JPH05259263A - Xy微動ステージ - Google Patents
Xy微動ステージInfo
- Publication number
- JPH05259263A JPH05259263A JP5206192A JP5206192A JPH05259263A JP H05259263 A JPH05259263 A JP H05259263A JP 5206192 A JP5206192 A JP 5206192A JP 5206192 A JP5206192 A JP 5206192A JP H05259263 A JPH05259263 A JP H05259263A
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- JP
- Japan
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- blocks
- stage
- intermediate movable
- movable part
- wafer
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-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
- Details Of Measuring And Other Instruments (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 X軸方向およびY軸方向微動可能なようにそ
れぞれ4個の平行な薄肉の可撓部によって中間可動部を
保持し、この中間可動部のうえにウエハを搭載するステ
ージを設け、中間可動部を2個の圧電素子によて直角方
向に駆動するように構成する。 【効果】 直進の精度に優れ、しかも高速に位置決めで
きるXY微動ステージを得ることができる。また、可動
部の重心を低くできるため、複雑な制御機能を付加しな
いでも容易に位置決めの精度を確保することができる。
れぞれ4個の平行な薄肉の可撓部によって中間可動部を
保持し、この中間可動部のうえにウエハを搭載するステ
ージを設け、中間可動部を2個の圧電素子によて直角方
向に駆動するように構成する。 【効果】 直進の精度に優れ、しかも高速に位置決めで
きるXY微動ステージを得ることができる。また、可動
部の重心を低くできるため、複雑な制御機能を付加しな
いでも容易に位置決めの精度を確保することができる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はXY微動ステージに関
し、特に半導体の製造においてサブミクロン単位の微細
な位置決め動作を短時間に反復して行うためのXY微動
ステージに関する。
し、特に半導体の製造においてサブミクロン単位の微細
な位置決め動作を短時間に反復して行うためのXY微動
ステージに関する。
【0002】
【従来の技術】近年の超LSIの製造工程のうち、露光
工程においては、ウエハとマスクとを0.1μmの精度
で反復して位置決めする必要があり、このため、生産性
を上げるために大口径化しているウエハを搭載して位置
決めを行うウエハステージには、大まかな位置決めを高
速で行う粗動ステージと、20〜30μmの距離を0.
01μm以下の分解能で位置決めを行うXY微動ステー
ジとの両者が必要である。0.01μm以下の分解能で
ウエハの位置を測定する手段としては、ウエハの近傍に
大型の平面ミラーを搭載し、この平面ミラーの位置を、
レーザ光の反射によって測定するレーザ測長器が一般的
に用いられている。また、ウエハを保持すウエハチャッ
クも、大型になっているウエハの平面度を保証するため
に大型になってきている。このようにXY微動ステージ
の上には、大型のウエハチャックや大型の平面ミラーが
搭載されるため、XY微動ステージは、大面積でしかも
高精度の平面度が必要である。
工程においては、ウエハとマスクとを0.1μmの精度
で反復して位置決めする必要があり、このため、生産性
を上げるために大口径化しているウエハを搭載して位置
決めを行うウエハステージには、大まかな位置決めを高
速で行う粗動ステージと、20〜30μmの距離を0.
