工作台装置、曝光装置、检查装置及器件制造方法

技术领域

本发明涉及一种工作台装置、曝光装置、检查装置及器件制造方法。

背景技术

在制造半导体装置的器件的工序中利用的曝光装置或检查装置具备使被曝光基板移动的工作台。该工作台例如被引导件支承并被定位。

以往，提出了第1方向及第2方向的引导件均各为一个的称为堆叠型的工作台装置(例如专利文献1)。该堆叠型的工作台装置通常具备：第1滑块；第1引导件，引导第1滑块沿第1方向移动；第2滑块，支承第1引导件；及第2引导件，引导第2滑块沿第2方向移动。

以往技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平5-57558号公报

发明内容

发明要解决的技术课题

在堆叠型的工作台装置中，若第1滑块移动，则在第1引导件上产生荷载变动，这会导致第1引导件围绕第2方向倾斜，可能会在支承第1引导件的第2滑块上产生围绕第2引导件的转矩。由此，可能会产生第2滑块与第2引导件接触的卡住现象。

本发明是鉴于这种情况而完成的，其目的在于提供一种能够抑制滑块与引导件接触而产生的卡住现象的技术。

用于解决技术课题的手段

为了解决上述问题，本发明的一种实施方式的工作台装置具备：第1滑块；第1引导件，引导第1滑块沿第1方向移动；第2滑块，包括在第1方向上彼此分开并从下方支承第1引导件的两个滑块部；及第2引导件，引导第2滑块的移动。

本发明的另一实施方式为曝光装置。该曝光装置具备上述工作台装置，通过工作台装置对基板进行定位。

本发明的另一实施方式为检查装置。该检查装置具备上述工作台装置，通过工作台装置对基板进行定位。

本发明的另一实施方式为器件制造方法。该器件制造方法包括如下工序：使用上述曝光装置来制造器件。

另外，上述构成要件的任意组合或将本发明的构成要件或表述在装置、方法、系统等之间相互置换而得的实施方式也作为本发明的实施方式而有效。

发明效果

根据本发明，能够抑制滑块与引导件接触而产生的卡住现象，能够实现滑块的稳定的移动。

附图说明

图1是实施方式所涉及的工作台装置的立体图。

图2是图1的工作台装置的Y轴引导件及Y轴滑块的立体图。

图3是图1的工作台装置的剖视图。

图4是图3的沿A-A线剖切的剖视图。

图5是表示将图1的工作台装置组装到了真空腔室的例子的图。

图6是表示将图1的工作台装置组装到了曝光装置的例子的图。

图7是变形例所涉及的工作台装置的剖视图。

具体实施方式

以下，在各附图中，对相同或相等的构成要件、部件及工序标注相同的符号，并适当省略重复说明。并且，在各附图中，为了便于理解，适当放大或缩小表示部件的尺寸。并且，在各附图中，省略对实施方式的说明并不重要的部件的一部分。

图1是表示实施方式所涉及的工作台装置100的立体图。图2是图1的工作台装置100的Y轴引导件16及Y轴滑块18的立体图。为了便于说明，如图所示，定义将X轴引导件12(后述)的延伸方向作为X轴方向、将与X轴方向正交的Y轴引导件16(后述)的延伸方向作为Y轴方向、将与这两者正交的方向作为Z轴方向的XYZ正交坐标系。工作台装置100被称为堆叠型的XY工作台，其在X轴方向(第1方向)及Y轴方向(与第1方向正交的第2方向)上定位对象物。

工作台装置100为堆叠型的工作台装置。工作台装置100具备X轴引导件12、X轴滑块14、Y轴引导件16、Y轴滑块18及载台20。X轴引导件12及X轴滑块14分别为上轴引导件及上轴滑块，Y轴引导件16及Y轴滑块18分别为下轴引导件及下轴滑块。即，Y轴引导件16及Y轴滑块18配置于X轴引导件12及X轴滑块14的下方。

X轴引导件12为在X轴方向上较长的长条状的部件。X轴引导件12并不受特别限定，但其与X轴方向垂直的截面为凹形。X轴滑块14并不受特别限定，但其具有长方体形状并且容纳于X轴引导件12的内侧。X轴滑块14被X轴引导件12引导而沿着X轴方向移动。X轴滑块14并不受特别限定，但在本实施方式中，X轴滑块14与X轴引导件12一起构成空气活塞(airslide)，基于供给至它们之间的压缩气体，X轴滑块14相对于X轴引导件12悬浮，并以与X轴引导件12非接触的状态沿着X轴引导件12移动。X轴滑块14例如可以被气动伺服(airservo)驱动。

