JPH0517876Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、半導体素子製造工程におけるSOR
のＸ線露光装置に関するものである。

〔従来の技術とその課題〕

周知の通り、半導体素子製造工程では、マスク
パターンとウエハのパターンとの相対的な位置を
合せる必要がある。これをマスク合せまたは位置
決め（アライメント）と称し、この工程の後、紫
外線、電子線やＸ線などを照射して露光する。そ
して、このマスク合せや露光を行う装置を露光装
置と称している。

ところで、半導体素子の超小形化と、高密度化
の要請に応じ、パターンの幅が1μmあるいはそれ
以下のものが出現されるようになつた。そのた
め、露光に際し、波長の短いＸ線露光装置が有望
視されるようになつた（実公昭56−5307号公報参
照）。すなわち、線幅0.25μmという超精密な露光
には、特にSORを光源とするＸ線露光が好まし
い。かかるSORをＸ線源とする露光装置におい
ては、Ｘ線輝度が大きいことの他に、光がほぼ平
行に近いので、従来のＸ線源（電子線励起形線源
やプラズマＸ線源）で問題になつていた半影ぼけ
やランアウト誤差は全く問題にならない利点があ
るものの、SORリングが大型で、かつ光が水平
に出るため、ウエハテーブル（またはステージと
もいう）面が垂直に形成されることなどの制約が
新たに発生している。

すなわち、SORをＸ線源とする露光装置にお
いては、水平（ｘ軸）および垂直（ｙ軸）方向の
位置決めを高精度に、かつ高速に行う必要がある
が、このうち垂直（ｙ軸）方向に位置決めをする
場合には、移動方向が上向きまたは下向きによ
り、これを駆動するアクチユエータには、テーブ
ルなどの重量の負荷がプラス方向に作用したり、
マイナス方向に作用したりするので、位置決め制
御上、大きな外乱要因となり、したがつて、テー
ブルを高精度に位置決めすることが困難となる。

そこで、従来、この種の露光装置では、テーブ
ルなどの重量と同等の負荷をテーブルの自重方向
と反対向きに作用させて、上記外乱要因を極力回
避するようにしている。

たとえば、カウンタウエイト方式と呼ばれる装
置が知られており、この方式は次のように構成さ
れている。１対の無端状の鋼製ベルト（またはワ
イヤ）が上および下に位置されたプーリにそれぞ
れ巻架されていて、この１対の鋼製ベルトに亘り
ｙ軸テーブルが取付けられている。一方、これら
プーリを中心としてｙ軸テーブルと対称的な位置
に、テーブルなどと同一重量のウエイトを鋼製ベ
ルトに吊り下げている。

しかしながら、かかるカウンタウエイト方式で
は、１）制御しようとする重量が、テーブル重
量、カウンタウエイトの重量および鋼製ベルトの
重量など、テーブル重量の２倍以上となつて、ア
クチユエータの容量が大きくなるという問題があ
る。２）また、テーブルやウエイトを連結する鋼
製ベルトは、可及的に剛性が高いことが要求され
るが、他方、上下位置の各プーリで曲げられる必
要上、曲げ抵抗の小さなことが要求され、両者の
要求は互いに対立する。したがつて、鋼製ベルト
は剛性が低くなり、しかも曲げ変形抵抗を有す
る、という問題がある。更に、鋼製ベルトは引張
り方向にはある程度の剛性を有するが、圧縮方向
には剛さが極めて低い（すなわち、直ちに縮み状
態となる）。したがつて、テーブルとカウンタウ
エイトとは、低い固有振動を有する系を構成する
ことになり、アライメントに不都合な微細な振動
を発生する、という問題がある。３）更に、プー
リの回転支持部の摩擦抵抗、鋼製ベルトの振動、
および鋼製ベルトの曲げ抵抗により、負荷変動が
生じる、という問題がある。

