JPH0817900A - 精密ステージ装置およびこれを用いた露光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 軽量かつ高精度で安定性もすぐれたレチクル
ステージ。 【構成】 上面にレチクルＲ₁ を保持するレチクル保持
盤２のＹ軸方向の位置決めとＺ軸のまわりの回転角度θ
は、その両端に枢着された左サブステージ３と右サブス
テージ４をＹ軸方向へ駆動するＹアクチュエータ６，７
によって行なわれ、また、レチクル保持盤２のＸ軸方向
の位置決めは右サブステージ４をＸ軸方向へ駆動するＸ
アクチュエータ５によって行なわれる。Ｘアクチュエー
タ５および両Ｙアクチュエータ６，７の駆動部材５１，
６１，７１は左右のサブステージ３，４に設けられた案
内溝４２，３２，４３に沿って駆動方向と直角に案内さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体露光装置、各種
精密加工機あるいは各種精密測定機等に用いられる精密
ステージ装置およびこれを用いた露光装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】半導体露光装置や各種精密加工機あるい
は各種精密測定機等においては、レチクル等の原版やウ
エハ等基板、その他の被加工物や被測定物等を極めて高
精度で位置決めし、かつ、位置決めされた状態で安定保
持することのできる精密ステージ装置が必要である。

【０００３】図７は半導体露光装置のうちでステッパー
と呼ばれている縮小投影型の露光装置の一従来例を示す
もので、これは、露光されるウエハＷ₀ の位置決めを行
なうウエハージＷＳと、その上方でレチクルＲ₀ の位置
決めを行なうレチクルステージＲＳと、レチクルＲ₀ を
通って照射される露光光Ｐ₀ をウエハＷ₀ に結像させる
投影レンズ系Ｌを有する。

【０００４】ウエハステージＷＳはウエハＷ₀ をステッ
プ移動させる粗動ステージ機構ＣＳとウエハアライメン
ト光学系ＷＡの出力に基づいてウエハＷ₀ を微小量だけ
移動させて露光光Ｐ₀ の光軸に対する最終的位置決めを
行なう微動ステージ機構ＦＳを備えており、また、レチ
クルステージＲＳは、露光光Ｐ₀ の光軸に対するレチク
ルＲ₀ の位置ずれを検出するレチクルアライメント光学
系ＲＡの出力に基づいて駆動される。投影レンズ系Ｌの
露光光Ｐ₀ の光軸に対する位置合わせは、オフアクシス
光学系ＬＡによって投影レンズ系Ｌの位置ずれを検出
し、鏡筒駆動装置ＬＤによって投影レンズ系Ｌの鏡筒を
移動させることによって行なわれる。

【０００５】レチクルステージＲＳやウエハステージＷ
Ｓの微動ステージ機構ＦＳは、レチクルＲ₀ やウエハＷ
₀ を露光光Ｐ₀ の光軸に沿った方向（以下、「Ｚ軸方
向」という。）に直交する２軸の方向（以下、それぞ
れ、「Ｘ軸方向」、「Ｙ軸方向」という。）の位置決め
を高精度で行なうとともに、レチクルＲ₀ やウエハＷ₀
のＺ軸のまわりの回転角度（以下、「θ軸方向」とい
う。）を高精度で制御する精密ステージ装置からなり、
特にレチクルステージＲＳを構成する精密ステージ装置
については以下のような厳しい性能・作用・機能を要求
される。

【０００６】（１） Ｘ軸方向およびＹ軸方向の位置決
め誤差の許容値は２５ｎｍ、θ軸方向の位置決め誤差の
許容値は０．５μｒａｄ程度である。

【０００７】（２） このような高い位置決め精度に対
して比較的大きいストロークが要求される。例えばＸ軸
方向およびＹ軸方向のストロークはそれぞれ±１ｍｍ、
θ軸方向のストロークは±１゜程度が必要であり、従っ
て、約８×１０⁴ 程度のダイナミックレンジが要求され
る。その理由は、レチクルの外形に対するレチクルパタ
ーンの位置の精度がラフであり、レチクルステージに搬
入されるときのレチクルの位置決めはまずその外形に基
づいて行なわれるためである。

