KR20050084304A - 높은 위치 정밀도로 물체를 처리하는 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 웨이퍼와 같은 물체(19)를 정확하게 제어된 위치에서 처리하는 장치에 관한 것이다. 상기 물체(19)는 한 경로를 따라서 이동가능한 작업대(12)에 의해 지지된다. 작업대(12)에 부착된 현가장치 액츄에이터부(14)는 상기 경로를 따라서 지지 구조체상의 연성 자기 소자(34)의 표면에 대면하는 자극을 갖는 연성 자기 코어(24), 및 코어(24)를 통과하여 자극을 통해서 흐르고 연성 자기 소자(34)를 통해 복귀되는 자계를 생성하기 위해서 전류의 인가를 위한 권선(20)을 포함한다. 센서(17)는 위치 기준 소자(16)와 관련하여 현가장치 액츄에이터부(14)의 측정된 위치를 감지한다. 제어 회로는 외부 제어 회로(40) 및 내부 제어 회로(42)를 포함한다. 외부 제어 회로(40)는 감지 결과를 수신하고, 액츄에이터부(14)의 측정된 위치를 요구된 값으로 조절하기 위해서 힘의 세트포인트 정보를 결정한다. 내부 제어 회로(42)는 힘의 세트포인트 정보를 수신하고, 힘의 세트포인트 정보에 따라서 액츄에이터부(14)와 지지 구조체(10) 사이의 힘을 실현하도록 전류를 제어한다.

Description

높은 위치 정밀도로 물체를 처리하는 장치{APPARATUS FOR PROCESSING AN OBJECT WITH HIGH POSITION ACCURANCY}

본 발명은 스캐닝 또는 계단식 이동을 수행하는 정확하게 위치결정된 테이블상에서 물체를 처리하기 위해 하전 입자빔을 이용하는 정밀 장비에 관한 것이다. 본 발명은 또한 예를 들어 리소그래피 장비를 위한 정확한 위치결정 장비에 관한 것이다. 추가로, 본 발명은 자기 저항 액츄에이터를 구비하는 장비에 관한 것이다.

미국 특허출원 제2003/0007140호{코레나가(Korenaga)}는 웨이퍼스테이지(waferstage) 이동장치를 개시하고 있다. 반도체 웨이퍼를 처리하는 동안, 테이블의 계단식 또는 스캐닝 이동과 함께, 그 위에 웨이퍼가 있는 테이블의 매우 정확한 위치결정을 수행할 필요가 있다. 테이블의 위치는 주위 진동과 상관없어야 한다. 이것은 테이블의 이동 및 현가(suspension)을 위한 특수 장비를 필요로 한다. 이러한 목적으로, 종래에는 선형 모터가 사용되었고, 상기 선형 모터는 로렌츠 법칙에 따라서 작동한다. 즉, 이러한 모터는 자계에서 이동가능하게 현가되는 권선(winding) 및 상기 권선을 통한 전류의 인가에 의해 힘을 생성하기 위한 전류 소스를 포함한다. 일련의 영구 자석은 권선이 통과하여 이동하는 공간내에 자계를 생성한다. 로렌츠 법칙에 따라서 자기 베어링{자기부상(maglev)}을 실현하기 위해 유사한 기술이 사용될 수 있다. 로렌츠 법칙에 기초한 이동 제어기를 이용하는 한가지 이점은, 생성된 힘이 지지 구조체의 진동에 의해 거의 영향을 받지 않는다는 점이다.

로렌츠 법칙에 기초한 자기 베어링 또는 이동에서의 문제점 중의 하나는, 상당한 전력 손실을 수반한다는 점이다. 결과적인 가열은 직접적 또는 간접적으로 냉각에 대한 필요성에 기인한 추가적인 진동 또는 열 작용에 의해 발생되는 변형과 같은 여러 문제점을 야기시킨다. 코레나가는 힘 소모를 감소시키기 위한 솔루션을 설명하고 있다. 코레나가는 짧은 스트로크(stroke)의 정교한 위치결정 스테이지를 이동시키는 긴 스트로크의 선형 모터를 이용한다. 선형 모터의 권선은 철심 주위에 감기고, 철심은 이동을 발생시키기 위해 요구되는 전력 소모를 감소시키지만, 이는 상기 철심이 모터 자석을 방해(clogging)하는 경향이 있다는 사실을 묵인하며, 자석으로부터의 진동이 테이블로 전달되고 정확한 위치 제어를 실현하기 어렵게 만드는 결과를 갖는다.

그럼에도 불구하고, 코레나가는 정교한 위치결정 스테이지를 추가함으로써 정확한 위치결정을 실현하는데, 상기 스테이지는 또한 로렌츠 법칙을 이용하지만 권선내에 철심을 포함하지 않는 작은 액츄에이터를 갖는다. 상기 선형 모터는 짧은 스트로크의 액츄에이터가 범위 밖으로 나갈 우려가 있는 경우에 이동을 실현하기 위해서만 사용된다. 로렌츠 법칙에 따라서 사용되는 철심없는 권선은 진동을 거의 또는 전혀 전달하지 않는데, 이는 권선이 자계를 생성한 자석과 권선의 상대적 위치에 거의 종속되지 않는 힘을 생성하기 때문이다.

또한, 코레나가는 작은 스트로크의 액츄에이터와 최종 테이블 사이의 전자기 결합을 이용한다. 전자기 결합은 중앙의 자화가능한 원통, 및 상기 원통과 대면하는 레그(leg) 및 자계를 발생하기 위해 상기 레그 주위에 권선을 갖는, 다수의 E-형상의 자심으로 실현된다. 전자기 결합은 테이블상에서의 선형 모터의 가속화 효과를 보상하기 위해 사용된다. 정교한 위치결정 스테이지에 위치결정이 맡겨져서, 자심의 방해 작용은 아무런 역할도 하지 않는다.

이러한 이동 시스템에서의 로렌츠 법칙의 이용은 여러 단점을 갖는다. 코레나가에 의해 이미 주지된 바와 같이, 코어없이 권선이 사용되는 경우에 열 발생에 대한 문제점이 존재한다. 이러한 문제점은 정교한 이동을 위해서만 이러한 권선을 이용함으로써 특정 범위까지 감소된다.

또한, 모터 또는 베어링에 의해 유지되는 테이블을 향하고 있는, 하전 입자의 빔을 이용하는 영상화 장비{예를 들어, E-빔 라이터(writer)}에서, 상기 액츄에이터의 자계가 빔을 섭동하는 추가적인 문제점이 존재한다. 종종 이것은 테이블과 모터 또는 베어링 사이에 연결된 기계적 운송부를 이용하여, 빔으로부터 먼 거리에 있는 모터 및/또는 자기 베어링의 위치 결정을 강요한다. 이러한 장거리 운송부는 위치 제어를 힘들게 만든다. 이러한 문제점은 권선내에 자화가능한 코어를 이용함으로써, 이러한 코어가 자계를 국소화하는 범위까지 크게 감소될 수 있지만, 코레나가에 의해 경고된 방해 문제는 이것을 문제가 있는 것으로 만든다.

도 1은 하전 입자빔 처리 장치를 나타내는 도면.

도 2는 자기 저항 액츄에이터의 일부를 나타내는 도면.

도 3은 차폐 구조체를 나타내는 도면.

도 3a는 추가적인 차폐 구조체를 나타내는 도면.

도 4는 제어 회로를 나타내는 도면.

도 4a는 추가적인 제어 회로를 나타내는 도면.

도 5는 다른 제어 회로를 나타내는 도면.

도 6은 추가 자석을 구비한 자기 저항 액츄에이터를 나타내는 도면.

도 7은 긴 스트로크의 로렌츠 액츄에이터를 구비한 베어링을 나타내는 도면.

