JPS58147134A - Precision plane-shifting device - Google Patents
Precision plane-shifting deviceInfo
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- JPS58147134A JPS58147134A JP57028963A JP2896382A JPS58147134A JP S58147134 A JPS58147134 A JP S58147134A JP 57028963 A JP57028963 A JP 57028963A JP 2896382 A JP2896382 A JP 2896382A JP S58147134 A JPS58147134 A JP S58147134A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、被加工物を載置したテーブルを水平面内で高
精度で移動せしめるに好適な精密平面移動装置に関する
ものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a precision plane moving device suitable for moving a table on which a workpiece is placed in a horizontal plane with high precision.
この糧の精密平面移動装置は、例えば半導体集積回路な
どの電子部品の製造その他に用いられる。This type of precision plane movement device is used, for example, in the manufacture of electronic components such as semiconductor integrated circuits.
近年、半導体集積回路の微細化により、１μｍ以下のパ
ターンを形成することが要求されている。In recent years, with the miniaturization of semiconductor integrated circuits, it has become necessary to form patterns of 1 μm or less.
このためには高精度の露光装置が必要とされるが、この
露光装置に不可欠のものが高精度の移動、位置決め装置
である。従って、従来より高精度の移動、位置決め装置
が提案されて来たが、これ等はテーブルの粗送り機構と
微少送り機構とが別々であり、構造が複雑で、かつ大型
である欠点を有していた。更に、粗送り機構では高精度
の位置決めはできず、微少送り機構では高精度位置決め
が可能であっても、その微少送り量が極めて小さい欠点
を有していた。また、微少送り機構は一般には粗送り機
構上に載置される構造のものが多く、従って装置全体が
高くなり、取扱に不便である欠点を有していた。For this purpose, a highly accurate exposure device is required, and what is essential to this exposure device is a highly accurate movement and positioning device. Therefore, high-precision movement and positioning devices have been proposed in the past, but these devices have separate coarse and fine table feed mechanisms, have complex structures, and are large. was. Furthermore, the coarse feed mechanism cannot perform highly accurate positioning, and even if the fine feed mechanism is capable of highly accurate positioning, it has the disadvantage that the minute feed amount is extremely small. Furthermore, the fine feed mechanism is generally constructed to be placed on the coarse feed mechanism, which increases the height of the entire device, making it inconvenient to handle.
第１図にこれ等の欠点を有する従来技術の移動装置の一
例を示す。FIG. 1 shows an example of a prior art mobile device that has these drawbacks.
基本的構造としては矢印Ｘ方向およびＹ方向に移動する
２つの粗動テーブル１と、その粗動テーブル１に載架さ
れ、同じく矢印Ｘ方向およびＹ方向に微動する２つの微
動テーブル２から構成されている。すなわち、基盤に形
成される２本の直線軸受案内７には粗動Ｘテーブル３が
載架されている。そして、この粗動Ｘテーブル３は、基
盤上に設置されたサーボモータ５およびボールネジ６に
より直線軸受案内７に沿って矢印Ｘ方向に粗送りされる
。粗動Ｘテーブル３の上面には２本の直線軸受案内７′
が形成され、この直線軸受案内７’には粗動Ｙテーブル
４が載架されている。粗動Ｙテーブル４は、粗動Ｘテー
ブル上に設置されたサーボモータ５′およびボールネジ
６′により直線軸受案内７′に沿って矢印Ｙ方向に粗送
りされる。The basic structure consists of two coarse movement tables 1 that move in the X and Y directions of the arrows, and two fine movement tables 2 that are mounted on the coarse movement tables 1 and that also move finely in the X and Y directions. ing. That is, the coarse movement X table 3 is mounted on two linear bearing guides 7 formed on the base. This coarse movement X table 3 is coarsely fed in the direction of arrow X along a linear bearing guide 7 by a servo motor 5 and a ball screw 6 installed on the base. There are two linear bearing guides 7' on the top surface of the coarse moving X table 3.
A coarse movement Y table 4 is mounted on this linear bearing guide 7'. The coarse movement Y table 4 is coarsely fed in the direction of arrow Y along a linear bearing guide 7' by a servo motor 5' and a ball screw 6' installed on the coarse movement X table.
