(57)【要約】      （修正有）【課題】流体軸受けにおける作動流体の利用効率を向上させる。【解決手段】第一部材および第一部材の表面に沿って移動する第二部材の間隙３０１に気体を供給する圧送部３４０と、間隙３０１から気体を圧送部３４０に帰還させる帰還部３９４とを備える。上記帰還部３９４は、圧送部３４０から間隙３０１に供給された気体が、間隙３０１から外部に向かって流れる過程で、間隙３０１から気体を帰還させてもよい。上記圧送部３４０および上記帰還部３９４は、第二部材に搭載されて、第二部材と共に移動してもよい。上記圧送部３４０は、加圧された気体を収容したタンクを含んでもよい。上記帰還部３９４は、第二部材に搭載されて第二部材と共に移動しつつ、第一部材および第二部材の間から漏れ出す気体を吸引して回収する回収部を更に有してもよい。【選択図】図１１
2011075084.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一部材および前記第一部材の表面に沿って移動する第二部材の間隙に気体を供給する圧送部と、
前記間隙から前記気体を前記圧送部に帰還させる帰還部と、
を備える流体軸受け。
【請求項２】
前記帰還部は、前記圧送部から前記間隙に供給された前記気体が、前記間隙から外部に向かって流れる過程で、前記間隙から前記気体を帰還させる請求項１に記載の流体軸受け。
【請求項３】
前記圧送部および前記帰還部は、前記第二部材に搭載されて、前記第二部材と共に移動する請求項１または請求項２に記載の流体軸受け。
【請求項４】
前記圧送部は、加圧された前記気体を収容したタンクを含む請求項１から請求項３までのいずれかに記載の流体軸受け。
【請求項５】
前記帰還部は、前記第二部材に搭載されて前記第二部材と共に移動しつつ、前記第一部材および前記第二部材の間から漏れ出す前記気体を吸引して回収する回収部を更に有する請求項１から請求項４までのいずれかに記載の流体軸受け。
【請求項６】
前記回収部は、前記間隙から前記気体を吸い出すポンプを含む請求項５に記載の流体軸受け。
【請求項７】
前記回収部は、前記帰還部により帰還されることなく前記間隙から外部に向かって流れる過程で、前記間隙から前記気体を吸引する請求項５または請求項６に記載の流体軸受け。
【請求項８】
前記圧送部および前記帰還部は、互いに同じ回転数で互いに逆回転する部分を含む複数のポンプを含む請求項１から請求項７までのいずれかに記載の流体軸受け。
【請求項９】
前記複数のポンプは、互いに平行な回転軸を有する請求項８に記載の流体軸受け。
【請求項１０】
前記複数のポンプは、互いに同軸に配される請求項８に記載の流体軸受け。
【請求項１１】
真空環境に配された請求項１から請求項１０までのいずれかに記載の流体軸受け。
【請求項１２】
請求項１から請求項９までのいずれかに記載された流体軸受けに支持されたステージを備えるステージ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体軸受けおよびステージ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
互いに摺動する部材の間に流体の層を形成して、摺動摩擦を低減する流体軸受けがある（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−０２７６５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
摺動する部材の間の間隙は、少なくとも一端が外部に向かって開放されている。このため、流体軸受けにおける作動流体として当該間隙に供給された流体は、間隙の外部に漏れ出して消尽される。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
そこで、上記課題を解決すべく、本発明の第一態様として、第一部材および第一部材の表面に沿って移動する第二部材の間隙に気体を供給する圧送部と、間隙から気体を圧送部に帰還させる帰還部とを備える流体軸受けが提供される。
【０００６】
また、本発明の第二態様として、上記流体軸受けに支持されたステージを備えるステージ装置が提供される。
【０００７】
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションも発明となり得る。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】基板貼り合わせ装置１００の平面図である。
【図２】アライナ１６０の縦断面図である。
【図３】アライナ１６０の縦断面図である。
【図４】加圧装置１３０の縦断面図である。
【図５】基板１０２の状態の遷移を示す断面図である。
【図６】基板１０２の状態の遷移を示す断面図である。
【図７】基板１０２の状態の遷移を示す断面図である。
【図８】基板１０２の状態の遷移を示す断面図である。
【図９】微動部２００の縦断面図である。
【図１０】微動部２００の平面図である。
【図１１】エアベアリング３００の配管図である。
【図１２】エアベアリング駆動部３２１のレイアウトを示す平面図である。
