JP2004138878A - 平面ステージ装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】容易な手法によってプラテンにおける優れた平面度安定性を有する小型の平面ステージ装置を提供すること。
【解決手段】平面ステージ装置は、平面を有するプラテンが、３個の支持部材からなる固定式支持体と、当該固定式支持体による支持点以外の位置において支持点を形成し、プラテンの平面に垂直な方向に伸縮することによって変位すると共に、選択された一の変位状態を保持することのできる変位式支持体とにより支持されてなることを特徴とする。
【選択図】 図２
【解決手段】平面ステージ装置は、平面を有するプラテンが、３個の支持部材からなる固定式支持体と、当該固定式支持体による支持点以外の位置において支持点を形成し、プラテンの平面に垂直な方向に伸縮することによって変位すると共に、選択された一の変位状態を保持することのできる変位式支持体とにより支持されてなることを特徴とする。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、平面ステージ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、碁盤目状に凸極が設けられている平面を有する板状のプラテンを備え、当該プラテンの平面上において、エアの作用により浮上している状態の移動体に対して磁力を印加し、当該移動体とプラテンにおける凸極との間の磁界を変化させることにより、プラテン上を移動体が移動する構成を有する平面ステージ装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
なお、このような構成を有する装置は、サーフェスモータステージ装置、ソーヤモータステージ装置などと称されることもある。
【０００３】
近年、平面ステージ装置は、ボールネジを用いた構成のステージ装置などとは異なり、Ｘステージ、Ｙステージおよびθステージと複数のステージを重ね合わせることなく、プラテンの平面よりなる一のステージ上において移動体を自由に移動させること、またθ回転させることができることから、複数の露光領域に分割された露光面を有するワークを、例えば移動体上に載置して移動させながら、各露光領域に順に露光処理を行う逐次露光装置のワークステージとして適用することが検討されている。
ワークステージとして平面ステージ装置を用いた逐次露光装置においては、ワークステージの構成が単純なものとなることから、ワークステージの小型軽量化を図ることができると期待されている。
【０００４】
しかしながら、平面ステージ装置を、例えば一辺が１ｍ以上あるプリント基板などの大型のワークを露光処理するための逐次露光装置に適用する場合には、載置されるワークの大きさに応じて移動体自体が大きなものとなってその質量も大きくなることから、ワークを載置した移動体（以下、「ワーク載置移動体」ともいう。）の総質量が極めて大きくなり、その一方で平面ステージ装置を構成するプラテンは、３個の支持部材によって、いわゆる３点支持されているため、特にプラテンの厚みが小さい場合には、例えばワーク載置移動体が、プラテンの平面上における支持部材によって形成されている支持点の直上位置以外の位置に移動することによって大きなたわみが生じてしまうこととなり、プラテンにおける優れた平面度安定性を得ることができない、という問題がある。
従って、平面ステージ装置をワークステージとして用いた逐次露光装置においては、図８に示すように、３個の支持部材４３（図８においては、３個のうちの２個のみを示す）によって３点支持されているプラテン４１にたわみが生じることに伴って移動体４４上に載置されているワーク（図示せず）の光軸Ｌに対する位置が下降し、投影レンズ４５の焦点４５Ａがワーク上に位置しなくなるため、高い露光精度でワークに対する露光処理を行うことができず、露光処理に係る信頼性を得ることができない。
図８において、４７は平面ステージ装置が配置されているベースプレート、４６は露光用マスクを示し、また、たわみのない状態のプラテン４１およびそのプラテン４１上の移動体４４を破線によって示す。
【０００５】
また、このようなプラテンにおけるたわみ発生は、例えば３個以上の複数の支持部材を用いたとしても、結局、プラテンが複数の支持部材のうちのいずれか３個の支持部材によって形成された支持点において３点支持されて平面ステージ装置が配置されている面からの高さおよび水平度が定められることから、用いたすべての支持部材によって確実に支持点を形成することができないため、十分に抑制することができない。
【０００６】
而して、大型のワークを露光処理するための逐次露光装置には、平面ステージ装置として、図９に示すように、プラテン４１を、例えば石定盤、トラス構造体などの高い平面度（平面精度）を有する基台４９上に一体的に配置してなる構成を有するものが用いられているが、このような構成の平面ステージ装置においては、基台４９が大きなものとなることに伴って装置自体が大型化かつ重量化してしまい、また、必要とされる基台４９の平面度を確保するための高い加工精度が必要となり高コスト化する、という問題がある。
図９において、４２Ａはプラテン４１の平面４２において碁盤目状に設けられた凸極であり、４２Ｂは、互いに隣接する凸極４２Ａ間の間隙よりなる凹部に形成された非磁性樹脂よりなる層である。
【０００７】
【特許文献１】
特開平０９−２３６８９号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、その目的は、容易な手法によってプラテンにおける優れた平面度安定性を有する小型の平面ステージ装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の平面ステージ装置は、平面を有するプラテンが、３個の支持部材からなる固定式支持体と、当該固定式支持体による支持点以外の位置において支持点を形成し、プラテンの平面に垂直な方向に伸縮することによって変位すると共に、選択された一の変位状態を保持することのできる変位式支持体とにより支持されてなることを特徴とする。
【００１０】
本発明の平面ステージ装置においては、変位式支持体が、固定式支持体によってのみ支持された、無負荷の状態のプラテンに応じた変位状態を保持していることが好ましい。
【００１１】
本発明の平面ステージ装置は、プラテンの平面上を移動する移動体を備えてなるものであってもよい。
【００１２】
【作用】
本発明の平面ステージ装置によれば、固定式支持体によって当該平面ステージ装置が配置されている面からの高さおよび水平度が定められた状態のプラテンに、変位式支持体によって、固定式支持体による支持点以外の位置に、用いる変位式支持体の個数に対応する数の支持点を形成することができることから、プラテンを３点以上の複数の支持点によって確実に支持することができるため、装置自体が大型化されるという弊害を伴うことなく、プラテンに荷重が加えられることによって発生するたわみに起因するプラテン平面の平面度の変動を抑制することができる。
