JPH03105282A - 流体軸受ステージ - Google Patents

流体軸受ステージ

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JPH03105282A
JPH03105282A JP1243797A JP24379789A JPH03105282A JP H03105282 A JPH03105282 A JP H03105282A JP 1243797 A JP1243797 A JP 1243797A JP 24379789 A JP24379789 A JP 24379789A JP H03105282 A JPH03105282 A JP H03105282A
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axis table
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bearing pad
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Hiroyuki Nagano
寛之 長野
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C29/00Bearings for parts moving only linearly
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    • F16C29/025Hydrostatic or aerostatic
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C32/00Bearings not otherwise provided for
    • F16C32/06Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/708Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
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    • G03F7/70816Bearings

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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、X線露光装置等に好適に用いることができる
流体軸受ステージに関するものである。
従来の技術 半導体の高集積化に伴い、次世代の露光光源としてX線
が注目されている。
このX線露光装置は、0.2〜0.5μm程度の線幅の
パターンを転写するため、それに用いられるステージは
0.05μm以下の位置決め精度が必要となる。従って
、摩擦がなく高精度な流体軸受方式のガイドの上に圧電
素子等を用いた微動ステージを設けたステージが従来よ
り多用されている。このタイプのステージは流体の流れ
によって生しる0.05μm程度の微小振動がパターン
転写に悪影響を及ぼすため流体軸受をロックする必要が
ある。
第3図、第4図は昭和60年度精機学会秋季大会学術講
演論文集P569〜P572に示された第1の従来例の
X線露光用ステージで、1はX軸リニアモー夕、2はY
軸リニアモータ、3はX軸ガイド、4はY軸ガイドであ
る。5はウエハチャック部で、X軸ガイド3、Y軸ガイ
ド4にてガイドされ、定盤6の上に空気軸受を介して浮
上している。ウエハチャック部5の下には、第4図に示
す仮ばねと真空吸着パッドを用いたロック機構7を有し
ている。又、位置の計測はレーザー測長ユニット8で行
っている。
このステージの動作は、まずX軸、Y軸のりニアモータ
1,2でウエハチャック部5が粗位置決めされた後、ロ
ック機構7が定盤6に吸着し、X軸、Y軸のりニアモー
タ1、2の推力とロック機構7の板ばねの釣合いで粗位
置決めを行っている。
このロック機構7は、以下の3つの特徴がある。
■ 粗位置決め後、ステージにばね力による復元性を持
たせ、偉置決め精度の向上を図っている。
■ 空気軸受の振動をロック機構7が定盤6に吸着する
ことによって防止している。
■ ロック機構7が定盤6に吸着しても、板ばねが伸び
ることにより、ウエハチャック部5が下方に沈むことが
なく、フォーカス合わせ、あるいはマスクとウエハのギ
ャップ合わせに悪影響を及ぼすことがない。
第5図は、特開昭63−130465号公報に示された
空気軸受の他のロック方法を示す第2の従来例である。
第5図において、9はガイド、10,11,12.13
はそれぞれ第1、第2、第3、第4の空気軸受バットで
、可動部l4をガイド9より浮上させている。このステ
ージの動作は位置決め後、例えば第1の空気軸受パッド
10の給気を停止させ、可動部14を片側に寄せてガイ
ド9にロックするようになっている。
発明が解決しようとする課題 しかしながら、第1の従来例では複雑、高価な板ばねを
有した真空吸着パッドが必要であり、また第2の従来例
ではロック時に可動部が片側に寄ってしまい、1μm以
下の精度が必要なフォーカス合わせあるいはマスクとウ
エハのギャップ合わせが狂ってしまうという問題点を有
している。
課題を解決するための手段 本発明は上記従来の欠点に鑑み、Z軸に垂直な面に設け
られた空気軸受パッドの片側の給気を停止させ可動部を
Z軸方向に押圧してロックするこのできる空気軸受方式
のX軸テーブルと、X軸テーブルを位置決めする手段と
、Z軸と垂直な面上に設けられた空気軸受パッドの片側
の給気を停止させ可動部をZ軸方向に沿いかつ、X軸テ
ーブルの可動部のロック時の押圧方向と逆向きに押圧し
てロックすることのできる空気軸受方式のY軸テーブル
と、Y軸テーブルの位置決め手段とを備えたことを特徴
とする。
作   用 本発明によるステージは、X軸テーブルの位置決め手段
およびY軸テーブルの位置決め手段により位置決めされ
た後、それぞれ片側の空気軸受パッドの給気を停止させ
、可動部をそれぞれZ軸方向に沿って互いに反対側に押
圧してガイドにロックさせる。かくして、真空吸着パッ
ドを必要とせず、片側の空気軸受パッドの給気を停止す
るたけで、可動部をロックして空気軸受の微振動を防止
することができ、しかもX軸とY軸が光軸であるZ軸に
沿ってそれぞれ逆方向に移動して可動部がロックされる
ため、それぞれの移動量が相殺され、ウエハチャックの
支持部がZ軸方向にずれず、フォーカス合わせあるいは
マスクとウエノ1のギャップ合わせに悪影響を及ぼさな
いというすぐれた特徴を有している。
実  施  例 第1図、第2図は本発明の一実施例である縦形のウエハ
ステージで、20はウエノ\チャ・ンク、21はウエハ
チャック20をX,Y.θの3軸方向に精密な位置決め
をする圧電素子である。
22は鉛直方向に移動するY軸テーブルて・、Y軸可動
部22a、ガイド22b、第1の空気軸受パッド22c
、第2の空気軸受パッド22dより構威され、第2の空
気軸受パッド22dはソレノイドバルブ23により給気
を停止させることができる。Y軸可動部22aはボール
ねし24、モータ25により駆動される。
26は水平方向に移動するX軸テーブルで、X軸可動部
26a、ガイド26b、第1の空気軸受パッド26c、
第2の空気軸受パッド26dにより構成され、第2の空
気軸受バッド26dは、ソレノイドバルブ27により、
給気を停止させることができる。X軸可動部26aはボ
ールねじ28、モータ29によって駆動される。
30はY軸可動部2 2 aのX,Yの位置を計測する
ためのL形ミラー、31は同レーザー測長器である。Y
軸テーブル22とX軸テーブル26のZ方向のギャップ
はほぼ同し寸法であり、給気を停止させることのできる
Y軸テーブル22の第2の空気軸受バッド22dは、第
2図において左側、X軸テーブル26の給気を停止させ
ることのできる第2の空気軸受バッド26dは同図にお
いて右側に位置している。
次に本実施例の動作を説明する。X軸テーブル2G、Y
軸テーブル22の可動部26a.22aは、L形ミラー
30、レーザー滑長器31によって位置を計測されなが
ら、ボールねじ24,28,モータ25.29によって
0.5μm以下の粗位置決めが行われる。粗位置決め終
了後、ソレノイドバルブ23.27が動作し、Y軸テー
ブル22の第2の空気軸受パッド22d,X軸テーブル
26の第2の空気軸受パッド26dの給気が停止され、
X軸テーブル26の可動部26aは第2図の右側にY軸
テーブル22の可動部22aは第2図の左側に移動し、
それぞれガイド26b,22bにロックされる。
X軸,Y軸可動部26a.22aがロックされた後、圧
電素子21がマスク(図示せず)とウエハ(図示せず)
のずれを直接計測するセンサー(図示せず)からの信号
でウエハチャック20を移動させ、マスクとウエハを0
.02μmの精度で精密に位置決めする。
以上のように本実施例によれば、粗位置決め後、X軸テ
ーブルの可動部26a,Y軸テーブルの可動部22aが
ガイドにロックされ、空気軸受特有の微振動を除去する
ことができる。またX軸可動部26aとY軸可動部22
aはロック時にそれぞれ逆方向にほぼ同等量の移動をす
