KR100430493B1 - 3차원으로위치설정가능한마스크홀더를가진리소그래피장치 - Google Patents

Abstract

리소그래피 장치는 수직 방향으로 기판홀더(1), 포커싱시스템(3) 및 마스크 홀더(5)를 지지하는 기계프레임(45)를 가진다. 기판홀더(1)는 수평한X 방향에 평행하게 위치하며 제 1 위치설정장치(21)에 의해 X 방향에 수직한 Y 방향에 평행하게 위치하며, 마스크 홀더(5)는 제 2 위치설정장치(31)에 의해 X 방향에 평행하게 변위한다. 기판홀더(1)와 마스크 홀더(5)는 반도체 노광동안 X 방향에 동시에 평행하게 위치한다. 제 2 위치설정장치(31)는 마스크 홀더(5)를 Y 방향에 평행하게 위치 설정가능하며 수직한 회전축(67)에 대해 회전 가능하다. 이에 의해 마스크 홀더(5)의 변위가 제 2 위치설정장치(31)의 위치설정 정확도에 의해 결정된 X 방향의 평행선을 가지며, 이것은 제 2 위치설정장치(31)의 가이드(75)의 경성 및 평행선으로부터의 이탈에 의해 악영향을 입지 않는다. 반도체 기판(19)이 노광되는 정확도는 게다가 포커싱시스템(3)의 광학 감소인자에 대응하는 인자에 의해 향상된다.

Description

3차원으로 위치설정 가능한 마스크 홀더를 가진 리소그래피 장치

본 발명은 수직한 Z방향에 평행하며, X방향과 Z방향에 수직한 Y방향과, Z방향에 수직한 X방향에 평행하게 제 1위치설정장치에 의해 위치설정되는 기판홀더와, Z방향에 평행한 방향의 주축을 가지는 포커싱 시스템, 제2위치설정장치에 의해 X방향으로 평행하게 위치설정된 마스크 홀더, 및 방사선원을 차례로 지지하는 기계프레임을 가지는 리소그래피 장치에 관한 것이다.

도입부에 언급한 종류의 리소그래피장치는 미국특허 제5,194,893에 개시되어 있다. 공지의 리소그래피 장치는 광리소그래피 공정에의해 집적반도체 코일의 제조에 사용되어진다. 공지의 리소그래피 장치의 방사선원은 광원이며, 포커싱 시스템은 마스크 홀더 상에 위치하는 마스크에 위치하는 집적반도체 코일의 부분 패턴이 기판 홀더위에 위치설정된 반도체 기판상에 축소스케일로 투영처리하는 광렌즈 시스템이다. 상기 반도체 기판은 동일한 반도체코일을 갖는 다수의 필드로 구성되어있다. 반도체 기판의 개별 필드는 리소그래피장치에 의해 상기 마스크를 통과시키는 목적으로 연속적으로 노광되어있다. 이 공정은 다른 부분 패턴을 가진 다른 마스크에 각각 한번씩, 여러번 반복하여 복잡한 구조를 갖는 집적반도체코일을 제조한다. 반도체 기판의 단일 필드를 노광하는 동안, 반도체기판과 마스크는 제1위치설정장치와 제2 위설정장치에의해 X방향으로 평행한 포커싱 시스템에 대해 동시에 배치되어있다. 이와같이 마스크에 제공된 패턴은 X방향에 평행하게 스캐닝되며 동시에 반도체기판위에 상을 가진다. 포커싱 장치에 의해 반도체기판 위에 맺힌 최대 표면적은 포커싱시스템의 틈의 크기에 의해 더 작게 제한된다. 반도체기판의 다음 필드는 X방향 또는 Y방향에 평행한 제1 위치설정장치에 의해 영향을 받는 기판홀더의 적당한 이동을 통해 두개의 연속된 노광 단계 사이의 포커싱 시스템에 대한 위치가 된다. 집적 반도체 코일은 미크론범위 이하인 차원을 갖는 구조체를 가진다. 연속된 마스크상에 제공된 부분 패턴은 미크론범위 이하의 정확도로 서로에 대해 반도체 기판의 상기 필드상에 투영을 형성한다. 그러므로, 반도체 기판과 마스크는 단일 필드의 노광동안 포커싱 시스템에 대해 마이크 이하의 정확도로 배치된다. 마스크에 존재하는 패턴이 반도체 기판상에 축소 축적으로 투영을 형성하며, 마스크의 포커싱 시스템에 대한 거리및 속도는 반도체 기판의 단일 필드의 노광동안 반도체 기판이 포커싱 시스템에 대해 변위하는 거리 및 속도보다 더 크며, 상기 거리사이의 비와 상기 속도사이의 비는 포커싱 시스템의 축소비율과 동일하다.

공지의 리소그래피장치의 마스크 홀더는 상세히 설명하지 않은 위치설정장치에 의해 상세히 정의하지 않은 회전축에 대해 비교적 작은 각으로 회전가능하며 X방향에 대해 평행하게 변위한다. 위치설정장치가 정확히 제한된 위치를 가지기 때문에 마스크 홀더는 위치설정장치에 의해 X방향에 정확히 평행하게 변위하지 않는다. 위치설정장치가 예를 들어, 마스크 홀더의 변위를 따르는 직선 가이드를 구비하며, 마스크 홀더가 가이드에 의해 안내되는 안내방향이 작은 각으로 X방향에 대해 이탈한다. 마스크 홀더가 포커싱 시스템에 대해 비교적 긴거리를 변위하기 때문에 마스크 홀더가 가이드방향의 이탈 때문에 X방향에 대해 수직한 방향이 되는 변위가 무시할 만큼 작지 않다. X방향에 수직한 방향으로의 마스크 홀더의 상기 변위는 이것이 마스크에 위치하는 패턴이 반도체기판 상에 투영을 형성하는 때 에러를 야기하므로 바람직하지 못하다. 상기 투영 에러는 Y방향으로 마스크 홀더의 바람직하지 못한 변위를 가져온다. 상기 변위는 Y방향에 평행한 기판 홀더의 변위에 의해 상보되는 정도이며 수 미크론 정도이다. 상기 가이드의 불안정성은 마스크 홀더가 변위하는 동안 X방향에 수직한 방향으로 진동을 야기하며, 게다가, 진동은 X방향에 수직한 방향으로 무시할 수 없을 정도의 마스크 홀더의 변위를 가져온다. 마스크 홀더가 정적 가스 베어링에 의해 가이드를 따라 가이드될 때 조차, 상기 무시할 수 없는 변위는 정적 가스 베어링의 가스 압력에 불규칙한 결과를 가져온다.

본 발명을 첨부의 도면을 참고로 아래에 상세히 설명하겠다.

도 1은 본 발명에 따른 리소그래피 장치의 사시도.

도 2는 도 1의 리소그래피 장치의 다이어그램.

도 3은 도 1의 리소그래피 장치의 베이스와 기판 홀더를 도시한 사시도.

도 4는 도 3의 베이스와 기판 홀더의 평면도.

도 5는 도 1의 리소그래피 장치의 마스크 홀더의 평면도.

도 6은 도 5의 VI-VI선을 따라 취한 단면도.

도 7은 도 1의 리소그래피 장치의 동적 절연체의 단면도.

도 8은 도 7의 VIII-VIII선을 따라 취한 단면도.

도 9는 도 1의 리소그래피 장치의 힘 작동기 시스템(force actuator system)의 개략도.

본 발명의 목적은 가능한 상기의 단점들을 해결하는 도입에서 언급한 종류의 리소그래피 장치를 제공하는 것이다.

본 발명은 상기 목적을 위해서 마스크 홀더가 제 2위치설정장치에 의해 Z방향에 평행한 회전축에 대해 회전가능하며 Y방향에 평행하게 위치설정된다. 마스크 홀더는 제2 위치설정장치에 의해 Y방향에 평행하게 위치설정되기 때문에, 제 2위치 설정장치에 의한 마스크 홀더의 변위는 제 2위치설정장치의 정확한 위치설정 정확성에 의해 결정되는 X축에 대한 평행성을 가진다. 제 2위치설정장치의 적당한 설계는 가능한 미크론 범위 이하의 위치설정 정확성을 가져와 제 2위치설정장치에 의한 마스크 홀더 변위가 미크론 이하의 범위에 있는 X방향에 평행하게 주워진다. 또한, 마스크 홀더가 X방향에 평행한 가이드를 따라 가이드될 필요가 없기 때문에 상기 가이드에 의해 야기되는 Y방향에 대해 평행한 어떤 진동도 일어나지 않게 한다. 상기에 언급한 투영 에러가 최소화된다. 투영 에러의 값은 마스크 상에 존재하는 패턴이 기판 위에 부여된 때의 X방향과 Y방향의 정확도에 의해 결정된다. 패턴이 축소 스케일로 기판 상에 투영되기 때문에, 상기 정확도는 두 위치설정장치의 위치설정 정확도율과 포커싱 시스템의 감소인자에 의해 정해진다. 마스크 홀더가 X방향과 Y방향에 평행하게 변위가능하며 또한 Z방향에 대한 회전축에 대해 회전가능하므로, 투영 에러는 포커싱 시스템의 감소인자와 거의 같은 인자에 의해 감소하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 리소그래피장치의 양호한 실시예는 제 2위치설정장치가 마스크 홀더가 X방향과 Y방향에 평행하게 비교적 적은 거리로 위치설정되어 마스크 홀더의 회전축에 대해 회전운동하게하는 제 1선형 모터와, 마스크 홀더가 X방향에 평행하게 비교적 큰 거리로 위치설정되게 하는 제 2선형 모터를 구비는 것을 특징으로 한다. 상기 실시예에 있어서, 마스크 홀더가 비교적 작은 정확도를 가지고, X방향에 평행하게 비교적 큰 거리로 변위하는 한편, 선형 모터가 제1선형모터에 사용되는 마스크 홀더의 소망 위치설정 정확도를 가지게 하는 제 2선형 모터로서 비교적 간단한 선형 모터를 사용 가능하다. 제 2위치설정장치의 효과적인 구조체는 이와같이 제공한다.

