KR20190102087A - Exposure apparatus, movable body apparatus, flat-panel display manufacturing method, and device manufacturing method - Google Patents

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Abstract

기판 스테이지 (PST) 에서, Y 조동 스테이지 (23Y) 가 Y-축 방향으로 이동하는 경우, X 조동 스테이지 (23X), 중량 소거 디바이스 (40), X 가이드 (102) 는 Y-축 방향으로 Y 조동 스테이지 (23Y) 와 일체적으로 이동하며, X 조동 스테이지 (23X) 가 Y 조동 스테이지 (23Y) 상에서 X-축 방향으로 이동하는 경우, 중량 소거 디바이스 (40) 는 X 가이드 (102) 상에서 X-축 방향으로 X 조동 스테이지 (23X) 와 일체형으로 이동한다. X-축 방향으로의 중량 소거 디바이스 (40) 의 이동 방향을 커버하면서 X-축 방향으로 연장되는 X 가이드 (102) 가 제공되기 때문에, 중량 소거 디바이스 (40) 는 그 위치와 무관하게 X 가이드 (102) 에 의해 지속적으로 지지된다.In the substrate stage PST, when the Y rough stage 23Y moves in the Y-axis direction, the X rough stage 23X, the weight erasing device 40, and the X guide 102 are Y rough in the Y-axis direction. In the case of moving integrally with the stage 23Y and the X coarse motion stage 23X moves in the X-axis direction on the Y coarse motion stage 23Y, the weight erasing device 40 moves on the X guide 102 in the X-axis. Direction and move integrally with the X coarse motion stage 23X. Since the X guide 102 extending in the X-axis direction is provided while covering the moving direction of the weight erasing device 40 in the X-axis direction, the weight erasing device 40 is independent of its position. 102) on a continuous basis.

Description

노광 장치, 이동체 장치, 플랫 패널 디스플레이 제조 방법 및 디바이스 제조 방법{EXPOSURE APPARATUS, MOVABLE BODY APPARATUS, FLAT-PANEL DISPLAY MANUFACTURING METHOD, AND DEVICE MANUFACTURING METHOD}Exposure apparatus, mobile apparatus, flat panel display manufacturing method and device manufacturing method {EXPOSURE APPARATUS, MOVABLE BODY APPARATUS, FLAT-PANEL DISPLAY MANUFACTURING METHOD, AND DEVICE MANUFACTURING METHOD}

본 발명은 노광 장치들, 이동체 장치들, 플랫 패널 디스플레이 제조 방법들, 및 디바이스 제조 방법들에 대한 것이고, 보다 자세하게는, 반도체 디바이스들, 액정 디스플레이 디바이스 등이 제조될 때의 리소그래피 프로세스에 이용된 노광 장치, 노광 장치의 노광을 받는 물체를 유지하여 이동하는 디바이스로서 적합한 이동체 장치, 노광 장치를 이용하는 플랫 패널 디스플레이 제조 방법 및 노광 장치를 이용하는 디바이스 제조 방법에 대한 것이다.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to exposure apparatuses, mobile apparatuses, flat panel display manufacturing methods, and device manufacturing methods, and more particularly, exposures used in lithographic processes when semiconductor devices, liquid crystal display devices, and the like are manufactured. An apparatus, a flat panel display manufacturing method using an exposure apparatus, and a device manufacturing method using an exposure apparatus which are suitable as a device which moves and hold | maintains the apparatus and the object exposed by the exposure apparatus.

일반적으로, 액정 디스플레이 디바이스 및 (집적 회로들과 같은) 반도체 디바이스들과 같은 전자 디바이스 (마이크로디바이스들) 를 제조하기 위한 리소그래피 프로세스에서는, 마스크 또는 레티클 (이하, 일반적으로 "마스크"라 함) 및 유리 플레이트 또는 웨이퍼 (이하 일반적으로 "기판"이라 함) 를 소정의 주사 방향으로 동기 이동시키면서, 에너지 빔을 이용하여, 마스크 상에 형성된 패턴을 기판 상에 전사하는 스텝 앤드 스캔 방법 (소위, 스캐닝 스텝퍼 (또한 스캐너라고도 함)) 에 기초한 노광 장치들과 같은 장치들이 이용된다.Generally, in lithographic processes for manufacturing electronic devices (microdevices), such as liquid crystal display devices and semiconductor devices (such as integrated circuits), masks or reticles (hereinafter generally referred to as "masks") and glass A step-and-scan method (so-called scanning stepper (hereinafter referred to as "scanning stepper") that transfers a pattern formed on a mask onto a substrate using an energy beam while synchronously moving a plate or wafer (hereinafter generally referred to as a "substrate") in a predetermined scanning direction. Devices, such as exposure devices), are also used.

이 타입의 노광 장치에서는, 주사 방향으로 긴 스트로크들로 이동가능한 X 조동 스테이지에 배치된 크로스 스캔 방향 (주사 방향과 직교하는 방향) 에서 이동가능한 Y 조동 스테이지를 갖는 스택 타입 (갠트리 (gantry) 타입) 스테이지를 갖는 장치가 알려져 있고, 및 스테이지 디바이스로서, 예를 들어, 석재 (stone material) 로 형성된 표면 플레이트 상에서 수평면을 따라 중량 소거 디바이스가 이동하는 구성을 갖는 스테이지 디바이스가 알려져 있다 (예를 들어, PTL1 참조).In this type of exposure apparatus, a stack type (gantry type) having a Y coarse stage movable in a cross scan direction (direction perpendicular to the scan direction) disposed in the X coarse stage movable in long strokes in the scanning direction An apparatus having a stage is known, and as the stage device, a stage device having a configuration in which the weight erasing device moves along a horizontal plane on, for example, a surface plate formed of stone material is known (for example, PTL1). Reference).

그러나, 위에 설명된 PTL1 에 따른 노광 장치에서는, 중량 소거 디바이스가 스텝 앤드 스캔 이동에 대응하는 넓은 범위 내에서 이동하기 때문에, 표면 플레이트의 상단면 (중량 소거 디바이스의 이동 가이드 면) 의 평편도가 매우 넓은 범위로 마무리되어야 한다. 그러나 최근, 노광 장치의 노광을 받는 기판은 그 크기가 계속 증가하는 추세이고, 이와 함께, 표면 플레이트들의 크기도 또한 증가하는 추세여서, 이는 비용의 증가와 함께, 노광 장치의 수송능력, 어셈블리 시간에서의 작업 능력 등의 감소를 가져온다.However, in the exposure apparatus according to PTL1 described above, since the weight erasing device moves within a wide range corresponding to the step and scan movement, the flatness of the top surface of the surface plate (movement guide surface of the weight erasing device) is very high. It should be finished in a wide range. However, in recent years, the substrates exposed by the exposure apparatus have tended to increase in size, and at the same time, the size of the surface plates has also increased, which is accompanied by an increase in cost, in terms of transportation capacity and assembly time of the exposure apparatus. It brings a decrease in the working ability and so on.

그러나, 위에 설명된 PTL1 에 따른 노광 장치에서는, 액츄에이터 등을 두어, 표면 플레이트 (스테이지 베이스) 와 미동 스테이지 사이에서 미동 스테이지와 XY 2축 스테이지를 미세 구동하기 위해서는, 넓은 공간이 요구되었다. 따라서, 중량 소거 디바이스는 대형 (길이가 긴) 이어야 하고, 수평면을 따라 중량 소거 디바이스를 구동시키는데 큰 구동력이 요구되었다.However, in the exposure apparatus according to the PTL1 described above, in order to finely drive the microscopic movement stage and the XY biaxial stage between the surface plate (stage base) and the fine movement stage by placing an actuator or the like, a large space was required. Therefore, the weight erasing device must be large (long in length), and a large driving force is required to drive the weight erasing device along the horizontal plane.

통상적으로, 대용량 기판 스테이지를 구동시킬 때, 큰 구동력 (추력) 을 발생시키는 코어 리니어 모터가 채용되었다. 이 코어 리니어 모터에서는, 추력의 수 배인 자기적 인력 (흡인력) 이, 가동자 (또는 고정자) 에 포함된 자석 유닛과 고정자 (또는 가동자) 에 포함된 코어 (철심) 을 갖는 코일 유닛 사이에서 발생된다. 구체적으로, 10000 내지 20000 N 의 흡인력이 4000 N 의 추력에 대해 발생된다.Usually, the core linear motor which produces | generates a large drive force (thrust) when driving a large-capacity board | substrate stage was employ | adopted. In this core linear motor, a magnetic attraction force (suction force), which is several times the thrust, is generated between the magnet unit included in the mover (or stator) and the coil unit having the core (iron core) included in the stator (or mover). do. Specifically, a suction force of 10000 to 20000 N is generated for a thrust of 4000 N.

따라서, 상술한 방식으로 구조화된 통상의 기판 스테이지 디바이스의 경우에, 상술한 한 쌍의 단일축 구동 유닛들을 구성하는 코어 선형 모터로부터 특히 발생된 인력 뿐만 아니라, 기판의 Y 조동 스테이지, X 조동 스테이지 등과 같은 큰 중량 부하 (및 X 조동 스테이지의 이동으로 발생하는 관성력) 가, X 조동 스테이지와 스테이지 베이스 사이에 위치된 한 쌍의 단일축 구동 유닛들에도 작용한다. 따라서, 단일 축 구동 유닛, 특히 한 쌍의 단일 축 구동 유닛을 구성하는 리니어 모터 및 가이드 디바이스는 큰 부하 용량 (능력) 을 가질 필요가 있고, 가동 부재 및 고정 부재는 또한 리니어 모터로부터의 인력을 견딜수 있도록 강력하게 구성되어야 한다.Thus, in the case of a conventional substrate stage device structured in the above-described manner, not only the attraction generated especially from the core linear motor constituting the pair of single-axis drive units described above, but also the Y coarse stage, X coarse stage, etc. The same large weight load (and inertial force resulting from the movement of the X coarse stage) also acts on a pair of single-axis drive units located between the X coarse stage and the stage base. Therefore, the linear motor and the guide device constituting a single axis drive unit, in particular a pair of single axis drive unit, need to have a large load capacity (capacity), and the movable member and the stationary member can also withstand the attraction from the linear motor. It must be strongly configured.

한편, 큰 마찰 저항이 가이드 디바이스 (단일 축 가이드) 를 구성하는 슬라이더와 리니어 가이드 (레일) 사이에 작용하여 구동 저항을 증가시키기 때문에, 보다 큰 구동력을 발생시키는 리니어 모터가 요구된다. 추가로, 기판 스테이지 디바이스의 크기에서의 증가, 가이드 디바이스에서의 마찰열의 발생, 및 리니어 모터에서의 줄 열의 발생, 흡착물들에 의한 기계적 손상과 같은 추가적인 문제들이 나타난다.On the other hand, since a large frictional resistance acts between the slider constituting the guide device (single shaft guide) and the linear guide (rail) to increase the driving resistance, a linear motor for generating a larger driving force is required. In addition, additional problems appear, such as an increase in the size of the substrate stage device, the generation of frictional heat in the guide device, and the generation of joule heat in the linear motor, mechanical damage by adsorbates.

인용문헌 목록Citation List

특허 문헌Patent Literature

[PTL 1] 미국 특허 출원 공개 번호 2010/0018950[PTL 1] US Patent Application Publication No. 2010/0018950

본 발명의 일 양태에 따르면, 노광 처리 시에 노광을 위한 에너지 빔에 대하여 소정의 제 1 스트로크로 수평면과 평행한 제 1 방향으로 노광 대상인 물체를 이동시키는 주사형 제 1 노광 장치가 제공되며, 본 장치는 제 1 방향으로 적어도 소정의 제 1 스트로크로 이동가능한 제 1 이동체; 제 1 방향으로 제 1 이동체의 이동을 안내하고 수평면 내에서 제 1 방향과 직교하는 제 2 방향으로 제 1 이동체를 따라 제 2 스트로크로 이동가능한 제 2 이동체; 제 1 이동체의 수평면과 적어도 평행한 방향에서 이동가능하고 물체를 유지하는 물체 유지 부재; 물체 유지 부재를 하방으로부터 지지하고 물체 유지 부재의 중량을 소거하는 중량 소거 디바이스; 및 제 1 방향으로 연장되고 중량 소거 디바이스를 하방으로부터 지지하며, 또한 중량 소거 디바이스를 하방으로부터 지지하는 상태에서 제 2 스트로크로 제 2 방향으로 이동가능한 지지 부재를 포함한다.According to one aspect of the present invention, there is provided a scanning first exposure apparatus for moving an object to be exposed in a first direction parallel to a horizontal plane with a predetermined first stroke with respect to an energy beam for exposure in an exposure process. The apparatus includes a first movable body movable in at least a predetermined first stroke in a first direction; A second movable body guiding movement of the first movable body in a first direction and movable in a second stroke along the first movable body in a second direction orthogonal to the first direction in a horizontal plane; An object holding member that is movable in at least parallel to the horizontal plane of the first movable body and holds the object; A weight erasing device which supports the object holding member from below and erases the weight of the object holding member; And a support member extending in the first direction and supporting the weight erasing device from below, and movable in the second direction in a second stroke while supporting the weight erasing device from below.

이 장치에 따르면, 물체에 대한 노광 처리 시에, 제 1 이동체와 함께 물체를 유지하는 물체 유지 부재가 제 1 방향 (주사 방향) 과 평행한 방향으로 구동된다.According to this apparatus, at the time of exposing the object, the object holding member for holding the object together with the first moving body is driven in a direction parallel to the first direction (scanning direction).

또한, 물체는 제 2 이동체가 제 1 방향과 직교하는 제 2 방향으로 이동함으로써, 제 2 방향으로 이동한다. 따라서, 물체는 수평면과 평행한 평면을 따라 2차원으로 이동될 수도 있다. 이때, 제 1 방향으로 물체를 이동시키기 위하여, 제 1 이동체 (및 물체 유지 부재) 만이 구동되어야 하고, 따라서, 주사 노광 시에 구동된 이동체 (오직 제 1 이동체, 물체 유지 부재, 및 중량 소거 디바이스 만의) 의 질량은 제 2 방향으로 이동하는 다른 이동체가 제 1 방향으로 이동하는 이동체에 배치될 경우에 비해 작다. 따라서, 물체를 이동시키는데 이용된 액츄에이터들의 크기는 감소될 수 있다. 추가로, 중량 소거 디바이스를 하방으로부터 지지하는 지지 부재가 제 1 방향으로 연장되는 부재로 구성되고, 중량 소거 디바이스를 하방으로부터 지지하는 상태에서 제 2 방향으로 이동가능하기 때문에, 중량 소거 디바이스들은 수평면 내에서의 그 위치와 무관하게 지지 부재에 의해 하방으로부터 지속적으로 지지된다.In addition, the object moves in the second direction by the second moving body moving in the second direction orthogonal to the first direction. Thus, the object may be moved in two dimensions along a plane parallel to the horizontal plane. At this time, in order to move the object in the first direction, only the first moving body (and the object holding member) should be driven, and therefore, only the moving body (only the first moving body, the object holding member, and the weight erasing device) driven during the scanning exposure is ) Is smaller than the case where the other moving body moving in the second direction is disposed on the moving body moving in the first direction. Thus, the size of the actuators used to move the object can be reduced. Further, since the support member for supporting the weight erasing device from below is constituted by a member extending in the first direction, and the weight erasing devices are movable in the second direction while supporting the weight erasing device from below, the weight erasing devices are in the horizontal plane. It is continuously supported from below by the support member irrespective of its position in.

따라서, 중량 소거 디바이스의 이동 범위를 커버하기에 충분히 큰 가이드 면을 갖는 대형 부재가 제공되는 경우에 비해 전체 디바이스의 중량 및 크기가 감소될 수 있다.Therefore, the weight and size of the entire device can be reduced as compared with the case where a large member having a guide face large enough to cover the moving range of the weight erasing device is provided.

본 발명의 제 2 양태에 따르면, 이동체 장치가 제공되며, 이 장치는 수평면에 평행한 평면 내에서 제 1 축과 평행한 적어도 제 1 방향으로 이동하는 이동체; 이동체를 지지하는 베이스; 및 소정의 제 1 방향, 및 소정의 제 2 방향과 교차하는 소정의 제 2 방향으로 이동체에 제공된 제 1 가동자 및 제 2 가동자, 및 제 1 가동자 및 제 2 가동자와 대향하고 베이스 상에서 각각 제 1 방향으로 연장되어 제공되는 제 1 고정자 및 제 2 고정자를 포함하고, 제 1 가동자와 제 1 고정자 사이에 그리고 제 2 가동자와 제 2 고정자 사이에서 각각 발생된 구동력을 이용하여 베이스에 대하여 제 1 방향으로 이동체를 구동시키는 구동 디바이스로서, 소정의 제 1 방향과 소정의 제 2 방향 중 적어도 한 방향은 수평면 내에서 제 1 축과 직교하는 제 2 축 및 수평면과 직교하는 제 3 축과 교차하는 방향이며, 적어도 이동체가 제 1 방향으로 구동될 때, 소정의 제 1 방향과 소정의 제 2 방향에서의 힘들이 제 1 가동자와 제 1 고정자 사이에 그리고 제 2 가동자와 제 2 고정자 사이에 각각 작용하는, 구동 디바이스를 포함한다.According to a second aspect of the present invention there is provided a movable body apparatus, the apparatus comprising: a movable body moving in at least a first direction parallel to the first axis in a plane parallel to the horizontal plane; A base supporting the movable body; And on the base opposing the first mover and the second mover, and the first mover and the second mover provided on the movable body in a predetermined first direction and in a predetermined second direction intersecting the predetermined second direction. A first stator and a second stator, each extending in a first direction, the stator being provided to the base using driving forces generated between the first mover and the first stator and between the second mover and the second stator, respectively. A driving device for driving a moving body in a first direction with respect to the first direction, wherein at least one of the predetermined first direction and the predetermined second direction is a second axis perpendicular to the first axis in the horizontal plane, and a third axis perpendicular to the horizontal plane; In an intersecting direction, at least when the movable body is driven in the first direction, forces in the predetermined first direction and the predetermined second direction are applied between the first mover and the first stator and between the second mover and the second stator; And a driving device of each acting between.

이 경우에, 제 1 가동자와 제 1 고정자 사이에 작용하는 소정의 제 1 방향 (대항 방향) 에서의 힘 및 제 2 가동자와 제 2 고정자 사이에 작용하는 소정의 제 2 방향 (대항 방향) 에 작용하는 힘은 대항 방향에서의 척력 또는 흡인력이며, 예를 들어, 자기력이 대표적으로 주어질 수 있지만, 이 힘은 이에 한정되지 않고, 또한 가스 등의 정압에 의한 압력, 진공 흡인력일 수 있다.In this case, a force in a predetermined first direction (counter direction) acting between the first mover and the first stator and a predetermined second direction (counter direction) acting between the second mover and the second stator. The force acting on is a repulsive force or a suction force in the opposite direction. For example, a magnetic force may be given representatively, but this force is not limited thereto, and may also be a pressure or vacuum suction force by a static pressure such as gas.

이 장치에 따르면, 베이스에 가해진 이동체의 자체 중량을 포함하는 하중은, 이동체가 제 1 방향으로 구동될 때 제 1 가동자와 제 1 고정자 사이에 작용하는 소정의 제 1 방향에서의 힘 및 제 2 가동자와 제 2 고정자 사이에 작용하는 소정의 제 2 방향에서의 힘을 이용하여 감소되며, 이동체는 구동 성능을 방해하지 않고 높은 정확도로 구동될 수 있다.According to this apparatus, the load, including its own weight of the movable body, is applied to the base such that the force and the second in a predetermined first direction acting between the first mover and the first stator when the movable body is driven in the first direction. Reduced by using a force in a predetermined second direction acting between the mover and the second stator, the movable body can be driven with high accuracy without disturbing the driving performance.

본 발명의 제 3 양태에 따르면, 에너지 빔을 조사하고 물체 상에 패턴을 형성하는 제 2 노광 장치가 제공되며, 이 제 2 노광 장치는 물체가 다른 이동체 상에서 유지되는 본 발명의 이동체 장치를 포함한다.According to a third aspect of the present invention, there is provided a second exposure apparatus for irradiating an energy beam and forming a pattern on an object, wherein the second exposure apparatus includes the movable body apparatus of the present invention in which the object is held on another movable body. .

이 장치에 따르면, 물체를 유지하는 이동체가 높은 정확도로 구동될 수 있기 때문에, 이는 물체에 대한 높은 정밀도의 노광을 허용한다.According to this apparatus, since the moving object holding the object can be driven with high accuracy, this allows high precision exposure to the object.

본 발명의 제 4 양태에 따르면, 제 3 노광 장치가 제공되며, 이 제 3 노광 장치는 물체를 유지하고 수평면에 평행한 평면 내에서 적어도 제 1 축에 평행한 제 1 방향으로 이동하는 이동체; 이동체를 지지하는 베이스; 소정의 제 1 방향과, 소정의 제 1 방향과 교차하는 소정의 제 2 방향으로 이동체에 제공된 제 1 가동자 및 제 2 가동자 및 제 1 가동자 및 제 2 가동자와 대향하고 베이스 상에서 제 1 방향으로 연장되어 제공되는 제 1 고정자 및 제 2 고정자를 포함하고 베이스에 대하여 제 1 방향으로 이동체를 구동시키고, 구동시, 이동체의 부상력으로서, 제 1 가동자와 제 1 고정자 사이에서 그리고 제 2 가동자와 제 2 고정자 사이에서 각각 소정의 제 1 방향에서의 힘 및 소정의 제 2 방향에서의 힘을 이용하는, 구동 디바이스; 및 물체에 에너지 빔을 조사하여 물체에 패턴을 생성하는 패턴 생성 디바이스를 포함한다.According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a third exposure apparatus, the third exposure apparatus comprising: a movable body for holding an object and moving in a first direction parallel to at least a first axis in a plane parallel to the horizontal plane; A base supporting the movable body; The first mover and the second mover and the first mover and the second mover provided in the movable body in a predetermined first direction and in a predetermined second direction that intersects the predetermined first direction and face the first mover on the base; A first stator and a second stator provided extending in a direction and driving the movable body in the first direction with respect to the base, and when driven, as a floating force of the movable body, between the first mover and the first stator and in a second manner. A drive device utilizing a force in a predetermined first direction and a force in a predetermined second direction, respectively, between the mover and the second stator; And a pattern generation device for irradiating an energy beam on the object to generate a pattern on the object.

이 장치에 따르면, 구동 디바이스는 이동체가 이동체의 부상력으로서 구동될 때 제 1 가동자와 제 1 고정자 사이에 작용하는 소정의 제 1 방향에서의 힘과 제 2 가동자와 제 2 고정자 사이에 작용하는 소정의 제 2 방향에서의 힘을 이용하기 때문에, 베이스에 가해진, 이동체의 자체 중량을 포함하는 하중이 감소되고, 이동체는 구동 성능을 방해하지 않고 높은 정밀도로 구동될 수 있다.According to this apparatus, the drive device acts between the second mover and the second stator and a force in a predetermined first direction that acts between the first mover and the first stator when the movable body is driven as a floating force of the movable body. By using the force in the predetermined second direction, the load including the weight of the movable body, which is applied to the base, is reduced, and the movable body can be driven with high precision without disturbing the driving performance.

본 발명의 제 5 양태에 따르면, 플랫 패널 디스플레이 제조 방법이 제공되며, 이 방법은 본 발명의 제 1 내지 제 3 노광 장치들 중 하나를 이용하여 기판을 노광하는 단계; 및 노광된 기판을 현상하는 단계를 포함한다.According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a flat panel display, the method comprising exposing a substrate using one of the first to third exposure apparatuses of the present invention; And developing the exposed substrate.

본 발명의 제 6 양태에 따르면, 디바이스 제조 방법이 제공되며, 이 방법은 본 발명의 제 1 내지 제 3 노광 장치들 중 하나를 이용하여 물체를 노광하는 단계; 및 노광된 물체를 현상하는 단계를 포함한다.According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a device manufacturing method, comprising: exposing an object using one of the first to third exposure apparatuses of the present invention; And developing the exposed object.

도 1 은 제 1 실시형태에 대한 노광 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2 는 도 1 에서의 노광 장치가 가진 기판 스테이지의 평면도이다.
도 3(A) 는 -Y 방향으로부터 보았을 때 도 2 에서의 기판 스테이지의 측면도 (도 2 의 선 A-A 의 단면도) 이고, 도 3(B) 는 기판 스테이지가 가진 중량 소거 디바이스의 주변부의 확대도이며, 도 3(C) 는 베이스 프레임 (-X 측) 의 주변부의 확대도이다.
도 4 는 도 3(A) 의 미동 스테이지를 제외한 기판 스테이지의 평면도 (도 3 의 선 B-B 의 단면도) 이다.
도 5 는 도 2 의 선 C-C 의 단면도이다.
도 6 은 부분적으로 생략된 도 2 의 기판 스테이지의 사시도이다.
도 7 은 제 1 실시형태에 대한 노광 장치의 제어 시스템을 중앙에 구성한 주제어기의 입력/출력 관계를 나타내는 블록도이다.
도 8 은 제 2 실시형태에 대한 노광 장치의 구성을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 9 는 도 8 에서의 노광 장치가 가진 기판 스테이지의 평면도이다.
도 10 은 도 9 에서의 선 D-D 의 단면도이다.
도 11 은 미동 스테이지 (도 10 의 선 E-E 의 단면도) 를 제외한 기판 스테이지의 평면도이다.
도 12 는 도 9 의 선 F-F 의 단면도이다.
도 13 은 도 9 에서의 기판 스테이지 디바이스가 가진 중량 소거 디바이스의 단면도이다.
도 14 는 제 3 실시형태에 대한 기판 스테이지의 평면도이다.
도 15 는 도 14 의 선 G-G 의 단면도이다.
도 16 은 도 14 의 기판 스테이지 디바이스가 가진 중량 소거 디바이스의 단면도이다.
도 17 은 제 4 실시형태에 대한 기판 스테이지의 평면도이다.
도 18 은 제 1 변형예에 대한 기판 스테이지 장치가 가진 레벨링 디바이스 및 중량 소거 디바이스의 단면도이다.
도 19 는 제 2 변형예에 대한 기판 스테이지 디바이스가 가진 중량 소거 디바이스 및 레벨링 디바이스의 단면도이다.
도 20 은 제 3 변형예에 대한 기판 스테이지 디바이스가 가진 중량 소거 디바이스 및 레벨링 디바이스의 단면도이다.
도 21(A) 는 X 가이드의 변형예이고, 도 21(B) 및 도 21(C) 는 다른 변형예들에 대한 기판 스테이지 디바이스를 나타낸다.
도 22 는 기판 스테이지의 다른 변형예들을 나타내는 도면이다.
도 23 은 제 5 실시형태에 대한 노광 장치에 배치된 스테이지 디바이스의 개략 구성을 나타내는 측면도이다.
도 24 는 도 23 의 선 H-H 의 단면도이다.
도 25 는 제 5 실시형태의 노광 장치에 배치된 주제어기의 입력/출력 관계를 설명하는 블록도이다.
도 26 은 스테이지 구동 시스템을 구성하는 단일 축 구동 유닛의 개략 구성을 나타내는 단면도이다.
도 27 은 단일 축 구동 유닛의 각각의 부분에 작용하는 힘들의 밸런스를 설명하는데 이용된 도면이다.
도 28 은 단일 축 구동 유닛의 어셈블리 방법을 설명하는데 이용된 도면이다.
도 29 는 단일 축 구동 유닛의 변형예 (그 1) 를 나타내는 도면이다.
도 30 은 단일 축 구동 유닛의 변형예 (그 2) 를 나타내는 도면이다.
1 is a diagram schematically showing a configuration of an exposure apparatus according to a first embodiment.
FIG. 2 is a plan view of the substrate stage included in the exposure apparatus in FIG. 1. FIG.
FIG. 3A is a side view (sectional view of the line AA in FIG. 2) in FIG. 2 when viewed from the -Y direction, and FIG. 3B is an enlarged view of the periphery of the weight erasing device of the substrate stage. 3C is an enlarged view of the periphery of the base frame (-X side).
FIG. 4 is a plan view (sectional view of the line BB of FIG. 3) except for the fine movement stage of FIG. 3A.
5 is a cross-sectional view of the line CC of FIG. 2.
6 is a perspective view of the substrate stage of FIG. 2 partially omitted.
Fig. 7 is a block diagram showing the input / output relationship of the main controller which constituted the control system of the exposure apparatus according to the first embodiment in the center.
8 is a diagram schematically showing a configuration of an exposure apparatus according to a second embodiment.
FIG. 9 is a plan view of the substrate stage included in the exposure apparatus in FIG. 8. FIG.
10 is a cross-sectional view of the line DD in FIG. 9.
11 is a plan view of the substrate stage except for the fine motion stage (sectional view of the line EE in FIG. 10).
12 is a cross-sectional view of the line FF in FIG. 9.
13 is a cross-sectional view of the weight erasing device with the substrate stage device in FIG. 9.
14 is a plan view of the substrate stage according to the third embodiment.
15 is a cross-sectional view of the line GG in FIG. 14.
16 is a cross-sectional view of the weight erasing device of the substrate stage device of FIG. 14.
17 is a plan view of the substrate stage according to the fourth embodiment.
18 is a sectional view of a leveling device and a weight erasing device with the substrate stage apparatus for the first modification.
19 is a cross-sectional view of the weight erasing device and leveling device of the substrate stage device for the second modification.
20 is a cross-sectional view of the weight erasing device and leveling device of the substrate stage device for the third modification.
21A is a variation of the X guide, and FIGS. 21B and 21C show substrate stage devices for other variations.
22 is a diagram illustrating other modifications of the substrate stage.
It is a side view which shows schematic structure of the stage device arrange | positioned at the exposure apparatus which concerns on 5th Embodiment.
24 is a cross-sectional view of the line HH in FIG. 23.
FIG. 25 is a block diagram illustrating an input / output relationship of the main controller arranged in the exposure apparatus of the fifth embodiment. FIG.
It is sectional drawing which shows schematic structure of the single axis drive unit which comprises a stage drive system.
27 is a view used to explain the balance of forces acting on each part of the single axis drive unit.
28 is a view used to explain the assembly method of a single axis drive unit.
29 is a diagram showing a modification (part 1) of the single shaft drive unit.
It is a figure which shows the modification (part 2) of a single-axis drive unit.

- 제 1 실시형태 -First embodiment

도 1 내지 도 7 을 참조로, 아래 제 1 실시형태가 설명된다.1 to 7, the first embodiment is described below.

도 1 은 제 1 실시형태에 대한 노광 장치 (10) 의 구성을 개략적으로 나타낸다. 노광 장치 (10) 는 액정 디스플레이 디바이스 (플랫 패널 디스플레이) 에 이용된 직사각형 유리 기판 (P)(이하, 간단히 기판 (P) 라 한다) 이 노광 대상으로서 역할을 하는 투영형 노광 장치, 즉, 스텝 앤드 스캔 방법 또는 소위 스캐너이다.1 schematically shows a configuration of an exposure apparatus 10 according to the first embodiment. The exposure apparatus 10 is a projection type exposure apparatus in which a rectangular glass substrate P (hereinafter simply referred to as substrate P) used in a liquid crystal display device (flat panel display) serves as an exposure target, that is, step-and-end Scan method or so-called scanner.

도 1 에 도시된 바와 같이, 노광 장치 (10) 에는 조사계 (IOP), 마스크 (M) 를 유지하는 마스크 스테이지 (MST), 투영 광학계 (PL), 한 쌍의 기판 스테이지 마운팅들 (19), 수평면을 따라 이동가능한 기판 (P) 을 유지하는 기판 스테이지 (PST), 및 제어계 등이 설치된다. 아래 설명에서는, 마스크 (M) 및 기판 (P) 이 노광 동안에 투영 광학계 (PL) 에 대해 각각 주사되는 수평면 내에서의 방향이 X-축 방향, 수평면 내에서 X-축 방향과 직교하는 방향이 Y-축 방향이고, X-축과 Y-축 방향들에 직교하는 방향이 Z-축 방향이고, X-축, Y-축 및 Z-축을 중심으로 하는 X-축, Y-축 및 Z-축 회전 (경사진) 방향들을 각각 θx, θy 및 θz 방향으로 한다.As shown in FIG. 1, the exposure apparatus 10 includes an irradiation system IOP, a mask stage MST holding the mask M, a projection optical system PL, a pair of substrate stage mountings 19, a horizontal plane The board | substrate stage PST which hold | maintains the board | substrate P which can move along, the control system, etc. are provided. In the following description, the direction in the horizontal plane in which the mask M and the substrate P are respectively scanned with respect to the projection optical system PL during exposure is in the X-axis direction, and the direction orthogonal to the X-axis direction in the horizontal plane is Y. X-axis, Y-axis, and Z-axis which are in the -axis direction, and which are orthogonal to the X-axis and Y-axis directions, are in the Z-axis direction, and are centered on the X-axis, Y-axis, and Z-axis The rotation (tilt) directions are in the θx, θy and θz directions, respectively.

조사계 (IOP) 는 예를 들어, 미국 특허 제6,552,775호 등에 개시된 조사계와 유사하게 구성된다.Irradiation system (IOP) is constructed similarly to the irradiation system disclosed, for example, in US Pat. No. 6,552,775 and the like.

보다 자세하게는, 조사계 (IOP) 는 마스크 (M) 상에서 지그재그 형상으로 배치된 복수의, 예를 들어, 5개의 조사 영역들을 조사하고, 노광용 조사광 (조사광)(IL) 으로서, 도시되지 않은 반사 미러, 디크로익 미러, 셔터, 파장 선택 필터, 여러 유형의 렌즈 등을 통하여 조사되는 광원 (예를 들어, 수은 램프) 로부터 방사된 광으로 마스크 (M) 를 조사하는 복수의, 예를 들어 5 개의 조사계를 갖는다. 조사광 (IL) 으로서, 예를 들어, i-라인 (365 nm 의 파장), g-라인 (436 nm 의 파장) 또는 h-라인 (405 nm의 파장)(또는 위에 설명한 i-라인, g-라인 및 h-라인의 합성광) 과 같은 광이 이용된다. 추가로, 조사광 (IL) 의 파장은 예를 들어, 원하는 분해능에 따라 파장 선택 필터에 의해 적절히 전환될 수 있다.More specifically, the irradiation system IOP irradiates a plurality of, for example, five irradiation regions arranged in a zigzag shape on the mask M, and reflects, not shown, as exposure irradiation light (irradiation light) IL for exposure. A plurality of, for example, 5 illuminating the mask M with light emitted from a light source (e.g., mercury lamp) irradiated through a mirror, a decoroak mirror, a shutter, a wavelength selective filter, various types of lenses, and the like. It has two survey systems. As the irradiation light IL, for example, i-line (wavelength of 365 nm), g-line (wavelength of 436 nm) or h-line (wavelength of 405 nm) (or i-line, g-described above) Light such as synthetic light of lines and h-lines). In addition, the wavelength of the irradiation light IL can be appropriately switched by, for example, a wavelength selective filter according to the desired resolution.

마스크 스테이지 (MST) 상에서, 회로 패턴 등이 형성된 패턴면 (도 1 의 하부면) 을 갖는 마스크 (M) 는 예를 들어, 진공 흡착에 의해 고정된다. 마스크 스테이지 (MST) 는 비접촉 상태에서 도시되지 않은 가이드 부재에 배치되며 예를 들어, Y-축 방향 및 θz 방향으로 적절하게 미세 구동될 뿐만 아니라, 리니어 모터를 포함한 마스크 스테이지 구동계 (MSD)(도 1 에 도시되지 않음, 도 7 을 참조) 에 의해 주사 방향 (X-축 방향) 으로 소정의 스트로크들로 구동된다.On the mask stage MST, the mask M having a pattern surface (lower surface in FIG. 1) in which a circuit pattern or the like is formed is fixed by, for example, vacuum suction. The mask stage MST is disposed on a guide member, not shown in the non-contact state, and finely driven, for example, in the Y-axis direction and θz direction, as well as a mask stage drive system MSD including a linear motor (FIG. 1). Not shown, see FIG. 7) in the scanning direction (X-axis direction) with predetermined strokes.

XY 평면 내에서의 마스크 스테이지 (MST) 의 위치 정보는 마스크 (M) 에 배치된 (또는 형성된) 반사면 상에 예를 들어, 약 0.5 내지 lnm 의 분해능으로 레이저 빔 (계측 빔) 을 투영하는 레이저 간섭계 (이하, "마스크 간섭계"라 함)(16) 에 의해 지속적으로 계측된다. 계측 결과들은 주제어기 (50) 에 제공된다 (도 7 을 참조).The positional information of the mask stage MST in the XY plane is a laser that projects a laser beam (measurement beam) with a resolution of, for example, about 0.5 to lnm on a reflecting surface disposed (or formed) on the mask M. It is continuously measured by an interferometer (hereinafter referred to as a "mask interferometer") 16. The measurement results are provided to the master controller 50 (see FIG. 7).

주제어기 (50) 는 마스크 간섭계 (16) 에 의해 얻은 계측 결과들에 기초하여 마스크 스테이지 구동 시스템 (MSD)(도 1 에 도시되지 않음, 도 4 참조) 을 통하여 마스크 스테이지 (MST) 를 구동 및 제어한다. 부가적으로, 마스크 간섭계 (16) 대신에 또는 마스크 간섭계 (16) 와 함께, 인코더 (또는 복수의 인코더들로 구성된 인코더 시스템) 이 이용될 수 있다.The master controller 50 drives and controls the mask stage MST via the mask stage drive system MSD (not shown in FIG. 1, see FIG. 4) based on the measurement results obtained by the mask interferometer 16. do. Additionally, an encoder (or an encoder system consisting of a plurality of encoders) may be used instead of or in conjunction with mask interferometer 16.