도 8은 자기 저항 액츄에이터의 한 실시예를 나타내는 도면.

도 9는 소자 자석을 구비한 액츄에이터를 나타내는 도면.

그중에서도 특히, 본 발명의 목적은 하전 입자빔과 호환되고/호환되거나 적은 열을 발생하는 정확한 위치결정 장비를 구비한 장치를 제공하는 것이다.

그중에서도 특히, 본 발명의 목적은 그러한 장치를 제공하는 것이고, 여기서 고정자(stator) 및 병진기(translator) 양쪽에서 자기 물질이 사용되며, 진동의 전달이 감소된다.

본 발명의 한 양상에 따른 장치가 청구항 1에 설명된다. 이 양상에 따르면, 자기 저항 액츄에이터는 물체의 정밀 처리동안 처리 경로를 따라 이동되는 물체 테이블을 현가시키기 위해 사용된다. 자기 저항 액츄에이터는 테이블용 지지 구조체상의 처리 경로와 평행하게 연장되는 수동 연성 자기 카운터 표면을 포함한다. 테이블에 부착된, 자기 저항 액츄에이터는 카운터 표면에 대면하고 있는 자극을 갖는 연성 자심을 포함하는 능동 부분을 포함한다. 상기 표면에 수직인 능동 부분의 위치는 상기 코어 주위의 권선을 통과하는 전류에 의해 자기력을 발생시킴으로써 조절된다.

권선을 통과하는 전류는 네스트형(nested) 제어 회로내에서 제어된다. 외부 제어 회로내에서는, 카운터 표면으로부터 기계적으로 격리되는 기준과 관련한 능동 부분의 위치에 관한 정보가 측정되고 자기 저항 액츄에이터에 의해 가해져야 할 힘을 표시하는 힘의 세트포인트 정보를 계산하기 위해 사용된다. 힘의 세트포인트 정보는 힘에 비례하는 수 또는 예를 들어 힘의 제곱근에 비례하는 수를 표시할 수 있다.

내부 제어 회로내에서는, 권선을 통과하는 전류를 제어하기 위해 힘의 세트포인트 정보가 사용된다. 내부 루프는 외부 루프보다 훨씬 더 빠른 응답 특징을 갖고, 그 응답 속도는 기계적 요인에 의해 제한된다. 그 결과, 방해가 방지되고, 진동 또는 유도된 카운터 표면의 변형이 위치결정에 영향을 미치지 않으며, 이는 정밀 처리를 위해 자기 저항 액츄에이터를 사용할 수 있게 한다.

과거의 발명으로서, 미국특허 제5,814,774호는 엘리베이터를 개시하고 있는데, 여기서 제어된 힘을 갖는 자기 저항 액츄에이터가 원활한 탑승을 제공하기 위해 적용되고, 미국특허 제5,387,851호는 잠수함용 엔진을 개시하고 있는데, 여기서 제어된 힘을 갖는 자기 저항 액츄에이터는 엔진의 진동이 엔진의 베이스로 전달되는 것을 방지하기 위해 사용된다는 점에 유의할 수 있다. 명백하게, 상기 특허공보는 정확하게 위치결정된 물체 테이블을 구비한 장비를 처리하는 기술 분야가 아니다.

바람직하게, 요구되는 힘을 보장하는 레벨로 전류를 조정하기 위해 자극과 카운터 표면 사이의 갭 거리 및/또는 자극에서의 자속에 관한 실시간 측정된 정보가 측정된다. 그러나, 갭 거리가 측정되더라도, 힘의 세트포인트를 선택하기 위해서는 사용되지 않지만, 힘의 세트포인트를 실현하기 위해 필요한 전류를 조정하기 위해서만 사용된다.

상기 장치의 한 실시예에서, 연성 자기 소자 및 자화가능한 코어가 슬롯내에 제공되고, 상기 슬롯은 테이블의 이동 경로와 평행하게 연장되는 측벽을 갖는다. 상기 측벽은 상기 코어 및 연성 자기 소자로부터 자계를 차폐하기 위해 높은 투자율을 갖는다. 따라서, 현가 메커니즘은 하전 입자빔의 처리 장비와 좀더 호환가능해진다. 추가적인 실시예에서, 테이블 및 지지 구조체와 교대로 연결되는 다수의 측벽 쌍이 제공될 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 측벽은 또한 처리 경로를 따라서 테이블을 구동하는데 사용되는 선형 모터의 자석을 차폐한다.

다른 실시예에서, 자화가능한 코어의 자극에 인접하여 소자(degaussing) 자석이 제공되고, 상기 경로를 따른 이동 동안의 자극의 통과에 이어서 연성 자계의 잔류 자화가 감소되도록 배치된다. 바람직하게, 소자 자석은, 테이블이 뒤로 이동되는 경우 및 테이블이 앞으로 이동되는 경우 양쪽에서 자극을 추적하도록 자극의 양쪽상에 소자 자석이 제공되지만, 그러나 만일 현가장치가 능동인 경우에 테이블이 상당한 거리에 걸쳐서 뒤로 이동되지 않는다는 것이 보장될 수 있다면, 한쪽 측부상의 소자 자석으로 충분할 수 있다.

다른 실시예에서, 테이블에 부착된 영구 프리텐셔닝(pretensioning) 자석이 제공되고, 상기 자석은 자화가능한 코어와 평행한 또는 상기 코어를 관통하는 연성 자기 소자상에서 작용한다. 따라서, 전력 소비가 감소된다.

그중에서도 특히, 본 발명의 목적은 자계 강도가 낮게 유지되어야 하는 장치내에서의 자기 저항 액츄에이터의 유용성을 개선하는 것이다.

본 발명의 한 양상에 따르면, 자기 저항 액츄에이터의 능동 부분에는 수동 표면과 대면하는 능동 부분의 한 면내에서 맞물리게 연장되도록 놓인 자화가능한 핑거(finger)의 2개 어레이가 제공된다. 각각의 핑거 어레이는 상기 어레이의 핑거만이 연결되는 그 자체 자화가능한 베이스를 갖고, 상기 베이스는 전기 코일을 이용하여 자계가 발생될 수 있는 자화가능한 복귀 경로를 통해 서로 연결된다. 이러한 방식으로, 많은 자극을 갖는 자계가 작은 공간내에서 발생될 수 있다. 이러한 자계가 수동 표면을 따라서 이동되는 경우에, E 또는 U 형상 코어보다 더 적은 잔류 자화를 남겨둔다. 또한, 능동 부분으로부터 멀리 있는 자계는 더 급격하게 하락한다. 바람직하게 상기 핑거는 베이스로부터 서로 반대 방향으로 연장된다. 이것은 요구되는 공간을 최소화한다.

한 실시예에서, 능동 부분의 핑거, 베이스 및 복귀 경로의 세트는 자화가능한 물질의 시트(sheet)로부터 형성되고, 상기 핑거는 상기 시트로부터 상기 시트의 반대 종단상에 총안(crenellated) 가장자리를 형성하며, 상기 시트는 반대 종단상의 핑거가 능동 부분의 표면에서 맞물리게 놓이도록 접혀졌다. 따라서, 상기 능동 부분은 간단한 방법으로 실현될 수 있다.

본 발명의 상기 및 다른 목적 및 유리한 양상은 후술되는 도면을 이용하여 더 상세하게 설명될 것이다.

