KR20040010134A - 방진장치, 스테이지 장치 및 노광장치 - Google Patents

방진장치, 스테이지 장치 및 노광장치 Download PDF

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KR20040010134A KR1020030045506A KR20030045506A KR20040010134A KR 20040010134 A KR20040010134 A KR 20040010134A KR 1020030045506 A KR1020030045506 A KR 1020030045506A KR 20030045506 A KR20030045506 A KR 20030045506A KR 20040010134 A KR20040010134 A KR 20040010134A
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Abstract

진동방지 내지 진동억제 효과를 향상시키고 또한 장치의 소형화를 도모한다.
제 1 기체실 (69) 의 내부 기체의 압력에 의해 지지대상물 (OB) 의 자기중량이 지지부재 (62) 를 통하여 지지되고, 제 1 기체실과 제 2 기체실 (79) 중 적어도 한쪽의 상태 변화에 기초하여, 제 2 기체실의 내부 용적을 변화시키고 제 1 기체실의 내부 용적을 변화시키는 가동장치 (149) 를 구동시켜 지지부재의 중력방향의 위치를 조정하는 조정장치 (74) 를 구비하고 있다. 이로써, 진동 등에 기인하여 지지부재가 중력방향으로 변위되었을 때, 조정장치에 의해 가동장치가 구동됨으로써 지지부재가 원래 위치로 유지된다. 또, 가동장치를 지지대상물과 비접촉으로 함으로써 이것이 직접적으로 지지대상물을 변형시키지 않고, 두 기체실의 내부 용적의 변화에 의해 지지대상물을 구동시키는 것만으로 함으로써 제 1 기체실 내의 기체의 강성이 높아도 지장은 없다.

Description

방진장치, 스테이지 장치 및 노광장치{VIBRATION ISOLATING DEVICE, STAGE DEVICE AND EXPOSURE APPARATUS}
본 발명은 방진장치, 스테이지장치 및 노광장치에 관련된 것으로, 더욱 상세하게는 물체를 지지하는 동시에, 그의 진동을 억제하는 방진장치, 이 방진장치를 구비하는 스테이지장치 및 노광장치에 관한 것이다.
종래부터, 반도체소자, 액정 표시소자 등을 제조하기 위한 리소그래피 공정에서는 마스크 또는 레티클 (이하,「레티클」로 총칭함) 에 형성된 패턴을 투영 광학계를 통하여 레지스트 등이 도포된 웨이퍼 또는 유리플레이트 등의 기판 (이하,「웨이퍼」로 총칭함) 상에 전사하는 스텝 앤드 리피트방식의 축소 투영 노광장치 (소위 스테퍼) 나, 이 스테퍼에 개량을 가한 스텝 앤드 스캔방식의 주사형 투영 노광장치 (소위 스캐닝ㆍ스테퍼) 등의 축차 이동형 투영 노광장치가 주로 사용되고 있다.
이 종류의 노광장치에서는 투영 광학계와, 웨이퍼 및 레티클과의 위치관계가 가장 중요하며, 노광 성능을 결정하는 주요인이 된다. 이로 인해, 스테퍼, 스캐닝ㆍ스테퍼 모두 투영 광학계와 레티클이 탑재되는 레티클 스테이지나 웨이퍼가 탑재되는 웨이퍼 스테이지 사이의 위치관계를 광학적인 위치 센서 (예컨대 간섭계나 동기 검파식 광학계 등) 로 계측하고, 이 계측결과에 기초하여 높은 정밀도로 레티클과 웨이퍼의 위치맞춤을 실시하게 되었다.
상기 고정밀도인 위치맞춤을 실현시키기 위해서는 투영 광학계, 웨이퍼 스테이지, 레티클 스테이지에 전달되는 진동 성분을 진동원으로부터 격리해야 한다. 진동 요인으로는, a. 노광장치가 설치되는 클린룸 바닥면의 암진동 (미진동), b. 노광장치 내의 스테이지 구동에 따른 반력이 바닥에 전달되고, 특히 바닥강성이 약한 경우에, 그 반력이 바닥면을 진동시키고 그 진동이 바닥면으로부터 노광장치로 되돌아가 노광장치의 진동 요인이 되는, 소위 복귀 진동, c. 레티클 스테이지 또는 웨이퍼 스테이지의 구동시에 생기는 반력이 이들의 스테이지 가이드면이 형성된 정반을 진동시키고, 그 진동이 노광장치의 바디를 통하여 투영 광학계에 전달되는 진동 및 스테이지에 접속되어 있는 케이블이나 배선 등으로부터의 진동 등이 있다.
노광장치에서는 상기 각종 진동이 투영 광학계, 웨이퍼 스테이지 및 레티클 스테이지에 전달되는 것을 방지 또는 억제하기 위해 바디의 각 부가 방진기구에 의해 지지되고 있다. 방진기구는 그 지지대상물을 3 내지 4 점에서 지지하고 있는 경우가 많고, 예컨대 노광장치 자체를 지지하는 방진기구의 경우, 바닥에 대하여 6 자유도 방향 (X, Y, Z, θz, θx, θy) 에 관해 방진효과를 발휘하는 것이 바람직하다. 그 이유는 바닥이나 장치 자체를 강체가 아니라 탄성체로 한 경우, 진동방향이 소정 방향이더라도 그 진동모드에 따라서는 다양한 방향으로의 진동으로 변환될 가능성이 있기 때문이다.
도 17(A) 에는, 종래의 방진장치의 일례가 개략적으로 나타나 있다. 이 도 17(A) 에 나타내는 방진장치 (931) 는 지지대상물 (OB) 을 지지하는 에어쿠션부 (951) 와, 지지대상물 (OB) 을 중력방향 (도 17(A) 에서의 지면내 상하방향) 으로 고응답으로 미소 구동가능한 미소 구동부 (976) 를 구비하고 있다.
상기 에어쿠션부 (951) 는 상부에 개구를 갖는 하우징 (961) 과, 하우징 (961) 의 상기 개구를 막는 상태로 형성되고, 상기 지지대상물 (OB) 을 지지하는 지지부재 (962) 와, 상기 하우징 (961) 과 지지부재 (962) 에 접속되고, 이들 하우징 (961) 및 지지부재 (962) 모두 거의 기밀상태의 기체실 (969) 을 형성하는 다이어프램 (963) 과, 상기 기체실 (969) 내부에 충전된 기체, 예컨대 공기의 압력을 조정하는 전자 레귤레이터 (955) 를 구비하고 있다.
또한, 상기 미소 구동부 (976) 는 지지대상물 (OB) 에 직접 장착된 가동자 (974a) 와, 이 가동자 (974a) 와의 사이에서 전자 상호작용을 실시하여 지지대상물(OB) 을 중력방향으로 구동시키는 전자력을 발생하는 고정자 (974b) 를 갖는 보이스 코일 모터 (974) 와, 이 보이스 코일 모터 (974) 에 구동전류를 공급하는 전류공급원 (975) 을 구비하고 있다.
이와 같이 구성되는 방진장치 (931) 에서는, 예컨대 지지대상물 (OB) 상에 배치되는 스테이지의 이동에 따라 편하중이 생긴 경우, 도시하지 않은 변위 센서 (예컨대 전술한 광학적인 위치 센서 등) 의 출력에 따라 도시하지 않은 압력 센서의 계측치에 기초하여 전자 레귤레이터 (955) 가 제어되어 기체실 (969) 내의 기체, 예컨대 공기의 압력제어가 실시된다. 단, 기체실 내의 기체의 내압은 높기 때문에 제어응답을 20㎐ 정도밖에 확보할 수 없으므로, 고응답의 제어가 필요한 경우에는 도시하지 않은 가속도계 등의 출력에 따라 보이스 코일 모터 (974) 를 제어해야 한다. 물론, 바닥진동 등의 미진동은 에어쿠션부 (951) 의 공기스프링에 의해 진동방지된다.
도 17(B) 에는 내부에 기체실을 형성하는 금속벨로스가 에어쿠션부 (951') 에 사용된 방진장치 (931') 가 나타나 있다. 이러한 구성을 채택한 경우에도 구조물이 비교적 가벼운 것이라면, 도 17(A) 의 방진장치 (931) 와 마찬가지로 지지대상물 (OB) 의 진동억제ㆍ진동방지가 효과적으로 실시되게 된다.
그런데, 노광장치의 풋프린트를 저감시키거나, 또는 비용 저감 등을 도모하기 위해서는 방진장치의 소형화, 특히 에어쿠션부의 소형화를 실현해야 한다. 그러나, 도 17(A) 의 장치의 경우, 예컨대 도 18(A) 에 나타내는 방진장치 (931')와 같이 하우징 (961) 에 비해 높이가 낮은 하우징 (961') 을 사용함으로써 내부 용적이 작은 기체실 (969') 을 형성하면 콤팩트한 방진장치가 되는데, 공기스프링으로서의 강성이 높아지므로 바닥으로부터의 진동이 지지대상물 (OB) 에 전달되기 쉬워져 진동방지 성능이 저하된다. 한편, 도 18(B) 에 나타내는 방진장치 (931") 와 같이 하우징 (961) 에 비해 폭이 좁은 하우징 (961") 을 사용하면, 기체실 (969") 의 내부 용적이 작아져 상기와 마찬가지로 공기스프링으로서의 강성이 높아짐과 더불어, 내압을 높게 하지 않으면 제어가 곤란해진다.
또한, 방진장치 (931) 에서는 하우징 (961) 과 지지부재 (962) 사이를 다이어프램으로 접속함으로써 기밀성을 지지하여 기체실 (969) 의 내압을 높게 지지하면서 지지부재 (962) 의 플렉시블한 이동을 실현시키고 있는데, 다이어프램으로서 예컨대 고무제 또는 이와 동일한 정도의 탄성력을 갖는 다른 소재, 예컨대 가죽 등으로 이루어지는 것이 사용되는 경우가 많다. 이 경우, 다이어프램 자체의 강성에 의해 하우징에 작용하는 예컨대 바닥진동 등이 지지대상물 (OB) 에 전달되기 쉬워진다. 특히, 이 구조에서는 중력방향의 강성은 작지만, 수평방향 및 비틀림방향의 강성은 강하기 때문, 충분한 바닥진동의 감쇠효과, 즉 충분한 진동방지 효과를 얻을 수 없었다.
또한, 방진장치 (931) 에서는 보이스 코일 모터 (974) 를 사용함으로써 고응답에 의한 제어를 실현하는 것으로 하였는데, 노광장치와 같은 대형 장치를 지지하는 방진장치가 되면, 질량 10 톤 정도의 중량물을 3 개소 또는 4 개소에서 지지하기 위해 1 개소 당 3 톤 정도의 질량에 대응하는 중량을 지지하고, 또한 상하동하지 않으면 안되어 보이스 코일 모터로서는 매우 큰 추력 (推力) 을 발생시켜야 한다. 이로 인해, 보이스 코일 모터 자체의 대형화 및, 소비전력의 증대화가 야기되게 되었다.
또한, 도 17(A), 도 17(B) 에서 알 수 있는 바와 같이, 종래의 방진장치에서는 에어쿠션부가 구조물을 지지하는 위치와 보이스 코일 모터에 의한 구동력의 작용점 위치가 어긋나 있기 때문에, 전자 레귤레이터 (955) 에 기체실 내의 내압제어와 보이스 코일 모터 (974) 에 의한 지지대상물 (OB) 의 위치제어를 동시에 실시한 경우에, 지지대상물 (OB) 에 변형을 생기게 하여 이것이 노광장치의 각 부의 제어정밀도를 악화시키는 원인이 되었다.
본 발명은 이러한 사정 하에 이루어진 것으로, 그 제 1 목적은 진동방지 내지 진동억제 성능이 양호한 새로운 타입의 방진장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 제 2 목적은 진동 발생이 최대한 억제된 스테이지장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 제 3 목적은 고정밀도인 노광을 실현시킬 수 있는 노광장치를 제공하는 것에 있다.
도 1 은 제 1 실시형태의 노광장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2 는 도 1 의 레티클 스테이지를 나타내는 평면도이다.
도 3(A) 는 도 1 의 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 평면도이고, 도 3(B)는 도 3(A) 의 A-A 선 단면도이다.
도 4 는 바디의 지지에 사용되는 방진장치를 단면으로 나타내는 도면이다.
도 5 는 구조물이 방진장치에 의해 3 점 지지된 상태를 나타내는 평면도이다.
도 6(A) 는 웨이퍼 스테이지에 사용되는 방진장치의 구성을 나타내는 단면도이고, 도 6(B) 는 웨이퍼 테이블이 지면 우측으로 이동했을 때의 방진장치의 상태를 나타내는 도면이다.
도 7(A), 도 7(B) 는 웨이퍼 스테이지에 사용되는 방진장치의 변형예를 도시하는 도면이다.
도 8 은 바디의 지지에 사용되는 방진장치의 변형예 1 을 나타내는 도면이다.
도 9 는 바디의 지지에 사용되는 방진장치의 변형예 2 를 나타내는 도면이다.
도 10(A), 도 10(B) 는 바디의 지지에 사용되는 방진장치의 변형예 3, 4 를 나타내는 도면이다.
도 11 은 바디의 지지에 사용되는 방진장치의 변형예 5 를 나타내는 도면이다.
도 12 는 제 2 실시형태에 관련되는 방진장치의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 13 은 제 3 실시형태에 관련되는 방진장치의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 14 는 제 4 실시형태에 관련되는 방진장치의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 15 는 제 5 실시형태에 관련되는 방진장치의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 16 은 제 5 실시형태에 관련되는 방진장치의 변형예를 나타내는 단면도이다.
도 17 은 종래의 방진장치 1 을 설명하기 위한 도면이다.
도 18 은 종래의 방진장치 2 를 설명하기 위한 도면이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
14…XY 스테이지 (베이스부재, 스테이지)
29…웨이퍼 스테이지 정반 (물체 스테이지 베이스)
31…방진장치
33…레티클 스테이지 정반 (마스크 스테이지 베이스)
48X1,48X2,48Y…EI 코어 (제 1 미소 구동기구)
50…본체 칼럼 (바디)
61…하우징
62…지지부재
62a…지지부
62c…수압부
62b…축부
63,63a…다이어프램 (제 1 탄성부재)
63b…다이어프램 (제 2 탄성부재)
69…제 1 기체실
71…실린더 (제 1 실린더)
72…피스톤부재 (가동장치의 일부)
73…중량부재 (가동장치의 일부)
74…보이스 코일 모터 (조정장치, 전자 액추에이터)
79…제 2 기체실 (별실)
81A…판부재 (제 1 바닥벽부재)
81B…판부재 (제 2 바닥벽부재)
82…다이어프램 (탄성부재)
91A∼91C…방진장치
92A∼92C…보이스 코일 모터 (제 2 미소 구동기구)
93…통부재 (제 1 부재)
93a…상부 통부재 (제 2 통형상 부재)
93b…하부 통부재 (제 1 통형상 부재)
100…노광장치
101…피지지구 (제 1 지지부재)
102…지지구 (지지아암)
103,105…볼 조인트 (연결기구)
104…피지지구 (제 2 지지부재)
11lA…제 1 통형상체 (통형상체)
11lB…제 2 통형상체 (지지부재)
153…기체 압력 구동기구 (기체 압력 구동기구의 일부)
155…전자 레귤레이터 (기체 압력 구동기구의 일부, 기체 공급기구)
162…지지부재 (제 2 부재, 요동부재)
171…실린더 (제 2 실린더)
172…피스톤부재 (피스톤부)
181A…바닥벽 (테두리형상 부재)
181B…판형상 부재
193…미소 개구
195…압축 코일스프링 (탄성지지부재)
21lA…제 1 지지기구
211B…제 2 지지기구
IL…조명광 (에너지 빔)
OB…구조물 (물체)
PL…투영 광학계
R…레티클 (마스크)
RST…레티클 스테이지 (마스크 스테이지)
TB…웨이퍼 테이블 (테이블)
W…웨이퍼 (감광 물체)
WST…웨이퍼 스테이지 (물체 스테이지)
청구항 1 에 기재된 발명은, 물체 (OB) 를 지지하는 지지부재 (62) 와; 내부 기체의 압력에 의해 상기 지지부재를 중력방향으로 지지하는 제 1 기체실 (69) 과; 상기 제 1 기체실에 연통되는 동시에 상기 제 1 기체실보다 작은 내부 용적을 가진 제 2 기체실 (79) 과; 상기 제 2 기체실의 내부 용적을 변화시켜 상기 제 1 기체실의 내부 용적을 변화시키는 가동장치 (149) 와; 상기 제 1 기체실과 상기 제 2 기체실 중 적어도 한쪽의 상태 변화에 기초하여, 상기 가동장치를 구동시켜 상기 지지부재의 상기 중력방향의 위치를 조정하는 조정장치 (74); 를 구비하는 것을 특징으로 하는 방진장치이다.
여기서「제 1 기체실과 제 2 기체실 중 적어도 한쪽의 상태 변화」란, 각 기체실의 내부 용적의 변화나 지지부재의 중력방향 위치의 변화 등을 포함하여, 물체측 또는 외부로부터 방진장치에 전달되는 진동에 기인하는 각 기체실의 상태 변화를 의미한다. 본 명세서에서는 이러한 의미로「상태 변화」라는 용어를 사용하는 것으로 한다.
이것에 의하면, 제 1 기체실의 내부 기체 (보다 정확하게는, 제 1 기체실 및 이것에 연통된 제 2 기체실 내에 충전된 기체) 의 압력에 의해 물체를 지지하는 지지부재가 중력방향으로 지지되고 있다. 즉, 상기 내부 기체의 압력에 의해 물체의 자기중량이 지지부재를 통하여 지지되고 있다. 또, 제 1 기체실과 제 2 기체실 중 적어도 한쪽의 상태 변화에 기초하여, 제 2 기체실의 내부 용적을 변화시키고 상기 제 1 기체실의 내부 용적을 변화시키는 가동장치를 구동시켜 지지부재의 상기 중력방향의 위치를 조정하는 조정장치를 구비하고 있다. 이로 인해, 예컨대 진동 등에 기인하여 지지부재 (및 물체) 가 중력방향으로 변위되면, 이 때 제 1 기체실의 상태 변화에 기초하여 조정장치가 가동장치를 구동시킴으로써 지지부재의 중력방향 위치가 원래 위치로 지지된다. 즉, 지지부재 (및 물체) 에 작용하는 진동이 빠르게 진동억제된다.
또 가동장치는, 물체와의 접촉부를 갖지 않으므로 가동장치를 구동시키더라도 이것이 직접적으로 물체에 변형 등을 생기게 하지 않고, 제 2 및 제 1 기체실의 내부 용적 변화에 의해 물체를 중력방향으로 구동시킬 뿐이다. 따라서, 제 1 기체실 내의 기체의 강성이 높아지는 구조를 채택할 수 있고, 제 1 기체실을 종래에 비해 작은 용적으로 할 수 있다.
또, 제 2 기체실의 내부 용적은 제 1 기체실에 비해 작기 때문에, 가동장치의 구동에 의한 작은 힘으로 제 2 기체실의 내부 용적을 변화시킴으로써, 제 1 기체실의 내부 용적을 변화시켜 지지부재를 중력방향으로 구동시킬 수 있고, 또한 제 1 기체실 내의 기체의 강성을 높게 설정할 수 있기 때문에, 가동장치를 구동시킴으로써 물체의 중력방향 위치를 고응답으로 제어하는 것이 가능해진다. 또, 제 1 기체실 내의 기체의 강성을 높게 설정할 수 있기 때문에, 에어쿠션 (공기스프링) 으로서 바닥진동 등의 고주파 진동의 감쇠효과가 양호해진다.
따라서, 본 발명에 의하면, 진동방지 내지 진동억제 효과가 양호하며 또한 소형 경량의 방진장치가 실현된다.