투영 광학계 (PL) 는 도 1 에서 마스크 스테이지 (MST) 아래에 위치된다. 투영 광학계 (PL) 는 예를 들어, 미국 특허 제 6,552,775 호에 개시된 투영 광학계와 유사한 구성을 갖는다. 보다 자세하게는, 투영 광학계 (PL) 는 복수의, 예를 들어, 5개의 투영 광학계들 (멀티렌즈 투영 광학계들) 을 포함하며, 마스크 (M) 의 패턴 이미지의 투영 영역은 복수의 조사 영역들에 대응하는 지그재그 형상으로 배치되고 길이방향이 Y-축 방향에 있는 직사각형 형상을 가진 단일 이미지 장을 갖는 투영 광학계와 동등하게 기능한다. 이와 같은 복수의 투영 광학계 각각의 실시형태에서, 광축을 따라 배치된 프리즘, 광소자의 그룹 (렌즈 그룹) 및 반사 거울 각각이 2개의 세트들로 배치된 2 스테이지 비미러 렌즈 광학계로 구성된, 정립상을 형성하는 양면 텔레센트릭 등배율 시스템이 이용된다.The projection optical system PL is located below the mask stage MST in FIG. 1. The projection optical system PL has a configuration similar to the projection optical system disclosed, for example, in US Pat. No. 6,552,775. More specifically, the projection optical system PL comprises a plurality of, for example, five projection optical systems (multi-lens projection optical systems), wherein the projection area of the pattern image of the mask M is arranged in the plurality of irradiation areas. It functions equivalently to projection optics having a single image field arranged in a corresponding zigzag shape and having a rectangular shape in the longitudinal direction in the Y-axis direction. In embodiments of each of such a plurality of projection optical systems, a standing image is composed of a prism disposed along an optical axis, a group of optical elements (lens group), and a two stage non-mirror lens optical system each of which is disposed in two sets. A double-sided telecentric equal magnification system to form is used.

따라서, 마스크 (M) 상의 조사 영역은 조사계 (IOP) 로부터의 조사광 (IL) 으로 조사되는 경우, 패턴면이 투영 광학계 (PL) 의 제 1 평면 (물체 평면) 과 실질적으로 일치하게 배치된 마스크 (M) 를 관통하는 조사광 (IL) 에 의해, 조사 영역 내의 마스크 (M) 의 회로 패턴의 투영 이미지 (부분 정립상) 는 투영 광학계 (PL) 를 통하여, 투영 광학계 (PL) 의 제 2 평면 (이미지 평면) 에 배치되고 그 표면이 레지스트 (감광제) 로 코팅된 기판 (P) 상에서의, 조사 영역과 컨쥬게이트하는 조사광 (IL) 의 조사 영역 (노광 영역) 상에 형성된다. 그 후, 마스크 스테이지 (MST) 및 미동 스테이지 (21) (이들 구성은 기판 스테이지 (PST) 의 일부를 구성하며 아래 설명됨) 의 동기 구동에 의해, 조사 영역 (조사광 (IL)) 에 대해 마스크 (M) 를 주사 방향 (X-축 방향) 으로 이동시키고, 또한 기판 (P) 을 노광 영역(조사광 (IL)) 에 대해 주사 방향 (X-축 방향) 으로 이동시킴으로써, 기판 (P) 상의 1 샷 영역 (분할된 영역) 의 주사 노광이 수행되며, 마스크 (M) 의 패턴 (마스크 패턴) 이 1 샷 영역 상에 전사된다. 보다 구체적으로, 이 실시형태에서, 마스크 (M) 의 패턴은 조사계 (IOP) 및 투영 광학계 (PL) 에 의해 기판 (P) 상에 생성되며, 패턴은 조사광 (IL) 을 이용한 기판 (P) 상의 감광층 (레지스트 층) 의 노광에 의해 기판 (P) 상에 형성된다.Therefore, when the irradiation area on the mask M is irradiated with the irradiation light IL from the irradiation system IOP, the mask in which the pattern surface is disposed substantially coincident with the first plane (object plane) of the projection optical system PL By the irradiation light IL penetrating M, the projected image (partial upright image) of the circuit pattern of the mask M in the irradiation area is, via the projection optical system PL, the second plane of the projection optical system PL. The surface is formed on the irradiation region (exposure region) of the irradiation light IL, which is disposed on the (image plane) and whose surface is conjugated with the irradiation region, on the substrate P coated with a resist (photosensitive agent). Thereafter, the mask is applied to the irradiation area (irradiation light IL) by synchronous driving of the mask stage MST and the fine motion stage 21 (these configurations constitute part of the substrate stage PST and are described below). By moving (M) in the scanning direction (X-axis direction) and moving the substrate P in the scanning direction (X-axis direction) with respect to the exposure area (irradiation light IL), Scanning exposure of one shot region (divided region) is performed, and the pattern (mask pattern) of the mask M is transferred onto the one shot region. More specifically, in this embodiment, the pattern of the mask M is generated on the substrate P by the irradiation system IOP and the projection optical system PL, and the pattern is the substrate P using the irradiation light IL. It is formed on the substrate P by exposure of the photosensitive layer (resist layer) on the phase.

한 쌍의 기판 스테이지 마운팅들 (19) 각각은 Y-축 방향으로 연장된 부재로 구성되며 (도 5 를 참조) 길이방향에서 양단부 상의 플로어 (플로어 면) 에 배치된 제진기들 (vibration isolator)(13) 에 의해 하방으로부터 지지된다. 한 쌍의 기판 스테이지 마운팅들 (19) 은 X-축 방향과 평행하게 소정의 거리에 배치된다. 한 쌍의 기판 스테이지 마운팅들 (19) 은 노광 장치 (10) 의 본체부 (바디부) 를 구성하며, 투영 광학계 (PL), 마스크 스테이지 (MST) 등은 본체부에 배치된다.Each of the pair of substrate stage mountings 19 is composed of a member extending in the Y-axis direction (see FIG. 5) and disposed on a floor (floor face) on both ends in the longitudinal direction 13. ) Is supported from below. The pair of substrate stage mountings 19 are arranged at a predetermined distance in parallel with the X-axis direction. The pair of substrate stage mountings 19 constitutes a body portion (body portion) of the exposure apparatus 10, and the projection optical system PL, mask stage MST, and the like are disposed on the body portion.

도 1 에 도시된 기판 스테이지 (PST) 에는 한 쌍의 베드들 (12), 한 쌍의 베이스 프레임들 (14), 조동 스테이지 (23), 미동 스테이지 (21), 중량 소거 디바이스 (40), 중량 소거 디바이스 (40) 를 하방으로부터 지지하는 X 가이드 (102) 등이 배치되어 있다.The substrate stage PST shown in FIG. 1 includes a pair of beds 12, a pair of base frames 14, a coarse motion stage 23, a fine motion stage 21, a weight erasing device 40, a weight The X guide 102 etc. which support the erase device 40 from below are arrange | positioned.

한 쌍의 베드들 (12) 각각은 길이방향이 평면 뷰에서 (+Z 측에서 보았을 때) Y-축 방향에 있는 직사각형 박스형 부재 (직육면체 부재) 로 구성된다. 한 쌍의 베드들 (12) 은 X-축 방향에 평행하게 소정의 거리에 배치된다. 도 1 에 도시된 바와 같이. +X 측 상의 베드 (12) 는 +X 측에서 기판 스테이지 마운팅들 (19) 에 배치되고 -X 측 상의 베드 (12) 는 -X 측에서 기판 스테이지 마운팅들 (19) 에 배치된다. 한 쌍의 베드들 (12) 의 상단면의 Z-축 방향에서의 위치 (이하, Z 위치라 함) 각각은 실질적으로 동일하게 조정된다.Each of the pair of beds 12 is composed of a rectangular box-like member (cuboid member) whose longitudinal direction is in the Y-axis direction (as seen from the + Z side) in the plan view. The pair of beds 12 are arranged at a predetermined distance parallel to the X-axis direction. As shown in FIG. 1. The bed 12 on the + X side is disposed on the substrate stage mountings 19 on the + X side and the bed 12 on the -X side is disposed on the substrate stage mountings 19 on the -X side. Each position in the Z-axis direction (hereinafter referred to as Z position) of the top surface of the pair of beds 12 is adjusted substantially the same.

도 1 및 도 2 로부터 알 수 있는 바와 같이, 한 쌍의 베드들 (12) 의 길이방향에서의 양단부들 근방은 2개의 상호링크 부재들 (79) 에 의해 접속된다. 도 3(A) 에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 베드들 (12) 각각은 베드 (12) 의 상단면부와 하단면부 사이에 있고 중공인 부재로 구성되며, YZ 평면에 평행한 플레이트 형상 부재로 구성된 리브가 X-축 방향으로 소정의 거리에 복수개 제공되어, 강성 및 강도를 보장한다. 또한, 나타내지 않았지만, 베드 (12) 의 상단면부와 하단면부 사이에는, XZ 평면과 평행한 플레이트 형상 부재로 구성된 리브가 또한, Y-축 방향으로 소정의 거리에 복수개 제공된다. 베드 (12) 의 측면과 복수의 리브들 각각의 중심에는 중량을 감소시키고 몰딩을 위한 원형 홀이 형성된다 (도 5 참조). 부가적으로, 이 경우에, 예를 들어, 상호링크 부재 (79) 가 제공되지 않아도 충분한 노광 정확도를 보장할 수 있는 경우에는, 상호링크 부재 (79) 가 제공될 필요가 없다.As can be seen from FIGS. 1 and 2, the vicinity of both ends in the longitudinal direction of the pair of beds 12 are connected by two interlink members 79. As shown in FIG. 3 (A), each of the pair of beds 12 is composed of a member which is hollow between the upper and lower surface portions of the bed 12 and is made of a plate-shaped member parallel to the YZ plane. A plurality of configured ribs are provided at a predetermined distance in the X-axis direction to ensure rigidity and strength. In addition, although not shown, between the upper end surface part and the lower surface part of the bed 12, the rib comprised from the plate-shaped member parallel to the XZ plane is also provided in plurality in the Y-axis direction at a predetermined distance. At the side of the bed 12 and in the center of each of the plurality of ribs are formed circular holes for reducing weight and for molding (see FIG. 5). In addition, in this case, the interlink member 79 does not need to be provided, for example, if a sufficient exposure accuracy can be ensured even if the interlink member 79 is not provided.

도 2 에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 베드들 (12) 의 각각의 상단면에는, 기계적 단일 축 가이드의 엘리먼트들인 복수의 Y 리니어 가이드들 (71A)(예를 들어, 실시형태에서는 하나의 베드 당 4 개) 이 X-축 방향으로 소정의 거리에 서로 평행하게 고정된다.As shown in FIG. 2, on each top surface of the pair of beds 12, a plurality of Y linear guides 71A (eg, one bed in the embodiment), which are elements of a mechanical single axis guide. 4 pieces) are fixed parallel to each other at a predetermined distance in the X-axis direction.

도 1 및 도 3(A) 에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 베이스 프레임들 (14) 중에서, 한 프레임이 +X 측에 있는 베드 (12) 의 +X 측에 위치되고, 다른 한 프레임이 -X 측에 있는 베드 (12) 의 -X 측에 위치된다. 한 쌍의 베이스 프레임들 (14) 이 동일한 구조를 갖기 때문에, -X 측에서의 베이스 프레임 (14) 을 아래 설명한다. 도 3(C) 에 도시된 바와 같이, 베이스 프레임 (14) 은 Y 축 방향으로 연장되고 YZ 평면에 평행한 일면 및 타면을 갖는 플레이트 형상 부재로 구성된 본체부 (14a), 및 본체부 (14a) 를 하방으로부터 지지하는 복수의 레그부들 (14b)(도 2 및 도 4 에 도시되지 않음) 을 포함한다. 본체부 (14a) 의 길이 (길이 방향 (Y-축 방향) 에서의 치수) 는 Y-축 방향으로의 한 쌍의 베드들 (12) 각각의 길이보다 길게 설정된다. 레그부 (14b) 로는, 예를 들어, 3개의 레그부들이 Y-축 방향으로 소정의 거리로 제공된다. 레그부들 (14b) 의 하단부에서는, 본체부 (14a) 의 Z 위치가 조정될 수도 있도록 복수의 조정기들 (14c) 이 배치된다.As shown in Figs. 1 and 3 (A), of a pair of base frames 14, one frame is located on the + X side of the bed 12 on the + X side, and the other frame is − It is located on the -X side of the bed 12 on the X side. Since the pair of base frames 14 have the same structure, the base frame 14 on the -X side is described below. As shown in Fig. 3C, the base frame 14 extends in the Y-axis direction and consists of a main body portion 14a composed of a plate-shaped member having one side and the other side parallel to the YZ plane, and the main body portion 14a. A plurality of leg portions 14b (not shown in Figs. 2 and 4) which support from below. The length (dimensions in the length direction (Y-axis direction)) of the main body portion 14a is set longer than the length of each of the pair of beds 12 in the Y-axis direction. As the leg portion 14b, for example, three leg portions are provided at a predetermined distance in the Y-axis direction. At the lower ends of the leg portions 14b, a plurality of adjusters 14c are disposed so that the Z position of the main body portion 14a may be adjusted.

본체부 (14a) 의 양쪽 측면들에는, 리니어 모터의 한 엘리먼트인 Y 고정자 (73) 가 각각 고정된다. Y 고정자 (73) 는 Y-축 방향으로 소정의 거리에 배열된 복수의 영구자석들을 포함하는 자석 유닛을 갖는다. 추가로, 본체부 (14a) 의 양쪽 측면들 (위에 설명된 Y 고정자 (73) 의 하부) 과 상부면에는, 기계적 단일 축 가이드의 엘리먼트인 Y 리니어 가이드 (74A) 가 각각 고정된다.On both sides of the main body portion 14a, the Y stator 73, which is an element of the linear motor, is respectively fixed. The Y stator 73 has a magnet unit including a plurality of permanent magnets arranged at a predetermined distance in the Y-axis direction. In addition, on both sides (bottom of the Y stator 73 described above) and the upper surface of the main body portion 14a, the Y linear guide 74A, which is an element of the mechanical single axis guide, is respectively fixed.

도 1 을 다시 참조하면, 조동 스테이지 (23) 는 Y 조동 스테이지 (23Y) 및 Y 조동 스테이지 (23Y) 에 배치된 X 조동 스테이지 (23X) 를 포함한다. 조동 스테이지 (23) 는 한 쌍의 베드들 (12) 위에 (+Z 측 상에) 위치된다.Referring again to FIG. 1, the coarse motion stage 23 includes a Y coarse motion stage 23Y and an X coarse motion stage 23X disposed in the Y coarse motion stage 23Y. The coarse motion stage 23 is located above the pair of beds 12 (on the + Z side).

도 2 에 도시된 바와 같이, Y 조동 스테이지 (23Y) 는 한 쌍의 X 빔들 (101) 을 갖는다. 한 쌍의 X 빔들 (101) 은 각각 YZ 단면이 직사각형 형상인, X-축 방향으로 연장된 부재로 각각 이루어지고, Y-축 방향으로 소정의 거리에 서로 평행하게 위치된다. 부가적으로, 각각의 X 빔 (101) 의 YZ 단면에서의 형상은, Z-축 방향 (중력 방향) 에서의 강성에 비해 Y-축 방향에서의 강성이 요구되지 않기 때문에, 예를 들어, I 형상일 수 있다.As shown in FIG. 2, the Y coarse motion stage 23Y has a pair of X beams 101. The pair of X beams 101 each consist of members extending in the X-axis direction, each having a YZ cross section of a rectangular shape, and are positioned parallel to each other at a predetermined distance in the Y-axis direction. Additionally, since the shape in the YZ cross section of each X beam 101 is not required to be rigid in the Y-axis direction compared to the rigidity in the Z-axis direction (gravity direction), for example, I It may be shaped.

길이 방향에서의 양단부들 근방에 한 쌍의 X 빔들 (101) 각각의 하부면에 대해서는, 도 6 에 도시된 바와 같이, 플레이트 (76) 를 통하여 Y 캐리지 (75) 라 지칭되는 부재가 고정된다. 즉, Y 조동 스테이지 (23Y) 의 하부면에 대해, 예를 들어, 총 4 개의 Y 캐리지들 (75) 이 부착된다. 플레이트 (76) 는 XY 평면에 평행한, Y-축 방향으로 연장된 플레이트 형상 부재로 구성되고, 한 쌍의 X 빔들 (101) 을 서로에 대해 기계적으로 접속한다. 예를 들어, 총 4개의 Y 캐리지 (75) 각각이 동일한 구조를 갖기 때문에, 아래 설명에서는, -X 측에서의 베이스 프레임 (14) 에 대응하는 하나의 Y 캐리지 (75) 가 설명된다.With respect to the bottom surface of each of the pair of X beams 101 near both ends in the longitudinal direction, as shown in FIG. 6, a member called a Y carriage 75 is fixed through the plate 76. That is, for example, a total of four Y carriages 75 are attached to the lower surface of the Y coarse motion stage 23Y. The plate 76 consists of a plate-shaped member extending in the Y-axis direction, parallel to the XY plane, and mechanically connects the pair of X beams 101 to each other. For example, since all four Y carriages 75 each have the same structure, in the following description, one Y carriage 75 corresponding to the base frame 14 on the -X side is described.

도 3(C) 에 도시된 바와 같이, Y 캐리지 (75) 는 XZ 단면이 역U자형인 부재로 구성되고 베이스 프레임 (14) 의 본체부 (14a) 는 한 쌍의 대향면들 사이에 삽입된다. Y 캐리지 (72) 의 한 쌍의 대향면들 각각에는, 한 쌍의 Y 가동자들 (72) 각각이 소정의 클리어런스 (공간/갭) 를 개재하여 한 쌍의 Y 고정자들 (73) 각각을 대향하여 고정된다. Y 가동자 (72) 는 나타내지 않은 코일 유닛을 포함하고 Y-축 방향에서의 Y 고정자 (73) 와 함께 소정의 스트로크들로 Y 조동 스테이지 (23Y) (도 1 을 참조) 를 구동시키는 Y 리니어 모터 (YDM)(도 7 을 참조함) 를 구성시킨다. 이 실시형태에서, 예를 들어, 총 4 개의 Y 캐리지 (75) 가 위에 설명된 바와 같이 제공되기 때문에, Y 조동 스테이지 (23Y) 는 총 8개의 Y 리니어 모터들 (YDM) 에 의해 Y-축 방향으로 구동된다.As shown in Fig. 3C, the Y carriage 75 is composed of a member whose XZ cross section is an inverted U-shape, and the main body portion 14a of the base frame 14 is inserted between a pair of opposing surfaces. . On each of the pair of opposing surfaces of the Y carriage 72, each of the pair of Y movers 72 mounts each of the pair of Y stators 73 via a predetermined clearance (space / gap). To be fixed. The Y mover 72 includes an unillustrated coil unit and drives the Y coarse motion stage 23Y (see FIG. 1) with predetermined strokes together with the Y stator 73 in the Y-axis direction. (YDM) (see FIG. 7). In this embodiment, for example, since a total of four Y carriages 75 are provided as described above, the Y coarse motion stage 23Y is Y-axis direction by a total of eight Y linear motors YDM. Driven by.

Y 캐리지 (75) 의 천정면과 한 쌍의 대향면들 각각에는, 슬라이더 (74B) 가 롤링 바디 (예를 들어, 복수의 볼들) 를 포함하게 고정되고 Y 리니어 가이드 (74A) 와 슬라이드가능하게 맞물린다. 부수적으로, Y 캐리지 (75) 의 천정면 및 한 쌍의 대향면들 각각에 대해, 예를 들어, 바로 아래 슬라이더들은 도 3(C) 의 지면의 깊이 방향으로 숨겨져 있지만, 슬라이더들 (74B) 2개 각각이 지면의 깊이 방향 (Y-축 방향) 으로 소정의 거리에서 부착된다 (도 5 를 참조). Y 조동 스테이지 (23Y)(도 1 을 참조) 가 Y 리니어 가이드들 (74A) 및 슬라이더들 (74B) 을 포함하는 복수의 Y 리니어 가이드 디바이스들에 의해 Y-축 방향으로 직진하여 진행하는 것으로 안내된다. 부가적으로, 나타내어 있지 않지만, 주기적 방향이 Y-축 방향에 있는 Y 스케일은 베이스 프레임 (14) 의 본체부 (14a) 에 고정되고, Y 스케일과 함께 Y 조동 스테이지 (23Y) 의 Y-축 방향으로의 위치 정보를 얻는 Y 리니어 인코더 시스템 (EY)(도 7 을 참조) 을 구성하는 인코더 헤더는 Y 캐리지 (75) 에 고정된다. Y 조동 스테이지 (23Y) 의 Y-축 방향의 위치는 위에 설명된 인코더 헤드의 출력에 기초하여 주제어기 (50)(도 7 을 참조) 에 의해 제어된다.On each of the ceiling surfaces and the pair of opposing surfaces of the Y carriage 75, a slider 74B is fixed to include a rolling body (eg, a plurality of balls) and slidably engaged with the Y linear guide 74A. All. Incidentally, for each of the ceiling surface and the pair of opposing surfaces of the Y carriage 75, for example, the sliders immediately below are hidden in the depth direction of the ground of FIG. 3 (C), but the sliders 74B 2 Each dog is attached at a predetermined distance in the depth direction (Y-axis direction) of the ground (see Fig. 5). The Y coarse motion stage 23Y (see FIG. 1) is guided to go straight in the Y-axis direction by a plurality of Y linear guide devices including the Y linear guides 74A and the sliders 74B. . Additionally, although not shown, the Y scale in which the periodic direction is in the Y-axis direction is fixed to the main body portion 14a of the base frame 14, and the Y-axis direction of the Y coarse motion stage 23Y together with the Y scale. The encoder header constituting the Y linear encoder system EY (see FIG. 7) for obtaining positional information on the Y is fixed to the Y carriage 75. The position in the Y-axis direction of the Y coarse motion stage 23Y is controlled by the main controller 50 (see FIG. 7) based on the output of the encoder head described above.

이하, 도 1 에 도시된 바와 같이, 보조 가이드 프레임 (103) 은 한 쌍의 베드들 (12) 사이에 위치된다. 보조 가이드 프레임 (103) 은 Y-축 방향으로 연장되는 부재로 구성되고, 복수의 조정기들을 통하여 플로어 (플로어 면)(F) 에 설치된다. 보조 가이드 프레임 (103) 의 상단면 (+Z 측의 단부면) 에는, Y-축 방향으로 연장된 기계적 단일축 가이드의 엘리먼트인 Y 리니어 가이드 (77A) 가 고정된다. 보조 가이드 프레임 (103) 의 상단부의 Z 위치는 한 쌍의 베드들 (12) 의 상단면과 실질적으로 동일하게 설정된다. 또한, 보조 가이드 프레임 (103) 은 한 쌍의 베드들 (12) 및 한 쌍의 스테이지 마운팅들 (19) 각각으로부터 진동에 있어 분리되어 있다. 부가적으로, 한 쌍의 베드들 (12) 이 상호링크 부재 (79) 에 의해 기계적으로 접속접속 때문에, 상호링크 부재 (79) 를 관통하는 도시되지 않은 스루홀이 보조 가이드 프레임 (103) 에 형성된다.Hereinafter, as shown in FIG. 1, the auxiliary guide frame 103 is located between the pair of beds 12. The auxiliary guide frame 103 is composed of a member extending in the Y-axis direction, and is installed on the floor (floor face) F through a plurality of adjusters. On the upper surface (end surface on the + Z side) of the auxiliary guide frame 103, a Y linear guide 77A, which is an element of a mechanical single-axis guide extending in the Y-axis direction, is fixed. The Z position of the upper end of the auxiliary guide frame 103 is set substantially the same as the upper surface of the pair of beds 12. In addition, the auxiliary guide frame 103 is separated in vibration from each of the pair of beds 12 and the pair of stage mountings 19. In addition, because the pair of beds 12 are mechanically connected by the interlink member 79, an unshown through hole penetrating the interlink member 79 is formed in the auxiliary guide frame 103. do.

길이 방향에서 중심 주변의 한 쌍의 X 빔들 (101) 각각의 하단면에 대해, 보조 캐리지 (78)(도 6 을 참조) 가 고정된다. 보조 캐리지 (78) 는 직육면체 부재로 구성되고, 도 1 에 도시된 바와 같이, 보조 캐리지 (78) 의 하부면에는, 슬라이더 (77B) 가 롤링 바디 (예를 들어, 복수의 볼들) 를 포함하여 고정되고 Y 리니어 가이드 (77A) 와 슬라이드가능하게 맞물린다. 부가적으로, 하나의 보조 캐리지 (78) 에 대해, 예를 들어, 바로 아래 슬라이더들은 도 1 의 지면의 깊이 방향으로 숨겨져 있지만, 슬라이더들 (77B) 2개 각각이 지면의 깊이 방향 (Y-축 방향) 으로 소정의 거리에서 부착된다. 설명된 바와 같이, Y 조동 스테이지 (23Y) 는 자체중량에 의해 생긴 휘어짐을 억제하는 보조 캐리지 (78) 를 통하여 보조 가이드 프레임 (103) 에 의해 길이방향으로 중심 주변에서 하방으로부터 지지된다.For the bottom face of each of the pair of X beams 101 around the center in the longitudinal direction, the auxiliary carriage 78 (see FIG. 6) is fixed. The secondary carriage 78 is composed of a rectangular parallelepiped member, and as shown in FIG. 1, on the lower surface of the secondary carriage 78, a slider 77B includes a rolling body (eg, a plurality of balls) to be fixed. And slidably engage the Y linear guide 77A. In addition, for one secondary carriage 78, for example, the sliders directly below are hidden in the depth direction of the ground of FIG. 1, but each of the two sliders 77B has a depth direction (Y-axis) of the ground. Direction) in a predetermined distance. As described, the Y coarse motion stage 23Y is supported from below about the center in the longitudinal direction by the auxiliary guide frame 103 via the auxiliary carriage 78 which suppresses warping caused by its own weight.

도 2 를 다시 참조하면, 한 쌍의 X 빔들 (101) 각각의 상단면에는, X-축 방향으로 연장된 기계적 단일 축 가이드의 엘리먼트인 복수의 (예를 들어, 실시형태에서, 하나의 X 빔 (101) 당 2개의) X 리니어 가이드들 (80A) 이 Y-축 방향으로 소정의 거리에서 서로 평행하게 고정된다. 추가로, 한 쌍의 X 리니어 가이드들 (80A) 사이에 영역에서의 한 쌍의 X 빔들 (101) 각각의 상단면에는, X 고정자 (81A) 가 고정된다. X 고정자 (81A) 는 X-축 방향으로 소정의 거리에 배열된 복수의 영구 자석들을 포함하는 자석 유닛을 갖는다.Referring back to FIG. 2, on the top surface of each of the pair of X beams 101, one X beam, which is an element of a mechanical single axis guide extending in the X-axis direction, for example Two) X linear guides 80A per 101 are fixed parallel to each other at a predetermined distance in the Y-axis direction. In addition, on the top surface of each of the pair of X beams 101 in the area between the pair of X linear guides 80A, the X stator 81A is fixed. The X stator 81A has a magnet unit including a plurality of permanent magnets arranged at a predetermined distance in the X-axis direction.

위에 설명된 바와 같이, Y 조동 스테이지 (23Y) 는 한 쌍의 베이스 프레임들 (14) 및 보조 가이드 프레임 (103) 에 의해 하방으로부터 지지되며 한 쌍의 베드들 (12) 및 기판 스테이지 마운팅들 (19) 로부터 진동에 있어 분리되어 있다.As described above, the Y coarse motion stage 23Y is supported from below by a pair of base frames 14 and an auxiliary guide frame 103 and has a pair of beds 12 and substrate stage mountings 19. ) Is separated from the vibration.

X 조동 스테이지 (23X) 는 평면도에서 직사각형 형상을 갖는 플레이트 형상 부재로 구성되고 도 4 에 도시된 바와 같이, 개구부는 중심부에 형성된다. X 조동 스테이지 (23X) 의 하단면에는, 도 5 에 도시된 바와 같이, X 고정자 (81A) 를 각각 향하는 한 쌍의 X 가동자들 (81B) 이 한 쌍의 X 빔들 (101) 각각에 소정의 클리어런스 (공간/갭) 를 개재하여 고정되어 있다. 각각의 X 가동자들 (81B) 은 도시되지 않은 코일 유닛을 포함하며 X 조동 스테이지 (23X) 를 위에 설명된 X 고정자 (81A) 와 함께 X-축 방향으로 소정의 스트로크로 구동시키는 X 리니어 모터 (DM)(도 7 을 참조) 를 구성한다. 실시형태에서, 예를 들어, 한 쌍의 (2개의) X 리니어 모터들 (XDM) 에 의해 X-축 방향으로 구동되는 X 조동 스테이지 (23X) 는 예를 들어, 한 쌍의 빔들 (101) 에 대응하여 제공된다.The X coarse motion stage 23X is composed of a plate-shaped member having a rectangular shape in plan view and as shown in Fig. 4, the opening is formed in the center portion. On the bottom surface of the X coarse motion stage 23X, as shown in FIG. 5, a pair of X movers 81B respectively facing the X stator 81A is provided to each of the pair of X beams 101. It is fixed through clearance (space / gap). Each of the X movers 81B includes a coil unit, not shown, and an X linear motor for driving the X coarse motion stage 23X with the X stator 81A described above with a predetermined stroke in the X-axis direction. DM) (see FIG. 7). In an embodiment, for example, the X coarse motion stage 23X driven in the X-axis direction by a pair of (two) X linear motors (XDM) is connected to the pair of beams 101, for example. Provided correspondingly.

추가로, 도 1 에 도시된 바와 같이, X 조동 스테이지 (23X) 의 하부면에는, 복수의 슬라이더들 (80B) 이 롤링 바디부 (예를 들어, 복수의 볼들) 를 포함하여 고정되며 X 리니어 가이드들 (80A) 과 슬라이드가능하게 맞물린다. 예를 들어, 4개의 슬라이더들 (80B) 이 하나의 X 리니어 가이드 (80A) 에 대하여 X-축 방향으로 소정의 거리에 제공되며 예를 들어, 총 16 개의 슬라이더들 (80B) 이 X 조동 스테이지 (23X) 의 하부면에 고정된다. X 조동 스테이지 (23) 는 X 리니어 가이드들 (80A) 및 슬라이더들 (80B) 각각을 포함하는 복수의 X 리니어 가이드 디바이스들에 의해 X-축 방향으로 직진하여 진행하는 것으로 안내된다. 추가로, Y 조동 스테이지 (23Y) 에 대한 Y-축 방향으로의 X 조동 스테이지 (23X) 의 상대 이동은 복수의 슬라이더들 (80B) 에 의해 제한되고, X 조동 스테이지 (23X) 는 Y 조동 스테이지 (23Y) 와 일체적으로 Y-축 방향으로 이동한다.In addition, as shown in FIG. 1, on the lower surface of the X coarse motion stage 23X, a plurality of sliders 80B are fixed including a rolling body portion (eg, a plurality of balls) and an X linear guide. And slidably engage with field 80A. For example, four sliders 80B are provided at a predetermined distance in the X-axis direction with respect to one X linear guide 80A. For example, a total of 16 sliders 80B are provided with the X coarse stage ( 23X) is fixed to the bottom surface. The X coarse motion stage 23 is guided to go straight in the X-axis direction by a plurality of X linear guide devices including each of the X linear guides 80A and the sliders 80B. In addition, the relative movement of the X coarse motion stage 23X in the Y-axis direction with respect to the Y coarse motion stage 23Y is limited by the plurality of sliders 80B, and the X coarse motion stage 23X is a Y coarse light stage ( 23Y) integrally moves in the Y-axis direction.

부가적으로, 나타내지 않았지만, 주기 방향이 X-축 방향에 있는 X 스케일은 한 쌍의 X 빔들 (101) 중 적어도 하나에 고정되고, X 조동 스테이지 (23X) 의 X-축 방향에서의 위치 정보를 획득하는 X 리니어 인코더 시스템 (EX)(도 7 을 참조) 을 구성하는 인코더 헤더는 X 조동 스테이지 (23X) 에 고정된다. 조동 스테이지 (23X) 의 X-축 방향에서의 위치는 상술한 인코더 헤드의 출력에 기초하여 주제어기 (50)(도 7 을 참조) 에 의해 제어된다. 실시형태에서, 조동 스테이지 (X 조동 스테이지 (23X)) 의 XY 평면 내에서의 위치 정보 (θz 방향에서의 회전을 포함함) 를 검출하는 인코더 시스템 (20)(도 7 을 참조) 은 위에 설명한 X 리니어 인코더 시스템 (EX) 및 이전에 설명된 Y 리니어 인코더 시스템 (EY) 을 포함하는 것으로 구성된다.In addition, although not shown, the X scale in which the periodic direction is in the X-axis direction is fixed to at least one of the pair of X beams 101, and the position information in the X-axis direction of the X coarse motion stage 23X is obtained. The encoder header constituting the X linear encoder system EX (see FIG. 7) to be obtained is fixed to the X coordination stage 23X. The position in the X-axis direction of the coarse motion stage 23X is controlled by the main controller 50 (see FIG. 7) based on the output of the encoder head described above. In an embodiment, the encoder system 20 (see FIG. 7) for detecting positional information (including rotation in the θz direction) in the XY plane of the coarse motion stage (X coarse stage 23X) is described above. It comprises a linear encoder system (EX) and the Y linear encoder system (EY) described previously.

추가로, 나타내지 않았지만, X 조동 스테이지 (23X) 에 대한 미동 스테이지 (21) 의 이동가능량을 기계적으로 설정하는 스토퍼 부재, 또는 X-축 및 Y-축 방향으로의 X 조동 스테이지 (23X) 에 대한 미동 스테이지 (21) 의 상대 이동량을 계측하는 갭 센서 등이 X 조동 스테이지 (23X) 에 부착된다.In addition, although not shown, the stopper member which mechanically sets the movable amount of the fine movement stage 21 with respect to the X crude stage 23X, or the fine movement with respect to the X crude stage 23X in the X-axis and Y-axis directions. A gap sensor or the like for measuring the relative amount of movement of the stage 21 is attached to the X coarse motion stage 23X.

도 1 및 도 2 로부터 알 수 있는 바와 같이, 미동 스테이지 (21) 는 평면도에서 실질적으로 정사각형인 플레이트 형상 부재 (또는 박스 형상 (중공 직육면체) 부재) 로 구성되며 예를 들어, 진공 흡착 (또는 정전 흡착) 과 같은 흡착에 의해 그 상부면에서 기판 홀더 (PH) 를 통하여 기판 (P) 을 유지시킨다.As can be seen from FIGS. 1 and 2, the fine motion stage 21 is composed of a plate-shaped member (or a box-shaped (hollow cuboid) member) that is substantially square in plan view, for example, vacuum adsorption (or electrostatic adsorption). The substrate P is held through the substrate holder PH at its upper surface by adsorption such as).

미동 스테이지 (21) 는 X 조동 스테이지 (23X) 에 고정된 고정자들 및 미동 스테이지 (21) 에 고정된 가동자들을 각각 포함하도록 구성된 복수의 보이스 코일 모터 (또는 리니어 모터들) 을 포함하는 미세 스테이지 구동 시스템 (26)(도 7 을 참조) 에 의해 3 개의 자유도 (X-축, Y-축, 및 θz 방향) 의 방향으로 X 조동 스테이지 (23X) 상에서 미세 구동된다. 복수의 보이스 코일 모터로는, 도 2 에 도시된 바와 같이, X-축 방향으로 미동 스테이지 (21) 를 미세 구동시키는 한 쌍의 X 보이스 코일 모터들 (18X) 이 Y-축 방향으로 이격되어 제공되고, Y-축 방향으로 미동 스테이지 (21) 를 미세 구동시키는 한 쌍의 Y 보이스 코일 모터들 (18Y) 이 X-축 방향으로 이격되어 제공된다. 미동 스테이지 (21) 는 위에 설명된 X 보이스 코일 모터 (18X) 및/또는 Y 보이스 코일 모터 (18Y) 를 이용하여 X 조동 스테이지 (23X) 와 동기하여 구동됨으로써 (X 조동 스테이지 (23X) 와 동일한 속도에서 동일한 방향으로 구동됨으로써) X 조동 스테이지 (23X) 와 함께 X-축 방향 및/또는 Y-축 방향으로 소정의 스트로크로 이동한다. 따라서, 미동 스테이지 (21) 는 투영 광학계 (PL)(도 1 을 참조) 에 대하여 X, Y, 2개의 축 방향으로 긴 스트로크로 이동 (대략 이동) 될 수 있고 또한 X, Y, 및 θz 방향들인 3 개의 자유도들의 방향에서 미세하게 이동 (미세 이동) 될 수 있다.The fine stage 21 is a fine stage drive including a plurality of voice coil motors (or linear motors) each configured to include stators fixed to the X coarse stage 23X and movers fixed to the fine stage 21. The system 26 (see FIG. 7) is finely driven on the X coarse stage 23X in the direction of three degrees of freedom (X-axis, Y-axis, and θz directions). As the plurality of voice coil motors, as shown in FIG. 2, a pair of X voice coil motors 18X for finely driving the fine motion stage 21 in the X-axis direction are provided spaced apart in the Y-axis direction. And a pair of Y voice coil motors 18Y for finely driving the fine motion stage 21 in the Y-axis direction are provided spaced apart in the X-axis direction. The fine motion stage 21 is driven in synchronism with the X coarse motion stage 23X by using the X voice coil motor 18X and / or the Y voice coil motor 18Y described above (the same speed as the X coarse stage 23X). By being driven in the same direction in the X-axis direction with the X coarse motion stage 23X, and / or in a predetermined stroke in the Y-axis direction. Thus, the fine motion stage 21 can be moved (approximately moved) in long strokes in the X, Y, two axial directions with respect to the projection optical system PL (see FIG. 1) and is also in the X, Y, and θz directions. It can be moved finely in the direction of three degrees of freedom.

