JP6715616B2 - 位置決めステージ用のテーブルおよびこれを用いた位置決め方法 - Google Patents

Description

本発明は、ＸＹステージなどの位置決めステージに関する。

レーザー光を用いてＸ方向或いはＹ方向の位置を測長するための反射ミラーが取り付けられたテーブルを有する位置決めステージが知られている（たとえば、特許文献１参照）。

特開２００４−０３１５３７号公報

しかし、反射ミラーがテーブルに対して機械的に固定されているため、反射ミラーに外力が作用した際に反射ミラーおよびテーブルの相対的な位置関係が変化する可能性がある。この場合、干渉計を用いたテーブルの座標値の測定精度が低下する。

そこで、本発明は、位置決め精度のさらなる向上を図りうる位置決めステージ用のテーブルおよびこれを用いた位置決め方法を提供することを目的とする。

本発明の位置決めステージ用のテーブルは、テーブルと、前記テーブルの表面に形成された蒸着膜からなる反射ミラーとを備え、前記テーブルおよび前記蒸着膜はＳｉＣからなることを特徴とする。

本発明の位置決め方法は、本発明の位置決めステージ用のテーブルの表面に形成されている前記反射ミラーに対する照射光の経路と、当該照射光の前記反射ミラーによる反射光の経路とを光経路として有する干渉計を用いて、前記テーブルの座標値を測定する過程を含むことを特徴とする。

反射ミラーがテーブルの表面に対して化学的または物理的に付着している蒸着膜により形成されているため、テーブルに機械的に固定される従来の反射ミラーのように外力による相対的な位置ずれが確実に防止される。その結果、テーブルの加速度運動に対する位置きめ精度の変化が小さく抑制される。また、当該従来の反射ミラーのようにスペースをとらないので、他の物体との干渉も回避される。これにより、テーブルの位置決め精度のさらなる向上が図られる。

本発明の一実施形態としての位置決めステージの構成説明図。

（構成）
図１に示されている本発明の一実施形態としての位置決めステージ用のテーブル１はＸＹステージ用であり、第１反射ミラー２１と、第２反射ミラー２２と、を備えている。なお、位置決めステージはＺステージなどの異なる形態であってもよい。

テーブル１は、略矩形平板状のＳｉＣなどのセラミックス焼結体により構成され、その上面１０にはシリコンウエハなどの基板が載置される。ＳｉＣ焼結体の主な物性値は、膨張係数：２［ｐｐｍ／Ｋ］、ヤング率：４２０［ＧＰａ］、比重：３．２、硬度：２４［ＧＰａ］である。テーブル１の形状も円盤形状など、さまざまな形状に変更されてもよい。テーブル１は、適当な駆動機構を用いて、ベース（図示略）に対して相対的にＸ方向およびＹ方向のそれぞれに駆動される。

第１反射ミラー２１は、テーブル１の４つの側面のうちの１つである第１側面１１（Ｘ−Ｚ平面に平行な面）のうち一部に形成された略矩形状の蒸着膜からなる。同様に、第２反射ミラー２２は、テーブル１の４つの側面のうちの１つである第２側面１２（Ｙ−Ｚ平面に平行な面）のうち一部に形成された略矩形状の蒸着膜からなる。第１反射ミラー２１はテーブル１の第１側面１１の全部に形成されていてもよい。第２反射ミラー２２はテーブル１の第２側面１２の全部に形成されていてもよい。蒸着膜は、位置決めまたは測長用の光（たとえばレーザー光）を反射するＡｇなど金属を含有し、ＣＶＤ法、イオンプレーティング法またはスパッタリング法などのＰＶＤ法等の蒸着法にしたがって形成される。この蒸着面を研磨加工し所定の平面精度を得る。

また、テーブル１と同質の素材を蒸着法によって形成したものであってもよい。この場合テーブル１とミラー素材の物性がほぼ同質となり異種素材間に生じうる歪を極小化することができる。

また、テーブル１が、ゼロ膨張材セラミックス（例えば、特許第３２６０３４０号に示されているリチウムアルミノシリケート、アルミナスキータイト、チタン酸アルミニウムから選択された材料を主成分とし、これに炭化ケイ素、窒化ケイ素、サイアロン、アルミナ、ジルコニア、窒化アルミニウムから選択された材料を複合したセラミックス）により構成され、その側面に同等の蒸着膜が形成されてもよい。この場合、外部からの熱の流入に対してテーブル１に対する反射ミラー２１、２２の相対的な変位が著しく小さく抑制され、テーブル１としての位置きめ精度がさらに向上する。たとえば、リチウムアルミノシリケートおよびＳｉＣの複合焼結体の主な物性値は、膨張係数：０．０［ｐｐｍ／Ｋ］、ヤング率：１５０［ＧＰａ］、比重：２．５、硬度：７［ＧＰａ］である。

