JP2002107479A - ステージ装置 - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C29/00—Bearings for parts moving only linearly
- F16C29/02—Sliding-contact bearings
- F16C29/025—Hydrostatic or aerostatic
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C32/00—Bearings not otherwise provided for
- F16C32/06—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings
- F16C32/0603—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings supported by a gas cushion, e.g. an air cushion
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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
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2300/00—Application independent of particular apparatuses
- F16C2300/40—Application independent of particular apparatuses related to environment, i.e. operating conditions
- F16C2300/62—Application independent of particular apparatuses related to environment, i.e. operating conditions low pressure, e.g. elements operating under vacuum conditions
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Details Of Measuring And Other Instruments (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 真空チャンバ内の駆動機構関連部分を極力小
さくすることにより真空チャンバを小型化できるステー
ジ装置を提供すること。 【解決手段】真空チャンバ１０の側面に隣接した外側で
あって互いに対向し合う２組の位置にそれぞれ、Ｘ軸方
向、Ｙ軸方向に可動ロッド１Ｘ、１Ｙを可動とするＸガ
イド機構、Ｙガイド機構を設ける。Ｘガイド機構、Ｙガ
イド機構にはそれぞれ、可動ロッドをＸ軸方向、Ｙ軸方
向に駆動するＸアクチュエータ、Ｙアクチュエータを設
ける。Ｘガイド機構、Ｙガイド機構はそれぞれ、可動ロ
ッド１Ｘ、１Ｙの中央部分を気密状態にて収容すると共
に真空チャンバ１０に連通した真空チャンバ導入室６
Ｘ、６Ｙを有し、上記の連通部を通してステージと可動
ロッド１Ｘ、１ＹとがＸ軸方向に直角な共通のＸ連結軸
部材、Ｙ軸方向に直角なＹ連結軸部材により接続されて
いる。
さくすることにより真空チャンバを小型化できるステー
ジ装置を提供すること。 【解決手段】真空チャンバ１０の側面に隣接した外側で
あって互いに対向し合う２組の位置にそれぞれ、Ｘ軸方
向、Ｙ軸方向に可動ロッド１Ｘ、１Ｙを可動とするＸガ
イド機構、Ｙガイド機構を設ける。Ｘガイド機構、Ｙガ
イド機構にはそれぞれ、可動ロッドをＸ軸方向、Ｙ軸方
向に駆動するＸアクチュエータ、Ｙアクチュエータを設
ける。Ｘガイド機構、Ｙガイド機構はそれぞれ、可動ロ
ッド１Ｘ、１Ｙの中央部分を気密状態にて収容すると共
に真空チャンバ１０に連通した真空チャンバ導入室６
Ｘ、６Ｙを有し、上記の連通部を通してステージと可動
ロッド１Ｘ、１ＹとがＸ軸方向に直角な共通のＸ連結軸
部材、Ｙ軸方向に直角なＹ連結軸部材により接続されて
いる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はステージ装置に関
し、特に真空チャンバ内で少なくとも一軸方向に駆動さ
れ、高速、高精度の位置決めを可能とするステージ装置
に関する。
し、特に真空チャンバ内で少なくとも一軸方向に駆動さ
れ、高速、高精度の位置決めを可能とするステージ装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】精密位置決めステージ装置には、高速、
高精度化が要求されている。この要求を満たすため、空
気を使用した静圧軸受による非接触案内を行うと共に、
圧縮空気圧やリニアモータの原理に基づくリニアアクチ
ュエータでの非接触駆動を行うステージ装置が提案され
ている。
高精度化が要求されている。この要求を満たすため、空
気を使用した静圧軸受による非接触案内を行うと共に、
圧縮空気圧やリニアモータの原理に基づくリニアアクチ
ュエータでの非接触駆動を行うステージ装置が提案され
ている。