이 경우에 있어서, 청구항 2 에 기재된 방진장치와 같이, 상기 조정기구는, 상기 가동장치를 구동시키는 전자 액추에이터 (74) 를 갖고 있는 것으로 할 수 있다.
상기 청구항 1 및 2 에 기재된 각 방진장치에 있어서, 청구항 3 에 기재된 방진장치와 같이, 상기 가동장치는, 상기 물체보다 경량인 중량부재 (73) 를 갖고 있는 것으로 할 수 있다.
상기 청구항 1 내지 3 에 기재된 각 방진장치에 있어서, 청구항 4 에 기재된 방진장치와 같이, 상기 제 2 기체실은 원통형상의 제 1 실린더 (71) 와, 이 제 1 실린더의 내주면을 따라 이동하는 상기 가동장치에 의해 형성되어 있는 것으로 할 수 있다.
이 경우에 있어서, 청구항 5 에 기재된 방진장치와 같이, 상기 조정장치는, 상기 제 2 기체실 내의 기체 압력에 의해 상기 가동장치를 구동시키는 기체 압력 구동기구 (153,155) 를 갖는 것으로 할 수 있다.
이 경우에 있어서, 청구항 6 에 기재된 방진장치와 같이, 상기 가동장치는, 상기 제 1 실린더의 내주면을 따라 이동하는 부분과는 반대측 단부에 피스톤부 (172) 를 갖고, 상기 기체 압력 구동기구는, 상기 피스톤부가 내주면을 따라 이동하는 제 2 실린더 (171) 와, 상기 피스톤부와 상기 제 2 실린더에 의해 형성되는 기체실 내에 기체를 공급하는 기체 공급기구 (155) 를 갖는 것으로 할 수 있다.
이 경우에 있어서, 청구항 7 에 기재된 방진장치와 같이, 상기 제 2 실린더는 상기 제 1 실린더에 접속되어 있는 것으로 할 수 있다.
상기 청구항 1 내지 7 에 기재된 각 방진장치에 있어서, 청구항 8 에 기재된 방진장치와 같이, 상기 가동장치는 기체 정압 베어링을 통하여 이동하는 것으로 할 수 있다.
상기 청구항 1 내지 8 에 기재된 각 방진장치에 있어서, 청구항 9 에 기재된 방진장치와 같이, 상기 제 1 기체실은 베이스부재에 지점을 중심으로 경도가능하게 장착된 통형상체 (11lA) 와, 이 통형상체의 내면측 및 외면측 중 어느 일측에 소정의 공극을 통하여 배치되고, 상기 통형상체를 따라 슬라이드가능하게 형성되는 동시에 내부 바닥면이 상기 기체의 압력을 받는 수압면으로 된 통형상체로 이루어지는 상기 지지부재 (11lB) 를 포함하여 구성되고, 상기 지지부재는 상기 물체에 대하여 기복방향의 회전운동을 허용한 상태로 연결되어 있는 것으로 할 수 있다.
이 경우에 있어서, 청구항 10 에 기재된 방진장치와 같이, 상기 통형상체 및 상기 지지부재 중 내주측에 위치하는 통형상체 둘레벽에는, 상기 제 1 기체실에서 상기 공극에 이르는 미소 개구가 둘레방향으로 소정 간격으로 복수 형성되어 있는 것으로 할 수 있다.
상기 청구항 1 내지 8 에 기재된 각 방진장치에 있어서, 청구항 11 에 기재된 방진장치와 같이, 상기 제 1 기체실은 상면이 개구된 하우징 (61) 과, 이 하우징의 개구 단부에 제 1 탄성부재 (63) 를 통하여 접속된 상기 지지부재에 의해 구획되어 있는 것으로 할 수 있다.
이 경우에 있어서, 청구항 12 에 기재된 방진장치와 같이, 상기 하우징의 바닥벽은 소정의 클리어런스를 통하여 대향되는 제 1 바닥벽부재 (81A) 와 제 2 바닥벽부재 (81B) 와, 이들 두 바닥벽부재 상호간을 접속하는 동시에 상기 클리어런스를 유지하는 환상 탄성부재 (82) 를 포함하여 구성되어 있는 것으로 해도 되고, 청구항 13 에 기재된 방진장치와 같이, 상기 하우징의 바닥벽은 중앙부에 개구를 갖는 테두리형상 부재 (181A) 와, 이 테두리형상 부재의 바닥면측에 소정의 클리어런스를 통하여 대향 배치된 판형상 부재 (181B) 와, 상기 테두리형상 부재와 상기 판형상 부재 사이에 형성되고, 상기 소정의 클리어런스를 유지하는 기체 정압 베어링장치를 포함하여 구성되어 있는 것으로 해도 된다.
상기 청구항 11 내지 13 에 기재된 각 방진장치에 있어서, 청구항 14 에 기재된 방진장치와 같이, 상기 지지부재는 상기 하우징의 상기 개구 단부에 상기 제 1 탄성부재를 통하여 매닮 지지상태로 접속된 단차가 형성된 통형상의 제 1 부재 (93) 와, 이 제 1 부재의 바닥부 개구부에 환상의 제 2 탄성부재 (63b) 를 통하여 접속되고, 하단에 상기 제 1 기체실 내의 내부 기체의 압력을 받는 수압부 (62c) 를 갖는 제 2 부재 (162) 를 포함하여 구성되고, 상기 제 2 부재는 상기 하우징의 외부에서 상기 물체를 지지하는 지지부 (62a) 와, 상기 수압부와, 이 수압부와 상기 지지부를 접속하는 상기 제 1 부재의 내부에 삽입된 상하방향으로 신장되는 축부 (62b) 를 갖는 것으로 할 수 있다.
이 경우에 있어서, 청구항 15 에 기재된 방진장치와 같이, 상기 제 1 부재는 상기 수압부에 상기 제 2 탄성부재를 통하여 접속되고, 상기 수압부와 함께 상기 기체의 압력에 의해 부상 지지된 제 1 통형상 부재 (93b) 와, 이 제 1 통형상 부재의 상단면에 소정의 클리어런스를 통하여 대향되는 하단면을 갖고, 상단부가 상기 하우징의 상기 개구 단부에 상기 제 1 탄성부재를 통하여 접속된 제 2 통형상 부재 (93a) 로 구성되어 있는 것으로 해도 되고, 청구항 16 에 기재된 방진장치와 같이, 상기 제 1 부재는 상기 수압부에 상기 제 2 탄성부재를 통하여 접속되고, 상기 수압부와 함께 상기 기체의 압력에 의해 부상 지지된 제 1 통형상 부재와, 이 제 1 통형상 부재의 내주면 및 외주면 중 어느 하나의 일부에 소정의 클리어런스를 통하여 대향되고, 상단부가 상기 하우징의 상기 개구 단부에 상기 제 1 탄성부재를 통하여 접속된 제 2 통형상 부재로 구성되어 있는 것으로 해도 된다.
후자의 경우에 있어서는, 청구항 17 에 기재된 방진장치와 같이, 상기 제 1 통형상 부재 및 상기 제 2 통형상 부재 중 외주측에 위치하는 한쪽 통형상 부재에는, 다른쪽 통형상 부재에 대향되는 위치에 벽을 관통하는 상태로 미소 개구 (193) 가 형성되어 있는 것으로 할 수 있다. 또, 상기 제 1 통형상 부재와 상기 제 2 통형상 부재 사이를 에어베어링의 송풍구로 할 수도 있다.
청구항 18 에 기재된 발명은, 상면이 개구된 하우징 (61) 과; 상기 하우징의 상기 개구 단부에 환상의 제 1 탄성부재 (63a) 를 통하여 지지된 상하방향으로 신장되는 제 1 통형상체 (93a) 와; 상기 제 1 통형상체의 내측 및 외측 중 어느 일측에 소정의 공극을 통하여 배치되고, 상기 제 1 통형상체에 대하여 상대적으로 슬라이드가능한 제 2 통형상체 (93b) 와; 상기 제 2 통형상체의 하단에 환상의 제 2 탄성부재 (63b) 를 통하여 접속되고, 상기 하우징, 상기 제 1 탄성부재, 상기 제 1 통형상체 및 상기 제 2 탄성부재와 함께 기체실을 구획하는 수압부를 하단에 갖고, 상기 수압부의 바닥면에 작용하는 상기 기체실 내의 기체 압력에 의해 부상 지지되고, 상단부가 상기 하우징 외부에서 상기 물체를 하측으로부터 지지하는 지지부로 된 요동부재 (62); 를 구비하는 것을 특징으로 하는 방진장치이다.
이것에 의하면, 상하방향으로 신장되는 제 1 통형상체는, 상면이 개구된 하우징의 개구 단부에 환상의 제 1 탄성부재를 통하여 지지되고, 제 2 통형상체는 제 1 통형상체의 내측 및 외측 중 어느 일측에 소정의 공극을 통하여 배치되고, 제 1 통형상체에 대하여 상대적으로 슬라이드가능하게 되어 있다. 또, 상단부가 하우징 외부에서 물체를 하측으로부터 지지하는 지지부로 된 요동부재는, 그 하단의 수압부가 제 2 통형상체의 하단에 환상의 제 2 탄성부재를 통하여 접속되고, 하우징, 제 1 탄성부재, 제 1 통형상체 및 제 2 탄성부재와 함께 기체실을 구획하는 수압부의 바닥면에 작용하는 기체실 내의 기체 압력에 의해 부상 지지되고 있다.
즉, 물체를 하측으로부터 지지하는 요동부재는 그 하단의 수압부가 제 2 탄성부재를 통하여 제 2 통형상체의 하단에 접속되어 있기 때문에 틸트방향의 자유도가 높다. 이로 인해, 물체가 수평방향 (가로방향) 으로 변위되었을 때는, 이 변위에 따라 요동부재가 용이하게 틸트된다. 이 때의 틸트각을 θ로 하고, 또 θ가 미소 각이라고 하면, 기하학적인 관계에서 요동부재 상단의 지지부 (이 지지부 상의 물체) 의 가로 변위량 (수평면 내의 변위량) (Δ) 은, Δ= (요동부재의 높이방향의 치수 (지지부와 수압부 사이의 거리)) L ×(틸트각도) θ가 된다. 또, 틸트각도 (θ) 가 소정 각도 (상기 제 2 탄성부재의 강성에 의해 허용되는 각도) 를 초과하면, 요동부재와 함께 제 1 통형상체 및 제 2 통형상체가 함께 틸트되고, 또 상기 물체의 가로 변위량에 따라 제 2 통형상체가 제 1 통형상체에 대하여 슬라이드된다. 이로써, 물체는 수평면 내에서 그 높이를 변경하지 않고 가로방향으로 이동할 수 있다. 또, 요동부재의 상하방향의 이동은 제 2 통형상체가 제 1 통형상체에 대하여 슬라이드됨으로써 용이하게 실현된다. 따라서, Z, X, Y, θx, θy, θz 의 6 자유도 방향에 대해 저강성인 방진장치가 된다.
바꿔말하면, 어느 방향의 진동에 대해서나 그 진동을 요동부재의 위치 자세변화에 의해 감쇠시켜 물체가 효과적인 진동억제 및 진동방지를 실시할 수 있게 된다.
이 경우에 있어서, 청구항 19 에 기재된 방진장치와 같이, 상기 제 1 및 제 2 통형상체 중 외주측에 위치하는 통형상체에는, 상기 기체실과 상기 공극을 연통하는 미소 개구 (193) 가 둘레방향을 따라 소정 간격으로 형성되어 있는 것으로 할 수 있다.
상기 청구항 18 및 19 에 기재된 방진장치에 있어서, 청구항 20 에 기재된 방진장치와 같이, 상기 제 1, 제 2 통형상체는 모두 원통부재로 이루어지고, 상기 제 1 통형상체 상단의 일측과 타측에 가설된 제 1 지지부재 (101) 와, 상기 하우징의 개구 단부의 일측과 타측에 가설되고, 상기 지지부재 중앙을 하측으로부터 지지하는 지지점을 갖는 지지아암 (102) 과, 상기 지지점에서 상기 제 1 지지부재와 일체적으로 상기 제 1 통형상체를 회전만 허용한 상태로 상기 지지아암에 대해 연결하는 연결기구 (103) 를 포함하는 제 1 지지기구 (211A) 와; 상기 제 2 통형상체의 내부에 가설된 제 2 지지부재 (104) 와, 이 제 2 지지부재 중앙의 연결점에서 상기 요동부재의 수압부를 회전만 허용한 상태로 상기 제 2 지지부재에 연결하는 연결기구 (105) 를 포함하는 제 2 지지기구 (21lB); 를 추가로 구비하는 것으로 할 수 있다.
이 경우에 있어서, 청구항 21 에 기재된 방진장치와 같이, 상기 연결점은, 상기 제 2 탄성부재의 회전중심과 일치하는 위치에 설정되어 있는 것으로 할 수 있다.
이 경우에 있어서, 청구항 22 에 기재된 방진장치와 같이, 상기 지지아암과상기 제 1 지지부재 사이에, 상기 지지아암에 대한 상기 제 1 통형상체의 회전을 억제하는 방향으로 상기 지지아암을 탄성지지하는 탄성지지부재 (195) 를 형성한 것으로 할 수 있다.
상기 청구항 18 내지 22 에 기재된 각 방진장치에 있어서, 청구항 23 에 기재된 방진장치와 같이, 상기 기체실에 연통되는 동시에 상기 기체실보다 작은 내부 용적을 갖고, 일부를 구성하는 가동장치의 변위에 의해 상기 내부 용적이 가변으로 된 별실 (79) 을 포함하고, 상기 가동장치의 변위에 따른 상기 별실 및 이것에 연통하는 상기 기체실의 내부 용적의 변위에 의해, 상기 요동부재의 중력방향의 위치를 조정하는 조정장치 (74); 를 추가로 구비하는 것으로 할 수 있다. 이러한 경우에는, 전술한 청구항 1 에 기재된 방진장치와 동일한 이유에 의해 방진장치의 소형, 경량화도 가능해진다.
이 경우에 있어서, 청구항 24 에 기재된 방진장치와 같이, 상기 별실은, 원통형상의 실린더 (71) 와, 이 실린더의 내주면을 따라 이동하는 상기 가동장치에 의해 형성되어 있는 것으로 할 수 있다.
상기 청구항 23 및 24 에 기재된 각 방진장치에 있어서, 청구항 25 에 기재된 방진장치와 같이, 상기 가동장치는, 상기 물체보다 경량인 중량부재 (73) 를 갖고 있는 것으로 할 수 있다.
상기 청구항 23 내지 25에 기재된 각 방진장치에 있어서, 청구항 26 에 기재된 방진장치와 같이, 상기 조정장치는, 상기 가동장치를 구동시키는 전자 액추에이터 (74) 를 갖는 것으로 할 수 있다.
청구항 27 에 기재된 발명은, 소정 방향으로 이동가능한 스테이지 (14) 와; 상기 스테이지의 상측에 배치된 테이블 (TB) 과; 상기 스테이지 상에서 상기 테이블을 지지하는 청구항 9 또는 10 에 기재된 방진장치를 포함하는 적어도 3 개의 방진장치; 를 구비하는 것을 특징으로 하는 스테이지장치이다.
이것에 의하면, 청구항 9 또는 10 에 기재된 방진장치를 포함하는 적어도 3 개의 방진장치에 의해, 소정 방향으로 이동가능한 스테이지 상에서 테이블이 지지되기 때문에, 스테이지의 이동에 따른 테이블의 진동을 최대한 억제시킬 수 있다.
이 경우에 있어서, 청구항 28 에 기재된 스테이지장치와 같이, 상기 각 방진장치는 청구항 9 또는 10 에 기재된 방진장치 중 어느 하나인 것으로 할 수 있다.
상기 청구항 27 및 28 에 기재된 스테이지장치에 있어서, 청구항 29 에 기재된 스테이지장치와 같이, 상기 테이블을 수평면 내에서 미소 구동시키는 제 1 미소 구동기구 (48X1,48X2,48Y) 와; 상기 테이블을 상기 수평면과 직교하는 방향 및 수평면에 대한 경사방향으로 미소 구동시키는 제 2 미소 구동기구 (92A∼92C); 를 추가로 구비하는 것으로 할 수 있다.
청구항 30 에 기재된 발명은, 에너지 빔 (IL) 에 의해 감광 물체 (W) 를 노광하여 상기 감광 물체 상에 소정의 패턴을 형성하는 노광장치로서, 상기 노광이 실행되는 노광장치 본체를 구성하는 적어도 일부 구성부분을 적어도 3 점에서 지지하는 청구항 1 내지 8, 11 내지 26 중 어느 한 항에 기재된 방진장치를 포함하는 적어도 3 개의 방진장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 노광장치이다.
이것에 의하면, 청구항 1 내지 8, 11 내지 26 중 어느 한 항에 기재된 진동의 억제 효과가 높은 방진장치를 포함하는 적어도 3 개의 방진장치에 의해, 노광장치 본체를 구성하는 적어도 일부 구성부분이 지지되기 때문에, 노광장치 본체의 진동이 효과적으로 억제되고, 이로써 노광정밀도를 고정밀도로 지지하는 것이 가능해진다.
이 경우에 있어서, 청구항 31 에 기재된 노광장치와 같이, 상기 노광장치 본체는, 상기 패턴이 형성된 마스크 (R) 를 지지하는 마스크 스테이지 (RST) 와, 상기 감광 물체가 탑재되는 물체 스테이지 (WST) 와, 상기 마스크 스테이지의 이동면이 형성된 마스크 스테이지 베이스 (33) 와 상기 마스크 스테이지의 이동면이 형성된 물체 스테이지 베이스 (29) 를 포함하는 바디 (50) 를 갖고, 상기 바디의 일부 또는 전체가 상기 방진장치에 의해 지지되고 있는 것으로 할 수 있다.
상기 청구항 30 및 31 에 기재된 각 노광장치에 있어서, 청구항 32 에 기재된 노광장치와 같이, 상기 노광장치 본체는, 상기 마스크를 통한 상기 에너지 빔을 상기 감광 물체에 투사하는 투영 광학계 (PL) 를 갖고, 이 투영 광학계는 상기 방진장치에 의해 지지되고 있는 것으로 할 수 있다.
상기 청구항 30 내지 32 에 기재된 각 노광장치에 있어서, 청구항 33 에 기재된 노광장치와 같이, 상기 마스크 스테이지와 물체 스테이지 중 적어도 한쪽이, 청구항 27 내지 29 중 어느 한 항에 기재된 스테이지장치에 의해 구성되어 있는 것으로 할 수 있다.
발명의 실시형태
《제 1 실시형태》
이하, 본 발명의 제 1 실시형태를 도 1 내지 도 7(B) 에 기초하여 설명한다. 도 1 에는, 본 제 1 실시형태의 노광장치 (100) 의 전체적인 구성이 개략적에 나타나 있다. 이 노광장치 (100) 는 마스크로서의 레티클 (R) 과 감광 물체로서의 웨이퍼 (W) 를 일차원방향으로 동기 이동하면서, 레티클 (R) 에 형성된 회로패턴을 투영 광학계 (PL) 를 통하여 웨이퍼 (W) 상의 각 쇼트영역에 전사하는 스텝 앤드 스캔방식의 주사형 노광장치, 즉 소위 스캐닝ㆍ스테퍼이다.
이 노광장치 (100) 는 에너지 빔으로서의 노광용 조명광 (이하,「조명광」으로 약술함) (IL) 에 의해 레티클 (R) 상의 장방형 슬릿형상의 조명영역을 균일한 조도로 조명하는 조명유닛 (ILU), 레티클 (R) 을 지지하는 마스크 스테이지로서의 레티클 스테이지 (RST), 레티클 (R) 에서 사출되는 조명광 (IL) 을 웨이퍼 (W) 상에 투사하는 투영 광학계 (PL), 웨이퍼 (W) 를 지지하여 XY 평면 내에서 자유롭게 이동가능한 물체 스테이지로서의 웨이퍼 스테이지 (WST), 레티클 스테이지 (RST), 투영 광학계 (PL) 및 웨이퍼 스테이지 (WST) 등이 탑재된 바디 (50) 등을 구비하고 있다.
