(57)【要約】【課題】一定速度で移動するステージの振動と変形による転写パターンの乱れを防止する。【解決手段】ステージ装置を、基台と、基台上に互いに平行に取り付けられた複数のガイドレールと、ガイドレールの上面側の角隅部を挟むように上面と側面に配置した回転体の回転により、ガイドレールに沿って移動する複数の移動ブロックと、異なるガイドレール上に位置する複数の移動ブロックを互いに連結する連結ステージと、連結ステージに連結された複数の移動ブロック間のガイドレールに対して直交する方向への間隔を、対応する複数のガイドレール間の間隔よりも狭めるように変形させる締め付け機構と、連結ステージ上に装着される移動ステージとで構成する。【選択図】図５
2014134646.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基台と、
前記基台上に互いに平行に取り付けられた複数のガイドレールと、
前記ガイドレールの上面側の角隅部を挟むように上面と側面に配置した回転体の回転により、前記ガイドレールに沿って移動する複数の移動ブロックと、
異なる前記ガイドレール上に位置する前記複数の移動ブロックを互いに連結する連結ステージと、
前記連結ステージに連結された複数の前記移動ブロック間の前記ガイドレールに対して直交する方向への間隔を、対応する複数の前記ガイドレール間の間隔よりも狭めるように変形させる締め付け機構と、
前記連結ステージ上に装着される移動ステージと
を有するステージ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のステージ装置において、
前記連結ステージは、前記複数のガイドレールの延設方向に対して直交するように位置決めされる
ことを特徴とするステージ装置。
【請求項３】
請求項１に記載のステージ装置において、
前記移動ステージは、その中央部分で前記連結ステージに接続される
ことを特徴とするステージ装置。
【請求項４】
請求項１に記載のステージ装置において、
前記締め付け機構は、低与圧状態の前記ガイドレールに沿って移動する前記移動ブロックに対し、高与圧状態の範囲の力を印加する
ことを特徴とするステージ装置。
【請求項５】
請求項１に記載のステージ装置において、
前記締め付け機構は締め付け量の増減制御が可能であり、前記移動ステージを第１の方向に移動するときには第１の締め付け量に増加させ、前記移動ステージを前記第１の方向とは反対の第２の方向に移動するときには前記第１の締め付け量より小さい第２の締め付け量に減少させる
ことを特徴とするステージ装置。
【請求項６】
請求項１に記載のステージ装置において、
前記連結ステージの長手方向は、前記複数のガイドレールの延設方向に対して斜めに交差するように配置される
ことを特徴とするステージ装置。
【請求項７】
請求項１に記載のステージ装置において、
前記移動ステージはその移動方向の前端側で第１の前記連結ステージに接続されると共に、その移動方向の後端側で第２の前記連結ステージに接続される
ことを特徴とするステージ装置。
【請求項８】
請求項１に記載のステージ装置において、
前記移動ステージの上面には、
前記移動ステージ上に互いに平行に取り付けられた複数の第２のガイドレールと、前記第２のガイドレールの上面側の角隅部を挟むように上面と側面に配置した回転体の回転により、前記第２のガイドレールに沿って移動する複数の第２の移動ブロックと、異なる前記第２のガイドレール上に位置する前記複数の第２の移動ブロックを互いに連結する第２の連結ステージと、前記第２の連結ステージに連結された複数の前記第２の移動ブロック間の前記第２のガイドレールに対して直交する方向への間隔を、対応する複数の前記第２のガイドレール間の間隔よりも狭めるように変形させる締め付け機構と、前記第２の連結ステージ上に装着される第２の移動ステージとが配置される
ことを特徴とするステージ装置。
【請求項９】
請求項１に記載のステージ装置において、
前記ガイドレールは前記基台に形成された段差に嵌め込むように取り付けられる
ことを特徴とするステージ装置。
【請求項１０】
請求項１に記載のステージ装置において、
前記締め付け機構は、前記連結ステージの長手方向における一方の端部に配置される
ことを特徴とするステージ装置。
【請求項１１】
請求項１に記載のステージ装置において、
前記締め付け機構は、前記連結ステージの長手方向における両端部に配置される
ことを特徴とするステージ装置。
【請求項１２】
露光用の光源と、
前記光源から照射された光をレジストに投影する投影レンズと、
前記レジストを塗布した基板を載置するステージ装置であって、基台と、前記基台上に互いに平行に取り付けられた複数本のガイドレールと、前記ガイドレールの上面側の角隅部を挟むように上面と側面に配置した回転体の回転により、前記ガイドレールに沿って移動する複数の移動ブロックと、異なる前記ガイドレール上に位置する前記複数の移動ブロックを互いに連結する連結ステージと、前記連結ステージに連結された複数の前記移動ブロック間の前記ガイドレールに対して直交する方向への間隔を、対応する複数の前記ガイドレール間の間隔よりも狭めるように変形させる締め付け機構と、前記連結ステージ上に装着される移動ステージとを有するステージ装置と
を有する露光装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の露光装置において、
前記連結ステージは、前記複数のガイドレールの延設方向に対して直交するように位置決めされる
ことを特徴とする露光装置。
【請求項１４】
請求項１２に記載の露光装置において、
