JP3428808B2 - 移動ステージ装置 - Google Patents
移動ステージ装置Info
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- JP3428808B2 JP3428808B2 JP07930596A JP7930596A JP3428808B2 JP 3428808 B2 JP3428808 B2 JP 3428808B2 JP 07930596 A JP07930596 A JP 07930596A JP 7930596 A JP7930596 A JP 7930596A JP 3428808 B2 JP3428808 B2 JP 3428808B2
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- stage
- groove
- moving stage
- moving
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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
- G03F7/70775—Position control, e.g. interferometers or encoders for determining the stage position
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造装置等
に用いられ精密な位置計測または位置決めを行なうため
の移動ステージ装置に関する。
に用いられ精密な位置計測または位置決めを行なうため
の移動ステージ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】レーザ干渉計による移動ステージの位置
計測は、超精密測定および超精密加工を行なう場合よく
使われる方法である。これは、非接触で計測可能でかつ
計測精度と計測の応答速度に対しても優位であるからで
ある。
計測は、超精密測定および超精密加工を行なう場合よく
使われる方法である。これは、非接触で計測可能でかつ
計測精度と計測の応答速度に対しても優位であるからで
ある。
【０００３】図３にレーザ干渉計による移動ステージの
位置計測の一般的な例を示す。移動ステージ１０３上の
平面ミラー１０１に計測用のレーザＭが照射され、その
反射光によって干渉縞を得る干渉計１０２によってステ
ージ１０３の位置が計測される。１０４はステージ１０
３を直線案内するガイド、１０５はレーザヘッドであ
る。
位置計測の一般的な例を示す。移動ステージ１０３上の
平面ミラー１０１に計測用のレーザＭが照射され、その
反射光によって干渉縞を得る干渉計１０２によってステ
ージ１０３の位置が計測される。１０４はステージ１０
３を直線案内するガイド、１０５はレーザヘッドであ
る。
【０００４】図４はレーザ干渉計による位置計測をＸＹ
ステージに用いた例である。ステージの移動方向である
Ｘ軸およびＹ軸と各々平行になるようにレーザＭｘおよ
びＭｙがＸＹステージ上の平面ミラーＰｘおよびＰｙに
各々照射され、その反射光を干渉計ＩｘおよびＩｙによ
って受け取る。１１２はＸステージ、１１３はＹステー
ジ、１１４はＹステージ１１３上に設けられＸステージ
１１２を案内するＸガイド、１１５はステージ支持台１
１０上に設けられＹステージ１１３を案内するＹガイ
ド、１１６はレーザヘッド、１１７はビームベンダ、１
１８はビームスプリッタである。
ステージに用いた例である。ステージの移動方向である
Ｘ軸およびＹ軸と各々平行になるようにレーザＭｘおよ
びＭｙがＸＹステージ上の平面ミラーＰｘおよびＰｙに
各々照射され、その反射光を干渉計ＩｘおよびＩｙによ
って受け取る。１１２はＸステージ、１１３はＹステー
ジ、１１４はＹステージ１１３上に設けられＸステージ
１１２を案内するＸガイド、１１５はステージ支持台１
１０上に設けられＹステージ１１３を案内するＹガイ
ド、１１６はレーザヘッド、１１７はビームベンダ、１
１８はビームスプリッタである。
【０００５】ところで、例えば半導体製造装置に搭載さ
れるＸＹステージの場合、スループット向上の目的でス
テージ移動速度が年々高速化される傾向にある。ステッ
パと呼ばれる逐次移動式半導体露光装置の場合、１枚の
ウエハ当たり何十回と間欠送りを繰り返すため、ステー
ジに加わる加減速度も大きなものとなる。この加減速度
