JPH036487A - 位置決め装置 - Google Patents

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） この発明は例えば半導体製造装置等で使用されるマスク
、ウェハ等を位置決めする位置決め装置の改良に関する
。

（従来の技術） 一般に、例えば半導体製造装置等で使用されるマスク、
ウェハ等を位置決めする位置決め装置として、従来から
圧電素子やくさびとカムフォロワとを組合わせたアクチ
ュエータを基板上に少なくとも３点以上装着し、これら
のアクチュエータによって少なくとも３点以上で基板上
に離間対向配置されるマスク、ウェハ等の支持用テーブ
ルを支持する構成のものが知られている。

しかしながら、上記従来構成のものにあってはテーブル
を略水平に保持させたままの状態で複数のアクチュエー
タを同時に駆動し、基板とテーブルとの間の離間間隔を
調整することが難しい問題があった。

そこで、テーブルの変位を検出するセンサを設け、この
センサからの検出信号をアクチュエータの制御系にフィ
ードバックさせ、このフィードバック信号にもとづいて
アクチュエータを制御する閉ループ制御手段を設けるこ
とにより、テーブルを略水平に保持させたままの状態で
基板とテープルとの間の離間間隔を調整することが行わ
れている。しかしながら、この場合にはテーブルの支持
点毎にそれぞれセンサが必要になるので、部品点数が増
大し、構成が複雑化する問題があった。さらに、複数の
センサを使用してテーブルの姿勢制御を行なうようにし
ているので、制御回路が複雑化する問題があるとともに
、各センサの精度のばらつき等によってテーブルの傾き
が発生するおそれもあり、テーブルを正確に水平状態で
保持させることが難しい問題があった。

なお、基板から圧縮流体を噴射させてテーブルを水平状
態で保持させる一般的な静圧支持による基板とテーブル
との間の離間間隔の調整機構ではストロークが不足する
問題があるとともに、基板とテーブルとの間の圧縮流体
の噴射空間の周囲にベローズ等の固体シールを配設した
場合にはこの固体シールがテーブルの水平姿勢を傾がせ
る原因になる問題があった。

（発明が解決しようとする課８） アクチュエータによって少なくとも３点以上で基板上に
離間対向配置されるテーブルを支持する場合にはテーブ
ルを略水平に保持させたままの状態で基板とテーブルと
の間の離間間隔を調整することか難しい問題があるとと
もに、閉ループ制御手段を設けた場合には部品点数が増
大し、構成が複雑化する問題があるうえ、制御回路が複
雑化し、各センサの精度のばらつき等によってテーブル
を正確に水平状態で保持させることも難しい問題があっ
た。さらに、一般的な静圧支持による基板とテーブルと
の間の離間間隔の調整機構ではストロークが不足する問
題があるとともに、基板とテーブルとの間の圧縮流体の
噴射空間の周囲にベローズ等の固体シールを配設した場
合にはこの固体シールがテーブルの水平姿勢を傾かせる
原因になる問題があった。

この発明は上記事情に着目してなされたもので、テーブ
ルを略水平に保持させたままの状態で基板とテーブルと
の間の離間間隔を調整する作業を容易化することができ
るとともに、部品点数を低減し、構成の簡略化を図るこ
とができ、かつ充分なストロークを得ることができ、正
確な姿勢制御を行なわせることができる位置決め装置を
提供することを目的とするものである。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） この発明は非磁性体によって形成された基板に、磁性体
によって形成されたテーブルを対向配置させ、基板に板
厚方向に沿って延設させた複数の空気穴から噴出させた
圧縮空気によってテーブルと基板との間の離間間隔を調
整させるとともに、基板とテーブルとの間の圧縮空気流
入空間の周囲にシール用の磁性流体を配設させ、かっこ
の磁性流体をテーブルに保持させる保持用磁石をテーブ
ルに装着させたものである。

（作用） 基板の複数の空気穴から噴出させた等方性流体である圧
縮空気によってテーブルを水平に保持させたままの状態
でテーブルと基板との間の離間間隔を調整させることに
より、正確な姿勢制御を行なわせて３点以上の支持点で
テーブルを支持する場合に比べてその調整作業を容易化
し、部品点数の低減、構成の簡略化を図るとともに、基
板とテーブルとの間の圧縮空気流入空間の周囲に配設さ
せた磁性流体を保持用磁石によってテーブルに保持させ
、この磁性流体によって圧縮空気流入空間からの圧縮空
気の流出を防止して充分なストロりを得るようにしたも
のである。

（実施例） 以下、この発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図は位置決め装置の概略構成を示すもので、１は非
磁性体によって形成された基板である。この基板１には
磁性体によって形成されたテーブル２が離間対向配置さ
れている。また、基板１の略中央部位には板厚方向（上
、下方向）に延設された複数の空気穴３・・・が形成さ
れている。

これらの空気穴３・・・の基端部側には圧縮空気供給管
４の先端部が連結されている。この圧縮空気供給管４の
基端部側は圧力制御用のサーボ弁５を介して例えばニア
コンプレッサ等の圧縮空気供給源６に連結されている。

そして、この圧縮空気倶給源６から吐出される圧縮空気
が圧縮空気供給管４を通じてサーボ弁５を介して各空気
穴３・・・に供給され、これらの空気穴３・・・からの
流入空気の圧力によってテーブル２と基板１との間の離
間間隔を調整するようになっている。

さらに、基板１とテーブル２との間の圧縮空気流入空間
７の周囲にはシール用の磁性流体８が略円環状に配設さ
れている。この磁性流体８はテブル２に装着された円環
状の保持用磁石９によって保持されている。

また、テーブル２には第２図に示すように略中空円板状
のテーブル本体１０か設けられており、このテーブル本
体１０の内部に保持用磁石９が同心状に配設されている
。この場合、保持用磁石９は例えば永久磁石によって形
成されており、例えば上部側にＮ極、下部側にＳ極がそ
れぞれ配置されている。さらに、テーブル本体１０の下
面には円形穴１１が形成されている。また、この円形穴
１１の内側には保持用磁石９の外径寸法と略同径な円板
１２か配設されている。そして、この円板１２の外径寸
法は円形穴１１の内径寸法よりも若干小径に形成されて
おり、テーブル本体１０の下面円形穴１１と円板１２と
の間には磁性流体８注入用の適宜のギャップ部１３が形
成されている。

さらに、保持用磁石９の上端部はテーブル本体１０の上
板内面に固定されているとともに、この保持用磁石９の
下端部には円板１２が固定されている。したがって、テ
ーブル本体１０の下面円形穴１１と円板１２との間のギ
ャップ部１３に磁性流体８を注入することにより、第１
図中に矢印で示すような磁気回路が形成され、この磁力
によって磁性流体８がテーブル２に保持されるようにな
っている。

また、テーブル２の近傍位置にはこのテーブル２の変位
を検出する変位センサ１４が配設されている。この変位
センサ１４は例えばマイクロコンピュータおよびその周
辺回路によって形成される制御部１５に接続されている
。この制御部１５にはさらにサーボ弁５および圧縮空気
供給源６等が接続されている。なお、１６はテーブル２
を水平に保持させたままの状態で基板１とテーブル２と
の間の離間間隔を調整する際のテーブル２の上。

下動作を案内する案内部材である。

次に、上記構成の作用について説明する。

まず、テーブル本体１０の下面円形穴１１と円板１２と
の間のギャップ部１３に磁性流体８を注入すると第１図
中に矢印で示すような磁気回路が形成され、この磁力に
よって磁性流体８がテーブル２に保持される。この場合
、磁性流体８は基板１とテーブル２との間の圧縮空気流
入空間７の周囲に円環状に配設されているので、この磁
性流体８が圧縮空気流入空間７内の圧縮空気の流出を防
止するシールとして機能する。そのため、この状態で圧
縮空気供給源６からの圧縮空気を圧縮空気供給管４を通
じてサーボ弁５を介して各空気穴３・・・に供給させ、
これらの空気穴３・・・から圧縮空気流入空間７内に流
入させることにより、圧縮空気流入空間７の内圧を適宜
の圧力状態で保持させることができる。さらに、基板１
の複数の空気穴３・・・から噴出させた圧縮空気は等方
性流体であるので、テーブル２の裏面に作用する圧力分
布をテーブル２の裏面全体に亙り均一化させることがで
き、テーブル２を水平姿勢で保持させることができる。

また、位置決め装置の動作中は制御部１５によってテー
ブル２と基板１との間の離間間隔の目標値に応じてサー
ボ弁５の開度を制御する駆動信号が例えば電圧レベル信
号として出・力される。この制御部１５からの駆動信号
は第３図に示すように減算器１７を介してサーボ弁５に
供給され、このサーボ弁５の例えば開度が制御される。

そして、このサーボ弁５の開度制御にともない圧縮空気
流入空間７の内圧が適宜調整される。

さらに、位置決め装置の動作中のテーブル２の基準位置
からの変位は変位センサ１４によって検出され、この変
位センサ１４からの検出信号は例えば電圧レベルとして
減算器１７にフィードバックされる。そして、この減算
器１７で制御部１５からの駆動信号と変位センサ１４か
らのフィードバック信号との間の差が検出された場合に
はこれをゼロにするようにサーボ弁５に駆動信号が供給
　０ され、このサーボ弁５の開度が制御される。したがって
、テーブル２と基板１との間の離間間隔を目標値に保持
する制御が行われる。