前記移動ステージは、その中央部分で前記連結ステージに接続される
ことを特徴とする露光装置。
【請求項１５】
請求項１２に記載の露光装置において、
前記締め付け機構は、低与圧状態の前記ガイドレールに沿って移動する前記移動ブロックに対し、高与圧状態の範囲の力を印加する
ことを特徴とする露光装置。
【請求項１６】
請求項１２に記載の露光装置において、
前記締め付け機構は締め付け量の増減制御が可能であり、前記移動ステージを第１の方向に移動するときには第１の締め付け量に増加させ、前記移動ステージを前記第１の方向とは反対の第２の方向に移動するときには前記第１の締め付け量より小さい第２の締め付け量に減少させる
ことを特徴とする露光装置。
【請求項１７】
請求項１２に記載の露光装置において、
前記連結ステージの長手方向は、前記複数のガイドレールの延設方向に対して斜めに交差するように配置される
ことを特徴とする露光装置。
【請求項１８】
請求項１２に記載の露光装置において、
前記移動ステージはその移動方向の前端側で第１の前記連結ステージに接続されると共に、その移動方向の後端側で第２の前記連結ステージに接続される
ことを特徴とする露光装置。
【請求項１９】
請求項１２に記載の露光装置において、
前記移動ステージの上面には、
前記移動ステージ上に互いに平行に取り付けられた複数本の第２のガイドレールと、前記第２のガイドレールの上面側の角隅部を挟むように上面と側面に配置した回転体の回転により、前記第２のガイドレールに沿って移動する複数の第２の移動ブロックと、異なる前記第２のガイドレール上に位置する前記複数の第２の移動ブロックを互いに連結する第２の連結ステージと、前記第２の連結ステージに連結された複数の前記第２の移動ブロック間の前記第２のガイドレールに対して直交する方向への間隔を、対応する複数の前記第２のガイドレール間の間隔よりも狭めるように変形させる締め付け機構と、前記第２の連結ステージ上に装着される第２の移動ステージとが配置される
ことを特徴とする露光装置。
【請求項２０】
請求項１２に記載の露光装置において、
前記ガイドレールは前記基台に形成された段差に嵌め込むように取り付けられる
ことを特徴とする露光装置。
【請求項２１】
請求項１２に記載の露光装置において、
前記締め付け機構は、前記連結ステージの長手方向における一方の端部に配置される
ことを特徴とする露光装置。
【請求項２２】
請求項１２に記載の露光装置において、
前記締め付け機構は、前記連結ステージの長手方向における両端部に配置される
ことを特徴とする露光装置。
【請求項２３】
請求項１２に記載の露光装置において、
前記移動ステージは、一定方向に一定速度で移動される
ことを特徴とする露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶露光装置及びステージ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ここでは、液晶露光装置について説明する。液晶露光装置で用いる露光方式には、例えば(1) マスク上に形成されたパターンとレジストが表面に塗布されたガラス基板とを接近させた状態でマスクの背面側から光を当て、レジスト上にパターンを転写する方法、(2) 摺動レールに沿って移動する露光ステージに載置された記録媒体を、転写するパターンに応じて空間光変調した光に対して相対的に移動させることにより、記録媒体上に所望のパターンを転写する方法（特許文献１の実施形態３、特許文献２）がある。後者の露光方式は、レンズの投影倍率を小さくすることにより、前者の露光方式よりも転写されるパターンを高精細化することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−３２０９６８号公報
【特許文献２】特開２００７−２６４１３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、特許文献１に記載の露光方式は、マイクロレンズとステージの間の振動がパターンの露光中に発生すると、転写パターンにぶれが生じ、高精細パターンを転写できなくなるおそれがある。特に、ガラス基板を載置するステージは、モータ等の駆動装置によって移動されるため、光源や空間光変調器やマイクロレンズに比べて振動が発生し易い。振動の抑制には、振動振幅を小さくし、又は、振動周波数を高くする必要があり、以下に示す方法が提案されている。
【０００５】
例えばステージの移動方向へ延設されるレールと、このレールに対して移動可能に直接設置される移動ガイド（その一端面はステージに固定される）との隙間を小さくする方法（以下「方法１」という）がある。また、レールと移動ガイドとの間に回転体である玉又は円筒状ころを配置してレールと移動体との隙間を無くす方法（以下「方法２」という）がある。また、レールと移動ガイドの間隔が玉又は円筒状ころの直径よりも狭くなるように、レールと移動ガイドの間隔を変形し、玉又は円筒状ころに常時反発力（以下「予圧」という。）を発生させる方法（以下「方法３」という）がある。
【０００６】
しかし、方法１は、隙間が必ずあるため、振動の発生を完全には抑えることはできない。また、方法３は、玉又は円筒状ころが弾性変形可能な範囲の上限近くまで、レールと移動ガイドの間隔を変形して予圧を高めることにより、一段と振動振幅を小さく、又は、振動周波数を高くすることができるが、その一方で、玉又は円筒状ころが接する部分で発生する熱量が増える問題がある。この熱量は、移動ガイドの速度と予圧の力に比例して多くなる。このため、ステージの移動速度を高めて生産性を向上させようとしても、露光装置の構成部品が熱変形して転写パターンの品質を低下させてしまうおそれがある。