추가로, 도 3(B) 에 도시된 바와 같이, 미동 스테이지 구동 시스템 (26) 은 θx, θy 및 Z-축 방향들에서 3 개의 자유도들의 방향으로 스테이지 (21) 를 미세 이동시키도록 복수의 Z 보이스 코일 모터들 (18Z) 을 갖는다. 복수의 Z 보이스 코일 모터들 (18Z) 은 미동 스테이지 (21) 의 하부면에서 4 개의 코너들에 대응하는 위치에 배치된다 (4 개의 Z 보이스 코일 모터들 (18)) 중 2개만이 도 3(B) 에 나타나 있고 나머지 2개는 생략되어 있다). 복수의 보이스 코일 모터들을 포함하는 미동 스테이지 구동 시스템의 구성은 예를 들어, 미국 특허 출원 공개 번호 제 2010/0018950 호에 개시되어 있다.In addition, as shown in FIG. 3B, the fine motion stage driving system 26 includes a plurality of Z to finely move the stage 21 in the directions of three degrees of freedom in the θx, θy and Z-axis directions. Voice coil motors 18Z. The plurality of Z voice coil motors 18Z are disposed at positions corresponding to four corners on the lower surface of the fine motion stage 21 (only two of the four Z voice coil motors 18) are shown in FIG. Shown in B) and the other two are omitted). The configuration of a fine stage drive system comprising a plurality of voice coil motors is disclosed, for example, in US Patent Application Publication No. 2010/0018950.

실시형태에서, 기판 스테이지 구동 시스템 (PSD) 은 미동 스테이지 구동 시스템 (26), 및 이전에 설명된 복수의 Y 리니어 모터들 (YDM) 및 한 쌍의 X 리니어 모터들 (XDM) 로 구성된 조동 스테이지 구동 시스템을 포함하는 것으로 구성 (도 7 을 참조) 된다.In an embodiment, the substrate stage drive system PSD is a coarse stage drive system 26 and a coarse stage drive consisting of a plurality of Y linear motors YDM and a pair of X linear motors XDM previously described. It consists of including the system (see FIG. 7).

미동 스테이지 (21) 의 -X측 상의 측면에 대해, 도 3(A) 에 도시된 바와 같이, X-축과 직교하는 반사면을 갖는 X 가동 미러 (바 미러)(22X) 가 미러 베이스 (24X) 를 통하여 고정되어 있다. 추가로, 미동 스테이지 (21) 의 -Y 측의 측면에 대해, 도 5 에 도시된 바와 같이, Y-축과 직교하는 반사면을 갖는 Y 가동 미러 (22Y) 가 미러 베이스 (24Y) 를 통하여 고정되어 있다. 미동 스테이지 (21) 의 XY 평면에서의 위치 정보는 X 가동 미러 (22X) 및 Y 가동 미러 (22Y)(도 1 을 참조) 를 이용하여 레이저 간섭계 (이하, 기판 간섭계 시스템이라 한다)(92) 에 의해 약 0.5 - lnm 의 분해능에서 지속적으로 검출된다. 부가적으로, 기판 간섭계 시스템 (92) 은 X 가동 미러 (22X) 및 Y 가동 미러 (22Y) 각각에 대응하는 복수의 X 레이저 간섭계 및 Y 레이저 간섭계가 실제적으로 탑재되어 있지만, 단지 X 레이저 간섭계만이 도 1 에 대표하여 나타낸다. 복수의 레이저 간섭계들은 디바이스의 주 섹션에 고정된다. 추가로, θx, θy 및 Z-축 방향에서의 미동 스테이지 (21) 의 위치 정보는 예를 들어, 후술될 중량 소거 디바이스 (40) 에 고정된 타겟을 이용하여 미동 스테이지 (21) 의 하부면에 부착된, 나타내지 않은 센서에 의해 획득된다. 위에 설명된 미동 스테이지 (21) 의 위치 계측 시스템의 구성은 예를 들어, 미국 특허 출원 공개 번호 제 2010/0018950 호에 개시되어 있다.With respect to the side on the -X side of the fine movement stage 21, as shown in Fig. 3A, an X movable mirror (bar mirror) 22X having a reflective surface orthogonal to the X-axis is mirror base 24X. It is fixed through). In addition, with respect to the side of the -Y side of the fine motion stage 21, as shown in FIG. 5, a Y movable mirror 22Y having a reflective surface orthogonal to the Y-axis is fixed through the mirror base 24Y. It is. Position information in the XY plane of the fine motion stage 21 is transmitted to a laser interferometer (hereinafter referred to as a substrate interferometer system) 92 using an X movable mirror 22X and a Y movable mirror 22Y (see FIG. 1). Is continuously detected at a resolution of about 0.5-lnm. Additionally, the substrate interferometer system 92 is actually equipped with a plurality of X laser interferometers and Y laser interferometers corresponding to each of the X movable mirror 22X and the Y movable mirror 22Y, but only the X laser interferometer Representatively in FIG. The plurality of laser interferometers are fixed to the main section of the device. In addition, the positional information of the fine motion stage 21 in the θx, θy and Z-axis directions is, for example, applied to the lower surface of the fine motion stage 21 using a target fixed to the weight erasing device 40 to be described later. Acquired by a sensor, not shown. The configuration of the position measuring system of the fine motion stage 21 described above is disclosed, for example, in US Patent Application Publication No. 2010/0018950.

중량 소거 디바이스 (40) 는 도 3(A) 에 도시된 바와 같이 Z-축 방향으로 연장되는 컬럼 부재로 구성되고, 또한 중심 컬럼이라고도 한다. 중량 소거 디바이스 (40) 는 후술될 X 가이드 (102) 상에 탑재되고, 미동 스테이지 (21) 를 이하 후술될 레벨링 디바이스 (57) 를 통하여 하방으로부터 지지한다. 중량 소거 디바이스 (40) 의 상부 1/2 는 X 조동 스테이지 (23X) 의 개구부에 삽입되고 하부 1/2 는 한 쌍의 X 빔들 (101) 사이에 삽입된다 (도 4 를 참조).The weight erasing device 40 is composed of a column member extending in the Z-axis direction as shown in Fig. 3A, and is also referred to as a center column. The weight erasing device 40 is mounted on the X guide 102 to be described later, and supports the fine motion stage 21 from below through the leveling device 57 to be described later. The upper half of the weight erasing device 40 is inserted into the opening of the X coarse motion stage 23X and the lower half is inserted between the pair of X beams 101 (see FIG. 4).

도 3(B) 에 도시된 바와 같이, 중량 소거 디바이스 (40) 는 하우징 (41), 에어 스프링 (42) 및 Z 슬라이더 (43) 등을 포함한다. 하우징 (41) 은 하부를 갖고 그 표면이 +Z 측 상에서 개방되어 있는 실린더형 부재로 구성된다. 하우징 (41) 의 하부면에 대해, 베어링 면이 -Z 측을 향하는 복수의 에어 베어링들 (이하, 베이스 패드들이라 함) (44) 이 부착된다. 에어 스프링 (42) 은 하우징 (41) 내부에 하우징된다. 에어 스프링 (42) 에 대해서는, 압축 기체가 외부로부터 공급된다. Z 슬라이더 (43) 는 Z-축 방향으로 연장된 실린더형 부재로 구성되고 하우징 (41) 내에 삽입되어 에어 스프링 (42) 에 탑재된다. Z 슬라이더 (43) 의 +Z 측 상의 에지부에 대해, 그 베어링 면이 +Z 측을 향하는 에어 베어링이 부착된다.As shown in FIG. 3B, the weight erasing device 40 includes a housing 41, an air spring 42, a Z slider 43, and the like. The housing 41 is composed of a cylindrical member having a lower portion and whose surface is open on the + Z side. To the lower surface of the housing 41, a plurality of air bearings (hereinafter referred to as base pads) 44 with a bearing surface facing the -Z side are attached. The air spring 42 is housed inside the housing 41. For the air spring 42, compressed gas is supplied from the outside. The Z slider 43 is composed of a cylindrical member extending in the Z-axis direction and is inserted into the housing 41 and mounted on the air spring 42. To the edge portion on the + Z side of the Z slider 43, an air bearing whose bearing surface faces the + Z side is attached.

레벨링 디바이스 (57) 는 미동 스테이지 (21) 를 경사가능하게 (XY 평면에 대해 θx, θy 방향들로 요동가능하게) 지지하는 디바이스이며, Z 슬라이더 (43) 에 부착된, 위에 설명된 에어 베어링에 의해 비접촉 방식으로 하방으로부터 지지된다. 중량 소거 디바이스 (40) 는 Z 슬라이더 (43) 및 레벨링 디바이스 (57) 를 통하여 미동 스테이지 (21) 를 포함한 시스템의 중량 (중력의 방향이 하방인 힘) 을 중력 방향이 에어 스프링 (42) 에 의해 상방으로 발생되는 힘에 의해 무효화시키며 (소거하며) 이는 위에 설명된 복수의 Z 보이스 코일 모터 (18Z) 의 하중을 감소시킨다.The leveling device 57 is a device that supports the fine motion stage 21 in a tiltable manner (swivelably in the θx, θy directions with respect to the XY plane) and is attached to the air bearing described above, which is attached to the Z slider 43. It is supported from below in a non-contact manner. The weight erasing device 40 uses the Z slider 43 and the leveling device 57 to determine the weight of the system including the fine motion stage 21 (the force whose gravity is downward) by the air spring 42. It is invalidated (erased) by the upwardly generated force, which reduces the load of the plurality of Z voice coil motors 18Z described above.

중량 소거 디바이스 (40) 는 복수의 상호링크 디바이스들 (45) 을 통하여 X 조동 스테이지 (23X) 에 기계적으로 접속된다. 복수의 상호링크 디바이스들 (45) 의 Z 위치는 중량 소거 디바이스 (40) 의 Z-축 방향에서의 무게 중심의 위치와 대략 일치한다. 상호링크 디바이스 (45) 는 XY 평면과 평행하게 얇은 스틸 플레이트를 포함하며, 또한 플렉셔 디바이스라 한다. 상호링크 디바이스 (45) (+Y 측 및 -Y 측 상의 상호링크 디바이스들 (45) 은 도 3(B) 에 도시되지 않음, 도 4 를 참조) 는 중량 소거 디바이스 (40) 의 +X 측, -X 측, +Y 측, 및 -Y 측 상에서 X 조동 스테이지 (23X) 및 중량 소거 디바이스 (40) 의 하우징 (41) 에 접속한다. 따라서, X 조동 스테이지 (23X) 가 복수의 상호링크 디바이스들 (45) 중 임의의 것을 통하여 중량 소거 디바이스 (40) 를 풀링한 상태에서, 중량 소거 디바이스 (40) 는 X 조동 스테이지 (23X) 의 일체적으로 X-축 방향 또는 Y-축 방향으로 이동한다. 이에 의해, 인력이 Z-축 방향으로 중력의 중심 위치를 포함하는 XY 평면에 평행한 평면으로 중량 소거 디바이스 (40) 에 작용하기 때문에, 이동방향에 직교하는 축 둘레의 모멘트 (피칭 모멘트) 는 작용하지 않는다.The weight erasing device 40 is mechanically connected to the X coarse motion stage 23X via the plurality of interlink devices 45. The Z position of the plurality of crosslink devices 45 approximately coincides with the position of the center of gravity in the Z-axis direction of the weight erasing device 40. The interlink device 45 comprises a thin steel plate parallel to the XY plane, also called a flexure device. Interlink device 45 (interlink devices 45 on the + Y side and the -Y side are not shown in FIG. 3 (B), see FIG. 4) on the + X side of the weight erasing device 40, The X coarse stage 23X and the housing 41 of the weight erasing device 40 are connected on the -X side, the + Y side, and the -Y side. Thus, with the X steering stage 23X pulling the weight erasing device 40 through any of the plurality of interlink devices 45, the weight erasing device 40 is integral with the X steering stage 23X. In general, it moves in the X-axis direction or the Y-axis direction. Thereby, since the attractive force acts on the weight erasing device 40 in a plane parallel to the XY plane including the center position of gravity in the Z-axis direction, the moment (pitching moment) about the axis orthogonal to the moving direction is applied. I never do that.

부가적으로, 레벨링 디바이스 (57) 및 상호링크 디바이스 (45) 의 중량 소거 디바이스 (40) 에 대한 세부 내용들이 미국 특허 출원 공개 공보 제 2010/0018950 호에 개시되어 있다.Additionally, details of the weight erasing device 40 of the leveling device 57 and the interlink device 45 are disclosed in US Patent Application Publication No. 2010/0018950.

도 3(A) 에 도시된 바와 같이, X 가이드 (102) 는 YZ 단면이 역U자형이고 및 길이 방향이 X-축 방향에 있는 부재 (도 5 참조) 및 복수의 리브들 (102b) 로 구성된 가이드 본체부 (102a) 를 포함한다. X 가이드 (102) 는 위에 설명된 한 쌍의 베드들 (12) 위 (+Z 측) 에 배치되고, 한 쌍의 베드들 (12) 을 횡단한다. X 가이드 (102) 의 길이 (길이 방향 (X-축 방향) 에서의 치수) 는 한 쌍의 베드들 (12) 사이의 갭의 X-축 방향의 치수와, X-축 방향에서의 소정의 거리에 배치된 한 쌍의 베드들 (12) 각각의 X-축 방향 치수의 합보다 다소 크게 설정된다. 따라서, 도 2 에 도시된 바와 같이, X 가이드 (102) 의 +X 측의 에지부는 +X 측에서는 베드 (12) 의 +X 측의 에지부보다 +X 측으로 (베드 (12) 의 외측으로) 더 많이 돌출되어 있고, X 가이드 (102) -X 측 의 에지부는 -X 측에서는 베드 (12) 의 -X 측의 에지부보다 -X 측으로 (베드 (12) 의 외부로) 더 많이 돌출되어 있다.As shown in Fig. 3A, the X guide 102 is composed of a member (see Fig. 5) and a plurality of ribs 102b whose YZ cross section is inverted U-shaped and the longitudinal direction is in the X-axis direction. And a guide main body portion 102a. The X guide 102 is disposed above the pair of beds 12 described above (+ Z side) and traverses the pair of beds 12. The length (dimensions in the length direction (X-axis direction)) of the X guide 102 is the dimension in the X-axis direction of the gap between the pair of beds 12 and a predetermined distance in the X-axis direction. It is set somewhat larger than the sum of the X-axis dimensions of each of the pair of beds 12 disposed in the. Thus, as shown in FIG. 2, the edge portion on the + X side of the X guide 102 is more on the + X side (outside of the bed 12) than on the edge portion on the + X side of the bed 12 on the + X side. It protrudes a lot, and the edge portion of the X guide 102 -X side protrudes more to the -X side (outside of the bed 12) than the edge portion of the -X side of the bed 12 on the -X side.

가이드 본체부 (102a) 의 상부면 (+Z 측의 면) 은 XY 평면과 평행하고 그 평편도는 매우 높다. 가이드 본체부 (102a) 의 상부면에는, 중량 소거 디바이스 (40) 가 복수의 베이스 패드 (44) 를 통하여 비접촉 상태로 탑재되어 있다. 가이드 본체부 (102a) 의 상부면은 표면이 수평면과 평행하도록 양호한 정확도로 조정되고 중량 소거 디바이스 (40) 가 이동할 때 가이드면으로서 기능한다. 가이드 본체부 (102a) 의 길이 (길이 방향에서의 치수) 는 X-축 방향으로 중량 소거 디바이스 (40)(즉, X 조동 스테이지 (23X)) 의 이동가능량보다 다소 길게 설정된다. 가이드 본체부 (102a) 의 폭 (Y-축 방향에서의 치수) 은 가이드 본체부 (102a) 가 복수의 베이스 패드들 (44) 모두의 베어링 면들을 향할 수 있도록 하는 치수로 설정된다. 추가로, 가이드 본체부 (102a) 의 길이 방향에서의 양단부들은 YZ 평면과 평행한 플레이트 형상 부재들에 의해 차단된다.The upper surface (surface on the side of + Z) of the guide main body portion 102a is parallel to the XY plane and its flatness is very high. On the upper surface of the guide main body portion 102a, the weight erasing device 40 is mounted in a non-contact state via the plurality of base pads 44. The upper surface of the guide body portion 102a is adjusted with good accuracy so that the surface is parallel to the horizontal surface and functions as a guide surface when the weight erasing device 40 moves. The length (dimensions in the longitudinal direction) of the guide main body portion 102a is set somewhat longer than the movable amount of the weight erasing device 40 (ie, the X coarse motion stage 23X) in the X-axis direction. The width (dimensions in the Y-axis direction) of the guide body portion 102a is set to a dimension such that the guide body portion 102a can face the bearing surfaces of all of the plurality of base pads 44. In addition, both ends in the longitudinal direction of the guide main body portion 102a are blocked by plate-shaped members parallel to the YZ plane.

복수의 리브들 (102b) 각각은 YZ 평면과 평행한 플레이트 형상 부재로 구성되고 X-축 방향으로 소정의 거리로 이격되어 제공된다. 복수의 리브들 (102b) 은 가이드 본체부 (102a) 의 한 쌍의 대향면들 및 천장면에 각각 접속되어 있다. 이 경우에, 복수의 리브들 (102b) 을 포함하는 X 가이드 (102) 를 포함한 재료 및 제조 방법은 특히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어, X 가이드 (102) 가 철 등을 이용하여 주조 형성된 경우, X 가이드 (102) 가 석재 (예를 들어, 가브로 (gabbro)) 로 형성되는 경우, 또는 X 가이드 (102) 가 세라믹 또는 CFRP (Carbon Fiber Reinforced Plastics) 재료로 형성되는 경우, 가이드 본체부 (102a) 및 복수의 리브들 (102b) 이 일체적으로 형성된다. 그러나, 가이드 본체부 (102a) 및 복수의 리브들 (102b) 은 별개의 부재들일 수 있으며, 복수의 리브들 (102b) 이 용접에 의해 가이드 본체부 (102a) 에 접속될 수 있다. 부가적으로, X 가이드 (102) 는 고체 부재 또는 그 하부면측이 폐쇄되어 있는 박스 형상으로 구성될 수 있다.Each of the plurality of ribs 102b is composed of a plate-like member parallel to the YZ plane and provided at a predetermined distance in the X-axis direction. The plurality of ribs 102b are connected to the pair of opposing surfaces and the ceiling surface of the guide body portion 102a, respectively. In this case, the material and manufacturing method including the X guide 102 including the plurality of ribs 102b are not particularly limited, but, for example, when the X guide 102 is cast formed using iron or the like , When the X guide 102 is formed of stone (eg, gabbro), or when the X guide 102 is formed of ceramic or Carbon Fiber Reinforced Plastics (CFRP) material, 102a) and the plurality of ribs 102b are integrally formed. However, the guide body portion 102a and the plurality of ribs 102b may be separate members, and the plurality of ribs 102b may be connected to the guide body portion 102a by welding. In addition, the X guide 102 may be configured in a box shape in which the solid member or the lower surface side thereof is closed.

복수의 리브들 (102b) 각각의 하단부에는, 롤링 바디(예를 들어, 복수의 볼들) 를 포함하는 Y 슬라이더 (71B) 가 위에 설명된 한 쌍의 베드들 (12) 각각의 상부면에 고정된 Y 리니어 가이드 (71A) 에 슬라이드가능하게 고정된다. 부가적으로, 도 4 에 도시된 바와 같이, 복수의 (실시형태에서, 예를 들어, 하나의 Y 리니어 가이드 (71A) 당 2개의) Y 슬라이더들 (71B) 이 소정의 거리에서 Y 축 방향으로 고정된다. 가이드 본체부 (102a) 의 상부면의 평편도 조정은 복수의 리브들 (102b) 과 Y 슬라이더들 (71B) 사이에 심을 적절하게 삽입함으로써 수행되어야 한다.At the lower end of each of the plurality of ribs 102b, a Y slider 71B comprising a rolling body (eg, a plurality of balls) is fixed to the top surface of each of the pair of beds 12 described above. It is slidably fixed to the Y linear guide 71A. Additionally, as shown in FIG. 4, a plurality of (in one embodiment, for example, two per one Y linear guide 71A) Y sliders 71B in the Y axis direction at a predetermined distance. It is fixed. The flatness adjustment of the upper surface of the guide body portion 102a should be performed by appropriately inserting a shim between the plurality of ribs 102b and the Y sliders 71B.

도 2 에 도시된 바와 같이, X 가이드 (102) 의 길이 방향에서의 양단부들에 제공된 위에 설명된 플레이트 형상 부재들에 대해, X 가이드들 (102) 각각을 Y-축 방향으로 소정의 스트로크로 구동시키는 Y 리니어 모터 (82) (도 7 을 참조) 의 엘리먼트인 Y 가동자들 (72A) 이 고정된다 (도 4 참조). 부가적으로, 명료화를 위하여, 소정의 클리어런스 (공간/갭) 를 개재하여 위에 설명된 한 쌍의 Y 고정자들 (73)(도 3(C) 를 참조) 의 각각을 대향하는 플레이트 (76) 는 도 4 에 나타내지 않는다. 각각의 Y 가동자 (72A) 는 나타내지 않은 코일 유닛을 갖는다. X 가이드 (102) 는 Y 고정자 (73) 및 Y 가동자 (72A) 를 각각 포함하는 한 쌍의 Y 리니어 모터 (82) 에 의해 Y-축 방향으로 소정의 스트로크로 구동된다. 즉, 본 실시형태에서, Y-축 방향으로 X 가이드 (102) 를 구동시키는 한 쌍의 Y 리니어 모터 (82) 및 Y 조동 스테이지 (23Y) 를 Y-축 방향으로 구동시키는 Y 리니어 모터 (YDM) 는 각각 고정자 (73) 를 공동으로 이용한다.As shown in FIG. 2, with respect to the plate-shaped members described above provided at both ends in the longitudinal direction of the X guide 102, each of the X guides 102 is driven at a predetermined stroke in the Y-axis direction. The Y movers 72A, which are the elements of the Y linear motor 82 (see FIG. 7), which are allowed to be fixed, are fixed (see FIG. 4). Additionally, for the sake of clarity, the plate 76 facing each of the pair of Y stators 73 described above (see FIG. 3 (C)) via a given clearance (space / gap) is It is not shown in FIG. Each Y mover 72A has a coil unit not shown. The X guide 102 is driven at a predetermined stroke in the Y-axis direction by a pair of Y linear motors 82 each including a Y stator 73 and a Y mover 72A. That is, in this embodiment, the Y linear motor YDM for driving the pair of Y linear motors 82 and the Y coarse motion stage 23Y in the Y-axis direction to drive the X guide 102 in the Y-axis direction Respectively use the stator 73 jointly.

추가로, 나타내지 않았지만, 위에 설명된 한 쌍의 베드들 (12) 중 하나에는, 주기 방향이 Y-축 방향인 Y 스케일이 고정되고 X 가이드 (102) 에 대해 Y 스케일과 함께 X 가이드 (102) 의 Y-축 방향에서의 위치 정보를 획득하는 Y 리니어 인코더 시스템 (104)(도 7 을 참조) 을 구성하는 인코더 헤드가 고정된다. X 가이드 (102) 및 Y 조동 스테이지 (23Y) 는 위에 설명된 인코더 헤드의 출력에 기초하여 주제어기 (50)(도 7 을 참조) 에 의해 Y-축 방향으로 동기 구동된다 (그러나, Y 위치는 필요에 따라 개별적으로 제어될 수 있음).In addition, although not shown, in one of the pair of beds 12 described above, the Y guide with a Y scale relative to the X guide 102 is fixed with a Y scale whose periodic direction is the Y-axis direction. The encoder head constituting the Y linear encoder system 104 (see FIG. 7) for obtaining positional information in the Y-axis direction of is fixed. The X guide 102 and the Y coarse motion stage 23Y are synchronously driven in the Y-axis direction by the main controller 50 (see FIG. 7) based on the output of the encoder head described above (however, the Y position is Can be individually controlled as required).

위의 설명에 더하여, 기판 홀더 (PH) 의 상부면에는, 길이 방향이 Y-축 방향에 있는 직사각형 플랫 패널 형상 마크 플레이트 (나타내지 않음) 가 고정된다. 이 마크 플레이트의 높이는 그 표면이 기판 홀더 (PH) 에 배치된 기판 (P) 의 표면과 실질적으로 동일 평면이도록 설정된다. 그리고 마크 플레이트의 표면에는, 복수의, 본 경우에 6 개의 기준 마크들 (나타내지 않음) 이 Y 축 방향으로 평행하게 형성된다.In addition to the above description, a rectangular flat panel shaped mark plate (not shown) is fixed to the upper surface of the substrate holder PH in the longitudinal direction in the Y-axis direction. The height of this mark plate is set so that its surface is substantially coplanar with the surface of the substrate P disposed in the substrate holder PH. And on the surface of the mark plate, a plurality, in this case six reference marks (not shown), are formed in parallel in the Y axis direction.

추가로, 6 개의 기준 마크들 각각의 하방 (-Z 측) 에서의 기판 홀더 (PH)(미동 스테이지 (21)) 내부에는, 6 개의 마크 이미지 검출 시스템 (MD1 내지 MD6)(도 7을 참조) 이 (CCD 와 같은) 이미징 디바이스와 렌즈 시스템을 포함하여 위치된다. 이들 마크 이미지 검출 시스템 (MD1 내지 MD6) 은 5개의 투영 광학계들과 렌즈 시스템들 각각에 의해 만들어진 마스크 (M) 상의 정렬 마크들의 투영된 이미지들과, 렌즈 시스템에 의해 형성된 기준 마크들 (나타내지 않음) 의 이미지들을 동시에 검출하고 기준으로서 기준 마크들의 이미지들의 위치를 이용하여 정렬 마크들의 이미지들의 위치를 계측한다. 계측 결과들은 주제어기 (50) 에 제공되고 마스크 (M) 의 정렬 (마스크 정렬) 등에 이용된다.In addition, inside the substrate holder PH (microscopic stage 21) under each of the six reference marks (-Z side), six mark image detection systems MD 1 to MD 6 (FIG. 7) are shown. This includes the imaging device (such as CCD) and the lens system. These mark image detection systems MD1 to MD6 are projected images of alignment marks on the mask M made by the five projection optics and the lens systems, respectively, and reference marks formed by the lens system (not shown). Are simultaneously detected and the position of the images of the alignment marks is measured using the position of the images of the reference marks as a reference. The measurement results are provided to the main controller 50 and used for alignment of the mask M (mask alignment) and the like.

추가로, 노광 장치 (10) 에서, 기판 (P) 에 대한 정렬 마크들과 6개의 기준 마크들을 검출하기 위해 오프-축 방법의 6 개의 정렬 검출 시스템들 (AL1 내지 AL6)(도 7 을 참조) 이 제공된다. 6 개의 정렬 검출 시스템들은 투영 광학계 (PL) 의 +X 측 상에서 Y-축을 따라 순차적으로 배치된다.In addition, in the exposure apparatus 10, six alignment detection systems AL 1 to AL 6 of the off-axis method for detecting alignment marks and six reference marks on the substrate P (FIG. 7). Are provided. Six alignment detection systems are arranged sequentially along the Y-axis on the + X side of the projection optical system PL.

각각의 정렬 검출 시스템으로서, FIA (Field Image Alignment) 시스템의 이미지 프로세싱 타입 센서가 이용된다. FIA 시스템 센서는 예를 들어 타겟 마크에 대해 기판 (P) 상의 레지스트를 감광시키지 않는 광대역 검출광을 조사하고 이미징 캡쳐 디바이스 (CCD) 등을 이용하여 타겟 마크로부터 반사된 광에 의해 수광면 상에 형성된 타겟 마크의 이미지와 인덱스의 이미지 (나타내지 않음) 를 캡쳐한다. 정렬 검출 시스템 (AL1 내지 AL6) 의 검출 결과들은 정렬 신호 프로세싱 시스템 (나타내지 않음) 을 통하여 주제어기 (50) 에 전송된다.As each alignment detection system, an image processing type sensor of a field image alignment (FIA) system is used. The FIA system sensor, for example, irradiates broadband detection light that does not expose the resist on the substrate P to the target mark, and is formed on the light receiving surface by light reflected from the target mark using an imaging capture device (CCD) or the like. Capture the image of the target mark and the image of the index (not shown). The detection results of the alignment detection systems AL 1 to AL 6 are transmitted to the master controller 50 via the alignment signal processing system (not shown).

부가적으로, FIA 시스템 이외에, 대상 마크에 코히어런트 검출 광을 조사하고 대상 마크로부터 발생된 산란광 또는 회절광을 검출하거나 대상 마크 간섭으로부터 발생된 2개의 회절광들 (예를 들어, 동일한 오더) 을 형성하고 간섭 광을 검출하는 정렬 센서가 필요에 따라 독립적으로 또는 결합하여 이용될 수 있다.Additionally, in addition to the FIA system, two diffracted lights (e.g., the same order) are irradiated with a coherent detection light on the target mark and detect scattered or diffracted light generated from the target mark or generated from the target mark interference. Alignment sensors that form and detect interference light can be used independently or in combination as needed.

도 7 은 중앙 컴포넌트로서 노광 장치 (10) 의 제어 시스템으로 구성되고 각각의 컴포넌트들의 전체적인 제어를 수행하는 주제어기 (50) 의 입력/출력 관계들을 나타내는 블록도를 나타낸다. 주제어기 (50) 는 워크스테이션 (또는 마이크로컴퓨터) 등을 포함하고 노광 장치 (10) 의 각각의 부분들에 대한 전체적인 제어를 갖는다.FIG. 7 shows a block diagram showing the input / output relationships of the master controller 50 which is composed of the control system of the exposure apparatus 10 as a central component and performs overall control of the respective components. The master controller 50 includes a workstation (or microcomputer) and the like and has overall control over the respective parts of the exposure apparatus 10.

다음으로, 노광 장치 (10) 에서의 기판 (P) 의 로트 프로세싱을 간단히 설명한다.Next, the lot processing of the substrate P in the exposure apparatus 10 will be briefly described.

복수의 (예를 들어, 50 개의 피스들 또는 100 개의 피스들의) 기판 (P) 으로 구성된 프로세싱을 받는 로트가 노광 장치 (10) 에 인 라인으로 접속된 코터 현상기 (이하, "C/D" 라 함)(나타내지 않음) 에 반입되는 경우, 로트 내의 기판은 레지스트로 순차적으로 코팅되고 캐리어 시스템 (나타내지 않음) 에 의해 노광 장치 (10) 에 반송된다. 추가로, 주제어기 (50) 의 제어하에서, 마스크 (M) 는 나타내지 않은 마스크 캐리어 디바이스 (마스크 로더) 에 의해 마스크 스테이지 (MST) 상에 로딩된 다음, 이전에 설명된 마스크 정렬이 수행된다.A coater developer (hereinafter referred to as " C / D ") connected in line to the exposure apparatus 10 is subjected to a processing lot consisting of a plurality of substrates P (e.g., 50 pieces or 100 pieces). (Not shown), the substrate in the lot is sequentially coated with a resist and conveyed to the exposure apparatus 10 by a carrier system (not shown). In addition, under the control of the master controller 50, the mask M is loaded on the mask stage MST by a mask carrier device (mask loader) not shown, and then the mask alignment described previously is performed.

그 후, 레지스트가 도포된 기판 (P) 이 기판 홀더 (PH) 상에 로딩될 경우, 주제어기 (50) 는 정렬 검출 시스템 (AL1 내지 AL6) 을 이용하여 기판 홀더 (PH) 에 대한 기준 마크들을 검출하고 베이스 라인 계측을 수행한다.Then, when the resist-coated substrate P is loaded onto the substrate holder PH, the master controller 50 uses the alignment detection system AL 1 to AL 6 as a reference to the substrate holder PH. Detect marks and perform baseline measurements.

그 후, 주제어기 (50) 는 정렬 검출 시스템 (AL1 내지 AL6) 을 이용하여, 앞의 이전 층 또는 층들의 노광시에 기판 (P) 상의 패턴과 함께 전사되어 형성된 복수의 정렬 마크들을 검출하고 기판 (P) 의 정렬을 수행한다.Subsequently, the master controller 50 detects the plurality of alignment marks formed by being transferred together with the pattern on the substrate P upon exposure of the previous previous layer or layers, using the alignment detection system AL 1 to AL 6 . And alignment of the substrate P is performed.

기판 (P) 의 정렬이 완료된 후, 주제어기 (50) 는 이전에 설명된 주사 노광에 의해 기판 (P) 상의 복수의 샷 영역들 상으로 마스크 (M) 의 패턴을 순차적으로 전사하는 스텝 앤드 스캔 방법에 의해 노광 동작을 수행한다. 이 노광 동작이 스텝 앤드 스캔 방법에 의한 통상의 노광 동작과 유사하기 때문에, 이에 대한 설명은 생략된다.After the alignment of the substrate P is completed, the main controller 50 sequentially transfers the pattern of the mask M onto the plurality of shot regions on the substrate P by the previously described scanning exposure. The exposure operation is performed by the method. Since this exposure operation is similar to the normal exposure operation by the step-and-scan method, the description thereof is omitted.

이하, 위에 설명된 스탭 앤드 스캔 방법에 의한 노광 동작에 있어서, 노광 프로세싱이 기판 (P) 상에 제공된 복수의 샷 영역들에 순차적으로 수행된다. 기판 (P) 은 주사 동작시 X-축 방향으로 소정의 스트로크로 일정 속도 (이하 X 주사 동작이라 함) 에서 구동되고 스텝 동작시 X-축 방향 및/또는 Y-축 방향으로 적절하게 구동된다 (이하 각각 X 스텝 동작 및 Y 스텝 동작이라 한다). Hereinafter, in the exposure operation by the step-and-scan method described above, the exposure processing is sequentially performed on the plurality of shot regions provided on the substrate P. FIG. The substrate P is driven at a constant speed (hereinafter referred to as the X scanning operation) at a predetermined stroke in the X-axis direction during the scanning operation and suitably driven in the X-axis direction and / or the Y-axis direction during the step operation ( Hereinafter referred to as X step operation and Y step operation).

기판 (P) 이 X 주사 동작 및 X 스텝 동작시 X-축 방향으로 이동되는 경우, 기판 스테이지 (PST) 에서, X 조동 스테이지 (23X) 가 X 리니어 인코더 시스템 (EX) 의 계측값들에 기초한 주제어기 (50) 로부터의 명령에 따라 Y 조동 스테이지 (23Y) 상에서 X-축 방향으로 구동되고, 미동 스테이지 (21) 는 기판 간섭계 시스템 (92) 의 계측값들에 기초한 주제어기 (50) 로부터의 명령에 따라 복수의 X 보이스 코일 모터 (18X) 에 의해 X 조동 스테이지 (23X) 에 대해 동기 구동된다. 추가로, X 조동 스테이지 (23X) 가 X-축 방향으로 이동하는 경우, X 조동 스테이지 (23X) 는 중량 소거 디바이스 (40) 를 풀링하여, X 조동 스테이지 (23X) 와 함께 중량 소거 디바이스 (40) 를 X-축 방향으로 이동시킨다. 이에 의해, 중량 소거 디바이스 (40) 는 X 가이드 (102) 상에서 이동한다. 부가적으로, 위에 설명된 X 주사 동작 및 X 스텝 동작 시에, 미동 스테이지 (21) 가 Y-축 방향 및/또는 X 조동 스테이지 (23X) 에 대한 θz 방향으로 미세 구동되는 경우가 있을 수 있지만, 중량 소거 디바이스 (40) 의 Y 위치는 변하지 않기 때문에, 중량 소거 디바이스 (40) 는 X 가이드 (102) 상에서만 항상 이동한다.When the substrate P is moved in the X-axis direction during the X scan operation and the X step operation, in the substrate stage PST, the X coarse stage 23X is the main control based on the measured values of the X linear encoder system EX. Driven in the X-axis direction on the Y coarse motion stage 23Y according to the command from the instrument 50, the fine motion stage 21 is commanded from the master controller 50 based on the measured values of the substrate interferometer system 92 According to this, the plurality of X voice coil motors 18X are synchronously driven with respect to the X coarse motion stage 23X. In addition, when the X coarse motion stage 23X moves in the X-axis direction, the X coarse motion stage 23X pulls the weight erasing device 40, together with the X coarse motion stage 23X, to remove the heavy weight device 40. Move in the X-axis direction. Thereby, the weight erasing device 40 moves on the X guide 102. In addition, in the above-described X scanning operation and X step operation, there may be a case where the fine motion stage 21 is finely driven in the Y-axis direction and / or in the θz direction with respect to the X coarse motion stage 23X, Since the Y position of the weight erasing device 40 does not change, the weight erasing device 40 always moves only on the X guide 102.

이와 반대로, Y 스텝 동작 시에, 기판 스테이지 (PST) 에서, Y 조동 스테이지 (23Y) 는 Y 리니어 인코더 시스템 (EY) 의 측정값들에 기초한 주제어기 (50) 로부터의 명령에 따라 복수의 Y 리니어 모터들 (YDM) 에 의해 한 쌍의 베이스 프레임들 (14) 상에서 Y-축 방향으로 소정의 스트로크로 구동되고, X 조동 스테이지 (23X) 는 이 Y 조동 스테이지 (23Y) 와 일체적으로 Y-축 방향으로 소정의 스트로크로 이동한다. 추가로, 중량 소거 디바이스 (40) 는 X 조동 스테이지 (23X) 와 일체적으로 Y-축 방향으로 소정의 스트로크로 이동한다. 이에 의해, 중량 소거 디바이스 (40) 를 하방으로부터 지지하는 X 가이드 (102) 는 Y 조동 스테이지 (23Y) 와 동기 구동된다. 따라서, 중량 소거 디바이스 (40) 는 X 가이드 (102) 에 의해 하방으로부터 지속적으로 지지된다.On the contrary, in the Y step operation, in the substrate stage PST, the Y coarse motion stage 23Y is subjected to a plurality of Y linear in accordance with an instruction from the main controller 50 based on the measured values of the Y linear encoder system EY. Driven by the motors YDM on the pair of base frames 14 in a predetermined stroke in the Y-axis direction, the X coarse stage 23X integrally with this Y coarse stage 23Y Y-axis Direction at a predetermined stroke. In addition, the weight erasing device 40 moves in a predetermined stroke in the Y-axis direction integrally with the X coarse motion stage 23X. Thereby, the X guide 102 which supports the weight erasing device 40 from below is synchronously driven with the Y coarse motion stage 23Y. Thus, the weight erasing device 40 is continuously supported from below by the X guide 102.

