JPS6382390A

JPS6382390A - 移動ステ−ジ機構

Info

Publication number: JPS6382390A
Application number: JP61227632A
Authority: JP
Inventors: 亮二根本; 谷内　俊明
Original assignee: Hitachi Electronics Engineering Co Ltd
Current assignee: Hitachi High Tech Corp
Priority date: 1986-09-26
Filing date: 1986-09-26
Publication date: 1988-04-13
Anticipated expiration: 2010-10-11
Also published as: JPH0795103B2

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】［産業上の利用分野コこの発明は、特定方向に移動可能に支持されたステージ
部材の特定方向位置の微調整をピエゾ素ｒを用いて行う
移動ステージ機構に関する。

［従来の技術］ある゛１′、導体ウェハの異物検査装置においては、゛
１１導体ウェハを水平方向に移動させながら、または回
転させつつ水〜ＩＪ一方向に移動させながら、その表面
をレーザビームで走査し、その散乱光に基づき゛１′導
体ウェハの表面の異物を検出する。

この走査移動のために用いられている移動ステージ機構
は、水＜Ｒ移動または回転水・１之移動だけでなく、レ
ーザビーム照射系および散乱光観測系の焦点を）ｂ導体
ウェハ表面に合わせるために、ステージ部材の垂直方向
位置も調整できるようになっている。

このような垂直方向位置の調整は、粗調整と微調整とに
分けて行われている。具体的には、モータを駆動源とし
て、眞直方向にねじ送りされる可動部材と、ステージ部
材との間にピエゾ素子を介在させ、そのｉｆｆ動部材の
移動によってステージ部材の１刊直方向位置の粗調整を
１１′い、走査中においてはピエゾ素ｒによって重置方
向位置の高速微調整を行うようになっている。

そして、このような従来の第１の移動ステージ機構にお
いては、ピエゾ素子をステージ部材および粗調整用ｔ＋
Ｊ動部材の両方に直接的に固定している。

また、従来の第２の移動ステージ機構においては、粗１
′Ｊ８繁用可動部材に固定したピエゾ素子の−Ｌ面に滑
り面体をｒ＋’＋ｉ定し、ステーシフ鳴材側の球面穴に
受けた球体を滑り面体に当接させている。

［解決しようとする問題点コさて、前記のような移動ステージ機構において、粗調整
用Ｉ：Ｉ丁動部材は、垂直方向の送りの際に、送りねじ
のガタによる傾きが生じる。

しかるに、前記第１の従来機構においては、その傾きに
よる力がピエゾ素子にそのまま加わり、しかもピエゾ素
子は垂直移動ステージ部材に直接固定されているため、
ピエゾ素子に曲げ応力が発生する結果、ピエゾ素子の破
壊が起こりやすい。

また、ステージ部材は垂直方向に移動可能にベアリング
によって支持されているが、ベアリングとの間に微小で
はあるが隙間があるので、ピエゾ素ｒを介して加わる曲
げ力によって、ステージ部材が傾くという問題がある。

他方、前記第２の従来機構においては、ピエゾ素−ｒは
ステージ部材に拘束されずに傾くことができる。したが
って、粗調整用可動部材が傾いても、ピエゾ素ｒに大き
な曲げ応力が発生せず、ピエゾ素子の破壊を防°市でき
る。

しかし、可動部材と一緒にピエゾ素子が傾くと、滑り面
体と球体との当接位置が移動し、ステージ部材に対する
押し」二げ力の作用点がセンタから外れる結果、ステー
ジ部材の傾きが生じるという問題がある。また、球体は
滑り面体に当接しているだけであるから、ステージ部材
を急激に引き下げるようにピエゾ素ｒまたは可動部材を
駆動した場合に、ステージ部材の応答が遅れるという問
題点がある。

［発明の［１的コしたがって、この発明の［１的は、そのような従来機構
における問題点であった、ピエゾ素子の破壊およびステ
ージ部材の傾きと応答遅れを防１１ユした移動ステージ
機構を提供することにある。

［問題点を解決するための手段コこの目的を達成するために、この発明にあっては、特定
方向に移動可能に支持されたステージ部材にその特定方
向位置の微調整用のピエゾ素子を固定し、ステージ部材
の特定方向位置の粗調整用【可動部材および前記ピエゾ
素子に長り方向に剛性をイイするワイヤの各端をそれぞ
れ固着し、このワイヤを介してピエゾ素子および定方向
位置粗調整用可動部材を相互に機械的に結合する。

