JP5138443B2 - XY stage device - Google Patents

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本発明は、特に、大型の液晶ディスプレイ等の製造に利用されるXYステージ装置に関する。   The present invention particularly relates to an XY stage apparatus used for manufacturing a large liquid crystal display or the like.

従来のこのような分野の技術として、特開2007−216349号公報がある。この公報に記載されたXYステージ装置は、Y軸(第1の軸線)方向へ延びる一対の石定盤と、それぞれの石定盤の上面でY軸方向へ延びる一対のガイドと、それぞれのガイドに沿って移動する断面コ字型の一対のスライダ(第1のスライダ)と、それぞれのスライダの上壁部に設けられてガイドの上面に対し空気を噴出してスライダを支持するエアパッド(第1の気体軸受)と、X軸(第2の軸線)方向へ延びると共に両端がそれぞれのスライダに連結されたYステージ(ガイド部材)と、Yステージに沿って移動するXステージ(第2のスライダ)と、Xステージ下面の四隅に設けられてそれぞれの石定盤の上面に対し空気を噴出してXステージを支持するエアパッドと、Xステージ上に配置されて液晶ディスプレイ用ガラス基板等のワーク(対象物)を真空吸着する吸着盤と、吸着盤の下面の四隅に設けられてそれぞれの石定盤の上面に対し空気を噴出して吸着盤を支持するエアパッド(第2の気体軸受)と、を備えている。このような構成により、Xステージ及びYステージの移動に伴って吸着盤及びワークが水平面内で移動する。
特開2007−216349号公報
As a conventional technology in such a field, there is JP-A-2007-216349. The XY stage apparatus described in this publication includes a pair of stone surface plates extending in the Y-axis (first axis) direction, a pair of guides extending in the Y-axis direction on the upper surface of each stone surface plate, and the respective guides A pair of sliders (first sliders) having a U-shaped cross section that move along the upper surface of the slider, and an air pad (first slider) that is provided on the upper wall portion of each slider and supports the slider by ejecting air toward the upper surface of the guide Gas bearing), a Y stage (guide member) extending in the X-axis (second axis) direction and having both ends connected to the respective sliders, and an X stage (second slider) moving along the Y stage An air pad that is provided at the four corners of the lower surface of the X stage and blows air toward the upper surface of each stone surface plate to support the X stage; Suction pad that vacuum-sucks the object (object), and an air pad (second gas bearing) that is provided at the four corners of the lower surface of the suction disk and blows air to the upper surface of each stone surface plate to support the suction disk And. With such a configuration, the suction disk and the workpiece move in a horizontal plane as the X stage and the Y stage move.
JP 2007-216349 A

ここで、上記XYステージ装置にあっては、石定盤の上面にスライダ専用のガイドを設けるためのスペースを確保しなくてはならないため、更に、近年液晶ディスプレイ等の大型化によってワークも大きくなる傾向にあるため、それらに伴い石定盤を大きくしなくてはならならず、石材の確保、石材加工、及び石材の輸送等の点において問題を生じると共に、装置が大型化してしまうという問題を生じる。   Here, in the above XY stage apparatus, a space for providing a guide dedicated to the slider must be secured on the upper surface of the stone surface plate, and the work becomes larger due to the enlargement of the liquid crystal display or the like in recent years. Because of this tendency, the stone surface plate must be enlarged along with them, causing problems in terms of securing stone, processing stones, transporting stones, etc., and increasing the size of the equipment. Arise.

本発明は、定盤を小さくすると共に装置の小型化を図ることのできるXYステージ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 an XY stage apparatus that can reduce the surface plate and reduce the size of the apparatus.

本発明に係るXYステージ装置は、上面が滑走面とされた定盤と、滑走面に沿って第1の軸線の延在方向に移動する第1のスライダと、第1のスライダに連結されて、水平面内で第1の軸線と直交する第2の軸線の方向へ延びるガイド部材と、ガイド部材に沿って第2の軸線の延在方向に移動する第2のスライダと、第2のスライダ上に配置され、上面に載置された対象物を吸着する吸着盤と、を備え、第1のスライダは滑走面に対し気体を噴出する第1の気体軸受によって支持され、吸着盤は滑走面に対し気体を噴出する第2の気体軸受によって支持され、第1のスライダは定盤にガイドされることを特徴とする。   An XY stage apparatus according to the present invention is connected to a surface plate whose upper surface is a sliding surface, a first slider that moves in the extending direction of the first axis along the sliding surface, and the first slider. A guide member extending in a direction of a second axis perpendicular to the first axis in a horizontal plane, a second slider moving in the extending direction of the second axis along the guide member, and the second slider The first slider is supported by a first gas bearing that ejects gas to the sliding surface, and the suction plate is disposed on the sliding surface. On the other hand, the first slider is supported by a second gas bearing that ejects gas, and the first slider is guided by a surface plate.

