JPH0328814B2 - - Google Patents

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JPH0328814B2
JPH0328814B2 JP57171243A JP17124382A JPH0328814B2 JP H0328814 B2 JPH0328814 B2 JP H0328814B2 JP 57171243 A JP57171243 A JP 57171243A JP 17124382 A JP17124382 A JP 17124382A JP H0328814 B2 JPH0328814 B2 JP H0328814B2
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axis
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    • H10P95/00—Generic processes or apparatus for manufacture or treatments not covered by the other groups of this subclass
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C32/00—Bearings not otherwise provided for
    • F16C32/04—Bearings not otherwise provided for using magnetic or electric supporting means
    • F16C32/0406—Magnetic bearings
    • F16C32/0408—Passive magnetic bearings
    • F16C32/0423—Passive magnetic bearings with permanent magnets on both parts repelling each other
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
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    • H01J37/20—Means for supporting or positioning the object or the material; Means for adjusting diaphragms or lenses associated with the support

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Electron Beam Exposure (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (1) 発明の技術分野 本発明はXYステージ移動装置に係り、特に電
子ビーム露光装置のXYステージのように真空チ
エンバー内に配設された電子ビーム露光装置に関
する。
(2) 技術の背景 電子ビーム露光装置のチエンバー内に配設した
XYステージを所定の一方向に連続的に移動させ
該XYステージ上の試料に電子ビームを偏向走査
することで該試料を露光する電子ビーム露光装置
においては、上記XYステージをステージ基台に
対しＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させるためにＶ
字状の溝とベアリングを用いて上記ステージをア
クチエータにより、ステツプアンドリピート方法
で移動させたり、ステージ基台を植立したブロツ
クに嵌り合う溝をステージに設けて該ステージを
Ｘ及びＹ軸方向に移動させるブロツクガイド方法
等が提案されている。
しかし、これら構造のステージ移動装置は真空
のチエンバー内で移動を行なわせるために、Ｖ字
状溝とベアリング間或いはブロツクとステージに
形成した溝間の摩擦係数が大きくなつてスピード
を速く且つスムーズにステツプアンドリピートさ
せることが難しいだけでなく信頼性や寿命の点で
も問題が多かつた。
このような問題を解決するための電子ビーム露
光装置が要望されていた。
(3) 従来技術と問題点 第１図は従来の電子ビーム露光装置の一実施例
を示すステージ摺動部分の側断面図、第２図は従
来のステージ移動位置の他の実施例を示すステー
ジ摺動部分の側断面図であり、第１図において、
ステージ３上には試料２が裁置され電子ビーム１
によつて試料２の露光がなされる。ステージ３は
ステージ移動装置９によつてＸ及びＹ軸方向に移
動させられる。このステージ移動装置９は電動機
或いはアクチエータの如きものである。
ステージ３の下端にはＸ及びＹ軸方向に摺動可
能な軸受部４が固定されている。第１図ではＸ軸
方向にのみステージ３が移動できる場合を示し、
軸受部４にはＸ軸方向に案内する軸５と遊嵌する
透孔４ａが設けられると共に該透孔に直交して複
数のアパチヤー７が穿たれ、これらアパチヤーは
ゲート１０に連通し気体挿入口６につらなつてい
る。
上記構成において気体挿入口６よりN2等の気
体を流入させて軸５に対し軸受部４を含むステー
ジ３を浮上させ無接触状態でステージ３をＸ軸ま
たはＹ軸方向に移動させるようにしたものであ
る。
更に第２図に示すものは第１図に示すものの改
良構造でエアベアリングを用いる点では同じであ
るがほぼ正方形状に形成されたステージ３の周辺
に上下に気体吹出部材１１及び１２を該ステージ
３とは離間して設け、該気体吹出部材のステージ
３周辺部と対向する位置に設けた複数のアパチヤ
ー７はゲート１０に連通しN2等の気体をアパチ
ヤー７より吹き出してステージ３上に裁置した試
料２を無接触状態で浮上させる。ステージ３はス
テージ移動装置９によつてＸ軸及びＹ軸方向に移
動するようになされる。第２図の場合はＸ軸方向
への移動装置のみが示されている。
１３はチエンバー内のステージ３を浮上させる
ために吹出したN2等の気体を排気して真空状態
に保つための排気管である。
このような構成によればＸ軸及びＹ軸方向への
移動は極めて簡単に行い得る。また、無摩擦状態
でXY軸移動ができるので信頼性も高くほぼ無限
の寿命であるが加工精度を著しく要求されるだけ
でなくコストアツプとなり、エア或いはN2等を
大量に消費するため装置も大型化しランニングコ
ストを無視できない等の問題があつた。
(4) 発明の目的 本発明は上記従来の欠点に鑑み、エアやN2等
を用いずに無摩擦状態でステージをＸまたはＹ軸
方向に移動できる電子ビーム露光装置を提供する
ことを目的とするものである。
(5) 発明の構成 本発明の特徴とするところは、真空に排気し得
るチエンバー内に電子ビームが照射される試料が
載置されるステージを配し、ステージをチエンバ
ー外に配されたステージ移動手段でＸ及びＹ軸方
向に移動させるようにした電子ビーム露光手段に
おいて、外縁部に第１の磁石を有し、中央部には
ステージが固着されている浮上プレートと、ステ
ージと第１の磁石の間に位置し、浮上プレートを
はさんで対向配置され、チエンバー内のガスをチ
エンバー外に排気する排気管と、排気管の外側で
かつ第１の磁石をはさんで対向配置された第２の
磁石とを有し、ステージを磁気的に浮上させると
共にチエンバー内を真空に保ちステージを無接触
状態で移動させるようにしたことを特徴とするデ
子ビーム露光装置を提供することで達成される。
(6) 発明の実施例 以下、本発明の一実施例を図面により説明す
る。
第３図は本発明の原理的構成を示す電子ビーム
露光装置のベルジヤ内の略線図でありステージ３
上にはウエハー等の試料２が載置され、電子ビー
ム１を試料２上に照射して露光がなされる。
ステージ３は浮上プレート１４上に裁置され、
該浮上プレート１４の周辺には上下にSNと着磁
された磁石１５，１６を固定し、該磁石１５，１
６の上下に同極性の磁石１７，１８及び１９，２
０を設け、磁石の反発力によつてステージ３を含
む浮上プレート１４を浮上させ、ステージ移動装
置９によりチエンバー２１内のステージ３を無接
触状態でＸまたはＹ軸方向に移動させるようにし
たものである。
第４図は本発明のステージ移動装置を電子ビー
ム露光装置に用いた場合のの概略図であり、適宜
上電子ビーム断面形状固定型で偏向範囲を大区分
と小区分に分けて別々に偏向するものを例として
説明する。第４図において電子銃２３はコラム２
２に内蔵され、電子銃から射出された電子ビーム
は適当な集束レンズ２４を通して、例えば矩形状
の孔２７を有するマスク板２６上に照射される。
矩形状の孔２７を通つた断面形状が矩形となさ
れた電子ビーム１は投影レンズ２８により縮小さ
れて試料２上に投射される。２９，３０は一対の
偏向コイルよりなる偏向装置でデジタルコンピユ
ータ内のメモリを介して読み出された入力データ
に基づいて高速データ伝送制御機構３１から上記
偏向装置２９には小区分走査用位置信号が、また
基準領域の位置を指定する大区分走査用位置信号
が偏向装置３０に与えられる。
また、ブランキング偏向系２５には上記した高
速データ伝送制御機構３１からビームシヨツト時
間指令信号が供給される。このような信号が供給
されると電子銃２３よりの電子ビームは無偏向の
ままブランキング偏向系２５の下に配した絞り２
８の孔を通過させる。ビームシヨツト時間指令信
号が供給されないときには電子ビームを大きく偏
向させて絞り２８の孔を通過させないように動作
する。
高速データ伝送制御機構３１よりのデジタルデ
ータはデジタル−アナログ変換器（DAC）３２
及び増巾器３３を介してステージ移動装置９を駆
動する。よつて、ステージ３はチエンバー２１内
でＸ軸及びＹ軸方向に前記高速データ伝送制御機
構３１の移動指令に基づいて適量移動する。チエ
ンバー２１内には第３図で説明したと同様の原理
で浮上する浮上プレート１４があり、該浮上プレ
ートはステージ３に固定され、浮上プレート１４
の周辺に配設した磁石１５，１６と互いに反発し
合うように同極性の磁石１７，１８，１９，２０
を該磁石１５，１６に対向配置させる。ステージ
移動位置９はステージ３を紙面の方向に適量移動
させる。このとき、試料を含むステージ３はチエ
ンバー２１内で浮上状態であり、どこにも接触し
ていないので真空中でも極めてスムーズにＸまた
はＹ軸方向に移動させることが可能である。ステ
ージ移動手段はアクチエータ等を用いることがで
きる。上記実施例では指面の方向に移動する場合
