KR20110025769A - 얼라인먼트 기능을 갖는 스테이지 및 이 얼라인먼트 기능을 갖는 스테이지를 구비한 처리 장치 및 기판 얼라인먼트 방법 - Google Patents

Abstract

처리 대상물의 중량이 무거울 경우에도, 특히, θ 방향의 위치 맞춤을 고정밀도로 그리고 용이하게 행할 수 있는 저비용의 얼라인먼트 기능을 갖는 스테이지를 제공한다. 기판(S)을 그 처리 면을 개방하여 유지하는 스테이지 본체(4a)를 구비한 얼라인먼트 기능을 갖는 스테이지를 가지고, 기판의 처리 면에 반대로 향하는 다른 면에 흡착 가능한 흡착 수단(8)과, 상기 흡착 수단에서의 흡착 부분 이외의 영역에 기체를 공급하는 기체 공급 수단(9)과, 상기 흡착 수단을 회전 중심으로 하여 기판이 동일 평면 내에서 회전되도록 상기 흡착 수단에 회전력을 부여하는 구동 수단(10)을 구비한다.

Description

얼라인먼트 기능을 갖는 스테이지 및 이 얼라인먼트 기능을 갖는 스테이지를 구비한 처리 장치 및 기판 얼라인먼트 방법{STAGE WITH ALIGNMENT FUNCTION, TREATMENT DEVICE EQUIPPED WITH STAGE WITH THE ALIGNMENT FUNCTION, AND SUBSTRATE ALIGNMENT METHOD}

본 발명은 얼라인먼트(alignment) 기능을 갖는 스테이지 및 이 얼라인먼트 기능을 갖는 스테이지를 구비한 처리 장치 및 기판 얼라인먼트 방법에 관한 것으로, 특히, 1 축을 따라 이동 가능하게 배치된 도포 헤드를 구비한 잉크젯 방식의 도포 장치에 이용되는 것에 관한 것이다.

포토리소그래피 공정을 거치지 않고 기판 상에 미세한 도전 패턴 등을 직접 형성하기 위하여, 잉크젯 방식의 도포 장치(이하, "도포 장치"라고 한다)를 이용하는 것이 알려져 있고, 근래에는, 대면적의 박막 트랜지스터 기판의 제작 공정에서 수 ㎛의 고정세(very fine)의 소스ㆍ드레인 전극 패턴을 형성하는 것, 플랫 패널 디스플레이용의 컬러 필터, 배향막이나 스페이서를 형성하는 것에도 이용되고 있다.

이 종류의 도포 장치로서는, 다음과 같은 구성을 가지는 것이 특허 문헌 1에서 알려져 있다. 즉, 특허 문헌 1에 기재된 것은 처리해야 할 기판을 그 처리 면을 개방하여 흡착 유지 가능한 스테이지와 잉크젯 수단으로 구성되어 있다. 스테이지는 모터를 갖는 이송 나사에 의해 X축 가이드를 따라 이동이 가능하다. 다른 한편으로, 잉크젯 수단은 스테이지의 이동 경로 상에서 해당 스테이지를 브릿지(bridge)하도록 설치된 문(portal) 형태의 지지 수단과, 해당 지지 수단에 Y축 방향으로 이동 가능하게 배치되고, 기판에 대해 소정의 잉크를 도포하는 적어도 1개의 도포 헤드를 가지고 있다.

여기서, 상술한 것에서는, 스테이지에서 기판을 흡착 유지하였을 때나 반송 로봇으로 스테이지에 기판을 설치하였을 때에 위치 편차가 생기는 경우가 있다. 이 때문에, 잉크의 도포에 앞서 도포 헤드에 대한 기판의 주사 면의 위치 맞춤(얼라인먼트)이 행해진다. 이때, X축 방향 및 Y축 방향뿐만 아니라, 기판을 동일 평면 내에서 θ 방향으로 회전시켜서 도포 헤드에 대한 기판의 기울기도 조절할 필요가 있다.

이러한 경우, 기판을 흡착 유지한 상태에서 스테이지 자체를 회전시켜서 얼라인먼트를 행하도록 구성하는 것이 고려될 수 있다. 그러나, 상술한 바와 같은 플랫 패널 디스플레이용의 대면적의 기판이 처리 대상물이라면, 기판 크기가 증가하는 것에 수반하여 기판 중량이 증가할 뿐만 아니라, 기판 크기에 따라, 스테이지 자체도 대형화하여 그 중량이 증가한다. 이 때문에, 상기 방법에서는, 기판과 반송 테이블의 중량을 합한 중량의 것을 회전시키기 위한 회전 기구(베어링 등)가 필요하게 되고, 장치 자체의 대형화를 피할 수 없고, 또한, 스테이지를 회전시켜서 정밀도 좋게 얼라인먼트 하기 위해서 높은 추력과 고성능의 모터가 필요하게 되어, 고비용을 초래한다고 하는 단점이 있다.

다른 한편으로, 스테이지를 회전 가능하게 구성하는 것 대신에, 도포 헤드를 지지하는 지지 수단을 회전 가능하게 구성하고, θ 방향의 얼라인먼트를 행하는 것이 고려될 수 있지만, 이것에서는, θ 방향의 위치 맞춤시에, 지지 수단을 회전시키면서 반송 테이블도 X축 Y축 방향으로 적절하게 이동시켜야 할 필요가 생기고, 고정밀도로 얼라인먼트 하기 위한 제어가 현저히 복잡하게 된다.

특허 문헌 1 : 일본 특허출원 공개 제2006-136770호 공보

본 발명은 이상의 점을 고려하여, 처리 대상물의 중량이 큰 경우에도, 특히, θ 방향의 위치 맞춤이 고정밀도로 용이하게 행할 수 있는 저비용의 얼라인먼트 기능을 갖는 스테이지 및 이 얼라인먼트 기능을 갖는 스테이지를 구비한 처리 장치 및 기판 얼라인먼트 방법을 제공하는 것을 그 과제로 한다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 청구항 1에 기재된 발명은, 처리 대상물을 그 처리 면을 개방하여 유지하는 스테이지 본체를 구비한 얼라인먼트 기능을 갖는 스테이지로서, 상기 처리 대상물의 상기 처리 면에 반대로 향하는 다른 면에 흡착 가능한 흡착 수단과, 상기 흡착 수단에서의 흡착 부분 이외의 영역에 기체를 공급하는 기체 공급 수단과, 상기 흡착 수단을 회전 중심으로 하여 상기 처리 대상물이 동일 평면 내에서 회전되도록 상기 흡착 수단을 회전 구동하는 구동 수단을 구비한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 처리 대상물을 그 처리 면을 개방하여 스테이지에 장착하고, 상기 처리 대상물의 상기 처리 면에 반대로 향하는 다른 면에 흡착 수단을 흡착시킨다. 그리고, 흡착 수단으로 흡착된 영역을 제외한 상기 다른 면으로 기체를 공급한다. 이 상태에서, 구동 수단에 의해 상기 흡착 수단을 회전 중심으로 하여 동일 평면 내에서 소정 각도 회전시키면, 처리 대상물이 흡착 수단과 일체로 소정 각도 회전할 수 있다. 그 결과, 기판을 θ 방향으로 회전시켜서 얼라인먼트를 행할 수 있다.