본 발명에 따른 부가의 실시예는 가 제2 위치설정장치의 고정부를 지지하며 기계 프레임으로부터 동적으로 분리된 힘 프레임을 구비하여 작동시 마스크 홀더에 의해 제 2위치설정장치 상에 가해지며 마스크 홀더 상에 제 2위치설정장치에 의해 가해지는 구동력에 의해 발생하는 반작용력이 상기 힘 프레임에만 전달되는 것을 특징으로 한다. 반도체기판의 노광동안 마스크 홀더의 비교적 큰 속도와 가속도에 의해서 마스크 홀더에 의해 제 2위치설정장치상에 가해지는 비교적 큰 반작용력은 그러므로 리소그래피장치의 힘 프레임에 전달된다. 기판 홀더 및 마스크 홀더를 지지하는 기계 프레임은 힘 프레임에 의한 반작용력으로 진동하지 않는다. 기판 홀더 및 마스크 홀더가 반도체기판의 노광동안 포커싱 시스템에 대해 변위시의 정확도는 상기 기계적인 진동에 역효과를 주지 않는다.

본 발명에 따른 리소그래피장치의 부가의 실시예는 마스크 홀더가 동작동안 제2 위치설정장치의 전기 코일 시스템과 자기 시스템의 로렌쯔력에 배타적으로 제2 위치설정장치의 고정부분과 커플링 한다. 마스크 홀더가 로렌쯔힘에의해 배타적으로 제2위치설정장치의 고정부분과 커플링하기때문에 마스크 홀더는 제2 위치설정장치의 고정부분으로부터 물리적으로 커플링해제되며,즉,제 2위치설정장치의 고정부와 마스크 홀더사이에는 물리적커플링 또는 물리적 접촉은 없다. 본 실시예에 있어서, 상기 로렌쯔힘은 마스크 홀더상에 제 2 위치 설정장치에의해 가해지는 구동력을 포함한다. 마스크 홀더는 제2 위치설정장치의 고정부로부터 물리적으로 커플링 해제되기 때문에 로랜쯔힘에 의해 발생되는 반작용력에 의해 제2 위치설정장치의 고정부에 야기되는 기계적 진동이 마스크 홀더 및 기계 프레임에 제2위치설정장치를 경유하여 전달되는 것이 방지된다.

본 발명에 따른 리소그래피 장치의 양호한 실시예는 자기 시스템과 전기 코일시스템이 제1 선형모터에 속하며, 제2 선형모터는 고정부분의 가이드위로 X방향에 평행하게 변위하는 가동부와, 힘 프레임에 고정된 고정부를 구성하며, 제1 선형 모터의 자기 시스템은 마스크 홀더에 고정되며 제1 선형모터의 전기 코일 시스템은 제2 선형모터의 가동부에 고정된다. 마스크 홀더가 제 2선형모터에 의하여 X방향에 평행한 방향으로 비교적 큰 거리에 걸쳐 변위할 때, 제1 선형 모터의 적절한 로렌쯔힘에 의해 제 2선형모터의 가동부에 상관되어 따라 이동된다. 여기에서 제 2선형 모터의 가동부의 변위는 포커싱 시스템에 대한 마스크 홀더의 소망변위에 근사하며, 포커싱시스템에 대한 마스크 홀더의 소망변위는 제 1선형 모터의 로렌쯔힘의 제어를 통해 이루어지는 것을 특징으로 한다. 마스크 홀더가 제 2선형모터의 가동 부분에 대해서만 단지 비교적 적은 거리가 변위될 필요가 있기 때문에 제 1선형모터의 전기 코일 시스템 및 자기 시스템은 비교적 작은 크기만을 필용로 한다. 제 2선형 모터에 의해 가해지는 구동력으로부터 발생하는 제 2선형모터의 고정부상의 반작용력은 직접 힘 프레임으로 전달된다. 제 1선형모터에 의해 가해지는 로렌쯔힘으로부터 발생하는 제 1선형모터의 전기 코일시스템상의 반작용력은 제 2선형모터의 가동부와, 가이드와, 고정부를 경유하여 힘 프레임으로 전달된다.

본 발명에 따른 부가의 실시예는 리소그래피장치가 동작동안 기계프레임상에 보상력을 가하며 전기 콘트롤러에 의해 제어되는 힘 작동기 시스템을 구비하며, 여기서 보상력은 기준점에 대해, 마스크 홀더상에 작용하는 중력의 기계적 모멘트의 값과 일치하는 값을 갖는 기계 프레임의 기준점에 대한 기계적 모멘트 및 상기 중력의 기계적 모멘트의 방향에 대향하는 방향을 가지는 것을 특징으로 한다. 마스크 홀더는 마스크 홀더상에 작용하는 중력의 세기에 의해 결정되는 지지력을 가진 기계 프레임에 의존한다. 마스크 홀더가 변위할 때 상기 지지력의 인가 지점은 또한 기계 프레임에 대해 변위된다. 상기 힘 작동기시스템의 사용은 기계 프레임이 반도체기판의 노광 동안 비교적 크고 빠른 변위의 결과로서 진동 및 요동하지 않게 한다. 콘트롤러는 기계프레임에대한 마스크 홀더의 위치 함수으로 힘 작동기시스템의 보상력을 제어한다. 상기 보상력 때문에, 변위 가능한 마스크 홀더는 소위 기계프레임에 대한 일정 위치를가지게하는 중력의 가상 중심을 가져, 기계 프레임이 마스크 홀더의 변위를 감지하지 않으며 기계 프레임에 대해 마스크 홀더의 중력의 실제 중심의 변위에 의해 야기되는 기계적 진동을 받지 아니한다. 기판 홀더와 마스크 홀더가 반도체 기판의 노광동안 포커싱 시스템에 대한 변위의 정확성은 상기 기계적 진동에 의해 악영향을 입지 아니한다.

그러나, 본 발명에 따른 리소그래피 장치의 부가의 실시예는 리소그래피 장치가 동작동안 기계프레임상에 보상력을 가하며 전기 콘트롤러에 의해 제어하는 힘 작동기시스템을 구비하고, 상기 보상력은 기준점에 대해 기판 홀더상에 작용하는 중력의 기계적 모멘트 합의 값과 일치하는 값을 갖는 기계 프레임의 기준점에 대한 기계적 모멘트와, 상기 기준점에 대하여 마스크 홀더상에 작용하는 중력의 기계적 모멘트 및 상기 기계적 모멘트의 합의 방향에 대향하는 방향을 가지는 것을 특징으로 한다. 본 실시예에 있어서 힘 작동기 시스템은 마스크 홀더와 기판 홀더용 조인트 힘 작동기 시스템을 형성한다. 상기 힘 작동기시스템의 사용은 반도체기판의 노광동안 기계 프레임에 대해 마스크 홀더와 기판홀더 둘 모두의 변위의 결과로서 기계 프레임이 진동 및 요동하지 아니하게 한다. 제어기는 기계 프레임에 대해 기판홀더의 위치와 마스크 홀더의 위치의 함수로서 힘 작동기시스템의 보상력을 제어한다. 기판 홀더와 마스크 홀더가 반도체기판의 노광 동안 포커싱 시스템에 대한 위치설정의 정확성은 기계 프레임에 대한 기판 홀더 및 마스크 홀더의 중력 중심의 변위에 의하여 발생된 기계적 진동에 의해 악영향을 입지 아니하게 한다.

본 발명에 따른 리소그래피장치의 실시예는 기계프레임이 삼각형으로 상호 배열된 3개의 동적 절연체에 의해 리소그래피장치의 베이스에 배치되며, 힘 작동기 시스템은 동적 절연체중 대응하는 하나와 각각 일체형으로 되는 세개의 분리된 힘 작동기를 포함하는 것을 특징으로 한다. 동적 절연체는 예를들면, 그것에 의하여 기계 프레임이 측면 베이스로부터 동적으로 절연되는 비교적 작은 기계적 경성(stiffness)을 가진 댐퍼들이다. 상기 댐퍼의 비교적 작은 기계적 경성 때문에 기계적 진동은 예를 들어, 바닥의 진동이 기계프레임에 전달되지 않도록 베이스에 존재한다. 동적 절연체의 시스템과 힘 작동기시스템의 일체화는 리소그래피장치에 콤팩트하고 간단한 구조를 제공한다. 또한 절연체의 삼각배치는 기계 프레임에 안정된 지지부를 제공한다.

