JPH11186156A - Ｘｙステージ - Google Patents
ＸｙステージInfo
- Publication number
- JPH11186156A JPH11186156A JP9364614A JP36461497A JPH11186156A JP H11186156 A JPH11186156 A JP H11186156A JP 9364614 A JP9364614 A JP 9364614A JP 36461497 A JP36461497 A JP 36461497A JP H11186156 A JPH11186156 A JP H11186156A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- stage
- linear motor
- upper plate
- lower plate
- electromagnet
- Prior art date
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- Granted
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Classifications
-
- 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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
- Details Of Measuring And Other Instruments (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 微細な位置決め動作を安定に且つ高速に行う
ことができるＸＹステージを提供する。 【解決手段】 搭載物を載置する上板11ａと、下板11ｂ
と、上板11ａ及び下板11ｂの四隅を結合した支柱とから
なるステージ11と、ステージ11の下板11ｂに対面する磁
極面を有して、ステージ11を浮上支持する浮上用電磁石
14と、上板11ａの下面に設けられたリニアモータの可動
子15bに対面してステージ11をＸＹ方向に非接触で位置
決めするリニアモータ固定子15aとを備えた。
ことができるＸＹステージを提供する。 【解決手段】 搭載物を載置する上板11ａと、下板11ｂ
と、上板11ａ及び下板11ｂの四隅を結合した支柱とから
なるステージ11と、ステージ11の下板11ｂに対面する磁
極面を有して、ステージ11を浮上支持する浮上用電磁石
14と、上板11ａの下面に設けられたリニアモータの可動
子15bに対面してステージ11をＸＹ方向に非接触で位置
決めするリニアモータ固定子15aとを備えた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＸＹステージに係
り、特に光リソグラフィのための描画装置等の半導体製
造装置や半導体検査装置等の試料を載置するのに用いて
好適な、精密な位置決めを行うことのできるＸＹステー
ジに関する。
り、特に光リソグラフィのための描画装置等の半導体製
造装置や半導体検査装置等の試料を載置するのに用いて
好適な、精密な位置決めを行うことのできるＸＹステー
ジに関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体製造装置や検査装置等において
は、その試料を通常ＸＹステージに載置して、その処理
や観察等を行っている。近年、半導体デバイスの高集積
化が進むにつれて回路の配線が微細化し、配線間距離も
狭くなりつつある。特に０．５μｍ以下の光リソグラフ
ィの場合、ステッパーの結像点を高精度に位置決めする
必要があるが、しかも高速で移動位置決めをしないとス
ループットにも影響する。
は、その試料を通常ＸＹステージに載置して、その処理
や観察等を行っている。近年、半導体デバイスの高集積
化が進むにつれて回路の配線が微細化し、配線間距離も
狭くなりつつある。特に０．５μｍ以下の光リソグラフ
ィの場合、ステッパーの結像点を高精度に位置決めする
必要があるが、しかも高速で移動位置決めをしないとス
ループットにも影響する。
【０００３】しかしながら、従来のＸＹステージは、設
置台に置かれたアクチュエータ、例えば、サーボモータ
により、ボールネジ等を介して、Ｘ方向或いはＹ方向の
フィードバック制御等により、試料を載置したテーブル
が位置決め制御されていた。このように、機械的摩擦が
ある機構では、高速且つ高精度の位置合わせには必ずし
も十分なものではなかった。
置台に置かれたアクチュエータ、例えば、サーボモータ
により、ボールネジ等を介して、Ｘ方向或いはＹ方向の
フィードバック制御等により、試料を載置したテーブル
が位置決め制御されていた。このように、機械的摩擦が
