JPH0339751Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、振動の減衰手段を設けた微動テー
ブル装置に関し、特に高精度露光装置用の高速位
置決めを可能にした微動テーブル装置に関する。

〔従来の技術〕

半導体集積回路の製造工程には、フオトレジス
トを塗布したウエハに回路パターンを露光して焼
付ける露光装置が用いられている。この露光装置
は、半導体集積回路の高集積化に伴い0.1ミクロ
ンオーダの高精度位置決めが要求されるようにな
つてきている。

そして、露光装置としては縮小投影式の露光装
置が多く採用されている。この縮小投影式の露光
装置は、ウエハに小さな集積回路パターンを一つ
づづ順に焼付けて行く所謂ステツプアンドリピー
ト式となつており、パターンの重ね合わせを考え
ない一回の工程の場合、一枚のウエハに少ないも
のでも数百回の位置決めが必要となり、この位置
決めに要する総時間が大きくなるため、露光工程
の能率を向上させるためには、位置決めを短時間
で行うことが必要となる。

従来の微動テーブル装置としては、本出願人が
提案した実開昭58−105604号公報に開示されてい
るものがある。この従来例は、粗動テーブル上に
微動台を弾性的に支持し、微動台に形成した制振
部と粗動テーブルに形成した受面との間に粘性流
体を満たし、微動台に振動の減衰効果を付与した
構成を有する。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記従来の微動テーブル装置に
あつては、制振部の制振面と粗動テーブルの受面
との間に満たされた高粘度の粘性流体によつて、
粗動テーブルを高速移動させたときに微動台に生
じる振動を効果的に減衰させて位置決めを高速度
で行うことができる効果を有するものであるが、
制振部が粘性流体内に浸漬されているので、振動
の減衰効果を高めるために、粘性流体の粘度を高
めると、微動台を電磁石等の移動機構によつて微
動させる際に、制振部の側壁が粘性流体を圧縮す
ることによる抵抗が極めて大きいため、微動台の
移動が妨げられ好ましくない。このため、微動台
の円滑な移動を確保しようとすると、粘性流体の
粘度を極端に低下させなければならず、振動の減
衰効果が減少し、微動台の円滑な移動と振動の減
衰効果との双方を同時に満足させることができな
いという未解決の問題点があつた。

そこで、この考案は、上記従来例の問題点に着
目してなされたものであり、微動台の円滑な移動
と振動の減衰効果との双方を同時に満足させて短
時間で正確な位置決めを行うことが可能な微動テ
ーブル装置を提供をすることを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、この考案は、互い
に直交する２つの方向に移動可能で且つ粗動テー
ブルに弾性的に支持された微動台を有する微動テ
ーブル装置において、前記微動台はその移動面と
平行な制振面を形成した制振部を有し、前記粗動
テーブルは前記制振部の制振面と近接対向する受
面を有し、該受面とこれに対向する前記制振面と
の間にその間隔以内の高さとされ且つ前記受面と
前記制振面との間を満たす高粘度の粘性流体を介
在させ、前記制振面部に減衰効果を付与させたこ
とを特徴としている。

〔作用〕 この考案においては、粗動テーブル上に弾性的
に支持された微動台の支持部に形成した振部の制
振面と粗動テーブルの受面との間に、その間隔以
内の高さとされ且つ前記受面と前記制振面との間
を満たす高粘度の粘性流体を介在させ、この粘性
流体による振動減衰効果を微動台の制振部の制振
面のみに付与するようにし、相対移動する制振面
又は受面端に接続して形成された側端面には、粘
性流体が接触しないようにすることにより、粘性
流体によつて粗動テーブルの高速移動時の振動を
減衰させる効果を発揮させると共に、移動機構に
よつて微動台を微動させる際には、制振部の側端
面に粘性流体が作用することなく、XY移動即ち
受面と平行な面内での移動のときの抵抗が大きく
ならないようにして、振動の制振効果と微動台の
円滑な移動とを確保するようにした。