이와 같이 본 발명에 의하면, 흡착 영역을 제외한 부분에 기체를 공급함으로써, 해당 영역을 제외한 부분을 부상시킨 상태(이 경우, 적어도 해당 부분과 스테이지 표면과의 마찰 저항이 감소하고 있으면 좋다)에서 흡착 수단과 일체로 처리 대상물만을 회전시켜서 θ 방향의 얼라인먼트를 행하는 구성을 채용하였기 때문에, 예를 들어, 처리 대상물의 중량이 큰 경우에도, 대형의 베어링 등의 회전 기구가 불필요하고, 장치 자체의 대형화를 회피할 수 있다. 게다가, 작은 추력으로 처리 대상물을 회전할 수 있기 때문에, 고성능의 모터를 이용하지 않고 얼라인먼트를 고정밀도로 행할 수 있고, 저비용화에도 기여한다. 또한, 스테이지로 유지된 처리 대상물에 대향 배치되는 잉크젯 수단과 같은 처리 수단을 이동시키지 않고, θ 방향의 얼라인먼트를 행할 수 있기 때문에, 그 제어도 용이하다.

또한, 상기 과제를 해결하기 위하여, 청구항 2에 기재된 발명은, 처리 대상물을 그 처리 면을 개방하여 유지하는 유지 트레이와, 상기 유지 트레이를 회전 가능하게 지지하는 스테이지 본체를 구비한 얼라인먼트 기능을 갖는 스테이지로서, 상기 유지 트레이 중 처리 대상물의 처리 면에 반대로 향하는 다른 면에 기체를 공급하는 기체 공급 수단과, 상기 유지 트레이를 동일 평면 내에서 회전시키도록 상기 유지 트레이를 회전 구동하는 구동 수단을 구비한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 처리 대상물을 유지 트레이로 유지한 상태로 해당 유지 트레이를 부상시킨 상태(상기와 마찬가지로, 적어도 해당 유지 트레이와 스테이지 상면과의 마찰 저항을 감소하고 있으면 좋다)에서, 구동 수단에 의해 흡착 수단과 일체로 회전시켜서 기판의 θ 방향의 얼라인먼트를 행하는 구성을 채용하였기 때문에, 상기와 마찬가지로, 대형 베어링 등의 회전 기구나 고성능 모터가 불필요하고, 또한, 저비용화에도 기여한다.

본 발명에 있어서는, 안내 수단과, 상기 안내 수단을 따라 상기 스테이지 본체를 이동시키는 이동 수단을 더 구비하는 구성을 채용하면, 안내 수단의 위쪽에 배치되는 도포 헤드 등의 처리 수단에 대하여 스테이지 본체의 정지 위치를 변경하는 것만으로, 스테이지 본체의 이동 방향에 있어서의 얼라인먼트가 행해질 수 있다.

또한, 상기 스테이지 본체 또는 유지 트레이의 상기 처리 대상물과의 접촉 면에 흡착 홈이 형성되고, 상기 처리 대상물을 스테이지 또는 유지 트레이에 기판을 장착한 상태에서 상기 흡착 홈을 진공 배기하는 진공 펌프를 구비한 구성을 채용하면, 예를 들어, 안내 수단을 따라 스테이지 본체를 이동시킬 때에, 스테이지 본체 또는 유지 트레이에 처리 대상물이 확실히 유지되도록 할 수 있어서 좋다.

그런데, 상기 스테이지에서 θ 방향의 얼라인먼트를 행하는 경우, 위치 맞춤 정밀도(예를 들어, 1

이하) 뿐만 아니라, 얼라인먼트 시간의 단축도 강하게 요구된다. 이 경우, 상기 구동 수단은 상기 흡착 수단을 소정의 미소 각도 범위 내에서 회전시키는 미동 기구(fine adjustment mechanism)와, 상기 흡착 수단을 미동 기구보다 큰 각도 범위에서 회전시키는 조동 기구(coarse adjustment mechanism)로 구성되어 있으면, 조동 기구에 의해 목표로 하는 위치의 근처까지 고속으로 처리 대상물을 회전 구동시킨 후, 미동 기구에 의해 고정밀도의 위치 결정을 행할 수 있다. 이것에 의해, 고정밀도 그리고 단시간의 얼라인먼트가 실현될 수 있다.

또한, 상기 조동 기구가 상기 흡착 수단에 연결되고, 상기 미동 기구가 아암과, 이 아암을 요동시키는 구동원을 구비하고, 이 구동원에 의해 아암을 요동시키면, 조동 기구를 통해 상기 흡착 수단이 회전 구동되도록, 상기 미동 기구와 상기 조동 기구가 연결되어 있으면, 흡착 수단을 회전 구동하는 회전 축이 공통으로 될 수 있어서, 구동 수단의 구성이 복잡하게 되는 것을 회피할 수 있다. 게다가, θ 방향의 얼라인먼트를 행할 때에, 조동 기구에 의한 회전 구동으로부터 미동 기구에 의한 회전 구동의 전환도 원활하게 할 수 있다.

또한, 상기 미동 기구의 아암은 적어도 스테이지 본체 일측까지 연장되는 길이를 가지고, 그 선단에서 상기 구동원에 접속되어 있는 구성을 채용하면, 소정의 미소 각도를 움직이는데 필요한 아암 선단의 변위량이 커지고, 변위량을 검출하는 엔코더(encoder) 등의 검지 수단의 분해능을 높여서 한층 고정밀도의 얼라인먼트가 실현될 수 있다.

또한, 상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 처리 장치는, 청구항 1 내지 청구항 7의 어느 한 항에 기재된 얼라인먼트 기능을 갖는 스테이지와, 상기 스테이지에서 유지된 처리 대상물에 대향 배치되고, 처리 대상물에 대하여 소정의 처리를 실시하는 처리 수단을 구비한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 기판 얼라인먼트 방법은, 처리해야 할 기판을 그 처리 면을 개방하여 스테이지에 장착하고, 상기 처리 면과 반대로 향하는 다른 면에 흡착 수단을 흡착시키고, 상기 흡착 수단으로 흡착된 영역을 제외한 상기 다른 면으로 기체를 공급하고, 상기 흡착 수단을 회전 중심으로 하여 상기 기판을 동일 평면 내에서 소정 각도 회전시켜서 상기 처리 대상물의 위치 맞춤을 행하는 것을 특징으로 한다.

이 경우, 상기 처리 대상물의 위치 맞춤을 행하는 공정은, 소정의 미소 각도보다 큰 각도 범위에서 흡착 수단을 회전시킨 후, 또한, 상기 미소 각도 범위 내에서 흡착 수단을 회전시켜서 행하도록 하면, 고정밀도 그리고 단시간의 얼라인먼트가 실현될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 형태의 얼라인먼트 기능을 갖는 스테이지를 구비한 잉크젯 방식의 도포 장치의 개략적 측면도이다.
도 2는 스테이지 본체를 설명하는 잉크젯 방식의 도포 장치의 부분 평면도이다.
도 3은 스테이지 본체의 구성을 설명하는 잉크젯 방식의 도포 장치의 부분 단면도이다.
도 4는 도 3의 Ⅳ부를 확대한 부분 단면도이다.
도 5는 도 3의 Ⅴ부를 확대한 부분 단면도이다.
도 6은 본 발명의 스테이지에 의한 θ 방향의 기판의 얼라인먼트를 설명하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 얼라인먼트 기능을 갖는 스테이지의 제1 변형예를 설명하는 개략적 측면도이다.
도 8은 도 7의 Ⅷ부를 확대한 부분 단면도이다.
도 9는 도 7에 도시하는 스테이지의 평면도이다.
도 10은 본 발명의 얼라인먼트 기능을 갖는 스테이지의 제2 변형예를 설명하는 부분 단면도이다.
도 11은 본 발명의 얼라인먼트 기능을 갖는 스테이지의 제3 변형예를 설명하는 부분 단면도이다.
도 12는 제3 변형예에 관련된 얼라인먼트 기능을 갖는 스테이지의 구동 수단을 부분적으로 확대하여 설명하는 사시도이다.
도 13은 본 발명의 얼라인먼트 기능을 갖는 스테이지의 제4 변형예를 설명하는 부분 단면도이다.

