JP2002184662A - ステージ装置及び露光装置 - Google Patents

ステージ装置及び露光装置

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JP2002184662A
JP2002184662A JP2000358860A JP2000358860A JP2002184662A JP 2002184662 A JP2002184662 A JP 2002184662A JP 2000358860 A JP2000358860 A JP 2000358860A JP 2000358860 A JP2000358860 A JP 2000358860A JP 2002184662 A JP2002184662 A JP 2002184662A
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stage
axis
driven
guide
plane
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Keiichi Tanaka
慶一 田中
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Nikon Corp
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    • 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
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
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    • G03B27/32—Projection printing apparatus, e.g. enlarger, copying camera
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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 磁場の乱れが少なく、テーブルを多自由度に
駆動でき、位置制御精度を向上できるステージ装置を提
供する。 【解決手段】 ステージ部１０は、下方から順に、リニ
アモータによりＹ軸方向に駆動される下ステージ１１、
ピエゾアクチュエータ１５によりθZ方向に回動可能な
四角枠１３、リニアモータによりＸ軸方向に駆動される
上ステージ１７、ピエゾアクチュエータ２５ａ、２５
ｂ、２５ｃによりθX、θY、Ｚ方向に駆動する三角テー
ブル２３で構成されている。三角テーブル２３の上部に
は、ウェハを載置するウェハテーブル２７が固定され
る。これにより、ステージ装置１を６自由度に駆動でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、荷電粒子ビーム露
光装置等に用いられる精密移動・位置決め用のステージ
装置に関する。特には、磁場の乱れが少なく、テーブル
を多自由度に駆動でき、精度を向上できるステージ装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来よ
り、精密移動・位置決め用のステージ装置としては、様
々な形態のものが開発されている。
【０００３】光リソグラフィ装置では、Ｘ、Ｙ及びθZ
駆動可能な３自由度ステージの上に、θX、θY及びＺ駆
動可能な３自由度テーブルを搭載したステージ装置が使
用されている。光リソグラフィ装置は、投影ビームの位
置を動的に補正する光学系を有していない。そこで、ス
テージの同期精度を極限まで向上させる必要があり、上
述のような２段重ねのシンプルな構成として精度を確保
する方式が好ましい。このステージ装置の駆動手段とし
ては、安価な電磁力を利用したＶＣＭ（ローレンツ型）
や電磁石（ＥＩコア）が一般的である。このようなステ
ージ装置は、消費電力が少なく、寿命が長い。また、こ
のようなステージ装置は線形性若しくは線形容易性を持
っており、制御が比較的容易であるため、光リソグラフ
ィでは、広く一般的に使用されている。
【０００４】しかしながら、このようなステージ装置を
荷電粒子線露光装置に使用すると、以下のような問題が
ある。 （１）駆動手段として、ＶＣＭや電磁石を用いるため、
ステージの移動に伴い磁場変動が相当程度発生する。そ
のため、荷電粒子ビームが磁場変動の影響を受けてしま
い、パターン転写精度が低下する。 （２）ステージやその駆動源等に磁性・導電性の部材を
用いている場合にも、ステージの移動に伴い磁場が相当
程度変動する。
【０００５】また、特開昭６２−１８２６９２には、
Ｘ、Ｙ駆動可能なステージの一例として、ボックス型の
エアベアリング（気体軸受）を有する２軸エアステージ
装置が開示されている。図８は、特開昭６２−１８２６
９２に開示されたステージ装置１４０を示す斜視図であ
る。このステージ装置１４０は定盤１４１を備える。定
盤１４１上には、２つのボックス型をしたベースガイド
１４２が載置されている。ベースガイド１４２の内面に
は、永久磁石板が貼着されており、モータヨーク１４２
ａを形成している。２つのベースガイド１４２の上部に
