KR20070035602A - Planar motor equipment, stage equipment, exposure equipment and device manufacturing method - Google Patents

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KR20070035602A KR1020077003590A KR20077003590A KR20070035602A KR 20070035602 A KR20070035602 A KR 20070035602A KR 1020077003590 A KR1020077003590 A KR 1020077003590A KR 20077003590 A KR20077003590 A KR 20077003590A KR 20070035602 A KR20070035602 A KR 20070035602A
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가즈야 오노
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가부시키가이샤 니콘
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Abstract

높은 가속도에서의 이동이 가능함과 함께 높은 위치 결정 정밀도를 실현할 수 있고, 또한 효율적으로 구동을 실시할 수 있는 평면 모터 장치 등을 제공한다. 평면 모터 (15) 는, 베이스 부재 (14) 에 형성된 고정부 (16) 와 스테이지 유닛 (WST1) 에 형성되는 이동부 (17) 를 포함하여 구성된다. 고정부 (16) 는, XY 면내에서 소정 간격으로 배열되어 주위에 코일 (21) 이 권회된 코어 부재 (22) 를 구비하고 있고, 이 코어 부재 (22) 의 헤드부 (22a) 의 선단부는 대략 일면에 포함되도록 설정된다. 스테이지 유닛 (WST1) 이 구비하는 제 1 스테이지 (25) 의 저면에는, 소정의 간격으로 X 방향 및 Y 방향으로 배열된 영구 자석 (26) 이 설치되어 있다. The present invention provides a planar motor device and the like that can move at high acceleration, realize high positioning accuracy, and can drive efficiently. The planar motor 15 is comprised including the fixed part 16 formed in the base member 14, and the moving part 17 formed in the stage unit WST1. The fixed part 16 is equipped with the core member 22 arrange | positioned at predetermined intervals in XY plane, and the coil 21 wound around, and the front-end | tip part of the head part 22a of this core member 22 is substantially It is set to be included in one side. On the bottom face of the first stage 25 included in the stage unit WST1, permanent magnets 26 arranged in the X direction and the Y direction at predetermined intervals are provided.

평면 모터 장치, 스테이지 장치, 노광 장치, Planar motor device, stage device, exposure device,

Description

평면 모터 장치, 스테이지 장치, 노광 장치 및 디바이스의 제조 방법{PLANAR MOTOR EQUIPMENT, STAGE EQUIPMENT, EXPOSURE EQUIPMENT AND DEVICE MANUFACTURING METHOD}Planar Motor Device, Stage Device, Exposure Device and Manufacturing Method of Device {PLANAR MOTOR EQUIPMENT, STAGE EQUIPMENT, EXPOSURE EQUIPMENT AND DEVICE MANUFACTURING METHOD}

기술분야Field of technology

본 발명은, 고정부에 대해서 이동부를 2 차원적으로 구동하는 평면 모터 장치, 당해 평면 모터 장치를 구동 수단으로서 구비하는 스테이지 장치, 및 당해 스테이지 장치를 구비하는 노광 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a planar motor device for driving a moving unit two-dimensionally with respect to a fixed part, a stage device including the planar motor device as a driving means, and an exposure device provided with the stage device.

본원은, 2004년 7월 15일에 출원된 일본 특허출원 제2004-208574호에 대하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다. This application claims priority with respect to Japanese Patent Application No. 2004-208574 for which it applied on July 15, 2004, and uses the content here.

배경기술Background

반도체 소자, 액정 표시 소자, CCD (Charge Coupled Device) 등의 촬상 소자, 박막 자기 헤드, 그 외의 각종 디바이스의 제조 공정 중 하나로서 형성되는 포토리소그래피 공정에서는, 마스크 또는 레티클 (이들을 총칭하는 경우에는 마스크라고 한다) 에 형성된 패턴을, 투영 광학계를 통하여 포토레지스트가 도포된 유리 플레이트 또는 웨이퍼 등의 기판에 전사하는 노광 장치가 이용되고 있다. 이 노광 장치에서는, 기판을 노광 위치에 높은 정밀도로 위치 결정할 필요가 있기 때문에, 기판은 기판 홀더 상에 진공 흡착 등에 의해 유지되고, 이 기판 홀더가 기판 테이블 상에 고정되어 있다. In the photolithography process formed as one of the manufacturing processes of a semiconductor device, a liquid crystal display device, an imaging device such as a CCD (Charge Coupled Device), a thin film magnetic head, and various other devices, a mask or a reticle (a mask in the case of these generically referred to as a mask) The exposure apparatus which transfers the pattern formed in FIG. 2 to the board | substrate, such as a glass plate or a wafer to which photoresist was apply | coated via the projection optical system, is used. In this exposure apparatus, since it is necessary to position a board | substrate at high exposure position with high precision, a board | substrate is hold | maintained by vacuum suction etc. on a board | substrate holder, and this board | substrate holder is fixed on the board | substrate table.

최근에는, 스루풋 (단위 시간에 노광 처리할 수 있는 기판의 장수) 을 향상시키기 위해 기판을 보다 고속으로 이동시키는 것이 요구되고 있다. 또, 기판에 전사되는 패턴의 미세화에 의해, 기계적인 안내면의 정밀도 등에 영향받지 않고 고정밀도로 기판의 위치 결정을 실현하는 것도 요구되고 있다. 게다가 메인터넌스의 기회를 적게 하여 노광 장치의 가동 시간을 늘리기 위해 기계적인 마찰을 회피하여 장기 수명화하는 것도 요구되고 있다. 이들의 요구를 만족시키 위해, 기판이 탑재된 기판 테이블을 비접촉으로 2 차원 방향으로 구동함으로써, 기판의 위치 결정을 실시하는 스테이지 장치가 개발되고 있다. 이 비접촉 구동의 스테이지 장치의 구동원으로는, 예를 들어 가변 자기 저항 구동 방식의 리니어 펄스 모터를 2 축분 결합시킨 구조의 평면 모터가 알려져 있다. In recent years, it is required to move a substrate at a higher speed in order to improve the throughput (the number of substrates that can be exposed in a unit time). Further, by miniaturization of the pattern transferred to the substrate, it is also required to realize the positioning of the substrate with high accuracy without being affected by the precision of the mechanical guide surface or the like. In addition, in order to reduce the chance of maintenance and increase the operating time of the exposure apparatus, it is also required to prolong the life by avoiding mechanical friction. In order to satisfy these requirements, the stage apparatus which performs positioning of a board | substrate is developed by driving the board | substrate table in which the board | substrate is mounted in a two-dimensional direction non-contact. As a drive source of this stage device of non-contact driving, for example, a planar motor having a structure in which a linear pulse motor of a variable magnetoresistive drive system is biaxially coupled is known.

상기의 가변 자기 저항 구동 방식의 평면 모터로서, 현재 상태에서는 소이어 모터와 같이 가변 자기 저항 구동 방식의 리니어 펄스 모터를 2 축분 결합시킨 구조가 주류이다. 이 가변 자기 저항 구동 방식의 리니어 펄스 모터는, 예를 들어, 요철상의 톱니부가 길이 방향을 따라 등간격으로 형성된 판상의 자성체로 구성된 고정자와, 고정자의 요철상의 톱니부와 대향하고, 이 요철상 톱니부와는 상이한 위상의 요철부를 갖는 복수의 전기자 코일이 영구 자석을 개재하여 연결된 가동자를 구비하고 있고, 각 시점에 있어서의 고정자와 가동자 사이의 자기 저항을 최소로 하여 발생되는 힘을 이용하여 가동자를 구동하는 모터이다. As the planar motor of the variable magnetoresistance driving method described above, in the present state, a structure in which two axes of a variable magnetoresistance driving type linear pulse motor are combined such as a Sawyer motor is mainstream. In this variable magneto-resistive linear pulse motor, for example, a stator composed of a plate-shaped magnetic body having uneven teeth formed at equal intervals along the longitudinal direction thereof faces the uneven teeth of the stator. A plurality of armature coils having concave-convex portions of different phases from the negative part have a movable element connected through a permanent magnet, and are operated using a force generated by minimizing the magnetic resistance between the stator and the movable element at each time point. It is a motor that drives the ruler.

또, 최근에는, 예를 들어 2 차원적으로 배열된 코일을 구비하는 고정부와, 2 차원적으로 배열된 영구 자석을 갖는 이동부로 이루어지고, 코일에 전류를 흐르게 함으로써 발생되는 로렌츠힘을 이용하여, 고정부에 대해서 이동부를 2 차원적으로 구동하는 평면 모터가 안출되고 있다. 이 평면 모터의 상세에 대해서는, 예를 들어 일본 공개특허공보 평11-164543호, 일본 공개특허공보 제2003-224961호, 그리고 미국 특허 제5677758호 명세서를 참조한다. 본 국제출원에서 지정한 지정국 (또는 선택한 선택국) 의 국내 법령에서 허용되는 한, 상기 공보 및 미국 특허의 개시를 원용하여 본 명세서의 일부로 한다. In recent years, for example, a fixed part including two-dimensionally arranged coils and a moving part having two-dimensionally arranged permanent magnets are used and the Lorentz force generated by flowing a current through the coil is used. The planar motor which drives a moving part two-dimensionally with respect to the fixed part is devised. For details of this planar motor, see, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 11-164543, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-224961, and US Patent No. 5677758. Insofar as permitted by the national legislation of the designated country (or selected selected country) specified in this International Application, this publication and the disclosure of US patents are incorporated herein by reference.

그런데, 최근에는 더욱 스루풋의 향상이 요구되고 있고, 이 때문에 기판 스테이지에는 보다 높은 가속도에서의 이동이 요구되고 있다. 기판 스테이지의 가속도를 높이기 위해서는 기판 스테이지에 부여하는 추력(推力)을 증대시킬 필요가 있지만, 추력 증대를 위해서는 코일에 흐르게 하는 전류를 증대시키고, 또는 영구 자석을 대형화시켜 영구 자석에 의해 형성되는 자속 밀도를 높게 하면 된다. 그러나, 상기의 평면 모터에 있어서, 코일에 대전류를 흐르게 하면 발열량이 증대되어 버리고, 예를 들어 코일로부터 발생되는 열에 의해 기판 스테이지를 구성하는 부재의 팽창 등에 의한 기계적인 오차가 발생하여, 결과적으로 위치 결정 정밀도의 악화가 야기된다. By the way, in recent years, further improvement of the throughput is required, and therefore, the substrate stage is required to move at a higher acceleration. In order to increase the acceleration of the substrate stage, it is necessary to increase the thrust applied to the substrate stage.However, in order to increase the thrust, the magnetic flux density formed by the permanent magnet by increasing the current flowing through the coil or increasing the size of the permanent magnet is increased. You can make it higher. However, in the planar motor described above, when a large current flows through the coil, the amount of heat is increased, and for example, a mechanical error due to expansion of a member constituting the substrate stage occurs due to heat generated from the coil, resulting in a position. Deterioration of the determination precision is caused.

한편, 영구 자석을 대형화시켜 자속 밀도를 높이면 이동부의 중량이 증대되어 버린다. 이동부의 중량이 증대되면 추력을 증대시켜도 가속도를 높일 수 없고, 오히려 기판 스테이지의 위치 결정 정밀도의 악화가 야기될 가능성이 있다. 또한, 이동부의 중량이 증대되면, 가속도를 높이기 위해서는 대전류를 코일에 더 흐르게 할 필요가 있어, 효율이 나빠져 버린다. 반대로, 영구 자석을 소형화시 키면 이동부는 경량화되지만, 영구 자석이 형성하는 자속 밀도가 낮아지고, 동일한 추력을 얻으려고 하면 코일에 보다 많은 전류를 흐르게 할 필요가 있다. On the other hand, when the permanent magnet is enlarged and the magnetic flux density is increased, the weight of the moving part increases. If the weight of the moving part is increased, the acceleration cannot be increased even if the thrust is increased, but there is a possibility that the positioning accuracy of the substrate stage is deteriorated. Moreover, when the weight of a moving part increases, it is necessary to flow a large electric current further to a coil in order to raise acceleration, and efficiency will worsen. On the contrary, when the permanent magnet is downsized, the moving part becomes lighter, but the magnetic flux density formed by the permanent magnet is lowered, and if the same thrust is to be obtained, more current needs to flow through the coil.

본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것이고, 높은 가속도에서의 이동이 가능함과 함께 높은 위치 결정 정밀도를 실현할 수 있고, 또한 효율적으로 구동을 실시할 수 있는 평면 모터 장치, 당해 평면 모터 장치를 구동 수단으로서 구비하는 스테이지 장치, 및 당해 스테이지 장치를 구비하는 노광 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. This invention is made | formed in view of the said situation, The plane motor apparatus which can move at high acceleration, can realize high positioning precision, and can drive efficiently, The said planar motor apparatus is used as a drive means. An object of the present invention is to provide a stage apparatus provided and an exposure apparatus including the stage apparatus.

발명의 개시Disclosure of the Invention

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 평면 모터 장치는, 소정의 이동면을 형성하는 고정부 (16) 와, 상기 이동면을 따라 이동 가능한 이동부 (17) 를 구비한 평면 모터 장치로서, 상기 고정부는, 상기 이동면을 따라 배치되고, 각각 자성체를 포함하는 복수의 코어 부재 (22) 와, 그 코어 부재의 각각과 자기적으로 접속된 코일 (21) 을 구비하고, 상기 이동부는, 상기 고정부와 대향하는 측에 상기 이동면을 따라 배치된 자성 부재 (26) 를 구비하고 있는 것을 특징으로 하고 있다. MEANS TO SOLVE THE PROBLEM In order to solve the said subject, the planar motor apparatus of this invention is a planar motor apparatus provided with the fixing part 16 which forms a predetermined moving surface, and the moving part 17 which can move along the said moving surface, The said fixed part is And a plurality of core members 22 disposed along the moving surface, each comprising a magnetic body, and a coil 21 magnetically connected to each of the core members, wherein the moving portion faces the fixed portion. The magnetic member 26 arrange | positioned along the said moving surface is provided on the side to be made, It is characterized by the above-mentioned.

본 발명에 의하면, 코일의 각각으로부터 발생된 자속은, 자기적으로 접속된 코어 부재를 통하여 이동면까지 유도되고, 이동부에 설치된 자석으로부터 발생된 자속과 반발하고, 또는 서로 흡인한다. 이 반발력 및 흡인력에 의해 이동부에 추력이 생겨 이동부는 이동면을 따라 이동한다. According to the present invention, the magnetic flux generated from each of the coils is guided to the moving surface through the magnetically connected core member, and repels or sucks with the magnetic flux generated from the magnet provided in the moving portion. Thrust is generated in the moving part by this repulsive force and suction force, and the moving part moves along a moving surface.

또한, 본 발명의 스테이지 장치는, 대상물 (R, W) 을 탑재하는 스테이지 (25, 28) 를 구비하는 스테이지 장치 (RST, WST) 로서, 상기 스테이지의 구동 수단 으로서 상기의 평면 모터 장치를 구비하는 것을 특징으로 하고 있다. Moreover, the stage apparatus of this invention is stage apparatus (RST, WST) provided with the stages 25 and 28 which mount the object R, W, and is provided with said planar motor apparatus as a drive means of the said stage. It is characterized by.

