KR20080063101A - 스테이지 장치, 노광장치 및 디바이스 제조방법 - Google Patents

스테이지 장치, 노광장치 및 디바이스 제조방법 Download PDF

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KR20080063101A
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Abstract

본 발명은, 제 1 스테이지와, 상기 제 1 스테이지를 제 1 방향으로 구동하는 제 1 액추에이터와, 상기 제 1 스테이지 위에 탑재되는 제 2 스테이지를 포함한 스테이지 장치에 관한 것이다. 이 스테이지 장치는 또한, 상기 제 1 스테이지에 대하여 상기 제 2 스테이지가 이동하도록 상기 제 2 스테이지를 구동하는 제 2 액추에이터와, 상기 제 1 스테이지의 상기 제 1 방향의 단부에 배치된 제 1 가동자석과, 상기 제 1 가동자석에 대면하며 상기 제 1 가동자석에 대하여 척력을 발생하는 제 1 고정자석을 포함한 제 1 유닛을 포함한다. 또한, 이 스테이지 장치는, 상기 제 2 스테이지의 상기 제 1 방향의 양단부에 배치된 제 2 가동자석과, 상기 제 2 가동자석에 대면하며 상기 제 2 가동자석에 대하여 척력을 발생하는 제 2 고정자석을 포함한 제 2 유닛을 포함한다.
Figure P1020070134936
스테이지, 노광장치, 고정자석, 가동자석, 액추에이터

Description

스테이지 장치, 노광장치 및 디바이스 제조방법{STAGE APPARATUS, EXPOSURE APPARATUS, AND DEVICE MANUFACTURING METHOD}
본 발명은, 스테이지 장치, 노광장치 및 디바이스 제조 방법에 관한 것이다.
종래의 기술로서, 일본국 공개특허공보 특개2004-79639호에는, 반발 자석 유닛을 탑재한 위치결정 스테이지 장치가 개시되어 있다.
도 11a는, 종래 기술에 따른 위치결정 스테이지 장치의 사시도다. 이 위치결정 스테이지 장치에서는, 본체 베이스에 베이스 가이드(101)가 고정되고, 베이스 가이드(101)에 대하여 1축 방향으로 이동 가능하게, 공작물(102)을 탑재하는 스테이지(103)가 지지되어 있다. 스테이지(103)의 자세는, 베이스 가이드(101)의 상면과 스테이지(103)의 하면과의 사이에 삽입된 베어링으로 규제된다. 스테이지(103)의 양측에는 리니어 모터 가동자(105)가 고정된다. 리니어 모터 고정자(106)가 리니어 모터 가동자(105)에 비접촉으로 대면하고, 리니어 모터 고정자(106)는 본체 베이스에 고정되어 있다. 레이저 간섭계로부터의 빛을 반사 미러(116)에 조사함으로써, 스테이지(103)의 위치가 계측된다.
이 위치결정 스테이지 장치는 도 11b에 나타낸 반발 자석 유닛을 구비하고 있다. 스테이지(103)의 전후에는 가동자석 홀더(131)와 가동자석(132)으로 이루어진 반발 가동자(133)가 고정되어 있다. 가동자석(132)은 수직방향으로 착자된 판 형상의 영구자석이다. 이 종래 예에서는, 가동자석(132)의 상면이 N극으로 착자되어 있다. 이 반발 가동자(133)는 베이스 가이드(101) 위에 배치된 반발 고정자(135)와 서로 작용해서 스테이지(103)에 척력을 주어, 스테이지(103)를 가감속한다.
이 반발 자석 유닛은, 가동자석(132)의 각각의 자극면에 대하여 양측에 상하 자석(137)을 끼워넣는 구성을 가지고 있어, 서로 대면하는 방향의 척력을 상쇄할 수 있다. 반발 가동자(133)에 대응하여, 스테이지(103)에 가감속력을 인가하는 반발 고정자(135)가 베이스 가이드 위에 고정되어 있다. 반발 고정자(135)는 스테이지(103)의 스트로크 영역의 각 단에 설치된다.
상하 자석(137)의 간격은 가동자석(132)의 두께보다 약간 넓고, 양쪽 횡 요크(138) 간의 내측 간격은 가동자석(132)의 폭보다 넓게 되어 있다. 가동자석(132)이, 한 쌍의 상하자석(137)의 사이 및 양쪽 횡 요크(138)의 사이에 형성되는 구멍에, 비접촉으로 삽입될 수 있다.
반발 가동자(133)가 점선의 위치에 있을 때, 반발 가동자(133)는 화살표 A의 방향의 척력을 받게 된다. 반발 가동자(133)가 점선의 위치부터 화살표 A의 방향으로 척력을 받아서 밀어내어짐에 따라, 척력은 감소한다. 반발 가동자(133)가 반발 고정자(135)로부터 어느 정도 떨어져 있으면, 척력은 제로가 된다. 이때, 스테이 지(103)는 최대속도까지 가속되고, 베어링에 의해 가이드되기 때문에, 이때의 속도를 유지하면서 반대측까지 이동한다.
공기저항이나 베어링에 의한 감속에 대하여, 리니어 모터 가동자(105)가 힘을 발생함으로써 스테이지(103)가 일정한 속도를 유지한다. 스테이지(103)의 반대측에 설치된 반발 가동자(133)가, 다른 단의 반발 고정자(135)와 상호작용할 때까지 스테이지(103)의 운동 에너지가 보존된다. 따라서, 스테이지(103)의 반대측의 반발 가동자(133)도, 도 13b에 나타낸 상기 점선으로 나타낸 위치에 있어서의 삽입량과 같은 양만큼 다른 단의 반발 고정자(135)에 삽입된 상태에서 그 속도가 제로가 된다.
또한, 최근의 노광장치에 탑재되는 스테이지 장치에서는, 스루풋을 향상시키기 위해서 더욱 큰 가속도에서의 구동이 요구되는 한편, 반도체는 점점 미세화하기 위해서 더욱 고정밀하게 위치결정하는 것이 기대되고 있다. 여기에서는, 긴 스트로크 이동을 위한 조동(粗動) 스테이지와 정밀한 위치결정을 위한 미동(微動) 스테이지로 이루어지는 조미동 구성을 갖는 스테이지 장치 등이 제안되어 왔다.
