KR20110134293A - 변위 장치, 리소그래피 장치 및 위치설정 방법 - Google Patents

변위 장치, 리소그래피 장치 및 위치설정 방법 Download PDF

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KR20110134293A
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데 리이디트 요하네스 후베르투스 안토니우스 반
주스트 제로엔 오텐스
마르쿠스 마티너스 페투루스 아드리아누스 베르뮬렌
에릭 요하네스 안토니우스 맨더스
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에이에스엠엘 네델란즈 비.브이.
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Abstract

본 발명은 서로에 대하여 변위할 수 있는 제1 부분 및 제2 부분을 갖는 변위 장치에 관한 것이며, 제1 부분은 자석으로 이루어진 시스템이 제공되며, 제2 부분은 코일 블록 유닛의 세트가 제공된다. 코일 블록 유닛의 세트는, 제2 방향에 평행하게 배향된 전류 전도체를 갖는 3개 이상의 제1 코일 블록 유닛과, 제1 방향에 평행하게 배향된 전류 전도체를 갖는 2개 이상의 제2 코일 블록 유닛을 포함하며, 변위 장치는 제2 부분의 위치를 제1 부분과 관련하여 제어하도록 구성된 제어 장치를 포함한다. 제2 부분이 주로 제2 방향으로 이동할 때, 제어 유닛은 제1 코일 블록 유닛만을 이용함으로써 제2 부분을 제3 방향에서 제1 부분으로부터 부양시키도록 구성된다.

Description

변위 장치, 리소그래피 장치 및 위치설정 방법{DISPLACEMENT DEVICE, LITHOGRAPHIC APPARATUS AND POSITIONING METHOD}
본 발명은 스테이지 시스템 및 기준 구조체와 조합되는 변위 장치와, 이러한 변위 장치 또는 조합체를 포함하는 리소그래피 장치에 관한 것이다. 본 발명은 또한 본 발명에 따른 변위 장치의 제1 부분에 관련하여 변위 장치의 제2 부분을 위치시키는 방법에 관한 것이다.
리소그래피 장치는 기판 상에 통상적으로는 기판의 타겟 영역 상에 원하는 패턴을 부여하는 장치이다. 리소그래피 장치는 예컨대 집적회로(IC)의 제조시에 사용될 수 있다. 그 경우, 마스크 또는 레티클(reticle)로도 지칭되는 패터닝 장치가 집적회로의 개개의 층 상에 형성될 회로 패턴을 생성하기 위해 사용될 수 있다. 이 패턴은 기판(예컨대, 실리콘 웨이퍼) 상의 타겟 영역(예컨대, 하나의 다이(die)의 일부분, 하나의 다이, 또는 여러 개의 다이를 포함) 상으로 전사(transfer)될 수 있다. 패턴의 전사는 통상적으로 기판 상에 제공된 방사선-감응재(레지스트)층 위에의 이미징(imaging)을 통해 수행된다. 일반적으로, 단일 기판은 연속적으로 패터닝되는 인접한 타겟 영역들의 네트워크를 포함할 것이다. 공지된 리소그래피 장치는, 타겟 영역 상에 패턴 전체를 한번에 노광함으로써 각각의 타겟 영역을 조사(照射)하는 소위 스테퍼(stepper), 및 소정의 방향("스캐닝"-방향)의 방사 빔을 통해 패턴을 스캐닝하는 동시에, 이 방향과 평행한 방향(동일 방향으로 평행한 방향) 또는 역-평행 방향(반대 방향으로 평행한 방향)으로 기판을 스캐닝함으로써 각각의 타겟 영역을 조사하는 소위 스캐너를 포함한다. 또한, 기판 상에 패턴을 임프린트(imprint)함으로써 패터닝 장치로부터 기판으로 패턴을 전사할 수도 있다.
통상적으로, 기판 및/또는 패터닝 장치(예컨대, 레티클)는, 스테이지 시스템을 프레임, 예컨대 베이스 프레임 또는 다른 종류의 기준 구조체에 관련하여 이동시키기 위해 변위 장치를 포함한 각각의 이동 가능 스테이지 시스템에 의해 지지되고 위치설정된다. 이러한 변위 장치는 프레임 상의 제1 부분 및 스테이지 시스템상의 제2 부분을 포함하며, 이들 부분은 서로에 대하여 제1 방향으로 그리고 제1 방향에 직각을 이루는 제2 방향으로 변위할 수 있다.
제1 부분은 제1 및 제2 방향에 실질적으로 평행하게 연장하는 캐리어를 포함한다. 캐리어 상에는, 자석으로 이루어진 시스템(system of magnet)이 일정 패턴에 따라 고정되어 있으며, 이 패턴에서는, 캐리어에 직각을 이루고 또한 제2 부분쪽으로 지향되는 자화 방향을 갖는 제1 종류의 자석과, 캐리어에 직각을 이루고 또한 제2 부분으로부터 먼쪽으로 지향되는 자화 방향을 갖는 제2 종류의 자석이, 행(row)과 이 행에 직각을 이루는 열(column)의 패턴에 따라 배치되고, 제1 또는 제2 방향 중의 하나와 대략 45°의 각도를 이루며, 제1 종류의 자석과 제2 종류의 자석이 각각의 행과 각각의 열에 교번적으로 배치된다. 이러한 응용 기기에서, 제1 종류의 자석과 제2 종류의 자석은 각각 제1 자석과 제2 자석으로 지칭될 수도 있다.
이러한 캐리어의 예가 도 2a에 도시되어 있으며, 제1 종류의 자석은 N으로 나타내어져 있고, 제2 종류의 자석은 Z로 나타내어져 있으며, 제1 방향은 X로 나타내어져 있고, 제2 방향은 Y로 나타내어져 있다. 그러므로, 제1 및 제2 종류의 자석(N, Z) 양자의 자화 방향은 제3 방향에 평행하며, 제3 방향은 제1 및 제2 방향 양자에 직각을 이룬다.
제2 부분은 코일 블록 유닛의 세트를 갖는 전기 코일 시스템이 제공되며, 각각의 코일 블록 유닛은, 자석으로 이루어진 시스템의 자계 내에 위치되고, 다상 시스템(multi-phase system)에 의해 공급되는 전류 전도체를 갖는다.
공지의 변위 장치는 통상적으로 도 2b에 도시된 바와 같이 4개의 코일 블록 유닛의 세트를 가지며, 여기서 2개의 코일 블록 유닛은 전류 전도체가 제2 방향으로 배향되어 로렌쯔 법칙에 기초하여 제1 방향에서의 제1 부분과 제2 부분 사이에 힘을 가하는 제1 종류의 코일 블록 유닛이다. 나머지 2개의 코일 블록 유닛은 전류 전도체가 제1 방향으로 배향되어 로렌쯔 법칙에 기초하여 제2 방향에서의 제1 부분과 제2 부분 사이에 힘을 가하는 제2 종류의 코일 블록 유닛이다. 일반적으로, 코일 블록 유닛은 예컨대 제1 부분에 대하여 제2 부분을 부양시키기 위해 제3 방향에서 제1 부분과 제2 부분 사이에 힘을 제공할 수도 있다. 도 2b에서, 코일 블록 유닛은 CB로 나타내어져 있으며, 전류 전도체는 CC로 나타내어져 있고, 제1 및 제2 방향은 각각 X와 Y로 나타내어져 있다.
코일 블록의 전류 전도체를 통한 전류는 다른 것 중에서도 국부 자계(local magnetic field)의 배향에 따라 힘을 생성할 것이다. 그러나, 이 전류는 힘의 합계가 각각의 제1 방향 또는 제2 방향으로 가해지도록 구동될 수 있다. 전류 전도체가 제2 부분을 부양시키도록 이용되면, 제1 방향 또는 제2 방향의 힘과는 독립적으로 부양력이 가해질 수 있으며, 이에 의해 모든 적용 가능한 방향에서의 스테이지 시스템의 이동에 대한 완전한 제어가 가능하게 된다.
그러므로, 각각의 코일 블록 유닛은 자신이 발생할 수 있는 최대의 힘을 갖는 힘 생성 요소이며, 이 최대의 힘은 다른 것 중에서도 자계 강도와, 전류 전도체의 개수 및 위치와, 최대 허용 가능한 전류에 의해 결정된다.
코일 블록 유닛이 각각 제1 방향, 제2 방향, 및 가능하게는 제3 방향으로 자신의 최대의 힘을 생성하도록 구동될 때, 이 힘에 의해 생성된 모멘트가 제로인 라인 또는 지점이 존재할 것이다. 이 라인 또는 지점은 힘의 중심(COF : Center of Force)으로 지칭될 것이다. 도면 2b에서, 힘의 중심 COF는 모든 메인 코일 블록 유닛이 동일한 최대의 힘을 생성할 수 있는 상황을 위해 나타내어져 있다.
힘의 중심과 중력의 중심 간의 불일치(mismatch)가 동일한 레벨의 성능을 달성하기 위해 적어도 코일 블록 유닛 중의 하나에 대해 더 높은 최대 힘을 요구할 것이고 또한 생성된 모멘트에 대한 보상을 요구할 것이기 때문에, 힘의 중심은 제2 부분에 의해 지지된 부분을 포함한 제2 부분의 중력의 중심과 완전하게 일치하는 것이 바람직하다. 그러나, 실질적인 이유 때문에, 힘의 중심은 일반적으로 중력의 중심과 단지 제1 및 제2 방향에서만 일치하며(대략적으로), 제3 방향에서의 중력의 중심과 코일 블록 유닛의 정렬이 자계를 생성하는 제1 부분과 제2 부분의 전류 전도체와의 사이에 비교적 큰 간격을 요구할 것이기 때문에, 제3 방향에서는 일치하지 않으며, 이것은 성능의 관점에서 바람직하지 않다.
예컨대, 설계 수정에 의해, 상이한 스테이지 시스템에 비하여 중력의 중심이 시프트될 수도 있다. 힘의 중심이 적어도 부분적으로 중력의 중심과 일치하여야 하는 요구 조건에 부합하기 위해, 중력의 중심을 변경하는 설계 수정 또한 변위 시스템의 변경을 요구한다. 현재의 변위 시스템은 자신의 힘의 중심을 변경할 수 있지만, 도 2b를 참조하여 설명되는 바와 같이 설계, 공간 등의 급격한 변경이 뒤따른다.
도 2b는 2개의 제1 종류의 코일 블록 유닛 및 2개의 제2 종류의 코일 블록 유닛으로 이루어진 4개의 코일 블록 유닛을 포함하는 변위 장치의 종래의 제2 부분을 도시하고 있으며, 이들 코일 블록 유닛은 대각 구성으로, 즉 하나의 지점의 주위에 대칭으로 배열되어 있다. 코일 블록 유닛이 동일한 양의 힘을 생성할 수 있는 것으로 가정하면, 이 힘의 중심은 이 대칭 지점에 위치된다. 중력의 중심이 힘의 중심과 일치하지 않으면, 힘의 중심은 중력의 중심을 향하여 시프트되는 것이 바람직하다. 그러나, 힘의 중심의 시프트는 바람직하지 않은 변경을 요구한다. 예컨대, 모든 코일 블록 유닛을 시프트하는 것은 마찬가지로 중력의 중심을 시프트할뿐만 아니라, 코일 블록 유닛이 탑재되는 프레임을 운반하는 코일 블록 유닛의 설계 수정을 요구한다. 소수의 코일 블록 유닛을 시프트하는 것은 크기의 변경 및 역시 프레임을 운반하는 코일 블록 유닛의 수정을 초래한다.
또 다른 가능성은 코일 블록 유닛의 최대의 생성 가능한 힘을 수정하는 것이지만, 이것은 예컨대 크기 및/또는 냉각의 측면에서 코일 블록 유닛 자체의 변경을 요구할 것이어서, 역시 바람직하지 않다.
종래 기술의 변위 장치와 관련된 또 다른 문제점은, 제1 부분 상의 자석 및 제2 부분 상의 코일 블록 유닛에 의해 생성된 자계가 그 가까이에 배치된 추가의 위치설정 장치, 예컨대 제2 부분에 관련하여 제3 부분을 위치설정하기 위해 제2 부분과 제3 부분 사이에 제공된 위치설정 장치에 대해, 커다란 영향(크로스토크로 지칭됨)을 가질 수 있다. 이 크로스토크는 그 자체를 추가의 위치설정 장치에 대한 외란 힘(disturbance force)으로서 설명될 수 있으며, 그러므로 제어가 더욱 용이하지 않을 것이고, 또한 제3 부분과 같은 다른 부품의 부정확한 위치설정을 야기할 수도 있다.