또, 본 발명의 노광 장치는, 마스크 (R) 를 유지하는 마스크 스테이지 (RST) 와, 기판 (W) 을 유지하는 기판 스테이지 (WST) 를 구비하고, 상기 마스크에 형성된 패턴을 상기 기판 상에 전사하는 노광 장치 (10) 로서, 상기 마스크 스테이지와 상기 기판 스테이지의 적어도 일방으로서 상기의 스테이지 장치를 구비하는 것을 특징으로 하고 있다. Moreover, the exposure apparatus of this invention is equipped with the mask stage RST which hold | maintains the mask R, and the substrate stage WST which hold | maintains the board | substrate W, and transfers the pattern formed in the said mask on the said board | substrate. As said exposure apparatus 10, said stage apparatus is provided as at least one of the said mask stage and the said substrate stage. It is characterized by the above-mentioned.

본 발명에 의하면, 이동부에 설치된 자석이 대향하고 있는 이동면까지 코일로부터 발생된 자속이 코어 부재를 통하여 유도되기 때문에, 추력을 저하시키지 않고 이동부의 자석을 소형화시킬 수 있어 이동부의 경량화를 도모할 수 있다. 이로써, 이동부를 높은 가속도로 이동시킬 수 있음과 함께, 높은 위치 결정 정밀도를 실현할 수 있다는 효과가 있다. 또, 코일로부터 발생되는 자속을 유효하게 사용할 수 있기 때문에, 이동부를 효율적으로 구동할 수 있다는 효과가 있다. According to the present invention, since the magnetic flux generated from the coil is guided through the core member to the moving surface facing the magnet provided in the moving part, the magnet of the moving part can be miniaturized without lowering the thrust, so that the moving part can be reduced in weight. have. Thereby, while moving a moving part with high acceleration, there exists an effect that a high positioning precision can be implement | achieved. Moreover, since the magnetic flux generated from the coil can be used effectively, there is an effect that the moving unit can be driven efficiently.

또한, 본 발명에 의하면, 스테이지를 높은 가속도로 이동시킬 수 있기 때문에, 대상물을 단시간에 고속으로 반송시킬 수 있다는 효과가 있다. Moreover, according to this invention, since a stage can be moved with high acceleration, there exists an effect that a target can be conveyed at high speed in a short time.

더욱이, 본 발명에 의하면, 노광 장치에 형성되는 마스크 스테이지 및 기판 스테이지의 적어도 일방을 상기의 평면 모터에 의해 고가속도이며 고정밀도로 이동시킬 수 있기 때문에, 미세한 패턴을 높은 정밀도를 가지고 고스루풋으로 전사시킬 수 있다는 효과가 있다. Furthermore, according to the present invention, at least one of the mask stage and the substrate stage formed in the exposure apparatus can be moved with high acceleration and high accuracy by the above-mentioned planar motor, so that the fine pattern can be transferred at high throughput with high accuracy. It can be effective.

도면의 간단한 설명Brief description of the drawings

도 1 은 본 발명의 일 실시형태에 의한 노광 장치의 개략 구성을 나타내는 도면이다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows schematic structure of the exposure apparatus by one Embodiment of this invention.

도 2 는 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 구성을 나타내는 상면도이다. 2 is a top view illustrating the configuration of the wafer stage WST.

도 3 은 웨이퍼 스테이지 (WST) 에 형성되는 스테이지 유닛 (WST1) 의 상면도이다. 3 is a top view of the stage unit WST1 formed in the wafer stage WST.

도 4 는 도 3 중의 A-A 선을 따른 단면도이다. 4 is a cross-sectional view taken along the line A-A in FIG.

도 5 는 코어 부재 (22) 의 확대도이다. 5 is an enlarged view of the core member 22.

도 6 은 도 4 중의 B-B 선을 따른 단면도이다. FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line B-B in FIG. 4.

도 7 은 도 4 중의 C-C 선을 따른 단면도이다. 7 is a cross-sectional view taken along the line C-C in FIG.

도 8 은 마이크로 디바이스로서의 액정 표시 소자를 제조하는 제조 공정의 일부를 나타내는 플로우차트이다. 8 is a flowchart showing a part of a manufacturing step of manufacturing a liquid crystal display element as a micro device.

도 9 는 마이크로 디바이스로서의 반도체 소자를 제조하는 제조 공정의 일부를 나타내는 플로우차트이다.9 is a flowchart showing a part of a manufacturing process for manufacturing a semiconductor element as a micro device.

도 10 은 도 9 의 단계 S13 의 상세한 플로우의 일례를 나타내는 도면이다. FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a detailed flow of step S13 of FIG. 9.

발명을 실시하기To practice the invention 위한 최선의 형태 Best form for

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시형태에 의한 평면 모터 장치, 스테이지 장치, 및 노광 장치에 대하여 상세하게 설명한다. 도 1 은, 본 발명의 일 실시형태에 의한 노광 장치의 개략 구성을 나타내는 도면이다. 도 1 에 나타내는 노광 장치 (10) 는, 반도체 소자를 제조하기 위한 노광 장치이고, 레티클 (R) 과 웨이퍼 (W) 를 동기 이동시키면서, 레티클 (R) 에 형성된 패턴을 축차 웨이퍼 (W) 상에 전사하는 스텝·앤드·스캔 방식의 축소 투영형의 노광 장치이다. EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, with reference to drawings, the planar motor apparatus, stage apparatus, and exposure apparatus by one Embodiment of this invention are demonstrated in detail. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention. The exposure apparatus 10 shown in FIG. 1 is an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor element, and moves the pattern formed in the reticle R on the sequential wafer W while synchronously moving the reticle R and the wafer W. FIG. It is a reduction projection type exposure apparatus of a transfer step and scan system.

또한, 이하의 설명에 있어서는, 필요하면 도 중에 XYZ 직교 좌표계를 설정하고, 이 XYZ 직교 좌표계를 참조하면서 각 부재의 위치 관계에 대하여 설명한다. 이 XYZ 직교 좌표계는, X 축 및 Z 축이 지면에 대해서 평행해지도록 설정되고, Y 축이 지면에 대해서 수직이 되는 방향으로 설정되어 있다. 도 중의 XYZ 좌표계는, 실제로는 XY 평면이 수평면에 평행한 면으로 설정되고, Z 축이 연직 상방향으로 설정된다. 또, 노광시에 있어서의 웨이퍼 (W) 및 레티클 (R) 의 동기 이동 방향 (주사 방향) 은 Y 방향으로 설정되어 있는 것으로 한다. In addition, in the following description, if necessary, an XYZ rectangular coordinate system is set in the figure, and the positional relationship of each member is demonstrated, referring this XYZ rectangular coordinate system. This XYZ rectangular coordinate system is set so that the X-axis and Z-axis become parallel to the ground, and the Y-axis is set in the direction perpendicular to the ground. In the figure, the XYZ coordinate system is actually set to a plane in which the XY plane is parallel to the horizontal plane, and the Z axis is set in the vertically upward direction. In addition, the synchronous movement direction (scanning direction) of the wafer W and the reticle R at the time of exposure shall be set to the Y direction.

도 1 에 나타내는 바와 같이, 노광 장치 (10) 는, 조명 광학계 (ILS) 와, 마스크로서의 레티클 (R) 을 유지하는 레티클 스테이지 (RST) 와, 투영 광학계 (PL) 와, 기판으로서의 웨이퍼 (W) 를 XY 평면 내에서 X 방향 및 Y 방향의 2 차원 방향으로 이동시키는 스테이지 유닛 (WST1, WST2) 을 구비하는 스테이지 장치로서의 웨이퍼 스테이지 (WST) 와, 이들을 제어하는 주제어 장치 (MCS) 를 포함하여 구성된다. 또한, 도 1 에서는 도시를 생략하고 있지만, 웨이퍼 스테이지 (WST) 에는, 스테이지 유닛 (WST1, WST2) 에 추가하여, 노광 장치 (10) 의 성능을 측정하는 각종 측정 기기가 설치된 스테이지 유닛 (WST3) (도 2 참조) 도 설치되어 있다. 이 스테이지 유닛 (WST3) 에 대해서는 후술한다. As shown in FIG. 1, the exposure apparatus 10 includes an illumination optical system ILS, a reticle stage RST holding a reticle R as a mask, a projection optical system PL, and a wafer W as a substrate. It comprises a wafer stage WST as a stage apparatus which has stage units WST1 and WST2 which move a to two-dimensional directions of an X direction and a Y direction in an XY plane, and the main control unit MCS which controls them. . In addition, although illustration is abbreviate | omitted in FIG. 1, in addition to stage unit WST1, WST2 in wafer stage WST, the stage unit WST3 provided with the various measuring apparatuses which measure the performance of the exposure apparatus 10 ( 2) is also provided. This stage unit WST3 is mentioned later.

조명 광학계 (ILS) 는, 도시 생략된 광원 유닛 (예를 들어, 초고압 할로겐 램프 또는 엑시머 레이저 등의 레이저 광원) 으로부터 사출된 노광광의 정형(整形) 및 조도 분포의 균일화를 실시하여 레티클 (R) 상의 직사각형 (또는 원호상) 의 조명 영역 (IAR) 에 균일한 조도로 조사한다. 레티클 스테이지 (RST) 는, 도시 생략된 레티클 베이스 상에 스테이지 가동부 (11) 를 형성한 구성이고, 노광시에는 스테이지 가동부 (11) 가 레티클 베이스 상을 소정의 주사 속도로 소정의 주사 방향을 따라 이동한다. The illumination optical system ILS performs uniformity of shaping and illuminance distribution of the exposure light emitted from a light source unit (for example, a laser light source such as an ultra-high-pressure halogen lamp or an excimer laser) not shown in the drawing, and thus the image on the reticle R Irradiation with uniform illuminance to the rectangular (or arc-shaped) illumination region IAR. The reticle stage RST is a configuration in which the stage movable portion 11 is formed on a reticle base (not shown), and during exposure, the stage movable portion 11 moves on the reticle base along a predetermined scanning direction at a predetermined scanning speed. do.

또, 스테이지 가동부 (11) 의 상면에는 레티클 (R) 이, 예를 들어 진공 흡착에 의해 유지된다. 이 스테이지 가동부 (11) 의 레티클 (R) 의 하방에는, 노광광 통과 구멍 (도시 생략) 이 형성되어 있다. 이 스테이지 가동부 (11) 의 단 부에는 반사경 (12) 이 배치되어 있고, 이 반사경 (12) 의 위치를 레이저 간섭계 (13) 가 측정함으로써, 스테이지 가동부 (11) 의 위치가 검출된다. 레이저 간섭계 (13) 의 검출 결과는 스테이지 제어계 (SCS) 에 출력된다. 스테이지 제어계 (SCS) 는, 레이저 간섭계 (13) 의 검출 결과와, 스테이지 가동부 (11) 의 이동 위치에 기초하는 주제어 장치 (MCS) 로부터의 제어 신호에 기초하여, 스테이지 가동부 (11) 를 구동한다. 또한, 도 1 에 있어서는 도시를 생략하고 있지만, 레티클 스테이지 (RST) 의 상방에는 레티클 (R) 에 형성된 마크 (레티클 마크) 와 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 기준 위치를 정하는 기준 부재에 형성된 기준 마크를 동시에 관찰하여 이들의 상대적인 위치 관계를 측정하는 레티클 얼라인먼트 센서가 설치되어 있다. Moreover, the reticle R is hold | maintained by the vacuum suction, for example on the upper surface of the stage movable part 11. An exposure light passage hole (not shown) is formed below the reticle R of the stage movable part 11. The reflecting mirror 12 is arrange | positioned at the end of this stage movable part 11, and the position of the stage movable part 11 is detected by the laser interferometer 13 measuring the position of this reflecting mirror 12. As shown in FIG. The detection result of the laser interferometer 13 is output to the stage control system SCS. The stage control system SCS drives the stage movable part 11 based on the detection result of the laser interferometer 13 and the control signal from the main control apparatus MCS based on the movement position of the stage movable part 11. In addition, although illustration is abbreviate | omitted in FIG. 1, the mark (reticle mark) formed in the reticle R and the reference mark formed in the reference member which determines the reference position of the wafer stage WST are simultaneously located above the reticle stage RST. A reticle alignment sensor is installed to observe and measure their relative positional relationship.

투영 광학계 (PL) 는, 예를 들어 축소 배율이 α (α 는, 예를 들어 4 또는 5) 인 축소 광학계이고, 레티클 스테이지 (RST) 의 하방에 배치되고, 그 광축 (AX) 의 방향이 Z 축 방향으로 설정되어 있다. 여기에서는 텔레센트릭한 광학 배치가 되도록, 광축 (AX) 방향을 따라 소정 간격으로 배치된 복수 매의 렌즈 엘리먼트 로 이루어지는 굴절 광학계가 사용되고 있다. 또한, 렌즈 엘리먼트는, 광원 유닛으로부터 사출되는 광의 파장에 따라 적절한 것이 선택된다. 상기 조명 광학계 (ILS) 에 의해 레티클 (R) 의 조명 영역 (IAR) 이 조명되면, 레티클 (R) 의 조명 영역 (IAR) 내의 패턴의 축소 이미지 (부분 도립상(倒立像)) 가, 웨이퍼 (W) 상의 조명 영역 (IAR) 에 공액 노광 영역 (IA) 에 형성된다. The projection optical system PL is, for example, a reduction optical system whose reduction magnification is α (α is 4 or 5, for example), is disposed below the reticle stage RST, and the direction of the optical axis AX is Z. It is set in the axial direction. Here, a refractive optical system composed of a plurality of lens elements arranged at predetermined intervals along the optical axis (AX) direction so as to have a telecentric optical arrangement is used. In addition, an appropriate lens element is selected according to the wavelength of light emitted from the light source unit. When the illumination region IAR of the reticle R is illuminated by the illumination optical system ILS, a reduced image (partially inverted image) of the pattern in the illumination region IAR of the reticle R is obtained from the wafer ( It is formed in the conjugated exposure area IA in the illumination area IAR on W).

도 2 는, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 구성을 나타내는 상면도이다. 도 1, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 스테이지 (WST) 는, 베이스 부재 (14) 와, 이 베이스 부재 (14) 의 상면의 상방에 수 ㎛ 정도의 클리어런스를 통하여 후술하는 에어 슬라이더에 의해 부상 지지된 스테이지 유닛 (WST1 ∼ WST3) 과, 이들 스테이지 유닛 (WST1 ∼ WST3) 의 각각을 XY 면내에서 2 차원 방향으로 구동하는 구동 장치 (15) 를 구비하여 구성되어 있다. 스테이지 유닛 (WST1, WST2) 은 웨이퍼 (W) 를 유지·반송하기 위해 설치되고, 스테이지 유닛 (WST3) 은 노광 장치 (10) 의 성능을 측정하는 각종 측정 기기를 반송하기 위해 설치되어 있다. 또한, 각종 측정 기기는 스테이지 유닛 (WST3) 에 장착되어 있다. 스테이지 유닛 (WST1 ∼ WST3) 의 각각에 설치된 구동 장치 (15) 를 개별적으로 구동함으로써, 스테이지 유닛 (WST1 ∼ WST3) 의 각각을 개별적으로 XY 면내의 임의의 방향으로 이동시킬 수 있다. 2 is a top view illustrating the configuration of the wafer stage WST. As shown in FIG. 1, FIG. 2, the wafer stage WST is supported by the air slider mentioned later through the clearance of about several micrometers above the base member 14 and the upper surface of this base member 14. The stage unit WST1-WST3 and the drive device 15 which drive each of these stage units WST1-WST3 in a two-dimensional direction in XY plane are comprised. The stage units WST1 and WST2 are provided for holding and conveying the wafer W, and the stage unit WST3 is provided for conveying various measuring instruments for measuring the performance of the exposure apparatus 10. Moreover, various measuring instruments are attached to the stage unit WST3. By individually driving the drive devices 15 provided in each of the stage units WST1 to WST3, each of the stage units WST1 to WST3 can be individually moved in any direction within the XY plane.

