JP2837716B2 - 垂直可動ベアリング装置およびそれを用いた垂直可動ステージ装置 - Google Patents
垂直可動ベアリング装置およびそれを用いた垂直可動ステージ装置Info
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- F16C29/00—Bearings for parts moving only linearly
- F16C29/02—Sliding-contact bearings
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C32/00—Bearings not otherwise provided for
- F16C32/06—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings
- F16C32/0603—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings supported by a gas cushion, e.g. an air cushion
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、可動ベアリング装置およびそれを用いた可
動ステージ装置に関し、特に重力方向すなわち垂直方向
への拡がりを有する平面内で対象物を移動させることの
できる可動ベアリング装置およびそれを用いた可動ステ
ージ装置に関する。
動ステージ装置に関し、特に重力方向すなわち垂直方向
への拡がりを有する平面内で対象物を移動させることの
できる可動ベアリング装置およびそれを用いた可動ステ
ージ装置に関する。
［従来の技術］ 半導体装置製造用のステップ移動露光装置のステージ
は、従来水平なステージ面を有し、光源から光がウェー
ハに垂直に照射され、ステージは水平にステップ駆動で
きるようにされている。
は、従来水平なステージ面を有し、光源から光がウェー
ハに垂直に照射され、ステージは水平にステップ駆動で
きるようにされている。
通常、オプチカルベンチないしその上に設置された架
台等のベースは水平面を有し、十分高い剛性を有してい
る。可動ステージは重力によってこのベースに支持さ
れ、ベースの水平面をガイドとして水平面内の位置を移
動する。
台等のベースは水平面を有し、十分高い剛性を有してい
る。可動ステージは重力によってこのベースに支持さ
れ、ベースの水平面をガイドとして水平面内の位置を移
動する。
ところで、近年は軌道放射光（SOR）光源を用いる半
導体装置製造用の露光装置が考えられてきている。この
装置では、通常電子軌道が水平面内に形成されるので、
光が水平方向に発射される。この水平に進む光を直接受
けて露光を行うには、半導体ウェーハを移動するステー
ジは、従来の水平移動ステージとは異なり、垂直方向に
移動する垂直可動ステージとなる。垂直可動ステージ装
置は、重力を支持する支持要素と、垂直方向に延びる案
内要素を必要とする。支持要素と案内要素とを一体の構
成としてもよい。
導体装置製造用の露光装置が考えられてきている。この
装置では、通常電子軌道が水平面内に形成されるので、
光が水平方向に発射される。この水平に進む光を直接受
けて露光を行うには、半導体ウェーハを移動するステー
ジは、従来の水平移動ステージとは異なり、垂直方向に
移動する垂直可動ステージとなる。垂直可動ステージ装
置は、重力を支持する支持要素と、垂直方向に延びる案
内要素を必要とする。支持要素と案内要素とを一体の構
成としてもよい。
第４図に従来の４面拘束式の垂直可動ステージ装置の
外観を示す。これは、垂直平面を持つベース体41の上に
剛性の高い案内構造体42を取り付け、この案内構造体42
を案内支柱として、その周囲を囲むように担持されたス
ライダ43を矢印（Ｚ方向）の垂直方向に移動可能にする
ものである。スライダ43と案内構造体42との間には図示
しないエアベアリング装置から空気が供給されて、スラ
イダ43に４面から浮上力を与えている。スライダ43の移
動は、電磁気的駆動装置による。通常、このような案内
構造体42とスライダ43との組み合わせを２組以上並列に
配置し、スライダ間にまたがってステージを固定してＺ
方向の可動ステージとする。可動ステージ上に対象物を
載置し、スライダ43を上下に移動させることによって対
象物をＺ方向に駆動する。
