JPH0314223B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は基体を写真製版処理する装置のための
変位装置に関するものである。

物体相互を位置調整しなければならないことが
多々ある。本発明はかかる調整を極めて正確に行
なうのに好適な変位装置に係わる。この装置の重
要な使用分野としては半導体製造分野がある。例
えば、所謂ストツプ・エンド・レピートカメラに
よりマスクを製造するに際しては、極めて精度の
高い位置調整が重要である。又、パターンを光線
及び電子ビーム発生器により基体上の感光層に繰
返し結像する場合、この高精度が要求される。勿
論、高精度で作動する変位装置は他の分野でも使
用される。

半導体製造装置に使用する変位装置の一例とし
てはDE1953712号に記載されたものがある。この
変位装置では、Ｘ方向移動台をＹ方向移動台上で
軸線方向に移動可能とし、Ｘ方向移動台上で加工
片サポートを軸線方向に移動可能とした座標系移
動台システムが用いられている。更に、加工片を
加工片サポートに対し僅かに直線及び回転変位さ
せて微調整するための手段が設けられている。

かかる周知のＸ−Ｙ方向移動台装置では、両移
動台部分間及び上方移動台部分と加工片サポート
との間を極めて正確に案内する必要があり、この
案内中僅かなクリアランスも許容不可能な調整誤
差を生ずる。又、上方移動台部分に対して加工片
サポートを変位させるため、Ｘ及びＹ方向移動台
間の案内中に生ずる力、及び上方移動台部分及び
加工片サポートのマスの加速によつて生ずる力が
変化し、これが調整に悪影響を及ぼす。更に、周
知の装置では粗調及び微調を２種の異なるシステ
ムにより行うため、構成が複雑で、調整速度が制
限される。又、微調を行なう調整エレメントが極
めて限られたストロークを行なうだけのため、位
置決めを困難にすると共に、粗調に厳しい要求を
課する。

本発明は極めて短時間のうちに高精度で位置調
整し得て、粗調整用部材と微調整用部材とを個々
に必要とせずに構成が簡単で、又Ｘ方向移動台と
Ｙ方向移動台とを個別に有する座標系移動台シス
テムを用いなくても移動台部分間に生じた力が加
工片サポートの変位に悪影響を及ぼすことがな
く、更に変位中に生じた力をうまく分散させるこ
とにより安定して作動し得るようにした変位装置
を提供することを目的とする。

この目的のため本発明変位装置は前記基体を支
持する上方移動台部分と、該上方移動台部分の下
方における下方移動台部分とを具え、これら上方
及び下方移動台部分に互に向かい合う平坦面を設
けて該平坦面により上方移動台部分を下方移動台
部分上に変位可能に支持し、上方移動台部分に結
合した第１外匣と、この第１外匣の両端から突出
して該第１外匣を、下方移動台部分に対し相対的
に一方の軸線方向へ駆動させ得るよう案内する第
１駆動エレメントとよりなる第１直線駆動部材を
設けると共に、第２外匣及び第２駆動エレメント
よりなる第２直線駆動部材、並びに第３外匣及び
第３駆動エレメントよりなる第３直線駆動部材を
設け、第２及び第３駆動エレメントを相互に平行
にして且つ前記一方の線方向に直角な他方の軸線
方向に延在させて下方移動台部分に固定し、これ
ら第２及び第３エレメントにより案内して第２及
び第３外匣を前記他方の軸線方向へ駆動可能と
し、前記第１駆動エレメントの両端を前記第２及
び第３外匣に連結して、第１外匣及び上方移動台
部分を下方移動台部分に対し直交軸線方向及び回
転方向へ相対変位可能としたことを特徴とする。

本発明においては、両移動台部分間を正確に案
内する必要のある座標系移動台システムとせず、
移動台を平坦面内で相対的に自由に移動し得る２
個の移動台部分により構成する。この移動台は上
方移動台部分を下方移動台部分により支えるた
め、駆動部材が荷重を支える必要がなく、又かか
る移動台では上方移動台部分を測定システムによ
り正確に位置決めすることができることから、上
方移動台部分上の基体の位置を正確に割出し得
る。又、駆動部材の上記配置は上方移動台部分
（基体）の位置調整を迅速且つ正確に行なうこと
ができると共にその回転位置調整さえ可能であ
り、回転位置調整用駆動部材を必要としない。

以下、図示の実施例により本発明を詳細に説明
する。

第１図及び第２図は本発明変位装置の一例を線
図的に示す。本発明装置は下方部分１及び上方部
分２よりなる移動台を具え、下方移動台部分１を
花こう岩の板で構成し、上方移動台部分２を空気
支持板として構成する。両移動台部分１，２の相
互合せ面を平坦とする。空気支持板として構成し
た上方移動台部分２が下方移動台部分１上に空気
を介して支持されるため、両移動台部分はほとん
ど摩擦を生ずることなく相対移動する。なお、か
かる空気支持は好適であるものの、装置の満足す
べき作動に必ずしも不可欠なものではなく、例え
ば両移動台部分間をオイルで潤滑することも可能
である。

