JP4455004B2 - 流体軸受装置およびそれを用いたステージ装置 - Google Patents

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Description

本発明は流体軸受装置、好ましくは露光装置用ステージ装置に用いられる流体軸受装置に関するものである。
半導体装置や液晶表示用装置等のデバイスを製造する工程で利用される露光装置は、マスクやレチクル等の原版や半導体ウエハやガラス基板等の被露光基板（以下、これらを基板と総称する）を移動させるステージを有し、このようなステージはたとえば流体軸受によって支持（案内）されている。
従来の流体軸受が用いられたステージ装置として、たとえば特許文献１のようなものがある（図６参照）。図６において、Ｘステージ５１，Ｙステージ５４ａは定盤５５に沿って移動可能であり、底面を静圧軸受（流体軸受）によって支持されている。また、Ｙステージ５４は固定ガイド５２に沿ってＹ方向に移動可能であり、側面を静圧軸受によって支持されている。図７はこれらのステージと定盤５５が対向する面からＺ軸の正の方向に見た断面図である。Ｘステージ５１は静圧軸受５３ｂにより定盤５５に非接触に支持され、Ｙステージ５４は静圧軸受５３ｃ，５３ｄによりそれぞれ定盤５５，固定ガイド５２に非接触に支持されている。Ｘステージ５１およびＹステージ５４には、静圧軸受の隙間を安定させるために予圧力を与える磁石ユニット５６ａ、５６ｂ、５６ｃを設けている。
また、静圧軸受を真空雰囲気で用いたステージ装置として、たとえば特許文献２のようなものがある。特許文献２では、高真空内で静圧パッドと予圧磁石を用いて可動体を支持し、静圧パッドの外周に排気溝を有するラビリンス部を設けた機構が開示されている。
特開平１０−２５６１１１号公報 特開２００２−２５７１３８号公報
与圧磁石ユニット５６ａを図７のように静圧軸受取付け板５４ａの長手方向中央付近のみに配置すると、静圧空気による反発力と与圧用磁石ユニットによる吸引力の作用点が異なるため静圧軸受取付け板５４ａや定盤５５の軸受面に変形が生じてしまう。この変形によって、静圧軸受５３ｄと定盤５５とのギャップ（隙間）が部分的に小さくなり、最悪の場合には接触してしまうことになる。
また、近年ではステージ装置は真空雰囲気などの非空気雰囲気内で使用されることがあり、静圧軸受の周囲に空気が漏れないようにラビリンス隔壁が設けられるため、取付け板もしくはステージが大きくなり、その変形量が大きくなってしまう。さらに、予圧力を付勢する予圧付勢手段からの脱ガス等も考慮しなければならない。
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、真空雰囲気などの非空気雰囲気内で使用される流体軸受装置において、流体軸受の力と予圧力付勢手段の力による移動体やガイド等の変形を低減させ、さらに、予圧力付勢手段からの脱ガスによる雰囲気劣化を低減させることにある。
上述の目的を達成するために、真空雰囲気中で移動体をガイドに対して支持する流体軸受装置において、前記移動体に設けられ前記ガイドに対して加圧流体を噴出する流体軸受と、前記移動体と前記ガイド間に予圧力を発生させる予圧力付勢手段と、前記流体軸受を囲む少なくとも１つのラビリンス隔壁と、前記１つのラビリンス隔壁によって囲まれる空間または前記複数のラビリンス隔壁により囲まれる空間を排気する排気部とを有し、該予圧力付勢手段が前記空間に分割して設けられている。
また、非空気雰囲気中で移動体をガイドに対して支持する流体軸受装置において、前記移動体に設けられ前記ガイドに対して加圧流体を噴出する流体軸受と、前記移動体と前記ガイド間に予圧力を発生させる予圧力付勢手段と、前記流体軸受を囲む少なくとも１つのラビリンス隔壁と、前記１つのラビリンス隔壁によって囲まれる空間または前記複数のラビリンス隔壁により囲まれる空間を排気する排気部とを有し、該予圧力付勢手段が前記空間に分割して設けられていてもよい。さらに該予圧力付勢手段は、前記流体軸受の両側に複数ずつ設けられることが好ましい。
特に前記ラビリンス隔壁が複数のラビリンス隔壁を有している場合、前記予圧力付勢手段が前記流体軸受に最も近接したラビリンス隔壁の内側に設けられていることが望ましい。
また、前記ガイドが磁性体部を有し、前記予圧力付勢手段がガイドとの間で磁力を発生することにより予圧力を付勢するものであってもよく、予圧力付勢手段として例えば永久磁石が挙げられる。
