(57)【要約】  ベースとこのベースに対して少なくとも直交する３方向に移動可能な移動テーブルと移動テーブルを少なくとも直交する３方向に移動させるアクチュエータとを備えた精密位置決め装置において、装置全体が小型で、移動テーブルの制御性が良く、ベースと移動テーブルの間の支持部材が損傷しても装置および基板が損傷しない精密位置決め装置を提供することを目的とする。  支持部材が、ベースから立設されるバネ固定フレーム（３）と、バネ固定フレーム（３）から下垂されるバネ（４）と、からなり、ベース（１）に少なくとも３箇所備えられた支持部材のバネ（４）の下端に、移動テーブル（２）が吊着されるよう構成する。
2008108148.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースに対して弾性体の支持部材で支持される移動テーブルと、前記ベースに固定されて前記移動テーブルを押引して駆動するアクチュエータと、を備えた精密位置決め装置において、
前記支持部材が、前記ベースから立設されるバネ固定フレームと、前記バネ固定フレームから下垂されるバネと、からなり、前記ベースに少なくとも３箇所備えられた前記支持部材の前記バネの下端に、前記移動テーブルが吊着されるよう構成されたことを特徴とする精密位置決め装置。
【請求項２】
前記アクチュエータは、前記移動テーブルまたは前記ベースのいずれか一方に固定された固定子と、他方に固定された可動子と、からなり、前記可動子が前記固定子に対して略直線的に移動して前記移動テーブルを押引するとともに、前記可動子が前記固定子との間で推力発生方向の垂直方向における空隙を有するものであって、
前記移動テーブルが、前記空隙によってＸ・Ｙ・Ｚ・θＸ・θＹ・θＺの６軸の自由度を有して移動可能であることを特徴とする請求項１記載の精密位置決め装置。
【請求項３】
前記移動テーブルが略直方体で形成され、
前記移動テーブルを上面からみたときの一辺に前記移動テーブルをＸ方向に押引する第１及び第２のＸアクチュエータが並設され、
前記一辺に略直交する他辺に前記移動テーブルをＹ方向に押引する第１及び第２のＹアクチュエータが並設され、
前記第１及び第２のＸアクチュエータあるいは前記第１及び第２のＹアクチュエータのいずれかの間に前記移動テーブルをＺ方向に押引する第１のＺアクチュエータが設けられ、前記第１のＺアクチュエータが設けられた辺と対向する辺に第２及び第３のＺアクチュエータが併設され、
これら７つの前記アクチュエータによって前記６軸の動作を実現することを特徴とする請求項２記載の精密位置決め装置。
【請求項４】
前記移動テーブルを上からみたときの、前記第１及び第２のＸアクチュエータ、前記第１及び第２のＹアクチュエータは、それぞれ前記移動テーブルを含んだ可動部の重心位置に対して振り分けの位置に設置され、
前記移動テーブルを側面からみたときの、前記第１乃至第３のＺアクチュエータの推力発生位置が前記可動部の重心位置と略一致するよう前記前記第１乃至第３のＺアクチュエータが設置されていることを特徴とする請求項３記載の精密位置決め装置。
【請求項５】
前記ベースに対する前記移動テーブルの前記Ｘ方向の位置を計測するＸセンサが前記第１及び第２のＸアクチュエータの間に設けられ、
前記ベースに対する前記移動テーブルの前記Ｙ方向の位置を計測する第１及び第２のＹセンサが前記第２及び第３のＺアクチュエータの間に並設され、
前記ベースに対する前記移動テーブルの前記Ｚ方向の位置を計測する第１、第２、及び第３のＺセンサが前記移動テーブルと前記ベース間に設けられ、
これら６つのセンサによって前記６軸の位置制御を実現することを特徴とする請求項３記載の精密位置決め装置。
【請求項６】
前記第１乃至第３のそれぞれのＺセンサは、前記ベースの上面に載置されたＺセンサ本体と、前記移動テーブルに設けられた貫通穴に挿入され、前記移動テーブルの上面から固定可能なＺセンサターゲットからなることを特徴とする請求項５記載の精密位置決め装置。
