JP5532175B1 - テーブル装置、及び搬送装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】位置決め精度の低下を抑制できるテーブル装置を提供する。
【解決手段】テーブル装置は、所定面と平行な第1基準面を有する第1基台と、所定面と平行な第2基準面を有し、第1基準面上において所定面内の第1軸と平行な方向に移動可能な第2基台と、第2基台に設けられ、第1基準面と対向する第1気体供給口を有し、第1気体供給口から供給される気体により第1基準面との間に気体軸受を形成する第1軸受部材と、第1軸と直交する所定面内の第2軸と平行な方向に関して第1軸受部材から離れて第2基台に設けられ、第1基準面と対向する第2気体供給口を有し、第2気体供給口から供給される気体により第1基準面との間に気体軸受を形成する第2軸受部材と、第2基準面上において第2軸と平行な方向に移動可能なテーブルと、を備え、第2軸と平行な方向に関して、第1軸受部材と第2軸受部材との距離は、テーブルの移動範囲の寸法よりも長い。
【選択図】図1

Description

本発明は、テーブル装置、及び搬送装置に関する。
搬送装置において、例えば特許文献1及び特許文献2に開示されているような、移動可能なテーブルを備えるテーブル装置が使用される。
特許第3832084号公報 特開2000−136824号公報
テーブル装置において、テーブルの位置決め精度が低下し、テーブルが望みの位置に配置されないと、そのテーブル装置を備える搬送装置の性能が低下する可能性がある。例えば、水平面内においてテーブルを真っ直ぐに移動しようとしたにもかかわらず、そのテーブルがピッチングしてしまう場合、あるいは、テーブルの上面を水平面と平行にしようとしたにもかかわらず、テーブルの上面が水平面に対して傾斜してしまう場合、テーブルの位置決め精度が低下する可能性がある。その結果、そのテーブルに載っている物体が望みの位置に配置されない可能性がある。
本発明は、位置決め精度の低下を抑制できるテーブル装置及び搬送装置を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するための本発明のテーブル装置は、所定面と平行な第1基準面を有する第1基台と、前記所定面と平行な第2基準面を有し、前記第1基準面上において前記所定面内の第1軸と平行な方向に移動可能な第2基台と、前記第2基台に設けられ、前記第1基準面と対向する第1気体供給口を有し、前記第1気体供給口から供給される気体により前記第1基準面との間に気体軸受を形成する第1軸受部材と、前記第1軸と直交する前記所定面内の第2軸と平行な方向に関して前記第1軸受部材から離れて前記第2基台に設けられ、前記第1基準面と対向する第2気体供給口を有し、前記第2気体供給口から供給される気体により前記第1基準面との間に気体軸受を形成する第2軸受部材と、前記第2基準面上において前記第2軸と平行な方向に移動可能なテーブルと、を備え、前記第2軸と平行な方向に関して、前記第1軸受部材と前記第2軸受部材との距離は、前記テーブルの移動範囲の寸法よりも長い。
従って、第1基台の第1基準面上において第2基台が第1軸と平行な方向に移動し、第2基台の第2基準面上においてテーブルが第2軸と平行な方向に移動するので、テーブルは、第1軸と平行な方向及び第2軸と平行な方向の両方に移動可能である。第1軸受部材及び第2軸受部材のそれぞれは、所定面に対して垂直方向の力(浮上力)を発生する気体軸受を形成する。すなわち、第1軸受部材及び第2軸受部材のそれぞれは、所謂、垂直方向気体軸受(上下方向気体軸受)を形成する。第2基準面上においてテーブルが第2軸と平行な方向に移動する場合、そのテーブルの移動方向(第2軸と平行な方向)に関して、第1軸受部材(第1の垂直方向気体軸受)と第2軸受部材(第2の垂直方向気体軸受)との距離が、テーブルの移動範囲(ストローク)の寸法よりも長いため、その移動範囲においてテーブルが移動しても、テーブルの荷重は、第1軸受部材によって形成される気体軸受及び第2軸受部材によって形成される気体軸受で支持される。これにより、テーブルの移動範囲においてテーブルがピッチングしたり、テーブルの上面が傾斜したりすることが抑制される。そのため、テーブルの位置決め精度の低下が抑制される。
本発明のテーブル装置では、前記第2軸と平行な方向に関して、前記テーブルの重心が前記第1軸受部材と前記第2軸受部材との間を移動するように、前記テーブルの移動範囲が定められる。
従って、テーブルの重心が第1軸受部材(第1の垂直方向気体軸受)と第2軸受部材(第2の垂直方向気体軸受)との間から外側に移動しないので、その移動範囲においてテーブルが移動しても、テーブルの荷重は、第1軸受部材によって形成される気体軸受及び第2軸受部材によって形成される気体軸受で支持される。これにより、テーブルがピッチングしたり、テーブルの上面が傾斜したりすることが抑制される。
本発明のテーブル装置では、前記第1基台に設けられ、前記第2基台を前記第1軸と平行な方向にガイドする第1ガイド部材を備える。
従って、第2基台は、第1ガイド部材にガイドされて、第1軸と平行な方向に関して目標軌道で移動される。これにより、その第2基台に支持されているテーブルも、第1軸と平行な方向に関して目標軌道で移動される。
本発明のテーブル装置では、前記第2基台に設けられ、前記第2軸と平行な第1方向を向く前記第1ガイド部材の第1側面と対向する第3気体供給口を有し、前記第3気体供給口から供給される気体により前記第1側面との間に気体軸受を形成する第3軸受部材を備え、前記第1軸受部材は、前記第1方向の反対方向を向く前記第1ガイド部材の第2側面と対向するように配置される第4気体供給口を有し、前記第4気体供給口から供給される気体により前記第2側面との間に気体軸受を形成する。
従って、第1軸受部材及び第3軸受部材が第1ガイド部材に非接触で支持されつつ、第1軸受部材及び第3軸受部材が第1軸と平行な方向に移動可能である。第1軸受部材及び第3軸受部材のそれぞれは、第2軸と平行な方向の力を発生する気体軸受を形成する。すなわち、第1軸受部材及び第3軸受部材のそれぞれは、所謂、水平方向気体軸受を形成する。これにより、第1軸受部材及び第3軸受部材は、第2軸と平行な方向への変位を抑制されつつ、第1軸と平行な方向に関して目標軌道で移動される。また、第2軸と平行な方向に関して、第1軸受部材によって形成される気体軸受と第3軸受部材によって形成される気体軸受との距離が短いので、例えば第2基台が熱変形しても、第1軸受部材と第1ガイド部材との間隙の寸法の変化量が大きくなること、及び第3軸受部材と第1ガイド部材との間隙の寸法の変化量が大きくなることが抑制される。そのため、第1軸受部材及び第3軸受部材に接続されている第2基台も、第1軸と平行な方向に関して目標軌道で移動される。
本発明のテーブル装置では、前記第2基台に設けられ、前記テーブルを前記第2軸と平行な方向にガイドする第2ガイド部材を備える。
従って、テーブルは、第2ガイド部材にガイドされて、第2軸と平行な方向に関して目標軌道で移動される。
本発明のテーブル装置では、前記テーブルに設けられ、前記第2基準面と対向する第5気体供給口と、前記第1軸と平行な第2方向を向く前記第2ガイド部材の第3側面と対向する第6気体供給口と、を有し、前記第5気体供給口から供給される気体により前記第2基準面との間に気体軸受を形成し、前記第6気体供給口から供給される気体により前記第3側面との間に気体軸受を形成する第4軸受部材と、前記テーブルに設けられ、前記第2方向の反対方向を向く前記第2ガイド部材の第4側面と対向する第7気体供給口を有し、前記第7供給口から供給される気体により前記第3側面との間に気体軸受を形成する第5軸受部材と、を備える。
従って、第4軸受部材が第2基準面及び第2ガイド部材のそれぞれに非接触で支持され、第5軸受部材が第2ガイド部材に非接触で支持されつつ、第4軸受部材及び第5軸受部材が第2軸と平行な方向に移動可能である。第4軸受部材は、所定面に対して垂直方向の力(浮上力)を発生する気体軸受を形成する。すなわち、第4軸受部材は、所謂、垂直方向気体軸受(上下方向気体軸受)を形成する。また、第4軸受部材及び第5軸受部材のそれぞれは、第1軸と平行な方向の力を発生する気体軸受を形成する。すなわち、第4軸受部材及び第5軸受部材のそれぞれは、所謂、水平方向気体軸受を形成する。これにより、第4軸受部材及び第5軸受部材は、第1軸と平行な方向への変位を抑制されつつ、第2軸と平行な方向に関して目標軌道で移動される。そのため、第4軸受部材及び第5軸受部材に接続されているテーブルも、第2軸と平行な方向に関して目標軌道で移動される。
本発明のテーブル装置では、前記第1軸と平行な方向に関して前記第4軸受部材から離れて前記テーブルに設けられ、前記第2基準面と対向する第8気体供給口を有し、前記第8気体供給口から供給される気体により前記第2基準面との間に気体軸受を形成する第6軸受部材を備える。