상기 조명유닛 (ILU) 은 도시하지 않은 광원에 도시하지 않은 송광 광학계를 통하여 접속되어 있다. 광원으로는, 예컨대 ArF 엑시머레이저 (출력 파장 193㎚), KrF 엑시머레이저 (출력 파장 248㎚) 등의 원자외 광원, 또는 F2레이저 (출력 파장 157㎚) 등의 진공자외 광원 등이 사용된다.
조명유닛 (ILU) 은 조명계 하우징 (2) 과, 이 조명계 하우징 (2) 내부에 소정의 위치관계로 배치된 예컨대 옵티컬 인티그레이터를 포함하는 조도균일화 광학계, 릴레이렌즈, 가변 ND 필터, 가변 시야 조리개 (레티클 블라인드 또는 마스킹 블레이드라고도 함) 및, 다이클로익 미러 등 (모두 도시하지 않음) 을 포함하여 구성되는 조명 광학계를 구비하고 있다. 여기서, 옵티컬 인티그레이터로는 플라이아이렌즈, 내면 반사형 인티그레이터 (로드 인티그레이터 등), 또는 회절 광학소자 등이 사용된다.
이 조명유닛 (ILU) 에서는 회로패턴 등이 그려진 레티클 (R) 상에서 레티클 블라인드로 규정된 슬릿형상의 조명영역 (X 축 방향으로 가늘고 긴 장방형상의 조명영역) 부분을 조명광 (IL) 에 의해 거의 균일한 조도로 조명한다.
상기 레티클 스테이지 (RST) 는 후술하는 제 2 칼럼의 천정판부를 구성하는 레티클 스테이지 정반 (33) 의 상측에 배치되어 있다. 이 레티클 스테이지 (RST) 는 도 1 에 나타내는 바와 같이, 레티클 스테이지 정반 (33) 상면을 따라 소정 스트로크 (레티클 (R) 의 전체면이 적어도 조명광 (IL) 을 가로지를 수 있을 만큼의 스트로크) 로 소정의 주사방향 (여기서는 도 1 에서의 지면 직교방향인 Y 축 방향으로 함) 으로 이동가능한 레티클 주사 스테이지 (24A) 와, 이 레티클 주사 스테이지 (24A) 상에 배치되고, 레티클 (R) 을 지지하여 XY 면내에서 미소 구동가능한 레티클 미동 스테이지 (24B) 를 구비하고 있다.
이것을 더욱 상세하게 서술하면, 레티클 주사 스테이지 (24A) 는 도시하지 않은 비접촉 베어링, 예컨대 기체 정압 베어링에 의해 레티클 스테이지 정반 (33)상면의 상측에 예컨대 수 ㎛ 정도의 클리어런스를 통하여 부상 지지되어 있다. 이 레티클 주사 스테이지 (24A) 는 도시하지 않은 리니어 모터에 의해 Y 축 방향으로 구동된다.
상기 레티클 미동 스테이지 (24B) 의 X 축 방향의 일측 (＋X 측) 과 타측 (－X 측) 에는, 도 2 의 평면도에 나타내는 바와 같이, 보이스 코일 모터 (122,124) 가 각각 형성되어 있다. 한쪽 보이스 코일 모터 (122) 는 레티클 미동 스테이지 (24B) 의 ＋X 측 측면에 형성된 가동자 (118A) 와 이에 대향하여 레티클 주사 스테이지 (24A) 상면에 고정된 고정자 (118B) 를 갖고 있다. 다른쪽 보이스 코일 모터 (124) 는 레티클 미동 스테이지 (24B) 의 －X 측 측면에 형성된 가동자 (119A) 와 이에 대향하여 레티클 주사 스테이지 (24A) 상면에 고정된 고정자 (119B) 를 갖고 있다.
또, 레티클 미동 스테이지 (24B) 의 Y 축 방향의 일측 (－Y 측) 과 타측 (＋Y 측) 에는 보이스 코일 모터 (127,128) 가 각각 형성되어 있다. 한쪽 보이스 코일 모터 (127) 는 레티클 미동 스테이지 (24B) 의 －Y 측 측면에 형성된 가동자 (125A) 와 이에 대향하여 레티클 주사 스테이지 (24A) 상면에 고정된 고정자 (125B) 를 갖고 있다. 다른쪽 보이스 코일 모터 (128) 는 레티클 미동 스테이지 (24B) 의 ＋Y 측 측면에 형성된 가동자 (126A) 와 이에 대향하여 레티클 주사 스테이지 (24A) 상면에 고정된 고정자 (126B) 를 갖고 있다.
이 경우, 레티클 미동 스테이지 (24B) 는 보이스 코일 모터 (122,124) 에 의해 레티클 주사 스테이지 (24A) 상에서 Y 축 방향으로 미소 구동되는 동시에, 보이스 코일 모터 (127,128) 에 의해 레티클 주사 스테이지 (24A) 상에서 X 축 방향으로 미소 구동된다. 또, 예컨대 보이스 코일 모터 (127,128) 가 발생시키는 추력을 약간 다르게 함으로써, 레티클 미동 스테이지 (24B) 를 θz 방향 (XY 평면과 직교하는 Z 축 둘레의 회전방향) 으로 미소 회전시키는 것이 가능해지고 있다. 레티클 미동 스테이지 (24B) 상에 레티클 (R) 이 진공 흡착 등에 의해 지지되고 있다.
레티클 미동 스테이지 (24B) 상면의 －X 측 단부에는 도 2 에 나타내는 바와 같이, X 축에 수직인 반사면을 갖는 평면 미러로 이루어지는 X 축 이동거울 (30x) 이 Y 축 방향으로 연달아 설치되어 있다. 이 이동거울 (30x) 에 레티클 X 간섭계 (RIFx) 로부터 X 축에 평행한 측장축의 간섭계 빔 (측정 빔) 이 조사되고 있다. 이 레티클 X 축 간섭계 (RIFx) 의 위치계측의 기준이 되는 고정거울 (참조거울) 은 투영 광학계 (PL) 의 경통 측면에 형성되고 있고, 레티클 X 간섭계 (RIFx) 에서는 이동거울 (30x) 로부터의 반사광을 수광하여 고정거울을 기준으로 이동거울 (30x) 의 X 축 방향의 위치, 즉 레티클 (R) 의 X 축 방향의 위치를 예컨대 0.5∼1㎚ 정도의 분해능으로 상시 검출한다.
또, 레티클 미동 스테이지 (24B) 의 －Y 측 측면에는 도 2 에 나타내는 바와 같이, 코너큐브형 반사부재 (예컨대 중공 레트로 리플렉터) 로 이루어지는 한쌍의 Y 축 이동거울 (30yl,30y2) 이 고정되고, 이들 이동거울 (30yl,30y2) 에는 도시하지 않은 레티클 Y 간섭계로부터 각각 Y 축에 평행한 측장축의 간섭계 빔 (LRyl,LRy2)이 조사되고 있다. 이동거울 (30yl,30y2) 에 의해 반사된 간섭계 빔 (LRyl,LRy2) 은 레티클 스테이지 정반 (33) 상에 고정되고 반사미러 (138,139) 에 의해 반사되어, 도시하지 않은 레티클 Y 간섭계로 복귀되고, 레티클 Y 간섭계에서는 레티클 X 간섭계 (RIFx) 와 동일하게 하여 투영 광학계 (PL) 의 경통 측면에 형성된 고정거울을 기준으로 각각의 간섭계 빔 (LRyl,LRy2) 의 조사위치에서의 레티클 미동 스테이지 (24B) 의 Y 축 방향의 좌표위치를 독립적으로, 예컨대 0.5∼1㎚ 정도의 분해능으로 상시 검출한다. 여기에서, 레티클 Y 간섭계로는 더블패스 간섭계가 사용되고 있고, 레티클 미동 스테이지 (24B) 의 회전 영향에 의해 계측 오차가 생기지 않는 구성으로 되어 있다.
레티클 X 간섭계 (RIFx), 레티클 Y 간섭계의 계측치는 도시하지 않은 스테이지 제어장치에 공급되고 있다. 스테이지 제어장치는, 예컨대 간섭계 빔 (LRx) 을 사용하는 레티클 X 간섭계 (30x) 로 계측된 좌표치 (x) 에 기초하여 레티클 미동 스테이지 (24B) 의 X 축 방향의 위치정보를 검출한다. 또, 스테이지 제어장치는 간섭계 빔 (LRy1,LRy2) 을 사용하는 한쌍의 Y 축 간섭계로 계측된 좌표치 (y1) 및 (y2) 의 평균치 ((y1＋y2)/2) 에 기초하여 레티클 미동 스테이지 (24B) 의 Y 축 방향의 위치정보를 산출한다. 또, 스테이지 제어장치는 예컨대 좌표치 (yl) 와 (y2) 의 차분에 기초하여 레티클 미동 스테이지 (24B) 의 회전방향 (θz 방향) 의 위치정보를 산출한다. 스테이지 제어장치로 검출된 레티클 미동 스테이지(24B) 의 X, Y, θz 방향의 위치정보는 주제어장치로 출력되고 있다.
상기 서술한 바와 같이, 레티클 미동 스테이지 (24B) 상에는 X 축 이동거울 (30x), Y 축 이동거울 (30yl,30y2) 의 합계 3 개가 형성되고, 이에 대응하여 고정거울 및 레이저 간섭계도 복수 형성되어 있는데, 도 1 에서는 이들이 대표적으로 이동거울 (30), 고정거울 (Mr) 및 레티클 간섭계 (RIF) 로 각각 나타나 있다. 또한, 레티클 미동 스테이지 (24B) 의 단면을 각각 경면 가공하여 레이저 간섭계용 반사면 (전술한 이동거울 (30x,30yl,30y2의 반사면에 상당) 을 형성해도 된다.
투영 광학계 (PL) 는 후술하는 제 1 칼럼을 구성하는 경통 정반 (25) 의 중앙부에 형성된 개구 (25a) 의 내부에 상측으로부터 삽입되고 있다. 이 투영 광학계 (PL) 경통부의 높이방향 중앙 약간 하측의 위치에는 플랜지부 (FLG) 가 형성되어 있고, 이 플랜지부 (FLG) 를 통하여 경통 정반 (25) 상에 배치된 3 개의 방진장치 (31C1∼31C3) (단, 도 1 에서의 지면 안쪽의 방진장치 (31C3) 는 도시하지 않음) 에 의해 투영 광학계 (PL) 가 3 점 지지되고 있다. 또한, 방진장치 (31C1∼31C3) 의 구성에 관해서는 후술한다.
투영 광학계 (PL) 로는, 예컨대 양측 텔레센트릭 축소계에서 Z 축 방향의 공통 광축 (AX) 을 갖는 복수 장의 렌즈 엘리먼트로 이루어지는 굴절 광학계가 사용되고 있다. 이 투영 광학계 (PL) 의 투영배율은, 예컨대 1/4, 1/5 또는 1/6 이다. 이로 인해, 조명유닛 (ILU) 으로부터의 조명광 (IL) 에 의해 레티클 (R) 상의 전술하는 조명영역이 조명되면, 투영 광학계 (PL) 를 통하여 레티클 (R) 의조명영역 내의 회로패턴의 축소상 (부분 도립상) 이, 표면에 포토레지스트가 도포된 웨이퍼 (W) 상의 상기 조명영역에 공액인 슬릿형상의 투영영역, 즉 노광영역에 형성된다.
상기 웨이퍼 스테이지 (WST) 는 도 1 에 나타내는 바와 같이, 투영 광학계 정반 (25) 의 하측에 배치된 웨이퍼 스테이지 정반 (29) 의 상측에 배치되어 있다. 웨이퍼 스테이지 (WST) 는 웨이퍼 (W) 를 지지하고 XY 평면 내에서 이동한다.
웨이퍼 스테이지 (WST) 는, 예컨대 에어 부상형 또는 자기 부상형의 2 차원 리니어 액추에이터 등으로 이루어지는 웨이퍼 스테이지 구동부에 의해 XY 면내에서 자유롭게 구동되는 스테이지로서의 XY 스테이지 (14) 와, 이 XY 스테이지 (14) 상에 탑재된 테이블로서의 웨이퍼 테이블 (TB) 을 구비하고 있다. 상기 웨이퍼 테이블 (TB) 상에는 도시하지 않은 웨이퍼 홀더가 진공 흡착에 의해 고정되어 있고, 이 웨이퍼 홀더 상에 도시하지 않은 진공 척, 정전 척 등을 통하여 웨이퍼 (W) 가 흡착고정되어 있다.
도 3(A) 에는 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 구성하는 웨이퍼 테이블 (TB) 부분의 개략 평면도가 나타나 있고, 도 3(B) 에는 도 3(A) 의 A-A 선 단면도가 일부 생략되어 나타나 있다.
이들 도 3(A), 도 3(B) 를 종합하면 알 수 있는 바와 같이, XY 스테이지 (14) 와 웨이퍼 테이블 (TB) 사이에는 Y 축 방향으로 소정 간격을 두고 배치된 3 개의 EI 코어 (48X1,48Y,48X2) 가 형성되어 있다. 이 중, 양단의 EI 코어(48X1,48X2) 가 X 축 방향 구동용이고, 중앙의 EI 코어 (48Y) 가 Y 축 방향 구동용이다.
상기 EI 코어 (48X1) 는 도 3(B) 에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 테이블 (TB) 의 바닥면에 하측을 향해 볼록 형성된 철판 (47) 과, 이 철판 (47) 을 통하여 서로 대향되는 상태로 배치되고, XY 스테이지 (14) 상에 고정된 한쌍의 전자석 (49A,49B) 을 갖고 있다. 공급전류 (구동전류) 에 따라 전자석 (49A,49B) 각각이 발생하는 자기적 흡인력의 차이에 따른 크기 및 방향의 구동력에 의해 철판 (47) 을 통하여 웨이퍼 테이블 (TB) 이 X 축 방향으로 구동된다. EI 코어 (48X2) 는 EI 코어 (48X1) 와 동일하게 하여 구성되고, 마찬가지로 웨이퍼 테이블 (TB) 을 X 축 방향으로 구동시키는 구동력을 발생한다.
나머지 EI 코어 (48Y) 는 EI 코어 (48X1,48X2) 의 거의 중앙 위치에 배치되고, EI 코어 (48X1) 와 동일하게 하여 구성되어 있다. 단, 이 EI 코어 (48Y) 는 한쌍의 전자석에 공급되는 구동전류에 따라 웨이퍼 테이블 (TB) 을 Y 축 방향으로 구동시키는 구동력을 발생한다.
본 실시형태에서는 도시하지 않은 스테이지 제어장치가 주제어장치의 지시에 기초하여, EI 코어 (48X1,48X2) 에 대한 구동전류를 개별적으로 제어함으로써 웨이퍼 테이블 (TB) 의 X 축 방향의 구동량이 제어되는 동시에, EI 코어 (48X1,48X2) 가 발생하는 X 축 방향의 구동력을 다르게 함으로써 웨이퍼 테이블 (TB) 의 θz 회전의 제어를 실시하는 것도 가능해지고 있다. 또, 도시하지 않은 스테이지 제어장치가 주제어장치의 지시에 기초하여, EI 코어 (48Y) 에 대한 구동전류를 제어함으로써 웨이퍼 테이블 (TB) 을 Y 축 방향으로 미소 구동시킨다.
또, 도 3(A), 도 3(B) 를 종합하면 알 수 있는 바와 같이, XY 스테이지 (14) 와 웨이퍼 테이블 (TB) 사이에는 평면에서 보아 (상측에서 보아) 직각 삼각형의 각 정점의 위치에 제 2 미소 구동기구로서의 3 개의 보이스 코일 모터 (92A∼92C) 가 각각 배치되어 있다. 보이스 코일 모터 (92A) 는 도 3(B) 에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 테이블 (TB) 의 바닥면에 고정된 예컨대 자극유닛으로 이루어지는 가동자 (192B) 와, 이 가동자 (192B) 에 대응하여 XY 스테이지 (14) 상면에 고정된 대략 U 자형상의 예컨대 전기자유닛으로 이루어지는 고정자를 구비하고 있다. 이 보이스 코일 모터 (92A) 는 전기자유닛에 공급되는 구동전류에 따라 가동자 (192B) 를 Z 축 방향으로 구동시키는 구동력 (전자력) 을 발생한다. 나머지 보이스 코일 모터 (92B,92C) 도 보이스 코일 모터 (92A) 와 동일하게 구성되고, 각각의 가동자를 Z 축 방향으로 구동시키는 구동력을 발생한다. 본 실시형태에서는 도시하지 않은 스테이지 제어장치가 주제어장치의 지시에 기초하여, 보이스 코일 모터 (92A∼92C) 의 전기자유닛에 공급하는 구동전류를 독립적으로 제어함으로써, 웨이퍼 테이블 (TB) 을 Z 축 방향 및, XY 면에 대한 경사방향 (X 축 둘레의 회전방향 (θx 방향) 및 Y 축 둘레의 회전방향 (θy 방향)) 으로 미소 구동하게 되어 있다.
또한, 도 3(A), 도 3(B) 를 종합하면 알 수 있는 바와 같이, XY 스테이지 (14) 와 웨이퍼 테이블 (TB) 사이에는 보이스 코일 모터 (92A∼92C) 각각의 근방에3 개의 방진장치 (91A∼91C) 가 각각 배치되고, 이들 방진장치 (91A∼91C) 에 의해 웨이퍼 테이블 (TB) 이 XY 스테이지 (14) 상에서 3 점 지지되고 있다. 또한, 이들 방진장치 (91A∼91C) 의 상세한 구성 등에 관해서는 후술한다.
웨이퍼 테이블 (TB) 상면의 －X 측 단부에는 도 3(A) 에 나타내는 바와 같이, 이동거울 (34X) 이 Y 축 방향으로 연달아 설치되고, －Y 측 단부에는 이동거울 (34Y) 이 X 축 방향으로 연달아 설치되어 있다. 이들 이동거울 (34X,34Y) 에는 투영 광학계 (PL) 의 플랜지 (FLG) 로부터 매닮 지지된 웨이퍼 간섭계 (WIF) (도 1 참조) 로부터의 측정 빔 (WIX,WIY) (도 3(A) 참조) 이 각각 조사되고 있다. 또한, 실제로는 웨이퍼 간섭계는 X 방향 위치계측용 웨이퍼 X 간섭계와, Y 방향 위치계측용 웨이퍼 Y 간섭계가 형성되고, 이에 대응하여 웨이퍼 스테이지 (WST) 상에는 이동거울 (34X,34Y) 이 형성되고, 또한 이에 대응하여 투영 광학계 (PL) 경통부에는 웨이퍼 X 고정거울과 웨이퍼 Y 고정거울이 형성되어 있는데, 도 1 에서는 이들이 대표적으로 웨이퍼 간섭계 (WIF), 이동거울 (34), 고정거울 (Mw) 로서 각각 나타나 있다.
웨이퍼 간섭계 (WIF) 에 의해 웨이퍼 테이블 (TB) 의 X 축 방향 및 Y 축 방향의 위치정보가, 전술한 고정거울을 기준으로 예컨대 0.5∼1㎚ 정도의 분해능으로 상시 검출된다. 또, 웨이퍼 X 간섭계 및 웨이퍼 Y 간섭계는 측장축을 복수 갖는 다축 간섭계로 각각 구성되고, 웨이퍼 테이블 (TB) 의 X, Y 위치 외에, 회전 (요잉 (Z 축 둘레의 회전인 θz 회전), 피칭 (X 축 둘레의 회전인 θx 회전), 롤링 (Y 축 둘레의 회전인 θy 회전)) 도 계측 가능하게 되어 있다. 또한, 웨이퍼테이블 (TB) 의 단면을 경면 가공하여 반사면 (이동거울 (34X,34Y) 의 반사면에 상당) 을 형성해도 된다.