그렇지만, 종래의 위치결정 스테이지 장치에서는, 조동 스테이지를 큰 가속도로 구동했을 때에, 미동 스테이지의 리니어 모터의 발열이 크다고 하는 결점이 있었다. 미동 스테이지의 리니어 모터는 로렌츠 힘을 이용한 것으로, 다른 액추에이터와 비교하면, 응답성 및 진동 절연성이 우수하지만 발열이 비교적 크다. 발열이 문제가 되는 것은 가속 감속시다. 주사 노광에서는, 조동 스테이지를 먼저 가속한다. 조동 스테이지가 최대속도에 도달하면, 일정 속도로 주행하면서 노광 처리가 이루어진다. 노광 처리가 종료한 후에는, 조동 스테이지를 감속한다. 이러한 시퀀스를 반복한다. 조동 스테이지의 가속 또는 감속 시에, "(미동 스테이지의 질량) × (미동 스테이지의 가속도)"에 의해 규정된 크기를 갖는 추력을, 미동 리니어 모터가 미동 스테이지에 인가해야 한다. 따라서, 조동 스테이지를 가속 또는 감속할 때에, 미동 리니어 모터가 발열해 주변의 공기가 흔들리는 것으로 간섭계의 계측 오차를 야기하거나, 미동 리니어 모터의 발열에 의해 미동 스테이지가 변형한다. 이것에 의해 미동 스테이지의 위치결정 정밀도가 악화한다. 또는, 미동 스테이지의 발열을 누르기 위해서, 조동 스테이지의 가속도가 제한되어, 스루풋의 저하를 초래하는 등의 문제가 있었다.
또한, 조동 스테이지와 미동 스테이지와의 사이의 가감속력의 전달 수단으로서, 전자석의 힘에 의한 전자기 결합(coupling)이 제안되어 있다. 그렇지만, 조동 스테이지를 크게 가속할 때에 발생하는 가속력을 전달하기 위해서는, 전자기 결합으로의 투입 전력이 증대해 발열이 증대한다. 또 다른 문제는, 미동 스테이지의 형상이 복잡해진다는 것이다. 이것에 의해 서보 게인의 주파수 대역을 상승시키는 것이 곤란해진다.
본 발명은, 제 1 스테이지와 그 위에 탑재되는 제 2 스테이지를 포함한 스테이지 장치에 있어서, 구동용의 액추에이터의 발열을 저감하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 스테이지 장치는, 제 1 스테이지와, 제 1 스테이지를 제 1 방향으로 구동하는 제 1 액추에이터와, 제 1 스테이지 위에 탑재되는 제 2 스테이지와, 제 1 스테이지에 대하여 제 2 스테이지가 상대적으로 이동하도록 제 2 스테이지를 구동하는 제 2 액추에이터와, 제 1 스테이지의 제 1 방향의 단부에 배치된 제 1 가동자석 및 이 제 1 가동자석에 대면하여 이 제 1 가동자석에 대하여 척력을 발생하는 제 1 고정자석을 포함한 제 1 유닛과, 제 2 스테이지의 제 1 방향의 양단부에 배치된 제 2 가동자석 및 이 제 2 가동자석에 대면하여 이 제 2 가동자석에 대하여 척력을 발생하는 제 2 고정자석을 포함한 제 2 유닛을 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 제 1 스테이지와 그 위에 탑재되는 제 2 스테이지를 포함한 스테이지 장치에 있어서, 구동용의 액추에이터의 발열을 저감할 수 있다.
본 발명의 그 외의 특징들은 첨부도면을 참조하여 이하의 예시적인 실시 예의 설명으로부터 밝혀질 것이다.
[제 1의 실시 예]
도 1은 본 발명의 제 1의 실시 예에 있어서의 스테이지 장치의 평면도다. 도 2는 도 1의 화살표 α가 가리킨 방향에서 본 측면도(단면도)이다. 도 3은 화살표 β가 가리킨 방향에서 본 정면도이다. 도 4는 척력 발생부를 나타내는 사시도다. 이 스테이지 장치에서는, 본체 베이스(1)에 베이스 가이드(2)가 고정되고, 베이스 가이드(2)에 대하여 1축 방향으로 이동 가능하게, 공작물(3)을 탑재하는 조동 스테이지(4)(제 1 스테이지)가 지지되어 있다. 조동 스테이지(4)의 자세는, 본체 베이스(1)의 상면과 조동 스테이지(4)의 하면과의 사이에 삽입된 베어링(14)으로 규제된다. 높은 위치결정 정밀도가 요구되는 노광장치에서는, 베어링(14)으로서 공기 베어링이 채택된다. 조동 스테이지(4)의 양측에는 조동용 리니어 모터 가동자(5)가 고정된다. 조동용 리니어 모터 가동자(5)에는 조동용 리니어 모터 고정자(6)가 비접촉으로 대면하고, 조동용 리니어 모터 고정자(6)는 본체 베이스(1)에 고정되어 있다. 조동용 리니어 모터 가동자(5) 및 조동용 리니어 모터 고정자(6)는, 조동 스테이지인 제 1 스테이지를 Y방향(제 1 방향)으로 구동하는 제 1 액추에이터를 구성하고 있다. 제 1 액추에이터는 리니어 모터에 한정되지 않는다. 또한, 제 1 방향은 X방향이어도 괜찮다. 조동 스테이지(4)의 위치는 레이저 간섭계로부터의 빛을 조동용 반사 미러(16)에 조사함으로써 계측된다.
조동 스테이지(4) 위에는, 미동용 리니어 모터 17∼25 및 (도면에 나타내지 않은) 자중(自重) 보상 기구를 통해서, 공작물(3)을 탑재하는 미동 스테이지(15)(제 2 스테이지)가 6축 방향으로 이동 가능하게 탑재되어 있다.
도 2에 나타나 있는 바와 같이, 미동 스테이지(15)와 조동 스테이지(4)의 사이에는 미동용 X 리니어 모터 고정자(18)와 미동용 X 리니어 모터 가동자(19)로 이루어진 미동용 X 리니어 모터(17)가 2개 삽입되어 있다. 그리고, 미동용 Y 리니어 모터 고정자(21)와 미동용 Y 리니어 모터 가동자(22)로 구성되는 미동용 Y 리니어 모터(20)가 2개 삽입되어 있다. 한층더, 미동용 Z 리니어 모터 고정자(24)와 미동용 Z 리니어 모터 가동자(25)로 구성되는 미동용 Z 리니어 모터(23)가 3개 삽입되어 있다. 이 경우, 미동용 Y 리니어 모터가, 미동 스테이지인 제 2 스테이지를 Y방향(제 1 방향)으로 구동하는 제 2 액추에이터를 구성하고 있다. 제 2 액추에이터는 리니어 모터에 한정되지 않는다. 또한, 제 1 방향은 X방향이어도 괜찮다.
