专利名称:载物台装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及经由将掩模图案转印到工件上的曝光装置或形成图案的掩模而照射光的液晶面板等贴合装置等中所使用的载物台装置，更详细而言涉及具备使载置工件的载物台相对于载物台面向垂直方向(Z轴方向)移动的Z方向移动机构的载物台装置。
背景技术：
图11是表示经由形成有图案的掩模将曝光光照射在涂敷有感光剂的工件上，将掩模的图案转印到工件上的曝光装置或液晶面板的贴合工序中，经由形成有遮光部的掩模，仅对于涂敷有粘着剂的区域照射紫外线，使粘着剂硬化贴合2片面板的装置。以下，将上述的曝光或利用光进行粘着剂的硬化等处理称为光处理。
光照射部30具有光源(灯)32及反射来自灯32的光的反射镜31，射出光处理所需的波长的光。
形成有图案的掩模M被保持在掩模载物台40上，光处理的工件W则被保持在工件载物台20上。
工件载物台20由保持着工件W的工件吸附板21、使工件吸附板21朝着XYθ方向(工件吸附板的平面内正交的Z方向及围绕正交于该平面的轴的旋转、图中左右跟前深处方向及围绕光轴的旋转)移动的XYθ移动机构22、将掩模M和工件W的间隔设定在预所期望的值的间隙设定机构23、及使工件吸附板21朝着Z轴方向(相对于工件吸附板的面正交的方向、图中上下方向)移动的Z移动机构24所构成。
工件吸附板21在表面形成有吸附工件W的真空吸附槽(未图示)。
接近掩模和工件进行曝光的近接式曝光或液晶面板贴合的情况下，掩模和工件的间隔(间隙G)通常是设定在0～10μm的范围，工件吸附板的Z移动机构所要求的位置精度为±1～10μm。
为了掩模和工件的对位，相对于XYθ(平面)方向所要求的位置精度大约为±1μm。
另一方面，考虑对于工件吸附板的工件的搬送或光处理后的工件的搬出，或者装置的维护等时，有必要将间隙G开设在50mm左右。
因此，工件载物台的Z移动机构必须要50mm左右的移动距离，相对于Z方向为±1～10μm的移动精度和相对于XYθ方向±1μm左右的定位精度。
作为上述工件载物台的Z移动机构，已知的有例如日本专利文献1或者日本专利文献2所记载的。专利文献1、2所记载的是通过具有斜面的楔形载物台左右移动，使工件吸附板在上下方向上移动。
日本特开平7-37794号公报[专利文献2]日本特开平9-86888号公报专利文献1、2记载的Z移动机构虽然可以使工件载物台上下方向精度良好地移动，但是部件数多而构造复杂，组装等费时且制造成本高。上下方向的移动距离比较小，工件载物台的Z轴方向的移动距离较大时，运用上困难。
另一方面，使用滚珠螺杆使载物台朝着Z方向移动的Z移动机构也为人所熟知。图12是表示使用滚珠螺杆的Z移动机构的构成例。
载物台基座50上沿着高度(Z轴方向)方向设置滚珠螺杆24a，在滚珠螺杆24a的移动体(螺母)24b上安装板24c。并且，通过未图示的电动机等驱动滚珠螺杆24a，使板24c在上下(Z)方向上移动。
如图11表示，在上述板24c上，经XYθ移动机构、间隙设定机构设有工件吸附板等，构成工件载物台。
图12所示的结构，部件数少，构造单纯，并且，也可充分确保Z轴方向的移动行程。
但是，使用在大型化的液晶面板或印刷基板等的贴合曝光等的装置中，工件载物台也大型化。工件载物台大型化时，构成载放到板24c上的工件载物台的部件的重量也会增加。图12表示的构造中，由于是以悬臂支撑着板24c，因此板24c上的重量增加时，平衡不良，会降低Z方向的定位精度。
并且，由包含板24c的工件载物台的本身重量，如图12所示对于滚珠螺杆24a会有力矩力的产生。力矩力作用在滚珠螺杆24a时，动作不能顺畅而成为导致故障的原因。
因此，为了使板24c的平衡良好，提升Z方向的定位精度，也可以不是悬臂式，而是例如使用3根滚珠螺杆支撑着板24c的3处，同时将3根滚珠螺杆同步驱动，使板24c上下动作。
此时，必须配置成使3根滚珠螺杆彼此平行，因为若滚珠螺杆不平行，则在板24c移动时，会对于滚珠螺杆在径向(相对于滚珠螺杆进给方向呈正交方向)施加负载而成为导致故障的原因。平行度明显偏差时，会使得板24c不能移动。
但是，将3根滚珠螺杆彼此平行地组装是非常地困难，装置越是大型化越是困难。
如上所述，使用滚珠螺杆的Z方向的移动机构，部件数较少且构造也比较单纯，但是在运用于载置大型工件的载物台装置时，会产生定位精度的降低或对于移动机构施加过度的负载而容易故障等种种问题。
