JP4826149B2 - Long-stroke movable alignment stage - Google Patents

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Description

本発明は、半導体装置やプリント基板、液晶表示素子等の露光装置などで、テーブルを移動して、テーブル上の対象を所定の位置に位置決め、かつ、長ストロークをテーブル移動する長ストローク移動可能なアライメントステージに関する。   The present invention is capable of long stroke movement by moving a table, positioning an object on the table at a predetermined position, and moving a long stroke table by an exposure apparatus such as a semiconductor device, a printed circuit board, and a liquid crystal display element. It relates to an alignment stage.

従来の第1例であるリニアモータを内蔵したステージ装置は、リニアモータを用いて微小の角度位置決めを可能にし,小型、薄型化している(例えば、特許文献1参照)。
また、従来の第2例である、2軸平行・1軸旋回運動案内機構およびこれを用いた2軸平行・1軸旋回テーブル装置は、テーブルへの組み付けが簡単でかつ高精度に案内支持できる2軸平行・1軸旋回運動案内機構を用いたテーブル装置としているものもある(例えば、特許文献2参照)。
特開2002−328191号公報(図1、図2) 特開平11−245128号公報(図2、図4、図5)
A conventional stage apparatus incorporating a linear motor, which is a first example of the prior art, is capable of minute angular positioning using a linear motor, and is small and thin (see, for example, Patent Document 1).
Further, the conventional 2-axis parallel / single-axis turning motion guide mechanism and the 2-axis parallel / single-axis turning table device using the same can be easily assembled to the table and supported with high accuracy. There is also a table device using a two-axis parallel / one-axis turning motion guide mechanism (for example, see Patent Document 2).
JP 2002-328191 A (FIGS. 1 and 2) Japanese Patent Laid-Open No. 11-245128 (FIGS. 2, 4, and 5)

従来の第1例である特許文献1のリニアモータを内蔵したステージ装置を説明する。
図16は、特許文献1のリニアモータを内蔵したステージ装置の一実施例を示し,一方向であるX方向から見た正面図、図17は、図16に示すステージ装置を示す平面図である。
両図において、リニアモータを内蔵したステージ装置は,回転ステージ103と第2ステージ102との間に微小の回転方向に移動させる駆動装置として回転用リニアモータ13を組み込んだものであって、特に,回転ステージ103の微小量の角度位置決めを考慮して、回転用リニアモータ13としては,可動マグネット型リニアモータを適用すると共に,回転用リニアモータ13と回転方向部分である回転ステージ103を微小量だけ回転方向(即ち,θ方向)に移動させてワーク等の部品を角度位置決めする回転ステージ装置となっている。
一方向の直線方向であるX方向に往復移動する第1ステージ101と,X方向に直交するY方向に往復移動する第2ステージ102とによって構成されるXYステージ装置に回転ステージ103(即ち,θステージ装置)を組み込み,XY−θステージ装置の複合ステージ装置に構成し,ワーク等の部品をX方向,Y方向及び回転方向(θ方向)に対して平面上での位置決めを行う構造に構成している。
このように、従来のリニアモータを内蔵したステージ装置は、小型、薄型化してXYθ方向の位置決めをするのである。
A stage apparatus incorporating the linear motor of Patent Document 1 as a conventional first example will be described.
FIG. 16 shows an embodiment of a stage device incorporating the linear motor of Patent Document 1, and is a front view seen from the X direction, which is one direction, and FIG. 17 is a plan view showing the stage device shown in FIG. .
In both figures, a stage device incorporating a linear motor is one in which a linear motor 13 for rotation is incorporated as a driving device for moving in a minute rotational direction between the rotary stage 103 and the second stage 102, In consideration of a small amount of angular positioning of the rotary stage 103, a movable magnet type linear motor is applied as the rotary linear motor 13, and the rotary linear motor 13 and the rotary stage 103, which is the rotation direction portion, are only a small amount. The rotary stage device moves in the rotational direction (that is, the θ direction) and angularly positions parts such as a workpiece.
A rotary stage 103 (that is, θ) is formed by an XY stage apparatus constituted by a first stage 101 that reciprocates in the X direction, which is one linear direction, and a second stage 102 that reciprocates in the Y direction orthogonal to the X direction. (Stage device) is built in, and it is configured as a compound stage device of XY-θ stage device, and it is structured so that parts such as workpieces are positioned on the plane in the X direction, Y direction and rotation direction (θ direction). ing.
As described above, the stage device incorporating the conventional linear motor is positioned in the XYθ direction by being small and thin.

次に、特許文献2の2軸平行・1軸旋回運動案内機構およびこれを用いた2軸平行・1軸旋回テーブル装置を説明する。図18は特許文献2の2軸平行・1軸旋回運動案内機構の一部破断分解斜視図、図19は図18に示す2軸平行・1軸旋回運動案内機構を用いた2軸平行・1軸旋回テーブル装置であり、同図(a)はテーブルを省略して2点鎖線で示す平面図、同図(b)は正面図、図20は、 図19に示すテーブルの平面図である。図18〜図20において、2軸平行・1軸旋回運動案内機構201(図18)は、2軸平行運動案内部270と、この2軸平行運動案内部270に組み付けられる旋回運動案内部280と、から構成されている。
また、2軸平行・1軸旋回運動案内機構201を用いた2軸平行・旋回テーブル装置は、図19、図20のように、4つの2軸平行・1軸旋回運動案内機構201A,201B,201C,201Dを介して、テーブル233を基台234に対して平行に互いに直交する2軸方向に移動自在に支持し、テーブル233中央部に位置する旋回軸C0を中心にして旋回可能となっている。
4つのうち3つの2軸平行・1軸旋回運動案内機構201A,201B,201Dには、それぞれ直線方向に伸縮駆動される、回転モータ238と、この回転モータ238の回転運動を直線運動に変換する送りねじ機構239から構成される直線駆動機構237A,237B,237Dが作動連結されている。2軸平行・1軸旋回運動案内機構201Cは自由に運動できる。
テーブル233を平行移動させる場合は、2つの直線駆動機構237A,237Bもしくは、直線駆動機構237Cを駆動する。
テーブル233を旋回軸C0に対して旋回させる場合、直線駆動機構237A,237Bとを互いに逆方向に同一量+ΔX,−ΔXだけ駆動させ、一方、直線駆動機構237DをY軸方向に所定量ΔYだけ駆動させる。
このように、従来の2軸平行・1軸旋回運動案内機構およびこれを用いた2軸平行・1軸旋回テーブル装置は、テーブルを平行移動または旋回させ、位置決めを行うのである。
Next, the biaxial parallel / uniaxial turning motion guide mechanism of Patent Document 2 and the biaxial parallel / uniaxial turning table device using the same will be described. 18 is a partially broken exploded perspective view of the two-axis parallel / one-axis turning motion guide mechanism of Patent Document 2. FIG. 19 is a two-axis parallel / one-axis turning motion guide mechanism shown in FIG. FIG. 20A is a plan view showing the shaft turning table device by omitting the table and indicated by a two-dot chain line, FIG. 20B is a front view, and FIG. 20 is a plan view of the table shown in FIG. 18 to 20, a two-axis parallel / one-axis turning motion guide mechanism 201 (FIG. 18) includes a two-axis parallel motion guide unit 270 and a turning motion guide unit 280 assembled to the two-axis parallel motion guide unit 270. , Is composed of.
Further, a two-axis parallel / single-spinning motion guide mechanism 201 using a two-axis parallel / single-axis turning motion guide mechanism 201 includes four two-axis parallel / single-axis turning motion guide mechanisms 201A, 201B, The table 233 is supported so as to be movable in two axial directions that are orthogonal to each other in parallel to the base 234 via 201C and 201D, and can turn around the turning axis C0 located at the center of the table 233. Yes.
Of the four, three 2-axis parallel / single-axis turning motion guide mechanisms 201A, 201B, and 201D are each driven to extend and contract in a linear direction, and the rotational motion of the rotational motor 238 is converted into linear motion. Linear drive mechanisms 237A, 237B, and 237D configured by a feed screw mechanism 239 are operatively connected. The two-axis parallel / one-axis turning movement guide mechanism 201C can freely move.
When the table 233 is moved in parallel, the two linear drive mechanisms 237A and 237B or the linear drive mechanism 237C are driven.
When the table 233 is swung with respect to the swivel axis C0, the linear drive mechanisms 237A and 237B are driven in the opposite directions by the same amount + ΔX, −ΔX, while the linear drive mechanism 237D is driven in the Y axis direction by a predetermined amount ΔY. Drive.
Thus, the conventional biaxial parallel / single axis turning motion guide mechanism and the biaxial parallel / single axis turning table apparatus using the same perform the positioning by moving the table in parallel or turning.