粗動Ｙテーブル４の上面側には微動Ｘテーブル８が配設
され、この微動Ｘテーブル８と粗動Ｙテーブル４とには
、矢印Ｘ方向に自由度をもつ平行板バネ１１が跨設され
ている。微動Ｙテーブル９は微動Ｘテーブル８の上面側
に配設され、微動Ｙテーブル９と微動Ｘテーブル８とに
は、矢印Ｙ方向に自由度をもつ平行板バネ１１′が跨設
されている。A fine movement X table 8 is disposed on the upper surface side of the coarse movement Y table 4, and a parallel plate spring 11 having a degree of freedom in the direction of the arrow X is straddled between the fine movement X table 8 and the coarse movement Y table 4. ing. The fine movement Y table 9 is disposed on the upper surface side of the fine movement X table 8, and a parallel plate spring 11' having a degree of freedom in the direction of the arrow Y is straddled between the fine movement Y table 9 and the fine movement X table 8.
微動Ｙテーブル９の上面には試料１０、たとえば半導体
ウェハなどが載置される。A sample 10, such as a semiconductor wafer, is placed on the upper surface of the fine-movement Y table 9.
微動Ｘテーブル８および微動Ｙテーブル９の移動方向に
直交する端面には、磁性体ブロック１２が取付けられて
いる。そして、この磁性体ブロック１２に対峙する位置
には、間隙りを介して電磁石１３および１３′が配設さ
れている。なお、電磁石１３および１３′は粗動Ｙテー
ブル上に取付けられている。微動Ｘテーブル８および微
動Ｙテーブル９は、電磁石１３および１３′と磁性体ブ
ロック１２の間に生ずる電磁力と平行板バネ１１および
１１′のバネ力との釣合う位置に微小移動することがで
きる。A magnetic block 12 is attached to the end faces of the fine movement X table 8 and the fine movement Y table 9 perpendicular to the movement direction. Electromagnets 13 and 13' are disposed at positions facing the magnetic block 12 with a gap in between. Note that the electromagnets 13 and 13' are mounted on a coarse movement Y table. The fine movement X table 8 and the fine movement Y table 9 can be slightly moved to positions where the electromagnetic force generated between the electromagnets 13 and 13' and the magnetic block 12 is balanced with the spring force of the parallel plate springs 11 and 11'. .
微動Ｙテーブル９のＸおよびＹ方向の面側には光学ミラ
ー１５が取付けられている。この光学ミラー１５には、
たとえばレーザ光１６によるレーザ干渉測長器１７が対
応している。そして、この検知信号は、コントローラ１
４に入力さ−れる。An optical mirror 15 is attached to the surface side of the fine movement Y table 9 in the X and Y directions. This optical mirror 15 has
For example, a laser interferometer 17 using a laser beam 16 is compatible. This detection signal is then transmitted to the controller 1.
4 is input.
さて、目標移動量がコントローラ１４に与えられると、
まづサーボモータ５および５′が作動し、ボールネジ６
および６’により粗動Ｘテーブル３および粗動Ｙテーブ
ル４を移動させる。次に、光学ミラー１５とレーザ光１
６とを用いたレーザ干渉測長器１７により、目標値と測
定値との差をコントローラ１４にフィードバックしなが
ら、微動Ｘテーブル８および微動Ｙテーブル９の電磁石
１？ よび１３′の入力を制御し、定位置までテーブル
を移動する。これＫよって目標値に対し、±０．５μｍ
以下の精度で位置決めできることが知られている。Now, when the target movement amount is given to the controller 14,
First, the servo motors 5 and 5' operate, and the ball screw 6
and 6' move the coarse movement X table 3 and the coarse movement Y table 4. Next, the optical mirror 15 and the laser beam 1
The electromagnet 1? of the fine movement and 13' to move the table to the normal position. According to this K, ±0.5μm against the target value
It is known that positioning can be performed with the following accuracy.
以上のごとく、粗動送りと微動送りとを組合わせた構造
としなければならない理由として、粗動テーブルのみで
は±２μｍないし±１０μｍ程度の位置決め精度しか保
証できず、微動テーブルのみでは、移動速度がおそく、
かつ、そのストロークが小さいためである。従って、２
粗動テーブルと微動テーブルとの二段重ね構造となり、
前記したごとく構造が複雑となる。そして、微動テーブ
ルを載架するため粗動テーブルの剛性を高める必要があ
り、試料の寸法には不相応な大型のものとなる欠点を有
していた。更に、前記のごとく、二段重ね構造となるた
め全体が高くなり、取扱が不便になるのみならず、重心
位置が粗動−テーブルの駆動軸から遠ざかり、粗動テー
ブル誤差が拡大されると共に、外部からの振動等の影響
が受は易くなるため、高精度位置決めが困難となる欠点
を有していた。As mentioned above, the reason why it is necessary to have a structure that combines coarse movement feed and fine movement feed is that a coarse movement table alone can only guarantee positioning accuracy of about ±2 μm to ±10 μm, and a fine movement table alone can only guarantee a positioning accuracy of about ±2 μm or ±10 μm. late,
This is also because the stroke is small. Therefore, 2
It has a two-tiered structure with a coarse movement table and a fine movement table,
As mentioned above, the structure becomes complicated. Furthermore, in order to mount the fine movement table, it is necessary to increase the rigidity of the coarse movement table, which has the disadvantage that the table becomes large and unsuitable for the size of the sample. Furthermore, as mentioned above, the two-tiered structure increases the height of the entire structure, which not only makes handling inconvenient, but also moves the center of gravity away from the drive shaft of the coarse movement table, increasing the coarse movement table error. This has the disadvantage that high-precision positioning is difficult because it is easily influenced by external vibrations and the like.