【０００７】
さらに、方法３は、玉又は円筒状ころが１回転する間に、その形状誤差による振動がステージに伝播し、転写パターンの品質を低下させる可能性がある。そのため、特許文献２には、玉又は円筒状ころの形状誤差による振動を原因とする転写パターンの品質低下を防止する方法が述べられている。しかし、特許文献２に記載の方法も、モータ等の駆動装置から伝播する振動や外部から加わる様々な力により発生する振動や変形等のうち、ステージの速度と玉又は円筒状ころの直径から計算される振動よりも周波数が低く、かつ、振幅が大きい振動については、転写パターンの品質低下を防止しきれない可能性がある。
【０００８】
そこで、本発明は、ステージの移動に伴う振動、外部から加えられる力による振動や変形、ステージ移動に伴う発熱による部品の変形を抑制することができるステージ装置及び当該ステージ装置を搭載する露光装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明に係るステージ装置は、基台と、基台上に互いに平行に取り付けられた複数本のガイドレールと、ガイドレールの上面と側面の間に配置した回転体の回転により、ガイドレールに沿って移動する複数の移動ブロックと、異なるガイドレール上に位置する複数の移動ブロックを互いに連結する連結ステージと、連結ステージに連結された複数の移動ブロック間のガイドレールに対して直交する方向への間隔を、対応する複数のガイドレール間の間隔よりも狭めるように変形させる締め付け機構と、連結ステージ上に装着される移動ステージとを有する。
【００１０】
また、本発明に係る露光装置は、そのステージ装置として、基台と、基台上に互いに平行に取り付けられた複数のガイドレールと、ガイドレールの上面側の角隅部を挟むように上面と側面に配置した回転体の回転により、ガイドレールに沿って移動する複数の移動ブロックと、異なるガイドレール上に位置する複数の移動ブロックを互いに連結する連結ステージと、連結ステージに連結された複数の移動ブロック間のガイドレールに対して直交する方向への間隔を、対応する複数のガイドレール間の間隔よりも狭めるように変形させる締め付け機構と、連結ステージ上に装着される移動ステージとを有するものを使用する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、移動ステージの移動に伴う振動、外部から加えられる力による振動や変形、ステージ移動に伴う発熱によるステージ部品の変形を抑制することができるステージ装置を実現できる。前述した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】液晶露光装置の概要を説明する図。
【図２】ガイドレールに対する移動ブロックの取付を説明する図。
【図３】レール構造の違いによる移動ブロックに掛かる力と変位量の関係の違いを説明する図。
【図４】レール構造の違いによる発熱量の違いを説明する図。
【図５】連結ステージによる移動ブロックの連結方法を説明する図。
【図６】連結ステージと移動ブロックの取り付けを説明する図。
【図７】ガイドレールのテーブルへの取り付け方法を説明する図。
【図８】連結ステージと移動ステージの取り付け方法を説明する図。
【図９】連結ステージと移動ステージの他の取り付け方法を説明する図。
【図１０】連結ステージと移動ブロックの他の連結方法を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態を説明する。なお、本発明の実施態様は、後述する実施例に限定されるものではなく、その技術思想の範囲において、種々の変形が可能である。
【００１４】
〔実施例１〕
［露光装置の概略構成及び露光動作］
以下では、本発明に係るステージ装置を搭載する露光装置について説明する。図１に、フラットパネルディスプレイの製造に使用する露光装置の構成例を示す。この種の露光装置には様々な露光方式が存在するが、図１には、転写するパターンに応じて光を空間変調し、その光に対して相対的に移動されるレジストの表面にパターンを転写する方式の露光装置を示す。なお、説明の都合、本体カバーやステージを移動させるモータ、光学系の筐体、光線等の表示は省いている。
【００１５】
後述する移動ステージや光学系等は、基台としてのテーブル１０１上に配置される。テーブル１０１は厚い板状の部材であり、４本の脚で支持されている。テーブル１０１の上面には、ｘ軸方向に延長する４本のガイドレール１０３が互いに平行に設置されている。本実施例の場合、ｘ軸方向が主移動方向であり、ｙ軸方向が副移動方向である。
【００１６】
各ガイドレール１０３には、これに沿って移動する不図示の移動ブロックが複数取り付けられている。移動ブロックの詳細構造については後述する。また、異なるガイドレール１０３上に位置する複数の移動ブロックは不図示の連結ステージにより互いに連結されており、この連結ステージに移動ステージ１０５が取り付けられる。連結ステージの構成や連結ステージに対する移動ステージ１０５の取付方法については後述する。
【００１７】
移動ステージ１０５上には、ｙ軸方向に延長する２本のガイドレール１０７が互いに平行に設置されている。すなわち、ガイドレール１０７は、ガイドレール１０３と直交する方向に延長する。各ガイドレール１０７には、これに沿って移動する不図示の移動ブロックが複数取り付けられている。この移動ブロックの構成は、ガイドレール１０３に取り付けられる移動ブロックと同じである。また、ガイドレール１０７上に位置する複数の移動ブロックも不図示の連結ステージにより互いに連結される。また、その連結ステージに移動ステージ１０９が取り付けられる。本実施例の場合、移動ステージ１０９がプレートホルダとして用いられる。
