KR100434618B1

KR100434618B1 - Positioning device with reference frame for measuring system

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Publication number: KR100434618B1
Application number: KR1019970700622A
Authority: KR
Inventors: 엔겔렌 게라르트 반; 프랭크 베른하르트 스퍼링; 헨리쿠스 빌헬무스 알오이시우스 얀센; 아디안누스 겔라두스 보우버; 디직 코넬리스 디오니시우스 반; 키메나데 요한네스 마티스 마리아 반; 아이직 얀 반; 더 팔 아드리안누스 반
Original assignee: 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이.
Priority date: 1995-05-30
Filing date: 1996-04-29
Publication date: 2005-04-06

Abstract

마스크 테이블(5)과, 투영 시스템(3)과, 구동 유닛(21)에 의해서 투영 시스템(3)에 대해서 변위가능한 기판 테이블(1)과, 투영 시스템(3)에 대해서 기판 테이블(1)의 위치를 측정하기 위한 측정 시스템(39)을 포함하는 리소그래피 장치에 관한 것이다. 구동 유닛(21)의 고정부(157)은 리소그래피 장치의 기계 프레임(85)에 고정되고, 반면에 측정 시스템(39)의 고정부(51,53,55)가 동적 절연체(95)에 의해 동적을 절연되어 있는 리소그래피 장치의 기준 프레임(89)에 고정되어 있다. 이 방식으로 하면, 구동 유닛(21)의 반작용력에 의해 기계 프레임(85)내에 발생된 진동이 기준 프레임(89)로 전달되는 것을 방지하므로, 측정 시스템(39)의 정확도는 이런 진동에 나쁜 영향을 주지 않는다. 리소그래피 장치의 특정 실시예에서, 마스크 테이블(5)은 기계 프레임(85)에 고정된 고정부(119)를 가지는 추가의 구동 유닛(31)에 의해 투영 시스템(3)에 대해서 변위가능하고, 측정 시스템은 투영 시스템(3)에 대해서 마스크 테이블(5)의 위치를 측정하기 위한 추가의 고정부(71,73,75)를 포함하며, 추가의 고정부(71,73,75)는 기준 프레임(89)에 고정된다. 리소그래피 장치의 다른 실시예에서, 투영 시스템도 기준 프레임(89)에 고정된다. 리소그래피 장치의 또 다른 실시예에서, 마스크 테이블(5)을 안내하는 가이드(111)와 기판 테이블(1)을 안내하는 가이드(145)는 또한 기준 프레임(89)에 고정된다.The mask table 5, the projection system 3, the substrate table 1 displaceable with respect to the projection system 3 by the drive unit 21, and the substrate table 1 with respect to the projection system 3. A lithographic apparatus comprising a measuring system 39 for measuring position. The fixing part 157 of the drive unit 21 is fixed to the machine frame 85 of the lithographic apparatus, while the fixing parts 51, 53, 55 of the measuring system 39 are moved by the dynamic insulator 95. Is fixed to the reference frame 89 of the insulated lithographic apparatus. In this way, since the vibration generated in the machine frame 85 by the reaction force of the drive unit 21 is prevented from being transmitted to the reference frame 89, the accuracy of the measuring system 39 has a bad influence on this vibration. Does not give. In a particular embodiment of the lithographic apparatus, the mask table 5 is displaceable with respect to the projection system 3 by means of an additional drive unit 31 having a fixture 119 fixed to the machine frame 85. The system includes additional fixtures 71, 73, 75 for measuring the position of the mask table 5 with respect to the projection system 3, which further comprises 71. 89). In another embodiment of the lithographic apparatus, the projection system is also fixed to the reference frame 89. In another embodiment of the lithographic apparatus, the guide 111 for guiding the mask table 5 and the guide 145 for guiding the substrate table 1 are also fixed to the reference frame 89.

Description

측정 시스템용 기준 프레임을 가진 위치설정 장치Positioning device with reference frame for measuring system

본 발명은 오브젝트 테이블과 오프젝트 테이블 상에 놓여질 대상물을 처리하기 위한 서브 시스템과, 서브 시스템에 대해서 오브젝트 테이블을 변위하기 위한 구동 유닛과, 서브 시스템에 대해서 오브젝트 테이블의 위치를 측정하기 위한 측정시스템을 포함하는 위치설정 장치에 관한 것이며, 여기서, 구동 유닛은 위치설정장치의 기계 프레임에 고정된 고정부를 포함하며, 측정 시스템은 고정부와, 측정 시스템의 고정부와 함께 작동하기 위한 오브젝트 테이블에 고정된 가동부를 포함한다.The present invention provides a subsystem for processing objects to be placed on an object table and an object table, a drive unit for displacing the object table with respect to the subsystem, and a measurement system for measuring the position of the object table with respect to the subsystem. A positioning device comprising: a drive unit comprising a fixture fixed to the machine frame of the positioning device, wherein the measurement system is fixed to an object table for operation with the fixture and the fixture of the measurement system. A movable part.

본 발명은 또한 방사선원, 마스크 테이블, 주축을 가진 투영 시스템, 기판 테이블, 주축에 수직인 적어도 한 방향으로 투영 시스템에 대해서 기판 테이블을 변위하기 위한 구동 유닛과 투영 시스템에 대해서 기판 테이블의 위치를 측정하기 위한 측정 시스템을 포함하는 리소그래피 장치에 관한 것이며, 여기서, 구동 유닛은 리소그래피 장치의 기계 프레임에 고정된 고정부를 포함하며, 측정 시스템은 고정부와 측정 시스템의 고정부와 함께 작동하기 위한 기판 테이블에 고정된 가동부를 포함한다.The invention also provides a method for measuring the position of a substrate table with respect to a projection system and a projection unit for displacing the substrate table with respect to the projection system in at least one direction perpendicular to the radiation source, the mask table, the main axis, the substrate table. A lithographic apparatus comprising a measuring system for a lithographic apparatus, wherein the drive unit includes a fixture fixed to the machine frame of the lithographic apparatus, the measurement system being attached to a substrate table for operation with the fixture and the fixture of the measurement system. It includes a fixed movable portion.

EP-B-0 250 031는 서두에 언급한 종류의 위치설정 장치를 포함하는 서두에 언급한 종류의 리소그래피 장치를 공지하고 있다. 종래 위치설정 장치의 오브젝트 테이블은 종래 리소그래피 장치의 기판 테이블에 대응하고, 동시에 종래 위치설정 장치의 서브 시스템은 종래 리소그래피 장치의 투영 시스템, 마스크 테이블과 방사 선원을 포함하는 서브 시스템에 해당된다. 종래 리소그래피 장치는 광학 리소그래피공정에 의해 집적 반도체 회로의 제조에 사용된다. 종래 리소그래피 장치의 방사 선원은 광원이며, 투영 시스템은 리소그래피 장치의 마스크 테이블상에 놓여질 마스크상에 나타난 집적 반도체 회로의 부분 패턴을 리소그래피 장치의 기판 테이블상에 놓여지는 반도체 기판상의 감소된 크기로 이미징시키는 광 렌즈 시스템이다. 이런 반도체 기판은 동일한 반도체 회로가 제공되어지는 다수의 필드를 포함한다. 반도체기판의 개별 필드는 이런 목적으로 연속적으로 노광되며, 반도체 기판은 개별 필드의 노광동안 마스크와 투영 시스템에 대해서 일정한 위치에 있으며, 두 개의 연속노광 단계사이에 반도체 기판의 다음 필드는 리소그래피 장치의 구동 유닛에 의해 포커싱 시스템에 대한 위치로 놓여진다. 이 공정은 여러번 반복되며, 매번 다른 마스크와 다른 부분 패턴을 가지므로, 비교적 복잡한 구조의 집적 반도체 회로를 제조할 수 있다. 이런 집적 반도체 회로의 구조는 서브-마이크론 범위내에 놓이는 상세한 치수를 가진다. 따라서, 연속 마스크상에 나타난 부분 패턴은 서브-마이크론 범위내에 놓여 있는 또 다른 것에 대해서 정확도를 가지고 반도체 기관의 상기 필드상에 이미징되어야 한다. 따라서, 반도체 기판은 또한 서브-마이크론 범위의 정확도로 구동 유닛에 의해 마스크와 투영 시스템에 대해서 위치설정되어야 한다. 이런 높은 위치설정 정확도를 얻기 위해서, 투영 시스템에 대한 기판 테이블의 위치는 대응하는 정확도로 리소그래피 장치의 측정 시스템에 의해 측정되어야 한다. 이 목적으로, 종래의 리소그래피 장치의 측정 시스템은 레이저 간섭계 시스템을 포함한다. 레이저 간섭계 시스템의 가동부는 기판 테이블에 고정된 미러를 포함하며, 반면에 레이저 간섭계 시스템의 고정부는 종래 리소그래피 장치의 기계 프레임의 4개의 수직 칼럼에 부착된 유리판에 고정된 레이저 간섭계를 포함한다.EP-B-0 250 031 discloses a lithographic apparatus of the kind mentioned at the outset, including a positioning device of the kind mentioned at the outset. The object table of the conventional positioning apparatus corresponds to the substrate table of the conventional lithographic apparatus, and at the same time the subsystem of the conventional positioning apparatus corresponds to the subsystem including the projection system, the mask table and the radiation source of the conventional lithographic apparatus. Conventional lithographic apparatus is used in the manufacture of integrated semiconductor circuits by an optical lithography process. The radiation source of a conventional lithographic apparatus is a light source, and the projection system images the partial pattern of the integrated semiconductor circuit shown on the mask to be placed on the mask table of the lithographic apparatus to a reduced size on the semiconductor substrate placed on the substrate table of the lithographic apparatus. Optical lens system. Such a semiconductor substrate includes a plurality of fields in which the same semiconductor circuit is provided. The individual fields of the semiconductor substrate are continuously exposed for this purpose, the semiconductor substrate is in a constant position relative to the mask and projection system during the exposure of the individual fields, and the next field of the semiconductor substrate between the two successive exposure stages is the driving of the lithographic apparatus. The unit is placed in position relative to the focusing system. This process is repeated many times, each time having a different pattern from that of the other masks, and thus an integrated semiconductor circuit of a relatively complicated structure can be manufactured. The structure of such integrated semiconductor circuits has detailed dimensions that fall within the sub-micron range. Thus, the partial pattern shown on the continuous mask must be imaged on the field of the semiconductor organ with accuracy for another that lies within the sub-micron range. Thus, the semiconductor substrate must also be positioned relative to the mask and projection system by the drive unit with an accuracy in the sub-micron range. In order to achieve this high positioning accuracy, the position of the substrate table relative to the projection system must be measured by the lithographic apparatus's measurement system with a corresponding accuracy. For this purpose, the measurement system of a conventional lithographic apparatus comprises a laser interferometer system. The movable portion of the laser interferometer system includes a mirror fixed to the substrate table, while the fixed portion of the laser interferometer system includes a laser interferometer fixed to a glass plate attached to four vertical columns of the machine frame of a conventional lithographic apparatus.

여기서 사용된 종래의 리소그래피 장치와 위치설정 장치의 단점은 측정 시스템의 정확도가 기계 프레임의 기계적 진동과 변형에 의해 나쁜 영향을 받는다는 것이다. 구동 유닛의 고정부가 기계 프레임에 고정되기 때문에, 특히 이러한 진동과 변형은 구동 유닛의 고정부에서 발생된 반작용력의 영향하에서 일어나며, 이 반작용력은 기판 테이블상에서의 구동 유닛에 의해 가해진 구동력으로부터 발생된다. 이들 진동과 변형의 결과로, 투영 시스템에 대한 측정 시스템의 고정부의 위치는 정확하게 형성되어 있지 않다. 특히, 기계 프레임의 진동은 반작용력이 종래의 리소그래피 장치와 위치설정 장치내에 사용되는 것과 같은 통상의 기계 프레임을 특징으로 하는 자연 주파수에 비교할 만한 주파수를 가질 때 상당히 강하다. 이런 환경에서, 반작용력은 기계 프레임을 울리게 함으로써, 상당히 강한 기계 진동은 구동 유닛의 고정부상에 가해진 반작용력이 상당히 작을 지라도, 기계 프레임내에서 그리고 측정 시스템의 고정부를 지니는 유리판 내에서 일어난다.A disadvantage of the conventional lithographic apparatus and positioning apparatus used here is that the accuracy of the measuring system is adversely affected by mechanical vibrations and deformations of the machine frame. Since the stationary part of the drive unit is fixed to the machine frame, in particular such vibrations and deformations occur under the influence of the reaction forces generated at the stationary part of the drive unit, which reaction force is generated from the drive force exerted by the drive unit on the substrate table. . As a result of these vibrations and deformations, the position of the fixing part of the measuring system relative to the projection system is not accurately formed. In particular, the vibration of the machine frame is quite strong when the reaction force has a frequency comparable to the natural frequency that characterizes a conventional machine frame such as that used in conventional lithographic and positioning devices. In this environment, the reaction force causes the machine frame to sound, so that a fairly strong mechanical vibration occurs in the machine frame and in the glass plate with the stationary part of the measuring system, even though the reaction force exerted on the stationary part of the drive unit is quite small.

본 발명을 첨부의 도면을 참고로 아래에 상세히 설명하겠다.The invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.

도 1는 본 발명에 따른 리소그래피 장치의 사시도.1 is a perspective view of a lithographic apparatus according to the present invention.

도 2는 도 1의 리소그래피 장치의 다이어그램.2 is a diagram of the lithographic apparatus of FIG. 1.

도 3는 도 1의 리소그래피 장치의 기계 프레임과 기준 프레임의 다이어그램.3 is a diagram of a machine frame and a reference frame of the lithographic apparatus of FIG. 1.

도 4는 도 1의 리소그래피 장치의 베이스와 기판 테이블의 평면도.4 is a plan view of a base and a substrate table of the lithographic apparatus of FIG.

도 5는 도 4의 리소그래피 장치의 베이스와 기판 테이블의 평면도.5 is a plan view of a base and a substrate table of the lithographic apparatus of FIG.

도 6는 도 1의 리소그래피 장치의 마스크 테이블의 평면도.6 is a plan view of the mask table of the lithographic apparatus of FIG.

도 7는 도 1의 리소그래피 장치의 동적 절연체의 단면도.7 is a cross-sectional view of the dynamic insulator of the lithographic apparatus of FIG. 1.

도 8은 도 7의 VIII- VIII선을 따라 취한 단면도.8 is a cross-sectional view taken along the line VIII-VIII in FIG. 7.

도 9는 도 1의 리소그래피 장치의 힘 작동기 시스템(force actuator system)의 개략도.9 is a schematic representation of a force actuator system of the lithographic apparatus of FIG. 1.

도 10a 내지 도 10d는 본 발명에 따른 리소그래피 장치의 대안적인 프레임 구조의 개략도.10A-10D are schematic views of alternative frame structures of the lithographic apparatus according to the present invention.

본 발명의 목적은 상술한 단점을 가능한 많이 방지하는 서두에 언급한 종류의 위치설정 장치와 리소그래피 장치를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a positioning apparatus and a lithographic apparatus of the kind mentioned at the outset which avoid as much of the above mentioned disadvantages as possible.

본 발명에 따라서, 이 목적을 위해서 위치설정 장치는 측정 시스템의 고정부가 기계 프레임으로부터 동적으로 절연되어 있는 위치설정 장치의 기준 프레임에 고정되는 것을 특징으로 한다.According to the invention, for this purpose the positioning device is characterized in that the fixing part of the measuring system is fixed to the reference frame of the positioning device which is dynamically insulated from the machine frame.

본 발명에 따라서, 이 목적을 위해서 리소그래피 장치는 측정 시스템의 고정부가 기계 프레임으로부터 동적으로 절연되어 있는 리소그래피 장치의 기준 프레임에 고정되는 것을 특징으로 한다.According to the invention, for this purpose the lithographic apparatus is characterized in that the fixing part of the measuring system is fixed to the reference frame of the lithographic apparatus, which is dynamically insulated from the machine frame.

기준 프레임이 기계 프레임으로부터 동적으로 절연되어 있기 때문에, 구동유닛의 반작용력에 의해 기계 프레임내에 발생된 기계적인 진동은 기준 프레임으로 전달되지 않으므로, 기준 프레임과 기준 프레임에 고정된 측정 시스템의 고정부는 상기 반작용력에 의해 발생된 기계적인 진동이 없는 상태로 유지된다. 그리하여, 기준 프레임이 상기 반작용력의 비교적 높은 주파 성분에 의한 공명이 되는 것을 방지하므로, 측정 시스템의 고정부는 위치설정 장치의 오브젝트 테이블과 서브 시스템에 대해서 또는 리소그래피 장치의 기판 테이블과 투영 시스템에 대해서 정확하게 정의된 기준위치를 가진다. 이 방식으로, 오브젝트 테이블 또는 기판 테이블의 위치가 각각 서브 시스템 또는 투영 시스템에 대해서 측정될 수 있는 정확도는 상기 기계적인 진동으로부터 야기하는 측정 시스템의 고정부의 위치의 부정확성에 의해 나쁜 영향을 받지 않는다.Since the reference frame is dynamically insulated from the machine frame, mechanical vibrations generated in the machine frame by the reaction force of the drive unit are not transmitted to the reference frame, so that the fixing part of the measuring system fixed to the reference frame and the reference frame is It is maintained in the absence of mechanical vibrations generated by reaction forces. Thus, the reference frame is prevented from resonating due to the relatively high frequency component of the reaction force, so that the fixing part of the measuring system can be precisely matched to the object table and subsystem of the positioning device or to the substrate table and projection system of the lithographic apparatus. It has a defined reference position. In this way, the accuracy with which the position of the object table or substrate table can be measured relative to the subsystem or projection system, respectively, is not adversely affected by the inaccuracy of the position of the fixing part of the measuring system resulting from the mechanical vibration.

본 발명에 따른 위치설정 장치의 특정 실시예는 오브젝트 테이블이 적어도 X-방향에 평행하고, 기준 프레임에 고정되어 있는 가이드에 걸쳐서 변위 가능한 것을 특징으로 한다.A particular embodiment of the positioning device according to the invention is characterized in that the object table is displaceable over a guide which is at least parallel to the X-direction and fixed to the reference frame.