〔実施例〕 以下、この考案の実施例を図面に基づいて説明
する。

まず、この考案を適用し得る縮小投影露光装置
の概要を第１図について説明する。

図中、１０１は縮小投影露光装置であつて、こ
の縮小投影露光装置１０１は、ウエハ１０２を載
置するステージ１０３と、その上面に対向して固
定配置された縮小レンズ１０４と、その上方位置
に配置されたレチクル１０５を載置するレチクル
載置台１０６と、その上方位置に配置された露光
光源部１０７とから構成されており、光源部１０
７からの露光光線がレチクル１０５及び縮小レン
ズ１０４を通つて複合移動テーブル装置としての
XYZステージ１０３上のウエハ１０２に照射さ
れ、レチクル１０５に形成された回路パターンは
ウエハ１０２上に結像され、縮小投影がなされ
る。

XYZステージ１０３は、駆動機構２によつて
XYZ軸の３軸方向に移動可能に構成され、XY軸
方向に移動させることにより、ウエハ１０２の露
光位置を選択すると共に、Ｚ軸方向に移動させる
ことにより焦点調整を行う。

このXYZステージ１０３の具体的構成は、第
２図〜第６図に示すように構成されている。

すなわち、第２図において、１は基台であり、
Ｘ軸駆動機構２ａ，Ｙ軸駆動機構２ｂによつて水
平面内のＸ軸及びＹ軸方向に移動される粗動テー
ブル３上に載置されている。

この基台１の中央部には、第３図及び第４図に
示すように、案内台４が取付けられている。この
案内台４は、上面側に前下がりに傾斜する幅広の
凹部５を有して断面コ字状に形成されている。

そして、案内台４の凹部５内に斜面スライダ７
が水平面に対して傾斜したクロスローラガイド８
によつて支持されると共に、案内されて凹部５の
底面に沿う方向に摺動可能なように配設されてい
る。この斜面スライダ７は、その下面７ａが凹部
５の傾斜面と平行な傾斜面とされ、且つ上面７ｂ
が水平面とされた台形状に形成されている。そし
て、斜面スライダ７は、第４図に示すように、そ
の後端部にボールナツト６が固着され、このボー
ルナツト６に送りねじ軸１１が螺合している。こ
の送りねじ軸１１は、駆動機構を構成する直流モ
ータ１０の回転軸に連結され、このモータ１０に
はその回転角を検出するエンコーダ９が取付けら
れ、その検出信号に基づきモータ１０がサーボ制
御される。したがつて、直流モータ１０を回転駆
動させると、斜面スライダ７は案内台４における
凹部５の底面の延長方向に移動される。

斜面スライダ７の水平上面７ｂには、保持器１
３ｂにより相互に離間された転動体である鋼球１
３ａを介して微動テーブルブロツク１４が水平面
内で移動可能に載置されている。ここで、保持器
１３ｂは、高精度に仕上げられた多数のボール１
３ａを回転自在に保持するようにされている。な
お、１３ｃは保持器の抜出しを防止するストツパ
ーである。

一方、基台１上には、第３図に示す如く、その
左右両側部にコ字状の支持台１６ａ，１６ｂが固
着され、これら支持台１６ａ，１６ｂ上に形成さ
れた受面１６ｃ，１６ｄに 、XY軸方向に移動
可能な微動台としての微動テーブル１７が高粘度
の粘性流体としてのシリコンオイル１６ｅ（粘度
10⁵センチストークス程度）を介した状態でXY
方向に移動可能に基台１に支持されている。