【請求項７】
前記精密位置決め装置は、前記ベースから立設され、その端部が側面から見てコの字部が形成されたメカストッパと、前記移動テーブルの上面及び下面の周縁部に形成された凹部と、を備え、前記コの字部に前記凹部が隙間をもって狭持されるように前記メカストッパが立設されて、前記コの字部が前記凹部に対して前記Ｘ、Ｙ、Ｚの３方向に当接しうることを特徴とする請求項２記載の精密位置決め装置。
【請求項８】
前記コの字部と前記凹部との前記隙間は、前記アクチュエータにおける前記空隙よりも小さく設けられていることを特徴とする請求項７記載の精密位置決め装置。
【請求項９】
前記精密位置決め装置は、前記ベースと前記移動テーブルとの間に、少なくとも３つのエアシリンダを備え、これらの前記エアシリンダが、前記アクチュエータの前記推力がＯＦＦになったときに、前記メカストッパの前記Ｚ方向に当接するまで前記移動テーブルを押し上げて保持することを特徴とする請求項７記載の精密位置決め装置。
【請求項１０】
前記バネの周囲には、該バネの伸長方向の垂直方向における振動を抑制する弾性体シートが巻装されていることを特徴とする請求項１記載の精密位置決め装置。
【請求項１１】
前記精密位置決め装置は、前記バネ固定フレームと前記バネとの間に、前記バネ固定フレームに対して少なくとも前記ＸＹＺの３方向に位置調整可能なバネ固定ブラケットを備え、前記バネ固定ブラケットを前記バネ固定フレームに対して位置調整する構成であることを特徴とする請求項５記載の精密位置決め装置。
【請求項１２】
前記精密位置決め装置は、前記アクチュエータの固定子を冷却する冷却配管を備え、
前記冷却配管は、１箇所の冷媒入力配管から第１乃至第３系統に分岐され、
前記第１系統が前記第１及び第２のＸアクチュエータを冷却し、
前記第２系統が前記第１及び第２のＹアクチュエータを冷却し、
前記第３系統が前記第１乃至第３のＺアクチュエータを冷却し、
さらに前記第１乃至第３系統の排出側が１箇所の冷媒排出配管に集約されることを特徴とする請求項３記載の精密位置決め装置。
【請求項１３】
請求項１記載の精密位置決め装置を備えたことを特徴とする半導体の露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体・液晶製造装置において、特に露光装置のマスクや基板を位置決めする精密位置決め装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の精密位置決め装置の例として特許文献１に記載の装置を説明する。図７および図８は特許文献１の装置を説明する図である。図７が当該装置の上面図、図８が図７の側断面図である。ベース１はその中央に移動テーブル２を設置できるよう凹形状になっており、移動テーブル２がベース１の凹部の内壁に対して支持部材２０によって支持されて、少なくとも３軸方向に移動可能に収容されている。ベース１にはアクチュエータ２１の一端が固定され、アクチュエータ２１の他端が移動テーブル２に当接している。このようなアクチュエータ２１が、移動テーブル２のＸ軸方向、Ｙ軸方向、およびＺ軸方向に平行に少なくとも１個ずつ設けられている。
このように構成される精密位置決め装置において、アクチュエータ２１に電圧を印加して伸縮させると、ベース１に対して移動テーブル２が弾性体の支持部材２０を変形させながら移動する。
【特許文献１】特開昭６２−２６６４９０号公報（図１、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記従来の精密位置決め装置は、支持部材２０が移動テーブル２の横側面のみを支持しており、移動テーブル２の下側にはアクチュエータ２１しか配置されておらず、移動テーブル２の全重量をアクチュエータ２１で支持しているため、アクチュエータ２１には移動テーブル２を駆動する推力に加えて移動テーブル２の重量を支持する推力が必要になり、アクチュエータ２１が大型になるために、装置全体が大型になるとともに移動テーブルの制御性が悪くなるという問題があった。
