JP2010135425A - Reaction force processing mechanism, stage apparatus provided with the same, and semiconductor inspection apparatus provided with the stage apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ステージ装置に設けられ、ステージの移動により生じる反力を処理するための反力処理機構、その反力処理機構を備えたステージ装置、及びそのステージ装置を備えた半導体検査装置に関する。 The present invention relates to a reaction force processing mechanism provided in a stage apparatus for processing a reaction force generated by movement of a stage, a stage apparatus including the reaction force processing mechanism, and a semiconductor inspection apparatus including the stage apparatus.
従来、このような分野の技術として、特開平11―329962号公報がある。この公報に記載されたステージ装置は、基礎と、振動減衰装置を介して基礎に支持された定盤と、定盤上を移動するステージと、基礎に設けられ、定盤に力を加えることでステージの移動により定盤に加えられる反力を打ち消すための反力処理用アクチュエータと、を備えている。
ところで、前述した従来のステージ装置における反力処理用アクチュエータとしてリニアモータを採用した場合、リニアモータの固定子は基礎に固定され、可動子は定盤に固定される。この場合において、外力などの影響により基礎と定盤との間に相対変位が生じると、固定子と可動子とが接触し、リニアモータが損傷する可能性がある。この損傷を回避するために固定子と可動子との間隔を大きくすると、リニアモータすなわちステージ装置が大型化してしまうという問題があった。 By the way, when a linear motor is employed as the reaction force processing actuator in the above-described conventional stage device, the stator of the linear motor is fixed to the foundation and the mover is fixed to the surface plate. In this case, if a relative displacement occurs between the foundation and the surface plate due to an external force or the like, the stator and the mover may come into contact with each other and the linear motor may be damaged. If the interval between the stator and the mover is increased in order to avoid this damage, there is a problem that the linear motor, that is, the stage device is increased in size.
本発明は、小型化を図ることができる反力処理機構、その反力処理機構を備えたステージ装置、及びそのステージ装置を備えた半導体検査装置を提供することを目的とする。 It is an object of the present invention to provide a reaction force processing mechanism that can be miniaturized, a stage device including the reaction force processing mechanism, and a semiconductor inspection apparatus including the stage device.
本発明は、架台と、除振ユニットを介して架台に支持された定盤と、定盤上に配置されると共に所定の第1軸の方向に移動するステージとを有するステージ装置に設けられ、ステージの移動により定盤に加えられる反力を処理する反力処理機構において、定盤に固定された可動子と、架台に連結された固定子と、を有し、力を定盤に加える反力処理用リニアモータと、固定子と定盤との間に設けられ、定盤に対して固定子を第1軸の方向に案内する第1のガイド部と、固定子と架台との間に設けられ、固定子に加わる第1軸の方向の力を架台に伝達する伝達手段と、を備えていることを特徴とする。 The present invention is provided in a stage apparatus having a gantry, a surface plate supported by the gantry via a vibration isolation unit, and a stage that is disposed on the surface plate and moves in the direction of a predetermined first axis, In a reaction force processing mechanism for processing a reaction force applied to a surface plate by moving a stage, the reaction force processing mechanism includes a mover fixed to the surface plate and a stator connected to a mount, and applies a force to the surface plate. A linear motor for force processing, a first guide portion provided between the stator and the surface plate, for guiding the stator in the direction of the first axis with respect to the surface plate; and between the stator and the mount And a transmission means for transmitting the force in the direction of the first axis applied to the stator to the gantry.
