JPH0934135A - ステージ及びステージ駆動方法 - Google Patents
ステージ及びステージ駆動方法Info
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- JPH0934135A JPH0934135A JP15659996A JP15659996A JPH0934135A JP H0934135 A JPH0934135 A JP H0934135A JP 15659996 A JP15659996 A JP 15659996A JP 15659996 A JP15659996 A JP 15659996A JP H0934135 A JPH0934135 A JP H0934135A
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- 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
- G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
-
- G—PHYSICS
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- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
- G03F7/70716—Stages
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- 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
- B23Q3/00—Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- 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
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 精密器械に用いられる精密位置決め用の正確
な２次元運動と偏揺れ調節とを備えた２個の案内ビーム
を有するステージの機構を提供する。 【解決手段】 平坦な表面をもつ支持台３０上に配置さ
れ、Ｙ方向に延びた第１案内ガイド３４と、Ｘ方向に延
びた第２案内ガイド３２とを有し、一端に第１流体軸受
７４ａ，７４ｂを配置し、第１案内ガイド３４に沿って
移動する第１案内部材４２と、一端に第１軸受よりも拘
束の弱い第２流体軸受を配置し、第２案内ガイド３２に
沿って移動する第２案内部材４０と、さらに第１案内部
材に第３流体軸受を介して案内されると共に、第２案内
部材に第３流体軸受よりも強い拘束をもつ第４流体軸受
を介して案内されるテーブル５０を備える。この構成で
拘束を最小限に低減でき、また予圧を用いて可動構成要
素を過剰に拘束せずに軸受を介して充分な拘束を与え、
その結果最大誤差を低減し製造公差への要求も低減す
る。
な２次元運動と偏揺れ調節とを備えた２個の案内ビーム
を有するステージの機構を提供する。 【解決手段】 平坦な表面をもつ支持台３０上に配置さ
れ、Ｙ方向に延びた第１案内ガイド３４と、Ｘ方向に延
びた第２案内ガイド３２とを有し、一端に第１流体軸受
７４ａ，７４ｂを配置し、第１案内ガイド３４に沿って
移動する第１案内部材４２と、一端に第１軸受よりも拘
束の弱い第２流体軸受を配置し、第２案内ガイド３２に
沿って移動する第２案内部材４０と、さらに第１案内部
材に第３流体軸受を介して案内されると共に、第２案内
部材に第３流体軸受よりも強い拘束をもつ第４流体軸受
を介して案内されるテーブル５０を備える。この構成で
拘束を最小限に低減でき、また予圧を用いて可動構成要
素を過剰に拘束せずに軸受を介して充分な拘束を与え、
その結果最大誤差を低減し製造公差への要求も低減す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体フォトリソグ
ラフィ機器を含む精密器械に用いられる精密移動兼位置
決め用ステ−ジに関する。より詳しくは、本発明は正確
な２次元運動と偏揺れ調節とを伴う２個の案内ビ−ムを
有するステ−ジの機構に関する。
ラフィ機器を含む精密器械に用いられる精密移動兼位置
決め用ステ−ジに関する。より詳しくは、本発明は正確
な２次元運動と偏揺れ調節とを伴う２個の案内ビ−ムを
有するステ−ジの機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】精密位置決め用ステ−ジは、垂直次元
（ｚ方向）にある程度制限され、水平２次元（ｘ方向と
ｙ方向）に自由に動くことができ、このステ−ジ上に載
置された被加工物を自由に移動させることができる。ス
テ−ジの実例として、「静圧空気２次元ステ−ジ」（米
国特許第4,648,723号、１９８７年３月１０日刊）と
「静圧空気２次元ステ−ジ」（米国特許第4,648,724
号、１９８７年３月１０日刊）とがある。米国特許第4,
648,724号のステージの平面図を図１に示す。図１から
理解されるようにプレート１２は、Ｘ軸方向への動きを
案内する可動案内部材１３とプレート１２のＹ軸方向へ
の動きを案内する可動案内部材１４とを含んでいる。両
案内部材１３；１４は表面板１１上に配置されている。
案内部材に取り付けられる４対の軸受パッド１７；１８
は、各可動案内１３；１４の両末端部分に配置した静止
案内部材１５；１６との内側と外側との表面に対向して
配置されている。
（ｚ方向）にある程度制限され、水平２次元（ｘ方向と
ｙ方向）に自由に動くことができ、このステ−ジ上に載
置された被加工物を自由に移動させることができる。ス
テ−ジの実例として、「静圧空気２次元ステ−ジ」（米
国特許第4,648,723号、１９８７年３月１０日刊）と
「静圧空気２次元ステ−ジ」（米国特許第4,648,724
号、１９８７年３月１０日刊）とがある。米国特許第4,
648,724号のステージの平面図を図１に示す。図１から
理解されるようにプレート１２は、Ｘ軸方向への動きを
案内する可動案内部材１３とプレート１２のＹ軸方向へ
の動きを案内する可動案内部材１４とを含んでいる。両
案内部材１３；１４は表面板１１上に配置されている。
案内部材に取り付けられる４対の軸受パッド１７；１８
は、各可動案内１３；１４の両末端部分に配置した静止
案内部材１５；１６との内側と外側との表面に対向して
配置されている。
【０００３】このようにして、軸受パッド１７；１８は
可動案内部材１３；１４を静止案内部材１５；１６上で
強固に把持する。可動案内部材１３；１４の各末端に局
在するリニアモ−タ−は、静止案内部材１５；１６に沿
って可動案内部材１３；１４を低摩擦の運動を生じさせ
る。こうして、各可動案内部材１３；１４は拘束されな
がらそれぞれ精密に１自由度のみで移動する。このよう
に図１の位置決め用ステ−ジは可動案内部材１３；１４
の偏揺れ（ヨー）方向の動きに対してなんら対策が取ら
れていない。
可動案内部材１３；１４を静止案内部材１５；１６上で
強固に把持する。可動案内部材１３；１４の各末端に局
在するリニアモ−タ−は、静止案内部材１５；１６に沿
って可動案内部材１３；１４を低摩擦の運動を生じさせ
る。こうして、各可動案内部材１３；１４は拘束されな
がらそれぞれ精密に１自由度のみで移動する。このよう
に図１の位置決め用ステ−ジは可動案内部材１３；１４
の偏揺れ（ヨー）方向の動きに対してなんら対策が取ら
