JP2560700B2 - ステ−ジ装置 - Google Patents

ステ−ジ装置

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JP2560700B2
JP2560700B2 JP61248244A JP24824486A JP2560700B2 JP 2560700 B2 JP2560700 B2 JP 2560700B2 JP 61248244 A JP61248244 A JP 61248244A JP 24824486 A JP24824486 A JP 24824486A JP 2560700 B2 JP2560700 B2 JP 2560700B2
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stage
wall
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movable wall
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俊雄 笹岡
猛 山中
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Omron Tateisi Electronics Co
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Description

【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> この発明は、半導体製造装置、マイクロパターン描画
装置等に適用されるステージ装置に関する。
<従来の技術> 従来、この種ステージ装置は、例えば、第4図に示す
如く、ベース9上へ直交方向に摺動するステージ91、92
が上下2段に配備されている。各ステージ91、92は、そ
れぞれ摺動案内面93a、93bに対し針状コロガリ軸受にて
支承されると共に、モータ94a、94bにより正逆回転する
送り軸95a、95bに連繋されて、互いに直交方向に往復動
する。上側のステージ92の上面には描画基板96が水平に
取付けられ、鉛直上方より電子ビームを作用させて、パ
ターンを描画する。
<発明が解決しようとする問題点> 上記ステージ装置を用いて第5図に示すような同心円
状の円形パターン97を描画する場合、円形パターン97を
構成する各描画点ごとに両ステージ91、92をX軸、Y軸
方向に微動位置決めする必要がある。
特に円形パターン97の隣接する描画点のピッチが細か
くなると、両ステージ91,92の位置決め設定位置の数が
膨大な数量となり、大容量のメモリを要する。しかも、
円形パターン97は、第6図に示す如く、描画点98のピッ
チが不揃い且つ不連続となり、パターン精度が低い許り
でなく、1枚の基板96の描画に長時間を要し、基板作成
能率が悪いという問題点がある。
そこで、この発明は上記従来の諸問題に着目してなさ
れたもので、往復動可能なステージ上に回転ステージを
搭載することにより、パターン描画装置等における描画
時間を短縮し、連続した円形パターンの描画を実現し、
且つ描画精度の向上を達成し得るステージ装置を提供す
ることを目的とする。
<問題点を解決するための手段> この発明のステージ装置は、ベース上に往復動可能に
配備されたステージと、前記ベース上に配備された前記
ステージの送り機構と、前記ステージ上に配設された微
動台と、この微動台上に搭載された回転ステージとから
なる。前記送り機構は、ステージの移行方向と平行なリ
ードネジを有し、このリードネジに螺合されたナットと
前記ステージとの間を連結ロッドにより連結すると共
に、前記連結ロッドに微動アクチュエータを介装してい
る。前記微動台は、前記ステージに固定した取付壁上に
X軸またはY軸方向に弾性変位する第1の支持壁を介し
て水平に支持された可動壁と、この可動壁上に前記第1
の支持壁と直交方向に弾性変位する第2の支持壁を介し
て水平に支持された回転ステージ取付壁とを備え、前記
取付壁と可動壁との間には、第1の支持壁を弾性変位さ
せて可動壁を微動させる微動アクチュエータが配設され
ると共に、可動壁と回転ステージ取付壁との間には、第
2の支持壁を弾性変位させて回転ステージ取付壁を微動
させる微動アクチュエータが配設されている。
<作用> 例えばパターン描画装置において、微動台上の2つの
微動アクチュエータを作動して、電子ビームの光軸と回
転ステージの回転中心を一致させ、且つ回転ステージ上
に描画基板を止着した後、リードネジを作動して、ステ
ージを所定量移行させる。次いで、連結ロッドに設けた
微動アクチュエータを作動してステージを微動し、電子
ビームに対し基板の描画位置を微調設定した後、回転ス
テージを回転させ、連続した真円の円形パターンを描画
する。
<実施例> 第1図および第2図は、この発明にかかるステージ装
置の一実施例を示している。
このステージ装置は、平坦なベース1上に往復動可能
なステージ2およびこのステージ2を往復動させる送り
機構3をそれぞれ配備すると共に、ステージ2上に微動
台4を介して回転ステージ5を搭載してなる。前記ベー
ス1と、ベース1上のステージ2および回転ステージ5
は真空室10内に設備される。
前記ベース1の上面には、互いに平行して一方は平坦
面、他方はV状面をなしそれぞれにガイドローラ12が配
設された真直ガイド11が形成されており、この真直ガイ
ド11にステージ2が往復動可能に支承されている。
ステージ送り機構3は、ベース1上に、ステージ2の
移行方向と平行なリードネジ31を配設してその端部を駆
動モータ32に連繋すると共に、リードネジ31にナット33
を螺合してナット33と前記ステージ2との間を連結ロッ
ド34にて連結してなる。リードネジ31を軸回転させる
と、ナット33および連結ロッド34を介してステージ2が
往復動する。
前記連結ロッド34の軸上には微動アクチュエータ35が
設けてある。
微動アクチュエータ35は、連結ロッド34の中間部に介
装され、例えば電圧印加によって伸縮するピエゾ素子等
の圧電素子が用いられている。ステージ2をリードネジ
31により移動した後、この微動アクチュエータ35を作動
して高精度な位置決めを行う。
