JPH0240594A - あおりステージ - Google Patents
あおりステージInfo
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- JPH0240594A JPH0240594A JP63191859A JP19185988A JPH0240594A JP H0240594 A JPH0240594 A JP H0240594A JP 63191859 A JP63191859 A JP 63191859A JP 19185988 A JP19185988 A JP 19185988A JP H0240594 A JPH0240594 A JP H0240594A
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- Japan
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- displacement
- hinge
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- mask
- hinges
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- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 abstract description 25
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 12
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000000452 restraining effect Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
- B23Q1/25—Movable or adjustable work or tool supports
- B23Q1/26—Movable or adjustable work or tool supports characterised by constructional features relating to the co-operation of relatively movable members; Means for preventing relative movement of such members
- B23Q1/34—Relative movement obtained by use of deformable elements, e.g. piezoelectric, magnetostrictive, elastic or thermally-dilatable elements
- B23Q1/36—Springs
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- 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】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はあおりステージ、特にＸ線露光装置のマスクス
テージやウェハステージに適用可能な薄型、高分解能、
高剛性のあおりステージに関する。
テージやウェハステージに適用可能な薄型、高分解能、
高剛性のあおりステージに関する。
近年の半導体製造用露光装置は高精度化する傾向にある
。特にＸ線露光装置は、マスクとウェハを１０μｍ〜５
０μｍの微小なギャップを介して平行に保持し、位置合
わせマークを用いて０．１μｍ以下の微小位置合わせを
行って、０．５μｍ以下の微細パタンを転写するもので
あり、最近特に注目されている。Ｘ線マスクを保持する
マスクステージやウェハを保持するウェハステージには
、マスクとウェハの平行だしをするために薄型で、かつ
高分解能、高剛性のあおりステージが必要となっている
。
。特にＸ線露光装置は、マスクとウェハを１０μｍ〜５
０μｍの微小なギャップを介して平行に保持し、位置合
わせマークを用いて０．１μｍ以下の微小位置合わせを
行って、０．５μｍ以下の微細パタンを転写するもので
あり、最近特に注目されている。Ｘ線マスクを保持する
