(57)【要約】【課題】  石定盤を備えるステージ装置において、要求される性能を満足したうえで大型化に適したステージ装置を提供する。【解決手段】  本発明によるステージ装置は、表面加工された石定盤２０上を、静圧軸受パッド１４ａ〜１４ｃで支持された移動体１４がＸ軸方向、Ｙ軸方向に滑走移動可能に構成されている。前記石定盤のサイズを前記移動体の滑走領域に対応する大きさとし、該石定盤をその受け部１００ａを持つ鋳鉄製の鋳物あるいは鋼構造物によるベース１００に固定した。【選択図】      図１
2004309459.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
石定盤上を、可動部がＸ軸、Ｙ軸の少なくとも一方の方向に移動可能に構成されたステージ装置において、
前記石定盤のサイズを前記可動部の移動領域に対応する大きさとし、該石定盤をその受け部を持つ鋳鉄製の鋳物あるいは鋼構造物によるベースに固定したことを特徴とするステージ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のステージ装置において、前記ベースは、その中央部に前記受け部を有してその両側には互いに平行にＸ軸、Ｙ軸の一方の方向に延びる２つのガイド部材設置部を有し、これら２つのガイド部材設置部にそれぞれ互いに平行に延びるガイド部材が設置され、これら２本のガイド部材にはそれぞれ、該ガイド部材に沿って移動可能に第１の移動体が備えられ、これら２つの第１の移動体間がＸ軸、Ｙ軸の他方の方向に延びるビームで連結され、該ビームには該ビームに沿って移動可能に第２の移動体が備えられることにより、該第２の移動体が前記可動部として前記石定盤上で前記Ｘ軸方向及びＹ軸方向に移動可能にされていることを特徴とするステージ装置。
【請求項３】
請求項２に記載のステージ装置において、前記第１の移動体と前記ガイド部材との間に介在するように少なくとも１つの静圧軸受けパッドが前記第１の移動体に設けられると共に、前記第１の移動体と前記石定盤との間に介在するように静圧軸受けパッドが前記第１の移動体に設けられ、前記第２の移動体と前記ビームとの間に介在するように少なくとも１つの静圧軸受けパッドが前記第２の移動体に設けられると共に、前記第２の移動体と前記石定盤との間に介在するように複数の静圧軸受けパッドが前記第２の移動体に設けられてい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、前記ベースは、その中央部に前記受け部を有してその両側には互いに平行にＸ軸、Ｙ軸の一方の方向に延びる２つのガイド部材設置部を有し、これら２つのガイド部材設置部にそれぞれ互いに平行に延びるガイド部材が設置され、これら２本のガイド部材に沿って移動可能な移動体が備えられ、該移動体が前記可動部として前記Ｘ軸、Ｙ軸の一方の方向に移動可能にされていることを特徴とするステージ装置。
【請求項５】
請求項４に記載のステージ装置において、前記移動体と前記ガイド部材との間に介在するように少なくとも１つの静圧軸受けパッドが前記移動体に設けられていることを特徴とするステージ装置。
【請求項６】
請求項４または５に記載のステージ装置において、被処理基板が前記定盤上に置かれ、前記移動体には該被処理基板に対して検査あるいは加工を行うための検査機器あるいは加工機が搭載されることを特徴とするステージ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はステージ装置に関し、特に、石定盤上を、可動部がＸ軸、Ｙ軸の少なくとも一方の方向に移動可能に構成されたステージ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のステージ装置の一例として、サーフェス型位置決めステージ装置と呼ばれるＸ−Ｙステージ装置を図３を参照して説明する。図３において、架台１上に固定された石定盤１０上には２本のガイド部材２、３が所定の間隔をおいて互いに平行にＹ軸方向に延びるように配設されている。ガイド部材２、３にはそれぞれ移動体４、５が配置されている。移動体４、５はそれぞれリニアモータ駆動方式によりガイド部材２、３に沿って移動するものである。
【０００３】