지금까지 설명된 바와 같이, 본 실시형태의 노광 장치 (10) 에 따르면, 중량 소거 디바이스 (40) 는 XY 평면 내의 위치와 무관하게, X 가이드 (102) 에 의해 하방으로부터 지속적으로 지지된다. X 가이드 (102) 가 주사 방향으로 연장되고 좁은 폭을 갖는 플레이트 형상 부재로 구성되기 때문에, 기판 스테이지 디바이스 (PST) 의 중량은 예를 들어, 중량 소거 디바이스 (40) 의 전체 이동 범위를 커버하는 넓은 가이드 면을 갖는 가이드 부재 (예를 들어, 석재 부재에 의해 형성된 표면 플레이트) 가 사용되는 경우에 비해 감소될 수 있다. 추가로, 넓은 가이드 면을 갖는 가이드 부재의 캐리지 및 프로세싱은 기판이 대형인 경우에 어렵게 되지만, X 가이드 (102) 가 X-축 방향으로 연장되는 밴드형상 가이드 면을 갖는 좁은 폭의 플레이트 형상 부재로 구성되기 때문에 본 실시형태의 X 가이드 (102) 에 대해 프로세싱 및 캐리지가 쉬워진다.As explained so far, according to the exposure apparatus 10 of the present embodiment, the weight erasing device 40 is continuously supported from below by the X guide 102 regardless of the position in the XY plane. Since the X guide 102 is composed of a plate-shaped member extending in the scanning direction and having a narrow width, the weight of the substrate stage device PST is wide, for example, to cover the entire moving range of the weight erasing device 40. A guide member having a guide face (for example, a surface plate formed by the stone member) can be reduced as compared with the case where it is used. In addition, the carriage and processing of the guide member having a wide guide face becomes difficult when the substrate is large, but with a narrow width plate-shaped member having a band-shaped guide face in which the X guide 102 extends in the X-axis direction. Because of the configuration, processing and carriage becomes easy with respect to the X guide 102 of the present embodiment.

추가로, X-축 방향으로 연장되는 부재인 X 가이드 (102) 는 한 쌍의 베드들 (12) 에 의해 복수의 지점에서 하방으로부터 지지되기 때문에, 이는 X 가이드 (102) 의 자체 중량 또는 중량 소거 디바이스 (40) 의 하중에 의해 야기되는 휘어짐을 억제한다. 추가로, 2개의 베드들 (12) 이 이용되기 때문에, 베드들 (12) 각각의 크기 및 중량이 하나의 베드 (12) 가 이용된 경우에 비해 감소될 수 있다. 따라서, 베드 (12) 의 캐리지 및 프로세싱이 쉽게 되고 기판 스테이지 디바이스 (PST) 의 어셈블리 시에 작업성이 또한 나아진다.In addition, since the X guide 102, which is a member extending in the X-axis direction, is supported from below at a plurality of points by the pair of beds 12, this is because of the self weight or weight loss of the X guide 102. Suppression caused by the load of the device 40 is suppressed. In addition, since two beds 12 are used, the size and weight of each of the beds 12 can be reduced compared to the case where one bed 12 is used. Thus, the carriage and processing of the bed 12 is facilitated and workability is also improved upon assembly of the substrate stage device PST.

추가로, X 가이드 (102), 및 X 가이드 (102) 를 Y 축 방향으로 안내하는 한 쌍의 베드들 (12) 은 리브 구조를 갖기 때문에, X 가이드 (102) 및 한 쌍의 베드들 (12) 은 가볍고 Z-축 방향으로의 강성이 또한 쉽게 보장될 수 있다. 따라서, 기판 스테이지 디바이스 (PST) 를 어셈블리하는 동작의 작업성이 넓은 가이드 면을 갖는 가이드 부재가 이용되는 경우에서보다 더 양호하다.In addition, since the X guide 102 and the pair of beds 12 that guide the X guide 102 in the Y-axis direction have a rib structure, the X guide 102 and the pair of beds 12 ) Is light and the rigidity in the Z-axis direction can also be easily ensured. Therefore, the workability of the operation of assembling the substrate stage device PST is better than when the guide member having a wide guide face is used.

추가로, 중량 소거 디바이스 (40) 가 X 가이드 (102) 상에서 비접촉 방식으로 지지되기 때문에, 중량 소거 디바이스 (40) 를 이동시킬 때 발생하는 진동이 X 가이드 (102) 로 진행하지 않는다. 따라서, 진동이 예를 들어, X 가이드 (102), 한 쌍의 기판 스테이지 (12), 기판 스테이지 마운팅 (19) 등을 통하여 투영 광학계 (PL) 로 진행하지 않으며, 이는 노광 동작이 고정밀도로 수행되도록 허용한다. 추가로, X 가이드 (102) 가 한 쌍의 베이스 프레임들 (14) 에 고정된 Y 고정자 (73) 를 포함한 한 쌍의 Y 리니어 모터 (82) 에 의해 Z-축 방향으로 무게 중심 근방에서 구동되기 때문에 X-축 주변의 모멘트 (피칭 모멘트) 가 생성되지 않고 구동 작용력이 기판 스테이지 마운팅 (19) 으로 진행하지 않는다. 따라서, 노광 동작이 고정밀도로 수행될 수 있다.In addition, since the weight erasing device 40 is supported in a non-contact manner on the X guide 102, the vibration generated when moving the weight erasing device 40 does not proceed to the X guide 102. Thus, vibration does not proceed to the projection optical system PL, for example, through the X guide 102, the pair of substrate stages 12, the substrate stage mounting 19, etc., so that the exposure operation is performed with high precision. Allow. In addition, the X guide 102 is driven near the center of gravity in the Z-axis direction by a pair of Y linear motors 82 including a Y stator 73 fixed to a pair of base frames 14. Therefore, no moment (pitching moment) around the X-axis is generated and the driving force does not proceed to the substrate stage mounting 19. Therefore, the exposure operation can be performed with high precision.

추가로, X 가이드 (102) 의 Y 축 방향에서의 이동이 고정밀도의 위치 결정 정확도가 불필요한 위에 설명된 Y 스텝 동작시에 수행되기 때문에, 리니어 가이드 디바이스의 마찰 저항 또는 구동에 의한 모멘트가 중량 소거 디바이스 (40) 또는 X 가이드 (102) 에 작용하는 경우에도 위에 설명된 모멘트로 인하여 발생된 진동이 Y 스텝 동작 후 X 주사 동작시까지 수렴될 수 있다. 추가로, Y-방향으로의 X 가이드 (102) 의 구동에 의해 요잉 이동 (Z-축 둘레의 모멘트) 이 X 가이드 (102) 를 구동하는데 이용된 한 쌍의 Y 리니어 모터 (82) 의 구동력 차이에 의해 엄격하게 제어되고 억제될 수 있다.In addition, since the movement in the Y-axis direction of the X guide 102 is performed during the Y step operation described above where high-precision positioning accuracy is unnecessary, the moment due to frictional resistance or driving of the linear guide device is eliminated by weight. Even when acting on the device 40 or the X guide 102, the vibration generated due to the moment described above can converge from the Y step operation to the X scanning operation. In addition, the driving force difference of the pair of Y linear motors 82 in which the yawing movement (the moment around the Z-axis) is driven by the driving of the X guide 102 in the Y-direction is used to drive the X guide 102. Can be strictly controlled and suppressed.

추가로, 본 실시형태의 조동 스테이지 (23) (XY 스테이지 디바이스) 가 Y 조동 스테이지 (23Y) 에 배치된 X 조동 스테이지 (32X) 로 구성되기 때문에, 주사 방향으로서 역할을 하는 X-축 방향으로 긴 스트로크로 이동하는 X 조동 스테이지 (23X) 의 관성 질량이 예를 들어, Y 조동 스테이지가 X 조동 스테이지에 배치된 구성을 갖는 통상적인 XY 스테이지 디바이스보다 더 작다. 따라서, X 주사 동작 시에 플로어 (플로어 면)(F) 이 조동 스테이지 (23) 를 통하여 수용하는 구동 작용력이 보다 작아진다. 그 결과, X 주사 동작 시에, 전체 시스템에 영향을 주는 플로어 진동이 억제될 수 있다. 이와 반대로, Y 조동 스테이지 (23Y) 가 Y-축 방향으로 이동하는 경우의 구동 질량 및 구동 작용력은 위에 설명된 통상의 XY 스테이지 디바이스보다 더 크게 되지만, 이동이 고정밀도의 위치 결정 정확도를 필요로 하지 않는 Y 스텝 동작이기 때문에 노광 동작이 플로어 진동에 의한 작용을 덜 받는다.Furthermore, since the coarse motion stage 23 (XY stage device) of this embodiment is comprised by the X coarse motion stage 32X arrange | positioned at the Y coarse motion stage 23Y, it is long in the X-axis direction which serves as a scanning direction. The inertial mass of the X coarse motion stage 23X moving in the stroke is smaller than a conventional XY stage device having, for example, a configuration in which the Y coarse motion stage is disposed in the X coarse motion stage. Therefore, the driving force which the floor (floor surface) F accommodates through the coarse motion stage 23 at the time of X scan operation becomes small. As a result, in the X scan operation, the floor vibration affecting the entire system can be suppressed. In contrast, the driving mass and driving force when the Y coarse motion stage 23Y moves in the Y-axis direction are larger than those of the conventional XY stage device described above, but the movement does not require high precision positioning accuracy. Since the Y step operation is not performed, the exposure operation is less affected by the floor vibration.

추가로, 조동 스테이지 (23) 에 있어서, Y 조동 스테이지 (23Y) 가 갖는 한 쌍의 X 빔들 (101) 각각의 X 방향에서의 중간부는 한 쌍의 베드들 (12) 사이에 위치된 보조 가이드 프레임 (103) 에 의해 지지되며, 이는 X 조동 스테이지 (23X) 의 하중 또는 자체중량에 의해 일어나는 휘어짐을 억제한다. 따라서, 한 쌍의 X 빔들 (101) 상에 고정된 X 리니어 가이드들 (80A) 의 직진 (straightness) 정확도가 향상될 수 있고 이는 X 조동 스테이지 (23X) 가 고정밀도로 X-축 방향으로 직진하여 진행하여 안내되도록 허용한다. 추가로, 한 쌍의 X 빔들 (101) 각각은 양단부들만이 지지되는 경우에 비해 휘어짐에 대한 강성을 보장하는 펌 구조 (바람직하게는 정교 부재) 를 필요로 하지 않는다.In addition, in the coarse motion stage 23, the intermediate portion in the X direction of each of the pair of X beams 101 of the Y coarse motion stage 23Y is located between the auxiliary guide frames located between the pair of beds 12. Supported by 103, this suppresses warpage caused by the load or the weight of the X coarse motion stage 23X. Thus, the straightness accuracy of the X linear guides 80A fixed on the pair of X beams 101 can be improved, which proceeds with the X coarse motion stage 23X going straight in the X-axis direction with high precision. Allow to be guided by In addition, each of the pair of X beams 101 does not require a firm structure (preferably an elaborate member) that ensures rigidity against bending as compared to the case where only both ends are supported.

- 제 2 실시형태 Second embodiment

다음으로, 본 발명의 제 2 실시형태를, 도 8 내지 도 13 을 참조로 설명한다. 여기에서, 이전에 설명된 제 1 실시형태에서의 컴포넌트들과 동일 또는 유사한 컴포넌트들에 대해서는 동일 또는 유사한 도면 부호가 이용되며, 상세한 설명 전반에 걸쳐 생략 또는 간략화된다.Next, 2nd Embodiment of this invention is described with reference to FIGS. Here, the same or similar reference numerals are used for the same or similar components as those in the first embodiment described previously, and are omitted or simplified throughout the detailed description.

도 8 은 제 2 실시형태에 대한 노광 장치 (110) 의 구성을 개략적으로 나타낸다. 노광 장치 (110) 는 액정 디스플레이 디바이스 (플랫 패널 디스플레이) 에 이용된 기판 (P) 이 노광 대상으로서 역할을 하는 스탭 앤드 주사 방법 또는 소위 스캐너에 의한 투영 노광 장치이다.8 schematically shows a configuration of the exposure apparatus 110 according to the second embodiment. The exposure apparatus 110 is a projection exposure apparatus by a step-and-scan method or a so-called scanner in which the substrate P used in the liquid crystal display device (flat panel display) serves as an exposure target.

도 9 는 도 8 의 노광 장치 (110) 가 갖는 기판 스테이지 디바이스 (PST) 의 평면도를 나타내며 도 10 은 도 9 의 라인 D-D 의 단면도를 나타낸다. 추가로, 도 11 은 미동 스테이지를 제외한 기판 스테이지 디바이스의 평면도 (도 10 의 라인 E-E 의 단면도) 를 나타내며, 도 12 는 도 9 에서의 라인 F-F 의 단면도를 나타낸다. 추가로, 도 13 은 기판 스테이지 디바이스 (PST) 가 갖는 중량 소거 디바이이스의 단면도를 나타낸다.9 is a plan view of the substrate stage device PST included in the exposure apparatus 110 of FIG. 8, and FIG. 10 is a cross-sectional view of the line D-D of FIG. 9. In addition, FIG. 11 shows a plan view (sectional view of the line E-E of FIG. 10) except for the fine motion stage, and FIG. 12 shows the sectional view of the line F-F in FIG. In addition, FIG. 13 shows a cross-sectional view of the weight erasing device of the substrate stage device PST.

도 8 내지 도 13 과, 이전에 설명된 제 1 실시형태에 대한 도 1 내지 도 6 을 비교할 경우 알 수 있는 바와 같이, 제 2 실시형태에 대한 노광 장치 (110) 에서는, 기판 스테이지 디바이스 (PSTa) 가 기판 스테이지 디바이스 (PST) 대신에 제공되는 점에서 노광 장치 (10) 와 상이하다.As can be seen when comparing FIGS. 8 to 13 with FIGS. 1 to 6 for the first embodiment described above, in the exposure apparatus 110 for the second embodiment, the substrate stage device PSTa is used. Is different from the exposure apparatus 10 in that is provided instead of the substrate stage device PST.

기판 스테이지 디바이스 (PSTa) 의 전체 구성이 기판 스테이지 디바이스 (PST) 와 유사하지만, 중량 소거 디바이스 (40') 가 중량 소거 디바이스 (40) 대신에 제공되고, X 가이드 (102) 의 구동 시스템의 구성의 일부가 기판 스테이지 디바이스 (PST) 와 상이하다는 등과 같은 몇몇 특징이 기판 스테이지 디바이스 (PST) 와 상이하다. 하기 설명은 차이점에 주로 초점을 맞춘다.Although the overall configuration of the substrate stage device PSTa is similar to the substrate stage device PST, the weight erasing device 40 'is provided in place of the weight erasing device 40, and the configuration of the drive system of the X guide 102 is different. Some features are different from substrate stage device PST, such as some being different from substrate stage device PST. The following description focuses primarily on the differences.

기판 스테이지 디바이스 (PSTa) 에 있어서, 도 8 및 도 10 으로부터 알 수 있는 바와 같이, Y 조동 스테이지 (23Y) 및 X 가이드 (102) 의 Z-축 방향 (수직 방향) 의 위치 (높이 위치) 는 서로 부분적으로 오버랩한다.In the substrate stage device PSTa, as can be seen from FIGS. 8 and 10, the positions (height positions) of the Y coarse motion stage 23Y and the X-axis direction (vertical direction) of the X guide 102 are mutually different. Partially overlap.

자세히 말하면, 기판 스테이지 디바이스 (PSTa) 에 있어서, 도 8 및 도 10 에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 X 빔들 (101) 각각의 길이 방향으로의 (양단부 근방의 하부면이 아닌) 양쪽 면들에는, 이전에 설명된 Y 캐리지 (75) 가 고정된다. 즉, Y 조동 스테이지 (23Y) 는 예를 들어, 총 4 개의 Y 캐리지 (75) 를 갖는다. 추가로, +X 측 상의 2개의 Y 캐리지 (75) 의 상부면은 플레이트 (76) 에 의해 기계적으로 접속되어 있고, -X 측 상의 2개의 Y 캐리지 (75) 의 상부면은 플레이트 (76) 에 의해 유사하게 기계적으로 접속되어 있다. 부가적으로, 명료화를 위하여, 플레이트 (76) 는 도 11 에 나타내지 않는다.Specifically, in the substrate stage device PSTa, as shown in FIGS. 8 and 10, on both sides in the longitudinal direction of each of the pair of X beams 101 (but not on the bottom surface near the both ends), The Y carriage 75 described previously is fixed. That is, the Y coarse motion stage 23Y has, for example, a total of four Y carriages 75. In addition, the upper surfaces of the two Y carriages 75 on the + X side are mechanically connected by the plate 76, and the upper surfaces of the two Y carriages 75 on the −X side are connected to the plate 76. By a similar mechanical connection. In addition, for clarity, the plate 76 is not shown in FIG. 11.

추가로, 중량 소거 디바이스 (40') 에 대해, 예를 들어, 도 10 에 도시된 바와 같이, Z 슬라이더 (43) 및 레벨링 디바이스 (57) 가 일체적으로 고정되어 있는 디바이스의 유형이 이용된다. 중량 소거 디바이스 (40') 는 X 가이드 (102) 에 배치되고 그 하부 1/2 는 X 조동 스테이지 (23X) 의 개구부 내에 삽입된다. 추가로, 도면들의 복잡함을 피하기 위한 관점에서, 도 8, 및 도 10 내지 도 12 에 있어서, 중량 소거 디바이스 (40'), 이하 설명될 레벨링 디바이스 (57) 등이 일반적으로 나타내어진다 (상세한 구성에 대해서는 도 13 을 참조).In addition, for the weight erasing device 40 ', a type of device in which the Z slider 43 and the leveling device 57 are integrally fixed, for example, as shown in FIG. 10 is used. The weight erasing device 40 'is disposed in the X guide 102 and the lower half thereof is inserted into the opening of the X coarse motion stage 23X. In addition, in view of avoiding the complexity of the drawings, in Figs. 8 and 10 to 12, the weight erasing device 40 ', the leveling device 57 and the like to be described below are generally shown (detailed configuration). See FIG. 13).

도 13 에 도시된 바와 같이, 중량 소거 디바이스 (40') 는 하우징 (41), 에어 스프링 (42), Z 슬라이더 (43) 등을 갖는다. 하우징 (41) 은 바닥부를 가지며 그 표면이 +Z 측 상에서 개방되어 있는 실린더형 부재로 구성된다. 하우징 (41) 의 하부면에 대해, 면들이 -Z 측을 향하는 복수의 베이스 패드 (44) 가 부착된다. 하우징 (41) 의 외측벽면에는, 복수의 아암 부재 (47) 가 미동 스테이지 (21) 의 하부면에 고정된 복수의 Z 센서들 (52) 의 타겟 (46) 을 지지하도록 고정된다. 에어 스프링 (42) 은 하우징 (41) 내에 하우징된다. 에어 스프링 (42) 에 대해서는, 압축된 기체가 외부로부터 공급된다. Z 슬라이더 (43) 는 그 높이가 이전에 설명된 제 1 실시형태에 이용된 Z 슬라이더보다 아래에 있는 (더 짧은) Z-축 방향으로 연장된 실린더 부재로 구성된다. Z 슬라이더 (43) 는 하우징 (41) 내에 삽입되고 에어 스프링 (42) 에 배치된다. Z 슬라이더 (43) 는 Z-축 방향으로 이격되어 배치된 XY 평면에 대해 평행한 한 쌍의 플랫 스프링들을 포함하는 평행 플레이트 스프링 디바이스 (48) 에 의해 하우징 (41) 의 내측벽면에 접속된다. 복수의 (예를 들어, 3개 또는 4개의) 평행 플레이트 스프링 디바이스들 (48) 은 예를 들어, 대략 동등하게 이격된 Z 슬라이더 (43) 의 외주변부 (θz 방향) 주위에 제공된다. Z 슬라이더 (43) 는 복수의 플레이트 스프링들의 수평면에 평행한 방향으로 강성 (인장 강성) 에 의해 하우징 (41) 과 일체적으로 XY 평면을 따라 이동한다. 이와 반대로, 플레이트 스프링들의 가요성 (유연도) 으로 인하여, Z 슬라이더 (43) 는 하우징 (41) 에 대하여 Z-축 방향으로 미세 이동가능하다. 평행 플레이트 스프링 디바이스 (48) 가 가진 한 쌍의 플랫 스프링들은 Z-축 방향으로 이격되어 있기 때문에, Z 슬라이더 (43) 의 기울기 (θx 및 θy 방향에서의 회전) 가 억제되고 Z 슬라이더 (43) 는 하우징 (41) 에 대하여 미세 스트로크로 실질적으로 Z-축 방향으로만 이동가능하다.As shown in FIG. 13, the weight erasing device 40 ′ has a housing 41, an air spring 42, a Z slider 43, and the like. The housing 41 is composed of a cylindrical member having a bottom and whose surface is open on the + Z side. To the bottom face of the housing 41, a plurality of base pads 44 with faces facing the -Z side are attached. On the outer wall surface of the housing 41, a plurality of arm members 47 are fixed to support the targets 46 of the plurality of Z sensors 52 fixed to the lower surface of the fine motion stage 21. The air spring 42 is housed in the housing 41. For the air spring 42, compressed gas is supplied from the outside. The Z slider 43 is composed of a cylinder member extending in the Z-axis direction (shorter) whose height is below the Z slider used in the first embodiment described previously. The Z slider 43 is inserted into the housing 41 and disposed in the air spring 42. The Z slider 43 is connected to the inner wall surface of the housing 41 by a parallel plate spring device 48 comprising a pair of flat springs parallel to the XY plane disposed spaced apart in the Z-axis direction. A plurality of (eg three or four) parallel plate spring devices 48 are provided, for example, around the outer periphery (θz direction) of the approximately equally spaced Z slider 43. The Z slider 43 moves along the XY plane integrally with the housing 41 by rigidity (tensile rigidity) in a direction parallel to the horizontal plane of the plurality of plate springs. On the contrary, due to the flexibility (flexibility) of the plate springs, the Z slider 43 is finely movable in the Z-axis direction with respect to the housing 41. Since the pair of flat springs of the parallel plate spring device 48 are spaced in the Z-axis direction, the inclination (rotation in the θx and θy directions) of the Z slider 43 is suppressed and the Z slider 43 is It is only movable in the Z-axis direction substantially in a fine stroke with respect to the housing 41.

레벨링 디바이스 (57) 는 미동 스테이지 (21) 를 경사지게 지지하는 (XY 평면에 대해 θx 및 θy 방향으로 요동가능한) 디바이스이며 상부 1/2는 미동 스테이지 (21) 의 하부면에 형성된 개구부 (21) 를 통하여 미동 스테이지 (21) 내에 삽입된다. 중량 소거 디바이스 (40') 는 Z 슬라이더 (43) 및 레벨링 디바이스 (57) 를 통하여 미동 스테이지 (21) 를 포함하는 시스템의 중량 (중력의 방향이 하방인 힘) 을, 중력의 방향이 에어 스프링 (42) 에 의해 상방으로 발생되는 힘에 의해 무효화 (소거) 시키며, 이는 복수의 Z 보이스 코일 모터들 (18Z) 의 하중을 감소시킨다.The leveling device 57 is a device (swivelable in the θx and θy directions with respect to the XY plane) that supports the fine movement stage 21 in an inclined manner, and the upper half of the leveling device 57 has an opening 21 formed in the lower surface of the fine movement stage 21. It is inserted into the fine motion stage 21 through. The weight erasing device 40 'measures the weight of the system including the fine motion stage 21 (force in the direction of gravity downward) through the Z slider 43 and the leveling device 57, and the direction of gravity in the air spring ( It is invalidated (erased) by the force generated upward by 42), which reduces the load of the plurality of Z voice coil motors 18Z.

레벨링 디바이스 (57) 는 +Z 측 상의 표면이 개방되어 있는 컵 형상 부재로 구성된 레벨링 컵 (49), 내경측으로 삽입될 다면체 부재 (64) 및 레벨링 컵 (49) 의 내측벽면에 부착된 복수의 에어 베어링들 (65) 을 포함한다. 레벨링 컵 (49) 의 하부면은 플레이트 (68) 를 통하여 Z 슬라이더 (43) 의 상부면에 일체적으로 고정된다. 부가적으로, 미동 스테이지 (21) 의 천정면에 대해서는 복수의 누락 방지 디바이스들 (200) 이 레벨링 컵 (49) 이 드롭하는 것을 방지하도록 부착된다. 다면체 부재 (64) 는 삼각뿔 형상 부재로 구성되고 팁이 레벨링 컵 (49) 내에 삽입된다. 다면체 부재 (64) 의 하부면 (+Z 측을 향하는 면) 은 스페이서 (51) 를 개재하여 미동 스테이지 (21) 의 천정면에 고정된다. 예를 들어, 3개의 에어 베어링들 (65) 이 대략 동등하게 θz 둘레에 이격되어 레벨링 컵 (49) 의 내측벽면에 제공된다. 레벨링 디바이스 (57) 는 복수의 에어 베어링들 (65) 로부터 다면체 부재 (64) 의 측면에 압축 기체를 불어냄으로써 미동 스테이지 (21) 를 포함하는 시스템의 회전 중심으로서 역할을 하는 무게 중심 (CG) 과 비접촉 방식으로 극히 작은 클리어런스 (공간/갭) 를 통해 경사가능하게 미동 스테이지 (21) 를 지지한다. 부가적으로, 도 13 에서는, 명료화를 위하여, 예를 들어, 3개의 에어 베어링들 (65) 중에서 2개의 에어 베어링이 단면도가 도시된다 (즉, 레벨링 디바이스 (57)) 에 관하여, 도 13 은 YZ 평면에 대해 평행한 횡단면의 단면도이다).The leveling device 57 is a leveling cup 49 composed of a cup-shaped member having an open surface on the + Z side, a polyhedral member 64 to be inserted into the inner diameter side, and a plurality of air attached to the inner wall surface of the leveling cup 49. Bearings 65. The lower surface of the leveling cup 49 is integrally fixed to the upper surface of the Z slider 43 via the plate 68. In addition, a plurality of anti-missing devices 200 are attached to the ceiling surface of the fine motion stage 21 to prevent the leveling cup 49 from dropping. The polyhedral member 64 is composed of a triangular pyramidal shaped member and a tip is inserted into the leveling cup 49. The lower surface (surface facing the + Z side) of the polyhedral member 64 is fixed to the ceiling surface of the fine movement stage 21 via the spacer 51. For example, three air bearings 65 are provided on the inner wall surface of the leveling cup 49 approximately equally spaced about θz. The leveling device 57 comprises a center of gravity CG which serves as the center of rotation of the system comprising the fine movement stage 21 by blowing compressed gas from the plurality of air bearings 65 to the side of the polyhedral member 64. The fine motion stage 21 is tiltedly supported by an extremely small clearance (space / gap) in a non-contact manner. In addition, in FIG. 13, for the sake of clarity, for example, two air bearings of three air bearings 65 are shown in cross section (ie with respect to the leveling device 57), FIG. Cross section parallel to the plane).

이하, 미동 스테이지 (21) 가 XY 평면에 평행한 방향으로 이동할 경우, 다면체 부재 (64) 가 XY 평면에 대하여 평행한 방향으로 미동 스테이지 (21) 와 일체적으로 이동한다. 이렇게 함으로써, 에어 베어링 (65) 은 에어 베어링 (65) 의 베어링 면과 다면체 부재 (64) 사이에 형성된 기체 필름의 강성 (정압) 에 의해 다면체 부재 (64) 에 의해 푸싱되며, 레벨링 컵 (49) 은 미동 스테이지 (21) 와 동일한 방향으로 이동하도록 미동 스테이지 (21) 를 일체화하게 한다. 그리고, 레벨링 컵 (49) 과 Z 슬라이더 (43) 는 플레이트 (68) 를 통하여 고정되기 때문에, 미동 스테이지 (21) 와 Z 슬라이더 (43) 는 수평면과 평행한 방향으로 일체적으로 이동한다. 추가로, Z 슬라이더 (43) 와 하우징 (41) 은 위에 설명된 바와 같이 복수의 평행 플레이트 스프링 디바이스들 (48) 에 의해 접속되기 때문에, 미동 스테이지 (21) 와 하우징 (41) 은 수평면과 평행한 방향으로 이동한다. 위에 설명된 바와 같이, 미동 스테이지 (21) 와 중량 소거 디바이스 (40') 가 복수의 보이스 코일 모터들 (18X 및 18Y) 에 의해 미세 구동되는 경우를 포함하여, 미동 스테이지 (21) 와 중량 소거 디바이스 (40') 는 항상 XY 평면과 평행한 방향으로 일체적으로 이동한다. 따라서, 제 2 실시형태에서, 이전에 설명된 상호링크 디바이스 (45) 는 중량 소거 디바이스 (40') 와 X 조동 스테이지 (23X) 에 제공되지 않는다.Hereinafter, when the fine motion stage 21 moves in the direction parallel to an XY plane, the polyhedral member 64 moves integrally with the fine motion stage 21 in the direction parallel to an XY plane. By doing so, the air bearing 65 is pushed by the polyhedral member 64 by the rigidity (static pressure) of the gas film formed between the bearing face of the air bearing 65 and the polyhedral member 64, and the leveling cup 49 Makes the fine movement stage 21 integrated so as to move in the same direction as the fine movement stage 21. And since the leveling cup 49 and the Z slider 43 are fixed through the plate 68, the fine motion stage 21 and the Z slider 43 move integrally in the direction parallel to a horizontal plane. In addition, since the Z slider 43 and the housing 41 are connected by a plurality of parallel plate spring devices 48 as described above, the fine motion stage 21 and the housing 41 are parallel to the horizontal plane. Move in the direction of As described above, the fine motion stage 21 and the weight erasing device, including the case where the fine motion stage 21 and the weight erasing device 40 'are finely driven by the plurality of voice coil motors 18X and 18Y. 40 'always moves integrally in the direction parallel to the XY plane. Thus, in the second embodiment, the previously described interlink device 45 is not provided to the weight erasing device 40 'and the X coarse motion stage 23X.

추가로, 제 2 실시형태에서는, Z-축 방향에서의 가이드 본체부 (102a) 의 크기가 Z-축 방향에서의 X 빔 (101) 의 크기와 동일하게 설정된다. 그리고, 도 9, 도 10 및 도 12 로부터 알 수 있는 바와 같이, 가이드 본체부 (102a) 는 한 쌍의 X 빔들 (101) 사이에 삽입된다. 즉, X 가이드 (102) 의 Z 방향 위치 (수직방향에서의 위치) 및 Y 조동 스테이지 (23Y) 의 Z 위치는 서로 부분적으로 오버랩한다.In addition, in the second embodiment, the size of the guide main body portion 102a in the Z-axis direction is set equal to the size of the X beam 101 in the Z-axis direction. And, as can be seen from Figs. 9, 10 and 12, the guide body portion 102a is inserted between the pair of X beams 101. That is, the Z direction position (position in the vertical direction) of the X guide 102 and the Z position of the Y coarse motion stage 23Y partially overlap each other.

기판 스테이지 디바이스 (PSTa) 의 다른 부분의 구성은 이전에 설명된 기판 스테이지 디바이스 (PST) 와 유사하다.The configuration of the other part of the substrate stage device PSTa is similar to the substrate stage device PST described previously.

상술한 방식으로 구성된 노광 장치 (110) 에 있어서, 기판 (P) 이 기판 스테이지 (PSTa) 에서 X 주사 동작 및 X 스텝 동작 시에 X-축 방향으로 이동되는 경우, Y 조동 스테이지 (23Y) 상의 X 조동 스테이지 (23X) 의 구동 및 X 조동 스테이지 (23X) 에 대한 미동 스테이지 (21) 의 동기 구동은 기본적으로, 주제어기 (50) 로부터의 명령들에 따라 제 1 실시형태에서와 같이 수행된다. 그러나, 기판 스테이지 디바이스 (PSTa) 에서, 중량 소거 디바이스 (40') 는 X 조동 스테이지 (23X) 에 의해 풀링되지 않고, 중량 소거 디바이스 (40') 는 미동 스테이지 (21) 와 함께 X-축 방향으로 이동한다. 부가적으로, 위에 설명된 X 주사 동작 및 X 스텝 동작 시에, 미동 스테이지 (21) 가 Y-축 방향으로 미세 구동되고 중량 소거 디바이스 (40') 의 Y 위치가 미세하게 변화하는 경우가 있을 수도 있지만, X 가이드 (102) 의 폭방향의 치수는, 중량 소거 디바이스 (40') 가 Y-축 방향으로 미세 구동되는 경우에도 베이스 패드들 (44) 이 X 가이드 (102) 상방으로부터 떨어지지 않도록 설정된다.In the exposure apparatus 110 configured in the above manner, when the substrate P is moved in the X-axis direction during the X scanning operation and the X step operation in the substrate stage PSTa, the X on the Y coarse motion stage 23Y The drive of the coarse motion stage 23X and the synchronous drive of the fine motion stage 21 with respect to the X coarse motion stage 23X are basically performed as in the first embodiment according to the instructions from the main controller 50. However, in the substrate stage device PSTa, the weight erasing device 40 'is not pulled by the X coarse motion stage 23X, and the weight erasing device 40' together with the fine motion stage 21 in the X-axis direction. Move. In addition, in the above-described X scanning operation and X step operation, there may be a case where the fine motion stage 21 is finely driven in the Y-axis direction and the Y position of the weight erasing device 40 'is slightly changed. However, the dimension in the width direction of the X guide 102 is set so that the base pads 44 do not fall from above the X guide 102 even when the weight erasing device 40 'is finely driven in the Y-axis direction. .

추가로, 기판 스테이지 디바이스 (PSTa) 에서는, Y 스텝 동작 시에, Y-축 방향으로의 Y 조동 스테이지 (23Y) 및 X 조동 스테이지 (23X) 에서의 구동, 및 X 조동 스테이지 (23X) 에 대한 미동 스테이지 (21) 의 동기 구동은 기본적으로, 주제어기 (50) 로부터의 명령에 따라 제 1 실시형태에서와 같이 수행된다. 그러나, 기판 스테이지 디바이스 (PSTa) 에서, 중량 소거 디바이스 (40') 는 미동 스테이지 (21) 와 함께 Y-축 방향으로 이동한다. 이렇게 함으로써, 중량 소거 디바이스 (40') 를 하방으로부터 지지하는 X 가이드 (102) 는 Y 조동 스테이지 (23Y) 와 동기 구동된다. 따라서, 중량 소거 디바이스 (40') 는 항상 X 가이드 (102) 에 의해 하방으로부터 지지된다.Furthermore, in the substrate stage device PSTa, the drive in the Y coarse motion stage 23Y and the X coarse motion stage 23X in the Y-axis direction during the Y step operation, and the fine motion with respect to the X coarse motion stage 23X Synchronous driving of the stage 21 is basically performed as in the first embodiment in accordance with an instruction from the main controller 50. However, in the substrate stage device PSTa, the weight erasing device 40 'moves in the Y-axis direction together with the fine movement stage 21. By doing so, the X guide 102 supporting the weight erasing device 40 'from below is synchronously driven with the Y coarse motion stage 23Y. Thus, the weight erasing device 40 'is always supported from below by the X guide 102.

지금까지 설명된 제 2 실시형태의 노광 장치 (110) 에 따르면, 이전에 설명된 제 1 실시형태에 대한 노광 장치 (10) 에서와 같은 동일한 효과가 얻어질 수 있다. 또한, 노광 장치 (110) 에 따르면, X 가이드 (102) 의 Z 위치 (수직 방향에서의 위치) 및 Y 조동 스테이지 (23Y) 의 Z 위치가 서로 부분적으로 오버랩하기 때문에, 중량 소거 디바이스 (40') 의 Z-축 방향에서의 치수는 중량 소거 디바이스 (40') 가 넓은 가이드 면을 갖는 가이드 부재 상에 탑재된 경우와 비교할 때 짧게 형성될 수 있다. 이 경우, 하우징 (41) 과 Z 슬라이더 (43) 의 Z-축 방향에서의 치수가 짧아질 수 있기 때문에, 중량 소거 디바이스 (40') 의 중량은 감소될 수 있다. 추가로, 중량 소거 디바이스 (40') 의 중량은 감소되기 때문에, 미동 스테이지 (21) 를 구동하는데 이용된 액츄에이터들 (복수의 리니어 모터들 및 복수의 보이스 코일 모터들) 의 크기가 또한 감소될 수 있다.According to the exposure apparatus 110 of the second embodiment described so far, the same effect as in the exposure apparatus 10 for the first embodiment described previously can be obtained. Further, according to the exposure apparatus 110, since the Z position (position in the vertical direction) of the X guide 102 and the Z position of the Y coarse motion stage 23Y partially overlap each other, the weight erasing device 40 ' The dimension in the Z-axis direction of can be formed short when compared to the case where the weight erasing device 40 'is mounted on a guide member having a wide guide surface. In this case, since the dimensions in the Z-axis direction of the housing 41 and the Z slider 43 can be shortened, the weight of the weight erasing device 40 'can be reduced. In addition, since the weight of the weight erasing device 40 'is reduced, the size of the actuators (plural linear motors and the plurality of voice coil motors) used to drive the fine motion stage 21 can also be reduced. have.