Y轴滑块18从下方支承X轴引导件12。Y轴滑块18被Y轴引导件16引导而沿着Y轴方向移动。因此，被Y轴滑块18支承的X轴引导件12(甚至X轴滑块14)随着Y轴滑块18的Y轴方向上的移动而沿着Y轴方向移动。

载台20固定于X轴滑块14上。例如，将半导体晶片等加工对象物等搭载于载台20上。通过使X轴滑块14沿着X轴方向移动并使Y轴滑块18沿着Y轴方向移动，能够使载台20沿着X轴方向及Y轴方向移动从而在在X轴方向及Y轴方向上对对象物进行定位。

图3是用与Y轴方向正交的平面剖切了工作台装置100的剖视图。在图3中，示出了用通过Y轴滑块18的连结部35的平面剖切的截面。在图3中省略了载台20。

Y轴引导件16为上表面的X轴方向中央开口的箱状部件。Y轴引导件16包括底壁22、第1侧壁24、第2侧壁26、第1上壁28及第2上壁30。

底壁22为俯视观察时呈矩形的板部件。第1侧壁24及第2侧壁26为在Y轴方向上较长的立壁。第1侧壁24树立设置于底壁22的Y轴方向上的一端(图3的左端)，第2侧壁26树立设置于另一端(图3的右端)。第1侧壁24与第2侧壁26在X轴方向上彼此相对。

第1上壁28及第2上壁30为俯视观察时呈在Y轴方向上较长的矩形的板部件。第1上壁28及第2上壁30分别以从第1侧壁24及第2侧壁26的上端朝向彼此相向方向延伸的方式固定于第1侧壁24及第2侧壁26的上端。

Y轴滑块18容纳于Y轴引导件16的内侧。Y轴滑块18包括在X轴方向上彼此分开的第1滑块部32及第2滑块部34、以及连结第1滑块部32和第2滑块部34的两个连结部35。另外，连结部35的数量并不受特别限定，可以为一个，也可以为三个以上。

以下，在两个滑块部32、34的说明中，将Y轴滑块18的靠近X轴方向上的中央的一侧(即，连结部35侧)作为两个滑块部32、34的内侧、将远离X轴方向上的中央的一侧(即，与连结部35相反的一侧)作为作个滑块部32、34的外侧。

第1滑块部32包括长方体形状的第1主体部66及固定于第1主体部66的上表面的第1支承脚部68。第1主体部66的X轴方向上的外侧部分(在图3中为左侧部分)容纳于被底壁22、第1侧壁24及第1上壁28包围的空间内。

在与底壁22、第1侧壁24及第1上壁28对置的第1主体部66的底面66a、外侧侧面66b及上表面66c设置有下面气垫36、侧面气垫38及上面气垫40。气垫(限制部件)36、38、40朝向第1主体部66与Y轴引导件16之间的间隙喷射从未图示的供气系统供给过来的压缩气体。由此，在该间隙形成高压的气体层，气垫36、38、4040(甚至第1主体部66)从Y轴引导件16悬浮。另外，气垫36、38、40也可以设置于与第1主体部66对置的Y轴引导件16的对置面从而代替设置于第1主体部66的外周面。不管在何种情况下，通过从气垫36、38、40喷出的压缩气体，第1主体部66相对于Y轴引导件16的朝向上下及X轴方向外侧的移动得到限制。

如后述，在第1主体部66的外侧侧面66b形成有用于驱动第1滑块部32的第1气动伺服室42。

第2滑块部34包括长方体形状的第2主体部70及固定于第2主体部70的上表面的第2支承脚部72。第2主体部70的X轴方向上的外侧部分(在图3中为右侧部分)容纳于被底壁22、第2侧壁26及第2上壁30包围的空间内。

在与底壁22、第2侧壁26及第2上壁30对置的第2主体部70的底面70a、外侧侧面70b及上表面70c设置有下面气垫46、侧面气垫48及上面气垫50。气垫(限制部件)46、48、50朝向第2主体部70与Y轴引导件16之间的间隙喷射从未图示的供气系统供给过来的压缩气体。由此，在该间隙形成高压的气体层，气垫46、48、50甚至第2主体部70从Y轴引导件16悬浮。另外，气垫46、48、50也可以设置于与第2主体部70对置的Y轴引导件16的对置面从而代替设置于第2主体部70的外周面。不管在何种情况下，通过从气垫46、48、50喷出的压缩气体，第2主体部70相对于Y轴引导件16的朝向上下及X轴方向外侧的移动得到限制。