に起因する慣性力によって露光中に平面ミラーがずれる
ようなことがあればステージの精密な位置決めが行なえ
ず、その結果露光精度も悪化することになる。
れるＸＹステージの場合、スループット向上の目的でス
テージ移動速度が年々高速化される傾向にある。ステッ
パと呼ばれる逐次移動式半導体露光装置の場合、１枚の
ウエハ当たり何十回と間欠送りを繰り返すため、ステー
ジに加わる加減速度も大きなものとなる。この加減速度
に起因する慣性力によって露光中に平面ミラーがずれる
ようなことがあればステージの精密な位置決めが行なえ
ず、その結果露光精度も悪化することになる。
【０００６】以上のような問題に対処するためこれまで
様々な平面ミラー保持方法および平面ミラーの形状が考
案されてきた。図５にその一例を示す。羊羹型の平面ミ
ラー１２１は接着剤（接着層１２３）によってステージ
１２２上に固定されている。この場合、面全体を接着す
ることによって堅牢に保持することができる。しかし、
接着剤は硬化時に収縮しなおかつその収縮率は接着面全
体で一様とは限らない。このため、接着剤硬化時に生じ
る歪みにより平面ミラー１２１は不規則に弾性変形し、
ミラーの平面度および真直度を悪化させるのでこれに伴
う位置計測誤差が発生することになる。
様々な平面ミラー保持方法および平面ミラーの形状が考
案されてきた。図５にその一例を示す。羊羹型の平面ミ
ラー１２１は接着剤（接着層１２３）によってステージ
１２２上に固定されている。この場合、面全体を接着す
ることによって堅牢に保持することができる。しかし、
接着剤は硬化時に収縮しなおかつその収縮率は接着面全
体で一様とは限らない。このため、接着剤硬化時に生じ
る歪みにより平面ミラー１２１は不規則に弾性変形し、
ミラーの平面度および真直度を悪化させるのでこれに伴
う位置計測誤差が発生することになる。
【０００７】図６に第２の例を示す。平面ミラー１３１
の自重は右側（図６では下側）２点、左側（図６では上
側）１点の合計３点で支持し、さらに左右の支持点のス
パンは平面ミラーの自重たわみが最小になるようエアリ
ーポイントで支持される。また、水平方向については一
方が突当て、他方がバネ予圧とし、平面ミラーの重心で
ある中心位置を押えることで保持をする。さらに、ミラ
ーの浮き上がり防止のため押え板バネ１３４により下向
きに予圧を加える。この押さえ板バネ１３４は単純に下
向きに予圧を加えることを目的とし、曲げ方向にはさほ
ど強くないものである。図６において、１３２は突当て
部材、１３３はバネ予圧機構、１３５は３点支持座、１
３６はステージ、１３７はミラー１３１の反射面であ
る。この例の場合、水平方向については重心と同じ高さ
を押さえるため慣性力に伴う回転モーメントは発生し得
ない。したがって、力学的には理想的な保持方法といえ
る。しかしながらこの保持方法であると反射面の面積が
大きく取れないためミラーの大きさ（高さ）を全体的に
大きくせざるを得ず、スペース的にもミラーの材料およ
び加工コストといった面でも不利である。
の自重は右側（図６では下側）２点、左側（図６では上
側）１点の合計３点で支持し、さらに左右の支持点のス
パンは平面ミラーの自重たわみが最小になるようエアリ
ーポイントで支持される。また、水平方向については一
方が突当て、他方がバネ予圧とし、平面ミラーの重心で
ある中心位置を押えることで保持をする。さらに、ミラ
ーの浮き上がり防止のため押え板バネ１３４により下向
きに予圧を加える。この押さえ板バネ１３４は単純に下
向きに予圧を加えることを目的とし、曲げ方向にはさほ
ど強くないものである。図６において、１３２は突当て
部材、１３３はバネ予圧機構、１３５は３点支持座、１
３６はステージ、１３７はミラー１３１の反射面であ
る。この例の場合、水平方向については重心と同じ高さ
を押さえるため慣性力に伴う回転モーメントは発生し得
ない。したがって、力学的には理想的な保持方法といえ
る。しかしながらこの保持方法であると反射面の面積が
大きく取れないためミラーの大きさ（高さ）を全体的に
大きくせざるを得ず、スペース的にもミラーの材料およ
び加工コストといった面でも不利である。
【０００８】図７に第３の例を示す。ミラー１３１の断
面を凸形状にすることでミラーの重心Ｇと同じ高さを押
えつつかつ反射面を大きく取れるという利点がある。し
かし、この場合、高さが高くなりスペース的に不利とい
う問題に加えて、形状に段差があり反射面が引っ込んで