本発明装置には更に３個の駆動部材３，４，５
を設け、これらをＨ字型に配置する。図示の駆動
部材は液圧直線モータとし、これらを流体静力学
的にジヤーナル軸受けするのが良い。液圧モータ
用の制御装置は図面の簡単のため省略した。液圧
モータ３の外匣６は上方移動台部分２を下方移動
台部分１に対し相対的にＸ方向へ移動させるよう
にし、これがため外匣６を図示せざるボルト−ナ
ツト等の手段により移動台部分２上に取付ける。
移動台部分２のＹ方向の移動は駆動部材４，５に
より行なわせ、これら駆動部材は移動台部分２の
回転移動をも行なうようにする。これがため外匣
７，８の両端より外方に軸方向移動可能な駆動エ
レメント９，１０を突出させる。これら駆動エレ
メントは駆動部材の外匣内にあるプランジヤに連
結した軸とする。軸９，１０の端部は連結ブロツ
ク１１を介して移動台部分１に固着する。Ｘ方向
移動用駆動部材３の駆動エレメント１２，１３は
夫々Ｙ方向移動用駆動部材４，５の外匣７，８に
枢着する。この目的のため、例えば重合位置に配
した板１４を外匣７，８に取付け、これら板にヒ
ンジシヤフト１５を挿通すると共に、ヒンジシヤ
フト１５を駆動エレメント１２，１３の端部に貫
通する。移動台部分２の回転移動時両ヒンジシヤ
フト１５間の距離変化を補償し得るようにするた
めに、駆動エレメント１３を１６で線図的に示す
ようなスライドシヤフトとして構成する。

好ましくは、熱膨脹係数の小さな材料で造つた
板１７を駆動部材３の外匣６上に取付ける。この
板１７上には３個のサポート１８を設ける。これ
ら３個のサポートにより基準部材１９を支持す
る。基準部材１９も熱膨脹係数の小さな材料で造
るのが良く、これに２個の鏡の型式の直交外面２
０，２１を設ける。移動台部分１に対する移動台
部分２の位置は、レーザー干渉計装置と共働する
これら鏡面により極めて正確に、例えば0.1μｍの
範囲で決定することができる。基準部材１９に窪
み２２を設ける。板１７上に加工片、例えば半導
体エレメントを形成すべき基体を保持するホルダ
ー２３を設ける。ホルダー２３の上面を基体支持
面とする。この上面を鏡面２０，２１に対し適切
に選定して、上面がレーザー干渉計装置の光線ビ
ームが位置する面と一致するようにする。丁度こ
のレベルに基体を配置することにより、位置検出
中の光学的誤差を避けることができ、この誤差は
移動台部分１に対する移動台部分２の平面度、つ
まり傾斜に起因して生ずる。

基体はホルダーにより保持する。この保持は周
知のように大気圧以下の圧力により良好に行なう
ことができる。第２図に空気支持板の構造を線図
的に示す。上方移動台部分２に圧搾空気用の入口
２４を設け、これから絞り２５を経て下方移動台
部分１と対向する上方移動台２の平坦面に圧搾空
気を導びく。絞り２５から流出した圧搾空気は移
動台部分１，２間を気体静力学的に支持する。
又、移動台部分２に空所２６を設け、その内部に
負圧を生ぜしめて、気体静力学的支持のための所
望の予備応力を提供し得るようにする。

液圧モータ３に液体を供給する場合、第１図に
おける外匣６、従つて移動台部分２はＸ方向、つ
まり右又は左方に移動する。移動台部分２のＹ方
向移動は、モータ４，５に同時に液体を供給して
外匣７，８を同じ方向へ移動させることにより得
られる。移動台部分２の回転移動はモータ４，５
を逆方向へ駆動させることにより得られる。

モータ３，４，５は移動台部分１，２上の同レ
ベルに配置する。これは移動台部分１，２の調整
力のために好ましい。モータ３，４，５をＨ字型
に配置することで、移動台部分を移動及び回転時
共簡単且つ迅速に調整することができる。

図示例では液圧直線モータを用いた。しかし、
直線電動機を用いることもできる。直線電動機の
場合外匣及び駆動エレメント間に或る量のクリア
ランスが存在するため、Ｘ方向移動用モータを２
個のＹ方向移動用モータに枢着する必要がなくな
り、剛結合でよい。

第３図は移動台部分の位置を極めて正確に測定
して、移動台部分を所望位置に調整するようモー
タを測定結果に応じ制御するための手段を線図的
に示す。なおこの図面では、厳密に測定に必要な
要素のみを示した。

