JP2005079367A - Stage system and exposure device - Google Patents

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Keiichi Tanaka
慶一 田中
Kazuji Ishida
和司 石田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a stage system that can improve the control precision of the position of a stage by suppressing the reaction force generated when the stage is driven. <P>SOLUTION: The slider 23 of the stage system is slidably slid on a guide shaft 25. In the slider 23, a pressure chamber 40 is formed in a dug state. In the pressure chamber 40, tongue-like pressure pads 43 and 45 are respectively attached to the upper and lower surfaces of the central part of the guide shaft 25. In this stage system, the guide shaft 25 to which the pressure pads 43 and 45 are attached also works as a counter mass and moves to cancel the driving reaction force generated when the stage is driven. Consequently, the transmission of the driving reaction force of the stage to the outside can be prevented while the total centroidal position TG of the stage system is roughly held at a fixed position. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、レチクルやウェハ等を載置して精密移動・位置決めするステージ装置、ならびに、そのようなステージ装置を備える露光装置に関する。特には、ステージ駆動による反力を抑え、位置制御精度を向上できるステージ装置等に関する。   The present invention relates to a stage apparatus for placing and moving a reticle, a wafer, and the like, and to an exposure apparatus provided with such a stage apparatus. In particular, the present invention relates to a stage apparatus that can suppress reaction force due to stage driving and improve position control accuracy.

半導体デバイスのリソグラフィー等に使用される露光装置内には、レチクルやウェハ等を載置するためのステージ装置が備えられている。この種のステージ装置においては、ステージ本体の移動時に発生する駆動力の駆動反力が露光装置の構造体へと伝わり、露光装置の構造体が振動することがある。この振動が露光装置の光学系に伝わると、転写パターン像の位置ずれやコントラストの低下が生じる要因となり得る。そのため、露光装置においては、ステージの駆動反力の悪影響を回避するいくつかの対策が実施されている。   In an exposure apparatus used for lithography of semiconductor devices or the like, a stage apparatus for mounting a reticle, a wafer, or the like is provided. In this type of stage apparatus, the driving reaction force of the driving force generated when the stage main body is moved is transmitted to the structure of the exposure apparatus, and the structure of the exposure apparatus may vibrate. If this vibration is transmitted to the optical system of the exposure apparatus, it can be a cause of positional deviation of the transfer pattern image and a decrease in contrast. For this reason, in the exposure apparatus, several measures are taken to avoid the adverse effects of the stage reaction force.

例えば、光露光装置の1軸ステージ装置では、運動量保存則を利用した、消費エネルギの少ない、いわゆるカウンタマス方式の反力処理機構が用いられている。しかしながら、このような1軸ステージ装置のカウンタマス方式の反力処理機構は、2軸ステージに適用することが困難である、あるいは、真空中での使用が容易ではない等といった問題がある。そのため、2軸ステージ装置の反力処理は、ローパスフィルタとして作用するショックアブソーバ等を経由して、露光装置の振動を床に逃しているのが現状である。   For example, in a single-axis stage device of an optical exposure apparatus, a so-called counter mass type reaction force processing mechanism that uses less momentum and uses less energy is used. However, such a counter-mass type reaction force processing mechanism of the single-axis stage device is difficult to apply to the two-axis stage, or is not easy to use in a vacuum. For this reason, the reaction force processing of the two-axis stage apparatus is currently causing the vibration of the exposure apparatus to escape to the floor via a shock absorber or the like that acts as a low-pass filter.

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであって、ステージ駆動による反力を抑え、ステージの位置制御精度を向上できるステージ装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a stage apparatus that can suppress reaction force due to stage driving and improve the position control accuracy of the stage.

前記の課題を解決するため、本発明の第1のステージ装置は、気体圧作動の駆動機構を備え、ステージを移動・位置決めするステージ装置であって、 ステージ装置のベースに対して移動可能に支持された、カウンタマスを兼ねるガイド軸と、 該ガイド軸の軸方向に沿ってスライドする、内部に作動気体の導入される圧力室の形成されたステージと、 前記圧力室を区分する、前記ガイド軸に取り付けられた受圧板と、を具備し、 前記受圧板により区分された圧力室内の気体圧を制御することにより前記ステージを前記ガイド軸に沿って駆動するとともに、その駆動反力を、前記カウンタマスを兼ねるガイド軸が前記ステージと反対方向に動いてキャンセルすることを特徴とする。   In order to solve the above-mentioned problems, a first stage apparatus of the present invention is a stage apparatus that includes a gas pressure actuated drive mechanism and moves and positions the stage, and is movably supported with respect to the base of the stage apparatus A guide shaft that also serves as a counter mass; a stage that slides along the axial direction of the guide shaft and in which a pressure chamber into which working gas is introduced is formed; and the guide shaft that divides the pressure chamber A pressure receiving plate attached to the counter, and the stage is driven along the guide shaft by controlling the gas pressure in the pressure chamber divided by the pressure receiving plate, and the reaction force of the stage is driven by the counter The guide shaft also serving as a mass moves in the opposite direction to the stage and cancels.

この第1の発明によれば、受圧板の取り付けられるガイド軸がカウンタマスを兼ねており、このカウンタマス兼ガイド軸が、ステージを駆動する際の駆動反力をキャンセルするように動く。そのため、ステージ系の総重心位置をほぼ一定の位置に保ちつつ、ステージの駆動反力が外部に伝達されるのを防止することができる。   According to the first aspect of the invention, the guide shaft to which the pressure receiving plate is attached also serves as the counter mass, and the counter mass / guide shaft moves so as to cancel the driving reaction force when driving the stage. Therefore, it is possible to prevent the driving reaction force of the stage from being transmitted to the outside while keeping the total center of gravity position of the stage system at a substantially constant position.

本発明の第2のステージ装置は、気体圧で駆動される、X軸方向駆動用及びY軸方向駆動用の2軸分の案内駆動機構を備え、ステージをある平面(XY平面)内で移動・位置決めするステージ装置であって、 各案内駆動機構が、 ステージ装置のベースに対して移動可能に支持された、カウンタマスを兼ねるガイド軸と、 該ガイド軸の軸方向に沿ってスライドする、内部に作動気体の導入される圧力室の形成されたスライダと、 前記圧力室を区分する、前記ガイド軸に取り付けられた受圧板と、を具備し、 前記受圧板により区分された圧力室内の気体圧を制御することにより前記スライダを前記ガイド軸に沿って駆動するとともに、その駆動反力を、前記カウンタマスを兼ねるガイド軸が前記スライダと反対方向に動いてキャンセルすることを特徴とする。   The second stage apparatus of the present invention includes a guide driving mechanism for two axes for driving in the X-axis direction and driving in the Y-axis direction, which is driven by gas pressure, and moves the stage in a certain plane (XY plane). A positioning stage device, wherein each guide drive mechanism is supported so as to be movable with respect to the base of the stage device, and slides along the axial direction of the guide shaft that also serves as a counter mass. A slider formed with a pressure chamber into which a working gas is introduced, and a pressure receiving plate attached to the guide shaft that divides the pressure chamber, and the gas pressure in the pressure chamber divided by the pressure receiving plate By controlling the slider, the slider is driven along the guide shaft, and the driving reaction force is canceled by the guide shaft also serving as the counter mass moving in the opposite direction to the slider. It is characterized by that.

この第2の発明も、前述の第1の発明と同様に、カウンタマス兼ガイド軸がステージを駆動する際の駆動反力をキャンセルするので、ステージ系の総重心位置をほぼ一定の位置に保ちつつ、ステージの駆動反力が外部に伝達されるのを防止することができる。   In the second invention, similarly to the first invention, the counter mass / guide shaft cancels the driving reaction force when driving the stage, so that the total gravity center position of the stage system is maintained at a substantially constant position. However, it is possible to prevent the driving reaction force of the stage from being transmitted to the outside.

本発明の第2のステージ装置のより具体的な態様においては、前記ガイド軸が、前記X軸方向に延びる平行な2本のXガイド軸、及び、前記Y軸方向に延びる平行な2本のYガイド軸からなり、 前記ステージのステージ本体が、前記各Xガイド軸、前記各Yガイド軸のそれぞれの上をスライドするXスライダ、Yスライダに連結されており、 前記圧力室が、前記Xスライダ、前記Yスライダの内部に形成されていることができる。   In a more specific aspect of the second stage apparatus of the present invention, the guide shaft includes two parallel X guide shafts extending in the X-axis direction and two parallel guide shafts extending in the Y-axis direction. The stage body of the stage is connected to the X guide shafts, the X sliders that slide on the Y guide shafts, and the Y slider, and the pressure chamber includes the X slider. , Can be formed inside the Y slider.

さらに、本発明の第2のステージ装置のより具体的な他の態様においては、前記ガイド軸が、前記X軸方向又は前記Y軸方向に延びる平行な2本のガイド軸(第1のガイド軸)、及び、これら2本のガイド軸と直交する方向に延びる1本のガイド軸(第2のガイド軸)からなり、 前記第1のガイド軸の対向する端部同士は、それぞれ連結部材で連結されており、 前記第1のガイド軸のそれぞれの上をスライドする第1のスライダ、及び、前記第2のガイド軸の上をスライドする第2のスライダを備えており、 前記第2のガイド軸は、前記第1のスライダ間に架け渡されて配置されており、 前記ステージのステージ本体が、前記第2のスライダに連結されており、 前記圧力室が、前記第1、第2のスライダの内部に形成されていることができる。   Furthermore, in another more specific aspect of the second stage apparatus of the present invention, the guide shaft includes two parallel guide shafts (first guide shaft) extending in the X-axis direction or the Y-axis direction. ) And one guide shaft (second guide shaft) extending in a direction orthogonal to the two guide shafts, and the opposite ends of the first guide shaft are connected by connecting members, respectively. A first slider that slides on each of the first guide shafts, and a second slider that slides on the second guide shafts, the second guide shafts Is disposed between the first sliders, a stage main body of the stage is connected to the second slider, and the pressure chambers of the first and second sliders are connected to each other. Be formed inside it can.

本発明のステージ装置においては、前記ガイド軸の位置を検出する位置検出手段と、 前記ガイド軸の位置を補正する位置補正手段と、をさらに具備することができる。
この場合、位置検出手段及び位置補正手段により、ガイド軸の位置修正が可能となる。なお、位置補正手段としては、アクチュエータやバネ等を用いることができる。
The stage apparatus of the present invention may further comprise position detecting means for detecting the position of the guide shaft, and position correcting means for correcting the position of the guide shaft.
In this case, the position of the guide shaft can be corrected by the position detection means and the position correction means. As the position correction means, an actuator, a spring, or the like can be used.

本発明のステージ装置においては、前記ガイド軸の内部又は近傍に、前記ステージの駆動方向とは逆方向に駆動して前記ガイド軸の移動を制限する制限用アクチュエータをさらに具備することができる。
この場合、制限用アクチュエータにより、カウンタマス兼ガイド軸の移動量を制限できる。そのため、カウンタマスの質量の設定に自由度をもたせることができるという利点がある。
The stage apparatus of the present invention may further include a limiting actuator that limits the movement of the guide shaft by driving in the direction opposite to the drive direction of the stage in or near the guide shaft.
In this case, the movement amount of the counter mass / guide shaft can be limited by the limiting actuator. Therefore, there is an advantage that a degree of freedom can be given to the setting of the mass of the counter mass.

本発明のステージ装置においては、前記ガイド軸に中空部が形成されており、 該中空部内に、前記ステージの駆動方向とは反対方向に動いて該ステージの駆動反力をキャンセルする内部スライダが設けられていることができる。
この場合、ガイド軸の固定が可能になり、スライダの動きをより正確に制御できるという利点がある。
In the stage apparatus of the present invention, a hollow portion is formed in the guide shaft, and an internal slider that moves in a direction opposite to the driving direction of the stage to cancel the driving reaction force of the stage is provided in the hollow portion. Can be.
In this case, the guide shaft can be fixed, and there is an advantage that the movement of the slider can be controlled more accurately.

本発明の露光装置は、 感応基板上にパターンを転写する露光装置であって、前記いずれかの態様のステージ装置を備えることを特徴とする。   An exposure apparatus according to the present invention is an exposure apparatus that transfers a pattern onto a sensitive substrate, and includes the stage device according to any one of the above aspects.

本発明によれば、ステージ駆動による反力を抑え、位置制御精度を向上できるステージ装置等を提供できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the stage apparatus etc. which can suppress the reaction force by a stage drive and can improve a position control precision can be provided.

発明を実施するための形態BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

以下、図面を参照しつつ説明する。
まず、図7を参照しつつ、本発明に係るステージ装置を搭載可能な荷電粒子ビーム(電子線)露光装置の例について説明する。なお、本発明に係るステージ装置は、大気中で使用することもでき、荷電粒子ビーム露光装置に限らず、様々な用途に使用できる。
Hereinafter, it demonstrates, referring drawings.
First, an example of a charged particle beam (electron beam) exposure apparatus capable of mounting the stage apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. The stage apparatus according to the present invention can be used in the atmosphere, and can be used not only for a charged particle beam exposure apparatus but also for various applications.

図7は、本発明の一実施の形態に係る電子線露光装置を模式的に示す図である。
図7の電子線露光装置100の上部には、照明光学系鏡筒101が示されている。この照明光学系鏡筒101には真空ポンプ102が接続されており、同鏡筒101内を真空排気している。照明光学系鏡筒101の上部には、電子銃103が配置されており、下方に向けて電子線を放射する。電子銃103の下方には、コンデンサレンズ104aや電子線偏向器104bが配置されている。なお、図ではコンデンサレンズ104aは一段であるが、実際の照明光学系には複数段のレンズやビーム成形開口等が設けられている。
FIG. 7 is a diagram schematically showing an electron beam exposure apparatus according to an embodiment of the present invention.
An illumination optical system barrel 101 is shown in the upper part of the electron beam exposure apparatus 100 of FIG. A vacuum pump 102 is connected to the illumination optical system barrel 101, and the inside of the barrel 101 is evacuated. An electron gun 103 is disposed above the illumination optical system lens tube 101 and emits an electron beam downward. Under the electron gun 103, a condenser lens 104a and an electron beam deflector 104b are arranged. In the figure, the condenser lens 104a has one stage, but an actual illumination optical system is provided with a plurality of stages of lenses, a beam shaping aperture, and the like.

照明光学系鏡筒101の下部には、定盤116上に載置されたレチクルチャンバ118が配置されている。このレチクルチャンバ118内は、図示せぬ真空ポンプで真空排気されている。レチクルチャンバ118内において、定盤116上にはレチクルステージ111が配置されている。レチクルRは、このレチクルステージ111の上部に設けられたチャック110に静電吸着等により固定されている。レチクルステージ111には、図の左方に示す駆動装置112が接続されている。なお、実際の駆動装置112は、レチクルステージ111内に組み込まれている。この駆動装置112は、ドライバ114を介して制御装置115に接続されている。   A reticle chamber 118 placed on a surface plate 116 is disposed below the illumination optical system barrel 101. The reticle chamber 118 is evacuated by a vacuum pump (not shown). A reticle stage 111 is disposed on the surface plate 116 in the reticle chamber 118. The reticle R is fixed to a chuck 110 provided on the reticle stage 111 by electrostatic adsorption or the like. The reticle stage 111 is connected to a driving device 112 shown on the left side of the drawing. The actual driving device 112 is incorporated in the reticle stage 111. The driving device 112 is connected to the control device 115 via the driver 114.