이하, 도면을 참조하여, 미세한 도전 패턴 등이 직접 형성되는 유리 등의 기판(S)을 처리 대상물로 하고, 기판(S)을 유지하는 본 발명의 실시 형태의 얼라인먼트 기능을 갖는 스테이지를 처리 장치인 잉크젯 방식의 도포 장치에 적용한 경우를 예로 설명한다.

잉크젯 장치는 플랫폼(1)을 구비하고, 이 플랫폼(1) 상에는 직방체 형상의 베이스판(2)이 배치되어 있다. 베이스판(2)은 그 상면의 평활성이 담보될 수 있도록 그라나이트(granite) 등으로 형성되고, 베이스판(2)의 상면에는, 그 전체 길이에 걸쳐 축 방향으로 수평으로 연장되는 좌우 한 쌍의 레일 부재(안내 수단)(3R, 3L)가 소정의 간격을 가지면서 설치되어 있다(도 2 참조).

레일 부재(3R, 3L) 상에는 얼라인먼트 기능을 갖는 스테이지(4)가 왕복 운동 가능하게 배치되어 있다. 스테이지(4)는 판(plate) 모양의 스테이지 본체(4a)를 구비하고, 스테이지 본체(4a)의 하면의 4개의 모서리에는, 레일 부재(3R, 3L)에 접동 가능하게 계합하는 슬라이더(5)가 장착되어 있다. 스테이지 본체(4a)의 하면에는 또한, 도시를 생략한 너트 부재가 설치되고, 이 너트 부재에는, 2개의 레일 부재(3R, 3L) 사이에서 두 레일 부재(3R, 3L)를 따라 배치한 도시를 생략한 이송 나사가 나사 결합하고 있다. 그리고, 이송 나사의 일단에 연결한 도시를 생략한 모터를 구동하여 이송 나사를 회전시키면, 스테이지(4)가 레일 부재(3R, 3L) 상을 왕복 운동한다(이하, 이 왕복 운동 방향을 X축 방향이라고 한다). 이 경우, 상기 이송 나사와 모터가 본 실시 형태의 이동 수단을 구성한다. 또한, 이동 수단으로서는 이것으로 한정되는 것은 아니라, 예를 들어, 자기 부상 방식의 가동자와 고정자로 구성되는 리니어 모터를 이용하도록 하여도 좋다.

여기서, 스테이지 본체(4a)가 레일 부재(3R, 3L)의 X축 방향 일측에 존재하는 위치(도 1의 중간 우측에 있는 위치 : 인도 위치)에서는, 공지의 구조를 가지는 다관절 방식 아암을 구비한 반송 로봇(R)에 의해 스테이지 본체(4a)로의 기판(S)의 인도가 행해지도록 되어 있다. 이 기판(S)의 인도를 위하여, 베이스판(2)의 상하 방향에서 해당 베이스판(2)을 관통하도록 세워 설치한 복수 개의 지지 로드(6a)와, 각 지지 로드(6a)를 승강시키는 에어 실린더(도시하지 않음)로 구성되는 리프트 수단(6)이 설치되고, 스테이지 본체(4a)의 상면으로부터 소정의 높이 위치에서 기판(S)을 밀어 올려 지지할 수 있도록 되어 있다(도 1 참조).

다른 한편으로, 스테이지(4)가 레일 부재(3R, 3L)의 X축 방향 타측에 존재하는 위치(도 1의 중간 좌측에 있는 위치 : 처리 위치)에서는, 스테이지 본체(4a)를 X축 방향으로 적절하게 왕복 운동시키면서, 소정의 처리가 행해지도록 되어 있다. 본 실시 형태의 잉크젯 방식의 도포 장치에서는, 레일 부재(3R, 3L)의 대략 중앙부에 위치하여 처리 수단인 잉크젯 수단(7)이 배치되어 있다. 잉크젯 수단(7)은 X축 방향과 직교하는 방향에서 스테이지 본체(4a)를 브릿지(bridge) 하도록 베이스판(2)에 설치된 문 형태의 지지 부재(7a)와, 스테이지 본체(4a)에 설치된 기판(S)에 대하여 잉크를 도포하는 복수 개의 도포 헤드(7b)를 구비하고 있다.

각 도포 헤드(7b)는 그 노즐(7c)의 선단이 동일 수평면 상에 위치함과 동시에, 서로 동일 간격이 되도록 홀더(7d)로 유지되고, 홀더(7d)는 도포 헤드(7b)가 처리 위치 측(그림 1의 중간 좌측)에 존재하도록 지지 부재(7a)의 상측 수평부에 장착되어 있다. 이 경우, 홀더(7d)는 지지 수단(7a)의 상측 수평부 내에 수납된 모터를 갖는 이송 나사(도시하지 않음)에 나사 결합하고 있고, 모터를 구동하여 이송 나사를 회전시키면, 각 도포 헤드(3)가 X축 방향으로 직교하는 방향으로 일체로 왕복 운동한다(이하, 이 왕복 운동 방향을 Y축 방향이라고 한다).

각 도포 헤드(7b)는 공지의 구조를 가지는 것이며, 잉크 챔버에 설치한 피에조 소자를 적절하게 구동시켜서 잉크 탱크(5)에 수납된 잉크를 적하하는 것이다. 잉크 탱크(5)에 수납되어 있는 잉크는 기판(S) 표면에 형성하려고 하는 것에 따라 적절하게 선택되고, 예를 들어, 플랫 패널 디스플레이용의 스페이서를 형성하는 용도의 것이면, 스페이서 입자, 바인더, 용제로 구성되는 잉크가 이용된다.

그런데, 상기와 같이 반송 로봇(R)에 의해 기판(S)을 스테이지 본체(4a)에 인도할 때, 스테이지 본체(4a)에 대하여 기판(S)이 위치 편차를 일으키는 경우가 있다. 이 때문에, 잉크의 도포에 앞서 도포 헤드(7b)에 대하여 기판(S)의 위치 맞춤(얼라인먼트)을 행할 필요가 있다. 이때, X축 방향 및 Y축 방향뿐만 아니라, 기판(S)을 동일 평면 내에서 회전시켜서 각 도포 헤드(7b)에 대한 기판(S)의 기울기(회전각 θ)도 조절하는 경우가 있다(이하, 이 회전 방향을 θ 방향이라고 한다 : 도 2 참조)

따라서, 제1 실시 형태의 스테이지(4)에서는, 기판(S) 뒷면의 중앙 영역에 흡착 가능한 흡착 수단(8)과, 흡착 수단(8)에서의 흡착 부분 이외의 기판(S) 뒷면 영역에 기체를 공급하는 기체 공급 수단(9)과, 흡착 수단(8)을 회전 중심으로 하여 기판(S)이 동일 평면 내에서 θ 방향으로 회전되도록 흡착 수단(8)에 회전력을 부여한다, 즉, 흡착 수단(8)을 회전 구동하는 구동 수단(10)을 구비하고 있다(도 3 참조).

