KR20230153268A - 전자기 장치, 위치 맞춤 장치 및 물품제조방법 - Google Patents

전자기 장치, 위치 맞춤 장치 및 물품제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20230153268A
KR20230153268A KR1020230049761A KR20230049761A KR20230153268A KR 20230153268 A KR20230153268 A KR 20230153268A KR 1020230049761 A KR1020230049761 A KR 1020230049761A KR 20230049761 A KR20230049761 A KR 20230049761A KR 20230153268 A KR20230153268 A KR 20230153268A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
iron core
fine
electromagnetic device
end surface
coil
Prior art date
Application number
KR1020230049761A
Other languages
English (en)
Inventor
타케시 사토
시게오 코야
노부시게 코레나가
Original Assignee
캐논 가부시끼가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 캐논 가부시끼가이샤 filed Critical 캐논 가부시끼가이샤
Publication of KR20230153268A publication Critical patent/KR20230153268A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F5/00—Coils
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00—Magnets
    • H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F7/08—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • H01F7/081—Magnetic constructions
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/24—Magnetic cores
    • H01F27/245—Magnetic cores made from sheets, e.g. grain-oriented
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M1/00—Inking and printing with a printer's forme
    • B41M1/26—Printing on other surfaces than ordinary paper
    • B41M1/28—Printing on other surfaces than ordinary paper on metals
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C32/00—Bearings not otherwise provided for
    • F16C32/04—Bearings not otherwise provided for using magnetic or electric supporting means
    • F16C32/0406—Magnetic bearings
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
    • G03F7/70716—Stages
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
    • G03F7/70758—Drive means, e.g. actuators, motors for long- or short-stroke modules or fine or coarse driving
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/24—Magnetic cores
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F3/00—Cores, Yokes, or armatures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F3/00—Cores, Yokes, or armatures
    • H01F3/02—Cores, Yokes, or armatures made from sheets
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F3/00—Cores, Yokes, or armatures
    • H01F3/10—Composite arrangements of magnetic circuits
    • H01F3/14—Constrictions; Gaps, e.g. air-gaps
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00—Magnets
    • H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K41/00—Propulsion systems in which a rigid body is moved along a path due to dynamo-electric interaction between the body and a magnetic field travelling along the path
    • H02K41/02—Linear motors; Sectional motors
    • H02K41/03—Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors
    • H02K41/031—Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors of the permanent magnet type
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2201/00—Specific aspects not provided for in the other groups of this subclass relating to the magnetic circuits
    • H02K2201/18—Machines moving with multiple degrees of freedom
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2213/00—Specific aspects, not otherwise provided for and not covered by codes H02K2201/00 - H02K2211/00
    • H02K2213/03—Machines characterised by numerical values, ranges, mathematical expressions or similar information

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Linear Motors (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Electromagnets (AREA)
  • Manufacture Of Motors, Generators (AREA)

Abstract

전자기 장치는, 제1단부면을 가지는 제1부재와, 상기 제1단부면에 대하여 공극을 통해 대면하는 제2단부면을 가지는 제2부재와, 상기 제1부재 또는 상기 제2부재에 감긴 코일을 구비한다. 상기 제1부재 및 상기 제2부재의 각각은 복수의 강판의 적층체로 형성되고, 상기 제1부재와 상기 제2부재로 형성된 자기회로는, 상기 적층체에 있어서의 적층방향이 직각으로 변화되어 상기 복수의 강판의 각각의 면방향을 따라 자속을 발생하는 변화부를 구비한다.

Description

전자기 장치, 위치 맞춤 장치 및 물품제조방법{ELECTROMAGNETIC DEVICE, ALIGNMENT APPARATUS, AND ARTICLE MANUFACTURING METHOD}
본 발명은, 전자기 장치, 위치 맞춤 장치 및 물품제조방법에 관한 것이다.
전자기 액추에이터 등의 전자기 장치는, 제1단부면을 가지는 제1부재와, 제1단부면에 대하여 공극을 통해 대면하는 제2단부면을 가지는 제2부재와, 제1부재 또는 제2부재에 감긴 코일을 구비할 수 있다. 제1부재, 제2부재 및 공극에 의해 자기회로가 구성될 수 있다. 자기회로에 있어서, 와전류에 의해 생긴 열의 발생을 억제하거나, 자기저항을 저하시키거나 하기 위해서, 제1부재 및 제2부재는, 복수의 전자기 강판의 적층체로 구성될 수 있다. 그러나, 자기회로의 형상이 복잡해지면, 단지 전자기 강판의 적층체를 사용하는 것만으로는 불충분할 수 있다.
일본 특허공개 2012-119698호 공보는 제1부재의 제1단부면과 제2부재의 제2단부면이 공극을 통해 대면하는 구조를 개시하지 않고 있지만, 와전류의 저감에 관한 기재가 있다. 보다 구체적으로는, 이 특허문헌에는, 코어의 중심에 배치된 강자성 재료로 이루어진 적층원통부와, 적층원통부의 축방향 중심부에 배치된 강자성 재료로 이루어진 적층 링부로 구성된 강자성 부재가 기재되어 있다. 적층원통부는, 원통을 축방향으로 절단한 박판을 적층하여서 얻어진다. 적층 링부는, 링형상 박판을 적층하여서 얻어진다.
본 발명은, 자기회로의 형상의 자유도를 향상시키는 데 유리한 기술을 제공한다.
본 발명의 일 측면은, 전자기 장치를 제공하고, 이 전자기 장치는, 제1단부면을 가지는 제1부재와, 상기 제1단부면에 대하여 공극을 통해 대면하는 제2단부면을 가지는 제2부재와, 상기 제1부재 또는 상기 제2부재에 감긴 코일을 포함하고, 상기 제1부재 및 상기 제2부재의 각각은, 복수의 강판의 적층체로 형성되고, 상기 제1부재와 상기 제2부재로 형성된 자기회로는, 상기 적층체에 있어서의 적층방향이 직각으로 변화되어 상기 복수의 강판의 각각의 면방향을 따라 자속을 발생하는 변화부를 구비한다.
본 발명의 추가의 특징들은, 첨부도면을 참조하여 이하의 예시적 실시 형태들의 설명으로부터 명백해질 것이다.
도1은 일 실시 형태에 따른 노광 장치의 배치를 예시적으로 도시한 도면;
도2는 일 실시 형태에 따른 웨이퍼 스테이지 장치의 배치를 예시적으로 도시한 도면;
도3은 일 실시 형태에 따른 웨이퍼 스테이지 장치의 배치를 예시적으로 도시한 도면;
도4는 일 실시 형태에 따른 미동 스테이지 장치의 배치를 예시적으로 도시한 도면;
도5는 일 실시 형태에 따른 조동 스테이지 장치의 배치를 예시적으로 도시한 도면;
도6a 및 6b는 일 실시 형태에 따른 조동 리니어 모터의 배치를 예시적으로 도시한 도면;
도7은 숏 레이아웃도를 예시적으로 도시한 도면;
도8은 제1실시 형태에 따른 미동 전자석의 배치를 예시적으로 도시한 도면;
도9는 제1실시 형태에 따른 미동 전자석의 변형 예의 배치를 예시적으로 도시한 도면;
도10은 제2실시 형태에 따른 미동 전자석의 배치를 예시적으로 도시한 도면;
도11은 제2실시 형태에 따른 미동 전자석의 배치를 예시적으로 도시한 도면;
도12는 제2실시 형태에 따른 미동 전자석의 변형 예의 배치를 예시적으로 도시한 도면;
도13은 제3실시 형태에 따른 미동 전자석의 배치를 예시적으로 도시한 도면;
도14는 제3실시 형태에 따른 미동 전자석의 변형 예의 배치를 예시적으로 도시한 도면;
도15는 제3실시 형태에 따른 미동 전자석의 변형 예에 있어서의 가동철심의 지지 부재의 배치를 예시적으로 도시한 도면;
도16은 일 실시 형태에 따른 웨이퍼 스테이지 장치의 제어계의 배치를 예시적으로 도시한 도면;
도17은 위치 프로파일 및 가속도 프로파일을 예시적으로 도시한 도면;
도18은 제2실시 형태에 따른 미동 전자석의 변형 예의 조립 방법과 제조 방법을 설명하기 위한 도;
도19는 제2실시 형태에 따른 미동 전자석의 변형 예의 조립 방법과 제조 방법을 설명하기 위한 도;
도20은 제2실시 형태에 따른 미동 전자석의 변형 예의 조립 방법과 제조 방법을 설명하기 위한 도;
도21은 제2실시 형태에 따른 미동 전자석의 변형 예의 조립 방법과 제조 방법을 설명하기 위한 도;
도22는 제2실시 형태에 따른 미동 전자석의 변형 예의 조립 방법과 제조 방법을 설명하기 위한 도;
도23a 및 23b는 권철심을 예시적으로 설명하기 위한 도;
도24는 권철심의 제조 방법을 예시적으로 설명하기 위한 도;
도25는 제4실시 형태에 따른 미동 전자석의 배치를 예시적으로 도시한 도면;
도26은 미동 스테이지를 가속시킬 때에 미동 스테이지에 작용하는 모멘트를 저감하는 데 유리한 미동 전자석의 배치를 예시적으로 도시한 도면;
도27은 미동 스테이지를 가속시킬 때에 미동 스테이지에 작용하는 모멘트를 저감하는 데 유리한 미동 전자석의 배치를 예시적으로 도시한 도면;
도28은 미동 스테이지를 가속시킬 때에 미동 스테이지에 작용하는 모멘트를 예시적으로 도시한 도면;
도29는 복잡한 3차원 형상을 가지는 철심에 있어서 발생하는 와전류를 설명하기 위한 도다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 실시 형태를 상세하게 설명한다. 또한, 이하의 실시 형태는 특허청구의 범위에 관계되는 발명을 한정하는 것이 아니고, 또한, 실시 형태에서 설명되어 있는 특징의 조합의 모두가 발명을 한정하지 않는다. 실시 형태에서 설명되어 있는 복수의 특징 중 두 개 이상의 특징이 적절히 조합되어도 좋다. 또한, 동일 또는 유사한 구성에는 동일한 참조 번호를 첨부하여, 중복된 설명은 생략한다.
이하의 설명에 있어서, ＸＹＺ좌표계에 따라서 방향이 설명된다. X축 및 Y축에 의해 규정되는 ＸＹ평면은, 전형적으로는 수평면이다. Z축은, 전형적으로는 연직방향에 평행하다. ＸＹ방향은, ＸＹ평면에 평행한 방향이다. X축방향은 X축에 평행한 방향이다. Y축방향은 Y축에 평행한 방향이다. Z축방향은 Z축에 평행한 방향이다.
도1에는, 일 실시 형태에 따른 노광 장치의 배치가 예시적으로 도시되어 있다. 해당 노광 장치는, 제1물체(예를 들면, 기판)와 제2물체(예를 들면, 원판)를 상대적으로 위치 맞춤하는 위치 맞춤 장치, 혹은, 원판(레티클)의 패턴을 기판(웨이퍼)에 전사하는 전사장치의 일례로서 이해되어도 좋다. 웨이퍼 스테이지 장치(500)는, 바닥(691) 위에 마운트(698)를 통해 배치된 스테이지 정반(692) 위에 배치될 수 있다. 바닥(691) 위에 마운트(698)를 통해 광학 경통정반(696)이 배치될 수 있다. 광학 경통정반(696)에 의해, 투영 광학계(687) 및 레티클 정반(694)이 지지될 수 있다. 레티클 정반(694) 위에는 레티클 스테이지 장치(695)가 배치될 수 있다. 레티클 정반(694)의 위에는, 조명 광학계(699)가 배치될 수 있다. 조명 광학계(699)는, 레티클 스테이지 장치(695)의 레티클 스테이지에 적재된 레티클의 화상을 웨이퍼 스테이지 장치(500)의 웨이퍼 스테이지에 적재된 웨이퍼에 투영한다. 이에 따라 레티클의 패턴이 상기 웨이퍼에 전사될 수 있다. 해당 노광 장치는, 주사 노광 장치로서 구성되어도 좋다.