웨이퍼 간섭계 (WIF) 에 의해 계측되는 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 위치정보 (또는 속도정보) 는 도시하지 않은 스테이지 제어장치 및 이것을 통하여 주제어장치로 보내진다. 스테이지 제어장치는 기본적으로는 웨이퍼 간섭계 (WIF) 에서 출력되는 위치정보 (또는 속도정보) 가 주제어장치로부터 부여되는 지령치 (목표위치, 목표속도) 와 일치하도록, 웨이퍼 간섭계 (WIF) 의 출력에 기초하여 전술한 웨이퍼 스테이지 구동부를 통하여 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 XY 면내의 이동을 제어한다.
상기 본체 칼럼 (50) 은 도 1 에 나타내는 바와 같이, 바닥면 (F) 의 상측에 3 개의 방진장치 (31A1∼31A3) (단, 도 1 에서는 지면 안쪽의 방진장치 (31A3) 는 도시하지 않음) 를 통하여 수평으로 지지된 베이스 플레이트 (21), 베이스 플레이트 (21) 상에 배치된 제 1 칼럼 (CL1), 이 제 1 칼럼 (CL1) 상에 배치된 제 2 칼럼 (CL2) 및, 베이스 플레이트 (21) 에서 3 개의 방진장치 (31B1∼31B3) (단, 도 1 에서는 지면 안쪽의 방진장치 (31B3) 는 도시하지 않음) 에 의해 수평으로 지지된 물체 스테이지 베이스로서의 전술한 웨이퍼 스테이지 정반 (29) 등을 구비하고 있는
상기 제 1 칼럼 (CLl) 은 베이스 플레이트 (21) 의 상측에 배치되고, 3 개의 지지기둥 (23) (단, 도 1 에서는 지면 안쪽의 지지기둥은 도시하지 않음) 에 의해 지지된 전술한 경통 정반 (메인 프레임) (25) 을 갖고 있다.
상기 제 2 칼럼 (CL2) 은 경통 정반 (25) 상면에 투영 광학계 (PL) 를 둘러싸는 상태로 배치된 3 개의 지지기둥 (27) (단, 도 1 에서는 지면 안쪽의 지지기둥은 도시하지 않음) 과, 각 지지기둥 (27) 상면에 방진장치 (31D1∼31D3) 를 각각 통하여 거의 수평으로 지지된 마스크 스테이지 베이스로서의 전술한 레티클 스테이지 정반 (33) 을 갖고 있다.
또한, 도시되어 있지 않지만, 노광장치 (100) 에는 웨이퍼 (W) 표면의 상기 노광영역 내 부분 및 그 근방 영역의 Z 축 방향 (광축 (AX) 방향) 의 위치를 검출하는, 예컨대 일본 공개특허공보 평6-283403호에 개시되어 있는 사입사방식의 다점 포커스 위치검출계가 형성되어 있고, 후술하는 주사노광시 등에 도시하지 않은 주제어장치에 의해 웨이퍼 (W) 의 포커스ㆍ레벨링제어가 실시된다.
다음에, 노광장치 (100) 의 각 개소에 형성된 방진장치에 대해, 웨이퍼 스테이지 정반 (29) 을 지지하는 3 개의 방진장치 (31B1∼31B3) 중 하나인 방진장치 (31B1) 를 대표로 채택하여, 도 4 및 도 5 에 기초하여 상세하게 설명한다.
도 4 에는 방진장치 (31B2) 의 구성이 단면도로 나타나 있다. 이 방진장치 (31B2) 는 물체로서의 지지대상물 (OB) (지지대상물 (OB) 은, 이 경우 웨이퍼 스테이지 정반 (29) (및 탑재물이 있는 경우는, 웨이퍼 스테이지 정반 (29) 과 탑재물의 전체에 상당함) 을 하측으로부터 지지하는 에어 마운트부 (51) 와, 이 에어 마운트부 (51) 에 근접하여 형성되고, 에어 마운트부 (51) 의 내부에 형성된 제 1기체실 (69) 에 배관 (Pb) 을 통하여 연통된 별실로서의 제 2 기체실 (79) 을 갖는 피스톤기구 (53) 와, 제 1 기체실 (69) 및 제 2 기체실 (79) 내에 충전된 기체, 예컨대 공기의 압력을 조정하는 전자 레귤레이터 (55) 를 구비하고 있다. 이 경우, 지지대상물 (OB) 은 도 5 에 나타내는 바와 같이, 일례로서 3 개의 방진장치 (31B1∼31B3) 에 의해 거의 정삼각형의 정점 위치에서 하측으로부터 지지되고 있다.
상기 에어 마운트부 (51) 는 상면만이 개구된 원통형상의 하우징 (61) 과, 이 하우징 (61) 의 상부 개구에 제 1 탄성부재로서의 다이어프램 (63) 을 통하여 접속되고, 상부 개구의 내부에 위치하는 지지부재 (62) 을 구비하고 있다. 다이어프램 (63) 은 단면이 원형의 관형상 부재로 이루어지는 전체적으로 원환형상 (도넛형상) 의 예컨대 고무제 또는 이와 동일한 정도의 탄성력을 갖는 다른 소재로 이루어지는 부재를, 상기 관형상 부재의 단면이 반원이 되도록 원환의 중심축과 직교하는 단면을 따라 2 등분된 형상을 갖고 있다. 이 다이어프램 (63) 은 그 외주연이 하우징 (61) 의 상부 개구의 주연에 접속되고, 또한 내주연이 지지부재 (62) 의 하단부를 구성하는 원판형상의 수압부 (62c) 의 외주연에 접속되어 있다. 이 경우, 하우징 (61) 과 다이어프램 (63) 과 지지부재에 의해 하우징 (61) 내부에 거의 밀폐공간으로 이루어지는 제 1 기체실 (69) 이 형성되어 있다. 지지부재 (62) 는 제 1 기체실 (69) 내부의 공기 등의 기체 압력 (이하, 적당하게「제 1 기체실 (69) 의 내부 기체의 압력」, 또는「제 1 기체실 (69) 의 내압」) 으로 기술함) 에 의해 소정 위치에서 지지되고 있다.
다이어프램 (63) 은 Z 축 방향 및 틸트방향 (θx 및 θy 방향) 의 강성이 낮고, 수평방향 (주로 X 및 Y 방향) 으로의 강성이 높은 성질을 갖고 있다. 이로써, 제 1 기체실 (69) 이 기밀하게 유지된 상태에서 지지부재 (62) 가 Z 축 방향 및 틸트방향으로 플렉시블하게 이동할 수 있도록 되어 있다.
상기 하우징 (61) 의 내주면의 높이방향 (Z 축 방향) 거의 중앙에는, 예컨대 메인터넌스시 등에 제 1 기체실 (69) 내의 기체 압력을 거의 제로로 한 상태에서도 지지부재 (62) 가 하우징 (61) 의 내부 바닥면에 접촉하는 (지지부재 (62) 가 하우징 (61) 의 내부로 완전히 빠져버리는) 것을 방지하기 위한 스토퍼 (64) 가 복수 개소에 돌출 설치되어 있다. 또, 하우징 (61) 의 내부 바닥면에는 제 1 기체실 (69) 의 내부 기체의 압력을 계측하기 위한 압력 센서 (PS) 가 형성되어 있다.
상기 지지부재 (62) 는 전술한 원판형상의 수압부 (62c) 와, 하단이 수압부 (62c) 상면에 고정된 축부 (62b) 와, 이 축부 (62b) 의 상단에 그 하면이 고정된 전술한 수압부 (62c) 와 동일한 원판형상의 지지부 (62a) 를 갖고 있다. 지지부 (62a) 상면에 지지대상물 (OB) 이 탑재되어 있다.
상기 피스톤기구 (53) 는 상면이 개구되고 바닥면이 폐쇄되고, 상하방향 (중력방향) 으로 신장되는 원통형상 부재로 이루어지는 제 1 실린더로서의 실린더 (71) 와, 실린더 (71) 의 내주면을 따라 중력방향으로 슬라이드이동가능한 가동장치 (149) 를 구비하고 있다.
실린더 (71) 의 둘레벽 일부에 개구가 형성되고, 이 개구에 배관 (Pb) 의 일단이 접속되어 있다. 배관 (Pb) 의 타단은 전술한 하우징 (61) 에 접속되어 있다. 상기 가동장치 (149) 는 실린더 (71) 의 내부에 삽입된 원통형상의 피스톤부재 (72) 와, 이 피스톤부재 (72) 상면에 고정된 중량부재 (73) 와, 이 중량부재 (73) 상면에 고정된 전기자코일을 내장하는 전기자유닛 (74a) 을 갖고 있다.
이 전기자유닛 (74a) 은 전자 액추에이터의 일종인 보이스 코일 모터 (74) 의 가동자를 구성하는 것으로, 이하에서는 전기자유닛 (74a) 을 가동자 (74a) 라고도 기술한다.
전기자유닛 (74a) 과 함께 보이스 코일 모터 (74) 를 구성하는 자극유닛으로 이루어지는 고정자 (74b) 는 실린더 (71) 의 상단면에 한쌍의 지지부재 (76) 를 통하여 고정되어 있다.
상기 피스톤부재 (72) 의 외주면의 복수 개소에 기체 정압 베어링 (예컨대 에어베어링이 사용되기 때문에, 이하「에어베어링」 으로 칭함) (150) 이 형성되어 있다. 이들 에어베어링 (150) 에 의하면, 각 에어베어링 (150) 으로부터 가압공기가 분출됨으로써 실린더 (71) 와 피스톤부재 (72) 사이의 간극 (클리어런스) 이 전체 둘레에 걸쳐 거의 균일한 치수로 유지되는 동시에, 실린더 (71) 내부의 공간 (제 2 기체실) (79) 이 거의 기밀하게 유지되도록 되어 있다.
상기 중량부재 (73) 는 방진장치 (31B2) 의 에어 마운트부 (51) 가 담당하는 지지대상물 (OB) 의 총질량의 1/3 과 거의 같은 만큼의 질량을 갖고 있다. 또한, 이 점에 대해서는 뒤에 상세하게 기술한다.
상기 보이스 코일 모터 (74) 의 가동자 (74a) 에는 도시하지 않은 전류공급원이 접속되어 있고, 전류공급원에서 가동자 (74a) 에 공급되는 전류에 따라 가동자 (74a) 를 포함하는 가동장치 (149) 가 Z 축 방향으로 구동된다. 가동장치 (149) 의 높이방향 위치는 리니어 인코더 등으로 이루어지는 피스톤 위치계측 센서에 의해 계측되고 있다. 본 실시형태에서는 도시하지 않은 스테이지 제어장치가 피스톤 위치계측 센서의 계측치에 기초하여 전류공급원으로부터 가동자 (74a) 에 공급되는 전류를 제어한다.
상기 전자 레귤레이터 (55) 는 전술한 압력 센서 (PS) 의 계측결과에 기초하여, 도시하지 않은 주제어장치의 지시 하에 스테이지 제어장치에 의해 제어되고, 제 1 기체실 (69) 및 이것에 연통된 제 2 기체실 (79) 내부의 공기의 압력이 소정 압력치로 유지되도록 공급공기량 (및 그 압력) 을 조정한다.
나머지 방진장치 (31B1,31B3) 는 방진장치 (31B2) 와 동일하게 구성되어 있다.
이와 같이 하여 구성된 방진장치 (31B1∼31B3) 에 의해 지지된 지지대상물 (OB), 즉 웨이퍼 스테이지 정반 (29) 에는 가속도계 등의 진동 센서가 형성되어 있다. 또한, 웨이퍼 스테이지 정반 (29) 과 베이스 플레이트 (21) 의 간격은 도시하지 않은 변위 센서를 사용하여 계측하는 것이 바람직하다.
이 경우, 예컨대 바닥면 (F) 측으로부터의 고주파 진동인 미진동 (암진동) 은 방진장치 (31B1∼31B3) 를 각각 구성하는 제 1 기체실 (69) 내의 공기의 감쇄력 (에어 마운트부 (51) 로 구성되는 공기스프링의 탄성력) 에 의해 예컨대 마이크로G 레벨로 절연된다.
또, 예컨대 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 이동에 의해 웨이퍼 스테이지 정반 (29) 에 생기는 편하중에 의해 방진장치 (31B1∼31B3) 중 어느 하나에 큰 힘이 작용하거나 저주파 진동이 생긴 경우에는, 스테이지 제어장치는 전술한 변위 센서 또는 진동 센서의 계측치에 기초하여 보이스 코일 모터 (74) 를 제어하고 가동장치 (149) 를 Z 축 방향으로 구동시켜 제 2 기체실 (79) 의 내부 용적을 변경한다. 이로써, 제 1 기체실 (69) 의 내부 용적이 변화하여 지지부재 (62) 가 상하방향으로 변위되고, 상기 편하중에 의한 영향, 또는 저주파 진동이 제거된다.
또한, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 가감속시의 반력에 기인하여 웨이퍼 스테이지 정반 (29) 에 전술한 암진동보다 낮고, 상기 저주파 진동보다 높은 중간 주파수의 진동이 생긴 경우에는, 스테이지 제어장치는 진동 센서의 계측치에 기초하여 보이스 코일 모터 (74) 를 고속 제어함으로써, 제 2 기체실 (79) 의 내부 용적을 증감 변화시킴으로써 이에 따라 제 1 기체실 (69) 의 내부 용적이 증감 변화하여 지지부재 (62) 가 상하방향으로 진동적으로 변화하여 상기 진동이 빠르게 감쇠된다.
이와 같이, 방진장치 (31B1∼31B3) 에서는 보이스 코일 모터 (74) 를 사용하여 가동장치 (149) 를 상하방향으로 구동시킴으로써, 지지부재 (62) 의 중력방향의 위치제어를 매우 고응답으로 실시하는 것이 가능해지고 있다.
상기 서술한 바와 같이, 방진장치 (31B1∼31B3) 에서는 제 1 기체실 (69) 과 제 2 기체실 (79) 과 이들 양쪽을 연통시키는 배관 (Pb) 의 내부 공간으로 이루어지는 일련의 공간 내 기체 (공기) 의 압력이 일정 압력으로 유지되고, 또한 그 공기의 압력 변화를 동반하지 않고, 가동장치 (149) 의 위치 변화에 의해 지지부재 (62) 및 이것에 지지된 지지대상물 (OB) 의 중력방향의 위치를 제어하는 구성이 채택되고 있다. 이로써, 제 1 기체실 (69) 의 내부 용적을 지나치게 크게 할 필요가 없기 때문에, 방진장치의 소형, 경량화를 무리없이 실현시킬 수 있다. 이것은 공기스프링으로서는 고강성으로 되어도 지지부재 (62) 자체는 Z 축 방향 및 틸트방향으로 매우 저강성인 구조가 실현되고 있는 것 및, 바닥으로부터의 진동 등을 고강성으로 피스톤기구 (53) 측에 전달하고, 이 진동을 피스톤기구 (53) 의 가동장치 (149) 의 상하움직임에 의해 효율적으로 제어할 수 있기 때문이다. 상기한 바와 같이 배관 (Pb) 을 통하여 제 1 기체실 (69) 과 제 2 기체실 (72) 의 압력이 일정 압력으로 지지되기 위해서는 배관 (Pb) 의 단면적을 가능한 한 크게 하는 것이 바람직하다. 배관 (Pb) 의 단면적이 작으면 두 기체실 (69,72) 에 압력차가 발생하여 보이스 코일 모터 (74) 의 고속 제어성을 악화시키기도 한다. 또한, 두 기체실을 공통 스페이스로 한 구조 (즉 배관 (Pb) 을 통하지 않는 구조) 로 하는 것이 가장 바람직한 방법으로, 이 경우 두 기체실에는 압력차가 발생하지 않게 된다.
이와 같은 의미로 보면, 다이어프램 (63) 자체의 강성에 기인하여 바닥면 등으로부터 지지대상물 (OB) 에 전달되는 진동을 미리 계측해 두고, 이에 대해서도 보이스 코일 모터 (74) 에 의해 적극적으로 진동억제하는 것으로 해도 된다. 이와 같이 하면, 거의 모든 진동의 지지대상물 (OB) 로의 전달을 방지할 수 있다.
또한, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 피스톤기구 (53) 는 지지대상물 (OB) 의 외부를 포함하여 임의의 위치에 배치할 수 있기 때문에, 배치 자유도의 향상과 함께 스페이스의 유효 이용이 가능해지고, 나아가서는 장치의 풋프린트의 감축에도 기여하는 경우가 있다.
또, 보이스 코일 모터 (74) 는 지지대상물 (OB) 을 직접적으로 구동시키는 것은 아니며, 보이스 코일 모터 (74) 의 구동에 의해 에어 마운트부 (51) 의 지지부재 (62) 의 위치가 이동하는 구성, 즉 보이스 코일 모터 (74) 와 에어 마운트부 (51) 가 직렬로 접속되어 있다. 바꿔말하면, 지지대상물 (OB) 에 대한 힘의 작용점은 1 개소만으로 되어 있다. 이로 인해, 전술한 종래의 방진장치와는 달리, 보이스 코일 모터 (74) 에 의한 구동력의 작용만으로 지지대상물 (OB) 에 변형이 생기는 일이 없다.
또한, 피스톤기구 (53) 에 있어서 에어베어링이 형성된 부분으로부터 누출되는 가스는 충분히 작게 설정되어 있지만, 추가로 누출되는 가스의 양을 가미하여 방진장치 (31) 의 제 1 기체실 (69) 과 제 2 기체실 (79) 과 이들 양쪽을 연통시키는 배관 (Pb) 의 내부 공간으로 이루어지는 일련의 공간 내 기체의 압력을 전자 레귤레이터 (55) 를 통하여 제어하는 것으로 하면 된다.
또한, 피스톤기구 (53) 에서는 피스톤부재 (72) 에는 제 2 기체실 (79) 의 내부 기체의 압력이 주로 Z 축 방향으로 작용하기 때문에, 실린더 (71) 와 피스톤부재 (72) 사이의 에어베어링은 그렇게 높은 강성이 아니어도 되며, 압력 중심의 편심에 기인하여 피스톤에 틸트방향의 힘이 작용했을 때, 피스톤부재 (72) 와 실린더 (71) 의 충돌을 방지할 수 있는 정도의 강성으로 충분하다.
그 외의 방진장치 (31A1∼31A3,31C1∼31C3,31D1∼31D3) 는 지지대상물 (OB) 이 다른 점을 제외하고, 상기 서술한 방진장치 (31B1∼31B3) 와 동일하게 구성되어 있다.
예컨대, 바디 (50) 및 그 탑재물 전체를 지지하는 방진장치 (31A1∼31A3) 의 경우, 총질량 10 톤 = 10000㎏ 정도의 지지대상물 (OB) 을, 도 5 에 나타내는 바와 같이 3 점에서 지지해야 한다. 따라서, 방진장치 (31A1∼31A3) 가 담당하는 질량은 약 3.3 톤 정도가 된다.
방진장치 (31A1∼31A3) 각각의 에어 마운트부 (51) 를 구성하는 지지부재 (62) 의 수압부 (62c) 의 바닥면 (수압면) 직경을 약 300㎜ 로 하면, 피스톤기구 (53) 를 구성하는 피스톤부재 (72) 의 바닥면 직경을 약 30㎜ 로 하면, 3.3 톤의 1/100 인 약 33㎏ 질량의 중량부재 (73) 를 피스톤부재 (72) 상에 고정시킴으로써 에어 마운트부 (51) 와 피스톤기구 (53) 가 균형을 잡을 수 있게 된다.
