(57)【要約】【課題】ボールねじ駆動モータで発生したパーティクルがステージに載置された基板の表面に付着することを防止でき、かつボールねじの取外し及び取付け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】第１及び第２のＸＹステージ駆動用ボールねじ１３，１４を駆動する第１及び第２のボールねじ駆動モータ１８，１９を真空チャンバ１の外部に設け、かつナットフランジ２８の高さをナットブラケット８，１２の開口幅より小さくするとともに、ナットフランジ２８の幅をナットブラケット８，１２の開口高さより小さくする。【選択図】図１
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【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、前記真空チャンバの底面部に固定されたベースと、このベース上に設けられ、前記ステージを所定方向に移動自在に支持するリニアガイドと、前記ステージに設けられたナットブラケットにナットを固定するためのナットフランジを有するボールねじと、前記ボールねじを駆動する駆動モータと、を備えたステージ駆動装置において、
前記ナットフランジの形状が、所定角度回転させたときに前記ナットブラケットの開口を挿通可能な形状としたことを特徴とするステージ駆動装置。
【請求項２】
前記ボールねじのねじ軸及び前記駆動モータの回転軸にそれぞれカップリングを介して連結されたトルク伝達軸と、このトルク伝達軸の真空チャンバ貫通部をシールするシールユニットとからなるトルク伝達機構をさらに備え、前記真空チャンバは前記トルク伝達軸及び前記シールユニットを通すための貫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】
請求項２記載のステージ駆動装置において、前記貫通孔を前記ナットフランジの外形寸法より大きく形成したことを特徴とするステージ駆動装置。
【請求項４】
ステージを真空チャンバ内で駆動するものであって、前記真空チャンバの底面部に固定されたベースと、このベース上に固定された複数のサポートブラケットと、前記ベース上に設けられ、前記ベース上に設けられ、前記ステージを所定方向に移動自在に支持するリニアガイドと、前記サポートブラケットに軸受ユニットを介して支持されたねじ軸を有すると共に前記ステージにナットブラケットを介して固定されたナットを有するボールねじと、前記ボールねじを駆動する駆動モータと、を備えたステージ駆動装置において、
前記ねじ軸を前記サポートブラケット及び前記ナットブラケットから脱着するための切欠部を前記サポートブラケット及び前記ナットブラケットの側面部に設けたことを特徴とするステージ駆動装置。
【請求項５】
ステージを真空チャンバ内で駆動するものであって、前記真空チャンバの底面部に固定されたベースと、このベース上に設けられ、前記ステージを所定方向に移動自在に支持するリニアガイドと、前記ステージにナットブラケットを介して固定されたナットを有するボールねじと、前記ボールねじを駆動する駆動モータと、を備えたステージ駆動装置において、
前記ナットの外周面と嵌合する凹部を下面部に有する上側ナットブラケットと、この上側ナットブラケットの下面部と対向する上面部に前記ナットの外周面と嵌合する凹部を有する下側ナットブラケットとで前記ナットブラケットを構成したことを特徴とするステージ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種半導体製造装置や検査装置等において位置決めすべきステージを真空チャンバ内で駆動するステージ駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体露光装置等で用いられるステージ駆動装置の一例として、従来、例えば図１１及び図１２に示すものが知られている。図１１及び図１２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２が設けられているとともに、ＸＹステージ２を駆動するＸＹステージ駆動装置３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１ａと、この真空チャンバ本体１ａ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１ｂとで構成されている。
【０００３】
