JPS6050922A - 位置合わせ装置 - Google Patents
位置合わせ装置Info
- Publication number
- JPS6050922A JPS6050922A JP58159241A JP15924183A JPS6050922A JP S6050922 A JPS6050922 A JP S6050922A JP 58159241 A JP58159241 A JP 58159241A JP 15924183 A JP15924183 A JP 15924183A JP S6050922 A JPS6050922 A JP S6050922A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- members
- moving
- piezoelectric element
- moving members
- sample
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P95/00—Generic processes or apparatus for manufacture or treatments not covered by the other groups of this subclass
Landscapes
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Control Of Position Or Direction (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】
〔発明の技術分野〕
本発明は、電子ビーム露光装置やマスク欠陥検査装置等
の各種のLSI製造装置に用いられる位置合わせ装置の
改良に係わり、特に電子ビーム等倍転写装置で用いられ
る光電マスクとウェハとの相対位置合わせに好適する位
置合わせ装置に関する。
の各種のLSI製造装置に用いられる位置合わせ装置の
改良に係わり、特に電子ビーム等倍転写装置で用いられ
る光電マスクとウェハとの相対位置合わせに好適する位
置合わせ装置に関する。
従来、シリコンウェハ等の試料上にレジストパターンを
形成するには、微細幅の電子ビームをレジスト上で走査
してレジストを露光する、いわゆる電子ビーム描画方式
が採用されている。しかし、この方式では描画にかなり
の時間を要し、大量のウェハを量産するには限度がある
。従って。
形成するには、微細幅の電子ビームをレジスト上で走査
してレジストを露光する、いわゆる電子ビーム描画方式
が採用されている。しかし、この方式では描画にかなり
の時間を要し、大量のウェハを量産するには限度がある
。従って。
良質のマスクパターンを電子ビーム描画方式で形成し、
これをマスターマスクとして精度を落とさずにウェハに
短時間でパターン転写する電子ビーム転写方式が量産に
適している。しかし、近紫外光による転写では、回折現
象のため0.1[μm]オーダの転写ができず、このた
めX線や電子線等にて試料上にパターンを転写する各種
の転写装置が即発されている。そして、これらの転写装
置のうちで紫外光を受けて光電子を放出する光電マスク
を用い、このマスクと試料との間に適当な磁界を印加し
、上記マスクから放射された光電子を加速収束せしめて
転写を行う光電面マスク形電子ビーム転写装置が微細パ
ターン転写に最も有効であると考えられている。
これをマスターマスクとして精度を落とさずにウェハに
短時間でパターン転写する電子ビーム転写方式が量産に
適している。しかし、近紫外光による転写では、回折現
象のため0.1[μm]オーダの転写ができず、このた
めX線や電子線等にて試料上にパターンを転写する各種
の転写装置が即発されている。そして、これらの転写装
置のうちで紫外光を受けて光電子を放出する光電マスク
を用い、このマスクと試料との間に適当な磁界を印加し
、上記マスクから放射された光電子を加速収束せしめて
転写を行う光電面マスク形電子ビーム転写装置が微細パ
ターン転写に最も有効であると考えられている。
光電面マスク形電子ビーム転写装置を用いる場合、光電
マスクとウェハとの間の相対位置合わせをどのような機
構によって行うかが必要な精度を確保する上での重要な
問題となる。すなわち、0.1[μm]オーダの転写精
度を達成するためには少なくても位置合わせ機構に次の
ようなことが要求される。
マスクとウェハとの間の相対位置合わせをどのような機
構によって行うかが必要な精度を確保する上での重要な
問題となる。すなわち、0.1[μm]オーダの転写精
度を達成するためには少なくても位置合わせ機構に次の
ようなことが要求される。
(1)0.1[μm]より一桁上、すなわち0゜01[
μm]のステップ送りが可能なX方向及びY方向の駆動
機構(以下Xテーブル、Yテーブルと呼ぶ)を持つこと
、さらにこの精度を量産レベルで達成するために同程度
の精度安定性を持つこと。また、X方向及びY方向のス
トロークは、ウェハが予めアライメントされて搬送され
るため、数[#ll++]のストロークを持っているこ
と。
μm]のステップ送りが可能なX方向及びY方向の駆動
機構(以下Xテーブル、Yテーブルと呼ぶ)を持つこと
、さらにこの精度を量産レベルで達成するために同程度
の精度安定性を持つこと。また、X方向及びY方向のス
トロークは、ウェハが予めアライメントされて搬送され
るため、数[#ll++]のストロークを持っているこ
と。
(2)上記Xテーブル及びYテーブルのステップ精度に
相当する回転ステップ送りが可能なZ軸回りの回転機構
く以下θテーブルと呼ぶ)を持つこと。
相当する回転ステップ送りが可能なZ軸回りの回転機構
く以下θテーブルと呼ぶ)を持つこと。
(3)ウェハと光電マスクとの間の平行度の悪さが転写
パターン歪みを生じさせるため、X軸及びY軸回りの回
転が可能な駆動機構(以下Xθテーブル、Yθテーブル
と呼ぶ)を持つこと。
パターン歪みを生じさせるため、X軸及びY軸回りの回