如后述，在第2主体部70的外侧侧面70b形成有用于驱动第2滑块部34的第2气动伺服室52。

在第1滑块部32的第1主体部66的外周面，以包围气垫36、38、40及第1气动伺服室42的方式形成有差动排气用的排气槽54、56、58。排气槽54朝向大气开放。另外，排气槽54也可以与排气泵(未图示)连接。排气槽56、58分别与用于将排气槽内的压力设为低真空压力水平及中真空压力水平的排气泵(未图示)连接，将从第1主体部66的气垫36、38、40及第1气动伺服室42供给的压缩气体排出到外部。

在第2滑块部34的第2主体部70的外周面，以包围气垫46、48、50及第2气动伺服室52的方式形成有差动排气用排气槽60、62、64。排气槽60、62、64以与第1主体部66的排气槽54、56、58相同的方式构成。

通过不让压缩气体从Y轴引导件16与Y轴滑块18之间的间隙泄漏，在真空环境下也能够使用工作台装置100。另外，在大气压环境下使用工作台装置100的情况下，无需设置这样的排气槽。

第1支承脚部68载置于比第1上壁28更向X轴方向内侧(图3的右侧)突出的第1主体部66的上表面66c的部分66d上，并固定于此。第2支承脚部72载置于比第2上壁30更向X轴方向内侧(图3的左侧)突出的第2主体部70的上表面70c的部分70d上，并固定于此。第1支承脚部68及第2支承脚部72支承X轴引导件12。

随着X轴滑块14的移动而移动的X轴滑块14的重心G的可动范围R落入支承X轴引导件12的第1支承脚部68的X轴方向上的中央与第2支承脚部72的X轴方向上的中央之间。即，X轴引导件12在第1支承脚部68的X轴方向上的中央和第2支承脚部72的X轴方向上的中央这两个支承位置被支承，X轴滑块14的重心G的可动范围R落入这两个支承位置之间。

下面气垫36、上面气垫40及第1支承脚部68配置成：在X轴方向上，下面气垫36的中央位于上面气垫40的中央与第1支承脚部68的中央(换言之，支承X轴引导件12的支承位置，进一步换言之，施加有X轴引导件12的荷载的位置)之间。更详细而言，下面气垫36、上面气垫40及第1支承脚部68配置成：在X轴方向上，从内侧朝向外侧依次排列有第1支承脚部68的X轴方向上的中央、下面气垫36的X轴方向上的中央、上面气垫40的X轴方向上的中央。

下面气垫46、上面气垫50及第2支承脚部72配置成：在X轴方向上，下面气垫46的中央位于上面气垫50的中央与第2支承脚部72的中央(换言之，支承X轴引导件12的支承位置，进一步换言之，施加有X轴引导件12的荷载的位置)之间。更详细而言，下面气垫46、上面气垫50及第2支承脚部72配置成：X轴方向上，从内侧朝向外侧依次排列有第2支承脚部72的X轴方向上的中央、下面气垫46的X轴方向上的中央、上面气垫50的X轴方向上的中央。

连结部35并不受特别限定，但在图示的例子中为沿着X轴方向延伸的棒部件，并且其与X轴方向垂直的截面为矩形。两个连结部35的与X轴方向垂直的截面面积的总计小于第1主体部66或第2主体部70的与X轴方向垂直的截面面积。由此，与将Y轴滑块18形成为一个大滑块部的情况相比(即，与将Y轴滑块18形成为一个大长方体的部件的情况相比)，能够使Y轴滑块18轻量化。

连结部35以使第1滑块部32与第2滑块部34之间的X轴方向上的距离不变的方式将它们连结在一起。在图示的例子中，连结部35的X轴方向上的端面35a、35b直接连接于主体部66、70的内侧端面66e、70e。另外，连结部35例如也可以经由弹性铰链与主体部66、70的内侧端面66e、70e连接，以便主体部66、70相对于连结部35能够在Z轴方向上稍微移位。

图4是图3的沿A-A线剖切的剖视图。参考图4，对Y轴滑块18相对于Y轴引导件16移动的原理进行说明。工作台装置100还具备第1隔板74及第2隔板76。在图4中，夸大地描绘了Y轴引导件16与滑块部32、34之间的间隙、隔板74、76与气动伺服室42、52之间的间隙。实际上，例如，这些间隙为数微米左右。

第1隔板74固定于Y轴引导件16上，且其将第1气动伺服室42在轴向上划分为两个气动伺服室42a、42b。用于能够使压缩气体进出的供气系统80a、80b分别与两个气动伺服室42a、42b连接。供气系统80a、80b分别包括伺服阀82a、82b和压缩气体供给源84a、84b。

第2隔板76固定于Y轴引导件16上，且其将第2气动伺服室52在轴向上划分为两个气动伺服室52a、52b。用于能够使压缩气体进出的供气系统86a、86b分别与两个气动伺服室52a、52b连接。供气系统86a、86b分别包括伺服阀88a、88b和压缩气体供给源90a、90b。

若向气垫36、38、40、46、48、50供给压缩气体，则如上所述，Y轴滑块18相对于Y轴引导件16稍微悬浮。若在该状态下，例如向气动伺服室42a、52a供给压缩气体并从气动伺服室42b、52b排出压缩气体，则隔板74、76作为活塞而发挥作用以使滑块部32、34(甚至Y轴滑块18)朝向图中的上方移动。如此，通过控制供给及排出压缩气体，能够使Y轴滑块18相对于Y轴引导件16移动到任意位置。

接着，对本实施方式的效果进行说明。在以往的堆叠型的工作台装置中，若X轴滑块移动，则在X轴引导件产生荷载变动，这会导致X轴引导件围绕Y轴方向倾斜、在支承X轴引导件的Y轴滑块上会产生围绕Y轴引导件的转矩，可能会产生Y轴滑块与Y轴引导件接触的卡住现象。相对于此，根据本实施方式所涉及的工作台装置100，Y轴滑块18包括支承X轴引导件12的两个滑块部32、34及连结两个滑块部32、34的连结部35。即，Y轴滑块18构成为在两个滑块部32、34之间具有连结部35，因而能够以与其相对应的较长的支承跨距支承X轴引导件12。由此，与没有连结部35的以较短的支承跨距支承X轴引导件12的情况相比，围绕Y轴方向的支承刚性得到提高，其结果，能够抑制Y轴滑块18与Y轴引导件16接触的卡住现象。

并且，根据实施方式所涉及的工作台装置100，随着X轴滑块14的移动而移动的X轴滑块14的重心G的可动范围R落入支承X轴引导件12的两个支承脚部68、72(即，两个支承位置)之间。即，X轴滑块14的重心G的可动范围R落入Y轴滑块18的支承跨距内。由此，能够抑制X轴滑块14移动导致在X轴引导件12上产生荷载变动时X轴引导件12围绕Y轴方向倾斜，其结果，能够进一步抑制Y轴滑块18与Y轴引导件16接触的卡住现象。

并且，根据实施方式所涉及的工作台装置100，下面气垫、上面气垫及支承脚部配置成：在X轴方向上，下面气垫位于上面气垫与支承脚部之间。由此，能够抑制伴随X轴滑块14的移动而经由支承腿部向滑块部施加有向下的荷载时滑块部围绕Y轴方向倾斜，其结果，能够进一步抑制Y轴滑块18与Y轴引导件16接触的卡住现象。

接着，对本实施方式的应用例进行说明。

实施方式所涉及的工作台装置100可以作为在无尘室或真空腔室等清洁环境下使用的设备或装置的构成要件而组装。例如，在曝光装置、离子注入装置、热处理装置、磨边装置、溅射装置及检查装置等半导体制造装置中，本实施方式的工作台装置100适合于精确地控制载置处理对象的半导体晶片等的工作台的位置的用途。

图5是表示将工作台装置100组装到了真空腔室的例子的图。在图5中，省略了供气系统。工作台装置100被平台202支承。平台202被除振台204支承。除振台204吸收来自配置有工作台装置100的位置的地板的振动，抑制平台202甚至工作台装置100振动。

工作台装置100容纳于真空腔室200内。真空腔室200内保持为规定的真空度。即，在该例子中，工作台装置100在真空环境下(真空气氛中)使用。

在工作台装置100中，滑块与引导件一起构成空气活塞，滑块相对于引导件悬浮，并以与引导件非接触的状态沿着引导件移动。因此，不会像在滑块与引导件之间使用滚动轴承或直线导轨的情况那样产生来自润滑油或滑动面的细微垃圾，能够将真空腔室200内保持为无尘状态。

图6是表示将工作台装置100组装到了曝光装置的例子的图。曝光装置300用于制造半导体集成电路等半导体器件、微机械、薄膜磁头等各种器件。

工作台装置100对作为基板的晶片W进行定位。光源302及光学系统304通过步进扫描方式将中间掩膜(掩模)306的图案曝光转印到被定位的晶片W的各区域。

接着，对器件的制造方法进行说明。基于所设计的电路图案来制作中间掩膜(reticule)306。另一方面，使用硅等规定的材料制作晶片W。接着，使用中间掩膜306和晶片W，通过光刻技术在晶片W上形成电路。具体而言，通过曝光装置300将中间掩膜306的电路图案曝光转印到晶片W。接着，将转印有电路图案的晶片W进行半导体芯片化。该工序例如包括公知的组装工序(刻膜、接合)、封装工序(芯片封入)。最后，通过检查装置来检查半导体器件。在该工序中，作为检查装置的构成要件的工作台装置100对半导体器件进行定位，从而检查被定位的半导体器件。

