이, 철 등의 자성체 재료로 이루어지는 지지부재로서의 용기 (52) 와, 이 용기 (52) 의 저면에 소정 간격으로 XY 2 차원 방향을 따라 배치된 구동력 발생부재로서의 복수의 영구자석 (54) 과, 용기 (52) 저면의 특정한 인접하는 영구자석 (54) 상호간에 배치된 복수의 축받이 (및 기체정압 축받이) 로서의 에어패드 (에어베어링) (56) 를 구비하고 있다.

이것을 더욱 상세하게 서술하면, 용기 (52) 는 도 2 에 나타난 바와 같이, 평면에서 보아 대략 정사각형 형상을 가지며, 그 저면에는 가동자 (51) 의 저면도를 나타내는 도 6 에 나타난 바와 같이, 일정 간격으로 구동력 발생부재로서의 Z축 방향으로 자화된 n ×n 개 (도 3, 도 6 에서는 n = 8) 의 영구자석 (54₁₁∼ 54_nn) 이 XY 2 차원 방향으로 정사각 매트릭스형으로 배치되며 접착제 등에 의해 고정되어 있다. 이 경우, 행방향, 열방향에 대하여 인접하는 영구자석 (54) 의 자극면의 극성은 번갈아 반대극성으로 되어 있다. 여기에서, 영구자석 (54₁₁∼ 54_nn) 의 배열간격은 상술한 전기자 코일 (38) 의 배열간격과의 사이에서 소정의 관계를 만족하고 있다.

상기 용기 (52) 저면의 4 모퉁이에 위치하는 특정한 인접하는 영구자석 (54) 상호간의 위치, 구체적으로는 용기 (52) 저면의 대각선 방향을 따라 인접하는 영구자석 (54₁₁) 과 영구자석 (54₂₂) 의 사이 (즉, 영구자석 (54₁₂) 과 영구자석 (54₂₁) 의 사이), 영구자석 (54₁₃) 과 영구자석 (54₂₄) 의 사이 (즉, 영구자석 (54₁₄) 과 영구자석 (54₂₃) 의 사이), 영구자석 (54₂₂) 과 영구자석 (54₃₃) 의 사이 (즉, 영구자석 (54₂₃) 과 영구자석 (54₃₂) 의 사이), 영구자석 (54₃₁) 과 영구자석 (54₄₂) 의 사이 (즉, 영구자석 (54₃₂) 과 영구자석 (54₄₁) 의 사이) 및 영구자석 (54₃₃) 과 영구자석 (54₄₄) 의 사이 (즉, 영구자석 (54₃₄) 과 영구자석 (54₄₃) 의 사이) 의 5 개소, 및 이들 5 개소와, 용기 (52) 저면의 중심을 통과하는 X 축, Y 축에 관하여 선대칭인 각 5 개소 (합계 10 개소), 및 용기 (52) 저면의 중심점에 대하여 점대칭인 5 개소, 총계 20 개소에 에어패드 (56) 가 각 1 개 배치되어 있다.

여기에서, 에어패드 (56) 의 도 6 과 같은 배치는 발명자가 행한 실험의 결과에 기초하여 가동자 (51) 의 Z 방향, θx 방향 (X 축 주위의 회전방향) 및 θy 방향 (Y 축 주위의 회전방향) 의 3 자유도 방향에 대하여 가장 강성이 높아진 배치를 채택한 것이다. 즉, 발명자는 여러 가지의 위치에 에어패드를 배치한 가동자의 모델을 상정하여 시뮬레이션을 행한 결과, 가동자의 면 전체에 걸쳐 균일하게 에어패드를 배치하는 경우보다 4 모퉁이 부분에만 에어패드를 배치한 것이, 가동자의 이동중에 있어서의 각 에어패드의 축받이 틈 치수의 변화가 적은 것, 즉 가동자의 Z 방향, θx 방향 및 θy 방향의 강성이 높은 것을 발견하였다. 또, 가동자의 4 모퉁이 부분에만 에어패드를 등간격으로 배치하는 경우, 각 모퉁이에 에어패드를 1 개만 배치한 경우, 각 모퉁이에 에어패드를 4 개 배치하는 경우, 각 모퉁이에 에어패드를 5 개 배치하는 경우, 및 각 모퉁이에 에어패드를 9 개 배치하는 경우 대한 시뮬레이션의 결과, 도 6 과 동일하게, 4 모퉁이 각각에 등간격으로 에어패드를 5 개 배치하는 경우, 가동자의 Z 방향, θx 방향 및 θy 방향의 강성이 가장 높은 것을 발견한 것이다.

도 7 에는 도 6 의 A-A 선을 따라 본 가동자 (51) 의 단면도가 일부 생략되고 또한 상하 반전되어 나타나 있다. 이 도 7 에 나타난 바와 같이, 용기 (52) 는 상면이 개구된 평면에서 보아 정사각형 형상의 철 등의 자성체 재료로 이루어지는 용기 본체 (53) 와, 이 용기 본체 (53) 의 덮개를 구성하는 덮개부재 (55) 를 구비하고 있다. 용기 본체 (53) 의 상부 개구 단면에는 주위 전체에 걸쳐 소정 깊이의 오목홈이 형성되어 있으며, 이 오목홈내에 가스킷 (58) 이 장착되어 있다.

상기 용기 본체 (53) 의 내저면에는 돌기부 (53a) 가 도 7 의 지면 안쪽 방향으로 소정 간격으로 형성되어 있고, 이들 돌기부 (53a) 에는 나사구멍이 형성되며, 이 나사구멍에 나사결합된 볼트 (62) 에 의해 덮개부재 (55) 가 용기 본체 (53) 에 나사고정되어 있다.

상기 복수의 에어패드 (56) 는 도 7 에 나타난 바와 같이, 용기 본체 (53) 의 저벽의 상술한 도 6 의 20 개소의 에어패드 (56) 장착위치에 형성된 둥근 구멍 (53b) 을 통해 용기 본체 (53) 의 저벽에 나사고정 등에 의해 고정되어 있다. 도 8 에는 도 7 의 원 B 에 상당하는 부분을 확대한 단면도가 나타나 있다. 이 도 8 에 나타난 바와 같이, 에어패드 (56) 는 저열팽창의 세라믹스 등의 비자성체 재료로 이루어지며, 단면 대략 역 T 자형의 축받이 본체 (57) 와, 이 축받이 본체 (57) 에 장착된 유량조정부재 (59) 를 구비하고 있다.

이것을 더욱 상세하게 서술하면, 축받이 본체 (57) 는 소정 두께의 정사각형 판형부인 패드부 (57a) 와, 이 패드부 (57a) 의 상면측 (이동면 (21a) 과 반대측의 면측) 에 연장형성된 축부 (57b) 의 2 부분을 갖고 있다. 이 축받이 본체 (57) 의 축부 (57b) 에는 도 8 에 나타난 바와 같이, 상하방향을 따라 가압기체 (본 실시 형태에서는 가압공기) 의 통로를 이루는 오리피스 (57c) 가 형성되어 있다. 이 오리피스 (57c) 의 상단부에는 암나사 (57d) 가 형성되고, 또 오리피스 (57c) 의 하단은 축받이 본체 (57) 의 패드부 (57a) 의 저면 (축받이면) 에 형성된 홈 (패드 홈) (57e) 에 연이어 통하고 있다.