このXYステージ装置では、第2の気体軸受は定盤上面を滑走面として吸着盤を支持することができ、第1の気体軸受も定盤上面を滑走面として第1のスライダを支持することができる。このように、定盤を第1のスライダのガイドとして用いて第1の気体軸受と第2の気体軸受とで滑走面を共有させることにより、第1のスライダ専用のガイドを定盤上面に設けることを不要とし、これによって定盤を小さくすると共に装置の小型化を図ることができる。   In this XY stage apparatus, the second gas bearing can support the suction plate with the upper surface of the surface plate as the sliding surface, and the first gas bearing can also support the first slider with the upper surface of the surface plate as the sliding surface. it can. In this way, by using the surface plate as a guide for the first slider and sharing the sliding surface between the first gas bearing and the second gas bearing, a guide dedicated to the first slider is provided on the upper surface of the surface plate. This eliminates the need to reduce the size of the apparatus while reducing the size of the surface plate.

また、第1のスライダには、定盤の両側面の側から定盤を挟み込むように配置された第3の気体軸受が設けられ、第1のスライダは定盤によってガイドされることが好ましい。第3の気体軸受で水平方向に支持することによって第1のスライダを滑らかに移動させることができると共に、定盤の両側面を滑走面として有効活用することができる。   The first slider is preferably provided with a third gas bearing arranged so as to sandwich the surface plate from both side surfaces of the surface plate, and the first slider is preferably guided by the surface plate. By supporting the third gas bearing in the horizontal direction, the first slider can be moved smoothly, and both side surfaces of the surface plate can be effectively used as the sliding surface.

また、第1のスライダは滑走面に対向する上壁部を有し、上壁部は三つの第1の気体軸受によって支持されることが好ましい。第1のスライダを三つの第1の気体軸受で支持することによって、第1のスライダの安定性を高めることができる。   Moreover, it is preferable that a 1st slider has an upper wall part which opposes a sliding surface, and an upper wall part is supported by the three 1st gas bearings. By supporting the first slider with the three first gas bearings, the stability of the first slider can be enhanced.

また、定盤及び第1のスライダをそれぞれ一対備え、ガイド部材の両端側には第1のスライダがそれぞれ連結されていることが好ましい。一対の定盤のいずれにおいても上面に第1のスライダ専用のガイドを設けることを不要とし、これによってそれぞれの定盤を小さくすると共に一層装置の小型化を図ることができる。   Preferably, the surface plate and the first slider are provided in pairs, and the first slider is connected to both ends of the guide member. In any of the pair of surface plates, it is not necessary to provide a guide dedicated to the first slider on the upper surface, thereby reducing the size of each surface plate and further reducing the size of the apparatus.

本発明に係るXYステージ装置によれば、定盤を小さくすると共に装置の小型化を図ることができる。   According to the XY stage apparatus of the present invention, the surface plate can be made small and the apparatus can be miniaturized.

以下、本発明によるXYステージ装置の好適な実施形態について添付図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of an XY stage apparatus according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

図1〜5に示すように、XYステージ装置1は、ベース2上に並設されてY軸方向に延在する一対の石定盤(定盤)3,4と、石定盤3,4に沿ってY軸方向へ移動するY軸ステージ6と、Y軸ステージ6の駆動部として機能する一対のY軸リニアモータ7,8と、Y軸ステージ6上でX軸方向へ移動するX軸ステージ9と、X軸ステージ9の駆動部として機能するX軸リニアモータ10と、X軸ステージ9上に配置される吸着盤11とを備えている。なお、図1,2に示すように、X軸(第2の軸線)及びY軸(第1の軸線)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。   As shown in FIGS. 1 to 5, the XY stage apparatus 1 includes a pair of stone surface plates (surface plates) 3 and 4 that are arranged side by side on the base 2 and extend in the Y-axis direction, and stone surface plates 3 and 4. A Y-axis stage 6 that moves in the Y-axis direction along the Y-axis, a pair of Y-axis linear motors 7 and 8 that function as a drive unit for the Y-axis stage 6, and an X-axis that moves in the X-axis direction on the Y-axis stage 6 A stage 9, an X-axis linear motor 10 that functions as a drive unit for the X-axis stage 9, and a suction plate 11 disposed on the X-axis stage 9 are provided. As shown in FIGS. 1 and 2, the X-axis (second axis) and the Y-axis (first axis) form 90 degrees with each other on the horizontal plane, and the vertical direction is defined as the Z-axis direction. In this case, the X axis, Y axis, and Z axis are used.

