(57)【要約】【課題】多くの手間や時間を要することなくボールねじの交換作業を容易に行うことのできるステージ駆動装置を提供する。【解決手段】ボールねじ８３，９３を支持するボールねじサポート１０を、ボールねじ８３，９３のねじ軸を回転自在に支持する転がり軸受１１と、この転がり軸受１１を収容する軸受ハウジング１２と、この軸受ハウジング１２の内周面に形成された凸部１２ａに転がり軸受１１の外輪を押圧する外輪押え１３と、ボールねじ８３，９３のねじ軸に形成された段部８３ｂ，９３ｂに転がり軸受１１の内輪を押圧する内輪押え１４と、軸受ハウジング１２の外周面と嵌合する半円形状の凹部を下面部に有する上側ハウジングサポート１６と、この上側ハウジングサポート１６の下面部と対向する上面部に軸受ハウジング１２の外周面と嵌合する半円形状の凹部を有する下側ハウジングサポート１７とで構成する。【選択図】図１
2006118574.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステージを真空チャンバ内で駆動するものであって、前記ステージを一軸方向に駆動するボールねじと、このボールねじを駆動するボールねじ駆動モータと、前記ボールねじを支持するボールねじサポートと、を備えたステージ駆動装置において、
前記ボールねじのねじ軸を回転自在に支持する転がり軸受と、この転がり軸受の外周面または前記転がり軸受を収容する略円筒状の軸受ハウジングの外周面と嵌合する半円形状の凹部を下面部に有する上側ハウジングサポートと、この上側ハウジングサポートの下面部と対向する上面部に前記転がり軸受の外周面または前記軸受ハウジングの外周面と嵌合する半円形状の凹部を有する下側ハウジングサポートとで前記ボールねじサポートを構成したことを特徴とするステージ駆動装置。
【請求項２】
前記上側ハウジングサポートは、前記凹部の両側にボルト挿通孔を有することを特徴とする請求項１記載のステージ駆動装置。
【請求項３】
前記上側ハウジングサポートの下面部は、前記ボルト挿通孔を挿通するボルトにより前記下側ハウジングサポートの上面部に締結されていることを特徴とする請求項２記載のステージ駆動装置。
【請求項４】
前記下側ハウジングサポートは、前記ボルト挿通孔を挿通するボルトと螺合するねじ穴を上面部に有することを特徴とする請求項３記載のステージ駆動装置。
【請求項５】
前記下側ハウジングサポートは、前記凹部の両側にボルト挿通孔を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載のステージ駆動装置。
【請求項６】
前記下側ハウジングサポートは、前記ボルト挿通孔を挿通するボルトによりベースの上面部に固定されていることを特徴とする請求項５記載のステージ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体露光装置等で用いられるステージ駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウエハや液晶パネルの基板上にマスクをパターニングする半導体露光装置では、ＸＹステージを駆動する装置として、図５及び図６に示すようなステージ駆動装置が用いられている場合がある。図５及び図６において、符号１は真空チャンバを示しており、この真空チャンバ１内には、ＸＹステージ５が設けられているとともに、ＸＹステージ５を駆動するステージ駆動装置６が設けられている。なお、真空チャンバ１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。
【０００３】
ステージ駆動装置６は複数のボルト（図示せず）によって真空チャンバ１の底面部に固定されたベース７を備えており、このベース７には、ＸＹステージ５を図中Ｘ軸方向に駆動する第１のステージ駆動機構８（図６参照）が設けられているとともに、ＸＹステージ５を図中Ｙ軸方向に駆動する第２のステージ駆動機構９（図６参照）が設けられている。
第１のステージ駆動機構８は図中Ｘ軸方向にスライドするスライドテーブル８１を備えており、このスライドテーブル８１は複数のリニアガイド８２を介してベース７上に設けられている。また、第１のステージ駆動機構８はスライドテーブル８１を介してＸＹステージ５を図中Ｘ軸方向に駆動するボールねじ８３と、このボールねじ８３を駆動するボールねじ駆動モータ８４およびボールねじ駆動モータ８４の回転トルクをボールねじ８３に伝えるトルク伝達機構８５を備えており、ボールねじ駆動モータ８４は真空チャンバ１の外部に設けられている。
【０００４】
