JP2007188251A - Stage apparatus - Google Patents

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Makoto Kaneko
誠 金子
Satotomo Hasegawa
諭伴 長谷川
Nobuyoshi Hasumi
信義 羽角
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To cancel reaction force and reaction force moment caused when a stage is driven. <P>SOLUTION: A stage apparatus 10 comprises an X stage 30, a stone surface plate 40, canceling actuators 60A, 60B for canceling vibration caused by reaction force, and a mount 70. A control part 80 is connected to a reaction force processing operation part 90 and has a signal route 86 branched so as to supply a stage drive command (b) from a controller 82 to the reaction force processing operation part 90. The reaction force processing operation part 90 comprises a cancel thrust operation part 92 to which the stage drive command (b) is input and drivers 94a to 94d for generating a drive signal (f) corresponding to a reaction force drive command (e) from the cancel thrust operation part 92. The cancel thrust operation part 92 calculates a drive command (e) to the canceling actuators 60A, 60B so as to generate thrust corresponding to the level of reaction force caused when an X linear motor 26 drives the X stage 30. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明はステージ装置に係り、特にステージを移動させる際の反力によるモーメントが生じてステージを支持するベースが傾くことを防止するよう構成したステージ装置に関する。   The present invention relates to a stage apparatus, and more particularly to a stage apparatus configured to prevent a base that supports a stage from tilting due to a moment generated by a reaction force when the stage is moved.

ステージ装置においては、ステージの水平移動を高精度に行なうことが要求されており、ステージの両端に設けられたスライダをリニアモータの推力により所定の速度で移動させるようにリニアモータの推力を制御している。さらに、リニアモータは、大きな重量を有する石定盤(ベース)に支持されており、石定盤上に対して空気ベアリングを構成する静圧パッドによりステージを低摩擦で駆動することができるように構成されている。   The stage device is required to move the stage horizontally with high precision, and the linear motor thrust is controlled so that the sliders provided at both ends of the stage are moved at a predetermined speed by the thrust of the linear motor. ing. Furthermore, the linear motor is supported by a stone surface plate (base) having a large weight so that the stage can be driven with low friction by a static pressure pad constituting an air bearing on the stone surface plate. It is configured.

一方、石定盤を支持する架台には、床から伝播する振動を吸収する除振ユニットが設けられており、石定盤に外部からの振動が伝わらないようにしている。このように構成されたステージ装置では、リニアモータの推力によってステージを移動させる際、その反力を石定盤によって受けることになる。石定盤は、剛性が高く、質量も十分大きいので、リニアモータからの反力によって変形を生じないが、石定盤を支持する除振ユニットは、ばね部材とダンパ機能を有する弾性変形可能な構成であるので、石定盤を介して伝播された反力によってステージの移動方向と逆方向に微小な弾性変形を生じてしまう。その結果、架台に支持された石定盤に微小な変位が印加されることになる。   On the other hand, the gantry that supports the stone surface plate is provided with a vibration isolation unit that absorbs vibrations propagating from the floor, so that external vibrations are not transmitted to the stone surface plate. In the stage apparatus configured as described above, when the stage is moved by the thrust of the linear motor, the reaction force is received by the stone surface plate. The stone surface plate has high rigidity and large enough mass so that it will not be deformed by the reaction force from the linear motor, but the vibration isolation unit that supports the stone surface plate can be elastically deformed with a spring member and a damper function. Due to the configuration, the reaction force propagated through the stone surface plate causes minute elastic deformation in the direction opposite to the moving direction of the stage. As a result, a minute displacement is applied to the stone surface plate supported by the gantry.

このような、ステージを移動させる際の反力による影響を抑制するため、リニアモータがステージを移動させる際に反力と逆方向の力を発生させるアクチュエータを設けて反力をキャンセルするように構成されたステージ装置がある(例えば、特許文献1参照)。
特開2004−302639号公報
In order to suppress the effect of reaction force when moving the stage, an actuator that generates a force in the opposite direction to the reaction force when the linear motor moves the stage is provided to cancel the reaction force. There is a stage device (see, for example, Patent Document 1).
JP 2004-302039 A

しかしながら、上記特許文献1では、リニアモータの反力をキャンセルするアクチュエータが石定盤の側方に配置されるため、ステージ上のワークテーブルにワークを搬送する搬送機構の動作が制限されてしまうという問題があった。   However, in Patent Document 1, an actuator that cancels the reaction force of the linear motor is disposed on the side of the stone surface plate, and therefore, the operation of the transport mechanism that transports the work to the work table on the stage is limited. There was a problem.