は、各々ボックス型をしたコイルボビン１４３が嵌合さ
れている。これらのモータヨーク１４２ａとコイルボビ
ン１４３はリニアモータを構成しており、Ｘ方向に移動
できる。
【０００６】２つのコイルボビン１４３の間には、ボッ
クス型をした可動ガイド１４４が掛け渡されている。可
動ガイド１４４の内面には、永久磁石板が貼着されてお
り、モータヨーク１４４ａを形成している。可動ガイド
１４４の上部には、ボックス型をしたコイルボビン１４
５が嵌合されている。これらのモータヨーク１４４ａと
コイルボビン１４５はリニアモータを構成しており、Ｙ
方向に移動できる。なお、コイルボビン１４５上には、
ウェハ等を載置するステージ１４６が設置されている。
【０００７】このステージ装置１４０のコイルボビン１
４３、１４５の内側の各面には、それぞれモータヨーク
１４２ａ、１４４ａに対向した位置に空気噴出し孔（図
示せず）が設けられている。空気噴出し孔からコイルボ
ビン１４３、１４５とモータヨーク１４２ａ、１４４ａ
の隙間に空気を噴出させることにより、空気軸受を構成
している。
【０００８】しかしながら、このようなステージ装置を
荷電粒子線露光装置に使用すると、以下のような問題が
ある。 （１）駆動手段として、ＶＣＭや電磁石を用いるため、
ステージの移動に伴い磁場変動が相当程度発生する。そ
のため、荷電粒子ビームが磁場変動の影響を受けてしま
い、パターン転写精度が低下する。 （２）このステージ装置１４０は、ガイドに沿って動く
１つの軸（ベースガイド１４２及びコイルボビン１４
３）が在り、その軸上にもう１つの軸（可動ガイド１４
４及びコイルボビン１４５）を積み重ねた構造になって
いる。つまり、一方の可動軸の上部に他方の可動軸を積
み重ねるいわゆる積み重ね構造であり、下側の可動軸が
大型になってしまう。
【０００９】そこで、ステージ装置１４０の可動ガイド
１４４の内面の永久磁石板を割愛し、コイルボビン１４
５の替わりに可動ガイド１４４上をＹ方向に自由に移動
できるステージ１４５′を備える１軸駆動のＨ型ステー
ジ装置を２つ用意し、この２つの１軸駆動のＨ型ステー
ジ装置を９０度回転させて配置したＸ、Ｙ駆動可能なス
テージが開発されている。このステージ装置において
は、２つのステージ１４５′は上下に配置され、それぞ
れが剛に固定されている。このステージ装置は、駆動源
が可動ガイドの両端に配置されているので、磁場変動が
少なく、パターン転写精度を向上できる。
【００１０】しかしながら、このステージ装置において
は、２つのステージが剛に固定されているので、過剰拘
束となっている。そのため、一方のステージを駆動する
際には、他方のステージ動作の影響を受け、ステージの
位置制御精度が低下してしまう。また、２つのステージ
を剛に固定する場合には、２つのＨ型ステージ装置の組
み立てに非常に高い精度が要求される。
【００１１】本発明は、このような問題に鑑みてなされ
たものであって、磁場の乱れが少なく、テーブルを多自
由度に駆動でき、位置制御精度を向上できるステージ装
置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明の１つの態様のステージ装置は、 ある平面
（ＸＹ平面）内で移動・位置決めされるＸＹステージ
と、 該ステージ上に搭載され、θZ方向（Ｚ軸周り）
に駆動される第１テーブルと、 該第１テーブル上に搭
載され、θX方向（Ｘ軸周り）、θY方向（Ｙ軸周り）及
びＺ方向に駆動される第２テーブルと、 を具備するこ
とを特徴とする。
【００１３】このような構成により、多自由度なステー
ジ装置を実現できる。また、いくつかの駆動軸を別々の
テーブルに設けることにより、ステージやテーブルの制
御がしやすくなり、精度を向上できる。
【００１４】本発明の他の態様のステージ装置は、 あ
る平面内（ＸＹ平面）で移動・位置決めされるＸＹステ
ージと、 該ステージ上に搭載され、θX方向（Ｘ軸周
り）、θY方向（Ｙ軸周り）及びＺ方向に駆動される第
１テーブルと、 該第１テーブル上に搭載され、θZ方
向（Ｚ軸周り）に駆動される第２テーブルと、 を具備
することを特徴とする。
【００１５】前記ステージ装置においては、 前記各テ
ーブルに複数の板バネが設けられており、駆動方向以外
の自由度が拘束されていることが好ましい。これによ
り、簡単な機構で、駆動方向以外の自由度を拘束でき
る。
【００１６】前記ステージ装置においては、 前記ステ
ージ、及び、ステージを駆動する駆動源等が非磁性・非
導電性の部材からなることが好ましい。
【００１７】これにより、磁場変動を少なくでき、本ス
テージ装置を荷電粒子線露光装置等に用いる場合には、
荷電粒子ビームに与える悪影響を低減することができ
る。ステージを構成する具体的な部材例としては、セラ
ミック、アルミナ、チタン等を挙げることができる。ス
テージ装置に用いる駆動源としては、一般的に、電磁力
型（ローレンツ型、ＥＩコア等）、磁歪型、超音波型、
機械型（カム等）、油空圧型、電歪型（ピエゾ）等が考
えられる。この中で、荷電粒子線露光装置に要求される
ＥＢリソグラフィー条件（非磁性）、高真空条件（低発
塵性）、制御性（線形性）、精度条件（サーボ性）等を
考慮すると、電歪型（ピエゾ）が有力である。
【００１８】本発明の他の態様のステージ装置は、 ス
テージをある平面（ＸＹ平面）内で移動・位置決めする
ステージ装置であって、 ある方向（Ｙ軸方向）に延び