いるため加工（ラップおよび反射膜の蒸着）が困難であ
るという問題も発生する。
面を凸形状にすることでミラーの重心Ｇと同じ高さを押
えつつかつ反射面を大きく取れるという利点がある。し
かし、この場合、高さが高くなりスペース的に不利とい
う問題に加えて、形状に段差があり反射面が引っ込んで
いるため加工（ラップおよび反射膜の蒸着）が困難であ
るという問題も発生する。
【０００９】図８は第３の例（図７）の変形である。第
３の例では断面形状は前後対称な形状であったが、この
第４の例（図８）では段差は片側のみでその対向面（反
射面）はフラットである。この場合加工性の問題はクリ
アできる。しかしながら、このような非対称断面形状の
はりの場合、はり（ミラー）の自重たわみに起因した他
成分（いわゆる面外変形）が発生し、ミラー中心部分が
外側に膨らんでしまい、その結果ミラー反射面の平面度
が悪化する。自重たわみ量ΔＺに比べればΔＸは遥かに
小さい量であるが、ナノメーターオーダーの超精密な計
測を行なう場合無視できない量となる。図９（ａ）は図
８のＥ矢視図、図９（ｂ）は図８のＦ矢視図である。
３の例では断面形状は前後対称な形状であったが、この
第４の例（図８）では段差は片側のみでその対向面（反
射面）はフラットである。この場合加工性の問題はクリ
アできる。しかしながら、このような非対称断面形状の
はりの場合、はり（ミラー）の自重たわみに起因した他
成分（いわゆる面外変形）が発生し、ミラー中心部分が
外側に膨らんでしまい、その結果ミラー反射面の平面度
が悪化する。自重たわみ量ΔＺに比べればΔＸは遥かに
小さい量であるが、ナノメーターオーダーの超精密な計
測を行なう場合無視できない量となる。図９（ａ）は図
８のＥ矢視図、図９（ｂ）は図８のＦ矢視図である。
【００１０】図１０に第５の例を示す。第２の例（図
６）との違いは平面ミラー１３１の下部で保持すること
および平面ミラーの長手方向に溝１４１を設けたことで
ある。例えば、図６のように溝のないものの場合、突当
ておよびバネ予圧により平面ミラーを押えるということ
すなわち面圧力を加えることにより平面ミラーの部材に
は弾性変形が生じる。それにより保持部近傍では反射面
の面精度が悪化する。図１０の溝１４１は応力の集中を
逃がし、反射面への影響を与えないために必須のもので
ある。この第４の方法は、スペース、コスト、面精度
（平面度、真直度）の管理といった平面ミラーに求めら
れる要件に対して有利であり、以上に挙げた４つ例の中
では最も優れた方法と思われる。
６）との違いは平面ミラー１３１の下部で保持すること
および平面ミラーの長手方向に溝１４１を設けたことで
ある。例えば、図６のように溝のないものの場合、突当
ておよびバネ予圧により平面ミラーを押えるということ
すなわち面圧力を加えることにより平面ミラーの部材に
は弾性変形が生じる。それにより保持部近傍では反射面
の面精度が悪化する。図１０の溝１４１は応力の集中を
逃がし、反射面への影響を与えないために必須のもので
ある。この第４の方法は、スペース、コスト、面精度
（平面度、真直度）の管理といった平面ミラーに求めら
れる要件に対して有利であり、以上に挙げた４つ例の中
では最も優れた方法と思われる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記第
４の従来例（図１０）の方法も問題はある。図１１を参
照して、まず、平面ミラー１３１に設けられた応力逃が
し用の溝１４１の付近では他の部分に比べて幅が狭くな
るため、断面２次モーメントが低くなりバネ性を有する
ことになり得る。そして、溝部の上には領域Ａが載って
いるので、これをモデル化するとバネ- マス系の振動系
となっているのに気が付く（図１１（ｂ））。
４の従来例（図１０）の方法も問題はある。図１１を参
照して、まず、平面ミラー１３１に設けられた応力逃が
し用の溝１４１の付近では他の部分に比べて幅が狭くな
るため、断面２次モーメントが低くなりバネ性を有する
ことになり得る。そして、溝部の上には領域Ａが載って
いるので、これをモデル化するとバネ- マス系の振動系
となっているのに気が付く（図１１（ｂ））。
【００１２】念のために説明しておくが、バネ予圧機構
１３３にもバネが存在する。しかし、ミラー１３１は押
え板バネ１３４により下方に押え付けられており、ミラ
ー下面では十分な摩擦力が働き、領域Ｂについてはステ
ージ１３６に固定されていると考えてよい。さらに、押
え板バネ１３４のバネ剛性は溝部１４１の剛性からみれ
