CN101002143A - 曝光装置 - Google Patents

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广濑正孝
石井守
菅谷智幸
片冈昌子
梅津基宏
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Abstract

本发明提供一种对扭转振动的阻力及共振频率高的架构件。能够得到架构件及包括该架构件的曝光装置，所述架构件具有蜂窝结构体，所述蜂窝结构体具备方形柱状的空隙部，且配置为构成该空隙部的壁与扭转变形的方向垂直。架构件的蜂窝结构体优选由陶瓷构成。

Description

曝光装置
技术领域
本发明涉及曝光装置，尤其涉及适用于液晶面板制造用的曝光装置及该曝光装置所使用的架(stage)构件。
背景技术
为了制造液晶面板需要在衬底上形成用于控制液晶显示元件的TFT电路图案。为了在衬底上形成电路图案，采用具有电路图案的掩模，进行将掩模上的图案转印于衬底上进行曝光的操作。用于此的装置被称为液晶面板用曝光装置，通常掩模、衬底中的至少一个被架构件保持为可移动。
另一方面，半导体设备的制造所采用的半导体设备用曝光装置在曝光原理、基本结构上也相同。在半导体设备用曝光装置中，因周围的温度变化而导致的架的热膨胀对被曝光的图案带来不良影响。因此，架构件的材料多采用热膨胀系数比较小的陶瓷。还有，例如，特开平11-223690号公报(专利文献1)公开了半导体设备用曝光装置的架构件，例如，特许第3260340号公报(专利文献2)说明了作为半导体设备用曝光装置的架构件的构成材料采用陶瓷这一情况。
与半导体设备用曝光装置相比，在液晶面板用曝光装置中，掩模、衬底都是格外大的尺寸。而且，为了实现大型且牢固的架，大量采用作为架材的陶瓷。
但是，大量采用了陶瓷的结果是，有时架重量到达数吨，作为曝光装置整体也到达20吨左右。进而，为了不因在重量大的架构件移动而反转时产生的较大的反力而产生振动，曝光装置的设置场所必须是牢固的结构。
进而，在制造液晶面板的无尘室中，若使设置液晶面板用曝光装置的场所为牢固的结构，则存在下述等问题：不仅无尘室的建设费用增大，而且液晶面板用曝光装置的设置场所被固定，在生产率上没有弹性，而且在无尘室的设计时需要预先确定液晶面板用曝光装置的导入架数。
如上所述，在现有的液晶面板用曝光装置的架构件中，因为将作为半导体设备用曝光装置的架而采用的陶瓷以实心结构体即致密体的状态直接利用并大量采用，因此作为装置整体变得极重，从而引起了各种各样的弊害。
相对于此，若为了使架构件轻量化而进行架的薄板化等，则由于架的共振频率降低，因此，对架的控制的响应频率降低，从而变得无法应对高速度/高精度的控制。
进而，本发明人等在特愿2003-402458号说明书(专利文献3)中，提出了由陶瓷构成的蜂窝结构的架构件。该架构件具有高共振频率，并且能够实现轻量化。
专利文献1：特开平11-223690号公报
专利文献2：特许第3260340号公报
专利文献3：特愿2003-402458号公报
如专利文献3所述，知道的是，具有方形柱形状的空隙部的蜂窝结构陶瓷的架构件相对扭转振动显示出低共振频率。另外，也知道的是，因构成空隙部的壁的形状而在相对扭转变形的阻力上产生差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种对扭转变形显示高阻力的曝光装置用及该曝光装置所使用的架构件。
本发明的另一目的是提供一种即使相对扭转振动也能够维持高的振动频率的架构件。
根据本发明的一方式，提供一种曝光装置，其为了将掩模上的图案转印于衬底上曝光，而通过由陶瓷构成的架构件使所述掩模、所述衬底中的至少一方移动同时进行曝光，其特征在于，所述架构件包括：由低热膨胀陶瓷形成的板构件；由低热膨胀陶瓷形成且以其开口面与所述板构件接合的蜂窝结构体；接合所述板构件和所述蜂窝结构体，且由熔融温度比构成所述板构件及所述蜂窝结构体的低热膨胀述陶瓷低的低热膨胀陶瓷形成的接合部，该蜂窝结构体的空隙部由方形柱形状构成，空隙部的壁配置在与该架构件的长度方向垂直的方向上。
该情况下，优选所述架构件具备在所述蜂窝结构陶瓷体的上下接合了陶瓷板的结构。另外，优选所述架构件的总质量是由陶瓷闭塞了所述蜂窝结构陶瓷体的空隙部而成的致密体的1/4～1/2。
根据本发明的其他方式，提供一种曝光装置，其特征在于，构成所述板构件及所述蜂窝结构体的陶瓷和形成所述接合部的陶瓷分别由复合材料构成，所述复合材料通过复合选自锂铝硅酸盐(lithium alumino silicate)、磷酸锆钾、堇青石中的一种以上的第一材料、和选自碳化硅、氮化硅、硅铝氧氮耐热陶瓷、氧化铝、氧化锆、多铝红柱石、锆石、氮化铝、硅酸钙、碳化硼的一种以上的第二材料而构成，所述复合材料的23℃时的平均热膨胀系数在-0.1×10-6～0.1×10-6/℃的范围，密度是2.45～2.55g/cm3，杨氏模量是130～160GPa。
该情况下，优选所述架构件具有所述蜂窝结构陶瓷的空隙部被气密密封的结构。
优选所述板构件及所述蜂窝结构体的23℃时的平均热膨胀系数和所述接合部的23℃时的平均热膨胀系数之差在±0.1×10-6/℃的范围内。另外，优选所述架构件具有物理上能够承受伴随由所述气密密封引起的与外部的气体压力差而产生的应力差的结构。
根据本发明的另一方式，提供一种液晶面板用曝光装置，其为了将掩模上的图案转印于衬底上曝光，而通过由陶瓷构成的架构件使所述掩模、所述衬底中的至少一方移动同时进行曝光，其特征在于，构成所述架构件的陶瓷由复合材料构成，所述复合材料通过复合选自锂铝硅酸盐、磷酸锆钾、堇青石的一种以上的第一材料、和选自碳化硅、氮化硅、硅铝氧氮耐热陶瓷、氧化铝、氧化锆、多铝红柱石、锆石、氮化铝、硅酸钙、碳化硼的一种以上的第二材料而构成，且所述复合材料的23℃时的平均热膨胀系数在-1×10-6～1×10-6/℃的范围，密度是2.45～2.55g/cm3，杨氏模量是130～160GPa。
该情况下，优选，所述架构件由在由所述复合材料构成的蜂窝结构陶瓷体的上下接合了由所述复合材料构成的陶瓷板的结构构成，另外，所述架构件的总质量是由所述复合材料闭塞了所述蜂窝结构陶瓷体的空隙部而成的致密体的1/4～1/2。
进而，根据本发明的其他方式，提供一种蜂窝结构的架构件，其具备空隙部，所述空隙部具有与扭转变形的方向垂直的壁。
(发明的效果)
根据本发明，通过将包括蜂窝结构陶瓷体的架构件的空隙部形成为方形柱状，并且将该方形柱形状的空隙部的壁配置为与扭转方向垂直，能够得到对扭转振动显示高阻力并且共振频率高的架构件及包括该架构件的曝光装置。
附图说明
图1是表示本实施方式的曝光装置所使用的架构件的概略构成的图；
图2是切除一部分而表示如图1所示的架构件的立体图；
图3是表示本发明的实施例的架构件的蜂窝结构体的图；
图4是表示为了与本发明的实施例的蜂窝结构进行比较而使用的比较例1的蜂窝结构体的图；
图5是表示比较例2的蜂窝结构体的图；
图6是表示比较例3的蜂窝结构体的图；
图7是表示比较例4的蜂窝结构体的图；
图8是表示比较例5的蜂窝结构体的图；
图9是表示比较例6的蜂窝结构体的图；
图10是表示比较例7的蜂窝结构体的图。
图中：11-上板构件；12-下板构件；13-蜂窝结构体；14-导轨。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的实施方式。