る複数本の固定ガイド（Ｙ軸固定ガイド）と、 該Ｙ軸
固定ガイドの各々に沿ってＹ方向にスライドする複数の
スライダ（Ｙ軸スライダ）と、 該複数のＹ軸スライダ
の相互間に掛け渡された、他の方向（Ｘ軸方向）に延び
る移動ガイド（Ｘ軸移動ガイド）と、 該Ｘ軸移動ガイ
ドに沿ってＸ方向にスライドするＸ軸ステージと、 あ
る方向（Ｘ軸方向）に延びる複数本の固定ガイド（Ｘ軸
固定ガイド）と、 該Ｘ軸固定ガイドの各々に沿ってＸ
方向にスライドする複数のスライダ（Ｘ軸スライダ）
と、 該複数のＸ軸スライダの相互間に掛け渡された、
他の方向（Ｙ軸方向）に延びる移動ガイド（Ｙ軸移動ガ
イド）と、 該Ｙ軸移動ガイドに沿ってＹ方向にスライ
ドするＹ軸ステージと、 を具備し、 前記Ｘ軸ステー
ジとＹ軸ステージとが、光軸垂直面内において回転可能
な複数の板バネによって接続されていることを特徴とす
る。
【００１９】Ｘ軸ステージとＹ軸ステージとが板バネに
より接続されているので、お互いの動きは拘束されるこ
となく、スムーズにスライドでき、ステージの位置制御
精度を向上できる。
【００２０】本発明の露光装置は、 感応基板上にパタ
ーンを転写する露光装置であって、上記いずれかの態様
のステージ装置を備えることを特徴とする。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ説明す
る。まず、図７を参照しつつ本発明の実施の形態に係る
ステージ装置を搭載できる荷電粒子ビーム（電子線）露
光装置について説明する。なお、本発明に係るステージ
装置は、大気中で使用することもでき、荷電粒子ビーム
露光装置に限らず、様々な用途に使用できる。
【００２２】図７には、電子線露光装置１００が模式的
に示されている。電子線露光装置１００の上部には、光
学鏡筒１０１が示されている。光学鏡筒１０１の図の右
側には、真空ポンプ１０２が設置されており、光学鏡筒
１０１内を真空に保っている。
【００２３】光学鏡筒１０１の上部には、電子銃１０３
が配置されており、下方に向けて電子線を放射する。電
子銃１０３の下方には、順にコンデンサレンズ１０４、
電子線偏向器１０５、マスクＭが配置されている。電子
銃１０３から放射された電子線は、コンデンサレンズ１
０４によって収束される。続いて、偏向器１０５により
図の横方向に順次走査され、光学系の視野内にあるマス
クＭの各小領域（サブフィールド）の照明が行われる。
【００２４】マスクＭは、マスクステージ１１１の上部
に設けられたチャック１１０に静電吸着等により固定さ
れている。マスクステージ１１１は、定盤１１６に載置
されている。
【００２５】マスクステージ１１１には、図の左方に示
す駆動装置１１２が接続されている。駆動装置１１２
は、ドライバ１１４を介して、制御装置１１５に接続さ
れている。また、マスクステージ１１１の図の右方には
レーザ干渉計１１３が設置されている。レーザ干渉計１
１３は、制御装置１１５に接続されている。レーザ干渉
計１１３で計測されたマスクステージ１１１の正確な位
置情報が制御装置１１５に入力される。それに基づき、
制御装置１１５からドライバ１１４に指令が送出され、
駆動装置１１２が駆動される。このようにして、マスク
ステージ１１１の位置をリアルタイムで正確にフィード
バック制御することができる。
【００２６】定盤１１６の下方には、ウェハチャンバ１
２１が示されている。ウェハチャンバ１２１の図の右側
には、真空ポンプ１２２が設置されており、ウェハチャ
ンバ１２１内を真空に保っている。ウェハチャンバ１２
１内には、上方からコンデンサレンズ１２４、偏向器１
２５、ウェハWが配置されている。
【００２７】マスクＭを通過した電子線は、コンデンサ
レンズ１２４により収束される。コンデンサレンズ１２
４を通過した電子線は、偏向器１２５により偏向され、
ウェハW上の所定の位置にマスクＭの像が結像される。
【００２８】ウェハWは、ウェハステージ１３１の上部
に設けられたチャック１３０に静電吸着等により固定さ
れている。ウェハステージ１３１は、定盤１３６に載置
されている。
【００２９】ウェハステージ１３１には、図の左方に示
したように駆動装置１３２が接続されている。駆動装置
１３２は、ドライバ１３４を介して、制御装置１１５に
接続されている。また、ウェハステージ１３１の図の右
方にはレーザ干渉計１３３が設置されている。レーザ干
渉計１３３は、制御装置１１５に接続されている。レー
ザ干渉計１３３で計測されたウェハステージ１３１の正
確な位置情報が制御装置１１５に入力される。それに基
づき、制御装置１１５からドライバ１３４に指令が送出
され、駆動装置１３２が駆動される。このようにして、
ウェハステージ１３１の位置をリアルタイムで正確にフ
ィードバック制御することができる。
【００３０】次に、図を参照しつつ、本発明の第１の実
施の形態に係るステージ装置について説明する。図２
は、本発明の第１の実施の形態に係るステージ装置を示
す平面図である。図２には、定盤３等に載置されたステ
ージ装置１が示されている。このステージ装置１は、図
７の露光装置におけるウェハステージ１３１にあたる。
ステージ装置１の中央部には、ステージ部１０が設けら
れている。ステージ部１０は、詳しくは後述するが、下
ステージ１１（リニアモータ７９ａ、７９ｂによりＹ軸
方向に駆動される）や上ステージ１７（リニアモータ７