一方の石定盤3は、角柱状の石材からなり、その上面には平面加工が施されることによってエアベアリングが滑走するための上面側滑走面3aが形成されている。また、Y軸方向に沿って延在する両側面にも、上面と同様に平面加工が施されることによってエアベアリングが滑走するための側面側滑走面3b,3cが形成されている。同様に、他方の石定盤4の上面及び両側面にも平面加工が施されることによって上面側滑走面4a及び側面側滑走面4b,4cが形成されている。   One stone surface plate 3 is made of a prismatic stone material, and an upper surface side sliding surface 3a for the air bearing to slide is formed on the upper surface thereof by plane processing. In addition, side surface sliding surfaces 3b and 3c for sliding the air bearing are formed on both side surfaces extending along the Y-axis direction by performing planar processing in the same manner as the upper surface. Similarly, the upper surface side sliding surface 4a and the side surface sliding surfaces 4b and 4c are formed by performing planar processing on the upper surface and both side surfaces of the other stone surface plate 4 as well.

図3及び図4に示すように、Y軸ステージ6は、石定盤3,4にガイドされてそれぞれY軸方向へ移動する一対のY軸スライダ(第1のスライダ)12,13と、Y軸スライダ12,13を石定盤3,4の上面側滑走面3a,4aでそれぞれZ軸方向に支持するためのY軸リフトエアベアリング(第1の気体軸受)14,16と、Y軸スライダ12,13を石定盤3,4の側面側滑走面3b,3c,4b,4cでそれぞれ水平方向(X軸方向)に支持するためのY軸ヨーエアベアリング(第3の気体軸受)17,18と、Y軸スライダ12,13を架け渡すようにX軸方向へ延在するガイド部材19とを備えている。   As shown in FIGS. 3 and 4, the Y-axis stage 6 includes a pair of Y-axis sliders (first sliders) 12 and 13 that are guided by stone surface plates 3 and 4 and move in the Y-axis direction. Y-axis lift air bearings (first gas bearings) 14 and 16 for supporting the axis sliders 12 and 13 in the Z-axis direction by the upper surface side sliding surfaces 3a and 4a of the stone surface plates 3 and 4, respectively, Y-axis yaw air bearing (third gas bearing) 17 for supporting 12 and 13 in the horizontal direction (X-axis direction) on the side surface sliding surfaces 3b, 3c, 4b and 4c of the stone surface plates 3 and 4, respectively. 18 and a guide member 19 extending in the X-axis direction so as to bridge the Y-axis sliders 12 and 13.

一方の石定盤3にガイドされるY軸スライダ12は、石定盤3の上面側滑走面3aに対向する上壁部12aと、石定盤3の側面側滑走面3b,3cにそれぞれ対向する一対の側壁部12b,12cとを備える断面略コ字形部材であり、上壁部12aの上面にはY軸方向における中央位置でガイド部材19の一端部が連結されている。また、Y軸スライダ12の上壁部12aには、X軸方向に延びる長円状の貫通孔21,22がガイド部材19を挟んでそれぞれ形成されている。   The Y-axis slider 12 guided by one stone surface plate 3 faces the upper wall portion 12a facing the upper surface side sliding surface 3a of the stone surface plate 3, and the side surface sliding surfaces 3b and 3c of the stone surface plate 3, respectively. And a pair of side wall portions 12b, 12c. The upper surface of the upper wall portion 12a is connected to one end portion of the guide member 19 at a central position in the Y-axis direction. The upper wall portion 12 a of the Y-axis slider 12 is formed with oval through holes 21 and 22 extending in the X-axis direction with the guide member 19 interposed therebetween.

Y軸スライダ12をZ軸方向に支持するY軸リフトエアベアリング14は、Y軸スライダ12の上壁部12aの下面において、Y軸方向における両端部にそれぞれ一個ずつと、Y軸方向における中央位置に一個との合計三個からなり、三角点になるように配置されている。更にY軸リフトエアベアリング14は、上面側滑走面3aに対して空気などの気体を噴出することで発生する上向きの力とY軸スライダ12等の自重による下向きの力とを釣り合わせることによって、上面側滑走面3aとの間で数μm程度の隙間を保ちながらY軸スライダ12を非接触状態で支持する。なお、Y軸リフトエアベアリング14は、気体を噴出するのみならず、吸引機能を有していてもよい。   The Y-axis lift air bearing 14 that supports the Y-axis slider 12 in the Z-axis direction has one on each of both ends in the Y-axis direction on the lower surface of the upper wall portion 12a of the Y-axis slider 12, and the center position in the Y-axis direction. It is made up of a total of three and one, and is arranged to be a triangular point. Furthermore, the Y-axis lift air bearing 14 balances the upward force generated by jetting a gas such as air onto the upper surface side sliding surface 3a and the downward force due to the weight of the Y-axis slider 12 or the like. The Y-axis slider 12 is supported in a non-contact state while maintaining a gap of about several μm with the upper surface side sliding surface 3a. The Y-axis lift air bearing 14 may have a suction function as well as ejecting gas.

Y軸スライダ12を水平方向に支持するY軸ヨーエアベアリング17は、Y軸スライダ12の両方の側壁部12b,12cにそれぞれ二個ずつ設けられており(図5参照)、側面側滑走面3b,3cに対して空気などの気体をそれぞれ噴出することで発生する反発力同士を互いに釣り合わせることによって、側面側滑走面3b,3cとの間で各々数μm程度の隙間を保ちながらY軸スライダ12を非接触状態で支持する。   Two Y-axis yaw air bearings 17 for supporting the Y-axis slider 12 in the horizontal direction are provided on each of the side wall portions 12b and 12c of the Y-axis slider 12 (see FIG. 5), and the side-side sliding surface 3b. Y-axis slider while maintaining a gap of about several μm between the side-side sliding surfaces 3b and 3c by balancing the repulsive forces generated by jetting gas such as air to each other. 12 is supported in a non-contact state.

他方の石定盤4にガイドされるY軸スライダ13、Y軸リフトエアベアリング16及びY軸ヨーエアベアリング18は、Y軸スライダ12、Y軸リフトエアベアリング14及びY軸ヨーエアベアリング17とY軸方向から見て左右対象な構成をなしている。すなわち、Y軸スライダ13は上壁部13a、側壁部13b,13c及び貫通孔23,24を有すると共にガイド部材19の他端部と連結され、Y軸リフトエアベアリング16は上面側滑走面4aに対して気体を噴出し、Y軸ヨーエアベアリング18は側面側滑走面4b,4cに対して気体を噴出する。   The Y-axis slider 13, the Y-axis lift air bearing 16 and the Y-axis yaw air bearing 18 guided by the other stone surface plate 4 are the same as the Y-axis slider 12, the Y-axis lift air bearing 14 and the Y-axis yaw air bearing 17. It has a structure that is subject to right and left when viewed from the axial direction. That is, the Y-axis slider 13 has an upper wall portion 13a, side wall portions 13b and 13c, and through holes 23 and 24 and is connected to the other end portion of the guide member 19, and the Y-axis lift air bearing 16 is connected to the upper surface side sliding surface 4a. On the other hand, gas is ejected, and the Y-axis yaw air bearing 18 ejects gas to the side surface sliding surfaces 4b and 4c.

X軸ステージ9をガイドするガイド部材19は、上向きに開口した断面コ字形をなし、X軸方向に沿って延在するガイド部材19の外側の両側面には平面加工が施され、この面は、エアベアリングが滑走するための滑走面19a,19bとして利用される(図5参照)。   The guide member 19 that guides the X-axis stage 9 has a U-shaped cross section that opens upward, and both side surfaces on the outer side of the guide member 19 that extends along the X-axis direction are subjected to planar processing. The air bearing is used as sliding surfaces 19a and 19b for sliding (see FIG. 5).

Y軸ステージ6の駆動部として機能するY軸リニアモータ7,8は、Y軸スライダ12,13のX軸方向における両外側でそれぞれY軸方向へ延在するY軸マグネットヨーク26,27と、Y軸スライダ12,13にそれぞれ設けられたY軸コイルユニット28,29とから構成されている。   Y-axis linear motors 7 and 8 functioning as drive units for the Y-axis stage 6 are respectively Y-axis magnet yokes 26 and 27 extending in the Y-axis direction on both outer sides in the X-axis direction of the Y-axis sliders 12 and 13; Y-axis coil units 28 and 29 are provided on the Y-axis sliders 12 and 13, respectively.

Y軸リニアモータ7,8の固定子として機能するY軸マグネットヨーク26,27は、ベース2のX軸方向における両側に配置された枠部31,32の上端にそれぞれ固定され、断面コ字形をなす。Y軸マグネットヨーク26,27の内壁面には、Y軸方向に沿ってS極とN極のパターンを繰り返すように連設された複数の永久磁石が固定されている。   The Y-axis magnet yokes 26 and 27 functioning as stators of the Y-axis linear motors 7 and 8 are respectively fixed to the upper ends of the frame portions 31 and 32 arranged on both sides in the X-axis direction of the base 2 and have a U-shaped cross section. Eggplant. A plurality of permanent magnets connected to the inner wall surfaces of the Y-axis magnet yokes 26 and 27 so as to repeat the S-pole and N-pole patterns along the Y-axis direction are fixed.

Y軸リニアモータ7,8の可動子として機能するY軸コイルユニット28,29は、Y軸スライダ12の上壁部12aから上方へ向かって突出する支持壁部12dの上端部及びY軸スライダ13の支持壁部13dの上端部にそれぞれ固定されると共にY軸マグネットヨーク26,27内に挿入される。Y軸コイルユニット28,29は複数のコイルを有しており、これらの複数のコイルはY軸方向に連結されてケースで覆われている。また、Y軸コイルユニット28,29のコイルには、Y軸マグネットヨーク26,27の永久磁石のS極とN極のパターンにあわせて磁極が変化するように通電され、Y軸マグネットヨーク26,27との間でそれぞれ反発力を発生させて推力を得ることによってY軸ステージ6をY軸方向に移動させることができる。   The Y-axis coil units 28 and 29 functioning as the movers of the Y-axis linear motors 7 and 8 include the upper end portion of the support wall portion 12d protruding upward from the upper wall portion 12a of the Y-axis slider 12 and the Y-axis slider 13. Are fixed to the upper end of the support wall 13d and inserted into the Y-axis magnet yokes 26 and 27, respectively. The Y-axis coil units 28 and 29 have a plurality of coils, and the plurality of coils are connected in the Y-axis direction and covered with a case. The coils of the Y-axis coil units 28 and 29 are energized so that the magnetic poles change in accordance with the patterns of the S and N poles of the permanent magnets of the Y-axis magnet yokes 26 and 27, The Y-axis stage 6 can be moved in the Y-axis direction by generating a repulsive force with each other and obtaining a thrust.

図3及び図5に示すように、X軸ステージ9は、ガイド部材19を取り囲むように下向きに開口した断面コ字形をなすと共にガイド部材19に沿ってX軸方向へ移動するX軸スライダ(第2のスライダ)33と、X軸スライダ33を石定盤3,4の上面側滑走面3a,4aでZ軸方向に支持するためのX軸脚部34と、X軸スライダ33をガイド部材19の滑走面19a,19bで水平方向(Y軸方向)に支持するためのX軸ヨーエアベアリング36と、X軸スライダ33上に設けられて吸着盤11をZ軸周りに回動させるθテーブル37とを備えている。なお、X軸スライダ33は、断面コ字形に限らず、ガイド部材19を取り囲むような断面ロ字形をなしていてもよい。   As shown in FIGS. 3 and 5, the X-axis stage 9 has a U-shaped cross-section that opens downward so as to surround the guide member 19 and moves in the X-axis direction along the guide member 19 (first axis). 2 slider) 33, an X-axis leg 33 for supporting the X-axis slider 33 in the Z-axis direction on the upper surface side sliding surfaces 3a and 4a of the stone surface plates 3 and 4, and the X-axis slider 33 as the guide member 19 X-axis yaw air bearing 36 for supporting the sliding surfaces 19a and 19b in the horizontal direction (Y-axis direction), and a θ table 37 provided on the X-axis slider 33 to rotate the suction plate 11 around the Z-axis. And. Note that the X-axis slider 33 is not limited to a U-shaped cross section, and may have a rectangular cross section surrounding the guide member 19.

X軸スライダ33をZ軸方向に支持する各X軸脚部34は、X軸スライダ33の四隅に固定され、下方へ向かって延在する支柱38の端部には、X軸リフトエアベアリング39が設けられ、支柱38は、Y軸スライダ12の貫通孔21,22及びY軸スライダ13の貫通孔23,24にそれぞれ通されている。X軸リフトエアベアリング39は、上面側滑走面3a,4aに対して空気などの気体を噴出することで発生する上向きの力とX軸スライダ33等の自重による下向きの力とを釣り合わせることによって、上面側滑走面3a,4aとの間で数μm程度の隙間を保ちながらX軸スライダ33を非接触状態でそれぞれ支持する。X軸ステージ9がX軸方向へ移動する時、X軸リフトエアベアリング39はY軸スライダ12,13の上壁部12a,13aと干渉することなく長円状の貫通孔21〜24内で移動することができる。なお、X軸リフトエアベアリング39は、気体を噴出するのみならず、吸引機能を有していてもよい。   The X-axis legs 34 that support the X-axis slider 33 in the Z-axis direction are fixed to the four corners of the X-axis slider 33, and the X-axis lift air bearing 39 is attached to the end of the column 38 that extends downward. The support column 38 is passed through the through-holes 21 and 22 of the Y-axis slider 12 and the through-holes 23 and 24 of the Y-axis slider 13, respectively. The X-axis lift air bearing 39 balances the upward force generated by jetting a gas such as air onto the upper-side sliding surfaces 3a and 4a and the downward force due to the weight of the X-axis slider 33 and the like. The X-axis slider 33 is supported in a non-contact state while maintaining a gap of about several μm between the upper surface side sliding surfaces 3a and 4a. When the X-axis stage 9 moves in the X-axis direction, the X-axis lift air bearing 39 moves within the elliptical through holes 21 to 24 without interfering with the upper wall portions 12a and 13a of the Y-axis sliders 12 and 13. can do. Note that the X-axis lift air bearing 39 may not only eject gas but also have a suction function.

X軸スライダ33を水平方向に支持するX軸ヨーエアベアリング36は、X軸スライダ33の両方の側壁部にそれぞれ二個ずつ設けられており(図4参照)、ガイド部材19の滑走面19a,19bに対して空気などの気体をそれぞれ噴出することで発生する反発力同士を互いに釣り合わせることによって、滑走面19a,19bとの間で各々数μm程度の隙間を保ちながらX軸スライダ33を非接触状態で支持する。   Two X-axis yaw air bearings 36 that support the X-axis slider 33 in the horizontal direction are provided on each of the side walls of the X-axis slider 33 (see FIG. 4). By balancing the repulsive forces generated by jetting gases such as air with respect to 19b, the X-axis slider 33 is kept in contact with the sliding surfaces 19a and 19b while maintaining a gap of about several μm. Support in contact.

X軸ステージ9の駆動部として機能するX軸リニアモータ10は、ガイド部材19上でX軸方向へ延在するX軸マグネットヨーク41と、X軸スライダ33の上壁部の下方に設けられたX軸コイルユニット42とから構成されている。   The X-axis linear motor 10 that functions as a drive unit for the X-axis stage 9 is provided below the upper wall portion of the X-axis slider 33 and the X-axis magnet yoke 41 that extends in the X-axis direction on the guide member 19. The X-axis coil unit 42 is configured.

X軸リニアモータ10の固定子として機能するX軸マグネットヨーク41は、横向きに開口した断面コ字形をなす。X軸マグネットヨーク41の内壁面には、X軸方向に沿ってS極とN極のパターンを繰り返すように連設された複数の永久磁石が固定されている。   The X-axis magnet yoke 41 that functions as a stator of the X-axis linear motor 10 has a U-shaped cross section that opens laterally. A plurality of permanent magnets are fixed to the inner wall surface of the X-axis magnet yoke 41 so as to repeat the S-pole and N-pole patterns along the X-axis direction.

X軸リニアモータ10の可動子として機能するX軸コイルユニット42は、X軸スライダ33の上壁部から下方へ向かって突出する支持壁部に固定されると共にX軸マグネットヨーク41内に挿入される。X軸コイルユニット42は複数のコイルを有しており、これらの複数のコイルはX軸方向に連結されてケースで覆われている。また、X軸コイルユニット42のコイルには、X軸マグネットヨーク41の永久磁石のS極とN極のパターンにあわせて磁極が変化するように通電され、X軸マグネットヨーク41との間で反発力を発生させて推力を得ることによってX軸ステージ9をX軸方向に移動させることができる。   The X-axis coil unit 42 that functions as a mover of the X-axis linear motor 10 is fixed to a support wall portion that protrudes downward from the upper wall portion of the X-axis slider 33 and is inserted into the X-axis magnet yoke 41. The The X-axis coil unit 42 has a plurality of coils, and the plurality of coils are connected in the X-axis direction and covered with a case. Further, the coil of the X-axis coil unit 42 is energized so that the magnetic poles change in accordance with the patterns of the S pole and the N pole of the permanent magnet of the X axis magnet yoke 41, and repels between the X axis magnet yoke 41. The X-axis stage 9 can be moved in the X-axis direction by generating force and obtaining thrust.

対象物が載置される吸着盤11は、Y軸方向の幅がY軸スライダ12,13よりも大きく、X軸方向の幅がX軸スライダ33よりも大きい矩形板状の部材であり、吸着盤11は吸着盤脚部43によって支持されている。また、吸着盤11の上面には、例えば、液晶ディスプレイ用ガラス基板等の対象物を真空吸着するための吸着孔が多数形成されている。   The suction disk 11 on which the object is placed is a rectangular plate-like member having a width in the Y-axis direction larger than that of the Y-axis sliders 12 and 13 and a width in the X-axis direction larger than that of the X-axis slider 33. The board 11 is supported by suction board legs 43. In addition, a large number of suction holes for vacuum-sucking an object such as a liquid crystal display glass substrate are formed on the upper surface of the suction disk 11.

吸着盤11を支持する各吸着盤脚部43は、吸着盤11の四隅に固定され、下方へ向かって延在する支柱40の下端には吸着盤リフトエアベアリング(第2の気体軸受)44が設けられている。四個の吸着盤リフトエアベアリング44は、上面側滑走面3a上に二個配置されると共に上面側滑走面4a上に二個配置されており、上面側滑走面3a,4aに対して空気などの気体を噴出することで発生する上向きの力と吸着盤11等の自重による下向きの力とを釣り合わせることによって、上面側滑走面3a,4aとの間で数μm程度の隙間を保ちながら吸着盤11を非接触状態でそれぞれ支持する。吸着盤11がY軸ステージ6及びX軸ステージ9に伴い移動する時、吸着盤リフトエアベアリング44は上面側滑走面3a,4a内で移動する。なお、吸着盤リフトエアベアリング44は、気体を噴出するのみならず、吸引機能を有していてもよい。   The suction plate legs 43 that support the suction plate 11 are fixed to the four corners of the suction plate 11, and a suction plate lift air bearing (second gas bearing) 44 is provided at the lower end of the support column 40 that extends downward. Is provided. Four suction disk lift air bearings 44 are arranged on the upper surface side sliding surface 4a and two on the upper surface side sliding surface 4a, and air or the like is provided on the upper surface side sliding surfaces 3a, 4a. By balancing the upward force generated by jetting the gas and the downward force due to the weight of the suction plate 11 or the like, the adsorption is performed while maintaining a gap of about several μm between the upper surface side sliding surfaces 3a and 4a. Each of the boards 11 is supported in a non-contact state. When the suction disk 11 moves with the Y-axis stage 6 and the X-axis stage 9, the suction disk lift air bearing 44 moves in the upper surface side sliding surfaces 3a and 4a. The suction disk lift air bearing 44 may have a suction function as well as ejecting gas.

以上によって、XYステージ装置1は、吸着盤リフトエアベアリング44が石定盤3,4の上面を滑走面として吸着盤11を支持することができ、Y軸リフトエアベアリング14,16も石定盤3,4の上面を滑走面としてY軸スライダ12,13をそれぞれ支持することができる。このように、石定盤3,4をY軸スライダ12,13のガイドとして用いてY軸リフトエアベアリング14,16と吸着盤リフトエアベアリング44とで滑走面を共有させることにより、Y軸スライダ12,13専用のガイドを石定盤3,4の上面に設けることを不要とし、これによって石定盤3,4を小さくすると共に装置の小型化を図ることができる。   As described above, in the XY stage apparatus 1, the suction plate lift air bearing 44 can support the suction plate 11 with the upper surfaces of the stone surface plates 3 and 4 as sliding surfaces, and the Y-axis lift air bearings 14 and 16 also support the stone surface plate. The Y-axis sliders 12 and 13 can be supported by using the upper surfaces of 3 and 4 as sliding surfaces, respectively. In this way, by using the stone surface plates 3 and 4 as guides for the Y-axis sliders 12 and 13, the Y-axis lift air bearings 14 and 16 and the suction plate lift air bearing 44 share the sliding surface, whereby the Y-axis slider It is not necessary to provide guides for exclusive use of 12 and 13 on the top surfaces of the stone surface plates 3 and 4, thereby making the stone surface plates 3 and 4 small and miniaturizing the apparatus.

また、Y軸スライダ12,13には、石定盤3,4の側面側滑走面3b,3c,4b,4cの側から石定盤3,4を挟み込むように配置されたY軸ヨーエアベアリング17,18が設けられているため、Y軸ヨーエアベアリング17,18で水平方向に支持することによってY軸スライダ12,13を滑らかに移動させることができると共に、石定盤3,4の両側面を滑走面として有効活用することができる。   Further, the Y-axis sliders 12 and 13 have Y-axis yaw air bearings arranged so as to sandwich the stone surface plates 3 and 4 from the side of the side surface sliding surfaces 3b, 3c, 4b and 4c of the stone surface plates 3 and 4. 17 and 18, the Y-axis sliders 12 and 13 can be smoothly moved by being supported in the horizontal direction by the Y-axis yaw air bearings 17 and 18, and the both sides of the stone surface plates 3 and 4. The surface can be effectively used as a sliding surface.

また、Y軸スライダ12の上壁部12aが三個のY軸リフトエアベアリング14によって支持され、Y軸スライダ13の上壁部13aが三個のY軸リフトエアベアリング16によって支持されているため、Y軸スライダ12,13の安定性を高めることができる。   Further, the upper wall portion 12 a of the Y-axis slider 12 is supported by the three Y-axis lift air bearings 14, and the upper wall portion 13 a of the Y-axis slider 13 is supported by the three Y-axis lift air bearings 16. The stability of the Y-axis sliders 12 and 13 can be improved.

また、一対の石定盤3,4及びY軸スライダ12,13を備え、ガイド部材19の両端側にはY軸スライダ12,13がそれぞれ連結されているため、一対の石定盤3,4のいずれにおいても上面にY軸スライダ12,13専用のガイドを設けることを不要とし、これによってそれぞれの石定盤3,4を小さくすると共に一層装置の小型化を図ることができる。   Further, since the pair of stone surface plates 3 and 4 and the Y-axis sliders 12 and 13 are provided, and the Y-axis sliders 12 and 13 are respectively connected to both ends of the guide member 19, the pair of stone surface plates 3 and 4 are connected. In either case, it is not necessary to provide a dedicated guide for the Y-axis sliders 12 and 13 on the upper surface, whereby the respective stone surface plates 3 and 4 can be made smaller and the apparatus can be further miniaturized.

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。   The present invention is not limited to the embodiment described above.

例えば、X軸リフトエアベアリング39は貫通孔21〜24内に配置されているが、これに代えて、貫通孔21〜24に支柱38を通過させて、貫通孔21〜24の下方にX軸リフトエアベアリング39が配置される構成としてもよい。   For example, the X-axis lift air bearing 39 is disposed in the through holes 21 to 24. Instead, the support 38 is passed through the through holes 21 to 24, and the X axis is placed below the through holes 21 to 24. The lift air bearing 39 may be arranged.

