JP7018193B2 - Alignment stage - Google Patents
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Description
本発明は、ワークの位置調整を行うアライメントステージに関する。 The present invention relates to an alignment stage for adjusting the position of a work.
アライメントステージは、例えば、半導体ウエハや液晶パネル等のワークに対してナノインプリント等のような微細加工を行う製造工程において、ワークの位置調整をミクロン以下の精度で行う超精密装置として用いられている。従来、アライメントステージは、ベースと、ワークが配置されるテーブルと、ベースとテーブルとの間に配設され、テーブルをベースに対してX軸方向、Y軸方向、θ回転方向の3自由度で移動可能に支持する送り機構部とを備え、例えば、カメラ等によりテーブル上のワーク位置を確認しながら送り機構部によりテーブルを移動させてワークの位置調整が行われる。送り機構部には、転動体が介在されており、テーブルの微細な動きを円滑に行わせるようにしている。 The alignment stage is used as an ultra-precision device that adjusts the position of a work with an accuracy of micron or less in a manufacturing process for performing microfabrication such as nanoimprint on a work such as a semiconductor wafer or a liquid crystal panel. Conventionally, the alignment stage is arranged between the base, the table on which the work is placed, and the base and the table, and the table is placed with three degrees of freedom in the X-axis direction, the Y-axis direction, and the θ rotation direction with respect to the base. It is provided with a feed mechanism unit that supports it in a movable manner, and for example, the position of the work is adjusted by moving the table by the feed mechanism unit while checking the work position on the table with a camera or the like. A rolling element is interposed in the feed mechanism portion so that the fine movement of the table can be smoothly performed.
ところで、アライメントステージによりワークの位置調整が行われた後、アライメントステージ上のワークに対して加工機により加圧して加工が行われる。このワーク加工時の加圧力は、アライメントステージにも加わる。近年、ワークの大型化や製造工程の統合や更なる加工精度の高精度化等により、ワーク加工時にアライメントステージ上のワークに対して大きな加圧力を作用させる要望が高まってきた。この要望に応えるにはアライメントステージの送り機構部は、大きな加圧力に耐える構造とする必要がある。ところが、アライメントステージにおいてワークの位置調整の際に精密かつ微細な動きを行わせるために送り機構部の転動体等は小さいものが使用されているが、このような送り機構部では、大きな負荷(加圧力)を許容することができず、大きな加圧力が加わると破損や変形等するおそれがある。送り機構部を大きな加圧力に耐える構造とするには転動体等を大きいものとする必要があるが、そうするとワーク位置調整に際して精密かつ微細な動きに適合できないという問題が生じる。 By the way, after the position of the work is adjusted by the alignment stage, the work on the alignment stage is pressed by the processing machine for processing. The pressing force during machining of the work is also applied to the alignment stage. In recent years, there has been an increasing demand for applying a large pressure to the work on the alignment stage during work machining due to the increase in size of the work, integration of manufacturing processes, and further improvement in machining accuracy. In order to meet this demand, the feed mechanism of the alignment stage needs to have a structure that can withstand a large pressing force. However, in order to make precise and fine movements when adjusting the position of the work in the alignment stage, a small rolling element of the feed mechanism is used, but in such a feed mechanism, a large load ( Pressurization) cannot be tolerated, and if a large pressurization is applied, it may be damaged or deformed. In order for the feed mechanism to have a structure that can withstand a large pressing force, it is necessary to make the rolling elements large, but this causes a problem that it cannot adapt to precise and fine movements when adjusting the work position.
本発明は、以上の事情に鑑みてなされたものであり、送り機構部としては精密かつ微細な動きに適合したものとし、その上でワーク加工時には大きな加圧力を許容可能とするアライメントステージを提供することを目的とする。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides an alignment stage in which a feed mechanism unit is suitable for precise and fine movements, and a large pressing force can be tolerated during workpiece processing. The purpose is to do.
