JPH0557555B2 - - Google Patents
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- JPH0557555B2 JPH0557555B2 JP62213376A JP21337687A JPH0557555B2 JP H0557555 B2 JPH0557555 B2 JP H0557555B2 JP 62213376 A JP62213376 A JP 62213376A JP 21337687 A JP21337687 A JP 21337687A JP H0557555 B2 JPH0557555 B2 JP H0557555B2
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- Japan
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- stage
- mask
- tilting
- hinge
- displacement
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- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Details Of Measuring And Other Instruments (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はあおりステージ、とくに、X線露光装
置のマスクステージやウエハステージに適用可能
なあおりステージに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a tilting stage, and particularly to a tilting stage applicable to a mask stage or a wafer stage of an X-ray exposure apparatus.
近年の半導体製造用露光装置は高精度化する傾
向にある。とくにX線露光装置はマスクとウエハ
を10μm〜50μmの微小なギヤツプを介して平行
に保持し、位置合わせマークを用いて0.1μm以下
の微小位置合わせを行つて、0.5μm以下の微細パ
タンを転写するものであり、最近特に注目されて
いる。X線マスクを保持するマスクステージや、
ウエハを保持するウエハステージには、マスクと
ウエハの平行だしをするために薄型で、かつ高分
解能、高剛性のあおりステージが必要となつてい
る。
In recent years, there has been a trend toward higher precision in exposure apparatuses for semiconductor manufacturing. In particular, X-ray exposure equipment holds the mask and wafer parallel to each other with a small gap of 10 μm to 50 μm, and uses alignment marks to perform minute alignment of 0.1 μm or less to transfer fine patterns of 0.5 μm or less. This is something that has received particular attention recently. A mask stage that holds an X-ray mask,
The wafer stage that holds the wafer requires a tilting stage that is thin, has high resolution, and has high rigidity in order to align the mask and wafer in parallel.
従来の技術としては、例えば特開昭61−904320
の従来例に示されているあおりステージがある。
この従来のあおりステージについて図面を参照し
て説明する。
As a conventional technique, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-904320
There is a tilt stage shown in the conventional example.
This conventional tilting stage will be explained with reference to the drawings.
第5図は、従来のあおりステージを備えたX線
露光装置のマスクステージを示す平面図、第6図
は第5図の正断面図である。図に示す従来のあお
りステージは、中空円柱状のステージベース11
4と、ステージベース114の内側に外周を固定
された中空円板バネ115と、中空円板バネ11
5の内周に固定されたマスクチヤツク取付枠11
3とマスクチヤツク取付枠113に保持されたマ
スクチヤツク102と、マスクチヤツク取付枠1
13の上面に等角度配置したアマチヤ109〜1
12と、アマチヤ109〜112に対向し、ステ
ージベース114に取付けられた電磁石105〜
108とを含んで構成される。 FIG. 5 is a plan view showing a mask stage of an X-ray exposure apparatus equipped with a conventional tilting stage, and FIG. 6 is a front sectional view of FIG. 5. The conventional tilting stage shown in the figure has a hollow cylindrical stage base 11.
4, a hollow disc spring 115 whose outer periphery is fixed inside the stage base 114, and a hollow disc spring 11.
Mask chuck mounting frame 11 fixed to the inner circumference of 5
3, the mask chuck 102 held by the mask chuck mounting frame 113, and the mask chuck mounting frame 1
Amachiya 109-1 arranged at equal angles on the top surface of 13
12, and electromagnets 105 to 105 mounted on the stage base 114, facing the armatures 109 to 112.
108.
