KR100904647B1

KR100904647B1 - 스테이지 기구

Info

Publication number: KR100904647B1
Application number: KR1020077019473A
Authority: KR
Inventors: 야스오 고니시
Original assignee: 시마쯔 코포레이션
Priority date: 2005-06-09
Filing date: 2006-05-30
Publication date: 2009-06-25
Also published as: KR20070098949A; TWI316377B; JPWO2006132111A1; TW200706055A; CN101128908A; WO2006132111A1; CN101128908B; JP4614105B2

Abstract

스테이지 기구의 열팽창에 의해서, 리니어 가이드의 원활한 구동이 방해받는 것을 방지하는 것을 목적으로 한다.

적어도 하나의 테이블(4, 5)과, 이 테이블을 직선방향으로 안내하는 한 쌍의 테이블용 리니어 가이드(11, 12, 21, 22)와, 테이블이 열팽창하는 것에 의한 변위를 보상하는 보상용 리니어 가이드(13, 23)를 구비한다. 일측의 테이블용 리니어 가이드(11, 12, 21, 22)는, 지지부 및 테이블에 대하여 고정되고, 타측의 테이블용 리니어 가이드(11, 21)에 관하여는, 보상용 리니어 가이드(13, 14, 15, 23)에 의해 테이블을 상기 직선방향과 직교하는 방향으로 이동 가능하게 한 스테이지 기구.

혹은, 보상용 리니어 가이드(13, 23)에 의해, 지지부에 대하여 타측의 테이블용 리니어 가이드를 그 직선방향과 직교하는 방향으로 이동 가능하게 한다.

스테이지 기구, 테이블, 리니어 가이드, 보상, 열팽창

Description

스테이지 기구{STAGE MECHANISM}

본 발명은, 스테이지 기구에 관한 것으로서, 특히 진공장치, 특히 가열기구를 구비한 진공장치 내에 설치되는 스테이지 기구에 관한 것이다.

진공실 내에 스테이지 기구를 구비하고, 이 스테이지 기구 상에 놓인 대상물을 진공상태에서 가공하거나 검사하는 진공장치가 알려져 있다. 이와 같은 진공장치로서, 액정 제조장치나 검사장치가 있고, 예컨대 전자 빔이나 이온 빔 등의 하전입자 빔을 대상물에 조사함으로써, 대상물의 측정, 분석, 검사를 행하는 것 외에, 대상물에 가공을 실시한다.

이와 같은 하전입자 빔 장치의 일례로서, 예컨대 TFT 기판에 전자 빔을 조사하여, TFT 기판으로부터 방출되는 이차전자를 검출함으로써 TFT 기판의 결함을 검사하는 TFT 기판 검사장치가 알려져 있다.

(발명이 해결하고자 하는 과제)

TFT 기판 검사장치 외에, 하전입자 빔을 이용한 측정장치나 검사장치, 혹은 가공장치 등, 상기한 진공 상태에서의 가공이나 검사는 일반적으로 상온에서 행해지고 있다.

이와 같은 진공장치에 있어서, 대상물을 고온 상태로 하여 측정이나 가공을 실시하는 것이 검토되고 있다. 예를 들면, TFT 기판의 검사를 고온 상태에서 실시함으로써, 상온에서는 검출이 곤란한 TFT 기판의 결함에 대해서도 용이하게 검출할 수 있어 결함 검출의 효율을 높이는 것이 기대된다.

이와 같이, 진공장치에 있어서 스테이지를 고온 상태로 하여 가공이나 검사를 실시하는 경우에는, 고온에 의해서 스테이지의 구조체가 열팽창하여 스테이지의 원활한 구동이나 내구성에 영향을 주는 요인이 될 우려가 있다.

도 8은, 가열장치를 구비한 진공장치의 일 구성예를 설명하기 위한 도면이다. 도 8(a)는 진공장치(101)의 개략 단면을 도시하고 있다. 진공장치(101)는, 진공실(102) 내에 기판(105) 등의 대상물을 올려놓는 스테이지 기구(104), 및 기판(105)을 가열하는 가열장치(103)를 구비한다.

스테이지 기구(104)는, 기울기(θ)를 조정하는 θ 스테이지(104a)와, X 방향 및 Y 방향의 이동을 실시하는 X-Y 스테이지(104b)를 구비하며, 이들의 이동을 조합함으로써 기판(105)의 위치를 조정한다. θ 스테이지(104a)는 가열장치(103)를 구비하여, 스테이지의 테이블 상에 올려놓은 기판(105)을 가열한다.

도 8(b)는 진공장치가 구비한 가열장치에 의한 스테이지 기구로의 열의 전달을 설명하기 위한 도면이다. 도 8(b)에 있어서, 가열장치(103)가 발열한 열은, 열전도에 의해 θ 스테이지(104a)의 테이블 상에 올려놓은 기판(105)을 가열하는 외에, 열복사에 의해서 X-Y 스테이지(104b)를 가열한다. θ 스테이지(104a)와 X-Y 스테이지(104b)와의 사이는, 단열재를 사이에 두는 것으로 열전도를 저감시킬 수 있지만, 복사열은 진공 중에서도 전해지기 때문에, X-Y 스테이지(104b)는 θ 스테이지(104a)로부터의 열복사에 의해서 가열되게 된다.

