JP2007214449A - XYθ移動ステージ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ワーク9を保持するプレート6を有し、プレート6がプレート面において直交するXY方向および上記プレート面に対して直交する軸の周りのθ回転方向に移動可能なXYθ移動ステージにおいて、ステージベース1と、ステージベース1に固定され、移動磁界を発生する磁極を有する推力発生手段2と、ステージベース1に固定された3個の基準支持部材3と、ステージベース1に固定された1個以上の補助支持部材4とを備え、プレート6は、3個の基準支持部材3および1個以上の補助支持部材4によって支持されると共に、ワーク9を保持する面とは反対側の面に、碁盤目状の凸極が形成された平面状のプラテン8が設けられ、推力発生手段2により駆動されることを特徴とするXYθ移動ステージである。
【選択図】図1
Description
上記装置における平面ステージは、移動体の一方の面(通常は上面)がワークを載置するためのワークステージとなるため、移動体の表面もプラテンの表面も、精度良く平面加工されている。移動体の他方の面(通常は下面)には、直交する座標軸の各軸方向に移動磁界を発生させるための磁極と、エアを吹き出すエアパッドが設けられている。
この平面ステージ装置は、プラテンの凸極に向き合うように、移動体の磁極とエアパッドが置かれ、移動体はエアの作用により浮上する。この状態で移動体の磁極に移動磁界を発生させ、磁極とプラテンの凸極との間の磁界を変化させることにより、移動体をプラテン上を移動させることができる。
同図に示すように、光照射部101は、露光光を含む光を放射するランプ102と、ランプ102からの光を反射するミラー103を有する。マスクステージ104は、パターンが形成されたマスク105を保持する。投影レンズ106は、マスク105のパターンを平面プレート107上に載置保持されているワーク108上に投影する。
しかし、近年、液晶パネルやプリント基板は大型化しており、これらのワーク108はソーヤモータステージの移動体109よりも大きく、そのワーク108を載置保持する平面プレート107も、移動体109よりも大きくなる。したがって、移動体109の上にオーバーハングするようにワーク108を載置する平面プレート107が設けられることになる。
同図に示すように、移動体109に対してオーバーハングして載置された平面プレート107には、偏荷重がかかりやすく、一方、移動体109はプラテン110に対してエア浮上して支持されるので、偏荷重に弱い。したがって、平面プレート107の端に力が加わると、平面プレート107にφ方向の傾きや揺れが生じることになる。このような露光装置においては、ワーク108の端の方の露光領域を露光中に、φ方向の揺れが発生すると、ワーク108の表面が、投影レンズ106の結像位置からずれてしまうので、ワーク108に投影されるマスクパターンの像がぼけてしまい、露光精度が悪くなる。
第1の手段は、ワークを保持するプレートを有し、該プレートがプレート面において直交するXY方向および上記プレート面に対して直交する軸の周りのθ回転方向に移動可能なXYθ移動ステージにおいて、ステージベースと、上記ステージベースに固定され、移動磁界を発生する磁極を有する推力発生手段と、上記ステージベースに固定された3個の基準支持部材と、上記ステージベースに固定された1個以上の補助支持部材とを備え、上記プレートは、上記3個の基準支持部材および上記1個以上の補助支持部材によって支持されると共に、上記ワークを保持する面とは反対側の面に、碁盤目状の凸極が形成された平面状のプラテンが設けられ、上記推力発生手段により駆動されることを特徴とするXYθ移動ステージである。
第2の手段は、第1の手段において、上記基準支持部材は、上記プレート面に対して直交するZ方向の高さが固定されており、上記補助支持部材は、上記プレート面に対して直交するZ方向の高さが可変であることを特徴とするXYθ移動ステージである。
第3の手段は、第1の手段において、上記基準支持部材は、エア噴出孔を有するエアパッドと、該エアパッドを支持する台座と、上記エアパッドを上記台座に対して支持する球面軸受とを備え、上記補助支持部材は、エア噴出孔を有するエアパッドと、該エアパッドを支持するエアシリンダまたはスプリングと、上記エアパッドを上記エアシリンダまたは上記スプリングに対して支持する球面軸受とを備えることを特徴とするXYθ移動ステージである。