여기에서, 패드부 (57a) 의 패드 홈 형상에 대하여 설명한다. 이 패드홈 형상은 발명자가 행한 실험의 결과에 기초하여 가장 강성이 높고, 감쇠가 양호한 홈 형상이 채택되고 있다. 즉, 본 실시 형태에서는 도 9b 에 나타난 형상의 패드 홈 (57e) 을 축받이면 (패드면) 에 갖는 에어패드 (56) 가 사용되고 있다. 이 패드 홈 (57e) 은 정사각형 형상의 축받이면의 4 변을 따라 각각 형성된 4 개의 제 1 홈 (57g) 과 이들 4 개의 제 1 홈 (57g) 을 서로 접속하는 십자형의 제 2 홈 (57h) 을 포함한다. 제 2 홈 (57h) 의 십자의 중심에는 패드 홈 (57e) 보다 약간 깊은 원형의 오목부가 형성되며, 또한 이 오목부의 중심에 상술한 오리피스 (57c) 의 1 개구단인 분출구가 형성되어 있다.

에어패드 등의 기체정압 축받이의 진동감쇠특성을 포함하는 동특성은 이론적으로 추정할 수 있는 성질의 것은 아니므로, 발명자는 도 9a ∼ 도 9d 에 나타난 패드 홈 형상을 갖는 정사각형의 패드부를 구비한 에어패드를 시작(試作)하고, 이들에 대하여 진동감쇠특성을 측정한 결과, 도 9b 에 나타난 본 실시 형태의 에어패드 (56) 가 강성 등의 정특성과 진동감쇠특성 등의 동특성 (전달함수특성을 포함) 을 고려한 종합특성이 가장 최량인 것을 발견한 것이다. 그리고, 도 9a 의 에어패드는 분출구를 4 개 형성해야 하기 때문에 바람직하지 않은데, 도 9c, 도 9d 의 에어패드 형상을 채택해도 된다.

도 8 로 돌아와, 상기 축받이 본체 (57) 축부 (57b) 의 상단부 외주에는 수나사부 (57f) 가 형성되어 있다. 그리고, 축부 (57b) 가 용기 본체 (53) 의 저벽에 형성된 둥근 구멍 (53b) 의 내부에 하측으로부터 삽입되고, 수나사부 (57f) 에 너트 (64) 를 나사결합함으로써 에어패드 (56) 가 용기 본체 (53) 에 나사고정되어 있다. 또, 용기 본체 (53) 의 저면에는 환형 오목홈 (53d) 이 형성되며, 이 환형 오목홈 (53d) 과 패드부 (57a) 의 상면 사이에는 실링부재로서의 O 링 (66) 이 장착되어 있다. 또한, 본 실시 형태에서는 도 8 에 나타난 바와 같이, 용기 본체 (53) 의 저벽에는 둥근 구멍 (53b) 의 근방에 이 둥근 구멍 (53b) 에 연이어 통하는 주입구 (53c) 가 형성되며, 이 주입구 (53c) 를 통해 접착제의 일종인 에폭시 수지가 주입되어 있다.

상기 유량조정부재 (59) 는 상기 암나사 (57d) 에 나사결합하는 수나사가 그 외주면에 형성된 원판부 (59a) 와, 이 원판부 (59a) 의 하단면에 연장형성된 니들밸브부 (59b) 의 2 부분을 갖고 있다. 원판부 (59a) 에는, 예컨대 거의 120 ° 간격으로, 3 개의 개구 (59c) 가 형성되어 있다. 니들밸브부 (59b) 와 오리피스 (57c) 의 내주면 사이의 틈 치수가 유량조정부재 (59) 의 나사삽입량에 따라 가변으로 되어 있다. 즉, 본 실시 형태에서는 오리피스 (57c) 와 유량조정부재 (59) 에 의해 에어패드 (56) 의 축받이면으로부터 이동면 (21a) 으로 분출되는 가압공기의 유량을 조정하는 유량조정기구가 구성되어 있다.

도 7 로 돌아와, 용기 (52) 의 내부에는 각 에어패드 (56) 를 통해 이동면 (21a) 에 분출하는 가압공기를 일시적으로 저장하는 기체저장공간 (70) 이 형성되어 있다. 이 기체저장공간 (70) 을 구획하는 용기 본체 (53) 의 일측벽에는 기체주입용 조인트 (72) 를 통해 튜브 (33) 의 일단이 접속되며, 이 튜브 (33) 의 타단은 공기펌프 (99) (도 1 참조) 에 접속되어 있다. 이 때문에, 튜브 (33) 및 기체주입용 조인트 (72) 를 통해 기체저장공간 (70) 내에 유체로서의 가압공기가보내지며, 이 가압공기가 복수의 에어패드 (56) 각각의 축받이면을 통해 이동면 (21a) 에 분출되도록 되어 있다.

다음으로, 상술한 가동자 (51) 의 조립방법에 대하여 도 10 을 참조하면서 설명한다. 여기에서는, 평탄관리된 정반인 베이스 (21) 의 이동면 (21a) 상에서 가동자 (51) 를 조립하는 경우에 대하여 설명한다.

먼저, 베이스 (21) 의 이동면 (21a) 상에 복수 (여기에서는 20 개) 의 에어패드 (56) 를 상술한 도 6 에 대응하는 위치관계로 늘어놓는다.

다음으로, 상기에서 이동면 (21a) 상에 늘어선 각 에어패드 (56) 의 패드부 (57a) 의 상면에 비자성체 부재이며 또한 탄성부재, 예컨대 고무제 O 링 (66) 을 탑재한다.

이어서, 영구자석 (54₁₁∼ 54_nn) 및 기체주입용 조인트 (72) 가 미리 장착된 용기 본체 (53) 를 이동면 (21a) 상에 늘어선 각 에어패드 (56) 에 상측으로부터 맞붙인다. 이 맞붙일 때, 각 에어패드 (56) 의 축부 (57b) 가 용기 본체 (53) 의 대응하는 둥근 구멍 (53b) 에 각각 삽입됨과 동시에, 각 O 링 (66) 이 대응하는 환형 오목홈 (53d) 에 끼워 맞춰진다. 이 때, 제조ㆍ가공오차 등에 의해 개개의 에어패드 (56) 패드부 (57a) 의 두께치수 등에 편차가 있었다고 해도, O 링 (66) 은 탄성을 갖고 있기 때문에, 용기 본체 (53) 의 전체를 거의 균일한 힘으로 하측으로 가압함으로써 O 링 (66) 의 환형 오목홈 (53d) 으로의 끼워맞춤상태가 상기 편차를 상쇄하도록 조정되며, 용기 본체 (53) 와 각 에어패드 (56) 의 상대위치관계가 원하는 상태로 조정된다. 또, 이에 의해, 용기 본체 (53) 에 고정된 영구자석 (54₁₁∼ 54_nn) 과 각 에어패드 (56) 의 상대위치관계도 원하는 상태로 설정된다.

그리고, 각 에어패드 (56) 의 분출유량은 거의 균일해지도록, 조립 개시전에 미리 적절하게 유량조정부재 (59) 의 나사삽입량을 조정해 두는 것이 바람직하다. 단, 맞붙인 후에 유량조정부재 (59) 의 나사삽입량을 조정하는 것은 가능하다.

