JP4209254B2

JP4209254B2 - Work stage of proximity exposure system

Info

Publication number: JP4209254B2
Application number: JP2003145184A
Authority: JP
Inventors: 立夫山中; 秀昭小柳
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2003-05-22
Filing date: 2003-05-22
Publication date: 2009-01-14
Anticipated expiration: 2023-05-22
Also published as: JP2004347883A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ等のフラットパネルディスプレイを製作するための近接露光装置に係り、特にこのフラットパネルディスプレイを得るための被露光材となる基板を保持するためのワークステージの改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
係る近接露光は、表面に感光剤を塗布した透光性の基板を近接露光装置のワークステージ上に保持すると共に、その基板をマスクステージに保持されたマスクに接近させて両者の隙間を数１０μｍ〜数１００μｍにした後、マスク側からそのワーク上に露光用の光を照射することにより、そのワーク上にそのマスクに描かれたマスクパターンを露光転写するようにしたものである。
【０００３】
また、近年のフラットパネルディスプレイの大型化に伴い、係る近接露光は、例えば、以下の特許文献１〜３等に示すように、基板より小さいマスクを基板に近接して対向配置した状態でその基板をマスクに対してステップ移動させて各ステップ毎に基板に向けてパターン露光用の光を照射し、これによって、マスクに描かれた複数のマスクパターンを基板上に露光転写して一枚の基板に複数のディスプレイ用材を作成するようにした、いわゆる分割逐次近接露光方式がある。
【０００４】
このように液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ等を製作するために使用される従来の近接露光装置の基本構成及びその作用について簡単に説明する。
この近接露光装置は、例えば図７に示すように、板状の基板Ｗを保持するワークステージ１０と、この基板Ｗにマスクパターンを転写するためのマスクＭを保持するマスクステージ２０と、そのマスクＭに描かれたマスクパターンをその基板Ｗ上に露光転写する照射部３０とから主に構成されている。
【０００５】
先ず、この照射部３０は、例えば高圧水銀ランプ等の紫外線照射用の光源３１と、この光源から照射された光を集光する凹面鏡３２と、その凹面鏡３２の焦点近傍に配置されたオプチカルインテグレータ３３と、平面ミラー３４，３５及びこれらを経由して入射する光束を平行な光束として露光面に導く曲面ミラー３６と、平面ミラー３４とオプチカルインテグレータ３３との間に配置されて照射光路を開平制御する露光制御用シャッター３７とから構成されている。
【０００６】
そして、露光時にその露光制御用シャッター３７が開制御されると、光源３１から照射された光が図示する光路Ｌを経てマスクステージ２０に保持されるマスクＭ、ひいてはワークステージ１０に保持される基板Ｗの表面に対して垂直にパターン露光用の平行光として照射され、これによりマスクＭのマスクパターンが基板上に露光転写されるようになっている。
【０００７】
一方、マスクステージ２０は、ワークステージ１０側の装置ベース４０から伸びるステージ支持台４１，４１，４１，４１に支持されたマスクベース２１の中央に矩形状の開口２２を備えると共に、その開口２２内に、所定のマスクＭを保持するためのマスク保持枠２３を可動自在に備えた構成となっている。
そして、図示しない真空式吸着機構によってこのマスク保持枠２３に所定のマスクＭを真空吸着して保持すると共に、各種シリンダ２４等のアクチュエータ等からなる調整機構２５によって保持したマスクＭを図中Ｘ及びＹ方向にスライド移動させることでその位置を正確に調整できるようになっている。尚、このマスク保持枠２３には、その他、マスクＭと基板Ｗとの隙間を測定するためのギャップセンサ２６や、平面ズレ量を検出するためのアライメントカメラ２７、及びマスキングアパーチャー（遮蔽板）２８等が移動可能に備えられている。
【０００８】
他方、ワークステージ１０は、堅牢な装置ベース４０上に設置されており、そのマスクＭと基板Ｗとの対向面間の隙間を調整するＺ軸送り台１１と、そのＺ軸送り台１１上に配設されて基板ＷをＹ軸方向に移動させる基板送り機構１２とを主に備えた構成となっている。このＺ軸送り台１１は、装置ベース４０上に立設された上下粗動機構１３によってＺ軸方向に粗動可能に支持されたＺ軸粗動ステージ１４と、そのＺ軸粗動ステージ１４の上に上下微動機構１５を介して支持されたＺ軸微動ステージ１６とから構成されている。
【０００９】
そして、この上下粗動機構１３には、後述するようにそのアクチュエータとして空気圧シリンダが用いられ、単純な上下動作を行うことにより、Ｚ軸粗動ステージ１４を大まかに昇降させるようになっている。
これに対し、上下微動機構１５は、モータ１５ａと、ボールねじ１５ｂと、くさび状ナット１５ｃとを組み合わせてなる可動くさび機構を備えており、Ｚ軸粗動ステージ１４上に設置したモータ１５ａによってボールねじ１５ｂを回転駆動させ、そのボールねじ１５ｂに螺合したくさび状ナット１５ｃの斜面をＺ軸微動ステージ１６の下面に突設したくさび１５ｄの斜面と係合させることでＺ軸微動ステージ１６をＺ軸方向に細かく昇降調整させるようになっている。尚、この上下微動機構１５は、Ｚ軸微動ステージ１６のＹ軸方向の一端側（図の手前側）に２台、他単側に１台合計３台設置され、それぞれが独立に駆動制御されるようになっており、これにより、この上下微動機構１５は、チルト機構をも備えているので、マスクＭと基板Ｗとの平行度が狂っている状態であっても隙間を３カ所で微調整することにより、マスクＭと基板Ｗとを平行かつ所定の隙間を介して対向するように調整できるようになっている。
【００１０】
基板送り機構１２は、このＺ軸微動ステージ１６の上面に互いに離間配置されてそれぞれＹ軸方向に沿って延設された一対のリニアガイド１７と、そのリニアガイド１７のスライダ（図示せず）に取り付けられたＹ軸送り台１８と、このＹ軸送り台１８をＹ軸方向に移動させるＹ軸送り駆動機構１９とを備えており、Ｙ軸送り駆動機構１９のモータ１９ａによって回転駆動されるボールねじ１９ｂに螺合されたボールねじナット（図示せず）にＹ軸送り台１８が連結されている。
【００１１】
そして、さらにこのＹ軸送り台１８には、基板Ｗを吸着して保持するワークチャック２ａが取り付けられると共に、送り誤差検出手段５０としてのレーザ干渉計５３，５４，５４のミラー５１，５２，５２が設置されており、この送り誤差検出手段５０によってそのワークチャック２ａのＹ軸送り誤差を検出するようになっている。
尚、ミラー５１はＹ軸送り台１８の幅方向の一側でＹ軸方向に伸びており、ミラー５２，５２はＹ軸送り台１８のＹ方向に一端側にＸ軸方向に互いに離間して二カ所配置されている。
【００１２】
【特許文献１】
特開２０００−３５６７６号公報
【特許文献２】
特開２００１−１２５２８４号公報
【特許文献３】
特開２００２−３６５８１０号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような構成をした従来の近接露光装置のワークステージ１０のうち、特に上下粗動機構１３に係る部分は、駆動源として空気圧シリンダ１３ａを使用している。この場合、Ｚ軸粗動ステージ１４の位置決めをするためには、例えば、図８に示すように、装置ベース４０とＺ軸粗動ステージ１４との間に設けられた空気圧シリンダ１３ａと、両者を昇降動自在自在に係合するリニアガイド１３ｂと、上昇量を規制するメカニカルストッパ１３ｃと、ショックアブソーバー１３ｄとから構成することが考えられる。これにより、空気圧シリンダ１３ａ及びリニアガイド１３ｂによってＺ軸粗動ステージ１４を垂直に昇降させると共に、ショックアブソーバ１３ｄによってメカニカルストッパ１３ｃの衝突時の衝撃を緩衝するようにできる。