また、上記問題を解消するためにアクチュエータをステージが移動する水平面と異なる高さ位置に配置した場合には、反力によるステージの重心回りのモーメントが発生するため、石定盤にモーメントによる振動や微小な傾きが生じてしまう。   In addition, if the actuator is placed at a different height from the horizontal plane on which the stage moves to solve the above problem, a moment around the center of gravity of the stage is generated by the reaction force. A slight tilt will occur.

そこで、本発明は上記事情に鑑み、課題を解決したステージ装置を提供することを目的とする。   In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a stage apparatus that solves the problem.

上記課題を解決するため、本発明は以下のような手段を有する。   In order to solve the above problems, the present invention has the following means.

請求項1記載の発明は、ステージと、該ステージを移動させるアクチュエータと、該アクチュエータを支持するベースと、該ベースを支持する架台と、前記ベースと前記架台との間で振動を吸収する除振ユニットと、前記アクチュエータを制御する制御部とを有するステージ装置において、前記アクチュエータが前記ステージを駆動する際の生じる水平方向の反力と前記ステージの重心回りに作用する反力モーメントをキャンセルするキャンセル用アクチュエータを備えたことを特徴とする。   The invention according to claim 1 is a stage, an actuator that moves the stage, a base that supports the actuator, a base that supports the base, and a vibration isolation that absorbs vibration between the base and the base. In a stage apparatus having a unit and a control unit that controls the actuator, a canceling unit that cancels a horizontal reaction force generated when the actuator drives the stage and a reaction force moment acting around the center of gravity of the stage An actuator is provided.

請求項2記載の発明は、前記キャンセル用アクチュエータが、前記ステージを移動させる水平方向に対して所定角度傾斜させて取り付けられ、傾斜角度に応じた配分で前記反力及び前記反力モーメントをキャンセルすることを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, the canceling actuator is attached to be inclined at a predetermined angle with respect to a horizontal direction in which the stage is moved, and cancels the reaction force and the reaction force moment by distribution according to the inclination angle. It is characterized by that.

請求項3記載の発明は、前記キャンセル用アクチュエータが、固定子に対して可動子を前記ステージの移動方向に移動させるリニアモータからなり、前記固定子が前記架台に支持され、前記可動子が前記ベースの下面に結合されたことを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, the canceling actuator includes a linear motor that moves the mover in the moving direction of the stage relative to the stator, the stator is supported by the gantry, and the mover is It is connected to the lower surface of the base.

請求項4記載の発明は、前記制御部が、前記アクチュエータへのステージ駆動指令に同期して前記キャンセル用アクチュエータへの駆動指令を生成する反力処理制御手段を有することを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, the control unit includes reaction force processing control means for generating a drive command for the canceling actuator in synchronization with a stage drive command for the actuator.

請求項5記載の発明は、前記制御部が、前記アクチュエータへステージ駆動指令を生成するステージ推力演算手段と、該ステージ推力演算手段からのステージ駆動指令を前記反力処理制御手段に供給する信号経路とを有し、前記反力処理制御手段は、前記ステージ駆動指令の供給と共に前記キャンセル用アクチュエータに前記ステージ駆動指令に対応したキャンセル用推力を発生させることを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, the control unit generates a stage thrust calculation means for generating a stage drive command to the actuator, and a signal path for supplying the stage drive command from the stage thrust calculation means to the reaction force processing control means. The reaction force processing control means generates a canceling thrust corresponding to the stage driving command to the canceling actuator together with the supply of the stage driving command.

本発明によれば、アクチュエータがステージを駆動する際の生じる水平方向の反力とステージの重心回りに作用する反力モーメントをキャンセルするキャンセル用アクチュエータを備えたため、ワークを搬送する搬送機構の動作が制限されず、且つステージの重心回りのモーメントを抑制してベースが傾くことを防止することができる。   According to the present invention, since the actuator for canceling the horizontal reaction force generated when the actuator drives the stage and the reaction force moment acting around the center of gravity of the stage is provided, the operation of the transport mechanism for transporting the workpiece can be performed. It is not limited, and the moment around the center of gravity of the stage can be suppressed to prevent the base from tilting.

また、本発明によれば、キャンセル用アクチュエータが、ステージを移動させる水平方向に対して所定角度傾斜させて取り付けられ、傾斜角度に応じた配分で水平方向の反力及び反力モーメントをキャンセルするため、1台のアクチュエータで水平方向の反力と反力モーメントを同時にキャンセルすることができ、キャンセル用アクチュエータ数を減らして構成の簡素化を図れると共に、キャンセル用アクチュエータの制御も簡易に行なえる。   Further, according to the present invention, the canceling actuator is attached to be inclined at a predetermined angle with respect to the horizontal direction in which the stage is moved, and in order to cancel the horizontal reaction force and reaction force moment by distribution according to the inclination angle. The horizontal reaction force and reaction force moment can be canceled simultaneously by one actuator, the number of canceling actuators can be reduced, the configuration can be simplified, and the canceling actuator can also be easily controlled.