予圧力付勢手段として永久磁石を用いたときには、前記永久磁石の前記支持方向における高さが、前記移動体に設けられた前記ラビリンス隔壁の前記支持方向における高さと同じもしくはそれよりも低いことが望ましい。
また、これらの流体軸受装置はステージ装置に用いられることが望ましく、特には露光装置で基板を位置決めするステージ装置に用いられることが望ましい。
ここで、「流体軸受」は加圧流体を噴出する部分を意味し、たとえば静圧パッドと置き換えることができるものである。
ここで、「ラビリンス隔壁」とは、周知のラビリンス機構（たとえば特許文献２を参照）の段部と置き換えることができるものである。
本発明によれば、流体軸受装置において、流体軸受の力と予圧力付勢手段の力による移動体やガイド等の変形を低減させ、さらに、予圧力付勢手段からの脱ガスによる雰囲気劣化を低減させることができる。
（参考例）
図１は参考例におけるウエハステージを示す概略斜視図である。ベース定盤１０の中央部に磁性体よりなるステージ定盤１１が搭載され、その周りにＸビーム１２をＸ方向に駆動させる一対のリニアモータの固定子１２ａを載せる一対のＸ定盤１２ｂ、およびＹビーム１３をＹ方向に駆動させる一対のリニアモータの固定子１３ａを載せる一対のＹ定盤１３ｂが搭載されている。Ｘビーム１２、Ｙビーム１３が交差しているところにはＸＹスライダ１４が設けられており、それぞれのビームがＸＹスライダ１４を貫通している。
Ｘビーム１２、Ｙビーム１３とＸＹスライダ１４はそれぞれ貫通部において非接触に支持されており（不図示）、ＸＹスライダ１４はステージ定盤１０の上に非接触で支持されているため、ビームの駆動に伴ってＸＹスライダ１４がＸＹ方向に移動できるようになっている。ＸＹスライダ１４の上には、６軸方向に微動する微動ステージ（不図示）が搭載され、さらに微動ステージ上にウエハを保持するウエハチャックを設けている。
Ｙビーム１３の両端にはＹ取付け板１３ｃが設けられており、Ｙ取付け板１３ｃの底面には流体軸受としての静圧空気軸受１３１（図２を参照）が設けられ、この軸受によってステージ定盤１１に対して鉛直方向（Ｚ軸方向）に案内される。同様にＸビーム１２の両端にはＸ取付け板１２ｃ，１２ｄが設けられており、Ｘ取付け板１２ｃ，１２ｄの底面の静圧空気軸受１２１（図２を参照）によってステージ定盤１１に対して鉛直方向（Ｚ軸方向）に案内される。
また、Ｘ取付け板１２ｃはステージ定盤１１に取付けられた固定ガイド１５に対して静圧空気軸受（不図示）によって水平方向（Ｙ軸方向）にも案内されている。ＸＹスライダ１４は、底面に設けられた静圧空気軸受１４１によってステージ定盤１１に対して鉛直方向（Ｚ軸方向）に案内されている。
次に、静圧空気軸受について説明する。図２は図１のＡ−Ａ断面図、図３は図１のＤ矢視図である。前述のようにＸ取付け板１２ｃ、１２ｄの裏面には多孔質の静圧空気軸受１２１が設けられており、これによってＸ取付け板１２ｃ、１２ｄをステージ定盤１１に対して浮上させている。同様に、Ｙ取付け板１３ｃ、およびＸＹスライダ１４の裏面にはそれぞれ静圧空気軸受１３１、１４１が設けられており、これによってＹ取付け板１３ｃ、ＸＹスライダ１４をステージ定盤１１に対して浮上させている。
軸受隙間を安定させるためにＸ取付け板１２ｃ，１２ｄの底面には予圧力付勢手段としての与圧磁石ユニット１２２が、静圧空気軸受の周囲に分割して設けられている。また、予圧磁石ユニット１２２は、長手方向と直交する方向（Ｙ軸方向）で静圧空気軸受１２１の対称（両側もしくは両脇）に複数ずつ設けられている。これらの予圧磁石ユニット１２２と，磁性体であるステージ定盤１１との間に吸引力が働く。ここで、複数に分割して予圧磁石ユニット１２２が配置されているのは、予圧力（吸引力）を分散させるためであり、このように分割して変形を抑えたい方向で静圧軸受の対称（両側もしくは両脇）に複数ずつ配置することで効果的に変形を低減することができる。分割配置した複数の予圧力付勢手段のそれぞれの予圧力を調整することで軸受隙間（ギャップ）の調整が可能となる。また、予圧磁石ユニット１２２は静圧空気軸受１２１の周囲を囲むように配置すると構成部材の変形をさらに抑えることができる。予圧力付勢手段として永久磁石を用いることは、加工がしやすいため分割がしやすく、加工のコスト面でも有利である。