この反力処理機構では、ステージの移動によって定盤に加えられる反力を処理するにあたり、反力処理用リニアモータにおいて固定子に対して可動子を駆動させることで、伝達手段を介して固定子に連結された架台に対して可動子に固定された定盤を第1軸の方向に変位させる力を発生させ、これによって定盤に加えられた反力を打ち消すことができる。しかも、固定子は第1のガイド部を介して定盤とも連結されているため、架台と定盤との間に相対変位が生じた場合であっても、固定子と定盤すなわち固定子と可動子との間に相対変位が生じることを抑制することができる。従って、この反力処理機構では、固定子と可動子との間隔を大きくすることなく、固定子と可動子との接触を抑制することができるので、反力処理機構の小型化が図られる。 In this reaction force processing mechanism, when the reaction force applied to the surface plate by the movement of the stage is processed, the stator is driven via the transmission means by driving the mover relative to the stator in the reaction force processing linear motor. A force that displaces the surface plate fixed to the mover in the direction of the first axis with respect to the gantry connected to the base can be generated, thereby counteracting the reaction force applied to the surface plate. In addition, since the stator is also connected to the surface plate via the first guide portion, the stator and the surface plate, that is, the stator and the stator, even if relative displacement occurs between the gantry and the surface plate. It is possible to suppress relative displacement from occurring between the movable element. Therefore, in this reaction force processing mechanism, the contact between the stator and the mover can be suppressed without increasing the distance between the stator and the mover, so that the reaction force processing mechanism can be downsized.
また、第1のガイド部は、第1軸の方向に直交する第2軸の方向及び第1軸の方向及び第2軸の方向に直交する第3軸の方向のうち少なくとも一つの方向において、定盤に対する固定子の移動を拘束することが好ましい。この構成によれば、第1のガイド部によって定盤に対する固定子の移動が拘束されるので、固定子と定盤すなわち固定子と可動子との間に相対変位が生じることを抑制することができ、これによって固定子と可動子との接触防止が図られる。 Further, the first guide portion is in at least one of a direction of the second axis orthogonal to the direction of the first axis and a direction of the third axis orthogonal to the direction of the first axis and the direction of the second axis. It is preferable to restrain the movement of the stator with respect to the surface plate. According to this configuration, since the movement of the stator with respect to the surface plate is restricted by the first guide portion, it is possible to suppress the occurrence of relative displacement between the stator and the surface plate, that is, the stator and the mover. This prevents contact between the stator and the mover.
また、伝達手段は、第1軸の方向以外の方向において、架台に対する固定子の変位を吸収することが好ましい。この構成によれば、架台と固定子との間に相対変位が生じても、伝達手段において第1軸の方向以外の方向のうち任意の方向における応力が逃がされるので、伝達手段に過大な負荷が加わることを回避することができ、これによって伝達手段の耐久性すなわち反力処理機構の耐久性向上が図られる。 Moreover, it is preferable that a transmission means absorbs the displacement of the stator with respect to a mount frame in directions other than the direction of a 1st axis | shaft. According to this configuration, even if relative displacement occurs between the gantry and the stator, stress in any direction other than the direction of the first axis is released in the transmission means, so that an excessive load is applied to the transmission means. Can be avoided, thereby improving the durability of the transmission means, that is, the durability of the reaction force processing mechanism.
また、伝達手段は、第1軸の方向に直交する第2軸の方向に固定子を案内する第2のガイド部と第1軸の方向及び第2軸の方向に直交する第3軸の方向に固定子を案内する第3のガイド部とのうち少なくとも一方を有していることが好ましい。この構成によれば、第2軸の方向及び第3軸の方向にのうち少なくとも一つの方向において、架台に対する固定子の変位の吸収が実現される。 The transmission means includes a second guide portion for guiding the stator in the direction of the second axis perpendicular to the direction of the first axis, and the direction of the third axis perpendicular to the direction of the first axis and the direction of the second axis. It is preferable to have at least one of the third guide portion for guiding the stator. According to this configuration, absorption of the displacement of the stator relative to the gantry is realized in at least one of the second axis direction and the third axis direction.
また、伝達手段は、固定子側に設けられた第1の伝達部材と、架台側に設けられた第2の伝達部材と、第1の伝達部材と第2の伝達部材とを連結する自在継手と、を有していることが好ましい。この構成によれば、自在継手により第1の伝達部材と第2の伝達部材とを回転自在に連結することで、架台に対する固定子の回転変位の吸収が実現される。 The transmission means includes a first transmission member provided on the stator side, a second transmission member provided on the gantry side, and a universal joint that connects the first transmission member and the second transmission member. It is preferable to have. According to this structure, absorption of the rotational displacement of the stator with respect to the gantry is realized by rotatably connecting the first transmission member and the second transmission member by the universal joint.
