JP2002252166A - ステージ装置、露光装置およびデバイス製造方法ならびに移動案内方法 - Google Patents

ステージ装置、露光装置およびデバイス製造方法ならびに移動案内方法

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JP2002252166A
JP2002252166A JP2001052136A JP2001052136A JP2002252166A JP 2002252166 A JP2002252166 A JP 2002252166A JP 2001052136 A JP2001052136 A JP 2001052136A JP 2001052136 A JP2001052136 A JP 2001052136A JP 2002252166 A JP2002252166 A JP 2002252166A
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groove
delivery member
driving body
bearing
exhaust
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Shigeo Sakino
茂夫 崎野
Mitsuru Inoue
充 井上
Tadayuki Kubo
忠之 久保
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 移動体への配管による悪影響を軽減する。 【解決手段】 本発明のステージ装置は、第1の方向と
第2の方向に平行な基準面を有する定盤と、該第1の方
向に沿って移動可能な駆動体と、該駆動体に対して該第
2の方向に沿って移動可能な移動体と、該移動体に設け
られた静圧軸受と、該静圧軸受の周囲に設けられた排気
溝と、該移動体と該駆動体との間で該排気溝によって回
収した該静圧軸受の気体を受け渡す機構と、を有するこ
とを特徴とする。この構成のステージ装置によれば、移
動体への配管を軽減することができ、移動体の高精度な
位置決めを図ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子線描画装置、
精密計測器等の非大気雰囲気(特殊雰囲気)中で高速移
動,精密位置決めを行う、あるいは高精度にスキャン移
動するステージ装置及び該装置を用いた露光装置等に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の構成ステージは特表2000−5
06963に示すように、2本のロッド間に1軸のステ
ージを構成し、さらに前記1軸ステージ間に2本のロッ
ドを渡し、XY平面内を移動するステージを構成してい
る。また、エアー(ガス)の供給は移動体に可撓性を有
するチューブを結合することにより行い、エアー(ガ
ス)の回収はベローズ及び移動体に結合された可撓性を
有するチューブにより行なっていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の構
成では、ラジアルタイプの軸受け2本で構成しており、 ラジアルタイプの軸受は全拘束の軸受けであるため、
2本の軸受の平行を保証する必要があり、2本間の組立
・調整が困難である。 温度変化等により軸受け隙間が変化し、制御特性が変
化する或いは軸受け隙間がなくなることにより破損のお
それがある。 ステージの位置によりロッドが変形し、静的な姿勢精
度が劣化する。 X,Yステージ間の6自由度方向全ての振動が連成
し、動的にも姿勢精度が劣化する。 ベローズを使用すると摩擦抵抗が発生し、精度劣化・
発塵等の原因となる。また、定期的にベローズを交換す
る等のメンテナンスが必要である。 等の欠点があった。
【0004】また、移動体にエアー供給、排気配管がさ
れており、 配管の摩擦抵抗が発生し、姿勢,位置決め精度を劣化
させる。 ステージが移動することにより配管が摩耗し、発塵す
る恐れがある。 ステージが移動することにより配管が摩耗,破損し、
エアーが真空チャンバー内に流れ込むおそれがある。 等の欠点があった。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の課題のいずれかを
解決するための本発明のステージ装置は、第1の方向と
第2の方向に平行な基準面を有する定盤と、該第1の方
向に沿って移動可能な駆動体と、該駆動体に対して該第
2の方向に沿って移動可能な移動体と、該移動体に設け
られた静圧軸受と、該静圧軸受の周囲に設けられた排気
溝と、該移動体と該駆動体との間で該排気溝によって回
収した該静圧軸受の気体を受け渡す機構と、を有するこ
とを特徴とする。
【0006】また、前記静圧軸受は、前記移動体と前記
定盤との間に設けられているものであって、前記機構
は、前記移動体と前記駆動体との間に設けられた受渡部
材を有することが望ましい。また、前記静圧軸受は、前
記移動体と前記駆動体との間に設けられているものであ
って、前記機構として、排気溝が受渡部材のとしての機
能を兼用することが望ましい。
【0007】また、前記受渡部材は、長方形の溝を有す
ることが望ましく、前記長方形状は、長手方向が第2方
向と平行であることが良い。
【0008】また、前記受渡部材と対面して回収口が設
けられていることが望ましい。また、前記受渡部材は前
記移動体に設けられ、前記回収口は前記駆動体に設けら
れていることが良い。または、前記受渡部材は前記駆動
体に設けられ、前記回収口は前記移動体に設けられてい
ることが良い。
【0009】また、前記受渡部材は、複数の溝を有して
いることが望ましい。また、前記受渡部材の外側の溝
は、内側の溝を囲むように形成されていることが望まし
く、前記受渡部材の外側の溝の圧力は、前記受渡部材の
内側の溝の圧力よりも低く設定されることが好ましい。
【0010】また、前記静圧軸受の周囲に設けられる排
気溝は、複数の溝を有することが望ましい。また、前記
排気溝のうちの外側の溝は、内側の溝を囲むように形成
されていることが望ましく、前記排気溝のうちの外側の
溝は、前記排気溝のうちの内側の溝の圧力よりも低く設
定されることが好ましい。