簡単に説明すると、ガイド部材２、３にはそれぞれ多数の磁石から成る磁石装置が組み込まれている。一方、移動体４、５はそれぞれ磁石装置と作用し合う可動コイルを有している。これにより、移動体４、５はそれぞれガイド部材２、３に沿ってスライド移動可能となっている。なお、位置決め制御のために、移動体４、５、後述する移動体１４の位置を計測するための計測装置、例えばリニアスケール及びセンサが備えられるが、この種の計測装置を含むリニアモータ自体は周知であるので、詳しい説明は省略する。
【０００４】
ここで、ガイド部材２と移動体４に着目すると、図３（ｂ）に示すように、移動体４はガイド部材２を跨ぐような断面略逆Ｕ形状を有し、その内面には静圧軸受けパッド１２が備えられ、ガイド部材２と移動体４との間に介在している。これにより、移動体４のガイド部材２に沿った移動がスムーズに行われるようになっている。また、移動体４の下面には静圧軸受けパッド１３が備えられ、石定盤１０と移動体４との間に介在している。これにより、移動体４の石定盤１０上での移動がスムーズに行われるようになっている。同様に、移動体５にも静圧軸受けパッド１２及び１３が備えられている。なお、図３（ａ）では、移動体４の上部の一部を切り取って示している。
【０００５】
移動体４と５の間はビーム６で連結されている。ビーム６には移動体１４が配置されている。移動体１４はビーム６をガイドとして、図３（ａ）のＸ軸方向に移動可能である。図３（ａ）では、便宜上、移動体１４の上部を切り取った状態で示している。移動体１４も上述したリニアモータ駆動方式により移動するものである。このために、ビーム６に磁石装置が組み込まれ、移動体１４はこの磁石装置と作用し合う可動コイルを有している。
【０００６】
移動体１４はビーム６を跨ぐような断面略逆Ｕ形状を有し、その内面には静圧軸受パッド１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄが備えられ、ビーム６と移動体１４との間に介在している。石定盤１０と移動体１４との間にも静圧軸受けパッド１４ａ、１４ｂ、１４ｃが配置されている。つまり、移動体１４の下面に静圧軸受けパッド１４ａ〜１４ｃが取り付けられている。これにより、移動体１４はビーム６に沿ってスムーズに移動可能であるとともに、石定盤１０上をスムーズに移動可能にされている。なお、ビーム６の下面にも静圧軸受パッド１６が備えられ、ビーム６と石定盤１０との間に介在している。これにより、ビーム６は石定盤１０上をスムーズに移動可能にされている。
【０００７】
このようなサーフェス型位置決めステージ装置は、例えば特許文献１に開示されている。
【０００８】
この種のサーフェス型位置決めステージ装置は、例えば液晶露光装置用とする場合、移動体１４は被処理物体、つまり液晶基板を搭載して移動させるためのテーブル、特に吸着機構等により液晶基板を保持する機能を持つテーブルとして構成される。
【０００９】
いずれにしても、これまでのサーフェス型位置決めステージ装置は、架台１の上に一体物の石定盤１０が設置され、その上に可動部、そのガイド部、可動部の駆動装置、可動部の位置計測装置等が設置される。また、可動部は圧縮空気の吹き出しによって浮上する静圧軸受パッドにより支えられ、ガイド部に沿って石定盤１０上を非接触で移動する。
【００１０】
ところで、静圧軸受パッドが移動する石定盤１０の表面は平面度数μｍで、滑らかに仕上げ加工されているが、静圧軸受パッドが移動する範囲は、図３（ａ）に示すように石定盤１０全面のうちの一部分に限定されている。
【００１１】
これに対し、液晶露光装置用のサーフェス型位置決めステージ装置とする場合、液晶基板が大型化（第５世代基板：１５００×１８００ｍｍ、第７世代基板：１８００×２０００ｍｍ）するにつれ石定盤も大型化し、一体物の石定盤の製作が困難になる。つまり、液晶露光装置に使用されるサーフェス型位置決めステージ装置は、テーブル上の吸着機構に搭載されて露光対象となる液晶基板の世代が新しくなるにつれて基板寸法が大型化し、従来の構成では製作の限界を越える可能性がある。
【００１２】
【特許文献１】特開２０００−３５６６９３号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
そこで、本発明の課題は、石定盤を備えるステージ装置の構成を改良することによって、要求される性能を満足したうえで大型化に適したステージ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明によれば、石定盤上を、可動部がＸ軸、Ｙ軸の少なくとも一方の方向に移動可能に構成されたステージ装置において、前記石定盤のサイズを前記可動部の移動領域に対応する大きさとし、該石定盤をその受け部を持つ鋳鉄製の鋳物あるいは鋼構造物によるベースに固定したことを特徴とするステージ装置が提供される。
【００１５】
本発明の第１の態様によるステージ装置においては、前記ベースは、その中央部に前記受け部を有してその両側には互いに平行にＸ軸、Ｙ軸の一方の方向に延びる２つのガイド部材設置部を有し、これら２つのガイド部材設置部にそれぞれ互いに平行に延びるガイド部材が設置され、これら２本のガイド部材にはそれぞれ、該ガイド部材に沿って移動可能に第１の移動体が備えられ、これら２つの第１の移動体間がＸ軸、Ｙ軸の他方の方向に延びるビームで連結され、該ビームには該ビームに沿って移動可能に第２の移動体が備えられることにより、該第２の移動体が前記可動部として前記石定盤上で前記Ｘ軸方向及びＹ軸方向に移動可能にされている。
【００１６】
本発明の第１の態様によるステージ装置においてはまた、前記第１の移動体と前記ガイド部材との間に介在するように少なくとも１つの静圧軸受けパッドが前記第１の移動体に設けられると共に、前記第１の移動体と前記石定盤との間に介在するように静圧軸受けパッドが前記第１の移動体に設けられ、前記第２の移動体と前記ビームとの間に介在するように少なくとも１つの静圧軸受けパッドが前記第２の移動体に設けられると共に、前記第２の移動体と前記石定盤との間に介在するように複数の静圧軸受けパッドが前記第２の移動体に設けられている。
【００１７】
本発明の第２の態様によるステージ装置においては、前記ベースは、その中央部に前記受け部を有してその両側には互いに平行にＸ軸、Ｙ軸の一方の方向に延びる２つのガイド部材設置部を有し、これら２つのガイド部材設置部にそれぞれ互いに平行に延びるガイド部材が設置され、これら２本のガイド部材に沿って移動可能な移動体が備えられ、該移動体が前記可動部として前記Ｘ軸、Ｙ軸の一方の方向に移動可能にされている。
【００１８】
本発明の第２の態様によるステージ装置においてはまた、前記移動体と前記ガイド部材との間に介在するように少なくとも１つの静圧軸受けパッドが前記移動体に設けられている。
【００１９】
本発明の第２の態様によるステージ装置においては更に、被処理基板が前記定盤上に置かれ、前記移動体には該被処理基板に対して検査あるいは加工を行うための検査機器あるいは加工機が搭載される。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、ステージ装置におけるベースと石定盤の構成を改良することによって、要求される性能を満足したうえで大型の、例えば基板処理用として製作可能なステージ装置を提供することができる。これは、液晶基板等の被処理物体が大型化する場合、それに応じて石定盤、ベースも大型化するが、従来の一体物の石定盤の大型化に比べて本発明における石定盤のサイズの増加は小さくて済むからである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図１を参照して、本発明をサーフェス型位置決めステージ装置に適用した第１の実施の形態について説明する。図１において、図３と同じ部分には同一番号を付している。本形態は、以下のような点に特徴を有する。
【００２２】
（１）図３で説明した一体物の石定盤１０と架台１の代わりに、ベース１００と石定盤２０との組み合わせを用いる。ベース１００は鋳鉄による鋳物、あるいは角パイプ、形鋼等による鋼構造物とし、移動体１４の移動領域に相当する領域を切り欠いた構造とする。
【００２３】
（２）そして、ベース１００の切り欠かれた部分、つまり移動体１４の移動領域に対応する部分に石定盤２０を設置する。石定盤２０の表面は平面度数μｍで、滑らかに仕上げ加工されている。また、石定盤２０のレベルはベース１００に対し調整されて設置される。
【００２４】
（３）ビーム６の駆動装置であるリニアモータやガイド部はベース１００側に配置される。
【００２５】
（４）このような構造とすることにより、従来技術において一体物の石定盤を持つ構造で困難であった液晶基板等の被処理物体の大型化に対応したステージ装置の製作が可能となる。
【００２６】
以下に、本形態によるサーフェス型位置決めステージ装置を詳細に説明する。図１において、鋼構造物によるベース１００に形成された石定盤用の受け部１００ａに石定盤２０が設置され、レベル出しを行った上で固定される。ベース１００は、受け部１００ａの両側にガイド部材を設置するための設置部を有する。この設置部にガイド部材２、３が互いに平行にＹ軸方向に延びるように配設されている。ガイド部材２、３にはそれぞれ移動体４、５が配置されている。
【００２７】
移動体４、５はそれぞれリニアモータ駆動方式により移動するものである。つまり、ガイド部材２、３にはそれぞれ多数の磁石から成る磁石装置が組み込まれている。移動体４、５はそれぞれ磁石装置と作用し合う可動コイルを有している。これにより、移動体４、５はそれぞれガイド部材２、３に沿ってＹ軸方向にスライド移動可能となっている。また、位置決め制御のために、移動体４、５、後述する移動体１４の位置を計測するための計測装置、例えばリニアスケール及びセンサが設置されるが、この種の計測装置を含むリニアモータは周知であるので、詳しい説明は省略する。
【００２８】
ガイド部材２と移動体４について言えば、図１（ｂ）に示すように、移動体４はガイド部材２を跨ぐような断面略逆Ｕ形状を有する。移動体４の内面には１個以上の静圧軸受けパッド１２が備えられ、ガイド部材２と移動体４との間に介在している。移動体４の案内面となるガイド部材２の側面も表面仕上げ加工が施されていることは言うまでも無い。これにより、移動体４のガイド部材２に沿った移動がスムーズに行われる。また、図１（ｂ）に示すように、移動体４の下面には１個以上の静圧軸受けパッド１３が備えられ、定盤２０と移動体４との間に介在している。これにより、石定盤２０上での移動がスムーズに行われる。
【００２９】
以上の構成は、ガイド部材３と移動体５についてもまったく同じである。つまり、移動体５にも静圧軸受けパッド１２、１３が備えられている。
【００３０】
なお、上記の静圧軸受けパッドに代えて、いわゆる直動ガイドを用いても良く、これは以降で述べられる移動体１４における静圧軸受けパッドにおいても同様である。
【００３１】
移動体４と５の間はビーム６で連結されている。ビーム６には移動体１４が配置されている。移動体１４はビーム６をガイドとして、図１（ａ）のＸ軸方向に移動可能である。図１（ａ）では、便宜上、移動体１４の上部を切り取った状態で示している。移動体１４も上述したリニアモータ駆動方式により移動するものである。このために、ビーム６に磁石装置が組み込まれ、移動体１４はこの磁石装置と作用し合う可動コイルを有している。
【００３２】
移動体１４はビーム６を跨ぐような断面略逆Ｕ形状を有し、その内面には静圧軸受パッド１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄが備えられ、ビーム６と移動体１４との間に介在している。石定盤２０と移動体１４との間にも静圧軸受けパッド１４ａ、１４ｂ、１４ｃが配置されている。つまり、移動体１４の下面に静圧軸受けパッド１４ａ〜１４ｃが取り付けられている。移動体１４の案内面となるビーム６の側面も表面仕上げ加工が施されていることは言うまでも無い。これにより、移動体１４はビーム６に沿ってスムーズに移動可能であるとともに、石定盤２０上をスムーズに移動可能にされている。つまり、移動体１４は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向に移動可能である。
【００３３】
なお、ビーム６の下面にも静圧軸受パッド１６が備えられ、ビーム６と石定盤２０との間に介在している。これにより、ビーム６が石定盤２０上をスムーズに移動可能にされている。
【００３４】
上記のようなサーフェス型位置決めステージ装置は、移動体１４に被処理物体を搭載するためのテーブルが設けられるか、あるいは移動体１４自体がテーブルとして利用される。そして、被処理物体が基板状のものである場合には、このテーブルには減圧機構による吸着機構が備えられる。このようなステージ装置は、例えば液晶露光装置に適しているが、これに限られるものではなく、大型化することが要求されるステージ装置全般に適用可能である。また、上記の形態は、移動体１４がＸ軸、Ｙ軸の両方に移動可能なステージ装置であるが、移動体１４がＸ軸、Ｙ軸の一方のみに移動可能なステージ装置にも適用され得る。この場合、移動体１４に相当する部分はビーム６に固定される。勿論、移動体１４に相当する部分無しでビーム６自体が移動体として利用されても良い。この場合、移動体４、５とビーム６とから成る部分が移動体と呼ばれても良い。
【００３５】
図２を参照して、本発明の第２の実施の形態について説明する。この第２の実施の形態によるステージ装置は、定盤上に置かれた被処理基板を検査するための撮像装置を搭載することで検査用ステージ装置として使用される。
【００３６】
図２において、図１と同じ部分には同一番号を付している。本形態と第１の実施の形態の相違は、定盤２０上に被処理基板が置かれることに加えて、ビーム６−１に撮像装置３０を搭載した点にある。この場合、被処理基板の保持のために、定盤２０には、減圧機構による吸着機構が１個以上埋め込まれるのが好ましい。また、撮像装置３０は、ビーム６−１の側面に沿って図中、Ｘ軸方向に移動可能であると共に、Ｘ軸、Ｙ軸に対して直角なＺ軸方向にも移動可能にしている。撮像装置３０をＺ軸方向に可動とする理由の１つとしては、撮像範囲を可変とすることがあげられる。ガイド部材２と移動体４、ガイド部材３と移動体５との間の構造は第１の実施の形態とまったく同じで良い。
【００３７】
このようなＸ軸、Ｚ軸方向の移動を可能にするための駆動機構については図示は省略しているが、その一例について簡単に説明する。ビーム６−１の側面にＸ軸方向に延びるガイド部材を設けてＸ軸駆動源により可動部をこのガイド部材に沿って移動可能にする。そして、この可動部にはＺ軸駆動源を介して撮像装置３０をＺ軸方向に移動可能に搭載する。Ｘ軸駆動源としては、例えばリニアモータを使用することができ、Ｚ軸駆動源には、例えばボイスコイルモータを使用することができる。このような駆動源自体は周知であるので、詳しい説明は省略する。勿論、駆動源はリニアモータ、ボイスコイルモータに限らない。
【００３８】
なお、ビーム６−１の下面側には静圧軸受パッドは備えられず、被処理基板は、移動体４、５の下面側の静圧軸受パッドの移動領域に入らない大きさにされることは言うまでも無い。また、移動体４、５のＹ軸方向の長さは、Ｙ軸方向に関する検査領域の拡大という観点から、できるだけ短くされるのが好ましいことは言うまでも無い。
【００３９】
このようなステージ装置は、定盤２０上に置かれた被処理基板の処理後の状態を撮像装置３０で撮像し、得られた画像を基に被処理基板の表面状態の検査を行う装置に適し、定盤２０上に置かれる被処理基板の大型化に対応できるようになる。
【００４０】
ところで、液晶基板の製造過程においてガラス基板に特定の材料による薄膜を塗布形成するために、スピンコータ機に代えてテーブルコータ機と呼ばれるものが使用されるようになってきている。本発明は、テーブルコータ機用のステージ装置にも適用可能である。この場合、テーブルコータ機は、図２に示すようなステージ装置において、ビーム６−１にノズル部が搭載される。つまり、図１に示す移動体１４は備えられず、定盤２０上にガラス基板が置かれる。そして、ガラス基板の保持のために、定盤２０には減圧機構による吸着機構が１個以上埋め込まれる。
【００４１】
このようなテーブルコータ機はガントリ型コータ機とも呼ばれている。このようなテーブルコータ機用のステージ装置においても、定盤２０上に置かれるガラス基板のような被処理基板の大型化に対応できる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明をサーフェス型位置決めステージ装置に適用した第１の実施の形態を示した図であり、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は側面図である。
【図２】本発明を検査用ステージ装置に適用した第２の実施の形態を示した図であり、図２（ａ）は平面図、図２（ｂ）は側面図である。
【図３】従来のサーフェス型位置決めステージ装置の一例を示した図であり、図３（ａ）は平面図、図３（ｂ）は側面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１    架台
２、３    ガイド部
４、５、１４    移動体
６、６−１    ビーム
１０、２０    石定盤
１２、１３、１４ａ〜１４ｃ、１５ａ〜１５ｄ、１６    静圧軸受パッド
１００    ベース
【図１】
2004309459.tif 000003
【図２】
2004309459.tif 000004
【図３】
2004309459.tif 000005