【００１４】
しかし、駆動源として空気圧シリンダを用いている場合、昇降速度が遅く、また、メカニカルストッパ１３ｃに衝突したときの衝撃がショックアブソーバ１３ｄだけでは十分に吸収できず、吸収しきれなかった衝撃によってその上方に設置されるワークチャック２ａに保持された基板Ｗに歪みが発生することがあった。そこで、本発明はこのような課題を有効に解決するために案出されたものであり、その目的は、昇降速度が速く、かつ保持された基板に対して歪みを発生させるおそれがない新規な近接露光装置のワークステージを提供するものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
〔発明１〕
上記課題を解決するために発明１の近接露光装置のワークステージは、
被露光材としての板状の基板を保持すると共に、これをマスクステージに保持されたマスク側に近接離間させるようにした近接露光装置のワークステージにおいて、
上記基板を吸着して保持するワークチャックと、このワークチャックを上記マスク方向に移動自在に支持するステージベースと、一端がこのステージベース側または上記ワークチャック側に係合すると共に他端が上記ワークチャック側またはステージベース側に係合した少なくとも一つ以上のクランクと、このクランクの上記一端の係合部を上記近接離間する方向と交差する方向に移動させることにより、このクランクを回動させて上記ワークチャックを上記マスク側に近接離間移動させる移動機構とを備えたことを特徴とするものである。
【００１６】
すなわち、本発明は、ワークチャックとステージベース間を少なくとも一つ以上のクランクで接続し、このクランクを移動機構によって回動させることでステージベースに対してワークチャックを往復動させるようにしたものである。
これによって、クランクの回動を前記近接離間の方向の往復運動に変換することにより、ワークチャックがマスクへ近づくにつれ減速するような運動を容易に得られる。
【００１７】
つまり、クランクの一端側を移動機構により、一定速度で移動させた場合であっても、ワークチャックの上昇速度に直目すると、動き始めは高速で、マスクに近づくにつれて減速することになり、上昇時間の短縮と、マスクへ近づく際の衝撃防止との両立を単純な駆動条件で実現できる。
すなわち、動き始めからマスクに接近するまでの上昇速度を高速にできることによる位置決め時間を短縮するとともに、従来構造のようにワークチャックの上昇量を規制するストッパやその衝撃を緩衝するためのショックアブソーバを用いることなく、衝撃をより効果的かつ確実に緩和し、衝撃による基板への歪みの発生を未然に回避することができる。
【００１８】
〔発明２〕
発明２の近接露光装置のワークステージは、
発明１に記載の近接露光装置のワークステージにおいて、
上記移動機構が、上記ステージベース側に設けられた送りねじと、この送りねじに螺合したねじナットと、この送りねじを回転するモータとからなり、かつ上記クランクの上記一端部がこのねじナットに揺動自在に連結されていることを特徴とするものである。
これによって、送りねじを回転するモータの回転速度を適宜調整することでワークチャックの昇降速度を任意に制御することができる。
【００１９】
〔発明３〕
発明３の近接露光装置のワークステージは、
発明２に記載の近接露光装置のワークステージにおいて、
上記クランクが上記送りねじの長手方向に二つ備えられると共に、その送りねじにこれら各クランクの下端をそれぞれ揺動自在に連結するねじナットをそれぞれ螺合させ、かつ、その送りねじが、そのねじナット間を境に螺刻方向が異なる左右ねじであることを特徴とするものである。
これによって、一組の送りねじ及びモータによって二つのクランクを反対方向に同時に回動することが可能となるため、各クランクが受ける負荷を均一化することにより、ステージベースとの平行関係を維持しつつワークチャックをバランス良く安定して昇降動できる。
【００２０】
〔発明４〕
発明４の近接露光装置のワークステージは、
被露光材としての板状の基板を保持すると共に、これをマスクステージに保持されたマスク側に接近させるようにした近接露光装置のワークステージにおいて、
上記基板を吸着して保持するワークチャックと、このワークチャックを上記マスク方向に移動自在に支持するステージベースと、このワークチャックとステージベース間にモータ駆動自在に設けられたカムシャフトと、このカムシャフトと共に回動する偏心カムと、この偏心カムに係合するカムフォロアとを備えたことを特徴とするものである。
【００２１】
すなわち、本発明は上記発明１〜４に示すようなクランクや送りねじ等に代えてカムシャフトと、偏心カムと、カムフォロアとを備えたものである。
これによって、発明１と同様にカムの回転速度を調整することでワークチャックの昇降速度を任意に調整可能となり、また、カム形状によってワークチャック昇降量が決定されるため、ストッパやショックアブソーバが不要となり、それらの衝撃による基板への歪みの発生を未然に回避することができる。
加えて、このカム形状を任意に変化させることによってカムシャフトの回転速度を変えることなく、ワークチャックの昇降速度や昇降量を任意に設定することが可能となる。
【００２２】
〔発明５〕
発明５の近接露光装置のワークステージは、
発明１〜４のいずれかに記載の近接露光装置のワークステージにおいて、
上記ステージベースとワークチャック間に、少なくとも一つ以上のバランスシリンダを備えたことを特徴とするものである。
これによって、フロントチャックの重量が大きい場合でもバランスシリンダの伸縮によってその重量を相殺することが可能となるため、さらなる高速な昇降動作が可能となる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照しながら詳述する。
図１は、本発明に係る近接露光装置のワークステージ１００の実施の一形態を示す縦断面図、図２は図１中Ａ−Ａ線断面図、図３は、本発明に係る近接露光装置のワークステージ１００の作用（動作）を示す説明図、図４及び図５は、それぞれ本発明に係る近接露光装置のワークステージ１００の他の実施の形態を示す縦断面図、図６は図５中Ａ−Ａ線断面図である。
【００２４】
先ず、図１及び図２に示すように、本発明に係る近接露光装置のワークステージ１００は、被露光材としての板状の基板Ｗを吸着して保持するワークチャック１１０と、このワークチャック１１０と平行に位置するステージベース１２０と、このワークチャック１１０とステージベース１２０間に位置する４つのクランク１３０，１３０，１３０，１３０と、これらクランク１３０，１３０，１３０，１３０を回動してワークチャック１１０を移動させる移動機構１４０とから主に構成されている。
【００２５】
このワークチャック１１０は、平板な基板Ｗを載置するステージ本体１１１の上面側に、一定の間隔を隔てて複数の吸引孔（図示せず）を備えたものであり、真空ポンプＰ等からなる真空吸着機構１１２によってその吸引孔から周囲の空気を吸い込み、その吸引力によって基板Ｗを吸着して安定的に保持するようになっている。
【００２６】
ステージベース１２０は、４つのリニアガイド１２１，１２１，１２１，１２１を介してこのワークチャック１１０を垂直方向（Ｚ方向）に昇降移動自在に支持するようになっており、後述するように、クランク１３０や移動機構１４０等を備えるための基台ともなっている。尚、本実施の形態にあっては、このステージベース１２０の下部側に前述したようなチルト機能を兼ねた微動機構が備えられるようになっている。
【００２７】
クランク１３０，１３０，１３０，１３０は短冊状をした金属板からなっており、それぞれその一端部がワークチャック１１０の下面に突設された４つのブラケット１３１，１３１，１３１，１３１に、また、それそれの他端側が後述する移動機構１４０のねじナット１４１，１４１側に逆さハ字形状にそれぞれ回動自在に図示しない転がり軸受けを介して軸支（ピン結合）されている。
