JP2780837B2 - 可動ステージ装置 - Google Patents
可動ステージ装置Info
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- JP2780837B2 JP2780837B2 JP2014279A JP1427990A JP2780837B2 JP 2780837 B2 JP2780837 B2 JP 2780837B2 JP 2014279 A JP2014279 A JP 2014279A JP 1427990 A JP1427990 A JP 1427990A JP 2780837 B2 JP2780837 B2 JP 2780837B2
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- 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
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、可動ステージ装置に関し、特に１次元方向
あるいは、２次元平面内で対象物を高精度に移動させる
ことのできるステージ装置の構造に関する。
あるいは、２次元平面内で対象物を高精度に移動させる
ことのできるステージ装置の構造に関する。
［従来の技術］ 半導体露光装置や超精密加工装置等において利用され
る可動ステージ装置は、ステージの移動ガイド部の精度
が、ステージの運動精度、位置決め精度に大きく影響を
与える。したがって、ガイド装置としては非接触形のベ
アリング装置と剛性の高いガイド構造体の組み合わせが
多く採用されている。
る可動ステージ装置は、ステージの移動ガイド部の精度
が、ステージの運動精度、位置決め精度に大きく影響を
与える。したがって、ガイド装置としては非接触形のベ
アリング装置と剛性の高いガイド構造体の組み合わせが
多く採用されている。
第３図に、従来の１軸可動ステージ装置の例の外観を
示す。これは、剛性の高いガイドレール31の周囲を囲む
ようにして担持された可動ステージ32がガイドレール31
上をＸ方向に移動するものである。可動ステージ32とガ
イドレール31との間には図示しないエアベアリング装置
からの空気が吹き出されて可動ステージ32に浮上力を与
えて、摩擦のきわめて少ない滑り軸受けを構成してい
る。ステージ32の移動は電磁気的駆動装置によるのが一
般的である。通常このようなガイドレール31とステージ
32のとの組み合わせを２組並列に配置し、両ステージ間
を接続してＸ方向の可動ステージとする。さらに、同じ
ものをＸ方向可動ステージ上に、Ｘ方向と直交するＹ方
向に案内構造体を向けて担持するとＸ−Y2次元平面可動
ステージ装置となる。
示す。これは、剛性の高いガイドレール31の周囲を囲む
ようにして担持された可動ステージ32がガイドレール31
上をＸ方向に移動するものである。可動ステージ32とガ
イドレール31との間には図示しないエアベアリング装置
からの空気が吹き出されて可動ステージ32に浮上力を与
えて、摩擦のきわめて少ない滑り軸受けを構成してい
る。ステージ32の移動は電磁気的駆動装置によるのが一
般的である。通常このようなガイドレール31とステージ
32のとの組み合わせを２組並列に配置し、両ステージ間
を接続してＸ方向の可動ステージとする。さらに、同じ
ものをＸ方向可動ステージ上に、Ｘ方向と直交するＹ方
向に案内構造体を向けて担持するとＸ−Y2次元平面可動
ステージ装置となる。
［発明が解決しようとする課題］ 第３図に示すような可動ステージ装置の構造では、可
動ステージ32の重量により、ガイドレール31が歪む。ま
た、可動ステージ装置31の位置によってガイドレール31
の歪み量も変わる。
動ステージ32の重量により、ガイドレール31が歪む。ま
た、可動ステージ装置31の位置によってガイドレール31
の歪み量も変わる。
この歪みを少なくするためには、ガイドレール31の剛
性を高める必要があるが、そうするとガイドレールが大
型化し、それにつれて可動ステージまでも大型化せざる
をえなくなる。これは可動ステージの運動性を低下させ
るので、高速で高精度なステージ装置が得られなくな
る。
性を高める必要があるが、そうするとガイドレールが大
型化し、それにつれて可動ステージまでも大型化せざる
をえなくなる。これは可動ステージの運動性を低下させ
るので、高速で高精度なステージ装置が得られなくな
る。
さらに、可動ステージ32を垂直（重力）方向移動に使
用する場合には、ガイドレール31も垂直に立てられる。
この場合、ステージ32の重心と支持点とがずれるので、
重量によりステージ32が傾きガイドレール31が変形す
る。この傾きと変形は、ステージ31に対してＹ軸まわり
のローリングとＸ軸まわりのピッチング等運動誤差を生
じせしめ、これが位置決め精度を劣化させる原因とな
る。
