JP2008221444A - Gantry type xy stage - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液晶パネルなどのフラットディスプレイパネルの検査、加工などを行う際に使用されるガントリー型XYステージに関し、特に、装置寸法の増加、ガントリービームの撓み量の増加を招くことなくステージ面を広くできるように改良を図ったガントリー型XYステージに関する。 The present invention relates to a gantry type XY stage used when inspecting and processing a flat display panel such as a liquid crystal panel, and in particular, the stage surface can be formed without causing an increase in apparatus dimensions and an increase in the amount of deflection of a gantry beam. The present invention relates to a gantry type XY stage that has been improved so that it can be widely used.
液晶パネルなどのフラットディスプレイパネルなどの検査、加工などを行うために、ガントリー型XYステージが使用されている。ガントリー型XYステージは、装置架台上に水平に支持されているステージ盤(定盤)の上面に水平な矩形のステージ面が形成されており、ガントリー部がステージ面に沿ってその長辺方向(Y軸方向)にスライドするように取り付けられている。ガントリー部には、ステージ面に沿ってその短辺方向(X軸方向)にスライドするように検査ユニットなどのユニットが搭載される。ガントリー部およびユニットをXYの2軸方向に移動させることにより、ステージ面に載せたパネルの任意の位置にユニットを位置決めすることができる。このようなガントリー型XYステージは、特許文献1、2に開示されている。
近年においてはディスプレイの大型化に伴い液晶パネルなどのフラットディスプレイパネルも大型化しており、これに伴い、ガントリー型XYステージも大型のものが要求されている。すなわち、大版のパネルの検査などを行うためには、それを載せることのできる広いステージ面を備えたガントリー型XYステージが必要とされている。 In recent years, flat display panels such as liquid crystal panels have been enlarged with the increase in size of displays, and accordingly, a large gantry type XY stage is required. That is, in order to inspect a large-sized panel, a gantry type XY stage having a wide stage surface on which it can be placed is required.
ステージ面の幅および長さを広げるためには、ガントリー型XYステージの幅および長さ寸法を増やす必要がある。この結果、製造コストの増加、重量の増加を招き、広い設置場所も必要になってしまう。特に、ステージ盤を大きくする必要があるので、製造コストおよび重量が増加してしまう。また、幅寸法が増加すると、トレーラに搭載して運搬することができないので、分解して搬送しなければならず極めて不便である。 In order to increase the width and length of the stage surface, it is necessary to increase the width and length of the gantry type XY stage. As a result, the manufacturing cost increases and the weight increases, and a large installation place is required. In particular, since it is necessary to enlarge the stage board, the manufacturing cost and weight increase. Further, when the width dimension increases, it cannot be mounted on the trailer and transported, so it must be disassembled and transported, which is extremely inconvenient.
一方、従来のガントリー型XYステージは門型のガントリー部を備えており、検査ユニットなどのユニットがスライドするガントリービームは、その両端において支持シャフトによって両持ち状態で支持されている。この構造のガントリー部では、ユニットがガントリービームのスパン方向の中央に位置した状態において、ガントリービームの中央部分が大きく撓み、ユニットが両端側に移動するとガントリービームの撓み量が減少する。このようにユニットの移動、すなわち荷重移動によりガントリービームの撓み量が大きく変化する。また、ガントリー型XYステージの大型化に伴ってガントリービームのスパンが長くなると、撓み量はスパンの三乗に比例して増加するので、その最大撓み量が大幅に増加してしまう。撓み量を低減するためにはガントリービームの剛性を高めるなどの対策が必要であり、このために、コスト高および重量増加を招くことになってしまう。 On the other hand, a conventional gantry-type XY stage has a gate-type gantry section, and a gantry beam on which a unit such as an inspection unit slides is supported in both ends by support shafts at both ends thereof. In the gantry portion having this structure, in the state where the unit is located at the center in the span direction of the gantry beam, the central portion of the gantry beam is greatly bent, and when the unit moves to both ends, the amount of bending of the gantry beam is reduced. In this way, the amount of deflection of the gantry beam greatly changes due to the movement of the unit, that is, the load movement. Further, if the span of the gantry beam becomes longer as the size of the gantry type XY stage increases, the amount of deflection increases in proportion to the third power of the span, so that the maximum amount of deflection greatly increases. In order to reduce the amount of deflection, it is necessary to take measures such as increasing the rigidity of the gantry beam, which leads to an increase in cost and weight.
