KR100716050B1

KR100716050B1 - 스테이지장치 및 갠트리형 스테이지장치 및 스테이지장치의제어방법

Info

Publication number: KR100716050B1
Application number: KR1020060016730A
Authority: KR
Inventors: 유지 고바야시; 야스히토 나카모리
Original assignee: 스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤
Priority date: 2005-02-21
Filing date: 2006-02-21
Publication date: 2007-05-08
Anticipated expiration: 2026-02-21
Also published as: TWI297630B; CN1824458B; JP4927338B2; KR20060093303A; CN1824458A; TW200631724A; JP2006224285A

Abstract

본 발명은 테이블에 대한 빔의 평행도를 수정가능하게 하는 것을 과제로 한다.

스테이지장치(10)는, 워크(작업물; work)로서의 기판(11)을 수평방향으로 이동시키는 갠트리형(gantry type)이라고 불리우는 스테이지장치이며, 베이스(12)와, 베이스(12) 상에 Y방향으로 이동가능하게 설치된 테이블(14)과, 베이스(12) 상에 고정된 문형(門型)의 갠트리부(部)(16)와, 테이블(14)의 Y방향으로의 이동제어 및 갠트리부(16)의 Z방향의 높이조정 제어를 행하는 제어장치(17)를 가진다. 갠트리부(16)는, 테이블(14)의 윗쪽에 가로로 걸쳐진 빔(18)과, 빔(18)의 양단부(兩端部)를 지지하는 한 쌍의 Z축 구동기구(20)를 가진다. 또한, 빔(18)에는, 테이블(14)과의 거리를 계측하는 한 쌍의 Z방향 센서(21A, 21B)가 설치되어 있다. Z방향 센서(21A, 21B)에 의해서 계측된 값이 같아지도록 Z축 구동기구(20)를 구동시킴으로써 빔(18)이 테이블(14)의 상면과 평행상태가 된다.

스테이지장치, 갠트리형, 제어장치, 빔, 구동기구

Description

스테이지장치 및 갠트리형 스테이지장치 및 스테이지장치의 제어방법{Stage apparatus and gantry-type stage apparatus and control method of stage apparatus}

도 1은, 본 발명이 되는 스테이지장치의 일실시예를 나타내는 정면도이다.

도 2는, 스테이지장치 측면도이다.

도 3은, Z축 구동기구(20)의 내부구조를 정면에서 본 종단면도이다.

도 4는, Z축 구동기구(20)의 내부구조를 측면에서 본 종단면도이다.

도 5는, 회전운동 지지부(46), 슬라이드부(48)를 나타낸 정면도이다.

도 6은, 도 5 중 A-A선을 따른 회전운동 지지부(46), 슬라이드부(48)의 종단면도이다.

도 7은, 제어장치(17)가 실행하는 제1 제어방법의 제어처리를 설명하기 위한 플로차트이다.

도 8은, 도 7에 이어서 제어장치(17)가 실행하는 제1 제어방법의 제어처리를 설명하기 위한 플로차트이다.

도 9는, 제어장치(17)가 실행하는 제2 제어방법의 제어처리 설명하기 위한 플로차트이다.

도 10은, 도 9에 이어서 제어장치(17)가 실행하는 제2 제어방법의 제어처리 를 설명하기 위한 플로차트다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 스테이지장치

11 : 기판

12 : 베이스

14 : 테이블

16 : 갠트리(gantry)부

17 : 제어장치

18 : 빔

20 : Z축 구동기구

21A, 21B : Z방향 센서

22 : Y축 구동기구

24 : Y방향 가이드

26 : X방향 가이드

28 : Y방향 리니어 모터

30 : 지지부재

36 : 마그넷 요크 유닛

38 : 코일 유닛

46 : 회전운동 지지부

48 : 슬라이드부

50 : 에어실린더

56 : 압력제어부

60 : Z축 베이스

62 : 볼 나사

64 : 너트

66 : Z축 구동모터

68 : Z축 테이블

70 : Z축 리니어 가이드

82 : 로터리 베어링

90 : 슬라이더

92 : 슬라이더 베이스

94 : 크로스 롤러 가이드

본 발명은 테이블의 윗쪽에 가로로 걸쳐진 빔이 테이블 상면과 평행하게 되도록 조정되는 스테이지장치 및 갠트리형 스테이지장치 및 스테이지장치의 제어방법에 관한 것이다.

예컨대, 갠트리형 스테이지장치라고 불리우는 스테이지장치에서는, 기판이 올려 놓아지는 테이블의 윗쪽에 빔이 가로로 걸쳐져 있고, 테이블 또는 빔 중의 어 느 한 쪽을 Y방향(수평방향)으로 이동시켜서 소정의 작업(가공이나 검사 등)을 행하도록 구성되어 있다(예컨대, 특허문헌 1 참조).

이 종류의 스테이지장치에서는, 빔에 각종 가공용 지그나 검사용 유닛 등을 장착하여 두고, 테이블에 올려 놓아진 기판에 대한 가공이나 검사를 행하도록 동작 제어된다. 그리고, 테이블에 대한 빔의 높이위치는, 빔의 양단(兩端)을 승강가능하게 지지하는 승강기구에 의해서 조정된다.

[특허문헌 1]

일본국 특허공개 2004-223439호 공보

상기 종래의 스테이지장치에서는, 빔의 양단부가 볼 나사 기구를 통하여 승강가능하게 지지되는 구성이므로, 예컨대, 기판의 대형화에 수반하여 빔의 전체길이가 길어지면, 볼 나사 기구에 걸리는 하중도 증대하게 되어서, 볼 나사 기구만으로는 고(高)정밀도로 위치결정하는 것이 어렵다.

