JP2006247474A - 位置制御ステージ装置及び基板処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ステージの平面度、水平度を高精度に維持することができ、また、コストダウンすることができる位置制御ステージ装置及び基板処理装置を提供する。
【解決手段】ステージ１３に鋳鉄を用い、その上面１３ａに、被パターン形成体Ｐを載置する移動テーブル３０を設け、ステージ１３を鉛直方向に昇降駆動する６つの空圧アクチュエータ１２Ａ〜１２Ｆにより支持し、そして、姿勢制御器１２１が位置センサＳ１の出力に基づいて、ステージ１３の上面１３ａが所定の位置を維持するようにそれぞれの空圧アクチュエータ１２Ａ〜１２Ｆを独立して制御、駆動した。
【選択図】図１

Description

本発明は、平面度、水平度が制御可能な位置制御ステージ装置及び基板処理装置に関するものである。

従来から、ガラス基板等の被パターン形成体にカラーインクを塗布し、例えばカラーフィルタ等を作製するインクジェットタイプのパターン形成装置（基板処理装置）があった（例えば、特許文献１）。このような、パターン形成装置は、ステージと呼ばれる定盤状の基礎の上に、インクジェットヘッドユニット、被パターン形成体を移動可能に載置する移動テーブル等が設置される。パターン形成装置は、塗布効率や、カラーフィルタのサイズの要求等から、被パターン形成体への塗布可能なサイズを、より大きくすることが求められてきた。

図３は、従来のＧ３サイズ（５５０ｍｍ×６５０ｍｍ）対応のパターン形成装置を模式的に示す斜視図である。図３は、後述する移動テーブル２２０が矢印Ｘ１方向に移動した状態を示す図である。図４は、パターン形成装置を模式的に示す平面図である。
従来のパターン形成装置２００は、ベースフレーム２１１と、除振台等に相当する３つの空圧アクチュエータに構成された支持部２１２Ａ〜２１２Ｃと、補助支持部２１３と、ステージ２１４と、フレーム２１５と、移動テーブル２２０と、インクジェットヘッドユニット２３０とを備えている。
ベースフレーム２１１は、支持部２１２Ａ〜２１２Ｃと、補助支持部２１３とが載置された基礎となる骨組みである。
支持部２１２Ａ〜２１２Ｃは、ステージ２１４の４隅の内３箇所を鉛直方向（図３示すＺ軸方向）に移動可能に支持している。支持部２１２Ａ〜２１２Ｃは、ステージ２１４が平面度、水平度を保つように、制御部（図示せず）により制御される。このように、３点で支持する理由は、４点以上で積極的に支持する場合、安定した制御が不可能だからである。すなわち、剛性の高いステージを、例えば、４点で支持し、一点の高さが変わった場合に、これに他の３点を追従させる安定した制御は、不可能である。
補助支持部２１３は、ステージ２１４の４隅の内残りの１箇所を補助的に支持している。補助支持部２１３は、空圧アクチュエータに圧力センサを設けた構造である。補助支持部２１３は、その鉛直方向における高さが、支持部２１２Ａ〜２１２Ｃによるステージ２１４の調整後の高さに倣って昇降する。すなわち、補助支持部２１３は、ステージ２１４の高さに倣ってその鉛直方向が変化したときに、エアシリンダ内の圧力が一定になるように制御される。
ステージ２１４は、図３に示すように、支持部２１２Ａ〜２１２Ｃと、補助支持部２１３とにより支持される。ステージ２１４は、例えば、石材を用い、剛性が高くなるように形成される。ステージ２１４には、後述する移動テーブル２２０、インクジェットヘッドユニット２３０等が移動可能に設けられている。
ステージ２１４は、Ｇ３サイズの被パターン形成体に対応して、例えば、２０００ｍｍ×１５００ｍｍ×２５０ｍｍ程度のサイズに成形される。

フレーム２１５は、インクジェットヘッドユニット２３０を保持するための骨組みであり、ステージ２１４の上面に設けられている。
移動テーブル２２０は、被パターン形成体Ｐを移動可能に載置する部材である。移動テーブル２２０は、エアスライド式の移動ステージであり、ステージ２１４に設けられたＸ軸移動レール２１４ａ、リニア型のモータユニット２２０ａにより、Ｘ軸方向に移動可能にステージ２１４に載置される。また、移動テーブル２２０は、Ｙ軸方向に移動可能な同様な移動機構（図示せず）を有しており、Ｙ軸方向にも移動可能である。
インクジェットヘッドユニット２３０は、被パターン形成体Ｐにインクを塗布する部材である。インクジェットヘッドユニット２３０は、Ｙ軸方向に移動可能に、かつ、Ｚ軸に対して平行な軸Ｚ１を中心に回転可能（図３に回転方向θ１を示す。）にフレーム２１５に保持されている。

