JP7432154B2 - 半導体・fpd製造装置用支持体 - Google Patents

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本発明の態様は、一般的に、半導体・FPD製造装置用支持体に関する。
半導体やフラットパネルディスプレイ(FPD:Flat panel display)の製造には、露光装置などの半導体・FPD製造装置が用いられる。このような半導体・FPD製造装置において、被処理物を搭載し位置決めを行うための機構として、エアスライドなどの軸受を備えたステージを設けることが知られている(例えば、特許文献1)。
エアスライドは、支持体と、支持体に沿ってスライド移動する移動体(エアパッド)と、を有し、移動体から支持体に向かって空気などを噴出させることで移動体を支持体から浮かせた状態で、移動体を支持体に沿って移動させる。エアスライドには、再現性が高く、振動が少なく、磨耗しないという特徴があり、特に重要なステージには、金属よりも軽量で剛性の高いセラミックスを使ったエアスライドが使用される。
特開2016-211621号公報
近年のIOT(Internet of things)の発展にともない、半導体デバイスやFPDデバイスの性能は急速に進化しており、半導体やFPDには、さらなる微細化や低コスト化が求められている。そのため、露光装置などの半導体・FPD製造装置においても、さらなる高精度化及び高スループット化が求められている。特に、エアスライドは、半導体・FPD製造装置の高精度化および高スループット化の実現に重要な役割を担っている。
エアスライドを備えた半導体・FPD製造装置において、さらなる高スループット化を実現する手段として、エアスライドの移動体を駆動させるモータの出力を上げることで移動体の加速度を上げる方法がある。しかし、モータは、出力を上げると発熱量が増加する。このモータからの熱がエアスライドの支持体に伝わると、支持体が熱変形して狙いの運動精度を達成できなくなる虞がある。
これを解決する手段として、支持体を高剛性化することが考えられる。しかし、単純に支持体を高剛性化しようとすると、支持体の重量が増加してしまう。支持体の重量が増加すると、支持体を可動式の定盤の上に設ける場合や2軸のエアスライドを有するステージに適用した場合に、スループットが低下する虞がある。
本発明は、かかる課題の認識に基づいてなされたものであり、スループットを向上できる半導体・FPD製造装置用支持体を提供することを目的とする。
第1の発明は、筒体と、前記筒体の内部に設けられ前記筒体の長手方向に延びる補強部材と、を備えた半導体・FPD製造装置用支持体であって、前記補強部材は、第1リブと、前記第1リブとは異なる方向に延びる第2リブと、前記第1リブと前記第2リブとを接続する接続部と、を有し、前記接続部は、前記筒体の長手方向に延びる孔部を有することを特徴とする半導体・FPD製造装置用支持体である。
この半導体・FPD製造装置用支持体によれば、筒体の周囲に設けられたモータなどの熱源から発せられる熱の影響を小さくすることができる。すなわち、第1リブから第2リブに向けて熱が伝わる場合には、孔部により接続部の熱の経路の断面積が小さくなるので、接続部の熱抵抗を大きくすることができる。その結果、第1リブから第2リブに向けて伝わる熱量を小さくすることができ、第2リブが膨張(変形)するなどの熱影響を小さくすることができる。さらに、接続部は、接続部に伝わった熱を孔部内の空気により放熱させることができるので、第1リブと第2リブとの熱影響を小さくすることができる。従って、半導体・FPD製造装置用支持体は、第1リブと第2リブとの厚さを可及的に小さくすることができ、重量の増加を抑制するとともに、剛性を向上できる。その結果、スループットを向上できる半導体・FPD製造装置用支持体とすることができる。
第2の発明は、第1の発明において、前記補強部材は、前記第1リブと前記第2リブとは異なる他のリブを有し、前記他のリブは、前記接続部に接続されていることを特徴とする半導体・FPD製造装置用支持体である。
この半導体・FPD製造装置用支持体によれば、筒体の内部に複数(3本以上)のリブが設けられているので、より剛性を向上できる。また、例えば第1リブから他のリブに伝わる熱量を小さくすることができるので、他のリブの熱影響を小さくすることができる。従って、半導体・FPD製造装置用支持体は、第1リブ、第2リブ、および他のリブの厚さを可及的に小さくすることができ、重量の増加を抑制するとともに、剛性を向上できる。その結果、スループットを向上できる半導体・FPD製造装置用支持体とすることができる。
第3の発明は、第2の発明において、前記他のリブは、前記接続部から延びる第3、第4リブを有し、前記第2リブは、前記接続部から前記第1リブと直交する方向に延びており、前記第3リブは、前記接続部を挟んで前記第1リブとは反対側に位置して前記第1リブと同じ方向に延びており、前記第4リブは、前記接続部を挟んで前記第2リブとは反対側に位置して前記第2リブと同じ方向に延びていることを特徴とする半導体・FPD製造装置用支持体である。
この半導体・FPD製造装置用支持体によれば、筒体の内部に十字状にリブが形成されるので、上下方向および左右方向の両方向での剛性を向上できる。また、筒体の周囲のどの位置に熱源があっても、接続部に形成された孔部で放熱させることができるとともに、筒体の内部で熱が伝わるのを抑制できる。従って、汎用性の高い半導体・FPD製造装置用支持体とすることができる。
第4の発明は、第1~第3のいずれか1つの発明において、前記孔部は、前記第1リブから前記接続部に向けて延びる延長線と、前記第2リブから前記接続部に向けて延びる延長線とで囲まれる領域内に位置していることを特徴とする半導体・FPD製造装置用支持体である。