９ａ′、７９ｂ′によりＸ軸方向に駆動される）等で構
成されている。
【００３１】下ステージ１１には、気体軸受（図５を参
照しつつ後述）を介して、Ｘ軸方向に延びるＸ軸移動ガ
イド５が嵌合されている。Ｘ軸移動ガイド５の両端に
は、Ｙ方向にスライド可能なＹ軸スライダ７が設けられ
ている。各Ｙ軸スライダ７には、気体軸受（図５を参照
しつつ後述）を介して、Ｙ軸方向に延びるＹ軸固定ガイ
ド８が嵌合されている。各固定ガイド８の両端には、ガ
イド固定部９が設けられており、各固定ガイド８は定盤
３に固定されている。
【００３２】上ステージ１７には、気体軸受（図５を参
照しつつ後述）を介して、Ｙ軸方向に延びるＹ軸移動ガ
イド５′が嵌合されている。Ｙ軸移動ガイド５′の両端
には、Ｘ方向にスライド可能なＸ軸スライダ７′が設け
られている。Ｘ軸スライダ７′には、気体軸受（図５を
参照しつつ後述）を介して、Ｘ軸方向に延びるＸ軸固定
ガイド８′が嵌合されている。各固定ガイド８′の両端
には、ガイド固定部９′が設けられており、各固定ガイ
ド８′は定盤３に固定されている。
【００３３】Ｙ軸スライダ７及びＸ軸スライダ７′に
は、詳しくは後述するように、リニアモータ７９ａ、７
９ｂ、７９ａ′、７９ｂ′が設けられている。これらの
内、リニアモータ７９ａ、７９ｂを駆動することによ
り、Ｙ軸スライダ７及び下ステージ１１をＹ方向に駆動
できる。一方、リニアモータ７９ａ′、７９ｂ′を駆動
することにより、Ｘ軸スライダ７′及び上ステージ１１
をＸ方向に駆動できる。
【００３４】以下、各部について詳しく説明する。ま
ず、図１を参照しつつ、ステージ部１０について詳しく
説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態に係るス
テージ装置のステージ部の構成を示す分解斜視図であ
る。図１には、本発明の第１の実施の形態に係るステー
ジ装置１のステージ部１０の構成が示されている。
【００３５】ステージ部１０は、Ｚ方向の下方から順
に、以下の各部で構成されている。 （１）Ｙ軸方向に駆動される下ステージ１１ （２）ピエゾアクチュエータ１５によりθZ方向に回動
可能な四角枠１３ （３）Ｘ軸方向に駆動される上ステージ１７ （４）ピエゾアクチュエータ２５ａ、２５ｂ、２５ｃに
よりθX、θY、Ｚ方向に駆動する三角テーブル２３ （５）三角テーブル２３の上部に固定され、ウェハWを
載置するウェハテーブル２７ これらの構成により、ステージ装置１を６自由度で駆動
できる。
【００３６】各部について順次説明する。ステージ部１
０の下部には、移動ガイド５（図２参照）上をＸ軸方向
にスライド可能な中空のボックス型をした下ステージ１
１が設けられている。下ステージ１１の上部には、四角
い枠状をした四角枠１３が載置されている。四角枠１３
のＸ方向の両端部には、ピエゾアクチュエータ１５が１
つずつ設けられている。ピエゾアクチュエータ１５の一
端１５ａは、四角枠１３に固定されている。ピエゾアク
チュエータ１５の他端１５ｂは、ピン等により、下ステ
ージ１１に回動可能に係止されている。このピエゾアク
チュエータ１５の伸縮により、四角枠１３をθZ方向に
回転させることができる。
【００３７】四角枠１３の上部には、移動ガイド５′上
をＹ軸方向にスライド可能な中空のボックス型をした上
ステージ１７が示されている。上ステージ１７のＸ方向
の両端部には、短い板バネ１９が２つずつ横に並べて配
置されている。上ステージ１７は、その下部が四角枠１
３の枠内に嵌合されて、短い板バネ１９で四角枠１３に
固定される。上ステージ１７の大きさは、四角枠１３の
枠の大きさよりも十分小さく、四角枠１３がθZ方向に
回動した際に干渉しないようになっている。ここで、短
い板バネ１９はＹ方向にのみ変形する。そのため、四角
枠１３は、上ステージ１７にＸＺ方向の動きを拘束され
るが、Ｙ方向には移動可能である。
【００３８】上ステージ１７のＸ方向の両端面の短い板
バネ１９の上方には、長い板バネ２１ａ、２１ｂが固定
されている。Ｘ軸の正方向に設けられた長い板バネ２１
ａは、上ステージ１７側が２又になっている。上ステー
ジ１７は、長い板バネ２１ａ、２１ｂにより、下ステー
ジ１１に固定されている。これにより、基準の下ステー
ジ１１に対して、上ステージ１７の直角度がある程度許
容できる。また、四角枠１３は、下ステージ１１に対し
て、回転のみの自由度を得ることができる。
【００３９】上ステージ１７の上方には、ある厚さを有
する三角形のような形状をした三角テーブル２３が示さ
れている。三角テーブル２３には、３つの孔２３ａが設
けられており、軽量化が図られている。三角テーブル２
３の３つの頂点に相当する部分の下面には、ピエゾアク
チュエータ２５ａ、２５ｂ、２５ｃが下方に向けて設け
られている。三角テーブル２３のＸ軸の正方向に設けら
れたピエゾアクチュエータ２５ａは、長い板バネ２１ａ
の２又になっている部分を通過して、四角枠１３のＸ軸
の正方向の枠の中央部の上面１３ａに固定される。三角
テーブル２３のＸ軸の負方向に設けられたピエゾアクチ
ュエータ２５ｂ、２５ｃは、長い板バネ２１ｂの脇を通
過して、四角枠１３のＸ軸の負方向の枠の端部付近の上
面１３ｂ、１３ｃに固定される。
【００４０】三角テーブル２３の駆動方法について説明
する。ピエゾアクチュエータ２５ａ、２５ｂ、２５ｃを