以上説明した、パターン形成装置２００の動作について説明する。
パターン形成装置２００は、被パターン形成体Ｐにインクを塗布するとき、移動テーブル２２０が矢印Ｘ１方向に移動することにより、図３に示す状態となる。
このとき、移動テーブル２２０の移動にともない、ステージ２１４の重心が偏るが、支持部２１２Ａ〜２１２Ｃがステージ２１４を水平に保つように調整することにより、ステージ２１４の平面度、水平度が保たれる。このとき、補助支持部２１３は、支持部による３点支持に倣って鉛直方向に調整され、ステージ２１４を保持する。
しかし、図４に示すように、移動テーブル２２０が矢印Ｘ１方向に移動して、ステージ２１４と移動テーブル２２０との重心が、支持部２１２Ａ〜２１２Ｃの３点により形成される三角形の内側の範囲（斜線部）よりも外側に移動すると、補助支持部２１３に大きな負荷がかかる。さらに、被パターン形成体ＰのサイズがＧ４サイズ（６８０ｍｍ×８８０ｍｍ）である場合、ステージのサイズは、例えば４０００ｍｍ×２５００ｍｍ×３５０ｍｍ程度となる。この場合、ステージ２１４の自重と、移動テーブル２２０等の重量が大きくなり、ステージ２１４は、鉛直方向下側（図３に示す矢印Ａ方向）に、より大きな負荷がかかり、ステージ２１４が変形する可能性がある。補助支持部２１３は、ステージ２１４が変形しても、これに倣って、ステージ２１４を支持する。ステージ２１４が変形すると、Ｘ軸移動レール２１４ａ、Ｙ軸移動レール（図示せず）に歪みが生じる可能性がある。そして、Ｘ軸移動レール２１４ａ、Ｙ軸移動レールの歪みが大きい場合、ステージ２１４の位置決め精度が低下して、被パターン形成体Ｐの品質が悪化する可能性がある。例えば、垂直方向の変位が２５０μｍ程度である場合Ｘ−Ｙ方向における変位は、１５μｍ程度生じる。この傾向は、被パターン形成体Ｐのサイズが、Ｇ４、Ｇ６へと大きくなるに従って顕著になる。

また、従来のパターン形成装置の構造において、ステージを大きくすることは、上記の問題に加え、以下の問題がある。
（１）材料に石材を用いて、剛性を高くするために板厚を厚くした場合、形状が大きくなるため、石材の調達が困難になるという問題がある。これは、材料自体の調達が困難である他、納期、コスト面でも不利である。さらに、石材の採掘現場から、加工工場等までの運搬が困難であるという問題がある。
（２）ステージが大きくなるに従って、装置の重量が重くなる。これは、工場等の設置環境を限定する。すなわち、地盤が堅固で安定した土地や、工場の１階部分等に設置することが要求されるという問題がある。
（３）ステージ２１４のヒステリシスの問題がある。すなわち、移動テーブル２２０の移動速度や、ステージ２１４の材料の特性によって、移動テーブル２２０が図３に示す矢印Ｘ１方向と矢印Ｘ２方向に移動する場合とで、移動テーブル２２０のステージ２１４に対する位置における、ステージ２１４の変形量が異なる場合がある。例えば、ステージ２１４が矢印Ｘ２方向に移動して、支持部２１２Ａ〜２１２Ｃがステージ２１４の平面度、水平度を維持するように支持しても、ステージ２１４の補助支持部２１３における変形（図３参照）が、本来の形状に復帰するまでに時間的な遅れが生じ、ステージ２１４の平面度、水平度が十分に保てないという問題がある。

特開２００２−３６１８５２号公報

本発明の課題は、ステージの平面度、水平度を高精度に維持することができ、また、コストダウンすることができる位置制御ステージ装置及び基板処理装置を提供することである。