도 2 에 나타내는 예에서, 스테이지 유닛 (WST2) 이 배치되어 있는 위치가 웨이퍼 (W) 의 로딩 포지션이고, 노광 처리를 끝낸 웨이퍼 (W) 를 언로드하는 경우, 및 미노광 처리된 웨이퍼 (W) 를 로드하는 경우에 스테이지 유닛 (WST1, WST2) 의 어느 일방이 이 위치에 배치된다. 또, 도 2 에 나타내는 예에서, 스테이지 유닛 (WST1) 이 배치되어 있는 위치가 노광 포지션이고, 노광 처리를 실시하는 웨이퍼 (W) 를 유지하고 있는 스테이지 유닛 (WST1, WST2) 의 어느 일방이 노광시에 이 위치에 배치된다. 상기 기술한 바와 같이, 스테이지 유닛 (WST1, WST2) 은, 개별적으로 XY 면내의 임의의 방향으로 이동할 수 있기 때문에, 로딩 포지션과 노광 포지션을 교대로 바꿀 수 있다. 또, 로딩 포지션에 있어서 웨이퍼의 포커싱 정보를 검출해 두도록 구성해도 된다. In the example shown in FIG. 2, the position where the stage unit WST2 is disposed is a loading position of the wafer W, and when the unloaded wafer W is unloaded, and the unexposed wafer W is When loading, either one of the stage units WST1 and WST2 is arrange | positioned at this position. In addition, in the example shown in FIG. 2, the position where the stage unit WST1 is arrange | positioned is an exposure position, and either one of the stage units WST1 and WST2 which hold | maintain the wafer W which performs an exposure process at the time of exposure. Is placed in this position. As described above, the stage units WST1 and WST2 can be individually moved in any direction in the XY plane, so that the loading position and the exposure position can be changed alternately. Moreover, you may comprise so that the focusing information of a wafer may be detected in a loading position.

스테이지 유닛 (WST3) 에 설치되는 각종 측정 기기는, 예를 들어 투영 광학계 (PL) 를 통하여 웨이퍼 스테이지 (WST) 상에 조사되는 노광광의 조도를 측정하는 조도 센서 및 노광광의 조도 불균일을 측정하는 조도 불균일 센서, 투영 광학계 (PL) 를 통하여 웨이퍼 스테이지 (WST) 상에 투영되는 광학 이미지의 공간 이미지를 측정하는 공간 이미지 측정 장치, 투영 광학계 (PL) 의 수차를 측정하는 수차 측정 장치, 및 웨이퍼 스테이지 (WST) 상에 조사되는 노광광의 편광 상태를 측정하는 장치 등이 있다. 또한, 웨이퍼 스테이지 (WST3) 에는, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 기준 위치, 기준 평면 등을 정하는 기준 마크가 형성된 기준 부재도 형성되어 있다. 상기 기술한 바와 같이, 스테이지 유닛 (WST3) 은, 스테이지 유닛 (WST1, WST2) 과는 개별적으로 XY 면내의 임의의 방향으로 이동할 수 있기 때문에, 예를 들어 웨이퍼 (W) 의 노광 처리를 개시하기 전에 투영 광학계 (PL) 의 하방 (-Z 방향) 으로 이동시켜 웨이퍼 스테이지 (WST) 상에 조사되는 노광광의 조도 또는 조도 불균일 등을 측정할 수 있다. Various measuring apparatuses installed in the stage unit WST3 are, for example, an illuminance nonuniformity measuring an illuminance unevenness of the illuminance sensor for measuring the illuminance of the exposure light irradiated onto the wafer stage WST through the projection optical system PL and the exposure light. A spatial image measuring device for measuring a spatial image of an optical image projected onto the wafer stage WST through a sensor, a projection optical system PL, an aberration measuring device for measuring aberrations of the projection optical system PL, and a wafer stage WST An apparatus for measuring the polarization state of the exposure light irradiated on the). Moreover, the reference member in which the reference mark which defines the reference position, reference plane, etc. of the wafer stage WST is formed in the wafer stage WST3. As described above, since the stage unit WST3 can move in any direction in the XY plane separately from the stage units WST1 and WST2, for example, before the exposure process of the wafer W is started. The illuminance or illuminance unevenness of the exposure light irradiated onto the wafer stage WST can be measured by moving below the projection optical system PL (-Z direction).

여기에서, 구동 장치 (15) 는, 베이스 부재 (14) 의 상부에 형성된 (매립된) 고정부 (16) 와, 스테이지 유닛 (WST1 ∼ WST3) 의 저부 (베이스 대향면측) 에 고정된 이동부 (17) 를 포함하여 구성되는 평면 모터를 구비하고 있다. 또, 이동부 (17), 베이스 부재 (14), 및 구동 장치 (15) 에 의해 평면 모터 장치가 구성되어 있다. 또한, 이하의 설명에서는, 상기의 구동 장치 (15) 를, 편의상, 평면 모터 (15) 라고 부르는 것으로 한다. Here, the drive device 15 includes a fixed portion 16 (embedded) formed in the upper portion of the base member 14 and a moving portion fixed to the bottom (base opposing surface side) of the stage units WST1 to WST3. 17) is provided with a planar motor configured to include. Moreover, the plane motor apparatus is comprised by the moving part 17, the base member 14, and the drive apparatus 15. As shown in FIG. In addition, in the following description, the said drive apparatus 15 shall be called the plane motor 15 for convenience.

웨이퍼 (W) 는, 예를 들어 진공 흡착에 의해 스테이지 유닛 (WST1, WST2) 상에 고정되어 있다. 또, 스테이지 유닛 (WST1 ∼ WST3) 상의 일단에는 레이저 간섭계 (18) 로부터의 레이저 빔을 반사하는 이동경 (19) 이 고정되어 있고, 외부에 배치된 레이저 간섭계 (18) 에 의해, 스테이지 유닛 (WST1 ∼ WST3) 의 XY 면내에서의 위치가 예를 들어 0.5 ∼ 1㎚ 정도의 분해능으로 상시 검출되고 있다. The wafer W is fixed on the stage units WST1 and WST2 by vacuum suction, for example. Also, at one end on the stage units WST1 to WST3, a moving mirror 19 that reflects the laser beam from the laser interferometer 18 is fixed, and the stage units WST1 to WST1 are fixed by the laser interferometer 18 disposed outside. The position in the XY plane of WST3) is always detected by the resolution of about 0.5-1 nm, for example.

또한, 도 1 에 있어서는 도시를 간략화하고 있지만, 스테이지 유닛 (WST1 ∼ WST3) 상에는 주사 방향인 Y 축 방향으로 직교하는 반사면을 갖는 이동경과 비주사 방향인 X 축 방향으로 직교하는 반사면을 갖는 이동경이 설치되어 있고, 레이저 간섭계 (18) 는 주사 방향으로 1 축, 비주사 방향으로는 2 축 설치되어 있지만, 도 1 에서는 이들이 대표적으로 이동경 (19), 레이저 간섭계 (18) 로서 나타나 있다. 또, 도 1 에 있어서는, 레이저 간섭계 (18) 로부터의 레이저 광이 스테이지 유닛 (WST1) 에 설치된 이동경 (19) 에 조사되고 있는 상태를 도시하고 있지만, 스테이지 (WST2, WST3) 에 대해서도 동일한 레이저 간섭계가 설치되어 있다. In addition, although the illustration is simplified in FIG. 1, on the stage units WST1-WST3, the movement which has a reflection surface orthogonal to the Y-axis direction which is a scanning direction, and the movement which has a reflection surface orthogonal to the X-axis direction which is a non-scanning direction is shown. A mirror is provided, and the laser interferometer 18 is provided in one axis in the scanning direction and two axes in the non-scanning direction. However, in Fig. 1, they are representatively shown as a moving mirror 19 and a laser interferometer 18. In addition, although FIG. 1 shows the state in which the laser beam from the laser interferometer 18 is irradiated to the moving mirror 19 provided in the stage unit WST1, the same laser interferometer also applies to stages WST2 and WST3. It is installed.

스테이지 유닛 (WST1 ∼ WST3) 의 위치 정보 (또는 속도 정보) 는 스테이지 제어계 (SCS) 및 이것을 통하여 주제어 장치 (MCS) 에 보내어진다. 스테이지 제어계 (SCS) 에서는 주제어 장치 (MCS) 로부터의 지시에 따라 스테이지 유닛 (WST1 ∼ WST3) 의 각각의 위치 정보 (또는 속도 정보) 에 기초하여 평면 모터 (15) 를 통하여 스테이지 유닛 (WST1 ∼ WST3) 의 XY 면내의 이동을 각각 제어한다. The positional information (or speed information) of the stage units WST1 to WST3 is sent to the stage control system SCS and the main controller MCS through it. In the stage control system SCS, on the basis of the positional information (or speed information) of each of the stage units WST1 to WST3 in accordance with an instruction from the main control device MCS, the stage units WST1 to WST3 are provided. Control the movement in the XY plane of each.

여기에서, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 구성에 대하여 상세하게 설명한다. 도 3 은 웨이퍼 스테이지 (WST) 에 설치되는 스테이지 유닛 (WST1) 의 상면도이고, 도 4 는 도 3 중의 A-A 선을 따른 단면 야시도이다. 또한, 도 3, 도 4 에 있어서는 도 1, 도 2 에 나타낸 부재와 동일한 부재에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 있다. 또, 스테이지 유닛 (WST1) 과 스테이지 유닛 (WST2) 은 동일 구성이기 때문에, 여기에서는 스테이지 유닛 (WST1) 을 대표로 하여 설명한다. Here, the configuration of the wafer stage WST will be described in detail. FIG. 3 is a top view of the stage unit WST1 installed in the wafer stage WST, and FIG. 4 is a cross-sectional perspective view along the line A-A in FIG. 3. In addition, in FIG. 3, FIG. 4, the same code | symbol is attached | subjected about the member same as the member shown in FIG. In addition, since the stage unit WST1 and the stage unit WST2 have the same structure, it demonstrates here as the representative of the stage unit WST1.

도 3, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 스테이지 유닛 (WST1) 의 일부를 이루는 제 1 스테이지 (25) 는, 베이스 부재 (14) 의 상부에 형성된 고정부 (16) 상에 있어서, 고정부 (16) 와 소정의 간격 (수 ㎛ 정도) 을 가지고 부상 지지된다. 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 일부를 이루는 고정부 (16) 는, 주위에 코일 (21) 이 권회되어 있고, XY 면내에 있어서 소정의 피치로 배열된 코어 부재 (22) 를 구비한다. 이 코어 부재 (22) 는, 예를 들어 SS400 상당의 저탄소강, 스테인리스 등의 자성체에 의해 형성되어 있고, 헤드부 (22a) 와 지주부 (22b) 로 이루어진다. 헤드부 (22a) 는 XY 면내에 있어서의 단면 형상이 직사각형 형상이며, 지주부 (22b) 의 XY 면내에 있어서의 단면 형상은 원형 형상이다. 헤드부 (22a) 와 지주부 (22b) 는 일체화되어 있고, 지주부 (22b) 의 주위에 코일 (21) 이 권회되어 있다. 또한, 코어 부재 (22) 의 형상 (상기 XY 단면 등) 은, 특별히 한정되는 것은 아니다. 또, 헤드부 (22a) 와 지주부 (22b) 는 일체 형성으로 해도 되고, 개별적으로 제조한 후 접합해도 된다. As shown in FIG. 3, FIG. 4, the 1st stage 25 which comprises a part of stage unit WST1 is on the fixing part 16 formed in the upper part of the base member 14, The fixing part 16 And are floated at a predetermined interval (a few m). The fixed part 16 which forms a part of wafer stage WST is equipped with the core member 22 wound around the coil 21, and arrange | positioned by predetermined pitch in XY plane. This core member 22 is formed of magnetic bodies, such as low carbon steel and stainless steel, which correspond to SS400, for example, and consists of the head part 22a and the support part 22b. The cross-sectional shape in the XY plane of the head part 22a is rectangular shape, and the cross-sectional shape in the XY plane of the support part 22b is circular shape. The head part 22a and the support part 22b are integrated, and the coil 21 is wound around the support part 22b. In addition, the shape (the said XY cross section etc.) of the core member 22 is not specifically limited. Moreover, the head part 22a and the support part 22b may be integrally formed, and may be bonded after separately manufacturing.

도 5 는, 코어 부재 (22) 의 확대도이다. 도 5 에 나타내는 바와 같이, 코일 (21) 은 단열재 (Ti) 를 통하여 코어 부재 (22) 의 지주부 (22b) 의 주위에 권회되어 있다. 이것은, 코일 (21) 에 전류를 흐르게 했을 때에 발생하는 열이 코어 부재 (22) 에 전해짐으로써 발생하는 스테이지 유닛 (WST1 ∼ WST3) 의 위치 결정 오차를 방지하기 때문이다. 즉, 코일 (21) 로부터의 열이 코어 부재 (22) 에 전해지면, 코어 부재 (22) 가 팽창하여 코어 부재 (22) 의 XY 면에 있어서의 위치 어긋남이 생기고, 또는 Z 방향으로 팽창함으로써 후술하는 가이드면 (24) 의 요철이 생기고, 이로써 스테이지 유닛 (WST1 ∼ WST3) 의 위치 결정 오차가 생기기 때문이다. 또한, 단열재 (Ti) 로서는, 단열성 및 내열성이 우수한 수지를 이용할 수 있다. 또한, 본 실시형태에서는, 코어 부재 (22) 와 코일 (21) 사이에 단열재 (Ti) 를 설치함으로써 양자의 사이를 단열 처리하고 있지만, 본 발명은 여기에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 코어 부재 (22) 와 코일 (21) 의 자기적인 접속을 유지한 채로, 이들 양자가 비접촉되는 상태에서 각각을 지지하도록 해도 된다. 그 경우, 코어 부재 (22) 와 코일 (21) 사이에 온도 관리된 공기나 후술하는 냉매를 흐르게 함으로써, 코일 (21) 의 열이 코어 부재 (22) 에 전해지기 어려워지도록 해도 된다. 또, 히트싱크 등을 이용하여 배열(俳熱)하도록 해도 된다. 5 is an enlarged view of the core member 22. As shown in FIG. 5, the coil 21 is wound around the support part 22b of the core member 22 via the heat insulating material Ti. This is because the positioning error of the stage units WST1 to WST3 generated when heat generated when the current flows through the coil 21 is transmitted to the core member 22 is prevented. That is, when heat from the coil 21 is transmitted to the core member 22, the core member 22 expands and a position shift in the XY plane of the core member 22 occurs, or it expands later in the Z direction. This is because unevenness of the guide surface 24 to be produced occurs, thereby causing positioning errors of the stage units WST1 to WST3. Moreover, as heat insulation material (Ti), resin excellent in heat insulation and heat resistance can be used. In addition, in this embodiment, although heat insulation process is performed between both by providing the heat insulating material Ti between the core member 22 and the coil 21, this invention is not limited to this. For example, while maintaining the magnetic connection of the core member 22 and the coil 21, you may support each of these in the state which is non-contact. In that case, the heat of the coil 21 may be less likely to be transmitted to the core member 22 by flowing the temperature-controlled air or the refrigerant described later between the core member 22 and the coil 21. Moreover, you may arrange | position by using a heat sink etc.

