JPH09129712A - 半導体製造装置 - Google Patents

半導体製造装置

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JPH09129712A
JPH09129712A JP8199050A JP19905096A JPH09129712A JP H09129712 A JPH09129712 A JP H09129712A JP 8199050 A JP8199050 A JP 8199050A JP 19905096 A JP19905096 A JP 19905096A JP H09129712 A JPH09129712 A JP H09129712A
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    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高速で且つ高精度な移動が可能なステージ装
置を備えた優れた半導体製造装置を提供すること。 【解決手段】 Y方向に移動するYステージ(10)
と、Yステージに設けたガイド部に沿ってY方向と直交
するX方向に移動するXステージ(2)と、Xステージ
に設置されウエハを保持するチャック(1)と、Yステ
ージを移動させるための駆動力を発生するYモータ(1
7)と、Xステージを移動させるための駆動力を発生す
るXモータ(8)と、Xステージを空気によって支持案
内する空気軸受(25)とを有し、空気軸受はXステー
ジを前記ガイド部に沿ったX方向に案内するためのエア
ーパッドと、Xステージを鉛直方向に支持するためのエ
アーパッドとを備えると共に、Yステージ、Xステー
ジ、ガイド部、及びエアーパッドの材質をセラミツクス
としたことを特徴とする半導体製造装置である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は可動ステージをガイ
ドに沿って移動するステージ装置を備えた半導体製造装
置、例えば投影露光装置、電子線描画装置、もしくはワ
イヤーボンダ等の半導体製造装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の半導体製造装置に使用されるステ
ージ装置は、Al系、Ti系、あるいはMg系の軽合金
や他の金属材料を使用して可動ステージ部分や伝達機構
を構成している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の金属材料は、剛性、温度変化による変形、耐摩耗性、
及び防錆等の面で問題がある。特に、ステージ装置を真
空雰囲気中で使用する場合には、潤滑材の使用が制限さ
れるので、耐摩耗性が更に悪化する。
【0004】また、半導体製造分野で使用するような高
精度ステージ装置の精度維持は、金属材料の経時変化を
考えると、非常に難しい問題である。
【0005】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、その目的は、上述の従来技術の問題点を解決
すると共に、可動ステージの高速で且つ高精度な移動を
可能にし、例えば真空雰囲気中でも支障なく使用可能な
ステージ装置を備えた優れた半導体製造装置を提供する
ことにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の半導体製造装置は、第1方向に移動する第1
ステージと、該第1ステージに設けたガイド部に沿って
前記第1方向と直交する第2方向に移動する第2ステー
ジと、該第2ステージに設置され基板を保持するチャッ
クと、該第1ステージを移動させるための駆動力を発生
する第1駆動源と、該第2ステージを移動させるための
駆動力を発生する第2駆動源と、該第2ステージを空気
によって支持案内する空気軸受とを有し、該空気軸受は
該第2ステージを前記ガイド部に沿った前記第2方向に
案内するためのエアーパッドと、該第2ステージを鉛直
方向に支持するためのエアーパッドとを備えると共に、
前記第1ステージ、第2ステージ、ガイド部、及びエア
ーパッドの材質をセラミツクスとしたことを特徴とする
ものである。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図を用いて詳細に
説明する。
【0008】図1において、1はアルミナセラミツクス
製のチャックで、その上に載置されたシリコンウエハあ
るいは試料を真空吸着する。図には描いていないが、チ
ャック1には真空吸着用の開口及び真空ポンプにつなが
るダクトが設けられている。2はアルミナセラミツクス
製のXステージで、チャック1をX方向に移送する。3
はアルミナセラミツクス製もしくは更に摺動面にテフロ
ン(登録商標)のコートを施した摺動部材で、Xステー
ジ2の内側面に設けられる。4はXステージ2に送り力
を与えるためのセラミツクス製のボールナットで、結合
部材を介してXステージ2に結合されており、セラミツ
クス製またはルビー、サファイアなど非金属のボールを
内蔵する。
【0009】5はセラミツクス製の送り用ボールネジ
で、ボールナット4と螺合する。6はボールネジ5を保
持するためのセラミツクス製ハウジングで、その内部に
はボールネジ5を受けるためにルビー、サファイアなど
の非金属で構成された軸受けを収容している。7はセラ
ミツクス製の動力伝達用カップリングで、カップリング
7の一方はボールネジ5につながり、他方はXステージ
を駆動するモータ8の駆動軸につながる。9はXステー
ジ2の移動を規制するためのセラミツクス製直線案内摺
動ガイドで、摺動ガイド9の片面は転動ガイド(図2参
照)に当接し、他面は摺動部材3に当接する。
【0010】次に、10はセラミツクス製のYステージ
で、Xステージ2の突出部2′,2′を支持すると共
に、X方向摺動ガイド9が結合されている。11はセラ
ミツクス製または更にテフロン(登録商標)のコートを
施した摺動部材で、Yステージ10の内側に設けられ
る。12はYステージ10の移動を規制するためのセラ
ミツクス製の直線案内摺動ガイドで、セラミツクス製基
盤18に結合される。13及び14は、セラミツクス製
でY方向送り用のボールネジ15を保持するためのセラ
ミツクス製ハウジングで、ハウジング13,14内には