ば遥かに小さく無視して構わない。
１３３にもバネが存在する。しかし、ミラー１３１は押
え板バネ１３４により下方に押え付けられており、ミラ
ー下面では十分な摩擦力が働き、領域Ｂについてはステ
ージ１３６に固定されていると考えてよい。さらに、押
え板バネ１３４のバネ剛性は溝部１４１の剛性からみれ
ば遥かに小さく無視して構わない。
【００１３】前述の半導体露光装置の１つであるステッ
パの場合、間欠送りを次々と繰り返すものであり、さら
に、スループット向上の目的で間欠送りに伴う加減速度
を大きくする傾向にある。したがって、ステージの移動
に伴い平面ミラーが弾性振動を引き起こすことになる。
このことは、レーザ干渉計のような位置計測器によるよ
り精密な位置計測および位置決めを行なおうとする場
合、もはや無視できない問題である。
パの場合、間欠送りを次々と繰り返すものであり、さら
に、スループット向上の目的で間欠送りに伴う加減速度
を大きくする傾向にある。したがって、ステージの移動
に伴い平面ミラーが弾性振動を引き起こすことになる。
このことは、レーザ干渉計のような位置計測器によるよ
り精密な位置計測および位置決めを行なおうとする場
合、もはや無視できない問題である。
【００１４】また、スループット向上の目的でステージ
の移動速度、移動加減速度を高めると、ステージを駆動
するモータ等の動力の負荷が増し発熱の原因となる。こ
の発熱の影響を受け平面ミラーが不均一に熱膨張を起こ
せば、ミラー反射面の平面度を悪化させ位置計測精度に
影響する。
の移動速度、移動加減速度を高めると、ステージを駆動
するモータ等の動力の負荷が増し発熱の原因となる。こ
の発熱の影響を受け平面ミラーが不均一に熱膨張を起こ
せば、ミラー反射面の平面度を悪化させ位置計測精度に
影響する。
【００１５】本発明は、上記の従来の技術の問題点に鑑
みてなされたものであり、ステージ移動中のミラーの弾
性振動を抑制することに着目し、レーザ干渉計のような
位置計測器によるより精密な位置計測および位置決めを
可能にする移動ステージ装置を提供することを目的とし
たものである。
みてなされたものであり、ステージ移動中のミラーの弾
性振動を抑制することに着目し、レーザ干渉計のような
位置計測器によるより精密な位置計測および位置決めを
可能にする移動ステージ装置を提供することを目的とし
たものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、所定の基準面に沿って移動自在である
ステージと、前記ステージの位置を計測光によって計測
する位置計測器と、前記ステージ上に載置され前記計測
光を反射するミラーとを有する移動ステージ装置におい
て、前記ミラーの反射面およびその裏面に前記ミラーの
長手方向に沿って応力逃がし用の溝を設け、前記応力逃
がし用の溝より下部を保持することにより前記ミラーを
前記ステージ上に載置し、前記応力逃がし用の溝より上
部に前記ミラーの軽量化のための穴を設けたことを特徴
とする。
に、本発明では、所定の基準面に沿って移動自在である
ステージと、前記ステージの位置を計測光によって計測
する位置計測器と、前記ステージ上に載置され前記計測
光を反射するミラーとを有する移動ステージ装置におい
て、前記ミラーの反射面およびその裏面に前記ミラーの
長手方向に沿って応力逃がし用の溝を設け、前記応力逃
がし用の溝より下部を保持することにより前記ミラーを
前記ステージ上に載置し、前記応力逃がし用の溝より上
部に前記ミラーの軽量化のための穴を設けたことを特徴
とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態において、
前記ミラーは前記応力逃がし用の溝より下部を突き当て
部材とバネ与圧機構で保持することにより前記ステージ
上に載置される。また、前記ミラーの材質はセラミック
であり、前記穴の加工はセラミック粉末を加圧成形後で
焼結前に行われることが好ましい。また、前記穴は丸穴
であることが好ましい。さらに、前記ミラーは長手方向
に沿って前記穴が設けられて中空形状とされることが好
ましい。
前記ミラーは前記応力逃がし用の溝より下部を突き当て
部材とバネ与圧機構で保持することにより前記ステージ
上に載置される。また、前記ミラーの材質はセラミック
であり、前記穴の加工はセラミック粉末を加圧成形後で
焼結前に行われることが好ましい。また、前記穴は丸穴
であることが好ましい。さらに、前記ミラーは長手方向