흡착 수단(8)은 스테이지 본체(4a)의 중앙에 설치한 평면도로 볼 경우에 직사각형인 오목부(4b)에 수용된 척 플레이트(chuck plate)(11)를 구비한다. 척 플레이트(11)는 예를 들어, 공지 구조의 흡착 패드나 다공성(porous) 구조의 원판으로 구성되고, 도시를 생략한 배기관을 통해 진공 펌프에 접속되어 있다. 그리고, 진공 펌프를 작동시키면, 척 플레이트(11)가 그 표면 전체에서 기판(S) 뒷면에 흡착하도록 되어 있다. 또한, 스테이지 본체(4a)의 뒤쪽 중앙에는, 오목부(4b)에 통하는 관통공(4c)이 동심으로 형성되고, 관통공(4c)에는 슬리브 부재(sleeve member)(12) 및 볼베어링(ball bearing)(13)이 설치되고, 볼베어링(13)에 의해 가압 부재(14)가 지지되어 있다. 이 경우, 가압 부재(14)와, 볼베어링(13)의 이너 레이스(inner race)(13a)는 예를 들어, 평행 키(parallel key)를 이용한 키 결합(key connection)이나 스플라인 결합(spline connection)으로 되어 있다(그림 4 참조).

또한, 가압 부재(14)는 이 가압 부재(14)의 아래쪽에 배치한 공지 구조의 직동(direct acting) 방식의 액추에이터(15)의 구동 로드(15a)에 연결되어 있다. 또한, 기판 크기(size)에 따라서는, 직동 방식의 액추에이터 대신에 에어 실린더를 이용할 수 있고, 이러한 경우에는, 기체 공급 수단(9)으로부터 공급되는 기체를 이용하여 해당 에어 실린더를 작동시키는 구성을 채용하여 장치의 간소화를 꾀하도록 하여도 좋다. 그리고, 액추에이터(15)를 작동시키면, 척 플레이트(11)의 상면이 스테이지 본체(4a) 상면으로부터 위쪽으로 돌출한 상승 위치와, 척 플레이트(11)를 그 상면이 적어도 스테이지 본체 상면과 동일 평면이 되는 하강 위치와의 사이에서 승강 가능하게 된다. 그것에 더하여, 후술하는 아암에 의해 이너 레이스(13a)에 회전력이 부여되면, 가압 부재(14)가 회전 구동되고, 흡착 수단(8)의 회전축인 가압 부재(14)를 회전 중심으로 하여 척 플레이트(11), 나아가서는 기판(S)이 θ 방향으로 회전된다.

기체 공급 수단(9)은 스테이지 본체(4a) 상면의 X방향 대략 전체 길이에 걸쳐 형성한 복수 개의 오목 홈(16)과, 각 오목 홈(16) 내에 소정의 간격을 갖고 배치한 다공성 구조의 에어 패드(17)와, 도시를 생략한 압축기(compressor) 등으로부터 각 에어 패드(17)로 압축 공기 등의 기체를 공급하는 가스관(18)으로 구성되어 있다(도 2 및 도 4 참조). 이 경우, 오목 홈(16)의 형성 개수나 에어 패드(17)의 배치 개수는 스테이지 본체(4a)로 지지하는 기판(S)의 중량에 따라 적절하게 설정된다.

구동 수단(10)은 판 모양의 아암(19)을 구비한다. 아암(19)의 일단은 그 중심 선상에서 이너 레이스(13a)에 핀 결합되어 있다. 또한, 아암(19)의 타단은 스테이지 본체의 측면까지 연장되어 그 측면에 설치된 구동원(20)에 연결되어 있다. 구동원(20)은 프레임(20a)을 구비하고, 프레임(20a) 내에는, 모터(M)를 가지는 이송 나사(20b)가 X축 방향으로 배치되어 있다. 이송 나사(20b)에는, 나사 구멍을 형성한 가동 부재(20c)가 나사 결합되고, 가동 부재(20c)의 상부에는 슬라이더부(20d)가 형성되고, 슬라이더부(20d)가 프레임(20a)의 상면 안쪽에서 이송 나사(20b)에 평행하게 장착한 레일 부재(20e)에 접동 가능하게 계합하고 있다. 이것에 의해, 모터(M)를 작동시켜서 이송 나사(20b)를 회전시키면, 모터(M)의 회전 방향에 따라 가동 부재(20c)가 X축 방향으로 왕복 운동 가능하게 된다(도 2 및 도 5 참조).

또한, 가동 부재(20c)의 하면에는, Y축 방향으로 연장되는 레일부(20f)가 형성되고, 레일부(20f)에는 지지 부재(20g)가 접동 가능하게 계합하고 있다. 지지 부재(20g)의 하단에는, 베어링(20h)을 통해 아암(19)의 타단이 연결되어 있다. 그리고, 이송 나사(20b)를 회전시켜서 가동 부재(20c)를 레일 부재(20e)를 따라 이동시키면, 지지 부재(20g)가 레일부(20f)를 따라 이동하면서 흡착 수단(8)의 회전축인 가압 부재(14)에 회전력이 부여된다.

이 경우, 가동 부재(20c)의 왕복 운동의 스트로크(stroke)의 범위에서 아암(19)이 요동하여 가압 부재(14), 나아가서는 흡착 수단(9)을 소정의 미소 각도 범위 내(예를 들어, 1도 이내)에서 회전 구동하는 미동 기구(이하, 이 구동 수단인 미동 기구를 부호 10으로 나타낸다)를 구성한다. 여기서, 본 발명의 미소 각도 범위는 기판(S)의 얼라인먼트를 행할 때에 요구되는 정밀도 등에 따라 적절하게 설정될 수 있고, 가동 부재(20c)의 왕복 운동의 스트로크를 변경함으로써, 미소 각도 범위가 조정될 수 있다. 또한, 구동원(20)에는, 도시를 생략한 광전(photoelectric) 방식의 리니어 엔코더 등의 검출 수단이 부설되어, 가동 부재(20c)의 변위량을 검출할 수 있도록 되어 있다. 이것에 의해, 소정의 미소 각도(예를 들면, 1도)를 움직이기 위하여 아암(19)을 이동시켰을 때의 가동 부재(20c)의 변위량이, 예를 들어, 가압 부재(14)에 로터리 엔코더 등의 검지 수단을 설치하여 회전 변위량을 검출하는 경우와 비교하여 커진다. 그 결과, 변위량을 검출하는 검지 수단의 분해능을 높여서 한층 고정밀도의 얼라인먼트가 실현될 수 있다.

그런데, 예를 들어, 스테이지 본체(4a)를 인도 위치로부터 처리 위치로 이동시킬 때, 흡착 수단(8)만으로 기판(S)을 흡착 유지하고 있으면, 스테이지 본체(4a)의 이동 개시 당초나 이동 정지시에 흡착 수단(8)으로부터 기판(S)이 이탈하는 등의 문제점이 생길 우려가 있다. 이 때문에, 스테이지 본체(4a)의 상면에는, 진공 펌프에 통하는 흡착 홈(21)이 X축 방향 및 Y축 방향으로 연장하여 복수 개 형성되어 있다(도 2 참조). 그리고, 스테이지 본체(4a)를 이동시키는 경우에는, 흡착 홈(21)을 진공 배기함으로써, 기판(S)을 그 대략 전면에 걸쳐 흡착 유지하도록 하고 있다.