従って、第4軸受部材及び第6軸受部材のそれぞれが第2基準面に非接触で支持されつつ、第4軸受部材及び第6軸受部材は第2軸と平行な方向に移動可能である。第4軸受部材及び第6軸受部材のそれぞれは、所定面に対して垂直方向の力(浮上力)を発生する気体軸受を形成する。すなわち、第4軸受部材及び第6軸受部材のそれぞれは、所謂、垂直方向気体軸受(上下方向気体軸受)を形成する。また、第4軸受部材と第6軸受部材とは、第1軸と平行な方向に関して離れて配置されている。テーブルの荷重が、第4軸受部材によって形成される気体軸受及び第6軸受部材によって形成される気体軸受で支持されることにより、テーブルがローリングしたり、テーブルの上面が傾斜したりすることが抑制される。そのため、テーブルの位置決め精度の低下が抑制される。
本発明のテーブル装置では、前記第1基台と前記第2基台との間に配置され、前記第2基台を前記第1基台に引き寄せる力を発生する吸引力発生装置を備える。
従って、第1軸受部材及び第2軸受部材のそれぞれによって形成される気体軸受による第2基台に対する浮上力と、吸引力発生装置による第2基台に対する吸引力とのバランスにより、第1軸受部材と第1基台との間隙の寸法、及び第2軸受部材と第1基台との間隙の寸法のそれぞれが最適に維持される。そのため、第2基台は、目標軌道で移動可能である。
本発明のテーブル装置では、前記吸引力発生装置は、前記第1基台に接続される第1部材と、前記第2基台に接続され、前記第1部材との間に前記引き寄せる力を発生可能な第2部材と、を含み、前記第2部材は、前記第1部材と対向する第1下面を含む第1部分と、前記第1部分の上方に配置され、少なくとも一部が前記第1部分よりも外側に張り出す第2下面を含む第2部分と、を有し、前記第2部分は、前記第2下面と前記第2部材の上面とを結ぶ孔を有し、前記孔に、前記第2部材と前記第2基台とを固定するための固定部材が配置される。
従って、例えば第2基台上にテーブルが配置された状態で、吸引力発生装置の調整作業が円滑に行われる。吸引力発生装置の吸引力の調整(変更)は、例えば、第1部材と第2部材との間隙の寸法の調整、第2部材の交換、及び第1部材と対向する位置に配置される第2部材の数の調整の少なくとも一つを含む。本発明によれば、第2部材が第1部分と第2部分とを含み、固定部材が配置されるための孔が第2部分に設けられるため、吸引力発生装置の調整作業が円滑に行われる。これにより、第1軸受部材及び第2軸受部材のそれぞれによって形成される気体軸受による第2基台に対する浮上力と、吸引力発生装置による第2基台に対する吸引力とのバランスが最適に調整される。そのため、第1軸受部材と第1基台との間隙の寸法、第2軸受部材と第1基台との間隙の寸法、第1軸受部材によって形成される気体軸受の剛性、及び第2軸受部材によって形成される気体軸受の剛性の少なくとも一つが最適に調整される。したがって、第2基台は、目標軌道で移動可能であり、例えば第2基台の傾斜が抑制される。そのため、その第2基台に支持されるテーブルの位置決め精度の低下が抑制される。
上記の目的を達成するための本発明のテーブル装置は、所定面と平行な基準面を有する基台と、前記基準面上において移動可能な可動部材と、前記可動部材に設けられ、前記基準面と対向する気体供給口を有し、前記気体供給口から供給される気体により前記基準面との間に気体軸受を形成する軸受部材と、前記基台に接続される第1部材と、前記可動部材に接続される第2部材と、を含み、前記第1部材と前記第2部材との間に、前記可動部材を前記基台に引き寄せる力を発生する吸引力発生装置と、を備え、前記第2部材は、前記第1部材と対向する第1下面を含む第1部分と、前記第1部分の上方に配置され、少なくとも一部が前記第1部分よりも外側に張り出す第2下面を含む第2部分と、を有し、前記第2部分は、前記第2下面と前記第2部材の上面とを結ぶ孔を有し、前記孔に、前記第2部材と前記可動部材とを固定するための固定部材が配置される。
従って、例えば基台上に可動部材が配置された状態で、吸引力発生装置の調整作業が円滑に行われる。吸引力発生装置の吸引力の調整(変更)は、例えば、第1部材と第2部材との間隙の寸法の調整、第2部材の交換、及び第1部材と対向する位置に配置される第2部材の数の調整の少なくとも一つを含む。本発明によれば、第2部材が第1部分と第2部分とを含み、固定部材が配置されるための孔が第2部分に設けられるため、吸引力発生装置の調整作業が円滑に行われる。これにより、軸受部材によって形成される気体軸受による可動部材に対する浮上力と、吸引力発生装置による可動部材に対する吸引力とのバランスが最適に調整される。そのため、軸受部材と基台との間隙の寸法、及び軸受部材によって形成される気体軸受の剛性の少なくとも一方が最適に調整される。したがって、可動部材は、目標軌道で移動可能であり、例えば可動部材の傾斜が抑制される。そのため、可動部材の位置決め精度の低下が抑制される。
上記の目的を達成するための本発明の搬送装置は、上記のテーブル装置を備える。
従って、搬送装置は、テーブルに支持されている物体を目標位置に搬送することができる。
上記の目的を達成するための本発明の半導体製造装置は、上記のテーブル装置を備える。
従って、半導体製造装置は、目標位置に配置された物体を処理できるので、その物体から不良な製品が製造されてしまうことが抑制される。なお、半導体製造装置は、例えば露光装置を含み、半導体デバイスの製造工程の少なくとも一部において使用される。
上記の目的を達成するための本発明のフラットパネルディスプレイ製造装置は、上記のテーブル装置を備える。
従って、フラットパネルディスプレイ製造装置は、目標位置に配置された物体を処理できるので、その物体から不良な製品が製造されてしまうことが抑制される。なお、フラットパネルディスプレイ製造装置は、例えば露光装置を含み、フラットパネルディスプレイの製造工程の少なくとも一部において使用される。フラットパネルディスプレイは、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、及び有機ELディスプレイの少なくとも一つを含む。
本発明のテーブル装置及び搬送装置によれば、位置決め精度の低下が抑制される。
図1は、本実施形態に係るテーブル装置の一例を示す側面図である。 図2は、本実施形態に係るテーブル装置の一例を示す側面図である。 図3は、本実施形態に係るテーブル装置の一例を示す平面図である。 図4は、本実施形態に係るテーブル装置の動作の一例を示す図である。 図5は、比較例に係るテーブル装置を示す図である。 図6は、本実施形態に係る吸引力発生装置の一例を示す図である。 図7は、本実施形態に係る搬送装置及び半導体製造装置の一例を示す図である。 図8は、本実施形態に係る搬送装置及び検査装置の一例を示す図である。
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。以下で説明する各実施形態の要件は、適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。以下の説明においては、XYZ直交座標系を設定し、このXYZ直交座標系を参照しつつ各部の位置関係について説明する。水平面内の一方向をX軸方向、水平面内においてX軸方向と直交する方向をY軸方向、X軸方向及びY軸方向のそれぞれと直交する方向(すなわち鉛直方向)をZ軸方向とする。また、X軸、Y軸、及びZ軸まわりの回転(傾斜)方向をそれぞれ、θX、θY、及びθZ方向とする。X軸は、YZ平面と直交する。Y軸は、XZ平面と直交する。Z軸は、XY平面と直交する。XY平面は、X軸及びY軸を含む。XZ平面は、X軸及びZ軸を含む。YZ平面は、Y軸及びZ軸を含む。XY平面は、水平面と平行である。
<第1実施形態>
第1実施形態について説明する。図1及び図2は、本実施形態に係るテーブル装置TAの一例を示す側面図である。図3は、本実施形態に係るテーブル装置TAの一例を示す平面図である。図1は、テーブル装置TAを−Y側から見た図である。図2は、テーブル装置TAを+X側から見た図である。
テーブル装置TAは、第1基台1と、第1基台1上において移動可能な第2基台2と、第2基台2上において移動可能なテーブル3と、第1基台1上において第2基台2を移動させるための駆動装置4と、第2基台2上においてテーブル3を移動させるための駆動装置5と、を備えている。
また、テーブル装置TAは、第1基台1に設けられ、第2基台2をガイドするガイド部材6と、第2基台2に設けられ、第1基台1との間に気体軸受7Zを形成可能であり、ガイド部材6との間に気体軸受7Xを形成可能な軸受部材7と、第2基台2に設けられ、ガイド部材6との間に気体軸受8Xを形成可能な軸受部材8と、第2基台2に設けられ、第1基台1との間に気体軸受9Zを形成可能な軸受部材9と、を備えている。
また、テーブル装置TAは、第2基台2に設けられ、テーブル3をガイドするガイド部材10と、テーブル3に設けられ、第2基台2との間に気体軸受11Zを形成可能であり、ガイド部材10との間に気体軸受11Yを形成可能な軸受部材11と、テーブル3に設けられ、ガイド部材10との間に気体軸受12Yを形成可能な軸受部材12と、テーブル3に設けられ、第2基台2との間に気体軸受13Zを形成可能な軸受部材13と、を備えている。
また、テーブル装置TAは、第1基台1と第2基台2との間に配置され、第2基台2を第1基台1に引き寄せる力をそれぞれ発生する吸引力発生装置14及び吸引力発生装置15と、第2基台2とテーブル3との間に配置され、テーブル3を第2基台2に引き寄せる力をそれぞれ発生する吸引力発生装置16及び吸引力発生装置17と、を備えている。