发明内容本发明是鉴于上述状况所研创而成，其目的在于提供一种载物台装置，其构造比较单纯，具有数十mm的移动距离，并且可实现数μm的位置精度，并且即使载置的工件的大型化，而伴随与此工件载物台也大型化，对于移动机构也不会造成过度负载，具备顺畅动作的Z方向的移动机构。
本发明如以下说明可以解决上述课题。
(1)在具备使保持着工件的工件载物台在正交于载物台面方向的Z轴方向(高度方向)上移动的载物台移动机构的载物台装置中，在该载物台移动机构中设有沿着Z轴方向设置、以至少2根以一点为轴可摆动的状态被配设于载物台基座的3根滚珠螺杆；相对于上述3根各滚珠螺杆可倾斜被地安装、使上述工件载物台在Z轴方向上移动的板；及限制上述滚珠螺杆相对于载物台基座的移动的滚珠螺杆限位装置。
(2)在具备使保持着工件的工件载物台在正交于载物台面方向的Z轴方向(高度方向)上移动的载物台移动机构的载物台装置中，该载物台移动机构设有沿着Z轴方向设置、以至少2根以一点为轴可摆动的状态配设于载物台基座的3根滚珠螺杆；对于上述3根各滚珠螺杆可倾斜地安装、使上述工件载物台在Z轴方向上移动的板；在上述板的内面、相对于其载物台面平行地配设的平行板簧经由该平行板簧安装在上述板上的驱动载物台；及限制驱动载物台相对于载物台基座的移动的驱动载物台限位装置。
发明效果本发明可获得以下的效果。
(1)由于3根滚珠螺杆内的至少2根是可摆动的，因此板在Z方向上移动时，通过滚珠螺杆的倾斜，对滚珠螺杆不会产生径向的负载，并且板是相对于滚珠螺杆可倾斜地被安装，因此即使滚珠螺杆倾斜，也不会产生使得滚珠螺杆或板或连结它们的构件挠曲的力。
因此，在滚珠螺杆或板、或者位于它们之间的构件上不会施加过大的负载，可以顺利地驱动滚珠螺杆。并且，由于不会施加过大的负载，因而可抑制故障等的发生。
另外，通过设置限制滚珠螺杆移动的滚珠螺杆限位装置，即使可摆动地安装滚珠螺杆，在掩模或工件的对位或光处理中仍然可以限制板向正交于Z轴的方向的移动。
(2)在板的内面，相对于该板面平行地安装平行板簧，经由该平行板簧安装驱动载物台，并且设置限制该驱动载物台移动的驱动载物台限位装置，由此可经由驱动载物台限制板在掩模和工件的对位或光处理中向正交于Z轴的方向的移动。
驱动载物台和板经由平行板簧而被安装，因此即使驱动载物台的移动被限制，仍可通过驱动滚珠螺杆而使得板在Z方向上多少的移动，不在XYθ方向上移动地进行微小的对位。
(3)不需要将3根滚珠螺杆形成严密的平行，因此装置的组装、调整容易。
并且，为了平行保持滚珠螺杆，不需要以高刚性构件构成支撑载物台基座或滚珠螺杆的构件。因此，可降低装置的大小、重量等，伴随与此可抑制装置的成本。
图1是表示本发明第1实施例的构成的图(立体图)。
图2是表示本发明第1实施例的构成的图(剖视图)。
图3是表示板向使用球面轴承的移动体的安装构造的图。
图4是表示第1实施例的第1变形例的图。
图5是表示第1实施例的第2变形例的图。
图6是表示万向接头机构的构成例的图。
图7是表示第1实施例中，可摆动的滚珠螺杆机构的根数与旋转方向限制部和滚珠螺杆位置固定部的设置数量的关系的图。
图8是表示本发明第2实施例的构成的图(剖视图)。
图9是表示本发明第2实施例的构成的图(俯视图)。
图10是说明第2实施例的旋转方向/驱动载物台限位部的安装的图。
图11是表示曝光装置或者面板的贴合装置的构成例的图。
图12是表示现有的Z移动机构的构成例的图。
符号说明1板2a、2b、2c滚珠螺杆3a、3b、3c支撑框架4a、4b、4c移动体5a、5b、5c台座6a、6b、6c电动机7旋转方向限制部7a螺栓7b孔7c旋转限制构件8滚珠螺杆限位部8a固定盘8b垫片
8c气锁机构9a、9b、9c滚珠螺杆机构10载物台基座11控制部12旋转方向/滚珠螺杆限位部12a固定盘12b垫片12c气锁机构13′万向接头机构14驱动载物台15a、15b、15c平行板簧16旋转方向/驱动载物台限位部16a固定盘16b垫片16c气锁机构具体实施方式
图1、图2是表示本发明第1实施例的载物台移动机构的构成的图，图1为立体图、图2为图1的A-A剖面图。
此外，图1、图2中，省略如上述图11表示的工件吸附板、XYθ移动机构、间隙设定机构等，在图1、图2表示的板1上，设有上述工件吸附板或各机构。以下，概括板1及设置在板1上的工件吸附板、XYθ移动机构等，在此称为工件载物台。
图1、图2中，具有50mm左右的行程的3根滚珠螺杆2a、2b、2c，其进给螺纹的进给方向是沿着Z轴方向(高度方向)，设置在设有工件载物台的构成光处理装置的基台的载物台基座10上。另外，图2只是表示滚珠螺杆2b、2c。
