專利名稱：移動(dòng)式xy載物臺(tái)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于對(duì)平面構(gòu)造物進(jìn)行局部處理的裝置的移動(dòng)式XY載物臺(tái)，特別涉及用于液晶顯示器的激光修復(fù)裝置、液晶掩模的激光修復(fù)裝置、太陽(yáng)電池板的圖案形成(パタ一ニング)裝置、液晶顯示器的缺陷檢查裝置、半導(dǎo)體裝置的缺陷檢查裝置等的移動(dòng)式XY載物臺(tái)。
背景技術(shù)：
在修復(fù)液晶顯示器的TFT(薄膜晶體管)基板的制造缺陷的激光修復(fù)裝置上，設(shè)置作為主要的構(gòu)成單元的移動(dòng)式XY載物臺(tái)。移動(dòng)式XY載物臺(tái)由作為固定部分的基臺(tái)部、和作為設(shè)置于該基臺(tái)部上的可動(dòng)部分的移動(dòng)部構(gòu)成。在基臺(tái)部設(shè)置使上表面為水平的載物臺(tái)面的石制固定平臺(tái)。此外，在移動(dòng)部設(shè)置配置于石制固定平臺(tái)上可沿一個(gè)方向(Y方向)移動(dòng)的一對(duì)支柱和架于該一對(duì)支柱的上端部之間的橫梁(梁材)。并且，在該橫梁上搭載激光光學(xué)單元，使之可沿垂直于所述一個(gè)方向的方向(X方向)移動(dòng)。另外，這種技術(shù)被公開(kāi)于株式會(huì)社SIGMA的主頁(yè)(http//www.sigma-fa.co.Jp/2_3.html)[平成16年7月28日檢索]和住友重機(jī)械工業(yè)株式會(huì)社的主頁(yè)(http//www.shi.co.jp/stage/prellys/20030318.htm)[平成16年7月28日檢索]。
由這種構(gòu)成，在基臺(tái)部的石制固定平臺(tái)上，放置作為修復(fù)對(duì)象的液晶顯示器，移動(dòng)部使激光光學(xué)單元移動(dòng)，通過(guò)使該單元位于液晶顯示器的缺陷部分的正上方，激光光學(xué)單元對(duì)該缺陷部分照射激光，可以修復(fù)缺陷部分。
對(duì)用于這種液晶顯示器的激光修復(fù)裝置等的移動(dòng)式XY載物臺(tái)，要求誤差為10μm以內(nèi)的極高的形狀精度。因此，石制固定平臺(tái)由一個(gè)大的花崗巖精密加工制造而成。此外，構(gòu)成移動(dòng)部的支柱以及橫梁也要求極高的形狀精度。因此，在現(xiàn)有的移動(dòng)式XY載物臺(tái)中，研磨加工鐵或鐵合金的鑄造品(以下總稱為鐵鑄品)形成移動(dòng)部的支柱以及橫梁。這是因?yàn)?，若由例如軋制鋼材等鍛造品形成移?dòng)部，則會(huì)不可避免的產(chǎn)生軋制方向的彎曲，不能得到足夠的形狀精度。此外，若由鐵鑄品形成支柱以及橫梁，由于鐵的楊氏模量為206Gpa剛性很高，可以抑制由自重產(chǎn)生的扭曲以及伴隨移動(dòng)的扭轉(zhuǎn)等的變形，維持高的形狀精度。
但是，在上述現(xiàn)有的技術(shù)中，存在以下的問(wèn)題。一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)制造液晶顯示器的TFT基板時(shí)，進(jìn)行在一張素玻璃上同時(shí)形成多個(gè)TFT基板的多面處理。并且最近，為了減低液晶顯示器的制造成本，有使在一張素玻璃上形成的TFT基板的數(shù)量增加的趨勢(shì)。因此，素玻璃的尺寸逐年大型化，隨之用于液晶顯示器的激光修復(fù)裝置的移動(dòng)式XY載物臺(tái)也大型化。因此，移動(dòng)部的質(zhì)量增大，且其移動(dòng)距離也變長(zhǎng)。
其結(jié)果，若使移動(dòng)部高速移動(dòng)，則由于該移動(dòng)的轉(zhuǎn)矩，基臺(tái)部的石制固定平臺(tái)振動(dòng)，該振動(dòng)傳遞到安裝于移動(dòng)部的激光加工單元。由此，在觀察作為修復(fù)對(duì)象的液晶顯示器的圖像上產(chǎn)生晃動(dòng)。并且，由于在吸收該晃動(dòng)之前不進(jìn)行加工，因此每一張液晶顯示器的處理時(shí)間變長(zhǎng)。此外，若使移動(dòng)部低速移動(dòng)，雖然可以抑制晃動(dòng)的產(chǎn)生，但每一張液晶顯示器的處理時(shí)間仍然變長(zhǎng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于以上問(wèn)題作成，其目的是，提供一種隨著移動(dòng)部的移動(dòng)的晃動(dòng)少的移動(dòng)式XY載物臺(tái)。
本發(fā)明的移動(dòng)式XY載物臺(tái)，包括固定平臺(tái)；一對(duì)支柱，由楊氏模量為200Gpa以上的第一復(fù)合材料構(gòu)成，設(shè)置于上述固定平臺(tái)上，使之在平行于上述固定平臺(tái)的上表面的第一方向上相互間隔，在交叉于上述第一方向的第二方向上可以移動(dòng)；橫梁，由楊氏模量為200GPa以上的第二復(fù)合材料構(gòu)成，架于上述一對(duì)支柱之間；以及移動(dòng)基座，被設(shè)置得相對(duì)該橫梁可以沿上述第一方向移動(dòng)。
在本發(fā)明中，由于由楊氏模量為200Gpa以上的復(fù)合材料形成支柱以及橫梁，因此可以在維持著支柱以及橫梁的剛性的狀態(tài)下，使其輕量化。由此，使支柱以及橫梁在第二方向上移動(dòng)時(shí)，施加于固定平臺(tái)的反作用力變小，抑制了由該反作用力產(chǎn)生的晃動(dòng)，其結(jié)果，可以抑制支柱以及橫梁的晃動(dòng)。因此，可以縮短吸收晃動(dòng)前的穩(wěn)定時(shí)間，同時(shí)可以以很大的加減速使支柱以及橫梁高速移動(dòng)。
此外，優(yōu)選的是，上述第一以及第二復(fù)合材料中至少有一種材料為碳纖維強(qiáng)化塑料。碳纖維強(qiáng)化塑料的振動(dòng)吸收性高，制振效果好，因此可以更為有效的抑制支柱以及橫梁的晃動(dòng)。
進(jìn)而，優(yōu)選的是，上述橫梁為由在其上表面形成第一孔的外殼構(gòu)成的中空體，包括平移式導(dǎo)向軸承，由金屬或合金構(gòu)成，配置于上述橫梁的上表面，在與上述第一孔匹配的位置形成第二孔，引導(dǎo)上述移動(dòng)基座的移動(dòng)；墊板，由金屬或合金構(gòu)成，夾住上述橫梁的內(nèi)部的上述外殼，配置在與上述平移式導(dǎo)向軸承相向的位置，在與上述第一孔匹配的位置形成第三孔；以及固定部件，插通上述第二孔、上述第一孔以及上述第三孔，把上述平移式導(dǎo)向軸承固定于上述橫梁。
通過(guò)使橫梁中空，可以減少構(gòu)成橫梁的復(fù)合材料的使用量。由此，可以減低材料的成本，同時(shí)可以使橫梁更加輕量化。此外，通過(guò)使用由金屬或合金構(gòu)成的墊板，把平移式導(dǎo)向軸承固定于橫梁，可以防止該固定部分顛簸。由此，可以抑制平移式導(dǎo)向軸承的形狀精度隨時(shí)間而低劣化。
此時(shí)，優(yōu)選的是，在上述橫梁的內(nèi)部，設(shè)置由上述第二復(fù)合材料構(gòu)成、向垂直方向延伸的支撐件。由此，該支撐件抵抗由橫梁的自重產(chǎn)生的撓曲，以及隨著支柱及橫梁的移動(dòng)產(chǎn)生的扭曲，因此可以使外殼的厚度變薄，可以使橫梁更加輕量化。
進(jìn)而，優(yōu)選的是，在把上述橫梁焊接于上述支柱后，研磨加工上述橫梁的上表面以及上述支柱的下表面。由此，可以更為嚴(yán)密的規(guī)定橫梁的上表面和支柱的下表面之間的距離。
進(jìn)而，本發(fā)明的移動(dòng)式XY載物臺(tái)，可以是搭載于液晶顯示器的缺陷檢查裝置或半導(dǎo)體裝置的缺陷檢查裝置，或者可以是具有固定于上述移動(dòng)基座的激光照射裝置，搭載于液晶顯示器的激光修復(fù)裝置、液晶掩模的激光修復(fù)裝置或太陽(yáng)電池板的圖案形成裝置。另外，液晶掩模就是制作液晶顯示器的TFT基板時(shí)作為原版的掩模。
以下參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行具體的說(shuō)明。


圖1為表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的移動(dòng)式XY載物臺(tái)的透視圖。
圖2為表示圖1所示的移動(dòng)式XY載物臺(tái)的橫梁及其周邊的剖面圖。
圖3A～圖3D為隨著時(shí)間表示圖1所示的移動(dòng)式XY載物臺(tái)的操作的側(cè)面圖。
具體實(shí)施例方式
本實(shí)施方式的移動(dòng)式XY載物臺(tái)，搭載于修復(fù)液晶顯示器的TFT基板的制造缺陷的激光修復(fù)裝置。如圖1所示，本實(shí)施方式的移動(dòng)式XY載物臺(tái)1中，設(shè)置有作為固定部分的基臺(tái)部2和作為配置于基臺(tái)部2上的可動(dòng)部分的移動(dòng)部3。
在基臺(tái)部2中，設(shè)置有支撐移動(dòng)式XY載物臺(tái)1的整體的架臺(tái)4。架臺(tái)4由三行三列等間隔設(shè)置的九根支柱4a和將鄰接的支柱4a彼此連接的梁4b構(gòu)成。支柱4a以及梁4b例如由JIS G3466所記載的一般構(gòu)造用的方形鋼管形成。此外，在架臺(tái)4的各支柱4a上各設(shè)有一個(gè)消振支架5。即，共設(shè)有九個(gè)消振支架5。消振支架5例如由氣墊構(gòu)成。在各消振支架5處設(shè)有機(jī)械傳感器(未圖示)，自動(dòng)的被動(dòng)控制其高度。另外，在消振支架5上還設(shè)有電子傳感器，也可以主動(dòng)控制其高度。
進(jìn)而，在該九個(gè)消振支架5上設(shè)置例如由一個(gè)花崗巖構(gòu)成的石制固定平臺(tái)6。石制固定平臺(tái)6的形狀為矩形的板狀，其上表面平坦。以下，如圖1所示，在平行于石制固定平臺(tái)6的上表面的方向中，把所述上表面的一對(duì)邊延伸的方向叫做X方向，另外一對(duì)邊延伸的方向叫做Y方向。X方向和Y方向互相垂直。石制固定平臺(tái)6的X方向的長(zhǎng)度例如為3.0m，Y方向的長(zhǎng)度例如為3.5m。并且，在沿石制固定平臺(tái)6的上表面的Y方向延伸的兩個(gè)端部固定一對(duì)導(dǎo)向基座7。導(dǎo)向基座7例如由鑄鐵構(gòu)成，為沿Y方向延伸的柱狀的部件。石制固定平臺(tái)6的上表面的導(dǎo)向基座7之間的區(qū)域?yàn)檩d物臺(tái)面8。
此外，在各導(dǎo)向基座7的上表面設(shè)有沿Y方向延伸的一對(duì)平移式導(dǎo)向軸承9。平移式導(dǎo)向軸承9例如由碳素鋼形成。平移式導(dǎo)向軸承9引導(dǎo)移動(dòng)部3的Y方向的移動(dòng)。此外，在導(dǎo)向基座7的上表面的平移式導(dǎo)向軸承9之間的區(qū)域上，設(shè)有檢測(cè)移動(dòng)部3的Y方向的位置的線性刻度尺10。進(jìn)而，在沿導(dǎo)向基座7的Y方向延伸的側(cè)面中、不與另一個(gè)導(dǎo)向基座7相對(duì)側(cè)的側(cè)面上，安裝線性電動(dòng)機(jī)定子11。線性電動(dòng)機(jī)定子11沿Y方向延伸，形成上方開(kāi)口的溝槽。即，垂直于線性電動(dòng)機(jī)定子11的Y方向的剖面呈コ字形狀。由架臺(tái)4、消振支架5、石制固定平臺(tái)6、導(dǎo)向基座7、平移式導(dǎo)向軸承9、線性刻度尺10以及線性電動(dòng)機(jī)定子11構(gòu)成基臺(tái)部2。
此外，在移動(dòng)部3中設(shè)有由楊氏模量為200GPa以上的復(fù)合材料，例如CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastics，碳纖維強(qiáng)化塑料)構(gòu)成的一對(duì)支柱12。CFRP的楊氏模量為200至600GPa，比重例如為1.6。并且，在各支柱12的下部固定有線性電動(dòng)機(jī)可動(dòng)元件13，線性電動(dòng)機(jī)可動(dòng)元件13位于線性電動(dòng)機(jī)定子11的溝槽內(nèi)。并且，借助線性電動(dòng)機(jī)定子11和線性電動(dòng)機(jī)可動(dòng)元件13之間的磁力的相互作用，使移動(dòng)部3沿Y方向移動(dòng)。
此外，在一對(duì)支柱12之間，架有由楊氏模量為200GPa以上的復(fù)合材料例如CFRP構(gòu)成的橫梁14。即，橫梁14為沿X方向延伸的梁狀的部件，其兩個(gè)端部連接于一對(duì)支柱12的上表面，橫跨載物臺(tái)面8。橫梁14由長(zhǎng)方體形狀的主體部分14a和從該主體部分14a的下部沿Y方向伸出的伸出部分14b構(gòu)成。由此，垂直于橫梁14的X方向的剖面的形狀為L(zhǎng)字形狀。另外，橫梁14的X方向的長(zhǎng)度例如為208m。并且，橫梁14通過(guò)粘接劑與支柱12接合，在橫梁14與支柱12接合后，研磨加工橫梁14的上表面和支柱12的下表面。該研磨加工，首先由大型的研磨裝置研磨支柱12及橫梁14，其后，一邊由測(cè)定器測(cè)定形狀，一邊手工進(jìn)行精拋光。
并且，總共設(shè)有三個(gè)平移式導(dǎo)向軸承15，其中在橫梁14的主體部分14a的上表面設(shè)置兩個(gè)，伸出部分14b的上表面設(shè)置一個(gè)。平移式導(dǎo)向軸承15例如由碳素鋼形成，沿X方向延伸。此外，在主體部分14a的上表面的兩個(gè)平移式導(dǎo)向軸承15之間的區(qū)域，設(shè)有沿X方向延伸的線性電動(dòng)機(jī)定子16。在線性電動(dòng)機(jī)定子16上形成側(cè)方開(kāi)口的溝槽(參照?qǐng)D2)，垂直于X方向的剖面形狀為コ字形狀。進(jìn)而，在主體部分14a的側(cè)面的伸出部分14b的上方，安裝有沿X方向延伸的線性刻度尺17。
進(jìn)而，設(shè)置例如由鐵板構(gòu)成的移動(dòng)基座18，使其可相對(duì)橫梁14沿X方向移動(dòng)。垂直于移動(dòng)基座18的X方向的剖面的形狀，為覆蓋橫梁14的上方以及設(shè)置平移式導(dǎo)向軸承15側(cè)的側(cè)方的倒L字形狀。此外，移動(dòng)基座18的X方向的長(zhǎng)度，比橫梁14的X方向的長(zhǎng)度短。并且，在移動(dòng)基座18的下表面安裝線性電動(dòng)機(jī)可動(dòng)元件19，使之位于線性電動(dòng)機(jī)定子的溝槽內(nèi)。由此，移動(dòng)基座18借助線性電動(dòng)機(jī)可動(dòng)元件19和線性電動(dòng)機(jī)定子16之間的磁力的相互作用，沿平移式導(dǎo)向軸承沿X方向移動(dòng)。并且，移動(dòng)基座18的X方向的位置可以通過(guò)線性刻度尺17檢測(cè)出。
進(jìn)而，在移動(dòng)基座18的上表面以及不與橫梁14相對(duì)側(cè)的側(cè)面，搭載激光光學(xué)單元20。激光光學(xué)單元20為覆蓋移動(dòng)基座18的外側(cè)面的倒L字形狀，向外部輸出放置于載物臺(tái)面8上的修復(fù)對(duì)象物的擴(kuò)大圖像，同時(shí)向該修復(fù)對(duì)象物照射激光。由支柱12、線性電動(dòng)機(jī)可動(dòng)元件13、橫梁14、平移式導(dǎo)向軸承15、線性電動(dòng)機(jī)定子16、線性刻度尺17、移動(dòng)基座18、線性電動(dòng)機(jī)可動(dòng)元件19及激光光學(xué)單元20，構(gòu)成移動(dòng)部3。
以下，詳細(xì)說(shuō)明橫梁14的構(gòu)成。圖2表示垂直于橫梁14的長(zhǎng)度方向(X方向)的剖面。如圖2所示，橫梁14為中空體，設(shè)有構(gòu)成其外表面的外殼21。并且，設(shè)置沿垂直方向延伸的板狀的支撐部件22a，以互相區(qū)劃主體部分14a和伸出部分14b。此外，在主體部分14a內(nèi)設(shè)有沿垂直方向延伸的兩個(gè)支撐部件22b及22c。進(jìn)而，在主體部分14a內(nèi)，以和沿垂直方向延伸的兩個(gè)支撐部件22b及22c垂直的方式設(shè)置沿水平方向延伸的一個(gè)板狀的支撐部件22d。由此，主體部分14a的內(nèi)部由支撐部件22b、22c、22d區(qū)劃為六個(gè)室。此外，伸出部分14b的內(nèi)部為由支撐部件22a與主體部分14a區(qū)劃的一個(gè)室。即，外殼21的內(nèi)部由板狀的支撐部件22a至22d區(qū)劃為七個(gè)室。
此外，在外殼21內(nèi)部的外殼21的上表面部分的內(nèi)側(cè)、夾住外殼21與平移式導(dǎo)軌15相向的位置，分別設(shè)置墊板23。墊板23由金屬或合金例如碳素鋼構(gòu)成，為沿X方向延伸的帶狀的板材。并且，在平移式導(dǎo)軌15上沿X方向一排的形成多個(gè)孔24，在橫梁14的外殼21的上表面部分與孔24匹配的位置，分別形成孔25。此外，在墊板23與孔24及25匹配的位置形成螺紋孔26。并且，設(shè)置由金屬或合金構(gòu)成的螺栓29，插通孔24及25，與螺紋孔26螺合。由此，把平移式導(dǎo)軌15固定于橫梁14上。
同樣的，在外殼21的上表面部分的內(nèi)側(cè)、夾住外殼21與線性電動(dòng)機(jī)定子16相向的位置，也設(shè)置墊板23。此外，在線性電動(dòng)機(jī)定子16上形成排列于X方向的多個(gè)孔28，在外殼21與孔28匹配的位置形成孔25，在墊板23上與孔28及25匹配的位置形成螺紋孔26。并且，設(shè)置螺栓29以插通孔24及25，與螺紋孔26螺合。由此，把線性電動(dòng)機(jī)定子16固定于橫梁14上。另外，孔25也可以為設(shè)置了金屬或合金制成的螺紋襯套的螺紋孔。
移動(dòng)式XY載物臺(tái)1被組裝到液晶顯示器的修復(fù)裝置上。在該修復(fù)裝置上設(shè)置移動(dòng)控制裝置(未圖示)，驅(qū)動(dòng)線性電動(dòng)機(jī)定子11以及線性電動(dòng)機(jī)可動(dòng)元件13，使移動(dòng)部3沿Y方向移動(dòng)，同時(shí)驅(qū)動(dòng)線性電動(dòng)機(jī)定子16以及線性電動(dòng)機(jī)可動(dòng)元件19，使移動(dòng)基座18相對(duì)橫梁14沿X方向移動(dòng)。此外，在該修復(fù)裝置中設(shè)置激光控制裝置(未圖示)，驅(qū)動(dòng)激光光學(xué)單元20得到修復(fù)對(duì)象物的圖像，同時(shí)還對(duì)修復(fù)對(duì)象物照射激光。進(jìn)而，再設(shè)置顯示從激光光學(xué)單元20輸出的圖像的顯示裝置(未圖示)。
接下來(lái)，對(duì)如上所述構(gòu)成的本實(shí)施方式的移動(dòng)式XY載物臺(tái)1的操作進(jìn)行說(shuō)明。如圖1所示，首先，把形成多個(gè)作為修復(fù)對(duì)象的液晶顯示器的TFT基板的素玻璃(未圖示)放置到載物臺(tái)面8上。然后，驅(qū)動(dòng)線性電動(dòng)機(jī)定子11以及線性電動(dòng)機(jī)可動(dòng)元件13，使移動(dòng)部3沿Y方向移動(dòng)，同時(shí)驅(qū)動(dòng)線性電動(dòng)機(jī)定子16以及線性電動(dòng)機(jī)可動(dòng)元件19，使移動(dòng)基座18相對(duì)橫梁14沿X方向移動(dòng)，使激光光學(xué)單元20位于與TFT基板的修復(fù)部分相當(dāng)?shù)奈恢?。然后，激光光學(xué)單元20對(duì)該修復(fù)部分照射激光，進(jìn)行修理。并且，通過(guò)反復(fù)這種操作，進(jìn)行多處的修理，修理在該素玻璃上形成的TFT基板的全部的修復(fù)部分。其后，把該素玻璃從載物臺(tái)面8上取出，把下一個(gè)素玻璃放到載物臺(tái)面8上，進(jìn)行修理。
以下，說(shuō)明使移動(dòng)部3沿Y方向移動(dòng)時(shí)的移動(dòng)式XY載物臺(tái)1的動(dòng)作。圖3A表示移動(dòng)部3開(kāi)始移動(dòng)前的狀態(tài)。另外，從圖3A至圖3D，為了簡(jiǎn)化圖，把移動(dòng)部3及架臺(tái)4分別簡(jiǎn)單的用矩形表示。此外，除移動(dòng)部3、架臺(tái)4、消振支架5以及石制固定平臺(tái)6以外的構(gòu)成要素，在圖示中省略。如圖3A所示，在移動(dòng)部3開(kāi)始移動(dòng)前，移動(dòng)式XY載物臺(tái)1處于穩(wěn)定狀態(tài)，石制固定平臺(tái)6的上表面通過(guò)消振支架5保持水平。即，所有的消振支架5的高度均相等，位于移動(dòng)部3的移動(dòng)開(kāi)始側(cè)的消振支架5a的高度，等于位于移動(dòng)結(jié)束側(cè)的消振支架5b的高度。
圖3B表示移動(dòng)部3開(kāi)始加速移動(dòng)時(shí)的狀態(tài)。如圖3B所示，若移動(dòng)部3沿方向31開(kāi)始加速移動(dòng)，則其反作用力32施加到石制固定平臺(tái)6上，由此在垂直方向壓縮消振支架5a，石制固定平臺(tái)6下沉，設(shè)此時(shí)的下沉量為下沉量33。
圖3C表示移動(dòng)部3減速的狀態(tài)。如圖3C所示，在圖3B所示的加速期間受到反作用力壓縮的消振支架5a，在圖3C所示的減速期間，欲使石制固定平臺(tái)6的位置返回基準(zhǔn)位置，石制固定平臺(tái)6提升。但是，在此時(shí)刻，移動(dòng)部3從消振支架5a的正上方區(qū)域移動(dòng)，移動(dòng)部3施加到消振支架5a的載重量降低，因此石制固定平臺(tái)6提升過(guò)高，而越過(guò)。即，此時(shí)的提升量34比下沉量33大。其后，消振支架5降低石制固定平臺(tái)6的消振支架5a側(cè)的端部。此時(shí)的下沉量35和上述下沉量33之和等于提升量34。
另一方面，向位于移動(dòng)部3的移動(dòng)結(jié)束側(cè)的消振支架5b緩緩施加移動(dòng)部3的載重量，若移動(dòng)部3的移動(dòng)速度很快，則其載重量的變動(dòng)劇烈，消振支架5b的機(jī)械傳感器的控制不能跟上該載重量的變動(dòng)。其結(jié)果，消振支架5b不能使石制固定平臺(tái)6的高度保持在基準(zhǔn)位置，石制固定平臺(tái)6的消振支架5b側(cè)的端部下沉。此時(shí)的下沉量為如圖3C所示的下沉量37。此外，移動(dòng)部3開(kāi)始減速停止時(shí)，其反作用力36通過(guò)石制固定平臺(tái)6施加到消振支架5b上，進(jìn)一步壓縮消振支架5b，石制固定平臺(tái)6的消振支架5b側(cè)端部進(jìn)一步下沉。設(shè)該下沉量為下沉量38。其后，消振支架5b欲使石制固定平臺(tái)6的位置返回到原來(lái)的基準(zhǔn)位置，石制固定平臺(tái)6提升。此時(shí)的提升量39等于上述下沉量37與38之和。
圖3D表示移動(dòng)部3的移動(dòng)結(jié)束時(shí)的狀態(tài)。如圖3D所述，在該狀態(tài)消振支架5使石制固定平臺(tái)6的高度返回到基準(zhǔn)位置，石制固定平臺(tái)6的上表面恢復(fù)為水平。即，移動(dòng)式XY載物臺(tái)1返回到穩(wěn)定狀態(tài)。
接下來(lái)，就本實(shí)施方式的效果進(jìn)行說(shuō)明。如上所述，隨著移動(dòng)部3的移動(dòng)，消振支架5如圖3A至圖3D所示操作，石制固定平臺(tái)6向移動(dòng)部3的移動(dòng)方向(Y方向)晃動(dòng)。并且，該晃動(dòng)通過(guò)支柱12以及橫梁14傳遞到激光光學(xué)單元20，使激光光學(xué)單元20晃動(dòng)。因此，如上所述，在該激光光學(xué)單元20的晃動(dòng)停止之前，不能進(jìn)行修理，作業(yè)效率低下。
設(shè)移動(dòng)部3的質(zhì)量為Mc，石制固定平臺(tái)6的質(zhì)量為Ms，則(Mc/Ms)的值越小該晃動(dòng)量越小。此外，設(shè)加減速度為α，則移動(dòng)部3加速時(shí)的反作用力32以及減速時(shí)的反作用力36為(Mc×α)，該值越小石制固定平臺(tái)6的晃動(dòng)量越小。并且，晃動(dòng)量越小，晃動(dòng)停止的時(shí)間就越短。
在本實(shí)施方式中，由CFRP形成移動(dòng)部3的支柱12以及橫梁14，因此與現(xiàn)有的由鐵鑄品形成支柱12以及橫梁14的移動(dòng)式XY載物臺(tái)相比，移動(dòng)部3大幅度輕量化。即，所述Mc的值變小。由此，上述(Mc/Ms)的值變小，石制固定平臺(tái)6的晃動(dòng)量可以變小。其結(jié)果，可以抑制由從石制固定平臺(tái)傳遞而來(lái)的激光光學(xué)單元的晃動(dòng)引起的觀察圖像的晃動(dòng)，且可以縮短晃動(dòng)停止前的穩(wěn)定時(shí)間，可以縮短修復(fù)處理時(shí)間。此外，可以通過(guò)比現(xiàn)有技術(shù)更大的加減速度使移動(dòng)部移動(dòng)，可以以高速移動(dòng)移動(dòng)部。由此，縮短激光光學(xué)單元20的定位時(shí)間，可以使修復(fù)作業(yè)更為有效。此外，CFRP的振動(dòng)吸收性好，制振效果高，可以更為有效的穩(wěn)定石制固定平臺(tái)的晃動(dòng)。
另外，若僅為求得移動(dòng)部的輕量化，可以考慮由一般的樹(shù)脂材料形成支柱12以及橫梁14。但是，若由一般的樹(shù)脂材料形成支柱12以及橫梁14，則不能得到這些零件所必需的形狀精度。為了高精度的控制激光光學(xué)單元20的位置，必須嚴(yán)格的確定橫梁14的上表面的高度，其最大容許誤差為10μm。但是，由一般的樹(shù)脂例如丙烯樹(shù)脂形成支柱12以及橫梁14時(shí)，雖然丙烯樹(shù)脂的比重為1.2，比鐵鑄品輕，但由于其楊氏模量?jī)H為3GPa，因此由于支柱12與橫梁14的自重以及激光光學(xué)單元20等的質(zhì)量而彎曲。此外，用于使移動(dòng)部3移動(dòng)的一對(duì)線性電動(dòng)機(jī)(線性電動(dòng)機(jī)定子11以及線性電動(dòng)機(jī)可動(dòng)元件13)的操作發(fā)生偏差時(shí)，橫梁14彎曲。其結(jié)果，橫梁14的上表面的高度不能保持穩(wěn)定。
對(duì)此，在本實(shí)施方式中，為了使支柱12以及橫梁14的形狀精度保持在鐵鑄品的同等水準(zhǔn)以上，且使這些零件輕量化，由CFRP形成支柱12以及橫梁14。CFRP的楊氏模量為200至600GPa，剛性足夠高，因此可以充分的實(shí)現(xiàn)要求的形狀精度。另外，支柱12以及橫梁14的材料并不限于CFRP，但是為了得到需要的形狀精度，必須使用楊氏模量為200GPa以上的材料。
此外，在本實(shí)施方式中，為了進(jìn)一步降低移動(dòng)部3的質(zhì)量，進(jìn)一步提高形狀精度，如上所述由楊氏模量200GPa以上的材料形成支柱12以及橫梁14之外，還要花費(fèi)一些心思。首先，把橫梁14做成中空體。由此，橫梁14更為輕量化，同時(shí)減少了高價(jià)的CFRP的使用量，降低了成本。此外，在橫梁14的外殼21的內(nèi)部設(shè)置板狀的支撐部件22a～22d。由此，可以提高橫梁14的剛性，另外，可以使外殼21變薄。其結(jié)果，橫梁14進(jìn)一步輕量化，可以減少CFRP的使用量。另外，在本實(shí)施方式中，表示了由四個(gè)支撐部件22a～22d把外殼21的內(nèi)部區(qū)劃為七個(gè)室的例子，但至少存在一個(gè)沿垂直方向延伸的板狀或棒狀的支撐部件時(shí)，可以獲得提高橫梁14的剛性的效果。
進(jìn)而，在外殼21的上表面部分的內(nèi)側(cè)設(shè)置墊板23，通過(guò)使螺栓27插通平移式導(dǎo)向軸承15的孔24以及外殼21的孔25，并與墊板23的螺紋孔26螺合，把平移式導(dǎo)向軸承固定于橫梁14。由此，在CFRP制成的外殼21上形成螺紋孔，在把金屬制成的螺栓直接螺合在該螺紋孔的情況相比，通過(guò)螺栓削螺紋孔，由此可以防止螺栓振動(dòng)，抑制移動(dòng)部3的形狀精度隨時(shí)間而低劣化。此外，孔25為螺紋孔時(shí)，通過(guò)在該螺紋孔的內(nèi)表面設(shè)置金屬或合金制成的螺紋襯套，可以獲得相同的效果。
進(jìn)而，在制作移動(dòng)部3時(shí)，首先，通過(guò)粘接劑把橫梁14與支柱12接合一體化，其后，研磨加工橫梁14的上表面以及支柱12的下表面。由此，可以嚴(yán)格的確定橫梁14的上表面和支柱12的下表面之間的距離，可以使橫梁14的上表面的高度更精確一致。此外，該研磨工程依次實(shí)施以下工序由大型的研磨裝置研磨加工由支柱12以及橫梁14構(gòu)成的一體構(gòu)成物的工序；一邊使用測(cè)定器測(cè)定形狀，一邊由手工進(jìn)行精拋光的工序。由此，可以以極高的精度加工移動(dòng)部3。
以下，列舉具體的數(shù)值，將本實(shí)施方式的移動(dòng)式XY載物臺(tái)與現(xiàn)有的支柱以及橫梁由鐵鑄品構(gòu)成的移動(dòng)式XY載物臺(tái)進(jìn)行比較。首先，相對(duì)于7.9的鐵的比重，CFRP的比重僅為1.6，大致為鐵的20％。因此，相對(duì)于由鐵鑄品形成的支柱以及橫梁的總質(zhì)量600kg，由CFRP形成的支柱以及橫梁的總質(zhì)量?jī)H為120kg。此外，石制固定平臺(tái)6的質(zhì)量例如為10ton。因此，上述(Mc/Ms)的值，相對(duì)于在現(xiàn)有的支柱以及橫梁使用鐵鑄品的XY載物臺(tái)中的11％，在本實(shí)施方式的支柱以及橫梁使用CFRP的XY載物臺(tái)中僅為6％。由此，在現(xiàn)有的XY載物臺(tái)中，晃動(dòng)的大小最大例如為5mm，可以開(kāi)始修復(fù)作業(yè)之前的晃動(dòng)的穩(wěn)定時(shí)間最大例如為5秒，相對(duì)于此，在本實(shí)施方式中，晃動(dòng)的大小最大例如為2mm，晃動(dòng)的穩(wěn)定時(shí)間最大為2秒，可以大幅度的縮短。此外，在現(xiàn)有的移動(dòng)式XY載物臺(tái)中，移動(dòng)部的移動(dòng)速度最大也僅僅可以實(shí)現(xiàn)800mm/sec左右，但在本實(shí)施方式的移動(dòng)式XY載物臺(tái)中，移動(dòng)部的移動(dòng)速度可以高達(dá)1600mm/sec。
進(jìn)而，伴隨著最近移動(dòng)式XY載物臺(tái)的大型化，移動(dòng)部的質(zhì)量增加，需要更大推力的線性電動(dòng)機(jī)，但根據(jù)本實(shí)施方式，可以使移動(dòng)部輕量化，因此可以抑制使移動(dòng)部移動(dòng)的線性電動(dòng)機(jī)的推力，可以抑制移動(dòng)式XY載物臺(tái)的成本的增大。
另外，在本實(shí)施方式中，雖表示了在石制固定平臺(tái)6上設(shè)置一對(duì)導(dǎo)向基座7的例子，但本發(fā)明并不限于此，還可以不設(shè)置導(dǎo)向基座，在石制固定平臺(tái)6直接安裝平移式導(dǎo)向軸承9以及線性刻度尺10，或者直接在石制固定平臺(tái)6的側(cè)面安裝線性電動(dòng)機(jī)定子11。此時(shí)，只需要比本實(shí)施方式的支柱12的高度高出導(dǎo)向基座7的高度。
此外，在本實(shí)施方式中，表示了在基臺(tái)部2上設(shè)置一組移動(dòng)部3，在一組移動(dòng)部3設(shè)置一個(gè)移動(dòng)基座18的例子，但本發(fā)明并不限于此，也可以在一個(gè)基臺(tái)部上設(shè)置沿Y方向移動(dòng)的多組移動(dòng)部，此外，也可以在一組移動(dòng)部上設(shè)置沿X方向移動(dòng)的多個(gè)移動(dòng)基座18，在各移動(dòng)基座18上分別搭載激光光學(xué)單元20。由此，可以同時(shí)進(jìn)行多處的修復(fù)。
進(jìn)而，在本實(shí)施方式中，表示了把移動(dòng)式XY載物臺(tái)組裝到液晶顯示器的修復(fù)裝置的例子，但本發(fā)明并不限于此，本發(fā)明的移動(dòng)式XY載物臺(tái)，可以適用于對(duì)大型的平面構(gòu)造物進(jìn)行任一局部的處理的裝置，例如，可以組裝到液晶掩模的激光修復(fù)裝置、太陽(yáng)電池板的圖案形成裝置、液晶顯示器的缺陷檢查裝置、半導(dǎo)體裝置的缺陷檢查裝置等。另外，當(dāng)組裝到液晶顯示器或半導(dǎo)體裝置等的缺陷檢查裝置時(shí)，可以搭載顯微鏡單元來(lái)代替激光光學(xué)單元。
本發(fā)明的移動(dòng)式XY載物臺(tái)可以適用于對(duì)大型的平面構(gòu)造物進(jìn)行任一局部的處理的裝置，例如，液晶顯示器的修復(fù)裝置、液晶掩模的激光修復(fù)裝置、太陽(yáng)電池板的圖案形成裝置、液晶顯示器的缺陷檢查裝置、半導(dǎo)體裝置的缺陷檢查裝置等。
權(quán)利要求
1.一種移動(dòng)式XY載物臺(tái)，包括固定平臺(tái)；一對(duì)支柱，由楊氏模量為200Gpa以上的第一復(fù)合材料構(gòu)成，設(shè)置于所述固定平臺(tái)上使之在平行于所述固定平臺(tái)的上表面的第一方向上相互間隔，在交叉于所述第一方向的第二方向上可以移動(dòng)；橫梁，由楊氏模量為200GPa以上的第二復(fù)合材料構(gòu)成，架于所述一對(duì)支柱之間；以及移動(dòng)基座，被設(shè)置得相對(duì)該橫梁可以沿所述第一方向移動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動(dòng)式XY載物臺(tái)，所述第一以及第二復(fù)合材料中至少有一種材料為碳纖維強(qiáng)化塑料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動(dòng)式XY載物臺(tái)，所述橫梁為由在其上表面形成第一孔的外殼構(gòu)成的中空體，包括平移式導(dǎo)向軸承，引導(dǎo)所述移動(dòng)基座的移動(dòng)，由金屬或合金構(gòu)成，配置于所述橫梁的上表面，在與所述第一孔匹配的位置形成第二孔；墊板，由金屬或合金構(gòu)成，夾住所述橫梁的內(nèi)部的所述外殼，配置在與所述平移式導(dǎo)向軸承相向的位置，在與所述第一孔匹配的位置形成第三孔；以及固定部件，插通所述第二孔、所述第一孔以及所述第三孔，把所述平移式導(dǎo)向軸承固定于所述橫梁。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的移動(dòng)式XY載物臺(tái)，所述第三孔為螺紋孔，所述固定部件為螺合于所述螺紋孔的螺栓。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的移動(dòng)式XY載物臺(tái)，在所述橫梁的內(nèi)部設(shè)置由所述第二復(fù)合材料構(gòu)成、向垂直方向延伸的支撐件。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動(dòng)式XY載物臺(tái)，在把所述橫梁接合于所述支柱后研磨加工所述橫梁的上表面以及所述支柱的下表面。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動(dòng)式XY載物臺(tái)，搭載于液晶顯示器的缺陷檢查裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動(dòng)式XY載物臺(tái)，搭載于半導(dǎo)體裝置的缺陷檢查裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動(dòng)式XY載物臺(tái)，具有固定于所述移動(dòng)基座的激光照射裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的移動(dòng)式XY載物臺(tái)，搭載于液晶顯示器的激光修復(fù)裝置。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的移動(dòng)式XY載物臺(tái)，搭載于液晶掩模的激光修復(fù)裝置。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的移動(dòng)式XY載物臺(tái)，搭載于太陽(yáng)電池板的圖案形成裝置。
全文摘要
在架臺(tái)上設(shè)置九個(gè)消振支架，在其上設(shè)置石制固定平臺(tái)。并且，在石制固定平臺(tái)上設(shè)置一對(duì)導(dǎo)向基座，在其上設(shè)置可以相對(duì)于石制固定平臺(tái)沿Y方向移動(dòng)的、由CFRP構(gòu)成的一對(duì)支柱。此外，在一對(duì)支柱之間架有由CFRP構(gòu)成的橫梁。進(jìn)而，設(shè)置可以相對(duì)橫梁沿X方向移動(dòng)的移動(dòng)基座，在移動(dòng)基座上搭載激光光學(xué)單元。
文檔編號(hào)B23K26/08GK1727970SQ20041009014
公開(kāi)日2006年2月1日 申請(qǐng)日期2004年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月30日
發(fā)明者巖永康志, 水戶部和彥 申請(qǐng)人:激光先進(jìn)技術(shù)股份公司