第4の手段は、ワークを保持するプレートを有し、該プレートがプレート面において直交するXY方向および上記プレート面に対して直交する軸の周りのθ回転方向に移動可能なXYθ移動ステージにおいて、ステージベースと、上記ステージベースに固定され、移動磁界を発生する磁極とエア噴出孔を有するエアパッドと、該エアパッドを支持する台座と、上記エアパッドを上記台座に対して支持する球面軸受とを備える3個の基準支持部材と、上記ステージベースに固定され、エア噴出孔を有するエアパッドと、該エアパッドを支持するエアシリンダまたはスプリングと、上記エアパッドを上記エアシリンダまたは上記スプリングに対して支持する球面軸受とを備える1個以上の補助支持部材とを備え、上記プレートは、上記3個の基準支持部材および上記1個以上の補助支持部材によって支持されると共に、上記ワークを保持する面とは反対側の面に、碁盤目状の凸極が形成された平面状のプラテンが設けられ、上記基準支持部材により駆動されることを特徴とするXYθ移動ステージである。
第5の手段は、第1の手段ないし第4の手段のいずれか1つの手段において、上記補助支持部材は、上記平面プレートが占める領域よりも広い領域をおいて分散配置されていることを特徴とするXYθ移動ステージである。
第6の手段は、第1の手段ないし第5の手段のいずれか1つの手段において、上記プレートに設けられているプラテンは、複数に分割されていることを特徴とするXYθ移動ステージである。
第7の手段は、マスクステージに保持されたマスクを介して、XYθ移動ステージに保持されたワークに、光照射部からの光りを照射して、上記ワークを露光処理する露光装置において、上記XYθ移動ステージが第1の手段ないし第6の手段のいずれか1つの手段に記載のXYθ移動ステージであることを特徴とする露光装置である。
第8の手段は、照明部からの照明光により、XYθ移動ステージに保持されたワークに照明し、照明されたワークを撮像し、撮像された画像に基づき、上記ワークに形成されたパターンを検査する検査装置において、上記XYθ移動ステージが第1の手段ないし第6の手段のいずれか1つの手段に記載の移動ステージであることを特徴とする検査装置。
請求項3に記載の発明によれば、基準支持部材および補助支持部材は、自由に首振り可能な球面軸受によって支持されたエアパッドを備えているので、平面プレートを柔軟に支持することができる。
請求項4に記載の発明によれば、基準支持部材が推力発生手段の機能を備えているので、部品点数を減らすことができ、さらに小型軽量化を図ることができる。
請求項5に記載の発明によれば、平面プレートが広範囲に移動しても、平面プレートの傾きや揺れを確実に防ぐことができる。
請求項6に記載の発明によれば、平面プレートとプラテンの熱膨張率が異なっていても、熱膨張の差を吸収することができる。
請求項7に記載の発明によれば、露光を行っている領域が常に3個の基準支持部材が囲む領域内にあるので、露光を行っている領域が、傾いたり揺れたりすることがなく、安定した状態で露光処理を行うことができる。
請求項8に記載の発明によれば、検査を行っている領域を常に3個の基準支持部材が支持しているので、検査を行っている領域が、傾いたり揺れたりすることがなく、安定した状態で検査処理を行うことができる。
図1は、本発明に係るXYθ移動ステージを適用した露光装置の構成を示す断面図、図2は図1に示したXYθ移動ステージの平面図である。なお、図1は図2のA−A断面図であり、また図1においては、図8に示したような光照射部、マスクおよびマスクステー
ジは省略されている。
また、推力発生手段2は、図2に示すように、移動磁界の方向がX軸に沿う方向に1個配置されたX方向推力発生手段21と、移動磁界の方向がY軸に沿う方向に2個配置されたY方向推力発生手段22とを有する。Y方向推力発生手段22の磁界を移動させず、X方向推力発生手段21の磁界を移動させると、平面プレート6はX方向に移動する。また、X方向推力発生手段21の磁界を移動させず、2つのY方向推力発生手段22の磁界を、同期して同じ方向に移動させると、平面プレート6はY方向に移動する。また、X方向推力発生手段21の磁界を移動させず、2つのY方向推力発生手段22の磁界を、反対方向に移動させると、平面プレート6はθ回転軸方向に回転移動する。