추가로, 중량 소거 디바이스 (40') 가 조동 스테이지 (23) 로부터 진동으로 분리되기 때문에, 조동 스테이지 (23) 로부터 진행한 진동이 전체적으로 제거될 수 있고 이는 제어 성능을 향상시킨다. 추가로, 중량 소거 디바이스 (40') 및 미동 스테이지 (21) 를 통합함으로써, 구조가 간단해지며, 이는 디바이스의 중량을 추가로 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 브레이크다운 가능성을 감소시킬 수 있다. 추가로, 미동 스테이지 (21) 의 무게 중심 (CG) 이 중량 소거 디바이스 (40') 와 미동 스테이지 (21) 의 통합으로 인하여 더 낮아지게 되기 때문에, 기판 홀더 (PH) 의 크기가 증가하는 경우에도 무게 중심이 올라가는 것을 방지하는 것이 가능하게 된다.In addition, since the weight erasing device 40 'is separated into vibrations from the coarse motion stage 23, vibrations propagated from the coarse motion stage 23 can be entirely eliminated, which improves the control performance. In addition, by incorporating the weight erasing device 40 'and the fine motion stage 21, the structure is simplified, which can further reduce the weight of the device as well as reduce the possibility of breakdown. In addition, since the center of gravity CG of the fine movement stage 21 becomes lower due to the integration of the weight erasing device 40 'and the fine movement stage 21, even when the size of the substrate holder PH increases. It is possible to prevent the center of gravity from rising.

추가로, 노광 장치 (110) 에 따르면, X-축 방향으로 연장된 부재인 X 가이드 (102) 가 한 쌍의 베드들 (12) 에 의해 복수의 지점에서 하방으로부터 지지되기 때문에, 이는 X 가이드 (102) 의 자체 중량 또는 중량 소거 디바이스 (40) 의 하중에 의해 야기되는 휘어짐을 억제한다.In addition, according to the exposure apparatus 110, since the X guide 102, which is a member extending in the X-axis direction, is supported from below by a pair of beds 12 at a plurality of points, this is because the X guide ( Suppression caused by the self weight of the 102 or the load of the weight erasing device 40 is suppressed.

추가로, 중량 소거 디바이스 (40') 가 조동 스테이지 (23) 로부터 분리되기 때문에, 중량 소거 디바이스 (40) 를 이동시키는 경우에 발생하는 진동이 X 가이드 (102) 로 진행하지 않는다. 따라서, 진동이 예를 들어, X 가이드 (102), 한 쌍의 기판 스테이지들 (12), 기판 스테이지 마운팅들 (19) 등을 통하여 투영 광학계로 진행하지 않으며, 이는 노광 동작이 고정밀도로 수행되게 허용한다.In addition, since the weight erasing device 40 'is separated from the coarse motion stage 23, the vibration generated when moving the weight erasing device 40 does not proceed to the X guide 102. Thus, vibration does not proceed to the projection optics, for example, via X guide 102, a pair of substrate stages 12, substrate stage mountings 19, etc., which allows the exposure operation to be performed with high precision. do.

- 제 3 실시형태 Third embodiment

다음, 도 14 내지 도 16 을 참조로 제 3 실시형태가 설명된다. 제 3 실시형태에 대한 기판 스테이지 (PSTb) 는, X 가이드 (102) 의 구동 방법이 상이한 점을 제외하고는 위에 설명된 제 2 실시형태의 기판 스테이지 (PSTa)(도 9 등을 참조) 와 거의 동일한 구성을 갖기 때문에, 동일하거나 유사한 도면 부호들이 제 2 실시형태에서와 동일하거나 유사한 부분에 이용될 것이며, 전반적인 설명은 간략화되거나 생략된다.Next, a third embodiment will be described with reference to FIGS. 14 to 16. The substrate stage PSTb for the third embodiment is substantially the same as the substrate stage PSTa (see FIG. 9 and the like) of the second embodiment described above except that the driving method of the X guide 102 is different. Because of the same configuration, the same or similar reference numerals will be used for the same or similar parts as in the second embodiment, and the general description is simplified or omitted.

Y 캐리지 (75) 가 위에 설명된 제 2 실시형태에서의 X 빔 (101) 의 양쪽면들에 고정되었지만, 제 3 실시형태에서는 도 15 에 도시된 바와 같이, Y 캐리지 (75) 가 이전에 설명된 노광 장치 (10) 와 유사하게 X 빔 (101) 의 하부면에 고정된다. 따라서, 베이스 프레임 (14) 의 높이 (동일한 도면 코드가 편리를 위해 이용된다) 는 제 2 실시형태와 비교할 때 낮아진다. 이는 기판 스테이지 (PSTb) 가 콤팩트하게 배열되게 허용한다.Although the Y carriage 75 is fixed to both sides of the X beam 101 in the second embodiment described above, in the third embodiment, as shown in FIG. 15, the Y carriage 75 is described previously. Similar to the exposed exposure apparatus 10, it is fixed to the lower surface of the X beam 101. Therefore, the height of the base frame 14 (the same drawing code is used for convenience) is lowered in comparison with the second embodiment. This allows the substrate stage PSTb to be arranged compactly.

추가로, X 가이드 (102) 가 위에 설명된 제 1 및 제 2 실시형태에서의 한 쌍의 Y 리니어 모터 (82) 에 의해 전자기적으로 구동되었지만, 제 3 실시형태에서는, X 가이드 (102) 는 도 14 에 도시된 바와 같이 수직방향으로 양단부들의 근방에 접속 부재 (199) 를 통하여 한 쌍의 플렉셔 디바이스들 (107) 이라 하는 디바이스에 의해 X 빔 (101) 에 기계적으로 접속된다. 부가적으로, 명료화를 위하여, 한 쌍의 X 빔들 (101) 및 미동 스테이지 (21)(도 8 을 참조) 를 접속하는 한 쌍의 플레이트 (76)(도 9 를 참조) 는 도 14 에 나타내지 않는다.In addition, although the X guide 102 was electromagnetically driven by the pair of Y linear motors 82 in the first and second embodiments described above, in the third embodiment, the X guide 102 is 14 is mechanically connected to the X beam 101 by a device called a pair of flexure devices 107 via a connecting member 199 in the vicinity of both ends in the vertical direction. Additionally, for the sake of clarity, the pair of plates 76 (see FIG. 9) connecting the pair of X beams 101 and the fine motion stage 21 (see FIG. 8) is not shown in FIG. 14. .

각각의 플렉셔 디바이스 (107) 는 XY 평면과 평행하게 위치된 Y-축 방향으로 연장된 얇은 스틸 시트 (예를 들어, 플랫 스프링) 를 포함하고 X 빔 (101) 과 X 가이드 (102) 사이에서 볼 조인트와 같은 비마찰식 조인트 디바이스를 통하여 구성된다. 플렉셔 디바이스 (107) 는 Y-축 방향으로 스틸 시트의 강성에 의해 높은 강성으로 Y-축 방향으로 X 빔 (101) 과 X 가이드 (102) 을 접속시킨다. 따라서, X 가이드 (102) 는 플렉셔 디바이스 (107) 를 통하여 한 쌍의 X 빔들 (101) 중 어느 하나에 의해 풀링됨으로써 Y 조동 스테이지 (23Y) 와 일체적으로 Y-축 방향으로 이동한다. 이와 반대로, 각각의 플렉셔 디바이스 (107) 는 스틸 플레이트의 가요성 (또는 유연도) 및 비마찰식 조인트 디바이스의 동작으로 인하여 Y-축 방향을 배제한 5개의 자유도의 방향으로 X 빔 (101) 에 대한 X 가이드 (102) 를 제한하지 않기 때문에, 진동이 X 빔 (101) 을 통하여 X 가이드 (102) 로 거의 진행하지 않는다. 추가로, 복수의 플렉셔 디바이스 (107) 는 무게 중심의 위치를 포함하고 XY 평면에 평행한 X 가이드 (102) 의 평면 내에서 한 쌍의 X 빔들 (101) 과 X 가이드 (102) 를 접속시킨다. 따라서, X 가이드 (102) 가 풀링되기 때문에, θx 방향에서의 모멘트가 X 가이드 (102) 에 작용하지 않는다.Each flexure device 107 includes a thin steel sheet (eg, a flat spring) extending in the Y-axis direction located parallel to the XY plane and between the X beam 101 and the X guide 102. It is configured via a non-frictional joint device such as a ball joint. The flexure device 107 connects the X beam 101 and the X guide 102 in the Y-axis direction with high rigidity by the rigidity of the steel sheet in the Y-axis direction. Accordingly, the X guide 102 is pulled by any one of the pair of X beams 101 through the flexure device 107 to move integrally with the Y coarse motion stage 23Y in the Y-axis direction. In contrast, each flexure device 107 is directed to the X beam 101 in five degrees of freedom excluding the Y-axis direction due to the flexibility (or flexibility) of the steel plate and the operation of the non-frictional joint device. Since the X guide 102 is not limited to, the vibration hardly progresses through the X beam 101 to the X guide 102. In addition, the plurality of flexure devices 107 connect the pair of X beams 101 and the X guide 102 in the plane of the X guide 102 including the position of the center of gravity and parallel to the XY plane. . Therefore, because the X guide 102 is pulled, the moment in the θx direction does not act on the X guide 102.

제 3 실시형태에서의 기판 스테이지 (PSTb) 에서는, 플렉셔 디바이스 (107) 를 통하여 X 가이드 (102) 를 풀링하는 X 빔 (101) 의 구성이 채용되었기 때문에, 제 2 실시형태에서의 기판 스테이지 (PSTa) 로 얻어질 수 있는 효과에 더하여, X 가이드 (102) 를 구동시키기 위해 액츄에이터가 제공되는 경우에서 보다 비용이 낮아진다. 추가로, X 가이드 (102) 의 위치 정보를 획득하는 계측 시스템들 (예를 들어, 리니어 인코더 등) 이 필요하지 않다. 추가로, X 가이드 (102) 의 X-축 방향에서의 치수가 제 2 실시형태와 비교할 때 더 짧아질 수 있기 때문에, 비용이 감축될 수 있다. 또한, 한 쌍의 베이스 프레임들 (14) 이 X-방향으로 양측들 상에서 내부에 위치되기 때문에, 제 2 실시형태와 비교할 때, 디바이스가 콤팩트해진다.In the substrate stage PSTb in the third embodiment, since the configuration of the X beam 101 that pulls the X guide 102 through the flexure device 107 is adopted, the substrate stage P in the second embodiment ( In addition to the effect that can be obtained with PSTa), the cost is lower than when an actuator is provided for driving the X guide 102. In addition, metrology systems (eg, linear encoder, etc.) are not required to obtain positional information of the X guide 102. In addition, since the dimension in the X-axis direction of the X guide 102 can be shorter as compared with the second embodiment, the cost can be reduced. Also, since the pair of base frames 14 are located inside on both sides in the X-direction, the device becomes compact when compared with the second embodiment.

추가로, 플렉셔 디바이스 (107) 가 Y-방향을 제외하고는 강성이 극히 낮은 구조 (형상 및 재료) 를 갖기 때문에, Y 방향 이외의 방향들로 진행하기 위한 힘에 의해 야기되는 진동이 X 가이드 (102) 로 거의 진행하지 않으며, 이는 미동 스테이지 (21) 가 양호한 제어능력을 갖게 한다. Y-방향에서의 진동이 X 가이드 (102) 에 침입하는 경우에도, 수평 방향에서의 힘의 접속이, 중량 소거 디바이스 (40') 의 하부면에 배치된 정적 기체 가스 베어링 부재들인 베이스 패드 (44) 에 의해 X 가이드 (102) 와 중량 소거 디바이스 (40') 사이에서 컷오프되기 때문에, 진동이 미동 스테이지 (21) 에 영향을 주지 않는다. 추가로, X 가이드 (102) 와 베드 (12) 사이의 Y 방향에서의 힘의 접속이 Y 리니어 가이드 (71A) 에 의해 억제되기 때문에 (Y 방향에서의 힘이 해제되기 때문에), 그 힘이 베드 (12)(디바이스의 본체부) 에 영향을 주지 않는다. 유사하게, 이전에 설명된 제 1 실시형태의 기판 스테이지 디바이스 (PST) 의 한 쌍의 X 빔들 (101) 과 X 가이드 (102) 가 한 쌍의 플렉셔 디바이스들 (107) 을 이용하여 접속될 수 있음은 물론이다.In addition, since the flexure device 107 has an extremely low rigidity structure (shape and material) except in the Y-direction, the vibration caused by the force for traveling in directions other than the Y-direction is X-guided. It rarely proceeds to 102, which gives fine control stage 21 good control. Even when the vibration in the Y-direction penetrates the X guide 102, the connection of the force in the horizontal direction is the base pad 44, which is the static gas gas bearing members disposed on the lower surface of the weight erasing device 40 '. The vibration does not affect the fine motion stage 21 because the cutoff is performed between the X guide 102 and the weight erasing device 40 '. In addition, since the connection of the force in the Y direction between the X guide 102 and the bed 12 is suppressed by the Y linear guide 71A (since the force in the Y direction is released), the force is (12) It does not affect the main body of the device. Similarly, the pair of X beams 101 and the X guide 102 of the substrate stage device PST of the first embodiment described previously can be connected using the pair of flexure devices 107. Of course.

- 제 4 실시형태Fourth embodiment

다음으로, 도 17 을 참조로, 제 4 실시형태가 설명된다. 제 4 실시형태에 대한 기판 스테이지 (PSTc) 는 X 가이드 (102) 의 구동 방법이 상이하다는 점을 제외하고는 위에 설명된 제 2 실시형태의 기판 스테이지 (PSTa)(도 9 등을 참조) 와 거의 동일한 구조를 갖기 때문에, 동일하거나 유사한 도면 부호들이 제 2 실시형태에서와 동일하거나 유사한 부분에 이용될 것이며, 전반적인 설명은 간략화되거나 생략된다.Next, with reference to FIG. 17, 4th Embodiment is described. The substrate stage PSTc for the fourth embodiment is substantially the same as the substrate stage PSTa (see FIG. 9, etc.) of the second embodiment described above except that the driving method of the X guide 102 is different. Since they have the same structure, the same or similar reference numerals will be used for the same or similar parts as in the second embodiment, and the general description is simplified or omitted.

도 17 에 도시된 바와 같이, 기판 스테이지 (PSTc) 에서, 한 쌍의 X 빔들 (101) 각각은 서로 마주보는 대향면 상에서 X-축 방향으로 이격되어 있는 2개의 푸셔 디바이스들 (108) 을 갖는다. 즉, 총 4 개의 푸셔 디바이스들 (108) 의 제공된다. 각각의 푸셔 디바이스 (108) 는 X 가이드 (102) 의 +Y 측 상의 측면 또는 -Y 측 상의 측면을 향하는 스틸 볼을 갖는다. 스틸 볼이 X 가이드 (102) 로부터 통상 이격되어 있지만, 기판 스테이지 (PSTc) 에 있어서, Y 조동 스테이지 (23Y) 가 Y-축 방향으로 구동되는 경우, 푸셔 디바이스 (108) 가 푸싱되고, X 가이드 (102) 를 푸싱하며, 이는 Y 조동 스테이지 (23Y) 가 X 가이드 (102) 와 일체적으로 Y-축 방향으로 이동하게 한다. 부가적으로, 각각의 푸시 디바이스 (108) 는 X 빔 (101) 에 반드시 제공될 필요가 있는 것은 아니며, 예를 들어, X 가이드 (102) 를 푸싱하도록 Y 캐리지 (75) 의 Y-축 방향 내부측과 X-축 방향 내부측에 배치될 수 있다.As shown in FIG. 17, in the substrate stage PSTc, each of the pair of X beams 101 has two pusher devices 108 spaced apart in the X-axis direction on opposite surfaces facing each other. That is, a total of four pusher devices 108 is provided. Each pusher device 108 has a steel ball facing the side on the + Y side or the side on the -Y side of the X guide 102. Although the steel ball is normally spaced from the X guide 102, in the substrate stage PSTc, when the Y coarse motion stage 23Y is driven in the Y-axis direction, the pusher device 108 is pushed, and the X guide ( Push 102, which causes the Y coarse motion stage 23Y to move integrally with the X guide 102 in the Y-axis direction. Additionally, each push device 108 does not necessarily need to be provided to the X beam 101, for example, inside the Y-axis direction of the Y carriage 75 to push the X guide 102. It can be arranged on the side and the inner side in the X-axis direction.

추가로, 기판 스테이지 (PSTc) 에 있어서, Y 조동 스테이지 (23Y) 가 소정의 위치로 X 가이드 (102) 의 Y 스텝 이동을 수행한 후, Y 조동 스테이지 (23Y) 는 X 가이드 (102) 로부터 멀어지는 방향으로 구동되어 진행이 진행되는 것을 억제하며, 이는 Y 조동 스테이지 (23Y) 와 X 가이드 (102) 를 진동으로 분리시킨다. Y 조동 스테이지 (23Y) 와 X 가이드 (102) 를 진동으로 분리하는 방법으로서는 예를 들어, X 빔 (101) 이 적절하게 미세 구동될 수 있거나, Y-축 방향으로 스틸 볼들을 미세 구동시키는, 나타내지 않은 에어 실린더들과 같은 액츄에이터들이 푸셔 디바이스 (108) 에 제공될 수 있다. 추가로, 푸셔 디바이스로는, 시틸 볼 대신에, Z-축 또는 X-축 주변에서 90만큼 회전가능한 회전타원체가 제공될 수 있으며, 회전타원체를 적절하게 회전시킴으로써, X 가이드 (102) 와 Y 조동 스테이지 (23Y) 사이의 Y-축 방향에서의 갭이 변경될 수 있다 (회전타원체의 회전량에 따라 접촉 상태와 비접촉 상태간을 전환한다).Furthermore, in the substrate stage PSTc, after the Y coarse motion stage 23Y performs the Y step movement of the X guide 102 to a predetermined position, the Y coarse motion stage 23Y is moved away from the X guide 102. It is driven in the direction to suppress the progression, which separates the Y coarse motion stage 23Y and the X guide 102 into vibrations. As a method of vibrating the Y coarse motion stage 23Y and the X guide 102, for example, the X beam 101 can be appropriately finely driven or finely driven steel balls in the Y-axis direction. Actuators, such as air cylinders, may be provided to the pusher device 108. In addition, the pusher device may be provided with a spheroid that is rotatable 90 degrees around the Z-axis or the X-axis, instead of the cyl ball, and by appropriately rotating the spheroid, the X guide 102 and Y The gap in the Y-axis direction between the stages 23Y can be changed (switching between contact state and non-contact state depending on the amount of rotation of the spheroid).

제 4 실시형태에서, X 가이드 (102) 가 크로스 주사 방향으로 이동하는 시간을 제외한 노광 동작시에, X 빔 (101) 과 X 가이드 (102) 사이의 기계적 접속이 제거되며 이는 교란이 X 가이드 (102) 에 들어가는 것을 완벽하게 방지할 수 있다. 이와 유사하게, 푸셔 디바이스 (108) 가 이전에 설명된 제 1 실시형태에 대한 기판 스테이지 디바이스 (PST) 에서의 X 가이드 (102) 와 한 쌍의 X 빔들 (lOl) 중 하나에 제공될 수 있음은 물론이다.In the fourth embodiment, during the exposure operation except for the time that the X guide 102 moves in the cross scanning direction, the mechanical connection between the X beam 101 and the X guide 102 is removed, which causes disturbances to the X guide ( 102 can be completely prevented from entering. Similarly, the pusher device 108 may be provided to one of the pair of X beams 10 and the X guide 102 in the substrate stage device PST for the first embodiment described previously. Of course.

부가적으로, 위에 설명된 제 1 내지 제 4 실시형태들의 노광 장치에서 배치된 기판 스테이지 디바이스의 구성은 단지 예들이며, 구성은 이들로 제한되지 않는다. 기판 스테이지 디바이스가 가진 중량 소거 디바이스 및 레벨링 디바이스의 변형예들을 아래 설명한다. 부가적으로, 아래 설명에서는, 설명에서의 명료화와 기술의 편의를 위하여, 레벨링 디바이스와 중량 소거 디바이스만을 설명하며, 위에 설명된 제 2 실시형태와 유사한 구성을 갖는 섹션에 대해서는 위에 설명된 제 2 실시형태에서와 같이 동일한 도면 부호들이 이용되며 설명 전반에 걸쳐 생략될 것이다.In addition, the configuration of the substrate stage device disposed in the exposure apparatus of the first to fourth embodiments described above are merely examples, and the configuration is not limited thereto. Modifications of the weight erasing device and the leveling device possessed by the substrate stage device are described below. In addition, in the following description, for the sake of clarity and convenience in description, only the leveling device and the weight erasing device will be described, and the second embodiment described above for the section having a configuration similar to that of the second embodiment described above. The same reference numerals are used as in the form and will be omitted throughout the description.

- 제 1 변형예-First modification

도 18 은 제 1 변형예에 관련된 기판 스테이지 디바이스가 가진 중량 소거 디바이스 (40A) 및 레벨링 디바이스 (57A) 를 나타낸다. 제 1 변형예에서, 레벨링 디바이스 (57A) 및 중량 소거 디바이스 (40A) 는 제 2 실시형태와 유사한 구성을 갖지만, 레벨링 디바이스 (57A) 는 중량 소거 디바이스 (40A) 를 하방으로부터 지지하도록 배치되며 (즉, 제 2 실시형태의 레벨링 디바이스 (57) 및 중량 소거 디바이스 (40') 의 배치는 수직 방향으로 전환되는 형태를 취한다). 명확화를 위하여, 하우징 (41) 의 하부면이 다면체 부재 (64) 의 상부면에 접속된다. 추가로, 도 18 에서는 생략되어 있지만, 중량 소거 디바이스 (40A) 의 Z 슬라이더 (43) 의 상부면은 스페이서 (51) 를 개재하여 미동 스테이지 (21) 에 고정된다.18 shows the weight erasing device 40A and the leveling device 57A which the substrate stage device related to the first modification has. In the first variant, the leveling device 57A and the weight erasing device 40A have a configuration similar to the second embodiment, but the leveling device 57A is arranged to support the weight erasing device 40A from below (ie The arrangement of the leveling device 57 and the weight erasing device 40 'of the second embodiment takes the form of switching in the vertical direction). For clarity, the bottom face of the housing 41 is connected to the top face of the polyhedral member 64. In addition, although omitted in FIG. 18, the upper surface of the Z slider 43 of the weight erasing device 40A is fixed to the fine movement stage 21 via the spacer 51.

제 1 변형예에 대한 기판 스테이지 디바이스에서는, 다면체 부재 (64) 와 베이스 패드 (44) 사이의 컴포넌트들이 감소되고 중량이 감소되고 (다면체 부재 (64) 로부터 베이스 패드 (44) 로의) 다면체 부재 (64) 보다 낮은 관성 질량이 주사 시에서와 같이 수평 이동 시에 감소하도록 그리고 구동점 근처에 무게 중심의 위치 (다면체 부재 (64) 와 에어 베어링 (65) 이 접촉하게 되는 시점) 이래로부터 θx 및 θy 방향들에서의 강성이 증가하도록 (진동에 대해 더 강해지게 되도록), 중량 소거 디바이스 (40A) 위에 레벨링 디바이스 (57A) 를 제공함으로써 위에 설명된 실시형태들 각각에 비해 제어능력이 개선된다.In the substrate stage device for the first variant, the components between the polyhedral member 64 and the base pad 44 are reduced and the weight is reduced and the polyhedral member 64 (from the polyhedral member 64 to the base pad 44) Θx and θy directions from below the position of the center of gravity near the drive point (the point at which the polyhedral member 64 and the air bearing 65 come into contact), so that the lower inertial mass decreases during horizontal movement, as in scanning In order to increase the stiffness in the field (being stronger against vibration), the controllability is improved in comparison with each of the embodiments described above by providing the leveling device 57A above the weight erasing device 40A.

- 제 2 변형예-Second modification

도 19 는 제 2 변형예에 대한 기판 스테이지 디바이스가 가진 중량 소거 디바이스 (40B) 및 레벨링 디바이스 (57B) 를 나타낸다. 제 2 변형예는 (평행 플레이트 스프링 디바이스 (48) 에 의해) 에어 스프링 (42) 및 Z 슬라이더 (43) 의 위치를 수직방향으로 전환하는 것을 제외하고는 제 1 변형예 (도 18 을 참조) 와 유사하게 구성된다. 중량 소거 디바이스 (40B) 에서, 하우징 (41B) 은 하우징 (41B) 의 하부면이 개방되어 있고 바닥부를 가지며 하우징 (41B) 의 상부면이 미동 스테이지 (21)(도 19 에 나타내지 않음) 에 일체적으로 고정된 실린더형 부재로 구성된다.19 shows the weight erasing device 40B and the leveling device 57B with the substrate stage device for the second modification. The second modification is based on the first modification (see FIG. 18) except that the positions of the air spring 42 and the Z slider 43 are switched vertically (by the parallel plate spring device 48). Similarly constructed. In the weight erasing device 40B, the housing 41B has a bottom surface of the housing 41B open and a bottom portion and the top surface of the housing 41B is integral to the fine motion stage 21 (not shown in FIG. 19). It is composed of a cylindrical member fixed by.

제 2 변형예에 대한 기판 스테이지 디바이스에서는, 제 1 변형예에서 얻어지는 효과에 더하여, 평행 플레이트 스트링 디바이스 (48) 의 위치가 낮아지게 되고 중량 소거 디바이스 (40B) 의 무게 중심에 더 가까운 위치에 배열되기 때문에, 노광 동작의 안정성이 향상된다.In the substrate stage device for the second variant, in addition to the effect obtained in the first variant, the position of the parallel plate string device 48 is lowered and arranged at a position closer to the center of gravity of the weight erasing device 40B. Therefore, stability of the exposure operation is improved.

- 제 3 변형예Third modification

도 20 은 제 3 변형예와 관련된 기판 스테이지 디바이스가 가진 중량 소거 디바이스 (40c) 를 나타낸다. 중량 소거 디바이스 (40c) 는 상부면이 개방되어 있고 바닥면을 갖는 실린더형 부재인 바디 (41C), 바디 (41C) 내에 하우징된 에어 스프링 (42), 에어 스프링 (42) 의 상부면에 접속된 레벨링 컵 (49), 복수의 에어 베어링 (64), 나타내지 않은 미동 스테이지 (21) 에 고정된 다면체 부재 (64) 등으로 구성된다. 제 3 변형예에서, Z 슬라이더가 제거되고 레벨링 컵 (49) 의 하부면은 에어 스프링 (42) 에 의해 직접 Z-축 방향으로 푸싱되는 구성이 채용된다. 바디 (41C) 에는, 복수의 아암 부재 (47) 외측벽면이 고정되어 타겟 (46) 을 지지한다.20 shows the weight erasing device 40c of the substrate stage device related to the third modification. The weight erasing device 40c is connected to a body 41C which is a cylindrical member having an upper surface and having a bottom surface, an air spring 42 housed in the body 41C, and an upper surface of the air spring 42. It consists of the leveling cup 49, the some air bearing 64, the polyhedron member 64 fixed to the fine motion stage 21 which is not shown, etc. In a third variant, a configuration is adopted in which the Z slider is removed and the lower surface of the leveling cup 49 is pushed directly in the Z-axis direction by the air spring 42. The outer wall surfaces of the plurality of arm members 47 are fixed to the body 41C to support the target 46.

위에 설명된 제 2 실시형태에서 설명된 것과 유사한 역할들을 부가하여, 레벨링 컵 (49) 은 또한 위에 설명된 제 2 실시형태 등에서의 Z 슬라이더 (43)(도 13 을 참조) 와 동일한 역할을 수행한다. 따라서, 레벨링 컵 (49) 의 외주변부의 상단면과 하단면에는, 복수의 (예를 들어, 상단면과 하단면 각각에 대해 4 개, 그리고 둘레 방향으로 균일한) 평행 플레이트 스트링들 (67e)) 이 접속된다 (그러나, X 측에 배치된 평행 플레이트 스트링 (67e)) 은 도면의 복잡함을 회피하기 위하여 나타내지 않는다). 이는 바디 (41C) 에 대한 수평 방향으로의 레벨링 컵 (49) 의 상대 이동을 제한하고 수직 방향 슬라이드만이 가능하게 된다.In addition to the roles similar to those described in the second embodiment described above, the leveling cup 49 also plays the same role as the Z slider 43 (see FIG. 13) in the second embodiment and the like described above. . Thus, on the upper and lower surfaces of the outer periphery of the leveling cup 49, a plurality of parallel plate strings 67e (e.g., four for each of the upper and lower surfaces and uniform in the circumferential direction) are provided. ) Is connected (but the parallel plate string 67e disposed on the X side is not shown to avoid the complexity of the drawing). This limits the relative movement of the leveling cup 49 in the horizontal direction with respect to the body 41C and only vertical slide is possible.

제 3 변형예에 대한 기판 스테이지 디바이스에서, Z 슬라이더는 반드시 필요한 것은 아니기 때문에 중량 소거 디바이스 (40c) 의 구성이 더 간단하게 되며, 이는 기판 스테이지 디바이스가 더 가볍게 되고 위에 설명된 실시형태들 각각과 비교할 때 더 낮은 비용으로 제조되는 것을 허용한다.In the substrate stage device for the third variant, the configuration of the weight erasing device 40c is simpler since the Z slider is not necessarily necessary, which makes the substrate stage device lighter and comparable to each of the embodiments described above. Allow to be manufactured at lower cost.

추가로, 치수에 있어 비교적 크고 Z-축 방향으로의 치수가 다면체 부재 (64) 아래에 배치된 컴포넌트들 중에서 대형이고 동작시 요동 (진동) 되는 레벨링 컵 (49) 의 상단면 및 하단면 근방이 평행 플레이트 스트링들 (67e)) 에 의해 접속되어 레벨링 컵 (49) 이 바디 (41C) 에 대해 상대적으로 수평 방향으로 이동할 수 없기 때문에, 다면체 부재 (64) 의 θx 및 θy 방향들에서의 하부 섹션의 강성이 더 높게 되며, 이는 수평방향 이동시에 관성에 의해 야기되는 다면체 부재 (64) 아래에 배치된 컴포넌트들의 요동을 억제하고 제어능력을 향상시킨다.In addition, near the top and bottom surfaces of the leveling cup 49, which are relatively large in dimensions and dimensioned in the Z-axis direction and which are large and oscillate (vibrate) in operation, among the components disposed below the polyhedral member 64. Of the lower section in the [theta] x and [theta] y directions of the polyhedral member 64 because the leveling cup 49 cannot move in the horizontal direction relative to the body 41C by being connected by parallel plate strings 67e). The stiffness is higher, which suppresses the shaking of the components disposed below the polyhedral member 64 caused by the inertia in the horizontal movement and improves the controllability.

추가로, 레벨링 컵 (49) 은 Z 방향으로만 이동하면서 평행 플레이트 스트링 (67e) 의 동작에 의해 바디 (41C) 에 대한 높은 직진성을 유지하기 때문에, 레벨링 컵 (49) 의 하부면은 에어 스프링 (42) 의 상부면 (금속 플레이트) 에 고정될 필요가 없으며 이는 어셈블리 및 어셈블리 해제를 용이하게 하고 작업성을 향상시킨다.In addition, since the leveling cup 49 maintains high straightness with respect to the body 41C by the operation of the parallel plate string 67e while moving only in the Z direction, the lower surface of the leveling cup 49 is made of an air spring ( It does not need to be fixed to the upper surface (metal plate) of 42), which facilitates assembly and assembly disassembly and improves workability.

추가로, 에어 스프링 (42) 에 의한 Z-축 방향 구동 및 다면체 부재 (64) 에 의한 레벨링 구동 (θx 및 θy) 이 독립적으로 제어될 수 있기 때문에 (간섭하지 않음), 제어능력이 양호하다.In addition, since the Z-axis drive by the air spring 42 and the leveling drive θx and θy by the polyhedral member 64 can be controlled independently (no interference), controllability is good.

부가적으로, 위에 설명된 변형예들 각각에 대한 중량 소거 디바이스 (40A 내지 40C) 는 XY 2축 스테이지로 한정되지 않으며 또한 X-축 (또는 Y-축) 단일 축 스테이지 또는 Y 조동 스테이지가 X 조동 스테이지에 배치된 통상의 XY 2축 스테이지에 인가될 수도 있다.In addition, the weight erasing devices 40A to 40C for each of the variants described above are not limited to XY biaxial stages and also the X-axis (or Y-axis) single axis stage or Y coarse stage is X coarse. It may be applied to a normal XY biaxial stage disposed on the stage.

추가로, 위에 설명된 제 2 내지 제 4 실시형태 (및 위에 설명된 각각의 변형예들) 에서, 중량 소거 디바이스의 Z 슬라이더 (43) 또는 레벨링 컵 (49) 은 복수의 평행 플레이트 스트링 디바이스들 (48) 을 위치시킴으로써 Z-축 방향으로만 이동가능하였지만, 그 이외에도, 예를 들어, 에어 베어링들 또는 롤링 가이드들이 또한 이용될 수 있다.In addition, in the second to fourth embodiments described above (and respective variations described above), the Z slider 43 or the leveling cup 49 of the weight erasing device comprises a plurality of parallel plate string devices ( It was only movable in the Z-axis direction by positioning 48, but besides, air bearings or rolling guides can also be used, for example.

추가로, 제 2 내지 제 4 실시형태들 (및 위에 설명된 변형예들 각각) 에서, X 조동 스테이지 (23X) 가 Y 조동 스테이지 (23Y) 에 배치된 구성이 채용되었지만, 이것 뿐만 아니라, 중량 소거 디바이스 (40) 의 크기를 감소시키고 중량 소거 디바이스 (40) 를 미동 스테이지 (21) 와 일체화시키는 것에만 초점을 맞추는 경우에는 통상의 디바이스에서와 같이 조동 스테이지 (23Y) 가 X 조동 스테이지 (23X) 에 배치될 수 있다. 이 경우, 중량 소거 디바이스 (40) 는 이 실시형태에서 이용된 X 가이드 (102) 인 부재 (임시로 Y 가이드라 함) 상에서 Y-축 방향으로 스텝 이동을 수행하지만, 길이 방향이 Y-축 방향에 있고, 추가로 주사 방향인 X-축 방향에 있고 전체 Y 가이드가 이동하도록 배치된다. In addition, in the second to fourth embodiments (and each of the modifications described above), a configuration in which the X coarse stage 23X is disposed in the Y coarse stage 23Y has been employed, but not only this, but also the weight erasure. When reducing the size of the device 40 and focusing only on integrating the weight erasing device 40 with the fine motion stage 21, the coarse motion stage 23Y is applied to the X coarse motion stage 23X as in a normal device. Can be deployed. In this case, the weight erasing device 40 performs the step movement in the Y-axis direction on the member (temporarily referred to as the Y guide) which is the X guide 102 used in this embodiment, but the longitudinal direction is Y-axis direction. In the X-axis direction, which is further in the scanning direction, and arranged to move the entire Y guide.

추가로, 위에 설명된 제 2 내지 제 4 실시형태들 (및 위에 설명된 각각의 변형예들) 에서, X 가이드 (102) 가 한 쌍의 베드들 (12) 를 통하여 장치의 본체부 (바디부) 의 일부인 기판 스테이지 마운팅들 (19) 에 배치되어 있지만, 이것 뿐만 아니라, 도 22 에 도시된 기판 스테이지 (PSTd) 에서와 같이 복수의 Y 리니어 가이드 (71A) 가 기판 스테이지 마운팅들 (19) 상에 직접 고정될 수 있다. 이는 베드 (12)(도 8 을 참조) 이 생략되는 것을 허용하고 이는 추가로 전체 노광 장치의 중량을 감소시키고 추가로 전체 높이 (Z-축 방향에서의 치수) 를 더욱더 감소시킨다. 동일한 것을 위에 설명된 제 1 실시형태에 적용한다. In addition, in the second to fourth embodiments described above (and respective variants described above), the X guide 102 allows the body portion (body portion) of the device to pass through the pair of beds 12. Is disposed on the substrate stage mountings 19 which are part of the < RTI ID = 0.0 >), but not only this, but also a plurality of Y linear guides 71A on the substrate stage mountings 19, as in the substrate stage PSTd shown in FIG. Can be fixed directly. This allows the bed 12 (see FIG. 8) to be omitted which further reduces the weight of the overall exposure apparatus and further reduces the overall height (dimension in the Z-axis direction). The same applies to the first embodiment described above.

추가로, 위에 설명된 제 1 실시형태 또는 제 4 실시형태 각각 (및 위에 설명된 각각의 변형예들) 에서, X 가이드 (102) 가 2개의 베드 (12) 에 의해 하방으로부터 지지되었지만, 이것에 더하여, 베드들 (12) 의 수는 3개 이상일 수 있다. 이 경우에, 인접하는 베드들 (12) 사이에 배열된 보조 가이드 프레임 (103) 이 증가될 수 있다. 추가로, 기판 (P) 의 X-축 방향에서의 이동량이 작은 경우 (또는 기판 (P) 자체가 작은 경우), 베드 (12) 의 수는 하나일 수 있다. 추가로, 베드 (12) 의 형상에 관해서는, 오랫동안, Y-축 방향의 길이가 X-축 방향의 길이보다 길게 설정되었지만, 이러한 제한 없이 X-방향의 길이가 더 길게 설정될 수도 있다. 또한, 복수의 베드들이 X-축 및/또는 Y-축 방향으로 개별적으로 배치될 수 있다.In addition, in each of the first or fourth embodiments described above (and respective variants described above), the X guide 102 was supported from below by two beds 12, In addition, the number of beds 12 may be three or more. In this case, the auxiliary guide frame 103 arranged between the adjacent beds 12 can be increased. In addition, when the amount of movement in the X-axis direction of the substrate P is small (or when the substrate P itself is small), the number of beds 12 may be one. In addition, with regard to the shape of the bed 12, although the length in the Y-axis direction has been set longer than the length in the X-axis direction for a long time, the length in the X-direction may be set longer without this limitation. In addition, a plurality of beds may be arranged separately in the X-axis and / or Y-axis directions.

