JPH07183192A - 移動ステージ機構およびこれを用いた露光装置 - Google Patents
移動ステージ機構およびこれを用いた露光装置Info
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- JPH07183192A JPH07183192A JP32496593A JP32496593A JPH07183192A JP H07183192 A JPH07183192 A JP H07183192A JP 32496593 A JP32496593 A JP 32496593A JP 32496593 A JP32496593 A JP 32496593A JP H07183192 A JPH07183192 A JP H07183192A
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- actuator unit
- movement
- clutch
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
- G03F7/70716—Stages
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ステージの移動速度および位置決め精度を向
上することができ、発熱が低減され、信頼性の高い移動
機構を実現すること。 【構成】 ステージを移動する推力を発生する第1及び
第2のアクチュエータユニットと、前記第1のアクチュ
エータユニットによる推力のステージへの伝達状態を制
御するためのクラッチとを有し、前記第2のアクチュエ
ータユニットおよびクラッチは、第1のアクチュエータ
ユニットとステージとの間に並列に設けられていること
を特徴とする。
上することができ、発熱が低減され、信頼性の高い移動
機構を実現すること。 【構成】 ステージを移動する推力を発生する第1及び
第2のアクチュエータユニットと、前記第1のアクチュ
エータユニットによる推力のステージへの伝達状態を制
御するためのクラッチとを有し、前記第2のアクチュエ
ータユニットおよびクラッチは、第1のアクチュエータ
ユニットとステージとの間に並列に設けられていること
を特徴とする。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体製造用露光装置
で用いられる移動機構に関し、特に、マスクやウェハ等
を搭載し、精密な位置決めが要求されるステージの移動
機構に関する。
で用いられる移動機構に関し、特に、マスクやウェハ等
を搭載し、精密な位置決めが要求されるステージの移動
機構に関する。
【0002】
【従来の技術】256M容量のDRAMを作製するため
の露光装置においては、マスクやウェハ等を搭載するス
テージの移動機構には以下のような性能が必要とされて
いる。
の露光装置においては、マスクやウェハ等を搭載するス
テージの移動機構には以下のような性能が必要とされて
いる。
【0003】1.位置決め精度〜0.01μm 2.位置決め整定時間を含めたステップ移動時間〜0.
3秒 3.ステップ移動距離〜30mm 4.位置合わせの障害となる発熱量が小さなこと その他、一般的として、構成が簡単であり、信頼性が高
いこと 従来、この種の移動機構としては、特開平2−1003
11号公報中の第17図に関する記載に示されるよう
に、移動量の大きな粗動機構と微妙な位置決めを行うた
めの微動機構が組み合わされていた。
3秒 3.ステップ移動距離〜30mm 4.位置合わせの障害となる発熱量が小さなこと その他、一般的として、構成が簡単であり、信頼性が高
いこと 従来、この種の移動機構としては、特開平2−1003
11号公報中の第17図に関する記載に示されるよう
に、移動量の大きな粗動機構と微妙な位置決めを行うた
めの微動機構が組み合わされていた。
【0004】図8は上述したような従来の移動機構の概
念を示す図である。
念を示す図である。
【0005】ステージ806は、微動ガイド805上に
搭載され、微動ガイド805は、粗動ガイド802を介
してベース801上に搭載されている。
搭載され、微動ガイド805は、粗動ガイド802を介
してベース801上に搭載されている。
【0006】ベース801には、粗動用伸縮アクチュエ
ータユニット803およびレーザ干渉計809が取り付
けられている。粗動用伸縮アクチュエータユニット80
3は、シリンダ810を介して微動ガイド805と連結
され、その内部にはモータ、ボールねじおよびナットを
利用した回転−直進変換ユニット(不図示)が設けられ
たもので、モータの回転に応じてシリンダ810が伸縮
し、微動ガイド805が移動する。また、モータの回転
量はエンコーダ804によって計測されており、これに
より微動ガイド805の粗動量が計測される。
ータユニット803およびレーザ干渉計809が取り付
けられている。粗動用伸縮アクチュエータユニット80
3は、シリンダ810を介して微動ガイド805と連結
され、その内部にはモータ、ボールねじおよびナットを
利用した回転−直進変換ユニット(不図示)が設けられ
たもので、モータの回転に応じてシリンダ810が伸縮
し、微動ガイド805が移動する。また、モータの回転
量はエンコーダ804によって計測されており、これに
より微動ガイド805の粗動量が計測される。
【0007】ステージ806のレーザ干渉計809に対
向する一端部には測長用ミラー808が設けられ、微動
フレームにはピエゾアクチュエータ807を取り付ける
ための突出部が設けられている。ステージ806はピエ
ゾアクチュエータ807により微動ガイド805と連結
され、該ピエゾアクチュエータ807によりステージ8
06の微動が行われる。
向する一端部には測長用ミラー808が設けられ、微動
フレームにはピエゾアクチュエータ807を取り付ける
ための突出部が設けられている。ステージ806はピエ
ゾアクチュエータ807により微動ガイド805と連結
され、該ピエゾアクチュエータ807によりステージ8
06の微動が行われる。
【0008】レーザ干渉計809より出射されたレーザ
光は、測長用ミラー808にて反射され、この反射光を
用いてレーザ干渉計809とステージ806の位置が測
定される。この測定結果に基づいてピエゾアクチュエー
タ807が駆動され、ステージ806の位置決めが行わ
れる。
光は、測長用ミラー808にて反射され、この反射光を
用いてレーザ干渉計809とステージ806の位置が測
定される。この測定結果に基づいてピエゾアクチュエー
