JP3216157B2 - 精密1段6自由度ステージ - Google Patents
精密1段6自由度ステージInfo
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- 239000000428 dust Substances 0.000 description 4
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 2
- 238000005339 levitation Methods 0.000 description 2
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
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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
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
- B23Q1/25—Movable or adjustable work or tool supports
- B23Q1/26—Movable or adjustable work or tool supports characterised by constructional features relating to the co-operation of relatively movable members; Means for preventing relative movement of such members
- B23Q1/34—Relative movement obtained by use of deformable elements, e.g. piezoelectric, magnetostrictive, elastic or thermally-dilatable elements
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- B23Q5/22—Feeding members carrying tools or work
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体露光装置等に用
いられる精密ステージに関する。
いられる精密ステージに関する。
【0002】
【従来の技術】半導体露光装置のステージは、ウェハを
XYZθαβの6自由度で精密に位置決めする必要があ
り、従来より、6軸のステージを段重ねにしたステージ
が使用されている。しかしながら、6軸のステージを段
重ねにしたステージではステージが大きくなり、軽量化
が困難で、ステージの高速化が難しかった。そこで近
年、XYの2軸を1段で構成するプレーナモータが考案
され、一部半導体露光装置に適用され始めている。
XYZθαβの6自由度で精密に位置決めする必要があ
り、従来より、6軸のステージを段重ねにしたステージ
が使用されている。しかしながら、6軸のステージを段
重ねにしたステージではステージが大きくなり、軽量化
が困難で、ステージの高速化が難しかった。そこで近
年、XYの2軸を1段で構成するプレーナモータが考案
され、一部半導体露光装置に適用され始めている。
【0003】図3は、“白木学他:リニアサーボモータ
とシステム設計、総合電子出版社、P20”に示される
従来のプレーナモータの一例で、自動製図機に用いられ
ているものである。図3は、前記プレーナモータのステ
ージを底部を上にしたもので、20はステージ、21,
22はXフォーサ、23,24はYフォーサ、25,2
6,27,28はエアーベアリングのオリフィスであ
る。ステージ20は、エアーベアリングによって、ステ
ージベース(図示せず)から浮上し、非接触でステージ
ベース上を移動することができる。X方向に移動は、X
フォーサ21,22の励磁を順次切り替えることにより
行われる。Y方向の移動は、同様にYフォーサ23,2
4の励磁を順次切り替えることにより行われる。
とシステム設計、総合電子出版社、P20”に示される
従来のプレーナモータの一例で、自動製図機に用いられ
ているものである。図3は、前記プレーナモータのステ
ージを底部を上にしたもので、20はステージ、21,
22はXフォーサ、23,24はYフォーサ、25,2
6,27,28はエアーベアリングのオリフィスであ
る。ステージ20は、エアーベアリングによって、ステ
ージベース(図示せず)から浮上し、非接触でステージ
ベース上を移動することができる。X方向に移動は、X
フォーサ21,22の励磁を順次切り替えることにより
行われる。Y方向の移動は、同様にYフォーサ23,2
4の励磁を順次切り替えることにより行われる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記従来
例では、ステージの浮上にエアーベアリングを用いてい
るためZαβ方向の制御ができず、Zαβのステージを
別に設けなければならない。また、エアーベアリングか
ら出るエアーがゴミを舞い上げ、半導体の歩留まりを悪
化させるという欠点を有していた。
例では、ステージの浮上にエアーベアリングを用いてい
るためZαβ方向の制御ができず、Zαβのステージを
別に設けなければならない。また、エアーベアリングか
ら出るエアーがゴミを舞い上げ、半導体の歩留まりを悪
化させるという欠点を有していた。
