JP2006066457A - Stage drive device - Google Patents
Stage drive device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006066457A JP2006066457A JP2004244107A JP2004244107A JP2006066457A JP 2006066457 A JP2006066457 A JP 2006066457A JP 2004244107 A JP2004244107 A JP 2004244107A JP 2004244107 A JP2004244107 A JP 2004244107A JP 2006066457 A JP2006066457 A JP 2006066457A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- stage
- chamber
- vacuum chamber
- seal unit
- stage driving
- 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
Images
Landscapes
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
- Bearings For Parts Moving Linearly (AREA)
- Sealing Using Fluids, Sealing Without Contact, And Removal Of Oil (AREA)
- Sealing Devices (AREA)
- Transmission Devices (AREA)
Abstract
Description
本発明は、半導体露光装置等の半導体製造装置や各種検査装置においてステージをチャンバ内で駆動するステージ駆動装置に関する。 The present invention relates to a stage driving apparatus for driving a stage in a chamber in a semiconductor manufacturing apparatus such as a semiconductor exposure apparatus or various inspection apparatuses.
半導体露光装置等では、真空チャンバ内に配されたステージを所定の方向に移動させて位置決めするための装置として、図7に示すようなステージ駆動装置が使用される場合がある。図7において、符号1は真空チャンバを示し、この真空チャンバ1内には、ステージ5が設けられているとともに、ステージ5を一軸方向(図中左右方向)にスライド駆動するステージ駆動装置6が設けられている。
In a semiconductor exposure apparatus or the like, a stage driving apparatus as shown in FIG. 7 may be used as an apparatus for moving and positioning a stage arranged in a vacuum chamber in a predetermined direction. In FIG. 7,
ステージ駆動装置6は複数のボルト(図示せず)により真空チャンバ1の底面部に固定されたベース7と、ベース7上に軸受ユニット17を介して支持されたボールねじ11’と、ボールねじ11’を挟んで両側に該ボールねじ11’と平行にベース7上に設けられ、ステージ5を案内する複数のリニアガイドと、真空チャンバ1の外壁にモータブラケット12aを介して固定され、ボールねじ11’を駆動するボールねじ駆動モータ12と、ボールねじ駆動モータ12の回転トルクをボールねじ11’に伝えるトルク伝達機構13とを備えている。図7中11bはボールねじ11’のナット、5aはステージ5の下面に固定されると共にナット11bが固定されるナットブラケットである。また、前記トルク伝達機構13は、図7に示すように、駆動モータ12の出力軸にカップリング12bを介して連結されると共にボールねじ11’のねじ軸11aにカップリング14を介して連結された運動伝達要素としてのトルク伝達軸15と、このトルク伝達軸15の真空チャンバ貫通部をシールするシールユニット16とからなる。
The
シールユニット16はトルク伝達軸15の外周に設けられた円筒状のハウジング16aを備えており、このハウジング16aの図中右側端部には、シールユニット16を真空チャンバ1の外壁面に固定するためのシールユニット取付けフランジ16bが設けられている。また、シールユニット16はハウジング16aに対しトルク伝達軸15を回転自在に支持する軸受(図示せず)を備えており、ハウジング16aの内部には、トルク伝達軸15とハウジング16aとの間をシールするシール手段(図示せず)が設けられている。なお、シールユニット16のシール手段としては、磁性流体と永久磁石とを用いたもの、Oリング等の接触式シールを用いたもの、差動排気シールを用いた非接触式のものなどがある。
The
また、上記のようなステージ駆動装置を組合せ、XYステージを真空チャンバ内で駆動する装置として、図8及び図9に示すようなXYステージ駆動装置が使用される場合が多い。図8及び図9において、符号101は真空チャンバを示し、この真空チャンバ101内には、XYステージ105が設けられているとともに、XYステージ105を図中X軸及びY軸方向に駆動するXYステージ駆動装置106が設けられている。なお、真空チャンバ101はほぼ箱形に形成された真空チャンバ本体2と、この真空チャンバ本体2の一側面部に形成された内部機器搬入用開口部を閉塞するチャンバ蓋3とで構成されている。