また、変位式支持体が、プラテンの平面に垂直な方向に伸縮することによって変位すると共に、選択された一の変位状態を保持することのできる構成を有するものであることから、プラテンの状態に応じた変位状態を選択して保持することができるため、固定式支持体によって支持点が形成された状態のプラテンに対して新たな支持点を容易にかつ確実に形成することができる。
従って、本発明の平面ステージ装置によれば、容易な手法によってプラテンにおける優れた平面度安定性を得ることができると共に、装置自体を小型のものとすることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本発明の平面ステージ装置の構成の一例を示す説明用平面図であり、図２は、図１の平面ステージ装置の説明用側面図であり、図３は、図１の平面ステージ装置を構成するプラテンの裏面を示す説明用平面図である。
この平面ステージ装置は、逐次露光装置におけるワークステージとして好適に用いられるものであって、例えば碁盤目状に凸極（図示せず）が設けられた平面（以下、「特定平面」ともいう。）１１Ａを有するプラテン１１と、プラテン１１の特定平面１１Ａ上を移動する移動体１７とを備えてなり、当該プラテン１１が、３個の支持部材２１からなる固定式支持体２０と、特定の構造を有し、固定式支持体２０による支持点以外の位置において支持点を形成する変位式支持体３０とにより支持されてなる構成を有するものである。
この図の例においては、平面ステージ装置は、除震装置（図示せず）上に設けられているベースプレート１８上に配置されている。
【００１４】
プラテン１１は、鉄などの金属よりなり、その全体形状が箱状のプラテン本体１２を備え、当該プラテン本体１２の天面板１３の外表面に特定平面１１Ａが形成されてなるものである。
この図の例においては、プラテン１１の特定平面１１Ａにおける、互いに隣接する凸極間の間隙よりなる凹部には非磁性樹脂よりなる層が形成されており（図９参照）、また、プラテン本体１２における天面板１３と、当該天面板１３の周縁部において垂直に伸びるリブ１４とによって包囲されている空間には、プラテン１１の機械的強度を大きくするための梁１５が設けられている。
【００１５】
プラテン１１の特定平面１１Ａにおいては、凸極の表面によって形成されるトップ面の平面度は、当該プラテン１１が無負荷な状態において、通常、±１μｍ〜±１０μｍの範囲内とされる。
【００１６】
ここに、「無負荷な状態」とは、下記（１）または（２）の状態を示す。
（１）プラテン１１の特定平面１１Ａ上に移動体１７が配置されていない状態
（２）プラテン１１の特定平面１１Ａにおける固定式支持体２０によって形成されたいずれかの支持点の直上位置に移動体１７が配置されている状態
【００１７】
プラテン１１は、１００〜２００ｍｍの厚さＨを有するものであることが好ましく、また、プラテン本体１２の天面板１３の肉厚は１０〜２０ｍｍであることが好ましい。
この図の例において、プラテン１１の特定平面１１Ａは、縦１５００ｍｍ、横１２００ｍｍの大きさを有するものであるが、これに限定されず、例えば平面ステージ装置の用途などに応じて適宜の大きさとすることができる。
【００１８】
プラテン１１においては、図３に示すように、プラテン１１の裏面（プラテン本体１２においては、天面板１３の内表面）１１Ｂ側に、固定式支持体２０による合計３個の支持点（以下、「固定式支持点」ともいう。）Ａと、変位式支持体３０による複数（図３においては１８個）の支持点（以下、「変位式支持点」ともいう。）Ｂとが形成されている。
【００１９】
３個の固定式支持点Ａは、各固定式支持点Ａを結ぶ三角形の重心が平面ステージ装置におけるプラテン１１上の重心と一致する位置に形成されている。
図３において、平面ステージ装置におけるプラテン１１上の重心は、露光装置の他の構成要素、例えば投影レンズや露光用マスクを保持するマスクステージなどを支持する光学フレーム１９が備えられることによってプラテン１１上の中心から偏った位置に存在している。
【００２０】
変位式支持点Ｂは、固定式支持点Ａが形成されている以外の位置において、プラテン１１の裏面１１Ｂの縁部を含む、当該裏面１１Ｂの全面に均等に形成されている。
ここに、変位式支持点Ｂの形成位置は、例えばプラテン１１の特定平面１１Ａ上を移動体１７が移動することによって当該プラテン１１に生じるたわみ量を小さくし、必要とされる平面度安定性を得ることのできる位置を、用いる変位式支持体３０の個数などを勘案して構造計算することによって決定される。
【００２１】
固定式支持体２０は、３個の支持部材２１によって構成されており、これらの支持部材２１の各々によって固定式支持点Ａ（合計３個）が形成されている。
この固定式支持体２０により、プラテン１１のベースプレート１８に対する高さおよび水平度が定められている。
【００２２】
本実施例においては、支持部材２１として、図４に示すような先端部２２Ａにボール２３が設けられた雄ねじ２２から構成されてなるボール先スクリューが用いられている。このボール先スクリューによれば、ベースプレート１８に形成された支持部材用貫通孔１８Ａに対するねじ込み深さを調整し、そのねじ込み深さをナット２４により固定する高さ調整機構により、当該ベースプレート１８に対するプラテン１１の高さおよび水平度を調整することができる。
なお、ボール先スクリューは、プラテン１１におけるベースプレート１８に対する高さおよび水平度が決定されて固定された状態において、当該プラテン１１の特定平面１１Ａに垂直な方向に変位するものではない。
【００２３】
変位式支持体３０は、プラテン１１の特定平面１１Ａに垂直な方向（図２において、上下方向）に伸縮することによって変位すると共に、選択された一の変位状態（以下、「特定変位状態」ともいう。）を保持することのできるものである。
【００２４】
変位式支持体３０としては、図５に示すような構成を有するものを好適に用いることができる。
この変位式支持体３０は、内部に断面形状が矩形であるブロック配置用空間３２を有し、その天面板３１Ａを貫通してブロック配置用空間３２と連通するガイド孔３８が形成されている支持体本体３１と、一端に支持体本体３１におけるガイド孔３８を介してブロック配置用空間３２に挿入されたディスク３４Ａが連結されており、他端にその表面がプラテン１１の裏面１１Ｂと当接する支持台３４Ｂが形成されている支柱３４とを備えている。この支柱３４は、一端が支柱３４における支持台３４Ｂに接続され、他端が支持体本体３１に接続されており、当該支柱３４の外周面を回巻するよう設けられている圧縮ばね３５によって支持体本体３１に対してその状態が制御されて支持されている。
【００２５】
支持体本体３１におけるブロック配置用空間３２内には、当該ブロック配置用空間３２の天井面３２Ａおよび底面３２Ｂの各々に当接するローラ３７Ａ、３７Ｂがその上端部および下端部に設けられており、プラテン１１の特定平面１１Ａに平行であって支柱３４におけるディスク３４Ａに対して前進および後退する方向（図５において左右方向）にスライド可能な固定用ブロック３６が、その一の側面がディスク３４Ａに対向する状態で配置されている。
この固定用ブロック３６は、当該固定用ブロック３６を介して支柱３４におけるディスク３４Ａと対向する開口によってブロック配置用空間３２に連通するエア配管３９を介してエア供給装置（図示せず）から供給されるエアの作用によってスライドする。
