(57)【要約】【課題】ワークが載置される作業テーブルの表面状態に応じて作業テーブルを部分的に上下動させて、この作業テーブル上に載置されているワークの平面度を確保する。【解決手段】ワークＷが載置される作業テーブル２の表面２ａ側は連続した面からなり、裏面２ｂ側に多数の溝１０が形成されて、それぞれ独立に上下動可能な可動部１１を構成し、各可動部１１には、ピエゾスタック部１３と作動ロッド１４とを備えたピエゾアクチュエータ１２が装着されている。作業テーブル２が静的に平坦度を有しているか否かを測定するために、スキャニング変位センサ２４を有する測定ユニット２０が設けられ、また内部機構の作動に基づく作業テーブル２の動的非平坦度を検出するために、各ピエゾアクチュエータ１２の装着部に隣接して、可動部変位センサ２５が装着され、これらのセンサ２４，２５の検出信号に基づいてピエゾアクチュエータ１２が作動する。【選択図】図３
2007331041.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業テーブルに平板状のワークが載置されて、このワークに対して処理または操作を行うものであって、この作業テーブルの表面の平坦度を確保する平坦化手段を備えた作業装置において、
前記作業テーブルは、表面側は連続する平面となり、裏面側には交差する複数の溝を形成することにより小領域からなる複数の可動部に分割し、
前記各可動部の下面に上下動駆動するピエゾアクチュエータを接続して設けて、前記ピエゾアクチュエータを作動させて、各々の可動部を独立に上下させることにより前記作業テーブルの表面の平坦度を確保する
構成としたことを特徴とする平板状ワークの作業装置。
【請求項２】
前記作業テーブルには、その表面の平坦度を検出するスキャニング変位センサを、この作業テーブルの表面に沿って走査可能に配置し、このスキャニング変位センサにより作業テーブルの表面状態を測定して、この表面の非平坦部分に位置する可動部に設けたピエゾアクチュエータを作動させることにより平坦化させる構成としたことを特徴とする請求項１記載の平板状ワークの作業装置。
【請求項３】
前記各ピエゾアクチュエータに隣接して、可動部の上下動を検出する可動部変位センサを設け、前記作業テーブルに振動が発生したときに、前記各可動部変位センサによって、この振動による前記各可動部の高さ変化を検出して、前記ピエゾアクチュエータをこの高さ変化をキャンセルする方向に作動させることによって、振動による前記作業テーブルの変位を抑制する構成としたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の作業装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば回路基板，半導体ウエハ，円環状記録媒体等の平板状ワークを作業テーブルに支持させて設け、この作業テーブルに接続した処理・操作手段により所定の処理や操作を行うようにした平板状ワークの作業装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
平板状のワークとして、例えば液晶パネル，有機ＥＬ，プラズマディスプレイ等のディスプレイ用のフラットパネル等、表面に回路パターンを形成した後または形成前の透明基板がある。このワークに対して所定の操作、例えば基板表面にフォトレジストを塗布し、このフォトレジストに露光装置からの照射光によりガラス基板にマスクパターンを転写する処理や、画像認識手段を用いた検査装置に基づいてワークの回路パターンの検査等を行うに当っては、ワークを作業テーブルに載置して、前述した処理や操作が行われる。ここで、露光や回路パターンの検査のための画像認識等を高精度に行う際には、作業テーブル上に載置されるワークは歪みや反り等といった変形がなく、平面状態になっていなければならない。このために、作業テーブルの表面に高い平坦性を持たせ、しかも作業テーブルの剛性を高めて、それに載置したワークの平面度を確保するのが一般的である。ここで、露光装置において、半径方向に向けて隙間なく配列した多数の円環状部材を同心円状に配列するように組み合わせることにより作業テーブルを構成し、これら各円環状部材を上下動させることにより、作業テーブルの平坦度を保つように調整可能としたものが特許文献１に示されている。
