(57)【要約】　　　（修正有）【課題】高精度ステージが移動する間に加わるケーブル等からの外乱力の影響を少なくする。【解決手段】ワークピース１０４を運ぶ高精度ステージ１０２に対して可動のケーブルキャリア１０６を設け、ケーブルキャリアはステージに作用している複数のケーブル１０８、１１０の負荷抵抗を阻止するためにケーブルを運び、ケーブルの負荷抵抗をキャンセルするようにケーブルに力を加え、ステージとケーブルキャリアの位置をコントロールする。【選択図】図１
2004006688.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可動ステージと、
前記ステージに対して可動であり、前記ステージに作用しているケーブルの負荷抵抗を阻止するために、少なくとも１つのケーブルを運ぶケーブルキャリアと、からなることを特徴とする位置決めシステム。
【請求項２】
前記ステージはワークピースを運ぶものであることを特徴とする請求項１に記載の位置決めシステム。
【請求項３】
前記ケーブルキャリアは前記ステージの外部装置に係合されている第１ケーブルと、前記ステージに係合されている第２ケーブルとを運ぶようになっていることを特徴とする請求項１に記載の位置決めシステム。
【請求項４】
前記ケーブルキャリアは前記可動ステージから独立に動くことを特徴とする請求項１に記載の位置決めシステム。
【請求項５】
前記ケーブルキャリアはキャリアリンケージを介して前記ステージに可動に係合されていることを特徴とする請求項１に記載の位置決めシステム。
【請求項６】
前記キャリアリンケージはベアリング、ピボットアーム、またはフレクチャであることを特徴とする請求項５に記載の位置決めシステム。
【請求項７】
前記ケーブルは基本的に電力ケーブル、信号ケーブル、空気供給ケーブル、真空供給ケーブル、または冷却ケーブルからなるグループより選択されたものであることを特徴とする請求項１に記載の位置決めシステム。
【請求項８】
可動ステージと、
前記ステージに可動に係合されたケーブルキャリアと、
前記ステージに作用しているケーブルの負荷抵抗を阻止するように前記ステージと前記ケーブルキャリアの位置をコントロールするコントロールシステムと、からなることを特徴とする高精度ステージシステム。
【請求項９】
前記コントロールシステムは、前記ステージを動かすための第１ドライブユニットと、前記可動ステージに対して前記ケーブルキャリアを動かすための第２ドライブユニットと、を含むことを特徴とする請求項８に記載のステージシステム。
【請求項１０】
前記第１ドライブユニットは前記ステージを動かすためのステージ力を出力し、前記第２ドライブユニットは前記ステージに対して予め決まったキャリアの位置を維持するためのキャリア力を出力することを特徴とする請求項９に記載のステージシステム。
【請求項１１】
前記キャリア力は前記ケーブル負荷抵抗に打ち勝つために前記ケーブルキャリアに加えられ、前記キャリア力と前記ステージ力の合計の力は前記キャリア力の効果に打ち勝つためにステージに加えられることを特徴とする請求項１０に記載のステージシステム。
【請求項１２】
前記第２ドライブユニットは基本的にボイスコイルモータ、ＥＩアクチュエータ、空気シリンダ、トルクモータ、または空気モータからなるグループから選ばれたアクチュエータであることを特徴とする請求項９に記載のステージシステム。
【請求項１３】
前記ステージとケーブルキャリアの実際の位置を決定するための位置計測システムを含むことを特徴とする請求項８に記載のステージシステム。
【請求項１４】
前記位置計測システムは、レーザ干渉計、エンコーダセンサ、ポテンショセンサ、容量センサ、またはインダクタンスセンサを含むものであることを特徴とする請求項１３に記載のステージシステム。
【請求項１５】
前記コントロールシステムは前記ステージを動かすための第１ドライブユニットと、動いている前記ステージに対して予め決まったキャリア位置に前記ケーブルキャリアを支持するためのバネ／ダンパ装置と、を含むことを特徴とする請求項８に記載のステージシステム。
【請求項１６】
前記バネ／ダンパ装置はバネ要素とダンパ要素とを含むことを特徴とする請求項１５に記載のステージシステム。
【請求項１７】
前記第１ドライブユニットは前記ステージを動かすためのステージ力を出力し、前記バネ／ダンパ装置は前記ステージに対して予め決まったキャリア位置を維持するための弾性力を作ることを特徴とする請求項１５に記載のステージシステム。
【請求項１８】
前記弾性力は前記ケーブルキャリアに作用しているケーブル負荷抵抗に打ち勝つようになっており、前記弾性力と前記ステージ力の合力が前記弾性力の効果に打ち勝つようにステージに加えられることを特徴とする請求項１７に記載のステージシステム。
【請求項１９】
前記ステージシステムは平面ステージで使用されていることを特徴とする請求項８に記載のステージシステム。
【請求項２０】
前記ステージシステムは半導体プロセスシステムで使用されていることを特徴とする請求項８に記載のステージシステム。
【請求項２１】
ステージに作用しているケーブル負荷抵抗を阻止する方法であって、前記ステージに可動に係合しているケーブルを供給し、前記ケーブルキャリアは前記ステージの外部にある装置に係合しているケーブルを運ぶためのものであり、前記ケーブルキャリアに作用しているケーブル負荷抵抗をキャンセルするように前記ケーブルに第１の力を前記ケーブルキャリアに加え、前記ステージを動かして前記ステージに作用している前記第１の力をキャンセルするために第２の力を前記ステージに加えることを特徴とする方法。
【請求項２２】
前記第１の力と前記第２の力を出力するためのコントロールシステムと、前記ステージと前記ケーブルキャリアの位置を決定するための位置計測システムと、を供給することを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記位置計測システムにより前記ケーブルキャリアと前記ステージの実際の位置を計測し、前記ステージと前記ケーブルキャリアの実際の位置に関する位置信号を前記コントロールシステムに送る、ことを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記第１の力と前記第２の力は前記位置計測システムからの前記位置信号を用いて決定されることを特徴とする請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記ステージの前記実際の位置と前記ステージの所望の位置とを比較し、前記ケーブルキャリアの前記実際の位置と前記ケーブルキャリアの所望の位置とを比較する、ことを特徴とする請求項２３に記載の方法。
【請求項２６】
前記ステージの前記実際の位置と前記ステージの前記所望の位置との間に差があれば、ステージ力命令信号を生成し、前記キャリアの前記実際の位置と前記キャリアの前記所望の位置の間に差があれば、キャリア力命令信号を生成する、ことを特徴とする請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記キャリア力命令信号を第１ドライブユニットへ送り、
前記キャリア力命令信号を前記ステージ力信号と合成し、
前記合成された力命令信号を第２ドライブユニットに送る、ことを特徴とする請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記第１ドライブユニットは前記第１の力を前記キャリア力命令信号を介して前記ケーブルキャリアへ加え、
前記第２ドライブユニットは前記合成された命令信号を介して前記第２の力を前記ステージに加える、ことを特徴とする請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記ステージの前記実際の位置と前記ステージの所望の位置とを比較し、前記ステージの前記実際の位置と前記ステージの前記所望の位置の間に差があれば、第１ステージ力命令信号を生成し、前記ケーブルキャリアの前記実際の位置と前記ケーブルキャリアの前記所望の位置とを比較して前記第１の力を推定し、推定された前記第１の力に基づいて第２ステージ力命令信号を生成し、前記第１ステージ力命令信号と前記第２ステージ力命令信号とを合成し、前記合成された力命令信号を第１ドライブユニットへ送り、前記第１ドライブユニットは前記合成された命令信号を介して前記ステージへ前記第２の力を加える、ことを特徴とする請求項２３に記載の方法。
【請求項３０】
前記第１の力を前記ケーブルキャリアへ加えるためのバネ／ダンパ装置を供給する、ことを特徴とする請求項２９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は一般に精密動作装置に関する。より詳細には、本発明は処理される物体を動かす、または、運ぶための精密ステージに関する。更に詳細には、本発明は高精度ステージに作用して性能を悪化させる力を阻止する技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