향상된 변위 장치, 바람직하게는 상이한 양의 공간 또는 상이한 유형의 코일 블록 유닛을 요구하지 않고서도 그 힘의 중심을 적합화할 수 있는 코일 블록 유닛 구성을 갖는 변위 장치를 제공하는 것이 요망된다.
또한, 향상된 변위 장치, 바람직하게는 다른 위치설정 장치에 대한 제1 부분 상의 자석 및/또는 제2 부분 상의 코일 블록 유닛의 크로스토크가 감소되는 변위 장치를 제공하는 것이 요망된다.
본 발명의 제1 특징에 따라, 변위 장치에 있어서,
제1 부분 및 제2 부분을 포함하며, 상기 제2 부분은 상기 제1 부분에 관련하여 제1 방향, 상기 제1 방향에 실질적으로 직각을 이루는 제2 방향, 및 상기 제1 방향과 상기 제2 방향 양자에 대해 직각을 이루는 제3 방향으로 변위할 수 있으며, 상기 제1 부분은 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향에 대하여 실질적으로 평행하게 연장하는 캐리어를 포함하며, 상기 캐리어 상에는 자석으로 이루어진 시스템이 패턴에 따라 배치되며, 여기에서, 자석으로 이루어진 시스템은, 상기 캐리어에 실질적으로 직각을 이루고 또한 상기 제2 부분쪽으로 지향되는 자화 방향을 갖는 제1 자석과, 상기 캐리어에 실질적으로 직각을 이루고 또한 제2 부분으로부터 먼쪽으로 지향되는 자화 방향을 갖는 제2 자석을 포함하며, 상기 제1 자석 및 상기 제2 자석은 행(row)과 이 행에 실질적으로 직각을 이루는 열(column)의 패턴에 따라 배치되고, 상기 제1 방향 또는 상기 제2 방향 중의 하나와 대략 45°의 각도를 이루며, 이로써 상기 제1 자석과 상기 제2 자석이 각각의 행과 각각의 열에 교번적으로 배치되며,
상기 제2 부분은 코일 블록 유닛의 세트를 갖는 전기 코일 시스템을 포함하며, 각각의 상기 코일 블록 유닛은, 자석으로 이루어진 시스템의 자계 내에 배치되고, 사용 시에 다상 시스템(multi-phase system)에 의해 공급되는 전기 전도체를 가지며,
상기 코일 블록 유닛의 세트는,
상기 제2 방향에 실질적으로 평행하게 배향된 전류 전도체를 갖는 3개 이상의 제1 코일 블록 유닛과,
상기 제1 방향에 실질적으로 평행하게 배향된 전류 전도체를 갖는 2개 이상의 제2 코일 블록 유닛을 포함하며,
상기 변위 장치는, 상기 코일 블록 유닛을 상기 다상 시스템으로 구동함으로써 상기 제1 부분에 관련하여 상기 제2 부분의 위치를 제어하도록 구성된 제어 장치를 포함하며, 상기 제2 부분이 주로 상기 제2 방향으로 이동할 때, 상기 제어 장치는 상기 제1 코일 블록 유닛만을 이용함으로써 상기 제2 부분을 상기 제1 부분으로부터 부양(levitate)시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 변위 장치가 제공된다.
본 발명의 제2 특징에 따라, 변위 장치에 있어서,
서로에 대하여 제1 방향 및 상기 제1 방향에 직각을 이루는 제2 방향으로 변위할 수 있는 제1 부분 및 제2 부분을 포함하며, 상기 제1 부분은 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향에 대하여 실질적으로 평행하게 연장하는 캐리어를 포함하며, 상기 캐리어 상에는 자석으로 이루어진 시스템이 패턴에 따라 고정되며, 여기에서, 자석으로 이루어진 시스템은, 상기 캐리어에 직각을 이루고 또한 상기 제2 부분쪽으로 지향되는 자화 방향을 갖는 제1 종류의 자석과, 상기 캐리어에 직각을 이루고 또한 제2 부분으로부터 먼쪽으로 지향되는 자화 방향을 갖는 제2 종류의 자석을 포함하며, 상기 제1 종류의 자석 및 상기 제2 종류의 자석은 행과 이 행에 실질적으로 직각을 이루는 열의 패턴에 따라 배치되고, 상기 제1 방향 또는 상기 제2 방향 중의 하나와 대략 45°의 각도를 이루며, 이로써 상기 제1 종류의 자석과 상기 제2 종류의 자석이 각각의 행과 각각의 열에 교번적으로 배치되며,
상기 제2 부분은 코일 블록 유닛의 세트를 갖는 전기 코일 시스템을 포함하며, 각각의 상기 코일 블록 유닛은, 자석으로 이루어진 시스템의 자계 내에 배치되고, 다상 시스템에 의해 공급되는 전기 전도체를 가지며,
상기 코일 블록 유닛의 세트는,
상기 제2 방향에 실질적으로 평행하게 배향된 전류 전도체를 갖는 하나 이상의 제1 종류의 메인 코일 블록 유닛과,
상기 제1 방향에 실질적으로 평행하게 배향된 전류 전도체를 갖는 하나 이상의 제2 종류의 메인 코일 블록 유닛을 포함하며,
상기 메인 코일 블록 유닛은 상기 메인 코일 블록 유닛이 위치되는 상기 제1 방향에서의 최소의 제1 레인지(range)를 형성하며, 상기 메인 코일 블록 유닛은 상기 메인 코일 블록 유닛이 위치되는 상기 제2 방향에서의 최소의 제2 레인지를 추가로 형성하며,
상기 코일 블록 유닛의 세트는 상기 제2 방향에 실질적으로 평행하게 배향된 전류 전도체를 갖는 제1 종류의 하나 이상의 2차 코일 블록 유닛을 더 포함하며, 상기 제1 종류의 하나 이상의 2차 코일 블록 유닛은 상기 제2 레인지 내측 및 상기 제1 레인지 외측에 위치되고, 상기 제2 레인지는, 상기 2차 코일 블록 유닛이 상기 제2 방향에서의 모든 코일 블록 유닛에 의해 결정된 힘의 중심을 위치설정하기 위해 상기 제2 방향에서 본 복수의 별개의 위치에서 상기 제2 레인지에 위치될 수 있도록 하기에 충분한 정도로 큰 것을 특징으로 하는 변위 장치.
본 발명의 제3 특징에 따라, 변위 장치에 있어서,
서로에 대해 6의 자유도로 변위할 수 있는 제1 부분 및 제2 부분을 포함하며, 상기 제1 부분은 자계를 형성하기 위해 자석이 위에 배치되는 평면을 형성하는 캐리어를 포함하며,
상기 제2 부분은 상기 제1 부분에 관련하여 6의 자유도로 상기 제2 부분을 변위하기 위해 상기 자계와 연동하도록 배치되는 1차 코일 시스템을 포함하며,
상기 제2 부분은 적어도 1의 자유도로 상기 제1 부분과 상기 제2 부분 사이에 구동력을 제공하기 위해 상기 자계와 연동하도록 배치된 2차 코일 시스템을 더 포함하며, 이로써 사용 시에 상기 코일 시스템 전부에 의해 제공된 힘의 중심이, 서로에 대하여 직교하고 상기 캐리어에 의해 형성된 평면에 실질적으로 평행을 이루는 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향에서 본 중력의 중심에 실질적으로 위치되는 것을 특징으로 하는 변위 장치가 제공된다.
본 발명의 실시예에 따라, 리소그래피 장치용의 스테이지 시스템 및 기준 구조체, 예컨대 프레임의 조합체에 있어서, 상기 스테이지 시스템이 상기 기준 구조체에 관련하여 변위할 수 있도록 상기 스테이지 시스템과 상기 기준 구조체 사이에 본 발명의 제1 내지 제3 특징 중의 하나에 따른 변위 장치가 제공되며, 상기 변위 장치의 제1 부분이 상기 기준 구조체 상에 제공되고, 상기 변위 장치의 제2 부분이 상기 스테이지 시스템 상에 제공되는 것을 특징으로 하는 조합체가 제공된다.
본 발명의 다른 실시예에 따라, 본 발명에 따른 스테이지 시스템 및 기준 구조체의 조합을 포함하는 리소그래피 장치가 제공된다.
본 발명의 추가의 실시예에 따라, 본 발명의 제1, 제2 또는 제3 특징에 따른 변위 장치의 제2 부분을 위치설정하는 방법으로서, 제2 부분이 동일한 종류의 코일 블록 유닛만을 이용하여 제1 방향 및 제2 방향에 실질적으로 직각을 이루는 제3 방향으로 부양되는 것을 특징으로 하는 방법이 제공된다.
본 발명의 다른 실시예에 따라, 스테이지 시스템을 포함하는 리소그래피 장치가 제공되며, 상기 스테이지 시스템은 변위 장치에 의해 프레임에 관련하여 변위할 수 있으며, 변위 장치는 프레임 상에 배치된 제1 부분 및 스테이지 시스템 상에 배치된 제2 부분을 포함하며, 제1 부분 및 제2 부분은 제1 방향 및 상기 제1 방향에 직각을 이루는 제2 방향으로 서로에 대해 변위할 수 있으며,
상기 제1 부분은 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향에 대하여 실질적으로 평행하게 연장하는 캐리어를 포함하며, 상기 캐리어 상에는 자석으로 이루어진 시스템이 패턴에 따라 배치되며, 여기에서, 자석으로 이루어진 시스템은, 상기 캐리어에 실질적으로 직각을 이루고 또한 상기 제2 부분쪽으로 지향되는 자화 방향을 갖는 제1 자석과, 상기 캐리어에 실질적으로 직각을 이루고 또한 제2 부분으로부터 먼쪽으로 지향되는 자화 방향을 갖는 제2 자석을 포함하며, 상기 제1 자석 및 상기 제2 자석은 행(row)과 이 행에 실질적으로 직각을 이루는 열(column)의 패턴에 따라 배치되고, 상기 제1 방향 또는 상기 제2 방향 중의 하나와 대략 45°의 각도를 이루며, 이로써 상기 제1 자석과 상기 제2 자석이 각각의 행과 각각의 열에 교번적으로 배치되며,
상기 제2 부분은 코일 블록 유닛의 세트를 갖는 전기 코일 시스템을 포함하며, 각각의 상기 코일 블록 유닛은, 자석으로 이루어진 시스템의 자계 내에 배치되고, 사용 시에 다상 시스템(multi-phase system)에 의해 공급되는 전기 전도체를 가지며,
상기 코일 블록 유닛의 세트는,
상기 제2 방향에 실질적으로 평행하게 배향된 전류 전도체를 갖는 하나 이상의 제1 종류의 메인 코일 블록 유닛과,
상기 제1 방향에 실질적으로 평행하게 배향된 전류 전도체를 갖는 하나 이상의 제2 종류의 메인 코일 블록 유닛을 포함하며,
상기 메인 코일 블록 유닛은 상기 메인 코일 블록 유닛이 위치되는 상기 제1 방향에서의 최소의 제1 레인지(range)를 형성하며, 상기 메인 코일 블록 유닛은 상기 메인 코일 블록 유닛이 위치되는 상기 제2 방향에서의 최소의 제2 레인지를 추가로 형성하며,
상기 코일 블록 유닛의 세트는 상기 제2 방향에 실질적으로 평행하게 배향된 전류 전도체를 갖는 제1 종류의 하나 이상의 2차 코일 블록 유닛을 더 포함하며, 상기 제1 종류의 하나 이상의 2차 코일 블록 유닛은 상기 제2 레인지 내측 및 상기 제1 레인지 외측에 위치되고, 상기 제2 레인지는, 상기 2차 코일 블록 유닛이 상기 제2 방향에서의 모든 코일 블록 유닛에 의해 결정된 힘의 중심을 위치설정하기 위해 상기 제2 방향에서 본 복수의 별개의 위치에서 상기 제2 레인지에 위치될 수 있도록 하기에 충분한 정도로 큰 것을 특징으로 하는 변위 장치.
본 발명의 추가의 실시예에 따라, 본 발명의 제1, 제2 또는 제3 특징에 따른 변위 장치에 의해 프레임에 관련하여 변위할 수 있는 스테이지 시스템을 포함하는 기소그래피 장치의 스테이지 시스템을 위치설정하는 방법으로서, 제2 부분이 동일한 종류의 코일 블록 유닛을 이용하여 제1 방향 및 제2 방향에 직각을 이루는 제3 방향으로 부양되는 것을 특징으로 하는 방법이 제공된다.