【０００３】静圧軸受による非接触案内機構と圧縮空気
圧駆動機構との組み合せは、本出願人により既に流体圧
アクチュエータ（特願平１１−２２５００７号）、Ｘ−
Ｙテーブル（特願平１１−２２４９９８号）として真空
チャンバ内での真空非磁性環境で使用可能な高速、高精
度ステージ装置が提案されている。
圧駆動機構との組み合せは、本出願人により既に流体圧
アクチュエータ（特願平１１−２２５００７号）、Ｘ−
Ｙテーブル（特願平１１−２２４９９８号）として真空
チャンバ内での真空非磁性環境で使用可能な高速、高精
度ステージ装置が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、真空チャン
バは、高剛性化して内圧（真空排気時）及び外圧（気
圧）変化による変形を極力小さくするためにはできるだ
け小型化するのが望ましい。この場合、駆動機構を真空
チャンバ内に含んだ装置構成では不利であり、小型化に
は限界がある。
バは、高剛性化して内圧（真空排気時）及び外圧（気
圧）変化による変形を極力小さくするためにはできるだ
け小型化するのが望ましい。この場合、駆動機構を真空
チャンバ内に含んだ装置構成では不利であり、小型化に
は限界がある。
【０００５】そこで、本発明の課題は、真空チャンバ内
でステージを非接触で駆動及び案内するステージ装置に
おいて、真空チャンバ内の駆動機構関連部分を極力小さ
くすることにより真空チャンバを小型化することのでき
るステージ装置を提供することにある。
でステージを非接触で駆動及び案内するステージ装置に
おいて、真空チャンバ内の駆動機構関連部分を極力小さ
くすることにより真空チャンバを小型化することのでき
るステージ装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、真空チャンバ
内でステージを少なくとも一軸方向に可動としたステー
ジ装置において、前記真空チャンバの側面に隣接した外
側であって互いに対向し合う位置にそれぞれ、前記一軸
方向に第１の移動体を可動とする第１のガイド機構を設
け、少なくとも一方の前記第１のガイド機構には、前記
第１の移動体を前記一軸方向に駆動する第１の駆動機構
を設け、前記第１のガイド機構は、前記第１の移動体の
中央部分を気密状態にて収容すると共に前記真空チャン
バに連通した第１の真空チャンバ導入室を有し、該第１
の真空チャンバ導入室と前記真空チャンバとの連通部を
通して前記ステージと前記第１の移動体とが前記一軸方
向に直角な共通の第１の連結軸部材により接続されてい
ることを特徴とする。
内でステージを少なくとも一軸方向に可動としたステー
ジ装置において、前記真空チャンバの側面に隣接した外
側であって互いに対向し合う位置にそれぞれ、前記一軸
方向に第１の移動体を可動とする第１のガイド機構を設
け、少なくとも一方の前記第１のガイド機構には、前記
第１の移動体を前記一軸方向に駆動する第１の駆動機構
を設け、前記第１のガイド機構は、前記第１の移動体の
中央部分を気密状態にて収容すると共に前記真空チャン
バに連通した第１の真空チャンバ導入室を有し、該第１
の真空チャンバ導入室と前記真空チャンバとの連通部を
通して前記ステージと前記第１の移動体とが前記一軸方
向に直角な共通の第１の連結軸部材により接続されてい
ることを特徴とする。
【０００７】本ステージ装置においては、前記真空チャ
ンバの前記側面とは別の側面に隣接した外側であって互
いに対向し合う位置にそれぞれ、前記一軸方向に直角な
方向に第２の移動体を可動とする第２のガイド機構を設
け、少なくとも一方の前記第２のガイド機構には、前記
第２の移動体を前記一軸方向に直角な方向に駆動する第
２の駆動機構を設け、前記第２のガイド機構は、前記第
２の移動体の中央部分を気密状態にて収容すると共に前
記真空チャンバに連通した第２の真空チャンバ導入室を
有し、該第２の真空チャンバ導入室と前記真空チャンバ
との連通部を通して前記ステージと前記第２の移動体と
が前記一軸方向に平行でかつ前記第１の連結軸部材とは
高さの異なる位置にある共通の第２の連結軸部材により
接続されており、前記ステージに、前記第１の連結軸部
材をスライド可能に支持するために第１の筒状体を設け
ると共に、該第１の筒状体内に第１の静圧軸受を設ける
ことにより、前記ステージを前記一軸方向に直角な方向
に摺動可能とし、前記ステージに更に、前記第２の連結
軸部材をスライド可能に支持するために第２の筒状体を
設けると共に、該第２の筒状体内に第２の静圧軸受を設
けることにより、前記ステージを前記一軸方向にも摺動
可能とすることができる。
ンバの前記側面とは別の側面に隣接した外側であって互
いに対向し合う位置にそれぞれ、前記一軸方向に直角な
方向に第２の移動体を可動とする第２のガイド機構を設
け、少なくとも一方の前記第２のガイド機構には、前記
第２の移動体を前記一軸方向に直角な方向に駆動する第
２の駆動機構を設け、前記第２のガイド機構は、前記第
２の移動体の中央部分を気密状態にて収容すると共に前
記真空チャンバに連通した第２の真空チャンバ導入室を
有し、該第２の真空チャンバ導入室と前記真空チャンバ
との連通部を通して前記ステージと前記第２の移動体と
が前記一軸方向に平行でかつ前記第１の連結軸部材とは
高さの異なる位置にある共通の第２の連結軸部材により
接続されており、前記ステージに、前記第１の連結軸部