転が可能な駆動機構(以下Xθテーブル、Yθテーブル
と呼ぶ)を持つこと。
(4)ウェハと光電マスクとの間の距離は約6[配]程
度であるがこの間隔でウェハの搬送を行うことは難しい
ため、数10[m]のストロークができ、また数Lμm
」の精度で転写位置の位置決めが可能な上下動の移動機
II(以下Zテーブルと呼ぶ)を持つこと。
度であるがこの間隔でウェハの搬送を行うことは難しい
ため、数10[m]のストロークができ、また数Lμm
」の精度で転写位置の位置決めが可能な上下動の移動機
II(以下Zテーブルと呼ぶ)を持つこと。
(5)0.1 [μm]程度の転写精度を達成するため
には、10うオーダの集束磁界の均一性が必要であり、
このため使用する材才斗はできる限り非磁性であること
。
には、10うオーダの集束磁界の均一性が必要であり、
このため使用する材才斗はできる限り非磁性であること
。
(6)位置合わせ装置の大形化は真空排気ポンプの大形
化等を招くので、できる限りコンバクI・であること。
化等を招くので、できる限りコンバクI・であること。
〈7)光電マスクとウェハとの間には〜50[K■]程
度の高電圧が印加されるため、グランド側で上記6軸の
動きを全て行わせること。高圧が印加された側を動かす
ことも可能であるが、安全上の問題が多くグランド側を
可動にせざるをえない。
度の高電圧が印加されるため、グランド側で上記6軸の
動きを全て行わせること。高圧が印加された側を動かす
ことも可能であるが、安全上の問題が多くグランド側を
可動にせざるをえない。
しかしながら、上記要求の全てを満足する位置合わせ装
置は実在せず、また従来装置の機構や構造を単純に組合
わせて構成することも極めて困難である。このため、上
記要求の全てを満足する新しい装置の開発が望まれてい
る。
置は実在せず、また従来装置の機構や構造を単純に組合
わせて構成することも極めて困難である。このため、上
記要求の全てを満足する新しい装置の開発が望まれてい
る。
本発明の目的は、集束磁界に悪影響を与えることなく、
高精度の位置合わせが可能な6軸駆動の位置合わせ装置
を提供することにある。
高精度の位置合わせが可能な6軸駆動の位置合わせ装置
を提供することにある。
本発明の骨子は、微少なステップ送りを行うため印加電
圧の大きさにより伸縮する圧電素子を用い、かつ構成材
料としてできる限り非磁性材料を用いることにある。
圧の大きさにより伸縮する圧電素子を用い、かつ構成材
料としてできる限り非磁性材料を用いることにある。
すなわち本発明は、6軸駆動を有する位置合わせ装置に
おいて、案内体に転動体を介して案内支持されねじ送り
によりZ軸方向に移動するZテーブルと、このZテーブ
ル上に弾性部材と弾性部材及び印加電圧に応じて伸縮す
る圧電素子の組合わせからなる第1の駆動部材とを並列
的に介して案内支持され上記Z軸に直交するY軸回りに
回動するYθテーブルと、このYθテーブル上に弾性部
材と弾性部材及び圧電素子の組合わせからなる第2の駆
動部材とを並列的に介して案内支持され上記Z軸及びY
軸にそれぞれ直交するX軸回りに回動するXθテーブル
と、このXθテーブル上に移動自在に載置されX方向及
びY方向に直進移動すると共にZ軸を中心として回転す
るXYθテーブルと、このXYθテーブル上に固定され
その上面に半導体試料を固定保持する試料台とを具備し
、前記XYθテーブルを前記Xθテーブル上に移動自在
に載置された第1及び第2の移動部材と、圧電素子から
なりその伸縮方向両端に上記第1及び第2の移動部材が
取着された第3の駆動部材と、上記第1及び第2の移動
部材の回転中心を決定する手段と、上記第1及び第2の
移動部材を前記入θテーブル上に交互に固定すると共に
これらの少なくとも一方を常に固定する手段と、上記第
1及び第2の移動部材の一部にそれぞれ弾性部材を介し
て案内支持された第3及び第4の移動部材と、前記第1
及び第2の移動部材間に接続された圧電素子の伸縮方向
と直交する方向に伸縮する圧電素子からなりその伸縮方
向両端に上記第1.第3の移動部材及び上記第2.第4
の移動部材がそれぞれ取着された第4の駆動部材と、上
記第3及び第4の移動部材を前記Xθテーブル上に上記
第1及び第2の移動部材と交互に固定すると共にこれら
の少なくとも一方を常に固定する手段とで構成づるよう
にしたものである。
おいて、案内体に転動体を介して案内支持されねじ送り
によりZ軸方向に移動するZテーブルと、このZテーブ
ル上に弾性部材と弾性部材及び印加電圧に応じて伸縮す
る圧電素子の組合わせからなる第1の駆動部材とを並列
的に介して案内支持され上記Z軸に直交するY軸回りに
回動するYθテーブルと、このYθテーブル上に弾性部
材と弾性部材及び圧電素子の組合わせからなる第2の駆
動部材とを並列的に介して案内支持され上記Z軸及びY
軸にそれぞれ直交するX軸回りに回動するXθテーブル
と、このXθテーブル上に移動自在に載置されX方向及
びY方向に直進移動すると共にZ軸を中心として回転す
るXYθテーブルと、このXYθテーブル上に固定され
その上面に半導体試料を固定保持する試料台とを具備し
、前記XYθテーブルを前記Xθテーブル上に移動自在
に載置された第1及び第2の移動部材と、圧電素子から
なりその伸縮方向両端に上記第1及び第2の移動部材が
取着された第3の駆動部材と、上記第1及び第2の移動
部材の回転中心を決定する手段と、上記第1及び第2の
移動部材を前記入θテーブル上に交互に固定すると共に
これらの少なくとも一方を常に固定する手段と、上記第
1及び第2の移動部材の一部にそれぞれ弾性部材を介し
て案内支持された第3及び第4の移動部材と、前記第1
及び第2の移動部材間に接続された圧電素子の伸縮方向
と直交する方向に伸縮する圧電素子からなりその伸縮方
向両端に上記第1.第3の移動部材及び上記第2.第4
の移動部材がそれぞれ取着された第4の駆動部材と、上
記第3及び第4の移動部材を前記Xθテーブル上に上記
第1及び第2の移動部材と交互に固定すると共にこれら