본 발명에 따른 리소그래피 장치의 특정 실시예는 기판 테이블이 주축에 수직으로 연장하고, 기준 프레임에 고정되어 있는 가이드에 걸쳐서 변위가능한 것을 특징으로 한다.A particular embodiment of the lithographic apparatus according to the invention is characterized in that the substrate table extends perpendicular to the main axis and is displaceable over a guide fixed to the reference frame.

제각기 오브젝트 테이블 또는 기판 테이블상의 위치설정 장치 또는 리소그래피 장치의 구동 유닛에 의해 발생된 구동력이 가이드에 거의 평행하게 안내되고, 가이드와 오브젝트 테이블 또는 기판 테이블사이에 거의 기계적 마찰이 없다면, 구동력은 오브젝트 테이블 또는 기판 테이블을 가속 또는 감속하는데 전적으로 사용되고, 상기 구동력으로부터 생긴 반작용력은 가이드상의 오브젝트 테이블 또는 기판테이블에 의해 발생되지 않는다. 오브젝트 테이블 또는 기판 테이블이 예를 들어 정적 유체 베어링에 의해 가이드를 따라서 안내될 때에 가이드와 오브젝트 테이블 또는 기판 테이블사이에는 거의 기계적인 마찰이 없음을 알 수 있다. 위치설정 장치와 리소그래피 장치의 특정 실시예에서 가이드가 기준 프레임에 고정되기 때문에, 구동 유닛의 반작용력의 결과로서 가이드에서 생긴 기계적인 진동이나 변형은 없다. 가이드가 상기 반작용력에 의해 발생된 기계적인 진동이 없다는 사실은 위치 설정하는 데 요구되는 위치설정 정확도와 시간이 오브젝트 테이블 또는 기판 테이블을 이동하는 가이드내에 기계적인 진동의 부재에 의해서 개선될 뿐만 아니라 구동 유닛의 구동력의 상당한 고 주파수가 오브젝트 테이블 또는 기판 테이블의 위치 설정동안 허용가능하기 때문에 필요한 시간은 더욱 감소되는 것을 내포한다.If the driving force generated by the positioning unit on the object table or the substrate table or the drive unit of the lithographic apparatus is guided almost parallel to the guide, and there is little mechanical friction between the guide and the object table or the substrate table, the driving force is the object table or It is used solely for accelerating or decelerating the substrate table, and no reaction force resulting from the driving force is generated by the object table or the substrate table on the guide. It can be seen that there is little mechanical friction between the guide and the object table or substrate table when the object table or substrate table is guided along the guide, for example by a static fluid bearing. Since in some embodiments of the positioning device and the lithographic apparatus the guide is fixed to the reference frame, there is no mechanical vibration or deformation in the guide as a result of the reaction force of the drive unit. The fact that the guides are free of mechanical vibrations caused by the reaction forces is not only improved by the absence of mechanical vibrations in the guides that move the object table or substrate table, but also the positioning accuracy and time required for positioning. The time required is further reduced because a significant high frequency of driving force of the unit is acceptable during positioning of the object table or the substrate table.

본 발명에 따른 위치설정 장치의 특정 실시예는 위치설정 장치에 전기 제어 유닛에 의해 제어되고 작동중에 기준 프레임상에 보상력을 발휘하는 힘 작동기 시스템이 제공되어 있으며, 상기 보정력은 기준점에 대해 오브젝트 테이블에 작용하는 중력의 기계적인 모멘트의 값과 동일한 값을 가지는 기준 프레임의 기준점에 대한 기계적인 모멘트와, 상기 중력의 기계적인 모멘트의 방향과 반대인 방향을 가지는 것을 특징으로 한다.A particular embodiment of the positioning device according to the invention is provided with a force actuator system which is controlled by an electrical control unit in the positioning device and exerts a compensating force on a reference frame during operation, the correction force being an object table for a reference point. It characterized in that it has a mechanical moment with respect to the reference point of the reference frame having the same value as the mechanical moment of gravity acting on, and a direction opposite to the direction of the mechanical moment of gravity.

본 발명에 따른 리소그래피 장치의 특정 실시예는 리소그래피 장치에 전기 제어 유닛에 의해 제어되고 작동중에 기준 프레임상에 보정력을 발생하는 힘 작동기 시스템이 제공되어 있으며, 상기 보정력은 기준점에 대해 기판 테이블에 작용하는 중력의 기계적인 모멘트의 값과 동일한 값을 가지는 기준 프레임의 기준점에 대한 기계적인 모멘트와, 상기 중력의 기계적인 모멘트의 방향과 반대인 방향을 가지는 것을 특징으로 한다.A particular embodiment of the lithographic apparatus according to the invention is provided in the lithographic apparatus with a force actuator system which is controlled by an electrical control unit and generates a correction force on a reference frame during operation, the correction force acting on the substrate table with respect to the reference point. It characterized in that it has a mechanical moment with respect to the reference point of the reference frame having the same value as the mechanical moment of gravity, and a direction opposite to the direction of the mechanical moment of gravity.

위치설정 장치의 오브젝트 테이블과 리소그래피 장치의 기판 테이블은 기준 프레임에 고정된 가이드상에 놓여 있으므로, 오브젝트 테이블과 기판 테이블은 제각기 오브젝트 테이블과 기판 테이블상에 작용하는 중력에 의해 결정되는, 가이드와 기준 프레임상에 지지력을 준다. 오브젝트 테이블 또는 기판 테이블이 변위될 때, 가이드상의 상기 지지력의 적용점은 또한 기준 프레임에 대해서 변위된다. 상기 힘 작동기 시스템을 사용하면 기준 프레임에서 오브젝트 테이블 또는 기판 테이블의 상당히 크거나 빠른 변위와 기준 프레임에 대한 적용점의 결과로서의 진동이나 흔들림을 방지한다. 제어 유닛은 기준 프레임에 대해서 오브젝트 테이블 또는 기판 테이블의 위치의 함수로서 힘 작동기 시스템의 보정력을 제어한다. 상기 보정력에 의해서, 변위 가능한 오브젝트 테이블 또는 기판 테이블은 기준 프레임에 대해서 일정한 위치를 가지는 소위 가상 중력 중심을 가진다. 그러므로, 위치설정 장치와 리소그래피 장치의 특정 실시예에서, 기준 프레임과 측정 시스템은 제각기, 기준 프레임에 대해서, 구동 유닛의 반작용력에 의해 발생된 기계적 진동과 변형이 없을 뿐만 아니라, 오브잭트 테이블 또는 기판 테이블의 실제 중력 중심의 변위에 의해 발생된 기계적인 진동과 변형이 없다. 위치설정 장치와 리소그래피 장치의 위치 정확도와 제각기 오브젝트 테이블와 기판 테이블의 소망의 단부 위치로의 변위에 필요한 시간은 이 방식을 사용하면 더 개선된다.Since the object table of the positioning device and the substrate table of the lithographic apparatus are placed on a guide fixed to the reference frame, the object table and the substrate table are respectively determined by the gravity acting on the object table and the substrate table. Gives support to the award. When the object table or substrate table is displaced, the point of application of the bearing force on the guide is also displaced with respect to the reference frame. The force actuator system prevents vibration or shaking as a result of significant large or rapid displacement of the object table or substrate table in the reference frame and application point to the reference frame. The control unit controls the correction force of the force actuator system as a function of the position of the object table or the substrate table with respect to the reference frame. By the correction force, the displaceable object table or the substrate table has a so-called virtual center of gravity having a fixed position with respect to the reference frame. Therefore, in a particular embodiment of the positioning device and the lithographic apparatus, the reference frame and the measuring system are each free of mechanical vibrations and deformations caused by the reaction force of the drive unit, as well as the object table or the substrate. There is no mechanical vibration or deformation caused by the displacement of the actual center of gravity of the table. The positional accuracy of the positioning device and the lithographic apparatus and the time required for the displacement of the object table and the substrate table to the desired end positions, respectively, are further improved with this scheme.

본 발명에 따른 리소그래피 장치의 다른 실시예는 리소그래피 장치가 주축에 수직인 스캐닝 방향으로 투영 시스템에 대해서 마스크 테이블을 변위하기 위한 추가의 구동 유닛을 포함하며, 상기 추가의 구동 유닛은 기계 프레임에 고정된 고정부를 포함하며, 반면에 기판 테이블은 적어도 스캐닝 방향에 평행하게 투영 시스템에 대해서 변위가능하며, 측정 시스템은 기준 프레임에 고정된 추가의 고정부와 투영 시스템에 대해서 마스크 테이블의 위치를 측정하거나 기판 테이블에 대해서 마스크 테이블의 위치를 측정하는 추가의 고정부와 함께 동작하기 위한 마스크 테이블에 고정된 추가의 가동부를 포함한다. 본 발명에 따른 리소그래피 장치의 추가의 실시예에서, 제조하에서의 반도체 기판은 반도체 기판의 싱글 필드의 노광동안 마스크와 투영시스템에 대해서 일정한 위치에 있는 것이 아니라, 대신에 반도체 기판과 마스크는 제각기 노광동안 구동 유닛과 추가의 구동 유닛에 의해 스캔닝 방향에 평행하게 투영시스템에 대해서 동시에 변위된다. 이 방법으로, 마스크상에 나타난 패턴은 스캔닝방향에 평행하게 스캔되고 반도체 기판상에 동시에 이미징된다. 그리하여, 투영 시스템에 의해서 반도체 기판상에 이미징될 수 있는 마스크의 최대 면적이 투영 시스템의 구멍의 크기에 의해서 보다 적은 정도로 제한되는 것을 얻는다. 제조될 집적 반도체 회로의 상세한 치수는 서브 마이크론 범위에 있기 때문에, 반도체 기판과 마스크는 노광동안 투영 시스템에 대해서 서브 마이크론 범위내에서도 매우 정확하게 변위되어야 한다. 반도체 회로의 제조에 필요한 시간을 감소하기 위해서, 반도체 기판과 마스크는 추가로 노광동안 상당히 고속으로 서로에 대해서 변위하여 위치설정해야 한다. 마스크에 나타난 패턴이 반도체 기판상에 감소된 크기로 이미징되기 때문에, 마스크가 변위되어지는 속도와 거리는 반도체 기판이 변위되어지는 속도와 거리보다 크고, 상기 속도사이의 비와 상기 거리사이의 비 모두는 투영 시스템의 감소 요소이다. 리소그래피 장치의 다른 실시예에서, 기판 테이블에 고정된 측정 시스템의 가동부와 함께 작동하는 측정 시스템의 고정부와, 마스크 테이블에 고정된 측정 시스템의 추가의 가동부와 함께 작동하는 측정 시스템의 추가의 고정부는 양자 모두는 기준 프레임에 고정되고, 측정 시스템의 고정부와 추가의 고정부 양자 모두는 기판 테이블의 구동 유닛의 반작용력과 마스크 테이블의 추가의 구동 유닛의 상당히 큰 반작용력에 의해 발생된 기계적 진동이 없다. 이 방법으로, 측정 시스템의 고정부와 추가의 고정부는 서로에 대해서 정확하게 정의된 위치와, 투영 시스템과, 기판 테이블과 마스크 테이블에 대해서 정확하게 정의된 기준 위치를 가진다. 그리하여, 기판 테이블과 마스크 테이블의 위치의 투영 시스템에 대한 정확도 또는 마스크 테이블의 위치의 기판 테이블에 대한 정확도가 측정 시스템의 고정부와 추가의 고정부의 위치의 부정확도에 의해서 나쁜 영향을 받지않는 것을 얻을 수 있다.Another embodiment of the lithographic apparatus according to the invention comprises an additional drive unit for displacing the mask table with respect to the projection system in a scanning direction perpendicular to the main axis, the further drive unit being fixed to the machine frame. Wherein the substrate table is displaceable relative to the projection system at least parallel to the scanning direction, wherein the measurement system measures the substrate or measures the position of the mask table relative to the additional fixture and projection system fixed to the reference frame. An additional movable part fixed to the mask table for operation with an additional fixing part for measuring the position of the mask table relative to the table. In a further embodiment of the lithographic apparatus according to the invention, the semiconductor substrate under manufacture is not in a constant position relative to the mask and projection system during exposure of a single field of the semiconductor substrate, but instead the semiconductor substrate and mask are driven during respective exposures. It is displaced simultaneously with respect to the projection system by the unit and the further drive unit parallel to the scanning direction. In this way, the pattern shown on the mask is scanned parallel to the scanning direction and imaged simultaneously on the semiconductor substrate. Thus, it is obtained that the maximum area of the mask that can be imaged on the semiconductor substrate by the projection system is limited to a lesser extent by the size of the aperture of the projection system. Since the detailed dimensions of the integrated semiconductor circuit to be manufactured are in the submicron range, the semiconductor substrate and the mask must be displaced very accurately within the submicron range with respect to the projection system during exposure. In order to reduce the time required for fabrication of the semiconductor circuit, the semiconductor substrate and the mask must further be displaced and positioned relative to each other at a fairly high speed during exposure. Since the pattern shown in the mask is imaged on the semiconductor substrate in reduced size, the speed and distance at which the mask is displaced is greater than the speed and distance at which the semiconductor substrate is displaced, and both the ratio between the speeds and the ratio between the distances The reduction factor of the projection system. In another embodiment of the lithographic apparatus, the fixing part of the measuring system which works in conjunction with the moving part of the measuring system fixed to the substrate table and the further fixing part of the measuring system which works together with the further moving part of the measuring system fixed to the mask table Both are fixed to the reference frame, and both the fixing part of the measuring system and the additional fixing part are caused by mechanical vibrations generated by the reaction force of the drive unit of the substrate table and the fairly large reaction force of the additional drive unit of the mask table. none. In this way, the fixing part and the further fixing part of the measuring system have a precisely defined position with respect to each other, a projection system, and a precisely defined reference position with respect to the substrate table and the mask table. Thus, the accuracy for the projection system of the position of the substrate table and the mask table or the accuracy of the substrate table of the position of the mask table is not adversely affected by the inaccuracy of the position of the fixing part and the further fixing part of the measuring system. You can get it.

변위가능한 기판 테이블과, 변위가능한 마스크 테이블과, 투영 시스템에 대한 마스크 테이블의 위치와 기판 테이블의 위치를 측정하기 위한 레이저 간섭계 시스템을 가진 리소그래피 장치가 미국 특허 제 5,194,893 호에 알려져 있는 것을 볼수 있다. 미국 특허 제 5,194,893 호는 레이저 간섭계 시스템의 고정부가 종래의 리소그래피 장치의 프레임에 고정되는 방법에 대해서 전혀 언급이 없다.It can be seen that a lithographic apparatus having a displaceable substrate table, a displaceable mask table and a laser interferometer system for measuring the position of the mask table relative to the projection system and the position of the substrate table is known from US Pat. No. 5,194,893. U. S. Patent No. 5,194, 893 makes no mention of how the fixing portion of the laser interferometer system is fixed to the frame of a conventional lithographic apparatus.

본 발명에 따른 리소그래피 장치의 또 다른 실시예는 마스크 테이블이 스캔닝방향에 평행하게 연장하는 제 1 가이드위로 변위가능하고 기판 테이블이 주축에 수직으로 연장하는 제 2 가이드위로 변위가능하며, 제 1 가이드와 제 2 가이드가 기준 프레임에 고정되는 것을 특징으로 한다. 기판 테이블과 마스크 테이블상에 구동유닛과 추가의 구동 유닛에 의해 생긴 구동력이 제 1,2 가이드에 거의 평행하게 안내되고, 제 1 가이드와 기판 테이블사이와 제 2 가이드와 마스크 테이블사이에 거의 기계적인 마찰이 없다면, 구동력은 기관 테이블과 마스크 테이블을 가속 또는 감속하는데 전적으로 사용되고, 제 1,2 가이드상에 기판 테이블과 마스크 테이블에 의한 상기 구동력으로 부터 발생되는 반작용력은 생기지 않는다. 테이블들이 예를들어 정적 유체 베어링에 의해 가이드를 따라서 안내될 때 가이드와 테이블사이에 기계적인 마찰이 전혀 없음을 알 수 있다. 리소그래피 장치의 실시예에서, 제 1과 제 2 가이드는 기준 프레임에 고정되기 때문에, 구동 유닛과 추가의 구동 유닛의 반작용력에 의한 가이드내의 기계적인 진동 또는 변형은 일어나지 않는다. 가이드가 상기 반작용력에 의해 발생된 기계적인 진동이 없다는 사실은 가이드내의 기계적인 진동의 부재로 인해 기판 테이블과 마스크 테이블의 위치설정 정확도가 개선될 뿐만 아니라 위치설정 정확도가 추가로 개선되고 테이블의 스캔닝 속도가, 구동 유닛과 추가의 구동 유닛의 구동력의 상당한 고 주파수와 높은 값이 기판 테이블과 마스크 테이블의 스캔닝 이동동안 허용가능하기 때문에 증가되는 것을 내포한다.Another embodiment of the lithographic apparatus according to the invention is a mask guide displaceable over a first guide extending parallel to the scanning direction and a substrate table displaceable over a second guide extending perpendicular to the main axis, the first guide And a second guide is fixed to the reference frame. The driving forces generated by the drive unit and the additional drive unit on the substrate table and the mask table are guided almost parallel to the first and second guides, and are almost mechanical between the first guide and the substrate table and between the second guide and the mask table. Without friction, the driving force is used solely to accelerate or decelerate the engine table and the mask table, and no reaction force is generated from the driving force by the substrate table and the mask table on the first and second guides. It can be seen that there is no mechanical friction between the guide and the table when the tables are guided along the guide, for example by a static fluid bearing. In an embodiment of the lithographic apparatus, since the first and second guides are fixed to the reference frame, no mechanical vibrations or deformations in the guides are caused by the reaction forces of the drive unit and the further drive unit. The fact that the guide is free from mechanical vibrations caused by the reaction force is not only due to the absence of mechanical vibrations in the guide, but also with the positioning accuracy of the substrate table and the mask table, as well as further improving the positioning accuracy and scanning of the table. The ning speed implies that the significant high frequency and high values of the driving force of the drive unit and the additional drive unit are increased because they are acceptable during the scanning movement of the substrate table and the mask table.