（位置決め方法）
テーブル１の第１側面１１に対向するように配置されている第１干渉計４１を用いてテーブル１のＸ座標値が測定される。同様に、テーブル１の第２側面１２に対向するように配置されている第２干渉計４２を用いてテーブル１のＹ座標値が測定される。

（実施例）
（実施例１）
（奥行）４２０［ｍｍ］×（幅）４２０［ｍｍ］×（厚さ）４０［ｍｍ］の略正方板状のＳｉＣ焼結体が作製された。このＳｉＣ焼結体の隣り合う一対の側面１１、１２に厚さ１０［μｍ］のＳｉＣイオンプレーティング膜が成膜され、その測長用の領域の平面度がλ／２０（λ＝６３２．８ｎｍ）で研磨加工された。これにより、ＳｉＣイオンプレーティング膜からなる反射ミラー２１、２２が側面１１、１２に設けられている実施例１のテーブル１が作製された。

テーブル１をストローク３００［ｍｍ］内で加速（５［ｍ／ｓ²］）、減速（５［ｍ／ｓ²］）の繰り返しを２４時間実行し、実行前後の位置決め精度の変化を評価した。例えば、初期において±０．１０［μｍ］であったものが±０．１５［μｍ］に変化した場合は（０．１５−０．１０）／０．１０＝５０％と変化率を計算し評価した。このように評価された実施例１のテーブル１の位置決め精度の変化率は１０％以下であった。

（実施例２）
実施例１のテーブル１の側面１１、１２における、研磨加工されたＳｉＣイオンプレーティング膜の上にさらにＡｕの蒸着膜（厚さ１［μｍ］）が成膜された。これにより、ＳｉＣイオンプレーティング膜およびその上に重ねられたＡｕ蒸着膜からなる反射ミラー２１、２２が側面１１、１２に設けられている実施例２のテーブル１が作製された。上記のように評価された実施例１のテーブル１の位置決め精度の変化率は１０％以下であった。

（実施例３）
（奥行）４２０［ｍｍ］×（幅）４２０［ｍｍ］×（厚さ）４０［ｍｍ］の略正方板状のリチウムアルミノシリケートおよびＳｉＣの複合焼結体が作製された。この複合焼結体の隣り合う一対の側面１１、１２の測長用の領域の平面度がλ／２０（λ＝６３２．８ｎｍ）で研磨加工された。この研磨加工された領域にＡｌの蒸着膜（厚さ０．２［μｍ］）が成膜された。これにより、Ａｌ蒸着膜からなる反射ミラー２１、２２が側面１１、１２に設けられている実施例３のテーブル１が作製された。上記のように評価された実施例１のテーブル１の位置決め精度の変化率は１０％以下であった。

（比較例）
（奥行）４２０［ｍｍ］×（幅）４２０［ｍｍ］×（厚さ）４０［ｍｍ］の略正方板状のＳｉＣ焼結体が作製された。このＳｉＣ焼結体のステージ側表面に、（奥行）３４０［ｍｍ］×（幅）２０［ｍｍ］×（厚さ）２０［ｍｍ］の略直方体状のＳｉＣ焼結体からなるミラーをステージとボルト締結し一体化した。尚、ＳｉＣ焼結体のミラー面はＳｉＣイオンプレーティング膜が成膜され、その測長用の領域の平面度がλ／２０（λ＝６３２．８ｎｍ）で研磨加工した。上記のように評価された比較例のテーブル１の位置決め精度の変化率は７０％であった。

１‥テーブル、１０‥上面、１１‥第１側面、１２‥第２側面、２１‥第１反射ミラー、２２‥第２反射ミラー、４１‥第１干渉計、４２‥第２干渉計。

Claims (2)

1. テーブルと、前記テーブルの表面に形成された蒸着膜からなる反射ミラーとを備え、前記テーブルおよび前記蒸着膜はＳｉＣからなることを特徴とする位置決めステージ用のテーブル。
2. 請求項１記載の位置決めステージ用のテーブルの表面に形成されている前記反射ミラーに対する照射光の経路と、当該照射光の前記反射ミラーによる反射光の経路とを光経路として有する干渉計を用いて、前記テーブルの座標値を測定する過程を含むことを特徴とする位置決め方法。