【0011】また、該駆動体と該定盤との間に設けら
れ、該駆動体と該定盤との間で該排気溝によって回収し
た該静圧軸受の気体を受け渡す受渡部材を有することが
望ましい。
【0012】また、前記駆動体と前記定盤との間に設け
られる受渡部材は、長方形の溝を有することが望まし
い。また、前記長方形状は、長手方向が第1方向と平行
であることが好ましい。
【0013】また、前記駆動体と前記定盤との間に設け
られる受渡部材は、複数の溝を有していることが望まし
い。また、前記受渡部材の外側の溝は、内側の溝を囲む
ように形成されていることが好ましく、前記受渡部材の
外側の溝の圧力は、前記受渡部材の内側の溝の圧力より
も低く設定されることが好ましい。
【0014】また、前記排気溝によって回収した静圧軸
受の気体を回収するための真空ポンプを有することが望
ましい。また、前記真空ポンプは、前記移動体と前記駆
動体との間に設けられた受渡部材と、前記駆動体と前記
定盤との間に設けられた受渡部材とを介して、前記静圧
軸受の気体を回収することが望ましい。
【0015】なお、上記のステージ装置は、真空雰囲気
中で使用されることが望ましい。
【0016】また、前記第2の方向に沿って移動可能な
駆動体を更に有し、前記移動体は、該第2方向に移動可
能な駆動体に対して第1方向に移動可能であることが望
ましい。
【0017】上記のいずれかの課題を解決するための本
発明の別のステージ装置は、第1の方向と第2の方向に
平行な基準面を有する定盤と、該第1の方向に沿って移
動可能な第1の駆動体と、該第2の方向に沿って移動可
能な第2の駆動体と、該第1の駆動体に対しては該第2
の方向に、該第2の駆動体に対しては該第1の方向に移
動可能であって、該基準面に沿って移動可能な移動体
と、該第1の駆動体を第1方向に移動可能に支持する第
1のラジアル軸受ユニットと、該第1の駆動体の上下方
向を拘束する第1の平面軸受ユニットと、該第2の駆動
体を第2方向に移動可能に支持する第2のラジアル軸受
ユニットと、該第2の駆動体の上下方向を拘束する第2
の平面軸受ユニットと、を有することを特徴とする。
【0018】前記第1および第2のラジアル軸受ユニッ
トは、前記定盤に固定された静圧軸受を有することが望
ましい。また、前記第1および第2のラジアル軸受ユニ
ットは、前記静圧軸受の外側に該静圧軸受の気体を回収
する排気溝をさらに有することが好ましい。また、前記
排気溝は、複数設けられていることが良い。
【0019】また、前記第1および第2の平面軸受ユニ
ットは、前記定盤に固定された静圧軸受を有することが
望ましい。また、前記第1および第2の平面軸受ユニッ
トは、前記静圧軸受の周囲に該静圧軸受の気体を回収す
る排気溝を更に有することが好ましい。また、前記排気
溝は、複数設けられていることが良い。さらに、前記複
数の排気溝のうち、外側の溝は内側の溝を囲むように形
成されていることがよく、前記外側の溝の圧力は、前記
内側の溝の圧力よりも低く設定されていることがよい。
【0020】なお、上記のステージ装置を備えた露光装
置も本発明の範疇である。そして、前記ステージ装置を
囲むチャンバーを備えていることが望ましく、前記露光
装置は、電子ビーム露光装置であることが望ましい。
【0021】また、デバイス製造方法や移動案内方法も
本発明の範疇である。
【0022】
【発明の実施の形態】<ステージ装置の実施形態> <第1実施形態> (全体構成)図1は、本発明の第1実施形態のステージ
装置の全体概略図である。また、図2は、図1のA−
A’断面図である。図3は、図1のB−B’断面図であ
る。
【0023】同図において、1は、基準面を有する定盤
である。211はX方向のXラジアル軸受ユニット、2
12はX方向のX平面軸受ユニット、221はY方向の
Yラジアル軸受ユニット、222はY方向のY平面軸受
ユニットであり、これらの構成については後述する。
【0024】3は、XY移動体である。XY移動体3
は、目的物(不図示)を搭載し、X方向およびY方向に
移動可能である。
【0025】41は、X駆動体である。X駆動体41
は、X方向に移動可能である。411は、Xラジアルガ
イドである。Xラジアルガイド411は、X駆動体41
と一体的に設けられている。Xラジアルガイド411
は、Xラジアル軸受ユニット211によって、X方向に
移動可能に支持されている。412は、X平面ガイドで
ある。X平面ガイド412は、X駆動体41と一体的に
設けられている。X平面ガイド412は、X平面軸受ユ
ニット212によって、X方向に移動可能に支持されて
いる。42は、Y駆動体である。Y駆動体42は、Y方
向に移動可能である。421は、Yラジアルガイドであ
る。Yラジアルガイド421は、Y駆動体42と一体的
に設けられている。Yラジアルガイド421は、Yラジ
アル軸受ユニット221によって、Y方向に移動可能に
支持されている。422は、Y平面ガイドである。Y平
面ガイド422は、Y駆動体42と一体的に設けられて
いる。Y平面ガイド422は、Y平面軸受ユニット22
2によって、Y方向に移動可能に支持されている。
【0026】511および512は、X駆動体41をX
方向に駆動するためのリニアモータである。リニアモー
タ511・512がX方向に駆動力を発生すると、X駆
動体41とXラジアルガイド411とX平面ガイド41
2が一体的にX方向に駆動され、それと共にXY駆動体
もX方向に駆動される。521および522は、Y駆動
体42をY方向に駆動するためのリニアモータである。
リニアモータ521・522がY方向に駆動力を発生す
ると、Y駆動体42とYラジアルガイド421とY平面
ガイド422が一体的にY方向に駆動され、それと共に
XY移動体3もY方向に駆動される。2本のリニアモー
タで駆動しているので、XY移動体3の位置に基づいて
適当に駆動力を調整することにより、XY移動体3のヨ
ーイング振動の発生を抑制することができる。なお、本
実施形態では、X駆動体41およびY駆動体42の駆動
にリニアモータ511・512が用いられているが、こ
れに限られるものではない。例えば、超音波モータ等の
他の駆動機構を用いても良い。
【0027】611は、Xラジアル軸受ユニット211
に設けられるXラジアル静圧軸受である。Xラジアル静