セラミツクス材あるいはルビー、サファイアなどの非金
属材で構成された軸受けが収容されている。なお、図に
は描かれていないが、ボールナットがボールネジ15に
螺合すると共に、Yステージ10の内側に固定される。
【0011】16は動力伝達用のカップリングで、セラ
ミツクスで製作され、Yステージ10を駆動するモータ
17に結合する。19〜22はラッピングを行って平面
に鏡面仕上げを施したセラミツクス製の摺動面で、摺動
面19,20はXステージ2の下側突出部2′,2′を
支持し、摺動面21,22はYステージ10の下側突出
部10′,10′を各々支持する。
【0012】図2及び図3は、それぞれステージ2、1
0を支持するための構造を示しており、図2において、
24はセラミツクスあるいは非金属材で作られたコロも
しくは針状軸受であり、別の構造を示す図3において、
25は空気軸受けを利用する場合のセラミツクス製のエ
アーパッドで、Xステージ2をガイド部に沿った移動方
向(X方向)に案内するためのエアーパッドと、Xステ
ージ2を鉛直方向(Z方向)に支持するためのエアーパ
ッドとを備えており、これらのエアーパッド25には不
図示の空圧ダクトがつながっている。尚、これらの部材
の内、摺動面と転動部を除いた部分に、用途に応じて従
来の合金製部材を使用することもできる。
【0013】以上の構成で、Yステージ10に固定され
たモータ8を駆動すれば、カップリング7を介してボー
ルネジ5が回転し、ボールネジ5と螺合するボールナッ
ト4を前後に送ることで、これに固定されたXステージ
2をX方向に前後動させ得る。Xステージ2は平面19
と20上を移動することで水平面内をZ方向に微動する
ことなく変位し、またY方向の変動はガイド9で規制さ
れる。他方、基盤18に固定されたモータ17を駆動す
れば、カップリング16を介してボールネジ15が回転
し、Yステージ10をY方向に前後動させ得る。Yステ
ージ10は平面上21と22上を移動し、ガイド12で
規制されて正確にY方向へ変位する。
【0014】この実施例で、結合用カップリング7,1
6としてセラミツクスを使用したのは、高剛性且つ低慣
性で、送り装置からの振動伝達を軽減できるからであ
る。また、ステージ全体をセラミツクス材料で構成すれ
ば、セラミツクス自体が非磁性体であるから、非磁性ス
テージを必要とする電子線描画装置に使用することもで
きる他、化学薬品等の付着する可能性がある他分野の精
密送り装置、精密測定装置に適用することも可能であ
る。また錆ないという利点を生かして、薬液中での使用
も可能であり、あるいは真空中の使用も可能であるか
ら、宇宙開発への応用も考えられる。また、ウエハを吸
着保持するチヤツクをセラミツクスとしたことで、露光
時にウエハが吸収した熱がステージに伝わり難く、ステ
ージの熱歪みによる変形を防ぐことができる。
【0015】
【発明の効果】本発明によれば、ステージの可動部分の
軽量化をその剛性を低下させることなく行えると共に、
セラミツクス材の低熱伝導率、低熱膨張係数により周囲
雰囲気温度の変化に対して変動しにくい高精度なステー
ジ装置を備えた優れた半導体製造装置の提供を可能と
し、特に非接触の空気軸受を採用し、この空気軸受が備
える移動方向の案内のためのエアーパッド及び鉛直方向
の支持のためのエアーパッドの材質をも含めて、ステー
ジ全体をセラミツクスとすることで、移動体が軽量であ
り且つ軸受での接触抵抗が小さいという2点の相乗効果
によって、小駆動力で且つ高い制御応答性を得ることが
できる。加えて、移動体が軽量なので空気軸受への空気
供給が小流量でステージ浮上させることができ、空気軸
受の小型化も達成することができる。さらには、エアー
パッド及びガイドの材質が共に低熱膨張率且つ経時変化
の小さいセラミツクスであるため、空気軸受の要である
両者の間の微小隙間を極めて高精度に維持することがで
き、ひいては従来以上に高精度な半導体製造を可能とす
る半導体製造装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のステージ装置を有する半導体製造装置
の形態を示す斜視図である。
【図2】要部を示す断面図である。
【図3】要部の別の例を示す断面図である。
【符号の説明】
1 チヤツク 2 Xステージ 3 摺動部材 4 ボールナツト 5 ボールネジ 6 ハウジング 7 カツプリング 8 Xモータ 9 Xガイド 10 Yステージ 11 摺動部材 12 Yガイド 13、14 ハウジング 15 ボールネジ 16 カツプリング 17 Yモータ 18 基盤 19 摺動面 20 摺動面 21 摺動面 22 摺動面

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1方向に移動する第1ステージと、該
    第1ステージに設けたガイド部に沿って前記第1方向と
    直交する第2方向に移動する第2ステージと、該第2ス
    テージに設置され基板を保持するチャックと、該第1ス
    テージを移動させるための駆動力を発生する第1駆動源
    と、該第2ステージを移動させるための駆動力を発生す
    る第2駆動源と、該第2ステージを空気によって支持案
    内する空気軸受とを有し、該空気軸受は該第2ステージ
    を前記ガイド部に沿った前記第2方向に案内するための
    エアーパッドと、該第2ステージを鉛直方向に支持する
    ためのエアーパッドとを備えると共に、前記第1ステー
    ジ、第2ステージ、ガイド部、及びエアーパッドの材質
    をセラミツクスとしたことを特徴とする半導体製造装
    置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のステージ装置において、
    前記チャックの材質をセラミツクスとしたことを特徴と
    する半導体製造装置。
  3. 【請求項3】 請求項1記載のステージ装置において、
    前記基板はシリコンウエハであることを特徴とする半導
    体製造装置。
  4. 【請求項4】 請求項1記載のステージ装置において、
    前記第1及び第2駆動源は、ボールネジ機構を有するこ
    とを特徴とする半導体製造装置。
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