3根滚珠螺杆2a、2b、2c的两端通过支撑框架3a、3b、3c可旋转地支撑着，3根滚珠螺杆2a、2b、2c的下端侧被连结在电动机6a、6b、6c的旋转轴上。并且，电动机6a、6b、6c安装在上述支撑框架3a、3b、3c上。以下，将由上述滚珠螺杆2a、2b、2c、支撑框架3a、3b、3c、电动机6a、6b、6c所构成的机构称为滚珠螺杆机构9a、9b、9c。
在3根滚珠螺杆2a、2b、2c上螺合有移动体(螺母)4a、4b、4c，在移动体4a、4b、4c上安装有在Z轴方向上移动的板1。
通过电动机6a、6b、6c的驱动来使滚珠螺杆2a、2b、2c旋转，使上述移动体4a、4b、4c沿着滚珠螺杆2a、2b、2c移动。通过同步驱动电动机6a，6b、6c，使3个移动体4a、4b、4c仅移动相同的距离，可进行板1的Z方向的定位。
另外，虽然相对于移动体4a、4b、4c可倾斜地安装板1，但是针对其安装部分的构造则是如后述。
在此，3根滚珠螺杆2a、2b、2c必须配置成互相平行。3根滚珠螺杆不平行的情况下，在板1移动时，在滚珠螺杆上径向(相对滚珠螺杆进给方向的正交方向)地施加负载而成为故障的原因。平行度明显不均一时，会使得板1不能移动。但是，将3根滚珠螺杆2a、2b、2c互相平行地组装是非常地困难的。
因此，本实施例是将3根滚珠螺杆机构9a、9b、9c中的2根滚珠螺杆机构9b、9c，如图1的扩大图B表示，经由可摆动地支撑滚珠螺杆机构的台座5b、5c，安装在载物台基座10上。
台座5b、5c，如上述扩大图B、图2表示形成，成为以2片板502夹持着钢珠(球)501的构造，载放在该台座5b、5c上的滚珠螺杆机构9b、9c相对于载物台基座10，以台座5b、5c的钢珠501的部分为顶点可倾斜地被支撑。
此外，滚珠螺杆机构9a固定在载物台基座10上，不会如滚珠螺杆机构9b、9c地摆动。
安装有3根滚珠螺杆的电动机6a、6b、6c为伺服电动机，连接在控制部11上。在驱动3根滚珠螺杆2a、2b、2c的各电动机6a、6b、6c上从设置在控制部11上的脉冲产生器分配有同步的脉冲，使电动机6a、6b、6c保持同步移动。
控制部11仅以相当于所设定Z方向的移动距离转动电动机6a、6b、6c。在电动机6a、6b、6c上安装有编码器(未图示)，电动机6a、6b、6c的转速从上述编码器输入到控制部11而被反馈控制。
本实施例中，3根滚珠螺杆机构9a、9b、9c之内，所固定的滚珠螺杆机构为1支，其他的滚珠螺杆机构则是可摆动地被支撑着。因此，倾斜方向的力作用于滚珠螺杆2b、2c时，板1即会以固定后的滚珠螺杆2a为中心旋转。因此，本实施例是在支撑滚珠螺杆2c的支撑框架3c上设置旋转方向限制部7来限制滚珠螺杆机构9c的倾斜量，限制上述旋转。
旋转方向限制部7包括安装在支撑框架3c上的螺栓7a、及具有使该螺栓7a可移动卡合的孔7b(参照图2的上俯视图)的旋转限制构件7c，旋转限制构件7c如图2表示地竖立设置在载物台基座10上。
使滚珠螺杆2b、2c倾斜方向的力作用，使滚珠螺杆机构9c倾斜时，上述螺栓7a即会触及到孔7b的边缘，限制滚珠螺杆机构9c的倾斜。
通过上述旋转方向限制部7虽然可某程度地限制滚珠螺杆机构9c的倾斜，但是螺栓7a在孔7b内可某一程度地移动，仅此一原因即不能使板1不会移动地固定。
另一方面，板1上，如上述设有XYθ移动机构、工件吸附板等，板1被定位在Z轴方向之后，利用上述XYθ移动机构进行工件吸附板的XYθ方向的定位。因此，板1定位在Z轴方向之后，必须要将板1不会移动地加以固定位置。为此，设置滚珠螺杆限位部8。
滚珠螺杆限位部8中，在支撑滚珠螺杆2b的支撑框架3b上安装有固定盘8a(例如由板簧所构成)，固定用盘8a的两侧设有夹持固定用盘8a的垫片8b。
对气锁机构8c供给空气时，垫片8b即会夹持固定用盘8a。由此，可相对于载物台基座10固定滚珠螺杆机构9b。由于滚珠螺杆机构9a是固定的，因此成为2根滚珠螺杆机构被固定，而使得板1固定不相对于载物台基座10地移动。
如上述，相对于螺合在滚珠螺杆2a、2b、2c上的移动体4a、4b、4c，板1成为可倾斜地被安装。
图3中表示板1相对于上述移动体4a、4b、4c的安装构造。
如图3表示，板1相对于移动体4a、4b、4c经由球面轴承401而被安装。因此，在板1上即使产生力矩移动，通过球面轴承401的旋转移动，力矩力也不会传达到滚珠螺杆2a、2b、2c上。
此外，仅单纯使用球面轴承，使得滚珠螺杆2a、2b、2c旋转时，移动体4a、4b、4c也会和滚珠螺杆一起旋转，使移动体4a、4b、4c不会在Z方向移动。
因此，力矩在产生的方向上虽是自由的，但是仍对于滚珠螺杆2a、2b、2c的旋转方向设置限制球面轴承401转动的止转销402。
接着，利用图1、图2说明本实施例的动作。
板1位于滚珠螺杆2a、2b、2c的下方(图2虚线表示的位置)。该位置是从掩模(未图示)例如离开50mm的位置。
搬入进行光处理的工件，在板1上载置经由XYθ移动机构所设置的工件吸附板(未图示)。由真空吸附将工件保持固定在工件吸附板上。
利用控制部11驱动电动机6a、6b、6c，转动3根滚珠螺杆2a、2b、2c，使板1上升，与此同时工件吸附板上升，使工件接近掩模。
此时，2根滚珠螺杆2b、2c通过台座5b、5c可摆动地被支撑着，因此对滚珠螺杆2b、2c施加有径向的负载时，使得滚珠螺杆2b、2c倾斜，在滚珠螺杆2a、2b、2c和移动体4a、4b、4c之间不会产生径向的负载。通过滚珠螺杆2b、2c倾斜，板1虽然在XY方向移动，但在此阶段没有问题。
并且，对于施加在滚珠螺杆2a、2b、2c上的力矩力可通过上述球面轴承401加以去除。
板1上升，工件吸附板上的工件和掩模的间隔一旦接近进行光处理的间隙间隔(例如，所期望的掩模和工件的间隔50μm时为其附近)时，停止电动机6a、6b、6c的驱动，停止滚珠螺杆2a、2b、2c的旋转动，使板1的上升停止。
并且，在该位置使滚珠螺杆限位部8动作。即，驱动气锁机构8c，利用垫片8b夹持固定盘8a。由此，限制滚珠螺杆2b、2c相对于载物台基座10的位置，板1的XYθ方向的位置被固定。
接着，由设置在板1上的XYθ移动机构使工件吸附板移动，根据印制有掩模和工件的调准标记，进行掩模和工件的对位。进行对位时，通过光照射部(未图示)，经由掩模对工件照射光处理所需的波长的光。
此时，通过滚珠螺杆限位部，各滚珠螺杆相对于载物台基座10的位置被固定，因此在进行掩模和工件的对位或光处理的期间，板1上的工件不会在XYθ方向移动。
光处理结束时，解除气锁机构8c，解除固定盘8a的固定，使板1下降，搬出工件吸附板上的光处理后的工件。
如上所述，本实施例中，由于将3根滚珠螺杆2a、2b、2c内的2根滚珠螺杆2b、2c相对于载物台基座10可摆动地安装，因此板1在Z方向移动时，通过滚珠螺杆2b、2c倾斜，不对滚珠螺杆施加径向的负载。
并且，板1和滚珠螺杆2a、2b、2c的移动体4a、4b、，4c经由球面轴承被安装，因此即使滚珠螺杆2b、2c倾斜产生力矩力，也不会对滚珠螺杆或板或者连结它们的构件施加过度的力。
因此，可以顺利地驱动滚珠螺杆2a、2b、2c，可以减少故障等的产生。
通过旋转方向限制部7来限制滚珠螺杆2c的倾斜，可以防止板1以被固定的滚珠螺杆2a为轴转动。
另外，由于设置滚珠螺杆限位部8，因此将板1定位在Z轴方向之后，可以限制板1不会在XYθ方向移动。
上述实施例中，虽固定3根滚珠螺杆机构之内的1根而将其他2根相对于载物台基座可摆动地安装，但是也可以将3根滚珠螺杆机构全部都可相对于载物台基座摆动地安装。
图4是表示3根滚珠螺杆机构全部都可相对于载物台基座摆动的本实施例的第1变形例。
图4中，3根滚珠螺杆机构9a、9b、9c经由可摆动地支撑滚珠螺杆机构的台座5a、5b、5c安装在载物台基座10上。台座5a、5b、5c是如上述图1的扩大图B的构造，可以台座5a、5b、5c的滚珠501的部分为顶点倾斜。
因此，滚珠螺杆机构9a、9b、9c3根同时可相对于载物台基座10摆动。
图1、图2表示的实施例中，由于固定1根滚珠螺杆，因此只要分别设置一组旋转方向限制部7、滚珠螺杆限位部8即可，但是如图4表示3根滚珠螺杆机构9a、9b、9c可摆动的情况下，则需要分别设置2组旋转方向限制部7、滚珠螺杆限位部8。
图4中，在滚珠螺杆2b的支撑框架3b设置第1旋转方向限制部7-1和滚珠螺杆限位部8-1，在滚珠螺杆2c的支撑框架3c设置第2旋转方向限制部7-2和滚珠螺杆限位部8-2。
第1、第2旋转方向限制部7-1、7-2由如上所述为安装在支撑框架3b、3c上的螺栓7a，及具有该螺栓7a可移动地卡合的孔7b的旋转限制构件7c所构成，限制滚珠螺杆2b、2c的倾斜量。
并且，第1、第2的滚珠螺杆限位部8-1、8-2为安装在支撑框架3b、3c上的固定盘8a；气锁固定用盘8a的垫片8b；及气锁机构8c所构成，以垫片8b夹持固定用盘8a，由此固定滚珠螺杆2b、2c，板1不相对于载物台基座10移动地被固定。