同図に示すように、推力発生手段2は、ステージベース1に対して高さ(上下)方向に自由度を有するように取り付けられる板ばね23と、板ばね23上に取り付けられ、一軸方向に移動磁界を発生する磁極24とから構成されている。また、磁極24の表面にはエア噴出孔25が設けられ、平面プレート6を浮上させるためのエアが供給されている。
上記したように、推力発生手段2は、X方向に推力を発生させるX方向推力発生手段21が1個と、Y方向に推力を発生させるY方向推力発生手段22が2個の、合計3個設けられる。
同図に示すように、基準支持部材3は、エア噴出孔31を有するエアパッド32と、ステージベース1に固定されエアパッド32を支持する台座33と、エアパッド32を台座33に対して支持する球面軸受34とから構成される。エアパッド32は、多孔質、またはオリフィスが設けられた表面からエアが噴出するエア噴出孔31を備え、球面軸受34により自由に首振り可能に構成されている。
基準支持部材3は、図2に示すように、ベースステージ1上に3個設けられ、予めステージベース1に対して高さを設定しておくことにより、平面プレート6の平面位置を決める。
同図に示すように、補助支持部材4は、エア噴出孔41を有するエアパッド42と、エアパッド42を支持する中間台43と、中間台43からエアシリンダ45内に伸びるシャフト44と、ステージベース1に固定され中間台43を支持するエアシリンダ45と、エアパッド42を中間台43に対して支持する球面軸受46とから構成されている。
補助支持部材4は、図2に示すように、ベースステージ1上に1個以上設けられ、エアシリンダ45によって供給されるエアの圧力を変化させることにより、シャフト44が任意の推力で上下し、エアパッド42を任意の高さに調整することができる。
同図に示すように、補助支持部材4は、エア噴出孔41を有するエアパッド42と、エアパッド42を支持する中間台43と、中間台43からスプリング47に伸びるシャフト44と、ステージベース1に固定され中間台43を支持するスプリング47と、エアパッド42を中間台43に対して支持する球面軸受46とから構成される。
補助支持部材4は、スプリング47の弾性圧力が変化することにより、シャフト44が任意の推力で上下するので、エアパッド42を任意の高さに調整することができる。
まず、3個の基準支持部材3の高さを設定し、設定後、補助支持部材4のエアシリンダ45にエアが供給し、シャフト44を上昇させる。補助支持部材4のエアシリンダ45に供給するエアの圧力は、平面プレート6の自重撓みをなくする推力が得られる圧力とする。平面プレート6の自重撓みをなくする推力は、平面プレート6の大きさ重さと基準支持部材3や補助支持部材4の個数から予め計算により求めておく。
図7は、本発明に係るXYθ移動ステージを適用した検査装置の構成を示す断面図である。
同図において、11は照明部、12はLED、13は撮像部、14はレンズ、15はCCDである。なお、その他の構成は図1に示す同符号の構成に対応するので、説明を省略する。
同図に示すように、本発明に係るXYθ移動ステージは、複数の検査領域に分割されたワーク9を、分割された領域順に移動させることにより検査する検査装置であり、照明部11は、照明光を放射するLED12を有し、平面プレート6上に置かれた検査を行うワーク9に対して照明光を照射する。撮像部13は、レンズ14とCCD15を有し、照明光により照明されたワーク9のパターンを撮像する。撮像したワーク9の画像は、不図示の制御部において、基準となるパターンと比較され、良否が判定される。
なお、上記の各実施形態においては、推力発生手段2と基準支持部材3とを別個に設けたが、基準支持部材3の上部にあるエアパッド32の表面に推力発生手段2に備えられていた磁極24を設け、基準支持部材3を推力発生手段2と兼ねるように構成してもよい。
上記したように、基準支持部材3は、平面プレート6の平面位置を決めるために3個設けられ、推力発生手段2もまたX方向推力発生手段21が1個とY方向推力発生手段22が2個の合計3個設けられるので、両者を兼ねる構成とすることができる。このように基準支持部材3を推力発生手段2と兼ねる構成とすることによって、部品点数を減らすことができ、さらなる小型軽量化を図ることができる。
2 推力発生手段
21 X方向推力発生手段