第1基台1は、XY平面と平行な基準面(上面、ガイド面)1Gを有する。第1基台1は、例えばテーブル装置TAが設置される施設(例えば工場)の床面などに配置される。第1基台1は、セラミックスを含んでもよい。第1基台1は、例えば、アルミナ(Al23)セラミックスを含んでもよいし、ムライト(3Al23・2SiO2)セラミックスを含んでもよいし、窒化珪素(Si34)セラミックスを含んでもよい。第1基台1は、石を含んでもよい。
第2基台2は、第1基台1の基準面1G上において移動可能な可動部材である。第1基台1は、第2基台2を移動可能に支持する。本実施形態において、第2基台2は、第1基台1の基準面1G上においてY軸方向に移動する。第2基台2は、XY平面と平行な基準面(上面、ガイド面)2Gを有する。
テーブル3は、物体Sを支持可能である。テーブル3は、物体Sを支持する支持面(上面)3Sを有する。テーブル3は、第2基台2の基準面2G上において移動可能な可動部材である。第2基台2は、テーブル3を移動可能に支持する。本実施形態において、テーブル3は、第2基台2の基準面2G上においてX軸方向に移動する。
本実施形態においては、第2基台2がY軸方向に移動することにより、その第2基台2に支持されているテーブル3も、第2基台2と一緒にY軸方向に移動する。すなわち、本実施形態において、テーブル3は、X軸方向及びY軸方向の2つの方向に移動可能である。テーブル3は、所謂、XYテーブル(2軸テーブル、2次元テーブル)である。
ガイド部材6は、第1基台1の基準面1G上に配置される。ガイド部材6は、第2基台2をY軸方向にガイドする。ガイド部材6は、Y軸方向に長いレールを含む。ガイド部材6は、+Z方向を向く上面60と、−X方向を向く側面61と、+X方向を向く側面62と、を有する。側面62は、側面61の反対方向を向く。上面60は、XY平面と平行である。側面61及び側面62はそれぞれ、YZ平面と平行である。上面60、側面61、及び側面62はそれぞれ、平面である。ガイド部材6の熱膨張係数(線膨張係数)は、第1基台1の熱膨張係数(線膨張係数)とほぼ等しい。ガイド部材6は、セラミックスを含んでもよいし、石を含んでもよい。ガイド部材6と第1基台1とが同じ材料で形成されてもよい。
駆動装置4は、アクチュエータを含む。駆動装置4は、第2基台2をY軸方向に移動する。本実施形態において、駆動装置4は、リニアモータを含む。駆動装置4は、第1基台1に接続された固定子41と、第2基台2に接続された可動子42とを含む。固定子41がコイルを含み、可動子42が磁石を含んでもよい。固定子41が磁石を含み、可動子42がコイルを含んでもよい。
軸受部材7は、第2基台2に支持される。本実施形態において、第2基台2の下面2Uに支持部材18が固定される。軸受部材7は、支持部材18に固定される。本実施形態において、軸受部材7は、支持部材18を介して、第2基台2に支持(固定)される。なお、支持部材18を介さずに、軸受部材7が第2基台2に直接固定されてもよい。
軸受部材7は、第1基台1の基準面1Gと対向する下面70と、ガイド部材6の側面61と対向する側面71とを有する。下面70は、基準面1G(XY平面)と平行である。側面71は、側面61(YZ平面)と平行である。
軸受部材7は、第1基台1の基準面1Gと対向するように配置され、気体を供給可能な供給口72と、ガイド部材6の側面61と対向するように配置され、気体を供給可能な供給口73とを有する。供給口72は、下面70の少なくとも一部に配置される。供給口72から供給される気体により、基準面1Gと下面70との間に気体軸受7Zが形成される。供給口73は、側面71の少なくとも一部に配置される。供給口73から供給される気体により、側面61と側面71との間に気体軸受7Xが形成される。
軸受部材8は、第2基台2に支持される。本実施形態において、軸受部材8は、支持部材18に固定される。本実施形態において、軸受部材8は、支持部材18を介して、第2基台2に支持(固定)される。なお、支持部材18を介さずに、軸受部材8が第2基台2に直接固定されてもよい。
軸受部材8は、ガイド部材6の側面62と対向する側面81を有する。側面81は、側面62(YZ平面)と平行である。
軸受部材8は、ガイド部材6の側面62と対向するように配置され、気体を供給可能な供給口82を有する。供給口82は、側面81の少なくとも一部に配置される。供給口82から供給される気体により、側面62と側面81との間に気体軸受8Xが形成される。
軸受部材9は、第2基台2に支持される。本実施形態において、第2基台2の下面2Uに支持部材19が固定される。軸受部材9は、支持部材19に固定される。本実施形態において、軸受部材9は、支持部材19を介して、第2基台2に支持(固定)される。なお、支持部材19を介さずに、軸受部材9が第2基台2に直接固定されてもよい。
軸受部材9は、第1基台1の基準面1Gと対向する下面90を有する。下面90は、基準面1G(XY平面)と平行である。
軸受部材9は、第1基台1の基準面1Gと対向するように配置され、気体を供給可能な供給口91を有する。供給口91は、下面90の少なくとも一部に配置される。供給口91から供給される気体により、基準面1Gと下面90との間に気体軸受9Zが形成される。
軸受部材7と軸受部材9とは、X軸方向に関して離れている。X軸方向に関して、軸受部材7は、第2基台2の一端部(−X側の端部)に接続され、軸受部材9は、第2基台2の他端部(+X側の端部)に接続される。X軸方向に関して、軸受部材8及び駆動装置4は、軸受部材7と軸受部材9との間に配置される。X軸方向に関して、駆動装置4(可動子42)は、第2基台2のほぼ中央部に配置される。X軸方向に関して、軸受部材8は、軸受部材7及びガイド部材6と駆動装置4(可動子42)との間に配置される。X軸方向に関して、ガイド部材6は、軸受部材7と軸受部材8との間に配置される。X軸方向に関して、ガイド部材6の一側(−X側)に軸受部材7が配置され、ガイド部材6の他側(+X側)に軸受部材8が配置される。気体軸受7Z(供給口72)は、気体軸受7X(供給口73)及び気体軸受8X(供給口82)よりも−X側に配置される。気体軸受9Z(供給口91)は、気体軸受7X(供給口73)及び気体軸受8X(供給口82)よりも+X側に配置される。
第1基台1と第2基台2との間の空間の中心に対して、軸受部材7は、軸受部材8よりも外側(−X側)に配置される。第1基台1と第2基台2との間の空間の中心に対して、気体軸受7X(供給口73)は、気体軸受8X(供給口82)よりも外側(−X側)に配置される。第1基台1と第2基台2との間の空間の中心に対して、気体軸受7Z(供給口72)は、気体軸受7X(供給口73)よりも外側(−X側)に配置される。
本実施形態において、軸受部材7は、Y軸方向に関して複数配置される。複数の軸受部材7はそれぞれ離れている。本実施形態において、軸受部材7は、Y軸方向に関して2つ配置される。2つの軸受部材7は離れている。軸受部材7と同様、軸受部材8がY軸方向に関して複数(2つ)配置されてもよいし、軸受部材9がY軸方向に関して複数(2つ)配置されてもよい。
気体軸受7Z及び気体軸受9Zは、Z軸方向の力(浮上力)を発生する。Z軸方向に関する第2基台2の荷重は、気体軸受7Z及び気体軸受9Zによって支持される。すなわち、気体軸受7Z及び気体軸受9Zは、所謂、垂直方向気体軸受(上下方向気体軸受)である。
気体軸受7X及び気体軸受8Xは、X軸方向の力を発生する。X軸方向に関する第2基台2の荷重は、気体軸受7X及び気体軸受8Xによって支持される。すなわち、気体軸受7X及び気体軸受8Xは、所謂、水平方向気体軸受である。
気体軸受7Zにより、基準面1Gと下面70との間に間隙が形成される。気体軸受7Xにより、側面61と側面71との間に間隙が形成される。気体軸受8Xにより、側面62と側面81との間に間隙が形成される。気体軸受9Zにより、基準面1Gと下面90との間に間隙が形成される。また、気体軸受7Z及び気体軸受9Zにより、支持部材18(第2基台2)とガイド部材6の上面60との間に間隙が形成される。これにより、第2基台2は、第1基台1及びガイド部材6に非接触で支持される。第2基台2が第1基台1及びガイド部材6に非接触支持された状態で駆動装置4が作動することにより、第2基台2は、Y軸方向に移動する。
吸引力発生装置14及び吸引力発生装置15はそれぞれ、第2基台2を第1基台1に引き寄せる力を発生する。吸引力発生装置14は、軸受部材7の隣に配置される。第1基台1と第2基台2との間の空間の中心に対して、吸引力発生装置14は、軸受部材7よりも外側(−X側)に配置される。吸引力発生装置15は、軸受部材9の隣に配置される。第1基台1と第2基台2との間の空間の中心に対して、吸引力発生装置15は、軸受部材9よりも外側(+X側)に配置される。
吸引力発生装置14は、第1基台1に接続される第1部材141と、第2基台2に接続され、第1部材141との間に、第2基台2を第1基台1に引き寄せる力を発生する第2部材142とを有する。本実施形態においては、第2部材142は、磁石を含み、第1部材141は、金属のような磁性体を含む。第1部材141と第2部材142との間に発生する磁力によって、第2基台2が第1基台1に引き寄せられる。吸引力発生装置14と同様、吸引力発生装置15は、第1基台1に接続される第1部材151と、第2基台2に接続され、第1部材151との間に、第2基台2を第1基台1に引き寄せる力を発生する第2部材152とを有する。X軸方向に関して、第1部材141は、第1基台1の一端部(−X側の端部)に接続され、第1部材151は、第1基台1の他端部(+X側の端部)に接続される。X軸方向に関して、第2部材142は、第2基台2の一端部(−X側の端部)に接続され、第2部材152は、第2基台2の他端部(+X側の端部)に接続される。