ＸＹステージ駆動装置３は多数のボルト（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４と、このベース４上にリニアガイド５，６（図１２参照）を介してＸ軸方向にスライド可能に設けられた第１のスライドテーブル７を備えており、この第１のスライドテーブル７の下面部にはナットブラケット８（図１３及び図１５参照）が取り付けられている。
【０００４】
また、ＸＹステージ駆動装置３は第１のスライドテーブル７上にリニアガイド９，１０を介してＹ軸方向にスライド可能に設けられた第２のスライドテーブル１１を備えており、この第２のスライドテーブル１１の下面部にはナットブラケット１２（図１４及び図１６参照）が取り付けられている。さらに、ＸＹステージ駆動装置３は第１のスライドテーブル７を介してＸＹステージ２をＸ軸方向に駆動する第１のボールねじ１３と、第２のスライドテーブル１１を介してＸＹステージ２をＹ軸方向に駆動する第２のボールねじ１４を備えており、これらボールねじ１３，１４のナット１３ａ，１４ａには、図１３及び図１４に示すように、上記ナットブラケット８，１２にナット１３ａ，１４ａを固定するためのナットフランジ１５が設けられている。なお、ボールねじ１３のねじ軸１３ｂ，１４ｂは、図１３及び図１４に示すように、ベース４上に固定されたサポートブラケット１６に軸受ユニット１７を介して回転自在に支持されている。また、サポートブラケット１６のうち駆動モータ１８，１９に近い側のものはベース４に一体的に設けられている。
【０００５】
また、ＸＹステージ駆動装置３は真空チャンバ１の外部に設けられた第１及び第２のボールねじ駆動モータ１８，１９と、これらボールねじ駆動モータ１８，１９の回転トルクをボールねじ１３，１４に伝える第１及び第２のトルク伝達機構２０，２１を備えている。これらのトルク伝達機構２０，２１は、図１３及び図１４に示すように、ボールねじ１３，１４のねじ軸１３ｂ，１４ｂ及びボールねじ駆動モータ１８，１９の回転軸１８ａ，１９ａにそれぞれカップリング２２を介して連結されたトルク伝達軸２３と、このトルク伝達軸２３の真空チャンバ貫通部をシールするシールユニット２４とからなり、真空チャンバ１には、上記トルク伝達軸２３及びシールユニット２４を通すための貫通孔２５が形成されている。なお、ＸＹステージ２は第２のスライドテーブル１１上にリニアガイド２６，２７（図１２参照）を介してＸ軸方向にスライド可能に設けられている。
このようなＸＹステージ駆動装置では、ボールねじ１３，１４を駆動するボールねじ駆動モータ１８，１９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１８，１９で発生したパーティクルがＸＹステージ２に載置された基板の表面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】
【０００６】
しかしながら、上述したＸＹステージ駆動装置では、ボールねじ１３，１４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場合、本来、分解したくない部分まで取り外したり、真空チャンバ１内から装置全体を取り出してボールねじ１３，１４の交換作業を行なっているため、ボールねじ１３，１４の交換作業に多くの手間と時間を要していた。このような問題は上記のような構成に限らず、真空チャンバ内にボールねじが配されるステージ駆動装置では起こり得る問題である。
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、真空チャンバ内に配されるボールねじの取付け取外し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】
【０００７】
上記の目的を達成するために、第１の発明は、ステージを真空チャンバ内で駆動するものであって、前記真空チャンバの底面部に固定されたベースと、このベース上に設けられ、前記ステージを所定方向に移動自在に支持するリニアガイドと、前記ステージに設けられたナットブラケットにナットを固定するためのナットフランジを有するボールねじと、前記ボールねじを駆動する駆動モータと、を備えたステージ駆動装置において、前記ナットフランジの形状が、所定角度回転させたときに前記ナットブラケットの開口を挿通可能な形状としたことを特徴とする。
【０００８】
この場合、前記ボールねじのねじ軸及び前記駆動モータの回転軸にそれぞれカップリングを介して連結されたトルク伝達軸と、このトルク伝達軸の真空チャンバ貫通部をシールするシールユニットとからなるトルク伝達機構をさらに備え、前記真空チャンバは前記トルク伝達軸及び前記シールユニットを通すための貫通孔を有する構成であってもよい。また、前記貫通孔を前記ナットフランジの外形寸法より大きく形成することが好ましい。