각 리니어 모터 가동자에는 각 리니어 모터 고정자가 비접촉으로 대면하고 있다. 각 리니어 모터 고정자는 조동 스테이지(4)의 상면에 고정되어 있고, 각 리니어 모터 가동자는 미동 스테이지(15)의 하면에 고정되어 있다. 미동 스테이지(15)의 위치는 레이저 간섭계로부터의 빛을 미동용 반사 미러(26)에 조사함으로써 계측된다. 각 리니어 모터는 비접촉으로 소위 로렌츠 힘을 이용해 추력을 발생한다. 이들 리니어 모터를 사용하여, 미동 스테이지(15)는 6축, 즉 X, Y, Z, ωx, ωy, ωz의 축을 따라 정밀하게 위치결정되어 있다. 한층 더, (도면에 나타내지 않은) 자중 보상 기구가, 미동 스테이지(15)의 자중을 지지하고 있다. 이 때문에, 전술의 미동용 Z 리니어 모터(23)는, 미동 스테이지(15)의 자중을 지지하기 위한 추진력을 발생할 필요가 없고, 목표위치로부터의 어긋남을 보정하기 위한 미량의 힘만을 발생하면 된다.
이 스테이지 장치는 도 4에 나타낸 조동용 척력 발생부(제 1 유닛) 및 미동용 척력 발생부(제 2 유닛)를 구비하고 있다. 조동 스테이지(4)의 Y 방향의 양단부에는 조동용 가동자석 홀더(8)와 조동용 가동자석(9)으로 구성되는 조동용 반발 가동자(7)(제 1 가동자석)가 고정되어 있다. 조동용 가동자석(9)은 수직 방향으로 착 자된 판 형상의 영구자석이다. 이 실시 예에서는, 조동용 가동자석(9)의 상면이 N극으로 착자되어 있다. 이 조동용 반발 가동자(7)는, 베이스 가이드(2) 위에 배치된 조동용 반발 고정자(10)(제 1 고정자석)와 서로 작용해서 조동 스테이지(4)에 척력을 인가해서, 조동 스테이지(4)를 가감속한다. 즉, 조동용 반발 가동자(7)(제 1 가동자석)와 조동용 반발 고정자(10)(제 1 고정자석)로 조동용 척력 발생부(제 1 유닛)를 구성하고 있다.
마찬가지로, 미동 스테이지(15)의 Y 방향의 양단부에는 미동용 가동자석 홀더(28)와 미동용 가동자석(29)으로 이루어진 미동용 반발 가동자(제 2 가동자석)(27)가 고정되어 있다. 미동용 가동자석(29)은 수직방향에 착자된 판 형상의 영구자석이다. 이 실시 예에서는, 미동용 가동자석(29)의 상면이 N극으로 착자되어 있다. 이 미동용 반발 가동자(27)는, 베이스 가이드(2) 위에 배치된 미동용 반발 고정자(제 2 고정자석)(30)와 서로 작용해서 미동 스테이지(15)에 척력을 인가해서, 미동 스테이지(15)를 가감속한다. 즉, 미동용 반발 가동자(27)(제 2 가동자석)와 미동용 반발 고정자(30)(제 2 고정자석)로 미동용 척력 발생부(제 2 유닛)를 구성하고 있다.
척력 발생부의 상기의 구성의 특징적인 것은, 척력을 발생하는 방향과 영구자석의 착자 방향이 직교하고 있는 점이다. 예를 들면, Y방향으로 착자된 자석과 같은 극을 서로 대면시켜도, Y방향의 척력을 얻을 수 있다. 그렇지만, 이 경우에는, 척력을 발생할 수 있는 거리가 너무 짧아, 조동 스테이지(4)는 충분한 속도에 도달할 수 없다. 한편, 도 4에 나타나 있는 바와 같이, 동극 자석을 대면시켜서, 대면 방향과 직각인 방향으로 발생하는 힘을 이용한다. 이렇게 함으로써 서로 대면하는 동극 자석의 크기에 대응한 힘 발생 스트로크를 얻을 수 있다. 또한, 이 조동용 척력 발생부는 조동용 가동자석(9)의 각각의 자극면에 대하여 양측에 상하 자석(12)을 끼워넣는 구성을 갖는다. 이렇게 함으로써, 대면 방향의 척력을 상쇄할 수 있다. 마찬가지로, 미동용 척력 발생부는 미동용 가동자석(29)의 각각의 자극면에 대하여 양측에 상하 자석(32)을 끼워넣는 구성을 갖는다. 이렇게 함으로써, 대면 방향의 척력을 상쇄할 수 있다.
조동 스테이지(4)의 질량을 M, 미동 스테이지(15)의 질량을 m이라고 하고, 각 스테이지의 가속도를 a라고 한다. 조동 스테이지(4)를 가속도 a로 가속하기 위해서 필요한 힘 F, 및 미동 스테이지(15)를 가속도 a로 가속하기 위해서 필요한 힘 f는, 이하의 식(1) 및 (2)로 각각 나타낼 수 있다.
F = M × a ···（1)
f = m × a ···（2)
식(1) 및 (2)에서 가속도 a는 같은 값을 갖기 때문에, 발생시켜야 할 힘 F 및 f는, 하기의 식(3)에 나타나 있는 바와 같이, 질량비와 같다.
F : f = M : m ···(3)
즉, 조동용 척력 발생부가 발생하는 척력과 미동용 척력 발생부가 발생하는 척력과의 비가, 조동 스테이지(4)의 질량과 미동 스테이지(15)의 질량과의 비와 같게 되도록 각 척력 발생부의 동극 자석의 크기를 결정한다.
도 5는, 조동용 척력 발생부 및 미동용 척력 발생부를 위에서 본 경우를 각 각 나타낸 평면도이다. 설명의 사정상, 상부 요크 및 상부 자석은 도 5에 도시하고 있지 않다.
도 5에서 나타나 있는 바와 같이, 조동용 가동자석(9)의 X방향의 치수(폭)를 A1이라고 하고, 조동용 가동자석(9)의 Y방향의 치수(길이)를 A2라고 하며, 미동용 가동자석(29)의 X방향의 치수(폭)를 B1라고 하고, 미동용 가동자석(29)의 Y방향의 치수(길이)를 B2라고 한다.
본 실시 예에서는, 척력 발생부의 자석의 치수를, 하기의 식(4) 및 (5)로 정의한다.
A2 = B2 ···(4)
A1 : B1 = M : m ···（5)
즉, Y방향에 있어서의 조동용 가동자석(9)의 치수(길이)와 미동용 가동자석(29)의 치수는 동일하다. 또한, X방향에 있어서의 조동용 가동자석(9)의 치수(폭)와 미동용 가동자석(29)의 치수와의 비는, 조동 스테이지(4)의 질량과 미동 스테이지의 질량과의 비와 같다. 그러면, 조동용 및 미동용 척력 발생부가 발생하는 척력 F 및 f의 관계는, 하기의 식(6)을 충족시킨다.
