JPH031523A

JPH031523A - 衝撃緩和装置およびそれを用いた位置決め装置

Info

Publication number: JPH031523A
Application number: JP1132721A
Authority: JP
Inventors: Jun Nishida; 純西田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1989-05-29
Filing date: 1989-05-29
Publication date: 1991-01-08
Anticipated expiration: 2014-02-24
Also published as: JP2859890B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は、相対的に運動する物体同士の衝突の衝撃を緩
和する衝撃緩和装置およびそれを用いた位置決め装置に
関する、（従来の技術）半導体製造装置等の精密位置決め装置では、取り扱う対
象物の着脱のため、−時的に可動部分を移動させ、対象
物着脱後に再び元の位置に戻して固定するものがある０
例えば、Ｘ線露光用ステッパにおいては、ウェハとマス
クの間は数十ミクロンであり、その隙間は非虜に小さい
、マスクとウェハはそれぞれテーブルに支持されており
、ウェハ交換の時には一時的に、例えばウェハテーブル
側を移動させ、ウェハ交換後にテーブル間の隙間を調整
し、精密位置決めすることが必要である。

この様な場合、第４図に示すようにアクチュエータとし
て例えばエアシリンダ１により一方のテーブル８を高速
に移動させる場合があるが、エアシリンダ１では停止さ
せる場合、ストッパ４等に当接させ（衝突させ）で止め
る必要がある。この衝突による停止動作が精密位置決め
に悪影響を及ぼすばかりか、ウェハ７の品質にも悪影響
を及ぼすという欠点があった。

このような場合を防ぐため、従来は機械式ダンパ１４を
利用していた。しかし、Ｘ線露光用ステッパ等の精密機
械では、取り付はスペース等の設計上の問題で、機械式
ダンパ１４を取り付けるのが困難な場合があった。

また、衝突の衝撃を避けるため、ウェハテーブル側の移
動要素８を低速で移動させていた。しかしこれでは、移
動位置決めのために時間を多く必要とし、スループット
が向上しないという欠点があった。

（発明が解決しようとする課題）以上のように、従来の精密位置決め装置での、ある要素
の移動では、その行程を短時間で終了させるために高速
で移動させ、移動要素が固定要素に衝撃的にぶつかり、
精密位置決めの精度や品質の面で悪影響を及ぼしていた
。また、衝突の衝撃を避けるためにばね等の機械的ダン
パを取り付けるためにはスペース等の設計上の問題もあ
った。

さらに衝撃を避けるために移動部分を低速で移動させる
と、スループットが向上しないという問題があった。

この発明は、上記の問題点を解決し、精密位置決め装置
において移動要素を固定要素に、短時間の間にソフトラ
ンディングさせ、また設計上簡便な衝撃緩和装置および
それを用いた精密位置決め装置を提供することを目的と
している。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段）本発明の衝撃緩和装置にあっては、相対的に運動し、一
方が他方に当接して運動を停止する第１および第２の物
体と、この第１および第２の物体の当接面間に流体を供
給する流体供給手段とから成ることを特徴としている。

また１本発明の位置決め装置においては、基準体と、こ
の基準体に対して所定方向に移動可能で、かつ前記基準
体に当接して位置決めされる移動°体と、この移動体を
移動させるための駆動手段と。

前記基準体と移動体との当接面間に流体を供給する流体
供給手段とから成ることを特徴としている。

さらには、上記両装置において、両要素の衝撃緩和後に
、流体噴出し穴を吸引用の穴として利用し、両要素を固
定するものである。

（作用）上記のように構成されたものにおいては、相対運動をす
る要素間に流体を噴出し１両要素の対行する二面間に流
体による静圧面を構成し、その反力によって両要素が衝
突する時の相対速度を小さくし、衝突時の衝撃を緩和で
きる。

また、面要素接触後は、流体噴出し穴を吸引穴として利
用し１両要素を固定する。吸引穴と流体噴出し穴を共用
することで、機械的ダンパを取り付けるような特別なス
ペースも、製作上の特別な加工も必要とせず簡便な衝撃
緩和装置および位置決め装置が実現できる。

（実施例）この発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明に係わる衝撃緩和装置の一実施例の概略
構成図である。

第１図においてウェハチャック８は後部板２と連結部材
９により連結されており、後部板２はエアシリンダ１に
よってベース４に接触するまで移動し、ベース４に固定
される０本発明において。

後部板２はベース４に衝撃的に衝突しないよう。

エア供給用穴６、エア噴出し部分５を持っている。

また、エア供給用穴６は三相電磁弁１０に連結されてお
り、この三相電磁弁１０は、さらに、コンプレッサ１１
．真空ポンプ１２にも連結されている。また、後部板２
には渦電流型センサ１５が取付けられており、移動する
後部板２と静止部であるベース４との間の距離が計測で
きるようになっている。さらに、電磁弁切換え制御部１
３では、渦電流型センサ１５で得られた距離を時間的に
差分し、後部板２が移動しているかどうかを感知できる
ようになっており、また、三相電磁弁１０に信号を送り
、三相電磁弁１０を、エア供給用穴６とコンプレッサ１
１がつながっている状態から、エア供給用穴６と真空ポ
ンプ１２がつながっている状態の各々に切換えられるよ
うになっている。

ウェハチャック８上のウェハ７を交換した後、後部板２
はエアシリンダ１によってベース４の方向に高速に移動
させられる０本発明においては、後部板２は後述するよ
うに高速で移動しても衝撃が緩和されるので、エアシリ
ンダ１への注入流量を調整して後部板２を低速で移動さ
せる従来の場合に比べ、短時間で移動位置決めでき、ス
ループットが向上する。

