KR20210023820A - Exposure apparatus and height adjustment method - Google Patents
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Abstract
광조사부의 높이 조정을 정확하게 행할 수가 있다. 회전 구동부를 구동하여 피니언(161b)을 회전시키고, 피니언(161b)과 서로 맞물리는 랙(161a)이 설치된 지지부(15a)를 높이 방향으로 이동한다. 또, 영구자석과 전자석을 가지는 영전자석(163)이 가지는 전자석의 코일에 전류를 흘려 영전자석(163)이 지지부(15a)를 흡착함으로써, 지지부측 슬라이딩면(161e)과 기둥측 슬라이딩면(161d)을 밀착시키고, 지지부측 슬라이딩면(161e)과 기둥측 슬라이딩면(161d)과의 사이의 마찰력에 의해 지지부(15a)를 고정한다.It is possible to accurately adjust the height of the light irradiation unit. The rotation driving unit is driven to rotate the pinion 161b, and the support portion 15a on which the rack 161a meshing with the pinion 161b is installed is moved in the height direction. In addition, the zero electromagnet 163 adsorbs the support 15a by passing a current through the coil of the electromagnet 163 having the permanent magnet and the electromagnet, so that the support side sliding surface 161e and the column side sliding surface 161d ) Is in close contact, and the support part 15a is fixed by the frictional force between the support-side sliding surface 161e and the column-side sliding surface 161d.
Description
본 발명은 노광 장치 및 높이 조정 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an exposure apparatus and a height adjustment method.
특허 문헌 1에는 보유 플레이트(plate)의 일단에 볼나사(ball screw)가 계합되어 있고, 이 볼나사에 연결된 서보(servo) 모터에 의해 묘화 헤드(head)가 상하 방향으로 소정의 범위 내에서 이동하는 묘화 장치가 개시되어 있다. In
그렇지만, 특허 문헌 1에 기재의 발명에서는, 묘화 헤드의 이동에 볼나사를 이용하고 있기 때문에, 취보(醉步) 오차(리드 스크류(lead screw) 1회전에 대한 암나사 부재의 진행 속도의 불균일)가 발생하여, 묘화 헤드를 정확하게 이동시킬 수가 없다고 하는 문제가 있다. However, in the invention described in
본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 광을 조사하는 광학 장치의 높이 조정을 정확하게 행할 수가 있는 노광 장치 및 높이 조정 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide an exposure apparatus and a height adjustment method capable of accurately adjusting the height of an optical device that irradiates light.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명과 관련되는 노광 장치는, 예를 들면, 기판이 재치되는 기판 보유부와, 자성 재료로 형성된 대략 봉상(棒狀)의 지지부로서, 길이 방향이 대략 수평 방향으로 되도록 설치된 지지부와, 상기 지지부의 양단에 각각 길이 방향이 대략 연직 방향으로 되도록 설치된 봉상의 기둥을 가지는 프레임으로서, 상기 지지부에는 지지부측 슬라이딩면(sliding surface)이 형성되고, 상기 기둥(column)에는 기둥측(column side) 슬라이딩면이 상기 지지부측 슬라이딩면과 대향하는 위치에 형성된 프레임과, 상기 지지부를 연직 방향으로 이동시키는 이동 기구로서, 상기 지지부에 설치된 랙(rack)과, 상기 기둥에 회전 가능하게 설치되고, 상기 랙과 서로 맞물리는 피니언(pinion)과, 상기 피니언을 회전시키는 회전 구동부를 가지는 이동 기구와, 상기 지지부에 설치되고, 상기 기판에 광을 조사하는 광학 장치와, 상기 기둥에 설치되고, 영구자석과 전자석을 가지는 영전자석(permanent electromagnet)과, 상기 회전 구동부를 구동하여 상기 지지부를 이동시키고, 또한 상기 전자석의 코일에 전류를 흘려 상기 영구자석에 상기 지지부를 흡착시키는 제어부를 구비하고, 상기 영전자석이 상기 지지부를 흡착하여 상기 지지부측 슬라이딩면과 상기 기둥측 슬라이딩면을 밀착시키고, 상기 지지부측 슬라이딩면과 상기 기둥측 슬라이딩면과의 사이의 마찰력에 의해 상기 지지부를 상기 기둥에 고정하는 것을 특징으로 한다. In order to solve the above problems, the exposure apparatus according to the present invention is, for example, a substrate holding portion on which a substrate is placed, and a substantially rod-shaped support portion formed of a magnetic material, wherein the longitudinal direction is substantially horizontal. A frame having a supporting portion installed so as to be installed, and a rod-shaped column installed at each end of the supporting portion in a substantially vertical direction, wherein a sliding surface on the side of the supporting portion is formed on the supporting portion, and a column is formed on the supporting portion. A frame formed at a position in which a column side sliding surface faces the sliding surface on the support side, and a moving mechanism for moving the support part in a vertical direction, wherein the rack installed on the support part and the column are rotatable. A moving mechanism installed on the rack and having a pinion engaged with each other, a rotation driving part for rotating the pinion, an optical device installed on the support and irradiating light to the substrate, and installed on the pillar , A permanent electromagnet having a permanent magnet and an electromagnet, and a control unit for driving the rotation driving unit to move the support unit, and for adsorbing the support unit to the permanent magnet by flowing a current through the coil of the electromagnet, The zero electromagnet adsorbs the support and makes the support-side sliding surface and the pillar-side sliding surface in close contact, and fixes the support to the pillar by a frictional force between the support-side sliding surface and the column-side sliding surface. It is characterized by that.
본 발명과 관련되는 노광 장치에 의하면, 회전 구동부를 구동하여 피니언을 회전시키고, 피니언과 서로 맞물리는 랙이 설치된 지지부를 높이 방향으로 이동한다. 또, 영구자석과 전자석을 가지는 영전자석이 가지는 전자석의 코일에 전류를 흘려 영전자석이 지지부를 흡착함으로써, 지지부측 슬라이딩면과 기둥측 슬라이딩면을 밀착시키고, 지지부측 슬라이딩면과 기둥측 슬라이딩면과의 사이의 마찰력에 의해 지지부를 고정한다. 이에 의해 광학 장치의 높이 조정을 정확하게 행할 수가 있다. 또, 지지부의 흡착에 영전자석을 이용하기 때문에, 통전 시간이 짧고, 열에 의한 지지부의 변형, 팽창 등이 발생하지 않기 때문에, 광학 장치의 높이 조정을 정확하게 행할 수가 있다. According to the exposure apparatus according to the present invention, the pinion is rotated by driving the rotation driving unit, and the support portion provided with a rack engaged with the pinion is moved in the height direction. In addition, by passing a current through the coil of the electromagnet of the permanent magnet and the permanent magnet and the electromagnet, the zero electromagnet adsorbs the support, so that the sliding surface on the support side and the sliding surface on the column are brought into close contact with each other, and the sliding surface on the support side and the sliding surface on the column side are in close contact with each other. The support part is fixed by the frictional force between them. This makes it possible to accurately adjust the height of the optical device. In addition, since zero electromagnets are used for adsorption of the support, the energization time is short, and deformation, expansion, etc. of the support part by heat do not occur, so that the height adjustment of the optical device can be accurately performed.
여기서, 상기 지지부에 설치된 계측부로서, 연직 방향을 대략 따라 설치된 스케일(scale)과, 상기 스케일의 값을 독취(讀取)하여 위치 정보를 출력하는 헤드를 가지는 계측부를 구비하고, 상기 지지부의 이동시에는, 상기 영전자석은, 상기 이동 기구가 상기 지지부를 이동시키지 않을 때의 흡착력인 제1 흡착력보다 약한 제2 흡착력으로 상기 지지부를 흡착하고, 상기 계측부는, 상기 지지부의 높이를 연속하여 계측하고, 상기 지지부측 슬라이딩면은, 상기 기둥측 슬라이딩면을 따라 슬라이딩해도 좋다. 이에 의해 지지부측 슬라이딩면과 기둥측 슬라이딩면을 밀착시켰을 때에 지지부가 기울어지지 않기 때문에, 지지부의 기울어짐에 기인하는 계측부의 계측 오차를 없앨 수가 있다. Here, as a measurement unit installed on the support, a measurement unit having a scale installed approximately along a vertical direction and a head that reads out the value of the scale and outputs positional information is provided, and when the support unit is moved , The zero electromagnet adsorbs the support part with a second adsorption force weaker than a first adsorption force, which is an adsorption force when the moving mechanism does not move the support part, and the measurement unit continuously measures the height of the support part, and the The support-side sliding surface may slide along the column-side sliding surface. Thereby, when the support part side sliding surface and the column side sliding surface are brought into close contact with each other, the support part is not inclined, so that measurement errors in the measurement part caused by inclination of the support part can be eliminated.
여기서, 상기 제2 흡착력은, 상기 제1 흡착력의 대략 20% 내지 대략 30%라도 좋다. 이에 의해 지지부를 제2 흡착력으로 흡착했을 때의 계측부에서의 계측 결과와 지지부를 제1 흡착력으로 흡착했을 때의 계측부에서의 계측 결과와의 차가 가장 작게 된다. Here, the second adsorption force may be approximately 20% to approximately 30% of the first adsorption force. Thereby, the difference between the measurement result by the measurement unit when the support portion is adsorbed by the second adsorption force and the measurement result by the measurement unit when the support unit is adsorbed by the first adsorption force is the smallest.
여기서, 상기 지지부와 상기 광학 장치와의 사이에 설치되는 대략 박판상(薄板狀)의 가이드 부재와, 상기 프레임에 설치되고, 상기 광학 장치를 연직 방향으로 이동시키는 구동부를 구비하고, 상기 지지부는, 대략 수평하게 배치된 판상부를 가지고, 상기 판상부에는 대략 연직 방향으로 관통하는 환공이 형성되고, 상기 가이드 부재는, 평면시 대략 원판 형상이며, 상기 환공을 덮도록 상기 판상부에 설치되고, 상기 가이드 부재에는, 대략 중앙에 부착 구멍이 형성되고, 상기 부착 구멍은, 상기 환공과 대략 동심원 형상으로 배치되고, 상기 광학 장치는, 광축이 상기 부착 구멍의 중심과 대략 일치하도록 상기 부착 구멍에 삽입되어 상기 가이드 부재에 고정되어 있어도 좋다. 이에 의해 구동부가 광학 장치를 높이 방향으로 이동시킬 때의 광축의 편차를 수nm 이하로 작게 할 수가 있다. Here, a substantially thin plate-shaped guide member provided between the support part and the optical device, and a driving part provided on the frame to move the optical device in a vertical direction, and the support part comprises: Having a plate-shaped portion disposed horizontally, the plate-shaped portion is formed with a ring hole that penetrates substantially in a vertical direction, and the guide member has a substantially disk shape in plan view, and is installed on the plate-shaped portion to cover the ring hole, and the guide member In, an attachment hole is formed approximately in the center, the attachment hole is disposed in a substantially concentric shape with the annular hole, and the optical device is inserted into the attachment hole so that the optical axis substantially coincides with the center of the attachment hole, and the guide It may be fixed to the member. Thereby, the deviation of the optical axis when the drive unit moves the optical device in the height direction can be reduced to several nm or less.
여기서, 상기 기판 보유부를 주사 방향으로 이동시키는 이동부와, 상기 지지부에 설치되고, 상기 기판까지의 거리를 측정하는 측정부를 구비하고, 상기 제어부는, 상기 이동부를 통해 상기 기판 보유부를 상기 주사 방향으로 이동시키면서 상기 측정부를 통해 상기 기판까지의 거리를 측정하고, 당해 기판까지의 거리의 최대치와 최소치로부터 중앙치를 구하고, 당해 중앙치에 기초하여 상기 구동부의 구동량을 구해도 좋다. 이에 의해 기판의 높이가 변화해도 항상 기판에 광학 장치의 초점을 맞출 수가 있다. Here, a moving unit for moving the substrate holding unit in a scanning direction, and a measuring unit installed on the support unit and measuring a distance to the substrate, the control unit, wherein the substrate holding unit is provided in the scanning direction. While moving, the distance to the substrate may be measured through the measuring unit, a median value may be obtained from the maximum and minimum distances to the substrate, and the driving amount of the driving unit may be calculated based on the median value. Accordingly, even if the height of the substrate changes, the optical device can always be focused on the substrate.
여기서, 상기 광학 장치는, 하향의 광을 조사하는 AF용 광원과, 반사광이 입사하는 AF(Auto Focus) 센서를 가지는 AF 처리부를 가지고, 상기 제어부는, 상기 AF 처리부를 동작시키면서 상기 지지부를 이동시키고, 초점이 맞아 있다고 판단되는 위치에 상기 광학 장치가 위치하면, 상기 지지부측 슬라이딩면과 상기 기둥측 슬라이딩면을 밀착시켜도 좋다. 이에 의해 기판의 높이가 변화해도 항상 기판에 광학 장치의 초점을 맞출 수가 있다. Here, the optical device has an AF processing unit having an AF light source that irradiates downward light and an AF (Auto Focus) sensor to which reflected light is incident, and the control unit moves the support unit while operating the AF processing unit. If the optical device is positioned at a position determined to be in focus, the sliding surface on the support side and the sliding surface on the pillar side may be brought into close contact with each other. Accordingly, even if the height of the substrate changes, the optical device can always be focused on the substrate.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명과 관련되는 높이 조정 방법은, 예를 들면, 기판이 재치되는 기판 보유부와, 자성 재료로 형성된 대략 봉상의 지지부로서, 길이 방향이 대략 수평 방향으로 되도록 설치된 지지부와, 상기 지지부의 양단에 각각 길이 방향이 대략 연직 방향으로 되도록 설치된 봉상의 기둥을 가지는 프레임으로서, 상기 지지부에는 지지부측 슬라이딩면이 형성되고, 상기 기둥에는 기둥측 슬라이딩면이 상기 지지부측 슬라이딩면과 대향하는 위치에 형성된 프레임과, 상기 지지부를 연직 방향으로 이동시키는 이동 기구로서, 상기 지지부에 연직 방향을 대략 따라 설치된 랙과, 상기 기둥에 회전 가능하게 설치되고, 상기 랙과 서로 맞물리는 피니언과, 상기 피니언을 회전시키는 회전 구동부를 가지는 이동 기구와, 상기 지지부에 설치된 계측부와, 상기 지지부에 설치되고, 상기 기판에 광을 조사하는 광학 장치와, 상기 기둥에 설치되고, 영구자석과 전자석을 가지는 영전자석을 가지는 장치를 이용하여 상기 지지부의 높이를 조정하는 높이 조정 방법으로서, 상기 전자석의 코일에 전류를 흘려 상기 영전자석에 상기 지지부를 제2 흡착력으로 흡착시켜서, 상기 지지부측 슬라이딩면과 상기 기둥측 슬라이딩면과 맞닿게 하는 스텝과, 상기 계측부에서 상기 지지부의 높이를 계측하면서, 상기 회전 구동부를 구동하여 상기 피니언을 회전시켜서, 상기 지지부를 높이 방향으로 이동시키는 스텝과, 상기 코일에 전류를 흘려 상기 영전자석에 상기 지지부를 상기 제2 흡착력보다 강한 제1 흡착력으로 흡착시켜서, 상기 지지부측 슬라이딩면과 상기 기둥측 슬라이딩면과 밀착시켜서 상기 지지부를 상기 기둥에 고정하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해 지지부를 제2 흡착력으로 흡착했을 때와 지지부를 제1 흡착력으로 흡착했을 때에 지지부가 기울어지지 않기 때문에, 지지부의 기울어짐에 기인하는 계측부의 계측 오차를 없앨 수가 있다. In order to solve the above problems, the height adjustment method according to the present invention includes, for example, a substrate holding portion on which a substrate is placed, and a substantially rod-shaped support portion formed of a magnetic material, and a support portion provided so that the longitudinal direction is approximately horizontal. And, a frame having rod-shaped pillars installed at both ends of the support so that the longitudinal direction is substantially vertical, the support portion has a support portion side sliding surface, and the pillar has a column side sliding surface with the support portion side sliding surface A frame formed at a position facing each other, and a moving mechanism for moving the support part in a vertical direction, a rack installed in the support part substantially along a vertical direction, a pinion rotatably installed on the column and engaged with the rack, A moving mechanism having a rotation driving part for rotating the pinion, a measuring part provided in the support part, an optical device provided in the support part for irradiating light to the substrate, and a zero electric field provided in the column and having a permanent magnet and an electromagnet A height adjustment method for adjusting the height of the support by using a device having a magnet, wherein the support part is adsorbed to the zero electromagnet by applying a current to the coil of the electromagnet, and the sliding surface on the support part side and the column side A step of bringing into contact with a sliding surface; a step of driving the rotation driving part to rotate the pinion while measuring the height of the support part by the measurement part, and moving the support part in a height direction; and a current flowing through the coil to the And adsorbing the support part to a zero electromagnet with a first adsorption force stronger than the second adsorption force, and fixing the support part to the post by making the support part side sliding surface and the column side sliding surface in close contact with each other. Thereby, since the support part does not tilt when the support part is adsorbed by the second adsorption force and when the support part is adsorbed by the first adsorption force, it is possible to eliminate the measurement error of the measurement part caused by inclination of the support part.