用する場合には、ガイドレール31も垂直に立てられる。
この場合、ステージ32の重心と支持点とがずれるので、
重量によりステージ32が傾きガイドレール31が変形す
る。この傾きと変形は、ステージ31に対してＹ軸まわり
のローリングとＸ軸まわりのピッチング等運動誤差を生
じせしめ、これが位置決め精度を劣化させる原因とな
る。
本発明の目的は装置を大型化することなく、可動ステ
ージの運動性を向上させ、垂直移動ステージ装置の場合
でも位置決め精度の高い可動ステージ装置を提供するこ
とである。
ージの運動性を向上させ、垂直移動ステージ装置の場合
でも位置決め精度の高い可動ステージ装置を提供するこ
とである。
［課題を解決するための手段］ 本発明の垂直可動ステージ装置においては、ガイドレ
ールを構成する一対のベースが可動ステージを挟み込む
構造を有する。
ールを構成する一対のベースが可動ステージを挟み込む
構造を有する。
本発明の可動ステージ装置の構成は、平面を有する第
１のベース部材と、第１のベース部材の前記平面と所定
間隙を置いて平行に対向する平面を有する第２のベース
部材と、第１と第２のベース部材の前記間隙で挟持さ
れ、第１と第２のベース部材に対し非接触で２次元方向
に相対移動が可能な可動部と、第１と第２のベース部材
の平面と可動部との間に空気膜を形成するエアーベアリ
ング手段とを有する。
１のベース部材と、第１のベース部材の前記平面と所定
間隙を置いて平行に対向する平面を有する第２のベース
部材と、第１と第２のベース部材の前記間隙で挟持さ
れ、第１と第２のベース部材に対し非接触で２次元方向
に相対移動が可能な可動部と、第１と第２のベース部材
の平面と可動部との間に空気膜を形成するエアーベアリ
ング手段とを有する。
［作用］ 第１と第２のベース部材の間隙中で非接触で支持さ
れ、可動部は間隙中を移動する。ベースは支柱状のガイ
ドレールとは異なり平面体であるため容易に剛性が高く
でき、可動部の重量が与えられても実質的に変形は起こ
らない。さらに二つのベースが可動部を挟み込む構成で
あるので、垂直可動ステージの場合でも、可動部の重量
によるモーメントの発生が起こりにくく、あっても可動
部重量増化を引きおこすことなく、ベースに十分な強度
を与えることができるので、ベースの変形が起きない。
れ、可動部は間隙中を移動する。ベースは支柱状のガイ
ドレールとは異なり平面体であるため容易に剛性が高く
でき、可動部の重量が与えられても実質的に変形は起こ
らない。さらに二つのベースが可動部を挟み込む構成で
あるので、垂直可動ステージの場合でも、可動部の重量
によるモーメントの発生が起こりにくく、あっても可動
部重量増化を引きおこすことなく、ベースに十分な強度
を与えることができるので、ベースの変形が起きない。
［実施例］ 第１図は、本発明における可動ステージ装置の断面図
である。第１のベース11はその表面12が精密加工仕上げ
され、高い平面度を有する剛性の高い定盤である。第２
のベース13はその表面14が精密加工仕上げされ、高い平
面度を有する剛性の高い定盤である。表面12と14とは平
行に所定間隙を保って対向するように、支持体15で結合
されている。ベース11,13の材料は剛性の高いものが選
ばれるが、鉄のような磁性体にかぎらない。セラミック
スも比剛性が高く、しかも加工精度が高いので好ましい
材料である。
である。第１のベース11はその表面12が精密加工仕上げ
され、高い平面度を有する剛性の高い定盤である。第２
のベース13はその表面14が精密加工仕上げされ、高い平
面度を有する剛性の高い定盤である。表面12と14とは平
行に所定間隙を保って対向するように、支持体15で結合
されている。ベース11,13の材料は剛性の高いものが選
ばれるが、鉄のような磁性体にかぎらない。セラミック
スも比剛性が高く、しかも加工精度が高いので好ましい
材料である。
第１と第２のベース11,13の平面12,14に挟まれるよう
に可動ステージ部材16が配置される。平面12,14と対向
するステージ部材16の平面は精密加工仕上げされ、高い
平面度と平行度を有する。ステージ部材16の各面とベー
ス11,13の平面12,14との間には間隙17が設けられる。間
隙17には図示しない空気供給装置よりベース11,13に設
けた空気孔（図示せず）を介して空気が吹き付けられた
空気膜が構成される。間隙17の空気膜は、ステージ16の
滑り軸受け、すなわちエアーベアリングとして機能す
る。したがって、ステージ部材16は第１と第２のベース
11,13と空気膜17とによって非接触で案内支持されて平
面12,14間を移動できる。移動装置としてはリニアモー
タのように電磁駆動手段を用いるとよい。空気膜17の間
隔は、ステージ負荷の大きさや、空気膜17に要求される
剛性等を考慮して決定される。
に可動ステージ部材16が配置される。平面12,14と対向
するステージ部材16の平面は精密加工仕上げされ、高い
平面度と平行度を有する。ステージ部材16の各面とベー