気体軸受7Zは、第1基台1に対して軸受部材7(第2基台2)を+Z方向に移動させる力(浮上力)を発生し、気体軸受9Zは、第1基台1に対して軸受部材9(第2基台2)を+Z方向に移動させる力(浮上力)を発生する。吸引力発生装置14は、第1基台1に対して第2基台2を−Z方向に移動させる力(吸引力)を発生し、吸引力発生装置15は、第1基台1に対して第2基台2を−Z方向に移動させる力(吸引力)を発生する。気体軸受7Z及び気体軸受9Zの浮上力と、吸引力発生装置14及び吸引力発生装置15の吸引力とのバランスにより、基準面1Gと下面70との間隙、及び基準面1Gと下面90との間隙のそれぞれが維持され、Z軸方向に関する第2基台2の変位が抑制される。
気体軸受7Xは、ガイド部材6に対して軸受部材7(第2基台2)を−X方向に移動させる力(反発力)を発生する。気体軸受8Xは、ガイド部材6に対して軸受部材8(第2基台2)を+X方向に移動させる力(反発力)を発生する。気体軸受7Xの反発力と気体軸受8Xの反発力とのバランスにより、側面61と側面71との間隙、及び側面62と側面81との間隙のそれぞれが維持され、X軸方向に関する第1基台1と第2基台2との相対的な変位が抑制される。
ガイド部材10は、第2基台2の基準面2G上に配置される。ガイド部材10は、テーブル3をX軸方向にガイドする。ガイド部材10は、X軸方向に長いレールを含む。ガイド部材10は、+Z方向を向く上面100と、−Y方向を向く側面101と、+Y方向を向く側面102と、を有する。側面102は、側面101の反対方向を向く。上面100は、XY平面と平行である。側面101及び側面102はそれぞれ、XZ平面と平行である。上面100、側面101、及び側面102はそれぞれ、平面である。ガイド部材10の熱膨張係数(線膨張係数)は、第2基台2の熱膨張係数(線膨張係数)とほぼ等しい。ガイド部材10と第2基台2とが同じ材料で形成されてもよい。
駆動装置5は、アクチュエータを含む。駆動装置5は、テーブル3をX軸方向に移動する。本実施形態において、駆動装置5は、リニアモータを含む。駆動装置5は、第2基台2に接続された固定子51と、テーブル3に接続された可動子52とを含む。固定子51がコイルを含み、可動子52が磁石を含んでもよい。固定子51が磁石を含み、可動子52がコイルを含んでもよい。
軸受部材11は、テーブル3に支持される。軸受部材11は、テーブル3の下面3Uに固定される。
軸受部材11は、第2基台2の基準面2Gと対向する下面110と、ガイド部材10の側面101と対向する側面111とを有する。下面110は、基準面2G(XY平面)と平行である。側面111は、側面101(XZ平面)と平行である。
軸受部材11は、第2基台2の基準面2Gと対向するように配置され、気体を供給可能な供給口112と、ガイド部材10の側面101と対向するように配置され、気体を供給可能な供給口113とを有する。供給口112は、下面110の少なくとも一部に配置される。供給口112から供給される気体により、基準面2Gと下面110との間に気体軸受11Zが形成される。供給口113は、側面111の少なくとも一部に配置される。供給口113から供給される気体により、側面101と側面111との間に気体軸受11Yが形成される。
軸受部材12は、テーブル3に支持される。本実施形態において、軸受部材12は、テーブル3の下面3Uに固定される。
軸受部材12は、ガイド部材10の側面102と対向する側面121を有する。側面121は、側面102(XZ平面)と平行である。
軸受部材12は、ガイド部材10の側面102と対向するように配置され、気体を供給可能な供給口122を有する。供給口122は、側面121の少なくとも一部に配置される。供給口122から供給される気体により、側面102と側面121との間に気体軸受12Yが形成される。
軸受部材13は、テーブル3に支持される。本実施形態において、軸受部材13は、テーブル3の下面3Uに固定される。
軸受部材13は、第2基台2の基準面2Gと対向する下面130を有する。下面130は、基準面2G(XY平面)と平行である。
軸受部材13は、第2基台2の基準面2Gと対向するように配置され、気体を供給可能な供給口131を有する。供給口131は、下面130の少なくとも一部に配置される。供給口131から供給される気体により、基準面2Gと下面130との間に気体軸受13Zが形成される。
軸受部材11と軸受部材13とは、Y軸方向に関して離れている。Y軸方向に関して、軸受部材11は、テーブル3の一端部(−Y側の端部)に接続され、軸受部材13は、テーブル3の他端部(+Y側の端部)に接続される。Y軸方向に関して、軸受部材12及び駆動装置5は、軸受部材11と軸受部材13との間に配置される。Y軸方向に関して、駆動装置5(可動子52)は、テーブル3のほぼ中央部に配置される。Y軸方向に関して、軸受部材12は、軸受部材11及びガイド部材10と駆動装置5(可動子52)との間に配置される。Y軸方向に関して、ガイド部材10は、軸受部材11と軸受部材12との間に配置される。Y軸方向に関して、ガイド部材10の一側(−Y側)に軸受部材11が配置され、ガイド部材10の他側(+Y側)に軸受部材12が配置される。気体軸受11Z(供給口112)は、気体軸受11Y(供給口113)及び気体軸受12Y(供給口122)よりも−Y側に配置される。気体軸受13Z(供給口131)は、気体軸受11Y(供給口113)及び気体軸受12Y(供給口122)よりも+Y側に配置される。
第2基台2とテーブル3との間の空間の中心に対して、軸受部材11は、軸受部材12よりも外側(−Y側)に配置される。第2基台2とテーブル3との間の空間の中心に対して、気体軸受11Y(供給口113)は、気体軸受12Y(供給口122)よりも外側(−Y側)に配置される。第2基台2とテーブル3との間の空間の中心に対して、気体軸受11Z(供給口112)は、気体軸受11Y(供給口113)よりも外側(−Y側)に配置される。
本実施形態において、軸受部材11は、X軸方向に関して複数配置される。複数の軸受部材11はそれぞれ離れている。本実施形態において、軸受部材11は、X軸方向に関して2つ配置される。2つの軸受部材11は離れている。軸受部材11と同様、軸受部材12がX軸方向に関して複数(2つ)配置されてもよいし、軸受部材13がX軸方向に関して複数(2つ)配置されてもよい。
気体軸受11Z及び気体軸受13Zは、Z軸方向の力(浮上力)を発生する。Z軸方向に関するテーブル3の荷重は、気体軸受11Z及び気体軸受13Zによって支持される。すなわち、気体軸受11Z及び気体軸受13Zは、所謂、垂直方向気体軸受(上下方向気体軸受)である。
気体軸受11Y及び気体軸受12Yは、Y軸方向の力を発生する。Y軸方向に関するテーブル3の荷重は、気体軸受11Y及び気体軸受12Yによって支持される。すなわち、気体軸受11Y及び気体軸受12Yは、所謂、水平方向気体軸受である。
気体軸受11Zにより、基準面2Gと下面110との間に間隙が形成される。気体軸受11Yにより、側面101と側面111との間に間隙が形成される。気体軸受12Yにより、側面102と側面121との間に間隙が形成される。気体軸受13Zにより、基準面2Gと下面130との間に間隙が形成される。また、気体軸受11Z及び気体軸受13Zにより、テーブル3とガイド部材10の上面100との間に間隙が形成される。これにより、テーブル3は、第2基台2及びガイド部材10に非接触で支持される。テーブル3が第2基台2及びガイド部材10に非接触支持された状態で駆動装置5が作動することにより、テーブル3は、X軸方向に移動する。
吸引力発生装置16及び吸引力発生装置17はそれぞれ、テーブル3を第2基台2に引き寄せる力を発生する。吸引力発生装置16は、軸受部材11の隣に配置される。第2基台2とテーブル3との間の空間の中心に対して、吸引力発生装置16は、軸受部材11よりも外側(−Y側)に配置される。吸引力発生装置17は、軸受部材13の隣に配置される。第2基台2とテーブル3との間の空間の中心に対して、吸引力発生装置17は、軸受部材13よりも外側(+Y側)に配置される。
吸引力発生装置16は、第2基台2に接続される第1部材161と、テーブル3に接続され、第1部材161との間に、テーブル3を第2基台2に引き寄せる力を発生する第2部材162とを有する。本実施形態においては、第2部材162は、磁石を含み、第1部材161は、金属のような磁性体を含む。第1部材161と第2部材162との間に発生する磁力によって、テーブル3が第2基台2に引き寄せられる。吸引力発生装置16と同様、吸引力発生装置17は、第2基台2に接続される第1部材171と、テーブル3に接続され、第1部材161との間に、テーブル3を第2基台2に引き寄せる力を発生する第2部材172とを有する。Y軸方向に関して、第1部材161は、第2基台2の一端部(−Y側の端部)に接続され、第1部材171は、第2基台2の他端部(+Y側の端部)に接続される。Y軸方向に関して、第2部材162は、テーブル3の一端部(−Y側の端部)に接続され、第2部材172は、テーブル3の他端部(+Y側の端部)に接続される。