본 발명의 다른 실시예에 따라, 변위 장치를 포함하는 리소그래피 장치가 제공되며, 상기 변위 장치는,
서로에 대해 6의 자유도로 변위할 수 있는 제1 부분 및 제2 부분을 포함하며, 상기 제1 부분은 자계를 형성하기 위해 자석이 위에 배치되는 평면을 형성하는 캐리어를 포함하며,
상기 제2 부분은 상기 제1 부분에 관련하여 6의 자유도로 상기 제2 부분을 변위하기 위해 상기 자계와 연동하도록 배치되는 1차 코일 시스템을 포함하며,
상기 제2 부분은 적어도 1의 자유도로 상기 제1 부분과 상기 제2 부분 사이에 구동력을 제공하기 위해 상기 자계와 연동하도록 배치된 2차 코일 시스템을 더 포함하며, 이로써 사용 시에 상기 코일 시스템 전부에 의해 제공된 힘의 중심이, 서로에 대하여 직교하고 상기 캐리어에 의해 형성된 평면에 실질적으로 평행을 이루는 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향에서 본 중력의 중심에 실질적으로 위치되는 것을 특징으로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 리소그래피 장치를 도시하고 있다.
도 2a는 본 발명의 실시예에 따른 변위 장치의 제1 부분을 개략적으로 도시하고 있다.
도 2b는 종래 기술의 변위 장치의 제2 부분을 개략적으로 도시하고 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 변위 장치의 제2 부분을 개략적으로 도시하고 있다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 변위 장치의 제2 부분을 개략적으로 도시하고 있다.
도 5는 본 발명의 추가의 실시예에 따른 변위 장치의 제2 부분을 개략적으로 도시하고 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 변위 장치의 제2 부분을 개략적으로 도시하고 있다.
도 7은 도 6에 부분적으로 도시된 스테이지 시스템의 측면도를 개략적으로 도시하고 있다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 변위 장치의 제2 부분을 개략적으로 도시하고 있다.
이하에서는, 단지 예시를 목적으로 하는 본 발명의 실시예를 대응하는 부분에 대응하는 도면 부호가 부여되어 있는 첨부된 개략 도면을 참조하여 설명할 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 리소그래피 장치를 개략적으로 도시하고 있다. 본 리소그래피 장치는, 방사 빔(B, 예컨대 UV 방사선 또는 다른 적합한 방사선)을 조절하도록 구성된 조명 시스템(조명기)(IL)과, 패터닝 장치(예컨대, 마스크)(MA)를 지지하도록 구성되고, 또한 특정의 파라미터에 따라 패터닝 장치(MA)를 정확히 위치시키도록 구성된 제1 위치 설정기(PM)에 연결된 패터닝 장치 지지체 또는 지지 구조체(예컨대, 마스크 테이블)(MT)를 포함한다. 또한, 본 리소그래피 장치는, 기판(예컨대, 레지스트가 코팅된 웨이퍼)(W)을 유지하도록 구성되고, 특정의 파라미터에 따라 기판을 정확히 위치시키도록 구성된 제2 위치 설정기(PW)에 연결된 기판 테이블(예컨대, 웨이퍼 테이블)(WT) 또는 "기판 지지체"를 포함한다. 또한, 본 리소그래피 장치는, 패터닝 장치(MA)에 의해 방사 빔(B)에 부여한 패턴을, 기판(W)의 타겟 영역(C)(예컨대, 하나 이상의 다이를 포함하는) 상에 투영하도록 구성된 투영 시스템(예컨대, 굴절 투영 렌즈 시스템)(PS)을 포함한다.
조명 시스템은 방사선을 지향, 성형 또는 제어하기 위한 굴절식, 반사식, 자기식, 전자기식, 정전식, 또는 다른 형태의 광학 요소들 또는 이들의 임의의 조합과 같은 다양한 형태의 광학 요소들을 포함할 수 있다.
패터닝 장치 지지체는 패터닝 장치의 배향, 리소그래피 장치의 디자인, 및 예컨대 패터닝 장치가 진공 분위기에서 유지되는지의 여부와 같은 기타 조건들에 좌우되는 방식으로 패터닝 장치를 유지한다. 패터닝 장치 지지체는 패터닝 장치를 유지하기 위해 기계식, 진공식, 정전식, 또는 기타 클램핑 기술들을 이용할 수 있다. 패터닝 장치 지지체는 예컨대 필요에 따라 고정되거나 이동시킬 수 있는 프레임(frame) 또는 테이블일 수도 있다. 패터닝 장치 지지체는 패터닝 장치가 예컨대 투영 시스템에 대하여 요구된 위치에 있도록 할 수 있다. 본 명세서의 "레티클" 또는 "마스크"라는 용어의 어떠한 사용도 "패터닝 장치"라는 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 "패터닝 장치"라는 용어는, 기판의 타겟 영역에 패턴을 생성하기 위하여 방사 빔의 단면에 패턴을 부여하기 위해 사용될 수 있는 어떠한 디바이스도 포함되는 것으로 폭넓게 해석되어야 한다. 방사 빔에 부여된 패턴은, 예컨대 그 패턴이 위상 반전 피처(phase shifting feature) 또는 이른바 어시스트 피처(assist feature)를 포함하는 경우, 기판의 타겟 영역 내의 요구된 패턴과 정확히 일치하지 않을 수도 있다는 것에 유의하여야 한다. 일반적으로, 방사 빔에 부여된 패턴은 집적회로와 같은 타겟 영역 내에 생성되는 디바이스에서의 특정 기능층에 대응할 것이다.
패터닝 장치는 투과형 또는 반사형 모두 가능하다. 패터닝 장치의 예로는 마스크, 프로그래머블 미러 어레이, 및 프로그래머블 LCD 패널을 포함한다. 마스크는 리소그래피 분야에서 잘 알려져 있으며, 바이너리형, 교번 위상 반전형 및 감쇠 위상 반전형과 같은 마스크 타입뿐만 아니라 다양한 하이브리드 마스크 타입들을 포함한다. 프로그래머블 미러 어레이의 예는 소형 미러들의 매트릭스 배열을 채용하며, 그 각각의 미러들은 입사하는 방사 빔을 상이한 방향으로 반사시키도록 개별적으로 경사지는 것이 가능하다. 경사진 미러들은 미러 매트릭스에 의해 반사되는 방사 빔에 패턴을 부여한다.
본 명세서에서 사용되는 "투영 시스템"이라는 용어는, 이용되고 있는 노광 방사에 대하여 적합하거나 또는 액침액(immersion liquid)의 사용 또는 진공의 사용과 같은 다른 요인들에 대하여 적합하다면, 굴절형, 반사형, 반사 굴절형(catadioptric), 자기형, 전자기형, 및 정전형 광학 시스템, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 어떠한 타입의 투영 시스템도 포함하는 것으로서 폭넓게 해석되어야 한다. 본 명세서에서 사용되는 "투영 렌즈"라는 용어는 "투영 시스템"이라는 좀더 일반적인 용어의 동의어로 간주할 수 있다.
본 명세서에서 설명한 바와 같이, 리소그래피 장치는 투과형의 것(예컨대, 투과형 마스크를 채용함)이다. 이와 달리, 리소그래피 장치는 반사형의 것(예컨대, 전술한 바와 같은 유형의 프로그래머블 미러 어레이를 채용하거나, 또는 반사형 마스크를 채용함)일 수도 있다.
리소그래피 장치는 2개(듀얼 스테이지) 이상의 기판 테이블 또는 "기판 지지체"(및/또는 2개 이상의 마스크 테이블 또는 "마스크 지지체")를 갖는 형태로 구성될 수 있다. 이러한 "다수 스테이지" 기계에서는, 추가의 테이블 또는 지지체가 병행하여 사용될 수 있거나, 또는 하나 이상의 테이블 또는 지지체 상에서 예비 공정을 수행하면서 다른 하나 이상의 테이블 또는 지지체를 노광용으로 사용하는 것이 가능하다.
리소그래피 장치는 기판의 적어도 일부분이 투영 시스템의 최종 요소와 기판 사이의 공간을 채우기 위해 물과 같은 비교적 굴절률이 높은 액체에 의해 덮여지는 유형의 것일 수도 있다. 액침액은 또한 예컨대 마스크와 투영 시스템 사이와 같은 리소그래피 장치 내의 다른 공간에도 가해질 수 있다. 액침 기술은 투영 시스템의 개구도를 증가시키기 위해 이용될 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같은 "액침"이라는 용어는, 기판과 같은 구조체가 액체에 침수되어야 하는 것을 의미하지 않고, 그 보다는 노광 동안에 투영 시스템과 기판 사이에 액체가 위치된다는 것을 의미한다.
도 1을 참조하면, 조명기(IL)는 방사 소스(SO)로부터 방사 빔을 수광한다. 예컨대, 방사 소스가 엑시머 레이저인 경우, 방사 소스 및 리소그래피 장치는 별도의 구성요소일 수도 있다. 이러한 경우, 방사 소스는 리소그래피 장치의 일부를 형성하는 것으로 간주되지 않으며, 방사 빔은 예컨대 적합한 지향 미러 및/또는 빔 확장기(beam expander)를 포함하는 빔 전달 시스템(BD)을 이용하여 방사 소스(SO)로부터 조명기(IL)로 전달된다. 다른 경우에, 예컨대 방사 소스가 수은 램프인 경우에, 이 방사 소스는 리소그래피 장치에 통합된 부품일 수도 있다. 방사 소스(SO) 및 조명기(IL)는 필요에 따라 빔 전달 시스템(BD)과 함께 방사 시스템으로 지칭될 수도 있다.
조명기(IL)는 방사 빔의 각도 세기 분포(angular intensity distribution)를 조정하는 조정기(AD)를 포함할 수 있다. 일반적으로, 조명기의 퓨필 평면(pupil plane) 내의 세기 분포의 적어도 외측 반경 및/또는 내측 반경 범위(통상적으로, 각각 외측-σ 및 내측-σ라 함)가 조정될 수 있다. 또한, 조명기(IL)는 집속기(integrator)(IN) 및 집광기(condenser)(CO)와 같은 다양한 다른 구성요소들을 포함할 수 있다. 조명기(IL)는 방사 빔의 단면에서 요구된 균일성 및 세기 분포를 갖도록 방사 빔을 조절하는데 사용될 수 있다.
방사 빔(B)은 패터닝 장치 지지체(예컨대, 마스크 테이블)(MT) 상에 유지되어 있는 패터닝 장치(예컨대, 마스크)(MA) 상에 입사되며, 패터닝 장치(MA)에 의해 패터닝된다. 패터닝 장치(예컨대, 마스크)(MA)를 종단한 후, 방사 빔(B)은 투영 시스템(PS)을 통과하고, 투영 시스템(PS)이 방사 빔을 기판(W)의 타겟 영역(C) 상에 집속시킨다. 제2 위치 설정기(PW) 및 위치 센서(IF)(예컨대, 간섭계 디바이스, 선형 인코더, 또는 용량형 센서)를 이용하여, 예컨대 상이한 타겟 영역(C)을 방사 빔(B)의 경로 내에 위치시키도록 기판 테이블(WT)을 정확하게 이동시킬 수 있다. 마찬가지로, 제1 위치 설정기(PM) 및 다른 위치 센서(도 1에 명시되어 도시되어 있지는 않음)를 이용하여, 예컨대 마스크 라이브러리(mask library)로부터의 기계적 인출 후에 또는 스캔하는 동안에, 방사 빔(B)의 경로에 대하여 패터닝 장치(예컨대, 마스크)(MA)를 정확히 위치시키는 것이 가능하다. 일반적으로, 패터닝 장치 지지체(예컨대, 마스크 테이블)(MT)의 이동은, 제1 위치 설정기(PM)의 일부를 형성하는 롱-스트로크 모듈(long-stroke module; 개략적 위치 설정) 및 숏-스트로크 모듈(short-stroke module; 미세 위치 설정)을 이용하여 실현될 것이다. 마찬가지로, 기판 테이블(WT) 또는 "기판 지지체"의 이동은 제2 위치 설정기(PW)의 일부를 형성하는 롱-스트로크 모듈 및 숏-스트로크 모듈을 이용하여 실현될 수 있다. 스테퍼의 경우(스캐너와는 달리), 패터닝 장치 지지체(예컨대, 마스크 테이블)(MT)는 숏-스트로크 액추에이터에만 연결될 수도 있고, 그렇지 않으면 고정될 것이다. 패터닝 장치(예컨대, 마스크)(MA) 및 기판(W)은 패터닝 장치 정렬 마크(M1, M2) 및 기판 정렬 마크(P1, P2)를 이용하여 정렬될 수 있다. 도시된 바와 같이 기판 정렬 마크들이 전용의 타겟 영역에 위치하고 있지만, 이들 마크들은 타겟 영역 사이의 공간 내에 위치될 수도 있다(이들은 스크라이브-레인(scribe-lane) 정렬 마크로 알려져 있다). 마찬가지로, 패터닝 장치(예컨대, 마스크)(MA) 상에 하나 이상의 다이가 제공되는 상황에서는, 패터닝 장치 정렬 마크들은 다이들 사이에 위치될 수 있다.