이 상태에서, 상기 주입구 (53c) 를 통해 축부 (57b) 와 둥근 구멍 (53b) 의 틈에 에폭시 수지를 주입하여 에어패드 (56) 와 용기 본체 (53) 를 접착에 의해 고정한다. 그리고, 접착제 고화후에 에어패드 (56) 의 탈락방지, 에폭시 수지 (접착제) 열화 방지를 위해, 너트 (64) 를 수나사부 (57f) 에 나사결합시켜 에어패드 (56) 와 용기 본체 (53) 를 강고하게 고정한다. 즉, 본 실시 형태에서는 수나사부 (57f) 와 너트 (64) 에 의해 연결부재가 구성되어 있다.

다음으로, 가스킷 (58) 의 상면에 덮개부재 (55) 를 눌러 붙이고, 볼트 (62) 를 돌기부 (53a) 에 나사결합시키고, 볼트 (62) 를 추가로 소정량 조임으로써 가동자 (51) 의 조립이 완료한다.

상술한 바와 같이 하여 가동자 (51) 의 조립이 종료하면, 용기 (52) 의 덮개부재 (55) 의 상면에 구동기구 (32a ∼ 32c) 가 탑재되고, 또한 이 구동기구 (32a ∼ 32c) 상에 기판테이블 (18) (미리 이동거울 (27Y, 27X) 등이 고정되어 있음) 이 장착되며, 이에 의해 스테이지장치 (30) 가동부의 조립이 완료한다. 그리고,주제어장치 (20) 에 의해 공기펌프 (99) 가 작동되고, 튜브 (33) 를 통해 기체저장실 (70) 내에 가압공기가 공급되면, 이 가압공기가 기체저장실 (70) 내에 서서히 충전되고, 소정 압력의 가압공기가 각 에어패드 (56) 의 축받이면을 통해 베이스 (21) 상면 (이동면 (21a)) 에 대하여 분출되고, 이동면 (21a) 과 각 에어패드 (56) 사이의 가압공기의 정압에 의해 가동체, 즉 기판테이블 (18), 구동기구 (32a ∼ 32c) 및 가동자 (51) 의 전체가 이동면 (21a) 상측으로 예컨대 5 ㎛ 정도의 클리어런스를 통해 부상지지된다 (도 1, 도 3 참조).

이 때, 가동자 (51) 의 영구자석 (54₁₁∼ 54_nn) 과 베이스 (21) 내의 고정자 요크 (43) 의 사이에는 자기적 흡인력이 작용하고 있기 때문에, 이 자기적 흡인력과 가동체 자신의 자중(自重)의 총합인 하방향의 힘에 상당하는 상방향의 힘 (부상력) 이 발생하고 있게 된다.

즉, 가동자 (51) 및 기판테이블 (18) 등의 전체의 자중과 상기 자기적 흡인력의 총합에 상당하는 하방향의 힘과, 공기펌프 (99) 로부터 공급되며, 에어패드 (56) 를 통해 이동면 (21a) 을 향해 분출되는 가압공기의 압력에 의한 상방향의 힘, 즉 가동자 (51) 저면과 이동면 (21a) 사이의 공기층의 정압 (소위 틈내 압력) 의 균형에 따라, 그 공기층의 두께, 즉 축받이 틈이 원하는 값으로 유지된다. 이와 같이, 본 실시 형태에서는 가동자 (51) 의 영구자석 (54) 과 에어패드 (56) 에 의해 일종의 자기예압형 공기정압 축받이장치가 구성되어 있다.

다음으로, 상술한 스테이지장치 (30) 를 포함하는 노광장치 (100) 에서의 노광동작의 흐름에 대하여 간단하게 설명한다.

먼저, 주제어장치 (20) 의 관리하, 스테이지 제어계 (19) 등에 의해 레티클 로드, 웨이퍼 로드가 행해지고, 또 도시하지 않은 레티클 현미경, 기판테이블 (18) 상의 도시하지 않은 기준마크판, 도시하지 않은 얼라인먼트 검출계를 사용하여 레티클 얼라인먼트, 베이스라인 계측 등의 준비작업이 소정의 순서에 따라 행해진다.

그 후, 주제어장치 (20) 에 의해 도시하지 않은 얼라인먼트 검출계를 사용하여 EGA (인핸스드ㆍ글로벌ㆍ얼라인먼트) 등의 얼라인먼트 계측이 실행된다. 이와 같은 동작에 있어서, 웨이퍼 (W) 의 이동이 필요한 경우에는 주제어장치 (20) 가 스테이지 제어계 (19) 를 통해 영구자석 (54₁₁∼ 54_nn) 에 대향하는 전기자 코일 (38) 에 공급하는 전류값, 및 전류방향의 적어도 일측을 제어함으로써 가동자 (51) 와 일체적으로 웨이퍼 (W) 를 지지하는 기판테이블 (18) 을 원하는 방향으로 이동시킨다.

그리고, 상기 레티클 얼라인먼트, 베이스라인 계측 등의 준비작업에 대해서는, 예컨대 일본 공개특허공보 평4-324923 호 및 이것에 대응하는 미국특허 제 5243195 호에 상세하게 개시되고, 또 이것에 계속되는 EGA 에 대해서는 일본 공개특허공보 소61-44429 호 및 이것에 대응하는 미국특허 제 4,780,617 호 등에 상세하게 개시되어 있다. 본 국제출원에서 지정한 지정국 또는 선택한 선택국의 국내법령이 허락하는 한, 상기 각 공보 및 이들에 대응하는 상기 미국특허에서의 개시를 원용하여 본 명세서의 기재의 일부로 한다.

얼라인먼트 계측의 종료후, 이하와 같이 하여 스텝ㆍ앤드ㆍ스캔 방식의 노광동작이 행해진다.

이 노광동작에 있어서, 먼저 웨이퍼 (W) 의 XY 위치가 웨이퍼 (W) 상의 최초의 쇼트영역 (퍼스트ㆍ쇼트) 의 노광을 위한 주사개시위치가 되도록 기판테이블 (18) 이 이동된다. 동시에, 레티클 (R) 의 XY 위치가 주사개시위치가 되도록 레티클 스테이지 (RST) 가 이동된다. 또, 주제어장치 (20) 로부터의 지시에 기초하여 스테이지 제어계 (19) 가 레티클 간섭계 (16) 에 의해 계측된 레티클 (R) 의 XY 위치정보, 웨이퍼 간섭계 (31) 에 의해 계측된 웨이퍼 (W) 의 XY 위치정보에 기초하여 도시하지 않은 레티클 구동부 및 평면모터장치 (50) 를 통해 레티클 (R) 과 웨이퍼 (W) 를 투영광학계 (PL) 의 투영배율에 따른 속도비로 서로 역방향으로 Y 축 방향을 따라 동기이동시킴으로써 주사노광이 행해진다. 이 때의 웨이퍼의 이동은 주제어장치 (20) 에 의해 스테이지 제어계 (19) 를 통해 영구자석 (54₁₁∼ 54_nn) 에 대향하는 전기자 코일 (38) 에 공급하는 전류값, 및 전류방향의 적어도 일측을 제어함으로써 행해진다.

이와 같이 하여 1 개의 쇼트영역에 대한 레티클 패턴의 전사가 종료하면, 기판테이블 (18) 이 1 쇼트영역분만큼 스테핑되어 다음의 쇼트영역에 대한 주사노광이 행해진다. 이와 같이 하여 스테핑과 주사노광이 순차적으로 반복되며, 웨이퍼 (W) 상에 필요한 쇼트수의 패턴이 전사된다.