【０００８】（３） レチクルの交換に消費する時間を
短縮して露光装置のスループットを向上させるために、
レチクルの最終位置決めを行なう精密ステージ装置の駆
動回数が２回以内であるのが望ましい。このためには、
精密ステージ装置の各駆動部にガタやヒステリシスがな
いことすなわちスティックスリップを起こさせないこと
と各駆動部の送り量が正確で互いに干渉するおそれのな
いことが必要である。

【０００９】（４） ステッパーのウエハステージはス
テップ移動を繰り返すことによって装置全体に振動を発
生させる。従って、レチクルステージには高度の耐振性
が要求される。すなわち、レチクルステージ全体が軽量
であることとレチクルの位置決めを完了したのちにレチ
クルステージの各駆動部をロックするための信頼性の高
いロック機構が必要である。

【００１０】（５） ステッパーの内部には多数のアク
チュエータやセンサーおよび制御回路等の熱源が存在す
るため、大きな熱歪を発生するおそれのない構造である
ことが要求される。

【００１１】（６） レチクルステージの上下には前述
の投影レンズ系やレチクルアライメント光学系に加え
て、露光光をレチクルに導くための折曲げミラーや集光
レンズが配設され、レチクルステージを設置するスペー
スが限定される。このためにできるだけコンパクトに設
計するのが望ましい。

【００１２】（７） レチクルステージの中央部は露光
光の光路に位置するため、レチクルステージの駆動部や
アクチュエータ等はレチクルステージの周辺部分に配設
しなければならず、部品の配置が限定される。

【００１３】図８および図９は上記のような厳しい設計
条件を満足するものとしてそれぞれ開発されたもので、
図８に示す精密ステージ装置は、台盤１０１にＹ軸方向
に往復移動自在に支持されたＹステージ１０２と、その
上にＸ軸方向に往復移動自在に支持されたＸステージ１
０３と、Ｘステージ１０３上にＺ軸のまわりに回動自在
に支持されたθステージ１０４からなり、Ｙステージ１
０２とＸステージ１０３はそれぞれ図示しないステッピ
ングモータによるリニアアクチュエータによって駆動さ
れ、またθステージ１０４はパルスモータ１０４ａと減
速ギヤ列１０４ｂからなる回転駆動機構によって駆動さ
れる。図８の精密ステージ装置は前述のレチクルステー
ジに要求される設計条件をほぼ満足するものであるが、
２重構造のステージであるために上下方向の寸法が大き
くて高重量であり、加えて、ステッピングモータ等は停
止時も続けて通電しなければならず、その発熱による各
部の熱歪が問題となる。この点を改善するために開発さ
れたものが図９に示す精密ステージ装置であって、これ
は、環状に配列された球体群２０１ａを介して台盤２０
１の表面に支持されたレチクル保持板２０２を有し、レ
チクル保持板２０２の図示左右両端にはそれぞれ一対の
Ｙローラ２０２ａ，２０２ｂが回転自在に支持され、さ
らに左側のＹローラ２０２ａと同軸上にＸローラ２０３
ａが支持されている。両Ｙローラ２０２ａ，２０２ｂは
それぞれバネ２２１ａ，２２１ｂによってＹ駆動部材２
２２ａ、２２２ｂに付勢され、Ｙ駆動部材２２２ａ，２
２２ｂは、Ｙアクチュエータ２２３ａ，２２３ｂによっ
てＹ軸方向に往復移動される。また、Ｘローラ２０３ａ
は、バネ２３１によってＸ駆動部材２３２に付勢され、
Ｘ駆動部材２３２はＸアクチュエータ２３２ａによって
Ｘ軸方向に往復移動される。すなわち、Ｙ駆動部材２２
２ａ，２２２ｂはレチクル保持板２０２をＹ軸方向に位
置決めすると同時にθ軸方向の位置決めを行ないＸ駆動
部材２３２はレチクル保持板２０２のＸ軸方向の位置決
めを行なう。