도 1과 도 2에 도시한 본 발명에 따른 리소그래피 장치는 광학 리소그래피 장치 공정에 의해 집적 반도체 회로의 제조에 사용되고 있다. 도 2에 개략적으로 도시한 바와 같이, 리소그래피 장치는 수직 Z- 방향에 평행하게 보면 차례로 기판 홀더(1)와, 포커싱 시스템(3)과, 마스크 홀더(5)와 방사원(7)을 구비하고 있다. 도 1과 도 2에 도시한 리소그래피 장치는 방사원(7)이 광원(9)과, 다이어프램(11)과 미러(13,15)를 포함하는 광학 리소그래피 장치이다. 기판홀더(1)는 Z- 방향에 수직으로 연장하고 그 위에 반도체 기판(19)이 놓여질 수 있는 지지면(17)을 포함하는 한편, 동시에 리소그래피 장치의 제 1 위치설정 장치(21)에 의해서 Z- 방향에 수직인 X- 방향과 X-방향 및 Z- 방향에 수직인 Y- 방향에 평행하게 포커싱 시스템(3)에 대해서 변위 가능하다. 포커싱 시스템(3)은 이미징 또는 투영 시스템이고 Z- 방향에 평행한 광학 주축(25)과 예를 들어 4 또는 5개인 광학 감소 인자를 가진 광학 렌즈 시스템(23)을 포함한다. 마스크 홀더(5)는 Z- 방향에 수직이고 그 위에 마스크(29)가 놓여질 수 있는 지지면(17)을 포함하는 한편, 리소그래피 장치의 제 2위치설정 장치(31)에 의해 포커싱 시스템(3)에 대해서 X- 방향에 평행하게 변위 가능하다. 마스크(29)는 집적 반도체 회로의 패턴 또는 부분적인 패턴을 포함한다. 작업 동안, 광원(9)에서 나온 광빔(33)은 다이어프램(11)과 미러(15)를 통해서 마스크(29)를 통과하고 렌즈 시스템(23)에 의해서 반도체 기판(19)상에 포커싱 되므로, 마스크(29)상에 나타난 패턴은 반도체 기판(19)상에 감소된 스케일로 투영된다. 반도체 기판(19)은 동일한 반도체 회로가 제공되는 다수의 개별 필드(35)를 포함한다. 이 목적으로, 반도체 기판(19)의 필드(35)는 연속적으로 마스크(29)를 통해 노광되고, 다음 필드(35)는 개별 필드(35)의 노광 후 마다 포커싱 시스템(3)에 대해서 위치설정되며, 여기서 기판 홀더(1)는 제 1 위치설정 장치(21)에 의해 X- 방향 또는 Y- 방향에 평행하게 이동된다. 이 공정은 여러 번 반복되고, 매번 다른 마스크를 가지므로, 층상 구조를 가진 비교적으로 복잡한 집적 회로가 제조된다.

도 2에 도시한 바와 같이, 반도체기판(19)과 마스크(29)는 개별 필드(35)의 노광동안 제 1,2 위치설정장치(21,31)에 의해 X- 방향에 평행하게 포커싱 시스템(3)에 대해서 동기적으로 변위된다. 그러므로 마스크(29)상에 나타난 패턴은 X- 방향에 평행하게 스캔되고 동시에 반도체기판(19)상에 투영된다. 이 방법으로 제 2도에 분명히 도시한 바와 같이, 포커싱 시스템(3)에 의해 반도체 기판(19)상에 투영될 수 있는 Y- 방향에 평행하게 지향된 마스크(29)의 최대 폭(B)은 배타적으로 도 2에 개략적으로 도시한 포커싱 시스템(3)의 구멍(37)의 직경(D)에 의해서만 제한된다. 포커싱 시스템(3)에 의해 반도체 기판(19)상에 투영될 수 있는 마스크(29)의 허용가능한 길이(L)는 상기 직경(D)보다 크다. 소위 "스텝 앤드 스캔(step and scan)"법을 따르는 이 투영방법에 있어서, 포커싱 시스템(3)에 의해 반도체 기판(19)상에 투영될 수 있는 마스크(29)의 최대 표면적은 포커싱 시스템(3)의 구멍(37)의 직경(D)에 의해 제한되어, 소위 "스텝 앤드 리피트"법을 따르는 종래 투영법에서보다 적다. 이 종래 투영법은 예를 들어 EP-A-0 498 496에 알려진 리소그래피 장치에 사용되며, 여기서는 마스크와 반도체 기판이 반도체 기판의 노광동안 포커싱 시스템에 대해서 고정된 위치에 있다. 마스크(29)상에 나타난 패턴이 반도체 기판(19)상에 감소된 스케일로 투영되기 때문에, 마스크(29)의 길이(L)와 폭(B)은 대응하는 반도체 기판(19)상의 필드(35)의 길이(L')와 폭(B')보다 크고, 길이(L, L')사이의 비와 폭(B, B')사이의 비는 포커싱 시스템(3)의 광학 감소인자와 동일하다. 결국, 또한 노광동안 마스크(29)가 이동되는 거리와 노광동안 반도체 기판(19)가 이동하는 거리사이의 비와, 노광동안 마스크(29)가 변위되는 속도와 노광동안 반도체 기판(19)가 변위되는 속도사이의 비 모두는 포커싱 시스템(3)의 광학 감소 인자와 동일하다. 도 2에 도시한 리소그래피 장치에 있어서, 반도체 기판(19)과 마스크(29)가 노광동안 변위되는 방향은 서로 반대이다. 리소그래피 장치가 마스크 패턴을 거꾸로 투영시키지 않는 여러 포커싱 시스템을 포함한다면 상기 방향은 또한 동일한 방향이 될 수 있다.

리소그래피 장치로 제조되는 집적 반도체 회로는 서브 미크론 범위로 세밀한 치수를 가진 구조체이다. 반도체 기판(19)이 다수의 여러 마스크를 통해 연속적으로 노광되기 때문에, 마스크 상에 나타난 패턴은 미크론 이하 범위, 심지어 나노미터 범위의 정확성으로 서로에 대해서 반도체 기판(19)상에 투영되어야 한다. 따라서, 반도체 기판(19)의 노광동안, 반도체 기판(19)과 마스크(29)는 상기 정확성으로 포커싱 시스템(3)에 대해서 이동되어야 하므로, 제 1,2 위치설정장치(21,31)의 위치설정 정확도에 비교적 높은 요구조건이 부과된다.

도 1에 도시한 바와 같이, 리소그래피 장치는 수평 바닥면상에 놓여있는 베이스(39)를 가진다. 베이스(39)는 베이스(39)에 고정되는 수직이고 상당히 단단한 금속 칼럼(43)를 포함하는 힘 프레임(41)의 일부분을 형성한다. 또한 리소그래피 장치는 포커싱 시스템(3)의 광학 주축(25)에 횡방향으로 연장하고 도 1에서 볼 수 없는 중앙 광 통로 개구가 제공된 삼각형이고 상당히 단단한 금속 주요 플레이트(47)을 가진 기계 프레임(45)을 포함한다. 주요 플레이트(47)은 아래에 상세히 기술하는, 베이스(49)상에 고정되어 있는 3개의 동적 절연체(51)상에 놓여진 3개의 모서리부(49)를 포함한다. 주요 플레이트(47)의 두개의 모서리부(49)와 두개의 동적 절연체(51)만을 도 1에서 볼 수 있고, 3개의 동적 절연체(51) 모두는 도 3과 도 4에서 볼 수 있다. 포커싱 시스템(3)은 하부측 근처에 장착 링(53)을 가지며, 장착 링에 의해서 포커싱 시스템(3)은 주요 플레이트(47)에 고정된다. 또한 기계 프레임(45)은 주요 플레이트(47)상에 고정된 수직이고 상당히 단단한 금속 칼럼(55)을 포함한다. 포커싱 시스템(3)의 상부측 근처에는, 또한 마스크 홀더(5)용 지지부재(57)가 있으며, 부재는 또한 기계 프레임(45)에 속하고 기계 프레임(45)의 칼럼(55)에 고정된다. 또한 기계 프레임(45)중에 속하는 것은 3개의 각 모서리부(49)에 인접한 주요 플레이트(47)의 하부측에 고정된 3개의 수직 현수판(59)이다. 단지 두 개의 현수판(59)이 도 1에서 부분적으로 볼 수 있고 3개의 현수판(59) 모두는 도 3과 도 4에서 볼 수 있다. 도 4에 도시한 바와 같이, 기판 홀더(1)용 수평 지지판(61)은 또한 3개의 현수판(59)에 고정되는 기계 프레임(45)에 속한다. 지지판(61)은 도 1에서 볼 수 없고 도 3에서만 부분적으로 볼 수 있다.

상술한 것으로부터 기계 프레임(45)은 리소그래피 장치의 주 구성요소, 즉, 기판 홀더(1)와, 포커싱 시스템(3)과 마스크 홀더(5)를 수직 Z- 방향에 평행하게 지지한다. 아래에 더욱더 상세히 설명되어 있는 바와 같이, 동적 절연체(51)는 상당히 낮은 기계적인 강성(stiffness)을 가진다. 그러므로 예를 들어 바닥 진동과 같은 베이스(39)에 나타난 기계적인 진동은 동적 절연체(51)를 통해 기계 프레임(45)으로 전달되지 않는다. 그 결과로서 위치설정 장치(21,31)는 베이스(39) 내에 나타난 기계적인 진동에 의해서 나쁜 영향을 받지 않는다. 힘 프레임(41)의 기능을 아래에 더욱 상세히 설명하겠다.

도 1과 도 5에 도시한 바와 같이, 마스크 홀더(5)는 지지면(27)이 있는 블록(63)을 포함한다. 기계 프레임(45)에 속하는 마스크 홀더(5)용 지지 부재(57)는 도 5에서 볼 수 있는 중앙 광 통로 개구(64)와 Z- 방향에 수직인 공통 평면 내에 놓여 있는 X- 방향에 평행하게 연장하는 두 개의 평면 가이드(65)를 포함한다. 마스크 홀더(5)의 블록(63)은 X- 방향에 평행하고 Y- 방향에 평행한 이동자유도와, Z- 방향에 평행하게 가이드되는 마스크 홀더(5)의 회전축(67)둘레로의 회전의 자유도로, 공기정학적 베어링(도시 생략)에 의해 지지 부재(57)의 평면 가이드(65)위에 안내된다.