본 발명에 의하면, 광조사부의 높이 조정을 정확하게 행할 수가 있다. According to the present invention, it is possible to accurately adjust the height of the light irradiation portion.
도 1은 제1의 실시의 형태와 관련되는 노광 장치(1)의 개략을 나타내는 사시도이다.
도 2는 측정부(40) 및 레이저 간섭계(50)가 마스크 보유부(20)의 위치를 측정하는 모습을 나타내는 개략도이다.
도 3은 프레임(15)의 지지부(15a)의 개략을 나타내는 사시도이며, 배면측(+x측)에서 본 도이다.
도 4는 프레임(15)의 지지부(15a)의 개략을 나타내는 사시도이며, 정면측(-x측)에서 본 도이다.
도 5는 도 3의 면 C로 프레임(15)을 절단했을 때의 개략을 나타내는 도이다.
도 6은 광조사부(30a)의 개략을 나타내는 주요부 투시도이다.
도 7은 구동부(39a)의 개략을 나타내는 측면도이다.
도 8(A)는 가이드 부재(70)의 개략을 나타내는 도이며, 도 8(B)는 가이드 부재(70A)의 개략을 나타내는 도이다.
도 9(A)는 바닥판(151)에 가이드 부재(70)를 부착했을 때의 바닥판(151)과 가이드 부재(70)와의 위치 관계를 나타내는 도이며, 도 9(B)는 지지판(153)에 가이드 부재(70A)를 부착했을 때의 지지판(153)과 가이드 부재(70A)와의 위치 관계를 나타내는 도이다.
도 10은 광조사부(30a)를 지지판(153)에 부착하는 부착 구조의 분해 사시도이다.
도 11은 프레임(15)에 광조사부(30a)가 부착된 상태를 나타내는 도이다.
도 12(A)는 광조사부(30a)가 이동하고 있지 않는 상태(스트로크(stroke) 중앙)를 나타내는 도이며, 도 12(B)는 광조사부(30a)가 하측으로 이동한 상태(스트로크 하단)를 나타내는 도이며, 도 12(C)는 광조사부(30a)가 상측으로 이동한 상태(스트로크 상단)를 나타내는 도이다.
도 13은 노광 장치(1)의 전기적인 구성을 나타내는 블록도이다.
도 14는 노광 장치(1)의 높이 조정 처리의 흐름을 나타내는 플로차트(flow chart)이다.
도 15는 스텝 S20에서의 측정 결과의 일례이다.
도 16은 지지부(15a)를 상하 운동시킬 때의 모습을 모식적으로 나타내는 도이며, 도 16(A)는 지지부(15a)를 흡착하는 경우(본 실시의 형태)이며, 도 16(B)와 도 16(C)는 지지부(15a)를 흡착하지 않는 경우이다. 1 is a perspective view schematically illustrating an
2 is a schematic diagram showing a state in which the
3 is a perspective view schematically showing the
4 is a perspective view schematically showing the
Fig. 5 is a diagram schematically showing the
6 is a perspective view of a main part schematically showing the
7 is a side view schematically showing the
8(A) is a diagram schematically showing the
9(A) is a diagram showing the positional relationship between the
10 is an exploded perspective view of an attachment structure for attaching the
11 is a diagram showing a state in which the
Fig. 12(A) is a diagram showing a state in which the
13 is a block diagram showing the electrical configuration of the
14 is a flow chart showing the flow of the height adjustment process of the
15 is an example of the measurement result in step S20.
Fig. 16 is a diagram schematically showing a state when the
이하, 본 발명을 대략 수평 방향으로 보유한 감광성 기판(예를 들면, 유리 기판)을 주사 방향으로 이동시키면서 레이저 등의 광을 조사하여 포토마스크(photo mask)를 생성하는 노광 장치에 적용한 실시의 형태를 예로 하여 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면에 있어서 동일한 요소에는 동일한 부호를 붙이고 중복된 부분에 대해서는 설명을 생략한다. Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to an exposure apparatus that generates a photo mask by irradiating light such as a laser while moving a photosensitive substrate (eg, a glass substrate) holding in an approximately horizontal direction in a scanning direction is described. It will be described in detail with reference to the drawings by way of example. In each drawing, the same elements are denoted by the same reference numerals, and descriptions of overlapping portions are omitted.
감광성 기판으로서는, 예를 들면, 열팽창율이 매우 작은(예를 들면, 약 5.5x10-7/K 정도) 석영 유리가 이용된다. 노광 장치에 의해 생성되는 포토마스크는, 예를 들면 액정 표시 장치용의 기판을 제조하기 위해서 이용되는 노광용 마스크이다. 포토마스크는, 한 변이 예를 들면 1m를 넘는(예를 들면, 1400㎜x1220㎜) 대형의 대략 직사각형 형상의 기판 상에, 한개 또는 복수개의 이미지 디바이스용 전사 패턴이 형성된 것이다. 이하, 가공전, 가공중 및 가공후의 감광성 기판을 포괄하는 개념으로서 마스크 M이라고 하는 용어를 사용한다. As the photosensitive substrate, for example, a quartz glass having a very small coefficient of thermal expansion (for example, about 5.5x10 -7 /K) is used. The photomask produced by the exposure apparatus is, for example, an exposure mask used to manufacture a substrate for a liquid crystal display device. A photomask is one or a plurality of image device transfer patterns formed on a large, substantially rectangular substrate with one side exceeding, for example, 1 m (for example, 1400 mm x 1220 mm). Hereinafter, the term mask M is used as a concept encompassing the photosensitive substrate before, during and after processing.
다만, 본 발명의 노광 장치는, 마스크 제조 장치에 한정되지 않는다. 본 발명의 노광 장치는, 대략 수평 방향으로 보유한 기판을 주사 방향으로 이동시키면서 광(레이저, UV(Ultra-Violet), 편광 광 등을 포함)을 조사하는 여러 가지 장치를 포함하는 개념이다. 또, 본 발명의 광학 장치도, 감광성 기판에 광을 조사하는 광조사부에 한정되지 않는다. However, the exposure apparatus of the present invention is not limited to the mask manufacturing apparatus. The exposure apparatus of the present invention is a concept including various apparatuses for irradiating light (including laser, ultra-violet (UV), polarized light, etc.) while moving a substrate held in a substantially horizontal direction in a scanning direction. In addition, the optical device of the present invention is not limited to a light irradiation unit that irradiates light onto a photosensitive substrate.
도 1은 제1의 실시의 형태와 관련되는 노광 장치(1)의 개략을 나타내는 사시도이다. 노광 장치(1)는, 주로 정반(11)과, 판상부(12)와, 레일(13, 14)과, 프레임(15)과, 마스크 보유부(20)와, 광조사부(30)와, 측정부(40)(도 2 참조)와, 레이저 간섭계(50)(도 2 참조)와, 측정부(61)(61a, 61d, 61g)를 가진다. 또한, 도 1에 있어서는, 일부의 구성에 대해 도시를 생략하고 있다. 또, 노광 장치(1)는, 장치 전체를 덮은 도시하지 않는 온도 조정부에 의해 일정 온도로 유지되어 있다. 1 is a perspective view schematically illustrating an
정반(11)은, 대략 직방체 형상(후판상(厚板狀))의 부재이며, 예를 들면, 돌(예를 들면, 화강암)이나 저팽창율의 주물(예를 들면, 니켈계의 합금)로 형성된다. 정반(11)은, 상측(+z측)에 대략 수평(xy평면과 대략 평행)인 상면(11a)을 가진다.The
정반(11)은, 설치면(예를 들면, 마루(床)) 상에 재치된 복수의 제진대(除塵臺)(도시하지 않음) 상에 재치된다. 이에 의해 정반(11)이 제진대를 통해 설치면 상에 재치된다. 제진대는 이미 공지이기 때문에 상세한 설명을 생략한다. 또한, 제진대는 필수는 아니다. 정반(11)의 +x측에는, 마스크 M을 마스크 보유부(20)에 설치하는 로더(loader)(도시하지 않음)가 설치된다. The
레일(13)은, 세라믹제의 가늘고 긴 판상의 부재이며, 정반(11)의 상면(11a)에, 길이 방향이 주사 방향(x방향)을 따르도록 고정된다. 3개의 레일(13)은, 높이(z방향의 위치)가 대략 동일하고, 상면이 고정밀도 및 고평탄도로 형성된다. The
로더(loader)측(+x측)의 레일(13)은, 단(端)이 상면(11a)의 단부에 배치되고, 반로더(反loader)측(-x측)의 레일(13)은, 단(端)이 상면(11a)의 단부보다 내측에 배치된다. The
판상부(12)는, 레일(13) 상에 재치된다. 판상부(12)는, 세라믹제의 대략 판상(板狀)의 부재이며, 전체적으로 대략 직사각형 형상이다. 판상부(12)의 하면(-z측의 면)에는 길이 방향이 x방향을 따르도록 가이드부(도시하지 않음)가 설치된다. 이에 의해 판상부(12)가 x방향 이외로 이동하지 않게 판상부(12)의 이동 방향이 규제된다. The plate-shaped
판상부(12)의 상면(12a)에는 레일(14)이 설치된다. 레일(14)은, 길이 방향이 y방향을 따르도록 고정된다. 레일(14)은, 높이가 대략 동일하고, 상면이 고정밀도 및 고평탄도로 형성된다. A
마스크 보유부(20)는, 평면시 대략 직사각형 형상의 대략 판상이며, 열팽창 계수가 대략 0.5~1x10-7/K의 저팽창성 세라믹을 이용하여 형성된다. 이에 의해 마스크 보유부(20)의 변형을 방지할 수가 있다. 또한, 마스크 보유부(20)는, 열팽창 계수가 대략 5x10-8/K의 초저팽창성 유리 세라믹을 이용하여 형성할 수도 있다. 이 경우에는, 제어를 다 할 수 없는 온도 변화가 발생하였다고 해도, 마스크 보유부(20)의 변형을 확실하게 방지할 수가 있다. 또한, 마스크 보유부(20)를 마스크 M과 마찬가지로 신축하는 재료로 형성해도 좋다. The
마스크 보유부(20)는, 레일(14) 상에 재치된다. 바꾸어 말하면, 마스크 보유부(20)는, 판상부(12) 및 레일(13, 14)을 통해 상면(11a)에 설치된다. The
마스크 보유부(20)의 하면에는, 길이 방향이 y방향을 따르도록 가이드부(도시하지 않음)가 설치된다. 이에 의해 마스크 보유부(20), 즉 판상부(12)가 y방향 이외로 이동하지 않게 마스크 보유부(20)의 이동 방향이 규제된다. A guide portion (not shown) is provided on the lower surface of the