【特許文献１】特開平５−３０４０７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、作業テーブルの表面の平面度をどのように高めたとしても、また作業テーブルの剛性をいかに高めたとしても、それだけでは作業テーブル上にワークを載置して行われる処理なり操作なりの精度が十分に得られない場合がある。即ち、前述した特許文献１においては、作業テーブルの半径方向における湾曲を調整することは可能であるが、それ以外の変形を十分補正できない。また、作業テーブルの振動等といった動的変動に対しては何等の対処も行うことができない。フラットパネルからなるディスプレイの大画面化の要請から、ワークのサイズが大型化する傾向にあり、作業テーブルが僅かでも振動すると、ワークは部分的に大きく変位して、正確な処理や操作を行うことができないことがある。
【０００４】
本発明は以上の点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、ワークが載置される作業テーブルの表面状態に応じて作業テーブルを部分的に上下動させて、この作業テーブル上に載置されているワークの平面度を確保することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前述した目的を達成するために、本発明は、作業テーブルに平板状のワークが載置されて、このワークに対して処理または操作を行うものであって、この作業テーブルの表面の平坦度を確保する平坦化手段を備えた作業装置であって、前記作業テーブルは、表面側は連続する平面となり、裏面側には交差する複数の溝を形成することにより小領域からなる複数の可動部に分割し、前記各可動部の下面に上下動駆動するピエゾアクチュエータを接続して設けて、前記ピエゾアクチュエータを作動させて、各々の可動部を独立に上下させることにより前記作業テーブルの表面の平坦度を確保する構成としたことをその特徴とするものである。
【０００６】
作業テーブルの表面は連続した面で構成されるが、裏面側には交差する溝が所定数形成されており。これによって複数の小領域に分割されている。ここで、小領域は分割された可動部を構成するものであり、その形状は三角形，四角形，六角形等、多角形とし、全ての小領域は部位により異なっているもの、例えば中央部分が最も小さく分割され、周辺に向けて可動部のサイズを大きくするようにしても良いが、制御性の点からは、同じ大きさで、同じ形状とするのが望ましい。可動部はピエゾアクチュエータにより上下動させるものである。そして、溝の深さ及び幅は、作業テーブルの材質との関係から、ピエゾアクチュエータにより可動部を上下動させることができるものとする。作業テーブルに形成される小領域からなる可動部の数を多くすればするほど、作業テーブルの表面をより正確に平坦化させることができる。ただし、各可動部にそれぞれピエゾアクチュエータを配置しなければならないので、あまり多くの可動部に分割すると、それだけ構造が複雑になってしまう。
【０００７】
ところで、作業テーブルの平坦度の欠如としては、まずその表面に凹凸，反りや歪み等が存在する場合がある。これを補正して作業テーブルの平坦面を確保するには、作業テーブルの表面にスキャニング変位センサを対向配設して、このセンサを移動させながら表面の凹凸状態を検出する。そして、凹凸が検出されると、その部位の可動部に接続したピエゾアクチュエータを駆動して、当該可動部を上昇乃至下降させる。これによって、作業テーブルの表面を平坦化させることができる。また、作業テーブルの平坦度が失われる他の場合としては、作業テーブルの振動による上下動である。振動は外乱要因に起因する振動と、内蔵モータの作動等、内部機構の機械的に生じる振動とがある。外乱要因に起因する振動は装置全体を防振支持することにより作業テーブルに伝達されるのを防止乃至抑制することができる。一方、モータ等の内部機構に起因する振動は、ほぼ一定の周期的な振動となる。そこで、このタイプの振動を抑制するには、作業テーブルの裏面側において、各可動部と隣接する位置に可動部変位センサを装着して、各可動部の上下動を測定する。そして、ピエゾアクチュエータを可動部の動きとは逆方向の駆動を行うことによって、振動による変位を実質的にキャンセルすることができる。