マスクステージやウェハを保持するウェハステージには
、マスクとウェハの平行だしをするために薄型で、かつ
高分解能、高剛性のあおりステージが必要となっている
。
従来の技術としては、例えば特開昭６１−９０４３２０
の従来例に示されているあおりステージがある。
の従来例に示されているあおりステージがある。
この従来のあおりステージについて図面を参照して説明
する。
する。
第５図は従来のあおりステージを備えたＸ線露光装置の
マスクステージを示す平面図、第６図は第５図の正断面
図である。
マスクステージを示す平面図、第６図は第５図の正断面
図である。
従来のあおりステージは、中空円柱状のステージベース
１１４と、ステージベース１１４の内側に外周を固定さ
れた中空円板バネ１１５と、中空円板バネ１１５の内周
に固定されたマスクチャック取付枠１１３と、マスクチ
ャック取付枠１１３に保持されたマスクチャック１０２
と、マスクチャック取付枠１１３の上面に等角度配置し
たアマチャ１０９〜１１２と、アマチャ１０９〜１１２
に対向し、ステージベース１１４に取付けられた電磁石
１０５〜１０８とを含んで構成される。
１１４と、ステージベース１１４の内側に外周を固定さ
れた中空円板バネ１１５と、中空円板バネ１１５の内周
に固定されたマスクチャック取付枠１１３と、マスクチ
ャック取付枠１１３に保持されたマスクチャック１０２
と、マスクチャック取付枠１１３の上面に等角度配置し
たアマチャ１０９〜１１２と、アマチャ１０９〜１１２
に対向し、ステージベース１１４に取付けられた電磁石
１０５〜１０８とを含んで構成される。
電磁石１０５に正の電流、電磁石１０７に負の電流を流
すと、電磁石１０５とアマチャ１０９には吸引力、電磁
石１０７とアマチャ１１１には反発力が発生し、中空円
板バネの拘束力とつり合った姿勢、つまりアマチャ１１
１が取付いているマスクチャック取付枠１１３は矢印Ｆ
方向にあおり変位する。
すと、電磁石１０５とアマチャ１０９には吸引力、電磁
石１０７とアマチャ１１１には反発力が発生し、中空円
板バネの拘束力とつり合った姿勢、つまりアマチャ１１
１が取付いているマスクチャック取付枠１１３は矢印Ｆ
方向にあおり変位する。
さらに電磁石１０５〜１０８に同じ大きさの電流を流す
ことによってＺ方向に変位させることができる。したが
ってマスクチャック取付枠１１３にマスクチャック１０
２を介して保持されたマスク１１をウェハ１２に対して
平行でかつ所定のギャップ量に位置決めすることができ
る。
ことによってＺ方向に変位させることができる。したが
ってマスクチャック取付枠１１３にマスクチャック１０
２を介して保持されたマスク１１をウェハ１２に対して
平行でかつ所定のギャップ量に位置決めすることができ
る。
上述した従来のあおりステージはマスク１１にあおり変
位および、Ｚ方向変位を与える場合、中空円板バネ１１
５外周と内周をそれぞれステージベース１１４とマスク
チャック取付枠１１３に固定されているので複雑な変形
をして、電磁石１０５〜１０８に流す電流を複雑に制御
しなければならず、ウェハ１２とマスク１１を平行に位
置合わせするのに多くの時間を要する。
位および、Ｚ方向変位を与える場合、中空円板バネ１１
５外周と内周をそれぞれステージベース１１４とマスク
チャック取付枠１１３に固定されているので複雑な変形
をして、電磁石１０５〜１０８に流す電流を複雑に制御
しなければならず、ウェハ１２とマスク１１を平行に位
置合わせするのに多くの時間を要する。
またＸ線露光装置の場合、特開昭６０−２０１３４４な
どに記載されるように、マスク１１とウェハ１２の位置
ズレ検出装置をマスク３の上面でかつ露光領域の近傍に
配置する必要があり、薄型構造でなければならないが、
電磁石を設けると、薄型に構成しにくいという欠点があ
った。
どに記載されるように、マスク１１とウェハ１２の位置
ズレ検出装置をマスク３の上面でかつ露光領域の近傍に
配置する必要があり、薄型構造でなければならないが、
電磁石を設けると、薄型に構成しにくいという欠点があ
った。
さらに、電磁石が発生しうる力は小さいので安定したあ
おり変位を得るために中空円板バネにスリットを設けた
り、特開昭６１−９０４３２に記載されるように柱状の
弾性部材を用いる手段もあるが、電磁石で発生する力が
小さいためバネ定数を小さくしなければならずあおりス
テージ全体の剛性を高くできないので振動に対して弱い
という欠点があった。
おり変位を得るために中空円板バネにスリットを設けた
り、特開昭６１−９０４３２に記載されるように柱状の
弾性部材を用いる手段もあるが、電磁石で発生する力が
小さいためバネ定数を小さくしなければならずあおりス
テージ全体の剛性を高くできないので振動に対して弱い
という欠点があった。
本発明のあおりステージは、一端をベースプレートに固
定し第１〜第４の４個のヒンジを有する３個の４節リン
クと、一端をベースプレートに固定し他端を前記４節リ
ンクのもう一端部に固定した３個のピエゾ素子と、３個
の前記４節リンクの第２のヒンジと第３のヒンジの間に
はさまれた出力部に固定した３個の円柱ヒンジと、該３
個の円柱ヒンジに固定した１個のあおりプレートとを含
んで構成される。
定し第１〜第４の４個のヒンジを有する３個の４節リン
クと、一端をベースプレートに固定し他端を前記４節リ
ンクのもう一端部に固定した３個のピエゾ素子と、３個
の前記４節リンクの第２のヒンジと第３のヒンジの間に
はさまれた出力部に固定した３個の円柱ヒンジと、該３
個の円柱ヒンジに固定した１個のあおりプレートとを含
んで構成される。
次に本発明の実施例について、図面を参照して詳細に説
明する。
明する。
第１図は本発明の一実施例の原理を示す断面図である。
第１図に示すあおりステージはベース１を固定部として
４個のヒンジ２，３，４．５を有した４節リンク６と、
第４のヒンジ５とベース１に両端を固定されたピエゾ素
子８と、第２のヒンジ３と第３のヒンジ４とではさまれ
た出力部１０に固定した円柱ヒンジ１２と、円柱ヒンジ
１２に固定したあおりプレート１３とを含んで構成され
る。
４個のヒンジ２，３，４．５を有した４節リンク６と、
第４のヒンジ５とベース１に両端を固定されたピエゾ素
子８と、第２のヒンジ３と第３のヒンジ４とではさまれ
た出力部１０に固定した円柱ヒンジ１２と、円柱ヒンジ
１２に固定したあおりプレート１３とを含んで構成され
る。
次に図面を参照して動作原理を説明してゆく。
ピエゾ素子８に電圧をかけると発生する直進変位Ｓは、
ベース１を固定リンクとしてヒンジ２３．４．５及び、
中間部９．１１及び、出力部１０のリンクで構成する微
小変位リンク機構によって変位ｔを出力部１０に発生し
、さらに円柱ヒンジ１２を介してあおりプレート１３に
あおり変位として伝達する。
ベース１を固定リンクとしてヒンジ２３．４．５及び、
中間部９．１１及び、出力部１０のリンクで構成する微
小変位リンク機構によって変位ｔを出力部１０に発生し
、さらに円柱ヒンジ１２を介してあおりプレート１３に
あおり変位として伝達する。
リンク機構においてはヒンジ２とヒンジ５の距離をｍ、
ヒンジ４とヒンジ５の距離を とすると、出力部１０の
変位ｔはｔ＝（７ｍ）Ｓとなる。
ヒンジ４とヒンジ５の距離を とすると、出力部１０の
変位ｔはｔ＝（７ｍ）Ｓとなる。
またリンク機構全体を一体で形成しているので、ピエゾ
素子８の微小変位をすべりやバックラッシュなく安定し
てあおりプレート１３に伝達できる。
素子８の微小変位をすべりやバックラッシュなく安定し
てあおりプレート１３に伝達できる。
第２図は本発明によるあおりステージを備えたＸ線露光
装置のマスクステージを示す平面図、第３図は第２図に
おいてＸＩ−ｘ２断面図、第４図は第３図を動作させた
ときの動作説明図である。
装置のマスクステージを示す平面図、第３図は第２図に
おいてＸＩ−ｘ２断面図、第４図は第３図を動作させた
ときの動作説明図である。
第２図及び第３図に示すマスクステージ用あおりステー
ジは、第１図に原理を示したリンク機構をマスクステー
ジ（あおりプレート）１３′の中心軸２に対して対称に
配置したもので、ベース１は一体で形成されていて中空
円板状である。
ジは、第１図に原理を示したリンク機構をマスクステー
ジ（あおりプレート）１３′の中心軸２に対して対称に
配置したもので、ベース１は一体で形成されていて中空
円板状である。
４節リンク６ａ、６ｂ、６ｃはそれぞれ４個のヒンジ２
ａＮ５ａ、２ｂ 〜５ｂ、２ｃ 〜５ｃを有し、３個の
ピエゾ素子８ａ、８ｂ、８ｃは一端をベース１に固定さ
れ、もう一端をヒンジ５ａ、５ｂ、５ｃにそれぞれ固定
されている。３個の４節リンク６ａ、６ｂ、６ｃの出力
部１０ａ、１０ｂ。
ａＮ５ａ、２ｂ 〜５ｂ、２ｃ 〜５ｃを有し、３個の
ピエゾ素子８ａ、８ｂ、８ｃは一端をベース１に固定さ
れ、もう一端をヒンジ５ａ、５ｂ、５ｃにそれぞれ固定
されている。３個の４節リンク６ａ、６ｂ、６ｃの出力
部１０ａ、１０ｂ。
１０ｃは、それぞれ円柱ヒンジ１２ａ、１２ｂ。
１２ｃを介してマスクチャック（あおりプレート）１３
′を支持している。
′を支持している。
次に図面を参照しながら順に動作を説明する。
第４図は第３図の断面図を動作させたときの動作説明図
である。
である。
４節リンク６ａに取りつけられているピエゾ素子８ａに
電圧をかけると、直進変位Ｓを発生し、この直進変位Ｓ
は第１図の原理で示したように、４節リンク６ａの出力
部１０ａに変位ｔを発生する。マスクチャック（あおり
プレート）１３′は、出力部１０ａ、１０ｂ、１０ｃと
円柱ヒンジ１２ａ、１２ｂ、１２ｃによって角度自在に
連結されているので、１個の出力部１０ａの変位ｔによ
って、他の出力部１０ｂ、１０ｃの干渉をうけずに独立
したあおり変位θを得ることができ、マスクチャック（
あおりプレート）１３′に保持されたマスク２１をウェ
ハと容易に平行に位置決めすることができる。
電圧をかけると、直進変位Ｓを発生し、この直進変位Ｓ
は第１図の原理で示したように、４節リンク６ａの出力
部１０ａに変位ｔを発生する。マスクチャック（あおり
プレート）１３′は、出力部１０ａ、１０ｂ、１０ｃと
円柱ヒンジ１２ａ、１２ｂ、１２ｃによって角度自在に
連結されているので、１個の出力部１０ａの変位ｔによ
って、他の出力部１０ｂ、１０ｃの干渉をうけずに独立
したあおり変位θを得ることができ、マスクチャック（
あおりプレート）１３′に保持されたマスク２１をウェ
ハと容易に平行に位置決めすることができる。
さらにピエゾ素子８ａ〜８Ｃに同電圧をくわえることに
より、同様にＺ方向の変位だけを得ることができるので
、マスク２１とウェハ２２のギャップを所定の大きさに
位置決めすることができる。
より、同様にＺ方向の変位だけを得ることができるので
、マスク２１とウェハ２２のギャップを所定の大きさに
位置決めすることができる。
ピエゾ素子８ａ、８ｂ、８ｃのストロークは、１５μｍ
程度で、あおりステージに必要なストロークは５０μｍ
程度であるので、ヒンジ間の距離は５０／１０＝ ７
ｍを満たすような寸法である。
程度で、あおりステージに必要なストロークは５０μｍ
程度であるので、ヒンジ間の距離は５０／１０＝ ７
ｍを満たすような寸法である。
ピエゾ素子は１００Ｖ程度の低電圧で駆動できる積層タ
イプであるなめ、小型で大応力を発生でき、又発熱もほ
とんど無視できるので、リンク機構を一体で形成するこ
とができ、ステージの剛性を大きくできる。
イプであるなめ、小型で大応力を発生でき、又発熱もほ
とんど無視できるので、リンク機構を一体で形成するこ
とができ、ステージの剛性を大きくできる。
また、３個の４節リンクはワイヤカット放電加工で同時
製作できるので、ヒンジ部の寸法精度を管理し易くバネ
定数を均一に形成できるので、３個の４節リンクの運動
特性を均一にできる。
製作できるので、ヒンジ部の寸法精度を管理し易くバネ
定数を均一に形成できるので、３個の４節リンクの運動
特性を均一にできる。
本発明のあおりステージは、あおりプレートを支持する
ために中空円板や柱状弾性バネの代わりに、一体で形成
した３個の４節リンクを設けることにより、締結部がな
く、寸法精度よく形成できるため、すべりやガタがなく
高剛性に支持できる。
ために中空円板や柱状弾性バネの代わりに、一体で形成
した３個の４節リンクを設けることにより、締結部がな
く、寸法精度よく形成できるため、すべりやガタがなく
高剛性に支持できる。
また、３個の４節リンクとあおりプレートの間に回転自
在な円柱ヒンジを設けることにより、３軸の３個の４節
リンクの変位による干渉変化がなくなるため、あおりス
テージの制御が容易になる。
在な円柱ヒンジを設けることにより、３軸の３個の４節
リンクの変位による干渉変化がなくなるため、あおりス
テージの制御が容易になる。
また、電磁石の代わりにピエゾ素子を設けることにより
、発熱が小さく、大応力と微小変位を発生できるので、
高分解能で高精度のあおり変位を得られる。さらにピエ
ゾ素子を放射状に配置することにより、薄形構造にでき
るため、Ｘ線露光装置のマスクステージやウェハステー
ジを小型にできるという効果がある。
、発熱が小さく、大応力と微小変位を発生できるので、
高分解能で高精度のあおり変位を得られる。さらにピエ
ゾ素子を放射状に配置することにより、薄形構造にでき
るため、Ｘ線露光装置のマスクステージやウェハステー
ジを小型にできるという効果がある。
第１図は本発明の一実施例の原理を示す断面図、第２図
は本発明の一実施例を示す平面図、第３図は第２図の正
断面図、第４図は第３図を動作させた場合の動作説明図
、第５図は従来の一例を示す平面図、第６図は第５図の
正断面図である。 ２．３，４．５・・・ヒンジ、２ａ、３ａ、４ａ。 ５ ａ−−−ヒンジ、２ｂ、３ｂ、４ｂ、５ｂ・・・ヒ
ンジ、２ｃ、３ｃ、４ｃ、５ｉｃ−・−ヒンジ、６．６
ａ、６ｂ、６ｃｍ−・４節リンク、８．８ａ、８ｂ、８
ｃｍピエゾ素子、１２．１２ａ、１２ｂ、１２ｃｍ 円
柱ヒンジ、１３・・・あおりプレート、１３′・・・マ
スクチャック。
は本発明の一実施例を示す平面図、第３図は第２図の正
断面図、第４図は第３図を動作させた場合の動作説明図
、第５図は従来の一例を示す平面図、第６図は第５図の
正断面図である。 ２．３，４．５・・・ヒンジ、２ａ、３ａ、４ａ。 ５ ａ−−−ヒンジ、２ｂ、３ｂ、４ｂ、５ｂ・・・ヒ
ンジ、２ｃ、３ｃ、４ｃ、５ｉｃ−・−ヒンジ、６．６
ａ、６ｂ、６ｃｍ−・４節リンク、８．８ａ、８ｂ、８
ｃｍピエゾ素子、１２．１２ａ、１２ｂ、１２ｃｍ 円
柱ヒンジ、１３・・・あおりプレート、１３′・・・マ
スクチャック。
Claims (1)
- 一端をベースプレートに固定し第１〜第４の４個のヒン
ジを有する３個の４節リンクと、一端をベースプレート
に固定し他端を前記４節リンクのもう一端部に固定した
３個のピエゾ素子と、３個の前記４節リンクの第２のヒ
ンジと第３のヒンジの間にはさまれた出力部に固定した
３個の円柱ヒンジと、該３個の円柱ヒンジに固定した１
個のあおりプレートとを含むことを特徴とするあおりス
テージ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63191859A JPH0240594A (ja) | 1988-07-29 | 1988-07-29 | あおりステージ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63191859A JPH0240594A (ja) | 1988-07-29 | 1988-07-29 | あおりステージ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0240594A true JPH0240594A (ja) | 1990-02-09 |
Family
ID=16281690
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63191859A Pending JPH0240594A (ja) | 1988-07-29 | 1988-07-29 | あおりステージ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0240594A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012115002A1 (ja) * | 2011-02-22 | 2012-08-30 | 株式会社ニコン | 保持装置、露光装置、及びデバイスの製造方法 |
| JP2012182467A (ja) * | 2006-04-21 | 2012-09-20 | Kla-Encor Corp | 動的に駆動されるステージミラー及びチャック組立体を備えるｚステージ |
| CN102930904A (zh) * | 2012-10-10 | 2013-02-13 | 北京航空航天大学 | 基于柔性倾斜梁的用于提高直线电机分辨率的微动平台 |
| CN103498756A (zh) * | 2013-09-17 | 2014-01-08 | 中国船舶重工集团公司第七一〇研究所 | 随机运动与空间直线运动相互转换装置 |
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-
1988
- 1988-07-29 JP JP63191859A patent/JPH0240594A/ja active Pending
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