이상 상세하게 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 의하면, 전자력 구동에 의한 평면모터장치 (50) 가 기판테이블 (18) 의 구동장치로서 채택되고, 더욱이 이 평면모터장치 (50) 의 가동자 (51) 가 복수의 에어패드 (56) 를 구비하고, 이 에어패드 (56) 에 의해 가동자 (51) 와 일체적으로 기판테이블 (18) 을 이동면 (21a) 의 상측에 부상지지하기 때문에, 마찰 등의 기계적 손실이 없어 내구성이 우수하고, 가변자기저항 방식의 평면모터를 채택하는 경우와 비교하여 기판테이블 (18) 의 부상지지를 위해 에어패드에 가압공기를 공급하는 공기펌프의 소비전력을 적게 할 수 있다.

또, 상기 에어패드 (56) 는 가동자 (51) 를 구성하는 용기 (52) 의 저면 (이동면 (21a) 과 대향하는 측의 면) 에 2 차원 방향으로 소정 간격으로 배치된 구동력 발생부재군을 구성하는 영구자석 (54₁₁∼ 54_nn) 내의 소정의 영구자석 사이에 배치되어 있기 (도 6 참조) 때문에, 영구자석 상호간의 공간의 유효이용에 의해 영구자석 (54₁₁∼ 54_nn) 의 배치영역과 거의 동일한 면적 (용기 (52) 의 저면적) 에 상당하는 크기의 소형ㆍ경량의 가동자 (51) 를 실현할 수 있고, 이에 의해 가동자 (51) 의 구동을 위한 소비전력의 저감 및 가동자 (51), 나아가서는 기판테이블 (18) 상의 웨이퍼 (W) 의 위치제어성의 향상을 도모할 수 있다.

또한, 상술한 바와 같이, 본 실시 형태에서는 용기 (52) 저면에 고정되는 에어패드 (56) 의 배치로서, 가동자 (51) 의 가속에 대항하는 이동면에 교차하는 방향의 위치자세변화, 즉 Z, θx, θy 방향의 강성이 가장 높은 배치가 채택되고, 또 에어패드 (56) 가 축받이면에 강성이 높고, 감쇠가 큰 형상의 홈 (57e) 을 가지므로, 에어패드 (56) 의 축받이면과 이동면 (21a) 사이의 틈 (소위 축받이 틈) 의 치수가 부주의하게 변화하는 일이 거의 없어 에어패드 (56) 가 복수 설치된 가동자 (51) 의 정특성은 물론, 이동시의 동특성도 양호하게 된다. 이 결과, 가동자 (51) 의 진동감쇠특성이 양호해져 제동특성 (위치결정특성) 이 향상되며, 위치결정 정정시간의 단축이 가능하다.

또, 각 에어패드 (56) 는 가압공기의 분출유량이 조정 가능하게 구성되어 있기 때문에, 에어패드 (56) 의 가공ㆍ제조시에 특성에 편차가 있어도, 가압공기의 분출유량을 조정함으로써 복수의 에어패드의 특성을 균일화할 수 있다.

또한, 지지부재로서의 용기 (52) 는 그 내부에 각 에어패드 (56) 에 공급되는 가압공기를 일시적으로 저장하는 기체저장공간 (70) 을 갖고 있으므로, 기체저장공간 (70) 내에 1 개 또는 적은 수의 튜브 (기체공급배관) 로 가압공기를 공급할 수 있다. 또, 상기 기체저장공간 (70) 에 일시적으로 저장된 가압공기가 각 에어패드 (56) 에 공급되기 때문에, 각 에어패드 (56) 에 가압공기를 거의 균일하게 분배공급하는 것이 가능하게 되어 있고, 이 점에서도 복수의 에어패드의 특성을 균일화할 수 있도록 되어 있다.

또한, 본 실시 형태에서는 상기 에어패드 (56) 의 축받이면은 영구자석군을 구성하는 각 영구자석 (54₁₁∼ 54_nn) 의 자극면보다도 이동면 (21a) 측에 돌출하고 있기 때문에, 가동자 (51) 에 설치된 복수의 에어패드의 축받이면의 평탄도를 용이하게 관리할 수 있다.

또, 가동자 (51) 의 조립시, 평탄관리된 정반 (상기 실시 형태에서는 베이스 (21)) 상에 각 에어패드 (56) 를 소정의 위치관계로 늘어놓고, 이 베이스 (21) 상에 늘어놓은 각 에어패드 (56) 상에 O 링을 통해 영구자석 (54₁₁∼ 54_nn) 이 미리 장착된 용기 본체 (53) 가 탑재되고, 에어패드 (56) 와 용기 본체 (53) 의 상대위치관계를 원하는 상태로 조정하고, 양자를 고정한다. 따라서, 본 실시 형태에 의하면, 개개의 에어패드 (56) 사이에 제조ㆍ가공 편차가 있어도 이것에 영향을 받지 않고, 각 축받이면에 의해 형성되는 가동자측 가이드면의 균일한 평탄도를 확보할 수 있다.

상술한 여러 가지의 특징을 갖는 가동자 (51) 를 포함하는 평면모터장치 (50) 가 웨이퍼 (W) 를 지지하는 기판테이블 (18) 의 구동장치에 사용되고 있기 때문에, 기판테이블 (18) 의 위치제어성을 향상시킬 수 있고, 고속 또한 고정밀도의 웨이퍼 (W) 의 위치결정이 가능하게 된다. 따라서, 스루풋을 향상시키면서 높은 노광정밀도로 노광을 행하는 것이 가능하게 된다.

또, 상기 얼라인먼트시나 주사노광시에 있어서는 평면모터장치 (50) 의 고정자 (60) 를 구성하는 각 전기자 코일 (38) 에는 적당히 전류가 공급되는데, 이 전기자 코일 (38) 의 발열에 의한 온도상승을 방지하기 위해, 주제어장치 (20) 에서는 냉각장치 (79) 를 통해 상술한 각 전기자 코일 (38) 의 냉각을 실행하므로, 전기자 코일의 발열에 기인하는 온도변화에 의한 간섭계 계측값의 공기동요 등을 억제할 수 있다.

이 점에서도 본 실시 형태의 노광장치 (100) 에 의하면, 웨이퍼 (W) 를 더욱 정밀도 좋게 고속으로 위치제어할 수 있고, 스루풋을 향상시키면서 높은 노광정밀도로 노광을 행하는 것이 가능하게 되어 있다.

그리고, 상기 실시 형태에서 설명한 평면모터장치의 구성은 일례이며, 본 발명이 이것에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 상기 실시 형태와 동일하게 무빙 마그넷형 평면모터장치를 구성하는 경우, 구동력 발생부재로서 전자석을 채택해도 된다. 또는, 평면모터장치를 구성하는 구동력 발생부재로서 전기자 코일을 채택하여 무빙코일형 평면모터장치를 구성해도 된다.

또, 예컨대 용기 (52) 에 대한 에어패드의 장착구조로서, 도 11 에 나타난 에어패드의 장착구조를 채택해도 된다. 여기에서, 상술한 실시 형태와 동일한 부분에 대해서는 중복설명을 피하기 위해, 동일 부호를 사용하는 것으로 한다. 도 11 에 있어서, 용기 본체 (53) 의 저벽에는 내주부에 암나사가 형성된 나사구멍 (53e) 이 각 에어패드 (56) 의 장착위치에 형성되어 있다. 에어패드 (56) 는 이 나사구멍에 나사결합하는 소정 두께의 원통형 부재로 이루어지는 조정부재 (80) 를 통해 용기 본체 (53) 의 저벽에 너트 (64) 에 의해 나사고정되어 있다. 또, 나사구멍 (53e) 의 주위에는, 예컨대 120 ° 간격으로 3 개의 볼트장착용 나사구멍 (53f) 이 형성되고, 이들 3 개의 나사구멍 (53f) 에 3 개의 볼트 (82) 가 각각 삽입되어 있으며, 이들 3 개의 볼트 (82) 는 나사구멍 (53f) 에 대응하여 에어패드 (56) 의 패드부 (57a) 의 상면에 형성된 3 개의 나사구멍 (57h) 에 각각 나사결합하고 있다.