また、自在継手は、第1及び第2の伝達部材の間に配置され、第1及び第2の伝達部材の間に空隙を形成する球体と、第1及び第2の伝達部材にそれぞれ形成され、球体の一部が入り込む凹部と、を有することが好ましい。この構成によれば、簡素な構造で架台に対する固定子の回転変位の吸収を実現することができる。 The universal joint is disposed between the first and second transmission members, and is formed in a sphere that forms a gap between the first and second transmission members, and the first and second transmission members, respectively. And a recess into which a part of the sphere enters. According to this configuration, absorption of rotational displacement of the stator relative to the gantry can be realized with a simple structure.
本発明に係るステージ装置は、請求項1〜6の何れか一項に記載の反力処理機構を備えたことを特徴とする。このステージ装置によれば、本発明に係る反力処理機構を備えているので、反力処理機構の小型化に応じてステージ装置の小型化が図られる。 The stage apparatus which concerns on this invention was equipped with the reaction force processing mechanism as described in any one of Claims 1-6. According to this stage apparatus, since the reaction force processing mechanism according to the present invention is provided, the stage apparatus can be downsized in accordance with the downsizing of the reaction force processing mechanism.
本発明に係る半導体検査装置は、請求項7に記載のステージ装置を備えたことを特徴とする。この半導体検査装置によれば、本発明に係る反力処理機構を備えているので、ステージ装置の小型化に応じて半導体検査装置の小型化が図られる。
A semiconductor inspection apparatus according to the present invention includes the stage apparatus according to
本発明によれば、装置の小型化が図られる。 According to the present invention, the apparatus can be miniaturized.
以下、図面を参照しつつ本発明に係る反力処理機構、その反力処理機構を備えたステージ装置、及びそのステージ装置を備えた半導体検査装置の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面に示すように、X軸及びY軸は水平面上で互いに90度をなし、鉛直方向をZ軸方向と定め、以下必要な場合にX軸、Y軸、Z軸を用いる。 Hereinafter, preferred embodiments of a reaction force processing mechanism according to the present invention, a stage device including the reaction force processing mechanism, and a semiconductor inspection apparatus including the stage device will be described in detail with reference to the drawings. As shown in the drawing, the X axis and the Y axis are 90 degrees on the horizontal plane, the vertical direction is defined as the Z axis direction, and the X axis, Y axis, and Z axis are used below when necessary.
