JPH09260465A

JPH09260465A - ステージ装置

Info

Publication number: JPH09260465A
Application number: JP6219496A
Authority: JP
Inventors: Hisato Matsubara; 寿人松原; Yuuki Yoshikawa; 勇希吉川
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1996-03-19
Filing date: 1996-03-19
Publication date: 1997-10-03

Abstract

(57)【要約】【課題】ステージ装置の異常を初期段階で判定し、感
光基板の位置決め誤差などの動作不良の発生を未然防止
可能なステージ装置を提供する。【解決手段】基板（１６）を載置して水平移動する駆
動機構（１２、２０）を備えたステージ（１４）に、駆
動機構の作動音を集音する集音手段（２４ａ〜２４ｃ）
と、その集音手段により集音された作動音の周波数に応
じて、駆動機構の異常を判定する異常判定手段（２６、
２８）とを設けているので、異常音を検出した場合に、
初期段階で対応することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基板を載置して移
動するステージ装置に関し、特に給油が必要な送りねじ
や転がり軸受を備えたステージ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の装置は、ベース上に移動
可能に載置したステージに送りねじを係合し、モータ等
の駆動装置で送りねじを回転することによってステージ
を直線移動させていた。また、ベースとステージとの間
には転がり軸受が設けられ、ステージの移動を案内して
いた。さらに、かかるステージ装置は、ステージの位置
（あるいは移動量）を検出するためのレーザ干渉計等の
光波干渉式の測長器を備えている。従って、従来のステ
ージ装置では、これらの構成によって、ステージを移動
して、ステージ上の基板を所定位置に位置決めする、い
わゆるステッピング動作を行うようになっていた。

【０００３】また、上記装置では、送りねじや転がり軸
受は潤滑のために給油されているが、ステージ駆動を繰
り返すことによって油切れを起こすことがある。油切れ
が起こるとステージの移動時の抵抗が部分的に増加し、
この抵抗の増加した部分を通過した直後に加速度が瞬間
的に大きくなる場合がある。ところで、半導体素子や液
晶表示基板等の製造用の露光装置（ステッパー等）に、
かかるステージ装置を用いる場合には、ステージ上に
は、一般的に感光基板を保持するとともに感光基板をそ
の面に垂直な軸周りに回転して位置決めするためのホル
ダ機構が設けられている。また、このホルダ機構は、ス
テージに対しての位置決めを容易に行うため、ステージ
との接触面の摩擦係数を低くしてある。そして、ステー
ジに対して位置決めした後は、真空吸着よって固定する
構成となっている。

【０００４】しかしながら、上記のように、油切れなど
により、ステージ移動の加速度がある基準（ホルダ機構
のステージに対する吸着力に相当する加速度）を越える
とホルダ機構がステージに対してずれてしまい、感光基
板の位置決め誤差の原因となるおそれがある。特に、パ
ターンを重ね合わせて露光する場合には、重ね合わせ不
良が発生することになり問題であった。

【０００５】そこで、従来より、位置決めステージの油
切れを検出し、適宜ステージの駆動部に給油が行われて
いた。そして、従来の位置決めステージに於ける油切れ
の検出は、ステージの可動部の位置を検出しているレー
ザ測長器の値をサンプリングして２回微分の演算処理を
行ない、加速度に変換し、その加速度異常を判定する方
式であった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の如き
従来の方法では、レーザ測長器の不安定な値を更に離散
的な周期でサンプリングし、２回微分により、加速度を
演算しているため、高分解能が期待できず、加速度異常
を初期段階で検出することができずに、露光パターンの
重ね差不良が発生する確率が高いという問題点があっ
た。