微動台4は、ステージ2に固定した取付壁41上にX軸
またはY軸方向に弾性変位する支持壁42を介して水平に
支持された可動壁43と、この可動壁43上に前記支持壁42
と直交方向に弾性変位する支持壁44を介して水平に支持
された回転ステージ取付壁45とを一体に連設したもので
ある。各支持壁42,44は、上部および下部の両側に、外
側面および内側面にそれぞれ開口する円弧溝46を形成す
ることにより、相対する円弧溝46,46の溝底間に薄肉の
弾性ひんじ部47が形成されたものである。
取付壁41および可動壁43には、それぞれ支持壁42,46
に対向して支柱48a,48bを設け、支柱48aと可動壁43との
間および支柱48bと取付壁45との間には圧電素子をもっ
てなす微動アクチュエータ49a,49bがそれぞれ配設して
ある。両微動アクチュエータ49a,49bを作動することに
より回転ステージ5をX軸およびY軸方向に微動調整す
ることが可能である。
回転ステージ5は、微動台4の取付壁45上に気密構造
の筺体50を取付け、この筺体50中へ静圧空気回転スピン
ドルユニット52を内蔵してなり、筺体50上へ突出させた
スピンドル54の上端部に円形テーブル51が取付けられて
いる。筺体50の適所には、吸気源(図示せず)に連通し
た排気管59が接続されている。
前記静圧空気回転スピンドルユニット52は、モータ53
のスピンドル54に、モータコイル55の上下に近接して水
平な軸受フランジ56a,56bを周設し、上部フランジ56aの
上面とスピンドル54の軸周面とに対して第1の静圧空気
軸受6aを、下部フランジ56bの下面とスピンドル54の軸
周面とに対して第2の静圧空気軸受6bを、それぞれ配設
してなる。
上下の各静圧空気軸受6a,6bは、それぞれ中心部にス
ピンドル54を所定ギャップを設けて軸承する軸受孔61を
有しており、外周部は筺体50の周壁に取付けられてい
る。軸受孔61には周上の数箇所に圧力空気噴出口62が穿
設され、この噴出口62とスピンドル54の軸周にてラジア
ル軸受63が構成される。また両フランジ56a,56bと対向
して複数の空気噴出口64が穿設され、この噴出口64とフ
ランジ56a,56bにてスラスト軸受65が構成される。各噴
出口62,64は空気導孔66および通気管67を介して圧力空
気源に接続される。
上記スピンドル54の下端には、外周部に多数のスリッ
ト孔が刻まれたパルス発生用ディスク68を軸止し、この
ディスク68に対応してフォトセンサ69を配備し、スピン
ドル54の回転速度を制御するようになす。
前記筺体50の側面にはプレーンミラー57が配設され、
レーザ測長機58によりステージの位置検出を行う。
つぎに、第3図に示した同心円状の円形パターンの描
画を例にステージ装置の動作を説明する。
描画に際しては、予め微動台4上の2つの微動アクチ
ュエータ49a,49bを作動して、電子ビームの光軸7とス
ピンドル54の回転中心とを一致させる。
第3図において、点Oがスピンドル54の回転中心であ
ると同時に電子ビームの露光位置であるとする。
先ずリードネジ31を作動してステージ2をO点からA0
点、即ちl1だけ変位させる。このとき、ステージ2をA0
点に高精度に位置設定するために、リードネジ31の作動
が停止した後、連結ロッド34上の微動アクチュエータ35
を作動して、電子ビームの位置を描画位置に対して高精
度に位置決め設定する。
この状態において、スピンドル54を回転させることに
より、連続的な円形パターンを描画できる。円形パター
ンを描画した後、微動アクチュエータ49aを作動して電
子ビームの位置がA1点に位置するように回転ステージ5
をΔlだけ微動させる。この状態においてスピンドル54
を回転させることにより、先の円形パターンの外周に同
心円状の円形パターンを描画できる。
前記微動アクチュエータ49aの変位には限度があるた
め、An点で円形パターンを描画した後、微動アクチュエ
ータ49aの変位を0に戻し、次に、リードネジ31を作動
してステージ2をB0点即ちLだけ移行させた後、B0点に
おいて、連結ロッド34上の微動アクチュエータ35を作動
して電子ビームの位置を描画位置B0点に対し高精度に位
置決めする。以下同様に、スピンドル54の回転と微動ア
クチュエータ49aの動作とを繰り返すことにより、基板
8上に同心円状の連続した円形パターン81を描画でき
る。
<発明の効果> この発明は、上記した構成のものであるから、このよ
うな構成のステージ装置を例えばパターン描画装置に用
いた場合、微動台上の2つの微動アクチュエータを作動
して、電子ビームの光軸と回転ステージの回転中心とを
一致させ、且つ回転ステージ上に描画基板を止着した
後、回転ステージを回転させることにより連続した円形
パターンを描画できる。また、リードネジを作動してス
テージを所定量宛移行した後、微動アクチュエータによ
り微動調整し得るから、0.01μmオーダの同心円ピッチ
の円形パターンを描画できる。しかも、回転ステージの
回転により円形パターンを描くため、パターン描画線速
度が一定となり且つ描画時間を大幅に短縮できる。
さらに、ステージ送り機構に微動アクチュエータを設
けたから、ステージを高精度に位置決めでき、もって、
パターン精度を向上し得る等、発明目的を達成した顕著
な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例にかかるステージ装置の斜
視図、第2図は回転ステージの縦断面図、第3図は同心
円状の円形パターンを描画した例を示す説明図、第4図
は従来装置の斜視図、第5図は描画パターンの例を示す
説明図、第6図は従来装置による描画パターンの拡大図
である。 1……ベース、31……リードネジ 2……ステージ、32……モータ 3……ステージ送り機構、33……ナット 34……連結ロッド 35……微動アクチュエータ 4……微動台、41……取付壁 42……支持壁、43……可動壁 44……支持壁 45……ステージ取付壁 49a,49b……微動アクチュエータ 5……回転ステージ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G12B 5/00 H01L 21/30 541L H01L 21/027 B23Q 1/14 Z