外観を示す。これは、垂直平面を持つベース体41の上に
剛性の高い案内構造体42を取り付け、この案内構造体42
を案内支柱として、その周囲を囲むように担持されたス
ライダ43を矢印（Ｚ方向）の垂直方向に移動可能にする
ものである。スライダ43と案内構造体42との間には図示
しないエアベアリング装置から空気が供給されて、スラ
イダ43に４面から浮上力を与えている。スライダ43の移
動は、電磁気的駆動装置による。通常、このような案内
構造体42とスライダ43との組み合わせを２組以上並列に
配置し、スライダ間にまたがってステージを固定してＺ
方向の可動ステージとする。可動ステージ上に対象物を
載置し、スライダ43を上下に移動させることによって対
象物をＺ方向に駆動する。
Ｚ方向可動スライダ上に直接ステージを担持する代り
に、Ｚ方向可動スライダ上に、Ｚ方向と直交するＸ方向
を向いた案内構造体を、たとえば２本担持し、その上に
ステージを担持するとＸ−Z2次元の垂直平面可動ステー
ジ装置が構成される。
に、Ｚ方向可動スライダ上に、Ｚ方向と直交するＸ方向
を向いた案内構造体を、たとえば２本担持し、その上に
ステージを担持するとＸ−Z2次元の垂直平面可動ステー
ジ装置が構成される。
［課題を解決するための手段］ 第５図、第４図のスライダ43にステージ44を固定した
ものを側面から見た図である。ステージ44の上には２点
鎖線で示すように、駆動装置やエアベアリング装置の１
部あるいはＸ方向可動ステージがさらに担持される。従
って、可動部分は全体としては相当な重量となる。この
重量はスライダ43を介して案内構造体42によって支持さ
れる。この可動部分の重量が作用する重心とＺ方向の駆
動力（ないし支持力）の作用点とは構造上の制約から一
致させることは困難である。すなわち、駆動力はスライ
ダ43と案内構造体42の界面付近に作用するが、重心はス
テージ44側にずれてしまう。重心位置と駆動力の作用点
のずれによって、Ｘ軸まわりのモーメントが発生する。
第５図においては、重心が右側にずれるので、右下りの
モーメントが発生する。これによって、第５図の点線で
示すように、可動部が傾き、案内構造体42が変形する。
しかも、このモーメントの発生位置はステージの移動に
つれてＺ軸方向に移動する。ところで、案内構造体42は
上下で支持され、垂直方向の位置と共にその剛性が変化
してしまう。このためステージ44に対してＺ軸まわりの
ローリング、Ｘ軸まわりのピッチング等の運動誤差が生
じ、これが位置決め精度を劣化させる原因となる。
ものを側面から見た図である。ステージ44の上には２点
鎖線で示すように、駆動装置やエアベアリング装置の１
部あるいはＸ方向可動ステージがさらに担持される。従
って、可動部分は全体としては相当な重量となる。この
重量はスライダ43を介して案内構造体42によって支持さ
れる。この可動部分の重量が作用する重心とＺ方向の駆
動力（ないし支持力）の作用点とは構造上の制約から一
致させることは困難である。すなわち、駆動力はスライ
ダ43と案内構造体42の界面付近に作用するが、重心はス
テージ44側にずれてしまう。重心位置と駆動力の作用点
のずれによって、Ｘ軸まわりのモーメントが発生する。
第５図においては、重心が右側にずれるので、右下りの
モーメントが発生する。これによって、第５図の点線で
示すように、可動部が傾き、案内構造体42が変形する。
しかも、このモーメントの発生位置はステージの移動に
つれてＺ軸方向に移動する。ところで、案内構造体42は
上下で支持され、垂直方向の位置と共にその剛性が変化
してしまう。このためステージ44に対してＺ軸まわりの
ローリング、Ｘ軸まわりのピッチング等の運動誤差が生
じ、これが位置決め精度を劣化させる原因となる。
本発明の目的は、位置決め精度の高いステージ装置等
を実現するために用いる垂直可動ベアリング装置を提供
することである。
を実現するために用いる垂直可動ベアリング装置を提供
することである。
本発明の他の目的は、位置決め精度の高い垂直可動ス
テージ装置を提供することである。
テージ装置を提供することである。
［発明が解決しようとする課題］ 本発明の垂直可動ベアリング装置においては、基本と
して剛性が不足し、力が加わると変形して運動誤差の原
因となる案内構造体をベアリング装置の支持構造として
使用することを止める。本発明によれば、重力方向への
拡がりを持つ表面を有する磁性体ベースと組み合わせて
使用する垂直可動ベアリング装置であって、前記磁性体