웨이퍼 스테이지 장치(500)는, 제1물체로서의 기판을 위치결정하는 제1위치결정 기구로서 이해할 수 있다. 레티클 스테이지 장치(695)는, 제2물체로서의 레티클을 위치결정하는 제2위치결정 기구로서 이해할 수 있다. 제1위치결정 기구 및 제2위치결정 기구의 적어도 한쪽은, (이하에서 설명되는) 전자기 장치를 구비할 수 있다.
상기 노광 장치 혹은 전사장치는, 반도체 디바이스 등의 물품을 제조하는 물품제조방법에 있어서 사용될 수 있다. 물품제조방법은, 상기 노광 장치 혹은 전사장치에 의해 원판의 패턴을 기판에 전사하는 전사공정과, 해당 전사공정을 통한 기판을 처리함으로써 물품을 얻는 공정을, 포함할 수 있다. 기판의 처리는, 예를 들면, 에칭, 성막, 다이싱 등을 포함할 수 있다.
도2에는, 웨이퍼 스테이지 장치(500)의 전체의 배치가 예시적으로 도시되어 있다. 스테이지 베이스(105) 위에는, ＸＹ슬라이더(104)가 ＸＹ방향으로 자유롭게 미끄러질 수 있게 배치될 수 있다. ＸＹ슬라이더(104)에는, X슬라이더(102)에 의해 X축방향의 힘이 전달된다. ＸＹ슬라이더(104)에는, Y슬라이더(103)에 의해 Y축방향의 힘이 전달될 수 있다. ＸＹ슬라이더(104) 위에는, 미동 스테이지 장치(101)가 탑재될 수 있다. X슬라이더(102) 및 Y슬라이더(103)의 각각의 양측에는, 그것들을 각각 X축방향 및 Y축방향으로 구동하는 조동 리니어 모터(106)가 설치될 수 있다.
도3에는, 웨이퍼 스테이지 장치(500)에 있어서 미동 스테이지 장치(101)의 미동 스테이지(미동 상부판)(101-1)를 편의적으로 위쪽으로 이동시킨 상태가 예시적으로 도시되어 있다. 미동 베이스(101-2)는 ＸＹ슬라이더(104) 위에 고정될 수 있다. 미동 베이스(101-2) 위에는, Z틸트의 정밀위치결정을 행하는 4개의 미동ＺＬＭ(101-6)이 설치될 수 있다. 미동 베이스(101-2) 위에는, X축 및 Z축 주변의 정밀위치결정을 행하는 2개의 미동ＸＬＭ(101-4)과, Y축 및 Z축 주변의 정밀위치결정을 행하는 2개의 미동ＹＬＭ(101-5)이 설치될 수 있다. 미동 베이스(101-2)의 중앙부에는, ＸＹ슬라이더(104)에 주어지는 X축 및 Y축방향의 가속력을 미동 베이스(101-2)에 전달하도록 기능하는 미동 전자석(101-3)이 설치될 수 있다.
도4에는, 미동 스테이지 장치(101)의 배치, 특히 미동ＹＬＭ(101-5)와 미동ＺＬＭ(101-6)의 상세한 배치가 예시적으로 도시되어 있다. 또한, 도4에서는, 각 요크의 일부가 제거된 상태가 도시되어 있다. 미동ＹＬＭ(101-5)은, 리니어 모터로 형성될 수 있다. 각 미동ＹＬＭ(101-5)은, 미동ＹＬＭ코일 베이스(101-52), 미동ＹＬＭ코일(101-51), 미동ＹＬＭ자석(101-53), 미동ＹＬＭ요크(101-54) 및 미동ＬＭ스페이서(101-70)를 구비할 수 있다. 미동 베이스(101-2) 위에 미동ＹＬＭ코일 베이스(101-52)가 고정되고, 그 미동ＹＬＭ코일 베이스(101-52) 위에 미동ＹＬＭ코일(101-51)이 고정될 수 있다. 미동ＹＬＭ코일(101-51)은, 연직방향으로 연장되는 직선부를 가지는 타원형 코일이여도 좋고, 이 직선부와 대면하도록 4개의 미동ＹＬＭ자석(101-53)이 공극을 통해 배치될 수 있다. 그것들의 자석을 끼우도록, 자속을 통과시키기 위한 2개의 미동ＹＬＭ요크(101-54)가 배치될 수 있다. 각 자석의 착자방향은 X축방향이여도 좋다. Y축방향으로 서로 인접한 자석은 역극성을 가져도 좋다. X축방향으로 배열된 자석은 동극성을 가져도 좋다. 미동ＬＭ스페이서(101-70)는, 1쌍의 자석 및 1쌍의 요크에 작용하는 흡인력에 대항하여 그것들의 위치를 유지하기 위해서 사용될 수 있다. 상기 자석, 요크 및 스페이서는, 미동 베이스(101-2)에 고정될 수 있다. 미동ＹＬＭ코일(101-51)에 전류를 흘림으로써, 직선부와 직교하는 방향, 즉 Y축방향으로, 전류에 비례한 힘을 발생할 수 있다. 또한, 2개의 미동ＹＬＭ(101-5)에 역방향의 전류를 흘려보내는 것으로 Z축주변의 모멘트를 발생할 수 있다.
각 미동ＺＬＭ(101-6)은, 리니어 모터로 형성될 수 있다. 미동ＺＬＭ(101-6)은, 미동ＺＬＭ코일 베이스(101-62), 미동ＺＬＭ코일(101-61), 미동ＺＬＭ자석(101-63), 미동ＺＬＭ요크(101-64) 및 미동ＬＭ스페이서(101-70)를 구비할 수 있다. 미동 베이스(101-2) 위에 미동ＺＬＭ코일 베이스(101-62)가 고정되고, 그 미동ＺＬＭ코일 베이스(101-62) 위에 미동ＺＬＭ코일(101-61)이 고정될 수 있다. 미동ＺＬＭ코일(101-61)은, 수평방향으로 연장되는 직선부를 가지는 타원형 코일이여도 좋고, 이 직선부와 대면하도록 4개의 미동ＺＬＭ자석(101-63)이 공극을 통해 배치될 수 있다. 그것들의 자석을 끼우도록, 자속을 통과시키기 위한 2개의 ＺＬＭ요크(101-64)가 배치될 수 있다. 각 자석의 착자방향은 X축방향이여도 좋다. Z축방향에 서로 인접하는 자석은 역극성을 가져도 좋다. X축방향으로 배열된 자석은 동극성을 가져도 좋다. 미동ＬＭ스페이서(101-70)는, 1쌍의 자석 및 1쌍의 요크에 작용하는 흡인력에 대항하여 그것들의 위치를 유지하기 위해서 사용될 수 있다. 상기 자석, 요크 및 스페이서는, 미동 상부판(101)에 고정될 수 있다. ＺＬＭ코일(101-61)에 전류를 흘림으로써, 직선부와 직교하는 방향, 즉 Z축방향으로 전류에 비례한 힘을 발생할 수 있다. 또한, 4개의 미동ＺＬＭ(101-6)에 흘리는 전류의 방향의 조합에 의해, X축 주변의 모멘트와 Y축 주변의 모멘트를 발생할 수 있다.
각 미동ＸＬＭ(101-4)은, 미동ＹＬＭ(101-5)과 같은 배치를 갖고, 미동ＹＬＭ(101-5)을 90° 회전시킨 배치를 가진다. 이에 따라, X축방향의 힘과 Z축 주변의 모멘트를 발생할 수 있다.
또한, 4개의 핀 유닛(101-39)이 설치되어도 좋고, 이것들은, 웨이퍼를 미동 스테이지(101) 위로부터 회수할 때, 및, 웨이퍼를 미동 스테이지(101-1)에 적재할 때에 일시 배치 장소로서 기능할 수 있다. 웨이퍼를 안정하게 일시 배치하기 위해서는, 핀 유닛(101-39)의 수는 3개이상인 것이 바람직하다. 그렇지만, 적어도 1개의 핀 유닛(101-39)에 의해 웨이퍼를 주고받을 수 있다. 각 핀 유닛(101-39)은, 웨이퍼가 일시적으로 배치 혹은 적재되는 핀을 승강시키는 승강 기구를 가진다. 핀 유닛(101-39)은, 핀의 상단이 미동 스테이지(101-1)의 상면으로부터 돌출한 제1상태로 되도록 핀을 구동하고, 및, 핀의 상단이 미동 스테이지(101-1)의 상면으로부터 아래로 퇴피한 제2상태로 되도록 핀을 구동하는 기능을 가질 수 있다. 웨이퍼를 미동 스테이지(101-1) 위에 적재하는 동작에 있어서는, 핀 유닛(101-39)은, 상기 웨이퍼를 (도시되지 않은) 반송 기구로부터 받고, 그 후, 제2상태에 이행하는 과정에서, 핀상의 웨이퍼를 미동 스테이지(101-1)에 건네준다. 미동 스테이지(101-1) 위에 적재된 웨이퍼를 (도시되지 않은) 반송 기구에 건네주는 동작에 있어서는, 핀 유닛(101-39)은, 핀을 제2상태로부터 제1상태로 이행시킨다. 핀 유닛(101-39)은, 그 과정에서 미동 스테이지(101-1) 위에 적재된 웨이퍼를 받아, 제1상태에서 (도시되지 않은) 상기 반송 기구에 그 웨이퍼를 건네준다.
미동 스테이지 장치(101)는, 핀 유닛(101-39)을 구비하지 않아도 좋다. 이 경우에는, 미동ＺＬＭ(101-6)에 의해 미동 스테이지(101-1)를 상방으로 구동함으로써, (도시되지 않은) 반송 기구로부터 및 이 반송 기구에 웨이퍼를 주고받을 수 있다.
도5에는, 조동 스테이지 장치, 구체적으로 X슬라이더(102), Y슬라이더(103) 및 ＸＹ슬라이더(104)의 상세한 배치가 예시적으로 도시되어 있다. ＸＹ슬라이더(104)는, ＸＹ슬라이더 하부품(104-3), ＸＹ슬라이더 중부품(104-2) 및 ＸＹ슬라이더 상부품(104-1)을 구비할 수 있다. ＸＹ슬라이더 하부품(104-3)은, 스테이지 베이스(105) 위에 ＸＹ방향으로 자유롭게 미끄러질 수 있게 지지될 수 있다. ＸＹ슬라이더 하부품(104-3) 위에 ＸＹ슬라이더 중부품(104-2)이 배치될 수 있다. ＸＹ슬라이더 중부품(104-2) 위에, ＸＹ슬라이더 상부품(104-1)이 배치될 수 있다.
