(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
位置決めステージを移動可能に支持する定盤をベースに固定する定盤固定構造であって、
前記定盤は、この定盤の前記ベースへの固定面の中心から等距離にあって、かつその中心を回転中心として等角度間隔置いた複数箇所に各々位置決めされた複数のアタッチメントを介して前記べースに固定され、
各アタッチメントは、その位置と前記定盤の固定面の中心とを結ぶ直線に沿う方向についての剛性が前記定盤の剛性よりも低い剛性を有して構成され、
各アタッチメントの前記定盤及び前記ベースとの固定は締結具による締結であり、各アタッチメントには、その締結具の締結作業のための開放部が形成されていることを特徴とする定盤固定構造。
【請求項２】
各アタッチメントは、定盤の固定面の中心を回転中心とする回転方向に沿う方向についての剛性が、アタッチメントの位置と定盤の固定面の中心とを結ぶ直線に沿う方向についての剛性よりも高い剛性を有して構成されることを特徴とする請求項１に記載の定盤固定構造。
【請求項３】
前記定盤のベースへの固定面の中心位置でこれら定盤及びベースを連結し、前記定盤及びベース間における前記固定面のＸ軸，Ｙ軸方向の相対的な揺れを吸収する支持体を具備することを特徴とする請求項１又は２に記載の定盤固定構造。
【請求項４】
前記支持体は、上連結部と下連結部に２分割され、両連結部が、可撓性を有する円板を介在させて一体化されてなることを特徴とする請求項３に記載の定盤固定構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査装置等において被検査物を保持する位置決めステージを支持する定盤をベースに固定する定盤固定構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
検査装置等において被検査物を保持する位置決めステージは定盤に固定されるが、この定盤はベースに固定される。
ところで、半導体検査装置における位置決めステージにおいては、被検査物である半導体ウェハを極めて高精度、例えばナノオーダの位置精度で位置決めする必要がある。そして、このようなステージが支持固定される定盤を固定するベースが、定盤とは線膨張率の異なる材質で形成される場合がある。
このようなステージ支持装置を模式的に示せば図５（ａ）の通りである。
この図において、５１は被検査物を保持する位置決めステージであり、このステージ５１は定盤５２上に支持固定され、定盤面上を少なくともＸ軸，Ｙ軸方向（図中左右方向及び図示面に対して垂直方向）に移動可能である。そしてこの定盤５２はベース５３に複数のボルト５４を用いて固定されている。
ここで、上記のように定盤５２及びベース５３（各材質）の線膨張率が異なっていると、例えば定盤５２の線膨張率がベース５３の線膨張率より大きいと、温度上昇時に図５（ｂ）に示すように歪みを発生する。図示例では、ミクロンオーダでの歪み（Ｚ軸方向誤差α、ヨー／ピッチ方向誤差β）が発生する。このため高精度な、換言すれば維持費の高い温度調整が必要となった。
【０００３】
上記のような歪み発生の問題を解消し得る類似の技術としては、従来、特許文献１に記載するようなものがあった。これは精密機器の支持構造に係るものであるが、膨張係数の異なる材質のプレートを２以上積み重ねると共に、各プレートの膨張係数が段階的に順次異なるように積み重ねるというものである。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−８４０３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら特許文献１に記載の従来技術では、全体の重量が大きくなり、また、中間層のプレートについてはその表面の冷却ができず、効率のよい冷却ができなかった。
【０００６】