【００１４】図９の精密ステージ装置は図８に示したも
のに比べて軽量で上下方向にコンパクトであり、加え
て、各方向の駆動力が互いに干渉するおそれがないため
に極めて高精度で迅速な位置決めを行うことができると
いう利点を有する。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の技術によれば、レチクル保持板に支持された３個のロ
ーラーがバネによってそれぞれの駆動部材に付勢され、
常時これと接触しているため、各アクチュエータから発
生する熱が直接各駆動部材や各ローラーに伝わって熱膨
張による誤差が著しく、位置決め精度が不安定になるお
それがある。また、駆動部にバネが用いられているため
ステージの剛性が不足する傾向を有する。すなわち、外
乱による振動が発生するとステージの慣性によってバネ
の与圧が変動し、最終的には各ローラーと駆動部材の接
触を維持するのが困難になり、このために位置決め精度
が大きく損なわれる傾向があり、また、位置決め後の安
定性も不足する。

【００１６】本発明は、上記従来の技術の有する問題点
に鑑みてなされたものであり、極めて軽量かつコンパク
トであって、高精度で迅速な位置決めが容易であり、し
かも位置決め後の安定性も十分である精密ステージ装置
およびこれを用いた露光装置を提供することを目的とす
るものである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の精密ステージ装置は、保持盤と該保持盤に
それぞれ枢着された第１および第２の枢動部材を有する
移動台と、該移動台を所定の案内面に沿って移動自在に
支持する台盤と、前記第１の枢動部材をそれぞれ前記案
内面に平行な第１および第２の方向に駆動する第１およ
び第２の駆動手段と、前記第２の枢動部材を前記第２の
方向に駆動する第３の駆動手段を備えており、前記第１
の駆動手段が前記第１の枢動部材を前記第２の方向に案
内する第１の案内手段を有し、前記第２の駆動手段が前
記第１の枢動部材を前記第１の方向に案内する第２の案
内手段を有し、前記第３の駆動手段が前記第２の枢動部
材を前記第１の方向に案内する第３の案内手段を有する
ことを特徴とする。

【００１８】保持盤を一時的に台盤に固定するロック手
段が設けられているとよい。

【００１９】また、台盤と保持盤との間を非接触に保つ
ための静圧軸受手段が設けられており、ロック手段が前
記保持盤を前記台盤に付勢する与圧手段によって構成さ
れているとよい。

【００２０】また、各枢動部材が第２の静圧軸受手段を
介して台盤に支持されているとよい。

【００２１】また、各枢動部材を一時的に台盤に固定す
る第２のロック手段が設けられているとよい。

【００２２】また、各駆動手段と枢動部材を非接触に保
つための第３の静圧軸受手段が設けられているとよい。

【００２３】また、保持盤と各枢動部材を非接触に保つ
ための第４の静圧軸受手段が設けられているとよい。

【００２４】保持盤と各枢動部材が弾性ヒンジによって
結合されていてもよい。

【００２５】また、各駆動手段が超音波アクチュエータ
を有するとよい。

【００２６】

【作用】保持盤は、第２および第３の駆動手段の駆動に
よって両枢動部材が同量だけ同じ向きに駆動されること
で第２の方向へ所定量だけ移動する。また、第２および
第３の駆動手段の駆動量が異なる場合はその差に基づい
て保持盤が回転する。さらに、第１の駆動手段が駆動さ
れるとその駆動量に基づいて第１の方向に保持盤が移動
する。このようにして保持盤の第１および第２の方向の
移動量とこれらに垂直な軸のまわりの回転角度を調節す
ることで保持盤に保持されたレチクル等の位置決めを行
なう。二重構造のステージでないために軽量かつコンパ
クトであり、また、保持盤と各駆動手段の間にバネ等を
必要とせずしかも各駆動手段の駆動量が互に干渉するお
それがないために、極めて高精度で迅速な位置決めが容
易であり、位置決め後の安定性も充分である。

【００２７】保持盤を一時的に台盤に固定するロック手
段が設けられていれば、位置決め後の安定性を一層向上
させることができる。

【００２８】各枢動部材を一時的に台盤に固定する第２
のロック手段が設けられていれば、位置決め作業終了後
に各枢動部材を台盤に固定することで各枢動部材がガタ
ついて保持盤の安定性を損なうのを防ぐことができる。