추가로, X 가이드 (102) 의 휘어짐이 무시할 정도로 작은 경우에는 보조 가이드 프레임 (103) 이 배치될 필요가 없다.In addition, when the bending of the X guide 102 is negligibly small, the auxiliary guide frame 103 does not need to be disposed.

추가로, 위에 설명된 실시형태에서, 복수의 Y 리니어 가이드들 (71A) 이 한 쌍의 베드들 (12) 상에 고정되어 있고 X 가이드 (102) 가 그 위에서 Y-방향으로 Y 리니어 가이드 (71A) 를 따라 이동하고 있는 구성이 채용되지만, 이것 뿐만 아니라 예를 들어, 복수의 정적 기체 베어링들 또는 롤러들이 X 가이드 (102) 의 하부면 상에 제공될 수 있어, X 가이드 (102) 가 낮은 마찰력으로 베드들 (12) 상을 이동할 수 있다. 그러나, Y 가동자 (72A) 와 Y 고정자 (73) 사이에 일정한 거리를 유지하기 위해서는, 한 쌍의 베드들 (12) 에 대하여 X-축 방향으로 X 가이드 (102) 의 이동을 제한하는 어떤 종류의 디바이스를 갖는 것이 바람직하다. X-축 방향으로의 X 가이드 (102) 의 이동을 제한하는 디바이스에 대해서는, 예를 들어, 정적 기체 베어링 또는 기계적 단일축 가이드가 이용될 수 있다. 이러한 배치에 의해, 복수의 Y 리니어 가이드들 (71A) 을 서로 평행하게 위치시키는 위치 조정 동작이 필요하지 않으며, 이는 기판 스테이지 디바이스의 어셈블리를 쉽게 한다.In addition, in the embodiment described above, a plurality of Y linear guides 71A are fixed on the pair of beds 12 and the X guide 102 is Y linear guide 71A in the Y-direction thereon. Is employed, but not only this, for example, a plurality of static gas bearings or rollers can be provided on the lower surface of the X guide 102, so that the X guide 102 has a low frictional force. Can move on the beds 12. However, in order to maintain a constant distance between the Y mover 72A and the Y stator 73, some kind of restricting the movement of the X guide 102 in the X-axis direction with respect to the pair of beds 12 is provided. It is desirable to have a device of. For devices that limit the movement of the X guide 102 in the X-axis direction, for example, a static gas bearing or a mechanical single axis guide can be used. This arrangement eliminates the need for a positioning operation of positioning the plurality of Y linear guides 71A in parallel with each other, which facilitates the assembly of the substrate stage device.

추가로, X 가이드 (102) 와 Y 슬라이더 (71B) 각각을 예를 들어, X 가이드 (102) 와 Y 슬라이더 (71B) 사이에서 최소 거리로 X-축 방향으로 이동가능하게 하는 디바이스 (클리어런스 디바이스) 가 제공될 수 있다. 이 경우에, 복수의 Y 리니어 가이드 (71A) 가 서로 평행하게 배치되지 않은 경우에도, X 가이드 (102) 는 복수의 Y 리니어 가이드 (71A) 상에서 Y-축 방향으로 평활하게 직진하여 진행할 수 있다. X 가이드 (102) 및 Y 슬라이더 (71B) 각각이 X-방향으로 이동가능하게 하는 디바이스로는, 예를 들어, 힌지 디바이스가 이용될 수 있다. 유사한 클리어런스 디바이스가 또한 다른 리니어 가이드 디바이스들에 제공될 수 있다. 추가로, 유사한 방식으로, 한 쌍의 X 빔들 (101) 및 Y 캐리지 (75) 가 X-축 방향으로 최소 거리로 상대 이동가능하게 하는 디바이스가 제공될 수 있다. 이 경우에, 한 쌍의 베이스 프레임들 (14) 이 콜리메이트되게 배치되지 않은 경우에도 한 쌍의 X 빔들 (101) 은 Y-축 방향으로 평활하게 직진하여 진행할 수 있다.In addition, a device (clearance device) which enables each of the X guide 102 and the Y slider 71B to be movable in the X-axis direction at a minimum distance, for example, between the X guide 102 and the Y slider 71B. May be provided. In this case, even when the plurality of Y linear guides 71A are not arranged in parallel with each other, the X guide 102 can travel straight in the Y-axis direction smoothly on the plurality of Y linear guides 71A. As a device for allowing each of the X guide 102 and the Y slider 71B to be movable in the X-direction, for example, a hinge device can be used. Similar clearance devices may also be provided for other linear guide devices. In addition, in a similar manner, a device may be provided in which the pair of X beams 101 and the Y carriage 75 are movable relative to the minimum distance in the X-axis direction. In this case, even if the pair of base frames 14 are not collimated, the pair of X beams 101 can go straight smoothly in the Y-axis direction.

추가로, 도 21(A) 에 도시된 바와 같이, 위에 설명된 제 1 및 제 2 실시형태들에서는, XZ 단면에서 J자형 및 역J자형을 각각 갖는 한 쌍의 Y 캐리지 (83) 가 X 가이드 (102) 의 단부들 양쪽에 부착될 수 있으며, Y 가동자 (72A) 는 Y 캐리지 (83) 각각에 추가로 고정될 수 있다. 이 경우에, Y 고정자 (73)(도 1 및 도 8 을 참조) 가 갖는 자석 유닛과 Y 가동자 (72A) 가 갖는 코일 유닛 사이에 자기 인력이 베이스 프레임 (14) 상에서 동일하게 작용하며, 이는 베이스 프레임 (14) 의 경사를 방지한다. 추가로, X 가이드 (102) 를 구동시키는 추력도 또한 향상된다.In addition, as shown in Fig. 21A, in the first and second embodiments described above, a pair of Y carriages 83 each having a J-shape and an inverted J-shape in the XZ cross section are each X guide. It may be attached to both ends of the 102, and the Y mover 72A may be further secured to each of the Y carriages 83. In this case, the magnetic attraction acts equally on the base frame 14 between the magnet unit with the Y stator 73 (see FIGS. 1 and 8) and the coil unit with the Y mover 72A. The inclination of the base frame 14 is prevented. In addition, the thrust for driving the X guide 102 is also improved.

부가적으로, 위에 설명된 제 1 및 제 2 실시형태들에서, 복수의 리니어 모터들이 모두 가동 코일 방법을 이용한 모터들이지만, 이것 뿐만 아니라, 가동 자석 방법을 이용하는 모터들이 또한 이용될 수 있다. 추가로, 위에 설명된 제 2 실시형태 이외의 실시형태들에서, Y-축 방향으로 Y 캐리지 (75) 를 구동시키는데 이용된 구동 디바이스는 리니어 모터로 제한되지 않으며, 볼 스크류 타입 구동 디바이스, 벨트 타입 구동 디바이스 또는 랙 앤드 피니온 타입 구동 디바이스가 또한 이용될 수 있다.In addition, in the first and second embodiments described above, although the plurality of linear motors are all motors using the movable coil method, not only this, but also motors using the movable magnet method may also be used. In addition, in embodiments other than the second embodiment described above, the drive device used to drive the Y carriage 75 in the Y-axis direction is not limited to the linear motor, but is a ball screw type drive device, a belt type. Drive devices or rack and pinion type drive devices may also be used.

추가로, 위의 제 1 및 제 2 실시형태에서, 베이스 프레임 (14) 에 고정된 Y 고정자 (73)(도 1 및 도 8 을 참조) 가 X 가이드 (102) 를 구동시키는데 이용된 Y 리니어 및 Y 조동 스테이지 (23Y) 를 구동시키는데 이용된 Y 리니어 모터에 의해 공동으로 이용되었지만, 각각의 Y 리니어 모터가 개별적으로 구성될 수 있다. 추가로, Y 조동 스테이지 (23Y) 를 구동시키는데 이용된 Y 리니어 모터의 Y 고정자가 보조 가이드 프레임 (103) 에 고정될 수 있고, Y 가동자는 보조 캐리지 (78) 에 부착될 수 있다.In addition, in the above first and second embodiments, the Y stator 73 (see FIGS. 1 and 8) fixed to the base frame 14 is used to drive the Y linear 102 and Although jointly used by the Y linear motor used to drive the Y coarse motion stage 23Y, each Y linear motor can be configured individually. In addition, the Y stator of the Y linear motor used to drive the Y coarse motion stage 23Y can be fixed to the auxiliary guide frame 103, and the Y mover can be attached to the auxiliary carriage 78.

추가로, 위에 설명된 제 1 및 제 2 실시형태들에서, 한 쌍의 X 빔들 (101) 의 X-방향으로의 단부들 양쪽이 기계적으로 예를 들어, 플레이트 (76) 에 의해 접속되었지만, 이것 뿐만 아니라, 예를 들어, 단부들이 X 빔 (101) 과 대략 동일한 횡단면을 갖는 부재에 의해 접속될 수 있다. 추가로, X 가이드 (102)(가이드 본체부 (102a)) 의 Z-축 치수는 한 쌍의 X 빔들 (101) 의 각각의 Z-축 치수보다 더 길 수 있다. 이 경우, 중량 소거 디바이스 (40) 의 Z-축 치수는 더 짧게 이루어질 수 있다.In addition, in the first and second embodiments described above, both ends of the pair of X beams 101 in the X-direction are mechanically connected by, for example, the plate 76, but this Furthermore, for example, the ends may be connected by a member having approximately the same cross section as the X beam 101. In addition, the Z-axis dimension of the X guide 102 (guide body portion 102a) may be longer than the respective Z-axis dimension of the pair of X beams 101. In this case, the Z-axis dimension of the weight erasing device 40 can be made shorter.

추가로, 위에 설명된 제 1 및 제 2 실시형태들에서, 예를 들어, 2개의 (총 4 개의) Y 캐리지 (75) 가 Y 조동 스테이지 (23Y)의 +X 측 및 -X 측 각각에 제공되었지만, 이것 뿐만 아니라 예를 들어, 하나의 Y 캐리지 (75) 가 Y 조동 스테이지 (23Y) 의 +X 측 및 -X 측 각각에 제공될 수 있다. 이 경우에, Y 캐리지 (75) 의 길이가 플레이트 (76) 와 같은 경우, 플레이트 (76) 는 불필요하다. 부가적으로, 이 경우에 Y 캐리지에서는, X 가이드 (102) 의 X-축 방향으로의 양단부들에 부착된 Y 가동자 (72A) 가 삽입되는 노치가 형성된다.In addition, in the first and second embodiments described above, for example, two (four total) Y carriages 75 are provided on the + X side and the -X side of the Y coarse motion stage 23Y, respectively. Although not only this, but for example, one Y carriage 75 may be provided on the + X side and the -X side of the Y coarse motion stage 23Y, respectively. In this case, when the length of the Y carriage 75 is equal to the plate 76, the plate 76 is unnecessary. In addition, in the Y carriage in this case, a notch is formed in which the Y mover 72A attached to both ends of the X guide 102 in the X-axis direction is inserted.

추가로, 위에 설명된 실시형태들 각각에서는, 한 쌍의 X 빔들 (101) 이 기계적으로 접속되어 있지만, 이것 뿐만 아니라 한 쌍의 X 빔들 (101) 이 기계적으로 분리될 수 있다. 이 경우 역시, 각각의 한 쌍의 X 빔들 (101) 이 동기 제어될 수 있다.In addition, in each of the embodiments described above, although the pair of X beams 101 are mechanically connected, not only this but also the pair of X beams 101 may be mechanically separated. In this case too, each pair of X beams 101 can be synchronously controlled.

추가로, 위에 설명된 제 4 실시형태에서, X 가이드 (102) 는 푸셔 디바이스 (108) 를 통하여 X 빔 (101) 에 대해 접촉 상태로 푸싱되었지만, 이것 뿐만 아니라, X 가이드 (102) 가 X 빔 (101) 에 비접촉 상태로 푸싱되는 구성이 채용될 수 있다. 예를 들어, 도 21(B) 에 도시된 바와 같이, 추력 타입 에어 베어링 (109)(에어 패드) 는 X 빔 (101) (또는 X 가이드 (102)) 에 부착되어야 하거나, X 가이드 (102) 는 베어링 면으로부터 불어내어지는 기체의 정압에 의해 비접촉 방식으로 푸싱되어야 한다. 또한, 도 21(C) 에 도시된 바와 같이, 영구 자석 (100a 및 100b)(한 쌍의 영구 자석들 (100)) 이 X 빔 (101) 및 X 가이드 (102) 에 각각 부착될 수 있어, 서로 대향하는 부분의 자극이 동일하게 되고 X 가이드 (102) 는 대향하는 자석 사이에서 발생하는 척력 (반발력) 에 의해 비접촉 방식으로 푸싱될 수 있게 된다. 이러한 한 쌍의 영구 자석들 (100) 을 이용하는 경우에, 압축 가스, 전기 등이 제공되지 않기 때문에, 디바이스의 구성이 간단하게 된다. 위에 설명된 복수의 (예를 들어, 2 개의) 추력 타입 에어 베어링들 (109) 및 한 쌍의 영구 자석들 (100) 양쪽은 +Y 측 상의 X 빔 (101) 및 X 가이드 (102) 와 -Y 측 상의 X 빔 (101) 과 X 가이드 (102) 사이에서 서로 X-축 방향으로 이격되어 제공되어야 한다.In addition, in the fourth embodiment described above, the X guide 102 was pushed in contact with the X beam 101 through the pusher device 108, but not only this, but also the X guide 102 is the X beam. A configuration may be employed in which 101 is pushed in a non-contact state. For example, as shown in FIG. 21B, the thrust type air bearing 109 (air pad) should be attached to the X beam 101 (or X guide 102), or the X guide 102 Must be pushed in a non-contact manner by the static pressure of the gas blown from the bearing face. Also, as shown in Fig. 21C, permanent magnets 100a and 100b (a pair of permanent magnets 100) can be attached to the X beam 101 and the X guide 102, respectively, The magnetic poles of the parts facing each other become equal and the X guide 102 can be pushed in a non-contact manner by the repulsive force (repulsive force) generated between the opposing magnets. In the case of using such a pair of permanent magnets 100, since no compressed gas, electricity or the like is provided, the configuration of the device is simplified. Both the plurality of (e.g., two) thrust type air bearings 109 and the pair of permanent magnets 100 described above are combined with the X beam 101 and the X guide 102 on the + Y side; It should be provided spaced apart in the X-axis direction from each other between the X beam 101 and the X guide 102 on the Y side.

- 제 5 실시형태-Fifth embodiment

다음으로, 제 5 실시형태를 도 23 내지 도 28 을 참조로 설명한다.Next, a fifth embodiment will be described with reference to FIGS. 23 to 28.

제 5 실시형태에 관한 노광 장치에 있어서 기판 스테이지 디바이스 (PST) 대신에 기판 스테이지 디바이스 (PSTe) 가 제공되는 점을 제외하고는, 노광 장치는 제 1 실시형태의 노광 장치 (10) 와 유사하게 구성된다.The exposure apparatus is configured similarly to the exposure apparatus 10 of the first embodiment, except that in the exposure apparatus according to the fifth embodiment, the substrate stage device PSTe is provided instead of the substrate stage device PST. do.

아래 설명은 기판 스테이지 디바이스 (PSTe) 상에 주로 초점을 맞춘다. 여기에서는 동일하거나 유사한 도면 부호들이 제1 실시형태에 관련된 노광 장치 (10) 에서와 동일하거나 유사한 컴포넌트들에 이용되며, 전반적인 설명은 간략화되거나 생략된다.The description below focuses primarily on the substrate stage device PSTe. The same or similar reference numerals are used here for the same or similar components as in the exposure apparatus 10 according to the first embodiment, and the general description is simplified or omitted.

제 5 실시형태에 대한 노광 장치에서, 이전에 설명된 조동/미동 구성을 갖는 기판 스테이지 대신에, 도 23 및 도 24 에 도시된 바와 같이, 기판 스테이지 디바이스 (PSTe) 가 이용되며, 여기에는 길이 방향이 Y-축 방향에 있는, X-축 방향으로 이동하는 조이스트 (빔) 형상 X 스테이지 (STX) 및 기판 (플레이트)(P) 을 X 스테이지 (STX) 상에서 유지하고 Y-축 방향으로 이동시키는 Y 스테이지 (STY) 를 갖는 소위 갠트리 타입 2-축 스테이지 (기판 스테이지)(ST) 가 배치된다. 나타내지 않았지만, 기판 스테이지 디바이스 (PSTe) 는 이전에 설명된 기판 스테이지 디바이스 (PST) 에서와 같이 투영 광학계 (PL)(도 23 및 도 24 에는 나타내지 않음, 도 1 을 참조) 하부에 (-Z 측 상에) 위치된다.In the exposure apparatus for the fifth embodiment, instead of the substrate stage having the previously described coarse / coarse configuration, the substrate stage device PSTe is used, as shown in FIGS. 23 and 24, in which the longitudinal direction is used. Y which holds the joist (beam) shape X stage STX and the substrate (plate) P moving in the X-axis direction in this Y-axis direction on the X stage STX and move in the Y-axis direction. A so-called gantry type two-axis stage (substrate stage) ST having a stage STY is disposed. Although not shown, the substrate stage device PSTe has the projection optical system PL (not shown in FIGS. 23 and 24, see FIG. 1) as in the substrate stage device PST described previously (on the -Z side image). Is located).

기판 스테이지 디바이스 (PSTe) 에는 기판 스테이지 (ST), 및 기판 스테이지 (ST) 를 구동시키는 기판 스테이지 구동 시스템 (PSD)(도 23 및 도 24 에는 나타내지 않음, 도 25 을 참조) 이 배치되어 있다. 도 24 및 도 25 에 도시된 바와 같이, 기판 스테이지 구동 시스템 (PSD) 에는 X 스테이지 (STX) 를 X-축 방향으로 구동시키는 한 쌍의 X-축 구동 유닛들 (XD1 및 XD2) 및 X 스테이지 (STX) 상에서 Y-축 방향으로 Y 스테이지 (STY) 를 구동시키는 Y-축 구동 유닛 (YD) 이 배치되어 있다. 기판 (P) 을 유지하는 Y 스테이지 (STY) 는 소정의 스트로크로 X-축 방향으로 및 Y-축 방향으로 기판 스테이지 구동 시스템 (PSD) 에 의해 구동된다.The substrate stage device PSTe is disposed with the substrate stage ST and the substrate stage driving system PSD (not shown in FIGS. 23 and 24, see FIG. 25) for driving the substrate stage ST. As shown in Figs. 24 and 25, the substrate stage driving system PSD includes a pair of X-axis driving units XD1 and XD2 and an X stage for driving the X stage STX in the X-axis direction. On the STX, a Y-axis drive unit YD for driving the Y stage STY in the Y-axis direction is disposed. The Y stage STY holding the substrate P is driven by the substrate stage drive system PSD in the X-axis direction and the Y-axis direction with a predetermined stroke.

구체적으로, 도 23 및 도 24 에 도시된 바와 같이, 기판 스테이지 디바이스 (PSTe) 에는, 노광 장치가 배치되는 클린룸에서의 플로어 면 (F) 상에서 XY 2 차원 방향으로 측면을 따라 배치되는 총 6 개의 레그부 (61a 내지 61f), 각각 3 개의 레그부들 (61a 내지 61c 및 61d 내지 61f) 에 의해 지지되는 2개의 베이스 블록 (62a 및 62b), 2개의 베이스 블록들 (62a 및 62b) 에 각각 제공되는 한 쌍의 (2개의) X-축 구동 유닛들 (XD1 및 XD2), 2개의 X-축 구동 유닛들 (XD1 및 XD2) 에 의해 X-축 방향으로 구동되는 X 스테이지 (STX), X 스테이지 (STX) 상에 제공되는 Y-축 구동 유닛 (YD) 및 Y-축 구동 유닛 (YD) 에 의해 Y-축 방향으로 구동되는 Y 스테이지 (STY) 등이 배치된다.Specifically, as shown in FIGS. 23 and 24, a total of six substrate stage devices PSTe are arranged along the side surfaces in the XY two-dimensional direction on the floor surface F in the clean room in which the exposure apparatus is disposed. Provided on the leg portions 61a to 61f, the two base blocks 62a and 62b and the two base blocks 62a and 62b respectively supported by the three leg portions 61a to 61c and 61d to 61f, respectively. X stage (STX), X stage driven in the X-axis direction by a pair of (two) X-axis drive units XD1 and XD2, two X-axis drive units XD1 and XD2 The Y stage STY and the like driven in the Y-axis direction are arranged by the Y-axis drive unit YD and the Y-axis drive unit YD provided on the STX.

도 23 에 도시된 바와 같이, 레그부들 (61a 내지 61c) 은 X-축 방향으로 소정의 거리에 배치된다. 이와 유사하게, 레그부들 (61d 내지 61f) 은 각각의 레그부들 (61a 내지 61c) 의 +Y 측 상에서 (도 23 에서의 지면의 깊이 방향으로) X-축 방향으로 소정의 거리에 각각 위치된다. 레그부들 (61a 내지 61f) 의 하부 섹션 각각에는, 각각 4 개의 조정 툴들 (61a0 내지 61f0) 이 제공된다. 도 23 및 도 24 로부터 알 수 있는 바와 같이, 예를 들어, 레그부 (61b) 에는, 각각 2개의 조정 툴 (61b0) 이 ±Y 측 면 상의 하부 섹션에 제공된다.As shown in Fig. 23, the leg portions 61a to 61c are disposed at a predetermined distance in the X-axis direction. Similarly, the leg portions 61d to 61f are respectively positioned at predetermined distances in the X-axis direction (in the depth direction of the ground in FIG. 23) on the + Y side of the respective leg portions 61a to 61c. In each of the lower sections of the leg portions 61a to 61f, four adjustment tools 61a 0 to 61f 0 are respectively provided. As can be seen from FIGS. 23 and 24, for example, in the leg portion 61b, two adjustment tools 61b 0 are each provided in the lower section on the ± Y side.

레그부들 (61a 내지 61c 및 61d 내지 61f) 은 Y-축 방향으로 각각 소정의 거리로 서로 평행하게 위치되는 베이스 블록 (62a 및 62b) 을 지지하며, X-축 방향은 길이 방향으로서 역할을 한다. 베이스 블록 (62a 및 62b) 은 예를 들어, 레벨을 이용하여 레그부 (61a 내지 61f) 각각에 제공되는 조정 툴 (61a0 내지 61f0) 에 의해 적절하게 조정됨으로써 지구의 축 (중력 방향) 과 직교하는 평면과 평행하게 또한 플로어 면 (F) 로부터 동일한 높이에서 지지된다.The leg portions 61a to 61c and 61d to 61f support the base blocks 62a and 62b which are located in parallel with each other at a predetermined distance in the Y-axis direction, respectively, and the X-axis direction serves as the longitudinal direction. The base blocks 62a and 62b are orthogonal to the earth's axis (gravity direction), for example, by being properly adjusted by the adjustment tools 61a 0 to 61f 0 provided to each of the leg portions 61a to 61f using the level. It is supported at the same height from the floor surface F and in parallel with the plane.

도 24 에 도시된 바와 같이, X-축 구동 유닛들 (XD1 및 XD2) 은 베이스 블록 (62a 및 62b) 에 각각 제공된다. X-축 구동 유닛들 (XD1 및 XD2) 은 X 스테이지 (STX) 의 -Y 단부 및 +Y 단부를 각각 하방으로부터 지지하며 X 스테이지 (STX) 를 X-축 방향으로 구동시킨다.As shown in FIG. 24, the X-axis drive units XD1 and XD2 are provided to the base blocks 62a and 62b, respectively. The X-axis drive units XD1 and XD2 support the -Y and + Y ends of the X stage STX from below, respectively, and drive the X stage STX in the X-axis direction.

도 23 및 도 24 에 도시된 바와 같이, (-Y 측 상의) X-축 구동 유닛 (XD1) 중 하나는 복수의 고정 부재 (63) 및 하나의 가동 부재 (84), X-축 방향으로 구동력을 발생시키는 한 쌍의 리니어 모터들 (XDM1 및 XDM2), X-축 방향 이외의 방향들에서 X 스테이지 (STX) 의 이동을 제한하는 한 쌍의 가이드 디바이스들 (XG1 및 XG2), 및 고정 부재 (63)(베이스 블록 (62a)) 에 대해 X-축 방향에서의 가동 부재 (X 스테이지 (STX)) 의 위치를 계측하는 리니어 인코더 (EX1) (도 25 를 참조) 를 포함한다.As shown in Figs. 23 and 24, one of the X-axis drive units XD1 (on the -Y side) has a plurality of fixed members 63 and one movable member 84, a driving force in the X-axis direction. A pair of linear motors XDM1 and XDM2 for generating a force, a pair of guide devices XG1 and XG2 for limiting the movement of the X stage STX in directions other than the X-axis direction, and a fixing member ( 63 (see FIG. 25), which includes a linear encoder EX1 that measures the position of the movable member (X stage STX) in the X-axis direction with respect to the base block 62a (base block 62a).

도 23 및 도 24 에 도시된 바와 같이, 베이스 블록 (62a)의 ± Y 측 상의 에지부에서는, 복수의 (본 실시형태에서 각각 10개의) 고정 부재 (63) 가 X-축 방향으로 측방향으로 따라 각각 고정된다. 부가적으로, 명료화를 위하여, 도 23 에는, -Y 측 상의 (후술할 고정자 (XD12) 를 포함하는) 복수의 고정 부재 (63) 의 일부분은 나타내지 않거나 부분 절단도로 도시된다. 각각의 고정 부재 (63) 는 -Z 에지부가 체결부인 고정부 (볼트)(630) 를 이용하여 베이스 블록 (62a) 의 측면에 고정된다. 이 경우에, 각각의 고정 부재 (63) 의 내측면은 도 26 에 도시된 바와 같이, XZ 평면에 대해 각도 π/2-θ 만큼 내측으로 경사진다 (XY 평면에 대해 소정 각도를 형성한다). 그 결과, 베이스 블록 (62a) 과 고정 부재 (63) 의 조합인 부재의 YZ 단면 형상은 대략 U자형이다 (그러나, 한 쌍의 대향면들 사이의 거리는 -Z 측보다 +Z 측 (개구부측) 상에서 더 작다).As shown in Figs. 23 and 24, at the edge portion on the ± Y side of the base block 62a, a plurality of (10 each in this embodiment) fixing members 63 laterally in the X-axis direction. Are fixed accordingly. In addition, for the sake of clarity, in FIG. 23, a part of the plurality of fastening members 63 (including the stator XD12 to be described later) on the -Y side is not shown or shown in partial cutaway. Each fixing member 63 of the edge portion using a -Z fastening Mrs. fixing (bolt) (63 0) and is fixed to the side of the base block (62a). In this case, the inner surface of each fixing member 63 is inclined inwardly by an angle π / 2-θ with respect to the XZ plane, as shown in FIG. 26 (to form an angle with respect to the XY plane). As a result, the YZ cross-sectional shape of the member, which is a combination of the base block 62a and the fixing member 63, is approximately U-shaped (however, the distance between the pair of opposing surfaces is + Z side (opening side) rather than the -Z side). Smaller in the).

도 24 에 도시된 바와 같이, 가동 부재 (84) 는 2등변 사다리꼴 형상의 YZ 단면을 갖는 각주형 부재로 구성되며, 그 상부면과 하부면이 수평면이고 (XY 평면에 평행하고) 길이 방향이 이동가능 방향 (X-축 방향) 이도록 위치된다. 가동 부재 (84) 는 직사각형 YZ 단면을 갖고 가동 부재 (84) 의 상부면에 고정된 라이서 (라이징) 블록 (85) 을 통하여 고정부 (볼트)(660) 에 의해 -Y 에지부 근방에서 X 스테이지 (STX) 의 하부면 (-Z 면) 에 고정된 정지 플레이트 (66) 에 부착된다.As shown in Fig. 24, the movable member 84 is composed of a square columnar member having a YZ cross-section having a bilateral trapezoidal shape, the upper surface and the lower surface of which are horizontal planes (parallel to the XY plane), and the longitudinal direction is moved It is positioned to be in the possible direction (X-axis direction). The movable member 84 and through the riser (rising) block 85 fixed to the upper surface of the movable member has a rectangular YZ section 84, section (volts) (66 0) in the vicinity of the -Y edge by It is attached to the stop plate 66 fixed to the lower surface (-Z surface) of the X stage STX.

가동 부재 (84) 는 베이스 블록 (62a) 및 고정 부재 (63) 에 의해 형성된 공간에 배치된다. 이 경우에, 가동 부재 (84) 의 Y 측 면은 XZ 평면에 대해 각도 π/2-θ 만큼 경사진다 (XY 평면에 대해 소정 각도 θ 를 형성한다). 즉, 가동 부재 (84) 의 +Y 측 상의 면은 +Y 측 상에서의 고정 부재 (63) 의 -Y 측 상의 면과 소정의 거리로 평행하고 대향하고, 가동 부재 (84) 의 -Y 측 상의 면은 -Y 측 상에서의 고정 부재 (63) 의 +Y 측 상의 면과 소정의 거리로 평행하게 대향한다. 가동 부재 (84) 는 그 중량을 감소시키고 중공 구조를 갖는다. 부가적으로, 가동 부재 (84) 의 ±X 단부들은 반드시 평행할 필요가 있는 것은 아니다. 추가로, YZ 단면은 반드시 사다리꼴 형상일 필요가 있는 것은 아니다. 추가로, 후술할 가동자들 (XD11 및 (XD21) 이 고정된 면이 XZ 평면 (Z-축) 에 대해 각도 π/2-θ 로 경사져 형상화되면, 가동 부재 (84) 의 모서리들은 둥글게 처리될 수 있다.The movable member 84 is disposed in the space formed by the base block 62a and the fixing member 63. In this case, the Y side surface of the movable member 84 is inclined by an angle π / 2-θ with respect to the XZ plane (forms a predetermined angle θ with respect to the XY plane). That is, the surface on the + Y side of the movable member 84 is parallel and opposed to the surface on the -Y side of the fixing member 63 on the + Y side at a predetermined distance, and on the -Y side of the movable member 84. The surface opposes in parallel with the surface on the + Y side of the fixing member 63 on the -Y side at a predetermined distance. The movable member 84 reduces its weight and has a hollow structure. In addition, the ± X ends of the movable member 84 need not necessarily be parallel. In addition, the YZ cross section does not necessarily need to be trapezoidal in shape. In addition, when the surfaces on which the movable members XD11 and (XD21) to be described below are fixed are inclined at an angle π / 2-θ with respect to the XZ plane (Z-axis), the corners of the movable member 84 may be rounded. Can be.

도 24 에 도시된 바와 같이, 리니어 모터 (XDM1) 는 가동자 (XD11) 및 고정자 (XD12) 로 구성되고 리니어 모터 (XDM2) 는 가동자 (XD21) 및 고정자 (XD22) 로 구성된다.As shown in Fig. 24, the linear motor XDM1 is composed of the mover XD11 and the stator XD12 and the linear motor XDM2 is composed of the mover XD21 and the stator XD22.

도 24 에 도시된 바와 같이, 위에서 설명한 한 쌍의 고정자들 (XD12 및 (XD22) 은 ±Y 측에서 고정 부재 (63) 의 내측면에 각각 고정되고, 도 23 에 도시된 바와 같이 X-축 방향으로 연장되어 제공된다 (도 23 에는 고정자 (XD12) 를 나타내지 않음). 부가적으로, 도 23 에 도시된 바와 같이, 고정자들 (XD12 및 (XD22) (고정자 (XD12) 은 도 23 에 나타내지 않음) 은 +X 측 및 -X 측에서 최외각에 위치된 고정 부재 (63) 에 고정되지 않는다. 위에 설명된 한 쌍의 가동자들 (XDll 및 (XD21) 은 가동 부재 (84) 의 Y 측의 양쪽 측면들에 각각 고정되고 가동자들 (XDll 및 (XD21) 은 양쪽 측면들이 향하는 고정 부재 (63) 에 고정된 고정자들 (XD12 및 (XD22) 및 각도 θ 가 이루는 방향으로 약간의 갭을 갖고 Z-축 (XZ 평면) 에 대향한다.As shown in FIG. 24, the pair of stators XD12 and XD22 described above are respectively fixed to the inner side of the fixing member 63 at the ± Y side, and as shown in FIG. 23, the X-axis direction. (Not shown stator XD12 in Fig. 23) Additionally, as shown in Fig. 23, stators XD12 and (XD22) (stator XD12 is not shown in Fig. 23). Is not fixed to the fixing member 63 located at the outermost sides on the + X side and the -X side.The pair of movable members XDll and XD21 described above are both on the Y side of the movable member 84. The movable members XDll and XD21, respectively fixed to the sides, have a slight gap in the direction of the angles θ and the stators XD12 and (XD22) fixed to the fixing member 63 facing both sides. Opposite the axis (XZ plane).

추가로, 나타내지 않았지만, 가동자들 (XDll 및 (XD21) 각각의 내부에는, (코어 (철심) 주변에 각각 감겨진 복수의 코일들을 포함하는) 복수의 코일 유닛들이 X-축 방향으로 배열된다. 각각의 고정자들 (XD12 및 (XD22) 내부에는, 복수의 자석 유닛들 (각각은 복수의 영구 자석을 포함함) 이 X-축 방향으로 배열된다. 제 5 실시형태에서, 가동자 (XDll) 와 고정자 (XD12) 는 가동 코일 타입의 리니어 모터 (XDM1) 를 구성하고 가동자 (XD21) 와 고정자 (XD22) 는 가동 코일 타입 리니어 모터 (XDM2) 를 구성한다.In addition, although not shown, inside each of the movers XDll and XD21, a plurality of coil units (including a plurality of coils each wound around a core (iron core)) are arranged in the X-axis direction. Inside each of the stators XD12 and XD22, a plurality of magnet units (each comprising a plurality of permanent magnets) are arranged in the X-axis direction. In the fifth embodiment, the mover XDll and The stator XD12 constitutes a movable coil type linear motor XDM1, and the mover XD21 and the stator XD22 constitute a movable coil type linear motor XDM2.

도 23 및 도 24 에 도시된 바와 같이, 가이드 디바이스 (XG1) 는 X-축 리니어 가이드 (레일) XGR1 및 2개의 슬라이더들 (XGS1) 을 포함한다. 이와 유사하게, 가이드 디바이스 (XG2) 는 X-축 리니어 가이드 (레일) (XGR2) 및 2개의 슬라이더들 (XGS2) 을 포함한다.As shown in FIGS. 23 and 24, the guide device XG1 includes an X-axis linear guide (rail) XGR1 and two sliders XGS1. Similarly, the guide device XG2 comprises an X-axis linear guide (rail) XGR2 and two sliders XGS2.

구체적으로, 소정의 깊이의 그루브가 베이스 블록 (62a) 의 상부면에 X-축 방향으로 연장되어 제공되고 ±Y 측에 실질적으로 동일한 거리에서 이격된 위치에 그루브 단면의 내부 바닥면의 Y-축 방향에서의 중심으로부터, X-축 방향으로 연장된 X-축 리니어 가이드들 (XGRl 및 XGR2) 이 서로 평행하게 고정된다. 각각의 2개의 슬라이더들 (XGS1 및 XGS2) 은 X-축 리니어 가이드들 (XGRl 및 XGR2) 을 각각 대향하는 위치에서 가동 부재 (84) 의 하부면에 고정된다. 이 경우에, 슬라이더들 (XGS1 및 XGS2) 은 역U자형 단면을 갖지만, -Y 측의 2개의 슬라이더들 (XGS1) 은 X-축 리니어 가이드 (XGRl) 와 맞물려 있고, +Y 측의 2개의 슬라이더들 (XGS2) 은 X-축 리니어 가이드들 (XGR2) 과 맞물려 있다. X-축 리니어 가이드들 (XGRl 및 XGR2) 각각의 ±X 단부들의 근방에는, 도 23 에 도시된 바와 같이, 정지 디바이스들 (88 및 89) 이 X 스테이지 (STX) 의 과잉주행을 방지하도록 제공된다.Specifically, the Y-axis of the inner bottom surface of the groove cross section at a position where a groove of a predetermined depth is provided extending in the X-axis direction on the upper surface of the base block 62a and spaced apart at substantially the same distance on the ± Y side. From the center in the direction, the X-axis linear guides XGRl and XGR2 extending in the X-axis direction are fixed in parallel to each other. Each of the two sliders XGS1 and XGS2 is fixed to the lower surface of the movable member 84 at positions opposite the X-axis linear guides XGRl and XGR2, respectively. In this case, the sliders XGS1 and XGS2 have an inverted U-shaped cross section, but the two sliders XGS1 on the -Y side are engaged with the X-axis linear guide XGRl and the two sliders on the + Y side. Are engaged with the X-axis linear guides XGR2. Near the ± X ends of each of the X-axis linear guides XGRl and XGR2, as shown in FIG. 23, stop devices 88 and 89 are provided to prevent overrun of the X stage STX. .

도 24 에 도시된 바와 같이, 리니어 인코더 (EX1) 는 헤드 (EXhl) 및 스케일 (EXsl) 을 포함한다. 스케일 (EXsl) 의 표면에는, 주기 방향은 X-축 방향인 반사 회절 격자가 형성되며 베이스 블록 (62a) 의 그루브의 내부 바닥면의 Y-축 방향의 중심에서 X-축 리니어 가이드들 (XGRl 및 XGR2) 과 평행하게 연장되어 제공된다. 헤드 (EXhl) 는 가동 부재 (84) 의 하부면 (또는 +X 측 (또는 -X 측) 상의 측면) 에 제공된다. 헤드 (EXhl) 는 X-축 방향으로의 가동 부재 (84) (X 스테이지 (STX)) 의 이동 스트로크 내에서 스케일 (EXsl) 과 대향하고, 스케일 (EXsl) 상에 계측 광을 조사하고, 스케일 (EXsl) 로부터의 반사 회절광을 수광함으로써 베이스 블록 (62a) 에 대한 가동 부재 (84) 의 X-축 방향 (X 스테이지 (STX) 의 -Y 단부) 에서의 위치 정보를 계측한다. 계측 결과들은 주제어기 (50) (도 25 를 참조) 에 전송된다. As shown in FIG. 24, the linear encoder EX1 includes a head EXhl and a scale EXsl. On the surface of the scale EXsl, a reflection diffraction grating is formed in which the periodic direction is the X-axis direction, and the X-axis linear guides XGRl and at the center of the Y-axis direction of the inner bottom surface of the groove of the base block 62a. It extends in parallel with XGR2). The head EXhl is provided on the lower surface (or side on the + X side (or -X side)) of the movable member 84. The head EXhl opposes the scale EXsl in the movement stroke of the movable member 84 (X stage STX) in the X-axis direction, irradiates the measurement light on the scale EXsl, and By receiving the reflected diffracted light from EXsl, the positional information in the X-axis direction (-Y end of the X stage STX) of the movable member 84 with respect to the base block 62a is measured. The measurement results are sent to the master controller 50 (see FIG. 25).

다른 (+Y 측 상의) X-축 구동 유닛 (XD2) 은 위에 설명된 X-축 구동 유닛 (XD1) 과 거의 동일하게 구성된다. 그러나, X-축 구동 유닛 (XD2) 에 포함된 가동 부재 (84) 는 X 스테이지 (STX) 의 +Y 단부 근방의 하부면 (-Z 측) 에서 고정부 (660) 를 이용하여 라이서 (라이싱) 블록 (85) 대신에 제공된 평행 플레이트 스트링 (86) 을 통하여 정지 플레이트 (66) 에 부착된다. 평행 플레이트 스트링 (86) 은 길이 방향이 XZ 평면과 평행한 X-축 방향에 있는 Y-축 방향과 이격된 소정의 거리에 배치된 한 쌍의 플레이트 스프링들에 의해 구성된다. 평행 플레이트 스트링 (86) 은 Y-축 방향으로 소정의 스트로크로 정지 플레이트 (66) 및 가동 부재 (84) 의 미세한 상대 이동을 허용한다. 따라서, 베이스 블록 (62a) 과 베이스 블록 (62b) 사이에 평행 관계가 저감한 경우에도, (슬라이더 (XGS3) 및 X-축 리니어 가이드 (레일) (XGR3) 에 의해 구성된) 후술할 가이드 디바이스 (XG3) 에 대한 하중이 평행 플레이트 스트링 (86) 의 동작에 의해 감소된다.The other (on the + Y side) X-axis drive unit XD2 is configured almost the same as the X-axis drive unit XD1 described above. However, X- axis of the movable member 84 includes a driving unit (XD2) using a fixing (66 0) in the X stage (STX) of the + Y end of the lower surface (-Z side) in the vicinity of the riser ( Instead of a block 85, which is attached to the stop plate 66 via a parallel plate string 86 provided. The parallel plate string 86 is constituted by a pair of plate springs arranged at a predetermined distance spaced from the Y-axis direction in the X-axis direction parallel to the XZ plane. Parallel plate string 86 allows fine relative movement of stop plate 66 and movable member 84 in a predetermined stroke in the Y-axis direction. Therefore, even when the parallel relationship between the base block 62a and the base block 62b is reduced, the guide device XG3 to be described later (configured by the slider XGS3 and the X-axis linear guide (rail) XGR3) ) Is reduced by the operation of parallel plate string 86.

추가로, 고정 부재 (63) 의 상부면에는, 위에서 설명한 바와 같이 정지 플레이트 (66) 및 가동 부재 (84) 의 상대 이동이 Y 축 방향으로 소정의 스트로크로 미세하게 발생시키는 평행 플레이트 스트링 (86) 의 왜곡을 허용하며 상부면의 개구부를 커버하는 커버 (87) 가 부착된다. 이와 유사하게, 이전에 설명된 X-축 구동 유닛 (XD1) 측 상의 고정 부재 (63) 의 상부면에는, 평행 플레이트 스트링 (86) 의 왜곡으로 인하여 발생하는 Y-축 방향으로의 라이서 블록 (85) 의 이동을 허용하고, 또한 상부면의 개구부를 커버하는 커버 (87) 가 부착된다. 이들 커버 (87) 에 의해, X-축 구동 유닛들 (XD2 및 XD1) 이 가진 한 쌍의 가동자들 (XD11 및 XD21) 내부의 코일 유닛에 의해 발생된 열의 X-축 구동 유닛들 (XD2 및 XD1) 의 외부로의 확산을 방지할 수 있다.In addition, on the upper surface of the fixing member 63, as described above, the parallel plate string 86 in which the relative movement of the stop plate 66 and the movable member 84 is minutely generated in a predetermined stroke in the Y axis direction. A cover 87 is attached to allow distortion of the cover and to cover the opening of the upper surface. Similarly, on the upper surface of the fixing member 63 on the X-axis drive unit XD1 side described previously, the riser block in the Y-axis direction that occurs due to the distortion of the parallel plate string 86 ( A cover 87 is attached that allows movement of the 85 and also covers the opening of the upper surface. By these covers 87, the X-axis drive units XD2 and the heat generated by the coil unit inside the pair of movers XD11 and XD21 which the X-axis drive units XD2 and XD1 have; Diffusion to the outside of XD1) can be prevented.

X-축 구동 유닛 (XD2) 에서는, 도 24 에 도시된 바와 같이, 오직 하나의 가이드 디바이스 (XG3) 이 제공되며, 가이드 디바이스 (XG3) 는 가이드 디바이스들 (XG1 및 XG2) 에서와 같이, 하나의 X-축 리니어 가이드 (XGR3) 와 X-축 리니어 가이드와 맞물리는 2개의 슬라이더들 (XGS3) 로 구성된다. X-축 구동 유닛 (XD2) 에서는, 앞에 설명된 리니어 인코더 (EX1) 에서와 같이 헤드 (EXh2) 및 스케일 (EXs2) 로 구성된 리니어 인코더 (EX2) 가 제공된다. 리니어 인코더 (EX2) 는 베이스 블록 (62b) 에 대한 가동 부재 (84) 의 X-축 방향으로의 위치 정보를 계측한다. 계측 결과는 주제어기 (50) 로 전송된다 (도 25 를 참조).In the X-axis drive unit XD2, only one guide device XG3 is provided, as shown in FIG. 24, and the guide device XG3 is one, as in the guide devices XG1 and XG2. It consists of an X-axis linear guide (XGR3) and two sliders (XGS3) that mesh with the X-axis linear guide. In the X-axis drive unit XD2, a linear encoder EX2 composed of a head EXh2 and a scale EXs2 is provided as in the linear encoder EX1 described above. The linear encoder EX2 measures positional information in the X-axis direction of the movable member 84 with respect to the base block 62b. The measurement result is sent to the master controller 50 (see FIG. 25).

또한, X-축 구동 유닛들 (XD1 및 XD2) 각각은 도 23 에 도시된 바와 같이 -X 측의 에지부에서 및 +X 측의 에지부에서 팬 (70A) 및 팬 (70B) 을 갖는다. 팬 (70A) 은 내부 공간 (베이스 블록 (62a 또는 62b) 과 X-축 구동 유닛의 한 쌍의 고정 부재 (63) 사이의 공간) 으로 외부 공기 (에어) 를 흡기하는 흡기 팬이고 팬 (70B) 은 X-축 구동 유닛의 내부 공간을 통과하는 공기를 외부로 배출하는 배기팬이다. 이들 팬 (70A 및 70B) 에 의해, X-축 구동 유닛들 (XD1 및 XD2) 각각의 내부 공간에 제공되는 한 쌍의 가동자들 (XD11 및 XD21) 내부의 코일 유닛은 효과적으로 냉각될 수 있다.Further, each of the X-axis drive units XD1 and XD2 has a fan 70A and a fan 70B at the edge portion on the −X side and at the edge portion on the + X side as shown in FIG. 23. The fan 70A is an intake fan that intakes outside air (air) into the inner space (the space between the base block 62a or 62b and the pair of fixing members 63 of the X-axis drive unit) and the fan 70B Is an exhaust fan for discharging air passing through the internal space of the X-axis drive unit to the outside. By these fans 70A and 70B, the coil unit inside the pair of movers XD11 and XD21 provided in the inner space of each of the X-axis drive units XD1 and XD2 can be effectively cooled.

이 경우에, 상부에서 지지되는 X 스테이지 (STX) 및 Y 스테이지 (STY) 의 하중 (및 하중의 이동을 수반하는 관성력) 등은 X-축 구동 유닛들 (XD1 및 XD2) 에 인가된다. 추가로, X-축 구동 유닛들 (XD1 및 XD2) 에 포함된 리니어 모터들 (XDM1 및 XDM2) 에서는, 구동력의 수배인 자기 인력이 각각의 가동자들과 고정자들 사이에서 발생된다. 이 경우에, 고정자에 대해 가동자에 작용하는 자기 인력은 가동 부재 (84) 에 대한 부력 (반중력 방향에서의 힘) 으로서 작용한다. X-축 구동 유닛들 (XD1 및 (XD2) 은 자기 인력 (부력) 을 이용하여 위에 설명된 하중을 실질적으로 소거하고 가이드 디바이스들 (XG1 내지 XG3) 에 큰 하중 (및 관성력) 이 인가됨이 없이 X 스테이지 (STX) 를 지지하여 구동시킨다. 부가적으로, X 스테이지 (STX) 와 같은 하중과 리니어 모터들 (XDM1 및 XDM2) 로부터의 자기 인력 (부력) 사이의 X-축 구동 유닛 (XD1 및 XD2) 의 오프셋 (밸런스) 은 후에 자세히 설명한다.In this case, the loads (and inertial forces accompanying the movement of the loads) of the X stage STX and the Y stage STY supported at the top are applied to the X-axis drive units XD1 and XD2. In addition, in the linear motors XDM1 and XDM2 included in the X-axis drive units XD1 and XD2, magnetic attraction, which is several times the driving force, is generated between the respective movers and the stators. In this case, the magnetic attraction acting on the mover relative to the stator acts as a buoyancy force (force in the antigravity direction) on the movable member 84. The X-axis drive units XD1 and XD2 use magnetic attraction (buoyancy) to substantially cancel the load described above and without large loads (and inertial forces) being applied to the guide devices XG1 to XG3. Support and drive X stage STX Additionally, X-axis drive units XD1 and XD2 between a load such as X stage STX and magnetic attraction (buoyancy) from linear motors XDM1 and XDM2. Offset (balance) will be described later in detail.

X 스테이지 (STX)에는, 도 23 에 도시된 바와 같이, Y 스테이지 (STY) 가 Y-축 구동 유닛 (YD) 의 일부를 구성하는 가이드 디바이스 (YG) 를 통하여 지지된다. 기판 (P) 은 Y 스테이지 (STY) 에 유지된다.As shown in FIG. 23, the Y stage STY is supported by the X stage STX through the guide device YG constituting a part of the Y-axis drive unit YD. The substrate P is held in the Y stage STY.

도 23 에 도시된 바와 같이, Y-축 구동 유닛 (YD) 은 Y-축 방향으로 구동력을 발생시키는 리니어 모터 (YDM), Y-축 방향 이외의 방향으로의 Y 스테이지 (STY) 의 이동을 제한하는 가이드 디바이스 (YG) 및 X 스테이지 (STX) 에 대한 Y-축 방향으로의 Y 스테이지 (STY) 의 위치를 계측하는 리니어 인코더 (EY)(도 25 를 참조) 를 포함한다.As shown in Fig. 23, the Y-axis drive unit YD restricts the movement of the linear motor YDM, which generates the driving force in the Y-axis direction, and the Y stage STY in a direction other than the Y-axis direction. And a linear encoder EY (see FIG. 25) for measuring the position of the Y stage STY in the Y-axis direction with respect to the guide device YG and the X stage STX.

리니어 모터 모터 (YDM) 는 도 23 에 도시된 바와 같이, 가동자 (YD1) 와 고정자 (YD2)를 포함한다. 고정자 (YD2) 는 X 스테이지 (STX) 의 상부면에서의 X-축 방향의 중심에서 Y-축 방향으로 연장되어 제공된다. 가동자 (YD1) 는 고정자 (YD2) 와 Z-축 방향에 대향하여 Y 스테이지 (STY) 의 바닥면에서의 X-축 방향의 중심에 고정된다.The linear motor motor YDM includes the mover YD1 and the stator YD2, as shown in FIG. The stator YD2 is provided extending in the Y-axis direction at the center of the X-axis direction at the upper surface of the X stage STX. The mover YD1 is fixed to the center of the X-axis direction at the bottom surface of the Y stage STY opposite the stator YD2 to the Z-axis direction.

가이드 디바이스 (YG) 는 한 쌍의 Y-축 리니어 가이드들 (레일들) (YGR) 과 4 개의 슬라이더들 (YGS)(도 23 에 부분적으로 나타내지 않음) 을 포함한다. 각각의 한 쌍의 Y 리니어 가이드들 (YGR) 은 X 스테이지 (STX) 의 상부면에서 -X 측과 +X 측으로의 에지부의 근방에서 서로 평행하게 Y-축 방향으로 연장되어 제공된다. 4개의 슬라이더들 (YGS) 은 Y 스테이지 (STY) 의 하부면에서의 4 개의 모서리 근방에 각각 고정된다. 이 경우, 4개의 슬라이더들 (YGS) 은 역U자형인 XZ 단면을 가지며, 4개의 슬라이더들 중에서 -X 측에 위치된 2개의 슬라이더들 (YGS) 은 X 스테이지 (STX) 의 -X 측에서 Y-축 리니어 가이드 (YGR) 와 맞물리며, +X 측에 위치된 2개의 슬라이더들 (YGS) 은 X 스테이지 (STX) 의 +X 측에서 Y-축 리니어 가이드 (YGR) 와 맞물린다 (도 24 를 참조).The guide device YG comprises a pair of Y-axis linear guides (rails) YGR and four sliders YGS (not partially shown in FIG. 23). Each pair of Y linear guides YGR is provided extending in the Y-axis direction parallel to each other in the vicinity of the edge portion toward the -X side and the + X side at the upper surface of the X stage STX. Four sliders YGS are fixed near four corners at the bottom surface of the Y stage STY, respectively. In this case, the four sliders YGS have an inverted U-shaped XZ cross section, and among the four sliders, the two sliders YGS located on the -X side are Y on the -X side of the X stage STX. Engaging with the -axis linear guide YGR, the two sliders YGS located on the + X side engage with the Y-axis linear guide YGR on the + X side of the X stage STX (see Figure 24). ).

리니어 인코더 (EY)(도 25 를 참조) 는 헤드 및 스케일로 구성된다. 스케일 (나타내지 않음) 은 주기 방향이 Y-축 방향에 있는, 표면에 형성된 반사 회절 격자를 가지며, X 스테이지 (STX) 상에서 Y-축 리니어 가이드 (YGR) 에 평행하게 연장되어 제공된다. 헤드 (나타내지 않음) 는 Y 스테이지 (STY) 의 하부면에 (또는 +Y 측 (또는 -Y 측) 의 측면에) 제공된다. 헤드는 Y 스테이지 (STY) 의 Y 축 방향에서의 이동 스트로크 내에서 스케일과 대향하며 스케일 상에 계측광을 조사하며, 스케일로부터의 반사 회절광을 수광함으로써 X 스테이지 (STX) 에 대한 Y 스테이지 (STY) 의 Y-축 방향에서의 위치 정보를 계측한다. 계측 결과는 주제어기 (50) 에 전송된다 (도 25 를 참조).The linear encoder EY (see FIG. 25) consists of a head and a scale. The scale (not shown) has a reflective diffraction grating formed on the surface whose periodic direction is in the Y-axis direction and is provided extending in parallel to the Y-axis linear guide YGR on the X stage STX. A head (not shown) is provided on the bottom surface of the Y stage STY (or on the side of the + Y side (or -Y side)). The head is opposed to the scale in the movement stroke in the Y axis direction of the Y stage STY, irradiates the measurement light on the scale, and receives the reflected diffracted light from the scale, thereby receiving the Y stage STY for the X stage STX. Position information in the Y-axis direction. The measurement result is transmitted to the main controller 50 (see FIG. 25).

(요잉 (θz 방향에서의 회전 (θz)) 을 포함하는) XY 평면에서의 기판 스테이지 (ST)(Y 스테이지 (STY)) 의 위치 정보는 위에 설명된 X-축 구동 유닛들 (XD1 및 XD2) 각각에 포함된 리니어 인코더들 (EXl 및 EX2) 및 Y-축 구동 유닛 (YD) 에 포함된 리니어 인코더 (EY) 로 구성된 인코더 시스템 (20)(도 25 를 참조) 에 의해 지속적으로 계측된다.The positional information of the substrate stage ST (Y stage STY) in the XY plane (including yawing (rotation θz in the z direction)) is described above with respect to the X-axis drive units XD1 and XD2. It is continuously measured by the encoder system 20 (see FIG. 25) composed of the linear encoders EXl and EX2 included in each and the linear encoder EY included in the Y-axis drive unit YD.

추가로, 인코더 시스템 (20) 과는 독립적으로, 기판 간섭계 시스템 (92) 은 Y 스테이지 (STY) 에 제공된 (또는 형성된) 반사면 (나타내지 않음) 을 통하여 Y 스테이지 (STY) (기판 스테이지 (ST)) 의 XY 평면에서의 위치 정보 (θz 를 포함) 및 Z-축에 대한 경사량 (피칭 (θx 방향에서의 회전량) 및 롤링 (θy 방향에서의 회전량)) 에 대한 정보를 계측한다. 기판 간섭계 시스템 (92) 의 계측 결과들은 주제어기 (50) (도 25 를 참조) 에 제공된다.In addition, independent of the encoder system 20, the substrate interferometer system 92 is connected to the Y stage STY (substrate stage ST) through a reflective surface (not shown) provided (or formed) on the Y stage STY. ) Information about the positional information (including θz) in the XY plane and the amount of inclination (pitching (rotation in θx direction) and rolling (rotation in θy direction)) with respect to the Z-axis. The measurement results of the substrate interferometer system 92 are provided to the master controller 50 (see FIG. 25).

주제어기 (50) 는 인코더 시스템 (20) 및/또는 기판 간섭계 시스템 (92) 의 계측 결과들에 기초하여, 기판 스테이지 구동 시스템 (PSD)(도 25 를 참조) 을 통하여 또는 보다 정확하게 말하면 X-축 구동 유닛들 (XDl, XD2) 및 Y-축 구동 유닛 (YD) 의 일부를 각각 구성하는 리니어 모터들 (XDM1, XDM2, 및 YDM) 을 통하여 기판 스테이지 (ST)(Y 스테이지 (STY) 및 X 스테이지 (STX)) 를 구동 및 제어한다.The master controller 50 is based on the measurement results of the encoder system 20 and / or the substrate interferometer system 92, through the substrate stage drive system PSD (see FIG. 25), or more precisely, in the X-axis. Substrate stage ST (Y stage STY and X stage) via linear motors XDM1, XDM2, and YDM constituting part of the drive units XD1, XD2 and the Y-axis drive unit YD, respectively. (STX)) to drive and control.

도 25 는 제 5 실시형태에 대한 노광 장치의 제어 시스템을 중심적으로 구성하고 각각의 부분에 대한 전체적인 제어를 갖는 주제어기 (50) 의 입력/출력 관계를 보여주는 블록도이다. 주제어기 (50) 는 워크스테이션 (또는 마이크로컴퓨터) 등을 포함하며, 노광 장치의 각각의 부분에 대한 전체적인 제어를 갖는다.FIG. 25 is a block diagram showing the input / output relationship of the master controller 50 which centrally configures the control system of the exposure apparatus for the fifth embodiment and has overall control over each part. The master controller 50 includes a workstation (or microcomputer) and the like, and has overall control over each part of the exposure apparatus.

다음으로, X 스테이지 (STX) 와 같은 하중과 위에 설명된 리니어 모터들 (XDM1 및 XDM2) 로부터의 자기 인력 (부력) 사이의 X-축 구동 유닛 (XD1 (XD2)) 에서의 밸런스를 설명한다. 부가적으로, 위에 설명된 부력과 하중의 밸런스는 X-축 구동 유닛 (XD1) 과 X-축 구동 유닛 (XD2) 에서 동일하기 때문에, 아래 설명에서는, X-축 구동 유닛 (XD1) 이 설명된다.Next, the balance in the X-axis drive unit XD1 (XD2) between the load such as the X stage STX and the magnetic attraction (buoyancy) from the linear motors XDM1 and XDM2 described above will be described. In addition, since the balance of buoyancy and load described above is the same in the X-axis drive unit XD1 and the X-axis drive unit XD2, in the following description, the X-axis drive unit XD1 is described. .

도 26 에 도시된 바와 같이, X 스테이지 (STX)(도 24 를 참조) 가 정지된 상태에서는, X 스테이지 (STX), Y 스테이지 (STY) 등의 전체 중량의 반인 하중 (W) 은 X-축 구동 유닛 (XDl) 의 가동 부재 (84) 상에서 수직 방향으로 하방향 (아웃라인 화살표로 나타낸 방향) 으로 작용한다. 동시에, 가동 부재 (84) 에 대해, 리니어 모터 (XDM1) 를 구성하는 가동자 (XD11) 와 고정자 (XD12) 사이에서 발생된 자기 인력 (Fl) 은 Z-축에 대해 각도 θ 를 형성하는 방향으로 작용하고, 리니어 모터 (XDM2) 를 구성하는 가동자 (XD21) 및 고정자 (XD21) 사이에서 발생된 자기 인력 (F2) 은 Z-축에 대해 각도 -θ를 형성하는 방향으로 작용한다. 부가적으로, 예를 들어, Y 스테이지 (STY) 가 이동가능 범위의 중심에 위치된 경우, X 스테이지 (STX) 의 전체 중량의 반인 하중 (W) 은 X-축 구동 유닛 (XD1) 및 X-축 구동 유닛 (XD2) 의 가동 부재 (84) 상에 대략 동일하게 작용하며, 또는 보다 정확하게 말하면, 가동 부재 (84) 에 작용하는 수직 방향의 하향 방향으로의 하중은 Y 스테이지 (STY) 의 위치에 따라 변화한다.As shown in FIG. 26, in the state where the X stage STX (see FIG. 24) is stopped, the load W that is half of the total weight of the X stage STX, the Y stage STY, or the like is X-axis. It acts downward in the vertical direction (direction indicated by the outline arrow) on the movable member 84 of the drive unit XDl. At the same time, with respect to the movable member 84, the magnetic attraction force Fl generated between the mover XD11 and the stator XD12 constituting the linear motor XDM1 in the direction of forming the angle θ with respect to the Z-axis. And the magnetic attraction force F2 generated between the mover XD21 and the stator XD21 constituting the linear motor XDM2 act in the direction of forming the angle -θ with respect to the Z-axis. Additionally, for example, when the Y stage STY is located at the center of the movable range, the load W that is half of the total weight of the X stage STX is X-axis drive unit XD1 and X-. Acting about the same on the movable member 84 of the axial drive unit XD2, or more precisely, the load in the downward direction in the vertical direction acting on the movable member 84 is at the position of the Y stage STY. Change accordingly.

이하, 리니어 모터들 (XDM1 및 XDM2) 각각에서 발생된 자기 인력 (Fl 및 F2) 이 서로 동일하다 (즉, F1=F2=F) 고 가정한다. 그 후, 리니어 모터들 (XDM1 및 XDM2) 에 의한 자기 인력 (Fl 및 F2) 의 수직 방향 성분의 결과적인 힘 P=Fzl+Fz2 (= 2Fcosθ) 은 상향 수직 방향 (검은 화살표로 나타낸 방향) 으로 가동 부재 (84) 에 작용한다. 각도 θ 는 결과적인 힘 (P) 이 하중 (W) 과 대략 동일하게 되도록 설정된다. 따라서, 하중 (W) 보다 훨씬 작은 하중 (잔류하는 힘)|W-P| 이 가이드 디바이스들 (XGl 및 XG2) 상에 작용한다. 부가적으로, 수평 방향 (Y-축 방향) 으로는, 자기 인력 (Fl 및 F2) 의 수평 방향 성분들 (Fyl 및 Fy2) 이 소거되고, 결과적인 힘이 가동 부재 (84) 에 작용하지 않는다 (무효의 결과 힘이 작용한다). 부가적으로, 고정 부재 (63) 와 가동 부재 (84) 의 상대 이동은 가이드 디바이스들 (XGl 및 XG2) 에 의해 Z-축 방향 (+Z 방향 및 -Z 방향) 으로 제한되기 때문에, 위에 설명된 결과적인 힘 (P) 와 하중 (W) 사이의 관계는 P<W, 또는 P>W 일 수 있다.Hereinafter, it is assumed that the magnetic attraction forces Fl and F2 generated in each of the linear motors XDM1 and XDM2 are the same (ie, F1 = F2 = F). Thereafter, the resulting force P = Fzl + Fz2 (= 2Fcosθ) of the vertical component of the magnetic attraction force Fl and F2 by the linear motors XDM1 and XDM2 is moved in the upward vertical direction (direction indicated by the black arrow). Act on the member 84. The angle θ is set such that the resulting force P is approximately equal to the load W. Therefore, the load (remaining force) much smaller than the load (W) | W-P | Act on these guide devices XGl and XG2. In addition, in the horizontal direction (Y-axis direction), the horizontal components Fyl and Fy2 of the magnetic attraction force Fl and F2 are erased, and the resulting force does not act on the movable member 84 ( Force acts as a result of invalidity). In addition, since the relative movement of the fixing member 63 and the movable member 84 is limited in the Z-axis direction (+ Z direction and -Z direction) by the guide devices XGl and XG2, The relationship between the resulting force P and the load W may be P <W, or P> W.

위에 설명된 X-축 구동 유닛 (XD1 (XD2)) 에서, 가이드 디바이스들 (XGl 및 XG2) 의 하중 용량에 따라 서로 대향하는 가동 부재 (84) 와 고정 부재 (63) 의 측면들의 경사도 (경사각 θ) 를 적절하게 설정함으로써, 수직 방향으로 작용하는 하중 (W) 은 리니어 모터들 (XDM1 및 XDM2) 의 자기 인력 (Fl 및 F2) 을 이용하여 수직 방향에서의 힘을 가동 부재 (84) 에 제공함이 없이 소거될 수 있다.In the above-described X-axis drive unit XD1 (XD2), the inclination (tilt angle θ) of the sides of the movable member 84 and the fixing member 63 opposing each other according to the load capacities of the guide devices XGl and XG2. By appropriately setting), the load W acting in the vertical direction uses the magnetic attraction forces Fl and F2 of the linear motors XDM1 and XDM2 to provide the movable member 84 with the force in the vertical direction. Can be erased without

한편, Z-축에 대해 θ 방향으로 리니어 모터 (XDMl) 에 의해 발생된 자기 인력 (-F1) 은 베이스 블록 (62a) 의 -Y 측 에 고정된 고정 부재 (63) 상에 작용한다. 이 인력은 고정 부재 (63) 에 대한 전단력 및 휨 모멘트를 제공한다. 이와 유사하게, Z-축에 대해 -θ 방향으로 리니어 모터 (XDM2) 에 의해 발생된 자기 인력 (-F2) 은 베이스 블록 (62a) 의 +Y 측에 고정된 고정 부재 (63) 에 작용한다. 이 인력은 고정 부재 (63) 에 전단력 및 힘 모멘트를 제공한다. 따라서, 양쪽 고정 부재들 (63) 은 베이스 블록 (62a) 과의 고정 단부로 내측으로 휘게 되고 그 결과, 서로 대향하는 고정 부재 (63) 와 가동 부재 (84) 의 양쪽 면들 사이의 갭의 크기가 변할 수 있다.On the other hand, the magnetic attraction force -F1 generated by the linear motor XDMl in the? Direction with respect to the Z-axis acts on the fixing member 63 fixed to the -Y side of the base block 62a. This attraction provides the shear force and the bending moment for the stationary member 63. Similarly, the magnetic attraction force -F2 generated by the linear motor XDM2 in the -θ direction with respect to the Z-axis acts on the fixing member 63 fixed to the + Y side of the base block 62a. This attraction provides the shear member and the shear moment to the stationary member 63. Therefore, both fixing members 63 are bent inward to the fixing end with the base block 62a, so that the size of the gap between both surfaces of the fixing member 63 and the movable member 84 opposite to each other is reduced. Can change.

고정 부재 (63) 의 휨으로 인한 갭의 크기 변동은 고정 부재 (63) 의 두께 (Y-축 방향에서의 폭) 을 최적화하여 억제될 수 있다.The size variation of the gap due to the bending of the fixing member 63 can be suppressed by optimizing the thickness (width in the Y-axis direction) of the fixing member 63.

예를 들어, X 스테이지 (STX) 의 구동력 (추력) 이 작고 자기 인력 (Fl 및 F2) 에 대한 하중 (W)(보다 정확히 말하면, 수직 상방의 결과적인 힘 P=2Fcosθ) 이 커진 (W>P) 경우, 경사각 (θ) 은 작아지게 된다. 이는 결과적인 힘 (P), 즉, 가동 부재 (84) 에 인가되는 부력을 증가시키며, 이에 의해 가이드 디바이스들 (XG1 및 XG2) 에 작용하는 하중 (잔류하는 힘)(|W-P|) 을 감소시킨다. 이 경우에, 자기 인력이 작기 때문에, 고정 부재 (63) 에 작용하는 전단력 및 휨 모멘트도 또한 작아지게 된다. 따라서, 고정 부재 (63) 의 두께가 작게 설정될 수 있다.For example, the driving force (thrust force) of the X stage STX is small and the load W (more precisely, the resultant force P = 2Fcosθ above the magnetic attraction force F1 and F2) becomes large (W> P ), The inclination angle θ becomes small. This increases the resulting force P, ie the buoyancy force applied to the movable member 84, thereby reducing the load (remaining force) | WP | acting on the guide devices XG1 and XG2. . In this case, since the magnetic attraction is small, the shear force and the bending moment acting on the fixing member 63 also become small. Therefore, the thickness of the fixing member 63 can be set small.

이와 반대로, X 스테이지 (STX) 의 구동력 (추력) 이 커지고 자기 인력 (Fl 및 F2) 에 대한 하중 (W)(수직 상방의 결과적인 힘 P=2Fcosθ) 이 작은 (W<P) 경우, 경사각 (θ) 은 크게 설정된다. 이는 결과적인 힘 (P) 과 하중 (W) 을 밸런싱시킨다. 이 경우에, 자기 인력이 큰 경사각 (θ) 에 대해 커지기 때문에, 고정 부재 (63) 에 작용하는 전단력 및 휨 모멘트가 커진다. 따라서, 고정 부재 (63) 의 두께가 커질 필요가 있다.On the contrary, when the driving force (thrust force) of the X stage STX is large and the load W on the magnetic attraction force Fl and F2 (the resulting upward force P = 2Fcosθ) is small (W <P), the inclination angle ( (theta) is set large. This balances the resulting force P and load W. In this case, since the magnetic attraction becomes large with respect to the large inclination angle θ, the shear force and the bending moment acting on the fixing member 63 become large. Therefore, the thickness of the fixing member 63 needs to be large.

다음으로, 고정 부재 (63) 의 두께 (Y-축 방향으로의 폭)(h) 를 얻는 방법을 도 27 을 참조로 설명한다. 도 27 에 도시된 바와 같이, 가동자들 (XDll 및 XD21) 및 고정자들 (XD12 및 XD22) 의 폭은 s(Y-축 방향에서의 투영 길이 a = scosθ) 로서 표현되고, 서로 대향하는 고정 부재 (63) 와 가동 부재 (84) 의 측면들 사이의 갭의 크기는 c (Y-축 방향으로의 투영 길이 d = csinθ) 로 표현되며, 고정 부재 (63) 의 X-축 방향의 길이는 b 로 표현되며, 고정 부재 (63) 의 고정 단부로부터 내측면의 중심 (고정자들 (XD12 및 XD22) 의 중심) 까지의 높이 (Z-축 방향에서의 거리) 는 L =(s/2) sinθ + α로서 표현된다. 그러나, α 는 허용가능 치수이다. 추가로, 자기 인력은 Fl = F2 = F이며, 즉, 가동 부재 (84) 에 작용하는 부력은 P = 2(Fcosθ) 으로 나타난다. 고정 부재 (63) 의 영률 (길이 방향 탄성률) 및 플렉셔는 각각 E 와 w 로 표현되며 고정 부재 (63) 의 두께 (h) 는 단순 캔틸레버에 정규의 힘이 작용하는 경우 굴곡의 관련식을 이용하여 다음 식 (1) 에서와 같이 얻어질 수 있다.Next, a method of obtaining the thickness (width in the Y-axis direction) h of the fixing member 63 will be described with reference to FIG. 27. As shown in FIG. 27, the widths of the movable members XDll and XD21 and the stators XD12 and XD22 are expressed as s (projection length a = scosθ in the Y-axis direction) and are opposed to each other. The size of the gap between the sides of the 63 and the movable member 84 is represented by c (projection length d = csinθ in the Y-axis direction), and the length of the fixing member 63 in the X-axis direction is b. The height (distance in the Z-axis direction) from the fixed end of the fastening member 63 to the center of the inner side (the center of the fasteners XD12 and XD22) is L = (s / 2) sinθ + It is expressed as α. However, α is an acceptable dimension. In addition, the magnetic attraction is Fl = F2 = F, that is, the buoyancy force acting on the movable member 84 is represented by P = 2 (Fcosθ). The Young's modulus (length elastic modulus) and flexure of the fixing member 63 are represented by E and w, respectively, and the thickness h of the fixing member 63 uses the relational expression of bending when a normal force is applied to the simple cantilever. Can be obtained as in the following formula (1).

Figure pat00001
...(1)
Figure pat00001
...(One)

부가적으로, X-축 구동 유닛 (XD1) 의 크기를 감소시키기 위해 (특히, X-축 구동 유닛 (XDl) 의 Y-축 방향에서의 폭 치수를 단축시키기 위해), a+d+h 가 작게 되도록 경도각 θ 이 설정되어야 한다.In addition, in order to reduce the size of the X-axis drive unit XD1 (in particular, to shorten the width dimension in the Y-axis direction of the X-axis drive unit XDl), a + d + h is The hardness angle θ must be set to be small.

그러나, 이전에 설명된 바와 같이, 고정 부재 (63) 와 가동 부재 (84) 사이에는, 가동 부재 (84) 의 직진성 에러 (Y 이행 에러 및 Z 이행 에러) 및 회전/경사 에러, 및 Y 스테이지 (STY) 의 이동에 수반하는 반발력 등을 억제하도록 가이드 디바이스들 (XG1 및 XG2) 이 제공된다. 따라서, 가동 부재 (84) 에 인가된 하중은 리니어 모터들 (XDM1 및 XDM2) 로부터의 부력 (P) 만을 완전히 소거할 필요가 있는 것은 아니다.However, as previously described, between the fixing member 63 and the movable member 84, the linearity error (Y transition error and Z transition error) and rotation / tilt error of the movable member 84, and the Y stage ( Guide devices XG1 and XG2 are provided to suppress the repulsive force and the like accompanying the movement of the STY. Therefore, the load applied to the movable member 84 does not need to completely eliminate only the buoyancy force P from the linear motors XDM1 and XDM2.

예를 들어, s = 100 mm, b = 500 mm, c = 50 mm, E = 16000 kgf/mm2, α = 100 mm, F = 2000 kgf, w = 0.1 mm, 및 W = 800 kg 인 경우, a, d, h, a+d+h, 및 부력 (P (= 2Fcosθ)) 사이의 관계는 아래 표 1 에 기재된 바와 같이 얻어질 수 있다.For example, if s = 100 mm, b = 500 mm, c = 50 mm, E = 16000 kgf / mm 2 , α = 100 mm, F = 2000 kgf, w = 0.1 mm, and W = 800 kg, The relationship between a, d, h, a + d + h, and buoyancy (P (= 2 Fcosθ)) can be obtained as described in Table 1 below.

Figure pat00002
Figure pat00002

위의 표 1 로부터, 각도 θ 는 θ = 70 - 85 도로 설정되어야 한다. 즉, 하중 (W) = 800kgf, 부력 (P) = 1368.1 내지 348.6 kgf 에 대해, 가이드 디바이스들 (XG1 및 XG2) 에 작용하는 잔류하는 힘은 -568.1 내지 +451.4 kgf 이며, 이는 하중 (W) 을 실질적으로 소거할 수 있다. 추가로, 잔류하는 힘이 매우 작게 조정될 수 있기 때문에, 가이드 디바이스들 (XG1 및 XG2) 의 크기는 감소될 수 있다. 이는 X-축 리니어 가이드들과, 가이드 디바이스들 (XG1 및 XG2) 을 구성하는 슬라이더들 사이의 마찰 저항을 감소시킨다. 즉, 가동 부재 (84)(X 스테이지 (STX)) 를 구동시키는데 필요한 추력은 작게 되며, 이는 예를 들어, 가동 부재 (84) 로 하여금 수동으로 이동되게 하고 또한, X 스테이지 (STX) 의 메인터넌스와 같은 작업 효율을 향상시킬 수 있다. 추가로, 경사각 θ 을 크게 설정함으로써, 고정 부재 (63) 즉, X-축 구동 유닛 (XD1) 의 크기를 감소시킬 수 있다.From Table 1 above, the angle θ should be set to θ = 70-85 degrees. That is, for load (W) = 800 kgf, buoyancy (P) = 1368.1 to 348.6 kgf, the remaining force acting on the guide devices XG1 and XG2 is -568.1 to +451.4 kgf, which results in a load (W) Can be substantially erased. In addition, since the remaining force can be adjusted very small, the size of the guide devices XG1 and XG2 can be reduced. This reduces the frictional resistance between the X-axis linear guides and the sliders constituting the guide devices XG1 and XG2. That is, the thrust required to drive the movable member 84 (X stage STX) becomes small, which causes, for example, the movable member 84 to be moved manually, and also with the maintenance of the X stage STX. The same work efficiency can be improved. In addition, by setting the inclination angle θ large, the size of the fixing member 63, that is, the X-axis drive unit XD1 can be reduced.