【図１３】エアベアリング駆動部３２１のレイアウトを示す平面図である。
【図１４】エアベアリング３００の配管図である。
【図１５】エアベアリング駆動部３２１のレイアウトを示す平面図である。
【図１６】エアベアリング駆動部３２１のレイアウトを示す平面図である。
【図１７】エアベアリング３００の配管図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００１０】
図１は、基板貼り合わせ装置１００の全体的な構造を模式的に示す平面図である。基板貼り合わせ装置１００は、筐体１１０と、筐体１１０に収容された環境ローダ１２０、大気ローダ１２１、加圧装置１３０、ホルダストッカ１４０、プリアライナ１５０、アライナ１６０およびロードロック１２９を備える。更に、筐体１１０の外面には、複数のＦＯＵＰ（Ｆｒｏ  ｎｔ  Ｏｐｅｎｉｎｇ  Ｕｎｉｆｉｅｄ  Ｐｏｄ）１１１が装着される。
【００１１】
ＦＯＵＰ１１１は、筐体１１０に対して個別に取り外しでき、各々が複数の基板１０２を収容する。ＦＯＵＰ１１１を用いることにより、複数の基板１０２を一括して基板貼り合わせ装置１００に装填できる。また、基板１０２を貼り合わせて作製した積層基板１０４を、ＦＯＵＰ１１１に回収して一括して搬出できる。
【００１２】
ここでいう基板１０２は、シリコン単結晶基板、化合物半導体基板等の半導体基板の他、ガラス基板等でもあり得る。また、貼り合わせに供される基板１０２は、複数の素子を含む場合、それ自体が既に複数の基板を貼り合わせた積層基板１０４である場合がある。
【００１３】
筐体１１０は、環境ローダ１２０、加圧装置１３０、ホルダストッカ１４０、プリアライナ１５０およびアライナ１６０を包囲する。筐体１１０の内側は大気と連通して大気環境にある。
【００１４】
大気ローダ１２１は、筐体１１０の内部においてＦＯＵＰ１１１に対向して配される。大気ローダ１２１は、基板１０２を搭載するフォーク１２３を有して、ＦＯＵＰ１１１に沿って配されたガイドレール１２５に沿って移動しつつ基板１０２を搬送する。
【００１５】
プリアライナ１５０は、大気ローダ１２１の近傍に配され、位置合わせ精度よりも処理速度を重視した位置合わせ機構を有する。プリアライナ１５０は、大気ローダ１２１に対する基板１０２の搭載位置のばらつきを、予め定められた範囲に収まるように調整する。これにより、後述するアライナ１６０における位置合わせに要する時間を短縮する。
【００１６】
ロードロック１２９は、大気ローダ１２１を含む大気環境と、真空環境に配された環境ローダ１２０との間に位置して、大気環境側および真空環境側にそれぞれ面したゲートバルブ２１２、２１４を有する。これにより、真空環境の真空を破ることなく、大気環境および真空環境の間で基板１０２の受け渡しができる。
【００１７】
ロードロック１２９も大気ローダ１２１の近傍に配される。大気ローダ１２１は、プリアライナ１５０で搭載位置を調整された基板１０２をロードロック１２９に搬入する。また、大気ローダ１２１は、後述するアライナ１６０および加圧装置１３０で製造された積層基板１０４をロードロック１２９から搬出する。
【００１８】
環境ローダ１２０は、ロードロック１２９に対して、大気ローダ１２１と反対側に配される、基板１０２、積層基板１０４、基板ホルダ１０８のいずれかを搬送する。環境ローダ１２０は、フォーク１２２、落下防止爪１２４およびフォールディングアーム１２６を有する。
【００１９】
フォールディングアーム１２６は、一端においてフォーク１２２および落下防止爪１２４を支持する。フォールディングアーム１２６の他端は、筐体１１０に対して回転可能に支持される。フォールディングアーム１２６は、それ自体の屈曲と回転とを組み合わせて、フォーク１２２を任意の位置に移動する。
【００２０】
フォーク１２２は、搭載した基板１０２または基板ホルダ１０８を吸着して保持する。これにより、フォーク１２２および落下防止爪１２４が上下反転した場合も、環境ローダ１２０は、基板１０２または基板ホルダ１０８をフォーク１２２の下側に保持する。
【００２１】
落下防止爪１２４は、フォーク１２２が上下反転した場合に、フォーク１２２に保持された基板１０２または基板ホルダ１０８の下方に差し出される。これにより、基板１０２または基板ホルダ１０８の落下を防止する。フォーク１２２が反転しない場合、落下防止爪１２４は、フォーク１２２上の基板１０２および基板ホルダ１０８と干渉しない位置まで退避する。
【００２２】
環境ローダ１２０の周囲には、複数の加圧装置１３０、ホルダストッカ１４０およびアライナ１６０が配される。隣接する加圧装置１３０、ホルダストッカ１４０、アライナ１６０、ロードロック１２９の間は、気密壁１１２により気密に封じられる。気密壁１１２の内側を排気することにより、加圧装置１３０およびアライナ１６０は真空環境で稼働する。
【００２３】
また、加圧装置１３０、ホルダストッカ１４０およびアライナ１６０は、環境ローダ１２０に対してそれぞれ対面して配される。これにより、環境ローダ１２０は、ロードロック１２９から取り出した基板１０２を、加圧装置１３０、ホルダストッカ１４０およびアライナ１６０のいずれに対しても搬入できる。また、環境ローダ１２０は、加圧装置１３０、ホルダストッカ１４０およびアライナ１６０から搬出した基板１０２および基板ホルダ１０８をロードロック１２９に搬入できる。
【００２４】
ホルダストッカ１４０は、基板１０２を保持する基板ホルダ１０８を複数収容して待機させる。基板ホルダ１０８は、環境ローダ１２０により１枚ずつ取り出され、それぞれが基板１０２を一枚ずつ保持する。ロードロック１２９に対して環境ローダ１２０側の真空環境において、基板ホルダ１０８は基板１０２と一体的に取り扱われる。これにより、薄く脆弱な基板１０２を保護して基板１０２の取り扱いを容易にする。
【００２５】
基板ホルダ１０８は、積層基板１０４が真空環境から搬出される場合に、積層基板１０４から分離されてホルダストッカ１４０に戻される。これにより、少なくとも基板貼り合わせ装置１００が稼働している期間は、基板ホルダ１０８は真空環境に留まる。
【００２６】
アライナ１６０は、それぞれが基板ホルダ１０８に保持された一対の基板１０２を相互に位置合わせした後に重ね合わせる。アライナ１６０の位置合わせ精度は高く、例えば、素子が形成された半導体基板を位置合わせする場合にはサブミクロンレベルの精度が求められる。
【００２７】
加圧装置１３０は、アライナ１６０において位置合わせして重ね合わされた一対の基板１０２を加圧して、基板１０２どうしを接着する。これにより基板１０２は恒久的に積層された積層基板１０４となる。作製された積層基板１０４は、環境ローダ１２０によりロードロック１２９に搬送され、更に、大気ローダ１２１によりロードロック１２９から搬出されてＦＯＵＰ１１１に回収される。
【００２８】
図２は、アライナ１６０の構造と動作を示す模式的な縦断面図である。アライナ１６０は、枠体１６２と、枠体１６２の内側に配された粗動部１８０、下ステージ１７０および上ステージ１９０とを備える。
【００２９】
枠体１６２は、それぞれが水平で互いに平行な底板１６１および天板１６５と、底板１６１および天板１６５を結合する複数の支柱１６３とを有する。底板１６１、支柱１６３および天板１６５はそれぞれ高い剛性を有して、アライナ１６０の動作に伴う反力が作用した場合も変形しない。
【００３０】
アライナ１６０において、底板１６１の上面には、粗動部１８０が載置される。粗動部１８０は、底板１６１に固定されたガイドレール１８２に案内されつつＸ方向に移動するＸ駆動部１８４と、Ｘ駆動部１８４の上でＹ方向に移動するＹ駆動部１８６とを有する。これにより、粗動部１８０は、ＸＹ平面上の任意の位置に向かって高速に移動する。
【００３１】
Ｙ駆動部１８６は、顕微鏡１７１および微動部２００を搭載する。微動部２００は、ベース部１７６、重力打消部４００および下ステージ１７０と、複数のアクチュエータ１７２とを有する。
【００３２】
ベース部１７６は、Ｙ駆動部１８６から支持されると共に、微動部２００の他の部材を支持する。即ち、下ステージ１７０は、球面座４２０を介してベース部１７６上に支持される。下ステージ１７０は基板１０２および基板ホルダ１０８を保持する。なお、下ステージ１７０の搭載面は、例えば真空吸着、静電吸着等による吸着機構を有して、搭載された基板ホルダ１０８を吸着して保持する。
【００３３】
下ステージ１７０およびベース部１７６の間には、水平または垂直に配された複数のアクチュエータ１７２が配される。下ステージ１７０は、水平に配されたアクチュエータ１７２の動作によりＸ方向およびＹ方向に移動する。また、下ステージ１７０は、水平に配置した複数のアクチュエータ１７２を異なる動作量で動作させることにより、鉛直な軸の回りに回転する。
【００３４】
更に、下ステージ１７０は、垂直に配されたアクチュエータ１７２を動作させることにより昇降する。また更に、下ステージ１７０は、垂直に配された複数のアクチュエータ１７２の動作量を相互に変えることにより水平面に対する傾きも変化させる。
【００３５】
このように、粗動部１８０は、下ステージ１７０を、迅速にＸ方向またはＹ方向に移動させる。微動部２００は、粗動部１８０を停止させた状態で、下ステージ１７０を精密に位置合わせする。
【００３６】
顕微鏡１７１は、ベース部１７６に搭載されて、微動部２００と共にＸ方向およびＹ方向に移動する。顕微鏡１７１および下ステージ１７０の相対位置は予め正確に知ることができるので、下ステージ１７０に対向する物の下ステージ１７０に対する相対位置を、顕微鏡１７１を用いて正確に検出できる。
【００３７】
図示の状態では、上ステージ１９０に吸着された基板ホルダ１０８に保持された基板１０２のアライメントマークＭの位置を正確に検出できる。図中では、三角形の記号によりアライメントマークＭを表す。ただし、相対位置の検出は、アライメントマークＭを用いるとは限らない。例えば、基板１０２に形成されたパターン等を指標に用いる場合もある。
【００３８】
アライナ１６０において、天板１６５の下面には、上ステージ１９０および顕微鏡１９１が懸下される。上ステージ１９０および顕微鏡１９１は、天板１６５に対して固定されて移動しない。
【００３９】
上ステージ１９０は、水平で下向きの搭載面を有して、基板１０２を保持した基板ホルダ１０８を保持する。即ち、上ステージ１９０は、例えば真空吸着、静電吸着等による吸着機構を有して、基板ホルダ１０８を吸着して保持する。これにより、基板ホルダ１０８に吸着された基板１０２と、基板ホルダ１０８に保持された基板とを対向させることができる。
【００４０】
また、上ステージ１９０および顕微鏡１９１の相対位置は予め正確に知ることができるので、顕微鏡１９１を用いて、上ステージ１９０に対向する物の相対位置を正確に検出できる。この実施形態では、下ステージ１７０に搭載された基板ホルダ１０８に保持された基板１０２のアライメントマークＭを観察して、基板ホルダ１０８に保持された基板１０２の位置を正確に検出できる。
【００４１】
図３は、アライナ１６０の動作を、図２に対比して示す図である。既に説明した通り、顕微鏡１７１、１９１により対向する基板１０２のアライメントマークＭの位置を検出することにより、基板ホルダ１０８に保持された基板１０２に対する基板ホルダ１０８に保持された基板１０２の正確な相対位置を知ることができる。
【００４２】
そこで、基板１０２相互の相対位置のずれが無くなるように粗動部１８０および微動部２００を順次動作させることにより、一対の基板１０２を正対させることができる。続いて、垂直なアクチュエータ１７２を同時に動作させて下ステージ１７０を上昇させることにより、位置合わせをした状態で一対の基板１０２を積層して仮接合させることができる。
【００４３】
図４は、加圧装置１３０単独の構造を模式的に示す縦断面図である。加圧装置１３０は、筐体１３２の底部から順次積層された定盤１３８および加熱プレート１３６と、筐体１３２の天井面から垂下された圧下部１３４および加熱プレート１３６とを有する。加熱プレート１３６の各々はヒータを内蔵する。また、筐体１３２の側面のひとつには装入口１３１が設けられる。
【００４４】
加圧装置１３０には、既に位置合わせして重ね合わされた基板１０２が、基板ホルダ１０８および基板ホルダ１０８と共に搬入される。搬入された基板１０２および基板ホルダ１０８は、定盤１３８の加熱プレート１３６上面に載置される。
【００４５】
加圧装置１３０は、加熱プレート１３６を昇温させると共に、圧下部１３４を降下させて上側の加熱プレート１３６を押し下げる。これにより、加熱プレート１３６の間に挟まれた基板１０２並びに基板ホルダ１０８および基板ホルダ１０８が加熱および加圧され、基板１０２は恒久的に接着される。
【００４６】
なお、図示は省いたが、加熱、加圧した後に、基板１０２を冷却する冷却部を加圧装置１３０に設けてもよい。これにより、室温までに至らなくても、ある程度冷却した基板１０２を搬出して、迅速にＦＯＵＰ１１１に戻すことができる。
【００４７】
図５、図６、図７および図８は、基板貼り合わせ装置１００における基板１０２の状態の変遷を示す図である。以下、図５、図６、図７および図８を参照しつつ、図１に示す基板貼り合わせ装置１００の動作を説明する。
【００４８】
貼り合わせに供される基板１０２は、ＦＯＵＰ１１１に収容された状態で基板貼り合わせ装置１００に装填される。基板貼り合わせ装置１００においては、まず、大気ローダ１２１が、ホルダストッカ１４０から搬出した基板ホルダ１０８を、プリアライナ１５０に載置する。
【００４９】
次に、大気ローダ１２１は、ＦＯＵＰ１１１から１枚ずつ搬出した基板１０２を、プリアライナ１５０に置かれた基板ホルダ１０８に搭載する。搭載された基板１０２は、静電吸着等により、基板ホルダ１０８に保持される。
【００５０】
基板１０２を保持した基板ホルダ１０８は、少なくとも２組用意される。以下の工程において、基板１０２および基板ホルダ１０８が一体的に取り扱われる。こうして、図５に示すように、基板１０２を保持した基板ホルダ１０８が用意される。
【００５１】
環境ローダ１２０は、基板１０２を保持した基板ホルダ１０８を、アライナ１６０に順次搬送する。例えば、最初に搬送された基板ホルダ１０８は、環境ローダ１２０により反転されて上ステージ１９０に保持される。また、次に搬入された基板ホルダ１０８は、そのままの向きで下ステージ１７０に保持される。これら基板ホルダ１０８に保持された基板１０２は、図６に示すように、相互に位置合わせして仮接合される。
【００５２】
ここで、アライナ１６０において仮接合された一対の基板１０２はまだ接着されていないので、図７に示すように、基板ホルダ１０８の溝１０９にクリップ２０４が嵌められる。これにより、アライナ１６０による位置合わせを保持したまま、位置合わせした基板１０２を挟んだ一対の基板ホルダ１０８を一体的に搬送できる。
【００５３】
続いて、環境ローダ１２０は、仮接合された１対の基板１０２を挟んだ基板ホルダ１０８を、加圧装置１３０に搬送する。加圧装置１３０において加熱、加圧された１対の基板１０２は恒久的に接着され、図８に示すように、積層基板１０４となる。
【００５４】
更に、環境ローダ１２０は、基板ホルダ１０８および積層基板１０４を分離する。基板ホルダ１０８はホルダストッカ１４０に搬送される。また、積層基板１０４は、ＦＯＵＰ１１１に回収される。
【００５５】
図９は、微動部２００の詳細な構造を示す断面図である。なお、図２および図３と共通の要素には同じ参照番号を付して、重複する説明を省く。微動部２００はベース部１７６、上下アクチュエータ７０２、７０３、水平アクチュエータ７３０、下ステージ１７０、エアベアリング３００および重力打消部４００を備える。
【００５６】
ベース部１７６は、エアベアリング３００が形成するギャップ３０１を介してＹ駆動部１８６から支持される。エアベアリング３００は、エアベアリング駆動部３２１、流体室３１０およびシール部３２０を含む。
【００５７】
エアベアリング駆動部３２１は、ベース部１７６に搭載される。流体室３１０は、ベース部１７６の下面に、Ｙ駆動部１８６に向かって開口して形成される。流体室３１０には、エアベアリング駆動部３２１から空気、窒素ガス等の作動流体が供給される。これにより、Ｙ駆動部１８６の上面とベース部１７６の下面との間に作動流体の層が形成され、Ｙ駆動部１８６およびベース部１７６は直接に摺動しなくなる。従って、ベース部１７６は、Ｙ駆動部１８６上を極めて円滑に移動する。
【００５８】
シール部３２０は、真空環境で稼働するエアベアリング３００のギャップ３０１から、作動流体が真空環境に漏出することを防止する。シール部３２０の構造および作用については、図１１を参照して後述する。
【００５９】
下ステージ１７０は、反射鏡１７８およびテーブル部１７９を上面に有する。反射鏡１７８は、微動部２００の外部に固定された干渉計から出射されたレーザ光を反射する。これにより、下ステージ１７０の正確な位置および移動量を検出できる。テーブル部１７９は、真空吸着、静電吸着等による吸着機構を有して、搭載された基板ホルダ１０８を保持する。
【００６０】
重力打消部４００は、球面座４２０を介して、下ステージ１７０を下方から支持する。重力打消部４００は、下ステージ１７０の昇降を検出して、下ステージ１７０およびその搭載物の重量を打ち消すように重力方向に伸縮する。これにより、下ステージ１７０を移動させる場合の慣性を抑制して正確な位置合わせができる。
【００６１】
球面座４２０は、下ステージ１７０を揺動可能に支持する。また、球面座４２０は、流体軸受け等を介して、下ステージ１７０を低摩擦に支持する。これにより、上下アクチュエータ７０２、７０３を個別に動作させた場合、下ステージ１７０は円滑に揺動する。
【００６２】
また、重力打消部４００は、ベース部１７６に対して垂直に配されたシリンダ４１２と、シリンダ４１２の内部を垂直に変位するピストン４１４とを含む垂直駆動部４１０を有する。シリンダ４１２およびピストン４１４の間に作動流体を供給することにより下ステージ１７０等の重量を打ち消して、下ステージ１７０を円滑且つ精密に移動させることができる。
【００６３】
なお、重力打消部４００の下端でもあるシリンダ４１２の下面は、ベース部１７６を貫通して、Ｙ駆動部１８６の上面に、エアベアリング４５０を介して支持される。また、シリンダ４１２の側面は、ベース部１７６の内側に配されたジンバルサポート４３０により側方から支持される。これにより、重力打消部４００は、ベース部１７６に対して相対的に変位することなく、ベース部１７６と共にＹ駆動部１８６上を水平に移動する。
【００６４】
上下アクチュエータ７０２、７０３および水平アクチュエータ７３０のそれぞれは、支持部１７４を介して下ステージ１７０側に固定された軸状のマグネット１７３と、ヨーク１７５によりベース部１７６側に固定されたコイル１７７とを有する。これにより、コイル１７７に流れる駆動電流を変化させることによりマグネット１７３が進退して、ベース部１７６に対する下ステージ１７０の間隔を、それぞれのアクチュエータが配置された位置において短縮または拡大できる。このように、コイル１７７を下ステージ１７０側に配することにより、下ステージ１７０が移動する場合に、コイル１７７に駆動電流を供給するケーブルを下ステージ１７０が引きずることが避けられる。
【００６５】
なお、微動部２００において、下ステージ１７０の水平移動量および垂直移動量は小さい。従って、上下アクチュエータ７０２、７０３が動作した場合、水平アクチュエータ７３０のマグネット１７３はコイル１７７の内側で変位するに過ぎず、マグネット１７３およびコイル１７７が接触することはない。同様に、水平アクチュエータ７３０が動作した場合に、上下アクチュエータ７０２、７０３において、マグネット１７３およびコイル１７７が接触することもない。
【００６６】
図１０は、微動部２００の平面図である。この図においても、他の図と共通の要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。微動部２００は、ベース部１７６と、ベース部１７６上に搭載された下ステージ１７０、複数の水平アクチュエータ７１０、７２０、７３０およびエアベアリング駆動部３２１とを備える。また、ベース部１７６と下ステージ１７０との間には、ベース部１７６に対して垂直に配された３つの上下アクチュエータ７０１、７０２、７０３を備える。
【００６７】
下ステージ１７０は、反射鏡１７８を搭載していない周縁部を切りかかれている。これにより、エアベアリング駆動部３２１を搭載するベース部１７６上面の一部領域を露出させる。
【００６８】
３つの上下アクチュエータ７０１、７０２、７０３は、下ステージ１７０の重心Ｇから互いに等しい距離をおいて、単一直線上にない３個所に配される。３つの上下アクチュエータ７０１、７０２、７０３を同時に同方向に動作させた場合は、下ステージ１７０を垂直に上昇または下降させることができる。また、３つの上下アクチュエータ７０１、７０２、７０３の動作量を相互に変えた場合は、テーブル部１７９の、水平面に対する傾きが変化する。
【００６９】
なお、下ステージ１７０の重心Ｇは、下ステージ１７０と共に変位するテーブル部１７９および反射鏡１７８を含む。従って、下ステージ１７０の重心Ｇは、テーブル部１７９およびそこに保持された基板ホルダ１０８等の重心と一致するとは限らない。
【００７０】
ひとつの水平アクチュエータ７１０は、略水平に配されて、下ステージ１７０を、図中に矢印で示すＹ方向に移動させる。他の水平アクチュエータ７２０、７３０は、略水平に配されて、水平アクチュエータ７１０の作用線と交差する方向に下ステージ１７０を略Ｘ方向に移動させる。
【００７１】
なお、同じ向きに配された一対の水平アクチュエータ７２０、７３０を、同時に同じ動作量で動作させた場合、下ステージ１７０はＸ方向に直線移動する。一方、水平アクチュエータ７２０、７３０を、互いに異なる動作量で動作させた場合、下ステージ１７０は鉛直な軸の回りに回転する。
【００７２】
図１１は、エアベアリング３００の配管図である。エアベアリング３００は、ベース部１７６の下面に形成された流体室３１０と、ベース部１７６の側面下端に配されたシール部３２０と、ベース部１７６に搭載されたエアベアリング駆動部３２１とを含む。
【００７３】
流体室３１０は、Ｙ駆動部１８６の上面に向かって開口して、ベース部１７６の下面に形成される。シール部３２０は、流体室３１０に対して、ベース部１７６およびＹ駆動部１８６の間に形成されたギャップ３０１の外側に配される。シール部３２０は、流体室３１０に近い側から順に、帰還溝３２２、第一回収溝３２４および第二回収溝３２６を有する。帰還溝３２２、第一回収溝３２４および第二回収溝３２６は、ベース部１７６の周囲に環状に形成される。
【００７４】
流体室３１０の内部には、流体源３３０に連通する給気管３９２の一端が開口する。給気管３９２の途中には、コンプレッサ３４０およびレギュレータ３５０が配される。これにより、流体源３３０から供給された作動流体は、コンプレッサ３４０により加圧された後、レギュレータ３５０に設定された一定の圧力で流体室３１０の内部に供給される。
【００７５】
流体室３１０の内部に供給された作動流体は、ベース部１７６の下面とＹ駆動部１８６の上面との間にギャップ３０１を形成する。これにより、ベース部１７６およびＹ駆動部１８６の直接的な摺動を防止する。
【００７６】
帰還溝３２２の内部には、帰還路３９４の一端が開口する。これにより、ベース部１７６およびＹ駆動部１８６の間から外部に漏れる作動流体は、帰還溝３２２および帰還路３９４を通じて、給気管３９２におけるコンプレッサ３４０の上流に帰還される。これにより、ギャップ３０１から漏出した作動流体は、再び流体室３１０に戻されてエアベアリング３００に使用される。
【００７７】
帰還路３９４の途中には、給気管３９２から帰還路３９４に作動流体が流れ込むことを規制するチェックバルブ３０４を配してもよい。これにより、流体源３３０から供給された作動流体が帰還溝３２２に直接に流れ込むことが防止される。
【００７８】
第一回収溝３２４は、大気環境に配されたドライポンプ３８０に連通する。ドライポンプ３８０は、第一回収溝３２４から流体を吸い出す方向に動作して、帰還溝３２２よりも外側に漏出した低圧の作動流体を吸引する。
【００７９】
第二回収溝３２６は、ターボ分子ポンプ３７０に連通する。ターボ分子ポンプ３７０は、第二回収溝３２６から流体を吸い出す方向に動作して、帰還溝３２２および第一回収溝３２４よりも外側に漏出した、より低圧の作動流体を吸い出す。ターボ分子ポンプ３７０の排気側は、排気管３９８を介してドライポンプ３８０に連通する。これにより、ターボ分子ポンプ３７０が吸い出した作動流体は、ドライポンプ３８０に吸引される。
【００８０】
排気管３９８は、大気環境まで引き出され、ドライポンプ３８０に連通する。ドライポンプ３８０は、排気管３９８の内部を減圧して、第一回収溝３２４および第二回収溝３２６から回収された作動流体を大気環境に放出する。このように、ベース部１７６およびＹ駆動部１８６の間から漏出した作動流体を、段階的に帰還または排出することにより、作動流体の真空環境への漏出が防止される。
【００８１】
また、ベース部１７６およびＹ駆動部１８６の間から漏出した作動流体の一部は、帰還溝３２２および帰還路３９４を通じてエアベアリング３００に再利用される。これにより、流体源３３０から供給される作動流体の消費が抑制される。
【００８２】
更に、コンプレッサ３４０およびターボ分子ポンプ３７０を含むエアベアリング駆動部３２１が、流体室３１０およびシール部３２０に隣接してベース部１７６に搭載されている。これにより、作動流体の流路が短くなり、エアベアリング３００の応答性が高い。
【００８３】
上記の例では、互いに反対方向に回転する回転部分を有するコンプレッサ３４０およびターボ分子ポンプ３７０を各々１基ずつ搭載した。しかしながら、回転部分の回転方向が互いに反対で、その他の点では同じ仕様を有するコンプレッサ３４０およびターボ分子ポンプ３７０を各々１対搭載してもよい。これにより、振動の打ち消し効果がより高くなる。
【００８４】
図１２は、エアベアリング駆動部３２１におけるコンプレッサ３４０およびターボ分子ポンプ３７０のレイアウトを示す図である。図示のように、ベース部１７６に垂直に搭載されたコンプレッサ３４０およびターボ分子ポンプ３７０は回転部分の回転軸が互いに平行になる。
【００８５】
また、コンプレッサ３４０およびターボ分子ポンプ３７０は、各々の回転部分の回転方向が互いに反対になるように、ベース部１７６に搭載される。これにより、コンプレッサ３４０およびターボ分子ポンプ３７０は、動作に伴って生じる振動を打ち消し合い、ベース部１７６にコンプレッサ３４０およびターボ分子ポンプ３７０を搭載したことに起因する振動が、下ステージ１７０の位置合わせ精度に及ぼす影響を抑制できる。
【００８６】
図１３は、エアベアリング駆動部３２１におけるコンプレッサ３４０およびターボ分子ポンプ３７０の他のレイアウトを示す図である。図示のように、ベース部１７６に水平に搭載されたコンプレッサ３４０およびターボ分子ポンプ３７０は、回転部分の回転軸が互いに同一直線上に並ぶ。
【００８７】
また、コンプレッサ３４０およびターボ分子ポンプ３７０の各々の、回転部分の回転方向は、互いに反対になる。これにより、コンプレッサ３４０およびターボ分子ポンプ３７０は、動作に伴って生じる振動を打ち消し合う。従って、ベース部１７６に搭載したコンプレッサ３４０およびターボ分子ポンプ３７０の振動が、下ステージ１７０の位置合わせ精度に及ぼす影響を抑制できる。
【００８８】
図１４は、エアベアリング３００の他の配管図である。以下に説明する部分を除くと、このエアベアリング３００は、図１１に示したエアベアリング３００と共通の構造を有する。そこで、共通の要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。
【００８９】
エアベアリング３００は、エアベアリング駆動部３２１に実装され、第一回収溝３２４に連通するドライポンプ３８０を有する。ドライポンプ３８０は、第一回収溝３２４から作動流体を吸引する方向に動作する。また、ドライポンプ３８０の排気側は、給気管３９２におけるコンプレッサ３４０の上流側に作動流体を戻す帰還路３９１に連通する。
【００９０】
また、エアベアリング３００は、ターボ分子ポンプ３７０から、給気管３９２におけるコンプレッサ３４０の上流側に作動流体を戻す帰還路３９３を備える。一方、真空ポンプ３６０およびターボ分子ポンプ３７０から外部に作動流体を排出する排気管３９８と、ドライポンプ３８０は省かれる。
【００９１】
このような構造により、流体室３１０から漏出してシール部３２０において回収された作動流体は、すべてコンプレッサ３４０に帰還され、再び流体室３１０において利用される。このため、作動流体の消費が少なくなる。
【００９２】
また、排気管３９８およびドライポンプ３８０が省かれるので、エアベアリング３００の装置規模および稼働コストを縮小できる。更に、微動部２００に排気管３９８を結合しなくてもよいので、微動部２００を移動させる場合の負荷が軽減される。
【００９３】
図１５は、エアベアリング駆動部３２１におけるコンプレッサ３４０、ターボ分子ポンプ３７０およびドライポンプ３８０のレイアウトを示す図である。図示のように、ベース部１７６に垂直に搭載されたコンプレッサ３４０、ターボ分子ポンプ３７０およびドライポンプ３８０は、回転部分の回転軸が互いに平行になる。
【００９４】
また、コンプレッサ３４０、ターボ分子ポンプ３７０およびドライポンプ３８０の各々の、回転部分の回転方向は、互いに反対になるように、ベース部１７６に搭載される。これにより、コンプレッサ３４０、ターボ分子ポンプ３７０およびドライポンプ３８０は、動作に伴って生じる振動を打ち消し合い、ベース部１７６にコンプレッサ３４０、ターボ分子ポンプ３７０およびドライポンプ３８０を搭載したことに起因する振動が、下ステージ１７０の位置合わせ精度に及ぼす影響を抑制できる。
【００９５】
図１６は、エアベアリング駆動部３２１におけるコンプレッサ３４０、ターボ分子ポンプ３７０およびドライポンプ３８０のレイアウトを示す図である。図示のように、ベース部１７６に水平に搭載されたコンプレッサ３４０、ターボ分子ポンプ３７０およびドライポンプ３８０は、回転部分の回転軸が互いに同一直線上に並ぶ。
【００９６】
また、コンプレッサ３４０、ターボ分子ポンプ３７０およびドライポンプ３８０の各々の、回転部分の回転方向は、互いに反対になる。これにより、コンプレッサ３４０、ターボ分子ポンプ３７０およびドライポンプ３８０は、動作に伴って生じる振動を打ち消し合う。従って、ベース部１７６に搭載したコンプレッサ３４０、ターボ分子ポンプ３７０およびドライポンプ３８０の振動が、下ステージ１７０の位置合わせ精度に及ぼす影響を抑制できる。
【００９７】
図１７は、エアベアリング３００の配管図である。以下に説明する部分を除くと、このエアベアリング３００は、図１１および図１４に示したエアベアリング３００と共通の構造を有する。そこで、共通の要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。
【００９８】
エアベアリング３００は、真空ポンプ３６０から、給気管３９２におけるコンプレッサ３４０の上流側に作動流体を戻す帰還路３９１を備える。また、エアベアリング３００は、第二回収溝３２６から作動流体を吸引するターボ分子ポンプ３７０を備える。更に、エアベアリング３００は、第一回収溝３２４およびターボ分子ポンプ３７０の排気側から、給気管３９２におけるコンプレッサ３４０の上流側に作動流体を戻す帰還路３９３を備える。これらの点において、図１４に示したエアベアリング駆動部３２１と共通の構造を有する。
【００９９】
一方、エアベアリング駆動部３２１は、コンプレッサ３４０に上流側から連通するタンク３３２を有する。タンク３３２は作動流体を圧縮して貯蔵する。図１４を参照して既に説明した通り、流体室３１０から漏出した作動流体は、シール部３２０を通じてコンプレッサ３４０に還流する。このため、このエアベアリング３００では、シール部３２０からも漏出した僅かな作動流体しか消尽しない。従って、エアベアリング駆動部３２１に内蔵させたタンク３３２により、消尽した作動流体を十分に補うことができる。
【０１００】
こうして、微動部２００から外部に接続されていた給気管３９２も省くことができる。従って、微動部２００が移動する場合に給気管３９２から受けていた負荷を取り除くことができる。また、大気環境側に配する流体源３３０、ドライポンプ３８０等を省くことができるので、エアベアリング３００を含む装置の規模を縮小できる。
【０１０１】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【０１０２】
特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を、後の処理で用いる場合でない限り、任意の順序で実現しうることに留意されたい。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
【符号の説明】
【０１０３】
１００  基板貼り合わせ装置、１０２  基板、１０４  積層基板、１０８  基板ホルダ、１０９  溝、１１０、１３２  筐体、１１１  ＦＯＵＰ、１２０  環境ローダ、１２１  大気ローダ、１２２、１２３  フォーク、１２４  落下防止爪、１２５  ガイドレール、１２６  フォールディングアーム、１２９  ロードロック、１３０  加圧装置、１３１  装入口、１３４  圧下部、１３６  加熱プレート、１３８  定盤、１４０  ホルダストッカ、１５０  プリアライナ、１６０  アライナ、１６１  底板、１６２  枠体、１６３  支柱、１６５  天板、４２０  球面座、４００  重力打消部、１７０  下ステージ、１７１、１９１  顕微鏡、１７２  アクチュエータ、１７３  マグネット、１７４  支持部、１７５  ヨーク、１７６  ベース部、１７７  コイル、１７８  反射鏡、１７９  テーブル部、１８０  粗動部、１８２  ガイドレール、１８４  Ｘ駆動部、１８６  Ｙ駆動部、１９０  上ステージ、２００  微動部、２０４  クリップ、２１２、２１４  ゲートバルブ、３００、４５０  エアベアリング、３０１  ギャップ、３０４  チェックバルブ、３１０  流体室、３２０  シール部、３２１  エアベアリング駆動部、３２２  帰還溝、３２４  第一回収溝、３２６  第二回収溝、３３０  流体源、３３２  タンク、３４０  コンプレッサ、３５０  レギュレータ、３７０  ターボ分子ポンプ、３８０  ドライポンプ、３９２  給気管、３９４、３９１、３９３  帰還路、３９８  排気管、４００  重力打消部、４１０  垂直駆動部、４１２  シリンダ、４１４  ピストン、７０１、７０２、７０３  上下アクチュエータ、７１０、７２０、７３０  水平アクチュエータ
【図１】
2011075084.tif 000003
【図２】
2011075084.tif 000004
【図３】
2011075084.tif 000005
【図４】
2011075084.tif 000006
【図５】
2011075084.tif 000007
【図６】
2011075084.tif 000008
【図７】
2011075084.tif 000009
【図８】
2011075084.tif 000010
【図９】
2011075084.tif 000011
【図１０】
2011075084.tif 000012
【図１１】
2011075084.tif 000013
【図１２】
2011075084.tif 000014
【図１３】
2011075084.tif 000015
【図１４】
2011075084.tif 000016
【図１５】
2011075084.tif 000017
【図１６】
2011075084.tif 000018
【図１７】
2011075084.tif 000019