도시된 장치는 다음 모드들 중 하나 이상의 모드로 사용될 수 있다:
1. 스텝 모드에서는, 패터닝 장치 지지체(예컨대, 마스크 테이블)(MT) 또는 "마스크 지지체" 및 기판 테이블(WT) 또는 "기판 지지체"를 기본적으로 정지 상태로 유지한 채로, 방사 빔에 부여한 패턴 전체를 한 번에 타겟 영역(C) 상에 투영한다(즉, 단일 정지 노광). 그리고나서, 상이한 타겟 영역(C)이 노광될 수 있도록 기판 테이블(WT) "기판 지지체"를 X 방향 및/또는 Y 방향으로 이동시킨다. 스텝 모드에서는, 노광 필드의 최대 크기에 의해, 단일 정지 노광시에 이미징되는 타겟 영역(C)의 크기가 한정된다.
2. 스캔 모드에서는, 패터닝 장치 지지체(예컨대, 마스크 테이블)(MT) 또는 "마스크 지지체" 및 기판 테이블(WT) 또는 "기판 지지체"를 동기적으로 스캐닝하면서, 방사 빔에 부여한 패턴을 타겟 영역(C) 상에 투영한다(즉, 단일 동적 노광). 패터닝 장치 지지체(예컨대, 마스크 테이블)(MT)에 대한 기판 테이블(WT) 또는 "기판 지지체"의 속도 및 방향은 투영 시스템(PS)의 확대율(축소율) 및 상 반전 특성에 의하여 결정될 수 있다. 스캔 모드에서는, 노광 필드의 최대 크기에 의해, 단일 동적 노광시의 타겟 영역의 폭(스캐닝되지 않는 방향에서의 폭)이 한정되는 한편, 스캐닝 동작의 길이에 의해 타겟 영역의 높이(스캐닝 방향에서의 높이)가 결정된다.
3. 또 다른 모드에서는, 프로그래머블 패터닝 장치를 유지한 채로 패터닝 장치 지지체(예컨대, 마스크 테이블)(MT) 또는 "마스크 지지체"를 기본적으로 정지 상태로 하고, 또한 기판 테이블(WT) 또는 "기판 지지체"를 이동시키거나 스캐닝하면서, 방사 빔에 부여한 패턴을 타겟 영역(C) 상에 투영한다. 이 모드에서는, 일반적으로 펄스 방사 소스가 채용되며, 프로그래머블 패터닝 장치는 기판 테이블(WT) 또는 "기판 지지체"의 각각의 이동 후에 또는 스캔 동안의 연속적인 방사 펄스의 사이에서 필요에 따라 업데이트된다. 이 작동 모드는 앞서 언급한 바와 같은 타입의 프로그래머블 미러 어레이와 같은 프로그래머블 패터닝 장치를 이용하는 마스크 없는 리소그래피(maskless lithography)에 용이하게 적용될 수 있다.
또한, 전술한 사용 모드들의 조합 및/또는 변형, 또는 전혀 다른 사용 모드들이 채용될 수도 있다.
본 실시예에서, 스테이지 시스템으로도 지칭되는 제2 위치 설정기(PW)는, 프레임(FA)에 관련하여 기판 테이블(WT)의 개략적 위치설정을 제공하도록 구성된 롱-스트로크 모듈로서 변위 장치를 포함한다. 변위 장치는 프레임(FA) 상에 배치된 제1 부분 및 제2 위치 설정기(PW) 상에 배치된 제2 부분을 포함하며, 제1 및 제2 부분은 서로에 대하여 제1 방향 X과 제1 방향 X에 직각을 이루는 제2 방향 Y으로 변위할 수 있다.
제1 부분(FP)의 일부분이 도 2a에 도시되어 있다. 제1 부분(FA)은 실질적으로 제1 방향 X 및 제2 방향 Y에 평행하게 연장하는 캐리어(CA)를 포함한다. 제1 방향 X 및 제2 방향 Y은 일반적으로 패터닝된 방사 빔에 실질적으로 직각을 이루며, 이로써 그 경우에 제1 방향 X 및 제2 방향 Y에 실질적으로 직각을 이루는 제3 방향(Z1)(도 1을 참조)이 패터닝된 방사 빔에 평행하게 된다.
캐리어(CA) 상에는, 자석으로 이루어진 시스템이 도 2a에 도시된 패턴에 따라 탑재되어 있다. 이 패턴에서는, 캐리어(CA)에 실질적으로 직각을 이루고 또한 제2 부분쪽으로 지향되는 자화 방향(즉, 제3 방향 Z1)을 갖는 제1 종류의 자석(N)과, 캐리어(CA)에 실질적으로 직각을 이루고 또한 제2 부분으로부터 먼쪽으로 지향되는 자화 방향(즉, 제3 방향 Z1)을 갖는 제2 종류의 자석(Z)이, 행과 이 행에 직각을 이루는 열의 패턴에 따라 배치되고, 제1 방향(X) 또는 제2 방향(Y) 중의 하나와 대략 45°의 각도를 이루고 있으며, 또한 제1 종류의 자석(N)과 제2 종류의 자석(Z)이 각각의 행과 각각의 열에 교번적으로 배치되어 있다. 도 2a에는 제1 방향 X에 관련하여 45°의 각도가 도시되어 있다. 제1 종류의 자석과 제2 종류의 자석은 각각 제1 자석과 제2 자석으로 지칭될 수도 있다.
자극 피치(MP)는, 상이한 종류의 2개의 상호 인접 자석(mutually adjoining magnets)(N, Z)의 중심 지점 간의 제1 방향 또는 제2 방향에서의 간격, 즉 동일한 종류의 자석의 중심 지점이 위치되는 상호 인접 대각선들 간의 간격으로 정해진다.
자석으로 이루어진 시스템은, 제1 및 제2 방향에 의해 정해진 평면과 실질적으로 평행하고 또한 제1 종류의 자석쪽으로 지향되는 자화 방향을 갖는 제3 종류의 자석을 추가로 포함할 수 있으며, 이 제3 종류의 자석은 제1 종류의 각각의 자석과 제2 종류의 각각의 자석 사이에, 즉 소위 할바흐(Hallbach) 구성으로 제공된다.
제2 위치 설정기(PW) 상에 배치된 제2 부분(SP)은 코일 블록 유닛의 세트를 갖는 전기 코일 시스템을 포함한다. 종래 기술의 전기 코일 시스템을 도시하고 있는 도 2b는, 상이한 부품 및 그에 따라 후속 도면에서 이용되는 기준을 나타내기 위해 먼저 이용될 것이다.
도 2b는 4개의 코일 블록 유닛(CB)을 포함하는 코일 블록 유닛의 세트를 갖는 전기 코일 시스템을 예시하고 있다. 각각의 코일 블록 유닛은 전류 전도체(CC)를 갖는다. 기준 CC는 도시의 간략화를 위해 상단 좌측 코일 블록 유닛(CB)에 대해서는 나타내어져 있다. 전류 전도체(CC)는 하나의 권선을 갖는 것으로 개략적으로 도시되어 있지만, 실제로는 복수의 권선 및 상이한 구성이 이용될 수도 있다. 전류 전도체(CC)는 도 2a에 도시된 바와 같이 자석으로 이루어진 시스템의 자계 내에 위치되며, 다상 시스템에 의해 공급되고 있다. 도 2b에 도시된 바와 같이 코일 블록 유닛(CB)당 3개의 전류 전도체(CC)가 존재하는 것은 3-상 시스템의 사용을 제시하고 있지만, 4-상 시스템 또는 다른 종류의 다상 시스템과 같은 다른 구성도 생각할 수 있다.
도 2b의 실시예에서, 4개의 코일 블록 유닛 모두는 유사한 설계를 갖고 있으며, 배향 및 위치만이 상이하다. 코일 블록 유닛 중의 2개는 주로 제2 방향 Y에 평행하게 배향된 전류 도전체를 가지며(상단 좌측 및 하단 우측 코일 블록 유닛을 참조), 이로써 이들 코일 블록 유닛은 제1 방향 X로 힘을 생성할 수 있다. 이들 코일 블록 유닛은 제1 종류의 코일 블록 유닛, 제1 코일 블록 유닛, 또는 X 힘생성기(forcer)로도 지칭된다.
나머지 2개의 코일 블록 유닛은 주로 제1 방향 X에 평행하게 배향된 전류 도전체를 가지며(상단 우측 및 하단 좌측 코일 블록 유닛을 참조), 이로써 이들 코일 블록은 제2 방향 Y로 힘을 생성할 수 있다. 이들 코일 블록은 제2 종류의 코일 블록 유닛, 제2 코일 블록 유닛, 또는 Y 힘생성기(forcer)로도 지칭된다.
도 2b의 4개의 코일 블록 유닛의 어레이는, 코일 블록 유닛이 위치되는 제1 방향 X에서의 최소의 제1 레인지(FR) 및 제2 방향 Y에서의 최소의 제2 레인지(SR)를 형성한다. 각각의 제1 및 제2 레인지(FR, SR)의 경계는 점선으로 나타내어져 있다. 그러므로, 코일 블록 유닛(CB)은 제1 레인지(FR) 및 제2 레인지(SR)가 중첩하는 영역에 위치된다.
이러한 종래 기술의 실시예의 코일 블록 유닛 모두는 동일한 최대 힘을 생성할 수 있다. X 힘생성기 및 Y 힘생성기 양자가 각각 제1 방향과 제2 방향으로 동일한 최대 힘을 발생할 때, 힘생성기에 의해 제2 부분에 가해지는 모멘트는 힘의 중심(COF)에 대하여 제로이다. 대칭 구성으로 인해, 힘의 중심(COF)은 4개의 코일 블록 유닛의 중앙에 위치된다. 힘의 중심을 적합화하는 것은 하나 이상의 코일 블록 유닛을 제1 방향 또는 제2 방향으로 시프트하거나 또는 코일 블록 유닛 자체를 변경하는 것을 요구할 수도 있다. 그러나, 하나 이상의 코일 블록 유닛을 시프트하는 경우에, 코일 블록 유닛은 제1 및/또는 제2 레인지 외측에 위치될 것이며, 그 효과는 힘의 중심과 중력의 중심 간의 초기 불일치(initial mismatch)에 좌우된다. 이것은 바람직하지 않은 상황을 초래한다.
도 3은 도 1의 변위 장치에 적용될 수 있는 전기 코일 시스템을 갖는 제2 부분을 도시하고 있다. 전기 코일 시스템은 1차 코일 시스템과 2차 코일 시스템으로 분할될 수 있다. 1차 코일 시스템의 코일 블록 유닛의 세트는, 실질적으로 제2 방향 Y에 평행하게 배향된 전류 도전체(CC)를 갖는 제1 종류의 메인 코일 블록(MCB1), 즉 제1 메인 코일 블록 유닛과, 실질적으로 제1 방향 X에 평행하게 배향된 전류 도전체(CC)를 갖는 제2 종류의 메인 코일 블록 유닛(MCB2), 즉 제2 메인 코일 블록 유닛을 포함한다. 제1 및 제2 메인 코일 블록 유닛은 실질적으로 제2 부분에 고정된다. 즉, 위치설정 레인지가 2차 코일 블록 유닛에 대하여 제한되며, 이에 대해서는 후술될 것이다.
제1 및 제2 메인 블록 유닛은, 메인 코일 블록 유닛이 위치되는 제1 방향 X에서의 최소의 제1 레인지(FR) 및 제2 방향 Y에서의 최소의 제2 레인지(SR)를 형성한다. 제1 및 제2 레인지의 경계는 해당 점선에 의해 나타내어져 있다.
2차 코일 시스템은 실질적으로 제2 방향 Y에 평행하게 배향된 전기 도전체를 갖는 제1 종류의 2차 코일 블록 유닛(SCB), 즉 제1 코일 블록 유닛을 포함하며, 여기서 2차 코일 블록 유닛은 제2 레인지(SR) 내측 및 제1 레인지(FR) 외측에 위치된다. 2차 코일 블록 유닛 및 메인 코일 블록 유닛은, 2차 코일 블록 유닛 및 메인 코일 블록 유닛이 제3 및 제2 레인지에 위치되도록 제1 방향 X에서의 최소의 제3 레인지(TR)를 형성한다.