タ807が駆動され、ステージ806の位置決めが行わ
れる。
【0009】上記のようにステージのステップ移動を行
う際には、粗動用アクチュエータを用いた駆動をステー
ジに対して行い、この後、高速・高分解能で駆動が可能
なピエゾアクチュエータを用いて位置決めを含めたた微
動制御が行われていた。
う際には、粗動用アクチュエータを用いた駆動をステー
ジに対して行い、この後、高速・高分解能で駆動が可能
なピエゾアクチュエータを用いて位置決めを含めたた微
動制御が行われていた。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の移動機
構においては、以下の点が改善すべき点として挙げられ
る。
構においては、以下の点が改善すべき点として挙げられ
る。
【0011】1.微動機構にピエゾアクチュエータを用
いているので、ストロークを十分にとることができず、
組立、調整に時間がかかる。
いているので、ストロークを十分にとることができず、
組立、調整に時間がかかる。
【0012】2.高速・高分解能で駆動が可能なピエゾ
アクチュエータをステージとの結合部材として用いてい
るが、ピエゾアクチュエータ自身が外部の振動を伝達す
るので、位置決めを行った後の振動が抑制しにくい。し
たがって、粗動アクチュエータの残留振動等によって位
置決め時間が長くなり、位置決め精度が悪くなる。
アクチュエータをステージとの結合部材として用いてい
るが、ピエゾアクチュエータ自身が外部の振動を伝達す
るので、位置決めを行った後の振動が抑制しにくい。し
たがって、粗動アクチュエータの残留振動等によって位
置決め時間が長くなり、位置決め精度が悪くなる。
【0013】3.ガイドが粗動用と微動用の2段必要と
なり、構成が複雑である。
なり、構成が複雑である。
【0014】本発明は上述したような従来の技術が有す
る問題点に鑑みてなされたものであって、ステージの移
動速度および位置決め精度を向上することができ、発熱
が低減され、信頼性の高い移動機構を実現することを目
的とする。
る問題点に鑑みてなされたものであって、ステージの移
動速度および位置決め精度を向上することができ、発熱
が低減され、信頼性の高い移動機構を実現することを目
的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明の移動ステージ機
構は、ステージを移動する推力を発生する第1及び第2
のアクチュエータユニットと、前記第1のアクチュエー
タユニットによる推力のステージへの伝達状態を制御す
るためのクラッチとを有し、前記第2のアクチュエータ
ユニットおよびクラッチは、第1のアクチュエータユニ
ットとステージとの間に並列に設けられていることを特
徴とする。
構は、ステージを移動する推力を発生する第1及び第2
のアクチュエータユニットと、前記第1のアクチュエー
タユニットによる推力のステージへの伝達状態を制御す
るためのクラッチとを有し、前記第2のアクチュエータ
ユニットおよびクラッチは、第1のアクチュエータユニ
ットとステージとの間に並列に設けられていることを特
徴とする。
【0016】この場合、第2のアクチュエータユニット
をボイスコイルモータとしてもよい。
をボイスコイルモータとしてもよい。
【0017】本発明の露光装置は、上記のように構成さ
れたマスク又はウエハを搭載する移動ステージ機構と、
ウエハに露光を行う露光手段を有する。
れたマスク又はウエハを搭載する移動ステージ機構と、
ウエハに露光を行う露光手段を有する。
【0018】
【作用】本発明においては、第1のアクチュエータユニ
ットとステージとの間に第2のアクチュエータユニット
とクラッチが並列に設けられる。第1のアクチュエータ
ユニットを粗動用のものとし、第2のアクチュエータユ
ニットを微動用のものとすると、粗動動作終了後の振動
は、第2のアクチュエータユニットとクラッチとによっ
て収束される。従って、第2のアクチュエータユニット
に剛性の低いものを使用したとしても、クラッチを接続
状態として粗動動作を行うことにより、振動の収束を速
くすることができ、ステップ移動の速度を速くすること
が可能となる。
ットとステージとの間に第2のアクチュエータユニット
とクラッチが並列に設けられる。第1のアクチュエータ
ユニットを粗動用のものとし、第2のアクチュエータユ
ニットを微動用のものとすると、粗動動作終了後の振動
は、第2のアクチュエータユニットとクラッチとによっ
て収束される。従って、第2のアクチュエータユニット
に剛性の低いものを使用したとしても、クラッチを接続
状態として粗動動作を行うことにより、振動の収束を速
くすることができ、ステップ移動の速度を速くすること
が可能となる。
【0019】粗動動作終了後にはクラッチを切り離した
状態とすることにより、第2のアクチュエータユニット
のみによる駆動を行うことができ、精度の高い位置決め
が可能となる。
状態とすることにより、第2のアクチュエータユニット
のみによる駆動を行うことができ、精度の高い位置決め
が可能となる。
【0020】第2のアクチュエータユニットとして、非
接触で駆動力のみを伝達するボイスコイルモータを用い
た場合には、クラッチを離した状態とすることにより、
ステージと各アクチュエータが機械的に全く離された状
態となり、第1のアクチュエータユニットによる外乱が
ステージに伝達されることはない。
接触で駆動力のみを伝達するボイスコイルモータを用い
た場合には、クラッチを離した状態とすることにより、
ステージと各アクチュエータが機械的に全く離された状
態となり、第1のアクチュエータユニットによる外乱が
ステージに伝達されることはない。
【0021】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
て説明する。
【0022】図1は本発明の一実施例の構成を示す斜視
図である。
図である。
【0023】本実施例はシンクロトロン放射光を露光光
源とするX線露光装置で、ウェハやマスク等を移動させ
るために用いられるステージの構成を示すものである。
ここでは説明を簡単とするためにウェハ、マスクおよび
露光光学系は図示省略している。
源とするX線露光装置で、ウェハやマスク等を移動させ
るために用いられるステージの構成を示すものである。
ここでは説明を簡単とするためにウェハ、マスクおよび
露光光学系は図示省略している。
【0024】ベース101の上部には、平行な2本のレ
ール状のY用ガイド102と、Y用粗動伸縮アクチュエ
ータユニット103、Y用レーザ干渉計110およびX