また、移動テーブル２の重量を横側面の支持部材２０で支持するように設計する、または移動テーブル２の下側に支持部材２０を増設して移動テーブル２の重量を支持するよう構成した場合、何らかの不具合により支持部材２０が破損すると移動テーブル２の重量がアクチュエータ２０に作用し、アクチュエータ２０に十分な推力が無いと移動テーブル２が下方に落下し、装置および基板を損傷してしまうという問題もある。
そこで、本発明は移動テーブルを駆動するアクチュエータを小型にすることで装置全体を小型にするとともに、移動テーブルの制御性が良く、支持部材が損傷しても装置および基板が損傷しない精密位置決め装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したのである。
請求項１に記載の発明は、ベースに対して弾性体の支持部材で支持される移動テーブルと、前記ベースに固定されて前記移動テーブルを押引して駆動するアクチュエータと、を備えた精密位置決め装置において、前記支持部材が、前記ベースから立設されるバネ固定フレームと、前記バネ固定フレームから下垂されるバネと、からなり、前記ベースに少なくとも３箇所備えられた前記支持部材の前記バネの下端に、前記移動テーブルが吊着されるよう構成されたことを特徴とする精密位置決め装置とした。
請求項２に記載の発明は、前記アクチュエータは、前記移動テーブルまたは前記ベースのいずれか一方に固定された固定子と、他方に固定された可動子と、からなり、前記可動子が前記固定子に対して略直線的に移動して前記移動テーブルを押引するとともに、前記可動子が前記固定子との間で推力発生方向の垂直方向における空隙を有するものであって、前記移動テーブルが、前記空隙によってＸ・Ｙ・Ｚ・θＸ・θＹ・θＺの６軸の自由度を有して移動可能であることを特徴とする請求項１記載の精密位置決め装置とした。
請求項３に記載の発明は、前記移動テーブルが略直方体で形成され、前記移動テーブルを上面からみたときの一辺に前記移動テーブルをＸ方向に押引する第１及び第２のＸアクチュエータが並設され、前記一辺に略直交する他辺に前記移動テーブルをＹ方向に押引する第１及び第２のＹアクチュエータが並設され、前記第１及び第２のＸアクチュエータあるいは前記第１及び第２のＹアクチュエータのいずれかの間に前記移動テーブルをＺ方向に押引する第１のＺアクチュエータが設けられ、前記第１のＺアクチュエータが設けられた辺と対向する辺に第２及び第３のＺアクチュエータが併設され、これら７つの前記アクチュエータによって前記６軸の動作を実現することを特徴とする請求項２記載の精密位置決め装置とした。
請求項４に記載の発明は、前記移動テーブルを上からみたときの前記第１及び第２のＸアクチュエータ、前記第１及び第２のＹアクチュエータは、それぞれ前記移動テーブルを含んだ可動部の重心位置に対して振り分けの位置に設置され、前記移動テーブルを側面からみたときの前記第１乃至第３のＺアクチュエータの推力発生位置が可動部の重心位置と略一致するよう前記第１乃至第３のＺアクチュエータが設置されていることを特徴とする請求項３記載の精密位置決め装置とした。
請求項５に記載の発明は、前記ベースに対する前記移動テーブルの前記Ｘ方向の位置を計測するＸセンサが前記第１及び第２のＸアクチュエータの間に設けられ、前記ベースに対する前記移動テーブルの前記Ｙ方向の位置を計測する第１及び第２のＹセンサが前記第２及び第３のＺアクチュエータの間に並設され、前記ベースに対する前記移動テーブルの前記Ｚ方向の位置を計測する第１、第２、及び第３のＺセンサが前記移動テーブルの下面に設けられ、これら６つのセンサによって前記６軸の位置制御を実現することを特徴とする請求項３記載の精密位置決め装置とした。