【００２６】
変位式支持体３０においては、支持体本体３１および固定用ブロック３６は、ステンレスよりなるものであり、また、支柱３４におけるディスク３４Ａは、例えばステンレス、リン青銅などの伸長率の小さい材料よりなるものであることが必要とされる。
【００２７】
このような構成の変位式支持体３０においては、図５に示すような固定用ブロック３６が支柱３４におけるディスク３４Ａと離間している変位自在状態において、支持台３４Ｂに対して上方から荷重が加えられると、図６に示すように、変位式支持体３０は、圧縮ばね３５が変形して支持台３４Ｂが下方（図６において下方）に移動することに伴ってディスク３４Ａがブロック配置用空間３２内に深く挿入された状態に変位する。そして、図７に示すように、或る変位状態において、エア供給装置からエア配管３９を介してブロック配置用空間３２内にエアが供給されると固定用ブロック３６がディスク３４Ａに向かって前進する方向（図７において左方向）にスライドし、当該ディスク３４Ａが固定用ブロック３６とブロック配置用空間３２を構成する内壁面とによって挟持され、これにより、支持台３４Ｂの位置が固定される。このようにして、変位式支持体３０において選択された特定変位状態が保持される。
【００２８】
変位式支持体３０は、２４５Ｎ以下の荷重変動による変位状態の変化量（例えば、支持台３４Ｂの変位量）が１μｍ以下である変位状態保持性能を有するものであることが好ましい。
この変位状態保持性能を得るための変位式支持体３０の構成条件の一例としては、エア供給装置によるエアの供給圧力を４９０ｋＰａ、ディスク３４Ａにおける挟持面の大きさを直径７０ｍｍの円の面積に対応する大きさ、固定用ブロック３６に係る保持圧力を１９．６ＭＰａとする。
【００２９】
このような構成を有する平面ステージ装置においては、変位式支持体３０は、固定式支持体２０によってのみ支持された、無負荷の状態のプラテン１１に応じた変位状態を保持している。
具体的には、平面ステージ装置におけるプラテン１１が特定平面１１Ａにおいては所望の平面度を有するものであるが、裏面１１Ｂにおいては自重によって生じる自然たわみのある状態であることから、変位式支持体３０は、このプラテン１１の裏面１１Ｂにおける自然たわみに応じた変位状態を特定変位状態として保持し、変位式支持点Ｂを形成している。
【００３０】
変位式支持体３０における変位式支持点Ｂは、下記の手法によって形成される。
先ず、特定平面とされる平面状の表面を有するプラテン材を用意し、固定式支持体２０により、無負荷な状態のプラテン材の裏面に３個の支持点を形成することによって、当該固定式支持体２０における高さ調整機構によりプラテン材のベースプレート１８に対する高さおよび水平度を調整すると共に支持し、この固定式支持体２０のみによって支持され、自重によって生じる自然たわみのある状態のプラテン材の表面のみを研削処理することによって平面加工し、所望の平面度の特定平面１１Ａを有するプラテン１１を得る。
次いで、自然たわみが生じているプラテン１１の裏面１１Ｂに支持台３４Ｂが当接した状態で所定の位置に配置されている変位自在状態の変位式支持体３０に、プラテン１１における自然たわみに応じた変位状態を保持させ、これにより、用いた変位式支持体３０に対応する数の変位式支持点Ｂを形成する。
なお、変位式支持体３０は、プラテン材に対して平面加工を行う前に配置してもよく、また、プラテン材に平面加工が行われた後に配置してもよい。
【００３１】
移動体１７は、アーム部１７Ｂを介して当該移動体１７に対してエアを供給すると共に、磁力を印加する移動体制御部１７Ａと接続されてなるものであり、プラテン１１の特定平面１１Ａ上において、エアの作用により、例えば特定平面１１Ａから数〜数十μｍ浮上している状態の移動体１７に磁力を印加し、当該移動体１７とプラテン１１における凸極との間の磁界を変化させることにより当該特定平面１１Ａ上を移動するものである。
この図の例においては、移動体１７の各側面には、光学センサ（図示せず）が設けられており、この光学センサの作用によって移動体１７がプラテン１１の特定平面１１Ａ上から離脱することが確実に防止される。
【００３２】
以上のような構成の平面ステージ装置によれば、固定式支持体２０によってベースプレート１８からの高さおよび水平度が定められた状態のプラテン１１に、変位式支持体３０によって固定式支持点Ａ以外の位置に、プラテン１１の状態（高さ、水平度および平面度）を変化させることなく、用いる変位式支持体３０の個数に対応する数の変位式支持点Ｂを形成することができることから、プラテン１１を３点以上の複数の支持点によって確実に支持することができるため、例えば石定盤およびトラス構造体よりなる基台を用いる構成の平面ステージ装置のように、その質量や外観寸法が大きくなって装置自体が大型化されるという弊害を伴うことなく、移動体１７が固定式支持点Ａの直上位置以外の位置に移動した場合においても、プラテン１１におけるたわみの発生を抑制することができることから、このたわみの発生に起因するプラテン１１における特定平面１１Ａの平面度の変動を抑制することができる。
実際上、この平面ステージ装置によれば、プラテン１１の特定平面１１Ａ上を、例えば外径１ｍの大型のワークを載置し、その総重量が５０ｋｇの移動体を移動させる際に生じるプラテン１１の最大たわみ量を３μｍ以下とすることができる。
【００３３】
また、変位式支持体３０が、プラテン１１の特定平面１１Ａに垂直な方向に伸縮することによって変位すると共に、選択された一の変位状態を保持することのできる構成を有するものであることから、プラテン１１の状態に応じた変位状態を選択して保持することができるため、固定式支持体２０によって固定式支持点Ａが形成されて３点支持された状態のプラテン１１に対して変位式支持点Ｂを容易にかつ確実に形成することができる。
従って、平面ステージ装置によれば、容易な手法によってプラテンにおける優れた平面度安定性を得ることができると共に、装置自体を小型のものとすることができる。
【００３４】
更に、平面ステージ装置は、固定式支持体２０を構成する支持部材２１および変位式支持体３０が各々、個別にその高さを調整することのできるものであることから、ベースプレート１８の表面に、例えば０．１ｍｍ程度の凸凹が存在する場合であっても、プラテン１１における所望の平面度を得ることができると共に、優れた平面度安定性を得ることができる。
【００３５】
このような平面ステージ装置をワークステージとして用いた逐次露光装置においては、複数の露光領域に分割された露光面を有するワークを移動体１７上に載置してプラテン１１の特定平面１１Ａ上を移動させて各露光領域に順に露光処理を行うことにより、例えば大型のワークを載置した移動体１７が固定式支持体２０に係る固定式支持点Ａの直上位置以外の位置に移動した場合においても、プラテン１１におけるたわみの発生を抑制することができることから、移動体１７上に載置されているワークの光軸に対する位置が大きく変動することがないため、高い露光精度でワークに対する露光処理を行うことができ、その結果、露光処理に係る優れた信頼性を得ることができる。