또한, 기판의 면적이 커지는 것에 대응하여 테이블도 대형화되므로, 테이블 상면의 평면도를 고정밀도로 가공하는 것이 어렵고, 기판 반송방향과 직교하는 X방향의 미소(微小)한 기울기가 테이블 표면에 발생한 경우, 빔이 테이블 상면에 대하여 평행하게 되도록 높이조정을 행할 때에 큰 하중이 걸리면, 볼 나사 기구의 구조상의 정밀도적 편차에 의해서 빔의 평행도를 정확하게 유지하는 것이 어렵다.

그런고로, 본 발명은 상기 과제를 해결한 스테이지장치 및 갠트리형 스테이지장치 및 스테이지장치의 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은 이하와 같은 수단을 가진다.

청구항 1 기재의 발명은, 상면에 워크(작업물; work)가 올려 놓아지는 테이블과, 이 테이블의 양측에 기립(起立)하는 한 쌍의 Z축 구동기구와, 상기 테이블의 윗쪽에서 상기 한 쌍의 Z축 구동기구 사이에 가로로 걸쳐진 빔과, 이 빔의 양 단부(端部)를 상기 한 쌍의 Z축 구동기구에 대하여 회전운동 가능하게 지지하는 한 쌍의 회전운동 지지부를 가지는 것을 특징으로 한다.

청구항 2 기재의 발명은, 상기 한 쌍의 회전운동 지지부 중 어느 한 쪽을 상기 빔에 대하여 슬라이드 가능하게 지지하는 슬라이드부(部)를 가지는 것을 특징으로 한다.

청구항 3 기재의 발명은, 상기 한 쌍의 Z축 구동기구가, 상기 빔의 하중을 지지하는 실린더와, 이 실린더 내의 압력을 일정하게 유지하는 압력조정수단을 가지는 것을 특징으로 한다.

청구항 4 기재의 발명은, 상기 빔과 상기 테이블 상면과의 거리를 검출하는 한 쌍의 검출수단과, 이 한 쌍의 검출수단에 의한 검출값이 같아지도록 상기 한 쌍의 Z축 구동기구를 구동시키는 제어수단을 가지는 것을 특징으로 한다.

청구항 5 기재의 발명은, 상기 테이블을 수평방향으로 이동시키는 수평방향 구동수단을 가지는 것을 특징으로 한다.

청구항 6 기재의 발명은, 상기 한 쌍의 Z축 구동기구가, 모터 구동력을 상기 빔에 전달하는 볼 나사 기구를 가지고, 상기 볼 나사 기구를 통하여 상기 빔을 승 강시키는 것을 특징으로 한다.

청구항 7 기재의 발명은, 테이블과, 이 테이블의 윗쪽에 가로로 걸쳐진 빔을 가지는 갠트리부를 가지는 갠트리형 스테이지장치에 있어서, 상기 빔이 상기 테이블 상면과 평행하게 되도록 상기 빔의 양단(兩端) 높이위치를 조정하는 Z축 조정기구를 상기 갠트리부에 설치한 것을 특징으로 한다.

청구항 8 기재의 발명은, 상기 Z축 조정기구가, 상기 빔의 양단부(兩端部)를 회전운동 가능하게 지지하는 한 쌍의 회전운동 지지부와, 상기 한 쌍의 회전운동 지지부 중 어느 한 쪽을 상기 빔에 대하여 슬라이드 가능하게 지지하는 슬라이드부(部)를 가지는 것을 특징으로 한다.

청구항 9 기재의 발명은, 상기 한 쌍의 Z축 구동기구가, 상기 빔의 하중을 지지하는 실린더와, 이 실린더 내의 압력을 일정하게 유지하는 압력조정수단을 가지는 것을 특징으로 한다.

청구항 10 기재의 발명은, 테이블을 수평방향으로 이동시키는 공정과, 상기 테이블의 윗쪽에 대향(對向)하도록 설치된 빔과 상기 테이블과의 거리를 계측하고, 계측결과를 기억하는 공정과, 상기 계측결과에 근거하여 상기 그 한 쌍의 검출수단에 의한 검출값이 같아지도록 상기 빔이 상기 테이블 상면과 평행하게 되도록 상기 빔의 양단(兩端) 높이위치를 조정하는 공정을 가지는 것을 특징으로 한다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 실시하기 위한 최량의 형태에 대해서 설명한다.

＜실시예 1＞

도 1은 본 발명이 되는 스테이지장치의 일실시예를 나타내는 정면도이다. 도 2는 스테이지장치의 측면도이다. 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 스테이지장치(10)는, 워크(작업물; work)로서의 기판(도면 중, 파선(破線)으로 나타낸다)(11)을 수평방향으로 이동시키는 갠트리형(gantry type)이라고 불리우는 스테이지장치이며, 기초에 고정된 베이스(12)와, 베이스(12) 상에 Y방향으로 이동가능하게 설치된 테이블(14)과, 베이스(12) 상에 고정된 문형(門型)의 갠트리부(16)와, 테이블(14)의 Y방향으로의 이동제어 및 갠트리부(16)의 Z방향의 높이조정 제어를 행하는 제어장치(제어수단)(17)을 가진다.

테이블(14)은, 상면이 기판(11)을 올려 놓게 되는 재치면(載置面)이 되고 있다. 또한, 테이블(14)은, 상면에 기판(11)을 진공흡착하기 위한 작은 구멍(미도시)이 다수 설치되고 있고, 진공펌프에 의해서 기판(11)과의 간극의 공기를 작은 구멍으로부터 흡인하여 기판(11)을 수평상태로 척킹(chucking)하도록 구성되어 있다.

갠트리부(16)는, 테이블(14)의 윗쪽에 가로로 걸쳐진 빔(18)과, 빔(18)의 양단부를 지지하는 한 쌍의 Z축 구동기구(20)를 가진다. 또한, 빔(18)에는, 테이블(14)과의 거리(Z방향의 높이위치)를 계측하는 한 쌍의 Z방향 센서(검출수단)(21A, 21B)가 설치되어 있다. 한 쌍의 Z방향 센서(21A, 21B)는, 테이블(14)의 상면 중 기판(11)이 올려 놓아지는 재치(載置)영역의 외측에 형성된 여백영역에 대향하는 X방향위치에 장착되어 있다.