【００２８】
移動機構１４０は、ステージベース１２０の上面にこれと平行になるように設けられた送りねじ１４２と、この送りねじ１４２に螺合した一対のねじナット１４１，１４１と、この送りねじ１４２を回転するモータ１４３とから構成されている。
すなわち、この送りねじ１４２は、その両端がステージベース１２０上の一対の軸受け１４４，１４４に回転自在に軸支されると共にその一端側にカップリング機構１４５を介してモータ１４３の回転軸が連結された構成となっており、その送りねじ１４２に一対のねじナット１４１，１４１が螺合した状態となっている。
【００２９】
そして、これら各ねじナット１４１，１４１と一体的に設けられた連結板１４６，１４６の両側にそれぞれ一対ずつのクランク１３０，１３０，１３０，１３０の下端が回動自在に軸支されて連結された状態となっている。
尚、本実施の形態では、移動機構１４０としてモータ１４３と送りねじ１４２，１４２とねじナット１４１，１４１とで構成しているが、これに代えて例えば移動子を２つ備えるリニアモータとしても良い。また、本実施の形態では送りねじ機構としてボールねじを用いているが、これに限らず、他の種類の送りねじとしても良い。
【００３０】
また、ステージベース１２０上には一対のリニアガイドレール１４７，１４７が固定されており、連結板１４６，１４６の両側下面に固定されたリニアガイドベアリング１４８，１４８と係合して連結板１４６，１４６をリニアガイドレール１４７，１４７に沿って案内するようになっている。
さらに、図示するように、この送りねじ１４２は、その中央部を境にして螺刻方向が異なる左右ねじからなっており、これによって、これに螺合したねじナット１４１，１４１がその回転に伴ってその送りねじ１４２に沿って互いに反対方向に移動するようになっている。
【００３１】
また、このステージベース１２０とワークチャック１１０間には、４つのバランスシリンダ１５０，１５０，１５０，１５０が備えられており、図示しない給排気機構によって各バランスシリンダ１５０，１５０，１５０，１５０内への給排気を調節することでワークチャック１１０を支持してクランク１３０，１３０，１３０，１３０等に掛かるワークチャック１１０の自重を相殺するようになっている。
【００３２】
すなわち、バランスシリンダ１５０を４カ所に分散して設け、上記自重相殺用の給排気が４カ所で均等となるように調整することにより、ワークチャック１１０の昇降がよりスムーズに行われるようにしている。
また、このステージベース１２０上には、基板Ｗを載置するためのリフトピン１６０が複数立設されており、その上端がワークチャック１１０に形成された貫通孔１６１を貫通してワークチャック１１０上に突出可能に備えられている。
【００３３】
さらに、このステージベース１２０には、これら各リフトピン１６０，１６０…とほぼ同じ高さのフロントチャック１７０が設けられており、その上面に形成された複数の吸引孔１７１，１７１…を備え、図示しない真空ポンプ等からなる真空吸引機構により、吸引孔１７１，１７１…から周囲の空気を吸い込むことでワークチャック１１０と同様に基板Ｗを吸着するようになっている。
【００３４】
次に、このような構成した本発明の近接露光装置のワークステージ１００の作用及びその効果を説明する。
先ず、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、ワークチャック１１０を降ろした状態、すなわち、各リフトピン１６０，１６０…がワークチャック１１０の上面に突出した状態にしてから、フォーク状のリフトアーム２００を備え、そのリフトアーム２００に基板Ｗを載せた状態で搬送する図示しない搬送ロボットによって基板Ｗをワークチャック１１０とマスクＭとの間に搬入し、その基板Ｗを各リフトピン１６０，１６０…及びフロントチャック１７０上に載置する。
【００３５】
これによって、ワークステージ１００側への基板Ｗの受け渡しをそのリフトピン１６０を介して実施することができるため、ワークチャック１１０の上面にリフトアーム２００を挿入するための特別な溝が不要となり、ワークチャック１１０の上面を略フラットにすることができる。
また、この時、同時に基板Ｗの端（縁）部をフロントチャック１７０上に載置してその上面に吸着することで基板Ｗが安定な状態に保たれ、リフトピン１６０，１６０…上に基板Ｗを載置したときや受け渡し時に発生しやすい基板Ｗのズレを確実に防止することができる。
【００３６】
次に、このようにして基板Ｗをリフトピン１６０，１６０…上に仮置きしたならば、同図（ｃ）に示すように、移動機構１４０を起動してワークチャック１１０を垂直に上昇させる。
具体的には、モータ１４３を駆動して送りねじ１４２を一方向に回転させると、これに螺合したねじナット１４１，１４１が送りねじ１４２に沿って互いに離れる方向に移動する。すると、このねじナット１４１，１４１に連結板１４６，１４６を介して軸支された４つのクランク１３０，１３０，１３０，１３０が起きあがるように回動し、これに伴ってワークチャック１１０がリニアガイド１２１，１２１，１２１，１２１に沿って垂直に上昇移動することになる。
【００３７】
そして、このようにして４つのクランク１３０，１３０，１３０，１３０が起きあがるように回動してやがてワークチャック１１０の上面が基板Ｗの下面に接する位置（中間停止位置）に達したら、モータ１４３を一旦停止する。中間停止位置付近では既にクランク１３０，１３０，１３０，１３０は垂直状態に近くなっているのでワークチャック１１０は十分に減速された状態であり、衝撃を伴うことなくワークチャック１１０と基板Ｗとが接触することになる。また、移動機構１４０はモータ１４３を用いた機構なので、空気圧シリンダ等の場合と異なり、このような中間停止位置での一時停止のための位置決めも容易かつ高精度に行うことができる。
【００３８】
このとき、ワークチャック１１０側に設けられた真空吸着機構１１２を作動させることによって基板Ｗを吸着してしっかりと保持することができる。
一方、フロントチャック１７０の吸着は解除する。これにより、フロントチャック１７０及びリフトピン１６０，１６０…上に仮置きされた基板Ｗが上昇してきたワークチャック１１０側に乗り換えられることになる。
【００３９】
その後、同図（ｄ）に示すように、さらにこの４つのクランク１３０，１３０，１３０，１３０を回動し、垂直状態になったならば、その位置でクランク１３０，１３０，１３０，１３０を回動を停止してから、図示しない他の機構によって必要な微調整やチルト調整を行ってマスクＭとの距離を正確に調整した後、従来と同様に、その基板Ｗに露光してマスクパターンを形成する等といった必要な処理を実行することになる。
【００４０】
このように本発明のワークステージ１００は、ワークチャック１１０とステージベース１２０間をクランク１３０で接続し、このクランク１３０を移動機構１４０によって回動させるようにしたため、モータ１４３を実質的に一定速で回動させたとしても、ワークチャック１１０がマスクＭに近づくにつれ、その上昇速度を減速させることが可能である。さらにモータ１４３を用いた制御なのでその回転速度の制御により、クランク１３０の回動速度をさらに調整することも容易に可能であり、ステージベース１２０の昇降速度をさらにきめ細かく任意に調整することも可能となる。
【００４１】
また、モータ１４３の利用により高速な上昇が可能でありながら、その場合でも上昇端が近づくにつれ、クランク１３０が垂直に近づくことにより上昇速度は減速するので、従来構造のようにワークチャック１１０の上昇量を規制するためのメカニカルストッパや、その衝撃を緩衝するためのショックアブソーバ等が不要にもかかわらず、衝撃をより確実かつ効果的に回避し、基板Ｗへの歪みの発生を未然に回避することができる。
【００４２】
これによって、その後の微調整やチルト調整が簡単になり、高精度の露光処理を容易に実行することが可能となる。
