JPH03230746A - 直線駆動装置 - Google Patents
直線駆動装置Info
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- JPH03230746A JPH03230746A JP2327390A JP2327390A JPH03230746A JP H03230746 A JPH03230746 A JP H03230746A JP 2327390 A JP2327390 A JP 2327390A JP 2327390 A JP2327390 A JP 2327390A JP H03230746 A JPH03230746 A JP H03230746A
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- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 26
- 230000001141 propulsive effect Effects 0.000 claims description 13
- 230000005484 gravity Effects 0.000 abstract description 18
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- 230000008859 change Effects 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 6
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
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- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
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- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
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- G03F7/70808—Construction details, e.g. housing, load-lock, seals or windows for passing light in or out of apparatus
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-
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明は精密な位置決め制御１することを要するウェハ
ー露光用Ｘ−Ｙステージ等としての利用が可能な直線駆
動装置に関する。
ー露光用Ｘ−Ｙステージ等としての利用が可能な直線駆
動装置に関する。
〈従来の技術〉
第３図は従来の直線駆動装置の模式図である。
Ｖ中１は直方形をなした除振台である。除振台１の裏面
側縁部には、空気バネの振動吸収部材４が複数個（図中
では４個）設けられている。この除振台１上には、直線
駆動装置の主要構成である可動子３と磁場形成部材２の
双方が設けられている。
側縁部には、空気バネの振動吸収部材４が複数個（図中
では４個）設けられている。この除振台１上には、直線
駆動装置の主要構成である可動子３と磁場形成部材２の
双方が設けられている。
可動子３は図外のガイド軸により、除振台１上、図示矢
印方向に直線移動自在にされている一方、磁場形成部材
２は除振台ｌ上に固定されている。
印方向に直線移動自在にされている一方、磁場形成部材
２は除振台ｌ上に固定されている。
つまり磁場形成部材２からの磁束が鎖交した状態で可動
子３に所定の励磁電流が供給されると、可動子３に推進
力Ｆが作用するようになっており、可動子３に供給する
励磁電流が調節されることにより、可動子３に連結され
た図外の被移動対象の位置決め制御が行われるようにな
っている。
子３に所定の励磁電流が供給されると、可動子３に推進
力Ｆが作用するようになっており、可動子３に供給する
励磁電流が調節されることにより、可動子３に連結され
た図外の被移動対象の位置決め制御が行われるようにな
っている。
この位置決め制御の精度を高める上では、人間が周りを
歩いたとき等の床面５より伝達される振動による影響が
問題となるので、床面５と除振台ｌとの間に介在された
振動吸収部材４により床面５からの振動を吸収し除振台
ｌには振動が伝達されないように工夫されている。
歩いたとき等の床面５より伝達される振動による影響が
