JP2773783B2 - 回転並進ステージ装置 - Google Patents
回転並進ステージ装置Info
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- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
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- Machine Tool Units (AREA)
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
Description
に関し、特に高精度の回転並進ステージ装置に関する。
ステージ面内において誤差0.01μm〜0.1μmの高精度
な位置決めが要求される。このような高精度のステージ
装置に半導体ウエハをローディングすると、半導体ウエ
ハ厚さ方向のバラツキや、ローディングの際に生じる回
転方向のバラツキが問題となる。そこで、ウエハの厚み
方向の調整機構およびウエハの光軸(X線、電子線等の
入射軸も光軸と呼ぶ)回りの回転調整機構が必要とな
る。厚み方向の調整機構はウエハの種類(径)の違いに
よる厚さの差も補正できることが好ましく、数百μm程
度以上のストロークを有することが望まれる。また回転
調整機構は±1度程度以上の回転角度ストロークを有す
ることが望まれる。
めの従来の技術による回転並進ステージ装置の例を示
す。
的に示す概略図である。ベース51の上に回転自在のベア
リング52を介して回転ステージ53が保持されれている。
回転ステージ53の上には、第5図(B)に示すような偏
心カム機構56が3組配置されている。3組の偏心カム機
構56の上にはチャックプレート58が載置されている。
と偏心カム54を有し、モータ55の駆動軸に偏心カム54の
軸が結合されている。モータ55を駆動することにより、
偏心カム54が回転すると軸の中心から直上部のカムの周
辺までの距離(高さ)が変化し、その上に載置されたチ
ャックプレート58を上下に移動させる。3組の偏心カム
機構を同期して駆動することにより、チャックプレート
58は水平に保たれたまま図中上下方向に並進運動を行な
う。
るため、複数箇所においてスプリング59がチャックプレ
ート58と回転ステージ53との間に結合されている。
に突出して、第5図(C)に示すような回転ステージ53
の回転機構を構成している。
62とボールネジ63からなる直線型アクチュエータ64が係
合している。モータ62を回転させると、ボールネジ63の
先端が矢印方向にリニアに移動する。なお、アーム61を
所定の位置に戻すように、スプリング66が回転ステージ
53のアーム61とベース51との間に設けられている。
偏心カム56を駆動することにより並進運動が行なえ、モ
ータ62を駆動することにより、回転運動が行なえる。
の偏心カム機構により支持、駆動されているため、剛性
は偏心カム機構の最も剛性の弱い部分で制限される。し
たがって、その剛性を十分高いものとすることは容易で
はない。また、第5図(A)に示す構成は図示のように
水平に配置した場合には比較的安定であるが、ステージ
面が垂直方向に向く垂直型ステージとして使用する場合
はチャックプレートの保持が問題となる。チャックプレ
ートの重力に対抗できるガイド等を設けてもよいが、ガ
イドの遊びによる精度の低下や機構の複雑化を生じやす
い。
なステージの補正機構の機械的剛性が低かったり、運動
精度を低いと、ステージの位置決め精度を劣化させるこ
とになる。
なうとモータからの発熱により機構部材が熱膨脹を起こ
し、位置精度が悪化する。
回転並進ステージを得ることが容易でなかった。特にス
テージ面が垂直方向に向いた回転並進ステージの姿勢補
正機構に問題があった。
進ステージ装置を提供することである。
るベースと、対象物を保持するためのステージ部材と、
ベースとステージ部材との間で回転軸受によって支持さ
れ、円周面を有する回転ステージと、回転ステージの円
周面と摩擦係合し、回転ステージを円周方向に駆動する
フリクション駆動手段と、ベースとステージ部材との間
に配置され、一対のウェッジ部材を相対的に移動させる
ことにより厚さを変化させる並進機構とを有する。
って円周方向に駆動されて回転するため、回転方向に対
する高精度を実現しやすい。またウェッジ部材により並
進運動を実現することにより、十分高い剛性を有する並
進機構を実現できる。
く高精度の並進駆動を実現することができる。
テージ装置は、剛性が高く、かつ発熱を低く押さえるこ
とができるので、運転中高精度を維持することが容易で
ある。
ある。また、第2図は第1図の回転ステージをほぼ90度
回転させた状態での駆動機構を概観する図である。
に係合してその両側に平行平面21、22を画定し、その上
ウエハチャック4が固定されている。ウエハチャック4
の上には半導体ウエハ3が載置される。一対のウェッジ
部材1、2の内の一方(2)をリニアモータ6によって
第2図に示す矢印方向に移動させると、一対のウェッジ
部材1、2が作る平行平面21、22の間の暑さが変化す
る。この変化によってウエハチャック4の位置が上下に
変化することになる。一対のウェッジ部材1、2の内、
上側に配置されたウェッジ部材1は、第1図に示すよう
に平行リンクバネ5によって回転ステージ7に結合され
ている。平行リンクバネはウェッジ部材1を図中上下方
向に拘束し、かつ下方に向かって弾性力を作用させ、上
側ウェッジ部材1を下側ウェッジ部材2および回転ステ
ージ7底面に押付ける力を作用させている。このため、
接触面には静止摩擦係数による力が作用し、ウェッジ部
材は固定されている。下側ウェッジ部材2は回転ステー
ジ7の上に配置されており、リニアモータ6によって矢
印方向に摺動並進運動可能にされている。
に回転可能に支持され、円筒状の側壁を有している。回
転ステージ7の円筒状側壁の外周上にフリクションロー
ラ10が摩擦係合し、モータ11によって駆動される。ま
た、回転ステージ7の他の対照的箇所にはアイドラ12が
配置され、回転ステージ7の円滑な回転運動を補償す
る。
略平面図である。回転ステージ7の側壁外周上1箇所で
フリクションローラ10が摩擦係合し、このフリクション
ローラ10に関して対照的な2つの位置でアイドラ12が回
転ステージ7の外周に回転自在に接して配置されてい
る。フリクションローラ10はその下方に第1図、第2図
に示す回転モータ11が結合されており、回転モータ11に
よる回転駆動力によって回転する。フリクションローラ
10が回転すると、その摩擦係合によって回転ステージ7
が回転し、アイドラ12も回転する。フリクションローラ
10とアイドラ12とが3位置から半径方向に力を作用させ
ることにより、回転ステージ7はその軸位置を正確に保
持し、回転運動を行なうことができる。
なウェッジによる並進機構が配置されている。一対のウ
ェッジ部材を調整し、その厚さを変える時にはウェッジ
部材に働く摩擦力を減らすことが好ましい。
るためのエアーガイドを有するウェッジ機構を示す。図
の構成において、ウェッジ部材1と2にはそれぞれエア
ダクト14、15が形成され、それぞれその底面からエアー
を吹出す機構を有する。すなわち、ウェッジ部材1、2
からエアーを吹出すと、ウェッジ部材1と2の間および
ウェッジ部材2と回転ステージ7との間に空気の膜が発
生し、ウェッジ部材2をほとんど摩擦力のない状態で移
動させることが可能になる。このように摩擦力の低減し
た状態でリニアモータ6によってウェッジ部材2を移動
させることにより、高精度にウェッジ部材2の変位を達
成することができる。所望の位置まで移動した後、エア
ダクト14、15に送るエアーを停止することにより、ウェ
ッジ部材1、2および回転ステージ7は再び接触し、そ
の相対的位置を摩擦力によって固定させる。なお、ウエ
ハチャック4内にもダクト16が形成されており、真空排
気装置に接続され、ウエハ3を吸引する真空チャックを
形成している。なお、一部のウェッジ部材1、2のそれ
ぞれにエアダクト14、15を形成する構成を説明したが、
下側ウェッジ部材2内に設けたエアダクトからその上
面、下面にエアーを吹出す構成としてもよい。またエア
ーの代わりに他のガスを用いてもよい。
したが、回転機構と並進機構の上下関係は交代してもよ
い。また、回転機構にスラスト軸受8を設ける構造を説
明したが、他の軸受を用いてもよい。たとえば、エアベ
アリング等を用い、回転軸受を構成することもできる。
一対のウェッジ部材の相対的位置を調整する際、ウェッ
ジ部材間およびウェッジ部材とその支持部材との間に気
体層を形成し、摩擦力を低減する機構を説明したが、他
の機構を用いてもよい。たとえば磁力等を用いてウェッ
ジ部材と下方支持面との間およびウェッジ部材間に反発
力を生じさせ、摩擦力を減じて一方のウェッジ部材を移
動させることもできる。
したが、その他種々の加工機、測定器等広く回転並進ス
テージ装置に適用できる。
れらに制限されるものではない。たとえば、種々の変
更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明で
あろう。
る回転駆動機構と、ウェッジによる並進駆動機構を組合
わせることにより、駆動機構の剛性を高め、高精度の回
転並進運動を実現することができる。
を実現し易い。また、摩擦力で静止するようにすると安
常状態での発熱を低減できる。
イド機構を形成すると、摩擦力を減じ、小さな力でウェ
ッジ部材を高精度に移動することが可能となる。
弾性変形可能な平行板バネ機構によって支持すると、上
側ウェッジ部材の並進運動のガイドを与えるとともに、
下側ウェッジ部材に対する押付力を発生させることがで
き、並進運動の精度を向上させ、かつ十分な静止摩擦力
を付与することが可能となる。
ための2つの状態での外観図、 第3図は、回転ステージの駆動を説明するための概略平
面図、 第4図は、ウェッジの駆動を説明するための概略側面
図、 第5図(A)、(B)、(C)は、従来の技術による回
転並進ステージ装置の例を示す図である。 図において、 1、2……ウェッジ部材 3……ウエハ 4……ウエハチャック 5……平行リンクバネ 6……リニアモータ 7……回転ステージ 8……スラスト軸受 9……ベース 10……フリクションローラ 11……回転モータ 12……アイドラ 14、15……エアダクト 16……排気ダクト 21、22……平行平面
Claims (2)
- 【請求項1】物理的支持を与えるベースと、 対象物を保持するためのステージ部材と、 前記ベースと前記ステージ部材との間で回転軸受によっ
て支持され、円周面を有する回転ステージと、 回転ステージの円周面と摩擦係合し、回転ステージを円
周方向に駆動するフリクション駆動手段と、 前記ベースと前記ステージ部材との間に配置され、一対
のウェッジ部材を相対的に移動させることにより厚さを
変化させる並進機構であって、該一対のウェッジ部材の
うちの前記ステージ部材側のウェッジ部材は前記厚さ方
向に弾性変形可能な平行板バネ機構によって、前記回転
ステージに支持されている並進機構と を有する回転並進ステージ装置。 - 【請求項2】前記並進機構は前記一対のウェッジ部材の
間に気体を吹き出す機構を有する請求項1記載の回転並
進ステージ装置。
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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ID=15983123
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP17469990A Expired - Fee Related JP2773783B2 (ja) | 1990-07-02 | 1990-07-02 | 回転並進ステージ装置 |
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- 1990-07-02 JP JP17469990A patent/JP2773783B2/ja not_active Expired - Fee Related
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