この移動テーブル１７は、第２図及び第３図に
示す如く、正方形部１７ａとその左右側面から段
部１７ｂを形成して外方に延長する支持部１７
ｃ，１７ｄとが一体に構成され、正方形部１７ａ
の中央部に略正方形の透孔１７ｅが、支持部１７
ｃ，１７ｄに長方形の透孔１７ｆ，１７ｇが夫々
穿設され、透孔１７ｆ，１７ｇ内に夫々前記支持
台１６ａ，１６ｂに僅かな隙間を介して対向する
制振面１８を有する制振部材１９が入れ込まれた
形で微動テーブル１７に固着されており、また、
透孔１７ｅ内に前記微動テーブルブロツク１４が
挿入されている。そして、微動テーブル１７の上
面と微動テーブルブロツク１４の上面との間に
は、第５図及び第６図に示すように、板ばね２０
が橋架され、微動テーブルブロツク１４は微動テ
ーブル１７に対しXY方向の移動を不能とされた
状態でＺ軸方向へは板ばね２０の撓みにより微小
移動可能とされている。ここで、支持台１６ａ，
１６ｂの受面１６ｃ，１６ｄと微動テーブル１７
の制振面１８との間の間隔は50ミクロン程度と
し、これら間にシリコンオイル１７ｅが、微動テ
ーブル１７が中立位置にある状態で、受面１６
ｃ，１６ｄとこれらに対向する制振面１８との間
隔以内の高さとされ且つ受面１６ｃ，１６ｄと前
記制振面との間を満たすように介在されている。
したがつて、微動テーブル１７が後述する電磁石
２６ａ，２６ｂ，２８ａ，２８ｂによつて最大限
移動されても、シリコンオイル１７ｅが制振部１
９の側端面に接触することがない。

また、基台１には、第５図及び第６図に示すよ
うに、前後方向の端部に夫々コ字状の支持台２１
ａ，２１ｂが固着され、これら支持台２１ａ，２
１ｂの脚部に板ばね２２を介してＸ方向に移動可
能なコ字状のブロツク２３ａ，２３ｂが連接され
ている。これらブロツク２３ａ，２３ｂの両側の
支柱部２４ｆ，２４ｒは、上方に前記微動テーブ
ル１７の段部１７ｂの近傍に延長され、支柱部２
４ｆの前端側及び支柱部２４ｒの後端側と微動テ
ーブルブ１７の正方形１７ａとが板ばね２５によ
つて連結されている。

そして、前記支持台２１ａ，２１ｂ上に夫々コ
字状鉄心に励磁コイルを巻回した電磁石２６ａ，
２６ｂが配設され、これら電磁石２６ａ，２６ｂ
の両端部が微動テーブル１７の前後側縁に固着さ
れた磁性板２７ａ，２７ｂに所定間隔を保つて対
向され、且つ基台１の支持台１６ａ，１６ｂの下
側に同様のコ字状鉄心に励磁コイルを巻回した電
磁石２８ａ，２８ｂが配設され、これらの電磁石
２８ａ，２８ｂの両端部がブロツク２３ａ，２３
ｂの中央部に固着された磁性板２９ａ，２９ｂに
所定間隔を保つて対向されている。したがつて、
電磁石２８ａ，２８ｂの励磁コイルに通電する励
磁電流量を対向する電磁石の磁力を基準値より一
方を増加し、他方を減少させるようにして、板ば
ねの変位に対するばね力とバランスさせるように
調整することにより、ブロツク２３ａ，２３ｂを
板ばね２２に抗してＸ方向に微動させ、これによ
り板ばね２５によつて連接された微動テーブル１
７をＸ方向に微動させる。また、電磁石２６ａ，
２６ｂの励磁コイルに通電する励磁電流量を対向
する電磁石の磁力を基準値より一方を増加し、他
方を減少させるようにして、板ばねの変位に対す
るばね力とバランスさせるように調整することに
より、板ばね２５に抗して微動テーブル１７をＹ
方向に微動させる。

