JP4550494B2

JP4550494B2 - Ｘｙステージ装置

Info

Publication number: JP4550494B2
Application number: JP2004183918A
Authority: JP
Inventors: 一生渡辺; 謙作鈴木
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2004-06-22
Filing date: 2004-06-22
Publication date: 2010-09-22
Anticipated expiration: 2024-06-22
Also published as: JP2006012911A

Description

本発明は、露光機のステージとして用いられるＸＹステージ装置に関し、特に対象物を載置するステージ部材を高速に移動させ、かつ高精度に位置決めすることができるＸＹステージ装置に関する。

図５は、従来のＸＹステージ装置の構成を概略的に示す図である。
図５に示すように、従来のＸＹステージは、平坦な上面を有するベース１０、可動ステージ２０、及びリニアモータ３０を備える。
このベース１０の上面に、可動ステージ２０を移動可能に支持するアクチュエータとして、この面内で相直交するＸＹ軸のＸ軸に平行にＸ軸リニアガイド１１が配置されると共に、Ｙ軸に平行にＹ軸リニアガイド１２が配置されている。可動ステージ２０は、Ｘ軸リニアガイド１１及びＹ軸リニアガイド１２によって、ベース１０の上面に対して一定間隔（数１０μｍ程度）を空けて浮上している。

可動ステージ２０は、Ｘ軸リニアガイド１１に案内されてＸ軸方向に移動すると共に、Ｙ軸リニアガイド１２に案内されてＹ軸方向に移動する。このように、Ｘ軸及びＹ軸リニアガイド１１、１２の組み合わせによって、可動ステージ２０がＸＹ平面に沿って移動する（例えば、特許文献１参照）。

このような従来のＸＹステージ装置では、可動ステージ２０を移動させるためのアクチュエータとして、上述のようなリニアガイドを用いたものの他に、可動ステージ２０の裏面にエアーベアリングパッドを用いたものもあった。

特開平０９−０７４７３４号公報

従来のＸＹステージ装置には下記のような課題があった。
ベース１０の上面は、平坦であることが要求されるため、花崗岩（グラナイト）製の石定盤が用いられ、また、処理対象基板（ワーク）の大面積化に伴い、大型のステッパ装置のステージとして用いられるため、可動ステージ２０のＸＹ方向のストローク分の大面積が要求される。

しかしながら、石定盤を陸送する際には、一般道路の輸送可能幅による制約がある。処理対象基板の長辺が１．８ｍまたは２．０ｍ以上の長さを有する場合には、対応石定盤の幅として「２．９ｍ＋α」の幅、または「３．７ｍ＋α」の幅が必要となるため、日本国内における一般道路の輸送可能幅である「２．９ｍ」を超えてしまい、輸送が困難になっていた。

従って、本発明は、大面積基板に対応する大きさを有すると共に、陸送可能な定盤片に分割できる定盤を有することにより、容易に陸送でき、輸送コストを安価に抑えることができるＸＹステージ装置を提供することを課題とする。

本発明のＸＹステージ装置は、所定の長さ、幅及び厚さを有し、平坦な上面を有する定盤と、前記定盤の上面上で少なくとも３つ以上のエアーベアリングパッドによって移動可能に構成される可動ステージと、を備えるＸＹステージ装置であって、前記定盤は、幅方向に対して分割された定盤片の接合体であると共に、前記エアーベアリングパッドの各々は、前記可動ステージの移動時に前記定盤片同士の接合部を跨がないように、移動範囲が１つの前記定盤片内に限定されて配設される。

また、前記定盤片は、陸送可能な２．９ｍ以下の幅を有する。

また、前記定盤片は、接合部側において固定支持手段によって支持されると共に、非接合部側では、可動支持手段によって支持される。

さらに、前記エアーベアリングパッドは、球面軸受を介して可動ステージに取り付けられている。

本発明のＸＹステージ装置は、所定の長さ、幅及び厚さを有し、平坦な上面を有する定盤と、前記定盤の上面上で少なくとも３つ以上のエアーベアリングパッドによって移動可能に構成される可動ステージとを備えるＸＹステージ装置であって、前記定盤は、幅方向に対して分割された定盤片の接合体であると共に、前記エアーベアリングパッドの各々は、前記可動ステージの移動時に前記定盤片同士の接合部を跨がないように、移動範囲が１つの前記定盤片内に限定されて配設されるので、大型の定盤であっても、定盤片に分解すれば容易に輸送することができる。