請求項６に記載の発明は、前記第１乃至第３のそれぞれのＺセンサは、前記ベースの上面に載置されたＺセンサ本体と、前記移動テーブルに設けられた貫通穴に挿入され、前記移動テーブルの上面から固定可能なＺセンサターゲットからなることを特徴とする請求項５記載の精密位置決め装置とした。
請求項７に記載の発明は、前記精密位置決め装置は、前記ベースから立設され、その端部が側面から見てコの字部が形成されたメカストッパと、前記移動テーブルの上面及び下面の周縁部に形成された凹部と、を備え、前記コの字部に前記凹部が隙間をもって狭持されるように前記メカストッパが立設されて、前記コの字部が前記凹部に対して前記Ｘ、Ｙ、Ｚの３方向に当接しうることを特徴とする請求項２記載の精密位置決め装置とした。
請求項８に記載の発明は、前記コの字部と前記凹部との前記隙間は、前記アクチュエータにおける前記空隙よりも小さく設けられていることを特徴とする請求項７記載の精密位置決め装置とした。
請求項９に記載の発明は、前記精密位置決め装置は、前記ベースと前記移動テーブルとの間に、少なくとも３つのエアシリンダを備え、これらの前記エアシリンダが、前記アクチュエータの前記推力がＯＦＦになったときに、前記メカストッパの前記Ｚ方向に当接するまで前記移動テーブルを押し上げて保持することを特徴とする請求項７記載の精密位置決め装置とした。
請求項１０に記載の発明は、前記バネの周囲には、該バネの伸長方向の垂直方向における振動を抑制する弾性体シートが巻装されていることを特徴とする請求項１記載の精密位置決め装置とした。
請求項１１に記載の発明は、前記精密位置決め装置は、前記バネ固定フレームと前記バネとの間に、前記バネ固定フレームに対して少なくとも前記ＸＹＺの３方向に位置調整可能なバネ固定ブラケットを備え、前記移動テーブルの位置が所望の位置になるように前記バネ固定ブラケットを前記バネ固定フレームに対して位置調整する構成である請求項５記載の精密位置決め装置とした。
請求項１２に記載の発明は、前記精密位置決め装置は、前記アクチュエータの固定子を冷却する冷却配管を備え、前記冷却配管は、１箇所の冷媒入力配管から第１乃至第３系統に分岐され、前記第１系統が前記第１及び第２のＸアクチュエータを冷却し、前記第２系統が前記第１及び第２のＹアクチュエータを冷却し、前記第３系統が前記第１乃至第３のＺアクチュエータを冷却し、さらに前記第１乃至第３系統の排出側が１箇所の冷媒排出配管に集約されることを特徴とする請求項３記載の精密位置決め装置とした。
請求項１３に記載の発明は、請求項１記載の精密位置決め装置を備えたことを特徴とする半導体の露光装置とした。
【発明の効果】
【０００５】
請求項１に記載の発明によると、移動テーブルを鉛直方向にバネで吊るすので、鉛直（Ｚ）方向駆動用のアクチュエータの容量を小さくすることができ、アクチュエータを小型にすることで装置全体を小型にすることができ、移動テーブルの制御性を良くすることができる。
請求項２に記載の発明によると、可動子が固定子との間で推力発生方向の垂直方向における空隙を有するものを使用するので移動テーブルの６自由度が確保できる。
請求項３に記載の発明によると、このようなアクチュエータの配置と個数にすれば前記６自由度において前記移動テーブルを駆動できる。
請求項４に記載の発明によると、移動テーブルの制御性を良くすることができる。
請求項５に記載の発明によると、移動テーブルを６軸制御するための位置情報を得るセンサが最小の個数で実現できる。さらに、Ｚ方向位置測定用センサ３個はベースと移動テーブル間に配置、Ｘ方向位置測定用センサ１個、Ｙ方向位置測定用センサ２個は移動テーブルの周縁部に配置したアクチュエータの間に配置できるので、装置全体を小型にすることができる。