材をスライド可能に支持するために第１の筒状体を設け
ると共に、該第１の筒状体内に第１の静圧軸受を設ける
ことにより、前記ステージを前記一軸方向に直角な方向
に摺動可能とし、前記ステージに更に、前記第２の連結
軸部材をスライド可能に支持するために第２の筒状体を
設けると共に、該第２の筒状体内に第２の静圧軸受を設
けることにより、前記ステージを前記一軸方向にも摺動
可能とすることができる。
【０００８】本ステージ装置においてはまた、前記第
１、第２の静圧軸受の両側にそれぞれ、静圧軸受用の流
体を真空チャンバ外に排出するための第１の流体排気部
を設け、該流体排気部より外側の位置には更に真空排気
用の第１の排気部を設けることが望ましい。
１、第２の静圧軸受の両側にそれぞれ、静圧軸受用の流
体を真空チャンバ外に排出するための第１の流体排気部
を設け、該流体排気部より外側の位置には更に真空排気
用の第１の排気部を設けることが望ましい。
【０００９】本ステージ装置においては、前記第１、第
２の駆動機構をそれぞれ、リニアアクチュエータで実現
することができる。
２の駆動機構をそれぞれ、リニアアクチュエータで実現
することができる。
【００１０】本ステージ装置においてはまた、前記第
１、第２の駆動機構をそれぞれ、流体圧駆動機構で実現
することができる。
１、第２の駆動機構をそれぞれ、流体圧駆動機構で実現
することができる。
【００１１】特に、前記移動体を軸体とした場合、前記
ガイド機構は、前記真空チャンバ導入室の両側に前記軸
体の両側を密封かつスライド可能な状態にて収容可能な
密閉筒状部を有し、該密閉筒状部と前記軸体の端部との
間に流体の出し入れ可能な圧力室が形成されて前記流体
圧駆動機構が構成されており、前記真空チャンバ導入室
と前記圧力室との間の前記密閉筒状部には前記軸体をス
ライド可能に支持する第３の静圧軸受が設けられる。
ガイド機構は、前記真空チャンバ導入室の両側に前記軸
体の両側を密封かつスライド可能な状態にて収容可能な
密閉筒状部を有し、該密閉筒状部と前記軸体の端部との
間に流体の出し入れ可能な圧力室が形成されて前記流体
圧駆動機構が構成されており、前記真空チャンバ導入室
と前記圧力室との間の前記密閉筒状部には前記軸体をス
ライド可能に支持する第３の静圧軸受が設けられる。
【００１２】そして、前記第３の静圧軸受の両側にもそ
れぞれ、静圧軸受用の流体をガイド機構外に排出するた
めの第２の流体排気部を設け、前記真空チャンバ導入室
寄りの前記第２の流体排気部と前記真空チャンバ導入室
との間には真空排気用の第２の排気部を設けることが望
ましい。
れぞれ、静圧軸受用の流体をガイド機構外に排出するた
めの第２の流体排気部を設け、前記真空チャンバ導入室
寄りの前記第２の流体排気部と前記真空チャンバ導入室
との間には真空排気用の第２の排気部を設けることが望
ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明によるステージ装置は、真
空チャンバを小型化するために、駆動機構を真空チャン
バ外に配置するようにしている。本発明によるステージ
装置は、Ｘ軸方向駆動用のＸ流体圧駆動機構（以下、流
体圧駆動機構をアクチュエータと呼ぶ）とＹ軸方向駆動
用のＹアクチュエータとを備える。
空チャンバを小型化するために、駆動機構を真空チャン
バ外に配置するようにしている。本発明によるステージ
装置は、Ｘ軸方向駆動用のＸ流体圧駆動機構（以下、流
体圧駆動機構をアクチュエータと呼ぶ）とＹ軸方向駆動
用のＹアクチュエータとを備える。
【００１４】図１、図２を参照して、Ｘアクチュエータ
を持つＸガイド機構（第１のガイド機構）について説明
するが、Ｙアクチュエータを持つＹガイド機構（第２の
ガイド機構）もまったく同じ構成である。
を持つＸガイド機構（第１のガイド機構）について説明
するが、Ｙアクチュエータを持つＹガイド機構（第２の
ガイド機構）もまったく同じ構成である。
【００１５】図１において、Ｘアクチュエータは、軸体
による可動ロッド１と、可動ロッド１の両端面を加圧す
るための圧力室２ａ、２ｂと、圧力室２ａ、２ｂの内側
位置にて可動ロッド１を非接触で支持案内する静圧軸受
３ａ、３ｂとから成る。
による可動ロッド１と、可動ロッド１の両端面を加圧す
るための圧力室２ａ、２ｂと、圧力室２ａ、２ｂの内側
位置にて可動ロッド１を非接触で支持案内する静圧軸受
３ａ、３ｂとから成る。
【００１６】具体的には、Ｘガイド機構は、可動ロッド
１の中央部分を気密状態にて収容すると共に後述する真
空チャンバに連通する第１の真空チャンバ導入室６を有
する。真空チャンバ導入室６の両側には可動ロッド１の
両側を密封かつスライド可能な状態にて収容可能な密閉
筒状部９ａ、９ｂを有し、これらの密閉筒状部９ａ、９
ｂと可動ロッド１の端部との間に圧縮空気の出し入れ可
能な圧力室２ａ、２ｂが形成されてＸアクチュエータが
構成されている。そして、真空チャンバ導入室６と圧力
室２ａとの間の密閉筒状部９ａには可動ロッド１を浮上
状態にてスライド可能に支持する静圧軸受３ａ（第３の
静圧軸受）が設けられている。
１の中央部分を気密状態にて収容すると共に後述する真
空チャンバに連通する第１の真空チャンバ導入室６を有
する。真空チャンバ導入室６の両側には可動ロッド１の
両側を密封かつスライド可能な状態にて収容可能な密閉