［作用コこのような構成であるから、特定方向位置粗調整用の可
動部材を例えばねじ送りし、その送りの際に可動部材に
傾きが生じても、その傾きはワイヤの挟みによって吸収
される。したがって、ピエゾ素子に大きな曲げ応力は発
生せず、ピエゾ素子の破壊は防市される。

また、このようにワイヤの挟みにより租調整用Ｉ’ｌｌ
動部材の傾きによる曲げ力が吸収されるとともに、ピエ
ゾ素ｒに対するワイヤの固着位置、つまりビニ、ゾ素ｒ
に対する特定方向の力の作用点は移動じないため、粗調
整用可動部材の傾きによってステージ部材が傾くことが
ない。

さらに、前記第２の従来機構と違って、粗調整性ＩＴＪ
動部材およびピエゾ素子は長手方向に剛性をイ［″する
ワイヤによって結合され、さらにピエゾ素ｒはステージ
部材に固定されるから、前記第２の従来機構におけるよ
うなステージ部材の応答遅れの問題も解消する。

［実施例コ以下、図面を参照し、この発明の一実施例について説明
する。

第１図は、この発明による移動ステージ機構の要部の構
造を示す概略断面図である。この図に示す移動ステージ
機構は、例えば前述のような異物検査装置において、半
導体ウェハを水平方向および垂直方向に移動させるため
に用いられる。

１０は゛１６導体ウェハなどを負圧吸着などによって保
持するためのチャック板であり、Ｚステージ部）ｆＡ’
　ｌ　２の上部に固定されている。

Ｚステージ部材１２は、円筒状部材１４の内部に、ベア
リング１６を介して垂直方向（Ｚ方向）に移動可能に支
承されている。この円筒状部材１４は、図示しない水平
方向ステージ部材に取り付けられており、図小の構造全
体が水平方向にも移動できるようになっている。しかし
、この実施例においては、Ｚステージ部材１２に直接関
連する部分にこの発明が実施されているので、その部分
についてだけ以下詳細に説明する。

Ｚステージ部材１２の底面に、円板形の積層型ピエゾ素
子１８が固定されている。このピエゾ素子１８は、後に
詳細に説明するように、Ｚステージ部材１２の垂直方向
位置の微調整のために設けられている。このピエゾ素子
１８は、図示しない駆動回路によって電圧を印加され、
その電圧の値および極性に応じて厚みが変化する。

ピエゾ素子１８のド面中央位置に、固着部材２０によっ
てワイヤ２２の１・、端が固着されている。

このワイヤ２２は長手方向の剛性が大きな材質のもので
あり、例えばピアノ線である。

ワイヤ２２の下端は、パイプ部材２４の下端部に固着さ
れている。このパイプ部材２４は、後述のように、Ｚス
テージ部材１２の垂直方向位置の粗調整用のＩＩＪ動部
材である。

このパイプ部材２４は、円筒状の送りねじ部材２６の内
部にベアリング２８を介して回転可能に支承されている
。なお、パイプ部材２４は送りねじ部材２６に対して、
東向方向には移動不可能となっている。

送りねじ部材２６のねじ部２８ａは、ナッート部材３０
に螺合している。このナツト部材３０は、円筒状部材１
４に固定されたブラケット３２に固定されている。

３４は両市であり、これはブラケット３２にベアリング
３６を介して回転可能に支承されている。

この歯巾３４の底面に、ばね円板３８の外周部が固着さ
れている。このばね円板３８の中央部に、送りねじ部材
２６のド面が固着されている。したがって、送りねじ部
材２６は両市３４と　・緒に回転し、あるストローク範
囲について−１−ド移動がＩＩｆ能である。

４０は粗調整駆動用モータであり、その回転軸４２には
両市３４と噛合する両市４４が固着されている。この歯
ｉｔ　４４とＩ′ｊ？’ｌ炙３４によって、モータ回転
軸４２の回転は減速され、ばね円板３８を介して送りね
じ部材２６に伝達される。

