JPS6263228A - Stage driving device - Google Patents

Stage driving device

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Publication number
JPS6263228A
JPS6263228A JP20142285A JP20142285A JPS6263228A JP S6263228 A JPS6263228 A JP S6263228A JP 20142285 A JP20142285 A JP 20142285A JP 20142285 A JP20142285 A JP 20142285A JP S6263228 A JPS6263228 A JP S6263228A
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JP
Japan
Prior art keywords
stage
shaft
motor
capstan shaft
rotating member
Prior art date
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Pending
Application number
JP20142285A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tatsuhiro Tsuda
樹宏 津田
Masao Nakajima
正夫 中島
Nobutaka Yamamoto
信孝 山本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nippon Kogaku KK
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Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Kogaku KK filed Critical Nippon Kogaku KK
Priority to JP20142285A priority Critical patent/JPS6263228A/en
Publication of JPS6263228A publication Critical patent/JPS6263228A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Braking Arrangements (AREA)

Abstract

PURPOSE:To position a stage with high accuracy by keeping a driving shaft from a rotary displacing at a very small angle after electric power supply to a motor is switched off by a braking ring rotated in a body with a capstan shaft and a plate spring pressed to the ring. CONSTITUTION:A capstan shaft 13 is directly coupled to a driving shaft 11 of a motor 10 with a speed reduction gear head through a shaft coupling 12. A braking ring 16 is fixed to the capstan shaft 13, and a free end of a plate spring 17 fixed to a housing body 15 is always pressed to the braking ring 16, whereby when the rotation of the capstan shaft 13 is stopped, frictional braking is performed. Accordingly, when the electric power supply to the motor 10 is switched off, the capstan shaft 13 can be stopped at that position without differential rotary displacement.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、モータによるステージ駆動装置、特に半導体
製造装置に用いられるマスクやレティクルあるいはウェ
ハを載せるステージを精密に駆動するステージ駆動装置
に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a stage driving device using a motor, and particularly to a stage driving device that precisely drives a stage on which a mask, a reticle, or a wafer is placed, used in semiconductor manufacturing equipment.

〔発明の背景〕[Background of the invention]

近年、ICの集積度の増加に伴い、マスク、レティクル
またはウェハ上のパターンもその線巾が微細化の方向に
進み、マスクパターンを例にとっても1μの線巾のもの
も珍らしくなくなって来ている。これら微細線中を検査
する検査装置を考えた場合、例えば、一方の1μ中のパ
ターン線中の真中に線巾測定センサの測定部または顕微
鏡の測定ヘッドが位置するようにステージを移動し、他
方の1μ中のパターン線中中心が来るようにステージを
再度移動することにより、線巾と線巾との間隔を測定す
る線中検査装置が公知である。これらの検査装置では、
例えば1μ巾内に測定部が入るようにステージを位置決
めするには、少なくとも0.5μ以下の精度のステージ
の位置決め能力が必要とされる。
In recent years, as the degree of integration of ICs has increased, the line widths of patterns on masks, reticles, and wafers have become smaller, and mask patterns with a line width of 1 μm are no longer uncommon. There is. When considering an inspection device that inspects these fine lines, for example, the stage is moved so that the measuring section of the line width measurement sensor or the measuring head of the microscope is located in the center of one 1μ pattern line, and the other There is a well-known in-line inspection device that measures the distance between line widths by moving the stage again so that the center of the pattern line is located within 1μ of the pattern line. With these inspection devices,
For example, in order to position the stage so that the measuring section is within a width of 1 μ, a stage positioning ability with an accuracy of at least 0.5 μ is required.

さて、これら検査装置における従来のステージ送りは、
第3図に示すようにモータ1で駆動される送りねじ2の
回転によりステージ3を直進移動させるいわゆるねじ送
りが主に採用されている。
Now, the conventional stage feeding in these inspection devices is as follows.
As shown in FIG. 3, so-called screw feeding is mainly employed in which a stage 3 is moved in a straight line by rotation of a feed screw 2 driven by a motor 1.

しかしこのねし送り方式には、次の如き欠点が有る。However, this thread feeding method has the following drawbacks.

1)ねし駆動の性格上、負荷トルクが大きいため、大容
量のモータを必要とする。
1) Due to the nature of screw drive, the load torque is large, so a large capacity motor is required.

2)前記1)の理由に伴い、あまり高速のステージ駆動
ができず、単位時間当りの試料の検査処理能力(スルー
プット)が上がらない。
2) Due to the reason 1) above, the stage cannot be driven at a very high speed, and the inspection processing capacity (throughput) of the sample per unit time cannot be improved.

3)ねじ嵌合部の周囲における雰囲気の温度変化による
寸法の変化に伴ってステージがわずかに変位してしまう
ため、温度変化を極めて少なくしたいわゆるチャンバー
内に送り装置を収容しなければならない。
3) Since the stage is slightly displaced due to a change in dimensions due to a temperature change in the atmosphere around the screw fitting part, the feeding device must be housed in a so-called chamber that minimizes temperature changes.

上記の欠点を解決する送り装置として、第4図に示すよ
うなキャソプスクン駆動方式のものも公知である。この
方式は、モータ1の回転を軸継手5を介してキャップス
タン6に伝え、回転するキャップスタン6をステージ7
の接触部7aに圧接することによりステージ7を移動さ
せるものである。しかしながら、この駆動方式において
は、モータ1に給電してステージ7を移動する際に、モ
ータ内部に蓄積される機械的なねしり力やモータ内部の
ブラシのコンミュテーター、の接触圧の不均衡によって
、モータの停止の際にコンミュテータに働く回転力、モ
ータ内部の磁界の不釣り合いにより、コイルに働く回転
力(いわゆるコンギング)等に起因して、電流を切った
瞬間にモータが微小角回転し、その結果、ステージがわ
ずかに動いてしまう不都合が発生ずる欠点があった。こ
のステージの微動変位は2μ〜8μ程度であり、1μ中
の中心に測定部を位置させるためのステージ位置決め能
力は当然満足できるものでは無く、操作性を大きく阻害
し、作業能率を低下させる原因となっていた。
As a feeding device that solves the above-mentioned drawbacks, there is also known a cassop drive system as shown in FIG. 4. In this system, the rotation of the motor 1 is transmitted to the cap stan 6 via the shaft coupling 5, and the rotating cap stan 6 is transferred to the stage 7.
The stage 7 is moved by pressing against the contact portion 7a of the stage 7. However, in this drive system, when power is supplied to the motor 1 to move the stage 7, there is an imbalance in the mechanical torsion force accumulated inside the motor and the contact pressure of the commutator of the brush inside the motor. Due to the rotational force acting on the commutator when the motor stops, the rotational force acting on the coil due to the unbalance of the magnetic field inside the motor (so-called conging), etc., the motor rotates by a small angle at the moment the current is turned off. As a result, there was a disadvantage that the stage moved slightly. The fine movement displacement of this stage is about 2μ to 8μ, and the stage positioning ability to position the measurement part at the center of 1μ is naturally not satisfactory, which greatly impedes operability and causes a decrease in work efficiency. It had become.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は、上記従来装置の欠点を解決し、極めて簡単な
構成で、ステージを高精度でしかも迅速に位置決め可能
なステージ駆動装置を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a stage drive device which solves the above-mentioned drawbacks of the conventional device and is capable of positioning a stage with high precision and quickly with an extremely simple configuration.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

上記の目的を達成するために本発明は、モータの駆動軸
と一体に回転するキャップスタン軸を介してステージを
移動させるステージ移動装置において、そのキャップス
タン軸と一体に回転する回転部材と、その回転部材に圧
接するばね手段とを設け、その回転部材の回転を軽く摩
擦制動するように構成し、モータに給電された際にはキ
ャップスタン軸は支障なく回転し、給電が断たれたとき
に、キャップスタン軸が微動回転変位することなくその
位置に停止するように抑制することを技術的必要点とす
るものである。
In order to achieve the above object, the present invention provides a stage moving device that moves a stage via a capstan shaft that rotates together with the drive shaft of a motor, which includes a rotating member that rotates integrally with the capstan shaft, and a rotary member that rotates integrally with the capstan shaft. A spring means is provided in pressure contact with the rotating member, and the rotation of the rotating member is lightly frictionally braked. It is a technical necessity to suppress the capstan shaft so that it stops at that position without slight rotational displacement.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の実施例を添付の図面に基づいて詳しく説
明する。
Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.