Further, an XY stage driving device as shown in FIGS. 8 and 9 is often used as a device for combining the stage driving device as described above and driving the XY stage in a vacuum chamber. 8 and 9,
XYステージ駆動装置106は複数のボルト(図示せず)により真空チャンバ101の底面部に固定されたベース107を備えており、このベース107には、XYステージ105を図中X軸方向に駆動する第1のステージ駆動機構108(図9参照)が設けられているとともに、XYステージ105を図中Y軸方向に駆動する第2のステージ駆動機構17(図9参照)が設けられている。
The XY
第1のステージ駆動機構108は図中X軸方向にスライドする第1のスライドテーブル9を備えており、このスライドテーブル9は複数のリニアガイド10を介してベース107上に設けられている。また、第1のステージ駆動機構108はスライドテーブル9を介してXYステージ105を図中X軸方向に駆動する第1のボールねじ111と、ボールねじ111を駆動する第1のボールねじ駆動モータ12とを備えている。このボールねじ駆動モータ12は真空チャンバ101の外部に設けられ、真空チャンバ101の外壁面には、ボールねじ駆動モータ12を真空チャンバ101に固定するためのモータブラケット12aが取り付けられている。
The first
第1のステージ駆動機構108はボールねじ駆動モータ12の回転トルクをボールねじ111に伝える第1のトルク伝達機構13を備えており、このトルク伝達機構13は、図7に示したものと同様に、ボールねじ111のねじ軸11aにカップリング14を介して連結されたトルク伝達軸15と、このトルク伝達軸15の真空チャンバ貫通部をシールするシールユニット16とから構成されている。シールユニット16はトルク伝達軸15の外周に設けられた円筒状のハウジング16aを備えており、このハウジング16aの図中右側端部には、シールユニット16を真空チャンバ101の外壁面に固定するためのシールユニット取付けフランジ16bが設けられている。また、シールユニット16はハウジング16aに対しトルク伝達軸15を回転自在に支持する軸受(図示せず)を備えており、ハウジング16aの内部には、トルク伝達軸15とハウジング16aとの間をシールするシール手段(図示せず)が設けられている。
The first
第2のステージ駆動機構17は図中Y軸方向にスライドする第2のスライドテーブル18を備えており、このスライドテーブル18は複数のリニアガイド19を介してベース107上に設けられている。また、第2のステージ駆動機構17はスライドテーブル18を介してXYステージ105を図中Y軸方向に駆動する第2のボールねじ20と、ボールねじ20を駆動する第2のボールねじ駆動モータ21とを備えている。このボールねじ駆動モータ21は真空チャンバ101の外部に設けられ、真空チャンバ101の外壁面には、ボールねじ駆動モータ21を真空チャンバ101に固定するためのモータブラケット21aが取り付けられている。
The second
第2のステージ駆動機構17はボールねじ駆動モータ21の回転トルクをボールねじ21に伝える第2のトルク伝達機構22を備えており、このトルク伝達機構22は、図7に示したものと同様に、ボールねじ20のねじ軸11aにカップリング14を介して連結されたトルク伝達軸15と、このトルク伝達軸15の真空チャンバ貫通部をシールするシールユニット16とから構成されている。
The second
また、XYステージ105はリニアガイド9a及び第2のスライドテーブル18の開口を貫通してリニアガイド9aのスライダに固定された連結部材9bを介して第1のスライドテーブル9に対しY軸方向に移動可能に案内され、リニアガイド18aを介して第2のスライドテーブル18に対しX軸方向に移動可能に案内される。従って、XYステージ105はリニアガイド9a,18aに案内される範囲内でXY平面内を移動可能となる。
The
このように構成される一軸ステージ駆動装置あるいはXYステージ装置では、発熱源となるボールねじ駆動モータが真空チャンバの外部に設けられているため、モータの発熱に起因する真空チャンバ内の温度上昇を抑制することができる。また、ボールねじ駆動モータとして、アウトガスや塵埃の発生を抑制できる特殊で高価なものを使用する必要もなくなる。 In the uniaxial stage driving device or the XY stage device configured as described above, a ball screw driving motor serving as a heat generation source is provided outside the vacuum chamber, so that the temperature increase in the vacuum chamber due to the heat generation of the motor is suppressed. can do. Further, it is not necessary to use a special and expensive ball screw drive motor that can suppress the generation of outgas and dust.