ある機構では、高速且つ高精度の位置合わせには必ずし
も十分なものではなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】例えば、スキャンタイ
プのステッパでは、ＸＹステージを高速、高精度且つス
ムーズに移動させる必要がある。このように、半導体製
造装置等においては、ＸＹステージ上の測定対象物、加
工対象物等の搭載物を高速且つ高精度に位置決めする必
要性がますます要求されている。電子顕微鏡でも同様で
あり、サブミクロンオーダの位置決めを、精度よく、且
つ高速に行うことができることが望まれている。
プのステッパでは、ＸＹステージを高速、高精度且つス
ムーズに移動させる必要がある。このように、半導体製
造装置等においては、ＸＹステージ上の測定対象物、加
工対象物等の搭載物を高速且つ高精度に位置決めする必
要性がますます要求されている。電子顕微鏡でも同様で
あり、サブミクロンオーダの位置決めを、精度よく、且
つ高速に行うことができることが望まれている。
【０００５】本発明は上述した事情に鑑みて為されたも
ので、微細な位置決め動作を安定に且つ高速に行うこと
ができるＸＹステージを提供することを目的とする。
ので、微細な位置決め動作を安定に且つ高速に行うこと
ができるＸＹステージを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明のＸＹステージ
は、搭載物を載置する上板と、下板と、該上板及び下板
の四隅を結合した支柱とからなるステージと、前記ステ
ージの下板に対面する磁極面を有して前記ステージを浮
上支持する浮上用電磁石と、前記上板の下面に設けられ
たリニアモータの可動子に対面して前記ステージをＸＹ
方向に非接触で位置決めするリニアモータ固定子とを備
えたことを特徴とする。
は、搭載物を載置する上板と、下板と、該上板及び下板
の四隅を結合した支柱とからなるステージと、前記ステ
ージの下板に対面する磁極面を有して前記ステージを浮
上支持する浮上用電磁石と、前記上板の下面に設けられ
たリニアモータの可動子に対面して前記ステージをＸＹ
方向に非接触で位置決めするリニアモータ固定子とを備
えたことを特徴とする。
【０００７】上述した本発明によれば、搭載物を載置す
るステージを浮上用電磁石により浮上支持し、ＸＹ方向
の位置決め動作を同様にリニアモータにより非接触で行
うことから、安定に且つ高速にステージの搭載物の位置
決め動作を行うことができる。これにより電子顕微鏡等
においては、高倍率の観察を安定に行うことが可能とな
り、又半導体製造装置等においては微細な位置合わせを
精度よく行うことができる。従って、例えば半導体製品
の製造歩留まり等に良好な影響をもたらすことができ
る。
るステージを浮上用電磁石により浮上支持し、ＸＹ方向
の位置決め動作を同様にリニアモータにより非接触で行
うことから、安定に且つ高速にステージの搭載物の位置
決め動作を行うことができる。これにより電子顕微鏡等
においては、高倍率の観察を安定に行うことが可能とな
り、又半導体製造装置等においては微細な位置合わせを
精度よく行うことができる。従って、例えば半導体製品
の製造歩留まり等に良好な影響をもたらすことができ
る。
【０００８】また、前記ステージ下板と浮上用電磁石と
の相対変位を検出する変位センサと、該変位センサの信
号に基づいて浮上用電磁石の磁力を制御する制御回路と
を備えたことを特徴とする。これにより、フィードバッ
ク制御が可能となり、Ｚ方向等の目標浮上位置にステー
ジを位置決めすることができる。
の相対変位を検出する変位センサと、該変位センサの信
号に基づいて浮上用電磁石の磁力を制御する制御回路と
を備えたことを特徴とする。これにより、フィードバッ
ク制御が可能となり、Ｚ方向等の目標浮上位置にステー
ジを位置決めすることができる。
【０００９】また、前記ステージのＸＹ方向位置を検出
する位置センサと、該位置センサの信号に基づいて、前
記リニアモータを駆動して前記ステージを位置決めする
制御回路とを備えたことを特徴とする。これにより、同
様に高精度のＸ，Ｙ方向等の位置決めが可能となる。
する位置センサと、該位置センサの信号に基づいて、前
記リニアモータを駆動して前記ステージを位置決めする
制御回路とを備えたことを特徴とする。これにより、同
様に高精度のＸ，Ｙ方向等の位置決めが可能となる。
【００１０】また、前記浮上用電磁石と、リニアモータ
とはそれぞれが隔壁によって密閉されていることを特徴
とする。これにより、真空等の高清浄度雰囲気下におい
ても、使用が可能となる。
とはそれぞれが隔壁によって密閉されていることを特徴
とする。これにより、真空等の高清浄度雰囲気下におい
ても、使用が可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て添付図面を参照しながら説明する。
て添付図面を参照しながら説明する。
【００１２】図１は、本発明の一実施形態のＸＹステー
ジを示す。このＸＹステージ11においては、試料を載置
する上板11aと下板11bとがそれぞれの四隅を支柱11cに
より結合されて構成されている。上板11aの上面には例
えば半導体ウエハ等の搭載物12が戴置される。ステージ
11は、固定脚13aにより支持された固定基台13の電磁石
により非接触で浮上支持されると共に、Ｘ，Ｙ方向に同
様にリニアモータにより非接触で駆動され、位置決め制
御される。
ジを示す。このＸＹステージ11においては、試料を載置
する上板11aと下板11bとがそれぞれの四隅を支柱11cに
より結合されて構成されている。上板11aの上面には例
えば半導体ウエハ等の搭載物12が戴置される。ステージ
11は、固定脚13aにより支持された固定基台13の電磁石
により非接触で浮上支持されると共に、Ｘ，Ｙ方向に同
様にリニアモータにより非接触で駆動され、位置決め制
御される。
【００１３】図２は、このＸＹステージの立面図であ
る。固定基台13の下面には、その四隅に浮上用電磁石14
を備えている。この浮上用電磁石14の磁極面は、ステー
ジ11の下板11bに対面しており、磁性体プレートである
下板11bに磁気吸引力を及ぼすことで、ステージ11を非
接触浮上支持する。
る。固定基台13の下面には、その四隅に浮上用電磁石14
を備えている。この浮上用電磁石14の磁極面は、ステー
ジ11の下板11bに対面しており、磁性体プレートである
下板11bに磁気吸引力を及ぼすことで、ステージ11を非
接触浮上支持する。
【００１４】それぞれの電磁石14の略中央部には変位セ
ンサを備え、磁性体プレートからなる下板11bとの間隔
が計測され、図３に示すようにこの変位信号に基づい
て、図７のｚ，α，βの３自由度を制御回路により浮上
用電磁石14を励磁して制御し、下板11b、ひいては搭載
物12が戴置されたステージ11の全体を所定の目標浮上位
置に浮上支持する。
ンサを備え、磁性体プレートからなる下板11bとの間隔
が計測され、図３に示すようにこの変位信号に基づい
て、図７のｚ，α，βの３自由度を制御回路により浮上
用電磁石14を励磁して制御し、下板11b、ひいては搭載
物12が戴置されたステージ11の全体を所定の目標浮上位
置に浮上支持する。
【００１５】図４に示すように、固定基台13の上面には
リニアモータの固定子15aを備えている。そして、ステ
ージ11の上板11aの下面にはリニアモータ用の可動子15b
を備えている。この可動子15bは、例えば櫛の歯状の凹
凸面を有する磁性材からなり、この凹凸面を有する磁極
に対して固定基台13のリニアモータ固定子15aが図７の
Ｘ方向、Ｙ方向に磁気吸引力を及ぼすことで、ステージ
11を移動させて位置決めする。図５に示すように固定基
台13を固定しているベースにはレーザ干渉計17aを備
え、ステージ11の上板11aにレーザ干渉計用のミラー17b
を備え、レーザビームＢによりその精密な位置を検出す
る。従って、レーザ干渉計17aはミラー17bの図７のＸ，
Ｙ及びγ方向の位置信号を検出し、図６に示すように制
御回路によりリニアモータの１次側15aを制御すること
により、目標位置にステージ11を移動させることができ
る。
リニアモータの固定子15aを備えている。そして、ステ
ージ11の上板11aの下面にはリニアモータ用の可動子15b
を備えている。この可動子15bは、例えば櫛の歯状の凹
凸面を有する磁性材からなり、この凹凸面を有する磁極
に対して固定基台13のリニアモータ固定子15aが図７の
Ｘ方向、Ｙ方向に磁気吸引力を及ぼすことで、ステージ
11を移動させて位置決めする。図５に示すように固定基
台13を固定しているベースにはレーザ干渉計17aを備
え、ステージ11の上板11aにレーザ干渉計用のミラー17b
を備え、レーザビームＢによりその精密な位置を検出す
る。従って、レーザ干渉計17aはミラー17bの図７のＸ，
Ｙ及びγ方向の位置信号を検出し、図６に示すように制
御回路によりリニアモータの１次側15aを制御すること
により、目標位置にステージ11を移動させることができ
る。
【００１６】これによりステージ11は浮上用電磁石14の
磁気吸引力により浮上支持されつつ、リニアモータ15
a，15bにより、Ｘ，Ｙ方向の任意の位置にステージ11を
駆動することにより、非接触で位置決め制御することが
できる。このように、このＸＹステージにおいては、位
置決め制御が非接触で電磁的に行われるので、従来のギ
ア等のメカニカルな機構を用いることなく、精密な且つ
高速な位置決め動作が可能となる。
磁気吸引力により浮上支持されつつ、リニアモータ15
a，15bにより、Ｘ，Ｙ方向の任意の位置にステージ11を
駆動することにより、非接触で位置決め制御することが
できる。このように、このＸＹステージにおいては、位
置決め制御が非接触で電磁的に行われるので、従来のギ
ア等のメカニカルな機構を用いることなく、精密な且つ
高速な位置決め動作が可能となる。
【００１７】また、このＸＹステージにおいては、固定
基台13、モータ固定子（１次側）15a、浮上用電磁石1
4、変位センサ等はそれぞれキャンにより封止されてい
る。従って、これらがキャン等の隔壁によって密閉され
ることで、真空雰囲気等の極めて清浄度の高い環境にお
いても、ガスの発生等による高い清浄度の要求される搭
載物に対する汚染等を防止することができる。
基台13、モータ固定子（１次側）15a、浮上用電磁石1
4、変位センサ等はそれぞれキャンにより封止されてい
る。従って、これらがキャン等の隔壁によって密閉され
ることで、真空雰囲気等の極めて清浄度の高い環境にお
いても、ガスの発生等による高い清浄度の要求される搭
載物に対する汚染等を防止することができる。
【００１８】尚、上述した説明においては、固定基台下
面に設けた浮上用電磁石14により、ステージ11の下板11
bを磁気吸引力により懸垂保持する構成としたが、下板1
1bをアルミ板等により構成し、その下側に交番磁界を生
成する電磁石の磁極面を配置することで、反発浮上支持
するようにしてもよい。また、上板11aの下面にアルミ
板等の金属板を配置することで、リニア誘導モータの可
動子（２次側）とし、固定基台13に固定された電磁石15
aをリニア誘導モータの固定子（１次側）として、これ
により駆動するようにしてもよい。
面に設けた浮上用電磁石14により、ステージ11の下板11
bを磁気吸引力により懸垂保持する構成としたが、下板1
1bをアルミ板等により構成し、その下側に交番磁界を生
成する電磁石の磁極面を配置することで、反発浮上支持
するようにしてもよい。また、上板11aの下面にアルミ
板等の金属板を配置することで、リニア誘導モータの可
動子（２次側）とし、固定基台13に固定された電磁石15
aをリニア誘導モータの固定子（１次側）として、これ
により駆動するようにしてもよい。
【００１９】又、ステージ上板の下面に可動子の永久磁
石を有し、固定基台１３に固定子のコイルを配置したリ
ニア直流モータでステージを駆動してもよい。
石を有し、固定基台１３に固定子のコイルを配置したリ
ニア直流モータでステージを駆動してもよい。
【００２０】更に又、ステージの上板に搭載物を載置す
る支持台を更に備え、この支持台を圧電素子等のアクチ
ュエータで移動制御するようにしてもよい。これによ
り、リニアパルスモータを用いてラフな位置合わせを行
い、更に圧電素子等のアクチュエータにより微細な位置
合わせを行うこともできる。このように本発明の趣旨を
逸脱することなく、種々の変形実施例が可能である。
る支持台を更に備え、この支持台を圧電素子等のアクチ
ュエータで移動制御するようにしてもよい。これによ
り、リニアパルスモータを用いてラフな位置合わせを行
い、更に圧電素子等のアクチュエータにより微細な位置
合わせを行うこともできる。このように本発明の趣旨を
逸脱することなく、種々の変形実施例が可能である。
【００２１】
【発明の効果】以上に説明したように本発明のＸＹステ
ージによれば、ステージを非接触で浮上支持しつつ、
Ｘ，Ｙ方向に任意に位置決めが可能である。従って、高
精度で且つ高速応答性に優れたＸＹステージを実現する
ことができ、これにより半導体製造装置、或いは検査機
器等の微細な位置決めを要する機器のスループットを向
上させることができる。
ージによれば、ステージを非接触で浮上支持しつつ、
Ｘ，Ｙ方向に任意に位置決めが可能である。従って、高
精度で且つ高速応答性に優れたＸＹステージを実現する
ことができ、これにより半導体製造装置、或いは検査機
器等の微細な位置決めを要する機器のスループットを向
上させることができる。
【図１】本発明の一実施形態のＸＹステージの斜視図。
【図２】図１に示すＸＹステージの立面図。
【図３】磁気浮上制御系のブロック図。
【図４】固定基台を示す図であり、（ａ）は平面図、
（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’断面図。
（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’断面図。
【図５】ステージの移動制御を示す説明図。
【図６】リニアモータによるステージの位置制御系のブ
ロック図。
ロック図。
【図７】ステージの運動方向を示す図。
１１ ステージ １１ａ 上板 １１ｂ 下板（磁性材プレート） １１ｃ 支柱 １２ 搭載物 １３ 固定基台 １４ 浮上用電磁石 １５ａ リニアモータ固定子（１次側） １５ｂ リニアモータ可動子（２次側）
Claims (4)
- 【請求項１】 搭載物を載置する上板と、下板と、該上
板及び下板の四隅を結合した支柱とからなるステージ