問題となるので、床面５と除振台ｌとの間に介在された
振動吸収部材４により床面５からの振動を吸収し除振台
ｌには振動が伝達されないように工夫されている。
〈発明が解決するだめの課題〉
しかしながら、上記従来例による場合には、次に述べる
ような欠点が措摘されている。
ような欠点が措摘されている。
第１の欠点としては、可動子３に励磁電流が供給され推
進力Ｆが作用すると、この推進力Ｆの反作用として磁場
形成部材２に反力Ｆｒが作用し除振台ｌにも伝達され、
結果として除振台ｌが振動したり変形する等の不都合が
発生する。特に、この欠点は被移動対象を高加速度運動
させる場合には助長される。
進力Ｆが作用すると、この推進力Ｆの反作用として磁場
形成部材２に反力Ｆｒが作用し除振台ｌにも伝達され、
結果として除振台ｌが振動したり変形する等の不都合が
発生する。特に、この欠点は被移動対象を高加速度運動
させる場合には助長される。
第２の欠点としては、可動子３に連結された被移動対象
の移動に伴って除振台１の重心位置も変化し、この変化
によって除振台ｌが傾くという不都合が発生する。特に
、この欠点は装置が大型化した場合には助長される。
の移動に伴って除振台１の重心位置も変化し、この変化
によって除振台ｌが傾くという不都合が発生する。特に
、この欠点は装置が大型化した場合には助長される。
本発明は上記事情に鑑みて創案されたものであり、その
目的とするところは、磁場形成部材に反力が作用しても
、除振台が振動したり傾いたりするようなことのない直
線駆動装置を提供することにある。
目的とするところは、磁場形成部材に反力が作用しても
、除振台が振動したり傾いたりするようなことのない直
線駆動装置を提供することにある。
〈課題を解決するための手段〉
本発明にかかる直線駆動装置は、床面に空気バネその他
の振動吸収部材を介して載置された除振台上に設けてあ
り、１１形成部材からの磁束を受けて可動子に推進力を
作用せしめ、被移動対象を直線駆動する装置であって、
前記磁場形成部材を前記除振台上で反推進力方向に直線
移動自在にしである。
の振動吸収部材を介して載置された除振台上に設けてあ
り、１１形成部材からの磁束を受けて可動子に推進力を
作用せしめ、被移動対象を直線駆動する装置であって、
前記磁場形成部材を前記除振台上で反推進力方向に直線
移動自在にしである。
〈作用〉
磁場形成部材からの磁束を受けて可動子に推進力Ｆが作
用すると、可動子に連結された被移動対象が除振台上で
直線移動する。と同時に、推進力Ｆの反作用として磁場
形成部材に反力Ｆｒが作用し、磁場形成部材が反力方向
、即ち、反推進力方向に除振台上で直線移動する。それ
故、磁場形成部材に作用した反力Ｆｒは除振台に伝達さ
れない。
用すると、可動子に連結された被移動対象が除振台上で
直線移動する。と同時に、推進力Ｆの反作用として磁場
形成部材に反力Ｆｒが作用し、磁場形成部材が反力方向
、即ち、反推進力方向に除振台上で直線移動する。それ
故、磁場形成部材に作用した反力Ｆｒは除振台に伝達さ
れない。
また、可動子とともに被移動対象が推進力方向に移動す
ると、磁場形成部材も反推進力方向に移動するので、被
移動対象の移動に伴う除振台の重心位置に変化はない。
ると、磁場形成部材も反推進力方向に移動するので、被
移動対象の移動に伴う除振台の重心位置に変化はない。
〈実施例〉
以下、本発明にかかる直線駆動装置の一実施例を図面を
参照して説明する。第１図は初期状態を示す直線駆動装
置の模式図、第２図は作動後の状態を示す第１図に対応
する図である。
参照して説明する。第１図は初期状態を示す直線駆動装
置の模式図、第２図は作動後の状態を示す第１図に対応
する図である。
ここに掲げる直線駆動装置はウェハー露光用ＸＹステー
ジ用のりニアモータであって、第１図及び第２図では、
被移動対象としてのウェハー（図示せず）をＸ方向に移
動させるに要する構成を模式的に示した図であり、Ｙ方
向に移動させるに要する構成は図示省略されている。
ジ用のりニアモータであって、第１図及び第２図では、
被移動対象としてのウェハー（図示せず）をＸ方向に移
動させるに要する構成を模式的に示した図であり、Ｙ方
向に移動させるに要する構成は図示省略されている。
図中１は直方形をなした除振台である。除振台１の裏面
側縁部には、空気バネの振動吸収部材４が複数個（図中
では４個）設けられており、振動吸収部材４により床面
５からの振動を吸収し除振台ｌには伝達されないように
している。
側縁部には、空気バネの振動吸収部材４が複数個（図中
では４個）設けられており、振動吸収部材４により床面
５からの振動を吸収し除振台ｌには伝達されないように
している。
この除振台ｌ上に二よりニアモータの主要構成である可
動子３と磁場形成部材２の双方が設けられている。
動子３と磁場形成部材２の双方が設けられている。