また、真空チャンバの外部に配される駆動源として、例えばリニアモータのように、運動伝達要素としての軸体を直接往復移動させるものを用い、真空チャンバに設けられた開口を貫通させた軸体を駆動源により直接往復移動させるものがある(特許文献1参照)。これによると、チャンバに設けた開口に軸体を支持する静圧軸受と、該静圧軸受よりもチャンバ寄りに配された差動排気シールとを備えたスリーブ(シールユニット)が固定され、その内側を微小隙間を介して軸体が挿入される。微小隙間を通りチャンバ内に向かって流入する空気等は、差動排気シールを構成する複数の環状溝のところでこれに接続された真空ポンプにより排気される。これにより、チャンバ内部を差動排気シールよりも外部に対し密封された状態に保つものである。軸体のチャンバ内に挿入された側にチャンバ内部で移動、位置決めしたいステージが取り付けられる。このような構成により、チャンバ内に潤滑が必要なボールねじ等でなる運動変換機構を設ける必要なく、ステージをチャンバ外部から駆動・位置決めするものである。なお、外部の駆動源としては、リニアモータの他にもモータとボールねじを組み合わせたもの、モータと複数のプーリとベルトを組み合わせたもの等、種々のものが利用できる。
しかしながら、上述した図7の一軸ステージ駆動装置や図8、図9のXYステージ装置では、真空チャンバ内を真空にすると大気圧による変形が真空チャンバに生じ、真空チャンバに生じた変形によってボールねじのねじ軸とトルク伝達軸と位置ずれ(軸方向距離の変化、軸芯のずれ又は軸同士の傾きの変化)を起こし、ボールねじ駆動モータの回転トルクをボールねじに効率よく伝えることが困難になったり、カップリングの剛性が高い(柔軟性が低い)場合にはボールねじの変形も無視できなくなるなどの問題があった。そのため、カップリングを柔軟性の高いものにした場合は、ステージ駆動装置全体としての動剛性が低下するという問題が生じる可能性がある。 However, in the uniaxial stage driving apparatus shown in FIG. 7 and the XY stage apparatus shown in FIGS. 8 and 9, when the vacuum chamber is evacuated, deformation due to atmospheric pressure occurs in the vacuum chamber. The screw shaft and torque transmission shaft will be displaced (change in axial distance, shaft misalignment or shaft tilt), making it difficult to efficiently transmit the rotational torque of the ball screw drive motor to the ball screw. In addition, when the rigidity of the coupling is high (low flexibility), the deformation of the ball screw cannot be ignored. For this reason, when the coupling is made highly flexible, there is a possibility that the dynamic rigidity of the entire stage driving device is lowered.
また、特許文献1に記載のステージ駆動装置では、シールユニット(スリーブ)がチャンバに直接固定されているため、チャンバの変形により開口の位置によってはスリーブが傾き、ステージの案内精度が低下するなどの問題が生じる。また、スリーブと軸体との最小隙間を例えば数μm等の極めて小さな隙間とする場合では、チャンバの変形に伴うスリーブのわずかな変形の影響により、スリーブと軸体とが接触するなどの可能性もあった。
Further, in the stage driving device described in
また、以上ではチャンバ内を真空(負圧)とする場合の例について述べたが、チャンバ内が外部(例えば大気圧)よりも高圧となる場合にも同様な問題が生じる。
本発明は、このような問題点に着目してなされたものであり、ステージ駆動装置でありながらチャンバの変形に起因する悪影響を防止することのできるステージ駆動装置を提供することを目的とするものである。
Further, the example in which the inside of the chamber is set to a vacuum (negative pressure) has been described above, but the same problem occurs when the inside of the chamber has a higher pressure than the outside (for example, atmospheric pressure).
The present invention has been made paying attention to such problems, and an object of the present invention is to provide a stage drive device that can prevent adverse effects caused by deformation of the chamber while being a stage drive device. It is.
上記の目的を達成するために、請求項1の発明は、内部を密閉空間とされ、開口を有する真空チャンバ内でステージを一軸方向にスライド駆動するものであって、前記真空チャンバの外部に設けられた駆動源と、前記開口を貫通し、該駆動源の駆動力を前記ステージに伝達する運動伝達要素と、該運動伝達要素を挿通支持すると共にこれとの間を密封するシールユニットと、前記真空チャンバ内に設けられたベースと、を備えたステージ駆動装置において、前記シールユニットが前記ベースに対し固定され、前記真空チャンバと前記シールユニットとの間が弾性的に且つ気密に結合されてなることを特徴とする。
In order to achieve the above-mentioned object, the invention of
請求項2の発明は、請求項1記載のステージ駆動装置において、前記真空チャンバと前記シールユニットとを弾性的に結合するベローズを備えてなることを特徴とする。
請求項3の発明は、請求項1又は2記載のステージ駆動装置において、前記駆動源が回転モータであり、前記運動伝達要素が前記シールユニットに回転自在に支持されるトルク伝達軸であることを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the stage driving device according to the first aspect, a bellows for elastically coupling the vacuum chamber and the seal unit is provided.
According to a third aspect of the present invention, in the stage drive device according to the first or second aspect, the drive source is a rotary motor, and the motion transmission element is a torque transmission shaft that is rotatably supported by the seal unit. Features.
請求項4の発明は、請求項3記載のステージ駆動装置において、前記トルク伝達軸の回転を前記ステージの直線運動に変換する直線運動変換機構をさらに備えることを特徴とする。
請求項5の発明は、請求項1又は2記載のステージ駆動装置において、前記運動伝達要素が前記真空チャンバの外部に端部を突出させて前記ベースの上方に設けられたステージ支持シャフトであり、前記駆動源が前記ステージ支持シャフトを該シャフトの軸方向にスライド駆動する直動アクチュエータであり、前記シールユニットは前記ステージ支持シャフトを摺動自在に支持する軸受ユニットであることを特徴とする。
According to a fourth aspect of the invention, there is provided the stage drive device according to the third aspect, further comprising a linear motion conversion mechanism for converting the rotation of the torque transmission shaft into a linear motion of the stage.
