(57)【要約】【課題】昇降速度が速く、かつ保持された基板に対して歪みを発生させるおそれがない新規な近接露光装置のワークステージの提供。【解決手段】基板Ｗを保持するワークチャック１１０とステージベース１２０間を少なくとも一つ以上のクランク１３０で接続し、このクランク１３０を移動機構１４０によって回動させることでステージベース１２０に対してワークチャック１１０を昇降動させる。これによって、ワークチャック１１０を素早く昇降できると共に、ストッパやショックアブソーバが不要となるため、衝撃による基板Ｗへの歪みの発生を確実に回避できる。【選択図】        図１
2004347883.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被露光材としての板状の基板を保持すると共に、これをマスクステージに保持されたマスク側に近接離間させるようにした近接露光装置のワークステージにおいて、
上記基板を吸着して保持するワークチャックと、
このワークチャックを上記マスク方向に移動自在に支持するステージベースと、
一端がこのステージベース側または上記ワークチャック側に係合すると共に他端が上記ワークチャック側またはステージベース側に係合した少なくとも一つ以上のクランクと、
このクランクの上記一端の係合部を上記近接離間する方向と交差する方向に移動させることにより、このクランクを回動させて上記ワークチャックを上記マスク側に近接離間移動させる移動機構と、
を備えたことを特徴とする近接露光装置のワークステージ。
【請求項２】
請求項１に記載の近接露光装置のワークステージにおいて、
上記移動機構が、上記ステージベース側に設けられた送りねじと、この送りねじに螺合したねじナットと、この送りねじを回転するモータとからなり、かつ上記クランクの上記一端部がこのねじナットに揺動自在に連結されていることを特徴とする近接露光装置のワークステージ。
【請求項３】
請求項２に記載の近接露光装置のワークステージにおいて、
上記クランクが上記送りねじの長手方向に二つ備えられると共に、その送りねじにこれら各クランクの下端をそれぞれ揺動自在に連結するねじナットをそれぞれ螺合させ、かつ、その送りねじが、そのねじナット間を境に螺刻方向が異なる左右ねじであることを特徴とする近接露光装置のワークステージ。
【請求項４】
被露光材としての板状の基板を保持すると共に、これをマスクステージに保持されたマスク側に接近させるようにした近接露光装置のワークステージにおいて、
上記基板を吸着して保持するワークチャックと、このワークチャックを上記マスク方向に移動自在に支持するステージベースと、このワークチャックとステージベース間にモータ駆動自在に設けられたカムシャフトと、このカムシャフトと共に回動する偏心カムと、この偏心カムに係合するカムフォロアとを備えたことを特徴とする近接露光装置のワークステージ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の近接露光装置のワークステージにおいて、
上記ステージベースとワークチャック間に、少なくとも一つ以上のバランスシリンダを備えたことを特徴とする近接露光装置のワークステージ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ等のフラットパネルディスプレイを製作するための近接露光装置に係り、特にこのフラットパネルディスプレイを得るための被露光材となる基板を保持するためのワークステージの改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
係る近接露光は、表面に感光剤を塗布した透光性の基板を近接露光装置のワークステージ上に保持すると共に、その基板をマスクステージに保持されたマスクに接近させて両者の隙間を数１０μｍ〜数１００μｍにした後、マスク側からそのワーク上に露光用の光を照射することにより、そのワーク上にそのマスクに描かれたマスクパターンを露光転写するようにしたものである。
【０００３】
また、近年のフラットパネルディスプレイの大型化に伴い、係る近接露光は、例えば、以下の特許文献１〜３等に示すように、基板より小さいマスクを基板に近接して対向配置した状態でその基板をマスクに対してステップ移動させて各ステップ毎に基板に向けてパターン露光用の光を照射し、これによって、マスクに描かれた複数のマスクパターンを基板上に露光転写して一枚の基板に複数のディスプレイ用材を作成するようにした、いわゆる分割逐次近接露光方式がある。