【０００７】本発明は、上記のような従来の問題点に鑑
みてなされたもので、比較的簡便な装置構成により、油
切れによる影響を初期段階で検出することで、加速度異
常を防止し、露光パターンの重ね差不良の発生を未然に
防止することが可能なステージ装置を提供することを目
的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明では、基板（１６）を載置して水平移動する
駆動機構（１２、２０）を備えたステージ装置におい
て、駆動機構（１２、２０）の作動音を集音する集音手
段（２４ａ〜２４ｃ）と、集音手段（２４ａ〜２４ｃ）
により集音された作動音の周波数に応じて駆動機構（１
２、２０）の異常（たとえば、駆動機構の油切れ状態）
を判定する異常判定手段（２６、２８）とを備えること
としている。

【０００９】また、上記ステージ装置の異常判定手段
（２６、２８）は、駆動機構（１２、２０）が異常動作
した時に発生する異常音の周波数を予め記憶しており、
その異常音の周波数と集音手段（２４ａ〜２４ｃ）によ
り集音された作動音の周波数とを比較して異常判定を行
うように構成することができる。あるいは、上記ステー
ジ装置の異常判定手段（２６、２８）は、駆動機構（１
２、２０）が正常動作している時に発生する作動音の周
波数を予め記憶しており、その正常作動音の周波数と集
音手段（２４ａ〜２４ｃ）により集音された作動音の周
波数とを比較して異常判定を行うように構成しても良
い。

【００１０】さらに上記ステージ装置には、異常判定手
段（２６、２８）の判定に応じて警告を発する警告手段
（３０）や、異常判定手段（２６、２８）の判定に応じ
て、駆動機構（１２、２０）に自動給油する自動給油手
段（３２）を設けても良い。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下に添付図面を参照しながら本
発明にかかるステージ装置の実施の一形態について詳細
に説明する。図１は、本実施の形態にかかるステージ装
置の概略的な構成を示す図である。装置全体を支持する
ベース１０上には転がり軸受１２を介してステージ１４
が載置されている。このステージ１４上には、半導体ウ
ェハや液晶表示基板などの感光基板１６を保持してステ
ージ１４に対して吸着固定するホルダ機構１８が設けら
れている。また、ステージ１４には送りねじ２０が係合
しており、ベース１０に設けられたモータ２２で送りね
じを２０を回転駆動することにより、矢印で示す図中左
右方向にステージ１４を移動することができる。

【００１２】さらにステージ１４には、不図示のレーザ
干渉計等が設けられ、ステージ１４の位置（あるいは移
動量）を検出する構成となっており、レーザ干渉計の検
出値に基づいてステージ１４上に載置された感光基板１
６の位置決めを行うことができる。そして、ステージ１
４の駆動部付近、たとえば、転がり軸受１２付近や送り
ねじ２０付近には、本発明に基づいて集音マイク２４
ａ、２４ｂ、２４ｃが設けられている。かかる構成によ
り、ステージ１４の駆動時に発生する駆動部（転がり軸
受１２や送りねじ２０など）から発生する駆動音は適宜
集音マイク２４ａ、２４ｂ、２４ｃにより集音される。
集音された駆動音は、途中バンドパスフィルタ２６を介
して演算処理部２８に送られる。

【００１３】ここで、ステージ１４の駆動部（転がり軸
受１２や送りねじ２０など）が油切れなどに起因して異
常動作をした時に発生する周波数は、予め予想可能であ
るから、本実施の形態に示すように、その周波数の帯域
を通すバンドパスフィルタ２６を設置しておけば、演算
処理部２８は、容易にステージ１４の異常を判定するこ
とが可能である。従って、演算処理部２８は、油切れな
どに起因する異常音を検出すると、警告表示部３０に異
常の表示を行い、オペレータなどに給油時期を知らせ
る。あるいは、図示の装置のように、自動給油装置３２
を設けておけば、演算処理部２８は、油切れなどに起因
する異常音を検出すると、自動給油装置３２に指令を送
り、給油管路３２を介して、たとえば送りねじ２０の係
合部や転がり軸受１２の接触面に対して自動給油するこ
とが可能である。