また、本発明によれば、アクチュエータへのステージ駆動指令に同期して前記キャンセル用アクチュエータへの駆動指令を生成するため、反力のキャンセル制御を反力の発生と同じタイミングで行なえるので、キャンセル用アクチュエータのタイミングずれによる外乱を防止することができる。   Further, according to the present invention, since the drive command to the cancel actuator is generated in synchronization with the stage drive command to the actuator, the reaction force canceling control can be performed at the same timing as the reaction force generation. Disturbances due to timing differences of the actuators can be prevented.

以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は本発明によるステージ装置の一実施例を示す平面図である。図2はステージ装置の正面図である。図3はステージ装置の側面図である。図1乃至図3に示されるように、ステージ装置10は、Yステージ20と、Xステージ30と、石定盤40と、除振ユニット50と、反力による振動をキャンセルするキャンセル用アクチュエータ60A,60Bと、架台70とを有する。   FIG. 1 is a plan view showing an embodiment of a stage apparatus according to the present invention. FIG. 2 is a front view of the stage apparatus. FIG. 3 is a side view of the stage apparatus. As shown in FIGS. 1 to 3, the stage apparatus 10 includes a Y stage 20, an X stage 30, a stone surface plate 40, a vibration isolation unit 50, and a cancellation actuator 60 </ b> A that cancels vibration caused by a reaction force. 60B and a pedestal 70.

Yステージ20は、X方向に延在する横架部22と、横架部22の両端に結合されたスライダ24とを有する。また、横架部22には、Xステージ30をX方向に移動させるXリニアモータ26と、Xリニアスケール28が設けられている。Xリニアモータ26は、横架部22に固定されX方向に延在形成された固定子(ヨーク)26aと、Xステージ30の下面に結合された可動子(コイル)26bとから構成されている。   The Y stage 20 has a horizontal portion 22 extending in the X direction, and a slider 24 coupled to both ends of the horizontal portion 22. Further, the horizontal portion 22 is provided with an X linear motor 26 for moving the X stage 30 in the X direction and an X linear scale 28. The X linear motor 26 includes a stator (yoke) 26 a fixed to the horizontal portion 22 and extending in the X direction, and a mover (coil) 26 b coupled to the lower surface of the X stage 30. .

また、Xステージ30は、底部に石定盤40の上面を滑動するエアパッド32が取り付けられており、横架部22に沿ってX方向に低摩擦で移動する。   In addition, an air pad 32 that slides on the top surface of the stone surface plate 40 is attached to the bottom of the X stage 30 and moves along the horizontal portion 22 with low friction in the X direction.

さらに、石定盤40は、上面にスライダ24をY方向にガイドするYガイド42と、スライダ24をY方向に駆動するYリニアモータ44と、スライダ24の位置を計測するリニアスケール46とを有する。Yリニアモータ44は、石定盤40に固定されY方向に延在形成された固定子(ヨーク)44aと、スライダ24の側面に結合された可動子(コイル)44bとから構成されている。また、スライダ24には、Yガイド42の両側面に対向して空気層を形成するエアパッド48が取り付けられており、Yガイド42に沿ってY方向に低摩擦で移動する。   Further, the stone surface plate 40 has a Y guide 42 for guiding the slider 24 in the Y direction on the upper surface, a Y linear motor 44 for driving the slider 24 in the Y direction, and a linear scale 46 for measuring the position of the slider 24. . The Y linear motor 44 includes a stator (yoke) 44 a fixed to the stone surface plate 40 and extending in the Y direction, and a mover (coil) 44 b coupled to the side surface of the slider 24. An air pad 48 that forms an air layer is attached to the slider 24 so as to face both side surfaces of the Y guide 42, and moves along the Y guide 42 with low friction in the Y direction.

石定盤40と架台70との間に形成された空間には、除振ユニット50とキャンセル用アクチュエータ60A,60Bとが配されている。従って、キャンセル用アクチュエータ60A,60Bを石定盤40の下方に設けたため、ワークを搬送する搬送機構(図示せず)の動作が制限されず、且つステージの重心回りのモーメントを抑制してベースが傾くことを防止することができる。   In a space formed between the stone surface plate 40 and the gantry 70, a vibration isolation unit 50 and canceling actuators 60A and 60B are arranged. Accordingly, since the canceling actuators 60A and 60B are provided below the stone surface plate 40, the operation of the transport mechanism (not shown) for transporting the workpiece is not limited, and the base is controlled by suppressing the moment around the center of gravity of the stage. Inclination can be prevented.

除振ユニット50は、空気ばねやゴム等の弾性体により形成されており、架台70を介して入力された床面からの振動が石定盤40に伝播しないように振動を吸収するものである。この除振ユニット50は、石定盤40の四隅の角部付近に配置されており、上下方向の振動成分を吸収するように構成されている。ここで、Xリニアモータ26の推力によりXステージ30を移動させる際の反力は、横架部22、スライダ24、Yガイド42を介して石定盤40に伝播される。その際、石定盤40には、水平方向の反力とXステージ30の重心を中心とするモーメントとが作用する。この反力のモーメントが石定盤40に印加された場合、モーメントの方向によって片側の除振ユニット50が圧縮荷重を受け、他側の除振ユニット50が引っ張り荷重を受けることになる。除振ユニット50では、振動を吸収するように上下方向に弾性変形するため、石定盤40の側面が上下方向に振動し、除振ユニット50のダンパ機能によって振動が減衰される。   The vibration isolation unit 50 is formed of an elastic body such as an air spring or rubber, and absorbs vibration so that vibration from the floor surface input via the gantry 70 does not propagate to the stone surface plate 40. . The vibration isolation unit 50 is disposed near the corners of the four corners of the stone surface plate 40 and is configured to absorb vibration components in the vertical direction. Here, the reaction force when the X stage 30 is moved by the thrust of the X linear motor 26 is propagated to the stone surface plate 40 via the horizontal portion 22, the slider 24, and the Y guide 42. At that time, a reaction force in the horizontal direction and a moment about the center of gravity of the X stage 30 act on the stone surface plate 40. When this reaction force moment is applied to the stone surface plate 40, the vibration isolation unit 50 on one side receives a compressive load and the vibration isolation unit 50 on the other side receives a tensile load depending on the direction of the moment. Since the vibration isolation unit 50 is elastically deformed in the vertical direction so as to absorb vibration, the side surface of the stone surface plate 40 vibrates in the vertical direction, and the vibration is attenuated by the damper function of the vibration isolation unit 50.

キャンセル用アクチュエータ60A,60Bは、固定子60aと可動子60bとを組み合わせたリニアモータからなり、固定子60a、可動子60bは水平方向に対して所定角度θ傾斜させた傾斜面を有する傾斜台62a,62bを介して架台70の上面、石定盤40の下面に取り付けられている。また、キャンセル用アクチュエータ60A,60Bは、X方向の反力をキャンセルするように固定子60aに対して可動子60bがX方向に移動する向きに取り付けられている。さらに、左側に配されたキャンセル用アクチュエータ60Aと右側に配された反力処理用アクチュエータ60Bとは、傾斜方向が互いに180°異なるように傾斜角度θが設定されている。   The canceling actuators 60A and 60B are composed of a linear motor in which a stator 60a and a mover 60b are combined, and the stator 60a and the mover 60b have an inclined table 62a having an inclined surface inclined by a predetermined angle θ with respect to the horizontal direction. , 62b are attached to the upper surface of the gantry 70 and the lower surface of the stone surface plate 40. The canceling actuators 60A and 60B are attached in such a direction that the mover 60b moves in the X direction with respect to the stator 60a so as to cancel the reaction force in the X direction. Furthermore, the inclination angle θ is set so that the inclination directions of the canceling actuator 60A arranged on the left side and the reaction force processing actuator 60B arranged on the right side are different from each other by 180 °.

キャンセル用アクチュエータ60A,60Bは、石定盤40の下側に4台配置されており、それらの水平方向分力の合計値がXステージ30を移動させる際のX方向の反力と釣り合い、垂直方向分力によるモーメントの合計値がXステージ30を移動させる際のXステージ30の重心を中心とするモーメントによる反力と釣り合うように推力を傾斜角度θ方向に発生する。   Four canceling actuators 60A and 60B are arranged on the lower side of the stone surface plate 40, and the total value of their horizontal component forces is balanced with the reaction force in the X direction when the X stage 30 is moved. Thrust is generated in the direction of the inclination angle θ so that the total value of the moments due to the directional component balances the reaction force due to the moment centered on the center of gravity of the X stage 30 when the X stage 30 is moved.