また、この逐次露光装置においては、ワークステージの構成が単純なものとなると共に、平面ステージ装置において高い平面度安定性を得るために大型の基台を用いる必要がないことから、ワークステージの小型軽量化を図ることができる。
【００３６】
以上、本発明の平面ステージ装置について具体的に説明したが、本発明は以上の例に限定されるものではなく、種々の変更を加えることができる。
例えば平面ステージ装置は、移動体を備えてなる構成のものに限定されず、単に平面を有するプラテンが固定式支持体および変位式支持体によって支持されてなる構成を有するものであってもよい。このような構成の平面ステージ装置は、種々の測定装置における測定基準面などとして好適に用いられる。
【００３７】
また、平面ステージ装置は、プラテンにおける高い平面度安定性を得るためには変位式支持体を複数用いてなる構成のものが好ましいが、１個の変位式支持体を用いてなる構成のものであってもよい。このような場合においても、固定式支持体のみによって支持されてなる構成の平面ステージ装置に比して高い平面度安定性が得られる。
【００３８】
このような平面ステージ装置は、逐次露光装置のワークステージの他、例えば測定装置における測定基準面、光学測定用定盤などとして好適に用いることができる。
【００３９】
以下、本発明の作用効果を確認するために行った実験について説明する。
【００４０】
＜実験例１＞
図１の構成に従い、縦１８００ｍｍ、横１０００ｍｍ、厚さ１５０ｍｍ（プラテン本体における天井板の肉厚２０ｍｍ）の寸法を有するプラテン本体を備えてなるプラテンが、図４の構成を有する３個の支持部材よりなる固定式支持体と、図５の構成を有する変位式支持体とにより支持されてなり、当該プラテンの特定平面上を、縦６００ｍｍ、横６００ｍｍの寸法を有し、質量５０ｋｇである移動体が移動する構成の平面ステージ装置（以下、「平面ステージ装置（１）」ともいう。）を作製した。
【００４１】
この平面ステージ装置（１）は、特定平面とされる平面状の表面を有するプラテン材を用意し、固定式支持体により、無負荷な状態のプラテン材の裏面に３個の支持点を形成することによって、当該固定式支持体における高さ調整機構によりプラテン材のベースプレートに対する高さおよび水平度を調整すると共に支持し、この固定式支持体のみによって支持され、自重によって生じる自然たわみのある状態のプラテン材の表面のみを研削処理することによって平面加工し、平面度が±１０μｍの範囲内の特定平面を有するプラテンを得、その後、このプラテンの自然たわみが生じた状態の裏面に対して支持台が当接するよう合計１８個の変位式支持体を所定の位置（図３参照）に配置し、プラテンの裏面における自然たわみに応じた変位状態を保持させて変位式支持体による合計１８個の変位式支持点を形成することにより作製したものである。
【００４２】
平面ステージ装置（１）の移動体上に外径１ｍのワークを載置し、プラテンの特定平面上において、このワークを載置した総重量５０ｋｇの移動体を移動させた際に生じるプラテンの最大たわみ量を測定したところ、３μｍであった。
【００４３】
＜比較実験例１＞
実験例１において、変位式支持体を用いなかったこと以外は実験例１と同様にして平面ステージ装置（以下、「比較用平面ステージ装置（１）」ともいう。）を作製し、作製した比較用平面ステージ装置（１）を用いたこと以外は実験例１と同様にしてプラテンの最大たわみ量を測定したところ、２０μｍであった。
【００４４】
以上の結果から、実験例（１）に係る平面ステージ装置（１）が優れた平面度安定性を有するものであることが確認された。
また、平面ステージ装置（１）において、固定式支持体および変位式支持体を用いず、プラテンを石定盤よりなる基台上に一体的に配置してなる（図９参照）こと以外は平面ステージ装置（１）と同様の構成を有すると共に、当該平面ステージ装置（１）と同程度の平面度安定性を有する平面ステージ装置を作製したところ、特に、石定盤による質量の増加が極めて大きく、この平面ステージ装置は大型のものとなり、しかも所望の平面度安定性を得るために必要とされる基台の平面度を得るために高精度で加工することが容易ではなかった。
【００４５】
【発明の効果】
本発明の平面ステージ装置によれば、固定式支持体によって当該平面ステージ装置が配置されている面からの高さおよび水平度が定められた状態のプラテンに、変位式支持体によって、固定式支持体による支持点以外の位置に、用いる変位式支持体の個数に対応する数の支持点を形成することができることから、プラテンを３点以上の複数の支持点によって確実に支持することができるため、装置自体が大型化されるという弊害を伴うことなく、プラテンに荷重が加えられることによって発生するたわみに起因するプラテン平面の平面度の変動を抑制することができる。
また、変位式支持体が、プラテンの平面に垂直な方向に伸縮することによって変位すると共に、選択された一の変位状態を保持することのできる構成を有するものであることから、プラテンの状態に応じた変位状態を選択して保持することができるため、固定式支持体によって支持点が形成された状態のプラテンに対して新たな支持点を容易にかつ確実に形成することができる。
従って、本発明の平面ステージ装置によれば、容易な手法によってプラテンにおける優れた平面度安定性を得ることができると共に、装置自体を小型のものとすることができる。
【００４６】
また、本発明の平面ステージ装置は、プラテンの平面上を移動体が移動する構成を有するものであっても、当該移動体の移動に伴うプラテンにおけるたわみの発生が特性されるため、優れた平面度安定性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の平面ステージ装置の構成の一例を示す説明用平面図である。
【図２】図１の平面ステージ装置の説明用側面図である。
【図３】図１の平面ステージ装置を構成するプラテンの裏面を示す説明用平面図である。
【図４】図１の平面ステージ装置を構成する固定式支持体として好適に用いられる支持部材を示す説明図である。
【図５】図１の平面ステージ装置において好適に用いられる変位式支持体を示す説明図である。
【図６】図５の変位式支持体の或る変位状態を示す説明図である。
【図７】図５の変位式支持体において或る変位状態が保持されている状態を示す説明図である。
【図８】従来の平面ステージ装置を用いた露光装置の一例を示す説明図である。
【図９】従来の平面ステージ装置の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
１１ プラテン
１１Ａ 平面（特定平面）
１１Ｂ 裏面
１２ プラテン本体
１３ 天面板
１４ リブ
１５ 梁
１７ 移動体
１７Ａ 移動体制御部
１７Ｂ アーム部
１８ ベースプレート
１８Ａ 支持部材用貫通孔
１９ 光学フレーム
２０ 固定式支持体
２１ 支持部材
２２ 雄ねじ
２２Ａ 先端部
２３ ボール
２４ ナット
３０ 変位式支持体
３１ 支持体本体
３１Ａ 天面板
３２ ブロック配置用空間
３２Ａ 天井面
３２Ｂ 底面
３４ 支柱
３４Ａ ディスク
３４Ｂ 支持台
３５ 圧縮ばね
３６ 固定用ブロック
３７Ａ、３７Ｂ ローラ
３８ ガイド孔
３９ エア配管
４１ プラテン
４２ 平面
４２Ａ 凸極
４２Ｂ 層
４３ 支持部材