본 발명에 따른 리소그래피 장치의 특정 실시예는 리소그래피 장치에 전기 제어 유닛에 의해 제어되고 작동중에 기준 프레임상에 보정력을 발휘하는 힘 작동기시스템이 제공되어 있으며, 상기 보정력은 기준점에 대해 기판 테이블에 작용하는 중력의 기계적인 모멘트와 상기 기준점에 대해 마스크 테이블에 작용하는 중력의 기계적인 모멘트의 합의 값과 동일한 값을 가지는 기준 프레임의 기준점에 대한 기계적인 모멘트와, 상기 기계적인 모멘트의 합의 방향과 반대인 방향을 가지는 것을 특징으로한다. 기판 테이블과 마스크 테이블이 제각기 기준 프레임에 고정된 제 1,2 가이드상에 놓여 있음으로써, 기판 테이블과 마스크 테이블은 제각기 기판 테이블과 마스크 테이블에 작용하는 중력에 의해 결정되는 제 1,2 가이드상에 지지력을 가한다. 기판 테이블과 마스크 테이블이 변위될 때, 가이드상의 상기 지지력의 적용점은 또한 기준 프레임에 대해서 변위된다. 상기 힘 작동기 시스템을 사용하면 기준 프레임에서 기판 테이블과 마스크 테이블의 상당히 크거나 빠른 변위의 결과로서의 진동이나 흔들림을 방지한다. 제어 유닛은 기준 프레임에 대해서 기판 테이블과 마스크테이블의 위치의 함수로서 힘 작동기 시스템의 보정력을 제어한다. 상기 보정력에 의해서, 변위가능한 기판 테이블과 마스크 테이블은 기준 프레임에 대해서 일정한 위치를 가지는 소위 가상 중력 중심을 가진다. 그러므로, 리소그래피 장치의 특정 실시예에서, 기준 프레임과 측정 시스템은 구동 유닛과 추가의 구동 유닛의 반작용력에 의해 발생된 기계적 진동과 변형이 없을 뿐만 아니라, 기준 프레임에 대해서 기판테이블과 마스크 테이블의 실제 중력 중심의 변위에 의해 발생된 기계적인 진동과 변형이 없다. 구동 유닛의 위치설정 정확도는 이 방법으로 더 개선된다.A particular embodiment of the lithographic apparatus according to the present invention is provided with a force actuator system which is controlled by an electrical control unit and exerts a corrective force on a reference frame during operation, said corrective force acting on a substrate table with respect to a reference point. A mechanical moment with respect to the reference point of the reference frame having a value equal to the sum of the mechanical moment of gravity and the mechanical moment of gravity acting on the mask table with respect to the reference point, and a direction opposite to the direction of the sum of the mechanical moments Characterized in having a. By placing the substrate table and mask table on first and second guides fixed to the reference frame, respectively, the substrate table and mask table are respectively on first and second guides determined by gravity acting on the substrate table and mask table. Apply support. When the substrate table and the mask table are displaced, the point of application of the bearing force on the guide is also displaced with respect to the reference frame. The use of the force actuator system prevents vibration or shaking as a result of significant large or rapid displacement of the substrate table and the mask table in the reference frame. The control unit controls the correction force of the force actuator system as a function of the position of the substrate table and the mask table with respect to the reference frame. By the correction force, the displaceable substrate table and the mask table have a so-called virtual center of gravity having a fixed position with respect to the reference frame. Therefore, in a particular embodiment of the lithographic apparatus, the reference frame and the measurement system are not only free of mechanical vibrations and deformations caused by the reaction forces of the drive unit and the additional drive unit, but also the actual operation of the substrate table and the mask table with respect to the reference frame. There is no mechanical vibration and deformation caused by the displacement of gravity center. The positioning accuracy of the drive unit is further improved in this way.

본 발명에 따른 위치설정 장치의 특정 실시예는 서브 시스템이 기준 프레임에 고정되는 것을 특징으로 한다.A particular embodiment of the positioning device according to the invention is characterized in that the subsystem is fixed to the reference frame.

본 발명에 따른 리소그래피 장치의 특정 실시예는 투영 시스템이 기준 프레임에 고정되는 것을 특징으로 한다.A particular embodiment of the lithographic apparatus according to the invention is characterized in that the projection system is fixed to the reference frame.

위치설정 장치와 리소그래피 장치의 이들 특정 실시예에서 각각 서브 시스템과 투영 시스템과, 측정 시스템의 고정부들을 지지하는 기준 프레임은 함께 구동 유닛들의 반작용력으로부터 발생하는 기계적 진동과 변형이 없는 스티프 유닛(stiff unit)들을 구성한다. 결국, 제각기 서브 시스템과 투영 시스템에 대해서 측정 시스템의 고정부들의 위치는 특히 잘 정의 되므로, 제각기 오브젝트 테이블과 기판 테이블의 위치와, 제각기 서브 시스템과 투영 시스템에 대한 마스크 테이블의 위치를 매우 정확하게 측정할 수 있다.In these specific embodiments of the positioning apparatus and the lithographic apparatus, the reference frame for supporting the sub-system and projection system, and the fixing parts of the measuring system, respectively, is a stiff unit free from deformation and mechanical vibrations resulting from the reaction forces of the drive units. constitute units. As a result, the positions of the fixing parts of the measurement system are particularly well defined for the respective subsystem and projection system, so that the position of the object table and the substrate table, respectively, and the position of the mask table for the subsystem and projection system can be measured very accurately. Can be.

도 1과 도 2과 도 3에 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 테이블(1)과, 투영 시스템(3)과, 마스크 테이블(5)과 방사선원(7)을 구비하고 있다. 도 1, 도 2과 도 3에 도시한 리소그래피 장치는 방사선원(7)이 광원(9)와, 다이어프램(11)과 미러(13,15)를 포함하는 광학 리소그래피 장치이다. 기판 테이블(1)는 Z- 방향에 수직으로 연장하고 반도체 기판(19)이 놓여질 수 있고, 동시에 리소그래피 장치의 구동 유닛(21)에 의해서 Z-방향에 수직인 X-방향과, X-방향과 Y-방향에 수직인 Y-방향에 평행하게 투영 시스템(3)에 대해서 변위가능한 지지면(17)을 포함한다. 투영 시스템(3)은 이미징 시스템이고 Z- 방향에 평행한 광학 주축(25)과 예를 들어 4 또는 5개인 광학 감소 인자(optical reduction factor)를 가진 광학 렌즈 시스템(23)을 포함한다. 마스크 테이블(5)은 Z- 방향에 수직이고 마스크(29)가 놓여지고, 동시에 리소그래피 장치의 추가의 구동 유닛(31) 의해 투영 시스템(3)에 대해서 X- 방향에 평행하게 변위가능한 지지면(27)을 포함한다. 마스크(29)는 집적반도체 회로의 패턴 또는 부분적인 패턴을 포함한다. 작업 동안, 광원(9)에서 나온 광빔(33)은 다이어프램(11)과 미러(13, 15)를 통해서 마스크(29)를 통과하고 투영 시스템(3)에 의해서 반도체 기판(19)상에 투영되므로, 마스크(29)상에 나타난 패턴은 반도체 기판(19)상에 감소된 크기로 이미징된다. 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 투영 시스템(3)에 대해서 위치설정되며, 여기서 기판 테이블(1)는 구동 유닛(21)에 의해 X- 방향 및, 또는 Y- 방향에 평행하게 이동된다. 이 공정은 여러번 반복되고, 매번 다른 마스크를 가지므로, 층상 구조를 가진 비교적으로 복잡한-집적 회로가 제조된다.The lithographic apparatus according to the invention shown in FIGS. 1, 2 and 3 is used for the manufacture of integrated semiconductor circuits by an optical lithographic apparatus process. As schematically shown in FIG. 2, the lithographic apparatus is provided with a substrate table 1, a projection system 3, a mask table 5 and a radiation source 7 in turn when viewed parallel to the vertical Z-direction. . The lithographic apparatus shown in FIGS. 1, 2 and 3 is an optical lithographic apparatus in which the radiation source 7 includes a light source 9, a diaphragm 11, and mirrors 13 and 15. The substrate table 1 extends perpendicular to the Z-direction and on which the semiconductor substrate 19 can be placed, and at the same time the X-direction perpendicular to the Z-direction by the drive unit 21 of the lithographic apparatus, and the X-direction and A support surface 17 displaceable with respect to the projection system 3 parallel to the Y-direction perpendicular to the Y-direction. The projection system 3 is an imaging system and includes an optical lens system 23 having an optical major axis 25 parallel to the Z-direction and an optical reduction factor of 4 or 5, for example. The mask table 5 is perpendicular to the Z-direction and on which the mask 29 is placed, at the same time displaceable in parallel to the X-direction with respect to the projection system 3 by an additional drive unit 31 of the lithographic apparatus ( 27). Mask 29 includes a pattern or partial pattern of an integrated semiconductor circuit. During operation, the light beam 33 from the light source 9 passes through the mask 29 through the diaphragm 11 and the mirrors 13 and 15 and is projected onto the semiconductor substrate 19 by the projection system 3. The pattern shown on the mask 29 is imaged on the semiconductor substrate 19 in a reduced size. The semiconductor substrate 19 includes a plurality of individual fields 35 provided with the same semiconductor circuit. For this purpose, the field 35 of the semiconductor substrate 19 is continuously exposed through the mask 29, and the next field 35 is positioned relative to the projection system 3 after every exposure of the individual fields 35. In this case, the substrate table 1 is moved by the drive unit 21 in parallel to the X-direction and / or the Y-direction. This process is repeated many times, each time with a different mask, thus producing a relatively complex-integrated circuit with a layered structure.

도 2에 도시한 바와 같이, 반도체 기판(19)과 마스크(29)는 반도체 기판(19) 개별 필드(35)의 노광동안 구동 유닛과 추가의 구동 유닛(21,31)에 의해 X- 방향, 즉 스캔닝 방향에 평행한 투영 시스템(3)에 대해서 동기적으로 변위된다. 그러므로 마스크(29)상에 나타난 패턴은 스캔닝 방향에 평행하게 스캔되고 동시에 반도체 기판(19)상에 이미징된다. 이 방법으로, 제 2 도에 분명히 도시한 바와 같이, 투영 시스템(3)에 의해 반도체 기판(19)상에 이미징될 수 있는 Y- 방향에 평행하게 인도된 마스크(29)의 최대 폭(B)은 도 2에 개략적으로 도시한 투영 시스템(3)의 구멍(37)의 직경(D)에 의해서 제한된다. 투영 시스템(3)에 의해 반도체 기판(19)상에 이미징될 수 있는 마스크(29)의 허용가능한 길이(L)는 상기 직경(D)보다 크다. 소위 "스텝 앤 스캔(step and scan)" 원리를 따르는 이 이미징방법에 있어서, 투영 시스템(3)에 의해 반도체 기판(19)상에 이미징될 수 있는 마스크(29)의 최대 표면적이 투영 시스템(3)의 구멍(37)의 직경(D)에 의해 제한되므로, 소위 "스텝 앤리피트"원리를 따르는 종래 이미징법에서보다 적다. 이 종래 이미징법은 예를 들어 EP-A-0 250 031에 알려진 리소그래피장치에 사용되며, 여기서는 마스크와 반도체 기판이 반도체 기판의 노광동안 투영 시스템에 대해서 고정된 위치에 있다. 마스크(29)상에 나타난 패턴이 반도체 기판(19)상에 감소된 크기로 이미징되기 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 투영 시스템(3)의 광학 감소요소와 동일하다·결국, 또한 노광동안 마스크(29)가 변위되는 거리와 노광동안, 반도체 기판(19)가 변위하는 거리사이의 비와, 노광동안 마스크(29)가 변위되는 속도와 노광동안 반도체 기판(19)가 변위하는 속도 사이의 비 모두는 투영 시스템(3)의 광학 감소 요소와 동일하다. 도 2에 도시한 리소그래피 장치에 있어서, 반도체 기판(19)과 마스크(29)가 노광동안 이동하는 방향은 서로 반대이다. 리소그래피 장치가 마스크 패턴을 거꾸로 이미징시키지 않은 여러 투영 시스템을 포함한다면 상기 방향은 또한 동일한 방향이 될 수 있다.As shown in FIG. 2, the semiconductor substrate 19 and the mask 29 are moved in the X-direction by the drive unit and the additional drive units 21, 31 during the exposure of the individual fields 35 of the semiconductor substrate 19. That is, synchronously displaced with respect to the projection system 3 parallel to the scanning direction. Therefore, the pattern shown on the mask 29 is scanned parallel to the scanning direction and simultaneously imaged on the semiconductor substrate 19. In this way, as clearly shown in FIG. 2, the maximum width B of the mask 29 guided parallel to the Y-direction that can be imaged on the semiconductor substrate 19 by the projection system 3. Is limited by the diameter D of the aperture 37 of the projection system 3 schematically shown in FIG. The allowable length L of the mask 29, which can be imaged on the semiconductor substrate 19 by the projection system 3, is larger than the diameter D. In this imaging method which follows the so-called "step and scan" principle, the maximum surface area of the mask 29 which can be imaged on the semiconductor substrate 19 by the projection system 3 is the projection system 3. It is limited by the diameter D of the hole 37 of the < RTI ID = 0.0 >), < / RTI > This conventional imaging method is used for example in a lithographic apparatus known from EP-A-0 250 031, where the mask and the semiconductor substrate are in a fixed position relative to the projection system during exposure of the semiconductor substrate. Since the pattern shown on the mask 29 is imaged in reduced size on the semiconductor substrate 19, the length L and the width B of the mask 29 are the fields 35 on the corresponding semiconductor substrate 19. Greater than length L 'and width B', and the ratio between the lengths L and L 'and the width B and B' is equal to the optical reducing element of the projection system 3. Finally, also the ratio between the distance that the mask 29 is displaced during exposure and the distance that the semiconductor substrate 19 is displaced during exposure, the speed at which the mask 29 is displaced during exposure and the semiconductor substrate 19 during exposure. The ratio between the speeds at which the displacements are equal is the same as the optical reduction element of the projection system 3. In the lithographic apparatus shown in FIG. 2, the directions in which the semiconductor substrate 19 and the mask 29 move during exposure are opposite to each other. The direction may also be the same if the lithographic apparatus includes several projection systems that do not image the mask pattern upside down.

리소그래피 장치로 제조되는 집적 반도체 회로는 서브 마이크론 범위로 세밀한 치수를 가진 구조이다. 반도체 기판(19)이 다수의 여러 마스크를 통해 연속적으로 노광되기 때문에, 마스크상에 나타난 패턴은 서로에 대해서 반도체 기판(19)상에 이미징되므로, 서브 마이크론 범위, 심지어 나노메터 범위에서도 정확하다. 따라서, 반도체 기판(19)의 노광동안, 반도체 기관(19)과 마스크(29)는 정확하게 투영시스템(3)에 대해서 변위되어야 하므로, 구동 유닛(21,31)의 위치설정 정확도에 비교적 높은 요구조건이 부과된다.Integrated semiconductor circuits fabricated with lithographic apparatus are structures with fine dimensions in the submicron range. Since the semiconductor substrate 19 is continuously exposed through a number of different masks, the patterns shown on the masks are imaged on the semiconductor substrate 19 with respect to each other, so that they are accurate in the submicron range, even in the nanometer range. Therefore, during the exposure of the semiconductor substrate 19, the semiconductor engine 19 and the mask 29 must be accurately displaced with respect to the projection system 3, so that a relatively high requirement for the positioning accuracy of the drive units 21 and 31 is required. This is charged.

도 2에 도시한 바와 같이, 리소그래피 장치에는 투영 시스템(3)에 대해서 기판 테이블(1)의 위치를 측정하고 투영 시스템(3)에 대해서 마스크 테이블(5)의 위치를 측정하기 위한 측정 시스템(39)가 제공되어 있다. 측정 시스템(39)은 도면에 도시하지 않은 리소그래피 장치의 위치 제어 시스템과 함께 작동하여 구동 유닛(21,31)을 제어한다. 측정 시스템(39)은 통상적이고 종래 알려진 도 2에서만 도시된 레이저 간섭계 시스템(41)을 포함한다. 레이저 간섭계 시스템(41)은 기판 테이블(1)에 고정된 가동부(43,45)를 포함하며, 가동부(43)은 Y- 방향에 수직으로 연장하는 기판 테이블(1)의 제 1 반사 측벽(47)을 포함하고, 가동부(45)는 X- 방향에 수직으로 연장하는 기판 테이블(1)의 제 2 반사 측벽(49)을 포함한다. 레이저 간섭계 시스템(41)은 추가로 도 2에만 개략적으로 도시한 고정부(51,53,55)를 포함한다. 고정부(51)는 투영 시스템(3)에 대해서 기판 테이블(1)의 X- 위치을 측정하기 위한 가동부(45)와 함께 작동하는 레이저 간섭계(57)를 포함하며, 동시에 고정부(53,55)는 제각기 투영 시스템(3)에 대해서 기판 테이블(1)의 Y- 위치와 Z- 방향에 평행하게 안내된 회전축둘레의 기판 테이블(1)의 회전각(θ)을 측정하기 위한 가동부(43)와 함께 작동하는 레이저 간섭계(59,61)를 포함한다. 도 2에 추가로 도시한 바와 같이, 레이저 간섭계 시스템(41)은 추가로 마스트 테이블(5)에 고정된 가동부(63,65)를 포함하며, 추가의 가동부(63)은 Y- 방향에 수직으로 연장하는 마스크 테이블(5)의 제 1반사 측벽(67)을 포함하고, 가동부(65)는 X- 방향에 수직으로 연장하는 마스크 테이블(5)의 제 2 반사 측벽(69)을 포함한다. 레이저 간섭계 시스템(41)은 추가로 도 2에만 개략적으로 도시한 고정부(71,73,75)를 포함한다. 추가의 고정부(71)는 투영 시스템(3)에 대해서 마스크 테이블(5)의 X- 위치를 측정하기 위한 가동부(65)와 함께 작동하는 레이저 간섭계(77)를 포함하며, 동시에 고정부(73,75)는 제각기 투영 시스템(3)에 대해서 마스크 테이블(5)의 Y- 위치와 Z-방향에 평행하게 안내된 회전측둘레의 마스크 테이블(5)의 회전각(θ')을 측정하기 위한 가동부(63)과 함께 작동하는 레이저 간섭계(79,81)를 포함한다.As shown in FIG. 2, the lithographic apparatus has a measuring system 39 for measuring the position of the substrate table 1 with respect to the projection system 3 and the position of the mask table 5 with respect to the projection system 3. ) Is provided. The measuring system 39 works in conjunction with the position control system of the lithographic apparatus, which is not shown in the figure, to control the drive units 21, 31. Measurement system 39 includes a laser interferometer system 41 shown only in conventional and conventionally known FIG. 2. The laser interferometer system 41 includes movable parts 43 and 45 fixed to the substrate table 1, the movable part 43 extending from the first reflective side wall 47 of the substrate table 1 extending perpendicular to the Y-direction. And the movable portion 45 includes a second reflective sidewall 49 of the substrate table 1 extending perpendicular to the X-direction. The laser interferometer system 41 further comprises fixings 51, 53, 55 schematically shown in FIG. 2 only. The fixture 51 includes a laser interferometer 57 which works with the movable portion 45 for measuring the X-position of the substrate table 1 with respect to the projection system 3, and at the same time the fixture 53, 55. The movable part 43 for measuring the rotation angle θ of the substrate table 1 around the axis of rotation guided in parallel to the Y-position and Z-direction of the substrate table 1 with respect to the projection system 3 respectively; Laser interferometers 59 and 61 working together. As further shown in FIG. 2, the laser interferometer system 41 further comprises movable parts 63, 65 fixed to the mast table 5, with the further movable part 63 being perpendicular to the Y-direction. A first reflective sidewall 67 of the extending mask table 5 is included, and the movable portion 65 includes a second reflective sidewall 69 of the mask table 5 extending perpendicular to the X-direction. The laser interferometer system 41 further comprises fixings 71, 73, 75 which are schematically shown in FIG. 2 only. The additional fixture 71 comprises a laser interferometer 77 which works in conjunction with a movable part 65 for measuring the X-position of the mask table 5 with respect to the projection system 3, while at the same time fixing 73 75 is for measuring the rotation angle θ 'of the mask table 5 of the rotational circumference guided parallel to the Y-position and Z-direction of the mask table 5, respectively, for the projection system 3, And laser interferometers 79 and 81 that operate in conjunction with the movable portion 63.