【００１８】
この他、移動ステージ１０５と移動ステージ１０９には、それぞれを対応するガイドレール１０３及び１０７に沿って移動させるための不図示のモータと、不図示の位置決め装置が配置される。位置決め装置は、ガイドレール１０３の延長方向へ移動する移動ステージ１０５の位置を一定時間間隔で読み取り、読み取った位置情報を不図示のモータコントローラに出力する。モータコントローラは、位置情報に基づいてモータの回転を制御し、移動ステージ１０５の移動速度を一定に制御する。同様の構成は、移動ステージ１０９にも設けられる。
【００１９】
移動ステージ１０９の上面には、レジストを塗布したガラス基板１１１が載置される。移動ステージ１０９は、ガラス基板１１１の搭載領域に負圧を発生し、ガラス基板１１１を移動ステージ１０９の上面に固定する。
【００２０】
ガラス基板１１１の上方空間には、レジストにパターンを投影する複数のレンズ１１３が配置される。レンズ１１３の更に上方には、光路を曲げるプリズム１１５、プリズム１１５の光路上の一方に入射する光を部分的に反射して方向を曲げる空間変調素子１１７、プリズム１１５に光を入射するレンズ１１９が配置される。空間変調素子１１７の表面は、プリズム１１５及びレンズ１１３を介してガラス基板１１１と共役位置になるように設置される。
【００２１】
光源１２１から射出された拡散光はレンズ１２３で平行光に変換された後、光の強度分布を一様にする２枚組のフィルタ１２５を通過する。フィルタ１２５を通過した光は、ミラー１２７でその方向がレンズ１１９の方向に曲げられる。レンズ１１９は、入射した光をプリズム１１５を介して空間変調素子１１７に集光する。空間変調素子１１７は、その表面に入射した光をパターンデータに応じて変調する。パターンデータに応じて変調を受けた光は、レンズ１１３によりガラス基板１１１のレジスト表面に照射される。本実施例の場合、空間変調素子１１７として、いわゆるDMD（Digital Mirror Device）を使用する。DMDは、微小な可動式ミラーを平面状に配置した光学デバイスであって、可動式ミラーの角度を個別に駆動することにより、可動式ミラーに入射する光を特定の方向に向けて強度変調できるデバイスである。この種のデバイスは、例えば米国特許第５，０６１，０４９号明細書及び第５，０８３，８５７号明細書に記載されている。照射される光に含まれる投影パターンは、ガイドレール１０３に沿って等速移動する移動ステージ１０５の移動に同期して変化する。
【００２２】
照射領域がガラス基板１１１の端に達すると、光源１２１は発光を中断する。発光が中断している間に、移動ステージ１０５の上面側に搭載された移動ステージ１０９は、ガイドレール１０７に沿ってｙ軸方向に一定間隔だけ移動する。この移動終了後、光源１２１は、再び発光を開始する。発光の再開後、移動ステージ１０５は、ガイドレール１０３に沿って、発光が中断する前の移動方向とは逆方向に等速移動する。この等速移動中も、照射される光に含まれる投影パターンは、移動ステージ１０５の移動に同期して変化し、所定のパターンがガラス基板表面のレジスト表面に転写される。
以上の転写動作が必要回繰り返され、ガラス基板１１１に対するパターンの露光処理が完了する。
【００２３】
［移動ブロックの構成］
前述したように、ガイドレール１０３及び１０７には移動ブロックが取り付けられている。図２に、移動ブロック２０１の取付部分を拡大して示す。なお、図２は、移動ブロック２０１の内部構造を説明するために、その一部分を破断して表している。
【００２４】
図２に示すように、ガイドレール１０３は略直方体形状であり、上面側のコーナー部分を挟むように上面と側面のそれぞれに２つずつ溝２０５が形成されている。すなわち、計４本の溝２０５が、ガイドレール１０３の延長方向に沿って形成されている。
【００２５】
移動ブロック２０１には、溝２０５と一体的に循環経路を形成する孔２０７が、溝２０５に対して１つずつ計４つ形成されている。本実施例の場合、この溝２０５と移動ブロック２０１との間には、回転体である玉２０３が複数個配置され、移動ブロック２０１がガイドレール１０３に沿って移動するとき、玉２０３は、その距離に応じてそれぞれ回転しながら溝２０５と孔２０７の間を循環移動する。この移動の際、玉２０３は、移動ブロック２０１とガイドレール１０３のいずれとの間でも相互に摺動することがない。このため、移動ブロック２０１は、ガイドレール１０３上を滑らかに移動することができる。
【００２６】
［ガイドレールの構成］
前述したように、ガイドレール１０３に形成された溝２０５の底と移動ブロック２０１の対向面との間に形成される間隔Ｄを、玉２０３の直径よりも僅かに狭く設定すると、移動ブロック２０１をガタつきなくガイドレール１０３に沿って移動させることができる。
【００２７】
図３に、間隔Ｄの違いによる移動ブロック２０１に加える力の大きさと変位量との関係を示す。図３（ａ）は、前述の間隔Ｄを玉２０３の直径の１００００分の１程度狭く設定したガイドレール１０３（以下、「低与圧状態のレール」という）における力の大きさと変位量との関係を示す。図３（ｂ）は、図３（ａ）の場合よりも、更に間隔Ｄを狭めたガイドレール１０３（以下、「高与圧状態のレール」という）における力の大きさと変位量との関係を示す。いずれの場合も、横軸はガイドレール１０３の延長方向に対して直交する方向（溝２０５の奥方向）に加える力の大きさを示し、縦軸は力を加える方向への移動ブロック２０１の変位量を表している。