01μm以下の分解能で位置決めを行うXY微動ステー
ジとの両者が必要である。0.01μm以下の分解能で
ウエハの位置を測定する手段としては、ウエハの近傍に
大型の平面ミラーを搭載し、この平面ミラーの位置を、
レーザ光の反射によって測定するレーザ測長器が一般的
に用いられている。また、ウエハを保持すウエハチャッ
クも、大型になっているウエハの平面度を保証するため
に大型になってきている。このようにXY微動ステージ
の上には、大型のウエハチャックや大型の平面ミラーが
搭載されるため、XY微動ステージは、大面積でしかも
高精度の平面度が必要である。
【0003】図2は、上述のような従来のXY微動ステ
ージに使用している一軸ステージの一例を示す斜視図で
あり、従来のXY微動ステージは、このような一軸の微
動直線ステージを直角方向に2台積重ねて構成してい
る。
ージに使用している一軸ステージの一例を示す斜視図で
あり、従来のXY微動ステージは、このような一軸の微
動直線ステージを直角方向に2台積重ねて構成してい
る。
【0004】図2の一軸ステージは、ステージ2を平行
に設けた4枚の薄肉の可撓部3によって基板1に支持
し、この4枚の可撓部3の弾性変形によってステージ2
を矢印A方向に平行運動させるようにしたものである。
ステージ2と基板1との間には、2個のヒンジ6によっ
て連結された予圧部4が設けてあり、予圧部4の上面の
中央には、圧電素子5がアクチュエータとして圧入され
ている。
に設けた4枚の薄肉の可撓部3によって基板1に支持
し、この4枚の可撓部3の弾性変形によってステージ2
を矢印A方向に平行運動させるようにしたものである。
ステージ2と基板1との間には、2個のヒンジ6によっ
て連結された予圧部4が設けてあり、予圧部4の上面の
中央には、圧電素子5がアクチュエータとして圧入され
ている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】このように、この一軸
ステージは、圧電素子5によって駆動し、4枚の薄肉の
可撓部3によって基板1の運動を案内しているため、位
置決めの精度が高く、また分解能も優れているが、これ
を直角方向に2台積重ねてXY微動ステージを構成する
と、下側の軸の駆動点とステージの重心とが離れるた
め、高速の位置決め動作を行うとき位置決めの精度が低
下するという欠点がある。更に、大型のウエハステージ
にこれを搭載すると、このXY微動ステージの上に大型
のウエハチャックや大型の平面ミラーが搭載されるた
め、更に重心が離れ、所望の位置決めの精度を満足させ
るためには、ステージ2の厚さを厚くしてその剛性を高
くする必要があり、全体が大がたとなるという問題点も
有している。
ステージは、圧電素子5によって駆動し、4枚の薄肉の
可撓部3によって基板1の運動を案内しているため、位
置決めの精度が高く、また分解能も優れているが、これ
を直角方向に2台積重ねてXY微動ステージを構成する
と、下側の軸の駆動点とステージの重心とが離れるた
め、高速の位置決め動作を行うとき位置決めの精度が低
下するという欠点がある。更に、大型のウエハステージ
にこれを搭載すると、このXY微動ステージの上に大型
のウエハチャックや大型の平面ミラーが搭載されるた
め、更に重心が離れ、所望の位置決めの精度を満足させ
るためには、ステージ2の厚さを厚くしてその剛性を高
くする必要があり、全体が大がたとなるという問題点も
有している。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明のXY微動ステー
ジは、X軸サーボモータおよびY軸サーボモータによっ
て互いに直角をなす方向に駆動されて粗動ステージとな
るベースプレートと、前記ベースプレートの上に搭載さ
れ正方形の4辺のそれぞれにブロックを有する中間可動
部と、前記中間可動部の上に搭載されレーザ光を反射さ
せるためのL型ミラーとウエハを搭載して保持するため
のウエハチャックとを搭載するステージとを備えたもの
であり、かつ4個の前記ブロックが、それぞれ2個の可
撓部によって両端部を前記中間可動部の隅部に連結さ
れ、前記4個のブロックの中の直交する2個のブロック
の中央部がそれぞれ弾性予圧部によって前記中間可動部
の中央部に連結されており、前記弾性予圧部の上面にそ
れぞれ圧電素子を圧入されて保持しており、前記4個の
ブロックの中の対向する位置にある2個のブロックが前
記ベースプレートに固定されており、前記4個のブロッ
クの中の残余の対向する位置にある2個のブロックが前
記ステージに固定されているものである。
ジは、X軸サーボモータおよびY軸サーボモータによっ
て互いに直角をなす方向に駆動されて粗動ステージとな
るベースプレートと、前記ベースプレートの上に搭載さ