도 1과 도 3에 도시한 바와 같이, 리소그래피 장치는 수평 바닥면상에 놓여 있는 베이스(83)를 가진다. 베이스(83)는 베이스(83)에 고정되는 수직으로 상당히 단단한 금속 칼럼(87)를 포함하는 기계 프레임(85)의 일부분을 형성한다. 또한 리소그래피 장치는 투영 시스템(3)의 광학 주축(25)에 횡방향으로 연장하고 도 1에서 볼 수 없는 중앙 광 통로 개구가 제공된 삼각형이고 상당히 단단한 금속 주판(91)을가진 기준 프레임(89)을 포함한다. 주판(91)은 아래에 상세히 기술하는, 베이스(83)상에 고정되어 있는 3개의 동적 절연체(95)상에 놓여진 3개의 코너부(93)를 포함한다. 주판(91)의 단지 두 개의 코너부(93)와 두 개의 동적 절연체(95)는 도 1과 도 3에서 볼수 있고, 3개의 모든 동적 절연체(95)는 도 4과 도 5에서 볼 수 있다. 투영 시스템(3)은 하부측 근처에 마운팅 링(97)을 가지며, 장착 링에 의해서 투영 시스템(3)은 주판(91)에 고정된다. 또한 기준 프레임(89)은 주판(91)상에 고정된 수직이고 상당히 단단한 금속 칼럼(99)을 포함한다. 투영 시스템(3)의 상부측 근처에는, 또한 마스크 테이블(5)용 지지부재(101)가 있으며, 부재는 또한 기준 프레임(89)에 속하고 기준 프레임(89)의 칼럼(99)에 고정된다. 또한 기준 프레임(89)중에는 3개의 각 코너부(93)에 인접한 주판(91)의 하부측에 고정된 3개의 수직 현수판(103)이다. 단지 두 개의 현수판(103)이 도 1와 도 3에서 부분적으로 볼수 있고 3개의 모든 현수판(103)은 도 4과 도 5에서 볼수 있다. 도 5에 도시한 바와 같이, 기준 프레임(89)에 속하는 기판 테이블(1)용 수평 지지판(105)은 또한 3개의 현수판(103)에 고정된다. 지지판(105)은 도 1에서 볼수 없고 도 4에서만 부분적으로 볼 수 있다.As shown in Figures 1 and 3, the lithographic apparatus has a base 83 lying on a horizontal bottom surface. The base 83 forms part of the machine frame 85 that includes a vertically fairly rigid metal column 87 secured to the base 83. The lithographic apparatus also has a reference frame 89 having a triangular and fairly rigid metal abacus 91 provided transversely to the optical main axis 25 of the projection system 3 and provided with a central light path opening not visible in FIG. 1. Include. The main plate 91 includes three corner portions 93 placed on three dynamic insulators 95 fixed on the base 83, which will be described in detail below. Only two corner portions 93 and two dynamic insulators 95 of the main plate 91 can be seen in FIGS. 1 and 3, and all three dynamic insulators 95 can be seen in FIGS. 4 and 5. The projection system 3 has a mounting ring 97 near the lower side, by which the projection system 3 is fixed to the main plate 91. Reference frame 89 also includes a vertical, fairly rigid metal column 99 fixed on abacus 91. Near the upper side of the projection system 3, there is also a support member 101 for the mask table 5, which also belongs to the reference frame 89 and is fixed to the column 99 of the reference frame 89. . In addition, among the reference frames 89 are three vertical suspension plates 103 fixed to the lower side of the main plate 91 adjacent to each of the three corner portions 93. Only two suspension plates 103 are partially visible in FIGS. 1 and 3 and all three suspension plates 103 are visible in FIGS. 4 and 5. As shown in FIG. 5, the horizontal support plate 105 for the substrate table 1 belonging to the reference frame 89 is also fixed to three suspension plates 103. The support plate 105 is not visible in FIG. 1 but only partially in FIG. 4.

상술한 것으로부터 기준 프레임(89)은 리소그래피 장치의 주 구성요소, 즉 기판 테이블(1)와, 투영 시스템(3)과 마스크 테이블(5)를 수직 Z- 방향에 평행하게 지지한다. 아래에 더욱더 상세히 설명되어 있는 바와 같이, 동적 절연체(95)는 상당히 낮은 기계적인 단단함(stiffness)을 가진다. 그러므로 예를 들어 바닥 진동과 같은 베이스(83)에 나타난 기계적인 진동은 동적 절연체(95)를 통해 기준 프레임(89)으로 전달되지 않는다. 그 결과로서 구동 유닛(21,31)은 베이스(83)내에 나타난 기계적인 진동에 의해서 나쁜 영향을 받지 않는다. 기계 프레임(85)의 기능을 아래에 더욱 상세히 설명하겠다.From the above, the reference frame 89 supports the main components of the lithographic apparatus, namely the substrate table 1, the projection system 3 and the mask table 5 in parallel to the vertical Z-direction. As will be explained in more detail below, the dynamic insulator 95 has a significantly low mechanical stiffness. Therefore, no mechanical vibrations appearing at the base 83, such as floor vibrations, for example, are transmitted to the reference frame 89 through the dynamic insulator 95. As a result, the drive units 21 and 31 are not adversely affected by the mechanical vibration shown in the base 83. The function of the machine frame 85 will be described in more detail below.

도 1과 도 6에 도시한 바와 같이, 마스크 테이블(5)은 지지면(27)이 있는 블록(107)을 포함한다. 기준 프래임(89)에 속하는 마스크 테이블(5)용 지지 부재(101)는 도 6에서 볼 수 있는 중앙 광 통로 개구(109)와 Z- 방향에 수직인 공통 평면내에 놓여 있고 X- 방향에 평행하게 연장하는 두 개의 평면 가이드(111)를 포함한다. 마스크 테이블(5)의 블록(107)은 X- 방향에 평행하고 Y- 방향에 평행한 이동에 자유롭고, Z- 방향에 평행하게 안내되는 마스크 테이블(5)의 회전축(113)둘레로의 회전에 자유로운, 공기정학적 베어링(도시 생략)에 의해 지지 부재(101)의 평면가이드(111)위에 안내된다.As shown in FIGS. 1 and 6, the mask table 5 includes a block 107 with a support surface 27. The support member 101 for the mask table 5 belonging to the reference frame 89 lies in a common plane perpendicular to the Z-direction and parallel to the X-direction with the central light path opening 109 seen in FIG. 6. It includes two planar guides 111 that extend. The block 107 of the mask table 5 is free of movement parallel to the X-direction and parallel to the Y-direction, and is free to rotate around the axis of rotation 113 of the mask table 5 guided parallel to the Z-direction. Guided on the planar guide 111 of the support member 101 by a free, pneumatic bearing (not shown).

도 1과 도 6에 추가로 도시한 바와 같이, 마스크 테이블(5)을 변위가능하게 시키는 추가의 구동 유닛(31)는 제 1 선형 모터(115)와 제 2 선형 모터(117)를 포함한다. 통상으로 알려진 종류의 제 2 선형 모터(117)는 기계 프레임(85)의 칼럼(87)에 고정된 고정부(119)를 포함한다. 추가의 구동 유닛(31)의 고정부(119)는 제 2 선형 모터(117)의 가동부(123)가 변위할 수 있는 X- 방향에 평행하게 연장하는 가이드(121)를 포함한다. 가동부(123)는 Y- 방향에 평행하게 연장하는 연결 암(125)를 포함하고 여기에 제 1 선형 모터(115)의 전기 코일 홀더(127)가 고정된다. 제 1 선형 모터(115)의 영구 자석 홀더(129)은 마스크 테이블(5)의 블록(107)에 고정된다. 제 1 선형 모터(115)는 EP-B-0 421 527로 부터 알려진 종류로, 도 6에 도시한 바와 같이, 제 1 X- 모터(131), 제 2 X- 모터(133), 제 3 X- 모터(135), 제 4 X- 모터(137)과 Y- 모터(139)를 포함한다. 마스크 테이블(5)은 X-모터(131,133,135,137)에 의해 X- 방향에 평행하게 변위되고 회전축(113)둘레로 회전되고, 반면에 마스크 테이블(5)은 Y- 모터(139)에 의해 Y- 방향에 평행하게 변위가능하다.As further shown in FIGS. 1 and 6, the additional drive unit 31 which displaces the mask table 5 comprises a first linear motor 115 and a second linear motor 117. A second linear motor 117 of the commonly known type comprises a fixing part 119 fixed to the column 87 of the machine frame 85. The fixing part 119 of the further drive unit 31 comprises a guide 121 extending parallel to the X-direction in which the movable part 123 of the second linear motor 117 can be displaced. The movable portion 123 includes a connecting arm 125 extending parallel to the Y-direction to which the electric coil holder 127 of the first linear motor 115 is fixed. The permanent magnet holder 129 of the first linear motor 115 is fixed to the block 107 of the mask table 5. The first linear motor 115 is a type known from EP-B-0 421 527. As shown in FIG. 6, the first X-motor 131, the second X-motor 133, and the third X are shown in FIG. 6. A motor 135, a fourth X-motor 137 and a Y-motor 139. The mask table 5 is displaced parallel to the X-direction by the X-motors 131, 133, 135 and 137 and rotated around the axis of rotation 113, while the mask table 5 is in the Y-direction by the Y-motor 139. Displaceable parallel to

반도체 기판(19)의 노광동안, 마스크 테이블(5)는 상당히 큰 거리에 걸쳐서 높은 위치정확도로 X- 방향에 평행하게 투영 시스템(3)에 대해 변위되어야 한다. 이를 성취하기 위해, 제 1 선형 모터(115)의 코일 홀더(127)는 제 2 선형 모터(117)에 의해 X 방향에 평행하게 변위되고, 마스크 테이블(5)은 제 1 선형 모터(115)의 X- 모터(131,133,135,137)의 적합한 로렌쯔힘에 의해 제 2 선형 모터(117)의 가동부(123)에 대해서 지지됨으로써, 마스크 테이블(5)의 소망의 변위는 제 2 선형 모터(117)에 의해 근사적으로 이루어진다. 이러한 투영 시스템(3)에 대한 마스크 테이블(5)의 소망 변위로 인해, X- 모터(131,133,135,137)의 로렌쯔 힘이 마스크 테이블(5)의 변위 동안 리소그래피 장치의 위치 제어 시스템에 의해 제어되고, 투영 시스템(3)에 대한 마스크 테이블(5)의 위치가 위치 제어 시스템과 함께 작동하는 레이저간섭계 시스템(41)의 레이저 간섭계(77,79,81)에 의해서 측정된다. 반도체 기판(19)의 노광중에, 제 1 선형 모터(115)는 X 방향에 평행한 마스크 테이블(5)의 변위를 제어할 뿐만 아니라, 회전축(113)둘레로 마스크 테이블(5)의 회전각과 Y 방향에 평행인 마스크 테이블(5)의 위치를 제어한다. 마스크 테이블(5)는 Y 방향에 평행하게 위치되고 제 1 선형 모터(115)에 의해 회전축(113)의 축둘레로 회전되므로, 마스크 테이블(5)의 변위는 제 1 선형 모터(115)의 위치 설정 정확도에 의해 결정된 X 방향에 대해 평행성을 갖는다. X 방향에 대해 제 2 선형 모터(117)의 가이드(121)의 평행성으로 부터의 편차를 Y 방향에 평행인 마스크 테이블(5)의 변위를 통해 보상할 수 있다. 마스크 테이블(5)의 소망의 변위는 제 2 선형 모터(117)에 의해서만 근사적으로 성취되므로, X 방향에 대해 가이드(121)의 평행성에 특별히 높은 요구조건이 주어질 필요가 없어, 비교적 간단하고 편리한 일방향 선형 모터를 제 2 선형 모터(117)로서 사용할 수 있고, 이에 의해 마스크 테이블(5)이 비교적 낮은 정확도로 비교적 큰 거리에 걸쳐 변위될 수 있다. 마스크 테이블(5)의 변위의 소망의 정확도는 마스크 테이블(5)를 제 1 선형 모터(115)에 의해 제 2 선형 모터(117)의 가동부(123)에 대해 비교적 작은 거리로 변위시키므로서 얻을 수 있다. 제 1 선형 모터(115)는 마스크 테이블(5)이 제 2 선형 모터(117)의 가동부(123)에 대해 변위되는 간격이 작기 때문에 비교적 적은 치수로 구성된다. 이렇게 함으로서 제 1 선형 모터(115)의 전기 코일의 전기 저항 손실이 최소화 된다.During exposure of the semiconductor substrate 19, the mask table 5 must be displaced with respect to the projection system 3 parallel to the X-direction with high positional accuracy over a fairly large distance. To achieve this, the coil holder 127 of the first linear motor 115 is displaced parallel to the X direction by the second linear motor 117, and the mask table 5 is of the first linear motor 115. By being supported relative to the movable portion 123 of the second linear motor 117 by suitable Lorentz forces of the X-motors 131, 133, 135, 137, the desired displacement of the mask table 5 is approximated by the second linear motor 117. Is done. Due to the desired displacement of the mask table 5 with respect to the projection system 3, the Lorentz force of the X-motors 131, 133, 135, 137 is controlled by the position control system of the lithographic apparatus during the displacement of the mask table 5, and the projection system The position of the mask table 5 relative to (3) is measured by the laser interferometers 77, 79, 81 of the laser interferometer system 41 working with the position control system. During exposure of the semiconductor substrate 19, the first linear motor 115 not only controls the displacement of the mask table 5 parallel to the X direction, but also the rotation angle and Y of the mask table 5 around the rotation axis 113. The position of the mask table 5 parallel to the direction is controlled. Since the mask table 5 is located parallel to the Y direction and is rotated around the axis of the rotation axis 113 by the first linear motor 115, the displacement of the mask table 5 is the position of the first linear motor 115. It has parallelism with respect to the X direction determined by the setting accuracy. The deviation from the parallelism of the guide 121 of the second linear motor 117 with respect to the X direction can be compensated for by the displacement of the mask table 5 parallel to the Y direction. Since the desired displacement of the mask table 5 is approximated only by the second linear motor 117, it is not necessary to give particularly high requirements to the parallelism of the guide 121 with respect to the X direction, which is relatively simple and convenient. One-way linear motor can be used as the second linear motor 117, whereby the mask table 5 can be displaced over a relatively large distance with relatively low accuracy. The desired accuracy of the displacement of the mask table 5 can be obtained by displacing the mask table 5 by a first linear motor 115 a relatively small distance to the movable portion 123 of the second linear motor 117. have. The first linear motor 115 is configured with relatively small dimensions because the distance that the mask table 5 is displaced with respect to the movable portion 123 of the second linear motor 117 is small. This minimizes the electrical resistance loss of the electrical coil of the first linear motor 115.