レーザー３０が放出した光線は反転ミラー３
１，３２により半透鏡３３，３４に導びかれる。
半透鏡３３は例えば光線の2/3を透過し、1/3を干
渉計３６を経て基準部材１９の鏡面２１に指向さ
せる。鏡面２１で反射された光線は干渉計で受け
止められ、干渉計で処理された光線ビームがレシ
ーバ３７に通過し、このレシーバは図示せざる電
子処理装置に電気信号を発する。これらの処理装
置において、干渉計３６により測定された移動台
部分２のＸ方向位置が所望位置と比較される。差
があればその差信号が直線モータ３の制御に用い
られ、移動台部分２は所望のＸ方向位置に持ち来
たらされる。

同様にしてＹ方向位置が決定されるが、この場
合２個の光線ビームを用い、干渉計３８，３９で
位置を指示する。レシーバ４０，４１も前記の電
子処理装置に電気信号を発する。Ｙの２種の値に
よつて基準部材１９のＹ方向位置及び回転位置の
双方を測定し得る。所望値との間に差がある場
合、その差信号がモータ４，５の制御に用いられ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明変位装置の線図的平面図、第２
図は同じくその一部切欠側面図、第３図は位置調
整用レーザー干渉計装置の略線図である。 １……下方移動台部分、２……上方移動台部
分、３〜５……駆動部材、６〜８……駆動部材外
匣、９，１０，１２，１３……駆動エレメント、
１１……連結ブロツク、１４……板、１５……ヒ
ンジシヤフト、１６………スライドシヤフト、１
７……板、１８……サポート、１９……基準部
材、２０，２１……直交鏡面、２２……窪み、２
３……基体ホルダー、２４……圧搾空気入口、２
５……絞り、２６……負圧空所、３０……レーザ
ー、３１，３２……反転ミラー、３３，３４……
半透鏡、３６，３８，３９……干渉計、３７，４
０，４１……レシーバ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 基体を写真製版処理する装置のための変位装
   置において、 前記基体を支持する上方移動台部分と、該上方
   移動台部分の下方における下方移動台部分とを具
   え、これら上方及び下方移動台部分に互に向かい
   合う平坦面を設けて該平坦面により上方移動台部
   分を下方移動台部分上に変位可能に支持し、 上方移動台部分に結合した第１外匣と、この第
   １外匣の両端から突出して該第１外匣を、下方移
   動台部分に対し相対的に一方の軸線方向へ駆動さ
   せ得るよう案内する第１駆動エレメントとよりな
   る第１直線駆動部材を設けると共に、第２外匣及
   び第２駆動エレメントよりなる第２直線駆動部
   材、並びに第３外匣及び第３駆動エレメントより
   なる第３直線駆動部材を設け、 第２及び第３駆動エレメントを相互に平行にし
   て且つ前記一方の軸線方向に直角な他方の軸線方
   向に延在させて下方移動台部分に固定し、これら
   第２及び第３エレメントにより案内して第２及び
   第３外匣を前記他方の軸線方向へ駆動可能とし、 前記第１駆動エレメントの両端を前記第２及び
   第３外匣に連結して、第１外匣及び上方移動台部
   分を下方移動台部分に対し直交軸線方向及び回転
   方向へ相対変位可能としたことを特徴とする変位
   装置。 ２ 前記各直線駆動部材を液圧直線モータとし、
   第１駆動エレメントの両端を第２及び第３外匣に
   枢着し、第１駆動エレメントの一端をスライドシ
   ヤフトで構成した特許請求の範囲第１項記載の変
   位装置。 ３ 各直線駆動部材を直線電動機で構成した特許
   請求の範囲第１項記載の変位装置。 ４ 上方移動台部分は絞りを有し、該絞りを下方
   移動台部分の平坦面に開口させると共に下方移動
   台部分の高圧源に接続して両移動台部分間に空気
   支持手段を形成し、上方移動台部分は更に室を有
   し、これを下方移動台部分に隣接させると共に負
   圧源に接続して空気支持手段の予備応力を得るよ
   うにしたものである特許請求の範囲第１項乃至第
   ３項のいずれかに記載の変位装置。 ５ 上方移動台部分は２個の直交鏡面を有し、こ
   れら鏡面を基準部材の２個の直立側壁で構成し、
   レーザーにより放射され、鏡面により反射された
   光線ビームにレーザー干渉計装置を共働させるこ
   とにより測定した位置に基づく各直線駆動部材の
   制御によつて位置の調整を行なうようにしたもの
   である特許請求の範囲第１項乃至第４項のいずれ
   かに記載の変位装置。 ６ 基体をホルダーを介して上方移動台部分に支
   持し、ホルダーを鏡面付基準部材の窪み内に位置
   させ、ホルダーの基体支持面を鏡面の高さ方向に
   おいて光線ビームにほぼ一致させ、これによりレ
   ーザー干渉計装置が２個の鏡面と共働してホルダ
   ーの位置を測定し得るよう構成した特許請求の範
   囲第５項記載の変位装置。