可動子３は図示されていないが継鉄に多相コイルを取り
付けた構造となっており、ガイド軸によりＸ方向に直線
移動自在にされている。これＳこ対して、磁場形成部材
２は図示されていないが固定子継鉄に永久磁石をＮｉ、
Ｓ極と交互に着磁せしめた構造となっており、別のガイ
ド機構により同じくＸ方向に直線移動自在にされている
。
付けた構造となっており、ガイド軸によりＸ方向に直線
移動自在にされている。これＳこ対して、磁場形成部材
２は図示されていないが固定子継鉄に永久磁石をＮｉ、
Ｓ極と交互に着磁せしめた構造となっており、別のガイ
ド機構により同じくＸ方向に直線移動自在にされている
。
即ち、直線駆動装置は、磁場形成部材２からの磁束が鎖
交した状態で可動子３に所定の励磁電流が供給されると
、可動子３に推進力Ｆが作用し可動子３に連結された被
移動対象がＸ方向に移動するようになっている。移動対
象をＹ方向（図面手前方向）に移動させる構成について
も上記と同様であり、可動子３に供給する励磁電流が調
節されることにより、被移動対象がＸ−Ｙ平面内で位置
決め制御されるような基本構成となっている。
交した状態で可動子３に所定の励磁電流が供給されると
、可動子３に推進力Ｆが作用し可動子３に連結された被
移動対象がＸ方向に移動するようになっている。移動対
象をＹ方向（図面手前方向）に移動させる構成について
も上記と同様であり、可動子３に供給する励磁電流が調
節されることにより、被移動対象がＸ−Ｙ平面内で位置
決め制御されるような基本構成となっている。
上記のように構成された直線駆動装置では、被移動対象
がどのように動かされても除振台ｌに振動が発生せず、
しかもその重心位置に変化が生しるようなことがない。
がどのように動かされても除振台ｌに振動が発生せず、
しかもその重心位置に変化が生しるようなことがない。
以下、この原理について第１図及び第２図を参照して詳
しく説明する。
しく説明する。
第１図は可動子３の初期状態を示している。ここで、被
移動対象を含めた可動子３の質量をＭ３、磁場形成部材
２の質量をＭ２、両者を含めたものについての重心位置
をＧとする。また、可動子３の重心位置と重心位置Ｇと
の距離をＬ３、磁場形成部材２の重心位置と重心位置Ｇ
との距龍をＬ２とすると、次の関係式が成立する。
移動対象を含めた可動子３の質量をＭ３、磁場形成部材
２の質量をＭ２、両者を含めたものについての重心位置
をＧとする。また、可動子３の重心位置と重心位置Ｇと
の距離をＬ３、磁場形成部材２の重心位置と重心位置Ｇ
との距龍をＬ２とすると、次の関係式が成立する。
Ｍ２ ・Ｌ ｚ ＝ Ｍ ３ ・Ｌ３ ・・・■この
状態で、可動子３の多相コイルに所定の励磁電流が供給
されると、可動子３に推進力Ｆが作用し、可動子３とと
もに被移動対象が推進力方向（Ｘ方向）に直線移動する
。
状態で、可動子３の多相コイルに所定の励磁電流が供給
されると、可動子３に推進力Ｆが作用し、可動子３とと
もに被移動対象が推進力方向（Ｘ方向）に直線移動する
。
第２図は可動子３の作動後の状態を示している。
上記した可動子３の移動とともに、推進力Ｆの反作用と
して、磁場形成部材２には反力Ｆｒが作用し、磁場形成
部材２が反推進力方向（Ｘ方向）に直線移動する。それ
故、除振台１には反力Ｆｒが伝達されず、除振台ｌに振
動が発生するということはない。
して、磁場形成部材２には反力Ｆｒが作用し、磁場形成
部材２が反推進力方向（Ｘ方向）に直線移動する。それ
故、除振台１には反力Ｆｒが伝達されず、除振台ｌに振
動が発生するということはない。
更に、可動子３、磁場形成部材２が移動する過程につい
て詳しく説明する。まず、可動子３に作用する推進力を
Ｆ （ｔ）としたときの可動子３の移動量をΔＸ３とす
る。すると、磁場形成部材２に作用する反力は Ｆ ｒ （ｔ）＝ −Ｆ （ｔ） ・・・■となり、
これにより磁場形成部材２がΔｘ２だけ反推進力方向に
移動する。
て詳しく説明する。まず、可動子３に作用する推進力を
Ｆ （ｔ）としたときの可動子３の移動量をΔＸ３とす
る。すると、磁場形成部材２に作用する反力は Ｆ ｒ （ｔ）＝ −Ｆ （ｔ） ・・・■となり、
これにより磁場形成部材２がΔｘ２だけ反推進力方向に
移動する。
ここで、摺動負荷等の損失のない理想状態においては、
次のような関係式が成立する。
次のような関係式が成立する。
ΔＸ３ ＝ Ｓ Ｓ Ｆ（ｔ）／Ｍ：＋ ｄ ｔ２・・
・■Δｘｚ＝ｓｓＦｒ（ｔ）／Ｍ２ｄｔ” ・・・■
■弐について０式を用いて変形すると ΔＸｚ ＝ （ＭＺ ／ ＭＺ ） ・ΔＸ３
・・・■一方、初期の重心位置Ｇに対する可動子１、磁
場形成部材２の移動距離をそれぞれＬ＝’、Ｌ３′とす
ると、次の関係式が成立する。
・■Δｘｚ＝ｓｓＦｒ（ｔ）／Ｍ２ｄｔ” ・・・■
■弐について０式を用いて変形すると ΔＸｚ ＝ （ＭＺ ／ ＭＺ ） ・ΔＸ３