と、 前記ステージの下板に対面する磁極面を有して、前記ス
テージを浮上支持する浮上用電磁石と、前記上板の下面
に設けられたリニアモータの可動子に対面して前記ステ
ージをＸＹ方向に非接触で位置決めするリニアモータ固
定子とを備えたことを特徴とするＸＹステージ。 - 【請求項２】 前記ステージ下板と浮上用電磁石との相
対変位を検出する変位センサと、該変位センサの信号に
基づいて浮上用電磁石の磁力を制御する制御回路とを備
えたことを特徴とする請求項１記載のＸＹステージ。 - 【請求項３】 前記ステージのＸＹ方向位置を検出する
位置センサと、該位置センサの信号に基づいて、前記リ
ニアモータを駆動して前記ステージを位置決めする制御
回路とを備えたことを特徴とする請求項１記載のＸＹス
テージ。 - 【請求項４】 前記浮上用電磁石と、リニアモータとは
それぞれが隔壁によって密閉されていることを特徴とす
る請求項１記載のＸＹステージ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36461497A JP3553350B2 (ja) | 1997-12-18 | 1997-12-18 | Ｘｙステージ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36461497A JP3553350B2 (ja) | 1997-12-18 | 1997-12-18 | Ｘｙステージ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11186156A true JPH11186156A (ja) | 1999-07-09 |
| JP3553350B2 JP3553350B2 (ja) | 2004-08-11 |
Family
ID=18482248
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP36461497A Expired - Fee Related JP3553350B2 (ja) | 1997-12-18 | 1997-12-18 | Ｘｙステージ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3553350B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005079368A (ja) * | 2003-09-01 | 2005-03-24 | Nikon Corp | 磁気浮上式ステージ装置及び露光装置 |
| JP2006287033A (ja) * | 2005-04-01 | 2006-10-19 | Yaskawa Electric Corp | ステージ装置およびその露光装置 |
| CN113767464A (zh) * | 2019-06-17 | 2021-12-07 | 应用材料公司 | 磁悬浮***和悬浮载体的方法 |
| WO2022264287A1 (ja) * | 2021-06-15 | 2022-12-22 | 株式会社日立ハイテク | ステージ装置、荷電粒子線装置および真空装置 |
-
1997
- 1997-12-18 JP JP36461497A patent/JP3553350B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005079368A (ja) * | 2003-09-01 | 2005-03-24 | Nikon Corp | 磁気浮上式ステージ装置及び露光装置 |
| JP4590846B2 (ja) * | 2003-09-01 | 2010-12-01 | 株式会社ニコン | 磁気浮上式ステージ装置及び露光装置 |
| JP2006287033A (ja) * | 2005-04-01 | 2006-10-19 | Yaskawa Electric Corp | ステージ装置およびその露光装置 |
| JP4699071B2 (ja) * | 2005-04-01 | 2011-06-08 | 株式会社安川電機 | ステージ装置およびその露光装置 |
| CN113767464A (zh) * | 2019-06-17 | 2021-12-07 | 应用材料公司 | 磁悬浮***和悬浮载体的方法 |
| WO2022264287A1 (ja) * | 2021-06-15 | 2022-12-22 | 株式会社日立ハイテク | ステージ装置、荷電粒子線装置および真空装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3553350B2 (ja) | 2004-08-11 |
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