したがつて、これら１），２），３）の理由によ
り、かかるカウンタウエイト方式は、高精度で、
かつ高速の位置決めを行うためには好ましくない
点が伏在するのである。

〔課題を解決するための手段〕 そこで本考案は、かかる問題点を解決すること
に着目して創作されたもので、その要旨とすると
ころは、SORのＸ線光源から分離され、かつ垂
直面を形成するテーブルを、ｘ軸カイドレールと
ともにｙ軸スライダーで垂直方向に移動させるＸ
線露光装置において、前記ｙ軸スライダーを垂直
方向に移動して位置決めするためのアクチユエー
タと、該ｙ軸スライダーに内嵌され、垂直状に位
置され、かつ前記テーブル、ｘ軸カイドレールお
よびｙ軸スライダーの合計重量とバランスさせる
ための補償用エアシリンダーを構成するロツド付
ピストント、からなり、該ピストンおよびピスト
ンロツドと、該ｙ軸スライダーと静圧空気層を介
して間接的に支持したことを特徴とする半導体素
子製造用Ｘ線露光装置にある。

〔実施例〕

本考案の構成を作用とともに、添付図面に示す
実施例より詳細に説明する。

第１図は本考案の実施例の正面図、第２図は第
１図のＡ矢視断面図、第３図は第２図のＢ矢視断
面図を示す。

しかして、本実施例は超LSIなどミクロンオー
ダの半導体素子の製造工程に適用するための、
SORをＸ線源とする露光装置であつて、これら
の図中、１はｘ軸ガイドレール、２はウエハを載
置するテーブル、３は丸棒状のｙ軸ガイドレール
で、このガイドレールはガイドレール用サポート
４で両端（上下端）が固定状に支持されている。
５はベースで、露光装置に垂直に装着されるもの
で、したがつて、テーブル２が垂直面を構成す
る。６は内面にシリンダーを形成したｙ軸スライ
ダーで、ｘ軸ガイドレール１の両端に１対固着さ
れている。７はリニアモータで、ｙ軸スライダー
６の下面に取付けられている。８はリニアモータ
で、ベース５の上面に取付けられており、これら
リニアモータ７，８でテーブル２をｙ軸方向に駆
動するアクチユエータを構成している。

次に、補償用エアシリンダーは次のように構成
されている。すなわち、第３図において、９は円
柱状のピストンで、ｙ軸ガイドレール３（これが
ピストンロツドに該当する）と一体的に形成さ
れ、ｙ軸スライダー６のシリンダー内を摺動する
ようになつている。１０は、ｙ軸スライダー６と
ピストン９の上側に形成されている圧力空気室１
５へ連通する圧力空気入出口、１１は、ピストン
９とｙ軸スライダー６との摺動部１４ｂに圧力空
気を噴出するための圧力空気入口、１２は、ｙ軸
ガイドレール３とｙ軸スライダー６との上部摺動
部１４ａに圧力空気を噴出するたるの圧力空気入
口、１３は、ｙ軸ガイドレール３とｙ軸スライダ
ー６との下部摺動部１４ｃに圧力空気を噴出する
ための圧力空気入口を示す。したがつて、これら
摺動部１４ａ，１４ｂ，１４ｃでは静圧空気層が
形成されている。１６はピストン９の下側部位に
形成されている圧力空気室１５から大気へ連通す
る排気口を示す。なお、１８は止めナツト、１９
は圧力空気入口１２，１３を形成するための鏡
板、２０はシール、２１は止めボルト、２２は可
撓性の空気パイプを示す。

本実施例は以上の構成となつているので、その
動作は次のようにして行われる。すなわち、半導
体素子（図示しない）を載置したテーブル２のｘ
軸（水平）方向の位置決めは、テーブル２とｘ軸
ガイドレール１とに組込まれたリニアモータ（図
示せず）により、駆動されて行われる。

また、１対のｙ軸スライダー６，６は、これら
ｙ軸スライダー６の下面およびベース５の上面に
設けられたリニアモータ７，８により、ｙ軸（垂
直）方向に駆動されて位置決めが行われる。

ここにおいて（以下、１対のｙ軸スライダー６
の片側のみについて説明する）、ピストン９とｙ
軸スライダー６との摺動部１４ｂ、ｙ軸ガイドレ
ール３とｙ軸スライダー６との上部摺動部１４
ａ、およびｙ軸ガイドレール３とｙ軸スライダー
６との下部摺動部１４ｃへ、それぞれ圧力空気を
供給して、静圧空気層を形成するとともに、摺動
部１４ａ，１４ｂの静圧空気層では圧力空気室１
５の圧力空気のシール作用も行う。したがつて、
ピストン９の摺動抵抗およびシール抵抗を大幅に
軽減し、後述のバランス精度向上に寄与してい
る。そして、各摺動部１４ａ，１４ｂ，１４ｃに
供給される空気の圧力は圧力空気室１５へ供給さ
れる空気の圧力より若干高くしてある。