도 1은 위치결정 장비를 구비한 하전 입자빔 처리 장치를 나타낸다. 상기 장치는 지지 구조체(10), 기판 테이블(12), 능동 부분(14)을 구비한 자기 저항 액츄에이터(미도시된 수동 부분을 제공하는 지지 구조체), 기준 구조체(16), 센서(17), 하전 입자 소스(18), 및 기판(19)을 포함한다. 참조를 위해, x, y 및 z 방향이 표시된다(z는 상기 도면 평면에 수직). 테이블(12)은 지지 구조체(10)상에서 x-방향에서 (화살표로 표시된) 위치 범위에 걸쳐서 이동가능하다. 단일(x) 방향에서의 한 경로를 따른 이동능력이 도시되어 있지만, 하나보다 많은 방향(또한 z-방향)에서의 경로를 따른 테이블(12)의 이동능력이 제공될 수 있다는 점이 이해될 것이다. 센서(17)는 테이블(12)과 기준 구조체(16) 사이의 거리를 측정하도록 배치된다. 기준 구조체(16)는, 상기 구조체가 능동 부분(14)과 대면하는 지지 구조체의 부분과 구별되고, 예를 들어 포토리소그래피 장비내의 메트롤로지 프레임(metrology frame)에서 그 자체로 알려진 바와 같이, 만일 적어도 연결된다면 바람직하게 진동 감폭(damping) 연결부를 통해 연결된다는 생각에서, 지지 구조체(10)로부터 기계적으로 격리된다. 따라서, 카운터 표면의 변형 및 진동은 대개 기준 구조체(16)로 전달되는 않는다(예를 들어, 20% 미만이고, 더 바람직하게 1% 미만). 하전 입자 소스(18)는 기판 테이블(12)상의 기판(19)에 조준된 하전 입자의 빔(18a)을 생성하도록 배치된다.

도 2는 능동 부분(14)을 더 상세하게 나타낸다. 능동 부분(14)은 지지 구조체(10)의 표면을 향하고 있는 3개 레그를 구비한 E 형상의 연성 자기 코어(24), 상기 코어(24)의 중앙 레그 주위의 전류 권선(20), 및 중앙 레그와 지지 구조체(10)의 표면 사이의 갭내의 갭 거리 센서(22)를 포함한다. (본 명세서에서 사용된 바와 같이, "연성-자기" 물질은 자계의 영향하에서 높은 자화를 전개하는 물질이고, 상기 자화는 대개 자계가 제거될 때 사라진다). 특정한 센서 유형에서, 중앙 레그와 지지 구조체 사이의 갭내에 센서(22)를 배치할 필요가 없다는 점이 이해될 것이다. 대신, 센서(22)는, 갭 크기가 센서를 위해 증가될 필요가 없도록, 레그에 인접하여 배치되거나 또는 다른 레그에 의해 형성된 갭내에 배치될 수 있다.

작동중에, 하전 입자의 빔(18a)은 예를 들어 물질을 추가하거나 물질을 기판(19)으로부터 제거하기 위해서, 또는 기판(19)의 특성을 측정하기 위해서, 또는 기판(19)의 물질 특성을 그 표면에서 또는 그 표면 근방에서 변경하기 위해서, 기판(19)상으로 투사된다. 테이블(12)은 빔(18a)에 대해 다른 위치로 이동된다. 능동 부분(14)은 지지 구조체(10)에 수직인 y-방향에서 제어된 위치에 테이블(12)을 유지하기 위한 현가장치로서 사용된다. 지지 구조체(10)의 자화가능한 부분과 능동 부분(14) 사이에 자기력이 가해진다. 테이블(12)은 (미도시된 여러 수단에 의해) 이러한 y-방향을 따라서 작용하는 프리텐션 힘을 받게 되고, 상기 힘은 이러한 자기력에 의해 보상되어서, 테이블(12)이 y-방향에서 요구되는 위치에 유지된다.

간략하게 하기 위해서, 테이블(12)상에 아랫방향의 힘을 가하도록 작용하는 능동 부분(14)의 구현이 도시되어 있지만, 다른 배치에 의해 윗방향의 힘이 실현될 수 있다는 점이 이해될 것이다. 능동 부분(14)에 의한 아랫방향의 힘의 경우에, 프리텐션 힘은 물론 윗방향에서 존재하는 반면, 능동 부분(14)에 의한 윗방향의 힘의 경우에 프리텐션 힘은 아랫방향에서 존재하는 식이다. 또한 간략하게 하기 위해서 단 하나의 액츄에이터가 도시되어 있지만, 예를 들어 테이블(12)을 요구되는 방위로 유지하기 위해서 y-방향으로 다른 힘을 가하기 위해 다른 액츄에이터가 존재할 수 있고/있거나 위치 및/또는 방위를 제어하기 위해서 예를 들어 z 방향으로 측부에 작용하는 하나 이상의 액츄에이터가 존재할 수 있다는 점이 이해될 것이다.

도 3은 힘을 가할 목적으로 지지 구조체의 관련 표면을 형성하는 자화가능한 스트립(34)에 대면하는 능동 부분(14)의 yz 단면도를 나타낸다. 스트립(34)은 대개 테이블(12)의 가능한 x-이동의 전체 범위에 걸쳐서, x 방향을 따라 연장된다. 스트립(34)은 높은 투자율의 물질의 측벽(32) 및 상기 측벽(32)을 연결하는 높은 투자율의 물질의 바닥을 갖는 차폐 구조체내에 장착된다. 측벽 및 바닥은 스트립(34)까지 연장되거나 x-방향으로 더 연장된다. 테이블(12)이 x-방향으로 이동하는 경우에, 능동 부분(14)은 측벽(32) 사이에서 이동한다. 바람직하게 스트립(34)은 대개 자화불가능한 연결을 통해 측벽(32)에 부착된다.

바닥에 의해 서로 연결되고 테이블(12)에 부착된 밀폐 측벽(30)이 제공되어서, 측벽(32)의 상단부는 밀폐 측벽(30) 사이에 포함되고, 능동 부분(14)의 자화가능한 부분은 밀폐 측벽(32) 및 그 연결 바닥에 의해 상단에서 밀폐된다. 밀폐 측벽(32) 및 그 연결 바닥은 고도로 자화가능한 물질로 이루어진다. 바람직하게 능동 부분(14)의 자화가능 부분은 대개 자화불가능한 물질에 의해 밀폐 측벽(32) 및 그 연결 바닥으로부터 분리된다. 밀폐 측벽(32)은 x-방향에서 코어(24)의 옆 레그를 너머서 연장된다.

밀폐 측벽(30) 및 측벽(32)은 능동 부분(14) 및 스트립(34)으로부터 표유 자계(magnetic stray field)를 차폐하는 것을 돕는다. 테이블(12)이 지지 구조체에 대해 위아래로 또는 지지 구조체를 따라서 x-방향으로 움직이는 경우에, 측벽(32)의 상부 말단은 밀폐 측벽(30)사이에 포함된 채로 유지된다. 그 결과, 표유 자계가 대개 억제된다. 한 실시예에서, 지지 구조체에 부착된 측벽 및 테이블(12)에 부착된 측벽의 복수의 서로 맞물린 교대 측벽이 더 개선된 차폐를 실현하기 위해 사용될 수 있다. 다른 실시예에서는, 지지 구조체(10)에 부착된 측벽(32)만이 존재하고, 밀폐 측벽은 존재하지 않는다. 다른 실시예에서, 테이블(12)에 부착된 밀폐 측벽(30)만이 존재하고 지지 구조체에 부착된 측벽은 존재하지 않는다. 유사하게, 한 실시예에서, 테이블(12)에 부착된 측벽은 지지 구조체에 부착된 측벽 사이에 배치될 수 있다. 측벽의 수는 요구되는 차폐 양에 따라 달라진다.

다른 실시예에서, 테이블(12)과 코어(24)사이의 연결은 코어(24)보다 더 좁은 대개 자화불가능한 넥(neck)부분을 갖고, 밀폐 측벽(32)은 밀폐 측벽으로부터 안으로 돌출되는 상단 부분 또는 상단 부분들을 가져서, 코어(24)는 넥을 통과하기 위한 슬롯을 제외하고, 부분적으로 위로부터 밀봉된다. 추가로, 스트립(34) 및 코어(24)는 스트립(34)과 코어(24) 사이의 자계가 측벽과 평행하게 흐르도록 배치될 필요가 없게 실현될 것이다. 예를 들어, 스트립(34) 및 코어(24)는 90도 이상 회전되게 제공될 수 있어서, 자계는 측벽에 수직으로 흐른다. 이러한 방식으로, 선택가능한 방향으로의 위치결정이 실현될 수 있다.