에어패드 (56) 의 축받이 본체 (57) 축부 (57b) 의 하단부에는 구형 볼록부 (57g) 가 형성되며, 이 구형 볼록부 (57g) 에 대향하는 조정부재 (80) 의 부분에는 구형 오목부 (80a) 가 형성되어 있다.

이 도 11 의 장착구조에서는 에어패드 (56) 의 용기 본체 (53) 의 저면에 대한 Z 방향, θx, θy 방향의 위치를 조립시에 다음과 같이 하여 조정할 수 있다. 즉, 먼저 조정부재 (80) 를 용기 본체 (53) 저벽의 나사구멍 (53e) 에 나사결합시킨 후, 나사삽입량을 조정한다. 이 때문에, 조정부재의 상단면에는 드라이버 등을 걸어 맞출 수 있는 홈 (도시 생략) 이 형성되어 있다.

다음으로, 하측으로부터 에어패드 (56) 의 축부 (57b) 를 조정부재 (80) 의 내부 공간에 삽입하고, 너트 (64) 를 축부 (57b) 에 나사결합시켜 가볍게 고정해 둔다.

다음으로, 용기 본체 (53) 의 저벽에 형성된 3 개의 나사구멍 (53f) 에 3 개의 볼트 (82) 를 각각 나사결합시키고, 각각의 선단을 패드부 (57a) 의 상면에 형성된 3 개의 나사구멍 (57h) 에 각각 나사결합시킨다. 이 때, 각 볼트 (82) 의 나사삽입량을 적당히 조정함으로써 에어패드 (56) 축받이면의 경사가 조정된다.

그리고, 마지막으로 너트 (64) 를 조임으로써 에어패드 (56) 가 용기 본체 (53) 의 저벽에 소정의 위치관계로 고정된다.

이와 같이, 이 도 11 의 장착구조에서는 조정부재 (80) 의 나사삽입량에 따라 에어패드 (56) 의 Z 위치를 조정하고, 3 개의 볼트 (82) 의 나사삽입량에 따라 에어패드 (56) 의 θx, θy 방향의 경사를 조정할 수 있다.

이 외에, 지지부재로서 판형의 자성체 재료를 형성하고, 이 자성체 재료에 상기 실시 형태와 동일하게 하여 복수의 영구자석, 복수의 에어패드를 장착하고, 이 복수의 에어패드 각각에 외부의 에어펌프로부터 직접, 개별적으로 가압공기를 공급해도 된다. 이러한 경우에도, 상술한 가동자 (51) 의 조립방법과 동일한 조립방법을 채택할 수 있다.

또, 상기 실시 형태에서는 고정자 (60) 측의 이동면 (21a) 뿐만 아니라, 이 이동면 (21a) 에 대향하는 에어패드 (56) 의 축받이면을 저열팽창의 세라믹으로 형성했으므로, 각 에어패드의 축받이면이 동일면이 되도록 조립 최종공정에서 래핑 등에 의해 연마되어 있어도 된다. 이러한 경우에는 복수의 에어패드의 축받이면에 의해 형성되는 가동자측 가이드면의 균일한 평탄도를 확보할 수 있다.

그리고, 상기 실시 형태에서는 유체로서 가압공기를 사용하는 경우에 대하여 설명했는데, 본 발명이 이것에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, ArF 엑시머 레이저를 노광광원으로 하고, 노광장치의 챔버내에 질소를 충전시키는 환경하에서는 가압기체로서 질소가스, 또는 헬륨가스 등의 진공자외광에 대한 흡수가 적은 불활성 가스 (저흡수성 가스) 를 사용함과 동시에, 이에 따른 기체정압 축받이를 사용하면 된다. 또, 상기 실시 형태에서는 축받이로서 에어패드 (공기정압 축받이) 를 사용하는 경우에 대하여 설명했는데, 이에 한정되지 않고, 그 이외의 기체 축받이는 물론, 액체를 이동면 (21a) 에 대하여 분출하는 축받이를 사용해도 된다.

또한, 상기 실시 형태에서는 본 발명에 관계되는 평면모터장치 및 스테이지장치가 주사형 DUV 노광장치의 기판의 구동장치에 적용된 경우에 대하여 설명했는데, 이에 한정되지 않고, 예컨대 레티클의 구동장치에 본 발명의 평면모터장치를 사용하는 것도 가능하다. 또, 본 발명에 관계되는 평면모터장치 및 스테이지장치는 스캐닝ㆍ스테퍼 등의 주사형 노광장치에 한정되지 않고, 스텝ㆍ앤드ㆍ리피트 방식의 스테퍼 등의 정지노광형 노광장치는 물론, 투영광학계를 사용하지 않고 마스크와 기판을 밀접하게 하여 마스크의 패턴을 기판에 전사하는 플록시미티 노광장치에도 바람직하게 적용할 수 있는 것이다.

또한, 본 발명은 반도체 제조용 노광장치에 한정되지 않고, 예컨대 사각형 유리 플레이트에 액정표시소자 패턴을 전사하는 액정용 노광장치나, 박막자기헤드를 제조하기 위한 노광장치에도 널리 적용할 수 있다.

또, 본 발명에 관계되는 모터장치 및 스테이지장치는 노광장치 이외의 장치, 예컨대 검사장치나 기판반송장치 등에도 바람직하게 적용할 수 있다.

또한, 본 발명은 노광용 조명광으로서 g 선 (파장 436 ㎚), i 선 (파장 365 ㎚), KrF 엑시머 레이저광 (파장 248 ㎚) 등의 DUV 광을 사용하는 노광장치에 한정되지 않고, ArF 엑시머 레이저광 (파장 193 ㎚), F₂레이저광 (파장 157 ㎚), Kr₂레이저광 (파장 146 ㎚), Ar₂레이저광 (파장 126 ㎚) 등의 진공자외 (VUV) 광을 사용하는 노광장치는 물론, 파장 5 ∼ 15 ㎚ 정도의 연(軟) X 선 영역의 광 (소위 EUV 광), X 선이나 전자선 등의 하전입자선을 사용하는 노광장치에도 바람직하게 적용할 수 있다. 예컨대, 전자선을 사용하는 경우에는 전자총으로서 열전자 방사형 란탄헥사보라이트 (LaB₆), 탄탈 (Ta) 을 사용할 수 있다.

또, 전자선을 사용하는 경우에는 마스크를 사용하는 구성으로 해도 되고, 마스크를 사용하지 않고 전자선에 의한 직접 묘화에 의해 기판상에 패턴을 형성하는 구성으로 해도 된다. 즉, 본 발명은 노광용 광학계로서 전자광학계를 사용하는 전자 빔 노광장치이면, 펜실 빔 방식, 가변성형 빔 방식, 셀프로젝션 방식, 블랭킹ㆍ애퍼처 방식 및 EBPS 의 어느 타입이어도 적용이 가능하다.