도 1과 도 5에 추가로 도시한 바와 같이, 마스크 홀더(5)를 이동 가능하게 하는 제 2 위치설정 장치(31)는 제 1 선형 모터(69)와 제 2 선형 모터(71)를 포함한다. 통상으로 알려진 종류의 제 2 선형 모터(71)는 힘 프레임(41)의 칼럼(43)에 고정된 고정부(73)를 포함한다. 고정부(73)는 제 2 선형 모터(71)의 가동부(77)가 변위할 수 있는 X- 방향에 실질적으로 평행하게 연장하는 가이드(75)를 포함한다. 가동부(77)는 Y- 방향에 평행하게 연장하는 연결 아암(79)를 포함하고 여기에 제 1 선형 모터(69)의 전기 코일 홀더(81)가 고정된다. 제 1선형 모터(69)의 영구 자석 홀더(83)은 마스크 홀더(5)의 블록(63)에 고정된다. 제 1 선형 모터(69)는 EP-B-0 421 527로 부터 알려진 종류이다. 도 5에 도시한 바와 같이, 제 1 선형 모터(69)의 코일 홀더(81)는 Y- 방향에 평행하게 연장하는 4개의 전기 코일(85,87,89,91)과, X- 방향에 평행하게 연장하는 전기 코일(93)을 포함한다. 코일(85,87,89,91,93)는 도 5에 점선으로 대략적으로 도시되어 있다. 자석 홀더(83)는 도 5에 일점쇄선으로 도시한 10쌍의 영구자석 (95a,95b),(97a,97b),(99a,99b),(101a,101b),(103a,103b),(105a,105b),(107a,107b),(109a,109b),(111a,111b),(113a,113b)을 포함한다. 전기 코일(85)와 영구자석(95a,95b,97a,97b)은 제 1 선형 모터(69)의 제 1 X-모터(115)에 속하고 한편, 코일(87)과 자석(99a,99b),(101a,101b)은 제 1 선형 모터(69)의 제 2 X-모터(117)에 속하고, 코일(89)과 자석(103a,103b),(105a,105b)은 제 1 선형 모터(69)의 제 3 X-모터(119)에 속하고, 코일(91)과 자석(107a,107b),(109a,109b)은 제 1 선형 모터(69)의 제 4 X-모터(121)에 속하고, 코일(93)과 자석(111a,111b),(113a,113b)은 제 1 선형 모터(69)의 Y-모터(123)에 속한다. 도 6은 제 1 X-모터(115) 및 제 2 X-모터(17)의 단면도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 코일 홀더 (81)는 자석 (95a,97a,99a, 101a, 103a,105a,107a,109a,111a,113a)을 포함하는 자기홀더(입)의 제 1 부분(125)과 자석(95b,97b,99b,101b,103b,105b,107b,109b,111b,113b)을 포함하는 자기홀더의 제 2 부분(127) 사이에 배치된다. 또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 제 1 X-모터(115)의 자석 쌍(95a,95b)과 제 2 X-모터(117)의 자석쌍 (99a,99b)는 양의 Z 방향에 평행하게 자화되고, 제 1 X-모터(115)의 자석쌍 (97a,97b)과 제 2 X-모터(117)의 자석쌍(101a,101b)는 대향인 음의 Z 방향에 평행하게 자화된다. 따라서, 제 3 X-모터(119)의 자석쌍(103a,103b), 제 4 X-모터(121)의 자석쌍(107a,107b) 및, Y-모터(123)의 자석쌍(111a,111b)는 양의 Z 방향에 평행하게 자화되는 반면, 제 3 X-모터(119)의 자석 쌍(105a,105b). 제 4 X-모터(121)의 자석 쌍(109a,109b)및 Y-모터(123)의 자석쌍(113, 113b)은 음의 Z 방향에 평행하게 자화된다. 또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 제 1 X 모터(115)의 자석(95a,97a)은 자석 폐쇄 요크(129)에 의해 상호 접속되고 자석(95b,97b), 자석(99a,101a) 및 자석(99b,101b)은 각각 자석 폐쇄요크(131), 자석 폐쇄요크(133), 및 자석 폐쇄 요크(135)에 의해 상호 접속된다. 제 3 X-모터(119), 제 4 X-모터(121) 및, Y-모터(123)는 유사한 자석 폐쇄 요소를 제공한다. 작동 중에 전류가 X-모터(115,117,119,121)의 코일(85,87,89,91)을 통해 흐를 때, X 모터(115,117, 119,121)의 코일과 자석은 X 방향에 평행하게 지향된 로렌쯔힘을 서로 발휘한다. 코일 (85,87,89,91)을 통한 전류가 동일 값과 동일 방향을 취하면, 마스크 홀더(5)는 로렌쯔힘에 의해 X 방향에 평행하게 변위되고 마스크 홀더(5)는 코일(85,87)을 통한 전류가 동일 값을 갖지만 코일(89,91)을 통한 전류에 대향인 방향을 취한다면 회전축(67)을 중심으로 회전된다. Y 모터(123)의 코일과 자석은 Y 모터(123)의 코일(93)을 통한 전류의 결과로 Y 방향에 평행한 로렌쯔힘을 서로 발휘하므로, 마스크 홀더(5)는 Y 방향에 평행하게 변위된다.

반도체 기판(19)의 노광동안, 마스크 홀더(5)는 높은 위치 정밀도로 비교적 큰 간격으로 X 방향에 평행하게 포커싱 시스템(3)에 대해 변위되어야 한다. 이를 성취하기 위해, 제 1 선형 모터(69)의 코일 홀더(81)는 제 2 선형 모터(71)에 의해 X 방향에 평행하게 변위되고, 마스크 홀더(5)의 소정 변위는 제 2 선형모터(71)에 의해 거의 성취되고, 마스크 홀더(5)는 제 1선형 모터(69)의 X-모터(115,117,119,121)의 적절한 로렌쯔힘에 의해 제 2 선형 모터(71)의 가동부(77)에 따라 이동된다. 이러한 포커싱 시스템(3)에 대한 마스크 홀더(5)의 소정 변위로 인해, X-모터(115,117,119,121)의 로렌쯔힘이 마스크 홀더(5)의 변위 동안 적절한 위치 제어 시스템에 의해 제어된다. 도면에 상세히 도시되지는 않았지만, 위치 제어 시스템은 포커싱 시스템(3)에 대한 마스크 홀더(5)의 위치를 측정하기 위해 사용되는 공지의 레이저 간섭계를 포함하므로, 서브미크론 또는 나노미터 범위의 소망의 위치설정 정밀도가 성취된다. 반도체 기판(19)의 노광중에, 제 1 선형 모터(69)는 X 방향에 평행하게 마스크 홀더(5)의 변위를 제어할 뿐만 아니라, 회전축(67)에 대한마스크 홀더(5)의 회전각과 Y 방향에 평행인 마스크 홀더(5)의 위치를 제어한다. 마스크 홀더(5)는 Y 방향에 평행하게 위치되고 제 1 선형 모터(69)에 의해 회전축(67)의 축에 대해 회전되므로, 마스크 홀더(5)의 변위는 제 1 선형모터(69)의 위치 설정 정밀도에 의해 결정된 X 방향에 대해 평행성을 갖는다. X방향에 대해 제 2 선형 모터(71)의 가이드(75)의 직진성과 평행성으로부터의 편차가 Y 방향에 평행인 마스크 홀더(5)의 변위를 통해 보상될 수 있다. 마스크 홀더(5)의 소망의 변위는 제 2 선형 모터(71)에 의해서만 거의 성취되고, X 방향에 대해가이드(75)의 평행성에 특별히 높은 필요성이 주어질 필요가 없으므로, 비교적 간단한 종래의 일방향 선형 모터는 제 2 선형 모터(71)로서 사용될 수 있고, 이에 의해 마스크 홀더(5)가 비교적 저 정밀도로 비교적 큰 간격에서 변위될 수 있다. 마스크 홀더(5)의 변위의 소망의 정밀도는 마스크 홀더(5)를 제 1 선형 모터(69)에 의해 제 2 선형 모터(71)의 가동부(77)에 대해 비교적 작은 간격으로 변위시킨다.

제 1 선형 모터(69)는 마스크 홀더(5)가 제 2 선형 모터(71)의 가동부(77)에 대해 변위되는 간격이 작기 때문에 비교적 작은 칫수로 구성된다. 제 1 선형 모터(69)의 전기 코일의 전기 저항 손실이 최소화된다.

