JP2001044107A - Sliding device for vacuum and stage mechanism thereof - Google Patents

Sliding device for vacuum and stage mechanism thereof

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JP2001044107A
JP2001044107A JP11214244A JP21424499A JP2001044107A JP 2001044107 A JP2001044107 A JP 2001044107A JP 11214244 A JP11214244 A JP 11214244A JP 21424499 A JP21424499 A JP 21424499A JP 2001044107 A JP2001044107 A JP 2001044107A
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Japan
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slide
air
stage
vacuum
vacuum chamber
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JP11214244A
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Japanese (ja)
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Akira Higuchi
朗 樋口
Takayuki Kato
高之 加藤
Kenichi Iwasaki
健一 岩崎
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Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To increase and accelerate the moving speed of a stage mechanism system and prolong the service life of the system, and in addition to enable the system to maintain high accuracy over a long period. SOLUTION: A sliding device for vacuum is provided with a sliding shaft 3 passing through a vacuum chamber 2, an X-stage substrate 4 which is coupled with the shaft 3, and an air slide bearing 5 which guides the shaft 3 outside the chamber 2. The sliding device is also provided with partition walls 6 and 9, which prevent a gas from flowing in the chamber 2 and an actuator 7 on the outside of the chamber 2. The bearing 5 has an air bag for floating the sliding shaft 3 and a discharge groove for discharging the gas. The actuator 7 drives the X-stage substrate 4 via a driving rod in a state where bearing 5 floats the sliding shaft 3.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体リソグラフ
ィ用の露光装置の真空用スライド装置、特に真空チャン
バー内で動作する電子ビームを用いた走査型露光装置や
VUV、EUV露光装置用の真空用スライド装置及びそ
のステージ機構に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vacuum slide apparatus for an exposure apparatus for semiconductor lithography, and more particularly to a vacuum slide apparatus for a scanning type exposure apparatus using an electron beam and a VUV / EUV exposure apparatus which operates in a vacuum chamber. The present invention relates to an apparatus and a stage mechanism thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体デバイスの高密度化に対応して電
子ビームをウエハに直接描画する電子ビーム描画装置が
開発されている(たとえば、“電子ビーム描画装置”、
SEAJ Journal,24 ー32,1995 年12月)。図6、図7は、
従来の電子ビーム描画装置の真空用スライド装置の縦断
面図を示したものである。図において、真空チャンバー
101内のステージ102の案内部102aは、転がり
案内から構成されている。転がり案内は接触式であるた
め、ステージ移動にともなう微小振動や発塵といった課
題がある。また。転がり案内には若干の給油が必要であ
り、真空チャンバー内の環境を悪化させることのない油
を選定する必要がある。
2. Description of the Related Art Electron beam lithography systems for directly writing an electron beam on a wafer have been developed in response to the increase in the density of semiconductor devices (for example, "electron beam lithography systems").
SEAJ Journal, 24-32, December 1995). FIG. 6 and FIG.
FIG. 1 is a vertical sectional view of a vacuum slide device of a conventional electron beam writing apparatus. In the figure, a guide portion 102a of a stage 102 in a vacuum chamber 101 is configured by a rolling guide. Since the rolling guide is of a contact type, there are problems such as minute vibration and dust generation accompanying the stage movement. Also. The rolling guide requires a little oil supply, and it is necessary to select oil that does not deteriorate the environment in the vacuum chamber.

【0003】アクチュエータとしてのモータ105は、
モータ駆動によって発生する磁場が電子ビームの進路に
影響することが無いように、ステージのウエハ搭載面1
02bから離れた位置、すなわち真空チャンバーの外部
に配置される。
[0003] A motor 105 as an actuator is
The wafer mounting surface 1 of the stage is controlled so that the magnetic field generated by driving the motor does not affect the path of the electron beam.
02b, that is, outside the vacuum chamber.

【0004】ステージ102の駆動は、ステージの下面
に配置されたボールネジ103及びボールネジ受け10
4、ボールネジ103接続された回転シャフト106を
介して、真空チャンバー外部に配置されたモータ105
により行われる。回転シャフト106が真空チャンバー
を貫通する部分には、真空チャンバー内の真空度を保つ
ために磁性流体を用いた回転磁気シール107が用いら
れる。回転磁気シール107による磁場の発生にも注意
する必要がある。
The stage 102 is driven by a ball screw 103 and a ball screw receiver 10 arranged on the lower surface of the stage.
4. A motor 105 disposed outside the vacuum chamber via a rotating shaft 106 connected to the ball screw 103
It is performed by In a portion where the rotating shaft 106 passes through the vacuum chamber, a rotating magnetic seal 107 using a magnetic fluid is used to maintain the degree of vacuum in the vacuum chamber. It is also necessary to pay attention to the generation of a magnetic field by the rotating magnetic seal 107.

【0005】図7は、ボールネジを用いず、直動ロット
108をステージに接続し、駆動する従来例を示したも
のである。なお、図中、真空チャンバー101内部のス
テージは省略した。図において、ステージの駆動は、直
動ロット108を介して真空チャンバーの外部に設けら
れた駆動ステージ109、モータ105により行われ
る。直動ロット108が真空チャンバー101を貫通す
る部分には、真空チャンバー内の真空度を保つためにベ
ローズ状の隔壁110が設けられる。隔壁110は、ス
テージの移動量だけ伸縮しなければならない。ベローズ
の1山あたりの伸縮量は小さいため山数の多い長いベロ
ーズ状隔壁を用いなければならない。このため、長いベ
ローズ状の隔壁110の収縮抵抗により、ステージの精
度を悪化させるといった不都合を有していた。
FIG. 7 shows a conventional example in which a linear motion lot 108 is connected to a stage and driven without using a ball screw. Note that the stage inside the vacuum chamber 101 is not shown in the drawing. In the figure, the stage is driven by a drive stage 109 and a motor 105 provided outside the vacuum chamber via a direct-acting lot 108. A bellows-like partition 110 is provided in a portion where the direct acting lot 108 penetrates through the vacuum chamber 101 to maintain the degree of vacuum in the vacuum chamber. The partition 110 must expand and contract by the amount of movement of the stage. Since the amount of expansion and contraction per ridge of the bellows is small, a long bellows-like partition wall having a large number of ridges must be used. Therefore, there is an inconvenience that the precision of the stage is deteriorated due to the contraction resistance of the long bellows-like partition 110.

【0006】従来の電子ビーム描画装置では、電子ビー
ムを走査して所定のパターンをウエハに描画するため、
描画速度が遅く、1時間あたりのウエハ処理枚数(スル
ープット)が、光を用いて一括転写するステッパ、若し
くはレチクルとウエハを投影光学系の倍率に応じて同期
走査露光をするステップとスキャン(Step and Scan)
にくらべて低いという欠点がある。
In a conventional electron beam drawing apparatus, a predetermined pattern is drawn on a wafer by scanning an electron beam.
The drawing speed is slow, and the number of wafers processed per hour (throughput) is controlled by a stepper that performs batch transfer using light, or a step and scan in which a reticle and a wafer are synchronously scanned and exposed according to the magnification of a projection optical system. Scan)
There is a drawback that it is low compared to.

【0007】上述した電子ビーム描画装置の欠点を補う
ため、電子ビームを用いた走査型露光装置(Lloyd R.Ha
rriot,"Scattering with angular limitation projecti
on electron beam lithography for suboptical lith
ography",J.Vac.Sci.Technol.B15,2130(1997) )が開発
されている。この従来装置では、描画線幅の微細化にと
もなう真空用スライド装置系の高精度化、スループット
を稼ぐためにステージ機構系の高速化、高加速度が要望
されている。しかしながら、図6、図7に示した従来の
ステージ機構系では、転がり案内が用いられているため
に、摺動抵抗が大きく、高精度化が困難であり、高速化
及び高加速度化による摩耗量の増加によりステージ機構
系の短寿命が顕著になってきている。
In order to compensate for the above-mentioned drawbacks of the electron beam drawing apparatus, a scanning exposure apparatus using an electron beam (Lloyd R. Ha
rriot, "Scattering with angular limitation projecti
on electron beam lithography for suboptical lith
B., J. Vac. Sci. Technol. B15, 2130 (1997)). With this conventional device, the precision of the vacuum slide system due to the miniaturization of the drawing line width is increased and the throughput is increased. However, there is a demand for a high speed and high acceleration of the stage mechanism system, but the conventional stage mechanism system shown in FIGS. It is difficult to achieve high precision, and the short life of the stage mechanism system has become remarkable due to an increase in the amount of wear due to high speed and high acceleration.

【0008】本発明は上述した不都合に鑑みてなされた
ものであり、ステージ機構系の高速度化、高加速度化、
長寿命化が可能であり、しかも高精度が長期間にわたっ
て維持することができる真空用スライド装置及びその真
空チャンバー内で使用されるステージ機構を提供するも
のである。また、本発明は、真空チャンバー内の真空
度、環境を維持できるいわゆるクリーンなステージ機構
を提供するものである。さらに、本発明は、非磁性、低
振動、低発熱、低発塵といった描画精度を維持するため
の要件を満たしたステージ機構を提供するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described disadvantages, and has been made to increase the speed and acceleration of a stage mechanism system.
An object of the present invention is to provide a vacuum slide device capable of extending the life and maintaining high accuracy for a long period of time, and a stage mechanism used in the vacuum chamber. Further, the present invention provides a so-called clean stage mechanism that can maintain the degree of vacuum and the environment in the vacuum chamber. Further, the present invention is to provide a stage mechanism which satisfies requirements for maintaining drawing accuracy such as non-magnetism, low vibration, low heat generation and low dust generation.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のうち請求項1記載の発明は、真空チャンバ
ーを貫通するスライド軸と、真空チャンバー内において
前記スライド軸に結合するXステージ基板と、真空チャ
ンバーの外部において前記スライド軸の貫通部に近接し
て配置され前記スライド軸の案内となるエアースライド
軸受けと、前記スライド軸の貫通部と当該貫通部に対向
するエアースライド軸受け端面とを覆い真空チャンバー
内への気体の流入を防止する隔壁と、真空チャンバーの
外部にアクチュエータを備え、前記エアースライド軸受
けは、前記スライド軸に対する摺動面においてスライド
軸を浮上させるためのエアーパッドと当該気体を排気す
るための排気溝とを有し、前記エアースライド軸受けが
前記スライド軸を浮上させた状態で、前記アクチュエー
タが前記スライド軸を介してXステージ基板を駆動する
ことを特徴とする真空用スライド装置を提供する。
According to one aspect of the present invention, a slide shaft penetrating a vacuum chamber and an X stage coupled to the slide shaft in the vacuum chamber are provided. A substrate, an air slide bearing disposed outside the vacuum chamber and adjacent to the through portion of the slide shaft and serving as a guide for the slide shaft, and an air slide bearing end face facing the through portion of the slide shaft and the through portion. A partition wall covering the vacuum chamber and preventing an inflow of gas into the vacuum chamber; and an actuator outside the vacuum chamber, wherein the air slide bearing has an air pad for floating the slide shaft on a sliding surface with respect to the slide shaft. An exhaust groove for exhausting gas, wherein the air slide bearing connects the slide shaft. In a state of being above to provide a vacuum slide apparatus characterized in that the actuator drives the X stage substrate via the slide shaft.

【0010】また請求項2記載の発明は、真空チャンバ
ーを貫通するスライド軸と、真空チャンバー内において
前記スライド軸に結合するXステージ基板と、前記Xス
テージ基板に連結され真空チャンバーの壁を貫通する駆
動棒と、真空チャンバーの外部において前記駆動棒に連
結するアクチュエータと、真空チャンバーの外部におい
て前記スライド軸の貫通部に近接して配置され前記スラ
イド軸の案内となるエアースライド軸受けと、前記スラ
イド軸の貫通部と当該貫通部に対向するエアースライド
軸受け端面とを覆い真空チャンバー内への気体の流入を
防止する第1の隔壁と、前記駆動棒の貫通部と当該貫通
部に対向するアクチュエータの端面とを覆い真空チャン
バー内への気体の漏れを防止する第2の隔壁とを備え、
前記エアースライド軸受けは、前記スライド軸に対する
摺動面においてスライド軸を浮上させるためのエアーパ
ッドと、当該気体を排気するための排気溝とを有し、前
記エアースライド軸受けが前記スライド軸を浮上させた
状態で、前記アクチュエータが前記駆動棒を介してXス
テージ基板を駆動することを特徴とする真空用スライド
装置を提供する。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a slide shaft penetrating the vacuum chamber, an X stage substrate connected to the slide shaft in the vacuum chamber, and penetrating the wall of the vacuum chamber connected to the X stage substrate. A drive rod, an actuator connected to the drive rod outside the vacuum chamber, an air slide bearing disposed outside the vacuum chamber, close to a penetrating portion of the slide shaft and serving as a guide for the slide shaft, and the slide shaft. A first partition wall that covers the through portion of the air slide bearing and the end surface of the air slide bearing facing the through portion to prevent gas from flowing into the vacuum chamber; and an end surface of the actuator that faces the through portion of the drive rod and the through portion. And a second partition wall that covers and prevents gas from leaking into the vacuum chamber,
The air slide bearing has an air pad for floating the slide shaft on a sliding surface with respect to the slide shaft, and an exhaust groove for exhausting the gas, and the air slide bearing raises the slide shaft. A vacuum slide device characterized in that the actuator drives the X-stage substrate via the drive rod in the retracted state.

【0011】また請求項3記載の発明は、請求項1又は
2記載の真空用スライド装置において、前記アクチュエ
ータはエアーシリンダ又はリニアモータであることを特
徴する。
According to a third aspect of the present invention, in the vacuum slide device according to the first or second aspect, the actuator is an air cylinder or a linear motor.

【0012】また請求項4記載の発明は、請求項1、2
又は3記載の真空用スライド装置において、前記スライ
ド軸の断面形状を四角形とすることを特徴とする。
The invention according to claim 4 is the first or second invention.
Alternatively, in the vacuum slide device described in Item 3, the cross-sectional shape of the slide shaft is quadrangular.

【0013】また請求項5記載の発明は、請求項1、
2、3又は4記載の真空用スライド装置において、前記
隔壁を弾性体又は収縮可能な蛇腹状の金属製の剛体によ
り構成することを特徴とする。
[0013] The invention according to claim 5 is based on claim 1,
5. The vacuum slide device according to 2, 3, or 4, wherein the partition is made of an elastic body or a contractible bellows-shaped metal rigid body.

【0014】また請求項6記載の発明は、請求項1、
2、3、4又は5記載の真空用スライド装置において、
前記排気溝は、前記摺動面において前記エアーパッドを
取り囲むように配置された排気溝と、摺動面において前
記エアーパッドより隔壁側に前記スライド軸を取り囲む
ように配置された吸引溝とから構成されることを特徴と
する。
[0014] The invention according to claim 6 is based on claim 1,
The vacuum slide device according to 2, 3, 4, or 5,
The exhaust groove includes an exhaust groove arranged on the sliding surface so as to surround the air pad, and a suction groove arranged on the sliding surface so as to surround the slide shaft closer to the partition than the air pad. It is characterized by being performed.

【0015】また請求項7記載の発明は、請求項1、
2、3、4、5又は6記載の真空用スライド装置におい
て、前記スライド軸や前記エアースライド軸受けや前記
Xステージ基板をセラミックスにより構成することを特
徴とする。
[0015] The invention according to claim 7 is based on claim 1,
7. The vacuum slide device according to 2, 3, 4, 5, or 6, wherein the slide shaft, the air slide bearing, and the X stage substrate are made of ceramics.

【0016】また請求項8記載の発明は、請求項1、
2、3、4、5、6又は7記載の真空用スライド装置に
おいて、搭載テーブルとしてのYステージ基板と、当該
Yステージ基板と前記Xステージ基板との間に設けられ
た転がり案内と、前記Yステージ基板において搭載面と
は反対の面に設けられた駆動軸と、当該駆動軸に対して
駆動力を伝えるためにXステージ基板上に設けられたア
クチュエータとしての超音波モータとを備えるYステー
ジを有することを特徴とする真空用スライド装置のステ
ージ機構を提供する。
The invention described in claim 8 is the first invention.
8. The vacuum slide device according to 2, 3, 4, 5, 6, or 7, wherein a Y stage substrate as a mounting table, a rolling guide provided between the Y stage substrate and the X stage substrate, A Y stage including a drive shaft provided on a surface opposite to the mounting surface on the stage substrate, and an ultrasonic motor as an actuator provided on the X stage substrate for transmitting a driving force to the drive shaft. A stage mechanism for a vacuum slide device, comprising:

【0017】また請求項9記載の発明は、請求項1、
2、3、4、5、6または7記載の真空用スライド装置
において、前記Xステージ基板に前記Xステージのスラ
イド軸に対して直交する方向に結合されたYエアースラ
イド軸受けと、前記Yエアースライド軸受けを案内とす
るYスライド軸と、前記Yスライド軸に結合する搭載テ
ーブルとしてのYステージ基板と、前記Yエアースライ
ド軸受けの端面のうち真空チャンバーの内壁面に対向す
る端面及び前記Yスライド軸の前記端面からの突出部を
覆う真空チャンバー内部に設けられたアクチュエータと
してのYエアーサーボシリンダと、前記Yエアースライ
ド軸受けの前記Yスライド軸に対する摺動面において前
記Yスライド軸を浮上させるエアーパッドと当該エアー
を排気するために前記Yスライド軸を取り囲むように配
置された吸引溝とを備え、前記Yスライド軸受けが前記
Yスライド軸を浮上させた状態で、前記Yエアーサーボ
シリンダに圧縮空気を給排気することにより前記突出部
をピストンとして動作させ、Yステージ基板を駆動する
ようにすることを特徴とする真空用スライド装置のステ
ージ機構を提供する。
According to the ninth aspect of the present invention, there is provided the first aspect of the invention.
8. The vacuum slide device according to 2, 3, 4, 5, 6, or 7, wherein the Y air slide bearing is coupled to the X stage substrate in a direction orthogonal to a slide axis of the X stage. A Y slide shaft that guides a bearing, a Y stage substrate as a mounting table coupled to the Y slide shaft, and an end surface of the Y air slide bearing that faces the inner wall surface of the vacuum chamber and a Y slide shaft. A Y air servo cylinder as an actuator provided inside the vacuum chamber covering the protruding portion from the end face; an air pad for floating the Y slide shaft on a sliding surface of the Y air slide bearing with respect to the Y slide shaft; A suction groove arranged to surround the Y slide shaft for exhausting air; With the Y slide bearing floating the Y slide shaft, the compressed air is supplied to and exhausted from the Y air servo cylinder so that the protrusion operates as a piston to drive the Y stage substrate. A stage mechanism for a vacuum slide device is provided.

【0018】また請求項10記載の発明は、請求項9記
載の真空用スライド装置のステージ機構において、前記
Xステージのスライド軸を中空とし、当該中空部に、前
記Yエアーサーボシリンダに圧縮空気を給排気する配管
と、前記Yエアースライド軸受けのエアーパッドへ圧縮
空気を供給する配管と、前記Yエアースライド軸受けの
吸引溝からの圧縮空気を排気する配管を設けることを特
徴とする。
According to a tenth aspect of the present invention, in the stage mechanism of the vacuum slide device according to the ninth aspect, the slide shaft of the X stage is hollow, and compressed air is supplied to the Y air servo cylinder in the hollow portion. A pipe for supplying and exhausting air, a pipe for supplying compressed air to an air pad of the Y air slide bearing, and a pipe for exhausting compressed air from a suction groove of the Y air slide bearing are provided.

【0019】また請求項11記載の発明は、請求項8、
9または10記載の真空用スライド装置のステージ機構
において、前記Yステージ基板の互いに直交する側壁を
鏡面とし、レーザー干渉測長器の移動鏡として使用する
ことを特徴とする。
The invention according to claim 11 is the invention according to claim 8,
11. The stage mechanism of a vacuum slide device according to 9 or 10, wherein the side walls of the Y stage substrate that are orthogonal to each other have mirror surfaces, and are used as moving mirrors of a laser interferometer.

【0020】また請求項12記載の発明は、請求項11
記載の真空用スライド装置のステージ機構において、前
記Yステージ基板を低熱膨張材であるセラミックス又は
ガラスにより構成することを特徴とする。
The invention according to claim 12 provides the invention according to claim 11
In the stage mechanism of the vacuum slide device described above, the Y stage substrate is made of ceramic or glass which is a low thermal expansion material.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して発明の良好
な実施形態を説明する。本発明の実施形態は、電子ビー
ムを用いた走査型露光装置のマスクを搭載するステージ
に関するものである。図1は本発明の第1の実施形態の
外観図であり、(a)は上面からの外観図であり、
(b)は図1(a)のAーA‘断面図である。本実施形
態は、真空チャンバー内で動作するXーYステージであ
る。特に、Xステージ1は、エアースライドを案内とす
るステージ機構であり、真空チャンバー内の真空環境
(例えば、10ー7Torr)を保った状態で動作する
点が特徴である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The embodiment of the present invention relates to a stage on which a mask of a scanning exposure apparatus using an electron beam is mounted. FIG. 1 is an external view of a first embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 2B is a sectional view taken along the line AA ′ of FIG. This embodiment is an XY stage that operates in a vacuum chamber. In particular, the X stage 1 is a stage mechanism using an air slide as a guide, and is characterized in that it operates while maintaining a vacuum environment (for example, 10-7 Torr) in a vacuum chamber.

【0022】先ず、Xステージ1について説明する。X
ステージ1は、真空チャンバー2を貫通する2本のスラ
イド軸3と、ステージ基板4と、エアースライド軸受け
5と、蛇腹状の隔壁6と、アクチュエータとしてのエア
ーサーボシリンダ7と、エアーサーボシリンダとステー
ジ基板とを結ぶ駆動棒8とを備える。さらに、エアース
ライド軸受け5の軸受け面には、スライド軸を圧縮気体
によって浮上させるエアーパッドと、当該気体を排出す
るための排気溝と、真空チャンバー内への気体の流入を
防止するための吸引溝とを備える。なお、上記エアース
ライド軸受け5の軸受けの構造については、後に詳しく
説明する。
First, the X stage 1 will be described. X
The stage 1 includes two slide shafts 3 penetrating through the vacuum chamber 2, a stage substrate 4, an air slide bearing 5, a bellows-like partition 6, an air servo cylinder 7 as an actuator, an air servo cylinder, and a stage. And a drive rod 8 for connecting to the substrate. Further, the bearing surface of the air slide bearing 5 has an air pad for floating the slide shaft with a compressed gas, an exhaust groove for discharging the gas, and a suction groove for preventing gas from flowing into the vacuum chamber. And The structure of the bearing of the air slide bearing 5 will be described later in detail.

【0023】真空チャンバー2を貫通する2本のスライ
ド軸3a,3bは平行に配置され、各スライド軸3a,
3bは真空チャンバー2の外部に設けられ、かつ真空チ
ャンバー2を挟んで配置されるそれぞれ2個のエアース
ライド軸受け5により支持される。
The two slide shafts 3a and 3b penetrating the vacuum chamber 2 are arranged in parallel, and each slide shaft 3a, 3b
Reference numeral 3b is provided outside the vacuum chamber 2 and is supported by two air slide bearings 5 arranged with the vacuum chamber 2 interposed therebetween.

【0024】真空チャンバー2の貫通部2aと貫通部2
aに対する各エアースライド軸受けの対向面5aとは、
蛇腹状の隔壁6により結合され、後述する吸引溝との作
用により貫通部2aからの気体の流入を防止し、真空チ
ャンバー内部の真空環境を保つ役割を果たす。隔壁6は
ゴムなどの弾性材又は収縮可能な蛇腹状の金属製剛体に
より構成することにより、真空チャンバー壁面の真空引
きによる変形の影響を少なくすることができる。すなわ
ち、真空チャンバー壁面が変形しても、当該変形を蛇腹
形状で吸収し、エアースライド軸、エアースライ軸受け
への影響を抑え、ステージの精度を維持することが可能
となる。
The through portion 2a and the through portion 2 of the vacuum chamber 2
The opposite surface 5a of each air slide bearing with respect to a
The bellows-shaped partition walls 6 serve to prevent the gas from flowing from the through portion 2a by the action of a suction groove described later, and to maintain the vacuum environment inside the vacuum chamber. By forming the partition wall 6 from an elastic material such as rubber or a contractible bellows-shaped metal rigid body, it is possible to reduce the influence of deformation due to evacuation of the vacuum chamber wall surface. That is, even if the wall surface of the vacuum chamber is deformed, the deformation is absorbed in a bellows shape, the influence on the air slide shaft and the air slide bearing is suppressed, and the precision of the stage can be maintained.

【0025】真空チャンバー2内部において、各スライ
ド軸3a,3bのほぼ中央部にはステージ基板4が橋渡
して取り付けられる。ステージ基板4の中央部には、開
口部4aが開いている。これは、マスク(図中省略し
た)に照射する電子線を導くための窓である。
In the vacuum chamber 2, a stage substrate 4 is mounted in a substantially central portion of each of the slide shafts 3a and 3b so as to bridge. An opening 4 a is opened at the center of the stage substrate 4. This is a window for guiding an electron beam to irradiate a mask (omitted in the figure).

【0026】ステージ基板4の下面には、Yステージ2
0が配置される(図1(b))。
On the lower surface of the stage substrate 4, a Y stage 2
0 is arranged (FIG. 1B).

【0027】なお、本実施形態では、ステージ基板4の
下面にYステージを設けたが、これに限られるものでは
なく、ステージ基板4の上面に設けることも可能であ
る。
In this embodiment, the Y stage is provided on the lower surface of the stage substrate 4. However, the present invention is not limited to this, and the Y stage may be provided on the upper surface of the stage substrate 4.

【0028】エアーサーボシリンダ7に取り付けられた
駆動棒8は真空チャンバー2を貫通し、ステージ基板4
の側面中央部4bに取付られる。駆動棒8は、エアーサ
ーボシリンダ7の駆動力をステージ基板に伝達する役割
を果たす。真空チャンバー2の貫通部2bと当該貫通部
に対向するエアーサーボシリンダ7の対向面7aには、
蛇腹状の隔壁9が取り付けられる。エアーサーボシリン
ダ7の駆動棒の摺動面のうち、隔壁9に近い部分には、
エアーを排気するための吸引溝(図中省略する)が配置
される。隔壁9及び上記吸引溝の作用により、貫通部2
bからのエアーの漏れを防止し、真空チャンバー内部の
真空度を保つことが可能となる。
The drive rod 8 attached to the air servo cylinder 7 penetrates through the vacuum chamber 2 and
Is attached to the side center part 4b. The driving rod 8 has a role of transmitting the driving force of the air servo cylinder 7 to the stage substrate. The penetration portion 2b of the vacuum chamber 2 and the facing surface 7a of the air servo cylinder 7 facing the penetration portion are provided with:
A bellows-like partition 9 is attached. On the sliding surface of the drive rod of the air servo cylinder 7 near the partition 9,
A suction groove (omitted in the drawing) for exhausting air is arranged. By the action of the partition 9 and the suction groove, the penetration portion 2 is formed.
Air leakage from b can be prevented, and the degree of vacuum inside the vacuum chamber can be maintained.

【0029】なお、本実施携帯では駆動棒は1 本で真空
チャンバーの一方の壁を貫通しているがこれに限られる
ものではなく、ステージ基板4を挟んで両側に駆動棒を
設けることも出来る。
In the present embodiment, one drive rod penetrates one wall of the vacuum chamber. However, the present invention is not limited to this, and drive rods may be provided on both sides of the stage substrate 4. .

【0030】次に、第1の実施形態のYステージについ
て説明する。Yステージ20は、転がり案内としてのク
ロスローラ21を案内とし、超音波モータ22をアクチ
ュエータとして駆動される。本実施形態では、電子ビー
ムを用いた走査型露光装置において高速、高加速度を要
求されるステージのスキャン方向をX軸とし、ステージ
のステップ方向をY軸としている。なお、図1(b)に
おいて、真空チャンバー2の上面には何も示されていな
いが、電子ビームを用いた走査型露光装置においては電
子ビームを発生し、当該電子ビームを偏向、走査する鏡
筒部が配置されることは言うまでもない。
Next, the Y stage of the first embodiment will be described. The Y stage 20 is driven by a cross roller 21 as a rolling guide and an ultrasonic motor 22 as an actuator. In the present embodiment, the scanning direction of the stage requiring high speed and high acceleration in the scanning exposure apparatus using the electron beam is set to the X axis, and the step direction of the stage is set to the Y axis. Although nothing is shown on the upper surface of the vacuum chamber 2 in FIG. 1B, a mirror that generates an electron beam, deflects the electron beam, and scans the electron beam is used in a scanning exposure apparatus using an electron beam. It goes without saying that the tubular portion is arranged.

【0031】図2は、エアースライド軸受け5の実施例
の分解斜視図である。実施例では、スライド軸3の断面
及び、エアースライド軸受け5の開口部断面を長方形ま
たは正方形とした。この理由は、スライド軸の剛性を高
めることと、エアースライド軸受けの製造の容易さから
である。もちろん、スライド軸の断面及び、エアースラ
イド軸受けの開口部の断面形状を円形とすることも可能
である。
FIG. 2 is an exploded perspective view of an embodiment of the air slide bearing 5. In the embodiment, the cross section of the slide shaft 3 and the cross section of the opening of the air slide bearing 5 are rectangular or square. This is because the rigidity of the slide shaft is increased and the manufacturing of the air slide bearing is easy. Of course, the cross section of the slide shaft and the cross section of the opening of the air slide bearing can be circular.

【0032】各エアースライド軸受け5は、スライド軸
を取り囲むように4枚の板から構成される。図2では、
底板30と側面板31の一部のみ示されている。図中、
手前が真空チャンバー2の貫通部2aの方向である。
Each air slide bearing 5 is composed of four plates so as to surround the slide shaft. In FIG.
Only a part of the bottom plate 30 and the side plate 31 is shown. In the figure,
The near side is the direction of the through portion 2a of the vacuum chamber 2.

【0033】各板のスライド軸との摺動面には、エアー
パッド32の群と、各エアーパッド32及びエアーパッ
ドの群を取り囲むように配置された排気溝33と、エア
ーパッド群と対向面5aとの間に配置された2つの吸引
溝34、35とを備える。
On the sliding surface of each plate with the slide shaft, a group of air pads 32, an exhaust groove 33 arranged so as to surround each air pad 32 and the group of air pads, and a surface facing the air pad group. 5a and two suction grooves 34 and 35 arranged between the suction grooves.

【0034】以下、底板30に基づいて説明する。エア
ーパッド32は、「田」の字状の溝32aと当該「田」
の字の中央に配置され、溝32aに所定圧力のエアーを
供給するためのオリフィス32bから構成され、前記エ
アーによりスライド軸を浮上させる。底板30及び各板
の摺動面には、エアーパッド32が、2行、4列のレイ
アウトで計8個配置される。
The following is an explanation based on the bottom plate 30. The air pad 32 includes a groove 32a shaped like a “ta” and the “ta”.
And an orifice 32b for supplying air of a predetermined pressure to the groove 32a, and the slide shaft is floated by the air. A total of eight air pads 32 are arranged in a two-row, four-column layout on the bottom plate 30 and the sliding surface of each plate.

【0035】さらに、各エアーパッド32の周囲、及び
エアーパッド群の周りには排気溝33が配置され、当該
排気溝33は真空チャンバーの貫通部とは反対の方向の
側面にて開通される。符号33aは、排気溝33の開通
部を示す。エアーパッド32から排出したエアーは、排
気溝33を通って開通部33aから排気される。排気溝
33の作用は、エアーパッドから排出したエアーを排気
することにより、エアーパッドと吸引溝34との間の圧
力をほぼ大気圧まで減圧し、吸引溝34、35の排気効
率を高めることにある。
Further, an exhaust groove 33 is arranged around each air pad 32 and around the air pad group, and the exhaust groove 33 is opened on a side surface in a direction opposite to a through portion of the vacuum chamber. Reference numeral 33a indicates an opening of the exhaust groove 33. The air discharged from the air pad 32 passes through the exhaust groove 33 and is exhausted from the opening 33a. The function of the exhaust groove 33 is to reduce the pressure between the air pad and the suction groove 34 to almost the atmospheric pressure by exhausting the air discharged from the air pad, thereby increasing the exhaust efficiency of the suction grooves 34 and 35. is there.

【0036】吸引溝34、35は、スライド軸を取り囲
むように配置される。吸引溝34は、大気圧を所定の圧
力まで減圧する。吸引溝35は、吸引溝34による所定
圧をほぼ真空チャンバー内の真空度まで減圧するための
ものである。底板30の吸引溝34、35の底部には、
吸引用の穴が設けられ、図示していない真空ポンプに接
続される。たとえば、吸引溝34にはロータリーポンプ
が接続され、吸引溝35にはターボ分子ポンプあるいは
ロータリポンプが接続される。
The suction grooves 34 and 35 are arranged so as to surround the slide shaft. The suction groove 34 reduces the atmospheric pressure to a predetermined pressure. The suction groove 35 is for reducing the predetermined pressure by the suction groove 34 to almost the degree of vacuum in the vacuum chamber. At the bottom of the suction grooves 34, 35 of the bottom plate 30,
A suction hole is provided and connected to a vacuum pump (not shown). For example, a rotary pump is connected to the suction groove 34, and a turbo-molecular pump or a rotary pump is connected to the suction groove 35.

【0037】図3(a)は、本発明の第2の実施形態を
示した縦断面図である。第1の実施形態との相違点につ
いて説明する。第2の実施形態では、2本のスライド軸
3を連結し、当該連結部11をアクチュエータとしての
エアーサーボシリンダ12で駆動する。すなわち、図1
(a)における駆動棒8、貫通部2b、及びエアーサー
ボシリンダ内部の吸引溝を設けず、スライド軸3を介し
て真空チャンバーの外部に設けたアクチュエータで駆動
する。
FIG. 3A is a longitudinal sectional view showing a second embodiment of the present invention. The differences from the first embodiment will be described. In the second embodiment, two slide shafts 3 are connected, and the connection portion 11 is driven by an air servo cylinder 12 as an actuator. That is, FIG.
The actuator is driven by an actuator provided outside the vacuum chamber via the slide shaft 3 without providing the drive rod 8, the through portion 2b, and the suction groove inside the air servo cylinder in FIG.

【0038】第2の実施形態では、Xステージ基板4上
にYステージ13を設置する構成とした。Yステージ1
3の案内は、転がり案内としてのクロスドローラガイド
14であり、Yステージ基板15の中央底部に断面が長
方形の駆動軸16を配置し、当該駆動軸16を両側から
2個の超音波モータ17a,17bで挟み込み、駆動す
る。
In the second embodiment, the Y stage 13 is provided on the X stage substrate 4. Y stage 1
The guide 3 is a crossed roller guide 14 as a rolling guide. A drive shaft 16 having a rectangular cross section is arranged at the bottom of the center of the Y-stage substrate 15, and the drive shaft 16 is connected to two ultrasonic motors 17a from both sides. , 17b.

【0039】このように、Yステージ基板15の中心線
上に駆動軸を設け、当該中心線に対して、Yステージの
案内及び超音波モータ17を対称型に配置することによ
り、Yステージを安定して駆動することができる。
As described above, the drive shaft is provided on the center line of the Y stage substrate 15, and the guide of the Y stage and the ultrasonic motor 17 are arranged symmetrically with respect to the center line to stabilize the Y stage. Can be driven.

【0040】XYステージの位置決めは、図示していな
いレーザー干渉測長器により行われる。本実施形態で
は、レーザー干渉測長を行うための移動鏡をYステージ
基板15に一体的に構成する。
The positioning of the XY stage is performed by a laser interferometer (not shown). In the present embodiment, a movable mirror for performing laser interferometry is integrally formed with the Y stage substrate 15.

【0041】図3(b)は、Yステージ基板15の斜視
図である。Yステージ基板15は、線熱膨張率の低いガ
ラスやセラミックス(セラミックスの例としてはコージ
ライト)が使用される。Yステージ基板のうち移動鏡1
5aに相当する面は鏡面であり、レーザー光を反射され
るための反射膜(例えば、AuやAl)が蒸着される。
このように、レーザー干渉測長を行うための移動鏡15
aをYステージ基板15上に一体的に構成することによ
り、XYステージが高加速、高速度で移動したときの移
動鏡の位置ずれや歪みを防止でき、ステージの高精度な
位置決めを行うことができる。
FIG. 3B is a perspective view of the Y stage substrate 15. The Y stage substrate 15 is made of glass or ceramics (cordrite as an example of ceramics) having a low coefficient of linear thermal expansion. Moving mirror 1 of Y stage substrate
The surface corresponding to 5a is a mirror surface, and a reflective film (for example, Au or Al) for reflecting a laser beam is deposited.
Thus, the movable mirror 15 for performing the laser interferometer length measurement is used.
By integrally forming “a” on the Y stage substrate 15, it is possible to prevent the displacement and distortion of the moving mirror when the XY stage moves at high acceleration and high speed, and to perform highly accurate positioning of the stage. it can.

【0042】なお、本実施形態では2本のスライド軸3
を連結し、当該連結部11を駆動しているが、これに限
られるものではなく、各スライド軸に個別にアクチュエ
ータを連結し、駆動することもできる。この際、各アク
チュエータを同期させて駆動する必要がある。
In this embodiment, two slide shafts 3 are used.
Are connected to drive the connecting portion 11, but the present invention is not limited to this, and an actuator can be individually connected to each slide shaft and driven. At this time, it is necessary to drive each actuator in synchronization.

【0043】図4(a)は第3の実施形態の上面図、図
4(b)は第3の実施形態の縦断面図である。図4
(a)におけるステップ方向をX軸とする。Xステージ
の構造は第1の実施形態と同様であるので、説明を省略
する。なお、第3の実施形態のXステージの構成要素に
おいて、第1の実施形態と同様のものについては、同様
の符号を付けた。また、Xステージの駆動は、第1の実
施形態と同様にステージ基板4に連結された駆動棒を介
してエアーサーボシリンダにより行われるが、第2の実
施形態のようにX軸のスライド軸を介して真空チャンバ
ーの外部に設けられたアクチュエータにより駆動するこ
とも可能である。
FIG. 4A is a top view of the third embodiment, and FIG. 4B is a longitudinal sectional view of the third embodiment. FIG.
The step direction in (a) is the X axis. Since the structure of the X stage is the same as that of the first embodiment, the description is omitted. In the components of the X stage according to the third embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals. The X stage is driven by an air servo cylinder via a driving rod connected to the stage substrate 4 as in the first embodiment, but the X axis slide shaft is moved as in the second embodiment. It can also be driven by an actuator provided outside the vacuum chamber through the intermediary.

【0044】第3の実施形態では、Yステージ(スキャ
ン方向の)アクチュエータとしてエアーサーボシリンダ
41を用い、当該エアーサーボシリンダ41を真空チャ
ンバー40の内部に配置することを特徴とする。これに
より、Yステージの駆動力を高め、Yステージの移動速
度、及び加速度を高めることができる。
The third embodiment is characterized in that an air servo cylinder 41 is used as a Y stage (scan direction) actuator, and the air servo cylinder 41 is disposed inside the vacuum chamber 40. Thereby, the driving force of the Y stage can be increased, and the moving speed and acceleration of the Y stage can be increased.

【0045】Xステージの2本のスライド軸3の各々に
は、ステージ基板4を介してスライド軸3に直交する方
向にY軸のエアースライド軸受け42が固定される。Y
軸のスライド軸43は、上記エアースライド軸受け42
を案内としてエアーサーボシリンダ41により駆動され
る。
A Y-axis air slide bearing 42 is fixed to each of the two slide shafts 3 of the X stage via a stage substrate 4 in a direction orthogonal to the slide shafts 3. Y
The shaft slide shaft 43 is provided with the air slide bearing 42.
Is driven by the air servo cylinder 41 with the guide.

【0046】同軸上にある2本のスライド軸43の一方
の端部は、真空チャンバー40の中央において、マスク
ステージ基板44に固定される。上記スライド軸43の
他方の端部は、エアーサーボシリンダ41のシリンダ4
1a、41bにおいてピストンとして作用する。エアー
スライド軸受け42の端部を覆うようにエアーサーボシ
リンダ41が配置される。そして、左右両端に配置され
たシリンダ41a、41bの圧力を相対的に変化させる
ことにより、スライド軸43を制御し、マスクステージ
基板44を移動させる。真空チャンバー40には、エア
ーサーボシリンダ41の可動範囲(図中ステップ方向に
移動する)を覆うように突出部40aが設けられる。
One end of the two coaxial slide shafts 43 is fixed to a mask stage substrate 44 at the center of the vacuum chamber 40. The other end of the slide shaft 43 is connected to the cylinder 4 of the air servo cylinder 41.
Acts as a piston at 1a, 41b. The air servo cylinder 41 is arranged so as to cover the end of the air slide bearing 42. Then, by relatively changing the pressures of the cylinders 41a and 41b disposed at the left and right ends, the slide shaft 43 is controlled and the mask stage substrate 44 is moved. The vacuum chamber 40 is provided with a protruding portion 40a so as to cover the movable range of the air servo cylinder 41 (moves in the step direction in the drawing).

【0047】このように、突出部40aを真空チャンバ
ー本体に接合することにより、機構系全体を直方体のチ
ャンバーで覆うことに較べ、真空チャンバーの容量を小
さくすることができ、所定の真空度へ到達する時間を短
くすることができる。
As described above, by joining the projecting portion 40a to the vacuum chamber main body, the volume of the vacuum chamber can be reduced as compared with covering the entire mechanical system with a rectangular parallelepiped chamber, and a predetermined degree of vacuum is achieved. Time to do so can be reduced.

【0048】エアースライド軸受け42のスライド軸4
3の摺動部は、図2と同様に構成される。すなわち、ス
ライド軸をエアーにより浮上させるエアーパッド(図示
せず)と、当該エアーを排気し、真空チャンバー内部の
真空度を保つ役割をする吸引溝45、46とを有する。
吸引溝45、46は摺動面のマスクステージ基板44側
に配置され、幅の広い吸引溝45で所定の圧力まで減圧
し、幅の狭い吸引溝46でほぼ真空チャンバー内部の真
空度まで排気する。
The slide shaft 4 of the air slide bearing 42
The sliding portion 3 is configured in the same manner as in FIG. That is, it has an air pad (not shown) for floating the slide shaft by air, and suction grooves 45 and 46 for exhausting the air and maintaining the degree of vacuum inside the vacuum chamber.
The suction grooves 45, 46 are arranged on the side of the mask stage substrate 44 on the sliding surface, and the pressure is reduced to a predetermined pressure by the wide suction groove 45, and the pressure is reduced to almost the inside of the vacuum chamber by the narrow suction groove 46. .

【0049】本実施形態では、上述したエアーサーボシ
リンダ41のシリンダ41aに給排気するエアーの配管
と、エアースライド軸受け42のエアーパッドに供給す
るエアーの配管と、吸引溝45、46から排気するエア
ーの配管とを、X軸のスライド軸3の中空部を介して行
うことを特徴とする。したがって、X軸のスライド軸3
は中空の棒材料(角筒、若しくは円筒形状)を使用する
必要がある。図4(b)のX軸のスライド軸3の断面中
空部に配管の様子を示す。これにより、真空チャンバー
内部の煩雑な配管の取り回しをなくし、製造、調整が容
易になる。
In the present embodiment, air piping for supplying and exhausting air to and from the cylinder 41a of the air servo cylinder 41, air piping for supplying air to the air pad of the air slide bearing 42, and air exhausting from the suction grooves 45 and 46 are described. Of the X-axis slide shaft 3 through the hollow portion of the slide shaft 3. Therefore, the X axis slide shaft 3
Needs to use a hollow rod material (square tube or cylindrical shape). The state of the piping is shown in the hollow section of the slide shaft 3 of the X axis in FIG. This eliminates complicated piping of the inside of the vacuum chamber and facilitates manufacture and adjustment.

【0050】図5は、スライド軸3、エアースライド軸
受け42、エアーサーボシリンダ41、ステージ基板4
の詳細断面であり、上述した配管の様子を示したもので
ある。先ず、エアーサーボシリンダ41のシリンダ41
aへのエアーの給排気について説明する。真空チャンバ
ーの外部に設けられたエアーの給排気装置からのエアー
は、スライド軸3の中空部に配置された配管47を通
り、エアースライド軸受け42との結合部の近傍で真空
チャンバー内部に設けられた配管48を通ってシリンダ
41aに供給される。
FIG. 5 shows a slide shaft 3, an air slide bearing 42, an air servo cylinder 41, and a stage substrate 4.
3 is a detailed cross-sectional view of the pipe, showing a state of the pipe described above. First, the cylinder 41 of the air servo cylinder 41
The supply and exhaust of air to and from a will be described. Air from an air supply / exhaust device provided outside the vacuum chamber passes through a pipe 47 disposed in the hollow portion of the slide shaft 3 and is provided inside the vacuum chamber near a joint with the air slide bearing 42. Is supplied to the cylinder 41a through the pipe 48.

【0051】次にエアーパッド49へのエアーの供給に
ついて説明する。符号49aはエアーパッドへのエアー
の供給口としての細穴部を有するオリフィスの断面を示
しており、符号49bはエアーパッドを構成する溝の断
面を示す。エアーパッド49へのエアーの供給は、真空
チャンバーの外部からスライド軸3の中空部に配置され
た配管50を通り、エアースライド軸受け42との結合
部の近傍で真空チャンバーの内部に設けられた配管51
を通って行われる。さらに、前述した吸引溝45、46
の排気系の配管について説明する。スライド軸43を取
り囲むように配置された吸引溝46から吸入されたエア
ーは、エアースライド軸受け42、ステージ基板4、及
びスライド軸3を貫通する排気口52、さらにスライド
軸3の中空部3aを通って真空チャンバーの外部に設け
られた真空ポンプにより排気される。すなわち、中空部
3a自体が配管の役割を果たす。
Next, supply of air to the air pad 49 will be described. Reference numeral 49a denotes a cross section of an orifice having a small hole serving as an air supply port to the air pad, and reference numeral 49b denotes a cross section of a groove forming the air pad. Air is supplied to the air pad 49 from the outside of the vacuum chamber through a pipe 50 disposed in the hollow portion of the slide shaft 3 and a pipe provided inside the vacuum chamber near a joint with the air slide bearing 42. 51
Done through. Further, the suction grooves 45 and 46 described above are used.
Exhaust system piping will be described. The air sucked from the suction groove 46 arranged so as to surround the slide shaft 43 passes through the air slide bearing 42, the stage substrate 4, the exhaust port 52 penetrating through the slide shaft 3, and the hollow portion 3 a of the slide shaft 3. Evacuated by a vacuum pump provided outside the vacuum chamber. That is, the hollow portion 3a itself serves as a pipe.

【0052】スライド軸43を取り囲むように配置され
た吸引溝45から吸入されたエアーは、ステージ基板4
を貫通する配管53を通り、スライド軸3の中空部に設
けられた配管54を通って、真空チャンバーの外部に設
けられた真空ポンプにより排気される。
The air sucked from the suction groove 45 arranged so as to surround the slide shaft 43 is
, And through a pipe 54 provided in a hollow portion of the slide shaft 3, and is evacuated by a vacuum pump provided outside the vacuum chamber.

【0053】第1から第3の実施形態において、Xステ
ージのアクチュエータとしてエアーサーボシリンダを使
用したが、これに限られるものではなく、例えばリニア
モータを使うことも可能である。第1から第3の実施形
態において、Xステージのスライド軸は平行な2 本から
構成されているが、これに限られるものではなく、例え
ば平板を一枚用いて、真空チャンバーを貫通する構成と
することも可能である。
In the first to third embodiments, the air servo cylinder is used as the actuator of the X stage. However, the present invention is not limited to this. For example, a linear motor can be used. In the first to third embodiments, the slide shaft of the X stage is composed of two parallel shafts. However, the present invention is not limited to this. For example, a single flat plate may be used to penetrate the vacuum chamber. It is also possible.

【0054】また、本実施形態において、エアースライ
ド軸受け5、42の摺動面に設けられた吸引溝はそれぞ
れ2つの溝から構成されているが、これに限られるもの
ではない。たとえば、VUVやEUVの露光装置のよう
に比較的低真空で使用されるものは、上述した溝を1つ
にすることができる。また、超高真空で使用される電子
ビーム露光装置では、さらに溝数を増やすことにより真
空チャンバー内の真空度を保つことができる。
In this embodiment, the suction grooves provided on the sliding surfaces of the air slide bearings 5 and 42 are each composed of two grooves, but the present invention is not limited to this. For example, an apparatus used in a relatively low vacuum such as an exposure apparatus for VUV or EUV can have one groove as described above. In an electron beam exposure apparatus used in an ultra-high vacuum, the degree of vacuum in the vacuum chamber can be maintained by further increasing the number of grooves.

【0055】第1から第3の実施形態において、主要な
構成要素、すなわち、スライド軸3、エアースライド軸
受け5、ステージ基板4、駆動棒8、Xステージの基板
15、駆動棒16、Yステージスライド軸41、Yステ
ージエアースライド軸受け42、マスクステージ基板4
4、エアーサーボシリンダ41は、高剛性、軽量、か
つ、非磁性材料であるセラミックが使用される。特に、
アルミナ(Al2 3 )や炭化珪素(SiC)が用いら
れる。
In the first to third embodiments, the main components, namely, the slide shaft 3, the air slide bearing 5, the stage substrate 4, the driving rod 8, the X stage substrate 15, the driving rod 16, the Y stage slide Shaft 41, Y stage air slide bearing 42, mask stage substrate 4
4. The air servo cylinder 41 is made of a high-rigidity, lightweight, non-magnetic ceramic material. In particular,
Alumina (Al 2 O 3 ) or silicon carbide (SiC) is used.

【0056】[0056]

【発明の効果】請求項1または2記載の発明によれば、
真空スライド装置及びその真空チャンバーの内部で使用
されるステージ機構にも関わらず、案内を非接触とする
ことができ、駆動時の振動を無くし、真直度、ョー(Y
aw)、ロール(Roll)、ピッチ(Pitch)と
いった走り精度を長期間にわたって高精度に維持するこ
とができる。請求項3、4又は7記載の発明によれば、
ステージの高精度を維持しつつ、ステージの高加速、高
速度化を達成することができる。請求項5又は6記載の
発明によれば、案内にエアースライドを採用したのにも
かかわらず、真空チャンバー内の真空度を高真空に維持
することができ、かつクリーンな真空スライド装置を提
供することができる。請求項7記載の発明によれば、高
剛性、軽量、かつ非磁性の真空スライド装置及びそのス
テージ機構を提供することができる。
According to the first or second aspect of the present invention,
Despite the vacuum slide device and the stage mechanism used inside the vacuum chamber, the guide can be made non-contact, vibration during driving is eliminated, straightness,
aw), a roll (Roll) and a pitch (Pitch) can be maintained with high accuracy over a long period of time. According to the invention described in claim 3, 4 or 7,
High acceleration and high speed of the stage can be achieved while maintaining high accuracy of the stage. According to the fifth or sixth aspect of the present invention, a clean vacuum slide device can be provided in which the degree of vacuum in the vacuum chamber can be maintained at a high vacuum despite the use of an air slide for guiding. be able to. According to the seventh aspect of the present invention, it is possible to provide a highly rigid, lightweight, non-magnetic vacuum slide device and its stage mechanism.

【0057】請求項8記載の発明によれば、真空チャン
バー内で使用できるコンパクトなXYステージを提供す
ることができる。請求項9記載の発明によれば、X、Y
ステージともに高加速、高速度化を図ることができ、露
光装置のスループットを向上させることができる。請求
項10記載の発明によれば、配管の取り回しを簡便にで
きるため、製造を容易にし、ひいては製造コストを低減
することができる。
According to the present invention, a compact XY stage usable in a vacuum chamber can be provided. According to the ninth aspect of the present invention, X, Y
High acceleration and high speed can be achieved for both stages, and the throughput of the exposure apparatus can be improved. According to the tenth aspect of the present invention, since the piping can be easily arranged, the production can be facilitated, and the production cost can be reduced.

【0058】請求項11又は12記載の発明によれば、
温度変化によるYステージ基板の膨張を小さく抑えるこ
とができ、レーザー干渉測長による高精度な位置決めを
達成することができる。
According to the eleventh or twelfth aspect of the present invention,
The expansion of the Y stage substrate due to a change in temperature can be suppressed to a small value, and highly accurate positioning by laser interferometry can be achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施形態の構成を示す外観図で
あり、(a)は、上面図であり、(b)は、(a)にお
けるAーA‘断面図である。
FIGS. 1A and 1B are external views showing a configuration of a first embodiment of the present invention, in which FIG. 1A is a top view and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line AA ′ in FIG.

【図2】本発明のエアースライド軸受けの分解斜視図あ
る。
FIG. 2 is an exploded perspective view of the air slide bearing of the present invention.

【図3】本発明の第2の実施形態の構成を示す外観図で
あり、(a)は、縦断面図であり、(b)は、(a)に
おけるマスクステージ基板の斜視図である。
FIGS. 3A and 3B are external views showing a configuration of a second embodiment of the present invention, in which FIG. 3A is a longitudinal sectional view, and FIG. 3B is a perspective view of a mask stage substrate in FIG.

【図4】本発明の第3の実施形態の構成を示す外観図で
あり、(a)は、上面図であり、(b)は、(a)にお
けるのAーA‘縦断面図である。
4A and 4B are external views showing a configuration of a third embodiment of the present invention, in which FIG. 4A is a top view, and FIG. 4B is a vertical cross-sectional view along AA ′ in FIG. .

【図5】本発明の実施形態における、配管の状態を示し
た図である。
FIG. 5 is a diagram showing a state of a pipe in the embodiment of the present invention.

【図6】従来例の構成を示す縦断面図である。FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing a configuration of a conventional example.

【図7】他の従来例の構成を示す側面図である。FIG. 7 is a side view showing a configuration of another conventional example.

【符号の説明】 1 Xステージ 2 真空チャンバー 3 スライド軸 4 ステージ基板 5 エアースライド軸受け 6、9 隔壁 7 エアーサーボシリンダ 8 駆動棒 11 連結部 12 エアーサーボシリンダ 13 Yステージ 15 Yステージ基板 30 底板 31 側面板 32 エアーパッド 33 排気溝 34、35 吸引溝[Description of Signs] 1 X stage 2 Vacuum chamber 3 Slide shaft 4 Stage substrate 5 Air slide bearing 6, 9 Partition wall 7 Air servo cylinder 8 Drive rod 11 Connecting portion 12 Air servo cylinder 13 Y stage 15 Y stage substrate 30 Bottom plate 31 Side Face plate 32 Air pad 33 Exhaust groove 34, 35 Suction groove

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2F078 CA02 CA08 CB05 CB16 CC11 2H097 CA15 CA16 DA11 DB11 LA10 3J102 AA02 BA05 CA11 EA02 EA23 GA19 5F046 GA11 GA12 GA14 GA18 5F056 CB22 CB23 EA14 EA16  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2F078 CA02 CA08 CB05 CB16 CC11 2H097 CA15 CA16 DA11 DB11 LA10 3J102 AA02 BA05 CA11 EA02 EA23 GA19 5F046 GA11 GA12 GA14 GA18 5F056 CB22 CB23 EA14 EA16

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】真空チャンバーを貫通するスライド軸と、
真空チャンバー内において前記スライド軸に結合するX
ステージ基板と、真空チャンバーの外部において前記ス
ライド軸の貫通部に近接して配置され前記スライド軸の
案内となるエアースライド軸受けと、前記スライド軸の
貫通部と当該貫通部に対向するエアースライド軸受け端
面とを覆い真空チャンバー内への気体の流入を防止する
隔壁と、真空チャンバーの外部にアクチュエータを備
え、 前記エアースライド軸受けは、前記スライド軸に対する
摺動面においてスライド軸を浮上させるためのエアーパ
ッドと当該気体を排気するための排気溝とを有し、 前記エアースライド軸受けが前記スライド軸を浮上させ
た状態で、前記アクチュエータが前記スライド軸を介し
てXステージ基板を駆動することを特徴とする真空用ス
ライド装置。
1. A slide shaft penetrating a vacuum chamber;
X coupled to the slide shaft in a vacuum chamber
A stage substrate, an air slide bearing disposed outside the vacuum chamber and adjacent to the through portion of the slide shaft and serving as a guide for the slide shaft, and an air slide bearing end face facing the through portion of the slide shaft and the through portion. And a partition for covering the vacuum chamber and preventing an inflow of gas into the vacuum chamber, and an actuator provided outside the vacuum chamber, wherein the air slide bearing has an air pad for floating the slide shaft on a sliding surface with respect to the slide shaft. An exhaust groove for exhausting the gas, wherein the actuator drives the X stage substrate via the slide shaft while the air slide bearing floats the slide shaft. Slide device.
【請求項2】真空チャンバーを貫通するスライド軸と、
真空チャンバー内において前記スライド軸に結合するX
ステージ基板と、前記Xステージ基板に連結され真空チ
ャンバーの壁を貫通する駆動棒と、真空チャンバーの外
部において前記駆動棒に連結するアクチュエータと、真
空チャンバーの外部において前記スライド軸の貫通部に
近接して配置され前記スライド軸の案内となるエアース
ライド軸受けと、前記スライド軸の貫通部と当該貫通部
に対向するエアースライド軸受け端面とを覆い真空チャ
ンバー内への気体の流入を防止する第1の隔壁と、前記
駆動棒の貫通部と当該貫通部に対向するアクチュエータ
の端面とを覆い真空チャンバー内への気体の漏れを防止
する第2の隔壁とを備え、 前記エアースライド軸受けは、前記スライド軸に対する
摺動面においてスライド軸を浮上させるためのエアーパ
ッドと、当該気体を排気するための排気溝とを有し、 前記エアースライド軸受けが前記スライド軸を浮上させ
た状態で、前記アクチュエータが前記駆動棒を介してX
ステージ基板を駆動することを特徴とする真空用スライ
ド装置。
2. A slide shaft penetrating a vacuum chamber,
X coupled to the slide shaft in a vacuum chamber
A stage substrate, a driving rod connected to the X stage substrate and penetrating through the wall of the vacuum chamber, an actuator connected to the driving rod outside the vacuum chamber, and an actuator proximate to the penetrating portion of the slide shaft outside the vacuum chamber. A first partition for covering an air slide bearing arranged and guiding the slide shaft, and a penetrating portion of the slide shaft and an end surface of the air slide bearing opposed to the penetrating portion to prevent gas from flowing into the vacuum chamber. And a second partition wall that covers the penetrating portion of the drive rod and the end face of the actuator facing the penetrating portion to prevent gas from leaking into the vacuum chamber. An air pad for floating the slide shaft on the sliding surface and an exhaust groove for exhausting the gas In a state where the air slide bearing floats the slide shaft, the actuator is driven through the drive rod by X
A vacuum slide device for driving a stage substrate.
【請求項3】請求項1又は2記載の真空用スライド装置
において、 前記アクチュエータはエアーシリンダ又はリニアモータ
であることを特徴する真空用スライド装置。
3. The vacuum slide device according to claim 1, wherein the actuator is an air cylinder or a linear motor.
【請求項4】請求項1、2又は3記載の真空用スライド
装置において、 前記スライド軸の断面形状を四角形とすることを特徴と
する真空用スライド装置。
4. The vacuum slide device according to claim 1, wherein the slide shaft has a rectangular cross section.
【請求項5】請求項1、2、3又は4記載の真空用スラ
イド装置において、 前記隔壁を弾性体又は収縮可能な蛇腹状の金属製の剛体
により構成することを特徴とする真空用スライド装置。
5. The vacuum slide device according to claim 1, wherein the partition wall is made of an elastic body or a contractible bellows-shaped metal rigid body. .
【請求項6】請求項1、2、3、4又は5記載の真空用
スライド装置において、 前記排気溝は、前記摺動面において前記エアーパッドを
取り囲むように配置された排気溝と、摺動面において前
記エアーパッドより隔壁側に前記スライド軸を取り囲む
ように配置された吸引溝とから構成されることを特徴と
する真空用スライド装置。
6. The vacuum slide device according to claim 1, wherein the exhaust groove is provided on the sliding surface so as to surround the air pad. And a suction groove disposed so as to surround the slide shaft on the side of the partition from the air pad on the surface.
【請求項7】請求項1、2、3、4、5又は6記載の真
空用スライド装置において、 前記スライド軸や前記エアースライド軸受けや前記Xス
テージ基板をセラミックスにより構成することを特徴と
する真空用スライド装置。
7. The vacuum slide device according to claim 1, wherein said slide shaft, said air slide bearing, and said X stage substrate are made of ceramics. Slide device.
【請求項8】請求項1、2、3、4、5、6又は7記載
の真空用スライド装置において、 搭載テーブルとしてのYステージ基板と、当該Yステー
ジ基板と前記Xステージ基板との間に設けられた転がり
案内と、前記Yステージ基板において搭載面とは反対の
面に設けられた駆動軸と、当該駆動軸に対して駆動力を
伝えるためにXステージ基板上に設けられたアクチュエ
ータとしての超音波モータとを備えるYステージを有す
ることを特徴とする真空用スライド装置のステージ機
構。
8. The vacuum slide device according to claim 1, wherein the Y stage substrate as a mounting table and a space between the Y stage substrate and the X stage substrate. A rolling guide provided, a drive shaft provided on a surface of the Y stage substrate opposite to the mounting surface, and an actuator provided on the X stage substrate for transmitting a driving force to the drive shaft. A stage mechanism for a vacuum slide device comprising a Y stage having an ultrasonic motor.
【請求項9】請求項1、2、3、4、5、6または7記
載の真空用スライド装置において、 前記Xステージ基板に前記Xステージのスライド軸に対
して直交する方向に結合されたYエアースライド軸受け
と、前記Yエアースライド軸受けを案内とするYスライ
ド軸と、前記Yスライド軸に結合する搭載テーブルとし
てのYステージ基板と、前記Yエアースライド軸受けの
端面のうち真空チャンバーの内壁面に対向する端面及び
前記Yスライド軸の前記端面からの突出部を覆う真空チ
ャンバー内部に設けられたアクチュエータとしてのYエ
アーサーボシリンダと、前記Yエアースライド軸受けの
前記Yスライド軸に対する摺動面において前記Yスライ
ド軸を浮上させるエアーパッドと当該エアーを排気する
ために前記Yスライド軸を取り囲むように配置された吸
引溝とを備え、 前記Yスライド軸受けが前記Yスライド軸を浮上させた
状態で、前記Yエアーサーボシリンダに圧縮空気を給排
気することにより前記突出部をピストンとして動作さ
せ、Yステージ基板を駆動するようにすることを特徴と
する真空用スライド装置のステージ機構。
9. The vacuum slide device according to claim 1, wherein Y is coupled to said X stage substrate in a direction orthogonal to a slide axis of said X stage. An air slide bearing, a Y slide shaft that guides the Y air slide bearing, a Y stage substrate as a mounting table coupled to the Y slide shaft, and an inner wall of a vacuum chamber among end faces of the Y air slide bearing. A Y air servo cylinder as an actuator provided inside a vacuum chamber which covers a protruding portion from the end surface of the Y slide shaft facing the end surface and the Y air servo cylinder; An air pad that floats the slide shaft and surrounds the Y slide shaft to exhaust the air. A suction groove arranged so that the Y slide bearing floats the Y slide shaft, and supplies and exhausts compressed air to and from the Y air servo cylinder to operate the protrusion as a piston. A stage mechanism for a vacuum slide device, wherein the stage substrate is driven.
【請求項10】請求項9記載の真空用スライド装置のス
テージ機構において、 前記Xステージのスライド軸を中空とし、当該中空部
に、前記Yエアーサーボシリンダに圧縮空気を給排気す
る配管と、前記Yエアースライド軸受けのエアーパッド
へ圧縮空気を供給する配管と、前記Yエアースライド軸
受けの吸引溝からの圧縮空気を排気する配管を設けるこ
とを特徴とする真空用スライド装置のステージ機構。
10. The stage mechanism of a vacuum slide device according to claim 9, wherein the slide shaft of the X stage is hollow, and a pipe for supplying and discharging compressed air to and from the Y air servo cylinder is provided in the hollow portion. A stage mechanism for a vacuum slide device, comprising: a pipe for supplying compressed air to an air pad of a Y air slide bearing; and a pipe for exhausting compressed air from a suction groove of the Y air slide bearing.
【請求項11】請求項8、9または10記載の真空用ス
ライド装置のステージ機構において、 前記Yステージ基板の互いに直交する側壁を鏡面とし、
レーザー干渉測長器の移動鏡として使用することを特徴
とする真空用スライド装置のステージ機構。
11. The stage mechanism for a vacuum slide device according to claim 8, 9 or 10, wherein side walls of said Y stage substrate orthogonal to each other are mirror surfaces,
A stage mechanism of a vacuum slide device used as a movable mirror of a laser interferometer.
【請求項12】請求項11記載の真空用スライド装置の
ステージ機構において、 前記Yステージ基板を低熱膨張材であるセラミックス又
はガラスにより構成することを特徴とする真空用スライ
ド装置のステージ機構。
12. The stage mechanism for a vacuum slide device according to claim 11, wherein said Y stage substrate is made of ceramic or glass which is a low thermal expansion material.
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