れていない。
【０００４】また、この位置決め用ステ−ジは過剰な拘
束であること場合がある。この位置決め用ステ−ジに過
剰な拘束が生じるのは、例えばなんらかの原因で可動案
内部材１３；１４のどれかが熱膨張したり、対向して設
置した静止案内部材１５；１６との完全な平行度になん
らかの偏位が生じたりするときである。とりわけ、図１
の位置決め用ステ−ジは、静止案内部材１５；１６がそ
の両側を可動案内部材（軸受）１３；１４によって把持
されているため過剰な拘束が生じ易い。さらに、この位
置決め用ステ−ジは、製作の際、極めて厳しい製造公差
を要求し、または精度誤差のため作動の際思わぬ不具合
を招くことになることもある。
束であること場合がある。この位置決め用ステ−ジに過
剰な拘束が生じるのは、例えばなんらかの原因で可動案
内部材１３；１４のどれかが熱膨張したり、対向して設
置した静止案内部材１５；１６との完全な平行度になん
らかの偏位が生じたりするときである。とりわけ、図１
の位置決め用ステ−ジは、静止案内部材１５；１６がそ
の両側を可動案内部材（軸受）１３；１４によって把持
されているため過剰な拘束が生じ易い。さらに、この位
置決め用ステ−ジは、製作の際、極めて厳しい製造公差
を要求し、または精度誤差のため作動の際思わぬ不具合
を招くことになることもある。
【０００５】かかる従来技術における偏揺れ運動（ヨー
イング）と過剰な拘束との類似の欠陥は、プレート１２
と可動案内部材１３および１４との間の接続部にも存在
する。さらに、さまざまな構成要素間の高度に拘束的な
条件ではステ−ジを偏揺れ（ヨー）方向に動かすこと、
つまりＺ軸（図１の平面図の紙面と垂直な軸）を中心と
して回転することが難しくなる。
イング）と過剰な拘束との類似の欠陥は、プレート１２
と可動案内部材１３および１４との間の接続部にも存在
する。さらに、さまざまな構成要素間の高度に拘束的な
条件ではステ−ジを偏揺れ（ヨー）方向に動かすこと、
つまりＺ軸（図１の平面図の紙面と垂直な軸）を中心と
して回転することが難しくなる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明によれば、ステ
−ジの機構には２個の可動直交案内ビ−ムを含み、該ビ
−ムはそれぞれが少なくとも１個の固定案内と接触して
ステ−ジの運動を案内し、正確に２次元運動をするとと
もに偏揺れ（ヨー）調節をもできるようなステージを提
供する。ステ−ジの偏揺れ運動（ヨーイング）は１個の
案内ビ−ムの偏揺れ運動を許容することによって提供さ
れる。
−ジの機構には２個の可動直交案内ビ−ムを含み、該ビ
−ムはそれぞれが少なくとも１個の固定案内と接触して
ステ−ジの運動を案内し、正確に２次元運動をするとと
もに偏揺れ（ヨー）調節をもできるようなステージを提
供する。ステ−ジの偏揺れ運動（ヨーイング）は１個の
案内ビ−ムの偏揺れ運動を許容することによって提供さ
れる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明のステージは、平
坦な表面を有する支持台（３０、１３０）と、支持台
（３０、１３０）上に配置されＹ方向に延びた第１の案
内ガイド（３４、１３４）と、支持台（３０、１３０）
上に配置されＸ方向に延びた第２の案内ガイド（３２、
１３２）と、一端に第１流体軸受け（７４ａ，７４ｂ）
を配置し、第１案内ガイド（３４、１３４）に沿って移
動する第１の案内部材（４２、１４２）と、一端に第１
軸受けよりも弱い拘束を有する第２流体軸受け（１００
ａ）を配置し第２案内ガイド（３２、１３２）に沿って
移動する第２の案内部材（４０）と、第１案内部材（３
４、１３４）に第３流体軸受け（８５）を介して案内さ
れるとともに、前記第２案内部材（３２、１３２）に前
記第３軸受けよりも強い拘束を有する第４流体軸受け
（８２、８４）を介して案内されるプレート（５０）と
を備えている。この構成によって拘束を最小限に減らす
ことができる。また、この軸受配置には予圧を使って、
可動構成要素を過剰に拘束せずに軸受を介した丁度充分
な拘束を提供し、そうすることによって最大誤差を低減
し製造公差に対する要求を解除する。
坦な表面を有する支持台（３０、１３０）と、支持台
（３０、１３０）上に配置されＹ方向に延びた第１の案
内ガイド（３４、１３４）と、支持台（３０、１３０）
上に配置されＸ方向に延びた第２の案内ガイド（３２、
１３２）と、一端に第１流体軸受け（７４ａ，７４ｂ）
を配置し、第１案内ガイド（３４、１３４）に沿って移
動する第１の案内部材（４２、１４２）と、一端に第１
軸受けよりも弱い拘束を有する第２流体軸受け（１００
ａ）を配置し第２案内ガイド（３２、１３２）に沿って
移動する第２の案内部材（４０）と、第１案内部材（３
４、１３４）に第３流体軸受け（８５）を介して案内さ
れるとともに、前記第２案内部材（３２、１３２）に前
記第３軸受けよりも強い拘束を有する第４流体軸受け
（８２、８４）を介して案内されるプレート（５０）と
を備えている。この構成によって拘束を最小限に減らす
ことができる。また、この軸受配置には予圧を使って、
可動構成要素を過剰に拘束せずに軸受を介した丁度充分
な拘束を提供し、そうすることによって最大誤差を低減
し製造公差に対する要求を解除する。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明によれば、第１案内ビ−ム
は拘束されて直線方向に移動して直線運動をプレートに
伝達する。第２案内ビ−ムは拘束されて該第１案内ビ−
ムと直交して移動し偏揺れ方向にやや移動することも許
容される。該第２案内ビ−ムはこれら２自由度の運動を
結合してプレ―トに伝達する。この機構には簡単な流体
（たとえば空気）軸受と軸受マウントとを用い、公差が
低減するため製作が比較的安価でしかも高性能を維持す
るので好都合である。
は拘束されて直線方向に移動して直線運動をプレートに
伝達する。第２案内ビ−ムは拘束されて該第１案内ビ−
ムと直交して移動し偏揺れ方向にやや移動することも許
容される。該第２案内ビ−ムはこれら２自由度の運動を
結合してプレ―トに伝達する。この機構には簡単な流体
（たとえば空気）軸受と軸受マウントとを用い、公差が
低減するため製作が比較的安価でしかも高性能を維持す
るので好都合である。
【０００９】
【実施例】図２は本発明の１実施例におけるステ−ジの
機構の斜視図である。 Ｘ、Ｙ、Ｚ軸は図２の左下部に
図示してある。２対の静止案内ガイドのうち、第１の静
止案内ガイド３２ａ、３２ｂと第２の静止案内ガイド３
４ａ、３４ｂとは平面支持台３０上に固定されている。
該静止案内ガイド３２、３４が支持台と一体化した一部
分であってもよいことはいうまでもない（たとえば、支
持台の両側に突き出るように形成した場合など）。平行
に配置された静止案内ガイド３２ａ、３２ｂはＸ軸方向
に移動するＸ案内ビ−ム（梁）４０を案内する。平行静
止案内３４ａ、３４ｂはＹ軸方向へ移動するＹ軸案内ビ
−ム（梁）４２を案内する。運動の２方向が垂直である
必要はとくに無いので、２組の静止案内ガイド３２、３
４が互いに９０度以下（又は以上）でもよい。
機構の斜視図である。 Ｘ、Ｙ、Ｚ軸は図２の左下部に
図示してある。２対の静止案内ガイドのうち、第１の静
止案内ガイド３２ａ、３２ｂと第２の静止案内ガイド３
４ａ、３４ｂとは平面支持台３０上に固定されている。
該静止案内ガイド３２、３４が支持台と一体化した一部
分であってもよいことはいうまでもない（たとえば、支
持台の両側に突き出るように形成した場合など）。平行