請求項６に記載の発明によると、高分解能であるために測定範囲の小さいセンサを使用する場合に、センサ部を微調整することができるので、センサをベースと移動テーブル間に配置することが可能となり、装置全体を小型にすることができる。また、高分解能のセンサが使用可能となり、移動テーブルの制御性を良くすることができる。
請求項７に記載の発明によると、１つのメカストッパで３方向の機械的移動を制限することができる。また、移動テーブルの可動範囲を小さく制限することができるので、アクチュエータの固定子と可動子間の接触を防ぐことができる。例えば、移動テーブルの周囲を囲むようなメカストッパ（移動テーブルの４隅に、Ｘ、Ｙ方向を規制するギャップを持つようにピンを配置したもの）では、移動テーブルがストッパに対して中心に位置するときに、中心周りに大きな角度回転し得るので、アクチュエータの固定子と可動子間がストッパより先に接触してしまうが、これを防ぐことができる。
請求項８に記載の発明によると、移動テーブルの動作範囲を小さく制限できるので、電源ＯＦＦ時に、鉛直方向のみにバネで吊るされた状態でも、移動テーブルは、メカストッパ部のみで接触し、ギャップをもって構成されているアクチュエータの固定子と可動子間での接触は生じないので、アクチュエータの損傷を防ぐことができる。
請求項９に記載の発明によると、電源ＯＦＦ時および装置の誤動作時には、下側に設置したエアシリンダが作動し、移動テーブルを上側メカストッパに押付け、保持するので、装置、アクチュエータなどを損傷することがなく、処理中の基板を損傷することをなくすことができる。
請求項１０に記載の発明によると、バネの横方向に発生する振動を抑制することができ、移動テーブルの制御性を良くすることができる。
請求項１１に記載の発明によると、電源ＯＦＦ時に移動テーブルがセンサの検出範囲に位置するように調整できるので、正常に制御動作に入ることができる。また、装置に異常が発生し、アクチュエータの電源がＯＦＦした場合でも、移動テーブルは、バネによって上方に移動するので、処理中の基板が損傷することを防ぐことができる。
請求項１２に記載の発明によると、アクチュエータの発生熱による熱変形の影響を小さくすることができ、装置の精度を向上することができ、移動テーブルの制御性を向上することができる。配管経路を少なくすることができ、装置全体を小型にすることができる。
請求項１３に記載の発明によると、制御性の良い小型の移動テーブルとなるので、露光装置の小型化や露光時の位置決めの精度向上が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明の第１実施例を示す精密位置決め装置の上面図
【図２】図１の側面図
【図３】本発明におけるＺ方向位置測定用センサターゲットの位置調整の構成を示す側断面図
【図４】本発明におけるメカストッパを示す上面図（ａ）および側断面図（ｂ）
【図５】本発明におけるバネ位置調整の機構を示す上面図（ａ）および側断面図（ｂ）
【図６】本発明における冷却配管を示す上面図
【図７】従来の精密位置決め装置の上面図
【図８】図７の側断面図
【符号の説明】
【０００７】
１  ベース
２  移動テーブル
３  バネ固定フレーム
４  バネ
５  Ｘアクチュエータ
６  Ｙアクチュエータ
７  Ｚアクチュエータ
８  Ｘセンサ
９  Ｙセンサ
１０  Ｚセンサ
１１  メカストッパ
１２  エアシリンダ
１３  プリズム
１４  補強フレーム
１５  弾性体シート
１６  Ｚセンサ本体
１７  Ｚセンサターゲット
１８  シム
１９  バネ固定ブラケット
２０  支持部材（弾性体）
２１  アクチュエータ
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