本発明の課題は、このような点に鑑みて、幅寸法の増加を伴うことなく広幅のステージ面を確保することのできる構造のガントリー型XYステージを提案することにある。 In view of the above, an object of the present invention is to propose a gantry-type XY stage having a structure capable of ensuring a wide stage surface without increasing the width dimension.
また、本発明の課題は、ガントリービームの撓みを抑制可能な構造のガントリー型XYステージを提案することにある。 Another object of the present invention is to propose a gantry type XY stage having a structure capable of suppressing the deflection of the gantry beam.
図1を参照して説明すると、本発明のガントリー型XYステージ1は、上面にステージ面2が形成されているステージ盤3と、ステージ面2に平行なX軸方向に沿って、当該ステージ面2を跨ぐ状態に架け渡されたガントリー部4と、ガントリー部4をステージ面2に平行でX軸に直交するY軸方向にスライド可能な状態で支持しているY軸リニアガイド5とを有している。また、ガントリー部4は、Y軸リニアガイド5によって支持され、ステージ盤3のX軸方向の両側面3a、3bから外方に張り出している左右の支持アーム6L、6Rと、これら左右の支持アーム6L、6Rによって支持されている左右の支持シャフト7L、7Rと、左右の支持シャフト7L、7Rの間に架け渡されているガントリービーム8とを備えていることを特徴としている。ここで、左右の支持アーム6L、6Rは一般的にはX軸方向に張り出すようにすればよい。
Referring to FIG. 1, a gantry-
本発明のガントリー型XYステージ1では、ガントリービーム8の両端8a、8bを支持している支持シャフト7L、7Rが、ステージ盤3の両端3a、3bから外方に張り出した支持アーム6L、6Rによって支持されている。ガントリービーム8に沿ってX軸方向にスライドする検査ユニットなどのユニット9は左右の支持シャフト7L、7Rの間のX軸方向にスライド可能である。外方に張り出している左右の支持アーム6L、6Rによって左右の支持シャフト7L、7Rを支持しているので、左右の支持シャフト7L、7Rの間隔を、ステージ盤3の幅寸法と同一、あるいはそれ以上に広げることができる。
In the gantry
これに対して、図2に示すように従来のガントリー型XYステージ11では、ステージ盤13の上面に、門型のガントリー部14がY軸リニアガイド15L、15RによってY軸方向にスライド可能な状態で支持されている。したがって、ガントリー部14に沿ってX軸方向にスライド可能なユニット19の移動範囲は、ステージ盤13の幅寸法よりも狭い。
On the other hand, as shown in FIG. 2, in the conventional gantry
したがって、本発明によれば、ステージ盤の上に左右の支持シャフトが支持されている従来の門型のガントリー部に比べて、当該ガントリー部に沿ってX軸方向にスライドする検査ユニットなどのユニットの移動範囲を広くすることができる。この結果、同一幅のステージ面を備えたステージ盤として従来よりも幅の狭いステージ盤を用いることができる。換言すると、同一幅のステージ盤を用いて従来よりも広幅のステージ面を形成することができる。 Therefore, according to the present invention, a unit such as an inspection unit that slides in the X-axis direction along the gantry portion as compared with the conventional portal gantry portion in which the left and right support shafts are supported on the stage board. Can be widened. As a result, a stage board having a narrower width than the conventional one can be used as a stage board having a stage surface of the same width. In other words, it is possible to form a stage surface wider than the conventional one using a stage board having the same width.