【０００４】
このように液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ等を製作するために使用される従来の近接露光装置の基本構成及びその作用について簡単に説明する。
この近接露光装置は、例えば図７に示すように、板状の基板Ｗを保持するワークステージ１０と、この基板Ｗにマスクパターンを転写するためのマスクＭを保持するマスクステージ２０と、そのマスクＭに描かれたマスクパターンをその基板Ｗ上に露光転写する照射部３０とから主に構成されている。
【０００５】
先ず、この照射部３０は、例えば高圧水銀ランプ等の紫外線照射用の光源３１と、この光源から照射された光を集光する凹面鏡３２と、その凹面鏡３２の焦点近傍に配置されたオプチカルインテグレータ３３と、平面ミラー３４，３５及びこれらを経由して入射する光束を平行な光束として露光面に導く曲面ミラー３６と、平面ミラー３４とオプチカルインテグレータ３３との間に配置されて照射光路を開平制御する露光制御用シャッター３７とから構成されている。
【０００６】
そして、露光時にその露光制御用シャッター３７が開制御されると、光源３１から照射された光が図示する光路Ｌを経てマスクステージ１０に保持されるマスクＭ、ひいてはワークステージ２０に保持される基板Ｗの表面に対して垂直にパターン露光用の平行光として照射され、これによりマスクＭのマスクパターンが基板上に露光転写されるようになっている。
【０００７】
一方、マスクステージ２０は、ワークステージ１０側の装置ベース４０から伸びるステージ支持台４１，４１，４１，４１に支持されたマスクベース２１の中央に矩形状の開口２２を備えると共に、その開口４２内に、所定のマスクＭを保持するためのマスク保持枠２３を可動自在に備えた構成となっている。
そして、図示しない真空式吸着機構によってこのマスク保持枠２３に所定のマスクＭを真空吸着して保持すると共に、各種シリンダ２４等のアクチュエータ等からなる調整機構２５によって保持したマスクＭを図中Ｘ及びＹ方向にスライド移動させることでその位置を正確に調整できるようになっている。尚、このマスク保持枠２３には、その他、マスクＭと基板Ｗとの隙間を測定するためのギャップセンサ２６や、平面ズレ量を検出するためのアライメントカメラ２７、及びマスキングアパーチャー（遮蔽板）２８等が移動可能に備えられている。
【０００８】
他方、ワークステージ１０は、堅牢な装置ベース４０上に設置されており、そのマスクＭと基板Ｗとの対抗面間の隙間を調整するＺ軸送り台１１と、そのＺ軸送り台１１上に配設されて基板ＷをＹ軸方向に移動させる基板送り機構１２とを主に備えた構成となっている。
このＺ軸送り台１１は、装置ベース４０上に立設された上下粗動機構１３によってＺ軸方向に粗動可能に支持されたＺ軸粗動ステージ１４と、そのＺ軸粗動ステージ１４の上に上下微動機構１５を介して支持されたＺ軸微動ステージ１６とから構成されている。
【０００９】
そして、この上下粗動機構１３には、後述するようにそのアクチュエータとして空気圧シリンダが用いられ、単純な上下動作を行うことにより、Ｚ軸粗動ステージ１４を大まかに昇降させるようになっている。
これに対し、上下微動機構１５は、モータ１５ａと、ボールねじ１５ｂと、くさび状ナット１５ｃとを組み合わせてなる可動くさび機構を備えており、Ｚ軸粗動ステージ１４上に設置したモータ１５ａによってボールねじ１５ｂを回転駆動させ、そのボールねじ１５ｂに螺合したくさび状ナット１５ｃの斜面をＺ軸微動ステージ１６の下面に突設したくさび１５ｄの斜面と係合させることでＺ軸微動ステージ１６をＺ軸方向に細かく昇降調整させるようになっている。尚、この上下微動機構１５は、Ｚ軸微動ステージ１６のＹ軸方向の一端側（図の手前側）に２台、他単側に１台合計３台設置され、それぞれが独立に駆動制御されるようになっており、これにより、この上下微動機構１５は、チルト機構をも備えているので、マスクＭと基板Ｗとの平行度が狂っている状態であっても隙間を３カ所で微調整することにより、マスクＭと基板Ｗとを平行かつ所定の隙間を介して対向するように調整できるようになっている。
【００１０】
基板送り機構１２は、このＺ軸微動ステージ１６の上面に互いに離間配置されてそれぞれＹ軸方向に沿って延設された一対のリニアガイド１７と、そのリニアガイド１７のスライダ（図示せず）に取り付けられたＹ軸送り台１８と、このＹ軸送り台１８をＹ軸方向に移動させるＹ軸送り駆動機構１９とを備えており、Ｙ軸送り駆動機構１９のモータ１９ａによって回転駆動されるボールねじ１９ｂに螺合されたボールねじナット（図示せず）にＹ軸送り台１８が連結されている。
【００１１】
そして、さらにこのＹ軸送り台１８には、基板Ｗを吸着して保持するワークチャック２ａが取り付けられると共に、送り誤差検出手段５０としてのレーザ干渉計５３，５４，５４のミラー５１，５２，５２が設置されており、この送り誤差検出手段５０によってそのワークチャック２ａのＹ軸送り誤差を検出するようになっている。
尚、ミラー５１はＹ軸送り台１８の幅方向の一側でＹ軸方向に伸びており、ミラー５２，５２はＹ軸送り台１８のＹ方向に一端側にＸ軸方向に互いに離間して二カ所配置されている。
【００１２】
【特許文献１】
特開２０００−３５６７６号公報
【特許文献２】
特開２００１−１２５２８４号公報
【特許文献３】
特開２００２−３６５８１０号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような構成をした従来の近接露光装置のワークステージ１０のうち、特に上下粗動機構１３に係る部分は、駆動源として空気圧シリンダ１３ａを使用している。この場合、Ｚ軸粗動ステージ１４の位置決めをするためには、例えば、図８に示すように、装置ベース４０とＺ軸粗動ステージ１４との間に設けられた空気圧シリンダ１３ａと、両者を昇降動自在自在に係合するリニアガイド１３ｂと、上昇量を規制するメカニカルストッパ１３ｃと、ショックアブソーバー１３ｄとから構成することが考えられる。これにより、空気圧シリンダ１３ａ及びリニアガイド１３ｂによってＺ軸粗動ステージ１４を垂直に昇降させると共に、ショックアブソーバ１３ｄによってメカニカルストッパ１３ｃの衝突時の衝撃を緩衝するようにできる。
【００１４】
しかし、駆動源として空気圧シリンダを用いている場合、昇降速度が遅く、また、メカニカルストッパ１３ｃに衝突したときの衝撃がショックアブソーバ１３ｄだけでは十分に吸収できず、吸収しきれなかった衝撃によってその上方に設置されるワークチャック２ａに保持された基板Ｗに歪みが発生することがあった。
そこで、本発明はこのような課題を有効に解決するために案出されたものであり、その目的は、昇降速度が速く、かつ保持された基板に対して歪みを発生させるおそれがない新規な近接露光装置のワークステージを提供するものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
〔発明１〕
上記課題を解決するために発明１の近接露光装置のワークステージは、
被露光材としての板状の基板を保持すると共に、これをマスクステージに保持されたマスク側に近接離間させるようにした近接露光装置のワークステージにおいて、
上記基板を吸着して保持するワークチャックと、このワークチャックを上記マスク方向に移動自在に支持するステージベースと、一端がこのステージベース側または上記ワークチャック側に係合すると共に他端が上記ワークチャック側またはステージベース側に係合した少なくとも一つ以上のクランクと、このクランクの上記一端の係合部を上記近接離間する方向と交差する方向に移動させることにより、このクランクを回動させて上記ワークチャックを上記マスク側に近接離間移動させる移動機構とを備えたことを特徴とするものである。
【００１６】
すなわち、本発明は、ワークチャックとステージベース間を少なくとも一つ以上のクランクで接続し、このクランクを移動機構によって回動させることでステージベースに対してワークチャックを往復動させるようにしたものである。
これによって、クランクの回動を前記近接離間の方向の往復運動に変換することにより、ワークチャックがマスクへ近づくにつれ減速するような運動を容易に得られる。
【００１７】
つまり、クランクの一端側を移動機構により、一定速度で移動させた場合であっても、ワークチャックの上昇速度に直目すると、動き始めは高速で、マスクに近づくにつれて減速することになり、上昇時間の短縮と、マスクへ近づく際の衝撃防止との両立を単純な駆動条件で実現できる。
すなわち、動き始めからマスクに接近するまでの上昇速度を高速にできることによる位置決め時間を短縮するとともに、従来構造のようにワークチャックの上昇量を規制するストッパやその衝撃を緩衝するためのショックアブソーバを用いることなく、衝撃をより効果的かつ確実に緩和し、衝撃による基板への歪みの発生を未然に回避することができる。
【００１８】
〔発明２〕
発明２の近接露光装置のワークステージは、
発明１に記載の近接露光装置のワークステージにおいて、
上記移動機構が、上記ステージベース側に設けられた送りねじと、この送りねじに螺合したねじナットと、この送りねじを回転するモータとからなり、かつ上記クランクの上記一端部がこのねじナットに揺動自在に連結されていることを特徴とするものである。
これによって、送りねじを回転するモータの回転速度を適宜調整することでワークチャックの昇降速度を任意に制御することができる。
【００１９】
〔発明３〕
発明３の近接露光装置のワークステージは、
発明２に記載の近接露光装置のワークステージにおいて、
上記クランクが上記送りねじの長手方向に二つ備えられると共に、その送りねじにこれら各クランクの下端をそれぞれ揺動自在に連結するねじナットをそれぞれ螺合させ、かつ、その送りねじが、そのねじナット間を境に螺刻方向が異なる左右ねじであることを特徴とするものである。
これによって、一組の送りねじ及びモータによって二つのクランクを反対方向に同時に回動することが可能となるため、各クランクが受ける負荷を均一化することにより、ステージベースとの平行関係を維持しつつワークチャックをバランス良く安定して昇降動できる。
【００２０】
〔発明４〕
発明４の近接露光装置のワークステージは、
被露光材としての板状の基板を保持すると共に、これをマスクステージに保持されたマスク側に接近させるようにした近接露光装置のワークステージにおいて、
上記基板を吸着して保持するワークチャックと、このワークチャックを上記マスク方向に移動自在に支持するステージベースと、このワークチャックとステージベース間にモータ駆動自在に設けられたカムシャフトと、このカムシャフトと共に回動する偏心カムと、この偏心カムに係合するカムフォロアとを備えたことを特徴とするものである。
【００２１】
すなわち、本発明は上記発明１〜４に示すようなクランクや送りねじ等に代えてカムシャフトと、偏心カムと、カムフォロアとを備えたものである。
これによって、発明１と同様にカムの回転速度を調整することでワークチャックの昇降速度を任意に調整可能となり、また、カム形状によってワークチャック昇降量が決定されるため、ストッパやショックアブソーバが不要となり、それらの衝撃による基板への歪みの発生を未然に回避することができる。
加えて、このカム形状を任意に変化させることによってカムシャフトの回転速度を変えることなく、ワークチャックの昇降速度や昇降量を任意に設定することが可能となる。
【００２２】
〔発明５〕
発明５の近接露光装置のワークステージは、
発明１〜４のいずれかに記載の近接露光装置のワークステージにおいて、
上記ステージベースとワークチャック間に、少なくとも一つ以上のバランスシリンダを備えたことを特徴とするものである。
これによって、フロントチャックの重量が大きい場合でもバランスシリンダの伸縮によってその重量を相殺することが可能となるため、さらなる高速な昇降動作が可能となる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照しながら詳述する。
図１は、本発明に係る近接露光装置のワークステージ１００の実施の一形態を示す縦断面図、図２は図１中Ａ−Ａ線断面図、図３は、本発明に係る近接露光装置のワークステージ１００の作用（動作）を示す説明図、図４及び図５は、それぞれ本発明に係る近接露光装置のワークステージ１００の他の実施の形態を示す縦断面図、図６は図５中Ａ−Ａ線断面図である。
【００２４】
先ず、図１及び図２に示すように、本発明に係る近接露光装置のワークステージ１００は、被露光材としての板状の基板Ｗを吸着して保持するワークチャック１１０と、このワークチャック１１０と平行に位置するステージベース１２０と、このワークチャック１１０とステージベース１２０間に位置する４つのクランク１３０，１３０，１３０，１３０と、これらクランク１３０，１３０，１３０，１３０を回動してワークチャック１１０を移動させる移動機構１４０とから主に構成されている。
【００２５】
このワークチャック１１０は、平板な基板Ｗを載置するステージ本体１１１の上面側に、一定の間隔を隔てて複数の吸引孔（図示せず）を備えたものであり、真空ポンプＰ等からなる真空吸引機構１１２によってその吸引孔から周囲の空気を吸い込み、その吸引力によって基板Ｗを吸着して安定的に保持するようになっている。
【００２６】
ステージベース１２０は、４つのリニアガイド１２１，１２１，１２１，１２１を介してこのワークチャック１１０を垂直方向（Ｚ方向）に昇降移動自在に支持するようになっており、後述するように、クランク１３０や移動機構１４０等を備えるための基台ともなっている。尚、本実施の形態にあっては、このステージベース１２０の下部側に前述したようなチルト機能を兼ねた微動機構が備えられるようになっている。
【００２７】
クランク１３０，１３０，１３０，１３０は短冊状をした金属板からなっており、それぞれその一端部がワークチャック１１０の下面に突設された４つのブラケット１３１，１３１，１３１，１３１に、また、それそれの他端側が後述する移動機構１４０のねじナット１４１，１４１側に逆さハ字形状にそれぞれ回動自在に図示しない転がり軸受けを介して軸支（ピン結合）されている。
【００２８】
移動機構１４０は、ステージベース１２０の上面にこれと平行になるように設けられた送りねじ１４２と、この送りねじ１４２に螺合した一対のねじナット１４１，１４１と、この送りねじ１４２を回転するモータ１４３とから構成されている。
すなわち、この送りねじ１４２は、その両端がステージベース１２０上の一対の軸受け１４４，１４４に回転自在に軸支されると共にその一端側にカップリング機構１４５を介してモータ１４３の回転軸が連結された構成となっており、その送りねじ１４２に一対のねじナット１４１，１４１が螺合した状態となっている。
【００２９】
そして、これら各ねじナット１４１，１４１と一体的に設けられた連結板１４６，１４６の両側にそれぞれ一対ずつのクランク１３０，１３０，１３０，１３０の下端が回動自在に軸支されて連結された状態となっている。
尚、本実施の形態では、移動機構１４０としてモータ１４３と送りねじ１４２，１４２とねじナット１４１，１４１とで構成しているが、これに代えて例えば移動子を２つ備えるリニアモータとしても良い。また、本実施の形態では送りねじ機構としてボールねじを用いているが、これに限らず、他の種類の送りねじとしても良い。
【００３０】
また、ステージベース１２０上には一対のリニアガイドレール１４７，１４７が固定されており、連結板１４６，１４６の両側下面に固定されたリニアガイドベアリング１４８，１４８と係合して連結板１４６，１４６をリニアガイドレール１４７，１４７に沿って案内するようになっている。
さらに、図示するように、この送りねじ１４２は、その中央部を境にして螺刻方向が異なる左右ねじからなっており、これによって、これに螺合したねじナット１４１，１４１がその回転に伴ってその送りねじ１４２に沿って互いに反対方向に移動するようになっている。
【００３１】
また、このステージベース１２０とワークチャック１１０間には、４つのバランスシリンダ１５０，１５０，１５０，１５０が備えられており、図示しない給排気機構によって各バランスシリンダ１５０，１５０，１５０，１５０内への給排気を調節することでワークチャック１１０を支持してクランク１３０，１３０，１３０，１３０等に掛かるワークチャック１１０の自重を相殺するようになっている。
【００３２】
すなわち、バランスシリンダ１５０を４カ所に分散して設け、上記自重相殺用の給排気が４カ所で均等となるように調整することにより、ワークチャック１１０の昇降がよりスムーズに行われるようにしている。
また、このステージベース１２０上には、基板Ｗを載置するためのリフトピン１６０が複数立設されており、その上端がワークチャック１１０に形成された貫通孔１６１を貫通してワークチャック１１０上に突出可能に備えられている。
【００３３】
さらに、このステージベース１２０には、これら各リフトピン１６０，１６０…とほぼ同じ高さのフロントチャック１７０が設けられており、その上面に形成された複数の吸引孔１７１，１７１…を備え、図示しない真空ポンプ等からなる真空吸引機構により、吸引孔１７１，１７１…から周囲の空気を吸い込むことでワークチャック１１０と同様に基板Ｗを吸着するようになっている。
【００３４】
次に、このような構成した本発明の近接露光装置のワークステージ１００の作用及びその効果を説明する。
先ず、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、ワークチャック１１０を降ろした状態、すなわち、各リフトピン１６０，１６０…がワークチャック１１０の上面に突出した状態にしてから、フォーク状のリフトアーム２００を備え、そのリフトアーム２００に基板Ｗを載せた状態で搬送する図示しない搬送ロボットによって基板Ｗをワークチャック１１０とマスクＭとの間に搬入し、その基板Ｗを各リフトピン１６０，１６０…及びフロントチャック１７０上に載置する。
【００３５】
これによって、ワークステージ１００側への基板Ｗの受け渡しをそのリフトピン１６０を介して実施することができるため、ワークチャック１１０の上面にリフトアーム２００を挿入するための特別な溝が不要となり、ワークチャック１１０の上面を略フラットにすることができる。
また、この時、同時に基板Ｗの端（縁）部をフロントチャック１７０上に載置してその上面に吸着することで基板Ｗが安定な状態に保たれ、リフトピン１６０，１６０…上に基板Ｗを載置したときや受け渡し時に発生しやすい基板Ｗのズレを確実に防止することができる。
【００３６】
次に、このようにして基板Ｗをリフトピン１６０，１６０…上に仮置きしたならば、同図（ｃ）に示すように、移動機構１４０を起動してワークチャック１１０を垂直に上昇させる。
具体的には、モータ１４３を駆動して送りねじ１４２を一方向に回転させると、これに螺合したねじナット１４１，１４１が送りねじ１４２に沿って互いに離れる方向に移動する。すると、このねじナット１４１，１４１に連結板１４６，１４６を介して軸支された４つのクランク１３０，１３０，１３０，１３０が起きあがるように回動し、これに伴ってワークチャック１１０がリニアガイド１２１，１２１，１２１，１２１に沿って垂直に上昇移動することになる。
【００３７】
そして、このようにして４つのクランク１３０，１３０，１３０，１３０が起きあがるように回動してやがてワークチャック１１０の上面が基板Ｗの下面に接する位置（中間停止位置）に達したら、モータ１４３を一旦停止する。中間停止位置付近では既にクランク１３０，１３０，１３０，１３０は垂直状態に近くなっているのでワークチャック１１０は十分に減速された状態であり、衝撃を伴うことなくワークチャック１１０と基板Ｗとが接触することになる。また、移動機構１４０はモータ１４３を用いた機構なので、空気圧シリンダ等の場合と異なり、このような中間停止位置での一時停止のための位置決めも容易かつ高精度に行うことができる。
【００３８】
このとき、ワークチャック１１０側に設けられた真空吸着機構１１２を作動させることによって基板Ｗを吸着してしっかりと保持することができる。
一方、フロントチャック１７０の吸着は解除する。これにより、フロントチャック１７０及びリフトピン１６０，１６０…上に仮置きされた基板Ｗが上昇してきたワークチャック１１０側に乗り換えられることになる。
【００３９】
その後、同図（ｄ）に示すように、さらにこの４つのクランク１３０，１３０，１３０，１３０を回動し、垂直状態になったならば、その位置でクランク１３０，１３０，１３０，１３０を回動を停止してから、図示しない他の機構によって必要な微調整やチルト調整を行ってマスクＭとの距離を正確に調整した後、従来と同様に、その基板Ｗに露光してマスクパターンを形成する等といった必要な処理を実行することになる。
【００４０】
このように本発明のワークステージ１００は、ワークチャック１１０とステージベース１２０間をクランク１３０で接続し、このクランク１３０を移動機構１４０によって回動させるようにしたため、モータ１４３を実質的に一定速で回動させたとしても、ワークチャック１１０がマスクＭに近づくにつれ、その上昇速度を減速させることが可能である。さらにモータ１４３を用いた制御なのでその回転速度の制御により、クランク１３０の回動速度をさらに調整することも容易に可能であり、ステージベース１２０の昇降速度をさらにきめ細かく任意に調整することも可能となる。
【００４１】
また、モータ１４３の利用により高速な上昇が可能でありながら、その場合でも上昇端が近づくにつれ、クランク１３０が垂直に近づくことにより上昇速度は減速するので、従来構造のようにワークチャック１１０の上昇量を規制するためのメカニカルストッパや、その衝撃を緩衝するためのショックアブソーバ等が不要にもかかわらず、衝撃をより確実かつ効果的に回避し、基板Ｗへの歪みの発生を未然に回避することができる。
【００４２】
これによって、その後の微調整やチルト調整が簡単になり、高精度の露光処理を容易に実行することが可能となる。
尚、ワークステージ１００は、図示しないＸＹステージにより、図１及び図３で左右方向及び紙面に垂直な方向に、露光位置を移動するためのステップ送りが可能な構成となっている。このステップ送り時に前記中間停止位置より高い位置までワークチャック１１０を少しだけ下降させてマスクＭと基板Ｗの隙間を大きくすることによりステップ送りをより安全に行うことができる。このようなこともモータ１４３の制御により容易に行える。
【００４３】
また、クランク１３０が垂直状態に立ち上がった時点、いわゆるクランク１３０の上死点の位置でワークチャック１１０とステージベース１２０間との距離が最も小さくなるようになっているため、仮に移動機構１４０のモータ１４３が暴走したり、停止位置を誤ったとしてもワークチャック１１０とステージベース１２０が接触したり、他の部位同士が衝突して基板Ｗに歪みを発生させるといった不都合を確実に回避することができる。
【００４４】
また、バランスシリンダ１５０を使用してワークチャック１１０等の重量を相殺するようにしたため、移動機構１４０のモータ１４３が受ける負荷を可及的に軽減でき、このことも高速な昇降を可能としている。
尚、露光処理後の基板Ｗの搬出は、図３とは逆の手順を実行してワークチャック１１０を降下させるだけで、基板Ｗがずれたり、リフトアーム２００がワークチャック１１０に衝突したり等といった不都合を招くことなく容易かつ確実に基板Ｗを搬出することができる。但し、搬出時は搬入時と比べると基板Ｗのずれが多少許容されるので、フロントチャック１７０による基板Ｗの吸着は省くようにしても良い。
【００４５】
次に、図４及び図５、図６は、このワークステージ１００の他の実施の形態を示したものである。
先ず、図４のワークステージ１００は、上記実施の形態と同様にクランク１３０の回動によってワークチャック１１０によって昇降するようにしたものであるであるが、そのクランク１３０，１３０，１３０，１３０の下端同士を一つの連結板１４６に対してリンク状に接続したものである。
【００４６】
このような構成では、各クランク１３０の受ける負荷バランス等、バランスの面では上記実施の形態がより優れており、好ましいのであるが、クランク１３０，１３０，１３０，１３０の回動方向が同じになるため、上記のような左右ねじ１４２でなく、単純な送りねじ１８０を使用することが可能となる。尚、図中同符号は上記実施の形態と同じ部材であり、また、１８１はワークチャック１１０を支持する支持部材（計４カ所）、１８２はワークチャック１１０をステージベース１２０に対して垂直に案内するリニアガイドレール、１８３はリニアガイドレール１８２と係合しスライドするリニアガイドベアリングである。
【００４７】
尚、上記各実施の形態でクランクの本数等は適宜変更可能である。また、移動機構をステージベース１２０側に設けるようにし、このことはワークチャック１１０を含む昇降動する部分の重量軽減の面から好ましいことであるが、原理的には、移動機構をワークチャック１１０の下面側に設けるようにしても良い。
次に、図５及び図６のワークステージ１００は、上記クランク１３０や移動機構１４０に代えて、ワークチャック１１０とステージベース１２０間にモータ１４３により駆動自在に設けられたカムシャフト１９０と、このカムシャフト１９０と共に回動する偏心カム１９１と、この偏心カム１９１に係合するカムフォロア１９２とを備えたものである。
【００４８】