本発明は、上記のような実情に鑑みなされたもので、定盤及びベースの線膨張率が異なっていても歪みを生じさせず、したがって高精度な温度調整を必要とせず、かつ、重量を大きくすることがなく、また冷却作用を妨げずに効率よく冷却できる定盤固定構造を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題は、定盤固定構造を下記各態様の構成とすることによって解決される。
各態様は、請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも本発明の理解を容易にするためであり、本明細書に記載の技術的特徴及びそれらの組合わせが以下の各項に記載のものに限定されると解釈されるべきではない。また、１つの項に複数の事項が記載されている場合、それら複数の事項を常に一緒に採用しなければならないわけではなく、一部の事項のみを取り出して採用することも可能である。
【０００８】
以下の各項のうち、（１）項が請求項１に、（２）項が請求項２に、（４）項が請求項３に、（５）項が請求項４に、各々対応する。（３）項は請求項に係る発明ではない。
【０００９】
（１）位置決めステージを移動可能に支持する定盤をベースに固定する定盤固定構造であって、前記定盤は、この定盤の前記ベースへの固定面の中心から等距離にあって、かつその中心を回転中心として等角度間隔置いた複数箇所に各々位置決めされた複数のアタッチメントを介して前記べースに固定され、各アタッチメントは、その位置と前記定盤の固定面の中心とを結ぶ直線に沿う方向についての剛性が前記定盤の剛性よりも低い剛性を有して構成され、各アタッチメントの前記定盤及び前記ベースとの固定は締結具による締結であり、各アタッチメントには、その締結具の締結作業のための開放部が形成されていることを特徴とする定盤固定構造。
定盤のベースへの固定面の中心を回転中心として１２０°間隔置いた３箇所にアタッチメントを置けば、Ｘ軸及びＹ軸の２軸方向（回転方向を含む。）へ移動する位置決めステージについて、最小数のアタッチメントで大きな効果を上げることができる。
１軸方向のみ移動する位置決めステージにあっては、アタッチメントは定盤のベースへの固定面の中心を回転中心として１８０°間隔置いた少なくとも２箇所に置けばよい。
締結具としてはボルト、特に六角穴付きボルトが好適であり、この場合、開放部は、ボルトを締結する（又は緩める）際に、六角棒レンチの先端をボルトの六角穴まで通す空間として機能する。
（２）各アタッチメントは、定盤の固定面の中心を回転中心とする回転方向に沿う方向についての剛性が、アタッチメントの位置と定盤の固定面の中心とを結ぶ直線に沿う方向についての剛性よりも高い剛性を有して構成されることを特徴とする（１）項に記載の定盤固定構造。
アタッチメントの剛性は、アタッチメント全体の剛性を指す。
（３）各アタッチメントは、定盤のベッセル点に位置決めされていることを特徴とする（１）項又は（２）項に記載の定盤固定構造。
この（３）項に記載の定盤固定構造によれば、定盤の全長の誤差が最小になる支持が可能となる。
（４）前記定盤のベースへの固定面の中心位置でこれら定盤及びベースを連結し、前記定盤及びベース間における前記固定面のＸ軸，Ｙ軸方向の相対的な揺れを吸収する支持体を具備することを特徴とする（１）項、（２）項又は（３）項に記載の定盤固定構造。
（５）前記支持体は、上連結部と下連結部に２分割され、両連結部が、可撓性を有する円板を介在させて一体化されてなることを特徴とする（４）項に記載の定盤固定構造。
円板の可撓性は、材質の選択の他、その面積に対する厚みの設定によっても調整できる。通常は、面積を大きくできないので、薄い円板が使用される。
【発明の効果】
【００１０】
（１）項に記載の発明によれば、位置決めステージを移動可能に支持する定盤をベースに固定する定盤固定構造において、定盤及びベースの線膨張率が異なっていても歪みを生じさせず、したがって高精度な温度調整を必要とせず、かつ、重量を大きくすることがなく、また冷却作用を妨げずに効率よく冷却できる。
更に、アタッチメントを用いた定盤のベースへの固定作業が簡単になる。
（２）項に記載の発明によれば、ステージの移動時の加減速による定盤の振動を低減できる。