도 3a는 선형 모터가 그 주 스트로크 방향(x-방향)을 따라서 테이블(12)을 이동시키기 위해 사용되는 추가적인 실시예를 나타낸다. 그 자체로 알려진 이러한 선형 모터가 간략하게 설명될 것이다. 선형 모터는 지지 구조체(10)에 부착된 평행한 쌍벽을 포함한다. 측벽 사이의 공간에서 공간적으로 교대 방향의 자계를 생성하기 위해서, 상기 벽 위에는 교대로 자극을 띤 자석(36)의 행이 제공된다. 테이블(12)에 연결된 모터 권선(38)은 벽 사이의 공간내에 배치되고, 자계 방향의 교대 방향으로 테이블을 움직이기 위해 모터 권선을 통해 전류가 흐른다. 또한, 고도로 자화가능한 물질의 차폐 측벽(32)은 자석 및 그 지지 구조체가 차폐 측벽 사이에 포함되도록 한 위치에 제공될 수 있다.

본 발명의 한 양상에 따르면, 선형 모터의 측벽은 또한 자기 저항 액츄에이터로부터 자계를 차폐하기 위한 측벽(32)으로서 사용된다. 바람직하게, 모터 권선(38)은 코어(24)와 테이블(12) 사이의 연결에 부착된다. 이러한 방식으로, 차폐 측벽(32)은 선형 모터로부터의 자계 및 자기 저항 액츄에이터로부터의 자계 양쪽을 차폐하기 위해 사용된다. (다른 유형의 액츄에이터, 예를 들어 로렌츠 액츄에이터로부터의 자계가 동일한 방식으로 차폐될 수 있다는 점이 이해될 것이다.) 바람직하게, 선형 모터의 자석은 대개 자화불가능한 연결을 통해 차폐 측벽에 기계적으로 연결된다. 통상적으로, 스트립(34)은 측벽을 연결하는 벽에 평행하게 부착되거나, 또는 반대 지지 벽을 연결하거나 또는 그에 부착된 자석(36)을 위한 자화가능한 지지 구조체의 일부가 된다. 그러나, 스트립(34)은 또한, 코어(24)의 레그의 종단이 측벽을 향해 대면하고 있는 경우에, 측벽 또는 연결하는 벽에 부착될 수 있다.

작동중에, 테이블(12)과 지지 구조체(10) 사이에 힘을 가하기 위해서, 코어(24)의 중앙 레그를 통과하여 갭을 통해 스트립(34)으로, 그리고 스트립(34)으로부터 갭을 통해 코어(24)의 옆 레그로, 그리고 그 뒤로부터 중앙 레그로 흐르는 자속을 생성하는, 권선(20)을 통해 전류가 공급된다. 자속은 코어(24) 및 스트립(34) 양쪽에서 자화를 유도하고, 그 결과 스트립(34)과 코어(24) 사이{그리고 그에 의해 지지 구조체(10)와 테이블(12) 사이}에 힘이 가해진다. 이러한 힘은 자속ㅧ 유도된 자화에 비례한다. 자속은, 갭내의 스트립(34)과 코어(24)의 레그 사이의 거리의 합 "d"에 의해 나누어진, 권선(20)에 공급되는 전류 "I"에 대략 비례한다. 자화는 자속에 비례한다. 그 결과, 코어(24)와 스트립(34) 사이의 힘은 대략 (I/d)²에 비례한다.

도 4는 힘을 조절하기 위한 회로를 나타낸다. 상기 회로는 센서(17), 외부 제어 회로(40), 내부 제어회로(42), 권선(20) 및 갭 거리 센서(22)를 포함한다. 센서(17)는 기준 구조체(16)와 테이블(12)(미도시) 사이의 거리를 감지하고, 외부 제어 회로(40)에 연결된 감지 신호 출력단을 구비한다. 외부 제어 회로(40)는 내부 제어 회로(42)의 제 1 입력단에 연결된 힘의 세트포인트 출력단을 구비하고, 내부 제어 회로는 갭 거리 센서(22)의 출력단에 연결된 제 2 입력단을 구비한다. 내부 제어 회로(42)는 권선(20)에 연결된 출력단을 구비한다.

작동중에, 센서(17)는 예를 들어 간섭계 기술, 또는 임의의 다른 정밀 측정 기술을 이용하여, 기준 구조체(16)와 테이블(12) 사이의 거리를 감지한다. 외부 제어 회로(40)는 측정된 위치를 요구되는 위치와 비교하는데, 요구되는 위치는 통상적으로 제어 컴퓨터(미도시)에 의해 선택되지만, 또한 외부 제어 회로(40)내에서 국부적으로 설정된 미리 결정된 값일 수 있다. 외부 제어 회로(40)는 측정된 거리(ym)와 요구되는 거리(yr) 사이의 차이의 크기 및 부호에 종속되는 힘의 세트포인트 값(Fs)을 선택한다. 예로서, 외부 제어 회로(40)는 상기 차이(ym-yr) 또는 이러한 차이의 저역통과 주파수 필터링된 버전에 비례하는 힘의 세트포인트 값(Fp)을 선택할 수 있다.

내부 제어 회로(42)는 요구되는 힘이 실현되도록 권선(20)을 통과하는 전류를 설정한다. 이것은 갭 거리 센서(22)에 의해 결정되는 측정된 갭 거리 d에 비례하는 크기 및 힘의 세트포인트 값의 제곱근을 이용하여 전류 I를 생성하는 피드포워드 회로를 이용해서 수행될 수 있다{물론 외부 제어 회로(42)는 이러한 제곱근에 비례하는 신호의 형태로 세트포인트를 공급할 수 있다}.

I = C d sqrt(Fp)

비례 상수 C는 코어(24) 및 스트립(34) 등의 물질 특성에 따라 달라진다. 피드포워드 회로가 사용될 수 있다. 대안적으로, 내부 제어 회로(42)는 전류 I를 선택된 크기로 조절하는 피드백 루프를 포함할 수 있다.

자속 센서는 갭 거리 센서(22)에 대한 대안으로(또는 추가로) 사용될 수 있다. 자속 센서는 코어(24)의 레그와 스트립(34) 사이의 갭내에 배치된 홀 효과(Hall effect) 센서일 수 있거나, 또는 AC 전류 또는 포화 코어의 경우에, 코어(24)의 레그 또는 백본 주위의 하나 이상의 픽업 권선일 수 있다. 코어(24)와 스트립(34) 사이에 가해진 힘은 측정된 자속 B의 제곱에 비례하지만, 추가로 갭 크기 "d"에 종속되지 않는다(갭 크기는 자속을 통한 힘에만 영향을 미친다).