이와 같이, 스테이지 기구가 고온이 되면, 스테이지 기구를 구성하는 구조물이 열팽창하여, 스테이지의 원활한 구동이 곤란해진다. 최근, 기판의 대형화에 수반하여 진공실 내에 설치되는 스테이지 기구도 대형화하고 있다. 이 스테이지 기구의 대형화는, 스테이지 기구의 고온에 의한 열팽창의 영향이 더욱 현저하게 하는 것으로 생각된다.

도 9는, 스테이지 기구의 고온에 의한 영향을 설명하기 위한 개략도면이다. 도 9(a)는 가열 전의 상태를 도시하고, 도 9(b)는 가열 후의 상태를 도시하고 있다. 또한, 여기에서는, Y 테이블에 대하여 X 테이블을 구동하는 기구를 도시하고 있다.

스테이지 기구(100)는, 한 쌍의 제1 리니어 가이드(111)와 제2 리니어 가이드(112)를 구비하고, X 테이블(100a)은, 이 한 쌍의 리니어 가이드(111, 112)에 의해서 Y 테이블(100b)에 대하여 X 방향으로 슬라이드 가능하게 지지되고, 구동 기구(113)에 의해서 구동된다.

제1 리니어 가이드(111)는, Y 테이블(100b)에 X 방향을 따라 고정된 레일부(111a)와, X 테이블(100a)에 X 방향을 따라 고정된 슬라이더부(111b)를 구비하여, 슬라이더부(111b)를 레일부(111a)에 대하여 슬라이드 가능하게 함으로써 구성된다.

또, 제2 리니어 가이드(112)는, Y 테이블(100b)에 X 방향을 따라 고정된 레일부(112a)와, X 테이블(100a)에 X 방향을 따라 고정된 슬라이더부(112b)를 구비하여, 슬라이더부(112b)를 레일부(112a)에 대하여 슬라이드 가능하게 함으로써 구성된다.

이 스테이지 기구(100)의 구성에 있어서, X 테이블(100a)이 가열장치에 의해서 가열되면, 가열에 의해 열팽창한다. 도 9(b)는 열팽창에 의한 스테이지 기구에 대한 영향을 나타내고 있다. 도 9(b)에 있어서, X 테이블(100a)은 X 방향에 대하여 제1, 제2 리니어 가이드(111, 112)에 의해 슬라이드 가능하게 되어 있기 때문에, X 방향의 열팽창에 의한 영향은 받지 않는다.

한편, X 테이블(100a)은 Y 방향에 대하여 제1, 제2 리니어 가이드(111, 112)에 의해 Y 테이블(100b)에 고정되어 있기 때문에, Y 방향의 열팽창은, X 테이블(100a), 스테이지 제1, 제2 리니어 가이드(111, 112), Y 테이블(100b)에 변형을 일으키게 한다. 도 9(a) 중의 a ~ g는 각 부분에 발생하는 변형을 개략적으로 나타내고 있다.

이 변형은, 리니어 가이드의 원활한 구동에 영향을 주는 것 외에, 응력에 의해 테이블 자체를 비뚤어지게 할 우려가 있다.

여기에서, 본 발명은 상기 과제를 해결하여, 고온에 의한 스테이지 기구의 열팽창의 영향을 저감시키는 것을 목적으로 하며, 더욱 상세하게는 스테이지 기구의 리니어 가이드의 열팽창에 의해 원활한 구동이 방해받는 것을 방지하는 것을 목적으로 한다.

(과제를 해결하기 위한 수단)

본 발명의 스테이지 기구는, 적어도 하나의 테이블과, 이 테이블을 직선방향으로 안내하는 한 쌍의 테이블용 리니어 가이드와, 테이블이 열팽창하는 것에 의한 변위를 보상하는 보상용 리니어 가이드를 구비한다.

보상용 리니어 가이드는, 한 쌍의 테이블용 리니어 가이드를 지지하는 지지부에 대하여, 일측의 테이블용 리니어 가이드를 고정하고, 타측의 테이블용 리니어 가이드를 그 직선방향과 직교하는 방향으로 이동 가능하게 한다.

열팽창에 의해, 테이블은 여러 가지의 방향으로 변위한다. 이 변위를 테이블용 리니어 가이드가 안내하는 직선방향과 이 직선방향과 직교하는 방향으로 분해하였을 때, 테이블용 리니어 가이드가 안내하는 직선방향의 변위는, 테이블용 리니어 가이드와 같은 이동 방향이기 때문에, 리니어 가이드의 구동을 방해하지 않는다. 한편, 직선방향과 직교하는 방향의 변위는, 테이블용 리니어 가이드가 구동하는 방향과 직교하여, 그 구동을 방해하는 방향이다.

본 발명의 스테이지 기구는, 한 쌍의 테이블용 리니어 가이드 중, 일측의 테이블용 리니어 가이드는 지지부에 고정되어 있지만, 타측의 테이블용 리니어 가이드는 지지부에 대하여 직선방향과 직교하는 방향, 즉 구동을 방해하는 방향으로 이동 가능하기 때문에, 변위는 방해받지 않고 이동하여, 변형이 흡수되게 된다. 이 변형의 흡수에 의해, 테이블용 리니어 가이드나 테이블에는 응력은 발생하지 않고, 스테이지는 방해받지 않고 원활히 구동된다.