図1〜図4に示すように、ステージ装置1は、例えば半導体ウェハの外観等を検査するための半導体検査装置(図示せず)に組み込まれ、顕微鏡等の検査機器と対向して配置された半導体ウェハの位置調整に利用されるXYステージ装置である。ステージ装置1は、ベースとなる架台2と、架台2上に配置された正方形板状の定盤3と、定盤3に沿ってY軸方向に移動するY軸ステージ4と、Y軸ステージ4の駆動部として機能するY軸シャフトモータ5と、Y軸ステージ4上をX軸方向(第1軸の方向)に移動するX軸ステージ7と、X軸ステージ7の駆動部として機能するX軸シャフトモータ6と、を備えている。
As shown in FIGS. 1 to 4, the
架台2は、工場の床面などに立脚する4本の足部2aを有している。足部2aの間には、X軸方向に延在する第1の梁部材2bと、Y軸方向に延在する第2の梁部材2cと、が2本ずつ掛け渡されている。第1の梁部材2bの間には、Y軸方向に延在する第3の梁部材2dが設けられている。第3の梁部材2dは、2本の第1の梁部材2bの中央を結ぶ線からずれた位置に設けられている(図5参照)。
The
架台2の4本の足部2aの上端には、4つの除振ユニット8がそれぞれ固定されている。除振ユニット8の上面には、定盤3が固定されている。除振ユニット8は、例えば空気バネやゴムなどの弾性材から構成されており、架台2から定盤3に伝わる振動を減衰することで取り除いている。
Four
定盤3の中央には、Y軸方向に延在する略長方形状の開口部3aが形成されている。開口部3a内には、Y軸方向に延在するY軸マグネットシャフト5Aが配置され、Y軸マグネットシャフト5Aの両端は、定盤3に固定された一対のY軸シャフト支持部10によって支持されている。また、定盤3の上面には、Y軸方向に延在するY軸リニアスケール11が開口部3aに沿うように配置されている。
In the center of the
Y軸マグネットシャフト5Aは、ブロック状のY軸コイルユニット5BをY軸方向に貫通する貫通孔に挿入されている。このY軸コイルユニット5B内には、Y軸方向に延在する空芯コイルが配置されている。Y軸コイルユニット5Bの貫通孔は、空芯コイルの中央の空芯部を通るように形成されており、Y軸マグネットシャフト5Aは、空芯コイルの空芯部内に通されている。Y軸コイルユニット5Bの上面には、Y軸ステージ4が固定されている。Y軸マグネットシャフト5AとY軸コイルユニット5Bとは、Y軸ステージ4の駆動部として機能するY軸シャフトモータ5を構成している。
The Y-
定盤3の上には、Y軸方向に延在する2本のY軸ガイドレール12Aが開口部3aを挟んで設けられている。Y軸ステージ4の下面には、Y軸ガイドレール12Aに沿って滑走するY軸スライダ部12Bが2個設けられている。Y軸ガイドレール12AとY軸スライダ部12Bとは、Y軸ステージ4をY軸方向に案内するためのY軸ガイド部12を構成している。
On the
Y軸ステージ4は、X軸方向に延在すると共に、断面コの字状の部材である。Y軸ステージ4の下部には、定盤3上のY軸リニアスケール11と対向するようにY軸スケールヘッド(図示せず)が取り付けられている。Y軸スケールヘッドは、Y軸リニアスケール11の目盛を光学的に検知することで、定盤3に対するY軸ステージ4のY軸方向の位置を検出している。
The Y-
Y軸ステージ4の一方の側面(X軸方向に延在する側面)には、X軸方向に延在するX軸マグネットシャフト6Aが固定されている。X軸マグネットシャフト6Aの両端は、Y軸ステージ4の側面に固定された一対のX軸シャフト支持部14によって支持されている。X軸コイルユニット6Bは、前述したY軸コイルユニット5Bと同様の構成を有している。X軸コイルユニット6BをX軸方向に貫通する貫通孔には、X軸マグネットシャフト6Aが挿入されている。X軸コイルユニット6Bの上面は、Y軸方向に延在する板状のX軸ステージ7の一端に固定されている。X軸マグネットシャフト6AとX軸コイルユニット6Bとは、X軸ステージ7の駆動部として機能するX軸シャフトモータ6を構成する。
An
Y軸ステージ4の上面には、X軸方向に延在するX軸ガイドレール15Aが2本設けられている。また、X軸ステージ7の下面には、X軸ガイドレール15Aに沿って滑走する2個のX軸スライダ部15Bが設けられている。X軸ガイドレール15AとX軸スライダ部15Bとは、X軸ステージ7をX軸方向に案内するX軸ガイド部15を構成する。
Two
Y軸ステージ4の他方の側面には、X軸方向に延在するX軸リニアスケール16が設けられている。Y軸方向におけるX軸ステージ7の他端(X軸コイルユニット6Bが固定された端と反対側の端)には、X軸リニアスケール16と対向するようにX軸スケールヘッド17が取り付けられている。X軸スケールヘッド17は、X軸リニアスケール16の目盛を光学的に検知することで、定盤3に対するX軸ステージ7のX軸方向の位置を検出している。