其他的构成及动作与上述图1、图2所说明的相同，与上述实施例同样，即使对滚珠螺杆2a、2b、2c施加径向的力，仍可通过滚珠螺杆2a、2b、2c倾斜来吸收该力。
并且，和上述实施例同样，板1和滚珠螺杆2a、2b、2c的移动体4a、4b、4c经由球面轴承安装，即使滚珠螺杆2b、2c倾斜产生力矩，也不会对滚珠螺杆或板或连结它们的构件施加过度的力。
因此，可顺利地驱动滚珠螺杆2a、2b、2c，可以减少故障等的发生。
通过旋转方向限制部7-1、7-2限制滚珠螺杆2b、2c的倾斜，因此即使可摆动地安装3根滚珠螺杆，仍可以限制板1的动作。
另外，由滚珠螺杆限位部8-1、8-2以2处限制滚珠螺杆的动作，固定板1，因此即使可摆动地安装3根滚珠螺杆，仍然可以在所期望的Z轴方向的位置限制板1使其相对于载物台基座10不会在XYθ方向移动。
图5是表示第1实施例的第2变形例的图，该变形例是表示在图4中，以一组构件兼具旋转方向限制部7和滚珠螺杆限位部8的情况的构成。以下，将兼具上述旋转方向限制部7和滚珠螺杆限位部8的一组构件称为旋转方向/滚珠螺杆限位部12。
图5中，和图4同样地，滚珠螺杆机构9a、9b、9c3根同时可相对于载物台基座10可摆动。
因此，和图4同样，虽然需要分别设置2组旋转方向限制部7、滚珠螺杆限位部8，但是本实施例中，限制滚珠螺杆机构的倾斜，并且固定滚珠螺杆位置，因此在滚珠螺杆2b的支撑框架3b上设置第1旋转方向/滚珠螺杆限位部12-1，在滚珠螺杆2c的支撑框架3c上设置第2旋转方向/滚珠螺杆限位部12-2。
旋转方向/滚珠螺杆限位部12-1、12-2为安装在支撑框架3b、3b上的板簧等构成的固定盘12a；对固定盘12a进行气锁的垫片12b；及气锁机构12c所构成。在此，固定盘12a被平行配置在Z轴方向，垫片12b为从两侧夹入该固定盘12a地构成的コ字形。
以旋转方向/滚珠螺杆限位部12-1、12-2作为旋转方向限制部7作用，限制滚珠螺杆的倾斜时，气锁机构12c不会动作。
在此状态下，固定盘12a可相对于垫片12b移动。但是，使滚珠螺杆2a、2b、2c倾斜的方向的力作用，即使滚珠螺杆2a、2b、2c倾斜，旋转方向/滚珠螺杆限位部12-1、12-2的固定盘12a也会触及コ字形垫片12b两侧的垫片面、或者底部，限制其移动。因此，限制滚珠螺杆2a、2b、2c的倾斜。
以旋转方向/滚珠螺杆限位部12-1、12-2作为滚珠螺杆限位部8作用时，和上述同样地使气锁机构12c动作，以垫片12b将固定盘12a夹入。由此，限制滚珠螺杆2b、2c的动作，板1不相对于载物台基座10移动地固定。
其他的构成及动作是和上述图4说明的相同，可获得和图4同样的效果。
上述实施例中，以台座5a、5b、5c的全部或其中的2个作为以2片板夹持滚珠而可倾斜的台座，可以使滚珠螺杆摆动，但是也可以使用万向接头机构可摆动地支撑滚珠螺杆。
图6是表示安装在滚珠螺杆机构上的万向接头机构13的构成例。并且同图为正交于滚珠螺杆轴向的平面且截断万向接头机构的安装部分的剖面图。
万向接头机构13由安装有支撑框架2的コ字形构件13a；以支撑轴13b为轴可旋转地支撑该コ字型构件13a的矩形构件13c；及以支撑轴13d为轴可转动地支撑该矩形构件13c的支撑构件13e所构成，支撑构件13e被安装在载物台基座10上。
万向接头机构13为上述构成，滚珠螺杆2的支撑框架3通过彼此正交的支撑轴13b和13d可相对于支撑构件13e旋转地支撑，因此滚珠螺杆2以对于万向接头机构13的安装部分为轴可摆动。
此外，以上的说明中，将可摆动支撑滚珠螺杆的台座设置在载物台基座10上，针对在其上设置滚珠螺杆机构的情况已作说明，但是也可以将支撑滚珠螺杆机构的位置，例如设定在板1的下限位置(上述图2虚线表示的位置)。
例如使用万向接头机构13，以上述位置支撑滚珠螺杆机构时，安装构件竖立设置在载物台基座10上，将万向接头机构13的支撑构件13e安装在该安装构件上，使其高度成为上述位置。此时，电动机6a、6b、6c安装在万向接头机构1的下侧，不需要台座5a、5b、5c。
为了顺利地驱动滚珠螺杆2a、2b、2c，虽然需要将滚珠螺杆机构9a、9b、9c内的至少2根安装成可相对于载物台基座10摆动，但是相应地，如以上说明则需要设置数组的旋转方向限制部7和滚珠螺杆限位部8或者旋转方向/滚珠螺杆限位部12。