제2 레인지(SR)는 2차 코일 블록 유닛이 제2 방향에서 본 상이한 위치에 위치되도록 하기에 충분하다. 도 3에서, 2차 코일 블록 유닛은 제2 레인지의 상단에 도시되어 있지만, 하단에는 제2 방향에서의 가장 극단의 위치를 보여주기 위해 고스트 이미지(ghost image)로서 나타내어져 있다.
2차 코일 블록 유닛을 위치시키는 것은 제2 방향에서의 모든 코일 블록 유닛에 의해 결정된 힘의 중심(COF)의 위치를 설정할 것이다. 이것은 2차 코일 블록 유닛이 제2 레인지의 상단에 있을 때의 힘의 중심의 위치를 나타내는 참조 숫자 COF로 도 3에 도시되어 있다. 고스트 이미지로서, 2차 코일 블록 유닛이 제2 레인지의 저부에 있을 때의 힘의 중심의 위치가 나타내어져 있으며, 이로써 힘의 중심이 2차 코일 블록 유닛을 적절히 위치시킴으로써 위치될 수 있는 힘 레인지의 중심(CFR)이 정해질 수 있다. 즉, 2차 코일 시스템은 캐리어 상의 영구 자석에 의해 생성된 자계와 연동하도록 배치되어 적어도 1의 자유도(one degree of freedom)로 구동력을 제공하며, 이로써 사용 시에 모든 코일 시스템에 의해 제공된 힘의 중심이 캐리어에 의해 형성된 평면에 실질적으로 평행한 하나 이상의 방향, 바람직하게는 예컨대 서로에 대하여 직교하고 캐리어에 의해 형성된 평면에 실질적으로 평행한 제1 및 제2 방향(X, Y)과 같은 2개의 방향에서 본 중력의 중심에 실질적으로 위치된다.
도 3의 구성의 이점은 위에 나타낸 바와 같이 2차 코일 블록 유닛을 위치시키는 것이 상이한 제3 및 제2 레인지를 초래하지 않을 것이고, 이로써 힘의 중심이 제2 부분 상의 코일 블록 유닛에 의해 요구된 공간의 양을 적합화할 필요 없이도 중력의 중심의 위치에 따라 위치될 수 있으며, 이에 의해 변위 장치를 스테이지 시스템에 대하여 더욱 용이하게 최적화할 수 있다.
또한, 코일 블록 유닛은 코일 블록 유닛 운반 프레임을 이용하여 제2 부분에 고정될 수도 있다. 이 프레임은 예컨대 불연속적인 탑재 위치를 위한 복수의 탑재 구멍을 제공함으로써 또는 2차 코일 블록 유닛을 슬라이드할 수 있도록 하는 탑재 슬롯을 제공함으로써 2차 코일 블록 유닛을 별개의 지점에 탑재할 수 있도록 적합화될 수 있으며, 이에 의해 2차 코일 블록 유닛을 제2 레인지(SR) 내측의 어떠한 요구된 지점에도 탑재할 수 있다.
이에 추가하여 또한 구체적으로, 코일 블록 유닛이 자신의 최대의 힘을 가하도록 구동되지 않는 경우, 힘의 중심은 상이한 코일 블록 유닛을 통한 개개의 전류가 적합화되도록 하는 소위 이득 균형(gain balancing)에 의해 중력의 중심에 세밀하게 맞춰질 수 있다. 이것은 모든 방향으로 가해질 수 있으며, 예컨대 하나의 코일 블록 유닛이 제1 방향으로는 높은 힘을 가하고 제3 방향으로는 작은 힘을 가하면서, 또 다른 동일 종류의 코일 블록 유닛이 반대로 행할 수 있다.
도 4는 도 1의 스테이지 시스템에 사용되기에 적합한 변위 장치의 제2 부분의 다른 실시예를 도시하고 있다. 제1 종류의 하나의 메인 코일 블록 유닛(MCB1) 및 제2 종류의 2개의 메인 코일 블록 유닛(MCB2)이 함께 제1 및 제2 레인지(FR, SR)를 형성하고, 이 레인지에 메인 코일 블록 유닛이 위치되는, 1차 코일 시스템과 관련된 코일 블록 유닛의 세트가 도시되어 있다. 제1 종류의 메인 코일 블록(MCB1)은 이 실시예에서는 제2 종류의 메인 코일 블록 유닛에 의해 생성될 수 있는 최대의 힘보다 큰 최대의 힘, 예컨대 2배 정도 큰 최대의 힘을 생성하도록 구성된다.
코일 블록 유닛의 세트는 제2 방향에 실질적으로 평행하게 배향된 전류 전도체를 갖는 제1 종류의 2차 코일 블록 유닛(SCB1)을 갖는 2차 코일 시스템을 포함하며, 여기서 2차 코일 블록 유닛(SCB1)이 제2 레인지의 내측 및 제1 레인지의 외측에 위치된다. 제2 레인지(SR)는 제1 종류의 2차 코일 블록 유닛(SCB1)을 적절하게 위치시킴으로써 제2 방향에서의 힘의 중심의 위치의 조정을 허용하기에 충분한 정도로 크다.
코일 블록 유닛의 세트, 즉 2차 코일 시스템 또한 제1 방향에 실질적으로 평행하게 배향된 전류 전도체를 갖는 제2 종류의 2차 코일 블록 유닛(SCB2)을 포함하며, 여기서 2차 코일 블록 유닛(SCB2)은 제1 레인지의 내측 및 제2 레인지의 외측에 위치된다. 제1 레인지(FR)는 제2 종류의 2차 코일 블록 유닛(SCB2)을 적절하게 위치시킴으로써 제1 방향에서의 힘의 중심의 위치에 대한 조정을 허용하기에 충분한 정도로 크다.
코일 블록 유닛의 세트는, 메인 코일 블록 유닛 및 2차 코일 블록 유닛이 위치되는 최소의 제3 레인지(TR) 및 최소의 제4 레인지(FOR)를 형성한다. 이 구성의 이점은 2차 코일 블록 유닛 양자가 제3 및 제4 레인지를 변경할 필요없이 힘의 중심의 위치를 설정하기 위해 별개의 위치에 위치될 수 있으며, 이로써 코일 블록 유닛에 의해 점유되는 공간의 양이 일정하게 유지된다는 점이다. 추가의 이점은 힘의 중심의 위치가 제1 및 제2 방향 양자에서 설정될 수 있다는 점이다.
2차 코일 블록 유닛 중의 하나는 이러한 적합화가 요구되는 경우에 중첩 레인지(OR)에 위치될 수 있으며, 이에 의해 여전히 제3 및 제4 레인지 내에 위치된다. 그러나, 단지 하나의 2차 코일 블록 유닛이 이 중첩 레인지에 위치될 수 있으므로, 이 영역에서의 힘의 중심의 적합화는 제한된다.
그러므로, 도 4의 실시예는 본 발명의 제2 특징에 따른 변위 장치의 제2 부분을 예시하는 것이다.
도 5는 도 1의 변위 장치 또는 스테이지 시스템에 사용될 수 있는 제2 부분 상에 배치된 코일 블록 유닛의 세트의 다른 실시예를 도시하고 있다. 제1 레인지(FR) 및 제2 레인지(SR)를 형성하는 하나의 제1 종류의 메인 코일 블록 유닛(MCB1) 및 2개의 제2 종류의 메인 코인 블록 유닛(MCB2)이 도시되어 있다. 2개의 제1 종류의 2차 코일 블록 유닛(SCB1)이 제2 레인지 내에 위치되는 동시에 제1 레인지 외측에 위치되어 있다. 제2 레인지는 2차 코일 블록 유닛 양자가 제2 방향에서 본 별개의 지점에 위치될 수 있도록 하기에 충분한 정도로 크며, 이로써 힘의 중심이 제2 방향에서 설정될 수 있다. 이 구성은 2차 코일 블록 유닛이 하나로 제한되지 않는다는 것을 명백하게 보여준다.
그러므로, 도 5의 실시예는 본 발명의 제2 특징에 따른 변위 장치의 제2 부분을 예시하는 것이다. 그러나, 도 5의 실시예는 또한 본 발명의 제1 특징에 따른 변위 장치의 제2 부분도 예시하고 있다.
즉, 제2 부분은, 제2 방향 Y에 실질적으로 평행하게 배향된 전류 도전체를 갖는 3개의 제1 코일 블록 유닛(MCB1, SCB1)과, 제1 방향 X에 실질적으로 평행하게 배향된 전류 도전체를 갖는 2개의 제2 코일 블록 유닛(MCB2)을 포함한다.
변위 장치는 코일 블록 유닛을 여기서는 제어 장치(CD)에 통합된 다상 시스템으로 구동함으로써 제1 부분에 관련하여 제2 부분의 위치를 제어하도록 구성된 제어 장치(CD)를 추가로 포함한다. 제어 장치의 구동 성능은 제어 장치(CD)와 코일 블록 유닛 사이의 점선으로 개략적으로 나타내어져 있다. 제어 장치(CD)는, 제2 부분이 주로 제2 방향으로 이동할 때에, 제1 코일 블록 유닛(MCB1, SCB1)만을 이용함으로써 제2 부분을 제3 방향 Z에서 제1 부분으로부터 부양시키도록 구성된다. 그 결과, 제1 코일 블록 유닛에 대하여 코뮤테이션(commutation)이 전혀 발생하지 않거나 거의 발생하지 않으며, 이로써 그 부근의 다른 위치설정 장치에 대한 영향이 일정하게 되거나 또는 기껏해야 보상하기가 훨씬 용이한 낮은 주파수의 동작을 가질 것이다. 또한, 코뮤테이션은 제2 코일 블록 유닛에 대하여 발생하지만, 이들 코일 블록 유닛이 제2 부분을 부양시키기 위해 이용되지 않으므로, 그 곳에서의 전류가 훨씬 더 작게 되고, 그러므로 특히 일정 속도로 이동할 때에는 최소의 구동력과 최소의 구동 전류를 요구할 것이기 때문에, 그에 대한 영향은 크게 감소된다.
도 6은 제2 부분 상에 배치된 코일 블록 유닛의 세트의 다른 실시예를 도시하고 있다. 제1 레인지(FR) 및 제2 레인지(SR)를 형성하는 제1 종류의 2개의 메인 코일 블록 유닛(MCB1) 및 제2 종류의 2개의 메인 코일 블록 유닛(MCB2)이 도시되어 있다. 제2 방향에서의 힘의 중심의 위치를 설정하기 위해 제2 레인지에서의 별개의 지점에 위치될 수 있는 제1 종류의 2차 코일 블록 유닛(SCB1)이 제2 레인지 내에 있지만 제1 레인지 외측에 위치되어 있다. 실시예에서, 제2 종류의 메인 코일 블록 유닛은 제1 방향에서 본 제2 부분의 중력의 중심의 위치에 위치된다. 실제로, 도 6의 실시예는 도 3의 실시예와 유사하지만, 도 6의 1차 코일 시스템은 더 많은 자유도로 제1 부분에 관련하여 제2 부분의 위치를 제어할 수 있도록 더 많은 메인 코일 블록 유닛을 포함한다.
도 7은 도 6에 부분적으로 도시된 스테이지 시스템을 측면도로 개략 도시하고 있다. 도 7은, 도 2a와 유사한 자석으로 이루어진 시스템을 갖는 제1 부분(FP)과, 위치 설정기(PW)(도 1을 참조)로도 지칭되는 제2 부분(SP)을 가장 명확하게 도시하고 있다. 그러므로, 변위 장치는 센서부(SP)와 제1 부분을 포함하는 프레임과의 사이에서의 개략적인 위치설정을 제공하기 위한 롱-스트로크 모듈로서 제공된다. 미세 위치설정을 제공하도록 구성된 숏-스트로크 모듈, 즉 위치설정 장치는 제2 부분과 기판 테이블(WT) 사이, 즉 제3 부분에 제공된다. 도 7에는 제1 방향 및 제2 방향에 실질적으로 직각을 이루는 제3 방향 Z1에서 기판 테이블을 부양시키는 액추에이터(ACT)만이 도시되어 있다. 숏-스트로크 모듈은 또한 전체 6의 자유도의 위치설정을 허용하도록 제1 및 제2 방향(X, Y)으로 힘을 가하기 위해 액추에이터를 포함한다.