ベースの表面との対向面を有し、前記磁性体ベースに対
向して間隔を介して配置されるパッド部材と、前記パッ
ド部材に固定された磁石を含む、前記磁性体と前記パッ
ド部材との間に吸引力を発生する吸引力手段と、前記パ
ッド部材に配設されたエア吹出し口とを有し、該間隔で
前記パッド部材に浮上力を与える手段とが提供される。
して剛性が不足し、力が加わると変形して運動誤差の原
因となる案内構造体をベアリング装置の支持構造として
使用することを止める。本発明によれば、重力方向への
拡がりを持つ表面を有する磁性体ベースと組み合わせて
使用する垂直可動ベアリング装置であって、前記磁性体
ベースの表面との対向面を有し、前記磁性体ベースに対
向して間隔を介して配置されるパッド部材と、前記パッ
ド部材に固定された磁石を含む、前記磁性体と前記パッ
ド部材との間に吸引力を発生する吸引力手段と、前記パ
ッド部材に配設されたエア吹出し口とを有し、該間隔で
前記パッド部材に浮上力を与える手段とが提供される。
［作用］ 磁性体ベースはその径等の制限を受けないので、十分
高い剛性を有するように構成できる。パッド部材は浮上
力手段のエアベアリング作用によりベースに対して浮上
力を受ける。パッド部材に取り付けられた吸引力手段が
磁気的吸引力によってベースとパッド部材間に吸引力を
生じさせる。このエアベアリング作用による浮上力と磁
気的吸引力とが平衡するように設定され、ステージは平
衡関係で保持される。
高い剛性を有するように構成できる。パッド部材は浮上
力手段のエアベアリング作用によりベースに対して浮上
力を受ける。パッド部材に取り付けられた吸引力手段が
磁気的吸引力によってベースとパッド部材間に吸引力を
生じさせる。このエアベアリング作用による浮上力と磁
気的吸引力とが平衡するように設定され、ステージは平
衡関係で保持される。
パッド部材の実質的重心と支持点とがずれて回転モー
メントが発生しても、ベースは支柱状の案内構造体とは
異なり、十分高い剛性を有するように作製できるので、
ベースに実質的変形は起らないようにできる。
メントが発生しても、ベースは支柱状の案内構造体とは
異なり、十分高い剛性を有するように作製できるので、
ベースに実質的変形は起らないようにできる。
吸引力手段の吸引力と浮上力手段の浮上力とのバラン
スが崩れると、常に平衡位置に戻ろうとする力が働くの
で、高精度の位置決めができる。
スが崩れると、常に平衡位置に戻ろうとする力が働くの
で、高精度の位置決めができる。
磁性体ベースに組合せてこのような垂直可動ベアリン
グ装置を３つ以上用い、その上にステージを組立てるこ
とにより、位置決め精度の高い垂直可動ステージ装置が
実現できる。
グ装置を３つ以上用い、その上にステージを組立てるこ
とにより、位置決め精度の高い垂直可動ステージ装置が
実現できる。
［実施例］ 第１図は、本発明の１実施例による垂直可動ベアリン
グ装置のエアベアリング装置と磁石装置の部分の拡大図
である。ベース11は鉄等の磁性体で作られ、垂直面（YZ
面）を有する剛性の高い定盤である。12はエアパッドで
あり、ベース11との対向面13を有し、対向面13と反対側
にある支柱14を介して、図示しないステージ部に固定さ
れている。エアパッド12本体の中心部には、図示のよう
な給気孔17が設けられ、給気孔17に空気を供給すること
により自成絞りによるエアベアリングが構成される。ベ
ース11表面とエアパッド12の対向面13との間に空気層が
形成され、エアパッド12に対して浮上力F1を与える。こ
の絞り方式は、他にオリフィス絞り、表面絞りあるい
は、多孔質絞り等の適用が可能である。さらに、エアパ
ッド12本体の周辺部に給気孔17と同心円状に永久磁石15
とヨーク16を図示のように配設する。エアパッド12本体
は、セラミック等の非磁性体を使用し、ヨーク16には透
磁率の高い材料、たとえば鉄系の材料を使用する。ベー
ス11とエアパッド12間で、図示のような磁路が形成さ
れ、ベース11とエアパッド12間で吸引力F2が発生する。
浮上力F1と吸引力F2の大きさが等しければ、エアパッド
12はベース表面とある間隔ｘを保て安定姿勢に保たれ
る。なお、Ｚ方向の重力と反対向きに別に設けた図示し
ない駆動装置によって駆動力を与えることにより、所定
の垂直位置で静止させたり、駆動力を調整することによ
り、所望の２元位置にエアパッド12を移動することがで
きる。エア層を挾んでの移動となるので摩擦力は極めて
小さい。この駆動装置は電磁的駆動手段、たとえば平面