本発明のアライメントステージは、
ベースと、ベースの上方に配置されるテーブルと、テーブルに支持され、ワークが載置されるワークプレートと、ベースとテーブルとの間に設けられ、ベースに対してテーブルをX軸方向、Y軸方向、θ回転方向の3自由度で移動可能に支持する送り機構部とを備えるアライメントユニットと、
ベースの下方に設置する基台と、
ベースと基台との間に設けられ、基台に対してアライメントユニットを搬送させる搬送
機構とを備え、
テーブル及びベースには、中央にワークプレートを臨む開口部が設けられ、
ワークプレートと基台との間には、テーブル及びベースの開口部に挿通させてワークプレートの下方移動を制限する移動規制体が配設されているものである。
The alignment stage of the present invention is
A base, a table placed above the base, a work plate supported by the table and on which the work is placed, and a table provided between the base and the table, and the table is oriented in the X-axis direction and the Y-axis with respect to the base. An alignment unit equipped with a feed mechanism that movably supports with three degrees of freedom in the direction and the θ rotation direction, and
The base installed below the base and
It is provided between the base and the base, and is equipped with a transport mechanism that transports the alignment unit to the base.
The table and base have an opening in the center that faces the work plate.
Between the work plate and the base, a movement restricting body that is inserted through the openings of the table and the base to limit the downward movement of the work plate is arranged.
この発明によれば、ワークに対して加工時の加圧力が上から加わった際、ワークを載置するワークプレートは、移動規制体により下方移動が制限されるから、ワークプレートに加わるワーク加工時の加圧力は、移動規制体を通じて基台で受け止められることとなる。従って、ワークプレートを支持するテーブルには、ワーク加工時の加圧力がほとんど作用しない。よって、テーブルとベースとの間に配設されてテーブルを支持する送り機構部にも、ワーク加工時の加圧力はほとんど作用しない。その結果、ワーク加工の際、送り機構部には大きな加圧力が加わることなく、ワークに対して大きな加圧力を加えることができる。また、送り機構部には、ワーク加工時の加圧力がほとんど加わらないから、送り機構部における転動体等は、負荷の許容が小さい小型のものを使用することができる。従って、送り機構部は、ワーク位置調整を微細かつ精密な動きに適合した構成とすることができる。 According to the present invention, when a pressing force during machining is applied to the work from above, the work plate on which the work is placed is restricted from moving downward by the movement restrictor, so that the work plate applied to the work plate is machined. The pressure of time will be received by the base through the movement restrictor. Therefore, the pressing force at the time of machining the work hardly acts on the table that supports the work plate. Therefore, the pressing force at the time of machining the work hardly acts on the feed mechanism portion which is arranged between the table and the base and supports the table. As a result, when machining the work, a large pressure can be applied to the work without applying a large pressure to the feed mechanism portion. Further, since the pressing force at the time of machining the work is hardly applied to the feed mechanism portion, a small rolling element or the like in the feed mechanism portion with a small load tolerance can be used. Therefore, the feed mechanism unit can be configured to adjust the work position so as to be suitable for fine and precise movement.
上記発明のアライメントステージにおいて、
移動規制体は、基台の上面からワークプレート下面までの高さ相当の長さを有するブロック部材からなり、
ブロック部材の上面がワークプレート下面に固定され、ブロック部材の下面と基台上面との間には送り機構部によるテーブルの移動が阻害されないように僅かなすき間が設けられているものとすることができる。
In the alignment stage of the above invention
The movement restricting body is composed of a block member having a length corresponding to the height from the upper surface of the base to the lower surface of the work plate.
It is assumed that the upper surface of the block member is fixed to the lower surface of the work plate, and a slight gap is provided between the lower surface of the block member and the upper surface of the base so as not to hinder the movement of the table by the feed mechanism portion. I can .
これによれば、ワーク加工時の加圧力が上からワークプレートに加わると、ワークプレートを支持するテーブルの下方移動は、ブロック部材の下面が基台上面に当接するまでの距離、すなわち上記僅かなすき間の範囲に制限されることとなる。従って、テーブルを支持する送り機構には、上記僅かなすき間の移動分だけワーク加工時の加圧力が作用するが、それ以上に大きな加圧力が作用することはない。よって、ワーク加工の際、送り機構部には大きな加圧力を作用させずに、ワークに対して大きな加圧力を加えることができる。 According to this , when the pressing force at the time of machining the work is applied to the work plate from above, the downward movement of the table supporting the work plate is the distance until the lower surface of the block member abuts on the upper surface of the base, that is, the above-mentioned slight amount. It will be limited to the range of the gap . Therefore, the feed mechanism that supports the table is subjected to the pressing force at the time of machining the work by the amount of movement of the slight gap, but no larger pressing force is applied. Therefore, when machining the work, it is possible to apply a large pressure to the work without applying a large pressure to the feed mechanism portion.
上記発明のアライメントステージにおいて、
移動規制体には、球面軸受が設けられているものとすることができる。
In the alignment stage of the above invention
The movement restricting body may be provided with a spherical bearing.
これによれば、ワーク加工時に、加工機からの加圧によるワークプレートの傾きが上記球面軸受により自動修正される。従って、大面積のワークでもワーク加工時の加圧力を均等に作用させることができる。 According to this , when the work is machined, the inclination of the work plate due to the pressurization from the processing machine is automatically corrected by the spherical bearing. Therefore, even in a work having a large area, the pressing force at the time of machining the work can be applied evenly.
上記発明のアライメントステージにおいて、
ワークプレートは、テーブルにおいて下方移動可能とするガイド機構により支持されているものとすることができる。
In the alignment stage of the above invention
The work plate can be supported by a guide mechanism that allows it to move downwards on the table.
これによれば、ワークプレートは、テーブルとは独立して下方移動可能となっているので、ワーク加工時にワークプレートに上から加わる加圧力は、テーブルに作用させずに、移動規制体を通じてベース又は基台によって受け止められる。従って、テーブルとベースとの間に配設されてテーブルを支持する送り機構には、より確実に、ワーク加工時の加圧力を作用させないようにすることができる。 According to this , since the work plate can be moved downward independently of the table, the pressing force applied to the work plate from above during machining of the work does not act on the table, but is used as a base or through a movement restrictor. It is received by the base. Therefore, it is possible to more reliably prevent the pressing force during machining of the work from acting on the feed mechanism arranged between the table and the base and supporting the table.
以上のように、本発明に係るアライメントステージによれば、ワーク加工時に送り機構部には大きな加圧力が加わることなくワークに対して大きな加圧力を加えることができる。
また、送り機構部には、ワーク加工時の加圧力がほとんど加わらないから、送り機構部としては精密かつ微細な動きに適合した構成とすることができる。
As described above, according to the alignment stage according to the present invention, it is possible to apply a large pressing force to the work without applying a large pressing force to the feed mechanism portion at the time of machining the work.
Further, since almost no pressing force is applied to the feed mechanism portion during machining of the work, the feed mechanism portion can be configured to be suitable for precise and fine movement.
以下に、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
本発明に係るアライメントステージは、例えば、半導体ウエハ上にレジストを塗布してガラスマスク等の型により加圧プレスしてナノオーダーの精密パターンを転写するナノインプリントの製造工程において、半導体ウエハ等のワークの加工前にワークの位置調整を行うものであり、このワーク位置調整後にアライメントステージ上のワークに対して加工機により加圧して加工が行われる。なお、本発明は、上記ナノインプリントに限らず、切削加工、プレス加工等のようにワークに加圧力を加える様々な製造工程において使用することができ、また、ワークは、半導体ウエハに限らず、液晶パネル、テープ、フィルム、プリント基板等の様々なワークを対象とすることができる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
The alignment stage according to the present invention is, for example, a work of a semiconductor wafer or the like in a nanoimprint manufacturing process in which a resist is applied onto a semiconductor wafer and pressure-pressed by a mold such as a glass mask to transfer a nano-order precision pattern. The position of the work is adjusted before machining, and after the work position is adjusted, the work on the alignment stage is pressurized by a machining machine to perform machining. The present invention is not limited to the nanoimprint, and can be used in various manufacturing processes such as cutting, pressing, etc., in which a pressing force is applied to a work, and the work is not limited to a semiconductor wafer and is a liquid crystal. Various workpieces such as panels, tapes, films, and printed circuit boards can be targeted.