The invention according to
請求項6の発明は、請求項4記載のステージ駆動装置において、前記回転モータ、前記シールユニット、前記トルク伝達軸、前記直線運動変換機構を、前記直線運動の方向が一平面内で互いに直交するように二組配するとともに、前記ステージを前記二組の直線運動変換機構に係合させたことを特徴とする。
請求項7の発明は、前記シールユニットが静圧ラジアル軸受と、該静圧ラジアル軸受に隣接して前記静圧ラジアル軸受よりも前記真空チャンバの内部寄りに設けられた差動排気シールとを備えてなることを特徴とする。
請求項8の発明は、前記開口が請求項1〜4,6,7のいずれか一項に記載のステージ駆動装置を前記真空チャンバの内部から外部に引き出し可能な大きさであることを特徴とする。
According to a sixth aspect of the present invention, in the stage drive device according to the fourth aspect of the present invention, the direction of the linear motion of the rotary motor, the seal unit, the torque transmission shaft, and the linear motion conversion mechanism are orthogonal to each other within a single plane. The two stages are arranged as described above, and the stage is engaged with the two sets of linear motion conversion mechanisms.
According to a seventh aspect of the present invention, the seal unit includes a hydrostatic radial bearing, and a differential exhaust seal provided adjacent to the hydrostatic radial bearing and closer to the inside of the vacuum chamber than the hydrostatic radial bearing. It is characterized by.
The invention according to
本発明に係るステージ駆動装置によれば、シールユニットはチャンバ内のベースに固定され、チャンバとは弾性的に結合されているため、チャンバ内外の気圧差によるチャンバの変形の影響がシールユニットに伝わり難くなる。したがって、運動伝達要素ひいてはステージの位置ずれを防止することができる。 According to the stage driving apparatus of the present invention, the seal unit is fixed to the base in the chamber and is elastically coupled to the chamber. Therefore, the influence of the deformation of the chamber due to the pressure difference between the inside and outside of the chamber is transmitted to the seal unit. It becomes difficult. Therefore, it is possible to prevent the displacement of the movement transmitting element and thus the stage.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は本発明の第1の実施形態に係るステージ駆動装置の要部を示す図である。なお、図7に示したものと同一もしくは相当する部分には同一符号を付し、その部分の詳細な説明は省略する。図1に示すように、本発明の第1の実施形態に係るステージ駆動装置8は、駆動源としてのボールねじ駆動モータ12の回転トルクを運動変換機構を構成するボールねじ11に伝えるトルク伝達機構13を備えている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a main part of a stage driving apparatus according to the first embodiment of the present invention. Parts that are the same as or correspond to those shown in FIG. 7 are given the same reference numerals, and detailed descriptions thereof are omitted. As shown in FIG. 1, the
トルク伝達機構13はボールねじ11のねじ軸11aにカップリング14を介して連結された運動伝達要素としてのトルク伝達軸15と、このトルク伝達軸15の真空チャンバ貫通部をシールするシールユニット16とを備えており、シールユニット16のシールユニット取付けフランジ16bは、ベース7に固定された後述のブラケット26に取り付けられている。なお、シールユニット16の構成は、図7に示したものと同様の構成である。
The
ブラケット26はベース7に一体的に固定され、大気圧による変形が生じない程度の厚さでプレート状に形成されている。このブラケット26にシールユニット16のシールユニット取付けフランジ16bが図示しない複数のボルトで固定されている。そして、ブラケット26とシールユニット取付けフランジ16bとの密着面はOリング等のシールリング27により密封されている。また、ブラケット26の真空チャンバ1外に面し、大気圧を受ける側の面26aにはベローズ取付け部材28aがブラケット26との間にOリング等のシールリング28bを介在させて図示しない複数のボルトにより固定されて、ベローズ取付け部材28aにはベローズ28の一端部が溶接等によって気密に接合されている。
The
ベローズ28はその軸方向等に関して、カップリング14と比べても十分な弾性係数を有して弾性変形可能となっており、このベローズ28の他端部には、真空チャンバ1の側面部にシールリング29を介して図示しない複数のボルトにより固定されたベローズ取付け部材30が溶接等により気密に接合されている。