F : f = M : m ···(6)
따라서, 질량 M을 가진 조동 스테이지와 질량 m을 가진 미동 스테이지가 같은 가속도 a로 가속된다.
마찬가지로, 반발 가동자의 크기나 두께를 바꾸거나, 반발 고정자의 대향하는 자석의 크기나 두께를 바꾸거나, 반발 가동자의 삽입량을 바꾸는 등의 방법에 의해 미동용 척력 발생부와 조동용 척력 발생부가 발생하는 척력을 바꿀 수 있다. 이러한 방법으로, 미동용 척력 발생부가 발생하는 척력과 조동용 척력 발생부가 발생하는 척력과의 비가 미동 스테이지의 질량과 조동 스테이지의 질량과의 비와 같게 되도록 각 척력 발생부의 동극 자석의 크기를 결정해도 된다.
이러한 구성에 의해, 각 척력 발생부는, 각 스테이지에 같은 가속력을 인가할 수 있다. 따라서, 조동 스테이지(4)와 미동 스테이지(15)와의 상대 속도는 0이 되기 때문에, 미동용 Y 리니어 모터 가동자(22)는 힘을 발생할 필요가 없다. 이것에 의해, 미동용 리니어 모터로부터의 발열을 누를 수 있다.
도 3에 나타나 있는 바와 같이, 상기 조동용 반발 가동자(7)에 대응하여, 조동 스테이지(4)에 가감속력을 인가하기 위한 조동용 반발 고정자(10)가 베이스 가이드(2) 위에 고정되어 있다. 마찬가지로, 미동용 반발 가동자(27)에 대응하여, 미동 스테이지(15)에 가감속력을 인가하는 미동용 반발 고정자(30)도 베이스 가이드(2) 위에 고정되어 있다. 조동용 반발 고정자(10) 및 미동용 반발 고정자(30)는 베이스 가이드(2)의 스트로크 영역의 각 단에 설치된다.
도 4는, 척력 발생부만을 나타내고 있는 사시도다. 조동용 반발 고정자(10)는, 자석 어셈블리로서, 상부 요크(11), 상부 자석(12), 2개의 횡 요크(13), 하부 자석(12), 및 하부 요크(11)로 구성된다. 상하 자석(12)은 조동용 반발 가동자(7)와 마찬가지로, 수직방향으로 착자된 판 형상의 영구자석이다. 다만, 조동용 반발 고정자(10)의 극은 조동용 반발 가동자(7)와 같은 극이 대면하고 있다. 요컨대, 상부 자석(12)의 하면은 N극에 대응하고, 하부 자석(12)의 상면은 S극에 대응한다. 상부 요크(11), 횡 요크(13), 및 하부 요크(11)는 상하 자석(12)의 자속을 옆으로 순환시키기 위해서 설치된다. 또한, 상하 자석(12) 간의 간격은 조동용 가동자석(9)의 두께보다 약간 넓고, 2개의 횡 요크(13) 간의 내측 간격은 조동용 가동자석(9)의 폭보다 넓다. 조동용 가동자석(9)이 한 쌍의 상하자석(12) 사이 및 2개의 횡 요크(13) 사이에 형성되는 구멍에, 비접촉으로 삽입될 수 있다.
마찬가지로, 미동용 반발 고정자(30)는, 자석 어셈블리로서, 상부 요크(31), 상부자석(32), 2개의 횡 요크(33), 하부자석(32), 및 하부 요크(31)로 구성된다. 상하 자석(12)은 조동용 반발 가동자(7)와 마찬가지로, 수직방향으로 착자된 판 형상의 영구자석이다. 다만, 미동용 반발 고정자(30)의 극은 미동용 반발 가동자(27)와 같은 극이 대면하고 있다. 요컨대, 상부자석(32)의 하면은 N극에 대응하고, 하부자석(32)의 상면은 S극에 대응한다. 상부 요크(31), 횡 요크(33), 및 하부 요크(31)는 상하 자석(32)의 자속을 옆으로 순환시키기 위해서 설치된다. 또한, 상하 자석(32) 간의 간격은 미동용 가동자석(29)의 두께보다 약간 넓고, 2개의 횡 요크(33) 사이의 내측 간격은 미동용 가동자석(29)의 폭보다 넓다. 미동용 가동자석(29)이, 한 쌍의 상하자석(32) 사이 및 2개의 횡 요크(33) 사이에 형성되는 구멍에, 비접촉으로 삽입될 수 있다.
조동용 반발 가동자(7) 및 미동용 반발 가동자(27)가 점선의 위치에 있을 때, 반발 가동자 7 및 27은 화살표가 가리킨 방향의 척력을 받게 된다. 조동용 반발 가동자(7)가 점선의 위치로부터 화살표가 가리킨 방향으로 척력을 받아서 밀어내짐에 따라, 척력은 감소한다. 조동용 반발 가동자(7)가 조동용 반발 고정자(10) 로부터 어느 정도 떨어져 있으면, 척력은 제로가 된다. 이때 조동 스테이지(4)는, 최대속도까지 이미 가속되어 있고, 베어링(14)에 의해 가이드되어 있으므로, 이때의 속도를 유지하면서 반대측까지 이동한다. 마찬가지로, 미동용 반발 가동자(27)가 점선의 위치부터 화살표가 가리킨 방향으로 척력을 받아서 밀어내어짐에 따라, 척력은 감소한다. 미동용 반발 가동자(27)가 미동용 반발 고정자(30)로부터 어느 정도 떨어져 있으면, 척력은 제로가 된다. 이때 미동 스테이지(15)는 최대속도까지 이미 가속되어 있기 때문에, 미동 스테이지(15)와 조동 스테이지(4)와의 상대 속도는 0이다. 미동 스테이지(15)는 이때의 속도를 유지하면서 반대측까지 이동한다.
공기저항이나 베어링에 의한 감속에 대하여 조동용 리니어 모터 가동자(5)가 힘을 발생함으로써 조동 스테이지(4)가 일정한 속도를 유지한다. 마찬가지로, 공기저항이나 설치 외란 등에 의한 감속에 대하여 미동용 Y 리니어 모터 가동자(22)가 힘을 발생함으로써 미동 스테이지(15)가 일정한 속도를 유지한다. 조동 스테이지(4)의 반대측에 설치된 조동용 반발 가동자(7) 및 미동 스테이지(15)의 반대측에 설치된 미동용 반발 가동자(27)가, 다른 단의 조동용 반발 고정자(10) 및 미동용 반발 고정자(30)와 상호작용할 때까지 스테이지의 운동 에너지가 보존된다. 따라서, 조동 스테이지(4)의 반대측의 조동용 반발 가동자(7) 및 미동 스테이지(15)의 반대측의 미동용 반발 가동자(27)도, 도 4의 점선으로 나타낸 위치에 있어서의 삽입량과 같은 양만큼 다른 단의 조동용 반발 고정자(10) 및 미동용 반발 고정자(30)에 삽입된 상태에서 그 속도가 제로가 된다.
