JPS607724A - 電磁アラインメント装置 - Google Patents

電磁アラインメント装置

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JPS607724A
JPS607724A JP59118398A JP11839884A JPS607724A JP S607724 A JPS607724 A JP S607724A JP 59118398 A JP59118398 A JP 59118398A JP 11839884 A JP11839884 A JP 11839884A JP S607724 A JPS607724 A JP S607724A
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JP
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coil assembly
alignment device
current passing
coil
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Perkin Elmer Corp
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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
    • G03F7/70716—Stages
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K41/00—Propulsion systems in which a rigid body is moved along a path due to dynamo-electric interaction between the body and a magnetic field travelling along the path
    • H02K41/02—Linear motors; Sectional motors
    • H02K41/03—Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors
    • H02K41/031—Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors of the permanent magnet type
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2201/00—Specific aspects not provided for in the other groups of this subclass relating to the magnetic circuits
    • H02K2201/18—Machines moving with multiple degrees of freedom

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Electron Beam Exposure (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Control Of Position Or Direction (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は整列装置に、さらに特定化すれば、他の可能な
用途がやる中でも特に、マイクロリトグラフィー装置に
おけるウェファの整列に用いられる電磁整列装置に関す
るものである。
本出願は、これと同日付けで出１頭された、「電磁整列
装置」との名称の同一出願人の出１幀に密接に関連して
いる。その出’１ｉｆｉでの開示は参考として本明細書
中に包合さルている。
−１没的には、ある物体を平面的な動きによって規定さ
れる自由な６方向に移動させるには、６つの独立した直
線および／または回転モーターを使用することが必要で
あり、それらは他に関して連続的に縦続して設けられた
複数の段階のうちの単一の軸に関する段階を駆動するも
のである。このことは、異る方向に移動する大きな質准
ヲ支持している多数のベアリングを持つ一群の器具を必
要とし、各ベアリスグは望ましくないコンプライアンス
を持っている。これは共振、摩擦、バックラッシュおよ
び移動の不正確さ等をもたらす。
発明が解決しようとする問題点 望まれるよりもさらに低い最低共振モード周波数は、高
度の正確さを持つサーボ制御を難しくする。
このため、本発明の第１の目的は新しい、また改善され