각각의 액추에이터(ACT)는 제2 부분(SP) 상에 배치된 코일(CL)을 포함하며, 이 코일(CL)은 기판 테이블(WT) 상에 배치된 하나 이상의 자석(MAG)과 연동한다. 도 7에서는 단지 2개의 액추에이터를 볼 수 있지만 총 4개의 액추에이터(ACT)가 제공된다.
액추에이터(ACT)는 코일 블록 유닛 위에 제공된다. 코일 블록 유닛 상의 액추에이터의 돌출이 도 6에 도시되어 있다. 제1 부분(FP) 상의 자석으로 이루어진 시스템 및 제2 부분(SP) 상의 코일 블록 유닛 양자는, 제3 방향 Z1을 포함한 모든 방향으로 연장하는 자계를 생성한다. 액추에이터(ACT)는 자계 내에 위치된다. 자계는 코일(CL)과 자석(MAG) 간의 상호작용에 영향을 주며, 그 자체가 액추에이터(ACT)의 위치 정확도를 감소시키고 또한 기판 테이블(WT)을 변형시킬 수도 있는 외란 힘으로서 나타난다. 자계의 자장 강도가 자계 생성 요소로부터의 거리가 증가함에 따라 감소하므로, 액추에이터(ACT)는 인접하고 있는 자게 생성 요소에 의해 가장 크게 영향을 받으며, 이로써 도 7에서, 좌측의 액추에이터(ACT)는 액추에이터 아래의 제2 종류의 메인 코일 블록 유닛(MCB2)에 의해 대부분 영향을 받게 되고, 다른 코일 블록 유닛에 의해서는 거의 영향을 받지 않으며, 우측의 액추에이터(ACT)는 액추에이터 아래의 제1 종류의 메인 코일 블록 유닛(MCB1)에 의해 대부분 영향을 받게 된다.
숏-스트로크 모듈의 액추에이터(ACT)의 배향과 조합한 코일 블록 유닛의 도시된 구성은 종래 기술의 구성에 비하여 몇 가지의 장점을 갖는다. 먼저, 제2 방향 Y에서의 힘의 중심의 위치는, 코일 블록 유닛의 세트에 의해 요구되는 공간의 양을 변경할 필요가 없고, 또한 도 7에 최상으로 도시된 바와 같이 2차 코일 블록 유닛(SCB1) 위에 액추에이터(ACT)가 위치되지 않으므로 2차 코일 블록 유닛(SCB1)의 영향의 최소의 변경만으로, 2차 코일 블록 유닛(SCB1)에 의해 설정될 수 있다.
또 다른 이점은 제2 부분을 부양시키기 위해 코일 블록 유닛 전부가 이용되어야 하는 것은 아니므로, 부양에 이용될 필요가 없는 코일 블록 유닛은 전류를 거의 흘리지 않으며, 이에 의해 생성된 자계의 크기를 최소화하고, 그에 따라 미치는 영향의 정도가 감소된다. 이 실시예에서, 부양은 가능하게는 동일 종류가 바람직한 2차 코일 블록 유닛을 포함한 동일한 종류의 메인 코일 블록 유닛만을 이용하여 제공된다. 동일한 종류의 메인 코일 블록 유닛의 어느 것이 부양에 이용되는지는 진행 방향(direction of travel)에 좌우될 것이다. 적절하게 선택되면, 코뮤테이션으로 인한 영향에 있는 주파수 성분 또한 감소되거나 제거될 수 있어, 제어의 관점에서 보상이 보다 용이한 정적 영향(static influence)만이 이루어지게 된다.
예컨대, 제1 종류의 메인 코일 블록 유닛(MCB1) 및 제2 종류의 2차 코일 블록 유닛(SCB1)이 제2 부분(SP)을 부양하기 위해 이용될 수 있으며, 개별적인 부양력을 제어함으로써, 제3 방향 Z1에서의 제2 부분의 위치를 제어할 수 있을 뿐만 아니라, 서에 대해서는 평행하지 않지만 양자가 제1 및 제2 방향에 의해 스팬된(spanned)/형성된 평면에 평행한 2개의 회전축에 대해 제2 부분의 위치를 제어할 수 있다. 제2 종류의 메인 코일 블록 유닛(MCB2)이 부양을 위해 이용될 필요가 없으므로, 대응하는 전류 전도체를 통과하는 전류가 보다 작아지게 되고, 그에 따라 각각의 코일 블록 유닛 위의 액추에이터(ACT)에 대한 영향이 더 작아지게 된다.
또한, 제2 방향 Y에서의 제2 부분(SP)의 이동은 제1 종류의 메인 및 2차 코일 블록 유닛(MCB1, SCB1)에서의 전류의 최소의 코뮤테이션을 초래할 것이며, 이로써 제2 방향 Y으로의 제2 부분(SP)의 이동 동안의 제1 종류의 메인 코일 블록 유닛(MCB1)의 영향은 다소 일정하게 되고, 그 이동의 결과로 실질적으로 주파수 성분을 갖지 않게 된다. 반대로, 제2 종류의 메인 코일 블록 유닛(MCB2)에서 코뮤테이션이 발생할 것이지만, 그 곳에서는 특히 마찰 및 외란을 극복하기 위해 제2 방향에서의 작은 힘만을 필요로 하는 일정한 속도로 이동할 때에는 부양력의 부재로 인해 전류가 실질적으로 작아지게 된다. 이러한 코일 블록 유닛 구동 방법은, 제2 방향이 도 1을 참조하여 설명된 바와 같이 기판의 노광 동안의 스캐닝 방향인 때에는 특히 이롭다.
제2 종류의 2개의 메인 코일 블록 유닛(MCB2) 및 2차 코일 블록 유닛(SCB1)을 이용하여 제2 부분(SP)을 부양할 수도 있으며, 여전히 제1 방향에서의 제2 부분의 위치 및 제1 및 제2 방향에 의해 형성된 평면에 평행한 2개의 비평형 회전축에 대한 제2 부분의 위치를 제어할 수 있다. 그 결과, 제1 종류의 메인 코일 블록 유닛(MCB1)은 부양을 위해 이용될 필요가 없으며, 이로써 전류가 더 작게 되고, 그에 따라 각각의 코일 블록 유닛(MCB1) 위의 액추에이터에 대한 영향이 작아지게 된다. 또한, 특히 일정한 속도로 제1 방향 X으로 이동하는 것은 제2 종류의 메인 코일 블록 유닛 및 2차 코일 블록 유닛(SCB1)에서의 코뮤테이션이 어느 정도 이루어지지 않게 할 것이며, 이로써 그 영향은 실질적으로 주파수 성분을 갖지 않게 되고, 일정하게 되어, 제어의 관점에서 보상이 더욱 용이하게 되며, 제1 종류의 메인 코일 블록 유닛에서의 전류가 부양력의 부재로 인해 작아지게 되며(가능하게는 일정한 속도에 의해 보다 작아지게 되며), 이로써 제1 종류의 메인 코일 블록 유닛의 영향이 최소화된다.
4개의 액추에이터(ACT)를 이용하면, 2개의 액추에이터를 직렬로 연결함으로써 3 DOF 시스템과 같이 제3 방향에서의 기판 테이블의 위치를 제어할 수 있으며, 이로써 이들은 하나의 액추에이터로서 작동한다. 실시예에서, 동일 종류, 즉 제1 종류 또는 제2 종류의 코일 블록 유닛 위에 위치된 액추에이터는, 액추에이터에 대한 코일 블록 유닛의 영향이 실질적으로 동일할 것이기 때문에, 하나의 액추에이터로서 작동하도록 연결된다. 그러나, 일실시예에서는 4개의 액추에이터 모두가 독립적으로 제어될 수도 있다.
일실시예에서, 2개의 액추에이터 사이의 간격은 제1 부분의 자석으로 이루어진 시스템의 자극 피치(MP)(도 2a를 참조)의 n배이며, 여기서 n은 양의 정수이다. 그 경우, 2개의 액추에이터 상의 자석으로 이루어진 시스템의 영향은 실질적으로 동일하다.
도 6 및 도 7의 구성의 추가의 이점은 제2 방향에서보다 제1 방향에서 더 큰 가속이 생성될 수 있다는 것이며, 이것은 제2 방향이 도 1을 참조하여 전술된 바와 같이 스캐닝 방향인 경우에 요구될 것이다.
이 구성의 또 다른 추가의 이점은, 자석으로 이루어진 시스템 및/또는 코일 블록 유닛의 나머지 영향이 기판 테이블(WT)을 변형시키지 않을 외란 힘을 초래하지 않고, 단지 기판 테이블의 위치 및 배향만을 변경시키며, 이것은 액추에이터(ACT)의 적절한 제어를 이용함으로써 대책 및 보상이 더 용이한 것이다.
변위 장치의 성능은 미국 공개 특허 2002/0000904의 개시에 따라 전류 전도체에 직각을 이루는 방향에서 본 동일 종류의 코일 블록 유닛의 질량 중심을 위치시킴으로써 추가로 향상될 수도 있으며, 이 공개 특허의 전체 내용이 본 명세서에 원용되어 있다.
그러므로, 도 6 및 도 7의 실시예는 본 발명의 제1 및 제2 특징에 따른 변위 장치를 갖는 스테이지 시스템을 도시하고 있다. 제2 부분(SP)과 기판 테이블(WT) 사이에는, 제3 부분을 제2 부분에 관련하여 제1 또는 제2 방향으로 변위시키기 위해 추가의 위치설정 장치가 제공될 수 있으며, 여기서 각각 제1 방향 또는 제2 방향에서의 이들 액추에이터 간의 간격은 동일한 종류의 자석 간의 최저 간격의 (n+0.5)배, 즉 자극 피치의 (n+0.5)배와 동일하며, 여기서 n은 양의 정수이다.
동일한 종류의 코일 블록 유닛을 이용하여 제2 부분을 부양시키면서 제2 부분을 위치설정하는 전술한 방법은, 도 5와 관련하여 설명한 것과 유사한 방식으로 제어 장치에 의해 수행될 수 있다. 이들 양자의 실시예 및 모든 관련 실시예에 대해, 변위 장치는 제1 부분에 대한 제2 부분의 위치를 측정하기 위한 하나 이상의 센서를 포함하며, 이것은 제2 부분과 제1 부분 사이에 제공된 센서를 이용하여 직접 방식으로 행해질 수도 있고, 또는 위치를 직접적으로 구할 수는 없지만 상대적 위치를 계산하거나 결정하기 위해 이용될 수 있는 하나 이상의 센서를 이용하는 간접 방식으로 행해질 수도 있다. 이들 센서의 출력은 피드백 루프를 폐쇄하기 위해 제어 장치에 대한 입력으로서 이용될 수 있다. 그러나, 이에 추가하여 또는 이와 달리, 피드포워드 제어가 이용될 수 있으며, 그 경우에는 센서가 요구되지 않는다.
도 8은 본 발명에 따른 변위 장치의 제2 부분의 다른 실시예를 도시하고 있다. 제2 부분은 6의 자유도로, 즉 직교 방향 X, Y 및 Z1에서의 3가지의 병진운동(translation) 및 상기 직교 방향 주위의 3가지의 회전으로, 도 1을 참조하여 설명한 바와 같이 제1 부분에 관련하여 변위할 수 있다. 제1 부분은 예컨대 도 2a의 캐리어와 같이 자계를 형성하기 위해 자석이 배치되는 평면을 형성하는 캐리어를 포함한다.
제2 부분은 제1 부분에 관련하여 6의 자유도로 제2 부분을 변위시키기 위해 자계와 연동하도록 배치된 1차 코일 시스템을 포함한다. 이 실시예에서, 1차 코일 시스템은, 제2 방향 Y에 실질적으로 평행하게 배향된 전류 전도체를 갖는 2개의 제1 메인 코일 블록 유닛(MCB1)과, 제1 방향 X에 대하여 실질적으로 평행하게 배향된 전류 전도체를 갖는 2개의 제2 메인 코일 블록 유닛(MCB2)을 포함한다. 제1 및 제2 메인 코일 블록 유닛은 2×2 어레이로 배열되며, 여기서 제1 메인 코일 블록 유닛(MCB1)은 2×2 어레이의 대각선 상에 위치된다. 1차 코일 시스템은 제1 및 제2 메인 코일 블록 유닛이 위치되는 제1 방향 X에서의 제1 레인지(FR)를 형성하며,또한 제1 및 제2 메인 코일 블록 유닛이 위치되는 제2 방향 Y에서의 제2 레인지(SR)를 형성한다.