第1図は本発明の一実施例を示す断面図で、第2図は第
1図のA−A断面図である。減速ギヤヘッド付のモータ
10の駆動軸11には、軸継手12を介してキャップス
タン軸13が直結している。
FIG. 1 is a sectional view showing one embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view taken along line AA in FIG. A capstan shaft 13 is directly connected to a drive shaft 11 of a motor 10 with a reduction gear head via a shaft joint 12 .

このキャップスタン軸13は、2個の軸受14A、14
Bを介してハウジング本体15に回転可能に支持され、
さらに、ハウジング本体15にはモータ10の位置決め
嵌合部15aが設けられ、この嵌合部15aにモータ1
0が嵌合支持されることにより、駆動軸11はキャップ
スタン軸13の軸心と偏心が無いように結合される。ま
た、一方の軸受14Aと軸継手12との間のキャップス
タン軸13には、制動リング16が固設され、この制動
リング16は、軸受鋼のような摩擦に強い材料にて形成
され、その外周にはハウジング本体15に固設された板
ばね17の自由端が常時圧接し、これによりキャップス
タン軸3の回転が停止の際に摩擦制動されるように構成
されている。さらに、一方の軸受14Aと嵌合部15a
との間の制動リング16と板ばね17とを内蔵するブレ
ーキ室15bは、防塵カバー18によって密封されてい
る。
This cap stand shaft 13 has two bearings 14A, 14.
rotatably supported by the housing body 15 via B,
Further, the housing body 15 is provided with a fitting portion 15a for positioning the motor 10, and the fitting portion 15a is provided with a fitting portion 15a for positioning the motor 10.
0 is fitted and supported, the drive shaft 11 is coupled to the axial center of the capstan shaft 13 without eccentricity. Further, a brake ring 16 is fixedly installed on the capstan shaft 13 between one of the bearings 14A and the shaft coupling 12, and the brake ring 16 is made of a friction-resistant material such as bearing steel. The free end of a leaf spring 17 fixedly attached to the housing body 15 is always in pressure contact with the outer periphery, so that the rotation of the cap stand shaft 3 is frictionally braked when the cap stand shaft 3 is stopped. Furthermore, one bearing 14A and the fitting part 15a
A brake chamber 15b containing a brake ring 16 and a leaf spring 17 between the two is sealed by a dustproof cover 18.

Q 一方、モータTとキャップスタン軸13を有するハウジ
ング本体15は、図示されないステージ本体の固定部に
固設された保持部材19にばね部材20を介して保持さ
れている。また、キャップスタン軸13は、移動ステー
ジ21と一体の接触部22に当接し、その接触圧は保持
部材19に設けられた調整ねじ23によってハウジング
本体15を押圧することにより調整されるように構成さ
れている。なお、ステージ21は、目的位置に達するま
では早送りされ、目的位置に近づくと微速度送りに切替
えられるように構成されている。従は殆んど無い。
Q On the other hand, the housing main body 15 having the motor T and the cap stun shaft 13 is held via a spring member 20 by a holding member 19 fixed to a fixed part of the stage main body (not shown). Further, the cap stun shaft 13 is configured to abut on a contact portion 22 integrated with the moving stage 21, and the contact pressure thereof is adjusted by pressing the housing body 15 with an adjustment screw 23 provided on the holding member 19. has been done. Note that the stage 21 is configured to be fast-forwarded until it reaches the target position, and then switched to slow-speed forwarding when it approaches the target position. There is almost no obedience.

第1図の実施例は上記のように構成されているので、モ
ータ10への給電により、軸継手12を介してキャップ
スタン軸13は回転し、調整ねじ23によって適当の圧
力でこのキャップスタン軸13が圧接する接触部22を
介して移動ステージ21は直進移動する。この場合、キ
ャップスタン軸13には、制動リング16を介して板ば
ね17により常に摩擦制動力が作用している。この摩擦
制動力により、モータ10への給電を断った時に発生す
る、モータ内部に蓄積された機械的ねじれの戻りやモー
タのブラシのコンミステージへの接触圧や磁界等の不釣
合い等に起因するモータ10の駆動軸11の微小角回転
を直接抑制することができる。従って、キャップスタン
軸13と共にステージ21は給電を断たれた位置で停止
し、さらに微動するようなことは無い。
Since the embodiment shown in FIG. 1 is constructed as described above, the capstan shaft 13 is rotated via the shaft coupling 12 by supplying power to the motor 10, and the capstan shaft 13 is applied with an appropriate pressure by the adjusting screw 23. The movable stage 21 moves straight through the contact portion 22 that is in pressure contact with the movable stage 21 . In this case, a frictional braking force is always applied to the capstan shaft 13 by the leaf spring 17 via the braking ring 16. This frictional braking force causes unbalance of mechanical torsion accumulated inside the motor, contact pressure of the motor's brushes on the commi-stage, unbalance of the magnetic field, etc. that occurs when the power supply to the motor 10 is cut off. Small angle rotation of the drive shaft 11 of the motor 10 can be directly suppressed. Therefore, the stage 21 together with the capstan shaft 13 stops at the position where the power supply is cut off, and does not move further.

その摩擦制動力は小さい力で良く、約15gcm乃至2
9gcmの摩擦ブレーキトルクで充分であることが実験
によって実証されている。この摩擦制動によるモータの
負荷は、減速ギヤヘッド付モー訊 り士の駆動トルクに対して極めて小さい値であるから、
ステージの駆動には殆んど悪い影響を与えることが無い
。むしろ、ステージの外力に対する抵抗がこれによって
実質的に増加するので、床振動の影響を受けにくくなり
、耐振動の効果も期待できる。
The frictional braking force requires only a small force, about 15 gcm to 2
Experiments have demonstrated that a friction brake torque of 9 gcm is sufficient. The load on the motor due to this frictional braking is extremely small compared to the drive torque of the motor controller equipped with a reduction gearhead.
There is almost no negative effect on the drive of the stage. Rather, this substantially increases the stage's resistance to external forces, making it less susceptible to floor vibrations and providing anti-vibration effects.

また、制動リング16と板ばね17とは常に接触して摺
動するので、摩耗により微細な粉塵が発生する恐れが有
る。しかし、第1図に示すように、制動リング16と板
ばね17とは、防塵カバー18によって密封されたブレ
ーキ室15b内に収容されているので粉塵が発生しても
、外部に洩れることは無い。従って、半導体製造装置や
これに関係する検査装置が設置されているクリーンルー
ム内を汚す懸念は全く無い。
Further, since the brake ring 16 and the leaf spring 17 always slide in contact with each other, there is a possibility that fine dust may be generated due to wear. However, as shown in FIG. 1, the brake ring 16 and the leaf spring 17 are housed in the brake chamber 15b that is sealed by the dustproof cover 18, so even if dust is generated, it will not leak outside. . Therefore, there is no fear of contaminating the inside of a clean room in which semiconductor manufacturing equipment and related inspection equipment are installed.

なお、第1図では、ステージ21は一方向にのみ動かさ
れるように図示されているが、モーター0を含む複数の
駆動装置を設けることによりステージをXY方向に2次
元的に移動するように構成してもよい。また、そのステ
ージ21は一軸のまわりに回転可能な回転ステージであ
っても差支え無い。また、制動リング(回転部材)16
は、キャップスタン軸13に固設されているがキャップ
スタン軸13と一体に形成してもよいことは言うまでも
無い。
Although the stage 21 is shown to be moved only in one direction in FIG. 1, it is configured to move the stage two-dimensionally in the X and Y directions by providing a plurality of drive devices including the motor 0. You may. Further, the stage 21 may be a rotary stage that can rotate around one axis. In addition, a brake ring (rotating member) 16
is fixed to the cap stan shaft 13, but it goes without saying that it may be formed integrally with the cap stan shaft 13.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上、本発明によれば、モータへの給電を断った後の駆
動軸の微小角回転変位を、キャップスタン軸と一体に回
転する制動リングとこれに圧接する板ばねとによって抑
制するようにしたから、極めて簡単且つコンパクトな構
造で、ステージの高精度位置決めが可能となり、スルー
プットを向上させることができる。さらに、ステージの
外力に対する抵抗を摩擦制動力によって実質的に増加さ
置の振動に対する脆弱性を改善する効果を期待でき、ス
テージの耐振動のための複雑な機構を除くことができる
As described above, according to the present invention, minute angular rotational displacement of the drive shaft after power supply to the motor is cut off is suppressed by the brake ring that rotates integrally with the capstan shaft and the leaf spring that is pressed against the brake ring. Therefore, highly accurate positioning of the stage is possible with an extremely simple and compact structure, and throughput can be improved. Furthermore, the resistance to external force of the stage is substantially increased by the frictional braking force, which can be expected to have the effect of improving the stage's vulnerability to vibration, and it is possible to eliminate the need for a complicated mechanism for vibration resistance of the stage.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の実施例を示す断面図、第2図は第1図
のA−A断面図、第3図は送りねし駆動の従来装置の概
略斜視図、第4図はキャソプスタ10 ′ ン軸駆動の従来装置の概略斜視図である。 〔主要部分の符号の説明〕 10−−−−−−−−−−モータ 11 −−−−−−−−駆動軸
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view taken along line A-A in FIG. 1, FIG. 3 is a schematic perspective view of a conventional feed screw drive device, and FIG. FIG. 1 is a schematic perspective view of a conventional shaft-driven device. [Explanation of symbols of main parts] 10 ---------- Motor 11 ------- Drive shaft

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)モータの駆動軸と一体に回転するキャップスタン
軸を介してステージを移動させるステージ移動装置にお
いて、前記キャップスタン軸と一体に回転する回転部材
と、該回転部材に圧接するばね手段とを設け、前記ばね
手段によって前記回転部材の回転を摩擦制動する如く構
成したことを特徴とするステージ駆動装置。
(1) A stage moving device that moves the stage via a capstan shaft that rotates together with the drive shaft of a motor, which includes a rotating member that rotates integrally with the capstan shaft and a spring means that presses against the rotating member. 1. A stage driving device, characterized in that the stage driving device is configured such that rotation of the rotating member is frictionally braked by the spring means.
(2)前記回転部材(16)と前記ばね手段(17)と
は防塵カバー(18)によって密封されたブレーキ室(
15b)内に設けられていることを特徴とする特許請求
の範囲第1項記載のステージ駆動装置。
(2) The rotating member (16) and the spring means (17) are connected to a brake chamber (
15b). The stage drive device according to claim 1, wherein the stage drive device is provided in the stage drive device 15b).
(3)前記回転部材(16)は前記キャップスタン軸(
13)に固設され、前記ばね手段は、前記キャップスタ
ン軸(13)を回転可能に支持するハウジング本体(1
5)に一端を固定され、他端が前記回転部材(16)に
接する板ばね(17)にて構成されていることを特徴と
する特許請求の範囲第1項または第2項記載のステージ
駆動装置。
(3) The rotating member (16) is connected to the capstan shaft (
13), and the spring means is fixed to the housing body (1) rotatably supporting the capstan shaft (13).
The stage drive according to claim 1 or 2, characterized in that the stage drive comprises a leaf spring (17) having one end fixed to the rotating member (16) and the other end being in contact with the rotating member (16). Device.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116292685A (en) * 2023-05-17 2023-06-23 宁波尚进自动化科技有限公司 Plane motion braking device and bonding equipment

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