この半導体・FPD製造装置用支持体によれば、接続部の剛性が低下するのを抑制できる。すなわち、孔部を第1リブと第2リブとの厚さよりも小さくしているので、例えば第1リブや第2リブから接続部に加わる力を接続部で受けることができる。その結果、リブや接続部の変形を抑制できる。
第5の発明は、第1~第4のいずれか1つの発明において、前記孔部と前記接続部の外面との間の最小寸法は、前記第1リブの厚さよりも小さく、かつ前記第2リブの厚さよりも小さいことを特徴とする半導体・FPD製造装置用支持体である。
この半導体・FPD製造装置用支持体によれば、接続部における熱の経路の断面積が第1、第2リブの断面積よりも小さくなるので、例えば第1リブから第2リブに伝わる熱量を小さくすることができる。
第6の発明は、第1~第5のいずれか1つの発明において、前記接続部は、前記孔部に対向する外面に前記孔部に向けて凸状に湾曲する湾曲部を有し、前記湾曲部の曲率半径は、前記孔部の円相当径の半径よりも大きいことを特徴とする半導体・FPD製造装置用支持体である。
この半導体・FPD製造装置用支持体によれば、孔部と接続部の湾曲部との間の寸法を大きくすることができるので、接続部に孔部を形成しても接続部の剛性が低下するのを抑制できる。また、孔部によりリブの熱影響を小さくすることができる。従って、リブに作用する外力の影響と熱影響とのバランスがとれた半導体・FPD製造装置用支持体とすることができる。
第7の発明は、第1~第6のいずれか1つの発明において、前記接続部の内面の表面粗さは、前記第1リブのうち前記筒体の内部に位置する側面の表面粗さよりも小さいことを特徴とする半導体・FPD製造装置用支持体である。
この半導体・FPD製造装置用支持体によれば、半導体・FPD製造装置用支持体を製造する場合に、孔部の洗浄性を向上できる。すなわち、孔部は、筒体の長手方向に延びた小孔であるので、洗浄が困難となる虞がある。洗浄が不十分で孔部内にパーティクルなどのゴミが残留していると、半導体・FPD製造装置の作動が悪化する虞がある。そこで、接続部の内面の表面粗さを可及的に小さくすることで、洗浄時に孔部から放出されるパーティクルなどのゴミを抑制することができ洗浄性を向上できる。従って、半導体・FPD製造装置用支持体を製造するときの作業の作業性が向上するとともに、半導体・FPD製造装置を安定して作動させることができる。
第8の発明は、第1~第7のいずれか1つの発明において、前記筒体の長手方向の少なくとも一方の端部には、前記孔部を塞ぐ蓋体を有していることを特徴とする半導体・FPD製造装置用支持体である。
この半導体・FPD製造装置用支持体によれば、蓋体により孔部の中からパーティクルが放出されるのを抑制することができる。これにより、パーティクルが半導体・FPD製造装置用支持体の周囲に舞うのを抑制することができるので、半導体・FPD製造装置用支持体の作動の安定性を向上できる。
本発明の態様によれば、スループットを向上できる半導体・FPD製造装置用支持体が提供される。
実施形態に係る半導体・FPD製造装置用支持体が用いられたエアステージ装置を模式的に示す斜視図である。 図1中のエアステージ装置を正面からみた正面図である。 図1中のエアステージ装置を左側方からみた側面図である。 図3中のX軸支持体(半導体・FPD製造装置用支持体)、X軸エアパッド、X軸モータ装置を矢示A-A方向からみた断面図である。 図2中のY軸支持体(半導体・FPD製造装置用支持体)、Y軸エアパッド、Y軸モータ装置を矢示B-B方向からみた断面図である。 図4中のX軸支持体の接続部を拡大して示す断面図である。 第1変形例に係る半導体・FPD製造装置用支持体を示す断面図である。 図8(a)~(c)は、第2変形例に係る半導体・FPD製造装置用支持体を示す断面図である。 第3変形例に係る半導体・FPD製造装置用支持体が用いられたエアステージ装置を模式的に示す斜視図である。 図9中のエアステージ装置を正面からみた正面図である。 図10中の半導体・FPD製造装置用支持体、エアパッド、モータ装置を矢示C-C方向からみた断面図である。 図12(a)~(d)は、第4変形例に係る半導体・FPD製造装置用支持体の孔部を塞ぐ蓋部を示す正面図および断面図である。 図13(a)~(d)は、接続部内に位置する孔部の大きさを説明する説明図である。
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
図1は、実施形態に係る半導体・FPD製造装置用支持体が用いられたエアステージ装置を模式的に示す斜視図である。
図2は、図1中のエアステージ装置を正面からみた正面図である。
図3は、図1中のエアステージ装置を左側方からみた側面図である。
図4は、図3中のX軸支持体(半導体・FPD製造装置用支持体)、X軸エアパッド、X軸モータ装置を矢示A-A方向からみた断面図である。
図5は、図2中のY軸支持体(半導体・FPD製造装置用支持体)、Y軸エアパッド、Y軸モータ装置を矢示B-B方向からみた断面図である。
本実施形態では、例えば露光装置や検査装置などの半導体・FPD製造装置に使用されるエアステージ装置10を例に挙げて説明する。図1に示すように、エアステージ装置10は、X軸方向と、X軸に直交するY軸方向と、に移動可能な2軸式のエアステージ装置となっている。
エアステージ装置10は、定盤20と、静圧気体軸受30と、X軸モータ装置130と、Y軸モータ装置230と、を備える。定盤20は、静圧気体軸受30の下に設けられ、静圧気体軸受30を支持する。定盤20の材料としては、例えば石などが挙げられる。
静圧気体軸受30は、定盤20の上面に設けられたX軸ステージ100と、X軸ステージ100の上面に設けられたY軸ステージ200と、を有する。本実施形態では、定盤20の両端側に離間して2個のX軸ステージ100が設けられている。そして、X軸ステージ100は、X軸支持体110と、X軸エアパッド120と、を有する。一方、Y軸ステージ200は、2個のX軸ステージ100間に架け渡されている。そして、Y軸ステージ200は、Y軸支持体210と、Y軸エアパッド220と、を有する。