形のステップモータ等により実現できる。
グ装置のエアベアリング装置と磁石装置の部分の拡大図
である。ベース11は鉄等の磁性体で作られ、垂直面（YZ
面）を有する剛性の高い定盤である。12はエアパッドで
あり、ベース11との対向面13を有し、対向面13と反対側
にある支柱14を介して、図示しないステージ部に固定さ
れている。エアパッド12本体の中心部には、図示のよう
な給気孔17が設けられ、給気孔17に空気を供給すること
により自成絞りによるエアベアリングが構成される。ベ
ース11表面とエアパッド12の対向面13との間に空気層が
形成され、エアパッド12に対して浮上力F1を与える。こ
の絞り方式は、他にオリフィス絞り、表面絞りあるい
は、多孔質絞り等の適用が可能である。さらに、エアパ
ッド12本体の周辺部に給気孔17と同心円状に永久磁石15
とヨーク16を図示のように配設する。エアパッド12本体
は、セラミック等の非磁性体を使用し、ヨーク16には透
磁率の高い材料、たとえば鉄系の材料を使用する。ベー
ス11とエアパッド12間で、図示のような磁路が形成さ
れ、ベース11とエアパッド12間で吸引力F2が発生する。
浮上力F1と吸引力F2の大きさが等しければ、エアパッド
12はベース表面とある間隔ｘを保て安定姿勢に保たれ
る。なお、Ｚ方向の重力と反対向きに別に設けた図示し
ない駆動装置によって駆動力を与えることにより、所定
の垂直位置で静止させたり、駆動力を調整することによ
り、所望の２元位置にエアパッド12を移動することがで
きる。エア層を挾んでの移動となるので摩擦力は極めて
小さい。この駆動装置は電磁的駆動手段、たとえば平面
形のステップモータ等により実現できる。
このエアパッドの動作原理を第２図の特性図を参照し
てより詳細に説明する。
てより詳細に説明する。
第２図は、横軸にベース11とエアパッド12との距離ｘ
をとり、縦軸に浮上力F1と吸引力F2の大きさをとった特
性図である。21が浮上力特性、22が吸引力特性である。
エアベアリングによる浮上力F1は間隔距離ｘが減少する
と増大し、ｘが増加すると減少する特性曲線21を有す
る。一方、磁石装置による吸引力は、ここでは間隔距離
ｘの二乗に反比例する特性曲線22を有する。両力の特性
は互いに交差する安定点を間隔距離x0の点で有する。つ
まりｘ＝x0でF1＝F2となり、浮上力と吸引力とが等し
く、エアパッドは安定姿勢となる。ｘ＜x0ではF1＞F2と
なり浮上力が吸引力を上回る。また、ｘ＞x0ではF1＜F2
となり、吸引力が浮上力を上回る。従って、安定姿勢の
位置ｘ＝x0から何等かの原因で間隔距離ｘが増加する
と、吸引力F2は浮上力F1を上回って、エアパッド12は吸
引される方向に修正される。逆に、安定姿勢の位置ｘ＝
x0から何等かの原因で間隔距離ｘが減少すると、浮上力
F1が吸引力F2を上回って、エアパッド12は引き離される
方向に自動修正される。こうやって、エアパッドは常
に、ｘ＝x0の安定位置に保持される。たとえば磁石装置
の特性曲線22を適切に設計することによって、この様な
自動復元機能をエアパッドに与えることができる。エア
パッド12の重心位置と駆動力作用点とがずれている場合
に、モーメントが発生するが、重力をも取り込んだ特性
を考える時、上記の復元作用により間隔ｘは常に平衡距
離x0に保たれるため、運動誤差は生じない。しかも、剛
性の高いベースをステージの支持構造としているため変
形が少なく、位置決め精度が向上する。磁石装置は永久
磁石の代りに電磁石としてもよい。電磁石と永久磁石の
組み合わせとしてもよい。エアパッド側にモニタを設け
て間隔ｘをモニタして電磁石の駆動電流を制御してもよ
い。磁石装置を適切に設計すれば、第２図の吸引力F2の
特性を距離ｘに関わらず一定にすることもできる。この
場合は、あたかもベース面に垂直な方向に重力相当の力
があるが如く作用するので、非常に安定なエアパッドを
得ることができる。
をとり、縦軸に浮上力F1と吸引力F2の大きさをとった特
性図である。21が浮上力特性、22が吸引力特性である。
エアベアリングによる浮上力F1は間隔距離ｘが減少する
と増大し、ｘが増加すると減少する特性曲線21を有す
る。一方、磁石装置による吸引力は、ここでは間隔距離
ｘの二乗に反比例する特性曲線22を有する。両力の特性
は互いに交差する安定点を間隔距離x0の点で有する。つ
まりｘ＝x0でF1＝F2となり、浮上力と吸引力とが等し
く、エアパッドは安定姿勢となる。ｘ＜x0ではF1＞F2と