尚、ワークステージ１００は、図示しないＸＹステージにより、図１及び図３で左右方向及び紙面に垂直な方向に、露光位置を移動するためのステップ送りが可能な構成となっている。このステップ送り時に前記中間停止位置より高い位置までワークチャック１１０を少しだけ下降させてマスクＭと基板Ｗの隙間を大きくすることによりステップ送りをより安全に行うことができる。このようなこともモータ１４３の制御により容易に行える。
【００４３】
また、クランク１３０が垂直状態に立ち上がった時点、いわゆるクランク１３０の上死点の位置でワークチャック１１０とステージベース１２０間との距離が最も小さくなるようになっているため、仮に移動機構１４０のモータ１４３が暴走したり、停止位置を誤ったとしてもワークチャック１１０とステージベース１２０が接触したり、他の部位同士が衝突して基板Ｗに歪みを発生させるといった不都合を確実に回避することができる。
【００４４】
また、バランスシリンダ１５０を使用してワークチャック１１０等の重量を相殺するようにしたため、移動機構１４０のモータ１４３が受ける負荷を可及的に軽減でき、このことも高速な昇降を可能としている。
尚、露光処理後の基板Ｗの搬出は、図３とは逆の手順を実行してワークチャック１１０を降下させるだけで、基板Ｗがずれたり、リフトアーム２００がワークチャック１１０に衝突したり等といった不都合を招くことなく容易かつ確実に基板Ｗを搬出することができる。但し、搬出時は搬入時と比べると基板Ｗのずれが多少許容されるので、フロントチャック１７０による基板Ｗの吸着は省くようにしても良い。
【００４５】
次に、図４及び図５、図６は、このワークステージ１００の他の実施の形態を示したものである。
先ず、図４のワークステージ１００は、上記実施の形態と同様にクランク１３０の回動によってワークチャック１１０によって昇降するようにしたものであるであるが、そのクランク１３０，１３０，１３０，１３０の下端同士を一つの連結板１４６に対してリンク状に接続したものである。
【００４６】
このような構成では、各クランク１３０の受ける負荷バランス等、バランスの面では上記実施の形態がより優れており、好ましいのであるが、クランク１３０，１３０，１３０，１３０の回動方向が同じになるため、上記のような左右ねじ１４２でなく、単純な送りねじ１８０を使用することが可能となる。尚、図中同符号は上記実施の形態と同じ部材であり、また、１８１はワークチャック１１０を支持する支持部材（計４カ所）、１８２はワークチャック１１０をステージベース１２０に対して垂直に案内するリニアガイドレール、１８３はリニアガイドレール１８２と係合しスライドするリニアガイドベアリングである。
【００４７】
尚、上記各実施の形態でクランクの本数等は適宜変更可能である。また、移動機構をステージベース１２０側に設けるようにし、このことはワークチャック１１０を含む昇降動する部分の重量軽減の面から好ましいことであるが、原理的には、移動機構をワークチャック１１０の下面側に設けるようにしても良い。
次に、図５及び図６のワークステージ１００は、上記クランク１３０や移動機構１４０に代えて、ワークチャック１１０とステージベース１２０間にモータ１４３により駆動自在に設けられたカムシャフト１９０と、このカムシャフト１９０と共に回動する偏心カム１９１と、この偏心カム１９１に係合するカムフォロア１９２とを備えたものである。
【００４８】
従って、図示するように、このカムシャフト１９０をモータ１４３を回転駆動すると、このカムシャフト１９０に設けられた偏心カム１９１が回転し、この回転力が偏心カム１９１に係合したカムフォロア１９２の上下動に変換されてワークチャック１１０が垂直に上下動することになる。
これによって、上記実施の形態と同様な効果が得られると共に、偏心カム１９１の形状を適宜変更するだけでカムシャフト１９０の回転数を一定に保った状態でワークチャック１１０の昇降速度を任意に設定することが可能となる。例えば、上昇端に近づくにつれて上昇時の速度がより低速となるようにしたり、上昇端の他、中間停止位置の手前でも一度減速するようにする、等がカム形状の変更により行える。
【００４９】
尚、図中同符号は上記実施の形態と同じ部材であり、また、１９３はカムフォロア１９２とワークチャック１１０とを連結するためのブラケット、１９４はカムシャフト１９０をステージベース１２０側に軸支するための軸受け、１９５はカップリング、１９６は高いトルク出力を得るための減速機である。
また、ワークチャック１１０とステージベース１２０との間に、偏心カム１９１とカムフォロア１９２とが常に安定して係合した状態を保つための付勢手段を設けるようにすると好ましい。
【００５０】
【発明の効果】
以上、要するに本発明によれば、以下に示すような優れた効果を発揮する。
▲１▼ワークチャックとステージベース間をクランクで接続し、このクランクを回動させることでワークチャックを昇降動させるようにしたため、ワークチャック昇降を素早く行うことができる。
▲２▼ワークチャックの上昇量を規制するストッパやその衝撃を緩衝するためのショックアブソーバが不要となり、しかも衝撃による基板への歪みの発生をより効果的かつ確実に回避することができる。
▲３▼発明２によれば、送りねじを回転するモータの回転速度を適宜調整することでワークチャックの昇降速度を任意に制御することができる。
【００５１】
▲４▼発明３によれば、一組の送りねじ及びモータによって二つのクランクを反対方向に同時に回動することが可能となるため、ステージベースとの相対関係を維持しつつワークチャックをバランス良く安定して昇降動できる。
▲５▼発明４によれば、クランクや送りねじ等に代えてカムシャフトと、偏心カムと、カムフォロアとを備えれば、ワークチャックの昇降速度を速くすることでき、また、カム形状によってワークチャック昇降量が決定されるため、ストッパやショックアブソーバが不要となり、それらの衝撃による基板への歪みの発生を未然に回避することができる。
【００５２】
加えて、このカム形状を任意に変化させることによってカムシャフトの回転速度を変えることなく、ワークチャックの昇降速度や昇降量を任意に設定することが可能となる。
▲６▼発明５によれば、ステージベースとワークチャック間に、少なくとも一つ以上のバランスシリンダを備えることによって、フロントチャックの重量が大きい場合でもバランスシリンダの伸縮によってその重量を相殺することが可能となるため、さらなる高速な昇降動作が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る近接露光装置のワークステージの実施の一形態を示す縦断面図である。
【図２】図１中Ａ−Ａ線断面図である。
【図３】本発明に係る近接露光装置のワークステージの作用（動作）を示す説明図である。
【図４】本発明に係る近接露光装置のワークステージの他の実施の形態を示す縦断面図である。
【図５】本発明に係る近接露光装置のワークステージの他の実施の形態を示す縦断面図である。
【図６】図５中Ａ−Ａ線断面図である。
【図７】従来の近接露光装置の構成を示す一部分解斜視図である。
【図８】従来の上下粗動機構の構成を示す側面図である。
【符号の説明】
１００…ワークステージ、１１０…ワークチャック、１２０…ステージベース、１３０…クランク、１４０…昇降機構、１４１…送りねじナット、１４２…送りねじ、１４３…モータ、１５０…バランスシリンダ、１９０…カムシャフト、１９１…カム、１９２…カムフォロア、Ｍ…マスク、Ｗ…基板[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a proximity exposure apparatus for manufacturing a flat panel display such as a liquid crystal display or a plasma display, and more particularly to improvement of a work stage for holding a substrate as an exposure material for obtaining the flat panel display. Is.