코어 부재 (22) 는, 헤드부 (22a) 의 선단부가 대략 일면에 포함되도록 베이스 부재 (14) 상에 배열되어 있다. 이때, 코어 부재 (22) 는, 지주부 (22b) 가 베이스 부재 (14) 와 자기적으로 접속된다. 코어 부재 (22) 의 헤드부 (22a) 의 사이에는, 비자성체로 이루어지는 세퍼레이터 (23) 가 설치되어 있다. 이 세퍼레이터 (23) 는, 예를 들어 SUS, 세라믹으로 형성되어 있고, 인접하는 코어 부재 (22) 의 사이에서 자기 회로가 형성되지 않도록 하기 위한 것이다. 또한, 코어 부재 (22) 의 헤드부 (22a) 의 위치 어긋남이 생기는 것을 방지하기 위해 설치되어 있다. 세퍼레이터 (23) 는, 예를 들어, 복수의 코어 부재 (22) 에 있어서의 각각 각 헤드부 (22a) 가 삽입되는 복수의 개구가 형성된 1 매의 판상의 부재로 구성할 수 있다. 단, 여기에 한정되는 것은 아니고, 복수의 부재로 나누어 설치되도록 해도 된다. The core member 22 is arrange | positioned on the base member 14 so that the front-end | tip part of the head part 22a may be contained in substantially one surface. At this time, the support member 22b is magnetically connected to the base member 14 in the core member 22. A separator 23 made of a nonmagnetic material is provided between the head portions 22a of the core member 22. The separator 23 is formed of, for example, SUS or ceramic, and is intended to prevent a magnetic circuit from being formed between adjacent core members 22. Moreover, in order to prevent the position shift of the head part 22a of the core member 22, it is provided. The separator 23 can be comprised, for example with one sheet-like member in which the some opening in which each head part 22a in the some core member 22 is inserted is formed. However, it is not limited to this, You may divide and install into a some member.

세퍼레이터 (23) 의 상부의 높이 위치는, 코어 부재 (22) 의 헤드부 (22a) 의 선단부의 높이 위치와 동일하게 되도록 설정되어 있기 때문에, 고정부 (16) 의 상면 (이동면) 은 거의 평탄면이 된다. 또, 세퍼레이터 (23) 는 코어 부재 (22) 의 헤드부 (22a) 사이에 설치되어 있고, 베이스 부재 (14) 와 코어 부재 (22) 의 헤드부 (22a) 및 세퍼레이터 (23) 에 의해 상하 방향이 사이에 있는 공간이 형성되게 된다. 이 공간에 냉매를 도입함으로써, 코일 (21) 을 냉각시키는 것이 가능하게 된다. 여기에서, 냉매는, 전기적 절연성이 양호한 액체로서, 예를 들어 물 (순수) 또는 알콜, 에테르, HFE (하이드로·플루오로·에테르) 나 플루오르 이너트 등의 유기 용매를 이용할 수 있다. 냉매는, 도시되어 있지 않은 순환 장치에 의해 소정의 온도를 유지하도록 조정되어 상기 공간에 공급되게 되어 있다. 본 실시형태에 있어서는, 코어 부재 (22) 의 헤드부 (22a) 와 세퍼레이터 (23) 에 의해, 상기 냉매의 유로의 일부를 형성하는 벽면을 구성하고 있다. 또한, 냉매를 흐르게 함에 있어서는, 이들 코어 부재 (22) 의 헤드부 (22a) 나 세퍼레이터 (23) 등에 대해서 적당한 방수 처리 등을 실시해 둔다. Since the height position of the upper part of the separator 23 is set to be the same as the height position of the tip part of the head part 22a of the core member 22, the upper surface (moving surface) of the fixing part 16 is a substantially flat surface. Becomes Moreover, the separator 23 is provided between the head part 22a of the core member 22, and is moved up and down by the base member 14 and the head part 22a and the separator 23 of the core member 22. As shown in FIG. The space between them is formed. By introducing a refrigerant into this space, the coil 21 can be cooled. Here, the refrigerant may be water (pure) or an organic solvent such as alcohol, ether, HFE (hydrofluoroether) or fluorine inert, as a liquid having good electrical insulation. The coolant is supplied to the space by being adjusted to maintain a predetermined temperature by a circulator not shown. In this embodiment, the head part 22a and the separator 23 of the core member 22 comprise the wall surface which forms a part of the flow path of the said refrigerant | coolant. In addition, in flowing a refrigerant | coolant, appropriate waterproofing etc. are given to the head part 22a, the separator 23, etc. of these core members 22, and the like.

고정부 (16) 의 상면에는 가이드 부재 (24) 가 형성되어 있다. 이 가이드 부재 (24) 는, 스테이지 유닛 (WST1 ∼ WST3) 을 XY 면내에서 이동시키는 안내판의 역할을 다하는 것이고 비자성체로 형성되어 있다. 또한, 가이드 부재 (24) 의 두께는 수백 ㎛ 정도로 얇기 때문에, 비자성체를 이용할 수 없는 경우에는 자성체를 이용해도 된다. 이 가이드 부재 (24) 는, 예를 들어 알루미나 (Al2O3) 를 평탄면인 고정부 (16) 의 상면에 용사하고, 고압 가스로 금속의 표면에 분무하여 형성된다. 또, 가이드 부재 (24) 를 다른 세라믹에 의해 형성해도 되고, SUS 등을 이용해도 된다. The guide member 24 is formed in the upper surface of the fixing part 16. The guide member 24 serves as a guide plate for moving the stage units WST1 to WST3 in the XY plane, and is formed of a nonmagnetic material. In addition, since the thickness of the guide member 24 is as thin as several hundred micrometers, when a nonmagnetic material is not available, you may use a magnetic body. The guide member 24 is formed by spraying alumina (Al 2 O 3 ) on the upper surface of the fixing portion 16 which is a flat surface, for example, and spraying the surface of the metal with a high pressure gas. Moreover, the guide member 24 may be formed with other ceramics, and SUS etc. may be used.

고정부 (16) 에 설치되는 코일 (21) 에는, U 상, V 상, 및 W 상으로 이루어지는 3 상 교류가 공급된다. XY 면내에서 배열된 코일 (21) 의 각각에 각 상의 전류를 소정의 순서로 소정의 타이밍으로 인가함으로써, 스테이지 유닛 (WST1 ∼ WST3) 을 원하는 방향으로 원하는 속도로 이동시킬 수 있다. 도 6 은, 도 4 중의 B-B 선을 따른 단면 야시도이다. 도 6 에 나타내는 바와 같이, 단면 형상이 직사각형 형상인 코어 부재 (22) 의 헤드부 (22a) 가 XY 면내에서 매트릭스상으로 배열되어 있고, 헤드부 (22a) 의 사이에 세퍼레이터 (23) 가 설치되어 있다.Three-phase alternating current consisting of a U phase, a V phase, and a W phase is supplied to the coil 21 provided in the fixed portion 16. By applying the current of each phase to each of the coils 21 arranged in the XY plane at a predetermined timing in a predetermined order, the stage units WST1 to WST3 can be moved at a desired speed in a desired direction. FIG. 6 is a cross-sectional perspective view along the line B-B in FIG. 4. As shown in FIG. 6, the head part 22a of the core member 22 whose cross-sectional shape is rectangular shape is arrange | positioned in matrix form in XY plane, and the separator 23 is provided between the head parts 22a. have.

여기에서, 코어 부재 (22) 중 하나에 주목하면, 주목되고 있는 코어 부재 (22) 의 헤드부 (22a) 와 X 방향 (제 1 방향) 에 대해서 서로 이웃하는 코어 부재 (22) 의 헤드부 사이에 세퍼레이터 (23) 가 설치되어 있고, 주목하고 있는 코어 부재 (22) 의 헤드부 (22a) 와 Y 방향 (제 2 방향) 에 대해서 서로 이웃하는 코어 부재 (22) 의 헤드부 사이에 세퍼레이터 (23) 가 설치되어 있다. 도 6 에 있어서, 각 코어 부재 (22) 에 권회된 코일 (21) 에 인가되는 3 상 교류의 각 상을 코어 부재 (22) 의 헤드부 (22a) 에 대응시켜 도시하고 있다. 도 6 을 참조하면, U 상, V 상, 및 W 상 (

Figure 112007013797075-PCT00001
상,
Figure 112007013797075-PCT00002
상, 및
Figure 112007013797075-PCT00003
상의 각 상을 포함한다.) 의 각 상이 XY 면내에서 규칙적으로 배열되어 있는 것을 알 수 있다. Here, attention is paid to one of the core members 22, between the head portion 22a of the core member 22, which is noted, and the head portions of the core members 22 neighboring each other with respect to the X direction (first direction). The separator 23 is provided in the separator 23, and the separator 23 is provided between the head part 22a of the core member 22 which is paying attention, and the head part of the core member 22 which adjoins each other with respect to a Y direction (2nd direction). ) Is installed. In FIG. 6, each phase of three-phase alternating current applied to the coil 21 wound by each core member 22 is shown corresponding to the head part 22a of the core member 22. In FIG. Referring to FIG. 6, the U phase, V phase, and W phase (
Figure 112007013797075-PCT00001
Prize,
Figure 112007013797075-PCT00002
Phase, and
Figure 112007013797075-PCT00003
It can be seen that each phase of is included in the XY plane regularly.

다음으로, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 일부를 이루는 이동부 (17) 는, 제 1 스테이지 (25), 영구 자석 (26), 에어 패드 (27), 제 2 스테이지 (28), 수평 구동 기구 (29), 및 수직 구동 기구 (30) 를 포함하여 구성된다. 제 1 스테이지 (25) 의 저면에는 영구 자석 (26) 과 에어 패드 (27) 가 규칙적으로 배열되어 있다. 영구 자석 (27) 으로는, 네오듐·철·코발트 자석, 알루미늄·니켈·코발트 (알니코) 자석, 페라이트 자석, 사마륨·코발트 자석, 또는 네오디뮴·철·보론 자석 등의 희토류 자석을 이용하는 것이 가능하다. Next, the moving part 17 which forms a part of wafer stage WST is the 1st stage 25, the permanent magnet 26, the air pad 27, the 2nd stage 28, and the horizontal drive mechanism 29 ), And a vertical drive mechanism 30. On the bottom of the first stage 25, the permanent magnet 26 and the air pad 27 are regularly arranged. As the permanent magnet 27, it is possible to use rare earth magnets such as neodymium iron cobalt magnet, aluminum nickel cobalt (alnico) magnet, ferrite magnet, samarium cobalt magnet, or neodymium iron boron magnet. Do.

도 7 은, 도 4 중의 C-C 선을 따른 단면 야시도이다. 도 7 에 나타내는 바와 같이, 영구 자석 (26) 은 인접하는 것이 서로 상이한 극이 되도록 XY 면내에 소정의 간격으로 배열되어 있다. 이러한 배열에 의해, X 방향 및 Y 방향의 양방향으로 교대 자계가 형성된다. 또, 영구 자석 (26) 사이에는 에어 패드 (27) 가 설치되어 있다. 이 에어 패드 (27) 는, 가이드 부재 (24) 를 향해 에어 (공기) 를 분무함으로써, 고정부 (16) 에 대해서 이동부 (17) 를, 예를 들어 수 마이크론 정도의 클리어런스를 통하여 부상 지지시키도록 되어 있고, 에어 베어링의 일부로서 기능한다. 또한, 진공 등에 의해 여압을 주는 여압형의 베어링을 이용해도 된다. FIG. 7 is a cross-sectional perspective view along the line C-C in FIG. 4. FIG. As shown in FIG. 7, the permanent magnets 26 are arranged at predetermined intervals in the XY plane so that adjacent ones are poles different from each other. By this arrangement, alternating magnetic fields are formed in both directions in the X direction and the Y direction. In addition, an air pad 27 is provided between the permanent magnets 26. The air pad 27 sprays the air (air) toward the guide member 24, thereby allowing the moving part 17 to float against the fixed part 16 through a clearance of, for example, several microns. It functions as a part of the air bearing. Moreover, you may use the pressurization type bearing which gives pressurization by vacuum etc.

제 2 스테이지 (28) 는, 수직 구동 기구 (30) 에 의해 제 1 스테이지 (25) 상에 지지되어 있다. 여기에서, 수직 구동 기구 (30) 는, 예를 들어 보이스 코일 모터 (VCM) 등을 포함하는 지지 기구 (30a, 30b, 30c ; 도 3 참조) 를 구비하고 있고, 이들의 지지 기구 (30a, 30b, 30c) 에 의해 제 2 스테이지 (28) 의 상이한 3 점을 지지하고 있다. 지지 기구 (30a, 30b, 30c) 는 Z 방향으로 신축 자유롭게 구성되어 있고, 이들 지지 기구 (30a, 30b, 30c) 를 동일한 신축량으로 구동함으로써, 제 2 스테이지 (28) 를 Z 방향으로 이동시킬 수 있고, 지지 기구 (30a, 30b, 30c) 를 독립적으로 구동하고, 또는 서로 상이한 신축량으로 구동함으로써, 제 2 스테이지 (28) 의 X 축 주위의 회전, 및 Y 축 주위의 회전을 제어할 수 있다. The second stage 28 is supported on the first stage 25 by the vertical drive mechanism 30. Here, the vertical drive mechanism 30 is provided with the support mechanisms 30a, 30b, 30c (refer FIG. 3) containing a voice coil motor (VCM) etc., for example, and these support mechanisms 30a, 30b. , 30c) supports three different points of the second stage 28. The support mechanisms 30a, 30b and 30c are freely stretched in the Z direction, and the second stage 28 can be moved in the Z direction by driving these support mechanisms 30a, 30b and 30c in the same amount of expansion and contraction. By driving the support mechanisms 30a, 30b, and 30c independently or with different amounts of expansion and contraction, the rotation about the X axis and the rotation about the Y axis of the second stage 28 can be controlled.