用レーザ干渉計111が設けられている。
ール状のY用ガイド102と、Y用粗動伸縮アクチュエ
ータユニット103、Y用レーザ干渉計110およびX
用レーザ干渉計111が設けられている。
【0025】Y用ガイド102上には、Y用ガイド10
2の長手方向に移動するYステージ114が搭載されて
いる。Yステージ114上には、Y用ガイド102と直
交する平行な2本のレール状のX用ガイド106、X用
粗動伸縮アクチュエータユニット107が設けられてい
る。
2の長手方向に移動するYステージ114が搭載されて
いる。Yステージ114上には、Y用ガイド102と直
交する平行な2本のレール状のX用ガイド106、X用
粗動伸縮アクチュエータユニット107が設けられてい
る。
【0026】X用ガイド106にはX用ガイド106の
長手方向に移動するXステージ115が搭載され、該X
ステージ115上にはウェハチャック112と、上記の
Y用レーザ干渉計110およびX用レーザ干渉計111
からの測長用のレーザ光を反射させるためのレーザ干渉
用測長ミラー113が設けられている。
長手方向に移動するXステージ115が搭載され、該X
ステージ115上にはウェハチャック112と、上記の
Y用レーザ干渉計110およびX用レーザ干渉計111
からの測長用のレーザ光を反射させるためのレーザ干渉
用測長ミラー113が設けられている。
【0027】Y用粗動伸縮アクチュエータユニット10
3はYロッド102を介してYステージ114の端部に
設けられたY用微動アクチュエータユニット105と連
結し、X用粗動伸縮アクチュエータユニット107はX
ロッド108を介してXステージ115の端部に設けら
れたX用微動アクチュエータユニット109と連結して
いる。
3はYロッド102を介してYステージ114の端部に
設けられたY用微動アクチュエータユニット105と連
結し、X用粗動伸縮アクチュエータユニット107はX
ロッド108を介してXステージ115の端部に設けら
れたX用微動アクチュエータユニット109と連結して
いる。
【0028】Y用粗動伸縮アクチュエータユニット10
3およびX用粗動伸縮アクチュエータユニット107の
それぞれは、図8に示した従来例の粗動伸縮アクチュエ
ータユニットと同様に、電動モータ、エンコーダ、キ
ア、ボールナット、ねじ、およびベアリング(ともに不
図示)からなる回転−直進変換ユニットで、電動モータ
の回転に応じてYロッド104およびXロッド108が
それぞれ伸縮し、Yステージ114およびXステージ1
15のそれぞれを移動させることにより粗動が行われ
る。
3およびX用粗動伸縮アクチュエータユニット107の
それぞれは、図8に示した従来例の粗動伸縮アクチュエ
ータユニットと同様に、電動モータ、エンコーダ、キ
ア、ボールナット、ねじ、およびベアリング(ともに不
図示)からなる回転−直進変換ユニットで、電動モータ
の回転に応じてYロッド104およびXロッド108が
それぞれ伸縮し、Yステージ114およびXステージ1
15のそれぞれを移動させることにより粗動が行われ
る。
【0029】また、Y用粗動伸縮アクチュエータユニッ
ト103およびX用粗動伸縮アクチュエータユニット1
07のそれぞれは、Y用微動アクチュエータユニット1
05およびX用微動アクチュエータユニット109と連
結されており、上記の粗動制御が終了した後にはこれら
による微動制御が行われる。
ト103およびX用粗動伸縮アクチュエータユニット1
07のそれぞれは、Y用微動アクチュエータユニット1
05およびX用微動アクチュエータユニット109と連
結されており、上記の粗動制御が終了した後にはこれら
による微動制御が行われる。
【0030】本実施例におけるY用ガイド102による
Yステージ114の支持およびX用ガイド106による
Xステージ115の支持はエアベアリングによってなさ
れているが、この他にもクロスローラガイドを使用する
ことが考えられる。
Yステージ114の支持およびX用ガイド106による
Xステージ115の支持はエアベアリングによってなさ
れているが、この他にもクロスローラガイドを使用する
ことが考えられる。
【0031】ベース101に対するウェハチャッル11
2の位置はY用レーザ干渉計110およびX用レーザ干
渉計111により常に行われており、該計測結果に基づ
いて上記の粗動制御および微動制御は不図示の制御装置
によって行われる。
2の位置はY用レーザ干渉計110およびX用レーザ干
渉計111により常に行われており、該計測結果に基づ
いて上記の粗動制御および微動制御は不図示の制御装置
によって行われる。
【0032】なお、上記の各粗動伸縮アクチュエータユ
ニットは、その負荷質量を0.3秒以内に30mmをス
テップ移動できるように十分なパワーを持つものが選択
されている。
ニットは、その負荷質量を0.3秒以内に30mmをス
テップ移動できるように十分なパワーを持つものが選択
されている。
【0033】図2は図1に示したX軸あるいはY軸ステ
ージの構成の概念を示す図である。微動アクチュエータ
ユニットは、粗動伸縮アクチュエータユニット201か
らのロッド205とステージ207との間に設けられる
もので、並列に設けられたボイスコイルモータ204と
クラッチ206とにより構成されている。
ージの構成の概念を示す図である。微動アクチュエータ
ユニットは、粗動伸縮アクチュエータユニット201か
らのロッド205とステージ207との間に設けられる
もので、並列に設けられたボイスコイルモータ204と
クラッチ206とにより構成されている。
【0034】上述したようにステージ207の位置はレ
ーザ干渉計210常に計測されており、該計測を行うた
めのと測長ミラー208がステージ207上に設けられ
ている。ステージ207は1つの方向については1つの
ガイド209によって案内される。
ーザ干渉計210常に計測されており、該計測を行うた
めのと測長ミラー208がステージ207上に設けられ
ている。ステージ207は1つの方向については1つの
ガイド209によって案内される。
【0035】本実施例において、クラッチ206は、粗
動伸縮アクチュエータユニット201によるステップ移
動が行われるときに接続状態とされ、ステップ移動制御
が終了し、ボイスコイルモータ204による精密位置決
めが行われるときに離れた状態とされる。
動伸縮アクチュエータユニット201によるステップ移
動が行われるときに接続状態とされ、ステップ移動制御
が終了し、ボイスコイルモータ204による精密位置決
めが行われるときに離れた状態とされる。
【0036】クラッチ206が離された状態のときに