X슬라이더(102)는, X빔(102-1), 2개의 Ｘ풋(foot)(102-2) 및 2개의 Ｘ요(yaw) 가이드(102-3)를 구비할 수 있다. 2개의 Ｘ요 가이드(102-3)는, 스테이지 베이스(105)의 2개의 측면에 고정될 수 있다. 2개의 Ｘ풋(102-2)은, X빔(102-1)으로 서로 연결될 수 있다. 한쪽의 Ｘ풋(102-2)은, 한쪽의 Ｘ요 가이드(102-3)의 측면 및 스테이지 베이스(105)의 상면에 대하여 공극을 통해 대면하면서, X축방향으로 자유롭게 미끄러질 수 있게 지지될 수 있다. 다른 쪽의 Ｘ풋(102-2)은, 다른 쪽의 Ｘ요 가이드(102-3)의 측면 및 스테이지 베이스(105)의 상면에 대하여 공극을 통해 대면하면서, X축방향으로 자유롭게 미끄러질 수 있게 지지될 수 있다. 이에 따라, X빔(102-1)과 2개의 Ｘ풋(102-2)과의 일체물은, X축방향으로 자유롭게 미끄러질 수 있게 배치될 수 있다. 또한, X빔(102-1)의 양측면은, ＸＹ슬라이더 중부품(104-2)의 내측면에 대하여 미소 공극을 통해 자유롭게 미끄러질 수 있게 대면하고, ＸＹ슬라이더(104)를 ＸＹ방향으로 자유롭게 미끄러질 수 있게 구속할 수 있다.
Y슬라이더(103)는, Y빔(103-1), Y풋(103-2) 및 Y요 가이드(103-3)를 구비할 수 있다. 2개의 Ｙ요 가이드(103-3)는, 스테이지 베이스(105)의 2개의 측면에 고정될 수 있다. 2개의 Ｙ풋(103-2)은, Y빔(103-1)으로 서로 연결될 수 있다. 한쪽의 Ｙ풋(103-2)은, 한쪽의 Ｙ요 가이드(103-3)의 측면 및 스테이지 베이스(105)의 상면에 대하여 공극을 통해 대면하면서, Y축방향으로 자유롭게 미끄러질 수 있게 지지될 수 있다. 다른 쪽의 Ｙ풋(103-2)은, 다른 쪽의 Ｙ요 가이드(103-3)의 측면 및 스테이지 베이스(105)의 상면에 대하여 공극을 통해 대면하면서, Y축방향으로 자유롭게 미끄러질 수 있게 지지될 수 있다. 이에 따라, Y빔(103-1)과 2개의 Ｙ풋(103-2)의 일체물은, X축방향으로 자유롭게 미끄러질 수 있게 배치될 수 있다. 또한, Y빔(103-1)의 양측면은, ＸＹ슬라이더 상부품(104-1)의 내측면에 대하여 미소 공극을 통해 자유롭게 미끄러질 수 있게 대면하고, ＸＹ슬라이더(104)를 ＸＹ방향으로 자유롭게 미끄러질 수 있게 구속할 수 있다.
도6a 및 6b에는, 조동 리니어 모터(106)의 상세한 배치가 예시적으로 도시되어 있다. 조동 리니어 모터(106)는, 복수의 리니어 모터 코일(106-1), 코일 지지판(106-2), 지주(106-3), 코일 베이스(106-4), 2개의 리니어 모터 자석(106-5), 요크(106-6), 2개의 스페이서(106-7) 및 암(106-8)을 구비할 수 있다.
복수의 리니어 모터 코일(106-1)은, 인접하는 리니어 모터 코일(106-1)의 위상이 90° 상이한 2상 코일 유닛일 수 있다. 복수의 리니어 모터 코일(106-1)은, 코일 지지판(106-2)에 고정되고, 지주(106-3)를 통해 코일 베이스(106-4)에 고정될 수 있다. 코일 베이스(106-4)는, 스테이지 정반(692)에 고정되어도 좋고, 스테이지 정반(692)에 의해 코일 배열 방향으로 자유롭게 미끄러질 수 있게 지지되어도 좋다. 코일 베이스(106-4)가 자유롭게 미끄러질 수 있게 지지하는 배치에서는, 가속의 반동을 흡수할 수 있다. 2개의 리니어 모터 자석(106-5)은, 각각 4극 자석 유닛이여도 좋다. 이 자석들은, 공극을 통해 리니어 모터 코일(106-1)을 상하로부터 끼우도록 배치될 수 있다.
각 리니어 모터 자석(106-5)의 반대측에는, 요크(106-6)가 배치될 수 있다. 스페이서(106-7)는, 흡인력에 대항하여 2개의 리니어 모터 자석(106-5) 사이의 공극을 유지하기 위해서 사용될 수 있다. 리니어 모터 자석(106-5), 요크(106-6) 및 스페이서(106-7)로 구성된 구조체는, 암(106-8)을 통해 Ｘ풋(102-2) 또는 Y풋(103-2)에 고정될 수 있다. 해당 구조체는, X빔과 2개의 Ｘ풋의 일체물이나, Y빔과 2개의 Ｙ풋의 일체물에 X축방향 및 Y축방향의 추진력을 줄 수 있다. 또한, 이 배치에 있어서, 2상의 코일 중 자석과 대면하여 있는 코일에 대하여 위치에 따른 정현파 전류를 공급함으로써 연속적으로 힘을 발생시킬 수 있다.
도7에는, 웨이퍼(700)상의 복수의 숏 영역의 배열을 나타내는 숏 레이아웃 도가 예시적으로 도시되어 있다. 웨이퍼(700)상에는, X축방향의 사이즈 Ｓｘ와 Y축방향의 사이즈 Ｓｙ를 각기 가지는 숏 영역(701)이 배치될 수 있다. 예를 들면, 복수의 숏 영역(701)에 대하여 스텝 스캔 경로를 따라 스캔 노광이 행해진다. 미동 스테이지(101-1)는, 스캔 노광시에, 레티클 스테이지에 동기해서 Y축방향으로 레티클 스테이지의 주사량의 1/투영 배율에 대응한 주사량의 스캔 구동을 행할 수 있다. 스캔 노광이 종료하면, 미동 스테이지(101-1)는, Y축방향으로 U턴하면서 X축방향으로 스텝하여서 다음 숏 영역에 대해 스캔 노광을 행할 수 있다. 미동 스테이지(101-1)의 가속에는 전자석을 사용하여서 행해지고, 그 스테이지의 위치 제어는 상기 리니어 모터를 사용하여서 행해짐에 따라서, 고정밀도의 위치 제어와 저발열을 구현할 수 있다.
미동 스테이지(101-1)를 가속시킬 때에, 미동 스테이지(101-1)에 대하여 모멘트가 작용할 수 있다. 이러한 모멘트를 상쇄하기 위해서 미동ＺＬＭ(101-6)을 동작시키면, 미동ＺＬＭ(101-6)로부터의 발열이 증대할 수 있다. 이 발열은 미동 스테이지(101-1)를 변형할 수 있다. 이 변형은 오버레이 정밀도의 저하를 초래할 수 있다.
미동ＺＬＭ(101-6)로부터의 발열을 억제하기 위해서는, 미동 스테이지(101-1)를 가속시킬 때에 미동 스테이지(101-1)에 작용하는 모멘트를 저감하는 것이 유효하다. 미동 스테이지(101-1)를 가속시킬 때에 미동 스테이지(101-1)에 작용하는 모멘트를 저감하기 위해서는, 미동ＸＬＭ(101-4), 미동ＹＬＭ(101-5), 미동ＺＬＭ(101-6)과 미동 스테이지(101-1)의 중심과의 거리를 저감하는 것이 유효하다. 이를 위해서는, 미동 베이스(101-2)상에 있어서의 미동 전자석(101-3)의 높이를 저감하는 것이 유효하다.
도26 및 도27에는, 미동 스테이지(101-1)를 가속시킬 때에 미동 스테이지(101-1)에 작용하는 모멘트를 저감하기 위해서 유효한 미동 전자석(101-3)의 배치가 예시적으로 도시되어 있다. 미동 전자석(101-3)은, E코어(101-300)와, E코어(101-300)를 지지하는 Ｅ코어 지지 부재(101-30)와, E코어 코일(101-36)과, I코어(101-38)와, I코어(101-38)를 지지하는 I코어 지지 부재(101-31)를 구비할 수 있다.
도26 및 도27에 도시된 경우에는, 미동 베이스(101-2) 위에 4개의 지지 부재(101-30)가 고정되고, 각 지지 부재(101-30) 위에 E코어(101-300)이 배치되고, 각 E코어(101-300)에 E코어 코일(101-36)이 감길 수 있다. E코어(101-300)와 I코어(101-38)는, 미소 공극을 통해 대면하고 있다. I코어(101-38)는, 미동 스테이지(101-1)에 고정될 수 있다. E코어(101-300)는, 단면에 있어서 크랭크 형상을 가진다. 이에 따라, 도4 및 도28에 도시된 배치와 비교하여, E코어 코일(101-36)을 연직방향으로 낮출 수 있다. 이것은, 미동 베이스(101-2) 위에 미동 전자석(101-3)의 높이를 저감할 수 있다.
도26 및 도27에 도시된 배치에서는, 질량m의 미동 스테이지(101-1)를 가속도a로 가속시킬 때에 미동 스테이지(101-1)에 작용하는 모멘트M은, M=ｍ·ａ·(ｈｇ+ｈｕ+ｈｅ)이다. 이와 대조적으로, 도4 및 도28에 도시된 배치에서는, 질량m의 미동 스테이지(101-1)를 가속도a로 가속시킬 때에 미동 스테이지(101-1)에 작용하는 모멘트M은, M=ｍ·ａ·(ｈｇ+ｈｕ+ｈｅ+ｈｃ)이다. 따라서, 도26 및 도27에 도시된 배치는, 도4 및 도28에 도시된 배치와 비교하여, 질량m의 미동 스테이지(101-1)를 가속도a로 가속시킬 때에 미동 스테이지(101-1)에 작용하는 모멘트M은, ｍ·ａ·ｈｃ만큼 저감한다. 이것은, 그 모멘트를 상쇄하기 위해서 미동ＺＬＭ101-6을 동작시키는 것에 의해 미동ＺＬＭ(101-6)이 발생하는 열을 저감할 수 있다. 이것은, 미동 스테이지(101-1)의 변형을 억제하고, 한층 더 오버레이 정밀도의 저하를 억제하는 데 유효하다. 또한, ｈｇ는, 미동 스테이지(101-1) 및 미동 스테이지(101-1)과 함께 이동하는 구성 요소(가동철심ＭＣ, 지지 부재(101-31)등)로 이루어진 상기 구조체의 중심G와 미동 스테이지(101-1)의 하면(미동 베이스(101-2)측의 면)과의 사이의 Z축방향 거리이고, ｈｕ는, 미동 스테이지(101-1)의 하면과 미동 전자석(101-3)의 상단(미동 스테이지(101-1)측의 끝)과의 사이의 Z축방향 거리이고, ｈｅ는, 고정 철심ＳＣ의 상단과 미동 전자석(101-3)의 작용점과의 사이의 Z축방향 거리다. ｈｃ는, E코어 코일(101-36)의 상단(미동 스테이지(101-1)측의 끝)과 고정 철심ＳＣ의 상단과의 사이의 Z축방향 거리다.