レチクルステージ111には、図の右方に示すレーザ干渉計113が付設されている。このレーザ干渉計113は、制御装置115に接続されている。レーザ干渉計113で計測されたレチクルステージ111の位置情報が制御装置115に入力されると、レチクルステージ111の位置を目標位置とすべく、制御装置115からドライバ114に指令が送出され、駆動装置112が駆動される。その結果、レチクルステージ111の位置をリアルタイムで正確にフィードバック制御することができる。   The reticle stage 111 is provided with a laser interferometer 113 shown on the right side of the drawing. The laser interferometer 113 is connected to the control device 115. When the position information of the reticle stage 111 measured by the laser interferometer 113 is input to the control device 115, a command is sent from the control device 115 to the driver 114 to set the position of the reticle stage 111 as the target position, and the drive device 112 is driven. As a result, the position of reticle stage 111 can be accurately feedback controlled in real time.

照明光学系鏡筒101の電子銃103から放射された電子線は、コンデンサレンズ104aによって収束される。続いて、偏向器104bにより図の横方向に順次走査(スキャン)され、レチクルチャンバ118内(光学系の視野内)のレチクルステージ111上に吸着されたレチクルRの各小領域(サブフィールド)の照明が行われる。   The electron beam emitted from the electron gun 103 of the illumination optical system barrel 101 is converged by the condenser lens 104a. Subsequently, each of the small regions (subfields) of the reticle R that is sequentially scanned (scanned) in the horizontal direction in the figure by the deflector 104b and adsorbed on the reticle stage 111 in the reticle chamber 118 (in the field of view of the optical system). Lighting is performed.

定盤116の下面側には、投影光学系鏡筒121が配置されている。この投影光学系鏡筒121には真空ポンプ122が接続されており、同鏡筒121内を真空排気している。投影光学系鏡筒121内には、コンデンサレンズ(投影レンズ)124aや偏向器124b等を含む投影光学系124、及びウェハWが配置されている。なお、図ではコンデンサレンズ124aは一段であるが、実際の投影光学系中には複数段のレンズや収差補正用のレンズやコイルが設けられている。   A projection optical system lens barrel 121 is disposed on the lower surface side of the surface plate 116. A vacuum pump 122 is connected to the projection optical system barrel 121, and the inside of the barrel 121 is evacuated. In the projection optical system barrel 121, a projection optical system 124 including a condenser lens (projection lens) 124a, a deflector 124b, and the like, and a wafer W are arranged. In the figure, the condenser lens 124a has one stage, but an actual projection optical system is provided with a plurality of stages of lenses, aberration correction lenses, and coils.

投影光学系鏡筒121の下部には、定盤136上に載置されたウェハチャンバ138が配置されている。このウェハチャンバ138内は、図示せぬ真空ポンプで真空排気されている。ウェハチャンバ138内において、定盤136上にはウェハステージ131が配置されている。ウェハWは、このウェハステージ131の上部に設けられたチャック130に静電吸着等により固定されている。ウェハステージ131には、図の左方に示す駆動装置132が接続されている。なお、実際の駆動装置132は、ウェハステージ131内に組み込まれている。この駆動装置132は、ドライバ134を介して制御装置115に接続されている。   A wafer chamber 138 placed on a surface plate 136 is disposed below the projection optical system lens barrel 121. The inside of the wafer chamber 138 is evacuated by a vacuum pump (not shown). A wafer stage 131 is disposed on the surface plate 136 in the wafer chamber 138. The wafer W is fixed to a chuck 130 provided on the wafer stage 131 by electrostatic adsorption or the like. A driving device 132 shown on the left side of the drawing is connected to the wafer stage 131. The actual driving device 132 is incorporated in the wafer stage 131. The driving device 132 is connected to the control device 115 via a driver 134.

ウェハステージ131には、図の右方に示すレーザ干渉計133が付設されている。このレーザ干渉計133は、制御装置115に接続されている。レーザ干渉計133で計測されたウェハステージ131の位置情報が制御装置115に入力されると、ウェハステージ131の位置を目標位置とすべく、制御装置115からドライバ134に指令が送出され、駆動装置132が駆動される。その結果、ウェハステージ131の位置をリアルタイムで正確にフィードバック制御することができる。   A laser interferometer 133 shown on the right side of the drawing is attached to the wafer stage 131. The laser interferometer 133 is connected to the control device 115. When the position information of the wafer stage 131 measured by the laser interferometer 133 is input to the control device 115, a command is sent from the control device 115 to the driver 134 to set the position of the wafer stage 131 as the target position, and the driving device. 132 is driven. As a result, the position of the wafer stage 131 can be accurately feedback controlled in real time.

レチクルチャンバ118内のレチクルステージ111上のレチクルRを通過した電子線は、投影光学系鏡筒121内のコンデンサレンズ124aにより収束される。このコンデンサレンズ124aを通過した電子線は、偏向器124bにより偏向され、ウェハW上の所定の位置にレチクルRの像が結像される。   The electron beam that has passed through the reticle R on the reticle stage 111 in the reticle chamber 118 is converged by the condenser lens 124 a in the projection optical system barrel 121. The electron beam that has passed through the condenser lens 124a is deflected by the deflector 124b, and an image of the reticle R is formed at a predetermined position on the wafer W.

次に、本発明の第1の実施の形態に係るステージ装置について説明する。
図1は、本発明の第1の実施の形態に係るステージ装置を示す平面図である。
図2は、同ステージ装置の移動例(図中右上移動)を示す平面図である。
なお、以下の説明におけるX方向、Y方向とは、図1及び図2に示すそれぞれの矢印方向を指すものとする。
図1、図2には、前述した定盤136(図7参照)に載置されるステージ装置1が示されている。このステージ装置1は、図7の露光装置におけるウェハステージ131に相当する。
Next, the stage apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described.
FIG. 1 is a plan view showing a stage apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view showing a movement example (upper right movement in the figure) of the stage device.
In the following description, the X direction and the Y direction refer to the respective arrow directions shown in FIGS. 1 and 2.
1 and 2 show the stage device 1 placed on the above-described surface plate 136 (see FIG. 7). This stage apparatus 1 corresponds to the wafer stage 131 in the exposure apparatus of FIG.

ステージ装置1の中央部には、ステージ本体10が設けられている。このステージ本体10は、上下ステージ11、12等で構成されている。上ステージ11は、下ステージ12上に板ばね(図示されず)等を介して取り付けられている。上ステージ11の中央部には、ウェハWを固定する静電チャック等のウェハ保持装置(図示されず)が設けられている。   A stage main body 10 is provided at the center of the stage apparatus 1. The stage body 10 is composed of upper and lower stages 11 and 12. The upper stage 11 is attached to the lower stage 12 via a leaf spring (not shown) or the like. A wafer holding device (not shown) such as an electrostatic chuck for fixing the wafer W is provided at the center of the upper stage 11.

上ステージ11上面の2つの側縁には、X方向に沿って配置されたXミラー13(図の上側)と、Y方向に沿って配置されたYミラー14(図の左側)とが設けられている。Xミラー13はステージ装置1外側(図中上側)に配置された干渉計15に対向しており、Yミラー14はステージ装置1外側(図中左側)に配置された干渉計16に対向している。各干渉計15、16は、Xミラー13、Yミラー14に向けてレーザ光等を当ててその反射光を受け、ステージ本体10のX方向、Y方向の各位置・姿勢を検出する。   On the two side edges of the upper surface of the upper stage 11, an X mirror 13 (upper side in the figure) arranged along the X direction and a Y mirror 14 (left side in the figure) arranged along the Y direction are provided. ing. The X mirror 13 faces the interferometer 15 arranged outside the stage apparatus 1 (upper side in the figure), and the Y mirror 14 faces the interferometer 16 arranged outside the stage apparatus 1 (left side in the figure). Yes. The interferometers 15 and 16 detect the position and orientation of the stage main body 10 in the X direction and Y direction by receiving laser light or the like toward the X mirror 13 and Y mirror 14 and receiving the reflected light.

ステージ本体10の下ステージ12は、図示せぬ気体軸受等を介して、Y軸方向に延びるY軸移動ガイド21に嵌合されている。このY軸移動ガイド21の両端には、X方向にスライド可能なX軸スライダ23(23A、23B)が設けられている。各X軸スライダ23は、図示せぬ気体軸受を介して、X軸方向に延びるXガイド軸25(25A、25B)にスライド可能に嵌合されている。詳しくは図3、図4を参照しつつ後述するが、これらのXガイド軸25は、カウンタマスを兼ねている。   The lower stage 12 of the stage body 10 is fitted to a Y-axis movement guide 21 extending in the Y-axis direction via a gas bearing (not shown) or the like. At both ends of the Y-axis movement guide 21, X-axis sliders 23 (23A, 23B) that can slide in the X direction are provided. Each X-axis slider 23 is slidably fitted to an X guide shaft 25 (25A, 25B) extending in the X-axis direction via a gas bearing (not shown). Although described later in detail with reference to FIGS. 3 and 4, these X guide shafts 25 also serve as counter masses.

各Xガイド軸25の両端部付近には、図示せぬ気体軸受を介して、ガイド支持部27が設けられている。このガイド支持部27は、Xガイド軸25を挟んでY軸方向に対向する一対の外支持板27a、内支持板27bからなる。このガイド支持部27を介して、各Xガイド軸25は、前述した図7の定盤136上にスライド可能に非接触支持されている。   Guide support portions 27 are provided near both ends of each X guide shaft 25 via gas bearings (not shown). The guide support portion 27 includes a pair of an outer support plate 27a and an inner support plate 27b that face each other in the Y-axis direction with the X guide shaft 25 interposed therebetween. The X guide shafts 25 are slidably supported on the surface plate 136 of FIG. 7 through the guide support portions 27 in a non-contact manner.

上ステージ11には、図示せぬ気体軸受を介して、X軸方向に延びるX軸移動ガイド31が嵌合されている。このX軸移動ガイド31の両端には、Y方向にスライド可能なY軸スライダ33(33A、33B)が設けられている。これら両Y軸スライダ33は、図示せぬ気体軸受を介して、Y軸方向に延びるYガイド軸35(35A、35B)にスライド可能に嵌合されている。詳しくは図3、図4を参照しつつ後述するが、これらのYガイド軸35は、カウンタマスを兼ねている。   An X-axis movement guide 31 extending in the X-axis direction is fitted to the upper stage 11 via a gas bearing (not shown). At both ends of the X-axis movement guide 31, Y-axis sliders 33 (33A, 33B) that can slide in the Y direction are provided. Both Y-axis sliders 33 are slidably fitted to Y guide shafts 35 (35A, 35B) extending in the Y-axis direction via gas bearings (not shown). Although details will be described later with reference to FIGS. 3 and 4, these Y guide shafts 35 also serve as counter masses.

各Yガイド軸35の両端部付近には、図示せぬ気体軸受を介して、ガイド支持部37が設けられている。このガイド支持部37は、Yガイド軸35を挟んでX軸方向に対向する一対の外支持板37a、内支持板37bからなる。このガイド支持部37を介して、各Yガイド軸35は、前述した図7の定盤136上にスライド可能に非接触支持されている。   Near both ends of each Y guide shaft 35, guide support portions 37 are provided via gas bearings (not shown). The guide support portion 37 includes a pair of an outer support plate 37a and an inner support plate 37b facing each other in the X-axis direction with the Y guide shaft 35 interposed therebetween. The Y guide shafts 35 are slidably supported on the surface plate 136 of FIG. 7 through the guide support portions 37 in a non-contact manner.

次に、図3を参照しつつ、前述のステージ装置1における駆動部(スライダ、及び、カウンタマス兼ガイド軸)の周りの構成について説明する。
図3は、本発明の一実施の形態に係るステージ装置の駆動部を示す断面図である。(A)は右移動時を示す図であり、(B)は左移動時を示す図である。
図3(A)、(B)には、前述した4つのスライダとガイド軸の組(23Aと25A、23Bと25B、33Aと35A、33Bと35B)のうちの1つが描かれている。この図では、スライダの符号が23、ガイド軸の符号が25とされている。X軸の各スライダ・ガイド軸と、Y軸の各スライダ・ガイド軸の基本的な構造は同じである。各スライダ・ガイド軸は、それぞれ独立に駆動するよう構成されている。
Next, a configuration around the drive unit (slider and counter mass / guide shaft) in the above-described stage apparatus 1 will be described with reference to FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a drive unit of the stage apparatus according to the embodiment of the present invention. (A) is a figure which shows the time of right movement, (B) is a figure which shows the time of left movement.
3A and 3B depict one of the above-described four slider / guide shaft pairs (23A and 25A, 23B and 25B, 33A and 35A, and 33B and 35B). In this figure, the code of the slider is 23 and the code of the guide shaft is 25. The basic structures of the X-axis slider guide shaft and the Y-axis slider guide shaft are the same. Each slider guide shaft is configured to be driven independently.

前述した通り、スライダ23は、図示せぬ気体軸受を介して、カウンタマスを兼ねるガイド軸(カウンタマス兼ガイド軸)25にスライド可能に嵌合されている。このカウンタマス兼ガイド軸25の両端部は、図示せぬ気体軸受を介して、ガイド支持部27に支持されている。   As described above, the slider 23 is slidably fitted to the guide shaft (counter mass / guide shaft) 25 also serving as a counter mass via a gas bearing (not shown). Both end portions of the counter mass / guide shaft 25 are supported by the guide support portion 27 via a gas bearing (not shown).

図3に示すように、スライダ23の内部には、圧力室40が掘り込まれるように形成されている。スライダ23の圧力室40内において、カウンタマス兼ガイド軸25の中央部上下面には、それぞれ舌片状の受圧板43(上側)、45(下側)が立ち上がるように取り付けられている。これら受圧板43、45は、スライダ23・カウンタマス兼ガイド軸25のスライド方向(図3中左右方向)と直交する面に拡がっている。これら受圧板43、45は、カウンタマス兼ガイド軸25と一体に移動し、スライダ23内面に摺接しつつスライドする。これら両受圧板43、45により、スライダ23内の圧力室40内は、右圧力室P1と左圧力室P2とに区分けされる。これらの各室P1、P2には、図示せぬ給排気系統が接続されている。   As shown in FIG. 3, a pressure chamber 40 is dug inside the slider 23. In the pressure chamber 40 of the slider 23, tongue-shaped pressure receiving plates 43 (upper side) and 45 (lower side) are respectively mounted on the upper and lower surfaces of the central portion of the counter mass / guide shaft 25 so as to rise. These pressure receiving plates 43 and 45 extend in a plane orthogonal to the sliding direction (left and right direction in FIG. 3) of the slider 23 / counter mass / guide shaft 25. The pressure receiving plates 43 and 45 move integrally with the counter mass / guide shaft 25 and slide while being in sliding contact with the inner surface of the slider 23. By these two pressure receiving plates 43 and 45, the pressure chamber 40 in the slider 23 is divided into a right pressure chamber P1 and a left pressure chamber P2. A supply / exhaust system (not shown) is connected to each of the chambers P1 and P2.