도 5는, 측정된 자속 값 B가 힘의 세트포인트를 위해 요구되는 값에 대응하도록 권선(20)을 통과하는 전류 I를 조절하기 위해 센서(50) 및 국부 피드백 증폭기(54)를 구비한 내부 제어 회로(42)의 한 실시예를 나타낸다. 바람직하게, 이러한 경우에 외부 제어 회로(40)는 요구되는 힘의 제곱근을 계산하고, 내부 제어 회로(42)의 입력단(52)에서 세트포인트 값으로서 이러한 제곱근에 비례하는 신호를 공급한다. 외부 제어 회로(40) 및 내부 제어 회로(42)는 함께, 측정된 거리(ym)를 설정 값으로 조절하는 피드백 루프의 일부가 된다. 이러한 피드백 루프의 속도는 (만일 피드백 루프를 포함한다면, 위치 피드백 루프내에 네스트된 루프를 형성하는) 내부 제어 회로(42)의 응답 속도보다 훨씬 더 느리다. 내부 제어 회로(42)의 응답 속도는, 스트립(34)의 진동에 기인한 갭 거리 d의 변화, 및/또는 테이블(12)이 지지 구조체(10)를 따라 능동 부분(14)을 움직이는 경우에 스트립(34)의 높이 변화가 측정된 거리에 대한 피드백 루프의 속도의 시간 스케일상에 가해지는 힘에 영향을 미치지 않도록 설정된다. 효율적으로, 전류의 조정 속도는 갭 크기에 있어서의 어떠한 상당한 변경보다도 더 빠르다. 통상적으로, 내부 제어 회로(42)는 고속 아나로그 회로 또는 피드백 회로로서 구현될 수 있는 반면, 외부 제어 회로(42)는, 또한 다른 기능을 수행하는 신호 프로세서 또는 적절하게 프로그래밍된 컴퓨터로 구현될 수 있다. 그러나, 자속 센서에서도 자속 피드백 루프가 엄격하게 필요하지는 않다는 점이 이해되어야 한다. 자속 센서는 권선(20)을 통과하는 전류를 자속으로 나눔으로써, 갭 거리 센서로서 사용될 수 있다. 그 결과는 갭 거리에 비례하고, 전류를 제어하기 위해 피드포워드 루프에서 사용될 수 있다.

그 가장 단순한 형태에서, 제어 회로는 해당 위치를 설정 값으로 조절하는 힘을 선택하기 위해 기준 구조체(16)와 관련한 테이블(12)의 위치의 측정을 이용한다. 그러나, 좀더 복잡한 제어 방식이 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 힘은 이동하는 동안 예측된 힘로 적응될 수 있다.

도 4a는 위치 세트포인트 발생기(44), 위치 제어 루프(45), 베어링 세트포인트 발생기(46), 피드포워드 힘 발생기(47), 및 베어링 제어 루프(48)를 포함하는 좀더 개선된 제어 시스템을 나타낸다. 위치 제어 루프(45)는 x 방향을 따라서 테이블을 움직이는 모터(49)를 구동하고, 모터로부터 또는 테이블의 위치를 측정하는 센서로부터 위치 정보를 다시 수신한다. 위치 제어 루프(45)는 세트포인트 발생기(44)로부터 세트포인트 값을 수신한다. 위치 제어 루프(45)는 테이블의 위치를 세트포인트 발생기(44)로부터의 x-위치 세트포인트 값으로 조절한다.

베어링 제어 루프(48)는 도 4 및/또는 도 5에 대해서 설명된 회로를 포함한다. 베어링 제어 루프(48)는 베어링 세트포인트 발생기(46)로부터의 세트포인트, 갭 크기 측정 및/또는 자속 측정 및 기준 구조체(16)와 관련한 위치의 측정을 수신한다. 베어링 제어 루프(48)는 세트포인트 값으로부터의 편차에 선형적으로 비례하는 힘을 설정함으로써, 또는 상기 편차가 예를 들어 최대값을 초과하는 경우에 미리 결정된 힘로 포화되는 함수와 같은 임의의 다른 함수에 따라서, 기준 구조체(16)와 관련하여 측정된 위치를 세트포인트 값으로 조절하기 위한 힘의 값을 계산한다.

베어링 세트포인트 발생기(46)는 예를 들어 기준 구조체(16)까지의 고정된 거리에 대응하는, 또는 집속 정보에 종속적인 위치를 조절하기 위해 피드백 루프에 종속적인 세트포인트를 선택한다. 추가적인 실시예에서, 베어링 세트포인트 발생기는 예를 들어 기판(19)상에서의 알려진 높이 변화를 고려하기 위해서, x-위치 세트포인트에 종속적인 베어링 세트포인트를 발생시킬 수 있다.

피드포워드 힘 발생기(47)는 모터(49)에 의해 구동되는 이동 동안에 테이블에 의해 겪게 되는 관성에 기인한 힘을 계산하고, 계산된 힘 값에 관한 정보를 베어링 제어 루프(48)에 공급한다. 베어링 제어 루프(48)는 테이블의 위치를 조절하기 위해 선택된 힘로부터 상기 힘을 감산하고, 계산된 차이에 따라서 가해진 힘을 제어한다. 따라서, 이동에 의해 생성된 힘은 베어링 위치 제어에 영향을 미치지 않는다.

상기 장치는 단지 예로서 설명되었고 많은 변경이 가능하다는 점이 이해될 것이다. 예를 들어, x 이동 메커니즘에 추가로, z-방향으로 테이블을 이동시키기 위해 z 이동 메커니즘이 제공될 수 있다. 결과적인 힘 또한 보상될 수 있다. 추가로, 전체 힘을 보상할 필요가 없을 수 있거나, 또는 상기 보상이 환경에 종속될 수 있다.

분리된 유닛들이 도 4a에 도시되어 있지만, 사실 상기 유닛의 전부 또는 일부가 하나 또는 복수의 컴퓨터상에서 실행되고 있는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수 있다는 점이 이해될 것이다.

추가로, 단일 액츄에이터가 도시되었지만, 사실 예를 들어 복수의 자유도로 위치 및 회전을 제어하기 위해 더 유사하거나 또는 다른 액츄에이터가 존재할 수 있다는 점이 이해될 것이다. 또한, E-형상 코어가 이동 방향을 따라서 연장되는 것으로 도시되었지만, 다른 방위가 가능하다는 점이 이해될 것이다.

도 6은 능동 부분(14)의 추가적인 실시예를 나타낸다. 이러한 실시예에서, 영구 자석(60)은 장착된 테이블(12)상에 코어(24) 옆에 장착되었고, 코어(24)보다 더 큰 지지 구조체(10)까지의 갭 거리를 갖는다. 작동중에, 영구 자석(60)과 지지 구조체(10) 사이에 자기력(Fp)이 가해진다. 그 결과, 테이블(12)과 지지 구조체(10) 사이에 가해져야 하는 전체 힘(Ft)의 일부만이 코어(24)에 의해 가해지는 힘(Fe)에 의해 제공되어야 한다. 이것은 전력 소모를 감소시킨다. 분리된 영구 자석(60)을 이용하는 대신, 이러한 영구 자석은 또한 코어(24)에 부착될 수 있어서, 스트립(34)에 도달하는 영구 자석으로부터의 자속이 주로 코어(24)를 통하여 흐르거나, 또는 코어(24)의 분리된 부분이 영구 자석을 통해 연결될 수 있다는 점이 이해될 것이다.

추가로, 분리된 자석이 사용되는 경우에, 영구 자석(60)의 갭 거리는 바람직하게, 전체 힘에 비례하여 영구 자석(60)에 의해 가해지는 힘(Fp)이 코어(24)에 의해 가해지는 힘(Fe)보다 더 작은 음의 강도(stiffness){테이블(12)과 지지 구조체(10) 사이의 거리에 대한 도함수 dFp/dy}를 가질 정도로 크게 선택된다{(d(Fp+Fe)/dy)/(Fp+Fe)<(dFe/dy)/Fe)}.