圧軸受611は、ラジアルガイド411をX方向に移動
可能に非接触で支持する。612は、X平面軸受ユニッ
ト212に設けられるX平面静圧軸受である。X平面静
圧軸受612は、平面ガイド412をX方向に移動可能
に非接触で支持する。621は、Yラジアル軸受ユニッ
ト221に設けられるYラジアル静圧軸受である。Yラ
ジアル静圧軸受621は、ラジアルガイド421をY方
向に移動可能に非接触で支持する。622は、Y平面軸
受ユニット222に設けられるY平面静圧軸受である。
Y平面静圧軸受622は、平面ガイド422をY方向に
移動可能に非接触で支持する。631は、XY移動体3
に設けられるXY静圧軸受である。XY静圧軸受631
は、XY移動体3をXY方向に移動可能に非接触で定盤
1の基準面上に支持する。641は、XY移動体に設け
られるY静圧軸受である。Y静圧軸受641は、X駆動
体41に設けられたガイド面に対して対面するように設
けられ、XY移動体をX駆動体41に対してY方向に移
動可能に非接触で支持する。なお、X駆動体41がX方
向に駆動されると、XY移動体3は、X駆動体41から
Y静圧軸受641を介してX方向の駆動力を受ける。6
51は、XY移動体に設けられるX静圧軸受である。X
静圧軸受651は、Y駆動体42に設けられたガイド面
に対して対面するように設けられ、XY移動体をY駆動
体41に対してX方向に移動可能に非接触で支持する。
なお、Y駆動体42がY方向に駆動されると、XY移動
体3は、Y駆動体42からX静圧軸受651を介してY
方向の駆動力を受ける。
【0028】ここで、例えば上記ステージ装置を真空雰
囲気中で使用する場合、静圧軸受から雰囲気中へ使用流
体が漏れ出ると、真空雰囲気の圧力を低く保つことがで
きなくなる。したがって、静圧軸受の流体が、外部に漏
洩するのを極力防ぐ必要がある。そこで、本実施形態の
ステージ装置は、以下のとおり、静圧軸受の流体を回収
するための排気機構を設けることとしている。
【0029】本実施形態では、静圧軸受を用いているた
め、振動の伝達について、静圧軸受の隙間を介して振動
を抑制することができるので、動的な姿勢精度を良好に
保つことができる。また、静圧軸受は、非接触で摩擦が
ないため、ゴミ・熱の発生がなく、高精度であり、かつ
メンテナンスが容易である。
【0030】(軸受ユニット構成)図4は、上記Xラジ
アル軸受ユニット211またはYラジアル軸受ユニット
221の断面図である。
【0031】同図において、Xラジアル静圧軸受611
(またはYラジアル静圧軸受621)を含むXラジアル
軸受ユニット211(またはYラジアル軸受ユニット2
21)は、定盤1に一体的に固定されている。Xラジガ
ルガイド411(またはYラジアルガイド421)は、
Xラジアル静圧軸受611によって、紙面左右方向に移
動可能に支持されている。
【0032】711は、Xラジアル軸受ユニット211
に設けられた排気溝である。排気溝711は、Xラジア
ル静圧軸受611の外側に設けられ、ラビリンス機構を
形成している。排気溝711は、真空ポンプ721と連
通している。真空ポンプ721は、排気溝711とXラ
ジアルガイド411との間の空間内の気体を強制排気す
る。
【0033】排気溝711は、複数設けられており(7
11A〜711C)、ラビリンス機構を形成している。
真空ポンプ721も複数設けてよく(721A〜721
C)、それぞれ排気溝と連通する。この場合、排気溝7
11内の圧力は、外側のものほど低くなるように設定す
る。つまり、内側の排気溝711A内の圧力よりも、外
側の排気溝711C内の圧力の方が低くなるよう設定す
る。
【0034】Xラジアル静圧軸受611から噴出される
気体は、排気溝711と真空ポンプ721によって、強
制排気される。これにより、Xラジアル静圧軸受611
からの気体が、外部に放出されるのを軽減することがで
きる。なお、Xラジアル静圧軸受611の外側に排気溝
711を設けているが、Xラジアル静圧軸受612の内
側に排気口を設けても良い。この場合、排気口からの排
気は、真空ポンプによるものではなく、大気開放による
ものであっても良い。
【0035】図5は、上記X平面軸受ユニット212ま
たはY平面軸受ユニット222の断面図である。また、
図6は、平面軸受ユニットのラビリンス機構の説明図で
ある。
【0036】同図において、X平面静圧軸受612(ま
たはY平面静圧軸受622)を含むX平面軸受ユニット
212(またはY平面軸受ユニット222)は、定盤1
に一体的に固定されている。X平面ガイド412(また
はY平面ガイド422)は、X平面静圧軸受612によ
って、紙面左右方向に移動可能に支持されている。
【0037】712は、X平面軸受ユニット212に設
けられた排気溝である。排気溝712は、X平面静圧軸
受612の外側に設けられ、ラビリンス機構を形成して
いる。つまり、X平面静圧軸受612を囲むように、長
方形状に排気溝712が設けられている。排気溝712
は、真空ポンプ722と連通している。真空ポンプ72
2は、排気溝712とX平面ガイド412との間の空間
内の気体を強制排気する。
【0038】排気溝712は、複数設けられており(7
12A〜712C)、ラビリンス機構を形成している。
真空ポンプ722も複数設けてよく(722A〜722
C)、それぞれ排気溝と連通する。この場合、排気溝7
12内の圧力は、外側のものほど低くなるように設定す
る。つまり、内側の排気溝712A内の圧力よりも、外
側の排気溝712C内の圧力の方が低くなるよう設定す
る。
【0039】平面軸受ユニット221、222は、上下
方向のみの拘束を行うので、XY方向の拘束はない。し
たがって、X方向駆動体またはY方向駆動体が、温度変
化によって熱変形を起こしても、軸受の隙間は変化しな
い。
【0040】なお、上記平面軸受ユニット221、22
2の平面静圧軸受612、622に対して長方形状の排
気溝712を設けたのと同様に、XY静圧軸受631、
Y静圧軸受641、X静圧軸受651に対しても長方形
状の排気溝を設ける。
【0041】平面静圧軸受から噴出される気体は、長方
形状の排気溝と真空ポンプとによって、強制排気され
る。これにより、平面静圧軸受からの気体が、外部に放