【００２８】
まず、図３（ａ）に示す関係について説明する。低与圧状態のレールの場合、移動ブロックに加えられる力が弱いうち（範囲Ａのうち）は、力が強いとき（範囲Ｂのとき）に比べて移動ブロックの変位量の変化率が大きい特徴がある。その理由は、弱い力でも大きく変形する弱いばねと同じである。また、玉２０３に加えられる力が弱いうちは（範囲Ａのうちは）、玉２０３とガイドレール１０３又は玉２０３と移動ブロック２０１が接触する面積が小さく、移動ブロック２０１に作用する圧力が急に大きくなり易いのに対し、玉２０３に加わる力が大きくなると（範囲Ｂになると）、玉２０３とガイドレール１０３又は玉２０３と移動ブロック２０１が接触する面積が広くなり、移動ブロック２０１に作用する圧力が急には大きくならないからとも考えられる。このことから、低与圧状態のレールに移動ブロック２０１を押し付ける力が弱い場合（範囲Ａ）、移動ブロック２０１に取り付けられたステージは振動し易いことが分かる。
【００２９】
次に、図３（ｂ）に示す関係について説明する。高与圧状態のレールの場合、移動ブロック２０１に加わる力の大小に関わらず、移動ブロック２０１の変位量の変化率は一様に近くなり、力の大きさが同じであれば、低与圧状態のレールに取り付けた移動ブロック２０１よりもその変位量が小さくなる。その理由は、力が加わっても変形が小さい強いばねと同じである。このように、高予圧状態のレールに取り付けられた移動ブロック２０１で支持されたステージは相対的に剛性が高く、振動し難い。
【００３０】
ところが、剛性が高いことにも問題はある。その問題を図４を用いて説明する。図４は、与圧状態が異なる２種類のガイドレールに沿って移動ブロックを移動させる場合における、移動ブロックの移動時間と移動開始後の温度上昇幅の関係を表している。横軸は、ガイドレール上における移動ブロック２０１の移動時間を示し、縦軸は移動開始時の温度からの温度変化（上昇幅）を示している。図中、（ａ）は低与圧状態のレールを使用する場合の温度変化であり、（ｂ）は高与圧状態のレールを使用する場合の温度変化である。
【００３１】
図４に示すように、高予圧状態のレールは、低予圧状態のレールに比べて温度が上昇し易い。その理由は、移動ブロック２０１の移動時における発熱率は、玉２０３とガイドレール１０３又は玉２０３と移動ブロック２０１間に加えられる力と、両者が接触するときに発生する摩擦力と、両者の相対移動速度との積で与えられるからである。すなわち、摩擦力が同じであれば、両者の間に加えられる力が大きい方の発熱率が大きくなるからである。
【００３２】
そこで、本実施例では、連続的に長距離を移動させる必要がある移動ステージ１０５の移動に使用するガイドレール１０３には、発熱量が少ない低与圧状態のレールを使用する。ただし、前述の通り、低与圧状態のレールは剛性が一般に低い。そこで、本実施例では、異なるガイドレール上を移動する複数の移動ブロック２０１を連結ステージで互いに連結すると共に、ガイドレールの側方から移動ブロックに対して力を加えて高与圧状態（範囲Ｂ）とする仕組みを採用する。このための機構の詳細は後述する。
【００３３】
一方、一定距離だけ一時期に移動すれば良い移動ステージ１０９の移動に使用するガイドレール１０７には、振動が生じ難い高与圧状態のレールを使用する。ガイドレール１０７の長さが、ガイドレール１０３よりも短いことも理由である。高与圧状態のレールは発熱率が大きいが、ガイドレール１０７上を移動ステージ１０９が移動するのは一時期だけであり、移動距離も短いため、発熱の影響が小さく済む。
【００３４】
なお、本実施例では、ガイドレール１０７に沿って移動する移動ブロック２０１についても、移動ブロック間を連結ステージで連結すると共に、ガイドレールの側方から移動ブロックに対して力を加える仕組みを採用する。ただし、移動ステージ１０９を移動させる移動ブロック２０１に対して側方から加える力は、移動ステージ１０５を移動させる移動ブロック２０１に対して側方から加える力よりも小さくて良い。
【００３５】
［剛性を高めるための機構］
前述したように、本実施例では、ガイドレール１０３として、低与圧状態のレールを使用するが、低与圧状態のレールは発熱量が少ない一方で、同レールに取り付けられた移動ブロック２０１に移動ステージ１０５を直接搭載すると、移動ステージ１０５に振動を与え易い問題がある。
【００３６】
そこで、本実施例では、ガイドレール１０３の側面方向に移動ブロック２０１を押し付ける力を高め（図３（ａ）の範囲Ｂの力を加え）、移動ステージ１０５のガイドレール１０３に直交する方向への剛性を高める手法を採用する。
【００３７】
このための機構を図５に示す。図５に示すように、本実施例では、異なるガイドレール１０３の上を移動する複数の移動ブロック２０１間を連結する連結ステージ３０１を使用する。図５は、テーブル１０１とその上に取り付けられる４本のガイドレール１０３のみを表している。連結ステージ３０１は、４本のガイドレール１０３のうち真ん中側の２本のガイドレール１０３上を移動する移動ブロック２０１の連結に使用される。本実施例の場合、連結ステージ３０１のｙ−ｚ面内の断面はＬ字形状であり、２つの移動ブロック２０１は連結ステージ３０１の両端に設置される。
【００３８】
連結ステージ３０１の中央付近には、移動ステージ１０５を固定するために使用する固定具３０５が設置されている。具体的には、固定具３０５の中央の穴に後述する固定ピン４０１を同軸に挿入することにより、移動ステージ１０５を固定する。
【００３９】
連結ステージ３０１の両端に位置する２つの移動ブロック２０１は、それぞれ異なるガイドレール１０３ａと１０３ｂに取り付けられており、かつ、２つの移動ブロック２０１はその移動方向について同じ位置に設置されている。すなわち、連結ステージ３０１は、ガイドレール１０３ａ及び１０３ｂと直交する位置関係で使用される。
【００４０】
図６に、断面Ｌ字形状の端部を有する側での連結ステージ３０１と移動ブロック２０１との取り付け状態を拡大して示す。図６に示すように、移動ブロック２０１は、その上面において、連結ステージ３０１に固定される。固定には、固定ネジ３０９が用いられる。本実施例の場合、固定ネジ３０９は、１つの移動ブロック２０１について４本である。固定ネジ３０９による連結ステージ３０１への固定は、不図示のガイドレール１０３ａ側の移動ブロック２０１についても同様に行う。
【００４１】
ガイドレール１０３ａ上を移動する移動ブロック２０１については、最初から固定ネジ３０９を硬く締め、移動ブロック２０１を連結ステージ３０１に緩み無く固定する。一方、ガイドレール１０３ｂ上を移動する移動ブロック２０１については、最初は固定ネジ３０９を緩く締め、移動ブロック２０１を連結ステージ３０１に緩く固定する。
【００４２】
この状態で、連結ステージ３０１の断面Ｌ字状の端部に設けられた２本の締め付けネジ３０７を回し、移動ブロック２０１をガイドレール１０３ｂの側面方向に締め付ける。すなわち、連結ステージ３０１に固定された２つの移動ブロック２０１の間隔を、ガイドレール１０３ａ及び１０３ｂの間隔よりも狭めるように変形させる。
【００４３】
この際、移動ブロック２０１をガイドレール１０３ｂの側面方向に締め付ける距離は、移動ブロック２０１の同方向への取り付け許容変位量以下の最大値とする。この締め付けの後、固定ネジ３０９を硬く締め、完全に移動ブロック２０１を連結ステージ３０１に固定する。
【００４４】
この結果、ガイドレール１０３ｂ側の移動ブロック２０１については締め付けネジ３０７の押し付け方向について、ガイドレール１０３ａ側の移動ブロック２０１については逆方向について、図３（ａ）の範囲Ｂで示す力が作用する。これにより、移動ブロック２０１の移動方向に直交する方向について、連結ステージ３０１の剛性を高めることができる。
【００４５】
また、ガイドレール１０３は低与圧状態のレールであるので、ガイドレール１０３に沿って移動する移動ブロック２０１の発熱量を、高与圧状態のレールに沿って移動させる場合に比して少なくすることができる。
【００４６】
なお、締め付けネジ３０７で移動ブロック２０１の間隔を狭めるように締め付けると、その力はガイドレール１０３ａとガイドレール１０３ｂにも作用する。ただし、ガイドレール１０３ａとガイドレール１０３ｂの間隔が変形したのでは、移動ブロック２０１に作用する力が弱まってしまう。そこで、本実施例では、ガイドレール１０３ａとガイドレール１０３ｂの間隔の変形を避けるために、図７に示すような段差９０１をテーブル１０１の上面に形成し、この段差９０１にガイドレール１０３ａ及び１０３ｂの底部を嵌め込むように取り付ける。
【００４７】
［連結ステージ３０１と移動ステージ１０５の合体方法］
図８に、連結ステージ３０１と移動ステージ１０５を合体させる方法の一例を示す。図８では、図１で示した部品の幾つかの表示を省いている。また、図８では、取り付け部分を説明するため、移動ステージ１０５の取り付け部分を断面図で表している。
【００４８】
図８の場合、固定ピン４０１を用い、移動ステージ１０５と連結ステージ３０１とを固定する。本実施例で使用する固定ピン４０１は、固定ネジ４０３を装着するための穴が複数形成された平板状の取り付け部と、取り付け部の中央付近から垂直に突出する円柱状部とで構成される。一方、移動ステージ１０５には、固定ピン４０１の取り付け部を取り付けるための段差部と円柱状部を通すために孔が形成されている。孔は、移動ステージ１０５の表面側から裏面側まで貫通している。
【００４９】
この取り付け方法の場合、最初に、固定ピン４０１を移動ステージ１０５の段差部に嵌め込み、固定ネジ４０３で移動ステージ１０５に緩く固定する。この後、移動ステージ１０５の裏面側から突き出ている固定ネジ４０３の円柱状部の先端を、連結ステージ３０１の中央付近に形成された穴に対して同軸に挿入し、固定具３０５に固定する。この後、固定ネジ４０３を硬く締め付け、移動ステージ１０５と連結ステージ３０１を一体化する。なお、固定ピン４０１と移動ステージ１０５との間に隙間があったとしても、固定ネジ４０３を硬く締め付けることにより、その締め付け方向について連結ステージ３０１を変形させることができ、移動ステージ１０５と連結ステージ３０１とを隙間なくネジ締めすることができる。
【００５０】
なお、本実施例の場合、連結ステージ３０１は、２つの移動ブロック２０１を連結する方向（ｙ軸方向）の断面積（ｙ−ｚ面）を、同方向への伸縮を規定する共振周波数が高くなるように広く設定するが、その断面形状は、固定ピン４０１と固定具３０５を用いた固定の都合上、その接続方向（ｚ軸方向）の長さが連結ステージ３０１の移動方向の長さよりも小さくなるようにする。
【００５１】
また、本実施例のように、連結ステージ３０１と移動ステージ１０５を固定ピン４０１を通じて固定する場合、移動ブロック２０１がガイドレール１０３ａ及１０３ｂを移動する際に発生する熱の移動ステージ１０５への伝播経路を長くすることができる。すなわち、移動ブロック２０１で発生した熱は、連結ステージ３０１、固定部３０５、固定ピン４０１を経て移動ステージ１０５に伝播する。しかも、移動ブロック２０１の発生熱量は小さいため、移動ステージ１０５に搭載された部品の熱変化による変形を従来に比して小さくすることができる。