の少なくとも一方を常に固定する手段とで構成づるよう
にしたものである。
本発明によれば、圧電素子の採用により次のような効果
が得られる。
が得られる。
(1)0.01 [μlIl]程度のステップ送りが可
能で、かつ原理的には無限のストロークが可能なガタの
ないXテーブル及びYテーブルを実現することができる
。
能で、かつ原理的には無限のストロークが可能なガタの
ないXテーブル及びYテーブルを実現することができる
。
(2)Xテーブル及びYテーブルのステップ精度に相当
する回転ステップ送りが可能で、かつ1回転以上のスト
ロークが可能なガタのないθテーブルを実現することが
できる。
する回転ステップ送りが可能で、かつ1回転以上のスト
ロークが可能なガタのないθテーブルを実現することが
できる。
(3)Xテーブル、Yテーブル及びθテーブル、すなわ
ちXYθテーブルを同一平面で形成することができ、コ
ンパクト化をはかることが可能である。
ちXYθテーブルを同一平面で形成することができ、コ
ンパクト化をはかることが可能である。
(4)弾性ヒンジと圧電素子との採用により、高い回転
分解能とガタのないXθテーブル及びYθテーブルの実
現が可能である。
分解能とガタのないXθテーブル及びYθテーブルの実
現が可能である。
く5)高い磁界の均一性が要求される領域内の構成材料
を全て非磁性材料で構成することができるので、磁界の
均一性向上をはかり得る。
を全て非磁性材料で構成することができるので、磁界の
均一性向上をはかり得る。
(6)上記理由から、6軸の動きが可能で極めてコンパ
クトな位置合わせ装置を実現することができる。
クトな位置合わせ装置を実現することができる。
第1図及び第2図はそれぞれ本発明の一実施例に係わる
位置合わせ装置の概略構成を示す斜視図である。第1図
中10は半導体ウェハ(試料)を載置する試料台で、こ
の試料台10の上面には図示しない静電チャック機構が
設けられている。
位置合わせ装置の概略構成を示す斜視図である。第1図
中10は半導体ウェハ(試料)を載置する試料台で、こ
の試料台10の上面には図示しない静電チャック機構が
設けられている。
そして、この試料台10は支柱11を介してXYθテー
ブル20上に支持されている。XYθテーブル20は後
述する如くX方向及びY方向に直進移動すると共にZ軸
を中心として回転移動するもので、第2図に示す如くX
θテーブル40上に移動自在に載置されている。Xθテ
ーブル40は2個の弾性ヒンジ41aと弾性ヒンジ41
b及び圧電素子42からなる駆動部材(第1の駆動部材
)とを並列的に介してYθテーブル50上に固定されて
いる。Yθテーブル50は2個の弾性ヒンジ51aと弾
性ヒンジ51b及び圧電素子52からなる駆動部材(第
2の駆動部材)とを並列的に介してZテーブル60上に
固定されている。Zテーブル60は4個のリニアベアリ
ング61により案内体70に案内支持されている。案内
体70は真空容器の壁面90にボルト等により固定され
ている。Zテーブル60の下部には図示しないナツトが
取付けられており、このナツトにリードネジ62が螺合
されている。リードネジ62の下端部にはかさ歯車63
が取付けられ、リードネジ62にはかさ歯車63に噛合
うかさ歯車64が取付けられた連結棒65が接続されて
いる。連結棒65の他端には駆動用モータ80が取り着
けられており、このモータ80の回転により連結棒65
及びり−ドネジ62が回転し、Zテーブル60がZ方向
(上下方向)に移動するものとなっている。なお、図中
66.67.68.69は軸受、71はZテーブル10
と真空容器の壁面90との間に接続されたベローズを示
している。
ブル20上に支持されている。XYθテーブル20は後
述する如くX方向及びY方向に直進移動すると共にZ軸
を中心として回転移動するもので、第2図に示す如くX
θテーブル40上に移動自在に載置されている。Xθテ
ーブル40は2個の弾性ヒンジ41aと弾性ヒンジ41
b及び圧電素子42からなる駆動部材(第1の駆動部材
)とを並列的に介してYθテーブル50上に固定されて
いる。Yθテーブル50は2個の弾性ヒンジ51aと弾
性ヒンジ51b及び圧電素子52からなる駆動部材(第
2の駆動部材)とを並列的に介してZテーブル60上に
固定されている。Zテーブル60は4個のリニアベアリ
ング61により案内体70に案内支持されている。案内
体70は真空容器の壁面90にボルト等により固定され
ている。Zテーブル60の下部には図示しないナツトが
取付けられており、このナツトにリードネジ62が螺合
されている。リードネジ62の下端部にはかさ歯車63
が取付けられ、リードネジ62にはかさ歯車63に噛合
うかさ歯車64が取付けられた連結棒65が接続されて
いる。連結棒65の他端には駆動用モータ80が取り着
けられており、このモータ80の回転により連結棒65
及びり−ドネジ62が回転し、Zテーブル60がZ方向
(上下方向)に移動するものとなっている。なお、図中
66.67.68.69は軸受、71はZテーブル10
と真空容器の壁面90との間に接続されたベローズを示
している。
次に、上記構成された位置合わせ装置の各部構造をより
具体的に説明する。
具体的に説明する。
第3図はXYθテーブル20の具体的構成を示すもので
(a)は平面図、(b)は(a>の矢視A−A断面図で
ある。図中21.22.23゜24はそれぞれ移動部材
であり、これらの移動部材21〜24は導電性の基台、
すなわちXθテーブル40上に載置されている。移動部
材21(第1の移動部材)と移動部材22(第2の移動
部材)とは−次元弾性ヒンジ25によって回転伸縮自由
の状態で結合されている。一方、移動部材23(第3の
移動部材)及び移動部材24(第4の移動部材)は4個
の一部元弾性ヒンジ26により移動部材21.22にそ
れぞれ接続されている。移動部材21〜24の隣接する
もの同士は駆動部材27a、27b、28a、28bに
よりそれぞれ接続されている。すなわち、移動部材21
.22間には2個の駆動部材27a、27b (第3の