図4はステージ装置の制御部の構成を示すブロック図である。図4に示されるように、制御部80は、Xリニアモータ26を制御するコントローラ82と、コントローラ82からのステージ駆動指令bに基づいてXリニアモータ26の可動子(コイル)26bに印加される駆動信号cを生成するドライバ84とを有する。コントローラ82は、ステージ駆動コマンドaが入力されると、ステージ駆動指令bを出力してXステージ30を駆動し、Xリニアスケール28からのXステージ30の位置検出信号dとステージ駆動コマンドaとの差に応じたステージ駆動指令bを出力する。   FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the control unit of the stage apparatus. As shown in FIG. 4, the control unit 80 is applied to the mover (coil) 26 b of the X linear motor 26 based on the controller 82 that controls the X linear motor 26 and the stage drive command b from the controller 82. And a driver 84 for generating a drive signal c. When the stage drive command a is input, the controller 82 outputs the stage drive command b to drive the X stage 30, and the position detection signal d of the X stage 30 from the X linear scale 28 and the stage drive command a are A stage drive command b corresponding to the difference is output.

制御部80は、反力処理演算部90と接続されており、反力処理演算部90にコントローラ82からのステージ駆動指令bを供給するように分岐された信号経路86を有する。反力処理演算部90は、ステージ駆動指令bが入力されるキャンセル推力演算部92と、キャンセル推力演算部92からの反力駆動指令eに応じた駆動信号fを生成するドライバ94a〜94dとを有する。   The control unit 80 is connected to the reaction force processing calculation unit 90 and has a signal path 86 branched so as to supply the reaction force processing calculation unit 90 with the stage drive command b from the controller 82. The reaction force processing calculation unit 90 includes a cancel thrust calculation unit 92 to which the stage drive command b is input, and drivers 94a to 94d that generate a drive signal f corresponding to the reaction force drive command e from the cancel thrust calculation unit 92. Have.

キャンセル推力演算部92は、後述する演算式を用いてXリニアモータ26がXステージ30を駆動する際に発生する反力の大きさに応じた推力を発生させるようにキャンセル用アクチュエータ60A,60Bへの駆動指令eを演算する。従って、キャンセル推力演算部92は、Xリニアモータ26へのステージ駆動指令bに同期してキャンセル用アクチュエータ60A,60Bへの駆動指令eを生成するため、反力のキャンセル制御を反力の発生と同じタイミングで行なえるので、キャンセル用アクチュエータ60A,60Bのタイミングずれによる外乱を防止することができる。   The cancel thrust calculation unit 92 uses the calculation formula described later to the cancel actuators 60A and 60B so as to generate a thrust corresponding to the magnitude of the reaction force generated when the X linear motor 26 drives the X stage 30. The drive command e is calculated. Therefore, the cancel thrust calculation unit 92 generates the drive command e to the cancel actuators 60A and 60B in synchronization with the stage drive command b to the X linear motor 26. Since it can be performed at the same timing, it is possible to prevent a disturbance due to a timing difference between the canceling actuators 60A and 60B.

ここで、ステージ装置10を模式的に示す図5を参照して反力処理演算式について説明する。図5において、Xステージ30はXリニアモータ26の駆動力(推力)Fsで駆動される際、重心G1を中心としてモーメントMsを発生させる。このときの反力−Fsが石定盤40に伝播すると、石定盤40は重心G2を中心としたモーメントMbを発生させる。これらのモーメントMs,Mb及び反力−Fsは、Xステージ30の整定性能に影響する。本実施例では、キャンセル用アクチュエータ60A,60Bの推力を石定盤40に印加させることでモーメントMs,Mb及び反力−Fsを同時にキャンセルすることが可能になる。その原理を以下で説明する。   Here, the reaction force processing calculation formula will be described with reference to FIG. 5 schematically showing the stage apparatus 10. In FIG. 5, when the X stage 30 is driven by the driving force (thrust) Fs of the X linear motor 26, the X stage 30 generates a moment Ms around the center of gravity G1. When the reaction force -Fs at this time propagates to the stone surface plate 40, the stone surface plate 40 generates a moment Mb around the center of gravity G2. These moments Ms, Mb and reaction force −Fs affect the settling performance of the X stage 30. In this embodiment, the moments Ms and Mb and the reaction force −Fs can be canceled simultaneously by applying the thrusts of the canceling actuators 60A and 60B to the stone surface plate 40. The principle will be described below.

ステージ駆動推力をFs、キャンセル用アクチュエータ60A,60Bより発生させる推力をFrとした場合、図5に示すような推力Fsに対する反力−Fs、モーメントMbが石定盤40に作用する。   When the stage drive thrust is Fs and the thrust generated by the canceling actuators 60A and 60B is Fr, reaction force -Fs and moment Mb against the thrust Fs as shown in FIG.