이 Z방향 센서(21A, 21B)로서는, 예컨대, 레이저광을 조사(照査)하여 거리를 계측하는 방식의 센서가 있다. 그리고, 한 쌍의 Z방향 센서(21A, 21B)에 의해서 계측된 값이 같아지도록 Z축 구동기구(20)를 구동시킴으로써 빔(18)이 테이블(14)의 상면과 평행상태가 된다. 여기서, Z축 구동기구(20)의 상세한 내용에 대해서는 후술한다.

베이스(12)와 테이블(14)의 사이에는, 테이블(14)을 수평방향(Y방향)으로 이동시키기 위한 Y축 구동기구(22)가 설치되어 있다. 이 Y축 구동기구(22)는, Y방향으로 뻗는 한 쌍의 Y방향 가이드(24)와, X방향을 규제하는 X방향 가이드(26)와, Y방향 리니어 모터(수평방향 구동수단)(28)와, 테이블(14)을 지지하는 지지부재(30)를 가진다.

지지부재(30)는, 베이스(12)에 대향하도록 설치된 평판(平板) 형상의 가동(可動) 베이스(32)와, 가동 베이스(32)의 상면에 기립(起立)하여 테이블(14)을 지지하는 지주(支柱)(34)를 가진다. 따라서, 테이블(14)은, Y방향 리니어 모터(28)에 구동되는 가동 베이스(32)와 함께, Y방향으로 이동한다. Y방향 리니어 모터(28)는, X방향 가이드(26)의 상면 오목부에 고정된 마그넷 요크 유닛(36)과, 가동 베이스(32)의 하면에 장착되어, 마그넷 요크 유닛(36)에 삽입된 코일 유닛(38)으로 구성된 무빙 코일(MC)형 리니어 모터이다.

또한, 가동 베이스(32)의 하면에는, Y방향 가이드(24)에 대하여 압축공기를 분출시키는 Y방향 정압패드(40)와, X방향 가이드(26)의 좌우 측면에 대하여 압축공기를 분출시키는 X방향 정압패드(42)가 설치되어 있다. 이 때문에, 가동 베이스(32)는, Y방향 정압패드(40), X방향 정압패드(42)로부터의 공기층에 의해서 Y방향 가이드(24) 및 X방향 가이드(26)에 대하여 비접촉이고 또한 저(低)마찰로 이동하도록 지지된다.

또한, Y방향 가이드(24) 혹은 그 근방에는, 테이블(14)의 Y방향 이동위치를 계측하는 Y방향 리니어 스케일(미도시)이 설치되어 있다. 이 Y방향 리니어 스케일에 의해서 테이블(14)이 초기(初期)위치(Y방향 기준위치)로부터 어느 위치까지 이동하는가를 정확하게 검출할 수 있다.

여기에서, 갠트리부(16)의 구성에 대해서 설명한다. 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 갠트리부(16)는, 테이블(14)의 좌우 양측에 위치하도록 베이스(12) 상에 고정된 한 쌍의 지지부재(44)와, 지지부재(44) 상에 지지된 Z축 구동기구(20)와, Z축 구동기구(20)에 대하여 빔(18)의 양단부를 회전운동 가능하게 지지하는 한 쌍의 회전운동 지지부(46)와, 한쪽의 회전운동 지지부(46)를 X방향으로 슬라이드 가능하게 지지하는 슬라이드부(48)와, 빔(18) 양단부의 하중을 지지하는 한 쌍의 에어실린더(50)를 가진다.

에어실린더(50)는, Z축 구동기구(20)의 측면에 고정된 실린더 본체(52)와, 실린더 본체(52)보다 윗쪽으로 돌출하는 피스톤 로드(54)를 가지고, 압력제어부(56)에 의해서 실린더 본체(52)의 내부의 압력이 소정 압력으로 유지되도록 제어되고 있다. 또한, 에어실린더(50)는, 피스톤 로드(54)의 상단이 빔(18)에 결합되어 있고, 빔(18)의 하중을 실린더 본체(52)의 공기압에 의해서 지지하도록 구성되어 있다. 압력제어부(압력조정수단)(56)는, 피스톤 로드(54)에 작용하는 부하(하중)에 따른 압력이 되도록 실린더 본체(52)의 공기압을 제어하고 있고, 예컨대, 빔(18)에 장착된 각종 가공용 지그나 검사용 유닛에 의한 하중 증대에 대응하여 실린더 본체(52)의 공기압을 증대시킴으로써 빔(18)의 높이위치를 일정하게 유지하도록 압력제어를 행한다.

도 3은 Z축 구동기구(20)의 내부구조를 정면에서 본 종단면도이다. 도 4는 Z축 구동기구(20)의 내부구조를 측면에서 본 종단면도이다. 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이, Z축 구동기구(20)는, 지지부재(44) 상에 고정된 Z축 베이스(60)와, Z축 베이스(60)에 중심선을 따르도록 가설 장착된 볼 나사(62)와, 볼 나사(62)에 나사결합된 너트(64)와, 볼 나사(62)에 회전구동력을 부여하는 Z축 구동모터(66)와, 빔(18)의 배면(背面)에 결합되는 Z축 테이블(68)과, Z축 테이블(68)의 승강동작을 가이드하는 한 쌍의 Z축 리니어 가이드(70)를 가진다. Z축 베이스(60)는, 측면에서 보면 ㄷ자 형상으로 형성되고 있고, 수직방향(Z방향)으로 기립하는 기립부(60a)와, 기립부(60a)의 상단으로부터 수평방향으로 돌출하는 상부(60b)와, 기립부(60a)의 하단으로부터 수평방향으로 돌출하여 지지부재(44) 상에 고정되는 하부(60c)를 가진다.