本発明は上述の事情に鑑みて為され、テーブルを高精度
で位置決めし得る小型で簡単な構成の精密平面移動装置
を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and an object of the present invention is to provide a precision plane moving device having a small size and simple configuration that can position a table with high precision.
上記の目的を達成するため、本発明は従来の平面移動装
置（第１図）のごとく２段構造の粗動ステージの上に更
に２段構造の微動ステージを載架するといった４段構造
を簡累化し、粗、微動可能なＸテーブルと、粗、微動可
能なＹテーブルとの２段構造のテーブルを構成する。詳
しくは、本発明は基盤上に設けた直線軸受案内によって
一定方向に案内される第１のテーブルと、上記第１のテ
ーブル上に設けた直線軸受案内によって上記一定方向と
直角方向に案内される第２のテーブルとを有し、上記第
１のテーブル及び第２のテーブルについてそれぞれ長ス
トロークを発生する直進形駆動手段と微小ストロークを
発生する直進形像小変位機構とを設け、かつ、上記の直
進形駆動手段を被駆動部材であるテーブルとの続合・解
除自在ならしめるとともに１前記の直進形の微小変位機
構を被変位部材であるテーブルを支承する部材に対して
結合・解除自在ならしめたことを特徴とする。In order to achieve the above object, the present invention simplifies the four-stage structure in which a two-stage fine movement stage is mounted on a two-stage coarse movement stage as in the conventional plane moving device (Fig. 1). A table with a two-stage structure is constructed, including an X table that can be accumulated and coarsely and finely moved, and a Y table that can be coarsely and finely moved. Specifically, the present invention includes a first table that is guided in a fixed direction by a linear bearing guide provided on a base, and a first table that is guided in a direction perpendicular to the fixed direction by a linear bearing guide provided on the first table. a second table, and a linear drive means that generates a long stroke for the first table and the second table, and a linear image small displacement mechanism that generates a minute stroke, and The linear drive means can be freely connected to and disconnected from the table, which is the driven member, and the linear minute displacement mechanism can be freely connected to and disconnected from the member that supports the table, which is the displaced member. It is characterized by:
以上のごとく構成することにより、直交する２軸方向に
ついて、それぞれ、直進形像小変位機構をフリーにして
直進形駆動手段で粗動操作を行って概要の位置決めをし
た後、直進形駆動手段をフ１７− Ｋ して直進形像小
変位機構で精密位置決めをすることができる。With the above configuration, the linear image small displacement mechanism is freed in each of the two orthogonal axes directions, and the linear drive means performs coarse movement to perform general positioning, and then the linear drive means is activated. Precise positioning can be performed using the linear image small displacement mechanism.
次に、本発明の一笑施例を第２図乃至第４図について説
明する。Next, a simple embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 to 4.
２０は装置の基盤で、この基盤加の上に直線軸受案内７
を固着してＸテーブル１８をＸ軸方向に案内する。上記
のＸテーブル１８の上に第２の直線軸受案内７′を固着
して試料テーブル１９をＹ軸方向に案内する。上記の直
線軸受案内７′は、静圧空気軸受、若しくは摺動時の摩
擦やスティックスリップの少ない軸受手段を用いて構成
されている。20 is the base of the device, and a linear bearing guide 7 is mounted on this base.
is fixed to guide the X table 18 in the X-axis direction. A second linear bearing guide 7' is fixed onto the X-table 18 to guide the sample table 19 in the Y-axis direction. The above-mentioned linear bearing guide 7' is constructed using a static air bearing or a bearing means with less friction and stick-slip during sliding.
基盤２０にサーボモータ５を取付けてボールネジ６を自
在に回転せしめ得るようにし、上記のボールネジ６に螺
合したナツト２１によってブロック２２をネジ送りでき
るように構成する。A servo motor 5 is attached to a base 20 to freely rotate a ball screw 6, and a block 22 is configured to be screw-fed by a nut 21 screwed onto the ball screw 6.