また、図3に示すように、本発明のガントリー部4では、その左右の支点(Y軸リニアガイド5による支点)がガントリービーム8の両端よりも内側に位置している。したがって、ガントリービーム8の有効スパン長Le(8)を実際のガントリービーム8の長さL(8)よりも短くできるので、その中央に荷重が作用した場合の最大撓み量Aを小さくできる。よって、ステージ面を広げるためにガントリービームを長くする場合に、従来に比べてガントリービームの撓み量を少なくすることができる。また、荷重の移動に伴うガントリービーム8の撓み量の変動も抑制することができる。
Further, as shown in FIG. 3, in the
次に、本発明では、図1に示すように、支持アーム6L、6Rにおけるステージ盤3の両側面3a、3bから外方に張り出している張り出し部分の下側、すなわち、左右の支持シャフト7L、7Rの下方の部位に、ガントリー部4およびステージ盤3の間を連結しているケーブル10が配置されている。
Next, in the present invention, as shown in FIG. 1, the lower side of the projecting portion of the
従来においては、図2に示すように、ステージ盤13の側方にケーブル20が配置されており、ガントリー型XYテーブル11の幅寸法はステージ盤13の幅寸法にケーブル20の幅寸法を加えた寸法となっていた。
Conventionally, as shown in FIG. 2, the
本発明では、左右に張り出した支持アーム6L、6Rの下側の空間を利用してケーブル10を配置している。すなわち、従来におけるケーブル20の設置スペースを利用して左右の支持アーム6L、6Rを設置している。したがって、左右に張り出した支持アーム6L、6Rによってガントリー型XYステージ1の幅寸法が増加することを抑制あるいは回避できる。換言すると本発明のガントリー型XYステージでは、当該ガントリー型XYステージのX軸方向における最大幅寸法が、ガントリー部のX軸方向の幅寸法によって規定されることになる。従来に比べて、幅寸法の増加を抑制でき、また、従来よりも幅寸法を縮小することも可能になる。
In the present invention, the
次に、図1に示すように、ガントリー部4を支持しているY軸リニアガイド5として、ステージ面のX軸方向の両側の部位において、左右の支持アームをそれぞれ支持している左右のY軸リニアガイド5L、5Rを用いる場合には、左右の支持アームの間に、X軸方向に沿って、連結プレート8Aを架け渡しておいてもよい。
Next, as shown in FIG. 1, left and right Y supporting left and right support arms are respectively supported at portions on both sides in the X-axis direction of the stage surface as Y-axis
本発明のガントリー型XYステージのガントリー部は、ステージ盤の両側(X軸方向の端)から左右に張り出した支持アームを備え、これらの支持アームによって支持されている支持シャフトの間にガントリービームが架け渡された構造となっている。 The gantry section of the gantry type XY stage of the present invention includes support arms that protrude from the left and right sides (ends in the X-axis direction) of the stage board, and a gantry beam is supported between the support shafts supported by these support arms. It has a bridged structure.
この構造のガントリー部を採用することにより、ガントリービームに沿ってX軸方向に移動する検査ユニットなどのユニットの移動範囲を広くすることができ、ステージ盤の上面を有効利用できる。したがって、ステージ盤の上面に広いステージ面を確保することが可能になるので、全体の幅寸法の増加を招くことなく幅の広いパネルの検査などを行うことのできる幅広のステージ面を備えたガントリー型XYステージを実現できる。 By adopting the gantry portion having this structure, the movement range of a unit such as an inspection unit that moves in the X-axis direction along the gantry beam can be widened, and the upper surface of the stage board can be effectively used. Therefore, it becomes possible to secure a wide stage surface on the upper surface of the stage board, so that a gantry having a wide stage surface capable of inspecting a wide panel without causing an increase in the overall width dimension. A type XY stage can be realized.
また、ガントリービームの撓み量を小さくすることができるので、本発明は、長いガントリービームが必要とされる大型のガントリー型XYステージを実現するために極めて有効である。 Further, since the amount of deflection of the gantry beam can be reduced, the present invention is extremely effective for realizing a large gantry type XY stage that requires a long gantry beam.
図4は本発明を適用したガントリー型XYステージの実施の形態を示す斜視図であり、図5(a)〜(c)はその平面図、側面図および正面図である。また、図6(a)〜(d)はそのガントリー部のみを取り出して示す平面図、正面図、側面図および底面図である。 FIG. 4 is a perspective view showing an embodiment of a gantry-type XY stage to which the present invention is applied, and FIGS. 5A to 5C are a plan view, a side view and a front view thereof. FIGS. 6A to 6D are a plan view, a front view, a side view, and a bottom view showing only the gantry portion taken out.