従って、図示するように、このカムシャフト１９０をモータ１４３を回転駆動すると、このカムシャフト１９０に設けられた偏心カム１９１が回転し、この回転力が偏心カム１９１に係合したカムフォロア１９２の上下動に変換されてワークチャック１１０が垂直に上下動することになる。
これによって、上記実施の形態と同様な効果が得られると共に、偏心カム１９１の形状を適宜変更するだけでカムシャフト１９０の回転数を一定に保った状態でワークチャック１１０の昇降速度を任意に設定することが可能となる。例えば、上昇端に近づくにつれて上昇時の速度がより低速となるようにしたり、上昇端の他、中間停止位置の手前でも一度減速するようにする、等がカム形状の変更により行える。
【００４９】
尚、図中同符号は上記実施の形態と同じ部材であり、また、１９３はカムフォロア１９２とワークチャック１１０とを連結するためのブラケット、１９４はカムシャフト１９０をステージベース１２０側に軸支するための軸受け、１９５はカップリング、１９６は高いトルク出力を得るための減速機である。
また、ワークチャック１１０とステージベース１２０との間に、偏心カム１９１とカムフォロア１９２とが常に安定して係合した状態を保つための付勢手段を設けるようにすると好ましい。
【００５０】
【発明の効果】
以上、要するに本発明によれば、以下に示すような優れた効果を発揮する。
▲１▼ワークチャックとステージベース間をクランクで接続し、このクランクを回動させることでワークチャックを昇降動させるようにしたため、ワークチャック昇降を素早く行うことができる。
▲２▼ワークチャックの上昇量を規制するストッパやその衝撃を緩衝するためのショックアブソーバが不要となり、しかも衝撃による基板への歪みの発生をより効果的かつ確実に回避することができる。
▲３▼発明２によれば、送りねじを回転するモータの回転速度を適宜調整することでワークチャックの昇降速度を任意に制御することができる。
【００５１】
▲４▼発明３によれば、一組の送りねじ及びモータによって二つのクランクを反対方向に同時に回動することが可能となるため、ステージベースとの相対関係を維持しつつワークチャックをバランス良く安定して昇降動できる。
▲５▼発明４によれば、クランクや送りねじ等に代えてカムシャフトと、偏心カムと、カムフォロアとを備えれば、ワークチャックの昇降速度を速くすることでき、また、カム形状によってワークチャック昇降量が決定されるため、ストッパやショックアブソーバが不要となり、それらの衝撃による基板への歪みの発生を未然に回避することができる。
【００５２】
加えて、このカム形状を任意に変化させることによってカムシャフトの回転速度を変えることなく、ワークチャックの昇降速度や昇降量を任意に設定することが可能となる。
▲６▼発明５によれば、ステージベースとワークチャック間に、少なくとも一つ以上のバランスシリンダを備えることによって、フロントチャックの重量が大きい場合でもバランスシリンダの伸縮によってその重量を相殺することが可能となるため、さらなる高速な昇降動作が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る近接露光装置のワークステージの実施の一形態を示す縦断面図である。
【図２】図１中Ａ−Ａ線断面図である。
【図３】本発明に係る近接露光装置のワークステージの作用（動作）を示す説明図である。
【図４】本発明に係る近接露光装置のワークステージの他の実施の形態を示す縦断面図である。
【図５】本発明に係る近接露光装置のワークステージの他の実施の形態を示す縦断面図である。
【図６】図５中Ａ−Ａ線断面図である。
【図７】従来の近接露光装置の構成を示す一部分解斜視図である。
【図８】従来の上下粗動機構の構成を示す側面図である。
【符号の説明】
１００…ワークステージ、１１０…ワークチャック、１２０…ステージベース、１３０…クランク、１４０…昇降機構、１４１…送りねじナット、１４２…送りねじ、１４３…モータ、１５０…バランスシリンダ、１９０…カムシャフト、１９１…カム、１９２…カムフォロア、Ｍ…マスク、Ｗ…基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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