다음으로, 본 실시 형태의 얼라인먼트 기능을 갖는 스테이지(4)에 의한 기판(S)의 얼라인먼트를 설명한다. 스테이지 본체(4a)의 인도 위치에 있어서, 리프트 수단(6)의 각 지지 로드(6a)를 상승시킨 후, 반송 로봇(R)에 의해 기판(S)을 반송하고, 각 지지 로드(6a)의 선단으로 기판(S)이 지지되도록 설치한다(도 1 참조). 그리고, 각 지지 로드(6a)를 하강시켜서 기판(S)을 스테이지 본체(4a)에 장착한다. 또한, 잉크가 도포되는 기판(S)에는, 잉크젯 수단(7)에 의해 잉크를 도포할 때에 그 주사면의 기점이 되는 위치에 소정 형상의 마크 R(수십 ㎛ 내지 0.1mm 정도의 것)이 적어도 1개 붙어 있다(도 2 참조).

스테이지 본체(4a)에 기판(S)이 장착되면, 흡착 홈(21)을 진공 배기하고, 기판(S)을 스테이지 본체(4a)에 그 대략 전면에 걸쳐 흡착시킨다. 이 상태에서, 도시를 생략한 이송 나사를 회전시켜서 스테이지 본체(4a)를 처리 위치로 이동한다. 스테이지 본체(4a)가 처리 위치에 도달하면, 잉크젯 수단(7)의 지지 부재(7a)에 설치한 CCD 카메라 등의 촬상 수단에 의해 기판(S)이 촬상되고, 촬상한 화상이 공지의 구조를 가지는 화상 해석 수단으로 해석되고, 해석된 데이터가 잉크젯 방식의 도포 장치의 작동을 제어하는 마이크로 컴퓨터 등의 제어 수단(도시하지 않음)에 출력된다. 데이터가 제어 수단에 입력되면, 기판(S)의 마크 R을 기준으로 하여, 기판 위치를 맞추기 위한 X축 방향, Y축 방향 및 θ 방향의 변위량(보정값)이 산출된다. 보정값이 산출되면, 이것에 따라 스테이지 본체(4)를 이동하는 이송 나사용의 모터와, 잉크젯 수단의 홀더(7d)를 이동시키는 모터가 제어되고, 도포 헤드(7a)에 대한 X축 방향 및 Y축 방향의 얼라인먼트가 먼저 행해진다. 그리고, 진공 펌프의 작동을 정지하여 기판(S)의 흡착이 해제된다.

다음으로, 액추에이터(15)를 작동시켜서 척 플레이트(11)를 상승시키면, 기판이 스테이지 본체(4a)의 상면으로부터 밀어 올려진다. 이때, 척 플레이트(11)에 통하는 진공 펌프 및 기체 공급 수단(9)을 작동하고, 척 플레이트(11)와 기판(S)의 접촉 부분에서 기판(S)이 흡착됨과 동시에, 기체 공급 수단(9)의 각 에어 패드(18)로부터 분사되는 기체에 의해 척 플레이트(11)로 흡착된 영역을 제외한 부분(기판의 주변부)가 부상된다. 이와 같이 기판(S) 중앙을 흡착 유지하고, 그 주위가 부상하면, 미동 기구(10)의 모터(M)를 구동하고, 제어 수단에서의 보정값에 따라 이송 나사가 적절하게 회전된다. 이것에 의해, 액추에이터(15)를 중심으로 하여 요동하는 아암(19)과 가압 부재(14)를 통해 척 플레이트(11)에 그 중심을 회전 중심으로 하는 회전력이 부여되고, 스테이지 본체(4a) 상면에 대하여 기판(S)만이 상기 보정값에 따라 θ 방향으로 소정의 미소 각도만큼 회전되고, θ 방향의 얼라인먼트가 행해진다(도 6 참조).

또한, 척 플레이트(11)를 상승시키지 않고 그 하강 위치에서 기체 공급 수단(9)으로부터 기체를 공급하고, 엄밀한 의미에서 척 플레이트(11)로 흡착된 영역을 제외한 부분이 부상하고 있지 않아도, 해당 부분과 스테이지 본체(4a) 상면과의 마찰 저항을 실질적으로 경감한 상태에서 θ 방향의 얼라인먼트를 행할 수도 있고, 예를 들어, 기판에 휨(deflection)이 있는 것과 같은 경우에는, 정확한 얼라인먼트에 있어서 유리하게 된다.

여기서, 기판(S)의 부상 확인은, 예를 들어, 개개의 에어 패드(18)에 통하는 가스관(18)에 접속한 에어 유량 센서의 유량 변화량으로부터, 또는, 기판 상면으로부터 레이저 변위계 등을 이용하여 직접 기판 면을 스캔하여 높이의 변화를 검출함으로써 행할 수 있다. 그리고, 부상의 확인 후, θ 방향의 얼라인먼트를 행함으로써, 기판(S) 이면과 스테이지 본체(4a)의 접촉이 방지되고, 기판(S) 이면을 손상시키지 않고 얼라인먼트를 행할 수 있다. 또한, 척 플레이트(11)의 하강 위치에서 기판(S)을 회전시켜도, 기체 공급 수단(9)으로부터 공급되는 공기의 층에 의해 기판(S) 이면이 손상되는 것을 방지할 수 있다.

이와 같이 본 실시 형태에서는, 에어 패드(18)로부터 분사되는 기체에 의해 흡착 영역을 제외한 부분을 부상시킨 상태, 또는, 적어도 흡착 영역을 제외한 부분과 스테이지 본체(4a) 상면과의 마찰 저항을 실질적으로 경감한 상태에서 기판(S)만을 회전시켜서 θ 방향의 얼라인먼트를 행하는 구성을 채용하였기 때문에, 기판(S)의 중량이 클 때에도, 대형의 베어링 등의 회전 기구가 불필요하고, 장치 자체의 대형화를 회피할 수 있다. 게다가, 작은 추력으로 기판(S)을 회전할 수 있기 때문에, 고성능의 모터를 이용하지 않고, 고정밀도로 얼라인먼트 하는 것이 가능하게 되어 저비용화에 기여한다. 게다가, θ 방향의 얼라인먼트를 행하는 동안, 잉크젯 수단(7), 더 나아가서 도포 헤드(7b)의 위치를 움직일 필요는 없기 때문에, 기판의 얼라인먼트 시에 특별한 제어를 필요로 하지 않는다.

상기 얼라인먼트가 종료한 후, 기판 위치를 맞추기 위하여 산출된 변위량(보정값)에 응답하여 기판(S)이 X축 방향, Y축 방향 및 θ 방향으로 이동되었는지가 확인된다. 즉, 기체 공급 수단(9)의 작동을 정지함과 동시에, 액추에이터(15)를 작동시켜서 척 플레이트(11)를 하강시켜 척 플레이트(11)에 통하는 진공 펌프의 작동을 정지한다. 그리고, 흡착 홈(21)을 진공 배기하고, 기판(S)을 스테이지 본체(4a)에 그 대략 전면에 걸쳐 흡착시킨다. 이 상태에서, 상기와 마찬가지로, CCD 카메라 등의 촬상 수단에 의해 기판(S)이 촬상되고, 촬상한 화상이 화상 해석 수단으로 해석되고, 해석된 데이터가 제어 수단에 출력된다. 이것에 의해, 기판(S)의 마크 R을 기준으로 하여 상기 확인이 행해진다.

이와 같이 얼라인먼트가 종료한 후에 기판(S)을 다시 스테이지 본체(4a)에 흡착시킨 상태에서 확인을 행하도록 하면, 기판(S)이 스테이지 본체(4a) 상에 존재하는 경우와 부상시킨 경우의 사이에 생기는 위치 편차의 영향을 받지 않고 상기 확인을 행할 수 있다.

다음으로, X축 방향, Y축 방향 및 θ 방향의 기판(S)의 얼라인먼트 확인이 종료하면, 스테이지(4)를 X축 방향으로, 각 도포 헤드(7a)를 일체로 Y축 방향으로 적절하게 왕복 운동시키면서, 각 도포 헤드(7b)를 기판의 주사면을 따라 이동시키고, 미리 결정된 패턴으로 기판(S)에 대하여 잉크가 도포된다. 그때, 기판(S) 중앙을 위쪽으로 들어올리고, 에어 패드(18)로부터 분사되는 기체에 의해 기판(S)의 주변부가 부상한 상태에서 잉크를 도포할 수 있고, 다른 한편으로, 스테이지 본체(4a)에 기판(S)을 다시 장착하고, 흡착 홈(21)을 진공 배기하여 기판(S)이 스테이지 본체(4a)에 그 대략 전면에 걸쳐 흡착한 상태에서 잉크의 도포를 행하여도 좋다.

또한, 상기 실시 형태에서는, 에어 패드(18)로부터 분사되는 기체에 의해서만 기판(S)을 부상시키는 것에 대해 설명하였지만, 기판을 안정되게 부상시키기 위하여, 흡착 홈(21)의 진공 배기와, 에어 패드(18)로부터 분사되는 기체의 압력과의 밸런스를 평형으로 유지하면서 기판(S)을 부상시키도록 하여도 좋다. 또한, 에어 패드(18)로서, 기체의 분출과 진공 배기의 쌍방을 동시에 행할 수 있도록 구성한 것을 이용하도록 하여도 좋다.

또한, 상기 실시 형태에서는, 기판(S)만을 θ 방향으로 회전시키도록 구성한 것을 예로서 설명하였지만, 스테이지 본체에, 기판(S)을 그 처리 면을 개방하여 유지하는 유지 트레이를 회전 가능하게 설치하도록 하여도 좋다.

즉, 도 7 내지 도 9를 참조하여 설명하면, 제1 변형예에 관련된 얼라인먼트 기능을 갖는 스테이지(30)는 상기와 마찬가지로, 베이스판(2)의 상면에 설치한 좌우 한 쌍의 레일 부재(3R, 3L)에 왕복운동 가능하게 배치되어 있다. 스테이지(30)는 판 모양의 스테이지 본체(31)를 구비하고, 스테이지 본체(31)의 하면의 4개의 모서리에는, 레일 부재(3R, 3L)에 접동 가능하게 계합하는 슬라이더(32)가 장착되어 있다. 그리고, 스테이지 본체(31)는 상기와 마찬가지로, 2개의 레일 부재(3R, 3L) 사이에서 두 레일 부재(3R, 3L)를 따라 배치한 도시를 생략한 이송 나사를 회전시키면, 레일 부재(3R, 3L)를 따라 왕복 운동한다.

스테이지 본체(31)에는, 기판(S)을 흡착 유지할 수 있는 판 모양의 유지 트레이(33)가 회전 가능하게 설치되어 있다. 유지 트레이(33)의 이면에는, 해당 유지 트레이(33)의 강도를 유지하면서 그 표면 평활성을 담보하는 리브부(rib part)(33a)가 형성되도록, 오목한 모양의 오목한 공간(33b)이 복수의 장소에 형성되어 있다. 또한, 유지 트레이(33)의 이면 중앙에는 회전축(33c)이 형성되고, 해당 회전축(33c)이 스테이지 본체(31) 중앙에 형성한 관통공에 슬리브(sleeve) 부재(34)를 통해 설치한 볼베어링(35)으로 지지되어 있다. 이 경우, 상기와 마찬가지로, 회전축(33c)과 볼베어링(35)의 이너 레이스(35a)는 예를 들어, 평행 키를 이용한 키 결합이나 스플라인 결합으로 되고, 또한, 후술하는 기체 공급 수단의 비작동 상태에서는, 리브부(33a)의 하면이 스테이지 본체(31)의 상면에 면접촉하고 있다(도 7 참조).

스테이지 본체(31)에는, 유지 트레이(33)의 오목한 공간(33)에 기체를 공급하는 기체 공급 수단(36)과, 기판(S)을 유지한 유지 트레이(33)를 동일 평면 내에서 회전시키도록 유지 트레이(33)를 회전 구동하는 미동 기구(37)를 구비하고 있다.

기체 공급 수단(36)은 스테이지 본체(31) 상면에서 소정의 위치에 형성한 평면 도시할 경우에 원형인 오목한 홀(36a)과, 이 오목한 홀(36a) 내에 각각 수용한 다공성 구조의 에어 패드(36b)와, 각 에어 패드(36b)에 압축 공기 등의 기체를 공급하는 가스관(36c)으로 구성되어 있다(도 7 참조).

구동 수단인 미동 기구(37)는 스테이지 본체(31)의 일 측면에 장착한 프레임(37a)을 구비하고, 프레임(37a)에는, 모터(M)를 가지는 이송 나사(37b)가 X축 방향으로 설치되어 있다. 이송 나사(37b)에는, 나사 구멍을 형성한 가동 부재(37c)가 나사 결합하고, 가동 부재(37c)의 하부에는 슬라이더(37d)가 형성되고, 슬라이더부(37d)가 프레임(37a)의 하면 내측에서 이송 나사(37b)에 평행하게 장착된 레일 부재(37e)에 접동 가능하게 계합하고 있다. 이것에 의해, 모터(M)를 작동시켜서 이송 나사(37b)를 회전시키면, 모터(M)의 회전 방향에 따라 가동 부재(37c)가 X축 방향으로 왕복운동 가능하게 된다(도 8 참조).

또한, 가동 부재(37c)의 상면에는, Y축 방향으로 연장되는 레일부(37f)가 형성되고, 레일부(37f)에는 지지 부재(37g)가 접동 가능하게 계합하고 있다. 그리고 지지 부재(37g)의 상단에, 베어링(37h)을 통해 아암(37i)이 장착되고, 아암(37i)이 유지 트레이(33)의 측면에 연결되어 있다. 그리고, 이송 나사(37b)를 회전시켜서 가동 부재(37c)를 레일 부재(37e)에 따라 이동시키면, 지지 부재(37g)가 레일부(37f)에 따라 이동하면서 유지 트레이(33)에 회전력이 부여되어 회전 구동된다. 이 경우, 가동 부재(37c)의 왕복 운동의 스트로크의 범위에서 아암(37i)이 요동하여 유지 트레이(33)를 소정의 미소 각도 범위 내(예를 들어, 1도 이내)에서 회전 구동되게 한다. 또한, 지지 부재(37g)와 아암(37i)의 사이에는, 베어링(37h)에 더하여 지지 부재(37g)에 대한 아암(37i)의 상하 운동을 허용하는 스프링 가이드(37j)가 중간에 설치되어 있어도 좋다.