しかしながら、特許文献1のリニアモータを内蔵したステージ装置は、XYθの3方向の各軸が重なりあった装置構成となっていて、位置決めする対象物が大型化すると、ステージ装置が物理的に高くなるという問題があった。近年、液晶材料は年々大型化しており、テーブル即ちステージの往復移動や回転移動させるためには、リニアモータやステージ装置をそのまま大きくせざるを得ないという欠点もあった。
また、XYθの3方向の各軸が重なりあった装置構成のため、ステージが大型化した場合、XYが移動すると、重心位置がずれるので、駆動手段によるステージの移動位置によっては、各軸の連結部に荷重が集中し、ステージに大きなモーメント荷重が発生するので、ステージの円滑な移動が妨げられたり、意図しない回転移動が生じたりして、位置決め精度が低下する問題がある。
However, the stage apparatus incorporating the linear motor of Patent Document 1 has an apparatus configuration in which the respective axes in the three directions of XYθ are overlapped. When the object to be positioned is enlarged, the stage apparatus becomes physically high. There was a problem. In recent years, liquid crystal materials have become larger year by year, and in order to reciprocate and rotate the table, that is, the stage, there has been a disadvantage that the linear motor and the stage device have to be enlarged as they are.
In addition, since the apparatus has a configuration in which the three axes of XYθ are overlapped, if the stage is enlarged, the position of the center of gravity is shifted when the XY moves. Since the load concentrates on the part and a large moment load is generated on the stage, there is a problem that the smooth movement of the stage is hindered or an unintended rotational movement occurs and the positioning accuracy is lowered.

また、特許文献2の2軸平行・1軸旋回運動案内機構およびこれを用いた2軸平行・1軸旋回テーブル装置は、2軸平行・1軸旋回運動案内機構を3つ用いた3軸構成となっていて、1軸のみで駆動する場合、モータの容量が不足し、2軸駆動時の方向と同じ動作を行うことができないので、移動・位置決めに時間が掛かり、結果的に効率性・生産性が悪くなるという問題があった。
さらに、特許文献2の2軸平行・1軸旋回運動案内機構およびこれを用いた2軸平行・1軸旋回テーブル装置は、微小の平面内の位置移動のみを実施するため、長ストローク移動するステージにするためには、2軸平行・1軸旋回運動案内機構およびこれを用いた2軸平行・1軸旋回テーブル装置をテーブルに載せて移動するなど、他の駆動機構を付加して、機構を複雑化、高コスト化せざるを得なかった。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、テーブルが大型化しても、テーブルや対象物による荷重をバランス良く分散して支持し、さらに、微小の平面内の位置移動であるアライメントステージの駆動部を用いて、長ストローク移動できるように電動機を共用し、機構の簡素化、低コスト化を図る長ストローク移動可能なアライメントステージを提供することを目的とする。
Further, the two-axis parallel / one-axis turning motion guide mechanism and the two-axis parallel / one-axis turning table device using the same in Patent Document 2 are configured in a three-axis configuration using three two-axis parallel / one-axis turning motion guide mechanisms. When driving with only one axis, the capacity of the motor is insufficient and the same operation as in the 2-axis driving direction cannot be performed, so it takes time to move and position, resulting in efficiency / There was a problem that productivity deteriorated.
Furthermore, the two-axis parallel / one-axis turning motion guide mechanism of Patent Document 2 and the two-axis parallel / one-axis turning table device using the same perform a position movement within a minute plane, so that the stage moves for a long stroke. In order to achieve this, the two-axis parallel / one-axis turning motion guide mechanism and the two-axis parallel / one-axis turning table device using the same are moved on the table, and other drive mechanisms are added to make the mechanism Complicated and expensive.
The present invention has been made in view of such problems. Even when the table is enlarged, the load due to the table and the object is distributed and supported in a well-balanced manner, and the position is moved within a minute plane. It is an object of the present invention to provide an alignment stage that can be moved by a long stroke by using a drive unit of the alignment stage so that the electric motor is shared so that it can move by a long stroke, and the mechanism is simplified and the cost is reduced.

上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したのである。
請求項1に記載の発明は、機台部に配置された駆動機構を介して対象物を搭載するテーブルを所定の位置に位置決め可能なアライメントステージにおいて、前記機台部は、同一方向に平行に配置された少なくとも3本の長ストローク移動可能な直動案内を備え、前記駆動機構は、並進自由度を持つ2つの並進自由度部と、回転自由度を持つ1つの回転自由度部と、電動機と、被検出体となる該機構部の動作量を検出する検出手段と該検出手段からの信号を受けて指令信号に基づいて前記電動機を制御する制御器とから構成される電動機制御装置と、から構成される1軸駆動並進回転機構を少なくも3組備え、前記少なくとも3組の1軸駆動並進回転機構はそれぞれが前記直動案内を移動する直動案内ブロックを前記機台側または前記テーブル側に備え、かつ少なくとも前記3組の1軸駆動並進回転機構のうち、少なくとも1組の1軸駆動並進回転機構はその電動機が前記長ストローク移動方向に駆動する第1の1軸駆動並進回転機構部であり、残りの1軸駆動並進回転機構はその電動機が前記長ストローク移動方向に対して所定角度の方向に駆動する第2の1軸駆動並進回転機構部であり、前記第1の1軸駆動並進回転機構部は前記機台部側の並進自由度部にリニアモータを備え、前記第2の1軸駆動並進回転機構部は前記テーブル側の並進自由度部にリニアモータを備え、かつ、前記第1の1軸駆動並進回転機構部は前記長ストローク移動可能な前記直動案内に配置され、前記第2の1軸駆動並進回転機構部は前記第1の1軸駆動並進回転機構部を案内する前記直動案内の間に配置されることにより、前記テーブルを1方向の長ストローク移動を含む並進移動もしくは旋回移動可能としたことを特徴とするものである。
In order to solve the above problem, the present invention is configured as follows.
The invention according to claim 1 is an alignment stage capable of positioning a table on which an object is mounted at a predetermined position via a drive mechanism arranged in the machine base part, wherein the machine base part is parallel to the same direction. And at least three linear motion guides capable of moving over a long stroke, wherein the drive mechanism includes two translational degrees of freedom having translational degrees of freedom, one rotational degree of freedom having rotational degrees of freedom, and an electric motor. And an electric motor control device comprising: a detecting means for detecting an operation amount of the mechanism portion to be detected; and a controller for receiving the signal from the detecting means and controlling the electric motor based on a command signal; At least three sets of one-axis drive translation / rotation mechanisms, each of which includes at least three sets of one-axis drive translation / rotation mechanisms, each of which has a linear motion guide block for moving the linear motion guide, on the machine side or the table. And at least one of the three sets of one-axis drive translational rotation mechanisms is a first one-axis drive translational rotation mechanism unit whose motor drives in the long stroke movement direction. The remaining one-axis drive translational rotation mechanism is a second one-axis drive translational rotation mechanism that the electric motor drives in a direction at a predetermined angle with respect to the long stroke movement direction, and the first one-axis drive The translational rotation mechanism unit includes a linear motor in the translational freedom portion on the machine base side, the second single-axis drive translational rotation mechanism unit includes a linear motor in the translational freedom unit on the table side, and The first one-axis drive translational rotation mechanism is arranged in the linear guide that is movable in the long stroke, and the second one-axis drive translational rotation mechanism is a guide for the first one-axis drive translational rotation mechanism. Between the linear motion guides By being, it is characterized in that it has a translatable or pivotal movement comprises a long stroke movement in one direction to the table.

また、請求項2に記載の発明は、請求項1記載の長ストローク移動可能なアライメントステージにおいて、前記残りの1軸駆動並進回転機構がその電動機が前記長ストローク移動方向に対して直交方向に駆動する第2の1軸駆動並進回転機構部であることを特徴とするものである。
また、請求項3に記載の発明は、請求項1又は2記載の長ストローク移動可能なアライメントステージにおいて、前記電動機を搭載しない並進自由度を持つ2つの並進自由度部と、回転自由度を持つ1つの回転自由度部からなる3自由度機構をさらに有することを特徴とするものである。
また、請求項4に記載の発明は、請求項1又は2記載の長ストローク移動可能なアライメントステージにおいて、前記駆動機構が、前記機台部の上に設けた第1の並進自由度部と、前記第1並進自由度部の上に設けた回転自由度部と、前記回転自由度部の上に設けた第2並進自由度部より構成されたことを特徴とするものである。
また、請求項5に記載の発明は、請求項1又は2記載の長ストローク移動可能なアライメントステージにおいて、前記駆動機構が、前記機台部の上に設けた第1の並進自由度部と、前記第1並進自由度部の上に設けた第2の並進自由度部と、前記第2の並進自由度部の上に設けた回転自由度部より構成されたことを特徴とするものである。
According to a second aspect of the present invention, in the alignment stage capable of long stroke movement according to the first aspect, the remaining one-axis drive translational rotation mechanism is driven in a direction orthogonal to the long stroke movement direction. This is a second uniaxial drive translational rotation mechanism .
According to a third aspect of the present invention, in the alignment stage capable of long stroke movement according to the first or second aspect, the translation stage has two translational degrees of freedom having no degree of translation and has a degree of freedom of rotation. It further has a three-degree-of-freedom mechanism composed of one rotational degree of freedom part .
According to a fourth aspect of the present invention, in the alignment stage capable of long stroke movement according to the first or second aspect, the drive mechanism includes a first translational degree of freedom portion provided on the machine base portion, The rotation degree of freedom part provided on the first degree of freedom part of translation and a second degree of freedom part of translation provided on the part of freedom degree of rotation are characterized by the above.
Further, the invention according to claim 5 is the alignment stage capable of long stroke movement according to claim 1 or 2, wherein the drive mechanism includes a first translational degree-of-freedom portion provided on the machine base portion, It is characterized by comprising a second translational freedom part provided on the first translational freedom part and a rotational freedom part provided on the second translational freedom part. .

本発明によると、XYθの3方向へ微小位置決め動作するテーブルを実現でき、テーブルや対象物の荷重を、バランス良く分散して支持することができ、さらに、テーブルを移動する駆動力を、バランス良く分散して出力できるので、テーブルの並進移動や回転移動では、どの方向にも各リニアモータが動作し、重心から偏らずに動作するので、均一な性能で、精度良く、効率的に動作させることができる。
さらに、長ストロークのテーブル移動が可能のため、XYθの3方向へ微小位置決め動作に加えて、長ストロークの搬送用途に兼用することができる。
また、動作に支障が無い3自由度機構でテーブルの荷重をさらに支えることができ、テーブルの撓みを抑えた長ストローク移動可能なアライメントステージを実現できる。
そして、2つの並進自由度部の取り付け角度が固定なので、テーブル移動する際に必要な動作量を比較的簡単に演算することができる。
また、2つの並進駆動部の直動案内を挟んで回転駆動部を置くことができ、テーブルから機台部まで連続して支持できるので、テーブル他の荷重に対して、駆動機構が変形を抑制して支持することができる。
According to the present invention, it is possible to realize a table that performs a fine positioning operation in three directions of XYθ, and can support the table and the load of the object in a well-balanced manner, and further, the driving force for moving the table can be balanced. Since it can output in a distributed manner, each linear motor operates in any direction in translation and rotation of the table and operates without being biased from the center of gravity, so it can be operated with high accuracy and efficiency with uniform performance. Can do.
Furthermore, since the table can be moved with a long stroke, in addition to the fine positioning operation in the three directions of XYθ, it can also be used for a long stroke conveyance application.
Moreover, the load on the table can be further supported by a three-degree-of-freedom mechanism that does not hinder the operation, and an alignment stage that can move for a long stroke while suppressing the deflection of the table can be realized.
And since the angle of attachment of the two translational degrees-of-freedom portions is fixed, the amount of movement required for moving the table can be calculated relatively easily.
In addition, the rotary drive unit can be placed across the linear motion guides of the two translational drive units and can be supported continuously from the table to the machine base, so the drive mechanism suppresses deformation against other loads on the table. Can be supported.

以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明の第1実施例を示す長ストローク移動可能なアライメントステージの上面図および1軸駆動並進回転機構の配置を示す概略図、図2は本発明の第1実施例を示す長ストローク移動可能なアライメントステージの側面概略図、図3は本発明の第1実施例を示す長ストローク移動可能なアライメントステージの制御ブロック図と駆動機構の並進・回転自由度の概略を示す図である。
図において、1(図2、図3の1a〜1d)は電動機(リニアモータ)、2(図3の2a〜2d)は動作量検出手段、3(図3の3a〜3d)は制御器、4(図1〜図3)はテーブル、5(図3)は対象物、6(図1〜図3の6a〜6d)は第1の1軸駆動並進回転機構部、7(図1、図2)は機台部、8(図3)は指令手段、16(図2、図1および図3の16aと16b)は第2の1軸駆動並進回転機構部となっている。また、11(図2の11aと11b)は並進駆動部、12(図3の12a〜12d)は並進自由度部、13(図3の13a〜13d)は回転自由度部であり、21(図1、図2)は直動案内、22(図1、図2)は直動案内ブロック、23(図1、図2)は回転用軸受となっている。
FIG. 1 is a top view of a long-stroke movable alignment stage showing a first embodiment of the present invention and a schematic diagram showing the arrangement of a single-axis drive translational rotation mechanism, and FIG. 2 is a long view showing a first embodiment of the present invention. FIG. 3 is a schematic side view of an alignment stage capable of stroke movement, and FIG. 3 is a diagram showing a control block diagram of the alignment stage capable of long stroke movement according to the first embodiment of the present invention and an outline of the degree of freedom of translation and rotation of the drive mechanism. .
In the figure, 1 (1a to 1d in FIGS. 2 and 3) is an electric motor (linear motor), 2 (2a to 2d in FIG. 3) is an operation amount detecting means, 3 (3a to 3d in FIG. 3) is a controller, 4 (FIGS. 1 to 3) is a table, 5 (FIG. 3) is an object, 6 (6a to 6d in FIGS. 1 to 3) is a first uniaxial drive translational rotation mechanism, and 7 (FIGS. 1 and 3). 2) is a machine base, 8 (FIG. 3) is command means, and 16 (16a and 16b in FIGS. 2, 1 and 3) is a second uniaxial drive translational rotation mechanism. 11 (11a and 11b in FIG. 2) is a translation drive unit, 12 (12a to 12d in FIG. 3) is a translational freedom unit, 13 (13a to 13d in FIG. 3) is a rotational freedom unit, and 21 ( 1 and 2) are linear motion guides, 22 (FIGS. 1 and 2) are linear motion guide blocks, and 23 (FIGS. 1 and 2) are rotational bearings.