（４）項に記載の発明によれば、定盤のベースへの固定面のＸ軸，Ｙ軸方向の揺れ、固定面中心の位置ずれをなくすことができる。
（５）項に記載の発明によれば、アタッチメントの高さ寸法に対する支持体の高さ寸法の設定や、支持体の定盤、ベースへのボルト止め時の高さ調整に余裕を持たせることができる。
なお、（３）項に記載の発明は、本発明（特許請求の範囲に記載した発明）ではないので、上記課題を解決するための手段の欄に、その効果を述べた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。なお、各図間において、同一符号は同一又は相当部分を示す。
図１は本発明による定盤固定構造の第１実施形態が適用されたステージ支持装置を示す正面図、図２は図１におけるＡ−Ａ線断面矢視図である。
図１に示すように、ステージ支持装置は、被検査物Ｗを少なくともＸ軸及びＹ軸方向（図中左右方向及び図示面に対して垂直方向）に移動可能に保持する位置決めステージ（以下、ステージと略記する。）１１を支持する装置で、定盤１２及びベース１３を備えて構成される。
ここで、ステージ１１は定盤１２の上面に支持固定され、定盤１２はベース１３上に固定されている。定盤１２のベース１３への固定は、以下に述べる定盤固定構造によってなされている。
【００１２】
すなわち定盤固定構造は、第１実施形態では図３に取り出し、拡大して示すアタッチメント１４がその主構成をなすもので、定盤１２はこのアタッチメント１４を介してベース１３に固定される。この固定は、締結具、図示例ではボルト１５を用いた締結により行われる。
図３及び図２から分かるように、アタッチメント１４は、所定間隔を置いて対向する一対の円形の上面板１４ａ及び下面板１４ｂと、これら上面板１４ａ及び下面板１４ｂの上記間隔を保持する一対の間隔板１４ｃとからなる。
【００１３】
一対の間隔板１４ｃは、上面板１４ａ及び下面板１４ｂの各中心位置に穿設された貫通孔１４ｄを挟んで対向する位置にある。この一対の間隔板１４ｃの相互間隔は、上面板１４ａ及び下面板１４ｂの各貫通孔１４ｄにボルト１５を挿通させて、上面板１４ａを定盤１２に、下面板１４ｂをベース１３に各々締結する作業用の開放部１４ｅとして機能し、ボルト締結作業をし易くする。
図示例では、ボルト１５は六角穴付きボルトであり、その締付けや緩めを行う六角棒レンチの先端は、上記開放部１４ｅを通してボルト１５の六角穴１５ａに容易に填め込める。
【００１４】
アタッチメント１４は、図２から分かるように、定盤１２のベース１３への固定面（図中、下面）１２ａの中心Ｏから等しい距離Ｌ１にあって、かつその中心Ｏを回転中心として等しい角度間隔θ１置いた複数箇所に各々位置決めされている。図示例では、上記中心Ｏを回転中心として各々１２０°（＝θ１）の間隔を置いた３箇所に各々位置決めされている。また、各アタッチメント１４は、その位置と上記定盤１２の固定面１２ａの中心Ｏとを結ぶ直線Ｌ０に沿う方向についての剛性が定盤１２の剛性よりも低い剛性を有して構成されている。
このように構成したのは、定盤１２及びベース１３（各材質）の線膨張率差に起因して定盤１２が変形しても、中心Ｏからの位置を確保しながらヨー／ピッチ方向の誤差を０に、Ｚ軸方向の変位を著しく小さくするためである。
図４（ａ）、（ｂ）にこの様子を模式的に示す。図４（ａ）は定盤１２及びベース１３が線膨張率差の影響を受けていない状態を示す。図４（ｂ）は、温度上昇して線膨張が生じ、この際、定盤１２の線膨張率がベース１３の線膨張率より大きくても、その差をアタッチメント１４が吸収し、図５（ｂ）に示すような歪み（Ｚ軸方向誤差α、ヨー／ピッチ方向誤差β）が発生していないことを示す。
【００１５】
また各アタッチメント１４は、定盤１２の固定面１２ａの中心Ｏを回転中心とする回転方向に沿う方向についての剛性が次のようになされている。すなわち同剛性は、アタッチメント１４の位置と定盤１２の固定面１２ａの中心Ｏとを結ぶ直線Ｌ０に沿う方向についての剛性よりも高い剛性を有して構成されている。これは、ステージ１１の移動時の加減速による定盤１２の振動を低減するためである。
【００１６】
なお、上記アタッチメント１４について、その数、定盤１２のベース１３への固定面１２ａの中心Ｏからの距離Ｌ１、同中心Ｏを回転中心とする角度間隔θ１は、図２に示す例のみに限定されないことは勿論である。定盤１２のベース１３への固定面１２ａの中心Ｏから等しい距離Ｌ１にあって、かつその中心Ｏを回転中心として等しい角度間隔θ１置いた複数箇所に位置決めされる構成であれば、そのいずれでもよい。
アタッチメント１４の位置が定盤１２のベッセル点に設定可能であれば、ベッセル点に位置決めする。ベッセル点に位置決めすれば、定盤１２の全長の誤差が最小になる支持を可能とする。
【００１７】
以上述べたように第１実施形態では、ステージ１１を移動可能に支持する定盤１２をベース１３に固定する定盤固定構造としてアタッチメント１４を用い、このアタッチメント１４を次のように配置、構成した。すなわち、定盤１２の固定面１２ａの中心Ｏから等しい距離Ｌ１にあって、かつその中心Ｏを回転中心として等しい角度間隔１２０°を置いた３箇所に位置決めされたアタッチメント１４を介して定盤１２をべース１３に締結、固定した。そして、各アタッチメント１４を、その位置と定盤１２の固定面１２ａの中心Ｏとを結ぶ直線Ｌ０に沿う方向についての剛性が定盤１２の剛性よりも低い剛性を有して構成した。
これによれば、定盤１２及びベース１３の線膨張率差に起因して定盤１２が変形（熱膨張）しても、中心Ｏからの位置を確保しながらヨー／ピッチ方向の誤差を０に、Ｚ軸方向の変位を著しく小さくできる。したがって高精度な、換言すれば維持費の高い温度調整が不要となる。更に、膨張係数の異なる材質のプレートを重ねる従来技術に比べて軽量で、かつ、定盤１２及びべース１３間の温度調整用の通風が可能となって効率よく冷却できる。
【００１８】
また第１実施形態によれば、各アタッチメント１４を、定盤１２の固定面１２ａの中心Ｏを回転中心とする回転方向に沿う方向についての剛性が、アタッチメント１４の位置と上記中心Ｏとを結ぶ直線Ｌ０に沿う方向についての剛性よりも高く構成したので、ステージ１１移動時の加減速による定盤１２の振動を低減できる。
更に第１実施形態によれば、アタッチメント１４にボルト締結作業のための開放部１４ｅを設けたので、ボルト１５によって上面板１４ａを定盤１２に、下面板１４ｂをベース１３に各々締結させる作業、つまり、アタッチメント１４を用いた定盤１２のベース１３への固定作業が容易になる。
【００１９】
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
図６は本発明による定盤固定構造の第２実施形態が適用されたステージ支持装置を示す正面図、図７は図６におけるＢ−Ｂ線断面矢視図である。
これら図６及び図７に示すように、第２実施形態では、定盤１２及びベース１３を連結する支持体４１を備える。この支持体４１による上記連結は、図示例では締結具、例えばボルト１５を用いた締結により行われる。
【００２０】
図８に取り出し拡大して示すように、支持体４１は、定盤１２及びベース１３に各別にボルト止めするための上下の取付基部４１ａ，４１ｂと、これら上下の取付基部４１ａ，４１ｂ相互を連結する連結部４１ｃとからなる。図示例では、連結部４１ｃは円筒状をなし、上取付基部４１ａは円筒状の連結部４１ｃの上端を塞ぐように円板状をなし、下取付基部４１ｂは円筒状の連結部４１ｃの下端から周囲に延出する鍔状をなし、一体に形成されている。
そして、上取付基部４１ａには１個の、下取付基部４１ｂには２〜４個の貫通孔４１ｄが穿設され、各貫通孔４１ｄにボルト１５を挿通させて、上取付基部４１ａを定盤１２に、下取付基部４１ｂをベース１３に各々締結することにより、定盤１２及びベース１３を連結している。
図６から分かるように、支持体４１の高さ寸法はアタッチメント１４の高さ寸法と同一である。
【００２１】
この支持体４１は、図７から分かるように、定盤１２のベース１３への固定面１２ａの中心位置に位置決めされ、同位置において定盤１２及びベース１３を連結している。
またこの支持体４１は、材質の選択や各部寸法の設定等によって、特に可撓性を有する材質を用いることにより、定盤１２及びベース１３間における固定面１２ａのＸ軸，Ｙ軸方向の相対的な揺れ（横揺れ）を吸収可能になされている。