本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施例に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。
請求項１の発明は、載置物（３０等）を載置する載置面（１３ａ）を有し、低剛性の定盤を用いたステージ（１３）と、前記ステージ（１３）の鉛直方向（Ｚ軸方向）における位置情報を検出する検出部（Ｓ１）と、前記ステージ（１３）を鉛直方向（Ｚ軸方向）に昇降駆動する少なくとも４つの昇降駆動部（１２）と、前記検出部（Ｓ１）の出力に基づいて、前記ステージ（１３）の前記載置面（１３ａ）が所定の位置を維持するようにそれぞれの前記昇降駆動部（１２）を独立して制御する制御部（１２１）と、を備えた位置制御ステージ装置である。

請求項２の発明は、請求項１に記載の位置制御ステージ装置において、前記検出部（Ｓ１）は、前記ステージ（１３）における前記昇降駆動部（１２）による支持点の変位を検出すること、を特徴とする位置制御ステージ装置である。
請求項３の発明は、請求項１に記載の位置制御ステージ装置において、前記制御部（１２１）は、前記昇降駆動部（１２）にそれぞれ設けられていること、を特徴とする位置制御ステージ装置である。
請求項４の発明は、請求項１に記載の位置制御ステージ装置において、前記ステージ（１３）は、金属材料から形成され、リブ構造又は中空構造であること、を特徴とする位置制御ステージ装置である。

請求項５の発明は、被パターン形成体（Ｐ）を載置する載置面（１３ａ）に、前記被パターン形成体（Ｐ）に塗布液を吐出する吐出穴を有するヘッド部（５０）が設けられ、低剛性の定盤を用いたステージ（１３）と、前記ステージ（１３）の鉛直方向（Ｚ軸方向）における位置情報を検出する検出部（Ｓ１）と、前記ステージ（１３）を鉛直方向（Ｚ軸方向）に昇降駆動する少なくとも４つの昇降駆動部（１２）と、前記検出部（Ｓ１）の出力に基づいて、前記ステージ（１３）の前記載置面（１３ａ）が所定の位置を維持するようにそれぞれの前記昇降駆動部（１２）を独立して制御する制御部（１２１）と、を備えた基板処理装置（１）である。

請求項６の発明は、請求項５に記載の基板処理装置（１）において、前記検出部（Ｓ１）は、前記ステージ（１３）における前記昇降駆動部（１２）による支持点の変位を検出すること、を特徴とする基板処理装置（１）である。
請求項７の発明は、請求項５に記載の基板処理装置（１）において、前記制御部（１２１）は、前記昇降駆動部（１２）にそれぞれ設けられていること、を特徴とする基板処理装置（１）である。
請求項８の発明は、請求項５に記載の基板処理装置（１）において、前記ステージ（１３）は、金属材料から形成され、リブ構造又は中空構造であること、を特徴とする基板処理装置（１）である。

本発明によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）本発明は、載置物を載置する載置面を有し、低剛性の定盤を用いたステージと、ステージの鉛直方向における位置情報を検出する検出部と、ステージを鉛直方向に昇降駆動する少なくとも４つの昇降駆動部とを備えている。そして、制御部は、検出部の出力に基づいて、ステージの載置面が所定の位置を維持するようにそれぞれの昇降駆動部を独立して制御する。
これにより、少なくとも４つの昇降駆動部が鉛直方向における所定の位置に、独立して駆動することできるので、ステージが低剛性であっても、その平面度、水平度を維持することができる。また、ステージの剛性、大きさ、設置環境等によるステージの変形量に応じて、昇降駆動部の設置数を適宜増減することにより、ステージの変形に柔軟に対応することができる。

（２）本発明は、検出部が、ステージにおける昇降駆動部による支持点の変位を検出する。
これにより、検出部と昇降駆動部とが一対で設けられ、支持点におけるステージの変形量を、独立して検出することができる。

（３）本発明は、制御部が、昇降駆動部にそれぞれ設けられている。
これにより、制御部と昇降駆動部とが一対で設けられ、昇降駆動部の制御の独立性を、より高めることができる。さらに、検出部と制御部と昇降駆動部とを一対で設けることにより、ステージの変形量に対して、より柔軟に対処することができる。すなわち、例えば、昇降駆動部間におけるステージのたわみが、所定の量（例えば、２５０μｍ程度）以上の場合に、新たに昇降駆動部を設けること等が、容易に行なうことができる。