を説明したがＸ軸及びＹ軸方向に移動させるため
には第５図の如く構成させればよい。
すなわち、第５図で浮上プレート１４の周辺に
磁石１５，１６，３４，３５を配し、これら磁石
の上下に互いに同極性となつて反発するように磁
石１７，１８；１９，２０；３６，３７；３８，
３９；を配設し、浮上プレート１４に固定したス
テージ３に設けた押圧棒４０をチエンバー（図示
せず）の外部に突出させる。同様にプレート１４
にも押圧棒４１を固定しチエンバーの外部に突出
させて上記押圧棒４０，４１をＹ軸及びＸ軸方向
に移動させるアクチエータ等のステージ移動装置
９に関連させれば、Ｘ軸用のアクチエーチを動作
させたとき、押圧棒４１は矢印Ｘ−Ｘ方向に押圧
され浮上プレート１４に固定されたステージ３と
共に試料２はＸ−Ｘ軸方向に移動する。
同様にＹ軸用のアクチエータを動作させれば押
圧棒４０は矢印Ｙ−Ｙ方向に押圧されステージ３
に固定された浮上プレートはＹ−Ｙ軸方向に移動
する。
もちろん、Ｘ及びＹ軸方向の移動は無接触状態
で行なわれると共に押圧棒４０，４１はチエンバ
ー外部に突出される場合には気密な状態となされ
るが、チエンバー内を完全に真空保持することが
出来ない場合があるために、第６図に示すように
浮上プレート１４と対向配置した排気管１３によ
つてチエンバー２１内を排気させるようになして
もよい。即ち、浮上プレート１４の略中央部にス
テージを設け、浮上プレート１４の外側に第１の
磁石が配設される。更にこの第１の磁石と互いに
極性が等しく極性を有する第２の磁石を所定時間
を設けて対向配置する。更に、ステージ３と第１
の磁石の間に対向配置された排気管１３，１３が
設けられている。
このために、本例の構成によれば第１及び第２
の磁気的な浮上手段と、チエンバー内を真空保持
するための排気手段の共動によつてステージ３並
びに浮上プレート１４を所定位置に保持すること
ができる。更に、第１及び第２の磁石が浮上プレ
ートの外周に位置し、試料が載置されるステージ
３と第１及び第２の磁石の間に排気管１３，１３
が設けられているので第１及び第２の磁石の磁力
線の影響を電子ビーム１に与えることなく排気管
１３，１３に磁気的な遮蔽効果を持たせることが
できる。
また、アクチエータをチエンバー内に１体に組
み込むようにしても磁石の代りに電磁石を用いて
もよいことは明らかである。
(7) 発明の効果 以上、詳細に説明したように、本発明の電子ビ
ーム露光装置によればステージを浮上させるため
に大量のN2エアを必要としないためにチエンバ
ー内のエアベアリング用気体を大量に排気する排
気手段が無用になり、極めて小型化できるだけで
なくエアベアリングと同様に無接触状態でステー
ジをＸ軸またはＹ軸方向に移動させることができ
て、装置全体を小型化出来る特徴を有する。
【図面の簡単な説明】
第１図は従来のステージ移動装置のベアリング
部分の側断面図、第２図は従来の電子ビーム露光
装置の他の実施例を示す浮上プレート部分の概略
的側断面図、第３図は本発明の電子ビーム露光装
置の浮上原理を示す概略図、第４図は本発明のス
テージ移動装置を電子ビーム露光装置に適用した
場合の構成図、第５図は本発明の電子ビーム露光
装置をＸ軸及びＹ軸方向に浮上移動させるための
浮上プレート部分の斜視図、第６図は本発明の他
の実施例を示す電子ビーム露光装置の側断面図で
ある。 １……電子ビーム、２……試料、３……ステー
ジ、４……軸受部、５……軸、９……ステージ移
動装置、１０……ゲート、１１，１２……気体吹
出部材、１３……排気管、１４……浮上プレー
ト、１５，１６，１７，１８，１９，２０，３
４，３５，３６，３７，３８，３９……磁石、３
４……シールド。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 真空に排気し得るチエンバー内に電子ビーム
    が照射される試料が載置されるステージを配し、
    該ステージをチエンバー外に配されたステージ移
    動手段でＸ及びＹ軸方向に移動させるようにした
    電子ビーム露光手段において、 外縁部に第１の磁石を有し、中央部には前記ス
    テージが固着されている浮上プレートと、 前記ステージと前記第１の磁石の間に位置し、
    前記浮上プレートをはさんで対向配置され、前記
    チエンバー内のガスをチエンバー外に排気する排
    気管と、 前記排気管の外側でかつ前記第１の磁石をはさ
    んで対向配置された第２の磁石とを有し、 上記ステージを磁気的に浮上させると共に上記
    チエンバー内を真空に保ち、上記ステージを無接
    触状態で移動させるようにしたことを特徴とする
    電子ビーム露光装置。
JP57171243A 1982-09-30 1982-09-30 電子ビ−ム露光装置 Granted JPS5961132A (ja)

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EP83305968A EP0107414B1 (en) 1982-09-30 1983-09-30 Frictionless supporting apparatus
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