(実施形態1)
図1に示すように、実施形態1によるアライメントステージ1Aは、アライメントユニット10においてワークプレート13の下方移動を制限する移動規制体としてのブロック部材2Aを設けたものである。このブロック部材2Aについては後述する。
(Embodiment 1)
As shown in FIG. 1, the
アライメントユニット10は、ワークWの位置調整を行う構成部分であり、主な構成として、四角形状のベース11と、ベース11の上方に配置される四角形状のテーブル12と、テーブル12に支持され、ワークWが載置される四角形状のワークプレート13と、ベース11とテーブル12との間に設けられ、ベース11に対してテーブル12をX軸方向、Y軸方向、θ回転方向の3自由度で移動可能に支持する送り機構部3とを有する。ワークプレート13は、四角形状のテーブル12の四隅に立設する脚部14によってテーブル12上に支持されている。
The
送り機構部3は、テーブル12をX軸方向とY軸方向とに移動可能とするとともにXY平面上にθ回転可能とするガイド部30と、ガイド部30を一軸方向へ移動させるボールネジ部40とを備えている。
The
図2に示すように、ガイド部30は、下段ガイドブロック31、中段ガイドブロック32、上段ガイドブロック33及びベアリング34が組み付けられたものであり、下段ガイドブロック31がベース11の上面に取り付けられ、ベアリング34がテーブル12の下面に取り付けられている。図2(a)を参照して、下段ガイドブロック31の上面には、水平一方向に延びる凸状の第1レール部35aが形成され、中段ガイドブロック32の下面には、下段ガイドブロック31の第1レール部35aに嵌め合わされる凹状の第1レール溝部36aが形成されている。第1レール部35aと第1レール溝部36aの間には、転動体38を保持する第1保持器37aが配設されている。これにより、中段ガイドブロック32が上段ガイドブロック33の第1レール部35aに沿って水平一方向(例えば、X軸方向)にスライド可能となる。また、図2(b)を参照して、中段ガイドブロック32の上面には、下面の第1レール溝部36aと直交する水平他方向に延びる凸状の第2レール部35bが形成され、上段ガイドブロック33の下面には、中段ガイドブロック32の第2レール部35bに嵌め合わされる凹状の第2レール溝部36bが形成されている。この第2レール部35bと第2レール溝部36bの間にも、転動体38を保持する第2保持器37bが配設されている。これにより、上段ガイドブロック33が中段ガイドブロック32の第2レール部35bに沿って水平他方向(例えば、Y軸方向)にスライド可能となる。また、図2(c)を参照して、ベアリング34は、円状に転動体39が配設されている。このベアリング34によって、テーブル12を水平面上(XY平面上)でθ回転可能とする。以上のように、ガイド部30は、テーブル12をX軸方向、Y軸方向、θ回転方向の3自由度での移動を可能とするように構成されている。
As shown in FIG. 2, the
ボールネジ部40は、ガイド部30の横に平行に配設されており、下段ガイドブロック31の凸状の第1レール部35aの長さ方向と平行に延びるネジ部41と、ネジ部41に螺合され、中段ガイドブロック32と連結されたナット部42と、ネジ部41の基端部側に配置された軸受部43と、軸受部43から突出されるネジ部41の基端部と継手44によってモータ軸が接続されたモータ45とを有している。モータ45及び軸受部43は、ベース11に設置固定されている。また、軸受部43には、図示していないが、転動体が保持されている。これにより、ボールネジ部40のモータ45を駆動してネジ部41を回転させることによりナット部42がネジ部41の長さ方向に沿って移動され、このナット部42の移動によりガイド部30の中段ガイドブロック32を下段ガイドブロック31の第1レール部35aに沿ってスライド移動させる。
The
以上のガイド部30及びボールネジ部40により構成される送り機構部3は、四角形状のテーブル12の4隅のうちの3隅にそれぞれ配設されている(図1(a)参照)。ボールネジ部40は、テーブル12の一辺においてネジ部41がテーブル12の一方の角側に向き、モータ45が他方の角側に向く姿勢で配設される。そして、対応する二辺の対角上に配設する2つの送り機構部3がテーブル12をX軸方向に移動させるX方向直動ガイド(3X)を構成し、他の対向する二辺の一辺側の角に配設する1つの送り機構部3がテーブル12をY軸方向に移動させるY方向直動ガイド(3Y)を構成し、X方向直動ガイド(3X)及びY方向直動ガイド(3Y)におけるベアリング34がテーブル12をXY平面上でθ方向へ回転可能とするθ回転ガイド(34θ)を構成する。
The
送り機構部3により、テーブル12をX軸方向に移動させるには、2つのX方向直動ガイド(3X)の各モータ45を回転させて各ナット部42をX軸方向の同じ方向に移動させることにより、各ガイド部30がX軸方向の同じ方向に移動してテーブル12がX軸方向に移動される。テーブル12をY軸方向に移動させるには、1つのY方向直動ガイド(3Y)のモータ45を回転させてナット部42をY軸方向に移動させることにより、各ガ
イド部30がY軸方向の同じ方向に移動してテーブル12がY軸方向に移動される。テーブル12をθ回転させるには、2つのX方向直動ガイド(3X)の各モータ45を回転させて各ナット部42をX軸方向の相反する方向に移動させるとともに、1つのY方向直動ガイド(3Y)のモータ45を回転させてナット部42をY軸方向に移動させることにより、θ回転ガイド(34θ)を構成する3つのベアリング34がθ回転を許容してテーブル12がXY平面上でθ方向に回転される。
