(57)【要約】【課題】装置を小型化出来、θ方向の回転精度を向上できるアライメントステージを提供する。【解決手段】第１駆動装置１は一方向（以下Ｖ軸方向）とこれに直交する方向（以下Ｕ軸方向）に移動可能であり、第２駆動装置２はＶ軸方向と平行な方向（以下Ｗ軸方向）に移動可能である。また、第２駆動装置２はＵ軸方向には移動（駆動）しないが、第１駆動装置１のＵ軸方向の移動に追随するように構成されている。第１駆動装置１をＶ軸の一方向に駆動し、第２駆動装置２をＷ軸の反対方向に駆動することによりテーブル５をθ方向に回転させる。中心の位置は、第１駆動装置１をＵ軸方向に駆動することにより保持する。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
位置決めを要する位置決め対象物を支持する支持体と、
該支持体を回動可能に支持し、該支持体を一方向と該一方向に直交する方向に移動させることが可能な第１の移動装置と、
前記第１の移動装置とは異なる位置において該支持体を回動可能に支持し、該支持体を前記一方向と平行な方向に移動させることが可能で、且つ前記直交する方向の支持体の移動に追随可能な第２の移動装置と、
を備えたアライメントステージ。
【請求項２】
前記支持体が４角形状をなし、
前記第１の移動装置と第２の移動装置を該４角形状の対角線上に配置した、
請求項１に記載のアライメントステージ。
【請求項３】
前記支持体が位置決め対象物を載置するテーブルである、
請求項１又は２のアライメントステージ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、アライメントステージに関する。
【０００２】
【従来の技術】
フォトリソグラフィ法は、フォトレジストなどの感光材料を塗布した対象物に所定のパターンを露光装置により感光焼き付けし、その後エッチング工程により対象物にパターンを形成する方法として種々の分野で広く応用されており、プリント配線基板等も近年露光装置を用いてこのフォトリソグラフィ法により製造されている。
このような露光装置において、パターン原画が描かれた原版とプリント基板などの対象物の位置合わせが重要であり、通常は基板などの対象物をアライメントステージに載置し、対象物を移動させて位置合わせを行っている。
アライメントステージはＸＹ方向、θ方向（回転方向）及びＺ方向に移動可能になっており、Ｘ軸ステージ、Ｙ軸ステージ、θ軸ステージを積み重ねた構成になっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし上記した従来の構成の場合、３つのステージを積み重ねているため、装置が大型化し、高さが高くなる欠点があった。また各ステージから対象物を載置するテーブルまでの距離が長くなるため、ピッチングなどの影響を受けやすくなり、更に外力に対して弱く変形が生じやすい問題がある。これを避けるために高剛性に構成する必要があり、重量の増加をもたらす上、移動の高速化に不利となる等の欠点があった。
また、θ軸ステージは機械的剛性を高めるために一般的に大径クロスローラベアリングを使用するが、回転抵抗が大きく、ロストモーションを大きくする原因になる等の欠点があった。
本発明は上記従来技術の問題を解決することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のアライメントステージは、位置決めを要する位置決め対象物を支持する支持体と、該支持体を回動可能に支持し、該支持体を一方向と該一方向に直交する方向に移動させることが可能な第１の移動装置と、前記第１の移動装置とは異なる位置において該支持体を回動可能に支持し、該支持体を前記一方向と平行な方向に移動させることが可能で、且つ前記直交する方向の支持体の移動に追随可能な第２の移動装置と、を備えることを特徴とする。以上の構成により、装置の高さを低くでき、また全体を小型化できる。
また、前記支持体が４角形状の場合には、前記第１の移動装置と第２の移動装置を該４角形状の対角線上に配置することにより、θ方向の移動の分解能を向上することが可能になる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は平面図、図２は部分的な斜視図である。
プリント配線基板などの位置合わせ対象物を載置するテーブル５は、第１駆動装置１と第２駆動装置２及び一対の荷重受け３、３に支持されている。
【０００６】
第１駆動装置１は一方向（以下Ｖ軸方向）とこれに直交する方向（以下Ｕ軸方向）に移動可能であり、第２駆動装置２はＶ軸方向と平行な方向（以下Ｗ軸方向）に移動可能である。また、第２駆動装置２はＵ軸方向には移動（駆動）しないが、第１駆動装置１のＵ軸方向の移動に追随するように構成されている。
【０００７】
第１駆動装置１は図２に示すようにＶ軸駆動装置１０とＶ軸駆動装置１０の上に装着されたＵ軸駆動装置１１とを備えている。Ｖ軸駆動装置１０はＶ軸方向に駆動可能であり、軸の長さだけ移動可能になっている。移動機構の構成としてはボールネジ等を使用すればよい。
Ｕ軸駆動装置１１はＶ軸駆動装置１０上に装着され、Ｖ軸駆動装置１０と共にＶ軸方向に移動すると共にＶ軸と直交するＵ軸方向に駆動するように構成されている。移動機構としては同様にボールネジなどが採用可能である。
なお、Ｕ軸駆動装置１１上にＶ軸駆動装置１０を装着しても良く、上下の位置関係は任意である。
【０００８】
Ｕ軸駆動装置１１の上には更に回転機構１５が装着されており、この回転機構１５上にテーブル５が載置されるように構成されている。
この回転機構１５は、図３に示すように第１駆動装置１（又は第２駆動装置２）上に設けられたシャフト１６に回転用ベアリング１７を介して装着され、自由回転可能になっており、テーブル５の回転時に生ずる捻れを吸収するために設けられている。
テーブル５には凹部が設けられ、該凹部に回転機構１５の上面突起部を嵌装するように構成されている。
【０００９】
第２駆動装置２はＷ軸駆動装置２０を備えている。このＷ軸駆動装置２０はＶ軸駆動装置１０と同じ構成であり、Ｖ軸に平行なＷ軸方向に移動可能になっている。
Ｕ軸従動装置２１はＷ軸駆動装置２０上に装着され、Ｗ軸駆動装置２０と共にＷ軸方向に移動する。Ｕ軸従動装置２１は動力を持たず駆動はしないが、直動ベアリングのみの軸を有し、Ｗ軸と直交するＵ軸方向に移動可能になっている。
従って、第２駆動装置２はＷ軸方向に駆動し、Ｕ軸方向に従動するように構成されている。
なお、Ｕ軸従動装置２１上にＷ軸駆動装置２０を装着しても良く、上下の位置関係は任意である。
【００１０】
Ｕ軸従動装置２１の更に上には回転機構２５が装着されている。この回転機構２５は回転機構１５と同一の構成になっている。
【００１１】
荷重受け３、３は図４に示すように鋼球３０を備えており、この鋼球３０でテーブル５の荷重を受けている。鋼球３０は全方向回転可能であり、テーブル５の移動を妨げないように構成されている。
【００１２】
図１に示すようにテーブル５は４角形状をしており、第１駆動装置１と第２駆動装置２はその対角線上に配置されている。即ち、テーブル５のＸＹ方向（以下ステージＸＹ）と、第１駆動装置１のＶ軸とＵ軸駆動及び第２駆動装置２によるＷ軸駆動のＸＹ方向（以下駆動ＸＹ）とは４５゜ずれた位置関係になっている。
【００１３】
このように、第１駆動装置１と第２駆動装置２を対角線上に配置することにより第１駆動装置１と第２駆動装置２の距離Ｌを大きくとることが可能になる。これにより、テーブル５をθ方向に回転させる際に、最小移動量を小さくすることが可能になる。
【００１４】
以上の構成のアライメントステージの動作を説明する。
最初にステージをθ方向に回転させる動作を説明する。
θ方向に回転させるには、Ｖ軸駆動装置１０とＷ軸駆動装置２０を反対方向に駆動すればよい。
【００１５】
図５に示すようにこの時の、第１駆動装置１と第２駆動装置２の回転機構１５と回転機構２５間の距離、即ちテーブル５と回転機構１５、回転機構２５の接触点（以下駆動点）間の距離をＬとし、Ｖ、Ｗ軸方向の駆動量の差分をｄとすると、次式が成り立ち、ｄによりθが決定されることがわかる。
【００１６】
【数１】
2004038837.tif 000003
【００１７】
しかしＵ軸駆動装置１１を固定したままであると、図５に示すようにＶ軸駆動装置１０とＷ軸駆動装置２０の駆動により、第２駆動装置２のＵ軸従動装置２１がＵ軸方向に移動し、テーブル５の中心位置がずれるので、同時にＵ軸駆動装置１１の駆動も行う必要がある。
【００１８】
Ｖ軸駆動装置１０、Ｗ軸駆動装置２０及びＵ軸駆動装置１１の駆動量を求める。
図６に示すように、Ｕ軸駆動装置１１を固定したまま、Ｖ軸駆動装置１０を−ｄ／２、Ｕ軸駆動装置１１をｄ／２、駆動して、テーブル５をθ回転させたときのテーブル５の中心の移動量を（ｄｘ、ｄｙ）とすれば、原点を中心にθ回転させて（ｄｘ、ｄｙ）移動したと考えることができる。
【００１９】
この時の各駆動点を（ｘ１’、ｙ１’）、（ｘ２’、ｙ２’）、（ｘ３’、ｙ３’）とおくと次式が成り立つ。
【００２０】
【数２】
2004038837.tif 000004
【００２１】
またテーブル５中心を原点としてθ回転させたあと、（ｄｘ、ｄｙ）平行移動したときの各駆動点を（ｘ１”、ｙ１”）、（ｘ２”、ｙ２”）とすると、次式が成り立つ。
【００２２】
【数３】
2004038837.tif 000005
【００２３】
ここでｘ１”＝ｘ１’、ｘ２”＝ｘ２’、ｙ２”＝ｙ２’とすると、ｄｘ、ｄｙは次のように求められる。
【００２４】
【数４】
2004038837.tif 000006
【００２５】
テーブル５をθ回転させるための駆動量は（−ｄ／２、ｄ／２、０）、テーブル５中心を元の位置に戻すための平行移動量は（ｄｘ、ｄｙ）であるので、上記式（４）より、各駆動量は次のように求まる。
【００２６】
【数５】
2004038837.tif 000007
【００２７】
次にテーブル５を平行移動させる場合の動作を説明する。
この実施形態では、第１駆動装置１と第２駆動装置２をテーブル５の対角線上に置いてあるため、図７に示すように駆動系の座標軸とステージの座標軸には４５゜の違いがある。
いま、ステージ座標で（ａ、ｂ）で表される点は、駆動系座標で（ａ’、ｂ’）で表されるとすると、次式が成り立つ。
【００２８】
【数６】
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【００２９】
以上から、ステージ座標で（ａ、ｂ）の平行移動を行う場合には、Ｖ軸駆動装置１０を
【数７】
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Ｗ軸駆動装置２０を
【数８】
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移動させればよい。
【００３０】
以上説明した実施形態によれば、θ軸ステージを別途必要とせず、ステージ全体の高さを低くすることが可能になる。そのため、ピッチングや外力の変形などによる影響を３０分の１程度まで低減可能である。θ軸回転に用いられていた大径クロスローラリングを必要としないため、装置を小型化でき、またロストモーションの低減、位置決め精度の向上を図ることが可能である。
また、第１駆動装置１と第２駆動装置２の距離を大きくとることにより、θ方向の最小移動量を小さくすることが可能であり、４角形のテーブル５の対角線上に第１駆動装置１と第２駆動装置２を配置した場合、θステージを用いた従来のものに比較して２倍の分解能を実現することができる等の効果がある。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明のアライメントステージに、小型化を図れる上、θ回転方向の精度を向上できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す概略平面図。
【図２】本発明の一実施形態を示す概略斜視図。
【図３】本発明の一実施形態の回転機構１５、２５の部分断面図。
【図４】本発明の一実施形態の荷重受け３を示す部分図。
【図５】本発明の一実施形態の動作を示す説明図。
【図６】本発明の一実施形態の動作を示す説明図。
【図７】本発明の一実施形態の動作を示す説明図。
【符号の説明】
１：第１駆動装置、２：第２駆動装置、３：荷重受け、５：テーブル、１０：Ｖ軸駆動装置、１１：Ｕ軸駆動装置、１５：回転機構、１６：シャフト、１７：回転用ベアリング、２０：Ｗ軸駆動装置、２１：Ｕ軸従動装置、２５：回転機構、３０：鋼球。
【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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