진공자외광으로서 ArF 엑시머 레이저광, F₂레이저광 등이 사용되는데, 이에 한정되지 않고, DFB 반도체 레이저 또는 파이버 레이저로부터 발진되는 적외역, 또는 가시역의 단일파장 레이저광을, 예컨대 에르븀 (또는 에르븀과 이트리븀의 양측) 이 도프(dope)된 파이버 증폭기로 증폭하고, 비선형 광학결정을 사용하여 자외광으로 파장변환한 고조파(高調波)를 사용해도 된다.

예컨대, 단일파장 레이저의 발진파장을 1.51 ∼ 1.59 ㎛ 범위내로 하면, 발생파장이 189 ∼ 199 ㎚ 범위내인 8 배 고조파, 또는 발생파장이 151 ∼ 159 ㎚ 범위내인 10 배 고조파가 출력된다. 특히 발진파장을 1.544 ∼ 1.553 ㎛ 범위내로 하면, 발생파장이 193 ∼ 194 ㎚ 범위내의 8 배 고조파, 즉 ArF 엑시머 레이저광과 거의 동일 파장이 되는 자외광이 얻어지고, 발진파장을 1.57 ∼ 1.58 ㎛ 범위내로 하면, 발생파장이 157 ∼ 158 ㎚ 범위내의 10 배 고조파, 즉 F₂레이저광과 거의 동일 파장이 되는 자외광이 얻어진다.

또, 발진파장을 1.03 ∼ 1.12 ㎛ 범위내로 하면, 발생파장이 147 ∼ 160 ㎚ 범위내인 7 배 고조파가 출력되고, 특히 발진파장을 1.099 ∼ 1.106 ㎛ 범위내로하면, 발생파장이 157 ∼ 158 ㎛ 범위내의 7 배 고조파, 즉 F₂레이저광과 거의 동일 파장이 되는 자외광이 얻어진다. 이 경우, 단일파장 발진레이저로서는 예컨대 이트리븀ㆍ도프ㆍ파이버 레이저를 사용할 수 있다.

또한, 상기 실시 형태에서 설명한 조명광학계나 투영광학계의 구성은 일례이며, 본 발명이 이것에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 투영광학계의 배율은 축소계 뿐만 아니라, 등배 및 확대계의 어느것이어도 된다. 투영광학계로서는 엑시머 레이저 등의 원자외선을 사용하는 경우에는 초재(硝材)로서 석영이나 형석 등의 원자외선을 투과하는 재료를 사용하고, F₂레이저나 X 선을 사용하는 경우에는 반사굴절계 또는 반사계의 광학계로 하고 (레티클도 반사형 타입의 것을 사용), 또 전자선을 사용하는 경우에는 광학계로서 전자렌즈 및 편향기로 이루어지는 전자광학계를 사용하면 된다. 그리고, 전자선이 통과하는 광로는 진공상태로 하는 것은 말할 필요도 없다.

또, 파장 200 ㎚ 정도 이하의 진공자외광 (VUV 광) 을 사용하는 노광장치에서는 투영광학계로서 반사굴절계를 사용하는 것도 생각된다. 이 반사굴절형 투영광학계로서는, 예컨대 일본 공개특허공보 평8-171054 호 및 이것에 대응하는 미국특허 제 5,668,672 호, 및 일본 공개특허공보 평10-20195 호 및 이것에 대응하는 미국특허 제 5,835,275 호 등에 개시되는, 반사광학소자로서 빔 스플릿터와 오목면거울을 갖는 반사굴절계를 사용할 수 있다. 또한, 일본 공개특허공보 평8-334695 호 및 이것에 대응하는 미국특허 제 5,689,377 호, 및 일본 공개특허공보평10-3039 호 및 이것에 대응하는 미국특허출원 제 873,605 호 (출원일 : 1997 년 6 월 12 일) 등에 개시되는, 반사광학소자로서 빔 스플릿터를 사용하지 않고 오목면거울 등을 갖는 반사굴절계를 사용할 수 있다. 본 국제출원에서 지정한 지정국 또는 선택한 선택국의 국내법령이 허락하는 한, 상기 각 공보 및 이들에 대응하는 미국특허, 및 미국특허출원에서의 개시를 원용하여 본 명세서의 기재의 일부로 한다.

이 외에, 미국특허 제 5,031,976 호, 제 5,488,229 호 및 제 5,717,518 호에 개시되는, 복수의 굴절광학소자와 2 장의 거울 (오목면거울인 주거울과, 굴절소자 또는 평행평면판의 입사면과 반대측에 반사면이 형성되는 이면거울인 부거울) 을 동일축상에 배치하고, 그 복수의 굴절광학소자에 의해 형성되는 레티클 패턴의 중간이미지를 주거울과 부거울에 의해 웨이퍼상에 재결상시키는 반사굴절계를 사용해도 된다. 이 반사굴절계에서는 복수의 굴절광학소자에 계속하여 주거울과 부거울이 배치되고, 조명광이 주거울의 일부를 통과하여 부거울, 주거울의 순서로 반사되고, 또한 부거울의 일부를 통과하여 웨이퍼상에 도달하게 된다. 본 국제출원에서 지정한 지정국 또는 선택한 선택국의 국내법령이 허락하는 한, 상기 미국특허에서의 개시를 원용하여 본 명세서의 기재의 일부로 한다.

또한, 반사굴절형 투영광학계로서는, 예컨대 원형 이미지 필드를 가지며, 또한 물체면측 및 이미지면측이 모두 텔레센트릭함과 동시에, 그 투영배율이 1/4 배 또는 1/5 배가 되는 축소계를 사용해도 된다. 또, 이 반사굴절형 투영광학계를 구비한 주사형 노광장치의 경우, 조명광의 조사영역이 투영광학계의 시야내에서 그광축을 거의 중심으로 하고, 또한 레티클 또는 웨이퍼의 주사방향과 거의 직교하는 방향을 따라 연장되는 직사각형 슬릿형으로 규정되는 타입이어도 된다. 이러한 반사굴절형 투영광학계를 구비한 주사형 노광장치에 의하면, 예컨대 파장 157 ㎚ 의 F₂레이저광을 노광용 조명광으로서 사용해도 100 ㎚L/S 패턴 정도의 미세패턴을 웨이퍼상에 고정밀도로 전사하는 것이 가능하다.

또, 웨이퍼 스테이지 및 레티클 스테이지 일측의 구동계로서 미국특허 제 5,623,853 호 또는 미국특허 제 5,528,118 호 등에 개시되는 리니어모터를 사용해도 되고, 이러한 경우에는 에어베어링을 사용한 에어부상형 및 로렌츠력 또는 리액턴스력을 사용한 자기부상형의 어느쪽을 사용해도 된다. 본 국제출원에서 지정한 지정국 또는 선택한 선택국의 국내법령이 허락하는 한, 상기 각 미국특허에서의 개시를 원용하여 본 명세서의 기재의 일부로 한다.

또한, 스테이지는 가이드를 따라 이동하는 타입이어도 되고, 가이드를 설치하지 않은 가이드리스 타입이어도 된다.

레티클 스테이지의 이동에 의해 발생하는 반력은, 예컨대 일본 공개특허공보 평8-330224 호 및 이것에 대응하는 미국특허 제 5,874,820 호에 개시되는 바와 같이, 프레임 부재를 사용하여 기계적으로 바닥 (대지) 에 도피시켜도 된다. 본 국제출원에서 지정한 지정국 또는 선택한 선택국의 국내법령이 허락하는 한, 상기 공보 및 미국특허에서의 개시를 원용하여 본 명세서의 일부로 한다.