상술한 바와 같이, 제 2 선형 모터(117)의 고정부(119)는 석판 장치의 기계 프레임(85)에 고정된다. 그래서, 가동부(123)에 적용된 제 2 선형 모터(117)의 구동력으로부터 발생되고 고정부(119)상의 제 2 선형 모터(117)의 가동부(123)에 의해 적용된 반작용력은 기계 프레임(85)으로 전달된다. 더욱이 제 1 선형 모터(115)의 코일 홀더(127)가 제 2 선형 모터(117)의 가동부(123)에 고정되기 때문에, 가동부(123)상에 마스크 테이블(5)에 의해 가해지고 마스크 테이블(5)상에 가해진 제 1 선형 모터(115)의 로렌쯔힘으로터 발생하는 반작용력은 또한 제 2 선형 모터(117)의 가동부(123)와 고정부(119)를 통해서 기계 프레임(85)로 전달된다. 그러므로, 추가의 구동 유닛(31)에 의해 마스크 테이블(5)상에 발휘된 구동력으로 발생되고 추가의 구동 유닛(31)상에 마스크 테이블(5)에 의하여 작동 중에 발휘된 반작용력은 기계 프레임(85)으로 광범위하게 도입된다. 상기 반작용력은 소망의 위치 정확도를 이루기 위해, 제 2 선형 모터(117)의 비교적 큰 변위로부터 초래된 저주파수 성분은 물론, 제 1 선형 모터(115)에 의해 실행되는 비교적 작은 변위로부터 초래되는 고주파수성분을 갖는다. 기계 프레임(85)이 비교적 견고하고 솔리드 베이스(83)에 위치되므로, 기계 프레임(85)의 반작용력의 저주파수 성분에 의한 기계적 진동이 무시할 정도로 작다. 반작용력의 고주파수 성분은 작은 값을 갖지만, 통상, 사용된 기계 프레임(85) 같은 형태의 프레임의 공진 주파수 특성에 비교될 수 있는 주파수를 갖는다. 그 결과, 반작용력의 고주파수 성분은 기계 프레임(85)의 무시할 수 없는 고주파수 기계적 진동이 야기된다. 기계 프레임(85)은 기준 프레임(89)에서 동적으로 격리되고, 즉, 예를들어 10Hz의 소정의 임계값 위의 주파수를 갖는 기계적 진동은 기준 프레임(89)이 저주파수 동적 절연체(95)를 경유해 기계 프레임(85)에 배타적으로 결합되기 때문에 기준 프레임(89)으로 전달되지 않는다. 그래서, 추가의 구동 유닛(31)의 반작용력에 의해 기계 프레임(85)에 초래된 고주파수 기계적 진동이 상술된 플로어 진동과 유사하게 기준 프레임(89)으로 전달되지 않는다. 지지부재(101)의 평면 가이드(111)가 Z 방향에 수직으로 연장되고 마스크 테이블(5)상에 추가의 구동 유닛(31)에 의해 발생된 구동력이 또한 Z 방향에 수직으로 향하므로, 구동력은 가이드(111)에 거의 평행하게 안내된다. 마스크 테이블(5)가 블록(107)내에 제공된 공기정력학 베어링에 의해서 가이드(111)위로 안내되기 때문에, 가이드(111)와 블록(107)사이의 기계적 마찰은 거의 나타나지 않는다. 결국, 가이드(111)에 평행하게 안내되는 추가의 구동 유닛(31)의 구동력은 마스크 테이블(5)를 가속 또는 감속하는데 전적으로 사용되고, 상기 구동력에 의해 발생하는 반작용력은 가이드(111)와 기준 프레임(89)상에 마스크 테이블(5)에 의해 직접 가해지지 않는다. 더나아가, 기계 프레임(85)에 존재하는 기계적 진동은 상술된 바와 같이 마스크 테이블(5)이 제 1 선형 모터(115)의 전기 코일 시스템과 자기 시스템의 로렌쯔 힘에 의해 제 2 선형모터(117)의 가동부(123)에 배타적으로 결합되고, 로렌쯔 힘으로부터 떨어져 제 2 선형 모터(117)의 가동부(123)로부터 물리적으로 분리되어 있기 때문에, 제 2 선형 모터(117)의 가동부(123) 및 고정부(119)를 통해 기준 프레임(89)에 전달될 수 없다. 그래서, 상술된 바와 같이 기준 프레임(89)은 추가의 구동 유닛(31)의 반작용력 및 구동력에 의한 변형 및 기계적 진동이 없다. 이 장점을 아래에 부가 설명한다.As described above, the fixing portion 119 of the second linear motor 117 is fixed to the machine frame 85 of the slab device. Thus, the reaction force generated from the driving force of the second linear motor 117 applied to the movable portion 123 and applied by the movable portion 123 of the second linear motor 117 on the fixed portion 119 to the machine frame 85. Delivered. Furthermore, since the coil holder 127 of the first linear motor 115 is fixed to the movable portion 123 of the second linear motor 117, it is applied by the mask table 5 on the movable portion 123 and the mask table ( 5, the reaction force generated by the Lorentz force of the first linear motor 115 applied to the phase is also transmitted to the machine frame 85 through the movable part 123 and the fixing part 119 of the second linear motor 117. do. Therefore, the reaction force generated by the additional drive unit 31 on the mask table 5 and exerted during operation by the mask table 5 on the additional drive unit 31 is exerted on the machine frame ( 85) is widely introduced. The reaction force is a high frequency component resulting from a relatively small displacement implemented by the first linear motor 115 as well as a low frequency component resulting from a relatively large displacement of the second linear motor 117 to achieve the desired positional accuracy. Has Since the machine frame 85 is relatively rigid and located on the solid base 83, the mechanical vibrations by the low frequency component of the reaction force of the machine frame 85 are negligibly small. The high frequency component of the reaction force has a small value, but typically has a frequency that can be compared to the resonant frequency characteristics of a frame of the same type as the machine frame 85 used. As a result, the high frequency component of the reaction force causes negligible high frequency mechanical vibration of the machine frame 85. The machine frame 85 is dynamically isolated from the reference frame 89, ie mechanical vibrations having a frequency above a predetermined threshold of 10 Hz, for example, cause the reference frame 89 to pass through the low frequency dynamic insulator 95. It is not transmitted to reference frame 89 because it is exclusively coupled to the machine frame 85. Thus, the high frequency mechanical vibrations caused to the machine frame 85 by the reaction force of the additional drive unit 31 are not transmitted to the reference frame 89 similar to the floor vibration described above. Since the planar guide 111 of the support member 101 extends perpendicularly to the Z direction and the driving force generated by the additional driving unit 31 on the mask table 5 also faces perpendicular to the Z direction, the driving force is Guided almost parallel to the guide 111. Since the mask table 5 is guided onto the guide 111 by an aerodynamic bearing provided in the block 107, the mechanical friction between the guide 111 and the block 107 is hardly seen. As a result, the driving force of the additional drive unit 31 guided in parallel to the guide 111 is used exclusively to accelerate or decelerate the mask table 5, and the reaction force generated by the driving force is guide 111 and the reference frame. It is not directly applied by the mask table 5 on the 89. Furthermore, the mechanical vibrations present in the machine frame 85 are such that, as described above, the mask table 5 is driven by the second linear motor 117 by the Lorentz force of the magnetic coil and the electric coil system of the first linear motor 115. Is coupled exclusively to the movable portion 123 of the second linear motor 117 and is physically separated from the movable portion 123 of the second linear motor 117 apart from the Lorentz force, thereby the movable portion 123 and the fixed portion of the second linear motor 117. It may not be delivered to reference frame 89 via 119. Thus, as described above, the reference frame 89 is free from deformation and mechanical vibration by the reaction force and drive force of the additional drive unit 31. This advantage is further described below.

도 4 및 도 5 에 도시된 바와 같이, 기판 테이블(1)은 지지면(17)이 있는 블록(141)과 공기정력학 베어링이 제공된 공기 정력학적으로 지지된 풋(143)을 포함한다. 기판 테이블(1)는 공기 정력학적으로 지지된 풋(143)에 의해 그래나이트 지지체(147)의 상면(145)에 의해 형성된 평면 가이드위로 안내되며, 상기 상면(145)은 Z 방향에 수직으로 연장하고 상기 그래나이트 지지체(147)는 기준 프레임(89)의 지지판(105)상에 제공되어 있다. 기판 테이블(1)은 Z 방향에 평행인 기판 테이블(1)의 회전축(149)둘레의 회전 자유도 및 Y 방향에 평행하고 X 방향에 평행인 변위 자유도를 갖는다.As shown in FIGS. 4 and 5, the substrate table 1 comprises a block 141 with a support surface 17 and an pneumatically supported foot 143 provided with an aerostatic bearing. The substrate table 1 is guided onto a planar guide formed by the top surface 145 of the granite support 147 by a pneumatically energized foot 143, the top surface 145 extending perpendicular to the Z direction. The granite support 147 is provided on the support plate 105 of the reference frame 89. The substrate table 1 has rotational degrees of freedom around the axis of rotation 149 of the substrate table 1 parallel to the Z direction and displacement degrees of freedom parallel to the Y direction and parallel to the X direction.

도 1,4,5 에 추가로 도시된 바와 같이, 기판 테이블(1)의 구동 유닛(21)은 제 1 선형 모터(151), 제 2 선형 모터(153) 및 제 3 선형 모터(155)를 포함한다. 구동 유닛(21)의 제 2 선형 모터(153)와 제 3 선형 모터(155)는 추가의 구동 유닛(31)의 제 2 선형 모터(117)과 같은 종류이다. 제 2 선형 모터(153)는 기계 프레임(85)에 속하는 베이스(83)에 고정된 아암(159)에 고정된 고정부(157)를 포함한다. 고정부(157)는 Y 방향으로 평행하게 연장하는 가이드(161)를 포함하며, 이를 따라 제 2 선형 모터(153)의 가동부(163)는 변위될 수 있다. 제 3 선형 모터(155)의 고정부(165)는 X 방향에 평행하게 연장하는 가이드(167)를 갖고 제 2 선형 모터(153)의 가동부(163)에 배치되며, 이를 따라 제 3 선형 모터(155)의 가동부(169)가 변위될 수 있다. 도 5 에 도시된 바와 같이, 제 3 선형 모터(155)의 가동부(169)는 제 1 선형 모터(151)의 전기 코일 홀더(173)가 고정된 커플링부(coupling piece)(171)를 포함한다. 구동 유닛(21)의 제 1 선형 모터(151)는 EP-B-0 421 527에 공지된 종류이며, 추가의 구동 유닛(31)의 제 1 선형 모터(115)와 같다. 추가의 구동 유닛(31)의 제 1 선형 모터(115)가 상세히 상술되었으므로, 제 1 구동 유닛(21)의 제 1 선형 모터(151)의 상세한 설명은 생략한다. 기판 테이블(1)은 작동중 Z 방향에 수직인 로렌쯔힘에 의해 제 3 선형 모터(155)의 가동부(169)에 배타적으로 결합된다. 그러나, 구동 유닛(21)의 제 1 선형 모터(151)와 추가 구동 유닛(31)의 제 1 선형 모터(115) 사이의 다른 점은 구동 유닛(21)의 제 1 선형 모터(151)가 비교할 만한 파워 레이팅의 X 모터 및 Y 모터를 포함하는 반면에, 추가의 구동 유닛(31)의 제 1 선형 모터(115)의 단일 Y 모터(139)는 X 모터(131,133,135,137)의 파워 레이팅과 비교하여 비교적 낮은 파워 레이팅을 갖는다는 점이다. 이는 기판 테이블(1)이 비교적 큰 간격으로 제 1 선형 모터(151)에 의해 X 방향에 평행할 뿐만 아니라, Y 방향에 평행일 수 있다는 것을 의미한다. 더 나아가, 기판 테이블(1)은 제 1 선형 모터(151)에 의해 회전축(145)둘레로 회전할 수 있다.As further shown in FIGS. 1, 4, 5, the drive unit 21 of the substrate table 1 may be configured to drive the first linear motor 151, the second linear motor 153, and the third linear motor 155. Include. The second linear motor 153 and the third linear motor 155 of the drive unit 21 are of the same kind as the second linear motor 117 of the additional drive unit 31. The second linear motor 153 includes a fixing portion 157 fixed to an arm 159 fixed to a base 83 belonging to the machine frame 85. The fixing part 157 includes a guide 161 extending in parallel in the Y direction, such that the movable part 163 of the second linear motor 153 may be displaced. The fixing part 165 of the third linear motor 155 has a guide 167 extending parallel to the X direction and is disposed on the movable part 163 of the second linear motor 153, and accordingly the third linear motor ( Movable portion 169 of 155 may be displaced. As shown in FIG. 5, the movable portion 169 of the third linear motor 155 includes a coupling piece 171 to which the electric coil holder 173 of the first linear motor 151 is fixed. . The first linear motor 151 of the drive unit 21 is of the kind known from EP-B-0 421 527 and is the same as the first linear motor 115 of the further drive unit 31. Since the first linear motor 115 of the additional drive unit 31 has been described in detail above, the detailed description of the first linear motor 151 of the first drive unit 21 is omitted. The substrate table 1 is exclusively coupled to the movable portion 169 of the third linear motor 155 by the Lorentz force perpendicular to the Z direction during operation. However, the difference between the first linear motor 151 of the drive unit 21 and the first linear motor 115 of the additional drive unit 31 is that the first linear motor 151 of the drive unit 21 compares. While a single Y motor 139 of the first linear motor 115 of the additional drive unit 31 is relatively in comparison with the power ratings of the X motors 131, 133, 135, 137, while including a power rating of the X motor and the Y motor. It has a low power rating. This means that the substrate table 1 can be parallel to the X direction as well as parallel to the Y direction by the first linear motor 151 at relatively large intervals. Furthermore, the substrate table 1 may be rotated around the rotation axis 145 by the first linear motor 151.

반도체 기판(19)의 노광동안, 기판 테이블(1)은 높은 위치 정확도로 X방향에 평행하게 투영 시스템(3)에 대해 변위되어야 하는 한편, 기판 테이블(1)은 반도체기판(19)의 다음 필드(35)가 노광을 위해 투영 시스템(3)에 대해 놓여질때 X방향 및, 또는 Y방향에 대해 평행하게 이동해야 한다. 기판 테이블(1)을 X방향에 대해 평행하게 변위시키기 위해서, 제 1 선형 모터(151)의 코일 홀더(173)은 제 3 선형 모터(155)에 의해 X방향에 평행하게 변위되고 기판 테이블(1)이 제 3 선형 모터(155)의 가동부(169)에 대해서 제 1 선형 모터(151)의 적합한 로렌쯔힘에 의해서 이루어짐으로서, 기판테이블(1)의 소망하는 변위는 제 3 선형 모터(155)에 의해 근사적으로 얻어진다. 유사한 방법으로, Y방향에 평행한 기판 테이블(1)의 소망의 변위는 코일 홀더(173)가 제 2 선형 모터(153)에 의해 Y방향에 평행하게 변위하고, 기판 테이블(1)이 제 3 선형 모터(155)의 가동부(169)에 대한 제1 선형모터(151)의 적당한 로렌쯔힘에 의해 작동되는 것과 유사하다. X방향 또는 Y방향에 평행한 기판 테이블(1)의 상기 소망변위는 상기에 언급한 리소그래피 장치의 위치 제어시스템에 의해 기판 테이블(1)의 변위 동안 제어되는 제 1 선형모터(155)의 로렌쯔힘에 의해 이루어지며, 여기서 투영 시스템(3)에 대한 기판 테이블의 위치는 위치 제어 시스템과 함께 작동하는 레이저 간섭계 시스템(41)의 레이저 간섭계(57,59,61)에 의해 측정된다. 기판 테이블(1)의 소망 변위가 단지 제 2 선형 모터(153) 및 제 3 선형모터(155)에 의해 근사값으로 얻어지고, 따라서,제 2 ,3선형모터(153,155)의 위치설정 정확도에 특히 높은 요건이 부과되지 않기 때문에, 제 2 선형모터(153)와 제 3 선형모터(155)는 추가의 구동 유닛(31)의 제 2 선형모터(117)에서 처럼, X방향 및 Y방향에 각각 평행하게 상당히 큰거리를 비교적 낮은 정확도로 기판 테이블(1)을 변위할 수 있는 아주 간단하고 편리한 일방향 선형모터이다. 기판 테이블(1)의 변위의 소망 정확도는 기판 테이블(1)이 제 3 선형 모터(155)의 가동부(169)에 대해 비교적 작은 거리로 제 1 선형모터(155)에 의해 변위되는 것으로 수행된다. 기판 테이블(1)의 구동 유닛(21)이 마스크테이블(5)의 추가의 구동 유닛(31)과 유사한 종류이며, 구동 유닛(21)의 제 2 선형모터(153)의 고정부(157)는 추가의 구동 유닛(31)의 제2 선형 모터(117)의 고정부(119)처럼, 리소그래피 장치의 기계 프레임(85)에 고정되며, 작동 동안 구동 유닛(21)상에 기판 테이블(1)에 의해 생기고 구동유닛(21)에 의해 기판 테이블(1)상에 생긴 구동력으로 부터 발생하는 반작용력은 기계 프레임(85)에 배타적으로 전달한다. 이것은 추가의 구동 유닛(31)의 반작용력뿐만아니라 구동 유닛(21)의 반작용력이 기계 프레임(85)에 기계적 진동을 야기하여, 기준 프레임(89)로 전달되지 않는 것을 달성한다. 기판 테이블(1)이 가이드되는 그래나이트 지지체(147)의 상면(145)이 Z방향에 수직으로 연장되고, 또한, 기판 테이블(1)상에 구동 유닛(21)에 의해 생긴 구동력이 Z방향에 수직으로 안내되기 때문에, 상기 구동력은 상면(145)에 거의 평행하게 안내된다. 기판 테이블(1)이 공기 정력학적 지지된 풋(143)에 의해 상면(145)위로 안내되기 때문에, 상면(145)과 풋(143)사이에 나타난 기계적인 마찰은 전혀 없다. 결국, 상면(145)에 평행하게 안내된 구동 유닛(21)의 구동력은 기판 테이블(1)을 가속 또는 감속하는데 전적으로 사용되고, 상기 구동력으로부터 발생하는 반작용력은 상면(145)과 기준 프레임(89)상에 기관 테이블(1)에 의해 직접 발생되지 않는다.During exposure of the semiconductor substrate 19, the substrate table 1 must be displaced with respect to the projection system 3 parallel to the X direction with high positional accuracy, while the substrate table 1 is in the next field of the semiconductor substrate 19. When 35 is placed relative to the projection system 3 for exposure, it must move parallel to the X direction and, or Y direction. In order to displace the substrate table 1 parallel to the X direction, the coil holder 173 of the first linear motor 151 is displaced parallel to the X direction by the third linear motor 155 and the substrate table 1 ) Is made by a suitable Lorentz force of the first linear motor 151 relative to the movable portion 169 of the third linear motor 155, so that the desired displacement of the substrate table 1 is transferred to the third linear motor 155. Obtained approximately by In a similar manner, the desired displacement of the substrate table 1 parallel to the Y direction is such that the coil holder 173 is displaced parallel to the Y direction by the second linear motor 153, and the substrate table 1 is arranged in the third manner. It is similar to being operated by a suitable Lorentz force of the first linear motor 151 relative to the movable portion 169 of the linear motor 155. The desired displacement of the substrate table 1 parallel to the X or Y direction is the Lorentz force of the first linear motor 155 controlled during displacement of the substrate table 1 by the position control system of the lithographic apparatus mentioned above. Where the position of the substrate table relative to the projection system 3 is measured by the laser interferometers 57, 59, 61 of the laser interferometer system 41 working with the position control system. The desired displacement of the substrate table 1 is only approximated by the second linear motor 153 and the third linear motor 155, and therefore is particularly high in the positioning accuracy of the second and third linear motors 153, 155. Since no requirement is imposed, the second linear motor 153 and the third linear motor 155 are parallel in the X and Y directions, respectively, as in the second linear motor 117 of the additional drive unit 31. It is a very simple and convenient one-way linear motor that can displace the substrate table 1 over a relatively large distance with relatively low accuracy. The desired accuracy of the displacement of the substrate table 1 is performed by the substrate table 1 being displaced by the first linear motor 155 at a relatively small distance with respect to the movable portion 169 of the third linear motor 155. The drive unit 21 of the substrate table 1 is of a kind similar to the additional drive unit 31 of the mask table 5, and the fixing portion 157 of the second linear motor 153 of the drive unit 21 is Like the fixing part 119 of the second linear motor 117 of the additional drive unit 31, it is fixed to the machine frame 85 of the lithographic apparatus and on the substrate table 1 on the drive unit 21 during operation. The reaction force generated by the driving force generated by the driving unit 21 on the substrate table 1 is transmitted exclusively to the machine frame 85. This achieves that the reaction forces of the drive unit 21 as well as the reaction forces of the additional drive unit 31 cause mechanical vibrations in the machine frame 85, so that they are not transmitted to the reference frame 89. The upper surface 145 of the granite support 147 on which the substrate table 1 is guided extends perpendicular to the Z direction, and the driving force generated by the drive unit 21 on the substrate table 1 is in the Z direction. Because it is guided vertically, the driving force is guided almost parallel to the top surface 145. Since the substrate table 1 is guided onto the top surface 145 by the pneumatically energized foot 143, there is no mechanical friction present between the top surface 145 and the foot 143. As a result, the driving force of the driving unit 21 guided parallel to the upper surface 145 is used solely to accelerate or decelerate the substrate table 1, and the reaction force generated from the driving force is the upper surface 145 and the reference frame 89. It is not generated directly by the engine table 1 on the bed.