상술한 바와 같이, 제 2 선형 모터(71)의 고정부(73)는 리소그래피 장치의 힘 프레임(41)에 고정된다. 그래서, 가동부(77)에 가해진 제 2 선형 모터(71)의 구동력으로부터 발생되고 고정부(73)상의 제 2 선형 모터(71)의 가동부(77)에 의해 가해진 반작용력은 힘 프레임(41)으로 전달된다. 제 1 선형 모터(69)의 코일 홀더(81)가 제 2 선형 모터(71)의 가동부(77)에 고정되므로, 가동부(77)상의 마스크 홀더(5)에 의해 가해지고 마스크 홀더(5)상에 가해진 제 1 선형 모터(69)의 로렌쯔힘으로부터 발생되는 반작용력은 제 2 선형 모터(71)의 고정부(73)와 가동부(77)를 경유해 힘 프레임(41)에 전달된다. 그래서, 제 2 위치설정 장치(31)에 의해 마스크 홀더(5)상에 가해진 구동력으로 발생되고 제 2 위치 설정장치(31)상의 마스크 홀더(5)에 의하여 작동 중에 가해진 반작용력은 힘 프레임(41)으로만 배타적으로 도입된다. 상기 반작용력은 소망의 위치 설정 정밀도를 얻기 위해, 제 2 선형 모터(71)의 비교적 큰 변위로부터 초래된 저주파 성분은 물론, 제1 선형 모터(69)에 의해 수행되는 비교적 적은 변위로부터 초래되는 고주파 성분을 갖는다. 힘 프레임(41)이 비교적 견고하고 솔리드 베이스에 위치되므로, 힘 프레임(41)의 반작용력의 저주파 성분에 의한 기계적 진동이 무시할 정도로 작다. 반작용력의 고주파수 성분은 작은 값을 갖지만, 통상, 사용된 힘 프레임(41)같은 형태의 프레임의 공진 주파수 특성에 비교될 수 있는 주파수를 갖는다. 그 결과, 반작용력의 고주파 성분은 힘 프레임(41)의 무시할 수 없는 고주파 기계적 진동을 야기한다. 힘 프레임(41)은 기계 프레임(45)에서 동적으로 격리되고, 즉, 예를 들어 힘 프레임(41)에 존재하는 10Hz 의 소정 임계값 이상의 주파수를 갖는 기계적 진동은 기계 프레임(45)이 저주파 동적 절연체(51)를 경유해 힘 프레임(41)에 배타적으로 결합되기 때문에 기계 프레임(45)으로 전달되지 않는다. 그래서, 제 2 위치 설정장치(31)의 반작용력에 의해 힘 프레임(41)에 발생된 고주파 기계적 진동이 상술된 바닥 진동과 유사한 기계 프레임(45)으로 전달되지 않는다. 지지부재(57)의 평면 가이드(65)가 Z 방향에 수직으로 연장되고 마스크 홀더(5)상에 제 2 위치설정장치(31)에 의해 발생된 구동력이 Z 방향에 수직으로 향하므로, 상기 구동력은 기계 프레임(45)에 어떠한 기계적 진동도 일으키지 않는다. 더 나아가, 힘 프레임(41)에 존재하는 기계적 진동은 상술된 바와 같이 마스크 홀더(5)가 제 1 선형 모터(69)의 전기 코일 시스템과 자기 시스템의 로렌쯔힘에 의해 제 2 선형모터(71)의 가동부(77)에 결합되고 로렌쯔힘으로부터 실질적으로 배타적으로 떨어져 제 2 선형 모터(71)의 가동부(77)로부터 물리적으로 분리되기 때문에, 제 2 선형 모터(71)의 가동부(77) 및 고정부(73)를 통해 기계 프레임(45)에 전달될 수 없다. 그래서, 상술된 바와 같이 기계 프레임(45)은 제 2 위치설정 장치(31)의 반작용력 및 구동력에 의한 기계적 진동 및 변형을 거의 받지 않는다. 이 장점을 아래에 부가 설명한다.

도 3 및 도 4 에 도시된 바와 같이, 기판 홀더(1)는 지지면(17)이 있는 블록(137)과 기체 정역학 베어링이 제공된 기체 정역학적으로 지지된 풋(139)을 포함한다. 기판 홀더(1)는 기체 정역학적으로 지지된 풋(139)에 의해 기계 프레임(45)의 지지판(61)에 제공된 그래나이트(granite) 지지체(143)의 Z 방향으로 수직 연장하는 상부면(141)상에 가이드 되고, Z 방향에 평행인 기판 홀더(1)의 회전축(145)에 대해 회전 자유도 및 Y 방향에 평행하고 X 방향에 평행인 변위 자유도를 갖는다.

도 1,3,4 에 도시된 바와 같이, 기판 홀더(1)의 위치설정 장치(21)는 제 1 선형 모터(147), 제 2 선형 모터(149) 및 제 3 선형 모터(151)를 포함한다. 제 2 선형 모터(149)와 위치설정 장치(21)의 제 3 선형 모터(151)는 위치설정 장치(31)의 제 2 선형 모터(71)와 동일한 같은 종류이다. 제 2 선형 모터(149)는 힘 프레임(41)에 속하는 베이스(39)에 고정된 아암(155)에 고정된 고정부(152)를 포함한다. 고정부(153)는 Y 방향으로 평행하게 연장하는 가이드(157)를 포함하며, 이를 따라 제 2 선형 모터(149)의 가동부(159)는 변위될 수 있다. 제 3 선형 모터(151)의 고정부(161)는 제 2 선형 모터(149)의 가동부(159)에 배치되며, X 방향에 평행하게 연장하는 가이드(163)를 갖고, 이를 따라 제 3 선형 모터(151)의 가동부(65)가 변위될 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 제 3 선형 모터(151)의 가동부(165)는 제 1 선형 모터(147)의 전기 코일 홀더(169)가 고정된 커플링부(167)를 포함한다. 제 1 위치설정 장치(21)의 제 1 선형 모터(147)는 EP-B-0 421 527에 공지된 종류의 제 2 위치설정 장치(31)의 제 1 선형 모터(69)이다. 제 2 위치설정 장치(31)의 제 1 선형 모터(69)가 상세히 상술되었으므로, 제 1 위치설정장치(21)의제 1 선형 모터(147)의 상세한 설명은 생략한다. 기판 홀더(1)는 작동 중 Z 방향에 수직인 로렌쯔힘에 의해 배타적으로 제 3 선형 모터(151)의 가동부(165)에 결합된다. 그러나, 제 1 위치설정 장치(21)의 제 1 선형 모터(147)와 제 2 위치설정 장치(31)의 제 1 선형 모터(69) 사이의 다른 점은 제 1 위치설정장치(21)의 제1 선형 모터(147)가 비교할 만한 파워 레이팅의 X-모터 및 Y-모터를 포함하는 반면에, 제 2 위치설정 장치(31)의 제 1 선형 모터(69)의 단일 Y-모터(123)는 X-모터(115,117,119,121)의 파워 레이팅과 비교하여 비교적 낮은 파워 레이팅을 갖는다는 점이다. 이는 기판 홀더(1)가 비교적 큰 간격으로 제 1 선형모터(147)에 의해 X 방향에 평행할 뿐만 아니라, Y 방향에 평행일 수 있다는 것을 의미한다. 더 나아가, 기판 홀더(1)는 제 1 선형 모터(147)에 의해 회전축(145)에 대해 회전할 수 있다.

반도체 기판(19)의 노광동안, 기판 홀더(1)는 높은 위치설정 정확성을 가지는 X방향에 평행하게 포커싱 시스템(3)에 대해 변위해야 하며, 기판 홀더(1)는 반도체 기판(19)의 다음 필드 (35)가 노광을 위해 포커싱 시스템(3)에 대해 놓여질때 X 방향 또는 Y방향에 대해 평행하게 변위한다. 기판 홀더(1)를 X방향에 대해 평행하게 변위시키기 위해서, 제 1 선형 모터(147)의 코일 홀더(169)는 제 3 선형 모터(151)에 의해 X방향에 평행하게 변위되며, 기판홀더(1)의 소망하는 변위는 제3 선형 모터(151)에 의해 근사하게 수행되며 기판홀더(1)는 제3 선형 모터(151)의 가동부(165)에 대한 제1 선형모터(147)의 적당한 로렌쯔힘에 의해 취해진다. 유사한 방법으로, Y방향에 평행한 기판 홀더(1)의 변위는 코일 홀더(169)가 제2 선형 모터(149)에 의해 Y방향에 평행하게 변위 하는 것에 근사되며, 기판홀더(169)는 제3 선형 모더(151)의 가동부분(165)에 대한 제1 선형모터(147)의 적당한 로렌쯔힘에 의해 작동한다. X방향 또는 Y방향에 평행한 기판 홀더(1)의 상기 소망 변위는 상기에 언급한 리소그래피 장치의 위치제어시스템에 의해 기판 홀더(1)가 변위 하는 동안 제어되는 제1 선형모터(147)의 로렌쯔힘에 의해 미크론 이하 또는 나노미터범위의 위치설정 정확도를 갖도록 이루어진다. 기판 홀더(1)의 소망 변위가 단지 제 2선형 모터(149) 및 제 3선형모터(151)에 의해 근사적으로 이루어질 필요가 있고, 따라서, 제2 제3 선형모터(149,151)의 위치설정 정확도에 특히 높은 요건이 부과되지 않기 때문에, 제2 선형모터(149)와 제3 선형모터(151)는 제2 위치설정장치(31)의 제2 선형모터(71)에서 처럼, 비교적 간단하고, 종래의 1차원 선형모터로서, 이것에 의해 기판 홀더(1)가 X방향 또는 Y방향에 각각 평행하게 비교적 큰 거리로 비교적 낮은 정확도를 가지고 변위 가능하다. 기판 홀더(1)의 변위의 소망 정확도는 기판 홀더(1)가 제3선형모터(151)의 가동부(165)에 대해 비교적 작은 거리로 제1선형모터(147)에 의해 변위 하도록 수행된다.

기판 홀더(1)의 위치설정장치(21)는 마스크 홀더(5)의 위치설정장치(31)에 유사한 종류이며, 제1 위치설정장치(21)의 제2 선형모터(149)의 고정부(153)는 리소그래피 장치의 힘 프레임(41)에 고정되기 때문에 제2 위치설정장치(31)의 제2 선형 모터(71)의 고정부(73)처럼, 작동하는 동안 제1 위치설정장치(21)상의 기판 홀더(1)에 의해 가해지며 제1 위치설정장치(21)에의해 기판홀더(1)상에 가해지는 구동력으로부터 발생하는 반작용력은 힘 프레임(41)에 배타적으로 전달된다. 이것은 제 2위치설정장치(31)의 반작용력뿐만 아니라 제1 위치설정장치(21)의 반작용력이 힘 프레임(41)에 기계적 진동을 야기하도록 수행되며, 기계 프레임(45)으로 전달되지 않는다. 기판 홀더(1)가 가이드되는 그래나이트(granite) 지지부(143)의 상부 표면(141)이 Z방향에 수직으로 연장되므로, 또한, Z방향에 수직한 ,제1위치설정장치(21)의 구동력은 그 자체가 기계 프레임(45)에 어떠한 기계적 진동도 야기하지 아니한다.