なり浮上力が吸引力を上回る。また、ｘ＞x0ではF1＜F2
となり、吸引力が浮上力を上回る。従って、安定姿勢の
位置ｘ＝x0から何等かの原因で間隔距離ｘが増加する
と、吸引力F2は浮上力F1を上回って、エアパッド12は吸
引される方向に修正される。逆に、安定姿勢の位置ｘ＝
x0から何等かの原因で間隔距離ｘが減少すると、浮上力
F1が吸引力F2を上回って、エアパッド12は引き離される
方向に自動修正される。こうやって、エアパッドは常
に、ｘ＝x0の安定位置に保持される。たとえば磁石装置
の特性曲線22を適切に設計することによって、この様な
自動復元機能をエアパッドに与えることができる。エア
パッド12の重心位置と駆動力作用点とがずれている場合
に、モーメントが発生するが、重力をも取り込んだ特性
を考える時、上記の復元作用により間隔ｘは常に平衡距
離x0に保たれるため、運動誤差は生じない。しかも、剛
性の高いベースをステージの支持構造としているため変
形が少なく、位置決め精度が向上する。磁石装置は永久
磁石の代りに電磁石としてもよい。電磁石と永久磁石の
組み合わせとしてもよい。エアパッド側にモニタを設け
て間隔ｘをモニタして電磁石の駆動電流を制御してもよ
い。磁石装置を適切に設計すれば、第２図の吸引力F2の
特性を距離ｘに関わらず一定にすることもできる。この
場合は、あたかもベース面に垂直な方向に重力相当の力
があるが如く作用するので、非常に安定なエアパッドを
得ることができる。
次に、このエアパッドを垂直可動ベアリング装置に適
用した実施例を第３図を参照して説明する。
用した実施例を第３図を参照して説明する。
第３図（Ａ）は１軸（Ｙ軸）可動ベアリング装置の平
面図である。第３図（Ｂ）、第３図（Ｃ）はそれぞれ第
３図（Ａ）のＢ、Ｃ方向からの側面図である。ステージ
31には第１図に示したものと同様のエアパッド32が３個
取り付けられている。エアパッド32は、エアベアリング
と磁石装置（いずれも図示せず）によりベース32に３点
で直接支持される。但し、支持点の数は３点に限るもの
ではなく、ステージ31の大きさや形状、負荷の大きさ等
に応じて適切な支持点数が選択されるべきである。ベー
ス36上にはＺ方向の案内レール33が固定される。そし
て、ステージ31の裏面に取り付けたスライダ34、35が案
内レール33を挾んで摺動する。スライダ34、35と案内レ
ール33との摺動面は非常に摩擦の少ない構造とする。こ
の案内レール33は単にＸ方向への移動を拘束し、かつＹ
軸まわりの回転運動を規制してＺ方向への移動をスムー
ズかつ正確にするためのものであり、ステージ31の荷重
は掛からない。従って、モーメントによる変形も生じな
い。なお、案内レール33は１本に限らず、ステージの荷
重や形状等を勘案して適切な数を選択すればよい。２次
元方向の運動を可能とするためには、ステージ31の上に
さらに同様な１軸可動ベアリング装置を搭載すればよ
い。この実施例による垂直ベアリング装置では、従来の
案内構造体を使用するものと比べて、全体の構造がコン
パクトであり、剛性が高く、運動誤差が非常に少なく、
位置決め精度が向上する。なお、移動のための推進装置
としては電磁的駆動装置、たとえばリニアモータ、ステ
ップモータ等をスライダ34、35と案内レール33との間に
設けるとよい。また、駆動装置をステージ側に設けるこ
とも可能である。
面図である。第３図（Ｂ）、第３図（Ｃ）はそれぞれ第
３図（Ａ）のＢ、Ｃ方向からの側面図である。ステージ
31には第１図に示したものと同様のエアパッド32が３個
取り付けられている。エアパッド32は、エアベアリング
と磁石装置（いずれも図示せず）によりベース32に３点
で直接支持される。但し、支持点の数は３点に限るもの
ではなく、ステージ31の大きさや形状、負荷の大きさ等
に応じて適切な支持点数が選択されるべきである。ベー
ス36上にはＺ方向の案内レール33が固定される。そし
て、ステージ31の裏面に取り付けたスライダ34、35が案
内レール33を挾んで摺動する。スライダ34、35と案内レ
ール33との摺動面は非常に摩擦の少ない構造とする。こ
の案内レール33は単にＸ方向への移動を拘束し、かつＹ
軸まわりの回転運動を規制してＺ方向への移動をスムー
ズかつ正確にするためのものであり、ステージ31の荷重
は掛からない。従って、モーメントによる変形も生じな
い。なお、案内レール33は１本に限らず、ステージの荷
重や形状等を勘案して適切な数を選択すればよい。２次