本実施の形態に係るガントリー型XYステージ30は、大版の液晶パネルの検査などに使用するためのものである。このガントリー型XYステージ30は、装置架台31と、この上に水平に支持されている矩形のステージ盤(定盤)33と、ステージ盤33によってスライド可能な状態で支持されているガントリー部34と、このガントリー部34にスライド可能な状態で搭載されている検査ユニット39とを備えている。
The gantry
装置架台31は、マトリクス状に配置した例えば9本の支柱41と、これらを相互に連結している梁42とを備えており、各支柱41の頭部に防振(制振)マウント43を介して、ステージ盤33が水平に支持されている。ステージ盤33は前後方向(Y軸方向)に長い矩形形状をしており、その上面の両側部分には、それぞれ前後方向に平行に延びる一対の直線状のガイドレール44が配置されている。左右のガイドレール44の間が検査対象の液晶パネル(図示せず)を載せるための長方形のステージ面32とされている。
The
左右の一対のガイドレール44の間には、これらと平行に延びる横方に開口した扁平な溝形断面のリニアモータ固定子45が配置されている。また、リニアモータ固定子45と一方のガイドレール44の間には、ガントリー部34のスライド位置を検出するためのリニアスケール46が配置されている。
Between the pair of left and right guide rails 44, a
ガントリー部34は、左右の支持アーム36L、36Rと、これらによって支持されている左右の支持シャフト37L、37Rと、これら支持シャフト37L、37Rの間に架け渡されているガントリービーム38とを備えている。左右の支持アーム36L、36Rは細長い矩形板形状のものであり、ステージ盤33の上面の左右の端部において、ガイドレール44の上からステージ盤33の両側面33a、33bの側方(X軸方向の外方)に張り出している。
The
支持アーム36L、36Rの内端部裏面にはガイドレール44に沿ってスライド自在な状態で当該ガイドレール44に上側から装着されているスライダ47が取り付けられている。これらガイドレール44およびスライダ47によってY軸ニリアガイド48が構成されている。また、支持アーム36L、36Rの内端部裏面には、スライダ47の間にリニアモータ可動子(図示せず)が取り付けられており、これがリニアモータ固定子45の溝に差し込まれた状態に保持されている。これらリニアモータ固定子45およびリニアモータ可動子によって、ガントリー部34をY軸方向にスライドさせるためのY軸リニアモータが構成されている。
A slider 47 mounted on the
支持アーム36L、36Rにおけるステージ盤33の両側面33a、33bから外方に張り出している部分の上面には垂直に矩形断面の支持シャフト37L、37Rが固定されている。これら支持シャフト37L、37Rによって、矩形断面形状のガントリービーム38が、幅方向(X軸方向)に水平に延びる状態で支持されている。ガントリービーム38の上面には、X軸方向に沿って2条のガイドレール51が直線状に配置されている。また、ガイドレール51の間には、横方に開口した溝形断面のリニアモータ固定子(図示せず)がX軸方向に沿って直線状に配置されている。また、リニアモータ固定子の側方には、検査ユニット39のX軸方向のスライド位置を検出するためのリニアスケール(図示せず)も配置されている。
検査ユニット39はスライドベース61に搭載されている。スライドベース61の裏面には、ガイドレール51に沿ってスライド自在の状態で当該ガイドレール51に上側から装着されたスライダ62が取り付けられている。これらガイドレール51およびスライダ62によってX軸リニアガイド63が構成されており、X軸スライドベース61はガントリービーム38の上面に沿ってX軸方向にスライド可能である。また、スライドベース61の裏面にはリニアモータ固定子の溝に差し込まれた状態に保持されたリニアモータ可動子(図示せず)が取り付けられている。これらリニアモータ固定子およびリニアモータ可動子によって、検査ユニット39が搭載されているスライドベース61をX軸方向にスライドさせるためのX軸リニアモータが構成されている。
The
ここで、ステージ盤33の両側面33a、33bにおける後側の部分には、それらの下縁部分に沿って前後方向に一定の長さのケーブルガイド71が水平に取り付けられている。このケーブルガイド71の前端部と、左右に張り出している支持アーム36L、36Rの張り出し部分の裏面との間には、後方に扁平なU状に湾曲した状態に配置したケーブル72が架け渡されている。
Here, a
(ガントリー部の別の構成例)
図7(a)〜(d)は,ガントリー部の別の構成例を示す平面図、正面図、側面図および裏面図である。ここに示すガントリー部80の基本構成は、図6に示すガントリー部34と同様であるので、対応する部位には同一の符号を付してある。異なる点は、左右の支持アーム36L、36Rが、X軸方向に延びる1枚の細長い矩形板状の支持アーム81から形成されていることである。この構造のガントリー部80を、上記のガントリー部34の代わりに用いることができ、当該ガントリー部34を用いた場合と同様な作用効果を得ることができる。
(Another configuration example of the gantry section)
7A to 7D are a plan view, a front view, a side view, and a back view showing another configuration example of the gantry section. Since the basic configuration of the
(その他の実施の形態)
上記の例においては、ガントリー部をY軸方向に案内するためにガイドレールを備えたリニアガイドを使用しているが、例えば、エアーベリングを備えた構成など、別の構成のリニアガイドを用いてもよいことは勿論である。
(Other embodiments)
In the above example, a linear guide provided with a guide rail is used to guide the gantry section in the Y-axis direction. For example, a linear guide having another configuration such as a configuration provided with air belling is used. Of course, it is also good.