た整列装置を提供することであって、それはこの後の説
明によって明らかとなるであろう。
問題点を解決するだめの手段 望ましい結果を達成するために、本発明においては、第
１磁石素子を含む複数の素子を持つ第１磁気回路と、第
２磁石素子を含む複数の素子を持つ第２磁気回路とを有
し、前記第２磁気回路は第１磁気回路に関して隔てられ
て設けられている。可動構成要素が包含されてお９、可
動構成要素上の物質、例えば、マイクロリトグラフィ装
置に用いられる型のウェファ、を載せるための装置が準
備されている。各磁気回路の１つの素子は可動構成要素
に固定的に取付けられている。第１電流通過コイル組立
体は第１磁気回路内に設けられ、また第２電流通過コイ
ル組立体もまた第１磁気回路内に、第１コイル組立体に
関しである角度をもって、設けられる。第６電流通過コ
イル組立体は第２磁気回路中に収められ、まだ第４電流
通過コイル組立体もまだ、第２磁気回路中に、第６コイ
ル組立体に関しである角度をもって、設けられる。制御
装置は、コイル組立体のそれぞれを通過する電流の流れ
と方向を制御するように配置される。本発明の１つの実
施例では、可動構成要素に取付けられている各磁気回路
の１つの素子は、それぞれの回路の磁石素子である。
本発明の１つの態様においでは、第１および第２電流通
過コイル組立体は、互いに他に対して実質的に直交する
ように巻かれ、また第６および第４コイル組立体も互い
に他に対して実質的に直交するように巻かれる。第、１
および第６コイル組立体は、互いに他に対して実質的に
平行するように巻かれ、また第２および第４コイル組立
体も互いに他に対して平行するように巻かれる。
本発明の別の態様によれば、複数のセンサー装置が可動
構成要素の位置を感知するために設けられ、また前記セ
ンサー装置は制御装置の１つの入力として働く。
こうして、本発明のより重要な特長全広く概説したのは
、後述の本発明の詳細な説明がより良く理解されるため
であり、まだ技術に対する本発明の貢献がより明らかと
なるためである。
もちろん、本発明の付加的特長はこの後に十分に説明さ
れる。当業技術に通じている者は、この開示の基となっ
ている概念が、本発明のいくつかの目的を達するだめの
他の装置の設計の基礎としても容易に使用できるもので
あることを理解するであろう。そのため、この開示は本
発明の精神や視点から離れることのない、そのような等
価装置をも包含するものと見なすことは大切である。
本発明のいくつかの実施例が例証および説明の目的で選
択され、またこの明細の１部を構成する添付図面中に示
されている。
第１図に示されている本発明の実施例中では、電磁整列
装置は、１２で示される第１電磁回路を形成する、第１
磁石素子１０を含む第１の複数の素子と、１６で示され
る第２磁気回路を形成する、第２磁石素子１４を含む第
２の複数の素子と、１８で示される可動構成要素とを有
している。この可動構成要素１８は、その上に例えばウ
ェファ２０のような目的物を載せるだめの装置を有して
いる。
第１磁気回路１２を形成するだめの第１の複数の素子は
、鉄の上方プレート２２と、鉄の底プレート２４および
、第１図の実施例中では第１磁石素子１０であるような
サイドプレートとを有している。この磁石素子１０は強
力な永久磁石であり、また上方および底プレートを接続
するためにも働く。
第２磁気回路１６を形成するだめの第２の複数の素子は
、鉄の上方プレート２６と、鉄の底プレート２８および
、第１図の実施例中では第２磁石素子１４であるような
サイドプレートとを有している。磁石素子１０と同様、
この磁石素子１４は強力な永久磁石でおり、また上方お
よび底プレートを接続するためにも働く。
第１磁気回路１２　＆）　１つの素子は可動構成要素１
８に固定的に取付けられている。第１図の実施例におい
ては、この１つの素子は鉄のスラグ３０であり、これは
上方プレート２２および底プレート２４０間で可動でき
る。同様に、第２磁気回路１６の１つの素子は、第１図
の実施例では上方プレート２６および底プレート２８の
間で可動する鉄のスラグ３２であるような可動構成要素
１８に固定的に取付けられている。
第１磁気回路１２は第１覗流通過コイル組立体３４と、
第１コイル組立体に関しである角度をなして設けられる
第２電流通過コイル組立体３６とを有している。第１図
の実施例においては、これら２つの電流通過コイル組立
体は互いに対して直交するよう設けられている。
同様な方法によって、第２磁気回路１６はコイル組立体
３４に平行な第６電流通過コイル組立体３８と、第６コ
イル組立体に関しである角度をなして設けられる第４電
流通過コイル組立体４Ｑとを有している。この実施例で
はコイル組立体３８はコイル組立体４０に関して直交し
て設けられている。