또한, 스테이지의 가감속시의 조동용 척력 발생부와 미동용 척력 발생부와의 사이의 자기적인 작용에 의한 힘의 간섭을 막기 위해서, 도 2에 나타나 있는 바와 같이, 자기 쉴드(magnetic shield;46)가 각 척력 발생부의 상하에 배치되는 것이 바람직하다. 한층더, 이 자기 쉴드(46)는, 연철, 퍼멀로이(permalloy), 규소 강철 등의 고투자율 재료로 이루어진 것이 바람직하다.
도 6에 나타나 있는 바와 같이, 조동 스테이지(4)의 중심 34와, 조동용 반발 가동자(7)와 조동용 반발 고정자(10)의 작용점을 맞춘다. 즉, 조동용 척력 발생부가 발생하는 척력의 작용선이 조동 스테이지와 그것에 장착된 부재와의 전체의 중심위치를 통과한다. 그렇게 함으로써, 척력에 의한 회전 성분을 줄일 수 있다. 마찬가지로, 미동 스테이지(15)의 중심 36과, 미동용 반발 가동자(27)와 미동용 반발 고정자(30)의 작용점을 맞춤으로써 척력에 의한 회전 성분을 줄일 수 있다. 이에 따라, 조동 스테이지(4)와 미동 스테이지(15)에 인가된 척력의 오차를 감소시킬 수 있다. 한층더, 미동용 리니어 모터의 발열을 억제할 수 있다.
도 7은 제 1의 실시 예의 구동부를 나타낸다. 구동부가 전원 온 시에, (a)의 상태에 있었다고 가정한다. (b)에서는, 리니어 모터에 전류를 공급하여, 조동 스테이지(4) 및 미동 스테이지(15)를 초기위치(반발 시작 위치)로부터 가장 먼 위치까지 구동한다. 이것은, 다음에 조동 스테이지(4) 및 미동 스테이지(15)를 초기위치(반발 시작 위치)까지 구동할 때의 가속 구간을 확보하기 위해서다.
(c)에서는, 조동 스테이지(4) 및 미동 스테이지(15)를 초기위치(반발 시작 위치)까지 가속 구동한다. 그리고, 조동용 반발 가동자(7)가 조동용 반발 고정자(10)의 소정의 위치에 삽입되고, 또 미동용 반발 가동자(27)가 미동용 반발 고정 자(30)의 소정의 위치에 삽입된다. 1회의 가속 동작으로, 조동용 반발 가동자(7)가 조동용 반발 고정자(10)의 소정의 위치에 삽입되지 않고, 또 미동용 반발 가동자(27)가 미동용 반발 고정자(30)의 소정의 위치에 삽입되지 않은 경우에는, 가속하면서 몇 회 조동용 반발 가동자(7) 및 미동용 반발 가동자(27)를 왕복 운동시킨다. 그리고, 조동용 반발 가동자(7)가 조동용 반발 고정자(10)의 소정의 위치에 삽입되고, 또 미동용 반발 가동자(27)가 미동용 반발 고정자(30)의 소정의 위치에 삽입될 때까지 조동용 반발 가동자(7) 및 미동용 반발 가동자(27)를 가속 구동한다.
(d)에서는, 조동용 반발 가동자(7)가 조동용 반발 고정자(10)의 소정의 위치에 삽입되고, 또 미동용 반발 가동자(27)가 미동용 반발 고정자(30)의 소정의 위치에 삽입된다(반발 시작 위치). 그리고, 조동 스테이지(4) 및 미동 스테이지(15)가 제로 속도로 정지한 시점에서, 척력에 의한 가속력이 조동 스테이지(4) 및 미동 스테이지(15)에 작용해 반대방향으로 구동된다.
(e)에서는, 조동용 반발 가동자(7)와 조동용 반발 고정자(10)가 점차 서로 떨어지고, 또 미동용 반발 가동자(27)와 미동용 반발 고정자(30)가 점차 서로 떨어진다. 조동 스테이지(4)와 미동 스테이지(15)에 더 이상 척력이 작용하지 않기 때문에, 조동 스테이지(4)와 미동 스테이지(15)는 정속으로 구동된다. 공기저항이나 베어링에 의한 감속에 대하여, 조동용 리니어 모터 가동자(5) 및 미동용 Y 리니어 모터(20)가 힘을 발생함으로써 스테이지가 일정한 속도를 유지한다.
(f)에서는, 조동 스테이지(4) 및 미동 스테이지(15)가 반대측의 스트로크 엔드(stroke end)에 도달한다. 다시 조동용 반발 가동자(7)와 조동용 반발 고정 자(10)가 서로 작용하고, 또 미동용 반발 가동자(27)와 미동용 반발 고정자(30)가 서로 작용한다. 척력에 의해 감속력이 스테이지에 작용하기 때문에, 스테이지는 드디어 속도 제로의 상태에서 정지한다.
(g)에서는 다시 척력에 의한 가속력이 조동 스테이지(4) 및 미동 스테이지(15)에 작용해 반대방향으로 구동된다. (h)의 상태를 통해서, (i)에서는, 다시, 조동용 반발 가동자(7)와 조동용 반발 고정자(10)가 서로 작용하고, 또 미동용 반발 가동자(27)와 미동용 반발 고정자(30)가 서로 작용한다. 척력에 의해 감속력이 스테이지에 작용하기 때문에, 스테이지는 드디어 속도 제로의 상태에서 정지한다.
이것 후에는, (d)∼(i)의 상태를 반복하여, 스테이지가 양측에서 반발 고정자 사이를 왕복 운동한다.
이와 같은 영구자석은 모두 척력을 이용해서 가감속력을 조동 스테이지(4) 및 미동 스테이지(15)에 인가한다. 이렇게 함으로써, 조동용 리니어 모터 및 미동용 Y 리니어 모터(20)에 공급되는 전력을 최소화할 있기 때문에, 발열을 억제할 수 있다. 한층더, 전력 절약을 달성할 수 있다.