X軸支持体110は、定盤20の上面に設けられ、例えばボルトなどの締結部材により定盤20に固定されている。X軸支持体110は、1軸方向(X軸方向)に延びている。X軸支持体110は、本発明の半導体・FPD製造装置用支持体300を構成している。
X軸支持体110は、筒状に形成され、内部に補強部材320を有する中空リブ構造となっている。X軸支持体110の中空リブ構造は、X軸方向に延びている。X軸支持体110の構造については、後述する。X軸支持体110の材料としては、例えばセラミックなどが挙げられる。本実施形態では、エアステージ装置10に、2個のX軸支持体110がY軸方向に並んで設けられている。なお、X軸支持体110の設置数は、2個には限定されない。
X軸エアパッド120は、X軸支持体110と対向する位置に設けられている。X軸エアパッド120は、X軸支持体110に沿って移動可能な移動体となっている。X軸エアパッド120は、上板121と、側板123と、を有する。
上板121は、X軸支持体110の上方に位置している。上板121は、図示しない孔(オリフィス)を有し、その孔から加圧気体(例えば、空気)をX軸支持体110の上面110aに噴出することができる。
側板123は、X軸支持体110の両側面(左側面110bおよび右側面110c)にそれぞれ対向する位置で、上板121の端部から下方に向けて延びている。すなわち、X軸エアパッド120は、上板121と、2個の側板123と、により下方が開口したコ字状に形成されている。側板123は、図示しない孔(オリフィス)を有し、その孔から加圧気体(例えば、空気)をX軸支持体110の両側面(左側面110bおよび右側面110c)にそれぞれ噴出することができる。
X軸エアパッド120は、上板121と、X軸支持体110と、の間に加圧気体を送り込み、X軸支持体110から浮上させることができる。また、X軸エアパッド120は、側板123の孔からX軸支持体110の両側面(左側面110b及び右側面110c)に向かって加圧気体を噴出し、X軸支持体110から離れさせることができる。そして、X軸エアパッド120は、その状態で後述のX軸モータ装置130により、図1に表した矢印Xの方向(X軸方向)に移動することができる。つまり、X軸ステージ100は、X軸エアパッド120をX軸支持体110から浮上させた状態で移動させる非接触型の軸受(例えば、エアスライド)である。
X軸支持体110および側板123は、X軸エアパッド120の移動方向を1軸方向(X軸方向)に規制する。すなわち、X軸支持体110および側板123は、X軸エアパッド120を1軸方向に案内するガイドの役目を果たす。
図1~図3に示すように、エアステージ装置10は、X軸モータ装置130を備える。X軸モータ装置130は、2個のX軸ステージ100にそれぞれ設けられている。各X軸モータ装置130は、例えば各X軸ステージ100の外側に設けられている。なお、X軸モータ装置130は、2個のX軸ステージ100のうちのいずれか一方のみに設けられていてもよい。
X軸モータ装置130は、例えばリニアモータであり、固定子131と、可動子133と、を有する。固定子131は、定盤20の上面20aに設けられ、X軸支持体110に沿ってX軸方向に延びている。固定子131には、複数の磁石132がX軸方向でN極とS極とが交互に並んで設けられている。
可動子133は、固定子131に対面する側板123に設けられている。可動子133は、側板123から固定子131に向けて延びている。可動子133は、電源(図示せず)に接続されたコイル(図示せず)を有し、このコイルに電流を流すことで発生する磁束と固定子131の磁石132との吸引、反発により移動する。
X軸エアパッド120は、X軸支持体110との間に加圧気体を送り込み、X軸支持体110から浮上した状態において、X軸モータ装置130により力を受けることで、図1中の矢示X方向(X軸方向)に移動する。
Y軸支持体210は、X軸エアパッド120の上方に位置して、例えばボルトなどの締結部材により上板121に固定されている。図1に示すように、Y軸支持体210は、1軸方向(Y軸方向)に延び、長手方向の両端側で各X軸エアパッド120の上板121に固定されている。Y軸支持体210は、本発明の半導体・FPD製造装置用支持体300を構成している。
Y軸支持体210は、筒状に形成され、内部に補強部材320を有する中空リブ構造となっている。Y軸支持体210の中空リブ構造は、Y軸方向に延びている。Y軸支持体210の構造については、後述する。Y軸支持体210の材料としては、例えばセラミックなどが挙げられる。本実施形態では、エアステージ装置10に、1個のY軸支持体210が設けられている。なお、Y軸支持体210の設置数は、1個に限らず、複数個あってもよい。
Y軸エアパッド220は、Y軸支持体210と対向する位置に設けられている。Y軸エアパッド220は、Y軸支持体210に沿って移動可能な移動体となっている。Y軸エアパッド220は、上板221と、側板223と、を有する。
上板221は、Y軸支持体210の上方に位置している。上板221は、図示しない孔(オリフィス)を有し、その孔から加圧気体(例えば、空気)をY軸支持体210の上面210aに噴出することができる。
上板221は、下面から上面に向けて凹む凹部222が形成されている。この凹部222は、Y軸方向で上板221を貫通している。凹部222には、後述するY軸モータ装置230が内部に設けられる。
側板223は、Y軸支持体210の両側面(左側面210bおよび右側面210c)にそれぞれ対向する位置で、上板221の端部から下方に向けて延びている。すなわち、Y軸エアパッド220は、上板221と、2個の側板223と、により下方が開口したコ字状に形成されている。側板223は、図示しない孔(オリフィス)を有し、その孔から加圧気体(例えば、空気)をY軸支持体210の両側面(左側面210bおよび右側面210c)にそれぞれ噴出することができる。