도 7은 자기 저항 액츄에이터를 갖는 현가장치에 대한 대안을 나타낸다. 이러한 대안에서 영구 자석(70a,70b,72a,72b)은 지지 구조체(10)상에 제공되고, 영구 자석(70a,70b,72a,72b)의 자극은 대개 테이블(미도시)이 (x-방향을 따라) 이동되는 경로의 전체 길이를 따라서 연장된다. 테이블(미도시)에 부착된 권선(74)은 영구 자석(70a,70b,72a,72b)의 반대 쌍 사이의 슬롯내에 제공된다. 권선(74)은 테이블(12)의 범위 이내에 걸쳐서, 또는 적어도 대개 테이블(12)의 범위를 넘지 않게 연장되고, 따라서 영구 자석(70a,70b,72a,72b)의 범위의 작은 부분에 걸쳐서만 연장된다. 영구 자석(70a,70b,72a,72b)은 슬롯의 한쪽상에 쌍으로 배치되고, z-방향에서 슬롯의 한쪽에서 다른쪽으로 테이블의 이동 방향을 횡단하여 흐르는 자속을 발생한다. 서로 반대되는 극성의 자속은 각각 상위 자석 쌍(70a,70b) 및 하위 자석 쌍(72a,72b)에 의해 제공된다. 따라서, 권선(74)을 통해 전류가 공급되는 경우에 y-방향으로 힘을 가하도록 작용하는 로렌츠 액츄에이터가 형성된다.

이러한 구조는 자기 저항 액츄에이터에 대한 대안으로서 사용될 수 있다. 로렌츠 액츄에이터를 이용하는 이점은 그 응답이 매우 선형적이라는 점이고, 이는 제어 시스템의 설계를 간소화하며, 상기 액츄에이터가 가하는 힘은 진동에 민감하지 않다. 그러나, 표유 자계가 문제인 경우에, 하전 입자의 빔을 이용하는 장비의 경우에서와 같이, 표유 자계로부터의 교란을 방지하기 위해 차폐가 요구된다.

자기 베어링은 많은 이점을 갖는다: 움직이는 기계적 접촉부가 필요하지 않고, 그 결과 마모 또는 진동이 거의 또는 전혀 발생하지 않으며, 베어링 힘이 매우 정확하게 제어될 수 있고, 그 작동은 높은 진공과 호환될 수 있는 등이다. 이러한 이점의 관점에서, 하전 입자를 이용하는 영상화 장치에서 또한 자기 베어링을 이용하는 것이 바람직하다. 그러나, 이러한 경우에 문제가 발생하는데, 자기 베어링에 의해 발생되는 자계가 하전 입자의 타겟팅(targeting)에 영향을 미칠 수 있게 된다. 로렌츠 액츄에이터는 특히 이러한 효과를 갖는데, 이는 권선이 통과하여 움직이는 공간 및 자계를 생성하는 영구 자석을 포함하기 때문이다. 실제로, 자계 문제는 자계에 민감한 장치의 영역으로부터 자기 베어링을 공간적으로 분리함으로써 해결되었다. 그러나, 분리가 더 멀어질수록 장치의 구성이 더 곤란해진다.

자기 저항 베어링은 이러한 문제점을 경감시키는 단순하고 낮은 전력의 자기 베어링을 실현하기 위해 사용될 수 있다. 능동 부분이 표면으로부터 좀 떨어져서 현가되는, 한 표면을 따라 이동해야 하는 자기 저항 액츄에이터에서, 상기 표면은 수동의, 연성 자화가능할 수 있지만, 일반적으로 자화불가능한 표면일 수 있다. 상기 표면에서 능동 부분에 의해 국부적으로 자화가 유도된다. 통상적으로, 능동 부분은 E 또는 U 형상의 자석이고, 레그 중 하나 주위의 전기 코일 및 수동 표면에 대면하는 N극 및 S극을 갖는다. 능동 부분에 대면하는 표면의 일부 및 능동 부분의 외부에 자계가 생성될 필요가 없다. 그 결과, 수동의, 정상적으로 자화되지 않은 표면이 사용되는 경우에, 상기 표면은 상기 장치의 자계 민감 영역에 매우 근접하게 배치될 수 있다.

그러나, 실제로 연성의 자화가능한 표면은 반드시 작은 잔류 자계를 나타낸다. 이것은 이러한 유형의 베어링의 유용성에 대한 제한을 부과한다. 또한, 능동 부분은 좀 떨어져서 배치되는 경우에도 지나치게 강한 자계를 발생할 수 있다.

그 중에서도 특히, 본 발명의 목적은 자계 강도가 낮게 유지되어야 하는 장치에서 자기 저항 액츄에이터의 유용성을 개선하는 것이다.

도 8은 자화가능한 표면(89) 및 능동 부분(80,82,84,86,87,88)을 갖는 자기 저항 액츄에이터의 다른 실시예의 일부를 나타낸다. 일반적으로, 액츄에이터는 E 형상의 코어(24)를 대신하고, 표면(89)은 스트립(34) 또는 지지 구조체(10)의 일부이다. 액츄에이터는 예를 들어 자기 베어링의 일부로서 기능하고, 자기 베어링은 능동 부분 및 표면(89)을 표면(89)에 수직인 방향(y-방향)에서 서로 미리 결정된 거리로 유지하는 동시에, 표면(89)을 따른 하나 이상의 방향(x 또는 z 방향)에서의 이동의 자유를 허용한다.

능동 부분은 핑거(80,82), 베이스(84,86) 및 복귀 경로(88)의 2개 어레이를 포함한다. 권선(87)은 복귀 경로(88) 주위에 감긴다. 양쪽 어레이의 핑거(80,82)는 표면(89)과 대면하는 능동 부분의 한 면내에 놓인다. 제 1 어레이의 핑거(80)는 제 2 어레이의 핑거와 교대된다. 제 1 어레이의 핑거(80)는 복귀 경로(88)를 통해 제 2 베이스(86)에 연결되는 제 1 베이스(84)로부터 연장된다. 제 2 어레이의 핑거(82)는 제 2 베이스(86)로부터 연장된다.

통상적으로, 능동 부분은 연성 자기 금속 시트로부터 시작해서, 상기 시트의 서로 반대되는 맨 끝 부분상에 총안을 형성하며, 그 자체 위에 다시 시트를 접어서 구성될 수 있어서, 총안이 서로 맞물린다. 작동중에, 액츄에이터는 표면(89)에 수직인 방향(y-방향)에서 힘을 생성하기 위해 사용된다. 통상적으로, {예를 들어, 만일 능동 부분이 표면(89) 아래에 있다면, 중력에 의해서} 능동 부분을 표면(89)으로부터 멀리 있게 하는 작용을 하는 프리텐션 힘이 실현된다. 수반(trough) 베이스(84,86), 복귀 경로(88), 핑거(80,82), 및 제 1 어레이의 핑거(80)와 제 2 어레이의 핑거(82) 사이의 공간을 통해 흐르는 자계를 생성하기 위해서 권선(87)을 통해 전류가 인가된다. 핑거(80,82)의 어레이 사이의 자계의 일부는 표면(89)에 도달하고, 여기서 자계는 자화를 유도하며, 능동 부분과 표면(89) 사이에 인력이 발생되는 효과를 갖는다. 통상적으로, 권선(87)을 통과하는 전류는, 인력이 능동 부분이 표면(89)으로부터 멀리 이동하게 하는 다른 힘을 보상하도록, 조절된다.

이러한 구조의 이점은 표유 자계가 감소된다는 점이다. 표면(89)의 좁은 스트립만이 잔류 자화를 나타낼 것이기 때문에 핑거의 행 방향을 따른 이동의 경우 뿐만 아니라, 각각의 핑거로부터의 자계가 매우 작을 것이기 때문에 상기 행에 수직인 이동의 경우, 양쪽에서 이것이 적용된다는 점이 이해될 것이다. 이러한 유형의 능동 부분 역시 프리텐션을 제공하기 위한 영구 자석에 의해 수반될 수 있다는 점이 이해될 것이다.