以上，基于实施方式对本发明进行了说明。本领域技术人员应当可以理解，该实施方式仅为示例，这些各构成要件或各处理过程的组合可以具有各种变形例，并且这样的变形例也在本发明的范围内。以下，对变形例进行说明。

(变形例1)

图7是变形例所涉及的工作台装置100的剖视图。图7对应于图3。在本变形中，Y轴滑块18不具备气动伺服室。取而代之，工作台装置100具备线性马达92。即，Y轴滑块18被线性马达92驱动而并非被气动伺服驱动。线性马达92包括固定于Y轴滑块18的磁铁94及以沿着Y轴方向排列的方式固定于Y轴引导件16的多个电磁铁96。在该例子中，磁铁固定在连结部35上，但并不只限于此，例如，也可以在第1滑块部32及第2滑块部34中的至少一方固定磁铁94。根据本实施方式，能够发挥与实施方式相同的效果。

上述的实施方式和变形例的任意组合也作为本发明的实施方式而有效。通过组合而产生的新的实施方式兼具所组合的实施方式及变形例各自的效果。并且，本领域技术人员还应当可以理解，技术方案中所记载的各构成要件应发挥的功能可以通过在实施方式及变形例中示出的各构成要件的单体或它们的协作而实现。

产业上的可利用性

本发明涉及一种工作台装置、曝光装置、检查装置及器件制造方法。

符号说明

12-X轴引导件，14-X轴滑块，16-Y轴引导件，18-Y轴滑块，32-第1滑块部，34-第2滑块部，35-连结部，36、46-下面气垫，40、50-上面气垫，100-工作台装置。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种工作台装置，其特征在于，具备：

第1滑块；

第1引导件，引导所述第1滑块沿第1方向移动；

第2滑块，包括在所述第1方向上彼此分开并从下方支承所述第1引导件的两个滑块部；及

第2引导件，引导所述第2滑块的移动。

2.根据权利要求1所述的工作台装置，其特征在于，

所述工作台装置在真空环境下使用。

3.根据权利要求1或2所述的工作台装置，其特征在于，

所述第2滑块包括连结所述两个滑块部的连结部。

4.根据权利要求3所述的工作台装置，其特征在于，

所述连结部的与所述第1方向垂直的截面面积小于所述滑块部的与所述第1方向垂直的截面面积。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的工作台装置，其特征在于，

所述第1滑块被气动伺服驱动。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的工作台装置，其特征在于，

所述第2滑块被气动伺服驱动。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的工作台装置，其特征在于，

所述第2滑块被线性马达驱动。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的工作台装置，其特征在于，

随着所述第1滑块的移动而移动的所述第1滑块的重心的可动范围在所述两个滑块部支承所述第1引导件的所述第1方向上的两个支承位置之间。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的工作台装置，其特征在于，

还具备限制部件，所述限制部件用于限制所述两个滑块部以与所述第2引导件非接触的状态相对于所述第2引导件朝向上下方向移动。

10.根据权利要求9所述的工作台装置，其特征在于，

所述限制部件为气垫。

11.根据引用权利要求8的权利要求9所述的工作台装置，其特征在于，

所述限制部件为配置于两个滑块部的上表面及下表面并且朝向所述第2引导件的对置面喷射压缩气体的上面气垫及下面气垫，

在所述第1方向上，所述下面气垫设置在所述上面气垫与所述支承位置之间。

12.一种曝光装置，其特征在于，

具备权利要求1至11中任一项所述的工作台装置，

通过所述工作台装置对基板进行定位。

13.一种检查装置，其特征在于，

具备权利要求1至11中任一项所述的工作台装置，

通过所述工作台装置对基板进行定位。

14.一种器件制造方法，其特征在于，包括如下工序：

使用权利要求12所述的曝光装置来制造器件。

15.一种工作台装置，其特征在于，具备：

第1滑块；

第1引导件，引导所述第1滑块沿第1方向移动；

第2滑块，包括在所述第1方向上彼此分开并从下方支承所述第1引导件的两个滑块部；及

第2引导件，引导所述第2滑块的移动，

所述第1滑块及所述第2滑块被气动伺服驱动。