수평 구동 기구 (29) 는, 예를 들어 보이스 코일 모터 (VCM) 등을 포함하는 구동 기구 (29a, 29b, 29c ; 도 3 참조) 를 구비하고 있고, 이들 구동 기구 (29a, 29b, 29c) 에 의해 제 2 스테이지 (28) 의 XY 면내에 있어서의 위치 및 Z 축 주위 의 회전을 제어한다. 구체적으로는, 구동 기구 (29a, 29b) 를 동일한 신축량으로 구동함으로써 제 2 스테이지 (28) 의 Y 방향의 위치를 가변할 수 있고, 구동 기구 (29c) 를 구동함으로써 제 2 스테이지 (28) 의 X 방향의 위치를 가변할 수 있고, 구동 기구 (29a, 29b) 를 서로 상이한 신축량으로 구동함으로써 제 2 스테이지 (28) 의 Z 축 주위의 회전을 가변할 수 있다. 즉, 상기 기술한 평면 모터 (17) 에 의해 구동되는 제 1 스테이지 (25) 가 조동 스테이지이고, 수평 구동 기구 (29) 에 의해 구동되는 제 2 스테이지 (28) 가 미동 스테이지라고 할 수 있다. 또한, 수평 구동 기구 (29) 및 수직 구동 기구 (30) 는, 스테이지 제어계 (SCS) 의 제어 하에서 제 2 스테이지 (28) 의 XY 면내에 있어서의 위치 및 Z 방향의 위치를 조정한다. The horizontal drive mechanism 29 is provided with drive mechanisms 29a, 29b, 29c (see FIG. 3) including, for example, a voice coil motor (VCM) and the like, and to these drive mechanisms 29a, 29b, 29c. This controls the position in the XY plane of the second stage 28 and the rotation around the Z axis. Specifically, the position in the Y direction of the second stage 28 can be changed by driving the drive mechanisms 29a and 29b at the same amount of expansion and contraction, and the X of the second stage 28 is driven by driving the drive mechanism 29c. The position in the direction can be varied, and the rotation around the Z axis of the second stage 28 can be varied by driving the drive mechanisms 29a and 29b at different amounts of expansion and contraction. That is, it can be said that the 1st stage 25 driven by the planar motor 17 mentioned above is a coarse motion stage, and the 2nd stage 28 driven by the horizontal drive mechanism 29 is a fine movement stage. In addition, the horizontal drive mechanism 29 and the vertical drive mechanism 30 adjust the position in the XY plane of the second stage 28 and the position in the Z direction under the control of the stage control system SCS.

이상 설명한 구성의 스테이지 유닛 (WST1) 을 이동시키는 경우에는, 3 상 교류에서 구동하는 공지된 리니어 모터와 동일한 구동 방법을 이용할 수 있다. 즉, 스테이지 유닛 (WST1) 이 X 방향으로 이동 가능하게 구성된 리니어 모터와 Y 방향으로 이동 가능하게 구성된 리니어 모터로 이루어진다고 생각할 수 있고, 스테이지 유닛 (WST1) 을 X 방향으로 이동시키는 경우에는, X 방향으로 배열된 각 코일 (21) 에 대해서 X 방향으로 이동 가능하게 구성된 리니어 모터와 동일한 3 상 교류를 인가하고, 스테이지 유닛 (WST1) 을 Y 방향으로 이동시키는 경우에는, Y 방향으로 배열된 각 코일 (21) 에 대해서 Y 방향으로 이동 가능하게 구성된 리니어 모터와 동일한 3 상 교류를 인가하면 된다. 예를 들어, 각 상의 교류 전류가 대응하는 코일 (21) 에 각각 인가되면, 그 코일 (21) 에 권회되어 있는 코어 부재 (22) 가 전자석으로서 기능한다. 이 전자석으로부터 발생한 자력 (자속) 과 스테이지 유닛 (WST) (이동부 (17)) 에 배치된 영구 자석 (26) 사이에 흡인력과 반발력이 서로 작용한다. 이러한 작용이 각 코어 부재 (22) 와 영구 자석 (26) 사이에서 발생하여, 상기 3 상의 교류를 제어함으로써, 스테이지 유닛 (WST) 을 원하는 위치를 향하여 이동시킬 수 있다. When moving the stage unit WST1 of the structure demonstrated above, the drive method similar to the well-known linear motor driven by three-phase alternating current can be used. That is, it can be considered that the stage unit WST1 is composed of a linear motor configured to be movable in the X direction and a linear motor configured to be movable in the Y direction. When the stage unit WST1 is moved in the X direction, the X direction is In the case of applying the same three-phase alternating current as that of the linear motor configured to be movable in the X direction with respect to each of the coils 21 arranged in the X direction, and moving the stage unit WST1 in the Y direction, each coil ( 21, the same three-phase alternating current as that of the linear motor configured to be movable in the Y direction may be applied. For example, when the alternating current of each phase is applied to the corresponding coil 21, respectively, the core member 22 wound by the coil 21 functions as an electromagnet. A suction force and a repulsion force act between the magnetic force (magnetic flux) generated from this electromagnet and the permanent magnet 26 disposed in the stage unit WST (moving part 17). This action occurs between each core member 22 and the permanent magnet 26, and by controlling the alternating current of the three phases, the stage unit WST can be moved toward a desired position.

이상의 구성의 웨이퍼 스테이지 (WST) 는, 고정부 (16) 에 있어서 헤드부 (22a) 의 선단부가 대략 일면에 포함되도록 코어 부재 (22) 를 XY 면내에 배열시키고, 이 코어 부재 (22) 의 주위에 코일 (21) 을 권회한 구성이기 때문에, 코일 (21) 에 전류를 흐르게 함으로써 발생하는 자속을 적은 손실로 효과적으로 스테이지 유닛 (WST1) 의 저면으로 유도할 수 있다. 이 때문에, 스테이지 유닛 (WST1) 이 구비하는 제 1 스테이지 (25) 의 저면의 영구 자석 (26) 을 얇게 할 수 있고, 스테이지 유닛 (WST1) 을 경량화할 수 있다. 여기에서, 영구 자석 (26) 을 얇게 함으로써 영구 자석 (26) 으로부터 발생되는 자속이 약해져도, 코어 부재 (22) 에 의해 코일 (21) 로부터 발생한 자속을 적은 손실로 스테이지 유닛 (WST1) 의 저면으로 유도할 수 있기 때문에, 추력의 저하를 초래하지는 않는다. In the wafer stage WST having the above configuration, the core member 22 is arranged in the XY plane so that the front end portion of the head portion 22a is included in one surface in the fixing portion 16, and the periphery of the core member 22 is maintained. Since the coil 21 is wound around, the magnetic flux generated by flowing a current through the coil 21 can be effectively guided to the bottom face of the stage unit WST1 with a small loss. For this reason, the permanent magnet 26 of the bottom face of the 1st stage 25 with which the stage unit WST1 is equipped can be made thin, and the stage unit WST1 can be reduced in weight. Here, even if the magnetic flux generated from the permanent magnet 26 is weakened by thinning the permanent magnet 26, the magnetic flux generated from the coil 21 by the core member 22 is reduced to the bottom surface of the stage unit WST1. Since it can be induced, it does not cause the thrust to fall.

본 실시형태에서는, 추력의 저하를 초래하지 않고 스테이지 유닛 (WST1) 이 경량화되고 있기 때문에, 스테이지 유닛 (WST1) 을 높은 가속도로 가속할 수 있음과 함께, 위치 결정 정밀도를 향상시킬 수 있다. 여기에서, 코일 (21) 에 전류를 흐르게 함으로써 발생되는 열은, 베이스 부재 (14) 와 코어 부재 (22) 의 헤드부 (22a) 및 세퍼레이터 (23) 에 의해 상하 방향이 끼어 있는 공간으로 도입되는 냉매에 의해 제거할 수 있다. 또한, 코일 (21) 은 단열재 (Ti) 를 통하여 코어 부재 (22) 의 지주부 (22b) 에 권회되어 있기 때문에, 코일 (21) 로부터의 열이 코어 부재 (22) 에 전해져 코어 부재 (22) 가 팽창 또는 변형됨으로써 생기는 위치 결정 정밀도의 악화를 방지할 수 있다. 이상으로부터, 본 실시형태에서는, 스테이지 유닛 (WST1) 을 효율적으로 구동할 수 있다. 또한, 이상의 작용 효과는 스테이지 유닛 (WST2, WST3) 에 대해도 동일하게 얻어진다. In the present embodiment, since the stage unit WST1 is reduced in weight without causing a decrease in thrust, the stage unit WST1 can be accelerated with high acceleration, and the positioning accuracy can be improved. Here, the heat generated by flowing a current through the coil 21 is introduced into the space in which the base member 14 and the head part 22a and the separator 23 of the core member 22 are pinched. It can be removed by the refrigerant. Moreover, since the coil 21 is wound by the support part 22b of the core member 22 via the heat insulating material Ti, heat from the coil 21 is transmitted to the core member 22, and the core member 22 is carried out. The deterioration of the positioning accuracy caused by the expansion or deformation of the can be prevented. As mentioned above, in this embodiment, the stage unit WST1 can be driven efficiently. In addition, the above effects are similarly obtained with respect to the stage units WST2 and WST3.

도 1 로 돌아와, 본 실시형태의 노광 장치 (10) 는, 도 4 에 나타낸 에어 패드 (27) 에 대해서 가압 에어를 공급하기 위한 공기 펌프 (40) 를 구비한다. 공기 펌프 (40) 와 스테이지 유닛 (WST1, WST2) 은 튜브 (41, 42) 를 통하여 각각 접속되어 있고, 공기 펌프 (40) 로부터의 에어는, 튜브 (41) 를 통하여 스테이지 유닛 (WST1) 에 공급됨과 함께, 튜브 (42) 를 통하여 스테이지 유닛 (WST2) 에 공급된다. 또, 도 4 에 나타낸 코일 (21) 을 냉각시키기 위한 냉각 장치 (43) 가 설치되어 있는 이 냉각 장치 (43) 는, 냉매 공급관 (44) 과 냉매 배출관 (45) 에 의해 베이스 부재 (14) 에 접속되어 있다. 냉각 장치 (43) 로부터의 냉매는 냉매 공급관 (44) 을 통하여 베이스 부재 (14) (고정부 (16) 내의 코일 (21) 이 설치되어 있는 부위) 에 공급되고, 베이스 부재 (14) 를 개재한 냉매는 냉매 배출관 (45) 을 통하여 냉각 장치 (43) 로 회수된다. 예를 들어, 도 4 에 있어서는, 상하를 가이드 부재 (24) 와 베이스 (14) 사이에 두고, 내부에 코일 (21), 코어 부재 (22), 및 세퍼레이터 (23) 가 배치된 공간에 물 등의 냉매를 공급하도록 구성할 수 있다. Returning to FIG. 1, the exposure apparatus 10 of this embodiment is equipped with the air pump 40 for supplying pressurized air with respect to the air pad 27 shown in FIG. The air pump 40 and the stage units WST1 and WST2 are connected via the tubes 41 and 42, respectively, and the air from the air pump 40 is supplied to the stage unit WST1 via the tube 41. In addition, it is supplied to the stage unit WST2 via the tube 42. Moreover, this cooling apparatus 43 in which the cooling apparatus 43 for cooling the coil 21 shown in FIG. 4 is provided is connected to the base member 14 by the refrigerant supply pipe 44 and the refrigerant discharge pipe 45. Connected. The coolant from the cooling device 43 is supplied to the base member 14 (the part where the coil 21 in the fixing part 16 is installed) through the coolant supply pipe 44, and through the base member 14. The coolant is recovered to the cooling device 43 through the coolant discharge pipe 45. For example, in FIG. 4, water and the like are placed in a space where the coil 21, the core member 22, and the separator 23 are disposed therebetween with the upper and lower sides between the guide member 24 and the base 14. It can be configured to supply a refrigerant of.

또한, 도 1 에 있어서는 도시를 생략하고 있지만, 노광 장치 (10) 에는 웨이퍼 (W) 에 형성된 얼라인먼트 마크의 위치 정보를 계측하기 위한 오프·액시스형의 웨이퍼 얼라인먼트 센서가 투영 광학계 (PL) 의 측방에 설치되고, 또는 투영 광학계 (PL) 를 통하여 웨이퍼 (W) 에 형성된 얼라인먼트 마크의 위치 정보를 계측하는 TTL (스루·더·렌즈) 형의 얼라인먼트 센서가 설치되어 있다. 또, 웨이퍼 (W) 에 대해서 경사 방향으로부터 슬릿상의 검출광을 조사하고, 그 반사광을 측정하여 웨이퍼 (W) 의 Z 방향의 위치 및 자세 (X 축 및 Y 축 주위의 회전) 를 검출하고, 이 검출 결과에 기초하여 웨이퍼 (W) 의 Z 방향의 위치 및 자세를 보정하여 웨이퍼 (W) 의 표면을 투영 광학계 (PL) 의 이미지면에 맞춰 넣는 오토 포커스 기구 및 오토 레벨링 기구가 설치되어 있다. In addition, although illustration is abbreviate | omitted in FIG. 1, in the exposure apparatus 10, the off-axis type wafer alignment sensor for measuring the positional information of the alignment mark formed in the wafer W is located in the side of the projection optical system PL. An alignment sensor of the TTL (through-the-lens) type which is provided or measures the positional information of the alignment mark formed in the wafer W via the projection optical system PL is provided. In addition, the slit detection light is irradiated to the wafer W from the inclined direction, the reflected light is measured, and the position and attitude (rotation around the X and Y axes) of the Z direction of the wafer W are detected. On the basis of the detection result, an autofocus mechanism and an autoleveling mechanism are provided which correct the position and attitude of the wafer W in the Z direction so as to align the surface of the wafer W with the image plane of the projection optical system PL.

이상, 본 발명의 일 실시형태에 의한 평면 모터 장치, 스테이지 장치, 및 노광 장치의 구성에 대하여 설명하였지만, 다음으로 노광시의 동작에 대해 간단하게 설명한다. 1 로트 분의 웨이퍼 (W) 에 대해서 노광 처리를 실시하는 경우에는, 예를 들어 스테이지 유닛 (WST3) 에 설치된 각종 측정 기기를 이용한 노광 장치의 성능 측정이 실시된 후에 노광 처리가 개시된다. 노광 장치의 성능 측정이 개시되면, 주제어 장치 (MCS) 는, 예를 들어 스테이지 유닛 (WST1, WST2) 을 함께 노광 포지션으로부터 퇴피시키고, 대신에 스테이지 유닛 (WST3) 을 노광 포지션에 배치한다. 아울러, 도시 생략된 레티클 로더를 제어하여 패턴이 형성되어 있지 않은 레티클 (테스트 레티클) 을 레티클 스테이지 (RST) 상에 로드한다. As mentioned above, although the structure of the planar motor apparatus, stage apparatus, and exposure apparatus by one Embodiment of this invention was demonstrated, operation | movement at the time of exposure is demonstrated easily. When performing exposure processing with respect to the wafer W for one lot, exposure processing is started after performance measurement of the exposure apparatus using the various measuring apparatuses provided in the stage unit WST3 was performed, for example. When the performance measurement of the exposure apparatus is started, the main controller MCS, for example, retracts the stage units WST1 and WST2 together from the exposure position, and instead places the stage unit WST3 in the exposure position. In addition, a reticle loader (not shown) is controlled to load a reticle (test reticle) on which the pattern is not formed on the reticle stage RST.

