JP3450129B2 - 移動ステージ - Google Patents

移動ステージ

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JP3450129B2
JP3450129B2 JP21973296A JP21973296A JP3450129B2 JP 3450129 B2 JP3450129 B2 JP 3450129B2 JP 21973296 A JP21973296 A JP 21973296A JP 21973296 A JP21973296 A JP 21973296A JP 3450129 B2 JP3450129 B2 JP 3450129B2
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正昭 山本
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Screen Holdings Co Ltd
Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70691Handling of masks or workpieces

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Details Of Measuring And Other Instruments (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、被対象物を保持
したステージを、ステージ面上の複数ポイントにおいて
ステージ面と垂直な方向へ進退させて、被対象物が所定
の平面と平行となるようにステージ面の傾斜調整を行う
移動ステージに関する。
【0002】
【従来の技術】例えばプリント基板や液晶基板等の製造
工程では、感光剤を塗布した被対象物にフォトマスクを
介して露光を施し、前記被対象物上にフォトマスク上の
パターンを形成する露光装置が用いられる。このような
露光装置では、高い転写精度が求められるため、前記フ
ォトマスクと被対象物とのギャップを露光全面において
均一に調整する必要がある。このため従来の露光装置で
は、フォトマスクに対向して被対象物を載置するステー
ジを、ステージ面上の複数ポイントにおいて個々にステ
ージ面と垂直な方向に向かって位置調整をして、フォト
マスクと被対象物とのギャップが均一となるようにして
いる。
【0003】このような装置としては、前記ステージを
水平に配置し、このステージの下面をボールキャスター
により支持するとともに、前記ボールキャスターを上下
に駆動させてステージの傾斜調整を行う装置が知られて
いる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】この従来の技術では、
ステージがボールキャスター上に自重により支持される
構造であるため、例えばステージを垂直に配置すること
ができないという問題がある。
【0005】ここで重力の替わりに、前記ステージを所
定の付勢手段にて付勢しながら垂直に配置することも考
えられるが、この場合ステージが大サイズになると重量
が増加し、不安定になるという問題も発生する。それゆ
えに本発明では、ステージを水平以外例えば垂直等に配
置しても安定して移動することができる移動ステージを
提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明では、そ
の表面に被対象物を保持するステージを、ステージ面上
の複数ポイントにおいてステージ面と垂直な方向へ進退
させて、被対象物が所定の平面と平行となるようにステ
ージ面の傾斜調整を行う移動ステージであって、前記ス
テージ面において2次元的に分布配置されたN個(Nは
3またはそれ以上の整数)ポイントを、各々独立してス
テージ面と垂直な方向へ進退させるN個のアーム及びア
ーム駆動手段と、前記ステージが前記垂直な方向へ移動
することを許容しつつ、前記ステージと前記N個のアー
ムのそれぞれとを、球面部を有するロッドと前記球面部
を保持する球面軸受けとの組合せを用いて遊離不能に結
合するN個の結合部とを備えることを特徴とする。
【0007】好ましくは前記整数Nが3であり、そのよ
うにして構成された請求項2の発明では、その表面に被
対象物を保持するステージを、ステージ面上の複数ポイ
ントにおいてステージ面と垂直な方向へ進退させて、被
対象物が所定の平面と平行となるようにステージ面の傾
斜調整を行う移動ステージであって、前記ステージ面に