An X-axis
図1及び図6〜図8に示すように、Y軸方向における定盤3の両端には、X軸ステージ7の移動によって定盤3に加えられる反力を処理するためのX軸ステージ用反力処理機構21がそれぞれ設けられている。この反力処理機構21は、Y軸マグネットシャフト5Aの延長線上に配置されている。なお、この反力処理機構21は、必ずしもY軸マグネットシャフト5Aの延長線上に配置される必要はなく、X軸ステージ7の移動方向すなわちX軸に沿うようにして定盤3に設けられていればよい。また、必ずしも定盤3の両端に設ける必要はなく、一端にのみ設けてあっても効果を有する。
As shown in FIGS. 1 and 6 to 8, X-axis stage reaction for processing reaction force applied to the
反力処理機構21は、ブロック状の支持台22,23を介して定盤3に固定されたマグネットシャフト(可動子)26Aと、後述する伝達手段(伝達手段)27を介して架台2に連結されたブロック状のコイルユニット(固定子)26Bと、から構成される反力処理用シャフトモータ(反力処理用リニアモータ)26を有している。反力処理用シャフトモータ26は、前述したX軸シャフトモータ6と同様の構成を有し、X軸方向に延在するマグネットシャフト26Aがコイルユニット26BをX軸方向に貫通する貫通孔に挿通されている。
The reaction
コイルユニット26Bと架台2との間には、コイルユニット26Bに加わるX軸方向の力を架台に伝達する伝達機構27が設けられている。伝達機構27は、コイルユニット26Bに連結された第1の固定子連結部材28及び第2の固定子連結部材29と、コイルユニット26Bの架台2に対する変位を吸収するための変位機構部31と、架台2に連結された架台連結部材40と、から構成されている。
A
第1の固定子連結部材28は、Y軸方向で定盤3に向かって開放されたコの字状の部材であり、コイルユニット26Bの下面に固定されている。第1の固定子連結部材28と定盤3との間には、定盤3に沿ってコイルユニット26BをX軸方向に案内する第1のガイド部30が設けられている。第1のガイド部30は、定盤3に固定された第1のガイドレール30Aと、第1の固定子連結部材28に固定された第1のスライダ部30Bと、から構成されている。第1のガイドレール30Aは、X軸方向に延在し、第1のスライダ部30Bは、第1のガイドレール30Aに沿ってX軸方向に滑動する。
The first
第1の固定子連結部材28の下端には、L字板状の第2の固定子連結部材29が固定されている。第1の固定子連結部材28と第2の固定子連結部材29とは、はね状の補強板で補強されている。第2の固定子連結部材29の下端には、架台2に対するコイルユニット26Bの変位を吸収するための変位機構部31が連結されている。変位機構部31と架台2との間には、変位機構部31と架台2とを連結する断面L字状の架台連結部材40が設けられている。
An L-shaped second
変位機構部31は、コイルユニット26BのZ軸方向(第2軸の方向)の変位を吸収する第2のガイド部32と、コイルユニット26Bの回転変位を吸収する回転機構部33と、コイルユニット26BのY軸方向(第3軸の方向)の変位を吸収する第3のガイド部34と、から構成されている。更に、回転機構部33は、ブロック状の第1の伝達部材35及び第2の伝達部材36と、第1の伝達部材35と第2の伝達部材36との間に配置された球体37と、第1の伝達部材35と第2の伝達部材36との間隔に向けて抑えるための4本の抑え用ボルト38と、から構成されている。
The
第2のガイド部32は、第1のガイド部30と同様の構成を有しており、第2の固定子連結部材29に固定された第2のガイドレール32Aと、第1の伝達部材35に固定された第2のスライダ部32Bとを有している。第2のガイドレール32Aは、Z軸方向に延在し、第2のスライダ部32Bは、第2のガイドレール32Aに沿ってZ軸方向に滑動する。
The
第1の伝達部材35及び第2の伝達部材36は、X軸方向に対向して配置されている。第1の伝達部材35の内面(第2の伝達部材36と対向する面)には、略円錐状の凹部35aが形成されている。同様に、第2の伝達部材36の内面(第1の伝達部材35と対向する面)には、略円錐状の凹部36aが形成されている。球体37は、X軸方向において両端が凹部35a,36aに入り込み、その状態で第1の伝達部材35と第2の伝達部材36との間に空隙を形成している。球体37と凹部35a,36aとは、第1の伝達部材35及び第2の伝達部材36を回転自在に連結する自在継手39を構成する。