元方向の運動を可能とするためには、ステージ31の上に
さらに同様な１軸可動ベアリング装置を搭載すればよ
い。この実施例による垂直ベアリング装置では、従来の
案内構造体を使用するものと比べて、全体の構造がコン
パクトであり、剛性が高く、運動誤差が非常に少なく、
位置決め精度が向上する。なお、移動のための推進装置
としては電磁的駆動装置、たとえばリニアモータ、ステ
ップモータ等をスライダ34、35と案内レール33との間に
設けるとよい。また、駆動装置をステージ側に設けるこ
とも可能である。
本垂直ベアリング装置は、半導体露光装置のステッパ
の他に、３次元測定器や超精密加工機等の高精度の位置
決めを要求される移動装置として広い分野に利用するこ
とができる。
の他に、３次元測定器や超精密加工機等の高精度の位置
決めを要求される移動装置として広い分野に利用するこ
とができる。
以上実施例に沿って説明したが、本発明はこれらに制
限されるものではない。たとえば、種々の変更、改良、
組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。
限されるものではない。たとえば、種々の変更、改良、
組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。
［発明の効果］ ベース面を支持母体とし、エアベアリングによる浮上
力と磁石による吸引力を利用して運動方向が垂直方向で
ある場合にも利用できるベアリング装置が提供される。
力と磁石による吸引力を利用して運動方向が垂直方向で
ある場合にも利用できるベアリング装置が提供される。
自動安定構造としたことにより、ベース面を直接案内
面とすることができる。
面とすることができる。
位置決めの精度の高いベアリング装置やステージ装置
が提供される。
が提供される。
コンパクトで構造上の自由度の高い可動ベアリング装
置が得られる。
置が得られる。
ステージへの荷重による支持体の変形が少なく、運動
誤差が極めて少なく、位置決め精度が非常に高い垂直可
動ベアリング装置とすることができる。
誤差が極めて少なく、位置決め精度が非常に高い垂直可
動ベアリング装置とすることができる。
第１図は本発明の１実施例によるエアパッドの構造を説
明するための断面図、 第２図は第１図のエアパッドの動作原理の説明のための
特性図、 第３図（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の実施例による垂直可
動ステージ装置を示す平面図と各側面図、 第４図は従来の垂直可動ベアリング装置の概念構造を示
す外観図、 第５図は同じく従来の垂直可動ステージ装置の側面図で
ある。 図において、 11……ベース 12……エアパッド 13……対向面 14……支柱 15……永久磁石 16……ヨーク 17……給気孔 21……エアベアリングの浮上力特性 22……磁石装置の吸引力特性 31……ステージ 32……エアパッド 33……案内レール 34、35……スライダ 41……ベース 42……案内構造体 43……スライダ 44……ステージ
明するための断面図、 第２図は第１図のエアパッドの動作原理の説明のための
特性図、 第３図（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の実施例による垂直可
動ステージ装置を示す平面図と各側面図、 第４図は従来の垂直可動ベアリング装置の概念構造を示
す外観図、 第５図は同じく従来の垂直可動ステージ装置の側面図で
ある。 図において、 11……ベース 12……エアパッド 13……対向面 14……支柱 15……永久磁石 16……ヨーク 17……給気孔 21……エアベアリングの浮上力特性 22……磁石装置の吸引力特性 31……ステージ 32……エアパッド 33……案内レール 34、35……スライダ 41……ベース 42……案内構造体 43……スライダ 44……ステージ
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F16C 32/00 - 32/06
Claims (4)
- 【請求項１】重力方向への拡がりを持つ表面を有する磁
性体ベースと組み合わせて使用する垂直可動ベアリング
装置であって、 前記磁性体ベースの表面との対向面を有し、前記磁性体
ベースに対向して間隔を介して配置されるパッド部材
と、 前記パッド部材に配設されたエア吹出し口を有し、該間