【0005】そこで、本発明はZαβ方向の制御がで
き、エアーがゴミを舞い上げない半導体露光装置用精密
1段6自由度ステージを提供するものである。
き、エアーがゴミを舞い上げない半導体露光装置用精密
1段6自由度ステージを提供するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記欠点に鑑
み、ステージベースと、ステージベース上にX方向に
N,Sを等間隔で交互に配置されたマグネットと、ステ
ージベース上にY方向にN,Sを等間隔で交互に配置さ
れたマグネットと、ステージベース上で磁気力でもって
浮上し、XY方向に移動可能なステージと、ステージに
固定された3個以上の磁気水平フォーサと、ステージに
固定されステージを浮上させる3個以上の磁気垂直フォ
ーサと、ステージのXYθ方向の位置を計測する手段
と、ステージと前記ステージベースのギャップを測定す
る3個以上のギャップセンサーより構成される。
み、ステージベースと、ステージベース上にX方向に
N,Sを等間隔で交互に配置されたマグネットと、ステ
ージベース上にY方向にN,Sを等間隔で交互に配置さ
れたマグネットと、ステージベース上で磁気力でもって
浮上し、XY方向に移動可能なステージと、ステージに
固定された3個以上の磁気水平フォーサと、ステージに
固定されステージを浮上させる3個以上の磁気垂直フォ
ーサと、ステージのXYθ方向の位置を計測する手段
と、ステージと前記ステージベースのギャップを測定す
る3個以上のギャップセンサーより構成される。
【0007】
【作用】本発明によれば、ステージの浮上が磁気垂直フ
ォーサとギャップセンサーによって制御されているた
め、Zαβの制御が可能で、また、前記従来例のように
ゴミをエアーによって舞い上げることもなく、半導体の
歩留まりを悪化させることもない。またXYθ方向につ
いてもステージに摩擦力が発生しないため、従来例と同
様に精密な位置決めが可能である。
ォーサとギャップセンサーによって制御されているた
め、Zαβの制御が可能で、また、前記従来例のように
ゴミをエアーによって舞い上げることもなく、半導体の
歩留まりを悪化させることもない。またXYθ方向につ
いてもステージに摩擦力が発生しないため、従来例と同
様に精密な位置決めが可能である。
【0008】
【実施例】以下本発明の一実施例に付いて図面を参照し
ながら説明する。
ながら説明する。
【0009】図1において、1はステージベース、2X
はステージベース1上にX方向にN,Sを等間隔で交互
に配置されたマグネット、2Yはステージベース1上に
Y方向にN,Sを等間隔で交互に配置されたマグネッ
ト、3はステージベース1上で磁気力でもって浮上し、
XY方向に移動可能なステージ、4a,4b,4cはス
テージに固定された3個の磁気フォーサでそれぞれ水平
磁気フォーサと磁気垂直フォーサよりなる。5はステー
ジ3のXYθ方向の位置を計測するレーザー測長器、6
はL型ミラー、7はステージ3とステージベース1のギ
ャップを測定する3個のギャップセンサーである。
はステージベース1上にX方向にN,Sを等間隔で交互
に配置されたマグネット、2Yはステージベース1上に
Y方向にN,Sを等間隔で交互に配置されたマグネッ
ト、3はステージベース1上で磁気力でもって浮上し、
XY方向に移動可能なステージ、4a,4b,4cはス
テージに固定された3個の磁気フォーサでそれぞれ水平
磁気フォーサと磁気垂直フォーサよりなる。5はステー
ジ3のXYθ方向の位置を計測するレーザー測長器、6
はL型ミラー、7はステージ3とステージベース1のギ
ャップを測定する3個のギャップセンサーである。
【0010】図2は、磁気フォーサ4a,4b,4cの
一部を拡大したもので、2は前述したマグネット、4H
は磁気水平フォーサ、4Vは磁気垂直フォーサ、8はマ
グネット2との間でローレンツ力を発生する磁気水平フ
ォーサのコイル、9はマグネット2の磁界を検出し、コ
イル8が最適なローレンツ力を発生するようコイル8の
電流を切り替えるためのホール素子、10はマグネット
2との間で斥力を発生する磁気垂直フォーサのコイル、
11はマグネット2の磁界を検出し、コイル10が最適
な斥力を発生するようコイル10の電流を切り替えるた
めのホール素子である。次に前記実施例の動作について
説明する。ステージ3の浮上は、コイル11に電流を流
すことにより行われる。コイル11の電流の向きは、ホ
ール素子11がマグネット2の磁界を検出することによ
り、マグネット2との間に斥力が生じるように制御され
る。また、浮上量は3つのギャップセンサー7からの信
号を基に、コイル11の電流量を制御し、所望の浮上量
(Z)及び傾き(αβ)が得られるようになっている。
一部を拡大したもので、2は前述したマグネット、4H
は磁気水平フォーサ、4Vは磁気垂直フォーサ、8はマ
グネット2との間でローレンツ力を発生する磁気水平フ
ォーサのコイル、9はマグネット2の磁界を検出し、コ
イル8が最適なローレンツ力を発生するようコイル8の
電流を切り替えるためのホール素子、10はマグネット
2との間で斥力を発生する磁気垂直フォーサのコイル、
11はマグネット2の磁界を検出し、コイル10が最適
な斥力を発生するようコイル10の電流を切り替えるた
めのホール素子である。次に前記実施例の動作について
説明する。ステージ3の浮上は、コイル11に電流を流
すことにより行われる。コイル11の電流の向きは、ホ
ール素子11がマグネット2の磁界を検出することによ