駆動部材)が、移動部材21.23間には駆動部材28
a(第4の駆動部材)が、移動部材22,24間には駆
動部材28b(第4の駆動部材)が設けられティる。駆
動部材27a、27b、28a。
(a)は平面図、(b)は(a>の矢視A−A断面図で
ある。図中21.22.23゜24はそれぞれ移動部材
であり、これらの移動部材21〜24は導電性の基台、
すなわちXθテーブル40上に載置されている。移動部
材21(第1の移動部材)と移動部材22(第2の移動
部材)とは−次元弾性ヒンジ25によって回転伸縮自由
の状態で結合されている。一方、移動部材23(第3の
移動部材)及び移動部材24(第4の移動部材)は4個
の一部元弾性ヒンジ26により移動部材21.22にそ
れぞれ接続されている。移動部材21〜24の隣接する
もの同士は駆動部材27a、27b、28a、28bに
よりそれぞれ接続されている。すなわち、移動部材21
.22間には2個の駆動部材27a、27b (第3の
駆動部材)が、移動部材21.23間には駆動部材28
a(第4の駆動部材)が、移動部材22,24間には駆
動部材28b(第4の駆動部材)が設けられティる。駆
動部材27a、27b、28a。
28bはそれぞれ印加電圧に応じて伸縮する圧電素子、
例えばチタン酸ジルコン酸鉛からなるもので、その伸縮
方向く図中に示す矢印方向)両端に前記各移動部材21
,22.23.24がそれぞれ取着固定されている。な
お、この固定は接着、ねじ止め或いは圧入のいずれであ
ってもよい。また、駆動部材27aにはスイッチを介し
て可変電圧電源が接続され、同様に駆動部材27b、2
8a、28bにもスイッチを介して電源がそれぞれ接続
されるものとなっている。
例えばチタン酸ジルコン酸鉛からなるもので、その伸縮
方向く図中に示す矢印方向)両端に前記各移動部材21
,22.23.24がそれぞれ取着固定されている。な
お、この固定は接着、ねじ止め或いは圧入のいずれであ
ってもよい。また、駆動部材27aにはスイッチを介し
て可変電圧電源が接続され、同様に駆動部材27b、2
8a、28bにもスイッチを介して電源がそれぞれ接続
されるものとなっている。
一方、前記移動部材21の下部には電極31及び絶縁層
32.33からなる静電チャック(固定手段)が設けら
れており、同様に移動部材22゜23.24の下部にも
静電チャックがそれぞれ設けられている。そして、これ
らの移動部材21〜24は上記静電チャックに電圧を印
加することによって基台40上に吸着固定されるものと
なっている。
32.33からなる静電チャック(固定手段)が設けら
れており、同様に移動部材22゜23.24の下部にも
静電チャックがそれぞれ設けられている。そして、これ
らの移動部材21〜24は上記静電チャックに電圧を印
加することによって基台40上に吸着固定されるものと
なっている。
このように構成されたXYθテーブル20において、回
転運動をさせるには、まず前記静電チャックにより移、
動部材22.24を基台40上に固定したのち、第4図
(a)に示す如く駆動部材27aを縮めると共に駆動部
材27bを伸ばす。
転運動をさせるには、まず前記静電チャックにより移、
動部材22.24を基台40上に固定したのち、第4図
(a)に示す如く駆動部材27aを縮めると共に駆動部
材27bを伸ばす。
これにより、移動部材21.23が矢印P方向に弾性ヒ
ンジ25を中心として微小回動する。次いで、前記静電
チャックにより移動部材21.23を基台40上に固定
したのち、移動部材22.24の固定を解除する。この
状態で第4図(b)に示す如く駆動部材27aを伸ばす
と共に駆動部材127bを縮めると、移動部材22.2
4が矢印P方向に弾性ヒンジ25を中心として微小回動
する。
ンジ25を中心として微小回動する。次いで、前記静電
チャックにより移動部材21.23を基台40上に固定
したのち、移動部材22.24の固定を解除する。この
状態で第4図(b)に示す如く駆動部材27aを伸ばす
と共に駆動部材127bを縮めると、移動部材22.2
4が矢印P方向に弾性ヒンジ25を中心として微小回動
する。
以上の操作を繰返すことによって、移動部材21〜24
は矢印P方向に微小なステップ送りで回転せしめられる
ことになる。
は矢印P方向に微小なステップ送りで回転せしめられる
ことになる。
また、X方向に直進移動させるには、まず駆動部材27
a、27bの伸び量を同じにし移動部材21.22を平
行にする。静電チャックにより移動部材22.24を基
台40上に固定したのち、第5図(a)に示す如く駆動
部材27a、27bを同じ長さだけ伸ばす。これにより
、移動部材21.23は矢印Q方向に微小に移動する。
a、27bの伸び量を同じにし移動部材21.22を平
行にする。静電チャックにより移動部材22.24を基
台40上に固定したのち、第5図(a)に示す如く駆動
部材27a、27bを同じ長さだけ伸ばす。これにより
、移動部材21.23は矢印Q方向に微小に移動する。
次いで、静電チャックにより移動部材21.23を固定
したのち、移動部材22.24の固定を解除する。
したのち、移動部材22.24の固定を解除する。
この状態で第5図(b)に示す如く駆動部材27a、2
7bを同じ量だけ縮めると、移動部材22゜24が矢印
Q方向に微小移動する。以上の操作を繰返すことにより
移動部材21〜24は矢印Q方向、すなわちX方向に直
進移動せしめられることになる。
7bを同じ量だけ縮めると、移動部材22゜24が矢印
Q方向に微小移動する。以上の操作を繰返すことにより
移動部材21〜24は矢印Q方向、すなわちX方向に直
進移動せしめられることになる。
Y方向に移動させるには、駆動部材27a。
27bの伸び量を同じにし、さらに駆動部材28a、2
8bの伸び量を同じにし、移動部材21゜22を平行に
する。静電チャックにより移動部材21.22を基台4
0上に固定したのち、第6図(a)に示す如く駆動部材
28a、28.bを同じ量だけ伸ばす。これにより、移
動部材23.24が矢印R方向に微小移動する。次いで
