JPH05259263A - Ｘｙ微動ステージ - Google Patents
Ｘｙ微動ステージInfo
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- 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
- Prior art date
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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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Details Of Measuring And Other Instruments (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Control Of Position Or Direction (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
Patent Citations (2)
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| 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 |
| 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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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19980616 |