また、テーブル２を水平に保持させたままの状態でテー
ブル２と基板１との間の離間間隔を変更させる場合には
制御部１５によってテーブル２と基板１との間の離間間
隔の目標値の変更量に応じたサーボ弁５の駆動信号が出
力される。そして、この新たな駆動信号にもとづいてサ
ーボ弁５の開度がフィードバック制御されてテーブル２
が水平に保持されたままの状態で上、下方向に移動され
、テーブル２と基板１との間の離間間隔を変更された目
標値に保持する制御が行われる。

そこで、上記構成のものにあっては基板１の複数の空気
穴３・・・から噴出させた等方性流体である圧縮空気に
よってテーブル２を水平に保持させたままの状態でテー
ブル２と基板１との間の離間間隔を調整させるようにし
たので、従来のように３点以上の支持点でテーブル２を
支持する場合に比べてその調整作業を容易化することが
できる。さ１ らに、テーブル２を水平に保持させたままの状態でテー
ブル２と基板１との間の離間間隔を調整させることがで
きるので、１個の変位センサ１４によってテーブル２の
位置検出を行なわせることができる。そのため、３点以
上の支持点でテーブル２を支持する場合のように支持点
と同数の変位センサ１４が必要になる場合に比べて部品
点数の低減、構成の簡略化を図ることができる。また、
基板１とテーブル２との間の圧縮空気流入空間７の周囲
に配設させた磁性流体８を保持用磁石９によってテーブ
ル２に保持させ、この磁性流体８によって圧縮空気流入
空間７からの圧縮空気の流出を防止するようにしたので
、充分なストロークを得ることができる。なお、磁性流
体８によって基板１とテーブル２との間の圧縮空気流入
空間７からの圧縮空気の流出を防止する構成にした場合
には基板１とテーブル２との間の間隔が０．４伺η程度
で０　、　１７１４ｆ　／ｃｃ’″の圧力差に耐え得る
という実験結果がある。したがって、少なくともこの程
度のテーブル２のストロークを確保することができ２ るので、一般的な静圧支持による基板１とテーブル２と
の間の離間間隔の調整機構に比べてテーブル２のストロ
ークを拡大させることができる。さらに、基板１とテー
ブル２との間の圧縮流体の噴射空間の周囲にベローズ等
の固体シールを配設した場合のようにこの圧縮空気流入
空間７のシールによってテーブル２の水平姿勢を傾がせ
るおそれがないので、正確な姿勢制御を行なわせること
ができる。

なお、この発明は上記実施例に限定されるものではなく
、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施でき
ることは勿論である。

［発明の効果コ この発明によれば非磁性体によって形成された基板に、
磁性体によって形成されたテーブルを対向配置させ、基
板に板厚方向に沿って延設させた複数の空気穴から噴出
させた圧縮空気によってテーブルと基板との間の離間間
隔を調整させるとともに、基板とテーブルとの間の圧縮
空気流入空間の周囲にシール用の磁性流体を配設させ、
がっ　３ この磁性流体をテーブルに保持させる保持用磁石をテー
ブルに装着させたので、テーブルを略水平に保持させた
ままの状態で基板とテーブルとの間の離間間隔を調整す
る作業を容易化することができるとともに、部品点数を
低減し、構成の簡略化を図ることができ、かつ充分なス
トロークを得ることができ、正確な姿勢制御を行なわせ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の一実施例を示すもので、第１図は位置
決め装置の概略構成を示す縦断面図、第２図は第１図の
■−■線断面図、第３図は制御方式の一例を示すフィー
ドバック制御回路図である。 １・・・基板、２・・・テーブル、３・・・空気穴、７
・・・圧縮空気流入空間、８・・・磁性流体、９・・・
保持用磁石。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　非磁性体によって形成された基板と、この基板に対向
   配置され、磁性体によって形成されたテーブルと、前記
   基板に板厚方向に沿って延設され、前記テーブルと前記
   基板との間の離間間隔調整用の圧縮空気を噴出する複数
   の空気穴と、前記基板とテーブルとの間の圧縮空気流入
   空間の周囲に配設されたシール用の磁性流体と、前記テ
   ーブルに装着され、前記磁性流体を前記テーブルに保持
   する保持用磁石とを具備したことを特徴とする位置決め
   装置。