도29에는, E코어(101-300)의 배치 예가 도시되어 있다. 도29에 도시된 경우에서는, E코어(101-300)는, 복수의 전자기 강판의 적층체로 형성된다. 적층방향은, Z축방향이다. 각 전자기 강판은, 절연막에 의해 피복되어 있다. 도29에 있어서, 자기회로에 있어서의 자속의 방향이 블랙 화살표로 나타내어지고, 자속은, 3차원 경로를 통해서 흐른다. Z축방향에 흐르는 자속은, 굵은 블랙 화살표로 나타내어진다. 굵은 블랙 화살표로 나타낸 방향이 상기 전자기 강판의 법선방향에 평행하므로, 전류의 변화에 의해 발생하는 와전류는, 상기 전자기 강판의 면을 따라 흐르고, 그 전류를 억제하는 것이 없다. 따라서, 윤곽이 굵은 화살표로 나타낸 바와 같이, 큰 와전류가 발생할 수 있다. 이에 따라, E코어(101-300)가 발열한다. 이 열이 미동 스테이지(101-1)에 전달되어 미동 스테이지(101-1)가 변형한다. 이에 따라 오버레이 정밀도가 저하할 수 있다. 추가로, 굵은 블랙 화살표로 나타낸 Z축방향의 자속은, 전자기 강판의 법선방향에 평행한 방향이다. 이에 따라 자기저항이 크고, 자속의 값이 저하하고, 흡인력이 저하한다고 하는 불이익을 초래할 수 있다.
이하, 미동 전자석(101-3)의 바람직한 배치 예를 설명한다. 이하에서는 미동 전자석(101-3)에 본 발명에 따른 전자기 장치를 적용한 경우를 예를 들지만, 본 발명에 따른 전자기 장치는, 다른 형태의 전자기 장치, 특히 자기회로에 있어서 자속이 흐르는 방향이 3차원형으로 변화될 수 있는 전자기 장치에도 적용가능하다.
도8에는, 제1실시 형태에 따른 미동 전자석(101-3)의 배치가 예시적으로 도시되어 있다. 미동 전자석(101-3)은, 고정 철심(제1부재)ＳＣ와, 고정 철심ＳＣ를 지지하는 지지 부재 101-30과, 가동철심(제2부재)ＭＣ와, 가동철심ＭＣ를 지지하는 지지 부재 101-31과, 코일(101-36)을 구비할 수 있다. 고정 철심(제1부재)ＳＣ는, 제1요소(101-32), 제2요소(101-33), 제3요소(101-34) 및 제4요소(101-35)를 구비할 수 있다. 가동철심(제2부재)ＭＣ는, 요소(101-38)를 구비할 수 있고, 요소(101-38)의 이외에 1 또는 복수의 다른 요소를 구비해도 좋다. 고정 철심(제1부재)ＳＣ는, 제1단부면E1을 구비할 수 있다. 가동철심(제2부재)ＭＣ는, 제1단부면E1에 대하여 공극을 통해 대면하는 제2단부면E2를 구비할 수 있다. 이 경우에는, 제1단부면E1은, 제2요소(101-33), 제3요소(101-34) 및 제4요소(101-35)에 각각 설치된다. 제2단부면E2는, 요소(101-38)에 설치된다.
고정 철심(제1부재)ＳＣ는, 복수의 전자기 강판의 적층체로 형성될 수 있다. 해당 복수의 전자기 강판의 각각은, 절연막에 의해 피복될 수 있다. 다른 관점에 있어서, 고정 철심(제1부재)ＳＣ를 구성하는 제1요소(101-32), 제2요소(101-33), 제3요소(101-34) 및 제4요소(101-35)의 각각은, 복수의 전자기 강판의 적층체로 형성될 수 있다. 가동철심(제2부재)ＭＣ는, 복수의 전자기 강판의 적층체로 형성될 수 있다. 다른 관점에 있어서, 가동철심(제2부재)ＭＣ를 구성하는 적어도 1개의 요소인 요소(101-38)는, 복수의 전자기 강판의 적층체로 형성될 수 있다. 해당 복수의 전자기 강판의 각각은, 절연막에 의해 피복될 수 있다.
고정 철심(제1부재)ＳＣ, 가동철심(제2부재)ＭＣ 및 공극(제1단부면E1과 제2단부면E2와의 사이의 공간)에 의해 구성되는 자기회로는, 복수의 전자기 강판의 적층체에 있어서의 적층방향이 직각으로 변화되는 적어도 1개의 변화부ＣＰ를 구비할 수 있다. 그 변화부ＣＰ는, 적층방향이 제1방향(예를 들면, Z축방향)인 제1부분(예를 들면, 제1요소(101-32))와 적층방향이 제1방향에 직교하는 제2방향(예를 들면, X축방향)인 제2부분(예를 들면, 제3요소(101-34))과의 접점부를 구비할 수 있다. 변화부ＣＰ는, 적층방향이 제1방향인 제1부분(예를 들면, 제1요소(101-32))과 적층방향이 제1방향에 직교하는 제2방향인 제2부분(예를 들면, 제3요소(101-34))을 고체부재를 통해 대면시키는 부분을 구비할 수 있다. 해당 고체부재는, 복수의 전자기 강판을 각각 피복하는 절연막일 수 있다.
도8에 도시된 경우에는, 변화부ＣＰ는, 고정 철심(제1부재)ＳＣ에 설치된다. 또한, 도8에 도시된 경우에는, 변화부ＣＰ는, 고정 철심(제1부재)ＳＣ와 가동철심(제2부재)ＭＣ를 공극을 통해 대면시킨 부분을 구비한다. 후자의 배치는, 변화부ＣＰ를 구성하는 제1부분 및 제2부분 중 제1부분이 고정 철심(제1부재)ＳＣ에 설치되고, 제2부분이 가동철심(제2부재)ＭＣ에 설치된 배치로서 이해될 수 있다. 변화부ＣＰ는, 가동철심(제2부재)ＭＣ에 대하여 추가적으로 설치되어도 좋고, 가동철심(제2부재)ＭＣ에만 설치되어도 좋다.
고정 철심(제1부재)ＳＣ와 가동철심(제2부재)ＭＣ의 각각은, 적어도 1개의 적철심으로 형성될 수 있다. 혹은, 고정 철심(제1부재)ＳＣ와 가동철심(제2부재)ＭＣ의 적어도 한쪽은, 복수의 적철심으로 형성될 수 있다. 이러한 복수의 적철심은, 서로 근접해서 배치되고, 고정 부재에 의해 고정될 수 있다. 또한, 적철심은, 동일형상의 전자기 강판을 적층해서 형성될 수 있다.
제1요소(101-32), 제2요소(101-33), 제3요소(101-34) 및 제4요소(101-35)는, 적철심으로 형성될 수 있다. 제1요소(101-32), 제2요소(101-33), 제3요소(101-34) 및 제4요소(101-35)는, 접착 재료를 사용해서 일체화되어도 좋거나, 클램프 부품을 사용해서 서로 체결되는 것에 의해 일체화되어도 좋다. 이 경우에는, 적어도 1개의 변화부ＣＰ가 고정 철심(제1부재)ＳＣ에 설치되고, E코어 코일(101-36)은 고정 철심(제1부재)ＳＣ에 감겨 있다. E코어 코일(101-36)은, 고정 철심(제1부재)ＳＣ의 변화부ＣＰ가 배치된 부분과는 상이한 부분에 감길 수 있다. 상기 코일(101-36)에 전류를 흘려보내는 것에 의해, 제1단부면E1과 제2단부면E2와의 사이에 흡인력이 발생한다. 도8에 도시된 경우에는, 제1요소(101-32)는, Ｅ형상을 가지고, 상기 E코어 코일(101-36)은, 제1요소(101-32)의 중앙의 이빨에 감겨 있다.
변화부ＣＰ는, 고정 철심(제1부재)ＳＣ, 가동철심(제2부재)ＭＣ 및 공극에 의해 구성되는 자기회로를 통과하는 자속이, 고정 철심(제1부재)ＳＣ와 가동철심(제2부재)ＭＣ를 구성하는 복수의 전자기 강판을 그것들의 적층방향으로 흐르지 않도록 설치된다. 혹은, 변화부ＣＰ, 고정 철심(제1부재)ＳＣ 및 가동철심(제2부재)ＭＣ는, 고정 철심(제1부재)ＳＣ와 가동철심(제2부재)ＭＣ를 통과하는 자속이 각 전자기 강판의 면방향을 따라서 흐르도록 설치될 수 있다. 혹은, 변화부ＣＰ는, 고정 철심(제1부재)ＳＣ, 가동철심(제2부재)ＭＣ 및 공극에 의해 구성되는 자기회로의 자기저항이, 변화부ＣＰ가 없는 경우보다도 작아지도록 설치될 수 있다. 혹은, 변화부ＣＰ는, 고정 철심(제1부재)ＳＣ, 가동철심(제2부재)ＭＣ 및 공극에 의해 구성되는 자기회로에 있어서 발생하는 와전류가, 변화부ＣＰ가 없는 경우보다도 작아지도록 설치될 수 있다.
변화부ＣＰ를 구비하는 철심을 사용하여 자기회로를 구성하는 것은, 자기회로의 형상의 자유도를 향상시키는 데 유리하다. 또한, 고정 철심(제1부재)ＳＣ 및 가동철심(제2부재)ＭＣ와 같은 철심의 각각을 복수의 요소로 형성하는 것은, 복잡한 형상을 가지는 철심의 제조를 쉽게 하고, 또한, 코일의 장착 및 교환을 위한 작업을 쉽게 할 수 있다. 특히, 복수의 요소를 클램프 부재에 의해 체결하는 배치는, 코일의 교환 작업을 쉽게 하는 데 유리하다.
도9에는, 제1실시 형태에 따른 미동 전자석(101-3)의 변형 예의 배치가 예시적으로 도시되어 있다. 변형 예로서 언급하지 않는 사항은, 도8에 도시된 제1실시 형태에 따른 배치를 따를 수 있다. 미동 전자석(101-3)은, 고정 철심(제1부재)ＳＣ와, 고정 철심ＳＣ를 지지하는 지지 부재 101b-30과, 가동철심(제2부재)ＭＣ와, 가동철심ＭＣ를 지지하는 지지 부재(도시되지 않음)와, 상기 코일(101-36)을 포함할 수 있다. 각 고정 철심(제1부재)ＳＣ는, 제1요소(101b-32), 제2요소(101b-33), 제3요소(101b-34) 및 제4요소(101b-35)를 구비할 수 있다. 가동철심(제2부재)ＭＣ는, 요소(101-38)를 포함할 수 있고, 요소(101-38)의 이외에 1 또는 복수의 다른 요소를 구비해도 좋다. 도8에 도시된 경우와 같이, 고정 철심(제1부재)ＳＣ는, 제1단부면을 가지고, 가동철심(제2부재)ＭＣ는, 제1단부면에 대하여 공극을 통해 대면하는 제2단부면을 가질 수 있다. 이 경우에는, 제1단부면은, 제2요소(101b-33), 제3요소(101b-34) 및 제4요소(101b-35)에 각각 설치되고, 제2단부면은 요소(101-38)에 설치된다. 도9에 도시된 변형 예에서는, 제2요소(101b-33), 제3요소(101b-34) 및 제4요소(101b-35)는, 각각 크랭크 형상을 가지고, 제1요소(101b-32)는 직방체형상을 가진다.
