JP2002167291A - ステージ部材 - Google Patents
ステージ部材Info
- Publication number
- JP2002167291A JP2002167291A JP2000360656A JP2000360656A JP2002167291A JP 2002167291 A JP2002167291 A JP 2002167291A JP 2000360656 A JP2000360656 A JP 2000360656A JP 2000360656 A JP2000360656 A JP 2000360656A JP 2002167291 A JP2002167291 A JP 2002167291A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- stage member
- stage
- ceramic
- aluminum alloy
- aluminum
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 剛性が高く、制振性が良好なステージを含む
ステージ部材を提供すること。 【解決手段】 セラミックス粉末またはセラミックス繊
維を強化材とし、アルミニウムまたはアルミニウム合金
をマトリックスとする金属−セラミックス複合材料から
なることとしたステージ部材。
ステージ部材を提供すること。 【解決手段】 セラミックス粉末またはセラミックス繊
維を強化材とし、アルミニウムまたはアルミニウム合金
をマトリックスとする金属−セラミックス複合材料から
なることとしたステージ部材。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体、液晶製造
装置などに使用されるＸＹステージ等の可動ステージの
ステージ部材に関し、特に高速駆動を要求される可動ス
テージのステージ部材に関する。
装置などに使用されるＸＹステージ等の可動ステージの
ステージ部材に関し、特に高速駆動を要求される可動ス
テージのステージ部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体の製造工程のうち主要な工程とし
ては、露光、エッチング、ボンディングなどの工程が挙
げられる。これらの工程に用いられる露光装置やボンデ
ィング装置には、ＸＹ方向等に駆動する可動ステージが
用いられている。そして、これらのステージは、高速で
正確に駆動することが要求されている。
ては、露光、エッチング、ボンディングなどの工程が挙
げられる。これらの工程に用いられる露光装置やボンデ
ィング装置には、ＸＹ方向等に駆動する可動ステージが
用いられている。そして、これらのステージは、高速で
正確に駆動することが要求されている。
【０００３】これらステージの駆動には、従来ボールネ
ジが用いられていた。しかし、このボールネジでは、高
速に駆動できないという問題があった。そこで、最近の
ステージの駆動には、高速に駆動できるリニアモータが
用いられてきており、しかもそのリニアモータを用いた
ステージが大型化されてきている。そのため、ステージ
の材質には軽量で磁性のないアルミニウム合金、あるい
はアルミナが用いられてきている。
ジが用いられていた。しかし、このボールネジでは、高
速に駆動できないという問題があった。そこで、最近の
ステージの駆動には、高速に駆動できるリニアモータが
用いられてきており、しかもそのリニアモータを用いた
ステージが大型化されてきている。そのため、ステージ
の材質には軽量で磁性のないアルミニウム合金、あるい
はアルミナが用いられてきている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
たアルミニウム合金からなるステージでは、軽量ではあ
るが剛性が低いため、撓みが生じるという問題があっ
た。また、制振性に劣るため、正確に精度よく位置決め
できないという問題もあった。一方、アルミナからなる
ステージでは、アルミニウム合金と同様制振性に劣ると
いう問題があった。また、高価でしかも静電気帯電によ
るクリーン度の低下が生じるという問題もあった。
たアルミニウム合金からなるステージでは、軽量ではあ
るが剛性が低いため、撓みが生じるという問題があっ
た。また、制振性に劣るため、正確に精度よく位置決め
できないという問題もあった。一方、アルミナからなる
ステージでは、アルミニウム合金と同様制振性に劣ると
いう問題があった。また、高価でしかも静電気帯電によ
るクリーン度の低下が生じるという問題もあった。
【０００５】本発明は、上述した可動ステージが有する
課題に鑑みなされたものであって、その目的は、剛性が
高く、制振性が良好なステージを含むステージ部材を提
供することにある。
課題に鑑みなされたものであって、その目的は、剛性が
高く、制振性が良好なステージを含むステージ部材を提
供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記目的
を達成するため鋭意研究した結果、ステージ部材に金属
−セラミックス複合材料を用いれば、剛性が高く、制振
性が良好なステージ部材が得られるとの知見を得て本発
明を完成するに至った。
を達成するため鋭意研究した結果、ステージ部材に金属
−セラミックス複合材料を用いれば、剛性が高く、制振
性が良好なステージ部材が得られるとの知見を得て本発
明を完成するに至った。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。本発明において用いられるセラミックスの種類は
限定されない。アルミナ、炭化けい素、窒化けい素、窒
化アルミニウム、ムライト、スピネル等の一般的なセラ
ミックス粉末またはセラミックス繊維を使用することが
できる。
する。本発明において用いられるセラミックスの種類は
限定されない。アルミナ、炭化けい素、窒化けい素、窒
化アルミニウム、ムライト、スピネル等の一般的なセラ
ミックス粉末またはセラミックス繊維を使用することが
できる。
【０００８】そのセラミックス粉末またはセラミックス
繊維の複合材料中の含有率としては、３０〜８０体積％
が好ましく、３０体積％より低いと剛性が低く、制振性
も悪くなり、８０体積％より高いとセラミックスに近く
なるので制振性や靭性が悪くなる。
繊維の複合材料中の含有率としては、３０〜８０体積％
が好ましく、３０体積％より低いと剛性が低く、制振性
も悪くなり、８０体積％より高いとセラミックスに近く
なるので制振性や靭性が悪くなる。
【０００９】そのセラミックス粉末またはセラミックス
繊維の中で、特に比重が小さく、剛性が高く、熱膨張係
数が小さく、熱伝導性が良好で、しかもセラミックスの
含有率をより高くすることができる炭化けい素（Ｓｉ
Ｃ）粉末がより好適である。
繊維の中で、特に比重が小さく、剛性が高く、熱膨張係
数が小さく、熱伝導性が良好で、しかもセラミックスの
含有率をより高くすることができる炭化けい素（Ｓｉ
Ｃ）粉末がより好適である。
【００１０】一方、本発明において用いられるアルミニ
ウムまたはアルミニウム合金については、その組成は限
定されないが、その中でＳｉを含むとＡｌとＳｉＣとの
反応で生じる有害なＡｌ4Ｃ3の生成を防止することがで
き、Ｍｇを含むと溶融したアルミニウム合金をセラミッ
クス粉末またはセラミックス繊維の間隙中に非加圧で浸
透させることができるので、Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系のアル
ミニウム合金がより好適である。
ウムまたはアルミニウム合金については、その組成は限
定されないが、その中でＳｉを含むとＡｌとＳｉＣとの
反応で生じる有害なＡｌ4Ｃ3の生成を防止することがで
き、Ｍｇを含むと溶融したアルミニウム合金をセラミッ
クス粉末またはセラミックス繊維の間隙中に非加圧で浸
透させることができるので、Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系のアル
ミニウム合金がより好適である。
【００１１】それらセラミックスと金属を用いて複合材
料を作製する方法には、非加圧浸透法、加圧浸透法、真
空鋳造法、高圧鋳造法、粉末冶金法等いくつかあるが、
その中でもセラミックスの含有率を広く、かつ高い範囲
まで変えることができること、セラミックスが均一に分
散しているので均質な製品を作製することができるこ
と、加圧装置が不要なので容易に安価に作製することが
できること、また大型品を作製することができること、
かなり複雑な形状をニアネットで作ることができること
などの利点を有する非加圧浸透法がより好適である。
料を作製する方法には、非加圧浸透法、加圧浸透法、真
空鋳造法、高圧鋳造法、粉末冶金法等いくつかあるが、
その中でもセラミックスの含有率を広く、かつ高い範囲
まで変えることができること、セラミックスが均一に分
散しているので均質な製品を作製することができるこ
と、加圧装置が不要なので容易に安価に作製することが
できること、また大型品を作製することができること、
かなり複雑な形状をニアネットで作ることができること
などの利点を有する非加圧浸透法がより好適である。
【００１２】具体的には、先ずセラミックス粉末または
セラミックス繊維でステージ部材の形状に合わせたプリ
フォームを形成し、そのプリフォーム中に溶融したアル
ミニウムまたはアルミニウム合金を窒素雰囲気中で非加
圧で浸透させて作製する方法であり、本発明のステージ
部材には高剛性で大型なものが必要なので、この非加圧
浸透法で作製することが特に好適である。
セラミックス繊維でステージ部材の形状に合わせたプリ
フォームを形成し、そのプリフォーム中に溶融したアル
ミニウムまたはアルミニウム合金を窒素雰囲気中で非加
圧で浸透させて作製する方法であり、本発明のステージ
部材には高剛性で大型なものが必要なので、この非加圧
浸透法で作製することが特に好適である。
【００１３】以上の方法でステージを作製すれば、剛性
が高く、制振性が良好なステージとなり、また、ステー
ジを駆動する軸を固定する軸ベースや、ステージの軸を
動かす際のガイドとなるガイドブロックなども作製すれ
ば、制振性に優れた軸ベースや軸ガイドブロックとな
り、これらステージを含めたステージ部材を用いること
によって高速で正確に、しかも精度よく駆動できる可動
ステージを得ることができるようになる。
が高く、制振性が良好なステージとなり、また、ステー
ジを駆動する軸を固定する軸ベースや、ステージの軸を
動かす際のガイドとなるガイドブロックなども作製すれ
ば、制振性に優れた軸ベースや軸ガイドブロックとな
り、これらステージを含めたステージ部材を用いること
によって高速で正確に、しかも精度よく駆動できる可動
ステージを得ることができるようになる。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の実施例を比較例と共に具体的
に挙げ、本発明をより詳細に説明する。
に挙げ、本発明をより詳細に説明する。
【００１５】（実施例） （１）ステージ部材のサンプル作製 強化材として＃１８０（平均粒径６６μｍ）の市販Ｓｉ
Ｃ粉末７０重量部と＃５００（平均粒径２５μｍ）の市
販ＳｉＣ粉末３０重量部を用い、それにバインダーとし
てコロイダルシリカ液をシリカ固形分が２重量部となる
量を添加し、それに消泡剤としてフォーマスタＶＬ（サ
ンノブコ社製）を０．２重量部、イオン交換水を２４重
量部加え、ポットミルで１２時間混合した。得られたス
ラリーを５０×５０×１０ｍｍの長方体の成形体が得ら
れるメッシュ付き金型に流し込んでフィルタープレス
し、それを脱型した後、１０００℃の温度でプリフォー
ムを形成した。
Ｃ粉末７０重量部と＃５００（平均粒径２５μｍ）の市
販ＳｉＣ粉末３０重量部を用い、それにバインダーとし
てコロイダルシリカ液をシリカ固形分が２重量部となる
量を添加し、それに消泡剤としてフォーマスタＶＬ（サ
ンノブコ社製）を０．２重量部、イオン交換水を２４重
量部加え、ポットミルで１２時間混合した。得られたス
ラリーを５０×５０×１０ｍｍの長方体の成形体が得ら
れるメッシュ付き金型に流し込んでフィルタープレス
し、それを脱型した後、１０００℃の温度でプリフォー
ムを形成した。
【００１６】得られたプリフォームとＡｌ−１２Ｓｉ−
３Ｍｇ−２Ｃｕ−３Ｔｉ組成のアルミニウム合金とを組
み合わせ、その合金をプリフォーム中に窒素気流中で８
２５℃の温度で６０時間非加圧浸透させた後、冷却して
ＳｉＣ粉末の含有率が６５体積％の金属−セラミックス
複合材料からなるステージ部材のサンプルを作製した。
３Ｍｇ−２Ｃｕ−３Ｔｉ組成のアルミニウム合金とを組
み合わせ、その合金をプリフォーム中に窒素気流中で８
２５℃の温度で６０時間非加圧浸透させた後、冷却して
ＳｉＣ粉末の含有率が６５体積％の金属−セラミックス
複合材料からなるステージ部材のサンプルを作製した。
【００１７】（２）評価 得られたサンプルの剛性を共振法で調べた。その結果、
２６５ＧＰａで後述する比較例１のアルミニウム合金よ
りはるかに高かった。また、サンプルの制振性を加速度
ピックアップを取り付け加振して調べた。その結果、ア
ルミニウム合金の１／３、アルミナの１／４と比較例１
及び２のアルミニウム合金及びアルミナより制振性が極
めて良好であった。なお、このサンプルは、軽量なアル
ミニウム合金とさらに軽量なＳｉＣ粉末とを用いて作製
しているので、比較例１及び２のアルミニウム合金及び
アルミナより軽量である。また、このサンプルは、金属
と同様導電性を有しているので、静電気帯電によるクリ
ーン度の低下が生じるという問題もない。このことは、
ステージ部材に複合材料を用いれば、剛性が高く、制振
性が良好で、しかも従来より軽量で静電気帯電の問題の
ないステージ部材となることを示している。
２６５ＧＰａで後述する比較例１のアルミニウム合金よ
りはるかに高かった。また、サンプルの制振性を加速度
ピックアップを取り付け加振して調べた。その結果、ア
ルミニウム合金の１／３、アルミナの１／４と比較例１
及び２のアルミニウム合金及びアルミナより制振性が極
めて良好であった。なお、このサンプルは、軽量なアル
ミニウム合金とさらに軽量なＳｉＣ粉末とを用いて作製
しているので、比較例１及び２のアルミニウム合金及び
アルミナより軽量である。また、このサンプルは、金属
と同様導電性を有しているので、静電気帯電によるクリ
ーン度の低下が生じるという問題もない。このことは、
ステージ部材に複合材料を用いれば、剛性が高く、制振
性が良好で、しかも従来より軽量で静電気帯電の問題の
ないステージ部材となることを示している。
【００１８】（比較例１）比較のためにサンプルを複合
材料の代わりにＡｌ−５Ｓｉ−３Ｍｇ組成のアルミニウ
ム合金とした他は実施例と同様にサンプルを作製し、評
価した。その結果、剛性は８０ＧＰａと実施例より大幅
に低く、制振性も悪かった。
材料の代わりにＡｌ−５Ｓｉ−３Ｍｇ組成のアルミニウ
ム合金とした他は実施例と同様にサンプルを作製し、評
価した。その結果、剛性は８０ＧＰａと実施例より大幅
に低く、制振性も悪かった。
【００１９】（比較例２）比較のために複合材料の代わ
りにアルミナとした他は実施例と同様にサンプルを作製
し、評価した。その結果、剛性は４００ＧＰａと実施例
より高かったが、制振性が悪かった。
りにアルミナとした他は実施例と同様にサンプルを作製
し、評価した。その結果、剛性は４００ＧＰａと実施例
より高かったが、制振性が悪かった。
【００２０】
【発明の効果】以上の通り、本発明のステージ部材とす
れば、剛性が高く、制振性が良好なステージ部材とする
ことができるようになった。このことにより、高速で正
確に、しかも精度よく駆動できる可動ステージを提供す
ることができるようになった。
れば、剛性が高く、制振性が良好なステージ部材とする
ことができるようになった。このことにより、高速で正
確に、しかも精度よく駆動できる可動ステージを提供す
ることができるようになった。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4K020 AA05 AA22 AC01 BA02 BB02 BB22 5F031 CA02 CA05 HA02 LA08 LA12 MA28 MA32 MA35
Claims (5)
- 【請求項１】 セラミックス粉末またはセラミックス繊
維を強化材とし、アルミニウムまたはアルミニウム合金
をマトリックスとする金属−セラミックス複合材料から
なることを特徴とするステージ部材。 - 【請求項２】 セラミックス粉末またはセラミックス繊
維の含有率が、３０〜８０体積％であることを特徴とす
る請求項１記載のステージ部材。 - 【請求項３】 複合材料が、セラミックス粉末またはセ
ラミックス繊維でプリフォームを形成し、そのプリフォ
ームに溶融したアルミニウムまたはアルミニウム合金を
窒素雰囲気中で非加圧で浸透させることにより作製され
た複合材料であることを特徴とする請求項１または２記
載のステージ部材。 - 【請求項４】 セラミックス粉末が、炭化けい素粉末で
あることを特徴とする請求項１乃至３記載のステージ部
材。 - 【請求項５】 アルミニウム合金が、Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｇ
系のアルミニウム合金であることを特徴とする請求項１
乃至４記載のステージ部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000360656A JP2002167291A (ja) | 2000-11-28 | 2000-11-28 | ステージ部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000360656A JP2002167291A (ja) | 2000-11-28 | 2000-11-28 | ステージ部材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002167291A true JP2002167291A (ja) | 2002-06-11 |
Family
ID=18832216
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000360656A Pending JP2002167291A (ja) | 2000-11-28 | 2000-11-28 | ステージ部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002167291A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005027206A1 (ja) * | 2003-09-11 | 2005-03-24 | Nikon Corporation | 定盤、ステージ装置及び露光装置 |
| US10879033B2 (en) | 2018-06-07 | 2020-12-29 | Hitachi High-Tech Corporation | Stage apparatus, and charged particle beam apparatus |
-
2000
- 2000-11-28 JP JP2000360656A patent/JP2002167291A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005027206A1 (ja) * | 2003-09-11 | 2005-03-24 | Nikon Corporation | 定盤、ステージ装置及び露光装置 |
| US10879033B2 (en) | 2018-06-07 | 2020-12-29 | Hitachi High-Tech Corporation | Stage apparatus, and charged particle beam apparatus |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20060808 |