图7是表示可摆动的滚珠螺杆机构的根数，及旋转方向限制部7和滚珠螺杆限位部8等设置数量的关系。此外，图7中，“自由”意味着滚珠螺杆机构可摆动地安装的情况，“固定”则意味着滚珠螺杆机构不能摆动地安装的情况。
图7(a)是表示滚珠螺杆机构的1根固定，其他2根自由的情况。相当于上述图1、图2的构成。
此时，为了限制板的旋转，如上所述，旋转方向限制部7需要一组以上，并且，为了固定板的位置，滚珠螺杆限位部8同样需要一组以上。
图第7(b)表示3根滚珠螺杆机构为自由的情况，相当于上述图4的构成。此时，旋转方向限制部7需要2组以上，滚珠螺杆限位部8同样需要2组以上。
图第7(c)是表示滚珠螺杆机构的1根固定，其他2根为自由情感，使用上述旋转方向/滚珠螺杆限位部12来限制旋转方向及滚珠螺杆位置的情况，相当于上述图5的构成。此时，至少以1处固定滚珠螺杆时，虽然可以使板1不移动，但是为了限制板1的旋转，如同图表示需要将旋转方向/滚珠螺杆限位部12设置在2处。
图第7(d)表示3根滚珠螺杆机构为自由的情况，使用上述旋转方向/滚珠螺杆限位部12来限制旋转方向及滚珠螺杆位置的情况。
此时，如同图表示，需要将旋转方向/滚珠螺杆限位部12设置2组以上。
此外，图第7(a)～图第7(d)中，针对将固定盘8a、12a安装在板1侧，将垫片8b、12b安装在载物台基座侧的情况已作说明，但是也可以将垫片8b、12b安装在板1侧，将固定盘8a、12a安装在载物台基座侧。
其次，针对本发明的第2实施例说明如下。
图8和图9表示本发明第2实施例的构成。图8是和图2表示的相同，沿着2根滚珠螺杆机构截断的剖面图，仅滚珠螺杆机构9a、9c显示在图面上。并且，图9是从上侧显示图8的装置的概念图，概念地显示板1和驱动载物台14及设置在它们之间的平行板簧15、滚珠螺杆机构9a、9b、9c、旋转方向/驱动载物台限位部16-1、16-2、16-3。
并且，图8、图9表示将滚珠螺杆机构9a、9b、9c3根都可摆动地安装在载物台基座10上的情况。
图8中，和上述实施例同样地，将由滚珠螺杆2a、2b、2c、支撑框架3a、3b、3c、电动机6a、6b、6c所构成的3根滚珠螺杆机构9a、9b、9c设置在设有工件载物台的光处理装置的基台、即载物台基座10上，本实施例中，3根滚珠螺杆机构9a、9b、9c可摆动地安装在载物台基座10上。另外，图8并未图示有滚珠螺杆机构9a、滚珠螺杆2a、移动体4a、电动机6a等。
螺合于滚珠螺杆2a、2b、2c的移动体4a、4b、4c上，如上所述经由球面轴承可倾斜地安装有板1。
通过电动机6a、6b、6c的驱动，如上所述地旋转滚珠螺杆2a、2b、2c，使上述移动体4a、4b、4c沿着滚珠螺杆2a、2b、2c移动，可进行板1的Z方向的定位。
移动板1的机构或其详细的动作由于和上述第1实施例相同而在此省略其说明。
本实施例中，如图8、图9表示，在板1的内面侧设置驱动载物台14，在板1上经由平行板簧15a、15b、15c安装有驱动载物台14。亦即，在板1的内面3处安装平行板簧15a、15b、15c的一端，在该板簧115a、15b、15c的另一端安装驱动载物台14。此外，如图9表示，驱动载物台14并未和滚珠螺杆2a、2b、2c螺合。
上述平行板簧15a、15b、15c将板簧的平面和板1的平面平行设置。如图9表示，最好从板1(或者驱动载物台14)的中心配置在呈辐射状扩展的线上。
如上所述，通过配置平行板簧15a、15b、15c，使板1和驱动载物台14仅以平行板簧15a、15b、15c的挠曲量，仅朝着相对接近离开的方向移动。板簧15a、15b、15c对于平行于板1平面的XYθ方向、及相对于同平面扭转的方向具有强的刚性。
因此，板1相对于驱动载物台14向Z方向以外方向的移动被限制。
上述实施例中，在滚珠螺杆机构9a、9b、9c设置旋转方向限制部7和滚珠螺杆限位部8、或者旋转方向/滚珠螺杆限位部12，虽然可以限制滚珠螺杆的倾斜，或限制Z方向定位后的板1的XYθ方向的移动，但是本实施例是在驱动载物台14设置上述旋转方向/驱动载物台限位部16-1、16-2、16-3，来进行驱动载物台14移动的限制、或Z方向定位后的移动的限制。
亦即，如上所述限制板1对于驱动载物台14向Z方向以外方向的移动，因此限制驱动载物台14的移动，由此可以限制板1的XYθ方向的移动。并且，即使这样地限制驱动载物台14的移动，板1仍然可在平行板簧15a、15b、15c的变形范围内朝Z方向移动。
此外，作为限制、规定驱动载物台14移动的手段虽然也可以使用上述旋转方向限制部7和滚珠螺杆限位部8，但是在此是针对使用旋转方向/驱动载物台限位部16的情况进行说明。