图1表示本发明的一实施方式的架构件的一例。如图所示的架构件作为保持衬底的衬底架200而使用。在此，衬底架200具备构成架导向件的基座50、构成另一架导向件的架60、及架台70。在基座50上设置有对架60的X方向的往复移动进行导向的2条导向构件51，在架60上设置有对架台70的Y方向的往复移动进行导向的2条导向构件61。架60、架台70例如由直线马达驱动。基座50、架60、架台70都是本发明的陶瓷架构件，在此，为了轻量化，分别在基座50、架60、架台70上设置有1个以上的开口50-1、70-1(架60的开口省略图示)。
参照图2，说明本发明的架构件的具体构成。从图中明确可知，架构件具有由低热膨胀陶瓷形成的上板及下板构件11及12、和由低热膨胀陶瓷构成且以其开口面与所述板构件接合的蜂窝结构体13。另外，在图示的架构件的下部设置有导轨14。在此，上下板构件11、12和蜂窝结构体13通过接合部而接合，所述接合部由熔融温度比构成所述上下板构件及所述蜂窝结构体的低热膨胀陶瓷低的低热膨胀陶瓷形成。
该情况下，所述架构件优选具备在所述蜂窝结构陶瓷体的上下接合了陶瓷板的结构。另外，所述架构件的总质量优选是由陶瓷闭塞了所述蜂窝结构陶瓷体的空隙部而成的致密体的1/4～1/2。
上下板构件11、12及所述蜂窝结构体13由低热膨胀陶瓷构成，所述低热膨胀陶瓷由选自锂铝硅酸盐、磷酸锆钾、堇青石的一种以上的第一材料构成，另一方面，形成接合部的低热膨胀陶瓷由复合材料形成，所述复合材料通过复合选自碳化硅、氮化硅、硅铝氧氮耐热陶瓷、氧化铝、氧化锆、多铝红柱石、锆石、氮化铝、硅酸钙、碳化硼的一种以上的第二材料而构成。该情况下，复合材料的23℃时的平均热膨胀系数在-0.1×10-6～0.1×10-6/℃的范围，密度是2.45～2.55g/cm3，杨氏模量是130～160GPa。另外，上下板构件11、12及蜂窝结构体13的23℃时的平均热膨胀系数和所述接合部的23℃时的平均热膨胀系数的差在±0.1×10-6/℃的范围内。
该情况下，所述架构件具备所述蜂窝陶瓷体的空隙部被气密地密封的结构，且具有物理上能够承受伴随由气密密封引起的与外部的气体压力差而产生的应力差的结构。
如图2及图3所示，本发明的蜂窝结构体13的空隙部构成为方形柱形状，空隙部的壁配置在与架构件的长度方向垂直的方向上。即，可以知道，通过与包围蜂窝结构体13的外壁垂直的壁，来划分该蜂窝结构体13内部。
知道的是，具备这样的内部壁的蜂窝结构体13相对在图3的左右方向上施加的扭转振动、扭转变形显示出强阻力，并且具有高共振频率。在此，如图2及图3所示的架构件具备450×350×20mm的形状，构成上下构件11及12的陶瓷面板的厚度是5mm，蜂窝结构体13的厚度是10mm。蜂窝结构体13的体积比率是12.5％，形成空隙的壁的厚度是0.9mm。如图明确所示，在蜂窝结构体13形成的空隙形状是四边形形状，该蜂窝结构体13由具有2.50的比重、150MPa的杨氏模量的材料形成。
图4～图10中，具备各种形状的蜂窝结构体分别作为比较例1～7而表示，可以知道，如图所示的蜂窝结构体的内部壁均具有与蜂窝结构体的外壁不垂直的内壁。在此，如图4所示的比较例1的空隙形状具有四边形形状，如图5及6所示的比较例2、3的空隙形状具有三角形形状，如图7及8所示的比较例4、5的空隙形状具有六边形形状，如图9及10所示的比较例6及7的空隙形状具有复合多边形形状。进而，为了比较，作为比较例8准备了不具有空隙的实心的结构体。
还有，如图3所示的本发明的实施例的蜂窝结构体13具备实心结构的结构体的1/2的重量。
对如图3所示的实施例、比较例1～8，赋予架的长度方向即与附图的左右方向垂直的方向的轴的扭转振动，测定共振频率。表1表示其测定结果。
测定结果如表1所示。
[表1]
从表1明确可知，具备作为本发明的实施例的蜂窝结构体的空隙部由方形柱形状构成、且配置在与架构件的长度方向平行的方向上这一结构的蜂窝结构体13的共振频率最高。其原因推测为，形成空隙的壁配置在相对扭转变形而垂直的方向上，且四边形的1单元面积与其他单元形状相比最小。
在相对架构件的长度方向倾斜45°配置了作为比较例的其他空隙形状及四边形(比较例1、2、4、6)时，以相对于扭转变形的30～45°配置形成空隙的壁，对变形的阻力小。另外，在沿相对于扭转的垂直方向配置了形成空隙的壁时(比较例3、5)，空隙形状的面积比实施例大，阻力的显示效果小。
(工业上的可利用性)
以上，说明了将本发明应用于液晶面板用曝光装置的实施方式，不过本发明当然也可以应用于半导体设备用曝光装置。另外，并不限定于使掩模和衬底同时移动的曝光装置，也可以应用于只使其中之一移动的曝光装置的架。

Claims (11)

1.一种曝光装置，其为了将掩模上的图案转印于衬底上进行曝光，而通过由陶瓷构成的架构件使所述掩模、所述衬底中的至少一方移动的同时进行曝光，其特征在于，
所述架构件包括：由陶瓷形成的板构件；蜂窝结构体，其由陶瓷形成且以其开口面与所述板构件接合；接合部，其接合所述板构件和所述蜂窝结构体，且由熔融温度比构成所述板构件及所述蜂窝结构体的所述陶瓷低的陶瓷形成，
该蜂窝结构体的空隙部由方形柱形状构成，空隙部的壁配置在与该架构件的长度方向垂直的方向上。
2.如权利要求1所述的曝光装置，其特征在于，
所述架构件由在所述蜂窝结构陶瓷体的上下接合了陶瓷板的结构构成。
3.如权利要求1或2所述的曝光装置，其特征在于，
所述架构件的总质量是由陶瓷闭塞了所述蜂窝结构陶瓷体的空隙部而成的致密体的1/4～1/2。
4.如权利要求1至3中的任一项所述的曝光装置，其特征在于，
构成所述板构件及所述蜂窝结构体的陶瓷和形成所述接合部的陶瓷分别由复合材料构成，所述复合材料通过复合选自锂铝硅酸盐、磷酸锆钾、堇青石的一种以上的第一材料、和选自碳化硅、氮化硅、硅铝氧氮耐热陶瓷、氧化铝、氧化锆、多铝红柱石、锆石、氮化铝、硅酸钙、碳化硼的一种以上的第二材料而构成，所述复合材料的23℃时的平均热膨胀系数在一0.1×10-6～0.1×10-6/℃的范围，密度是2.45～2.55g/cm3，杨氏模量是130～160GPa。
5.如权利要求1所述的曝光装置，其特征在于，
所述架构件具有所述蜂窝结构陶瓷体的空隙部被气密密封的结构。
6.如权利要求1至5中的任一项所述的曝光装置，其特征在于，
所述板构件及所述蜂窝结构体的23℃时的平均热膨胀系数和所述接合部的23℃时的平均热膨胀系数之差在±0.1×10-6/℃的范围内。
7.如权利要求6所述的曝光装置，其特征在于，
所述架构件具有物理上能够承受伴随由所述气密密封引起的与外部的气体压力差而产生的应力差的结构。
8.一种液晶面板用曝光装置，其为了将掩模上的图案转印于衬底上进行曝光，而通过由陶瓷构成的架构件使所述掩模、所述衬底中的至少一方移动的同时进行曝光，其特征在于，
构成所述架构件的陶瓷由复合材料构成，所述复合材料通过复合选自锂铝硅酸盐、磷酸锆钾、堇青石的一种以上的第一材料、和选自碳化硅、氮化硅、硅铝氧氮耐热陶瓷、氧化铝、氧化锆、多铝红柱石、锆石、氮化铝、硅酸钙、碳化硼的一种以上的第二材料而构成，且所述复合材料的23℃时的平均热膨胀系数在-1×10-6～1×10-6/℃的范围，密度是2.45～2.55g/cm3，杨氏模量是130～160GPa。
9.如权利要求8所述的液晶面板用曝光装置，其特征在于，
所述架构件由在由所述复合材料构成的蜂窝结构陶瓷体的上下接合了由所述复合材料构成的陶瓷板的结构构成。
10.如权利要求8或9所述的液晶面板用曝光装置，其特征在于，
所述架构件的总质量是由所述复合材料闭塞了所述蜂窝结构陶瓷体的空隙部而成的致密体的1/4～1/2。
11.一种架构件，具备由陶瓷形成的板构件、和蜂窝结构体，其由陶瓷形成且以其开口面与所述板构件接合，该架构件的特征在于，
该蜂窝结构体的空隙部由方形柱形状构成，空隙部的壁配置在与该架构件的长度方向垂直的方向上。
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