도 9는 일단 코어가 카운터 표면에서 움직이면 카운터 표면{스트립(34) 또는 표면(89)}에서의 잔류 자화를 감소시키기 위해 소자 자석(90,92)이 E 형상의 코어(24)에 추가된 한 실시예를 개략적으로 나타낸다. 소자 기술은 그 자체로 알려져 있고, 예를 들어 코어에 의해 인가되는 자계의 극성에 반대되지만 대개 0인 최종 잔류 자화가 카운터 표면에서 초래되도록 더 작은 강도를 갖는 카운터 표면상의 한 위치에서의 극성으로 카운터 표면 근방에 자계를 유도하는 단계를 수반한다. 상기 도면에서, 코어(24)의 자극(x로 표시됨)이 따라서 놓이는 라인은 테이블의 이동 방향(x-방향)에 수직이다. 제 1 소자 자석(90) 각각은 코어(24)의 한쪽상에서의 이동 방향에 따라 각각의 자극 옆에 배치된다. 제 2 소자 자석(90) 각각은 코어(24)의 다른쪽상에서의 이동 방향을 따라 각각의 자극 옆에 배치된다. 그러나, 만일 테이블(12)이 처리 동안에만 한 방향으로 x-방향을 따라서 상당한 거리에 걸쳐서 이동한다는 것이 보장될 수 있다면, 현가장치가 능동인 경우에, 단일 측면상의 소자 자석으로 충분할 수 있다.

이러한 소자 자석은 또한 도 8의 총안 코어를 위해 사용될 수 있다는 점이 이해될 것이다. 이러한 경우에, 자석은 핑거의 행의 단부에 이웃하며 양측에 배치될 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명은 스캐닝 또는 계단식 이동을 수행하는 정확하게 위치결정된 테이블상에서 물체를 처리하기 위해 하전 입자빔을 이용하는 정밀 장비, 리소그래피 장비를 위한 정확한 위치결정 장비, 및 자기 저항 액츄에이터를 구비하는 장비에서 이용가능하다.

Claims (21)

1. 정확하게 제어된 위치에서 물체(19)를 처리하기 위한 정밀 처리 장치에 있어서,

   - 처리될 상기 물체(19)를 지지하기 위한 작업대(12);

   - 상기 작업대(12)에 대한 지지를 제공하기 위한 지지 구조체(10)로서, 상기 작업대(12)는 한 경로를 따라서 상기 지지 구조체(10)에 대해 이동가능하며, 상기 지지 구조체(10)는 상기 경로와 평행하게 연장되는 표면을 갖는 연성 자기 소자(34)를 포함하는, 지지 구조체(10);

   - 상기 작업대(12)에 부착된 현가장치 액츄에이터부(14)로서, 상기 현가장치 액츄에이터부(14)는 상기 연성 자기 소자(34)의 상기 표면에 대면하는 자극을 갖는 연성 자기 코어(24), 및 상기 코어(24)를 통과하여 상기 자극을 통해 흐르고 상기 연성 자기 소자(34)를 통해 복귀하는 자계를 생성하기 위해 전류를 인가하기 위한 권선(20)을 포함하는, 현가장치 액츄에이터부(14);

   - 상기 연성 자기 소자(34)로부터 기계적으로 단절된 위치 기준 소자(16);

   - 상기 위치 기준 소자(16)와 관련한 상기 현가장치 액츄에이터부(14)의 측정된 위치를 표시하는 감지 결과를 생성하기 위한 센서(17); 및

   - 외부 제어 회로(40) 및 내부 제어 회로(42)를 포함하는 제어 회로로서, 상기 외부 제어 회로(40)는 상기 감지 결과를 수신하고 상기 액츄에이터부(14)의 측정된 위치를 요구되는 값으로 조절하기 위해 힘의 세트포인트 정보를 결정하며, 상기 내부 제어 회로(42)는 상기 힘의 세트포인트 정보를 수신하고 상기 힘의 세트포인트 정보에 따라서 상기 액츄에이터부(14)와 상기 지지 구조체(10) 사이의 힘을 실현하도록 전류를 제어하는, 제어 회로를 포함하는, 정확하게 제어된 위치에서 물체를 처리하기 위한 정밀 처리 장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 현가장치 액츄에이터부(14)는 상기 내부 제어 회로(42)에 연결되는 자속 센서 및/또는 갭 크기 센서(22)를 포함하고, 상기 내부 제어 회로(42)는 상기 힘의 세트포인트 정보에 따른 힘을 실현하기 위해 감지된 자속 또는 갭 크기에 종속적인 전류를 적응시키는, 정확하게 제어된 위치에서 물체를 처리하기 위한 정밀 처리 장치.
3. 제 1항에 있어서, 슬롯의 양쪽상에 자계 차폐 벽(30,32)을 포함하고, 여기서 상기 연성 자기 소자 및 상기 연성 자기 코어의 자극이 제공되는, 정확하게 제어된 위치에서 물체를 처리하기 위한 정밀 처리 장치.
4. 제 3항에 있어서, 상기 슬롯의 양쪽상에 제 1 및 제 2 자계 차폐 벽(30,32) 쌍을 포함하며, 상기 제 1 쌍의 벽(32)은 상기 지지 구조체(10)에 부착되고 대개 상기 슬롯의 양쪽상의 경로의 전체 길이를 따라서 상기 경로에 평행하게 연장되며, 상기 제 2 쌍의 벽(30)은 상기 작업대(12)에 부착되고 상기 슬롯의 양쪽상의 상기 경로의 일부에 평행하게 연장되는, 정확하게 제어된 위치에서 물체를 처리하기 위한 정밀 처리 장치.
5. 제 3항에 있어서, 상기 작업대(12)를 상기 경로를 따라 움직이도록 구동하기 위한 선형 모터를 포함하며, 상기 선형 모터는 상기 작업대(12)에 부착된 모터 권선(38) 및 상기 지지 구조체(10)에 부착되고 상기 자계 차폐 벽(32) 사이에 배치된 교대 자극의 자석 행을 포함하며, 상기 모터 권선(38)은 상기 작업대(12)와 상기 연성 자기 코어(24) 사이의 연결상에서, 상기 자석 행(36) 사이에 제공되는, 정확하게 제어된 위치에서 물체를 처리하기 위한 정밀 처리 장치.
6. 제 1항에 있어서, 상기 연성 자기 소자(34)내의 상기 코어(24)로부터의 자계에 의해 남겨진 잔류 자화를 감소시키도록 배치된, 이동 방향을 따라서 상기 코어(24)를 트레일링(trailing)하는 적어도 한쪽상의 상기 코어(24)에 인접 배치된 소자 자석(90)을 포함하는, 정확하게 제어된 위치에서 물체를 처리하기 위한 정밀 처리 장치.
7. 제 1항에 있어서, 상기 코어(24)와 평행하게 또는 상기 코어(24)를 통과하여 상기 연성 자기 소자(34)상에서 작용하기 위해서 상기 작업대에 부착된 적어도 하나의 프리텐셔닝 영구 자석(60)을 포함하는, 정확하게 제어된 위치에서 물체를 처리하기 위한 정밀 처리 장치.
8. 제 1항에 있어서, 상기 현가장치 액츄에이터부(14)는 제 1 및 제 2 자화가능한 핑거(80,82) 어레이, 상기 제 1 및 제 2 어레이의 모든 핑거(80,82)가 각각 장착되는 제 1 및 제 2 자화가능한 공통 베이스(84,86), 및 상기 제 1 및 제 2 베이스(84,86)를 연결하는 자화가능한 복귀 경로(88)를 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 어레이 양쪽의 핑거(80,82)는 상기 연성 자기 소자의 카운터 표면(89)에 대면하는 코어 장치의 한 면에 놓이며, 상기 제 1 어레이의 핑거(80)는 상기 면내의 상기 제 2 어레이의 핑거(82)와 서로 맞물리게 연장되어 놓이고, 상기 권선(87)은 상기 복귀 경로(88) 주위에 배치되는, 정확하게 제어된 위치에서 물체를 처리하기 위한 정밀 처리 장치.
9. 제 8항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 어레이의 핑거(80, 82)는 상기 제 1 및 제 2 베이스(84,86)로부터 서로 반대 방향으로 연장되는, 정확하게 제어된 위치에서 물체를 처리하기 위한 정밀 처리 장치.
10. 제 8항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 어레이 양쪽의 핑거(80,82), 상기 제 1 및 제 2 베이스(84,86), 및 상기 복귀 경로(88)는 자화가능한 물질의 시트의 일체 부분이고, 상기 제 1 및 제 2 어레이의 핑거(80,82)는 각각 상기 시트의 서로 반대되는 끝 부분으로부터 연장되는 총안(crenellation)을 형성하며, 상기 시트는 상기 끝 부분이 상기 면내에 놓이도록 겹쳐지고, 상기 반대 가장자리의 총안은 상기 면에 서로 맞물리게 놓이는, 정확하게 제어된 위치에서 물체를 처리하기 위한 정밀 처리 장치.
11. 제 1항에 있어서, 상기 외부 제어 회로(40)는 상기 경로를 따른 이동으로 인해 상기 작업대(12)에 의해 겪게 되는 이동 관련 힘을 표시하는 정보를 수신하기 위한 입력단을 구비하고, 상기 외부 제어 회로(40)는 상기 이동 관련 힘에 대한 힘의 세트포인트를 보상하는, 정확하게 제어된 위치에서 물체를 처리하기 위한 정밀 처리 장치.
12. 제 1항에 있어서, 상기 작업대(12)상의 상기 물체(19)로 보내지는 전기적 하전 입자의 빔(18a)을 생성하기 위한 입자빔 소스(18)를 포함하는, 정확하게 제어된 위치에서 물체를 처리하기 위한 정밀 처리 장치.
13. 하전 입자의 빔(18a)을 이용하여 물체(19)를 처리하기 위한 하전 입자 처리 장치에 있어서,