出されるのを軽減することができる。
【0042】上記の通り、本実施形態では、X駆動体4
1またはY駆動体は、1つのラジアル軸受ユニットと1
つの平面軸受ユニットとによって案内されるので、温度
変化等が発生しても軸受隙間は変化しない。また、組
立、調整も容易である。加えて、X駆動体41とY駆動
体42等の振動が練成せず、動的にも姿勢精度が向上す
る。
【0043】(XY移動体−X駆動体間の排気系受渡
し)図7および図8は、XY移動体3の排気系の構成の
説明図である。図7は、XZ断面をY方向から見た図で
ある。図8は、YZ断面をX方向から見た図である。ま
た、図9は、排気系の受渡部材の形状を示す図である。
【0044】XY移動体3は、XY静圧軸受631によ
って、定盤1に対して非接触で支持されている。XY静
圧軸受631の周りには、図6と同様に排気溝712が
複数設けられている(図8では、省略)。したがって、
排気溝712の内部を負圧にし、XY静圧軸受631か
らの気体を回収する機構が必要となる。本実施形態で
は、XY移動体のXY静圧軸受631から噴出した気体
を、排気溝712で回収し、X駆動体41(またはY駆
動体42)を介して外部に排気することとしている。
【0045】811は、XY移動体3とX駆動体41と
の間の排気系を受け渡すための受渡部材である。受渡部
材811は、XY移動体3とX駆動体41との間に設け
られる。本実施形態では、受渡部材811は、XY移動
体3側に設けられている。受渡部材811は、長方形の
形状をした回収溝821を複数有している。受渡機構8
11の回収溝821は、XY静圧軸受631の外周に設
けられている排気溝712と連通している。
【0046】831は、回収流路である。回収流路83
1は、X駆動体41(またはY駆動体42)に設けられ
る。受渡部材811と対向する位置に設けられる回収口
841は、X駆動体41側に設けられている。回収流路
831は、複数設けられており、また、回収口841も
複数設けられている。
【0047】回収口841は、常に受渡部材811の回
収溝821と対向する必要がある。一方、XY移動体3
はX移動体41に対してY方向に移動する。したがっ
て、受渡部材811の回収溝821は、Y方向が長手方
向である長方形形状の溝となる。
【0048】X駆動体41に設けられた回収流路831
は、負圧とされる(後述)。したがって、回収口841
を介して、受渡部材811の回収溝821内の気体は吸
引され、受渡機構811の回収溝821内も負圧とな
る。受渡部材811の回収溝821内が負圧となると、
回収溝821と排気溝712とが連通しているので、排
気溝712内も負圧となる。これにより、静圧軸受63
1から噴出した気体は、排気溝712によって吸引さ
れ、受渡部材811と回収口841とによってXY移動
体3とX駆動体41との間で非接触に受け渡され、X駆
動体41を介して外部に排出される。
【0049】なお、前述した通り、排気溝712内の圧
力は、外側ほど圧力が低くなっている。同様に、受渡部
材811に複数設けられた回収溝821内の圧力は、外
側ほど圧力を低くするのが良い。外部に回収した気体が
漏れないようにするためである。したがって、排気溝7
12のうちの内側の溝は、受渡部材811の回収溝82
1のうちの内側の溝と連通している。また、排気溝71
2のうちの外側の溝は、受渡部材811の回収溝821
のうちの外側の溝と連通している。
【0050】本実施形態では、長方形状の溝を有する受
渡部材811をXY移動体3側に設け、受渡部材811
に対面する回収口841をX駆動体41(またはY駆動
体42)側に設けているが、これに限られるものではな
い。例えば、図10に示すように、受渡部材811をX
駆動体41(またはY駆動体42)側に設け、受渡部材
811に対面する回収口841をXY移動体3側に設け
ても良い。
【0051】なお、上記のXY移動体3とX駆動体41
との間の排気系受渡しの構成は、XY移動体3とY駆動
体42との間の排気系受渡しの構成にも同様に適用する
ことができる。
【0052】(X駆動体−定盤間の排気系受渡し)図1
1は、X駆動体41と定盤1との間の排気系の受け渡し
の構成の説明図である。図11は、YZ断面をX方向か
ら見た図である。
【0053】X駆動体41は、前述の通り、X方向に移
動可能である。X駆動体内部には、前述の通り、XY静
圧軸受からの気体を回収するための回収流路831が設
けられている。
【0054】812は、X駆動体41と定盤1との間の
排気系を受け渡すための受渡部材である。受渡部材81
2は、X駆動体41と定盤1との間に設けられる。本実
施形態では、受渡部材812は、X駆動体41側に設け
られている。受渡部材812の回収溝822は、X駆動
体内部に設けられた回収流路831と連通している。
【0055】832は、定盤1に設けられた回収流路で
ある。受渡部材812と対向する位置に設けられる回収
口842は、定盤1側に設けられている。回収流路83
2は、複数設けられており、また、回収口842も複数
設けられている。
【0056】回収口842は、常に受渡部材812の回
収溝822と対向する必要がある。一方、X移動体41
は、定盤1に対してX方向に移動する。したがって、受
渡部材812の回収溝822は、X方向が長手方向であ
る長方形形状の溝となる。
【0057】定盤1に設けられた回収流路832は、真
空ポンプ852につながっている。真空ポンプ852
は、回収流路832中の気体を吸引し、回収流路832
を負圧とする。回数流路832とつながる回収口842
を介して、受渡部材812の回収溝822内の気体は吸
引され、受渡機構812の回収溝822内も負圧とな
る。受渡部材812の回収溝822内が負圧となると、
回収溝822とX駆動体41の回収流路831とが連通
しているので、回収流路831も負圧となる。回収流路
831が負圧となるとの前述の記載は、このためであ
る。
【0058】よって、XY移動体3の静圧軸受631か
ら噴出した気体は、X駆動体41を介して、受渡部材8
12と回収口842とによってX駆動体41と定盤1と
の間で非接触で受け渡され、外部に排出される。
【0059】なお、前述した通り、複数の回収流路83