【実施例１】
【０００９】
図１は、本発明の精密位置決め装置の上面図である。ただし説明のため、後述するばね固定フレーム及び補強フレームを省略している。
図２は、図１の側面図である。ただし説明のため、後述するアクチュエータを省略している。
図３は、本発明の精密位置決め装置のＺ方向位置測定用センサを説明するための側断面図である。
図４は、本発明の精密位置決め装置のメカストッパを説明するための上面図（ａ）およびその側断面図（ｂ）である。
図５は、本発明の精密位置決め装置のバネ位置調整機構を説明するための上面図（ａ）および側断面図（ｂ）である。
図６は、本発明の精密位置決め装置の配管経路を説明するための上面図である。【００１０】
図において、１はベース、２は移動テーブル、３はバネ固定フレーム、４はバネ、５はＸアクチュエータ、６はＹアクチュエータ、７はＺアクチュエータ、８はＸセンサ、９はＹセンサ、１０はＺセンサ、１１はメカストッパ、１２はエアシリンダ、１３はプリズム、１４は補強フレーム、１５は弾性体シート、１６はＺセンサ本体、１７はＺセンサターゲット、１８はシム、１９はバネ固定ブラケットである。【００１１】
本発明の精密位置決め装置は、ベース１上の４ヶ所に立設したバネ固定フレーム３に移動テーブル２保持用のバネ４を介して移動テーブル２が鉛直方向に吊るされている。装置を構成する主要部材となるベース１および移動テーブル２の素材には低熱膨張部材を使用している。精密位置決め装置では、アクチュエータの発生熱による装置の熱変形が、精度特性に悪影響を与えるので、装置の主要部材に低熱膨張部材を使用することによって熱変形量を抑え、高精度化を計っている。
移動テーブル２は、図１のようにＺ方向から見ると略長方形の形状をなしている。移動テーブル２の周縁部には、鉛直Ｚ方向駆動用のＺアクチュエータ７が３個、水平Ｘ方向駆動用のＸアクチュエータ５が２個、水平Ｙ方向駆動用のＹアクチュエータ６が２個配置され、各アクチュエータの固定子がベース１に固定され、その可動子が移動テーブル２に固定されている。可動子と固定子の位置は逆でもよい。
Ｘアクチュエータ５及びＹアクチュエータ６は、移動テーブル２の一辺に対して２つが並んで配置されている。また、Ｚアクチュエータは、移動テーブル２の一辺に対して２つが並んで配置され、その一辺に対向する辺の中央付近に残りの１つが配置されている。つまりＸＹ平面において３つのＺアクチュエータが略三角形を描くように配置されている。
各アクチュエータは、固定子に対して可動子が直線的に移動するリニアモーションのアクチュエータであり、位置制御が行えるものである。さらに、可動子が移動する方向すなわち推力発生方向の垂直方向には固定子と可動子間にギャップ（空隙）を持ちながら、推力発生方向に推力を発生するタイプのアクチュエータを適用する。つまり、例えばＸアクチュエータ５は、その可動子によって図１のＸ方向に移動テーブル２を押引して駆動するが、上記空隙を有するため、推力発生方向（Ｘ方向）の垂直方向（ＹＺ方向）に「ガタ・あそび」を有するものを使用する。具体的には、公知のボイスコイルモータなどが最適である。
この空隙によって、各アクチュエータの推力発生方向の垂直方向に持つギャップの範囲内においては、移動テーブル２をベース１に対して、Ｘ、Ｙ、Ｚ、θＸ、θＹ、θＺの６軸駆動させることができる。
また、ＸおよびＹ方向において、２個のＸアクチュエータ５及び２個のＹアクチュエータ６は、移動テーブル２を含む可動部の重心位置に対して振り分けの位置に設置されている。
また、Ｚ方向において、Ｚアクチュエータ７の推力発生位置（アクチュエータ内部における巻線および磁石配置の中心位置）が移動テーブル２を含む可動部の重心位置と略一致するように図示しないブラケットなどを介してＺアクチュエータ７が設置されている。このことによって、移動テーブル２の制御性を良くすることができる。【００１２】