추가로, 위에 설명된 구성을 갖는 X-축 구동 유닛들 (XD1 및 XD2) 에서, 가동자들 (XD11 및 XD21) 과 고정자들 (XD12 및 XD22) 사이의 갭은 스페이서들과 같은 조정 플레이트 등을 이용함이 없이 쉽게 조정될 수 있다. 조정 절차를 도 28 에 기초하여 아래 설명한다. 먼저, 조정시, 작업자는 적절한 체결부를 이용하여 가동 부재 (84) 를 베이스 블록 (62a) 에 고정시킨다. 다음으로, 작업자는 가동 부재 (84) 의 측면들의 양쪽에, 가동자들 (XD11 및 XD21) 보다 적절한 갭량만큼 더 큰 두께를 갖는 비자성 재료 블록 (69) 을 부착한다. 다음으로, 고정 부재 (63) 의 내측면에 고정된 고정자들 (XD12 및 XD22) 이 비자성 재료 블록 (69) 과 접촉하는 경우, 작업자는 체결부 (볼트)(630) 를 이용하여 고정 부재 (63) 를 베이스 블록 (62a) 에 고정시킨다. 이 경우에, 고정면 (XZ 평면에 평행한 면) 이 고정 부재 (63) 의 내측면 (Z-축에 대해 각도 ±θ 만큼 경사진 면) 과 평행하지 않기 때문에, 도 28 에서의 아웃라인 화살표로 나타낸 수직 방향으로 고정 부재 (63) 를 슬라이딩하여 고정된 위치 (높이) 를 조정함으로써, 갭의 크기를 조정할 수 있다. 이 경우에, 조정을 가능하게 하기 위하여, 고정 부재 (63) 에는, 체결부 (볼트)(630) 가 수직방향으로 슬라이드할 수 있는, 원 보다는 Z-축 방향으로 긴 XZ 단면을 갖는 가늘고 긴 슬롯이 형성된다.In addition, in the X-axis drive units XD1 and XD2 having the above-described configuration, the gap between the movers XD11 and XD21 and the stators XD12 and XD22 is provided with an adjustment plate such as spacers and the like. It can be easily adjusted without using. The adjustment procedure is described below based on FIG. First, in the adjustment, the worker fixes the movable member 84 to the base block 62a by using an appropriate fastening portion. Next, the worker attaches, on both sides of the movable member 84, a non-magnetic material block 69 having a thickness larger by an appropriate gap amount than the movable members XD11 and XD21. Next, if the the stator fixed to the inner surface of the fixing member (63) (XD12 and XD22) in contact with the non-magnetic material block (69), the operator holding member by using a fastening part (bolt) (63 0) The 63 is fixed to the base block 62a. In this case, since the fixing surface (plane parallel to the XZ plane) is not parallel to the inner surface of the fixing member 63 (the surface inclined by an angle ± θ with respect to the Z-axis), the outline arrow in FIG. By adjusting the fixed position (height) by sliding the fixing member 63 in the vertical direction indicated by, the size of the gap can be adjusted. In this case, in order to enable the adjustment, the fastening member 63 has an elongated XZ cross section longer in the Z-axis direction than the circle, in which the fastening portion (bolts) 6 0 can slide in the vertical direction. Slots are formed.

후속하여, 작업자는 유사하게, 가동 부재 (84) 의 X 위치를 변경시키면서 (+X 에지부 및 -X 에지부에 최근접한 고정 부재 (63) 를 제외하고는) 모든 고정 부재 (63) 를 베이스 블록 (62a) 에 고정시킨다. 마지막으로, 작업자가 비자성 재료 블록 (69) 을 가동자들 (XDll 및 XD21) 로 교환한 후, 가동 부재 (84) 가 +X 에지부 (또는 -X 에지부) 로 후퇴한 상태에서, ±X 단부들 상의 고정 부재 (63) 가 베이스 블록 (62a) 에 고정된다.Subsequently, the operator similarly bases all the fastening members 63 (except the fastening members 63 closest to the + X edge portion and the -X edge portion) while changing the X position of the movable member 84. To the block 62a. Finally, after the operator exchanges the non-magnetic material block 69 with the movers XDll and XD21, with the movable member 84 retracted to the + X edge portion (or -X edge portion), ± The fixing member 63 on the X ends is fixed to the base block 62a.

이는 고정자들 (XD12 및 XD22) 이 고정 부재 (63) 의 내측면에 넓은 범위로 강건하게 고정되는 것을 허용하며 또한 가동자들 (XDll 및 XD21) 로 형성된 갭이 쉽게 조정되는 것을 허용한다. 추가로, X-축 구동 유닛들 (XD1 및 XD2)) 의 구조에서의 프로세싱 정확도가 낮아지게 되기 때문에, 배치가 경제적이다. 그 결과, 비교적 낮은 비용으로 높은 구동 정확도를 갖는 기판 스테이지 디바이스 (PSTe) 를 구성시키는 것이 가능하게 된다. 추가로, 고정자들 (XD12 및 XD22)(자석 유닛들) 이 X-축 구동 유닛들 (XD1 및 XD2) 의 내부면 (고정 부재 (63) 의 내측면) 에 고정되기 때문에, 자석 바디가 고정 부재 (63) 의 외부면에 가까운 경우에도 고정자들이 끌려가지 않는다.This allows the stators XD12 and XD22 to be firmly fixed to a wide range on the inner side of the fixing member 63 and also to allow the gap formed by the movers XDll and XD21 to be easily adjusted. In addition, since the processing accuracy in the structure of the X-axis drive units XD1 and XD2 becomes low, the arrangement is economical. As a result, it becomes possible to construct the substrate stage device PSTe having a high driving accuracy at a relatively low cost. In addition, since the stators XD12 and XD22 (magnet units) are fixed to the inner surface of the X-axis drive units XD1 and XD2 (inner surface of the fixing member 63), the magnet body is fixed to the fixing member. The stators are not attracted even if they are close to the outer surface of (63).

위에 설명된 방식으로 구성된 제 5 실시형태에 관한 노광 장치에서는, 자세힌 설명이 생략되어 있지만, 이전에 설명된 제 1 실시형태에 대한 노광 장치 (10) 와 유사한 절차로 로트 프로세싱이 수행된다.In the exposure apparatus according to the fifth embodiment configured in the manner described above, detailed processing is omitted, but lot processing is performed by a procedure similar to the exposure apparatus 10 for the first embodiment described previously.

위에 설명된 바와 같이, 제 5 실시형태에 대한 노광 장치에 따르면, X-축 방향으로 기판 스테이지 (ST)(X 스테이지 (STX)) 를 구동시키는 한 쌍의 X-축 구동 유닛들 (XD1 및 XD2) 에 배치된 제 1 가동자 (XD11) 와 제 1 고정자 (XD12) 사이에 작용하는 인발력 (Fzl) 과 제 2 가동자 (XD21) 와 제 2 고정자 (XD22) 사이에 부력으로서 작용하는 직교 성분의 힘 (Fz2) 의 결과적인 힘 (P) 을 이용함으로써, 기판 스테이지의 자체 중력을 포함하는 베이스 블록 (62a 및 62b) 에 작용하는 하중이 감소될 수 있고, 기판 스테이지 (ST)(X 스테이지 (STX)) 의 고정밀도의 구동 제어가 구동 성능의 교란없이 가능하게 된다.As described above, according to the exposure apparatus for the fifth embodiment, a pair of X-axis driving units XD1 and XD2 for driving the substrate stage ST (X stage STX) in the X-axis direction Of the orthogonal component acting as buoyancy force between the first mover (XD11) and the first stator (XD12) and the second mover (XD21) and the second stator (XD22) disposed on By using the resultant force P of the force Fz2, the load acting on the base blocks 62a and 62b including the self-gravity of the substrate stage can be reduced, and the substrate stage ST (X stage STX Highly accurate drive control is possible without disturbing drive performance.

추가로, 제 5 실시형태에 대한 노광 장치에 따르면, 기판 (P) 을 유지시키는 기판 스테이지 (ST)(보다 정확히 말하면, Y 스테이지 (STY) 를 통하여 기판 (P) 을 유지하는 X 스테이지 (STX)) 는 기판 (P) 의 주사 노광시에 고정밀도로 구동될 수 있기 때문에, 기판 (P) 의 고정밀도 노광이 가능하게 된다.Further, according to the exposure apparatus according to the fifth embodiment, the X stage STX holding the substrate P through the Y stage STY (to be more precise, the substrate stage ST holding the substrate P). ) Can be driven with high accuracy at the time of scanning exposure of the substrate P, so that high-precision exposure of the substrate P becomes possible.

부가적으로, 위에 설명된 제 5 실시형태에서는, X-축 구동 유닛 (XD1 (XD2)) 이 단면의 평면이 이등변 사다리꼴 형상인 가동 부재 (84) 를 이용하여 구성되었지만, 그 대신에, 아래 설명된 제 1 및 제 2 변형예들에서와 같이, 이등변 사다리꼴 형상이 아닌 단면의 평면을 갖는 가동 부재 (84) 를 이용하여 X-축 구동 유닛 (XD1 (XD2)) 을 구성하는 것이 가능하다.Additionally, in the fifth embodiment described above, the X-axis drive unit XD1 (XD2) is constructed using the movable member 84 whose plane of cross section is an isosceles trapezoidal shape, but instead, the description below. As in the first and second modifications described above, it is possible to construct the X-axis drive unit XD1 (XD2) using the movable member 84 having a plane of cross section that is not isosceles trapezoidal in shape.

도 29 는 제 1 변형예에 관한 X-축 구동 유닛 (XD1 (XD2)) 의 구성을 보여준다 (그러나, 베이스 블록 (62a), 고정 부재, 및 가동 부재 (84) 에 관해서는, 편의를 위하여, 위에 설명된 제 5 실시형태에서와 같은 동일한 도면 부호들이 이용된다). 도 29 의 구성에서, 가동 부재 (84) 의 ± Y 측면들의 경사도는 서로 다르다 (θ1>θ2). 따라서, 리니어 모터들 (XDM1 및 XDM2) 의 자기 인력 (Fl 및 F2) 의 수평방향 성분들은 소거되지 않고 -Y 방향에서의 결과적인 힘 (Py) 이 가동 부재 (84) 에 작용한다.FIG. 29 shows the configuration of the X-axis drive unit XD1 (XD2) according to the first modification (However, for the base block 62a, the fixing member, and the movable member 84, for convenience, The same reference numerals as in the fifth embodiment described above are used). In the configuration of FIG. 29, the inclinations of the ± Y side surfaces of the movable member 84 are different from each other (θ 1> θ 2). Thus, the horizontal components of the magnetic attraction forces Fl and F2 of the linear motors XDM1 and XDM2 are not canceled and the resulting force Py in the -Y direction acts on the movable member 84.

도 29 에서, X-축 구동 유닛 (XD1 (XD2)) 의 구성에서는, 추력 타입 정적 기체 베어링 디바이스들 (XG3a 및 XG4) 이 가이드 디바이스로서 이용된다. 베이스 블록 (62a) 에서의 그루브의 양쪽 측면들 및 내부 바닥면에는, 가이드 면들 (XGG3 및 XGG4) 이 높은 평편도로 형성된다 (가이드 면들 (XGG3 및 XGG4) 각각은 그루브의 측면에 직교하는 바닥면인 2개의 가이드 면들을 갖는다). 가동 부재 (84) 의 바닥면에는, 가이드 면들 (XGG3 및 XGG4) 을 각각 대향하는 베어링 면들을 갖는 복수의 정적 기체 베어링들인 에어 패드들 (XGP3 및 XGP4) 이 부착된다. 에어 패드 (XGP3 및 XGP4) 는 가이드 면들 (XGG3 및 XGG4) 과 베어링 면들 사이에서의 미소한 갭 (베어링 갭) 으로 스톱부 (보상 소자) 를 통하여 고압 공기를 불어낸다. 이 경우에, 에어 패드들 (XGP3 및 XGP4) 각각은 가동 부재 (84) 의 피칭 운동 및 요잉 운동을 제한하는 에어 패드의 2개의 기능들을 갖는다.In FIG. 29, in the configuration of the X-axis drive unit XD1 (XD2), thrust type static gas bearing devices XG3a and XG4 are used as the guide device. On both sides and the inner bottom surface of the groove in the base block 62a, the guide faces XGG3 and XGG4 are formed with high flatness (each of the guide faces XGG3 and XGG4 is a bottom face orthogonal to the side of the groove). Two guide faces). On the bottom surface of the movable member 84, a plurality of static gas bearings, air pads XGP3 and XGP4, which have bearing surfaces opposing the guide surfaces XGG3 and XGG4, respectively, are attached. The air pads XGP3 and XGP4 blow high pressure air through the stop (compensation element) with a slight gap (bearing gap) between the guide surfaces XGG3 and XGG4 and the bearing surfaces. In this case, each of the air pads XGP3 and XGP4 has two functions of an air pad which limits the pitching motion and the yawing motion of the movable member 84.

추력 타입 정적 기체 베어링 디바이스들 (XG3a 및 XG4) 에서는, 가이드 면들 (XGG3 및 XGG4) 에 대항하여 에어 패드들 (XGP3 및 XGP4) 의 베어링 면을 푸싱하여 가동 부재 (84) 에 외력을 인가함으로써, 갭 내의 에어 필름 (에어 패드) 의 강성이 증가될 수 있다. 따라서, 가동 부재 (84) 의 ±Y 측면들의 경사각 θ1 및 θ2 를 적절하게 설정하고, 리니어 모터들 (XDMl 및 XDM2) 의 자기 인력 (Fl 및 F2) 의 수직 방향 성분의 결과적인 힘 (Pz) 과 수평 방향 성분의 결과적인 힘 (Py) 을 조정하고, 에어 패드들 (XGP3 및 XGP4) 에 인가된 수평 방향에서의 하중과 수직 방향에서의 하중을 조정함으로써, 각각의 에어 패드의 강성이 최적으로 조정될 수 있다.In the thrust type static gas bearing devices XG3a and XG4, a gap is applied by pushing an external force to the movable member 84 by pushing the bearing surface of the air pads XGP3 and XGP4 against the guide surfaces XGG3 and XGG4. The rigidity of the air film (air pad) in the inside can be increased. Accordingly, the inclination angles θ1 and θ2 of the ± Y side surfaces of the movable member 84 are appropriately set, and the resulting force Pz of the vertical component of the magnetic attraction forces Fl and F2 of the linear motors XDMl and XDM2 By adjusting the resulting force P y of the horizontal component and the load in the vertical direction and the load in the horizontal direction applied to the air pads XGP3 and XGP4, the rigidity of each air pad can be optimally adjusted. Can be.

추가로, 가동 부재 (84) 의 ±Y 측면들의 경사각 θ1 및 θ2 를 적절하게 설정하는 결과적인 힘 (Py) 을 조정하고 에어 패드들 (XGP3 및 XGP4) 에 인가된 수평 방향에서의 하중을 조정함으로써, 에어 패드들 (XGP3 및 XGP4) 중 한 에어 패드의 강성이 다른 에어 패드보다 높게 이루어질 수 있다. 이는 가동 부재 (84) 가 가이드 면들 중 한 면을 따라 이동하게 허용한다. 따라서, 그루브의 양쪽 측면들에 의해 형성된 가이드 면들 (XGG3 및 XGG4) 의 평행 관계가 열화된 경우, 가동 부재 (84) 는 높은 강성을 갖는 에어 패드가 대향하는 가이드 면을 따라 이동하도록 형성될 수 있다. 추가로, 그루브의 양쪽 측면들에 의해 형성된 가이드 면들 (XGG3 및 XGG4) 중 하나의 직진성이 열화된 경우, 가이드 면들 (XGG3 및 XGG4) 중 다른 가이드 면을 대향하는 에어 패드의 강성을 증가시킴으로써, 가동 부재 (84) 는 높은 강성을 갖는 에어 패드와 대향하는 직진성이 양호한 가이드 면을 따라 이동하도록 형성될 수 있다.In addition, by adjusting the resulting force Py to appropriately set the inclination angles θ1 and θ2 of the ± Y sides of the movable member 84 and by adjusting the load in the horizontal direction applied to the air pads XGP3 and XGP4. In other words, the stiffness of one of the air pads XGP3 and XGP4 may be higher than that of the other air pads. This allows the movable member 84 to move along one of the guide faces. Thus, when the parallel relationship of the guide surfaces XGG3 and XGG4 formed by both sides of the groove is degraded, the movable member 84 can be formed so that the air pad having high rigidity moves along the opposing guide surface. . In addition, when the straightness of one of the guide faces XGG3 and XGG4 formed by both sides of the groove is deteriorated, by increasing the rigidity of the air pad facing the other guide face of the guide faces XGG3 and XGG4, The member 84 may be formed to move along a guide surface having good straightness opposite to the air pad having high rigidity.

도 30 은 제 2 변형예의 X-축 구동 유닛 (XD1 (XD2)) 의 구성을 보여준다 (그러나, 베이스 블록 (62a), 고정 부재 및 가동 부재 (84) 에 대해서는, 편의를 위하여 위에 설명된 제 5 실시형태에서와 같이 동일한 도면 번호가 이용된다). 도 30 의 구성에서는, 이전에 설명된 가이드 면 (XGG3) 이 바닥면의 그루브의 -Y 측에 형성되고 측면이 그루브의 +Y 측에 형성되어 있지만, 가이드 면 (XGG4') 은 바닥면에만 형성된다. 그리고, 이들 가이드 면들 (XGG3 및 XGG4') 을 각각 대향하는 베어링 면들을 갖는 에어 패드들 (XGP3 및 XGP4') 은 가동 부재 (84) 의 바닥면에 부착된다. 이 경우에도 또한, 가동 부재 (84) 는 위에 설명된 제 1 변형예에서와 같이 에어 패드 (XGP3) 가 대향하는 가이드 면 (XGG3) 을 따라 이동될 수 있다.30 shows the configuration of the X-axis drive unit XD1 (XD2) of the second modification (However, for the base block 62a, the fixing member and the movable member 84, the fifth described above for convenience. The same reference numerals are used as in the embodiment). In the configuration of Fig. 30, the guide face XGG3 described previously is formed on the -Y side of the groove of the bottom face and the side face is formed on the + Y side of the groove, but the guide face XGG4 'is formed only on the bottom face. do. Then, air pads XGP3 and XGP4 'having bearing surfaces opposing these guide surfaces XGG3 and XGG4', respectively, are attached to the bottom surface of the movable member 84. Also in this case, the movable member 84 can be moved along the guide surface XGG3 opposite the air pad XGP3 as in the first modification described above.

부가적으로, 일반적으로 베이스 블록 (62a) 의 그루브의 양쪽 측면들에 높은 평편도를 갖는 가이드면들을 형성하는 것이 어렵기 때문에, 가이드 면은 그루브의 양쪽 측면들 상에 제공될 수 있으며, 베이스 블록 (62a) 은 복수의 분할 부재들을 이용하여 구성된다.Additionally, since it is generally difficult to form guide surfaces with high flatness on both sides of the groove of the base block 62a, the guide face can be provided on both sides of the groove, 62a is constructed using a plurality of dividing members.

부가적으로, 위에 설명된 제 5 실시형태에서, 자기 인력이 2개의 X-축 구동 유닛들 (XD1 및 XD2) 에 배치된 각각의 리니어 모터들 (XDMl 및 XDM2) 에서의 고정자들 (XDll, XD21) 과 가동자들 (XD12, XD22) 사이에 작용하고 인력의 수직 방향 성분이 고정자 측으로부터 가동자를 인상시키는 방향에 있는 경우가 설명되었다. 그러나, 이것 뿐만 아니라, 예를 들어, 제 5 실시형태에서의 리니어 모터들 (XDM1 및 XDM2) 각각에서의 고정자들 (XD11, XD21) 과 가동자들 (XD12, XD22) 의 위치가 전환되는 구성이 채용될 수 있다. 이 경우에, X 스테이지 (STX) 가 X-축 방향으로 구동될 때, 자기 척력 (반발력) 이 고정자 (XD11, XD21) 과 가동자 (XD12, XD22) 사이에서 작용해야 하고 척력 성분 (반발력) 의 수직 방향 성분이 고정자 측으로부터 인상되는 방향에 있어야 한다. 이 경우에도, 고정자 (XD11, XD21) 와 가동자 (XD12, XD22) 사이에 작용하는 힘의 수직 방향 성분의 척력은 부력으로서 이용될 수 있고, 제 5 실시형태에서와 같은 동일 효과가 얻어질 수 있다. 이것 이외에도, 고정자 (XD11, XD21) 와 가동자 (XD12, XD22) 사이의 자기력에 더하여 또는 자기력 대신에, 다른 인력들 (예를 들어, 진공 흡인력) 또는 척력 (예를 들어, 기체의 정적 압력) 이, 적어도 X 스테이지 (STX) 가 X-축 방향으로 구동될 때 작동할 수도 있다. 이러한 경우에도, 흡인력 또는 척력의 수직 방향 성분은 부력으로서 이용될 수 있다.Additionally, in the fifth embodiment described above, the stators XDll, XD21 in the respective linear motors XDMl and XDM2 in which magnetic attraction is disposed in the two X-axis drive units XD1 and XD2. ) And a case in which the vertical component of the attraction force is in the direction of lifting the mover from the stator side. However, not only this, but the configuration in which the positions of the stators XD11 and XD21 and the movers XD12 and XD22 in each of the linear motors XDM1 and XDM2 in the fifth embodiment are switched, for example, Can be employed. In this case, when the X stage STX is driven in the X-axis direction, the magnetic repulsive force (repulsive force) must act between the stators XD11 and XD21 and the movers XD12 and XD22 and the repulsive force component (repulsive force) The vertical component should be in the direction from which it is pulled from the stator side. Even in this case, the repulsive force of the vertical component of the force acting between the stators XD11 and XD21 and the movers XD12 and XD22 can be used as buoyancy, and the same effect as in the fifth embodiment can be obtained. have. In addition to this, in addition to or instead of the magnetic force between the stator XD11, XD21 and the movers XD12, XD22, other attractive forces (e.g., vacuum suction force) or repulsive force (e.g., static pressure of the gas) This may work when at least the X stage STX is driven in the X-axis direction. Even in this case, the vertical component of suction or repulsive force can be used as buoyancy.

부가적으로, 위에 설명된 제 5 실시형태에서는, 기판 (P) 이 Y 스테이지 (STY) 에 배치되었지만, 예를 들어, 미국 특허 출원 공개 번호 제 2010/0018950 호에 개시된 스테이지 디바이스에서는, Y 스테이지 (STY) 에 대한 6개의 자유도의 방향들로 구동되는 미동 스테이지가 제공될 수 있고, 기판 (P) 은 미동 스테이지에 배치될 수 있다. 이 경우에, 미국 특허 출원 공개 번호 제 2010/0018950 호에 개시된 바와 같은 중량 소거 디바이스가 제공될 수 있고 위에 설명된 미동 스테이지를 하방으로부터 지지할 수 있다.Additionally, in the fifth embodiment described above, the substrate P is disposed on the Y stage STY, but for example, in the stage device disclosed in US Patent Application Publication No. 2010/0018950, the Y stage ( A fine motion stage driven in six degrees of freedom with respect to STY can be provided, and the substrate P can be arranged in the fine motion stage. In this case, a weight erasing device as disclosed in US Patent Application Publication No. 2010/0018950 can be provided and can support the fine motion stage described above from below.

부가적으로, 위에 설명된 실시형태들의 각각에 대한 노광 장치에서는, 조명 장치는 (193 nm 의 파장을 가진) ArF 엑시머 레이저 광 및 (248 nm 의 파장을 가진) KrF 엑시머 레이저 광과 같은 자외광, 또는 (157 nm 의 파장을 갖는) F2 레이저 광과 같은 진공 자외광일 수 있다. 추가로, 조명광으로서, DFB 반도체 레이저 또는 광섬유 레이저에 의해 방사된 적외 또는 가시범위에서 단파장 레이저 광을 에르븀 (또는 에르븀과 이테르븀 둘다) 이 도핑된 광섬유 증폭기로 증폭시킴으로써 그리고 비선형 광학 결정을 이용하여 파장을 자외선 광으로 변환함으로써 고조파가 또한 사용될 수 있다. 추가로, (355 nm, 266 nm 의 파장을 갖는) 고체 상태 레이저 등을 또한 이용할 수 있다.In addition, in the exposure apparatus for each of the embodiments described above, the illumination apparatus comprises ultraviolet light, such as ArF excimer laser light (with a wavelength of 193 nm) and KrF excimer laser light (with a wavelength of 248 nm), Or vacuum ultraviolet light, such as F2 laser light (having a wavelength of 157 nm). Additionally, as illumination light, wavelengths can be amplified by using a nonlinear optical crystal and by amplifying a short wavelength laser light in an infrared or visible range emitted by a DFB semiconductor laser or a fiber laser with an erbium (or both erbium and ytterbium). Harmonics can also be used by converting to ultraviolet light. In addition, solid state lasers (having wavelengths of 355 nm, 266 nm) and the like can also be used.

추가로, 위에 설명된 실시형태들 각각에서는, 투영 광학계 (PL) 는 복수의 투영 광학 유닛들이 설치된 멀티렌즈 방법에 의한 투영 광학계인 경우가 설명되었지만, 투영 광학 유닛들의 수는 이에 한정되지 않으며, 하나 이상의 투영 광학 유닛들이어야 한다. 추가로, 투영 광학계는 멀티렌즈 방법에 의한 투영 광학계로 제한정되지 않고 예를 들어, 오프너 (Offner) 타입의 대형 미러 등을 이용한 투영 광학계일 수 있다.In addition, in each of the embodiments described above, the case where the projection optical system PL is a projection optical system by the multi-lens method provided with a plurality of projection optical units has been described, but the number of projection optical units is not limited thereto, one Should be the projection optical units. In addition, the projection optical system is not limited to the projection optical system by the multi-lens method, but may be, for example, a projection optical system using an opener-type large mirror or the like.

추가로, 위에 설명된 실시형태들 각각에 대한 노광 장치에서, 투영 광학계는 등배율 시스템으로 한정되지 않고, 또한 축소계 또는 확대계일 수 있으며, 또한 반사 굴절 광학계, 반사 광학계 또는 굴절 광학계일 수 있다. 추가로, 투영된 이미지는 역상 또는 정립상일 수도 있다.In addition, in the exposure apparatus for each of the embodiments described above, the projection optical system is not limited to an equal magnification system, but may also be a reduction system or a magnification system, and may also be a reflective refractive optical system, a reflective optical system or a refractive optical system. In addition, the projected image may be reversed or upright.

부가적으로, 위에 설명된 실시형태에서는, 소정의 차광 패턴 (또는 페이스 패턴 또는 광감쇠 패턴) 을 광 투과성 마스크 기판 상에 형성함으로써 얻어진 광 투과성 타입 마스크가 이용된다. 그러나, 이 마스크 대신에, 예를 들어, 미국 특허 제 6,778,257 호에서와 같이, 광 투과 패턴, 반사 패턴, 또는 방사 패턴이 노출될 패턴의 전자 데이터에 따라 형성되는 전자 마스크 (가변형상 마스크), 예를 들어, (또한, 소위 공간 광 변조기라 하는) 비방사형 이미지 디스플레이 소자의 유형인 DMD (Digital Micromirror Device) 를 이용하는 가변 형상 마스크가 또한 이용될 수 있다.In addition, in the embodiment described above, a light transmissive type mask obtained by forming a predetermined light shielding pattern (or face pattern or light attenuation pattern) on a light transmissive mask substrate is used. However, instead of this mask, for example, in US Pat. No. 6,778,257, an electronic mask (variable mask) formed according to the electronic data of the light transmission pattern, the reflection pattern, or the pattern to which the radiation pattern is to be exposed, eg For example, a variable shape mask using DMD (Digital Micromirror Device), which is a type of non-radiative image display element (also called a spatial light modulator), may also be used.

부가적으로, 위에 설명된 실시형태들 각각에 대한 노광 장치를 예를 들어, 액정 디스플레이 등과 같은 플랫 패널 디스플레이 (FPD) 의 대형 기판과 같은 (외경, 대각선 및 한 변 중 적어도 하나를 포함하는) 크기가 500mm 이상인 기판을 노광시키는 노광 장치에 적용하는 것이 특히 효과적이다.Additionally, the exposure apparatus for each of the embodiments described above may be of the same size (including at least one of an outer diameter, a diagonal, and one side) as a large substrate of a flat panel display (FPD), such as, for example, a liquid crystal display. It is especially effective to apply to the exposure apparatus which exposes the board | substrate which is 500 mm or more.

추가로, 위에 설명된 실시형태들 각각은 스텝 앤드 스티치 방법에 의한 노광 장치에 적용될 수도 있다. 추가로, 특히 위에 설명된 제 5 실시형태는 예를 들어, 정적 타입 노광 장치에 적용될 수 있다.In addition, each of the embodiments described above may be applied to an exposure apparatus by a step and stitch method. In addition, the fifth embodiment described above in particular can be applied to, for example, a static type exposure apparatus.

추가로, 노광 장치의 적용 액정 디스플레이 소자 패턴이 직사각형 유리판 상에 전사되는 액정 디스플레이 소자들을 위한 노광 장치로 한정되지 않고 위의 실시형태들 각각이 또한, 예를 들어, 반도체를 제조하기 위한 노광 장치, 및 박막 자기 헤드, 마이크로머신들, DNA 칩들 등을 제조하기 위한 노광 장치에도 폭넓게 적용될 수 있다. 추가로, 본 발명은 반도체 디바이스들과 같은 마이크로디바이스들을 제조하는 노광 장치에 적용될 수 있을 뿐만 아니라 노광 장치에 이용된 마스크 또는 레티클을 제조하기 위해 유리판 또는 실리콘 웨이퍼 상으로 회로 패턴을 전사하는 노광 장치, EUV 노광 장치, X-ray 노출 장치, 전자 빔 노출 장치 등에도 또한 적용될 수 있다. 부가적으로, 노광 대상인 물체는 유리판으로 한정되지 않고 예를 들어, 웨이퍼, 세라믹 기판, 필름 부재 또는 마스크 블랭크와 같은 다른 물체일 수도 있다. 추가로, 노광 대상이 플랫 패널 디스플레이용 기판인 경우, 기판 두께는 특히 제한되지 않고 예를 들어, 필름형 부재 (가요성을 갖는 시트형 부재) 도 또한 포함된다.In addition, the application of the exposure apparatus is not limited to the exposure apparatus for the liquid crystal display elements in which the pattern of the liquid crystal display element is transferred onto the rectangular glass plate, and each of the above embodiments may also be, for example, an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor, And an exposure apparatus for manufacturing thin film magnetic heads, micromachines, DNA chips, and the like. In addition, the present invention can be applied to an exposure apparatus for manufacturing microdevices such as semiconductor devices, as well as an exposure apparatus for transferring a circuit pattern onto a glass plate or silicon wafer to manufacture a mask or reticle used in the exposure apparatus, It can also be applied to EUV exposure apparatus, X-ray exposure apparatus, electron beam exposure apparatus and the like. In addition, the object to be exposed is not limited to the glass plate and may be another object such as, for example, a wafer, a ceramic substrate, a film member, or a mask blank. In addition, when the exposure target is a substrate for a flat panel display, the substrate thickness is not particularly limited and, for example, a film member (a sheet member having flexibility) is also included.

부가적으로, 이상의 모든 공개 개시물, 위의 설명부에 인용되고 노광 장치들 등에 대한 PCT 국제 공개물 설명, 미국 특허 출원 공개 공보 설명, 미국 특허 설명은 여기에서는 참조로서 포함된다.In addition, all of the above publications, the PCT international publication descriptions, US patent application publications, and US patent descriptions of exposure apparatuses and the like, are incorporated herein by reference.

- 디바이스 제조 방법Device manufacturing method

다음으로, 리소그래피 프로세스에 있어서 위의 실시형태들 각각에 대한 노광 장치를 이용하는 마이크로디바이스의 제조 방법을 설명한다. 위에 설명된 각 실시형태에 대한 노광 장치에 있어서, 마이크로디바이스와 같은 액정 디스플레이는 플레이트 (유리 기판) 상에 소정의 패턴 (회로 패턴, 전극 패턴) 을 형성함으로써 획득될 수 있다.Next, a method of manufacturing a microdevice using the exposure apparatus for each of the above embodiments in the lithography process will be described. In the exposure apparatus for each embodiment described above, a liquid crystal display such as a microdevice can be obtained by forming a predetermined pattern (circuit pattern, electrode pattern) on a plate (glass substrate).

- 패턴 형성 프로세스-Pattern formation process

무엇보다도, 패턴 이미지가 (감광 레지스트로 코팅된 유기 기판과 같은) 감광성 기판 상에 형성되는 소위 광학 리소그래피 프로세스가 위에 설명된 실시형태들 각각에 관한 노광 장치를 이용하여 실시된다. 이 광학 리소그래피 프로세스에서, 다수의 전극 등을 포함하는 소정의 패턴이 감광성 기판 상에 형성된다. 그 후, 노광된 기판이 현상 프로세스, 에칭 프로세스 및 레지스트 제거 프로세스와 같은 각각의 프로세스를 받고 이에 의해 소정의 패턴이 기판 상에 형성된다.First of all, a so-called optical lithography process in which a pattern image is formed on a photosensitive substrate (such as an organic substrate coated with a photosensitive resist) is carried out using the exposure apparatus according to each of the embodiments described above. In this optical lithography process, a predetermined pattern comprising a plurality of electrodes or the like is formed on the photosensitive substrate. Thereafter, the exposed substrate is subjected to respective processes such as a developing process, an etching process and a resist removing process, whereby a predetermined pattern is formed on the substrate.

- 컬러 필터 형성 프로세스-Color filter formation process

다음으로, R (Red), G (Green) 및 B (Blue) 에 대응하는 3개의 도트들의 다수 세트들이 매트릭스 형상으로 배치된 컬러 필터, 또는 R, G 및 B 의 3개의 스트립들의 필터들의 복수의 세트가 수평방향의 주사 라인 방향들로 배치된 컬러 필터가 형성된다.Next, a plurality of sets of color filters in which a plurality of sets of three dots corresponding to R (Red), G (Green) and B (Blue) are arranged in a matrix shape, or filters of three strips of R, G and B A color filter is formed in which the set is arranged in the horizontal scan line directions.

- 셀 어셈블리 프로세스Cell assembly process

다음으로, 액정 패널 (액정 셀) 이 패턴 형성 프로세스로 얻어진 소정의 패턴을 갖는 기판, 컬러 필터 형성 프로세스에서 얻어진 컬러 필터 등을 이용하여 어셈블리된다. 예를 들어, 패턴 형성 프로세스에서 얻은 소정의 패턴을 갖는 기판과, 컬러 필터 형성 프로세스에서 얻은 컬러 필터 사이에 액정을 주입함으로써 액정 패널 (액정 셀) 이 제조된다.Next, a liquid crystal panel (liquid crystal cell) is assembled using the board | substrate which has a predetermined | prescribed pattern obtained by the pattern formation process, the color filter obtained by the color filter formation process, etc. For example, a liquid crystal panel (liquid crystal cell) is manufactured by inject | pouring a liquid crystal between the board | substrate which has a predetermined | prescribed pattern obtained by the pattern formation process, and the color filter obtained by the color filter formation process.

- 모듈 어셈블리 프로세스Module assembly process

그 후, 어셈블리된 액정 패널 (액정 셀) 의 디스플레이 동작이 수행되게끔 하는 전자 회로 및 백라이트와 같은 개개의 컴포넌트들을 부착함으로써 액정 디스플레이 소자가 완성된다. 이 경우에, 패턴 형성 프로세스에서 위에 설명된 실시형태들의 각각에 대한 노광 장치를 이용하여 기판의 노광이 높은 스루풋 및 높은 정밀도로 수행되기 때문에, 결과적으로 액정 디스플레이 소자들의 재현성이 향상될 수 있다.Thereafter, the liquid crystal display element is completed by attaching individual components such as an electronic circuit and a backlight to cause the display operation of the assembled liquid crystal panel (liquid crystal cell) to be performed. In this case, since the exposure of the substrate is performed with high throughput and high precision using the exposure apparatus for each of the embodiments described above in the pattern forming process, the reproducibility of the liquid crystal display elements can be improved as a result.

산업적 이용가능성Industrial availability

위에 설명된 바와 같이, 본 발명의 노광 장치는 노광 처리 시에 노광을 위한 에너지 빔에 대하여 소정의 스트로크로 주사 방향으로 노광 대상인 물체를 이동시키기에 적합하다. 추가로, 본 발명의 이동체 장치는 이동체를 구동시키기에 적합하다. 추가로, 본 발명의 플랫 패널 디스플레이 제조 방법은 플랫 패널 디스플레이들을 제조하기에 적합하다. 추가로, 본 발명의 디바이스 제조 방법은 마이크로디바이스들을 제조하기에 적합하다.As described above, the exposure apparatus of the present invention is suitable for moving the object to be exposed in the scanning direction with a predetermined stroke with respect to the energy beam for exposure in the exposure process. In addition, the mobile device of the present invention is suitable for driving the mobile device. In addition, the flat panel display manufacturing method of the present invention is suitable for manufacturing flat panel displays. In addition, the device manufacturing method of the present invention is suitable for manufacturing microdevices.

Claims (1)

발명의 설명에 기재된, 노광 장치.Exposure apparatus as described in description of invention.
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