JPH0443769Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［考案の属する技術分野］ 本考案は寸法測定機やマスク欠陥検査装置等の
精密ステージに関する。

寸法測定機等の精密ステージ上へ載置した被処
理材の処理精度は0.05ないし0.1μm以下が要求さ
れている。この精密ステージはＸ，Ｙ（Ｚ・θを
含む場合もある）軸方向へ移動可能な構造であ
り、精密ステージ上には被処理材の固定機構と位
置測定用のレーザミラー等を備え、定盤等に固定
されたレーザ干渉計との間で位置を確認しながら
被処理材への処理を施している場合が多い。そし
てこれらのXY軸のガイド方式としてはコロ・ボ
ール或いはニードル等を使用して低摩擦と高精度
の要求に応えている。

［従来技術］ 寸法測定機等における精密ステージの従来の一
例を第５図ないし第７図により述べる。第５図お
よび第６図において、Ｙステージ１１はＸステー
ジ１２上にＹガイドウエイ１３により第５図の紙
面垂直方向へ移動可能に載置されており、その上
面には不図示の被処理材を固定する被処理材固定
機構１４と位置測定用のレーザミラー１５とが取
り付けられている。Ｘステージ１２は台座１６上
にＸガイドウエイ１７を介して第５図の左右方向
へ移動可能に載置されている。そして定盤（図示
せず）に固定されたレーザ干渉計（図示せず）と
の間で位置を確認しながら処理を施している。な
おＹガイドウエイの一側はＹステージ１１に固定
され他側はＸステージ１２に固定されている。

ここでＸ，Ｙガイドウエイ１３，１７はコロや
ボール或いはニードル等を使用したころがり案内
方式を採用して低摩擦かつ高精度にしてあるが、
ステージが走行するとコロやボール或いはニード
ル等とガイド面或いはリテーナに対して、さらに
或いはコロ・ボール・ニードル同志の間で若干の
スベリが発生しこのスベリにともなう摩擦により
熱が発生する。この熱により精密ステージ構成部
材に熱勾配が発生する。このためガイドウエイ近
傍であるＹステージ１１の下面側は伸び上面側は
縮む。この状態を示したのが第７図であつてレー
ザミラー１５は１５Ａの位置に変位する。

レーザミラー１５の変位によりレーザミラー１
５と被処理材との位置関係が変化し、本来この位
置関係は変化しないものとして被処理材へ処理し
ているためこの変化量は即処理精度の低下にな
る。ここでＹステージ１１の材質をアルミニユー
ムとするとその線膨張係数は23×10^-6／℃であ
り、例えば温度差がＹステージ１１の上下面で
0.03℃発生したとすると100mm当たりの変化量 ΔL＝23×10^-6×100×1000×0.03≒0.07μm となりこの量は無視できない量である。このため
現在は対策として装置を使用する前に慣らし運転
を行い、精密ステージ全体を恒温化した後使用す
るようにしているが稼動率は低下する。

［考案の目的］ 本考案はこのような欠点を除去したものでその
目的は、被処理材等をステージ上に直接取り付け
ないでステージ上に連結部材を介して固定した取
付部材の上面に固定することにより、ステージが
温度上昇しても被処理材とレーザミラーとの関係
位置に対して無関係にして処理精度を高くすると
共に、稼動率を高くした精密ステージを提供する
ことにある。

［考案の要点］ 本考案の精密ステージは、ガイドウエイにより
走行可能に支持される部材と、この部材から隙間
を有する位置に設けられかつそのステージ面に被
処理材固定機構を取り付けた取付部材と、ステー
ジ面の面積に対し十分小さい面積をもつて前記の
部材および取付部材を連結する連結部材と、この
連結部材に固定され前記の部材および取付部材の
いづれにも接触しない薄板状の放熱板とからなる
ことを特徴にしている。

［考案の実施例］ 以下本考案の一実施例を示した第１図ないし第
３図について説明する。なお従来例である第５図
等と同等部材には同一符号を付して詳しい説明を
省略し異なる部分についてのみ説明する。被処理
材固定機構１４とレーザミラー１５とは従来Ｙス
テージ１１の上面に直接取り付けられていたが本
考案においては、Ｙステージ１１の上面に固定さ
れた３本の連結部材２１を介して設けられたステ
ージダイ２２の上面に取り付けられている。ここ
で連結部材２１の小径部面積はＹステージ１１の
ステージ面積に比較して十分小さくなされてお
り、かつＹステージ１１とステージダイ２２とは
隙間を有して対向している。また連結部材２１に
は放熱板２３が固定されている。

本考案はこのように構成されているため、Ｙガ
イドウエイ１３で発生した熱のほとんどはＹガイ
ドウエイ１３とＹステージ１１、Ｘステージ１２
より放熱され、精密ステージとして性能上害にな
るステージダイ２２へ伝熱されるのは、輻射と空
気を介しての伝熱を除くと３本の極小面積の連結
部材２１を介してのみである。さらにこの連結部
材２１には放熱板２３を設けたことにより、Ｙス
テージ１１から連結部材２１へ伝達される熱の大
部分は放熱板２３から放熱されるため、連結部材
２１からステージダイ２２への伝熱はほとんどな
い。また放熱板２３を設けたことによりＹステー
ジ１１からダイステージ２２への空気を介しての
伝熱と輻射熱も軽減される。

なお連結部材２１の材質としては熱伝導率の小
さい材質を使用することが望ましい。また放熱板
２３の材質としては逆に熱伝導率の良い材質で可
能な限り表面積を大きくすること、そしてステー
ジダイ２２の材質としては熱膨張率の小さい材質
を使用することが望ましい。

前述の説明では連結部材２１は３本にしたがこ
れに限定することはなく他の複数本又は中央部１
本のみでもよい。さらに第４図は本考案の他の実
施例を示しこの例では、中間に隙間を有した放熱
板２３を２枚にした例であつて３枚以上にするこ
とも可能である。

［考案の効果］ 本考案の精密ステージは以上説明したように、
被処理材固定機構とレーザミラーとをステージ上
に取り付けることを止めてステージ上に極小面積
の連結部材を介してステージダイを固定し、この
上に被処理材固定機構とレーザミラーとを取り付
けるように構成した。このためステージ走行によ
り発熱したガイドウエイの熱を受けてステージが
温度上昇してもその熱は連結部材によりステージ
ダイへはほとんど伝達されない。従つて被処理材
固定機構とレーザミラーとの位置関係は不変であ
り寸法測定機等の処理精度は向上しさらに慣らし
運転は不要になつて稼動率も向上する等の利点を
有する。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本考案の一実施例を示し
第１図は側面図、第２図は平面図、第３図は連結
部材近傍の拡大断面図、第４図は第３図に相当す
る他の実施例の断面図、第５図ないし第７図は従
来例を示し第５図は側面図、第６図は平面図、第
７図はガイドウエイが発熱したときの説明図であ
る。 １１，１２……ステージ（部材）、１３，１７
……ガイドウエイ、１４……被処理材固定機構、
２１……連結部材、２２……ステージダイ（取付
部材）、２３……放熱板。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ガイドウエイにより走行可能に支持される部材
   と、同部材から隙間を有する位置に設けられかつ
   そのステージ面に被処理材固定機構を取り付けた
   取付部材と、前記ステージ面の面積に対し十分小
   さい面積をもつて前記部材および前記取付部材を
   連結する連結部材と、同連結部材に固定され前記
   部材および前記取付部材のいづれにも接触しない
   薄板状の放熱板とからなる精密ステージ。