【００５２】
［ガイドレール１０７と移動ステージ１０９の取り付け］
本実施例の場合、ガイドレール１０７は、高与圧状態のレールを使用する。このため、移動ブロック２０１の移動方向に直交する方向に対する移動ステージ１０９の剛性は高い状態にある。従って、ガイドレール１０３と移動ステージ１０５の場合とは異なり、移動ブロック２０１を直接移動ステージ１０９の裏面に固定したものを用いても良い。なお、ガイドレール１０７に沿って移動する２つの移動ブロック２０１間も連結ステージ３０１で連結すると共に、締め付けネジ３０７を用いてガイドレール１０７の側面方向（移動ブロック２０１の移動方向と直交する方向）に力を加えて、剛性を一段と高めても良い。ただし、高与圧状態のレールは、移動ブロック２０１の移動時発生する熱が低与圧状態のレールよりも高くなるため、締め付け量は小さい方が望ましい。
【００５３】
［まとめ］
本実施例によれば、移動ステージ１０５は低与圧状態のガイドレール１０３に沿って移動するため、移動ブロック２０１が発生する熱を低く抑えることができる。また、本実施例の場合、移動ブロック２０１の移動中に発生する熱は、連結ステージ３０１、固定部３０５及び固定ピン４０１を経て移動ステージ１０５に伝播する。このため、移動ステージ１０５に伝播する熱量が小さくなり、従来装置に比して移動ステージ１０５及びその搭載部品の熱変形を小さくできる。また、連結ステージ３０１の表面の面積を増やして連結ステージ３０１から周辺空気への熱伝達量を増やせば、さらに熱の伝播による影響を小さくすることができる。このように、本実施例に係るステージ装置では、熱変形の影響が低減するため、従来装置に比して露光装置の連続稼動時間を長くすることができる。このことは、フラットパネルディスプレイを製造する露光装置のスループットの向上に効果的である。
【００５４】
また、本実施例の場合、ガイドレール１０３は低与圧状態のガイドレールであるが、移動ステージ１０５をガイドレール１０３の側面に力を加えた状態で使用するため、連結ステージ３０１は、移動ブロック２０１の移動方向と直交する方向について高剛性となる。そして、移動ステージ１０５は、この高剛性の連結ステージ３０１に固定されるため、移動ステージ１０５のガイドレール１０７の延長方向に直交する方向への振動を抑制することができる。
以上により、ガラス基板１１１の表面に塗布したレジストに転写されるパターンの品質を向上することができる。
【００５５】
〔実施例２〕
ここでは、ステージ装置における連結ステージ３０１と移動ステージ１０５の別の合体方法を適用する露光装置について説明する。なお、本実施例に特有の構成を除き、露光装置の構成は実施例１と同様である。
【００５６】
図９に、本実施例における連結ステージ３０１と移動ステージ１０５の合体構造を示す。図９では、図１で示した部品の幾つかの表示を省いている。また、図９では、取り付け部分を説明するため、移動ステージ１０５の取り付け部分を断面図で表している。前述の実施例１では、連結ステージ３０１が１つであり、移動ステージ１０５の中央部分に固定用の孔を形成して連結ステージ３０１と移動ステージ１０５を合体させているが、本実施例では、移動ブロック２０１を連結する連結ステージ３０１が２つの場合を想定する。
【００５７】
本実施例の場合、２つの連結ステージ３０１は、ガイドレール１０３の延設方向について、移動ステージ１０５の幅よりも少し離して配置する。そして、連結ステージ３０１の固定具３０５に円柱状部を差し込んで固定した固定ピン５０５を、移動ステージ１０５の側面から固定ネジ５０３で固定する。
【００５８】
［まとめ］
本実施例の場合も、移動ステージ１０５は、ガイドレール１０３の延設方向に移動する際に、低予圧状態のレールに沿って移動できるため、移動ブロック２０１が発生する熱を低く抑えることができる。この結果、熱の伝播による移動ステージ１０５の変形を小さくでき、ガラス基板１１１の表面に塗布したレジストに転写されるパターンの品質を向上することができる。また、露光装置の連続稼働時間を従来装置に比して延長することができる。
【００５９】
さらに、本実施例の場合、移動ステージ１０５は、その移動方向の前端側及び後端側の２つの位置で剛性の高い連結ステージ３０１に固定されるため、ガイドレール１０７の延設方向への振動に加え、移動ステージ１０５の鉛直方向軸周りのねじれ振動（いわゆるヨーイング振動）、及び、ガイドレール１０７の延設方向軸周りのねじれ振動（いわゆるピッチング振動）も抑えることができる。
【００６０】
このため、本実施例に係る連結ステージ３０１と移動ステージ１０５の合体方法の採用により、ガラス基板１１１の表面に塗布したレジストに転写されるパターンの品質を一段と向上することができる。
【００６１】
〔実施例３〕
ここでは、移動ブロック２０１と連結ステージ３０１との他の連結方法について説明する。
図１０に、本実施例に係る露光装置で使用するステージ装置における移動ブロック２０１と連結ステージ６０１の連結例を示す。なお、図１０は、図５の場合と同様、テーブル１０１とガイドレール１０３のみを表示している。
【００６２】
連結ステージ６０１も、その両端位置に移動ブロック２０１を固定する。ただし、本実施例の場合、連結ステージ６０１の延設方向は、ガイドレール１０３、１０３ｃ、１０３ｄの延設方向に対して直角ではなく、斜めである。換言すると、連結ステージ６０１の両端に固定される２つの移動ブロック２０１は、それぞれ異なるガイドレール１０３ｃと１０３ｄ上にあり、かつ、それら２つの移動ブロック２０１は、ガイドレール１０３ｃ及び１０３ｄの移動方向について異なる位置で連結ステージ６０１と固定されている。
