KR100434618B1 - 측정시스템용기준프레임을가진위치설정장치 - Google Patents

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.

Description

측정 시스템용 기준 프레임을 가진 위치설정 장치

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.

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.

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.

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.

본 발명을 첨부의 도면을 참고로 아래에 상세히 설명하겠다.

도 1는 본 발명에 따른 리소그래피 장치의 사시도.

도 2는 도 1의 리소그래피 장치의 다이어그램.

도 3는 도 1의 리소그래피 장치의 기계 프레임과 기준 프레임의 다이어그램.

도 4는 도 1의 리소그래피 장치의 베이스와 기판 테이블의 평면도.

도 5는 도 4의 리소그래피 장치의 베이스와 기판 테이블의 평면도.

도 6는 도 1의 리소그래피 장치의 마스크 테이블의 평면도.

도 7는 도 1의 리소그래피 장치의 동적 절연체의 단면도.

도 8은 도 7의 VIII- VIII선을 따라 취한 단면도.

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

도 10a 내지 도 10d는 본 발명에 따른 리소그래피 장치의 대안적인 프레임 구조의 개략도.

본 발명의 목적은 상술한 단점을 가능한 많이 방지하는 서두에 언급한 종류의 위치설정 장치와 리소그래피 장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 따라서, 이 목적을 위해서 위치설정 장치는 측정 시스템의 고정부가 기계 프레임으로부터 동적으로 절연되어 있는 위치설정 장치의 기준 프레임에 고정되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따라서, 이 목적을 위해서 리소그래피 장치는 측정 시스템의 고정부가 기계 프레임으로부터 동적으로 절연되어 있는 리소그래피 장치의 기준 프레임에 고정되는 것을 특징으로 한다.

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.

본 발명에 따른 위치설정 장치의 특정 실시예는 오브젝트 테이블이 적어도 X-방향에 평행하고, 기준 프레임에 고정되어 있는 가이드에 걸쳐서 변위 가능한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 리소그래피 장치의 특정 실시예는 기판 테이블이 주축에 수직으로 연장하고, 기준 프레임에 고정되어 있는 가이드에 걸쳐서 변위가능한 것을 특징으로 한다.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

본 발명에 따른 위치설정 장치의 특정 실시예는 서브 시스템이 기준 프레임에 고정되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 리소그래피 장치의 특정 실시예는 투영 시스템이 기준 프레임에 고정되는 것을 특징으로 한다.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Claims (11)

1. 위치설정 장치에 있어서,

   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,

   상기 측정 시스템의 고정부는 상기 기계 프레임으로부터 동적으로 절연되어 있는 위치설정 장치의 기준 프레임에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 위치설정 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 서브 시스템은 기준 프레임에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 위치설정 장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 오브젝트 테이블은 X 방향에 평행하게 가이드 위로 변위가능하고, 상기 가이드는 기준 프레임에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 위치설정 장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   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.
5. 리소그래피 장치에 있어서,

   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,

   상기 측정 시스템의 고정부는 상기 기계 프레임으로부터 동적으로 절연되어 있는 리소그래피 장치의 기준 프레임에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 기판 테이블은 상기 주축에 수직으로 연장하는 가이드 위로 변위가능하고, 기준 프레임에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
7. 제 6 항에 있어서,

   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.
8. 제 5 항에 있어서,

   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.
9. 제 8 항에 있어서,

   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.
10. 제 9 항에 있어서,

    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.
11. 제 5항 내지 제 10항에 있어서,

    상기 투영 시스템은 상기 기준 프레임에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.