ある実施例においては、各磁気回路の２つの電流通過コ
イル組立体は必要な動的な力を発輝するのに十分である
が、別の実施例では付加的な電流通過コイル組立体が必
要である。第１図では、第１磁気回路１２において、コ
イル組立体３４に平行な第５電流通過コイル組立体４２
と、コイル組立体３６に平行でまたコイル組立体４２に
垂直な第６電流通過コイル組立体４４とが示されている
。第２２Ｂ＆気回路１６においては、第７電流通過コイ
ル組立体４６がコイル組立体３８に平行に設けられ、ま
た・第８電流通過コイル組立体４８がコイル組立体４０
に平行にまたコイル組立体４６に垂直に設けられている
。
第１コイル組立体３４には、第１リード５１］と第２リ
ード５２とが設けられており、第２から第８コイル組立
体にはリード５４　、５６　。
５８．６０，６２，６４，６６．６８，７０゜７　’ｌ
　、　７４　、７６　、γ８および８０が設けられてい
る。それぞれのリードに供給される電流は、後にさらに
十分説明される制御装置８２によって制御される。
可動構成要素１８は、例えば鉄プレート３０と底プレー
ト２４との間に設けられるエアベアリングおよび鉄プレ
ート３２と底プレート２８との間に設けられるエアベア
リングのような、適当なあらゆる型のベアリング装置に
よって、第１および第２磁気回路１２および１６に関し
て動くことができるよう取付けられている。
エアは、この目的のために設けられたパイプ装置８４に
よってエアベアリングに供給される。
ある実施例においては、可動構成要素１８は８６で示さ
れるように、最小質量で構造強度を確保するためアルミ
ニウムのノ・ニカム構造として製作することが望ましい
こともある。
さらに第１図を参照する゛と、適当なあらゆる型のセン
サーが、可動構成要素１８上に載せられた目的物または
ウェファ２０の位置を感知するために用いられる。こう
して、センサー８８はＸ方向の位置を感知し、センサー
９０はＹ方向、またセンサー９２はθ方向を感知する。
これらのセンサーは、コントローラ８２の人力を提供す
る。
動作においては、第１磁気回路１２は磁石１０から出て
、底プレート２４、スラグ３０、上方プレート２２を通
って磁石１０に戻る路を通る磁束を有している。コイル
３４と３６とはスラグ３０と上方プレート２２との間の
ギャップを通過し、１方コイル４２と４４とは、もし使
用されるなら、スラグ３０と底プレート２４との間のギ
ャップを通過する。
同様に、第２磁気回路１６は磁石１４から出て上方プレ
ート２６、スラグ３２、および底プレート２８を通って
磁石１４に戻る路を通る磁束を有している。コイル３８
と４０はスラグ３２と上方プレート２６との間のギャッ
プを通過し、１方コイル４６と４８は、もし使用される
なら、スラグ３２と底プレート２８との間のギャップを
通過する。
前述の磁束はギャップを橋絡しており、コイルを通過す
る電流によってそれら部分で磁束を変化させることによ
り、可動構成要素１８上に様々な力を生じさせる。コイ
ルがＸ軸に平行に巻かれている時、３４．３８およびも
し使用されていれば４２．４６が励磁されると、可動構
成要素１８はＹ軸に病った力を受ける。それらコイルの
中の電流が反転すると、可動構成要素およびウェファ２
０とはＹ軸に沿って反対方向に動く。スラグ３０とスラ
グ３２という、モーメントアームによって離されている
２つの素子が力を受けるため、Ｙ方向におけるそれら素
子の異なる力はＸ軸に関するトルクとなる。即ち、もし
コイル３４および使用されていれば４２が１つの方向に
励磁され、またコイル３８および使用されていれば４６
が反対方向に励磁されれば、ウェファ２０は回転する。
Ｙ軸に平行なコイルの励磁は、コイル２６，４０、もし
使用されていれば４４および４８にＸ軸に沿った力を生
じさせる。コイルの中の電流が反転すると、ウェファ２
０はＸ軸に活って反対方向に移動する。
上に述べた力や移動はニュートンの第６の法則、即ち「
総ての力は、等しくまた反対の力（または反作用）を有
する」によって説明できる。
線が磁界内にある時は線を流れる電流は線上に横方向の
力を加える。「反作用力」は磁界を運ぶボールぎ一ス中
に発生する。この瞬間に、第１磁気回路内の固定された
素子’１０．２２′Ｊ３−よび２４ならびに第２磁気回
路内の素子１４，２６および８Ｂは動けないので、スラ
グ３０と３２とが動くよう力を受ける。もちろん、それ
らは可動構成要素１８をウェファ２０と共に移動させる
。
コントローラ８２は、適当なあらゆる型であってよい。
例えば、それは特定な位置に可動構成要素１８と、従っ
てウェファ２０とを動かすだめに方向づけをするコマン
ドが、手動的にまたはマイクロプロセッサ−によって、
これ全通して与えられる入力９４を持っていてもよい。
センサー８８．９０および９２は実際のウェファ位置を
