JP2002328191A - リニアモータを内蔵したステージ装置 - Google Patents

リニアモータを内蔵したステージ装置

Info

Publication number
JP2002328191A
JP2002328191A JP2001135214A JP2001135214A JP2002328191A JP 2002328191 A JP2002328191 A JP 2002328191A JP 2001135214 A JP2001135214 A JP 2001135214A JP 2001135214 A JP2001135214 A JP 2001135214A JP 2002328191 A JP2002328191 A JP 2002328191A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
stage
linear motor
rotary
rotating
linear
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2001135214A
Other languages
English (en)
Other versions
JP4814438B2 (ja
Inventor
Takaaki Tsuboi
孝明 壺井
Masaki Ono
正毅 大野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Thompson Co Ltd
Original Assignee
Nippon Thompson Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Thompson Co Ltd filed Critical Nippon Thompson Co Ltd
Priority to JP2001135214A priority Critical patent/JP4814438B2/ja
Priority to EP02252486A priority patent/EP1257045A3/en
Priority to US10/116,754 priority patent/US6552449B2/en
Publication of JP2002328191A publication Critical patent/JP2002328191A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4814438B2 publication Critical patent/JP4814438B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K41/00—Propulsion systems in which a rigid body is moved along a path due to dynamo-electric interaction between the body and a magnetic field travelling along the path
    • H02K41/02—Linear motors; Sectional motors
    • H02K41/03—Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors
    • H02K41/031—Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors of the permanent magnet type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B23Q1/25—Movable or adjustable work or tool supports
    • B23Q1/44—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms
    • B23Q1/48—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with sliding pairs and rotating pairs
    • B23Q1/4852—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with sliding pairs and rotating pairs a single sliding pair followed perpendicularly by a single rotating pair
    • B23Q1/4866—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with sliding pairs and rotating pairs a single sliding pair followed perpendicularly by a single rotating pair followed perpendicularly by a single sliding pair
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2201/00—Specific aspects not provided for in the other groups of this subclass relating to the magnetic circuits
    • H02K2201/18—Machines moving with multiple degrees of freedom

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Machine Tool Units (AREA)
  • Linear Motors (AREA)
  • Details Of Measuring And Other Instruments (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Control Of Position Or Direction (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 このリニアモータを内蔵したステージ装置
は，リニアモータを用いて微小の角度位置決めを可能に
し，小型で薄型化して応答性を向上させる。 【解決手段】 このステージ装置は，基台４，基台４に
対してＸ方向に移動可能な第１ステージ１，第１ステー
ジ１に対してＹ方向に移動可能な第２ステージ２，第２
ステージ２に回転用軸受を介して回転自在に支持された
回転ステージ３，及び第２ステージ２に対して回転ステ
ージ３を回転方向に微小量だけ角度位置決め駆動する回
転用リニアモータ１３を有する。回転用リニアモータ１
３は，長手方向に沿って第２ステージ２に並設された電
機子コイルの一次側３４と，長手方向に極性が交互に異
なる磁極が回転ステージ３に並設された界磁マグネット
の２次側３９とで構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は，半導体製造装
置，ロボット，検査装置，工作機械等の各種装置に適用
されるリニアモータによって駆動される位置決め装置を
構成するリニアモータを内蔵したステージ装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】リニアモータを内蔵したスライド装置
は，コンパクトな装置を構成するものとして，特開平９
−２６６６５９号公報に開示されたものが知られてい
る。該公報に開示された小形リニアモータテーブルは，
ベッドとテーブルとを互いに相対運動自在に組み込み，
ベッドとテーブルとの間にリニア電磁アクチュエータを
設け，ベッド及びテーブルの少なくとも一方を，リニア
電磁アクチュエータのヨークとしても兼用させ，小型で
安価に構成したものである。
【０００３】また，特開平９−２６６６６０号公報に開
示されたリニア電磁アクチュエータを用いたＸＹテーブ
ルは，コンパクトな構造に構成されたものであり，リニ
ア電磁アクチュエータへの給電用コードや各種センサか
らの信号取出し用コードを中間移動部材のＸテーブルで
集中させ，これらのコードを外部の制御部との接続用コ
ードとして１本にまとめ，コードによる悪影響を最小限
に抑え，高速性，耐久性，発塵防止，小型化を達成した
ものである。
【０００４】また，本出願人は，図１２に示すようなス
ライド装置を開発し，特願２０００−１６６３９８号と
して先に出願した。該スライド装置は，可動マグネット
型リニアモータを内蔵し，テーブル６０のベッド６４に
対する高速作動性，応答性を向上させ，テーブル６０の
ベッド６４に対する位置決めを一層高精度化に構成した
ものである。スライド装置は，電機子コイル６５への通
電を３相通電方式とし，駆動回路を外部のドライバ側に
移設し，ベッド６４の構造を簡単化し，高さを低くでき
る。スライド装置は，磁性材から成るベッド６４，ベッ
ド６４に対してスライダ６２と軌道レール６３から成る
直動案内ユニット６１を介して長手方向にスライド可能
に配設された磁性材から成るテーブル６０，テーブル６
０のスライド方向に極性が交互に異なる状態に設置され
た磁極を構成する界磁マグネット６６，界磁マグネット
６６に対向するベッド６４の面に設置された電機子コイ
ル６５，及びベッド６４に対するテーブル６０のスライ
ド方向の位置を検出するリニアスケール６８とセンサ６
７から成る位置検出手段を有している。
【０００５】また，図１３には，従来の回転テーブル装
置が示されている。該回転テーブル装置は，リニアモー
タ８１に直結したダイレクトドライブ方式のサーボアク
チュエータから成り，バックラッシやロストモーション
のない高速で高精度な回転方向の位置決めを可能に構成
されている。テーブル７０を回転駆動して位置決めする
サーボアクチュエータは，リニアモータ８１，光学式エ
ンコーダ７８及び回転用軸受７２から構成されている。
リニアモータ８１は，テーブル７０に取り付けられたロ
ータコア７７とハウジング７１に取り付けられたステー
タコア７６から構成されている。回転テーブル装置で
は，テーブル７０は，ハウジング７１に内輪７４，外輪
７３及びローラ７５から成る回転用軸受７２を介して回
転自在に配置されている。回転用軸受７２は，ローラ７
５が交互に軸心を交差させて円周方向に配列されている
構造を有し，一つであらゆる方向の荷重を負荷すること
ができるクロスローラベアリングで構成されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで，半導体製造
装置等の各種装置に使用される位置決めテーブル装置，
即ち，ステージ装置は，半導体部品等のワークを載置
し，該ワークを一方向，Ｘ方向（例えば，横方向），Ｘ
方向に直交するＹ方向（例えば，縦方向），及び／又は
角度方向である回転方向（例えば，θ方向）に移動さ
せ，ワークを位置決めするものである。テーブル即ちス
テージの往復移動や回転移動させる駆動装置としては，
上記のように，リニアモータが使用され，作業環境をク
リーンな環境にしている。近年，半導体関連の製造装置
は，多種にわたっており，半導体製造装置や画像処理検
査装置等では，益々高精度化，コンパクト化及び安価な
位置決め装置が要望されている。
【０００７】しかしながら，図１３に示すような回転テ
ーブル装置では，リニアモータ８１を構成するロータコ
ア７７がテーブル７０の全周にわたって設けられ，ま
た，ロータコア７７に対応してステータコア７６がハウ
ジング７１の環状溝に全周にわたって設けられているた
め，リニアモータ８１そのものが，高さが高くなり，大
型化し，構造そのものが複雑化している。また，図１２
に示すステージ装置は，直動案内ユニットを介在させた
直動方向の往復移動に関するものあり，回転方向につい
ての位置決めを行う構造には構成されていない。従っ
て，ステージ装置として，直動方向の往復移動と共に，
回転方向即ちθ方向の角度位置決め駆動を可能にし，し
かも，リニアモータとして実質的に同一の構造のものの
使用を可能にし，部品点数を低減すると共に，装置その
ものを小型化し，軽量化し，応答性を向上させるかの課
題がある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明の目的は，上記
の問題を解決するものであり，回転方向（θ方向）につ
いて微小な回転方向の角度位置決めを行うのに適した構
造に構成され，高精度な角度位置決めが可能であり，装
置そのものが薄型で小型化して軽量化し，コンパクト化
した応答性に優れたリニアモータを内蔵したステージ装
置を提供することである。
【０００９】この発明は，回転方向に固定された非回転
ステージ，該非回転ステージの上面側に位置して前記非
回転ステージに対して回転自在な回転ステージ，前記非
回転ステージと前記回転ステージとの間に介在して前記
回転ステージを回転支持する回転用軸受，及び前記非回
転ステージに対して前記回転ステージを回転方向に微小
量だけ角度位置決め駆動する回転用リニアモータを有
し，前記回転用リニアモータは，前記回転ステージ及び
前記非回転ステージのいずれか一方に設けられた長手方
向に沿って並設された電機子コイルを有する一次側と，
前記電機子コイルに対向して他方に設けられた長手方向
に極性が交互に異なる磁極が並設された界磁マグネット
を有する２次側とで構成されていることから成るリニア
モータを内蔵したステージ装置に関する。
【００１０】前記回転用リニアモータは，前記回転用リ
ニアモータの長手方向が前記回転ステージの回転円弧に
対する接線方向に合致して配設されている。また，前記
回転用リニアモータは，前記非回転ステージに対する前
記回転ステージの回転方向の位置を検出する位置検出手
段を有し，前記位置検出手段は，長手方向にわたって微
細ピッチでマークされたリニアスケール及び前記リニア
スケールに対向して前記マークを検出するセンサから成
り，前記リニアスケールが前記回転ステージの回転円弧
面に固定されている。
【００１１】前記回転用軸受は，内輪，該内輪に相対回
転可能な外輪及び前記内輪と前記外輪との間に介在され
且つ回転軸線が交互に交差方向に組み込まれたローラか
ら構成されるクロスローラベアリングである。
【００１２】また，このリニアモータを内蔵したステー
ジ装置は，前記非回転ステージの中央には前記回転用軸
受の前記外輸が嵌挿固定される孔が形成され，前記回転
ステージには前記内輪が嵌挿固定される周面を持つ取付
部が設けられ，前記回転ステージの中央には前記非回転
ステージの前記孔に対向して矩形状の窓が形成されてい
る。
【００１３】前記非回転ステージは，基台の上面側に位
置し且つ前記基台に対してＸ方向に移動可能な第１ステ
ージ，及び該第１ステージの上面側に位置し且つ前記第
１ステージに対して前記Ｘ方向に直交するＹ方向に移動
可能な第２ステージから構成されており，前記回転ステ
ージは，前記第２ステージの上面側に位置して前記第２
ステージに前記回転用軸受を介して支持されている。
【００１４】更に，前記基台に対する前記第１ステージ
の前記Ｘ方向の移動位置決め駆動は第１直動用リニアモ
ータによって行われ，また，前記第１ステージに対する
前記第２ステージの前記Ｙ方向の移動位置決め駆動は第
２直動用リニアモータによって行われる。
【００１５】前記回転用リニアモータ，前記第１直動用
リニアモータ及び前記第２直動用リニアモータは，３相
電流の各相がそれぞれ通電される３個の前記電機子コイ
ルを備えており，前記回転ステージ，前記第１ステージ
及び前記第２ステージは前記界磁マグネットにそれぞれ
生じる磁束と前記電機子コイルにそれぞれ流す前記３相
電流とで発生する電磁力によってそれぞれ位置決め駆動
される。また，前記界磁マグネットは，希土類永久磁石
から構成され，３個の前記電機子コイルに対応して５個
設けられている。
【００１６】前記基台に対する前記第１ステージの前記
Ｘ方向の移動は，前記基台に前記Ｘ方向に延びて取り付
けられた第１軌道レール及び該第１軌道レール上を摺動
し且つ前記第１ステージに取り付けられた第１スライダ
から成る第１直動案内ユニットによってガイドされ，ま
た，前記第１ステージに対する前記第２ステージの前記
Ｙ方向の移動は，前記第１ステージに前記Ｙ方向に延び
て取り付けられた第２軌道レール及び該第２軌道レール
上を摺動し且つ前記第２ステージに取り付けられた第２
スライダから成る第２直動案内ユニットによってガイド
される。
【００１７】前記第１ステージ，前記第２ステージ及び
前記回転ステージは，光が透過する窓がそれぞれ対応し
て設けられている。また，前記基台に対する前記第１ス
テージの第１位置検出手段は前記第１ステージに設置さ
れた光学式リニアスケールと前記光学式リニアスケール
に対向して前記基台に設置されたセンサ素子とから構成
された光学式エンコーダで構成され，また，前記第１ス
テージに対する前記第２ステージの第２位置検出手段は
前記第２ステージに設置された光学式リニアスケールと
前記光学式リニアスケールに対向して前記第１ステージ
に設置されたセンサ素子とから構成された光学式エンコ
ーダで構成されている。更に，このステージ装置では，
前記第１ステージ，前記第２ステージ及び前記回転ステ
ージは，矩形板状に形成されている。
【００１８】このリニアモータを内蔵したステージ装置
は，上記のように，回転用リニアモータを回転ステージ
及び非回転ステージのいずれか一方に設けられた長手方
向に沿って並設された電機子コイルを有する一次側と
し，他方に設けられた長手方向に極性が交互に異なる磁
極が並設された界磁マグネットを有する２次側とで構成
し，回転用リニアモータが長手方向に配置されている
が，回転ステージの微小な回転量に対する角度位置決め
では十分に対応でき，それによって構造そのものをシン
プルに構成できる。また，このステージ装置は，回転移
動側を永久磁石の界磁マグネットで構成しているので，
移動体そのものを軽量化し，薄型化して応答性を向上で
き，装置自体に起因する発塵を抑制でき，装置そのもの
を小型化することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下，図面を参照して，この発明
によるリニアモータを内蔵したステージ装置の実施例を
説明する。この発明によるリニアモータを内蔵したステ
ージ装置は，例えば，図１２を参照して説明した可動マ
グネット型リニアモータを内蔵したスライド装置におけ
る直動案内ユニットの代わりに回転用軸受を組み込み，
回転ステージ３と第２ステージ２との間に微小の回転方
向に移動させる駆動装置として回転用リニアモータ１３
を組み込み，特に，回転ステージ３の微小量の角度位置
きめという範囲であることを考慮して，回転用リニアモ
ータ１３として，図３〜図７に示すように，例えば，図
１２に示す可動マグネット型リニアモータを適用し，回
転方向部分である回転ステージ３を微小量だけ回転方向
（即ち，θ方向）に移動させてワーク等の部品を角度位
置決めする回転ステージ装置（θステージ装置）に特徴
を有するものである。
【００２０】このステージ装置は，概して，図１及び図
２に示すように，一方向の直線方向であるＸ方向に往復
移動する第１ステージ１と，Ｘ方向に直交するＹ方向に
往復移動する第２ステージ２とによって構成されるＸＹ
ステージ装置に回転ステージ３（即ち，θステージ装
置）を組み込み，ＸＹ−θステージ装置の複合ステージ
装置に構成し，ワーク等の部品をＸ方向，Ｙ方向及び回
転方向（θ方向）に対して平面上での位置決めを行う構
造に構成されている。この実施例では，第１ステージ
１，第２ステージ２及び回転ステージ３は，図示のよう
に，実質的に矩形板状に形成され，各ステージ１，２，
３を駆動するリニアモータのステージ１，２，３への取
付けを容易に構成すると共に，Ｘ方向，Ｙ方向及び回転
方向にスムースになる位置決め駆動を可能にする構造に
構成されている。また，第１ステージ１，第２ステージ
２，回転ステージ３及び基台４には，それらの中央領域
に光が透過する窓１６，３５，４０，４０Ａがそれぞれ
対応して設けられており，窓１６，３５，４０，４０Ａ
の中心Ｏを基準にして，基台４に対して第１ステージ１
はＸ方向に，第１ステージ１に対して第２ステージ２は
Ｙ方向に位置決め駆動され，従って，基台４に対して回
転ステージ３はＸ方向，Ｙ方向及び回転方向（θ方向）
に位置決め駆動される。
【００２１】このステージ装置は，図１と図２に示すよ
うに，相手ベース（図示せず）に固定するための取付用
孔４１を有し，通常は固定側でなる基台４，基台４の上
面側に位置し且つ基台４に対して一直線方向であるＸ方
向に移動する第１ステージ１，第１ステージ１の上面側
に位置し且つ第１ステージ１と共にＸ方向に移動し且つ
Ｘ方向に直交する直線方向であるＹ方向に移動する第２
ステージ２，及び第２ステージ２の上面側に位置し且つ
第２ステージ２と共にＸ方向及びＹ方向に移動し且つ回
転方向（θ方向）に角度回転する回転ステージ３を有し
ている。また，このステージ装置は，基台４と第１ステ
ージ１との間に配設され且つ第１ステージ１をＸ方向に
案内する一対でなる直動案内ユニット５（第１直動案内
ユニット），第１ステージ１と第２ステージ２との間に
配設され且つステージ２をＹ方向に案内する一対でなる
直動案内ユニット６（第２直動案内ユニット），及び第
２ステージ２と回転ステージ３との間に配設され且つ回
転ステージ３をθ方向に回転支持するクロスローラベア
リング等の回転用軸受３２（図４）を有する。
【００２２】また，このステージ装置は，基台４と第１
ステージ１との間に配設され且つ第１ステージ１をＸ方
向に位置決め駆動する第１リニアモータ１１，第１ステ
ージ１と第２ステージ２との間に配設され且つ第２ステ
ージ２をＹ方向に位置決め駆動する第２リニアモータ１
２，及び第２ステージ２と回転ステージ３との間に配設
され且つ回転ステージ３をθ方向に角度位置決め駆動す
る回転用リニアモータ１３を有している。図１における
符号１０，１４，１５は，各リニアモータ１１，１２，
１３の電機子コイルに結線されたコードを示している。
【００２３】このステージ装置は，特に，図３〜図７に
示すように，回転方向に固定された固定体を構成する非
回転ステージの第２ステージ２，回転駆動される可動体
を構成する第２ステージ２の上面側に位置する回転ステ
ージ３，回転ステージ３を回転支持する回転用軸受３２
及び回転ステージ３を回転させる長手方向に延びる電機
子コイル３０と界磁マグネット２９とから成る回転用リ
ニアモータ１３を有することを特徴としている。この実
施例では，非回転ステージは，基台４の上面側に位置し
且つ基台４に対してＸ方向に移動可能な直動用の第１ス
テージ１と，第１ステージ１の上面側に位置し且つ第１
ステージ１に対してＸ方向に直交するＹ方向に移動可能
な直動用の第２ステージ２とから構成されている。
【００２４】回転用リニアモータ１３は，回転ステージ
３及び第２ステージ２のいずれか一方，この実施例では
第２ステージ２に設けられた長手方向に沿って並設され
た複数（図５では３個）の電機子コイル３０を有する一
次側３４と，他方，この実施例では電機子コイル３０に
対向して回転ステージ３に設けられた長手方向に極性が
交互に異なる磁極が並設された界磁マグネット２９（図
４）を有する２次側３９とから構成され，いわゆる直線
運動を駆動するリニアモータが適用されていることを特
徴としている。また，回転用リニアモータ１３は，回転
用リニアモータ１３の長手方向が回転ステージ３の回転
円弧に対する接線方向に合致して配設され，極めてシン
プルに且つ簡潔な構造に構成されたことを特徴としてい
る。
【００２５】この実施例では，第１ステージ１に設けら
れた突出部２１に対向して，第２ステージ２にはＹ方向
に直交した端面の略中央部分にＹ方向の突出部２２，及
び端面に対向したもう一方の端面の略中央部分にＹ方向
に延びる回転用リニアモータ１３を設けるための突出部
２３が板状の形状に形成されている。回転用リニアモー
タ１３の電機子コイル３０は，第２ステージ２に設けら
れた突出部２３に配置されたベッド２８上で回転ステー
ジ３の接線方向に即ち長手方向に３個設置されており，
また，界磁マグネット２９は，回転ステージ３に設けら
れた突出部の取付部材２４の下面に設けられたテーブル
２０に，電機子コイル３０に対向して長手方向に設置さ
れている。テーブル２０には，原点マーク３１が取り付
けられている。更に，回転用リニアモータ１３は，第２
ステージ２に対する回転ステージ３の回転方向の位置を
検出する位置検出手段を有する。位置検出手段は，長手
方向にわたって微細ピッチでマークされ且つ回転ステー
ジ３に設けられた突出部の取付部材２４の回転円弧面に
沿って設定されたリニアスケール１８，及びリニアスケ
ール１８に対向してマークを検出するため第２ステージ
２に設けられた突出部２３に設置されたセンサ１７から
構成されている。
【００２６】回転用軸受３２は，例えば，図１３に示す
ように，内輪，該内輪に相対回転可能な外輪及び前記内
輪と前記外輪との間に介在された円筒ころ即ちローラか
ら構成されるクロスローラベアリングで構成されてい
る。回転用軸受３２は，内輪が回転ステージ３に固定さ
れ，外輪が第２ステージ２に押え板７９によって固定さ
れている。この実施例では，図５及び図６に示すよう
に，回転ステージ３の中央には回転用軸受３２の外輸が
嵌挿固定される窓３５を構成する孔６９が形成され，回
転ステージ３には回転用軸受３２の内輪が嵌挿固定され
る周面を持つ取付部２７が設けられ，また，回転ステー
ジ３の中央には第２ステージ２の孔６９に対向して矩形
状の窓１６が形成されている。クロスローラベアリング
では，転動体の円筒ころが交互に軸心を交差させて円周
方向に配列されおり，回転する内輪が回転ステージ３の
下面のボスの取付部２７に嵌着して回転ステージ３を回
転自在に支持している。
【００２７】第２ステージ２は，第ｌステージ１の上面
側に重なって配設され，第１ステージ１に配設された直
動案内ユニット６のスライダ８に固着するための取付用
孔３８が形成されている。突出部２２の下面には，第２
リニアモータ１２を構成する界磁マグネットから成る２
次側（図示せず）が取り付けられている。図５では，第
２リニアモータ１２の２次側である界磁マグネットを設
置するテーブルを下面に取り付けるための取付孔３６が
示されている。また，突出部２２の下面には，第１ステ
ージ１のストッパ４７であるボルト頭に対向してボルト
頭を所定問隔で挟んで突き当てしてストッパ（図示せ
ず）となる２つの突起が形成されている。図５では，突
起を下面に取り付けるための取付孔３７が示されてい
る。
【００２８】このステージ装置では，基台４に対するス
テージ１のＸ方向の移動位置決め駆動はリニアモータ１
１（第１直動用リニアモータ）によって行われ，また，
ステージ１に対する第２ステージ２のＹ方向の移動位置
決め駆動はリニアモータ１２（第２直動用リニアモー
タ）によって行われる。リニアモータ１１，１２及び回
転用リニアモータ１３は，３相電流の各相がそれぞれ通
電される３個宛から構成されている電機子コイル３０，
４３，５３を備えている。ステージ１，２及び回転ステ
ージ３は，界磁マグネット２９，４９にそれぞれ生じる
磁束と電機子コイル３０，４３，５３にそれぞれ流す３
相電流とで発生する電磁力によってそれぞれ位置決め駆
動される。また，界磁マグネット２９，４９は，希土類
永久磁石から構成され，３個宛から成る電機子コイル３
０，４３，５３に対して５個長手方向に設置されてい
る。
【００２９】図８及び図９には，基台４が示されてい
る。基台４は，中央に矩形状の窓４０Ａが明いた矩形板
状で形成され，基台４のＸ方向の一方の端面に略中央部
分から突出する突出部２５を設けられている。基台４上
には，窓４０Ａを挟んでＸ方向に平行に一対の直動案内
ユニット５が配設され，突出部２５にＸ方向に沿って第
１ステージ１を位置決め駆動する第１リニアモータ１１
が配設されている。また，基台４に対する第１ステージ
１のＸ方向の移動は，基台４にＸ方向に延びて取り付け
られた軌道レール７（第１軌道レール）及び軌道レール
７上を摺動し且つステージ１に取り付けられたスライダ
８（第１スライダ）から成る直動案内ユニット５（第１
直動案内ユニット）によってガイドされる。基台４に設
けた突出部２５には，第１リニアモータ１１を構成する
一次側４６の電機子組立体４４が設けられている。電機
子組立体４４は，突出部２５に固定されたベッド４２，
ベッド４２上に設置された一次側４６を構成する電機子
コイル４３，及びベッド４２に設けられたセンサ４５か
ら構成されている。電機子組立体４４には，コード１０
が結線されている。
【００３０】更に，第１リニアモータ１１は，突出部２
５上のベッド４２に長手方向に沿って並設された複数
（図８では３個）の電機子コイル４３を有する一次側４
６と，テーブルを構成する第１ステージ１の下面に電機
子コイル４３に対向して長手方向である第１ステージ１
のＸ方向の移動方向に極性が交互に異なる磁極が並設さ
れた界磁マグネット４９を有する２次側４８から成り，
１次側４６であるベッド４２が長手方向をＸ方向に合致
させて基台４の突出部２５上に固着されている。第１リ
ニアモータ１１の２次側４８（図１０）は，第１ステー
ジ１の下面に固着されているテーブル５９に設けられて
いる。基台４には，相手ベースに固定するため複数のボ
ルトの取付用孔４１が形成されている。基台４の突出部
２５には，第１ステージ１が所定移動距離から逸脱する
オーバランを防止するために第１ステージ１の下面に配
設された突起でなるストッパ５８と共働するストッパ４
７が配設されている。基台４のストッパ４７は，第１リ
ニアモータ１１のベッド４２の脇の１か所にボルト頭を
突出させた構造に形成されている。
【００３１】図１０及ぴ図１１に示すように，第１ステ
ージ１は，基台４の窓４０Ａに対向して中央に基台４の
窓４０Ａと同様の矩形状の窓４０が明いた矩形板状に形
成されており，基台４の突出部４２に対向してＸ方向に
直交した端面の略中央部分にＸ方向の突出部１９，及び
端面に直交する一方の端面の略中央部分にＹ方向の突出
部２１が設けられた板状の形状に形成されている。第１
ステージ１は，基台４の上面側に重なって配設され，基
台４上に配設された直動案内ユニット５のスライダ８に
固着するために取付用孔５２が形成されている。突出部
１９の下面には，第１リニアモータ１１の２次側４８が
設けられている。また，突出部１９の下面には，基台４
のストッパ４７であるボルト頭に当接してストッパ機能
を果たすため，ボルト頭を所定間隔で隔置した２つの突
起からなるストッパ５８が形成されている。
【００３２】第１ステージ１には，第１窓４０Ａを挟ん
でＹ方向に平行に一対の直動案内ユニット６が配設さ
れ，及び突出部２１にＹ方向に沿って第２ステージ２を
位置決め駆動する第２リニアモータ１２が配設されてい
る。また，第１ステージ１に対する第２ステージ２のＹ
方向の移動は，第１スライダ１にＹ方向に延びて取り付
けられた軌道レール７（第２軌道レール）及び軌道レー
ル７上を摺動し且つステージ２に取り付けられたスライ
ダ８（第２スライダ）から成る直動案内ユニット６（第
２直動案内ユニット）によってガイドされる。第２リニ
アモータ１２は，第１リニアモータ１１と同一の構成を
有しており，第２リニアモータ１２の１次側５５が長手
方向をＹ方向に合致させて突出部２１上に固着されてい
る。突出部２１にはベッド８０が固着され，ベッド８０
には，１次側５５を構成する電機子組立体５４を構成す
る電機子コイル５３とセンサ５６とが設置されている。
また，第２リニアモータ１２の２次側（図示せず）は，
第２ステージ２のＹ方向の突出部２２の下面に固着され
ている。また，突出部２１上には，第２ステージ２が所
定移動距離から逸脱するオーバランを防止するため，第
２ステージ２の下面に配設された突起でなるストッパと
共働するストッパが配設されている。突出部２２上のス
トッパは，第２リニアモータ１２のベッドの脇のｌか所
にボルトの頭を突出させたもので形成されている。
【００３３】第１ステージ１の突出部１９の下面にはテ
ーブル５９が取り付けられ，また，テーブル５９には第
２リニアモータ１２の二次側４８を構成する界磁マグネ
ット４９とリニアスケール５１とが長手方向に設置され
ると共に，原点マーク５０が設けられている。更に，基
台４に対する第１ステージ１の第１位置検出手段は，第
１ステージ１に設置された光学式リニアスケール５１
（図１０）と光学式リニアスケール５１に対向して基台
４に設置されたセンサ４５とから構成された光学式エン
コーダで構成されている。第１ステージ１に対する第２
ステージ２の第２位置検出手段は，第２ステージ２に設
置された光学式リニアスケールと該光学式リニアスケー
ルに対向して第１ステージ１に設置されたセンサ５６
（図１０）とから構成された光学式エンコーダで構成さ
れている。
【００３４】回転用リニアモータ１３は，第２リニアモ
ータ１２と同様な構成を有しており，１次側３４である
ベッドが長手方向をＸ方向に合致させて突出部２３上に
固着されている。回転用リニアモータ１３の２次側３９
は，回転ステージ３の下面に固着されている。回転用リ
ニアモータ１３は，第２リニアモータ１２とは位置検出
する部分を異なった構造に構成されている。回転ステー
ジ３は，第２ステージ２の第２窓３５に対向して中央に
矩形状の第３窓１６が開いた矩形板状になり，更に，下
面に第３窓１６を内包して回転用軸受３２の内輸を嵌挿
する円形状の突出部即ちボス２７が形成され，及び第２
ステージ２の突出部２３に対向してＹ方向に直交した端
面の略中央部分に突出部２４でなる板状の取付部材が配
設されている。
【００３５】第３ステージ３は，第２ステージ２の上面
側に重なって配設され，回転用軸受３２であるクロスロ
ーラベアリングを介して角度回転自在になっている。突
出部２４の下面には，回転用リニアモータ１３の２次側
３９が固着されている。第３ステージ３には，ワーク等
の部品を固定するための取付用ねじ孔２６が設けられて
いる。回転用リニアモータ13の位置検出する部分につい
ては, 従来，２次側でなるテーブルの下面にあって長手
方向に極性が交互に異なる磁極が並設された界磁マグネ
ットと平行に配設されていたが，回転ステージ３の角度
回転に対応して回転ステージ３の回転円弧面に固着され
ている。図７に示すように，この実施例は，取付部材を
構成する突出部２４の外側端面を回転半径Ｒでなる曲面
に形成して回転円弧面にして，該回転円弧面の曲面に沿
ってリニアスケール１８を固着した構造に構成されてい
る。センサ１７は，図４及び図６に示すように，従来と
は向きを９０度異なっており，リニアスケール１８に対
向して一次側４６のベッド４２に配設されている。図４
及び図７に示すように，２次側３９のテーブル即ち突出
部２４の下面に配設された原点マーク３１は，センサ１
７の下面側に位置するように構成されている。
【００３６】
【発明の効果】この発明によるリニアモータを内蔵した
ステージ装置は，上記のように構成されているので，直
線方向に位置決め駆動する従来の直動型のリニアモータ
を利用することによって，微小の角度回転の位置決めを
行うことができ，しかも，小型化して軽量化して装置そ
のものをシンプルに構成でき，回転角度位置の高精度な
位置決めができると共に応答性を向上させることができ
る。また，このステージ装置は，Ｘ軸方向（Ｘ方向）と
Ｙ軸方向（Ｙ方向）の位置決めを，ＸステージとＹステ
ージとから成る非回転ステージを用いてリニアモータに
よって達成できる。更に，このリニアモータを内蔵した
ステージ装置は，非回転ステージを位置決め駆動するリ
ニアモータと回転ステージを位置決め駆動する回転用リ
ニアモータとを構成する電機子コイルと界磁マグネット
とを実質的に同一の部品で構成でき，リニアスケールの
取付け構造を変更するのみで済むので，部品点数を低減
できると共に，製造コストを低減できる。従って，この
リニアモータを内蔵したステージ装置は，半導体製造装
置，ロボット，検査装置，工作機械等の各種装置に適用
して好ましいものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明によるリニアモータを内蔵したステー
ジ装置の一実施例を示し，一方向であるＸ方向から見た
正面図である。
【図２】図１のステージ装置を示す平面図である。
【図３】図１と図２に示すステージ装置を構成する回転
方向部分である回転ステージを示す平面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ断面における回転ステージを示す
Ａ−Ａ断面図である。
【図５】図３に示すステージ装置の回転ステージを取り
外した状態の第２ステージを示す平面図である。
【図６】図５のＢ−Ｂ断面における第２ステージを示す
Ｂ−Ｂ断面図である。
【図７】図１と図２に示すステージ装置における回転ス
テージを示す背面図である。
【図８】図１と図２に示すステージ装置における基台を
示す平面図である。
【図９】図８に示す基台をＸ方向から見た正面図であ
る。
【図１０】図１と図２に示すステージ装置における第１
ステージを示す平面図である。
【図１１】図１０に示す第１ステージをＸ方向から見た
正面図である。
【図１２】リニアモータを内蔵したスライド装置をコン
パクトな構造に構成した例として示す断面図である。
【図１３】従来の回転テーブル装置を示す一部破断の斜
視図である。
【符号の説明】
１ 第１ステージ ２ 第２ステージ ３ 回転ステージ ４ 基台 ５，６ 直動案内ユニット ７ 軌道レール ８ スライダ ９，４７，５７，５８ ストッパ １０，１４，１５ コード １１ 第１リニアモータ １２ 第２リニアモータ １３ 回転用リニアモータ １６，３５，４０，４０Ａ 窓 １７，４５，５６ センサ １８，５１ リニアスケール １９，２１，２２，２３，２４，２５ 突出部 ２０，５９，６０ テーブル ２６ 取付用ねじ孔 ２７ 取付部 ２８，４２，８０ ベッド ２９，４９ 界磁マグネット ３０，４３，５３ 電機子コイル ３１，５０ 原点マーク ３２ 回転用軸受 ３３，４４，５４ 電機子組立体 ３４ 第３リニアモータの一次側 ３６，３７ 取付孔 ３８，４１，５２ 取付用孔 ３９ 第３リニアモータの二次側 ４６ 第１リニアモータの一次側 ４８ 第１リニアモータの二次側 ５５ 第２リニアモータの一次側 ６９ 孔 ７９ 押え板
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１３年５月８日（２００１．５．８）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００５】また，図１３には，従来の回転テーブル装
置が示されている。該回転テーブル装置は，モータ８１
に直結したダイレクトドライブ方式のサーボアクチュエ
ータから成り，バックラッシやロストモーションのない
高速で高精度な回転方向の位置決めを可能に構成されて
いる。テーブル７０を回転駆動して位置決めするサーボ
アクチュエータは，モータ８１，光学式エンコーダ７８
及び回転用軸受７２から構成されている。モータ８１
は，テーブル７０に取り付けられたロータコア７７とハ
ウジング７１に取り付けられたステータコア７６から構
成されている。回転テーブル装置では，テーブル７０
は，ハウジング７１に内輪７４，外輪７３及びローラ７
５から成る回転用軸受７２を介して回転自在に配置され
ている。回転用軸受７２は，ローラ７５が交互に軸心を
交差させて円周方向に配列されている構造を有し，一つ
であらゆる方向の荷重を負荷することができるクロスロ
ーラベアリングで構成されている。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００７】しかしながら，図１３に示すような回転テ
ーブル装置では，モータ８１を構成するロータコア７７
がテーブル７０の全周にわたって設けられ，また，ロー
タコア７７に対応してステータコア７６がハウジング７
１の環状溝に全周にわたって設けられているため，モー
タ８１そのものが，高さが高くなり，大型化し，構造そ
のものが複雑化している。また，図１２に示すステージ
装置は，直動案内ユニットを介在させた直動方向の往復
移動に関するものであり，回転方向についての位置決め
を行う構造には構成されていない。従って，ステージ装
置として，直動方向の往復移動と共に，回転方向即ちθ
方向の角度位置決め駆動を可能にし，しかも，リニアモ
ータとして実質的に同一の構造のものの使用を可能に
し，部品点数を低減すると共に，装置そのものを小型化
し，軽量化し，応答性を向上させるかの課題がある。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３２】第１ステージ１には，第１窓４０Ａを挟ん
でＹ方向に平行に一対の直動案内ユニット６が配設さ
れ，及び突出部２１にＹ方向に沿って第２ステージ２を
位置決め駆動する第２リニアモータ１２が配設されてい
る。また，第１ステージ１に対する第２ステージ２のＹ
方向の移動は，第１スライダ１にＹ方向に延びて取り付
けられた軌道レール７（第２軌道レール）及び軌道レー
ル７上を摺動し且つステージ２に取り付けられたスライ
ダ８（第２スライダ）から成る直動案内ユニット６（第
２直動案内ユニット）によってガイドされる。第２リニ
アモータ１２は，第１リニアモータ１１と同一の構成を
有しており，第２リニアモータ１２の一次側５５が長手
方向をＹ方向に合致させて突出部２１上に固着されてい
る。突出部２１にはベッド８０が固着され，ベッド８０
には，一次側５５を構成する電機子組立体５４を構成す
る電機子コイル５３とセンサ５６とが設置されている。
また，第２リニアモータ１２の二次側（図示せず）は，
第２ステージ２のＹ方向の突出部２２の下面に固着され
ている。また，突出部２１上には，第２ステージ２が所
定移動距離から逸脱するオーバランを防止するため，第
２ステージ２の下面に配設された突起でなるストッパと
共働するストッパ５７が配設されている。突出部２２上
のストッパは，第２リニアモータ１２のベッドの脇のｌ
か所にボルトの頭を突出させたもので形成されている。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３５】回転ステージ３は，第２ステージ２の上面
側に重なって配設され，回転用軸受３２であるクロスロ
ーラベアリングを介して角度回転自在になっている。突
出部２４の下面には，回転用リニアモータ１３の二次側
３９が固着されている。回転ステージ３には，ワーク等
の部品を固定するための取付用ねじ孔２６が設けられて
いる。回転用リニアモータ１３の位置検出する部分につ
いては, 従来，二次側でなるテーブルの下面にあって長
手方向に極性が交互に異なる磁極が並設された界磁マグ
ネットと平行に配設されていたが，回転ステージ３の角
度回転に対応して回転ステージ３の回転円弧面に固着さ
れている。図７に示すように，この実施例は，取付部材
を構成する突出部２４の外側端面を回転半径Ｒでなる曲
面に形成して回転円弧面にして，該回転円弧面の曲面に
沿ってリニアスケール１８を固着した構造に構成されて
いる。センサ１７は，図４及び図６に示すように，従来
とは向きが９０度異なっており，リニアスケール１８に
対向して一次側４６のベッド４２に配設されている。図
４及び図７に示すように，二次側３９のテーブル即ち突
出部２４の下面に配設された原点マーク３１は，センサ
１７の下面側に位置するように構成されている。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】符号の説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【符号の説明】 １ 第１ステージ ２ 第２ステージ ３ 回転ステージ ４ 基台 ５，６ 直動案内ユニット ７ 軌道レール ８ スライダ ９，４７，５７，５８ ストッパ １０，１４，１５ コード １１ 第１リニアモータ １２ 第２リニアモータ １３ 回転用リニアモータ １６，３５，４０，４０Ａ 窓 １７，４５，５６ センサ １８，５１ リニアスケール １９，２１，２２，２３，２４，２５ 突出部 ２０，５９，６０ テーブル ２６ 取付用ねじ孔 ２７ 取付部 ２８，４２，８０ ベッド ２９，４９ 界磁マグネット ３０，４３，５３ 電機子コイル ３１，５０ 原点マーク ３２ 回転用軸受 ３３，４４，５４ 電機子組立体 ３４ 第３リニアモータの一次側 ３６，３７ 取付孔 ３８，４１，５２ 取付用孔 ３９ 回転用リニアモータの二次側 ４６ 第１リニアモータの一次側 ４８ 第１リニアモータの二次側 ５５ 第２リニアモータの一次側 ６９ 孔 ７９ 押え板 ─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１４年３月１４日（２００２．３．１
４）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 リニアモータを内蔵したステージ装置
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は，半導体製造装
置，ロボット，検査装置，工作機械等の各種装置に適用
されるリニアモータによって駆動される位置決め装置を
構成するリニアモータを内蔵したステージ装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】リニアモータを内蔵したスライド装置
は，コンパクトな装置を構成するものとして，特開平９
−２６６６５９号公報に開示されたものが知られてい
る。該公報に開示された小形リニアモータテーブルは，
ベッドとテーブルとを互いに相対運動自在に組み込み，
ベッドとテーブルとの間にリニア電磁アクチュエータを
設け，ベッド及びテーブルの少なくとも一方を，リニア
電磁アクチュエータのヨークとしても兼用させ，小型で
安価に構成したものである。
【０００３】また，特開平９−２６６６６０号公報に開
示されたリニア電磁アクチュエータを用いたＸＹテーブ
ルは，コンパクトな構造に構成されたものであり，リニ
ア電磁アクチュエータへの給電用コードや各種センサか
らの信号取出し用コードを中間移動部材のＸテーブルで
集中させ，これらのコードを外部の制御部との接続用コ
ードとして１本にまとめ，コードによる悪影響を最小限
に抑え，高速性，耐久性，発塵防止，小型化を達成した
ものである。
【０００４】また，本出願人は，図１２に示すようなス
ライド装置を開発し，特願２０００−１６６３９８号と
して先に出願した。該スライド装置は，可動マグネット
型リニアモータを内蔵し，テーブル６０のベッド６４に
対する高速作動性，応答性を向上させ，テーブル６０の
ベッド６４に対する位置決めを一層高精度化に構成した
ものである。スライド装置は，電機子コイル６５への通
電を３相通電方式とし，駆動回路を外部のドライバ側に
移設し，ベッド６４の構造を簡単化し，高さを低くでき
る。スライド装置は，磁性材から成るベッド６４，ベッ
ド６４に対してスライダ６２と軌道レール６３から成る
直動案内ユニット６１を介して長手方向にスライド可能
に配設された磁性材から成るテーブル６０，テーブル６
０のスライド方向に極性が交互に異なる状態に設置され
た磁極を構成する界磁マグネット６６，界磁マグネット
６６に対向するベッド６４の面に設置された電機子コイ
ル６５，及びベッド６４に対するテーブル６０のスライ
ド方向の位置を検出するリニアスケール６８とセンサ６
７から成る位置検出手段を有している。
【０００５】また，図１３には，従来の回転テーブル装
置が示されている。該回転テーブル装置は，モータ８１
に直結したダイレクトドライブ方式のサーボアクチュエ
ータから成り，バックラッシやロストモーションのない
高速で高精度な回転方向の位置決めを可能に構成されて
いる。テーブル７０を回転駆動して位置決めするサーボ
アクチュエータは，モータ８１，光学式エンコーダ７８
及び回転用軸受７２から構成されている。モータ８１
は，テーブル７０に取り付けられたロータコア７７とハ
ウジング７１に取り付けられたステータコア７６から構
成されている。回転テーブル装置では，テーブル７０
は，ハウジング７１に内輪７４，外輪７３及びローラ７
５から成る回転用軸受７２を介して回転自在に配置され
ている。回転用軸受７２は，ローラ７５が交互に軸心を
交差させて円周方向に配列されている構造を有し，一つ
であらゆる方向の荷重を負荷することができるクロスロ
ーラベアリングで構成されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで，半導体製造
装置等の各種装置に使用される位置決めテーブル装置，
即ち，ステージ装置は，半導体部品等のワークを載置
し，該ワークを一方向，Ｘ方向（例えば，横方向），Ｘ
方向に直交するＹ方向（例えば，縦方向），及び／又は
角度方向である回転方向（例えば，θ方向）に移動さ
せ，ワークを位置決めするものである。テーブル即ちス
テージの往復移動や回転移動させる駆動装置としては，
上記のように，リニアモータが使用され，作業環境をク
リーンな環境にしている。近年，半導体関連の製造装置
は，多種にわたっており，半導体製造装置や画像処理検
査装置等では，益々高精度化，コンパクト化及び安価な
位置決め装置が要望されている。
【０００７】しかしながら，図１３に示すような回転テ
ーブル装置では，モータ８１を構成するロータコア７７
がテーブル７０の全周にわたって設けられ，また，ロー
タコア７７に対応してステータコア７６がハウジング７
１の環状溝に全周にわたって設けられているため，モー
タ８１そのものが，高さが高くなり，大型化し，構造そ
のものが複雑化している。また，図１２に示すステージ
装置は，直動案内ユニットを介在させた直動方向の往復
移動に関するものであり，回転方向についての位置決め
を行う構造には構成されていない。従って，ステージ装
置として，直動方向の往復移動と共に，回転方向即ちθ
方向の角度位置決め駆動を可能にし，しかも，リニアモ
ータとして実質的に同一の構造のものの使用を可能に
し，部品点数を低減すると共に，装置そのものを小型化
し，軽量化し，応答性を向上させるかの課題がある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明の目的は，上記
の問題を解決するものであり，回転方向（θ方向）につ
いて微小な回転方向の角度位置決めを行うのに適した構
造に構成され，高精度な角度位置決めが可能であり，装
置そのものが薄型で小型化して軽量化し，コンパクト化
した応答性に優れたリニアモータを内蔵したステージ装
置を提供することである。
【０００９】この発明は，回転方向に固定された非回転
ステージ，該非回転ステージの上面側に位置して前記非
回転ステージに対して回転自在な回転ステージ，前記非
回転ステージと前記回転ステージとの間に介在して前記
回転ステージを回転支持する回転用軸受，及び前記非回
転ステージに対して前記回転ステージを回転方向に微小
量だけ角度位置決め駆動する回転用リニアモータを有
し，前記回転用リニアモータは，前記回転ステージ及び
前記非回転ステージのいずれか一方に設けられた長手方
向に沿って並設された電機子コイルを有する一次側と，
前記電機子コイルに対向して他方に設けられた長手方向
に極性が交互に異なる磁極が並設された界磁マグネット
を有する二次側とで構成されていることから成るリニア
モータを内蔵したステージ装置に関する。
【００１０】前記回転用リニアモータは，前記回転用リ
ニアモータの長手方向が前記回転ステージの回転円弧に
対する接線方向に合致して配設されている。また，前記
回転用リニアモータは，前記非回転ステージに対する前
記回転ステージの回転方向の位置を検出する位置検出手
段を有し，前記位置検出手段は，長手方向にわたって微
細ピッチでマークされたリニアスケール及び前記リニア
スケールに対向して前記マークを検出するセンサから成
り，前記リニアスケールが前記回転ステージの回転円弧
面に固定されている。
【００１１】前記回転用軸受は，内輪，該内輪に相対回
転可能な外輪及び前記内輪と前記外輪との間に介在され
且つ回転軸線が交互に交差方向に組み込まれたローラか
ら構成されるクロスローラベアリングである。
【００１２】また，このリニアモータを内蔵したステー
ジ装置は，前記非回転ステージの中央には前記回転用軸
受の前記外輪が嵌挿固定される孔が形成され，前記回転
ステージには前記内輪が嵌挿固定される周面を持つ取付
部が設けられ，前記回転ステージの中央には前記非回転
ステージの前記孔に対向して矩形状の窓が形成されてい
る。
【００１３】前記非回転ステージは，基台の上面側に位
置し且つ前記基台に対してＸ方向に移動可能な第１ステ
ージ，及び該第１ステージの上面側に位置し且つ前記第
１ステージに対して前記Ｘ方向に直交するＹ方向に移動
可能な第２ステージから構成されており，前記回転ステ
ージは，前記第２ステージの上面側に位置して前記第２
ステージに前記回転用軸受を介して支持されている。
【００１４】更に，前記基台に対する前記第１ステージ
の前記Ｘ方向の移動位置決め駆動は第１直動用リニアモ
ータによって行われ，また，前記第１ステージに対する
前記第２ステージの前記Ｙ方向の移動位置決め駆動は第
２直動用リニアモータによって行われる。
【００１５】前記回転用リニアモータ，前記第１直動用
リニアモータ及び前記第２直動用リニアモータは，３相
電流の各相がそれぞれ通電される３個の前記電機子コイ
ルを備えており，前記回転ステージ，前記第１ステージ
及び前記第２ステージは前記界磁マグネットにそれぞれ
生じる磁束と前記電機子コイルにそれぞれ流す前記３相
電流とで発生する電磁力によってそれぞれ位置決め駆動
される。また，前記界磁マグネットは，希土類永久磁石
から構成され，３個の前記電機子コイルに対応して５個
設けられている。
【００１６】前記基台に対する前記第１ステージの前記
Ｘ方向の移動は，前記基台に前記Ｘ方向に延びて取り付
けられた第１軌道レール及び該第１軌道レール上を摺動
し且つ前記第１ステージに取り付けられた第１スライダ
から成る第１直動案内ユニットによってガイドされ，ま
た，前記第１ステージに対する前記第２ステージの前記
Ｙ方向の移動は，前記第１ステージに前記Ｙ方向に延び
て取り付けられた第２軌道レール及び該第２軌道レール
上を摺動し且つ前記第２ステージに取り付けられた第２
スライダから成る第２直動案内ユニットによってガイド
される。
【００１７】前記第１ステージ，前記第２ステージ及び
前記回転ステージは，光が透過する窓がそれぞれ対応し
て設けられている。また，前記基台に対する前記第１ス
テージの第１位置検出手段は前記第１ステージに設置さ
れた光学式リニアスケールと前記光学式リニアスケール
に対向して前記基台に設置されたセンサ素子とから構成
された光学式エンコーダで構成され，また，前記第１ス
テージに対する前記第２ステージの第２位置検出手段は
前記第２ステージに設置された光学式リニアスケールと
前記光学式リニアスケールに対向して前記第１ステージ
に設置されたセンサ素子とから構成された光学式エンコ
ーダで構成されている。更に，このステージ装置では，
前記第１ステージ，前記第２ステージ及び前記回転ステ
ージは，矩形板状に形成されている。
【００１８】このリニアモータを内蔵したステージ装置
は，上記のように，回転用リニアモータを回転ステージ
及び非回転ステージのいずれか一方に設けられた長手方
向に沿って並設された電機子コイルを有する一次側と
し，他方に設けられた長手方向に極性が交互に異なる磁
極が並設された界磁マグネットを有する二次側とで構成
し，回転用リニアモータが長手方向に配置されている
が，回転ステージの微小な回転量に対する角度位置決め
では十分に対応でき，それによって構造そのものをシン
プルに構成できる。また，このステージ装置は，回転移
動側を永久磁石の界磁マグネットで構成しているので，
移動体そのものを軽量化し，薄型化して応答性を向上で
き，装置自体に起因する発塵を抑制でき，装置そのもの
を小型化することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下，図面を参照して，この発明
によるリニアモータを内蔵したステージ装置の実施例を
説明する。この発明によるリニアモータを内蔵したステ
ージ装置は，例えば，図１２を参照して説明した可動マ
グネット型リニアモータを内蔵したスライド装置におけ
る直動案内ユニットの代わりに回転用軸受を組み込み，
回転ステージ３と第２ステージ２との間に回転方向に微
小に移動させる駆動装置として回転用リニアモータ１３
を組み込み，特に，回転ステージ３の微小量の角度位置
きめという範囲であることを考慮して，回転用リニアモ
ータ１３として，図３〜図７に示すように，例えば，図
１２に示す可動マグネット型リニアモータを適用し，回
転方向部分である回転ステージ３を微小量だけ回転方向
（即ち，θ方向）に移動させてワーク等の部品を角度位
置決めする回転ステージ装置（θステージ装置）に特徴
を有するものである。
【００２０】このステージ装置は，概して，図１及び図
２に示すように，一方向の直線方向であるＸ方向に往復
移動する第１ステージ１と，Ｘ方向に直交するＹ方向に
往復移動する第２ステージ２とによって構成されるＸＹ
ステージ装置に回転ステージ３（即ち，θステージ装
置）を組み込み，ＸＹ−θステージ装置の複合ステージ
装置に構成し，ワーク等の部品をＸ方向，Ｙ方向及び回
転方向（θ方向）に対して平面上での位置決めを行う構
造に構成されている。この実施例では，第１ステージ
１，第２ステージ２及び回転ステージ３は，図示のよう
に，実質的に矩形板状に形成され，各ステージ１，２，
３を駆動するリニアモータのステージ１，２，３への取
付けを容易に構成すると共に，Ｘ方向，Ｙ方向及び回転
方向にスムースになる位置決め駆動を可能にする構造に
構成されている。また，第１ステージ１，第２ステージ
２，回転ステージ３及び基台４には，それらの中央領域
に光が透過する窓１６，３５，４０，４０Ａがそれぞれ
対応して設けられており，窓１６，３５，４０，４０Ａ
の中心Ｏを基準にして，基台４に対して第１ステージ１
はＸ方向に，第１ステージ１に対して第２ステージ２は
Ｙ方向に位置決め駆動され，従って，基台４に対して回
転ステージ３はＸ方向，Ｙ方向及び回転方向（θ方向）
に位置決め駆動される。
【００２１】このステージ装置は，図１と図２に示すよ
うに，相手ベース（図示せず）に固定するための取付用
孔４１を有し，通常は固定側でなる基台４，基台４の上
面側に位置し且つ基台４に対して一直線方向であるＸ方
向に移動する第１ステージ１，第１ステージ１の上面側
に位置し且つ第１ステージ１と共にＸ方向に移動し且つ
Ｘ方向に直交する直線方向であるＹ方向に移動する第２
ステージ２，及び第２ステージ２の上面側に位置し且つ
第２ステージ２と共にＸ方向及びＹ方向に移動し且つ回
転方向（θ方向）に角度回転する回転ステージ３を有し
ている。また，このステージ装置は，基台４と第１ステ
ージ１との間に配設され且つ第１ステージ１をＸ方向に
案内する一対でなる直動案内ユニット５（第１直動案内
ユニット），第１ステージ１と第２ステージ２との間に
配設され且つステージ２をＹ方向に案内する一対でなる
直動案内ユニット６（第２直動案内ユニット），及び第
２ステージ２と回転ステージ３との間に配設され且つ回
転ステージ３をθ方向に回転支持するクロスローラベア
リング等の回転用軸受３２（図４）を有する。
【００２２】また，このステージ装置は，基台４と第１
ステージ１との間に配設され且つ第１ステージ１をＸ方
向に位置決め駆動する第１リニアモータ１１，第１ステ
ージ１と第２ステージ２との間に配設され且つ第２ステ
ージ２をＹ方向に位置決め駆動する第２リニアモータ１
２，及び第２ステージ２と回転ステージ３との間に配設
され且つ回転ステージ３をθ方向に角度位置決め駆動す
る回転用リニアモータ１３を有している。図１における
符号１０，１４，１５は，各リニアモータ１１，１２，
１３の電機子コイルに結線されたコードを示している。
【００２３】このステージ装置は，特に，図３〜図７に
示すように，回転方向に固定された固定体を構成する非
回転ステージの第２ステージ２，回転駆動される可動体
を構成する第２ステージ２の上面側に位置する回転ステ
ージ３，回転ステージ３を回転支持する回転用軸受３２
及び回転ステージ３を回転させる長手方向に延びる電機
子コイル３０と界磁マグネット２９とから成る回転用リ
ニアモータ１３を有することを特徴としている。この実
施例では，非回転ステージは，基台４の上面側に位置し
且つ基台４に対してＸ方向に移動可能な直動用の第１ス
テージ１と，第１ステージ１の上面側に位置し且つ第１
ステージ１に対してＸ方向に直交するＹ方向に移動可能
な直動用の第２ステージ２とから構成されている。
【００２４】回転用リニアモータ１３は，回転ステージ
３及び第２ステージ２のいずれか一方，この実施例では
第２ステージ２に設けられた長手方向に沿って並設され
た複数（図５では３個）の電機子コイル３０を有する一
次側３４と，他方，この実施例では電機子コイル３０に
対向して回転ステージ３に設けられた長手方向に極性が
交互に異なる磁極が並設された界磁マグネット２９（図
４）を有する二次側３９とから構成され，いわゆる直線
運動を駆動するリニアモータが適用されていることを特
徴としている。また，回転用リニアモータ１３は，回転
用リニアモータ１３の長手方向が回転ステージ３の回転
円弧に対する接線方向に合致して配設され，極めてシン
プルに且つ簡潔な構造に構成されたことを特徴としてい
る。
【００２５】この実施例では，第１ステージ１に設けら
れた突出部２１に対向して，第２ステージ２にはＹ方向
に直交した端面の略中央部分にＹ方向の突出部２２，及
び端面に対向したもう一方の端面の略中央部分にＹ方向
に延びる回転用リニアモータ１３を設けるための突出部
２３が板状の形状に形成されている。回転用リニアモー
タ１３の電機子コイル３０は，第２ステージ２に設けら
れた突出部２３に配置されたベッド２８上で回転ステー
ジ３の接線方向に即ち長手方向に３個設置されており，
また，界磁マグネット２９は，回転ステージ３に設けら
れた突出部の取付部材２４の下面に設けられたテーブル
２０に，電機子コイル３０に対向して長手方向に設置さ
れている。テーブル２０には，原点マーク３１が取り付
けられている。更に，回転用リニアモータ１３は，第２
ステージ２に対する回転ステージ３の回転方向の位置を
検出する位置検出手段を有する。位置検出手段は，長手
方向にわたって微細ピッチでマークされ且つ回転ステー
ジ３に設けられた突出部の取付部材２４の回転円弧面に
沿って設定されたリニアスケール１８，及びリニアスケ
ール１８に対向してマークを検出するため第２ステージ
２に設けられた突出部２３に設置されたセンサ１７から
構成されている。
【００２６】回転用軸受３２は，例えば，図１３に示す
ように，内輪，該内輪に相対回転可能な外輪及び前記内
輪と前記外輪との間に介在された円筒ころ即ちローラか
ら構成されるクロスローラベアリングで構成されてい
る。回転用軸受３２は，内輪が回転ステージ３に固定さ
れ，外輪が第２ステージ２に押え板７９によって固定さ
れている。この実施例では，図５及び図６に示すよう
に，回転ステージ３の中央には回転用軸受３２の外輪が
嵌挿固定される窓３５を構成する孔６９が形成され，回
転ステージ３には回転用軸受３２の内輪が嵌挿固定され
る周面を持つ取付部２７が設けられ，また，回転ステー
ジ３の中央には第２ステージ２の孔６９に対向して矩形
状の窓１６が形成されている。クロスローラベアリング
では，転動体の円筒ころが交互に軸心を交差させて円周
方向に配列されており，回転する内輪が回転ステージ３
の下面のボスの取付部２７に嵌着して回転ステージ３を
回転自在に支持している。
【００２７】第２ステージ２は，第ｌステージ１の上面
側に重なって配設され，第１ステージ１に配設された直
動案内ユニット６のスライダ８に固着するための取付用
孔３８が形成されている。突出部２２の下面には，第２
リニアモータ１２を構成する界磁マグネットから成る二
次側（図示せず）が取り付けられている。図５では，第
２リニアモータ１２の二次側である界磁マグネットを設
置するテーブルを下面に取り付けるための取付孔３６が
示されている。また，突出部２２の下面には，第１ステ
ージ１のストッパ４７であるボルト頭に対向してボルト
頭を所定間隔で挟んで突き当てしてストッパ（図示せ
ず）となる２つの突起が形成されている。図５では，突
起を下面に取り付けるための取付孔３７が示されてい
る。
【００２８】このステージ装置では，基台４に対するス
テージ１のＸ方向の移動位置決め駆動はリニアモータ１
１（第１直動用リニアモータ）によって行われ，また，
ステージ１に対する第２ステージ２のＹ方向の移動位置
決め駆動はリニアモータ１２（第２直動用リニアモー
タ）によって行われる。リニアモータ１１，１２及び回
転用リニアモータ１３は，３相電流の各相がそれぞれ通
電される３個宛から構成されている電機子コイル３０，
４３，５３を備えている。ステージ１，２及び回転ステ
ージ３は，界磁マグネット２９，４９にそれぞれ生じる
磁束と電機子コイル３０，４３，５３にそれぞれ流す３
相電流とで発生する電磁力によってそれぞれ位置決め駆
動される。また，界磁マグネット２９，４９は，希土類
永久磁石から構成され，３個宛から成る電機子コイル３
０，４３，５３に対して５個長手方向に設置されてい
る。
【００２９】図８及び図９には，基台４が示されてい
る。基台４は，中央に矩形状の窓４０Ａが明いた矩形板
状で形成され，基台４のＸ方向の一方の端面に略中央部
分から突出する突出部２５を設けられている。基台４上
には，窓４０Ａを挟んでＸ方向に平行に一対の直動案内
ユニット５が配設され，突出部２５にＸ方向に沿って第
１ステージ１を位置決め駆動する第１リニアモータ１１
が配設されている。また，基台４に対する第１ステージ
１のＸ方向の移動は，基台４にＸ方向に延びて取り付け
られた軌道レール７（第１軌道レール）及び軌道レール
７上を摺動し且つステージ１に取り付けられたスライダ
８（第１スライダ）から成る直動案内ユニット５（第１
直動案内ユニット）によってガイドされる。基台４に設
けた突出部２５には，第１リニアモータ１１を構成する
一次側４６の電機子組立体４４が設けられている。電機
子組立体４４は，突出部２５に固定されたベッド４２，
ベッド４２上に設置された一次側４６を構成する電機子
コイル４３，及びベッド４２に設けられたセンサ４５か
ら構成されている。電機子組立体４４には，コード１０
が結線されている。
【００３０】更に，第１リニアモータ１１は，突出部２
５上のベッド４２に長手方向に沿って並設された複数
（図８では３個）の電機子コイル４３を有する一次側４
６と，テーブルを構成する第１ステージ１の下面に電機
子コイル４３に対向して長手方向である第１ステージ１
のＸ方向の移動方向に極性が交互に異なる磁極が並設さ
れた界磁マグネット４９を有する二次側４８から成り，
一次側４６であるベッド４２が長手方向をＸ方向に合致
させて基台４の突出部２５上に固着されている。第１リ
ニアモータ１１の二次側４８（図１０）は，第１ステー
ジ１の下面に固着されているテーブル５９に設けられて
いる。基台４には，相手ベースに固定するため複数のボ
ルトの取付用孔４１が形成されている。基台４の突出部
２５には，第１ステージ１が所定移動距離から逸脱する
オーバランを防止するために第１ステージ１の下面に配
設された突起でなるストッパ５８と共働するストッパ４
７が配設されている。基台４のストッパ４７は，第１リ
ニアモータ１１のベッド４２の脇の１か所にボルト頭を
突出させた構造に形成されている。
【００３１】図１０及び図１１に示すように，第１ステ
ージ１は，基台４の窓４０Ａに対向して中央に基台４の
窓４０Ａと同様の矩形状の窓４０が明いた矩形板状に形
成されており，基台４の突出部４２に対向してＸ方向に
直交した端面の略中央部分にＸ方向の突出部１９，及び
端面に直交する一方の端面の略中央部分にＹ方向の突出
部２１が設けられた板状の形状に形成されている。第１
ステージ１は，基台４の上面側に重なって配設され，基
台４上に配設された直動案内ユニット５のスライダ８に
固着するために取付用孔５２が形成されている。突出部
１９の下面には，第１リニアモータ１１の二次側４８が
設けられている。また，突出部１９の下面には，基台４
のストッパ４７であるボルト頭に当接してストッパ機能
を果たすため，ボルト頭を所定間隔で隔置した２つの突
起からなるストッパ５８が形成されている。
【００３２】第１ステージ１には，第１窓４０Ａを挟ん
でＹ方向に平行に一対の直動案内ユニット６が配設さ
れ，及び突出部２１にＹ方向に沿って第２ステージ２を
位置決め駆動する第２リニアモータ１２が配設されてい
る。また，第１ステージ１に対する第２ステージ２のＹ
方向の移動は，第１スライダ１にＹ方向に延びて取り付
けられた軌道レール７（第２軌道レール）及び軌道レー
ル７上を摺動し且つステージ２に取り付けられたスライ
ダ８（第２スライダ）から成る直動案内ユニット６（第
２直動案内ユニット）によってガイドされる。第２リニ
アモータ１２は，第１リニアモータ１１と同一の構成を
有しており，第２リニアモータ１２の一次側５５が長手
方向をＹ方向に合致させて突出部２１上に固着されてい
る。突出部２１にはベッド８０が固着され，ベッド８０
には，一次側５５を構成する電機子組立体５４を構成す
る電機子コイル５３とセンサ５６とが設置されている。
また，第２リニアモータ１２の二次側（図示せず）は，
第２ステージ２のＹ方向の突出部２２の下面に固着され
ている。また，突出部２１上には，第２ステージ２が所
定移動距離から逸脱するオーバランを防止するため，第
２ステージ２の下面に配設された突起でなるストッパと
共働するストッパ５７が配設されている。突出部２２上
のストッパは，第２リニアモータ１２のベッドの脇のｌ
か所にボルトの頭を突出させたもので形成されている。
【００３３】第１ステージ１の突出部１９の下面にはテ
ーブル５９が取り付けられ，また，テーブル５９には第
２リニアモータ１２の二次側４８を構成する界磁マグネ
ット４９とリニアスケール５１とが長手方向に設置され
ると共に，原点マーク５０が設けられている。更に，基
台４に対する第１ステージ１の第１位置検出手段は，第
１ステージ１に設置された光学式リニアスケール５１
（図１０）と光学式リニアスケール５１に対向して基台
４に設置されたセンサ４５とから構成された光学式エン
コーダで構成されている。第１ステージ１に対する第２
ステージ２の第２位置検出手段は，第２ステージ２に設
置された光学式リニアスケールと該光学式リニアスケー
ルに対向して第１ステージ１に設置されたセンサ５６
（図１０）とから構成された光学式エンコーダで構成さ
れている。
【００３４】回転用リニアモータ１３は，第２リニアモ
ータ１２と同様な構成を有しており，一次側３４である
ベッドが長手方向をＸ方向に合致させて突出部２３上に
固着されている。回転用リニアモータ１３の二次側３９
は，回転ステージ３の下面に固着されている。回転用リ
ニアモータ１３は，第２リニアモータ１２とは位置検出
する部分が異なった構造に構成されている。回転ステー
ジ３は，第２ステージ２の第２窓３５に対向して中央に
矩形状の第３窓１６が開いた矩形板状になり，更に，下
面に第３窓１６を内包して回転用軸受３２の内輪を嵌挿
する円形状の突出部即ちボス２７が形成され，及び第２
ステージ２の突出部２３に対向してＹ方向に直交した端
面の略中央部分に突出部２４でなる板状の取付部材が配
設されている。
【００３５】回転ステージ３は，第２ステージ２の上面
側に重なって配設され，回転用軸受３２であるクロスロ
ーラベアリングを介して角度回転自在になっている。突
出部２４の下面には，回転用リニアモータ１３の二次側
３９が固着されている。回転ステージ３には，ワーク等
の部品を固定するための取付用ねじ孔２６が設けられて
いる。回転用リニアモータ１３の位置検出する部分につ
いては, 従来，二次側でなるテーブルの下面にあって長
手方向に極性が交互に異なる磁極が並設された界磁マグ
ネットと平行に配設されていたが，回転ステージ３の角
度回転に対応して回転ステージ３の回転円弧面に固着さ
れている。図７に示すように，この実施例は，取付部材
を構成する突出部２４の外側端面を回転半径Ｒでなる曲
面に形成して回転円弧面にして，該回転円弧面の曲面に
沿ってリニアスケール１８を固着した構造に構成されて
いる。センサ１７は，図４及び図６に示すように，従来
とは向きが９０度異なっており，リニアスケール１８に
対向して一次側４６のベッド４２に配設されている。図
４及び図７に示すように，二次側３９のテーブル即ち突
出部２４の下面に配設された原点マーク３１は，センサ
１７の下面側に位置するように構成されている。
【００３６】
【発明の効果】この発明によるリニアモータを内蔵した
ステージ装置は，上記のように構成されているので，直
線方向に位置決め駆動する従来の直動型のリニアモータ
を利用することによって，微小の角度回転の位置決めを
行うことができ，しかも，小型化して軽量化して装置そ
のものをシンプルに構成でき，回転角度位置の高精度な
位置決めができると共に応答性を向上させることができ
る。また，このステージ装置は，Ｘ軸方向（Ｘ方向）と
Ｙ軸方向（Ｙ方向）の位置決めを，ＸステージとＹステ
ージとから成る非回転ステージを用いてリニアモータに
よって達成できる。更に，このリニアモータを内蔵した
ステージ装置は，非回転ステージを位置決め駆動するリ
ニアモータと回転ステージを位置決め駆動する回転用リ
ニアモータとを構成する電機子コイルと界磁マグネット
とを実質的に同一の部品で構成でき，リニアスケールの
取付け構造を変更するのみで済むので，部品点数を低減
できると共に，製造コストを低減できる。従って，この
リニアモータを内蔵したステージ装置は，半導体製造装
置，ロボット，検査装置，工作機械等の各種装置に適用
して好ましいものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明によるリニアモータを内蔵したステー
ジ装置の一実施例を示し，一方向であるＸ方向から見た
正面図である。
【図２】図１のステージ装置を示す平面図である。
【図３】図１と図２に示すステージ装置を構成する回転
方向部分である回転ステージを示す平面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ断面における回転ステージを示す
Ａ−Ａ断面図である。
【図５】図３に示すステージ装置の回転ステージを取り
外した状態の第２ステージを示す平面図である。
【図６】図５のＢ−Ｂ断面における第２ステージを示す
Ｂ−Ｂ断面図である。
【図７】図１と図２に示すステージ装置における回転ス
テージを示す背面図である。
【図８】図１と図２に示すステージ装置における基台を
示す平面図である。
【図９】図８に示す基台をＸ方向から見た正面図であ
る。
【図１０】図１と図２に示すステージ装置における第１
ステージを示す平面図である。
【図１１】図１０に示す第１ステージをＸ方向から見た
正面図である。
【図１２】リニアモータを内蔵したスライド装置をコン
パクトな構造に構成した例として示す断面図である。
【図１３】従来の回転テーブル装置を示す一部破断の斜
視図である。
【符号の説明】 １ 第１ステージ ２ 第２ステージ ３ 回転ステージ ４ 基台 ５，６ 直動案内ユニット ７ 軌道レール ８ スライダ ９，４７，５７，５８ ストッパ １０，１４，１５ コード １１ 第１リニアモータ １２ 第２リニアモータ １３ 回転用リニアモータ １６，３５，４０，４０Ａ 窓 １７，４５，５６ センサ １８，５１ リニアスケール １９，２１，２２，２３，２４，２５ 突出部 ２０，５９，６０ テーブル ２６ 取付用ねじ孔 ２７ 取付部 ２８，４２，８０ ベッド ２９，４９ 界磁マグネット ３０，４３，５３ 電機子コイル ３１，５０ 原点マーク ３２ 回転用軸受 ３３，４４，５４ 電機子組立体 ３４ 第３リニアモータの一次側 ３６，３７ 取付孔 ３８，４１，５２ 取付用孔 ３９ 回転用リニアモータの二次側 ４６ 第１リニアモータの一次側 ４８ 第１リニアモータの二次側 ５５ 第２リニアモータの一次側 ６９ 孔 ７９ 押え板
フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F078 CA01 CA08 CB13 3C048 BC01 DD11 DD26 5F046 CC03 CC18 5H303 AA01 AA06 AA10 BB02 BB08 BB12 BB14 CC04 DD04 FF05 GG11 HH02 LL03

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 回転方向に固定された非回転ステージ，
    該非回転ステージの上面側に位置して前記非回転ステー
    ジに対して回転自在な回転ステージ，前記非回転ステー
    ジと前記回転ステージとの間に介在して前記回転ステー
    ジを回転支持する回転用軸受，及び前記非回転ステージ
    に対して前記回転ステージを回転方向に微小量だけ角度
    位置決め駆動する回転用リニアモータを有し，前記回転
    用リニアモータは，前記回転ステージ及び前記非回転ス
    テージのいずれか一方に設けられた長手方向に沿って並
    設された電機子コイルを有する一次側と，前記電機子コ
    イルに対向して他方に設けられた長手方向に極性が交互
    に異なる磁極が並設された界磁マグネットを有する２次
    側とで構成されていることから成るリニアモータを内蔵
    したステージ装置。
  2. 【請求項２】 前記回転用リニアモータは，前記回転用
    リニアモータの長手方向が前記回転ステージの回転円弧
    に対する接線方向に合致して配設されていることから成
    る請求項１に記載のリニアモータを内蔵したステージ装
    置。
  3. 【請求項３】 前記回転用リニアモータは，前記非回転
    ステージに対する前記回転ステージの回転方向の位置を
    検出する位置検出手段を有し，前記位置検出手段は，長
    手方向にわたって微細ピッチでマークされたリニアスケ
    ール及び前記リニアスケールに対向して前記マークを検
    出するセンサから成り，前記リニアスケールが前記回転
    ステージの回転円弧面に固定されていることから成る請
    求項１又は２に記載のリニアモータを内蔵したステージ
    装置。
  4. 【請求項４】 前記回転用軸受は，内輪，該内輪に相対
    回転可能な外輪及び前記内輪と前記外輪との間に介在さ
    れ且つ回転軸線が交互に交差方向に組み込まれたローラ
    から構成されるクロスローラベアリングであることから
    成る請求項１〜３のいずれか１項に記載のリニアモータ
    を内蔵したステージ装置。
  5. 【請求項５】 前記非回転ステージの中央には前記回転
    用軸受の前記外輸が嵌挿固定される孔が形成され，前記
    回転ステージには前記内輪が嵌挿固定される周面を持つ
    取付部が設けられ，前記回転ステージの中央には前記非
    回転ステージの前記孔に対向して矩形状の窓が形成され
    ていることから成る請求項４に記載のリニアモータを内
    蔵したステージ装置。
  6. 【請求項６】 前記非回転ステージは，基台の上面側に
    位置し且つ前記基台に対してＸ方向に移動可能な第１ス
    テージ，及び該第１ステージの上面側に位置し且つ前記
    第１ステージに対して前記Ｘ方向に直交するＹ方向に移
    動可能な第２ステージから構成され，前記回転ステージ
    は，前記第２ステージの上面側に位置して前記第２ステ
    ージに前記回転用軸受を介して支持されていることから
    成る請求項１〜５のいずれか１項に記載のリニアモータ
    を内蔵したステージ装置。
  7. 【請求項７】 前記基台に対する前記第１ステージの前
    記Ｘ方向の移動位置決め駆動は第１直動用リニアモータ
    によって行われ，また，前記第１ステージに対する前記
    第２ステージの前記Ｙ方向の移動位置決め駆動は第２直
    動用リニアモータによって行われることから成る請求項
    １〜６のいずれか１項に記載のリニアモータを内蔵した
    ステージ装置。
  8. 【請求項８】 前記回転用リニアモータ，前記第１直動
    用リニアモータ及び前記第２直動用リニアモータは３相
    電流の各相がそれぞれ通電される３個の前記電機子コイ
    ルを備えており，前記回転ステージ，前記第１ステージ
    及び前記第２ステージは前記界磁マグネットにそれぞれ
    生じる磁束と前記電機子コイルにそれぞれ流す前記３相
    電流とで発生する電磁力によってそれぞれ位置決め駆動
    されることから成る請求項７に記載のリニアモータを内
    蔵したステージ装置。
  9. 【請求項９】 前記界磁マグネットは，希土類永久磁石
    から構成され，３個の前記電機子コイルに対応して５個
    設けられていることから成る請求項８に記載のリニアモ
    ータを内蔵したステージ装置。
  10. 【請求項１０】 前記基台に対する前記第１ステージの
    前記Ｘ方向の移動は，前記基台に前記Ｘ方向に延びて取
    り付けられた第１軌道レール及び該第１軌道レール上を
    摺動し且つ前記第１ステージに取り付けられた第１スラ
    イダから成る第１直動案内ユニットによってガイドさ
    れ，また，前記第１ステージに対する前記第２ステージ
    の前記Ｙ方向の移動は，前記第１ステージに前記Ｙ方向
    に延びて取り付けられた第２軌道レール及び該第２軌道
    レール上を摺動し且つ前記第２ステージに取り付けられ
    た第２スライダから成る第２直動案内ユニットによって
    ガイドされることから成る請求項１〜９のいずれか１項
    に記載のリニアモータを内蔵したステージ装置。
  11. 【請求項１１】 前記第１ステージ，前記第２ステージ
    及び前記回転ステージは，光が透過する窓がそれぞれ対
    応して設けられていることから成る請求項１〜１０のい
    ずれか１項に記載のリニアモータを内蔵したステージ装
    置。
  12. 【請求項１２】 前記基台に対する前記第１ステージの
    第１位置検出手段は前記第１ステージに設置された光学
    式リニアスケールと前記光学式リニアスケールに対向し
    て前記基台に設置されたセンサ素子とから構成された光
    学式エンコーダで構成され，また，前記第１ステージに
    対する前記第２ステージの第２位置検出手段は前記第２
    ステージに設置された光学式リニアスケールと前記光学
    式リニアスケールに対向して前記第１ステージに設置さ
    れたセンサ素子とから構成された光学式エンコーダで構
    成されていることから成る請求項６〜１１のいずれか１
    項に記載のリニアモータを内蔵したステージ装置。
  13. 【請求項１３】 前記第１ステージ，前記第２ステージ
    及び前記回転ステージは，矩形板状に形成されているこ
    とから成る請求項６〜１２のいずれか１項に記載のリニ
    アモータを内蔵したステージ装置。
JP2001135214A 2001-05-02 2001-05-02 リニアモータを内蔵したステージ装置 Expired - Lifetime JP4814438B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001135214A JP4814438B2 (ja) 2001-05-02 2001-05-02 リニアモータを内蔵したステージ装置
EP02252486A EP1257045A3 (en) 2001-05-02 2002-04-05 Stage system with onboard linear motor
US10/116,754 US6552449B2 (en) 2001-05-02 2002-04-05 Stage system with onboard linear motor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001135214A JP4814438B2 (ja) 2001-05-02 2001-05-02 リニアモータを内蔵したステージ装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2002328191A true JP2002328191A (ja) 2002-11-15
JP4814438B2 JP4814438B2 (ja) 2011-11-16

Family

ID=18982719

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001135214A Expired - Lifetime JP4814438B2 (ja) 2001-05-02 2001-05-02 リニアモータを内蔵したステージ装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US6552449B2 (ja)
EP (1) EP1257045A3 (ja)
JP (1) JP4814438B2 (ja)

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7030518B2 (en) 2002-08-09 2006-04-18 Nippon Thompson Co., Ltd. Position-control stage with onboard linear motor
US7091636B2 (en) 2004-05-24 2006-08-15 Nippon Thompson Co., Ltd. Position-control stage system
US7202584B2 (en) 2004-05-21 2007-04-10 Nippon Thompson Co. Ltd. Position-control stage system
JP2007232647A (ja) * 2006-03-02 2007-09-13 Sumitomo Heavy Ind Ltd ステージ装置
JP2007266585A (ja) * 2006-03-02 2007-10-11 Sumitomo Heavy Ind Ltd ステージ装置
DE112006002378T5 (de) 2005-09-12 2008-07-17 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki, Kitakyushu Ausrichtungsvorrichtung, Verfahren zum Zurückkehren zu einem Ausgangspunkt für eine Ausrichtungsvorrichtung, Drehtisch, Translationstisch oder Maschine mit einer Ausrichtungsvorrichtung und Maschinensteuersystem
JPWO2007013507A1 (ja) * 2005-07-26 2009-02-12 パイオニア株式会社 駆動装置
US7848832B2 (en) 2004-11-30 2010-12-07 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki Alignment apparatus
KR101087529B1 (ko) * 2006-03-02 2011-11-28 스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤 스테이지장치
KR101262804B1 (ko) 2008-05-14 2013-05-09 고쿠사이 게이소쿠키 가부시키가이샤 직동 변환기 및, 이를 포함하는 진동시험장치, 직동 액추에이터 및 가진장치
KR101321620B1 (ko) 2006-02-09 2013-10-22 에스아이아이 나노 테크놀로지 가부시키가이샤 샘플 유지 기구 및 샘플 가공 및 관찰 장치
US20140033854A1 (en) * 2011-08-30 2014-02-06 Sodick Co., Ltd. Machine tool
KR101608625B1 (ko) * 2015-07-30 2016-04-11 주식회사 재원 위치 결정 장치
JP2021053725A (ja) * 2019-09-27 2021-04-08 株式会社ナガセインテグレックス 工作機械

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6927505B2 (en) * 2001-12-19 2005-08-09 Nikon Corporation Following stage planar motor
US6798088B2 (en) * 2002-11-07 2004-09-28 Industrial Technology Research Institute Structure for symmetrically disposed linear motor operated tool machine
JP4403537B2 (ja) * 2003-12-02 2010-01-27 Ｓｍｃ株式会社 リニアスライド装置
US20050265523A1 (en) * 2004-05-28 2005-12-01 Strobel Norbert K C-arm device with adjustable detector offset for cone beam imaging involving partial circle scan trajectories
US20060039537A1 (en) * 2004-05-28 2006-02-23 Strobel Norbert K C-arm device with adjustable detector offset for cone beam imaging involving partial circle scan trajectories
US7497625B2 (en) * 2004-06-08 2009-03-03 General Electric Company Systems, methods and apparatus of an extending column
KR100609923B1 (ko) * 2005-03-08 2006-08-08 삼성전자주식회사 디스플레이장치
JP2007068256A (ja) * 2005-08-29 2007-03-15 Canon Inc ステージ装置の制御方法
KR20090106555A (ko) * 2006-12-27 2009-10-09 가부시키가이샤 니콘 스테이지 장치, 노광 장치, 및 디바이스의 제조 방법
US8058628B2 (en) * 2007-07-09 2011-11-15 Kla-Tencor Corporation Substrate processing apparatus and method
CA2732565C (en) * 2011-02-24 2014-08-19 Dreco Energy Services Ltd. Auto-centering structural bearing
TWI457598B (zh) * 2012-01-20 2014-10-21 Academia Sinica 光學模組及顯微鏡
JP6722048B2 (ja) * 2016-06-09 2020-07-15 キヤノン株式会社 ステージ装置およびリニアアクチュエータ
CN107101793A (zh) * 2017-06-14 2017-08-29 苏州直为精驱控制技术有限公司 多方向运动平台
CN108173408B (zh) * 2018-01-18 2023-10-24 苏州大学 一种三自由度定位平台
WO2021229782A1 (ja) * 2020-05-15 2021-11-18 ヤマハ発動機株式会社 コンベアテーブル移載装置、搬送システムおよびコンベアテーブル移載方法
CN113701992A (zh) * 2021-09-07 2021-11-26 哈尔滨理工大学 一种三自由度运动的自动标定系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07226354A (ja) * 1993-06-23 1995-08-22 Canon Inc 位置決め装置及びそれを用いた半導体素子の製造方法
JPH08229759A (ja) * 1995-02-24 1996-09-10 Canon Inc 位置決め装置並びにデバイス製造装置及び方法
JPH09266659A (ja) * 1996-03-28 1997-10-07 Nippon Thompson Co Ltd 小形リニアモータテーブル
JP2001352744A (ja) * 2000-06-02 2001-12-21 Nippon Thompson Co Ltd 可動マグネット型リニアモータを内蔵したスライド装置

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57189558A (en) * 1981-05-14 1982-11-20 Takahashi Yoshiteru Circular-arc linear motor
DD221317A1 (de) * 1983-11-01 1985-04-17 Zeiss Jena Veb Carl Integrierter vierkoordinaten-gleichstromantrieb
JP2676796B2 (ja) * 1988-07-29 1997-11-17 神鋼電機株式会社 疑似曲線状リニアモータ
US5684856A (en) * 1991-09-18 1997-11-04 Canon Kabushiki Kaisha Stage device and pattern transfer system using the same
JPH05130765A (ja) * 1991-11-01 1993-05-25 Hitachi Kiden Kogyo Ltd 曲路用リニアモータ
US6134981A (en) * 1999-12-03 2000-10-24 Nikon Research Corporation Of America Precision scanning apparatus and method with fixed and movable guide members
KR0141161B1 (ko) 1995-03-20 1998-07-01 이대원 회전 테이블을 구비한 스테이지 장치 및 스테이지 장치의 구동 방법
JP3832891B2 (ja) 1996-03-28 2006-10-11 日本トムソン株式会社 リニア電磁アクチュエータを用いたｘｙテーブル
JP2000505958A (ja) * 1996-12-24 2000-05-16 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ ２個の物品ホルダを有する二次元バランス位置決め装置及びこの位置決め装置を有するリソグラフ装置
JPH10271868A (ja) * 1997-03-19 1998-10-09 Sony Corp 移動ステージ装置
JPH10293611A (ja) * 1997-04-21 1998-11-04 Canon Inc 位置決め装置
JP3630964B2 (ja) * 1997-12-26 2005-03-23 キヤノン株式会社 ステージ装置、およびこれを用いた露光装置ならびにデバイス製造方法
JPH11189332A (ja) * 1997-12-26 1999-07-13 Canon Inc ステージ装置およびこれを用いた露光装置ならびにデバイス製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07226354A (ja) * 1993-06-23 1995-08-22 Canon Inc 位置決め装置及びそれを用いた半導体素子の製造方法
JPH08229759A (ja) * 1995-02-24 1996-09-10 Canon Inc 位置決め装置並びにデバイス製造装置及び方法
JPH09266659A (ja) * 1996-03-28 1997-10-07 Nippon Thompson Co Ltd 小形リニアモータテーブル
JP2001352744A (ja) * 2000-06-02 2001-12-21 Nippon Thompson Co Ltd 可動マグネット型リニアモータを内蔵したスライド装置

Cited By (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7030518B2 (en) 2002-08-09 2006-04-18 Nippon Thompson Co., Ltd. Position-control stage with onboard linear motor
US7202584B2 (en) 2004-05-21 2007-04-10 Nippon Thompson Co. Ltd. Position-control stage system
US7091636B2 (en) 2004-05-24 2006-08-15 Nippon Thompson Co., Ltd. Position-control stage system
US7848832B2 (en) 2004-11-30 2010-12-07 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki Alignment apparatus
KR101025632B1 (ko) * 2004-11-30 2011-03-30 가부시키가이샤 야스카와덴키 얼라인먼트 장치
JP4695647B2 (ja) * 2005-07-26 2011-06-08 パイオニア株式会社 駆動装置
JPWO2007013507A1 (ja) * 2005-07-26 2009-02-12 パイオニア株式会社 駆動装置
DE112006002378T5 (de) 2005-09-12 2008-07-17 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki, Kitakyushu Ausrichtungsvorrichtung, Verfahren zum Zurückkehren zu einem Ausgangspunkt für eine Ausrichtungsvorrichtung, Drehtisch, Translationstisch oder Maschine mit einer Ausrichtungsvorrichtung und Maschinensteuersystem
KR101321620B1 (ko) 2006-02-09 2013-10-22 에스아이아이 나노 테크놀로지 가부시키가이샤 샘플 유지 기구 및 샘플 가공 및 관찰 장치
KR101087529B1 (ko) * 2006-03-02 2011-11-28 스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤 스테이지장치
JP2007266585A (ja) * 2006-03-02 2007-10-11 Sumitomo Heavy Ind Ltd ステージ装置
JP2007232647A (ja) * 2006-03-02 2007-09-13 Sumitomo Heavy Ind Ltd ステージ装置
KR101262804B1 (ko) 2008-05-14 2013-05-09 고쿠사이 게이소쿠키 가부시키가이샤 직동 변환기 및, 이를 포함하는 진동시험장치, 직동 액추에이터 및 가진장치
US20140033854A1 (en) * 2011-08-30 2014-02-06 Sodick Co., Ltd. Machine tool
US9579763B2 (en) * 2011-08-30 2017-02-28 Sodick Co., Ltd. Machine tool
KR101608625B1 (ko) * 2015-07-30 2016-04-11 주식회사 재원 위치 결정 장치
WO2017018592A1 (ko) * 2015-07-30 2017-02-02 주식회사 재원 하이브리드 얼라인먼트
JP2017536687A (ja) * 2015-07-30 2017-12-07 ジェウォン カンパニー リミテッドＪａｅｗｏｎ Ｃｏ．，Ｌｔｄ ハイブリッドアライメント
JP2021053725A (ja) * 2019-09-27 2021-04-08 株式会社ナガセインテグレックス 工作機械
JP7266875B2 (ja) 2019-09-27 2023-05-01 株式会社ナガセインテグレックス 工作機械

Also Published As

Publication number Publication date
US20020163257A1 (en) 2002-11-07
JP4814438B2 (ja) 2011-11-16
EP1257045A2 (en) 2002-11-13
EP1257045A3 (en) 2003-01-29
US6552449B2 (en) 2003-04-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2002328191A (ja) リニアモータを内蔵したステージ装置
JP4333979B2 (ja) リニアモータを内蔵したアライメントステージ装置
JP4104810B2 (ja) 可動マグネット型リニアモータを内蔵したスライド装置
US7202584B2 (en) Position-control stage system
KR101475555B1 (ko) 액추에이터
JP2004112864A (ja) リニアモータを内蔵したｘｙステージ装置
JP2002341076A (ja) 角度調整テーブル装置
WO2012073463A1 (ja) アライメントステージ
US7508098B2 (en) Transfer apparatus
JPH08140U (ja) スライド変位装置
US8803467B2 (en) Partial arc curvilinear direct drive servomotor
JP6128509B2 (ja) アクチュエータ
JPH11320458A (ja) マ―キング装置
JP2005341648A (ja) アライメントステージ装置
JP2005218203A (ja) アクチュエータ及びボンディング装置
JPS6226676A (ja) デイスク装置のキヤリツジ支持装置
JPH1052022A (ja) 無ブラシ線型駆動制御システム
JPS61239307A (ja) 位置決め装置
JPH0511944Y2 (ja)
JP3042474B2 (ja) Ｘｙステージ
JP2003121574A (ja) テーブル装置
US20020129491A1 (en) Small footprint direct drive mechanical positioning stage
JP2006320118A (ja) 複合駆動装置
JPH04322982A (ja) 直角座標型ロボット
JP4608742B2 (ja) 移動体システム

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20071203

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110310

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110412

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110609

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20110823

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110826

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4814438

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140902

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

EXPY Cancellation because of completion of term