Ｘテーブル１８にアーム２３を固着し、これを前記のブ
ロック２２と次記のようにして係合せしめる。An arm 23 is fixed to the X-table 18 and engaged with the block 22 as described below.
（第３図参照）Ｘテーブル１８に固着したアーム２３に
切込み２３ａを設け、板バネ状の弾性を有する舌片２３
ｂを形成する。そして、前記のブロックｎをコの字状に
形成しギャップｇを介してアーム２３を緩やかに挾持せ
しめる。(See Figure 3) A notch 23a is provided in the arm 23 fixed to the X table 18, and a tongue piece 23 having leaf spring-like elasticity
form b. Then, the block n is formed into a U-shape, and the arm 23 is gently held therebetween via the gap g.
上記ブロック２２のコの字形の内側にフラング素子２５
ヲ固着する。このクランプ素子は電圧を加えて伸長せし
めると了−ム２３をクランプし、電圧を与えないときは
縮小してアーム２３との間にギャップｇを生じ、クラン
プを解除する。A flang element 25 is placed inside the U-shape of the block 22.
Stick to it. This clamp element clamps the arm 23 when a voltage is applied to extend it, and when no voltage is applied, it contracts to create a gap g between it and the arm 23 and release the clamp.
上記のクランプ素子２５は、本実施例においてはストロ
ーク団μｍの電歪素子を用いである。In this embodiment, the above-mentioned clamp element 25 is an electrostrictive element with a stroke size of μm.
クランプ素子２５が伸長したとき、舌片２３ｂが弾性を
有しているので過大な挾持力によって関係部材が破損す
る虞れが無い。When the clamp element 25 is extended, since the tongue piece 23b has elasticity, there is no risk of damage to related members due to excessive clamping force.
本実施例は以上のようにして、サーボモータ５゜ボール
ネジ６、ナシ） ２１及びブロックｎによって直進形駆
動手段を形成し、かっし直進形駆動手段をＸテーブル１
８と自在に結合・解放し得るように構成しである。In this embodiment, as described above, the linear drive means is formed by the servo motor 5°, the ball screw 6, (not shown) 21 and the block n, and the linear drive means is connected to the X table 1.
8 and can be freely combined and released.
第２図に示した２６はブロック２２のガイドプレートで
、ブロックｎの下面に取付けた一対のガイドローラが上
記のガイドプレート２６を挨持し、ボールネジ６の回転
反力を支承している。Reference numeral 26 in FIG. 2 is a guide plate of the block 22, and a pair of guide rollers attached to the lower surface of the block n hold the guide plate 26 and support the rotational reaction force of the ball screw 6.
−万、Ｘテーブル１８に次記のようにして直進形像小変
位機構３１を設ける。- 10,000, the linear image small displacement mechanism 31 is provided on the X table 18 as follows.
基盤加の上にスライドプレート３２を固着し、このスラ
イドプレート３２の上にスライドブロック額を載架する
。前記の直進形像小変位機構３１をこのスライドブロッ
ク加に固着する。そして該直進形像小変位機構３１とＸ
テーブル１８との間に板バネ羽を介装し、両者を一足圧
力で当接ぜしめる。あ。A slide plate 32 is fixed on the base plate, and a slide block frame is mounted on this slide plate 32. The aforementioned linear image small displacement mechanism 31 is fixed to this slide block. And the rectilinear image small displacement mechanism 31 and
A leaf spring blade is interposed between the table 18 and the table 18, and the two are brought into contact with one foot of pressure. a.
ＵはＸテーブル１８に固着した板バネ受座である。U is a leaf spring seat fixed to the X table 18.
前記の直進形像小変位機構３１は電歪素子又は研歪累子
で構成し、これに加える電圧、電流の変化に応じて直進
方向に伸縮する機＃ｌ！を有する本実施例では電歪素子
を積層して直進形像小変位機構３１を構成してあり、数
百〜数千Ｖの電圧を加えると数十μｍのストロークが得
られ、クリープやヒステリシスが極めて小さい。これＫ
ＩＶ未満程度のステップ電圧を入力すること罠より０．
０１μｍレベルの微動分解能が得られる。The linear image small displacement mechanism 31 is composed of an electrostrictive element or a grinding strain element, and expands and contracts in the linear direction according to changes in the voltage and current applied thereto. In this embodiment, the linear image small displacement mechanism 31 is constructed by laminating electrostrictive elements, and when a voltage of several hundred to several thousand V is applied, a stroke of several tens of μm is obtained, and creep and hysteresis are avoided. Extremely small. This is K
Inputting a step voltage of less than IV is a trap.
A fine motion resolution of 0.01 μm level can be obtained.
上記の直進形像小変位機構３１を取付けたスライドブロ
ック（資）にエアー管路梱を接続し、コントローラ１４
によって切換作動されるンレノイドバルブ語により圧力
空気源（図示せず）又は真空源（図示ぜず）Ｋ切換連通
ぜしめる。スライドブロック（９）を圧力空気源に連通
ずると該スライドブロック凹は下方に空気を噴出してス
ライドプレート３２との間に空気薄層を形成し、エアベ
アリングとして自在に摺動できるようになる。また真空
源に連通するとスライドプレート３２に吸着して固定さ
れる。An air conduit package is connected to the slide block (material) on which the linear image small displacement mechanism 31 is attached, and the controller 14
A pressure air source (not shown) or a vacuum source (not shown) is connected to a source of pressurized air (not shown) or a source of vacuum (not shown) by means of an inlet valve which is selectively activated by the switch. When the slide block (9) is connected to a pressurized air source, the slide block recess blows air downward to form a thin air layer between it and the slide plate 32, allowing it to slide freely as an air bearing. . Further, when connected to a vacuum source, it is attracted and fixed to the slide plate 32.
上記のスライドブロック（資）に圧力空気を供給して摺
動自在にした場合、Ｘテーブル１８がＸ軸方向に動こう
とすると、板バネ羽、直進形微小変位機構３１ 、及び
スライドブロック（資）はＸテーブル１８と共に移動し
、該Ｘデープル１８の移動に抵抗を及ぼさない。また、
前記のスライドブロック鵠に真空を供給してスライドプ
レート３２ Ｋ ＩＩｋ着せしめると、Ｘテーブル１８
ｔｉＸ軸方向に自由に動けなくなる。When the above-mentioned slide block (materials) is made to slide freely by supplying pressurized air, when the X table 18 attempts to move in the ) moves together with the X table 18 and does not resist the movement of the X table 18. Also,
When a vacuum is supplied to the slide block 32 and the slide plate 32 K IIk is attached, the X table 18
It becomes impossible to move freely in the tiX-axis direction.
この状態で直進形微小変位機構３１が伸縮すると、Ｘテ
ーブル１８はその伸縮に応じてＸ軸方向に微動せしめら
れる。When the linear minute displacement mechanism 31 expands or contracts in this state, the X table 18 is slightly moved in the X-axis direction in accordance with the expansion or contraction.
本実施例は以上のようにして直進形微小変位機構３１を
Ｘテーブル１８０支承部材である基盤加に対して自在に
結合、解放し得るように構成しである。The present embodiment is configured as described above so that the linear minute displacement mechanism 31 can be freely connected to and released from the base plate, which is the X-table 180 supporting member.
以上は基盤２０に対してＸ軸方向に案内されるＸテーブ
ル１８に設けた直進形駆動手段（サーボモータ５．ボー
ルネジ６、ナツト２１．ブロックｎ及びアーム２３）、
及び、直進形微小変位機構３１について述べたが、これ
らと同様に、Ｘテーブル１８に対してＹ軸方向に案内さ
れる試料テーブル１９に、サーボモータ５′、ボールネ
ジ６′、ブロックｎ′等よりなる直進形駆動手段、及び
直進形微小変位機構３１’を設ける。The above describes the linear drive means (servo motor 5, ball screw 6, nut 21, block n, and arm 23) provided on the X table 18 guided in the X-axis direction with respect to the base 20;
And, although the linear minute displacement mechanism 31 has been described, similarly to these, the sample table 19 guided in the Y-axis direction with respect to the X table 18 is provided with a servo motor 5', a ball screw 6', a block n', etc. A linear drive means and a linear minute displacement mechanism 31' are provided.
試料テーブル１９上に光学ミラー１５を取付け、レーザ
光１６を用いてレーザ干渉測長器１７によってＸ方向、
Ｙ方向の位置を検出し、検出位置信号をコントローラ１
４に入力させる。このコントローラ１４は本平面移動装
置全体を制御するもので、上記のごとく試料テーブルの
位置信号をフィードバックされつつサーボモータ５．５
’、クランプ素子部、直進形微小変位機構３１．３１’
、及びンレノイドバル７’３５．３５’を制御して後述
のように試料テーブル１９の位置を制御する。An optical mirror 15 is mounted on the sample table 19, and a laser beam 16 is used to measure the distance in the X direction by a laser interference length measuring device 17.
Detects the position in the Y direction and sends the detected position signal to controller 1
4. This controller 14 controls the entire plane moving device, and is fed back with the position signal of the sample table as described above, and drives the servo motor 5.5.
', Clamp element section, linear minute displacement mechanism 31.31'
, and the lenoid valve 7'35, 35' to control the position of the sample table 19 as described later.
次に、第３図及び第４図について、Ｘテーブル１８をＸ
軸方向（図示の左右方向）に粗動ステップさせ、更に精
密位置決めする制御方法を述べる。Next, regarding FIGS. 3 and 4, the X table 18 is
A control method for performing coarse movement steps in the axial direction (horizontal direction in the figure) and more precise positioning will be described.
第３図、第４図において、Ｘテーブル１８の位置をその
辺１８ｍの位置を基準として表わす。In FIGS. 3 and 4, the position of the X table 18 is shown with reference to the position of the side 18 m.
第３図はＸテーブル１Ｂをキ井芋茫キ右方に粗動ステッ
プさせる前の状態を示し、第４図は上記の粗動ステップ
後の状態を示している。そして第４図紘更に後述のごと
く寸法±ΔＸの微調整を行つ作動の説明図である。FIG. 3 shows the state before the X-table 1B is coarsely moved to the right, and FIG. 4 shows the state after the above-mentioned coarse movement step. FIG. 4 is an explanatory diagram of the operation of finely adjusting the dimension ±ΔX as will be described later.
纂３図の状態（粗動ステップ前）において、前述のよう
にしてスライドブロック３０に圧力空気を供給して該ス
ライドブロック園をスライドグレート３２に対して自在
に摺動できるようにする。即ち、直進形微小変位機構３
１をＸテーブルの支承部材である基盤加に対してフリー
にする。クランプ素子部に作動電圧を供給して伸長させ
る。これによりブロックｎはクランプ素子２５を介して
アームｎを挾持し、Ｘテーブル１８は直進形駆動手段−
結合される。In the state shown in Figure 3 (before the coarse movement step), pressurized air is supplied to the slide block 30 as described above so that the slide block can freely slide on the slide grate 32. That is, the linear minute displacement mechanism 3
1 is made free with respect to the base plate which is the supporting member of the X table. An operating voltage is supplied to the clamp element section to cause it to expand. As a result, the block n clamps the arm n via the clamp element 25, and the X table 18
be combined.
この状態でサーボモータ５を駆動してボールネジ６を回
し、ブロック２２を来参↓套４右方へ送る。In this state, the servo motor 5 is driven to turn the ball screw 6, and the block 22 is sent to the right side of the mantle 4.
該ブロック２２がＸテーブル１８に固着したアームｎを
挾持しているので、Ｘテーブル１８は右方へ中参参疼蛙
送られる。この送９作動はサーボモータ５゜ボールネジ
６及びナツトの精度に応じた精度で行われ、１０μｍｌ
ｉ度の誤差が許容される。Since the block 22 is holding the arm n fixed to the X table 18, the X table 18 is moved to the right. This feed 9 operation is performed with an accuracy according to the accuracy of the servo motor 5° ball screw 6 and nut, and the 10 μml
An error of i degrees is allowed.
上記＃ヰ参の粗動ピッチ送りをした後、コントローラ１
．ＨＣよってンレノイドバルブ話を切替え作動させ、ス
ライドブロック（９）に真空を供給してスライドプレー
ト３２に吸着せしめる。次いでクランプ素子部への入力
を停止して該クランプ素子δを収縮させ、ブロック２２
とアーム器との間にｊ！隙を生じさせる。・この段階で
アームｎとクランプ素子部との間にギャップｇができる
。次いでコントローラ１４によってサーボモータ５を作
動させ、ブロック２２ ｔ−ｇ／２だけ図の左方ヘパツ
クさせる。After coarse pitch feed of # above, controller 1
．． The HC switches the renoid valve mode and operates the slide block (9) to supply a vacuum to the slide block (9) so that it is attracted to the slide plate 32. Next, the input to the clamp element section is stopped to contract the clamp element δ, and block 22
Between the arm and the j! Create a gap. - At this stage, a gap g is created between the arm n and the clamp element part. Next, the controller 14 operates the servo motor 5 to move the block 22 tg/2 to the left in the figure.
これにより、アーム２３とブロックｎとが対向している
２個所にそれぞれｇ／２のギャップを生じ、第４図に示
す状態となる。This creates a gap of g/2 at each of the two locations where arm 23 and block n face each other, resulting in the state shown in FIG. 4.
上記の状態において、サーボモータ５、ボールネジ６及
びブロック２２等よりなる直進駆動手段はＸテーブル１
８との結合を解き、ｇ／２寸法の前、後進を許容する。In the above state, the linear drive means consisting of the servo motor 5, the ball screw 6, the block 22, etc.
The connection with 8 is released to allow forward and backward movement of g/2 dimension.
これにより、Ｘテーブル１８はサーボモータ５の振動や
ボールネジ６の熱膨張収縮などの影響から完全に遮断さ
れ、後述のようＫして精密な位置決めをすることが可能
になる。As a result, the X table 18 is completely isolated from the effects of vibrations of the servo motor 5 and thermal expansion and contraction of the ball screw 6, making it possible to perform accurate positioning as described later.
−万、上記の状態において直進形微小変位機構３１はス
ライドブロック（資）を介してスライドプレー）Ｋｌｋ
着固足固定ている。そして、Ｘテーブル１Ｂは板バネ３
３に付勢されて上記の直進形像小変位機構３１に当接し
ている。従って、直進形像小変位機構３１が伸長すれば
Ｘテーブル１８は直接的罠押動されて図の右方に移動せ
しめられる。また直進形像小変位機構３１が収縮すると
Ｘテーブル１８は板バネ羽の付勢力によって上記の直進
形像小変位機構３１との当接を保持しつつ図の左方に移
動せしめられる。このようＫして、Ｘテーブル１８杜士
ｇ／２の範囲内で±ΔＸだけＸ軸方向（図の左右方向）
に精密移動せしめられる。- 10,000, In the above state, the linear minute displacement mechanism 31 slides through the slide block (equipment) Klk
The foot is fixed. And, the X table 1B is the leaf spring 3
3 and comes into contact with the linear image small displacement mechanism 31 mentioned above. Therefore, when the linear image small displacement mechanism 31 is extended, the X table 18 is directly pushed and moved to the right in the figure. Further, when the linear image small displacement mechanism 31 contracts, the X table 18 is moved to the left in the drawing while maintaining contact with the linear image small displacement mechanism 31 by the biasing force of the leaf spring blade. In this way, within the range of X table 18 g/2, ±ΔX in the X axis direction (left and right direction in the figure)
It is made to move precisely.
上述のごとく、比較的長いストローク＃ヰ餐の粗動ステ
ップと、上記の粗動ステップの徒置決め誤差をカバーし
得る寸法上ΔＸの精密位置決めとを連続的に行なう機能
は、例えば半導体ウエノ・の上に１μｍ以下の微細パタ
ーンをステップアンドリピートで転写するためのＸ＃露
光装置などにおいて、ウェハとマスクとの位置ずれ量を
±０．１／Ｊｍ以下の分解能で微動させて修正する機構
に適用すると非常に好適である。As mentioned above, the function of continuously performing a relatively long coarse movement step with a relatively long stroke and precision positioning of dimensional ΔX that can cover the manual positioning error of the coarse movement step is, for example, a semiconductor wafer. This is a mechanism that corrects the amount of misalignment between the wafer and the mask by finely moving the amount of misalignment between the wafer and the mask with a resolution of ±0.1/Jm or less in X# exposure equipment that transfers fine patterns of 1 μm or less onto the wafer by step-and-repeat. Very suitable for application.
以上第３図及び第４図についてＸ軸方向の粗動ステップ
と精密位置合わせの作動を説明したが、（第２図参照）
同様にして試料テーブル１９をＹ軸方向に粗動ステップ
させ、引き続いて精密位置合わせすることができる。The coarse movement steps in the X-axis direction and the precise positioning operations have been explained above with reference to Figures 3 and 4 (see Figure 2).
Similarly, the sample table 19 can be coarsely moved in steps in the Y-axis direction, and then precise positioning can be performed.
以上説明したごとく、本発明は、基盤上に設けた直線軸
受案内によって一定方向く案内される纂１のテーブル（
前記実施例におけるＸテーブル１８）と、上記第１のテ
ーブル上に設けた直線軸受案内によって上記の一定方向
と直角方向に案内される第２のテーブル（前例の試料テ
ーブル１９）とを設け、上記の第１のテーブル及び第２
のテーブルについてそれぞれ、長ストロークを発生する
直進形駆動手段と、微小ストロークを発生する直進形像
小変位機構とを設け、がっ、上記の直進形駆動手段を被
駆動部材であるテーブルとの結合・解除自在ならしめる
とともに、前記の直進形像小変位機構を被変位部材であ
るテーブルを支承する部材に対して結合・解除自在なら
しめることにより１小形かつ簡単な構成でテーブルを粗
動ステップさせ、かつ高精度で位置決めすることができ
るといり優れた実用的効果を奏する。As explained above, the present invention provides a first series of tables (
The X table 18) in the above embodiment is provided, and a second table (sample table 19 in the previous example) guided in a direction perpendicular to the above fixed direction by a linear bearing guide provided on the first table, the first table and the second table of
For each table, a linear drive means that generates a long stroke and a linear image small displacement mechanism that generates a minute stroke are provided. - By making it releasable and also making it possible to connect and release the linear image small displacement mechanism to a member that supports the table, which is a displaced member, the table can be moved in coarse steps with a small and simple configuration. , and can perform positioning with high precision, resulting in excellent practical effects.
ｊ１１１図は従来形の精密平面移動装置の斜視図、第２
図は本発明に係る精密平面移動装置の一実施例の斜視図
、第３図及び第４図は上記実施例の作動説明図である。
５．５′・・・直進形駆動手段を構成するサーボモータ
、６，６′・・・同じくボールネジ、’１．７’・・・
直進軸受案内、１４・・・コントローラ、１８・・・Ｘ
テーブル、１９・・・試料テーブル、加・・・基盤、２
１・・・直進形駆動手段を構成するナツト、ｎ・・・同
じくブロック、２３・・・アーム、塾・・・クランプ素
子、％・・・ガイドプレート、１．７・・・ガイドロー
２．３０−・・スライドブロック、３１゜３１’・・・
直進形像小変位機構、３２・・・スライドプレート、お
・・・板バネ、あ・・・板バネ受座、ａｓ、ａｓ’・・
・ンレノイドバルブ、鉛・・・エアーパイプ。
代理人 弁理士 秋 本 正 実
弟１ 区Figure j111 is a perspective view of a conventional precision plane moving device, the second
The figure is a perspective view of one embodiment of the precision plane moving device according to the present invention, and FIGS. 3 and 4 are explanatory views of the operation of the above embodiment. 5.5'...Servo motor constituting the linear drive means, 6,6'...Same ball screw, '1.7'...
Straight bearing guide, 14...controller, 18...X
Table, 19...Sample table, Addition...Base, 2
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1...Nut constituting the linear drive means, n...Same block, 23...Arm, cram...clamp element, %...Guide plate, 1.7...Guide row 2. 30-...Slide block, 31°31'...
Straight-moving image small displacement mechanism, 32...slide plate, oh...plate spring, ah...plate spring seat, as, as'...
・Nrenoid valve, lead...air pipe. Agent Patent Attorney Tadashi Akimoto Younger brother 1 Ward
Claims (1)
れる第１のテーブルと、上記Ｉ＠１のテーブル上に設け
た直線軸受案内によって上記一定方向と直角方向に案内
される第２のテーブルとを有し、上記＠ｌのテーブル及
び第２のテーブルについてそれぞれ長ストロークを発生
する直進形駆動手段と微小ストロークを発生する直進形
微小変位機構とを設け、かつ、上記の直進形駆動手段を
被駆動部材であるテーブルとの結合・解除を自在ならし
めると共に、前記の直進形微小変位機構を被変位部材で
あるテーブルを支承する部材に対して結合・解除自在な
らしめたことを特徴とする精密平面移動装置。A first table guided in a fixed direction by a linear bearing guide provided on the base; and a second table guided in a direction perpendicular to the fixed direction by a linear bearing guide provided on the table of I@1. and a linear drive means that generates a long stroke and a linear minute displacement mechanism that generates a minute stroke for the @l table and the second table, respectively, and the linear drive means is covered with the linear drive means. A precision device characterized in that it can be freely connected to and disconnected from a table that is a driving member, and the linear minute displacement mechanism can be freely connected and disconnected from a member that supports a table that is a displaced member. Planar moving device.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57028963A JPS58147134A (en) | 1982-02-26 | 1982-02-26 | Precision plane-shifting device |
| US06/436,721 US4492356A (en) | 1982-02-26 | 1982-10-26 | Precision parallel translation system |
| US07/709,317 US5142791A (en) | 1982-02-26 | 1991-06-03 | Apparatus for positioning sample |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57028963A JPS58147134A (en) | 1982-02-26 | 1982-02-26 | Precision plane-shifting device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58147134A true JPS58147134A (en) | 1983-09-01 |
Family
ID=12263064
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57028963A Pending JPS58147134A (en) | 1982-02-26 | 1982-02-26 | Precision plane-shifting device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58147134A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103862275A (en) * | 2012-12-13 | 2014-06-18 | 富泰华工业（深圳）有限公司 | Location system |
-
1982
- 1982-02-26 JP JP57028963A patent/JPS58147134A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103862275A (en) * | 2012-12-13 | 2014-06-18 | 富泰华工业（深圳）有限公司 | Location system |
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