【０００８】
ここで、スキャニング用及び可動部用の各変位センサは異なる構成としても良く、また同じセンサで構成することもできる。変位量を測定する方式としては、磁界や光、音波を媒体とした非接触式のものがあり、またダイヤルゲージや差動トランスなどの接触式の変位センサも用いられるが、非接触式の変位センサが好適に用いられる。
【発明の効果】
【０００９】
作業テーブルに形成した小領域毎の可動部を、それぞれピエゾアクチュエータで独立して上下動させることによって、ワークが載置される作業テーブルの表面に存在する凹凸という不均一性を解消して平坦化することができ、もって作業テーブル上にワークを平面状態に載置して、所要の処理や操作を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。本実施の形態においては、ワークとして、フラットパネル用のガラス基板に対する処理を行うための作業装置として構成したものとして説明する。ただし、ワークとしては、平板状のものであれば良く、このガラス基板に限定されるものではなく、形状も四角形だけでなく、円形等所望の形状のものにも適用することができる。
【００１１】
まず、図１に平板状ワークの作業装置における作業テーブルの概略構成を示す。同図において、１は基台であって、この基台１は、図示は省略するが、少なくともＸ方向，Ｙ方向及びθ方向（回転方向）への位置調整手段を備えている。基台１は例えば露光ステージに設けられており、この基台１は処理手段を備えており、処理手段としては、例えば露光装置を備えるものである。
【００１２】
露光装置は基台１に連結して設けられており、照明光の照射手段と投光用光学系及びマスクとを備えており、現像液、例えばフォトレジストを塗布したガラス基板からなるワークＷに対して、マスクを介して照明光を照射することによって、ガラス基板からなるワークＷの表面にマスクパターンを転写するものである。そして、露光時間を調整するために、投光経路の途中に電動式のシャッタが装着されており、このシャッタを作動させることにより、ワークＷへのマスクパターンの転写を行わせる。ただし、この露光装置の構成については、従来から周知であるので、図示及びその詳細な説明は省略する。
【００１３】
基台１の上に作業テーブル２が設けられ、ワークＷはこの作業テーブル２の表面に載置されるようになっている。前述したように、ワークＷは長方形の薄板ガラス基板であり、その表面にはフォトレジストが塗布されている。作業テーブル２におけるワークＷの載置部には多数の吸着孔３が形成されており、ワークＷが作業テーブル２に載置されると、このワークＷは吸着孔３に作用する負圧による吸着力の作用で作業テーブル２の表面に全面で密着することになる。
【００１４】
ここで、高精度な露光を行うには、作業テーブル２上に載置したワークＷの平面性を確保しなければならない。作業テーブル２の表面に多数の真空吸着孔３を開口させたのは、ワークＷの平面性を確保するためである。ただし、作業テーブル２そのものの表面精度が十分でないと、ワークＷを作業テーブル２に完全に倣わせても、露光装置に対する面精度が十分ではない。作業テーブル２の平坦度、即ち露光装置における投光用の光路に対して正確に直交する面となり、かつ露光を行っている間は、この平坦度を確保されなければならない。作業テーブル２の平坦度の欠如は、この作業テーブル２そのものが平坦度を有していないこと、つまり静的非平坦度と、露光中に発生する振動等の影響で作業テーブル２が変動すること、つまり動的非平坦度とがある。そこで、作業テーブル２が静的にも、また動的にも平坦度を確保するために、以下に示す機構を備えている。
【００１５】