이하, 제2실시 형태에 따른 노광 장치 및 미동 전자석(101-3)에 대해서 설명한다. 제2실시 형태로서 언급하지 않는 사항은, 제1실시 형태에 따른 배치를 따를 수 있다. 도10 및 도11에는, 제2실시 형태에 따른 노광 장치의 웨이퍼 스테이지 장치(500)에 있어서의 미동 전자석(101-3)의 배치가 예시적으로 도시되어 있다. 또한, 도11에는, 미동 베이스(101-2)를 제거한 상태의 미동 전자석(101-3)의 배치가 예시적으로 도시되어 있다.
제2실시 형태에서는, 미동 베이스(101-2)에 대하여, 4개의 개구(201a-21)가 설치되고, 각 미동 전자석(101a-3)의 일부는, 대응하는 개구(201a-21) 중에 배치될 수 있다. 4개의 미동 전자석(101a-3)의 각각의 일부는, 미동 베이스(101-2) 밑에 배치되어도 좋다. 각 미동 전자석(101a-3)은, 지지 부재(201a-30)를 통해 미동 베이스(101-2)에 의해 지지될 수 있다. 이러한 배치는, 미동 베이스(101-2) 위에 있어서의 미동 전자석(101a-3)의 높이를 저감시키는 것, 및 미동 전자석(101a-3)의 ＸＹ방향에 있어서의 치수를 저감시키는 것에 유리하다.
미동 전자석(101-3)은, 고정 철심(제1부재)ＳＣ와, 고정 철심ＳＣ를 지지하는 지지 부재 201a-30과, 가동철심(제2부재)ＭＣ와, 가동철심ＭＣ를 지지하는 지지 부재 101-31과, 코일(201a-36)을 구비할 수 있다. 각 고정 철심(제1부재)ＳＣ는, 제1요소(201a-32), 제2요소(201a-33), 제3요소(201a-34) 및 제4요소(201a-35)를 구비할 수 있다. 가동철심(제2부재)ＭＣ는, 요소(101-38)를 구비할 수 있고, 요소(101-38)의 이외에 1 또는 복수의 다른 요소를 구비해도 좋다. 고정 철심(제1부재)ＳＣ는, 제1단부면E1을 구비할 수 있다. 가동철심(제2부재)ＭＣ는, 제1단부면E1에 대하여 공극을 통해 대면하는 제2단부면E2를 구비할 수 있다. 이 경우에, 제1단부면E1은, 제2요소(201a-33), 제3요소(201a-34) 및 제4요소(201a-35)에 각각 설치된다. 제2단부면E2는, 요소(101-38)에 설치된다.
고정 철심(제1부재)ＳＣ는, 복수의 전자기 강판의 적층체로 형성될 수 있다. 해당 복수의 전자기 강판의 각각은, 절연막에 의해 피복될 수 있다. 다른 관점에 있어서, 고정 철심(제1부재)ＳＣ를 구성하는 제1요소(201a-32), 제2요소(201a-33), 제3요소(201a-34) 및 제4요소(201a-35)의 각각은, 복수의 전자기 강판의 적층체로 형성될 수 있다. 가동철심(제2부재)ＭＣ는, 복수의 전자기 강판의 적층체로 형성될 수 있다. 다른 관점에 있어서, 가동철심(제2부재)ＭＣ를 구성하는 적어도 1개의 요소인 요소(101-38)는, 복수의 전자기 강판의 적층체로 형성될 수 있다. 해당 복수의 전자기 강판의 각각은, 절연막에 의해 피복될 수 있다.
고정 철심(제1부재)ＳＣ, 가동철심(제2부재)ＭＣ 및 공극(제1단부면E1과 제2단부면E2와의 사이의 공간)에 의해 구성되는 자기회로는, 복수의 전자기 강판의 적층체에 있어서의 적층방향이 직각으로 변화되는 적어도 1개의 변화부ＣＰ를 구비할 수 있다. 변화부ＣＰ는, 적층방향이 제1방향(예를 들면, Y축방향)인 제1부분(예를 들면, 제1요소(201a-32))과 적층방향이 제1방향에 직교하는 제2방향(예를 들면, X축방향)인 제2부분(예를 들면, 제3요소(201a-34))과의 접점부를 구비할 수 있다. 변화부ＣＰ는, 적층방향이 제1방향인 제1부분(예를 들면, 제1요소(201a-32))과 적층방향이 제1방향에 직교하는 제2방향인 제2부분(예를 들면, 제3요소(201a-34))을 고체부재를 통해 대면시키는 부분을 구비할 수 있다. 해당 고체부재는, 예를 들면, 복수의 전자기 강판을 각각 피복하는 절연막일 수 있다.
도10 및 도11에 도시된 경우에, 변화부ＣＰ는, 고정 철심(제1부재)ＳＣ에 설치된다. 또한, 도10 및 도11에 도시된 경우에, 변화부ＣＰ는, 고정 철심(제1부재)ＳＣ와 가동철심(제2부재)ＭＣ를 공극을 통해 대면시킨 부분을 구비한다. 후자의 배치는, 변화부ＣＰ를 구성하는 제1부분 및 제2부분 중 제1부분이 고정 철심(제1부재)ＳＣ에 설치되고, 제2부분이 가동철심(제2부재)ＭＣ에 설치된 배치로서 이해되어도 좋다. 변화부ＣＰ는, 가동철심(제2부재)ＭＣ에 대하여 추가적으로 설치되어도 좋고, 가동철심(제2부재)ＭＣ에만 설치되어도 좋다. 도10 및 도11에 도시된 경우에, 제2요소(201a-33), 제3요소(201a-34) 및 제4요소(201a-3)는 Ｌ형상을 각각 가지고, 제1요소(201a-32)는 직방체 형상을 가진다.
도12에는, 제2실시 형태에 따른 미동 전자석(101-3)의 변형 예의 배치가 예시적으로 도시되어 있다. 변형 예로서 언급하지 않는 사항은, 도10 및 도11에 도시된 제2실시 형태에 따른 배치를 따를 수 있다. 미동 전자석(101-3)은, 고정 철심(제1부재)ＳＣ와, 고정 철심ＳＣ를 지지하는 지지 부재 201a-30과, 가동철심(제2부재)ＭＣ와, 가동철심ＭＣ를 지지하는 지지 부재 101-31과, 코일(201a-36)을 구비할 수 있다. 각 고정 철심(제1부재)ＳＣ는, 제1요소(201b-32), 제2요소(201b-33), 제3요소(201b-34) 및 제4요소(201b-35)를 구비할 수 있다. 가동철심(제2부재)ＭＣ는, 요소(101-38)를 구비할 수 있고, 요소(101-38)의 이외에 1 또는 복수의 다른 요소를 구비해도 좋다. 고정 철심(제1부재)ＳＣ는 제1단부면E1을 구비할 수 있다. 가동철심(제2부재)ＭＣ는, 제1단부면E1에 대하여 공극을 통해 대면하는 제2단부면E2를 구비할 수 있다. 이 경우에, 제1단부면E1은, 제2요소(201b-33), 제3요소(201b-34) 및 제4요소(201b-35)에 각각 설치된다. 제2단부면E2는, 요소(101-38)에 설치된다. 도12에 도시된 변형 예에서는, 제1요소(201b-32)는, Ｅ형상을 가지고, 상기 코일(201a-36)은, 제1요소(201b-32)의 중앙의 이빨에 감겨 있다. 도12에 도시된 변형 예에서는, 제2요소(201b-33), 제3요소(201b-34) 및 제4요소(201b-35)는, 직방체 형상을 각각 가진다.
이하, 도18 내지 도22를 참조하여 도12에 도시된 변형 예에 따른 미동 전자석(101-3)의 조립 방법 혹은 제조 방법을 설명한다. 도18에는, 도12의 변형 예에 따른 미동 전자석(101-3)을 분해한 상태가 도시되어 있다. 제1요소(201a-32)와 지지 부재(201a-30)는, 접착제, 클램핑, 피팅 등으로 서로 결합될 수 있다. 코일(201a-36)과 코일 베이스(201a-42)는, 접착제 등에 의해 서로 결합될 수 있다. 또한, 제2요소(201b-33), 제3요소(201b-34) 및 제4요소(201b-35)는, 선단부품 스페이서(201a-40)를 통해 접착제, 클램핑, 피팅 등에 의해 서로 결합될 수 있다.
도19에 예시되는 것 같이, 미동 베이스(101-2)의 개구(201a-21)에 제1요소(201a-32)가 삽입되고, 제1요소(201a-32)와 지지 부재(201a-30)와의 결합체가 미동 베이스(101-2)에 위치결정될 수 있다. 그리고, 지지 부재(201a-30)가 미동 베이스(101-2)에 고정될 수 있다. 미동 베이스(101-2)에 대한 지지 부재(201a-30)의 고정은, 예를 들면, 나사 체결, 접착제, 클램핑, 피팅 등에 의해 이루어질 수 있다.
도20에 예시되는 것 같이, 코일(201a-36)과 코일 베이스(201a-42)와의 결합체가 미동 베이스(101-2)에 위치결정되고, 코일 베이스(201a-42)가 미동 베이스(101-2)에 고정될 수 있다. 미동 베이스(101-2)에 대한 코일 베이스(201a-42)의 고정은, 예를 들면, 나사 체결, 접착제, 클램핑, 피팅 등에 의해 이루어질 수 있다.
도21에 예시되는 것 같이, 선단부품 베이스(201a-41)가 미동 베이스(101-2)에 대하여, 예를 들면, 나사 체결, 접착제, 클램핑, 피팅 등에 의해 고정될 수 있다.
도22에 예시되는 것 같이, 제2요소(201b-33), 제3요소(201b-34), 제4요소(201b-35) 및 제2요소(201b-33), 제3요소(201b-34) 및 제4요소(201b-35)의 결합체가 선단부품 베이스(201a-41)에 고정될 수 있다. 이것은, 선단부품 스페이서(201a-40)를 선단부품 베이스(201a-41)에 대하여 나사 체결, 접착제, 클램핑, 피팅 등에 의해 고정하여서 이루어질 수 있다.
코일(201a-36)은 다음과 같이 교환될 수 있다. 상기와는 반대의 순서를 경과해서 도19에 도시된 상태에 복원된다. 도20에 예시되는 것 같이, 새로운 코일(201a-36)을 미동 베이스(101-2)에 고정한다. 그 후, 도21 및 도22에 예시된 순서를 실행한다.
복수의 요소를 결합함으로써 고정 철심ＳＣ를 형성할 경우, 예를 들면, 2개의 요소(예를 들면, 제2요소(201a-33)와 제1요소(201a-32))의 사이에서 상기 경계면을 따라 미소한 상대 어긋남이 일어날 수도 있다. 이것은, 파티클을 발생할 수도 있다. 이것에 대해 대책을 취하기 위해서, 경계면에 파티클을 방지하기 위한 코팅을 행해도 좋거나, 경계면의 부근에 회수 팬(pan)을 설치해도 좋거나, 경계면의 부근에 포집 마그넷을 설치해도 좋다. 또한, 선단부품 스페이서(201a-40)를 선단부품 베이스(201a-41)에 고정할 때에, 양자간에 얇은 스페이서를 삽입하여 제1요소(201a-32), 제2요소(201a-33), 제3요소(201a-34) 및 제4요소(201a-35)를 비접촉 상태로 유지해도 좋다.