ス11,13の平面12,14との間には間隙17が設けられる。間
隙17には図示しない空気供給装置よりベース11,13に設
けた空気孔（図示せず）を介して空気が吹き付けられた
空気膜が構成される。間隙17の空気膜は、ステージ16の
滑り軸受け、すなわちエアーベアリングとして機能す
る。したがって、ステージ部材16は第１と第２のベース
11,13と空気膜17とによって非接触で案内支持されて平
面12,14間を移動できる。移動装置としてはリニアモー
タのように電磁駆動手段を用いるとよい。空気膜17の間
隔は、ステージ負荷の大きさや、空気膜17に要求される
剛性等を考慮して決定される。
ステージ部材16の運動精度は、ベース11,13の表面加
工精度及び剛性に依存する。空気膜17による非接触支持
案内の場合、ベース11,13に表面荒さがあっても、空気
膜は自由に外形を変形できるので、微少な変形は空気膜
17が吸収し、ほぼその荒さの平均値によって運動が支配
される。セラミックスのベースと空気膜による軸受けの
組み合わせによって、例として0.05μm/100mmの真直精
度が得られる。
工精度及び剛性に依存する。空気膜17による非接触支持
案内の場合、ベース11,13に表面荒さがあっても、空気
膜は自由に外形を変形できるので、微少な変形は空気膜
17が吸収し、ほぼその荒さの平均値によって運動が支配
される。セラミックスのベースと空気膜による軸受けの
組み合わせによって、例として0.05μm/100mmの真直精
度が得られる。
さらに、ベース11,13の剛性を高めるためにベース11,
13を大きくすることは平面構造であるので非常に容易で
あり、しかも、それによって、ステージ部材16の大きさ
を変える必要はなく、可動ステージ部材16の運動性は損
なわれることはない。
13を大きくすることは平面構造であるので非常に容易で
あり、しかも、それによって、ステージ部材16の大きさ
を変える必要はなく、可動ステージ部材16の運動性は損
なわれることはない。
非接触案内支持の方法として、空気膜によるエアーベ
アリング手段の他に、磁石の反発力を利用するものが使
用できる。この場合には、ベース11,13の平面12,14とス
テージ部材16の表面とは磁性体で作られる。そして、各
平面12,14とステージ部材16の表面では同磁性の磁極が
対向するように磁石が取り付けられる。この磁石は永久
磁石でも電磁石でもよい。
アリング手段の他に、磁石の反発力を利用するものが使
用できる。この場合には、ベース11,13の平面12,14とス
テージ部材16の表面とは磁性体で作られる。そして、各
平面12,14とステージ部材16の表面では同磁性の磁極が
対向するように磁石が取り付けられる。この磁石は永久
磁石でも電磁石でもよい。
次に、第１図の可動ステージ装置を半導体露光装置の
アライナー用ステージ装置に適用した例を第２図を参照
して説明する。第１のベース21はその表面22が精密加工
仕上げされ、高い平面度を有する剛性の高いセラミック
ス定盤である。第２のベース23はその表面24が精密加工
仕上げされ、高い平面度を有するセラミックス定盤であ
る。平面22と24とは平行に所定間隔を保って対向するよ
うに、支持体25で結合される。
アライナー用ステージ装置に適用した例を第２図を参照
して説明する。第１のベース21はその表面22が精密加工
仕上げされ、高い平面度を有する剛性の高いセラミック
ス定盤である。第２のベース23はその表面24が精密加工
仕上げされ、高い平面度を有するセラミックス定盤であ
る。平面22と24とは平行に所定間隔を保って対向するよ
うに、支持体25で結合される。
第１と第２のベース21,23の平面22,24に挟まれるよう
に可動ステージ部材26が配置される。平面22,24と対向
するステージ部材26の両面は精密加工仕上げされ、高い
平面度と平行度を有する。ステージ部材26の各面とベー
ス21,23の平面22,24との間には図示しない空気供給装置
により空気膜27が形成される。空気膜27は、ステージ部
材26のエアーベアリングとして機能する。したがって、
ステージ部材26は第１と第２のベース21,23と空気膜27
とによって非接触で案内支持されて平面22,24間を移動
できる。移動装置としてはリニアモータのような電磁駆
動手段を用いるとよい。
に可動ステージ部材26が配置される。平面22,24と対向
するステージ部材26の両面は精密加工仕上げされ、高い
平面度と平行度を有する。ステージ部材26の各面とベー
ス21,23の平面22,24との間には図示しない空気供給装置
により空気膜27が形成される。空気膜27は、ステージ部
材26のエアーベアリングとして機能する。したがって、
ステージ部材26は第１と第２のベース21,23と空気膜27
とによって非接触で案内支持されて平面22,24間を移動
できる。移動装置としてはリニアモータのような電磁駆
動手段を用いるとよい。