（４）本発明は、ステージが、金属材料から形成され、リブ構造又は中空構造である。
これにより、例えば、内部をリブ構造、中空構造にした鋳鉄製のステージを用いることにより、石材等のステージよりも軽量化、コストダウン等が可能である。

本発明は、ステージの平面度、水平度を高精度に維持することができ、また、コストダウンすることができる位置制御ステージ装置及び基板処理装置を提供するという目的を、ステージに鋳鉄を用い、その上面に、パターン形成体を載置する移動テーブルを設け、ステージを鉛直方向に昇降駆動する６つの空圧アクチュエータにより支持し、そして、姿勢制御器が、位置センサの出力に基づいて、ステージの上面が所定の位置を維持するように、それぞれの空圧アクチュエータを独立して制御、駆動することによって実現した。

以下、図面等を参照して、本発明の実施例をあげて、さらに詳しく説明する。
図１は、本発明による実施例のパターン形成装置１（基板処理装置）を示す斜視図である。
本実施例のパターン形成装置１は、Ｇ４サイズ（６８０ｍｍ×８８０ｍｍ）のガラス基板等（被パターン形成体）にカラーインクを塗布し、例えばカラーフィルタ等を作製するインクジェットタイプの装置である。
パターン形成装置１は、ベース部１０と、移動テーブル３０と、インクジェットヘッドユニット５０とを備えている。

ベース部１０は、ベースフレーム１１と、空圧アクチュエータ１２（１２Ａ〜１２Ｆ）と、ステージ１３と、フレーム１４と、アライメントカメラ１５とを備えている。
ベースフレーム１１は、パターン形成装置１の最下部に設けられた骨組みであり、その上側に空圧アクチュエータ１２が設けられている。
空圧アクチュエータ１２（昇降駆動部）は、後述するステージ１３を鉛直方向（Ｚ軸方向）に移動可能に支持する。空圧アクチュエータ１２は、後述するように、エアシリンダ１２ａ（図２参照）を備え、この空気圧を調整することにより伸縮し、そのストロークは、例えば、１０ｍｍ程度である。本実施例では、６つの空圧アクチュエータ１２Ａ〜１２Ｆを備え、計６点でステージ１３を支持する。空圧アクチュエータ１２Ａ〜１２Ｄは、ステージ１３の４隅の範囲をそれぞれ支持する。そして、空圧アクチュエータ１２Ｅは、空圧アクチュエータ１２Ａ，１２Ｂ間の中間の範囲を、空圧アクチュエータ１２Ｆは、空圧アクチュエータ１２Ｃ，１２Ｄ間の中間の範囲を、それぞれ支持する。空圧アクチュエータの動作等については、後述する。

ステージ１３は、移動テーブル３０と、インクジェットヘッドユニット５０とを載置する定盤状の部材を用いたステージである。ステージ１３は、その本体が、鋳造により製作され、その材質は、例えば、鉄（金属材料）である。ステージ１３は、図１に一部断面で示すように、内部がリブ構造であり、軽量化したことにより、従来のステージよりも低剛性に形成されている。本実施例のステージ１３は、石材を用いる場合と比較して、５０％〜７０％の軽量化をすることができた。本実施例のステージ１３の大きさは、Ｇ４サイズの被パターン形成体に対応したサイズであるため、例えば、４０００ｍｍ×２５００ｍｍ×３５０ｍｍ程度である。ステージ１３は、その上面１３ａ（載置面）に、Ｘ軸に対して平行な２本のＸ軸レール１３ｂを備え、後述する移動テーブル３０を移動可能に載置する。Ｘ軸レール１３ｂは、ステージ本体とは別部材から形成される。なお。ステージ１３は、リブ構造ではなく中空構造により軽量化、低剛性に形成されてもよい。

フレーム１４は、後述するアライメントカメラ１５とインクジェットヘッドユニット５０とを移動可能に保持するために、ステージ１３に設けられた骨組みである。
アライメントカメラ１５は、ステー１５ａを介してフレーム１４に、Ｙ軸方向に移動可能に設置されている。アライメントカメラ１５が後述する吸着テーブル３４に載置された被パターン形成体Ｐの基準点（図示せず）を撮像することにより、被パターン形成体Ｐは、水平方向（Ｘ−Ｙ方向）の位置が補正される。

移動テーブル３０は、被パターン形成体Ｐを載置して、所望のパターンに移動する移動ステージであり、Ｘステージ３１と、Ｙステージ３２と、θステージ３３と、吸着テーブル３４とを備えている。
Ｘステージ３１は、Ｙステージ３２を載置して、Ｘ軸方向に移動する移動ステージである。Ｘステージ３１は、Ｙ軸方向への移動を規制するガイド部３１ａが形成され、これがステージ１３のＸ軸レール１３ｂに係合することにより、Ｘ軸方向に移動可能に載置される。このガイド部３１ａには、空気を噴出する微小の空気穴が形成されており、Ｘステージ３１は、浮上することにより円滑に移動することができる。Ｘステージ３１は、リニア型のモータユニット３１ｂによって移動する。Ｘステージ３１は、Ｘ軸に対して平行にリニアスケール（図示せず）を有し、このリニアスケールで計測された位置情報がフィードバックされて、モータユニット３１ｂが制御される。Ｘステージ３１は、その上面に、Ｙ軸に対して平行な２本のＹ軸レール３１ｃを備え、後述するＹステージ３２を移動可能に載置する。

Ｙステージ３２は、θステージ３３を載置して、Ｙ軸方向に移動する移動ステージである。Ｙステージ３２の構造は、基本的には、Ｘステージ３１と同様である。すなわち、Ｙステージ３２は、Ｘ軸方向への移動を規制するガイド部３２ａが形成され、これがＹ軸レール３１ｃに係合して、リニア型のモータユニット（図示せず）によってＹ軸方向に移動する。このガイド部３２ａには、空気を噴出する微小の空気穴が形成されており、Ｙステージ３２は、浮上することにより円滑に移動することができる。

θステージ３３は、吸着テーブル３４を載置して、回転移動する移動機構である。θステージ３３は、Ｙステージ３２に載置されている。θステージ３３は、その下面に、サーボモータが設けられ、これにより鉛直方向（Ｚ軸方向）に対して平行な軸Ｚ２を中心に回転する。また、θステージ３３は、その上面に、吸着テーブル３４を設置する。
吸着テーブル３４は、複数のエア吸着穴を備え、そのエア吸着穴より空気を吸引して被パターン形成体Ｐを吸着固定するテーブルである。

インクジェットヘッドユニット５０は、赤色インク、緑色インク、青色インク（塗布液）を吐出する吐出穴を有するインクジェットヘッド（ヘッド部）を備えている。インクジェットヘッドユニット５０は、フレーム１４の上側の部分１４ａに、Ｙ軸方向に移動可能に、かつ、鉛直方向（Ｚ軸方向）に対して平行な軸Ｚ３を中心に回転可能に設けられている。インクジェット方式としては、ピエゾ方式、サーマル方式などが広く知られているが、本装置においては、いずれも使用可能である。インクジェットヘッドユニット５０は、リニアスケールのパルス信号に基づいて噴射のタイミングが計られている。

次に、ステージ１３を支持する空圧アクチュエータ１２等の構造、動作等について説明する。以下、主に空圧アクチュエータ１２Ａとその周辺部分について説明するが、空圧アクチュエータ１２Ｂ〜１２Ｆについてもそれぞれ同様な構造を有し、独立した動作が可能である。
図２は、パターン形成装置１を図１の矢印Ｂ方向から示す図であり、パターン形成装置１の一部を拡大して示す正面図である。
パターン形成装置１は、図２に示すように、空圧アクチュエータ１２Ａを駆動、制御するために、駆動ユニット１２０Ａが設けられている。駆動ユニット１２０Ａは、位置センサＳ１（検出部）と、姿勢制御器１２１（制御部）と、電空変換器駆動用ドライバ１２３と、空電変換器１２４と、空圧源１２５とを備えている。

位置センサＳ１は、ステージ１３の空圧アクチュエータ１２Ａによる支持範囲（支持点）の鉛直方向における、所定の位置からの変位（位置情報）を検出する検出部である。所定の位置とは、例えば、ステージ１３の上面１３ａの水平度、平面度をアライメントした状態における、ステージ１３の裏面の鉛直方向の位置である。位置センサＳ１は、例えば、公知のレーザ干渉計、静電容量型変位計等が用いられる。位置センサＳ１は、ベースフレーム１１の部分１１ｂに固定され、ステージ１３の裏面との距離Ｄを測定することにより、ステージ１３の鉛直方向における所定の位置からの変位を検出する。なお、位置センサＳ１の取り付けは、検出精度を向上するために、設置面に別途取付け台を設け、これに固定してもよい。また、ステージ１３の鉛直方向の測定は、例えば、設置面からの高さを直接測定して、その鉛直方向の絶対位置を検出してもよい。

姿勢制御器１２１は、位置センサＳ１の出力に基づいて、ステージ１３の所定の位置からの変位を算出する。姿勢制御器１２１は、この変位を算出したあとに、ステージ１３を所定の位置に戻すために必要な演算処理を行ない、電空変換器駆動用ドライバ１２３に信号を出力する。
電空変換器駆動用ドライバ１２３は、例えば、Ａ／Ｄ変換器等を備え、姿勢制御器１２１からの信号に応じて、後述する空電変換器１２４に信号を出力し、空電変換器１２４を駆動する駆動回路である。
空電変換器１２４は、電空変換器駆動用ドライバ１２３の信号に応じて、空圧アクチュエータ１２Ａのエアシリンダ１２ａと後述する空圧源１２５とを接続する接続バルブ（図示せず）の開閉と、エアシリンダ１２ａから空気を開放するリリースバルブ（図示せず）の開閉を行なう。これにより、エアシリンダ１２ａは、その加圧空気量が調整され鉛直方向に伸縮し、そして、ステージ１３は、鉛直方向に移動する。空電変換器１２４は、例えば、磁石でフラッパを動作させる電気空圧サーボバルブ等が用いられる。
空圧源１２５は、空圧アクチュエータ１２Ａの駆動力を供給する駆動源であり、圧縮空気を作り出すコンプレッサである。空圧源１２５で圧縮された空気は、空電変換器１２４のバルブ開閉に応じて、空圧アクチュエータ１２Ａのエアシリンダ１２ａに空気を供給する。

次に、上述したパターン形成装置１の動作について説明する。
移動テーブル３０は、塗布工程において、被パターン形成体Ｐを載置して、Ｘ軸方向に往復移動する。そして、図２に示すように、移動テーブル３０が矢印Ｘ１方向に移動して、ステージ１３の端部の範囲にあるときは、空圧アクチュエータ１２Ａ，１２Ｄ（図１参照）に、より大きな荷重がかかる。この状態において、ステージ１３は、移動テーブル３０の重量によって、鉛直方向下側に変位する。ステージ１３の変位は、駆動ユニット１２０Ａの位置センサＳ１により検出され、姿勢制御器１２１等は、ステージ１３が所定の位置を維持するように、エアシリンダ１２ａの空気圧を調整して、空圧アクチュエータ１２Ａを制御、駆動する。すなわち、姿勢制御器１２１等は、ステージ１３の変形量を打ち消すように、空圧アクチュエータ１２Ａを、フィードバック制御する。空圧アクチュエータ１２Ｄにおいても、同様な制御、駆動が独立して行なわれる。
一方、移動テーブル３０が矢印Ｘ２方向に移動したときは、空圧アクチュエータ１２Ａ、１２Ｄは、負荷が小さくなるために、鉛直方向に伸長する。この場合にも、位置センサＳ１、姿勢制御器１２１等は、ステージ１３が所定の位置を維持するように、空圧アクチュエータ１２Ａ、１２Ｄを駆動、制御する。
このように、空圧アクチュエータ１２は、ステージ１３が低剛性であるため、４点以上（本実施では、６点）で支持することにより、ステージ１３の安定した位置制御が可能である。

同様に、その他の空圧アクチュエータ１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｅ，１２Ｆは、それぞれの駆動ユニットが独立して、ステージ１３の支持範囲（支持点）の鉛直方向における所定の位置を維持するように制御、駆動される。このため、移動テーブル３０の移動方向の違いによる、ステージ１３の鉛直方向における変位のヒステリシスは、発生しない。
以上の動作により、ステージ１３の上面１３ａは、平面度、水平度を維持することができる。これにより、移動テーブル３０を高精度に制御、駆動することができる。また、移動テーブル３０に載置された被パターン形成体Ｐの平面度、水平度が高精度に維持され、パターン形成装置１は、高精度な塗布をすることができる。本実施例のパターン形成装置１は、Ｘ−Ｙ方向における精度を、５μｍまで向上することができた。

以上説明したように、本実施例のパターン形成装置１（基板処理装置）は、軽量化することにより、低剛性に形成された鋳鉄製のステージ１３が、その上面１３ａ（載置面）に、被パターン形成体Ｐを載置する移動テーブル３０、インクジェットヘッドユニット５０が支持されたフレーム１４等の載置物を載置する。ステージ１３は、鉛直方向に昇降駆動する６つの空圧アクチュエータ１２Ａ〜１２Ｆ（昇降駆動部）により支持されている。ステージ１３における空圧アクチュエータ１２Ａ〜１２Ｆによる支持範囲（支持点）の鉛直方向の変位（位置情報）は、それぞれ独立した位置センサＳ１（検出部）が検出する。そして、姿勢制御器１２１（制御部）が、それぞれ設けられ、位置センサＳ１の出力に基づいて、ステージ１３の上面１３ａが所定の位置を維持するように空圧アクチュエータ１２Ａ〜１２Ｆを独立して制御する。
これにより、本実施例のパターン形成装置１は、６つの空圧アクチュエータ１２Ａ〜１２Ｆを独立して制御、昇降駆動し、ステージ１３の鉛直方向における位置を支持範囲毎に、所定の位置に調整することができる。このため、パターン形成装置１は、ステージ１３が低剛性であっても、その平面度、水平度を維持でき、高精度な塗布を行なうことができる。

また、本実施例のパターン形成装置１は、位置センサＳ１、姿勢制御器１２１、空圧アクチュエータ１２等が、一対で独立したユニットを構成する。
これにより、本実施例のパターン形成装置１は、ステージ１３の剛性、大きさ、設置環境等によるステージ１３の変形量に応じて、空圧アクチュエータ１２の設置数を適宜、容易に増減することができ、ステージ１３の変形に柔軟に対処することができる。

さらに、本実施例のパターン形成装置１のステージ１３は、鋳鉄を用いることにより、石材を用いた従来のステージに比べ、コストダウン、軽量化、納期短縮が可能である。そして、材料の調達、運搬も容易である。さらにまた、パターン形成装置１は、その軽量化により、地盤の強弱等の設置環境に柔軟に対応することができる。

（変形例）
以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の均等の範囲内である。
（１）本実施例において、パターン形成装置１は、６つの空圧アクチュエータ１２を備えた例を示したが、これに限定されない。例えば、ステージ１３の鉛直方向における変形量が小さいときは（例えば、変形量が２５０μｍ以下）、少なくとも４つの空圧アクチュエータ（昇降駆動部）があればよい。この場合、空圧アクチュエータ１２Ｅ，１２Ｆは、圧力センサを備え、シリンダ内の圧力を一定に保ち、ステージ１３の変形に倣って昇降してステージ１３を補助的に支持する支持部でもよい。これによっても、ステージは、十分な平面度、水平度を維持することができ、また、鋳鉄を用いることにより、軽量化等が可能である。
また、例えば、Ｇ３サイズの被パターン形成体に対応した装置のように、ステージの大きさが小さくその鉛直方向における変形量が小さいときは（例えば、変形量が２５０μｍ以下）、少なくとも４つの空圧アクチュエータ（昇降駆動部）があればよい。
逆に、例えば、さらに大きなＧ６サイズ等に対応したステージの場合は、ステージの自重、移動テーブル等の荷重による変形量に応じて（例えば、変形量が２５０μｍ以上）、空圧アクチュエータの数を増やしてもよい。この場合にも、位置センサ、姿勢制御器、空圧アクチュエータ等は、一対で独立したユニットであるため、容易に対処することができる。

（２）本実施例において、パターン形成装置１は、昇降駆動部として空圧アクチュエータを用いた例を示したが、これに限定されない。ステージの変形量、変形に対する応答速度、駆動力等を満足するアクチュエータであればよい。例えば、圧電素子を用いた圧電アクチュエータを用いてもよい。また、ラックギアとピニオンギア等から構成されるギアユニットを用いてもよい。

（３）本実施例において、ステージ１３、空圧アクチュエータ１２等は、パターン形成装置１に設けられている例を示したが、これに限定されない。例えば、検査装置、測定器（例えば、三次元測定機等）に設けて、そのステージの平面度、水平度を維持するように制御、駆動し、検査精度、測定精度を向上させてもよい。