제2 부분은 적어도 1의 자유도로 제1 부분과 제2 부분 사이에 구동력을 제공하기 위해 캐리어 상의 자석에 의해 생성되는 자계와 연동하도록 배치된 2차 코일 시스템을 추가로 포함하며, 이로써 사용 시에 모든 코일 시스템에 의해 제공된 힘의 중심이, 실질적으로, 서로에 대해 직교하고 캐리어에 의해 형성된 평면에 평행한 2개의 방향, 즉 제1 및 제2 방향(X, Y)에서의 제2 부분의 중력의 중심에 위치된다.
따라서, 2차 코일 시스템은, 제2 방향 Y에 실질적으로 평행하게 배향된 전류 전도체를 갖는 제1 2차 코일 블록 유닛(SCB1)과, 제1 방향 X에 실질적으로 평행하게 배향된 전류 전도체를 갖는 제2 2차 코일 블록 유닛(SCB2)을 포함한다. 제1 및 제2 2차 코일 블록 유닛은 제1 레인지(FR) 외측에 위치되지만, 제2 레인지(SR)에 대해서는 내측에 위치된다.
제1 2차 코일 블록 유닛, 제2 2차 코일 블록 유닛, 제1 메인 코일 블록 유닛, 및 제2 메인 코일 블록 유닛은, 2×3 어레이로 배열된다. 2차 코일 시스템의 장점은, 양방향 X, Y에서 추가의 힘이 생성되어, 코일 블록 유닛의 위치를 변경할 필요없이 힘의 중심을 요구된 위치에 설정할 수 있다는 것이다.
또한, 전술한 바와 같이, 힘의 중심의 위치설정은 전류 전도체를 통과하는 전류를 제어함으로써 결정될 수 있다. 이것은 중력의 중심에 대하여 힘의 중심을 미세 조정할 때에 이롭다.
이 실시예에서, 제1 메인 코일 블록 유닛, 제2 메인 코일 블록 유닛, 제1 2차 코일 블록 유닛, 및 제2 2차 코일 블록 유닛은, 제2 방향에 대하여 실질적으로 평행하게 배향된 전류 전도체를 갖는 코일 블록 유닛과, 제1 방향에 실질적으로 평행하게 배향된 전류 전도체를 갖는 코일 블록 유닛이, 2×3 어레이의 각각의 행과 열에 교번적으로 배치되도록 배치된다.
그러므로, 도 8의 실시예는 본 발명의 제1 특징 및 제3 특징에 따른 변위 장치의 제2 부분을 도시하고 있는 것이다.
변위 장치를 단지 기판 테이블의 개략적 위치설정을 제공하기 위한 것으로 나타내었지만, 당업자라면 본 발명에 따른 변위 장치를 레티클 스테이지 시스템에도 마찬가지로 적용할 수 있으며, 또한 예컨대 기판 테이블 또는 레티클의 미세 위치설정을 위해 다른 시스템에도 적용할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 또한, 상이한 실시예 및 특징은 도면에 대하여 이미 예시한 바와 같이 적합한 곳에서 조합될 수 있으며, 그 경우에 실시예는 본 발명의 하나보다 많은 특징을 포함할 수 있을 것이다.
본 명세서에서는, 집적회로(IC)의 제조에 있어서 리소그래피 장치의 사용예에 대해 특정하게 언급하였지만, 본 명세서에서 설명된 리소그래피 장치는 집적 광학 시스템, 자기 도메인 메모리(magnetic domain memory)용 유도 및 검출 패턴, 평판 디스플레이, 액정 디스플레이(LCD), 박막 자기 헤드 등의 제조와 같은 기타 응용예들을 가질 수 있음을 이해하여야 한다. 당업자라면, 이러한 다른 응용예와 관련하여, 본 명세서에서 사용된 "웨이퍼" 또는 "다이"와 같은 어떠한 용어의 사용도 각각 "기판" 또는 "타겟 영역"과 같은 좀더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수 있음을 이해할 것이다. 본 명세서에서 언급되는 기판은, 노광 전후에, 예컨대 트랙(전형적으로 기판에 레지스트층을 도포하고 노광된 레지스트를 현상하는 장치), 계측 장비, 및/또는 검사 장치에서 처리될 수 있다. 적용 가능한 범위에서, 상기한 기판 처리 장치와 여타 기판 처리 장치에 본 명세서의 개시 내용이 적용될 수 있다. 또한, 예컨대 다층 집적회로를 생성하기 위하여 기판이 복수 회 처리될 수 있으므로, 본 명세서에 사용되는 기판이라는 용어는 이미 여러 번 처리된 층들을 포함한 기판을 지칭할 수도 있다.
이상에서 광학 리소그래피의 관점에서 본 발명의 실시예의 이용에 대하여 구체적인 참조가 이루어졌지만, 본 발명은 다른 응용예, 예컨대 임프린트 리소그래피에서도 이용될 수 있으며, 문맥이 허용하는 곳에서는 광학 리소그래피로 제한되지 않는다. 임프린트 리소그래피에서, 패터닝 장치의 토포그래피는 기판 상에 생성되는 패턴을 형성한다. 패터닝 장치의 토포그래피는 기판에 공급된 레지스트층에 프레싱될 수 있으며, 그 후 이 레지스트는 전자기 방사선, 열, 압력 또는 이들의 조합을 가함으로써 경화된다. 패터닝 장치는 레지스트가 경화된 후에 레지스트로부터 이동되어 패턴을 잔류시킨다.
본 명세서에 사용된 "방사선" 및 "빔"이라는 용어는, 자외(UV) 방사선(예컨대, 365, 248, 193, 157, 또는 126 nm의 파장 또는 그 부근의 파장을 가짐) 및 극자외(EUV) 방사선(예컨대, 5-20 nm 범위의 파장을 가짐)뿐만 아니라 이온 빔 또는 전자 빔과 같은 입자 빔을 포함하는 모든 형태의 전자기 방사선을 포괄한다.
문맥이 허용하는 곳에서의 "렌즈"라는 용어는 굴절식, 반사식, 자기식, 전자기식, 및 정전식 광학 요소들을 포함하는 다양한 타입의 광학 요소들 중 어느 하나 또는 그 조합을 지칭할 수도 있다.
이상에서 본 발명의 특정 실시예들이 설명되었지만, 본 발명은 설명된 것과 다르게 실시될 수도 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예컨대, 본 발명의 실시예는 위에서 개시된 바와 같은 방법을 기술하는 기계 판독 가능한 명령어들의 하나 이상의 시퀀스들을 포함하는 컴퓨터 프로그램, 또는 이러한 컴퓨터 프로그램이 저장되는 데이터 저장 매체(예컨대, 반도체 메모리, 자기 디스크 또는 광학 디스크)의 형태를 취할 수도 있다.
전술한 내용은 예시를 위한 것으로, 본 발명을 제한하려는 것이 아니다. 따라서, 당업자라면 하기 청구항들의 범위를 벗어나지 않고서도 전술한 본 발명에 대한 변형예가 이루어질 수도 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (17)

  1. 변위 장치에 있어서,
    제1 부분 및 제2 부분을 포함하며, 상기 제2 부분은 상기 제1 부분에 관련하여 제1 방향, 상기 제1 방향에 실질적으로 직각을 이루는 제2 방향, 및 상기 제1 방향과 상기 제2 방향 양자에 대해 직각을 이루는 제3 방향으로 변위할 수 있으며, 상기 제1 부분은 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향에 대하여 실질적으로 평행하게 연장하는 캐리어를 포함하며, 상기 캐리어 상에는 자석으로 이루어진 시스템(system of magnet)이 패턴에 따라 배치되며, 여기에서, 자석으로 이루어진 시스템은, 상기 캐리어에 실질적으로 직각을 이루고 또한 상기 제2 부분쪽으로 지향되는 자화 방향을 갖는 제1 자석과, 상기 캐리어에 실질적으로 직각을 이루고 또한 제2 부분으로부터 먼쪽으로 지향되는 자화 방향을 갖는 제2 자석을 포함하며, 상기 제1 자석 및 상기 제2 자석은 행(row)과 이 행에 실질적으로 직각을 이루는 열(column)의 패턴에 따라 배치되고, 상기 제1 방향 또는 상기 제2 방향 중의 하나와 대략 45°의 각도를 이루며, 이로써 상기 제1 자석과 상기 제2 자석이 각각의 행과 각각의 열에 교번적으로 배치되며,
    상기 제2 부분은 코일 블록 유닛의 세트를 갖는 전기 코일 시스템을 포함하며, 각각의 상기 코일 블록 유닛은, 자석으로 이루어진 시스템의 자계 내에 배치되고, 사용 시에 다상 시스템(multi-phase system)에 의해 공급되는 전기 전도체를 가지며,
    상기 코일 블록 유닛의 세트는,
    상기 제2 방향에 실질적으로 평행하게 배향된 전류 전도체를 갖는 3개 이상의 제1 코일 블록 유닛과,
    상기 제1 방향에 실질적으로 평행하게 배향된 전류 전도체를 갖는 2개 이상의 제2 코일 블록 유닛을 포함하며,
    상기 변위 장치는, 상기 코일 블록 유닛을 상기 다상 시스템으로 구동함으로써 상기 제1 부분에 관련하여 상기 제2 부분의 위치를 제어하도록 구성된 제어 장치를 포함하며, 상기 제2 부분이 주로 상기 제2 방향으로 이동할 때, 상기 제어 장치는 상기 제1 코일 블록 유닛만을 이용함으로써 상기 제2 부분을 상기 제1 부분으로부터 부양(levitate)시키도록 구성되는,
    변위 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    2개의 상기 제1 코일 블록 유닛 및 2개의 상기 제2 코일 블록 유닛은, 상기 제어 장치를 통해 상기 제1 부분과 관련하여 상기 제2 부분의 6의 자유도 제어(6 degrees of freedom control)를 허용하도록 배치되며, 나머지의 상기 제1 코일 블록 유닛 및 나머지의 상기 제2 코일 블록 유닛은 요구된 지점에서 상기 제1 코일 블록 유닛 및 상기 제2 코일 블록 유닛에 의해 결정된 힘의 중심을 설정하도록 배치되는, 변위 장치.
  3. 변위 장치에 있어서,
    서로에 대하여 제1 방향 및 상기 제1 방향에 실질적으로 직각을 이루는 제2 방향으로 변위할 수 있는 제1 부분 및 제2 부분을 포함하며, 상기 제1 부분은 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향에 대하여 실질적으로 평행하게 연장하는 캐리어를 포함하며, 상기 캐리어 상에는 자석으로 이루어진 시스템이 패턴에 따라 배치되며, 여기에서, 자석으로 이루어진 시스템은, 상기 캐리어에 실질적으로 직각을 이루고 또한 상기 제2 부분쪽으로 지향되는 자화 방향을 갖는 제1 자석과, 상기 캐리어에 실질적으로 직각을 이루고 또한 제2 부분으로부터 먼쪽으로 지향되는 자화 방향을 갖는 제2 자석을 포함하며, 상기 제1 자석 및 상기 제2 자석은 행과 이 행에 실질적으로 직각을 이루는 열의 패턴에 따라 배치되고, 상기 제1 방향 또는 상기 제2 방향 중의 하나와 대략 45°의 각도를 이루며, 이로써 상기 제1 자석과 상기 제2 자석이 각각의 행과 각각의 열에 교번적으로 배치되며,
    상기 제2 부분은 코일 블록 유닛의 세트를 갖는 전기 코일 시스템을 포함하며, 각각의 상기 코일 블록 유닛은, 자석으로 이루어진 시스템의 자계 내에 배치되고, 사용 시에 다상 시스템에 의해 공급되는 전기 전도체를 가지며,
    상기 코일 블록 유닛의 세트는,
    상기 제2 방향에 실질적으로 평행하게 배향된 전류 전도체를 갖는 제1 메인 코일 블록 유닛과,
    상기 제1 방향에 실질적으로 평행하게 배향된 전류 전도체를 갖는 제2 메인 코일 블록 유닛을 포함하며,
    상기 제1 메인 코일 블록 유닛 및 상기 제2 메인 코일 블록 유닛은, 상기 제1 메인 코일 블록 유닛 및 상기 제2 메인 코일 블록 유닛이 위치되는 상기 제1 방향에서의 최소의 제1 레인지를 형성하며, 상기 제1 메인 코일 블록 유닛 및 상기 제2 메인 코일 블록 유닛은, 상기 제1 메인 코일 블록 유닛 및 상기 제2 메인 코일 블록 유닛이 위치되는 상기 제2 방향에서의 최소의 제2 레인지를 추가로 형성하며,
    상기 코일 블록 유닛의 세트는 상기 제2 방향에 실질적으로 평행하게 배향된 전류 전도체를 갖는 제1 2차 코일 블록 유닛을 더 포함하며, 상기 제1 2차 코일 블록 유닛은 상기 제2 레인지 내측 및 상기 제1 레인지 외측에 위치되고, 상기 제2 레인지는, 상기 제1 2차 코일 블록 유닛이 상기 제2 방향에서의 모든 코일 블록 유닛에 의해 결정된 힘의 중심을 위치설정하기 위해 상기 제2 방향에서 본 복수의 별개의 위치에서 상기 제2 레인지에 위치될 수 있도록 하기에 충분한 정도로 큰,
    변위 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 방향에서의 힘의 중심의 위치를 결정하는 상기 제2 메인 코일 블록 유닛은, 상기 제1 방향에서의 힘의 중심의 위치가 상기 제2 부분에 의해 지지된 부분을 포함한 상기 제2 부분의 상기 제1 방향에서의 중력의 중심의 위치와 정렬되도록 위치되는, 변위 장치.