筒状部９ａ、９ｂを有し、これらの密閉筒状部９ａ、９
ｂと可動ロッド１の端部との間に圧縮空気の出し入れ可
能な圧力室２ａ、２ｂが形成されてＸアクチュエータが
構成されている。そして、真空チャンバ導入室６と圧力
室２ａとの間の密閉筒状部９ａには可動ロッド１を浮上
状態にてスライド可能に支持する静圧軸受３ａ（第３の
静圧軸受）が設けられている。
【００１７】可動ロッド１の断面形状は、円形、多角形
のいずれでも良いが、静圧軸受を設けることを考慮して
四角形が好ましい。この場合、静圧軸受は四角形のそれ
ぞれの面、すなわち４箇所に設けられる。
のいずれでも良いが、静圧軸受を設けることを考慮して
四角形が好ましい。この場合、静圧軸受は四角形のそれ
ぞれの面、すなわち４箇所に設けられる。
【００１８】図２をも参照して、静圧軸受３ａの両側に
はそれぞれ、静圧軸受用の圧縮空気をＸガイド機構外に
排出するための流体排気部（第２の流体排気部）５ａを
設け、真空チャンバ導入室６寄りの流体排気部５ａと真
空チャンバ導入室６との間には真空排気用の排気部（第
２の排気部）７ａを設けている。静圧軸受３ｂの両側に
もそれぞれ、静圧軸受用の圧縮空気をＸガイド機構外に
排出するための流体排気部（第２の流体排気部）５ｂを
設け、真空チャンバ導入室６寄りの流体排気部５ｂと真
空チャンバ導入室６との間には真空排気用の排気部（第
２の排気部）７ｂを設けている。流体排気部５ａ、５ｂ
は圧力室２ａ、２ｂからの漏れ空気及び静圧軸受３ａ、
３ｂからの圧縮空気を排出するためのものである。一
方、排気部７ａ、７ｂは、後述する真空チャンバ内への
空気流入を極力無くし、真空チャンバ排気用ポンプの容
量が、通常必要とされる容量を越えないようにするため
のものである。
はそれぞれ、静圧軸受用の圧縮空気をＸガイド機構外に
排出するための流体排気部（第２の流体排気部）５ａを
設け、真空チャンバ導入室６寄りの流体排気部５ａと真
空チャンバ導入室６との間には真空排気用の排気部（第
２の排気部）７ａを設けている。静圧軸受３ｂの両側に
もそれぞれ、静圧軸受用の圧縮空気をＸガイド機構外に
排出するための流体排気部（第２の流体排気部）５ｂを
設け、真空チャンバ導入室６寄りの流体排気部５ｂと真
空チャンバ導入室６との間には真空排気用の排気部（第
２の排気部）７ｂを設けている。流体排気部５ａ、５ｂ
は圧力室２ａ、２ｂからの漏れ空気及び静圧軸受３ａ、
３ｂからの圧縮空気を排出するためのものである。一
方、排気部７ａ、７ｂは、後述する真空チャンバ内への
空気流入を極力無くし、真空チャンバ排気用ポンプの容
量が、通常必要とされる容量を越えないようにするため
のものである。
【００１９】このために、流体排気部５ａ、５ｂはそれ
ぞれ、密閉筒状部９ａ、９ｂの内壁に周方向に溝を設
け、これらの溝の１箇所あるいは複数箇所に排気用の通
路を形成して接続し、この通路から空気配管を介して大
気中へ排気を行う。排気部７ａ、７ｂも同様に、密閉筒
状部９ａ、９ｂの内壁に周方向に溝を設け、これらの溝
の１箇所あるいは複数箇所に排気用の通路を形成して接
続し、この通路に配管を介して真空引き用のポンプが接
続される。
ぞれ、密閉筒状部９ａ、９ｂの内壁に周方向に溝を設
け、これらの溝の１箇所あるいは複数箇所に排気用の通
路を形成して接続し、この通路から空気配管を介して大
気中へ排気を行う。排気部７ａ、７ｂも同様に、密閉筒
状部９ａ、９ｂの内壁に周方向に溝を設け、これらの溝
の１箇所あるいは複数箇所に排気用の通路を形成して接
続し、この通路に配管を介して真空引き用のポンプが接
続される。
【００２０】圧力室２ａ、２ｂにはそれぞれサーボ弁４
ａ、４ｂを介して圧縮空気供給源が接続される。図１の
サーボ弁４ａ、４ｂは、圧縮空気供給源と圧力室２ａ、
２ｂとを遮断した状態を示している。
ａ、４ｂを介して圧縮空気供給源が接続される。図１の
サーボ弁４ａ、４ｂは、圧縮空気供給源と圧力室２ａ、
２ｂとを遮断した状態を示している。
【００２１】上記の構成にて静圧軸受３ａ、３ｂに圧縮
空気を供給すると、可動ロッド１は密閉筒状部９ａ、９
ｂの内壁からわずかに浮上する。ここで、例えばサーボ
弁４ａを圧縮空気供給側（図１中、左側）、サーボ弁４
ｂを大気開放側（図１中、右側）にすると、軸端面に受
圧した可動ロッド１はピストンとして作用して図１中右
方向に移動する。このようにしてサーボ弁４ａ、４ｂの
開度を図示しない制御装置によって制御することによ
り、可動ロッド１を任意の位置に移動させることができ
る。
空気を供給すると、可動ロッド１は密閉筒状部９ａ、９
ｂの内壁からわずかに浮上する。ここで、例えばサーボ
弁４ａを圧縮空気供給側（図１中、左側）、サーボ弁４
ｂを大気開放側（図１中、右側）にすると、軸端面に受
圧した可動ロッド１はピストンとして作用して図１中右
方向に移動する。このようにしてサーボ弁４ａ、４ｂの
開度を図示しない制御装置によって制御することによ
り、可動ロッド１を任意の位置に移動させることができ
る。
【００２２】なお、圧縮空気によるアクチュエータに代
えて、窒素ガスのような流体によるアクチュエータを使
用しても良く、リニアモータの原理に基づくリニアアク
チュエータのような駆動機構を用いても良い。リニアア
クチュエータの場合、図１に示される圧力室は不要であ
り、可動ロッド１の少なくとも一端側をシールした状態
で密閉筒状部から露出させ、この露出部をリニアアクチ
ュエータで駆動するようにすれば良い。
えて、窒素ガスのような流体によるアクチュエータを使
用しても良く、リニアモータの原理に基づくリニアアク
チュエータのような駆動機構を用いても良い。リニアア
クチュエータの場合、図１に示される圧力室は不要であ
り、可動ロッド１の少なくとも一端側をシールした状態
で密閉筒状部から露出させ、この露出部をリニアアクチ
ュエータで駆動するようにすれば良い。
【００２３】図３、図４を参照して、上記の構成による
Ｘガイド機構、Ｙガイド機構を備えて真空チャンバ内で
ステージをＸ軸方向、Ｙ軸方向に駆動可能としたＸ−Ｙ
ステージ装置について説明する。
Ｘガイド機構、Ｙガイド機構を備えて真空チャンバ内で
ステージをＸ軸方向、Ｙ軸方向に駆動可能としたＸ−Ｙ
ステージ装置について説明する。
【００２４】四角形の平面形状を有する真空チャンバ１
０の対向し合う側面に隣接した外側であって互いに対向
し合う位置にそれぞれ、Ｘ軸方向に可動ロッド１Ｘを可
動とするＸガイド機構１１を設けている。前に述べたよ
うに、Ｘガイド機構１１にはそれぞれ、可動ロッド１Ｘ
をＸ軸方向に駆動するＸアクチュエータが設けられてい
る。Ｘガイド機構１１は、可動ロッド１Ｘの中央部分を
気密状態にて収容すると共に、真空チャンバ１０に連通
した真空チャンバ導入室６Ｘを有する。真空チャンバ導
入室６Ｘと真空チャンバ１０との連通部を通してフレー
ム１７と２つの可動ロッド１ＸとがＸ軸方向に直角な共
通のＸ連結軸部材（第１の連結軸部材）により接続され
ている。この連通部のＸ軸方向の長さは、可動ロッド１
Ｘの可動範囲を越える値にする必要がある。
０の対向し合う側面に隣接した外側であって互いに対向
し合う位置にそれぞれ、Ｘ軸方向に可動ロッド１Ｘを可
動とするＸガイド機構１１を設けている。前に述べたよ
うに、Ｘガイド機構１１にはそれぞれ、可動ロッド１Ｘ
をＸ軸方向に駆動するＸアクチュエータが設けられてい
る。Ｘガイド機構１１は、可動ロッド１Ｘの中央部分を
気密状態にて収容すると共に、真空チャンバ１０に連通
した真空チャンバ導入室６Ｘを有する。真空チャンバ導
入室６Ｘと真空チャンバ１０との連通部を通してフレー
ム１７と２つの可動ロッド１ＸとがＸ軸方向に直角な共
通のＸ連結軸部材（第１の連結軸部材）により接続され
ている。この連通部のＸ軸方向の長さは、可動ロッド１
Ｘの可動範囲を越える値にする必要がある。
【００２５】Ｘ連結軸部材は、可動ロッド１Ｘの中央部
分に一端が固定されたジョイント１３Ｘと、このジョイ
ント１３Ｘの他端に固定された可動プレート１４Ｘと、
２つの可動プレート１４Ｘの間に架け渡された２本のガ
イドロッド１５Ｘとを含む。フレーム１７のＹ軸方向に
平行な両側には、Ｘ連結軸部材における２本のガイドロ
ッド１５Ｘをスライド可能に支持するために筒状体（第
１の筒状体）１９Ｙを設けると共に、この筒状体１９Ｙ
内に静圧軸受（第１の静圧軸受）１８Ｙを設けることに
より、フレーム１７をＹ軸方向に摺動可能としている。
分に一端が固定されたジョイント１３Ｘと、このジョイ
ント１３Ｘの他端に固定された可動プレート１４Ｘと、
２つの可動プレート１４Ｘの間に架け渡された２本のガ
イドロッド１５Ｘとを含む。フレーム１７のＹ軸方向に
平行な両側には、Ｘ連結軸部材における２本のガイドロ
ッド１５Ｘをスライド可能に支持するために筒状体（第
１の筒状体）１９Ｙを設けると共に、この筒状体１９Ｙ
内に静圧軸受（第１の静圧軸受）１８Ｙを設けることに
より、フレーム１７をＹ軸方向に摺動可能としている。
【００２６】上記の真空チャンバ１０の側面とは別の真
空チャンバ１０の側面に隣接した外側であって互いに対
向し合う位置にそれぞれ、Ｘ軸方向に直角なＹ軸方向に
可動ロッド１Ｙを可動とするＹガイド機構（第２のガイ
ド機構）１２を設けている。Ｙガイド機構１２には、可
動ロッド１ＹをＹ軸方向に駆動するＹアクチュエータが
設けられている。Ｙガイド機構１２は、可動ロッド１Ｙ
の中央部分を気密状態にて収容すると共に真空チャンバ
１０に連通した真空チャンバ導入室６Ｙ（第２の真空チ
ャンバ導入室）を有する。真空チャンバ導入室６Ｙと真
空チャンバ１０との連通部を通してフレーム１７と２つ
の可動ロッド１ＹとがＸ軸方向に平行でかつ上記のＸ連
結軸部材とは高さの異なる位置（図４参照）にある共通
のＹ連結軸部材（第２の連結軸部材）により接続されて
いる。真空チャンバ導入室６Ｙの連通部のＹ軸方向の長
さも、可動ロッド１Ｙの可動範囲を越える値にする必要
がある。
空チャンバ１０の側面に隣接した外側であって互いに対
向し合う位置にそれぞれ、Ｘ軸方向に直角なＹ軸方向に
可動ロッド１Ｙを可動とするＹガイド機構（第２のガイ
ド機構）１２を設けている。Ｙガイド機構１２には、可
動ロッド１ＹをＹ軸方向に駆動するＹアクチュエータが
設けられている。Ｙガイド機構１２は、可動ロッド１Ｙ
の中央部分を気密状態にて収容すると共に真空チャンバ
１０に連通した真空チャンバ導入室６Ｙ（第２の真空チ
ャンバ導入室）を有する。真空チャンバ導入室６Ｙと真
空チャンバ１０との連通部を通してフレーム１７と２つ
の可動ロッド１ＹとがＸ軸方向に平行でかつ上記のＸ連
結軸部材とは高さの異なる位置（図４参照）にある共通
のＹ連結軸部材（第２の連結軸部材）により接続されて
いる。真空チャンバ導入室６Ｙの連通部のＹ軸方向の長