마스크(29)상에 존재하는 패턴은 제 2위치설정장치(31)와 제 1위치설정장치(21) 각각에 의해, 반도체 기판(19)의 노광동안, 마스크(29)와 반도체 기판(19)이 모두 X방향에 평행하게 포커싱 시스템(3)에 대해 상기 정확도를 가지고 변위하기 때문에 그리고, 마스크(29)와 반도체 기판(19)이 Y방향에 대해 평행하게 위치설정되고 상기 정확도를 가지고 회전축(67,145) 각각에 대해 회전하기 때문에 상기 정확도를 가지고 반도체 기판(19)상에 투영된다. 상기 패턴이 반도체 기판(19)상에 투영화되는 정확도는 마스크 홀더(5)가 X방향에 평행하게 변위할 뿐만 아니라 Y방향에 평행하게 변위하며 회전축(67)에 대해 회전하기 때문에 위치설정장치(21,31)의 위치설정 정확성보다 훨씬 더 낫다. 포커싱 시스템(3)에 대한 마스크(29)의 변위는 실제로 상기 마스크(29)변위의 율과 포커싱시스템(3)의 광학 감소요소와 동일한 반도체 기판(19)상의 패턴 이미지의 변이를 가져온다. 마스크(29)의 패턴은 그러므로 제2위치설정장치(31)의 위치설정 정확도 미분값과 포커싱시스템(3)의 감소요소에 대등한 정확도를 가지고 반도체 기판(19)상에 투영화된다.

도7과 도8은 3개의 동적 절연체(51)중 하나의 단면을 도시한다. 동적 절연체(51)는 동적 절연체(51)에 의존하는 기계프레임(45)의 주요 플레이트(47)의 모서리부(49)가 고정되는 장착 플레이트(171)를 포함한다. 동적 절연체(51)는 또한 힘 프레임(41)의 베이스(39)에 고정된 하우징(173)을 포함한다. 장착 플레이트(171)는 3개의 평행 인장 로드(179)에의해 실린더형 튜브(181)내에 현수되는 중간 플레이트(177)에 Z방향에 평행한 방향의 커플링 로드(175)를 통해 연결된다. 단지 한 개의 인장로드(179)가 도7에 가시화 되어 있으며, 3개의 인장로드(179) 모두는 도8에 가시화 되어 있다. 실린더형 튜브(181)는 하우징(173)의 실린더형 챔버(183)내에 동심으로 위치설정되어있다. 실린더튜브(181)와 실린더형 챔버(183)사이에 존재하는 공간(185)은 공기 스프링(187)의 일부를 형성하고, 이동밸브(189)를 통해 압축공기가 채워진다. 공간(185)은 실린더형 튜브(181)의 제1부분(193)과 제2부분(195)사이 및 하우징(173)의 제1부분(197)과 제2부분(199)에 고정된 환형의, 유연한(flexible) 고무 멤브레인(191)에 의해 밀봉된다. 기계 프레임(45)과 기계 프레임(45)에 의해 지지되는 리소그래피 장치의 구성요소는 그러므로 3개의 동적 절연체(51)의 공간(185)내에 있는 압축 공기에 의해 Z방향에 평행한 방향으로 지지되며, 실린더형 튜브(181)와 이에 따른 기계 프레임(45)은 멤브레인(191)의 결과로서 실린더형 챔버(183)에 대해 임의의 이동자유도를 가진다. 공기스프링(187)은 경성이어서 3개의 동적 절연체(51)의 공기 스프링(187) 및 기계 프레임(45)과 기계 프레임(45)에 의해 지지되는 리소그래피 장치의 구성요소에 의해 형성된 질량스프링시스템이 비교적 작은 공진 진동수 예를 들어, 3Hz를 가지게 한다. 기계 프레임(45)은 앞서 언급한 것처럼 예를 들어 10Hz 와 같은 임의의 임계값 이상의 진동수를 가진 기계적 진동에 관해서 힘 프레임(41)으로부터 동적으로 절연된다. 도 7에 도시한 것처럼, 공간(185)은 협소한 통로(201)를 통해 공기 스프링(187)의 사이드챔버(203)에 연결된다. 협소한 통로(201)는 실린더 챔버(203)에 대한 실린더 튜브(181)의 주기적인 운동을 제동하는 댐퍼로서 작용한다.

도 7과 도 8에 부가로 도시하는 것처럼, 각각의 동적 절연체(51)와 일체형으로 집적되는 힘 작동기(205)를 포함한다. 힘 작동기(205)는 하우징(173)의 내부벽(209)에 고정되는 전기 코일 홀더(207)를 포함한다. 도 7에 도시한 것처럼, 코일 홀더(207)는 Z방향에 수직하게 연장되는 전기 코일(211)을 포함하며, 상기 전기 코일은 상기 전기 코일은 도면에 파선으로 지시한다. 코일 홀더(207)는 장착 플렌이트(171)에 고정된 두개의 자기 요크(213,215)사이에 배열되어 있다. 또한, 한 쌍의 영구자석(217,219),(221,223)은 각각의 요크(213,215)에 고정되고, 한 쌍의 자석 (217,219),(221,223)은 전기 코일(211)의 평면에 매번 수직한 대향 방향으로 자화된다. 전류가 코일 (211)를 통과할 때, 코일 (211)과 자석(217,219,221,223)은 Z방향에 평행한 방향에 평행한 방향으로 설정된 로렌쯔힘을 서로 가한다. 상기 로렌쯔력의 값은 하기에서 상세히 설명하는 것처럼 리소그래피 장치(도시안함)의 전기 콘트롤러에 의해 제어한다.

동적 절연체(51)와 일체형성되는 힘 작동기(205)는 도9에 선도로 도시하는 힘 작동기 시스템을 형성한다. 도9는 기계 프레임(45), 베이스(39)및 3개의 동적 절연체(51)에 대해 변위 가능한 기계 프레임(45), 기판 홀더(1) 및 마스크 홀더(5)를 선도로써 도시한다. 도 9는 X의 위치 (Xs)와 Y의 위치 (Ys)를 가지는 기판 홀더(1)의 중력(Gs)중심과, X의 위치 (X_M)와 Y의 위치 (Y_M)를 가지는 마스크 홀더(5)의 중력(G_M)의 중심에 대해 기계 프레임(45)의 기준점(P)을 부가로 도시한다. 중력(Gs,G_M)의 상기 중심은 반도체 기판(19)를 가진 기판 홀더(1)의 총 변위 가능 질량의 중력 중심과 마스크(29)를 가진 마스크 홀더(5)의 총 변위가능 질량의 중력 중심을 나타내는 것이다. 도 9에 부가로 도시하는 것처럼, 3개의 힘 작동기(205)의 로렌쯔힘(F_L1,F_L2,F_L3)은 기준점(P)에 대한 X의 위치(X_F1, X_F2 , X_F3) 및 Y의 위치 (Y_F1, Y_F2, Y_F3)를 가지는 기계 프레임(45)상에 작용점(point of application)을 가진다. 기계 프레임(45)은 수직 Z방향에 평행하게 기판홀더(1)와 마스크홀더(5)를 지지하기 때문에, 마스크 홀더(5)와 기판 홀더(1)는 지지력(Fs Fm)을 각각, 기판홀더(1)와 마스크 홀더(5)상에 작용하는 중력 값에 대응하는 값을 가지는 기계 프레임(45)상에 가한다. 지지력 Fs와 F_M은 각각 기판홀더(1)와 마스크 홀더(5)의 중력 Gs와 G_M의 중심의 X-방향과 Y-방향에 대응하는 X-방향과 Y-방향을 가진 기계 프레임(45)에 상대적인 적용점을 갖는다. 기판홀더(1)와 마스크 홀더(5)는 반도체 기판(19)이 노광하는 동안 기계 프레임(45)에 대해 변위하면 기판홀더(1)와 마스크 홀더(5)의 지지력(Fs F_M)의 적용점은 또한 기계 프레임(45)에대해 변위된다. 리소그래피 장치의 상기 전기 콘트롤러는 기계 프레임(45)의 기준점(P)에 대한 로렌쯔힘(F_L1,F_L2 ,F_L3)의 기계적 운동량의 합이 기준점(P)에 대한 기판 홀더(1)와 마스크 홀더(5)의 지지력(Fs F_M)의 기계적 모멘트 총합의 방향과 값에 대향하는 방향과 대등한 값을 가지도록 로렌쯔힘(F_L1,F_L2,F_L3)의 값을 제어한다.

