(57)【要約】【課題】  スライダ部の低重心化を図ることでピッチング振動が発生しにくいステージ装置を提供する。【解決手段】  本テーブルコータ機用ステージ装置は、被処理基板が搭載される基板テーブル１００の面に沿ってＹ軸方向に可動の第１のスライダと、第１のスライダと共にＹ軸方向に可動であるように第１のスライダに組み合わされ、ノズル部１４０を上下方向に駆動するための第２のスライダとを備える。第１のスライダは、基板テーブルの両側に対応する位置に互いに平行に延びるように設けられた２本のレール部１１０Ａ、１１０Ｂに沿って走行可能なリニアモータによる２つのＹ駆動機構１２０Ａ、１２０Ｂから成り、第２のスライダは２つのＹ軸駆動機構に組み合わされた２つのスライドウエッジ機構１０から成る。これら２つのスライドウエッジ機構における上下移動ブロック１１の間にノズル部が架け渡される。【選択図】      図１
2005052822.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理基板が搭載される基板テーブル面に沿って一軸方向に可動の第１のスライダと、該第１のスライダと共に前記一軸方向に可動であるように第１のスライダに組み合わされ、ノズル部を上下方向に駆動するための第２のスライダとを備えたテーブルコータ機用ステージ装置において、
前記第２のスライダにおける駆動機構をスライドウエッジ機構で構成したことを特徴とするテーブルコータ機用ステージ装置。
【請求項２】
前記第１のスライダは、前記基板テーブルの両側に対応する位置に互いに平行に延びるように設けられた２本のレール部に沿って走行可能なリニアモータによる２つの駆動機構から成り、
前記第２のスライダも前記２つの駆動機構に組み合わされた２つの前記スライドウエッジ機構から成り、
これら２つのスライドウエッジ機構における上下移動部の間に前記ノズル部が架け渡されることを特徴とする請求項１に記載のテーブルコータ機用ステージ装置。
【請求項３】
前記スライドウエッジ機構は、モータ駆動によるボールネジ機構と、第１の傾斜面を有して前記ボールネジ機構によりテーブル面に平行な方向に駆動される水平移動部と、前記第１の傾斜面に係合する第２の傾斜面を有して前記水平移動部の水平運動により上下方向に運動する上下移動部と、前記水平移動部に対して所定の水平方向駆動力を与えるためのエアシリンダ機構とを備えることを特徴とする請求項１または２に記載のテーブルコータ機用ステージ装置。
【請求項４】
前記基板テーブルは定盤上に設置され、前記２本のレール部及び前記リニアモータによる２つの駆動機構も前記定盤に設置されていることを特徴とする請求項２または３に記載のテーブルコータ機用ステージ装置。
【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、特にテーブルコータ機に適したステージ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
コータ機の一例として、例えば液晶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するコータ機がある。これまで、この種のコータ機はスピンコーティング方式による、いわゆるスピンコータ機が主流であった。しかし、スピンコータ機は、その機構上、基板上に滴下された高価な塗布材料のほとんどが捨てられてしまうという問題点を有している。
【０００３】
そこで、近年はスピンコータ機に代えてテーブルコータ機が提供され始めている。テーブルコータ機は、ある長さの塗布材料の噴射口を持つノズル部又は被処理基板を搭載しているテーブルを一軸方向にスライドさせることで塗布を行うものであり、塗布材料の廃棄量が少なくて済む利点を持つ（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
しかし、近年は被処理基板が大型化（例えば２ｍ×２ｍ）しつつあり、これに対応可能なステージ装置が要求されている。
【０００５】
図４〜図７を参照して、大型の被処理基板用として提案されているテーブルコータ機用ステージ装置の一例について説明する。図４、図５において、架台１５０上に石定盤１６０が固定されている。石定盤１６０は上面側に凹部を有し、この凹部には、被処理基板を搭載して吸着保持するための基板テーブル１００が設けられる。基板テーブル１００の両側に対応する石定盤１６０の両側、つまり凹部より高くなっている部分には、互いに平行に延びるように石材料によるレール部１１０Ａ、１１０Ｂが設けられている。以下では、この延在方向をＹ軸と呼ぶ。これらのレール部１１０Ａ、１１０Ｂにはそれぞれ、レール部１１０Ａ、１１０Ｂに沿って走行可能なようにＹ軸駆動機構１２０Ａ、１２０Ｂが組み合わされる。Ｙ軸駆動機構１２０Ａ、１２０Ｂはリニアモータにより実現される。つまり、レール部１１０Ａ、１１０Ｂに沿ってリニアモータの固定磁石部（ヨーク部）が配置され、Ｙ軸駆動機構１２０Ａ、１２０Ｂにはリニアモータの可動コイル部が配置される。
【０００６】
Ｙ軸駆動機構１２０Ａ、１２０Ｂにはまた、そこから上方に延びるようにＺ軸駆動機構１３０Ａ、１３０Ｂが設けられている。Ｚ軸駆動機構１３０Ａ、１３０Ｂは、Ｚ軸方向、つまり上下方向への駆動源であり、これらの間に架け渡されたノズル部１４０をＺ軸方向に駆動するためのものである。
【０００７】
つまり、ノズル部１４０は、Ｙ軸駆動機構１２０Ａ、１２０ＢによりＺ軸駆動機構１３０Ａ、１３０Ｂと共にＹ軸方向に移動可能であり、Ｚ軸駆動機構１３０Ａ、１３０ＢによりＺ軸方向に移動可能である。
【０００８】
本ステージ装置に組み付けられるノズル部１４０は、図６に示すように、基板テーブル１００上に搭載される被処理基板（図示せず）の幅より大きめの長さを持ち、その最下部に長さ方向に沿って形成されている微小サイズのスリットから塗布材料を噴射あるいは滴下させる。
【０００９】
図７はＺ軸駆動機構の一例を示す。図７において、Ｚ軸駆動機構１３０Ａは、フレーム１３１と、そこに上下方向に延びるように取り付けられた２本のガイド部１３２と、ガイド部１３２に沿って可動となるように組み付けられたテーブル１３３と、ガイド部１３２によって案内を受ける転がりガイド１３４とを備えている。テーブル１３３は、ガイド部１３２と同方向に取り付けられたボールネジ１３５とそこに螺合されたナット１３６とによるボールネジ機構で駆動され、フレーム１３１の上部にはボールネジ回転用のＡＣサーボモータ１３７が固定配置されている。ナット１３６はテーブル１３３の背面側に固定されている。
【００１０】
Ｚ軸駆動機構１３０Ａはさらに、ＡＣサーボモータ１３７の負荷を軽減するために、カウンタバランス用のエアシリンダ機構１３８を備える。エアシリンダ機構１３８のシャフトはナット１３６または可動部に取り付けられ、エアシリンダ機構１３８の本体はＡＣサーボモータ１３７に並列にフレーム１３１上部に固定されている。Ｚ軸駆動機構１３０Ｂもまったく同じ構造である。なお、ノズル部１４０はＺ軸駆動機構１３０Ａ、１３０Ｂにおける２つのテーブル１３３の間に架け渡される。
【００１１】
以下では、Ｙ軸駆動機構１２０Ａ、１２０Ｂ、Ｚ軸駆動機構１３０Ａ、１３０Ｂ、ノズル部１４０を含む可動部全体をスライダ部と称して説明を行う。
【００１２】
上記のようなテーブルコータ機用ステージ装置で駆動されるスライダ部の塗布時動作は以下の様になる。
【００１３】
ａ．ノズル部１４０を塗布高さまで下動させ、被処理基板の直前で一旦、停止する。
【００１４】
ｂ．停止状態から一定速度になるまで塗布しながら加速する。この場合、塗布むらができた成膜基板部分は廃棄される。
【００１５】
ｃ．塗布しながら被処理基板の終端側へ一定速度で移動する。塗布むらが無い成膜基板部分が有効使用範囲となる。
【００１６】
ｄ．塗布しながら被処理基板の終端直前で減速停止する。この場合にも、塗布むらができた成膜基板部分は廃棄される。
【００１７】
ｅ．停止後、ノズル部１４０を一定高さだけ上動させ、塗布開始位置まで戻る。