  5. 변위 장치에 있어서,
    서로에 대해 6의 자유도로 변위할 수 있는 제1 부분 및 제2 부분을 포함하며, 상기 제1 부분은 자계를 형성하기 위해 자석이 위에 배치되는 평면을 형성하는 캐리어를 포함하며,
    상기 제2 부분은 상기 제1 부분에 관련하여 6의 자유도로 상기 제2 부분을 변위하기 위해 상기 자계와 연동하도록 배치되는 1차 코일 시스템을 포함하며,
    상기 제2 부분은 적어도 1의 자유도로 상기 제1 부분과 상기 제2 부분 사이에 구동력을 제공하기 위해 상기 자계와 연동하도록 배치된 2차 코일 시스템을 더 포함하며, 이로써 사용 시에 상기 코일 시스템 전부에 의해 제공된 힘의 중심이, 서로에 대하여 직교하고 상기 캐리어에 의해 형성된 평면에 실질적으로 평행을 이루는 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향에서 본 중력의 중심에 실질적으로 위치되는,
    변위 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 1차 코일 시스템은,
    상기 제2 방향에 실질적으로 평행하게 배향된 전류 전도체를 갖는 2개의 제1 메인 코일 블록 유닛과,
    상기 제1 방향에 실질적으로 평행하게 배향된 전류 전도체를 갖는 2개의 제2 메인 코일 블록 유닛을 포함하며,
    상기 제1 메인 코일 블록 유닛 및 상기 제2 메인 코일 블록 유닛은, 상기 캐리어에 의해 형성된 평면에 평행하게 2×2 어레이로 배열되며, 이로써 상기 제1 메인 코일 블록 유닛이 2×2 어레이의 대각선 상에 위치되며,
    상기 2차 코일 시스템은, 상기 제2 방향에 실질적으로 평행하게 배향된 전류 전도체를 갖는 제1 2차 코일 블록 유닛과, 상기 제1 방향에 실질적으로 평행하게 배향된 전류 전도체를 갖는 제2 2차 코일 블록 유닛을 포함하며,
    상기 제1 메인 코일 블록 유닛, 상기 제2 메인 코일 블록 유닛, 상기 제1 코일 블록 유닛, 및 상기 제2 코일 블록 유닛은 함께 2×3 어레이를 형성하는,
    변위 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 메인 코일 블록 유닛, 상기 제2 메인 코일 블록 유닛, 상기 제1 2차 코일 블록 유닛, 및 상기 제2 2차 코일 블록 유닛은, 상기 제2 방향에 실질적으로 평행하게 배향된 전류 전도체를 갖는 코일 블록 유닛과, 상기 제1 방향에 실질적으로 평행하게 배향된 전류 전도체를 갖는 코일 블록 유닛이, 2×3 어레이의 각각의 행과 열에 교번적으로 배치되도록, 배치되는, 변위 장치.
  8. 리소그래피 장치용의 스테이지 시스템 및 기준 구조체, 예컨대 프레임의 조합체에 있어서,
    상기 스테이지 시스템이 상기 기준 구조체에 관련하여 변위할 수 있도록 상기 스테이지 시스템과 상기 기준 구조체 사이에 청구항 1, 3 또는 5에 따른 변위 장치가 제공되며, 상기 변위 장치의 제1 부분이 상기 기준 구조체 상에 제공되고, 상기 변위 장치의 제2 부분이 상기 스테이지 시스템 상에 제공되는,
    조합체.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 스테이지 시스템은, 상기 제2 부분과 제3 부분 사이에 배치되는 위치설정 장치에 의해 상기 제2 부분에 관련하여 변위할 수 있는 제3 부분을 포함하며, 상기 위치설정 장치는 상기 제3 부분을 제3 방향에서 상기 제2 부분으로부터 부양시키기 위한 액추에이터를 포함하며, 제1 방향과 제2 방향 양자에서의 상기 액추에이터 간의 간격은 동일한 종류의 자석 간의 최저의 간격의 n배, 즉 자극 피치의 n배와 동일하며, 여기서 n은 양의 정수인, 조합체.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 스테이지 시스템은, 상기 제2 부분과 제3 부분 사이에 배치되는 위치설정 장치에 의해 상기 제2 부분에 관련하여 변위할 수 있는 제3 부분을 포함하며, 상기 위치설정 장치는 상기 제3 부분을 제1 방향 또는 제2 방향에서 상기 제2 부분에 관련하여 변위시키기 위한 액추에이터를 포함하며, 각각 상기 제1 방향 또는 상기 제2 방향에서의 상기 액추에이터 간의 간격은 동일한 종류의 자석 간의 최저의 간격의 (n+0.5)배, 즉 자극 피치의 (n+0.5)배와 동일하며, 여기서 n은 양의 정수인, 조합체.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 스테이지 시스템은, 상기 제2 부분과 제3 부분 사이에 배치되는 위치설정 장치에 의해 상기 제2 부분에 관련하여 변위할 수 있는 제3 부분을 포함하며, 상기 위치설정 장치는 상기 제3 부분을 제3 방향에서 상기 제2 부분으로부터 부양시키기 위한 액추에이터를 포함하며, 제1 방향과 제2 방향 양자에서의 상기 액추에이터 간의 간격은 동일한 종류의 자석 간의 최저의 간격의 (n+0.5)배, 즉 자극 피치의 (n+0.5)배와 동일하며, 여기서 n은 양의 정수인, 조합체.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 스테이지 시스템은, 상기 제2 부분과 제3 부분 사이에 배치되는 위치설정 장치에 의해 상기 제2 부분에 관련하여 변위할 수 있는 제3 부분을 포함하며, 상기 위치설정 장치는 상기 제3 부분을 제1 방향 또는 제2 방향에서 상기 제2 부분에 관련하여 변위시키기 위한 액추에이터를 포함하며, 상기 제1 방향과 상기 제2 방향 양자에서의 상기 액추에이터 간의 간격은 동일한 종류의 자석 간의 최저의 간격의 n배, 즉 자극 피치의 n배와 동일하며, 여기서 n은 양의 정수인, 조합체.
  13. 청구항 8의 조합체를 포함하는 리소그래피 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    방사 빔을 조절하도록 구성된 조명 시스템;
    상기 방사 빔의 단면에 패턴을 부여하여 패터닝된 방사 빔을 형성할 수 있는 패터닝 장치를 지지하도록 구성된 지지체;
    기판을 유지하도록 구성된 기판 테이블; 및
    상기 패터닝된 방사 빔을 상기 기판의 타겟 영역 상에 투영하도록 구성된 투영 시스템
    을 포함하며,
    상기 기판 테이블이 스테이지 시스템에 의해 지지되는,
    리소그래피 장치.
  15. 제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판 테이블은 상기 스테이지 시스템의 제3 부분인, 리소그래피 장치.
  16. 청구항 1, 3 또는 5에 따른 변위 장치의 제2 부분을 위치설정하는 방법에 있어서,
    제2 부분이 동일한 종류의 코일 블록 유닛만을 이용하여 제1 방향 및 제2 방향에 실질적으로 직각을 이루는 제3 방향으로 부양되는,
    변위 장치의 제2 부분을 위치설정하는 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제2 방향에서의 상기 스테이지 시스템의 이동 동안, 상기 제2 부분이 제1 코일 블록 유닛에 의해 부양되는, 변위 장치의 제2 부분을 위치설정하는 방법.
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Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013160016A1 (en) * 2012-04-26 2013-10-31 Asml Netherlands B.V. Lithography apparatus and device manufacturing method
US11557953B2 (en) * 2016-01-22 2023-01-17 Tdk Corporation Low height type actuator capable of performing a two-dimension motion
WO2017137181A1 (en) 2016-02-12 2017-08-17 Asml Netherlands B.V. Multiphase linear motor, multiphase planar motor, stage, lithographic apparatus and device manufacturing method
US11303175B2 (en) 2016-02-12 2022-04-12 Asml Netherlands B.V. Multiphase linear motor, multiphase planar motor, stage, lithographic apparatus and device manufacturing method
WO2019017387A1 (ja) * 2017-07-20 2019-01-24 Tdk株式会社 アクチュエータ
CN109991814B (zh) * 2017-12-29 2020-07-21 广东极迅精密仪器有限公司 一种位移装置
US11251096B2 (en) 2018-09-05 2022-02-15 Micron Technology, Inc. Wafer registration and overlay measurement systems and related methods
US11009798B2 (en) 2018-09-05 2021-05-18 Micron Technology, Inc. Wafer alignment markers, systems, and related methods
EP3667696A1 (en) * 2018-12-14 2020-06-17 ASML Netherlands B.V. Stage apparatus suitable for electron beam inspection apparatus
CN111835177A (zh) * 2019-04-17 2020-10-27 上海微电子装备（集团）股份有限公司 磁浮电机及其控制方法
CN112130425B (zh) * 2020-09-30 2022-10-14 上海集成电路研发中心有限公司 一种光刻装置
CN112436711B (zh) * 2020-11-12 2022-03-11 复旦大学 位移装置

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL8601095A (nl) * 1986-04-29 1987-11-16 Philips Nv Positioneerinrichting.
US6127749A (en) * 1999-02-10 2000-10-03 Nikon Corporation Of Japan Two-dimensional electric motor
JP2001217172A (ja) 2000-01-31 2001-08-10 Nikon Corp ステージ装置及び露光装置
US6437463B1 (en) * 2000-04-24 2002-08-20 Nikon Corporation Wafer positioner with planar motor and mag-lev fine stage
TW498368B (en) 2000-05-23 2002-08-11 Koninkl Philips Electronics Nv Displacement device
EP1243969A1 (en) * 2001-03-20 2002-09-25 Asm Lithography B.V. Lithographic projection apparatus and positioning system
EP1357429A1 (en) * 2002-04-23 2003-10-29 ASML Netherlands B.V. Lithographic apparatus and device manufacturing method
TWI267706B (en) 2002-07-11 2006-12-01 Asml Netherlands Bv Substrate holder and device manufacturing method
JP4738829B2 (ja) 2005-02-09 2011-08-03 キヤノン株式会社 位置決め装置
JP2007124799A (ja) * 2005-10-27 2007-05-17 Canon Inc リニアモータ、ステージ装置、露光装置、デバイス製造方法およびリニアモータの位相補正方法
KR100726711B1 (ko) 2005-12-30 2007-06-12 한국전기연구원 자기부상방식의 대면적 스테이지 장치
TWI454859B (zh) * 2006-03-30 2014-10-01 尼康股份有限公司 移動體裝置、曝光裝置與曝光方法以及元件製造方法
US7483120B2 (en) 2006-05-09 2009-01-27 Asml Netherlands B.V. Displacement measurement system, lithographic apparatus, displacement measurement method and device manufacturing method
JP2007312516A (ja) * 2006-05-18 2007-11-29 Canon Inc 駆動装置、露光装置及びデバイス製造方法
JP2008004647A (ja) 2006-06-20 2008-01-10 Canon Inc 位置決め装置、露光装置及びデバイスの製造方法
JP5387570B2 (ja) 2008-04-18 2014-01-15 株式会社安川電機 多自由度アクチュエータおよびステージ装置
JP2010021526A (ja) 2008-06-11 2010-01-28 Canon Inc 位置決め装置、位置決め方法、露光装置、デバイス製造方法、並びに、位置決め装置及び露光装置の製造方法

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Publication number Publication date
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US9052613B2 (en) 2015-06-09
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NL2006714A (en) 2011-12-08
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TWI455455B (zh) 2014-10-01

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