【００２９】各駆動手段と枢動部材を非接触に保つため
の第３の静圧軸受手段が設けられていれば、位置決め作
業中に各駆動手段の駆動力が互に干渉するのを確実に防
ぎ、また、各駆動手段が発熱してもその熱が保持盤に伝
わるのを防ぐことができるため、より高精度で迅速な位
置決めが容易である。

【００３０】保持盤と各枢動部材を非接触に保つための
第４の静圧軸受手段が設けられていれば、位置決め作業
中に保持盤と各枢動部材の間にガタやヒステリシスが発
生するのを防ぐことができる。

【００３１】

【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

【００３２】図１は一実施例による精密ステージ装置で
あるレチクルステージＥ₁ を示す平面図、図２は図１の
Ａ−Ａ線に沿ってとった断面図である。

【００３３】レチクルステージＥ₁ は、図示しない露光
手段である光源やレンズ系およびウエハ等基板を保持す
るウエハステージを有する露光装置の中心軸（以下、
「Ｚ軸」という。）に垂直な案内面１ａを有する台盤１
と、台盤１の案内面１ａに静圧軸受手段であるレチクル
保持盤エアガイド２０を介して支持された保持盤である
レチクル保持盤２と、レチクル保持盤２の左右の突出部
２１，２２にそれぞれ枢着されレチクル保持盤２ととも
に移動台を構成する第１、第２の枢動部材である右サブ
ステージ４および左サブステージ３と、右サブステージ
４をＺ軸に垂直な２軸の一方（以下、「Ｘ軸」とい
う。）の方向に直進駆動する第１の駆動手段であるＸア
クチュエータ５と、左サブステージ３と右サブステージ
４をそれぞれ前記２軸の他方（以下、「Ｙ軸」とい
う。）の方向に直進駆動する第３および第２の駆動手段
である一対のＹアクチュエータ６，７を有し、Ｘアクチ
ュエータ５および両Ｙアクチュエータ６，７は、それぞ
れ公知の超音波アクチュエータを用いたコンパクトで１
０ｎｍ単位の直進駆動分解能を有する直進駆動装置であ
る（特開平３−１６４０７５号公報参照）。レチクル保
持盤２のレチクル保持面２ａに支持された原版であるレ
チクルＲ₁ のＸ軸方向の位置決めはＸアクチュエータ５
の駆動量を制御することによって行なわれ、Ｙ軸方向の
位置決めはＹアクチュエータ６，７の駆動量の和を制御
することによって行なわれ、θ軸方向の位置決めはＹア
クチュエータ６，７の駆動量の差を制御することによっ
て行なわれる。

【００３４】台盤１およびレチクル保持盤２は、それぞ
れ、レチクルＲ₁ に照射される露光光Ｐ₁ を通過させる
ための開口１ｂ，２ｂを有し、レチクルＲ₁ を透過した
露光光Ｐ₁ は前述のウエハステージに保持されたウエハ
を露光し、レチクルＲ₁ のパターンを転写する。

【００３５】レチクル保持盤エアガイド２０は、台盤１
と一体であるリング状の軸受ハウジング２０ａと、これ
に支持された多孔質セラミックスのセラファイトからな
るリング状の静圧パッド２０ｂと、静圧パッド２０ｂに
埋込まれたロック手段であるとともに予圧手段である複
数の永久磁石２０ｃからなり、永久磁石２０ｃは、静圧
パッド２０ｂの周方向に等間隔で配設され、レチクル保
持盤２の底面に対向する。レチクル保持盤２の底面は少
なくとも各永久磁石２０ｃに対向する部位が鉄系の材料
によって形成され、各永久磁石２０ｃの磁気吸着力によ
ってこれに吸着されて台盤１に付勢される。他方、静圧
パッド２０ｂは第１の電磁弁Ｖ₁ を有する加圧空気供給
ライン２０ｄによって供給されるエアーをレチクル保持
盤２の底面に向かって噴射し、前記磁気吸着力に抗して
レチクル保持盤２を台盤１から浮上させる。この状態で
レチクル保持盤２は台盤１の案内面１ａ上でＸ軸方向お
よびＹ軸方向に移動自在となり、加圧空気供給ライン２
０ｄによるエアーの供給が停止されると各永久磁石２０
ｃの磁気吸着力によってレチクル保持盤２が台盤１にロ
ックされる。加圧空気供給ライン２０ｄは、第１の電磁
弁Ｖ₁ に接続された図示しない加圧空気供給源と、軸受
ハウジング２０ａに設けられた内部配管２０ｅと、台盤
１に設けられたマニホルド２０ｆおよび貫通孔２０ｇ
と、これを前記電磁弁Ｖ₁ に接続するニップル２０ｈお
よび配管２０ｉ等からなる。