同じ長さだけ伸縮させることにより、三角テーブル２３
をＺ方向に駆動できる。また、ピエゾアクチュエータ２
５ａと、ピエゾアクチュエータ２５ｂ及び２５ｃを相対
的に伸縮させることにより、三角テーブル２３をθY方
向に駆動できる。例えば、ピエゾアクチュエータ２５ａ
を固定、若しくは縮めた状態にし、ピエゾアクチュエー
タ２５ｂ及び２５ｃを伸ばすことにより、三角テーブル
２３をθY方向の正方向に駆動できる。さらに、ピエゾ
アクチュエータ２５ｂと２５ｃを相対的に伸縮させるこ
とにより、三角テーブル２３をθX方向に駆動できる。
例えば、ピエゾアクチュエータ２５ｂを固定、若しくは
縮めた状態にし、ピエゾアクチュエータ２５ｃを伸ばす
ことにより、三角テーブル２３をθX方向の負方向に駆
動できる。なお、３つのピエゾアクチュエータ２５ａ、
２５ｂ、２５ｃは独立に制御することができ、上記の動
作を組み合わせて、三角テーブル２３に様々な制御を加
えることができる。
【００４１】この実施の形態においては、テーブルを三
角形にしたが、本発明はこれに限定されるものではな
く、様々な形状に変更できる。また、この実施の形態に
おいては、３個のピエゾアクチュエータ２５ａ、２５
ｂ、２５ｃで３自由度に駆動するテーブルを用いたが、
６個のピエゾアクチュエータで６自由度に駆動するテー
ブルを用いることもできる。
【００４２】三角テーブル２３の上方には、ウェハを載
置するウェハテーブル２７が示されている。ウェハテー
ブル２７上には、図示はしていないが、静電チャック等
のウェハ保持装置があり、ウェハＷを固定している。ウ
ェハテーブル２７上のウェハＷの脇には、ウェハテーブ
ル２７のＸ、Ｙ方向の位置を確認するためのマークプレ
ート２８が載置されている。ウェハテーブル２７の端面
の２箇所には、移動鏡２９ａ、２９ｂが設置されてい
る。移動鏡２９ａ、２９ｂの外側の側面は高精度に研磨
されており、図７に示したレーザ干渉計１３３等の反射
面として利用される。
【００４３】図３、４、５を参照しつつ、図２のＸ軸の
正方向に示されたスライダ７と固定ガイド８の構成につ
いて詳しく説明する。なお、図１のＸ軸の負方向に示さ
れたスライダ７と固定ガイド８、及び、スライダ７′と
固定ガイド８′も同様の構成を有する。図３は、固定ガ
イドの構成を示す側面図である。図４は、図３のＡ−Ａ
断面を示す図である。図５は、スライダに設けられた気
体軸受の構成を示す分解斜視図である。
【００４４】図３には、ステージ装置１の固定ガイド８
が示されている。固定ガイド８は、中央部のシリンダガ
イド６１と、その上下に配置されたマグネット６３、６
５からなる。シリンダガイド６１の両端は、軸受６７を
介して、ガイド固定部９に固定されている。ガイド固定
部９のシリンダガイド６１との接触面の上下には、エア
パッド（気体軸受）５１が１つずつ付設されている。エ
アパッド５１の周囲には、図示せぬ溝（ガードリング）
が設けられている。このエアパッド５１は、シリンダガ
イド６１を上下から挟み、各ガイド固定部９の中央に係
止させるためのものである。マグネット６３、６５は、
Ｙ方向に長く、平たいコの字型をしており、その開口側
がステージ装置の外側に向けて配置されている。シリン
ダガイド６１には、気体軸受を介して、スライダ７が嵌
合されている。
【００４５】スライダ７の中央部には、図４に示すよう
に、四角い筒型をしたシリンダ７１が設けられており、
シリンダガイド６１に嵌合している。シリンダ７１の図
の右側には、ある厚さを有する平板状のスライダプレー
ト７３が設けられている。スライダプレート７３の図の
左側面の上下には、Ｔ字型をしたＸ方向に延びるコイル
ジョイント７５ａ、７５ｂが側方に向けて突設されてい
る。コイルジョイント７５ａ、７５ｂの先には、長方形
の平板状をしたモータコイル７７ａ、７７ｂが設けられ
ている。モータコイル７７ａ、７７ｂが、マグネット６
３、６５のコの字の中に嵌め込まれており、Ｙ方向駆動
用のリニアモータ７９ａ、７９ｂを形成する。リニアモ
ータ７９ａ、７９ｂの駆動力の合点は、スライダ７の重
心位置とほぼ一致しているので、重心部に駆動力を与え
ることができ、高精度・高速に位置制御ができる。な
お、図には示さないが、スライダ７には、モータコイル
７７ａ、７７ｂを制御する電気配線及び冷却媒体を循環
させる配管等が取り付けられている。
【００４６】図５を参照しつつ、気体軸受の構成につい
て説明する。図５には、シリンダガイド６１に嵌合され
たシリンダ７１が示されている。シリンダ７１の上方に
は、シリンダ７１の上面７１ａが分解されて示されてい
る。なお、図５においては、気体軸受の構成の一例とし
て、シリンダガイド６１とシリンダ７１の気体軸受の構
成について説明するが、他の気体軸受についても同様の
構成を用いることができる。ただし、本発明の気体軸受
の構成は、これに限定されるものではなく、様々な形態
のものを用いることができる。
【００４７】シリンダ上面７１ａの摺動面の両端には、
多孔オリフィス性の部材からなるエアパッド５１が２個
付設されている。２つのエアパッド５１の間には、エア
供給溝５１ｃが長手方向の中央部に直線状に形成されて
いる。各エアパッド５１及びエア供給溝５１ｃの外周に
は、エアを大気に開放する大気開放ガードリング（溝）
５２、低真空（Low Vacuum）排気を行う低真空ガードリ
ング５３、高真空（High Vacuum）排気を行う高真空ガ
