JP2018059592A - 静圧軸受パーティクル低減 - Google Patents

Abstract

【課題】
パーティクルが装置周辺に飛散することを防止することができる静圧軸受を提供することを目的とする。
【解決手段】
静圧軸受の可動部材の端面にパーティクルを補足するための捕集板を備える。捕集板は可動部材の端面から延び、固定部材のガイド面に平行な面を有する第一板と、第一板から固定部材のガイド面に向かって略垂直な面を有する第二板を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、支持対象を非接触で支持する静圧軸受からの発塵に関するものである。

半導体デバイス等の製造に用いられる半導体製造装置には、半導体集積回路における回路パターンの微細化や高集積化に伴って、高精度な微細加工が要求されている。

このような半導体製造装置は、高い精度を保証するために基板を保持した基板ステージを駆動する駆動装置を備え、駆動装置は、基板ステージの移動を案内する案内装置を備えている。案内装置としては制御性、発塵の観点から、支持対象を非接触で支持する静圧軸受を用いている。

特開２００９−１９６８８号公報

半導体デバイス等の製造に用いられる半導体製造装置には制御性と発塵の観点から、支持対象を非接触で支持する静圧軸受が採用されている。しかし、支持対象を非接触で支持する静圧軸受にあっても、気体の噴出と共に気体の供給経路である配管や静圧軸受部材からのパーティクルが飛散することが高集積化にともない問題となってきた。

特に、半導体露光装置においては、装置内で飛散したパーティクルが気流に乗り半導体基板に付着することで、回路パターンの課題につながる。よって、厳しくパーティクルを管理する必要がでてきた。また、特許文献１の特開２００９−１９６８８号には、パーティクル対策として静圧軸受の空気噴出面から滑走面に対して、噴出された空気とパーティクルを吸引する吸引部が記載されている。しかし、吸引を行うための配管によって装置の拡大や配管による実装外乱による精度劣化や大幅なコスト増大になるという課題があった。

本発明は、装置の拡大や精度劣化やコスト上昇させることなくパーティクルが装置周辺に飛散することを防止することができる静圧軸受を提供することを目的とする。

静圧軸受は固定部材または可動部材側から圧縮空気が供給され、供給された空気が噴出口より噴出される。噴出口から噴出された空気により可動部材と固定部材の間に空気圧が発生し非接触で保持がなされる。
噴出口より噴出される空気には供給経路である配管や静圧軸受部材からのパーティクルが含まれ、静圧軸受からパーティクルが外部に飛散する。
このパーティクル飛散を防止するために、本発明においては、静圧軸受の可動部材の端面にパーティクルを捕集するための捕集板を備える。
捕集板は可動部材の端面から延び、固定部材のガイド面に平行な面を有する第一板と、第一板から固定部材のガイド面に向かって略垂直な面を有する第二板から構成されている。
これによって、本発明の静圧軸受は噴出口から空気と共に排出されたパーティクルが、可動部材の端部に設けられた捕集板にパーティクルが接触することで、パーティクルを捕集し、装置周辺へ飛散すパーティクルを低減することができる。

本発明の静圧軸受の端部に捕集構造体を具備することによって、パーティクルが静圧軸受から外部に飛散することを防止することができる。

本発明を適用した静圧軸受の斜視図 本発明を適用した静圧軸受の横断面図 本発明の板形状を表す横断面図 本発明のパーティクル捕集方法に関する図 本発明を適用したXYステージの斜視図 本発明を適用したXYステージの静圧軸受の斜視図 本発明を適用したXYステージの静圧軸受の横断面図 本発明を適用したXYステージの静圧軸受の板形状を表す横断面図 本発明を適用したXYステージの静圧軸受のパーティクル捕集方法に関する図 本発明を適用した静圧軸受の気流解析結果

以下に、本発明の好ましい実施形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。図２（A）、（B）は、本発明を適用した静圧軸受の横断面図である。静圧軸受１は固定部材２または可動部材３側から圧縮空気５を供給し、噴出口６から空気Ａが噴出される。噴出部６より噴出した空気Ａによって可動部材２と固定部材３の間に空気圧が発生し非接触で保持される。

静圧軸受１の可動部材３の端面３aには、噴出口６から噴出した空気と共に排出されたパーティクルPを捕集するための捕集板４が構成される。捕集板４によるパーティクル捕集の原理について、図１０に基づいて説明する。図１０は静圧軸受１００から空気と共に排出されたパーティクルＰが捕集板１０３に接触することで、捕集される様子を示した解析結果である。静圧軸受１００は可動部材１０１と固定部材１０２の隙間１０５から空気と共にパーティクルＰを排出する。

排出された空気の気流１０４は捕集板１０３にぶつかり、上昇気流に変化する。空気と共に排出されたパーティクルＰは気流１０４の変化により方向を変えるが、遠心力によって捕集板１０３に接触し、捕集される。これが捕集板１０３によるパーティクル捕集の原理である。捕集板４は可動部材３の端面３aから延び、固定部材２のガイド面２aに平行な面を有する第一板４aと、第一板４aから固定部材２のガイド面２aに向かって略垂直な面を有する第二板４bを有する。

この捕集板４の構造により、排出された空気の気流は捕集板４にぶつかり、上昇気流に変化させることが可能となり、捕集板４によりパーティクルが捕集される。捕集板４の形状としては、図３の（A）に示すように鍵型であり、直角に折れ曲がったもの、図３の（B）に示すように鍵型であり、略直角に折れ曲がったもの、図３の（C）に示すように鍵型でありR形状であるもののいずれかであれば良い。