また、微動テーブルブロツク１４の上面には、
第３図及び第４図に示す如く、幅広のチヤツク取
付板３０が固着され、このチヤク取付板３０上に
円板状の治具チヤク３１が固着されている。この
治具チヤツク３１は、上面に扇状とされた凹所３
２が所定間隔を保つて形成されていると共に、位
置決め用ピン３３が上面に植設され、さらに外周
縁部に位置決め用環状枠３４が固着され、また内
部に、真空源（図示せず）に接続された、左端縁
から中心部に達し、これから上面に開口する通孔
３５ａと、この通孔３５ａを囲むようにコ字状に
形成された通孔３５ｂとを有し、通孔３５ｂが前
記各凹所３２に連通されている。そして、治具チ
ヤツク３１上にウエハ又はレチクルを載置するウ
エハチヤツク３７が載置されている。このチヤツ
ク３７は、治具チヤツク３１に真空吸着され、下
面中心部から上方に向かう通孔３８と、中心部か
ら半径方向に延長する通孔３９とを有し、通孔３
９と上面間に所定間隔で吸引口が開口されてい
る。

また、チヤツク取付板３０には、その外周縁に
第２図に示す如くＹ軸と平行なミラー部４１ａと
Ｘ軸に平行なミラー部４１ｂとを有しＬ字状に形
成された反射ミラー４１が固着されている。そし
て、反射ミラー４１のミラー部４１ａに対向させ
てＸ軸レーザー測長器４２ａが、ミラー部４１ｂ
に対向させてＹ軸レーザー測長器４２ｂが夫々装
置本体に固定されており、これらレーザー測長
器」４２ａ，４２ｂから夫々微動テーブル１７の
Ｘ軸及びＹ軸方向の絶対位置を表す位置検出信号
が出力される。これら位置決検出信号によつて微
動テーブル１７の位置を正確に検出し、これに基
づき前記電磁石２６ａ，２６ｂ，２８ａ，２８ｂ
の通電量を制御し、ウエハチヤツク３７のXY方
向の位置決めを行う。

次に上記実施例の動作を説明する。ウエハ１０
２の位置調整を行うときに、ウエハ１０２の移動
距離が大きい場合には、粗動テーブル３をＸ軸駆
動機構２ａ、Ｙ軸駆動機構２ｂによつて高速移動
させて目標位置近傍に移動させる。このとき、粗
動テーブル３の高速移動によつて、微動台として
の微動テーブル１７が板ばね２２，２５によつて
支持されているため、その慣性によつて移動停止
時に振動を伴うことになる。この場合の振動は、
粗動テーブル３の受面１６ｃ，１６ｄと微動テー
ブル１７の制振面１８との間に高粘度のシリコン
オイル１６ｅが介在されているので、これらシリ
コンオイル１６ｅの粘性による減衰抵抗によつ
て、微動テーブル１７の二次元的移動の何れの移
動に対しても均一に減衰され、微動テーブル１７
の振動が速やかに停止される。しかも、微動テー
ブル１７の両端部に夫々制振部１９が形成されて
いるので、粗動テーブル３の移動によつて、微動
テーブル１７にその中心線を中心とする回転モー
メントによる振動が発生しても、これを効果的に
減衰させることができる。

そして、この状態で、レーザー測長器４２ａ，
４２ｂの測定値に基づきウエハ１０２の位置を微
調整する場合には、レーザー測長器４２ａ，４２
ｂの検出値に基づき電磁石２６ａ，２６ｂ及び／
又は電磁石２８ａ，２８ｂの励磁コイルへの通電
量を制御することにより、微動テーブル１７を
XY方向に微動させてサブミクロンオーダの位置
決めを行うことができる。この微動テーブル１７
の移動時に、制振部１８の側壁はシリコンオイル
１６ｅに接触することがないので、これを圧縮す
ることによる抵抗増を伴うことがなく、微動テー
ブル１７の円滑な移動を確保することができる。

また、露光装置１０１の焦点調整を行う場合に
は、焦点距離検出器（図示せず）によつて縮小レ
ンズ１０４を保持する筒体１０９の下面とウエハ
１０２との間に距離を検出し、その検出信号に基
づき直流モータ９を駆動することにより、斜面ス
ライダ７を前後方向に移動させて微動テーブルブ
ロツク１４を上下動させて焦点調整を行う。