図で、電磁石105に正の電流、電磁石107
に負の電流を流すと、電磁石105とアマチヤ1
09には吸引力、電磁石107とアマチヤ111
には反発力が発生し、中空円板バネの拘束力とつ
り合つた姿勢、つまりアマチヤ111が取付いて
いるマスクチヤツク取付枠113は図の矢印F方
向にあおり変位する。さらに電磁石105〜10
8に同じ大きさの電流を流すことによつてZ方向
に変位させることができる。したがつてマスクチ
ヤツク取付枠113にマスクチヤツク102を介
して保持されたマスク21をウエハ22に対して
平行でかつ所定のギヤツプ量に位置決めすること
ができる。 In the figure, a positive current flows through electromagnet 105 and electromagnet 107
When a negative current is passed through the electromagnet 105 and the armature 1
09 has attractive force, electromagnet 107 and amachia 111
A repulsive force is generated, and the mask chuck mounting frame 113 to which the armature 111 is attached is tilted and displaced in the direction of arrow F in the figure, in a posture balanced with the restraining force of the hollow disc spring. Furthermore, electromagnets 105 to 10
8 can be displaced in the Z direction by passing a current of the same magnitude through them. Therefore, the mask 21 held by the mask chuck mounting frame 113 via the mask chuck 102 can be positioned parallel to the wafer 22 and at a predetermined gap amount.
上述した従来のあおりステージはマスク21に
あおり変位およびZ方向変位を与える場合、中空
円板バネ115外周と内周をそれぞれステージベ
ース114とマスクチヤツク取付枠113に固定
されているので複雑な変形をして、電磁石105
〜108に流す電流を複雑に制御しなければなら
ず、ウエハ22とマスク21を平行に位置合わせ
するのに多くの時間を要する。またX線露光装置
の場合、特開昭60−201344などに記載されるよう
に、マスク21とウエハ22の位置ズレ検出装置
をマスク21の上面でかつ露光領域の近傍に配置
する必要があり、薄型構造でなければならないが
電磁石を設けると、薄型に構成しにくいという欠
点があつた。さらに、電磁石が発生しうる力は小
さいので安定したあおり変位を得るために中空円
板バネにスリツトを設けたり、特開昭61−90432
に記載されるように柱状の弾性部材を用いる手段
もあるが、電磁石で発生する力が小さいためバネ
定数を小さくしなければならずあおりステージ全
体の剛性を高くできないので振動に対して弱いと
いう欠点があつた。
In the conventional tilting stage described above, when giving tilting displacement and Z-direction displacement to the mask 21, the outer and inner circumferences of the hollow disc spring 115 are fixed to the stage base 114 and the mask chuck mounting frame 113, respectively, so that complicated deformation is not required. So, electromagnet 105
The current flowing through the wafer 22 and the mask 21 must be controlled in a complicated manner, and it takes a lot of time to align the wafer 22 and the mask 21 in parallel. In addition, in the case of an X-ray exposure apparatus, as described in Japanese Patent Laid-Open No. 60-201344, it is necessary to place a positional deviation detection device between the mask 21 and the wafer 22 on the upper surface of the mask 21 and near the exposure area. Although it must have a thin structure, the provision of an electromagnet has the disadvantage that it is difficult to construct a thin structure. Furthermore, since the force that can be generated by an electromagnet is small, in order to obtain stable tilting displacement, a slit is provided in the hollow disc spring.
There is also a method of using a columnar elastic member as described in , but since the force generated by the electromagnet is small, the spring constant must be small, and the rigidity of the entire tilting stage cannot be increased, so it is weak against vibration. It was hot.
本発明のあおりプレートは一端をベースプレー
トに固定し4個のヒンジを有する3個の4節リン
クと、一端をベースプレートに固定し他端を前記
4節リンクのもう一端部に固定した3個のピエゾ
素子と、3個の前記4節リンクの第2のヒンジと
第3のヒンジの間にはさまれた出力部にヒンジを
介して固定した1個のあおりプレートとを含んで
構成される。
The tilting plate of the present invention has three four-bar links each having one end fixed to the base plate and having four hinges, and three piezos having one end fixed to the base plate and the other end fixed to the other end of the four-bar link. and one tilting plate fixed via a hinge to the output part sandwiched between the second and third hinges of the three four-bar links.
次に、本発明の実施例について、図面を参照し
て詳細に説明する。
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
第1図は、本発明の一実施例の原理を示す断面
図である。 FIG. 1 is a sectional view showing the principle of an embodiment of the present invention.