物体を処理するために動かす高精度ステージは良く知られている。これらのステージは典型的には、物体を位置決めするのに正確な動作を必要とする製造、検査機械に使用されている。動作はステージを所定の位置へ動かしたり、例えばスキャンとかステップアンドリピートのように特定の動きをさせるものである。たとえば、高精度ステージが導入され、様様な自由度で半導体製造装置におけるレチクル、マスク、ウエハのようなサブストレートを位置決めするのに使用されている。半導体の製造工程は、一般に細かい形状を達成するために、精密な許容値を必要としており、それゆえ、ステージは装置の部分に対してサブストレートを正確に位置決めすることができなければならない。例えば、装置の部分とはサブストレートの表面を検査する検査システムでも良く、あるいは、ウエハに回路像を書くリソグラフィシステムであっても良い。所定の位置から外れたサブストレートは検査、描画においてエラーを起こす。とりわけ、回路の大きさは日々小さくなっているため、求められる精度は極度に高くなっている。
【０００３】
多くの高精度ステージ設計にはステージの可動部分に係合しているケーブルとホースが必要である。ケーブルは典型的にはアクチュエータ電力、センサ信号等に必要である。一方、ホースはしばしばアクチュエータやワークピースを冷却するのに必要であり、空気または負荷ベアリングには圧縮空気または負荷が供給され、同様のベアリングやワークピースを固定するのに真空や戻り負荷を供給している。例を挙げると、図２はワークピース１１を動かすためのステージシステム１０の簡略化した図を示している。ステージシステム１０は典型的には、剛体１６のガイド面１３に動的に係合しており、ドライブ機構１６により線形的に位置決めされるステージ１２を含んでいる。示したように、ドライブ機構１６はステージ１２を前後にドライブする力Ｆを供給する。更に、複数のケーブルとホースが剛体１４とステージ１２の間に係合されており、外部装置（図示せず）と動くステージ１２をつなぐようになっている。例えば、ケーブルは電気ケーブルでも、光ファイバケーブルでも良い。ホースは冷却ホース、空気ホース、真空ホースであっても良い。典型的には、そのようなケーブル／ホース装置は、ステージの動きにより押したり、引いたりされる。
【０００４】
別の例を挙げる。図３はワークピース１１を動かすための粗動ステージ２２と微動ステージ２４との双方を含む。名前が示しているように、粗動ステージは低い位置決め精度で大きな動さをし、一方、微動ステージは高精度で小さな動きをする。粗動ステージ２２は剛体１４のガイド面１３に動的に係合されており、第１ドライブ機構２６により線形的に位置決めされる。一方、微動ステージ２４は粗動ステージ２２の上に配置されており、第２ドライブ機構２８を介して独立的に制御される。示したように、第１ドライブ機構２６は粗動ステージ２２を前後にドライブする力Ｆ１を供給し、第２ドライブ機構２８は微動ステージ２４を前後にドライブするための力Ｆ２を供給する。更に、複数の第１ケーブルとホース３４は剛体１４と粗動ステージ２２の間に係合され、外部装置と動いている粗動ステージ２２とを繋げる。複数の第２ケーブルとホース３６は粗動ステージ２２と微動ステージ２４の間に係合され、第１ケーブルとホースを動いている微動ステージ２２とを繋ぐ。粗動ステージと剛体の間の行程は、典型的には大きく、それゆえ、第１ケーブルとホース３４の間の長さは大きくなっている。微動ステージと粗動ステージの間の行程は典型的には小さく、それゆえ、第２ケーブルの長さも小さい。
【０００５】
ケーブルとホースは粗動ステージと微動ステージに係合されているが、残念ながらケーブルとホースはかなりな量の負荷抵抗と機械抵抗を、一定的あるいは衝撃的に動いているステージに与える。このようにして性能が悪化している。この力はステージの加速度と減速（例えば、４Ｇ）、ケーブルやホースの曲げ、隣接するケーブルまたはホース間の摩擦、ホースとケーブルの動的な可撓性、つまり、幾つかは比較的硬い、等から生じる。これらの力の幾つかの要素は予想可能、再現可能である。そして幾つかの要素は不可能である。これらの力はステージの所望の動きを乱す外乱（線形及び非線形）として作用する。例えば、これらの力は、ステージを押したり引いたりしてステージの動きを乱し、ステージのセトリングタイムを増加させたり、ステージの余分な振動を生じさせる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
機械が普通の機械であれば機械のそのような外乱の影響を考える必要なない。しかし、機械が高精密なものである場合、そのような外乱は致命的な影響を与える。例えば、ステージが動いている間、高い位置決め精度リソグラフィシステムにおいて、これらのケーブルとホースの外乱はステージの精度に影響を与え、パターンの精度の悪化をもたらす。
【０００７】
よって、高精度ステージ、とりわけ光リソグラフィと電子線投影リソグラフィのようなリソグラフィシステムに使用された高精度ステージに作用している負荷抵抗と機械抵抗を阻止する努力がなされてきた。粗動ステージと従動ステージの双方を持つステージシステムが１つの解決方法であった。粗動ステージは物体を所望の位置へ動かし、一方、従動ステージは粗動ステージに従ってケーブルとホースを運ぶ。
【０００８】
例を挙げると、図４はワークピース１１を動かすステージ４２と複数の第１ケーブルとホース４６を運ぶ従動ステージ４４の双方を含むステージシステム４０を示している。ステージ４２、４４の双方は剛体（つまりステージフレーム）のガイド面１３に動的に係合している。ステージ４２は第１ドライブ機構５０により線形的に位置決めされ、従動ステージ４４は第２ドライブ機構５２により線形的に位置決めされる。示したように、第１ドライブ機構５０はステージ４２を前後にドライブするための力Ｆ１を供給し、第２ドライブ機構５２は従動ステージ４４を前後にドライブするための力Ｆ２を供給する。更に、複数の第１ケーブルとホース４６は剛体１４と従動ステージ４４の間に係合され、外部装置を動いている従動ステージ４４につなぐ。複数の第２ケーブルとホース４８は第１ケーブルとホース４６より短く、従動ステージ４４と粗動ステージ４２の間に係合され、第１ケーブルとホース４６を動いている粗動ステージ４２に繋ぐ。ケーブルの負荷抵抗の大部分は従動ステージに作用している（つまり、長いケーブル）。このように、粗動ステージへの外乱力は、粗動ステージと従動ステージの間の小さな位置の差によるものである。
【０００９】
そのような設計はうまくいくが、高精度ステージに作用する性能を下げる力を阻止する技術を向上させる努力が続けられている。例を挙げると、幾つかの場合、従動ステージは望ましくはない場合もある。従動ステージはたとえば、典型的には行程の長いベアリングとアクチュエータを必要とする。これは余分のスペースと力、そして費用が必要となる。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、一実施例において位置決めシステムに関係している。位置決めシステムは、可動ステージを含んでいる。位置決めシステムはまた、ステージに対して可動のケーブルキャリアを含んでいる。ケーブルキャリアはステージに作用しているケーブルの負荷抵抗を阻止するためにケーブルを運ぶようになっている。
【００１１】
本発明は、別の実施例において、高精度ステージシステムに関係している。このシステムは可動ステージを含む。システムは更に、ステージに作用しているケーブルの負荷抵抗を阻止するために、ステージとケーブルキャリアの位置をコントロールするコントロールシステムを含む。
【００１２】
本発明は、別の実施例において、ステージに作用するケーブル負荷抵抗を阻止する方法に関する。この方法は、ステージに動的に係合されたケーブルキャリアを提供することを含む。ケーブルキャリアはステージの外部の装置に係合されたケーブルを運ぶようになっている。この方法は、ケーブルキャリアに作用しているケーブルの負荷抵抗をキャンセルするようにケーブルに第１力を加えることを含む。この方法は更に、ステージに作用している第１力をキャンセルするためにステージを動かすように、ステージに第２力を加えることを含んでいる。
【００１３】
【実施例】
これから、図面と共にいくつかの好ましい実施例を参照しつつ本発明を詳細に説明する。以下の記述において、本発明の理解を深めるために多くの詳細部分が示される。しかしながら、これら詳細部分の幾つかあるいは全て無しでも本発明は実施できることは明らかである。他の例として、本発明を不必要に曖昧にしないように、よく知られているものに関しては省略している。
【００１４】
本発明は一般に処理される物体を動かす、または運ぶ精密ステージに関するものである。より詳細には、本発明は、高精度で働く精密ステージに作用する、性能を悪化させる力を阻止するステージシステムに関する。本発明の一面においては、ステージに対して可動なケーブルキャリアに関する。本発明の別の面においては、ステージに直接的あるいは間接的に作用する未知の負荷抵抗をキャンセルあるいは補償する技術に関する。リソグラフィーシステムや検査システムのような半導体処理システムに使用され、ケーブルの負荷抵抗が機能を実質的に妨害している時に本発明はとりわけ有効である。しかしながら、本発明は、広い範囲の高精度機器に対して応用することができる。
【００１５】
発明の実施例は以下に図１〜図１８を参照しつつ議論される。しかしながら、これらの図に関して与えられる詳細な記述は、説明を目的とするものであって、本発明はこれらの限られた実施例を超えるものであることはすぐに理解できるであろう。
【００１６】
図１は本発明の一実施例であり、ステージシステム１００の簡略化した図である。この図において、本発明の特徴をより良く示すために、多くの構成部材の大きさは誇張されている。ステージシステム１００は一般にワークピース１０４を運ぶステージ１０２、複数の第１ケーブル１０８と複数の第２ケーブル１１０を運ぶケーブルキャリア１０６とを含む。ステージ１０２はステージボディ１１２に対して可動であり、ケーブルキャリア１０６はステージ１０２に対して可動である。多くの場合、ケーブルキャリア１０６は、ステージ１０２から独立的に動くようになっている。更に、ステージ１０２とケーブルキャリア１０６の両方は、線形方向（例えば、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向）に動くようになっている。１つの実施例として、ケーブルキャリア１０６の重心（ＣＧ）はステージ１０２の重心（ＣＧ）に対して動くようになっている。例えば、ケーブルキャリアの重心（ＣＧ）とステージの重心（ＣＧ）は同軸上を動いても良い。
【００１７】
上に示した実施例において、ステージ１０２は反摩擦部材１１６を介してステージボディ１１２（例えばステージフレーム）に係合している。一例として、反摩擦部材１１６はエアーベアリング、負荷ベアリング、ローラベアリングのようなものを含んで良い。更に、ケーブルキャリア１０６はキャリアリンケージ１２０を介してステージ１０２の表面１１８に可動に係合されている。表面１１８は上面でもよく、底面でも側面でも良い。多くの場合、キャリアリンケージ１２０はローラベアリング、ピボットアーム、フレクチャのような一自由度のリンケージである。キャリアリンケージ１２０は、以下により詳細に述べられる。
【００１８】
ケーブルに関して言えば、複数の第１ケーブル１０８はケーブルキャリア１０６と外部装置１２４の間に配置され、複数の第２ケーブル、これは、複数の第１ケーブル１０８と係合しても良いのだが、ケーブルキャリア１０６とステージ１０２の間に配置される。一実施例として、第１ケーブル１０８のキャリア端はステージ重心（ＣＧ）とケーブルキャリア重心（ＣＧ）と同軸に配置されている。第１ケーブル１０８はステージ１０２の行程に相当する長さを持っており、第２ケーブル１１０は第１キャリア１０６の行程に相当する長さを持っている。多くの場合、ステージ行程はケーブルキャリアの行程より大きく、それゆえ、第１ケーブル１０８は第２ケーブル１１０より長くなっている。外部装置１２４はステージ１０２の外部に配置され、ステージ１０２あるいはケーブルキャリア１０６を作動させるため用いられるどのような部材でも良い。例えば、外部装置１２４は、電力供給装置、コントローラ、空気供給装置、真空装置、冷却装置あるいはそれらの組み合わせでも良い。複数の第１ケーブルと第２ケーブルは外部装置１２４とステージ１０２を係合するのに使用される。例として、第１、第２ケーブル１０８、１１０は、電線、光ファイバケーブル、同軸ケーブル、あるいは空気ホース、真空ホース、冷却ホースを含むホース、チューブであっても良い。これらは制限ではなく、ケーブル１０８、１１０と外部装置１２４はステージ１０２あるいはステージ１０２上に載せられたものを効率的に作動させるのに必要なものであればなんでも構わないことに注意すべきである。
【００１９】
ステージシステム１００は、ステージ１０２とケーブルキャリア１０６の両方の位置を制御する位置コントロールシステム１２６を含んでいる。位置制御システム１２６は一般に位置コントローラ１２８、ステージドライブユニット１３０、キャリアドライブユニット１３２を含む。位置コントローラ１２８はステージドライブユニット１３０とキャリアドライブユニット１３２に係合している。一般に、位置コントローラ１２８はステージドライブユニット１３０とキャリアドライブユニット１３２に力命令信号を供給する。例えば、ステージドライブユニット１３０は、ステージ力命令信号により、ステージ１０２を動かす力Ｆｓを出力し、キャリアドライブユニット１３２は、キャリア力命令信号により、キャリア１０６を動かす力Ｆｃｓを出力する。多くの場合、Ｆｓはステージ１０２を望まれる位置、例えば加速、スキャン、減速するために、動かすのに必要な力であり、Ｆｃｓはケーブルキャリア１０６を動いているステージ１０２に対してケーブルキャリア位置Ｘｃｓケーブルキャリア１０６を動かすのに必要な力である。
【００２０】
ステージ１０２を動かすための第１ドライブユニット１３０は、一般に、リニアサーボモータのようなアクチュエータ、ボールスクリューモータ、空圧モータ等を含んでいる。更に、キャリア１０６を動かす第２ドライブユニット１３２は一般に、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）のようなリニアタイプのアクチュエータ、ＥＩコアモータ、空圧シリンダ、トルクモータやエアモータのような回転タイプのアクチュエータを含む。一般にリニアタイプのアクチュエータが好まれるが、これは出力が分かり易いからである。しかしながら、これらのアクチュエータだけに限られるわけではなく、出力が決定できるものであれば他のアクチュエータも使用することができる。
【００２１】
位置コントローラ１２８からの信号がステージボディ１１２上に配置されたステージドライブユニット１３０へ行くように図１では示されているが、制御信号はステージ１０２上のコイルや他のムーバに行き、ステージドライブユニット１３０は受け側であっても良い。
【００２２】
更に、ステージシステム１００の精度を制御するには、ステージ１０２とケーブルキャリア１０６の実際に位置（例えばＸｃ、Ｘｃｓ）が位置計測システムにより計測される。例示された実施例において、位置計測システムはレーザ干渉計システムになっており、これは、ステージ１０２とキャリア１０６の端に取り付けられた鏡１３６、１３８を含んでいる。鏡１３６、１３８は反射面を提供し、これにより、レーザ干渉計のビーム１４０，１４２がステージ１０２とキャリア１０６に関して計測できるようになる。干渉計は差動装置であるため、ステージ１０２とキャリア１０６の位置はステージシステム１００の基準面に対して計測されている。基準面はステージ１０２（キャリア１０６のためのみ）、ステージボディ１１２、ステージシステム１００を支えるフレームの他の部分、あるいはステージシステム１００の外部の部材であっても良い。　例示された実施例において、キャリアとステージの基準面はステージボディ１１２である。更に、図示されてはいないが、位置計測システムは位置コントローラ１２６に係合されている。位置計測システムは、ステージ１０２とキャリア１０６の実際の位置に相当する信号を位置コントロールシステム１２６に供給する。位置計測システムからの実際の位置信号により、位置コントロールシステム１２６はステージ１０２あるいはキャリア１０６に関する位置誤差を決定することができる。
【００２３】
レーザ干渉計に限られるのではなく、他の位置計測システムを使用することができる。例を挙げると、エンコーダセンサ、ポテンショメータセンサ、容量センサ、誘電センサ、リニアスケール等がステージとキャリアの位置を決めるのに使用することができる。一実施例として、位置計測システムの組み合わせも使用することができる。例えば、リニア干渉システムはステージの位置を計測するのに用いられ、キャリアの位置を計測するのに容量センサが使用される。キャリアの行程は短いため高価なレーザ干渉計は不必要であるかも知れない。位置計測システムは一般によく知られており、簡略化を図るため、これ以上詳細に記述はしない。
【００２４】
ケーブルは長く、動く距離と速度が大きいため、ケーブル１０８を動かすのに必要な力は大きいと以下の記述では仮定している。ケーブル１１０は非常に小さな行程と速度を受けるので、動かすのに必要な力は非常に小さいと仮定する。それゆえ、以下の記述において、ケーブル１０８からの力のみが含まれ、ケーブル１１０からの力は無視される。Ｘｃｓの許容されるストロークはケーブル１１０の許容される力により決定される。このように、ケーブル１１０からの力が無視できないのであれば、ケーブル１０８からの力Ｆｃに加えることになる。
【００２５】
本発明によるステージシステム１００は、ケーブルの負荷抵抗Ｆｃによる妨害を実質的に感じさせないでステージ１０２を動かせるように、ステージ１０２とケーブルキャリア１０６に作用している力をコントロールするようになっている。ケーブルの負荷抵抗Ｆｃに打ち勝つため、キャリア力Ｆｃｓがケーブルキャリア１０６に加えられる。キャリア力Ｆｃｓを加えた結果、反力Ｆｃｓがステージ１０２に、キャリアドライブユニット１３２を通じて作用する。ステージ１０２に作用している反力Ｆｃｓの効果を打ち消すために、ステージサーボ力ＦｓにＦｃｓに等しい力が加えられる。ステージ力Ｆｓと力Ｆｃｓの合力はＦｒとなり、ステージ１０２に加わり、ステージ１０２をその望まれる位置に動かす。その結果、キャリア力Ｆｃｓはステージ１０２に作用したはずの「未知」のケーブル負荷抵抗Ｆｃに置き換わり、その結果としての力Ｆｒは、ステージ１０２に作用している「既知」のキャリア力Ｆｃｓをキャンセルし、力Ｆｓがステージ１０２を所望の位置に動かすことになる。
【００２６】
実施例において、ステージシステム１００は、位置計測システムからの位置フィードバックを用いてステージ１０２とキャリア１０６に作用している力を制御する。この実施例において、位置計測システムは、ステージ１０２に対してのケーブルキャリア１０６の実際の位置を計測し、位置信号をコントロールシステム１２６に送る。位置信号を受け取ると、コントロールシステム１２６は実際の位置と所望の位置とを比べる。もし、実際の位置と所望のキャリアの位置の間に乖離があれば、コントロールシステム１２６は力命令信号をキャリアドライブユニット１３２へ送る。例として、ステージ力Ｆｓがステージ１０２に加わり、加速、スキャン、減速するときに、ケーブルキャリア位置の乖離が生じる。力命令信号を受け取った後、キャリアドライブユニット１３２は力Ｆｃｓを出力し、ケーブルキャリア１０６をステージ１０２に対して所定のキャリア位置Ｘｃｓへと動かす。
【００２７】
「既知」の値Ｆｃｓは、動いているステージ１０２に対してケーブルキャリア位置Ｘｃｓを動的に維持するために、「未知」のケーブル負荷抵抗Ｆｃに対して作用する。動的に維持とは、ステージの加速、スキャン、減速の間、位置Ｘｃｓを一定の幅（例えば０〜３ｍｍ）の間に維持するために、キャリア１０６は連続的にその位置を調整する。これは、Ｘｃｓをゼロ（あるいは一定）に保つためにコントロールループがフィードバック位置Ｘｃｓに基づく値からＦｃｓを決定する。値からＦｃｓは負荷抵抗Ｆｃとステージの加速とに対応して変化する。この調整の間、値からＦｃｓはケーブル負荷抵抗Ｆｃに打ち勝ち、ケーブルキャリアを位置Ｘｃｓへと動かす。このため、ケーブルの負荷抵抗Ｆｃは、値からＦｃｓと逆に働くのであるが、これは効果的にキャンセルされる。
もし位置Ｘｃｓが一定であれば、力ＦｃｓはＦｃに一致する。上に述べた技術を用いれば、ケーブル負荷抵抗Ｆｃはその実際の値がわからなくともキャンセルすることができる。
【００２８】
一般にＸｃｓを一定に保つのが望ましいが、常に可能なわけでもなく、またそうする必要があるわけでもない。例えば、Ｘｃｓが一定に保たれていても、いなくても、目的はステージが外乱を最小限にすることである。それゆえ、別の実施例として、キャリア１０６は連続的にその位置を一定の幅、つまり、一定値あるいはゼロからＸｃｓが容認される（例えば±０〜３ｍｍ）値までの幅に調整されても良い。
【００２９】
定位置であれ、特定の範囲の位置であれ、所望のＸｃｓ位置を維持するためのサーボループの能力は一般に外乱の特性とサーボループの帯域に依存している。上に述べたものにおいて、外乱の２つの主な源は短ケーブル（図１の１１０）とキャリア力Ｆｃｓとから来る。短ケーブルからの外乱は一般にステージとキャリアの相対速度に依存する。これはまたケーブルの剛性にも依存する。キャリア力Ｆｃｃは好ましくは、ステージのためにＦｓに加えられる付加力によりキャンセルされる。しかしながら、これらの力は決して完全には一致しない。ことに高い周波数においては完全には一致しない。また、高周波の力はステージの振動モードに影響を与える。それゆえ、この見地から見れば、力Ｆｃｓは滑らかで比較的ゆっくり変化するのが望ましい。これは、低い周波数帯域での位置フィードバックを意味しており、Ｘｃｓの大きな「エラー」を生ずる。
【００３０】
キャリア１０６はステージ１０２に対して動くので、ケーブル１１０からの外乱力はステージ１０２にも作用する。位置ＸｃｓとＸｃｓの速度の許容範囲はこの外乱の大きさによっている。
【００３１】
ケーブルキャリア１０６の位置の計測に加えて、位置計測システムはステージ１０２の実際の位置を計測し、位置信号をコントロールシステム１２６に送る。もし、実際の位置と所望の位置の間に乖離があれば、ステージサーボコントロールシステム１２６が望まれるサーボ力Ｆｓを計算する。するとコントローラはキャリア命令信号（Ｆｃｓ）をステージサーボ力命令シグナル（Ｆｓ）へ加え、その結果の命令信号がステージドライブユニット１３０に送られる。力命令信号を受けた後、ステージユニット１３０は力Ｆｒを出力する。これはＦｃｓとＦｓを足し合わせたものであり、ステージ１０２を所定のステージ位置へと動かす。キャリア力Ｆｃｓはステージ力Ｆｓと共に動いているステージ上の動いているキャリアの反力Ｆｃｓをキャンセルする。
【００３２】
図５は、ステージ１０２が動いている時のケーブルキャリア１０６に作用する力を示した模式図である。図６はステージ１０２が動いている時のステージ１０２に加わる力を示した模式図である。良く知られているように、模式図の目的は物体に作用している全ての力を評価することである。これらの模式図において、ステージ１０２とキャリア１０６は無視できる摩擦で動き、全ての力（例えば、Ｆｒ、Ｆｃ、Ｆｃｓ、Ｆｓ）はステージの重心（ＣＧ）に向かって働いている。図３に関して、位置Ｘｃｓを維持するためにケーブルによりケーブルキャリア１０６に加えられる力はキャリアドライブユニットによりケーブルキャリア１０６に加えられる力に等しい。図５における力の合計は次の式により与えられる。ΣＦ＝Ｆｃ−Ｆｃｓ＝ｍｃ（ｄ２Ｘｃｓ／ｄｔ２＋ｄ２Ｘｓ／ｄｔ２）、ここで、ＦｃとＦｃｓはケーブルとキャリアの力であり、ｍｃはキャリアの質量、ｄ２Ｘｃｓ／ｄｔ２はステージの加速度、ｄ２Ｘｓ／ｄｔ２はキャリアの加速度である。ステージが一定のＸｃｓを位置する場合には、ｄ２Ｘｃｓ／ｄｔ２≒０となる。そして、Ｆｃ−Ｆｃｓ＝ｍｃ　ｄ２Ｘｓ／ｄｔ２となる。（何故なら、ｍｃはステージに沿って加速される。理想的にはｍｃは小さくＦｃ≒Ｆｃｓとなる）
一方、図６に示した模式図において、方向１１４における力の差が示されており、差分はＦｓとなる。つまり、ステージ１０２を動かすのに所望の力Ｆｓを維持するためには、結果的に力Ｆｒ、これはＦｓとＦｃｓを含むものであるが、これがステージドライブユニットによりステージ１０２に加えられ、動いているケーブルキャリア１０６によりステージ１０２に作用している力Ｆｃｓをキャンセルする。図６における力の合計は次のようになる。ΣＦ＝Ｆｒ−Ｆｃｓ＝Ｆｓ　ここで、Ｆｒ＝Ｆｓ＋Ｆｃｓ
図７〜図１１は、本発明による幾つかの実施例によるもので、ケーブルキャリア１０６とキャリアリンケージ１２０を示した模式図である。図７はローラベアリング１２０Ａを介してステージ１０２の表面１１８に動的に係合しているケーブルキャリア１０６を示したものである。ローラベアリング１２０Ａは線形方向１１４にステージ１０２の表面１１８に沿ってケーブルキャリア１０６をスライドさせる。あるいは、ローラベアリングはエアベアリングに交換することもできる。例を挙げると、リニア力アクチュエータ（あるいはＶＣＭ、ＥＩコア）が、ケーブルの負荷抵抗Ｆｃに打ち勝つようにケーブルキャリア１０６に力Ｆｃｓを加えるの使用することができる。図８はピボットアーム１２０Ｂを介してステージ１０２の表面１１８に動的に係合されているケーブルキャリア１０６を示したものである。ピボットアーム１２０Ｂは、ケーブルキャリア１０６をステージ１０２の表面１１８に対して揺動させるものである。小さな変位の場合、行程はほぼ線形方向１１４となる。例を挙げると、リニアアクチュエータや回転アクチュエータがケーブル負荷抵抗Ｆｃに打ち勝つためにケーブルキャリア１０６に力を加えるのに使用される。リニアアクチュエータは一般にリニア的な力Ｆｃｓを与え、一方、ロータリータイプのアクチュエータは一般に回転力あるいはモーメントＭｃｓを与えるものである。
【００３３】
図９はフレクチャ１２０Ｃを介してステージ１０２の表面が動的に係合しているケーブルキャリア１０６を示したものである。フレクチャ１２０Ｃはケーブルキャリア１０６がステージ１０２の表面１１８に沿って移動するようになっている。小さな変位の場合、行程は大体線形方向１１４となる。例を挙げると、ケーブル負荷抵抗Ｆｃに打ち勝つために、リニアアクチュエータがケーブルキャリア１０６に力Ｆｃｓを加えるのに用いられる。図８のようにロータリーアクチュエータもフレクチャのデザインによっては使用することができる。図１０はシングルピボットアーム１２０Ｄを介してステージ１０２の表面１１８に係合されたケーブルキャリア１０６を示している。複数のピボットアームと同様、シングルピボットアーム１２０Ｄによりケーブルキャリア１０６はステージ１０２の表面１１８に対して自由に揺動することができる。例を挙げると、リニアアクチュエータ、あるいはロータリーアクチュエータはケーブルの負荷抵抗Ｆｃに打ち勝つ力Ｆｃｓ、Ｍｃｓをケーブルキャリア１０６にそれぞれ与える。図４はシングルフレクチャ１２０Ｅを介してステージ１０２の表面１１８に係合されたケーブルキャリア１０６を示している。複数のフレクチャと同様、シングルフレクチャ１２０Ｅにより、ケーブルキャリア１０６は線形方向にステージ１０２の表面１１８に対して曲がるようになっている。例を挙げると、リニアアクチュエータあるいはローターリーアクチュエータは、ケーブル負荷抵抗Ｆｃに打ち勝つための力Ｆｃｓ、Ｍｃｓをケーブルキャリア１０６に加えるようになっている。
【００３４】
図１２は本発明に一実施例による、ステージ１０２とケーブルキャリア１０６の位置をコントロールするステージシステム１００に使用することのできる位置コントロール回路２００をブロックダイアグラムの形にして示したものである。位置コントロール回路２００は一般に軌道命令コンピュータ２０２、キャリアコントロールループ２０４、ステージコントロールループ２０６、位置計測システム１３４を含む。キャリアコントロールループ２０４に関して言えば、キャリアコントロールループ２０４は、キャリアコントローラ１２８Ａ、位置計測１４２、ケーブルキャリア１０６を動かすためのキャリアドライブユニット１３２を含む。ステージコントロールループ２０６に関して言えば、ステージコントロールループ２０６は、ステージコントローラ１２８Ｂ、位置計測１４０、ステージ１０２を動かすためのステージドライブユニット１３０を含む。
【００３５】
軌道命令コンピュータ２０２はデジタルシグナルプロセッサあるいはマイクロプロセッサであるが、ステージ１０２とケーブルキャリア１０６の所望の位置、ステージ加速度ａｓの所望の加速度に相当する入力命令信号を生成する。図示された実施例において、ステージ１０２の所望の位置はＸｓｄｅｓｉｒｅｄ　、キャリア１０６の所望の位置はＸｃｓｄｅｓｉｒｅｄ　、と表記される。Ｘｃｓｄｅｓｉｒｅｄは典型的にはゼロである。しかしながら、これだけに限られるわけではない。ステージ位置命令信号Ｘｓｄｅｓｉｒｅｄはノード２１２に送られ、そこでステージ１０２の実際の位置を表す信号と比べられる。一方、キャリア位置命令信号Ｘｃｓｄｅｓｉｒｅｄはノード２１０へ送られ、そこでケーブルキャリア１０６の実際の位置を表す信号と比べられる。例示した実施例において、ステージ１０２の実際の位置はＸｓａｃｔｕａｌ、キャリア１０６の実際の位置はＸｃｓａｃｔｕａｌで示される。多くの場合、実際の位置（ＸｓａｃｔｕａｌとＸｃｓａｃｔｕａｌ）は位置計測システムにより決定される。例えば、実際の位置は、計測鏡１３６，１３８（図４に示している）を用いた干渉計により決定される。あるいは、Ｘｃｓ信号はステージとケーブルキャリアとの間の相対位置から来ても良い。更に、位置計測システムにより計測された実際の位置と軌道命令コンピュータ２０２により供給された所望の位置との差は一般に位置誤差として知られている。ステージの位置誤差Ｘｓｅｒｒｏｒはノード２１２で生じ、キャリアの位置誤差Ｘｃｓｅｒｒｏｒはノード２１０で生ずる。
【００３６】
更に詳細に説明すると、ステージ位置誤差信号Ｘｓｅｒｒｏｒはステージコントローラ１２８Ｂに送られ、そこで位置誤差に関する力命令信号Ｆｓｃｏｍｍａｎｄが生成される。同様に、キャリア位置誤差信号Ｘｃｓｅｒｒｏｒはキャリアコントローラ１２８Ａへ送られ、そこで位置誤差に関する力命令信号Ｆｃｓｃｏｍｍａｎｄが生成される。多くの場合、コントローラ１２８Ａ、１２８Ｂは、ドライブユニットのアクチュエータをコントロールするのに必要なコントロール信号（例えば、アナログ、あるいはデジタル）を生成するソフトウエアを使用するコンピュータである。例を挙げると、ＰＩＤコントローラや速度フィードバックコントローラが使用される。あるいは、ステージ加速フィードフォワードも加速の間のＸｃｓの変化を減少させるため、フィードバックコントローラ出力に加えることもできる。更に、力命令信号Ｆｃｓｃｏｍｍａｎｄはキャリアドライブユニット１３２とノード２３０の両方に送られ、力命令信号Ｆｓｃｏｍｍａｎｄはノード２３０に送られる。ノード２３０で、Ｆｃｓｃｏｍｍａｎｄはステージ力命令信号Ｆｓｃｏｍｍａｎｄと合わさって力命令信号Ｆｒｃｏｍｍａｎｄを生成する。力信号が合わさった後、力命令信号Ｆｒｃｏｍｍａｎｄはステージドライブユニット１３０へ送られる。ソフトウエアに正確であれば、ドライブユニット１３０、１３２への２つの力命令の間に遅れは生じない。
【００３７】
力命令信号を受けると、ドライビングユニットはそれぞれの対応する部材に加える力を出力する。例えば、力命令信号Ｆｃｓｏｃｍｍａｎｄを受けると、ドライビングユニット１３２はケーブルキャリア１０６に加える力Ｆｃｓを出力する。また、力命令信号Ｆｒｃｏｍｍａｎｄを受けると、ドライビングユニット１３０はステージ１０２に加える力Ｆｒを出力する。命令信号は力として出力される前にアクチュエータにパワーを送る増幅器を通過していることに注意する必要がある。ステージへの外乱を生じさせる可能性のある位相差を最小限にするために、双方のドライビングユニットへの増幅器は類似の周波数応答特性の持つものが望ましい。
【００３８】
ノード２４０は位置修正、つまりＸｃｓの調整の間ケーブルキャリア１０６に作用する力を表し、ノード２４２はステージ動作の間、つまりスキャン、ステップ、あるいはリーピートの間ステージ１０２に作用する力を表す。ここに示したように、ケーブルキャリア１０６に作用する力はキャリア力Ｆｃｓ、ケーブル負荷抵抗Ｆｃを含み、ステージ１０２に作用する力はキャリア力ＦｃｓとＦｒを含む。ＦｃはＦｃｓよりノード２４０で差し引かれ、力ＦｃｓはＦｒよりノード２４２差し引かれる。このようにして、キャリア反力Ｆｃｓの影響はキャンセルされる。キャンセルされた結果、ケーブルキャリア１０６はキャリア位置Ｘｃｓを所望の範囲に維持し、ステージ１０２は所定の位置Ｘｓ（ΣＦ＝Ｆｒ−Ｆｃｓ＝Ｆｓ）へケーブル負荷抵抗の影響を感じさせずに動く。つまり、未知のケーブル負荷抵抗はケーブルキャリアへ等しく反対の力をかけることにより抽出し、次に、この既知の力を所望のステージ力へ加える。
【００３９】
例示した実施例において、ケーブルキャリアとステージの位置は、ボディ１１２（図１参照）に対して計測される。位置Ｘｃｓ、これはステージに対してのキャリアの位置であるが、これはノード２５０で決められる。つまり、ノード２５０では、ケーブルキャリアの絶対位置Ｘｃｃａｂｓｏｌｕｔｅ（この場合は正）はステージの絶対位置Ｘｓａｂｓｏｌｕｔｅ（この場合は負）に加えられ、相対位置Ｘｃｓｒｅｌａｔｉｖｅ（Ｘｃｓｒｅｌａｔｉｖｅ＝　Ｘｃｃａｂｓｏｌｕｔｅ　−　Ｘｓａｂｓｏｌｕｔｅ）が残る。あるいは、ケーブルキャリの位置はステージに対して計測して、ノード２５０を除いても良い。例を挙げると、キャリアの位置を計測する計測システムはステージ上に配置しても良い。
【００４０】
更に、ステージが動いている間、キャンセルの仮定は続く。例を挙げれば、ノード２５０で示されているように、ステージ１０２が位置Ｘｓへ動く時、キャリア１０６は調整が不調になるかも知れない。するとこの工程は再度開始することになる。つまり、キャリの実際の位置はキャリアの所望の位置とは異なるため、キャリの位置誤差Ｘｃｓがノード２１０で生じる。例を挙げると、ステージ１０２がＸ＋方向に動く時、キャリア１０６はＸ−方向にずれる。そして、位置Ｘｃｓを維持するためにキャリア１０６はＸ＋方向に動く（図３参照）。加えて、ステージ１０２がＸ−方向に動く時、キャリア１０６はＸ＋方向にずれる。そして、Ｘｃｓを維持するために、キャリア１０６はＸ−方向に動く。更に、ステージ１０２が停止あるいは発進する時、ステージの加速、減速のためにキャリア１０６は調整が不調になるかも知れない。そして、Ｘｃｓの位置を位置するために、キャリアはＸ＋またはＸ−方向にずれる。フィードフォワードを用いると、Ｘｃｓの誤差が拡大するのを待つよりは、ケーブルキャリアをステージと同じに加速させるめに役に立つ。
【００４１】
図１３は本発明の別の実施例によるステージシステム３００の簡略化した模式図である。ステージシステム３００は一般にワークピース３０４を運ぶステージ３０２と複数の第１ケーブル３０８と複数の第２ケーブル３１０を運ぶケーブルキャリア３０６とを含む。この図において、ステージ３０２とケーブルキャリア３０６は図４に示された発明によるものと同様である。ステージ３０２はステージボディ３１２に対して可動であり、ケーブルキャリア３０６はステージ３０２に対して可動である。多くの場合、ケーブルキャリア３０６はステージ３０２と独立に動くようになっている。更に、ステージ３０２とケーブルキャリア３０６の両方は線形方向３１４（例えばＸ、Ｙ、Ｚ軸）。図示したように、ステージ３０２は反摩擦装置３１６を介してステージボディ３１２（例えばステージフレーム）に可動に係合れている。例を挙げると、反摩擦装置３１６は、エアベアリング、負荷ベアリング、ローラベアリング等のベアリングを含む。更に、ケーブルキャリア３０６はベアリング３２０を介してステージ３０２の表面３１８に可動に係合されている。表面３１８は上面（図示）でも良いし、底面、あるいは側面でも良い。多くの場合、キャリアベアリング３２０はローラベアリング、エアベアリングのような一自由度の短いストロークのものである。ピボットアーム、フレクチャと同様に他スライダも使用することができる。
【００４２】
ケーブルに関して言えば、複数の第１ケーブル３０８がケーブルキャリア３０６と外部装置３２４との間に配置されており、複数の第２ケーブル３１０、これは複数の第１ケーブル３０８に係合しているのであるが、これはケーブルキャリア３０６とステージ３０２の間に配置されている。第１ケーブル３０８はステージの行程に相当する長さを持ち、第２ケーブル３１０はケーブルキャリア３０６の行程に相当する長さを持っている。多くの場合、ステージ行程はケーブルキャリアの行程より長く、それゆえ、典型的には第１ケーブル３０８は第２ケーブル３１０より長い。外部装置３２４は典型的にはステージ３０２の外部に配置され、ステージ３０２やケーブルキャリア３０６を操作するのに使用される部材である。例を挙げると、外部装置３２４は電源、コントローラ、空気供給機、真空装置、冷却装置等（あるいはそれらの組み合わせ）である。あるいは、外部装置３２４はステージボディ３１２に直接配置されても良い。複数の第１ケーブルと第２ケーブルは外部装置３２４をステージ３０２に係合するために用いられる。例を挙げると、第１、第２ケーブル３０８、３１０は電線、光ファイバケーブル、同軸ケーブルでもよいし、あるいは、エアーホース、真空ホース、冷却ホースを含むホースまたはチューブであっても良い。これらは、それだけに限られるというのだはない。ケーブル３０８、３１０と外部装置３２４は、ステージ３０２またはステージ３０２に載せた物、例えばケーブルキャリア３０６のようなものを効果的に操作するのに必要などのようなものであることもできる。
【００４３】
ステージシステム３００は位置コントローラ３２８とステージドライブ３３０を含む。位置コントローラ３２８はステージドライブユニット３３０に係合している。一般に、位置コントローラ３２８はステージドライブユニット３３０を駆動するのに力命令信号を供給する。例えば、ステージドライブユニット３３０は、ステージ力命令信号を介して、ステージ３０２を動かす力Ｆｒを出力する。更に、第１ドライブユニット３３０は一般にリニアサーボモータ、ボールスクリューモータ、ロータリーモータ等のようなアクチュエータを含む。
【００４４】
更に、ステージシステム３００の精度をコントロールするため、ステージ３０２とキャリア３０６の位置（例えばＸｓとＸｃｓ）が位置計測システム３３４により計測される。例を挙げると、図１３において、レーザ計測システムが示されている。これは、線形方向３１４にステージ３０２とキャリア３０６の側面に取りつけられている計測鏡３３６，２２８を含む。鏡３３６，３３８は反射面を提供し、これにより、レーザ干渉計のビームを用いてステージ３０２とキャリア３０６の間の位置計測を行なうことができる。干渉計は差動的に働く装置であるため、ステージ３０２とキャリア３０６の位置は、一般にステージシステム３００の固定位置に対して計測される。固定位置はステージ３０２（キャリア１０６のためのみ）、ステージボディ３１２、ステージシステム３００を支えるフレームの他の部分、あるいは、ステージシステム３００の外部の部材でも良い。更に、図示されてはいないが、位置計測システム３３４は位置コントロールシステム３２６に係合している。位置計測システム３３４は典型的には、ステージ３０２とキャリア１０６の実際の位置に相当する信号を位置コントロールシステム３２６に供給する。位置コントロールシステム３２６は、位置計測システム３３４からの実際の位置信号を介して、ステージ３０２かキャリア３０６に関する位置誤差を決めることが出来る。
【００４５】
レーザ干渉計はこれに限定されるものではなく、他多くの位置計測システムを使用することができる。例を挙げると、エンコーダセンサ、ポテンショメータ、容量センサ、誘電センサ等をステージとキャリアの位置を決めるために用いることができる。位置計測システムは良く知られており、簡潔化するためにこれ以上詳細に述べることはしない。
【００４６】
ステージシステム３００は可動ステージ３０２に対して位置Ｘｃｓにおいてケーブルキャリア３０６を支持するバネ／ダンパを含む。バネ／ダンパ装置３５０はステージ３０２とケーブルキャリア３０６の間に配置され、ステージ３０２の重心（ＣＧ）の合わせて配置されている。装置３５０の第１端３５２はステージ３０２の剛体部分３５６に係合され、装置３５０の第２端３５４はケーブルキャリア３０６に係合されている。バネ／ダンパ装置３５０は一般に、バネ要素３５８とダンパ要素３６０を含み、それらの両方は第１、第２端３５２，３５４の間に配置されている。バネ要素３５８とダンパ要素３６０は平行に配置され、ケーブルキャリア３０６を位置Ｘｃｓに保持する。例を挙げると、バネ要素３５８とダンパ要素３６０は、位置Ｘｃｓを維持するために弾性力Ｆｃｓを供給する。
【００４７】
更に詳細に述べると、バネ要素３５８は、復帰力Ｆｅをケーブルキャリア３０６に加えることによりケーブルキャリアを位置Ｘｃｓに指示するようになっている。例えば、ケーブルキャリア３０６が右に変位すると、復帰力Ｆｅが左に加わる。同様に、ケーブルキャリア３０６が左に変位すると、復帰力Ｆｅが右に加わる。良く知られているように、復帰力はｋｘｃｓに等しい。ここで、ｋはバネ定数であり、この値は、バネ要素の性質に依存する。Ｘはバネの撓みがゼロの位置からのケーブルキャリア３０６の変位を表す。議論を簡単にするために、以下の実施例においてはバネの撓みがゼロの位置は一般にケーブル位置Ｘｃｓがゼロに等しくなる時に相当するものとする。一方で、ダンパ要素３６０は、粘性力Ｆｄをケーブルキャリア３０６に加えることによりケーブルキャリア３０６に作用している振動を除去するようになっている。例えば、復帰力のために振動が大きくなると、バネ／ダンパ装置の機械エネルギーはケーブルキャリアが位置Ｘｃｓに達するまで減少する。良く知られているように、粘性力Ｆｄはｂｄｘｃｓ／ｄｔに等しくなる。ここでｂは粘性係数であり、その値はダンパ要素の性質に依存する。ｂｄｘｃｓ／ｄｔはケーブルキャリア３０６の速度を表す。弾性力Ｆｃｓは復帰力Ｆｅと粘性力Ｆｄ（Ｆｃｓ＝Ｆｅ＋Ｆｄ）を足したものである。
【００４８】
更に、力Ｆｃｓは動いているステージ３０２に対してケーブルキャリアの位置Ｘｃｓを動的に維持するためにケーブルの負荷抵抗Ｆｃに対して作用するようになっている。動的に維持するという意味は、ステージの加速、スキャン、減速の間、キャリア３０６がステージ３０２に対して前後に振動することである。バネ定数ｋと粘性係数ｂは、加速と減速の間Ｘｃｓが通常の範囲（例えば０〜３ｍｍ）を維持するために選ばれる。
【００４９】
本発明による、ステージシステム３００はステージ３０２とケーブルキャリア３０６に作用している力をコントロールし、ステージ３０２がケーブルの負荷抵抗Ｆｃの効果を実質的に感じないようにするものである。重要な点は、ｋとｂはＸｃｓが所望の範囲に収まるよう選ばれ、Ｘｃｓは力Ｆｃｓ（Ｆｃｓ＝ｋｘ＋ｂｄｘ／ｄｔ）を計算するのに用いられ、ＦｃｓはＦｓに加えられてＦｒとなる。これにより、ケーブルキャリアからのＦｃｓはキャンセルされ、Ｆｒは（バネ／ダンパ部材を介して）ステージ３０２に作用している力をキャンセルする。これにより、Ｆｓがステージ３０２を所望の位置に動くようにする。
【００５０】
例示された実施例において、ステージシステム３００は、ケーブルキャリア３０６に作用している弾性力Ｆｃｓを推定することにより、ステージ３０２に作用している力をコンとロールする。この実施例において、弾性力Ｆｃｓを推定するのに相的位置と速度（Ｘｃｓとｄｘｃｓ　／ｄｔ）が用いられる。位置計計測システム３２６はケーブルキャリア３０６の実際の位置を計測し、コントロールシステム３２６に位置信号を送る。位置信号を受け取ると、コントロールシステム３２６は実際の位置と速度（例えば、Ｘｃｓとｄｘｃｓ　／ｄｔ）を所望の位置と速度（この場合ゼロ）と比較しする。もし実際の位置と所望の位置の間に偏差があれば、コントロールシステム３２６は式Ｆ＝ｋｘを用いてケーブルキャリアに加える力を計算する。この力は偏差ｘ（実際の位置―所望の位置）が知られており、バネ定数ｋが知られているために決定することができる。コントロールシステム３２６はまた、式Ｆ＝ｂ　ｄｘｃｓ　／ｄｔを用いてケーブルキャリアに加える粘性力を計算する。時間に対する偏差はしられており、つまり、速度は知られている（偏差を時間で割っている）ことと、粘性係数ｂが知られていることから、粘性力は決定される。修復力と粘性力が計算されると、弾性力命令信号は、修復力と粘性力の成分を持ってステージドライブユニット３３０に送られる。
【００５１】
ケーブルキャリア３０６の位置計測に加えて、計測システム３３４はステージ３０２の実際の位置を計測し、位置信号をコントロールシステム３２６に送る。実際の位置と所望の位置に偏差があれば、コントロールシステム３２６は弾性力命令信号をステージ力命令信号に加え、その結果の命令信号はステージドライブユニット３３０へ送られる。力命令信号を受け取ると、ステージユニット３３０は力Ｆｒを出力する。これはステージを所望の位置へ動かすＦｃｓとＦｓを組み合わせたものである。動いているステージ上の動いているキャリアの力の効果をキャンセルするために、弾性力Ｆｃｓはステージ力Ｆｓと合成されたものである。
【００５２】
ここでは詳細に示してはいないが、図１３に示したキャリアに関しての力の総和は次の式で表される。ΣＦ＝Ｆｃｓ−Ｆｃ＝ｍｃ（ｄ２Ｘｃｓ／ｄｔ２＋ｄ２Ｘｓ／ｄｔ２）ここで、ＦｃとＦｃｓはケーブルとキャリアの力であり、ｍｃはキャリアの質量、ｄ２Ｘｓ／ｄｔ２はステージの加速度、ｄ２Ｘｃｓ／ｄｔ２はキャリアの加速度を表す。この実施例において、Ｆｃｓ＝−ｋＸｃｓ−ｂ　ｄｘｃｓ／ｄｔであるから式は次のように書きかえることができる。ΣＦ＝−−ｋＸｃｓ−ｂ　ｄｘｃｓ／ｄｔ−Ｆｃ＝　ｍｃｄ２Ｘｃｓ／ｄｔ２＋　ｍｃｄ２Ｘｓ／ｄｔ２　　更に、次の式にも書きかえることができる。ｍｃｄ２Ｘｃｓ／ｄｔ＋　ｂ　ｄｘｃｓ／ｄｔ＋　ｋＸｃｓ　　　　＝−Ｆｃ−　ｍｃｄ２Ｘｓ／ｄｔ２　　Ｘｃｓを所定の範囲に維持するようにｋとｂを選択するために、式は次のように更に変形することができる。Ｘｃｓ（ｓ）＝（−　ｍｃ　ｓ２／（ｍｃ　ｓ２＋ｂｓ＋ｋ））Ｘｓ−（１／（ｍｃ　ｓ２＋ｂｓ＋ｋ））Ｆｃ　更に、次式はＦｃｓとＦｒを計算するのにセンサが使用されているかを示している。Ｆｃｓ＝ｋＸｃｓ＋　ｂ　ｄｘｃｓ／ｄｔ
図１４は本発明の位置実施例による平面ステージ４００の簡略化した模式図を示している。この実施例において、第１ステージシステム４０１は、ワークピース１０４を第１線形方向４０２に動かすのに用いられ、第２ステージシステム４０３はワークピース１０４を第２線形方向に４０４に動かすのに用いられる。示しているように、第１方向４０２は第２方向と直角である。例を挙げると、第１方向４０２はＸ方向の相当し、第２方向４０４はＹ方向に相当する。更に、複数の第１ケーブルは外部装置４０８と第２ステージ４０３の間に係合され、複数の第２ケーブル４０６は第２ステージ４０３と第１ステージ４０１の間に係合される。一実施例として、第１、第２ステージ４０１、４０３は図１に関して示した発明によるものである。別の実施例として、第１、第２ステージ４０１、４０３は図１３に関して示した発明によるものである。
【００５３】
図１５は本発明の別の実施例による平面ステージシステム４５０を簡略化して示した図である。ステージシステム４５０は一般にワークピース４５４を運ぶステージ４５２と複数の第１ケーブル４５８と複数の第２ケーブル４６０を運ぶケーブルキャリア４５６とを含む。ステージ４５２はステージボディ４６２に対して可動であり、ケーブルキャリア４５６はステージ４５２に対して可動である。多くの場合、ケーブルキャリア４５６はステージ４５２から独立に動けるようになっている。更に、ステージ４５２とケーブルキャリア４５６は少なくも２つの方向、例えばＸ方向４０２とＹ方向４０４に動けるようになっている。更に、ステージシステム４５０は、複数のケーブル４５８がケーブルキャリア４５４に対して揺動できるようにケーブルピボット４６４を含んでいる。ケーブルピボット４６４は複数の第１ケーブル４５８とケーブルキャリア４５６の間に係合されている。更に、複数の第２ケーブル４６０はケーブルキャリア４５４とステージ４５２の間に係合されている。
【００５４】
図示されてはいないが、ステージ４５２とケーブルキャリア４５６の位置を制御するための位置コントロールシステムも備わっている。位置コントロールシステムはいっぱんに位置コントローラとステージ４５２とキャリア４５６を方向４０２、４０４、４５１に動かすためのＸ−Ｙ−θモータからなっている。更に、第１Ｘ−Ｙ−θモータはステージ４５２を動かすのに用いられ、第２Ｘ−Ｙ−θモータはキャリア４５６を動かすのに用いられる。ステージを動かすＸ−Ｙ−θモータは一般に良く知られているため、ここでは詳細には述べない。一般に、位置コントローラはＸ−Ｙ−θモータを駆動するための力命令信号を供給する。例えば、第１Ｘ−Ｙ−θモータは、ステージ力命令信号を介して、ステージ４５２を動かすために力Ｆｓとトルクτｓを出力する。第２Ｘ−Ｙ−θモータは、キャリア力命令信号を介して、キャリア４５６を動かすために力Ｆｃｓとトルクτｃｓを出力する。力Ｆｓは、Ｘ方向のＦｓｘとＹ方向のＦｓｙを含み、ＦｃｓはＸ方向のＦｃｓｘとＹ方向のＦｃｓｙを含む。多くの場合、力ＦｓｘとＦｓｙはステージ４５２を所定の位置（Ｘｓ、Ｙｓ）に動かすのに必要な力である。同様に、力ＦｃｓｘとＦｃｓｙは動いているステージ４５２に対してケーブルキャリア４５６をケーブルキャリア位置（Ｘｃｓ、Ｙｃｓ）へ動かすのに必要な力である。又トルクτｓ、τｃｓはヨー角θを動かすためのものである。
【００５５】
更に、ステージシステム４５０の精度をコントロールするために、ステージ４５２の実際の位置（例えば、Ｘｓ、Ｙｓ、θｓ）とケーブルキャリア４５６の実際の位置（例えば、Ｘｃｓ、Ｙｃｓ、θｃｓ）が位置計測システムにより計測される。例を挙げると、計測鏡を含むレーザ干渉計が使用される。この実施例において、計測鏡はステージ４５２とキャリア４５６の側面へ両方の方向４０２、４０４に関して取りつけられている。例えば、第１鏡は第１方向４０２に、第２鏡は第２方向４０４に取りつけられている。鏡は、ステージ４５２とキャリア４５６に対してレーザ干渉計のビームが位置計測（Ｘ、Ｙ、θ）をするための反射面を提供する。干渉計は差動的に働く装置であるため、ステージ４５２とケーブルキャリア４５６の位置は一般にステージ４５０の固定された位置に対して計測される。更に、位置計測システムは位置コンロトールシステムに係合している。位置計測システムは典型的にはステージ４５２とキャリアの実際の位置（Ｘｓ、Ｙｓ、θｓ）、（Ｘｃｓ、Ｙｃｓ、θｃｓ）に相当する位置信号を位置コントロールシステムに提供する。位置コントロールシステムは、位置計測システムからの実際の位置信号を介して、ステージ４５２とキャリア４５６の何れかに関係する位置誤差を決定することができる。
【００５６】
本発明によるステージシステム４５０はステージ４５２とケーブルキャリア４５６に作用する力をコントロールし、ステージ４５２がケーブルの負荷抵抗Ｆｃとトルクτｃの効果を実際上感じさせないで動くようになっている。広く言えば、キャリア力Ｆｃｓとトルクτｃｓがケーブル負荷抵抗Ｆｃとトルクτｃに打ち勝つようにケーブルキャリア４５６に加えられる。そして、その結果の力Ｆｒとトルクτｒ、これはキャリア力Ｆｃｓとトルクτｃｓとステージ力Ｆｓとトルクτｓの合成であるが、これれが力Ｆｃｓとトルクτｃｓの効果に打ち勝つためにステージ４５２に加えられる。より詳細には、キャリア力Ｆｃｓｘ、Ｆｃｓｙとトルクτｃｓはケーブル負荷抵抗Ｆｃとトルクτｃに打ち勝つためにケーブルキャリア４５６に加えられる。その結果の力Ｆｒｘ、Ｆｒｙ、τｒは力Ｆｃｓｘ、Ｆｃｓｙ、トルクτｃｓの効果に打ち勝つようにステージ４５２に加えられる。力Ｆｒｘはキャリア力Ｆｃｓｘとステージ力Ｆｓｘの合成であり、力Ｆｒｙはキャリア力Ｆｃｓｙとステージ力Ｆｓｙの合成である。加えて、トルクτｒはトルクτｃｓとトルクτｃｓの合成である。実際、キャリア力Ｆｃｓとトルクτｃｓはステージ４５２とケーブルキャリア４５６に作用する「未知」の負荷抵抗に対向し、結果的な力Ｆｒとトルクτｒがステージ４５２に作用している「既知」の力Ｆｃｓとトルクτｃｓをキャンセルする。このようにして、力Ｆｓとτｓはステージ４５２を所望の位置に動かす。
【００５７】
一実施例として、ステージシステム４５０は位置計測システムからの位置フィードバックを利用してステージ４５２とキャリア４５６に作用している力をコントロールするようになっている。この実施例において、位置計測システムはケーブルキャリア４５６の実際の位置を各方向４０２、４０４、４５１で計測し、位置に相当する位置信号をコントロールシステムに送る。位置信号を受け取ると、コントロールシステムは実際の位置を所望の位置と比較する。例えば、Ｘ方向とＹ方向に関して比較が行なわれる。実際の位置と所望のキャリアの位置との間に乖離があればコントロールシステムは力、トルク命令信号をキャリアのＸ−Ｙ−θモータへ送る。力、トルク命令シグナルはＸ要素、Ｙ要素、θ要素を含んでいる。例を挙げると、ケーブルキャリア位置の乖離が生じると、ステージ力Ｆｘはステージ４５２に加えられ、ステージ４５２を加速、スキャン、減速させる。力命令信号を受け取ると、キャリアのＸ−Ｙ−θモータは力Ｆｃｓを出力する。これは、Ｆｃｓｘ、Ｆｃｓｙ、モーメントτｃｓを含み、ケーブルキャリア４５６を所望の位置Ｘｃｓ、Ｙｃｓ、θｃｓへ動かす。
【００５８】
更に詳細に述べる。動いているステージ４５２に対してケーブルキャリア位置ＸｃｓとＹｃｓを動的に維持するために、「既知」の力Ｆｃｓは「未知」のケーブル負荷抵抗Ｆｃに対して働く。動的に維持するという意味は、位置Ｘｃｓ、Ｙｃｓ、θｃｓを正常の範囲（例えば、０〜３ｍｍ、±１°）に維持するために、ステージの加速、スキャン、減速の間、キャリア４５６は前後（Ｘ、Ｙ方向）に振動する。この振動の間、力Ｆｃｓとτｃｓはケーブルの負荷抵抗Ｆｃ、トルクτｃに打ち勝つようになっており、ケーブルキャリアを位置Ｘｃｓ、Ｙｃｓ、θｃｓへと動かす。したがって、ケーブル負荷抵抗Ｆｃは力Ｆｃｓ（Ｆｃｓｘ＋Ｆｃｓｙ）とのベクトルの合力と反対方向に作用し、効果的にキャンセルすることができる。上に述べた技術を用いると、ケーブル負荷抵抗Ｆｃはその実際の値を決めることなく、ステージ４５２から絶縁される。
【００５９】
ケーブルキャリア４５６の位置計測に加えて、位置計測システムはステージ４５２の実際の位置を各方向４０２，４０４、４５１で計測し、これらの位置に相当する位置信号をコントロールシステムに送る。これらの実際の位置と所望の位置との間に乖離があれば、コントロールシステムはキャリア命令信号にステージ力／トルク命令信号を加え、その結果の命令信号をステージのＸ−Ｙ−θモータへ送る。力／トルク命令信号はＸ要素、Ｙ要素、θ要素を含む。力／トルク命令信号を受け取ると、ステージユニット１３０は力Ｆｒを出力する。これは、Ｆｃｓ、Ｆｓ、とτｃｓとτｓの合成であるτｒとの合成であり、ステージ４５２を所望のステージ位置Ｘｓ、Ｙｓ、θｓへと動かす。キャリア力Ｆｃｓとトルクτｃｓはステージ力Ｆｓ、トルクτｓと合成されて、動いているステージ上の動いているキャリアの力の影響をキャンセルする。
【００６０】
ステージ４５２が動いている間ケーブルキャリア４５６に作用する力とトルクを示した図が図１６である。図１７は、ステージ４５２の動いている間ステージ４５２に作用している力を示したものである。良く知られているように、この種の図は物体に作用している実際の力を評価するためのものである。この図において、ステージ４５２とキャリア４５６は無視することのできる摩擦で動くことを仮定している。
【００６１】
図１６に関して、位置Ｘｃｓ、Ｙｃｓ、θを維持するために、ケーブルによりケーブルキャリア４５６に加えられている力とトルクと、ケーブルキャリアを加速するのに必要な力／トルクはキャリアのＸ−Ｙ−θモータによりケーブルキャリア４５６に加わっている力とトルクに等しい。Ｘ方向の力の合計は、一般に次式で表される。ΣＦｘ＝Ｆｃｓｘ−Ｆｃｘ＝ｍｃ（ｄ２Ｘｃｓ／ｄｔ２＋　ｄ２Ｘｓ／ｄｔ２）　ここで、ＦｃｓｘとＦｃｘはキャリアとケーブルのベクトル力、ｍｃはキャリアの質量、ｄ２Ｘｃｓ／ｄｔ２はキャリアの加速度、ｄ２Ｘｓ／ｄｔ２はステージの加速度を表している。Ｙ方向の力の合計は一般に、次式で表される。ΣＦｙ＝Ｆｃｓｙ−Ｆｃｙ＝ｍｃ（ｄ２　Ｙｃｓ／ｄｔ２＋　ｄ２　Ｙｓ／ｄｔ２）ここで、ＦｃｓｙとはＦｃｙキャリアとケーブルのベクトル力、ｍｃはキャリアの質量、ｄ２　Ｙｃｓ／ｄｔ２はキャリアの加速度、ｄ２　Ｙｓ／ｄｔ２はステージの加速度を表している。θ方向の力の合計は、一般に次式で表される。Στ＝τｃｓ−τｃ＝Ｉｃ（ｄ２θｃｓ／ｄｔ２＋　ｄ２θｓ／ｄｔ２）　ここで、τｃｓとはτｃキャリアとケーブルのトルク、Ｉｃはキャリアのイナーシャのモーメント、ｄ２θｃｓ／ｄｔ２はキャリアの角加速度、ｄ２θｓ／ｄｔ２はステージの角加速度を表している。力の釣り合いにおいて、ＸとＹ方向の置ける力Ｆｃｓのベクトルの合成は力Ｆｃのベクトルの合成に等しく、トルクτｃｓはトルクτｃに等しい。
【００６２】
図１７に関して、ステージ４５２を動かすための所望の力Ｆｓを維持するために、力Ｆｒ（力ＦｓとＦｃｓを含む）とトルクτｒ（トルクτｓとτｃｓを含む）は、動いているケーブルキャリア４５６によりステージに加わっている力Ｆｃｓとトルクτｃｓをキャンセルするために、ステージのＸ−Ｙ−θモータによりステージ４５２に加えられる。Ｘ方向の力の合計は一般に次式により与えられる。ΣＦｘ＝Ｆｓｘ＋Ｆｃｓｘ−Ｆｃｓｘ＝Ｆｓｘ＝ｍｓｄ２Ｘｓ／ｄｔ２　ここで、ＦｃｓｘとはＦｓｘ反力とステージのベクトル力、ｍｓはステージの質量、ｄ２Ｘｓ／ｄｔ２はステージの加速度である。Ｙ方向の力の合計は一般に次式により与えられる。ΣＦｙ＝Ｆｓｙ＋Ｆｃｓｙ−Ｆｃｓｙ＝Ｆｓｙ＝ｍｓｄ２　Ｙ　ｓ／ｄｔ２　ここで、ＦｃｓｙとはＦｓｙ反力とステージのベクトル力、ｍｓはステージの質量、ｄ２　Ｙ　ｓ／ｄｔ２はステージの加速度である。θ方向の力の釣り合いは一般に次式で与えられる。Στ＝τｓ＋τｃｓ−τｃｓ＝Ｉｓｄ２θｓ／ｄｔ２　ここで、τｓとはτｃｓステージと反トルクであり、Ｉｓはステージのイナーシャのモーメント、ｄ２θｓ／ｄｔ２はステージの角加速度である。
【００６３】
図１８は本発明の一実施例による電子線投影リソグラフィシステム５００の簡略化した図である。リソグラフィシステム５００はパターンをのせたレチクル５１４を通してビームを投影することによりウエハ５１２の表面に回路の像を書くためのものである。部材の大きさは実施例の部材を良く示すように誇張して示している。示したように、リソグラフィシステム５００は照明５１６、レチクルステージ５１８、投影装置５２０、ウエハステージ５２２を含む。一般に、照明５１６は電子線を生成し、レチクル５１４の表面に電子線を向ける。投影装置５２０は放射された電子線を集め、ウエハ５１２の表面に投影する。図示してはいないが、照明５１６は典型的には、電子源と照明レンズ装置を含み、これらにより、電子線を−Ｙ方向に照射する。加えて、投影装置５２０は典型的には、電子線の大きさを縮小する投影レンズを含み、ウエハ５１２上に最終的な大きさの電子回路が形成される。
【００６４】
更に、レチクルステージ５１８は照明５１６と投影装置５２０の間のギャップ５２４内に配置されており、ウエハステージ５２２は投影装置５２０の下に配置されている。両方のステージは軸５２５に対して一平面内を動くようになっている。つまり、ステージはｘとｙ方向に動くようになっている。レチクルステージ５１８はレチクル５１４を動かすようになっており、レチクル表面５１５の一部分あるいは全部は電子線によりスキャンされる。図示してはいないが、レチクルステージ５１８は、例えば、２あるいは３の複数のレチクルを保持するようになっている。これにはウエハ５１２上に形成される回路のコンプリメンタリパターンを含む。一方、ウエハステージ５２２は、ウエハを動かすようになっており、スキャンされたレチクルの表面５１５はウエハ表面５１３の全部または位置部に転写される。更に詳細には、レチクルステージ５１８が動いている間レチクル５１４を通過する電子は、ウエハステージ５２２が動いている間にウエハ５１２上に投影され、レチクル５１４上のパターンがウエハ５１２上に形成される。多くの場合、ウエハステージ５２２はレチクルステージ５１８に対して反対の方向に動く。
【００６５】
一実施例として、レチクルステージ５１８とウエハステージ５２２は図１に関して示した発明によるものである。別の実施例としては、レチクルステージ５１８とウエハステージ５２２は図１３に関して示した発明によるものである。別の実施例としては、レチクルステージ５１８とウエハステージ５２２は図１５あるいは図９に関して示した発明によるものである。この実施例において、ステージ５１８、５２２は曲がって動くようになっている。例えば、ステージは１つの方向、例えばＸ軸に沿って（紙面に直角方向）動き、他の方向、例えばＹ軸に沿ってステップする。他の実施例として、レチクルステージ５１８のみが図１、図１３、図１５、図９に関して示した発明により製造されたものであるもの。他の実施例として、ウエハステージ５２２のみが図１、図１３、図１５、図９に関して示した発明により製造されたものであるもの。更に図１８は電子線投影リソグラフィシステムとして記述されているが、これは限定ではなく光リソグラフィシステムや検査システムのような他のシステムにも使用されるものであると理解されるべきである。
【００６６】
本発明は幾つかの好ましい実施例に関して述べられているが、これらには、変更、組み合わせ、同等など本発明の範囲に入るものがある。また、本発明の方法、装置には実施する多くの方法があることにも注意すべきである。それゆえ、以下の特許請求の範囲はそのような変化、組み合わせ、同等の全てを含むものであると解釈すべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の一実施例によるステージシステム１００の簡略化した模式図である。
【図２】図２はワークピースを動かすためのステージの簡略化した図である。
【図３】図３はワークピースを動かすための粗動ステージと微動ステージを含む、簡略化した二重ステージシステムを示した図である。
【図４】図４はワークピースを動かすための粗動ステージと複数のケーブルを運ぶための従動ステージとを含む簡略化したステージシステムを示した図である。
【図５】図５は本発明の一実施例によるステージが動いている間のケーブルキャリアに作用する力を示した模式図である。
【図６】図６は本発明の一実施例によるステージが動いている間のステージに作用する力を示した模式図である。
【図７】図７は本発明の一実施例によるローラベアリングを介してステージの表面に動的に係合されたケーブルキャリアを示した図である。
【図８】図８は本発明の一実施例によるピボットアームを介してステージの表面に動的に係合されたケーブルキャリアを示した図である。
【図９】図９は本発明の一実施例によるフレクチャ介してステージの表面に動的に係合されたケーブルキャリアを示した図である。
【図１０】図１０は本発明の一実施例によるシングルピボットアーム介してステージの表面に動的に係合されたケーブルキャリアを示した図である。
【図１１】図１１は本発明の一実施例によるシングルフレクチャ介してステージの表面に動的に係合されたケーブルキャリアを示した図である。
【図１２】図１２は本発明に一実施例による、ステージ１０２とケーブルキャリア１０６の位置をコントロールするステージシステム１００に使用することのできる位置コントロール回路２００をブロックダイアグラムの形にして示したものである。
【図１３】図１３は本発明の別の実施例によるステージシステム簡略化した図である。
【図１４】図１４は本発明の位置実施例による平面ステージの簡略化した図である。
【図１５】図１５は本発明の一実施例による平面ステージの簡略化した図である。
【図１６】図１６は本発明の一実施例による、図１５のケーブルキャリアに作用する力を示した模式図である。
【図１７】図１７は本発明の一実施例による、図１５のステージに作用する力を示した模式図である。
【図１８】図１８は本発明の一実施例による、投影リソグラフィシステムの簡略化した図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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