이하, 제3실시 형태에 따른 노광 장치 및 미동 전자석(101-3)에 대해서 설명한다. 제3실시 형태로서 언급하지 않는 사항은, 제1 또는 제2실시 형태를 따를 수 있다. 도13에는, 제3실시 형태에 따른 미동 전자석(101-3)의 배치가 예시적으로 도시되어 있다. 미동 전자석(101-3)은, 고정 철심(제1부재)ＳＣ와, 고정 철심ＳＣ를 지지하는 지지 부재 301a-30과, 가동 철심(제2부재)ＭＣ와, 가동 철심ＭＣ를 지지하는 지지 부재 301a-31과, 코일(301a-36)을 구비할 수 있다. 각 고정 철심(제1부재)ＳＣ는, 제1요소(301a-32), 제2요소(301a-37), 제3요소(301a-33), 제4요소(301a-34) 및 제5요소(301a-35)를 구비할 수 있다. 가동 철심(제2부재)ＭＣ는, 요소(301a-38)를 구비할 수 있고, 요소(301a-38)의 이외에 1 또는 복수의 다른 요소를 구비해도 좋다. 고정 철심(제1부재)ＳＣ는, 제1단부면E1을 구비할 수 있다. 가동 철심(제2부재)ＭＣ는, 제1단부면E1에 대하여 공극을 통해 대면하는 제2단부면E2를 구비할 수 있다. 이 경우에, 제1단부면E1은, 제3요소(301a-33), 제4요소(301a-34) 및 제5요소(301a-35)의 각각에 설치된다. 제2단부면E2는, 요소(301a-38)에 설치된다.
고정 철심(제1부재)ＳＣ는, 복수의 전자기 강판의 적층체로 형성될 수 있다. 해당 복수의 전자기 강판의 각각은, 절연막에 의해 피복될 수 있다. 다른 관점에 있어서, 고정 철심(제1부재)ＳＣ의 일부를 구성하는 제3요소(301a-33) 및 제4요소(301a-34) 및 제5요소(301a-35)는, 복수의 전자기 강판을 적층한 적철심으로 각각 형성될 수 있다. 또한, 고정 철심(제1부재)ＳＣ의 다른 일부를 구성하는 제1요소(301a-32) 및 제2요소(301a-37)는, 전자기 강판을 감아서 형성될 수 있는 권철심으로 각각 형성될 수 있다. 고정 철심(제1부재)ＳＣ의 부품으로서 권철심을 사용하는 상태에 있어서, 권철심은, 복수의 전자기 강판을 적층한 구조의 일 형태를 가진다. 가동 철심(제2부재)ＭＣ는, 복수의 전자기 강판을 적층한 적철심으로 형성될 수 있다. 다른 관점에 있어서, 가동 철심(제2부재)ＭＣ를 구성하는 적어도 1개의 요소인 요소(301a-38)는, 복수의 전자기 강판의 적층체로 형성될 수 있다. 해당 복수의 전자기 강판의 각각은, 절연막에 의해 피복될 수 있다.
고정 철심(제1부재)ＳＣ, 가동 철심(제2부재)ＭＣ 및 공극(제1단부면E1과 제2단부면E2와의 사이의 공간)에 의해 구성되는 자기회로는, 복수의 전자기 강판의 적층체에 있어서의 적층방향이 직각으로 변화되는 변화부ＣＰ, ＣＰ'를 구비할 수 있다. 변화부ＣＰ는, 적층방향이 제1방향(예를 들면, Z축방향)인 제1부분(예를 들면, 제5요소(301a-38))과 적층방향이 제1방향에 직교하는 제2방향(예를 들면, X축방향)인 제2부분(예를 들면, 제2요소(301a-37))와의 접촉부를 구비할 수 있다. 변화부ＣＰ는, 적층방향이 제1방향인 제1부분(예를 들면, 제5요소(301a-38))과 적층방향이 제1방향에 직교하는 제2방향인 제2부분(예를 들면, 제2요소(301a-37))을 고체부재를 통해 대면시키는 부분을 구비할 수 있다. 해당 고체부재는, 복수의 전자기 강판의 각각을 피복하는 절연막일 수 있다. 변화부ＣＰ'는, 적층방향이 제1방향(예를 들면, X축방향)으로부터 제1방향에 직교하는 제2방향(예를 들면, Z축방향)으로 완만하게 변화되는 부분을 구비한다. 적층방향이 완만하게 변화되는 부분을 포함하는 변화부ＣＰ'는, 권철심의 일부일 수 있다. 고정 철심(제1부재)ＳＣ는, 적층방향이 제1방향(예를 들면, X축방향)인 제1부분P1 및 제2방향(예를 들면, Z축방향)인 제2부분P2를 구비한다. 제1부분P1과 제2부분P2와의 사이에서 적층방향이 완만하게 변화된다. 변화부ＣＰ'는, 제1부분P1과 제2부분P2와의 사이의 부분이다.
도13에 도시된 경우에는, 변화부ＣＰ, ＣＰ'는, 고정 철심(제1부재)ＳＣ에 설치된다. 변화부ＣＰ 및 ＣＰ'의 적어도 1개는, 가동 철심(제2부재)ＭＣ에 대하여 추가적으로 설치되어도 좋고, 가동 철심(제2부재)ＭＣ에만 설치되어도 좋다. 고정 철심(제1부재)ＳＣ 및 가동 철심(제2부재)ＭＣ 중 한쪽은, 적어도 1개의 적철심으로 형성되고, 고정 철심(제1부재)ＳＣ 및 가동 철심(제2부재)ＭＣ 중 다른 쪽은, 권철심으로 형성된다. 그 변화부는, 권철심에 의해 형성되어도 좋다.
제1요소(301a-32), 제2요소(301a-37), 제3요소(301a-33) 및 제4요소(301a-34) 및 제5요소(301a-35)는, 접착 재료를 사용해서 일체화되어도 좋고, 클램프 부품을 사용해서 서로 체결되는 것에 의해 일체화되어도 좋다. 이 경우에는, 변화부ＣＰ, ＣＰ'가 고정 철심(제1부재)ＳＣ에 설치되고, 코일(301a-36)은, 고정 철심(제1부재)ＳＣ에 감겨 있다. 코일(301a-36)은, 고정 철심(제1부재)ＳＣ 중 변화부ＣＰ, ＣＰ'가 배치된 부분과는 다른 부분에 감길 수 있다. 코일(301a-36)에 전류를 흘려보내는 것에 의해, 제1단부면E1과 제2단부면E2와의 사이에 흡인력이 발생한다. 도13에 도시된 경우에, 제1요소(301a-32) 및 제2요소(301a-37)는 각각 Ｕ형상을 가지고, 코일(301a-36)은, 제1요소(301a-32)의 1개의 이빨 및 제2요소(301a-37)의 1개의 이빨이 일체화된 부분에 감겨 있다.
변화부ＣＰ, ＣＰ'는, 고정 철심(제1부재)ＳＣ, 가동 철심(제2부재)ＭＣ 및 공극에 의해 구성되는 자기회로를 통과하는 자속이, 고정 철심ＳＣ 및 가동 철심ＭＣ를 구성하는 복수의 전자기 강판을 그것들의 적층방향으로 흐르지 않도록 설치된다. 혹은, 변화부ＣＰ, ＣＰ', 고정 철심(제1부재)ＳＣ 및 가동 철심(제2부재)ＭＣ는, 고정 철심ＳＣ와 가동 철심ＭＣ를 통과하는 자속이 각각의 전자기 강판의 면방향을 따라서 흐르도록 설치될 수 있다. 혹은, 변화부ＣＰ, ＣＰ'는, 고정 철심(제1부재)ＳＣ, 가동 철심(제2부재)ＭＣ 및 공극에 의해 구성되는 자기회로의 자기저항이, 변화부ＣＰ, ＣＰ'가 없는 경우와 비교하여 저감하도록 설치될 수 있다. 혹은, 변화부ＣＰ, ＣＰ'는, 고정 철심(제1부재)ＳＣ, 가동 철심(제2부재)ＭＣ 및 공극에 의해 구성되는 자기회로에 있어서 발생하는 와전류가, 변화부ＣＰ, ＣＰ'가 없는 경우와 비교하여 저감하도록 설치될 수 있다.
도13에 도시된 경우에는, 제1단부면E1을 각각 가지는 제3요소(301a-33), 제4요소(301a-34) 및 제5요소(301a-35)의 적층방향(Z축방향)과, 제2단부면E2를 가지는 요소(301a-38)의 적층방향(Z축방향)이 같다. 이것은, 공극의 근방에 있어서의 자기저항을 저감해 자속을 증가하는 것에 기여할 수 있다.
도13에 도시된 배치 예를 대신하여, 제3요소(301a-33), 제4요소(301a-34) 및 제5요소(301a-35)의 적층방향을 X축방향으로 하여도 좋다. 이러한 배치는, 제3요소(301a-33), 제4요소(301a-34) 및 제5요소(301a-35)와 제1요소(301a-32) 및 제2요소(301a-37)와의 경계부의 근방에 있어서의 자기저항을 저감해 자속을 증가하는 것에 기여할 수 있다.
도14에는, 제3실시 형태에 따른 미동 전자석(101-3)의 변형 예의 배치가 예시적으로 도시되어 있다. 변형 예로서 언급하지 않은 사항은, 도13에 도시된 제3실시 형태에 따른 배치를 따를 수 있다. 미동 전자석(101-3)은, 고정 철심(제1부재)ＳＣ와, 고정 철심ＳＣ를 지지하는 지지 부재 301b-30과, 가동 철심(제2부재)ＭＣ와, 가동 철심ＭＣ를 지지하는 지지 부재 301b-31과, 코일(301b-36)을 구비할 수 있다. 각 고정 철심(제1부재)ＳＣ는, 제1요소(301b-32) 및 제2요소(301b-33)를 구비할 수 있다. 가동 철심(제2부재)ＭＣ는, 제3요소(301b-37) 및 제4요소(301b-38)를 구비할 수 있다. 고정 철심(제1부재)ＳＣ는, 제1단부면E1을 구비한다. 가동 철심(제2부재)ＭＣ는, 제1단부면E1에 대하여 공극을 통해 대면하는 제2단부면E2를 구비할 수 있다. 이 경우에는, 제1단부면E1은, 제1요소(301b-32) 및 제2요소(301b-33)의 각각에 설치된다. 제2단부면E2는, 제3요소(301b-37) 및 제4요소(301b-38)의 각각에 설치된다.
고정 철심(제1부재)ＳＣ는, 복수의 전자기 강판의 적층체로 형성될 수 있다. 해당 복수의 전자기 강판의 각각은, 절연막에 의해 피복될 수 있다. 다른 관점에 있어서, 고정 철심(제1부재)ＳＣ의 일부를 구성하는 제1요소(301b-32) 및 제2요소(301b-33)는, 복수의 전자기 강판의 적층체로 형성될 수 있다. 고정 철심(제1부재)ＳＣ의 부품으로서 권철심이 사용되는 상태에 있어서, 권철심은, 복수의 전자기 강판을 적층한 구조의 일 형태를 가진다. 가동 철심(제2부재)ＭＣ는, 복수의 전자기 강판의 적층체로 형성될 수 있다. 다른 관점에 있어서, 가동 철심(제2부재)ＭＣ를 구성하는 제3요소(301b-37) 및 제4요소(301b-38)은, 복수의 전자기 강판의 적층체로 형성될 수 있다. 해당 복수의 전자기 강판의 각각은, 절연막에 의해 피복될 수 있다.
고정 철심(제1부재)ＳＣ, 가동 철심(제2부재)ＭＣ 및 공극(제1단부면E1과 제2단부면E2과의 사이의 공간)에 의해 구성되는 자기회로는, 복수의 전자기 강판의 적층체에 있어서의 적층방향이 직각으로 변화되는 변화부ＣＰ', ＣＰ"를 구비할 수 있다. 이 경우에, 변화부ＣＰ'는, 고정 철심(제1부재)ＳＣ에 설치된다. 변화부ＣＰ"는, 가동 철심(제2부재)ＭＣ에 설치된다.
변화부ＣＰ'는, 적층방향이 제1방향(예를 들면, X축방향)으로부터 상기 제1방향에 직교하는 제2방향(예를 들면, Z축방향)으로 완만하게 변화되는 부분을 구비한다. 적층방향이 완만하게 변화되는 부분을 구비하는 변화부ＣＰ'는, 권철심의 일부일 수 있다. 고정 철심(제1부재)ＳＣ는, 적층방향이 제1방향(예를 들면, X축방향)인 제1부분P1 및 제2방향(예를 들면, Z축방향)인 제2부분P2를 구비한다. 상기 제1부분P1과 제2부분P2와의 사이에서 적층방향이 완만하게 변화된다. 변화부ＣＰ'는, 제1부분P1과 제2부분P2와의 사이의 부분이다.
가동 철심(제2부재)ＭＣ는, 적층방향이 제1방향(예를 들면, X축방향)인 제3부분P3 및 제2방향(예를 들면, Y축방향)인 제4부분P4를 구비한다. 상기 제3부분P3과 제4부분P4와의 사이에서 적층방향이 완만하게 변화된다. 변화부ＣＰ"는, 제3부분P3과 제4부분P4와의 사이의 부분이다.
코일(301b-36)에 전류를 흘려보내는 것에 의해, 제1단부면E1과 제2단부면E2와의 사이에 흡인력이 발생한다. 도14에 도시된 경우에는, 제1요소(301b-32) 및 제2요소(301b-33)은 Ｕ형상을 각각 가지고, 코일(301b-36)은 제1요소(301a-32)의 1개의 이빨 및 제2요소(301a-37)의 1개의 이빨이 일체화된 부분에 감겨 있다.
변화부ＣＰ', ＣＰ"는, 고정 철심(제1부재)ＳＣ, 가동 철심(제2부재)ＭＣ 및 공극에 의해 구성되는 자기회로를 통과하는 자속이, 고정 철심ＳＣ 및 가동 철심ＭＣ를 구성하는 복수의 전자기 강판에서 그것들의 적층방향으로 흐르지 않도록 설치된다. 혹은, 변화부ＣＰ', ＣＰ", 고정 철심(제1부재)ＳＣ 및 가동 철심(제2부재)ＭＣ는, 고정 철심ＳＣ 및 가동 철심Ｃ를 통과하는 자속이 각각의 전자기 강판의 면방향을 따라서 흐르도록 설치될 수 있다. 혹은, 변화부ＣＰ', ＣＰ"는, 고정 철심(제1부재)ＳＣ, 가동 철심(제2부재)ＭＣ 및 공극에 의해 구성되는 자기회로의 자기저항이, 변화부ＣＰ', ＣＰ"가 없는 경우와 비교하여 작아지도록 설치될 수 있다. 혹은, 변화부ＣＰ', ＣＰ"는, 고정 철심(제1부재)ＳＣ, 가동 철심(제2부재)ＭＣ 및 공극에 의해 구성되는 자기회로에 있어서 발생하는 와전류가, 변화부ＣＰ', ＣＰ"가 없는 경우와 비교하여 작아지도록 설치될 수 있다.
도14에 도시된 경우에는, 제1단부면E1에 있어서의 제1요소(301b-32) 및 제2요소(301b-33)의 적층방향(X축방향)과, 제2단부면E2에 있어서의 제3요소(301b-37) 및 제4요소(301b-38)의 적층방향(X축방향)이 같다. 이것은, 공극의 근방에 있어서의 자기저항을 저감해 자속을 증가하는 것에 기여할 수 있다. 또한, 도14에 도시된 경우에는, 고정 철심(제1부재)ＳＣ, 가동 철심(제2부재)ＭＣ 및 공극에 의해 구성되는 자기회로에 있어서, 적층방향이 급준하게 변화하지 않는다. 이것은, 자기저항을 저하시켜 자속을 증가시키는 데 유리하다.
도15에는, 가동 철심ＭＣ를 지지하는 지지 부재(301b-31)의 구조가 예시적으로 도시되어 있다. 지지 부재(301b-31)는, 권철심으로 구성될 수 있는 가동 철심ＭＣ를 지지하기 위해서 스타 휠 형상을 가질 수 있다.
이하에서는 도23a 및 23b를 참조하여 권철심에 대해서 설명한다. 도23a에는, 권철심이 예시되어 있다. 도23b에는, 도23a에 예시된 권철심을 와이어 커팅 등으로 절단해서 얻어진 권철심이 도시되어 있다. 이러한 권철심은, 컷트 코어라고도 불린다. 권철심은, 후프(hoop) 재료를 (도시되지 않은) 코어에 둘러 감아서 제조될 수 있다. 도24에 예시되는 것 같이, 후프 재료는, 도24에 예시되는 슬리터(slitter)로 제조될 수 있다. 원형(raw material) 코일 롤을 이동 방향으로 전달하고, 도중에 설치된 둥근 날을 구비하는 슬리터를 사용하여 원하는 폭으로 절단함으로써 후프 재료가 얻어질 수 있다. 이 폭은, 슬리터의 둥근 날의 간격에 의해 결정된다.
도23a에 예시되는 것 같이, 권철심은, 복수의 전자기 강판의 적층체이다. 1개의 권철심은, 복수의 적층방향을 가진다. 환언하면, 권철심은, 전술의 변화부를 구성하는 부재로서 이용가능하다. 적층방향은, 권철심에 있어서의 주목 부분을 상기 전자기 강판을 통과하는 방향이다. 폭방향은, 슬리터에 의해 결정된 방향이며, 축방향이기도 하다. 축방향은, 각 전자기 강판의 가장 넓은 면의 임의의 부분과도 평행한 방향이다.
일 측면에 있어서, 본 발명에 따른 전자기 장치는, 적철심 또는 권철심으로 형성된 복수의 철심부재와, 해당 철심부재에 자속을 발생시키는 코일을 구비할 수 있다. 이 경우에, 주어진 적철심의 적층방향과 주어진 권철심의 폭방향이 직교하고, 또는, 주어진 적철심과 다른 적철심의 적층방향이 직교하고, 또는, 주어진 권철심과 다른 권철심의 폭방향이 직교할 수 있다.
이하, 웨이퍼 스테이지 장치(500)의 제어계에 관해서 설명한다. 도16에는, 웨이퍼 스테이지 장치(500)의 제어계의 배치가 예시적으로 도시되어 있다. 이동 목표 제공부(5101)는, 이동 목표를 제공한다. 위치 프로파일 생성기(5102)는, 이동 목표 제공부(5101)로부터 제공된 이동 목표에 근거하여, 시간과 그 시간에 있어서의 미동 스테이지(101-1)의 위치와의 관계를 나타내는 위치 프로파일을 생성한다. 위치 프로파일 생성기(5102)는, 생성한 위치 프로파일에 따라 목표위치를 생성한다. 가속도 프로파일 생성기(5103)는, 이동 목표 제공부(5101)로부터 제공된 그 이동 목표에 근거하여, 시간과 그 시간에 있어서의 미동 스테이지(101-1)의 가속도와의 관계를 나타내는 가속도 프로파일을 생성한다. 가속도 프로파일 생성기(5103)는, 생성한 가속도 프로파일에 따라 목표 가속도를 생성한다. 도17에는, 위치 프로파일 생성기(5102)에 의해 생성되는 위치 프로파일 및 가속도 프로파일 생성기(5103)에 의해 생성되는 가속도 프로파일이 예시되어 있다.
미동 위치 센서(5156)는, 미동 스테이지(101-1)의 위치를 계측한다. 미동 위치 제어계(5121)는, 위치 프로파일 생성기(5102)에 의해 생성되는 위치 프로파일에 따라서 주어진 목표위치와 미동 위치 센서(5156)에 의해 주어진 현재 위치와의 편차에 따라서 ＰＩＤ연산에 의해 조작량을 발생한다. 전류 앰프(5122)는, 미동 위치 제어계(5121)가 발생한 조작량에 대응한 전류를 미동ＸＬＭ(101-4) 및 미동ＹＬＭ(101-5)에 공급한다. 이에 따라, 미동 스테이지(101-1)가 피드백 제어된다.
조동 위치 센서(5135)는, 미동 베이스(101-2)의 위치를 계측한다. 조동 위치 제어계(5133)는, 위치 프로파일 생성기(5102)에 의해 생성된 위치 프로파일에 따라 주어진 목표위치와 조동 위치 센서(5135)에 의해 주어지는 현재 위치와의 편차에 따라서 ＰＩＤ연산에 의해 조작량을 발생한다. 전류 앰프(5131)는, 조동 위치 제어계(5133)가 발생한 조작량과, 가속도 프로파일 생성기(5103)로부터 주어진 목표 가속도에, 대응한 전류를 조동 리니어 모터(106)에 공급한다. 이에 따라, 미동 베이스(101-2)가 피드백 제어 및 피드포워드 된다.
가속도 프로파일 생성기(5103)가 발생하는 목표 가속도는, 전자석 전류제어계(5515)에도 공급된다. 전자석 전류제어계(5515)는, 목표 가속도에 따라서 미동 전자석(101-3)을 제어한다. 미동 스테이지(101-1)(미동 스테이지 장치 101)의 가속시는, 주로 미동 전자석(101-3)에 의해 미동 스테이지(101-1)에 대하여 힘이 주어진다. 미동ＸＬＭ(101-4) 및 미동ＹＬＭ(101-5)은, 목표위치와 계측된 현재 위치와의 사이의 약간의 위치 편차를 저감하기 위한 추진력을 발생하도록 제어될 수 있다. 이에 따라, 미동ＸＬＭ(101-4) 및 미동ＹＬＭ(101-5)이 발생하는 열이 저감될 수 있다.
조동 위치 제어계(5133)는, 미동 베이스(101-2)의 위치를 위치 프로파일 생성기(5102)가 발생하는 위치 프로파일에 따라서 이동시킨다. 미동 전자석(101-3)은, 매우 작은 발열로 큰 흡인력을 발생하는 데 유리하다. 그러나, 미동 전자석(101-3)에 있어서의 제1단부면E1과 제2단부면E2과의 사이의 공극이 유지될 필요가 있다. 즉, 미동 전자석(101-3)에 의해 미동 스테이지(101-1)에 원하는 힘을 계속해서 주기 위해서는, 미동 스테이지(101-1)의 이동에 따라서 미동 전자석(101-3)의 고정자(고정 철심 및 코일)를 이동시켜서, 공극을 유지할 필요가 있다. 추가로, 미동ＺＬＭ이 발생한 열은, 미동 베이스(101-2)상에 있어서의 미동 전자석(101-3)의 높이를 저감함으로써 저감될 수 있다. 이상과 같이, 미동 스테이지(101-1)의 고정밀도 위치 제어, 발열의 저감, 및 오버레이 오차의 저감이 실현될 수 있다.
조동 위치 제어계(5133)는 이것을 실현할 수 있다. 조동 위치, 즉 미동 베이스(101-2)의 위치가 엔코더로 대표되는 조동 위치 센서(5135)로 계측된다. 이 계측된 위치와 목표위치와의 편차에 근거해서 조동 위치 제어계(5133)에 의해 조동 리니어 모터(106)가 구동된다. 이 결과, 미동 스테이지(101-1)(미동 전자석(101-3)의 가동자)의 위치도 미동 베이스(101-2)(미동 전자석(101-3)의 고정자)의 위치도 위치 프로파일 생성기(5102)의 출력에 근거하여 제어되어서, 공극이 유지된다. 미동 스테이지(101-1)의 위치를 계측하는 미동 위치 센서(5156)는, 미동 스테이지(101-1)와 미동 베이스(101-2)와의 상대위치를 계측하는 센서에 의해 치환되어도 좋다.
이하, 제4실시 형태에 따른 전자기 장치에 대해서 설명한다. 제4실시 형태로서 언급하지 않는 사항은, 모순되지 않는 한, 제1 내지 제3실시 형태에 기재된 사항을 따를 수 있다. 제4실시 형태는, 본 발명에 따른 전자기 장치를 자기 베어링에 적용한 예를 제공한다. 도25에는, 제4실시 형태에 따른 전자기 베어링의 배치가 예시적으로 도시되어 있다.
전자기 베어링(401)은, 회전축(403)을 지지하도록 배치될 수 있다. 도25에 도시된 경우에는, 도14의 미동 전자석(101-3)과 같은 배치를 가지는 미동 전자석이 사용된다. 그렇지만, 다른 종류의 미동 전자석(101-3)이 사용되어도 좋다. 지지 부재(301a-31)는 회전축(403)에 고정되며, 지지 부재(301a-31)는 가동철심ＭＣ의 제2단부면E2에 제1단부면E1이 대면하도록 고정 철심ＳＣ상에 배치될 수 있다. 고정 철심ＳＣ는, (도시되지 않은) 하우징에 고정될 수 있다. 회전축(403)의 단부에는 작용부(404)가 설치되고, 작용부(404)에는, 구동대상(예를 들면, 터보 분자 펌프 등의 펌프의 회전 블레이드 등)을 부착할 수 있다.
회전축(403)의 ＸＹ방향의 위치는, (도시되지 않은) 센서에 의해 검출되고, 그 검출 결과에 근거해서 각 고정 철심에 감긴 코일에 공급하는 전류가 제어될 수 있다. 회전축(403)의 ＸＹ방향의 위치는, (도시되지 않은) 센서와 액추에이터를 사용해서 제어될 수 있다.
본 발명을 예시적 실시 형태들을 참조하여 기재하였지만, 본 발명은 상기 개시된 예시적 실시 형태들에 한정되지 않는다는 것을 알 것이다. 아래의 청구항의 범위는, 모든 수정 및, 동등한 구조 및 기능을 포함하도록 폭 넓게 해석해야 한다.

Claims (20)

  1. 제1단부면을 가지는 제1부재와, 상기 제1단부면에 대하여 공극을 통해 대면하는 제2단부면을 가지는 제2부재와, 상기 제1부재 또는 상기 제2부재에 감긴 코일을 포함하는, 전자기 장치로서,
    상기 제1부재 및 상기 제2부재의 각각은 복수의 강판의 적층체로 형성되고, 상기 제1부재와 상기 제2부재로 형성된 자기회로는, 상기 적층체에 있어서의 적층방향이 직각으로 변화되어 상기 복수의 강판의 각각의 면방향을 따라 자속을 발생하는 변화부를 구비하는, 전자기 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 변화부는, 상기 적층방향이 제1방향인 제1부분과 상기 적층방향이 상기 제1방향에 직교하는 제2방향인 제2부분과의 접점부를 구비하는, 전자기 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 변화부는, 상기 적층방향이 제1방향인 제1부분과 상기 적층방향이 상기 제1방향에 직교하는 제2방향인 제2부분을, 고체부재를 통해 대면시키는 부분을 구비하는, 전자기 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 변화부는, 상기 제1부재 및 상기 제2부재의 적어도 한쪽에 설치되는, 전자기 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 변화부는, 상기 적층방향이 제1방향인 제1부분과 상기 적층방향이 상기 제1방향에 직교하는 제2방향인 제2부분이, 상기 공극을 통해 대면한 부분을 구비하는, 전자기 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제1부분이 상기 제1부재에 설치되고, 상기 제2부분이 상기 제2부재에 설치되는, 전자기 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1부재 및 상기 제2부재의 각각은, 적어도 1개의 적철심으로 형성되어 있는, 전자기 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1부재 및 상기 제2부재의 적어도 한쪽은, 복수의 적철심으로 형성되어 있는, 전자기 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 복수의 적철심은, 서로 근접해서 배치되고, 고정 부재에 의해 고정되어 있는, 전자기 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 변화부는, 상기 적층방향이 제1방향으로부터 상기 제1방향에 직교하는 제2방향으로 완만하게 변화되는 부분을 구비하는, 전자기 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 변화부는 권철심으로 형성되어 있는, 전자기 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1부재와 상기 제2부재의 한쪽은, 적어도 1개의 적철심을 구비하고,
    상기 제1부재와 상기 제2부재의 다른 쪽은, 권철심을 구비하며,
    상기 변화부는, 상기 권철심으로 형성되어 있는, 전자기 장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1부재 및 상기 제2부재의 각각은, 권철심으로 형성되고,
    상기 제1부재를 구성하는 상기 권철심의 축방향은, 상기 제2부재를 구성하는 상기 권철심의 축방향에 직교하고,
    상기 변화부는, 상기 제1부재를 구성하는 상기 권철심과 상기 제2부재를 구성하는 상기 권철심의 각각으로 형성되어 있는, 전자기 장치.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 변화부는 상기 제1부재에 설치되고, 상기 코일은 상기 제1부재에 감겨 있는, 전자기 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 코일은, 상기 제1부재 중 상기 변화부가 배치된 부분과는 상이한 부분에 감겨 있는, 전자기 장치.
  16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전자기 장치가 전자기 액추에이터로서 형성되어 있는, 전자기 장치.
  17. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전자기 장치가 자기 베어링으로서 형성되어 있는, 전자기 장치.
  18. 제1물체와 제2물체를 상대적으로 위치 맞춤하는 위치 맞춤 장치로서,
    상기 제1물체를 위치결정하는 제1위치결정 기구와,
    상기 제2물체를 위치결정하는 제2위치결정 기구를 포함하고,
    상기 제1위치결정 기구 및 상기 제2위치결정 기구의 적어도 한쪽이, 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 기재된 전자기 장치를 구비하는, 위치 맞춤 장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 위치 맞춤 장치가 원판의 패턴을 기판에 전사하는 전사장치로서 형성되어 있는, 위치 맞춤 장치.
  20. 제 19 항에 기재된 위치 맞춤 장치를 사용하여서 원판의 패턴을 기판에 전사하는 공정과,
    상기 전사하는 공정을 경과한 상기 기판으로부터 물품을 얻는 공정을 포함하는, 물품제조방법.
KR1020230049761A 2022-04-28 2023-04-17 전자기 장치, 위치 맞춤 장치 및 물품제조방법 KR20230153268A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2022-075367 2022-04-28
JP2022075367A JP2023164060A (ja) 2022-04-28 2022-04-28 電磁装置、位置合わせ装置および物品製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230153268A true KR20230153268A (ko) 2023-11-06

Family

ID=86052236

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020230049761A KR20230153268A (ko) 2022-04-28 2023-04-17 전자기 장치, 위치 맞춤 장치 및 물품제조방법

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20230352225A1 (ko)
EP (1) EP4270423A1 (ko)
JP (1) JP2023164060A (ko)
KR (1) KR20230153268A (ko)
CN (1) CN116978656A (ko)
TW (1) TW202343490A (ko)

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2743148A1 (de) * 1977-09-24 1979-04-05 Blum Eisen & Metallind Aus blechpaketen zu bildender kern fuer transformatoren, drosselspulen o.dgl.
US5311028A (en) * 1990-08-29 1994-05-10 Nissin Electric Co., Ltd. System and method for producing oscillating magnetic fields in working gaps useful for irradiating a surface with atomic and molecular ions
AU2583201A (en) * 1999-12-21 2001-07-03 Gary E. Bergstrom Flat lamination solenoid
JP4003058B2 (ja) * 2002-07-17 2007-11-07 株式会社富士通ゼネラル 誘導電動機
US7683506B2 (en) * 2005-12-16 2010-03-23 Nikon Corporation CI-core actuator for long travel in a transverse direction
JP2012119698A (ja) 2012-01-06 2012-06-21 Mitsubishi Electric Corp ラジアル異方性リング磁石の製造装置
WO2014042525A1 (en) * 2012-09-11 2014-03-20 Nederlandse Organisatie Voor Toegepast-Natuurwetenschappelijk Onderzoek Tno Reluctance transducer
CN104851563B (zh) * 2014-02-14 2018-01-30 台达电子企业管理（上海）有限公司 应用于电抗器的磁芯以及电抗器
FI20165628A (fi) * 2016-08-24 2018-02-25 Lappeenrannan Teknillinen Yliopisto Sydänelementti magneettista komponenttia varten ja menetelmä sen valmistamiseksi
JP2022011817A (ja) * 2020-06-30 2022-01-17 キヤノン株式会社 ステージ装置、露光装置及び物品の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20230352225A1 (en) 2023-11-02
CN116978656A (zh) 2023-10-31
TW202343490A (zh) 2023-11-01
EP4270423A1 (en) 2023-11-01
JP2023164060A (ja) 2023-11-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4639517B2 (ja) ステージ装置、リソグラフィーシステム、位置決め方法、及びステージ装置の駆動方法
US10261419B2 (en) Magnet array for moving magnet planar motor
KR100325644B1 (ko) 노광장치에 사용하는 스테이지장치 및 스테이지 구동방법
US7075198B2 (en) Alignment apparatus and exposure apparatus using the same
US11075573B2 (en) Power minimizing controller for a stage assembly
KR101313118B1 (ko) 변위 장치, 리소그래피 장치 및 위치설정 방법
EP2882082A1 (en) Linear motor and platform device
JPH11191585A (ja) ステージ装置、およびこれを用いた露光装置、ならびにデバイス製造方法
KR100573670B1 (ko) 상호 120°각도를 이루는 3개의 코일 시스템을 갖는 위치결정디바이스 및 이러한 위치결정 디바이스를 포함하는 전사 디바이스
JPH03131912A (ja) 位置決め装置
US20030184724A1 (en) Stage assembly including a damping assembly
US6479991B1 (en) Stage mechanism, exposure apparatus and device manufacturing method in which a coil unit of a driving mechanism is moved substantially in synchronism with a stage
US6593997B1 (en) Stage assembly including a reaction assembly
KR20230153268A (ko) 전자기 장치, 위치 맞춤 장치 및 물품제조방법
KR20230153263A (ko) 스테이지 장치, 전사장치 및 물품제조방법
JP2023164057A (ja) 転写装置および物品製造方法
TW202414520A (zh) 載台裝置、轉印裝置以及物品製造方法
JP4012199B2 (ja) ステージ装置、露光装置およびデバイス製造方法
JP3797670B2 (ja) 静圧ステージ及び走査型露光装置
JP2005109522A (ja) ステージ装置、露光装置およびデバイス製造方法ならびにステージ駆動方法
JP2005203652A (ja) 位置決め装置
JP2002217023A (ja) 電磁石、電磁アクチュエータ、ステージ装置及び露光装置、及びデバイスの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination