JPS63102239A - ステ−ジ装置 - Google Patents

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〉 この発明は半４体製造装置、マイクロパターン描画装置
等に適用するステージ装置に関する。

〈従来の技術〉 従来、この種ステージ装置として、例えば、第４図に示
す如く、ベース９上へ直交方向に摺動するステージ９１
．９２を上下２段に配備し、各ステージ９１．９２は、
それぞれ摺動案内面９３ａ、９３ｂに対し針状コロガリ
軸受にて支承すると共に、モータ９４ａ、９４ｂにより
正逆回転する送り軸９５ａ、９５ｂに連繋して互いに直
交方向に往復動するようになし、上側ステージ９２の上
面に描画基板９６を水平に取付けて、鉛直上方より電子
ビームを作用し、パターンを描画するようになっている
。

〈発明が解決しようとする問題点〉 ところが、上記従来の装置を用いて第５図示の如き同心
円弧状パターン９７を処理する場合、円弧状パターンを
構成する各描画点ごとに両ステージ９１．９２をＸ軸、
Ｙ軸方向に微動位置決めする必要がある。

特に円弧状パターン９７の隣接する描画点のピッチが細
か（なると、両ステージ９１．９２の位置決め設定位置
の数が膨大な数量となり、大容量メモリーを要す。しか
も、パターン９７は、第６図に示す如く、描画点９８の
ピッチが不揃い且つ不連続となり、パターン精度が低い
詐りでなく、１枚の基板９６の描画に長時間を要し、基
板作成能率が悪いという問題点がある。

そこで、この発明は上記従来の諸問題に着目してなされ
たもので、往復動可能なステージ上に回転ステージを搭
載し、この回転ステージに描画基板を止着して行うこと
により、従来の諸問題を一挙に解消し、描画時間の短縮
、連続した円弧パターンの描画を実現し、且つ描画精度
の向上を達成し得る新規なステージ装置を提供すること
を目的とする。

〈問題点を解決するための手段〉 上記の目的を達成するためのこの発明の詳細な説明する
と、この発明のステージ装置は、ベース上に往復動可能
に配備されたステージと、ステージの移行方向に配設し
たリードネジにナットが螺合され、このナツトとステー
ジとの間を、軸上に微動アクチュエータを有す連結ロッ
ドにて連設した送り機構と、ステージ上に配設された微
動台と、この微動台上に搭載された回転ステージとから
なり、前記微動台は、ステージに固定した取付壁上にＸ
軸またはＹ軸方向に弾性変位する支持壁を介して水平な
可動壁、およびこの可動壁上に前記支持壁と直交方向に
弾性変位する支持壁を介して回転ステージ取付壁が連設
され、上下支持壁に対応して取付壁と可動壁および可動
壁とステージ取付壁との間に、それぞれ対応する支持壁
を弾性変位させる微動アクチュエータを配設してなるも
のである。

く作用〉 微動台上の２つの微動アクチュエータを作動して、電子
ビーム光軸と回転スピンドルの回転中心を一致させ、且
つ回転ステージ上に描画基板を止着した後、リードネジ
を作動して、ステージを所定量移行させる。次いで、連
結ロンドに設けた微動アクチュエータを作動してステー
ジを微動し、電子ビームに対し基板の描画位置を微調設
定した後、スピンドルを回転させ、連続した真円の円形
パターンを描画する。

〈実施例〉 図面は、この発明にかかるステージ装置の一実施例を示
している。

本発明のステージ装置は、平坦なベース１上に往復動可
能なステージ２および該ステージ２を往復動させる送り
機構３を配備すると共に、ステージ２上に微動台４を介
して回転ステージ５を搭載してなり、ベースｌを含むス
テージ２゜５は真空室１０内に設備される。

前記ベース１の上面には、互いに平行して一方は平坦面
、他方は■状面をなしそれぞれにガイドローラ１２が配
設された真直ガイド１１が形成され、このガイド１１に
ステージ２を往復動可能に支承している。

ステージ送り機構３は、ベース１上に、ステージ２の移
行方向と平行なリードネジ３１を配設してその端部を駆
動モータ３２に連繋すると共に、該リードネジ３１にナ
ツト３３を噛合してナフト３３と前記ステージ２との間
を連結ロッド３４にて連結してなり、リードネジ３１を
軸回転させ、ナツト３３および連結ロッド３４を介して
ステージ２を往復動するようになす。

前記連結ロッド３４の軸上には微動アクチュエータ３５
を設けている。

微動アクチュエータ３５は、連結ロッド３４の中間部に
、例えば電圧印加によって伸縮するピエゾ素子等の圧電
素子或いは電歪材料を介装したもので、ステージ２をリ
ードネジ３１により移動した後、微動アクチュエータ３
５を作動して高精度な位置決めを行う。

微動台は、ステージ２に固定した取付壁４１上にＸ軸ま
たはＹ軸方向に弾性変位する支持壁４２を介して水平な
可動壁４３、およびこの可動壁４３上に前記支持壁４２
と直交方向に弾性変位する支持壁４４を介して回転ステ
ージ取付壁４５を一体に連設している。各支持壁４２゜
４４の上部および下部には、それぞれ両側面に開口した
円弧溝４６を形成して溝底部分に薄肉の弾性ひんじ部４
７を形成している。

取付壁４１および可動壁４３には、それぞれ支持壁４２
．４６に対向して支柱４８を設け、支柱４８と可動壁４
３および取付壁４５との間に圧電素子或いは電歪材料を
以てなす微動アクチュエータ４９ａ、４９ｂを配設して
おり、両微動アクチュエータ４９ａ、４９ｂを作動して
回転ステージ５をＸ軸およびＹ軸方向に微動調整するよ
うになす。

回転ステージ５は、第２図に示す如く、微動台４の取付
壁４５上に気密構造の筐体５０を取付け、この筺体５０
中へ静圧空気回転スピンドルユニット５２を内蔵してス
ピンドル上端部を筐体上方へ突出させ、円形テーブル５
１を取付けて構成する。筐体５０の適所には、吸気源（
図示せず）に連通した排気管５９を接続している。

静圧空気回転スピンドルユニット５２は、モータ５３の
スピンドル５４に対し、モータコイル５５の上下に近接
して水平な軸受フランジ５６ａ、５６ｂを周設し、上部
フランジ５６ａの下面とスピンドル軸周面および下部フ
ランジ５６ｂ上面とスピンドル軸周面に対応して上下一
対の静圧空気軸受６を配設してなる。

両静圧空気軸受６は、それぞれ中心部にスピンドル５４
を所定ギャップを設けて軸承した軸受孔６１を有し、外
周部を筐体５０周壁に取付けると共に、軸受孔６１には
周上の数箇所に圧力空気噴出口６２を穿設し、この噴出
口６２とスピンドル５４軸周にてラジアル軸受６３を、
また両フランジ５６ａ、５６ｂと対向して複数の空気噴
出口６４を穿設し、この噴出口６４とフランジ５６ａ、
５６ｂにてスラスト軸受６５をそれぞれ構成してなり、
各噴出口６２．６４は空気導孔６６、通気管６７を介し
て圧力空気源に接続している。

上記スピンドル５４には、外周部に多数のスリット孔が
刻まれたパルス発生用ディスク６８を軸止し、このディ
スク６８に対応してフォトセンサ６９を配備し、スピン
ドル５４の回転速度を制御するようになす。

前記筐体５０の側面にはプレーンミラー５７が配設され
、レーザ測長機５８によりステージの位置検出を行う。

然して、第３図に示した同心円状円弧パターンの描画を
例にその動作を説明する。描画に際しては、予め微動台
４上の２つ微動アクチュエータ４９ａ、４９ｂを作動し
て、電子ビーム光軸７と、スピンドル５４の回転中心を
一致させる。

第３図において、点０がスピンドルの回転中心であると
同時に電子ビーム露光位置であるとする。

先ず、往復動ステージ２を、リードネジ３１を作動して
０点からＡ０点、即ちｆ、たけ変位させる。このとき、
ステージ２をＡ０点に高精度に位置設定するために、リ
ードネジ３１が停止した後、連結ロッド３４上の微動ア
クチュエータ３５を作動して、電子ビームと描画位置を
高精度に位置決め設定する。

この状態において、スピンドル５４を回転させることに
より、連続的な円形パターンを描画できる。円形パター
ンを描画の後、微動アクチュエータ４９ａを作動して電
子ビーム位置がＡ１に位置するように回転ステージ５を
Δｌたけ微動させ、この状態においてスピンドル５４を
回転させることにより、先の円形パターンの外周に同心
円状の円形パターンを描画できる。

前記微動アクチュエータ４９ａの変位には限度があるた
め、Ａ１点での円形パターンを描画の後、微動アクチュ
エータ４９ａの変位をＯに戻し、次に、リードネジ３１
を作動してステージ２を８０点即ちしたけ移行させ、８
０点において、ロッド３４上の微動アクチュエータ３５
を作動して電子ビームと描画位置８０点を高精度に位置
決めし、再び前述と同様、スピンドル５４の回転、微動
アクチュエータ４９ａの動作を繰り返すことにより、基
板８上に円心円状の連続した円形パターン８１を描画で
きるのである。

〈発明の効果〉 上記の如く、ベース上に往復動可能に配備されたステー
ジと、ステージの移行方向に配設したリードネジにナッ
トが螺合され、このナツトとステージとの間を、軸上に
微動アクチュエータを有す連結ロッドにて連設した送り
機構と、ステージ上に配設された微動台と、この微動台
上に搭載された回転ステージとからなり、前記微動台は
、ステージに固定した取付壁上にＸ軸またはＹ軸方向に
弾性変位する支持壁を介して水平な可動壁、およびこの
可動壁上に前記支持壁と直交方向に弾性変位する支持壁
を介して回転ステージ取付壁が連設され、上下支持壁に
対応して取付壁と可動壁および可動壁とステージ取付壁
との間には、それぞれ対応する支持壁を弾性変位させる
微動アクチュエータを配設して、ステージ装置を構成し
たから、微動台上の２つの微動アクチュエータを作動し
て、電子ビーム光軸と回転スピンドルの回転中心を一致
させ、且つ回転ステージ上に描画基板を止着した後、テ
ーブルを回転させることにより連続した円形パターンを
描画できる。しかも、リードネジを作動してステージを
所定量宛移行して、微動アクチュエータにより微動調整
し得るため、０．０１μｍオーダの同心円ピンチの円形
パターンを描画できる。しかも、ステージの回転により
円弧パターンを描くため、パターン描画線速度が一定と
なり且つ描画時間を大幅に短縮できる。

また、ステージ送り機構に微動アクチュエータを設けた
から、ステージを高精度に位置決めでき、以て、パター
ン精度を向上し得る等、発明目的を達成した効果を有す
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例にかかるステージ装置の斜
視図、第２図は回転ステージの縦断面図、第３図は同心
円状の円弧パターンを描画した例を示す図、第４図は従
来装置の斜視図、第５図は従来の描画パターンの例を示
す図、第６図は従来装置による描画パターンの拡大図で
ある。 １・・・・ベース　　　　　　３１・・・・リードネジ
２・・・・ステージ　　　　　３２・・・・モータ３・
・・・ステージ送り機構　３３・・・・ナツト３４・・
・・ロッド ３５・・・・微動アクチェエータ ４・・・・微動台　　　　　　４１・・・・取付壁４２
・・・・支持壁　　　　　　４３・・・・可動壁４４・
・・・支持壁 ４５・・・・ステージ取付壁 ４９ａ、　４９ｂ・・・・微動アクチュエータ５・・・
・回転テーブル

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ベース上に往復動可能に配備されたステージと、
   ステージの移行方向に配設したリードネジにナットが螺
   合され、このナツトとステージとの間を、軸上に微動ア
   クチュエータを有す連結ロッドにて連設した送り機構と
   、ステージ上に配設された微動台と、この微動台上に搭
   載された回転ステージとからなり、前記微動台は、ステ
   ージに固定した取付壁上にＸ軸またはＹ軸方向に弾性変
   位する支持壁を介して水平な可動壁、およびこの可動壁
   上に前記支持壁と直交方向に弾性変位する支持壁を介し
   て回転ステージ取付壁が連設され、上下支持壁に対応し
   て、取付壁と可動壁および可動壁とステージ取付壁との
   間には、それぞれ対応する支持壁を弾性変位させる微動
   アクチュエータを配設して成るステージ装置。
2. （２）各支持壁には、両側に円弧溝を形成して溝底部分
   に弾性ひんじ部が形成されている特許請求の範囲第１項
   記載のステージ装置。
3. （３）微動アクチュエータが、電圧印加によって伸縮す
   る圧電素子または電歪材料である特許請求の範囲第１項
   記載のステージ装置。