[0002]
[Prior art]
In such proximity exposure, a translucent substrate having a surface coated with a photosensitive agent is held on a work stage of a proximity exposure apparatus, and the substrate is brought close to a mask held on a mask stage so that a gap between them is several tens of μm. After the thickness is set to several hundred μm, the mask pattern drawn on the mask is exposed and transferred onto the work by irradiating the work with exposure light from the mask side.
[0003]
Further, with the recent increase in size of flat panel displays, such proximity exposure is performed, for example, in a state in which a mask smaller than the substrate is disposed in close proximity to and opposed to the substrate as shown in Patent Documents 1 to 3 below. Is moved stepwise with respect to the mask, and light for pattern exposure is irradiated to the substrate at each step, thereby exposing and transferring a plurality of mask patterns drawn on the mask onto the substrate. There is a so-called divided sequential proximity exposure method in which a plurality of display materials are prepared.
[0004]
A basic configuration and operation of a conventional proximity exposure apparatus used for manufacturing a liquid crystal display, a plasma display, and the like will be briefly described.
For example, as shown in FIG. 7, the proximity exposure apparatus includes a work stage 10 that holds a plate-like substrate W, a mask stage 20 that holds a mask M for transferring a mask pattern to the substrate W, and the mask. It mainly comprises an irradiation unit 30 for exposing and transferring a mask pattern drawn on M onto the substrate W.
[0005]
First, the irradiation unit 30 includes, for example, a light source 31 for ultraviolet irradiation such as a high-pressure mercury lamp, a concave mirror 32 that collects light irradiated from the light source, and an optical integrator 33 disposed near the focal point of the concave mirror 32. Are disposed between the plane mirrors 34 and 35 and the curved mirror 36 that guides the light beam incident through these to the exposure surface as a parallel light beam, and the plane mirror 34 and the optical integrator 33 to control the irradiation light path. And an exposure control shutter 37.
[0006]
Then, when the exposure control shutter 37 is controlled to be opened during exposure, the light irradiated from the light source 31 passes through the optical path L shown in the figure and the mask stage. 20 Mask M held by the machine, and eventually the work stage 10 Irradiated as parallel light for pattern exposure perpendicularly to the surface of the substrate W held on the substrate, whereby the mask pattern of the mask M is exposed and transferred onto the substrate.
[0007]
On the other hand, the mask stage 20 includes a rectangular opening 22 at the center of the mask base 21 supported by stage support bases 41, 41, 41, 41 extending from the apparatus base 40 on the work stage 10 side, and the opening. 22 A mask holding frame 23 for holding a predetermined mask M is movably provided therein.
A predetermined mask M is vacuum-sucked and held on the mask holding frame 23 by a vacuum suction mechanism (not shown), and the mask M held by an adjusting mechanism 25 including actuators such as various cylinders 24 is indicated by X and The position can be accurately adjusted by sliding in the Y direction. The mask holding frame 23 includes a gap sensor 26 for measuring a gap between the mask M and the substrate W, an alignment camera 27 for detecting a plane shift amount, and a masking aperture (shielding plate) 28. Etc. are movably provided.
[0008]
On the other hand, the work stage 10 is installed on a robust apparatus base 40, and the mask M and the substrate W are connected to each other. Opposite surface The apparatus mainly includes a Z-axis feed base 11 that adjusts a gap therebetween and a substrate feed mechanism 12 that is disposed on the Z-axis feed base 11 and moves the substrate W in the Y-axis direction. The Z-axis feed base 11 includes a Z-axis coarse movement stage 14 supported so as to be coarsely movable in the Z-axis direction by an up-and-down coarse movement mechanism 13 erected on the apparatus base 40, and the Z-axis coarse movement stage 14. It is composed of a Z-axis fine movement stage 16 supported on an upper and lower fine movement mechanism 15.
[0009]
In addition, as will be described later, a pneumatic cylinder is used as the actuator for the vertical coarse motion mechanism 13, and the Z axis coarse motion stage 14 is roughly raised and lowered by performing a simple vertical motion.
On the other hand, the vertical fine movement mechanism 15 includes a movable wedge mechanism formed by combining a motor 15a, a ball screw 15b, and a wedge-shaped nut 15c, and the ball is moved by the motor 15a installed on the Z-axis coarse movement stage 14. The screw 15b is driven to rotate, and the inclined surface of the wedge-shaped nut 15c screwed to the ball screw 15b is engaged with the inclined surface of the wedge 15d projecting from the lower surface of the Z-axis fine movement stage 16, thereby making the Z-axis fine movement stage 16 Z It is designed to be finely adjusted in the axial direction. Note that two vertical fine movement mechanisms 15 are installed on one end side (front side in the figure) of the Z-axis fine movement stage 16 and one on the other single side. As a result, the vertical fine movement mechanism 15 is also provided with a tilt mechanism, so that even if the parallelism between the mask M and the substrate W is out of order, the gap is fine at three locations. By adjusting, the mask M and the substrate W can be adjusted to face each other in parallel with a predetermined gap.
[0010]
The substrate feed mechanism 12 is provided on a pair of linear guides 17 that are spaced apart from each other on the upper surface of the Z-axis fine movement stage 16 and extend along the Y-axis direction, and a slider (not shown) of the linear guide 17. A ball that is provided with a mounted Y-axis feed base 18 and a Y-axis feed drive mechanism 19 that moves the Y-axis feed base 18 in the Y-axis direction, and is rotationally driven by a motor 19 a of the Y-axis feed drive mechanism 19. The Y-axis feed base 18 is connected to a ball screw nut (not shown) screwed to the screw 19b.
[0011]
Further, a work chuck 2 a that sucks and holds the substrate W is attached to the Y-axis feed base 18, and mirrors 51, 52, 52 of laser interferometers 53, 54, 54 as feed error detection means 50. The feed error detecting means 50 detects the Y axis feed error of the work chuck 2a.
The mirror 51 extends in the Y-axis direction on one side in the width direction of the Y-axis feed base 18, and the mirrors 52 and 52 are separated from each other in the X-axis direction on one end side in the Y direction of the Y-axis feed base 18. Two places are arranged.