（４）本実施例において、ステージ１３の平面度、水平度を維持するために、ステージ１３の変形量を測定して、その変形量を打ち消すように、６つ（複数）の空圧アクチュエータ１２を独立してフィードバック制御する例を示したが、これに限定されない。例えば、移動テーブル３０の水平方向（Ｘ−Ｙ方向）の位置に対するステージ１３の鉛直方向（Ｚ軸方向）における変形量を算出し、これに応じて複数の空圧アクチュエータ１２を独立して制御する、いわゆるフィードフォワード制御を行なってもよい。これにより、移動テーブル３０の移動に対する空圧アクチュエータ１２の応答速度を向上することができる。なお、ステージ１３の変形量は、実測値等をメモリに記憶して適宜読み出してもよい。
また、ステージ１３の空圧アクチュエータ１２の支持範囲に加速度センサをそれぞれ設け、ステージ１３の振動を打ち消すように複数の空圧アクチュエータ１２を独立してフィードバック制御してもよい。これにより、同様な構造を用いたまま、制振装置として用いることができる。

（５）本実施例において、鋳鉄製のステージ１３の位置制御をする例を示したが、これに限定されない。例えば、材料に石材を用い、従来よりも厚みを薄くして低剛性に形成されたステージの位置制御を行なってもよい。

本発明を適用した実施例のパターン形成装置１を示す斜視図である。 本実施例における空圧アクチュエータ１２の駆動ユニット１２０等を示す図である。 従来のパターン形成装置を模式的に示す斜視図である。 従来のパターン形成装置を模式的に示す平面図である。

符号の説明

１ パターン形成装置
１０ ベース部
１１ ベースフレーム
１２（１２Ａ〜１２Ｆ） 空圧アクチュエータ
１３ ステージ
１４ フレーム
１５ アライメントカメラ
３０ 移動テーブル
５０ インクジェットヘッドユニット
１２０Ａ 駆動ユニット
１２１ 姿勢制御器
１２３ 電空変換器駆動用ドライバ
１２４ 空電変換器
１２５ 空圧源
２００ パターン形成装置
２１１ ベースフレーム
２１２Ａ〜２１２Ｃ 支持部
２１３ 補助支持部
２１４ ステージ
２２０ 移動テーブル
Ｓ１ 位置センサ

Claims (8)

1. 載置物を載置する載置面を有し、低剛性の定盤を用いたステージと、
   前記ステージの鉛直方向における位置情報を検出する検出部と、
   前記ステージを鉛直方向に昇降駆動する少なくとも４つの昇降駆動部と、
   前記検出部の出力に基づいて、前記ステージの前記載置面が所定の位置を維持するようにそれぞれの前記昇降駆動部を独立して制御する制御部と、
   を備えた位置制御ステージ装置。
2. 請求項１に記載の位置制御ステージ装置において、
   前記検出部は、前記ステージにおける前記昇降駆動部による支持点の変位を検出すること、
   を特徴とする位置制御ステージ装置。
3. 請求項１に記載の位置制御ステージ装置において、
   前記制御部は、前記昇降駆動部にそれぞれ設けられていること、
   を特徴とする位置制御ステージ装置。
4. 請求項１に記載の位置制御ステージ装置において、
   前記ステージは、金属材料から形成され、リブ構造又は中空構造であること、
   を特徴とする位置制御ステージ装置。
5. 被パターン形成体を載置する載置面に、前記被パターン形成体に塗布液を吐出する吐出穴を有するヘッド部が設けられ、低剛性の定盤を用いたステージと、
   前記ステージの鉛直方向における位置情報を検出する検出部と、
   前記ステージを鉛直方向に昇降駆動する少なくとも４つの昇降駆動部と、
   前記検出部の出力に基づいて、前記ステージの前記載置面が所定の位置を維持するようにそれぞれの前記昇降駆動部を独立して制御する制御部と、
   を備えた基板処理装置。
6. 請求項５に記載の基板処理装置において、
   前記検出部は、前記ステージにおける前記昇降駆動部による支持点の変位を検出すること、
   を特徴とする基板処理装置。
7. 請求項５に記載の基板処理装置において、
   前記制御部は、前記昇降駆動部にそれぞれ設けられていること、
   を特徴とする基板処理装置。
8. 請求項５に記載の基板処理装置において、
   前記ステージは、金属材料から形成され、リブ構造又は中空構造であること、
   を特徴とする基板処理装置。
   
   

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