ードリング５５が順に形成されている。各ガードリング
５２、５３、５５の端部は半円状をしており、中央部分
は長手方向に延びる直線状をしている。
【００４８】シリンダガイド６１の内部には、各エアパ
ッド５１やガードリング５２、５３、５５にエアの供給
・回収・排気を行う通路が形成されている。シリンダガ
イド６１の断面の図５の左上と右下には、高真空排気通
路５５ａが長手方向に貫通するように形成されている。
高真空排気通路５５ａの側方には、Ｌ字型をした低真空
排気通路５３ａが長手方向に貫通するように形成されて
いる。低真空排気通路５３ａの側方には、Ｌ字型をした
大気開放通路５２ａが長手方向に貫通するように形成さ
れている。２つの大気開放通路５２ａに挟まれた中央部
分は、エアパッド５１にエアを供給するエア供給通路５
１ａが長手方向に貫通するように形成されている。
【００４９】通路５５ａ、５３ａ、５２ａ、５１ａのシ
リンダガイド６１の側面の中央部分には、孔５５ｂ、５
３ｂ、５２ｂ、５１ｂが形成されている。各孔は各ガー
ドリング５２、５３、５５及びエア供給溝５１ｃに連通
し、エアの供給・回収・排気を行う。各ガードリング５
２、５３、５５及びエア供給溝５１ｃの中央部分は直線
状となっている。したがって、シリンダ７１がＹ軸上を
動いても、各孔が各ガードリング５２、５３、５５及び
エア供給溝５１ｃから外れることはないので、常に各孔
からのエア供給・回収・排気を行うことができる。
【００５０】エア供給通路５１ａからエア供給溝５１ｃ
にエアが供給され、エアパッド５１からエアが噴出され
る。噴出されたエアは、大気開放ガードリング５２を介
して、大気開放通路５２ａから大気に開放される。大気
開放ガードリング５２から洩れた気体は、低真空ガード
リング５３を介して、低真空排気通路５３ａから排気さ
れる。さらに高真空ガードリング５５を介して、高真空
排気通路５５ａから排気される。このようにして、エア
パッドの空気が高真空に保たれているウェハチャンバー
内にあまり洩れ出さないようになっている。
【００５１】この実施の形態においては、図２に示した
移動ガイド５、５′の一方の端部のスライダの上下及び
両側面に気体軸受を配置する。そして、他方の端部のス
ライダには、上下面のみに気体軸受を配置する。こうす
ることにより、最小限のエアパッドで移動ガイド及びス
テージをＸＹＺ方向にガイドできる。
【００５２】次に、図を参照しつつ、本発明の第２の実
施の形態に係るステージ装置について説明する。図６
は、本発明の第２の実施の形態に係るステージ部を示す
斜視図である。図６には、本発明の第２の実施の形態に
係るステージ部１０′が示されている。
【００５３】ステージ部１０′の下方には、下ステージ
１１が示されている。下ステージ１１の上部には、上ス
テージ１７が載置されている。上ステージ１７のＸ方向
の両端面には、長い板バネ２１ａ、２１ｂが固定されて
いる。上ステージ１７のＸ軸の正方向に設けられた長い
板バネ２１ａは、上ステージ１７側が２又になってい
る。上ステージ１７は、長い板バネ２１ａ、２１ｂによ
り、下ステージ１１に固定されている。
【００５４】上ステージ１７の上方には、ある厚さを有
する長方形をした下プレート８１が設けられている。下
プレート８１の下面には、３つのピエゾアクチュエータ
２５ａ、２５ｂ、２５ｃが下方に向けて設けられてい
る。下プレート８１のＸ軸の正方向に設けられたピエゾ
アクチュエータ２５ａは、長い板バネ２１ａの２又にな
っている部分を通過して、下ステージ１１の上面に固定
される。下プレート８１のＸ軸の負方向に設けられたピ
エゾアクチュエータ２５ｂ、２５ｃは、長い板バネ２１
ｂの脇を通過して、下ステージ１１の上面に固定され
る。
【００５５】ピエゾアクチュエータ２５ａ、２５ｂ、２
５ｃを同じ長さだけ伸縮させることにより、下プレート
８１をＺ方向に駆動できる。ピエゾアクチュエータ２５
ａと、ピエゾアクチュエータ２５ｂ及び２５ｃを相対的
に伸縮させることにより、下プレート８１をθY方向に
駆動できる。ピエゾアクチュエータ２５ｂと２５ｃを相
対的に伸縮させることにより、下プレート８１をθX方
向に駆動できる。
【００５６】下プレート８１の上方には、ある厚さを有
する長方形をした上プレート８３が設けられている。上
プレート８３のＸ方向の両端面には、ピエゾアクチュエ
ータ１５が１つずつ設けられている。ピエゾアクチュエ
ータ１５の一方の端部１５ａは、上プレート８３に固定
されている。ピエゾアクチュエータ１５の他方の端部１
５ｂは、ピン等により、下プレート８１に回動可能に係
止されている。このピエゾアクチュエータ１５の伸縮に
より、上プレート８３をθZ方向に回転させることがで
きる。上プレート８３には、ウェハテーブル等が載置さ
れる。
【００５７】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、磁場の乱れが少なく、テーブルを多自由度に
駆動でき、精度を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るステージ装置
のステージ部の構成を示す分解斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係るステージ装置
を示す平面図である。