    - 처리될 상기 물체(19)를 지지하기 위한 작업대(12);

    - 상기 작업대(12)에 대한 지지를 제공하기 위한 지지 구조체(10)로서, 상기 작업대(12)는 한 경로를 따라서 상기 지지 구조체(10)와 관련하여 이동가능하며, 상기 지지 구조체(10)는 상기 경로와 평행하게 연장되는 표면을 갖는 연성 자기 소자(34)를 포함하는, 지지 구조체(10);

    - 상기 작업대에 부착된 현가장치 액츄에이터부(14)로서, 상기 현가장치 액츄에이터부는 상기 연성 자기 소자(34)의 상기 표면에 대면하는 자극을 갖는 연성 자기 코어(24), 및 상기 자극을 통해 상기 코어(24)에 흐르고 상기 연성 자기 소자(34)를 통해 복귀하는 자계를 생성하기 위해 전류를 인가하기 위한 권선(20)을 포함하는, 현가장치 액츄에이터부(14); 및

    - 슬롯의 양쪽상의 자계 차폐 벽(30,32)으로서, 여기서 상기 연성 자기 소자(34) 및 상기 연성 자기 코어(24)의 자극이 제공되는, 자계 차폐 벽(30,32)을 포함하는, 하전 입자의 빔을 이용하여 물체를 처리하기 위한 하전 입자 처리 장치.
14. 제 13항에 있어서, 상기 슬롯의 양쪽상에 제 1 및 제 2 자계 차폐 벽(30,32) 쌍을 포함하며, 상기 제 1 쌍의 벽(32)은 상기 지지 구조체에 부착되고 대개 상기 슬롯의 양쪽상의 경로의 전체 길이를 따라서 상기 경로에 평행하게 연장되며, 상기 제 2 쌍의 벽(30)은 상기 작업대에 부착되고 상기 슬롯의 양쪽상의 상기 경로의 일부에 평행하게 연장되는, 하전 입자의 빔을 이용하여 물체를 처리하기 위한 하전 입자 처리 장치.
15. 제 13항에 있어서, 상기 작업대(12)를 상기 경로를 따라 움직이도록 구동하기 위한 선형 모터를 포함하며, 상기 선형 모터는 상기 작업대에 부착된 모터 권선(38) 및 상기 지지 구조체(10)에 부착되고 상기 자계 차폐 벽(30, 32) 사이에 배치된 교대 자극의 자석(36) 행을 포함하며, 상기 모터 권선(38)은 상기 작업대(12)와 상기 연성 자기 코어(24) 사이의 연결상에서 상기 자석(36) 행 사이에 제공되는, 하전 입자의 빔을 이용하여 물체를 처리하기 위한 하전 입자 처리 장치.
16. 자기 저항 액츄에이터를 갖는 장치에 있어서,

    - 자화가능한 물질의 카운터 표면(89);

    - 상기 카운터 표면(89)에 대해 이동가능하게 장착된 능동 부분으로서, 상기 능동 부분은 제 1 및 제 2 자화가능한 핑거(80,82) 어레이, 상기 제 1 및 제 2 어레이의 모든 핑거(80,82)가 각각 장착되는 제 1 및 제 2 자화가능한 공통 베이스(84,86), 및 제 1 및 제 2 베이스(84,86)를 연결하는 자화가능한 복귀 경로(88)를 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 어레이 양쪽의 핑거(80,82)는 상기 카운터 표면(89)에 대면하는 상기 코어 장치의 한면내에 놓이며, 상기 제 1 어레이의 핑거(80)는 상기 면내의 상기 제 2 어레이의 핑거(82)와 서로 맞물리게 연장되어 놓이는, 능동 부분; 및

    - 상기 복귀 경로(88)를 따라서 자계를 유도하도록 배치된 적어도 하나의 권선을 갖는 전기 코일(87)을 포함하는, 자기 저항 액츄에이터를 갖는 장치.
17. 제 16항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 어레이의 핑거(80,82)는 상기 제 1 및 제 2 베이스(84,86)로부터 서로 반대 방향으로 연장되는, 자기 저항 액츄에이터를 갖는 장치.
18. 제 16항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 어레이 양쪽의 핑거(80,82), 상기 제 1 및 제 2 베이스(84,86), 및 상기 복귀 경로(88)는 자화가능한 물질의 시트의 일체 부분이고, 상기 제 1 및 제 2 어레이의 핑거(80,82)는 각각 상기 시트의 서로 반대되는 끝 부분으로부터 연장되는 총안을 형성하며, 상기 시트는 상기 끝 부분이 상기 면내에 놓이도록 겹쳐지고, 상기 반대 가장자리의 총안은 상기 면에 서로 맞물리게 놓이는, 자기 저항 액츄에이터를 갖는 장치.
19. 제 17항에 있어서, 상기 능동 부분의 이동 이후에 상기 카운터 표면내의 상기 핑거(80,82)로부터의 자계에 의해 남겨진 잔류 자화를 감소시키기 위해서, 카운터 표면(89)을 따른 이동 방향을 따라 상기 코어를 트레일링하는 적어도 한쪽상의 상기 코어에 인접 배치된 소자 자석(90)을 포함하는, 자기 저항 액츄에이터를 갖는 장치.
20. 제 17항에 있어서, 상기 핑거로부터의 또는 상기 핑거를 통과한 자계와 평행한 상기 카운터 표면(89)상에서 작용하도록 상기 능동 부분에 연결되는 적어도 하나의 프리텐셔닝 자석(60)을 포함하는, 자기 저항 액츄에이터를 갖는 장치.
21. 제 17항에 있어서, 빔 공간, 및 상기 빔 공간내의 전기적 하전 입자의 빔(18a)을 생성하기 위한 입자 소스(18)를 포함하고, 상기 카운터 표면(89)은 상기 빔 공간에 인접하여 배치되는, 자기 저항 액츄에이터를 갖는 장치.