さも、可動ロッド１Ｙの可動範囲を越える値にする必要
がある。
【００２７】Ｙ連結軸部材は、可動ロッド１Ｙの中央部
分に一端が固定されたジョイント１３Ｙと、このジョイ
ント１３Ｙの他端に固定された可動プレート１４Ｙと、
２つの可動プレート１４Ｙの間に架け渡された２本のガ
イドロッド１５Ｙとを含む。フレーム１７のＸ軸方向に
平行な両側には、Ｙ連結軸部材における２本のガイドロ
ッド１５Ｙをスライド可能に支持するために筒状体（第
２の筒状体）１９Ｘを設けると共に、この筒状体１９Ｘ
内に静圧軸受（第２の静圧軸受）１８Ｘを設けることに
より、フレーム１７をＸ軸方向に摺動可能としている。
分に一端が固定されたジョイント１３Ｙと、このジョイ
ント１３Ｙの他端に固定された可動プレート１４Ｙと、
２つの可動プレート１４Ｙの間に架け渡された２本のガ
イドロッド１５Ｙとを含む。フレーム１７のＸ軸方向に
平行な両側には、Ｙ連結軸部材における２本のガイドロ
ッド１５Ｙをスライド可能に支持するために筒状体（第
２の筒状体）１９Ｘを設けると共に、この筒状体１９Ｘ
内に静圧軸受（第２の静圧軸受）１８Ｘを設けることに
より、フレーム１７をＸ軸方向に摺動可能としている。
【００２８】図４に示されるように、静圧軸受１８Ｘの
両側にはそれぞれ、静圧軸受用の圧縮空気を真空チャン
バ１０外に排出するための流体排気部（第１の流体排気
部）２１ａを設け、流体排気部２１ａと真空チャンバ１
０内部との間には真空排気用の排気部（第１の排気部）
２２ａを設けている。図示は省略しているが、静圧軸受
１８Ｙの両側にもそれぞれ、静圧軸受用の圧縮空気を真
空チャンバ１０外に排出するための流体排気部（第１の
流体排気部）を設け、流体排気部と真空チャンバ１０内
部との間には真空排気用の排気部（第１の排気部）を設
けている。これらの流体排気部、真空排気用の排気部の
構造及び使用目的は前に述べた流体排気部５ａ、５ｂ、
排気部７ａ、７ｂと同じである。なお、フレーム１７の
周囲の上記の静圧軸受、流体排気部、排気部は、フレキ
シブル配管を介して真空チャンバ１０外の配管に接続さ
れる。また、フレーム１７の上にウェハテーブル１６が
固定されてステージを構成している。
両側にはそれぞれ、静圧軸受用の圧縮空気を真空チャン
バ１０外に排出するための流体排気部（第１の流体排気
部）２１ａを設け、流体排気部２１ａと真空チャンバ１
０内部との間には真空排気用の排気部（第１の排気部）
２２ａを設けている。図示は省略しているが、静圧軸受
１８Ｙの両側にもそれぞれ、静圧軸受用の圧縮空気を真
空チャンバ１０外に排出するための流体排気部（第１の
流体排気部）を設け、流体排気部と真空チャンバ１０内
部との間には真空排気用の排気部（第１の排気部）を設
けている。これらの流体排気部、真空排気用の排気部の
構造及び使用目的は前に述べた流体排気部５ａ、５ｂ、
排気部７ａ、７ｂと同じである。なお、フレーム１７の
周囲の上記の静圧軸受、流体排気部、排気部は、フレキ
シブル配管を介して真空チャンバ１０外の配管に接続さ
れる。また、フレーム１７の上にウェハテーブル１６が
固定されてステージを構成している。
【００２９】上記の構成において、フレーム１７を支持
案内する静圧軸受１８Ｘ、１８Ｙに圧縮空気を供給する
とフレーム１７もわずかに浮上する。ここで、例えばＸ
アクチュエータの可動ロッド１Ｘを移動させた場合、ウ
ェハテーブル１６を搭載しているフレーム１７はＸガイ
ドロッド１５ＸによりＸ軸方向に押され、Ｙガイドロッ
ド１５Ｙに沿って移動する。一方、Ｙアクチュエータの
可動ロッド１Ｙを移動させた場合、フレーム１７はＹガ
イドロッド１５Ｙによって押され、Ｘガイドロッド１５
Ｘに沿って移動する。
案内する静圧軸受１８Ｘ、１８Ｙに圧縮空気を供給する
とフレーム１７もわずかに浮上する。ここで、例えばＸ
アクチュエータの可動ロッド１Ｘを移動させた場合、ウ
ェハテーブル１６を搭載しているフレーム１７はＸガイ
ドロッド１５ＸによりＸ軸方向に押され、Ｙガイドロッ
ド１５Ｙに沿って移動する。一方、Ｙアクチュエータの
可動ロッド１Ｙを移動させた場合、フレーム１７はＹガ
イドロッド１５Ｙによって押され、Ｘガイドロッド１５
Ｘに沿って移動する。
【００３０】上記の形態では、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に
可動のステージ装置について説明したが、本発明はＸ軸
方向、Ｙ軸方向の一方に可動のステージ装置にも適用さ
れる。この場合、真空チャンバ内の静圧軸受は不要であ
る。また、一方向に同じアクチュエータを２組用いてい
るが、１組はアクチュエータの無いガイドのみの構成で
も可能である。
可動のステージ装置について説明したが、本発明はＸ軸
方向、Ｙ軸方向の一方に可動のステージ装置にも適用さ
れる。この場合、真空チャンバ内の静圧軸受は不要であ
る。また、一方向に同じアクチュエータを２組用いてい
るが、１組はアクチュエータの無いガイドのみの構成で
も可能である。
【００３１】
【発明の効果】本発明によるステージ装置は、可動部分
が非接触で案内され、アクチュエータも非接触方式を採
ることができるため、これらの間の摩擦に起因する問題
点、材料摩耗、発塵、寿命低下等の問題点を解消でき、
摩擦抵抗が無いため高速、高精度な位置決めを行うこと
ができる。
が非接触で案内され、アクチュエータも非接触方式を採
ることができるため、これらの間の摩擦に起因する問題
点、材料摩耗、発塵、寿命低下等の問題点を解消でき、
摩擦抵抗が無いため高速、高精度な位置決めを行うこと
ができる。
【００３２】また、真空チャンバ導入室内への漏れ空気
流量及び真空チャンバ内の静圧軸受案内部からの漏れ空
気流量を、真空チャンバ用の真空ポンプの排気容量を越
えない範囲に制限できる。
流量及び真空チャンバ内の静圧軸受案内部からの漏れ空
気流量を、真空チャンバ用の真空ポンプの排気容量を越
えない範囲に制限できる。
【００３３】更に、真空チャンバ内が案内部のみとなる
ので、真空チャンバを小型化できる。これらのことによ
り、組立調整時（真空チャンバ内大気圧）と稼動時（真
空チャンバ内真空）のチャンバ変形量を小さくし、テー
ブル位置測長計の誤差を小さくできるため更に高精度化
できる。また、気圧変化によるチャンバ変形も小さくな
り高精度化できる。
ので、真空チャンバを小型化できる。これらのことによ
り、組立調整時（真空チャンバ内大気圧）と稼動時（真
空チャンバ内真空）のチャンバ変形量を小さくし、テー
ブル位置測長計の誤差を小さくできるため更に高精度化
できる。また、気圧変化によるチャンバ変形も小さくな
り高精度化できる。
【図１】本発明に使用されるＸアクチュエータを備えた
Ｘガイド機構の構成を説明するための図である。
Ｘガイド機構の構成を説明するための図である。
【図２】図１に示された静圧軸受とそれに隣接して設置
される流体排気部、排気部との関係を説明するための図
である。
される流体排気部、排気部との関係を説明するための図
である。
【図３】図１のＸガイド機構と、同じ構成のＹガイド機
構とを備えた本発明によるステージ装置の実施の形態を
示した図である。
構とを備えた本発明によるステージ装置の実施の形態を
示した図である。
【図４】図３のステージ装置の線Ａ−Ａによる断面図で
ある。
ある。
１、１Ｘ 可動ロッド ２ａ、２ｂ 圧力室 ３ａ、３ｂ、１８Ｘ、１８Ｙ 静圧軸受 ４ａ、４ｂ サーボ弁 ５ａ、５ｂ、２１ａ 流体排気部 ６、６Ｘ、６Ｙ 真空チャンバ導入室 ７ａ、７ｂ、２２ａ 排気部 ９ａ、９ｂ 密閉筒状部 １３Ｘ、１３Ｙ ジョイント １４Ｘ、１４Ｙ 可動プレート １５Ｘ、１５Ｙ ガイドロッド １６ テーブル １７ フレーム １９Ｘ、１９Ｙ 筒状部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F078 CA08 CB09 CB16 CC11 3J102 AA02 BA05 BA13 CA19 EA02 EA06 EA22 GA01 GA19 GA20 5F046 CC01 CC02 CC03 CC18
Claims (7)
- 【請求項１】 真空チャンバ内でステージを少なくとも
一軸方向に可動としたステージ装置において、 前記真空チャンバの側面に隣接した外側であって互いに
対向し合う位置にそれぞれ、前記一軸方向に第１の移動
体を可動とする第１のガイド機構を設け、 少なくとも一方の前記第１のガイド機構には、前記第１
の移動体を前記一軸方向に駆動する第１の駆動機構を設
け、 前記第１のガイド機構は、前記第１の移動体の中央部分
を気密状態にて収容すると共に前記真空チャンバに連通
した第１の真空チャンバ導入室を有し、 該第１の真空チャンバ導入室と前記真空チャンバとの連
通部を通して前記ステージと前記第１の移動体とが前記
一軸方向に直角な共通の第１の連結軸部材により接続さ
れていることを特徴とするステージ装置。 - 【請求項２】 請求項１記載のステージ装置において、 前記真空チャンバの前記側面とは別の側面に隣接した外
側であって互いに対向し合う位置にそれぞれ、前記一軸
方向に直角な方向に第２の移動体を可動とする第２のガ
イド機構を設け、 少なくとも一方の前記第２のガイド機構には、前記第２
の移動体を前記一軸方向に直角な方向に駆動する第２の
駆動機構を設け、 前記第２のガイド機構は、前記第２の移動体の中央部分
を気密状態にて収容すると共に前記真空チャンバに連通
した第２の真空チャンバ導入室を有し、 該第２の真空チャンバ導入室と前記真空チャンバとの連
通部を通して前記ステージと前記第２の移動体とが前記
一軸方向に平行でかつ前記第１の連結軸部材とは高さの
異なる位置にある共通の第２の連結軸部材により接続さ
れており、 前記ステージに、前記第１の連結軸部材をスライド可能
に支持するために第１の筒状体を設けると共に、該第１
の筒状体内に第１の静圧軸受を設けることにより、前記
ステージを前記一軸方向に直角な方向に摺動可能とし、 前記ステージに更に、前記第２の連結軸部材をスライド
可能に支持するために第２の筒状体を設けると共に、該
第２の筒状体内に第２の静圧軸受を設けることにより、
前記ステージを前記一軸方向にも摺動可能としたことを
特徴とするステージ装置。 - 【請求項３】 請求項２記載のステージ装置において、
前記第１、第２の静圧軸受の両側にはそれぞれ、静圧軸
受用の流体を真空チャンバ外に排出するための第１の流
体排気部を設け、該流体排気部より外側の位置には更に
真空排気用の第１の排気部を設けたことを特徴とするス
テージ装置。 - 【請求項４】 請求項３記載のステージ装置において、
前記第１、第２の駆動機構はそれぞれ、駆動源としてリ
ニアアクチュエータを備えていることを特徴とするステ
ージ装置。 - 【請求項５】 請求項３記載のステージ装置において、
前記第１、第２の駆動機構はそれぞれ、駆動源として流
体圧駆動機構を備えていることを特徴とするステージ装
置。 - 【請求項６】 請求項５記載のステージ装置において、
前記移動体は軸体であり、前記ガイド機構は、前記真空
チャンバ導入室の両側に前記軸体の両側を密封かつスラ
イド可能な状態にて収容可能な密閉筒状部を有し、該密
閉筒状部と前記軸体の端部との間に流体の出し入れ可能
な圧力室が形成されて前記流体圧駆動機構が構成されて
おり、前記真空チャンバ導入室と前記圧力室との間の前
記密閉筒状部には前記軸体をスライド可能に支持する第
３の静圧軸受が設けられていることを特徴とするステー
ジ装置。 - 【請求項７】 請求項６記載のステージ装置において、
前記第３の静圧軸受の両側にはそれぞれ、静圧軸受用の
流体をガイド機構外に排出するための第２の流体排気部
を設け、前記真空チャンバ導入室寄りの前記第２の流体
排気部と前記真空チャンバ導入室との間には真空排気用
の第２の排気部を設けたことを特徴とするステージ装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000298564A JP2002107479A (ja) | 2000-09-29 | 2000-09-29 | ステージ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000298564A JP2002107479A (ja) | 2000-09-29 | 2000-09-29 | ステージ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002107479A true JP2002107479A (ja) | 2002-04-10 |
Family
ID=18780506
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000298564A Withdrawn JP2002107479A (ja) | 2000-09-29 | 2000-09-29 | ステージ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002107479A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004349289A (ja) * | 2003-05-20 | 2004-12-09 | Canon Inc | 移動案内装置及びそれを用いた露光装置 |
| JP2005268293A (ja) * | 2004-03-16 | 2005-09-29 | Psc Kk | 微小移動機構 |
| JP2006309654A (ja) * | 2005-05-02 | 2006-11-09 | Psc Kk | 気体制御回転移動装置及び気体制御アクチュエータ |
| JP2011522397A (ja) * | 2008-04-25 | 2011-07-28 | エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． | 真空内使用のためのロボット |
| CN108877871A (zh) * | 2018-04-12 | 2018-11-23 | 天津大学 | 一种驱动器内置式两自由度精密定位平台 |
-
2000
- 2000-09-29 JP JP2000298564A patent/JP2002107479A/ja not_active Withdrawn
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP4500507B2 (ja) * | 2003-05-20 | 2010-07-14 | キヤノン株式会社 | 移動案内装置及びそれを用いた露光装置 |
| JP2005268293A (ja) * | 2004-03-16 | 2005-09-29 | Psc Kk | 微小移動機構 |
| JP2006309654A (ja) * | 2005-05-02 | 2006-11-09 | Psc Kk | 気体制御回転移動装置及び気体制御アクチュエータ |
| JP2011522397A (ja) * | 2008-04-25 | 2011-07-28 | エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． | 真空内使用のためのロボット |
| US8614786B2 (en) | 2008-04-25 | 2013-12-24 | Asml Netherlands B.V. | Robot for in-vacuum use |
| CN108877871A (zh) * | 2018-04-12 | 2018-11-23 | 天津大学 | 一种驱动器内置式两自由度精密定位平台 |
| CN108877871B (zh) * | 2018-04-12 | 2020-10-02 | 天津大学 | 一种驱动器内置式两自由度精密定位平台 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20071204 |