本発明の精密位置決め装置が例えば露光装置に使用される場合は、移動テーブル２にプリズム１３が載置され、移動テーブル２の下部には図示しないマスクが取り付けられる。さらにマスクの下部に露光対照の基板が搬送されて、このとき移動テーブル２の動きを制御してプリズム１３とマスクとを微量移動させて露光作業が行われる。【００１３】
ベース１と移動テーブル２との間には、Ｚ方向位置測定用のＺセンサ１０が３個配置されている。このセンサで、移動テーブル２のＺ方向移動距離を測定することによって、移動テーブル２のＺ方向位置および移動テーブル２のθＸ、θＹの傾きを知ることができる。
また、移動テーブル２の周縁部には、Ｘ方向位置測定用のＸセンサ８が１個、Ｙ方向位置測定用のＹセンサ９が２個設置されている。このセンサで、移動テーブル２のＸおよびＹ方向移動距離を測定することによって、移動テーブル２のＸおよびＹ方向位置およびθＺの傾きを知ることができる。
以上に述べた各センサの出力値を用いて、各アクチュエータを駆動することによって、移動テーブルを６軸制御することができる。
なお、本実施例では、各センサ本体をベース１側に、測定対象となる移動テーブル２側にセンサターゲットを設置し、センサとセンサターゲット間の距離を測定するタイプのセンサを適用している。
また、Ｘセンサ８は、上記の２個のＸアクチュエータ５の間に設置し、Ｙセンサ９は、上記の３個のＺアクチュエータ７のうち、２個が並んで配置されているほうのアクチュエータ間に設置されている。【００１４】
ＸおよびＹセンサの設定は、センサ本体の位置調整によって行う。Ｚセンサ１０は、センサの分解能、測定範囲、およびＺ方向動作範囲の関係と省スペース配置の観点から、移動テーブル２の周縁部より内側に配置しているため、センサ本体を作業者が動かして位置調整を行うことができない。従って、図３に示すように、移動テーブル２に、Ｚセンサ本体１６の位置に移動テーブル２の裏面まで貫通する穴部を設けた上で、この穴部にＺセンサターゲット１７を取付け、移動テーブル２の上側からアクセスして作業ができるようにしている。そして、移動テーブル２とＺセンサターゲット１７との間にシム１８でこれらの位置調整ができる構造にしている。本実施例では、シム調整による位置調整を採用したが、押ネジを用いたターゲット調整機構も適用可能である。【００１５】
メカストッパ１１について説明する。本発明では移動テーブル２の４ヶ所の切欠き部とベース１に固定したメカストッパ１１によって、移動テーブル２の動作範囲を制限している。各メカストッパ１１はベース１から立設され、その端部が側面から見てコの字状に形成されている。移動テーブル２の切欠き部はＸＹ平面において移動テーブル２の周縁に形成された凹型の部分である。この凹型部分は移動テーブル２の裏面にも同じ位置で形成されている。そして、メカストッパ１１のコの字状の部分が上記の切欠き部をＺ方向において狭持するようにメカストッパ１１が位置している。つまりメカストッパ１１は、移動テーブル２に対してＸ、Ｙ、Ｚの３方向に当接面を持っており、これを移動テーブル２の４ヶ所に設置することによって、移動テーブル２の制御動作範囲に対して僅かの距離（余裕）を加えた範囲に移動テーブル２の動作範囲を制限することができる。
本実施例では、Ｙ方向に関して、移動テーブル２の端より内側に配置している。このように、メカストッパ部を移動テーブル２の中心寄りに配置することによって、移動テーブル２がその中心位置回りに回転し得る回転角を小さく制限できるので、各アクチュエータの固定子と可動子間のギャップ、および各センサのセンサ本体とセンサターゲット間のギャップより、メカストッパ部のギャップの方が小さくなり、メカストッパ部が内側で接触することによって、アクチュエータおよびセンサを保護することができる。