【００３６】また、左サブステージ３と右サブステージ
４も台盤１の案内面１ａにそれぞれ第２の静圧軸受手段
であるサブステージエアガイド３１，４１を介して支持
されており、各サブステージエアガイド３１，４１は、
円形の軸受ハウジング３１ａ，４１ａと、多孔質セラミ
ックスのセラファイトからなるリング状の静圧パッド３
１ｂ，４１ｂと、その中央に埋め込まれた第２のロック
手段である永久磁石３１ｃ，４１ｃからなり、永久磁石
３１ｃ，４１ｃはそれぞれ左サブステージ３、右サブス
テージ４の底面を磁気吸着力によって吸着し、静圧パッ
ド３１ｂ，４１ｂは、第２の電磁弁Ｖ₂ を有する前述と
同様の加圧空気供給ラインから供給されるエアーによっ
て左サブステージ３、右サブステージ４を台盤１から浮
上させるように構成されている。

【００３７】また、左サブステージ３と右サブステージ
４はそれぞれレチクル保持盤２の突出部２１，２２の貫
通孔２１ａ，２２ａを枢動自在に貫通する軸部３ａ，４
ａを有し、各軸部３ａ，４ａは前述の静圧パッド２０
ｂ，３１ｂ，４１ｂと同様に多孔質セラミックスのセラ
ファイトで作られた第４の静圧軸受手段を構成する棒状
体であり、第３の電磁弁Ｖ₃ を有する前述と同様の加圧
空気供給ラインから供給されるエアーによって貫通孔２
１ａ，２２ａ内で非接触に支持される。

【００３８】Ｘアクチュエータ５および両Ｙアクチュエ
ータ６，７は、それぞれ、前述の超音波アクチュエータ
の駆動軸と一体である駆動部材５１，６１，７１を有
し、これらは矩形断面をもつ棒状の本体５１ａ，６１
ａ，７１ａとその自由端からＺ軸方向に突出する第１、
第３、第２の案内手段である係止片５１ｂ，６１ｂ，７
１ｂからなり、Ｘアクチュエータ５の係止片５１ｂは右
サブステージ４に設けられたＹ軸方向の案内溝４２に係
合してＹ軸方向に所定の範囲で摺動自在に構成され、左
サブステージ３を駆動するＹアクチュエータ６の係止片
６１ｂは左サブステージ３に設けられたＸ軸方向の案内
溝３２に係合してＸ軸方向に所定の範囲で摺動自在に構
成され、同様に右サブステージ４を駆動するＹアクチュ
エータ７の係止片７１ｂも右サブステージ４に設けられ
たＸ軸方向の案内溝４３に摺動自在に係合する。各駆動
部材５１，６１，７１の本体５１ａ，６１ａ，７１ａは
台盤１と一体である静圧ガイド５２，６２，７２によっ
て支持され、電磁弁Ｖ₄ を有する前述と同様の加圧空気
供給ラインから供給されるエアーによって非接触で支持
される。また、各駆動部材５１，６１，７１の係止片５
１ｂ，６１ｂ，７１ｂはそれぞれ左サブステージ３およ
び右サブステージ４の軸部３ａ，４ａと同様に多孔質セ
ラミックスのセラファイトで作られた第３の静圧軸受手
段を構成する板状体であり、電磁弁Ｖ₅ を有する前述と
同様の加圧空気供給ラインから供給されるエアーによっ
て、前記案内溝４２，３２，４３との間に数μｍのエア
ギャップが形成されるように構成されている。