상술한 바와 같이, 반도체 기판(19)을 운반하는 기판 테이블(1)과 마스크(29)를 운반하는 마스크 테이블(5)은 반도체 기판(19)의 노광 동안 서브 마이크론 범위의 정확도로 투영 시스템(3)에 대해서 동기적으로 변위되어야 한다. 이런 위치 정확도를 얻기 위해서, 투영 시스템(3)에 대한 기판 테이블(1)과 마스크 테이블(5)의 위치는 서브 마이크론 범위, 심지어 나노메터 법위의 정확도로 반도체 기판(19)의 노광동안 측정 시스템(39)에 의해 측정되어야 한다. 상술한 바와 같이, 투영 시스템(3)에 대한 기판 테이블(1)의 위치는 측정 시스템(39)의 고정부(51,53,55)와 가동부(43,45)에 의해 측정되며, 반면에 투영 시스템(3)에 대한 마스크 테이블(5)의 위치는 측정 시스템(39)의 추가의 고정부(71,73,75)와 추가의 가동부(63,65)에 의해 측정된다. 도 3에 개략적으로 도시한 바와 같이, 측정 시스템(39)의 고정부(51,53,55)와 추가의 고정부(71,73,75)는 동적 절연체(95)에 의해 기계 프레임(85)로부터 동적으로 절연되어 있는 리소그래피 장치의 기준 프레임(89)에 고정된다. 상술하고 도 3에 개략적으로 도시한 바와 같이, 리소그래피 장치의 투영 시스템(3)은 또한 기준 프레임(89)에 고정된다. 상술한 바와 같이, 구동 유닛(21)과 추가의 구동 유닛(31)의 반작용력에 의해 기계 프레임(85)내에 발생된 기계적인 진동 뿐만 아니라 바닥 진동은 기준 프레임(89)으로 전달되지 않으므로, 기준 프레임(89)은 상기 반작용력에 의해 발생된 기계적 진동과 바닥 진동이 없다. 투영 시스템(3)과 측정 시스템(39)의 추가의 고정부(71,73,75)와 고정부(51,53,55)가 기준 프레임(89)에 고정되기 때문에, 고정부(51,53,55) 및 추가의 고정부(71,73,75)와는 기준 프레임(89)내의 기계적인 진동에 의해 발생된 기준 프레임(89)의 변형에 나쁜 영향을 주지 않은 투영 시스템(3)에 대해서 정확하게 정의된 기준 위치를 가진다. 이 방법으로, 레이저 간섭계 시스템(41)을 포함하는 측정 시스템(39)의 정확도는 상술한 기판 테이블(1)과 마스크 테이블(5)의 필요한 위치설정 정확도를 얻기 위해서 충분하므로, 투영 시스템(3)에 대해서 레이저 간섭계 시스템(41)의 고정부(51,53,55)와 추가의 고정부(71,73,75)의 기준 위치의 부정확도에 의해 나쁜 영향을 받지 않는다. 상기 부정확도는 기준 프레임(89)내의 기계적인 진동에 의해 발생된 기준 프레임(89)의 변형의 결과로서 생길 수 있다. 마스크 테이블(5)이 안내되는 가이드(111)와 기판 테이블(1)이 안내되는 상면(145)이 기준 프레임(89)에 고정되기 때문에, 가이드(111)와 상면(145)은 또한 구동 유닛(21)과 추가의 구동 유닛(31)의 반작용력과 바닥 진동에 의해 발생된 기계적인 진동이 없다· 이 방법으로, 기판 테이블(1)과 마스크 테이블(5)의 위치 정확도와 상기 위치정확도를 얻는데 필요한 시간은 더욱 개선된다.As described above, the substrate table 1 carrying the semiconductor substrate 19 and the mask table 5 carrying the mask 29 provide a projection system 3 with an accuracy in the submicron range during exposure of the semiconductor substrate 19. Must be displaced synchronously. In order to obtain this positional accuracy, the position of the substrate table 1 and the mask table 5 relative to the projection system 3 may be measured during the exposure of the semiconductor substrate 19 to an accuracy in the sub-micron range, even in nanometer order. 39). As described above, the position of the substrate table 1 relative to the projection system 3 is measured by the fixing parts 51, 53, 55 and the movable parts 43, 45 of the measurement system 39, while the projection The position of the mask table 5 relative to the system 3 is measured by the additional fixings 71, 73, 75 and the further movable parts 63, 65 of the measuring system 39. As schematically shown in FIG. 3, the fasteners 51, 53, 55 and the additional fasteners 71, 73, 75 of the measuring system 39 are connected to the machine frame 85 by a dynamic insulator 95. It is fixed to the reference frame 89 of the lithographic apparatus, which is dynamically insulated from it. As described above and schematically illustrated in FIG. 3, the projection system 3 of the lithographic apparatus is also fixed to the reference frame 89. As described above, the bottom vibration as well as the mechanical vibration generated in the machine frame 85 by the reaction forces of the drive unit 21 and the additional drive unit 31 are not transmitted to the reference frame 89, so that the reference The frame 89 is free of mechanical vibrations and floor vibrations generated by the reaction forces. The fixing parts 51, 53, as the additional fixing parts 71, 73, 75 and the fixing parts 51, 53, 55 of the projection system 3 and the measuring system 39 are fixed to the reference frame 89. 55 and the additional fixings 71, 73, 75 are accurate for the projection system 3 which does not adversely affect the deformation of the reference frame 89 generated by mechanical vibrations in the reference frame 89. Has a defined reference position. In this way, the accuracy of the measurement system 39 including the laser interferometer system 41 is sufficient to obtain the required positioning accuracy of the substrate table 1 and the mask table 5 described above, so that the projection system 3 Is not adversely affected by inaccuracies in the reference positions of the fixing portions 51, 53, 55 of the laser interferometer system 41 and the additional fixing portions 71, 73, 75. The inaccuracy may occur as a result of deformation of the reference frame 89 generated by mechanical vibrations in the reference frame 89. Since the guide 111 on which the mask table 5 is guided and the top surface 145 on which the substrate table 1 is guided are fixed to the reference frame 89, the guide 111 and the top surface 145 are also driven by a drive unit ( There is no mechanical vibration caused by the reaction forces and floor vibration of 21 and the additional drive unit 31. In this way, to obtain the positional accuracy and the positional accuracy of the substrate table 1 and the mask table 5. The time required is further improved.

도 7과 도 8은 3개의 동적 절연체(95)중 하나의 단면을 도시한다. 도시한 동적 절연체(95)는 동적 절연체(95)에 의존하는 기준 프레임(89)의 주판(91)의 모서리부(93)가 고정되어지는 장착판(175)를 포함한다. 동적 절연체(95)는 또한 기계 프레임(85)의 베이스(83)에 고정된 하우징(177)을 포함한다. 장착판(175)은 3개의 평행 인장 로드(185)에 의해 실린더형 튜브(183)내에 현수되는 중간판(181)에, Z방향에 평행하게 안내된 커플링 로드(179)를 통해 연결된다. 단지 한개의 인장로드(185)가 도 7에 가시화되어 있으며, 3개의 인장로드(185)모두는 도 8에 가시화되어 있다. 실린더형튜브(183)는 하우징(177)의 실린더형 챔버(187)내에 동심으로 맞추어 위치설정되어있다. 실린더형 튜브(183)와 실린더형 챔버(187)사이에 존재하는 공간(189)은 공압 스프링(191)의 일부를 형성하고 공급밸브(193)를 통해서 가압 공기로 채워진다. 공간(189)은 실린더형 튜브(183)의 제1부분(197)과 제2부분(199)사이 및 하우징(177)의 제1부분(201)과 제2부분(203)에 고정된 환형, 가소성 고무 멤브래인(195)에 의해 밀봉된다. 그러므로 기준 프레임(89)과 기준 프레임(89)에 의해 지지되는 리소그리픽 장치의 구성요소는 3개의 동적 절연체(95)의 공간(189)내에 있는 압축 공기에 의해 Z방향으로 평행한 방향으로 지지되며, 실린더형 튜브(183)와이에 따른 기준 프레임(89)은 멤브레인(195)의 가소성의 결과로서 실린더형 챔버(187)에 대해 임의의 운동자유도를 가진다. 공압 스프링(191)은 단단해서 3개의 동적 절연체(95)의 공압 스프링(191)과 기준 프레임(89)과 기준 프레임(89)에 의해 지지되는 리소그래피 장치의 구성요소에 의해 형성된 질량스프링 시스템은 비교적 작은 공진 주파수 예를들어, 3Hz를 가진다. 그리하여, 기준 프레임(89)은 앞서 언급한 것처럼 예를들어 10Hz 와 같은 임의의 임계값이상의 주파수를 가진 기계적 진동에 관해서 기계 프레임(85)으로부터 동적으로 격리된다. 도 7에 도시한 것처럼, 공간(189)은 협소한 통로(207)를 통해 공압 스프링(191)의 측챔버(205)에 결합한다. 협소한 챔버(207)는 실린더형 챔버(187)에 대한 실린더형 튜브(183)의 주기적인 운동을 제동하는 제동기로서 작용한다.7 and 8 show a cross section of one of three dynamic insulators 95. The illustrated dynamic insulator 95 includes a mounting plate 175 on which an edge 93 of the main plate 91 of the reference frame 89 depends on the dynamic insulator 95. The dynamic insulator 95 also includes a housing 177 fixed to the base 83 of the machine frame 85. The mounting plate 175 is connected to the intermediate plate 181 suspended in the cylindrical tube 183 by three parallel tension rods 185, via a coupling rod 179 guided parallel to the Z direction. Only one tension rod 185 is visible in FIG. 7, and all three tension rods 185 are visible in FIG. 8. The cylindrical tube 183 is positioned concentrically in the cylindrical chamber 187 of the housing 177. The space 189 existing between the cylindrical tube 183 and the cylindrical chamber 187 forms part of the pneumatic spring 191 and is filled with pressurized air through the supply valve 193. The space 189 is annular fixed between the first portion 197 and the second portion 199 of the cylindrical tube 183 and the first portion 201 and the second portion 203 of the housing 177, Sealed by a plastic rubber membrane 195. The components of the lithographic apparatus supported by the reference frame 89 and the reference frame 89 are therefore supported in a direction parallel to the Z direction by compressed air in the space 189 of the three dynamic insulators 95. The cylindrical tube 183 and thus the reference frame 89 have any freedom of movement with respect to the cylindrical chamber 187 as a result of the plasticity of the membrane 195. The pneumatic spring 191 is rigid so that the mass spring system formed by the pneumatic spring 191 of the three dynamic insulators 95 and the components of the lithographic apparatus supported by the reference frame 89 and the reference frame 89 are relatively It has a small resonant frequency, for example, 3 Hz. Thus, the reference frame 89 is dynamically isolated from the machine frame 85 with respect to mechanical vibrations with frequencies above any threshold, for example 10 Hz, as mentioned above. As shown in FIG. 7, the space 189 couples to the side chamber 205 of the pneumatic spring 191 through a narrow passageway 207. The narrow chamber 207 acts as a brake to brake the periodic movement of the cylindrical tube 183 relative to the cylindrical chamber 187.

도 7과 도 8에 부가로 도시하는 것처럼, 각각의 동적 절연체(95)은 동적 절연체(95)와 일체로 형성되는 힘 작동기(209)를 포함한다. 힘 작동기(209)는 하우징(177)의 내벽(213)에 고정되는 전기 코일 홀더(211)를 포함한다. 도 7에 도시한 것처럼, 코일 홀더(211)는 Z방향에 수직하게 연장되는 전기 코일(215)을 포함하며 도면에 파선으로 지시되어 있다. 코일 홀더(211)는 장착판(175)에 고정된 두개의 자기요크(217,219)사이에 배열되어있다. 또한, 한쌍의 영구자석(221,223), (225,227)은 각각의 요크(217,219)에 고정되고, 한쌍의 자석 (221,223),(225,227)은 전기 코일(215)의 평면에 매번 수직한 대향 방향으로 자화된다. 전류가 코일(215)를 통해 이동할때, 코일 (215)과 자석(221,223,225,227)은 Z방향에 평행한 방향으로 안내된 로렌쯔힘을 서로낸다. 상기 로렌쯔힘의 값은 하기에서 상세히 설명하는 것처럼 리소그래피 장치(도시안함)의 전기 제어기에 의해 제어한다.As further shown in FIGS. 7 and 8, each dynamic insulator 95 includes a force actuator 209 formed integrally with the dynamic insulator 95. The force actuator 209 includes an electrical coil holder 211 that is secured to the inner wall 213 of the housing 177. As shown in Fig. 7, the coil holder 211 includes an electric coil 215 extending perpendicular to the Z direction and is indicated by a broken line in the drawing. The coil holder 211 is arranged between two magnetic yokes 217 and 219 fixed to the mounting plate 175. In addition, a pair of permanent magnets 221, 223, 225, 227 are fixed to each yoke 217, 219, and a pair of magnets 221, 223, 225, 227 are magnetized in opposite directions each time perpendicular to the plane of the electric coil 215. do. As the current moves through the coil 215, the coil 215 and the magnets 221, 223, 225, 227 exert Lorentz forces guided in a direction parallel to the Z direction. The value of the Lorentz force is controlled by an electrical controller of a lithographic apparatus (not shown) as described in detail below.

동적 절연체(95)와 일체로 형성되는 힘 작동기(205)는 도 9에 개략적으로 도시하는 힘 작동기 시스템을 형성한다. 도 9는 더욱이 기준 프레임(89)과, 기준 프레임(89)에 대해서 변위가능한 기판 테이블(1)과 마스크 테이블(5) 뿐만아니라 베이스(83)와 3개의 동적 절연체(95)를 도시하고 있다. 도 9는 더욱이 X의 위치(Xs)와 Y의 위치 (Ys)를 가지는 기판 테이블(1)의 중력(G_M)의 중심과, X의 위치 (X_M)와 Y의 위치(Y_M)를 가지는 기판 테이블(5)의 중력(G)의 중심에 대해 기준 프레임(89)의 기준점(P)을 도시한다. 중력(Gs,G_M)의 상기 중심은 반도체 기판(19)를 가진 기판 테이블(1)의 총 가변 질량의 중력 중심과 마스크(29)를 가진 마스크테이블(5)의 총 가변 질량의 중력 중심을 나타내는 것이다. 도 9에 부가로 도시하는 것처럼, 3개의 힘 작동기(209)의 로렌쯔힘(F_L1,F_L2 ,F_L3)은 기준점(P)에 대한 X의 위치(X_F1,X_F2 ,X_F3) Y의 위치 (Y_F1,Y_F2,Y_F3)로 기준 프레임(89)상에 적용점을 가진다. 기준 프레임(89)이 수직 Z방향에 평행하게 마스크 테이블(5)와 기판 테이블(1)를 지지하기 때문에, 기판 테이블(1)과 마스크 테이블(5)은 제각기 지지력(Fs,F_M)을 기판 테이블(1)와 마스크 테이블(5)상에 작용하는 중력 값에 대응하는 값을 가지는 기준 프레임(89)상에 가한다. 지지력 Fs 와 F_M은 기판 테이블(1)과 마스크 테이블(5)의 중력 Gs와 G_M의 중심의 X의 위치와 Y의 위치에 대응하는 X의 위치와 Y의 위치를 갖는 기준 프레임(89)에 관련된 적용점을 갖는다. 기판 테이블(1)와 마스크 테이블(5)는 반도체 기판(19)이 노광하는 동안 기준 프레임(89)에 대해 변위하면, 기판 테이블(1)와 마스크 테이블(5)의 지지력(Fs , F_M)의 적용점은 또한 기준 프레임(89)에 대해 변위한다. 리소그래피 장치의 상기 전기 제어기는 기준 프레임(89)의 기준점(P)에 대한 로렌쯔힘(F_L1,F_L2 ,F_L3)의 기계적 모멘트의 합이 기준점(P)에 대한 기판 테이블(1)과 마스크 테이블(5)의 지지력(Fs F_M)의 기계적 모멘트 총합의 방향과 값에 대항하는 방향과 대등한 값을 가지도록 로렌쯔힘(F_L1,F_L2 ,F_L3)의 값을 제어한다.The force actuator 205 formed integrally with the dynamic insulator 95 forms the force actuator system shown schematically in FIG. 9 further shows a base frame 89 and three dynamic insulators 95 as well as a reference frame 89, a substrate table 1 and a mask table 5 displaceable relative to the reference frame 89. 9 is furthermore located in the center, X of the gravity (G _M) of the substrate table (1) having a position (Xs) and the Y position (Ys) of the X (X _M), and the Y position (Y _M) of The branch shows the reference point P of the reference frame 89 with respect to the center of gravity G of the substrate table 5. The center of gravity Gs, G _M is the center of gravity of the total variable mass of the substrate table 1 with the semiconductor substrate 19 and the center of gravity of the total variable mass of the mask table 5 with the mask 29. To indicate. As further shown in FIG. 9, the Lorentz forces F _L1 , F _L2 , F _{L3 of the} three force actuators 209 are the positions of X (X _F1 , X _F2 , X _F3 ) Y relative to the reference point P. _{Has an} application point on the reference frame 89 at positions Y _F1 , Y _F2 , Y _F3 . Since the reference frame 89 supports the mask table 5 and the substrate table 1 in parallel to the vertical Z direction, the substrate table 1 and the mask table 5 respectively support the bearing forces Fs and F _M. It is applied on the reference frame 89 having a value corresponding to the gravity value acting on the table 1 and the mask table 5. The bearing forces Fs and F _M are reference frames 89 having a position of X and a position of Y corresponding to the position of X and the position of Y of the center of gravity Gs and G _M of the substrate table 1 and the mask table 5. Has an application point associated with When the substrate table 1 and the mask table 5 are displaced with respect to the reference frame 89 during the exposure of the semiconductor substrate 19, the bearing forces Fs and F _{M of the} substrate table 1 and the mask table 5 are changed. The point of application of also displaces relative to the reference frame 89. The electrical controller of the lithographic apparatus is a mask with the substrate table 1 and mask with respect to the reference point P that the sum of the mechanical moments of the Lorentz forces F _L1 , F _L2 , F _L3 with respect to the reference point P of the reference frame 89. The values of the Lorentz forces F _L1 , F _L2 , F _L3 are controlled to have a value equal to the direction against the direction and the value of the sum of the mechanical moments of the bearing force Fs F _M of the table 5.