は、レーザ干渉計210からの測長信号に基づいたボイ
スコイルモータ204による微動制御が行われる。
は、レーザ干渉計210からの測長信号に基づいたボイ
スコイルモータ204による微動制御が行われる。
【0037】図3および図4のそれぞれは、上述した微
動機構のうちのボイスコイルモータ204およびクラッ
チ206の構造を示す部分切断側面図である。
動機構のうちのボイスコイルモータ204およびクラッ
チ206の構造を示す部分切断側面図である。
【0038】まず、図3を参照してボイスコイルモータ
204の構造について説明する。
204の構造について説明する。
【0039】ボイスコイルモータは粗動伸縮アクチュエ
ータからのロッド205とウェハ、マスク等を搭載する
ステージ207との間に設けられるもので、コイル30
5、コイル305を巻き付けるためのボビン306、永
久磁石307および永久磁石307を収容するヨーク3
08により構成されている。ボビン306およびコイル
305はロッド303側に設けられ、永久磁石307お
よびヨーク308はステージ301側に設けられてい
る。これにより、コイル305に電流を流したときの推
力がロッド303とステージ207との間に働くように
構成されている。
ータからのロッド205とウェハ、マスク等を搭載する
ステージ207との間に設けられるもので、コイル30
5、コイル305を巻き付けるためのボビン306、永
久磁石307および永久磁石307を収容するヨーク3
08により構成されている。ボビン306およびコイル
305はロッド303側に設けられ、永久磁石307お
よびヨーク308はステージ301側に設けられてい
る。これにより、コイル305に電流を流したときの推
力がロッド303とステージ207との間に働くように
構成されている。
【0040】次に、図4を参照してクラッチ206の構
造について説明する。
造について説明する。
【0041】クラッチ機構はコの字上のフレーム部材4
09、フレーム部材409の内周面にて、フレーム部材
409の内部から開放端に向って突出するまさつ板40
2を両側から挟持するエアパッド403、フレーム部材
409の外周面から開放端に向けて延在する板ばね40
6および該板ばね406の端部に取り付けられ、内部に
はコイル405が収容される電磁石ユニット410によ
り構成されている。
09、フレーム部材409の内周面にて、フレーム部材
409の内部から開放端に向って突出するまさつ板40
2を両側から挟持するエアパッド403、フレーム部材
409の外周面から開放端に向けて延在する板ばね40
6および該板ばね406の端部に取り付けられ、内部に
はコイル405が収容される電磁石ユニット410によ
り構成されている。
【0042】上記のように構成されたクラッチは、粗動
伸縮アクチュエータユニットのロッドである205と板
ばね401によって接続され、ステージである移動体側
408にフレーム部材409が取り付けられて、粗動伸
縮アクチュエータユニットの駆動力の伝達を制御するよ
うに構成されている。
伸縮アクチュエータユニットのロッドである205と板
ばね401によって接続され、ステージである移動体側
408にフレーム部材409が取り付けられて、粗動伸
縮アクチュエータユニットの駆動力の伝達を制御するよ
うに構成されている。
【0043】上記のように構成されたクラッチの動作に
ついて説明する。
ついて説明する。
【0044】まさつ板402は上述したように板ばね4
01を介して粗動伸縮アクチュエータユニットのロッド
205に取り付けられている。移動体側408に固定さ
れているフレーム部材409には板ばね406を介して
取り付けられている電磁石ユニット410は、コイル4
05に電流を流すことにより、板ばね406が変形した
状態にてまさつ板402に吸着される。この状態にてロ
ッド205を移動させると、電磁石ユニット410とま
さつ板402とのまさつ力によってステージ207に駆
動力が伝えられる。コイル405に電流が流れていない
状態では、電磁石ユニット410とまさつ板402とは
非接触の状態であるために、ロッド205が移動しても
駆動力が伝わることはない。
01を介して粗動伸縮アクチュエータユニットのロッド
205に取り付けられている。移動体側408に固定さ
れているフレーム部材409には板ばね406を介して
取り付けられている電磁石ユニット410は、コイル4
05に電流を流すことにより、板ばね406が変形した
状態にてまさつ板402に吸着される。この状態にてロ
ッド205を移動させると、電磁石ユニット410とま
さつ板402とのまさつ力によってステージ207に駆
動力が伝えられる。コイル405に電流が流れていない
状態では、電磁石ユニット410とまさつ板402とは
非接触の状態であるために、ロッド205が移動しても
駆動力が伝わることはない。
【0045】上記のように構成されるクラッチ機構にお
いて、エアパッド403は、まさつ板402と電磁石ユ
ニット410とのクリアランスを適性に保ために設けら
れたもので、空気を常に流出することにより、まさつ板
402の一部との間にエアベアリングを構成している。
駆動部材407と移動体側408の姿勢が変わるような
場合には、上述のエアベアリング機構のスラスト力によ
って板ばね401が変形するように構成されている。
いて、エアパッド403は、まさつ板402と電磁石ユ
ニット410とのクリアランスを適性に保ために設けら
れたもので、空気を常に流出することにより、まさつ板
402の一部との間にエアベアリングを構成している。
駆動部材407と移動体側408の姿勢が変わるような
場合には、上述のエアベアリング機構のスラスト力によ
って板ばね401が変形するように構成されている。
【0046】なお、板ばね401、406のそれぞれ
は、移動体側408を移動させる際に加えられる力によ
って座屈することなく、駆動力を伝えられるような材質
および寸法のものが選択されている。
は、移動体側408を移動させる際に加えられる力によ
って座屈することなく、駆動力を伝えられるような材質
および寸法のものが選択されている。
【0047】図5は上述のように構成された本実施例の
制御動作を示すブロック図である。
制御動作を示すブロック図である。
【0048】図中、微動アクチュエータユニットについ
てはボイスコイルモータをリニアモータとし、その指令
動作を上側部分に示している。また、粗動伸縮アクチュ
エータユニットについては、その構成要素であるモータ
とシリンダ(OR ボールねじ)とし、その指令動作を下