이와 같이 마스크 보유부(20)(판상부(12))는, 레일(13)을 따라 x방향으로 이동 가능하게 설치되고, 마스크 보유부(20)는, 레일(14)을 따라 y방향으로 이동 가능하게 설치된다. In this way, the mask holding portion 20 (plate top portion 12) is installed so as to be movable in the x direction along the
마스크 보유부(20)는, 대략 수평인 상면(20a)을 가진다. 상면(20a)에는 마스크 M(도시 생략)이 재치된다. 또, 상면(20a)에는 막대 미러(bar mirror)(21, 22, 23)가 설치된다(도 2 참조). The
노광 장치(1)는, 도시하지 않는 구동부(81, 82)(도 13 참조)를 가진다. 구동부(81, 82)는, 예를 들면 리니어 모터(linear motor)이다. 구동부(81)는 마스크 보유부(20)(판상부(12))를 레일(13)을 따라 x방향으로 이동시키고, 구동부(82)는 마스크 보유부(20)를 레일(14)을 따라 y방향으로 이동시킨다. 구동부(81, 82)가 판상부(12)나 마스크 보유부(20)를 이동시키는 방법은 이미 공지의 여러 가지 방법을 이용할 수가 있다. The
정반(11)에는 프레임(15)이 설치된다. 프레임(15)은, 자성 재료, 예를 들면 저팽창율의 주물(예를 들면, 니켈계의 합금)로 형성된다. 프레임(15)은, 지지부(15a)와, 지지부(15a)를 양단에서 지지하는 2개의 기둥(15c)을 가진다. 프레임(15)은, 마스크 보유부(20)의 상방(+z방향)에 광조사부(30)를 보유한다. 지지부(15a)에는 광조사부(30)가 부착된다. 프레임(15)에 대해서는 후에 상술한다. A
광조사부(30)는, 마스크 M에 광(본 실시의 형태에서는, 레이저 광)을 조사한다. 광조사부(30)는, y방향을 따라 일정 간격(예를 들면, 대략 200㎜ 띄움)으로 설치된다. 본 실시의 형태에서는, 7개의 광조사부(30a), 광조사부(30b), 광조사부(30c), 광조사부(30d), 광조사부(30e), 광조사부(30f), 광조사부(30g)를 가진다. 이동 기구(161)(후에 상술)는, 광조사부(30a~30g)의 초점 위치가 마스크 M의 상면에 맞도록 광조사부(30a~30g) 전체를 10㎜ 정도의 범위에서 연직 방향(z방향)으로 이동시킨다. 또, 구동부(39)(39a(도 6 참조)~39g, 후에 상술)는, 광조사부(30a~30g)의 초점 위치의 미세 조정을 위해, 광조사부(30a~30g)를 30㎛ 정도의 범위에서 z방향으로 미동시킨다. 광조사부(30)에 대해서는 후에 상술한다. The
광조사부(30a~30g)에는 각각 도시하지 않는 독취부가 설치된다. 독취부는, 마스크 M에 형성된 패턴을 독취하는 것이다. Each of the
측정부(40)(도 2 참조)는, 예를 들면 리니어 엔코더(linear encoder)이며, 마스크 보유부(20)의 위치를 측정하는 레이저 간섭계(50)는, 레이저 간섭계(51, 52)(도 1에서는 도시 생략, 도 2 참조)를 가진다. 프레임(15)의 -y측에 설치된 기둥에는 레이저 간섭계(51)가 설치된다. 또, 정반(11)의 +x측의 측면에는 레이저 간섭계(52)(도 1에서는 도시 생략)가 설치된다. The measuring unit 40 (see Fig. 2) is, for example, a linear encoder, and the
도 2는 측정부(40) 및 레이저 간섭계(50)가 마스크 보유부(20)의 위치를 측정하는 모습을 나타내는 개략도이다. 또한, 도 2에서는, 레일(13, 14)의 일부만 도시하고 있다. 또, 도 2에서는, 광조사부(30a, 30g)만 도시하고, 광조사부(30b~30f)에 대해서는 도시를 생략한다. 2 is a schematic diagram showing a state in which the measuring
측정부(40)는, 위치 측정부(41, 42)를 가진다. 위치 측정부(41, 42)는 각각, 스케일(41a, 42a)과, 검출 헤드(41b, 42b)를 가진다. The
스케일(41a)은, +y측의 레일(13)의 +y측의 단면 및 -y측의 레일(13)의 -y측의 단면에 설치된다. 검출 헤드(41b)는, 판상부(12)(도 2에서는 도시 생략)의 +y측 및 -y측의 단면에 설치된다. 도 2에서는, +y측의 스케일(41a) 및 검출 헤드(41b)에 대한 도시를 생략한다. The
스케일(42a)은, +x측의 레일(14)의 +x측의 단면 및 -x측의 레일(13)의 -x측의 단면에 설치된다. 검출 헤드(42b)는, 마스크 보유부(20)의 +x측 및 -x측의 단면에 설치된다. 도 2에서는, -x측의 스케일(42a) 및 검출 헤드(42b)에 대한 도시를 생략한다. The
스케일(41a, 42a)은, 예를 들면 레이저 홀로그램 스케일이며, 0.512㎛(나노미터) 피치(pitch)로 메모리가 형성되어 있다. 검출 헤드(41b, 42b)는, 광(예를 들면, 레이저 광)을 조사하고, 스케일(41a, 42a)에서 반사된 광을 취득하고, 이에 의해 발생하는 신호를 512등분 하여 1㎚를 얻고, 이에 의해 발생하는 신호를 1024등분 하여 0.5㎚를 얻는다. 위치 측정부(41, 42)는 이미 공지이기 때문에 상세한 설명을 생략한다. The
광조사부(30a)에는 xz평면과 대략 평행한 반사면을 가지는 미러(55a)가 설치된다. 광조사부(30g)에는 xz평면과 대략 평행한 반사면을 가지는 미러(55b, 55c)가 설치된다. 미러(55a, 55b, 55c)는, x방향의 위치가 겹치지 않게 설치된다. The
광조사부(30a)에는 yz평면과 대략 평행한 반사면을 가지는 미러(56a)가 설치된다. 광조사부(30g)에는 yz평면과 대략 평행한 반사면을 가지는 미러(56g)가 설치된다. The
레이저 간섭계(51, 52)는, 4개의 레이저 광을 조사한다. 레이저 간섭계(51)는, 레이저 간섭계(51a, 51b, 51c)를 가진다. 레이저 간섭계(52)는, 레이저 간섭계(52a, 52g)를 가진다. The
도 2에 있어서, 레이저 광의 경로를 2점 쇄선으로 나타낸다. 레이저 간섭계(51a, 51b, 51c)로부터 조사되는 광 중에서 2개는 막대 미러(23)에서 반사되고, 그 반사광이 레이저 간섭계(51a, 51b, 51c)에서 수광된다. In Fig. 2, the path of the laser light is indicated by a dashed-dotted line. Two of the lights irradiated from the laser interferometers 51a, 51b, and 51c are reflected by the
레이저 간섭계(51a)로부터 조사되는 광 중에서 나머지의 2개는 미러(55a)에서 반사되고, 그 반사광이 레이저 간섭계(51a)에서 수광된다. 레이저 간섭계(51b)로부터 조사되는 광 중에서 나머지의 2개는 미러(55b)에서 반사되고, 그 반사광이 레이저 간섭계(51b)에서 수광된다. 레이저 간섭계(51c)로부터 조사되는 광 중에서 나머지의 2개는 미러(55c)에서 반사되고, 그 반사광이 레이저 간섭계(51c)에서 수광된다. Of the light irradiated from the laser interferometer 51a, the remaining two are reflected by the
레이저 간섭계(51a~51c)는, 각각 미러(55a~55c)의 위치를 기준으로 하여 막대 미러(bar mirror)(23)의 위치를 측정함으로써, 광조사부(30a, 30g)와 마스크 보유부(20)와의 y방향의 위치 관계를 측정한다. The laser interferometers 51a to 51c measure the positions of the bar mirrors 23 based on the positions of the
레이저 간섭계(52a)로부터 조사되는 광 중에서 2개는 막대 미러(22)에서 반사되고, 그 반사광이 레이저 간섭계(52a)에서 수광된다. 레이저 간섭계(52g)로부터 조사되는 광 중에서 2개는 막대 미러(21)에서 반사되고, 그 반사광이 레이저 간섭계(52g)에서 수광된다. Of the light irradiated from the
레이저 간섭계(52a)로부터 조사되는 광 중에서 나머지의 2개는 미러(56a)에서 반사되고, 그 반사광이 레이저 간섭계(52a)에서 수광된다. 레이저 간섭계(52g)로부터 조사되는 광 중에서 나머지의 2개는 미러(56g)에서 반사되고, 그 반사광이 레이저 간섭계(52g)에서 수광된다. Of the light irradiated from the
레이저 간섭계(52a, 52g)는, 각각 미러(56a, 56g)의 위치를 기준으로 하여 막대 미러(21, 22)의 위치를 측정함으로써, 광조사부(30a~30g)와 마스크 보유부(20)와의 x방향의 위치 관계를 측정한다. The
본 실시의 형태에서는, 광조사부(30b~30f)에는 미러가 설치되지 않고, 그 미러의 위치를 측정하는 레이저 간섭계도 설치되지 않는다. 이것은 광조사부(30a~30g)를 30㎛ 정도의 범위에서 z방향으로 이동시킬 때의 광축의 편차가 수nm 이하로 작고(후에 상술), 광조사부(30b~30f)의 위치를 광조사부(30a, 30g)의 위치에 기초하여 보간(interpolation)에 의해 구해지기 때문이다. 이에 의해 장치를 소형화할 수가 있고 또한 코스트(cost)를 내릴 수가 있다. In this embodiment, a mirror is not provided in the
다음에, 프레임(15)에 대해 설명한다. 도 3, 4는 프레임(15)의 지지부(15a)의 개략을 나타내는 사시도이다. 도 3은 배면측(-x측)에서 본 도이며, 도 4는 정면측(+x측)에서 본 도이다. 도 3, 4는 설명을 위해 지지부(15a)와 기둥(15c)을 다소 떼어 놓아 도시하고 있지만, 실제는 지지부(15a)와 기둥(15c)은 인접하고 있다. Next, the
지지부(15a)는, 단면 형상이 대략 직사각형 형상의 대략 봉상(棒狀)이며, 내부는 공동으로 되어 있다. 지지부(15a)는, 길이 방향이 대략 수평 방향(여기에서는 y방향)으로 되도록 배치되어 있다. 기둥(15c)은, 지지부(15a)의 양단에 각각 설치되어 있다. The
지지부(15a)는, 주로 바닥판(151)과, 지지판(153)과, 바닥판(151) 및 지지판(153)의 양측에 설치된 측판(152, 154)과, 칸막이벽(159)을 가진다. 바닥판(151) 및 지지판(153)은 대략 수평하게 배치되고, 측판(152, 154)은 대략 연직으로 배치된다. The
본 실시의 형태에서는, 바닥판(151), 지지판(153) 및 측판(152, 154)의 판 두께는 대략 15㎜~20㎜이며, 바닥판(151), 지지판(153) 및 측판(152, 154)의 y방향의 길이(도 9에 있어서의 W1)는 대략 2.2m이다. In this embodiment, the plate thickness of the
바닥판(151) 및 지지판(153)에는 각각, y방향을 따라 환공(丸孔)(155a~155g, 156a~156g)이 형성된다. 환공(155a~155g, 156a~156g)은, 각각 바닥판(151) 및 지지판(153)을 대략 연직 방향으로 관통하는 구멍이며, 평면시 대략 원형이다. 평면시에 있어서, 환공(155a~155g)의 중심의 위치와 환공(156a~156g)의 중심의 위치는 대략 일치한다. Each of the
환공(155a~155g, 156a~156g)에는 각각, 환공(155a~155g, 156a~156g)을 덮도록 가이드 부재(70, 70A)(후에 상술)가 설치되고, 가이드 부재(70, 70A)에 광조사부(30a~30g)가 부착된다. 바꾸어 말하면, 광조사부(30a~30g)는, 가이드 부재(70, 70A)를 통해 프레임(15)에 설치된다. 광조사부(30a~30g)를 프레임(15)에 부착하는 부착 구조에 대해서는 후에 상술한다.
또, 바닥판(151)에는 환공(155a~155g)에 인접하여 환공(157a~157g)이 형성된다. 환공(157a~157g)에는 독취부(도시하지 않음)의 경통(鏡筒)이 삽입된다. In addition,
측판(152, 154)에는 각각 구멍(152a~152i, 154a~154i)이 형성된다. 구멍(152a~152g, 154a~154g)은 각각, 환공(155a~155g, 156a~156g)과 y방향의 위치가 겹치도록 설치된다. 구멍(152a~152g, 154a~154g)은, 환공(157a~157g)에 독취부(60)를 부착하는데 이용된다. 구멍(152h, 152i)은, 구멍(152a~152g)의 양측에 각각 설치되고, 구멍(154h, 154i)은, 환공(154a~154g)의 양측에 각각 설치된다. 프레임(15)은 주물이며, 구멍(152a~152i, 154a~154i)은 주조시에 주조용 모래를 배출하여 내부 공간을 형성하기 위한 주조 빼내기 구멍으로서 이용된다.