キャンセル用アクチュエータ60A,60Bの推力Frは、図5に示すとおり、水平方向(X方向)の分力Frxと垂直方向の分力Frzに分解でき、その関係式は次式(1)(2)のようになる。
Frx=Fr・cosθ ・・・(1)
Frz=Fr・sinθ ・・・(2)
次式(3)が成り立つとき、水平方向(X方向)の推力は、4台のキャンセル用アクチュエータ60A,60Bによってキャンセルされる。
−Fs+4・Frx=0 ・・・(3)
よって、水平方向(X方向)の分力Frxは、以下のように求まる。
Frx=Fs/4 ・・・(4)
次に、Xステージ30を駆動したとき、Xステージ30の重心G1、石定盤40の重心G2の夫々かかる反力モーメントMs,Mbは、以下のように求まる。以下では、反時計回りの方向を負とする。また、Xリニアモータ26の推力作用点から重心G1までの距離をH1、Xリニアモータ26の推力作用点から重心G2までの距離をH2として表す。
Ms=−Fs・H1 ・・・(5)
Mb=−Fs・H2+2Mr ・・・(6)
ここで、石定盤40の重心G2からキャンセル用アクチュエータ60A,60Bまでの距離をLとすると、反力処理モーメントMrは、次式(7)のように表せる。
Mr=Frz・L ・・・(7)
このとき、次式(8)が成り立つ場合に反力モーメントMs,Mbはキャンセルされる。
Ms+Mb=0 ・・・(8)
以上の式をまとめると、次式(9)のようになる。
Frz=(H1+H2)・Fs/2L ・・・(9)
上記(1)(2)(4)(9)式より、キャンセル用アクチュエータ60A,60Bの取り付け角度θ、及びキャンセル用アクチュエータ60A,60Bの推力Frは、以下の式で求まる。
θ=tan-1((H1+H2)/L) ・・・(10)
Fr=Fs/(2・cosθ) ・・・(11)
このように、キャンセル用アクチュエータ60A,60Bの推力Frは、キャンセル用アクチュエータ60A,60Bの傾斜角θとXリニアモータ26の推力Fsによって求まるため、傾斜角θを任意の固定値に設定することで、キャンセル用アクチュエータ60A,60Bの推力Frに応じた反力モーメントMs,Mb及びXリニアモータ26の推力の反力−Fsを同時にキャンセルすることが可能になる。従って、1台のアクチュエータで水平方向の反力−Fsと反力モーメントMs,Mbを同時にキャンセルすることができ、キャンセル用アクチュエータ数を減らして構成の簡素化を図れると共に、キャンセル用アクチュエータ60A,60Bの制御も簡易に行なえる。
As shown in FIG. 5, the thrust Fr of the canceling actuators 60A and 60B can be decomposed into a component force Frx in the horizontal direction (X direction) and a component force Frz in the vertical direction. become that way.
Frx = Fr · cos θ (1)
Frz = Fr · sinθ (2)
When the following equation (3) holds, the thrust in the horizontal direction (X direction) is canceled by the four canceling actuators 60A and 60B.
-Fs + 4 ・ Frx = 0 (3)
Therefore, the component force Frx in the horizontal direction (X direction) is obtained as follows.
Frx = Fs / 4 (4)
Next, when the X stage 30 is driven, the reaction force moments Ms and Mb applied to the center of gravity G1 of the X stage 30 and the center of gravity G2 of the stone surface plate 40 are obtained as follows. In the following, the counterclockwise direction is negative. The distance from the thrust acting point of the X linear motor 26 to the center of gravity G1 is represented as H1, and the distance from the thrust acting point of the X linear motor 26 to the center of gravity G2 is represented as H2.
Ms = −Fs · H1 (5)
Mb = −Fs · H2 + 2Mr (6)
Here, if the distance from the center of gravity G2 of the stone surface plate 40 to the canceling actuators 60A and 60B is L, the reaction force processing moment Mr can be expressed by the following equation (7).
Mr = Frz ・ L ・ ・ ・ (7)
At this time, the reaction moments Ms and Mb are canceled when the following equation (8) is satisfied.
Ms + Mb = 0 (8)
The above formulas can be summarized as the following formula (9).
Frz = (H1 + H2) ・ Fs / 2L (9)
From the above equations (1), (2), (4), and (9), the mounting angle θ of the canceling actuators 60A and 60B and the thrust Fr of the canceling actuators 60A and 60B are obtained by the following equations.
θ = tan −1 ((H1 + H2) / L) (10)
Fr = Fs / (2 · cos θ) (11)
Thus, since the thrust Fr of the canceling actuators 60A and 60B is obtained from the tilt angle θ of the canceling actuators 60A and 60B and the thrust Fs of the X linear motor 26, the tilt angle θ is set to an arbitrary fixed value. The reaction force moments Ms, Mb corresponding to the thrust Fr of the canceling actuators 60A, 60B and the reaction force -Fs of the thrust of the X linear motor 26 can be canceled simultaneously. Accordingly, the horizontal reaction force −Fs and the reaction force moments Ms and Mb can be canceled simultaneously by a single actuator, the number of canceling actuators can be reduced, the configuration can be simplified, and the canceling actuators 60A and 60B can be simplified. This can be easily controlled.