おいて三角形を構成するように配置された第1乃至第3
のポイントを、各々独立してステージ面と垂直な方向へ
進退させる第1乃至第3のアーム及びアーム駆動手段
と、前記ステージが前記垂直な方向へ移動することを許
容しつつ、前記ステージと前記第1乃至第3のアームの
それぞれとを、球面部を有するロッドと前記球面部を保
持する球面軸受けとの組合せを用いて遊離不能に結合す
る3つの結合部と、を備えることを特徴とする。
【0008】また請求項3の発明では、請求項2の移動
ステージにおいて、前記3つの結合部が、前記第1のア
ームに対し前記ステージを回動自在に支持しつつ、第1
のアームとステージとを、球面部を有するロッドと前記
球面部を保持する球面軸受けとの組合せを用いて遊離不
能に結合する第1の結合部と、前記第2のアームに対し
前記ステージを回動自在に、かつ前記第1のポイントと
第2のポイントとを結ぶ直線方向にだけ平行移動自在に
支持しつつ、第2のアームとステージとを、球面部を有
するロッドと前記球面部を保持する球面軸受けとの組合
せを用いて遊離不能に結合する第2の結合部と、前記第
3のアームに対し前記ステージを回動自在に、かつステ
ージ面に平行な面内で2次元的に平行移動自在に支持し
つつ、第3のアームとステージとを、球面部を有するロ
ッドと前記球面部を保持する球面軸受けとの組合せを用
いて遊離不能に結合する第3の結合部と、からなること
を特徴とする。
【0009】
【発明の実施の形態】図1は本発明の実施の形態の一つ
である移動ステージの平面図(より詳しくはステージ表
面側からステージを透過して見た図)、図2は図1のア
方向から見た断面図である。なお各図は見やすいように
一部図示が省略されている。
【0010】図において、1は被対象物Bを保持するス
テージであり、被対象物Bは図示しない吸引装置により
ステージ1の表面に保持される。符号a及びmは、前記
ステージ1をステージ面と垂直な方向(図2のZ方向)
へ進退させるためのアームとアーム駆動手段である。こ
のアームa及びアーム駆動手段mは、この実施の形態で
は3組設けられており、各々第1のアームをa1、第1
のアーム駆動手段をm1、第2のアームをa2、第2の
アーム駆動手段をm2、第3のアームをa3、第3のア
ーム駆動手段をm3と区分する。
【0011】各アームa1乃至a3は、基台2に固設さ
れたガイドベアリング3に嵌合されて図2のZ方向に摺
動可能なアーム本体4からなる。なおガイドベアリング
3はアーム本体4の回転を規制している。各アーム駆動
手段mは、前記基台2に固設されたモータ5と、このモ
ータ5により回転する送りネジ6とからなる。送りネジ
6にはナット7が螺合されており、このナット7は前記
アーム本体4に接合されている。従って、前記モータ5
の回転にともなうナット7の移動により前記アームが図
のZ方向に進退移動する。なお各アームa1乃至a3及
びアーム駆動手段m1乃至m3の配置される位置は、図
1に示すようにステージ1に垂直な方向から見て三角形
を構成する頂点の位置に配置され、好ましくは正三角形
の配置が良い。
【0012】次に、符号kは前記ステージ1と前記アー
ムa1乃至a3とを結合する結合部である。この結合部
kは、前記アームa1乃至a3に対応して、各々第1の
結合部k1、第2の結合部k2、第3の結合部k3の3
つからなる。なお各結合部k1乃至k3の結合するステ
ージ1の部位を、図1に示すように各々第1乃至第3の
ポイントp1乃至p3とする。
【0013】第1の結合部k1は、第1のアームa1に
固設された球面軸受け8(図2)と、この球面軸受けに
支持される球面部9を有するロッドr1とからなり、ロ
ッドr1の一端は前記ステージ1に接合されている。こ
こでロッドr1の球面部9は球面軸受け8に対し回動可
能かつ遊離不能な状態で保持される。従ってステージ1
は、前記第1のアームa1に対し回動自在かつ遊離不能
に支持されることになる。
【0014】第2の結合部k2は、第1の結合部k1と
同様に、第2のアームa2に対しロッドr2(図示しな
い)が回動自在な状態で保持されている。さらに第2の
結合部k2では、ロッドr2の一端に直動ガイド10
(図1)が固設されている。この直動ガイド10は、レ
ール部11と、このレール部11を直線的にスライド可
能かつ遊離不能に支持するガイド部12とから構成され
ている。そして前記ロッドr2は前記ガイド部12に対
して直交する方向(図1の紙面裏側に向かって垂直な方
向)に固設されており、一方前記レール部11は前記ロ
ッドr2と反する側(図1の紙面表側)で前記ステージ
1に固設されている。なお直動ガイド10は、レール部