、静電チャックにより移動部材23.24を固定したの
ち、移動部材21.22の固定を解除する。この状態で
第6図(b)に示す如く駆動部材28a、28bを同じ
量だけ縮めると、移動部材21.22が矢印R方向に微
小移動する。以上の操作を繰返すことによって移動部材
21〜24は矢印R方向、すなわちY方向に直進移動せ
しめられることになる。
8bの伸び量を同じにし、移動部材21゜22を平行に
する。静電チャックにより移動部材21.22を基台4
0上に固定したのち、第6図(a)に示す如く駆動部材
28a、28.bを同じ量だけ伸ばす。これにより、移
動部材23.24が矢印R方向に微小移動する。次いで
、静電チャックにより移動部材23.24を固定したの
ち、移動部材21.22の固定を解除する。この状態で
第6図(b)に示す如く駆動部材28a、28bを同じ
量だけ縮めると、移動部材21.22が矢印R方向に微
小移動する。以上の操作を繰返すことによって移動部材
21〜24は矢印R方向、すなわちY方向に直進移動せ
しめられることになる。
かくして移動部材21〜24を回転成いは直進移動させ
ることによって試料を載置した試料台10を同様に動か
すことができ、また移動部材21〜24の運動方向は駆
動部材27a〜27bの各伸縮作用と静電チャックの各
固定作用とを適当に選択することによって、自由にその
方向を設定することができる。
ることによって試料を載置した試料台10を同様に動か
すことができ、また移動部材21〜24の運動方向は駆
動部材27a〜27bの各伸縮作用と静電チャックの各
固定作用とを適当に選択することによって、自由にその
方向を設定することができる。
第7図はX軸回りの回転を行うXθテーブル40の具体
的構造を示す斜視図である。Xθテーブル40は弾性ヒ
ンジ41a、41bを介してYθテーブル50上に支持
されている。ここで、2個の弾性ヒンジ41aは上記テ
ーブル40.50間に直接挿入されているが、弾性ヒン
ジ41bは圧電素子42を介して挿入されている。また
、弾性ヒンジ41aはXθテーブル40の回転時の回転
軸となるよう配置されている。こうすることにより圧電
素子42の伸縮によりX軸回りのみの回転が可能となり
、上下方向及びY軸回りの回転に対しては極めて高い剛
性を持つことになる。なお、図中43は前記XYθテー
ブル20のXθテーブル40からのずれ落ちを防止する
ストッパを示している。このストッパ43はXYθテー
ブル20の直進及び回転移動の妨げとならないようXY
θテーブル20の外側に該テーブル20と十分離間する
位置に設けられている。
的構造を示す斜視図である。Xθテーブル40は弾性ヒ
ンジ41a、41bを介してYθテーブル50上に支持
されている。ここで、2個の弾性ヒンジ41aは上記テ
ーブル40.50間に直接挿入されているが、弾性ヒン
ジ41bは圧電素子42を介して挿入されている。また
、弾性ヒンジ41aはXθテーブル40の回転時の回転
軸となるよう配置されている。こうすることにより圧電
素子42の伸縮によりX軸回りのみの回転が可能となり
、上下方向及びY軸回りの回転に対しては極めて高い剛
性を持つことになる。なお、図中43は前記XYθテー
ブル20のXθテーブル40からのずれ落ちを防止する
ストッパを示している。このストッパ43はXYθテー
ブル20の直進及び回転移動の妨げとならないようXY
θテーブル20の外側に該テーブル20と十分離間する
位置に設けられている。
第8図はY軸回りの回転を行うYθテーブル50の具体
的構造を示す斜視図である。Yθテーブル50はXθテ
ーブル40と同様に弾性ヒンジ51a、51bを介して
2テーブル60上に固定されている。ここで2個の弾性
ヒンジ51aはテーブル50.60間に直接挿入されて
いるが、弾性ヒンジ51bは圧電素子52を介して挿入
されている。また、弾性ヒンジ51aは圧電素子52の
伸縮によりYθテーブル50の回転時の回転軸となるよ
うに配置されている。こうすることにより、圧電素子5
2の伸縮によりY軸回りのみの回転が可能となり、上下
方向及びX軸回りの回転に対して極めて高い剛性を持つ
ことになる。
的構造を示す斜視図である。Yθテーブル50はXθテ
ーブル40と同様に弾性ヒンジ51a、51bを介して
2テーブル60上に固定されている。ここで2個の弾性
ヒンジ51aはテーブル50.60間に直接挿入されて
いるが、弾性ヒンジ51bは圧電素子52を介して挿入
されている。また、弾性ヒンジ51aは圧電素子52の
伸縮によりYθテーブル50の回転時の回転軸となるよ
うに配置されている。こうすることにより、圧電素子5
2の伸縮によりY軸回りのみの回転が可能となり、上下
方向及びX軸回りの回転に対して極めて高い剛性を持つ
ことになる。
第9図はZテーブル60の具体的構造を一部切欠して示
す斜視図である。Zテーブル60はリニアベアリング6
1を介して案内体70に上下移動可能に案内支持されて
いる。また、相互に対向するリニアベアリング61間に
は図示しない転動体及びリテーナが挿入されてその間隔
が決められ、リテーナは重力や往復走行時の微少滑り等
により下方に降下することのないようになっている。Z
テーブル60の下部には前記リードネジ62と噛合うナ
ツト72が設けられ、このナツト72はゴムパッド等の
弾性部材73を介してZテーブル60の下面に取着され
た円板体74に固定されている。また、2テーブル60
の下部にはリードネジの抜は穴が設けられている。リー
ドネジ62は軸受け67により片持状態で支持されてお
り、その支持端側にはかさ歯車63が取付けられており
、このかさ歯車63にはかさ歯車64が噛合っている。
す斜視図である。Zテーブル60はリニアベアリング6
1を介して案内体70に上下移動可能に案内支持されて
いる。また、相互に対向するリニアベアリング61間に
は図示しない転動体及びリテーナが挿入されてその間隔
が決められ、リテーナは重力や往復走行時の微少滑り等
により下方に降下することのないようになっている。Z