이 상태에서 주제어 장치 (MCS) 는, 조명 광학계 (ILS) 의 광학 특성 (개구 조임의 개구 수, 조명 조건 등) 을 설정하고, 도시 생략된 광원 유닛으로부터 노광광을 사출시켜, 레티클 (R) 및 투영 광학계 (PL) 를 순서대로 개재하여 스테이지 유닛 (WST3) 상에 조사되는 노광광의 조도, 조도 불균일의 측정을 조도 센서 및 조도 불균일 센서를 이용하여 각각 측정한다. 또한, 수차 측정 장치를 이용하여 투영 광학계 (PL) 의 잔존 수차를 측정한다. 이들 측정이 종료되면, 주제어 장치 (MCS) 는, 얻어진 측정 결과를 이용하여 조명 광학계 (ILS) 의 광학 특성을 조정함과 함께, 투영 광학계 (PL) 에 설치되어 있는 렌즈 엘리먼트의 1 개 또는 복수를 광축 (AX) 방향으로 이동시키고, 또는 광축 (AX) 에 대해서 편심시킴으로써 투영 광학계 (PL) 의 결상 성능을 조정한다. In this state, the main control device MCS sets the optical characteristics of the illumination optical system ILS (the numerical aperture of the opening tightening, the illumination conditions, and the like), emits the exposure light from the light source unit not shown, and the reticle R and Measurement of illuminance and illuminance unevenness of the exposure light irradiated onto the stage unit WST3 via the projection optical system PL in order is measured using an illuminance sensor and an illuminance nonuniformity sensor, respectively. In addition, the residual aberration of the projection optical system PL is measured using an aberration measuring apparatus. When these measurements are complete | finished, main control apparatus MCS adjusts the optical characteristic of illumination optical system ILS using the obtained measurement result, and also one or more of the lens elements provided in projection optical system PL. The imaging performance of the projection optical system PL is adjusted by moving in the optical axis AX direction or eccentric with respect to the optical axis AX.

이상의 처리를 끝내면, 예를 들어 베이스 라인 계측이 실시된다. 여기에서, 베이스 라인이란 예를 들어 레티클 (R) 에 형성된 패턴의 투영 광학계 (PL) 에 의한 투영 이미지의 중심 위치와, 투영 광학계 (PL) 의 측방에 설치된 웨이퍼 얼라인먼트 센서의 계측 시야 중심의 거리를 말한다. 베이스 라인 계측을 실시하기 위해서는, 우선, 주제어 장치 (MCS) 가 도시 생략된 레티클 로더를 제어하여 레티클 스테이지 (RST) 상에 유지되어 있는 레티클을 언로드함과 함께, 노광 처리에서 최초로 이용하는 레티클 (R) 을 레티클 스테이지 (RST) 상에 로드한다. When the above process is complete | finished, baseline measurement is implemented, for example. Here, a base line means the distance of the center position of the projection image by the projection optical system PL of the pattern formed in the reticle R, and the measurement visual field center distance of the wafer alignment sensor provided in the side of the projection optical system PL, for example. Say. To perform the baseline measurement, first, the main controller MCS controls a reticle loader (not shown) to unload the reticle held on the reticle stage RST, and to use the reticle R for the first time in the exposure process. Is loaded onto the reticle stage (RST).

다음으로, 도시 생략된 레티클 얼라인먼트 센서를 이용하여 레티클 (R) 에 형성되어 있는 레티클 마크와, 노광 포지션에 배치된 스테이지 유닛 (WST3) 에 형성되어 있는 기준 부재의 기준 마크를 동시에 관찰하여, 기준 마크에 대한 레티클 마크의 위치 어긋난 양을 계측한다. 다음으로, 주제어 장치 (MCS) 는, 스테이 지 유닛 (WST3) 을 소정량만큼 이동시켜 웨이퍼 얼라인먼트 센서의 하방에 배치하고, 기준 부재에 형성되어 있는 기준 마크를 웨이퍼 얼라인먼트 센서의 계측 시야 내에 배치하여, 웨이퍼 얼라인먼트 센서를 이용하여 기준 마크의 위치 정보를 계측한다. 상기의 레티클 얼라인먼트 센서의 계측 결과와 웨이퍼 얼라인먼트 센서의 계측 결과로부터 베이스 라인량이 요구된다. Next, the reticle mark formed in the reticle R and the reference mark of the reference member formed in the stage unit WST3 arranged in the exposure position are simultaneously observed using a reticle alignment sensor (not shown). The amount of misalignment of the reticle mark with respect to is measured. Next, the main control device MCS moves the stage unit WST3 by a predetermined amount and arranges it below the wafer alignment sensor, and arranges the reference mark formed on the reference member within the measurement field of the wafer alignment sensor. The positional information of the reference mark is measured using the wafer alignment sensor. The base line amount is required from the measurement result of the reticle alignment sensor and the measurement result of the wafer alignment sensor.

이상의 각종 계측이 종료되면, 주제어 장치 (MCS) 는 스테이지 유닛 (WST3) 을 노광 포지션으로부터 퇴피시킴과 함께, 예를 들어 스테이지 유닛 (WST1) 을 로딩 포지션에 배치한다. 그리고, 로트 선두의 웨이퍼 (W) 가 유지된 스테이지 유닛 (WST1) 을 웨이퍼 얼라인먼트 센서의 하방에 배치하고, 웨이퍼 (W) 상의 얼라인먼트 마크 수 개 (3 ∼ 9 개 정도) 에 대하여 위치 계측을 실시한다. 그리고, 이 계측 결과에 기초하여 주제어 장치 (MCS) 가 EGA (인핸스트·글로벌·얼라인먼트) 연산을 실시하여, 웨이퍼 (W) 상에 설정된 모든 쇼트 영역의 배열의 규칙성을 결정한다. 여기에서, EGA 연산이란, 웨이퍼 (W) 상에 미리 설정된 대표적인 일부 (3 ∼ 9 개) 의 쇼트 영역의 각각에 부수하여 형성된 마크 (얼라인먼트 마크) 의 위치 정보와, 그 설계 정보에 기초하여 웨이퍼 (W) 상에 설정된 모든 쇼트 영역의 배열의 규칙성을 통계적인 수법으로 결정하는 연산 방법을 말한다. When the various measurement mentioned above is complete | finished, main control apparatus MCS evacuates stage unit WST3 from an exposure position, and arranges stage unit WST1 in a loading position, for example. And the stage unit WST1 in which the wafer W of the lot head was hold | maintained is arrange | positioned under the wafer alignment sensor, and position measurement is performed about the number (about 3-9 pieces) of the alignment mark on the wafer W. . Based on this measurement result, the main control device MCS performs an EGA (enhanced global alignment) operation to determine the regularity of the arrangement of all the shot regions set on the wafer W. Here, the EGA calculation is based on the positional information of the mark (alignment mark) formed along with each of the representative portions (3 to 9) of the short regions set in advance on the wafer W, and the design information based on the design information. W) refers to a calculation method that determines the regularity of the arrangement of all the shot regions set on the statistical method.

이상의 EGA 연산에 의해 웨이퍼 (W) 상에 있어서의 쇼트 영역의 배열을 구하면, 주제어 장치 (MCS) 는, 얻어진 쇼트 영역의 좌표값을 전술한 베이스 라인량으로 보정한 좌표값을 구한다. 이 보정한 좌표값을 이용하여 스테이지 유닛 (WST1) 을 구동하면, 웨이퍼 (W) 상의 각 쇼트 영역을 투영 광학계 (PL) 의 노광 영역 (IA) 에 위치 맞춤할 수 있다. 본 실시형태의 노광 장치 (10) 는, 스텝·앤드·스캔 방식의 노광 장치이기 때문에, 쇼트 영역을 노광하는 경우에는, 레티클 스테이지 (RST) 및 스테이지 유닛 (WST1) 을 가속시켜, 각각이 소정의 속도에 이르러 동기가 취해진 후, 주제어 장치 (MCS) 가 조명 광학계 (ILS) 로부터 노광광을 사출시켜 레티클 (R) 을 조명하고, 레티클 (R) 의 패턴의 이미지를 투영 광학계 (PL) 를 통하여 웨이퍼 (W) 상에 투영한다. When the arrangement of the shot regions on the wafer W is obtained by the above EGA calculation, the main controller MCS obtains the coordinate values obtained by correcting the coordinate values of the obtained shot regions by the above-described baseline amount. When the stage unit WST1 is driven using this corrected coordinate value, each shot region on the wafer W can be aligned with the exposure region IA of the projection optical system PL. Since the exposure apparatus 10 of this embodiment is an exposure apparatus of a step-and-scan system, when exposing a shot area, the reticle stage RST and the stage unit WST1 are accelerated and each predetermined After synchronizing at the speed, the main controller MCS emits exposure light from the illumination optical system ILS to illuminate the reticle R, and the image of the pattern of the reticle R is transferred through the projection optical system PL. Project onto (W).

주사시에는, 노광 영역 (IA) 에 레티클 (R) 의 일부의 패턴 이미지가 투영되고, 투영 광학계 (PL) 에 대해서, 레티클 (R) 이 -X 방향 (또는 +X 방향) 으로 속도 V 로 이동하는 것에 동기하여, 웨이퍼 (W) 가 +X 방향 (또는 -X 방향) 으로 속도 β·V (β 는 투영 배율) 로 이동한다. 1 의 쇼트 영역에 대한 노광 처리가 종료되면, 주제어 장치 (MCS) 는 스테이지 유닛 (WST1) 을 스테핑 이동시켜 다음의 쇼트 영역을 주사 개시 위치로 이동시키고, 이하와 동일하게 스텝·앤드·스캔 방식으로 각 쇼트 영역에 대한 노광 처리가 차례로 실시된다. At the time of scanning, a part of the pattern image of the reticle R is projected on the exposure area IA, and the reticle R moves at a speed V in the -X direction (or + X direction) with respect to the projection optical system PL. In synchronization with this, the wafer W moves at a speed β · V (β is a projection magnification) in the + X direction (or -X direction). When the exposure process to the 1 shot area is completed, the main control device MCS moves the stage unit WST1 to move the next shot area to the scan start position, in a step-and-scan manner as follows. Exposure processing to each shot region is performed in turn.

이상, 본 발명의 실시형태에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시형태에 제한되지 않고, 본 발명의 범위 내에서 자유롭게 변경이 가능하다. 예를 들어, 상기 실시형태에 있어서는, 본 발명을 스텝·앤드·스캔 방식의 노광 장치에 적용한 경우를 예로 들어 설명하였지만, 레티클의 패턴을 일괄하여 전사하는 단계·앤드·리피트 방식의 노광 장치 (소위, 스테퍼) 에도 본 발명을 적용할 수 있다.As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment, A change can be made freely within the scope of the present invention. For example, in the said embodiment, although the case where this invention was applied to the exposure apparatus of a step-and-scan system was demonstrated as an example, the exposure apparatus of the step and repeat system which transfers the pattern of a reticle collectively (so-called , Stepper) can also be applied to the present invention.

또한, 상기 실시형태에서는, 스테이지 유닛 (WST1) 의 이동부 (17) 에 영구 자석 (26) 이 설치되고, 고정부 (16) 에 코일 (21) 이 설치된 소위 무빙 마그네트 형의 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 예로 들어 설명하였다. 그러나, 스테이지 유닛의 이동부에 코일이 설치되고, 고정부에 영구 자석이 설치된 소위 무빙 코일 형태의 웨이퍼 스테이지에도 본 발명을 적용할 수 있다. 또, 상기 실시형태에서는 웨이퍼 스테이지 (WST) 에 본 발명을 적용한 경우에 대하여 설명하였지만, 레티클 스테이지 (RST) 에도 적용할 수 있고, 나아가 레티클 스테이지 (RST) 와 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 양스테이지에 적용하는 것도 가능하다. Moreover, in the said embodiment, the so-called moving magnet type wafer stage WST by which the permanent magnet 26 was provided in the moving part 17 of the stage unit WST1, and the coil 21 was provided in the fixing part 16 was carried out. It was described by way of example. However, the present invention can also be applied to a wafer stage of a so-called moving coil type in which a coil is provided in the moving part of the stage unit and a permanent magnet is provided in the fixed part. In addition, in the above embodiment, the case where the present invention is applied to the wafer stage WST has been described, but the present invention can also be applied to the reticle stage RST and further applied to both stages of the reticle stage RST and the wafer stage WST. It is also possible.

또, 노광 장치에 설치되는 광원 유닛으로는, KrF 엑시머 레이저 (248㎚), ArF 엑시머 레이저 (193㎚) 등의 엑시머 레이저에 한정되지 않고, 초고압 수은 램프로부터 사출되는 g 선 (436㎚) 및 i 선 (365㎚), F2 레이저 (157nm) 로부터 사출되는 레이저 광, Kr2 레이저 (146㎚) 로부터 사출되는 레이저 광, Ar2 레이저 (126㎚) 로부터 사출되는 레이저 광, 나아가, X 선이나 전자빔 등의 하전입자선을 이용할 수 있다. Moreover, as a light source unit provided in an exposure apparatus, it is not limited to excimer lasers, such as KrF excimer laser (248 nm) and ArF excimer laser (193 nm), and g line | wire (436 nm) emitted from an ultrahigh pressure mercury lamp, and i Line (365 nm), laser light emitted from F 2 laser (157 nm), laser light emitted from Kr 2 laser (146 nm), laser light emitted from Ar 2 laser (126 nm), and furthermore, X-ray or electron beam Charged particle beams, such as these, can be used.

또한, 본 발명의 노광 장치는, 반도체 소자의 제조에 이용되어 디바이스 패턴을 반도체 기판 상으로 전사하는 노광 장치, 액정 표시 소자의 제조에 이용되어 회로 패턴을 유리 플레이트 상으로 전사하는 노광 장치, 박막 자기 헤드의 제조에 이용되어 디바이스 패턴을 세라믹 웨이퍼 상으로 전사하는 노광 장치, 및 CCD 등의 촬상 소자의 제조에 이용되는 노광 장치 등에도 적용할 수 있다. Moreover, the exposure apparatus of this invention is used for manufacture of a semiconductor element, The exposure apparatus which transfers a device pattern onto a semiconductor substrate, The exposure apparatus used for manufacture of a liquid crystal display element, The transfer apparatus which transfers a circuit pattern onto a glass plate, Thin film magnetic The present invention can also be applied to an exposure apparatus used for manufacturing a head and transferring a device pattern onto a ceramic wafer, and an exposure apparatus used for manufacturing an imaging device such as a CCD.

다음으로, 본 발명의 일 실시형태에 의한 노광 장치를 이용한 액정 표시 소자의 제조 방법에 대하여 설명한다. 도 8 은, 마이크로 디바이스로서의 액정 표시 소자를 제조하는 제조 공정의 일부를 나타내는 플로우차트이다. 도 8 중의 패턴 형성 공정 (S1) 에서는, 본 실시형태의 노광 장치를 이용하여 마스크의 패턴을 웨이퍼 (W) 상에 전사 노광하는, 소위 광리소그래피 공정이 실행된다. 이 광리소그래피 공정에 의해, 웨이퍼 (W) 상에는 다수의 전극 등을 포함하는 소정 패턴이 형성된다. 그 후, 노광된 웨이퍼 (W) 는, 현상 공정, 에칭 공정, 박리 공정 등의 각 공정을 거침으로써, 웨이퍼 (W) 상에 소정의 패턴이 형성되고, 다음의 컬러 필터 형성 공정 (S2) 으로 이행한다. Next, the manufacturing method of the liquid crystal display element using the exposure apparatus which concerns on one Embodiment of this invention is demonstrated. 8 is a flowchart showing a part of a manufacturing step of manufacturing a liquid crystal display element as a micro device. In the pattern formation process S1 in FIG. 8, what is called a photolithography process which transfer-exposes the pattern of a mask on the wafer W using the exposure apparatus of this embodiment is performed. By this photolithography step, a predetermined pattern including a plurality of electrodes and the like is formed on the wafer W. As shown in FIG. Thereafter, the exposed wafer W is subjected to each step such as a developing step, an etching step, a peeling step, and the like, and a predetermined pattern is formed on the wafer W, and the next color filter forming step S2 is performed. To fulfill.

컬러 필터 형성 공정 (S2) 에서는, R(Red), G(Green), B(Blue) 에 대응한 3 개의 도트 세트가 매트릭스상으로 다수 배열되고, 또는 R, G, B 의 3 개의 스트라이프 필터 세트를 복수 수평 주사선 방향으로 배열한 컬러 필터를 형성한다. In the color filter forming step (S2), three dot sets corresponding to R (Red), G (Green), and B (Blue) are arranged in a matrix, or three stripe filter sets of R, G, and B are arranged. To form a color filter arranged in a plural horizontal scanning line directions.

그리고, 컬러 필터 형성 공정 (S2) 의 후에, 셀 조립 공정 (S3) 이 실행된다. 이 셀 조립 공정 (S3) 에서는, 패턴 형성 공정 (S1) 에서 얻어진 소정 패턴을 갖는 웨이퍼 (W), 및 컬러 필터 형성 공정 (S2) 에서 얻어진 컬러 필터 등을 이용하여 액정 패널 (액정 셀) 을 조립한다. And after the color filter formation process S2, the cell granulation process S3 is performed. In this cell assembly step (S3), the liquid crystal panel (liquid crystal cell) is assembled using the wafer W having the predetermined pattern obtained in the pattern forming step (S1), the color filter obtained in the color filter forming step (S2), and the like. do.

셀 조립 공정 (S3) 에서는, 예를 들어, 패턴 형성 공정 (S1) 에서 얻어진 소정 패턴을 갖는 웨이퍼 (W) 와 컬러 필터 형성 공정 (S2) 에서 얻어진 컬러 필터 사이에 액정을 주입하여, 액정 패널 (액정 셀) 을 제조한다. 그 후, 모듈 조립 공정 (S4) 에서, 조립된 액정 패널 (액정 셀) 의 표시 동작을 실시하게 하는 전기 회로, 백라이트 등의 각 부품을 장착하여 액정 표시 소자로서 완성시킨다. 상기 기술한 액정 표시 소자의 제조 방법에 의하면, 매우 미세한 패턴을 갖는 액정 표시 소자를 스루풋 좋게 얻을 수 있다. In the cell granulation step (S3), for example, a liquid crystal is injected between the wafer W having the predetermined pattern obtained in the pattern forming step (S1) and the color filter obtained in the color filter forming step (S2) to form a liquid crystal panel ( Liquid crystal cell). Then, in the module assembly process S4, each component, such as an electric circuit and a backlight which perform the display operation of the assembled liquid crystal panel (liquid crystal cell), is attached and completed as a liquid crystal display element. According to the manufacturing method of the liquid crystal display element mentioned above, the liquid crystal display element which has a very fine pattern can be obtained with good throughput.

다음으로, 본 발명의 실시형태에 의한 노광 장치를 반도체 소자를 제조하는 노광 장치에 적용하고, 이 노광 장치를 이용하여 반도체 소자를 제조하는 방법에 대하여 설명한다. 도 9 는, 마이크로 디바이스로서의 반도체 소자를 제조하는 제조 공정의 일부를 나타내는 플로우차트이다. 도 9 에 나타내는 바와 같이, 우선, 단계 S10 (설계 단계) 에 있어서, 반도체 소자의 기능·성능 설계를 실시하고, 그 기능을 실현하기 위한 패턴 설계를 실시한다. 계속해서, 단계 S11 (마스크 제작 단계) 에 있어서, 설계한 패턴을 형성한 마스크 (레티클) 를 제작한다. 한편, 단계 S12 (웨이퍼 제조 단계) 에 있어서, 규소 등의 재료를 이용하여 웨이퍼를 제조한다. Next, the exposure apparatus which concerns on embodiment of this invention is applied to the exposure apparatus which manufactures a semiconductor element, and the method of manufacturing a semiconductor element using this exposure apparatus is demonstrated. 9 is a flowchart showing a part of the manufacturing process for manufacturing a semiconductor element as a micro device. As shown in FIG. 9, first, in step S10 (design stage), the function and performance design of a semiconductor element are implemented, and pattern design for realizing the function is implemented. Subsequently, in step S11 (mask preparation step), a mask (reticle) having a designed pattern is produced. In step S12 (wafer manufacturing step), a wafer is manufactured using a material such as silicon.

다음으로, 단계 S13 (웨이퍼 처리 단계) 에 있어서, 단계 S10 ∼ 단계 S12 에서 준비한 마스크와 웨이퍼를 사용하여, 후술하는 바와 같이, 리소그래피 기술 등에 의해 웨이퍼 상에 실제의 회로 등을 형성한다. 다음으로, 단계 S14 (디바이스 조립 단계) 에 있어서, 단계 S13 에서 처리된 웨이퍼를 이용하여 디바이스 조립을 실시한다. 이 단계 S14 에는, 다이싱 공정, 본딩 공정, 및 패키징 공정 (칩 봉입) 등의 공정이 필요에 따라 포함된다. 마지막으로, 단계 S15 (검사 단계) 에 있어서, 단계 S14 에서 제작된 마이크로 디바이스의 동작 확인 테스트, 내구성 테스트 등의 검사를 실시한다. 이러한 공정을 거친 후에 마이크로 디바이스가 완성되고, 이것이 출하된다. Next, in step S13 (wafer processing step), an actual circuit or the like is formed on the wafer by lithography or the like as described later using the mask and the wafer prepared in steps S10 to S12. Next, in step S14 (device assembly step), device assembly is performed using the wafer processed in step S13. This step S14 includes processes such as a dicing step, a bonding step, and a packaging step (chip encapsulation) as necessary. Finally, in step S15 (inspection step), inspections such as an operation confirmation test and a durability test of the microdevice manufactured in step S14 are performed. After this process, the micro device is completed and shipped.

도 10 은, 도 9 의 단계 S13 의 상세한 플로우의 일례를 나타내는 도면이다. 도 10 에 있어서, 단계 S21 (산화 단계) 에 있어서는 웨이퍼의 표면을 산화시킨다. 단계 S22 (CVD 단계) 에 있어서는 웨이퍼 표면에 절연막을 형성한다. 단계 S23 (전극 형성 단계) 에 있어서는 웨이퍼 상에 전극을 증착에 의해 형성한다. 단계 S24 (이온 주입 단계) 에 있어서는 웨이퍼에 이온을 주입한다. 이상의 단계 S21 ∼ 단계 S24 의 각각은, 웨이퍼 처리의 각 단계의 전처리 공정을 구성하고 있고, 각 단계에 있어서 필요한 처리에 따라 선택되어 실행된다. FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a detailed flow of step S13 of FIG. 9. In Fig. 10, the surface of the wafer is oxidized in step S21 (oxidation step). In step S22 (CVD step), an insulating film is formed on the wafer surface. In step S23 (electrode formation step), an electrode is formed on the wafer by vapor deposition. In step S24 (ion implantation step), ions are implanted into the wafer. Each of the above steps S21 to S24 constitutes a pretreatment step of each step of wafer processing, and is selected and executed according to the necessary processing in each step.

웨이퍼 프로세스의 각 단계에 있어서, 상기 기술한 전처리 공정이 종료되면, 이하와 같이하여 후처리 공정이 실행된다. 이 후처리 공정에서는, 우선, 단계 S25 (레지스트 형성 단계) 에 있어서, 웨이퍼에 감광제를 도포한다. 계속해서, 단계 S26 (노광 공정) 에 있어서, 위에서 설명한 리소그래피 시스템 (노광 장치) 및 노광 방법에 따라 마스크의 패턴을 웨이퍼에 전사한다. 다음으로, 단계 S27 (현상 공정) 에 있어서는 노광된 웨이퍼를 현상하고, 단계 S28 (에칭 단계) 에 있어서, 레지스트가 잔존하고 있는 부분 이외의 부분의 노출 부재를 에칭에 의해 제거한다. 그리고, 단계 S29 (레지스트 제거 단계) 에 있어서, 에칭되어 불필요해진 레지스트를 제거한다. 이들의 전처리 공정과 후처리 공정을 반복 실시함으로써, 웨이퍼 상에 다중으로 패턴이 형성된다. In each step of the wafer process, when the above-described pretreatment step is completed, the post-treatment step is executed as follows. In this post-treatment step, first, a photosensitive agent is applied to the wafer in step S25 (resist formation step). Subsequently, in step S26 (exposure step), the pattern of the mask is transferred to the wafer in accordance with the lithography system (exposure apparatus) and the exposure method described above. Next, in step S27 (development process), the exposed wafer is developed, and in step S28 (etching step), the exposed members of portions other than the portion where the resist remains are removed by etching. And in step S29 (resist removal step), the resist which was etched and unnecessary is removed. By repeating these pretreatment steps and post-treatment steps, a pattern is formed on the wafer multiplely.

이상 설명한 본 실시형태의 마이크로 디바이스 제조 방법을 이용하면, 패턴 형성 공정 (단계 S1) 또는 노광 공정 (단계 S26) 에 있어서 상기의 노광 장치를 이용하여 레티클 (마스크) 을 유지하는 스테이지와 플레이트 (웨이퍼) 를 유지하는 스테이지가 주사된다. 이 때문에, 레티클 (마스크) 과 플레이트 (웨이퍼) 의 이동 시간을 단축할 수 있음과 함께, 중복 정밀도를 높일 수 있기 때문에, 미세한 디바이스를 수율 좋고 효율적으로 생산할 수 있다. Using the microdevice manufacturing method of this embodiment demonstrated above, the stage and plate (wafer) which hold a reticle (mask) using said exposure apparatus in a pattern formation process (step S1) or an exposure process (step S26). The stage to keep is scanned. For this reason, the movement time of a reticle (mask) and a plate (wafer) can be shortened, and the overlapping precision can be improved, and a fine device can be produced efficiently and efficiently.

또, 액정 표시 소자 또는 반도체 소자 등의 마이크로 디바이스뿐만 아니라, 광노광 장치, EUV 노광 장치, X 선 노광 장치, 및 전자선 노광 장치 등에서 사용되는 레티클 또는 마스크를 제조하기 위해, 마더 레티클로부터 유리 기판이나 규소 웨이퍼 등으로 패턴을 전사하는 노광 장치에도 본 발명을 적용할 수 있다. 여기에서, DUV (심자외) 나 VUV (진공 자외선) 광 등을 이용하는 노광 장치에서는, 일반적으로 투과형 레티클이 이용되어 레티클 기판으로는 석영유리, 불소가 도핑된 석영유리, 형석, 불화 마그네슘, 또는 수정 등이 이용된다. 또, 프록시미티 방식의 X 선 노광 장치나 전자선 노광 장치 등에서는, 투과형 마스크 (스텐실 마스크, 멤브레인 마스크) 가 이용되고, 마스크 기판으로는 규소 웨이퍼 등이 이용된다. 또한, 이러한 노광 장치는, 국제공개공보 제99/34255호, 국제공개공보 제99/50712호, 및 국제공개공보 제99/66370호의 각 팜플렛, 및 일본 공개특허공보 평11-194479호, 일본 공개특허공보 2000-12453호, 일본 공개특허공보 2000-29202호의 각 공보에 개시되어 있다. 본 국제 출원에서 지정한 지정국 (또는 선택한 선택국) 의 국내 법령에서 허용되는 한, 상기 팜플렛 및 공보에 있어서의 개시를 원용하여 본 명세서의 일부로 한다. Moreover, in order to manufacture the reticle or mask used not only in microdevices, such as a liquid crystal display element or a semiconductor element, but a photoexposure apparatus, EUV exposure apparatus, an X-ray exposure apparatus, an electron beam exposure apparatus, etc., from a mother reticle, a glass substrate and silicon The present invention can also be applied to an exposure apparatus that transfers a pattern onto a wafer or the like. Here, in an exposure apparatus using DUV (deep ultraviolet), VUV (vacuum ultraviolet) light, or the like, a transmission type reticle is generally used, and as a reticle substrate, quartz glass, fluorine-doped quartz glass, fluorite, magnesium fluoride, or quartz is used. Etc. are used. Moreover, in a proximity X-ray exposure apparatus, an electron beam exposure apparatus, etc., a transmissive mask (stencil mask, membrane mask) is used, and a silicon wafer etc. are used as a mask substrate. Moreover, such exposure apparatus is each pamphlet of international publication 99/34255, international publication 99/50712, and international publication 99/66370, and Unexamined-Japanese-Patent No. 11-194479, Unexamined-Japanese-Patent No. 11-194479. Each publication of Unexamined-Japanese-Patent No. 2000-12453 and Unexamined-Japanese-Patent No. 2000-29202 is disclosed. As long as it is permitted by the national legislation of the designated country (or selected selected country) specified in this international application, the disclosure in the pamphlet and the publication is incorporated herein by reference.

또한, 본 실시형태에서는, 복수의 스테이지를 갖는 노광 장치를 예로 설명하였지만, 1 개의 스테이지만을 구비한 노광 장치이어도 된다. In addition, in this embodiment, although the exposure apparatus which has several stage was demonstrated to the example, the exposure apparatus provided with only one stage may be sufficient.

본 실시형태와 같은 복수의 스테이지를 갖는 노광 장치로서는, 예를 들어, 일본 공개특허공보 평10-163099호, 일본 공개특허공보 평10-214783호 및 이들에 대응하는 미국 특허 제6,400,441호와, 일본 공표특허공보 제2000-505958호 및 이것에 대응하는 미국 특허 제5,969,441호 및 미국 특허 제6,262,796호에 기재되어 있다. 본 국제 출원에서 지정한 지정국 (또는 선택한 선택국) 의 국내 법령에서 허용되는 한, 상기 공보 또는 미국 특허에 있어서의 개시를 원용하여 본 명세서의 일부로 한다. As an exposure apparatus which has a some stage like this embodiment, Unexamined-Japanese-Patent No. 10-163099, Unexamined-Japanese-Patent No. 10-214783, US Patent No. 6,400,441 corresponding to these, and Japan Publication No. 2000-505958 and its corresponding US Pat. No. 5,969,441 and US Pat. No. 6,262,796. As long as permitted by the national legislation of the designated country (or selected selected country) specified in this international application, the disclosure in the above publication or US patent is incorporated herein by reference.

또한, 본 실시형태에서는, 웨이퍼 등의 피처리 기판을 유지하여 이동 가능한 노광 스테이지와, 각종의 계측 부재나 센서를 구비한 계측 스테이지를 구비한 노광 장치를 예로 들었지만, 이러한 노광 장치는, 예를 들어, 일본 공개특허공보 평11-135400호에 개시되어 있다. 본 국제 출원에서 지정한 지정국 (또는 선택한 선택국) 의 국내 법령에서 허용되는 한, 상기 공보에 있어서의 개시를 원용하여 본 명세서의 기재의 일부로 한다. In addition, in this embodiment, although the exposure apparatus provided with the exposure stage which hold | maintains and moves a to-be-processed substrate, such as a wafer, and the measurement stage provided with various measurement members and a sensor, such an exposure apparatus is an example, for example. And Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 11-135400. As long as the national legislation of the designated country (or selected selected country) specified in this international application is permitted, the disclosure in the above publication is incorporated herein by reference as a part of the description.