４４ 移動体
４５ 投影レンズ
４５Ａ 焦点
４６ 露光用マスク
４７ ベースプレート
４９ 基台
【発明の属する技術分野】
本発明は、平面ステージ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、碁盤目状に凸極が設けられている平面を有する板状のプラテンを備え、当該プラテンの平面上において、エアの作用により浮上している状態の移動体に対して磁力を印加し、当該移動体とプラテンにおける凸極との間の磁界を変化させることにより、プラテン上を移動体が移動する構成を有する平面ステージ装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
なお、このような構成を有する装置は、サーフェスモータステージ装置、ソーヤモータステージ装置などと称されることもある。
【０００３】
近年、平面ステージ装置は、ボールネジを用いた構成のステージ装置などとは異なり、Ｘステージ、Ｙステージおよびθステージと複数のステージを重ね合わせることなく、プラテンの平面よりなる一のステージ上において移動体を自由に移動させること、またθ回転させることができることから、複数の露光領域に分割された露光面を有するワークを、例えば移動体上に載置して移動させながら、各露光領域に順に露光処理を行う逐次露光装置のワークステージとして適用することが検討されている。
ワークステージとして平面ステージ装置を用いた逐次露光装置においては、ワークステージの構成が単純なものとなることから、ワークステージの小型軽量化を図ることができると期待されている。
【０００４】
しかしながら、平面ステージ装置を、例えば一辺が１ｍ以上あるプリント基板などの大型のワークを露光処理するための逐次露光装置に適用する場合には、載置されるワークの大きさに応じて移動体自体が大きなものとなってその質量も大きくなることから、ワークを載置した移動体（以下、「ワーク載置移動体」ともいう。）の総質量が極めて大きくなり、その一方で平面ステージ装置を構成するプラテンは、３個の支持部材によって、いわゆる３点支持されているため、特にプラテンの厚みが小さい場合には、例えばワーク載置移動体が、プラテンの平面上における支持部材によって形成されている支持点の直上位置以外の位置に移動することによって大きなたわみが生じてしまうこととなり、プラテンにおける優れた平面度安定性を得ることができない、という問題がある。
従って、平面ステージ装置をワークステージとして用いた逐次露光装置においては、図８に示すように、３個の支持部材４３（図８においては、３個のうちの２個のみを示す）によって３点支持されているプラテン４１にたわみが生じることに伴って移動体４４上に載置されているワーク（図示せず）の光軸Ｌに対する位置が下降し、投影レンズ４５の焦点４５Ａがワーク上に位置しなくなるため、高い露光精度でワークに対する露光処理を行うことができず、露光処理に係る信頼性を得ることができない。
図８において、４７は平面ステージ装置が配置されているベースプレート、４６は露光用マスクを示し、また、たわみのない状態のプラテン４１およびそのプラテン４１上の移動体４４を破線によって示す。
【０００５】
また、このようなプラテンにおけるたわみ発生は、例えば３個以上の複数の支持部材を用いたとしても、結局、プラテンが複数の支持部材のうちのいずれか３個の支持部材によって形成された支持点において３点支持されて平面ステージ装置が配置されている面からの高さおよび水平度が定められることから、用いたすべての支持部材によって確実に支持点を形成することができないため、十分に抑制することができない。
【０００６】
而して、大型のワークを露光処理するための逐次露光装置には、平面ステージ装置として、図９に示すように、プラテン４１を、例えば石定盤、トラス構造体などの高い平面度（平面精度）を有する基台４９上に一体的に配置してなる構成を有するものが用いられているが、このような構成の平面ステージ装置においては、基台４９が大きなものとなることに伴って装置自体が大型化かつ重量化してしまい、また、必要とされる基台４９の平面度を確保するための高い加工精度が必要となり高コスト化する、という問題がある。
図９において、４２Ａはプラテン４１の平面４２において碁盤目状に設けられた凸極であり、４２Ｂは、互いに隣接する凸極４２Ａ間の間隙よりなる凹部に形成された非磁性樹脂よりなる層である。
【０００７】
【特許文献１】
特開平０９−２３６８９号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、その目的は、容易な手法によってプラテンにおける優れた平面度安定性を有する小型の平面ステージ装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の平面ステージ装置は、平面を有するプラテンが、３個の支持部材からなる固定式支持体と、当該固定式支持体による支持点以外の位置において支持点を形成し、プラテンの平面に垂直な方向に伸縮することによって変位すると共に、選択された一の変位状態を保持することのできる変位式支持体とにより支持されてなることを特徴とする。
【００１０】
本発明の平面ステージ装置においては、変位式支持体が、固定式支持体によってのみ支持された、無負荷の状態のプラテンに応じた変位状態を保持していることが好ましい。
【００１１】
本発明の平面ステージ装置は、プラテンの平面上を移動する移動体を備えてなるものであってもよい。
【００１２】
【作用】
本発明の平面ステージ装置によれば、固定式支持体によって当該平面ステージ装置が配置されている面からの高さおよび水平度が定められた状態のプラテンに、変位式支持体によって、固定式支持体による支持点以外の位置に、用いる変位式支持体の個数に対応する数の支持点を形成することができることから、プラテンを３点以上の複数の支持点によって確実に支持することができるため、装置自体が大型化されるという弊害を伴うことなく、プラテンに荷重が加えられることによって発生するたわみに起因するプラテン平面の平面度の変動を抑制することができる。
また、変位式支持体が、プラテンの平面に垂直な方向に伸縮することによって変位すると共に、選択された一の変位状態を保持することのできる構成を有するものであることから、プラテンの状態に応じた変位状態を選択して保持することができるため、固定式支持体によって支持点が形成された状態のプラテンに対して新たな支持点を容易にかつ確実に形成することができる。
従って、本発明の平面ステージ装置によれば、容易な手法によってプラテンにおける優れた平面度安定性を得ることができると共に、装置自体を小型のものとすることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本発明の平面ステージ装置の構成の一例を示す説明用平面図であり、図２は、図１の平面ステージ装置の説明用側面図であり、図３は、図１の平面ステージ装置を構成するプラテンの裏面を示す説明用平面図である。