로렌쯔힘(F_L1,F_L2,F_L3)을 제어하는 콘트롤러는 예를 들어, 이미 그 자체가 공지되어있고 공연히 사용되는 피드포와드 제어루프를 포함하며, 콘트롤러는 기판홀더(1)의 위치(Xs, Ys)와 기판홀더(1)와 마스크 홀더(5)를 제어하는 석판 인쇄장치의 전기제어유니트(도시안함)로부터 마스크 홀더(5)의 위치(X_M,Y_M)에 대한 정보를 수신하고, 상기 수신된 정보는 기판홀더(1)와 마스크 홀더(5)의 소망위치에 관한 것이다. 콘트롤러는 대안적으로 그자체가 공지되고 공연히 실시되는 피드백 제어 루프를 구비하고 있으며, 제어기는 기판홀더(1)의 위치(Xs, Ys)에 대한 정보와 마스크 홀더(5)의 위치(X_M, Y_M)에 대한 정보를 리소그래피 장치의 상기 위치 제어시스템으로부터 수신하며, 상기 수신된 정보는 기판홀더 (1)와 마스크 홀더(5)의 측정 위치에 관한 것이다. 콘트롤러는 대안으로 상기 피드포워드와 피드백 제어루프의 조합을 포함한다. 따라서 힘 작동기 시스템의 로렌쯔힘(F_L1,F_L2,F_L3)은 보상력을 형성하고, 이것에 의해 기계 프레임(45)에 대한 마스크 홀더(5)와 기판 홀더(1)의 중력(Gs,G_M)중심의 변위가 보상된다. 기계 프레임(45)의 기준점(P)에 관한 지지력(Fs F_M)과 로렌쯔힘(F_L1,F_L2,F_L3)의 기계 모멘트의 합이 일정한 값과 방향을 가짐으로써, 기판 홀더(1)와 마스크 홀더(5)는 기계 프레임(45)에 대해 실질적으로 일정한 위치를 갖는 소위 가상의 중력 중심점을 갖는다. 따라서, 기계 프레임(45)은 반도체 기판(19)의 노광 중에 마스크 홀더(5)와 기판홀더(1)의 중력(Gs,G_M)의 실제 중심점의 변위는 감지하지 못한다. 상기의 힘 작동기 시스템이 없이는, 기판 홀더(1)와 마스크 홀더(5)의 이동은 기준점(P)에 관한 지지력(Fs,또는 F_M)의 기계적 모멘트가 보상되지 않는 변화를 가져오기 때문에, 기계 프레임(45)은 그것에서 발생될 수 있는 동적 절연체(dynamic isolator)(51)상의 낮은 주파수 요동 운동, 탄성 변형 또는 기계적 진동을 수행한다.

3 개의 동적 절연체(51)와 3 개의 힘 작동기(205)가 일체형으로 됨으로써 콤펙트되고 간단한 구조의 힘 작동기 시스템과 리소그래피 장치가 된다. 게다가 동적 절연체(51)의 삼각형 배열은 힘 작동기 시스템의 작동을 특히 안정되게 한다. 힘 작동기 시스템의 보상력이 로렌쯔의 힘을 배타적으로 포함하므로, 기계적 진동이 베이스(39)에서 일어나고 힘 프레임(41)이 힘 작동기(205)를 통하여 기계 프레임(45)에 전달되지 않는다.

상기에 기술된 수단, 즉, 위치설정 장치(21,31)의 반작용력을 힘 프레임(41) 안으로의 배타적인 직접 도입, 로렌쯔의 힘에 의해 배타적으로 힘 프레임(41)에 기판 홀더(1)와 마스크 홀더(5)의 직접 연결 및, 힘 작동기(205)의 보상력은 기계 프레임(45)이 오직 지지 기능만을 하게 되는 결과를 가져온다. 실제적으로 값과 방향을 바꾸어 주는 어떠한 힘도 기계 프레임(45) 상에서 나타나지 않는다. 예를 들면, 기판 홀더(1)와 마스크 홀더(5)의 변위 중에 지지부재(57)의 평면 가이드와(65)와 그래나이트(granite) 지지대(143)의 상부면에 있는 기판 홀더(1)와 마스크 홀더(5)의 공기정력학적 베어링에 의해 가해지는 점성의 수평 마찰력에 의해 예외가 생길 수 있다. 그러나 상기 마찰력은 비교적 작기 때문에 기계 프레임(45)에 큰 진동이나 변형을 가져오지 않는다. 기계 프레임(45)이 기계적 진동이나 탄성 변형을 일으키지 않으므로, 기계 프레임(45)에의해 지지되는 리소그래피 장치의 구성요소는 서로에 관해 한정된 위치에 정확하게 자리 잡는다. 특히, 포커싱 시스템(3)과 관련된 기판 홀더(1)의 위치와 포커싱 시스템(3)과 관련된 마스크 홀더(5)의 위치가 매우 정확하게 한정되고, 또한, 기판 홀더(1)와 마스크 홀더(5)가 위치설정 장치(21,31)에 의해 포커싱 시스템(3)과 관련되어 매우 정확하게 위치될 수 있다는 것은, 마스크(29)상에 존재하는 반도체 회로의 패턴이 미크론 이하(sub-micron)나 심지어는 나노미터 범위의 정확성으로 반도체 기판(19)상에 투영될 수 있음을 의미한다. 더욱이, 기계 프레임(45)과 포커싱 시스템(3)이 기계적 진동이나 탄성 변형을 일으키지 않으므로, 기계 프레임(45)은, 예를 들면, 기판 홀더(1)와 마스크 홀더(5)의 위치 제어 시스템을 위한 기준 프레임으로서 작용을 하는 장점이 있고, 여기서 광학적 요소와 레이저 간섭계 시스템과 같은 위치 제어 시스템의 위치 센서를 상기 기계 프레임(45)에 직접 장착시될 수 있다. 기계 프레임(45)에 위치 센서의 직접적인 장착은 기판 홀더(1), 포커싱 시스템(3) 및 마스크 홀더(5)와 관련된 위치 센서가 차지한 위치가 기계적 진동이나 변형에 의해 영향을 받지 않기 때문에, 포커싱 시스템(3)에 관련된 기판 홀더(1)와 마스크 홀더(5) 위치의 신뢰할 만하고 정확한 측정이 이루어질 수 있다. 마스크 홀더(5)가 X 방향에 평행하게 위치될 수 있을 뿐만 아니라 Y 방향에 평행하게 위치되고 회전축(67)에 관해 회전될 수 있기 때문에, 상기에 기술한 바와 같이 본 발명에 따른 리소그래피 장치에 의해 제조될 수 있는 미크론 이하 범위의 작은 치수를 갖는 반도체 기판(19)상에 마스크(29)의 패턴을 투영시키는데 있어서 높은 정밀도를 가지게 된다.

상기에 기술된 바와 같이 본 발명에 따른 리소그래피 장치는 집적 전자 반도체 회로의 제조에서 반도체 기판을 노광시키는데 사용된다. 상기의 리소그래피 장치는 그 장치에 의해 기판 상에 마스크 패턴을 투영시키는, 미크론 이하 범위의 작은 치수 구조를 갖는 다른 생산품의 제조에도 그 대안으로 사용된다. 자기구역 메모리의 전도 및 검출 패턴 또는 집적 광 시스템의 구조뿐만 아니라 액정 디스플레이 패턴의 구조와도 그 개념이 연결된다. 상기에 기술된 리소그래피 장치의 제 1 위치설정 장치(21)는 로렌쯔의 힘을 배타적으로 공급하는 제 1 선형 모터와 종래의 제 2, 제 3 선형 모터가 구비된 구동 유닛을 포함하고, 리소그래피 장치의 제 2 위치설정 장치(31)는 로렌쯔의 힘을 배타적으로 공급하는 제 1 선형 모터와 단일의 종래 제 2 선형 모터가 구비된 구동 유닛을 포함한다. 본 발명은 또한 다른 구동 유닛이 구비된 기판홀더 및 마스크홀더용 위치설정장치와도 관련됨을 유의한다. 그 실시예는 EP-A-0-498 496의 리소그래피 장치에 사용된 기판 홀더의 구동용 구동 유닛이다.

상술한 리소그래피 장치는 위치설정장치(21,31)의 반작용력을 전달하는 기판홀더(1), 포커싱 시스템(3), 마스크 홀더(5), 및 힘 프레임(41)을 지지하는 기계 프레임(45)를 포함한다. 기계 프레임(45)은 힘 프레임(41)에 종속된 베이스(39)로부터 동적으로 절연된다. 본 발명은 또한 단지 상기 기계 프레임과 상기 베이스만으로 구성된 리소그래피 장치에 관한 것이며, 기판 홀더와 마스크 홀더의 위치설정 장치의 반작용력은 기계 프레임에 전달된다. 상기 기계 프레임은 예를 들어 EP-A-0-498 496호의 리소그래피 인쇄장치에 사용된다.

끝으로 본 발명은 또한 상술된 힘 작동기 시스템이 제공되지 않는 리소그래피 장치 또는 마스크 홀더의 중력 중심의 변위가 배타적으로 보상될 수 있는 보상력을 제공하는 힘 작동기 시스템을 구비한 리소그래피 장치도 커버한다는 점에 우의 한다. 상기 힘 작동기 시스템은 예를들면, 리소그래피 장치의 포커싱 시스템이 비교적 큰 광학적 축소 요인을 갖는다면, 기판 홀더의 중력 중심의 변위는 마스크 홀더의 중력 중심의 변위에 관해 비교적 작게 되며, 기판 홀더의 중력 중심의 이동이 기계 프레임에서 비교적 작은 기계적 진동을 일으키게 된다는 것이다.