[0012]
[Patent Document 1]
JP 2000-35676 A
[Patent Document 2]
JP 2001-125284 A
[Patent Document 3]
JP 2002-365810 A
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the work stage 10 of the conventional proximity exposure apparatus having such a configuration, the part related to the vertical coarse movement mechanism 13 uses a pneumatic cylinder 13a as a drive source. In this case, in order to position the Z-axis coarse movement stage 14, for example, as shown in FIG. 8, the pneumatic cylinder 13a provided between the apparatus base 40 and the Z-axis coarse movement stage 14 is A linear guide 13b that can be freely moved up and down, a mechanical stopper 13c that regulates the amount of ascent, and a shock absorber 13d can be considered. Thus, the Z-axis coarse movement stage 14 can be vertically moved by the pneumatic cylinder 13a and the linear guide 13b, and the shock at the time of the collision of the mechanical stopper 13c can be buffered by the shock absorber 13d.
[0014]
However, when a pneumatic cylinder is used as the drive source, the ascending / descending speed is slow, and the impact when it collides with the mechanical stopper 13c cannot be sufficiently absorbed by the shock absorber 13d alone. In some cases, the substrate W held on the work chuck 2a installed on the substrate is distorted. Therefore, the present invention has been devised to effectively solve such a problem, and the object of the present invention is a novel that has a high ascending / descending speed and does not cause distortion to the held substrate. A work stage of a proximity exposure apparatus is provided.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
[Invention 1]
In order to solve the above problem, the work stage of the proximity exposure apparatus of the invention 1 is:
In a work stage of a proximity exposure apparatus that holds a plate-like substrate as an exposed material and moves it closer to and away from the mask side held by the mask stage,
A work chuck that sucks and holds the substrate, a stage base that supports the work chuck so as to be movable in the mask direction, one end engages with the stage base side or the work chuck side, and the other end with the work piece. The crank is rotated by moving at least one crank engaged with the chuck side or the stage base side and the engaging portion of the one end of the crank in a direction crossing the approaching and separating direction. And a moving mechanism for moving the work chuck toward and away from the mask.
[0016]
That is, in the present invention, the work chuck and the stage base are connected by at least one crank, and the work chuck is reciprocated with respect to the stage base by rotating the crank by a moving mechanism. is there.
Thus, by converting the rotation of the crank into a reciprocating motion in the direction of approaching and separating, a motion that decelerates as the work chuck approaches the mask can be easily obtained.
[0017]
In other words, even when one end of the crank is moved at a constant speed by the moving mechanism, when the work chuck is lifted, the movement starts at a high speed and decelerates as it approaches the mask. It is possible to realize both shortening of time and prevention of impact when approaching the mask under simple driving conditions.
In other words, the positioning time by shortening the rising speed from the beginning of movement to approaching the mask can be shortened, and a stopper for restricting the rising amount of the work chuck and a shock absorber for buffering the impact are provided as in the conventional structure. Without using it, the impact can be more effectively and reliably mitigated, and the occurrence of distortion on the substrate due to the impact can be avoided in advance.
[0018]
[Invention 2]
The work stage of the proximity exposure apparatus of the invention 2 is:
In the work stage of the proximity exposure apparatus according to the invention 1,
The moving mechanism includes a feed screw provided on the stage base side, a screw nut screwed to the feed screw, and a motor that rotates the feed screw, and the one end of the crank is the screw nut. It is characterized in that it is connected to the rocker in a swingable manner.
Thus, the lifting speed of the work chuck can be arbitrarily controlled by appropriately adjusting the rotation speed of the motor that rotates the feed screw.
[0019]
[Invention 3]
The work stage of the proximity exposure apparatus of the invention 3 is:
In the work stage of the proximity exposure apparatus according to the invention 2,
Two cranks are provided in the longitudinal direction of the feed screw, and screw nuts that pivotably connect the lower ends of the cranks are respectively screwed to the feed screw, and the feed screw is connected to the screw. The screw is characterized in that it is a left and right screw having different threading directions between the nuts.
As a result, the two cranks can be simultaneously rotated in opposite directions by a pair of feed screws and motors, so that the parallel load with the stage base is maintained by equalizing the load received by each crank. The workpiece chuck can be moved up and down in a balanced and stable manner.
[0020]
[Invention 4]
The work stage of the proximity exposure apparatus of the invention 4 is:
In the work stage of the proximity exposure apparatus that holds the plate-shaped substrate as the exposure material and makes it approach the mask side held by the mask stage,
A work chuck that sucks and holds the substrate, a stage base that supports the work chuck so as to be movable in the mask direction, a camshaft provided between the work chuck and the stage base so as to be motor-driven, and the cam An eccentric cam that rotates together with the shaft and a cam follower that engages with the eccentric cam are provided.
[0021]
That is, the present invention includes a camshaft, an eccentric cam, and a cam follower in place of the crank and the feed screw as shown in the first to fourth aspects of the present invention.
As a result, it is possible to arbitrarily adjust the lifting / lowering speed of the work chuck by adjusting the rotational speed of the cam as in the first aspect of the invention. Further, since the lifting / lowering amount of the work chuck is determined by the cam shape, no stopper or shock absorber is required Therefore, the occurrence of distortion on the substrate due to the impact can be avoided in advance.
In addition, by arbitrarily changing the cam shape, it is possible to arbitrarily set the lifting speed and the lifting amount of the work chuck without changing the rotational speed of the camshaft.
[0022]
[Invention 5]
The work stage of the proximity exposure apparatus of the invention 5 is:
In the work stage of the proximity exposure apparatus according to any one of the inventions 1 to 4,
At least one balance cylinder is provided between the stage base and the work chuck.
As a result, even when the weight of the front chuck is large, the weight can be offset by the expansion and contraction of the balance cylinder, so that it is possible to move up and down at higher speed.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of a work stage 100 of a proximity exposure apparatus according to the present invention, FIG. 2 is a sectional view taken along line AA in FIG. 1, and FIG. 3 is a proximity exposure apparatus according to the present invention. FIG. 4 and FIG. 5 are longitudinal sectional views showing other embodiments of the work stage 100 of the proximity exposure apparatus according to the present invention, and FIG. It is a middle AA sectional view.
[0024]
First, as shown in FIGS. 1 and 2, a work stage 100 of a proximity exposure apparatus according to the present invention includes a work chuck 110 that sucks and holds a plate-like substrate W as an exposed material, and the work chuck 110. , A stage base 120 positioned in parallel with the workpiece chuck 110, four cranks 130, 130, 130, 130 positioned between the work chuck 110 and the stage base 120, and rotating the cranks 130, 130, 130, 130 to rotate the workpiece chuck. Mainly composed of a moving mechanism 140 that moves 110.
[0025]
This work chuck 110 is provided with a plurality of suction holes (not shown) at regular intervals on the upper surface side of the stage main body 111 on which the flat substrate W is placed, and includes a vacuum pump P or the like. vacuum adsorption Ambient air is sucked from the suction hole by the mechanism 112, and the substrate W is sucked and held stably by the suction force.
[0026]
The stage base 120 supports the work chuck 110 through four linear guides 121, 121, 121, 121 so as to be movable up and down in the vertical direction (Z direction). Or a moving mechanism 140 or the like. In the present embodiment, the fine movement mechanism having the tilt function as described above is provided on the lower side of the stage base 120.
[0027]
Each of the cranks 130, 130, 130, and 130 is formed of a strip-shaped metal plate, and one end of each of the cranks 130, 130, 130, and 130 is provided on the four brackets 131, 131, 131, 131 protruding from the lower surface of the work chuck 110. The other end thereof is pivotally supported (pin-coupled) via a rolling bearing (not shown) so as to be rotatable in an inverted H shape on the screw nuts 141 and 141 side of the moving mechanism 140 described later.