この平面ステージ装置は、逐次露光装置におけるワークステージとして好適に用いられるものであって、例えば碁盤目状に凸極（図示せず）が設けられた平面（以下、「特定平面」ともいう。）１１Ａを有するプラテン１１と、プラテン１１の特定平面１１Ａ上を移動する移動体１７とを備えてなり、当該プラテン１１が、３個の支持部材２１からなる固定式支持体２０と、特定の構造を有し、固定式支持体２０による支持点以外の位置において支持点を形成する変位式支持体３０とにより支持されてなる構成を有するものである。
この図の例においては、平面ステージ装置は、除震装置（図示せず）上に設けられているベースプレート１８上に配置されている。
【００１４】
プラテン１１は、鉄などの金属よりなり、その全体形状が箱状のプラテン本体１２を備え、当該プラテン本体１２の天面板１３の外表面に特定平面１１Ａが形成されてなるものである。
この図の例においては、プラテン１１の特定平面１１Ａにおける、互いに隣接する凸極間の間隙よりなる凹部には非磁性樹脂よりなる層が形成されており（図９参照）、また、プラテン本体１２における天面板１３と、当該天面板１３の周縁部において垂直に伸びるリブ１４とによって包囲されている空間には、プラテン１１の機械的強度を大きくするための梁１５が設けられている。
【００１５】
プラテン１１の特定平面１１Ａにおいては、凸極の表面によって形成されるトップ面の平面度は、当該プラテン１１が無負荷な状態において、通常、±１μｍ〜±１０μｍの範囲内とされる。
【００１６】
ここに、「無負荷な状態」とは、下記（１）または（２）の状態を示す。
（１）プラテン１１の特定平面１１Ａ上に移動体１７が配置されていない状態
（２）プラテン１１の特定平面１１Ａにおける固定式支持体２０によって形成されたいずれかの支持点の直上位置に移動体１７が配置されている状態
【００１７】
プラテン１１は、１００〜２００ｍｍの厚さＨを有するものであることが好ましく、また、プラテン本体１２の天面板１３の肉厚は１０〜２０ｍｍであることが好ましい。
この図の例において、プラテン１１の特定平面１１Ａは、縦１５００ｍｍ、横１２００ｍｍの大きさを有するものであるが、これに限定されず、例えば平面ステージ装置の用途などに応じて適宜の大きさとすることができる。
【００１８】
プラテン１１においては、図３に示すように、プラテン１１の裏面（プラテン本体１２においては、天面板１３の内表面）１１Ｂ側に、固定式支持体２０による合計３個の支持点（以下、「固定式支持点」ともいう。）Ａと、変位式支持体３０による複数（図３においては１８個）の支持点（以下、「変位式支持点」ともいう。）Ｂとが形成されている。
【００１９】
３個の固定式支持点Ａは、各固定式支持点Ａを結ぶ三角形の重心が平面ステージ装置におけるプラテン１１上の重心と一致する位置に形成されている。
図３において、平面ステージ装置におけるプラテン１１上の重心は、露光装置の他の構成要素、例えば投影レンズや露光用マスクを保持するマスクステージなどを支持する光学フレーム１９が備えられることによってプラテン１１上の中心から偏った位置に存在している。
【００２０】
変位式支持点Ｂは、固定式支持点Ａが形成されている以外の位置において、プラテン１１の裏面１１Ｂの縁部を含む、当該裏面１１Ｂの全面に均等に形成されている。
ここに、変位式支持点Ｂの形成位置は、例えばプラテン１１の特定平面１１Ａ上を移動体１７が移動することによって当該プラテン１１に生じるたわみ量を小さくし、必要とされる平面度安定性を得ることのできる位置を、用いる変位式支持体３０の個数などを勘案して構造計算することによって決定される。
【００２１】
固定式支持体２０は、３個の支持部材２１によって構成されており、これらの支持部材２１の各々によって固定式支持点Ａ（合計３個）が形成されている。
この固定式支持体２０により、プラテン１１のベースプレート１８に対する高さおよび水平度が定められている。
【００２２】
本実施例においては、支持部材２１として、図４に示すような先端部２２Ａにボール２３が設けられた雄ねじ２２から構成されてなるボール先スクリューが用いられている。このボール先スクリューによれば、ベースプレート１８に形成された支持部材用貫通孔１８Ａに対するねじ込み深さを調整し、そのねじ込み深さをナット２４により固定する高さ調整機構により、当該ベースプレート１８に対するプラテン１１の高さおよび水平度を調整することができる。
なお、ボール先スクリューは、プラテン１１におけるベースプレート１８に対する高さおよび水平度が決定されて固定された状態において、当該プラテン１１の特定平面１１Ａに垂直な方向に変位するものではない。
【００２３】
変位式支持体３０は、プラテン１１の特定平面１１Ａに垂直な方向（図２において、上下方向）に伸縮することによって変位すると共に、選択された一の変位状態（以下、「特定変位状態」ともいう。）を保持することのできるものである。
【００２４】
変位式支持体３０としては、図５に示すような構成を有するものを好適に用いることができる。
この変位式支持体３０は、内部に断面形状が矩形であるブロック配置用空間３２を有し、その天面板３１Ａを貫通してブロック配置用空間３２と連通するガイド孔３８が形成されている支持体本体３１と、一端に支持体本体３１におけるガイド孔３８を介してブロック配置用空間３２に挿入されたディスク３４Ａが連結されており、他端にその表面がプラテン１１の裏面１１Ｂと当接する支持台３４Ｂが形成されている支柱３４とを備えている。この支柱３４は、一端が支柱３４における支持台３４Ｂに接続され、他端が支持体本体３１に接続されており、当該支柱３４の外周面を回巻するよう設けられている圧縮ばね３５によって支持体本体３１に対してその状態が制御されて支持されている。
【００２５】
支持体本体３１におけるブロック配置用空間３２内には、当該ブロック配置用空間３２の天井面３２Ａおよび底面３２Ｂの各々に当接するローラ３７Ａ、３７Ｂがその上端部および下端部に設けられており、プラテン１１の特定平面１１Ａに平行であって支柱３４におけるディスク３４Ａに対して前進および後退する方向（図５において左右方向）にスライド可能な固定用ブロック３６が、その一の側面がディスク３４Ａに対向する状態で配置されている。
この固定用ブロック３６は、当該固定用ブロック３６を介して支柱３４におけるディスク３４Ａと対向する開口によってブロック配置用空間３２に連通するエア配管３９を介してエア供給装置（図示せず）から供給されるエアの作用によってスライドする。
【００２６】
変位式支持体３０においては、支持体本体３１および固定用ブロック３６は、ステンレスよりなるものであり、また、支柱３４におけるディスク３４Ａは、例えばステンレス、リン青銅などの伸長率の小さい材料よりなるものであることが必要とされる。
【００２７】
このような構成の変位式支持体３０においては、図５に示すような固定用ブロック３６が支柱３４におけるディスク３４Ａと離間している変位自在状態において、支持台３４Ｂに対して上方から荷重が加えられると、図６に示すように、変位式支持体３０は、圧縮ばね３５が変形して支持台３４Ｂが下方（図６において下方）に移動することに伴ってディスク３４Ａがブロック配置用空間３２内に深く挿入された状態に変位する。そして、図７に示すように、或る変位状態において、エア供給装置からエア配管３９を介してブロック配置用空間３２内にエアが供給されると固定用ブロック３６がディスク３４Ａに向かって前進する方向（図７において左方向）にスライドし、当該ディスク３４Ａが固定用ブロック３６とブロック配置用空間３２を構成する内壁面とによって挟持され、これにより、支持台３４Ｂの位置が固定される。このようにして、変位式支持体３０において選択された特定変位状態が保持される。