유지 트레이(33)의 상면에는, 진공 펌프에 통하는 흡착 홈(38)이 X축 방향 및 Y축 방향으로 연장하여 적절하게 형성되고, 흡착 홈(38)을 진공 배기함으로써, 기판(S)을 그 대략 전면에 걸쳐 흡착 유지하는 구성을 채용하고 있다(도 9 참조).

그리고, θ 방향의 얼라인먼트를 행하는 경우에는, 기판(S)을 그 대략 전체 영역에 걸쳐 흡착 유지한 상태에서, 기체 공급 수단(36)의 각 에어 패드(36b)에 압축 공기 등의 기체를 공급한다. 이것에 의해, 유지 트레이(33)가 스테이지 본체(31)의 상면으로부터 부상한 상태, 또는, 압축 공기에 의해 실질적으로 양자의 마찰 저항이 경감된 상태가 된다. 이때, 유지 트레이(33)가 부상하기 때문에, 스테이지 본체(31)에 접속되어 있는 미동 기구(37)와 유지 트레이(33)의 사이에서 높이 방향의 편차(간극)가 생기지만, 스프링 가이드(37j)에 의해, 그 편차에 의한 기계적인 모순을 해소, 즉, 해당 편차를 흡수할 수 있다.

다음으로, 미동 기구(37)의 모터(M)를 구동하고, 상기와 마찬가지로, 제어 수단에서의 보정값에 따라 이송 나사(37b)가 적절하게 회전된다. 이것에 의해, 아암(37i)을 통해 유지 트레이(33)가 회전 구동되고, 회전축(33c)을 회전 중심으로 하여 스테이지 본체(31) 상면에 대하여 기판(S)을 흡착 유지한 유지 트레이(33)가 θ 방향으로 소정 각도만큼 회전한다.

이와 같이 상기 제1 변형예에서는, 기판(S)을 유지하는 유지 트레이(33)를 회전시키는 구성으로 하고 있지만, 유지 트레이(33)의 이면에 오목한 공간(33b)을 형성함으로써 경량화되어 있는 점과, 에어 패드(36b)로부터 기체를 공급하여 회전축(33c)에 연결된 부분을 제외한 부분을 부상시키고 있는 점이 서로 작용하여, 예를 들어, 처리해야 할 기판(S)의 중량이 클 때에도, 대형의 베어링 등의 회전 기구가 불필요하고, 장치 자체의 대형화를 회피할 수 있고, 게다가, 작은 추력으로 기판(S)을 회전할 수 있기 때문에, 고성능의 모터를 이용하지 않고 고정밀도로 얼라인먼트 하는 것이 가능하게 된다.

상기 제 1 변형예에서는, 기판(S) 또는 기판(S)을 유지한 유지 트레이(33)를 θ 방향으로 회전하게 되도록 한 것에 대하여 설명하였지만, 스테이지 자체에, 예를 들어, 모터를 갖는 이송 나사를 구비한 구동장치를 더 조립하고, X축 방향 및 Y축 방향으로도 이동 가능하게 하고, 그러한 방향에 있어서의 얼라인먼트를 행할 수 있도록 구성하여도 좋다.

또한, 상기 실시 형태 및 제1 변형예에서는, 구동 수단으로서 미동 기구(10)로 구성되는 것에 대하여 설명하였지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 기판(S)을 θ 방향으로 이동시키면서 소정의 잉크를 도포하기 위하여, 구동 수단은 흡착 수단(8)을 미동 기구보다 큰 각도 범위, 경우에 따라서는 기판(S)을 90 도 또는 180 도 회전시킬 수 있는 조동 기구로 구성되어 있어도 좋다. 이러한 조동 기구를 구비한 제2 변형예로서는, 도 10에 도시한 바와 같이, 액추에이터(15)의 구동 로드(15a)에 장착되고, 볼베어링(13)의 이너 레이스(13a)에 연결된 웜 휠(worm wheel)(101)과, 도시를 생략한 프레임에 고정된 하우징에 지지되고, 도시를 생략한 모터에 의해 회전 구동되는 웜(102)으로 조동 기구(100)가 구성되어 있다. 또한, 조동 기구(100)는 상기한 것으로 한정되는 것은 아니고, DD 모터 등의 다른 공지의 것을 이용할 수 있다.

다른 한편으로, 제3 변형예로서, 도 11 및 도 12에 도시한 바와 같이, 아암(19) 및 구동원(20)을 구비한 미동 기구(10)와, 웜 휠(101) 및 웜(102)을 구비한 조동 기구(100)를 설치하여 구동 수단이 구성되어 있어도 좋다. 이 경우, 조동 기구(100)의 웜 휠(101)이 이너 레이스(13a)에 연결되고, 웜 휠(101)과 서로 맞물리는 웜(102)을 회전 가능하게 지지하는 하우징(103)의 하면에 아암(19)의 일단이 고정되어 있다.

상기 구동 수단에서는, 하우징(103)에 설치한 모터(M)에 의해 조동 기구(100)의 웜(102)이 회전 구동되게 하면, 웜 휠(101)이 회전하고, 이것에 연결된 이너 레이스(13a)가 회전하는 것에 수반하여 가압 부재(14)가 회전된다. 그리고, 척 플레이트(11)가 회전되어, 미동 기구(10)보다 큰 각도 범위에서 기판(S)이 θ 방향으로 회전된다. 이때, 아암(19)에는 회전력은 전달되지 않는다. 다음으로, 구동원(20)이 구동되면(도 1 및 도 2 참조), 액추에이터(15)를 중심으로 하여 아암(19)이 요동한다. 이때, 아암(19)에 고정된 하우징(103)과 함께 웜(102)이 요동하고, 이것에 수반하여 웜 휠(101)이 회전함으로써, 가압 부재(14) 및 척 플레이트(11)가 회전되어 소정의 미소 각도로 기판(S)이 θ 방향으로 회전된다.

이러한 구성에 의하면, 흡착 수단(8)을 회전 구동하기 위하여, 미동 기구(10)와 조동 기구(100)로부터, 공통의 회전축인 가압 부재(14)에 회전력을 부여할 수 있다. 그 결과, 흡착 수단(8)을 회전 구동하기 위한 회전축(가압 부재(14))을 공통으로 하여 구동 수단의 구성이 복잡하게 되는 것을 회피할 수 있다. 게다가, θ 방향의 얼라인먼트를 행할 때에, 조동 기구(100)에 의한 회전 구동으로부터 미동 기구(10)에 의한 회전 구동으로의 전환도 원활하게 할 수 있다.

또한, 예를 들어, 촬상 수단에 의해 기판(S)을 촬상하고, 기판(S)의 마크 R을 기준으로 하여 기판(S)의 위치를 맞추기 위하여 θ 방향의 변위량(보정값)을 산출할 때에, 마크 R이 촬상 수단의 촬상 범위를 초과하여 어긋나 있는 경우나, 산출한 보정값이 미동 기구에 의해 얼라인먼트 가능한 미소 각도 범위를 초과하고 있는 것과 같은 경우에, 우선, 조동 기구(100)에 의해 목표로 하는 위치의 근처(즉, 미동 기구(10)에 의해 얼라인먼트를 행할 수 있는 각도 범위)까지 고속으로 기판(S)을 회전 구동시키고, 경우에 따라서는, 촬상 수단에 의해 기판(S)을 다시 촬상하여 기판(S)의 마크 R을 기준으로 하여 보정값을 산출하고, 이어서, 미동 기구(10)에 의해 고정밀도의 위치 결정을 행할 수 있다. 이것에 의해, 고정밀도 그리고 단시간의 얼라인먼트가 실현될 수 있다.