以上に述べたように、移動テーブル２の周縁部に配置した各アクチュエータの間に、各センサおよびメカストッパを配置しているので、ベースの面積を小さくすることができ、装置全体を小型にすることができる。【００１６】
精密位置決め装置を用いたアプリケーションでは、高精度の制御性が要求されるために、装置の剛性が高くないと所望の制御特性が得られないことがある。本実施例では、図１及び図２のようにベース１上の４ヶ所に固定したバネ固定フレーム３の間に補強フレーム１４を取付けることによってベース部の剛性を高めている。また、バネ固定フレーム３とベース１間にも補強フレーム１４を取付けることによってベース部の剛性を高めており、所望の制御特性が得られるメカ剛性を実現している。【００１７】
移動テーブル２は、バネ固定フレーム３において移動テーブル２保持用のバネ４により保持されるが、保持された状態で、センサの検出範囲を超えた場合、電源ＯＮ時に、センサ出力値を認識できないため、制御できないという問題がある。本実施例では、バネ固定フレーム３の上部において、バネ固定ブラケット１９でバネ４をクランプし、バネ固定ブラケット１９をバネ固定フレーム３に対してＸ、Ｙ、Ｚ方向に位置調整可能としており、このメカ構造を用いて、移動テーブル２がバネ４で保持された状態で移動テーブル２が各センサの検出範囲内に位置するように位置調整を行うので、電源ＯＮ時に、初期位置を認識でき、制御を開始することができる。さらに詳しくは、移動テーブル２のＺ方向位置は、制御動作範囲の上端に位置するように設定する。こうすることによって、装置に異常が発生し、アクチュエータの電源がＯＦＦとなった場合、移動テーブル２はバネ４によって上方に移動するので、処理中の基板が損傷することを防ぐことができる。【００１８】
移動テーブル２保持用のバネ４は、移動テーブル２を鉛直方向に保持するとともに、移動テーブル２のＸおよびＹ方向移動を可能とするものである。ところが、移動テーブル２の制御時には、バネ４の伸び方向とは垂直方向にバネ自体が振動し、それが、メカおよびセンサへの外乱となり、制御不可能になる場合がある。本実施例では、図２のように、バネ４の回りに弾性体シート１５を巻きつけ固定しており、これによりバネ自体の伸び方向とは垂直方向の振動を抑制しており、所望の制御特性を実現している。【００１９】
図１及び図２のように、ベース１と移動テーブル２との間には、４ヶ所にエアシリンダ１２を配置しており、装置の電源ＯＦＦ時にエアシリンダ１２が作動し、移動テーブル２を鉛直上向きにメカストッパ１１に当接するまで押し上げ、保持するように構成している。従って、装置に異常が発生した場合も、移動テーブル２が固持されるので、装置を損傷することがなく、処理中の基板が損傷することを防ぐことができる。【００２０】
精密位置決め装置では、アクチュエータの発生熱による装置の熱変形が、特性に悪影響を与えるので、アクチュエータを冷媒によって冷却する。本実施例では、図６のように冷却配管を設け、冷却配管の入力側、排出側ではそれぞれ１ヶ所に設置し、途中で分岐させ、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向駆動用アクチュエータごとに３系統に分けて配管している。本実施例が適用される半導体の露光装置では、プリズム1３への露光経路を確保する必要があり、各アクチュエータおよび各センサの配置のため、さらに、露光の対象を測定するセンサを設置する場合もあるため、配管スペースが制限される。上記のように、配管を３系統に分岐することによって配管スペース内に配置することができる。また、ＸＹＺの３系統に分ければ稼働頻度がほぼ同等のアクチュエータを均等に冷却することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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