なお、上記実施例においては、微動台としての
微動テーブル１７の２箇所に制振部１９を設けた
場合について説明したが、これに限定されるもの
ではなく、制振部１９の設置数及び面積は任意に
選定することができる。

また、上記実施例においては、受面１６ｃ，１
６ｄと制振面１８との間にシリコンオイル１６ｅ
を制振面１８の側縁から微動テーブル１７の移動
距離分内方の位置となるように注入した場合につ
いて説明したが、これに限定されるものではな
く、制振面１８の前面を覆うようにしてもよく、
要は微動テーブル１７の移動の際に、制振部１９
の側壁にシリコンオイル１６ｅが接触して、不必
要な抵抗を与えることがないように介在させれば
よいものである。

さらに、上記実施例においては、粘性流体とし
てシリコンオイル１６ｅを適用した場合について
説明したが、これに限らず、他の高粘度を有する
粘性流体を適用し得ること勿論である。

またさらに、上記実施例においては、この考案
を縮小投影露光装置に適用した場合について説明
したが、これに限定されるものではなく、他の等
倍露光装置等の露光装置、その他の高精度の位置
決めを必要する装置に適用し得ること勿論であ
る。

〔考案の効果〕

以上説明したように、この考案によれば、互い
に直交する２つの方向に移動可能で且つ粗動テー
ブルに弾性的に支持された微動台を有する微動テ
ーブル装置において、前記微動台はその移動面と
平行な制振面を形成した制振部を有し、前記粗動
テーブルは前記制振部の制振面と近接対向する受
面を有し、該受面とこれに対向する前記制振面と
の間にその間隔以内の高さとされ且つ前記受面と
前記制振面との間を満たす高粘度の粘性流体を介
在させ、前記制振面部に減衰効果を付与させた構
成としたので、粗動テーブルの高速移動により微
動台に生じる振動を速やかに減衰させることがで
きると共に、制振部の側壁に粘性流体による抵抗
が作用することを防止して、微動台の移動を円滑
に行うことができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案を適用した縮小投影露光装置
の一例を示す概略構成図、第２図は第１図のステ
ージの平面図、第３図は第２図の−線におけ
る断面図、第４図は第２図の−線における断
面図、第５図は第３図の−線における断面
図、第６図はXYZステージの一部を省略した斜
視図である。 図中、１は基台、２は駆動機構、２ａはＸ軸駆
動機構、２ｂはＹ軸駆動機構、３は粗動テーブ
ル、７は斜面スライダ、１４は微動テーブルブロ
ツク、１６ｃ，１６ｄは受面、１６ｅはシリコン
オイル（粘性流体）、１７は微動テーブル、（微動
台）、１８は制振面、１９は制振部、２６ａ，２
６ｂ，２８ａ，２８ｂは電磁石、３１は治具チヤ
ツク、３７はウエハチヤツク、４１は反射ミラ
ー、４２ａはＸ軸レーザー測長器、４２ｂはＹ軸
レーザー測長器、１０１は縮小投影露光装置、１
０２はウエハ、１０３はステージ、１０４は縮小
レンズ、１０７は露光光源部である。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 互いに直交する２つの方向に移動可能で且
   つ粗動テーブルに弾性的に支持された微動台を
   有する微動テーブル装置において、前記微動台
   はその移動面と平行な制振面を形成した制振部
   を有し、前記粗動テーブルは前記制振部の制振
   面と近接対向する受面を有し、該受面とこれに
   対向する前記制振面との間にその間隔以内の高
   さとされ且つ前記受面と前記制振面との間を満
   たす高粘度の粘性流体を介在させ、前記制振面
   部に減衰効果を付与させたことを特徴とする微
   動テーブル装置。 (2) 前記制振面及び受面が微動台の両側部に形成
   されている実用新案登録請求の範囲第１項記載
   の微動テーブル装置。 (3) 前記粘性流体は高粘度のシリコンオイルであ
   る実用新案登録請求の範囲第１項又は第２項記
   載の微動テーブル装置。