ブラケット26は図示しない複数のボルトによってベース7に固定されており、真空チャンバ1には、ベース7ごとステージ駆動装置8全体を真空チャンバ1の外部に取り出すことが可能な大きさの開口部31が形成されている。ベース7は真空チャンバ1の変形の影響を受けることがない十分な剛性を有している。
The bellows 28 is elastically deformable with a sufficient elastic coefficient in comparison with the
The
このように構成されるステージ駆動装置8では、前述した従来のステージ駆動装置と同様に、発熱源となるボールねじ駆動モータ12が真空チャンバ1の外部に設けられているため、モータの発熱に起因する真空チャンバ1の内部の温度上昇を抑制することができる。また、ボールねじ駆動モータ12として、アウトガスや塵埃の発生を抑制できる特殊で高価なものを使用する必要もない。また、真空チャンバ1の内部と外部との圧力差に応じて真空チャンバ1が変形してもベローズ28が軸方向の伸縮等、変形することにより、大気圧による変形が真空チャンバ1に生じたとしてもその影響をベローズ28によって吸収することができる。これにより、シールユニット16ひいてはトルク伝達軸15の位置ずれがほぼ解消され、ボールねじ11に対するトルク伝達軸15の位置ずれを抑制できるので、ボールねじ11のねじ軸11aとトルク伝達軸15とを連結するカップリングとして剛性の高いものを使用することができる。
In the
また、図7に示したものと比べ、シールユニット16の位置を真空チャンバ1のより内方に配することができるため、ねじ軸11aの軸端部の短縮化が可能となり、ねじ軸11aの捩り剛性向上にも有効である。
さらに、ベース7ごとステージ駆動装置全体を真空チャンバ1の外部に取り出すための開口部31が真空チャンバ1に形成されているため、ベース7を真空チャンバ1に固定しているボルトを取り外し、ベローズ取付け部材30を真空チャンバ1に固定しているボルトを取り外すことにより、メンテナンス時にステージ駆動機構8を開口部31から真空チャンバ1の外部に容易に引き出すことができる。
Further, since the position of the
Furthermore, since the
なお、ブラケット26の面26aのうち、ベローズ28よりも内側の部分には大気圧が作用し、内部との間に圧力差が生じる。この力がブラケット26を変形させる力となり得る。しかし、真空チャンバ1の壁面の面積に比べると、この部分の面積は十分に小さいので、ブラケット26を変形させようとする力も十分小さく、ブラケット26の変形量も真空チャンバ1の変形量に比べると十分に小さい。
It should be noted that atmospheric pressure acts on a portion of the
図2は本発明の第2の実施形態に係るステージ駆動装置の要部を示す図であり、この第2の実施形態が上述した第1の実施形態と異なる点は、真空チャンバ1内の圧力よりも高く且つ大気圧よりも圧力の低い低圧室32をブラケット26の面26aのベローズ28より内側の部分を含む空間を形成する隔壁33を真空チャンバ1に真空チャンバ1の開口1aを囲むように設けた点である。なお、図中34は低圧室32内の空気を排気する真空ポンプを示している。
FIG. 2 is a diagram showing a main part of a stage driving apparatus according to the second embodiment of the present invention. The second embodiment is different from the first embodiment described above in that the pressure in the
このような構成によると、上述した第1の実施形態では大気圧が作用する筈のブラケット26の面26aのベローズ28よりも内側の領域が大気圧よりも低い圧力となるので、真空チャンバ1の内部と外部との圧力差によってブラケット26が変形することを防止することができる。
この場合、低圧室32内の気圧を例えば1000Paに減圧すれば、外部の雰囲気(大気圧)すなわち約105Paと比べると約1/100となる。これにより、上記第1の実施形態の場合と比べ、ブラケット26の表裏の差圧に基づく変形を約1/100に抑制できるので、真空チャンバ1内の気圧を例えば10-5Paのような高真空とした場合にもボールねじ11とトルク伝達軸15との位置ずれを抑制することができ、その結果、カップリング14として、より剛性の高いものを使用することができる。
According to such a configuration, in the first embodiment described above, the area inside the
In this case, if the pressure in the low-
なお、上述の第1及び第2の実施形態で示したステージ駆動装置8を例えば図8及び図9で示した構成のように組み合わせたXYステージ装置に採用することができる。
図8及び図9に示した構成の場合、二軸の運動を直交する方向に導入するため、ベース107とは別体の真空チャンバ101の二つの外壁面に二つのトルク伝達機構13をそれぞれ固定しなければならないため、トルク伝達機構13の加工及び組立の手間を要していた。さらに、シールユニット16を直接、真空チャンバ101に固定していたため、真空チャンバ101が内外の圧力差に起因して変形すると、二軸の直角度の狂いにもつながっていた。
It should be noted that the
In the case of the configuration shown in FIGS. 8 and 9, the two
これに対し、上述の第1及び第2の実施形態のように、ベース107に直接固定されるブラケット26にシールユニット16を固定し、さらにこれら二軸分のブラケットと真空チャンバ101とをそれぞれベローズ28を介して結合することにより、XYステージを直交度を良好に組み立てるのも容易で、かつ真空チャンバ101の内外の気圧差に起因する二軸の直交度の狂いも生じにくくなる。
なお、上記各実施形態ではブラケット26と真空チャンバ1とをベローズ28を介して連結したが、代わりにシールユニット26と真空チャンバ1とをベローズ28を介して連結するようにしてもよいことは言うまでもない。また、ブラケット26とベース107とを別体としたが、もちろん一体としてもよい。
On the other hand, as in the first and second embodiments described above, the
In the above embodiments, the
次に、図3及び図4を参照して本発明の第3の実施形態について説明する。
図3において、符号41は真空チャンバを示し、この真空チャンバ41内には、ステージ42が設けられているとともに、ステージ42を駆動するステージ駆動装置43が設けられている。
ステージ駆動装置43はステージ42を図中X軸方向に駆動する駆動源としてのリニアモータ44を備えており、このリニアモータ44は真空チャンバ41の外部に設けられている。また、ステージ駆動装置43は真空チャンバ41の底面部に設置された一対のベース45を備えており、このベース45の上方には、ステージ42を支持する二本の運動伝達要素としてのステージ支持シャフト46が図中X軸方向にスライド可能に設けられている。そして、リニアモータ44のスライダ44aが連結板46aを介して二本のステージ支持シャフト46に接続されている。
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
In FIG. 3,
The
ステージ支持シャフト46の軸方向両端部は真空チャンバ41の外部に突出しており、このステージ支持シャフト46の真空チャンバ貫通部には、シールユニットとしての軸受ユニット47(図3参照)がそれぞれ設けられている。ベース45は真空チャンバ41の底面部が変形の影響を受けないような十分な剛性を有している。
軸受ユニット47はベース45に取り付けられた軸受ハウジング48(図4参照)と、この軸受ハウジング48内に収容された二つの略円筒状の静圧多孔質軸受49と、この静圧多孔質軸受49から真空チャンバ41内への空気の流入を防止する差動排気シール50とを備えている。静圧多孔質軸受49は、軸受ハウジング48に内嵌・固定された二つの略円筒状の多孔質体の内周面が軸受面を構成する。軸受ハウジング48内に形成された空気通路48aは、外部の図示しない空気供給用のポンプ等からなる空気供給部に接続される。また、空気供給路48aはそれぞれの多孔質体の外周面に連通されており、空気供給部から供給される空気が静圧多孔質軸受49に供給される。
Both end portions in the axial direction of the
The bearing
静圧多孔質軸受49の内面から噴出する空気のうち二つの多孔質体の間の環状空間及び真空チャンバ41の内部寄りの多孔質体の内部側端部に隣接する環状溝内に流れ込む分は、外部に連通するとともに、これらの環状空間にも連通する空気通路48bを経由して殆が外部に排出される。
差動排気シール50は、軸受ハウジング48の静圧多孔質軸受49より真空チャンバ41の内部寄りの内周面に設けられた二列の環状溝50a,50bと、該環状溝50a,50bにそれぞれ連通すると共に軸受ハウジング48の内部等を経由し、外部に通じる空気通路50c,50dと、空気通路50c,50dに接続される図示しない真空ポンプ等からなる排気装置とからなる。
Of the air ejected from the inner surface of the static pressure
The
各環状溝を除く軸受ハウジング48及び静圧多孔質軸受49とステージ支持シャフト46とは、例えば数μm程度の微小間隙を介して対向している。
以上の構成により、軸受ユニット47はステージ支持シャフト46を非接触で支持すると共に、外部の空気等が微小間隙を通り、真空チャンバ41内への流れ込むのを防止する。
軸受ハウジング48の外周には、シール装置51が設けられている。このシール装置51はベローズ52から構成されており、軸受ユニット47が固定されるベース45端部の直立部 と真空チャンバ41の開口41aとの間の隙間はベローズ52からなるシール装置51によってシールされている。
The bearing
With the above configuration, the bearing
A
このように構成される第3の実施形態では、差動排気シール50を備えた軸受ユニット47をステージ支持シャフト46の外周に設けたことで、ステージ支持シャフト46の真空チャンバ貫通部から真空チャンバ41内に外気が流入するのを防止できるので、真空チャンバ41の内部を高真空に保つことができる。また、ベース45の直立部と真空チャンバ41とを弾性変形能に優れるベローズ52を介して連結したことで、真空引きによる真空チャンバ41の壁面部の変形の影響により軸受ユニット47のアライメントが狂うなどの不具合を抑制することができる。さらに、図5に示すように、ベース45ごとステージ駆動装置43の要部である軸受ユニット47及びステージ支持シャフト46を分解することなく、挿通可能な大きさに開口部41aの大きさを設定しているので、真空チャンバ41から容易に取り外すことができる。このことは、極めて高精度な組立精度を要求される本実施形態のような構成のステージ駆動装置には非常に有効である。
In the third embodiment configured as described above, the bearing
なお、上述した第3の実施形態ではステージ支持シャフト46の両端部が真空チャンバ41の外部に突出する形式のステージ駆動装置について本発明を適用した場合を例示したが、図6に示すように、ステージ支持シャフト46の一端部のみが真空チャンバ41の外部に突出する形式のステージ駆動装置についても本発明を適用できることは勿論である。
その場合、駆動源のある側については、駆動源も内部に含むように、低圧室を設けるようにしてもよいし、ステージ支持シャフトを貫通させるような低圧室とし、貫通部の内周面に適宜のシールユニットを設けるようにしてもよい。真空ポンプは各低圧室ごとに設けてもよいし、1台の真空ポンプですべての低圧室の減圧を行ってもよい。
In the third embodiment described above, the case where the present invention is applied to a stage driving device in which both end portions of the
In that case, on the side where the drive source is located, a low pressure chamber may be provided so that the drive source is also included therein, or a low pressure chamber that penetrates the stage support shaft is provided on the inner peripheral surface of the penetration portion. An appropriate seal unit may be provided. A vacuum pump may be provided for each low-pressure chamber, or all the low-pressure chambers may be depressurized with a single vacuum pump.