In order to move the table 12 in the X-axis direction by the
図3、図4を参照して、アライメントステージ1Aには、アライメントユニット10をワーク配置場所P1からワーク加工場所P2へと移動させる搬送機構5が設けられている。搬送機構5は、ベース11の下方に設置する基台Fに設置固定されている。搬送機構5は、水平一方向(例えば、X軸方向)に延びる一対のガイドレール51a,51bと、各ガイドレール51a,51bに2つずつ走行可能に取り付けられ、四角形状のベース11の下面の四隅に設けられた4つのスライダー52と、一方のガイドレール51aに設けた2つのスライダー52を移動させるボールネジ機構部53とを有している。ボールネジ機構部53は、スライダー52を螺合させたネジ軸54と、ネジ軸54を回転させるモータ55とを備えている。これにより、ネジ軸54を回転させてスライダー52を移動させることにより、アライメントユニット10をガイドレール51a,51bに沿って移動させることができる。この搬送機構5により、アライメントユニット10をワーク配置場所P1とワーク加工場所P2との間を往復移動させる。
With reference to FIGS. 3 and 4, the
ワーク配置場所P1において、アライメントステージ1Aは、ワークプレート13上にワークWが載置され、このワークWを上方に設置したカメラ(図示せず)でワークWに付された所定のアライメントマークを確認しながら送り機構部3によりテーブル12をXYθ方向に移動させてワークWの位置調整が行われる。ワーク位置調整が行われた後、搬送機構5によりアライメントユニット10をワーク配置場所P1からワーク加工場所P2へと搬送させる。ワーク加工場所P2には、ナノインプリント装置等の加工機Mが配設されている。加工機Mは、加工ツール8を下面に取り付けた移動プレート81と、移動プレート81を上下動可能に支持するポスト82とを有し、ワーク加工時には、上方位置にある移動プレート81を下方移動させる。ワーク加工場所P2において、ワークプレート13上のワークWは、加工機Mの加工ツール8により加圧されて加工が行われる。
At the work placement location P1, the
このように、ワークWの加工は、アライメントステージ1A上で行われる。この際、ワークプレート13上のワークWに対して加工機Mにより加圧力が加わると、アライメントステージ1Aにもワーク加工時の加圧力が加わる。アライメントステージ1Aは、ワークWの位置調整を精密かつ微細に行わせるために送り機構部3の転動体38,39等は小さいものが使用されているが、このような送り機構部3では、大きな負荷(加圧力)を許容することができず、大きな加圧力が加わると破損や変形等するおそれがある。送り機構部3を大きな加圧力に耐える構造とするには転動体38,39等を大きいものとする必要があるが、そうするとワーク位置調整に際して精密かつ微細な動きに適合できないという問題が生じる。そこで、本実施形態1のアライメントステージ1Aでは、ワークプレート13上に載置されたワークWに加工時の加圧力が上から加わる際にワークプレート13の下方移動を制限するブロック部材(移動規制体)2Aが設けられている。
In this way, the machining of the work W is performed on the
図1、図3を参照して、アライメントステージ1Aのテーブル12には、中央にワークプレート13を臨む四角形状の開口部121が設けられている。なお、開口部121の形状は、四角形に限らず、他の多角形形状や、円形、楕円形等のように、任意の形状とすることができる。ブロック部材2Aは、テーブル12の開口部121に挿通させてワークプレート13とベース11との間に配設されている。ブロック部材2Aは、ベース11上面からワークプレート13下面までの高さと略同じ高さを有する四角柱状の部材からなり、例えば、金属、プラスチック等の素材から形成されている。なお、ブロック部材2Aの上面形状は、開口部121と同様、四角形に限らず、他の多角形形状や、円形、楕円形等のように、任意の形状とすることができる。
With reference to FIGS. 1 and 3, the table 12 of the
そして、ブロック部材2Aは、上面がワークプレート13の下面に固定され、ブロック部材2Aの下面とベース11上面との間には僅かなすき間dが設けられている。ワークプレート13に上から加圧力が加えられていない状態では、ブロック部材2Aの下面はベース11の上面とは非接触となっている。従って、このすき間dを設けることにより、ワーク配置場所P1においてワーク加工前のワーク位置調整の際に送り機構部3によりワークプレート13を支持するテーブル12を移動させる動作をブロック部材2Aによって阻害されることもない。また、ブロック部材2Aの下面とベース11の上面との間のすき間dを僅かなすき間d、例えば、5~20μm程度とすることにより、このすき間dにホコリ等が入り込んで送り機構部3によるテーブル12の移動を阻害することもない。
なお、すき間dにグリス等の潤滑剤を充填するようにしてもよい。
The upper surface of the
The gap d may be filled with a lubricant such as grease.
図4に示すように、アライメントユニット10が搬送機構5によりワーク配置場所P1(図4(a))からワーク加工場所P2(図4(b))に搬送され、ワーク加工場所P2において加工機Mの型等の加工ツール8がワークプレート13上のワークWに上から押し当てられてワークWの加工が行われる。このワーク加工時の上からの加圧力により、ワークプレート13及びワークプレート13を支持するテーブル12が沈み込む。しかしながら、テーブル12の下方移動は、ブロック部材2Aの下面がベース11の上面に当接するまでの距離、すなわち、上記僅かなすき間dの範囲に制限される。ブロック部材2Aの下面がベース11の上面に当接すると、ワーク加工時の加圧力は、ブロック部材2Aを通じてベース11で受け止められるから、ワークプレート13を支持するテーブル12には、ワーク加工時の加圧力がほとんど作用しない。すなわち、テーブル12を支持する送り機構3には、上記僅かなすき間dの移動分だけワーク加工時の加圧力が作用するが、それ以上に大きな加圧力が作用することはない。従って、加工機Mは、ワーク加工の際、送り機構部3には大きな加圧力が加わることなく、ワークWに対して大きな加圧力を加えることができる。また、送り機構部3にはワーク加工時の負荷(加圧力)がかからないから、送り機構部3における転動体38,39等は、負荷の許容が小さい小型のものを使用することができる。よって、送り機構部3は、ワーク位置調整を微細かつ精密な動きに適合した構成とすることができる。
As shown in FIG. 4, the
また、ブロック部材2は、ワークWの加工時にワークプレート13を下から支えることとなり、ワークWには加工時の加圧力をばらつくことなく適切に作用させることができ、加工機MによるワークWの加工精度を高精度に行うことができる。この場合、ブロック部材2Aの上面の広さがワークプレート13上に載置されるワークWの大きさと略同等又はそれ以上の大きさを有すれば、加工機Mの加工ツール8による加圧力をワークWの全面に略均等に行き渡らせることができ、加工機MによるワークWの高精度な加工を確実に行うことができる。
Further, the
以上より、実施形態1のアライメントステージ1Aによれば、ワーク加工時にワークWに対して大きな加圧力を加えることができ、それでいて、送り機構部3としては精密かつ微細な動きに適合した構成とすることができる。
From the above, according to the
ワークWの加工処理が終了し加工機Mの加工ツール8がワークW上から離反すると、ワークプレート13及びテーブル12は、各構成部材の弾性によって下方への沈み込み状態から元の高さ位置に復帰する。よって、ブロック部材2Aも上方へ復帰移動して、ブロック部材2Aの下面とベース11上面との間に再び所定のすき間dが形成される。
When the processing of the work W is completed and the
なお、実施形態1では、ブロック部材2Aは、上面がワークプレート13下面に固定され、下面とベース11上面との間に僅かなすき間dを設ける構成とするが、変形例として、ブロック部材2Aの下面がベース11上面に固定され、ブロック部材2Aの上面とワークプレート13下面との間に上記僅かなすき間dを設けるようにしてもよい。この変形例の場合、ワーク加工時の加圧力が上からワークプレート13に加わると、ワークプレート13を支持するテーブル12の下方移動は、ワークプレート13下面がブロック部材2Aの上面に当接するまでの距離、すなわち上記僅かなすき間dの範囲に制限されることとなり、上記実施形態1と同様の作用効果が発揮される。また、この変形例の場合、ブロック部材2Aは、ワークプレート13ではなくベース11に固定されているから、ワークプレート13を支持するテーブル12にはブロック部材2Aの重量負荷が加わらない。従って、テーブル12を支持する送り機構3もブロック部材2Aの重量負荷を受けないから、送り機構部3は、ワーク位置調整時にテーブル12をスムーズに動かすことができる。
In the first embodiment, the upper surface of the
(実施形態2)
図5に示すように、実施形態2のアライメントステージ1Bでは、テーブル12だけでなくベース11にも中央にワークプレート13を臨む四角形形状の開口部111が設けられている。ワークプレート13の下方移動を制限するブロック部材(移動規制体)2Bは、テーブル12及びベース11の開口部121,111を挿通させてワークプレート13と基台Fとの間に配設されている。ブロック部材2Bは、基台Fの上面からワークプレート13の下面までの高さと略同じ高さを有する四角柱状部材からなり、上面がワークプレート13の下面に固定され、下面と基台F上面との間には僅かなすき間(例えば、5~20μm)dが設けられている。ワークプレート13に上から加圧力が加えられていない状態では、ブロック部材2Bの下面は基台Fの上面とは非接触となっている。
(Embodiment 2)
As shown in FIG. 5, in the
この実施形態2のアライメントステージ1Bによれば、ワーク加工時の加圧力が上からワークプレート13に加わると、ワークプレート13及びテーブル12の下方移動は、ブロック部材2Bの下面が基台F上面に当接するまでの距離、すなわち上記僅かなすき間dの範囲に制限される。ブロック部材2Bの下面が基台Fの上面に当接すると、ワーク加工時の加圧力は、ブロック部材2Bを通じて基台Fで受け止められるから、ワークプレート13を支持するテーブル12には、ワーク加工時の加圧力がほとんど作用しないこととなる。すなわち、この実施形態2でも、テーブル12を支持する送り機構3には、上記僅かなすき間dの移動分だけワーク加工時の加圧力が作用するが、それ以上に大きな加圧力が作用しないこととなり、実施形態1と同様の作用効果が発揮される。なお、実施形態2におけるその他の構成及び作用効果は、実施形態1と同様である。
According to the
(実施形態3)
図6に示すように、実施形態3のアライメントステージ1Cでは、実施形態2のものにおいて、ブロック部材2Cの底面に球面軸受6を設けたものである。この球面軸受6は、内周面に環状凹面を有するレース部61と、レース部61の環状凹面に配置され外周面の一部が平面状にカットされた球状軸体62とを有する。この球面軸受6は、球状軸体62の平面部63が外側向きとなるようにブロック部材2Cの底面に設けた保持穴21に保持されている。球面軸受6の平面部63は、基台F上面と対向して僅かなすき間(例えば、5~20μm)dが設けられている。ブロック部材2Cの底面と基台F上面との間は、球面軸受6の平面部63と基台F上面との間の僅かなすき間dよりも大きいすき間(例えば、1~3mm)d1が設けられている。
(Embodiment 3)
As shown in FIG. 6, in the alignment stage 1C of the third embodiment, the
このように、ブロック部材2Cに球面軸受6を設けることにより、ワーク加工時に、加工機Mからの加圧によるワークプレート13の傾きが球面軸受6により自動修正され、加工機Mの加工ツール8の加工面とワークプレート13上面とを平行に保つことができる。従って、大面積のワークWであってもワーク加工時の加圧力を均等に作用させることができ、加工精度を高精度に行うことができる。
なお、球面軸受6は、ブロック部材2Cの上面に設け、ワークプレート13とブロック部材2Cとの間に球面軸受6が介在する構成としてもよい。
In this way, by providing the
The
また、この実施形態3では、ワークプレート13は、テーブル12の四隅に立設するガイド機構7によって下方移動可能にテーブル12上に支持されている。ガイド機構7は、テーブル12を上方へ付勢状態に支持して、この上方付勢の範囲で下方移動可能に構成されており、例えば、軸にスリーブを外嵌させてスリーブを下から上に向けてバネで付勢する直動機構や、シリンダ機構等のような様々な機構を採用することができる。
Further, in the third embodiment, the
このガイド機構7により、ワークプレート13は、テーブル12とは独立して下方移動可能となる。これにより、ワーク加工時の加圧力がワークプレート13に上から加わると、テーブル12にはほとんど負荷が加わらずにワークプレート13だけが下方移動する。従って、ワーク加工時の加圧力は、テーブル12には作用させずに、ブロック部材2Cを通じて基台Fによって受け止められる。よって、テーブル12とベース11との間に配設された送り機構3には、より確実に、ワーク加工時の加圧力を作用させないようにすることができる。実施形態3におけるその他の構成及び作用効果は、実施形態1、2と同様である。
なお、球面軸受6及び/又はガイド機構7は、実施形態1のものにおいても適用することができる。
The
The
なお、本発明は、上記各実施形態には限定されず、特許請求の範囲の記載及び均等の範囲内で様々な変更を施すことが可能である。
搬送機構5は、ワーク配置場所P1からワークWに加圧加工を行うワーク加工場所P2へと移動させるだけでなく、ワーク加工場所P2以外の場所、例えば、ワーク配置場所P1とワーク加工場所P2との間、ワーク加工場所P2から後工程の場所、ワーク配置場所P1より前の待機場所などへも移動及び停止させるように構成することができ、各移動場所において、ワークWの脱着、ワークWに対して液の塗布や加熱や検査などの様々な作業
などが行えるようにしてもよい。
本発明では、搬送機構5は任意の要件であり、搬送機構5を有しない製造工程においても本発明を適用可能である。
The present invention is not limited to each of the above embodiments, and various modifications can be made within the scope of the claims and the equivalent range.
The
In the present invention, the
1A,1B,1C アライメントステージ
2A,2B,2C ブロック部材(移動規制体)
3 送り機構
5 搬送機構
6 球面軸受
7 ガイド機構
8 加工ツール
10 アライメントユニット
11 ベース
12 テーブル
13 ワークプレート
14 支柱
21 保持穴
30 ガイド部
31 下段ガイドブロック
32 中段ガイドブロック
33 上段ガイドブロック
34 ベアリング
35a 第1レール部
35b 第2レール部
36a 第1レール溝部
36b 第2レール溝部
37 保持器
38,39 転動体
40 ボールネジ部
41 ネジ部
42 ナット部
43 軸受部
44 継手
45 モータ
51 ガイドレール
52 スライダー
53 ボールネジ機構部
54 ネジ軸
55 モータ
61 レース部
62 球状軸体
81 移動プレート
82 ポスト
111 開口部
121 開口部
d すき間
F 基台
M 加工機
P1 ワーク配置場所
P2 ワーク加工場所
W ワーク
1A, 1B,
3
Claims (4)
ベースの下方に設置する基台と、
ベースと基台との間に設けられ、基台に対してアライメントユニットを搬送させる搬送機構とを備え、
テーブル及びベースには、中央にワークプレートを臨む開口部が設けられ、
ワークプレートと基台との間には、テーブル及びベースの開口部に挿通させてワークプレートの下方移動を制限する移動規制体が配設されているアライメントステージ。 A base, a table placed above the base, a work plate supported by the table and on which the work is placed, and a table provided between the base and the table, and the table is oriented in the X-axis direction and the Y-axis with respect to the base. An alignment unit equipped with a feed mechanism that is movable and supported with three degrees of freedom in the direction and the θ rotation direction.
The base installed below the base and
It is provided between the base and the base, and is equipped with a transport mechanism that transports the alignment unit to the base.
The table and base have an opening in the center that faces the work plate.
An alignment stage in which a movement restrictor is arranged between the work plate and the base so as to be inserted through an opening of the table and the base to limit the downward movement of the work plate.
移動規制体は、基台の上面からワークプレート下面までの高さ相当の長さを有するブロック部材からなり、
ブロック部材の上面がワークプレート下面に固定され、ブロック部材の下面と基台上面との間には送り機構部によるテーブルの移動が阻害されないように僅かなすき間が設けられているアライメントステージ。 In the alignment stage according to claim 1 ,
The movement restricting body is composed of a block member having a length corresponding to the height from the upper surface of the base to the lower surface of the work plate.
An alignment stage in which the upper surface of the block member is fixed to the lower surface of the work plate, and a slight gap is provided between the lower surface of the block member and the upper surface of the base so as not to hinder the movement of the table by the feed mechanism.
移動規制体には、球面軸受が設けられているアライメントステージ。 In the alignment stage according to claim 1 or 2 .
An alignment stage equipped with spherical bearings on the movement control body.
ワークプレートは、テーブルにおいて下方移動可能とするガイド機構により支持されているアライメントステージ。 In the alignment stage according to any one of claims 1 to 3 ,
The work plate is an alignment stage supported by a guide mechanism that allows it to move downwards on the table.
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