The
抑え用ボルト38は、第2の伝達部材36の四隅に形成された貫通孔36bにそれぞれ挿通されている。これらの貫通孔36bの直径は、挿通される抑え用ボルト38の直径よりも大きく形成されている。また、抑え用ボルト38の先端部には、ネジ溝が形成されており、第1の伝達部材35に形成された雌ねじ部35bと螺合している。抑え用ボルト38の頭部は、第2の伝達部材36の対向面と反対の面から突出しており、抑え用ボルト38の頭部と第2の伝達部材36との間には、第2の伝達部材36を第1の伝達部材35に向かって付勢するためのバネ部38aが設けられている。
The holding
このように構成された回転機構部33では、コイルユニット26BのX軸周りの回転変位、Y軸周りの回転変位、及びZ軸周りの回転変位が吸収される。具体的には、コイルユニット26Bが架台2に対して回転変位した場合、自在継手39における第1の伝達部材35の回転により、コイルユニット26Bの回転変位が架台2に伝達されることなく吸収される。このとき、抑え用ボルト38の直径より第2の伝達部材36の貫通孔36bの直径は大きく形成されているため、抑え用ボルト38は第1の伝達部材35と一体に回転し、第1の伝達部材35の回転を妨げない。また、抑え用ボルト38のバネ部38aによって第2の伝達部材36が第1の伝達部材35に向かって付勢されているため、回転時における球体37の脱落が防止される。
In the
第3のガイド部34は、第1のガイド部30と同様の構成を有しており、架台連結部材40に固定された第3のガイドレール32Aと、第2の伝達部材36に固定された第3のスライダ部34Bと、を有している。第3のガイドレール34Aは、Y軸方向に延在し、第3のスライダ部34Bは、第3のガイドレール34Aに沿ってY軸方向に滑動する。
The
この変位機構部31では、コイルユニット26Bが架台に対してZ軸方向に変位すると、第2のガイド部32における第2のスライダ部32BがZ軸方向に滑動することで、コイルユニット26Bの変位を吸収する。また、コイルユニット26Bが架台に対してY軸方向に変位すると、第3のガイド部34における第3のスライダ部34BがY軸方向に滑動することで、コイルユニット26Bの変位を吸収する。そして、コイルユニット26Bが架台2に対して回転変位すると、第1の伝達部材35が第2の伝達部材36に対して回転することで、コイルユニット26Bの回転変位を吸収する。このようにして、変位機構部31では、X軸方向以外の方向におけるコイルユニット26Bの変位を吸収する。その一方、この変位機構部31では、コイルユニット26BがX軸方向に変位すると、第2のガイド部32と第1の伝達部材35と球体37と第2の伝達部材36と第3のガイド部34とを介して、コイルユニット26Bの変位すなわち力が架台2に伝わる。
In the
以上の構成を有する反力処理機構21では、X軸ステージ7の移動によって定盤3に加えられる反力を処理するにあたり、反力処理用シャフトモータ26においてコイルユニット26Bに対してマグネットシャフト26Aを駆動させることで、伝達機構27を介してコイルユニット26Bに連結された架台2に対してマグネットシャフト26Aに固定された定盤3をX軸方向に変位させる力を発生させ、これによって定盤3に加えられた反力を打ち消すことができる。
In the reaction
また、コイルユニット26Bは第1のガイド部30を介して定盤3とも連結されているため、架台2と定盤3との間に相対変位が生じた場合であっても、コイルユニット26Bと定盤3すなわちコイルユニット26Bとマグネットシャフト26Aとの間に相対変位が生じることを抑制することができる。具体的には、X軸方向以外の方向におけるコイルユニット26Bの変位は、変位機構部31によって吸収され、架台2に伝達されない。その結果、コイルユニット26Bは、シャフトモータ26の可動方向であるX軸方向以外の方向において、定盤3すなわちマグネットシャフト26Aと一体に変位するので、コイルユニット26Bとマグネットシャフト26Aとの間に相対変位が生じることを防止することができ、コイルユニット26Bとマグネットシャフト26Aとの接触防止が図られる。従って、この反力処理機構21では、コイルユニット26Bとマグネットシャフト26Aとの間隔を大きくすることなく、コイルユニット26Bとマグネットシャフト26Aとの接触を防止することが可能となるので、反力処理機構21の小型化すなわちステージ装置1の小型化が図られる。
Further, since the