지지부(15a)의 내부는 공동이지만, 보강으로서 지지부(15a)의 내부에 칸막이벽(159)을 설치하고 있다. 칸막이벽(159)은, 판상의 부재이며, 단면이 바닥판(151), 지지판(153) 및 측판(152, 154)에 맞닿아 있다. 이에 의해 칸막이벽(159)이 설치된 위치에 있어서는 지지부(15a)의 내부의 공동이 없어져 지지부(15a)의 진동이나 변형(휨, 뒤틀림 등)이 방지된다. Although the inside of the
프레임(15)은, 지지부(15a)를 기둥(15c)을 따라 z방향으로 이동시키는 이동 기구(161)를 가진다. 이동 기구(161)는, 지지부(15a)를 z방향으로 10㎜ 정도의 범위에서 이동시킨다. 본 실시의 형태의 이동 기구(161)는, 지지부(15a)의 길이 방향과 대략 직교하는 단면에 z방향을 따라 설치된 랙(161a)과, 기둥(15c)에 회전 가능하게 설치된 피니언(161b)과, 피니언(161b)을 회전시키는 회전 구동부(161f)(도 13 참조)를 가진다. 랙(161a)은, 지지부(15a)의 길이 방향과 대략 직교하는 단면의 대략 중앙에 설치되고, 지지부(15a)의 측면으로부터 외측을 향해 돌출하는 볼록부(158)에 나사 등(도시 생략)을 이용하여 고정된다. 피니언(161b)은, 기둥(15c)에 회전 가능하게 설치되어 있고, 랙(161a)과 서로 맞물린다. The
기둥(15c)에는 2개의 영전자석(permanent electromagnet)(163)이 설치된다. 2개의 영전자석(163)은, 기둥(15c)에 설치되어 있고, 지지부(15a)의 길이 방향의 양단 근방에 배치된다. 영전자석(163)은, 랙(161a)이 설치된 단면에 인접하는 측판(154)을 따라 설치된다. Two
영전자석(163)은, 영구자석(163a)(도 13 참조)과 전자석(163b)(도 13 참조)을 가지는 영전자식이며, 착자 및 탈자 때에만 전자석(163b)의 코일에 전류를 흘려 내장되어 있는 영구자석(163a)의 ON-OFF를 행한다. 프레임(15)에 이용되는 저팽창 합금은 자성 재료이기 때문에, 영전자석(163)에 의해 이동 가능하다. 영전자석(163)은 ON-OFF 때에 단시간(예를 들면, 0.2초 정도)만 통전하면 좋기 때문에, 발열이 거의 없다. 또, 영전자석(163)은, 영구자석이 ON으로 된 후의 자력이 변화하지 않는다. The zero
또, 영전자석(163)은, 조정 다이얼(163c)(도 13 참조)을 가진다. 조정 다이얼(163c)은, 전자석(163b)의 코일에 흘리는 전류를 조정하는 것이고, 예를 들면 1~10의 10단계로 전류를 조정 가능하게 구성되어 있다. 본 실시의 형태에서는, 조정 다이얼(163c)의 값이 "10"일 때에는 영전자석(163)이 지지부(15a)를 흡착하는 흡착력이 제1 흡착력(후에 상술)으로 되고, 조정 다이얼(163c)의 값이 "2" 또는 "3"일 때(조정 다이얼(163c)의 값이 "10"일 때의 전류치의 대략 20% 내지 대략 30%)에는 영전자석(163)이 지지부(15a)를 흡착하는 흡착력이 제2 흡착력(후에 상술)으로 된다. 전류치와 자속밀도 및 흡착력과는 비례하기 때문에, 조정 다이얼(163c)을 조정함으로써, 영전자석(163)의 자속밀도 및 흡착력이 변화한다. Further, the zero
지지부(15a)에는 계측부(164)가 설치된다. 계측부(164)는, 연직 방향을 대략 따라 설치된 스케일(164a)(도 5 참조)과, 스케일(164a)의 값을 독취하여 위치 정보를 출력하는 검출 헤드(164b)(도 5 참조)를 가진다. 스케일(164a)은, 스케일(41a, 42a)과 마찬가지로, 예를 들면 레이저 홀로그램 스케일이다. 검출 헤드(164b)는, 검출 헤드(41b, 42b)와 마찬가지로, 광(예를 들면, 레이저 광)을 조사하고, 스케일(164a)에서 반사된 광을 취득하고, 이에 의해 발생하는 신호에 기초하여 위치 정보를 얻는다. 스케일(164a)은, 측판(154)과 반대측의 측판(152)에 설치된다. The measuring
또, 측판(152)에는, 마스크 M까지의 거리를 측정하는 측정부(61)(61a, 61d, 61g)가 설치된다. 측정부(61a, 61d, 61g)는, 예를 들면, 센서로부터 발광된 레이저 광에 기초하여 대상물(여기에서는 마스크 M)의 높이를 검지하는 변위 센서이다. 측정부(61a)는 광조사부(30a)에 인접하여 설치되고, 측정부(61d)는 광조사부(30d)에 인접하여 설치되고, 측정부(61g)는 광조사부(30g)에 인접하여 설치된다. Further, the
도 5는 도 3의 면 C로 프레임(15)을 절단했을 때의 개략을 나타내는 도이다. 기둥(15c)에는 볼록부(161c)가 형성되어 있다. 볼록부(161c)의 +x측의 면은 슬라이딩면(161d)이며, 마찰 저항을 줄이는 연마(polishing) 가공인 스크래핑(scraping) 가공이 실시된다. Fig. 5 is a diagram schematically showing the
지지부(15a)의 -x측의 면은 슬라이딩면(161e)이다. 슬라이딩면(161e)은 슬라이딩면(161d)과 대향하는 위치에 설치된다. 슬라이딩면(161e)에는 슬라이딩면(161d)과 마찬가지로 스크래핑(scraping) 가공이 실시된다. 슬라이딩면(161e)과 슬라이딩면(161d)과의 사이에는, 슬라이딩면(161d, 161e)의 미소한 요철에 모인 윤활유에 의해 수㎛ 정도의 유막을 가진다. 본 실시의 형태에서는, 윤활유로서 상온 하에서 액체의 점도가 낮은 광물유를 사용한다. The surface on the -x side of the
기둥(15c)에 설치된 피니언(161b)을 회전시킴으로써, 랙(161a)이 고정된 지지부(15a)가 상하 운동한다. 이동 기구(161)가 지지부(15a)를 상하 운동시킬 때, 슬라이딩면(161d)과 슬라이딩면(161e)과의 사이에 형성된 유막에 의해 슬라이딩면(161d)과 슬라이딩면(161e)이 매끄럽게 슬라이딩한다. By rotating the
랙(rack)(161a)은, y방향을 따라 보았을 때에, 랙(161a)의 이빨(tooth)이 지지부(15a)의 x방향에 있어서의 중심선 c 상에 위치한다. 바꾸어 말하면, 랙(161a)의 이빨은, 지지부(15a)의 중심을 지나고, 또한 z방향과 대략 평행한 선 상에 위치한다. 따라서, 피니언(161b)이 회전하여 랙(161a)(지지부(15a))을 상하 운동시킬 때에 모멘트(moment)를 발생시키지 않다. In the
도 3, 4에 나타내듯이, 랙(161a) 및 피니언(161b)이 설치되지 않은 쪽의 기둥(15c)에도, 스크래핑(scraping) 가공이 실시된 슬라이딩면(161d)이 형성된다. 그리고, 이 슬라이딩면과 맞닿도록 지지부(15a)에는 스크래핑 가공이 실시된 슬라이딩면(161e)(도 5 참조)이 형성된다. As shown in Figs. 3 and 4, a sliding
지지부(15a)의 단(端)에는 기둥(15c)을 따라 탄성 부재(160)가 설치되어 있다. 도 3, 4에서는, -y측의 단(端)에 설치된 탄성 부재(160)에 대해서만 표시하고, +y측의 단(端)에 설치된 탄성 부재(160)에 대해서는 도시를 생략하고 있다. 도 5에 나타내듯이, 탄성 부재(160)는, 지지부(15a)의 하측에 설치된다. 탄성 부재(160)와 지지부(15a)와의 사이에는, 위치 결정 부재(162)가 설치된다. 위치 결정 부재(162)의 저면에 형성된 오목부(162a)에 탄성 부재(160)가 삽입됨으로써, 탄성 부재(160)의 xy방향의 위치가 결정되고, 지지부(15a)의 상하 운동에 따라 탄성 부재(160)가 신축 가능하게 된다. 이와 같이 지지부(15a)의 양단에 설치된 탄성 부재(160)가 지지부(15a)의 무게를 지지한다. 지지부(15a)는 대략 660㎏~700㎏이며, 탄성 부재(160)는 대략 600㎏의 무게를 지지 가능하다. An
탄성 부재(160)가 지지할 수 없는 지지부(15a)의 중량은, 슬라이딩면(161d)과 슬라이딩면(161e)과의 사이의 마찰력에 의해 지지한다. 영전자석(163)은, 기둥(15c)에 설치되어 있고, 전자석(163b)(도 13 참조)의 코일에 전류를 흘림으로써 지지부(15a)를 흡착한다. The weight of the
이동 기구(161)가 기둥(15c)을 따라 지지부(15a)를 상하 운동시키지 않을 때에는, 영전자석(163)이 지지부(15a)를 제1 흡착력으로 흡착함으로써, 지지부(15a), 즉 랙(161a) 및 슬라이딩면(161e)이 도 5의 좌방향(도 5의 화살표 참조)으로 이동하고, 슬라이딩면(161d)과 슬라이딩면(161e)이 밀착한다. 제1 흡착력은 대략 12000N이며, 영전자석(163)이 지지부(15a)를 제1 흡착력으로 흡착할 때의 영전자석(163)의 자속밀도는 대략 0.3T(테슬라(tesla))이다. 또, 영전자석(163)이 지지부(15a)를 제1 흡착력으로 흡착할 때의 슬라이딩면(161d)과 슬라이딩면(161e)과의 사이에 생기는 면압은 대략 0.8MPa이다. When the moving
이와 같이 슬라이딩면(161d)과 슬라이딩면(161e)과의 사이에 생기는 면압을 높게 하고, 슬라이딩면(161d)과 슬라이딩면(161e)을 밀착(강하게 압축)함으로써, 슬라이딩면(161d)과 슬라이딩면(161e)과의 사이에 형성된 유막을 배제한다. 그 결과, 슬라이딩면(161d)과 슬라이딩면(161e)과의 사이에 마찰이 발생한다. In this way, the surface pressure generated between the sliding
유막이 배제되었을 때의 슬라이딩면(sliding surface)(161d)과 슬라이딩면(161e)과의 마찰 계수가 0.1~0.2이며, 영전자석(163)의 흡착력이 1500㎏이라고 하면, 슬라이딩면(161d)과 슬라이딩면(161e)과의 사이의 마찰에 의해 150㎏의 무게를 지지한다. 슬라이딩면은 지지부(15a)의 양측에 2개소 존재하기 때문에, 탄성 부재(160)가 지지할 수 없는 지지부(15a)의 무게 ta(대략 60㎏~100㎏)는 마찰력에 의해 지지 가능하다. 이와 같이 이동 기구(161)가 지지부(15a)를 상하 운동시키지 않을 때에는, 지지부(15a)의 높이 방향(z방향)의 위치가 변하지 않도록 지지부(15a)가 지지된다. Assuming that the friction coefficient between the sliding
이동 기구(161)가 기둥(15c)을 따라 지지부(15a)를 상하 운동시킬 때에는, 영전자석(163)이 지지부(15a)를 약한 힘(제2 흡착력)으로 흡착한다. 지지부(15a)를 상하 운동시킬 때의 흡착력(제2 흡착력)은, 지지부(15a)를 상하 운동시키지 않을 때의 흡착력(제1 흡착력)보다 약하다. 본 실시의 형태에서는, 제2 흡착력이 제1 흡착력의 대략 20% 내지 대략 30%이다. 제2 흡착력은 대략 2400N~대략 3600N이며, 영전자석(163)이 지지부(15a)를 제1 흡착력으로 흡착할 때의 영전자석(163)의 자속밀도는 대략 0.06T~대략 0.09T이다. 또, 영전자석(163)이 지지부(15a)를 제2 흡착력으로 흡착할 때의 슬라이딩면(161d)과 슬라이딩면(161e)과의 사이에 생기는 면압은 대략 0.16~대략 0.24MPa이다. When the moving
영전자석(163)이 지지부(15a)를 제2 흡착력으로 흡착함으로써, 슬라이딩면(161d)과 슬라이딩면(161e)이 맞닿는다. 이 때에 슬라이딩면(161d)과 슬라이딩면(161e)과는 밀착하고 있지 않고, 슬라이딩면(161d)과 슬라이딩면(161e)과의 사이에 형성된 유막은 배제되지 않는다. The zero
슬라이딩면(161d)과 슬라이딩면(161e)이 맞닿아 있기 때문에, 지지부(15a)가 상하 운동할 때에 기둥(15c)에 대해서 지지부(15a)가 기울어지지 않는다. 배치 위치의 제약상, 영전자석(163)과 계측부(164)는 이동 기구(161)를 사이에 두고 반대측에 배치되지만, 본 실시의 형태에서는 지지부(15a)가 기울어지지 않기 때문에, 계측부(164)가 영전자석(163)으로부터 떨어진 위치에 있었다고 해도, 계측부(164)의 계측 결과가 안정되어, 지지부(15a)를 정확하게 상하 운동시킬 수가 있다. Since the sliding
여기서, 제2 흡착력이 제1 흡착력의 대략 20% 내지 대략 30%인 것이 바람직한 이유에 대해 설명한다. 표 1, 2는 영전자석(163)의 착자력을 바꾸었을 때의 회전 구동부(161f)(여기에서는, 모터)의 토크(torque)를 나타내는 표이다. 표 1, 2는 다른 모터를 이용하여 실험을 행한 결과를 나타내는 것이다. 표 1, 2는 회전 구동부(161f)를 구동하여 피니언(161b)을 회전시킴으로써 지지부(15a)를 높이 방향으로 이동시키고, 그 때의 회전 구동부(161f)의 토크(torque)를 측정하여 얻어진 것이고, 각 셀의 값은 토크(N·이다. Here, the reason why it is preferable that the second adsorption force is approximately 20% to approximately 30% of the first adsorption force is described. Tables 1 and 2 are tables showing the torque of the
흡착력은, 영전자석(163)의 자속밀도, 즉 영전자석(163)에 가해지는 전압 에 비례한다. 표 1, 2에 있어서의 흡착력은, 영전자석(163)에 가해지는 전압과 영전자석(163)의 자속밀도가 최대가 될 때 영전자석(163)에 가해진 전압과의 비에 기초하여 구해진다. 또한, 흡착력 0%는, 탈자 상태를 나타낸다. The adsorption force is proportional to the magnetic flux density of the zero
동
량this
copper
Quantity
동
량this
copper
Quantity
표 1, 2에 나타내듯이, 흡착력이 18.5% 및 24%일 때의 회전 구동부(161f)의 토크는, 탈자 상태 때의 회전 구동부(161f)의 토크와 거의 변함이 없다. 즉, 제2 흡착력이 제1 흡착력의 대략 24% 이하이면, 슬라이딩면(161d)과 슬라이딩면(161e)과의 사이에 형성된 유막은 배제되지 않고, 슬라이딩면(161d)과 슬라이딩면(161e)과의 사이에 마찰이 발생하지 않는다. As shown in Tables 1 and 2, the torque of the
이에 반해, 흡착력이 39%일 때의 회전 구동부(161f)의 토크는, 탈자 상태 때의 회전 구동부(161f)의 토크의 배정도이며, 탈자 상태 때의 회전 구동부(161f)의 토크에 대해서 크게 차이가 난다. 이에 의해 흡착력이 39%일 때에는, 슬라이딩면(161d)과 슬라이딩면(161e)과의 사이에 형성된 유막이 배제되고, 슬라이딩면(161d)과 슬라이딩면(161e)과의 사이에 마찰이 발생하고 있는 것을 알 수 있다. On the other hand, the torque of the
이상으로부터, 슬라이딩면(161d)과 슬라이딩면(161e)과의 사이에 마찰이 발생하지 않는다고 하는 관점으로부터는, 제2 흡착력을 제1 흡착력의 대략 39%로 하는 것은 적절하지 않고, 제2 흡착력을 제1 흡착력의 대략 30% 이하로 하는 것이 바람직하다. From the above, from the viewpoint that friction does not occur between the sliding