【図３】固定ガイドの構成を示す側面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ断面を示す図である。
【図５】スライダに設けられた気体軸受の構成を示す分
解斜視図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係るステージ部を
示す斜視図である。
【図７】本発明の実施の形態に係るステージ装置を搭載
できる荷電粒子ビーム（電子線）露光装置を示す図であ
る。
【図８】特開昭６２−１８２６９２に開示されたステー
ジ装置１４０を示す斜視図である。
【符号の説明】
１ ステージ装置 １０ ステージ
部 １１ 下ステージ １３ 四角枠 １５、２５ａ、２５ｂ、２５ｃ ピエゾアクチュエータ １７ 上ステージ １９、２１ａ、
２１ｂ 板バネ ２３ 三角テーブル ２７ ウェハテ
ーブル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 21/30 ５０３Ａ Ｆターム(参考） 2F078 CA02 CA08 CB02 CB05 CB08 CB12 CB14 2H097 CA16 DB20 KA28 LA10 5F031 CA02 HA53 KA06 LA04 LA06 LA10 MA27 5F046 CC01 CC03 CC05 CC06 CC16 CC18 5F056 AA22 EA14 FA07

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ある平面（ＸＹ平面）内で移動・位置決
    めされるＸＹステージと、 該ステージ上に搭載され、θZ方向（Ｚ軸周り）に駆動
    される第１テーブルと、 該第１テーブル上に搭載され、θX方向（Ｘ軸周り）、
    θY方向（Ｙ軸周り）及びＺ方向に駆動される第２テー
    ブルと、 を具備することを特徴とするステージ装置。
  2. 【請求項２】 ある平面内（ＸＹ平面）で移動・位置決
    めされるＸＹステージと、 該ステージ上に搭載され、θX方向（Ｘ軸周り）、θY方
    向（Ｙ軸周り）及びＺ方向に駆動される第１テーブル
    と、 該第１テーブル上に搭載され、θZ方向（Ｚ軸周り）に
    駆動される第２テーブルと、 を具備することを特徴とするステージ装置。
  3. 【請求項３】 前記各テーブルに複数の板バネが設けら
    れており、駆動方向以外の自由度が拘束されていること
    を特徴とする請求項１又は２記載のステージ装置。
  4. 【請求項４】 前記ステージ、及び、ステージを駆動す
    る駆動源等が非磁性・非導電性の部材からなることを特
    徴とする請求項１〜３いずれか１項記載のステージ装
    置。
  5. 【請求項５】 ステージをある平面（ＸＹ平面）内で移
    動・位置決めするステージ装置であって、 ある方向（Ｙ軸方向）に延びる複数本の固定ガイド（Ｙ
    軸固定ガイド）と、 該Ｙ軸固定ガイドの各々に沿ってＹ方向にスライドする
    複数のスライダ（Ｙ軸スライダ）と、 該複数のＹ軸スライダの相互間に掛け渡された、他の方
    向（Ｘ軸方向）に延びる移動ガイド（Ｘ軸移動ガイド）
    と、 該Ｘ軸移動ガイドに沿ってＸ方向にスライドするＸ軸ス
    テージと、 ある方向（Ｘ軸方向）に延びる複数本の固定ガイド（Ｘ
    軸固定ガイド）と、 該Ｘ軸固定ガイドの各々に沿ってＸ方向にスライドする
    複数のスライダ（Ｘ軸スライダ）と、 該複数のＸ軸スライダの相互間に掛け渡された、他の方
    向（Ｙ軸方向）に延びる移動ガイド（Ｙ軸移動ガイド）
    と、 該Ｙ軸移動ガイドに沿ってＹ方向にスライドするＹ軸ス
    テージと、 を具備し、 前記Ｘ軸ステージとＹ軸ステージとが、光軸垂直面内に
    おいて回転可能な複数の板バネによって接続されている
    ことを特徴とするステージ装置。
  6. 【請求項６】 感応基板上にパターンを転写する露光装
    置であって、請求項１〜５いずれか１項記載のステージ
    装置を備えることを特徴とする露光装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007095943A (ja) * 2005-09-28 2007-04-12 Sumitomo Heavy Ind Ltd ステージ装置

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050189901A1 (en) * 2002-10-04 2005-09-01 Nikon Corporation Stage devices and exposure systems comprising same
US7381970B2 (en) * 2005-01-31 2008-06-03 Summer Schneider Specimen stage for charged-particle scanning microscopy
DE102006008075A1 (de) * 2005-04-19 2006-10-26 Kleo Halbleitertechnik Gmbh & Co Kg Belichtungsanlage
US7283201B2 (en) * 2005-10-25 2007-10-16 Nikon Corporation Devices and methods for sensing secure attachment of an object onto a chuck