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ベース上に往復動可能に配備されたステー
    ジと、 前記ベース上に配備された前記ステージの送り機構と、 前記ステージ上に配設された微動台と、 この微動台上に搭載された回転ステージとからなり、 前記送り機構は、 ステージの移行方向と平行なリードネジを有し、このリ
    ードネジに螺合されたナットと前記ステージとの間を連
    結ロッドにより連結すると共に、前記連結ロッドに微動
    アクチュエータを介装しており、 前記微動台は、 前記ステージに固定した取付壁上にX軸またはY軸方向
    に弾性変位する第1の支持壁を介して水平に支持された
    可動壁と、この可動壁上に前記第1の支持壁と直交方向
    に弾性変位する第2の支持壁を介して水平に支持された
    回転ステージ取付壁とを備え、前記取付壁と可動壁との
    間には、第1の支持壁を弾性変位させて可動壁を微動さ
    せる微動アクチュエータが配設されると共に、可動壁と
    回転ステージ取付壁との間には、第2の支持壁を弾性変
    位させて回転ステージ取付壁を微動させる微動アクチュ
    エータが配設されて成るステージ装置。
JP61248244A 1986-10-17 1986-10-17 ステ−ジ装置 Expired - Lifetime JP2560700B2 (ja)

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JPS63102239A JPS63102239A (ja) 1988-05-07
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