感知し、コマンドで与えられた位置からこれが相違して
いれば、電流が適切なリード５０　、５２．５４．５６
　、５８　、６０．６２　。
６４．６６．６８．７０，７２．γ４，７６゜７８およ
び８０のうちの１つまたはそれ以上を通してコイルに供
給される。実際の位置がコマンドで与えられた位置に達
すると、電流の供給は終了し、またウェファは静止位置
にとどまる。
第２図の実施例を次に参照す・ると、類似の素子はフ０
ライム符号を付した同一の参照番号によって表わされて
いる。
第１図および第２図の実施例の間の構造的差異は磁気回
路中の磁石の位置に存在する。即ち、第１磁気回路にお
いては、第１図の磁石１０は第２図において鉄のサイド
プレート９６に置換さ瓦ている。この固定されている素
子は、上方プレート２２′と底プレート２４′を結合さ
せる働きをし、また第１磁気回路の磁束路の１部全形成
する。第２図の実施例においては、磁石９８それ自体は
、第１磁気回路１２′の１つの素子であり１．可動構成
要素１８′に固定的に取付られている。結果として、磁
石９８は上方プレート２２′と底プレート２４′との間
で可動する。
第２磁気回路においては、第２図の実施例における鉄の
サイドプレート１００は第１図の磁石１４を置換したも
のでめり、また第２図の磁石１０２は第１図の鉄プレー
ト３２を置換したものである。
他の点においては、第２図の装置は第１図のそれと類似
に構成されている。両方の実施例とも同様の方法で制御
されまた動作される。
本発明が、同様装置の従来技術に比し、より低い振動と
著しい単純さをもつ、より高精度の改善された電磁整列
装置を実際に提供するものであることは理解できるであ
ろう。ここには、自由な６方向における制御される動き
が単独の移動部分で達成されるために、実質的に無バッ
クラッシュと極めて低い摩擦とが実現される。
装置の最低共振周波数は極めて高い。極めて萬いサーボ
帯域幅が用いられ、結果として良好な制御と高精度が得
られる。
本発明のある特定の実施例が説明のために開示されては
いるが、本明細を調べることにより、本発明のさらに別
の変形が、本発明に関連する当業技例者には明らかとな
るであろう。結果として、本発明の観点を決定する特許
請求の範囲が基準とされるべきである。
発明の効果 本願明細書中に記載したような、高度の正確さをもつサ
ーボ制御の困難性などの従来技術の欠点を克服できると
いう効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の概念によって構成した電磁整列装置の
１つの実施例企示す見取図であり、また第２図は第１図
と類似であるが本発明の他の実施例を示す見取図である
。 １０・・・第１磁石素、子　１２　、１２’・・・第１
磁気回路　１４・・・第２磁石素子　１４・・・第２磁
石素子１６　、１６’・・・第２磁気回路　１８　、１
８’・・・可動構成要素　２０　、２０’・・・ウェフ
ァ　２２．２２′・・・上方プレー）　２４．２４’・
・・底プレート２Ｇ、２６′・・・上方プレート　２８
．２８’・・・底プレート　３０．３２・・・スラグ　
３４〜４８，３４′〜４８′・・・コイル組立体　５０
〜８０　、５０’〜８０′・・・リード　８２　、８２
’・・・制御装置　８４゜８４′・・・エアパイプ　８
６　、８６’・・・ハニカム構造８８．８８’、９０．
９０’、９２．９２’・・・センサー　９４　、９４’
・・・入力　９Ｇ・・・サイドプレート　９８・・・磁
石　１００・・・サイドプレート　１０２・・・磁石

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、　電磁整列装置において、 第１磁石素子を含む複数の素子を持つ第１磁気回路と、 前記第１磁気回路に関して隔てられて設けられている第
    ２磁石素子を含む複数の素子を持つ第２磁気回路と、 可動構成要素と、 前記要素上に目的物を載せるための装置とを有し、 各磁気回路の１つの素子が前記可動構成要素に固定的に
    取付けられており、 さらに、前記第１磁気回路中に設けられた第１電流通過
    コイル組立体と、 前記第２磁気回路中に設けられた第２電流通過コイル組
    立体とを有し、 前記第１および第２コイル組立体は互いに他に対しであ
    る角度をもって取付られており、さらに、前記第２磁気
    回路中に設けられた第６電流通過コイル組立体と、 前記第２磁気回路中に設けられた第４電流通過コイル組
    立体とを有し、 前記第６および第４コイール組立体は互いに他に対しで
    ある角度をもって取付られており、さらに、前記コイル
    組立体のそれぞれを通る電流の量と方向を制御するだめ
    の制御装置を有することを特徴とする、電磁整列装置。 ２、各磁気回路の前記１つの素子が、それぞれの回路の