また、上記第3の実施形態あるいはその変形例では、ステージ支持シャフトを二本用いてステージを支持するようにしたが、一本のステージ支持シャフトの構成(両端部が真空チャンバから外部に突出するもの、あるいは一端部が真空チャンバから外部に突出するもののいずれも可)に適用してもよいのは勿論である。その場合、駆動源としては軸方向の移動に加え、ステージ支持シャフトを回動するような運動も伝達できるようなものとすることにより、ステージに複合的な運動を行わせるようにしてもよい。 In the third embodiment or its modification, the stage is supported by using two stage support shafts. However, the configuration of one stage support shaft (both ends project from the vacuum chamber to the outside). Of course, the present invention may be applied to any one of them and one whose one end projects from the vacuum chamber to the outside. In that case, in addition to the movement in the axial direction as the driving source, it is also possible to cause the stage to perform a complex movement by transmitting a movement that rotates the stage support shaft.
また、上記第3の実施形態あるいはその変形例において、駆動源としてリニアモータ以外の適宜のものを代わりに用いることもできる。例えば、モータとボールねじとの組合せ、モータとベルトとプーリとの組合せ、サーボシリンダ等を用いてもよい。
また、上記各実施形態ではチャンバとして内部を真空とする真空チャンバの場合を示したが、本発明はチャンバの内外の気圧差によりチャンバが変形する場合であれば適用できるので、例えばチャンバ内がチャンバ外のような高圧になるような場合も適用できる。
また、上記各実施形態ではベースに固定されるブラケットあるいはベースの直立部とチャンバとの間に設けられ、シールユニットとチャンバとを気密に結合するものとしてベローズを用いたが、必要な弾性変形能を有し、かつ気密性を保てるものであれば、他のものに代えてもよい。
In the third embodiment or its modification, a suitable drive source other than the linear motor can be used instead. For example, a combination of a motor and a ball screw, a combination of a motor, a belt and a pulley, a servo cylinder, or the like may be used.
Further, in each of the above embodiments, the case of a vacuum chamber having a vacuum inside is shown as the chamber. However, the present invention can be applied if the chamber is deformed by a pressure difference between the inside and outside of the chamber. It can also be applied to the case of high pressure such as outside.
Further, in each of the above embodiments, the bellows is used as an airtight coupling between the bracket fixed to the base or the upright portion of the base and the chamber, and the seal unit and the chamber are hermetically connected. As long as it has the airtightness and can maintain airtightness, it may be replaced with another one.