다만, 제2 흡착력이 제1 흡착력의 대략 20%보다 작은 경우에는, 지지부(15a)를 제2 흡착력으로 흡착한 상태로부터 지지부(15a)를 제1 흡착력으로 흡착한 상태로 변화시켰을 때에 계측부(164)에서의 계측 결과가 변화해 버린다. 이에 의해 제2 흡착력이 제1 흡착력의 대략 20%보다 작은 경우에는, 슬라이딩면(161d)과 슬라이딩면(161e)이 맞닿아 있지 않고, 지지부(15a)가 상하 운동할 때에 기둥(15c)에 대해서 지지부(15a)가 기울어져 버려 있는 것을 알 수 있다. 이상으로부터, 제2 흡착력을 제1 흡착력의 대략 20% 내지 대략 30%로 하는 것이 바람직하다. However, when the second adsorption force is less than approximately 20% of the first adsorption force, the
다음에, 광조사부(30)에 대해 설명한다. 도 6은 광조사부(30a)의 개략을 나타내는 주요부 투시도이다. 광조사부(30a)는, 주로 DMD(Digital Mirror Device)(31a)와, 대물 렌즈(32a)와, 광원부(33a)와, AF 처리부(34a)와, 통상부(35a)와, 플랜지(36a)와, 부착부(37a, 38a)와, 구동부(39a)를 가진다. 광조사부(30b)~광조사부(30g)는, 각각 DMD(31b~31g)와, 대물 렌즈(32b~32g)와, 광원부(33b~33g)와, AF 처리부(34b~34g)와, 통상부(35b~35g)와, 플랜지(36b~36g)와, 부착부(37b~37g, 38b~38g)와, 구동부(39b~39g)를 가진다. 광조사부(30b)~광조사부(30g)는, 광조사부(30a)와 동일한 구성이기 때문에 설명을 생략한다. Next, the
DMD(31a)는, 디지털 미러 디바이스(Digital Mirror Device : DMD)이며, 면 형상의 레이저 광을 조사 가능하다. DMD(31a)는, 다수의 가동식의 마이크로 미러(micro mirror)(도시 생략)를 가지고, 1매의 마이크로 미러로부터 1화소분의 광이 조사된다. 마이크로 미러는, 크기가 대략 10㎛이며, 2차원 형상으로 배치되어 있다. DMD(31a)에는 광원부(33a)(후에 상술)로부터 광이 조사되고, 광은 각 마이크로 미러에서 반사된다. 마이크로 미러는, 그 대각선과 대략 평행한 축을 중심으로 회전 가능하고, ON(마스크 M을 향해 광을 반사시킴)과 OFF(마스크 M을 향해 광을 반사시키지 않음)와의 변환이 가능하다. DMD(31a)는 이미 공지이기 때문에 상세한 설명을 생략한다. The
대물 렌즈(32a)는, DMD(31a)의 각 마이크로 미러에서 반사된 레이저 광을 마스크 M의 표면에 결상시킨다. 묘화시에는, 광조사부(30a)~광조사부(30g)의 각각으로부터 광이 조사되고, 이 광이 마스크 M의 상에서 결상함으로써, 마스크 M에 패턴이 묘화된다. The
광원부(33a)는, 주로 광원(331)과, 렌즈(332)와, 플라이아이(fly eye) 렌즈(333)와, 렌즈(334, 335)와, 미러(336)를 가진다. 광원(331)은, 예를 들면 레이저 다이오드이며, 광원(331)으로부터 출사된 광은 광섬유 등을 통해 렌즈(332)에 유도된다. The
광은 렌즈(332)로부터 플라이아이(fly eye) 렌즈(333)에 유도된다. 플라이아이 렌즈(333)는 복수매의 렌즈(도시하지 않음)를 2차원 형상으로 배치한 것이며, 플라이아이 렌즈(333)에 있어서 다수의 점광원이 만들어진다. 플라이아이 렌즈(333)를 통과한 광은 렌즈(334, 335)(예를 들면, 콘덴서 렌즈)를 지나서 평행광으로 되고, 미러(336)에서 DMD(31a)를 향해 반사된다. Light is guided from
AF 처리부(34a)는, 마스크 M에 조사되는 광의 초점을 마스크 M에 맞추는 것이며, 주로 AF용 광원(341)과, 콜리메이터 렌즈(342)와, AF용 실린더리컬 렌즈(343)와, 5각 프리즘(344, 345)과, 렌즈(346)와, AF 센서(347, 348)를 가진다. AF용 광원(341)으로부터 조사된 광은 콜리메이터(collimator) 렌즈(342)에서 평행광으로 되고, AF용 실린더리컬(cylindrical) 렌즈(343)에서 선 형상의 광으로 되고, 5각 프리즘(344)에서 반사되어 마스크 M의 표면에 결상한다. 마스크 M에서 반사한 광은 5각 프리즘(345)에서 반사되고, 렌즈(346)에서 집광되고, AF 센서(347, 348)에 입사한다. 5각 프리즘(344, 345)은, 대략 97°의 휨각도로 광을 굽힌다. 또한, 5각 프리즘(344, 345) 대신에 미러를 이용해도 좋지만, 미러의 각도 엇갈림에 의해 초점 흐림을 일으키기 때문에, 5각 프리즘을 이용하는 것이 바람직하다. AF 처리부(34a)는, AF 센서(347, 348)에서 수광된 결과에 기초하여 초점 맞춤 위치를 구하는 오토포커스(Auto Focus) 처리를 행한다. 또한, 이러한 광 지레식에 의한 오토포커스 처리는 이미 공지이기 때문에 상세한 설명을 생략한다. The
광조사부(30a)는, 내부에 광학계(대물 렌즈(32a)를 포함)가 설치된 대략 원통 형상의 통상부(35a)를 가진다. 통상부(35a)의 상측의 단(端)에는 플랜지(36a)가 설치된다. 플랜지(36a)는, 상측에 렌즈(332), 플라이아이 렌즈(333) 및 렌즈(334, 335)를 보유한다. 그 때문에, 광조사부(30a)의 중심은, 광축 ax보다도 도 6에 있어서의 좌방향으로 어긋난다. The
또, 통상부(35a)에는 부착부(37a, 38a)가 설치된다. 부착부(37a, 38a)는, 프레임(15)에의 부착에 이용된다. 부착부(37a)는, 플랜지(36a)의 근방에 설치되고, 부착부(38a)는, 통상부(35a)의 하단 근방에 설치된다. 부착부(37a)에는 부착부(38a)의 외경보다 큰 직경을 가지는 중공부(372)가 형성된다. 이에 의해 통상부(35a)가 상방으로 뽑아내기 가능하게 된다. 또한, 도 6에서는, 부착부(37a, 38a)에 형성된 나사 구멍(371, 381)(후에 상술)의 도시를 생략하고 있다. In addition,
부착부(37a)(즉, 광조사부(30a))는, 구동부(39a)에 의해 연직 방향(z방향)으로 이동된다. 도 7은 구동부(39a)의 개략을 나타내는 측면도이다. 구동부(39a)는, 주로 압전 소자(391)와, 연결부(392)를 가진다. The
압전 소자(391)는, 전압을 인가함으로써 변위가 생기는 고체 액츄에이터(피에조 소자(Piezo-electric element))이다. 압전 소자(391)는, 변위하지 않는 부분(예를 들어, 하단)이 부착부(395)를 통해 프레임(15)의 지지부(15a)에 설치된다(도 11 참조). 압전 소자(391)에 전압을 인가하면, 압전 소자(391)가 늘어나고, 압전 소자(391)의 상측의 단(端)이 상방향으로 이동한다. 도 7의 점선은 압전 소자(391)가 줄어든 상태를 나타내고, 도 7의 실선은 압전 소자(391)가 늘어난 상태를 나타낸다. The
연결부(392)는, 하단이 압전 소자(391)에 나합(螺合)된 대략 원기둥 형상의 부재이다. 연결부(392)는, 압전 소자(391)의 신축에 수반하여 상하 운동한다. The connecting
연결부(392)의 상단에는, 선단이 원호 형상인 볼록부(393)가 설치된다. 볼록부(393)의 선단은, 부착부(37a)(도 6 참조)의 하측에 맞닿는다. 따라서, 압전 소자(391)가 늘어나면, 광조사부(30a)가 +z방향으로 이동하고, 압전 소자(391)가 줄어들면, 광조사부(30a)가 -z방향으로 이동한다. At the upper end of the connecting
연결부(392)의 측면에는, 복수의 홈(groove)(394)이 형성되어 있다. 홈(394)은, 중심축에 가까워짐에 따라 비스듬하게 하방향으로 베어 들어가도록 형성되어 있다. 따라서, 압전 소자(391)가 휘어서 늘어났다(도 7, 2점 쇄선 참조)고 해도, 연결부(392)가 홈(groove)(394)의 부분에서 변형하여, 볼록부(393)를 수평 방향으로 이동시키지 않고 연직 방향으로만 이동시킬 수가 있다. A plurality of
다음에, 광조사부(30a~30g)를 프레임(15)에 부착하는 부착 구조에 대해 설명한다. 본 실시의 형태의 부착 구조에서는, 바닥판(151)에 가이드 부재(70)를 부착하고, 지지판(153)에 가이드 부재(70A)를 부착하고, 가이드 부재(70, 70A)에 광조사부(30a~30g)를 부착함으로써, 광조사부(30a~30g)를 프레임(15)에 부착한다. 즉, 가이드 부재(70, 70A)는, 광조사부(30a)와 프레임(15)(여기에서는, 지지판(153))과의 사이에 설치된다. Next, an attaching structure for attaching the
우선, 가이드 부재(70, 70A)에 대해 설명한다. 가이드 부재(70, 70A)는, 지지부(15a)(바닥판(151), 지지판(153))와 광조사부(30)와의 사이에 설치되는 대략 박판상의 부재이다. First, the
도 8(A)는 가이드 부재(70)의 개략을 나타내는 도이며, 도 8(B)는 가이드 부재(70A)의 개략을 나타내는 도이다. 가이드 부재(70)와 가이드 부재(70A)는 직경이 다르다. 8(A) is a diagram schematically showing the
가이드 부재(70, 70A)는, 대략 박판상이며, 평면시 대략 원판 형상이다. 가이드 부재(70, 70A)는, 두께가 대략 0.5~1㎜ 정도의 금속으로 형성된다. 본 실시의 형태에서는, 가이드 부재(70)는 대략 0.5㎜이며, 가이드 부재(70A)는 대략 1㎜이다. 금속으로서는, 스테인레스강, 인청동 등을 이용할 수가 있지만, 보다 균질한 인청동을 이용하는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명에 있어서의 대략 0.5~1㎜ 정도란, 대략 0.5~1㎜에 대해서 대략 0.5㎜ 이하의 오차를 포함하는 것이다. The
가이드 부재(70, 70A)에는 대략 중앙에 부착 구멍(74, 74A)이 형성된다. 또, 가이드 부재(70, 70A)에는 구멍(77)이 외주를 따라 복수 형성되고, 부착 구멍(74, 74A)을 따라 구멍(78)이 복수 형성된다. Attachment holes 74 and 74A are formed substantially in the center of the
가이드 부재(70)에는 가이드 부재(70)가 변형하기 쉽게 대략 원호 형상의 오려냄 구멍(79A, 79B)이 각각 복수 형성된다. 오려냄 구멍(79A, 79B)은 각각, 둘레 방향을 따라 등간격으로 배치된다. 오려냄 구멍(79A)의 반경은 오려냄 구멍(79B)의 반경보다 작고, 오려냄 구멍(79B)은 오려냄 구멍(79A)의 외측에 배치된다. 또, 오려냄 구멍(79A)의 단(端)을 포함하는 단부 영역(79Aa)과, 오려냄 구멍(79B)의 단(端)을 포함하는 단부 영역(79Ba)은, 둘레 방향의 위치가 대략 일치한다. 또한, 단부 영역(79Aa, 79Ba)은, 각각 오려냄 구멍(79A, 79B)의 양단에 존재한다. In the
가이드 부재(70A)에는 가이드 부재(70A)가 변형하기 쉽게 대략 원호 형상의 오려냄 구멍(79C, 79D)이 각각 복수 형성된다. 오려냄 구멍(79C, 79D)은 각각, 둘레 방향을 따라 등간격으로 배치된다. 오려냄 구멍(79C)의 반경은 오려냄 구멍(79D)의 반경보다 작고, 오려냄 구멍(79D)은 오려냄 구멍(79C)의 외측에 배치된다. 또, 오려냄 구멍(79C)의 단(端)을 포함하는 단부 영역(79Ca)과, 오려냄 구멍(79D)의 단(端)을 포함하는 단부 영역(79Da)은, 둘레 방향의 위치가 대략 일치한다. 또한, 단부 영역(79Ca, 79Da)은, 각각 오려냄 구멍(79C, 79D)의 양단에 존재한다. In the
본 실시의 형태에서는, 오려냄 구멍(79A, 79B, 79C, 79D)은 각 4개이지만, 오려냄 구멍(79A, 79B, 79C, 79D)의 위치 및 수는 이것에 한정되지 않는다. In the present embodiment, the number of cut-out
단부 영역(79Aa)과 단부 영역(79Ba)과의 둘레 방향의 위치가 대략 일치하고, 이 겹치는 위치는 둘레 방향으로 균등(예를 들면, 대략 45°마다)하게 배치된다. 또, 단부 영역(79Ca)과 단부 영역(79Da)과의 둘레 방향의 위치가 대략 일치하고, 이 겹치는 위치는 둘레 방향으로 균등(예를 들면, 대략 45°마다)하게 배치된다. 따라서, 가이드 부재(70, 70A)의 중심점으로부터 직경 방향에 방사상으로 눌어나는 선을 그으면, 그 선은 반드시 오려냄 구멍(79A~79D)의 적어도 1개를 통과한다. 그 때문에 가이드 부재(70, 70A)의 변형량은 둘레 방향의 장소에 의하지 않고 대략 일정하다. 또, 이와 같이 오려냄 구멍(79A~79D)을 배치함으로써, 두께가 1㎜ 정도의 두꺼운 얇은 판자를 가이드 부재(70, 70A)에 이용해도, 대략 30㎛의 통상부(35a)의 상하 운동에 맞추어 가이드 부재(70, 70A)가 신축한다. The position of the end region 79Aa and the end region 79Ba in the circumferential direction substantially coincides, and the overlapping positions are arranged equally (for example, approximately every 45°) in the circumferential direction. Further, the position of the end region 79Ca and the end region 79Da in the circumferential direction substantially coincide, and the overlapping positions are arranged equally (for example, approximately every 45°) in the circumferential direction. Therefore, when a radially pressing line is drawn in the radial direction from the center point of the
도 9(A)는 바닥판(151)에 가이드 부재(70)를 부착했을 때의 바닥판(151)과 가이드 부재(70)와의 위치 관계를 나타내고, 도 9(B)는 지지판(153)에 가이드 부재(70A)를 부착했을 때의 지지판(153)과 가이드 부재(70A)와의 위치 관계를 나타낸다. 9(A) shows the positional relationship between the
가이드 부재(70)는, 환공(155a~155g)을 덮도록 바닥판(151)에 7개 설치된다. 가이드 부재(70A)는, 환공(156a~156g)을 덮도록 지지판(153)에 7개 설치된다. 부착 구멍(74, 74A)은, 환공(155a~155g, 156a~156g)과 대략 동심원 형상으로 배치된다. Seven