    磁石素子であるような、特許請求の範囲第１項記載の電
    磁整列装置。 ６、　前記第１および第２電流通過・コイル組立体が互
    いに他に関して実質的に直交するように巻かれ、まだ前
    記第６および第４コイル組立体が互いに他に関して実質
    的に直交するように巻かれているような、特許請求の範
    囲第１項記載の電磁整列装置。 ４、　前記第１および第３コイル組立体が互いに他に関
    して実質的に平行に巻かれ、また前記第２および第４コ
    イル組立体が互いに他に関して実質的に平行に巻かれて
    いるような、特許請求の範囲第１項記載の電磁整列装置
    。 ５、　前記第１磁気回路内に、前記第１コイル組立体に
    関して隔てられて、また実質的にそれと平行に設けられ
    た第５電流通過コイル組立体と、 前記第１磁気回路内に、前記第２コイル組立体に関して
    隔てられて、また実質的にそれと平行に設けられた第６
    電流通過コイル組立体と、 前記第２磁気回路内に、前記第６コイル組立体に関して
    隔てられて、また実質的にそれと平行に設けられた第７
    電流通過コイル組立体と、 前記第２磁気回路内に、前記第４コイル組介関して隔て
    られて、また実質的にそれと平行に設けられた第８電流
    通過コイル組立体とを、さらに有するような、特許請求
    の範囲第１項記載の電磁整列装置。 ６、　前記装置がさらに、前記可動構成要素の位置を感
    知するだめの複数のセンサー装置を有しており、前記セ
    ンサー装置が前記制御装置への入力を提供するような、
    特許請求の範囲第１項記載の電磁整列装置。 Ｚ　前記磁気回路を形成する前記複数の素子のそれぞれ
    が、上方プレートと、 前記上方プレートから隔てられた底プレート　と　、 上方プレートおよび底プレー）ｋ相互的に連結するサイ
    ドプレートとを有し、各磁気回路の前記１つの素子が前
    記上方および底プレートの間に設けられているよう、な
    、特許請求の範囲第１項記載の電磁整列装置。 ８、　各磁気回路の前記１つの素子がそれぞれの回路の
    磁石素子であるような、特許請求の範囲第７項記載の電
    磁整列装置。 ９、　前記第１および第２コイル組立体が前記第１磁気
    回路において前記上方プレートの周りに巻かれ、また第
    ６および第４コイル組立体が前記第２磁気回路において
    上方プレートの周りに巻かれているような、特許請求の
    範囲第７項記載の電磁整列装置。 １０、前記第５および第６コイル組立体が、前記第１磁
    気回路において定プレートの周りに巻かれ、第７および
    第８コイル組立体が前記第２磁気回路において底プレー
    トの周りに巻かれているような、特許請求の範囲第９項
    記載の電磁整列装置。 １１、可動構成要素および各磁気回路の前記１つの素子
    が磁気回路中に固定されている素子によって、流体フィ
    ルムベアリングを介して支持されているような、特許請
    求の範囲第１項記載の電磁整列装置。
JP59118398A 1983-06-10 1984-06-11 電磁アラインメント装置 Granted JPS607724A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US502995 1983-06-10
US06/502,995 US4507597A (en) 1983-06-10 1983-06-10 Electro-magnetic alignment assemblies

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS607724A true JPS607724A (ja) 1985-01-16
JPH0586845B2 JPH0586845B2 (ja) 1993-12-14

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ID=24000327

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP59118398A Granted JPS607724A (ja) 1983-06-10 1984-06-11 電磁アラインメント装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US4507597A (ja)
EP (1) EP0130357B1 (ja)
JP (1) JPS607724A (ja)
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