1,101,41 真空チャンバ
2 チャンバ本体
3 チャンバ蓋
5,42 ステージ
7,107 ベース
6 ステージ駆動装置
8,17,43 ステージ駆動機構
9,18 スライドテーブル
9a,10,18a,19 リニアガイド
11’,11,20 ボールねじ
12,21 ボールねじ駆動モータ
13 トルク伝達機構
14,12b カップリング
15 トルク伝達軸
16 シールユニット
26 ブラケット
28 ベローズ
28a,28b ベローズ取付け部材
32 低圧室
33 隔壁
34 真空ポンプ
44 リニアモータ
45 ベース
46 ステージ支持シャフト
47 軸受ユニット
48 軸受ハウジング
49 静圧多孔質軸受
50 差動排気シール
51 シール装置
52 ベローズ
1, 101, 41
Claims (8)
前記シールユニットは前記ベースに対し固定され、前記チャンバと前記シールユニットとの間は弾性的に且つ気密に結合されてなることを特徴とするステージ駆動装置。 The interior is a sealed space, and the stage is driven in a uniaxial direction in a chamber having an opening. The driving source is provided outside the chamber, and the driving force of the driving source passes through the opening. In a stage drive device comprising: a motion transmission element that transmits to the stage; a seal unit that inserts and supports the motion transmission element and seals it; and a base provided in the chamber;
The stage driving apparatus according to claim 1, wherein the seal unit is fixed to the base, and the chamber and the seal unit are elastically and airtightly coupled.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004244107A JP2006066457A (en) | 2004-08-24 | 2004-08-24 | Stage drive device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004244107A JP2006066457A (en) | 2004-08-24 | 2004-08-24 | Stage drive device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006066457A true JP2006066457A (en) | 2006-03-09 |
Family
ID=36112694
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004244107A Pending JP2006066457A (en) | 2004-08-24 | 2004-08-24 | Stage drive device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2006066457A (en) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008129358A (en) * | 2006-11-21 | 2008-06-05 | Ricoh Co Ltd | Vacuum chamber and electron beam lithographic apparatus |
JP2009033018A (en) * | 2007-07-30 | 2009-02-12 | Daihen Corp | Conveying apparatus |
JP2013122923A (en) * | 2013-01-17 | 2013-06-20 | Hitachi High-Technologies Corp | Vacuum evaporation apparatus |
KR101290135B1 (en) | 2012-03-09 | 2013-08-07 | 송병준 | A processing table for machine device |
JP2014075520A (en) * | 2012-10-05 | 2014-04-24 | Nuflare Technology Inc | Charged particle beam drawing device |
JP2014134281A (en) * | 2012-12-10 | 2014-07-24 | Nsk Ltd | Rolling mechanism and transport device |
KR101842146B1 (en) * | 2017-12-29 | 2018-03-26 | 오병철 | Linear motor stage apparatus with improved damping and damping method thereof |
CN108105260A (en) * | 2017-12-22 | 2018-06-01 | 上海理工大学 | A kind of dynamic and static pressure hemisphere bearing |
WO2023030214A1 (en) * | 2021-08-31 | 2023-03-09 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | Semiconductor process chamber, semiconductor process apparatus, and semiconductor process method |
-
2004
- 2004-08-24 JP JP2004244107A patent/JP2006066457A/en active Pending
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008129358A (en) * | 2006-11-21 | 2008-06-05 | Ricoh Co Ltd | Vacuum chamber and electron beam lithographic apparatus |
JP2009033018A (en) * | 2007-07-30 | 2009-02-12 | Daihen Corp | Conveying apparatus |
KR101290135B1 (en) | 2012-03-09 | 2013-08-07 | 송병준 | A processing table for machine device |
JP2014075520A (en) * | 2012-10-05 | 2014-04-24 | Nuflare Technology Inc | Charged particle beam drawing device |
JP2014134281A (en) * | 2012-12-10 | 2014-07-24 | Nsk Ltd | Rolling mechanism and transport device |
JP2013122923A (en) * | 2013-01-17 | 2013-06-20 | Hitachi High-Technologies Corp | Vacuum evaporation apparatus |
CN108105260A (en) * | 2017-12-22 | 2018-06-01 | 上海理工大学 | A kind of dynamic and static pressure hemisphere bearing |
KR101842146B1 (en) * | 2017-12-29 | 2018-03-26 | 오병철 | Linear motor stage apparatus with improved damping and damping method thereof |
WO2023030214A1 (en) * | 2021-08-31 | 2023-03-09 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | Semiconductor process chamber, semiconductor process apparatus, and semiconductor process method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR890003258B1 (en) | An industrial robot | |
KR100488400B1 (en) | Stage device, exposure apparatus, device manufacturing method and movement guidance method | |
JP2006066457A (en) | Stage drive device | |
JP4012024B2 (en) | Shock absorber in positioning device | |
JP2002303323A (en) | Driving device | |
JP2007220910A (en) | Positioning apparatus for vacuum | |
JP6967760B2 (en) | XY stage movement mechanism | |
US6279490B1 (en) | Epicyclic stage | |
JP2007103651A (en) | Positioning device | |
JP6707964B2 (en) | Positioning device and rotation mechanism | |
US10432055B2 (en) | Motor, actuator, semiconductor manufacturing apparatus, and flat display manufacturing apparatus | |
JP6098187B2 (en) | Rotating mechanism and transfer device | |
JP2001140884A (en) | Static pressure gas bearing spindle | |
JP2001140882A (en) | Static pressure gas bearing device | |
JP2002107479A (en) | Stage device | |
JP2001200844A (en) | Hydrostatic gas bearing spindle | |
JP2005249079A (en) | Sealing unit | |
JP4496678B2 (en) | Positioning device | |
JP6127563B2 (en) | Spindle system | |
JP2002070861A (en) | Hydrostatic gas bearing spindle | |
JP2010007790A (en) | Power transmitting mechanism | |
JP2002313885A (en) | Positioning device | |
JP4365706B2 (en) | XY stage | |
JP2003294102A (en) | Rotation introducing device | |
JP2004349289A (en) | Movement guiding device and exposure system using it |