도 8은, 제 1의 실시 예에 따른 제어 블럭도를 나타낸다. 척력 발생부의 자석의 착자 불균일이나 치수 오차, 또는 스테이지의 중심 어긋남 등으로 인해, 조동용 척력 발생부가 발생하는 척력을 이용한 조동 스테이지의 가속도는 미동용 척력 발생부가 발생하는 척력을 이용한 미동 스테이지의 가속도와 다르게 되는 경우가 있다. 그러한 경우, 도 8에서 나타나 있는 바와 같이, 미동 스테이지의 가속도와 조동 스테이지 간의 가속도의 차분을 조동 스테이지용 리니어 모터로 변경하는 것 이 바람직하다. 이렇게 함으로써, 미동용 리니어 모터에 추가로 공급되는 전력을 최소화하는 것이 가능하기 때문에, 미동용 리니어 모터의 발열을 억제할 수 있다. 그러나, 마찬가지로, 스테이지 사이의 가속도의 차분을 미동용 리니어 모터로 변경할 수도 있고, 또는 조동용 리니어 모터 및 미동용 리니어 모터의 양쪽을 사용해서 변경해도 좋다.
상술한 조동용 척력 발생부 및 미도용 척력 발생부에 있어서, 가동자석은 한 쌍의 고정자석 사이에 삽입된다. 그러나, 본 발명은, 그러한 구성에 한정되는 것은 아니다. 척력 발생부는 스테이지의 양단에 배치되는 것이 바람직하다. 그러나, 척력 발생부는, 스테이지의 일단에만 배치될 수도 있다. 척력 발생부는 스테이지에 배치된 가동자석과, 스테이지의 스트로크 영역의 단부에 있는 가동자석과 대면하는 고정자석을 포함하고, 가동자석과 고정자석 사이에 작용하는 척력을 스테이지에 인가하는 구성을 가져도 된다.
[제 2의 실시 예]
도 9a는 본 발명의 제 2의 실시 예에 있어서의 스테이지 장치의 평면도이다. 도 9b는 반발 고정자 구동부(38)를 나타낸다. 척력 발생부를 이용한 조동 스테이지(4) 및 미동 스테이지(15)의 가감속 동작은 제 1 실시 예와 같다.
반도체 노광장치의 레티클 스테이지에 본 발명에 따른 스테이지 장치를 적용한다. 이 경우, 조동용 반발 가동자(7) 및 미동용 반발 가동자(27)의 삽입량을 변경하는 것으로 조동 스테이지(4) 및 미동 스테이지(15)의 최대속도를 바꿀 수 있다. 즉, 노광 중의 도우즈를 변경하고 싶은 경우에는, 도 7의 (d)에 있어서의 조동 용 반발 가동자(7)를 조동용 반발 고정자(10) 내에 삽입하는 양과, 미동용 반발 가동자(27)를 미동용 반발 고정자(30)에 삽입하는 양을 변경하면 된다.
또한, 공작물(3)인 레티클 전체의 패턴을 노광에 의해 전사하지 않고, 예를 들면, 패턴의 절반 또는 일부만을 노광에 의해 전사한다고 가정한다. 이 경우에는 왕복 운동하는 조동 스테이지(4) 및 미동 스테이지(15)의 가감속을 시작하는 위치를 변경할 필요가 있다. 이전의 도 7의 동작에 대해서는, 조동용 반발 고정자(10) 및 미동용 반발 고정자(30)는 베이스 가이드(2)상의 양단에 고정되어 있다고 가정하여 설명해 왔다.
도 9b는, 일반적으로 알려져 있는 나사 이송기구를 이용해 조동용 반발 고정자(10) 및 미동용 반발 고정자(30)의 위치를 변경할 수 있는 반발 고정자 구동부 (고정자석 구동부)(38)의 구성을 나타낸다. 베이스 가이드(2) 위에는, 모터(39)와 이송 나사 지지부(42)가 고정된다. 모터(39)가 회전하면, 동축상에 연결된 이송 나사(40)가 회전하여, 이송 나사 너트(41)를 통해서 조동용 반발 고정자(10) 및 미동용 반발 고정자(30)의 위치를 변경할 수 있다. 조동용 반발 고정자(10) 및 미동용 반발 고정자(30)의 위치는 모터에 내장한 인코더로 검출할 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 왕복 운동하는 조동 스테이지(4) 및 미동 스테이지(15)의 가감속을 시작하는 위치를 변경하는 것이 가능해진다. 이것에 의해, 레티클의 일부를 노광하고 싶은 경우 등에 바로 대응할 수 있다.
[제 3의 실시 예]
반도체의 미세화가 진행하는 중에는, 스테이지는 점점 더 고속화, 고정밀화 가 요구되고 있다. 이 때문에, 종래의 조미동 구성에서는 필요한 스테이지의 서보 대역을 확보하는 것이 더 곤란해지고 있다. 그래서, 스테이지의 고속화, 고정밀화에 대응한 스테이지 시스템을 제공하기 위해서, Z방향 외에도, XY 평면방향으로 틸트 및 위치결정이 가능한 가이드리스(guideless)의 6자유도의 평면 스테이지가 고안되어 있다(일본국 공개특허공보 특개2004-254489호).
도 10a 및 10b는, 제 3의 실시 예에 있어서의 스테이지 장치의 구성을 나타내는 도면이다. 도 10a는 측면도(단면도)이고, 도 10b는 조동 스테이지(4)의 평면도다. 미동 스테이지(15)와 조동 스테이지(4) 사이에 평면 모터(43)가 삽입되어 있다. 평면 모터(43)는 고정자로서의 코일(44) 및 가동자로서의 자석(45)으로 구성되어 있다.
도 10a에 나타낸 위치결정장치에는, 조동 스테이지(4)의 상면에 격자 패턴으로 고정자로서의 코일(44)이 배치되어 있고, 미동 스테이지(15)의 하면에도 마찬가지로 격자 패턴으로 가동자로서의 자석(45)이 배치되어 있다. 고정자 코일(44)의 적어도 1개에 전류를 공급함으로써, 미동 스테이지(15)는 로렌츠 힘에 의해 생성된 6자유도의 추력을 얻어서 구동될 수 있다. 미동 스테이지(15)의 위치는 레이저 간섭계로부터의 빛을 미동용 반사 미러(26)에 조사함으로써 계측된다. 이 평면 모터를 사용하여, 미동 스테이지(15)는 6축, 즉 X, Y, Z, ωx, ωy, ωz의 축을 따라 정밀하게 위치결정되어 있다. 한층 더, (도면에 나타내지 않은) 자중 보상 기구가, 미동 스테이지(15)의 자중을 지지하고 있다. 이 때문에, 전술의 평면 모터(43)는, 미동 스테이지(15)의 자중을 지지하기 위한 추력을 발생할 필요가 없고, 목표위치 부터의 어긋남을 보정하기 위한 미량의 힘만을 발생할 필요가 있다.