Claims (28)

1. 수직한 Z방향에 평행하며, X방향과 Z방향에 수직한 Y방향과, Z방향에 수직한 X방향에 평행하게 제1위치설정장치에 의해 위치설정될 수 있는 기판홀더와, Z방향에 평행하게 지향된 주축을 가지는 포커싱 시스템, 제2위치설정장치에 의해 X방향에 평행하게 위치설정될 수 있는 마스크 홀더, 및 방사원을 차례로 지지하는 기계 프레임을 구비하여,

   상기 마스크 홀더는 Y방향에도 평행하게 위치설정가능하고, 제2위치설정장치에 의해 Z방향에 평행한 회전축을 중심으로 회전가능하며,

   상기 제2위치설정장치에는 제1선형모터가 제공되어 이것에 의하여 마스크 홀더가 X방향 및 Y방향에 평행하게 위치설정될 수 있고, 마스크 홀더의 회전축을 중심으로 회전될 수 있으며, 제2선형모터가 제공되어 이것에 의하여 마스크 홀더가 X방향에 평행하게 위치설정될 수 있는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 리소그래피 장치에는, 기계 프레임으로부터 동적으로 절연되고 제2위치설정장치의 고정부(stationary part)를 지지하는 힘 프레임(force frame)이 제공되어, 작동시 제2위치설정장치상의 마스크 홀더에 의하여 가해지고, 마스크 홀더상의 제2위치설정장치에 의해 가해진 구동력으로부터 발생하는 반작용력이 상기 힘 프레임으로 배타적으로 전달될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 마스크 홀더는, 작동시 제2위치설정장치의 전기코일 시스템 및 자석 시스템의 로렌쯔 힘에 의하여 배타적으로 제2위치설정장치의 고정부에 결합되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
4. 제3항에 있어서,

   상기 자석 시스템 및 전기코일 시스템은 제1선형모터에 속하고, 제2선형모터는 고정부의 가이드 위로 X방향에 평행하게 변위될 수 있는 가동부 및 힘 프레임에 고정된 고정부를 포함하며, 제1선형모터의 자석 시스템은 마스크 홀더에 고정되고, 제1선형모터의 전기코일 시스템은 제2선형모터의 가동부에 고정되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
5. 제1항에 있어서,

   상기 리소그래피 장치에는, 작동시에 기계 프레임상에 보상력을 가하며 전기 콘트롤러에 의해 제어되는 힘 작동기 시스템이 제공되며, 상기 보상력은 기준점에 대하여 마스크 홀더에 작용하는 중력의 기계적 모멘트의 값과 일치하는 값을 갖는 기계 프레임의 기준점에 대한 기계적 모멘트 및 상기 중력의 기계적 모멘트의 방향에 대향하는 방향을 가지는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
6. 제1항에 있어서,

   상기 리소그래피 장치에는, 작동시에 기계 프레임상에 보상력을 가하며 전기 콘트롤러에 의해 제어되는 힘 작동기 시스템이 제공되며, 상기 보상력은 기준점에 대하여 기판 홀더에 작용하는 중력의 기계적 모멘트의 합의 값과 일치하는 값의 기계 프레임의 기준점에 대한 기계적 모멘트와, 상기 기준점에 대하여 마스크 홀더에 작용하는 중력의 기계적 모멘트 및 상기 기계적 모멘트의 합의 방향에 대향하는 방향을 가지는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
7. 제5항 또는 제6항에 있어서,

   상기 기계 프레임은 삼각형으로 상호 배열된 3개의 동적 절연체에 의해 리소그래피 장치의 베이스에 배치되는 한편, 상기 힘 작동기 시스템은 대응하는 동적 절연체 중 하나와 각각 일체형으로 되는(integrated) 별도의 3개의 힘 작동기를 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
8. 제5항 또는 제6항에 있어서,

   상기 보상력은 상기 마스크 홀더와 기판 홀더 중 적어도 하나의 위치에 대한 정보의 함수로서 콘트롤러에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
9. 제5항 또는 제6항에 있어서,

   상기 힘 작동기 시스템은 적어도 2개의 힘 작동기를 포함하고, 각각의 작동기는 수직방향에 평행하게 보상력을 기계 프레임상에 가할 수 있는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
10. 제5항 또는 제6항에 있어서,

    상기 힘 작동기 시스템은 복수의 동적 절연체와 일체형으로 되고, 이것에 의하여 상기 기계 프레임이 상기 리소그래피 장치의 힘 프레임상에 지지되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
11. 제5항 또는 제6항에 있어서,

    상기 보상력은 힘 작동기 시스템의 전기 코일 시스템 및 자석 시스템의 로렌츠 힘을 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
12. 제2항 또는 제4항에 있어서,

    상기 제2선형모터는 힘 프레임에 고정된 고정부 및 상기 고정부의 가이드 위로 X방향에 평행하게 변위될 수 있는 가동부를 포함하고, 상기 제1선형모터는 마스크 홀더에 연결된 전기 코일 시스템 및 자석 시스템 중의 어느 하나와, 상기 제2선형모터의 가동부에 연결된 상기 제1선형모터의 전기 코일 시스템 및 자석 시스템 중의 나머지 다른 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
13. 제12항에 있어서,

    상기 마스크 홀더는 상기 제1선형모터의 전기 코일 시스템 및 자석 시스템의 로렌츠 힘에 의하여 배타적으로 상기 제2선형모터의 가동부에 결합되고, 상기 제1 선형모터의 자석 시스템은 마스크 홀더에 연결되며, 상기 제1선형모터의 전기 코일 시스템은 상기 제2선형모터의 가동부에 연결되고, 상기 제1선형모터는 적어도 3개의 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
14. 제2항 또는 제4항에 있어서,

    상기 기계 프레임은 복수의 동적 절연체에 의하여 힘 프레임상에 지지되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
15. 제2항 또는 제4항에 있어서,

    상기 마스크 홀더 및 기판 홀더 중 적어도 하나는, 기계 프레임에 고정된 가이드 위로, 수평한 X방향에 평행하게 그리고 상기 X방향에 수직하는 수평한 Y방향에 평행하게 변위될 수 있는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
16. Z방향에 수직한 X방향 및 X방향과 Z방향에 수직한 Y방향에 평행하게 제 1위치설정장치에 의하여 위치설정될 수 있는 기판 홀더와, 주축을 갖는 포커싱 시스템 및 제2위치설정장치에 의하여 X방향에 평행하게 위치설정될 수 있는 마스크 홀더를 포함하여,

    상기 마스크 홀더는 또한 Y방향에 평행하게 위치설정가능하고, 제2위치설정장치에 의하여 Z방향에 평행하게 회전축을 중심으로 회전가능하며,

    상기 제2위치설정장치에는 제1선형모터가 제공되어 이것에 의하여 상기 마스크 홀더가 X방향과 Y방향에 평행하게 위치설정될 수 있고, 상기 마스크 홀더의 회전축을 중심으로 회전될 수 있으며, 또한 제2선형모터가 제공되어 이것에 의하여 상기 마스크 홀더가 X방향에 평행하게 위치설정될 수 있는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
17. 제16항에 있어서,

    상기 리소그래피 장치는 Z방향에 평행하게 지지하는 기계 프레임과, 투영 시스템 및 마스크 홀더와 기판 홀더 중의 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
18. 제17항에 있어서,

    상기 마스크 홀더와 기판 홀더 중의 적어도 하나는, 기계 프레임에 고정된 가이드 위로, 수평한 X방향에 평행하게, 그리고 상기 X방향에 수직하는 수평한 Y방향에 평행하게 변위될 수 있는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
19. 제17항 또는 제18항에 있어서,

    상기 리소그래피 장치는, 기계 프레임으로부터 절연되고 제2위치설정장치의 고정부를 지지하는 힘 프레임을 포함하여, 작동시 상기 제2위치설정장치상의 마스크 홀더에 의하여 가해지고, 상기 마스크 홀더상의 제2위치설정장치에 의하여 가해진 구동력으로부터 발생하는 반작용력이 상기 힘 프레임으로 배타적으로 전달될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
20. 제19항에 있어서,

    상기 기계 프레임은 복수의 동적 절연체에 의하여 상기 힘 프레임상에 지지되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
21. 제19항에 있어서 ,

    상기 제2선형모터는 상기 힘 프레임에 고정된 고정부와, 상기 고정부의 가이드 위로 X방향에 평행하게 변위될 수 있는 가동부를 포함하고, 상기 제1선형모터는 마스크 홀더에 연결된 전기 코일 시스템 및 자석 시스템 중의 어느 하나와, 상기 제2선형모터의 가동부에 연결된 제1선형모터의 전기 코일 시스템 및 자석 시스템 중의 나머지 다른 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
22. 제21항에 있어서,

    상기 마스크 홀더는 상기 제1선형모터의 전기 코일 시스템 및 자석 시스템의 로렌츠 힘에 의하여 배타적으로 상기 제2선형모터의 가동부에 결합되고, 상기 제1선형모터의 자석 시스템은 마스크 홀더에 연결되며, 상기 제1선형모터의 전기 코일 시스템은 상기 제2선형모터의 가동부에 연결되고, 상기 제1선형모터는 적어도 3개의 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
23. 제17항에 있어서,

    상기 리소그래피 장치에는, 작동시에 기계 프레임상에 보상력을 가하며 콘트롤러에 의해 제어되는 힘 작동기 시스템이 제공되며, 상기 보상력은 기준점에 대하여 상기 마스크 홀더 및 기판 홀더 중의 적어도 하나에 작용하는 중력의 기계적 모멘트의 값과 일치하는 값을 갖는 기계 프레임의 기준점에 대한 기계적 모멘트 및 상기 중력의 기계적 모멘트의 방향에 대향하는 방향을 가지는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
24. 제23항에 있어서,

    상기 보상력은 상기 마스크 홀더와 기판 홀더 중 적어도 하나의 위치에 대한 정보의 함수로서 콘트롤러에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
25. 제23항 또는 제24항에 있어서,

    상기 콘트롤러는 피드-포워드 제어 루프를 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
26. 제23항에 있어서,

    상기 힘 작동기 시스템은 적어도 2개의 힘 작동기를 포함하고, 각각의 작동기는 수직방향에 평행하게 보상력을 기계 프레임상에 가할 수 있는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
27. 제23항에 있어서,

    상기 힘 작동기 시스템은 복수의 동적 절연체와 일체형으로 되고, 이것에 의하여 상기 기계 프레임이 상기 리소그래피 장치의 힘 프레임상에 지지되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
28. 제23항에 있어서,

    상기 보상력은 힘 작동기 시스템의 전기 코일 시스템 및 자석 시스템의 로렌츠 힘을 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.