図6は変形例を模式的に示す平面図である。図6に示されるように、X方向の反力をキャンセルするキャンセル用アクチュエータ60A,60Bを石定盤40の下方に設けると共に、Y方向の反力をキャンセルするキャンセル用アクチュエータ62A,62Bを石定盤40の下方に設ける。   FIG. 6 is a plan view schematically showing a modification. As shown in FIG. 6, canceling actuators 60A and 60B for canceling the reaction force in the X direction are provided below the stone surface plate 40, and the canceling actuators 62A and 62B for canceling the reaction force in the Y direction are fixed. Provided below the panel 40.

この変形例では、石定盤40の平面状をステージ100が2次元的に移動するサーフェイス型ステージ装置110にも適用することが可能である。X方向の反力−Fsと反力モーメントMs,Mbとステージ100を駆動する際のY方向の反力と反力モーメントをキャンセルすることが可能になり、ステージ100をX方向及びY方向に同時に移動させる場合の反力処理が行なえる。   This modification can also be applied to the surface type stage device 110 in which the stage 100 moves two-dimensionally on the flat surface of the stone surface plate 40. Reaction force in the X direction -Fs, reaction force moments Ms, Mb, and the reaction force and reaction force in the Y direction when the stage 100 is driven can be canceled, and the stage 100 is simultaneously moved in the X and Y directions. Reaction force processing when moving is possible.

尚、上記実施例では、除振ユニット50で石定盤40を支持する構成を一例として挙げたが、これに限らず、石定盤40が直接架台70に支持される構成のステージ装置にも適用できるのは勿論である。   In the above-described embodiment, the configuration in which the stone surface plate 40 is supported by the vibration isolation unit 50 has been described as an example. Of course, it can be applied.

本発明によるステージ装置の一実施例を示す平面図である。It is a top view which shows one Example of the stage apparatus by this invention. ステージ装置の正面図である。It is a front view of a stage apparatus. ステージ装置の側面図である。It is a side view of a stage apparatus. ステージ装置の制御部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the control part of a stage apparatus. 演算式を説明するための図である。It is a figure for demonstrating a computing equation. 変形例を模式的に示す平面図である。It is a top view which shows a modification typically.

符号の説明Explanation of symbols

10 ステージ装置
20 Yステージ
24 スライダ
26 Xリニアモータ
28 Xリニアスケール
30 Xステージ
40 石定盤
42 Yガイド
44 Yリニアモータ
46 リニアスケール
50 除振ユニット
60A,60B キャンセル用アクチュエータ
70 架台
80 制御部
82 コントローラ
84 ドライバ
90 反力処理演算部
92 キャンセル推力演算部
94a〜94d ドライバ
110 サーフェイス型ステージ装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Stage apparatus 20 Y stage 24 Slider 26 X linear motor 28 X linear scale 30 X stage 40 Stone surface plate 42 Y guide 44 Y linear motor 46 Linear scale 50 Anti-vibration unit 60A, 60B Canceling actuator 70 Base 80 Control part 82 Controller 84 Driver 90 Reaction force processing calculation unit 92 Cancel thrust calculation units 94a to 94d Driver 110 Surface type stage device

Claims (5)