가이드 부재(70) 및 환공(155a~155g)은, 바닥판(151)의 중앙 부분에 균등하게 배치되고, 가이드 부재(70A) 및 환공(156a~156g)은, 지지판(153)의 중앙 부분에 균등하게 배치된다. 인접하는 환공(155a~155g)(즉, 가이드 부재(70))의 간격 및 인접하는 환공(156a~156g)(즉, 가이드 부재(70A))의 간격 W2는 광조사부(30a~30g)의 간격과 대략 동일하다. The
환공(155a, 156a)에 설치된 가이드 부재(70, 70A)에는 광조사부(30a)의 통상부(35)가 설치된다. 환공(155b, 156b)에 설치된 가이드 부재(70, 70A)에는 광조사부(30b)가 설치된다. 마찬가지로 환공(155c~155g, 156c~156g)에 설치된 가이드 부재(70, 70A)에는 각각 광조사부(30c~30g)가 설치된다. In the
환공(155a)과 환공(156a)은, 평면시에 있어서의 위치가 겹치도록 형성된다. 마찬가지로 환공(155b~155g)과 환공(156b~156g)은, 각각 평면시에 있어서의 위치가 겹치도록 형성된다. The
다음에, 광조사부(30a)의 부착에 대해 설명한다. 도 10은 광조사부(30a)를 지지판(153)에 부착하는 부착 구조의 분해 사시도이다. 또한, 광조사부(30b~30g)를 바닥판(151)에 부착하는 부착 구조 및 광조사부(30b~30g)를 지지판(153)에 부착하는 부착 구조는, 광조사부(30a)를 바닥판(151)에 부착하는 부착 구조와 동일하기 때문에 설명을 생략한다. Next, the attachment of the
가이드 부재(70A)는, 환공(156a)을 덮도록 지지판(153)에 설치된다. 나사(85)를 구멍(77)에 삽입하고, 지지판(153)에 형성된 나사 구멍(156h)에 나사(85)를 나합시킴으로써, 가이드 부재(70A)가 지지판(153)에 고정된다. The
광조사부(30a)(즉, 통상부(35a))는, 부착부(37a)를 통해 가이드 부재(70A)에 설치된다. 나사(86)를 구멍(78)에 삽입하고, 나사 구멍(371)에 나사(86)를 나합시킴으로써, 가이드 부재(70A)가 부착부(37a)에 고정된다. 이에 의해 광조사부(30a)는, 광축이 부착 구멍(74A)의 중심과 대략 일치하도록 부착 구멍(74A)에 삽입되어 가이드 부재(70A)에 고정된다. The
도 11은 프레임(15)(여기에서는, 지지부(15a))에 광조사부(30a)가 부착된 상태를 모식적으로 나타내는 도이다. 도 11에서는, 부착 구멍(74) 및 구멍(75, 76)의 중심을 지나는 면에서 절단한 상태를 나타낸다. 도 11에서는, 일부의 구성 요건을 단면 표시하고 있다. 또, 도 11에서는, 나사(85, 86) 등의 체결 부재 및 이들이 설치되는 구멍의 도시를 생략한다. 11 is a diagram schematically showing a state in which the
통상부(35a)는, 가이드 부재(70, 70A)의 부착 구멍(74, 74A)에 삽입되어 있다. 가이드 부재(70)의 상측에 부착부(38a)가 위치하고, 통상부(35a)의 부착부(38a)보다 하측의 부분이 가이드 부재(70)보다 하측에 위치한 상태로 가이드 부재(70)와 부착부(38a)가 고정되어 있다. 또, 가이드 부재(70A)의 상측에 부착부(37a)가 위치하고, 통상부(35a)의 부착부(37a)보다 하측의 부분이 가이드 부재(70A)보다 하측에 위치한 상태로 가이드 부재(70A)와 부착부(37a)가 고정되어 있다. The
또한, 가이드 부재(70, 70A)를 프레임(15) 및 광조사부(30)에 부착할 때에 누름 링(ring)을 이용해도 좋다. 누름 링을 이용함으로써, 가이드 부재(70, 70A)의 변형을 방지할 수가 있다. Further, when attaching the
평면시에 있어서, 환공(155a)의 중심과 환공(156a)의 중심은 대략 일치하기 때문에, 광축 ax가 대략 연직 방향으로 되도록 광조사부(30a)가 지지부(15a)에 부착된다. In plan view, since the center of the
구멍(79A)은, AF용 광원(341)으로부터 하향으로 조사된 광 및 마스크 M에서의 반사광이 통과할 수 있도록 각각 AF용 광원(341) 및 AF 센서(347, 348)와 수평 방향의 위치가 일치한다. 바꾸어 말하면, 구멍(79A)의 위치는, 평면시에 있어서 AF용 광원(341) 및 AF 센서(347, 348)의 위치와 겹친다. The
구동부(39a)는, 부착부(395)를 통해 지지부(15a)에 설치되어 있고, 부착부(37a)를 밀어 올려 연직 방향으로 이동시킨다. 광조사부(30a)의 중심 G는, 구동부(39a)가 부착부(37a)를 밀어 올리는 위치의 근방에 위치한다. 따라서, 구동부(39a)는 중심 G의 근처에서 광조사부(30a)를 밀어 올린다. 이에 의해 광조사부(30a)의 상하 운동이 안정된다. The
도 12(A)는 광조사부(30a)가 이동하고 있지 않는 상태(스트로크(stroke) 중앙)를 나타내고, 도 12(B)는 광조사부(30a)가 하측으로 이동한 상태(스트로크 하단)를 나타내고, 도 12(C)는 광조사부(30a)가 상측으로 이동한 상태(스트로크 상단)를 나타낸다. 12(A) shows a state in which the
가이드 부재(70, 70A)가 부착부(37a, 38a)(도 12에서는 도시 생략)를 통해 통상부(35a)에 고정되어 있기 때문에, 구동부(39a)에 의해 통상부(35a)가 상하 운동하면, 그것에 수반하여 가이드 부재(70, 70A)가 변형한다. Since the
구동부(39a)에 의한 통상부(35a)의 이동량은 대략 40㎛(대략 ±20㎛)이다. 가이드 부재(70, 70A)는 얇은 금속제이기 때문에, 대략 40㎛의 통상부(35a)의 상하 운동에 맞추어 가이드 부재(70, 70A)가 신축(탄성변형)한다. 가이드 부재(70, 70A)는 평면시 대략 원형 형상이기 때문에, 가이드 부재(70, 70A)의 변형량은 장소에 의하지 않고 대략 일정하여 통상부(35a)가 xy방향으로 이동하지 않는다. The amount of movement of the
도 13은 노광 장치(1)의 전기적인 구성을 나타내는 블록도이다. 노광 장치(1)는, CPU(Central Processing Unit)(201)와, RAM(Random Access Memory)(202)과, ROM(Read Only Memory)(203)과, 입출력 인터페이스(I/F)(204)와, 통신 인터페이스(I/F)(205)와, 미디어 인터페이스(I/F)(206)을 가지고, 이들은 광조사부(30), 위치 측정부(41, 42), 레이저 간섭계(51, 52), 측정부(61), 구동부(81, 82), 회전 구동부(161f), 영전자석(163), 계측부(164), 압전 소자(391) 등과 서로 접속되어 있다. 13 is a block diagram showing the electrical configuration of the
CPU(201)는, RAM(202), ROM(203)에 격납된 프로그램에 기초하여 동작하고, 각부의 제어를 행한다. CPU(201)에는 위치 측정부(41, 42), 레이저 간섭계(51, 52), 측정부(61), 계측부(164) 등으로부터 신호가 입력된다. CPU(201)로부터 출력된 신호는, 광조사부(30), 구동부(81, 82), 회전 구동부(161f), 영전자석(163), 압전 소자(391) 등에 출력된다. The CPU 201 operates based on the programs stored in the
RAM(202)은, 휘발성 메모리이다. ROM(203)은, 각종 제어 프로그램 등이 기억되어 있는 비휘발성 메모리이다. CPU(201)는, RAM(202), ROM(203)에 격납된 프로그램에 기초하여 동작하고, 각부의 제어를 행한다. 또, ROM(203)은, 노광 장치(1)의 기동시에 CPU(201)가 행하는 부트(boot) 프로그램이나, 노광 장치(1)의 하드웨어에 의존하는 프로그램, 마스크 M에의 묘화 데이터 등을 격납한다. 또, RAM(202)은, CPU(201)가 실행하는 프로그램 및 CPU(201)가 사용하는 데이터 등을 격납한다.
CPU(201)는, 입출력 인터페이스(204)를 통해, 키보드나 마우스 등의 입출력 장치(211)을 제어한다. 통신 인터페이스(205)는, 네트워크(212)를 통해 다른 기기로부터 데이터를 수신하여 CPU(201)에 송신함과 아울러, CPU(201)가 생성한 데이터를 네트워크(212)를 통해 다른 기기에 송신한다. The CPU 201 controls an input/
미디어 인터페이스(206)는, 기억 매체(213)에 격납된 프로그램 또는 데이터를 독취하여, RAM(202)에 격납한다. 또한, 기억 매체(213)는, 예를 들면, IC(Integrated Circuit) 카드, SD(Secure Digital) 카드, DVD(Digital Versatile Disc) 등이다. The
또한, 각 기능을 실현하는 프로그램은, 예를 들면, 기억 매체(213)로부터 독출되어, RAM(202)을 통해 노광 장치(1)에 인스톨(install) 되고 CPU(201)에 의해 실행된다. Further, a program that realizes each function is read from the
CPU(201)는, 입력 신호에 기초하여 노광 장치(1)의 각부를 제어하는 제어부(201a)의 기능을 가진다. 제어부(201a)는, CPU(201)가 읽어들인 소정의 프로그램을 실행함으로써 구축된다. 제어부(201a)는, 회전 구동부(161f)를 구동하여 지지부(15a)를 z방향으로 이동시킨다. 또, 제어부(201a)는, 전자석(163b)의 코일에 전류를 흘려 제1 흡착력 또는 제2 흡착력으로 지지부(15a)를 흡착한다. 제어부(201a)가 행하는 처리에 대해서는 후에 상술한다. The CPU 201 has a function of a
도 13에 나타내는 노광 장치(1)의 구성은, 본 실시 형태의 특징을 설명하는데 즈음하여 주요 구성을 설명한 것으로, 예를 들면 일반적인 정보처리 장치가 구비하는 구성을 배제하는 것은 아니다. 노광 장치(1)의 구성 요소는, 처리 내용에 따라 더 많은 구성 요소로 분류되어도 좋고, 1개의 구성 요소가 복수의 구성 요소의 처리를 실행해도 좋다. The configuration of the
이와 같이 구성된 노광 장치(1)의 작용에 대해 설명한다. 이하의 처리는 주로 제어부(201a)에 의해 행해진다. The operation of the
도 14는 노광 장치(1)의 높이 조정 처리의 흐름을 나타내는 플로차트(flow chart)이다. 제어부(201a)는, 로더(loader)(도시하지 않음)를 이용하여 마스크 M을 마스크 보유부(20)에 설치한다(스텝 S10). 그 후, 제어부(201a)는, 구동부(81, 82)를 통해 마스크 보유부(20)를 이동하여, 마스크 M의 위치를 조정한다(스텝 S12). 또한, 스텝 S10, S12의 처리는 이미 공지이기 때문에 설명을 생략한다. 14 is a flow chart showing the flow of the height adjustment process of the
다음에, 제어부(201a)는, 지지부(15a)를 높이 방향으로 이동하여, 지지부(15a)의 높이 방향의 위치를 원점 위치로 이동시킨다(스텝 S14). 원점 위치란, 마스크 보유부(20)의 높이(미리 기억되어 있음) 및 설치된 마스크 M의 규격에 의해 구해지는 것이며, 이러한 부품이 규격치에 있는 경우에 광조사부(30)의 초점이 마스크 M의 상에 연결되는 위치이다. 또한, 스텝 S14에 있어서의 지지부(15a)의 x방향의 위치는 중심 위치(x센터)이다. Next, the
여기서, 제어부(201a)가 지지부(15a)를 높이 방향으로의 이동시키는 처리에 대해 설명한다. 우선, 제어부(201a)는, 전자석(163b)의 코일에 전류를 흘린다. 조정 다이얼(163c)에 의해 전류가 조정되어 있기 때문에, 영전자석(163)은 제2 흡착력으로 지지부(15a)를 흡착한다. 그 후, 제어부(201a)는, 회전 구동부(161f)를 구동하여 피니언(161b)을 회전시킴으로써, 랙(rack)(161a), 즉 지지부(15a)를 높이 방향으로 이동시킨다. 이 때에 제어부(201a)는, 계측부(164)에서의 계측 결과를 연속적으로 취득하고, 계측부(164)에서의 계측 결과가 목적의 값으로 될 때까지 회전 구동부(161f)를 구동한다. Here, the process of moving the
영전자석(163)이 제2 흡착력으로 지지부(15a)를 흡착하고 있기 때문에, 슬라이딩면(161d)과 슬라이딩면(161e)이 맞닿아 있지만, 슬라이딩면(161d)과 슬라이딩면(161e)과의 사이에 형성된 유막은 배제되어 있지 않다. 따라서, 지지부(15a)가 z방향으로 이동할 때에는, 슬라이딩면(161d)을 따라 슬라이딩면(161e)이 슬라이딩한다. 이와 같이 지지부(15a)가 z방향으로 이동할 때에 기둥(15c)에 대해서 지지부(15a)가 기울어지지 않기 때문에, 계측부(164)에서의 계측 결과가 안정된다. Since the zero
여기까지(스텝 S10~S14)가, 광조사부(30)의 높이 조정을 행하기 위한 준비 단계이다. 다음에, 제어부(201a)는, 구동부(81, 82)를 통해 마스크 보유부(20)를 x방향으로 이동시키면서, 측정부(61a, 61g)에 의해 마스크 M의 높이를 계측한다(스텝 S20). 그리고, 제어부(201a)는, 스텝 S20에서의 측정 결과에 기초하여, 광조사부(30)의 높이 방향의 이동량(구동부(39a)의 구동량 및 지지부(15a)의 이동량)을 산출한다(스텝 S22). 이하, 스텝 S22의 처리에 대해 상세하게 설명한다. Up to this point (steps S10 to S14) is a preparatory step for adjusting the height of the
도 15는 스텝 S20에서의 측정 결과의 일례이다. 여기에서는, 측정부(61a)에서의 측정 결과를 예시하고 있고, 구해지는 값은 광조사부(30a)에 대한 값이다. 제어부(201a)는, 측정 결과의 최저치(BOTTOM)와 최고치(PEAK)의 중심 위치(두께 센터)를 아래의 식 (1)을 이용하여 산출한다. 15 is an example of the measurement result in step S20. Here, the measurement result in the
(PEAK+BOTTOM)/2 = 두께 센터 (1) (PEAK+BOTTOM)/2 = thickness center (One)
또, 제어부(201a)는, x방향의 중심 위치(x센터)에 있어서의 측정 결과와 두께 센터와의 차이를 PZT-OFS로서 산출한다. PZT-OFS는, 지지부(15a)의 x방향의 위치가 x센터에 위치하고, 또한 압전 소자(391)가 스트로크(stroke) 센터에 위치하고 있을 때, 광조사부(30)의 초점 맞춤 위치가 두께 센터가 되도록 지지부(15a)의 높이를 조정했을 때의 압전 소자(391)의 구동량이다. PZT-OFS는, 두께 센터에서 측정 결과가 클 때는 정(positive)의 값이며, 두께 센터에서 측정 결과가 작을 때는 부(negative)의 값이다. Further, the
또한, 본 실시의 형태에서는, 스텝 S14에서 지지부(15a)를 x센터로 이동하고, 스텝 S22에서 x센터에 있어서의 측정 결과에 기초하여 PZT-OFS를 구하였지만, 예를 들면, 스텝 S14에서 지지부(15a)를 -x단으로 이동하고, 스텝 S22에서 -x단에 있어서의 측정 결과에 기초하여 PZT-OFS를 구해도 좋다. 즉, 스텝 S14, S22에 있어서의 x센터는 일례이며, x방향의 위치는 x센터에 한정되지 않는다. In addition, in the present embodiment, the
제어부(201a)는, PZT-OFS에 압전 소자(391)를 스트로크(stroke) 센터에 배치하기 위한 값(여기에서는, 20㎛)을 더한 값을 광조사부(30)의 연직 방향의 이동량으로서 산출한다. 또한, 20㎛라고 하는 값은, 압전 소자(391)의 종류에 따라 변화한다. The
스텝 S20에서는 측정부(61a, 61g)를 이용하여 측정하고 있기 때문에, 측정 결과로부터는 광조사부(30a, 30g)의 높이 방향의 이동량이 구해진다. 스텝 S22에 있어서, 제어부(201a)는, 측정 결과로부터 직접 구해지는 광조사부(30a, 30g)의 높이 방향의 이동량에 기초하여, 광조사부(30b~30f)의 높이 방향의 이동량(두께 센터 및 PZT-OFS)을 보간에 의해 산출한다. In step S20, since measurement is performed using the
도 14의 설명으로 되돌아온다. 제어부(201a)는, 광조사부(30a~30g)에 설치된 압전 소자(391)의 각각에 대해, 스텝 S22에서 산출된 값(PZT-OFS에 20㎛를 더한 값)만큼 압전 소자(391)를 하단 위치로부터 구동한다(스텝 S24). Returning to the description of FIG. 14. The
다음에, 제어부(201a)는, 광조사부(30a~30g)의 각각에 대해, AF 처리부(34)를 통해 마스크 M에 조사되는 광의 초점이 마스크 M에 맞아 있는지 아닌지를 확인하면서, 회전 구동부(161f)를 구동하여 지지부(15a)를 높이 방향으로 이동시킨다(스텝 S26). Next, for each of the
스텝 S14에 있어서, 제2 흡착력으로 지지부(15a)를 흡착했기 때문에, 영전자석(163)은, 계속해서 지지부(15a)를 제2 흡착력으로 흡착하고 있다. 따라서, 스텝 S26에 있어서도, 슬라이딩면(161d)과 슬라이딩면(161e)이 맞닿아 있어, 슬라이딩면(161d)을 따라 슬라이딩면(161e)이 슬라이딩한다. In step S14, since the
AF 처리부(34)에서는, 초점 맞춤 위치까지 어느 정도 이동시킬 필요가 있는지 연속적으로 구하고, 제어부(201a)는, 그 결과를 연속적으로 취득한다. 제어부(201a)는, 계측부(164)에서의 계측 결과를 연속적으로 취득하면서 회전 구동부(161f)를 구동하고, AF 처리부(34)에서 구해진 이동거리만큼 지지부(15a)를 높이 방향으로 이동시킨다. The AF processing unit 34 continuously obtains how far it is necessary to move to the focusing position, and the
스텝 S24에서, 압전 소자(391)가 하단 위치로부터 PZT-OFS에 20㎛를 더한 값만큼 구동되고 있기 때문에, 스텝 S26에서 지지부(15a)가 이동된 결과, 압전 소자(391)가 스트로크 센터에 있을 때에 광조사부(30)로부터 조사되는 광이 두께 센터에 초점 맞춤한다. 이에 의해 마스크 M의 높이가 변화해도, 압전 소자(391)의 이동에 의해, 항상 마스크 M에 광조사부(30)의 초점을 맞출 수가 있다. In step S24, since the
그 후에 제어부(201a)는, AF 처리부(34)를 통해 광조사부(30)로부터 조사되는 광이 마스크 M에 초점이 맞아 있는지 아닌지를 판정한다(스텝 S28). 스텝 S24, S26에서 광조사부(30)가 이동되어 있기 때문에, 스텝 S28에서는, 통상, 광조사부(30)로부터 조사되는 광은 마스크 M에 초점 맞춤한다. 만일 초점이 맞아 있다고 판단되는 위치에 광조사부(30)가 위치하고 있지 않는 경우(스텝 S28로 NO)에는 제어부(201a)는 처리를 스텝 S26으로 되되돌린다. After that, the
초점이 맞아 있다고 판단되는 위치에 광조사부(30)가 위치하고 있는 경우(스텝 S28에서 예(YES))에는, 제어부(201a)는, 전자석(163b)의 코일에 전류를 흘려 영전자석(163)에 제1 흡착력으로 지지부(15a)를 흡착시키고, 슬라이딩면(161d)과 슬라이딩면(161e)을 밀착시킨다(스텝 S30). 그 결과, 슬라이딩면(161d)과 슬라이딩면(161e)과의 사이에 마찰이 발생하고, 마찰력에 의해 지지부(15a)가 기둥(15c)에 고정된다. When the
스텝 S14에서 영전자석(163)이 제2 흡착력으로 지지부(15a)를 흡착했기 때문에, 스텝 S30의 이전까지는 영전자석(163)이 제2 흡착력으로 지지부(15a)를 계속 흡착하고 있다. 이 상태로 조정 다이얼(163c)의 값을 "10"으로 이동하면, 전자석(163b)의 코일에 흐르는 전류치가 올라가고, 영전자석(163)의 흡착력이 제2 흡착력으로부터 제1 흡착력으로 변화한다. 영전자석(163)의 성질상, 흡착력을 제2 흡착력으로부터 제1 흡착력으로 올리는 것은 가능하다(흡착력을 제1 흡착력으로부터 제2 흡착력으로 내릴 수는 없다). Since the zero
본 실시의 형태에서는, 지지부(15a)의 이동시에 슬라이딩면(161d)과 슬라이딩면(161e)이 맞닿고, 슬라이딩면(161e)을 따라 슬라이딩면(161d)이 슬라이딩하기 때문에, 영전자석(163)의 흡착력에 의해 슬라이딩면(161d)과 슬라이딩면(161e)을 밀착시켰다고 해도, 슬라이딩면(161d), 즉 지지부(15a)가 기울어지지 않는다. 그 때문에, 지지부(15a)가 이동하고 있어도 이동하고 있지 않아도 계측부(164)에서의 계측 결과가 변함이 없다. In this embodiment, since the sliding
예를 들면, 도 16(B), 도 16(C)에 나타내듯이, 기둥(15c)에 대해서 지지부(15a)가 기운 상태(슬라이딩면(161e)에 대해서 슬라이딩면(161d)이 기운 상태)로 지지부(15a)를 높이 방향으로 이동시키는 경우(도 16(B), 도 16(C)의 탈색 화살표 참조)에는 슬라이딩면(161d)과 슬라이딩면(161e)을 밀착시켰을 때에 지지부(15a)가 회전하고(도 16(B), 도 16(C)의 굵은 화살표 참조), 계측부(164)에서의 계측 결과가 변해 버린다. 이 때의 슬라이딩면(161d)의 기울기가 1°이하의 미소한 각도이거나 슬라이딩면(161d)과 슬라이딩면(161e)과의 사이의 간극이 수㎛ 정도로 작았다고 해도, 지지부(15a)가 크고, 또 계측부(164)를 영전자석(163)이 설치된 면과 반대측의 면에 설치하지 않으면 안 된다고 하는 제약 때문에, 계측부(164)에서의 측정 결과에 무시할 수 없는 오차가 생겨 버린다. 그에 반해, 도 16(A)에 나타내듯이(본 실시의 형태), 슬라이딩면(161d)과 슬라이딩면(161e)을 맞닿게 하면서 지지부(15a)를 높이 방향으로 이동시키면, 슬라이딩면(161d)과 슬라이딩면(161e)을 밀착시켰을 때에 지지부(15a)가 기울어지지 않기 때문에, 지지부(15a)가 이동하고 있어도 이동하고 있지 않아도 계측부(164)에서의 계측 결과가 변함이 없다. 이와 같이 본 실시의 형태에서는, 지지부(15a)의 기울어짐에 기인하는 오차를 없앨 수가 있다. For example, as shown in Figs. 16(B) and 16(C), the
지지부(15a)의 높이를 고정(스텝 S30)하면, 제어부(201a)는, 구동부(81, 82)를 통해 마스크 보유부(20)를 x방향, y방향으로 이동시키면서, AF 처리부(34a~34g)의 각각을 이용하여, 광조사부(30a~30g)로부터 조사되는 광을 마스크 M의 상에 초점 맞춤하기 위해서 어느 정도 이동시킬 필요가 있는지를 나타내는 AF 맵(map)을 작성하고, 압전 소자(391)의 구동량이 ±20㎛를 넘지 않는지 어떤지 확인한다(스텝 S32). AF 맵(map)의 작성은 이미 공지이기 때문에 설명을 생략한다.When the height of the
만일 압전 소자(391)의 구동량이 ±20㎛를 넘어 버린 경우에는, 제어부(201a)는, 압전 소자(391)의 구동량이 ±20㎛를 넘어 버린 방향으로 지지부(15a)를 이동시킨다. If the driving amount of the
이에 의해 도 14에 나타내는 처리를 종료한다. 또한, 도 14에 나타내는 처리는 일례이며, 처리의 차례나 처리 내용은 이것에 한정되지 않는다. Thereby, the process shown in FIG. 14 is ended. In addition, the processing shown in FIG. 14 is an example, and the order of processing and processing contents are not limited to this.
그 후에 도시하지 않는 묘화 처리를 한다. 제어부(201a)는, 위치 측정부(41, 42)의 측정 결과에 기초하여 마스크 보유부(20)를 x방향 및 y방향으로 이동시킨다. 제어부(201a)는, 마스크 보유부(20)를 이동시키면서, 광조사부(30)의 하측을 마스크 M이 통과할 경우에 광조사부(30)로부터 광을 조사하여, 묘화 처리를 행한다. 묘화 처리는, 마스크 보유부(20)에 마스크 M을 재치하고 나서 수시간 경과한 후에 행해지기 때문에, 제어부(201a)가 스텝 S32의 처리를 행할 여유는 충분히 있다. After that, drawing processing not shown is performed. The
본 실시의 형태에 의하면, 랙(rack)(161a) 및 피니언(pinion)(161b)을 포함하는 이동 기구(161)를 이용하여 광조사부(30)가 설치된 지지부(15a)를 상하 운동시키기 때문에, 볼나사를 이용하는 경우와 달리 취보 오차가 발생하지 않는다. 따라서, 광조사부의 높이 조정을 정확하게 행할 수가 있다. According to the present embodiment, since the
또, 본 실시의 형태에 의하면, 영전자석(163)을 이용하여 제1 흡착력으로 지지부(15a)를 흡착하고, 슬라이딩면(161d)과 슬라이딩면(161e)을 밀착시켜 슬라이딩면(161d)과 슬라이딩면(161e)과의 사이의 유막을 배제함으로써, 슬라이딩면(161d)과 슬라이딩면(161e)과의 사이에 발생하는 마찰력으로 지지부(15a)를 보유할 수가 있다. 또, 영전자석(163)을 이용하여 제2 흡착력(제2 흡착력<제1 흡착력)으로 지지부(15a)를 흡착하고, 슬라이딩면(161d)과 슬라이딩면(161e)을 맞닿게 한 상태로 지지부(15a)를 상하 운동시킴으로써, 지지부(15a)가 이동하고 있을 때도 이동하고 있지 않을 때도 계측부(164)에서의 계측 결과가 변함이 없어 지지부(15a)의 기울어짐에 기인하는 오차를 없앨 수가 있다. In addition, according to the present embodiment, the
또, 본 실시의 형태에 의하면, 영전자석(163)을 이용하기 때문에, 통전 시간이 짧고, 열에 의한 지지부(15a)의 변형, 팽창 등이 발생하지 않는다. 따라서, 지지부(15a), 즉 광조사부의 높이 조정을 정확하게 행할 수가 있다. In addition, according to the present embodiment, since the zero
이상, 이 발명의 실시 형태를 도면을 참조하여 상술해 왔지만 구체적인 구성은 이 실시 형태에 한정되는 것은 아니고, 이 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위의 설계 변경 등도 포함된다. 당업자라면 실시 형태의 각 요소를 적당하게 변경, 추가, 변환 등을 하는 것이 가능하다. As described above, embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings, but the specific configuration is not limited to this embodiment, and design changes and the like within a range not departing from the gist of the present invention are also included. Those skilled in the art can appropriately change, add, or convert each element of the embodiment.
또, 본 발명에 있어서, 「대략」이란, 엄밀하게 동일한 경우뿐만 아니라, 동일성을 잃지 않는 정도의 오차나 변형을 포함하는 개념이다. 예를 들면, 대략 수평이란, 엄밀하게 수평인 경우에 한정되지 않고, 예를 들면 몇도 정도의 오차를 포함하는 개념이다. 또, 예를 들면, 단지 평행, 직교 등으로 표현하는 경우에 있어서도, 엄밀하게 평행, 직교 등의 경우뿐만 아니라, 대략 평행, 대략 직교 등의 경우를 포함하는 것으로 한다. 또, 본 발명에 있어서, 「근방」이란, 기준으로 되는 위치의 가까이의 어느 범위(임의로 정할 수가 있음)의 영역을 포함하는 것을 의미한다. 예를 들면, A의 근방이라고 하는 경우에, A의 가까이의 어느 범위의 영역이며, A를 포함하고 있어도 포함하고 있지 않아도 좋은 것을 나타내는 개념이다. In addition, in the present invention, "approximately" is a concept including not only the exact same case, but also an error or deformation of a degree that does not lose the identity. For example, approximately horizontal is not limited to strictly horizontal, but is a concept including, for example, an error of several degrees. In addition, for example, even when expressing only parallel, orthogonal, etc., not only the case of strictly parallel, orthogonal, etc., but also the case of substantially parallel, substantially orthogonal, etc. shall be included. In addition, in the present invention, "nearby" means to include an area of a certain range (which can be arbitrarily determined) close to a position as a reference. For example, in the case of the vicinity of A, this is a concept indicating that the region is a certain range close to A, and that even if A is included or not included.
1:노광 장치
11:정반(定盤)
11a:상면
12:판상부(板狀部)
12a:상면
13, 14:레일(rail)
15:프레임(frame)
15a:지지부
15c:기둥(column)
20:마스크(mask) 보유부
20a:상면
21, 22, 23:막대 미러(bar mirror)
30(30a~30g):광조사부
31(31a~31g):DMD(Digital Mirror Device)
32(32a~32g):대물 렌즈
33(33a~33g):광원부
34(34a~34g):AF(Auto Focus) 처리부
35(35a~35g):통상부
36(36a~36g):플랜지
37(37a~37g), 38(38a~38g):부착부
39(39a~39g):구동부
40:측정부
41, 42:위치 측정부
41a, 42a:스케일(scale)
41b, 42b:검출 헤드(head)
50, 51(51a, 51b, 51c), 52(52a, 52g):레이저 간섭계
55a, 55b, 55c, 56a, 56g:미러(mirror)
60:독취부(讀取部)
61(61a, 61d, 61g):측정부
70, 70A:가이드 부재
74, 74A:부착 구멍
75, 76, 77, 78:구멍
79A, 79B, 79C, 79D:오려냄 구멍
79Aa, 79Ba, 79Ca, 79 Da:단부 영역
81, 82:구동부
85, 86:나사
151:바닥판
152, 154:측판
152a~152i, 154a~154i:구멍
153:지지판
155a~155g, 156a~156g:환공
156h:나사 구멍
157a~157g:환공(丸孔)
158:볼록부
159:칸막이벽
160:탄성 부재
161:이동 기구
161a:랙(rack)
161b:피니언(pinion)
161c:볼록부
161d, 161e:슬라이딩면
161f:회전 구동부
162:위치 결정 부재
162a:오목부
163:영전자석
163a:영구자석
163b:전자석
163c:조정 다이얼
164:계측부
164a:스케일
164b:검출 헤드(head)
201:CPU
201a:제어부
202:RAM
203:ROM
204:입출력 인터페이스(interface)
205:통신 인터페이스
206:미디어 인터페이스
211:입출력 장치
212:네트워크
213:기억 매체
331:광원
332:렌즈
333:플라이아이(fly eye) 렌즈
334, 335:렌즈
336:미러(mirror)
341:AF용 광원
342:콜리메이터(collimator) 렌즈
343:AF용 실린더리컬(cylindrical) 렌즈
344, 345:5각 프리즘
346:렌즈
347, 348:센서
371:나사 구멍
372:중공부
381:나사 구멍
391:압전 소자
392:연결부
393:볼록부
394:홈(groove)
395:부착부 1: Exposure device
11:
12: Plate top 12a: Top surface
13, 14: rail
15:
15c:column
20:
21, 22, 23: bar mirror
30(30a~30g): Light irradiation part
31(31a~31g): DMD(Digital Mirror Device)
32(32a~32g): Objective lens 33(33a~33g): Light source part
34(34a~34g): AF (Auto Focus) processing unit
35(35a~35g): Normal part 36(36a~36g): Flange
37(37a~37g), 38(38a~38g): Attachment part 39(39a~39g): Driving part
40:
41a, 42a:
50, 51(51a, 51b, 51c), 52(52a, 52g): laser interferometer
55a, 55b, 55c, 56a, 56g: mirror
60:Dokchobu (讀取部)
61(61a, 61d, 61g): Measuring part
70, 70A:
75, 76, 77, 78: hole
79A, 79B, 79C, 79D: cutout holes
79Aa, 79Ba, 79Ca, 79 Da: end area
81, 82:
151: Bottom plate
152, 154:
153: Support plate
155a~155g, 156a~156g:
157a~157g: round hole
158: convex part 159: partition wall
160: elastic member
161:Moving mechanism
161a:
161c: Convex
161d, 161e: Sliding
162:
163:zero
163b:
164:
164b: detection head
201:
202: RAM 203: ROM
204: I/O interface
205: Communication interface
206: Media interface
211: I/O device 212: Network
213: Memory medium
331: light source 332: lens
333: fly eye lens
334, 335: lens 336: mirror
341: AF light source
342: Collimator lens
343: Cylindrical lens for AF
344, 345: 5 prism 346: lens
347, 348: sensor
371: Screw hole 372: Hollow part
381: screw hole 391: piezoelectric element
392: connection part 393: convex part
394: Groove 395: Attachment
Claims (7)
자성 재료로 형성된 대략 봉상의 지지부로서, 길이 방향이 대략 수평 방향으로 되도록 설치된 지지부와, 상기 지지부의 양단에 각각 길이 방향이 대략 연직 방향으로 되도록 설치된 봉상의 기둥을 가지는 프레임으로서, 상기 지지부에는 지지부측 슬라이딩면이 형성되고, 상기 기둥에는 기둥측 슬라이딩면이 상기 지지부측 슬라이딩면과 대향하는 위치에 형성된 프레임과,
상기 지지부를 연직 방향으로 이동시키는 이동 기구로서, 상기 지지부에 설치된 랙과, 상기 기둥에 회전 가능하게 설치되고, 상기 랙과 서로 맞물리는 피니언과, 상기 피니언을 회전시키는 회전 구동부를 가지는 이동 기구와,
상기 지지부에 설치되고, 상기 기판에 광을 조사하는 광학 장치와,
상기 기둥에 설치되고, 영구자석과 전자석을 가지는 영전자석과,
상기 회전 구동부를 구동하여 상기 지지부를 이동시키고, 또한 상기 전자석의 코일에 전류를 흘려 상기 영구자석에 상기 지지부를 흡착시키는 제어부를 구비하고,
상기 영전자석이 상기 지지부를 흡착하여 상기 지지부측 슬라이딩면과 상기 기둥측 슬라이딩면을 밀착시키고, 상기 지지부측 슬라이딩면과 상기 기둥측 슬라이딩면과의 사이의 마찰력에 의해 상기 지지부를 상기 기둥에 고정하는 것을 특징으로 하는 노광 장치. A substrate holding portion on which the substrate is placed, and
A substantially rod-shaped support made of a magnetic material, a frame having a support provided so that the longitudinal direction is approximately horizontal, and a rod-shaped column provided at both ends of the support so that the longitudinal direction is approximately vertical, wherein the support part has a support part side A frame having a sliding surface formed on the pillar, and a column-side sliding surface at a position opposite to the supporting part-side sliding surface;
A moving mechanism for moving the support portion in a vertical direction, the moving mechanism having a rack provided on the support portion, a pinion rotatably installed on the column and engaged with the rack, and a rotation driving portion for rotating the pinion;
An optical device installed on the support and irradiating light to the substrate,
A zero electromagnet installed on the pillar and having a permanent magnet and an electromagnet,
And a control unit for driving the rotation driving unit to move the support unit, and for adsorbing the support unit to the permanent magnet by flowing a current through the coil of the electromagnet,
The zero electromagnet adsorbs the support and makes the support-side sliding surface and the pillar-side sliding surface in close contact, and fixes the support to the pillar by a frictional force between the support-side sliding surface and the column-side sliding surface. An exposure apparatus, characterized in that.
상기 지지부에 설치된 계측부로서, 연직 방향을 대략 따라 설치된 스케일과, 상기 스케일의 값을 독취하여 위치 정보를 출력하는 헤드를 가지는 계측부를 구비하고,
상기 지지부의 이동시에는, 상기 영전자석은, 상기 이동 기구가 상기 지지부를 이동시키지 않을 때의 흡착력인 제1 흡착력보다 약한 제2 흡착력으로 상기 지지부를 흡착하고, 상기 계측부는, 상기 지지부의 높이를 연속하여 계측하고, 상기 지지부측 슬라이딩면은, 상기 기둥측 슬라이딩면을 따라 슬라이딩하는 것을 특징으로 하는 노광 장치. The method of claim 1,
A measurement unit provided on the support, comprising a measurement unit having a scale installed approximately along a vertical direction, and a head that reads the value of the scale and outputs position information,
When the support part moves, the zero electromagnet adsorbs the support part with a second suction force weaker than the first suction force, which is a suction force when the moving mechanism does not move the support part, and the measurement unit continuously maintains the height of the support part. And the sliding surface on the supporting part side slides along the column-side sliding surface.
상기 제2 흡착력은, 상기 제1 흡착력의 대략 20% 내지 대략 30%인 것을 특징으로 하는 노광 장치. The method of claim 2,
The second adsorption force is about 20% to about 30% of the first adsorption force.
상기 지지부와 상기 광학 장치와의 사이에 설치되는 대략 박판상의 가이드 부재와,
상기 프레임에 설치되고, 상기 광학 장치를 연직 방향으로 이동시키는 구동부를 구비하고,
상기 지지부는, 대략 수평하게 배치된 판상부를 가지고,
상기 판상부에는 대략 연직 방향으로 관통하는 환공이 형성되고,
상기 가이드 부재는, 평면시 대략 원판 형상이며, 상기 환공을 덮도록 상기 판상부에 설치되고,
상기 가이드 부재에는, 대략 중앙에 부착 구멍이 형성되고,
상기 부착 구멍은, 상기 환공과 대략 동심원 형상으로 배치되고,
상기 광학 장치는, 광축이 상기 부착 구멍의 중심과 대략 일치하도록 상기 부착 구멍에 삽입되어 상기 가이드 부재에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 노광 장치. The method according to any one of claims 1 to 3,
A substantially thin plate-shaped guide member provided between the support part and the optical device,
It is installed on the frame and includes a driving unit for moving the optical device in a vertical direction,
The support portion has a plate-shaped portion disposed approximately horizontally,
An annular hole penetrating substantially in a vertical direction is formed in the plate-shaped portion,
The guide member has a substantially disk shape in plan view, and is installed on the plate upper portion so as to cover the annular hole,
In the guide member, an attachment hole is formed approximately in the center,
The attachment hole is disposed in a substantially concentric shape with the annular hole,
The optical device is an exposure apparatus, characterized in that the optical axis is inserted into the attachment hole so as to substantially coincide with the center of the attachment hole and fixed to the guide member.
상기 기판 보유부를 주사 방향으로 이동시키는 이동부와,
상기 지지부에 설치되고, 상기 기판까지의 거리를 측정하는 측정부를 구비하고,
상기 제어부는, 상기 이동부를 통해 상기 기판 보유부를 상기 주사 방향으로 이동시키면서 상기 측정부를 통해 상기 기판까지의 거리를 측정하고, 당해 기판까지의 거리의 최대치와 최소치로부터 중앙치를 구하고, 당해 중앙치에 기초하여 상기 구동부의 구동량을 구하는 것을 특징으로 하는 노광 장치. The method of claim 4,
A moving part for moving the substrate holding part in the scanning direction,
It is provided on the support and includes a measuring unit for measuring a distance to the substrate,
The control unit measures a distance to the substrate through the measurement unit while moving the substrate holding unit in the scanning direction through the moving unit, obtains a median value from the maximum and minimum distances to the substrate, and based on the median value An exposure apparatus, characterized in that the driving amount of the driving unit is obtained.
상기 광학 장치는, 하향의 광을 조사하는 AF용 광원과, 반사광이 입사하는 AF 센서를 가지는 AF 처리부를 가지고,
상기 제어부는, 상기 AF 처리부를 동작시키면서 상기 지지부를 이동시키고, 초점이 맞아 있다고 판단되는 위치에 상기 광학 장치가 위치하면, 상기 지지부측 슬라이딩면과 상기 기둥측 슬라이딩면을 밀착시키는 것을 특징으로 하는 노광 장치. The method according to any one of claims 1 to 5,
The optical device has an AF processing unit having an AF light source that irradiates downward light, and an AF sensor to which reflected light enters,
The control unit moves the support unit while operating the AF processing unit, and when the optical device is positioned at a position determined to be in focus, the sliding surface at the support unit and the sliding surface at the pillar are in close contact with each other. Device.
자성 재료로 형성된 대략 봉상의 지지부로서, 길이 방향이 대략 수평 방향으로 되도록 설치된 지지부와, 상기 지지부의 양단에 각각 길이 방향이 대략 연직 방향으로 되도록 설치된 봉상의 기둥을 가지는 프레임으로서, 상기 지지부에는 지지부측 슬라이딩면이 형성되고, 상기 기둥에는 기둥측 슬라이딩면이 상기 지지부측 슬라이딩면과 대향하는 위치에 형성된 프레임과,
상기 지지부를 연직 방향으로 이동시키는 이동 기구로서, 상기 지지부에 연직 방향을 대략 따라 설치된 랙과, 상기 기둥에 회전 가능하게 설치되고, 상기 랙과 서로 맞물리는 피니언과, 상기 피니언을 회전시키는 회전 구동부를 가지는 이동 기구와,
상기 지지부에 설치된 계측부와,
상기 지지부에 설치되고, 상기 기판에 광을 조사하는 광학 장치와,
상기 기둥에 설치되고, 영구자석과 전자석을 가지는 영전자석을 가지는 장치를 이용하여 상기 지지부의 높이를 조정하는 높이 조정 방법으로서,
상기 전자석의 코일에 전류를 흘려 상기 영전자석에 상기 지지부를 제2 흡착력으로 흡착시켜서, 상기 지지부측 슬라이딩면과 상기 기둥측 슬라이딩면과 맞닿게 하는 스텝과,
상기 계측부에서 상기 지지부의 높이를 계측하면서, 상기 회전 구동부를 구동하여 상기 피니언을 회전시켜서, 상기 지지부를 높이 방향으로 이동시키는 스텝과,
상기 코일에 전류를 흘려 상기 영전자석에 상기 지지부를 상기 제2 흡착력보다 강한 제1 흡착력으로 흡착시켜서, 상기 지지부측 슬라이딩면과 상기 기둥측 슬라이딩면과 밀착시켜서 상기 지지부를 상기 기둥에 고정하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 높이 조정 방법. A substrate holding portion on which the substrate is placed, and
A substantially rod-shaped support made of a magnetic material, a frame having a support provided so that the longitudinal direction is approximately horizontal, and a rod-shaped column provided at both ends of the support so that the longitudinal direction is approximately vertical, wherein the support part has a support part side A frame having a sliding surface formed on the pillar, and a column-side sliding surface at a position opposite to the supporting part-side sliding surface;
As a moving mechanism for moving the support in a vertical direction, a rack installed in the support portion substantially along a vertical direction, a pinion rotatably installed on the column and engaged with the rack, and a rotation driving portion for rotating the pinion Branches with a moving mechanism,
A measuring part installed on the support part,
An optical device installed on the support and irradiating light to the substrate,
A height adjustment method for adjusting the height of the support by using a device installed on the pillar and having a zero electromagnet having a permanent magnet and an electromagnet,
A step of flowing a current through a coil of the electromagnet to adsorb the support part to the zero electromagnet with a second suction force, so that the support part side sliding surface and the column side sliding surface come into contact with each other,
A step of driving the rotation drive unit to rotate the pinion while measuring the height of the support unit in the measurement unit, and moving the support unit in the height direction;
A step of flowing a current through the coil to adsorb the support part to the zero electromagnet with a first adsorption force stronger than the second adsorption force, to make the support part side sliding surface and the column side sliding surface in close contact with each other to fix the support part to the column. Height adjustment method comprising a.
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