【００６３】
なお、本実施例の場合も、ガイドレール１０３ｃ上を移動する移動ブロック２０１は、図６の場合と同様、連結ステージ６０１の側面に設けられた締め付けネジ３０７により、ガイドレール１０３ｃの側面方向に押し付けられている。この場合も、その押し付け距離は、移動ブロック２０１の押し付け方向への取り付け許容変位量以下の最大値とする。
【００６４】
このため、連結ステージ６０１は、その両端に取り付けた移動ブロック２０１がネジ３０７で押し付けられる方向について、図３（ａ）の範囲Ｂで示される領域の剛性を有することになる。
【００６５】
同時に、本実施例の場合、連結ステージ６０１の両端に位置する移動ブロック２０１には、ガイドレール１０３ｃ及び１０３ｄに沿った移動時に、ガイドレール１０３ｃ及び１０３ｄ上における移動方向について位置を同じにしようとする回転モーメント（矢印６０３で示す移動ステージ１０５の鉛直方向軸周りの回転モーメント）が発生する。なぜなら、本実施例における連結ステージ６０１は、ガイドレール１０３ｃ及び１０３ｄの延設方向に対して斜めに取りつけられているためである。
【００６６】
この回転モーメントは、連結ステージ６０１の中央部分に配置された固定具３０５と固定ピン４０１を介して移動ステージ１０５に伝播し、移動ステージ１０５の鉛直方向軸周りにねじれ振動（いわゆるヨーイング振動）を打ち消すように作用する。
【００６７】
［まとめ］
以上のように本実施例に係る連結ステージ６０１と移動ブロック２０１の取り付け方法を採用した場合にも、移動ステージ１０５は、低予圧状態のガイドレール１０３の延設方向に移動することになるため、移動ブロック２０１における発熱量を低く抑えることができる。その結果、移動ブロック２０１で発生した熱による移動ステージ１０５の変形を小さくでき、ガラス基板１１１の表面に塗布したレジストに転写されるパターンの品質を一段と向上することができる。また、移動距離が長い移動ブロック２０１の発熱量を低下できるため、露光装置の連続稼働時間を長くすることができる。
【００６８】
また、本実施例の場合も、移動ステージ１０５は、連結ステージ６０１に固定されているので、連結ステージ６０１の剛性により移動ステージ１０５のガイドレール１０７の延設方向の振動を抑えることができる。そのため、ガラス基板１１１の表面に塗布したレジストに転写されるパターンの品質を一段と向上することができる。
【００６９】
また、本実施例の場合には、連結ステージ６０１から伝えられる回転モーメントにより、移動ステージ１０５の鉛直方向軸周りのねじれ振動（いわゆるヨーイング振動）を効果的に抑制することができる。
【００７０】
［他の実施例］
なお、本発明は前述した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。
例えば前述の実施例においては、締め付けネジ３０７を連結ステージ３０１の一端側に設け、連結ステージ３０１の一端側から内側に向かって押し込む場合について説明したが、実施例とは反対に連結ステージ３０１の中央側（内側）から外側に向けて移動ブロック２０１をガイドレール１０３の側面に押し付けるようにしても良い。また、締め付けネジ３０７は、連結ステージ３０１の長手方向の両端部に配置しても良い。
【００７１】
また前述の実施例では、締め付けネジ３０７を用いているが、油圧等により締め込み量を調整できる締め付け機構を用いても良い。締め込み量が調整できる場合、適宜、取り付けられるガイドレールの与圧量に応じて、最適な力を調整することができる。また例えば露光時には締め付けネジ３０７を締め付け状態で移動ステージ１０５をガイドレール１０３に沿って走査させ、次の露光のために移動ステージ１０５を初期位置まで戻す場合には、移動ステージ１０５が逆方向に走査される間、締め付けネジ３０７の締め付け力を低減又はゼロにしても良い。締め付ける力を減らす又はゼロにすると、連結ステージ３０１の剛性は低下するが、その走査期間は露光に使用しないためパターン形成に問題はない。また、露光に使用しない走査中の発熱量が低減されるため、露光装置の連続使用時間をさらに延長することができる。
【００７２】
また前述した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【００７３】
１０１…テーブル、
１０３、１０７、１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃ、１０３ｄ…ガイドレール、
１０５、１０９、６０１…移動ステージ、
１１１…ガラス基板、
１１３、１１９、１２３…レンズ
１１５…プリズム
１１７…空間変調素子
１２１…光源
１２５…フィルタ
１２７…ミラー
２０１…移動ブロック
２０３…玉
２０５…溝
２０７…孔
３０１…連結ステージ
３０５…固定具
３０９、４０３、５０３…固定ネジ
３０７…締め付けネジ
４０１、５０５…固定ピン
６０３…矢印
９０１…段差
【図１】
2014134646.tif 000003
【図２】
2014134646.tif 000004
【図３】
2014134646.tif 000005
【図４】
2014134646.tif 000006
【図５】
2014134646.tif 000007
【図６】
2014134646.tif 000008
【図７】
2014134646.tif 000009
【図８】
2014134646.tif 000010
【図９】
2014134646.tif 000011
【図１０】
2014134646.tif 000012