に沿って前記穴が設けられて中空形状とされることが好
ましい。
【００１８】
【作用】図１０（ｂ）のバネ- マス振動系のモデルにお
いて、バネ要素のバネ定数をＫ、マスの質量をｍとし、
マスｍはバネ要素により中心Ｏに向かいＫＸの力で引っ
張られているものとする。さらにミラー部材内に減衰性
が存在するものとして制動力βｄＸ／ｄｔも働いている
ものとする。この場合の運動方程式は
いて、バネ要素のバネ定数をＫ、マスの質量をｍとし、
マスｍはバネ要素により中心Ｏに向かいＫＸの力で引っ
張られているものとする。さらにミラー部材内に減衰性
が存在するものとして制動力βｄＸ／ｄｔも働いている
ものとする。この場合の運動方程式は
【００１９】
【数１】
あるいは、
【００２０】
【数２】
初期条件として、Ｘ（０）＝Ｘ0 、Ｘ’（０）＝Ｖ0 を
仮定し、式（２）の運動方程式を解くと
仮定し、式（２）の運動方程式を解くと
【００２１】
【数３】
これは、質量ｍに初速Ｖ0 が与えられた時のバネ- マス
振動系の時系列の振動曲線である。円振動数（ω2 −α
2 ）- 1/2 にて振動を繰り返し、その振幅は図１２に示
されるように、次第に減衰していくことがわかる。
振動系の時系列の振動曲線である。円振動数（ω2 −α
2 ）- 1/2 にて振動を繰り返し、その振幅は図１２に示
されるように、次第に減衰していくことがわかる。
【００２２】ところで、このバネ- マス振動系の振幅を
下げるにはバネ定数Ｋまたは減衰係数βを上げるか、マ
スの質量ｍを下げるしかない。この場合、減衰係数βは
同一材料であれば変えることはできない。また、バネ定
数Ｋについては溝の深さを浅くすれば高くなるが、溝は
反射面の面精度を保つための応力の逃がしの役目があり
浅くするにしても限界がある。したがって、質量ｍを下
げることすなわちミラー上部を中空形状にすることが振
動抑制のための得策と考えられる。
下げるにはバネ定数Ｋまたは減衰係数βを上げるか、マ
スの質量ｍを下げるしかない。この場合、減衰係数βは
同一材料であれば変えることはできない。また、バネ定
数Ｋについては溝の深さを浅くすれば高くなるが、溝は
反射面の面精度を保つための応力の逃がしの役目があり
浅くするにしても限界がある。したがって、質量ｍを下
げることすなわちミラー上部を中空形状にすることが振
動抑制のための得策と考えられる。
【００２３】ステージの速度および加減速度を上げれば
ミラーの振動の問題だけでなく、ステージを駆動するモ
ータ等の発熱による問題も発生する。ミラーがモータ等
の発熱による影響を受ければ不規則に熱膨張を引き起こ
す。その結果ミラーの平面度を悪化させ位置計測精度に
影響する。例えば、石英等のガラスあるいはエンジニア
リングセラミックといった低熱膨張材料を使用すればこ
の影響を軽減できる。特に、エンジニアリングセラミッ
クは、低熱膨張性だけでなく比剛性についても優れてお
り、中空形状と併せて用いればより一層の効果が期待で
きる。
ミラーの振動の問題だけでなく、ステージを駆動するモ
ータ等の発熱による問題も発生する。ミラーがモータ等
の発熱による影響を受ければ不規則に熱膨張を引き起こ
す。その結果ミラーの平面度を悪化させ位置計測精度に
影響する。例えば、石英等のガラスあるいはエンジニア
リングセラミックといった低熱膨張材料を使用すればこ
の影響を軽減できる。特に、エンジニアリングセラミッ
クは、低熱膨張性だけでなく比剛性についても優れてお
り、中空形状と併せて用いればより一層の効果が期待で
きる。
【００２４】次に、ミラーの加工性についてエンジニア
リングセラミックで製作した場合について考えて見る。
一般にエンジニアリングセラミック製品の加工のプロセ
スは、以下の通りである。 （１）材料であるセラミック粉末の加圧成形 （２）フライス、旋盤またはドリル等による切削加工
（荒加工） （３）高温下での焼結 （４）研削盤による加工（精密加工）
リングセラミックで製作した場合について考えて見る。
一般にエンジニアリングセラミック製品の加工のプロセ
スは、以下の通りである。 （１）材料であるセラミック粉末の加圧成形 （２）フライス、旋盤またはドリル等による切削加工
（荒加工） （３）高温下での焼結 （４）研削盤による加工（精密加工）
【００２５】（２）の荒加工を行なう状態（焼結前）で
は、素材は柔らかく加工が容易である。したがって、ミ
ラーの素材を中空形状に抜くことはドリル等を使って比
較的簡単に行なうことが可能であり、加工性の面から考