り、マグネット2との間に斥力が生じるように制御され
る。また、浮上量は3つのギャップセンサー7からの信
号を基に、コイル11の電流量を制御し、所望の浮上量
(Z)及び傾き(αβ)が得られるようになっている。
【0011】水平方向の動きに関しては、コイル8に電
流を流して行われる。コイル8の電流の向きは、ホール
素子9がマグネット2の磁界を検出してマグネット2と
の間にローレンツ力が発生するように制御される。ロー
レンツ力の大きさの制御は、レーザー測長器およびL型
ミラーから得られるステージ3のXYθの位置情報と所
望の位置との偏差を基に、コイル8の電流量を制御して
行われ、ステージ3の所望のXYθの位置が得られるよ
うになっている。
流を流して行われる。コイル8の電流の向きは、ホール
素子9がマグネット2の磁界を検出してマグネット2と
の間にローレンツ力が発生するように制御される。ロー
レンツ力の大きさの制御は、レーザー測長器およびL型
ミラーから得られるステージ3のXYθの位置情報と所
望の位置との偏差を基に、コイル8の電流量を制御して
行われ、ステージ3の所望のXYθの位置が得られるよ
うになっている。
【0012】なお前記ステージは、XYθZαβの6自
由度のうち、XYの2自由度については大ストローク
が、その他の4自由度については微小ストロークが得ら
れるようになっている。
由度のうち、XYの2自由度については大ストローク
が、その他の4自由度については微小ストロークが得ら
れるようになっている。
【0013】このように本実施例によれば、ステージの
浮上が磁気垂直フォーサとギャップセンサーによって制
御されているため、Zαβの制御が可能で、また、前記
従来例のようにゴミをエアーによって舞い上げることも
なく、半導体の歩留まりを悪化させることもない。また
XYθ方向についてもステージに摩擦力が発生しないた
め、従来例と同様に精密な位置決めが可能である。
浮上が磁気垂直フォーサとギャップセンサーによって制
御されているため、Zαβの制御が可能で、また、前記
従来例のようにゴミをエアーによって舞い上げることも
なく、半導体の歩留まりを悪化させることもない。また
XYθ方向についてもステージに摩擦力が発生しないた
め、従来例と同様に精密な位置決めが可能である。
【0014】なお、前記実施例では、コイル8及びコイ
ル10の電流方向の切り替えをホール素子9及び11を
用いて行っているが、これは例えばレーザー測長器5か
ら得られる位置情報を基にマイクロコンピュータ等で切
り替えてもよい。
ル10の電流方向の切り替えをホール素子9及び11を
用いて行っているが、これは例えばレーザー測長器5か
ら得られる位置情報を基にマイクロコンピュータ等で切
り替えてもよい。
【0015】
【発明の効果】このように本発明によれば、ステージベ
ースと、ステージベース上にX方向にN,Sを等間隔で
交互に配置されたマグネットと、ステージベース上にY
方向にN,Sを等間隔で交互に配置されたマグネット
と、ステージベース上で磁気力でもって浮上し、XY方
向に移動可能なステージと、ステージに固定された3個
以上の磁気水平フォーサと、ステージに固定されステー
ジを浮上させる3個以上の磁気垂直フォーサと、ステー
ジのXYθ方向の位置を計測する手段と、ステージと前
記ステージベースのギャップを測定する3個以上のギャ
ップセンサーより構成されており、ステージの浮上が磁
気垂直フォーサとギャップセンサーによって制御されて
いるため、Zαβの制御が可能で、また、前記従来例の
ようにゴミをエアーによって舞い上げることもなく、半
導体の歩留まりを悪化させることもない。またX,Y,
θ方向についてもステージに摩擦力が発生しないため、
従来例と同様に精密な位置決めが可能であり。その工業
的価値には大なるものがある。
ースと、ステージベース上にX方向にN,Sを等間隔で
交互に配置されたマグネットと、ステージベース上にY
方向にN,Sを等間隔で交互に配置されたマグネット
と、ステージベース上で磁気力でもって浮上し、XY方
向に移動可能なステージと、ステージに固定された3個
以上の磁気水平フォーサと、ステージに固定されステー
ジを浮上させる3個以上の磁気垂直フォーサと、ステー
ジのXYθ方向の位置を計測する手段と、ステージと前
記ステージベースのギャップを測定する3個以上のギャ
ップセンサーより構成されており、ステージの浮上が磁
気垂直フォーサとギャップセンサーによって制御されて
いるため、Zαβの制御が可能で、また、前記従来例の
ようにゴミをエアーによって舞い上げることもなく、半
導体の歩留まりを悪化させることもない。またX,Y,
θ方向についてもステージに摩擦力が発生しないため、
従来例と同様に精密な位置決めが可能であり。その工業
的価値には大なるものがある。
【図1】本発明の一実施例である精密1段6自由度ステ
ージの斜視図
ージの斜視図
【図2】同磁気フォーサの拡大図
【図3】従来のプレーナモータの斜視図
1 ステージベース 2 マグネット 3 ステージ 4 磁気フォーサ 5 レーザー測長器 6 L型ミラー 7 ギャップセンサー 8 コイル 9 ホール素子 10 コイル 11 ホール素子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H01L 21/30 503Z
Claims (2)
- 【請求項1】 ステージベースと、前記ステージベース
上にX方向にN,Sを等間隔で交互に配置されたマグネ
ットと、前記ステージベース上に、Y方向にN,Sを等
間隔で交互に配置されたマグネットと、前記ステージベ