本発明の第1実施例が従来技術である特許文献1および2に対して基本的に異なる点は、第1の1軸駆動並進回転機構部6と第2の1軸駆動並進回転機構部16を備えることで、同一機構で長ストローク移動とアライメント移動とを実現している部分である。
具体的には、機台部7とテーブル4の間において、図1および図2のように第1の1軸駆動並進回転機構部6と第2の1軸駆動並進回転機構部16をそれぞれ2組備え、図3のように、第1の1軸駆動並進回転機構部6と第2の1軸駆動並進回転機構部16にはリニアモータ1をそれぞれ機台部7側とテーブル4側に備え、図1のように機台部7は、直動案内21が同一のY方向(図で上下方向)に3本あり、第1の1軸駆動並進回転機構部6の並進駆動部11の直動案内ブロック22と、第2の1軸駆動並進回転機構部16の並進自由度部12の直動案内ブロック22と、がY方向に移動できる構成になっている。
第1の1軸駆動並進回転機構部6の並進駆動部11の上には、回転用軸受23を有する回転自由度部13があり、さらにその上に並進自由度部12を有する。
第2の1軸駆動並進回転機構部16の並進自由度部12の上には、回転用軸受23を有する回転自由度部13があり、さらにその上に並進駆動部11を有する。
各並進駆動部11と並進自由度部12は、直動案内21を直動案内ブロック22が移動する構成になっており、回転自由度部13には回転用軸受23を配している。つまり、第1の1軸駆動並進回転機構部6と第2の1軸駆動並進回転機構部16は、並進駆動、回転自由度、並進自由度の機構の順を互いに逆に配置した構成となっている。
なお、各並進駆動部11を構成するリニアモータ1は、それぞれ4つの制御器3(図3の3a〜3d)が接続されている。制御器3は指令手段8から動作命令を受け取り、リニアモータ1を動作させる。動作量検出手段2はリニアモータ1もしくはリニアモータ1が駆動する直動案内ブロック22ほかが付随する部位の移動量を検出し、その移動量が指令手段8の動作命令との差を0にするように制御器3が動作を制御する。
The first embodiment of the present invention is basically different from Patent Documents 1 and 2 that are prior arts in that the first uniaxial drive translational rotation mechanism 6 and the second uniaxial drive translational rotation mechanism 16. This is a part that realizes long stroke movement and alignment movement by the same mechanism.
Specifically, between the machine base unit 7 and the table 4, as shown in FIGS. 1 and 2, each of the first uniaxial drive translational rotation mechanism unit 6 and the second uniaxial drive translational rotation mechanism unit 16 is set to 2 respectively. As shown in FIG. 3, the first uniaxial drive translational rotation mechanism unit 6 and the second uniaxial drive translational rotation mechanism unit 16 are provided with linear motors 1 on the machine unit 7 side and the table 4 side, respectively. As shown in FIG. 1, the machine base unit 7 has three linear motion guides 21 in the same Y direction (vertical direction in the figure), and the linear drive unit 11 of the first one-axis drive translational rotation mechanism unit 6 The movement guide block 22 and the linear movement guide block 22 of the translational freedom portion 12 of the second uniaxial drive translation rotation mechanism unit 16 are configured to be movable in the Y direction.
On the translation drive unit 11 of the first one-axis drive translation / rotation mechanism unit 6, there is a rotation degree of freedom part 13 having a bearing 23 for rotation, and further has a translation degree of freedom part 12 thereon.
On the translation degree-of-freedom portion 12 of the second one-axis drive translation / rotation mechanism portion 16 is a rotation degree-of-freedom portion 13 having a rotation bearing 23, and further has the translation drive portion 11 thereon.
Each translational drive unit 11 and translational freedom unit 12 are configured such that a linear motion guide block 22 moves through a linear motion guide 21, and a rotational bearing 23 is disposed in the rotational freedom unit 13. In other words, the first uniaxial drive translational rotation mechanism unit 6 and the second uniaxial drive translational rotation mechanism unit 16 have a configuration in which the order of translational drive, rotational freedom degree, and translational freedom degree mechanisms are arranged in reverse order. ing.
In addition, the linear motor 1 which comprises each translation drive part 11 is connected to the four controllers 3 (3a-3d of FIG. 3), respectively. The controller 3 receives an operation command from the command means 8 and operates the linear motor 1. The movement amount detection means 2 detects the movement amount of the part to which the linear motor 1 or the linear motion guide block 22 driven by the linear motor 1 is attached, and the movement amount makes the difference from the movement command of the instruction means 8 zero. Thus, the controller 3 controls the operation.

次に、長ストローク移動可能なアライメントステージの動作について説明する。
図4は本発明の第1実施例を示す長ストローク移動可能なアライメントステージのテーブルのθ旋回移動を示す図である。
図4において、Oはテーブルの中心および回転中心、Rは回転半径、θはテーブルの旋回量、δAY、δBY、δCX,δDXはリニアモータ1の移動量である。
テーブルの旋回は、第1の1軸駆動並進回転機構部6a(A)、6b(B)のリニアモータ1a、1b(図3)をY方向に各々逆側に動作させ、第2の1軸駆動並進回転機構部16a(C)、16b(D)のリニアモータ1c、1d(図3)をX方向に各々逆側に動作させることで実現できる。
図4のように、第1の1軸駆動並進回転機構部6a(図3)のリニアモータ1aをδAY、第1の1軸駆動並進回転機構部6b(図3)のリニアモータ1bをδBY、第2の1軸駆動並進回転機構部16a(図3)のリニアモータ1cをδCX、第2の1軸駆動並進回転機構部16b(図3)のリニアモータ1dをδDX動作させれば、第1の1軸駆動並進回転機構部6aの回転自由度13が回転した上に並進自由度12はδAX移動し、第1の1軸駆動並進回転機構部6bもの回転自由度13が回転した上に並進自由度12はδBX移動し、第2の1軸駆動並進回転機構部16aの回転自由度13が回転した上に並進自由度12はδCY移動し、第2の1軸駆動並進回転機構部16bも回転自由度13が回転した上に並進自由度12はδCY移動するので、テーブルがθ旋回する。
以上のようにテーブルの旋回と、第1の1軸駆動並進回転機構部6、第2の1軸駆動並進回転機構部16の各リニアモータ1、各回転自由度13、並進自由度12の移動量は、幾何学的に決定する。
Next, the operation of the alignment stage capable of moving with a long stroke will be described.
FIG. 4 is a view showing the θ-turning movement of the table of the alignment stage capable of long stroke movement according to the first embodiment of the present invention.
In FIG. 4, O is the center and rotation center of the table, R is the radius of rotation, θ is the turning amount of the table, δAY, δBY, δCX, and δDX are the movement amounts of the linear motor 1.
The table is turned by operating the linear motors 1a and 1b (FIG. 3) of the first single-axis drive translational rotation mechanisms 6a (A) and 6b (B) in the opposite directions in the Y direction, respectively. This can be realized by operating the linear motors 1c and 1d (FIG. 3) of the drive translation / rotation mechanisms 16a (C) and 16b (D) in the opposite directions in the X direction.
As shown in FIG. 4, the linear motor 1a of the first uniaxial drive translational rotation mechanism 6a (FIG. 3) is δAY, the linear motor 1b of the first uniaxial drive translational rotation mechanism 6b (FIG. 3) is δBY, If the linear motor 1c of the second one-axis drive translation / rotation mechanism 16a (FIG. 3) is operated by δCX and the linear motor 1d of the second one-axis drive translation / rotation mechanism 16b (FIG. 3) is operated by δDX, the first The rotational degree of freedom 13 of the single-axis drive translational rotation mechanism 6a is rotated and the translational degree of freedom 12 is moved by δAX, and the translational degree of freedom 13 of the first single-axis drive translational rotation mechanism 6b is rotated and translated. The degree of freedom 12 moves by δBX, the degree of freedom 13 of rotation of the second one-axis drive translational rotation mechanism unit 16a rotates, and the degree of freedom of translation 12 moves by δCY, and the second one-axis drive translational rotation mechanism unit 16b also moves. Rotation degree of freedom 13 rotates and translation degree of freedom 12 moves δCY Therefore, the table turns by θ.
As described above, turning of the table and movement of each linear motor 1, each rotational degree of freedom 13, and each degree of translational freedom 12 of the first one-axis drive translational rotation mechanism unit 16 and the second one-axis drive translational rotation mechanism unit 16 are performed. The quantity is determined geometrically.

図5は本発明の第1実施例を示す長ストローク移動可能なアライメントステージのテーブルのX並進移動を示す図である。
図5において、δCX,δDXはリニアモータ1の移動量である。第1の1軸駆動並進回転機構部6のリニアモータ1は動作させず、第2の1軸駆動並進回転機構部16a、16bのリニアモータ1a、1bをδCX,δDX移動させれば、テーブル4がX方向(図で左右方向)に移動する。
FIG. 5 is a diagram showing X translational movement of the table of the alignment stage capable of long stroke movement according to the first embodiment of the present invention.
In FIG. 5, δCX and δDX are the movement amounts of the linear motor 1. If the linear motor 1 of the first one-axis drive translational rotation mechanism unit 6 is not operated and the linear motors 1a, 1b of the second one-axis drive translational rotation mechanism units 16a, 16b are moved by δCX, δDX, the table 4 Moves in the X direction (left and right in the figure).

図6は本発明の第1実施例を示す長ストローク移動可能なアライメントステージのテーブルのY並進移動を示す図である。
図6において、δAY、δBYはリニアモータ1の移動量である。第2の1軸駆動並進回転機構部16のリニアモータ1は動作させず、第1の1軸駆動並進回転機構部6a、6bのリニアモータ1a、1bをδAY、δBY移動させれば、テーブル4がY方向に移動する。
なお、X方向とY方向を同時に動作させても良く、δAY、δBY、δCX,δDXの量を調整すれば、並進移動の方向を調整できる。
また、図4では、テーブル4の中心を回転中心としたが、任意の位置を回転中心としても幾何学的に第1の1軸駆動並進回転機構部6、第2の1軸駆動並進回転機構部16の各駆動量が決まる。
本発明の第1実施例は上記構成にしたので、図4、図5、図6のようにXYθの微小動作によるアライメント位置決めが可能であり、かつ図6のように長ストロークが可能となる。
FIG. 6 is a diagram showing Y translational movement of the table of the alignment stage capable of long stroke movement according to the first embodiment of the present invention.
In FIG. 6, δAY and δBY are movement amounts of the linear motor 1. If the linear motor 1 of the second one-axis drive translation / rotation mechanism unit 16 is not operated and the linear motors 1a, 1b of the first one-axis drive translation / rotation mechanism units 6a, 6b are moved by δAY, δBY, the table 4 Moves in the Y direction.
Note that the X direction and the Y direction may be operated simultaneously, and the translational movement direction can be adjusted by adjusting the amounts of δAY, δBY, δCX, and δDX.
In FIG. 4, the center of the table 4 is the rotation center. However, the first one-axis drive translational rotation mechanism unit 6 and the second one-axis drive translational rotation mechanism are geometrically arranged at any position as the rotation center. Each drive amount of the unit 16 is determined.
Since the first embodiment of the present invention has the above-described configuration, alignment positioning by minute operation of XYθ is possible as shown in FIGS. 4, 5, and 6, and a long stroke is possible as shown in FIG.

図7は本発明の第2実施例を示す長ストローク移動可能なアライメントステージの上面図および1軸駆動並進回転機構と3自由度機構の配置を示す概略図、図8は本発明の第2実施例を示す長ストローク移動可能なアライメントステージ制御ブロック図と駆動機構の並進・回転自由度の概略を示す図である。なお、第2実施例の構成要素は第1実施例と同じである。
第2実施例が第1実施例と異なる点は、第1の1軸駆動並進回転機構部6の配置位置が異なる点と、3自由度機構18a,18bを2つ付加した点である。リニアモータ1の配置位置が第1実施例とは異なるので、テーブル4の旋回と、リニアモータ1の移動量の関係が、第1実施例とは異なるが、幾何学的に決まる点は変わらない。具体的な例は、別途後述する。
また、並進移動は、第1実施例と同様に実現できるので、ここでは図示していない。テーブル4を並進移動する場合も、テーブル4の並進動作量と方向と、第1の1軸駆動並進回転機構部6および第2の1軸駆動並進回転機構部16のリニアモータ1の各々の動作量は幾何学的に決定できる。
以上のように、第1の1軸駆動並進回転機構部6の配置位置を変え、3自由度機構18を加えても、本発明の第2実施例の一連の動作も第1実施例と同様である。
FIG. 7 is a top view of a long-stroke movable alignment stage showing a second embodiment of the present invention and a schematic view showing the arrangement of a single-axis drive translational rotation mechanism and a three-degree-of-freedom mechanism, and FIG. 8 is a second embodiment of the present invention. It is the figure which shows the outline of the translation stage rotation degree of the alignment stage control which can move the long stroke which shows an example, and a drive mechanism. The components of the second embodiment are the same as those of the first embodiment.
The second embodiment is different from the first embodiment in that the arrangement position of the first uniaxial drive translational rotation mechanism unit 6 is different and two three-degree-of-freedom mechanisms 18a and 18b are added. Since the arrangement position of the linear motor 1 is different from that of the first embodiment, the relationship between the turning of the table 4 and the movement amount of the linear motor 1 is different from that of the first embodiment, but the geometrically determined point is not changed. . Specific examples will be described later separately.
Further, since the translational movement can be realized in the same manner as in the first embodiment, it is not shown here. Even when the table 4 is translated, the translation operation amount and direction of the table 4 and the operations of the linear motor 1 of the first uniaxial drive translational rotation mechanism unit 6 and the second uniaxial drive translational rotation mechanism unit 16 are also described. The quantity can be determined geometrically.
As described above, even if the arrangement position of the first single-axis drive translational rotation mechanism unit 6 is changed and the three-degree-of-freedom mechanism 18 is added, the series of operations of the second embodiment of the present invention is the same as that of the first embodiment. It is.

図9は本発明の第3実施例を示す長ストローク移動可能なアライメントステージの上面図および1軸駆動並進回転機構の配置を示す概略図、図10は本発明の第3実施例を示す長ストローク移動可能なアライメントステージの制御ブロック図である。
第3実施例が第1実施例と異なる点は、第1の1軸駆動並進回転機構部6の数と配置位置が異なる点である。第2実施例において付加した3自由度機構18a,18bに、第1の1軸駆動並進回転機構部6を配した構成になっている。
リニアモータ1の配置位置は、第2実施例の第1の1軸駆動並進回転機構部6と、3自由度機構18の配置位置なので、第2実施例と同様に、テーブル4の移動と、リニアモータ1の幾何学的関係に変わりは無い。
また、並進移動は、第1実施例と同様に実現できるので、ここでは図示していない。
テーブル4の旋回移動については、後述する。
FIG. 9 is a top view of a long-stroke movable alignment stage showing a third embodiment of the present invention and a schematic diagram showing the arrangement of a single-axis drive translational rotation mechanism, and FIG. 10 is a long stroke showing a third embodiment of the present invention. It is a control block diagram of a movable alignment stage.
The third embodiment is different from the first embodiment in that the number and arrangement positions of the first uniaxial drive translational rotation mechanism units 6 are different. The three-degree-of-freedom mechanisms 18a and 18b added in the second embodiment have a configuration in which the first single-axis drive translation / rotation mechanism 6 is arranged.
Since the arrangement position of the linear motor 1 is the arrangement position of the first one-axis drive translational rotation mechanism unit 6 and the three-degree-of-freedom mechanism 18 of the second embodiment, as in the second embodiment, There is no change in the geometrical relationship of the linear motor 1.
Further, since the translational movement can be realized in the same manner as in the first embodiment, it is not shown here.
The turning movement of the table 4 will be described later.