볼 나사(62)는, 상하방향(Z축방향)으로 뻗은 상태로 Z축 베이스(60)의 기립부(60a)에 설치된 한 쌍의 볼 나사 서포트(72)에 의해서 회전가능하게 축 지지(軸承)되어 있고, 상단에는 커플링(74)이 연결되어 있다. Z축 구동모터(66)는, 아래 쪽(Z축 방향)으로 뻗는 회전축(76)을 가지고, Z축 베이스(60)의 상부(60b)에 수직상태로 장착되어 있다. 또한, Z축 구동모터(66)에 구동된 회전축(76)의 회전은, 커플링(74)을 통하여 볼 나사(62)에 전달된다.

볼 나사(62)에 나사결합된 너트(64)는, Z축 테이블(68)에 결합되어 있고, 볼 나사(62)의 회전 방향에 따라서 승강한다. 또한, Z축 테이블(68)의 배면에는, Z축 리니어 가이드(70)를 슬라이딩하는 리니어 블럭(78)에 결합되어 있고, Z축 테이블(68)은 너트(64)가 볼 나사(62)의 회전과 함께 승강할 때에 Z축 리니어 가이드(70)에 가이드된다.

더욱이, 한 쌍의 Z축 테이블(68)의 전면(前面)에는, 빔(18)이 결합되어 있다. 따라서, 빔(18)은, 상기 Z축 구동기구(20)에 의해서 상하방향으로 구동되는 Z축 테이블(68)의 승강위치에 따라서 Z축 방향의 위치가 변화되고, Z축 테이블(68)에 설치된 리니어 스케일(미도시)에 의해서 테이블(14)의 상면(또는 테이블(14)에 올려 놓아진 기판(11))에 대한 이간(離間)거리가 일정하게 되도록 높이위치가 조정된다.

여기서, 회전축(76)의 회전각은, 빔(18)의 Z방향의 이동거리에 비례하므로, 상기한 바와 같이 Z축 테이블(68)에 리니어 스케일을 설치하지 않고, 회전축(76)의 회전각을 검출하는 회전각 검출센서(미도시)를 Z축 구동모터(66)에 내장시켜, 회전각을 제어함으로써 빔(18)의 높이위치를 정확하게 조정하는 것도 가능하다.

여기서, 상기 빔(18)의 양단부와 한 쌍의 Z축 구동기구(20)의 사이를 연결하는 회전운동 지지부(46), 슬라이드부(48)의 구조에 대해서 설명한다. 도 5는 회전운동 지지부(46), 슬라이드부(48)를 나타낸 정면도이다. 도 6은 도 5 중 A-A선을 따른 회전운동 지지부(46), 슬라이드부(48)의 종단면도이다. 다만, 본 실시예에서는, 빔(18)의 우단(右端)이 회전운동 지지부(46), 슬라이드부(48)에 연결되고, 빔 (18)의 좌단(左端)이 회전운동 지지부(46)에 연결되어 있다. 즉, 슬라이드부(48)는, 빔(18)의 양단 중 어느 한 쪽(본 실시예에서는, 우단)에만 설치되어 있다.

도 5 및 도 6에 나타낸 바와 같이, 빔(18)의 단부(端部)에는, 회전운동 지지부(46)의 로터리 테이블(80)이 설치되고, 이 로터리 테이블(80)의 내주(內周)에는 로터리 베어링(82)이 회전가능하게 끼워맞춰져 있다. 그리고, 로터리 베어링(82)의 내주에는, 축(84)이 관통되고 있으며, 축(84)에 대하여 빔(18)의 단부(端部)가 회전운동 가능하게 지지되어 있다. 또한, 로터리 베이링(82)보다 전방으로 돌출한 축(84)의 단부는, 로터리 베어링(82)의 내륜(內輪)의 측면을 덮는 원형의 커버(86)가 설치되어 있다. 또한, 빔(18)의 전면(前面)에는, 로터리 베어링(82)의 외륜(外輪)의 측면을 덮는 링 형상의 커버(88)가 장착되어 있다.

축(84)의 기단(基端)은, X방향으로 슬라이딩하는 슬라이더(90)와 일체적으로 설치되어 있다. 슬라이더(90)는, 우측에서 보면, 단면(斷面)형상이 ㄷ자 형상으로 형성되고 있고, Z축 테이블(68)에 대향하는 수직판(90a)과, 수직판(90a)의 상하 단부에서 후방으로 구부러진 슬라이딩부(90b, 90c)를 가진다. 그리고, Z축 테이블(68)의 전면(前面)에는, 슬라이더 베이스(92)가 고정되고, 또한 슬라이더 베이스(92)의 단부에는, 슬라이딩부(90b, 90c)를 X방향으로 슬라이딩 가능하게 지지하는 크로스 롤러 가이드(94)가 설치되어 있다.

따라서, 빔(18)의 우단(右端)은, 로터리 베어링(82)과 축(84)에 의해서 회전운동 가능하게 지지되고, 또한 슬라이더(90)와 크로스 롤러 가이드(94)에 의해서 X방향으로 슬라이드 가능하게 지지되어 있다. 여기서, 빔(18)의 좌단은, 도시하고 있지 않지만 상기 로터리 베어링(82)과 축(84)에 의해서 회전운동 가능하게 지지되어 있다.

이와 같이, 빔(18)은, 양단이 회전운동 가능하게 지지되어, 빔(18)의 일단(一端)이 슬라이드 가능하게 지지되어 있으므로, 한 쌍의 Z축 구동기구(20)에 의해서 양단의 높이위치가 조정될 때에 Z축 구동기구(20)에 대하여 회전운동할 수 있음과 함께, 회전운동 지지부(46)의 X방향의 위치 어긋남이 슬라이드부(48)의 슬라이딩 동작에 의해서 흡수된다.