慮しても本発明は極めて有効であることがわかる。
は、素材は柔らかく加工が容易である。したがって、ミ
ラーの素材を中空形状に抜くことはドリル等を使って比
較的簡単に行なうことが可能であり、加工性の面から考
慮しても本発明は極めて有効であることがわかる。
【００２６】
【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の一実施例に係る位置決めステージ装置で
ある。ステージ支持台７にＹステージ６およびＸステー
ジ２が載置されている。Ｘステージ２は送りねじ４およ
びモータ５によってＹステージ６上をＸ軸方向に駆動さ
れる。Ｙステージ６も同様にしてＹ軸方向に駆動され、
ガイド１０によってＹステージの移動真直度が保証され
ている。Ｘステージ２上に載置されたミラー１にレーザ
Ｍが照射され、その反射光によって干渉縞を得る干渉計
３によってステージ２のＸ方向の位置が常時計測され
る。そして、計測された位置が主制御系９によってモニ
タされ、主制御系９からステージ駆動系８に送られた指
令値と干渉計３から得られた現在位置が常時比較され、
両者の偏差が零となるように制御される。ミラー１は、
バーミラーと呼ばれる羊羹形状の反射ミラーである。ミ
ラー１の反射面有効長さは、Ｙステージ６のストローク
分以上である必要がある。これは、Ｘステージ２とＹス
テージ６が各々独立に動くためであり、Ｙ軸方向のどの
位置にあろうと常にＸ方向の位置が計測される必要があ
るためである。
図１は本発明の一実施例に係る位置決めステージ装置で
ある。ステージ支持台７にＹステージ６およびＸステー
ジ２が載置されている。Ｘステージ２は送りねじ４およ
びモータ５によってＹステージ６上をＸ軸方向に駆動さ
れる。Ｙステージ６も同様にしてＹ軸方向に駆動され、
ガイド１０によってＹステージの移動真直度が保証され
ている。Ｘステージ２上に載置されたミラー１にレーザ
Ｍが照射され、その反射光によって干渉縞を得る干渉計
３によってステージ２のＸ方向の位置が常時計測され
る。そして、計測された位置が主制御系９によってモニ
タされ、主制御系９からステージ駆動系８に送られた指
令値と干渉計３から得られた現在位置が常時比較され、
両者の偏差が零となるように制御される。ミラー１は、
バーミラーと呼ばれる羊羹形状の反射ミラーである。ミ
ラー１の反射面有効長さは、Ｙステージ６のストローク
分以上である必要がある。これは、Ｘステージ２とＹス
テージ６が各々独立に動くためであり、Ｙ軸方向のどの
位置にあろうと常にＸ方向の位置が計測される必要があ
るためである。
【００２７】図１（ｂ）に示すように、ミラー１には、
軽量化のための穴１４と応力逃がし用の溝１６が長手方
向に対して同一断面形状となるように形成されている。
ミラー１の自重は、Ｘステージ２上に設けられた３点支
持座１３により支持される。ステージ移動中の慣性力に
よる浮き上がりを防止するために押え板バネ１２によっ
て下向きに予圧を加える。ミラー１は、ステージ２上に
固定された突当て部材１５によって突き当てられ、対向
面からバネ予圧機構１１により予圧が加えられる。突き
当て部材１５およびバネ予圧機構１１のミラー１への接
触箇所は、応力逃がし用の溝１６よりも下部である。ま
た、突き当て部材１５およびバネ予圧機構１１の接触部
分は球面にして接触圧力の緩和を行なうことが望まし
い。この突当て部材１５およびバネ予圧機構１１は各々
対向面１つずつで１セットとなり、ミラー１の長手方向
に対して２カ所で押えることでミラー１を安定して保持
することが可能となる。
軽量化のための穴１４と応力逃がし用の溝１６が長手方
向に対して同一断面形状となるように形成されている。
ミラー１の自重は、Ｘステージ２上に設けられた３点支
持座１３により支持される。ステージ移動中の慣性力に
よる浮き上がりを防止するために押え板バネ１２によっ
て下向きに予圧を加える。ミラー１は、ステージ２上に
固定された突当て部材１５によって突き当てられ、対向
面からバネ予圧機構１１により予圧が加えられる。突き
当て部材１５およびバネ予圧機構１１のミラー１への接
触箇所は、応力逃がし用の溝１６よりも下部である。ま
た、突き当て部材１５およびバネ予圧機構１１の接触部
分は球面にして接触圧力の緩和を行なうことが望まし
い。この突当て部材１５およびバネ予圧機構１１は各々
対向面１つずつで１セットとなり、ミラー１の長手方向
に対して２カ所で押えることでミラー１を安定して保持
することが可能となる。