DE102006008080A1 (de) 2006-02-22 2007-08-30 Kleo Maschinenbau Ag Belichtungsanlage
TWI454859B (zh) * 2006-03-30 2014-10-01 尼康股份有限公司 移動體裝置、曝光裝置與曝光方法以及元件製造方法
NL1032371C2 (nl) * 2006-08-28 2008-02-29 Assembleon Bv Verplaatsingsinrichting alsmede componentplaatsingsinrichting.
US7898204B2 (en) * 2007-01-05 2011-03-01 Active Precision, Inc. High-speed substrate manipulator
US20100105479A1 (en) * 2008-10-23 2010-04-29 Microsoft Corporation Determining orientation in an external reference frame
NL2027357B1 (en) 2021-01-20 2022-07-28 Univ Delft Tech An XY stage

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62182692A (ja) 1986-02-06 1987-08-11 オムロン株式会社 Ｘｙステ−ジ
US4891526A (en) * 1986-12-29 1990-01-02 Hughes Aircraft Company X-Y-θ-Z positioning stage
US4916340A (en) * 1988-01-22 1990-04-10 Canon Kabushiki Kaisha Movement guiding mechanism
US5672816A (en) * 1992-03-13 1997-09-30 Park Scientific Instruments Large stage system for scanning probe microscopes and other instruments
US6044705A (en) * 1993-10-18 2000-04-04 Xros, Inc. Micromachined members coupled for relative rotation by torsion bars
US5623853A (en) * 1994-10-19 1997-04-29 Nikon Precision Inc. Precision motion stage with single guide beam and follower stage
US5806193A (en) * 1995-11-09 1998-09-15 Nikon Corporation Tilt and movement apparatus using flexure and air cylinder
JP3890136B2 (ja) * 1997-03-25 2007-03-07 キヤノン株式会社 露光装置とこれを用いたデバイス製造方法、ならびにステージ装置
US6196896B1 (en) * 1997-10-31 2001-03-06 Obsidian, Inc. Chemical mechanical polisher
JP4194160B2 (ja) * 1998-02-19 2008-12-10 キヤノン株式会社 投影露光装置
US6144118A (en) * 1998-09-18 2000-11-07 General Scanning, Inc. High-speed precision positioning apparatus
US6484602B1 (en) * 1999-06-21 2002-11-26 National Institute Of Standards And Technology Six-degree of freedom micro-positioner
US6437463B1 (en) * 2000-04-24 2002-08-20 Nikon Corporation Wafer positioner with planar motor and mag-lev fine stage
US6466324B1 (en) * 2000-06-30 2002-10-15 International Business Machines Corporation Servo guided stage system with yaw sensor

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007095943A (ja) * 2005-09-28 2007-04-12 Sumitomo Heavy Ind Ltd ステージ装置
JP4689423B2 (ja) * 2005-09-28 2011-05-25 住友重機械工業株式会社 ステージ装置

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