テーブル60の下部には前記リードネジ62と噛合うナ
ツト72が設けられ、このナツト72はゴムパッド等の
弾性部材73を介してZテーブル60の下面に取着され
た円板体74に固定されている。また、2テーブル60
の下部にはリードネジの抜は穴が設けられている。リー
ドネジ62は軸受け67により片持状態で支持されてお
り、その支持端側にはかさ歯車63が取付けられており
、このかさ歯車63にはかさ歯車64が噛合っている。
これによって、回転軸を90度曲げている。
かさ歯車64は連結棒65の一端に取付けられており、
この駆動軸65は両端部を軸受け68,69で支持され
て、他端に前記駆動用モータ80が取付けられている。
この駆動軸65は両端部を軸受け68,69で支持され
て、他端に前記駆動用モータ80が取付けられている。
こうすることによって、モータ80を中心磁界に影響を
与えない所まで離すことができる。
与えない所まで離すことができる。
一方、Zテーブル60の下面には真空シール用ベローズ
71がリードネジ62を包み囲むように取付けられ、ベ
ロースフ1の下端が真空容器の壁面90に取付けられて
いる。これにより、Zテーブル60の上下動を妨げるこ
となく真空シールが可能となっている。
71がリードネジ62を包み囲むように取付けられ、ベ
ロースフ1の下端が真空容器の壁面90に取付けられて
いる。これにより、Zテーブル60の上下動を妨げるこ
となく真空シールが可能となっている。
次に、上記構成された本装置の作用について説明する。
まず、7テーブル60が下降した状態で搬送機構(図示
せず)により試料(ウェハ)が試料テーブル10上に搬
送され、静電チャックによって保持固定される。次いで
、駆動用モータ80を回転させてZテーブル60を第1
の位置まで上昇させる。この位置で試料と光電マスクと
の平行度を測定し、Xθテーブル40及びYθテーブル
50の駆動部材42.52を駆動して光電マスクに対す
る試料の傾きを許容値以内に設定する。
せず)により試料(ウェハ)が試料テーブル10上に搬
送され、静電チャックによって保持固定される。次いで
、駆動用モータ80を回転させてZテーブル60を第1
の位置まで上昇させる。この位置で試料と光電マスクと
の平行度を測定し、Xθテーブル40及びYθテーブル
50の駆動部材42.52を駆動して光電マスクに対す
る試料の傾きを許容値以内に設定する。
この状態を保ったままZテーブル60を第2の位置(転
写位置)まで上昇させる。この位置で試料と光電マスク
との相対位置あわせを行う。すなわち、XYθテーブル
20の各駆動部材27a〜27bを駆動してX方向、Y
方向及びθ方向の補正を行う。なお、これらの動作はマ
イクロコンピュータを用いて行うことが可能である。
写位置)まで上昇させる。この位置で試料と光電マスク
との相対位置あわせを行う。すなわち、XYθテーブル
20の各駆動部材27a〜27bを駆動してX方向、Y
方向及びθ方向の補正を行う。なお、これらの動作はマ
イクロコンピュータを用いて行うことが可能である。
かくして本装置によれば、6軸方向での位置合わせを行
うことができ、しかも次のような効果が得られる。
うことができ、しかも次のような効果が得られる。
(1)印加電圧に応じて伸縮する圧電素子の採用により
、o、oi cμm]程度のステップ送りが可能で、か
つ無限のストロークが可能なガタのないXテーブル及び
Yテーブルを実現することができる。
、o、oi cμm]程度のステップ送りが可能で、か
つ無限のストロークが可能なガタのないXテーブル及び
Yテーブルを実現することができる。
(2)圧電素子の採用により、Xテーブル及びYテーブ
ルのステップ精度に相当する回転ステップ送りが可能で
、かつ1回転以上のストロークが可能なガタのないθテ
ーブルを実現することができる。
ルのステップ精度に相当する回転ステップ送りが可能で
、かつ1回転以上のストロークが可能なガタのないθテ
ーブルを実現することができる。
(3)XYθテーブル20を同一平面で形成しているの
で、全体構成のコンパクト化が可能である。
で、全体構成のコンパクト化が可能である。
(4)弾性ヒンジ4’1a、51aと圧電素子42゜5
2との採用により、高い回転分解能とガタのないXθ′
40テーブル及びYθテーブル50の実現が可能である
。
2との採用により、高い回転分解能とガタのないXθ′
40テーブル及びYθテーブル50の実現が可能である
。
(5)高い磁界の均一性が要求される領域内の構成材料
を全て非磁性材料で構成できるので、磁界の均一性向上
をはかり得る。
を全て非磁性材料で構成できるので、磁界の均一性向上
をはかり得る。
なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
い。例えば、前記XYθテーブルを構成する第1及び第
2の移動部材と第3及び第4の移動部材とは必ずしも同
一平面上に設ける必要はなく、第1及び第2の移動部材
の上若しくは下に第3及び第4の移動部材を設けるよう
にしてもよい。また、XYθテーブルの各構成部材や弾
性ヒンジの形状等は、仕様に応じて適宜変更可能である
。さらに、前記各移動部材を固定する手段として、静電
チャックの代わりに圧電素子の伸縮を利用することも可
能である。さらに、各種テーブルその他の構成材料を非
磁性材料で構成し、より高い磁界の均一性をはかること
も可能である。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲
で、種々変形して実施することができる。
い。例えば、前記XYθテーブルを構成する第1及び第
2の移動部材と第3及び第4の移動部材とは必ずしも同
一平面上に設ける必要はなく、第1及び第2の移動部材
の上若しくは下に第3及び第4の移動部材を設けるよう
にしてもよい。また、XYθテーブルの各構成部材や弾
性ヒンジの形状等は、仕様に応じて適宜変更可能である
。さらに、前記各移動部材を固定する手段として、静電
チャックの代わりに圧電素子の伸縮を利用することも可