同様に、Ｙ取付け板１３ｃにも与圧磁石ユニット１３２が静圧空気軸受１３１に設けられている。ただし、この与圧磁石ユニット１３２はＹ取付け板１３ｃの長手方向（Ｙ方向）中央部には配置されていない。これは、Ｙ取付け板１３ｃにはＸ軸方向を案内するためのＸガイド用磁石ユニット１３３が設けられており、この吸引力を考慮すると長手方向中央部には与圧磁石ユニットを設けない方が変形量が小さくなるからである。
図３に示すようにＹ取付け板１３ｃがＸ軸方向にずれようとすると、磁性体であるステージ定盤１１との吸引力によって、このＸガイド用磁石ユニット１３３はステージ定盤１１の端面１１ａまたは溝側面１１ｂからはみ出さないように力が働く。Ｙビーム１３には水平方向のガイドを備えていないため、Ｘガイド用磁石ユニット１３３を設けているが、これは同時に与圧磁石としての機能も有しているのである。Ｙビーム１３にＸビーム１２と同じようなしっかりした水平方向のガイド（固定ガイド１５）を設けると、両ビームの直角度が零でないかぎり過拘束になってしまうので、前述したようなＸガイド用磁石ユニット１３３を設けることによって弱く案内している。
一方、Ｘビーム１２のＹ軸方向の案内は固定ガイド１５と静圧空気軸受１２３によってなされているが、同様に与圧磁石ユニット１２４を設けている。
（実施例１）
図４は実施例１を示す図であり、参考例との大きな違いは真空雰囲気内で適用できるようにした点である。以下、参考例の構成の一部は本実施例で適用されるものとして、詳細な説明を省略する。全体の斜視図は図１と大きく変わらないため省略する。図３においても、図２と同等の機能を有するものについては詳細な説明を省略する。Ｘ取付け板２２ｃ、２２ｄの底面には静圧空気軸受２２１とその周囲を囲むように与圧磁石ユニット２２２が設けられており、さらにその周囲にラビリンス隔壁２６が設けられている。また、Ｙ取付け板２３ｃの底面にも静圧空気軸受２３１とその周囲に与圧磁石ユニット２３２が設けられており、さらにその周囲にラビリンス隔壁２７が設けられている。これらの予圧磁石ユニット２２２，２３２の静圧空気軸受２２１，２３１に対する配置は第１の実施形態と同様であるが、本実施形態の特長として、ラビリンス隔壁２６，２７の内側に予圧磁石ユニットを設けていることが挙げられる。
図５は図４のＦ−Ｆ断面図であり、ラビリンス隔壁２６の詳細を示している。ラビリンス隔壁２６は複数のラビリンス隔壁からなり、複数のラビリンス隔壁はそれぞれラビリンスポケット２６１、２６２、２６３を区切るように配置されている。静圧空気軸受２２１から噴出された空気は軸受に最も近接したラビリンス隔壁の内側（１段目のラビリンスポケット２６１とする）に設けられた排気部（不図示）から排出され、不図示の排気用通路を通りチャンバー外部に排出される。
１段目のラビリンスポケット２６１で排出しきれなかった空気は２段目のラビリンスポケット２６２に設けられた排気部から排出され、それでも排出しきれなかったわずかな空気は３段目のラビリンスポケット２６３に設けられた排気部から排出される。このように、複数のラビリンス隔壁と複数段のラビリンスポケットを設けることで、静圧空気軸受２２１から噴出される空気が真空雰囲気中に漏れることを防ぐ。
ここで与圧磁石ユニット２２２は、１段目のラビリンスポケット２６１内に静圧空気軸受２２１の周囲に分割して設けられている。また、予圧磁石ユニット２２２は、長手方向と直交する方向（Ｙ軸方向）で静圧空気軸受２２１の対称（両側もしくは両脇）に複数ずつ設けられている。これらの予圧磁石ユニット２２２と，磁性体であるステージ定盤１１との間に吸引力が働く。ここで、複数に分割して予圧磁石ユニット２２２が配置されているのは、予圧力（吸引力）を分散させるためであり、このように分割して変形を抑えたい方向で静圧軸受の対称（両側もしくは両脇）に複数ずつ配置することで効果的に変形を低減することができる。分割配置した複数の予圧力付勢手段のそれぞれの予圧力を調整することで軸受隙間（ギャップ）の調整が可能となる。また、予圧磁石ユニット２２２は静圧空気軸受２２１の周囲を囲むように配置すると構成部材の変形をさらに抑えることができる。予圧力付勢手段として永久磁石を用いることは、加工がしやすいため分割がしやすく、加工のコスト面でも有利である。
また、真空対応ということを考えると、与圧磁石ユニット２２２が１段目のラビリンスポケット２６１内にあるというのは、磁石のアウトガスを排気するためにも好ましい形態である。さらに、予圧磁石ユニット２２２は、支持方向（Ｚ方向）の高さがラビリンス隔壁２６１よりも同じか低くなるように配置することで、ラビリンス隔壁の効果を妨げることなく予圧力を与えることができ、軸受隙間が安定する。