Y軸エアパッド220は、上板221と、Y軸支持体210と、の間に加圧気体を送り込み、Y軸支持体210から浮上させることができる。また、Y軸エアパッド220は、側板223の孔からY軸支持体210の両側面(左側面210b及び右側面210c)に向かって加圧気体を噴出し、Y軸支持体210から離れさせることができる。そして、Y軸エアパッド220は、その状態で後述のY軸モータ装置230により、図1に表した矢印Yの方向(Y軸方向)に移動することができる。つまり、Y軸ステージ200は、Y軸エアパッド220をY軸支持体210から浮上させた状態で移動させる非接触型の軸受(例えば、エアスライド)である。
Y軸支持体210および側板223は、Y軸エアパッド220の移動方向を1軸方向(Y軸方向)に規制する。すなわち、Y軸支持体210および側板223は、Y軸エアパッド220を1軸方向に案内するガイドの役目を果たす。
図1~図3に示すように、エアステージ装置10は、Y軸モータ装置230を備える。Y軸モータ装置230は、例えばY軸支持体210の上側に設けられている。Y軸モータ装置230は、例えばリニアモータであり、固定子231と、可動子233と、を有する。固定子231は、Y軸支持体210の上面210aに設けられ、Y軸支持体210に沿ってY軸方向に延びている。固定子231には、複数の磁石232がY軸方向でN極とS極とが交互に並んで設けられている。
可動子233は、上板221の凹部222に設けられている。可動子233は、凹部222から固定子231に向けて延びている。可動子133は、電源(図示せず)に接続されたコイル(図示せず)を有し、このコイルに電流を流すことで発生する磁束と固定子231の磁石232との吸引、反発により移動する。
Y軸エアパッド220は、Y軸支持体210との間に加圧気体を送り込み、Y軸支持体210から浮上した状態において、Y軸モータ装置230により力を受けることで、図1中の矢示Y方向(Y軸方向)に移動する。
エアステージ装置10のX軸支持体110およびY軸支持体210は、例えば同様の構成となっており、中空リブ構造を有する半導体・FPD製造装置用支持体300(以下、「支持体300」と称する)が用いられる。
以下、支持体300について、詳しく説明する。なお、支持体300を構成する筒体310の長手方向を第1方向とし、第1方向に対して水平方向で垂直な方向を第2方向とする。また、筒体310の上下方向を第3方向とする。
図4、図5に示すように、支持体300は、筒体310と、筒体310の内部に設けられ筒体310の長手方向(第1方向)に延びる補強部材320と、を備えている。筒体310は、例えばセラミックスからなり、第1板部311、第2板部312、第3板部313、および第4板部314により外郭が形成されている。図1~図5に示すように、支持体300は、長手方向の両端側が開放されている。
第2板部312は、第1板部311に対向するように設けられる。第1板部311と第2板部312とは、互いに平行となっている。第3板部313は、第1板部311の一端と第2板部312の一端とに接続される。第4板部314は、第1板部311の他端と第2板部312の他端とに接続される。第4板部314は、第3板部313に対向するように設けられる。第3板部313と第4板部314とは、互いに平行に設けられる。本実施形態では、第1板部311と第2板部312とが筒体310の側面部を構成し、第3板部313と第4板部314とが筒体310の上下面部を構成している。なお、第1板部311と第2板部312とが上下面部を構成し、第3板部313と第4板部314とが側面部を構成していてもよい。
補強部材320は、例えば筒体310と同じセラミックスからなり、第1~第4板部311~314が変形するのを抑制している。具体的には、補強部材320は、例えばX軸エアパッド120から第1~第4板部311~314に向けて噴出される加圧気体により、第1~第4板部311~314が撓むのを抑制する。また、補強部材320は、例えばX軸モータ装置130からの発熱により、第1~第4板部311~314が撓むのを抑制する。
補強部材320は、第1リブ321と、第1リブ321とは異なる方向に延びる第2リブ322と、第1リブ321と第2リブ322とを接続する接続部325と、を有している。また、補強部材320は、第1リブ321と第2リブ322とは異なる他のリブ(第3リブ323および第4リブ324)を有している。第3リブ323および第4リブ324(他のリブ)は、接続部325に接続されている。
図4、図5に示すように、第1リブ321は、第1板部311から第2方向に沿って延びている。第2リブ322は、第3板部313から第3方向に沿って延びている。第3リブ323は、第2板部312から第2方向に沿って延びている。第4リブ324は、第4板部314から第3方向に沿って延びている。
第1リブ321は、例えば第1板部311から筒体310の内部に向けて水平方向に延びている。図4に示すように、第1リブ321は、例えば筒体310の上下方向の中央部に位置して、筒体310の長手方向に延びている。第2リブ322は、接続部325から第1リブ321と直交する方向に延びている。図4に示すように、第2リブ322は、例えば第3板部313と接続部325との間を垂直方向に延びている。
第3リブ323は、接続部325を挟んで第1リブ321とは反対側に位置している。第3リブ323は、第2板部312と接続部325との間を水平方向に延びている。すなわち、第3リブ323は、第1リブ321と同じ方向に延びている。