また、反力処理機構21では、コイルユニット26BがX軸方向以外の方向においてマグネットシャフト26Aと一体に変位することで、例えばシャフトモータなどの可動子の移動方向以外の方向に可動子と固定子とが相対変位すると接触するモータを反力処理用リニアモータとして採用することを可能にするため、反力処理用リニアモータの小型化すなわちステージ装置1の小型化に有利である。
Further, in the reaction
更に、反力処理機構21では、第1の伝達部材35及び第2の伝達部材36の内面に、略円錐状の凹部35a,36aを形成している。これらの凹部35a,36aと球体37とから自在継手39を構成することで、回転機構部33の簡素化すなわち反力処理機構21の簡素化が図られる。
Further, in the reaction
また、変位機構部31において、X軸方向以外の方向における架台2とコイルユニット26Bとの相対変位を吸収するため、架台2が設置された床面の振動などが、コイルユニット26Bに伝達することを抑制することができる。その結果、除振ユニット8によって架台2からの振動が除かれた定盤3及びマグネットシャフト26Aとコイルユニット26Bとの間に相対変位が生じることを抑制することができるので、シャフトモータ26の損傷防止が図られ、これによって反力処理機構21の耐久性の向上が図られる。
Further, in the
また、架台2とコイルユニット26Bとの間に相対変位が生じた場合であっても、変位機構部31においてX軸方向以外の方向のうち任意の方向における応力が逃がされるので、伝達機構27に過大な負荷が加わることを回避することができ、これによって伝達機構27の耐久性すなわち反力処理機構21の耐久性向上が図られる。
Further, even when relative displacement occurs between the
図4及び図5に示すように、定盤3の下面には、Y軸ステージ4の移動によって定盤3に加えられる反力を処理するためのY軸ステージ用反力処理機構41が設けられている。なお、この反力処理機構41においては、前述した反力処理機構21と異なり、特許請求の範囲に記載した第1軸の方向がY軸方向に相当する。
As shown in FIGS. 4 and 5, a Y-axis stage reaction
反力処理機構41は、ブロック状の支持台42を介して定盤3に固定されたマグネットシャフト(可動子)43Aと、伝達手段(伝達手段)44を介して架台2に連結されたブロック状のコイルユニット(固定子)43Bと、から構成される反力処理用シャフトモータ(反力処理用リニアモータ)43を有している。
The reaction
反力処理用シャフトモータ43は、前述した反力処理用シャフトモータ26と同様の構成を有し、Y軸方向に延在するマグネットシャフト43Aがコイルユニット43BをY軸方向に貫通する貫通孔に挿通されている。
The reaction force
コイルユニット43Bと架台2の第3の梁部材2dとの間には、コイルユニット43Bに加わるY軸方向の力を架台に伝達する伝達機構44が設けられている。伝達機構44は、コイルユニット43Bに連結される固定子連結部材と、前述した変位機構部31と同様の構成を有する変位機構部と、架台2に連結される架台連結部材と、から構成されている。また、伝達機構44と定盤3の下面との間には、コイルユニット43BをY軸方向に案内する第4のガイド部45が設けられている。この反力処理機構41では、第4のガイド部45が特許請求の範囲に記載した第1のガイド部に相当する。
A
以上のように構成された反力処理機構41では、前述した反力処理機構21と同様の効果が得られる。また、反力処理機構41を定盤3の下面に設ける構成とすることで、定盤3の側方などに設ける場合と比べて、ステージ装置1の小型化が図られる。
With the reaction
本発明は、前述した実施形態に限定されないことは言うまでもない。例えば、反力処理用リニアモータとして、対向する一対のマグネットが固定されたコの字状のヨークとマグネットの間に配置されたコイルとを有するマグネット対向型のリニアモータを採用してもよい。 It goes without saying that the present invention is not limited to the embodiment described above. For example, a magnet-facing linear motor having a U-shaped yoke to which a pair of opposing magnets are fixed and a coil disposed between the magnets may be employed as the reaction force processing linear motor.