に配置された静止案内ガイド３２ａ、３２ｂはＸ軸方向
に移動するＸ案内ビ−ム（梁）４０を案内する。平行静
止案内３４ａ、３４ｂはＹ軸方向へ移動するＹ軸案内ビ
−ム（梁）４２を案内する。運動の２方向が垂直である
必要はとくに無いので、２組の静止案内ガイド３２、３
４が互いに９０度以下（又は以上）でもよい。
【００１０】第１実施例での静止案内ガイド３４ａ、３
４ｂはそれぞれ支柱３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄ上
に固定される。静止案内ガイド３４ａ、３４ｂの下に
は、磁気誘導路（永久磁石部；固定子）３７ｄ、３７ｃ
がそれぞれ平面支持台３０に固定されている。静止案内
ガイド３２ａ、３２ｂはそれぞれ平面支持台３０に固定
されている。静止案内ガイド３２ａ、３２ｂ上には、磁
気誘導路（永久磁石部；固定子）３７ａ、３７ｂはそれ
ぞれ支柱３６ｅ、３６ｆ、３６ｇ、３６ｈ上に固定され
ている。
４ｂはそれぞれ支柱３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄ上
に固定される。静止案内ガイド３４ａ、３４ｂの下に
は、磁気誘導路（永久磁石部；固定子）３７ｄ、３７ｃ
がそれぞれ平面支持台３０に固定されている。静止案内
ガイド３２ａ、３２ｂはそれぞれ平面支持台３０に固定
されている。静止案内ガイド３２ａ、３２ｂ上には、磁
気誘導路（永久磁石部；固定子）３７ａ、３７ｂはそれ
ぞれ支柱３６ｅ、３６ｆ、３６ｇ、３６ｈ上に固定され
ている。
【００１１】Ｘ案内ビ−ム４０のそれぞれの両端にリニ
アモ−タ−コイル２１０（図２には図示していない）が
装着されている。 Ｙ案内ビ−ム４２のそれぞれの両端
にもリニアモ−タ−コイル２１２（図２には図示してい
ない）が装着されている。これら４個のリニアモ−タ−
コイル２１０、２１２（ロータ；移動子）は、磁気誘導
路３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄの磁場内に配置され
るようになっている。従って、リニアモ−タ−コイルに
電流が流れるとローレンツ力が発生し、静止案内ガイド
３２、３４に沿って案内ビ−ム４０、４２が駆動され
る。このリニアモ−タ−コイルはＴｒｉｌｏｇｙ社製部
品番号ＬＭ３１０−５でよいし、この磁気誘導路もＴｒ
ｉｌｏｇｙ社製でよい（これらリニアモ−タ−コイルの
ための制御システムと電源とは在来品でありとくに記載
しない。）
アモ−タ−コイル２１０（図２には図示していない）が
装着されている。 Ｙ案内ビ−ム４２のそれぞれの両端
にもリニアモ−タ−コイル２１２（図２には図示してい
ない）が装着されている。これら４個のリニアモ−タ−
コイル２１０、２１２（ロータ；移動子）は、磁気誘導
路３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄの磁場内に配置され
るようになっている。従って、リニアモ−タ−コイルに
電流が流れるとローレンツ力が発生し、静止案内ガイド
３２、３４に沿って案内ビ−ム４０、４２が駆動され
る。このリニアモ−タ−コイルはＴｒｉｌｏｇｙ社製部
品番号ＬＭ３１０−５でよいし、この磁気誘導路もＴｒ
ｉｌｏｇｙ社製でよい（これらリニアモ−タ−コイルの
ための制御システムと電源とは在来品でありとくに記載
しない。）
【００１２】プレート５０は、被加工物たる半導体ウェ
−ハを保持するのに用いる通常の円形真空チャック５２
を有する。また、プレート５０上にはプレート５０を位
置決めする２個の干渉計反射鏡（移動鏡）で装着されて
いる。２個の干渉計反射鏡には不図示の干渉計からレ−
ザビ−ムが照射される。その詳細は後に譲る。プレート
５０は第１実施例では直径１２インチの半導体ウェ−ハ
を保持する寸法で形成されている。
−ハを保持するのに用いる通常の円形真空チャック５２
を有する。また、プレート５０上にはプレート５０を位
置決めする２個の干渉計反射鏡（移動鏡）で装着されて
いる。２個の干渉計反射鏡には不図示の干渉計からレ−
ザビ−ムが照射される。その詳細は後に譲る。プレート
５０は第１実施例では直径１２インチの半導体ウェ−ハ
を保持する寸法で形成されている。
【００１３】Ｘ案内ビ−ム４０、Ｙ案内ビ−ム４２なら
びにプレート５０は、それらの下側に直接接触しない低
摩擦の空気軸受５６、６２、６４、及び８０が装着され
ている。空気軸受５６、６２、６４、及び８０は、支持
台３０の上部平面上に空気を吹付けてそれぞれＸ案内ビ
−ム４０、Ｙ案内ビ−ム４２ならびにプレート５０を支
持している。ここで使われる空気軸受は通常市販してい
る形式でよい。それぞれ空気軸受の作動表面と、該空気
軸受が摺動する対向支持台３０の表面との間の典型的な
すきまは、空気軸受の作動中では５〜１０ミクロンであ
る。
びにプレート５０は、それらの下側に直接接触しない低
摩擦の空気軸受５６、６２、６４、及び８０が装着され
ている。空気軸受５６、６２、６４、及び８０は、支持
台３０の上部平面上に空気を吹付けてそれぞれＸ案内ビ
−ム４０、Ｙ案内ビ−ム４２ならびにプレート５０を支
持している。ここで使われる空気軸受は通常市販してい
る形式でよい。それぞれ空気軸受の作動表面と、該空気
軸受が摺動する対向支持台３０の表面との間の典型的な
すきまは、空気軸受の作動中では５〜１０ミクロンであ
る。
【００１４】図２のように、Ｘ案内ビ−ム４０は、図２
中の上部末端で支持台３０上に空気軸受５６ａ（Ｘ案内
ビ−ム４０の左側）と空気軸受５６ｂ（Ｘ案内ビ−ム４
０の右側）とで支持される。空気軸受５６ａは案内ビ−
ム４０からＸ方向に延びた軸受け支持支柱５８ａ上に装
着し、空気軸受５６ｂは案内ビ−ム４０からＸ方向に延
びた軸受け支持支柱５８ｂ上に装着する。軸受け支持支
柱５８ａ、５８ｂは長さがほぼ１００ｍｍであって、空
気軸受をＸ案内ビ−ム４０から離隔させ、ステ−ジを支
持する他の空気軸受と干渉しないようにしてある。Ｘ案
内ビ−ム４０の他方の端（下部末端）にも軸受け支持支
柱５８ａ、５８ｂに対応する４０ｍｍの軸受け支持支柱
６２ａ、１５０ｍｍの軸受け支持支柱６２ｂが設けら
れ、支持支柱６２ａ、６２ｂそれぞれに空気軸受６０
ａ、６０ｂが装着される（図３を参照）。
中の上部末端で支持台３０上に空気軸受５６ａ（Ｘ案内
ビ−ム４０の左側）と空気軸受５６ｂ（Ｘ案内ビ−ム４
０の右側）とで支持される。空気軸受５６ａは案内ビ−
ム４０からＸ方向に延びた軸受け支持支柱５８ａ上に装
着し、空気軸受５６ｂは案内ビ−ム４０からＸ方向に延
びた軸受け支持支柱５８ｂ上に装着する。軸受け支持支
柱５８ａ、５８ｂは長さがほぼ１００ｍｍであって、空
気軸受をＸ案内ビ−ム４０から離隔させ、ステ−ジを支
持する他の空気軸受と干渉しないようにしてある。Ｘ案
内ビ−ム４０の他方の端（下部末端）にも軸受け支持支
柱５８ａ、５８ｂに対応する４０ｍｍの軸受け支持支柱
６２ａ、１５０ｍｍの軸受け支持支柱６２ｂが設けら
れ、支持支柱６２ａ、６２ｂそれぞれに空気軸受６０
ａ、６０ｂが装着される（図３を参照）。
【００１５】Ｘ方向に延びた案内ビ−ム４２を参照すれ
ば、空気軸受６４ｂは長さがほぼ４０ｍｍの軸受け支持
支柱６６ｂに装着され、空気軸受６４ａも軸受け支持支
柱６６ａに装着される。Ｙ案内ビ−ム４２の空気軸受６
８ａは長さがほぼ４０ｍｍの軸受け支持支柱７０ａ上に
装着され、空気軸受６８ｂは矢張り長さがほぼ４０ｍｍ
の軸受け支持支柱７０ｂ上に装着される（ここでのこれ
ら寸法の数値は例示したもので制限するものではな