なお、円筒状部材１４と一体的に、Ｚステージ部材１２
の回転角度および傾きをＪ４整するための手段も設けら
れているが、図中省略されている。

次に、この移動ステージ機構におけるＺステージ部材１
２の位置調整について説明する。

モータ４０をある向きに回転させると、その回転に従っ
て送りねじ部材２６はある向きに回転し、送りねじ部材
２６およびパイプ部材２４は上昇しまたは下降する。こ
の重置移動はワイヤ２２を介してピエゾ素ｒ１８および
Ｚステージ部材１２に伝達され、Ｚステージ部材１２は
ｌ−昇しまたはド降する。Ｚステージ部材１２が所定の
高さ位置に達すると、モータ４０が停市させられる。こ
のようにして、Ｚステージ部材１２の垂直位置の粗調整
がなされる。

２ステ一ジ部材１２の垂直方向位置の微調整は、ピエゾ
素子１８の厚みを変化させることによってなされる。

さて、１）１１記ｆ１１調整の際、送りねじ部材２６の
ねじ部２８ａとナツト部材３０のねじ？Ｊ’ｓ　３０　
ａとのガタにより、送りねじ部材２６および、それに支
承されたパイプ部材２４に多少の傾きが生じることがあ
る。しかし、この傾きはワイヤ２２の挟みによって吸収
されるため、ピエゾ素子１８に大きな曲げ応力は発生せ
ず、ピエゾ素７−１８の破壊は起こらない。

また、このようにワイヤ２２の撓みにより粗調整用可動
部材としてのパイプ部材２４の傾きによる曲げ力が吸収
されるとともに、ピエゾ素子１８に対するワイヤ２２の
固着位置、つまりピエゾ素−ｒ１８に対する押し１−げ
力または引きドげ力の作用点は移動せず、常にセンタに
固定されるため、パイプ部材２４の傾きによってＺステ
ージ部材１２が傾くことがない。

さらに、ピエゾ素γ・１８はＺステージ部材１２に固定
され、結合用のワイヤ２２の各端はピエゾ素子１８およ
びパイプ部材２４にそれぞれ固着されており、しかもワ
イヤ２２はピアノ線のような長り方向に剛性をｆ「する
ものであるから、パイプ部材２４の急激な移動またはピ
エゾ素子１８の急激な厚み変化にＺステージ部材１２は
直ちに追従して移動する。

したがって、前記第２の従来機構のような応答遅れの問
題は解消し、Ｚステージ部材１２の高速位置調整が可能
である。

以上、一実施例について説明したが、この発明はそれだ
、げに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない
範囲内で様々に変形して実施し得るものである。

また、ここまでは半導体ウェハの異物検査装置に用いら
れる移動ステージ機構を例にして説明したが、この発明
は、それ以外の用途に用いられる移動ステージ機構にも
同様に適用できることは勿論である。

［発明の効果コ以」−説明したように、この発明は、特定方向に移動可
能に支持されたステージ部材にその特定方向位置の微調
整用のピエゾ素子を固定し、ステージ部材の特定方向位
置の粗調整用１Ｍ動部材および前記ピエゾ素子に長手方
向に剛性を有するワイヤの各端をそれぞれ固着し、この
ワイヤを介してピエゾ素子および定方向位置粗調繁用可
動部材を相ｔｊに機械的に結合する構成であるから、粗
調整用ｉｉＪ動部材の傾きが生じても、ピエゾ素子の破
壊およびステージ部材の傾きが起こらず、またステージ
部材の高速位置調整が可能な移動ステージ機構を実現す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明による移動ステージ部材の一実施例
の凹部構成を簡略化して示す概略断面図である。１２・・・Ｚステージ部祠、１８・・・微調整用ピエゾ
素ｒ１２２・・・ワイヤ、２４・・・パイプ部材（粗調
整用可動部材）、２６・・・送りねじ部材、３４．４４
・・・南東、４０・・・粗調整駆動用モータ。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）特定方向に移動可能に支持されたステージ部材に
その特定方向位置の微調整用のピエゾ素子を固定し、前
記ステージ部材の特定方向位置の粗調整用の可動部材お
よび前記ピエゾ素子に各端をそれぞれ固着した長手方向
に剛性を有するワイヤにより前記ピエゾ素子および前記
可動部材を相互に機械的に結合してなることを特徴とす
る移動ステージ機構。
（２）ワイヤはピアノ線であることを特徴とする特許請
求の範囲第１項に記載の移動ステージ機構。