또, 본 발명에 관계되는 노광장치는 상기 실시 형태에서도 설명한 바와 같이, 기판을 정밀도 좋게 고속으로 위치제어할 수 있고, 스루풋을 향상시키면서 높은 노광정밀도로 노광이 가능해지도록, 상기 장치를 구성하는 각 구성요소가 전기적, 기계적 또는 광학적으로 연결되어 짜 올려진다. 그리고, 노광장치의 조립은 온도 및 클린도 등이 관리된 클린 룸 내에서 행해지는 것이 바람직하다.

《디바이스 제조방법》

다음으로, 상술한 노광장치 및 그의 노광방법을 리소그래피 공정에서 사용한 디바이스의 제조방법의 실시 형태에 대하여 설명한다.

도 12 에는 디바이스 (IC 나 LSI 등의 반도체 칩, 액정패널, CCD, 박막자기헤드, 마이크로 머신 등) 제조예의 플로차트가 나타나 있다. 도 12 에 나타난 바와 같이, 먼저 스텝 (301) (설계스텝) 에 있어서, 디바이스의 기능ㆍ성능설계 (예컨대, 반도체 디바이스의 회로설계 등) 를 행하고, 그 기능을 실현하기 위한 패턴설계를 행한다. 이어서, 스텝 (302) (마스크 제작 스텝) 에 있어서, 설계한 회로패턴을 형성한 마스크 (레티클) 를 제작한다. 한편, 스텝 (303) (웨이퍼 제조 스텝) 에 있어서, 실리콘 등의 재료를 사용하여 웨이퍼를 제조한다.

다음으로, 스텝 (304) (웨이퍼 처리 스텝) 에 있어서, 스텝 (301) ∼ 스텝 (303) 에서 준비한 마스크 (레티클) 와 웨이퍼를 사용하여 후술하는 바와 같이, 리소그래피 기술 등에 의해 웨이퍼상에 실제의 회로 등을 형성한다. 이어서, 스텝 (305) (디바이스 조립 스텝) 에 있어서, 스텝 (304) 에서 처리된 웨이퍼를 사용하여 디바이스 조립을 행한다. 이 스텝 (305) 에는 다이싱 공정, 본딩 공정 및 패키징 공정 (칩 봉입) 등의 공정이 필요에 따라 포함된다.

마지막으로, 스텝 (306) (검사스텝) 에 있어서, 스텝 (305) 에서 제작된 디바이스의 동작확인 테스트, 내구성 테스트 등의 검사를 행한다. 이러한 공정을 거친 후에 디바이스가 완성되고, 이것이 출하된다.

도 13 에는 반도체 디바이스의 경우에 있어서의 상기 스텝 (304) 의 상세한 플로예가 나타나 있다. 도 13 에 있어서, 스텝 (311) (산화스텝) 에서는 웨이퍼의 표면을 산화시킨다. 스텝 (312) (CVD 스텝) 에서는 웨이퍼 표면에 절연막을 형성한다. 스텝 (313) (전극형성스텝) 에서는 웨이퍼상에 전극을 증착에 의해 형성한다. 스텝 (314) (이온주입스텝) 에서는 웨이퍼에 이온을 주입한다. 이상의 스텝 (311) ∼ 스텝 (314) 각각은 웨이퍼 처리 각 단계의 전처리 공정을 구성하고 있으며, 각 단계에서 필요한 처리에 따라 선택되어 실행된다.

웨이퍼 프로세스의 각 단계에 있어서, 상술한 전처리 공정이 종료하면, 이하와 같이 하여 후처리 공정이 실행된다. 이 후처리 공정에서는 먼저 스텝 (315) (레지스트형성스텝) 에 있어서, 웨이퍼에 감광제를 도포한다. 이어서, 스텝 (316) (노광스텝) 에 있어서, 상기에서 설명한 노광장치 (100) 및 그의 노광방법을 사용하여 마스크의 회로패턴을 웨이퍼에 전사한다. 다음으로, 스텝 (317) (현상스텝) 에서는 노광된 웨이퍼를 현상하고, 스텝 (318) (에칭스텝) 에 있어서, 레지스트가 잔존하고 있는 부분 이외의 부분의 노출부재를 에칭에 의해 제거한다. 그리고, 스텝 (319) (레지스트제거스텝) 에 있어서, 에칭이 끝나고 불필요해진 레지스트를 제거한다.

이들 전처리 공정과 후처리 공정을 반복하여 행함으로써 웨이퍼상에 다중으로 회로패턴이 형성된다.

이상 설명한 본 실시 형태의 디바이스 제조방법에 의하면, 노광공정 (스텝 316) 에서 상기 실시 형태의 노광장치 (100) 및 그의 노광방법을 사용하여 노광이 행해지기 때문에, 노광정밀도의 향상에 의해 고집적도의 디바이스를 수율 좋게 생산할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 관계되는 평면모터장치 및 그의 구동방법, 및 그의 조립방법은 가동자의 위치제어성의 향상 및 소비전력의 저감을 도모하는데 적합하다. 또, 본 발명에 관계되는 스테이지장치 및 그의 구동방법은 이동체의 위치제어성을 향상시키는데 적합하다. 또한, 본 발명에 관계되는 노광장치 및 노광방법은 집적회로 등의 마이크로 디바이스를 제조하는 리소그래피 공정에 있어서, 미세패턴을 웨이퍼 등의 기판상에 정밀도 좋게 복수층 겹쳐 형성하는데 적합하다. 또, 본 발명에 관계되는 디바이스 제조방법은 미세한 패턴을 갖는 디바이스의 제조에 적합하다.

Claims (29)

1. 이동면이 형성된 고정자와, 상기 이동면을 따라 이동하는 가동자를 구비한 평면모터장치에 있어서,

   상기 가동자가, 서로 소정의 위치관계를 만족하도록 배치된 복수의 구동력 발생부재와, 상기 복수의 구동력 발생부재중의 인접하는 상기 구동력 발생부재 사이에서, 또한 상기 위치관계와 관계된 위치에 배치되어 상기 이동면에 대하여 유체를 분출하는 복수의 축받이를 구비하는 것을 특징으로 하는 평면모터장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 복수의 구동력 발생부재는, 상기 가동자의 상기 이동면과 대향하는 측의 면에 2 차원 방향으로 소정 간격으로 배치되고,