また、ガントリー部をY軸方向に移動させるための駆動機構としてリニアモータを用いているが、リニアモータ以外の駆動機構を用いることもできる。例えば、通常のモータの回転力を、ガントリー部を直線移動させるための駆動力に変換するように駆動機構を構成することもできる。 Moreover, although the linear motor is used as a drive mechanism for moving the gantry section in the Y-axis direction, a drive mechanism other than the linear motor can be used. For example, the drive mechanism can be configured to convert a normal motor rotational force into a drive force for linearly moving the gantry unit.
1、30 ガントリー型XYステージ
2、32 ステージ面
3、33 ステージ盤
3a、3b、33a、33b 側面
4、34 ガントリー部
5、48 Y軸リニアガイド
6L、6R、36L、36R 支持アーム
7L、7R、37L、37R 支持シャフト
8、38 ガントリービーム
8a、8b 端部
9、39 ユニット
10、72 ケーブル
31 装置架台
41 支柱
42 梁
43 防振マウント
44 ガイドレール
45 リニアモータ固定子
46 リニアスケール
47 スライダ
51 ガイドレール
61 スライドガイド
71 ケーブルガイド
80 ガントリー部
81 支持アーム
1, 30 Gantry
Claims (5)
ステージ面に平行なX軸方向に沿って、当該ステージ面を跨ぐ状態に架け渡されたガントリー部と、
ガントリー部をステージ面に平行でX軸に直交するY軸方向にスライド可能な状態で支持しているY軸リニアガイドとを有し、
ガントリー部は、
Y軸リニアガイドによって支持され、ステージ盤のX軸方向の両端から外方に張り出している左右の支持アームと、
これら左右の支持アームによって支持されている左右の支持シャフトと、
左右の支持シャフトの間に架け渡されているガントリービームとを備えていることを特徴とするガントリー型XYステージ。 A stage board having a stage surface formed on the upper surface;
A gantry section spanned across the stage surface along the X-axis direction parallel to the stage surface;
A Y-axis linear guide that supports the gantry part in a slidable state in the Y-axis direction parallel to the stage surface and perpendicular to the X-axis,
The gantry department
Left and right support arms supported by a Y-axis linear guide and projecting outward from both ends in the X-axis direction of the stage board;
Left and right support shafts supported by these left and right support arms;
A gantry-type XY stage comprising a gantry beam spanned between left and right support shafts.
前記支持アームはX軸方向に張り出していることを特徴とするガントリー型XYステージ。 In the gantry type XY stage according to claim 1,
A gantry-type XY stage characterized in that the support arm projects in the X-axis direction.
前記支持アームにおける前記ステージ盤の両側面から外方に張り出している張り出し部分の下側に、ガントリー部およびステージ盤の間を連結しているケーブルが配置されていることを特徴とするガントリー型XYステージ。 In the gantry type XY stage according to claim 1,
A gantry-type XY characterized in that a cable connecting the gantry section and the stage board is disposed below the projecting portion of the support arm that projects outward from both side surfaces of the stage board. stage.
当該ガントリー型XYステージのX軸方向における最大幅寸法が、ガントリー部のX軸方向の幅寸法によって規定されていることを特徴とするガントリー型XYステージ。 In the gantry type XY stage according to claim 1,
A gantry-type XY stage characterized in that the maximum width dimension in the X-axis direction of the gantry-type XY stage is defined by the width dimension of the gantry section in the X-axis direction.
Y軸リニアガイドは、ステージ面のX軸方向の両側の部において、左右の支持アームを支持している左右のY軸リニアガイドであり、
左右の支持アームの間には、X軸方向に沿って、連結プレートが架け渡されていることを特徴とするガントリー型XYステージ。 In the gantry type XY stage according to claim 1,
The Y-axis linear guides are left and right Y-axis linear guides that support left and right support arms at both sides of the stage surface in the X-axis direction.
A gantry-type XY stage characterized in that a connecting plate is stretched between the left and right support arms along the X-axis direction.
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