1の圧力は、異なっている。このようにするためには、
受渡部材812に複数設けられた回収溝822内の圧力
は、外側ほど圧力を低くするのが良い。外部に回収した
気体が漏れないようにするためである。したがって、受
渡部材812の回収溝822のうちの内側の溝は、XY
移動体3に設けられた受渡部材811の回収溝821の
うちの内側の溝と対面する回収口841と連通してい
る。また、受渡部材812の回収溝822のうちの外側
の溝は、XY移動体3に設けられた受渡部材811の回
収溝821のうちの内側の溝と対面する回収口841と
連通している。なお、受渡部材812のうちの外側の溝
と対面する回収口842とつながる真空ポンプ852
は、受渡部材812のうちの内側の溝と対面する回収口
842とつながる真空ポンプ852よりも、低い圧力を
作用させる。
【0060】本実施形態では、長方形状の溝を有する受
渡部材812をX駆動体41側に設け、受渡部材812
に対面する回収口842を定盤1側に設けているが、こ
れに限られるものではない。例えば、受渡部材812を
定盤1側に設け、受渡部材812に対面する回収口84
2をX駆動体41側に設けても良い。
【0061】なお、上記のX駆動体41と定盤1との間
の排気系受渡しの構成は、Y駆動体42と定盤1との間
の排気系受渡しの構成にも同様に適用することができ
る。
【0062】本実施形態によれば、XY移動体への配管
数を減らすことができる。したがって、配管の摩擦や抵
抗によるXY移動体の位置決め精度の劣化を抑えること
ができる。また、配管を減らすことができるので、配管
からの漏れ等の防止をすることができる。
【0063】<第2実施形態> (排気系受渡し)図12および図13は、本発明の第2
実施形態のステージ装置の説明図である。図12は、X
Y移動体3とX駆動体41(またはY駆動体42)間の
排気系受渡しの説明図であって、XZ断面をY方向から
見た図である。図13は、X駆動体41(またはY駆動
体42)と定盤1間の排気系受渡しの説明図であって、
YZ断面をX方向から見た図である。本実施系では、ス
テージ装置の全体構成は、前述の実施形態とほぼ同様の
ため、同じ構成要素に関しては、同じ符号を付してお
り、説明は省略する。
【0064】前述の実施形態では、XY移動体3と定盤
1との間の静圧軸受からの気体を回収していた。しか
し、本発明は、これに限られるものではなく、他の構成
でも配管を減らすことができる。本実施形態では、XY
移動体とX駆動体との間の静圧軸受からの気体を回収す
る機構を示す。
【0065】64(または65)は、XY移動体とX駆
動体(またはY駆動体)との間に設けられている静圧軸
受である(前述の実施形態の641(または651)に
相当)。静圧軸受64は、気体を噴出し、X駆動体とX
Y移動体との間を非接触に保ち、XY移動体をX駆動体
に対してY方向に移動可能に支持する。そして、X駆動
体41がX方向に駆動されると、静圧軸受64が形成す
る空気膜を介して、XY移動体にX方向の力が付与され
る。
【0066】静圧軸受64の周囲には、前述の実施形態
の静圧軸受63と同様に、排気溝が複数設けられてい
る。本実施形態では、排気溝712が、前述の受渡し部
材の回収溝の機能を兼用することになる。排気溝712
は、長手方向がY方向である長方形の形状をした溝とな
っている。
【0067】回収流路831は、前述の実施形態と同様
にX駆動体に設けられている。回収口841は、排気溝
712と対向する位置に設けられている。回収流路83
1と回収口841の内部が負圧となると、排気溝712
の内部が吸引され、排気溝712の内部が負圧となる。
したがって、静圧軸受63からの気体は、回収口84
1、回収流路831を介して、X駆動体に設けられた受
渡部材811と定盤に設けられた回収口842とを通じ
て、真空ポンプ852によって排気される(図13)。
【0068】本実施形態によれば、静圧軸受64からの
気体の回収のためのXY移動体3への配管を減らすこと
ができる。したがって、例え、静圧軸受63からの気体
の回収のためにXY移動体3へ直接的に配管を行ったと
しても(図12)、静圧軸受64の排気に関しては、配
管数を減らすことができている。
【0069】<露光装置の実施形態>図14は、上記の
実施形態のステージ装置を用いた電子ビーム露光装置の
概略図を示している。
【0070】同図において、ウエハを搭載して位置決め
を行うため、上記の実施形態のステージ装置が設けられ
ている。定盤1は、ダンパ1093により、床から除振
されている。ダンパ1093は、受動的でも能動的でも
よい。ダンパ1093は、例えば、エアばね等を有し、
能動的なダンパの場合は、さらにアクチュエータを有す
る。XY移動体3は、レーザ干渉計1094により位置
計測され、この位置計測結果に基づいて所定の位置に位
置決めされる。
【0071】1095は、電子ビーム露光装置の電子光
学系である。電子光学系1095は、電子ビーム照射装
置と、電子レンズとを有する。電子光学系1095は、
鏡筒定盤1096に支持されている。鏡筒定盤1096
は、ダンパ1093に支持され、床から除振されてい
る。鏡筒定盤を支持するダンパも、上述のダンパと同
様、受動的でも能動的でもよい。XY移動体3の位置を
計測する上記のレーザ干渉計1094は、鏡筒定盤10
96に設けられている。これにより、XY移動体3は、
鏡筒定盤を基準として、すなわち、電子光学系1095
を基準として、位置決めされる。
【0072】1097は、所定の領域を密閉するチャン
バーである。ここで、所定の領域については、後述の説
明から明らかになる。1098は、密閉性を保持し、物
体間の相対変位を許容するベローズである。ベローズ1
098は、チャンバー1097と電子光学系1095と
の間、チャンバー1097と鏡筒定盤1096との間、
およびチャンバー1097と定盤1との間に設けられて
いる。これにより、チャンバー内の雰囲気Aは、密閉さ
れている。1099は、真空ポンプである。真空ポンプ
1099が作動し、チャンバー内の雰囲気Aにある気体
が排出され、真空雰囲気となる。ここで、真空雰囲気と
は、厳密な真空までをも要求するものではなく、高い減
圧雰囲気であれば良いことは、上述したとおりである。