【００３９】Ｘアクチュエータ５のＸ軸方向の駆動力は
駆動部材５１の係止片５１ｂを介して右サブステージ４
に伝達され、右サブステージ４の軸部４ａを経てレチク
ル保持盤２をＸ軸方向に移動させる。また、両Ｙアクチ
ュエータ６，７のＹ軸方向の駆動力はそれぞれの駆動部
材６１，７１の係止片６１ｂ，７１ｂを介して左サブス
テージ３と右サブステージ４に伝達され、両者の軸部３
ａ，４ａを経てレチクル保持盤２の各端をＹ軸方向に移
動させる。これによって、レチクル保持盤２の重心の位
置が各端の移動量の平均に等しい距離だけＹ軸方向に移
動し、レチクル保持盤２のＺ軸のまわりの回転角度θが
各端の移動量の差に基づいて変化する。なお、レチクル
保持盤２の回転角度θの変化量Δθは以下の式によって
求められる。

【００４０】θ≒ΔＹ／Ｌ（ｒａｄ） ここで、ΔＹ：レチクル保持盤２の各端のＹ軸方向の移
動量の差 Ｌ：左サブステージ３と右サブステージ４の軸部３ａ，
４ａの離間距離 このとき、図３に示すように、Ｘアクチュエータ５の駆
動部材５１の係止片５１ｂとその案内溝４２の相対位置
はレチクル保持盤２のＹ軸方向の移動に伴って変化し、
両Ｙアクチュエータ６，７の駆動部材６１，７１の係止
片６１ｂ，７１ｂとこれらの案内溝３２，４３の相対位
置もレチクル保持盤２のＸ軸方向の移動に伴って変化す
る。したがって、Ｘアクチュエータ５の駆動力と両Ｙア
クチュエータ６，７の駆動力が互いに干渉するおそれが
ない。

【００４１】次に、レチクル保持盤２に載置されたレチ
クルＲ₁ を位置決めする手順を説明する。

【００４２】まず、図示しないアライメント光学系によ
って露光光Ｐ₁ の光軸に対するレチクルＲ₁ の位置ずれ
を検出したうえで、第１〜第５の電磁弁Ｖ₁ 〜Ｖ₅ を開
いてレチクル保持盤エアガイド２０、左サブステージ３
と右サブステージ４の軸部３ａ，４ａ、両サブステージ
のサブステージエアガイド３１，４１、Ｘアクチュエー
タ５および両Ｙアクチュエータ６，７の静圧ガイド５
２，６２，７２および各駆動部材５１，６１，７１の係
止片５１ｂ，６１ｂ，７１ｂにエアーを供給する。これ
によって、レチクル保持盤２および左サブステージ３、
右サブステージ４は台盤１から浮上して案内面１ａ上を
非接触で移動自在となり、レチクル保持盤２と左サブス
テージ３と右サブステージ４の軸部３ａ，４ａの間が非
接触で回転自在となり、各駆動部材５１，６１，７１の
係止片５１ｂ，６１ｂ，７１ｂもこれらの案内溝４２，
３２，４３に対して非接触で摺動自在となり、また、駆
動部材５１，６１，７１の本体５１ａ，６１ａ，７１ａ
も非接触で支持される。この状態で、前述のように検出
されたレチクルＲ₁ の位置ずれに基づいてＸアクチュエ
ータ５および両Ｙアクチュエータ６，７を所定量だけ駆
動し、前述のようにレチクル保持盤２を移動させる。次
に再び、アライメント光学系によってレチクルＲ₁ の位
置ずれを検出し、予め設定されたトレランスを越えてい
れば再度Ｘアクチュエータ５および両Ｙアクチュエータ
６，７を駆動する。前記トレランス以内であれば第２の
電磁弁Ｖ₂ を閉じてまず左サブステージ３と右サブステ
ージ４を台盤１にロックし、続いて第１の電磁弁Ｖ₁ を
閉じてレチクル保持盤２を台盤１にロックする。この状
態で、必要であれば再びアライメント光学系によってレ
チクルＲ₁ の位置ずれを検出し、前記トレランス以内で
あることを確認したうえで、第３〜第４の電磁弁Ｖ₃ 〜
Ｖ₅ を閉じて位置決めを完了する。