・・・■一方、初期の重心位置Ｇに対する可動子１、磁
場形成部材２の移動距離をそれぞれＬ＝’、Ｌ３′とす
ると、次の関係式が成立する。
Ｌ、’ ＝Ｌ、＋１ΔＸｚ ｌ ・・・■Ｌ３′＝
Ｌ３＋１ΔＸ！ ＋ ・・・■従って、重心位置Ｇに
対する可動子３の回転モーメントＭＭ、は、０式を用い
て、 ＭＭ、＝Ｍ、 ・Ｌ、１ −Ｍ３ ・Ｌ３士ＭｌｉΔＸ３１・・・■となる。
Ｌ３＋１ΔＸ！ ＋ ・・・■従って、重心位置Ｇに
対する可動子３の回転モーメントＭＭ、は、０式を用い
て、 ＭＭ、＝Ｍ、 ・Ｌ、１ −Ｍ３ ・Ｌ３士ＭｌｉΔＸ３１・・・■となる。
一方、同しく重心位置Ｇに対する磁場形成部材２の回転
モーメン１−ＭＭ２は、■、０式を用いて、ＭＶ、 −
Ｍ、 ・Ｌ２ −Ｍｚ （Ｌｚ ” ：Δｘ２ ］）−ＭＭ ・Ｌ
２＋ Ｍｚ ： （Ｍ３ ／ ＭＺ ） ・ΔＸ３
＝Ｍ、 ・Ｌ２＋Ｍ３ ニーΔＸ３ １ ・・■と
なる。
モーメン１−ＭＭ２は、■、０式を用いて、ＭＶ、 −
Ｍ、 ・Ｌ２ −Ｍｚ （Ｌｚ ” ：Δｘ２ ］）−ＭＭ ・Ｌ
２＋ Ｍｚ ： （Ｍ３ ／ ＭＺ ） ・ΔＸ３
＝Ｍ、 ・Ｌ２＋Ｍ３ ニーΔＸ３ １ ・・■と
なる。
従って、０式、■式、０式により、ＭＭ３＝ＭＭ２とな
り、ここに可動子３、磁場形成部材２の移動後における
重心位置Ｇは初期状態から変化しないことが証明される
。重心位置Ｇに変化がなければ、当然、除振台１の重心
位置も変化が生しるようなことはない。ただ、この重心
位置に関する説明は、摺動負荷等の損失のない理想状態
を前提とするものであるが、手動負荷等の損失を極力小
さいような構造とするならば、可動子３とともに被移動
対象が移動しても、問題となるような除振台１の重心位
置に変化はない。
り、ここに可動子３、磁場形成部材２の移動後における
重心位置Ｇは初期状態から変化しないことが証明される
。重心位置Ｇに変化がなければ、当然、除振台１の重心
位置も変化が生しるようなことはない。ただ、この重心
位置に関する説明は、摺動負荷等の損失のない理想状態
を前提とするものであるが、手動負荷等の損失を極力小
さいような構造とするならば、可動子３とともに被移動
対象が移動しても、問題となるような除振台１の重心位
置に変化はない。
以上述べたような直線駆動装置による場合には、Ｘ−Ｙ
平面内で被移動対象がどのように動かされても除振台１
に振動が発生せず、除振台ｌが傾く等の不都合が発生し
ない。それ故、直線駆動装置の位置決め制御の精度を高
める上で非常に大きな意義がある。特に、被駆動対象を
高加速度運動する場合や装置が大型の場合には特に大き
なメリットがある。
平面内で被移動対象がどのように動かされても除振台１
に振動が発生せず、除振台ｌが傾く等の不都合が発生し
ない。それ故、直線駆動装置の位置決め制御の精度を高
める上で非常に大きな意義がある。特に、被駆動対象を
高加速度運動する場合や装置が大型の場合には特に大き
なメリットがある。
なお、本発明にかかる直線駆動装置と、除振台を有する
ものであるならば、如何なる種類のものでも適用し得る
ものであり、除振台についてもそれが水平に保たれるよ
うな構造であれば如何なるようものでもかまわない。
ものであるならば、如何なる種類のものでも適用し得る
ものであり、除振台についてもそれが水平に保たれるよ
うな構造であれば如何なるようものでもかまわない。
〈発明の効果〉
以上、本発明にかかる直線駆動装置は、磁場形成部材に
作用した反力Ｆｒが除振台に伝達されないようになって
いるので、可動子が直線駆動されても除振台が振動した
り変形するということがない。また、被駆動対象に連結
された可動子が直線移動すると、磁場形成部材も反対方
向に移動するようになっているので、可動子の移動に伴
う除振台の重心位置の変化もなく、除振台が傾くという
不都合も発生しない。特に、被駆動対象を高加速度運動
する場合や装置が大型の場合Ｑこは特に大きなメリット
がある。
作用した反力Ｆｒが除振台に伝達されないようになって
いるので、可動子が直線駆動されても除振台が振動した
り変形するということがない。また、被駆動対象に連結
された可動子が直線移動すると、磁場形成部材も反対方
向に移動するようになっているので、可動子の移動に伴
う除振台の重心位置の変化もなく、除振台が傾くという
不都合も発生しない。特に、被駆動対象を高加速度運動
する場合や装置が大型の場合Ｑこは特に大きなメリット
がある。
第１図及び第２図は本発明にかかる直線駆動装置の一実
施例を説明するための図であって、第１図は初期状態を
示す直線駆動装置の模式図、第２図は作動後の状態を示
す第１図に対応する図であり、第３図は従来の直線駆動
装置を説明するための第１図及び第２図に対応する図で
ある。 １・・・除振台 ２・・・磁場形成部材 ３・・・可動子 ４・・・振動吸収部材 ５・・・床面