이러한 평면 모터를 사용한 조도 및 미동의 구성을 가진 스테이지에 있어서도, 큰 가속시의 모터의 발열은 문제가 된다. 이 문제를 해결하기 위해서, 제 3의 실시 예에 따른 위치결정장치도, 도 10a에 나타낸 조동용 척력 발생부 및 미동용 척력 발생부를 구비하고 있다. 조동 스테이지(4)의 전후에는 조동용 가동자석 홀더(8)와 조동용 가동자석(9)으로 이루어지는 조동용 반발 가동자(7)가 고정되어 있다. 조동용 가동자석(9)은 수직방향으로 착자된 판 형상의 영구자석이다. 이 조동용 반발 가동자(7)는, 베이스 가이드(2) 위에 배치된 조동용 반발 고정자(10)와 서로 작용해서 조동 스테이지(4)에 척력을 인가해서, 조동 스테이지(4)를 가감속한다. 마찬가지로, 미동 스테이지(15)의 전후에는 미동용 가동자석 홀더(28)와 미동용 가동자석(29)으로 이루어지는 미동용 반발 가동자(27)가 고정되어 있다. 미동용 가동자석(29)은 수직방향으로 착자된 판 형상의 영구자석이다. 이 미동용 반발 가동자(27)는, 베이스 가이드(2) 위에 배치된 미동용 반발 고정자(30)와 서로 작용해서 미동 스테이지(15)에 척력을 인가해서, 미동 스테이지(15)를 가감속한다. 척력 발생부를 이용하는 조동 스테이지(4) 및 미동 스테이지(15)의 가감속 동작은 제 1의 실시 예와 같다.
이러한 구성에 의해, 영구자석은 모두 척력을 이용해서 가감속력을 조동 스테이지(4) 및 미동 스테이지(15)에 인가한다. 이것에 의해, (도면에 나타내지 않은) 조동용 리니어 모터 및 평면 모터(43)에 공급되는 전력을 최소화할 수 있기 때문에, 발열을 억제할 수 있다. 한층 더, 전력 절약을 달성할 수 있다.
[노광장치의 실시 예]
이하, 본 발명에 따른 스테이지 장치가 적용되는 예시적인 노광장치를 설명한다. 노광장치는 도 12에 나타나 있는 바와 같이, 조명장치(501), 레티클을 탑재한 레티클 스테이지(502), 투영 광학계(503), 기판을 탑재한 기판 스테이지(504)를 구비한다. 노광장치는, 레티클에 형성된 회로 패턴을 기판에 투영하고 노광에 의해 전사하는 것이며, 스텝 앤드 리피트 투영 노광 방식 또는 스텝 앤드 스캔 투영 노광 방식이어도 좋다.
조명 장치(501)는 회로 패턴이 형성된 레티클을 조명하고, 광원부와 조명 광학계를 구비한다. 광원부는, 예를 들면 광원으로서 레이저를 사용한다. 레이저로서는, 파장 약 193nm의 ArF 엑시머 레이저, 파장 약 248nm의 KrF 엑시머 레이저, 또는 파장 약 153nm의 F2 엑시머 레이저 등을 사용할 수 있다. 그러나, 레이저의 종류는 엑시머 레이저에 한정되지 않는다. 예를 들면, YAG 레이저를 사용해도 좋고, 그 레이저의 개수도 한정되지 않는다. 광원이 레이저인 경우, 광속 정형 광학계 및 인코히어런트(incoherent) 광학계를 사용하는 것이 바람직하다. 광속 정형 광학계는 레이저 광원으로부터의 평행 광속을 소망의 빔 형상으로 정형한다. 인코히어런트 광학계는 코히어런트 레이저 광속을 인코히어런트 광속으로 변환한다. 또한, 광원부에 사용가능한 광원은 레이저에 한정되는 것이 아니며, 1개 또는 수은 램프나 크세논 램프 등의 복수의 램프도 사용가능하다.
조명 광학계는 마스크를 조명하며, 렌즈, 미러, 라이트 인테그레이터, 조리 개 등을 포함한다. 투영 광학계(503)로서는, 복수의 렌즈 소자만으로 이루어지는 광학계, 복수의 렌즈 소자와 적어도 한 개의 요면경을 갖는 광학계, 복수의 렌즈 소자와 적어도 한 개의 회절광학소자를 가지는 광학계, 또는 전 미러형의 광학계 등을 사용할 수 있다.
레티클 스테이지(502) 및 기판 스테이지(504)는, 리니어 모터에 의해 이동가능하고, 예를 들면 제 1∼3의 실시 예에 따른 스테이지 장치가 사용된다. 이 노광장치가 스텝 앤드 스캔 투영 노광 방식인 경우에는, 각각의 스테이지는 서로 동기해서 이동한다.
이러한 노광장치는, 반도체 집적회로 등의 반도체 디바이스나, 마이크로머신이나, 박막 자기헤드 등의 미세패턴이 형성된 디바이스의 제조에 이용될 수 있다.
다음에, 도 13 및 도 14를 참조하여, 상기의 노광장치를 이용한 디바이스 제조방법의 실시 예를 설명한다. 도 13은, 디바이스(예를 들면, IC이나 LSI 등의 반도체 칩, LCD, 또는 CCD)의 제조를 설명하기 위한 플로차트다. 여기에서는, 반도체 칩의 제조방법을 예로 들어 설명한다.
스텝 S1(회로 설계)에서는, 반도체 디바이스의 회로를 설계한다. 스텝 S2(마스크 제작)에서는, 설계한 회로 패턴에 의거하여 레티클(마스크)을 제작한다. 스텝 S3(기판 제조)에서는, 실리콘 등의 재료를 사용해서 기판을 제조한다. 스텝 S4(기판 프로세스)는 전공정이라고 불리며, 레티클과 기판을 사용하여, 상기의 노광장치에 의해 리소그래피 기술을 이용해서 기판 위에 실제의 회로를 형성한다. 스텝 S5(조립)는, 후공정이라고 불리며, 스텝 S4에 의해 제작된 기판을 사용해서 반도체 칩을 형성하는 공정이다. 이 공정은, 어셈블리 공정(다이싱 및 본딩) 및 패키징 공정(칩 봉입) 등을 포함한다. 스텝 S6(검사)에서는, 스텝 S5에서 제작된 반도체 디바이스의 동작 확인 테스트 및 내구성 테스트 등의 검사를 행한다. 이러한 공정 후에는, 반도체 디바이스가 완성되고, 스텝 S7에서 출하된다.