第4リブ324は、接続部325を挟んで第2リブ322とは反対側に位置している。第4リブ324は、第4板部314と接続部325との間を垂直方向に延びている。すなわち、第4リブ324は、第2リブ322と同じ方向に延びている。従って、図4、図5に示すように、補強部材320は、第1リブ321~第4リブ324および接続部325により、横断面が十字状に形成されている。これにより、支持体300は、上下方向および左右方向の両方での剛性を向上させている。
なお、第1板部311から水平方向に延びるリブを第1リブ321としたが、これに限らず第2~第4リブ322~324のいずれかを第1リブ321としてもよい。また、接続部325から上方に延びるリブを第2リブ322としたが、接続部325から下方に延びるリブを第2リブ322としてもよい。また、第1リブ321を上下方向に延びるリブとすれば、第2リブ322は水平方向に延びるリブとすることができる。すなわち、いずれかのリブを第1リブ321とした場合に、その第1リブ321とは異なる方向に延びるリブを第2リブ322とすることができる。
次に、第1~第4リブ321~324を接続する接続部325および接続部325に設けられた孔部326について説明する。
図6は、図4中のX軸支持体の接続部を拡大して示す断面図である。なお、図6では、説明の便宜上、断面を示すハッチングを省略して示している。
接続部325は、例えば中央部に孔部326を有している。この孔部326は、筒体310の長手方向(第1方向)に延びている。孔部326は、例えば円形状に形成されている。なお、孔部326は、円形状に限らず、楕円形状、四角形状、多角形状などでもよい。
接続部325は、孔部326により熱の経路の断面積が小さくなっている。これにより、接続部325における熱の経路の熱抵抗を大きくすることができる。従って、例えば第1リブ321から第2リブ322に伝わる熱量を小さくすることができる。その結果、第2リブが膨張(変形)するなどの熱影響を小さくすることができるので、筒体310の変形を抑制できる。
また、孔部326は、筒体310の長手方向の両端部で貫通している。これにより、孔部326は、外部との間で空気が循環しやすくなっている。従って、熱源(X軸モータ装置130)から発せられる熱Hにより第1~第4リブ321~324から接続部325に伝わった熱は、孔部326で効率よく放熱されるので、補強部材320の熱影響を小さくすることができる。従って、支持体300は、第1~第4リブ321~324の厚さを可及的に小さくすることができ、重量の増加を抑制するとともに、剛性を向上できる。その結果、スループットを向上できる支持体300とすることができる。
図6に示すように、孔部326の孔径Dは、第1リブ321の厚さT1よりも小さく、かつ第2リブ322の厚さT2よりも小さくなっている。すなわち、図6中の二点鎖線で示すように、孔部326は、第1リブ321から接続部325に向けて延びる延長線E1と、第2リブ322から接続部325に向けて延びる延長線E2とで囲まれる領域S1内(二点鎖線内)に位置している。すなわち、孔部326の面積は、領域S1の面積よりも小さい面積となっている。本実施形態では、第1~第4リブ321~324の厚さは同じ寸法となっている。すなわち、孔部326の孔径Dは、第1~第4リブ321~324の厚さよりも小さくなっている。なお、第1~第4リブ321~324の厚さは、それぞれ異なっていてもよい。
これにより、接続部325の剛性が低下するのを抑制できる。孔部326を第1リブ321の厚さT1と第2リブ322の厚さT2よりも小さくしているので、例えば第1リブ321や第2リブ322から接続部325に加わる力を接続部325で受けることができる。
すなわち、仮に孔部326が領域S1よりも大きければ、第1板部311が押圧されて第1リブ321から接続部325に向けて力が加わった場合に孔部326が変形することにより、第1リブ321が接続部325側に向けて変位する虞がある。しかし、本実施形態のように、孔部326が領域S1よりも小さい場合には、第1リブ321から接続部325に向けて加わった力を、接続部325のうち孔部326の上下部分およびその上下部分に連接する第3リブ323で受けることができる。従って、第1リブ321が接続部325側に向けて変位するのを抑制できる。
また、図6に示すように、孔部326と接続部325の外面325aとの間の最小寸法Lは、第1リブ321の厚さT1よりも小さく、かつ第2リブ322の厚さT2よりも小さくなっている。
これにより、接続部325における熱の経路の断面積が第1リブ321の断面積および第2リブ322の断面積よりも小さくなるので、例えば第1リブ321から第2リブ322に伝わる熱量を小さくすることができる。
図6に示すように、接続部325は、孔部326に対向する外面325aに孔部326に向けて凸状に湾曲する湾曲部325bを有している。換言すると、湾曲部325bは、例えば第1リブ321の側面321aと第2リブ322の側面322aとの間を接続する部分となっている。そして、湾曲部325bの曲率半径R1は、孔部326の円相当径の半径R2よりも大きくなっている。ここで、円相当径とは、孔部326の面積に相当する真円の直径である。従って、例えば孔部が四角形状の場合には、この四角形状の面積と同じ面積の真円の直径が円相当径である。
これにより、孔部326と接続部325の湾曲部325bとの間の最小寸法Lを大きくすることができるので、接続部325に孔部326を形成しても接続部325の剛性が低下するのを抑制できる。また、孔部326により第1~第4リブ321~324の熱影響を小さくすることができる。従って、第1~第4リブ321~324に作用する外力の影響と熱影響とのバランスがとれた支持体300とすることができる。
また、接続部325の内面325cの表面粗さは、第1リブ321のうち筒体310の内部に位置する側面321aの表面粗さよりも小さくなっている。接続部325の内面325cは、孔部326の内面である。この場合、表面粗さの指標は、例えばJIS B 0601に記載された算術平均粗さRaとすることができる。また、表面粗さは、例えば触針式表面粗さ測定機を用いて、JIS B 0633に記載された方法により測定することができる。