第２のステージ駆動機構９は図中Ｙ軸方向にスライドするスライドテーブル９１を備えており、このスライドテーブル９１は複数のリニアガイド９２を介してベース７上に設けられている。また、第２のステージ駆動機構９はスライドテーブル９１を介してＸＹステージ５を図中Ｙ軸方向に駆動するボールねじ９３と、このボールねじ９３を駆動するボールねじ駆動モータ９４およびボールねじ駆動モータ９４の回転トルクをボールねじ９３に伝えるトルク伝達機構９５を備えており、ボールねじ駆動モータ９４は真空チャンバ１の外部に設けられている。
【０００５】
第１及び第２のステージ駆動機構８，９は、ボールねじ８３，９３を支持する二つのボールねじサポート１０（図６参照）をそれぞれ備えている。このボールねじサポート１０はボールねじ８３，９３のねじ軸８３ａ，９３ａを回転自在に支持する玉軸受等の転がり軸受１１，１１（図７参照）を備えており、この転がり軸受１１，１１は内周面の端部に円環状の凸部１２ａを有する円筒状の軸受ハウジング１２に収容されている。また、ボールねじサポート１０は軸受ハウジング１２の凸部１２ａに転がり軸受１１の外輪を押圧する外輪押え１３（図７参照）を備えており、転がり軸受１１の内輪はボールねじ８３，９３のねじ軸８３ａ，９３ａに形成された段部８３ｂ，９３ｂに内輪押え１４（図７参照及び図８参照）によって押圧されている。さらに、ボールねじサポート１０は軸受ハウジング１２を支持するハウジングサポート１５（図７及び図８参照）を備えている。このハウジングサポート１５は二つのボルト挿通孔を有しており、ハウジングサポート１５の下面部は上記ボルト挿通孔を挿通するボルト２４（図８参照）によってベース７の上面部に固定されている。
【０００６】
このようなステージ駆動装置では、ボールねじ８３，９３を駆動するボールねじ駆動モータ８４，９４が真空チャンバ１の外部に設けられているため、ボールねじ駆動モータ８４，９４で発生したパーティクルが半導体ウエハ等の基板に付着することを防止できるという利点を有している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、ボールねじを新しいボールねじと交換する場合、上述したステージ駆動装置では、ボールねじサポート１０のハウジングサポート１５をベース７から取り外す必要がある。このため、ベース７から取り外したハウジングサポート１５をベース７に取り付ける際にボールねじサポート１０の位置を再調整する必要があり、その結果、ボールねじの交換作業に多くの手間や時間がかかるという問題があった。
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、多くの手間や時間を要することなくボールねじの交換作業を容易に行う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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明は、ステージを真空チャンバ内で駆動するものであって、前記ステージを一軸方向に駆動するボールねじと、このボールねじを駆動するボールねじ駆動モータと、前記ボールねじを支持するボールねじサポートと、を備えたステージ駆動装置において、前記ボールねじのねじ軸を回転自在に支持する転がり軸受と、この転がり軸受の外周面または前記転がり軸受を収容する略円筒状の軸受ハウジングの外周面と嵌合する半円形状の凹部を下面部に有する上側ハウジングサポートと、この上側ハウジングサポートの下面部と対向する上面部に前記転がり軸受の外周面または前記軸受ハウジングの外周面と嵌合する半円形状の凹部を有する下側ハウジングサポートとで前記ボールねじサポートを構成したことを特徴とする。
【０００９】
本発明に係るステージ駆動装置において、前記上側ハウジングサポートは、前記凹部の両側にボルト挿通孔を有することが好ましい。また、前記上側ハウジングサポートの下面部は、前記ボルト挿通孔を挿通するボルトにより前記下側ハウジングサポートの上面部に締結されていることがより好ましい。また、前記下側ハウジングサポートは、前記ボルト挿通孔を挿通するボルトと螺合するねじ穴を上面部に有することが好ましい。さらに、前記下側ハウジングサポートは、前記凹部の両側にボルト挿通孔を有することが好ましい。また、前記下側ハウジングサポートは、前記ボルト挿通孔を挿通するボルトによりベースの上面部に固定されていることが望ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係るステージ駆動装置によれば、ボールねじを支持するボールねじサポートを、ボールねじのねじ軸を回転自在に支持する転がり軸受と、この転がり軸受の外周面または転がり軸受を収容する略円筒状の軸受ハウジングの外周面と嵌合する半円形状の凹部を下面部に有する上側ハウジングサポートと、この上側ハウジングサポートの下面部と対向する上面部に転がり軸受の外周面または軸受ハウジングの外周面と嵌合する半円形状の凹部を有する下側ハウジングサポートとで構成したことにより、上側ハウジングサポートを下側ハウジングサポートから取り外すだけでボールねじを新しいボールねじと交換することができる。したがって、ボールねじの交換時にボールねじサポートの位置を再調整する必要がないので、多くの手間や時間を要することなくボールねじの交換作業を容易に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図１乃至図４を参照して本発明の一実施形態に係るステージ駆動装置について説明するが、図７及び図８に示したものと同一部分若しくは相当する部分には同一の符号を付し、その部分の詳細な説明は省略する。
本発明の一実施形態に係るステージ駆動装置は、図１に示すように、ボールねじ８３，９３を支持するそれぞれ二つのボールねじサポート１０を備えている。このボールねじサポート１０はボールねじ８３，９３のねじ軸８３ａ，９３ａを回転自在に支持する玉軸受等の転がり軸受１１，１１を備えており、この転がり軸受１１，１１は内周面の端部に円環状の凸部１２ａを有する軸受ハウジング１２に収容されている。
【００１２】
また、ボールねじサポート１０は軸受ハウジング１２の凸部１２ａに転がり軸受１１の外輪を押圧する外輪押え１３を備えており、転がり軸受１１の内輪はねじ軸８３ａ，９３ａに形成された段部８３ｂ，９３ｂに内輪押え１４によって押圧されている。さらに、ボールねじサポート１０は軸受ハウジング１２を支持するハウジングサポート１５を備えており、このハウジングサポート１５は、図２に示すように、上側ハウジングサポート１６と下側ハウジングサポート１７とで構成されている。
【００１３】
上側ハウジングサポート１６はブロック状に形成されており、この上側ハウジングサポート１６の下面部には、軸受ハウジング１２の外周面と嵌合する半円形状の凹部（切欠部）１８（図３参照）が形成されている。また、上側ハウジングサポート１６は凹部１８の両側にボルト挿通孔１９を有しており、上側ハウジングサポート１６の下面部は上記ボルト挿通孔１９を挿通するボルト２０（図２参照）によって下側ハウジングサポート１７の上面部に締結されている。
【００１４】
下側ハウジングサポート１７は軸受ハウジング１２の外周面と嵌合する半円形状の凹部（切欠部）２１（図４参照）を上面部に有しており、この凹部２１の両側には、上側ハウジングサポート１６のボルト挿通孔１９を挿通するボルト２０と螺合するねじ穴２２が形成されている。また、下側ハウジングサポート１７は二つのボルト挿通孔２３を有しており、下側ハウジングサポート１７の下面部は上記ボルト挿通孔２３を挿通するボルト２４（図２参照）によってベース７の上面部に締結されている。
このように構成されるステージ駆動装置では、ボールねじ８３，９３を駆動するボールねじ駆動モータ８４，９４が真空チャンバ１の外部に設けられているため、ねじ駆動モータ８４，９４で発生したパーティクルが半導体ウエハ等の基板に付着することを防止できる。
【００１５】
また、上述したステージ駆動装置では、ボールねじ８３，９３を支持するボールねじサポート１０を、ボールねじ８３，９３のねじ軸８３ａ，９３ａを回転自在に支持する転がり軸受１１と、この転がり軸受１１を収容する円筒状の軸受ハウジング１２と、この軸受ハウジング１２の内周面に形成された凸部１２ａに転がり軸受１１の外輪を押圧する外輪押え１３と、ボールねじ８３，９３のねじ軸８３ａ，９３ａに形成された段部８３ｂ，９３ｂに転がり軸受１１の内輪を押圧する内輪押え１４と、軸受ハウジング１２の外周面と嵌合する半円形状の凹部１８を下面部に有する上側ハウジングサポート１６と、この上側ハウジングサポート１６の下面部と対向する上面部に軸受ハウジング１２の外周面と嵌合する半円形状の凹部２１を有する下側ハウジングサポート１７とで構成したことにより、上側ハウジングサポート１６を下側ハウジングサポート１７から取り外すだけでボールねじ８３，９３のメンテナンスを行ったり、新しいボールねじと交換することができる。したがって、ボールねじ８３，９３の再組付け時にボールねじサポート１０の位置を再調整する必要がないので、多くの手間や時間を要することなくボールねじ８３，９３の交換作業を容易に行うことができる。
なお、二つのハウジングサポート１０のうち、ボールねじ８３，９３を引き抜きたい方向の側のみを上側ハウジングサポート１６と下側ハウジングサポート１７とに分割し、他方は従来と同様の構成としてもよい。
【００１６】
特に、本実施形態のようなＸＹステージの場合、第１のステージ駆動機構８では、ボールねじ駆動モータ８４に近い側のものはハウジングサポートがベース７に直接設けられており、上記のような上下に分割した構成とするのは困難である。したがって、ボールねじ駆動モータ８４に近い側のハウジングサポート１０のみを、上側ハウジングサポート１６と下側ハウジングサポート１７とからなる構成にするとともに、ボールねじ８３のナット８３ａのフランジをボールねじを引き抜く側に設けている。
【００１７】
一方、第１のステージ駆動機構９では、ボールねじ９３のナット９３ａのフランジをボールねじ駆動モータ９４に対向する側に設けているため、ボールねじ駆動モータ９４、トルク伝達機構９５等を取り外した上、ボールねじ駆動モータ９４の側へ引き抜くようにすればよい。したがって、ボールねじ駆動モータ９４に近いほうのハウジングサポート１０を上側ハウジングサポート１６と下側ハウジングサポート１７とに分割するようにすればよい。
【００１８】
なお、ボールねじのナットをスライドテーブルに対して固定するためのナットブラケット８１ａ，９１ａについても、上下に分割した構造としてもよい。すなわち、ナットの略円筒状の部分が遊嵌、収容される貫通孔の部分でナットブラケットを上下に分割し、ボルトで締結するようにしてもよい。これにより、メンテナンス時は、下側のみを外すようにすれば、さらにボールねじの取り外しが容易になるとともに、事情によりボールねじのナットのフランジがボールねじを引き抜きたい方向と逆側に設ける必要がある場合であっても対処可能となる。
【００１９】
また、上記実施の形態では、図６に示すような構成のＸＹステージ装置に本発明を適用した場合を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばモータが真空チャンバ内に設けられるステージ駆動装置（もちろん一軸ステージ等も含む）に適用可能である。
また、上記実施の形態では、二つの転がり軸受が軸受ハウジングを介してハウジングサポートに取付けられる構成を示したが、転がり軸受が上下に分割されたハウジングサポートに直接的の嵌合する構成にも適用可能である。また、ボールねじ駆動モータから遠い側のハウジングサポートは、必ずしも転がり軸受を軸方向に拘束する構成（図１では凸部１２ａ及び外輪押え１３により拘束されている）としなくてもよいし、転がり軸受を１つとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一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。
【図２】図１のII−II断面図である。
【図３】図１に示す上側ハウジングサポートの正面図である。
【図４】図１に示す下側ハウジングサポートの正面図である。
【図５】従来のステージ駆動装置の概略構成を示す側面図である。
【図６】図５のVI−VI断面図である。
【図７】従来のステージ駆動装置の一部を示す断面図である。
【図８】図７のVIII−VIII断面図である。
【符号の説明】
【００２１】
１  真空チャンバ
２  チャンバ本体
３  チャンバ蓋
５  ＸＹステージ
６  ステージ駆動装置
７  ベース
８，９  ステージ駆動機構
８１，９１  スライドテーブル
８２，９２  リニアガイド
８３，９３  ボールねじ
８３ａ，９３ａ  ねじ軸
８３ｂ，９３ｂ  段部
８４，９４  ボールねじ駆動モータ
８５，９５  トルク伝達機構
１０  ボールねじサポート
１１  転がり軸受
１２  軸受ハウジング
１２ａ  凸部
１３  外輪押え
１４  内輪押え
１５  ハウジングサポート
１６  上側ハウジングサポート
１７  下側ハウジングサポート
１８，２１  凹部
１９，２３  ボルト挿通孔
２０，２４  ボルト
２２  ねじ穴
【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】
2006118574.tif 000008
【図７】
2006118574.tif 000009
【図８】
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