能である。さらに、各種テーブルその他の構成材料を非
磁性材料で構成し、より高い磁界の均一性をはかること
も可能である。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲
で、種々変形して実施することができる。
第1図及び第2図はそれぞれ本発明の一実施例に係わる
位置合わせ装置の概略構成を示す斜視図、第3図は上記
装置に使用したXYθテーブルの具体的構造を示すもの
で第3図(a)は平面図、第3図(b)は同図(a)の
矢視A−A断面図、第4図(a)(b) 〜第6図(a
)(b)はそれぞれ上記XYθテーブルの作用を説明す
るための平面図、第7図は上記装置に使用したXθテー
ブルの具体的構造を示す斜視図、第8図は上記装置に使
用したYθテーブルの具体的m造を示す斜視図、第9図
は上記装置に使用した2テーブルの具体的構造を一部切
欠して示す示す斜視図である。 10・・・試料台、20・・・XYθテーブル、21・
・・第1の移動部材、22・・・第2の移動部材、23
・・・第3の移動部材、24・・・第4の移動部材、2
5゜26・・・弾性ヒンジ、27a、27b・・・第3
の駆動部材、28a、28b・・・第4の駆動部材、4
0・・・Xθテーブル、41a、41b・・・弾性部材
、42・・・第2の駆動部材、50・・・Yθテーブル
、51a。 51b・・・弾性部材、52・・・第1の駆動部材、6
0・・・2テーブル、61・・・リニアベアリング、6
2・・・リードネジ、63.6’3かさ歯車、65・・
・連結棒、70・・・案内体、71・・・ベローズ、7
2・・・ナツト、73・・・弾性部材、74・・・円板
体、80・・・駆動用モータ、90・・・真空容器の壁
面。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第7図 第8図 第9図 第1頁の続き 0発 明 者 伊 藤 力 川崎市幸区小向東芝町1研
究所内 0発 明 者 森 −朗 川崎市幸区小向東芝町1研究
所内 :番地 東京芝浦電気株式会社総合 り番地 東京芝浦電気株式会社総合 117−
位置合わせ装置の概略構成を示す斜視図、第3図は上記
装置に使用したXYθテーブルの具体的構造を示すもの
で第3図(a)は平面図、第3図(b)は同図(a)の
矢視A−A断面図、第4図(a)(b) 〜第6図(a
)(b)はそれぞれ上記XYθテーブルの作用を説明す
るための平面図、第7図は上記装置に使用したXθテー
ブルの具体的構造を示す斜視図、第8図は上記装置に使
用したYθテーブルの具体的m造を示す斜視図、第9図
は上記装置に使用した2テーブルの具体的構造を一部切
欠して示す示す斜視図である。 10・・・試料台、20・・・XYθテーブル、21・
・・第1の移動部材、22・・・第2の移動部材、23
・・・第3の移動部材、24・・・第4の移動部材、2
5゜26・・・弾性ヒンジ、27a、27b・・・第3
の駆動部材、28a、28b・・・第4の駆動部材、4
0・・・Xθテーブル、41a、41b・・・弾性部材
、42・・・第2の駆動部材、50・・・Yθテーブル
、51a。 51b・・・弾性部材、52・・・第1の駆動部材、6
0・・・2テーブル、61・・・リニアベアリング、6
2・・・リードネジ、63.6’3かさ歯車、65・・
・連結棒、70・・・案内体、71・・・ベローズ、7
2・・・ナツト、73・・・弾性部材、74・・・円板
体、80・・・駆動用モータ、90・・・真空容器の壁
面。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第7図 第8図 第9図 第1頁の続き 0発 明 者 伊 藤 力 川崎市幸区小向東芝町1研
究所内 0発 明 者 森 −朗 川崎市幸区小向東芝町1研究
所内 :番地 東京芝浦電気株式会社総合 り番地 東京芝浦電気株式会社総合 117−
Claims (5)
- (1)案内されZ軸方向に移動可能なZテーブルと、こ
のZテーブル上に弾性部材と弾性部材及び印加電圧に応
じて伸縮する圧電素子の組合わせからなる第1の駆動部
材とを並列的に介して案内支持され上記Z軸に直交する
Y軸回りに回動するYθテーブルと、このYθテーブル
上に弾性部材と弾性部材及び圧電素子の組合わせからな
る第2の駆動部材とを並列的に介して案内支持され上記
Z軸及びY軸にそれぞれ直交するX軸回りに回動する×
θテーブルと、このXθテーブル上に移動自在に載置さ
れX方向及びY方向に直進移動すると共にZ軸を中心と
して回転するXYθテーブルと、このXYθテーブル上
に固定されその上面に試料を固定保持する試料台とを具
備し、前記XYθテーブルは前記Xθテーブル上に移動
自在に載置された第1及び第2の移動部材と、圧電素子
からなりその伸縮方向両端に上記第1及び第2の移動部
材が取着された第3の駆動部材と、上記第1及び−第2
の移動部材の回転中心を決定する手段と、上記第1及び
第2の移動部材を前記Xθテーブル上に交互に固定する
と共にこれらの少なくとも一方を常に固定する手段と、
上記第1及び第2の移動部材の一部にそれぞれ弾性部材
を介して案内支持された第3及び第4の移動部材と、前
記第1及び第2の移動部材間に接続された圧電素子の伸
縮方向と直交する方向に伸縮する圧電素子からなりその
伸縮方向両端に上記第1.第3の移動部材及び上記第2
.第4の移動部材がそれぞれ取着された第4の駆動部材
と、上記第3及び第4の移動部材を前記Xθテーブル上
に上記第1及び第2の移動部材と交互に固定すると共に
これらの少なくとも一方を常に固定する手段とからなる
ものであることを特徴とする位置合わせ装置。 - (2)前記案内体、試料台及び各テーブルの構成材料は
、非磁性材料からなるものであることを特徴とする特許
請求の範囲第1項記載の位置合わせ装置。 - (3)前記各圧電素子は、チタン酸ジルコン酸鉛で形成
されたものであることを特徴とする特許請求の範囲第1
項記載または第2項記載の位置合わせ装置。 - (4)前記各固定部材は、電極及び誘電層からなる静電