ここで、真空雰囲気中では気体吸引による予圧付勢ができないため、このように磁力を用いて予圧力を付勢することが意味を有する。
上述の構成は、Ｘ取付け板２２ｃ、Ｙ取付け板２３ｃの底面に関しても同様であり、説明を省略する。ＸＹスライダ２４に関しては４つの静圧空気軸受２４１それぞれ独立にラビリンス隔壁２８を設けており、与圧磁石ユニット２４２をそれぞれの静圧空気軸受２４１の周囲に設けるとスペースが大きくなってしまうので図５のように各ラビリンス隔壁２８の外部に与圧磁石ユニット２４２を設けた。このように設計的な要因との兼ね合いはあるものの、変形を抑えたい部分に関して局所的に本発明を実施することで効果を有することを理解すべきである。
なお、本実施例では真空雰囲気中での適用例を示したが、非大気雰囲気中でも適用可能である。非大気雰囲気とは、たとえばヘリウムや窒素で満たされた雰囲気のことをいい、静圧空気軸受の作動流体は空気でなくてもよく上述のヘリウムや窒素でもよい。
（実施例２）
図８は、上記と同様のステージ装置をウエハステージとする半導体デバイス製造用の露光装置を示す。
この露光装置は、半導体集積回路等の半導体デバイスや、マイクロマシン、薄膜磁気ヘッド等の微細なパターンが形成されたデバイスの製造に利用され、原版であるレチクルＲを介して基板としての半導体ウエハＷ上に光源１６１からの露光エネルギーとしての露光光（この用語は、可視光、紫外光、ＥＵＶ光、Ｘ線、電子線、荷電粒子線等の総称である）を投影系としての投影レンズ（この用語は、屈折レンズ、反射レンズ、反射屈折レンズシステム、荷電粒子レンズ等の総称である）１６２を介して照射することによって、基板上に所望のパターンを形成している。
この露光装置は、定盤１５１上にガイド１５２とリニアモータ固定子１７１を固設している。前述と同様に、リニアモータ固定子１７１は多相電磁コイルを、リニアモータ可動子１７１は永久磁石群を有している。リニアモータ可動子１７１を可動部１５３として、ステージである可動ガイド１５４に接続し、リニアモータＭ１の駆動によって可動ガイド１５４を紙面法線方向に移動させる。可動部１５３は、定盤５１の上面を基準に静圧軸受１５５で、ガイド１５２の側面を基準に静圧軸受１５６で支持される。
可動ガイド１５４を跨ぐようにして配置したステージである移動ステージ１５７は静圧軸受１５８によって支持されている。この移動ステージ１５７は、上記と同様のリニアモータＭ２によって駆動され、可動ガイド１５４を基準に移動ステージ１５７が紙面左右方向に移動する。移動ステージ１５７の動きは、移動ステージ１５７に固設したミラー１５９および干渉計１６０を用いて計測する。
移動ステージ１５７に搭載したチャック上に基板であるウエハＷを保持し、光源１６１、投影光学系１６２によって、原版であるレチクルＲのパターンをウエハＷ上の各領域にステップアンドリピートもしくはステップアンドスキャンで縮小転写する。
（実施例３）
次に、この露光装置を利用した半導体デバイスの製造プロセスを説明する。図９は半導体デバイスの全体的な製造プロセスのフローを示す図である。ステップ１（回路設計）では半導体デバイスの回路設計を行う。ステップ２（マスク作製）では設計した回路パターンに基づいてマスクを作製する。
一方、ステップ３（ウエハ製造）ではシリコン等の材料を用いてウエハを製造する。ステップ４（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、上記のマスクとウエハを用いて、上記の露光装置によりリソグラフィ技術を利用してウエハ上に実際の回路を形成する。次のステップ５（組み立て）は後工程と呼ばれ、ステップ５によって作製されたウエハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封入）等の組み立て工程を含む。ステップ６（検査）ではステップ５で作製された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、ステップ７でこれを出荷する。