い）。
ば、空気軸受６４ｂは長さがほぼ４０ｍｍの軸受け支持
支柱６６ｂに装着され、空気軸受６４ａも軸受け支持支
柱６６ａに装着される。Ｙ案内ビ−ム４２の空気軸受６
８ａは長さがほぼ４０ｍｍの軸受け支持支柱７０ａ上に
装着され、空気軸受６８ｂは矢張り長さがほぼ４０ｍｍ
の軸受け支持支柱７０ｂ上に装着される（ここでのこれ
ら寸法の数値は例示したもので制限するものではな
い）。
【００１６】プレート５０には、プレート５０とＸ案内
ビ−ム４０及びＹ案内ビ−ム４２との軸受けが設けられ
ている。プレート５０がＸＹ方向に移動すると、プレー
ト５０の自重によりＸ案内ビ−ム４０及びＹ案内ビ−ム
４２とがたわんでしまわないように、プレート５０には
３個の空気軸受８０ａ、８０ｂ、８０ｃ（図４を参照）
が設けられている。
ビ−ム４０及びＹ案内ビ−ム４２との軸受けが設けられ
ている。プレート５０がＸＹ方向に移動すると、プレー
ト５０の自重によりＸ案内ビ−ム４０及びＹ案内ビ−ム
４２とがたわんでしまわないように、プレート５０には
３個の空気軸受８０ａ、８０ｂ、８０ｃ（図４を参照）
が設けられている。
【００１７】また、Ｘ案内ビ−ム４０とＹ案内ビ−ム４
２とはそれぞれ静止案内３２ａ、３２ｂ、３４ａ、３４
ｂの相対する表面に向って空気軸受７４、７８、１００
が設けられている。空気軸受７４、７８、１００は、空
気軸受の作動中５〜１０ミクロンのすきまができ、静止
案内３２、３４に対して自在に摺動しつつ支持されてい
る。図２の斜視図には、Ｙ案内ビ−ム４２に対する空気
軸受７４、７８しか図示されないが、 Ｘ案内ビ−ム４
０に対する空気軸受１００は図４に図示されている。空
気軸受１００はＸ案内ビ−ム４０の両端中央部にそれぞ
れ１つ装着されている。そのため、 Ｘ案内ビ−ム４０
は静止案内ガイド３２ａ、３２ｂに沿って微小回転でき
るように緩やかに拘束されている。 Ｘ案内ビ−ム４０
は空気軸受７４ａは軸受け支持支柱６６ａ上に装着さ
れ、空気軸受７４ｂは軸受け支持支柱６６ｂ上に装着さ
れている。Ｙ案内ビ−ム４２の右手側には空気軸受７８
ａと７８ｂとがそれぞれ軸受け支持支柱７０ａ、７０ｂ
上に装着されている。このように、 Ｙ案内ビ−ム４２
は静止案内ガイド３４ａ、３４ｂに沿って回転すること
がないようにしっかり拘束されている。
２とはそれぞれ静止案内３２ａ、３２ｂ、３４ａ、３４
ｂの相対する表面に向って空気軸受７４、７８、１００
が設けられている。空気軸受７４、７８、１００は、空
気軸受の作動中５〜１０ミクロンのすきまができ、静止
案内３２、３４に対して自在に摺動しつつ支持されてい
る。図２の斜視図には、Ｙ案内ビ−ム４２に対する空気
軸受７４、７８しか図示されないが、 Ｘ案内ビ−ム４
０に対する空気軸受１００は図４に図示されている。空
気軸受１００はＸ案内ビ−ム４０の両端中央部にそれぞ
れ１つ装着されている。そのため、 Ｘ案内ビ−ム４０
は静止案内ガイド３２ａ、３２ｂに沿って微小回転でき
るように緩やかに拘束されている。 Ｘ案内ビ−ム４０
は空気軸受７４ａは軸受け支持支柱６６ａ上に装着さ
れ、空気軸受７４ｂは軸受け支持支柱６６ｂ上に装着さ
れている。Ｙ案内ビ−ム４２の右手側には空気軸受７８
ａと７８ｂとがそれぞれ軸受け支持支柱７０ａ、７０ｂ
上に装着されている。このように、 Ｙ案内ビ−ム４２
は静止案内ガイド３４ａ、３４ｂに沿って回転すること
がないようにしっかり拘束されている。
【００１８】図２の構造を図３の平面図に示す。同一の
要素には同一の参照番号を付している。この実施例で
は、支持台３０は（Ｘ軸に沿って）ほぼ１００ｃｍ×
（Ｙ軸に沿って）ほぼ１２０ｃｍである。図示していな
いレーザー干渉計から、Ｙ軸に沿ってレ−ザビ−ム７５
が出力され、Ｘ軸に沿ってレ−ザビ−ム７７が出力され
る。レ−ザビ−ム７５、７７は、それぞれ通例の干渉計
による位置計測目的の反射鏡５４ａと５４ｂとに入射す
る。ビ−ム７５はプレート５０のＹ方向運動を監視し、
２本のビ−ム７７はステ−ジのＸ方向運動と偏揺れ運動
（ヨーイング）とを監視する。Ｘ案内ビ−ム４０の偏揺
れ（ヨー）は適当な電流をＸビ−ムの末端のコイル２１
０に印加することによって調節される。
要素には同一の参照番号を付している。この実施例で
は、支持台３０は（Ｘ軸に沿って）ほぼ１００ｃｍ×
（Ｙ軸に沿って）ほぼ１２０ｃｍである。図示していな
いレーザー干渉計から、Ｙ軸に沿ってレ−ザビ−ム７５
が出力され、Ｘ軸に沿ってレ−ザビ−ム７７が出力され
る。レ−ザビ−ム７５、７７は、それぞれ通例の干渉計
による位置計測目的の反射鏡５４ａと５４ｂとに入射す
る。ビ−ム７５はプレート５０のＹ方向運動を監視し、
２本のビ−ム７７はステ−ジのＸ方向運動と偏揺れ運動
（ヨーイング）とを監視する。Ｘ案内ビ−ム４０の偏揺
れ（ヨー）は適当な電流をＸビ−ムの末端のコイル２１
０に印加することによって調節される。
【００１９】図２の構造の空気軸受は、図４の“Ｘ線透
視図風”の平面図に描示してあり、その他の点は図３と
同一である（図４は通例の断面図ではなく構造全体を断
面で描示する代りに空気軸受をそれぞれ図示してあ
る）。空気軸受１０２は、Ｚ方向に低い方のＹ案内ビ−
ム４２の下側上に局在している。案内ビ−ム４２の中央
部を支持台３０上で支持しているので、案内ビ−ム４２
は比較的剛性が弱くてもよい。
視図風”の平面図に描示してあり、その他の点は図３と
同一である（図４は通例の断面図ではなく構造全体を断
面で描示する代りに空気軸受をそれぞれ図示してあ
る）。空気軸受１０２は、Ｚ方向に低い方のＹ案内ビ−
ム４２の下側上に局在している。案内ビ−ム４２の中央
部を支持台３０上で支持しているので、案内ビ−ム４２
は比較的剛性が弱くてもよい。
【００２０】また、在来型の調節装置９０ａ、９０ｂが
チャック５２の（Ｘ軸に沿った）水平方向の位置決め用
として取り付けられている。調節装置９０ａ、９０ｂは
案内ビ−ム４０とチャック５２の平行度（又は垂直度）
を微調整するものである。その他のフォトリソグラフィ
ウェ−ハステ−ジ上に通例所在する公知の要素類は図を
簡単にするため省略してある。
チャック５２の（Ｘ軸に沿った）水平方向の位置決め用
として取り付けられている。調節装置９０ａ、９０ｂは
案内ビ−ム４０とチャック５２の平行度（又は垂直度）
を微調整するものである。その他のフォトリソグラフィ
ウェ−ハステ−ジ上に通例所在する公知の要素類は図を
簡単にするため省略してある。
【００２１】Ｘ案内ビ−ム４０とＹ案内ビ−ム４２とは
それぞれたとえばセラミックス材料（酸化アルミニウ
ム）で形成する。第１実施例では、Ｘ案内ビ−ム４０と
Ｙ案内ビ−ム４２とはそれぞれほぼ長さ９０ｃｍ、幅２
０ｃｍ、厚さ６ｃｍである。プレート５０は平面図でほ
ぼ３８ｃｍ×３８ｃｍであり、高さはほぼ１８ｃｍで支
持台は勘定に入れていない。このデ−タで実施例は最大
移動量約２５ｃｍ×２５ｃｍのプレート５０を提供す
る。
それぞれたとえばセラミックス材料（酸化アルミニウ
ム）で形成する。第１実施例では、Ｘ案内ビ−ム４０と
Ｙ案内ビ−ム４２とはそれぞれほぼ長さ９０ｃｍ、幅２
０ｃｍ、厚さ６ｃｍである。プレート５０は平面図でほ
ぼ３８ｃｍ×３８ｃｍであり、高さはほぼ１８ｃｍで支
持台は勘定に入れていない。このデ−タで実施例は最大
移動量約２５ｃｍ×２５ｃｍのプレート５０を提供す
る。
【００２２】各案内ビ−ム４０、４２の末端に取り付け
た空気軸受５６、６０、６４及び６８は各案内ビ−ム４
０、４２の中立軸にできるだけ密接して形成されてい
る。案内ビ−ム４０、４２に印加されて案内ビ−ム４