【００２８】図２にその他の実施例を示す。図１の例と
異なる点は、軽量化穴２１の形状であり、長手方向では
なく垂直方向に所定の深さで数カ所の穴が形成されてい
る。Ｘ軸の位置計測用のＸバーミラー２２およびＹ軸用
のＹバーミラー２３の両方に軽量化穴２１が設けられて
いる。この場合、図１の実施例について説明したような
効果の他に、ステージの移動加減速度に対する水平方向
のたわみ振動を図２（ｃ）に示すように、軽減する効果
も合わせ持つ。
異なる点は、軽量化穴２１の形状であり、長手方向では
なく垂直方向に所定の深さで数カ所の穴が形成されてい
る。Ｘ軸の位置計測用のＸバーミラー２２およびＹ軸用
のＹバーミラー２３の両方に軽量化穴２１が設けられて
いる。この場合、図１の実施例について説明したような
効果の他に、ステージの移動加減速度に対する水平方向
のたわみ振動を図２（ｃ）に示すように、軽減する効果
も合わせ持つ。
【００２９】
【発明の効果】本発明は、上述の通り構成されているの
で、次に記載するような効果を奏する。移動ステージの
移動に伴う平面ミラーのずれおよび振動を抑制するた
め、移動ステージの位置計測を高精度で行なえる。ま
た、高速かつ高精度な移動ステージの位置決めが可能と
なる。
で、次に記載するような効果を奏する。移動ステージの
移動に伴う平面ミラーのずれおよび振動を抑制するた
め、移動ステージの位置計測を高精度で行なえる。ま
た、高速かつ高精度な移動ステージの位置決めが可能と
なる。
【図１】 本発明の一実施例に係る移動ステージ装置を
示す模式立面図である。
示す模式立面図である。
【図２】 本発明の他の実施例に係る移動ステージ装置
を示す模式立面図およびバーミラーたわみ振動の説明図
である。
を示す模式立面図およびバーミラーたわみ振動の説明図
である。
【図３】 従来の一次元移動ステージ装置を示す模式立
面図である。
面図である。
【図４】 従来の二次元移動ステージ装置を示す模式立
面図である。
面図である。
【図５】 従来のミラー形状および保持方法を示す模式
立面図である。
立面図である。
【図６】 従来のミラー形状および保持方法の第２の例
を示す模式立面図である。
を示す模式立面図である。
【図７】 従来のミラー形状および保持方法の第３の例
を示す模式立面図である。
を示す模式立面図である。
【図８】 従来のミラー形状および保持方法の第４の例
を示す模式立面図である。
を示す模式立面図である。
【図９】 図８の従来例におけるミラーの自重たわみお
よびその他成分の説明図である。
よびその他成分の説明図である。
【図１０】 従来のミラー形状および保持方法の第５の
例を示す模式立面図である。
例を示す模式立面図である。
【図１１】 図１０の従来例の力学的問題点についての
説明図である。
説明図である。
【図１２】 式（３）で表される振動曲線を図に表した
ものである。
ものである。
１：ミラー、２：Ｘステージ、３：干渉計、４：送りネ
ジ、５：モータ、６：Ｙステージ、７：ステージ支持
台、８：ステージ駆動系、９：主制御系、１０：ガイ
ド、１１：バネ予圧機構、１２：押え板バネ、１３：３
点支持座、１４：軽量化穴、１５：突当て部材、１６：
応力逃がし用の溝、Ｍ：レーザビーム。
ジ、５：モータ、６：Ｙステージ、７：ステージ支持
台、８：ステージ駆動系、９：主制御系、１０：ガイ
ド、１１：バネ予圧機構、１２：押え板バネ、１３：３
点支持座、１４：軽量化穴、１５：突当て部材、１６：
応力逃がし用の溝、Ｍ：レーザビーム。
─────────────────────────────────────────────────────
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(56)参考文献 特開 平７−103713（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−131442（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−6850（ＪＰ，Ａ)
特開 昭57−146202（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−300907（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−21905（ＪＰ，Ａ)