れ正方形の4辺のそれぞれにブロックを有する中間可動
部と、前記中間可動部の上に搭載されレーザ光を反射さ
せるためのL型ミラーとウエハを搭載して保持するため
のウエハチャックとを搭載するステージとを備えたもの
であり、かつ4個の前記ブロックが、それぞれ2個の可
撓部によって両端部を前記中間可動部の隅部に連結さ
れ、前記4個のブロックの中の直交する2個のブロック
の中央部がそれぞれ弾性予圧部によって前記中間可動部
の中央部に連結されており、前記弾性予圧部の上面にそ
れぞれ圧電素子を圧入されて保持しており、前記4個の
ブロックの中の対向する位置にある2個のブロックが前
記ベースプレートに固定されており、前記4個のブロッ
クの中の残余の対向する位置にある2個のブロックが前
記ステージに固定されているものである。
【0007】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
て説明する。
【0008】図1は本発明の一実施例を示す分解斜視図
である。
である。
【0009】図1のXY微動ステージは、X軸サーボモ
ータ11およびY軸サーボモータ12によって、ボール
ねじを介して互いに直角をなす方向に駆動されて粗動ス
テージとなるベースプレート10と、ベースプレート1
0の上に搭載された中間可動部20と、中間可動部20
の上に搭載されたステージ40とを備えている。
ータ11およびY軸サーボモータ12によって、ボール
ねじを介して互いに直角をなす方向に駆動されて粗動ス
テージとなるベースプレート10と、ベースプレート1
0の上に搭載された中間可動部20と、中間可動部20
の上に搭載されたステージ40とを備えている。
【0010】ステージ40の上には、レーザ光を反射さ
せるためのL型ミラー43と、ウエハを搭載して保持す
るためのウエハチャック42が搭載されている。
せるためのL型ミラー43と、ウエハを搭載して保持す
るためのウエハチャック42が搭載されている。
【0011】中間可動部20は、正方形の板の4辺にそ
れぞれブロック23〜26を有しており、各ブロック2
3〜26は、それぞれ対応する2個の可撓部23a・2
3b〜26a・26bによってそれらの両端部を中間可
動部20の隅部に連結されている。また直交する2個の
ブロック23および24の中央部は、それぞれ弾性予圧
部30および31によって中間可動部20の中央部に連
結されている。弾性予圧部30および31の上面には、
それぞれ圧電素子32および33が圧入されており、こ
れらはアクチュエータとして動作する。対向する位置に
あるブロック23および25は、ベースプレート10に
固定されており、一方、対向する位置にあるブロック2
4および26は、ステージ40に固定されている。従っ
て4個の可撓部23a・23bおよび25a・25bが
中間可動部20およびステージ40のX軸方向の運動の
案内となり、4個の可撓部24a・24bおよび26a
・26bが中間可動部20およびステージ40のY軸方
向の運動の案内となっている。
れぞれブロック23〜26を有しており、各ブロック2
3〜26は、それぞれ対応する2個の可撓部23a・2
3b〜26a・26bによってそれらの両端部を中間可
動部20の隅部に連結されている。また直交する2個の
ブロック23および24の中央部は、それぞれ弾性予圧
部30および31によって中間可動部20の中央部に連
結されている。弾性予圧部30および31の上面には、
それぞれ圧電素子32および33が圧入されており、こ
れらはアクチュエータとして動作する。対向する位置に
あるブロック23および25は、ベースプレート10に
固定されており、一方、対向する位置にあるブロック2
4および26は、ステージ40に固定されている。従っ
て4個の可撓部23a・23bおよび25a・25bが
中間可動部20およびステージ40のX軸方向の運動の
案内となり、4個の可撓部24a・24bおよび26a
・26bが中間可動部20およびステージ40のY軸方
向の運動の案内となっている。
【0012】このように構成したXY微動ステージは、
圧電素子32に制御電圧を印加すると、圧電素子32は
微小な変位を発生し、この微小な変位は、中間可動部2
0およびステージ40に対してX軸方向の微小な変位を
与える。同様に、圧電素子33に制御電圧を印加する
と、圧電素子33は微小な変位を発生し、この微小な変
位は、中間可動部20およびステージ40に対してY軸
方向の微小な変位を与える。圧電素子32および33
は、極めて応答性のよい微小な変位を発生できるため、
上述のような4個の可撓部による弾性案内と組合わせる
ことにより、直進の精度に優れ、しかも高速に位置決め
できる微動ステージを構成することが可能となる。ま
た、アクチュエータである圧電素子32および33をウ
