JP2001052988A - 真空用スライド装置及びそのステージ機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】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ステー
ジ機構を提供する。 【解決手段】真空チャンバ７の両側に配置されるＸスラ
イド部１，２と、Ｘスライド軸に直交するＹスライド部
３，４と、固定プレート９と、可動プレート１０とを備
え、それぞれの可動する部分がエアー浮上させる構成で
あり、、ステージ基板８は、Ｘスライド軸１を浮上させ
た状態で一方のアクチュエータによりＸ方向に駆動さ
れ、Ｙスライド軸３を浮上させた状態で他方のアクチュ
エータによりＹ方向に駆動される。

Description

【発明の詳細な説明】

【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。

【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７、図８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。

【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。

【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。

【０００５】図８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。

【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。

【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７、図８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。

【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。

【０００９】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
の要件を満たした真空用スライド装置及びそのステージ
機構を提供するものである。

【００１０】

【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
ーを挟んで該真空チャンバーの両側に平行に配置される
２本のＸスライド軸と、前記Ｘスライド軸の案内として
のＸエアースライド軸受けと、前記各Ｘスライド軸に当
該Ｘスライド軸に直交する方向に直線上に設けられる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
を案内として真空チャンバーを貫通し真空チャンバー内
部でステージ基板を保持するＹスライド軸と、前記Ｙス
ライド軸の貫通による真空チャンバーの開口部を取り囲
むように真空チャンバーの外壁に配設された固定プレー
トと、前記Ｙエアースライド軸受けの真空チャンバー側
の端面に前記固定プレートに対向して設けられ前記開口
部を覆う可動プレートと、前記固定プレートの前記可動
プレートに対する摺動面に設けられ前記可動プレートを
圧縮気体により浮上させるエアーパッドと、前記摺動面
に固定プレートの開口部を取り囲んで配置され前記気体
を排気するための排気溝と、前記Ｙエアースライド軸受
けのＹスライド軸に対する摺動面に設けられ前記Ｙスラ
イド軸を圧縮気体により浮上させるためのエアーパッド
と、前記Ｙエアースライド軸受けの摺動面に前記エアー
パッドより真空チャンバーの開口部側へ前記Ｙスライド
軸を取り囲むように配置され前記Ｙエアースライド軸受
けのエアーパッドにより供給された気体を排気するため
の排気溝と、前記Ｘエアースライド軸受けのＸスライド
軸に対する摺動面に設けられ前記Ｘスライド軸を圧縮気
体により浮上させるためのエアーパッドと、真空チャン
バーの外部に設けられた少なくとも２つのアクチュエー
タとを備え、前記ステージ基板は、前記Ｘスライド軸を
浮上させた状態で前記一方のアクチュエータによりＸ方
向に駆動され、前記Ｙスライド軸を浮上させた状態で前
記他方のアクチュエータによりＹ方向に駆動されること
を特徴とする。

【００１１】また、請求項２記載の発明は、真空チャン
バーを挟んで該真空チャンバーの両側に配設される平行
な２枚のＸ軸エアースライドプレートと、前記各Ｘ軸エ
アースライドプレートを固定板で挟み込んで保持する支
持部と、前記各Ｘ軸エアースライドプレートに当該Ｘ軸
エアースライドプレートに直交する方向に直線上に配設
されるＹエアースライド軸受けと、前記Ｙエアースライ
ド軸受けを案内として真空チャンバーを貫通し、真空チ
ャンバー内部でステージ基板を保持するＹスライド軸
と、前記Ｘ軸エアースライドプレート上で、支持部との
摺動面に該Ｘ軸エアースライドプレートを浮上させるた
めの圧縮気体を供給する第1 のエアーパッドと、前記Ｘ
軸エアースライドプレート上で、前記支持部を構成する
真空チャンバー側の固定プレートとの摺動面に、前記Ｙ
スライド軸の貫通による真空チャンバーの開口部を取り
囲むように配置され、前記圧縮気体を排気するための排
気溝と、前記Ｙエアースライド軸受けのＹスライド軸に
対する摺動面に配置され、前記Ｙスライド軸を圧縮気体
により浮上させるための第２のエアーパッドと、前記Ｙ
エアースライド軸受けの摺動面に前記第２のエアーパッ
ドより前記真空チャンバーの開口部の方向にＹスライド
軸を取り囲むように配置され、前記第２のエアーパッド
による気体を排気する排気溝と、真空チャンバーの外部
に設けた少なくとも２つのアクチュエータとを備え、前
記ステージ基板は、前記エアースライドプレートを浮上
させた状態で前記一方のアクチュエータにより駆動さ
れ、前記Ｙスライド軸を浮上させた状態で前記他方のア
クチュエータにより駆動されることを特徴とする。