また、前記定盤片は、陸送可能な２．９ｍ以下の幅を有するので、長辺の長さが１．８ｍまたは２．０ｍを超えるような基板あるいはそれ以上のサイズの基板に対応する大きさの定盤であっても、定盤片に分割することにより、容易に陸送でき、輸送コストを安価に抑えることができる。

また、前記定盤片は、接合部側において固定支持手段によって支持されると共に、非接合部側では、可動支持手段によって支持されるので、定盤片に熱膨張が生じても、非接合部側で吸収することにより、定盤の上面へのゆがみの発生を抑制することができる。

さらに、前記エアーベアリングパッドは、球面軸受を介して可動ステージに取り付けられているので、相接合される定盤片の上面が同一面内になくても、スムーズな可動ステージの移動を提供することができる。

図１は、本発明のＸＹステージ装置の構成を概略的に示す図である。
図１に示すように、本発明のＸＹステージ装置は、分割型の石定盤１００を備える。石定盤１００は、例えば長辺が１．８ｍや２．０ｍ以上の大面積の処理対象基板の処理に対応できる所定の長さ、幅及び厚さを有し、平坦な上面１００ａを有する定盤であり、幅方向に対して分割された定盤片である第１石定盤片１０１と第２石定盤片１０２との接合体である。

また、第１石定盤片１０１及び第２石定盤片１０２は、日本国内における陸送に対応すべく、陸送可能な２．９ｍ以下の幅を有するように構成されている。
また、石定盤１００は、花崗岩（グラナイト）製またはセラミック製であり、石定盤支持台１１０の上に支持手段を介して設置される。石定盤支持台１１０は、石定盤１００の重量に耐えられる構造を有することが必要であり、例えば鋳物製の支持台とすることができる。

また、支持手段としては、接合部側１０１ａ及び１０２ａでは固定支持手段である支持棒１２０によって支持されると共に、非接合部側１０１ｂ及び１０２ｂでは、可動支持手段である球状ベアリング１３０によって支持される。
従って、第１石定盤片１０１と第２石定盤片１０２に熱膨張が生じても（特に第１石定盤片１０１と第２石定盤片１０２との熱膨張の度合いが異なるような場合でも）、第１石定盤片１０１と第２石定盤片１０２の接合部１００ｂにずれが生じず、かつ、熱膨張により第１石定盤片１０１及び第２石定盤片１０２の上面に歪みが生じないように構成されている。

また、石定盤１００の上面１００ａ上には、可動ステージ２０が配設されている。
この可動ステージ２０を駆動するアクチュエータとしてはエアーベアリングパッド２００を用いている。
図１に示すＸＹステージ装置は、可動ステージ２０の下面側にエアーベアリングパッド２００を４つ備える。石定盤１００は二分割式であるため、各エアーベアリングパッド２００は、可動ステージ２０が移動しても、第１石定盤片１０１と第２石定盤片１０２の接合部１００ｂを跨ぐことがないように配設されている。
従って、図１において、実線で示す可動ステージ２０と、破線で示す可動ステージ２０とは、共に移動量が最大の位置にある場合を示すが、各エアーベアリングパッド２００は、接合部１００ｂを跨がずに移動している。

また、エアーベアリングパッド２００は、図２に示すように球面軸受け２１０を介して可動ステージ２０に取り付けられている。このエアーベアリングパッド２００は、石定盤１００の上面１００ａに接する面に開口された多数の細孔（図示せず）を有しており、この細孔から圧縮空気を石定盤１００の上面１００ａに向けて噴射することにより、可動ステージ２０を石定盤１００の上面１００ａで浮上させるものである。
従って、第１石定盤片１０１の上面と第２石定盤片１０２の上面とが同一面内にない場合、あるいは、厳密に平行でない場合でも、エアーベアリングパッド２００が接合部１００ｂを跨ぐことがないので、可動ステージ２０の動作に悪影響は生じない。