【００４３】露光光Ｐ₁ によるウエハの露光中は、各電
磁弁Ｖ₁ 〜Ｖ₅ が閉じられた状態に維持され、レチクル
Ｒ₁ は前述のように位置決めされた位置に安定保持され
る。

【００４４】本実施例によれば、ウエハの露光中は磁気
吸着力によってレチクル保持盤を台盤にロックしてお
り、レチクルを極めて安定保持できるうえに、左右のサ
ブステージはレチクル保持盤に対して枢動自在でありレ
チクル保持盤と個別にロックされているために各アクチ
ュエータ等の熱歪等のためにレチクルの位置決め精度が
損なわれるおそれがない。また、レチクルとともに振動
するのはレチクル保持盤のみであるため慣性が小さい。
従って、露光中に外乱によってレチクルが大きく振動す
るおそれがない。さらに、２重構造のステージに比べて
大幅に小型、軽量化され、各アクチュエータの小型化も
容易である。

【００４５】加えて、図３に示したようにＸ軸方向とＹ
軸方向の送りが干渉するおそれがないため、位置決めの
長ストローク化や高速化および高精度化が極めて容易で
あり、位置決め作業中は台盤とレチクル保持盤と各サブ
ステージの間や各サブステージとレチクル保持盤の間さ
らには各アクチュエータの駆動部材とサブステージの間
等がすべて非接触で所定の間隙寸法に維持されるため、
各アクチュエータから発生する熱がレチクル保持盤に伝
わって位置決め精度が低下したり、ガタやスリップを発
生するおそれもない。

【００４６】図４は本実施例の第１の変形例を示すもの
で、これは、左サブステージ３および右サブステージ４
を軸部３ａ、４ａによってレチクル保持盤２の両端に枢
着する替わりに、レチクル保持盤８１と左サブステージ
８２と右サブステージ８３を一枚の板材から一体的に切
り出された板状体によって構成し、レチクル保持盤８１
と左サブステージ８２の間とレチクル保持盤８１と右サ
ブステージ８３の間にそれぞれ切り込み８２ａ，８３ａ
を設けることで弾性ヒンジ８４，８５を形成し、これら
の弾性の範囲内で左サブステージ８２と右サブステージ
８３がレチクル保持盤８１に対して枢動できるように構
成したものである。

【００４７】また、図５および図６はそれぞれ第２の変
形例を示す平面図と断面図であってこれは、レチクル保
持盤エアガイド２０の替わりにリング状に配列した鋼球
列９０を用いるとともに、左サブステージ３および右サ
ブステージ４の軸部３ａ，４ａをボールベアリング９
１，９２によって支持し、また、各駆動部材５１，６
１，７１をボールベアリング９３〜９５を介して左サブ
ステージ３および右サブステージ４の案内棒９３ａ〜９
５ａに枢着し、さらにＸアクチュエータ５とＹアクチュ
エータ６，７を構成する超音波アクチュエータにボール
ブッシュ９６を用いたものを採用して各駆動部材５１，
６１，７１の静圧ガイドを省略したものである。このよ
うにすべての連結部と支持部が転動軸受であれば、静圧
軸受を用いたものに比べて安定性が向上し、左サブステ
ージ３および右サブステージ４と台盤１の間の支持手段
を省略できる。

【００４８】

【発明の効果】本発明は上述のとおり構成されているの
で、次に記載するような効果を奏する。

【００４９】極めて軽量かつコンパクトであって、高精
度で迅速な位置決めが容易であり、しかも位置決め後の
安定性も充分である精密ステージ装置を実現できる。こ
のような精密ステージ装置を露光装置のレチクルステー
ジに用いれば、露光装置の小型化および高精度を大きく
促進し、また、生産性も向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例によるレチクルステージを示す平面図
である。