【0073】真空ポンプによってチャンバー1097内
の雰囲気Aが真空雰囲気となると、チャンバーの内外で
圧力差が生じるため、チャンバー1097が変形する。
一方、チャンバー1097と電子光学系1095との間
にはベローズ1098が設けられており、ベローズ10
98は、密閉を保持しつつ両者の相対変位を許容してい
る。これにより、チャンバーの変形の影響が電子光学系
1095に伝わるのを軽減している。同様に、チャンバ
ー1097と鏡筒定盤1096との間もベローズ109
8が設けられており、チャンバーの変形の影響が鏡筒定
盤1096に伝わるのを軽減し、電子光学系にチャンバ
ーの変形の影響を与えないようにしている。
【0074】上記の構成の露光装置により、ステージ装
置周辺の雰囲気は、真空雰囲気となる。そして、ステー
ジ装置に用いられている静圧軸受付近の周りも真空雰囲
気となる。静圧軸受の周囲が真空雰囲気の場合、静圧軸
受に用いる流体を雰囲気中に漏洩するのを防ぐ必要があ
る。本実施形態の電子ビーム露光装置は、ステージ装置
として上記の実施形態で説明したステージ装置を用いて
いるので、静圧軸受からの気体が真空雰囲気中に漏れ出
るのを軽減することができる。
【0075】なお、本実施形態では、電子ビーム露光装
置に前述の実施形態のステージ装置を適用した例を用い
て説明したが、これに限られるものではない。特にステ
ージ装置周辺の雰囲気が真空雰囲気とする必要のある露
光装置に前述の実施形態のステージ装置を適用すること
が望ましい。したがって、例えば、EUV露光装置に前
述の実施形態のステージ装置を適用しても良い。
【0076】<デバイス生産方法の実施形態>次に上記
説明した電子ビーム露光装置を利用したデバイスの生産
方法の実施例を説明する。
【0077】図15は、微小デバイス(ICやLSI等
の半導体チップ、液晶パネル、CCD、薄膜磁気ヘッ
ド、マイクロマシン等)の製造のフローを示す。ステッ
プ1(回路設計)では半導体デバイスの回路設計を行な
う。ステップ2(露光制御データ作成)では設計した回
路パターンに基づいて露光装置の露光制御データを作成
する。一方、ステップ3(ウエハ製造)ではシリコン等
の材料を用いてウエハを製造する。ステップ4(ウエハ
プロセス)は前工程と呼ばれ、上記用意した露光制御デ
ータが入力された露光装置とウエハを用いて、リソグラ
フィ技術によってウエハ上に実際の回路を形成する。次
のステップ5(組み立て)は後工程と呼ばれ、ステップ
4によって作製されたウエハを用いて半導体チップ化す
る工程であり、アッセンブリ工程(ダイシング、ボンデ
ィング)、パッケージング工程(チップ封入)等の工程
を含む。ステップ6(検査)ではステップ5で作製され
た半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の
検査を行なう。こうした工程を経て半導体デバイスが完
成し、これが出荷(ステップ7)される。
【0078】図16は上記ウエハプロセスの詳細なフロ
ーを示す。ステップ11(酸化)ではウエハの表面を酸
化させる。ステップ12(CVD)ではウエハ表面に絶
縁膜を形成する。ステップ13(電極形成)ではウエハ
上に電極を蒸着によって形成する。ステップ14(イオ
ン打込み)ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ1
5(レジスト処理)ではウエハに感光剤を塗布する。ス
テップ16(露光)では上記説明した露光装置によって
回路パターンをウエハに焼付露光する。ステップ17
(現像)では露光したウエハを現像する。ステップ18
(エッチング)では現像したレジスト像以外の部分を削
り取る。ステップ19(レジスト剥離)ではエッチング
が済んで不要となったレジストを取り除く。これらのス
テップを繰り返し行なうことによって、ウエハ上に多重
に回路パターンが形成される。
【0079】本実施形態の製造方法を用いれば、従来は
製造が難しかった高集積度の半導体デバイスを低コスト
に製造することができる。
【0080】
【発明の効果】本発明の請求項1に記載のステージ装置
によれば、移動体への配管を軽減することができる。こ
れにより、移動体の位置決め精度を向上させることがで
きる。
【0081】本発明の請求項11に記載のステージ装置
によれば、静圧軸受の気体が外部に漏れ出ることを軽減
することができる。
【0082】本発明の請求項15に記載のステージ装置
によれば、駆動体への配管を軽減することができる。こ
れにより、駆動体の位置決め精度を向上させることがで
き、ひいては、移動体の位置決め精度を向上させること
ができる。
【0083】本発明の請求項20に記載のステージ装置
によれば、静圧軸受の気体が外部に漏れ出ることを軽減
することができる。
【0084】本発明の請求項25に記載のステージ装置
によれば、軸受隙間の変化を軽減させることができ、ま
たは、組立・調整が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施形態のステージ装置の実施形態の全体
外略図
【図2】図1のA−A’断面図
【図3】図1のB−B’断面図
【図4】ラジアル軸受ユニットの断面図
【図5】平面軸受ユニットの断面図
【図6】静圧軸受のラビリンス機構の説明図
【図7】XY移動体−X駆動体間の排気系受渡し説明図
(XZ断面)
【図8】XY移動体−X駆動体間の排気系受渡し説明図
(YZ断面)
【図9】受渡し部材の形状の説明図
【図10】XY移動体−X駆動体間の排気系受渡しの別
の例の説明図
【図11】X駆動体−定盤間の排気系受渡し説明図
【図12】第2実施形態のXY移動体−X駆動体間の排
気系受渡しの説明図(XZ断面図)
【図13】第2実施形態のX駆動体−定盤間の排気系受
渡しの説明図(YZ断面図)
【図14】電子ビーム露光装置の実施形態の概略図
【図15】デバイス製造フロー図
【図16】ウエハプロセスフロー図
【符号の説明】