第1図に原理を示すあおりプレートはベース1
を固定部として4個のヒンジ2,3,4,5を有
した4節リンク6と、第4のヒンジ5とベース1
に両端を固定されたピエゾ素子8と、第2のヒン
ジ3と第3のヒンジ4とではさまれた出力部10
に第5のヒンジ12を介して固定したあおりプレ
ート13とを含んで構成される。 The tilting plate whose principle is shown in Figure 1 is base 1.
A four-bar link 6 having four hinges 2, 3, 4, and 5 as a fixed part, a fourth hinge 5, and a base 1.
A piezo element 8 having both ends fixed to the output part 10 sandwiched between the second hinge 3 and the third hinge 4.
and a tilting plate 13 fixed via a fifth hinge 12.
次に図面を参照して動作原理を説明してゆく。
ピエゾ素子8に電圧をかけると発生する直進変位
Sは、ベース1を固定リンクとしてヒンジ2,
3,4,5及び、中間部9,11及び、出力部1
0のリンクで構成する微小変位リンク機構によつ
て図に示す変位tを出力部10に発生し、さらに
ヒンジ12を介してあおりプレート13にあおり
変位として伝達する。 Next, the principle of operation will be explained with reference to the drawings.
The linear displacement S that occurs when a voltage is applied to the piezo element 8 is generated by using the base 1 as a fixed link and the hinge 2,
3, 4, 5, intermediate parts 9, 11, and output part 1
The displacement t shown in the figure is generated in the output section 10 by the minute displacement link mechanism composed of 0 links, and further transmitted to the tilting plate 13 via the hinge 12 as a tilting displacement.
図に示すリンク機構においてはヒンジ2とヒン
ジ5の距離をm、ヒンジ4とヒンジ5の距離をl
とすると、出力部10の変位tはt=l/msとな
る。 In the link mechanism shown in the figure, the distance between hinge 2 and hinge 5 is m, and the distance between hinge 4 and hinge 5 is l.
Then, the displacement t of the output section 10 is t=l/ms.
またリンク機構全体を一体で形成しているの
で、ピエゾ素子8の微小変位をすべりやバツクラ
ツシユなく安定してあおりプレート13に伝達で
きる。第2図は本発明によるあおりステージを備
えたX線露光装置のマスクステージを示す平面
図、第3図は第2図において、X1,X2断面図、
第4図は第3図を動作させたときの動作説明図で
ある。 Furthermore, since the entire link mechanism is formed in one piece, minute displacements of the piezo element 8 can be stably transmitted to the tilting plate 13 without slipping or bumping. FIG. 2 is a plan view showing a mask stage of an X-ray exposure apparatus equipped with a tilting stage according to the present invention, and FIG. 3 is a sectional view taken along X 1 and X 2 in FIG.
FIG. 4 is an explanatory diagram of the operation when FIG. 3 is operated.
第2図及び第3図に示すマスクステージ用あお
りステージは、第1図に原理を示したリンク機構
をマスクステージ(あおりプレート)13′の中
心軸Zに対して対称に配置したもので、ベース1
は一体で形成されていて中空円板状である。4節
リンク6a,6b,6cはそれぞれ4個のヒンジ
2a〜5a、2b〜5b、2c〜5cを有し、3
個のピエゾ素子8a,8b,8cは一端をベース
1に固定され、もう一端をヒンジ5a,5b,5
cにそれぞれ固定されている。3個の4節リンク
6a,6b,6cの出力部10a,10b,10
cは、それぞれヒンジ12a,12b,12cを
介してマスクチヤツク(あおりプレート)13を
支持している。 The mask stage tilting stage shown in FIGS. 2 and 3 has a link mechanism whose principle is shown in FIG. 1
is formed in one piece and has a hollow disk shape. The four-bar links 6a, 6b, and 6c each have four hinges 2a to 5a, 2b to 5b, and 2c to 5c;
The piezo elements 8a, 8b, 8c have one end fixed to the base 1, and the other end fixed to the hinge 5a, 5b, 5.