側部分に示す。
てはボイスコイルモータをリニアモータとし、その指令
動作を上側部分に示している。また、粗動伸縮アクチュ
エータユニットについては、その構成要素であるモータ
とシリンダ(OR ボールねじ)とし、その指令動作を下
側部分に示す。
【0049】粗動伸縮アクチュエータユニットによるス
テップ移動を行う際の粗動時には、図4に示したクラッ
チ機構は接続状態とされる。
テップ移動を行う際の粗動時には、図4に示したクラッ
チ機構は接続状態とされる。
【0050】粗動伸縮アクチュエータユニットは図2に
示したユニット内に設けられるエンコーダによって計測
されるモータの回転量に基づいて制御が行われるもの
で、指令は、例えば速度パターンを有する連続的な位置
指令を与える形で行われる。上記のような指令により所
定のステップ移動が行われた後にクラッチが離されて、
微動制御が行われる。
示したユニット内に設けられるエンコーダによって計測
されるモータの回転量に基づいて制御が行われるもの
で、指令は、例えば速度パターンを有する連続的な位置
指令を与える形で行われる。上記のような指令により所
定のステップ移動が行われた後にクラッチが離されて、
微動制御が行われる。
【0051】指令に含まれる電流信号成分は電流増幅器
によって増幅された後に(S507)モータに供給され
る(S508)。これにより、シリンダが伸縮し、ステ
ージに推力が与えられてステージの移動が行われる(S
509)。この後、ステップ移動が終了したことの確認
が行われ(S511)、移動が確認されるとクラッチが
離されて(S510)微動制御動作へ移行する。
によって増幅された後に(S507)モータに供給され
る(S508)。これにより、シリンダが伸縮し、ステ
ージに推力が与えられてステージの移動が行われる(S
509)。この後、ステップ移動が終了したことの確認
が行われ(S511)、移動が確認されるとクラッチが
離されて(S510)微動制御動作へ移行する。
【0052】移動を行うための指令値は粗動伸縮アクチ
ュエータユニットと微動アクチュエータユニットの両方
に与えられる(S501)。
ュエータユニットと微動アクチュエータユニットの両方
に与えられる(S501)。
【0053】微動アクチュエータユニットによるステッ
プ移動終了後の微動時には、図4に示したクラッチ機構
は離された状態とされる。
プ移動終了後の微動時には、図4に示したクラッチ機構
は離された状態とされる。
【0054】微動アクチュエータユニットでは、指令に
含まれる電流信号成分をフィルタによって抽出し(S5
02)、電流増幅器によって増幅した後に(S50
3)、切替スイッチ1へ送出する。切替スイッチ1では
リニアモータに対する電流制限が行っており(S50
4)、供給する電流値が許容値以内であるかを確認し
(S506)、許容値以内であればリニアモータへの電
流供給が行われる(S505)。この結果、ステージに
微動アクチュエータによる推力が加えられ、所望とする
位置への移動制御がなされる(S512)。
含まれる電流信号成分をフィルタによって抽出し(S5
02)、電流増幅器によって増幅した後に(S50
3)、切替スイッチ1へ送出する。切替スイッチ1では
リニアモータに対する電流制限が行っており(S50
4)、供給する電流値が許容値以内であるかを確認し
(S506)、許容値以内であればリニアモータへの電
流供給が行われる(S505)。この結果、ステージに
微動アクチュエータによる推力が加えられ、所望とする
位置への移動制御がなされる(S512)。
【0055】なお、以上説明した実施例においては、位
置指令が粗動伸縮アクチュエータユニットと微動アクチ
ュエータユニットの両方に同じに与えられるものとして
説明したが、粗動伸縮アクチュエータユニットによる駆
動が終了した後に、微動アクチュエータユニットによる
駆動が行われるように位置指令を分けて各アクチュエー
タユニットに与えるものとしてもよい。
置指令が粗動伸縮アクチュエータユニットと微動アクチ
ュエータユニットの両方に同じに与えられるものとして
説明したが、粗動伸縮アクチュエータユニットによる駆
動が終了した後に、微動アクチュエータユニットによる
駆動が行われるように位置指令を分けて各アクチュエー
タユニットに与えるものとしてもよい。
【0056】以上説明したように本実施例においては、
粗動制御についてはクラッチを接続した状態として行わ
れるので、粗動伸縮アクチュエータユニットの性能を十
分ぶ確保することによって高速のステップ移動を行うこ
とができる。この際、アクチュエータの発熱はステージ
から離れているので影響は少ない。
粗動制御についてはクラッチを接続した状態として行わ
れるので、粗動伸縮アクチュエータユニットの性能を十
分ぶ確保することによって高速のステップ移動を行うこ
とができる。この際、アクチュエータの発熱はステージ
から離れているので影響は少ない。
【0057】また、この後行われる微動制御において
は、位置決め精度が極めて高いボイスコイルモータによ
る駆動力がステージに直接加えられるので、精度のよい
位置決めが可能となっている。ボイスコイルモータは直
接駆動力を伝えるものではなく、駆動力のみを伝えるも
のであるために、クラッチが離される微動制御時には、
粗動伸縮アクチュエータユニットは駆動方向に関して機
械的にステージと全く切り離されることとなり、粗動伸
縮アクチュエータユニットから外乱が伝わることなく、
精度が高く、かつ高速の位置決めが行われる。また、微
動制御では、駆動量が極めて小さなため、母イスコイル
モータに流す電流も少なく、発熱を少なくすることがで
きる。
は、位置決め精度が極めて高いボイスコイルモータによ
る駆動力がステージに直接加えられるので、精度のよい
位置決めが可能となっている。ボイスコイルモータは直
接駆動力を伝えるものではなく、駆動力のみを伝えるも
のであるために、クラッチが離される微動制御時には、
粗動伸縮アクチュエータユニットは駆動方向に関して機
械的にステージと全く切り離されることとなり、粗動伸
縮アクチュエータユニットから外乱が伝わることなく、
精度が高く、かつ高速の位置決めが行われる。また、微
動制御では、駆動量が極めて小さなため、母イスコイル
モータに流す電流も少なく、発熱を少なくすることがで
きる。
【0058】以上の実施例においては、ステップ移動を
行うステージを例にとって説明したが、ステージ走査さ
せながら露光を行う走査露光ステージに適用することも
できる。走査移動では、ステージ上のウェハあるいはマ
スクを露光領域内でほぼ等速の走査速度で移動させるた