また、X軸スライダ33は、X軸リフトエアベアリング39及びX軸ヨーエアベアリング36を用いることによって石定盤3,4の上面側滑走面3a,4a及びガイド部材19の滑走面19a,19bにガイドされてX軸方向に移動しているが、これに代えて、転がりガイドによってガイドされる構成としてもよい。   Further, the X-axis slider 33 is formed on the upper surface side sliding surfaces 3 a and 4 a of the stone surface plates 3 and 4 and the sliding surfaces 19 a and 19 b of the guide member 19 by using the X-axis lift air bearing 39 and the X-axis yaw air bearing 36. Although it is guided and moved in the X-axis direction, it may be configured to be guided by a rolling guide instead.

本発明の実施形態に係るXYステージ装置を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the XY stage apparatus which concerns on embodiment of this invention. 図1に示すXYステージ装置から吸着盤を除いた斜視図である。It is the perspective view which removed the suction disk from the XY stage apparatus shown in FIG. 図1に示すXYステージ装置の平面図である。It is a top view of the XY stage apparatus shown in FIG. 図3のIV−IV線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the IV-IV line of FIG. 図3のV−V線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the VV line of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1…XYステージ装置、3,4…石定盤(定盤)、3a,4a…上面側滑走面、11…吸着盤、12,13…Y軸スライダ(第1のスライダ)、12a,13a…上壁部、14,16…Y軸リフトエアベアリング(第1の気体軸受)、17,18…Y軸ヨーエアベアリング(第3の気体軸受)、19…ガイド部材、33…X軸スライダ(第2のスライダ)、44…吸着盤リフトエアベアリング(第2の気体軸受)。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... XY stage apparatus, 3, 4 ... Stone surface plate (surface plate), 3a, 4a ... Upper surface side sliding surface, 11 ... Adsorption plate, 12, 13 ... Y-axis slider (1st slider), 12a, 13a ... Upper wall, 14, 16 ... Y-axis lift air bearing (first gas bearing), 17,18 ... Y-axis yaw air bearing (third gas bearing), 19 ... guide member, 33 ... X-axis slider (first) 2 slider), 44... Suction plate lift air bearing (second gas bearing).

Claims (4)

上面が滑走面とされた定盤と、
前記滑走面に沿って第1の軸線の延在方向に移動する第1のスライダと、
前記第1のスライダに連結されて、水平面内で前記第1の軸線と直交する第2の軸線の方向へ延びるガイド部材と、
前記ガイド部材に沿って前記第2の軸線の延在方向に移動する第2のスライダと、
前記第2のスライダ上に配置され、上面に載置された対象物を吸着する吸着盤と、を備え、
前記第1のスライダは前記滑走面に対し気体を噴出する第1の気体軸受によって支持され、前記吸着盤は前記滑走面に対し気体を噴出する第2の気体軸受によって支持され、前記第1のスライダは前記定盤によってガイドされることを特徴とするXYステージ装置。
A surface plate whose upper surface is a sliding surface;
A first slider that moves in the extending direction of the first axis along the sliding surface;
A guide member connected to the first slider and extending in a direction of a second axis perpendicular to the first axis in a horizontal plane;
A second slider that moves in the extending direction of the second axis along the guide member;
An adsorbing plate arranged on the second slider and adsorbing an object placed on the upper surface;
The first slider is supported by a first gas bearing that ejects gas to the sliding surface, and the suction plate is supported by a second gas bearing that ejects gas to the sliding surface, and the first slider is supported by the first gas bearing. An XY stage apparatus, wherein the slider is guided by the surface plate.
前記第1のスライダには、前記定盤の両側面の側から前記定盤を挟み込むように配置された第3の気体軸受が設けられ、前記第1のスライダは前記定盤によってガイドされることを特徴とする請求項1記載のXYステージ装置。   The first slider is provided with a third gas bearing arranged so as to sandwich the surface plate from both side surfaces of the surface plate, and the first slider is guided by the surface plate. The XY stage apparatus according to claim 1. 前記第1のスライダは前記滑走面に対向する上壁部を有し、前記上壁部は三つの前記第1の気体軸受によって支持されることを特徴とする請求項1又は2記載のXYステージ装置。   3. The XY stage according to claim 1, wherein the first slider has an upper wall portion facing the sliding surface, and the upper wall portion is supported by the three first gas bearings. apparatus. 前記定盤及び前記第1のスライダをそれぞれ一対備え、前記ガイド部材の両端側には前記第1のスライダがそれぞれ連結されていることを特徴とする請求項1〜3の何れか一項記載のXYステージ装置。   The said surface plate and the said 1st slider are each provided with a pair, The said 1st slider is each connected with the both ends of the said guide member, The Claim 1 characterized by the above-mentioned. XY stage device.
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