11の長手方向が第1のポイントp1と第2のポイント
p2とを結ぶ直線方向(図1のイ方向)と一致するよう
に配置されている。従って、前記ステージ1は第2のア
ームa2に対して、前記ロッドr2の球面軸受け部によ
って回動自在かつ遊離不能に支持されるとともに、前記
直動ガイド10によって前記直線イ方向に平行移動自在
かつ遊離不能に支持されることになる。
【0015】第3の結合部k3は、第1の結合部k1と
同様に、第3のアームa3に対しロッドr3(図2)が
回動自在な状態で保持されている。さらに第3の結合部
k3では、ロッドr3の一端にクロス直交ガイド13が
固設されている。このクロス直交ガイド13は、第1の
レール部14と、第2のレール部15と、第1及び第2
のレール部14及び15を互いに直交する方向に独立し
てスライド可能かつ遊離不能に支持するガイド部16と
から構成されている。すなわち前記第1のレール部14
と第2のレール部15とはステージ1面と平行な面内で
互いに直交する方向に独立してスライド可能な状態に配
置されている。
【0016】このクロス直交ガイド13は、前記第2の
レール部15に対し前記ロッドr3が直交する方向に固
設されており、一方前記第1のレール部14は前記ロッ
ドr3と反する側で前記ステージ1に固設されている。
【0017】従って、前記ステージ1は第3のアームa
3に対し、前記ロッドr3の球面軸受け部によって回動
自在かつ遊離不能に支持されるとともに、前記クロス直
交ガイド13によって前記ステージ面に平行な面内で2
次元的に平行移動自在かつ遊離不能に支持されることに
なる。
【0018】上記移動ステージでは、アームa1乃至a
3の進退量によりステージ1は、図2のように傾き角θ
をもって傾斜し、各ポイントp1乃至p3間の作用点距
離が変化する。しかしながら、この実施の形態による結
合部の構成では、第1のポイントp1を中心として、第
2及び第3のポイントp2、p3が位置移動するため各
ポイントはステージ1の進退方向以外には移動しない。
【0019】図2には、露光装置に適用する場合の、移
動ステージとフォトマスクとの配置を示している。図に
おいて、ステージ1の前面にはフォトマスクMを保持す
るためのマスク枠20が設けられている。この露光装置
ではフォトマスクMを通して、ステージ1に保持された
被対象物Bに露光が行われる。この露光に先だって、フ
ォトマスクMと被対象物Bとの間のギャップ調整が行わ
れる。すなわち前記移動ステージを支持する各アームa
1乃至a3を図2のZ方向に進退させて移動ステージの
傾斜を調整し、図示しないギャップ検出センサーによっ
て前記ギャップ量を検出しながら、前記被対象物B上の
複数点においてフォトマスクMと被対象物Bとのギャッ
プが均一となるようにする。
【0020】〔他の実施の形態〕 (1)上記実施の形態では、第3の結合部k3に、2つ
の直交するレールを持つクロス直交ガイド13を用いた
が、ステージ1と平行な面内で2次元的に平行移動自在
かつ遊離不能に支持することができれば、他の手段を用
いてもよい。
【0021】(2)3つのポイントの三角形配置は正三
角形であることが好ましい。それはステージを安定して
支持しやすいことや、各駆動部の駆動精度につき同程度
のものをに使用できることなどによる。ただし、正三角
形以外であってもこの発明の基本的効果には影響はな
い。
【0022】(3)上記実施の形態では、ステージ1を
3つのポイントで支持しているが、この支持箇所は2次
元的に分布配置させた3つ以上のポイントであってもよ
い。
【0023】これは、一般に平面の位置および方位を一
義的に決定するには、同一直線上にない3またはそれ以
上のポイントで支持位置を特定すればよいことから導き
出される結果である。3以上のポイントの場合には、そ
のうちの少なくとも3点(第1〜第3ポイント)は三角
形状に分布させる必要があるが、残りのポイントは任意
の位置でよい。好ましくは正N三角形(正多角形)の頂
点に配置する。
【0024】3以上のポイントの場合には、そのうちの
3つのポイントには図1および図2のような回動または
移動自由度を持たせ、残りのポイントには第3の結合部
k3と同様に2次元的に任意の方向に移動可能な自由度
を持たせることによって、所要の拘束条件と調整自由度
とを得ることができる。
【0025】
【発明の効果】この発明の請求項1によれば、ステージ
を各アームに対し、球面部を有するロッドと前記球面部
を保持する球面軸受けとの組合せを用いて遊離不能に支
持しているため、ステージを垂直や斜め方向等に配置す
ることができる。
【0026】この発明の請求項2によれば、請求項1の