めに、走査移動の前に加速するための除草領域が必要で
ある。
行うステージを例にとって説明したが、ステージ走査さ
せながら露光を行う走査露光ステージに適用することも
できる。走査移動では、ステージ上のウェハあるいはマ
スクを露光領域内でほぼ等速の走査速度で移動させるた
めに、走査移動の前に加速するための除草領域が必要で
ある。
【0059】この除草領域では精密な位置決めは必要な
いが、短い時間で所定の速度に達するためのパワーがア
クチュエータに必要である。これに対して、走査露光中
は精密な位置決め精度が必要であるが、大パワーは必要
ない。走査露光ステージに適用する場合、加速移動中は
クラッチを接続状態として粗動伸縮アクチュエータユニ
ットによって加速する。そして走査露光状態に達した後
は、クラッチを切り離してボイスコイルモータによって
ステージを駆動する。走査移動中は、クラッチの動作す
る許容範囲内に収まるように粗動アクチュエータにも移
動指令を与える。この指令はエンコーダを利用して所定
のデータテーブルに従って与える。あるいはボイスコイ
ルモータの電流値を監視して、電流値からボイスコイル
モータの位置偏差、すなわち、粗動アクチュエータのロ
ッドとステージの相対距離を演算して、この距離が所定
の範囲に入るように制御してもよい。
いが、短い時間で所定の速度に達するためのパワーがア
クチュエータに必要である。これに対して、走査露光中
は精密な位置決め精度が必要であるが、大パワーは必要
ない。走査露光ステージに適用する場合、加速移動中は
クラッチを接続状態として粗動伸縮アクチュエータユニ
ットによって加速する。そして走査露光状態に達した後
は、クラッチを切り離してボイスコイルモータによって
ステージを駆動する。走査移動中は、クラッチの動作す
る許容範囲内に収まるように粗動アクチュエータにも移
動指令を与える。この指令はエンコーダを利用して所定
のデータテーブルに従って与える。あるいはボイスコイ
ルモータの電流値を監視して、電流値からボイスコイル
モータの位置偏差、すなわち、粗動アクチュエータのロ
ッドとステージの相対距離を演算して、この距離が所定
の範囲に入るように制御してもよい。
【0060】露光領域の走査移動が終了したら、再び、
クラッチを接続して粗動アクチュエータを駆動し、ステ
ージを減速させる。以上の走査は図5において、S51
1を走査露光中であるかどうかの判断に置き換えること
で実現できる。
クラッチを接続して粗動アクチュエータを駆動し、ステ
ージを減速させる。以上の走査は図5において、S51
1を走査露光中であるかどうかの判断に置き換えること
で実現できる。
【0061】クラッチ接続中は、ステップ移動中である
から目標位置とステージ位置は大きく離れており、リニ
アモータへは大きな駆動力が働くように指令値が与えら
れる。このときは電流制限が働き、切替スイッチ1が動
作してリニアモータに無駄な電流が流れるのを防止する
ように構成されている。
から目標位置とステージ位置は大きく離れており、リニ
アモータへは大きな駆動力が働くように指令値が与えら
れる。このときは電流制限が働き、切替スイッチ1が動
作してリニアモータに無駄な電流が流れるのを防止する
ように構成されている。
【0062】次に、上記説明した移動機構を備えた露光
装置を利用したデバイスの製造方法の実施例を説明す
る。
装置を利用したデバイスの製造方法の実施例を説明す
る。
【0063】図6は微小デバイス(ICやLSI等の半
導体チップ、液晶パネル、CCD、薄膜磁気ヘッド、マ
イクロマシン等)の製造工程を示すフローチャートであ
る。ステップ61(回路設計)では半導体デバイスの回
路設計を行う。ステップ62(マスク製作)では設計し
た回路パターンを形成したマスクを製作する。このマス
クは反射型マスクであって、上記説明した特徴を有して
いる。一方、ステップ63(ウエハ製造)ではシリコン
等の材料を用いてウエハを製造する。ステップ64(ウ
エハプロセス)は前工程と呼ばれ、上記用意したマスク
とウエハを用いて、リソグラフィ技術によってウエハ上
に実際の回路を形成する。次のステップ65(組み立
て)は後工程と呼ばれ、ステップ64によって作製され
たウエハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッ
センブリ工程(ダイシング、ボンディング)、パッケー
ジング工程(チップ封入)等の工程を含む。ステップ6
6(検査)ではステップ5で作製された半導体デバイス
の動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行なう。こ
うした工程を経て半導体デバイスが完成し、これが出荷
(ステップ67)される。
導体チップ、液晶パネル、CCD、薄膜磁気ヘッド、マ
イクロマシン等)の製造工程を示すフローチャートであ
る。ステップ61(回路設計)では半導体デバイスの回
路設計を行う。ステップ62(マスク製作)では設計し
た回路パターンを形成したマスクを製作する。このマス
クは反射型マスクであって、上記説明した特徴を有して
いる。一方、ステップ63(ウエハ製造)ではシリコン
等の材料を用いてウエハを製造する。ステップ64(ウ
エハプロセス)は前工程と呼ばれ、上記用意したマスク
とウエハを用いて、リソグラフィ技術によってウエハ上
に実際の回路を形成する。次のステップ65(組み立
て)は後工程と呼ばれ、ステップ64によって作製され
たウエハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッ
センブリ工程(ダイシング、ボンディング)、パッケー
ジング工程(チップ封入)等の工程を含む。ステップ6
6(検査)ではステップ5で作製された半導体デバイス
の動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行なう。こ
うした工程を経て半導体デバイスが完成し、これが出荷
(ステップ67)される。
【0064】図7は上記ウエハプロセスの詳細な工程を
示すフローチャートである。ステップ71(酸化)では
ウエハの表面を酸化させる。ステップ72(CVD)で
はウエハ表面に絶縁膜を形成する。ステップ73(電極
形成)ではウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ス
テップ74(イオン打込み)ではウエハにイオンを打ち
込む。ステップ75(レジスト処理)ではウエハに感光
剤を塗布する。ステップ76(露光)では上記説明した
マスクと露光装置によってマスクの回路パターンをウエ