後部板２がベース４に近づく方向に移動させられる時に
コンプレッサ１１より作り出された圧縮空気は、三相電
磁弁１０、エア噴出し用穴６を経て、エア噴出し部分５
より噴出する。これにより、後部板２とベース４の間の
距離が小さくなったときに、両面間に静圧が構成される
。この静圧による反力で、後部板２は減速し、エアシリ
ンダ１による推進力と静圧による反力が釣合った所（隙
間数■以下）で静止する。この後部板２の静止を、渦電
流型センサ１５と電磁弁切換え制御部１３で検知し、こ
の静止した所で電磁弁切換え制御部１３により三相電磁
弁１０を切換え、真空ポンプ１２とエア供給用穴６をつ
なぐ、すると、圧縮空気を噴出させなくなった後部板２
とベース４との間に構成されていた静圧面はなくなり、
後部板２はエアシリンダ１によって移動させられてベー
ス４に接触するまで移動する。この時の移動は、静圧に
よる反力とエアシリンダ１による推力が等しく釣合った
点から、後部板２がベース４に接触する点までの数層以
下（通常２０〜３０−）のストロークである。このよう
な微小距離の移動では、後部板２がエアシリンダ１に推
されて速度が大きくなる前に、後部板２はベース４に接
触して静止するため、後部板２とベース４との衝突は、
あまり激しいものにはならない。

後部板２がベース４に接触後は、電磁弁１０を切換える
ことによってエア噴出し部分５は真空吸引部分として働
き、後部板２とベース４を固定する。

第１図の後部板２は、第４図の従来の例のように５機械
的ダンパを取付けるスペースを必要とせず、従来、真空
吸引穴、真空吸引部分として利用していた部分を、それ
ぞれ、エア供給用穴６．エア噴出し部分５として兼用し
て利用することにより、新たに後部板２に余分な加工を
必要としない。

また、三相電磁弁１０、電磁弁切換え制御部１３等は、
位置決め装置の外に配置できるので、位置決め装置の設
計上に制約を与えず、自由な設計ができる。

また、別の制御方法としては、第１図で、後部板２が静
圧による反力で減速し、その速度が十分に小さくなり、
また後部板２とベース４との距離が十分小さくなった時
に、三相電磁弁１０を切換えることにより、エア噴出し
を止めて真空吸引を行う制御方法もある。この方法を利
用すると、後部板２が静止するのを待たずにエア噴出し
を止めるので、さらに短時間でソフトランディングが実
現できる。

第２図および第３図は、本発明の変形例を示すものであ
って第１図と同一部分には同一符号を付して詳細は省略
する。

第２図は、移動体１６が傾斜面に沿って移動し、ベース
４の側面に当接して位置決めがなされるが、この実施例
においても位置決め時の衝撃が緩和されてソフトランデ
ィングが達成される。

第３図は、移動体１６とベース４の当接面を曲面形状と
して両面間の静圧形成を容易とするものである。このよ
うな形状では、さらに衝突時の衝撃緩和が期待できる。

なお１７はＬＭガイドで移動体１６の移動方向を案内す
るものである。

なお、以上の実施例では圧縮空気を利用して静圧を作り
出しているが、コンプレッサの代わりにポンプ等を用い
、水、油等の液体や、また特殊雰囲気中で利用されるも
のにおいては、ＡｒやＨｒ等やその他の気体等を利用し
てもよい。

また、ベース４は固定であったが、このベース４を移動
可能として移動体１６の位置決め位置を調整可能とする
こともできる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば移動要素を短時間の
うちにソフトランディングでき、また位置決めが高精度
に行なえる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の衝撃緩和装置及び位置決め装置の一実
施例を示す概略構成図、第２図と第３図は本発明の変形
例を示す概略構成図、第４図は従来の位置決め装置を示
す概略構成図である。１・・・エアシリンダ（駆動手段）２・・・後部板（移動体）４・・・ベース（基準体）５・・・エア噴出し部（流体供給部及び真空吸着部）８
・・・ウェハチャック（移動体）１０・・・電磁弁１１・・・コンプレッサ（流体供給手段）１２・・・真
空ポンプ（真空吸着手段）１３・・・切替制御部（切替
制御手段）１５・・・うず電流型センサ（検出手段）代
理人　弁理士　則　近　憲　佑同　　松山光之第２図】Ｕ第３図第１＠

Claims

【特許請求の範囲】

（１）相対的に運動し、一方が他方に当接して運動を停
止する第１および第２の物体と、この第１および第２の物体の当接面間に流体を供給する
流体供給手段と、から成ることを特徴とする衝撃緩和装置。
（２）基準体と、この基準体に対して所定方向に移動可能で、かつ前記基
準体に当接して位置決めされる移動体と、この移動体を
移動させるための駆動手段と、前記基準体と移動体との
当接面間に流体を供給する流体供給手段と、から成ることを特徴とする位置決め装置。
（３）前記第１および第２の物体の少なくともどちらか
一方、あるいは前記基準体および移動体の少なくともど
ちらか一方に、それぞれ前記第１および第２の物体同士
あるいは前記基準体および移動体同士を真空吸着するた
めの真空吸着部を有し、前記流体供給手段の流体供給部
を前記吸着部と兼用することを特徴とする請求項１記載
の衝撃緩和装置あるいは請求項２記載の位置決め装置。
（４）前記流体供給部と前記真空吸着部とを兼用する際
に前記第１および第２の物体あるいは前記基準体および
移動体の相対運動状態を検出する検出手段と、この検出
結果に基づいて前記流体供給部と前記真空吸着部とを切
替える切替制御手段と、を備えたことを特徴とする請求
項３記載の衝撃緩和装置あるいは位置決め装置。