   상기 복수의 축받이는 상기 복수의 구동력 발생부재중의 소정의 인접하는 상기 구동력 발생부재 사이에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 평면모터장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 각 축받이는, 상기 이동면에 대하여 가압기체를 분출하는 기체정압 축받이인 것을 특징으로 하는 평면모터장치.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 가동자는, 상기 복수의 구동력 발생부재가 상기 이동면과 대향하는 측의 면에 배치되어 있는 직사각형 형상의 지지부재를 가지며, 이 지지부재의 4 모퉁이에 위치하는 상기 인접하는 구동력 발생부재 사이에 상기 기체정압 축받이가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 평면모터장치.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 기체정압 축받이는, 상기 지지부재의 4 모퉁이 부분에 위치하는 인접하는 구동력 발생부재 사이에 각각 복수개 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 평면모터장치.
6. 제 4 항에 있어서, 상기 지지부재는, 그 내부에 상기 각 기체정압 축받이에 공급되는 가압기체를 저장하는 기체저장공간을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 평면모터장치.
7. 제 3 항에 있어서, 상기 각 기체정압 축받이의 축받이면은, 강성이 높고, 감쇠가 큰 형상의 홈을 갖는 것을 특징으로 하는 평면모터장치.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 축받이면은 정사각형 형상이고, 상기 홈 형상은 상기 축받이면의 4 변을 따라 각각 형성된 제 1 홈과, 이들 4 개의 제 1 홈을 서로 접속하는 십자형의 제 2 홈을 포함하는 형상인 것을 특징으로 하는 평면모터장치.
9. 제 3 항에 있어서, 상기 각 기체정압 축받이에는 상기 가압기체의 분출유량을 조정하기 위한 유량조정기구가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 평면모터장치.
10. 제 3 항에 있어서, 상기 복수의 구동력 발생부재는, 영구자석이고, 상기 각 기체정압 축받이의 축받이면은 상기 각 영구자석의 자극면보다도 상기 이동면측으로 돌출하고 있는 것을 특징으로 하는 평면모터장치.
11. 제 3 항에 있어서, 상기 각 기체정압 축받이의 축받이면이 동일면이 되도록 연마되어 있는 것을 특징으로 하는 평면모터장치.
12. 제 1 항에 있어서, 상기 구동력 발생부재는, 영구자석인 것을 특징으로 하는 평면모터장치.
13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 기재된 평면모터장치의 조립방법으로서,

    평탄관리된 정반상에 상기 가동자를 구성하는 상기 복수의 축받이를 소정의 위치관계로 늘어놓는 제 1 공정과 ;

    상기 제 1 공정에서 정반상에 늘어선 상기 복수의 축받이와 상기 복수의 구동력 발생부재의 상대위치관계를 원하는 상태로 조정하여 이들 양자의 위치관계를 고정하는 제 2 공정 ; 을 포함하는 평면모터장치의 조립방법.
14. 제 13 항에 있어서, 상기 제 2 공정에 앞서 상기 복수의 구동력 발생부재를지지부재에 장착하는 제 3 공정을 추가로 포함하고,

    상기 제 2 공정에서는 상기 정반상에 늘어선 상기 복수의 축받이상에 실링부재를 통해 상기 지지부재를 탑재하여 상기 복수의 축받이와 상기 지지부재의 상대위치관계를 원하는 상태로 조정함과 동시에, 상기 복수의 축받이와 상기 지지부재를 고정하는 것을 특징으로 하는 평면모터장치의 조립방법.
15. 제 14 항에 있어서, 상기 제 2 공정에서의 상기 복수의 축받이와 상기 지지부재의 고정은 접착제로 임시고정한 후, 연결부재에 의해 강고하게 고정함으로써 행해지는 것을 특징으로 하는 평면모터장치의 조립방법.
16. 이동면이 형성된 고정자와, 상기 이동면에 대향하여 배치된 복수의 구동력 발생부재를 가지며, 상기 이동면을 따라 이동하는 가동자를 구비한 평면모터장치의 구동방법으로서,

    상기 복수의 구동력 발생부재중의 인접하는 상기 구동력 발생부재 사이에서, 또한 상기 복수의 구동력 발생부재의 위치관계에 관계된 위치로부터 상기 이동면에 대하여 유체를 분출함으로써, 상기 가동자와 상기 이동면 사이의 거리를 소정의 값으로 유지하는 것을 특징으로 하는 평면모터장치의 구동방법.
17. 제 16 항에 있어서, 상기 복수의 구동력 발생부재는, 상기 가동자의 상기 이동면과 대향하는 측의 면에 2 차원 방향으로 소정 간격으로 배치되고, 상기 복수의구동력 발생부재중의 소정의 인접하는 상기 구동력 발생부재 사이로부터 상기 이동면을 향해 상기 유체를 분출하는 것을 특징으로 하는 평면모터장치의 구동방법.
18. 제 17 항에 있어서, 상기 유체로서 가압기체를 사용하고, 이 가압기체를 기체정압 축받이를 사용하여 상기 이동면을 향해 분출하는 것을 특징으로 하는 평면모터장치의 구동방법.
19. 제 18 항에 있어서,

    상기 가동자가, 상기 복수의 구동력 발생부재가 상기 이동면과 대향하는 측의 면에 배치되어 있는 직사각형 형상의 지지부재를 가지며, 이 지지부재의 4 모퉁이에 위치하는 상기 인접하는 구동력 발생부재 사이에 배치된 상기 기체정압 축받이로부터 상기 이동면을 향해 상기 가압기체를 분출하는 것을 특징으로 하는 평면모터장치의 구동방법.
20. 제 19 항에 있어서, 상기 지지부재의 4 모퉁이 부분에 위치하는 인접하는 구동력 발생부재 사이에 각각 복수개 배치된 상기 기체정압 축받이로부터 상기 이동면을 향해 상기 가압기체를 분출하는 것을 특징으로 하는 평면모터장치의 구동방법.
21. 제 20 항에 있어서, 상기 각 기체정압 축받이에서의 상기 가압기체의 분출유량을 개별적으로 조정하는 것을 특징으로 하는 평면모터장치의 구동방법.
22. 제 18 항에 있어서, 상기 구동력 발생부재는 영구자석이고,

    상기 영구자석에 의해 생기는 상기 가동자와 상기 고정자 사이의 자기적 흡인력과, 상기 기체정압 축받이로부터 분출되는 상기 가압기체의 상기 가동자와 상기 이동면 사이의 정압의 관계를 원하는 상태로 하는 것을 특징으로 하는 평면모터장치의 구동방법.
23. 제 19 항에 있어서, 상기 지지부재 내부의 저장공간에 상기 가압기체를 일시적으로 저장하고, 상기 저장공간으로부터 상기 가압기체를 상기 기체정압 축받이에 공급하는 것을 특징으로 하는 평면모터장치의 구동방법.
24. 제 1 항에서 제 12 항 중 어느 한 항에 기재된 평면모터장치와 ;

    상기 가동자와 일체적으로 이동하는 이동체와 ;

    상기 가동자의 이동을 제어하는 제어장치 ; 를 구비하는 스테이지장치.
25. 이동면이 형성된 고정자와, 상기 이동면을 따라 이동하는 가동자를 갖는 평면모터장치와, 상기 가동자와 일체적으로 이동하는 이동체를 구비한 스테이지장치의 구동방법으로서,

    상기 이동체를 이동시킬 때, 제 16 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 기재된 평면모터장치의 구동방법을 사용하는 것을 특징으로 하는 스테이지장치의 구동방법.
26. 노광용 조명광을 사출하는 조명계와 ;

    상기 조명광의 경로상에 배치되는 물체를 상기 이동체에 탑재하는 제 24 항에 기재된 스테이지장치 ; 를 구비하는 노광장치.
27. 노광용 조명광을 물체에 조사하는 공정과 ; 상기 물체를 탑재한 이동체를 구동하여 상기 물체를 상기 조명광의 경로에 대하여 상대이동시키는 공정 ; 을 포함하고,

    상기 이동체를 구동할 때, 제 25 항에 기재된 스테이지장치의 구동방법을 사용하는 것을 특징으로 하는 노광방법.
28. 소정의 패턴이 형성된 디바이스로서,

    제 26 항에 기재된 노광장치를 사용하여 제조된 것을 특징으로 하는 디바이스.
29. 리소그래피 공정을 포함하는 디바이스의 제조방법으로서,

    상기 리소그래피 공정에서는 제 27 항에 기재된 노광방법을 사용하는 것을 특징으로 하는 디바이스의 제조방법.