[0028]
The moving mechanism 140 rotates a feed screw 142 provided on the upper surface of the stage base 120 so as to be parallel thereto, a pair of screw nuts 141 and 141 screwed into the feed screw 142, and the feed screw 142. And a motor 143.
That is, both ends of the feed screw 142 are rotatably supported by a pair of bearings 144 and 144 on the stage base 120, and the rotation shaft of the motor 143 is connected to one end side of the feed screw 142 via the coupling mechanism 145. The pair of screw nuts 141 and 141 are screwed to the feed screw 142.
[0029]
The lower ends of a pair of cranks 130, 130, 130, 130 are pivotally supported and connected to both sides of connecting plates 146, 146 provided integrally with the screw nuts 141, 141. It is in a state.
In this embodiment, the moving mechanism 140 is constituted by the motor 143, the feed screws 142, 142, and the screw nuts 141, 141. However, instead of this, for example, a linear motor having two movers may be used. . In this embodiment, a ball screw is used as the feed screw mechanism. However, the present invention is not limited to this, and other types of feed screws may be used.
[0030]
In addition, a pair of linear guide rails 147 and 147 are fixed on the stage base 120, and engage with the linear guide bearings 148 and 148 fixed to the lower surfaces on both sides of the connecting plates 146 and 146 to connect the connecting plates 146 and 146. Are guided along the linear guide rails 147 and 147.
Further, as shown in the drawing, the feed screw 142 is composed of left and right screws whose threading directions are different from each other at the central portion thereof, whereby screw nuts 141 and 141 screwed to the screw screw 142 are rotated with the rotation. Along the feed screw 142, they move in opposite directions.
[0031]
Further, four balance cylinders 150, 150, 150, 150 are provided between the stage base 120 and the work chuck 110, and the balance cylinders 150, 150, 150, 150 are moved into the balance cylinders 150, 150, 150, 150 by a supply / exhaust mechanism (not shown). By adjusting the air supply / exhaust, the work chuck 110 is supported and the weight of the work chuck 110 applied to the cranks 130, 130, 130, 130, etc. is offset.
[0032]
In other words, the balance cylinder 150 is provided in four places, and the work chuck 110 is moved up and down more smoothly by adjusting the supply / exhaust for self-weight cancellation to be equal at the four places. .
In addition, a plurality of lift pins 160 for placing the substrate W are erected on the stage base 120, and the upper ends of the lift pins 160 pass through the through holes 161 formed in the work chuck 110 and are placed on the work chuck 110. It is provided so that it can protrude.
[0033]
Further, the stage base 120 is provided with a front chuck 170 having substantially the same height as each of the lift pins 160, 160... And a plurality of suction holes 171, 171. The substrate W is adsorbed in the same manner as the work chuck 110 by sucking ambient air from the suction holes 171, 171... By a vacuum suction mechanism such as a vacuum pump.
[0034]
Next, the operation and effect of the work stage 100 of the proximity exposure apparatus of the present invention configured as described above will be described.
First, as shown in FIGS. 3A and 3B, the fork-shaped lift is made after the work chuck 110 is lowered, that is, the lift pins 160, 160. An arm 200 is provided, and the substrate W is transferred between the work chuck 110 and the mask M by a transfer robot (not shown) that transfers the substrate W while the substrate W is placed on the lift arm 200, and the substrate W is transferred to the lift pins 160, 160. And placed on the front chuck 170.
[0035]
As a result, the transfer of the substrate W to the work stage 100 side can be carried out via the lift pins 160, so that a special groove for inserting the lift arm 200 on the upper surface of the work chuck 110 becomes unnecessary. The upper surface of 110 can be made substantially flat.
At the same time, the end (edge) portion of the substrate W is placed on the front chuck 170 and adsorbed on the upper surface thereof, so that the substrate W is kept in a stable state, and the substrate W is placed on the lift pins 160, 160. It is possible to reliably prevent the displacement of the substrate W that is likely to occur when the substrate is placed or delivered.
[0036]
Next, when the substrate W is temporarily placed on the lift pins 160, 160... In this way, the moving mechanism 140 is activated to raise the work chuck 110 vertically as shown in FIG.
Specifically, when the motor 143 is driven and the feed screw 142 is rotated in one direction, the screw nuts 141 and 141 screwed together are moved in a direction away from each other along the feed screw 142. Then, the four nuts 130, 130, 130, 130 pivotally supported by the screw nuts 141, 141 via the connecting plates 146, 146 are rotated so that the work chuck 110 moves along with the linear guide 121. , 121, 121, 121 moves up vertically.
[0037]
When the four cranks 130, 130, 130, and 130 are rotated so as to rise, the motor 143 is turned on when the upper surface of the work chuck 110 reaches a position (intermediate stop position) in contact with the lower surface of the substrate W. Stop temporarily. In the vicinity of the intermediate stop position, the cranks 130, 130, 130, and 130 are already close to the vertical state, so that the work chuck 110 is sufficiently decelerated, and the work chuck 110 and the substrate W come into contact with each other without causing an impact. Will do. Further, since the moving mechanism 140 is a mechanism using a motor 143, unlike the case of a pneumatic cylinder or the like, positioning for such a temporary stop at the intermediate stop position can be performed easily and with high accuracy.
[0038]
At this time, the substrate W can be sucked and held firmly by operating the vacuum suction mechanism 112 provided on the work chuck 110 side.
On the other hand, the suction of the front chuck 170 is released. As a result, the substrate W temporarily placed on the front chuck 170 and the lift pins 160, 160...
[0039]
Thereafter, as shown in FIG. 4D, when the four cranks 130, 130, 130, 130 are further rotated to reach a vertical state, the cranks 130, 130, 130, 130 are rotated at that position. After the movement is stopped, necessary fine adjustment and tilt adjustment are performed by other mechanisms (not shown) to accurately adjust the distance from the mask M, and then the substrate W is exposed to the mask pattern in the same manner as before. Necessary processing such as formation is performed.
[0040]
Thus, in the work stage 100 of the present invention, the work chuck 110 and the stage base 120 are connected by the crank 130, and the crank 130 is rotated by the moving mechanism 140, so that the motor 143 is driven at a substantially constant speed. Even when the work chuck 110 is rotated, the rising speed of the work chuck 110 can be reduced as the work chuck 110 approaches the mask M. Further, since the control is performed using the motor 143, it is possible to easily adjust the rotation speed of the crank 130 by controlling the rotation speed, and it is also possible to adjust the lifting speed of the stage base 120 more finely and arbitrarily. Become.
[0041]
In addition, although the motor 143 can be moved at a high speed, even in that case, as the rising end approaches, the rising speed of the crank 130 decreases as the crank 130 approaches the vertical direction. Despite the fact that a mechanical stopper for regulating the amount and a shock absorber for buffering the impact are unnecessary, the impact is more reliably and effectively avoided and the occurrence of distortion on the substrate W is avoided in advance. be able to.
[0042]
Thus, subsequent fine adjustment and tilt adjustment are simplified, and high-precision exposure processing can be easily executed.
The work stage 100 is configured to be capable of step feed for moving the exposure position in the left-right direction and the direction perpendicular to the paper surface in FIGS. 1 and 3 by an XY stage (not shown). When the step feed is performed, the work chuck 110 is slightly lowered to a position higher than the intermediate stop position to increase the gap between the mask M and the substrate W, whereby the step feed can be performed more safely. Such a thing can be easily performed by controlling the motor 143.