チャック機構で形成されたものであることを特徴とする
特許請求の範囲第1項記載の位置合わせ装置。 - (5)前記第1及び第2の移動部材の回転中心を決定す
る手段として、材料の弾性を利用した弾性ヒンジで上記
各移動部材を接続してなることを特徴とする特許請求の
範囲第1項記載の位置合わせ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58159241A JPS6050922A (ja) | 1983-08-31 | 1983-08-31 | 位置合わせ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58159241A JPS6050922A (ja) | 1983-08-31 | 1983-08-31 | 位置合わせ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6050922A true JPS6050922A (ja) | 1985-03-22 |
Family
ID=15689426
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58159241A Pending JPS6050922A (ja) | 1983-08-31 | 1983-08-31 | 位置合わせ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6050922A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63226708A (ja) * | 1987-03-17 | 1988-09-21 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 微細位置決め装置 |
| JPS63306637A (ja) * | 1987-06-08 | 1988-12-14 | Nec Corp | 半導体素子平面出し機構 |
| US12380420B2 (en) | 2019-12-18 | 2025-08-05 | Ecoatm, Llc | Systems and methods for vending and/or purchasing mobile phones and other electronic devices |
-
1983
- 1983-08-31 JP JP58159241A patent/JPS6050922A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63226708A (ja) * | 1987-03-17 | 1988-09-21 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 微細位置決め装置 |
| JPS63306637A (ja) * | 1987-06-08 | 1988-12-14 | Nec Corp | 半導体素子平面出し機構 |
| US12380420B2 (en) | 2019-12-18 | 2025-08-05 | Ecoatm, Llc | Systems and methods for vending and/or purchasing mobile phones and other electronic devices |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4422002A (en) | Piezo-electric travelling support | |
| US4525852A (en) | Alignment apparatus | |
| CN111352312B (zh) | 一种多功能光刻装置 | |
| US8122846B2 (en) | Platforms, apparatuses, systems and methods for processing and analyzing substrates | |
| TWI417979B (zh) | 用於處理及分析基板之平台,裝置,系統及方法 | |
| CN1163585A (zh) | 机电定位装置 | |
| CN102537049A (zh) | 径向气浮导向模块及应用其的光刻机运动平台 | |
| JPH02262876A (ja) | 圧電回転装置 | |
| CN119626980A (zh) | 一种微纳级晶圆加工及检测精密运动平台 | |
| TWI656350B (zh) | 探測站 | |
| JPS6050922A (ja) | 位置合わせ装置 | |
| CN102317865B (zh) | 多载置台光刻系统 | |
| JPH0242382A (ja) | 移動ステージ構造 | |
| JP2000009867A (ja) | ステージ移動装置 | |
| JP2004138878A (ja) | 平面ステージ装置 | |
| JP3902747B2 (ja) | プローブ装置 | |
| JP6254060B2 (ja) | 荷電粒子線装置用垂直移動ステージ及び荷電粒子線装置 | |
| CN221804490U (zh) | 自适应调平装置 | |
| JPS63153405A (ja) | 走査型トンネル顕微鏡 | |
| JP4583141B2 (ja) | 分割静電チャック構造 | |
| US20080115614A1 (en) | Article transfer system | |
| JPH09117165A (ja) | 微動装置 | |
| RU2059984C1 (ru) | Устройство для совмещения и экспонирования | |
| JPS58190080A (ja) | 回転微動機構 | |
| JP2773781B2 (ja) | 精密微動ステージ装置 |