【００１４】なお、上記実施の形態においては、ステー
ジ１４の駆動部（転がり軸受１２や送りねじ２０など）
が油切れなどに起因して異常動作をした時に発生する周
波数を予め記憶しておく構成を示したが、本発明はかか
る例に限定されない。これとは逆に、ステージ１４の駆
動部（転がり軸受１２や送りねじ２０など）が正常に動
作している時に発生する作動音の周波数を予め記憶して
おき、この作動音とは異なる音の周波数が、集音マイク
ロホン２４ａ、２４ｂ、２４ｃにおいて集音された場合
に、演算処理部２８が、ステージ１４の駆動部に異常が
生じたものと判定し、警告表示部３０に警告を表示させ
たり、自動給油装置３２を駆動させるように構成しても
良い。

【００１５】以上、添付図面を参照しながら本発明にか
かるステージの好適な実施の形態について説明したが、
本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特
許請求の範囲に記載した技術的思想の範疇内において各
種の変更例や修正例に想到しうることは明らかであり、
それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するも
のと了解される。

【００１６】たとえば、上記実施の形態においては、ス
テージ１４の駆動部として転がり軸受１２や送りねじ２
０を例に挙げて説明したが、本発明はかかる例に限定さ
れず、ステージ１４の駆動部であれば、いかなる部位で
あろうとも、その付近に集音マイクロホンを設置するこ
とにより、油切れなどの異常を検出することが可能であ
る。

【００１７】あるいは、上記の実施の形態では、また、
駆動部の油切れによる異音の発生を検知する場合を例に
挙げて説明したが、油切れによる異音以外にも、異音の
発生が予測されるトラブル、たとえば、転がり軸受の摩
耗、破損等も予想される周波数をあらかじめ設定してお
くことで検出が可能になり、点検等の手間の一部を省く
ことが可能となる。

【００１８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、送りネジ
（２０）や転がり軸受（１２）などのステージ（１４）
の駆動機構（１２、２０）の油切れなどによる加速度異
常等のトラブルを、集音手段（２４ａ〜２４ｃ）異音の
検出により、初期段階で知ることが可能なので、不良の
発生やトラブルの発生に至る前に、給油などの適切な処
理を行なうことが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態にかかるステージ装置の
概略的な構成を示す構成図である。

【符号の説明】

１０ベース１２転がり軸受１４ステージ１６基板１８基板ホルダ２０送りねじ２２モータ２４ａ〜２４ｃ集音マイクロホン２６バンドパスフィルタ２８演算処理部３０警告表示装置３２自動給油装置３４給油配管

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板を載置して水平移動する駆動機構を
備えたステージ装置において、前記駆動機構の作動音を集音する集音手段と、前記集音
手段により集音された前記作動音の周波数に応じて前記
駆動機構の異常を判定する異常判定手段とを備えたこと
を特徴とする、ステージ装置。
【請求項２】前記異常判定手段は、前記駆動機構が異
常動作した時に発生する異常音の周波数を予め記憶して
おり、その異常音の周波数と前記集音手段により集音さ
れた前記作動音の周波数とを比較して異常判定を行うこ
とを特徴とする、請求項１に記載のステージ装置。
【請求項３】前記異常判定手段は、前記駆動機構が正
常動作している時に発生する作動音の周波数を予め記憶
しており、その正常作動音の周波数と前記集音手段によ
り集音された前記作動音の周波数とを比較して異常判定
を行うことを特徴とする、請求項１に記載のステージ装
置。
【請求項４】さらに、前記異常判定手段の判定に応じ
て警告を発する警告手段を設けたことを特徴とする、請
求項１〜３のいずれかに記載のステージ装置。
【請求項５】前記駆動機構の異常は、前記駆動機構の
油切れ状態であることを特徴とする、請求項１〜４のい
ずれかに記載のステージ装置。
【請求項６】さらに、前記異常判定手段の判定に応じ
て、前記駆動機構に自動給油する自動給油手段を備えた
ことを特徴とする、請求項５に記載のステージ装置。