ース上で磁気力でもって浮上し、XY方向に移動可能な
ステージと、前記ステージに固定された3個以上の磁気
水平フォーサーと、前記ステージに固定され前記ステー
ジを浮上させる3個以上の磁気垂直フォーサと、前記ス
テージのXYθ方向の位置を計測する手段と、前記ステ
ージと前記ステージベースのギャップを測定する3個以
上のギャップセンサーよりなる精密1段6自由度ステー
ジ。 - 【請求項2】 前記水平フォーサー及び前記垂直フォー
サーの電流切り替えがホール素子によって行われる請求
項1記載の精密1段6自由度ステージ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21836791A JP3216157B2 (ja) | 1991-08-29 | 1991-08-29 | 精密1段6自由度ステージ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21836791A JP3216157B2 (ja) | 1991-08-29 | 1991-08-29 | 精密1段6自由度ステージ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0557550A JPH0557550A (ja) | 1993-03-09 |
JP3216157B2 true JP3216157B2 (ja) | 2001-10-09 |
Family
ID=16718785
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP21836791A Expired - Fee Related JP3216157B2 (ja) | 1991-08-29 | 1991-08-29 | 精密1段6自由度ステージ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3216157B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102681349A (zh) * | 2011-03-15 | 2012-09-19 | 上海微电子装备有限公司 | 工件台 |
CN102758875A (zh) * | 2012-07-09 | 2012-10-31 | 哈尔滨工业大学 | 磁悬浮平衡质量框架 |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5925956A (en) * | 1995-06-30 | 1999-07-20 | Nikon Corporation | Stage construction incorporating magnetically levitated movable stage |
DE19934291B4 (de) * | 1998-08-07 | 2004-08-26 | Karl-Heinz Wiemers | Verfahren und Vorrichtung zur mechanischen Bearbeitung von Werkstücken und zur Montage/Demontage von Baugruppen |
TWI248718B (en) | 1999-09-02 | 2006-02-01 | Koninkl Philips Electronics Nv | Displacement device |
DE10019788A1 (de) * | 2000-04-20 | 2001-10-31 | Index Werke Kg Hahn & Tessky | Werkzeugmaschine |
JP3950861B2 (ja) | 2004-02-25 | 2007-08-01 | キヤノン株式会社 | 位置決め装置及び露光装置 |
US8084896B2 (en) * | 2008-12-31 | 2011-12-27 | Electro Scientific Industries, Inc. | Monolithic stage positioning system and method |
CN103481255A (zh) * | 2013-09-27 | 2014-01-01 | 苏州凯欧机械科技有限公司 | 一种新型交叉磁体驱动式工作台 |
-
1991
- 1991-08-29 JP JP21836791A patent/JP3216157B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102681349A (zh) * | 2011-03-15 | 2012-09-19 | 上海微电子装备有限公司 | 工件台 |
CN102681349B (zh) * | 2011-03-15 | 2015-01-21 | 上海微电子装备有限公司 | 工件台 |
CN102758875A (zh) * | 2012-07-09 | 2012-10-31 | 哈尔滨工业大学 | 磁悬浮平衡质量框架 |
CN102758875B (zh) * | 2012-07-09 | 2014-04-09 | 哈尔滨工业大学 | 磁悬浮平衡质量框架 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0557550A (ja) | 1993-03-09 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |