CN101017331A - XYθ移动载台 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种XYθ移动载台，即使对平板施加偏负载也不会产生摆动。一种XYθ移动载台，具有保持工件(9)的板(6)，板(6)可在板面上正交的XY方向及相对于上述板面正交的轴周围的θ转动方向移动，其特征为，具备：载台基座(1)；推力产生单元(2)，固定在载台基座(1)上并具有产生移动磁场的磁极；固定在载台基座(1)上的3个基准支持部件(3)；固定在载台基座(1)上的1个以上的辅助支持部件(4)，板(6)由3个基准支持部件(3)及1个以上的辅助支持部件(4)支持，并且在与保持工件(9)的面的相反侧的面上，设有形成了围棋盘格子状的凸极的平面形的台板(8)，并通过推力产生单元(2)驱动。

Description

XYθ移动载台

技术领域

本发明涉及一种XYθ移动载台，例如，关于曝光装置或检查装置等所使用的，可在保持工件的板面上正交的XY方向及相对于板面正交的轴周围的θ转动方向移动的XYθ移动载台。

背景技术

以往，如日本专利特开平9-23689号公报所示，已知一种平面载台装置，在围棋盘格状地设有强磁性体凸极的平面台板(platen)上，通过空气使移动体浮起并对移动体施加磁力，通过使移动体与台板的凸极之间的磁力变化，来使移动体移动。

上述装置的平面载台，由于移动体的一个面(通常为上面)为用于载放工件的工件载台，因此移动体的表面和台板的表面都被进行高精度的平面加工。在移动体的另一面(通常为下面)上，设有用于在正交的坐标轴的各轴向产生移动磁场的磁极、和吹出空气的气垫。

该平面载台装置，与台板的凸极相对地放置移动体的磁极和气垫，移动体通过空气的作用浮起。在此状态下使移动体的磁极产生移动磁场，并通过使磁极和台板的凸极之间的磁场变化，由此可以使移动体在台板上移动。

另外，具有这种构成的装置被称为平面马达(surface motor)载台装置、索亚马达(sawyer motor)载台装置等。

这种平面载台装置与以往使用滚珠螺杆作为驱动单元的构成的载台装置等不同，不使在X方向移动的X载台、在Y方向移动的Y载台、及θ转动移动的θ载台的多个载台叠加，可以在由台板的平面构成的1个载台上使移动体在XY方向及θ转动方向移动。

因此，近年来，对该载台装置适用于曝光装置的工件载台进行研究，所述曝光装置将被分割成多个曝光区域的工件按所分割区域的顺序移动，并顺序(步骤重复(step and repeat))进行曝光。在使用了平面载台装置作为工件载台的曝光装置中，由于工件载台的构成简单，因此可期待实现装置的小型轻量化。

图8是表示将索亚马达载台(XYθ移动载台)装置适用于顺序(步骤重复)曝光装置的曝光装置的构成的图。

如该图所示，光照射部101具有放射含有曝光光的光的灯102、以及反射来自灯102的光的镜子103。掩模载台104保持形成有图形的掩模105。投影透镜106将掩模105的图形投影到载放保持在平板107上的工件108上。

平板107被安装在索亚马达载台的移动体109上，移动体109通过空气喷出的作用，相对于台板110浮起10-201μm的间隔。在台板110的表面上围棋盘格状地设有强磁性体的凸极111，并被加工成高精度的平面。

移动体109具有磁极112，该磁极112在台板110的平面上正交的XY坐标轴的各轴向产生移动磁场。通过使磁极112在XY坐标轴的各轴向产生移动磁场，由此通过与形成在台板110的凸极111的相互作用，移动体109在XY方向及相对于台板110的平面正交的轴周围的θ转动方向移动。通过使移动体109移动，可以将保持在平板107上被分割成多个曝光区域的工件108，按分割区域的顺序移动并进行曝光。

专利文献1：特开平9-23689号公报

存在如下的期望，要将使用了如上述的索亚马达载台作为移动工件108的载台的顺序(步骤重复)曝光装置，也适用于液晶面板或印刷基板的曝光。

但是，近年来液晶面板或印刷基板大型化，这些工件108比索亚马达载台的移动体109大，并且载放保持该工件108的平板107也变得比移动体109大。因此，在移动体109上设有悬空地载放工件108的平板107。

图9是表示在适用于图8所示的曝光装置的XYθ移动载台中，在对台板110的移动体109施加了偏负载时的状态的图。

如该图所示，在相对于移动体109悬空地载放的平板107上容易产生偏负载，另一方面，由于移动体109相对于台板110被空气浮起地支持，因此经不住偏负载。因此，当在平板107的端部施加力时，平板107会产生φ方向的倾斜或摆动。在这种曝光装置中，当工件108端部侧的曝光区域在曝光中产生φ方向的摆动时，由于工件108的表面从投影透镜106的成像位置偏移，因此投影到工件108的掩模图形的像模糊，使曝光精度不良。

发明内容

本发明有鉴于上述问题，其目的在于提供一种XYθ移动载台，利用可实现装置的小型轻量化的平面载台的构成，即使对载放大型工件的平板施加偏负载也不产生摆动。

本发明为了解决上述课题，采用了以下的方法。

第1方法为一种XYθ移动载台，具有保持工件的板，该板可在板面上正交的XY方向、及相对于上述板面正交的轴周围的θ转动方向移动，该XYθ移动载台的特征为，具备：载台基座；推力产生单元，固定在上述载台基座上并具有产生移动磁场的磁极；固定在上述载台基座上的3个基准支持部件；固定在上述载台基座上的1个以上的辅助支持部件，上述板由上述3个基准支持部件及上述1个以上的辅助支持部件支持，并且在与保持上述工件的面相反侧的面上，设有形成了围棋盘格状凸极的平面状台板，并由上述推力产生单元驱动。

第2方法为一种XYθ移动载台，其特征为：在第1方法中，上述基准支持部件在相对于上述板面正交的Z方向的高度被固定，上述辅助支持部件在相对于上述板面正交的Z方向的高度为可变。

第3方法为一种XYθ移动载台，其特征为：在第1方法中，上述基准支持部件具备：具有空气喷出孔的气垫；支持该气垫的台座；及将上述气垫相对于上述台座进行支持的球面轴承，上述辅助支持部件具备：具有空气喷出孔的气垫；支持该气垫的气缸或弹簧；及将上述气垫相对于上述气缸或上述弹簧进行支持的球面轴承。

第4方法为一种XYθ移动载台，具有保持工件的板，该板可在板面上正交的XY方向、及相对于上述板面正交的轴周围的θ转动方向移动，该XYθ移动载台的特征为，具备3个基准支持部件及1个以上的辅助支持部件，上述基准支持部件具有：载台基座；气垫，固定在上述载台基座上，并具有产生移动磁场的磁极和空气喷出孔；支持该气垫的台座；将上述气垫相对于上述台座进行支持的球面轴承，所述辅助支持部件具有：气垫，固定在上述载台基座上并具有气体喷出孔；支持该气垫的气缸或弹簧；将上述气垫相对于上述气缸或上述弹簧进行支持的球面轴承，上述板由上述3个基准支持部件及上述1个以上的辅助支持部件支持，并且在与保持上述工件的面相反侧的面上，设有形成了围棋盘格状凸极的平面台板，并由上述基准支持部件驱动。

第5方法为一种XYθ移动载台，其特征为：在第1方法至第4方法之一的方法中，上述辅助支持部件被隔开比上述平板所占的区域大的区域地分散配置。

第6方法为一种XYθ移动载台，其特征为：在第1方法至第5方法之一的方法中，设置在上述板上的台板被分割为多个。

第7方法为一种曝光装置，通过保持在掩模载台上的掩模，对保持在XYθ移动载台上的工件照射来自光照射部的光，并曝光处理上述工件，该曝光装置的特征为：上述XYθ移动载台为第1方法至第6方法之一的方法所记载的XYθ移动载台。

第8方法为一种检查装置，通过来自照明部的照明光，对保持在XYθ移动载台上的工件进行照明，并对被照明的工件进行摄像，根据所摄像的图像，来检查形成在上述工件上的图形，该检查装置的特征为：上述XYθ移动载台是第1方法至第6方法之一的方法所记载的移动载台。

发明效果

根据方式1及方式2记载的发明，即使对平板的端部施加偏负载，由于辅助支持部件在平板移动的整个区域中分散配置，因此可以防止平板的倾斜或摆动。

根据方式3记载的发明，由于基准支持部件及辅助支持部件具备由可自由摇头的球面轴承支持的气垫，因此可以柔软地支持平板。

根据方式4记载的发明，由于基准支持部件具备推力产生单元，因此可减少零件数，并且可实现小型轻量化。

根据方式5记载的发明，即使平板大范围地移动，也可以确实地防止平板的倾斜或摆动。

根据方式6记载的发明，即使平板和台板的热膨胀率不同，也可以吸收热膨胀的差。

根据方式7记载的发明，由于进行曝光的区域一直位于3个基准支持部件包围的区域内，因此进行曝光的区域不会倾斜或摆动，可以在稳定的状态进行曝光处理。

根据方式8记载的发明，由于进行检查的区域一直由3个基准支持部件支持，因此进行检查的区域不会产生倾斜或摆动，可以在稳定的状态进行检查处理。

附图说明

图1是表示适用了本发明的XYθ移动载台的曝光装置的构成的剖视图。

图2是图1所示的XYθ移动载台的俯视图。

图3是表示推力产生单元的具体构成的立体图。

图4是表示基准支持部件的具体构成的剖视图。

图5是表示辅助支持部件的具体构成的剖视图。

图6是表示与图5所示的辅助支持部件不同的辅助支持部件的具体构成的剖视图。

图7是表示适用了本发明的XYθ移动载台的检查装置的构成的剖视图。

图8是表示将索亚马达载台装置适用于顺序(步骤重复)曝光装置的曝光装置的构成的图。

图9是表示在适用于图8所示的曝光装置的XYθ移动载台中，对台板的移动体施加偏负载时的状态的图。

具体实施方式

使用图1至图6说明本发明的第1实施方式。

图1是表示适用了本发明的XYθ移动载台的曝光装置的构成的剖视图，图2是图1所示的XYθ移动载台的俯视图。另外，图1为图2的A-A断面图，并且在图1中，省略如图8所示的光照射部、掩模及掩模载台。

如这些图所示，1为构成搭载XYθ移动载台的基座板或基座框的载台基座2为设置在载台基座1上的推力产生单元；3为固定在载台基座1上的基准支持部件4为固定在载台基座1上的辅助支持部件；5为由平板6、蜂窝夹层(honeycomb core)7、及台板8构成的平面载台；6为载放保持对表面进行曝光的工件9的平板；7是设置在平板6的背面侧(与保持工件9侧相反的一侧)的蜂窝夹层，设置用于即使将平板6变薄变轻也保持刚性；8为台板，设置在平板6背侧，并通过蜂窝夹层7隔开被分割成多个的间隙81地安装；9为工件；10为投影透镜。

如这些图所示，推力产生单元2具有与现有平面载台的移动体相同的构成，并且具备磁极，产生用于移动平板6的、在台板8的平面上正交的X方向及Y方向的移动磁场、以及相对于台板8的平面正交的坐标轴周围的θ转轴方向的移动磁场。

并且，如图2所示，推力产生单元2具有：1个X方向推力产生单元21，移动磁场方向被配置为沿着X轴方向；2个Y方向推力产生单元22，移动磁场方向被配置为沿着Y轴方向。当使Y方向推力产生单元22的磁场不移动、使X方向推力产生单元21的磁场移动时，平板6在X方向移动。并且，当使X方向推力产生单元21的磁场不移动、使2个Y方向推力产生单元22的磁场同步地在同方向移动时，平板6在Y方向移动。并且，使X方向推力产生单元21的磁场不移动、使2个Y方向推力产生单元22的磁场在相反方向移动时，平板6在θ转轴方向转动。

并且，为了支持平板6设置有3个基准支持部件3，并被配置在如下位置，平板6在其移动范围内移动到哪里都一直位于平板6的下面，并可支持平板6。即，基准支持部件3被配置在形成3角形顶点的位置，并被配置为在外接该3角形的圆的区域中包含由1次光照射进行曝光的曝光区域。通过这种构成，使进行曝光的区域一直位于3个基准支持部件3包围的区域内。结果，进行曝光的区域可以不倾斜或摆动地以稳定状态进行曝光处理。

并且，如图2所示，为了支持平板6，在比平板6所占据的区域更大的范围内设置1个以上辅助支持部件4，并分散配置在平板6移动的整个区域中。由此，平板6在其移动范围内移动到哪里，平板6都一直由基准支持部件3、及辅助支持部件4支持。结果，即使对平板6施加偏负载，平板6也可以不倾斜或摆动地以稳定状态进行曝光处理。

另外，从推力产生单元2、基准支持部件3、及辅助支持部件4与平面载台5相对的面喷出空气，并利用空气压力浮起平面载台5。

平板6的表面被进行了高精度的平面加工，并且，形成用于保持工件9的未图示的真空吸附槽，并连接有真空配管。

台板8的表面围棋盘格状地形成有凸极，凸极与凸极之间被添入树脂，之后被平面磨削。台板8被分割为多个并设置间隙81的原因在于：平板6为机械加工容易的铝制，与此相对台板8为纯铁制，其热膨胀率不同，因此可通过间隙81吸收热膨胀的差，防止平板6产生飞边等变形。

图3是表示推力产生单元2的具体构成的立体图。

如该图所示，推力产生单元2包括：板簧23，相对于载台基座1在高度(上下)方向具有自由度地安装；及磁极24，安装在板簧23上，并在一个轴向产生移动磁场。并且，在磁极24的表面上设有空气喷出孔25，并供给用于使平板6浮起的空气。

如上所述，推力产生单元2设有1个在X方向产生推力的X方向推力产生单元21、和2个在Y方向产生推力的Y方向推力产生单元22、共3个。

图4是表示基准支持部件3的具体的构成的断面图。

如该图所示，基准支持部件3包括：具有空气喷出孔31的气垫32；台座33，固定在载台基座1上并支持气垫32；将气垫32相对于台座33进行支持的球面轴承34。气垫32具有从设置了多孔质或孔的表面喷出空气的喷出孔31，并构成为通过球面轴承34可自由摇头。

如图2所示，通过在基座1上设有3个基准支持部件3，并预先设定相对于载台基座1的高度，来决定平板6的平面位置。

图5是表示辅助支持部件4的具体构成的剖视图。

如该图所示，辅助支持部件4包括：具有空气喷出孔41的气垫42；支持气垫42的中间台43；从中间台43延伸到气缸45内的轴44；固定在载台基座1上并支持中间台43的气缸45；以及将气垫42相对于中间台43进行支持的球面轴承46。

如图2所示，在载台基座1上设有1个以上的辅助支持部件4，并通过使由气缸45供给的空气压力变化，能够以任意的推力使轴44上下运动，并可将气垫42调整到任意的高度。

图6是表示与图5所示的辅助支持部件4不同的辅助支持部件的具体构成的剖视图。

如该图所示，辅助支持部件4包括：具有空气喷出孔41的气垫42；支持气垫42的中间台43；从中间台43向弹簧47延伸的轴44；固定在载台基座1上并支持中间台43的弹簧47；以及将气垫42相对于中间台43进行支持的球面轴承46。

辅助支持部件4通过弹簧47的弹性压力的变化，以任意的推力使轴44上下运动，因此可将气垫42调整到任意的高度。

下面，使用图1至图5，对适用于曝光装置的本实施方式的发明的XYθ移动载台的动作进行说明。

首先，设定3个基准支持部件3的高度，设定后向辅助支持部件4的气缸45供给空气，使轴44上升。使供给辅助支持部件4的气缸45的空气压力，为可获得使平板6的自重弯曲消失的推力的压力。使平板6的自重弯曲消失的推力，根据平板6的大小、重量、和基准支持部件3及辅助支持部件4的个数，通过计算预先求得。

将平板6放置在基准支持部件3的气垫32和辅助支持部件4的气垫42上。推力产生单元2通过自身的磁力，使支持推力产生单元2的平行板簧23伸长，并靠近设置在平板6背面的台板8。

当向基准支持部件3的气垫32、辅助支持部件4的气垫42、及推力产生单元2供给空气，并从表面喷出空气时，平板6相对于各气垫32、42及推力产生单元2浮起。

为了进行曝光处理，工件9被载放在平板6上。通过使X方向推力产生单元21及Y方向推力产生单元22的磁场移动，由此平板6在XY平面内移动，并通过从未图示的光照射部经由掩模照射曝光光，并对被分割成多个曝光区域的工件9实施步骤重复，由此通过使分割区域顺序移动来进行曝光。整个区域的曝光结束后，从平板6搬出工件9。

根据本实施方式的发明的XYθ移动载台，在曝光时即使在平板6的端部施加偏负载，分散配置在平板6移动的整个区域中的辅助支持部件4也可支持平板6，并可防止平板6的倾斜或摆动。

下面，使用图7说明本发明的第2实施方式。

图7是表示适用了本发明的XYθ移动载台的检查装置的构成的剖视图。

在该图中，11为照明部、12为LED、13为摄像部、14为透镜、15为CCD。另外，由于其他构成与图1所示的同符号的构成相对应，因此省略其说明。

如该图所示，本发明的XYθ移动载台是一种检查装置，通过使被分割成多个检查区域的工件9按分割区域的顺序移动来进行检查，照明部11具有放射照明光的LED12，并对放置在平板6上进行检查的工件9照射照明光。摄像部13具有透镜14和CCD15，对由照明光照明的工件9的图形进行摄像。摄像的工件9的图像在未图示的控制部中，与基准图形比较并判断是否良好。