【００１２】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
特徴とする。

【００１３】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Ｘス
ライド軸又はＹスライド軸の断面を長方形又は正方形と
することを特徴とする。

【００１４】また、請求項５記載の発明は、請求項４記
載の真空用スライド装置において、前記Ｘスライド軸又
はＹスライド軸を中空構造とし、中空部の形状を略円形
若しくは楕円形とすることを特徴とする。

【００１５】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、
前記したスライド軸、エアースライド軸受け、ステージ
基板、固定プレート又は可動プレートの少なくともいず
れかをセラミックスにより構成することを特徴とする。

【００１６】また、請求項７記載の発明は、請求項１、
２、３、４、５または６記載の真空用スライド装置にお
いて、前記ステージ基板をコージライト又はガラスによ
り構成することを特徴とする。 また、請求項８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とそのステージ機構において、前記
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。

【００１７】

【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
外観の一部断面図であり、（ａ）は上面図であり、
（ｂ）は図１（ａ）の縦断面図である。本実施形態は、
真空チャンバー内で動作するＸ−Ｙステージである。該
Ｘ−ＹステージのＸステージは、大気中で動作するエア
ースライドとアクチュエータを備えた案内機構であり、
Ｙステージは、真空中で動作するエアースライドとアク
チュエータを備えた案内機構であり、該Ｙステージは真
空チャンバー内の真空環境（例えば、１０−７Ｔｏｒ
ｒ）を保った状態で動作することを特徴としている。

【００１８】Ｘ−Ｙステージの位置決め制御は、レーザ
ー干渉測長器１２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ステージ基板８に
一体的に構成するが、詳細の構成については後述する。

【００１９】先ず、大気中で動作するＸステージ機構に
ついて説明する。Ｘステージは、真空チャンバー７を挟
むように該真空チャンバーの側壁に平行に配設される２
本のＸスライド軸１ａ，１ｂと、それぞれのスライド軸
を案内するＸ軸スライダー２ａ、２ｂを備え、Ｘ軸スラ
イダー２ａ、２ｂに取り付けたアクチュエータ５ａ、５
ｂによりステージ基板８を駆動する。なお本実施例では
Ｘ軸スライダーに直接アクチュエータの駆動部分を取付
て駆動するようにしたが、該アクチュエータの駆動部分
から駆動軸を引き出し、前記Ｘ軸スライダーから離れた
位置にアクチュエータを配設することも可能である。

【００２０】次に真空中で動作するＹステージ機構につ
いて説明する。Ｙステージは、真空チャンバー７を貫通
する１本のスライド軸３ａ、３ｂと、ステージ基板８
と、エアースライド軸受け４ａ, ４ｂと、該スライド軸
３ａ、３ｂを駆動するためのアクチュエータ６ａ, ６ｂ
とを備える。

【００２１】さらに、エアースライド軸受け４ａ、４ｂ
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４
ａ、４ｂの軸受けの構造については、後に詳しく説明す
る。

【００２２】真空チャンバー７を貫通するＹスライド軸
３ａ，３ｂは、該真空チャンバー７を挟んで配置される
２個のエアースライド軸受け４ａ、４ｂにより支持され
る。真空チャンバー７内部において、Ｙスライド軸３
ａ，３ｂの中央部にはステージ基板８が取り付けられ
る。ステージ基板８の中央部には、開口部１１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。

【００２３】Ｙスライド軸３ａ，３ｂの駆動は該Ｙスラ
イド軸の後端に配設したアクチュエータ６ａ，６ｂによ
り行う。なお本実施例では装置全体のスペースを小さく
する目的でＹスライド軸の後端に直接エアシリンダーを
取付て駆動するようにしたが、該アクチュエータにはリ
ニアモータを配設することも可能である。

【００２４】図２は、本発明の第1 の実施形態の斜視図
である。図１の上面図、断面図の構成要素と同一の符号
を付けたが斜視図２ではレーザー測長器は省略した、ま
たＹスライドの駆動用アクチュエータについても省略し
た。Ｙスライド軸３の貫通による真空チャンバー７の開
口部１３を取り囲むように真空チャンバー７の外壁に配
設された固定プレート９と、Ｙエアースライド軸受け４
の真空チャンバー側の端面に、固定プレート９に対向し
て、真空チャンバー７の開口部１３を覆う様に可動プレ
ート１０を設けた。

【００２５】次に、固定プレート９の詳細について説明
する。図３は、真空チャンバー７の側壁に固定した固定
プレート９の斜視図である。固定プレート９は、本斜視
では不図示の可動プレート１０に対する摺動面に対向す
るように設けられ、可動プレート１０を圧縮気体により
浮上させるエアーパッド３２ａ、３２ｂと、固定プレー
ト９の開口部３３を取り囲んで配置され、前記圧縮気体
を排気するための吸引溝３４，３５を備え、後述する差
動排気部の吸引溝との作用により開口部３３からの真空
チャンバー内へ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。

【００２６】図３の実施形態では、固定プレート９の開
口部３３は真空チャンバーの開口部１３につながりこの
開口部を通してＹスライド軸が真空チャンバーに配設さ
れる。固定プレート９の摺動面には、エアーパッド３２
の群と、開口部３３を取り囲むように配置された吸引溝
３４、３５とを備える。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、外部から供給される圧縮気体によ
り不図示の可動プレートを浮上させる。実施例では、エ
アーパッド３２が、片側４行、１列のレイアウトで配置
される。

【００２７】吸引溝３４の作用は、エアーパッド３２か
ら排出した圧縮気体を排気することにより、大気圧を所
定の圧力まで減圧する。

【００２８】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
であり真空チャンバーへの気体の流出を防ぐ作用をして
いる。吸引溝３４、３５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。

【００２９】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。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Ｙ軸とし、ステ
ージのステップ方向をＸ軸としている。なお、図１
（ｂ）において、真空チャンバー７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。

【００３０】図４は、エアースライド軸受け４の実施形
態の分解斜視図である。図において、スライド軸３の断
面及び、エアースライド軸受け４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。

【００３１】さらに、スライド軸を略円形若しくは楕円
形状の穴を有する中空構造とすれば、スライド軸を軽量
化することができ、ひいてはステージの高加速度化、高
速度化駆動を達成することができる。各エアースライド
軸受け４は、４枚の板から構成される。図４では、底板
４０と側面板４１の一部のみ示されている。図中、手前
が真空チャンバー７の貫通部１３の方向である。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
４ａとの間に配置された２つの吸引溝４４、４５とを備
える。

【００３２】以下、底板４０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３を浮上させる。底板４０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。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、
吸引溝の開通部を示す。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３
４との間の圧力をほぼ大気圧まで減圧し、吸引溝４４、
４５の排気効率を高めることにある。

【００３３】吸引溝４４、４５吸引溝は、スライド軸を
取り囲むように配置される。吸引溝４４は、大気圧を所
定の圧力まで減圧する。吸引溝４５は、吸引溝４４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４０の吸引溝４４、４５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４４にはロータリー
ポンプが接続され、吸引溝４５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。

【００３４】図５（ａ）は、本発明の第２の実施形態を
示した上面図、図５（ｂ）は縦断面図である。特に、第
１の実施形態との相違点について説明する。真空チャン
バー５１を挟んで該真空チャンバーの両側に配設される
平行な２枚のＸ軸エアースライドプレート５２ａ、５２
ｂと、各Ｘ軸エアースライドプレートを挟み込んで保持
するそれぞれ２枚の固定板５３ａ，５３ｂと、５４ａ，
５４ｂを有する支持部と、各Ｘ軸エアースライドプレー
トに当該Ｘ軸エアースライドプレートに直交する方向に
直線上に配設されるＹエアースライド軸受け５５ａ，５
５ｂと、Ｙエアースライド軸受けを案内として真空チャ
ンバー５１を貫通し、真空チャンバー内部で前記Ｙスラ
イド軸５６ａ，５６ｂを連結するステージ基板６０と、
不図示のアクチュエータにより構成される。

【００３５】Ｙエアースライド軸受け５５は、Ｘ軸エア
ースライドプレート５２に固定される。Ｘ軸エアースラ
イドプレートに直交する方向に直線上に配設されるＹエ
アースライド軸受け５５ａ，５５ｂと、Ｙエアースライ
ド軸受けを案内として真空チャンバー５１を貫通する前
記Ｙスライド軸５６ａ，５６ｂについては、本発明の第
１の実施例で示した構造と同一の構成をとり、差動排気
の作用も同じである。

【００３６】図５（ｂ）では、Ｘ軸エアースライドプレ
ート５２ａ，５２ｂは該Ｘ軸エアースライドプレートを
挟む固定プレート５３ａ，５３ｂと，該Ｘ軸エアスライ
ドプレートの上下を固定プレート５７ａ，５７ｂ，５８
ａ，５８ｂにより静圧支持された状態で、且つＹエアー
スライド軸受け５５ａ，５５ｂの真空チャンバー側端面
に固定された状態で、該Ｙエアースライド軸受けのＸ軸
方向移動に追従して移動する。

【００３７】Ｘ軸エアースライドプレート５２ａ，５２
ｂはＹエアースライド軸受け５５ａ，５５ｂの真空チャ
ンバー側端面に固定された状態で配設されるために、該
Ｘ軸エアスライドプレートの駆動はＹエアースライド軸
受けの側面に連結したアクチュエータにより駆動する。

【００３８】なお本実施例ではＹ軸スライダーの片側５
５ｂだけに直接アクチュエータの駆動部分を取付て駆動
するようにしたが、アクチュエータはＹ軸スライダーの
他方５５ａにも配設することができる。また別の駆動手
段としてはＹ軸スライダー５５ａ，５５ｂの両側から駆
動軸を引き出し、真空チャンバーを回避した位置で２本
の駆動軸を連結し、前記Ｙ軸スライダ５５ａ，５５ｂを
１台のアクチュエータにより駆動することも可能であ
る。

【００３９】なお、本実施例では装置全体のスペースを
小さくする目的でＹ軸スライダーの片側５５ｂだけにエ
アシリンダーを取付て駆動するようにしたが、該アクチ
ュエータにはリニアモータを配設することも可能であ
る。

【００４０】前記固定板５３ａ，５３ｂ，５４ａ，５４
ｂに対するＸ軸エアースライドプレートの摺動面に配置
され、前記Ｘ軸エアースライドプレートを圧縮気体によ
り浮上させるためのエアーパッドと、前記Ｙスライド軸
の貫通による真空チャンバーの開口部と当該開口部に対
向する前記固定板の開口部とを覆い、真空チャンバー内
への気体の流入を防止する隔壁６３ａ，６３ｂと、前記
隔壁に近い側のＸ軸エアースライドプレートの摺動面に
当該固定板の開口部を取り囲んで配置され、前記気体を
排気するための排気溝を配設し、前記Ｙスライド軸５６
ａ，５６ｂの貫通による真空チャンバー５１の開口部６
１と当該開口部に対向する固定板５３ａの開口部から
の、真空チャンバー内への気体の流入を防止する。

【００４１】Ｘ軸エアースライドプレートの摺動面の構
成は、本発明の第１の実施例で詳細説明した、前記Ｙス
ライド軸の貫通による真空チャンバーの開口部を取り囲
むように真空チャンバーの外壁に配設された固定プレー
トと同一の構造をとる。

【００４２】ただし、図5 （ａ）中、Ｘ軸エアースライ
ドプレート５２の端面にエアーパッド３２がそれぞれ設
けられている。当該エアーパッド３２は、Ｘ軸エアース
ライドプレート５２を取り囲む各固定プレート例えば５
３ａ，５３ｂ，５７ａ，５８ａとの摺動面に対向してそ
れぞれ設けられる。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マスク
ステージ基板１５に一体的に構成する。図６は、マスク
ステージ基板１５の斜視図である。マスクステージ基板
１５は、線膨張率の低いガラスやセラミックスが使用さ
れ、特にセラミックスの例としてはコージライトが有用
であった。マスクステージ基板のうち移動鏡１５ａに相
当する面には、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。

【００４３】このように、レーザー干渉測長を行うため
の移動鏡１５ａをマスクステージ基板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。

【００４４】また、本実施形態において、エアースライ
ド軸受け５２、５５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。

【００４５】第１の実施形態において、主要な構成要
素、すなわち、２本のＸスライド軸１ａ，１ｂと、真空
チャンバー７を貫通する１本のスライド軸３ａ、３ｂ
と、ステージ基板８と、エアースライド軸受け４ａ, ４
ｂと、真空チャンバーの側壁に固定した固定プレート３
１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（Ａｌ２Ｏ３）や炭化
珪素（ＳｉＣ）が用いられる。

【００４６】また、第２の実施形態において、主要な構
成要素、すなわち、平行な２枚のＸ軸エアースライドプ
レート５２ａ、５２ｂと、各Ｘ軸エアースライドプレー
トを挟み込んで保持するそれぞれ２枚の固定板５３ａ，
５３ｂ、５４ａ，５４ｂと、Ｘ軸エアースライドプレー
トに直交する方向に直線上に配設されるＹエアースライ
ド軸受け５５ａ，５５ｂと、真空チャンバー内部で前記
Ｙスライド軸を連結するステージ基板６０も高剛性、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（Ａｌ２Ｏ３）や炭化珪素（ＳｉＣ）が
用いられる。

【００４７】

【発明の効果】請求項１または２記載の発明によれば、
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、ヨー（Ｙａｗ）、ロール（Ｒｏｌ
ｌ）、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。

【００４８】また、請求項１、または２記載の発明によ
れば、Ｘ軸スライドを真空チャンバー本体を挟む様に配
置することにより、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。

【００４９】また、請求項１、又は２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
ができる。

【００５０】請求項４、５又は６記載の発明によれば、
ステージの高精度を維持しつつ、ステージ高加速、高速
度化を達成することができる。

【００５１】請求項７、８記載の発明によれば、温度変
化による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。

【図面の簡単な説明】

【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
ける縦断面図である。

【図２】本発明の第１実施形態の斜視図である。

【図３】第１実施形態での真空チャンバーの開口部を覆
う固定プレートの斜視図である。

【図４】第１実施形態でのエアースライド軸受けの分解
斜視図ある。

【図５】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、、上面図であり、（ｂ）は、（ａ）に
おける縦断面図である。

【図６】マスクステージ基板の斜視図である。

【図７】従来例の構成を示す縦断面図である。

【図８】他の従来例の構成を示す側面図である。

【符号の説明】

１Ｘスライド軸 ２Ｘスライダ ３Ｙスライド軸 ４エアースライド軸受け ５アクチュエータ ６アクチュエータ ７真空チャンバー ８ステージ基板 ９固定プレート １０可動プレート １１、１３、３６開口部 １５マスクステージ基板 ３２エアーパッド ３３排気溝 ３４、３５、４４、４５吸引溝 ４０底板 ４１側面板 ５１真空チャンバー ５２Ｘエアースライドプレート ５３、５４固定板 ５５Ｙエアースライド軸受け ５６Ｙスライド軸 ６０ステージ基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F064 AA02 BB01 CC04 FF01 GG12 JJ01 2F065 AA03 BB15 BB25 CC17 DD03 FF55 GG04 LL12 PP12 5F046 CC01 CC03 CC16 CC18 CC19 CC20 5F056 EA14

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】真空チャンバーを挟んで該真空チャンバー
   の両側に平行に配置される２本のＸスライド軸と、前記
   Ｘスライド軸の案内としてのＸエアースライド軸受け
   と、前記各Ｘスライド軸に当該Ｘスライド軸に直交する
   方向に直線上に設けられる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して真空チャンバ
   ーを貫通し真空チャンバー内部でステージ基板を保持す
   るＹスライド軸と、 前記Ｙスライド軸の貫通による真空チャンバーの開口部
   を取り囲むように真空チャンバーの外壁に配設された固
   定プレートと、前記Ｙエアースライド軸受けの真空チャ
   ンバー側の端面に前記固定プレートに対向して設けられ
   前記開口部を覆う可動プレートと、前記固定プレートの
   前記可動プレートに対する摺動面に設けられ前記可動プ
   レートを圧縮気体により浮上させるエアーパッドと、前
   記摺動面に固定プレートの開口部を取り囲んで配置され
   前記気体を排気するための排気溝と、 前記Ｙエアースライド軸受けのＹスライド軸に対する摺
   動面に設けられ前記Ｙスライド軸を圧縮気体により浮上
   させるためのエアーパッドと、前記Ｙエアースライド軸
   受けの摺動面に前記エアーパッドより真空チャンバーの
   開口部側へ前記Ｙスライド軸を取り囲むように配置され
   前記Ｙエアースライド軸受けのエアーパッドにより供給
   された気体を排気するための排気溝と、 前記Ｘエアースライド軸受けのＸスライド軸に対する摺
   動面に設けられ前記Ｘスライド軸を圧縮気体により浮上
   させるためのエアーパッドと、 真空チャンバーの外部に設けられた少なくとも２つのア
   クチュエータとを備え、 前記ステージ基板は、前記Ｘスライド軸を浮上させた状
   態で前記一方のアクチュエータによりＸ方向に駆動さ
   れ、前記Ｙスライド軸を浮上させた状態で前記他方のア
   クチュエータによりＹ方向に駆動されることを特徴とす
   る真空用スライド装置。
2. 【請求項２】真空チャンバーを挟んで該真空チャンバー
   の両側に配設される平行な２枚のＸ軸エアースライドプ
   レートと、前記各Ｘ軸エアースライドプレートを固定板
   で挟み込んで保持する支持部と、前記各Ｘ軸エアースラ
   イドプレートに当該Ｘ軸エアースライドプレートに直交
   する方向に直線上に配設される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して真空チャ
   ンバーを貫通し、真空チャンバー内部でステージ基板を
   保持するＹスライド軸と、 前記Ｘ軸エアースライドプレート上で、支持部との摺動
   面に該Ｘ軸エアースライドプレートを浮上させるための
   圧縮気体を供給する第1 のエアーパッドと、前記Ｘ軸エ
   アースライドプレート上で、前記支持部を構成する真空
   チャンバー側の固定プレートとの摺動面に、前記Ｙスラ
   イド軸の貫通による真空チャンバーの開口部を取り囲む
   ように配置され、前記圧縮気体を排気するための排気溝
   と、 前記Ｙエアースライド軸受けのＹスライド軸に対する摺
   動面に配置され、前記Ｙスライド軸を圧縮気体により浮
   上させるための第２のエアーパッドと、前記Ｙエアース
   ライド軸受けの摺動面に前記第２のエアーパッドより前
   記真空チャンバーの開口部の方向にＹスライド軸を取り
   囲むように配置され、前記第２のエアーパッドによる気
   体を排気する排気溝と、 真空チャンバーの外部に設けた少なくとも２つのアクチ
   ュエータとを備え、 前記ステージ基板は、前記エアースライドプレートを浮
   上させた状態で前記一方のアクチュエータにより駆動さ
   れ、前記Ｙスライド軸を浮上させた状態で前記他方のア
   クチュエータにより駆動されることを特徴とする真空用
   スライド装置。
3. 【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
   であることを特徴とする真空用スライド装置。
4. 【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Ｘスライド軸又はＹスライド軸の断面を長方形又は
   正方形とすることを特徴とする真空用スライド装置。
5. 【請求項５】請求項４記載の真空用スライド装置におい
   て、 前記Ｘスライド軸又はＹスライド軸を中空構造とし、中
   空部の形状を略円形若しくは楕円形とすることを特徴と
   する真空用スライド装置。
6. 【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、 前記したスライド軸、エアースライド軸受け、ステージ
   基板、固定プレート又は可動プレートをセラミックスに
   より構成することを特徴とする真空用スライド装置。
7. 【請求項７】請求項１、２、３、４、５または６記載の
   真空用スライド装置において、 前記ステージ基板をコージライト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。
8. 【請求項８】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とそのステージ機構において、 前記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。