이 스테이지 기구는, X 테이블 및 Y 테이블과 같이, 상하 방향으로 2개의 테이블을 적층한 구성의 X-Y 스테이지에 적용할 수 있다. 보상용 리니어 가이드는, X 테이블 또는 Y 테이블 중 어느 한쪽 테이블에 설치되는 구성으로 하는 것 외에, X 테이블 및 Y 테이블의 양쪽 모두의 테이블에 설치되는 구성으로 하여도 좋다.

보상용 리니어 가이드는, 일측의 테이블용 리니어 가이드를 고정하는 동시에, 타측의 테이블용 리니어 가이드를 직선방향과 직교하는 방향으로 이동 가능하게 하는 것으로, 테이블의 변위를 보상한다. 보상용 리니어 가이드는, 직선방향의 레일부에 대하여 직교하는 방향으로, 테이블의 변위에 따라서 이동하는 슬라이더부를 구비한 구성으로 할 수 있다.

보상용 리니어 가이드를, 위쪽의 테이블에 적용하는 경우에는, 하부 테이블에 대하여, 일측의 상부 테이블용 리니어 가이드를 고정하는 동시에, 타측의 상부 테이블용 리니어 가이드를 직선방향과 직교하는 방향으로 이동 가능하게 한다.

또, 보상용 리니어 가이드를, 아래쪽의 테이블에 적용하는 경우에는, 하부 테이블을 안내하는 한 쌍의 하부 테이블용 리니어 가이드를 지지하는 지지부에 대하여, 일측의 하부 테이블용 리니어 가이드를 고정하고, 타측의 하부 테이블용 리니어 가이드를 상기 직선방향과 직교하는 방향으로 이동 가능하게 한다.

(발명의 효과)

본 발명에 의하면, 고온에 의한 스테이지 기구의 열팽창의 영향을 저감할 수 있다. 또, 스테이지 기구의 리니어 가이드가 열팽창됨에 의해 원활한 구동이 방해받는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 스테이지 기구의 일 구성예를 설명하기 위한 도면이다.

도 2는 본 발명의 보상용 리니어 가이드의 제1 형태를 설명하기 위한 개략 사시도이다.

도 3은 본 발명의 보상용 리니어 가이드의 제1 형태를 설명하기 위한 개략 사시도이다.

도 4는 본 발명의 보상용 리니어 가이드의 제1 형태를 설명하기 위한 아래쪽으로부터 본 도면이다.

도 5는 본 발명의 보상용 리니어 가이드의 제1 형태를 설명하기 위한 아래쪽으로부터 본 도면이다.

도 6은 본 발명의 보상용 리니어 가이드의 제2 형태를 설명하기 위한 개략 사시도이다.

도 7은 본 발명의 보상용 리니어 가이드의 제3 형태를 설명하기 위한 개략 사시도이다.

도 8은 가열장치를 구비한 진공장치의 일 구성예를 설명하기 위한 도면이다.

도 9는 스테이지 기구의 고온에 의한 영향을 설명하기 위한 개략도이다.

도 10은 본 발명의 보상용 리니어 가이드의 2개의 실시형태를 설명하기 위한 도면이다.

(부호의 설명)

1…스테이지 기구, 2…진공실, 3…θ 스테이지, 4…X 스테이지, 4a…X 테이블, 4b…X 구동 모터, 4c…볼 나사, 4d…X 축, 5…Y 스테이지, 5a…Y 테이블, 5b…Y 구동 모터, 5c…볼 나사, 5d…Y 축, 6…가열장치, 7…반사판, 8…스페이서, 9…기판, 11…제1 X 리니어 가이드, 11a…제1 레일, 11b…제1 슬라이더, 12…제2 X 리니어 가이드, 12a…제2 레일, 12b…제2 슬라이더, 13…제3 X 리니어 가이드, 13a…홈, 13b…간극, 14…제3 X 리니어 가이드, 14a…홈, 14b…슬라이더, 15…제3 X 리니어 가이드, 15a…볼록부, 15b…홈, 21…제1 Y 리니어 가이드, 21a…제1 레일, 21b…제1 슬라이더, 22…제2 Y 리니어 가이드, 22a…제2 레일, 22b…제2 슬라이더, 23…제3 Y 리니어 가이드, 23a…홈, 100…스테이지 기구, 100a…X 테이블, 100b…Y 테이블, 101…진공장치, 102…진공실, 103…가열장치, 104…스테이지 기구, 104a…θ 스테이지, 104b…X-Y 스테이지, 105…기판, 111…제1 리니어 가이드, 111a…레일부, 111b…슬라이더부, 112…제2 리니어 가이드, 112a…레일, 112b…슬라이더.

이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여, 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 스테이지 기구의 일 구성예를 설명하기 위한 도면으로서, 진공실 내에 설치한 예를 도시하고 있다.

도 1에 있어서, 스테이지 기구(1)는 진공실(2) 내에 설치되어 기판(9) 등의 대상물을 올려놓는다. 스테이지 기구(1)는, X-Y 방향으로 이동 가능하게 하는 X-Y 스테이지 기구나, 기울기를 조정하는 θ 스테이지 기구, 혹은 θ 스테이지와 X-Y 스테이지를 조합한 θ 및 X-Y 스테이지 기구로 할 수 있다. 여기에서는, θ 스테이지 기구와 X-Y 스테이지 기구를 조합한 구성에 대하여 설명한다.