【００２８】
変位式支持体３０は、２４５Ｎ以下の荷重変動による変位状態の変化量（例えば、支持台３４Ｂの変位量）が１μｍ以下である変位状態保持性能を有するものであることが好ましい。
この変位状態保持性能を得るための変位式支持体３０の構成条件の一例としては、エア供給装置によるエアの供給圧力を４９０ｋＰａ、ディスク３４Ａにおける挟持面の大きさを直径７０ｍｍの円の面積に対応する大きさ、固定用ブロック３６に係る保持圧力を１９．６ＭＰａとする。
【００２９】
このような構成を有する平面ステージ装置においては、変位式支持体３０は、固定式支持体２０によってのみ支持された、無負荷の状態のプラテン１１に応じた変位状態を保持している。
具体的には、平面ステージ装置におけるプラテン１１が特定平面１１Ａにおいては所望の平面度を有するものであるが、裏面１１Ｂにおいては自重によって生じる自然たわみのある状態であることから、変位式支持体３０は、このプラテン１１の裏面１１Ｂにおける自然たわみに応じた変位状態を特定変位状態として保持し、変位式支持点Ｂを形成している。
【００３０】
変位式支持体３０における変位式支持点Ｂは、下記の手法によって形成される。
先ず、特定平面とされる平面状の表面を有するプラテン材を用意し、固定式支持体２０により、無負荷な状態のプラテン材の裏面に３個の支持点を形成することによって、当該固定式支持体２０における高さ調整機構によりプラテン材のベースプレート１８に対する高さおよび水平度を調整すると共に支持し、この固定式支持体２０のみによって支持され、自重によって生じる自然たわみのある状態のプラテン材の表面のみを研削処理することによって平面加工し、所望の平面度の特定平面１１Ａを有するプラテン１１を得る。
次いで、自然たわみが生じているプラテン１１の裏面１１Ｂに支持台３４Ｂが当接した状態で所定の位置に配置されている変位自在状態の変位式支持体３０に、プラテン１１における自然たわみに応じた変位状態を保持させ、これにより、用いた変位式支持体３０に対応する数の変位式支持点Ｂを形成する。
なお、変位式支持体３０は、プラテン材に対して平面加工を行う前に配置してもよく、また、プラテン材に平面加工が行われた後に配置してもよい。
【００３１】
移動体１７は、アーム部１７Ｂを介して当該移動体１７に対してエアを供給すると共に、磁力を印加する移動体制御部１７Ａと接続されてなるものであり、プラテン１１の特定平面１１Ａ上において、エアの作用により、例えば特定平面１１Ａから数〜数十μｍ浮上している状態の移動体１７に磁力を印加し、当該移動体１７とプラテン１１における凸極との間の磁界を変化させることにより当該特定平面１１Ａ上を移動するものである。
この図の例においては、移動体１７の各側面には、光学センサ（図示せず）が設けられており、この光学センサの作用によって移動体１７がプラテン１１の特定平面１１Ａ上から離脱することが確実に防止される。
【００３２】
以上のような構成の平面ステージ装置によれば、固定式支持体２０によってベースプレート１８からの高さおよび水平度が定められた状態のプラテン１１に、変位式支持体３０によって固定式支持点Ａ以外の位置に、プラテン１１の状態（高さ、水平度および平面度）を変化させることなく、用いる変位式支持体３０の個数に対応する数の変位式支持点Ｂを形成することができることから、プラテン１１を３点以上の複数の支持点によって確実に支持することができるため、例えば石定盤およびトラス構造体よりなる基台を用いる構成の平面ステージ装置のように、その質量や外観寸法が大きくなって装置自体が大型化されるという弊害を伴うことなく、移動体１７が固定式支持点Ａの直上位置以外の位置に移動した場合においても、プラテン１１におけるたわみの発生を抑制することができることから、このたわみの発生に起因するプラテン１１における特定平面１１Ａの平面度の変動を抑制することができる。
実際上、この平面ステージ装置によれば、プラテン１１の特定平面１１Ａ上を、例えば外径１ｍの大型のワークを載置し、その総重量が５０ｋｇの移動体を移動させる際に生じるプラテン１１の最大たわみ量を３μｍ以下とすることができる。
【００３３】
また、変位式支持体３０が、プラテン１１の特定平面１１Ａに垂直な方向に伸縮することによって変位すると共に、選択された一の変位状態を保持することのできる構成を有するものであることから、プラテン１１の状態に応じた変位状態を選択して保持することができるため、固定式支持体２０によって固定式支持点Ａが形成されて３点支持された状態のプラテン１１に対して変位式支持点Ｂを容易にかつ確実に形成することができる。
従って、平面ステージ装置によれば、容易な手法によってプラテンにおける優れた平面度安定性を得ることができると共に、装置自体を小型のものとすることができる。
【００３４】
更に、平面ステージ装置は、固定式支持体２０を構成する支持部材２１および変位式支持体３０が各々、個別にその高さを調整することのできるものであることから、ベースプレート１８の表面に、例えば０．１ｍｍ程度の凸凹が存在する場合であっても、プラテン１１における所望の平面度を得ることができると共に、優れた平面度安定性を得ることができる。
【００３５】
このような平面ステージ装置をワークステージとして用いた逐次露光装置においては、複数の露光領域に分割された露光面を有するワークを移動体１７上に載置してプラテン１１の特定平面１１Ａ上を移動させて各露光領域に順に露光処理を行うことにより、例えば大型のワークを載置した移動体１７が固定式支持体２０に係る固定式支持点Ａの直上位置以外の位置に移動した場合においても、プラテン１１におけるたわみの発生を抑制することができることから、移動体１７上に載置されているワークの光軸に対する位置が大きく変動することがないため、高い露光精度でワークに対する露光処理を行うことができ、その結果、露光処理に係る優れた信頼性を得ることができる。
また、この逐次露光装置においては、ワークステージの構成が単純なものとなると共に、平面ステージ装置において高い平面度安定性を得るために大型の基台を用いる必要がないことから、ワークステージの小型軽量化を図ることができる。
【００３６】
以上、本発明の平面ステージ装置について具体的に説明したが、本発明は以上の例に限定されるものではなく、種々の変更を加えることができる。
例えば平面ステージ装置は、移動体を備えてなる構成のものに限定されず、単に平面を有するプラテンが固定式支持体および変位式支持体によって支持されてなる構成を有するものであってもよい。このような構成の平面ステージ装置は、種々の測定装置における測定基準面などとして好適に用いられる。
【００３７】
また、平面ステージ装置は、プラテンにおける高い平面度安定性を得るためには変位式支持体を複数用いてなる構成のものが好ましいが、１個の変位式支持体を用いてなる構成のものであってもよい。このような場合においても、固定式支持体のみによって支持されてなる構成の平面ステージ装置に比して高い平面度安定性が得られる。
【００３８】
このような平面ステージ装置は、逐次露光装置のワークステージの他、例えば測定装置における測定基準面、光学測定用定盤などとして好適に用いることができる。
【００３９】
以下、本発明の作用効果を確認するために行った実験について説明する。
【００４０】
＜実験例１＞
図１の構成に従い、縦１８００ｍｍ、横１０００ｍｍ、厚さ１５０ｍｍ（プラテン本体における天井板の肉厚２０ｍｍ）の寸法を有するプラテン本体を備えてなるプラテンが、図４の構成を有する３個の支持部材よりなる固定式支持体と、図５の構成を有する変位式支持体とにより支持されてなり、当該プラテンの特定平面上を、縦６００ｍｍ、横６００ｍｍの寸法を有し、質量５０ｋｇである移動体が移動する構成の平面ステージ装置（以下、「平面ステージ装置（１）」ともいう。）を作製した。
【００４１】
この平面ステージ装置（１）は、特定平面とされる平面状の表面を有するプラテン材を用意し、固定式支持体により、無負荷な状態のプラテン材の裏面に３個の支持点を形成することによって、当該固定式支持体における高さ調整機構によりプラテン材のベースプレートに対する高さおよび水平度を調整すると共に支持し、この固定式支持体のみによって支持され、自重によって生じる自然たわみのある状態のプラテン材の表面のみを研削処理することによって平面加工し、平面度が±１０μｍの範囲内の特定平面を有するプラテンを得、その後、このプラテンの自然たわみが生じた状態の裏面に対して支持台が当接するよう合計１８個の変位式支持体を所定の位置（図３参照）に配置し、プラテンの裏面における自然たわみに応じた変位状態を保持させて変位式支持体による合計１８個の変位式支持点を形成することにより作製したものである。
【００４２】
平面ステージ装置（１）の移動体上に外径１ｍのワークを載置し、プラテンの特定平面上において、このワークを載置した総重量５０ｋｇの移動体を移動させた際に生じるプラテンの最大たわみ量を測定したところ、３μｍであった。
【００４３】
＜比較実験例１＞
実験例１において、変位式支持体を用いなかったこと以外は実験例１と同様にして平面ステージ装置（以下、「比較用平面ステージ装置（１）」ともいう。）を作製し、作製した比較用平面ステージ装置（１）を用いたこと以外は実験例１と同様にしてプラテンの最大たわみ量を測定したところ、２０μｍであった。
【００４４】
以上の結果から、実験例（１）に係る平面ステージ装置（１）が優れた平面度安定性を有するものであることが確認された。
また、平面ステージ装置（１）において、固定式支持体および変位式支持体を用いず、プラテンを石定盤よりなる基台上に一体的に配置してなる（図９参照）こと以外は平面ステージ装置（１）と同様の構成を有すると共に、当該平面ステージ装置（１）と同程度の平面度安定性を有する平面ステージ装置を作製したところ、特に、石定盤による質量の増加が極めて大きく、この平面ステージ装置は大型のものとなり、しかも所望の平面度安定性を得るために必要とされる基台の平面度を得るために高精度で加工することが容易ではなかった。
【００４５】
【発明の効果】
本発明の平面ステージ装置によれば、固定式支持体によって当該平面ステージ装置が配置されている面からの高さおよび水平度が定められた状態のプラテンに、変位式支持体によって、固定式支持体による支持点以外の位置に、用いる変位式支持体の個数に対応する数の支持点を形成することができることから、プラテンを３点以上の複数の支持点によって確実に支持することができるため、装置自体が大型化されるという弊害を伴うことなく、プラテンに荷重が加えられることによって発生するたわみに起因するプラテン平面の平面度の変動を抑制することができる。
また、変位式支持体が、プラテンの平面に垂直な方向に伸縮することによって変位すると共に、選択された一の変位状態を保持することのできる構成を有するものであることから、プラテンの状態に応じた変位状態を選択して保持することができるため、固定式支持体によって支持点が形成された状態のプラテンに対して新たな支持点を容易にかつ確実に形成することができる。
従って、本発明の平面ステージ装置によれば、容易な手法によってプラテンにおける優れた平面度安定性を得ることができると共に、装置自体を小型のものとすることができる。
【００４６】
また、本発明の平面ステージ装置は、プラテンの平面上を移動体が移動する構成を有するものであっても、当該移動体の移動に伴うプラテンにおけるたわみの発生が特性されるため、優れた平面度安定性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の平面ステージ装置の構成の一例を示す説明用平面図である。
【図２】図１の平面ステージ装置の説明用側面図である。
【図３】図１の平面ステージ装置を構成するプラテンの裏面を示す説明用平面図である。
【図４】図１の平面ステージ装置を構成する固定式支持体として好適に用いられる支持部材を示す説明図である。
【図５】図１の平面ステージ装置において好適に用いられる変位式支持体を示す説明図である。
【図６】図５の変位式支持体の或る変位状態を示す説明図である。
【図７】図５の変位式支持体において或る変位状態が保持されている状態を示す説明図である。
【図８】従来の平面ステージ装置を用いた露光装置の一例を示す説明図である。
【図９】従来の平面ステージ装置の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
１１ プラテン
１１Ａ 平面（特定平面）
１１Ｂ 裏面
１２ プラテン本体
１３ 天面板
１４ リブ
１５ 梁
１７ 移動体
１７Ａ 移動体制御部
１７Ｂ アーム部
１８ ベースプレート
１８Ａ 支持部材用貫通孔
１９ 光学フレーム
２０ 固定式支持体
２１ 支持部材
２２ 雄ねじ
２２Ａ 先端部
２３ ボール
２４ ナット
３０ 変位式支持体
３１ 支持体本体
３１Ａ 天面板
３２ ブロック配置用空間
３２Ａ 天井面
３２Ｂ 底面
３４ 支柱
３４Ａ ディスク
３４Ｂ 支持台
３５ 圧縮ばね
３６ 固定用ブロック
３７Ａ、３７Ｂ ローラ
３８ ガイド孔
３９ エア配管
４１ プラテン
４２ 平面
４２Ａ 凸極
４２Ｂ 層
４３ 支持部材
４４ 移動体
４５ 投影レンズ
４５Ａ 焦点
４６ 露光用マスク
４７ ベースプレート
４９ 基台
Claims (3)
- 平面を有するプラテンが、３個の支持部材からなる固定式支持体と、当該固定式支持体による支持点以外の位置において支持点を形成し、プラテンの平面に垂直な方向に伸縮することによって変位すると共に、選択された一の変位状態を保持することのできる変位式支持体とにより支持されてなることを特徴とする平面ステージ装置。
- 変位式支持体が、固定式支持体によってのみ支持された、無負荷の状態のプラテンに応じた変位状態を保持していることを特徴とする請求項１に記載の平面ステージ装置。
- プラテンの平面上を移動する移動体を備えてなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の平面ステージ装置。
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