エハチャック42の近傍に配設できるため、可動部の重
心を低くでき、従って、位置決め動作のために複雑な制
御機能を付加しないでも、容易に位置決めの精度を確保
することができる。
圧電素子32に制御電圧を印加すると、圧電素子32は
微小な変位を発生し、この微小な変位は、中間可動部2
0およびステージ40に対してX軸方向の微小な変位を
与える。同様に、圧電素子33に制御電圧を印加する
と、圧電素子33は微小な変位を発生し、この微小な変
位は、中間可動部20およびステージ40に対してY軸
方向の微小な変位を与える。圧電素子32および33
は、極めて応答性のよい微小な変位を発生できるため、
上述のような4個の可撓部による弾性案内と組合わせる
ことにより、直進の精度に優れ、しかも高速に位置決め
できる微動ステージを構成することが可能となる。ま
た、アクチュエータである圧電素子32および33をウ
エハチャック42の近傍に配設できるため、可動部の重
心を低くでき、従って、位置決め動作のために複雑な制
御機能を付加しないでも、容易に位置決めの精度を確保
することができる。
【0013】ステージ40の動作は、まずベースプレー
ト10を、X軸サーボモータ11およびY軸サーボモー
タ12によってそれぞれX軸方向およびY軸方向に2μ
mの分解能で位置決めを行い、次に、ステージ40に搭
載したL型ミラー43の変位をX軸方向およびY軸方向
からそれぞれレーザ測長器44おおび45によって測定
して目標位置との差を求め、この差に比例した制御電圧
を圧電素子32および33に印加してステージ40に微
動を与える。これによってウエハチャック42に搭載し
たウエハを0.02μm以下の精度で短時間に位置決め
できる。
ト10を、X軸サーボモータ11およびY軸サーボモー
タ12によってそれぞれX軸方向およびY軸方向に2μ
mの分解能で位置決めを行い、次に、ステージ40に搭
載したL型ミラー43の変位をX軸方向およびY軸方向
からそれぞれレーザ測長器44おおび45によって測定
して目標位置との差を求め、この差に比例した制御電圧
を圧電素子32および33に印加してステージ40に微
動を与える。これによってウエハチャック42に搭載し
たウエハを0.02μm以下の精度で短時間に位置決め
できる。
【0014】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のXY微動
ステージは、X軸方向およびY軸方向微動可能なように
それぞれ4個の平行な薄肉の可撓部によって中間可動部
を保持し、この中間可動部のうえにウエハを搭載するス
テージを設け、中間可動部を2個の圧電素子によて直角
方向に駆動するように構成することにより、直進の精度
に優れ、しかも高速に位置決めできるXY微動ステージ
を得ることができるという効果がある。また、可動部の
重心を低くできるため、複雑な制御機能を付加しないで
も容易に位置決めの精度を確保することができるという
効果がある。
ステージは、X軸方向およびY軸方向微動可能なように
それぞれ4個の平行な薄肉の可撓部によって中間可動部
を保持し、この中間可動部のうえにウエハを搭載するス
テージを設け、中間可動部を2個の圧電素子によて直角
方向に駆動するように構成することにより、直進の精度
に優れ、しかも高速に位置決めできるXY微動ステージ
を得ることができるという効果がある。また、可動部の
重心を低くできるため、複雑な制御機能を付加しないで
も容易に位置決めの精度を確保することができるという
効果がある。
【図1】本発明の一実施例を示す分解斜視図である。
【図2】従来のXY微動ステージに使用している一軸ス
テージの一例を示す斜視図である。
テージの一例を示す斜視図である。
1 基板 2 ステージ 3 可撓部 4 予圧部 5 圧電素子 6 ヒンジ 10 ベースプレート 11 X軸サーボモータ 12 Y軸サーボモータ 20 中間可動部 23〜26 ブロック 23a・23b〜26a・26b 可撓部 30・31 弾性予圧部 32・33 圧電素子 40 ステージ 42 ウエハチャック 43 L型ミラー 44・45 レーザ測長器
Claims (1)
- 【請求項1】 X軸サーボモータおよびY軸サーボモー
タによって互いに直角をなす方向に駆動されて粗動ステ
ージとなるベースプレートと、前記ベースプレートの上
に搭載され正方形の4辺のそれぞれにブロックを有する
中間可動部と、前記中間可動部の上に搭載されレーザ光
を反射させるためのL型ミラーとウエハを搭載して保持
するためのウエハチャックとを搭載するステージとを備
えており、4個の前記ブロックが、それぞれ2個の可撓
部によって両端部を前記中間可動部の隅部に連結され、
前記4個のブロックの中の直交する2個のブロックの中
央部がそれぞれ弾性予圧部によって前記中間可動部の中
央部に連結されており、前記弾性予圧部の上面にそれぞ
れ圧電素子を圧入されて保持しており、前記4個のブロ
ックの中の対向する位置にある2個のブロックが前記ベ
ースプレートに固定されており、前記4個のブロックの
中の残余の対向する位置にある2個のブロックが前記ス
テージに固定されていることを特徴とするXY微動ステ
ージ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5206192A JP2803440B2 (ja) | 1992-03-11 | 1992-03-11 | Xy微動ステージ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5206192A JP2803440B2 (ja) | 1992-03-11 | 1992-03-11 | Xy微動ステージ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05259263A true JPH05259263A (ja) | 1993-10-08 |
JP2803440B2 JP2803440B2 (ja) | 1998-09-24 |
Family
ID=12904303
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5206192A Expired - Lifetime JP2803440B2 (ja) | 1992-03-11 | 1992-03-11 | Xy微動ステージ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2803440B2 (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20030037575A (ko) * | 2001-11-06 | 2003-05-14 | 삼성전자주식회사 | 노광 설비의 웨이퍼 스테이지 유닛 |
JP5186501B2 (ja) * | 2007-08-28 | 2013-04-17 | 株式会社アルバック | ステージ装置 |
JP2016039184A (ja) * | 2014-08-05 | 2016-03-22 | 日本精工株式会社 | テーブル装置、測定装置、半導体製造装置、フラットパネルディスプレイ製造装置、及び工作機械 |
CN105551529A (zh) * | 2016-02-26 | 2016-05-04 | 中国计量学院 | 平行双圆柱体相对空间位置及其转角的精密定位装置 |
CN109256174A (zh) * | 2018-11-08 | 2019-01-22 | 江南大学 | 高精度空间平动微定位平台 |
JP2020057132A (ja) * | 2018-10-01 | 2020-04-09 | 日立Geニュークリア・エナジー株式会社 | X−y駆動機構及びそれを備えた作業システム |
WO2020107612A1 (zh) * | 2018-11-26 | 2020-06-04 | 中国科学院光电技术研究所 | 一种柔性铰链结构 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5972135A (ja) * | 1982-10-18 | 1984-04-24 | Hitachi Ltd | 超精密xy移動装置 |
JPH01244512A (ja) * | 1988-03-26 | 1989-09-28 | Omron Tateisi Electron Co | 可動体の位置決め制御方法 |
-
1992
- 1992-03-11 JP JP5206192A patent/JP2803440B2/ja not_active Expired - Lifetime
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CN109256174A (zh) * | 2018-11-08 | 2019-01-22 | 江南大学 | 高精度空间平动微定位平台 |
CN109256174B (zh) * | 2018-11-08 | 2023-06-06 | 江南大学 | 高精度空间平动微定位平台 |
WO2020107612A1 (zh) * | 2018-11-26 | 2020-06-04 | 中国科学院光电技术研究所 | 一种柔性铰链结构 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2803440B2 (ja) | 1998-09-24 |
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