図11は本発明の第4実施例を示す長ストローク移動可能なアライメントステージの上面図および1軸駆動並進回転機構と3自由度機構の配置を示す概略図、図12は本発明の第4実施例を示す長ストローク移動可能なアライメントステージの制御ブロック図と駆動機構および3自由度機構の並進・回転自由度の概略を示す図である。
第4実施例は、第2実施例の図7に、3自由度機構18をさらに加えた構成となっている。ここで、新たに加えた3自由度機構18cは、第2の1軸駆動並進回転機構部6と同じY方向の直動案内21に配した構成になっている。
図13は本発明の第4実施例および第2、第3実施例の長ストローク移動可能なアライメントステージのテーブルのθ旋回移動を示す図である。リニアモータ1の配置位置は、第2実施例と同じである。図13はOはテーブルの中心および回転中心、Rは回転半径、θはテーブルの旋回量、δAY、δBY、δCX,δDXはリニアモータ1の移動量である。
なお、第3実施例の場合は、図中EFに示した3自由度機構18を第1の1軸駆動並進回転機構部6に読み替えれば良く、δEY、δFYをリニアモータ1の動作量とすればよい。
テーブルの旋回は、第1の1軸駆動並進回転機構部6a(A)、6b(B)のリニアモータ1a,1bをY方向に各々逆側に動作させ、第2の1軸駆動並進回転機構部16a(C)、16b(D)のリニアモータ1c、1dをX方向に各々逆側に動作させることで実現できる。
図13のように、第1の1軸駆動並進回転機構部6aのリニアモータ1aをδAY、第1の1軸駆動並進回転機構部6bのリニアモータ1bをδBY、第2の1軸駆動並進回転機構部16aのリニアモータ1cをδCX、第2の1軸駆動並進回転機構部16bのリニアモータ1dをδDX動作させれば、第1の1軸駆動並進回転機構部6aの回転自由度13が回転した上に並進自由度12はδAX移動し、第1の1軸駆動並進回転機構部6bもの回転自由度13が回転した上に並進自由度12はδBX移動し、第2の1軸駆動並進回転機構部16aの回転自由度13が回転した上に並進自由度12はδCY移動し、第2の1軸駆動並進回転機構部16bも回転自由度13が回転した上に並進自由度12はδCY移動するので、テーブルがθ旋回する。
以上のようにテーブルの旋回と、第1の1軸駆動並進回転機構部6、第2の1軸駆動並進回転機構部16の各リニアモータ1、各回転自由度部13、並進自由度部12の移動量は、幾何学的に決定する。
FIG. 11 is a top view of a long-stroke movable alignment stage showing a fourth embodiment of the present invention and a schematic view showing the arrangement of a single-axis drive translational rotation mechanism and a three-degree-of-freedom mechanism, and FIG. 12 shows the fourth embodiment of the present invention. It is a control block diagram of the alignment stage which can move a long stroke which shows an example, and a figure which shows the outline of the translation and rotation freedom of a drive mechanism and a 3 freedom degree mechanism.
The fourth embodiment has a configuration in which a three-degree-of-freedom mechanism 18 is further added to FIG. 7 of the second embodiment. Here, the newly added three-degree-of-freedom mechanism 18c has a configuration in which it is arranged in the linear motion guide 21 in the same Y direction as that of the second single-axis drive translational rotation mechanism unit 6.
FIG. 13 is a view showing the θ rotation movement of the table of the alignment stage capable of long stroke movement according to the fourth embodiment and the second and third embodiments of the present invention. The arrangement position of the linear motor 1 is the same as in the second embodiment. In FIG. 13, O is the center and rotation center of the table, R is the radius of rotation, θ is the turning amount of the table, δAY, δBY, δCX, and δDX are the movement amounts of the linear motor 1.
In the case of the third embodiment, the three-degree-of-freedom mechanism 18 indicated by EF in the drawing may be replaced with the first one-axis drive translational rotation mechanism unit 6, and δEY and δFY are the operation amounts of the linear motor 1. do it.
The table is swung by operating the linear motors 1a and 1b of the first single-axis drive translational rotation mechanism units 6a (A) and 6b (B) in the opposite directions in the Y direction, respectively, thereby providing a second single-axis drive translational rotation mechanism. This can be realized by operating the linear motors 1c and 1d of the parts 16a (C) and 16b (D) in the opposite directions in the X direction.
As shown in FIG. 13, the linear motor 1a of the first one-axis drive translational rotation mechanism 6a is δAY, the linear motor 1b of the first one-axis drive translational rotation mechanism 6b is δBY, and the second one-axis drive translational rotation. If the linear motor 1c of the mechanism unit 16a is operated by δCX and the linear motor 1d of the second one-axis drive translational rotation mechanism unit 16b is operated by δDX, the rotational degree of freedom 13 of the first one-axis drive translational rotation mechanism unit 6a rotates. In addition, the translational degree of freedom 12 moves by δAX, the rotational degree of freedom 13 of the first one-axis driving translational rotation mechanism 6b rotates, and the translational degree of freedom 12 moves by δBX, and the second one-axis driving translational rotation. The rotational degree of freedom 13 of the mechanism unit 16a rotates and the translational degree of freedom 12 moves by δCY, and the second single-axis drive translational rotation mechanism unit 16b also rotates by the degree of freedom of rotation 13 and the translational degree of freedom 12 moves by δCY. So the table turns θ
As described above, turning of the table, each linear motor 1 of each of the first one-axis drive translational rotation mechanism unit 6 and the second one-axis drive translational rotation mechanism unit 16, each degree of freedom of rotation 13, and each of the degrees of freedom of translation 12 The amount of movement is determined geometrically.

図14は本発明の第5実施例を示す長ストローク移動可能なアライメントステージの制御ブロック図と駆動機構の並進・回転自由度の概略を示す図である。
本実施例が第1実施例〜第4実施例と異なるのは、第1の1軸駆動並進回転機構部6と第2の1軸駆動並進回転機構部16の構成である。
第5実施例が第1実施例〜第4実施例と異なる点は、第1の1軸駆動並進回転機構部6と第2の1軸駆動並進回転機構部16の並進自由度、回転自由度の構成である。図14のように、第1の1軸駆動並進回転機構部6と第2の1軸駆動並進回転機構部16は、並進自由度の上に直行した並進自由度があり、その上に回転自由度を有する。第1実施例〜第4実施例の第1の1軸駆動並進回転機構部6と第2の1軸駆動並進回転機構部16は、並進自由度の上に回転自由度があり、その上に並進自由度を有していた。つまり、本実施例の第1の1軸駆動並進回転機構部6は並進駆動部11の上に回転自由度部13、その上に並進自由度部12を備えている。第2の1軸駆動並進回転機構部16は、並進自由度12の上に回転自由度部、その上に並進駆動部11を備えている。
FIG. 14 is a control block diagram of an alignment stage that can be moved by a long stroke according to a fifth embodiment of the present invention, and an outline of translation / rotation freedom of the drive mechanism.
This embodiment differs from the first to fourth embodiments in the configuration of the first uniaxial drive translational rotation mechanism unit 6 and the second uniaxial drive translational rotation mechanism unit 16.
The fifth embodiment is different from the first to fourth embodiments in that the first uniaxial drive translational rotation mechanism unit 6 and the second uniaxial drive translational rotation mechanism unit 16 have a degree of freedom in translation and a degree of rotation. It is the composition. As shown in FIG. 14, the first uniaxial drive translational rotation mechanism unit 6 and the second uniaxial drive translational rotation mechanism unit 16 have a translational degree of freedom that goes straight above the translational degree of freedom, and are free to rotate thereon. Have a degree. The first one-axis drive translational rotation mechanism unit 6 and the second one-axis drive translational rotation mechanism unit 16 of the first to fourth embodiments have a degree of freedom of rotation above the degree of freedom of translation. It had translational freedom. In other words, the first uniaxial drive translational rotation mechanism unit 6 of this embodiment includes a rotation degree of freedom part 13 on the translational drive part 11 and a translation degree of freedom part 12 thereon. The second uniaxial drive translational rotation mechanism unit 16 includes a rotation degree of freedom part on the translation degree of freedom 12 and a translational drive part 11 thereon.