로렌쯔힘(F_L1,F_L2 ,F_L3)을 제어하는 제어기는 예를들어, 공지되어있고 공연히 사용되는 피드포워드 제어 루프를 포함하며, 제어기는 기판 테이블(1)와 마스크 테이블(5)의 위치를 제어하는 리소그래피장치의 위치 제어유닛(도시안함)으로부터 기판테이블(1)의 위치(Xs, Ys)와 마스크테이블(5)의 위치(X_M, Y_M)상의 정보를 수신하고, 수신된 정보는 기판 테이블(1)와 마스크 테이블(5)의 소망위치에 관한 것이다. 제어기는 대안적으로 공지되고 공연히 실시되는 피드백 제어루프를 구비하고 있으며, 여기서 제어기는 리소그래피장치의 측정 시스템(39)으로부더 기판 테이블(1)의 위치(Xs, Ys)와 마스크 테이블(5)의 위치(X_M, Y_M)의 정보를 수신하며, 수신된 정보는 기판 테이블(1)와 마스크 테이블(5)의 측정위치에 관한 것이다. 제어기는 대안적으로 상기 피드포워드와 피드백 제어 루프의 조합을 포함한다. 따라서 힘 작동기 시스템의 로렌쯔힘(F_L1,F_L2 ,F_L3)은 보정력을 형성하고 이것으로 기준 프레임(89)에 대한 마스크 테이블(5)와 기판 테이블(1)의 중력(Gs, G_M) 중심의 변위는 보정된다. 기준 프레임(89)의 기준점(P)에 관한 지지력(Fs , F_M)과 로렌쯔힘(F_L1,F_L2 ,F_L3)의 기계적 모멘트의 합이 일정한 값과 방향을 가지므로, 기판 테이블(1)와 마스크 테이블(5) 각각은 기계 프레임(89)에 대해서 거의 일정한 위치를 갖는 소위 가상 중력 중심점을 갖는다. 그리하여, 기준 프레임(89)은 반도체 기판(19)의 노광동안에 마스크 테이블(5)과 기판 테이블(1)의 중력(Gs, G_M)의 실제 중심점의 변위를 감지하지 못한다. 상기의 힘 작동기 시스템이 없이는, 기판 테이블(1)와 마스크 테이블(5)의 변위는 기준점(P)에 관한 지지력(Fs , F_M)의 기계적 모멘트에 보정되지 않는 변화를 가져오기 때문에, 그 결과, 기준 프레임(89)은 동적 절연제(isolator)(95)상에 저주파수 흔들림을 낼 수 있거나 기준 프레임(89)내에서 탄성 변형 또는 기계적 진동을 야기할 수 있다.The controller for controlling the Lorentz force F _L1 , F _L2 , F _L3 comprises, for example, a known and permissive feedforward control loop, the controller being positioned in the substrate table 1 and the mask table 5. Information on the position (Xs, Ys) of the substrate table 1 and the position (X _M , Y _M ) of the mask table 5 from the position control unit (not shown) of the lithographic apparatus for controlling the Refers to the desired positions of the substrate table 1 and the mask table 5. The controller is alternatively provided with a feedback control loop which is known and performed in practice, where the controller is placed into the measurement system 39 of the lithographic apparatus and the position (Xs, Ys) of the substrate table 1 and the mask table 5 Information of the position X _M , Y _M is received, and the received information relates to the measurement position of the substrate table 1 and the mask table 5. The controller alternatively includes a combination of the feedforward and feedback control loops. The Lorentz forces (F _L1 , F _L2 , F _L3 ) of the force actuator system thus form a correction force, which is the gravity (Gs, G _M ) of the mask table 5 and the substrate table 1 relative to the reference frame 89. The displacement of the center is corrected. Since the sum of the mechanical forces of the bearing forces Fs, F _M and the Lorentz forces F _L1 , F _L2 , F _L3 with respect to the reference point P of the reference frame 89 has a constant value and direction, the substrate table 1 ) And the mask table 5 each have a so-called virtual gravity center point having a substantially constant position with respect to the machine frame 89. Thus, the reference frame 89 does not detect the displacement of the actual center point of the gravity Gs, G _M of the mask table 5 and the substrate table 1 during the exposure of the semiconductor substrate 19. Without the force actuator system described above, the displacement of the substrate table 1 and the mask table 5 results in an uncorrected change in the mechanical moment of the bearing forces Fs, F _M with respect to the reference point P. The reference frame 89 may cause low frequency oscillation on the dynamic insulator 95 or may cause elastic deformation or mechanical vibration within the reference frame 89.

3 개의 동적 절연체(95)와 3 개의 힘 작동기(205)가 일체로 되어 있는 사실은 힘 작동기 시스템과 리소그래피 장치의 구조를 콤팩트하고 간단하게 한다. 게다가 동적 절연체(95)의 3각 배열은 힘 작동기 시스템의 작동을 특히 안정되게 한다. 힘 작동기 시스템의 보정력이 로렌쯔의 힘을 배타적으로 포함하기 때문에, 기계적 진동이 베이스(83)에 일어나고 기계 프레임(85)이 힘 작동기(209)를 통하여 기준프레임(89)에 전달되지 않는다.The fact that the three dynamic insulators 95 and the three force actuators 205 are integrated makes the structure of the force actuator system and the lithographic apparatus compact and simple. In addition, the triangular arrangement of the dynamic insulators 95 makes the operation of the force actuator system particularly stable. Since the compensating force of the force actuator system exclusively includes Lorentz's force, mechanical vibrations occur on the base 83 and no mechanical frame 85 is transmitted to the reference frame 89 through the force actuator 209.

상술한 본 발명에 따른 리소그래피 장치는 구동 유닛(21)의 고정부(157)와 추가의 구동 유닛(31)의 고정부(119)를 지지하는 기계 프레임(85)과, 제각기 기판 테이블(1)과 마스크 테이블(5)의 가이드(145,111)와, 투영 시스템(3)과, 측정 시스템(39)의 추가의 고정부(71,73,75)와 고정부(51,53,55)를 지지하는 기준 프레임(89)을 포함한다. 리소그래피 장치의 프레임 구조는 도 3에 개략적으로 도시되어있다. 또한 본 발명은 리소그래피 장치가 제공될 수 있는 다른 프레임 구조를 포함할 수 있다· 이런 대안적인 프레임 구조의 약간의 예는 후술하는 도 10a 내지 10d에 개략적으로 도시되어 있다.The lithographic apparatus according to the present invention described above comprises a machine frame 85 for holding a fixing portion 157 of a drive unit 21 and a fixing portion 119 of an additional drive unit 31, and a substrate table 1, respectively. Guides 145, 111 of the mask table 5, the projection system 3, and the additional fixing portions 71, 73, 75 and the fixing portions 51, 53, 55 of the measuring system 39. Reference frame 89. The frame structure of the lithographic apparatus is shown schematically in FIG. 3. The invention may also include other frame structures in which the lithographic apparatus may be provided. Some examples of such alternative frame structures are schematically illustrated in FIGS. 10A-10D described below.

도 10a는 기계 프레임(231)과 동적 절연체(235)에 의해서 기계 프레임(231)으로부터 동적으로 절연되어 있는 기준 프레임(233)이 제공되어 있는 본 발명에 따른 리소그래피 장치(229)를 개략적으로 도시하고 있다. 도 10a에 도시한 바와 같이, 기준프레임(233)은 측정 시스템의 고정부(51,53,55)와 (71,73,75)만 지지한다. 기계 프레임(231)은 투영 시스템(3)과, 구동 유닛(21,31)과 마스크 테이블(5)와 기판 테이블(1)의 가이드(111,145)와 같은 리소그래피 장치의 주 구성요소를 지지한다. 이 실시예에서, 측정 시스템은 마스크 테이블(5)에 대해서 기판 테이블(1)의 위치를 측정한다. 리소그래피 장치(229)의 측정 시스템은 대안적으로 기준 프레임(233)에 고정된 추가의 고정부(237)를 제공할 수 있으며 기준 프레임(233)에 대해서 투영 시스템(3)의 위치를 측정한다. 이 방법으로, 측정 시스템은 투영 시스템(3)에 대해 마스크 테이블(5)의 위치 뿐만 아니라 투영 시스템(3)에 대한 기판 테이블(1)의 위치를 측정한다. 이 실시예에서, 기준 프레임(233)에 기판 테이블(1)과 마스크 테이블(5)의 중력 중심의 변위를 보정하기 위한 힘 작동기 시스템을 제공할 필요가 없다.10a schematically depicts a lithographic apparatus 229 according to the invention in which a reference frame 233 is provided which is dynamically insulated from the machine frame 231 by a mechanical frame 231 and a dynamic insulator 235. have. As shown in FIG. 10A, the reference frame 233 supports only the fixing portions 51, 53, 55 and 71, 73, 75 of the measurement system. The machine frame 231 supports the projection system 3, the main components of the lithographic apparatus, such as the drive units 21, 31, the mask table 5, and the guides 111, 145 of the substrate table 1. In this embodiment, the measurement system measures the position of the substrate table 1 with respect to the mask table 5. The measurement system of the lithographic apparatus 229 may alternatively provide an additional fixture 237 fixed to the reference frame 233 and measure the position of the projection system 3 with respect to the reference frame 233. In this way, the measurement system measures the position of the substrate table 1 relative to the projection system 3 as well as the position of the mask table 5 relative to the projection system 3. In this embodiment, it is not necessary to provide a force actuator system in the reference frame 233 to correct displacement of the gravity center of the substrate table 1 and the mask table 5.

도 10b는 기계 프레임(241)과, 동적 절연체(245)에 의해서 기계 프레임(241)으로부터 동적으로 절연되어 있는 기준 프레임(243)이 제공되어 있는 본 발명에 따른 리소그래피 장치(239)를 개략적으로 도시하고 있다. 도 10b에 도시한 바와 같이, 기준 프레임(243)은 측정 시스템의 고정부 (51,53,55)와 (71,73,75)만 지지한다. 기계 프레임(241)은 베이직 프레임(247)과, 추가의 동적 절연체(251)에 의해 베이직 프레임(247)로부터 절연되어 있는 소위 힘 프레임(249)을 포함한다. 힘 프레임(249)은 구동 유닛(21,31)의 고정부(157,119)를 지지하며, 반면에 베이직 프레임(247)은 투영 시스템(3)과, 마스크 테이블(5)와 기판 테이블(1)의 가이드(111,145)를 제각기 지지한다. 이 실시예에서, 구동 유닛(21,31)의 반작용력은 힘 프레임(249)에 전달된다. 기준 프레임(243)과 베이직 프레임(247)양자는 상기 반작용력에 의해 발생된 기계적인 진동과 변형이 없다. 기준 프레임(243)에 기판 테이블(1)과 마스크 테이블(5)의 중력 중심의 변위를 보정하기 위한 힘 작동기 시스템을 제공할 필요가 없다.10B schematically depicts a lithographic apparatus 239 according to the present invention in which a machine frame 241 and a reference frame 243 are provided that are dynamically insulated from the machine frame 241 by a dynamic insulator 245. Doing. As shown in Fig. 10B, the reference frame 243 supports only the fixing portions 51, 53, 55 and 71, 73, 75 of the measurement system. The machine frame 241 includes a basic frame 247 and a so-called force frame 249 that is insulated from the basic frame 247 by an additional dynamic insulator 251. The force frame 249 supports the fixing portions 157, 119 of the drive units 21, 31, while the basic frame 247 is of the projection system 3, the mask table 5 and the substrate table 1. Guides 111 and 145 are supported, respectively. In this embodiment, the reaction forces of the drive units 21, 31 are transmitted to the force frame 249. Both the reference frame 243 and the basic frame 247 are free from mechanical vibration and deformation caused by the reaction force. It is not necessary to provide a force actuator system in the reference frame 243 for correcting the displacement of the center of gravity of the substrate table 1 and the mask table 5.

도 10c는 기계 프레임(255)과 동적 절연체(259)에 의해서 기계 프레임(255)으로부터 동적으로 절연되어 있는 기준 프레임(257)이 제공되어 있는 본 발명에 따른 리소그래피 장치(253)를 개략적으로 도시하고 있다. 도 10c에 도시한 바와 같이, 기준 프레임(257)은 투영 시스템(3) 및 측정 시스템의 고정부(51,53,55)와 (71,73,75)을 지지한다. 기계 프레임(255)은 구동 유닛(21,31)과 마스크 테이블(5)와 기판 테이블(1)의 가이드(111,145)를 각각 지지한다. 이 실시예에서, 기준 프레임(257)에 기판 테이블(1)과 마스크 테이블(5)의 중력 중심의 변위를 보정하기 위한 힘 작동기 시스템을 제공할 필요가 없다. 측정 시스템의 고정부(51,53,55)와 (71,73,75)는 정확하게 정의된 상호 위치를 가지므로, 측정 시스템은 투영 시스템(3)에 대해서 기판 테이블(1)과 마스크 테이블(5)의 위치를 정확하게 측정한다.10C schematically depicts a lithographic apparatus 253 according to the present invention in which a reference frame 257 is provided that is dynamically insulated from the machine frame 255 by a machine frame 255 and a dynamic insulator 259. have. As shown in FIG. 10C, the reference frame 257 supports the fixing portions 51, 53, 55 and 71, 73, 75 of the projection system 3 and the measurement system. The machine frame 255 supports the drive units 21 and 31, the mask table 5 and the guides 111 and 145 of the substrate table 1, respectively. In this embodiment, it is not necessary to provide a force actuator system in the reference frame 257 for correcting the displacement of the center of gravity of the substrate table 1 and the mask table 5. Since the fixing parts 51, 53, 55 and 71, 73, 75 of the measuring system have precisely defined mutual positions, the measuring system is adapted to the substrate table 1 and the mask table 5 with respect to the projection system 3. Measure the position of) accurately.

끝으로, 도 10d는 기계 프레임(263)과, 동적 절연체(267)에 의해서 기계 프레임(263)으로부터 동적으로 절연되어 있는 기준 프레임(265)이 제공되어 있는 본 발명에 따른 리소그래피 장치(261)를 개략적으로 도시하고 있다. 도 10d에 도시한 바와 같이, 기준 프레임(265)은 측정 시스템의 고정부(51,53,55)와 (71,73,75)와 투영 시스템(3)을 지지한다. 기계 프레임(263)은 베이직 프레임(269)과, 동적 절연체(273)에 의해 베이직 프레임(269)로부터 절연되어 있는 힘 프래임(271)을 포함한다. 베이직 프레임(269)은 마스크 테이블(5)와 기판 테이블(1)의 가이드(111,145)를 제각기 지지하며, 반면에, 힘 프레임(271)은 각 구동 유닛(21,31)의 고정부(157,119)를 지지한다. 이 실시예에서, 구동 유닛(21,31)의 반작용력은 힘 프레임(271)상에 생기므로, 기준 프레임(265)과 베이직 프레임(269)양자는 상기 반작용력에 의해 발생된 기계적인 진동과 변형이 없다. 기준 프레임(265)에 기판 테이블(1)과 마스크 테이블(5)의 중력 중심의 변위를 보정하기 위한 힘 작동기 시스템을 제공할 필요가 없다.Finally, FIG. 10D illustrates a lithographic apparatus 261 according to the present invention provided with a machine frame 263 and a reference frame 265 that is dynamically insulated from the machine frame 263 by a dynamic insulator 267. It is shown schematically. As shown in FIG. 10D, the reference frame 265 supports the fixing portions 51, 53, 55, 71, 73, 75 and the projection system 3 of the measurement system. The machine frame 263 includes a basic frame 269 and a force frame 271 that is insulated from the basic frame 269 by a dynamic insulator 273. The basic frame 269 supports the mask table 5 and the guides 111 and 145 of the substrate table 1, respectively, while the force frame 271 holds the fixing portions 157 and 119 of each drive unit 21 and 31, respectively. Support. In this embodiment, the reaction forces of the drive units 21 and 31 occur on the force frame 271, so that both the reference frame 265 and the basic frame 269 are combined with the mechanical vibration generated by the reaction forces. There is no deformation. There is no need to provide a force actuator system in the reference frame 265 to correct displacement of the center of gravity of the substrate table 1 and the mask table 5.