상기 기술한 실시형태에 있어서는, 광투과성의 기판 상에 소정의 차광 패턴 (또는 위상 패턴·감광 패턴) 을 형성한 광투과형 마스크, 혹은 광반사성의 기판 상에 소정의 반사 패턴 광반사형 마스크를 이용하였지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 그러한 마스크 대신에, 노광해야 할 패턴의 전자 데이터에 기초하여 투과 패턴 또는 반사 패턴, 혹은 발광 패턴을 형성하는 전자 마스크 (광학계의 일종이라고 한다) 를 이용하도록 해도 된다. 이러한 전자 마스크는, 예를 들어 미국 특허 제6,778,257호에 개시되어 있다. 본 국제 출원에서 지정한 지정국 (또는 선택한 선택국) 의 국내 법령에서 허용되는 한, 상기 각 미국 특허에 있어서의 개시를 원용하여 본 명세서의 기재의 일부로 한다. 또한, 상기 기술한 전자 마스크란, 비발광형 화상 표시 소자와 자발광형 화상 표시 소자의 쌍방을 포함하는 개념이다. In the embodiment described above, a light transmissive mask having a predetermined light shielding pattern (or a phase pattern and a photosensitive pattern) formed on a light transmissive substrate, or a predetermined reflective pattern light reflecting mask on a light reflective substrate is used. However, it is not limited to these. For example, instead of such a mask, you may use the electronic mask (referred to as a kind of optical system) which forms a transmission pattern, a reflection pattern, or a light emission pattern based on the electronic data of the pattern to expose. Such electronic masks are disclosed, for example, in US Pat. No. 6,778,257. As long as it is permitted by the national legislation of the designated country (or selected selected country) specified in this international application, the disclosure in each of the above-described US patents is incorporated herein by reference as a part of the description. In addition, the above-mentioned electronic mask is a concept including both a non-emission type image display element and a self-emission type image display element.

또, 예를 들어, 2 광속 간섭 노광이라고 불리고 있는 바와 같은, 복수의 광속의 간섭에 의해 생기는 간섭 무늬를 기판에 노광하는 노광 장치에도 적용할 수 있다. 그러한 노광 방법 및 노광 장치는, 예를 들어, 국제공개공보 제01/35168호 팜플렛에 개시되어 있다. 본 국제 출원에서 지정한 지정국 (또는 선택한 선택국) 의 국내 법령에서 허용되는 한, 상기 팜플렛에 있어서의 개시를 원용하여 본 명세서의 기재의 일부로 한다. Moreover, it is applicable also to the exposure apparatus which exposes the interference fringe produced by the interference of several light beams to a board | substrate, for example, called two-beam interference exposure. Such exposure methods and exposure apparatuses are disclosed, for example, in International Publication No. 01/35168 pamphlet. As long as it is permitted by domestic legislation of the designated country (or selected selected country) specified in this international application, the disclosure in this pamphlet is used as part of the description of the present specification.

또, 본 발명은, 투영 광학계 (PL) 와 기판 (웨이퍼 ; W) 사이를 액체로 채워 노광을 실시하는 액침 노광 장치에도 적용 가능하다. 그러한 액침 노광 장치로서는, 예를 들어, 투영 광학계 (30) 와 기판 (W) 사이를 국소적으로 액체로 채우는 방식으로서, 국제공개공보 제2004/053958호 팜플렛에 개시되어 있는 것이 알려져 있다. 본 국제 출원에서 지정한 지정국 (또는 선택한 선택국) 의 국내 법령에서 허용되는 한, 상기 팜플렛에 있어서의 개시를 원용하여 본 명세서의 기재의 일부로 한다. Moreover, this invention is applicable also to the liquid immersion exposure apparatus which performs exposure by filling between a projection optical system PL and a board | substrate (wafer W) with a liquid. As such a liquid immersion exposure apparatus, for example, a method disclosed in a pamphlet of International Publication No. 2004/053958 is known as a method of locally filling a space between a projection optical system 30 and a substrate W with a liquid. As long as it is permitted by domestic legislation of the designated country (or selected selected country) specified in this international application, the disclosure in this pamphlet is used as part of the description of the present specification.

또, 본 발명은, 노광 대상의 기판 (웨이퍼 ; W) 을 유지한 스테이지를 액조 중에서 이동시키는 액침 노광 장치나, 스테이지 상에 소정 깊이의 액체조를 형성하여 그 중에 기판 (W) 을 유지하는 액침 노광 장치에도 적용 가능하다. 노광 대상의 기판을 유지한 스테이지를 액조 중에서 이동시키는 액침 노광 장치의 구조 및 노광 동작에 대해서는, 예를 들어, 일본 공개특허공보 평6-124873호에, 스테이지 상에 소정 깊이의 액체조를 형성하여 그 중에 기판을 유지하는 액침 노광 장치에 대해서는, 예를 들어 일본 공개특허공보 평10-303114 호나 미국 특허 제5,825,043호에 각각 개시되어 있다. 본 국제 출원에서 지정한 지정국 (또는 선택한 선택국) 의 국내 법령에서 허용되는 한, 상기 공보 또는 미국 특허에 있어서의 개시를 원용하여 본 명세서의 기재의 일부로 한다. Moreover, this invention is the liquid immersion exposure apparatus which moves the stage which hold | maintained the board | substrate (wafer; W) of exposure object in a liquid tank, and the liquid immersion which forms the liquid tank of predetermined depth on a stage, and holds the board | substrate W in it. It is applicable to an exposure apparatus. About the structure and exposure operation | movement of the liquid immersion exposure apparatus which moves the stage which hold | maintained the board | substrate to which exposure target was carried out in a liquid tank, For example, Unexamined-Japanese-Patent No. 6-124873 forms the liquid tank of predetermined depth on a stage, The liquid immersion exposure apparatus which holds a board | substrate among them is disclosed, for example in Unexamined-Japanese-Patent No. 10-303114 and US Patent 5,825,043. As long as it is permitted by the national legislation of the designated country (or selected selected country) specified in this international application, the disclosure in the above publication or US patent is incorporated herein by reference.

또, 투영 광학계 (30) 의 종단 광학 부재의 사출측의 광로 공간을 액체 (순수) 로 채워 기판 (웨이퍼 ; W) 을 노광하는 구성에 한정되지 않고, 국제공개공보 제2004/019128호 팜플렛에 개시되어 있는 바와 같이, 투영 광학계의 종단 광학 부재의 입사측의 광로 공간도 액체 (순수) 로 채우도록 해도 된다. 본 국제 출원에서 지정한 지정국 (또는 선택한 선택국) 의 국내 법령에서 허용되는 한, 상기 팜플렛에 있어서의 개시를 원용하여 본 명세서의 기재의 일부로 한다. Moreover, it is not limited to the structure which exposes the board | substrate (wafer; W) by filling the optical path space of the exit side of the terminal optical member of the projection optical system 30 with liquid (pure), and is disclosed by the international publication 2004/019128 pamphlet. As shown, the optical path space on the incidence side of the terminal optical member of the projection optical system may also be filled with liquid (pure). As long as it is permitted by domestic legislation of the designated country (or selected selected country) specified in this international application, the disclosure in this pamphlet is used as part of the description of the present specification.

또한, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 이동에 의해 발생하는 반력은, 투영 광학계 (PL) 에 전해지지 않도록, 일본 공개특허공보 평8-166475호 (USP5,528,118) 에 기재되어 있는 바와 같이, 프레임 부재를 이용하여 기계적으로 바닥 (대지) 으로 내보내도 된다. 또, 레티클 스테이지 (RST) 의 이동에 의해 발생하는 반력은, 투영 광학계 (PL) 에 전해지지 않도록, 일본 공개특허공보 평8-330224호 (US S/N08/416,558) 에 기재되어 있는 바와 같이, 프레임 부재를 이용하여 기계적으로 바닥 (대지) 으로 내보내도 된다. In addition, as described in JP-A-8-166475 (USP5,528,118), the reaction force generated by the movement of the wafer stage WST is not transmitted to the projection optical system PL. May be mechanically exported to the floor (ground). Moreover, as described in JP-A-8-330224 (US S / N08 / 416,558), the reaction force generated by the movement of the reticle stage RST is not transmitted to the projection optical system PL. The frame member may be used to mechanically export to the floor (ground).

Claims (17)

소정의 이동면을 형성하는 고정부와, 상기 이동면을 따라 이동 가능한 이동부를 구비한 평면 모터 장치로서, A flat motor device having a fixed portion forming a predetermined moving surface and a moving portion movable along the moving surface, 상기 고정부는, 상기 이동면을 따라 배치되고, 각각 자성체를 포함하는 복수의 코어 부재와, 그 코어 부재의 각각과 자기적으로 접속된 코일을 구비하고,The fixing portion includes a plurality of core members disposed along the moving surface, each comprising a magnetic body, and a coil magnetically connected to each of the core members, 상기 이동부는, 상기 고정부와 대향하는 측에 상기 이동면을 따라 배치된 자성 부재를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 평면 모터 장치.The said moving part is provided with the magnetic member arrange | positioned along the said moving surface in the side facing the said fixed part, The plane motor apparatus characterized by the above-mentioned. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 고정부는, 상기 코어 부재의 각각을 지지함과 함께, 상기 코어 부재의 각각을 자기적으로 연결하는 베이스 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 평면 모터 장치.The fixing unit includes a base member that supports each of the core members and magnetically connects each of the core members. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 고정부는, 상기 코어 부재 사이에 형성된 비자성체로 이루어지는 세퍼레이터를 구비하는 것을 특징으로 하는 평면 모터 장치.And the fixing portion includes a separator made of a nonmagnetic material formed between the core members. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 복수의 코어 부재는, 상기 이동면과 대략 평행한 면내에서 매트릭스상 으로 배치되어 있고, The plurality of core members are arranged in a matrix in a plane substantially parallel to the moving surface, 적어도 1 개의 코어 부재와 그 적어도 1 개의 코어 부재에 대해서 제 1 방향에 대해서 서로 이웃하는 코어 부재와의 사이 및 상기 적어도 1 개의 코어 부재와 그 적어도 1 개의 코어 부재에 대해서 상기 제 1 방향과 대략 직교하는 제 2 방향에 대해서 서로 이웃하는 코어 부재와의 사이의 각각에는, 상기 비자성체로 이루어지는 세퍼레이터가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 평면 모터 장치.Between at least one core member and core members neighboring each other in a first direction with respect to the at least one core member and substantially perpendicular to the first direction with respect to the at least one core member and the at least one core member A separator made of the nonmagnetic material is disposed between each of the core members adjacent to each other in the second direction. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 4, 상기 고정부는, 상기 이동면과 대략 평행한 평면을 갖고, 상기 코어 부재와 상기 이동부 사이에 배치된 안내 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 평면 모터 장치.And the fixed portion has a plane substantially parallel to the moving surface and includes a guide member disposed between the core member and the moving portion. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, 상기 안내 부재는 세라믹을 포함하는 것을 특징으로 하는 평면 모터 장치.And the guide member comprises a ceramic. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,The method according to claim 5 or 6, 상기 세라믹은 용사(溶射)에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 평면 모터 장치.The ceramic is a flat motor device, characterized in that formed by thermal spraying. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 7, 상기 코어 부재와 상기 세퍼레이터에 의해, 상기 코일을 냉각시키는 냉매의 유로의 일부를 형성하는 벽면이 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 평면 모터 장치.The said core member and the said separator comprise the wall surface which forms a part of the flow path of the refrigerant | coolant which cools the said coil, The flat motor apparatus characterized by the above-mentioned. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 8, 상기 이동부는, 대상물을 탑재하는 스테이지와,The moving unit includes a stage for mounting an object, 상기 스테이지의 위치 및 자세의 적어도 일방을 조정하는 조정 기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 평면 모터 장치.And an adjusting mechanism for adjusting at least one of the position and the posture of the stage. 제 9 항에 있어서,The method of claim 9, 상기 조정 기구는, 상기 이동면에 평행한 면내의 교차하는 2 방향 및 상기 이동면에 교차하는 방향의 적어도 1 방향에 있어서의 상기 테이블의 위치를 조정하는 것을 특징으로 하는 평면 모터 장치.And the adjustment mechanism adjusts the position of the table in at least one direction intersecting in the plane parallel to the moving surface and in the direction crossing the moving surface. 제 9 항에 있어서,The method of claim 9, 상기 조정 기구는, 상기 이동면에 평행한 면내의 교차하는 2 방향 및 상기 이동면에 교차하는 방향의 적어도 1 방향 주위의 상기 테이블의 회전량을 조정함으로써 상기 스테이지의 자세를 조정하는 것을 특징으로 하는 평면 모터 장치.The adjustment mechanism adjusts the attitude of the stage by adjusting an amount of rotation of the table around two directions intersecting in the plane parallel to the moving surface and at least one direction in a direction crossing the moving surface. Device. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 11, 상기 이동부는, 상기 고정부와 대향하는 측에 복수의 공기 분출구를 구비하는 것을 특징으로 하는 평면 모터 장치.The moving unit includes a plurality of air blowing holes on the side facing the fixed part. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 12, 상기 코어 부재와 상기 코일 사이가 단열 처리되고 있는 것을 특징으로 하는 평면 모터 장치.The plane motor device characterized by the heat insulation process between the said core member and the said coil. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 13, 상기 이동면을 따라 이동 가능하게 구성된 상기 이동부를 복수 구비하는 것을 특징으로 하는 평면 모터 장치.And a plurality of the moving parts configured to be movable along the moving surface. 대상물을 탑재하는 스테이지를 구비하는 스테이지 장치로서, A stage device having a stage on which an object is mounted, 상기 스테이지의 구동 수단으로서 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 기재된 평면 모터 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 스테이지 장치.The stage apparatus provided with the planar motor apparatus in any one of Claims 1-14 as a drive means of the said stage. 마스크를 유지하는 마스크 스테이지와, 기판을 유지하는 기판 스테이지를 구비하고, 상기 마스크에 형성된 패턴을 상기 기판 상에 전사하는 노광 장치로서, An exposure apparatus including a mask stage for holding a mask and a substrate stage for holding a substrate, and transferring a pattern formed on the mask onto the substrate, 상기 마스크 스테이지와 상기 기판 스테이지의 적어도 일방으로서 제 15 항에 기재된 스테이지 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.At least one of the said mask stage and the said substrate stage is provided, The stage apparatus of Claim 15 characterized by the above-mentioned. 리소그래피 공정을 포함하는 디바이스의 제조 방법으로서, 상기 리소그래피 공정에 있어서 제 16 항에 기재된 노광 장치를 이용하는 것을 특징으로 하는 디바이스의 제조 방법.A device manufacturing method comprising a lithography step, wherein the exposure apparatus according to claim 16 is used in the lithography step.
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KR101280399B1 (en) * 2010-06-23 2013-07-01 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. Lithographic apparatus and lithographic apparatus cooling method
KR20170105578A (en) * 2015-01-22 2017-09-19 칼 짜이스 에스엠테 게엠베하 An assembly for holding components within a lithography system and a lithography system

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