以上、本発明のＸＹステージ装置によれば、石定盤１００が陸送可能な複数の部片（第１石定盤片１０１及び第２石定盤片１０２）に分割されているので、陸送可能でありながら、長辺の長さが１．８ｍや２．０ｍを超えるような基板あるいはそれ以上のサイズの基板に対して容易に対応することができる。
さらに、分割式にしたことにより、従来よりも定盤を容易に作成することができる。

また、以上の説明では、石定盤１００が二分割式の場合について説明したが、本発明のＸＹステージ装置は、このような携帯のものに限られるではなく、エアーベアリングパッド等の可動ステージ２０を移動させるためのアクチュエータが石定盤１００の接合部１００ｂを跨がないものであれば、石定盤の分割の仕方は他の方法であってもよく、分割数も三つ以上であってもよい。
また、アクチュエータの数は３つ以上あればよく、可動ステージ２０の下面側における配置も石定盤１００の接合部１００ｂを跨がないような配置であればどのような配置の仕方でも構わない。

従って、図１（ａ）に示す石定盤１００の分割パターン及びアクチュエータの配置パターン以外の例としては、図３及び図４に示すようなパターンが考えられる。
図３では、石定盤の分割パターンは三分割であり、可動ステージ２０の下面側におけるアクチュエータの配置パターンは、３つのエアーベアリングパッド２００のうちの２つを可動ステージ２０の裏面の四隅のうちの相隣接する２つに、残りの１つを、相対向する２つの隅の中央に配置したものである。
図４では、石定盤の分割パターンは四分割であり、可動ステージ２０の下面側におけるアクチュエータの配置パターンは、４つのエアーベアリングパッド２００を可動ステージ２０の四隅に均等に配置したものである。

これら図３及び図４に示す石定盤１００の分割パターン及びアクチュエータの配置パターンの場合でも、可動ステージ２０が移動してもエアーベアリングパッド２００が石定盤１００の接合部１００ｂを跨ぐことはないので、図１に示すＸＹステージ装置と同様の効果を得ることができる。

本発明のＸＹステージ装置の構成を概略的に示す図である。本発明のＸＹステージ装置の要部の構成を拡大して示す図である。本発明の他の形態に係るＸＹステージ装置における石定盤の分割パターン及びエアーベアリングパッドの配置パターンを概略的に示す図である。本発明のさらに他の形態に係るＸＹステージ装置における石定盤の分割パターン及びエアーベアリングパッドの配置パターンを概略的に示す図である。従来のＸＹステージ装置の構成を概略的に示す図である。

符号の説明

１００石定盤、１００ａ上面、１００ｂ接合部、１０１石定盤片、１０１ａ接合部側、１０１ｂ非接合部側、１０２石定盤片、１１０石定盤支持台、１２０支持棒、１３０球状ベアリング、２００エアーベアリングパッド。

Claims

所定の長さ、幅及び厚さを有し、平坦な上面を有する定盤と、
前記定盤の上面上で少なくとも３つ以上のエアーベアリングパッドによって移動可能に構成される可動ステージと、を備えるＸＹステージ装置であって、
前記定盤は、幅方向に対して分割された定盤片の接合体であると共に、
前記エアーベアリングパッドの各々は、前記可動ステージの移動時に前記定盤片同士の接合部を跨がないように、移動範囲が１つの前記定盤片内に限定されて配設されることを特徴とするＸＹステージ装置。
前記定盤片は、陸送可能な２．９ｍ以下の幅を有することを特徴とする請求項１記載のＸＹステージ装置。
前記定盤片は、接合部側において固定支持手段によって支持されると共に、非接合部側では、可動支持手段によって支持されることを特徴とする請求項１または２に記載のＸＹステージ装置。
前記エアーベアリングパッドは、球面軸受を介して可動ステージに取り付けられていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項記載のＸＹステージ装置。