るため、マスクとウエハのギャップ量が変化することは
ない。
なお、本実施例では流体軸受の流体を空気としたが、他
の流体を使用しても本発明の本質に何等の変わりはない
。また、位置決め手段をレーザ測長器とモータとボール
ねじとしたが、本発明はこれらに制限されるものではな
い。また本実施例では,Wt動ステージが設けられてい
るが、微動ステージの有無は本発明の本質には関係なく
、Y軸可動部の上に直接ウエハチャックを設けたもので
も、本発明の意図する効果を有する。また、本実施例で
はステージを縦形としたが、横形としても全くその効果
は変わらない。
発明の効果 以上のように本発明によれば、Z軸に垂直な面上に設け
られた流体軸受パッドの圧力供給を停止させ、可動部を
Z軸方向に押圧して、ロックすることのできる流体軸受
方式のX軸テーブルと、X軸テーブルを位置決めする手
段と、同しくZ軸と垂直な面上に設けられた流体軸受パ
ッドの片側の圧力供給を停止させ、可動部をZ軸方向に
沿いかつ、X軸テーブルの可動部のロック時の押圧方向
と逆向きに押圧してロックすることのできる流体軸受方
式のY軸テーブルと、Y軸テーブルの位置決め手段によ
って構成されているため、真空吸着パッドを必要とせず
、片側の流体軸受パッドの圧力供給を停止するだけで可
動部をロックして、流体軸受の微振動を防止することが
でき、しかもX軸テーブルとY軸テーブルの可動部が光
軸であるZ軸に沿ってそれぞれ逆方向に移動してロック
されるため、それぞれの移動量が相殺され、ウエハヂャ
ックの支持部がZ軸方向にずれず、フォーカス合わせ、
あるいはマスクとウエハのギャップ合わせに悪影響を及
ぼさないという優れた特徴を有し、その工業的価値には
大なるものがある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明一実施例の斜視図、第2図は同縦断面図
、第3図は第lの従来例の斜視図、第4図は同一部拡大
縦断面図、第5図は第2の実施例の縦断面図である。 20・・・・・・ウエハチャック、22・・・・・・Y
軸テーブル、22a・・・・・・Y軸可動部、22d・
・・・・・第2の空気軸受パッド、23・・・・・・ソ
レノイドバルブ、24・・・・・・ボールねじ、25・
・・・・・モータ、26・・・・・・X軸テーブル、2
6a・・・・・・X軸可動部、26d・・・・・・第2
の空気軸受パッド、27・・・・・・ソレノイドバルブ
、28・・・・・・ボールねじ、29・・・・・・モー
タ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 互いに垂直な3軸をX軸、Y軸とし、Z軸に垂直な面に
    設けられた流体軸受パッドの片側のみの圧力供給を選択
    的に停止することによりその可動部をガイドに押圧して
    固定できるように構成された流体軸受方式のY軸テーブ
    ルと、前記Z軸に垂直な面に設けられた流体軸受パッド
    の片側のみの圧力供給を選択的に停止することによりそ
    の可動部をガイドに前記Y軸テーブルの可動部の押圧方
    向と逆方向に押圧して固定できるように構成された流体
    軸受方式のX軸テーブルと、前記Y軸テーブルの位置決
    め手段と、前記X軸テーブルの位置決め手段とを備えた
    ことを特徴とする流体軸受ステージ。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009107092A (ja) * 2007-10-31 2009-05-21 Nsk Ltd 縦型位置決めテーブル
EP2384875A4 (en) * 2009-01-30 2014-03-12 Konica Minolta Opto Inc DEVICE FOR PREPARING A WAFER LENS AND METHOD FOR PRODUCING A WAFER LENS

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JP2009107092A (ja) * 2007-10-31 2009-05-21 Nsk Ltd 縦型位置決めテーブル
EP2384875A4 (en) * 2009-01-30 2014-03-12 Konica Minolta Opto Inc DEVICE FOR PREPARING A WAFER LENS AND METHOD FOR PRODUCING A WAFER LENS

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