【０００９】
第２の発明は、ステージを真空チャンバ内で駆動するものであって、前記真空チャンバの底面部に固定されたベースと、このベース上に固定された複数のサポートブラケットと、前記ベース上に設けられ、前記ベース上に設けられ、前記ステージを所定方向に移動自在に支持するリニアガイドと、前記サポートブラケットに軸受ユニットを介して支持されたねじ軸を有すると共に前記ステージにナットブラケットを介して固定されたナットを有するボールねじと、前記ボールねじを駆動する駆動モータと、を備えたステージ駆動装置において、前記ねじ軸を前記サポートブラケット及び前記ナットブラケットから脱着するための切欠部を前記サポートブラケット及び前記ナットブラケットの側面部に設けたことを特徴とする。
【００１０】
第３の発明は、ステージを真空チャンバ内で駆動するものであって、前記真空チャンバの底面部に固定されたベースと、このベース上に設けられ、前記ステージを所定方向に移動自在に支持するリニアガイドと、前記ステージにナットブラケットを介して固定されたナットを有するボールねじと、前記ボールねじを駆動する駆動モータと、を備えたステージ駆動装置において、前記ナットの外周面と嵌合する凹部を下面部に有する上側ナットブラケットと、この上側ナットブラケットの下面部と対向する上面部に前記ナットの外周面と嵌合する凹部を有する下側ナットブラケットとで前記ナットブラケットを構成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
第１の発明に係るステージ駆動装置によれば、ボールねじを取外したり取付けたりするときに真空チャンバ内から装置全体を引き出したり、装置の大幅な分解を行ったりする必要がないので、ボールねじの取外し及び取付けを含むステージ駆動装置のメンテナンス作業を容易に行うことができる。
第２の発明に係るステージ駆動装置によれば、ボールねじをサポートブラケット及びナットブラケットの側方にずらすだけでボールねじを取外したり取付けたりすることができ、ボールねじを取外したり取付けたりするときにサポートブラケットをベースから取り外したり、ナットブラケットをステージから取り外したりする必要がないので、ボールねじの取外し及び取付けを含むステージ駆動装置のメンテナンス作業を容易に行うことができる。
【００１２】
第３の発明に係るステージ駆動装置によれば、上側ナットブラケットから下側ナットブラケットを取り外すだけでボールねじのナットをナットブラケットから取り外すことができ、ボールねじを取外したり取付けたりするときにナットブラケットをステージから取り外す必要がないので、ボールねじの取外し及び取付けを含むステージ駆動装置のメンテナンス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】
【００１３】
以下、図１ないし図３を参照して本発明の第１の実施形態について説明する。なお、図１１〜図１６に示したものと同一部分も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。
本発明の第１の実施形態に係るステージ駆動装置は、図１に示すように、第１のスライドテーブル７を介してＸＹステージをＸ軸方向に駆動する第１のボールねじ１３と、第２のスライドテーブル１１を介してＸＹステージをＹ軸方向に駆動する第２のボールねじ１４を備えており、これらボールねじ１３，１４のナット１３ａ，１４ａには、ナットブラケット８，１２にナット１３ａ，１４ａを固定するためのナットフランジ２８が設けられている。このナットフランジ２８は、ナットブラケット８，１２の開口高さと開口幅をｈB、ｗBとすると、その高さｈFと幅ｗFがｈF＜ｗB、ｗF＜ｈBとなるように、ほぼ長方形状に形成されている（図２参照）。
【００１４】
また、本実施形態に係るステージ駆動装置の真空チャンバ１はトルク伝達機構２０，２１のトルク伝達軸２３及びシールユニット２４を通すための貫通孔２５を有しており、この貫通孔２５はナットフランジ２８の長辺より大きい直径で真空チャンバ１に設けられている。
このように構成される本発明の第１の実施形態では、ボールねじ１３，１４を駆動するボールねじ駆動モータ１８，１９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１８，１９で発生したパーティクルがＸＹステージ２に載置された基板の表面に付着することを防止できる。
【００１５】