次に、長ストローク移動可能なアライメントステージの動作について説明する。
本実施例のテーブル4と各リニアモータ1の移動量の関係は、第1の1軸駆動並進回転機構部6は並進駆動部11の上に回転自由度部13が変わっているので、その幾何学的関係が異なる。
図15は第5実施例および第2実施例、第3実施例の長ストローク移動可能なアライメントステージのテーブルのθ旋回移動を示す図である。Oはテーブルの中心および回転中心、Rは回転半径、θはテーブルの旋回量、δAY、δBY、δCX,δDXはリニアモータ1の移動量である。
テーブルの旋回は、第1の1軸駆動並進回転機構部6a(A)、6b(B)のリニアモータ1a,1bをY方向に各々逆側に動作させ、第2の1軸駆動並進回転機構部16a(C)、16b(D)のリニアモータ1c、1dをX方向に各々逆側に動作させることで実現できる。
図15のように、第1の1軸駆動並進回転機構部6aのリニアモータ1aをδAY、第1の1軸駆動並進回転機構部6bのリニアモータ1bをδBY、第2の1軸駆動並進回転機構部16aのリニアモータ1cをδCX、第2の1軸駆動並進回転機構部16bのリニアモータ1dをδDX動作させれば、第1の1軸駆動並進回転機構部6aの回転自由度13が回転した上に並進自由度12はδAX移動し、第1の1軸駆動並進回転機構部6bもの回転自由度13が回転した上に並進自由度12はδBX移動し、第2の1軸駆動並進回転機構部16aの回転自由度13が回転した上に並進自由度12はδCY移動し、第2の1軸駆動並進回転機構部16bも回転自由度13が回転した上に並進自由度12はδCY移動するので、テーブルがθ旋回する。
以上のように、第1実施例〜第4実施例とは関係が異なるが、テーブル4の旋回と、第1の1軸駆動並進回転機構部6、第2の1軸駆動並進回転機構部16の各リニアモータ1、各回転自由度13、並進自由度12の移動量は、幾何学的に決定する。
また、並進移動は、第1実施例と同様に実施できるので、ここでは図示しない。
なお、本実施例では、第1実施例の図1の配置で、第1の1軸駆動並進回転機構部6と第2の1軸駆動並進回転機構部16の並進自由度、回転自由度の構成を変更したものだが、第2実施例〜第4実施例の配置で、第1の1軸駆動並進回転機構部6と第2の1軸駆動並進回転機構部16の並進自由度、回転自由度の構成を変更しても良い。また、第1実施例〜第4実施例の第1の1軸駆動並進回転機構部6と第2の1軸駆動並進回転機構部16の構成と、第5実施例の第1の1軸駆動並進回転機構部6と第2の1軸駆動並進回転機構部16の構成が混在しても良い。
Next, the operation of the alignment stage capable of moving with a long stroke will be described.
The relationship between the movement amount of the table 4 of this embodiment and each linear motor 1 is that the first single-axis drive translational rotation mechanism unit 6 has a rotational degree of freedom 13 that is changed on the translational drive unit 11, so The academic relationship is different.
FIG. 15 is a view showing the θ rotation movement of the table of the alignment stage capable of long stroke movement in the fifth embodiment, the second embodiment, and the third embodiment. O is the center and rotation center of the table, R is the radius of rotation, θ is the turning amount of the table, δAY, δBY, δCX, and δDX are the movement amounts of the linear motor 1.
The table is swung by operating the linear motors 1a and 1b of the first single-axis drive translational rotation mechanism units 6a (A) and 6b (B) in the opposite directions in the Y direction, respectively, thereby providing a second single-axis drive translational rotation mechanism. This can be realized by operating the linear motors 1c and 1d of the parts 16a (C) and 16b (D) in the opposite directions in the X direction.
As shown in FIG. 15, the linear motor 1a of the first uniaxial drive translational rotation mechanism 6a is δAY, the linear motor 1b of the first uniaxial drive translational rotation mechanism 6b is δBY, and the second uniaxial drive translational rotation is performed. If the linear motor 1c of the mechanism unit 16a is operated by δCX and the linear motor 1d of the second one-axis drive translational rotation mechanism unit 16b is operated by δDX, the rotational degree of freedom 13 of the first one-axis drive translational rotation mechanism unit 6a rotates. In addition, the translational degree of freedom 12 moves by δAX, the rotational degree of freedom 13 of the first one-axis driving translational rotation mechanism 6b rotates, and the translational degree of freedom 12 moves by δBX, and the second one-axis driving translational rotation. The rotational degree of freedom 13 of the mechanism unit 16a rotates and the translational degree of freedom 12 moves by δCY, and the second single-axis drive translational rotation mechanism unit 16b also rotates by the degree of freedom of rotation 13 and the translational degree of freedom 12 moves by δCY. So the table turns θ
As described above, although the relationship is different from the first to fourth embodiments, the table 4 is turned, the first uniaxial drive translational rotation mechanism unit 6, and the second uniaxial drive translational rotation mechanism unit 16. The amount of movement of each linear motor 1, each rotational degree of freedom 13, and translational degree of freedom 12 is determined geometrically.
Further, since the translational movement can be performed in the same manner as in the first embodiment, it is not shown here.
In this embodiment, in the arrangement of FIG. 1 of the first embodiment, the translational freedom degree and rotational freedom degree of the first uniaxial drive translational rotation mechanism part 6 and the second uniaxial drive translational rotation mechanism part 16 are improved. Although the configuration has been changed, in the arrangements of the second to fourth embodiments, the degree of freedom of translation and the degree of freedom of rotation of the first uniaxial drive translational rotation mechanism unit 6 and the second uniaxial drive translational rotation mechanism unit 16 The degree configuration may be changed. Further, the configurations of the first uniaxial drive translational rotation mechanism unit 6 and the second uniaxial drive translational rotation mechanism unit 16 of the first to fourth embodiments, and the first uniaxial drive of the fifth example. The configurations of the translational rotation mechanism unit 6 and the second uniaxial drive translational rotation mechanism unit 16 may be mixed.

複数の第1の1軸駆動並進回転機構部および第2の1軸駆動並進回転機構部、あるいは3自由度機構を分散して配置することによって、テーブルが大型化しても、荷重を分散して支持する用途に適用できる。
さらに、装置が大型化しても、特殊な大型リニアモータを使用せず、標準的なリニアモータを複数利用して、駆動力を分散して構成できるので、装置部品の納期やコストの面で、特殊品に比べて安易に調達できるという利点もある。
Even if the table is increased in size by distributing a plurality of first uniaxial drive translational rotation mechanism units and second uniaxial drive translational rotation mechanism units or a three-degree-of-freedom mechanism, the load is distributed. Applicable to supporting applications.
In addition, even if the device becomes larger, it can be configured by using multiple standard linear motors without using special large linear motors, so that the driving force can be distributed. There is also an advantage that it can be procured easily compared to special products.

本発明の第1実施例を示す長ストローク移動可能なアライメントステージの上面図および1軸駆動並進回転機構の配置を示す概略図である。It is the schematic which shows the top view of the alignment stage which can move a long stroke which shows 1st Example of this invention, and arrangement | positioning of a 1 axis drive translation rotation mechanism. 本発明の第1実施例を示す長ストローク移動可能なアライメントステージの側面概略図である。It is the side schematic diagram of the alignment stage which can move a long stroke which shows the 1st example of the present invention. 本発明の第1実施例を示す長ストローク移動可能なアライメントステージの制御ブロック図と駆動機構の並進・回転自由度の概略を示す図である。It is a control block diagram of the alignment stage which can move a long stroke which shows 1st Example of this invention, and the figure which shows the outline of the translation and rotation freedom degree of a drive mechanism. 本発明の第1実施例を示す長ストローク移動可能なアライメントステージのテーブルのθ旋回移動を示す図である。It is a figure which shows (theta) turning movement of the table of the alignment stage which can move a long stroke which shows 1st Example of this invention. 本発明の第1実施例を示す長ストローク移動可能なアライメントステージのテーブルのX並進移動を示す図である。It is a figure which shows X translational movement of the table of the alignment stage which can move a long stroke which shows 1st Example of this invention. 本発明の第1実施例を示す長ストローク移動可能なアライメントステージのテーブルのY並進移動を示す図である。It is a figure which shows the Y translational movement of the table of the alignment stage which can move a long stroke which shows 1st Example of this invention. 本発明の第2実施例を示す長ストローク移動可能なアライメントステージの上面図および1軸駆動並進回転機構と3自由度機構の配置を示す概略図である。It is the top view of the alignment stage which can move a long stroke which shows 2nd Example of this invention, and the schematic which shows arrangement | positioning of a 1 axis | shaft drive translation rotation mechanism and a 3 degree-of-freedom mechanism. 本発明の第2実施例を示す長ストローク移動可能なアライメントステージ制御ブロック図と駆動機構の並進・回転自由度の概略を示す図である。It is the alignment stage control block diagram which can move a long stroke which shows 2nd Example of this invention, and the figure which shows the outline of the translation and rotation freedom degree of a drive mechanism. 本発明の第3実施例を示す長ストローク移動可能なアライメントステージの上面図および1軸駆動並進回転機構の配置を示す概略図である。It is the schematic which shows the top view of the alignment stage which can move a long stroke which shows 3rd Example of this invention, and arrangement | positioning of a 1 axis drive translation rotation mechanism. 本発明の第3実施例を示す長ストローク移動可能なアライメントステージの制御ブロック図である。It is a control block diagram of the alignment stage which can move a long stroke which shows 3rd Example of this invention. 本発明の第4実施例を示す長ストローク移動可能なアライメントステージの上面図および1軸駆動並進回転機構と3自由度機構の配置を示す概略図である。It is the top view of the alignment stage which can move a long stroke which shows 4th Example of this invention, and the schematic which shows arrangement | positioning of a 1 axis | shaft drive translation rotation mechanism and a 3 degree-of-freedom mechanism. 本発明の第4実施例を示す長ストローク移動可能なアライメントステージの制御ブロック図と駆動機構および3自由度機構の並進・回転自由度の概略を示す図である。It is a control block diagram of the alignment stage which can move a long stroke which shows 4th Example of this invention, and the figure which shows the outline of the translation and rotation freedom degree of a drive mechanism and a 3 freedom degree mechanism. 本発明の第4実施例および第2、第3実施例の長ストローク移動可能なアライメントステージのテーブルのθ旋回移動を示す図である。It is a figure which shows (theta) turning movement of the table of the alignment stage which can move long stroke of 4th Example of this invention, and 2nd, 3rd Example. 本発明の第5実施例を示す長ストローク移動可能なアライメントステージの制御ブロック図と駆動機構の並進・回転自由度の概略を示す図である。It is a control block diagram of the alignment stage which can move a long stroke which shows 5th Example of this invention, and the figure which shows the outline of the translation and rotation freedom degree of a drive mechanism. 第5実施例および第2、第3実施例の長ストローク移動可能なアライメントステージのテーブルのθ旋回移動を示す図である。It is a figure which shows (theta) rotation movement of the table of the alignment stage which can move a long stroke of 5th Example and 2nd, 3rd Example. 特許文献1のリニアモータを内蔵したステージ装置の一実施例を示し,一方向であるX方向から見た正面図である。It is the front view seen from the X direction which is one direction which shows one Example of the stage apparatus incorporating the linear motor of patent document 1. FIG. 図16に示すステージ装置を示す平面図である。It is a top view which shows the stage apparatus shown in FIG. 特許文献2の2軸平行・1軸旋回運動案内機構の一部破断分解斜視図である。10 is a partially broken exploded perspective view of a biaxial parallel / uniaxial turning motion guide mechanism of Patent Document 2. FIG. 図18に示す2軸平行・1軸旋回運動案内機構を用いた2軸平行・1軸旋回テーブル装置であり、同図(a)はテーブルを省略して2点鎖線で示す平面図、同図(b)は正面図である。FIG. 18 is a two-axis parallel / one-axis turning table device using the two-axis parallel / one-axis turning movement guide mechanism shown in FIG. 18, in which FIG. (B) is a front view. 図19に示すテーブルの平面図である。FIG. 20 is a plan view of the table shown in FIG. 19.