【００１８】
図８は、上記のスライダ部の塗布時動作における時間−速度特性を示している。図８において、時間Ｔは以下に述べる加速整定時間を示す。
【００１９】
上記の塗布時動作において成膜基板の廃棄部となってしまうスライダ部の加速整定時間Ｔ（あるいは距離）の短縮が求められている。このような要求に対して、上記ステージ装置の構造は、Ｚ軸駆動機構１３０Ａ、１３０Ｂにおいて上部に大重量部品が点在し、スライダ部全体の重心点が高い位置になっている。つまり、Ｙ軸駆動機構１２０Ａ、１２０Ｂの上に背の高いＺ軸駆動機構１３０Ａ、１３０Ｂが搭載されているため、スライダ部全体の重心点が高い位置となり、重心点がＹ軸方向の駆動点であるＹ軸駆動機構１２０Ａ、１２０Ｂと離れた位置関係になっている。重心点位置と駆動点位置の一例を図５に示す。
【００２０】
この様な構造では加速時にスライダ部がピッチング振動を起こしやすく、また振動が減衰しにくい構造である。ピッチング振動というのは、図６に矢印で示すような振動である。スライダ部が振動していると加速整定時間Ｔ（距離）も長くなるため、塗布むら部（成膜基板の廃棄部）が長くなる。
【００２１】
これに対し、低重心化のために、例えばＹ軸駆動機構１２０Ａ、１２０Ｂの側面にＺ軸駆動機構１３０Ａ、１３０Ｂを設置しようとすると、ステージ装置全体の幅寸法が大きくなって設置スペースが増加してしまうだけでなく、輸送コスト等の増加に繋がる。
【００２２】
【特許文献１】特開２０００−１６７４６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
そこで、本発明は、スライダ部の低重心化を図ることでピッチング振動が発生しにくい構造にして加速整定時間（距離）の短縮を図り、塗布むらができる領域を最小限にすることを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
本発明によれば、被処理基板が搭載される基板テーブル面に沿って一軸方向に可動の第１のスライダと、該第１のスライダと共に前記一軸方向に可動であるように第１のスライダに組み合わされ、ノズル部を上下方向に駆動するための第２のスライダとを備えたテーブルコータ機用ステージ装置において、前記第２のスライダにおける駆動機構をスライドウエッジ機構で構成したことを特徴とするテーブルコータ機用ステージ装置が提供される。
【００２５】
なお、本ステージ装置における前記第１のスライダは、前記基板テーブルの両側に対応する位置に互いに平行に延びるように設けられた２本のレール部に沿って走行可能なリニアモータによる２つの駆動機構から成り、前記第２のスライダも前記２つの駆動機構に組み合わされた２つの前記スライドウエッジ機構から成り、これら２つのスライドウエッジ機構における上下移動部の間に前記ノズル部が架け渡される。
【００２６】
また、本ステージ装置における前記スライドウエッジ機構は、モータ駆動によるボールネジ機構と、第１の傾斜面を有して前記ボールネジ機構によりテーブル面に平行な方向に駆動される水平移動部と、前記第１の傾斜面に係合する第２の傾斜面を有して前記水平移動部の水平運動により上下方向に運動する上下移動部と、前記水平移動部に対して所定の水平方向駆動力を与えるためのエアシリンダ機構とを備える。
【００２７】
本ステージ装置においては、前記基板テーブルは定盤上に設置され、前記２本のレール部及び前記リニアモータによる２つの駆動機構も前記定盤に設置される。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によるステージ装置によれば、スライダ部の低重心化を実現したことにより、テーブルコータ機に適用した場合にスライダ部の加速整定時間Ｔ（距離）の短縮を図ることができ、よって塗布むらができる領域を最小限にすることができる。
【００２９】
また、低重心化のためにスライドウエッジ機構を使用したことで、カウンタバランス用エアシリンダ機構においてはノズル部の荷重のうち、スライドウエッジ機構の傾斜面の角度で決まる水平方向成分のみを負担すれば良いので、負荷軽減ができ、エアシリンダ機構のサイズダウン（軽量化）を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
図１〜図３を参照して、本発明によるテーブルコータ機用ステージ装置の実施の形態について説明する。本発明によるステージ装置の特徴は、図７で説明したＺ軸駆動機構を改良した点にある。それ故、図１〜図３にはこのＺ軸駆動機構のみを図示し、以下ではこのＺ軸駆動機構のみについて説明する。つまり、Ｚ軸駆動機構以外の構成は、図４、図５で図示、説明したものと同じと考えて良い。
【００３１】
図４、図５で説明したように、基板テーブル１００の両側に対応する石定盤１６０の両側には互いに平行に延びるように２本のレール部１１０Ａ、１１０Ｂが設けられ、これらのレール部１１０Ａ、１１０Ｂに沿って走行可能なようにリニアモータによるＹ軸駆動機構（第１のスライダ）１２０Ａ、１２０Ｂが配置されている。
【００３２】
本形態では、Ｚ駆動機構（第２のスライダ）をスライドウエッジ機構１０で構成している。つまり、２つのＹ軸駆動機構１２０Ａ、１２０Ｂに、それぞれスライドウエッジ機構１０が組み合わされている。そして、これら２つのスライドウエッジ機構１０における上下移動ブロック１１の間にノズル部１４０（図５参照）が架け渡される。
【００３３】
スライドウエッジ機構１０は、ＡＣサーボモータ１２により回転駆動されるボルールネジ１３とナット１４とによるボールネジ機構と、上面側に第１の傾斜面を有し、前記ボールネジ機構によりテーブル面に平行な方向に駆動される水平移動ブロック１５と、前記第１の傾斜面に係合する第２の傾斜面を下面側に有し、水平移動ブロック１５の水平運動により上下方向に運動する上下移動ブロック１１と、水平移動ブロック１５に対して所定の水平方向駆動力を与えるためのカウンタバランス用エアシリンダ機構１６とを備える。
【００３４】
詳細に説明すると、スライドウエッジ機構１０は、Ｙ軸駆動機構１２０Ａ（または１２０Ｂ）に固定される支持板２０と、定間隔をおいて上下方向に延びるように支持板２０に取り付けられた２枚のフレーム板２１を有する。上下方向に可動の上下移動ブロック１１には、上下方向への案内を受ける上下方向転がりガイド２２と、第２の傾斜面において斜め方向への案内を受ける斜め方向転がりガイド２３とが取り付けられている。上下方向転がりガイド２２は、２枚のフレーム板２１のそれぞれに上下方向に延びるように設けられたガイド部３２により案内される。斜め方向転がりガイド２３は、水平移動ブロック１５の第１の傾斜面に取り付けられたガイド部３３によりガイドされる。
【００３５】
水平方向に可動の水平移動ブロック１５の下面には水平方向への案内を受ける転がりガイド３５が間隔をおいて２列取り付けられている。転がりガイド３５は、支持板２０に間隔をおいて水平移動ブロック１５の移動方向に配設された２本のガイド部３６により案内される。水平移動ブロック１５の下面側においてはまた、２列の転がりガイド３５の間をボールネジ１３が移動方向に延びており、水平移動ブロック１５の下面に取り付けられたナット１４に螺入されている。
【００３６】
ＡＣサーボモータ１２、エアシリンダ機構１６は、高さ方向において低い位置、つまり支持板２０に横に寝かせ、しかも水平移動ブロック１５を間にした反対位置に配置固定されている。
【００３７】
エアシリンダ機構１６の駆動軸の先端は水平移動ブロック１５に掛合または固定されており、上下移動ブロック１１に作用しているノズル部１４０の荷重による水平方向成分をキャンセルするようにしている。
【００３８】
なお、ノズル部１４０は、上下移動ブロック１１の側面に取り付けられる取り付け板３８を介して取り付けられる。
【００３９】
以上のような構造により、ボールネジ機構によって水平移動ブロック１５が水平方向に移動すると、水平移動ブロック１５はガイド部３２、３３を介して上下移動ブロック１１を上下に移動させる。Ｙ軸駆動機構１２０Ａ、１２０Ｂ、２つのスライドウエッジ機構１０、ノズル部１４０全体をスライダ部とした場合、スライドウエッジ機構１０によりスライダ部の低重心化を実現でき、加速時のピッチング振動の低減に寄与する。
【００４０】
つまり、スライドウエッジ機構１０は、図４、図５で説明したＺ軸駆動機構１３０Ａ、１３０Ｂに比べて上下方向のサイズがはるかに小さく、重量物が低い位置に配置されているので、スライダ部全体の重心点がＹ軸方向の駆動点であるＹ軸駆動機構１２０Ａ、１２０Ｂと近い位置関係になっている。その結果、スライダ部に加速時のピッチング振動が発生しにくい構造になり、テーブルコータ機における加速整定時間Ｔ（距離）の短縮を図り、塗布むらができる領域を最小限にすることができる。
【００４１】
なお、上記の形態において、スライドウエッジ機構１０における水平移動ブロック１５の駆動源としてボールネジ機構を用いているのは、高価なノズル部１４０の破損の可能性をできるだけ小さくするためである。つまり、ノズル部１４０はその下動時に被処理基板表面に対して数十μｍ程度のギャップで停止させる必要があり、ボールネジ機構は制動がし易いので容易にこれを実現できるからである。この点を無視するのであれば、ボールネジ機構に代えて、例えばエアシリンダ機構を用いても良い。また、石定盤１６０、レール部としてはセラミック材が用いられても良い。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明によるステージ装置は、水平面上で一軸方向に可動の第１のスライダと、この第１のスライダと共に一軸方向に可動であるように第１のスライダに組み合わされ、被駆動部を上下方向に微小量だけ駆動するための第２のスライダとを備えるステージ装置全般に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明によるテーブルコータ機用ステージ装置のうち、Ｚ軸駆動機構の構造を説明するための側面図である。
【図２】図１に示されたＺ軸駆動機構の主要部であるスライドウエッジ機構の構造を説明するための図である。
【図３】図１に示されたＺ軸駆動機構の概略斜視図である。
【図４】大型基板処理用として提案されているテーブルコータ機用ステージ装置の側面図である。
【図５】図４のステージ装置の正面図である。
【図６】テーブルコータ機におけるノズル部を説明するための斜視図である。
【図７】図４のステージ装置におけるＺ軸駆動機構を説明するための側面図及び正面図である。
【図８】図４のステージ装置におけるスライダ部の加速整定時間を説明するために時間−速度特性の一例を示した図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０    スライドウエッジ機構
１１    上下移動ブロック
１２    ＡＣサーボモータ
１３    ボールネジ
１４    ナット
１５    水平移動ブロック
１６、１３８    エアシリンダ機構
２０    支持板
２１    フレーム板
２２    上下方向転がりガイド
２３    斜め方向転がりガイド
３２、３３、３６、１３２    ガイド部
３５、１３４    転がりガイド
１００    基板テーブル
１１０Ａ、１１０Ｂ    レール部
１２０Ａ、１２０Ｂ    Ｙ軸駆動機構
１３０Ａ、１３０Ｂ    Ｚ軸駆動機構
１５０    架台
１６０    石定盤
【図１】
2005052822.tif 000003
【図２】
2005052822.tif 000004
【図３】
2005052822.tif 000005
【図４】
2005052822.tif 000006
【図５】
2005052822.tif 000007
【図６】
2005052822.tif 000008
【図７】
2005052822.tif 000009
【図８】
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