ハに焼付露光する。ステップ77(現像)では露光した
ウエハを現像する。ステップ78(エッチング)では現
像したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップ79
(レジスト剥離)ではエッチングが済んで不要となった
レジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行な
うことによって、ウエハ上に多重に回路パターンが形成
される。本実施例の製造方法を用いれば、従来は製造が
難しかった高集積度の半導体デバイスを製造することが
できる。
示すフローチャートである。ステップ71(酸化)では
ウエハの表面を酸化させる。ステップ72(CVD)で
はウエハ表面に絶縁膜を形成する。ステップ73(電極
形成)ではウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ス
テップ74(イオン打込み)ではウエハにイオンを打ち
込む。ステップ75(レジスト処理)ではウエハに感光
剤を塗布する。ステップ76(露光)では上記説明した
マスクと露光装置によってマスクの回路パターンをウエ
ハに焼付露光する。ステップ77(現像)では露光した
ウエハを現像する。ステップ78(エッチング)では現
像したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップ79
(レジスト剥離)ではエッチングが済んで不要となった
レジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行な
うことによって、ウエハ上に多重に回路パターンが形成
される。本実施例の製造方法を用いれば、従来は製造が
難しかった高集積度の半導体デバイスを製造することが
できる。
【0065】
【発明の効果】本発明は以上説明したように構成されて
いるので、以下に記載するような効果を奏する。
いるので、以下に記載するような効果を奏する。
【0066】ステップ移動あるいは走査移動前の加速動
作を効率のよい回転型のモータで行い、かつ、モータを
ステージより離れた位置に配置できるため、発熱の影響
を小さくすることができる効果がある。
作を効率のよい回転型のモータで行い、かつ、モータを
ステージより離れた位置に配置できるため、発熱の影響
を小さくすることができる効果がある。
【0067】リニアモータで位置決めがなされるため、
位置決め精度を向上することができる効果があるととも
に、リニアモータの駆動量が少ないので、発熱も少な
い。
位置決め精度を向上することができる効果があるととも
に、リニアモータの駆動量が少ないので、発熱も少な
い。
【0068】ボイスコイルモータおよびクラッチを用い
ることにより、粗動伸縮アクチュエータユニットが離さ
れるため、駆動方向に関して粗動伸縮アクチュエータユ
ニットからステージに振動が伝わらないので、位置決め
時間を速くし、位置決め精度を向上することができる効
果がある。
ることにより、粗動伸縮アクチュエータユニットが離さ
れるため、駆動方向に関して粗動伸縮アクチュエータユ
ニットからステージに振動が伝わらないので、位置決め
時間を速くし、位置決め精度を向上することができる効
果がある。
【0069】粗動制御および微動制御を行うためのガイ
ド機構が共通とされているため、装置構成を簡単とする
ことができ、信頼性および装置寿命を向上することがで
きる効果がある。
ド機構が共通とされているため、装置構成を簡単とする
ことができ、信頼性および装置寿命を向上することがで
きる効果がある。
【0070】上記各効果に基づいて、性能の高い露光装
置用ステージが実現され、ひいては集積度の高いLSI
を製造することができる効果がある。
置用ステージが実現され、ひいては集積度の高いLSI
を製造することができる効果がある。
【図1】本発明の一実施例の構成を示す斜視図である。
【図2】図1に示した各微動アクチュエータユニットの
構成を詳細に示す側面図である。
構成を詳細に示す側面図である。
【図3】微動機構のうちのボイスコイルモータ204の
構造を示す部分切断側面図である。
構造を示す部分切断側面図である。
【図4】微動機構のうちのクラッチ206の構造を示す
部分切断側面図である。
部分切断側面図である。
【図5】本発明の実施例の制御動作を示すブロック図で
ある。
ある。
【図6】半導体デバイスの製造工程を示すフローチャー
トである。
トである。
【図7】ウエハプロセスの詳細な工程を示すフローチャ
ートである。
ートである。
【図8】従来の移動機構の概略構成を示す側面図であ
る。
る。
101 ベース 102 Y用ガイド 103 Y用粗動伸縮アクチュエータユニット 104 Yロッド 105 Y用微動アクチュエータユニット 106 X用ガイド 107 X用粗動伸縮アクチュエータユニット 108 Xロッド 109 X用微動アクチュエータユニット 110 Y用レーザ干渉計 111 X用レーザ干渉計 112 ウェハチャック 113 レーザ干渉用測長ミラー 114 Yステージ 115 Xステージ 201 粗動伸縮アクチュエータユニット 203 ベース 204 ボイスコイルモータ 205 ロッド 206 クラッチ 207 ステージ 208 測長ミラー 209 ガイド 210 レーザ干渉計 302 クランパー支持部 303 ロッド 305 コイル 306 ボビン 307 永久磁石 308 ヨーク 401 板ばね 402 まさつ板 403 エアパッド 406 板ばね 407 駆動部材
Claims (3)
- 【請求項1】 ステージを移動する推力を発生する第1
及び第2のアクチュエータユニットと、 前記第1のアクチュエータユニットによる推力のステー
ジへの伝達状態を制御するためのクラッチとを有し、 前記第2のアクチュエータユニットおよびクラッチは、
第1のアクチュエータユニットとステージとの間に並列
に設けられていることを特徴とする移動ステージ機構。 - 【請求項2】 請求項1の移動ステージ機構において、 第2のアクチュエータユニットがボイスコイルモータで
あることを特徴とする移動ステージ機構。 - 【請求項3】 マスク又はウエハを搭載する請求項1ま
たは2の移動ステージ機構と、ウエハに露光を行う露光
手段を有することを特徴とする露光装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32496593A JPH07183192A (ja) | 1993-12-22 | 1993-12-22 | 移動ステージ機構およびこれを用いた露光装置 |