【図２】図１のＡ−Ａ線に沿ってとった断面図である。

【図３】図１の装置を駆動した状態を示す平面図であ
る。

【図４】第１の変形例を示す平面図である。

【図５】第２の変形例を示す平面図である。

【図６】図５のＡ−Ａ線に沿ってとった断面図である。

【図７】一従来例による露光装置を示す模式断面図であ
る。

【図８】図７の露光装置の上部を拡大して示す拡大部分
断面図である。

【図９】別の従来例によるレチクルステージを示す平面
図である。

【符号の説明】

Ｖ₁ 〜Ｖ₅ 電磁弁 １ 台盤 １ａ 案内面 ２，８１ レチクル保持盤 ３，８２ 左サブステージ ３ａ，４ａ 軸部 ４，８３ 右サブステージ ５ Ｘアクチュエータ ６，７ Ｙアクチュエータ ２０ レチクル保持盤エアガイド ３１，４１ サブステージエアガイド ５１，６１，７１ 駆動部材 ５２，６２，７２ 静圧ガイド ８０ 板状体 ８４，８５ 弾性ヒンジ ９０ 鋼球列 ９１〜９５ ボールベアリング

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２３Ｑ 1/02 Ｔ

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 保持盤と該保持盤にそれぞれ枢着された
   第１および第２の枢動部材を有する移動台と、該移動台
   を所定の案内面に沿って移動自在に支持する台盤と、前
   記第１の枢動部材をそれぞれ前記案内面に平行な第１お
   よび第２の方向に駆動する第１および第２の駆動手段
   と、前記第２の枢動部材を前記第２の方向に駆動する第
   ３の駆動手段を備えており、前記第１の駆動手段が前記
   第１の枢動部材を前記第２の方向に案内する第１の案内
   手段を有し、前記第２の駆動手段が前記第１の枢動部材
   を前記第１の方向に案内する第２の案内手段を有し、前
   記第３の駆動手段が前記第２の枢動部材を前記第１の方
   向に案内する第３の案内手段を有することを特徴とする
   精密ステージ装置。
2. 【請求項２】 保持盤を一時的に台盤に固定するロック
   手段が設けられていることを特徴とする請求項１記載の
   精密ステージ装置。
3. 【請求項３】 台盤と保持盤との間を非接触に保つため
   の静圧軸受手段が設けられており、ロック手段が前記保
   持盤を前記台盤に付勢する与圧手段によって構成されて
   いることを特徴とする請求項２記載の精密ステージ装
   置。
4. 【請求項４】 与圧手段が磁力によって保持盤を台盤に
   付勢するものであることを特徴とする請求項３記載の精
   密ステージ装置。
5. 【請求項５】 各枢動部材が第２の静圧軸受手段を介し
   て台盤に支持されていることを特徴とする請求項１ない
   し４いずれか１項記載の精密ステージ装置。
6. 【請求項６】 各枢動部材を一時的に台盤に固定する第
   ２のロック手段が設けられていることを特徴とする請求
   項１ないし５いずれか１項記載の精密ステージ装置。
7. 【請求項７】 各駆動手段と枢動部材を非接触に保つた
   めの第３の静圧軸受手段が設けられていることを特徴と
   する請求項１ないし６いずれか１項記載の精密ステージ
   装置。
8. 【請求項８】 保持盤と各枢動部材を非接触に保つため
   の第４の静圧軸受手段が設けられていることを特徴とす
   る請求項１ないし７いずれか１項記載の精密ステージ装
   置。
9. 【請求項９】 保持盤と各枢動部材が弾性ヒンジによっ
   て結合されていることを特徴とする請求項１ないし７い
   ずれか１項記載の精密ステージ装置。
10. 【請求項１０】 各駆動手段が超音波アクチュエータを
    有することを特徴とする請求項１ないし９いずれか１項
    記載の精密ステージ装置。
11. 【請求項１１】 請求項１ないし１０いずれか１項記載
    の精密ステージ装置と、該精密ステージ装置に保持され
    た原版を通して基板を露光する露光手段を有する露光装
    置。