０、４２に横揺れ縦揺れを起こすトルクモ−メントを減
少させる。このトルクモ−メントは繰り返し主ステ−ジ
に有害な影響を及ぼすおそれが在る（中立軸は中心とな
って案内ビ−ムを曲げる軸である。） さらに、各空気
軸受にとって最小限の力しか印加しないでも随伴案内ビ
−ムをその軸方向で安定化させられるのである。
た空気軸受５６、６０、６４及び６８は各案内ビ−ム４
０、４２の中立軸にできるだけ密接して形成されてい
る。案内ビ−ム４０、４２に印加されて案内ビ−ム４
０、４２に横揺れ縦揺れを起こすトルクモ−メントを減
少させる。このトルクモ−メントは繰り返し主ステ−ジ
に有害な影響を及ぼすおそれが在る（中立軸は中心とな
って案内ビ−ムを曲げる軸である。） さらに、各空気
軸受にとって最小限の力しか印加しないでも随伴案内ビ
−ムをその軸方向で安定化させられるのである。
【００２３】空気軸受以外の流体軸受も使えることは了
解できよう。たとえば、ヘリウム型軸受も使える。半導
体以外の応用では、比較的清浄度の低い環境で稼働して
よいシステムには、油膜式または水膜式軸受を使ってよ
い。永久磁石又は電磁石を使った磁気軸受を使うことも
可能である。磁気軸受の場合、可動部分と静止部分との
間のすきまは磁界で維持する。この形式の軸受はＴｒｕ
ｍｐｅｒの「磁気位置決め装置」と称する米国特許第5,
196,745号、Ｓｕｇｉｓｈｉｍａの「無接触支持装置」と
称する米国特許第4,684,315号およびＧａｌｂｕｒｔの
「マイクロリソグラフィ装置」と称する米国特許第4.95
2,858号に記載されている。
解できよう。たとえば、ヘリウム型軸受も使える。半導
体以外の応用では、比較的清浄度の低い環境で稼働して
よいシステムには、油膜式または水膜式軸受を使ってよ
い。永久磁石又は電磁石を使った磁気軸受を使うことも
可能である。磁気軸受の場合、可動部分と静止部分との
間のすきまは磁界で維持する。この形式の軸受はＴｒｕ
ｍｐｅｒの「磁気位置決め装置」と称する米国特許第5,
196,745号、Ｓｕｇｉｓｈｉｍａの「無接触支持装置」と
称する米国特許第4,684,315号およびＧａｌｂｕｒｔの
「マイクロリソグラフィ装置」と称する米国特許第4.95
2,858号に記載されている。
【００２４】図２から明らかなように、プレート５０は
案内ビ−ム４０と４２との交差箇所に存在する。プレー
ト５０の下側にはＸ案内ビ−ム４０が摺動する摺動面と
Ｙ案内ビ−ム４２が摺動する摺動面とを有する。Ｘ案内
ビ−ム４０はＹ案内ビ−ム４２をまたぐようになってい
る。Ｘ案内ビ−ム４０とＹ案内ビ−ム４２とはそれらの
側面に垂直案内表面を規定する。 Ｘ案内ビ−ム４０の
垂直案内表面とプレート５０の摺動面とは空気軸受８２
ａ、８２ｂ、８４ａ、８４ｂと係合する。 Ｙ案内ビ−
ム４２の垂直案内表面とプレート５０の摺動面とは空気
軸受８５ａ、８５ｂと係合する。
案内ビ−ム４０と４２との交差箇所に存在する。プレー
ト５０の下側にはＸ案内ビ−ム４０が摺動する摺動面と
Ｙ案内ビ−ム４２が摺動する摺動面とを有する。Ｘ案内
ビ−ム４０はＹ案内ビ−ム４２をまたぐようになってい
る。Ｘ案内ビ−ム４０とＹ案内ビ−ム４２とはそれらの
側面に垂直案内表面を規定する。 Ｘ案内ビ−ム４０の
垂直案内表面とプレート５０の摺動面とは空気軸受８２
ａ、８２ｂ、８４ａ、８４ｂと係合する。 Ｙ案内ビ−
ム４２の垂直案内表面とプレート５０の摺動面とは空気
軸受８５ａ、８５ｂと係合する。
【００２５】Ｘ案内ビ−ム４０は、Ｙ方向や偏揺れ（ヨ
ー；つまり、チャック５２の表面に垂直なＺ軸の周りの
微小回転）方向にも移動することが許される。つまり、
Ｘ案内ビ−ム４０の一端に単一の空気軸受１００ａ（図
３）が強固に装着されている。また、Ｘ案内ビ−ム４０
の他端に単一の空気軸受１００ｂが装着されている。Ｘ
案内ビ−ム４０の他端にスプリングと空気軸受１００ｂ
との間にはスプリングが装着されて軸受１００ａに負荷
（与圧）が与えられている。このスプリングは板バネの
ような撓む金属で構成されており、スプリングはＸ案内
ビ−ム４０に装着される。このためＸ案内ビ−ム４０
は、精密な平行状態から多少ずれる状態に移動でき、空
気軸受１００ａに向って一定の力が与えられている。そ
のことによって案内ビ−ム４０の移動するストロークの
範囲全般に一定の性能を提供する。この負荷は比較的低
くてよく、比較的低い剛性（拘束）を軸受１００ａ全体
に与える。この負荷がＹ方向に減少するとＸ案内ビ−ム
４０の偏揺（ヨー）精度は低下する。けれども、この負
荷がステ−ジの機構（プレート５０とＸ案内ビ−ム４０
との関係）の摺動性能などを劣化させることはない。な
ぜなら、プレート５０はＸ案内ビ−ム４０とＸ方向に働
く空気軸受８２、８４を介してのみ接触しているからで
ある。このことを以下に詳述する。
ー；つまり、チャック５２の表面に垂直なＺ軸の周りの
微小回転）方向にも移動することが許される。つまり、
Ｘ案内ビ−ム４０の一端に単一の空気軸受１００ａ（図
３）が強固に装着されている。また、Ｘ案内ビ−ム４０
の他端に単一の空気軸受１００ｂが装着されている。Ｘ
案内ビ−ム４０の他端にスプリングと空気軸受１００ｂ
との間にはスプリングが装着されて軸受１００ａに負荷
（与圧）が与えられている。このスプリングは板バネの
ような撓む金属で構成されており、スプリングはＸ案内
ビ−ム４０に装着される。このためＸ案内ビ−ム４０
は、精密な平行状態から多少ずれる状態に移動でき、空
気軸受１００ａに向って一定の力が与えられている。そ
のことによって案内ビ−ム４０の移動するストロークの
範囲全般に一定の性能を提供する。この負荷は比較的低
くてよく、比較的低い剛性（拘束）を軸受１００ａ全体
に与える。この負荷がＹ方向に減少するとＸ案内ビ−ム
４０の偏揺（ヨー）精度は低下する。けれども、この負
荷がステ−ジの機構（プレート５０とＸ案内ビ−ム４０
との関係）の摺動性能などを劣化させることはない。な
ぜなら、プレート５０はＸ案内ビ−ム４０とＸ方向に働
く空気軸受８２、８４を介してのみ接触しているからで
ある。このことを以下に詳述する。
【００２６】２個の予圧軸受１００ａ、１００ｂを案内
ビ−ム４０の両端に、かるその案内ビ−ム４０の中立軸
にできるだけ近接して取り付ける。第１実施例では、ス
プリングが約２０〜９０ｋｇの予圧を発生する。簡単な
板バネによる装着に代えて、軸受１００ｂはジンバル式
に板バネ上に装着して移動の自由度を拡大してもよく、
これにはたとえばボ−ルソケットマウントを用いる。
ビ−ム４０の両端に、かるその案内ビ−ム４０の中立軸
にできるだけ近接して取り付ける。第１実施例では、ス
プリングが約２０〜９０ｋｇの予圧を発生する。簡単な
板バネによる装着に代えて、軸受１００ｂはジンバル式
に板バネ上に装着して移動の自由度を拡大してもよく、
これにはたとえばボ−ルソケットマウントを用いる。
【００２７】同じくＹ案内ビ−ム４２とその静止案内ガ
イド３４ａ、３４ｂとの間にも拘束があり、Ｙビ−ム４
２の偏揺れ（ヨー）制御をしている。Ｙ案内ビ−ム４２
は各静止案内３４ａ、３４ｂによって拘束されてＹ方向
への運動が許されている。Ｙ案内ビ−ム４２はＸ方向お
よび偏揺れ方向には厳密に拘束される。この態様は２個
の空気軸受７４ａ、７４ｂと７８ａ、７８ｂとを各案内
ビ−ム４２のそれぞれの末端に所在させることによって
達成される。拘束過剰の発生するおそれを減少させるた
め、第１実施例では空気軸受７４ａ、７４ｂを案内ビ−
ム４２の一端で板バネによってそれらの支柱６６ａ、６
６ｂにスプリング式装着する。第１実施例では、これら
の空気軸受は（空気軸受１００ｂに関連して前に述べた
と同様）スプリング式とジンバル式とで装着することが
できる。Ｙ案内ビ−ム４２の他端の空気軸受７８ａ、７
８ｂは空気軸受７４とは対照的に強固にそれらのそれぞ
れの支柱６６ａ、６６ｂに装着される。こうして、スプ
リング装着の軸受７４ａ、７４ｂは軸受７８ａ、７８ｂ
を予圧する。
イド３４ａ、３４ｂとの間にも拘束があり、Ｙビ−ム４
２の偏揺れ（ヨー）制御をしている。Ｙ案内ビ−ム４２
は各静止案内３４ａ、３４ｂによって拘束されてＹ方向
への運動が許されている。Ｙ案内ビ−ム４２はＸ方向お
よび偏揺れ方向には厳密に拘束される。この態様は２個
の空気軸受７４ａ、７４ｂと７８ａ、７８ｂとを各案内
ビ−ム４２のそれぞれの末端に所在させることによって
達成される。拘束過剰の発生するおそれを減少させるた
め、第１実施例では空気軸受７４ａ、７４ｂを案内ビ−
ム４２の一端で板バネによってそれらの支柱６６ａ、６
６ｂにスプリング式装着する。第１実施例では、これら
の空気軸受は（空気軸受１００ｂに関連して前に述べた
と同様）スプリング式とジンバル式とで装着することが
できる。Ｙ案内ビ−ム４２の他端の空気軸受７８ａ、７
８ｂは空気軸受７４とは対照的に強固にそれらのそれぞ
れの支柱６６ａ、６６ｂに装着される。こうして、スプ
リング装着の軸受７４ａ、７４ｂは軸受７８ａ、７８ｂ
を予圧する。
【００２８】Ｘ案内ビ−ム４０は、偏揺れ（ヨー）方向
にＸ案内ビ−ム４０の両端に在するそれぞれのリニアモ
−タ−コイル２１０ａ、２１０ｂを差動的に駆動するこ
とによって自在に調節できる。このように２個のモ−タ
−コイルを差動的に駆動することによって、プレート５
０が案内ビ−ム４０上にあることに起因するＸ案内ビ−
ム４０のいかなる“トルクの発生”も相殺する。この差
動駆動はモ−タ−コイル用制御回路内の制御装置に格納
したコンピュ−タプログラムによって得られる。このコ
ンピュ−タプログラムは案内ビ−ム４０上のプレート５
０の位置に関するデ−タを受け入れて、ステ−ジ構成に
関する既知のデ−タと合致させて、さまざまな電流量を
２個のモ−タ−コイルに印加する。前述したように、Ｘ
案内ビ−ム４０全体の剛性（拘束）はＹ方向に対して低
いけれども、プレート５０の性能に直接影響しない。プ
レート５０のＸ案内ビ−ム４０への接続部は、Ｘ案内ビ
−ム４０のＹ方向への小さな運動に対して反応しないか
らである。
にＸ案内ビ−ム４０の両端に在するそれぞれのリニアモ
−タ−コイル２１０ａ、２１０ｂを差動的に駆動するこ
とによって自在に調節できる。このように２個のモ−タ
−コイルを差動的に駆動することによって、プレート５
０が案内ビ−ム４０上にあることに起因するＸ案内ビ−
ム４０のいかなる“トルクの発生”も相殺する。この差
動駆動はモ−タ−コイル用制御回路内の制御装置に格納
したコンピュ−タプログラムによって得られる。このコ
ンピュ−タプログラムは案内ビ−ム４０上のプレート５
０の位置に関するデ−タを受け入れて、ステ−ジ構成に
関する既知のデ−タと合致させて、さまざまな電流量を
２個のモ−タ−コイルに印加する。前述したように、Ｘ
案内ビ−ム４０全体の剛性（拘束）はＹ方向に対して低
いけれども、プレート５０の性能に直接影響しない。プ
レート５０のＸ案内ビ−ム４０への接続部は、Ｘ案内ビ
−ム４０のＹ方向への小さな運動に対して反応しないか
らである。
【００２９】Ｘ案内ビ−ム４０とプレート５０との間に
は空気軸受８２、８４による拘束がある。プレート５０
はＸ案内ビ−ム４０の右側垂直面によって空気軸受８２
ａ、８４ａを介して案内され、こちらの空気軸受８２
ａ、８４ａはＸ案内ビ−ム４０の対向（左側）上に装着
し対向するスプリングで装着した空気軸受８２ｂ、８４
ｂで予圧されている。プレート５０の移動はＹ方向では
Ｙ案内ビ−ム４２の垂直側面と接触する空気軸受８５
ａ、８５ｂによって拘束される（図４参照）。これら軸
受８５ａ、８６ｂ中の１個はスプリングで装着されてい
る。このため、プレート５０の偏揺れ（ヨー）が比較的
大きく調節できる。つまり第１実施例では、Ｙ案内ビ−
ム４２が各静止案内３４ａ、３４ｂによってしっかり拘
束されていても、 プレート５０とＹ案内ビ−ム４２と
の偏揺れ（ヨー）に関して緩い拘束になっている。Ｙ案
内ビ−ム４２はプレート５０のＹ方向の位置決めするの
に用いられ、偏揺れ（ヨー）に関しては位置決めしな
い。両軸受８５ａ、８５ｂはジンバル式で装着されてプ
レート５０とＹ案内ビ−ム４２との間の偏揺れ運動を許
容する。こうして、プレート５０は、Ｙ案内ビ−ム４２
が偏揺れ方向で固定してあっても偏揺れ方向に自由に移
動できる。
は空気軸受８２、８４による拘束がある。プレート５０
はＸ案内ビ−ム４０の右側垂直面によって空気軸受８２
ａ、８４ａを介して案内され、こちらの空気軸受８２
ａ、８４ａはＸ案内ビ−ム４０の対向（左側）上に装着
し対向するスプリングで装着した空気軸受８２ｂ、８４
ｂで予圧されている。プレート５０の移動はＹ方向では
Ｙ案内ビ−ム４２の垂直側面と接触する空気軸受８５
ａ、８５ｂによって拘束される（図４参照）。これら軸
受８５ａ、８６ｂ中の１個はスプリングで装着されてい
る。このため、プレート５０の偏揺れ（ヨー）が比較的
大きく調節できる。つまり第１実施例では、Ｙ案内ビ−
ム４２が各静止案内３４ａ、３４ｂによってしっかり拘
束されていても、 プレート５０とＹ案内ビ−ム４２と
の偏揺れ（ヨー）に関して緩い拘束になっている。Ｙ案
内ビ−ム４２はプレート５０のＹ方向の位置決めするの
に用いられ、偏揺れ（ヨー）に関しては位置決めしな
い。両軸受８５ａ、８５ｂはジンバル式で装着されてプ
レート５０とＹ案内ビ−ム４２との間の偏揺れ運動を許
容する。こうして、プレート５０は、Ｙ案内ビ−ム４２
が偏揺れ方向で固定してあっても偏揺れ方向に自由に移
動できる。
【００３０】別の方法として、他の予圧（プレローディ
ング）機構（例えば、真空または磁気など）を案内ビ−
ム４２とステ−ジ５０とに用いてもよい。つまり、真空
供給源又は磁石を空気軸受８５に隣接して配置し、真空
供給源又は磁石は、空気軸受８５を離隔して把持してい
る２個の表面を一緒に引張る。
ング）機構（例えば、真空または磁気など）を案内ビ−
ム４２とステ−ジ５０とに用いてもよい。つまり、真空
供給源又は磁石を空気軸受８５に隣接して配置し、真空
供給源又は磁石は、空気軸受８５を離隔して把持してい
る２個の表面を一緒に引張る。
【００３１】これらの軸受機構でプレート５０はＸ案内
ビ−ム４０のＺ方向およびＹ方向への運動に対して鈍感
となる。こうして、Ｘ案内ビ−ム４０とその静止案内３
２ａ、３２ｂとの間の余分な拘束、およびＸ案内ビ−ム
４０とプレート５０との間の余分な拘束は、精密位置決
めに関するステ−ジ性能を低下させずに最小限に減らせ
るのである。
ビ−ム４０のＺ方向およびＹ方向への運動に対して鈍感
となる。こうして、Ｘ案内ビ−ム４０とその静止案内３
２ａ、３２ｂとの間の余分な拘束、およびＸ案内ビ−ム
４０とプレート５０との間の余分な拘束は、精密位置決
めに関するステ−ジ性能を低下させずに最小限に減らせ
るのである。
【００３２】案内ビ−ム４０、４２のそれぞれの末端に
２個の静止案内ガイド３２ｂ、３４ｂを備える必要はな
い。それぞれの案内ビ−ム４０、４２の一端にのみ単一
の静止案内１３２、１３４だけを備える第２の実施例を
図５に図示する。
２個の静止案内ガイド３２ｂ、３４ｂを備える必要はな
い。それぞれの案内ビ−ム４０、４２の一端にのみ単一
の静止案内１３２、１３４だけを備える第２の実施例を
図５に図示する。
【００３３】図５を参照すれば、支持台１３０上を固定
案内１３２、１３４を押圧しながら摺動するのは空気軸
受１７４ａ、１７４ｂ、１７８ａ、１７８ｂ、２００ａ
〜２００ｄである。Ｙ案内ビ−ム１４２は偏揺れ方向に
拘束されるがＸ案内ビ−ム１４０は拘束されない。プレ
ート１５０が案内ビ−ム１４０、１４２に接続されてい
ることは、第１実施例と同様である。案内ビ−ム１４０
は枢動ヒンジ２１４で取り付けられているので、Ｘ案内
ビ−ム１４０は偏揺れ方向への移動を許される。ステ−
ジ１５０はＸ案内ビ−ム１４０に沿って移動できる。案
内ビ−ム１４０、１４２がモ−タ−コイル２１０ａ、２
１０ｂ、２１２ａ、２１２ｂを用い前述の通り（図示さ
れていない）対応する磁気誘導路で駆動されて移動す
る。
案内１３２、１３４を押圧しながら摺動するのは空気軸
受１７４ａ、１７４ｂ、１７８ａ、１７８ｂ、２００ａ
〜２００ｄである。Ｙ案内ビ−ム１４２は偏揺れ方向に
拘束されるがＸ案内ビ−ム１４０は拘束されない。プレ
ート１５０が案内ビ−ム１４０、１４２に接続されてい
ることは、第１実施例と同様である。案内ビ−ム１４０
は枢動ヒンジ２１４で取り付けられているので、Ｘ案内
ビ−ム１４０は偏揺れ方向への移動を許される。ステ−
ジ１５０はＸ案内ビ−ム１４０に沿って移動できる。案
内ビ−ム１４０、１４２がモ−タ−コイル２１０ａ、２
１０ｂ、２１２ａ、２１２ｂを用い前述の通り（図示さ
れていない）対応する磁気誘導路で駆動されて移動す
る。
【００３４】第２実施例では枢動ヒンジ２１４をＸ案内
ビ−ム１４０に設けたが、枢動ヒンジ２１４を空気軸受
１７４ａ、１７４ｂ、１７８ａ、１７８ｂとＹ案内ビ−
ム１４２を含む空気軸受部間に設けてもよい。このとき
は、Ｙ案内ビ−ム１４２は偏揺れ方向に動けるが、この
種運動はステ−ジ１５０に偏揺れを起こさないであろ
う。図示していないレーザー干渉計が含まれていてＹ案
内ビ−ム１４２の偏揺れ偏向を監視して制御する。つま
り、Ｙ方向に延在しかつＸ方向に離隔する２本のレ−ザ
ビ−ムがＹ案内ビ−ム１４２の偏揺れを直接監視するこ
とになるはずである。
ビ−ム１４０に設けたが、枢動ヒンジ２１４を空気軸受
１７４ａ、１７４ｂ、１７８ａ、１７８ｂとＹ案内ビ−
ム１４２を含む空気軸受部間に設けてもよい。このとき
は、Ｙ案内ビ−ム１４２は偏揺れ方向に動けるが、この
種運動はステ−ジ１５０に偏揺れを起こさないであろ
う。図示していないレーザー干渉計が含まれていてＹ案
内ビ−ム１４２の偏揺れ偏向を監視して制御する。つま
り、Ｙ方向に延在しかつＸ方向に離隔する２本のレ−ザ
ビ−ムがＹ案内ビ−ム１４２の偏揺れを直接監視するこ
とになるはずである。
【００３５】
【本発明の効果】案内ビ−ムがそれぞれ平行に離隔した
２個の案内と接触する実施例では、単一の非接触の軸
受、たとえば流体軸受を該第２案内ビ−ムの各末端に装
着する。該第２案内ビ−ムの一端では、軸受は該案内ビ
−ムにスプリングで装着される。該第２案内ビ−ムの他
端では、該軸受は固定して装着される。該第２案内ビ−
ムに直交する該第１案内ビ−ムは偏揺れを低減するため
各末端に２個の軸受を有する。該第２案内ビ−ムに印加
する力は静止案内が完全に平行でなくとも比較的変らな
い。さらに、その末端にかかる軸受の力によって惹起さ
れる各案内ビ−ムの歪み全体は高剛性材料の案内ビ−ム
を用い駆動方向に剛性にとって最適な断面を付与するこ
とによって最小限に減らせる。加うるに、該軸受は実用
上各案内ビ−ムの中立軸に密接して局在している。各案
内ビ−ムを安定化するにに要する最低限の力が軸受の予
圧に用いられる。
２個の案内と接触する実施例では、単一の非接触の軸
受、たとえば流体軸受を該第２案内ビ−ムの各末端に装
着する。該第２案内ビ−ムの一端では、軸受は該案内ビ
−ムにスプリングで装着される。該第２案内ビ−ムの他
端では、該軸受は固定して装着される。該第２案内ビ−
ムに直交する該第１案内ビ−ムは偏揺れを低減するため
各末端に２個の軸受を有する。該第２案内ビ−ムに印加
する力は静止案内が完全に平行でなくとも比較的変らな
い。さらに、その末端にかかる軸受の力によって惹起さ
れる各案内ビ−ムの歪み全体は高剛性材料の案内ビ−ム
を用い駆動方向に剛性にとって最適な断面を付与するこ
とによって最小限に減らせる。加うるに、該軸受は実用
上各案内ビ−ムの中立軸に密接して局在している。各案
内ビ−ムを安定化するにに要する最低限の力が軸受の予
圧に用いられる。
【００３６】さらに、２個の案内ビ−ムとステ−ジとの
間の拘束は同様にスプリング装着の非接触軸受を含み、
第１（Ｘ方向）案内ビ−ムのＺ方向とＹ方向への運動、
ならびに第２（Ｙ方向）案内ビ−ムのＸ方向とＺ方向へ
の運動に対して、ステ−ジを鈍感化する。かくして、該
両案内ビ−ムとそれらの静止案内との間、ならびに該両
案内ビ−ムと該ステ−ジとの間の如何なる拘束過剰もス
テ−ジのありとあらゆる機構の性能を妥協的に低下させ
ることなく最小限に減らせるので都合がよろしい。
間の拘束は同様にスプリング装着の非接触軸受を含み、
第１（Ｘ方向）案内ビ−ムのＺ方向とＹ方向への運動、
ならびに第２（Ｙ方向）案内ビ−ムのＸ方向とＺ方向へ
の運動に対して、ステ−ジを鈍感化する。かくして、該
両案内ビ−ムとそれらの静止案内との間、ならびに該両
案内ビ−ムと該ステ−ジとの間の如何なる拘束過剰もス
テ−ジのありとあらゆる機構の性能を妥協的に低下させ
ることなく最小限に減らせるので都合がよろしい。
【００３７】このステ−ジの機構はとくに、ステ−ジが
フォトリソグラフィによって走査される半導体ウェ−ハ
を把持する場合に有利である。さらに、ステ−ジの微細
な偏揺れ調節は偏揺れ運動を制御する案内ビ−ムの２個
のモ−タ−を差動的に駆動することによって達成され
る。
フォトリソグラフィによって走査される半導体ウェ−ハ
を把持する場合に有利である。さらに、ステ−ジの微細
な偏揺れ調節は偏揺れ運動を制御する案内ビ−ムの２個
のモ−タ−を差動的に駆動することによって達成され
る。
【００３８】上に述べたことは説明に過ぎず限定するも
のではない。一方の案内ビームと案内ガイドとの拘束が
他方の案内ビームと案内ガイドとの拘束よりも弱くし
て、弱い拘束を有する案内ビームで偏調整（ヨー）でき
るものであれば、軸受けの種類、軸受けの数は適宜選択
することができる。
のではない。一方の案内ビームと案内ガイドとの拘束が
他方の案内ビームと案内ガイドとの拘束よりも弱くし
て、弱い拘束を有する案内ビームで偏調整（ヨー）でき
るものであれば、軸受けの種類、軸受けの数は適宜選択
することができる。
【図１】図１は先行技術に属するステ−ジの機構の平面
図を示す。
図を示す。
【図２】図２は本発明に従うステ−ジの機構の透視図を
示す。
示す。
【図３】図３は図２の機構の平面図を示す。
【図４】図４は図２と図３との機構の空気軸受全体を示
す“Ｘ線風透視図”を示す。
す“Ｘ線風透視図”を示す。
【図５】図５は本発明の第２の実施例に従うステ−ジの
機構の平面図を示す。
機構の平面図を示す。
３０ 平面支持台 ３２ａ、３２ｂ 静止案内対 ３４ａ、３４ｂ 静止案内対 ３６ａ〜３６ｈ 支柱 ３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄ 磁気誘導路 ４０ Ｘ案内ビ−ム ４２ Ｙ案内ビ−ム ５０ ステ−ジ ５２ 真空チャック ５４ａ、５４ｂ 干渉計反射鏡 ５６ａ、５６ｂ 空気軸受 ５８ａ、５８ｂ；６２ａ、６２ｂ；６６ａ、６６ｂ；７
０ａ、７０ｂ 軸受け支持支柱 ６４ａ、６４ｂ；６８ａ、６８ｂ；７４ａ、７４ｂ 空
気軸受 ７５ Ｙ軸レ−ザビ−ム ７７ Ｘ軸レ−ザビ−ム ７８ａ、７８ｂ、８０ａ、８０ｂ、８０ｃ 空気軸受 ８２ａ、８２ｂ；８４ａ、８４ｂ 空気軸受 ８５ａ 軸受 ８５ｂ 軸受 ９０ａ 調節装置 ９０ｂ 調節装置 １００ａ 空気軸受 １００ｂ 空気軸受 １０２ 空気軸受 １３０ 支持台 １３４ 固定案内 １３２ 固定案内 １４０ Ｘ案内ビ−ム １４２ Ｙ案内ビ−ム １５０ ステ−ジ １７４ａ、１７４ｂ、１７８ａ、１７８ｂ 軸受 ２００ａ〜２００ｄ 軸受 ２１０ａ、２１０ｂ、２１２ａ、２１２ｂ モ−タ−コ
イル ２１４ 枢動ヒンジ
０ａ、７０ｂ 軸受け支持支柱 ６４ａ、６４ｂ；６８ａ、６８ｂ；７４ａ、７４ｂ 空
気軸受 ７５ Ｙ軸レ−ザビ−ム ７７ Ｘ軸レ−ザビ−ム ７８ａ、７８ｂ、８０ａ、８０ｂ、８０ｃ 空気軸受 ８２ａ、８２ｂ；８４ａ、８４ｂ 空気軸受 ８５ａ 軸受 ８５ｂ 軸受 ９０ａ 調節装置 ９０ｂ 調節装置 １００ａ 空気軸受 １００ｂ 空気軸受 １０２ 空気軸受 １３０ 支持台 １３４ 固定案内 １３２ 固定案内 １４０ Ｘ案内ビ−ム １４２ Ｙ案内ビ−ム １５０ ステ−ジ １７４ａ、１７４ｂ、１７８ａ、１７８ｂ 軸受 ２００ａ〜２００ｄ 軸受 ２１０ａ、２１０ｂ、２１２ａ、２１２ｂ モ−タ−コ
イル ２１４ 枢動ヒンジ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２３Ｑ 1/14 Ｚ
Claims (11)
- 【請求項１】 平坦な表面を有する支持台と、 前記支持台上に配置され、第１方向に延びた第１の案内
ガイドと、 前記支持台上に配置され、前記第１方向と一定の角度を
なした第２方向に延びた第２の案内ガイドと、 一端に第１移動子と第１流体軸受けとを配置し、前記第
１案内ガイドに沿って移動する第１の案内部材と、 一端に第２移動子と前記第１軸受けよりも弱い拘束を有
する第２流体軸受けとを配置し、前記第２案内ガイドに
沿って移動する第２の案内部材と、 前記第１案内部材に第３流体軸受けを介して案内される
とともに、前記第２案内部材に前記第３軸受けよりも強
い拘束を有する第４流体軸受けを介して案内されるテー
ブルとを含み、 前記第２移動子に偏調整用の力を与えることで偏調整が
可能なステ−ジ。 - 【請求項２】 平坦な表面を有する支持台と、 前記支持台上に固定し第１方向に延びた第１の案内ガイ
ドと、 前記支持台上に固定し第１方向と一定の角度をなした第
２方向に延びた第２の案内と、 前記第１固定案内によって規定した第１方向を第１拘束
をもって自在に移動し、偏揺れ運動を制限する第１案内
部材と、 前記第２固定案内によって規定した方向を第１拘束より
弱い第２拘束を持って自在に移動し、前記第２案内部材
の偏揺れ運動を既定量だけ許容する第２案内部材と、 前記第１案内部材と前記第２案内部材とに沿って前記支
持台の前記表面上を移動するテーブルとを含むことを特
徴とするステ−ジ。 - 【請求項３】 前記第１案内ガイドから平行に離隔し
て前記支持台上に固定された第３案内ガイドと、 前記第２案内ガイドから平行に離隔して前記支持台上に
固定された第４ガイドと、 前記第１案内部材の両端は前記第１案内ガイドと前記第
３案内ガイドとにより拘束され、前記第２案内部材の両
端は前記第２案内ガイドと前記第４案内ガイドとにより
拘束されていることを特徴とする請求項２に記載のステ
−ジ。 - 【請求項４】 前記テーブルが、前記第１部材ガイド
と前記第２部材ガイドとによって少なくとも３個の自由
度を以て位置決めされることを特徴とする請求項２に記
載のステ−ジ。 - 【請求項５】 前記第１案内部材は、前記第１案内部
材の一端に強固に装着される軸受と他端に可撓性をもっ
て装着される軸受を有し、 前記第２案内部材は、前記第２案内部材の一端に強固に
装着される軸受と他端に可撓性をもって装着される軸受
を有し、 前記第２案内部材の軸受による拘束が前記第１案内部材
の軸受による拘束よりも弱いことを特徴とする請求項３
に記載のステ−ジ。 - 【請求項６】 前記軸受が流体軸受であることを特徴
とする請求項５に記載のステ−ジ。 - 【請求項７】 前記テーブルの下側表面上に装着され
前記支持台と相対向する複数の軸受を含むことを特徴と
する請求項２に記載のステ−ジ。 - 【請求項８】 前記第２案内部材に装着される軸受は
少なくとも１個軸受であり、前記第１案内部材に装着さ
れる軸受は少なくとも２個の離隔した軸受であることを
特徴とする請求項５に記載のステ−ジ。 - 【請求項９】 前記テーブルに形成された前記第１案
内部材を通過させる第１の開口部と前記第２案内部材を
通過させる第２の開口部と、 前記ステ−ジの一部に装着され、前記第１開口部を規定
する第１ステ−ジ軸受と、 前記ステ−ジの一部に装着され、前記第２開口部を規定
するため前記第１ステ−ジ軸受よりも強い拘束を有する
第２ステ−ジ軸受と、を有することを特徴とする請求項
２に記載のステ−ジ。 - 【請求項１０】 前記第１案内部材は、前記第１案内
部材の両端に配置された移動子を有し、前記第２案内部
材は前記第２案内部材の両端に配置された移動子を有
し、 前記第１案内と前記第３案内とに隣接して前記第１案内
部材の移動子と協働する固定子と、 前記第２案内と前記第４案内とに隣接して前記第２案内
部材の移動子と協働する固定子とを含むことを特徴とす
る請求項３に記載のステ−ジ、 - 【請求項１１】 第１及び第２静止案内ガイドによっ
て少なくともその一端をそれぞれ拘束されかつ互いに直
交する第１及び第２案内部材を有し、前記第１及び第２
案内部材によりテーブルを駆動しかつ位置決めするステ
−ジ駆動方法であって、 少なくとも１個の流体軸受を前記第１案内部材の一端に
強固に装着した状態で前記第１静止案内ガイドに対して
移動させるステップと、 少なくとも１個の流体軸受を前記第２案内部材の一端に
可撓性をもって装着した状態で前記静止案内ガイドに対
して移動させるとともに、前記第１案内部材に対して偏
揺れを可能ならしめるステップとを含むことを特徴とす
るステ−ジ駆動方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/495,044 US5760564A (en) | 1995-06-27 | 1995-06-27 | Dual guide beam stage mechanism with yaw control |
| US495044 | 1995-06-27 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0934135A true JPH0934135A (ja) | 1997-02-07 |
Family
ID=23967028
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15659996A Pending JPH0934135A (ja) | 1995-06-27 | 1996-06-18 | ステージ及びステージ駆動方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5760564A (ja) |
| JP (1) | JPH0934135A (ja) |
| KR (1) | KR100445848B1 (ja) |
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