[0043]
Further, since the distance between the work chuck 110 and the stage base 120 becomes the smallest at the position of the top dead center of the crank 130 when the crank 130 rises to the vertical state, the motor of the moving mechanism 140 is temporarily assumed. Even if 143 goes out of control, or the stop position is wrong, the work chuck 110 and the stage base 120 come into contact with each other, or other parts collide with each other to cause distortion in the substrate W with certainty. .
[0044]
Further, since the balance cylinder 150 is used to cancel the weight of the work chuck 110 and the like, the load received by the motor 143 of the moving mechanism 140 can be reduced as much as possible, and this also enables high-speed lifting.
In order to carry out the substrate W after the exposure processing, the substrate W is displaced or the lift arm 200 collides with the work chuck 110 only by lowering the work chuck 110 by performing the reverse procedure of FIG. Thus, the substrate W can be carried out easily and reliably without inconvenience. However, since the displacement of the substrate W is allowed to some extent at the time of unloading compared to the time of loading, the adsorption of the substrate W by the front chuck 170 may be omitted.
[0045]
Next, FIGS. 4, 5, and 6 show other embodiments of the work stage 100. FIG.
First, the work stage 100 of FIG. 4 is lifted and lowered by the work chuck 110 by the rotation of the crank 130 as in the above embodiment, but the lower ends of the cranks 130, 130, 130, and 130. These are connected to one connecting plate 146 in a link shape.
[0046]
In such a configuration, the above-described embodiment is more excellent in terms of balance such as the load balance received by each crank 130 and is preferable, but the rotation directions of the cranks 130, 130, 130, 130 are the same. Therefore, it is possible to use a simple feed screw 180 instead of the left and right screws 142 as described above. In the figure, the same reference numerals are the same members as those in the above embodiment, 181 is a support member for supporting the work chuck 110 (a total of four locations), and 182 is a guide for guiding the work chuck 110 perpendicularly to the stage base 120. A linear guide rail 183 is a linear guide bearing that engages and slides with the linear guide rail 182.
[0047]
In the above embodiments, the number of cranks and the like can be changed as appropriate. In addition, a moving mechanism is provided on the stage base 120 side, which is preferable from the viewpoint of reducing the weight of the part that moves up and down including the work chuck 110, but in principle, the moving mechanism is provided on the work chuck 110. It may be provided on the lower surface side.
Next, the work stage 100 shown in FIGS. 5 and 6 replaces the crank 130 and the moving mechanism 140 with a cam shaft 190 provided between the work chuck 110 and the stage base 120 so as to be driven by a motor 143, and this cam. An eccentric cam 191 that rotates together with the shaft 190 and a cam follower 192 that engages with the eccentric cam 191 are provided.
[0048]
Therefore, as shown in the figure, when the motor 143 is driven to rotate the camshaft 190, the eccentric cam 191 provided on the camshaft 190 rotates, and this rotational force causes the cam follower 192 engaged with the eccentric cam 191 to move up and down. Therefore, the work chuck 110 moves vertically up and down.
As a result, the same effect as that of the above embodiment can be obtained, and the lifting / lowering speed of the work chuck 110 can be arbitrarily set with the rotational speed of the camshaft 190 kept constant only by appropriately changing the shape of the eccentric cam 191. It becomes possible to do. For example, the cam speed can be changed by decreasing the speed at the time of ascending as approaching the rising end, or by once decelerating before the intermediate stop position in addition to the rising end.
[0049]
In the figure, the same reference numerals are the same members as in the above embodiment, 193 is a bracket for connecting the cam follower 192 and the work chuck 110, and 194 is for supporting the camshaft 190 to the stage base 120 side. 195 is a coupling, 196 is a reduction gear for obtaining a high torque output.
Further, it is preferable to provide an urging means between the work chuck 110 and the stage base 120 so as to keep the eccentric cam 191 and the cam follower 192 always stably engaged.
[0050]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the following excellent effects are exhibited.
(1) Since the work chuck and the stage base are connected by a crank and the work chuck is moved up and down by rotating the crank, the work chuck can be moved up and down quickly.
{Circle around (2)} A stopper for restricting the amount of work chuck lift and a shock absorber for buffering the impact are not required, and the occurrence of distortion on the substrate due to the impact can be avoided more effectively and reliably.
{Circle around (3)} According to the second aspect, the lifting speed of the work chuck can be arbitrarily controlled by appropriately adjusting the rotational speed of the motor that rotates the feed screw.
[0051]
(4) According to the invention 3, two cranks can be simultaneously rotated in opposite directions by a set of feed screw and motor, so that the work chuck can be balanced while maintaining the relative relationship with the stage base. Can move up and down stably.
(5) According to the invention 4, if a camshaft, an eccentric cam, and a cam follower are provided instead of a crank, a feed screw, etc., the lifting speed of the work chuck can be increased. Since the raising / lowering amount is determined, a stopper and a shock absorber are not required, and occurrence of distortion to the substrate due to the impact can be avoided in advance.
[0052]
In addition, by arbitrarily changing the cam shape, it is possible to arbitrarily set the lifting speed and the lifting amount of the work chuck without changing the rotational speed of the camshaft.
(6) According to the invention 5, by providing at least one balance cylinder between the stage base and the work chuck, even if the weight of the front chuck is large, the weight can be offset by the expansion and contraction of the balance cylinder. Therefore, it is possible to move up and down at a higher speed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of a work stage of a proximity exposure apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an operation (operation) of a work stage of the proximity exposure apparatus according to the present invention.
FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing another embodiment of the work stage of the proximity exposure apparatus according to the present invention.
FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing another embodiment of the work stage of the proximity exposure apparatus according to the present invention.
6 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
FIG. 7 is a partially exploded perspective view showing a configuration of a conventional proximity exposure apparatus.
FIG. 8 is a side view showing a configuration of a conventional vertical coarse movement mechanism.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Work stage, 110 ... Work chuck, 120 ... Stage base, 130 ... Crank, 140 ... Elevating mechanism, 141 ... Feed screw nut, 142 ... Feed screw, 143 ... Motor, 150 ... Balance cylinder, 190 ... Cam shaft, 191 ... Cam, 192 ... Cam follower, M ... Mask, W ... Substrate

Claims

In a work stage of a proximity exposure apparatus that holds a plate-like substrate as an exposed material and moves it closer to and away from the mask side held by the mask stage,
A work chuck that sucks and holds the substrate, a stage base that supports the work chuck so as to be movable in the mask direction, one end engages with the stage base side or the work chuck side, and the other end with the work piece. The crank is rotated by moving at least one crank engaged with the chuck side or the stage base side and the engaging portion of the one end of the crank in a direction crossing the approaching and separating direction. A moving mechanism for moving the work chuck closer to and away from the mask side, and
The moving mechanism includes a feed screw provided on the stage base side, a screw nut screwed to the feed screw, and a motor that rotates the feed screw, and the one end of the crank is the screw nut. A work stage of a proximity exposure apparatus, wherein the work stage is swingably connected to the work stage.

In the work stage of the proximity exposure apparatus according to claim 1 ,
Two cranks are provided in the longitudinal direction of the feed screw, and screw nuts that pivotably connect the lower ends of the cranks to the feed screw, respectively, and the feed screw is A work stage of a proximity exposure apparatus, wherein left and right screws have different screwing directions between screw nuts.