도 14는, 스텝 S4의 기판 프로세스의 상세한 플로차트다. 스텝 S11(산화)에서는, 기판의 표면을 산화시킨다. 스텝 S12(CVD)에서는, 기판의 표면에 절연막을 형성한다. 스텝 S13(전극형성)에서는, 기판 위에 전극을 증착에 의해 형성한다. 스텝 S14(이온주입)에서는, 기판에 이온을 주입한다. 스텝 S15(레지스트 처리)에서는, 기판에 감광제를 도포한다. 스텝 S16(노광)에서는, 노광장치에 의해 마스크의 회로 패턴을 기판에 노광한다. 스텝 S17(현상)에서는, 노광한 기판을 현상한다. 스텝 S18(에칭)에서는, 현상한 레지스트 상 이외의 부분을 에칭한다. 스텝 S19(레지스트 박리)에서는, 에칭이 끝나 불필요해진 레지스트를 제거한다. 이것들의 스텝을 반복함으로써, 기판 위에 다중으로 회로 패턴이 형성된다.
본 발명에 대해서 예시적인 실시 예를 참조하면서 설명했지만, 본 발명은, 이 개시한 예시적인 실시 예에 한정되는 것은 아니라는 것을 알 수 있을 것이다. 이하의 특허청구범위는 모든 변형, 균등 구조 및 기능을 포함하도록 가장 넓게 해석되어야 한다.
도 1은 제 1의 실시 예에 있어서의 스테이지 장치의 평면도다.
도 2는 제 1의 실시 예에 있어서의 스테이지 장치의 단면도다.
도 3은 제 1의 실시 예에 있어서의 스테이지 장치의 정면도다.
도 4는 제 1의 실시 예에 있어서의 척력 발생부의 사시도다.
도 5는 제 1의 실시 예에 있어서의 척력 발생부의 평면도다.
도 6은 제 1의 실시 예에 있어서의 스테이지 장치의 측면도다.
도 7은 제 1의 실시 예에 있어서의 스테이지 장치의 구동을 설명하는 도면이다.
도 8은 제 1의 실시 예에 있어서의 스테이지 장치의 제어 블럭도다.
도 9a는 제 2의 실시 예에 있어서의 스테이지 장치의 평면도다.
도 9b는 제 2의 실시 예에 있어서의 반발 고정자의 구동부의 구성도다.
도 10a는 제 3의 실시 예에 있어서의 스테이지 장치의 단면도다.
도 10b는 제 3의 실시 예에 있어서의 조동 스테이지의 평면도다.
도 11a는 종래 기술에 있어서의 척력에 의한 가속 수단을 구비한 스테이지 장치의 사시도다.
도 11b는 종래 기술에 있어서의 반발 자석 유닛을 나타내는 사시도다.
도 12는 노광장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 노광장치를 사용한 디바이스의 제조를 설명하기 위한 흐름도다.
도 14는 도 13에 나타낸 플로차트의 스텝 S4에 있어서의 기판 프로세스의 상 세한 플로차트다.

Claims (10)

  1. 제 1 스테이지와,
    상기 제 1 스테이지를 제 1 방향으로 구동하는 제 1 액추에이터와,
    상기 제 1 스테이지 위에 탑재되는 제 2 스테이지와,
    상기 제 1 스테이지에 대하여 상기 제 2 스테이지가 상대적으로 이동하도록 상기 제 2 스테이지를 구동하는 제 2 액추에이터와,
    상기 제 1 스테이지의 상기 제 1 방향의 단부에 배치된 제 1 가동자석과, 상기 제 1 가동자석에 대면하며 상기 제 1 가동자석에 대하여 척력을 발생하는 제 1 고정자석을 포함한 제 1 유닛과,
    상기 제 2 스테이지의 상기 제 1 방향의 양단부에 배치된 제 2 가동자석과, 상기 제 2 가동자석에 대면하며 상기 제 2 가동자석에 대하여 척력을 발생하는 제 2 고정자석을 포함한 제 2 유닛을 구비한 것을 특징으로 하는 스테이지 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 유닛이 발생하는 척력과 상기 제 2 유닛이 발생하는 척력과의 비는, 상기 제 1 스테이지의 질량과 상기 제 2 스테이지의 질량과의 비와 같은 것을 특징으로 하는 스테이지 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 방향에 있어서의 상기 제 1 가동자석의 치수는 상기 제 1 방향에 있어서의 상기 제 2 가동자석의 치수와 같고, 상기 제 1 방향에 수직인 방향에 있어서의 상기 제 1 가동자석의 치수와 상기 제 1 방향에 수직인 방향에 있어서의 상기 제 2 가동자석의 치수와의 비는, 상기 제 1 스테이지의 질량과 상기 제 2 스테이지의 질량과의 비와 같은 것을 특징으로 하는 스테이지 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 방향에 있어서의 상기 제 1 고정자석의 치수는 상기 제 1 방향에 있어서의 상기 제 2 고정자석의 치수와 같고, 상기 제 1 방향에 수직인 방향에 있어서의 상기 제 1 고정자석의 치수와 상기 제 1 방향에 수직인 방향에 있어서의 상기 제 2 고정자석의 치수와의 비는, 상기 제 1 스테이지의 질량과 상기 제 2 스테이지의 질량과의 비와 같은 것을 특징으로 하는 스테이지 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 유닛이 발생하는 척력의 작용선이, 상기 제 1 스테이지와 상기 제 1 스테이지에 장착된 부재와의 전체의 중심위치를 통과하고, 상기 제 2 유닛이 발 생하는 척력의 작용선이, 상기 제 2 스테이지와 상기 제 2 스테이지에 장착된 부재와의 전체의 중심위치를 통과하는 것을 특징으로 하는 스테이지 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 액추에이터는, 상기 제 2 스테이지를 6축 방향으로 구동시키는 것을 특징으로 하는 스테이지 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 유닛에 의해 상기 제 1 스테이지에 인가된 힘과, 상기 제 2 유닛에 의해 상기 제 2 스테이지에 인가된 힘과의 차분을, 상기 제 1 액추에이터 및 상기 제 2 액추에이터 중 적어도 한 개를 사용해서 변경하는 것을 특징으로 하는 스테이지 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 고정자석 및 제 2 고정자석의 위치를 변경하는 고정자석 구동부를 더 구비한 것을 특징으로 하는 스테이지 장치.
  9. 레티클의 패턴을 투영 광학계를 통해서 기판 위에 투영해 상기 기판을 노광하는 노광장치에 있어서,
    상기 레티클을 지지하는, 청구항 1 내지 8 중 어느 한 항에 기재된 스테이지 장치를 구비한 것을 특징으로 하는 노광장치.
  10. 청구항 9에 기재된 노광장치를 사용해서 기판을 노광하는 공정과,
    상기 노광된 기판을 현상하는 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.
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