次に、テーブル２の重量、ｘ軸ガイドレール１
およびｙ軸スライダー６の合計重量に見合う支持
空気を、圧力空気室１５へ供給して、ｙ軸スライ
ダー６に対し上向きに作用させておく。この場合
の圧力空気は一定圧としている。その結果、ｙ軸
スライダー６をリニアモータ７，８によつて上向
きまたは下向きに駆動した場合、上下いずれの駆
動においてもリニアモータ７，８は同一駆動力で
すみ、したがつて、ｙ軸スライダー６はｙ軸ガイ
ドレール３に沿つて、こじれを生じることなく、
円滑に昇降できるので、ｙ軸方向の位置決め制御
が高精度に、かつ高速に行われる。そして、ｙ軸
スライダー６が上向きに駆動されるときは、圧力
空気を圧力空気室１５に圧力空気入出口１０より
供給し、下向きに駆動されるときは、圧力空気は
排気口１６より排出される。

なお、本実施例では、１対のｙ軸スライダー
６，６の一方に、テーブル２の重量、ｘ軸ガイド
レール１およびｙ軸スライダー６の各重量の1/2
の作用力をそれぞれ均等に発生させているが、本
考案はこれに限らず、ｘ軸ガイドレール１におけ
るテーブル２の移動される位置により、圧力空気
室１５でのｙ軸スライダー６に分配される作用力
は変化するので、テーブル２の位置を検出して、
その位置に応じて、これら両圧力空気室１５，１
５への空気の圧力を制御するようにしてもよい。
また、ｙ軸ガイドレール３でもつてｙ軸スライダ
ー６やテーブル２などを非接触的に支持するため
には、摺動部１４ａ，１４ｃへ噴出する空気の圧
力を、摺動部１４ｂへ噴出する空気の圧力より若
干高くする方がよい。

なお、本明細書中の圧力空気は不活性ガスをも
含むものとして、ピストン９は必ずしも円柱状と
は限らない。

〔考案の効果〕

本考案では次の優れた効果が期待できる。すな
わち、テーブルやｙ軸スライダーなどの重量とバ
ランスさせる補償用エアシリンダーを設けたの
で、テーブルをｙ軸方向に駆動するアクチユエー
タは、従来のカウンタウエイト方式のアクチユエ
ータと違い、駆動力が一定で、かつ小容量のもの
とすることができることから、ｙ軸方向の位置合
せ制御に外乱要因なく、高速で、かつ高精度にで
きる。

しかも、補償用エアシリンダーのピストンとテ
ーブルとを静圧空気層で間接的に支持したので、
位置決め制御に好都合な補償用エアシリンダーで
惹起される振動等が、テーブルに伝達されず、無
振動化を形成し、位置決め精度に支障を与えるこ
とがない。

勿論、従来技術のカウンタウエイト方式の諸問
題は解決できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例の正面図、第２図は第
１図のＡ矢視断面図、第３図は第２図のＢ矢視断
面図を示す。 ２……テーブル、６……ｙ軸スライダー、７，
８……リニアモータ、９……ピストン、１０……
圧力空気入出口、１１，１２，１３……圧力空気
入口。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 SORのＸ線光源から分離され、かつ垂直面を
   形成するテーブルを、ｘ軸ガイドレールとともに
   ｙ軸スライダーで垂直方向に移動させるＸ線露光
   装置において、 前記ｙ軸スライダーを垂直方向に移動して位置
   決めするためのアクチユエータと、 該ｙ軸スライダーに内嵌され、垂直状に位置さ
   れ、かつ前記テーブル、ｘ軸ガイドレールおよび
   ｙ軸スライダーの合計重量とバランスさせるため
   の補償用エアシリンダーと、 該補償用エアシリンダーを構成するロツド付ピ
   ストンと、からなり、 該ピストンおよびピストンロツドと、該ｙ軸ス
   ライダーとを静圧空気層を介して間接的に支持し
   たことを特徴とする半導体素子製造用Ｘ線露光装
   置。