Each is fixed at c. Output parts 10a, 10b, 10 of three four-bar links 6a, 6b, 6c
c supports a mask chuck (tilt plate) 13 via hinges 12a, 12b, and 12c, respectively.
次に図面を参照しながら順に動作を説明する。
第4図は第3図の断面図を動作させたときの動作
説明図である。図において4節リンク6aに取り
つけられているピエゾ素子8aに電圧をかけると
直進変位sを発生し、この直進変位sは第1図の
原理で示したように、4節リンク6aの出力部1
0aに変位tを発生する。マスクチヤツク(あお
りプレート)13′は、ヒンジ12a,12b,
12cを介して、3個の出力部10a,10b,
10cとそれぞれ連結されているので、1個の出
力部10aの変位tによつて、ヒンジ12a,1
2b,12cがそれぞれ変形してあおり変位θを
得ることができ、マスクチヤツク(あおりプレー
ト)13′に保持されたマスク21をウエハと平
行に位置めすることができる。 Next, the operation will be explained in order with reference to the drawings.
FIG. 4 is an explanatory diagram of the operation when the cross-sectional view of FIG. 3 is operated. In the figure, when a voltage is applied to the piezo element 8a attached to the four-bar link 6a, a linear displacement s is generated, and as shown in the principle of FIG.
A displacement t is generated at 0a. The mask chuck (tilt plate) 13' has hinges 12a, 12b,
12c, three output parts 10a, 10b,
10c, the displacement t of one output portion 10a causes the hinges 12a, 1
2b and 12c can each be deformed to obtain a tilting displacement θ, and the mask 21 held by the mask chuck (tilting plate) 13' can be positioned parallel to the wafer.
さらにピエゾ素子8a〜8cに同電圧をくわえ
ることにより、同様にZ方向の変位だけを得るこ
とができるので、マスク21のウエハ22のギヤ
ツプを所定の大きさに位置決めすることができ
る。ピエゾ素子8a,8b,8cのストロークは
15μm程度で、あおりステージに必要なストロー
クは50μm程度であるので、ヒンジ間の距離は
50/15=l/mを満たすような方法である。ピエゾ素子
は100V程度の低電圧で駆動できる積層タイプで
あるため、小型で大応力を発生でき、又発熱もほ
とんど無視できるので、リンク構成を一体で形成
することができ、ステージの剛性を大きくでき
る。 Further, by applying the same voltage to the piezo elements 8a to 8c, it is possible to similarly obtain displacement only in the Z direction, so that the gap of the wafer 22 of the mask 21 can be positioned to a predetermined size. The strokes of piezo elements 8a, 8b, 8c are
The distance between the hinges is about 15μm, and the stroke required for the tilt stage is about 50μm, so the distance between the hinges is
This is a method that satisfies 50/15=l/m. The piezo element is a laminated type that can be driven at a low voltage of about 100V, so it is small and can generate large stress, and the heat generation can be almost ignored, so the link structure can be formed in one piece, increasing the rigidity of the stage. .
また、3個の4節リンクはワイヤカツト放電加
工で同時製作できるので、ヒンジ部の寸法精度を
管理し易くバネ定数を均一に形成できるので、3
個の4節リンクの運動特性を均一にできる。 In addition, three four-bar links can be manufactured at the same time using wire cut electric discharge machining, making it easier to control the dimensional accuracy of the hinge part and making the spring constant uniform.
The motion characteristics of each four-bar link can be made uniform.