符号の説明Explanation of symbols

1 電動機 (リニアモータ)
2 動作量検出手段
3 制御器
4 テーブル
5 対象物
6 第1の1軸駆動並進回転機構部
7 機台部
8 指令手段
11 並進駆動部
12 並進自由度部
13 回転自由度部
16 第2の1軸駆動並進回転機構部
18 3自由度機構
21 直動案内
22 直動案内ブロック
23 回転用軸受
1 Electric motor (linear motor)
2 Motion amount detection means 3 Controller 4 Table 5 Object 6 First uniaxial drive translation rotation mechanism part 7 Machine base part 8 Command means 11 Translation drive part 12 Translation freedom part 13 Rotation degree of freedom part 16 Second 1 Shaft drive translational rotation mechanism 18 3 degrees of freedom mechanism 21 Linear motion guide 22 Linear motion guide block 23 Rotating bearing

Claims (5)

機台部に配置された駆動機構を介して対象物を搭載するテーブルを所定の位置に位置決め可能なアライメントステージにおいて、
前記機台部は、同一方向に平行に配置された少なくとも3本の長ストローク移動可能な直動案内を備え、
前記駆動機構は、並進自由度を持つ2つの並進自由度部と、回転自由度を持つ1つの回転自由度部と、電動機と、被検出体となる該機構部の動作量を検出する検出手段と該検出手段からの信号を受けて指令信号に基づいて前記電動機を制御する制御器とから構成される電動機制御装置と、から構成される1軸駆動並進回転機構を少なくも3組備え、
前記少なくとも3組の1軸駆動並進回転機構はそれぞれが前記直動案内を移動する直動案内ブロックを前記機台側または前記テーブル側に備え、
かつ少なくとも前記3組の1軸駆動並進回転機構のうち、少なくとも1組の1軸駆動並進回転機構はその電動機が前記長ストローク移動方向に駆動する第1の1軸駆動並進回転機構部であり、残りの1軸駆動並進回転機構はその電動機が前記長ストローク移動方向に対して所定角度の方向に駆動する第2の1軸駆動並進回転機構部であり、前記第1の1軸駆動並進回転機構部は前記機台部側の並進自由度部にリニアモータを備え、前記第2の1軸駆動並進回転機構部は前記テーブル側の並進自由度部にリニアモータを備え、かつ、前記第1の1軸駆動並進回転機構部は前記長ストローク移動可能な前記直動案内に配置され、前記第2の1軸駆動並進回転機構部は前記第1の1軸駆動並進回転機構部を案内する前記直動案内の間に配置されることにより、
前記テーブルを1方向の長ストローク移動を含む並進移動もしくは旋回移動可能としたことを特徴とする長ストローク移動可能なアライメントステージ。
In an alignment stage capable of positioning a table for mounting an object on a predetermined position via a drive mechanism arranged on a machine base unit,
The machine base portion includes at least three linear motion guides that are arranged in parallel in the same direction and are movable over a long stroke,
The drive mechanism includes two translational degrees of freedom units having translational degrees of freedom, one rotational degree of freedom unit having rotational degrees of freedom, an electric motor, and detection means for detecting an operation amount of the mechanism unit to be detected. And a motor controller comprising a controller that receives the signal from the detection means and controls the motor based on a command signal, and comprises at least three sets of one-axis drive translational rotation mechanisms,
The at least three sets of one-axis drive translational rotation mechanisms each include a linear motion guide block for moving the linear motion guide on the machine base side or the table side,
And at least one set of the single-axis drive translational rotation mechanisms among the at least three sets of single-axis drive translational rotation mechanisms is a first single-axis drive translational rotation mechanism that the electric motor drives in the long stroke movement direction. The remaining one-axis drive translational rotation mechanism is a second one-axis drive translational rotation mechanism unit whose motor is driven in a direction at a predetermined angle with respect to the long stroke movement direction, and the first one-axis drive translational rotation mechanism. The translation motor is provided with a linear motor in the translation degree of freedom on the machine base side, the second single-axis drive translation rotation mechanism is provided with a linear motor in the translation degree of freedom on the table side, and the first A single-axis drive translational rotation mechanism is disposed in the linear motion guide that is movable in the long stroke, and the second single-axis drive translational rotation mechanism is configured to guide the first single-axis drive translational rotation mechanism. To be placed between By,
An alignment stage capable of long stroke movement, wherein the table is capable of translational movement or turning movement including long stroke movement in one direction.
前記残りの1軸駆動並進回転機構はその電動機が前記長ストローク移動方向に対して直交方向に駆動する第2の1軸駆動並進回転機構部であることを特徴とする請求項1項記載の長ストローク移動可能なアライメントステージ。 2. The length of claim 1, wherein the remaining one-axis drive translational rotation mechanism is a second one-axis drive translational rotation mechanism unit that drives the motor in a direction orthogonal to the long stroke movement direction. Stroke-alignable alignment stage. 前記電動機を搭載しない並進自由度を持つ2つの並進自由度部と、回転自由度を持つ1つの回転自由度部からなる3自由度機構をさらに有することを特徴とする請求項1又は2記載の長ストローク移動可能なアライメントステージ。 3. The three-degree-of-freedom mechanism comprising two translational degree-of-freedom parts having translational degrees of freedom without mounting the electric motor and one rotational degree-of-freedom part having rotational degrees of freedom . An alignment stage capable of long stroke movement. 前記駆動機構は、前記機台部の上に設けた第1の並進自由度部と、前記第1並進自由度部の上に設けた回転自由度部と、前記回転自由度部の上に設けた第2並進自由度部より構成されたことを特徴とする請求項1又は2記載の長ストローク移動可能なアライメントステージ。 The drive mechanism is provided on a first translation degree of freedom part provided on the machine base part, a rotational degree of freedom part provided on the first translation degree of freedom part, and on the rotational degree of freedom part. 3. The alignment stage capable of long stroke movement according to claim 1 or 2, further comprising a second translational degree of freedom section. 前記駆動機構は、前記機台部の上に設けた第1の並進自由度部と、前記第1並進自由度部の上に設けた第2の並進自由度部と、前記第2の並進自由度部の上に設けた回転自由度部より構成されたことを特徴とする請求項1又は2記載の長ストローク移動可能なアライメントステージ。 The drive mechanism includes a first translation degree of freedom portion provided on the machine base portion, a second translation degree of freedom portion provided on the first translation degree of freedom portion, and the second translation freedom portion. 3. An alignment stage capable of long stroke movement according to claim 1, wherein the alignment stage comprises a rotational degree of freedom portion provided on the degree portion .
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