隔で前記パッド部材に浮上力を与える手段と、 前記パッド部材に固定され、前記エア吹出し口の周囲
に、該エア吹出し口と同心円状に配設された磁石を含
み、前記磁性体と前記パッド部材との間に吸引力を発生
する吸引力手段と を有する垂直可動ベアリング装置。 - 【請求項２】前記吸引力手段の前記間隔の関数としての
吸引力と、前記浮上力手段の前記間隔の関数としての浮
上力との関係は、前記吸引力と前記浮上力とが平衡する
安定点を有し、該安定点より間隔が大きくなると前記吸
引力が前記浮上力より大きくなり、前記安定点より間隔
が小さくなると前記浮上力が前記吸引力より大きくなる
ように設定されている請求項１記載の垂直可動ベアリン
グ装置。 - 【請求項３】前記吸引力手段の前記間隔の関数としての
吸引力は前記間隔にかかわらず実質的に一定に設定され
ている請求項１ないし２記載の垂直可動ベアリング装
置。 - 【請求項４】対象物を載置すべきステージ面と、該ステ
ージ面に固定された３つ以上の請求項１〜３のいずれか
に記載の垂直可動ベアリング装置を有する垂直可動ステ
ージ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1317011A JP2837716B2 (ja) | 1989-12-06 | 1989-12-06 | 垂直可動ベアリング装置およびそれを用いた垂直可動ステージ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1317011A JP2837716B2 (ja) | 1989-12-06 | 1989-12-06 | 垂直可動ベアリング装置およびそれを用いた垂直可動ステージ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03177617A JPH03177617A (ja) | 1991-08-01 |
| JP2837716B2 true JP2837716B2 (ja) | 1998-12-16 |
Family
ID=18083417
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1317011A Expired - Fee Related JP2837716B2 (ja) | 1989-12-06 | 1989-12-06 | 垂直可動ベアリング装置およびそれを用いた垂直可動ステージ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2837716B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008093617A1 (ja) * | 2007-01-30 | 2008-08-07 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | ステージ装置および露光装置 |
| CN108443323A (zh) * | 2018-05-11 | 2018-08-24 | 天津航天机电设备研究所 | 一种倒吸式气浮轴承结构 |
| KR102017626B1 (ko) * | 2018-11-27 | 2019-09-03 | 캐논 톡키 가부시키가이샤 | 성막장치, 성막방법 및 전자 디바이스 제조방법 |
| CN111900896B (zh) * | 2020-09-11 | 2024-03-01 | 复旦大学 | 气浮运动台 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01181522A (ja) * | 1988-01-12 | 1989-07-19 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 半導体素子製造用ｘ線露光装置 |
| JPH086747B2 (ja) * | 1988-02-22 | 1996-01-29 | 東京エレクトロン株式会社 | 検査装置 |
-
1989
- 1989-12-06 JP JP1317011A patent/JP2837716B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03177617A (ja) | 1991-08-01 |
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