본 실시예의 제어장치(17)에서는, Z방향 센서(21A, 21B)의 검출결과에 근거하여 제1 제어방법(기억식 모방제어)과 제2 제어방법(실시간제어)의 어느 하나를 실행하도록 설정되어 있다. 제1 제어방법(기억식 모방제어)에서는, 기판(11)을 테이블(14)에 올려 놓고, 미리 Z방향 센서(21A, 21B)에 의해서 테이블(14)의 Y축방향에 대한 높이위치를 계측하고, 이 계측값을 기억시킨다. 그리고, 실제의 제어동작을 행할 때에는, 기억된 높이 계측값에 근거하여 빔(18)이 테이블(14) 상면과 평행하게 되도록 빔(18)의 양단 높이위치를 제어한다.

또한, 제2 제어방법(실시간제어)에서는, 테이블(14)에 기판(11)을 올려놓은 상태에서 Z방향 센서(21A, 21B)에 의해서 테이블(14)의 Y축방향에 대한 높이위치를 계측하고, 이 검출된 계측값에 근거하여 빔(18)이 테이블(14) 상면과 평행하게 되도록 빔(18)의 양단 높이위치를 제어한다.

여기서, 상기 제어장치(17)가 실행하는 제1 제어방법의 제어처리에 대하여 도 7 및 도 8을 참조하여 설명한다. 도 7에 나타낸 바와 같이, 제어장치(17)는, 스 텝(S11)(이하 「스텝」을 생략한다)에서 Y방향 리니어 모터(28)의 코일 유닛(38)에 전압을 인가(印加)하여 테이블(14)을 초기위치로부터 Y방향으로 소정의 일정속도로 이동시킨다.

다음의 S12에서는, 한 쌍의 Z방향 센서(21A, 21B)에 의해서 각 Y방향위치에서의 테이블(14) 상면과의 거리(테이블(14)에 대한 빔(18)의 높이위치)(H_A, H_B)을 계측한다. 계속해서, S13으로 진행하여, 한 쌍의 Z방향 센서(21A, 21B)에 의해서 계측된 Z방향 계측데이터(H_A, H_B)를 메모리(미도시)에 기억한다. 여기서, 이 메모리는, 테이블(14)의 Y방향 위치에 대응하는 빔(18)과 테이블(14)과의 거리의 계측값(Z방향 계측데이터(H_A, H_B))을 격납하는 데이터 베이스를 가진다.

다음 S14에서는, 테이블(14)이 Y방향의 종단(終端)위치까지 이동완료했는지 여부를 체크한다. S14에 있어서, 테이블(14)이 Y방향의 종단위치에 도달하고 있지 않은 경우에는, 상기 S11로 되돌아가서, 테이블(14)의 Y방향으로의 이동 및 한 쌍의 Z방향 센서(21A, 21B)에 의한 테이블(14) 상면과의 거리를 계측한다.

또한, 상기 S14에 있어서, 테이블(14)이 Y방향의 종단위치까지 이동완료했을 때는, S15로 진행하고, 테이블(14)을 초기위치로 되돌린다. 다음 S16에서는, 반입장치(미도시)에 의해서 기판(11)을 테이블(14)의 상면에 반입한다. 이어서, S17로 진행하고, 기판(11)을 테이블(14) 상에 진공흡착한다.

S18에서는, Y방향 리니어 모터(28)에 의해서 테이블(14)을 초기위치로부터 Y방향으로 소정의 일정속도로 이동시킨다. 그리고, 도 8에 나타낸 S19에서는, Y방향 리니어 스케일에 의해서 계측된 빔(18)에 대한 테이블(14)의 Y방향위치를 읽어낸다. 이어서, S20으로 진행하고, 메모리에 기억된 해당 Y방향위치에 있어서의 Z방향계측데이터(H_A, H_B)에 근거해서 H_A＝H, H_B＝H가 되도록 Z축 구동모터(66)를 구동하여 빔(18)의 양단 높이위치를 수정하여, 테이블(14)의 해당 Y방향위치에 대하여 빔(18)을 평행하게 한다.

다음 S21에서는, 테이블(14)이 Y방향의 종단위치에 도달했는지 여부를 체크한다. 상기 S21에 있어서, 테이블(14)이 Y방향의 종단위치에 도달하고 있지 않은 경우에는, 상술한 S18로 되돌아가서, S18∼S21의 제어처리를 재차 실행한다. 또한, S21에 있어서, 테이블(14)이 Y방향의 종단위치에 도달한 경우에는, S22로 진행하여, 테이블(14) 상의 기판(11)을 반출장치(미도시)에 의해서 반출한다. 그 후, S23으로 진행하여, 정지 스위치(미도시)가 ON으로 조작되었는지 여부를 체크한다. S23에 있어서, 정지 스위치(미도시)이 OFF일 때는, 상기 S15로 되돌아가고, S15 이후의 처리를 반복한다. 또한, S23에 있어서, 정지 스위치(미도시)가 ON으로 조작되었을 때는, 스테이지장치(10)를 정지상태로 하여 금회(今回)의 제어처리를 종료한다.

이와 같이, 제1 제어방법에서는, 미리 Z방향 센서(21A, 21B)에 의해서 테이블(14)의 Y축 방향에 대한 높이위치를 계측하고, 이 계측값을 기억시키고 있으므로, 실제의 작업공정일 때에는, Y방향위치에 대응하는 계측값을 읽어냄으로써, 테이블(14)의 상면에 대하여 빔(18)의 양단 높이위치를 수정하여 평행하게 하는 것이 가능하게 된다. 그 때문에, 빔(18)을 항상 규정 높이위치에서 테이블(14)의 상면과 평행상태로 유지할 수 있으므로, 기판(11)에 대한 가공이나 검사를 정밀하게 행하는 것이 가능하게 된다.

여기서, 상기 제어장치(17)가 실행하는 제2 제어방법의 제어처리에 대하여 도 9 및 도 10을 참조하여 설명한다. 도 9에 나타낸 바와 같이, 제어장치(17)는, S31에서, 테이블(14)을 초기위치로 되돌린다. 다음의 S32에서는, 반입장치(미도시)에 의해서 기판(11)을 테이블(14)의 상면에 반입한다. 이어서, S33으로 진행하여, 기판(11)을 테이블(14) 상에 진공흡착한다.

다음의 S34에서는, Y방향 리니어 모터(28)에 의해서 테이블(14)을 초기위치로부터 Y방향으로 소정의 일정속도로 이동시킨다. 그리고, 도 10에 나타낸 S35에서는, Y방향 리니어 스케일에 의해서 계측된 빔(18)에 대한 테이블(14)의 Y방향위치를 읽어낸다. 이어서, S36으로 진행하고, 메모리에 기억된 그 Y방향위치에 있어서의 Z방향 계측데이터(H_A, H_B)를 읽어낸다.

다음의 S37에서는, 한 쌍의 Z방향 센서(21A, 21B)에 의해서 계측된 Z방향 계측데이터(H_A, H_B)가 공히 미리 설정된 기준높이(H)와 같은지 여부를 체크한다. 이 S37에 있어서, H_A＝H, H_B＝H인 경우는, 테이블(14)의 그 Y방향위치에 대하여 빔(18)이 평행하고, 또한 빔(18)과 테이블(14)과의 거리가 규정값이라고 판단하여, S38∼S46의 처리를 생략하여 후술하는 S47로 이행한다.

또한, S37에 있어서, H_A＝H, H_B＝H가 아닌 경우는, S38로 진행하여, 한 쌍의 Z방향 센서(21A, 21B)에 의해서 계측된 Z방향 계측데이터(H_A＞H)인지 여부를 체크한다. 이 S38에 있어서, H_A＞H인 경우는, 테이블(14)의 그 Y방향위치에 대하여 빔(18)의 좌단이 올라간 상태로 기울어져 있으므로, S39로 진행하여, 좌측의 Z축 구동기구(20)의 Z축 구동모터(66)를 구동하여 빔(18)의 좌단을 Z방향 차분(H_A－H)만큼 내린다.

다음의 S40에서는, 한 쌍의 Z방향 센서(21A, 21B)에 의해서 각 Y방향위치에서의 테이블(14) 상면과의 거리(테이블(14)에 대한 빔(18)의 높이위치)(H_A, H_B)를 계측한다. 그리고, 상기 S37로 되돌아가, Z방향 기울기 수정 후에 한 쌍의 Z방향 센서(21A, 21B)에 의해서 계측된 Z방향 계측데이터가 H_A＝H, H_B＝H인지 여부를 체크한다. 이 S37에 있어서, H_A＝H, H_B＝H인 경우는, 테이블(14)의 그 Y방향위치에 대하여 빔(18)이 평행하게 수정되었으므로, 상기 S47로 이행한다.

또한, 상기 S38에 있어서, H_A＞H가 아닌 경우는, S41로 진행하여, 한 쌍의 Z방향 센서(21A, 21B)에 의해서 계측된 Z방향 계측데이터(H_A＜H)인지 여부를 체크한다. S41에 있어서, H_A＜H인 경우는, 빔(18)의 좌단이 내려간 상태로 기울어져 있으므로, S42로 진행하여, 좌측의 Z축 구동기구(20)의 Z축 구동모터(66)를 구동하여 빔(18)의 좌단을 Z방향 차분(H_A－H)만큼 올린다. 이어서, 상기 S40으로 진행하여, 한 쌍의 Z방향 센서(21A, 21B)에 의해서 각 Y방향위치에서의 테이블(14) 상면과의 거리(테이블(14)에 대한 빔(18)의 높이위치)(H_A, H_B)를 계측한다. 그리고, 재차, 상기 S37로 되돌아가고, Z방향 기울기 수정 후에 한 쌍의 Z방향 센서(21A, 21B)에 의해서 계측된 Z방향 계측데이터가 H_A＝H, H_B＝H인지 여부를 체크한다. 이 S37에 있어서, H_A＝H, H_B＝H인 경우는, 테이블(14)의 그 Y방향위치에 대하여 빔(18)이 평행하게 수정되었으므로, 상기 S47로 이행한다.

또한, 상기 S41에 있어서, H_A＜H가 아닌 경우는, S43으로 진행하여, 한 쌍의 Z방향 센서(21A, 21B)에 의해서 계측된 Z방향 계측데이터(H_B＞H)인지 여부를 체크한다. 이 S43에 있어서, H_B＞H인 경우는, 빔(18)의 우단이 올라간 상태로 기울어져 있으므로, S44로 진행하여, 우측의 Z축 구동기구(20)의 Z축 구동모터(66)를 구동하여 빔(18)의 우단을 Z방향 차분(H_B－H)만큼 내린다. 이어서, 상기 S40으로 진행하여, 한 쌍의 Z방향 센서(21A, 21B)에 의해서 각 Y방향위치에서의 테이블(14) 상면과의 거리(테이블(14)에 대한 빔(18)의 높이위치)(H_A, H_B)를 계측한다. 그리고, 재차, 상기 S37로 되돌아가, Z방향 기울기 수정 후에 한 쌍의 Z방향 센서(21A, 21B)에 의해서 계측된 Z방향 계측데이터가 H_A＝H, H_B＝H인지 여부를 체크한다. S37에 있어서, H_A＝H, H_B＝H인 경우는, 테이블(14)의 그 Y방향위치에 대하여 빔(18)이 평행하게 수정되었으므로, 상기 S47로 이행한다.

또한, 상기 S43에 있어서, H_B＞H가 아닌 경우는, S45로 진행하여, 한 쌍의 Z 방향 센서(21A, 21B)에 의해서 계측된 Z방향 계측데이터(H_B＜H)인지 여부를 체크한다. 이 S45에 있어서, H_B＜H인 경우는, 빔(18)의 우단이 내려간 상태로 기울어져 있으므로, S46으로 진행하여, 우측의 Z축 구동기구(20)의 Z축 구동모터(66)를 구동하여 빔(18)의 우단을 Z방향 차분(H_B-H)만큼 올린다. 이어서, 상기 S40으로 진행하여, 한 쌍의 Z방향 센서(21A, 21B)에 의해서 각 Y방향위치에서의 테이블(14) 상면과의 거리(테이블(14)에 대한 빔(18)의 높이위치)(H_A, H_B)를 계측한다. 그리고, 재차, 상기 S37로 되돌아가, Z방향 기울기 수정 후에 한 쌍의 Z방향 센서(21A, 21B)에 의해서 계측된 Z방향 계측데이터가 H_A＝H, H_B＝H인지 여부를 체크한다. 이 S37에 있어서, H_A＝H, H_B＝H인 경우는, 테이블(14)의 그 Y방향위치에 대하여 빔(18)이 평행하게 수정되었으므로, 상기 S47로 이행한다.

상기 S39, S42, S44, S46에서는, Z축 구동모터(66)을 구동시켜서 빔(18)의 높이위치를 조정할 때, 빔(18)의 하중이, 에어실린더(50)에 의해서 지지되어 있으므로, Z축 구동모터(66) 및 볼 나사(62)의 부담이 작아져 있고, 빔(18)의 높이조정을 용이하고 또한 매끄럽게 행할 수 있다.

또한, 상기 S45에 있어서, H_B＜H가 아닌 경우는, 빔(18)이 테이블(14)에 대하여 평행하다고 하여 S47로 진행하고, 테이블(14)이 Y방향의 종단위치에 도달했는지 여부를 체크한다. 상기 S47에 있어서, 테이블(14)이 Y방향의 종단위치에 도달하고 있지 않은 경우에는, 상술한 S34로 되돌아가, S34 이후의 처리를 재차 실행한 다. 또한, S47에 있어서, 테이블(14)이 Y방향의 종단위치에 도달했을 경우에는, S48로 진행하고, 테이블(14) 상의 기판(11)을 반출장치(미도시)에 의해서 반출한다. 그 후, S49로 진행하고, 정지 스위치(미도시)가 ON으로 조작되었는지 여부를 체크한다. 이 S49에 있어서, 정지 스위치(미도시)가 OFF일 때는, 상기 S31로 되돌아가, S31 이후의 처리를 반복한다. 또한, S49에 있어서, 정지 스위치(미도시)가 ON으로 조작되었을 때는, 스테이지장치(10)를 정지상태로 하여 금회의 제어처리를 종료한다.

이와 같이, 제2 제어방법에서는, 실제의 작업공정일 때에 테이블(14)을 Y방향으로 이동시킴과 함께 Z방향 센서(21A, 21B)에 의해서 테이블(14)의 Y축방향에 대한 높이위치를 계측하고, 이 계측값에 근거하여 테이블(14)의 상면에 대하여 빔(18)의 양단 높이위치를 수정하여 평행하게 하는 것이 가능하게 된다. 그 때문에, 빔(18)을 항상 규정 높이위치에서 테이블(14)의 상면과 평행상태로 유지할 수 있으므로, 기판(11)에 대한 가공이나 검사를 정밀하게 행하는 것이 가능하게 된다.

＜산업상의 이용가능성＞

상기 실시예에서는, Y방향 리니어 모터(28)가 테이블(14)을 Y방향으로 이동시키는 구성을 일례로서 들었지만, 이에 한정되지 않고, 갠트리부(16)를 Y방향으로 이동시키는 구성의 스테이지장치에도 본 발명을 적용할 수 있는 것은, 물론이다.

또한, 상기 실시예에서는, Z축 구동기구(20)에 볼 나사를 이용한 구성을 일례로서 들었지만, 이에 한정되지 않고, 볼 나사 이외의 전달기구를 이용하여도 좋은 것은 물론이다.

또한, 상기 실시예에서는, 빔(18)의 양단 근방에 한 쌍의 Z방향 센서(21A, 21B)를 설치한 구성을 일례로서 들었지만, 이에 한정되지 않고, 3개 이상의 Z방향 센서(21A, 21B)를 설치하고, 각 센서에 의해서 계측된 값으로부터 테이블 상면의 미소(微小)한 기울기를 연산하도록 하여도 좋다.

또한, 상기 실시예에서는, 도 7에 나타낸 S12∼S15에서 테이블 상면의 미소(微小)한 기울기를 계측하여, 기판(11)이 테이블(14)에 올려 놓아진 상태에서는 테이블 상면에 대한 빔(18)의 기울기를 수정하는 처리를 행하였지만, 이에 한정되지 않고, 기판(11)이 테이블(14)에 올려 놓아질 때마다 테이블(14)에 대한 빔(18)의 기울기를 계측하도록 하여도 좋다.

또한, 상기 실시예에서는, 도 8에 나타낸 S22에 있어서, 한 쌍의 Z방향 센서(21A, 21B)에 의해서 계측된 Z방향 계측데이터가 H_A＝H_B인지 여부를 체크하였지만, 이에 한정되지 않고, 예컨대, 미리 설정된 높이위치를 역치로 하여 Z방향 센서(21A, 21B)에 의해서 계측된 Z방향 계측데이터와 비교하여, 빔(18)의 양단의 높이위치를 개별적으로 조정하는 방법을 이용하여도 좋다.

본 발명에 의하면, 한 쌍의 회전운동 지지부에 의해서 빔의 양단부를 한 쌍의 Z축 구동기구에 회전운동 가능하게 연결하므로, Z축 구동기구에 의해서 빔의 높이위치를 조정하여 테이블 상면에 대한 빔의 평행도를 정확하게 유지하도록 조정하는 것이 가능하게 되고, 특히 테이블의 대형화에 수반하는 테이블 평면도의 미소( 微小)한 기울기에도 빔의 높이위치를 미조정(微調整)해서 테이블 상면에 대한 빔의 평행도를 고정밀도로 유지할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 한 쌍의 회전운동 지지부 중 어느 한 쪽을 빔에 대하여 슬라이드 가능하게 지지하는 슬라이드부를 가지므로, 수평방향에 대하여 빔이 미소(微小) 각도의 기울기를 갖도록 조정된 경우이더라도 슬라이드부의 슬라이드 동작에 의해서 Z축 구동기구에 부담을 끼치는 것이 방지된다.

또한, 본 발명에 의하면, 빔의 하중을 지지하는 실린더와, 실린더 내의 압력을 일정하게 유지하는 압력조정수단을 가지므로, 빔의 하중이 증대하여도 Z축 구동기구의 부담을 경감하여 하중 증대에 의한 정밀도적인 편차를 없앨 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 테이블을 수평방향으로 이동시키는 수평방향 구동수단을 가지므로, 빔을 이동시키는 것보다도 테이블 상에 올려 놓아진 기판과 빔과의 평행도를 보다 정밀하게 확보할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 한 쌍의 Z축 구동기구가 볼 나사 기구를 통하여 빔을 승강시키므로, 테이블 상면에 대한 빔의 평행도를 정밀하게 조정하는 것이 가능해지고, 또한 볼 나사 기구에 빔의 모든 하중이 작용하지 않도록 구성되어 있어, 볼 나사 기구에 의해서 구조적인 편차가 빔의 평행도에 영향을 주지 않도록 할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 빔이 테이블 상면과 평행하게 되도록 빔의 양단(兩端) 높이위치를 조정하는 Z축 조정기구를 갠트리부에 설치하였으므로, 테이블 상면에 대한 빔의 평행도를 정확하게 유지하도록 조정하는 것이 가능하게 되고, 특히 테이블의 대형화에 수반하는 테이블 평면도의 미소(微小)한 기울기에도 빔의 높이위치를 미조정(微調整)해서 테이블 상면에 대한 빔의 평행도를 고정밀도로 유지할 수 있다.

Claims

상면에 워크가 올려 놓아지는 테이블과,

이 테이블의 양측에 기립(起立)하는 한 쌍의 Z축 구동기구와,

상기 테이블의 윗쪽에서 상기 한 쌍의 Z축 구동기구 사이에 가로로 걸쳐진 빔과,

이 빔의 양 단부(端部)를 상기 한 쌍의 Z축 구동기구에 대하여 회전운동 가능하게 지지하는 한 쌍의 회전운동 지지부를 가지는 것을 특징으로 하는 스테이지장치.
청구항 1에 있어서,

상기 한 쌍의 회전운동 지지부 중 어느 한 쪽을 상기 빔에 대하여 슬라이드 가능하게 지지하는 슬라이드부(部)를 가지는 것을 특징으로 하는 스테이지장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

상기 한 쌍의 Z축 구동기구는, 상기 빔의 하중을 지지하는 실린더와, 이 실린더 내의 압력을 일정하게 유지하는 압력조정수단을 가지는 것을 특징으로 하는 스테이지장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

상기 빔과 상기 테이블 상면과의 거리를 검출하는 한 쌍의 검출수단과,

이 한 쌍의 검출수단에 의한 검출값이 같아지도록 상기 한 쌍의 Z축 구동기구를 구동시키는 제어수단을 가지는 것을 특징으로 하는 스테이지장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

상기 테이블을 수평방향으로 이동시키는 수평방향 구동수단을 가지는 것을 특징으로 하는 스테이지장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

상기 한 쌍의 Z축 구동기구는, 모터 구동력을 상기 빔에 전달하는 볼 나사 기구를 가지고, 상기 볼 나사 기구를 통하여 상기 빔을 승강시키는 것을 특징으로 하는 스테이지장치.
테이블과,

이 테이블의 윗쪽에 가로로 걸쳐진 빔을 가지는 갠트리부를 가지는 갠트리형 스테이지장치에 있어서,

상기 빔이 상기 테이블 상면과 평행하게 되도록 상기 빔의 양단(兩端) 높이위치를 조정하는 Z축 조정기구를 상기 갠트리부에 설치한 것을 특징으로 하는 갠트리형 스테이지장치.
청구항 7에 있어서,

상기 Z축 조정기구는,

상기 빔의 양단부(兩端部)를 회전운동 가능하게 지지하는 한 쌍의 회전운동 지지부와,

상기 한 쌍의 회전운동 지지부 중 어느 한 쪽을 상기 빔에 대하여 슬라이드 가능하게 지지하는 슬라이드부(部)를 가지는 것을 특징으로 하는 갠트리형 스테이지장치.
청구항 7 또는 청구항 8에 있어서,

상기 한 쌍의 Z축 구동기구는, 상기 빔의 하중을 지지하는 실린더와, 이 실린더 내의 압력을 일정하게 유지하는 압력조정수단을 가지는 것을 특징으로 하는 갠트리형 스테이지장치.
테이블을 수평방향으로 이동시키는 공정과,

상기 테이블의 윗쪽에 대향(對向)하도록 설치된 빔과 상기 테이블과의 거리를 계측하고, 계측결과를 기억하는 공정과,

상기 계측결과에 근거하여 상기 그 한 쌍의 검출수단에 의한 검출값이 같아지도록 상기 빔이 상기 테이블 상면과 평행하게 되도록 상기 빔의 양단(兩端) 높이위치를 조정하는 공정을 가지는 것을 특징으로 하는 스테이지장치의 제어방법.