22 Y方向推力発生手段
23 板ばね
24 磁極
25 エア噴出孔
3 基準支持部材
31 エア噴出孔
32 エアパッド
33 台座
34 球面軸受
4 補助支持部材
41 エア噴出孔
42 エアパッド
43 中間台
45 エアシリンダ
44 シャフト
46 球面軸受
47 スプリング
5 平面ステージ
6 平面プレート
7 ハニカムコア
8 プラテン
81 隙間
9 ワーク
10 投影レンズ
11 照明部
12 LED
13 撮像部
14 レンズ
15 CCD
Claims (8)
- ワークを保持するプレートを有し、該プレートがプレート面において直交するXY方向および上記プレート面に対して直交する軸の周りのθ回転方向に移動可能なXYθ移動ステージにおいて、
ステージベースと、
上記ステージベースに固定され、移動磁界を発生する磁極を有する推力発生手段と、
上記ステージベースに固定された3個の基準支持部材と、
上記ステージベースに固定された1個以上の補助支持部材とを備え、
上記プレートは、上記3個の基準支持部材および上記1個以上の補助支持部材によって支持されると共に、上記ワークを保持する面とは反対側の面に、碁盤目状の凸極が形成された平面状のプラテンが設けられ、上記推力発生手段により駆動されることを特徴とするXYθ移動ステージ。 - 上記基準支持部材は、上記プレート面に対して直交するZ方向の高さが固定されており、上記補助支持部材は、上記プレート面に対して直交するZ方向の高さが可変であることを特徴とする請求項1に記載のXYθ移動ステージ。
- 上記基準支持部材は、エア噴出孔を有するエアパッドと、該エアパッドを支持する台座と、上記エアパッドを上記台座に対して支持する球面軸受とを備え、
上記補助支持部材は、エア噴出孔を有するエアパッドと、該エアパッドを支持するエアシリンダまたはスプリングと、上記エアパッドを上記エアシリンダまたは上記スプリングに対して支持する球面軸受とを備えることを特徴とする請求項1に記載のXYθ移動ステージ。 - ワークを保持するプレートを有し、該プレートがプレート面において直交するXY方向および上記プレート面に対して直交する軸の周りのθ回転方向に移動可能なXYθ移動ステージにおいて、
ステージベースと、
上記ステージベースに固定され、移動磁界を発生する磁極とエア噴出孔を有するエアパッドと、該エアパッドを支持する台座と、上記エアパッドを上記台座に対して支持する球面軸受とを備える3個の基準支持部材と、
上記ステージベースに固定され、エア噴出孔を有するエアパッドと、該エアパッドを支持するエアシリンダまたはスプリングと、上記エアパッドを上記エアシリンダまたは上記スプリングに対して支持する球面軸受とを備える1個以上の補助支持部材とを備え、
上記プレートは、上記3個の基準支持部材および上記1個以上の補助支持部材によって支持されると共に、上記ワークを保持する面とは反対側の面に、碁盤目状の凸極が形成された平面状のプラテンが設けられ、上記基準支持部材により駆動されることを特徴とするXYθ移動ステージ。 - 上記補助支持部材は、上記平面プレートが占める領域よりも広い領域において分散配置されていることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1つの請求項に記載のXYθ移動ステージ。
- 上記プレートに設けられているプラテンは、複数に分割されていることを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか1つの請求項に記載のXYθ移動ステージ。
- マスクステージに保持されたマスクを介して、XYθ移動ステージに保持されたワークに、光照射部からの光りを照射して、上記ワークを露光処理する露光装置において、
上記XYθ移動ステージが請求項1ないし請求項6のいずれか1つの請求項に記載のXYθ移動ステージであることを特徴とする露光装置。 - 照明部からの照明光により、XYθ移動ステージに保持されたワークに照明し、照明されたワークを撮像し、撮像された画像に基づき、上記ワークに形成されたパターンを検査する検査装置において、
上記XYθ移動ステージが請求項1ないし請求項6のいずれか1つの請求項に記載の移動ステージであることを特徴とする検査装置。
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