また、変位機構部31は、第2のガイド部32と回転機構部33と第3のガイド部34とのうち任意の機構を省略してもよい、すなわち変位機構部31において変位を吸収しない方向が存在してもよい。また、これらの機構の配置は、前述した順番や位置に限られない。
Further, the
また、自在継手39は、球体37と凹部35a,36aとから構成されるものに限られない。例えば、第1の伝達部材35又は第2の伝達部材36において、球状の突起部とこの突起部の先端が入り込む円錐状の凹部とから構成されてもよく。いわゆるユニバーサルジョイントを自在継手39として採用してもよい。
Further, the
また、第1〜第4のガイド部は、リニアガイドに限られず、例えば所定の方向にのみ変位可能な板バネや弾性体によって構成され、コイルユニットを所定の方向に案内する態様であってもよい。 Further, the first to fourth guide portions are not limited to linear guides, and may be configured by, for example, a leaf spring or an elastic body that can be displaced only in a predetermined direction, and may guide the coil unit in a predetermined direction. Good.
また、伝達機構27は、必ずしも架台2とコイルユニット26Bの間に設けられている必要はなく、例えば床とコイルユニット26Bとの間に設けられていてもよい。この場合、反力処理機構21の反力は架台2ではなく床に伝達される。
The
1…ステージ装置、2…架台、3…定盤、4…Y軸ステージ、7…X軸ステージ、8…除振ユニット、21,41…反力処理機構、26,43…反力処理用シャフトモータ(反力処理用リニアモータ)、26A,43A…マグネットシャフト(可動子),26B,43B…コイルユニット(固定子)、27,44…伝達機構(伝達手段),30…第1のガイド部、32…第2のガイド部、34…第3のガイド部、35…第1の伝達部材、35a…凹部、36…第2の伝達部材、36a…凹部、37…球体、39…自在継手、45…第4のガイド部(第1のガイド部)。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記定盤に固定された可動子と、前記架台に連結された固定子と、を有し、力を前記定盤に加える反力処理用リニアモータと、
前記固定子と前記定盤との間に設けられ、前記定盤に対して前記固定子を前記第1軸の方向に案内する第1のガイド部と、
前記固定子と前記架台との間に設けられ、前記固定子に加わる前記第1軸の方向の力を前記架台に伝達する伝達手段と、を備えていることを特徴とする反力処理機構。 The stage is provided in a stage device including a gantry, a surface plate supported by the gantry via a vibration isolation unit, and a stage that is disposed on the surface plate and moves in the direction of a predetermined first axis. In the reaction force processing mechanism that processes the reaction force applied to the surface plate by the movement of
A linear motor for reaction force processing that has a mover fixed to the surface plate, and a stator connected to the gantry, and applies force to the surface plate;
A first guide portion provided between the stator and the surface plate, for guiding the stator in the direction of the first axis with respect to the surface plate;
A reaction force processing mechanism, comprising: a transmission means provided between the stator and the gantry and transmitting a force in the direction of the first axis applied to the stator to the gantry.
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