第２のベース23の中央部には露光用の光を通過させる
ための開孔部28が設けられる。開孔部28にはマスクステ
ージ29が配設される。マスクステージ29にはパターンが
描かれたマスク40が置かれる。
ための開孔部28が設けられる。開孔部28にはマスクステ
ージ29が配設される。マスクステージ29にはパターンが
描かれたマスク40が置かれる。
ステージ部材26には凹部41が設けられる。凹部41のほ
ぼ中央部にウエハッチャク42が配置され、その上にウエ
ハ43が固定される。図示しない移動装置によりステージ
部材26が移動せしめられマスク40とのアライメントがな
される。図では水平方向の移動で示されているが、もち
ろん垂直方向の移動でも使用できる。SOR光を利用した
Ｘ線露光装置のステージの場合は、垂直型ステージとな
ろう。移動精度を上げるために可動部を大型化する必要
はなく、一対のガイド部材の剛性等を向上すればよい。
ぼ中央部にウエハッチャク42が配置され、その上にウエ
ハ43が固定される。図示しない移動装置によりステージ
部材26が移動せしめられマスク40とのアライメントがな
される。図では水平方向の移動で示されているが、もち
ろん垂直方向の移動でも使用できる。SOR光を利用した
Ｘ線露光装置のステージの場合は、垂直型ステージとな
ろう。移動精度を上げるために可動部を大型化する必要
はなく、一対のガイド部材の剛性等を向上すればよい。
以上を実施例に沿って、本発明を説明したが、本発明
はこれらに制限されるものではない。
はこれらに制限されるものではない。
また、以上に説明した実施例に基づいて、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。
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。
［発明の効果］ 二つの平面ベースによりステージが挟まれ、ベース平
面とステージ間は非接触支持されてステージが案内され
るため、ベースの剛性を高くするために、ステージを大
型にする必要はない。特に、垂直可動ステージの場合
に、ステージの重量によるモーメントの発生があっても
充分ベースに強度を与えることができ、ベースの変形を
防止できる。
面とステージ間は非接触支持されてステージが案内され
るため、ベースの剛性を高くするために、ステージを大
型にする必要はない。特に、垂直可動ステージの場合
に、ステージの重量によるモーメントの発生があっても
充分ベースに強度を与えることができ、ベースの変形を
防止できる。
第１図は本発明の実施例による可動ステージ装置の断面
図、 第２図は本発明の可動ステージ装置を半導体Ｘ線露光装
置に適用した場合の断面図、 第３図は従来の可動ステージ装置の外観図である。 図において、 11,13,21,23……ベース 12,14,22,24……ベース表面 15,25……支持体 16,26,32……ステージ部材 17,27……空気膜 28……開孔部 29……マスクステージ 40……マスク 41……凹部 42……ウエハチャック 43……ウエハ
図、 第２図は本発明の可動ステージ装置を半導体Ｘ線露光装
置に適用した場合の断面図、 第３図は従来の可動ステージ装置の外観図である。 図において、 11,13,21,23……ベース 12,14,22,24……ベース表面 15,25……支持体 16,26,32……ステージ部材 17,27……空気膜 28……開孔部 29……マスクステージ 40……マスク 41……凹部 42……ウエハチャック 43……ウエハ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｂ２３Ｑ 1/26 Ｅ Ｚ (56)参考文献 特開 昭62−207165（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−37514（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−165019（ＪＰ，Ａ) 特公 昭63−19296（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B23Q 1/00 - 1/76 F16C 32/04 - 32/06 H01L 21/68 G12B 5/00
Claims (3)
- 【請求項１】平面を有する第１のベース部材と、 前記第１のベース部材の前記平面と所定間隙を置いて平
行に対向する平面を有する第２のベース部材と、 前記第１と第２のベース部材の前記間隙で挟持され、前
記第１と第２のベース部材に対し非接触で２次元方向に
相対移動が可能な可動部と、 前記第１と第２のベース部材の前記平面と前記可動部と
の間に空気膜を形成するエアーベアリング手段と を有する可動ステージ装置。 - 【請求項２】平面を有する第１のベース部材と、 前記第１のベース部材の前記平面と所定間隙を置いて平