该XYθ移动载台与在第1实施方式使用的XYθ移动载台构造相同，通过对XYθ移动载台进行步骤重复，使放置在平板6上的被分割为多个检查区域的工件9，按分割区域的顺序移动地进行摄像，并进行检查。

另外，在上述各实施方式中，分别设置了推力产生单元2和基准支持部件3，但是也可以构成为，在位于基准支持部件3的上部的气垫32的表面上，设置推力产生单元2所具备的磁极24，并使基准支持部件3兼为推力产生单元2。

如上所述，由于为了决定平板6的平面位置设有3个基准支持部件3，并且推力产生单元2也设有1个X方向推力单元21、和2个Y方向推力产生单元22的总计3个，因此可以成为兼为两者的构成。通过这种使上述基准支持部件3兼为推力产生单元2的构成，可以减少零件数，并可实现更加小型轻量化。

符号说明

1：载台基座  2：推力产生单元  21：X方向推力产生单元

22：Y方向推力产生单元  23：板簧  24：磁极

25：空气喷出孔  3：基准支持部件  31：空气喷出孔

32：气垫  33：台座  34：球面轴承  4：辅助支持部件

41：空气喷出孔  42：气垫  43：中间台  44：轴

45：气缸  46：球面轴承  47：弹簧  5：平面载台

6：平板  7：蜂窝夹层  8：台板  81：间隙  9：工件

10：投影透镜  11：照明部  12：LED  13：摄像部

14：透镜  15：CCD。

Claims (8)

1、一种XYθ移动载台，具有保持工件的板，该板可在板面上正交的XY方向、及相对于上述板面正交的轴周围的θ转动方向移动，其特征为，具备：

载台基座；

推力产生单元，固定在上述载台基座上，并具有产生移动磁场的磁极；

固定在上述载台基座上的3个基准支持部件；

固定在上述载台基座上的1个以上的辅助支持部件，

上述板由上述3个基准支持部件及上述1个以上的辅助支持部件支持，并且在与保持上述工件的面相反侧的面上，设有形成了围棋盘格状的凸极的平面台板，并由上述推力产生单元驱动。

2、如权利要求1所述的XYθ移动载台，其特征为，

上述基准支持部件在相对于上述板面正交的Z方向的高度被固定，上述辅助支持部件在相对于上述板面正交的Z方向的高度为可变。

3、如权利要求1所述的XYθ移动载台，其特征为，

上述基准支持部件具备：具有空气喷出孔的气垫；支持该气垫的台座；及将上述气垫相对于上述台座进行支持的球面轴承，

上述辅助支持部件具备：具有空气喷出孔的气垫；支持该气垫的气缸或弹簧；及将上述气垫相对于上述气缸或上述弹簧进行支持的球面轴承。

4、一种XYθ移动载台，具有保持工件的板，该板可在板面上正交的XY方向、及相对于上述板面正交的轴周围的θ转动方向移动，其特征为，具备：

载台基座；

3个基准支持部件，该基准支持部件具备：气垫，固定在上述载台基座上，并具有产生移动磁场的磁极和空气喷出孔；支持该气垫的台座；将上述气垫相对于上述台座进行支持的球面轴承；

1个以上的辅助支持部件，该辅助支持部件具备：气垫，固定在上述载台基座，并具有气体喷出孔；支持该气垫的气缸或弹簧；将上述气垫相对于上述气缸或上述弹簧进行支持的球面轴承，

上述板由上述3个基准支持部件及上述1个以上的辅助支持部件支持，并且在与保持上述工件的面相反侧的面上，设有形成了围棋盘格状的凸极的平面台板，并由上述基准支持部件驱动。

5、如权利要求1至权利要求4之一所述的XYθ移动载台，其特征为，

上述辅助支持部件，在比上述平板所占据的区域大的区域中分散配置。

6、如权利要求1至权利要求5之一所述的XYθ移动载台，其特征为，

设置在上述板上的台板被分割为多个。

7、一种曝光装置，经由保持在掩模载台上的掩模，对保持在XYθ移动载台上的工件照射来自光照射部的光，并对上述工件进行曝光处理，其特征为：

上述XYθ移动载台为权利要求1至权利要求6之一所记载的XYθ移动载台。

8、一种检查装置，通过来自照明部的照明光，对保持在XYθ移动载台上的工件进行照明，并对被照明的工件进行摄像，根据摄像的图像对形成在上述工件上的图形进行检查，其特征为，

上述XYθ移动载台为权利要求1至权利要求6之一所记载的XYθ移动载台。

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