さらに、類似形状として、図３の（D）に示すように第二板４bが複数枚構成されるものであっても本発明の範囲に含まれることは言うまでもない。パーティクルの捕集は捕集板４に接触することで行われるが、より強力に補足するために図４に示すように捕集板４に接着剤７を張り付けてもよい。この例では、接着剤は捕集板の内側すべてにあるが、例えば、第二板４bだけやその一部でも良い。さらに紙面の垂直方向に関しても、全面に接着剤７を張り付けることが望ましいが、装置構成の都合で、一部となっても、本発明の効果を発揮することができる。

静圧軸受１の可動部材３は固定部材４のガイド面２aに沿って移動するが、移動範囲内に干渉物が存在すると、可動部材３の端面３aの全てに捕集板４を配置ができない場合がある。このような場合であっても可動部材３の端面３aの一部に捕集板４を備えることで、パーティクルPが装置周辺に飛散することを低減する効果がある。すなわち、捕集板４は、可動部材３の端面３aの全てまたは一部でもよい。

以上によって、静圧軸受１は噴出口６から空気Ａと共に排出されたパーティクルPが静圧軸受の外側に排出されても、捕集板４にパーティクルPが接触することで、パーティクルを捕集し、周辺へ飛散するパーティクルを防ぐことができる。

次に、本発明の実施形態にかかるＸＹステージの一例として、図５を参照して説明する。本発明の実施形態に係る静圧軸受１１を採用したXYステージ１２は静圧軸受１１の滑走面１３aを有するステージ定盤１３を有する。さらに、XYステージ１２はステージ定盤１３上をYガイド１４に沿ってY方向に移動するY方向移動体１５と、ステージ定盤１３上をXガイド１６に沿ってX方向に移動するX方向移動体１７を有する。

Y方向移動体１５はY方向移動体支持部１８により支持され、Y方向移動体支持部１８の下端部には静圧軸受１１が設けられている。X方向移動体１７はX方向移動体支持部１９により支持され、X方向移動体支持部１９の下端部には静圧軸受１１が設けられている。また、中央にはY方向移動体１５とX方向移動体１７に沿って移動するXYスライダー２０を備え、XYスライダー２０の下端部には静圧軸受１１が設けられている。

図７は、本発明を適用した静圧軸受１１の横断面図である。静圧軸受１１は可動部材２１側から圧縮空気２４を供給し、噴出口２２から空気が噴出される。噴出口２２より噴出した空気Ａによって可動部材２とステージ定盤１３の間に空気圧が発生し非接触で保持される。

静圧軸受１１の可動部材２１の端面２１aには、噴出口２２から噴出した空気Ａと共に排出されたパーティクルPを捕集するための捕集板２３が構成される。捕集板２３は可動部材２１の端面２１aから延び、ステージ定盤１３の滑走面１３aに平行な面を有する第一板２３aと、第一板２３aからステージ定盤１３の滑走面１３aに向かって略垂直な面を有する第二板２３bを有する。

捕集板２３は、図８の（A）〜（B）に示すような形状になっている。また、類似形状として、図８の（D）に示すように第二板２３bが複数枚構成されるものであっても本発明の範囲に含まれることは言うまでもない。また捕集板２３には図９に示すような接着剤２５が具備されることが望ましい。静圧軸受１１の可動部材２１はステージ定盤１３の滑走面１３aに沿って移動するが、移動範囲内に干渉物が存在すると、可動部材２１の端面２１aの全てに捕集板２３を配置ができない場合がある。

このような場合であっても可動部材２１の端面２１aの一部に捕集板２３を備えることで、パーティクルPが装置周辺に飛散することを低減する効果がある。よって、捕集板２３は、可動部材２１の端面２１aの全てまたは一部でもよい。

１ 静圧軸受
２ 固定部材
３ 可動部材
４ 捕集板
５ 圧縮空気
６ 噴出口
７ 接着剤
１１ 静圧軸受
１２ ＸＹステージ
１３ ステージ定盤
１４ Ｙガイド
１５ Ｙ方向移動体
１６ Ｘガイド
１７ Ｘ方向移動体
１８ Ｙ方向移動体支持部
１９ Ｘ方向移動体支持部
２０ ＸＹスライダー
２１ 可動部材
２２ 噴出口
２３ 捕集板
２４ 圧縮空気
２５ 接着剤
１００ 静圧軸受
１０１ 可動部材
１０２ 固定部材
１０３ 捕集板
１０４ 気流
１０５ 隙間
Ａ 空気
Ｐ パーティクル

Claims (5)

1. 支持対象を非接触で支持する静圧軸受で、対向する2面の間に静圧が発生するように保持され、対向する二面を有する構造体のうち、短手の構造体の端面に対向する面に平行な面を有する第一板または第一板から対向する面に向かって垂直な面を有する第二板を備え、気流に乗ったパーティクルが板に接触することで、パーティクルを補足することができることを特徴とする静圧軸受装置。
2. 請求項1に記載の第一板と第二板からなる形状は、前記軸受部から庇（断面形状が¬型または鍵型）形状であることを特徴とする請求項1に記載の静圧軸受装置。
3. 請求項1に記載の前記対向する面と第一板と第二板の囲まれた範囲に、第一板と第二板の一部または全領域にパーティクルを捕集する粘着剤があることを特徴とする請求項1に記載の静圧軸受装置。
4. 請求項1に記載の第二板は、短手の構造体の端面の一部またはすべての範囲を含むように具備されていることを特徴とする請求項1に記載の静圧軸受装置。
5. 請求項1に記載の第一板と第二板を有する軸受装置を具備したことを特徴とするステージ装置または半導体製造装置。