| US08/282,328 US5537186A (en) | 1993-08-03 | 1994-07-29 | Movable stage mechanism and exposure apparatus using the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32496593A JPH07183192A (ja) | 1993-12-22 | 1993-12-22 | 移動ステージ機構およびこれを用いた露光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07183192A true JPH07183192A (ja) | 1995-07-21 |
Family
ID=18171607
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32496593A Pending JPH07183192A (ja) | 1993-08-03 | 1993-12-22 | 移動ステージ機構およびこれを用いた露光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07183192A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0977244A2 (en) | 1998-07-29 | 2000-02-02 | Canon Kabushiki Kaisha | Stage system and stage driving method for use in exposure apparatus |
| JP2007317626A (ja) * | 2006-05-29 | 2007-12-06 | Hitachi High-Technologies Corp | 試料載置用のステージ、xyステージおよび荷電粒子線装置 |
| JP2011091298A (ja) * | 2009-10-26 | 2011-05-06 | Canon Inc | ステージ装置 |
| KR101108016B1 (ko) * | 2008-02-13 | 2012-01-25 | 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. | 이동가능한 지지체, 위치 제어 시스템, 리소그래피 장치 및교환가능한 대상물의 위치를 제어하는 방법 |
| JP2014090198A (ja) * | 2007-03-05 | 2014-05-15 | Nikon Corp | 移動体装置及びパターン形成装置、並びに移動体駆動方法 |
| JP2016211621A (ja) * | 2015-04-30 | 2016-12-15 | Toto株式会社 | エアステージ装置 |
| KR20190080755A (ko) * | 2017-12-28 | 2019-07-08 | 캐논 가부시끼가이샤 | 제어 방법, 제어 장치, 리소그래피 장치, 및 물품의 제조 방법 |
-
1993
- 1993-12-22 JP JP32496593A patent/JPH07183192A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0977244A2 (en) | 1998-07-29 | 2000-02-02 | Canon Kabushiki Kaisha | Stage system and stage driving method for use in exposure apparatus |
| US6570645B2 (en) | 1998-07-29 | 2003-05-27 | Canon Kabushiki Kaisha | Stage system and stage driving method for use in exposure apparatus |
| EP0977244A3 (en) * | 1998-07-29 | 2005-06-15 | Canon Kabushiki Kaisha | Stage system and stage driving method for use in exposure apparatus |
| EP1965411A2 (en) | 1998-07-29 | 2008-09-03 | Canon Kabushiki Kaisha | Stage system and stage driving method for use in exposure apparatus |
| EP1970941A3 (en) * | 1998-07-29 | 2012-08-29 | Canon Kabushiki Kaisha | Stage system and stage driving method for use in exposure apparatus |
| JP2007317626A (ja) * | 2006-05-29 | 2007-12-06 | Hitachi High-Technologies Corp | 試料載置用のステージ、xyステージおよび荷電粒子線装置 |
| JP2014090198A (ja) * | 2007-03-05 | 2014-05-15 | Nikon Corp | 移動体装置及びパターン形成装置、並びに移動体駆動方法 |
| KR101108016B1 (ko) * | 2008-02-13 | 2012-01-25 | 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. | 이동가능한 지지체, 위치 제어 시스템, 리소그래피 장치 및교환가능한 대상물의 위치를 제어하는 방법 |
| JP2011091298A (ja) * | 2009-10-26 | 2011-05-06 | Canon Inc | ステージ装置 |
| JP2016211621A (ja) * | 2015-04-30 | 2016-12-15 | Toto株式会社 | エアステージ装置 |
| KR20190080755A (ko) * | 2017-12-28 | 2019-07-08 | 캐논 가부시끼가이샤 | 제어 방법, 제어 장치, 리소그래피 장치, 및 물품의 제조 방법 |
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