여기서, 구동 수단이 미동 기구(10)와 조동 기구(100)를 가지는 상기 제3 변형예에서는, 각 기구(10, 100)로부터의 회전력이 가압 부재(14)에 입력되도록 되어 있지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다. 제4 변형예로서, 도 13에 도시한 바와 같이, 가압 부재(14)와 동심에, 미동 구동용의 베어링(201a)을 통해 다른 중공 회전축(201)을 설치하고, 이 중공 회전축(201)의 하면을 웜 휠(101) 및 웜(102)을 수용하는 하우징(202)의 상면에 접속하여 구성하여도 좋다. 이것에 의하면, 조동 기구(100)의 웜(102)이 회전 구동되면, 아암(19)에 회전력을 전달하지 않고 가압 부재(14)가 회전된다. 다른 한편으로, 구동원(20)이 구동되면, 아암(19)이 액추에이터(15)를 중심으로 하여 요동하고, 아암(19)에 하우징(202)을 통해 연결된 중공 회전축(201)이 회전하고, 이것에 수반하여 웜 휠(101)을 통해 가압 부재(14)가 회전된다.

또 다른 변형예로서, 특별히 도시하지 않지만, 가압 부재(14)와 동심에 중공 회전축(201)을 배치하는 경우, 미동 기구(10)로부터의 회전력이 중공 회전축(201)에만 전달되도록 구성할 수도 있다. 이 경우, 중공 회전축(201)에도 이 중공 회전축(201)을 상하로 움직이는 액추에이터(도시하지 않음)를 부설하고, 조동 기구(100)로부터 가압 부재(14)를 통해 기판(S)을 회전시킬 때, 가압 부재(14)만을 상승시켜서 척 플레이트(11)를 밀어 올리고, 다른 한편으로, 미동 기구(10)로부터 중공 회전축(201)을 통해 기판(S)을 회전시킬 때, 중공 회전축(201)만을 상승시켜서 척 플레이트(11)를 밀어 올리도록 구성하여도 좋다. 또한, 중공 회전축(201)을 상하로 움직이는 액추에이터를 부설하는 경우, 미동 기구(10)로부터 회전력이 부여되는 회전축(가압 부재)과, 조동 기구(100)로부터 회전력이 부여되는 회전축(중공 회전축)이 동심에 배치되어 있을 필요는 없다.

또한, 상기 실시 형태 및 각 변형예에서는, 얼라인먼트 기능을 갖는 스테이지(4, 30)를 도포 장치에 적용한 것을 예로서 설명하였지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 반도체 장치의 제조 공정에서 행해지는 백 그라인드(back-grinding) 공정과 같이, 이동 가능하게 마련된 스테이지에 설치된 웨이퍼(처리 대상물)에 대하여, 그 대향하는 측으로부터 절삭 공구(처리 수단)로 소정의 가공을 행하도록 하는 경우에도 본 발명을 적용하여, 절삭 공구에 대하여 처리 대상물의 얼라인먼트를 행할 수 있다.

3R, 3L : 레일 부재(안내 수단) 4, 30 : 스테이지
4a, 31 : 스테이지 본체 8 : 흡착 수단
9 : 기체 공급 수단 10 : 미동 기구(구동 수단)
100 : 조동 기구(구동 수단) 21 : 흡착 홈
33 : 유지 트레이 S : 기판(처리 대상물)

Claims (10)

1. 처리 대상물을 그 처리 면을 개방하여 유지하는 스테이지 본체를 구비한 얼라인먼트 기능을 갖는 스테이지로서,
   상기 처리 대상물의 상기 처리 면에 반대로 향하는 다른 면에 흡착 가능한 흡착 수단과, 상기 흡착 수단에서의 흡착 부분 이외의 영역에 기체를 공급하는 기체 공급 수단과, 상기 흡착 수단을 회전 중심으로 하여 상기 처리 대상물이 동일 평면 내에서 회전되도록 상기 흡착 수단을 회전 구동하는 구동 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 기능을 갖는 스테이지.
2. 처리 대상물을 그 처리 면을 개방하여 유지하는 유지 트레이와, 상기 유지 트레이를 회전 가능하게 지지하는 스테이지 본체를 구비한 얼라인먼트 기능을 갖는 스테이지로서,
   상기 유지 트레이 중 처리 대상물의 처리 면에 반대로 향하는 다른 면에 기체를 공급하는 기체 공급 수단과, 상기 유지 트레이를 동일 평면 내에서 회전시키도록 상기 유지 트레이를 회전 구동하는 구동 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 기능을 갖는 스테이지.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   안내 수단과, 상기 안내 수단에 따라 상기 스테이지 본체를 이동시키는 이동 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 기능을 갖는 스테이지.
4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 스테이지 본체 또는 유지 트레이의 상기 처리 대상물과의 접촉 면에 흡착 홈이 형성되고, 상기 처리 대상물을 스테이지 또는 유지 트레이에 기판을 장착(mount)한 상태에서 상기 흡착 홈을 진공 배기하는 진공 펌프를 구비한 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 기능을 갖는 스테이지.
5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 구동 수단은 상기 흡착 수단을 소정의 미소 각도 범위 내에서 회전시키는 미동 기구(fine adjustment mechanism)와, 상기 흡착 수단을 미동 기구보다 큰 각도 범위에서 회전시키는 조동 기구(coarse adjustment mechanism)로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 기능을 갖는 스테이지.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 조동 기구가 상기 흡착 수단에 연결되고, 상기 미동 기구가 아암과 이 아암을 요동시키는 구동원을 구비하고, 이 구동원에 의해 아암을 요동시키면, 조동 기구를 통해 상기 흡착 수단이 회전 구동되도록, 상기 미동 기구와 상기 조동 기구가 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 기능을 갖는 스테이지.
7. 청구항 5 또는 청구항 6에 있어서,
   상기 미동 기구의 아암은 적어도 스테이지 본체 일측까지 연장되는 길이를 가지고, 그 선단에서 상기 구동원에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 기능을 갖는 스테이지.
8. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 기재된 얼라인먼트 기능을 갖는 스테이지와, 상기 스테이지에서 유지된 처리 대상물에 대향 배치되고, 처리 대상물에 대하여 소정의 처리를 실시하는 처리 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 처리 장치.
9. 처리해야 할 기판을 그 처리 면을 개방하여 스테이지에 장착(mount)하는 공정과,
   상기 기판의 상기 처리 면과 반대로 향하는 다른 면에 상기 스테이지에 설치된 흡착 수단을 흡착시키는 공정과,
   상기 흡착 수단으로 흡착된 영역을 제외한 상기 다른 면으로 기체를 공급하는 공정과,
   상기 흡착 수단을 회전 중심으로 하여 상기 기판을 동일 평면 내에서 소정 각도 회전시켜서 상기 처리 대상물의 위치 맞춤을 행하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 얼라인먼트 방법.
10. 청구항 9에 있어서,
    상기 처리 대상물의 위치 맞춤을 행하는 공정은, 소정의 미소 각도보다 큰 각도 범위에서 흡착 수단을 회전시킨 후, 또한, 상기 미소 각도 범위 내에서 흡착 수단을 회전시켜서 행하는 것을 특징으로 하는 기판 얼라인먼트 방법.

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