これにより、接続部325の内面325c(孔部326の内面)を第1リブ321の側面321aよりも滑らかにすることができる。従って、支持体300を製造する場合に、孔部326の洗浄性を向上できる。すなわち、孔部326は、筒体310の長手方向に延びた小孔であるので、洗浄が困難となる虞がある。洗浄が不十分で孔部326内にパーティクルなどのゴミが残留していると、エアステージ装置10(半導体・FPD製造装置)の作動が悪化する虞がある。
そこで、接続部325の内面325cの表面粗さを可及的に小さくすることで、洗浄時に孔部326から放出されるパーティクルなどのゴミを抑制することができ洗浄性を向上できる。従って、支持体300を製造するときの作業の作業性が向上するとともに、エアステージ装置10(半導体・FPD製造装置)を安定して作動させることができる。
かくして、本実施形態では、筒体310の内部に複数本のリブ(第1~第4リブ321~324)を設けて、支持体300の剛性を向上している。ここで、例えばX軸モータ装置130の出力を上げて、エアステージ装置10のスループットを向上させる場合がある。そのような場合には、X軸モータ装置130のコイルから発せられる熱量が高くなる。
図4に示すように、X軸モータ装置130から発せられた熱Hは、X軸エアパッド120から噴出される加圧気体により、支持体300の第1板部311に吹き付けられる。第1板部311に吹き付けられた熱Hは、第1リブ321から接続部325を介して第2リブ322に伝わる。この熱により第1リブ321や第2リブ322などのリブが変形すると、筒体310が変形してしまうのでX軸エアパッド120が円滑に移動できなくなる虞がある。
そこで、第1~第4リブ321~324の厚さを大きくして、支持体300の剛性をより高めることが考えられる。しかし、例えばエアステージ装置10が図示しない可動部に載置されているような場合や2軸式のエアステージ装置10の場合には、支持体300の重量が増加すると、前記可動部やX軸モータ装置130に大きな負荷がかかるので、スループットを向上させることが困難となる。
そこで、本実施形態では、第1~第4リブ321~324の接続部325に孔部326を設けている。この孔部326により、接続部325の熱の経路の断面積が小さくなるので、第1リブ321から第2リブ322に向けて伝わる熱量を小さくすることができる。また、接続部325に伝わった熱を孔部326で放熱させることができるので、第1~第4リブ321~324の熱影響を小さくすることができる。
従って、第1~第4リブ321~324の厚さを可及的に小さくして軽量化を図ることができるとともに、加圧気体と熱による第1~第4リブ321~324の変形を抑制できる支持体300とすることができる。その結果、エアステージ装置10(半導体・FPD製造装置)の高スループット化を実現できる。なお、第1~第4リブ321~324の厚さや孔部326の大きさおよび形状は、筒体310やX軸エアパッド120の大きさ、形状、加圧気体の圧力値、X軸モータ装置130の最大出力などを考慮して、実験、シミュレーションにより設定することができる。
図7は、第1変形例に係る半導体・FPD製造装置用支持体を示す断面図である。
上述した実施形態では、筒体310の内部に第1~第4リブ321~324が十字状に設けられている場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明の態様はこれに限らず、例えば、図7に示す第1変形例のように、支持体300は、4本以上のリブ(第1~第16リブ401~416)を有していてもよい。この場合、第1~第16リブ401~416のいずれのリブを第1リブとしてもよく、第1リブとは異なる方向に延びるリブを第2リブとすることができる。そして、各リブの接続部325には、孔部326が設けられている。すなわち、T字状やL字状に形成されているリブの接続部325に孔部326が形成されていてもよい。
図8は、第2変形例に係る半導体・FPD製造装置用支持体を示す断面図である。図8(a)は、筒体310の内部に水平方向、直交方向、および斜め方向の複数本のリブを有している場合を示している。図8(b)は、2本のリブを有している場合を示している。図8(c)は、3本のリブを有している場合を示している。
上述した実施形態では、第1リブ321と第2リブ322とが直交している場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明の態様はこれに限らず、例えば、図8(a)に示す第2変形例のように、第1~第8リブ451~458を有し、第1リブ451と第2リブ452とのなす角θが鋭角となっていてもよい。この場合、第1~第8リブ451~458のいずれのリブを第1リブとしてもよく、第1リブとは異なる方向に延びるリブを第2リブとすることができる。また、第1リブと第2リブとのなす角θが鈍角となっていてもよい。そして、各リブの接続部325には、孔部326が設けられている。
また、図8(b)に示すように、筒体310内に第1リブ461と第2リブ462との2本のリブを有していてもよい。また、図8(c)に示すように、筒体310内に第1リブ465、第2リブ466、および第3リブ467の3本のリブを有していてもよい。そして、各リブの接続部325には、孔部326が設けられている。
図9は、第3変形例に係る半導体・FPD製造装置用支持体が用いられたエアステージ装置を模式的に示す斜視図である。
図10は、図9中のエアステージ装置を正面からみた正面図である。
図11は、図10中の半導体・FPD製造装置用支持体、エアパッド、モータ装置を矢示C-C方向からみた断面図である。