施例を説明するための図であって、第１図は初期状態を
示す直線駆動装置の模式図、第２図は作動後の状態を示
す第１図に対応する図であり、第３図は従来の直線駆動
装置を説明するための第１図及び第２図に対応する図で
ある。 １・・・除振台 ２・・・磁場形成部材 ３・・・可動子 ４・・・振動吸収部材 ５・・・床面
Claims (1)
- （１）床面に空気バネその他の振動吸収部材を介して載
置された除振台上に設けてあり、磁場形成部材からの磁
束を受けて可動子に推進力を作用せしめ、被移動対象を
直線駆動する直線駆動装置において、前記磁場形成部材
を前記除振台上で反推進力方向に直線移動自在にしてあ
ることを特徴とする直線駆動装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2023273A JP2651732B2 (ja) | 1990-01-31 | 1990-01-31 | 直線駆動装置 |
| EP90304115A EP0393994B1 (en) | 1989-04-17 | 1990-04-17 | A linear driving apparatus |
| DE69009841T DE69009841T2 (de) | 1989-04-17 | 1990-04-17 | Linearantriebsgerät. |
| US07/509,806 US5208497A (en) | 1989-04-17 | 1990-04-17 | Linear driving apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2023273A JP2651732B2 (ja) | 1990-01-31 | 1990-01-31 | 直線駆動装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03230746A true JPH03230746A (ja) | 1991-10-14 |
| JP2651732B2 JP2651732B2 (ja) | 1997-09-10 |
Family
ID=12105999
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2023273A Expired - Lifetime JP2651732B2 (ja) | 1989-04-17 | 1990-01-31 | 直線駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2651732B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999010970A1 (fr) * | 1997-08-21 | 1999-03-04 | Nikon Corporation | Dispositif de positionnement, unite d'entrainement et aligneur equipe d'un tel dispositif |
| EP1105780A1 (en) * | 1998-08-14 | 2001-06-13 | Nikon Corporation | Reaction force isolation system for a planar motor |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE60136667D1 (de) | 2000-02-21 | 2009-01-08 | Sharp Kk | Präzisionsträgerplatte |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51114610A (en) * | 1975-04-02 | 1976-10-08 | Hitachi Ltd | Supporting structure of linear motor |
| JPH01238450A (ja) * | 1988-03-18 | 1989-09-22 | Hitachi Ltd | リニアアクセス機構 |
-
1990
- 1990-01-31 JP JP2023273A patent/JP2651732B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
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|---|---|
| JP2651732B2 (ja) | 1997-09-10 |
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