本实施例中，3根滚珠螺杆9a、9b、9c为可摆动，因此如图9表示，必须要使用3组转动方向/驱动载物台限位部16-1、16-2、16-3。
旋转方向/驱动载物台限位部16-1、16-2、16-3如上所述，由用板簧等构成的固定盘16a；对固定盘16a进行气锁的垫片16b；及气锁机构16c所构成。其中，固定盘16a被平行配置在Z轴方向，垫片16b构成为从两侧夹持该固定盘16a的コ字形。
本实施例中，随着板1的移动而使得驱动载物台14在Z轴方向移动，因此如图8表示，在驱动载物台14上设有气锁机构16c和垫片16b，并在载物台基座10上沿着Z方向安装对应于垫片16b的固定盘16a。另外，如上所述在气锁机构16c不动作的状态，限制驱动板1的移动，而在气锁机构16c动作的状态下，则限制驱动载物台14的移动，由此，固定板1使其相对于载物台基座10不会在XYθ方向移动。
再者，也可以将气锁机构16c和垫片16b设置在载物台基座10侧，将固定垫片16a设置在驱动载物台14侧，但是由于驱动载物台14在Z轴方向移动，因此安装在驱动载物台14上的固定盘16a需有对应于其移动距离的Z轴方向的长度。
接着，根据图8和图9，说明Z载物台的动作。并且，针对基本上和第1实施例相同的部分加以省略。
板1位于滚珠螺杆2a、2b、2c的下方(图8的虚线表示的位置)。该位置是从掩模(未图示)例如离开50mm的位置。
搬入进行光处理的工件，载置到经由XYθ移动机构设置在板1上的工件吸附板(未图示)上。通过真空吸附将工件保持固定在工件吸附板上。
驱动电动机6a、6b、6c，转动3根滚珠螺杆2a、2b、2c，板1上升，与此同时工件吸附板上升，使工件接近掩模。
此时，3根滚珠螺杆2b、2c通过台座5b、5c可摆动地被支撑着，因此对滚珠螺杆2a、2b、2c施以径向的负载时，会使得滚珠螺杆2a、2b、2c倾斜，在滚珠螺杆2a、2b、2c和移动体4a、4b、4c之间不会产生径向的负载。
并且，针对施加于滚珠螺杆2a、2b、2c的力矩力，通过上述球面轴承去除。
其中，在上述板1的内面侧经由平行板簧15a、15b、15c所安装的驱动载物台14同样为该板簧所悬吊而与板1一起上升。
此时，气锁机构16c并未动作，且垫片16b并未夹持着固定盘16a，因此驱动载物台14基本上并未限制其移动。但是，由于固定盘16a被沿着Z轴方向设置，因此气锁机构16c的垫片16b具有引导的作用，而限制驱动载物台14的移动，驱动载物台14、板1沿着固定盘16a的延伸方向移动。
板1上升，工件吸附板上的工件和掩模的间隔接近进行光处理的间隙间隔(例如，所期望的掩模和工件的间隔为50μm时其附近)时，停止电动机6a、6b、6c的驱动，停止滚珠螺杆2a、2b、2c的旋转而停止板1的上升。
并且，在此位置驱动气锁机构16c，以垫片16b夹持固定盘12a，由此相对于载物台基座10固定驱动载物台14的位置。
又一次，旋转滚珠螺杆2a、2b、2c，移动板1，将工件吸附板微小移动至使掩模和工件对位的预先设定的距离(调准间隙)为止。此时，驱动载物台14虽相对于载物台基座10被固定，但是如上所述，板1只可以平行板簧15a、15b、15c的挠曲量，相对于驱动载物台14在Z方向移动。
但是，板1由平行板簧相对于驱动载物台14向Z轴方向以外的方向的移动被限制，不相对于驱动载物台14朝XYθ方向移动。
并且，和第1实施例不同，滚珠螺杆机构9a、9b、9c并未被固定，可以摆动。因此，板1在Z方向移动时，滚珠螺杆2a、2b、2c施加径向的负载时，由于滚珠螺杆2a、2b、2c的倾斜，在滚珠螺杆2a、2b、2c和移动体4a、4b、4c之间不会产生径向的负载。
接着，旋转滚珠螺杆2a、2b、2c，移动板1，使掩模和工件的间隔(间隙G)移动成为进行光处理的距离(曝光间隙)地移动。
利用光照射部经由掩模对于工件照射光处理所需波长的光。
在此，该调整间隙的设定→掩模和工件的对位→朝曝光间隙的移动→光处理之间，板1在XYθ方向移动时使得掩模和工件的位置关系变化而降低光处理精度(曝光精度)。
因此，如上所述，驱动气锁机构16c使驱动载物台14相对于载物台基座10固定。并且，板1由于平行板簧15a、15b、15c，相对于驱动载物台向Z方向以外方向的移动被限制，因此板1上的工件不会在XYθ方向移动，也不会产生扭转，因此从上述调准间隙的设定到光处理结束为止的期间，通过板1在Z轴方向的移动，可高精度地设定掩模和工件的间隔，并且工件也不会在XYθ方向移动，可以维持高的定位精度。