上述した実施形態では、定盤20の両端部に設けられた各X軸ステージ100にX軸モータ装置130がそれぞれ設けられた場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明の態様はこれに限らず、例えば図9~図11に示す第3変形例のように、磁石502を有する固定子501と、コイルを有する可動子503と、を有するX軸モータ装置500をY軸支持体210の下方に設けてY軸支持体210をX軸方向に移動させてもよい。このような場合には、Y軸支持体210(支持体300)が上下方向から直接的に熱を受けるので、放熱させることができる孔部326の効果が大きく、エアステージ装置10の作動を安定して行うことができる。
図12(a)~(d)は、第4変形例に係る半導体・FPD製造装置用支持体の孔部を塞ぐ蓋部を示す正面図および断面図である。上述した第1実施形態では、孔部326は筒体310の端部で開放されている場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば図12に示す第4変形例のように、筒体310の長手方向の少なくとも一方の端部には、孔部326を塞ぐ蓋体600を有していてもよい。これにより、蓋体600は、孔部326の中からパーティクルが放出されるのを抑制することができる。従って、パーティクルが半導体・FPD製造装置用支持体の周囲に舞うのを抑制することができ、半導体・FPD製造装置用支持体の作動の安定性を向上できる。図12(a)~(d)に蓋体600の一例を挙げる。
図12(a1)は、接着により蓋体600が接続部325に取付けられた場合を示す正面図である。図12(a2)は、図12(a1)中の蓋体600と孔部326とを矢示F-F方向からみた断面図である。
図12(b1)は、ボルト602が接続部325に設けられたインサートナット603に螺合することにより、蓋体600が接続部325に取付けられた場合を示す正面図である。図12(b2)は、図12(b1)中の蓋体600と孔部326とを矢示G-G方向からみた断面図である。なお、図12(a)、図12(b)では、接続部325に蓋体600を取付けた場合を例上げて説明した。しかし、これに限らず、蓋体は、各リブや筒体310の第1~第4板部311~314に取付けられてもよい。各リブに蓋体を取付けることにより、蓋体が各リブを補強する補強部材にもなり各リブの変形を抑制することができる。
図12(c1)は、孔部326が筒体310の端部側に位置する大径部326aと、大径部326aに連通する小径部326bとを有し、円柱状の蓋体600が大径部326a内に取付けられた(接着された)場合を示す正面図である。図12(c2)は、図12(c1)中の蓋体600と孔部326とを矢示J-J方向からみた断面図である。
図12(d1)は、孔部326が筒体310の端部側に位置するテーパ部326cと、テーパ部326cに連通する小径部326dとを有し、テーパ部326cに対応した先細り形状の蓋体600がテーパ部326c内に取付けられた(接着された)場合を示す正面図である。図12(d2)は、図12(d1)中の蓋体600と孔部326とを矢示K-K方向からみた断面図である。
次に、図13は、接続部内に位置する孔部の大きさを説明する説明図である。なお、図13では、説明の便宜上、断面を示すハッチングを省略して示している。図13に示すように、接続部325内での孔部326の大きさを各リブの厚さや延出する方向に合わせて調整することにより、接続部325の剛性が低下するのを抑制できる。
図13(a)は、図8(b)の接続部325と孔部326とを拡大して示している。図13(a)に示すように、孔部326は、第1リブ461から接続部325に向けて延びる延長線E3と第2リブ462から接続部325に向けて延びる延長線E4とで囲まれた領域S2内に位置している。
図13(b)は、第2リブ469が第1リブ468から斜め方向に延びている場合を示している。図13(b)に示すように、孔部326は、第1リブ468から接続部325に向けて延びる延長線E5と第2リブ469から接続部325に向けて延びる延長線E6とで囲まれた領域S3内に位置している。
図13(c)は、図8(c)の接続部325と孔部326とを拡大して示している。図13(c)に示すように、孔部326は、第1リブ465から接続部325に向けて延びる延長線E7と第2リブ466から接続部325に向けて延びる延長線E8とで囲まれた領域S4内に位置している。なお、孔部326は、さらに第3リブ467から接続部325に向けて延びる延長線E9で囲まれた領域S4a内に位置していてもよい。
図13(d)は、図7中の第1リブ401、第2リブ402、第3リブ403、接続部325、および孔部326を拡大して示している。図13(d)に示すように、孔部326は、第1リブ401から接続部325に向けて延びる延長線E10と、第2リブ402から接続部325に向けて延びる延長線E11とで囲まれた領域S5内に位置している。
なお、上述した実施形態では、X軸エアパッド120およびY軸エアパッド220は、下方が開放したコ字状となっている場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明の態様はこれに限らず、例えばX軸エアパッド120およびY軸エアパッド220は、筒状(四角状)となっていてもよい。
また、上述した実施形態では、X軸モータ装置130は、X軸ステージ100の外側に設けた場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明の態様はこれに限らず、例えばX軸モータ装置130をX軸ステージ100の内側に設けてもよく、両側に設けてもよい。すなわち、X軸モータ装置130やY軸モータ装置230は、X軸エアパッド120やY軸エアパッド220を移動させることができればどの位置に設けられていてもよい。