스테이지 기구(1)는, 기울기(θ)를 조정하는 θ 스테이지(3)와 X 방향 및 Y 방향의 이동을 실시하는 X-Y 스테이지(4)를 구비하며, θ 방향의 이동과 X, Y 방향의 이동을 조합함으로써 기판(9)의 위치를 조정한다. 각 스테이지는, 위쪽으로부터 θ 스테이지(3), X 스테이지(4), Y 스테이지(5)의 순서로 적층된 구성으로 되어 있다. 기판(9)은 θ 스테이지(3) 상에 올려지며, 이 θ 스테이지에 의해 기울기 조정이 행해지고 X 스테이지(4)에 의해 X 방향의 위치 맞춤이 행해지고 Y 스테이지(5)에 의해 Y 방향의 위치 맞춤이 행해진다.

여기에서, θ 스테이지(3)는 가열장치(6)를 구비한다. 가열장치(6)는 θ 스테이지(3) 내에 설치됨으로써, θ 스테이지(3) 상에 올려놓은 기판(9)을 가열한다. 이 가열장치(6)는, 예를 들면 IR 램프 등의 히터로 할 수 있다. 또한, 가열장치(6)는, 여기에서는 θ 스테이지(3) 내에 설치되는 구성으로 하고 있지만, 가열장치(6)의 설정 위치는 θ 스테이지(3) 내로 한정되는 것은 아니고, 가열장치(6)를 스테이지 기구(1)로부터 분리한 구성으로 하여도 좋으며, 예를 들면, θ 스테이지(3)의 위쪽에 설치된 광원을 가열장치로 하여도 좋다. 광원에 의해 가열장치를 구성하는 경우에는, θ 스테이지(3) 상에 올려진 기판(9)은, 광원(도시하고 있지 않음)으로부터 발생된 복사열에 의해 위쪽으로부터 가열된다.

가열장치(6)에서 발생된 열은, 열전도에 의해 θ 스테이지(3)의 테이블 상에 올려놓은 기판(9)을 소정 온도로 가열하는, 가열장치(6)의 가열 온도는, 가열되는 기판(9)의 온도나, 열전도 중의 온도 저하를 고려하여 설정할 수 있다.

또, θ 스테이지(3)와 X 스테이지(4)와의 사이에는, 스테이지 간의 열전도를 저감시키기 위해서, 세라믹재 등의 단열소재로 이루어지는 스페이서(8)가 개재되어 설치된다. 또, θ 스테이지(3)로부터의 복사열이 X 스테이지(4)에 도달되지 않도록, 반사판(7)이 설치된다.

X 스테이지(4)는, X 테이블(4a), X 테이블(4a)을 X 방향으로 안내하는 한 쌍의 리니어 가이드(제1 X 리니어 가이드(11) 및 제2 X 리니어 가이드(12)), X 테이블(4a)를 구동하기 위한 X 구동 모터(4b), 볼 나사(4c), X 축(4d)을 구비한다. 또, Y 스테이지(5)는, Y 테이블(5a), Y 테이블(5a)을 Y 방향으로 안내하는 한 쌍의 리니어 가이드(제1 Y 리니어 가이드(21) 및 제2 Y 리니어 가이드(22)), Y 테이블(5a)을 구동하기 위한 Y구동 모터(5b), 볼 나사(5c), Y 축(5d)을 구비한다. 따라서, X 스테이지(4)는 Y 테이블(5a)을 지지부로 하여 X 방향으로 이동 가능하게 되고, Y 스테이지(5)는 진공실(2) 등의 베이스 부분을 지지부로 하여 Y 방향으로 이동 가능하게 되어 있다.

본 발명의 스테이지 기구(1)는, X 테이블(4a)을 X 방향으로 안내하는 한 쌍의 리니어 가이드 중 어느 한 쪽에, 이 리니어 가이드(제1 X 리니어 가이드(11) 또는 제2 X 리니어 가이드(12))의 안내 방향과 직교하는 방향으로 이 리니어 가이드(제1 X 리니어 가이드(11) 또는 제2 X 리니어 가이드(12))를 안내하는 제3 리니어 가이드(13)를 구비한다.

또, Y 테이블(5a)를 Y 방향으로 안내하는 한 쌍의 리니어 가이드 중 어느 한 쪽에, 이 리니어 가이드(제1 Y 리니어 가이드(21) 또는 제2 Y 리니어 가이드(22))의 안내 방향과 직교하는 방향으로 이 리니어 가이드(제1 Y 리니어 가이드(21) 또는 제2 Y 리니어 가이드(22))를 안내하는 제3 리니어 가이드(23)를 구비한다.

제3 리니어 가이드(23)를 설치하는지 여부는, 가열장치(6)에 의한 Y 테이블(5a)에 대한 열팽창 영향의 정도에 따라 정할 수 있다. 도 1에 도시된 예에서는, X 스테이지(4) 및 Y 스테이지(5)는 모두 제3 리니어 가이드를 구비하고 있다.

X 스테이지(4)에 있어서, 제2 X 리니어 가이드(12)는, 제2 레일(12a)과 제2 슬라이더(12b)를 구비한다. 제2 레일(12a)은 Y 테이블(5a)의 상면에 X 방향을 따라 부착되고, 제2 슬라이더(12b)는 X 테이블(4a)의 하면에 X 방향을 따라 부착된다. 제2 슬라이더(12b)는 제2 레일(12a) 상에서 X 방향으로 슬라이드 가능하게 되어 있고, Y 방향에 대하여는 고정되어 있다.

한편, 제1 X 리니어 가이드(11)는, 제1 레일(11a)과 제1 슬라이더(11b)를 구비한다. 제1 레일(11a)은 Y 테이블(5a)의 상면에 X 방향을 따라 부착되고, 제1 슬라이더(11b)는 X 테이블(4a)의 하면에, 제3 리니어 가이드(13)에 의해 X 방향을 따라 부착된다. 제1 슬라이더(11b)는, 이 제3 리니어 가이드(13)에 의해, 제1 레일(11a) 상에서 X 방향으로 슬라이드 가능하게 되는 동시에, Y 방향에 대해서는 열팽창에 의한 X 스테이지(4)의 변위를 흡수하는 정도로 이동 가능하게 되어 있다.

Y 스테이지에 대해서도, X 방향과 Y 방향이라는 점에서 상이하지만, X 스테이지와 마찬가지의 구성으로 되어 있다.

Y 스테이지(5)에 있어서, 제2 Y 리니어 가이드(22)는, 제2 레일과 제2 슬라 이더를 구비한다. 제2 레일은 베이스부(도시하고 있지 않음) 상에 Y 방향을 따라 부착되고, 제2 슬라이더는 Y 테이블(5a)의 하면에 Y 방향을 따라 부착된다. 제2 슬라이더는 제2 레일 상에서 Y 방향으로 슬라이드 가능하게 되어 있고, X 방향에 대해서는 고정되어 있다.

한편, 제1 Y 리니어 가이드(21)는, 제1 레일과 제1 슬라이더를 구비한다. 제1 레일은 베이스부(도시하고 있지 않음) 상에 Y 방향을 따라 부착되고, 제1 슬라이더는 Y 테이블(5a)의 하면에, 제3 리니어 가이드(23)에 의해 Y 방향을 따라 부착된다. 제1 슬라이더는, 이 제3 리니어 가이드(23)에 의해, 제1 레일 상에서 Y 방향으로 슬라이드 가능하게 되어 있는 동시에, X 방향에 대해서는 열팽창에 의한 Y 스테이지(5)의 변위를 흡수할 정도로 이동 가능하게 되어 있다.

상기한 제1 X 리니어 가이드(11) 및 제2 X 리니어 가이드(12)는, Y 테이블(5a)에 대하여 X 테이블(4a)을 X 방향으로 안내하는 테이블용 리니어 가이드를 구성하고, 제1 Y 리니어 가이드(21) 및 제2 Y 리니어 가이드(22)는, 베이스부에 대하여 Y 테이블(5a)을 Y 방향으로 안내하는 테이블용 리니어 가이드를 구성하고 있다.

또, 제3 X 리니어 가이드(13)는 X 테이블(4a)의 Y 방향 변위를 흡수하는 보상용 리니어 가이드를 구성하고, 제3 Y 리니어 가이드(23)는 Y 테이블(5a)의 X 방향 변위를 흡수하는 보상용 리니어 가이드를 구성하고 있다.

본 발명의 보상용 리니어 가이드는, 부착된 리니어 가이드의 슬라이드 방향과 직교하는 방향의 변위를 흡수하는 기구를, 여러 가지의 형태에 의해 실현할 수 있다. 이하, 도 2 ~ 도 5를 이용하여 보상용 리니어 가이드의 제1 형태에 대하여 설명하고, 도 6을 이용하여 보상용 리니어 가이드의 제2 형태에 대하여 설명하고, 도 7을 이용하여 보상용 리니어 가이드의 제3 형태에 대하여 설명한다.

이하, 보상용 리니어 가이드의 제1 형태에 대하여 도 2 ~ 도 5를 이용하여 설명한다. 도 2, 도 3에 있어서, 제1 X 리니어 가이드(11)는, 제1 레일(11a)을 Y 테이블(5a)의 상면에 고정하고, 이 제1 레일(11a)에 대하여 제1 슬라이더(11b)를 X 방향으로 슬라이드 가능하게 유지시킨다.

도 2(a), (b)는, X 테이블(4a)의 X 방향으로의 이동 상태 전후를 도시하고 있다. X 테이블(4a)의 X 방향(도 2 (a)의 화살표 A)의 이동은, X 구동 모터(4b)에 의해 X 축(4d)을 회전시켜 이 X 축(4d)에 부착된 볼 나사(4c)를 구동시킴으로써 실시할 수 있다. 볼 나사(4c)는 X 테이블(4a)에 고정되어, 볼 나사(4c)가 X 축(4d)에 대해 이동함으로써 X 테이블(4a)의 이동이 행해진다. 도 2(b)는 X 테이블(4a)을 X 방향(도 2(b)의 화살표 B)으로 이동시킨 상태를 도시하고 있다.

제3 X 리니어 가이드(13)는, 제1 슬라이더(11b)를 레일부로 하고, X 테이블(4a) 측을 슬라이더부로 하여, X 테이블(4a)을 제1 슬라이더(11b)에 대하여 Y 방향으로 슬라이드 가능하게 하여 보상용 리니어 가이드를 구성한다.

제3 X 리니어 가이드(13)에 있어서, X 테이블(4a)에는, 제1 슬라이더(11b)와 대향하는 부분에 X 방향을 따라 형성한 홈(13a)을 구비하고, 이 홈(13a)의 Y 방향 폭을 제1 슬라이더(11b)의 폭보다 크게 형성하여, 제1 슬라이더(11b)와의 사이에 간극(13b)을 마련한다. 이 간극(13b)은, X 테이블(4a)이 Y 방향으로 변위하였을 때에, X 테이블(4a)의 홈(13a)의 측면과 제1 슬라이더(11b)의 측면과의 맞닿음을 회피하게 하는 것으로, 제1 슬라이더(11b)의 제1 레일(11a)을 따른 X 방향으로의 원활한 이동을 보상한다.

도 3은, X 테이블(4a)이 열팽창한 상태를 도시하고 있다. 또한, 도 3(a)는 열팽창 전의 상태를 도시하고, 도 3(b)는 열팽창 후의 상태를 도시하고 있다.

열팽창에 의해 X 테이블(4a)이 Y 방향(도 3(b)의 화살표 C)으로 변위하면, 홈(13a)과 제1 슬라이더(11b)와의 사이에 있는 간극(13b)에 의해 홈(13a) 내의 측면은 제1 슬라이더(11b)의 측면과 맞닿지 않기 때문에, 제1 슬라이더(11b)에 대하여 Y 방향의 응력은 인가되지 않고, 제1 슬라이더(11b)와 제1 레일(11a)과의 사이에도 응력이 발생하지 않아, 제1 슬라이더(11b)의 제1 레일(11a)을 따른 X 방향으로의 원활한 이동이 보상된다. 이 간극(13b)의 크기는, X 테이블(4a)의 열팽창에 의한 변위에 따라 설정할 수 있다.

또한, 이때, 제2 X 리니어 가이드(12)의 제2 슬라이더(12b)는 X 테이블(4a)에 고정되어 있지만, 제1 X 리니어 가이드(11)에 설치된 제3 X 리니어 가이드(13)에 의해 변위가 흡수되기 때문에, 제2 X 리니어 가이드(12)의 원활한 이동은 보상된다.

도 4는, X 테이블(4a)을 이면측(Y 테이블(5a)측)에서 본 도면이고, 도 4(a)는 X 테이블(4a)이 변위하기 전의 상태를 도시하고, 도 4(b)는 X 테이블(4a)이 변위한 후의 상태를 도시하고 있다.

도 4에 있어서, 제1 X 리니어 가이드(11)는, 제1 레일(11a)에 대하여 한 쌍의 제1 슬라이더(11b)를 마련한 구성으로 하고 있고, 각 제1 슬라이더(11b)에 대해 X 테이블(4a)에는 한 쌍의 홈(13a)이 형성되어 제3 X 리니어 가이드(13)를 구성하고 있다. 또, 제2 X 리니어 가이드(12)는, 제2 레일(12a)에 대해 한 쌍의 제2 슬라이더(12b)를 설치하고, 이 제2 슬라이더(12b)를 X 스테이지(4)의 하면에 고정하고 있다.

X 테이블(4a)이 변위(도 4(b) 중의 화살표 D)하면, X 테이블(4a)의 일측은 제2 슬라이더(12b)에 의해 X 스테이지(4)에 고정되지만, 타측은 제1 슬라이더(11b)가 홈(13a) 내에서 이동(도 4(b) 중의 화살표 E, F)함으로써, 제1 리니어 가이드(11)에 대한 응력이나 변형 등의 영향이 보상된다.

도 2 ~ 도 4는, X 스테이지(4)에 설치된 제3 X 리니어 가이드에 대해서만 도시하고 있지만, Y 스테이지(5)에 대해서도 마찬가지로 제3 Y 리니어 가이드를 설치할 수 있다.

도 5(a)는 도 4와 마찬가지로 X 테이블(4a)의 하면을 도시하고, 도 5(b)는 Y 테이블(5a)의 하면을 도시하고 있다. Y 테이블(5a)의 하면에 설치된 제1 Y 리니어 가이드(21) 및 제2 Y 리니어 가이드(22)는, 이동 방향이 Y 방향이라는 점, 슬라이더부가 Y 테이블(5a)에 부착된다는 점, 레일부가 진공실 등의 베이스부에 지지된다는 점에서 상히할 뿐이고, 그 외의 구성은 상기한 제1 X 리니어 가이드(11, 12) 대략 마찬가지이다.

도 5(b)에 있어서, 제1 Y 리니어 가이드(21)는, 제1 레일(21a)에 대하여 한 쌍의 제1 슬라이더(21b)를 설치한 구성으로 하고 있으며, 각 제1 슬라이더(21b)에 대하여 Y 테이블(5a)에는 한 쌍의 홈(23a)이 형성되어 제3 Y 리니어 가이드(23)를 구성하고 있다. 또, 제2 Y 리니어 가이드(22)는, 제2 레일(22a)에 대하여 한 쌍의 제2 슬라이더(22b)를 설치하고, 이 제2 슬라이더(22b)를 Y 테이블(5a)의 하면에 고정하고 있다.

Y 테이블(4a)이 변위(도 5(b) 중의 화살표 G)하면, 일측은 제2 슬라이더(22b)에 의해 Y 스테이지(5)에 고정되지만, 타측은 제1 슬라이더(21b)가 홈(23a) 내에서 이동(도 5(b) 중의 화살표 H, I)함으로써, 제1 리니어 가이드(21)에 대한 응력이나 변형 등의 영향이 보상된다.

다음에, 본 발명의 보상용 리니어 가이드의 제2 형태에 대하여 도 6을 이용하여 설명한다.

도 6에 있어서, 제1 X 리니어 가이드(11)는, 제1 레일(11a)을 Y 테이블(5a)의 상면에 고정하고, 이 제1 레일(11a)에 대하여 제1 슬라이더(11b)를 X 방향으로 슬라이드 가능하게 유지시킨다.

제3 X 리니어 가이드(14)는, 제1 슬라이더(11b)에 Y 방향으로 홈(14a)을 설치하여 레일부로 하고, X 테이블(4a) 측에 이 홈(14a)을 슬라이드 가능하게 하는 슬라이더(14b)를 부착하고, X 테이블(4a)을 제1 슬라이더(11b)에 대하여 Y 방향으로 슬라이드 가능하게 하여 보상용 리니어 가이드를 구성한다.

제3 X 리니어 가이드(14)에 있어서, X 테이블(4a)이 Y 방향으로 변위하였을 때에는, X 테이블(4a)에 부착된 슬라이더(14b)가, 제1 슬라이더(11b)에 설치된 홈(14a) 내를 Y 방향으로 슬라이드 함으로써, X 테이블(4a)의 변위가 제1 슬라이더(11b)에 전해지는 것을 회피하며, 이것에 의해 제1 슬라이더(11b)의 제1 레일(11a)을 따른 X 방향으로의 원활한 이동을 보상한다.

다음에, 본 발명의 보상용 리니어 가이드의 제3 형태에 대하여 도 7을 이용하여 설명한다.

도 7에 있어서, 제1 X 리니어 가이드(11)는, 제1 레일(11a)을 Y 테이블(5a)의 상면에 고정하고, 이 제1 레일(11a)에 대하여 제1 슬라이더(11b)를 X 방향으로 슬라이드 가능하게 유지시킨다.

제3 X 리니어 가이드 15는, 제1 슬라이더(11b)에 Y 방향으로 볼록부(15a)를 설치하여 레일부로 하고, X 테이블(4a) 측에 이 볼록부(15a)를 슬라이드 가능하게 하기 위한 홈 슬라이더(15b)를 형성하여, X 테이블(4a)을 제1 슬라이더(11b)에 대하여 Y 방향으로 슬라이드 가능하게 보상용 리니어 가이드를 구성한다.

제3 X 리니어 가이드(15)에 있어서, X 테이블(4a)이 Y 방향으로 변위하였을 때에는, X 테이블(4a)에 형성한 홈(15b)이, 제1 슬라이더(11b)에 설치된 볼록부(15a)를 Y 방향으로 안내함으로써, X 테이블(4a)의 변위가 제1 슬라이더(11b)에 전해지는 것을 회피하며, 이것에 의해 제1 슬라이더(11b)의 제1 레일(11a)을 따른 X 방향으로의 원활한 이동을 보상한다.

다음에 본 발명과 관련되는 보상용 리니어 가이드(13)의 2개의 형태에 대하여 설명한다.

우선, 제1 형태로서 도 10(a)에 도시된 바와 같이, 제1 X 리니어 가이드(11)의 제1 레일(11a) 및 제2 X 리니어 가이드(12)의 제2 슬라이더(12b)는 X 테이블(4a)의 하면에 고정되고, 제1 X 리니어 가이드(11)의 제1 슬라이더(11b)는 Y 테이블(5a)에 대하여 X 방향과 직교하는 방향(화살표 방향)으로 이동 가능하게 되고, 한편 제2 X 리니어 가이드(12)의 제2 레일(12a)은 Y 테이블(5a)의 상면에 고정되어 있다. 이것에 의해, 보상용 리니어 가이드(13)는, X 테이블(4a)이 X 방향과 직교하는 방향으로 변위하였을 경우, 그 변위를 흡수할 수 있다.

다음에, 제2 형태로서 도 10(b)에 도시된 바와 같이, 제1 X 리니어 가이드(11)의 제1 슬라이더(11b) 및 제2 X 리니어 가이드(12)의 제2 슬라이더(12b)는 X 테이블(4a)의 하면에 고정되고, 제1 X 리니어 가이드(11)의 제1 레일(11a) 및 제2 X 리니어 가이드(12)의 제2 레일(12a)은 Y 테이블(5a)의 표면에 고정되어 있다. 제1 X 리니어 가이드(11)의 제1 슬라이더(11b)는, 제1 레일(11a)에 대하여 X 방향과 직교하는 방향(화살표 방향)으로 이동 가능하게 되어 있다. 이것에 의해, 보상용 리니어 가이드(13)는, X 테이블(4a)이 X 방향과 직교하는 방향으로 변위하였을 경우, 그 변위를 흡수할 수 있다.