発明の最小限のポイント数(N=3)によって、ステー
ジを各アームに対し、球面部を有するロッドと前記球面
部を保持する球面軸受けとの組合せを用いて遊離不能に
支持しているため、請求項1における効果を達成可能で
ある。
【0027】また請求項3によれば、請求項2の効果に
加えさらに、前記ステージが傾斜しても、前記ステージ
がステージ面と同じ平面内で2次元的に平行移動及び回
転しないように拘束することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施の形態である移動ステージの
平面図である。
【図2】この発明の一実施の形態である移動ステージの
断面図である。
【符号の説明】
1 ステージ a1〜a3 第1乃至第3のアーム m1〜m3 第1乃至第3のアーム駆動手段 k1〜k3 第1乃至第3の結合部 p1〜p3 第1乃至第3のポイント B 被対象物 M フォトマスク
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−75993(JP,A) 特開 平6−204107(JP,A) 特開 平6−267823(JP,A) 特開 平7−74096(JP,A) 特開 平7−86377(JP,A) 特開 平8−264413(JP,A) 特開 昭61−288209(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/027 G03F 7/20 G03F 9/00 G12B 5/00 H01L 21/68

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】その表面に被対象物を保持するステージ
    を、ステージ面上の複数ポイントにおいてステージ面と
    垂直な方向へ進退させて、被対象物が所定の平面と平行
    となるようにステージ面の傾斜調整を行う移動ステージ
    であって、 前記ステージ面において2次元的に分布配置されたN個
    (Nは3またはそれ以上の整数)ポイントを、各々独立
    してステージ面と垂直な方向へ進退させるN個のアーム
    及びアーム駆動手段と、 前記ステージが前記垂直な方向へ移動することを許容し
    つつ、前記ステージと前記N個のアームのそれぞれと
    、球面部を有するロッドと前記球面部を保持する球面
    軸受けとの組合せを用いて遊離不能に結合するN個の結
    合部と、を備えることを特徴とする移動ステージ。
  2. 【請求項2】その表面に被対象物を保持するステージ
    を、ステージ面上の複数ポイントにおいてステージ面と
    垂直な方向へ進退させて、被対象物が所定の平面と平行
    となるようにステージ面の傾斜調整を行う移動ステージ
    であって、 前記ステージ面において三角形を構成するように配置さ
    れた第1乃至第3のポイントを、各々独立してステージ
    面と垂直な方向へ進退させる第1乃至第3のアーム及び
    アーム駆動手段と、 前記ステージが前記垂直な方向へ移動することを許容し
    つつ、前記ステージと前記第1乃至第3のアームのそれ
    ぞれとを、球面部を有するロッドと前記球面部を保持す
    る球面軸受けとの組合せを用いて遊離不能に結合する3
    つの結合部と、を備えることを特徴とする移動ステー
    ジ。
  3. 【請求項3】請求項2の移動ステージにおいて、 前記3つの結合部が、 前記第1のアームに対し前記ステージを回動自在に支持
    しつつ、第1のアームとステージとを、球面部を有する
    ロッドと前記球面部を保持する球面軸受けとの組合せを
    用いて遊離不能に結合する第1の結合部と、 前記第2のアームに対し前記ステージを回動自在に、か
    つ前記第1のポイントと第2のポイントとを結ぶ直線方
    向にだけ平行移動自在に支持しつつ、第2のアームとス
    テージとを、球面部を有するロッドと前記球面部を保持
    する球面軸受けとの組合せを用いて遊離不能に結合する
    第2の結合部と、 前記第3のアームに対し前記ステージを回動自在に、か
    つステージ面に平行な面内で2次元的に平行移動自在に
    支持しつつ、第3のアームとステージとを、球面部を有
    するロッドと前記球面部を保持する球面軸受けとの組合
    せを用いて遊離不能に結合する第3の結合部と、からな
    ることを特徴とする移動ステージ。
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