이 경우, 방진장치가 탑재되는 바닥면의 진동 등에 의해 지지대상물 (OB) 이 Z 축 방향으로 예컨대 1㎛ 변위된 경우에는, 보이스 코일 모터 (74) 에 의해 그 변위를 상쇄시키는 방향으로 가동장치 (149) 를 100㎛ 구동시킴으로써, 제 1 기체실 (69) 및 제 2 기체실 (79) 의 내부 기체의 압력을 유지한 상태에서, 지지대상물 (OB) 에 바닥면으로부터의 진동이 전달되지 않도록 제어할 수 있게 된다. 또한, 바닥면에 도시하지 않은 가속도 센서를 설치해 두고, 이 가속도 센서의 계측치에 기초하여 보이스 코일 모터 (74) 를 제어함으로써, 지지대상물 (OB), 즉 바디 (50) 및 그 탑재물 전체에 대하여 상기 바닥면의 진동이 전달되는 것을 효과적으로 억제할 수 있다.
또, 방진장치 (31C1∼31C3) 에 의하면, 전술한 방진장치 (31B1∼31B3) 와 동일하게 하여 바닥면 (F) 측으로부터의 미진동 (복귀 진동을 포함함), 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 구동에 의한 반력에 기인하는 진동 및, 레티클 스테이지 (RST) 의 구동에 의한 반력에 기인하는 진동이 바디 (50) 의 각 부를 통하여 지지대상물 (OB) 로서의 투영 광학계 (PL) 에 전달되는 것을 효과적으로 억제할 수 있다.
또, 방진장치 (31D1∼31D3) 에 의하면, 전술한 방진장치 (31Bl∼31B3) 와 동일하게 하여 바닥면 (F) 측으로부터의 미진동 (복귀 진동을 포함함), 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 구동에 의한 반력에 기인하는 진동이 바디 (50) 의 각 부를 통하여 지지대상물 (OB) 로서의 레티클 스테이지 정반 (33) 에 전달되는 것을 효과적으로 억제할 수 있는 동시에, 레티클 스테이지 (RST) 의 구동에 의한 반력에 기인하는 진동이 바디 (50) 의 각 부를 통하여 투영 광학계 (PL) 에 전달되는 것을 효과적으로 억제할 수 있다.
다음에, 전술한 XY 스테이지 (14) 상에서 웨이퍼 테이블 (TB) 을 지지하는 방진장치 (91A∼91C) 에 대해, 도 6(A) 및 도 6(B) 에 기초하여 1 개의 방진장치 (91A) 를 대표적으로 채택하여 설명한다.
도 6(A) 에 나타내는 바와 같이, 방진장치 (91A) 는 XY 스테이지 (14) 상면에 볼 이음매 (볼 조인트) (110A) 를 통하여 그 하단이 연결된 상단부가 개구된 원통형상 부재로 이루어지는 통형상체로서의 제 1 통형상체 (111A) 와, 웨이퍼 테이블 (TB) 의 하면에 볼 조인트 (110B) 를 통하여 그 상단이 연결되는 동시에, 제 1 통형상체 (11lA) 의 내부에 상측으로부터 삽입된 하단이 개구된 원통형상 부재로 이루어지는 제 2 통형상체 (11lB) 를 갖는 에어 마운트부 (114) 및, 제 1 통형상체 (11lA) 의 외주부에 형성된 피스톤기구 (113) 를 구비하고 있다.
상기 제 1 통형상체 (11lA) 는 볼 조인트 (110A) 에 접속된 하단부의 외형이 원추상으로, 그 원추부의 상측 부분이 원통부로 된 원통형상 부재로 형성되어 있다. 상기 제 2 통형상체 (11lB) 는 볼 조인트 (110B) 에 접속된 상단부의 외형이 원추상으로, 그 하측 부분이 원통형상으로 된 원통형상 부재로 형성되어 있다. 그리고, 제 1 통형상체 (11lA) 의 내부에 제 2 통형상체 (11lB) 가 삽입되고, 해당 양쪽 사이에 기체, 예컨대 공기가 충전된 제 1 기체실 (112) 이 형성되어 있다.
상기 피스톤기구 (113) 는 제 1 통형상체 (11lA) 의 외주부에 접하여 고정된 상단면이 개구된 2 중 원통형상의 부재로 이루어지는 실린더 (1l6) 와, 이 실린더 (116) 의 상부 개구를 통하여 그 내부 공간에 상측으로부터 삽입된 원통부재로 이루어지는 피스톤부재 (115) 를 구비하고 있다.
상기 실린더 (116) 의 내부 공간은 통기로를 통하여 기체실 (112) 에 연통된 제 2 기체실로 되어 있다.
또한, 피스톤부재 (115) 에는 전술한 방진장치 (31A1∼31D3) 와 마찬가지로 중량부재를 형성하는 것으로 해도 되지만, 여기에서는 피스톤부재 (115) 가 비교적 무거운 부재로 구성되어, 그 중량에 의해 웨이퍼 테이블 (TB) 및 그 탑재물과의 균형을 잡을 수 있는 것으로 한다.
상기 제 1 기체실 (112) 내에는 기체, 예컨대 공기가 충전되고, 이 기체의 압력, 즉 제 1 기체실 (112) 의 내압은 제 1 통형상체 (11lA) 에 배관 (123) 을 통하여 접속된 전자 레귤레이터 (255) 에 의해 소정 압력으로 설정되어 있다. 여기에서, 소정 압력이란, 3 개의 방진장치 (91A∼91C) 에 의해 웨이퍼 테이블 (TB) 을 지지할 수 있는 정도의 압력으로 설정되어 있다.
또, 이 방진장치 (91A) 에서는 제 2 통형상체 (11lB) 의 둘레벽에 전체 둘레에 걸쳐 소정 간격으로 통기공 (151) 이 복수 형성되어 있다. 이들 통기공 (151) 을 통하여 제 1 기체실 (112) 로부터 고압의 내부 기체가 제 2 통형상체 (11lB) 와 제 1 통형상체 (11lA) 의 간극으로 유출되고, 이로써 제 2 통형상체 (111B) 가 일종의 기체 정압 베어링 (에어베어링) 으로서 기능하게 되어 있다. 그래서, 이하에서는 통기공 (151) 을 기체 정압 베어링 (151) 이라고도 기술하는 것으로 한다.
또, 이 방진장치 (91A) 에서도 스토퍼 (152) 가 제 1 통형상체 (11lA) 의 둘레벽내면의 복수 개소에 형성되어 있다. 이 방진장치 (9lA) 에서는 제 2 통형상체 (11lB) 가 지지부재를 겸하고 있다.
이와 같이 하여 구성된 방진장치 (91A∼91C) 에 의해 웨이퍼 테이블 (TB) 이 XY 스테이지 (14) 상에서 3 점 지지되고 있기 때문에, 웨이퍼 테이블 (TB) 은 X, Y, Z, θx, θy, θz 의 6 자유도 방향 중 어느 방향에 대해서나 거의 저항력이 제로인 상태에서 구동가능하게 되어 있다.
이것을 더욱 상세하게 기술하면, 웨이퍼 테이블 (TB) 이 예컨대 도 6(B) 중의 지면 우측방향으로 이동한 경우에는, 동 도 (도 6(B)) 에 나타내는 바와 같이, 제 2 통형상체 (11lB) 가 지면내 상측으로 이동하고 에어 마운트부 (114) 의 전체 길이가 신장된 상태가 되어 제 1 기체실 (112) 의 용적이 커진다. 이에 따라, 피스톤기구 (113) 에서는 피스톤부재 (115) 가 제 2 기체실의 내부 용적을 작게 하는 방향 (지면 하측방향) 으로 이동한다. 이로써, 방진장치 (91A) (및 91B, 91C) 의 가로방향 (X, Y, θz 방향) 의 강성을 작게 (거의 0 으로) 하는 것이 가능해진다. 이 경우, 가로방향으로의 웨이퍼 테이블 (TB) 의 이동 제어는 전술한 EI 코어 (48X1,48X2,48Y) 에 의해 실시하는 것이 가능하므로, 이로써 에어 마운트부 (114) 가 가로방향으로 완전히 쓰러지게 되는 것을 방지할 수 있게 되어 있다.
방진장치 (91A) (및 91B, 91C) 의 Z, θx, θy 방향에 관해서 강성을 작게 (거의 0 으로) 할 수 있는 것은 상하 볼 조인트 및, 에어 마운트부 (114) 의 신축이 가능하다는 구조 상의 특징에서 명확하여 특별히 설명은 필요로 하지 않을 것이다.
또한, 이 경우에 있어서 웨이퍼 테이블 (TB) 은 6 자유도 방향으로 고응답으로 보이스 코일 모터 (92A∼92C), EI 코어 (48X1,48X2,48Y) 에 의해 제어되기 때문에, 방진장치 (91A∼91C) 는 웨이퍼 테이블 (TB) 의 자기중량만을 지지하면 되고, 방진장치 (91A∼91C) 자체는 저강성인 것이 보다 바람직하다.
또, 방진장치 (91A∼91C) 에서는 제 1 통형상체 (11lA) 및 제 2 통형상체 (11lB) 로 이루어지는 에어 마운트부 (114) 의 중심축과, 피스톤기구 (113) 의 중심축이 일치하고 있고, 이로써 스페이스 효율이 양호한 방진장치가 실현되어 있다.
그런데, 설명 순서가 뒤바뀌었지만, 본 실시형태에서는 웨이퍼 (W) 가 웨이퍼 테이블 (TB) 상의 웨이퍼 홀더에 흡착 지지된 상태를 기준상태로 하고, 이 기준상태에서 웨이퍼 테이블 (TB) 이 소정의 Z 위치로 유지되도록, 제 2 통형상체 (118) 의 내부 바닥면과 피스톤부재 (115) 의 단면 (수압면) 과의 면적비에 따라, 피스톤부재 (115) 자체의 질량 (또는 피스톤부재 (115) 에 고정되는 중량부재의 질량) 을 설정하는 것으로 하고 있다.
이 경우에 있어서, 제조단계에서의 질량오차에 기인하는 부하변동, 배선ㆍ배관 등의 드래그에 기인하는 부하변동, 또는 웨이퍼 테이블 (TB) 상에 탑재된 도시하지 않은 웨이퍼 홀더 및 웨이퍼가 제거되었을 때의 질량변화에 기인하는 부하변동에 대해서는, 그 부하변화를 상쇄시키도록 보이스 코일 모터 (92A∼92C) 를 제어함으로써, 그 부하변화를 상쇄시켜 피스톤부재 (115) 의 상하움직임이 한계에 도달하지 않도록 제어하는 것으로 하면 된다.
또, 바닥면측으로부터 전달되는 진동에 대해서는 보이스 코일 모터 (92A∼92C) 에 의한 제어를 실시하지 않은 경우라도, 피스톤부재 (115) (또는 피스톤부재 (115) 에 형성되는 중량부재) 와 웨이퍼 테이블 (TB) 에 각각 진동이 분산되어 전달되기 때문에, 통상적인 에어벨로스 방진장치를 사용하는 경우에 비해 진동의 감쇄율은 높다. 또, 보이스 코일 모터 (92A∼92C) 에 의해 제어를 실시함으로써 고응답인 제어를 기대할 수 있다.
상기 서술한 바와 같이 구성된 본 실시형태의 노광장치 (100) 에서는, 다음과 같이 하여 노광동작이 실시된다.
우선, 주제어장치의 관리 하에 도시하지 않은 레티클 로더, 웨이퍼 로더에 의해 레티클 로드, 웨이퍼 로드가 실시되고, 또 도시하지 않은 레티클 얼라인먼트 현미경, 웨이퍼 스테이지 (WST) 상의 도시하지 않은 오프액시스방식의 얼라인먼트 검출계 검출중심에서 투영 광학계 (PL) 의 광축까지의 거리를 계측하는 베이스라인 계측 등을 위한 각종 기준 마크가 형성된 도시하지 않은 기준 마크판, 도시하지 않은 얼라인먼트 검출계를 사용하여 레티클 얼라인먼트, 베이스라인 계측 등의 준비작업이 소정의 순서로 실시된다.
그 후, 주제어장치에 의해 도시하지 않은 얼라인먼트 검출계를 사용하여 EGA (엔핸스트ㆍ글로벌ㆍ얼라인먼트) 등의 얼라인먼트 계측이 실행된다. 이러한 동작에서 웨이퍼 (W) 의 이동이 필요한 경우에는, 주제어장치가 스테이지 제어계를 통하여 웨이퍼 (W) 를 지지하는 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 소정 방향으로 이동시킨다. 이러한 얼라인먼트 계측이 종료되면, 이하와 같이 하여 스텝 앤드 스캔방식의 노광동작이 실시된다.
이 노광동작에 있어서, 우선 웨이퍼 (W) 의 XY 위치가 웨이퍼 (W) 상의 최초 쇼트영역 (퍼스트ㆍ쇼트) 의 노광을 위한 주사 개시위치 (가속 개시위치) 가 되도록 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 이동된다. 동시에, 레티클 (R) 의 XY 위치가 주사 개시위치 (가속 개시위치) 가 되도록 레티클 스테이지 (RST) 가 이동된다. 그리고, 주제어장치로부터의 지시에 기초하여 스테이지 제어계가 레티클 간섭계 (RIF) 에 의해 계측된 레티클 (R) 의 XY 위치정보, 웨이퍼 간섭계 (WIF) 에 의해 계측된 웨이퍼 (W) 의 XY 위치정보에 기초하여 레티클 (R) 과 웨이퍼 (W) 를 동기 이동시킴으로써 주사노광이 실행된다.
이렇게 하여, 1 개 쇼트영역에 대한 레티클 패턴의 전사가 종료되면, 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 1 쇼트영역분만큼 스테핑되어 쇼트영역에 대한 주사노광이 실행된다. 이렇게 하여, 스테핑과 주사노광이 순차적으로 반복되어 웨이퍼 (W) 상에 필요한 쇼트수의 패턴이 전사된다.
주제어장치에서는 상기 주사노광시 등에 다점 포커스 검출계로부터의 초점어긋남신호 (디포커스신호), 예컨대 S 커브신호에 기초하여 초점어긋남이 제로가 되도록 웨이퍼 (W) 의 Z 위치 및 XY 면에 대한 경사를 스테이지 제어장치를 통하여 제어함으로써 오토포커스 (자동초점맞춤) 및 오토레벨링을 실행한다.
이상 상세하게 설명한 바와 같이, 본 실시형태의 방진장치에 의하면 에어 마운트부 (51) 의 기체실 (69) 의 내부 기체 (보다 정확하게는, 이 기체실 (69) 및 이것에 연통된 기체실 (79) 에 충전된 기체) 의 압력에 의해 지지대상물 (OB) 을 지지하는 지지부재 (62) 가 중력방향으로 지지되고 있다. 즉, 내부 기체의 압력에 의해 지지대상물 (OB) 의 자기중량이 지지부재 (62) 를 통하여 지지되고 있다. 또, 기체실 (69) 과 기체실 (79) 중 적어도 한쪽의 상태 변화에 기초하여,기체실 (79) 의 내부 용적을 변화시키고 상기 기체실 (69) 의 내부 용적을 변화시키는 가동장치 (149) 를 구동시켜 지지부재 (62) 의 중력방향의 위치를 조정하는 보이스 코일 모터 (74) 를 구비하고 있다. 이로써, 예컨대 진동 등에 기인하여 지지부재 (및 지지대상물 (OB)) 가 중력방향으로 변위되면, 이 때의 기체실 (69) 의 상태 변화 (여기서는 각 기체실 (69,79) 의 내부 용적의 변화나 지지부재 (62) 의 중력방향 위치의 변화 등을 포함하여, 지지대상물 (OB) 측 또는 외부에서 방진장치에 전달되는 진동에 기인하는 각 기체실의 상태 변화를 말함) 에 기초하여 보이스 코일 모터 (74) 가 가동장치 (149) 를 구동시킴으로써, 지지부재 (62) 의 중력방향 위치가 원래 위치로 지지된다. 즉, 지지부재 (62) (및 지지대상물 (OB)) 에 작용하는 진동이 빠르게 진동억제된다. 또, 가동장치 (149) 는 지지대상물 (OB) 과의 접촉부를 갖지 않기 때문에, 가동장치 (149) 를 구동시키더라도 이것이 직접적으로 지지대상물 (OB) 에 변형 등을 생기게 하지 않고, 각 기체실 (69,79) 의 내부 용적 변화에 의해 지지대상물 (OB) 을 중력방향으로 구동시킬 뿐이다. 따라서, 기체실 (69) 내의 기체의 강성이 높아지는 구조를 채택할 수 있기 때문에, 기체실 (69) 을 종래에 비해 작은 용적으로 할 수 있다. 또, 기체실 (79) 의 내부 용적은 기체실 (69) 에 비해 작기 때문에, 가동장치 (149) 를 구동에 의한 작은 힘으로 기체실 (79) 의 내부 용적을 변화시킴으로써, 기체실 (69) 의 내부 용적을 변화시켜 지지부재 (62) 를 중력방향으로 구동시킬 수 있고, 또한 기체실 (69) 내의 기체의 강성을 높게 설정할 수 있기 때문에, 가동장치 (149) 를 구동시킴으로써 지지대상물 (OB) 의 중력방향 위치를 고응답으로 제어하는 것이 가능해진다. 또, 기체실 (69) 내의 기체의 강성을 높게 설정할 수 있기 때문에, 에어쿠션 (공기스프링) 으로서 바닥진동 등의 고주파 진동의 감쇠효과가 양호해진다. 즉, 본 실시형태의 방진장치에 의하면, 진동방지 내지 진동억제 효과가 양호하며, 또한 소형 경량의 방진장치가 실현된다.
또, 본 실시형태에서는 피스톤부재 (72) 의 바닥면적을 지지부재 (62) 의 바닥면적보다도 작게 설정함으로써 지지대상물 (OB) 보다도 경량인 추를 사용하여, 에어 마운트부 (51) 의 내부 공간 (69) 과 피스톤기구 (53) 의 내부 공간 (79) 을 소정의 상태로 균형잡을 수 있게 되어 방진장치의 경량화, 나아가서는 노광장치 전체의 경량화를 도모하는 것이 가능해지고 있다.
또, 본 실시형태에서는 조정기구가 전자 액추에이터 (보이스 코일 모터) 로 구성되어 있기 때문에, 매우 고응답으로 지지부재 (62) 의 높이방향 위치를 제어할 수 있다. 따라서, 진동의 전달을 매우 효과적으로 억제시키는 것이 가능해지고 있다.
또, 본 실시형태에서는 가동부분 (가동장치 (149) 의 일부를 구성하는 피스톤부재 (72)) 은 기체 정압 베어링 (150) 을 통하여 이동하기 때문에, 피스톤부재 (72) 와 실린더 (71) 사이가 비접촉으로 지지되고, 또 피스톤기구 (53) 의 내부 공간 (79) 으로부터의 가스 유출을 억제시키는 것이 가능해지고 있다.
또, 웨이퍼 스테이지 (WST) 에 형성된 방진장치 (91A∼91C) 에 의하면, 제 1 통형상체 (114A) 가 XY 스테이지 (14) 에 지점을 중심으로 경도가능하게 장착되고, 내부 바닥면이 수압면으로 된 바닥이 형성된 제 2 통형상체 (114B) 는 제 1 통형상체 (114A) 의 내면측에 소정의 공극을 통하여 배치되고 슬라이드가 자유롭게 되어 있다. 이로써, 제 2 통형상체 (114B) 가 웨이퍼 테이블 (TB) 을 지지하는 지지부재의 역할을 함으로써, 또 제 2 통형상체가 웨이퍼 테이블 (TB) 에 대하여 기복방향의 회전운동을 허용한 상태로 연결됨으로써, 웨이퍼 테이블 (TB) 의 XY 면내의 강성을 거의 0 으로 할 수 있게 되어 진동을 효과적으로 억제시킬 수 있다.