また、本発明の第１の実施形態では、ナットフランジ２８をナットブラケット８，１２から取り外した後、ボールねじ１３，１４をナットブラケット８，１２に対して９０度だけ回転させると、図３に示すように、ナットフランジ２８の高さと幅の位置的関係が逆転する。これにより、フランジ２８を事情により図１で左側に設ける必要がある場合でもボールねじ１３，１４のナット１３ａ，１４ａをナットフランジ２８と共にナットブラケット８，１２を通して真空チャンバ１の貫通孔２５から引き抜くことができ、ボールねじ１３，１４の取外し及び再取付けを行ったり、新しいボールねじと交換するときに大幅な分解作業が必要なく、また真空チャンバ１内から装置全体を取り出す必要がないので、ステージ駆動装置のメンテナンス作業を容易に行うことができる。
【００１６】
次に、図４ないし図７を参照して本発明の第２の実施形態について説明する。
本発明の第２の実施形態に係るステージ駆動装置は、図４に示すように、第１のスライドテーブル７を介してＸＹステージをＸ軸方向に駆動する第１のボールねじ１３と、第２のスライドテーブル１１を介してＸＹステージをＹ軸方向に駆動する第２のボールねじ１４を備えており、これらボールねじ１３，１４のナット１３ａ，１４ａはナットブラケット８，１２を介して第１及び第２のスライドテーブル７，１１に固定されている。また、ボールねじ１３，１４のねじ軸１３ｂ，１４ｂはベース４上に固定されたサポートブラケット１６に軸受ユニット１７を介して回転自在に支持されており、上記サポートブラケット１６及びナットブラケット８，１２の側面部には、ねじ軸１３ｂ，１４ｂをサポートブラケット１６及びナットブラケット８，１２から脱着するための切欠部２９，３０（図５及び図６参照）が形成されている。
【００１７】
このように構成される本発明の第２の実施形態では、ボールねじ１３，１４を駆動するボールねじ駆動モータ１８，１９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１８，１９で発生したパーティクルがＸＹステージ２に載置された基板の表面に付着することを防止できる。また、ボールねじ１３，１４のねじ軸１３ｂ，１４ｂをサポートブラケット１６及びナットブラケット８，１２から脱着するための切欠部２９，３０をサポートブラケット１６及びナットブラケット８，１２の側面部に設けたことにより、図７に示すように、ボールねじ１３，１４をサポートブラケット１６及びナットブラケット８，１２の側方にずらすだけでボールねじ１３，１４を取外したり、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１３，１４の取外し及び再取付けを行ったり、新しいボールねじと交換したりするときにサポートブラケット１６をベース４から取り外したり、ナットブラケット８，１２をスライドテーブル７，１１から取り外したりする必要がないので、ステージ駆動装置のメンテナンス作業を容易に行なうことができる。なお、図７ではリニアガイドのスライダ及びナットブラケットの上面に図示されるスライドテーブルを図示省略しているが、実際には固定されたままの状態となっている。
【００１８】
次に、図８ないし図１０を参照して本発明の第３の実施形態について説明する。
本発明の第３の実施形態に係るステージ駆動装置は、図８に示すように、第１のスライドテーブル７を介してＸＹステージをＸ軸方向に駆動する第１のボールねじ１３と、第２のスライドテーブル１１を介してＸＹステージをＹ軸方向に駆動する第２のボールねじ１４を備えている。これらボールねじ１３，１４のナット１３ａ，１４ａはそれぞれナットブラケット８，１２を介して第１及び第２のスライドテーブル７，１１に固定されており、ナットブラケット８，１２は、図９に示すように、ブロック状の上側ナットブラケット３１と下側ナットブラケット３２から構成されている。
【００１９】
上側ナットブラケット３１は例えばＴ字状に形成されており、この上側ナットブラケット３１の下面部の中央部には、ナット１３ａ，１４ａの外周面と嵌合する半円形状の凹部３３が形成されている。また、上側ナットブラケット３１は上記凹部３３の両側に二つのボルト挿通孔３４を有しており、上側ナットブラケット３１の上面部は上記ボルト挿通孔３４を挿通するボルト３５によってスライドテーブル７，１１の下面部に固定されている。
【００２０】
下側ナットブラケット３２はブロック状に形成されており、この下側ナットブラケット３２の上面部の中央部には、ナット１３ａ，１４ａの外周面と嵌合する半円形状の凹部３６が形成されている。また、下側ナットブラケット３２は上記凹部３６の両側にボルト挿通孔３７を有しており、下側ナットブラケット３２の上面部は上記ボルト挿通孔３７を挿通するボルト３８によって上側ナットブラケット３１の下面部に固定されている。