行に対向する平面を有する第２のベース部材と、 前記第１と第２のベース部材の前記間隙で挟持され、前
記第１と第２のベース部材に対し非接触で２次元方向に
相対移動が可能な可動部と、 前記第１と第２のベース部材の前記平面と前記可動部と
の間で磁気的反発力を発生する磁石手段と を有する可動ステージ装置。 - 【請求項３】前記ステージ装置は前記ベース平面が重力
方向と平行になるように配設される請求項１又は２記載
の可動ステージ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014279A JP2780837B2 (ja) | 1990-01-24 | 1990-01-24 | 可動ステージ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014279A JP2780837B2 (ja) | 1990-01-24 | 1990-01-24 | 可動ステージ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03221336A JPH03221336A (ja) | 1991-09-30 |
| JP2780837B2 true JP2780837B2 (ja) | 1998-07-30 |
Family
ID=11856654
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2014279A Expired - Fee Related JP2780837B2 (ja) | 1990-01-24 | 1990-01-24 | 可動ステージ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2780837B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100346924C (zh) * | 2005-10-19 | 2007-11-07 | 潘旭华 | 一种组合式导轨及其制造方法 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1248288A1 (en) * | 1999-12-16 | 2002-10-09 | Nikon Corporation | Exposure method and exposure apparatus |
| JP4474020B2 (ja) * | 2000-06-23 | 2010-06-02 | キヤノン株式会社 | 移動装置及び露光装置 |
| JP2002361852A (ja) * | 2001-06-07 | 2002-12-18 | Dainippon Printing Co Ltd | パターン形成装置 |
| US6847006B2 (en) | 2001-08-10 | 2005-01-25 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Laser annealing apparatus and semiconductor device manufacturing method |
| JP4429575B2 (ja) * | 2001-08-10 | 2010-03-10 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | レーザー照射装置及び半導体装置の作製方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60207165A (ja) * | 1984-03-31 | 1985-10-18 | Toshiba Electric Equip Corp | 複写機バイアス電源装置 |
| JPS6237514A (ja) * | 1985-08-10 | 1987-02-18 | Omron Tateisi Electronics Co | 静圧軸受装置 |
| JPS62207165A (ja) * | 1986-03-06 | 1987-09-11 | Omron Tateisi Electronics Co | 二次元アクチユエ−タ |
-
1990
- 1990-01-24 JP JP2014279A patent/JP2780837B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100346924C (zh) * | 2005-10-19 | 2007-11-07 | 潘旭华 | 一种组合式导轨及其制造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03221336A (ja) | 1991-09-30 |
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