カウンタマス兼ガイド軸25の側部(図3中左端面側)には、位置補正アクチュエータ47が配置されている。この位置補正アクチュエータ47には、位置検出センサ48が内蔵されている。位置検出センサ48によりカウンタマス兼ガイド軸25の位置(移動量)を検出しつつ、位置補正アクチュエータ47を駆動することにより、カウンタマス兼ガイド軸25の位置修正が可能となる。なお、位置補正アクチュエータ47の代わりに、バネ等を用いることもできる。   A position correction actuator 47 is disposed on the side of the countermass / guide shaft 25 (left end surface side in FIG. 3). A position detection sensor 48 is built in the position correction actuator 47. The position correction actuator 47 is driven while detecting the position (movement amount) of the counter mass / guide shaft 25 by the position detection sensor 48, whereby the position of the counter mass / guide shaft 25 can be corrected. In place of the position correction actuator 47, a spring or the like can be used.

次に、図3に示すステージ駆動部の駆動時の様子について説明する。
図3(A)に示すように、スライダ23をカウンタマス兼ガイド軸25に沿って図中右側に移動させる場合は、スライダ23内の右圧力室P1に給気するとともに、左圧力室P2から排気する。すると、右圧力室P1の内圧が左圧力室P2の内圧よりも高くなり、スライダ23はカウンタマス兼ガイド軸25に沿って図中右側にスライド移動する。
Next, how the stage drive unit shown in FIG. 3 is driven will be described.
As shown in FIG. 3A, when the slider 23 is moved to the right side in the drawing along the counter mass / guide shaft 25, the air is supplied to the right pressure chamber P1 in the slider 23, and from the left pressure chamber P2. Exhaust. Then, the internal pressure of the right pressure chamber P1 becomes higher than the internal pressure of the left pressure chamber P2, and the slider 23 slides along the counter mass / guide shaft 25 to the right in the drawing.

このとき、スライダ23内部では、受圧板43、45に対して、スライダ23のスライド移動方向(図中右方向)とは逆方向(図中左方向)に気体圧力がかかる。すると、この圧力を受けて、受圧板43、45がスライダ23内面に摺接しつつ左方向にスライドする。そして、この受圧板43、45と一緒に、カウンタマス兼ガイド軸25が、ガイド支持部27に支持されつつ左方向に向けて移動する。このときのカウンタマス兼ガイド軸25の移動により、スライダ23の駆動反力がキャンセルされる。なお、“キャンセルされる”とは、ガイド軸25とスライダ23にかかる力が等しく、したがってガイド軸25とスライダ23は大きさが等しい反対方向の運動量を有し、ステージ駆動に際してステージを支持する部材に力がかからないことである。   At this time, gas pressure is applied to the pressure receiving plates 43 and 45 in the direction opposite to the sliding movement direction (right direction in the drawing) of the slider 23 (left direction in the drawing). Then, receiving this pressure, the pressure receiving plates 43 and 45 slide to the left while sliding on the inner surface of the slider 23. Then, together with the pressure receiving plates 43 and 45, the counter mass / guide shaft 25 moves toward the left while being supported by the guide support portion 27. The driving reaction force of the slider 23 is canceled by the movement of the counter mass / guide shaft 25 at this time. “Canceled” means that the force applied to the guide shaft 25 and the slider 23 is equal, and therefore the guide shaft 25 and the slider 23 have the same amount of momentum in opposite directions, and are members that support the stage when driving the stage. There is no power applied to.

一方、図3(B)に示すように、スライダ23をカウンタマス兼ガイド軸25に沿って図中左側に移動させる場合は、前述とは逆に、スライダ23内の右圧力室P1から排気するとともに、左圧力室P2に給気する。すると、右圧力室P1の内圧が左圧力室P2の内圧よりも低くなり、スライダ23はカウンタマス兼ガイド軸25に沿って図中左側にスライドする。この場合、前述とは逆に、スライダ23内部の受圧板43、45には右方向の気体圧力がかかり、カウンタマス兼ガイド軸25はガイド支持部27に支持されつつ右方向に移動する。そして、前述と同様に、カウンタマス兼ガイド軸25の移動によりステージ反力がキャンセルされる。   On the other hand, as shown in FIG. 3B, when the slider 23 is moved to the left in the drawing along the counter mass / guide shaft 25, the right pressure chamber P1 in the slider 23 is exhausted, contrary to the above. At the same time, the left pressure chamber P2 is supplied with air. Then, the internal pressure of the right pressure chamber P1 becomes lower than the internal pressure of the left pressure chamber P2, and the slider 23 slides along the counter mass / guide shaft 25 to the left in the drawing. In this case, contrary to the above, a gas pressure in the right direction is applied to the pressure receiving plates 43 and 45 in the slider 23, and the counter mass / guide shaft 25 moves in the right direction while being supported by the guide support portion 27. As described above, the stage reaction force is canceled by the movement of the counter mass / guide shaft 25.

このような駆動部の駆動状態において、スライダ23の重心SGは右側(図3(A))から左側(図3(B))に変位し、ガイド軸25の重心GGは左側(図3(A))から右側(図3(B))に変位するが、ステージ総重心TGは変位しない。そのため、ステージ駆動反力が外部に伝達されるのを防止することができる。なお、反力キャンセルの際のカウンタマス兼ガイド軸25の移動量が大きい場合あるいは小さい場合は、位置検出センサ48によりカウンタマス兼ガイド軸25の位置を検出しつつ、位置補正アクチュエータ47を駆動する。これにより、カウンタマス兼ガイド軸25の位置が修正される。   In such a drive state of the drive unit, the center of gravity SG of the slider 23 is displaced from the right side (FIG. 3A) to the left side (FIG. 3B), and the center of gravity GG of the guide shaft 25 is left side (FIG. 3A). )) To the right side (FIG. 3B), but the stage total center of gravity TG is not displaced. Therefore, it is possible to prevent the stage driving reaction force from being transmitted to the outside. When the amount of movement of the counter mass / guide shaft 25 is large or small when the reaction force is canceled, the position detection actuator 48 drives the position correction actuator 47 while detecting the position of the counter mass / guide shaft 25. . As a result, the position of the counter mass / guide shaft 25 is corrected.

ステージ装置1全体では、例えば図2に示すように、ステージ本体10を図中右上に移動させる場合、X軸スライダ23A、23BをXガイド軸25A、25Bに沿ってX方向右側に動かし、Y軸スライダ33A、33BをYガイド軸35A、35Bに沿ってY方向上側に動かす。ここで、前述した通り、スライダ23A・ガイド軸25A、スライダ23B・ガイド軸25B、スライダ33A・ガイド軸35A、スライダ33B・ガイド軸35Bは、それぞれ独立に駆動する。そのため、X軸スライダ23A、23BがX方向右側へ移動すると、Xガイド軸25A、25BがX方向左側へ独立に移動し、Y軸スライダ33A、33BがY方向上側へ移動すると、Yガイド軸35A、35BがY方向下側へ独立に移動することとなる。   In the entire stage apparatus 1, for example, as shown in FIG. 2, when the stage body 10 is moved to the upper right in the figure, the X axis sliders 23A and 23B are moved to the right in the X direction along the X guide shafts 25A and 25B. The sliders 33A and 33B are moved upward in the Y direction along the Y guide shafts 35A and 35B. Here, as described above, the slider 23A / guide shaft 25A, slider 23B / guide shaft 25B, slider 33A / guide shaft 35A, slider 33B / guide shaft 35B are driven independently. Therefore, when the X axis sliders 23A and 23B move to the right in the X direction, the X guide shafts 25A and 25B move independently to the left in the X direction, and when the Y axis sliders 33A and 33B move upward in the Y direction, the Y guide shaft 35A. , 35B move independently downward in the Y direction.

そして、この各ガイド軸25A、25B、35A、35Bの移動により、各スライダ23A、23B、33A、33Bの駆動反力がキャンセルされる。この際、図3を参照して前述したように、ステージ本体10の総重心TGは変位しないので、ステージ駆動反力が外部に伝達されるのを防止することができる。   Then, the drive reaction force of each slider 23A, 23B, 33A, 33B is canceled by the movement of each guide shaft 25A, 25B, 35A, 35B. At this time, as described above with reference to FIG. 3, the total center of gravity TG of the stage main body 10 is not displaced, so that the stage driving reaction force can be prevented from being transmitted to the outside.

なお、ステージ駆動部は、図3の他にも、例えば以下に述べるように構成することができる。
図4は、本発明の他の実施の形態に係るステージ装置の駆動部を示す断面図である。(A)は右移動時を示す図であり、(B)は左移動時を示す図である。
図4に示す駆動部においては、図3に示すカウンタマス兼ガイド軸25内に中空部25′が形成され、この中空部25′内に直方体をした内部スライダ24が収容されている。中空部25′の右室PP1、左室PP2には、図示せぬ給排気系統が接続されている。この内部スライダ24は、カウンタマス兼ガイド軸25の中空部25′内面に摺接して案内され、スライダ23のスライド方向とは逆方向にスライドする。なお、その他の構成は、図3に示すものとほぼ同様である。
The stage driving unit can be configured as described below, for example, in addition to FIG.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a drive unit of a stage apparatus according to another embodiment of the present invention. (A) is a figure which shows the time of right movement, (B) is a figure which shows the time of left movement.
In the drive unit shown in FIG. 4, a hollow portion 25 'is formed in the counter mass / guide shaft 25 shown in FIG. 3, and a rectangular parallelepiped internal slider 24 is accommodated in the hollow portion 25'. A supply / exhaust system (not shown) is connected to the right chamber PP1 and the left chamber PP2 of the hollow portion 25 '. The internal slider 24 is guided in sliding contact with the inner surface of the hollow portion 25 ′ of the counter mass / guide shaft 25, and slides in the direction opposite to the sliding direction of the slider 23. Other configurations are substantially the same as those shown in FIG.

この図4に示すステージ駆動部の駆動時の様子について説明する。
図4(A)に示すように、スライダ23をカウンタマス兼ガイド軸25に沿って図中右側に移動させる場合は、スライダ23内の右圧力室P1に給気するとともに、左圧力室P2から排気する。すると、右圧力室P1の内圧が左圧力室P2の内圧よりも高くなり、スライダ23はカウンタマス兼ガイド軸25に沿って図中右側にスライド移動する。
A state during driving of the stage driving unit shown in FIG. 4 will be described.
As shown in FIG. 4A, when the slider 23 is moved to the right side in the figure along the counter mass / guide shaft 25, the air is supplied to the right pressure chamber P1 in the slider 23, and from the left pressure chamber P2. Exhaust. Then, the internal pressure of the right pressure chamber P1 becomes higher than the internal pressure of the left pressure chamber P2, and the slider 23 slides along the counter mass / guide shaft 25 to the right in the drawing.

このとき、カウンタマス兼ガイド軸25の中空部25′内においては、左室PP2に給気するとともに、右室PP1から排気し、スライダ23の移動方向とは逆方向(図中左側)に内部スライダ24を動かす。このような内部スライダ24の動きにより、スライダ23の駆動反力がキャンセルされる。しかし、この際、カウンタマス兼ガイド軸25自体はほとんど移動しない。
なお、カウンタマス兼ガイド軸25は、図3と同様にしてガイド支持部27に非接触支持されているので、当残し残留振動の伝達は防止される。
At this time, in the hollow portion 25 ′ of the countermass / guide shaft 25, air is supplied to the left chamber PP 2 and is exhausted from the right chamber PP 1, and the inside of the slider 23 moves in the direction opposite to the moving direction (left side in the figure). The slider 24 is moved. Such a movement of the internal slider 24 cancels the driving reaction force of the slider 23. However, at this time, the counter mass / guide shaft 25 itself hardly moves.
Since the countermass / guide shaft 25 is supported in a non-contact manner on the guide support portion 27 in the same manner as in FIG. 3, transmission of the remaining residual vibration is prevented.

一方、図4(B)に示すように、スライダ23をカウンタマス兼ガイド軸25上に沿って図中左側に移動させる場合は、前述とは逆に、スライダ23内の右圧力室P1から排気するとともに、左圧力室P2に給気する。すると、右圧力室P1の内圧が左圧力室P2の内圧よりも低くなり、スライダ23はカウンタマス兼ガイド軸25に沿って図中左側にスライドする。この場合も、カウンタマス兼ガイド軸25自体はほとんど移動しないが、前述とは逆に、カウンタマス兼ガイド軸25の中空部25′内の右室PP1に給気するとともに、左室PP2から排気して、内部スライダ24をスライダ23の移動方向とは逆方向(図中右側)に動かす。そして、前述と同様にして、この内部スライダ24の移動によりステージ反力がキャンセルされる。   On the other hand, as shown in FIG. 4B, when the slider 23 is moved to the left in the drawing along the counter mass / guide shaft 25, the exhaust is performed from the right pressure chamber P1 in the slider 23, contrary to the above. In addition, the left pressure chamber P2 is supplied with air. Then, the internal pressure of the right pressure chamber P1 becomes lower than the internal pressure of the left pressure chamber P2, and the slider 23 slides along the counter mass / guide shaft 25 to the left in the drawing. In this case as well, the countermass / guide shaft 25 itself hardly moves, but conversely, the air is supplied to the right chamber PP1 in the hollow portion 25 'of the countermass / guide shaft 25 and exhausted from the left chamber PP2. Then, the internal slider 24 is moved in the direction opposite to the moving direction of the slider 23 (right side in the figure). In the same manner as described above, the stage reaction force is canceled by the movement of the internal slider 24.

この図4の駆動部の駆動状態においては、ガイド軸25の重心GGはほとんど変位せず、スライダ23の重心SGは右側(図4(A))から左側(図4(B))に変位し、内部スライダ24の重心SGは左側(図4(A))から右側(図4(B))に変位する。しかし、図3の例と同様に、この例でもステージ総重心TGは変位しない。そのため、ステージ駆動反力が外部に伝達されるのを防止することができる。   4, the center of gravity GG of the guide shaft 25 is hardly displaced, and the center of gravity SG of the slider 23 is displaced from the right side (FIG. 4A) to the left side (FIG. 4B). The center of gravity SG of the internal slider 24 is displaced from the left side (FIG. 4A) to the right side (FIG. 4B). However, as in the example of FIG. 3, the stage total center of gravity TG is not displaced in this example. Therefore, it is possible to prevent the stage driving reaction force from being transmitted to the outside.

次に、図5及び図6を参照しつつ、第2の実施の形態に係るステージ装置について説明する。
図5は、本発明の第2の実施の形態に係るステージ装置を示す平面図である。
図6は、同ステージ装置の移動例(図中右上移動)を示す平面図である。
なお、以下の説明におけるX方向、Y方向とは、図5及び図6に示す矢印方向を指すものとする。
図5、図6に示すステージ装置51は、前述した第1の実施の形態とほぼ同様の、上下ステージ11、12等で構成されるステージ本体10が設けられている。
Next, a stage apparatus according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 5 and 6.
FIG. 5 is a plan view showing a stage apparatus according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a plan view showing an example of movement of the stage device (upper right movement in the figure).
In the following description, the X direction and the Y direction refer to the arrow directions shown in FIGS. 5 and 6.
The stage apparatus 51 shown in FIGS. 5 and 6 is provided with a stage main body 10 composed of upper and lower stages 11 and 12 and the like, which are substantially the same as those of the first embodiment described above.

ステージ本体10の下ステージ12は、図示せぬ気体軸受等を介して、Y軸方向に延びるYガイド軸65に嵌合されている。このYガイド軸65の両端には、X方向にスライド可能なX軸スライダ53(53A、53B)が設けられている。各X軸スライダ53の上面には、ガイド支持ブラケット54(54A、54B)が形成されている。Yガイド軸65の両端は、ガイド支持ブラケット54の内側に、図示せぬ気体軸受を介して嵌合されている。Yガイド軸65は、ガイド支持ブラケット54に支持されつつ、Y軸方向にスライド可能である。このYガイド軸65は、下ステージ12の駆動反力をキャンセルするカウンタマスの役割を兼ねる。すなわち、下ステージ12が図3又は図4におけるスライダ23に相当し、Yガイド軸65が図3又は図4におけるカウンタマス兼ガイド軸25に相当する。   The lower stage 12 of the stage body 10 is fitted to a Y guide shaft 65 extending in the Y axis direction via a gas bearing (not shown) or the like. At both ends of the Y guide shaft 65, X-axis sliders 53 (53A, 53B) that can slide in the X direction are provided. On the upper surface of each X-axis slider 53, guide support brackets 54 (54A, 54B) are formed. Both ends of the Y guide shaft 65 are fitted inside the guide support bracket 54 via gas bearings (not shown). The Y guide shaft 65 is slidable in the Y-axis direction while being supported by the guide support bracket 54. The Y guide shaft 65 also serves as a counter mass that cancels the driving reaction force of the lower stage 12. That is, the lower stage 12 corresponds to the slider 23 in FIG. 3 or 4, and the Y guide shaft 65 corresponds to the counter mass / guide shaft 25 in FIG. 3 or 4.

各X軸スライダ53は、図示せぬ気体軸受を介して、X軸方向に延びるXガイド軸55(55A、55B)にスライド可能に嵌合されている。これらのXガイド軸55は、カウンタマスを兼ねる。すなわち、X軸スライダ53が図3又は図4におけるスライダ23に相当し、Xガイド軸55が図3又は図4におけるカウンタマス兼ガイド軸25に相当する。各Xガイド軸55の両端部付近には、図示せぬ気体軸受を介して、ガイド支持部57が設けられている。このガイド支持部57は、Xガイド軸55を挟んでY軸方向に対向する一対の外支持板57a、内支持板57bからなる。   Each X-axis slider 53 is slidably fitted to an X guide shaft 55 (55A, 55B) extending in the X-axis direction via a gas bearing (not shown). These X guide shafts 55 also serve as counter masses. That is, the X-axis slider 53 corresponds to the slider 23 in FIG. 3 or FIG. 4, and the X guide shaft 55 corresponds to the counter mass / guide shaft 25 in FIG. Guide support portions 57 are provided in the vicinity of both ends of each X guide shaft 55 via a gas bearing (not shown). The guide support portion 57 includes a pair of an outer support plate 57a and an inner support plate 57b that face each other in the Y-axis direction with the X guide shaft 55 interposed therebetween.

ガイド支持部57よりも外側において、両Xガイド軸55の左右(X軸方向)端部同士は、連結部材61、62で連結されている。これにより、Xガイド軸55A、55Bと連結部材61、62とは、全体として枠状となるように構成されている(以下これを枠組ガイド70と呼ぶ)。この枠組ガイド70は、Xガイド軸55がガイド支持部57に非接触支持されつつ、X軸方向にスライド可能となっている。   Outside the guide support portion 57, the left and right (X-axis direction) end portions of the X guide shafts 55 are connected by connecting members 61 and 62. Accordingly, the X guide shafts 55A and 55B and the connecting members 61 and 62 are configured to have a frame shape as a whole (hereinafter referred to as a frame guide 70). The frame guide 70 is slidable in the X-axis direction while the X guide shaft 55 is supported in a non-contact manner by the guide support portion 57.

この第2実施例のステージ装置51の作用について説明する。
図5に示すように、ステージ本体10が枠組ガイド70のほぼ中央に位置しているときは、ステージ総重心TGはステージ本体10のほぼ中央にある。この図5の状態から、例えば図6に示すように、ステージ本体10を図中右上に移動させる場合、X軸スライダ53A、53BをXガイド軸55A、55Bに沿ってX方向右側に動かし、下ステージ12をYガイド軸65に沿ってY方向上側に動かす。
The operation of the stage device 51 of the second embodiment will be described.
As shown in FIG. 5, when the stage main body 10 is positioned approximately at the center of the frame guide 70, the stage total center of gravity TG is approximately at the center of the stage main body 10. When moving the stage main body 10 to the upper right in the figure from the state of FIG. 5, for example, as shown in FIG. 6, the X axis sliders 53A and 53B are moved to the right in the X direction along the X guide shafts 55A and 55B. The stage 12 is moved along the Y guide shaft 65 upward in the Y direction.

X軸スライダ53A、53BがX方向右側へ移動すると、枠組ガイド70全体がガイド支持部57に支持されつつX方向左側へ移動し、X軸スライダ53A、53Bの駆動反力がキャンセルされる。一方、下ステージ12がY方向上側へ移動すると、Yガイド軸65がガイド支持ブラケット54に支持されつつY方向下側へ移動し、下ステージ12の駆動反力がキャンセルされる。   When the X-axis sliders 53A and 53B move to the right in the X direction, the entire frame guide 70 moves to the left in the X direction while being supported by the guide support portion 57, and the driving reaction force of the X-axis sliders 53A and 53B is cancelled. On the other hand, when the lower stage 12 moves upward in the Y direction, the Y guide shaft 65 moves downward in the Y direction while being supported by the guide support bracket 54, and the driving reaction force of the lower stage 12 is cancelled.

このステージ装置51では、Yガイド軸65がX軸スライダ53A、53BとともにX軸方向に移動し、上ステージ11が下ステージ12とともにY軸方向に移動したとしても、ステージ本体10の重心は移動するが、ステージ装置51の総重心TGは図5と図6とで変位しない。Xガイド軸55A、55Bの各駆動推力配分は一定であるため、枠組ガイド70全体で一体化しても、Xガイド軸55A、55Bのカウンタマスとしての機能は前述(図3又は図4)と同様である。このようにして、ステージ駆動反力が外部に伝達されるのを防止することができる。   In this stage device 51, even if the Y guide shaft 65 moves in the X axis direction together with the X axis sliders 53A and 53B, and the upper stage 11 moves in the Y axis direction together with the lower stage 12, the center of gravity of the stage body 10 moves. However, the total center of gravity TG of the stage device 51 is not displaced between FIGS. Since each drive thrust distribution of the X guide shafts 55A and 55B is constant, even if the entire frame guide 70 is integrated, the functions of the X guide shafts 55A and 55B as the counter mass are the same as those described above (FIG. 3 or FIG. 4). It is. In this way, it is possible to prevent the stage driving reaction force from being transmitted to the outside.

本発明の第1の実施の形態に係るステージ装置を示す平面図である。It is a top view which shows the stage apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 同ステージ装置の移動例(図中右上移動)を示す平面図である。It is a top view which shows the example of a movement (upper right movement in a figure) of the same stage apparatus. 本発明の一実施の形態に係るステージ装置の駆動部を示す断面図である。(A)は右移動時を示す図であり、(B)は左移動時を示す図である。It is sectional drawing which shows the drive part of the stage apparatus which concerns on one embodiment of this invention. (A) is a figure which shows the time of right movement, (B) is a figure which shows the time of left movement. 本発明の他の実施の形態に係るステージ装置の駆動部を示す断面図である。(A)は右移動時を示す図であり、(B)は左移動時を示す図である。It is sectional drawing which shows the drive part of the stage apparatus which concerns on other embodiment of this invention. (A) is a figure which shows the time of right movement, (B) is a figure which shows the time of left movement. 本発明の第2の実施の形態に係るステージ装置を示す平面図である。It is a top view which shows the stage apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 同ステージ装置の移動例(図中右上移動)を示す平面図である。It is a top view which shows the example of a movement (upper right movement in a figure) of the same stage apparatus. 本発明の一実施の形態に係る電子線露光装置を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the electron beam exposure apparatus which concerns on one embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 ステージ装置 10 ステージ本体
11 上ステージ 12 下ステージ
21 Y軸移動ガイド
23(23A、23B) X軸スライダ 24 内部スライダ
25(25A、25B) Xガイド軸 25′ 中空部
27 ガイド支持部 31 X軸移動ガイド
33(33A、33B) Y軸スライダ
35(35A、35B) Yガイド軸 37 ガイド支持部
40 圧力室 43、45 受圧板
47 位置補正アクチュエータ 48 位置検出センサ
51 ステージ装置
53(53A、53B) X軸スライダ
54(54A、54B) ガイド支持ブラケット
55(55A、55B) Xガイド軸
57 ガイド支持部 61、62 連結部材
65 Yガイド軸 70 枠組ガイド
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Stage apparatus 10 Stage main body 11 Upper stage 12 Lower stage 21 Y-axis movement guide 23 (23A, 23B) X-axis slider 24 Internal slider 25 (25A, 25B) X-guide shaft 25 'Hollow part 27 Guide support part 31 X-axis movement Guide 33 (33A, 33B) Y-axis slider 35 (35A, 35B) Y guide shaft 37 Guide support portion 40 Pressure chamber 43, 45 Pressure receiving plate 47 Position correction actuator 48 Position detection sensor 51 Stage device 53 (53A, 53B) X axis Slider 54 (54A, 54B) Guide support bracket 55 (55A, 55B) X guide shaft 57 Guide support portion 61, 62 Connecting member 65 Y guide shaft 70 Frame guide

Claims (8)

気体圧作動の駆動機構を備え、ステージを移動・位置決めするステージ装置であって、
ステージ装置のベースに対して移動可能に支持された、カウンタマスを兼ねるガイド軸と、
該ガイド軸の軸方向に沿ってスライドする、内部に作動気体の導入される圧力室の形成されたステージと、
前記圧力室を区分する、前記ガイド軸に取り付けられた受圧板と、
を具備し、
前記受圧板により区分された圧力室内の気体圧を制御することにより前記ステージを前記ガイド軸に沿って駆動するとともに、その駆動反力を、前記カウンタマスを兼ねるガイド軸が前記ステージと反対方向に動いてキャンセルすることを特徴とするステージ装置。
A stage device having a gas pressure actuated drive mechanism for moving and positioning the stage,
A guide shaft also serving as a counter mass, supported movably with respect to the base of the stage device;
A stage formed with a pressure chamber into which a working gas is introduced, which slides along the axial direction of the guide shaft;
A pressure receiving plate attached to the guide shaft that divides the pressure chamber;
Comprising
The stage is driven along the guide shaft by controlling the gas pressure in the pressure chamber divided by the pressure receiving plate, and the driving reaction force is driven in the direction opposite to the stage by the guide shaft serving also as the counter mass. A stage device that moves and cancels.
気体圧で駆動される、X軸方向駆動用及びY軸方向駆動用の2軸分の案内駆動機構を備え、ステージをある平面(XY平面)内で移動・位置決めするステージ装置であって、
各案内駆動機構が、
ステージ装置のベースに対して移動可能に支持された、カウンタマスを兼ねるガイド軸と、
該ガイド軸の軸方向に沿ってスライドする、内部に作動気体の導入される圧力室の形成されたスライダと、
前記圧力室を区分する、前記ガイド軸に取り付けられた受圧板と、
を具備し、
前記受圧板により区分された圧力室内の気体圧を制御することにより前記スライダを前記ガイド軸に沿って駆動するとともに、その駆動反力を、前記カウンタマスを兼ねるガイド軸が前記スライダと反対方向に動いてキャンセルすることを特徴とするステージ装置。
A stage device that is driven by gas pressure and includes a guide driving mechanism for two axes for driving in the X-axis direction and driving in the Y-axis direction, and moves and positions the stage in a certain plane (XY plane),
Each guide drive mechanism
A guide shaft also serving as a counter mass, supported movably with respect to the base of the stage device;
A slider having a pressure chamber into which a working gas is introduced, which slides along the axial direction of the guide shaft;
A pressure receiving plate attached to the guide shaft that divides the pressure chamber;
Comprising
The slider is driven along the guide shaft by controlling the gas pressure in the pressure chamber divided by the pressure receiving plate, and the driving reaction force is driven in the direction opposite to the slider by the guide shaft serving also as the counter mass. A stage device that moves and cancels.
前記ガイド軸が、前記X軸方向に延びる平行な2本のXガイド軸、及び、前記Y軸方向に延びる平行な2本のYガイド軸からなり、
前記ステージのステージ本体が、前記各Xガイド軸、前記各Yガイド軸のそれぞれの上をスライドするXスライダ、Yスライダに連結されており、
前記圧力室が、前記Xスライダ、前記Yスライダの内部に形成されていることを特徴とする請求項2記載のステージ装置。
The guide shaft consists of two parallel X guide shafts extending in the X axis direction and two parallel Y guide shafts extending in the Y axis direction,
The stage body of the stage is connected to an X slider that slides on each of the X guide shafts and the Y guide shafts, and a Y slider.
The stage apparatus according to claim 2, wherein the pressure chamber is formed inside the X slider and the Y slider.
前記ガイド軸が、前記X軸方向又は前記Y軸方向に延びる平行な2本のガイド軸(第1のガイド軸)、及び、これら2本のガイド軸と直交する方向に延びる1本のガイド軸(第2のガイド軸)からなり、
前記第1のガイド軸の対向する端部同士は、それぞれ連結部材で連結されており、
前記第1のガイド軸のそれぞれの上をスライドする第1のスライダ、及び、前記第2のガイド軸の上をスライドする第2のスライダを備えており、
前記第2のガイド軸は、前記第1のスライダ間に架け渡されて配置されており、
前記ステージのステージ本体が、前記第2のスライダに連結されており、
前記圧力室が、前記第1、第2のスライダの内部に形成されていることを特徴とする請求項2記載のステージ装置。
The guide shaft has two parallel guide shafts (first guide shafts) extending in the X-axis direction or the Y-axis direction, and one guide shaft extending in a direction perpendicular to the two guide axes. (Second guide shaft)
The opposite ends of the first guide shaft are connected by a connecting member, respectively.
A first slider that slides over each of the first guide shafts, and a second slider that slides over the second guide shafts,
The second guide shaft is arranged so as to span between the first sliders,
A stage body of the stage is coupled to the second slider;
3. The stage apparatus according to claim 2, wherein the pressure chamber is formed inside the first and second sliders.
前記ガイド軸の位置を検出する位置検出手段と、
前記ガイド軸の位置を補正する位置補正手段と、
をさらに具備することを特徴とする請求項1〜4いずれか1項記載のステージ装置。
Position detecting means for detecting the position of the guide shaft;
Position correcting means for correcting the position of the guide shaft;
The stage apparatus according to claim 1, further comprising:
前記ガイド軸の内部又は近傍に、前記ステージの駆動方向とは逆方向に駆動して前記ガイド軸の移動を制限する制限用アクチュエータをさらに具備することを特徴とする請求項1〜5いずれか1項記載のステージ装置。   6. The actuator according to claim 1, further comprising a limiting actuator that drives in a direction opposite to a driving direction of the stage in or near the guide shaft to limit movement of the guide shaft. The stage device according to the item. 前記ガイド軸に中空部が形成されており、
該中空部内に、前記ステージの駆動方向とは反対方向に動いて該ステージの駆動反力をキャンセルする内部スライダが設けられていることを特徴とする請求項6記載のステージ装置。
A hollow portion is formed in the guide shaft,
The stage apparatus according to claim 6, wherein an internal slider that moves in a direction opposite to a driving direction of the stage to cancel a driving reaction force of the stage is provided in the hollow portion.
感応基板上にパターンを転写する露光装置であって、
請求項1〜7いずれか1項記載のステージ装置を備えることを特徴とする露光装置。
An exposure apparatus for transferring a pattern onto a sensitive substrate,
An exposure apparatus comprising the stage apparatus according to claim 1.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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