또한, 본 발명은 이상 상술한 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 각 부분의 구체적인 구성은 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지 변형이 가능하다.

본원은, 2005년 6월 9일에 출원된 일본 특허출원번호 2005-169973에 근거하여 우선권 주장을 하는 것이고, 동 출원의 명세서, 도면 및 특허청구의 범위를 포함하는 출원 내용은, 모든 것을 참조하여 여기에 포함된다.

본 발명은, 하전입자 빔을 이용한 측정장치, 검사장치, 혹은 가공장치 등의 진공장치에 있어서 가열을 수반하는 장치에 적용될 수 있다.

Claims

적어도 하나의 테이블과,

이 테이블을 직선방향으로 안내하는 한 쌍의 테이블용 리니어 가이드와,

이 한 쌍의 테이블용 리니어 가이드를 지지하는 지지부를 구비하며,

상기 한 쌍의 테이블용 리니어 가이드 중 일측은, 상기 지지부 및 상기 테이블에 대하여, 상기 직선방향과 직교하는 방향으로 이동 불가 상태로 고정되고,

상기 한 쌍의 테이블용 리니어 가이드 중 타측에 대하여, 상기 테이블을 상기 직선방향과 직교하는 방향으로 이동 가능하게 하여 테이블의 변위를 보상하는 보상용 리니어 가이드를 구비한 것을 특징으로 하는 스테이지 기구.
청구항 1에 있어서,

상기 테이블의 위쪽에 설치된 θ 스테이지와,

이 θ 스테이지에 설치된 가열 기구와,

상기 θ 스테이지와 상기 가열 기구와의 사이에 설치된 반사판을 구비하며,

상기 보상용 리니어 가이드는, 상기 가열 기구에 의한 테이블의 변위를 보상하는 것을 특징으로 하는 스테이지 기구.
청구항 1에 있어서,

상기 보상용 리니어 가이드는, 상기 직선방향으로 설치된 레일부에 대하여 직교하는 방향으로, 테이블의 변위에 따라서 이동하는 슬라이더부를 구비하는 것을 특징으로 하는 스테이지 기구.
청구항 2에 있어서,

상기 보상용 리니어 가이드는, 상기 직선방향으로 설치된 레일부에 대하여 직교하는 방향으로, 테이블의 변위에 따라서 이동하는 슬라이더부를 구비하는 것을 특징으로 하는 스테이지 기구.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,

상기 테이블은, X 스테이지가 구비된 X 테이블 또는 Y 스테이지가 구비된 Y 테이블로, X-Y 스테이지를 형성하는 것을 특징으로 하는 스테이지 기구.
상하 방향으로 적층되어 배치되는 상부 테이블 및 하부 테이블과,

상기 상부 테이블 또는 하부 테이블을 직선방향으로 안내하는 한 쌍의 테이블용 리니어 가이드와,

상기 하부 테이블에 대하여, 일측의 상부 테이블용 리니어 가이드를 고정하는 동시에, 타측의 상부 테이블용 리니어 가이드를 상기 직선방향과 직교하는 방향으로 이동 가능하게 하여 상부 테이블의 변위를 보상하는 상부 보상용 리니어 가이드,

또는,

상기 하부 테이블을 안내하는 한 쌍의 하부 테이블용 리니어 가이드를 지지하는 지지부에 대하여, 일측의 하부 테이블용 리니어 가이드를 고정하고, 타측의 하부 테이블용 리니어 가이드를 상기 직선방향과 직교하는 방향으로 이동 가능하게 하여 하부 테이블의 변위를 보상하는 하부 보상용 리니어 가이드를 구비하는 것을 특징으로 하는 스테이지 기구.
청구항 6에 있어서,

상기 상부 테이블의 위쪽에 설치된 θ 스테이지와,

이 θ 스테이지에 설치된 가열 기구와,

상기 θ 스테이지와 상기 가열 기구와의 사이에 설치된 반사판을 구비하며,

상기 상부 보상용 리니어 가이드 및 상기 하부 보상용 리니어 가이드는, 상기 가열 기구에 의한 상부 테이블 및 하부 테이블의 변위를 보상하는 것을 특징으로 하는 스테이지 기구.
청구항 6에 있어서,

상기 상부 보상용 리니어 가이드 및 상기 하부 보상용 리니어 가이드는, 상기 직선방향으로 설치된 레일부에 대하여 직교하는 방향으로, 상부 테이블 및 하부 테이블의 변위에 따라서 이동하는 슬라이더부를 구비하는 것을 특징으로 하는 스테이지 기구.
청구항 7에 있어서,

상기 상부 보상용 리니어 가이드 및 상기 하부 보상용 리니어 가이드는, 상기 직선방향으로 설치된 레일부에 대하여 직교하는 방향으로, 상부 테이블 및 하부 테이블의 변위에 따라서 이동하는 슬라이더부를 구비하는 것을 특징으로 하는 스테이지 기구.
청구항 6 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서,

상기 상부 테이블 및 상기 하부 테이블은, X 스테이지가 구비된 X 테이블 또는 Y 스테이지가 구비된 Y 테이블로, X-Y 스테이지를 형성하는 것을 특징으로 하는 스테이지 기구.