ステージと、該ステージを移動させるアクチュエータと、該アクチュエータを支持するベースと、該ベースを支持する架台と、前記ベースと前記架台との間で振動を吸収する除振ユニットと、前記アクチュエータを制御する制御部とを有するステージ装置において、
前記アクチュエータが前記ステージを駆動する際の生じる水平方向の反力と前記ステージの重心回りに作用する反力モーメントをキャンセルするキャンセル用アクチュエータを備えたことを特徴とするステージ装置。
A stage, an actuator that moves the stage, a base that supports the actuator, a gantry that supports the base, a vibration isolation unit that absorbs vibration between the base and the gantry, and the actuator In a stage apparatus having a control unit,
A stage apparatus comprising: a canceling actuator for canceling a horizontal reaction force generated when the actuator drives the stage and a reaction force moment acting around the center of gravity of the stage.
前記キャンセル用アクチュエータは、前記ステージを移動させる水平方向に対して所定角度傾斜させて取り付けられ、傾斜角度に応じた配分で前記反力及び前記反力モーメントをキャンセルすることを特徴とする請求項1に記載のステージ装置。   2. The canceling actuator is attached at a predetermined angle with respect to a horizontal direction in which the stage is moved, and cancels the reaction force and the reaction force moment with a distribution according to the inclination angle. The stage apparatus described in 1. 前記キャンセル用アクチュエータは、固定子に対して可動子を前記ステージの移動方向に移動させるリニアモータからなり、前記固定子が前記架台に支持され、前記可動子が前記ベースの下面に結合されたことを特徴とする請求項1または2の何れかに記載のステージ装置。   The canceling actuator is composed of a linear motor that moves the mover in the moving direction of the stage relative to the stator, the stator is supported by the mount, and the mover is coupled to the lower surface of the base. The stage apparatus according to claim 1, wherein: 前記制御部は、
前記アクチュエータへのステージ駆動指令に同期して前記キャンセル用アクチュエータへの駆動指令を生成する反力処理制御手段を有することを特徴とする請求項1乃至4の何れかに記載のステージ装置。
The controller is
5. The stage apparatus according to claim 1, further comprising a reaction force processing control unit that generates a drive command to the canceling actuator in synchronization with a stage drive command to the actuator.
前記制御部は、
前記アクチュエータへステージ駆動指令を生成するステージ推力演算手段と、
該ステージ推力演算手段からのステージ駆動指令を前記反力処理制御手段に供給する信号経路とを有し、
前記反力処理制御手段は、前記ステージ駆動指令の供給と共に前記キャンセル用アクチュエータに前記ステージ駆動指令に対応したキャンセル用推力を発生させることを特徴とする請求項1に記載のステージ装置。
The controller is
Stage thrust calculation means for generating a stage drive command to the actuator;
A signal path for supplying a stage drive command from the stage thrust calculation means to the reaction force processing control means,
2. The stage apparatus according to claim 1, wherein the reaction force processing control unit causes the canceling actuator to generate a canceling thrust corresponding to the stage driving command together with the supply of the stage driving command.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009033058A (en) * 2007-07-30 2009-02-12 Sumitomo Heavy Ind Ltd Reaction force processing apparatus
JP2009174706A (en) * 2007-12-28 2009-08-06 Toyota Motor Corp Surface plate fixing structure
JP2010135425A (en) * 2008-12-02 2010-06-17 Sumitomo Heavy Ind Ltd Reaction force processing mechanism, stage apparatus provided with the same, and semiconductor inspection apparatus provided with the stage apparatus
US7880948B2 (en) 2007-09-26 2011-02-01 Konica Minolta Opto, Inc. Scanning projection device
CN103048892A (en) * 2012-12-19 2013-04-17 哈尔滨工业大学 Vibration-isolation platform based on height/horizontal attitude six-dimensional position detection and control

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001304332A (en) * 2000-04-24 2001-10-31 Canon Inc Active vibration damping device
JP2003314610A (en) * 2002-04-19 2003-11-06 Canon Inc Active vibration control device, exposing device, and manufacturing method for the devices
JP2004302639A (en) * 2003-03-28 2004-10-28 Sumitomo Heavy Ind Ltd Vibration controller
JP2005057876A (en) * 2003-08-04 2005-03-03 Sumitomo Heavy Ind Ltd Reaction force processing system for stage apparatus
JP2005203567A (en) * 2004-01-15 2005-07-28 Canon Inc Driving device, aligner and device manufacturing method

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001304332A (en) * 2000-04-24 2001-10-31 Canon Inc Active vibration damping device
JP2003314610A (en) * 2002-04-19 2003-11-06 Canon Inc Active vibration control device, exposing device, and manufacturing method for the devices
JP2004302639A (en) * 2003-03-28 2004-10-28 Sumitomo Heavy Ind Ltd Vibration controller
JP2005057876A (en) * 2003-08-04 2005-03-03 Sumitomo Heavy Ind Ltd Reaction force processing system for stage apparatus
JP2005203567A (en) * 2004-01-15 2005-07-28 Canon Inc Driving device, aligner and device manufacturing method

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009033058A (en) * 2007-07-30 2009-02-12 Sumitomo Heavy Ind Ltd Reaction force processing apparatus
US7880948B2 (en) 2007-09-26 2011-02-01 Konica Minolta Opto, Inc. Scanning projection device
JP2009174706A (en) * 2007-12-28 2009-08-06 Toyota Motor Corp Surface plate fixing structure
JP2010135425A (en) * 2008-12-02 2010-06-17 Sumitomo Heavy Ind Ltd Reaction force processing mechanism, stage apparatus provided with the same, and semiconductor inspection apparatus provided with the stage apparatus
CN103048892A (en) * 2012-12-19 2013-04-17 哈尔滨工业大学 Vibration-isolation platform based on height/horizontal attitude six-dimensional position detection and control

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