上記ステップ４のウエハプロセスは以下のステップを有する。ウエハの表面を酸化させる酸化ステップ、ウエハ表面に絶縁膜を成膜するＣＶＤステップ、ウエハ上に電極を蒸着によって形成する電極形成ステップ、ウエハにイオンを打ち込むイオン打ち込みステップ、ウエハに感光剤を塗布するレジスト処理ステップ、上記の露光装置によって回路パターンをレジスト処理ステップ後のウエハに転写する露光ステップ、露光ステップで露光したウエハを現像する現像ステップ、現像ステップで現像したレジスト像以外の部分を削り取るエッチングステップ、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除くレジスト剥離ステップ。これらのステップを繰り返し行うことによって、ウエハ上に多重に回路パターンを形成する。
本発明に係るステージ装置を示す概略斜視図 図１におけるＡ−Ａ断面図 ガイド近傍を表す図 実施例１を示す図 図４のＦ−Ｆ断面図 従来のステージ装置の概略斜視図 図５のＢ−Ｂ断面図 実施例２に係る露光装置を表す図 実施例３に係る半導体製造プロセスを表す図
符号の説明
１０ ベース定盤
１１ ステージ定盤
１２，２２ Ｘビーム
１３，２３ Ｙビーム
１４，２４ ＸＹスライダ
１５ 固定ガイド
１２ａ，１３ａ リニアモータ固定子
１２ｂ Ｘ定盤
１３ｂ Ｙ定盤
１２ｃ， １２ｄ，２２ｃ，２２ｄ Ｘ取付け板
１３ｃ，２３ｃ Ｙ取付け板
１２１，１２３，１３１，１４１，２２１，２２３，２３１，２４１ 静圧空気軸受
１２２，１２４，１３２，１４２，２２２，２２４，２３２，２４２ 与圧磁石ユニット
１３３，２３３ Ｘガイド用磁石ユニット
２６，２７，２８ ラビリンス隔壁
２６１，２６２，２６３ ラビリンスポケット
１５１ 定盤
１５２ ガイド
１５４ 可動ガイド
１５５，１５６，１５８ 静圧軸受
１５７ 移動ステージ
１５９ ミラー
１６０ 干渉計
１６１ 光源
１６２ 投影光学系
１７１ リニアモータ可動子
１７２ リニアモータ固定子
Ｍ１，Ｍ２ リニアモータ
Ｗ ウエハ
Ｒ レチクル

Claims (10)

  1. 真空雰囲気中で移動体をガイドに対して支持する流体軸受装置において、前記移動体に設けられ前記ガイドに対して加圧流体を噴出する流体軸受と、前記移動体と前記ガイド間に予圧力を発生させる予圧力付勢手段と、前記流体軸受を囲む少なくとも１つのラビリンス隔壁と、前記１つのラビリンス隔壁によって囲まれる空間または前記複数のラビリンス隔壁により囲まれる空間を排気する排気部とを有し、該予圧力付勢手段が前記空間に分割して設けられることを特徴とする流体軸受装置。
  2. 非空気雰囲気中で移動体をガイドに対して支持する流体軸受装置において、前記移動体に設けられ前記ガイドに対して加圧流体を噴出する流体軸受と、前記移動体と前記ガイド間に予圧力を発生させる予圧力付勢手段と、前記流体軸受を囲む少なくとも１つのラビリンス隔壁と、前記１つのラビリンス隔壁によって囲まれる空間または前記複数のラビリンス隔壁により囲まれる空間を排気する排気部とを有し、該予圧力付勢手段が前記空間に分割して設けられることを特徴とする流体軸受装置。
  3. 該予圧力付勢手段は、前記流体軸受の両側に複数ずつ設けられることを特徴とする請求項１または２に記載の流体軸受装置。
  4. 前記ラビリンス隔壁が複数のラビリンス隔壁を有し、前記予圧力付勢手段が前記流体軸受に最も近接したラビリンス隔壁の内側に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の流体軸受装置。
  5. 前記ガイドが磁性体部を有し、前記予圧力付勢手段がガイドとの間で磁力を発生することにより予圧力を付勢することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の流体軸受装置。
  6. 前記予圧力付勢手段が永久磁石を有することを特徴とする請求項５に記載の流体軸受装置。
  7. 前記永久磁石の前記支持方向における高さが、前記移動体に設けられた前記ラビリンス隔壁の前記支持方向における高さと同じもしくはそれよりも低いことを特徴とする請求項６に記載の流体軸受装置。
  8. 請求項１〜７のいずれか１つに記載の流体軸受装置によって、ステージを支持することを特徴とするステージ装置。
  9. 請求項８に記載のステージ装置によって、基板を位置決めすることを特徴とする露光装置。
  10. 請求項９に記載の露光装置によってデバイスを製造する工程を有するデバイス製造方法。
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100797725B1 (ko) * 2006-03-15 2008-01-23 삼성전기주식회사 유체동압베어링의 유체충전장치 및 충전방법
KR100807479B1 (ko) * 2006-03-16 2008-02-25 삼성전기주식회사 유체동압베어링의 유체충전장치 및 충전방법
US7978307B2 (en) * 2006-05-04 2011-07-12 Asml Netherlands B.V. Gas bearing, and lithographic apparatus provided with such a bearing
JP2008078499A (ja) * 2006-09-22 2008-04-03 Canon Inc 支持装置、露光装置及びデバイス製造方法
JP5180555B2 (ja) * 2007-10-04 2013-04-10 キヤノン株式会社 位置決め装置、露光装置及びデバイス製造方法
US8084896B2 (en) * 2008-12-31 2011-12-27 Electro Scientific Industries, Inc. Monolithic stage positioning system and method
JP2011247405A (ja) * 2009-07-30 2011-12-08 Kyocera Corp 案内装置
GB2555471A (en) 2016-10-31 2018-05-02 Onesubsea Ip Uk Ltd Magnetic preloading of bearings in rotating machines

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2488353A1 (fr) * 1980-08-07 1982-02-12 Cermo Dispositif hydrostatique de support
US4993696A (en) 1986-12-01 1991-02-19 Canon Kabushiki Kaisha Movable stage mechanism
US5040431A (en) 1988-01-22 1991-08-20 Canon Kabushiki Kaisha Movement guiding mechanism
US5098203A (en) 1991-03-11 1992-03-24 Contraves Goerz Corporation Bearing system
JPH06241230A (ja) 1993-02-18 1994-08-30 Canon Inc 静圧軸受装置およびこれを用いた位置決めステージ
US5656942A (en) 1995-07-21 1997-08-12 Electroglas, Inc. Prober and tester with contact interface for integrated circuits-containing wafer held docked in a vertical plane
US6128069A (en) 1997-03-13 2000-10-03 Canon Kabushiki Kaisha Stage mechanism for exposure apparatus
JP3729430B2 (ja) 1997-03-13 2005-12-21 キヤノン株式会社 静圧ステージ及び走査型露光装置
JP2001257143A (ja) * 2000-03-09 2001-09-21 Nikon Corp ステージ装置及び露光装置、並びにデバイス製造方法
US6467960B1 (en) * 2000-08-18 2002-10-22 Nikon Corporation Air bearing linear guide for use in a vacuum
JP2002257138A (ja) 2001-02-28 2002-09-11 Canon Inc 静圧流体軸受装置、およびこれを用いたステージ装置、露光装置ならびにデバイス製造方法
JP2002349569A (ja) 2001-05-25 2002-12-04 Canon Inc 静圧軸受装置及びそれを用いたステージ装置
US6756751B2 (en) 2002-02-15 2004-06-29 Active Precision, Inc. Multiple degree of freedom substrate manipulator

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