1 定盤 211 Xラジアル軸受ユニット 212 X平面軸受ユニット 221 Yラジアル軸受ユニット 222 Y平面軸受ユニット 3 XY移動体 41 X駆動体 411 Xラジアルガイド 412 X平面ガイド 42 Y駆動体 421 Yラジアルガイド 422 Y平面ガイド 511、512 X方向駆動用リニアモータ 521、522 Y方向駆動用リニアモータ 611 Xラジアル静圧軸受 612 X平面静圧軸受 621 Yラジアル静圧軸受 622 Y平面静圧軸受 631 XY静圧軸受 641 Y静圧軸受 651 X静圧軸受 711 排気溝(ラジアル) 712 排気溝(平面) 721 真空ポンプ(ラジアル) 722 真空ポンプ(平面) 731 排気溝 811 受渡部材(XY移動体−X駆動体間) 812 受渡部材(X駆動体−定盤間) 821 回収溝(受渡部材811) 822 回収溝(受渡部材812) 831 回収流路(X駆動体内部) 832 回収流路(定盤内部) 841 回収口(X駆動体) 842 回収口(定盤) 852 真空ポンプ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久保 忠之 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤノ ン株式会社内 Fターム(参考) 2F078 CA02 CA08 CB12 CB14 CB15 CC02 CC11 5F031 CA02 KA06 LA02 MA27 NA05 NA14 PA06 PA26 5F046 CC01 CC02 CC18 GA11 GA12 5F056 CB21 CC05 EA14

Claims (43)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1の方向と第2の方向に平行な基準面
    を有する定盤と、 該第1の方向に沿って移動可能な駆動体と、 該駆動体に対して該第2の方向に沿って移動可能な移動
    体と、 該移動体に設けられた静圧軸受と、 該静圧軸受の周囲に設けられた排気溝と、 該移動体と該駆動体との間で該排気溝によって回収した
    該静圧軸受の気体を受け渡す機構と、を有することを特
    徴とするステージ装置。
  2. 【請求項2】 前記静圧軸受は、前記移動体と前記定盤
    との間に設けられているものであって、 前記機構は、前記移動体と前記駆動体との間に設けられ
    た受渡部材を有することを特徴とする請求項1に記載の
    ステージ装置。
  3. 【請求項3】 前記静圧軸受は、前記移動体と前記駆動
    体との間に設けられているものであって、 前記機構として、排気溝が受渡部材のとしての機能を兼
    用することを特徴とする請求項1に記載のステージ装
    置。
  4. 【請求項4】 前記受渡部材は、長方形の溝を有するこ
    とを特徴とする請求項2または3に記載のステージ装
    置。
  5. 【請求項5】 前記長方形状は、長手方向が第2方向と
    平行であることを特徴とする請求項4に記載のステージ
    装置。
  6. 【請求項6】 前記受渡部材と対面して回収口が設けら
    れていることを特徴とする請求項2または3に記載のス
    テージ装置。
  7. 【請求項7】 前記受渡部材は前記移動体に設けられ、
    前記回収口は前記駆動体に設けられていることを特徴と
    する請求項6に記載のステージ装置。
  8. 【請求項8】 前記受渡部材は前記駆動体に設けられ、
    前記回収口は前記移動体に設けられていることを特徴と
    する請求項6に記載のステージ装置。
  9. 【請求項9】 前記受渡部材は、複数の溝を有している
    ことを特徴とする請求項2または3に記載のステージ装
    置。
  10. 【請求項10】 前記受渡部材の外側の溝は、内側の溝
    を囲むように形成されていることを特徴とする請求項2
    または3に記載のステージ装置。
  11. 【請求項11】 前記受渡部材の外側の溝の圧力は、前
    記受渡部材の内側の溝の圧力よりも低く設定されること
    を特徴とする請求項10に記載のステージ装置。
  12. 【請求項12】 前記静圧軸受の周囲に設けられる排気
    溝は、複数の溝を有することを特徴とする請求項10ま
    たは11に記載のステージ装置。
  13. 【請求項13】 前記排気溝のうちの外側の溝は、内側
    の溝を囲むように形成されていることを特徴とする請求
    項12に記載のステージ装置。
  14. 【請求項14】 前記排気溝のうちの外側の溝は、前記
    排気溝のうちの内側の溝の圧力よりも低く設定されるこ
    とを特徴とする請求項13に記載のステージ装置。
  15. 【請求項15】 該駆動体と該定盤との間に設けられ、
    該駆動体と該定盤との間で該排気溝によって回収した該
    静圧軸受の気体を受け渡す受渡部材を有することを特徴
    とする請求項1〜14いずれかに記載のステージ装置。
  16. 【請求項16】 前記駆動体と前記定盤との間に設けら
    れる受渡部材は、長方形の溝を有することを特徴とする
    請求項15に記載のステージ装置。
  17. 【請求項17】 前記長方形状は、長手方向が第1方向
    と平行であることを特徴とする請求項16に記載のステ
    ージ装置。
  18. 【請求項18】 前記駆動体と前記定盤との間に設けら
    れる受渡部材は、複数の溝を有していることを特徴とす
    る請求項15〜17いずれかに記載のステージ装置。
  19. 【請求項19】 前記受渡部材の外側の溝は、内側の溝
    を囲むように形成されていることを特徴とする請求項1
    8に記載のステージ装置。
  20. 【請求項20】 前記受渡部材の外側の溝の圧力は、前
    記受渡部材の内側の溝の圧力よりも低く設定されること
    を特徴とする請求項19に記載のステージ装置。
  21. 【請求項21】 前記排気溝によって回収した静圧軸受
    の気体を回収するための真空ポンプを有することを特徴
    とする請求項15〜20いずれかに記載のステージ装
    置。
  22. 【請求項22】 前記真空ポンプは、前記移動体と前記
    駆動体との間に設けられた受渡部材と、前記駆動体と前
    記定盤との間に設けられた受渡部材とを介して、前記静
    圧軸受の気体を回収することを特徴とする請求項21に
    記載のステージ装置。
  23. 【請求項23】 真空雰囲気中で使用されることを特徴
    とする請求項1〜22いずれかに記載のステージ装置。
  24. 【請求項24】 前記第2の方向に沿って移動可能な駆
    動体を更に有し、前記移動体は、該第2方向に移動可能
    な駆動体に対して第1方向に移動可能であることを特徴
    とする請求項1〜23いずれかに記載のステージ装置。
  25. 【請求項25】 第1の方向と第2の方向に平行な基準
    面を有する定盤と、 該第1の方向に沿って移動可能な第1の駆動体と、 該第2の方向に沿って移動可能な第2の駆動体と、 該第1の駆動体に対しては該第2の方向に、該第2の駆
    動体に対しては該第1の方向に移動可能であって、該基
    準面に沿って移動可能な移動体と、 該第1の駆動体を第1方向に移動可能に支持する第1の
    ラジアル軸受ユニットと、 該第1の駆動体の上下方向を拘束する第1の平面軸受ユ
    ニットと、 該第2の駆動体を第2方向に移動可能に支持する第2の
    ラジアル軸受ユニットと、 該第2の駆動体の上下方向を拘束する第2の平面軸受ユ
    ニットと、を有することを特徴とするステージ装置。
  26. 【請求項26】 前記第1および第2のラジアル軸受ユ
    ニットは、前記定盤に固定された静圧軸受を有すること
    を特徴とする請求項25に記載のステージ装置。
  27. 【請求項27】 前記第1および第2のラジアル軸受ユ
    ニットは、前記静圧軸受の外側に該静圧軸受の気体を回
    収する排気溝をさらに有することを特徴とする請求項2
    6に記載のステージ装置。
  28. 【請求項28】 前記排気溝は、複数設けられているこ
    とを特徴とする請求項27に記載のステージ装置。
  29. 【請求項29】 前記第1および第2の平面軸受ユニッ
    トは、前記定盤に固定された静圧軸受を有することを特
    徴とする請求項25に記載のステージ装置。
  30. 【請求項30】 前記第1および第2の平面軸受ユニッ
    トは、前記静圧軸受の周囲に該静圧軸受の気体を回収す
    る排気溝を更に有することを特徴とする請求項29に記
    載のステージ装置。
  31. 【請求項31】 前記排気溝は、複数設けられているこ
    とを特徴とする請求項30に記載のステージ装置。
  32. 【請求項32】 前記複数の排気溝のうち、外側の溝は
    内側の溝を囲むように形成されていることを特徴とする
    請求項31に記載のステージ装置。
  33. 【請求項33】 前記外側の溝の圧力は、前記内側の溝
    の圧力よりも低く設定されていることを特徴とする請求
    項32に記載のステージ装置。
  34. 【請求項34】 請求項1〜33いずれかに記載のステ
    ージ装置を備えたことを特徴とする露光装置。
  35. 【請求項35】 前記ステージ装置を囲むチャンバーを
    備えていることを特徴とする請求項34に記載の露光装
    置。
  36. 【請求項36】 前記露光装置は、電子ビーム露光装置
    またはEUV露光装置であることを特徴とする請求項3
    4または35に記載の露光装置。
  37. 【請求項37】 基板に感光剤を塗布する工程と請求項
    34〜36いずれかに記載の露光装置を用いて、該基板
    を露光する工程と、 該露光した基板を現像する工程とを有することを特徴と
    するデバイス製造方法。
  38. 【請求項38】 定盤に設けられた回収流路を負圧にす
    る工程と、 第1の方向に移動可能な駆動体と該定盤との間に設けら
    れた受渡部材の溝を負圧にする工程と、 該駆動体に設けられた回収流路を負圧にする工程と、 該駆動体に対して第2の方向に移動可能な移動体と該駆
    動体との間に設けられた受渡部材の溝を負圧にする工程
    と、 該移動体に設けられた静圧軸受の周りの排気溝を負圧に
    する工程とを有することを特徴とする移動案内方法。
  39. 【請求項39】 前記駆動体と定盤との間に設けられた
    受渡部材は、複数の溝を有し、外側の溝は内側の溝を囲
    むように形成されており、 該外側の溝を内側の溝よりも低い圧力にする工程を更に
    有することを特徴とする請求項38に記載の移動案内方
    法。
  40. 【請求項40】 前記移動体と駆動体との間に設けられ
    た受渡部材は、複数の溝を有し、外側の溝は内側の溝を
    囲むように形成されており、 該外側の溝を内側の溝よりも低い圧力にする工程を更に
    有することを特徴とする請求項38または39に記載の
    移動案内方法。
  41. 【請求項41】 移動体に設けられた静圧軸受からの気
    体を、該静圧軸受の周りに設けられた排気溝によって回
    収する工程と、 該移動体を第1方向に駆動する駆動体と該移動体との間
    に設けられた受渡部材を介して、該排気溝によって回収
    した静圧軸受からの気体を該駆動体に受け渡す工程と、 該駆動体に設けられた回収流路に該回収した気体を流す
    工程と、 該駆動体と定盤との間に設けられた受渡部材を介して、
    該回収した気体を定盤に受け渡す工程と、 該定盤に設けられた回収流路を介して、回収した気体を
    排気する工程と、を有することを特徴とする移動案内方
    法。
  42. 【請求項42】 前記駆動体と定盤との間に設けられた
    受渡部材は、複数の溝を有し、外側の溝は内側の溝を囲
    むように形成されており、 該外側の溝を内側の溝よりも低い圧力にする工程を更に
    有することを特徴とする請求項41に記載の移動案内方
    法。
  43. 【請求項43】 前記移動体と駆動体との間に設けられ
    た受渡部材は、複数の溝を有し、外側の溝は内側の溝を
    囲むように形成されており、 該外側の溝を内側の溝よりも低い圧力にする工程を更に
    有することを特徴とする請求項41または42に記載の
    移動案内方法。
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