まず、作業テーブル２の表面２ａ側は連続した面からなるが、裏面２ｂ側には、図２及び図３に示したように、多数の溝１０が形成されており、溝１０は縦横に形成され、かつ斜め方向にも形成されている。その結果、作業テーブル２の裏面側は、全面にわたって三角形の小領域に分割されている。そして、溝１０に所定の深さを持たせることによって、各々の三角形の小領域は、それぞれ独立に上下動可能な可動部１１を構成している。ここで、可動部１１は作業テーブル２の表面２ａが非平坦状態になった時、可動部１１を上下動させて平坦化するように補正するためのものである。
【００１６】
各可動部１１を独立に上下動させるために、ピエゾアクチュエータ１２が用いられる。ピエゾアクチュエータ１２は、図３から明らかなように、ピエゾスタック部１３と、作動ロッド１４とを備え、ピエゾスタック部１３に所定の電圧を印加することによって、作動ロッド１４がこの電圧値に応じて突出することになる。そして、作動ロッド１４の先端には作業テーブル２への連結部１５が設けられ、またピエゾスタック部１３の底部には基台１への連結部１６が設けられている。作業テーブル２の裏面２ｂにおける各可動部１１の概略中央位置に凹部を形成することにより取付部１７が設けられて、この取付部１７に作動ロッド１４の先端における連結部１５が嵌合・固定されている。また、基台１の表面にはピエゾスタック部１３の連結部１６を固定的に取り付けるための取付部１８が凹設されている。このように、基台１と作業テーブル２との間は、多数設けたピエゾアクチュエータ１２を介して連結されており、これらピエゾアクチュエータ１２を作動させることにより、作業テーブル２の反りや歪み，湾曲，うねり等といった不均一な凹凸を調整して、平坦化させることができるようになっている。
【００１７】
なお、図３において、４は吸着孔３に通じる負圧通路、５は作業テーブル２を介してワークＷの温度を制御するための流体通路である。この流体通路５に所定の温度の流体を流通させることによって、ワークＷの表面に塗布したフォトレジストの温度管理を行うようにしている。
【００１８】
まず、作業テーブル２の静的非平坦度を解消して静的に平坦化する。作業テーブル２の静的非平坦化は、作業テーブル２の製造誤差及び基台１への組み付け誤差、さらには基台１の取り付け誤差等に起因して生じるものである。作業テーブル２が静的に平坦度を有しているか否かを測定するために、図１に示した測定ユニット２０が用いられる。この測定ユニット２０は、基台１の表面部において、その外周部に着脱可能に設置されるフレーム部２１を有し、このフレーム部２１の長辺部２１ａ，２１ａの上面はガイドレール２２となっており、両ガイドレール２２，２２間には作動アーム２３が掛け渡すように装着されており、この作動アーム２３は、図示しない駆動手段によって、ガイドレール２２の方向（Ｘ軸方向）に移動可能となっている。そして、作動アーム２３には、スキャニング変位センサ２４が装着されており、このスキャニング変位センサ２４は作動アーム２３に沿ってＸ軸と直交するＹ軸方向に移動可能となっている。
【００１９】
以上の構成を有する測定ユニット２０は、基台１上に設置して、スキャニング変位センサ２４を作動させることによって、作業テーブル２の表面２ａの平坦度を測定する。この測定時に表面２ａに凹凸があると、その位置のピエゾアクチュエータ１２を駆動して、可動部１１を上下させる。即ち、表面２ａが凹状となっていると、ピエゾアクチュエータ１２により当該の可動部１１を突出させるようになし、また表面２ａが凸状となっている場合には、ピエゾアクチュエータ１２を引き下げる。そして、各ピエゾアクチュエータ１２はそれらが接続されている可動部１１に対して独立に作用し、溝１０により隔離された状態となっている他の可動部１１には実質的に影響を及ぼすことはない。これによって、作業テーブル２の表面２ａが平坦化するように補正される。
【００２０】
このように、平坦化した作業テーブル２の表面２ａにワークＷを載置し、負圧通路４の内部を負圧にすることによって、この負圧通路４に通じている吸着孔３に負圧吸引力を作用させて、ワークＷを安定的に保持すると共に、作業テーブル２の表面２ａに密着させるようにする。ここで、作業テーブル２の表面２ａは静的平坦度が得られているので、ワークＷの表面も平面化されて、投光用の光路と正確に直交する状態となっている。
【００２１】
従って、露光装置を作動させて、ワークＷの表面に塗布されたフォトレジストにマスクパターンを転写させる。ここで、ワークＷは露光装置に対して正確に位置決めされているので、高い露光解像度が得られ、マスクパターンの転写精度が極めて高くなる。
【００２２】
ところで、露光中にワークＷが振動すると、マスクパターンの転写精度に影響を与えることになる。ワークＷの振動は、外乱要因による振動と、内部機構の作動時に生じる振動とがある。外乱要因に基づく振動については、基台１を含めた装置全体を防振支持させることによって、その影響を最小限に抑制できる。一方、内部機構の作動時に生じる振動、例えば露光装置に設けたシャッタの駆動用のモータの作動に起因する振動は前述した防振支持では抑制乃至吸収することはできない。特に、高解像度が要求される露光装置においては、このような振動によっても転写精度の低下が問題となることがある。
【００２３】
以上の点から、内部機構の作動に基づく作業テーブル２の動的非平坦度を解消し、若しくは実用上差し支えない程度にまで抑制する構成としている。このために、図３に示したように、基台１上には、各ピエゾアクチュエータ１２の装着部に隣接して、可動部変位センサ２５が装着されている。この可動部変位センサ２５は、作業テーブル２の裏面２ｂにおいて、可動部１１の高さ位置を検出するものであり、これにより作業テーブル２が振動するときには、この振動による作業テーブル２の動きを検出することができる。ここで、前述したモータの作動に起因する振動等は周期的な振動となることから、作業テーブル２にこの振動をキャンセルする方向に周期的な動きを与えれば、作業テーブル２は実質的に静止した状態に保持される。そこで、内部機構を作動させて、作業テーブル２の振動データを各可動部変位センサ２５により取得しておく。そして、実際に露光操作を行う際に、可動部変位センサ２５により各々の可動部１１の動きを検出し、この検出信号と既に取得している振動データとに基づいて、各ピエゾアクチュエータ１２に振動とは反対方向に動かすことによって、振動をキャンセルする動きとなり、作業テーブル２をほぼ静止した状態に保つことができ、露光中にワークＷの動きを防止乃至抑制することができる。その結果、露光によるマスクパターンの転写精度がさらに向上する。特に、作業テーブル２は多数の可動部１１に分割されて、それぞれの可動部１１を独立に上下動させるようにしているので、作業テーブル２がどのように複雑な動きをしても、正確に対応することができるようになる。
【００２４】
ここで、露光装置においては、内部機構により生じる振動発生源は、シャッタ駆動用モータの振動であるが、例えばワークＷに対する操作として、このワークＷの検査工程においては、基台１を所定の方向に搬送する間に画像認識手段によりワークＷを撮像して、取得した画像を信号処理することによって、ワークＷの表面に形成した回路パターンの精度を検査する場合には、基台１の搬送時に振動が発生する。従って、この振動を抑制乃至吸収しなければ、画像認識の精度が低下することになる。そこで、前述した可動部変位センサ２５により作業テーブル２の各可動部１１の動きを検出し、それぞれ可動部１１をピエゾアクチュエータ１２によって独立に上下動させることによって、振動をキャンセルすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の一形態を示す作業装置の概略構成図である。
【図２】作業テーブルの裏面側の一部を示す図である。
【図３】図１の作業テーブル及び基台の断面図である。
【符号の説明】
【００２６】
１  基台                      ２  作業テーブル
２ａ  表面                    ２ｂ  裏面
３  吸着孔                    １０  溝
１１  可動部                  １２  ピエゾアクチュエータ
１３  ピエゾスタック部        １４  作動ロッド
２０  測定ユニット            ２４  スキャニング変位センサ
２５  可動部変位センサ
【図１】
2007331041.tif 000003
【図２】
2007331041.tif 000004
【図３】
2007331041.tif 000005