상술한 본 발명에 따른 리소그래피 장치는 "스텝 앤드 스캔" 원리에 의해 작업되고, 상기 원리에 따라서, 기판 테이블(1)과 마스크 테이블(5)은 반도체 기판(19)의 노광 동안 투영 시스템(3)에 대해서 동기적으로 변위된다. 또한 본 발명은 이미 상술한 "스텝 앤드 리피트" 원리에 의해 작업되고 투영 시스템(3)에 대해서 고정되어있는 마스크 테이블이 제공되어 있는 리소그래피 장치를 커버한다. 본 발명에 의해 커버 리소그래피 장치는 또한 이미 상술한 리소그래피 장치내의 추가의 구동 유닛(31)을 가진 마스크 테이블(5)이 투영 시스템(3)에 대해서 고정되어 있는 종래의 마스크 홀더와 교체됨으로써 얻는다. 이와 같은 마스크 홀더는 예를 들어 EP-A-250031에 알려져 있다. 본 발명에 따라서, "스텝 앤드 리피트"원리에 의해 작업하는 이런 리소그래피 장치에는 투영 시스템에 대해서 기판 테이블의 위치를 측정하는 측정 시스템의 고정부를 지지하는 기준 프레임이 제공되어 있다. 본 발명에 따라서, "스텝 앤드 리피트" 리소그래피 장치의 기준 프레임은 또한 리소그래피 장치의 투영 시스템 또는 투영 시스템과 고정 마스크 홀더을 지지한다. 이 경우에, 기준 프레임에 기판 테이블의 변위를 보정하기 위한 힘 작동기 시스템을 제공할 필요가 없다. 더욱이, "스텝 앤드 리피트" 리소그래피 장치의 기준 프레임은 또한 기판 테이블을 안내하는 가이드를 지지할 수 있다. 마지막 실시예에서, 기준 프레임에 기준 프레임에 대해서 기판 테이블의 중력 중심의 변위를 보정하기 위한 힘 작동기 시스템을 제공할 수 있다. 이런 힘 작동기 시스템은 기준점 둘레에 기판 테이블상에 작용하는 중력 중심의 기계적인 모멘트의 값과 동일한 값을 가지는 기준 프레임의 기준점에 대한 기계적인 모멘트와, 상기 중력의 기계적인 모멘트의 방향과 반대인 방향을 가지는 기준 프레임상에 보정력을 발생한다.The lithographic apparatus according to the present invention described above is operated by the "step and scan" principle, and in accordance with the above principle, the substrate table 1 and the mask table 5 are adapted to the projection system 3 during exposure of the semiconductor substrate 19. Displaced synchronously with respect to. The invention also covers a lithographic apparatus provided with a mask table which has already been worked on the "step and repeat" principle described above and which is fixed relative to the projection system 3. The cover lithographic apparatus is also obtained by the present invention by replacing the mask table 5 with the additional drive unit 31 in the lithographic apparatus already described above with a conventional mask holder fixed to the projection system 3. Such a mask holder is known, for example, from EP-A-250031. In accordance with the present invention, such a lithographic apparatus working on the "step and repeat" principle is provided with a frame of reference for supporting the fixing part of the measuring system for measuring the position of the substrate table with respect to the projection system. According to the invention, the reference frame of the "step and repeat" lithographic apparatus also supports the projection system or projection system of the lithographic apparatus and the fixed mask holder. In this case, there is no need to provide a force actuator system for correcting the displacement of the substrate table in the reference frame. Moreover, the reference frame of the "step and repeat" lithographic apparatus can also support a guide that guides the substrate table. In a last embodiment, a force actuator system may be provided for correcting the displacement of the center of gravity of the substrate table with respect to the reference frame. This force actuator system has a mechanical moment with respect to the reference point of the reference frame having a value equal to the mechanical moment of the center of gravity acting on the substrate table around the reference point, and a direction opposite to the direction of the mechanical moment of gravity. A correction force is generated on a reference frame having a.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 리소그래피 장치는 집적 전자 반도체 회로의 제조시 반도체 기판을 노광하는데 사용된다. 추가로, 리소그래피 장치는 대안적으로 서브 마이크론 범위내의 상세한 치수를 가진 구조로 여러 제품을 제조하는데 사용될 수 있으며, 여기서 마스크 패턴은 리소그래피 장치에 의해 기판상에 이미징된다. 집적 광 시스템의 구조 또는 자기 도메인 메모리의 전도와 검출 패턴 뿐만 아니라 액정 디스플레이 패턴의 구조는 이와 관련하여 언급될 수 있다.As mentioned above, the lithographic apparatus according to the invention is used to expose a semiconductor substrate in the manufacture of integrated electronic semiconductor circuits. In addition, lithographic apparatus can alternatively be used to manufacture several articles with structures having detailed dimensions within the submicron range, where the mask pattern is imaged on the substrate by the lithographic apparatus. The structure of the integrated optical system or the structure of the liquid crystal display pattern as well as the conduction and detection pattern of the magnetic domain memory can be mentioned in this regard.

상술한 리소그래피 장치에는 기판 테이블(1)의 회전각(θ), X 위치와, Y 위치를 측정하기 위한 3개의 레이저 간섭계(57,59,61)와 마스크 테이블(5)의 회전각(θ'), X 위치와, Y 위치를 측정하기 위한 3개의 레이저 간섭계(77,79,81)를 가진 레이저 간섭계 시스템(41)을 포함하는 측정 시스템(39)가 제공되어 있다. 또한 레이저 간섭계 시스템은 여러 수의 레이저 간섭계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 마스크 테이블(5)의 추가의 구동 유닛(31)에 모터가 제공될 있으며 모터에 의해서 마스크 테이블(5)은 X방향에 평행하게 배타적으로 변위가능하며, 이 경우에, 측정 시스템(39)의 추가의 고정부는 단지 마스크 테이블(5)의 X 방향을 측정하기 위한 단일 레이저 간섭계만 포함한다. 추가로 레이저 간섭계 시스템대신에 측정 시스템은 예를 들어, 유도 측정 시스템과 같은 기판 테이블(1) 및/또는 마스크 테이블(5)의 위치를 측정하기 위한 다른 종류의 시스템을 포함할 수 있다.In the above-described lithographic apparatus, the rotation angle θ of the substrate table 1, the X position, the three laser interferometers 57, 59, 61 for measuring the Y position and the rotation angle θ 'of the mask table 5 are measured. ), A measurement system 39 is provided that includes a laser interferometer system 41 having an X position and three laser interferometers 77, 79, 81 for measuring the Y position. The laser interferometer system may also include a number of laser interferometers. For example, an additional drive unit 31 of the mask table 5 may be provided with a motor, by means of which the mask table 5 is exclusively displaceable parallel to the X direction, in which case the measuring system ( The further fixing of 39 only includes a single laser interferometer for measuring the X direction of the mask table 5. In addition, the measurement system instead of the laser interferometer system may comprise another kind of system for measuring the position of the substrate table 1 and / or the mask table 5, for example, an inductive measurement system.

상술한 리소그래피 장치는 위치설정 장치의 오브젝트 테이블과, 투영 시스템(3)과 마스크 테이블(5)과 방사선원(7)으로 이루어진 리소그래피 장치의 기판 테이블(1)을 포함하는 위치설정 장치를 포함하며, 이들은 함께 기판 테이블(1)과, 구동 유닛(21)과 측정 시스템(39)과 기계 프레임(85)과 기준 프레임(89)상에 놓여지는 반도체 기판(19)을 노광하기 위한 상기 위치설정 장치의 서브 시스템을 구성한다. 최종적으로 주목해야 할 것은 본 발명은 또한 오브젝트 테이블과, 오브젝트 테이블상에 놓여질 대상물을 처리하기 위한 서브 시스템과, 서브 시스템에 대해서 오브젝트 테이블을 변위하기 위한 구동 유닛과 서브 시스템에 대해서 오브젝트 테이블의 위치를 측정하기 위한 측정 시스템을 포함하는 다른 종류의 위치설정 장치를 포괄하며, 여기서 구동 유닛의 고정부 기계 프레임에 고정되고 측정 시스템의 고정부가 기계 프레임과 동적으로 절연되어 있는 기준 프레임에 고정된다. 예로서는 대상물 또는 재료를 분석 또는 측정하기 위한 장치이며, 여기서 대상물 또는 재료는 측정 시스템 또는 스캔닝 시스템에 대해서 정확하게 위치되거나 변위된다. 본 발명에 따른 위치설정 장치의 다른 응용분야는 예를 들어, 정밀한 기계 툴이며, 이 툴에 의해서 렌즈와 같은 작업제품을 서브 마이크론 범위의 정확도로 가공할 수 있다. 본 발명에 따른 위치설정 장치내의 구동 유닛은 이 경우에 회전툴에 대해서 작업제품을 위치설정하거나, 회전하는 작업제품에 대해서 툴을 위치설정하는데 사용된다. 그러므로, 청구 범위와 명세서에서 언급한 "대상물을 처리하기 위한 서브 시스템"은 대상물을 가공할 수 있는 가공 시스템에 관한 것 뿐만아니라 예를 들어 서브 시스템과 처리될 대상물 사이에 기계적이거나 물리적인 접촉이 나타나지 않은 측정, 스캔닝 또는 노광 시스템도 의미한다.The lithographic apparatus described above comprises a positioning apparatus comprising an object table of the positioning apparatus and a substrate table 1 of the lithographic apparatus consisting of the projection system 3, the mask table 5 and the radiation source 7, which are Subsequently, the positioning apparatus serves to expose the substrate table 1, the drive unit 21, the measurement system 39, the semiconductor substrate 19 placed on the machine frame 85 and the reference frame 89 together. Configure the system. Finally, it should be noted that the present invention also relates to an object table, a subsystem for processing an object to be placed on the object table, a drive unit for displacing the object table with respect to the subsystem, and a position of the object table with respect to the subsystem. It encompasses another kind of positioning device comprising a measuring system for measuring, wherein the fixing part of the drive unit is fixed to the machine frame and the fixing part of the measuring system is fixed to the reference frame which is dynamically insulated from the machine frame. An example is an apparatus for analyzing or measuring an object or material, wherein the object or material is accurately positioned or displaced relative to the measuring system or scanning system. Another application of the positioning device according to the invention is, for example, a precision mechanical tool, which allows the processing of workpieces such as lenses with sub-micron range accuracy. The drive unit in the positioning device according to the invention is used in this case to position the workpiece with respect to the rotating tool or to position the tool with respect to the rotating workpiece. Therefore, the "subsystem for processing an object" mentioned in the claims and the specification not only relates to a processing system capable of processing the object, but also exhibits no mechanical or physical contact between the subsystem and the object to be processed, for example. It also means no measurement, scanning or exposure system.

Claims

위치설정 장치에 있어서,In the positioning device,

오브젝트 테이블과, 상기 오브젝트 테이블에 놓여질 대상물을 처리하기 위한 서브 시스템과, 상기 서브 시스템에 대해서 오브젝트 테이블을 변위하기 위한 구동 유닛과 상기 서브 시스템에 대해서 오브젝트 테이블의 위치를 측정하기 위한 측정 시스템을 포함하여, 상기 구동 유닛이 위치설정 장치의 기계 프레임에 고정된 고정부를 포함하며, 상기 측정 시스템은 고정부와, 상기 측정 시스템의 고정부와 함께 동작하기 위한 오브젝트 테이블에 고정된 가동부를 포함하여,An object table, a subsystem for processing an object to be placed in the object table, a drive unit for displacing the object table with respect to the subsystem, and a measurement system for measuring the position of the object table with respect to the subsystem Wherein the drive unit comprises a stationary part fixed to the machine frame of the positioning device, wherein the measuring system comprises a stationary part and a movable part fixed to an object table for operation with the stationary part of the measuring system,

상기 측정 시스템의 고정부는 상기 기계 프레임으로부터 동적으로 절연되어 있는 위치설정 장치의 기준 프레임에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 위치설정 장치.And the fixed part of the measuring system is fixed to a reference frame of the positioning device which is dynamically insulated from the machine frame.

제 1 항에 있어서,The method of claim 1,

상기 서브 시스템은 기준 프레임에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 위치설정 장치.And said subsystem is fixed to a reference frame.

제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2,

상기 오브젝트 테이블은 X 방향에 평행하게 가이드 위로 변위가능하고, 상기 가이드는 기준 프레임에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 위치설정 장치.And the object table is displaceable over the guide parallel to the X direction, the guide being fixed to the reference frame.

제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein

상기 위치설정 장치에는 전기 제어 유닛에 의해 제어되고 작동동안 기준 프레임상에 보상력을 가하는 힘 작동기 시스템이 제공되어, 상기 보상력은 기준점에 대해서 오브젝트 테이블상에 작용하는 중력의 기계적인 모멘트의 값과 같은 값을 가지는 기준 프레임의 기준점에 대한 기계적인 모멘트와 상기 중력의 기계적인 모멘트의 방향에 반대인 방향을 가지는 것을 특징으로 하는 위치설정 장치.The positioning device is provided with a force actuator system which is controlled by an electrical control unit and exerts a compensating force on the reference frame during operation, the compensating force being equal to the value of the mechanical moment of gravity acting on the object table relative to the reference point. And a direction opposite to the direction of the mechanical moment relative to the reference moment of the reference frame having the same value and the mechanical moment of gravity.

리소그래피 장치에 있어서,In a lithographic apparatus,

방사선원과, 마스크 테이블과, 주축을 가지는 투영 시스템과, 기판 테이블과, 상기 주축에 수직인 한 방향으로 투영 시스템에 대해서 기판 테이블을 변위하기 위한 구동 유닛과, 상기 투영 시스템에 대해서 기판 테이블의 위치를 측정하기 위한 측정 시스템을 포함하여, 상기 구동 유닛이 리소그래피 장치의 기계 프레임에 고정된 고정부를 포함하며, 상기 측정 시스템은 고정부와 상기 측정시스템의 고정부와 함께 작동하기 위한 기판 테이블에 고정된 가동부를 포함하여,A projection system having a radiation source, a mask table, a main axis, a substrate table, a drive unit for displacing the substrate table with respect to the projection system in a direction perpendicular to the main axis, and a position of the substrate table with respect to the projection system. Including a measuring system for measuring, said drive unit comprises a fixture fixed to the machine frame of the lithographic apparatus, said measuring system being fixed to a substrate table for operation with the fixture and the fixture of said measuring system. Including moving parts,

상기 측정 시스템의 고정부는 상기 기계 프레임으로부터 동적으로 절연되어 있는 리소그래피 장치의 기준 프레임에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.Lithographic apparatus, characterized in that the fixing part of the measuring system is fixed to the reference frame of the lithographic apparatus, which is dynamically insulated from the mechanical frame.

제 5 항에 있어서,The method of claim 5, wherein

상기 기판 테이블은 상기 주축에 수직으로 연장하는 가이드 위로 변위가능하고, 기준 프레임에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.And said substrate table is displaceable over a guide extending perpendicular to said major axis and fixed to a reference frame.

제 6 항에 있어서,The method of claim 6,

상기 리소그래피 장치에는 전기 제어 유닛에 의해 제어되고 작동동안 기준 프레임상에 보정력을 가하는 힘 작동기 시스템이 제공되어, 상기 보정력은 기준점에 대해서 기판 테이블상에 작용하는 중력의 기계적인 모멘트의 값과 같은 값을 가지는 기준 프레임의 기준점에 대한 기계적인 모멘트와 상기 중력의 기계적인 모멘트의 방향에 반대인 방향을 가지는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.The lithographic apparatus is provided with a force actuator system which is controlled by an electrical control unit and exerts a correction force on the reference frame during operation, the correction force being equal to the value of the mechanical moment of gravity acting on the substrate table with respect to the reference point. Lithographic apparatus having a mechanical moment with respect to a reference point of a reference frame and a direction opposite to the direction of the mechanical moment of gravity.

제 5 항에 있어서,The method of claim 5, wherein

상기 리소그래피 장치는 상기 주축에 수직인 스캔닝 방향으로 투영 시스템에 대해서 마스크 테이블을 변위하기 위한 추가의 구동 유닛을 포함하며, 상기 추가의 구동 유닛은 기계 프레임에 고정되어 있는 고정부를 포함하며, 반면에 기판 테이블은 스캔닝 방향에 평행하게 투영 시스템에 대해서 변위가능하고, 상기 측정 시스템은 기준 프레임에 고정되어 있는 추가의 고정부와 상기 투영 시스템에 대해서 마스크 테이블의 위치를 측정하거나 상기 기판 테이블에 대해서 마스크 테이블의 위치를 측정하기 위한 측정 시스템의 추가의 고정부와 함께 작동하기 위하여 마스크 테이블에 고정된 추가의 가동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.The lithographic apparatus comprises an additional drive unit for displacing the mask table with respect to the projection system in a scanning direction perpendicular to the main axis, the further drive unit comprising a fixture fixed to the machine frame, while The substrate table is displaceable with respect to the projection system parallel to the scanning direction, and the measurement system measures the position of the mask table relative to the projection system or with respect to the projection table with an additional fixture fixed to the reference frame. A lithographic apparatus comprising an additional movable part fixed to the mask table for operation with an additional fixing part of the measuring system for measuring the position of the mask table.

제 8 항에 있어서,The method of claim 8,

상기 마스크 테이블은 스캔닝 방향에 평행하게 연장하는제 1 가이드 위로 변위 가능하고, 상기 기관 테이블은 주축에 수직으로 연장하는 제 2가이드 위로 변위 가능하고, 상기 제 1,2 가이드는 기준 프레임에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.The mask table is displaceable over a first guide extending parallel to the scanning direction, the tracheal table is displaceable over a second guide extending perpendicular to the main axis, and the first and second guides are fixed to the reference frame. Lithographic apparatus, characterized in that.

제 9 항에 있어서,The method of claim 9,

상기 리소그래피 장치에는 전기 제어 유닛에 의해 제어되고 작동동안 기준 프레임상에 보정력을 가하는 힘 작동기 시스템이 제공되어, 상기 보정력은 기준점에 대해서 기판 테이블상에 작용하는 중력의 기계적인 모멘트와 상기 기준점에 대한 마스크 테이블상에 작용하는 기계적인 모멘트의 합의 값과 같은 값의 기준 프레임의 기준점에 대한 기계적인 모멘트와 상기 기계적인 모멘트의 합의 방향에 반대인 방향을 가지는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.The lithographic apparatus is provided with a force actuator system which is controlled by an electrical control unit and exerts a correction force on a reference frame during operation, the correction force being a mechanical moment of gravity acting on a substrate table with respect to a reference point and a mask for the reference point. And a direction opposite to the direction of the sum of the mechanical moment and the mechanical moment relative to the reference point of the frame of reference equal to the value of the sum of the mechanical moment acting on the table.

제 5항 내지 제 10항에 있어서,The method according to claim 5, wherein

상기 투영 시스템은 상기 기준 프레임에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.And said projection system is fixed to said reference frame.