【００２２】
このように構成したのは、次の理由による。
前述第１実施形態では、定盤１２上に高加減速荷重を伴うステージ１１等を搭載する場合に、定盤１２のベース１３への固定面１２ａ中心Ｏを回転中心とする回転方向（図９中の矢印アに示す方向）には剛性が高い。しかし、図９中の固定面１２ａのＸ軸，Ｙ軸方向、つまり横方向の剛性は低く、したがって定盤１２が横揺れし、また微小ではあるが中心Ｏがずれる虞がある。
【００２３】
第２実施形態では、定盤１２のベース１３への固定面中心位置（定盤１２の中心）でこれら定盤１２及びベース１３を連結し、前記固定面１２ａの横揺れを吸収可能に、例えば可撓性を有する材質で形成された支持体４１を設けた。つまり、定盤１２の熱膨張による変形を阻害することなしに、定盤１２上のステージ１１に加わる前記固定面１２ａのＸ軸，Ｙ軸方向の加減速荷重（例えば図１０中の矢印イに示す横荷重）Ｇ、特に急激な加減速荷重を支持体４１が受け止め、定盤１２の熱変形の起点が厳密に定盤１２中心が起点となるように構成した。
これによれば、第１実施形態による効果に加えて、上述したような定盤１２の横揺れ、中心Ｏの位置ずれをなくすことができる。
【００２４】
なお上述第２実施形態では、支持体４１を単体部品で構成したがこれのみに限定されることはない。例えば図１１に示すように、支持体４１を、上連結部４１ｅと下連結部４１ｆに２分割し、両連結部４１ｅ，４１ｆを、可撓性を有する薄い円板４１ｇを介在させて一体化した構成であってもよい。
このように支持体４１を構成すれば、薄い円板４１ｇの板面に交差する方向の撓みによって高さ寸法（図中、上下方向の寸法）に若干の自由度を持たせることができる。したがって図６において、アタッチメント１４の高さ寸法に対する支持体４１の高さ寸法の設定や、支持体４１の定盤１２、ベース１３へのボルト止め時の高さ調整に余裕を持たせることができる。
固定面１２ａのＸ軸，Ｙ軸方向の加減速荷重Ｇ（例えば図１０中の矢印イ参照）は、薄い円板４１ｇの板面に沿った方向の弾性（撓み）によって受け止められる。
なお図１１において、図８中の構成部分と同一又は相当部分には同一符号を付してその説明を省略した。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明による定盤固定構造の第１実施形態が適用されたステージ支持装置を示す正面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ線断面矢視図である。
【図３】図１中のアタッチメントを取り出し、開放部側から示した拡大図である。
【図４】本発明構造における作用効果の説明図である。
【図５】従来技術の説明図である。
【図６】本発明による定盤固定構造の第２実施形態が適用されたステージ支持装置を示す正面図である。
【図７】図６におけるＢ−Ｂ線断面矢視図である。
【図８】図６中の支持体を取り出し拡大して示した断面図である。
【図９】第１実施形態における定盤の固定面における剛性の説明図である。
【図１０】同じく定盤の固定面におけるＸ軸方向の加減速荷重の説明図である。
【図１１】第２実施形態における支持体の他の例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２６】
１１：ステージ、１２：定盤、１３：ベース、１４：アタッチメント、１５：ボルト（締結具）、４１：支持体、４１ａ，４１ｂ：取付基部、４１ｃ：円筒状の連結部、４１ｄ：貫通孔、４１ｅ，４１ｆ：連結部。
【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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【図９】
0004993137.tif 000010
【図１０】
0004993137.tif 000011
【図１１】
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