実開 平５−2102（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01B 11/00 - 11/30
H01L 21/027
Claims (5)
- 【請求項１】 所定の基準面に沿って移動自在であるス
テージと、前記ステージの位置を計測光によって計測す
る位置計測器と、前記ステージ上に載置され前記計測光
を反射するミラーとを有する移動ステージ装置におい
て、 前記ミラーの反射面およびその裏面に前記ミラーの長手
方向に沿って応力逃がし用の溝を設け、前記応力逃がし
用の溝より下部を保持することにより前記ミラーを前記
ステージ上に載置し、前記応力逃がし用の溝より上部に
前記ミラーの軽量化のための穴を設けたことを特徴とす
る移動ステージ装置。 - 【請求項２】 前記ミラーは前記応力逃がし用の溝より
下部を突き当て部材とバネ与圧機構で保持することによ
り前記ステージ上に載置されることを特徴とする請求項
１記載の移動ステージ装置。 - 【請求項３】 前記ミラーの材質はセラミックであり、
前記穴の加工はセラミック粉末を加圧成形後で焼結前に
行われることを特徴とする請求項２記載の移動ステージ
装置。 - 【請求項４】 前記穴は丸穴であることを特徴とする請
求項１〜３のいずれかに記載の移動ステージ装置。 - 【請求項５】 前記ミラーは長手方向に沿って前記穴が
設けられて中空形状とされることを特徴とする請求項４
記載の移動ステージ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07930596A JP3428808B2 (ja) | 1996-03-08 | 1996-03-08 | 移動ステージ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07930596A JP3428808B2 (ja) | 1996-03-08 | 1996-03-08 | 移動ステージ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09243316A JPH09243316A (ja) | 1997-09-19 |
| JP3428808B2 true JP3428808B2 (ja) | 2003-07-22 |
Family
ID=13686142
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07930596A Expired - Fee Related JP3428808B2 (ja) | 1996-03-08 | 1996-03-08 | 移動ステージ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3428808B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100690882B1 (ko) | 2005-03-21 | 2007-03-09 | 삼성전자주식회사 | 반도체 소자 제조용 노광 장비, 진동 감지 및 위치 측정방법, 반도체 소자 제조 방법 |
| CN102483576A (zh) | 2009-09-08 | 2012-05-30 | 卡尔蔡司Smt有限责任公司 | 低表面外形变形的光学元件 |
| KR101678016B1 (ko) * | 2010-06-07 | 2016-11-23 | 삼성전자주식회사 | 바미러 장치 |
| CN105957828B (zh) * | 2016-07-01 | 2019-07-02 | 广东工业大学 | 一种平台的定位系统及其控制方法 |
| JP7445522B2 (ja) * | 2020-06-02 | 2024-03-07 | 株式会社日立ハイテク | ステージ装置、及び荷電粒子線装置 |
| WO2022249257A1 (ja) * | 2021-05-24 | 2022-12-01 | ギガフォトン株式会社 | 狭帯域化モジュール、ガスレーザ装置、及び電子デバイスの製造方法 |
-
1996
- 1996-03-08 JP JP07930596A patent/JP3428808B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09243316A (ja) | 1997-09-19 |
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