또, 제 1 통형상체 (114A) 및 제 2 통형상체 (114B) 중 내주측에 위치하는 제 1 통형상체의 둘레벽에는 내부 공간 (112) 으로부터 공극에 이르는 미소 개구 (151) 가 둘레방향으로 소정 간격으로 복수 형성되어 있기 때문에, 별도 진공 예압형 기체 정압 베어링 등의 에어베어링기구를 형성하지 않고도 동일한 효과를 얻을 수 있게 되어 방진장치의 소형화 및 경량화를 도모할 수 있다.
또, 본 실시형태의 스테이지장치에 의하면, 상기 방진장치에 의해 소정 방향으로 이동가능한 스테이지 상에서 테이블이 지지되기 때문에, 테이블의 진동, 즉 웨이퍼의 진동 발생이 최대한 억제된다.
또, 본 실시형태의 노광장치에 의하면, 본 발명의 진동의 억제 효과가 높은 방진장치에 의해 노광장치 본체를 구성하는 적어도 일부 구성부분이 지지되기 때문에, 노광장치 본체의 진동이 효과적으로 억제되고, 이로써 고정밀도인 노광을 실현할 수 있게 된다.
또한, 상기 실시형태의 노광장치에서 웨이퍼 테이블 (TB) 을 지지하는 방진장치로서, 도 7(A) 에 나타내는 바와 같은 구성의 방진장치를 채택해도 된다. 이 도 7(A) 에 나타내는 방진장치는 에어 마운트부 (114) 에 조정장치를 일체적으로 형성하는 것이 아니라, 변형ㆍ신축이 자유로운 벨로스 등으로 이루어지는 신축관 (117) 을 통하여 조정장치 (113') 를 에어 마운트부 (114) 와는 별도로 형성하고 있는 점에 특징을 갖고 있다.
이러한 구성을 채택한 경우라도 도 6(A) 의 방진장치와 동일한 효과를 얻을 수 있다.
또한, XY 스테이지 (14) 상에 스페이스를 확보할 수 있는 것이면, 상기 기술한 본체 칼럼 (50) 측의 방진장치에서 설명한 것과 마찬가지로, 피스톤 부재에 보이스 코일 모터의 가동자를 직적 접속하여 가동장치를 구성하고, 보이스 코일 모터에 의해 가동장치를 구동시켜 에어 마운트부 및 피스톤기구 내부의 기체실의 내부 용적을 적극적으로 제어하는 것으로 해도 물론 된다.
또한, 상기 실시형태에서는 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 웨이퍼 테이블 (TB) 을 방진장치 (91A∼91D) 에 의해 지지하는 경우에 대해 설명하였지만, 이것에 한정되지 않고, 레티클 스테이지 (RST) 를 구성하는 미동 스테이지 (24B) 를 방진장치 (91A∼91D) 와 동일한 방진장치를 사용하여 지지하는 것으로 해도 된다.
또, 상기 실시형태의 노광장치에 있어서, 방진장치 (31A1∼31A3) (이하, 적당하게「방진장치 (31A)」로 총칭함), (31B1∼31B3) (이하, 적당하게「방진장치 (31B)」로 총칭함), (31C1∼31C3) (이하, 적당하게「방진장치 (31C)」로 총칭함), 및 (31D1∼31D3) (이하, 적당하게「방진장치 (31D)」로 총칭함) 중 어느 한 장치 대신에, 방진장치로는 도 8 에 나타내는 바와 같은 방진장치 (131) 를 채택할 수도 있다.
도 8 에 나타내는 방진장치 (131) 는 피스톤기구 (53) 가 전술한 피스톤기구의 구성에 더하여, 기체 압력 구동기구 (153) 를 추가로 갖고 있는 점에 특징을 갖고 있다.
즉, 피스톤기구 (53) 를 구성하는 피스톤부재 (72) 의 상부에 전술한 가동자와 동일한 가동자 (74a) 를 통하여 피스톤부로서의 피스톤부재 (172) 가 접속되어 있다. 이 피스톤부재 (172) 는 하면이 개구된 원통형상의 실린더 (171) 에 삽입되고, 피스톤부재 (172) 의 외주면에는 피스톤부재 (72) 와 마찬가지로 도시하지 않은 기체 정압 베어링, 예컨대 에어베어링이 형성되어 있다. 이로 인해, 실린더 (171) 와 피스톤부재 (172) 사이에 거의 기밀상태의 기체실 (89) 이 구성되어 있다. 실린더 (171) 에는 전자 레귤레이터 (155) 가 접속되어 있고, 이 전자 레귤레이터 (155) 에 의해 도시하지 않은 주제어장치의 지시 하에, 스테이지 제어장치에 의해 기체실 (89) 내부의 기체 (전술한 제 2 기체실 (79) 내의 기체와 동일 종류이거나 다른 종류여도 됨) 의 압력이 제어되게 되어 있다. 즉, 실린더 (171), 피스톤부재 (172), 기체실 (89) 및, 전자 레귤레이터 (155) 에 의해 기체 압력 구동기구 (153) 가 구성되어 있다.
이와 같이 기체 압력 구동기구 (153) 를 형성함으로써, 다음과 같은 효과가 얻어진다.
예컨대, 지지대상물 (OB) 상에 웨이퍼 스테이지 (WST) 등의 이동체가 탑재되는 경우에는, 그 이동체가 이동하면 지지대상물 (OB) 을 지지하고 있는 3 개의 방진장치 (131) 에 가해지는 부하 (중량) 도 각각 변화하게 된다. 이 경우, 통상은 에어 마운트부 (51) 를 구성하는 하우징 (61) 측에 접속된 전자 레귤레이터 (55) 를 제어하여 제 1 기체실 (69) 의 내압을 조정하고, 부하와 제 1 기체실 (69) 의 내압을 균형잡는 것이 실시된다. 그러나, 단순히 전자 레귤레이터 (55) 에 의해 제 1 기체실 (69) 의 내압을 올리려고 하면, 파스칼의 원리에 의해 제 2 기체실 (79) 의 내압도 상승하고, 대기압과의 차이에 기인하여 피스톤부재 (72) 가 상승하는 방향으로 이동하고, 반대로 내압을 내리려고 하면, 피스톤부재 (72) 는 하강하는 방향으로 이동하게 된다. 이 피스톤부재 (72) 의 상하움직임은 지지부재 (62) 의 상하움직임의 원인이 되기 때문에, 이 지지부재 (62) 의 상하방향으로의 이동을 저지하는 힘을 발생시켜야 한다.
이러한 경우에, 도 8 의 방진장치 (131) 에서는 보이스 코일 모터 (74) 를 사용하여 정상적인 힘을 발생시키지 않고, 기체 압력 구동기구 (153) 의 내부압력을 조정함으로써 정상적인 힘을 발생시킬 수 있다. 이로써, 피스톤부재 (72) 의 이동을 억제시킬 수 있게 된다. 따라서, 예컨대 보이스 코일 모터 (74) 를 사용하여 정상적인 힘을 발생시키는 경우와 비교하여, 보이스 코일 모터 (74) 로부터의 발열이 억제되어 보이스 코일 모터 (74) 주변의 온도변화를 효과적으로 억제시키는 것이 가능해진다.
또한, 도 8 에 나타내는 방진장치 (131) 에 추가로 변경을 가한, 도 9 에 나타내는 바와 같은 구성의 방진장치 (231) 를 채택할 수도 있다. 이 도 9 에 나타내는 방진장치 (231) 는 도 8 의 방진장치 (131) 를 구성하는 기체 압력 구동기구 (153) 대신에 기체 압력 구동기구 (153') 가 형성되어 있는 점에 특징을 갖고 있다.
이 기체 압력 구동기구 (153') 에서는 실린더 (171') 가 실린더 (71) 와 기밀하게 연결된 상태로 되어 있다. 이러한 기체 압력 구동기구 (153') 를 채택함으로써 피스톤부재 (72) 외주부의 에어베어링이 형성된 부분 (피스톤부재 (72) 와 실린더 (71) 사이의 간극) 으로부터 누출되어 나오는 기체 (예컨대 공기) 가 기체 압력 구동기구 (153') 측으로 침입하기 때문에, 기체의 공급은 에어 마운트부 (51) 측의 전자 레귤레이터 (55) 에 의해 실시하고, 피스톤기구 (53) 측의 전자 레귤레이터 (155) 에 의해 기체를 배출함으로써, 기체의 공급 및 배기경로를 일계통으로 할 수 있게 된다. 이와 같이 함으로써, 실린더 (71) 측으로부터의 기체의 누출량이 많은 경우라도 제 1 기체실 (69) 및 제 2 기체실 (79) 의 내압을 충분히 높게 지지하는 것이 가능해진다.
또한, 수평방향의 강성 (가로 강성) 은 다이어프램 (63) 의 강성의 기여가 크기 때문, 가로방향의 방진효과가 충분히 얻어지지 않는 (즉, 가로방향의 바닥진동의 지지대상물 (OB) 로의 전달을 억제시키는 것이 어려움) 점에서, 상기 도 4 내지 도 9 를 이용하여 설명한 세로방향의 강성에 효과가 있는 방진장치 (31B2,131,231) 에 도 10(A) 에 나타내는 바와 같은 가로 강성 경감기구 (80) 를 형성할 수도 있다.
이 도 10(A) 에 나타내는 바와 같이, 가로 강성 경감기구 (80) 는 제 1 바닥벽부재로서의 판부재 (81A) 및 제 2 바닥벽부재로서의 판부재 (81B) 와, 이 판부재 (81A,81B) 에 의해 사이에 놓인 탄성부재로서의 다이어프램 (82) 을 구비하고 있다. 이 다이어프램 (82) 은 단면 C 자형상 (반원상) 으로 전체적으로 보아 링상의 형상을 갖고 있다.
또, 상측에 위치하는 판부재 (81A) 및 에어 마운트부 (51) 를 구성하는 하우징 (61) 의 각각에는 제 1 기체실 (69) 내의 기체와 판부재 (81A) 의 하면측의 기체의 유통을 실시하기 위한 관통공 (OP1,OP2) 이 형성되어 있다.
이러한 가로 강성 경감기구 (80) 를 채택함으로써 방진장치의 가로 강성을 낮게 할 수 있기 때문에, 이로써 바닥면측으로부터의 가로진동이 지지대상물 (OB) 에 전달되는 것을 억제시키는 것이 가능해지고 있다.
또, 도 10(B) 에 나타내는 바와 같이, 에어 마운트부 (51) 와 피스톤기구 (53) 를 각각 구성하는 하우징 (61,71) 의 바닥벽을 제거하고, 가로 강성 경감기구 (80) 의 상측 판부재 (81A) 를 하우징 (61,71) 의 바닥벽 대신에 사용하는 것으로 해도 된다. 이와 같이 함으로써, 방진장치의 소형화 및 경량화를 도모할 수 있게 된다.
또한, 가로 강성 경감기구로는, 상기 다이어프램를 사용하는 것 대신에 에어베어링을 사용하는 구성을 채택할 수도 있다. 에어베어링기구로는 2 장의 판부재 사이에 통상 사용되는 에어베어링을 형성하는 것으로 해도 물론 되지만, 도 11 에 나타내는 바와 같은 구성을 채택할 수도 있다.
이 도 11 에 나타내는 가로 강성 경감기구 (80') 는 에어 마운트부 (51') 의 바닥벽 (181A) 으로서 개구 (81d) 가 형성된 테두리형상 부재를 사용하고, 이 테두리형상 부재로 이루어지는 바닥벽 (181A) 의 하측에 판형상 부재 (181B) 를 형성한다. 이와 같이 함으로써, 에어 마운트부 (51') 의 하우징 (61') 내는 고압이기 때문에 바닥벽 (181A) 과 판형상 부재 (181B) 사이의 간극으로부터 누출되려고 하는 기체, 예컨대 공기의 정압에 의해 판형상 부재 (181B) 의 상측에 수 ㎛ 정도 이하의 클리어런스를 지지한 상태에서, 바닥벽 (181A) 보다 상측 부분이 부상 지지되어 바닥벽 (181A) 의 하면에 에어베어링을 형성한 경우와 동일한 효과가 얻어진다.
이러한 가로 강성 경감기구 (80') 를 채택함으로써, 에어 마운트부 (51') 와 바닥면측 부재 (판형상 부재 (181B)) 를 X, Y, θz 방향으로 비접촉으로 할 수 있게 되어, 바닥면측으로부터의 진동이 지지대상물 (OB) 에 전달되는 것을 억제시키는 것이 가능해진다.
또한, 상기 실시형태에서는 가동장치가 피스톤의 역할을 하는 경우에 대해 설명하였지만, 이것에 한정되지 않고, 가동장치로는 지지대상물의 자기중량을 내부 기체의 압력에 의해 지지부재를 통하여 지지하는 제 1 기체실에 연통된 제 2 기체실의 용적을 변화시킬 수 있는 것이면 어떠한 구성을 채택해도 되고, 예컨대 다이어프램나, 스프링 등의 탄성부재를 사용한 구성을 채택하는 것으로 해도 된다.
《제 2 실시형태》
다음에, 본 발명의 제 2 실시형태를 도 12 에 기초하여 설명한다. 이 제 2 실시형태에 관련되는 노광장치에서는, 전술한 제 1 실시형태의 노광장치 (100)의 바디의 각 부에 형성된 방진장치 (31A,31B,31C,31D) 중 어느 한 장치 대신에, 방진장치로서 도 12 에 나타내는 방진장치 (431) 가 사용되고 있는 점에 특징을 갖고, 그 밖의 부분의 구성 등은 제 1 실시형태와 동일하다. 따라서, 이하에서는 중복 설명을 회피하는 관점에서, 방진장치 (431) 를 중심으로 설명하는 동시에 동일한 구성 부분에 대해서는 동일한 부호를 사용하는 것으로 한다.
본 제 2 실시형태의 방진장치 (431) 는 도 12 에 나타내는 바와 같이, 지지대상물 (OB) (지지대상물 (OB) 은 상기 제 1 실시형태와 동일함) 을 하측으로부터 지지하는 에어 마운트부 (451) 와, 이 에어 마운트부 (451) 에 근접하여 형성되고, 에어 마운트부 (451) 의 내부에 형성된 제 1 기체실 (469) 에 배관 (Pb) 를 통하여 연통된 제 2 기체실 (79) 을 갖는 피스톤기구 (53) 와, 제 1 기체실 (469) 및 제 2 기체실 (79) 내에 충전된 기체, 예컨대 공기의 압력을 조정하는 전자 레귤레이터 (55) 를 구비하고 있다.
상기 에어 마운트부 (451) 는 바닥판부 (461A) 와 개략 원통형상의 측벽부 (461B) 로 구성된 하우징 (461) 과, 이 하우징 (461) 의 상부 개구에 제 1 탄성부재로서의 다이어프램 (63a) 을 통하여 접속되고, 상부 개구의 내부에 위치하는 지지부재 (162) 를 구비하고 있다. 다이어프램 (63a) 은 단면이 원형의 관형상 부재로 이루어지는 전체적으로 원환형상 (도넛형상) 의 예컨대 고무제 또는 이와 동일한 정도의 탄성력을 갖는 다른 소재로 이루어지고, 상기 관형상 부재의 단면이 반원이 되도록 원환의 중심축과 직교하는 단면을 따라 2 등분된 형상을 갖고 있다. 이 다이어프램 (63) 은 그 외주연이 하우징 (61) 의 상부 개구의 주연에 접속되고,또한 내주연이 지지부재 (62) 를 구성하는 단차가 형성된 통부재 (93) 의 상단부 외주연에 접속되어 있다. 이 경우, 하우징 (461) 과 다이어프램 (63a) 과 지지부재 (162) 에 의해 하우징 (461) 내부에 거의 밀폐공간으로 이루어지는 제 1 기체실 (469) 이 형성되어 있다. 지지부재 (162) 는 제 1 기체실 (469) 내부의 공기 등의 기체의 압력 (이하, 적당하게「제 1 기체실 (469) 의 내부 기체의 압력」, 또는「제 1 기체실 (469) 의 내압」) 으로 기술함) 에 의해 소정 위치에서 지지되고 있다.
다이어프램 (63a) 은 Z 축 방향 및 틸트방향 (θx 및 θy 방향) 의 강성이 낮고, 수평방향 (주로 X 및 Y 방향) 으로의 강성이 높은 성질을 갖고 있다. 이로써, 제 1 기체실 (469) 이 기밀하게 지지된 상태에서 지지부재 (162) 가 Z 축 방향 및 틸트방향으로 플렉시블하게 이동할 수 있도록 되어 있다.
상기 지지부재 (162) 는 원판형상의 수압부 (62c) 와, 하단이 수압부 (62c) 상면에 고정된 축부 (62b) 와, 이 축부 (62b) 의 상단에 그 하면이 고정된 전술한 수압부 (62c) 와 동일한 원판형상의 지지부 (62a) 와, 상기 수압부 (62c) 와 제 2 탄성부재로서의 다이어프램 (63b) 을 통하여 접속된 단차가 형성된 통형상 부재 (93) 를 구비하고 있다. 다이어프램 (63b) 은 전술한 다이어프램 (63a) 과 동일한 형상 및 성질을 갖고 있고, 그 외주연이 단차가 형성된 통형상 부재 (93) 의 하부 개구의 주연에 접속되고, 또한 내주연이 수압부 (62c) 를 구성하는 단차가 형성된 통형상 부재 (93) 의 하단부의 외주연이 접속되어 있다. 도 12 에서 알 수 있는 바와 같이, 단차가 형성된 통형상 부재 (93) 의 내부 공간에 수압부 (62c)전체와 축부 (62b) 대부분이 삽입된 상태로 되어 있다. 또한, 상기 축부 (62b) 는 상기 제 1 실시형태의 방진장치를 구성하는 축부 (62) 와 비교하여 그 전체 길이가 비교적 길게 설정되어 있다.
상기 피스톤기구 (53) 는 전술한 제 1 실시형태의 방진장치를 구성하는 피스톤기구와 동일한 구성으로 되어 있다.
상기한 바와 같이 구성되는 방진장치 (431) 에서는, 상기 제 1 실시형태와 마찬가지로 예컨대 바닥면 (F) 측으로부터의 고주파 진동인 미진동 (암진동) 은 방진장치 (431) 를 구성하는 제 1 기체실 (469) 내의 공기의 감쇠력 (에어 마운트부 (451) 로 구성되는 공기스프링의 탄성력) 에 의해 예컨대 마이크로 G 레벨로 절연된다.
또, 예컨대 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 이동에 의해 웨이퍼 스테이지 정반에 생기는 편하중에 의해 방진장치에 큰 힘이 작용하거나 저주파 진동이 생기는 경우에는, 스테이지 제어장치는 전술한 변위 센서 또는 진동 센서의 계측치에 기초하여, 보이스 코일 모터를 제어하여 가동장치 (149) 를 Z 축 방향으로 구동시켜 제 2 기체실 (79) 의 내부 용적을 변경한다. 이로써, 제 1 기체실 (469) 의 내부 용적이 변화하여 지지부재 (162) 가 상하방향으로 변위되고, 상기 편하중에 의한 영향 또는 저주파 진동이 제거된다.
또한, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 가감속시의 반력에 기인하여 웨이퍼 스테이지 정반에 전술한 암진동보다 낮고, 상기 저주파 진동보다 높은 중간 주파수의 진동이 생긴 경우에는, 스테이지 제어장치는 진동 센서의 계측치에 기초하여 보이스코일 모터 (74) 를 고속 제어함으로써, 제 2 기체실 (79) 의 내부 용적을 증감 변화시킴으로써, 이에 따라 제 1 기체실 (469) 의 내부 용적이 증감 변화하여 지지부재 (162) 가 상하방향으로 진동적으로 변화하여 상기 진동이 빠르게 감쇠된다.
이와 같이, 방진장치 (431) 에서도 보이스 코일 모터 (74) 를 사용하여 가동장치 (149) 를 상하방향으로 구동시킴으로써, 지지부재 (62) 의 중력방향의 위치제어를 매우 고응답으로 실시하는 것이 가능해지고 있다.
또, 본 제 2 실시형태의 방진장치 (431) 의 축부는 전술한 제 1 실시형태의 방진장치의 지지부재를 구성하는 축부와 비교하여 길게 설정되어 있기 때문에, 그 하측 (수압부) 에서 다이어프램 (63b) 에 의해 지지되면, 상기 서술한 바와 같이 다이어프램 (63b) 은 Z 축 방향 및 틸트방향 (θx 및 θy 방향) 의 강성이 낮고, 수평방향 (주로 X 및 Y 방향) 으로의 강성이 높은 성질을 갖고 있기 때문에, 지지부재 (62) 의 상단부의 가로 변위량 (수평면 내의 변위량) (Δ) 은 지지부 (62a) 와 수압부 (62c) 의 거리를 L, 틸트각을 θ (미소각) 로 하면, 기하학적인 관계에서,
Δ= L ×θ … (1)
로 표시된다. 따라서, 축부 (62b) 를 본 제 2 실시형태와 같이 길게 설정함으로써 가로 변위량을 크게 할 수 있고, 이로써 가로방향의 강성을 최대한 작게 할 수 있게 된다. 즉, X, Y, θz 방향의 강성을 거의 0 으로 할 수 있기 때문에, 바닥이 가로진동 등을 일으킨 경우라도 그 진동이 지지대상물 (OB) 에 거의 전달되지 않는다.
이상 설명한 바와 같이, 본 제 2 실시형태에 의하면, 제 1 실시형태와 동일한 방진효과가 얻어지는 것 외에 수평방향의 강성을 낮게 할 수 있기 때문에, 수평방향에 대해서도 저강성인 방진장치를 실현시킬 수 있다. 즉, 바꿔말하면, 본 실시형태의 방진장치에 의해 지지대상물을 지지함으로써, 지지대상물의 효과적인 진동억제 및 진동방지를 실시할 수 있게 된다.
또, 본 실시형태의 노광장치에 의하면, 진동억제 및 진동방지 효과가 높은 방진장치에 의해 노광장치 본체를 구성하는 적어도 일부 구성부분이 지지되기 때문에, 노광장치 본체의 진동이 효과적으로 억제되고, 이로써 고정밀도인 노광을 실현시킬 수 있게 된다.
또한, 도 12 의 방진장치 (431) 에서는 에어 마운트부 (451) 에 접속되는 피스톤기구 (53) 가 보이스 코일 모터 (74) 를 갖고, 이 보이스 코일 모터 (74) 에 의해 가동장치 (149) 가 구동되는 경우에 대해 설명하였지만, 이것에 한정되지 않고, 상기 서술한 제 1 실시형태의 변형예에서 설명한 각종 실린더기구 (다른 실린더기구를 갖는 것 등) 를 채택하는 것으로 해도 된다.
《제 3 실시형태》
다음에, 본 발명의 제 3 실시형태를 도 13 에 기초하여 설명한다. 이 제 3 실시형태에 관련되는 노광장치에서는, 전술한 제 1 실시형태의 노광장치 (100) 의 바디의 각 부에 형성된 방진장치 (31A,31B,31C,31D) 중 어느 한 장치 대신에, 방진장치로서 도 13 에 나타내는 방진장치 (531) 가 사용되고 있는 점에 특징을 갖고, 그 밖의 부분의 구성 등은 제 1 실시형태와 동일하다. 따라서, 이하에서는중복 설명을 회피하는 관점에서, 방진장치 (431) 를 중심으로 설명하는 동시에 동일한 구성 부분에 대해서는 동일한 부호를 사용하는 것으로 한다.
본 제 3 실시형태의 방진장치 (531) 는 도 13 에 나타내는 바와 같이, 지지대상물 (OB) 을 하측으로부터 지지하는 에어 마운트부 (551) 와, 이 에어 마운트부 (551) 에 근접하여 형성되고, 에어 마운트부 (551) 의 내부에 형성된 제 1 기체실 (469) 에 배관 (Pb) 를 통하여 연통된 제 2 기체실 (79) 을 갖는 피스톤기구 (53) 와, 제 1 기체실 (469) 및 제 2 기체실 (79) 내에 충전된 기체, 예컨대 공기의 압력을 조정하는 전자 레귤레이터 (55) 를 구비하고 있다.
상기 에어 마운트부 (551) 는 하우징 (461) 과, 이 하우징 (461) 의 상부 개구에 제 1 탄성부재로서의 다이어프램 (63a) 을 통하여 접속되고, 상부 개구의 내부에 위치하는 지지부재 (162') 를 구비하고 있다.
상기 지지부재 (162') 는 원판형상의 수압부 (62c) 와, 하단이 수압부 (62c) 상면에 고정된 축부 (62b) 와, 이 축부 (62b) 의 상단에 그 하면이 고정된 전술한 수압부 (62c) 와 동일한 원판형상의 지지부 (62a) 와, 상기 수압부 (62c) 에 다이어프램 (63b) 을 통하여 접속된 개략 통형상의 하부 통형상체 (93b) 와, 이 하부 통형상체 (93b) 의 상측에 소정 간격을 두고 배치되고, 그 상단부에서 하우징 (461) 의 상부 개구의 내주연과 다이어프램 (63a) 을 통하여 접속된 상부 통형상체 (93a) 를 구비하고 있다.
상기 하부 통형상체 (93b) 와 상기 상부 통형상체 (93a) 사이에는 도시하지 않은 에어베어링기구가 형성되고, 두 통형상체 사이에 소정 간격이 유지되도록 되어 있다. 이 경우, 상부 통형상체 (93a) 는 매우 가벼운 부재로 구성되어 있다. 또, 하부 통형상체 (93b) 가 상부 통형상체 (93a) 보다도 한 둘레 큰 직경을 갖고 있고, 또 하부 통형상체 (93b) 상면 및 하면의 노출부분 (제 1 기체실 (469) 의 내압을 받는 부분 (도 13 중 더블해칭부)) 의 면적은 동일하게 설정되어 있기 때문에, 하부 통형상체 (93b) 를 지지하는 다이어프램 (63b) 은 하부 통형상체 (93b) 의 자기중량을 지지할 수 있는 정도의 지지력을 갖고 있으면 된다.
이와 같이 구성되는 본 제 3 실시형태의 방진장치에서는 지지대상물 (OB) 에 직접 접속되어 있는 부분 (지지부 (62a), 축부 (62b), 수압부 (62c), 하부 통형상체 (93b)) 와, 바닥면측 부재에 직접 접속되어 있는 부분 (하우징 (461), 상부 통형상체 (93a)) 이 6 자유도 방향에서 완전히 비접촉으로 되어 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 제 3 실시형태의 방진장치에 의하면, 상기 제 1,제 2 실시형태와 마찬가지로, 고주파 및 저주파의 진동 모두 진동억제 및 진동방지를 할 수 있고, 또한 6 자유도 방향에서 완전히 비접촉으로 되어 있기 때문에, 어느 방향에 대해서나 강성이 거의 0 인 방진장치를 실현시키는 것이 가능해지고 있다. 따라서, 방진장치가 설치되는 바닥면으로부터의 진동이 전달되려고 해도 바닥면측 부재에 접속되어 있는 부분과, 지지대상물을 지지하는 부분이 완전 비접촉이므로, 지지대상물에 진동이 거의 전달되지 않는다.
바꿔말하면, 본 실시형태의 방진장치에 의해 지지대상물을 지지함으로써, 지지대상물의 효과적인 진동억제 및 진동방지를 할 수 있게 된다.
또, 본 제 3 실시형태의 노광장치에 의하면, 진동억제 및 진동방지 효과가높은 방진장치에 의해 노광장치 본체를 구성하는 적어도 일부 구성부분이 지지되기 때문에, 노광장치 본체의 진동이 효과적으로 억제되고, 이로써 고정밀도인 노광을 실현시키는 것이 가능해진다.
또한, 도 13 의 방진장치 (531) 에서는 에어 마운트부 (551) 에 접속되는 피스톤기구 (53) 가 보이스 코일 모터 (74) 를 갖고, 이 보이스 코일 모터 (74) 에 의해 가동장치 (149) 가 구동되는 경우에 대해 설명하였지만, 이것에 한정되지 않고, 상기 서술한 제 1 실시형태의 변형예에서 설명한 각종 실린더기구 (다른 실린더기구를 갖는 것 등) 를 채택하는 것으로 해도 된다.
또한, 상기 제 3 실시형태에서는 방진장치의 에어 마운트부 (551) 를 구성하는 하부 통형상체 (93b) 상면, 하면에서의 수압 면적을 동일하게 설정하는 것으로 하였지만, 이것에 한정되지 않고, 하면의 수압 면적을 상면의 수압 면적보다도 크게 설정하여, 하면에 가해지는 힘과 상면에 가해지는 힘의 차분에 의해 하부 통형상체 (93b) 의 자기중량을 지지하는 것으로 하면, 하부 통형상체 (93b) 가 공기스프링에 의해 크게 위치 변화하게 되므로, 하부 통형상체 (93b) 가 다른 부분과 충돌하지 않도록 설계하는 것만으로 6 자유도 방향의 강성이 낮은 방진장치를 실현시킬 수 있다.
《제 4 실시형태》
다음에, 본 발명의 제 4 실시형태를 도 14 에 기초하여 설명한다. 이 제 4 실시형태에 관련되는 노광장치에서는, 전술한 제 1 실시형태의 노광장치 (100) 의 바디의 각 부에 형성된 방진장치 (31A,31B,31C,31D) 중 어느 한 장치 대신에,방진장치로서 도 14 에 나타내는 방진장치 (631) 가 사용되고 있는 점에 특징을 갖고, 그 밖의 부분의 구성 등은 제 1 실시형태와 동일하다. 따라서, 이하에서는 중복 설명을 회피하는 관점에서, 방진장치 (631) 를 중심으로 설명하는 동시에 동일한 구성 부분에 대해서는 동일한 부호를 사용하는 것으로 한다.
본 제 4 실시형태의 방진장치 (631) 는 도 14 에 나타내는 바와 같이, 지지대상물 (OB) 을 하측으로부터 지지하는 에어 마운트부 (651) 와, 이 에어 마운트부 (651) 에 근접하여 형성되고, 에어 마운트부 (651) 의 내부에 형성된 제 1 기체실 (469) 에 배관 (Pb) 를 통하여 연통된 제 2 기체실 (79) 을 갖는 피스톤기구 (53) 와, 제 1 기체실 (469) 및 제 2 기체실 (79) 내에 충전된 기체, 예컨대 공기의 압력을 조정하는 전자 레귤레이터 (55) 를 구비하고 있다.
상기 에어 마운트부 (651) 는 하우징 (461) 과, 그 하우징 (461) 의 상부 개구에 제 1 탄성부재로서의 다이어프램 (63a) 을 통하여 접속되고, 상부 개구의 내부에 위치하는 지지부재 (162") 를 구비하고 있다.
상기 지지부재 (162") 는 원판형상의 수압부 (62c) 와, 하단이 수압부 (62c) 상면에 고정된 축부 (62b) 와, 이 축부 (62b) 의 상단에 그 하면이 고정된 전술한 수압부 (62c) 와 동일한 원판형상의 지지부 (62a) 와, 상기 수압부 (62c) 에 다이어프램 (63b) 을 통하여 접속된 통형상의 하부 통형상체 (93c) 와, 이 하부 통형상체 (93c) 의 내측에 소정의 클리어런스를 통하여 배치되고, 그 상단부에서 하우징 (461) 의 상부 개구의 내주연과 다이어프램 (63a) 을 통하여 접속된 상부 통형상체 (93a) 를 구비하고 있다.
상기 하부 통형상체 (93c) 의 둘레벽에는 그 전체 둘레에 걸쳐 소정 간격으로 통기공 (193) 이 복수 형성되어 있다. 이들의 통기공 (193) 을 통하여 제 1 기체실 (469) 로부터 고압의 내부 기체가 상부 통형상체 (93a) 와 하부 통형상체 (93c) 의 간극으로 유출되고, 이로 인해 하부 통형상체 (93c) 가 일종의 기체 정압 베어링 (에어베어링) 으로서 기능하도록 되어 있다. 그래서, 이하에서는 통기공 (193) 을 기체 정압 베어링 (193) 으로 기술하기도 한다. 기체 정압 베어링 (193) 에 의해 하부 통형상체 (93c) 와 상부 통형상체 (93a) 사이에 소정 간격이 지지되도록 되어 있다. 또, 상부 통형상체 (93a) 는 다이어프램 (63a) 에 의해 소정의 상태로 지지될 정도로 경량인 부재로 구성되어 있다.
이와 같이 구성되는 본 제 4 실시형태의 방진장치에서는, 지금까지 설명한 고주파 및 저주파의 어떠한 진동이라도 진동방지를 효과적으로 실시할 수 있는 것에 추가로, 이하 같은 효과를 갖는다. 즉, 상하방향으로 신장되는 상부 통형상체 (93a) 는 상면이 개구된 하우징 (461) 의 개구 단부에 환상의 다이어프램 (63a) 를 통하여 지지되고, 하부 통형상체 (93c) 는 상부 통형상체 (93a) 의 내측에 소정의 클리어런스를 통하여 배치되고, 상부 통형상체 (93a) 에 대하여 상대적으로 슬라이드가능하게 되어 있다. 또, 상단부가 하우징 외부에서 지지대상물 (OB) 을 하측으로부터 지지하는 요동부재 (지지부 (62a), 축부 (62b), 수압부 (62c) 로 이루어지는 구조물) 는, 그 하단의 수압부 (62c) 가 하부 통형상체 (93c) 의 하단에 환상의 다이어프램 (63b) 을 통하여 접속되고, 하우징 (461), 다이어프램 (63a), 상부 통형상체 (93a) 및 다이어프램 (63b) 과 함께 제 1 기체실 (469) 을 구획하는수압부 (62c) 의 바닥면에 작용하는 제 1 기체실 (469) 내의 기체 압력에 의해 부상 지지되고 있다. 즉, 지지대상물 (OB) 을 하측으로부터 지지하는 요동부재는 그 하단의 수압부 (62c) 가 다이어프램 (63b) 을 통하여 하부 통형상체 (93c) 의 하단에 접속되어 있으므로 틸트방향의 자유도가 높다. 이로 인해, 지지대상물 (OB) 이 수평방향 (가로방향) 으로 변위되었을 때는, 이 변위에 따라 요동부재가 용이하게 틸트된다. 또, 틸트각도가 소정 각도 (다이어프램 (63b) 의 강성에 의해 허용되는 각도) 를 초과하면, 요동부재와 함께 상부 통형상체 (93a) 와 하부 통형상체 (93c) 가 함께 틸트되고, 또한 하부 통형상체 (93c) 의 가로 변위량에 따라 하부 통형상체 (93c) 가 상부 통형상체 (93a) 에 대하여 슬라이드된다. 이로써, 지지대상물 (OB) 은 수평면 내에서 그 높이를 변경하지 않고 가로방향으로 이동할 수 있다. 또, 요동부재의 상하방향의 이동은 하부 통형상체 (93c) 가 상부 통형상체 (93a) 에 대하여 슬라이드됨으로써 용이하게 실현된다. 따라서, Z, X, Y, θx, θy, θz 의 6 자유도 방향에 관해 저강성인 방진장치를 실현시킬 수 있다.
바꿔말하면, 어느 방향의 진동에 대해서나 그 진동을 요동부재의 위치 자세변화에 의해 감쇠시켜 지지대상물이 효과적인 진동억제 및 진동방지를 실시할 수 있게 된다.
또, 본 제 4 실시형태의 노광장치에 의하면, 진동억제 및 진동방지 효과가 높은 방진장치에 의해 노광장치 본체를 구성하는 적어도 일부 구성부분이 지지되기 때문에, 노광장치 본체의 진동이 효과적으로 억제되고, 이로써 고정밀도인 노광을실현시키는 것이 가능해진다.
또한, 상기 제 4 실시형태에서는 상부 통형상체 (93a) 가 하부 통형상체 (93c) 의 내측에 배치된 경우에 대해서 설명하였지만, 이것에 한정되지 않고, 상부 통형상체 (93a) 를 하부 통형상체 (93c) 의 외측에 배치되는 구성을 채택해도 된다. 이 경우, 상부 통형상체 (93a) 측에 기체 정압 베어링을 형성하면 된다. 이와 같이 함으로써, 제 1 기체실 (469) 내의 기압에 의해 상부 통형상체 (93a) 의 자기중량을 지지할 수 있게 되므로, 상부 통형상체 (93a) 로서 그다지 경량인 부재를 사용하지 않아도 되게 된다.
또한, 상기 제 4 실시형태에서는 기체 정압 베어링으로서 하부 통형상체 (93c) 의 전체 둘레에 걸쳐 형성된 복수의 미소 개구 (193) 를 채택하는 것으로 하였지만, 이것에 한정되지 않고, 에어베어링기구를 하부 통형상체 (93c) 의 내주면 또는 상부 통형상체 (93a) 의 외주면에 형성하는 것으로 해도 된다.
또한, 상기 제 4 실시형태에서도 지금까지와 마찬가지로 에어 마운트부 (651) 에 접속되는 피스톤기구로서는 제 1 실시형태에서 설명한 다양한 구성을 채택할 수 있다.
《제 5 실시형태》
다음에, 본 발명의 제 5 실시형태를 도 15 에 기초하여 설명한다. 이 제 5 실시형태에 관련되는 노광장치에서는, 전술한 제 1 실시형태의 노광장치 (100) 의 바디의 각 부에 형성된 방진장치 (31A,31B,31C,31D) 중 어느 한 장치 대신에, 방진장치로서 도 15 에 나타내는 방진장치 (731) 가 사용되고 있는 점에 특징을 갖고, 그 밖의 부분의 구성 등은 제 1 실시형태와 동일하다. 따라서, 이하에서는 중복 설명을 회피하는 관점에서, 방진장치 (731) 를 중심으로 설명하는 동시에 동일한 구성 부분에 대해서는 동일한 부호를 사용하는 것으로 한다.
본 제 5 실시형태의 방진장치 (731) 는 도 15 에 나타내는 바와 같이, 지지대상물 (OB) 을 하측으로부터 지지하는 에어 마운트부 (751) 와, 이 에어 마운트부 (751) 에 근접하여 형성되고, 에어 마운트부 (751) 의 내부에 형성된 제 1 기체실 (469) 에 배관 (Pb) 를 통하여 연통된 제 2 기체실 (79) 을 갖는 피스톤기구 (53) 와, 제 1 기체실 (469) 및 제 2 기체실 (79) 내에 충전된 기체, 예컨대 공기의 압력을 조정하는 전자 레귤레이터 (55) 를 구비하고 있다.
상기 에어 마운트부 (751) 는 하우징 (461) 과, 이 하우징 (461) 의 상부 개구에 제 1 탄성부재로서의 다이어프램 (63a) 을 통하여 접속되고, 상부 개구의 내부에 위치하는 지지부재 (262) 를 구비하고 있다.
상기 지지부재 (262) 는 원판형상의 수압부 (62c) 와, 하단이 수압부 (62c) 상면에 고정된 4 개의 축부 (62b') 와, 이 축부 (62b') 의 상단에 그 하면이 고정된 전술한 수압부 (62c) 와 동일한 원판형상의 지지부 (62a) 와, 상기 수압부 (62c) 에 다이어프램 (63b) 을 통하여 접속된 통형상의 하부 통형상체 (93c) 와, 이 하부 통형상체 (93c) 의 내측에 소정의 클리어런스를 통하여 배치되고, 그 상단부에서 하우징 (461) 의 상부 개구의 내주연과 다이어프램 (63a) 을 통하여 접속된 상부 통형상체 (93a) 를 구비하고 있다. 이 경우, 상부 통형상체 (93a) 는 다이어프램 (63a) 외에, 제 1 지지기구 (21lA) 를 통하여 하우징 (461) 과 접속되어있다. 또, 하부 통형상체 (93c) 는 다이어프램 (63b) 외에, 제 2 지지기구 (21lB) 를 통하여 수압부 (62c) 와 접속되어 있다.
상기 제 1 지지기구 (21lA) 는 상부 통형상체 (93a) 의 상단부에 가설된, 예컨대 판형상의 제 1 지지부재로서의 피지지구 (101) 와, 하우징 (61) 의 상부 개구부분에 가설되고, 피지지구 (101) 를 상부 통형상체 (93a) 의 중심축과 일치하는 위치에서 하측으로부터 지지하는 지지아암으로서의 지지구 (102) 를 구비하고 있다. 지지구 (102) 와 피지지구 (101) 사이는 볼 이음매 (볼 조인트) (103) 에 의해 연결되어 있다.
또, 상기 제 2 지지기구 (21lB) 는 하부 통형상체 (93c) 의 하단부 근방에 형성된 예컨대 판형상의 제 2 지지부재로서의 피지지구 (104) 로 구성되고, 이 피지지구 (104) 에 의해 그 중앙부에 형성된 볼 이음매 (볼 조인트) (105) 를 통하여 수압부 (62c) 와 하부 통형상체 (93c) 가 연결되어 있다.
그 외의 구성은 지금까지 설명한 방진장치와 동일하게 되어 있다.
이와 같이 구성된 방진장치 (731) 에 의하면, 제 1 지지기구 (21lA) 및 제 2 지지기구 (21lB) 에 의해 상부 통형상체 (93a) 및 하부 통형상체 (93c) 가 회전방향만 허용된 상태에서 지지되어 Z, X, Y 방향의 자유도가 구속되고 있기 때문에, 방진장치 거동의 흐트러짐이 억제되게 된다.
또한, 도 16 에 나타내는 바와 같이, 제 1 지지기구 (21lA) 를 구성하는 지지구 (102) 에 의한 피지지구 (101) 의 지지점 (볼 조인트이 형성되는 점) 과 다이어프램 (63a) 의 회전중심을 일치시키고, 제 2 지지기구 (21lB) 를 구성하는 지지구 (104) 에 의한 수압부 (62c) 의 지지점 (볼 조인트이 형성되는 점) 과 다이어프램 (63b) 의 회전중심을 일치시키는 것으로 하고, 제 1 지지기구 (21lA) 를 구성하는 지지구 (102) 와 피지지구 (101) 사이에 볼 조인트를 중심으로 한 피지지구의 회전을 억제시키기 위한 탄성부재 (압축 코일스프링) 를 형성하는 것으로 해도 된다. 이와 같이 함으로써 보다 안정된 방진장치의 성능이 발휘되게 된다.
또한, 제 1 지지기구 (21lA) 를 구성하는 지지구 (102) 와 피지지구 (101) 사이에 탄성부재 (압축 코일스프링) 를 형성하는 대신에, 볼 조인트의 회전방향의 강성이나 다이어프램의 강성을 높임으로써, 상부 통형상체 (93a) 의 회전방향의 강성을 높게 할 수도 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 제 5 실시형태의 방진장치에 의하면, 지금까지 설명한 각 실시형태와 마찬가지로 고주파 및 저주파의 진동을 효과적으로 억제 및 진동방지를 할 수 있는 것 외에, 다양한 상태로 위치 자세변화함으로써 원래 상태로 복귀할 수 없는 사태의 발생을 효과적으로 억제시킬 수 있다. 따라서, 방진장치의 기능을 안정되게 발휘시키는 것이 가능해진다.
바꿔말하면, 안정되게 어느 방향의 진동에 대해서나 그 진동을 요동부재의 위치 자세변화에 의해 감쇠시켜 지지대상물의 효과적인 진동억제 및 진동방지를 실시하는 것이 가능해진다.
또, 본 제 5 실시형태의 노광장치에 의하면, 진동억제 및 진동방지 효과가 높고 안정된 성능을 발휘하는 방진장치에 의해 노광장치 본체를 구성하는 적어도 일부 구성부분이 지지되기 때문에, 노광장치 본체의 진동이 효과적으로 억제되고,이로써 고정밀도인 노광을 실현시키는 것이 가능해진다.
또한, 상기 제 5 실시형태에서의 제 1 지지기구와 상부 통형상체 (93a) 의 연결부분 및, 제 2 지지기구와 하부 통형상체 (93c) 의 연결부분에 볼 이음매 (볼 조인트) 를 채택하는 것으로 하였지만, 이것에 한정되지 않고, 플렉서 등의 회전방향으로만 자유도를 갖는 연결기구이면 그 외 다양한 기구를 채택할 수 있다.
또한, 상기 제 5 실시형태에서도 지금까지와 마찬가지로, 에어 마운트부 (651) 에 접속되는 피스톤기구로는 제 1 실시형태에서 설명한 다양한 구성을 채택할 수 있다.
또한, 상기 각 실시형태에서는, 본 발명이 싱글 웨이퍼 스테이지 타입의 스텝 앤드 스캔방식의 투영 노광장치에 적용된 경우에 대해 설명하였지만, 이것에 한정되지 않고, 더블 웨이퍼 스테이지 타입의 스텝 앤드 스캔방식의 투영 노광장치는 물론, 스텝 앤드 리피트형 투영 노광장치, 또는 프록시미티방식의 노광장치 등 다른 노광장치에도 적용할 수 있다.
또한, 복수 렌즈로 구성되는 조명 광학계, 투영 광학계를 노광장치 본체에 장착하여 광학 조정을 하는 동시에, 다수의 기계부품으로 이루어지는 레티클 스테이지나 웨이퍼 스테이지를 노광장치 본체에 장착하여 배선이나 배관을 접속하고, 또한 종합 조정 (전기 조정, 동작 확인 등) 을 함으로써, 상기 실시형태의 노광장치를 제조할 수 있다. 또한, 노광장치의 제조는 온도 및 클린도 등이 관리된 클린룸에서 실시하는 것이 바람직하다.
또, 본 발명은 반도체 제조용 노광장치에 한정되지 않고, 각형 유리플레이트에 액정 표시소자 패턴을 전사하는 액정용 노광장치, 플라스마 디스플레이나 유기 EL 등의 표시장치, 박막 자기헤드, 촬상소자 (CCD 등), 마이크로 머신, DNA 칩 등을 제조하기 위한 노광장치 등에도 적용할 수 있다.
또, 반도체소자 등의 마이크로 디바이스뿐만 아니라, 광노광장치, EUV 노광장치, X 선 노광장치 및, 전자선 노광장치 등에서 사용되는 레티클 또는 마스크를 제조하기 위해, 유리기판 또는 규소 웨이퍼 등에 회로패턴을 전사하는 노광장치에도 본 발명을 적용할 수 있다. 여기에서, DUV (원자외) 광이나 VUV (진공자외) 광 등을 사용하는 노광장치에서는 일반적으로 투과형 레티클이 사용되고, 레티클 기판으로는 석영유리, 불소가 도핑된 석영유리, 형광, 플루오르화 마그네슘, 또는 수정 등이 사용된다. 또, 프록시미티방식의 X 선 노광장치, 또는 전자선 노광장치 등에서는 투과형 마스크 (스텐실 마스크, 멤브레인 마스크) 가 사용되고, 마스크기판으로는 규소 웨이퍼 등이 사용된다.
반도체 디바이스는 디바이스의 기능ㆍ성능 설계를 하는 단계, 이 설계 단계에 기초한 레티클을 제작하는 단계, 규소 재료로 웨이퍼를 제작하는 단계, 전술한 실시형태의 노광장치에 의해 레티클의 패턴을 웨이퍼에 전사하는 단계, 디바이스 조립 단계 (다이싱 공정, 본딩 공정, 패키지 공정을 포함함), 검사 단계 등을 거쳐 제조된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 진동방지 내지 진동억제 성능이 양호한 새로운 타입의 방진장치를 제공할 수 있는 효과가 있다.

Claims (33)

  1. 물체를 지지하는 지지부재와;
    상기 지지부재를 내부 기체의 압력에 의해 중력방향으로 지지하는 제 1 기체실과;
    상기 제 1 기체실에 연통되는 동시에 상기 제 1 기체실보다 작은 내부 용적을 가진 제 2 기체실과;
    상기 제 2 기체실의 내부 용적을 변화시켜 상기 제 1 기체실의 내부 용적을 변화시키는 가동장치와;
    상기 제 1 기체실과 상기 제 2 기체실 중 적어도 일방의 상태 변화에 기초하여, 상기 가동장치를 구동시켜 상기 지지부재의 상기 중력방향의 위치를 조정하는 조정장치; 를 구비하는 것을 특징으로 하는 방진장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 조정기구는, 상기 가동장치를 구동시키는 전자 액추에이터를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 방진장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 가동장치는, 상기 물체보다 경량인 중량부재를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 방진장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 기체실은, 원통형상의 제 1 실린더와, 이 제 1 실린더의 내주면을 따라 이동하는 상기 가동장치에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 방진장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 조정장치는, 상기 제 2 기체실의 상기 내부 기체의 압력에 저항하는 기체의 압력에 의해 상기 가동장치를 구동시키는 기체 압력 구동기구를 갖는 것을 특징으로 하는 방진장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 가동장치는, 상기 제 1 실린더의 내주면을 따라 이동하는 부분과는 반대측의 단부에 피스톤부를 갖고,
    상기 기체 압력 구동기구는, 상기 피스톤부가 내주면을 따라 이동하는 제 2 실린더와, 상기 피스톤부와 상기 제 2 실린더에 의해 형성되는 기체실 내에 기체를 공급하는 기체 공급기구를 갖는 것을 특징으로 하는 방진장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 2 실린더는 상기 제 1 실린더에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 방진장치.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가동장치는 기체 정압 베어링을 통하여 이동하는 것을 특징으로 하는 방진장치.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 기체실은, 베이스부재에 지점을 중심으로 경도(傾倒)가능하게 장착된 통형상체(筒狀體)와, 이 통형상체의 내면측 및 외면측 중 어느 일측에 소정의 공극을 통하여 배치되고, 상기 통형상체를 따라 슬라이드 가능하게 형성되는 동시에 내부 바닥면이 상기 기체의 압력을 받는 수압면(受壓面)으로 된 통형상체로 이루어지는 상기 지지부재를 포함하여 구성되고, 상기 지지부재는 상기 물체에 대하여 기복(起伏)방향의 회전운동을 허용한 상태로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 방진장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 통형상체 및 상기 지지부재 중 내주측에 위치하는 통형상체의 둘레벽에는, 상기 제 1 기체실로부터 상기 공극에 이르는 미소 개구가 둘레방향으로 소정 간격으로 복수 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 방진장치.
  11. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 기체실은, 상면이 개구된 하우징과, 이 하우징의 개구 단부에 제 1 탄성부재를 통하여 접속된 상기 지지부재에 의해 구획되어 있는 것을 특징으로 하는 방진장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 하우징의 바닥벽은, 소정의 클리어런스를 통하여 대향되는 제 1 바닥벽부재와 제 2 바닥벽부재와, 이들 두 바닥벽부재 상호간을 접속하는 동시에 상기 클리어런스를 유지하는 환상 탄성부재를 포함하여 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 방진장치.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 하우징의 바닥벽은, 중앙부에 개구를 갖는 테두리형상 부재와, 이 테두리형상 부재의 바닥면측에 소정의 클리어런스를 통하여 대향 배치된 판형상 부재와, 상기 테두리형상 부재와 상기 판형상 부재 사이에 형성되고, 상기 소정의 클리어런스를 유지하는 기체 정압 베어링장치를 포함하여 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 방진장치.
  14. 제 11 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지부재는, 상기 하우징의 상기 개구 단부에 상기 제 1 탄성부재를 통하여 매달려 지지된 상태로 접속된 단차가 형성된 통형상의 제 1 부재와, 이 제 1부재의 바닥 개구부에 환상의 제 2 탄성부재를 통하여 접속되고, 하단에 상기 제 1 기체실 내의 내부 기체의 압력을 받는 수압부(受壓部)를 갖는 제 2 부재를 포함하여 구성되고,
    상기 제 2 부재는, 상기 하우징의 외부에서 상기 물체를 지지하는 지지부와, 상기 수압부와, 이 수압부와 상기 지지부를 접속하는 상기 제 1 부재의 내부에 삽입된 상하방향으로 신장되는 축부를 갖는 것을 특징으로 하는 방진장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 1 부재는, 상기 수압부에 상기 제 2 탄성부재를 통하여 접속되고, 상기 수압부와 함께 상기 기체의 압력에 의해 부상 지지된 제 1 통형상 부재와, 이 제 1 통형상 부재의 상단면에 소정의 클리어런스를 통하여 대향되는 하단면을 갖고, 상단부가 상기 하우징의 상기 개구 단부에 상기 제 1 탄성부재를 통하여 접속된 제 2 통형상 부재로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 방진장치.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 1 부재는, 상기 수압부에 상기 제 2 탄성부재를 통하여 접속되고, 상기 수압부와 함께 상기 기체의 압력에 의해 부상 지지된 제 1 통형상 부재와, 이 제 1 통형상 부재의 내주면 및 외주면 중 어느 것의 일부에 소정의 클리어런스를 통하여 대향하고, 상단부가 상기 하우징의 상기 개구 단부에 상기 제 1 탄성부재를 통하여 접속된 제 2 통형상 부재로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 방진장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 1 통형상 부재 및 상기 제 2 통형상 부재 중 외주측에 위치하는 일방의 통형상 부재에는, 타방의 통형상 부재에 대향하는 위치에 벽을 관통하는 상태로 미소 개구가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 방진장치.
  18. 상면이 개구된 하우징과;
    상기 하우징의 상기 개구 단부에 환상의 제 1 탄성부재를 통하여 지지된 상하방향으로 신장되는 제 1 통형상체와;
    상기 제 1 통형상체의 내측 및 외측 중 어느 일측에 소정의 공극을 통하여 배치되고, 상기 제 1 통형상체에 대하여 상대적으로 슬라이드 가능한 제 2 통형상체와;
    상기 제 2 통형상체의 하단에 환상의 제 2 탄성부재를 통하여 접속되고, 상기 하우징, 상기 제 1 탄성부재, 상기 제 1 통형상체 및 상기 제 2 탄성부재와 함께 기체실을 구획하는 수압부를 하단에 갖고, 이 수압부의 바닥면에 작용하는 상기 기체실 내의 기체 압력에 의해 부상 지지되고, 상단부가 상기 하우징 외부에서 상기 물체를 하측으로부터 지지하는 지지부로 된 요동부재; 를 구비하는 것을 특징으로 하는 방진장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 통형상체 중 외주측에 위치하는 통형상체에는, 상기 기체실과 상기 공극을 연통하는 미소 개구가 둘레방향을 따라 소정 간격으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 방진장치.
  20. 제 18 항 또는 제 19 항에 있어서,
    상기 제 1, 제 2 통형상체는 모두 원통부재로 이루어지고,
    상기 제 1 통형상체의 상단의 일측과 타측에 가설된 제 1 지지부재와, 상기 하우징의 개구 단부의 일측과 타측에 가설되고, 상기 지지부재 중앙을 하측으로부터 지지하는 지지점을 갖는 지지아암과, 상기 지지점에서 상기 제 1 지지부재와 일체적으로 상기 제 1 통형상체를 회전만 허용한 상태로 상기 지지아암에 대해 연결하는 연결기구를 포함하는 제 1 지지기구와;
    상기 제 2 통형상체의 내부에 가설된 제 2 지지부재와, 이 제 2 지지부재 중앙의 연결점에서 상기 요동부재의 수압부를 회전만 허용한 상태로 상기 제 2 지지부재에 연결하는 연결기구를 포함하는 제 2 지지기구; 를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 방진장치.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 연결점은, 상기 제 2 탄성부재의 회전중심과 일치하는 위치에 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 방진장치.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 지지아암과 상기 제 1 지지부재와의 사이에, 상기 지지아암에 대한 상기 제 1 통형상체의 회전을 억제하는 방향으로 상기 지지아암을 탄성지지하는 탄성지지부재를 형성한 것을 특징으로 하는 방진장치.
  23. 제 18 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기체실에 연통되는 동시에 상기 기체실보다 작은 내부 용적을 갖고, 일부를 구성하는 가동장치의 변위에 의해 상기 내부 용적이 가변으로 된 별실을 포함하고, 상기 가동장치의 변위에 따른 상기 별실 및 이것에 연통하는 상기 기체실의 내부 용적의 변위에 의해, 상기 요동부재의 중력방향의 위치를 조정하는 조정장치; 를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 방진장치.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 별실은, 원통형상의 실린더와, 이 실린더의 내주면을 따라 이동하는 상기 가동장치에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 방진장치.
  25. 제 23 항 또는 제 24 항에 있어서,
    상기 가동장치는, 상기 물체보다 경량인 중량부재를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 방진장치.
  26. 제 23 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조정장치는, 상기 가동장치를 구동시키는 전자 액추에이터를 갖는 것을 특징으로 하는 방진장치.
  27. 소정 방향으로 이동가능한 스테이지와;
    상기 스테이지의 상측에 배치된 테이블과;
    상기 스테이지 상에서 상기 테이블을 지지하는 제 9 항 또는 제 10 항에 기재된 방진장치를 포함하는 적어도 3 개의 방진장치; 를 구비하는 것을 특징으로 하는 스테이지 장치.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 각 방진장치는, 제 9 항 또는 제 10 항에 기재된 방진장치 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 스테이지 장치.
  29. 제 27 항 또는 제 28 항에 있어서,
    상기 테이블을 수평면 내에서 미소 구동시키는 제 1 미소 구동기구와;
    상기 테이블을 상기 수평면과 직교하는 방향 및 수평면에 대한 경사방향으로 미소 구동시키는 제 2 미소 구동기구; 를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 스테이지 장치.
  30. 에너지빔에 의해 감광 물체를 노광하여 상기 감광 물체 상에 소정의 패턴을 형성하는 노광장치로서,
    상기 노광이 행해지는 노광장치 본체를 구성하는 적어도 일부의 구성부분을 적어도 3 점에서 지지하는 제 1 항 내지 제 8 항, 제 11 항 내지 제 26 항 중 어느 한 항에 기재된 방진장치를 포함하는 적어도 3 개의 방진장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  31. 제 30 항에 있어서,
    상기 노광장치 본체는, 상기 패턴이 형성된 마스크를 지지하는 마스크 스테이지와, 상기 감광 물체가 탑재되는 물체 스테이지와, 상기 마스크 스테이지의 이동면이 형성된 마스크 스테이지 베이스와 상기 마스크 스테이지의 이동면이 형성된 물체 스테이지 베이스를 포함하는 바디를 갖고,
    상기 바디의 일부 또는 전체가 상기 방진장치에 의해 지지되고 있는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  32. 제 30 항 또는 제 31 항에 있어서,
    상기 노광장치 본체는, 상기 마스크를 통한 상기 에너지빔을 상기 감광 물체에 투사하는 투영 광학계를 갖고, 이 투영 광학계는 상기 방진장치에 의해 지지되고 있는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  33. 제 30 항 내지 제 32 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 마스크 스테이지와 물체 스테이지 중 적어도 일방인, 제 27 항 내지 제 29 항 중 어느 한 항에 기재된 스테이지 장치에 의해 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 노광장치.
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