気体軸受11Zは、第2基台2に対して軸受部材11(テーブル3)を+Z方向に移動させる力(浮上力)を発生し、気体軸受13Zは、第2基台2に対して軸受部材13(テーブル3)を+Z方向に移動させる力(浮上力)を発生する。吸引力発生装置16は、第2基台2に対してテーブル3を−Z方向に移動させる力(吸引力)を発生し、吸引力発生装置17は、第2基台2に対してテーブル3を−Z方向に移動させる力(吸引力)を発生する。気体軸受11Z及び気体軸受13Zの浮上力と、吸引力発生装置16及び吸引力発生装置17の吸引力とのバランスにより、基準面2Gと下面110との間隙、及び基準面2Gと下面130との間隙のそれぞれが維持され、Z軸方向に関するテーブル3の変位が抑制される。
気体軸受11Yは、ガイド部材10に対して軸受部材11(テーブル3)を−Y方向に移動させる力(反発力)を発生する。気体軸受12Yは、ガイド部材10に対して軸受部材12(テーブル3)を+Y方向に移動させる力(反発力)を発生する。気体軸受11Yの反発力と気体軸受12Yの反発力とのバランスにより、側面101と側面111との間隙、及び側面102と側面121との間隙のそれぞれが維持され、Y軸方向に関する第2基台2とテーブル3との相対的な変位が抑制される。
本実施形態において、例えば軸受部材7が、多孔体(多孔質部材)を含み、供給口72がその多孔体の孔を含んでもよい。すなわち、気体軸受7Zを形成するための軸受部材7の絞り方式が、所謂、多孔質絞り方式でもよい。多孔体は、例えば特許第5093056号公報、及び特開2007−120527号公報などに開示されているようなグラファイト(カーボングラファイト)製でもよい。なお、多孔体がセラミックス製でもよい。なお、気体軸受7Zを形成するための軸受部材7の絞り方式は、多孔体を用いない自成絞り方式でもよいし、オリフィス絞り方式でもよいし、軸受面に設けられた溝を介して気体を供給する表面絞り方式でもよい。例えばオリフィス絞り方式の軸受部材7の場合、気体を供給する供給口72は、オリフィスの開口を含む。気体軸受7X、気体軸受8X、気体軸受9Z、気体軸受11Z、気体軸受11Y、気体軸受12Y、及び気体軸受13Yのそれぞれを形成するための絞り方式も、多孔質絞り方式でもよいし、自絞り方式でもよいし、オリフィス絞り方式でもよいし、表面絞り方式でもよい。
次に、上述のテーブル装置TAの動作の一例について説明する。第2基台2が第1基台1及びガイド部材6に非接触支持され、テーブル3が第2基台2及びガイド部材10に非接触支持された状態で、駆動装置4及び駆動装置5の少なくとも一方が作動する。駆動装置4の作動により、第2基台2が移動する。第2基台2は、可動子42、軸受部材7、軸受部材8、軸受部材9、第2部材142、及び第2部材152と一緒に移動する。駆動装置5の作動により、テーブル3が移動する。テーブル3は、可動子52、軸受部材11、軸受部材12、軸受部材13、第2部材162、及び第2部材172と一緒に移動する。
なお、少なくとも一部がガイド部材6と対向し、そのガイド部材6に対して移動する軸受部材7及び軸受部材8のそれぞれを、スライド部材と称してもよい。なお、少なくとも一部がガイド部材10と対向し、そのガイド部材10に対して移動する軸受部材11及び軸受部材12のそれぞれを、スライド部材と称してもよい。
例えば駆動装置4の作動により、第1基台1に対して第2基台2がY軸方向に移動する。Y軸方向に関する第2基台2の移動により、その第2基台2に支持されているテーブル3も、第2基台2と一緒にY軸方向に移動する。また、駆動装置5の作動により、第2基台2に対してテーブル3がX軸方向に移動する。
本実施形態においては、第1基台1にガイド部材6が固定され、気体軸受7X及び気体軸受8Xが形成されるため、X軸方向に関する第1基台1と第2基台2との相対的な変位が抑制されつつ、第2基台2は、Y軸方向に移動可能である。また、本実施形態においては、第2基台2にガイド部材10が固定され、気体軸受11Y及び気体軸受12Yが形成されるため、Y軸方向に関する第2基台2とテーブル3との相対的な変位が抑制されつつ、テーブル3は、X軸方向に移動可能である。
図4は、X軸方向にテーブル3が移動する状態の一例を示す。本実施形態においては、X軸方向に関する軸受部材7と軸受部材9との距離Lbは、X軸方向に関するテーブル3の移動範囲の寸法Ltよりも長い。
距離Lbは、X軸方向に関する下面70の中心と下面90の中心との距離を含む。距離Lbは、X軸方向に関する気体軸受7Zの中心と気体軸受9Zの中心との距離を含む。
寸法Ltは、X軸方向に関するテーブル3の移動可能範囲(ストローク)の寸法を含む。寸法Ltは、移動範囲においてテーブル3が最も−X側に移動したときのテーブル3の重心とテーブル3が最も+X側に移動したときのテーブル3の重心とのX軸方向に関する距離を含む。
本実施形態においては、X軸方向に関して、テーブル3の重心が軸受部材7(気体軸受7Z)と軸受部材9(気体軸受9Z)との間を移動するように、テーブル3の移動範囲が定められる。換言すれば、テーブル3の移動において、テーブル3の重心が軸受部材7よりも−X側に配置されず、軸受部材9よりも+X側に配置されないように、X軸方向に関するテーブル3の移動範囲が定められる。なお、X軸方向に関して、軸受部材7と軸受部材9との間の中心とテーブル3の移動範囲の中心とが一致してもよい。
これにより、X軸方向に関するテーブル3の移動範囲において、そのテーブル3がピッチングしたり、テーブル3の上面3Sが傾斜したりすることが抑制される。なお、テーブル3のピッチングとは、X軸方向に進行するテーブル3が、その進行方向(X軸方向)に対して垂直に交わるY軸まわりの方向(すなわち、θY方向)に回転(傾斜)する現象をいう。
図5は、比較例の一例を模式的に示す図である。図5において、X軸方向に関して、軸受部材7Jと軸受部材9Jとの距離Lbは、テーブル3Jの移動範囲の寸法よりも短い。テーブル3Jの移動範囲の少なくとも一部において、テーブル3Jの重心が軸受部材7Jよりも−X側に移動し、軸受部材9Jよりも+X側に移動する。この場合、テーブル3Jがピッチングする可能性が高くなる。
本実施形態においては、X軸方向に関する軸受部材7と軸受部材9との距離Lbは、X軸方向に関するテーブル3の移動範囲の寸法Ltよりも長い。したがって、テーブル3がピッチングすることが抑制される。
以上説明したように、第1基台1の基準面1G上において第2基台2がY軸方向に移動し、第2基台2の基準面2G上においてテーブル3がX軸方向に移動するテーブル装置TAにおいて、X軸方向に関する軸受部材7と軸受部材9との距離Lbが、X軸方向に関するテーブル3の移動範囲の寸法Ltよりも長いので、そのテーブル3の移動範囲においてテーブル3が移動しても、テーブル3の荷重は、軸受部材7によって形成される気体軸受7Z及び軸受部材9によって形成される気体軸受9Zで支持される。これにより、テーブル3の移動範囲においてテーブル3がピッチングしたり、テーブル3の上面3SがXY平面に対して傾斜したりすることが抑制される。そのため、テーブル3の位置決め精度の低下が抑制される。
また、本実施形態においては、X軸方向に関して、テーブル3の重心が軸受部材7と軸受部材9との間を移動するように、テーブル3の移動範囲が定められる。すなわち、テーブル3の重心が軸受部材7(気体軸受7Z)と軸受部材9(気体軸受9Z)との間から外側に移動しないので、その移動範囲においてテーブル3が移動しても、テーブル3の荷重は、気体軸受7Z及び気体軸受9Zで支持される。これにより、テーブル3がピッチングしたり、テーブル3の上面3SがXY平面に対して傾斜したりすることが抑制される。
また、本実施形態においては、ガイド部材6が設けられ、X軸方向に関してガイド部材6の両側に、気体軸受7X及び気体軸受8Xが形成される。気体軸受7Xは、ガイド部材6に対して第2基台2を−X方向に移動させる反発力を発生し、気体軸受8Xは、ガイド部材6に対して第2基台2を+X方向に移動させる反発力を発生する。気体軸受7Xの反発力と気体軸受8Xの反発力とのバランスにより、側面61と側面71との間隙、及び側面62と側面81との間隙のそれぞれが維持され、X軸方向に関する第1基台1と第2基台2との相対的な変位が抑制される。そのため、第2基台2は、ガイド部材6にガイドされて、Y軸方向に関して目標軌道で移動される。例えば、第2基台2は、Y軸方向に真っ直ぐに移動可能である。これにより、その第2基台2に支持されているテーブル3も、Y軸方向に関して目標軌道で移動される。
また、本実施形態においては、気体軸受7Xと気体軸受8Xとは、X軸方向に関してガイド部材6の両側に配置され、X軸方向に関して気体軸受7Xと気体軸受8Xとの距離は短い。そのため、例えば第2基台2が熱変形しても、軸受部材7と軸受部材8との相対的な距離の変化量が大きくなることが抑制される。したがって、第2基台2が熱変形しても、軸受部材7の側面71とガイド部材6の側面61との間隙の寸法が大きく変化したり、軸受部材8の側面81とガイド部材6の側面62との間隙の寸法が大きく変化したりすることが抑制される。そのため、気体軸受7Xの性能の低下及び気体軸受8Xの性能の低下が抑制され、軸受部材7及び軸受部材8に接続されている第2基台2は、Y軸方向に関して目標軌道で移動される。
また、本実施形態においては、ガイド部材10が設けられ、Y軸方向に関してガイド部材10の両側に、気体軸受11Y及び気体軸受12Yが形成される。気体軸受11Yは、ガイド部材10に対してテーブル3を−Y方向に移動させる反発力を発生し、気体軸受12Yは、ガイド部材10に対してテーブル3を+Y方向に移動させる反発力を発生する。気体軸受11Yの反発力と気体軸受12Yの反発力とのバランスにより、側面101と側面111との間隙、及び側面102と側面121との間隙のそれぞれが維持され、Y軸方向に関する第2基台2とテーブル3との相対的な変位が抑制される。そのため、テーブル3は、ガイド部材10にガイドされて、X軸方向に関して目標軌道で移動される。例えば、テーブル3は、X軸方向に真っ直ぐに移動可能である。
また、本実施形態においては、気体軸受11Yと気体軸受12Yとは、Y軸方向に関してガイド部材10の両側に配置され、Y軸方向に関して気体軸受11Yと気体軸受12Yとの距離は短い。そのため、例えばテーブル3が熱変形しても、軸受部材11と軸受部材12との相対的な距離の変化量が大きくなることが抑制される。したがって、テーブル3が熱変形しても、軸受部材11の側面111とガイド部材10の側面101との間隙の寸法が大きく変化したり、軸受部材12の側面121とガイド部材10の側面102との間隙の寸法が大きく変化したりすることが抑制される。そのため、気体軸受11Yの性能の低下及び気体軸受12Yの性能の低下が抑制され、軸受部材11及び軸受部材12に接続されているテーブル3は、X軸方向に関して目標軌道で移動される。
また、本実施形態においては、気体軸受11Zと気体軸受13Zとが、Y軸方向に関して離れて配置されている。テーブル3の荷重は、気体軸受11Z及び気体軸受13Zで支持されるため、テーブル3がローリングしたり、テーブル3の上面3SがXY平面に対して傾斜したりすることが抑制される。そのため、テーブル3の位置決め精度の低下が抑制される。なお、テーブル3のローリングとは、X軸方向に進行するテーブル3が、その進行方向と平行なX軸まわりの方向(すなわち、θX方向)に回転(傾斜)する現象をいう。
また、本実施形態においては、気体軸受7Z及び気体軸受9Zの浮上力と、吸引力発生装置14及び吸引力発生装置15の吸引力とのバランスにより、基準面1Gと下面70との間隙、及び基準面1Gと下面90との間隙のそれぞれが維持され、Z軸方向に関する第1基台1と第2基台2と相対的な変位が抑制される。そのため、第2基台2は、目標軌道で移動される。例えば、第2基台2は、Y軸方向に真っ直ぐに移動可能である。これにより、その第2基台2に支持されているテーブル3も、目標軌道で移動される。
また、本実施形態においては、気体軸受11Z及び気体軸受13Zの浮上力と、吸引力発生装置16及び吸引力発生装置17の吸引力とのバランスにより、基準面2Gと下面110との間隙、及び基準面2Gと下面130との間隙のそれぞれが維持され、Z軸方向に関する第2基台2とテーブル3と相対的な変位が抑制される。そのため、テーブル3は、目標軌道で移動される。例えば、テーブル3は、X軸方向に真っ直ぐに移動可能である。
また、本実施形態においては、吸引力発生装置14は、軸受部材7の隣(近傍)に配置されるため、気体軸受7Zによる浮上力と吸引力発生装置14による吸引力とによって第2基台2に作用するせん断力が大きくなることが抑制される。同様に、吸引力発生装置15は、軸受部材9の隣(近傍)に配置されるため、気体軸受9Zによる浮上力と吸引力発生装置15による吸引力とによって第2基台2に作用するせん断力が大きくなることが抑制される。吸引力発生装置16は、軸受部材11の隣(近傍)に配置されるため、気体軸受11Zによる浮上力と吸引力発生装置16による吸引力とによってテーブル3に作用するせん断力が大きくなることが抑制される。吸引力発生装置17は、軸受部材13の隣(近傍)に配置されるため、気体軸受13Zによる浮上力と吸引力発生装置17による吸引力とによってテーブル3に作用するせん断力が大きくなることが抑制される。
<第2実施形態>
第2実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。
図6は、吸引力発生装置15の一例を示す図である。なお、吸引力発生装置14と吸引力発生装置15と吸引力発生装置16と吸引力発生装置17とは同等の構造である。以下、吸引力発生装置15について主に説明し、吸引力発生装置14、吸引力発生装置16、及び吸引力発生装置17についての説明は簡略又は省略する。
吸引力発生装置15は、第1基台1に接続される第1部材151と、第2基台2に接続され、第1部材151との間に、第2基台2を第1基台1に引き寄せる力を発生する第2部材152とを有する。第1部材151は、磁性体(強磁性体)のレールを含む。第1部材151は、Y軸方向に長い。第1部材151は、ボルトのような固定部材20により第1基台1に固定される。
第2部材152は、第1部材151の上方に配置される。第1部材151と第2部材152とは、間隙を介して対向する。第1部材151と第2部材152とは、非接触状態で、第2基台2を第1基台1に引き寄せる力(吸引力)を発生する。第2部材152は、Y軸方向に複数配置されてもよい。複数の第2部材152はそれぞれ離れていてもよい。
本実施形態において、第2部材152は、第1部材151と対向する下面152Mbを含む部分152Mと、部分152Mの上方に配置され、少なくとも一部が部分152Mよりも外側に張り出す下面152Sbを含む部分152Sとを含む。部分152Sは、部分152Mと第2基台2(支持部材19)との間に配置される。部分152Sが第2基台2(支持部材19)と接続される。
本実施形態において、第2部材152は、磁石(永久磁石)と、その磁石を支持するスペーサー部材とを含む。本実施形態において、部分152Mが磁石を含み、部分152Sがスペーサー部材を含む。以下の説明においては、部分152Mを適宜、磁石152Mと称し、部分152Sを適宜、スペーサー部材152Sと称する。
本実施形態において、磁石152Mとスペーサー部材152Sとは、ボルトのような固定部材21で固定される。磁石152Mは、スペーサー部材152Sを介して、第2基台2(支持部材19)に接続される。スペーサー部材152Sにより、Z軸方向に関する磁石152Mの位置(高さ)が調整される。スペーサー部材152Sにより、第1部材151の上面151aと、その第1部材151の上面151aと対向する磁石152Mの下面152Mbとの間隙の寸法が調整される。
スペーサー部材152Sは、下面152Sbと、第2基台2(支持部材19)と対向可能な上面152Saとを有する。本実施形態において、スペーサー部材152Sは、下面152Sbと上面152Saとを結ぶ孔152Hを有する。孔152Hは、上面152Saと下面152Sbとを結ぶ貫通孔である。孔152Hに、第2部材152(スペーサー部材152S)と第2基台2(支持部材19)とを固定するための固定部材22が配置される。固定部材22は、例えばボルトを含む。固定部材22の少なくとも一部は、孔152Hに配置可能である。また、第2基台2(支持部材19)の少なくとも一部に、固定部材(ボルト)22の先端部が配置可能な孔2Hが形成される。孔2Hの内面にねじ溝が形成される。なお、孔152Hの内面にもねじ溝が形成されてもよい。
XY平面において、下面152Sbは、下面152Mbよりも大きく、下面152Mbよりも外側に張り出している。下面152Sbの少なくとも一部は、第1基台1と第2基台2との間の空間の中心に対して、下面152Mbよりも外側に張り出す。また、下面152Sbは、磁石152Mの側面152Msよりも外側に張り出している。下面152Sbの少なくとも一部は、第1基台1と第2基台2との間の空間の中心に対して、側面152Msよりも外側に張り出す。下面152Sbの下方には空間MSが形成される。空間MSは、第1基台1と第2基台2との間の空間の中心に対して、磁石152Mよりも外側に配置される。
本実施形態においては、第2部材152を第2基台2(支持部材19)に固定する場合、第2部材152(スペーサー部材152S)の上面152Saと第2基台2(支持部材19)の下面とが対向された状態で、スペーサー部材152Sの下面152Sb側から、固定部材22が孔152Hに挿入される。すなわち、第2部材152(スペーサー部材152S)の上面152Saと第2基台2(支持部材19)の下面とが接触された状態で、空間MSに固定部材22が配置され、その空間MSに配置された固定部材22が、下面152Sb側から孔152Hに挿入される。孔152Hに挿入された固定部材(ボルト)22の少なくとも一部が、孔2Hのねじ溝にねじ込まれることによって、第2部材152と第2基台2(支持部材19)とが固定される。
第2部材152を第2基台2(支持部材19)から解放する場合、固定部材22と孔2Hのねじ溝との結合が解除されるように、固定部材22が回転される。孔2Hのねじ溝との結合が解除された固定部材22の少なくとも一部は、下面152Sbよりも−Z側に移動し、空間MSに配置される。
このように、本実施形態においては、孔152Hの下側から孔152H及び孔2Hに固定部材22が挿入可能であり、孔152Hの下側から孔152Hに配置されている固定部材22が取り出し可能である。これにより、例えば第2基台2上にテーブル3が配置された状態で、吸引力発生装置15の調整作業が円滑に行われる。吸引力発生装置15の吸引力の調整(変更)は、例えば、第1部材151と第2部材152(磁石152M)との間隙の寸法の調整、第2部材152の交換、及び第1部材151と対向する位置に配置される第2部材152(磁石152M)の数の調整の少なくとも一つを含む。
第1部材151と磁石152Mとの間隙の寸法は、スペーサー部材152Sによって調整される。吸引力発生装置15の吸引力の調整のために、第2基台2に固定されている第2部材152を第2基台2から取り外し、例えばスペーサー部材152Sを交換したり、スペーサー部材152Sを増減したりして、第1部材151と磁石152Mとの間隙の寸法を調整する作業が必要となる可能性がある。また、吸引力発生装置15の吸引力の調整のために、第2基台2に固定されている磁石152Mを、吸引力(磁力)が強い磁石152Mに交換したり、吸引力(磁力)が弱い磁石152Mに交換したりする作業が必要となる可能性がある。また、吸引力発生装置15の吸引力の調整のために、第2基台2に固定されている複数の第2部材152のうち一部の第2部材152を第2基台2から取り外したり、第2部材152を付加したりして、第2部材152(磁石152M)の数を調整する作業が必要となる可能性がある。
本実施形態によれば、第2部材152が部分152Mと部分152Sとを含み、固定部材22が配置されるための孔152Hが部分152Sに設けられるため、吸引力発生装置15の調整作業が円滑に行われる。例えば、上述の調整作業を、テーブル装置ATから第2基台2を取り外すことなく、円滑に行うことができる。すなわち、第2基台2が第1基台1上に配置された状態で、上述の調整作業を円滑に行うことができる。
例えば、気体軸受9Zの軸受剛性を高めるために、供給口91からの気体供給量(給気圧)を高めるとともに、吸引力発生装置15による吸引力を大きくして、下面90と基準面1Gとの間隙の寸法(すなわち浮上量)を小さくすることが考えられる。また、気体軸受9Zの軸受剛性を低くする場合においても、吸引力発生装置15の吸引力の調整が必要となる可能性がある。本実施形態においては、吸引力発生装置15の吸引力の調整作業を円滑に行うことができ、気体軸受9Zの軸受剛性の調整を円滑に行うことができる。
上述の調整作業が円滑に行われることにより、第2基台2は、目標軌道で移動可能であり、例えば第2基台2(基準面2G)がXY平面に対して傾斜することが抑制される。そのため、その第2基台2に支持されるテーブル3の位置決め精度の低下が抑制される。
吸引力発生装置14の調整作業、及び気体軸受7Zの軸受剛性の調整作業についても同様である。吸引力発生装置14の第2部材142は、第1部材141と対向する第1部分と、その第1部分の上方に配置され、少なくとも一部が第1基台1と第2基台2との間の空間の中心に対して第1部分よりも外側に張り出す第2部分とを有し、その第2部分にボルトのような固定部材が配置される孔が形成される。
また、吸引力発生装置16の調整作業を行う場合においても、テーブル装置ATからテーブル3を取り外すことなく、あるいはテーブル3に載っている物体Sをテーブル3から取り除くことなく、その調整作業を円滑に行うことができる。すなわち、吸引力発生装置16の第2部材162は、第1部材161と対向する第1部分と、その第1部分の上方に配置され、少なくとも一部が第2基台2とテーブル3との間の空間の中心に対して第1部分よりも外側に張り出す第2部分とを有し、その第2部分にボルトのような固定部材が配置される孔が形成される。そのため、テーブル3が第2基台2上に配置された状態で、あるいはテーブル3に物体Sが支持された状態で、上述の調整作業を円滑に行うことができる。また、吸引力発生装置16の調整作業を円滑に行うことができるので、気体軸受11Zの軸受剛性の調整作業も円滑に行うことができる。
上述の調整作業が円滑に行われることにより、テーブル3は、目標軌道で移動可能であり、例えばテーブル3(上面3S)がXY平面に対して傾斜することが抑制される。そのため、テーブル3の位置決め精度の低下が抑制される。
吸引力発生装置17の調整作業、及び気体軸受13Zの軸受剛性の調整作業についても同様である。吸引力発生装置17の第2部材172は、第1部材171と対向する第1部分と、その第1部分の上方に配置され、少なくとも一部が第2基台2とテーブル3との間の空間の中心に対して第1部分よりも外側に張り出す第2部分とを有し、その第2部分にボルトのような固定部材が配置される孔が形成される。
なお、本実施形態においては、部分152Mが磁石(永久磁石)を含み、部分152Sがスペーサー部材を含むこととした。部分152Mと部分152Sとは一体でもよい。なお、本実施形態においては、吸引力発生装置15の第2部材152(部分152M)が永久磁石を含むこととした。第2部材152(部分152M)が、例えば電磁石を含んでもよい。なお、本実施形態においては、吸引力発生装置15が磁力に基づく吸引力(第2基台2を第1基台1に引き寄せる力)を発生することとした。吸引力発生装置15が、例えば真空力に基づく吸引力を発生してもよい。例えば、気体を吸引可能な吸引口が第2部材152に設けられ、第1部材151と第2部材152とが間隙を介して対向されている状態で、第2部材152に設けられた吸引口から気体が吸引されてもよい。
<第3実施形態>
第3実施形態について説明する。図7は、本実施形態に係るテーブル装置TAを備える半導体製造装置200の一例を示す図である。半導体製造装置200は、半導体デバイスを製造可能な半導体デバイス製造装置を含む。半導体製造装置200は、半導体デバイスの製造工程の少なくとも一部において使用される。半導体製造装置200は、半導体デバイスを製造するための物体Sを搬送可能な搬送装置300を含む。搬送装置300は、本実施形態に係るテーブル装置TAを含む。なお、図7においては、テーブル装置TAを簡略して図示する。
本実施形態において、物体Sは、半導体デバイスを製造するための基板である。物体Sから半導体デバイスが製造される。物体Sは、半導体ウエハを含んでもよいし、ガラス板を含んでもよい。物体Sにデバイスパターン(配線パターン)が形成されることによって、半導体デバイスが製造される。
半導体製造装置200は、処理位置PJ1に配置された物体Sに対して、デバイスパターンを形成するための処理を行う。テーブル装置TAは、テーブル3に支持された物体Sを処理位置PJ1に配置する。搬送装置300は、テーブル装置TAのテーブル3に物体Sを搬送(搬入)可能な搬入装置301と、テーブル10から物体Sを搬送(搬出)可能な搬出装置302とを含む。搬入装置301によって、処理前の物体Sがテーブル3に搬送(搬入)される。テーブル装置TAによって、テーブル3に支持された物体Sが処理位置PJ1まで搬送される。搬出装置302によって、処理後の物体Sがテーブル3から搬送(搬出)される。
テーブル装置TAは、テーブル3を移動して、テーブル3に支持された物体Sを処理位置PJ1に移動する。テーブル装置TAは、テーブル3を目標軌道で移動可能であり、テーブル3に支持された物体Sを処理位置(目標位置)PJ1に配置可能である。
例えば、半導体製造装置200が、投影光学系201を介してデバイスパターンの像を物体Sに投影する露光装置を含む場合、処理位置PJ1は、投影光学系201の像面の位置(露光位置)を含む。処理位置PJ1に物体Sが配置されることにより、半導体製造装置200は、投影光学系201を介して、デバイスパターンの像を物体Sに投影可能である。
処理位置PJ1において物体Sが処理された後、その処理後の物体Sが搬出装置302によってテーブル3から搬送される。搬出装置302によって搬送(搬出)された物体Sは、後工程を行う処理装置に搬送される。
本実施形態においては、テーブル装置TAは、物体Sを処理位置(目標位置)PJ1に配置可能であるため、不良な製品が製造されてしまうことが抑制される。すなわち、テーブル装置TAによって、半導体製造装置200における物体Sの位置決め精度の低下が抑制されるため、不良な製品の発生が抑制される。
なお、半導体製造装置200が、光学系を介して物体Sのデバイスパターンを計測する計測装置を含む場合、処理位置PJ1は、光学系の焦点の位置(計測位置)を含む。処理位置PJ1に物体Sが配置されることにより、半導体製造装置200は、光学系を介して、物体Sに形成されたデバイスパターンの画像を取得可能である。半導体製造装置200が、物体Sに膜を形成する成膜装置を含む場合、処理位置PJ1は、膜を形成するための材料が供給可能な位置である。処理位置PJ1に物体Sが配置されることにより、デバイスパターンを形成するための膜が物体Sに形成される。
なお、フラットパネルディスプレイ製造装置が、本実施形態に係るテーブル装置TAを備えてもよいし、テーブル装置TAを含む搬送装置300を備えてもよい。フラットパネルディスプレイ製造装置は、例えば露光装置を含み、フラットパネルディスプレイの製造工程の少なくとも一部において使用される。フラットパネルディスプレイ製造装置が露光装置を含む場合、フラットパネルディスプレイを製造するためのパターンの像が投影光学系を介してガラス板を含む物体Sに投影される。フラットパネルディスプレイ製造装置は、目標位置に配置された物体Sを処理できるので、その物体Sから不良な製品が製造されてしまうことが抑制される。フラットパネルディスプレイは、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、及び有機ELディスプレイの少なくとも一つを含む。
図8は、本実施形態に係るテーブル装置TAを備える検査装置400の一例を示す図である。検査装置400は、半導体製造装置200によって製造された物体(半導体デバイス)S2を検査する。検査装置400は、物体S2を搬送可能な搬送装置300Bを含む。搬送装置300Bは、本実施形態に係るテーブル装置TAを含む。なお、図8においては、テーブル装置TAを簡略して図示する。
検査装置400は、検査位置PJ2に配置された物体S2の検査を行う。テーブル装置TAは、テーブル3に支持された物体S2を検査位置PJ2に配置する。搬送装置300Bは、テーブル装置TAのテーブル3に物体S2を搬送(搬入)可能な搬入装置301Bと、テーブル3から物体S2を搬送(搬出)可能な搬出装置302Bとを含む。搬入装置301Bによって、検査前の物体S2がテーブル3に搬送(搬入)される。テーブル装置TAによって、テーブル3に支持された物体S2が検査位置PJ2まで搬送される。搬出装置302Bによって、検査後の物体S2がテーブル3から搬送(搬出)される。
テーブル装置TAは、テーブル3を移動して、テーブル3に支持された物体S2を検査位置PJ2に移動する。テーブル装置TAは、テーブル3を目標軌道で移動可能であり、テーブル3に支持された物体S2を検査位置(目標位置)PJ2に配置可能である。
本実施形態において、検査装置400は、検出光を用いて物体S2の検査を光学的に行う。検査装置400は、検出光を射出可能な照射装置401と、照射装置401から射出され、物体S2で反射した検出光の少なくとも一部を受光可能な受光装置402とを含む。本実施形態において、検査位置PJ2は、検出光の照射位置を含む。検査位置PJ2に物体S2が配置されることにより、物体S2の状態が光学的に検査される。
検査位置PJ2において物体S2の検査が行われた後、その検査後の物体S2が搬出装置302Bによってテーブル10から搬送される。
本実施形態においては、テーブル装置TAは、物体S2を検査位置(目標位置)PJ2に配置可能であるため、検査不良の発生を抑制できる。すなわち、検査装置400は、物体S2が不良であるか否かを良好に判断することができる。これにより、例えば不良な物体S2が後工程に搬送されたり、出荷されたりすることが抑制される。
なお、本実施形態においては、テーブル3がXY平面内(水平面内)に移動することとした。本実施形態において、テーブル3がXY平面に対して傾斜する方向に移動されてもよい。第2基台2がXY平面に対して傾斜する方向に移動されてもよい。換言すれば、第2基台2及びテーブル3の一方又は両方が、水平面に対して傾斜する所定面内において移動されてもよい。
1 第1基台
1G 基準面
2 第2基台
2G 基準面
3 第3テーブル
3S 上面
4 駆動装置
5 駆動装置
6 ガイド部材
7 軸受部材
7X 気体軸受
7Z 気体軸受
8 軸受部材
8X 気体軸受
9 軸受部材
9Z 気体軸受
10 ガイド部材
11 軸受部材
11Y 気体軸受
11Z 気体軸受
12 軸受部材
12Y 気体軸受
13 軸受部材
13Z 気体軸受
14 吸引力発生装置
15 吸引力発生装置
16 吸引力発生装置
17 吸引力発生装置
22 固定部材
60 上面
61 側面
62 側面
70 下面
71 側面
72 供給口
73 供給口
81 側面
82 供給口
90 下面
91 供給口
100 上面
101 側面
102 側面
110 下面
111 側面
112 供給口
113 供給口
121 側面
122 供給口
130 下面
131 供給口
141 第1部材
142 第2部材
151 第1部材
152 第2部材
152H 孔
152M 部分(磁石)
152Mb 下面
152S 部分(スペーサー部材)
152Sb 下面
161 第1部材
162 第2部材
171 第1部材
172 第2部材
200 半導体製造装置
300 搬送装置
400 検査装置
TA テーブル装置

Claims (9)

  1. 所定面と平行な第1基準面を有する第1基台と、
    前記所定面と平行な第2基準面を有し、前記第1基準面上において前記所定面内の第1軸と平行な方向に移動可能な第2基台と、
    前記第2基台に設けられ、前記第1基準面と対向する第1気体供給口を有し、前記第1気体供給口から供給される気体により前記第1基準面との間に気体軸受を形成する第1軸受部材と、
    前記第1軸と直交する前記所定面内の第2軸と平行な方向に関して前記第1軸受部材から離れて前記第2基台に設けられ、前記第1基準面と対向する第2気体供給口を有し、前記第2気体供給口から供給される気体により前記第1基準面との間に気体軸受を形成する第2軸受部材と、
    前記第2基準面上において前記第2軸と平行な方向に移動可能なテーブルと、
    前記第2基台に設けられ、前記テーブルを前記第2軸と平行な方向にガイドする第2ガイド部材と、
    前記テーブルに設けられ、前記第2基準面と対向する第5気体供給口と、前記第1軸と平行な第2方向を向く前記第2ガイド部材の第3側面と対向する第6気体供給口と、を有し、前記第5気体供給口から供給される気体により前記第2基準面との間に気体軸受を形成し、前記第6気体供給口から供給される気体により前記第3側面との間に気体軸受を形成する第4軸受部材と、
    前記テーブルに設けられ、前記第2方向の反対方向を向く前記第2ガイド部材の第4側面と対向する第7気体供給口を有し、前記第7供給口から供給される気体により前記第3側面との間に気体軸受を形成する第5軸受部材と、を備え、
    前記第2軸と平行な方向に関して、前記第1軸受部材と前記第2軸受部材との距離は、前記テーブルの移動範囲の寸法よりも長いテーブル装置。
  2. 前記第2軸と平行な方向に関して、前記テーブルの重心が前記第1軸受部材と前記第2軸受部材との間を移動するように、前記テーブルの移動範囲が定められる請求項1に記載のテーブル装置。
  3. 前記第1基台に設けられ、前記第2基台を前記第1軸と平行な方向にガイドする第1ガイド部材を備える請求項1又は請求項2に記載のテーブル装置。
  4. 前記第2基台に設けられ、前記第2軸と平行な第1方向を向く前記第1ガイド部材の第1側面と対向する第3気体供給口を有し、前記第3気体供給口から供給される気体により前記第1側面との間に気体軸受を形成する第3軸受部材を備え、
    前記第1軸受部材は、前記第1方向の反対方向を向く前記第1ガイド部材の第2側面と対向するように配置される第4気体供給口を有し、前記第4気体供給口から供給される気体により前記第2側面との間に気体軸受を形成する請求項3に記載のテーブル装置。
  5. 前記第1軸と平行な方向に関して前記第4軸受部材から離れて前記テーブルに設けられ、前記第2基準面と対向する第8気体供給口を有し、前記第8気体供給口から供給される気体により前記第2基準面との間に気体軸受を形成する第6軸受部材を備える請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のテーブル装置。
  6. 前記第1基台と前記第2基台との間に配置され、前記第2基台を前記第1基台に引き寄せる力を発生する吸引力発生装置を備える請求項1から請求項のいずれか一項に記載のテーブル装置。
  7. 前記吸引力発生装置は、前記第1基台に接続される第1部材と、前記第2基台に接続され、前記第1部材との間に前記引き寄せる力を発生可能な第2部材と、を含み、
    前記第2部材は、前記第1部材と対向する第1下面を含む第1部分と、前記第1部分の上方に配置され、少なくとも一部が前記第1部分よりも外側に張り出す第2下面を含む第2部分と、を有し、
    前記第2部分は、前記第2下面と前記第2部材の上面とを結ぶ孔を有し、
    前記孔に、前記第2部材と前記第2基台とを固定するための固定部材が配置される請求項に記載のテーブル装置。
  8. 所定面と平行な基準面を有する基台と、
    前記基準面上において移動可能な可動部材と、
    前記可動部材に設けられ、前記基準面と対向する気体供給口を有し、前記気体供給口から供給される気体により前記基準面との間に気体軸受を形成する軸受部材と、
    前記基台に接続される第1部材と、前記可動部材に接続される第2部材と、を含み、前記第1部材と前記第2部材との間に、前記可動部材を前記基台に引き寄せる力を発生する吸引力発生装置と、を備え、
    前記第2部材は、前記第1部材と対向する第1下面を含む第1部分と、前記第1部分の上方に配置され、少なくとも一部が前記第1部分よりも外側に張り出す第2下面を含む第2部分と、を有し、
    前記第2部分は、前記第2下面と前記第2部材の上面とを結ぶ孔を有し、
    前記孔に、前記第2部材と前記可動部材とを固定するための固定部材が配置されるテーブル装置。
  9. 請求項1から請求項のいずれか一項に記載のテーブル装置を備える搬送装置。
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