本発明のあおりステージは、あおりプレートを
支持するために中空円板や柱状弾性バネの代わり
に、一体で形成した3個の4節リンクを設けるこ
とにより、締結部がなく寸法精度よく形成できる
ため、すべりやガタがなく高剛性に支持できる。
また、電磁石の代わりに、ピエゾ素子を設けるこ
とにより、発熱が小さく、大応力の微小変位を発
生できるので、高分解能で高精度のあおり変位を
得られる。さらに、ピエゾ素子を放射状に配置す
ることにより、薄型構造にできるため、X線露光
装置のマスクステージやウエハステージを小型に
できるという効果がある。
The tilting stage of the present invention has three integrally formed four-bar links instead of a hollow disk or a columnar elastic spring to support the tilting plate, so it can be formed with high dimensional accuracy without any fastening parts. , can be supported with high rigidity without slipping or rattling.
In addition, by providing a piezo element instead of an electromagnet, it is possible to generate small displacements with small heat generation and large stress, so that tilting displacements with high resolution and high accuracy can be obtained. Furthermore, by arranging the piezo elements radially, a thin structure can be achieved, which has the effect that the mask stage and wafer stage of the X-ray exposure apparatus can be made smaller.
第1図は本発明の一実施例の原理を示す断面
図、第2図は本発明によるあおりステージを備え
たX線露光装置のマスクステージを示す平面図、
第3図は第2図の正断面図、第4図は第3図を動
作された場合の動作説明図、第5図は従来のあお
りステージを備えたX線露光装置のマスクステー
ジを示す平面図、第6図は第5図の正断面図であ
る。
2〜5,12……ヒンジ、2a〜5a,12a
……ヒンジ、2b〜5b,12b……ヒンジ、2
c〜5c,12c……ヒンジ、6,6a,6b,
6c……4節リンク、8,8a,8b,8c……
ピエゾ素子、13……あおりプレート、13……
マスクチヤツク。
FIG. 1 is a sectional view showing the principle of an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a plan view showing a mask stage of an X-ray exposure apparatus equipped with a tilting stage according to the present invention.
Fig. 3 is a front cross-sectional view of Fig. 2, Fig. 4 is an explanatory diagram of the operation when Fig. 3 is operated, and Fig. 5 is a plan view showing the mask stage of an X-ray exposure apparatus equipped with a conventional tilting stage. 6 is a front sectional view of FIG. 5. 2-5, 12... Hinge, 2a-5a, 12a
...Hinge, 2b to 5b, 12b...Hinge, 2
c~5c, 12c...hinge, 6, 6a, 6b,
6c...4 section link, 8, 8a, 8b, 8c...
Piezo element, 13... Tilt plate, 13...
Mask check.
Claims (1)
を有する3個の4節リンクと、一端をベースプレ
ートに固定し他端を前記4節リンクのもう一端部
に固定した3個のピエゾ素子と、3個の前記4節
リンクの第2のヒンジと第3のヒンジの間にはさ
まれた出力部にヒンジを介して固定した1個のあ
おりプレートとを含むことを特徴とするあおりス
テージ。1. Three four-bar links having one end fixed to the base plate and having four hinges, three piezo elements having one end fixed to the base plate and the other end fixed to the other end of the four-bar link, and three piezo elements. A tilting stage comprising: one tilting plate fixed via a hinge to an output portion sandwiched between the second hinge and the third hinge of the four-bar link.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62213376A JPS6454392A (en) | 1987-08-26 | 1987-08-26 | Flap stage |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62213376A JPS6454392A (en) | 1987-08-26 | 1987-08-26 | Flap stage |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6454392A JPS6454392A (en) | 1989-03-01 |
JPH0557555B2 true JPH0557555B2 (en) | 1993-08-24 |
Family
ID=16638166
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62213376A Granted JPS6454392A (en) | 1987-08-26 | 1987-08-26 | Flap stage |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6454392A (en) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US9746787B2 (en) | 2011-02-22 | 2017-08-29 | Nikon Corporation | Holding apparatus, exposure apparatus and manufacturing method of device |
WO2016203510A1 (en) | 2015-06-15 | 2016-12-22 | 株式会社寺岡製作所 | Pressure-sensitive adhesive composition and pressure-sensitive adhesive tape |
-
1987
- 1987-08-26 JP JP62213376A patent/JPS6454392A/en active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
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JPS6454392A (en) | 1989-03-01 |
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