また、上述した実施形態では、X軸モータ装置130は、固定子131に磁石132を設け、可動子133にコイルを設けた場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明の態様はこれに限らず、例えばX軸モータ装置130は、固定子131にコイルを設け、可動子133に磁石132を設けてもよい。このことは、Y軸モータ装置230についても同様である。
また、上述した実施形態では、支持体300が受ける熱の熱源としてX軸モータ装置130およびY軸モータ装置230を例に挙げて説明した。しかし、本発明の態様はこれに限らず、例えば熱源は、支持体300の周囲に設けられた他の装置でもよい。
また、上述した実施形態では、X軸支持体110とY軸支持体210とが同じ構成とした場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明の態様はこれに限らず、例えばX軸支持体110とY軸支持体210とは、例えばリブの本数や配置が異なっていてもよい。
また、上述した実施形態では、2軸式のエアステージ装置10を例に挙げて説明した。しかし、本発明の態様はこれに限らず、例えば1方向にのみ移動可能な1軸式のエアステージ装置でもよい。
以上、本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明はこれらの記述に限定されるものではない。前述の実施形態に関して、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、支持体300などが備える各要素の形状、寸法、材質、配置などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包
含される。
10 エアステージ装置、 20 定盤、 20a 上面、 30 静圧気体軸受、 100 X軸ステージ、 110 X軸支持体、 110a 上面、 110b 左側面、 110c 右側面、 120 X軸エアパッド、 121 上板、 123 側板、 130 X軸モータ装置、 131 固定子、 132 磁石、 133 可動子、 200 Y軸ステージ、 210 Y軸支持体、 210a 上面、 210b 左側面、210c 右側面、 220 Y軸エアパッド、 221 上板、 222 凹部、 223 側板、 230 Y軸モータ装置、 231 固定子、 232 磁石、 233 可動子、 300 半導体・FPD製造装置用支持体、 310 筒体、 311 第1板部、 312 第2板部、 313 第3板部、 314 第4板部、 320 補強部材、 321 第1リブ、 321a 側面、 322 第2リブ、 322a 側面、 323 第3リブ、 324 第4リブ、 325 接続部、 325a 外面、 325b 湾曲部、 325c 内面、 326 孔部、 326a 大径部、 326b 小径部、 326c テーパ部、 326d 小径部、 401~416 第1~第16リブ、 451~458 第1~第8リブ、 461 第1リブ、 462 第2リブ、 465~467 第1~第3リブ、 468 第1リブ、 469 第2リブ、 500 X軸モータ装置、 501 固定子、 502 磁石、 503 可動子、 600 蓋体、 602 ボルト、 603 インサートナット、 E1~E11 延長線、 H 熱、 S1~S5 領域

Claims (8)

  1. 筒体と、前記筒体の内部に設けられ前記筒体の長手方向に延びる補強部材と、を備えた半導体・FPD製造装置用支持体であって、
    前記補強部材は、
    第1リブと、
    前記第1リブとは異なる方向に延びる第2リブと、
    前記第1リブと前記第2リブとを接続する接続部と、を有し、
    前記接続部は、前記筒体の長手方向に延びる孔部を有することを特徴とする半導体・FPD製造装置用支持体。
  2. 前記補強部材は、前記第1リブと前記第2リブとは異なる他のリブを有し、
    前記他のリブは、前記接続部に接続されていることを特徴とする請求項1に記載の半導体・FPD製造装置用支持体。
  3. 前記他のリブは、前記接続部から延びる第3、第4リブを有し、
    前記第2リブは、前記接続部から前記第1リブと直交する方向に延びており、
    前記第3リブは、前記接続部を挟んで前記第1リブとは反対側に位置して前記第1リブと同じ方向に延びており、
    前記第4リブは、前記接続部を挟んで前記第2リブとは反対側に位置して前記第2リブと同じ方向に延びていることを特徴とする請求項2に記載の半導体・FPD製造装置用支持体。
  4. 前記孔部は、前記第1リブから前記接続部に向けて延びる延長線と、前記第2リブから前記接続部に向けて延びる延長線とで囲まれる領域内に位置していることを特徴とする請求項1~3のいずれか1項に記載の半導体・FPD製造装置用支持体。
  5. 前記孔部と前記接続部の外面との間の最小寸法は、前記第1リブの厚さよりも小さく、かつ前記第2リブの厚さよりも小さいことを特徴とする請求項1~4のいずれか1項に記載の半導体・FPD製造装置用支持体。
  6. 前記接続部は、前記孔部に対向する外面に前記孔部に向けて凸状に湾曲する湾曲部を有し、
    前記湾曲部の曲率半径は、前記孔部の円相当径の半径よりも大きいことを特徴とする請求項1~5のいずれか1項に記載の半導体・FPD製造装置用支持体。
  7. 前記接続部の内面の表面粗さは、前記第1リブのうち前記筒体の内部に位置する側面の表面粗さよりも小さいことを特徴とする請求項1~6のいずれか1項に記載の半導体・FPD製造装置用支持体。
  8. 前記筒体の長手方向の少なくとも一方の端部には、前記孔部を塞ぐ蓋体を有していることを特徴とする請求項1~7のいずれか1項に記載の半導体・FPD製造装置用支持体。
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