光处理结束时，解除气锁机构16c的动作，解除利用垫片16b对固定盘16a的固定，使板1下降，将工件吸附板上的光处理后的工件搬出。
上述实施例是显示针对使用3组旋转方向/驱动载物台限位部，将2组旋转方向/驱动载物台限位部安装在驱动载物台14的同一边，其他1组安装在和该边相对边上的情况，但是，旋转方向/驱动载物台限位部也可以对应可摆动的滚珠螺杆机构的根数如图10所示地设置。
并且，上述图10中，“自由”意味着滚珠螺杆机构可摆动地安装的情况，“固定”则意味着滚珠螺杆机构不能摆动地安装的情况。
图10(a)和图8、图9相同，表示滚珠螺杆机构3根都是自由的情况。
此时，取代图9配置，如同图表示，也可以将2组旋转方向/驱动载物台限位部16-1、16-2安装在驱动载物台14的同一边，其他1组16-3安装在和该边正交的边上。
固定盘16a以板簧等所构成，从和该面正交的方向施力的情况下比较容易挠曲，但是从和该面平行的方向施力时则不易挠曲。
因此，如图9表示将3片固定盘16a配置成使其面呈平行时，如图10(a)表示，在3片固定盘16a内的2片固定盘16a配置成使其面呈正交的一方，可牢固地固定驱动载物台14。
再者，3根滚珠螺杆机构为自由的情况，对于驱动载物台14的固定，至少在2处固定驱动载物台14即可，因此图10(a)中，即使除去同一边设置的2组旋动方向/驱动载物台限位部16-1、16-2的其中一方，仍然可固定驱动载物台14。
图10(b)表示滚珠螺杆机构内的1根为固定，2根为自由的情况。
此时，如同图表示，在驱动载物台14的一边安装旋转方向/驱动载物台限位部16-2，并且在另一边安装旋转方向/驱动载物台限位部16-1。
在此，将旋转方向/驱动载物台限位部16-1的固定盘16a配置在朝着与连结固定后的滚珠螺杆机构9a和呈自由的滚珠螺杆机构9c的直线正交的方向，可以牢固地固定驱动载物台14。
另外，滚珠螺杆机构中的1根为固定，2根为自由的情况，至少在1处固定驱动载物台14即可，因此图10(b)中，也可以除去旋转方向/驱动载物台限位部16-2，但是为了限制驱动载物台14的旋转，则需要设置2处的旋转方向/驱动载物台限位部。
另外，图10(a)、(b)针对在板1侧安装垫片16b、将固定盘16a安装在载物台基座侧的情况已作说明，但是也可以将固定盘16a安装在板1侧，将垫片16b安装在载物台基座侧。
权利要求
1.一种载物台装置，具备使保持着工件的工件载物台在Z轴方向(高度方向)上移动的载物台移动机构，其特征在于，上述载物台移动机构具备沿着Z轴方向被设置、以至少2根以一点为轴可摆动的状态被配设于载物台基座的3根滚珠螺杆；相对于上述3根各滚珠螺杆可倾斜地被安装、使上述工件载物台在Z轴方向上移动的板；及限制上述滚珠螺杆相对于载物台基座的移动的滚珠螺杆限位装置。
2.一种载物台装置，具备使保持着工件的工件载物台在Z轴方向(高度方向)上移动的载物台移动机构，其特征在于，上述载物台移动机构具备沿着Z轴方向被设置、以至少2根以一点为轴可摆动的状态被配设于载物台基座的3根滚珠螺杆；对于上述3根各滚珠螺杆可倾斜地被安装，使上述工件载物台在Z轴方向上移动的板；在上述板的内面、相对于其载物台面平行地被配设的平行板簧；经由上述平行板簧被安装在上述板上的驱动载物台；及限制上述驱动载物台相对于载物台基座的移动的驱动载物台限位装置。
专利摘要
本发明提供一种具备即使工件载物台大型化、对于移动机构也不会造成过度的负载，可顺利动作的Z方向移动机构的载物台装置。将滚珠螺杆(2b、2c)可摆动地安装在下端的台座(5a～5c)的周围，将滚珠螺杆(2a)固定在载物台基座(10)上。通过电动机(6a～6c)旋转滚珠螺杆(2a～2c)时，使移动体(4a～4c)沿着滚珠螺杆(2a～2c)移动，经由球面轴承将安装在移动体上的板(1)在Z轴方向(高度方向)移动而定位。在板上设有保持工件用的工件载物台。并且，旋转方向限制部(7)被安装在滚珠螺杆(2c)上，限制滚珠螺杆(2c)的倾斜量。另外，设置有板在定位于Z轴方向后不使板移动用的滚珠螺杆限位部(8)。
文档编号H01L21/027GK1991592SQ200610172532
公开日2007年7月4日 申请日期2006年12月27日
发明者田中米太 申请人:优志旺电机株式会社导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan