JP2002359961A5 - Ｘ−Ｙ−θステージ装置 - Google Patents

Description

【特許請求の範囲】
【請求項１】 Ｘ方向に沿って相隣る磁極の極性が相互に異なるように、かつＸ方向及びＹ方向と直交する方向において異なる極性の磁極が対向するように、磁気空隙を介してコ字形状を有するヨークに配設された複数個の永久磁石と、前記ヨークを支持するベースを有する固定子と、前記磁気空隙内をＸ方向に移動するコイルとこのコイルに連結されかつ複数の支持摺動部材を介して前記ベース上に設置されたキャリッジを有する可動子とからなるＸリニアモータと、
Ｙ方向に沿って相隣る磁極の極性が相互に異なるように、かつＸ方向及びＹ方向と直交する方向において異なる極性の磁極が対向するように、磁気空隙を介して前記キャリッジに搭載されたコ字形状を有するヨークに配設された複数個の永久磁石を有する固定子と、前記磁気空隙内をＹ方向に移動するコイルとこのコイルに連結されかつ複数の支持摺動部材を介して前記ヨーク上に設置されたキャリッジを有する可動子とからなるＹリニアモータと、
相隣る磁極の極性が相互に異なるように、かつＸ方向及びＹ方向と直交する方向において異なる極性の磁極が対向するように、磁気空隙を介して前記Ｙリニアモータのキャリッジに搭載されたヨークに円弧状に配設された複数個の永久磁石と前記円弧の中心に設けられた中心軸を有する固定子と、前記磁気空隙内に前記中心軸の周りを回転可能に設けられたコイルを有する可動子とからなるθリニアモータとを備え、
前記Ｘリニアモータの支持摺動部材は、前記ベースのＹ方向において少なくとも両端部と中央部に配設されていることを特徴とするＸ−Ｙ−θステージ装置。

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、永久磁石とコイルとを相対的に移動させるようにしたリニアモータ及び揺動モータを使用した、例えば半導体製造装置、測定装置等の精密機器の駆動機構として利用されるＸ―Ｙ―θステージ装置に関する。

【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明は前記従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、Ｘ―Ｙ―θステージ装置において縦方向寸法および重量が増大を防止しながら、Ｘリニアモータのキャリッジ１１Ｘのたわみが生じにくくすることができる、ステージ装置を提供することである。

【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のＸ−Ｙ−θステージ装置は、
Ｘ方向に沿って相隣る磁極が相互に異なるように、かつＸ方向及びＹ方向と直交する方向において異なる極性の磁極が対向するように、磁気空隙を介してコ字形状を有するヨークに配設された複数個の永久磁石と、前記ヨークを支持するベースを有する固定子と、前記磁気空隙内をＸ方向に移動するコイルとこのコイルに連結されかつ複数の支持摺動部材を介して前記ベース上に設置されたキャリッジを有する可動子とからなるＸリニアモータと、
Ｙ方向に沿って相隣る磁極の極性が相互に異なるように、かつＸ方向及びＹ方向と直交する方向において異なる極性の磁極が対向するように、磁気空隙を介して前記キャリッジに搭載されたコ字形状を有するヨークに配設された複数個の永久磁石を有する固定子と、前記磁気空隙内をＹ方向に移動するコイルとこのコイルに連結されかつ複数の支持摺動部材を介して前記ヨーク上に設置されたキャリッジを有する可動子とからなるＹリニアモータと、
相隣る磁極が相互に異なるように、かつＸ方向及びＹ方向と直交する方向において異なる磁極の極性が対向するように、磁気空隙を介して前記Ｙリニアモータのキャリッジに搭載されたヨークに円弧状に配設された複数個の永久磁石と前記円弧の中心に設けられた中心軸を有する固定子と、前記磁気空隙内に前記中心軸の周りを回転可能に設けられたコイルを有する可動子とからなるθリニアモータとを備え、
前記Ｘリニアモータの支持摺動部材は、前記ベースのＹ方向において少なくとも両端部と中央部に配設されていることを特徴とするものである。

永久磁石２は厚さ方向に着磁され、表面にＮＳ磁極が相互に出現するようにヨーク１の長手方向に配設され、永久磁石付ヨークが形成される。異なる極性の磁極が対向するように磁気空隙３を介して、２組の前記永久磁石付ヨークを図２の紙面の上下に配設する。このようにすることにより、前記磁気空隙３が横方向になるように、すなわち図１も参照するとＸ方向及びＹ方向と直交する方向において磁気空隙３を介して異なる極性の磁極が対向するように、ヨーク１が配設される。支持板４は前記磁気空隙３を確保するために、ヨーク１の図２の紙面の左端部に挟着される。なお支持板４は前記ヨーク１と同様の強磁性材料によって形成されることが好ましい。このようにヨーク１、永久磁石２、支持板４が一体になった磁気回路２２が形成される。そして磁気回路２２とベース８から固定子５Ｘが構成される。

コイル６は前記磁気空隙３における磁束と巻線方向が直交するような偏平の多相コイルによって形成する。すなわち複数個のコイルが、永久磁石２の配設方向に若干量ずらせて配設され、磁極の方向が磁界検出素子等の手段（図示せず）を介して検出され、電流を流すべきコイルおよびその方向を切換え得るように形成される。
前述のように前記磁気空隙３が横方向になるように配設されるので、コイル６も横方向になるように配設される。
基板１０は例えばガラスエポキシ樹脂製のような薄板により、平面形状を矩形に形成される。扇型の広さは前記多相コイルを必要数配設可能な広さとし、厚さ寸法は前記多相コイルを配設保持可能で、後述の射出成形時の圧力、温度に耐える範囲でできるだけ小さくする。
上記コイル６はインサートナット１２とともに成形用金型に位置決めインサートされる。そして例えばガラス入りポリフェニレンサルファイド樹脂のような熱可塑性樹脂を前記成形用金型のキャビティ内に例えば射出成形手段によって充填し、コイル６を覆う（前記インサートナット１２はねじ穴部が前記樹脂の表面に露出する）樹脂部１３を成形する。このようにコイル６が樹脂モールドされてモールドコイル１４が形成される。

永久磁石２θは、平面形状が略台形になるように形成される。そして、厚さ方向に着磁され、表面にＮＳ磁極が相互に出現するようにヨーク１θの扇型方向に、前記略台形の長辺を前記扇型の外周側に、短辺を内周側になるように配設され、永久磁石付ヨークが形成される。且つ、異なる磁極の極性が対向するように磁気空隙３θを介して、２組の前記永久磁石付ヨークを図５の紙面の上下（Ｘ方向及びＹ方向と直交する方向）に配設する。

コイル６θは平面形状が略台形になるように形成される。そして、前記磁気空隙３θにおける磁束と巻線方向が直交するような偏平の多相コイルによって形成される。すなわち複数個のコイルを永久磁石２θの配設方向に若干量ずらせて配設され、磁極の方向が磁界検出素子等の手段(図示せず)を介して検出され、電流を流すべきコイルおよびその方向を切換え得るように形成される。且つ、前述した永久磁石２θと同様に前記略台形の長辺を前記扇型の外周側に、短辺を内周側になるように配設される。
基板１０θは例えばガラスエポキシ樹脂製のような薄板により、平面形状を略扇型に形成される。扇型の広さは前記多相コイルを必要数配設可能な広さとし、厚さ寸法は前記多相コイルを配設保持可能で、後述の射出成形時の圧力、温度に耐える範囲でできるだけ小さくする。
そして、コイル６θが基板１０θ上に、前述のように若干量ずらせて配設され、コイル付基板が形成される。
なお図４においては、両端部のコイル６θのみを示し、途中のコイル６θは図示を省略した。
上記コイル付基板はインサートナット１２とともに成形用金型に位置決めインサートされる。そして例えばガラス入りポリフェニレンサルファイド樹脂のような熱可塑性樹脂を前記成形用金型のキャビティ内に例えば射出成形手段によって充填し、コイル付基板を覆う（前記インサートナット１２はねじ穴部が前記樹脂の表面に露出する）樹脂部１３θを成形する。このようにコイル付基板が樹脂モールドされてモールドコイル１４θが形成される。

【図面】
【図５】