【００２１】
このように構成される本発明の第３の実施形態では、ボールねじ１３，１４を駆動するボールねじ駆動モータ１８，１９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１８，１９で発生したパーティクルがＸＹステージ２に載置された基板の表面に付着することを防止できる。また、ナット１３ａ，１４ａの外周面と嵌合する半円形状の凹部３３を下面部に有する上側ナットブラケット３１と、この上側ナットブラケット３１の下面部と対向する上面部にナット１３ａ，１４ａの外周面と嵌合する半円形状の凹部３６を有する下側ナットブラケット３２とでナットブラケット８，１２を構成したことにより、図１０に示すように、上側ナットブラケット３１から下側ナットブラケット３２を取り外すだけでボールねじ１３，１４のナット１３ａ，１４ａをナットブラケット８，１２から取り外すことができる。したがって、ボールねじ１３，１４の取外し及び再取付けを行ったり、新しいボールねじと交換したりするときにナットブラケット８，１２をスライドテーブル７，１１から取り外す必要がないので、ステージ駆動装置のメンテナンス作業を容易に行うことができる。
【００２２】
なお、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が実施可能である。例えば、上記各実施の形態とも、一軸ステージにも適用可能であることは言うまでもない。また、真空チャンバを貫通して設けられるトルク伝達機構を省略し、真空チャンバ内にボールねじを駆動するモータも配置される一軸ステージ、ＸＹステージ等にも同様に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】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。
【図２】図１に示すボールねじのナットフランジを示す図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係るステージ駆動装置の作用を説明するための図である。
【図４】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る。
【図５】図４に示すサポートブラケットの断面図である。
【図６】図４に示すナットブラケットの断面図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係るステージ駆動装置の作用を説明するための図である。
【図８】本発明の第３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。
【図９】図８に示すナットブラケットの正面図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態に係るステージ駆動装置の作用を説明するための図である。
【図１１】ステージ駆動装置の側面図である。
【図１２】図１１のXII−XII断面図である。
【図１３】図１２に示すステージ駆動装置の部分断面図である。
【図１４】図１２に示すステージ駆動装置の部分断面図である。
【図１５】図１３のXV−XV断面図である。
【図１６】図１３のXVI−XVI断面図である。
【符号の説明】
【００２４】
１  真空チャンバ
２  ＸＹステージ
３  ＸＹステージ駆動装置
４  ベース
５，６  リニアガイド
７  第１のスライドテーブル
８，１２  ナットブラケット
９，１０  リニアガイド
１１  第２のスライドテーブル
１３  第１のボールねじ
１４  第２のボールねじ
１３ａ，１４ａ  ナット
１３ｂ，１４ｂ  ねじ軸
１５，２８  ナットフランジ
１６  サポートブラケット
１７  軸受ユニット
１８  第１のボールねじ駆動モータ
１９  第２のボールねじ駆動モータ
２０  第１のトルク伝達機構
２１  第２のトルク伝達機構
２２  カップリング
２３  トルク伝達軸
２４  シールユニット
２５  貫通孔
２６，２７  リニアガイド
２９，３０  切欠部
３１  下側ナットブラケット
３２  上側ナットブラケット
３３，３４  凹部
【図１】
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【図２】
2006177421.tif 000004
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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