JPH04191521A

JPH04191521A - 移動案内装置

Info

Publication number: JPH04191521A
Application number: JP31803490A
Authority: JP
Inventors: Shigeo Sakino; 崎野　茂夫; Eiji Osanai; 小山内　英司
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1990-11-26
Filing date: 1990-11-26
Publication date: 1992-07-09

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】［産業上の利用分野］本発明は半導体露光装置、精密測定器、精密加工機械等
に用いられる高速移動および精密位置決めを繰り返す移
動案内装置に関する。

［従来の技術］第７図に従来の移動案内装置を示す。同図において、１
は定盤であり、該定盤上にＹ方向の移動機構としてのＹ
ステージ４が搭載されている。また、Ｙステージ４上に
はＸ方向の移動機構としてのＸステージ５が搭載されて
いる。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、上記従来例では装置全体が定盤１、Ｙス
テージ４、Ｘステージ５と積み上げているため高さ方向
に高くなる。また、Ｘステージ４が移動する際、Ｙステ
ージ５に偏荷重が発生し第８図（Ａ）（Ｂ）に示すよう
にＹステージ５が変形しＸステージ４の静的な精度が劣
化する。さらに、Ｘ、Ｙステージ４．５を剛体と仮定す
ると、Ｘ、Ｙステージとも動的な動きは第９図に示すよ
うに６つの自由度を持ち、またＸ、Ｙステージの６自由
度がすべて連成するため動的にも姿勢精度が劣化する。

本発明は上記従来技術の欠点に鑑みなされたものであっ
て、装置の高さを低くし、ステージ移動の際の偏荷重を
抑制するとともにステージの各方向の運動の速成作用を
防止して位置決め精度の向上を図った移動案内装置の提
供を目的とする。

［課題を解決するための手段および作用］前記目的を達
成するため、本発明では定盤上に１本あるいは複数の固
定ガイドを配置し、該固定ガイドと定盤との間を静圧空
気軸受けにより蔦】の移動体を該固定ガイドと平行に移
動するように支持し、該第１０穆動体と該定盤との間を
静圧空気軸受けにより第２の移動体を該第１の移動体と
直角方向に移動するように支持した移動案内機構におい
て、前記第１の移動体の垂直方向および横方向の案内を
前記固定ガイドにより行なうと共に前記第２の移動体の
垂直方向の案内を定盤および前記第１の移動体の下面と
し、横方向の案内を前記第１の移動体の側面とした。こ
れにより、Ｘ。

Ｙステージとも定盤、固定ガイドを基準に移動する。こ
のためＳ動荷重が発生せず、静的な姿勢精度が変化しな
い。また、ヨーイングを除く姿勢の達成は静圧空気軸受
けの隙間を介してのみしか伝わらない。したがって、動
的な姿勢を高精度に保つことができる。また、Ｘステー
ジの垂直方向の案内は定盤面の浮上を移動基準とし、Ｙ
ステージ下面を予圧用の静圧軸受りとすることにより、
剛性および移動精度を保証している。

［実施例］第１図〜第３図に本発明の第１の実施例を示す。第１図
は斜視図、第２図は第１図のＡ−Ａ’断面図、第３図は
第１図のＢ矢視図である。

図において、１は定盤であり上面が基準面である。２お
よび３は固定ガイドでありガイド２は全拘束（上下左右
面）、ガイド３は上下面のみ拘束となっている（第３図
参照）。４は移動体としてのＹステージ、５は移動体と
してのＸステージ、６　（６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、６
ｅ）は多孔質の静圧空気軸受けであり、６ａはＹステー
ジの垂直方向、６ｂはＹステージの横方向、６ｃはＸス
テージの垂直方向、６ｄは６ｃの予圧用の静圧軸受け、
６ｅはＸステージの横方向を各々案内している。７　（
７ａ、７ｂ）はＹステージ用の駆動アクチュエータ、８
はＸステージの駆動用アクチュエータであり、本実施例
においては例えばリニアモータ、油圧直流モータ等を用
いている。

Ｙステージ４は静圧空気軸受け６ａ、６ｂに給気するこ
とにより定盤１より浮上させ、２つのアクチュエータ７
ａ、７ｂにより固定ガイド２および３に沿って移動させ
る。

また、Ｘステージ５は静圧空気軸受け６ｃ。

６ｄ、６ｅに給気することによりＹステージ４と同様定
盤１より浮上させ、Ｙステージ４の側面を案内として駆
動アクチュエータ８によりＸ方向に移動させる。このと
き、Ｙステージ４の底面に対して噴射する静圧空気軸受
け６ｄにより浮上用静圧空気軸受け６ｃに予圧を加え垂
直方向の剛性を保っている。

上記構成においては、Ｘステージ５およびＹステージ４
の垂直方向の案内をいずれも定盤より行ない、定盤によ
り垂直方向に支持している。したがって、Ｘステージあ
るいはＹステージが移動しても相手側のステージに移動
荷重が発生せず、静的な姿勢精度を良好に保っている。

また、Ｙステージ４の縦方向（第１図のＸ方向）の振動
の速成は完全に除去される。また、ピッチング、ローリ
ング、上下方向（第１図のＺ方向）の３方向に関しての
振動は、静圧空気軸受けを介してＸステージに伝わる。

したがって、振動の速成は極力抑制される。

定盤１、固定ガイド２，３とＹステージ４、Ｘステージ
５とを熱膨張系数の異なる異種部材で構成することが可
能である。これは全拘束のスパンが短いので熱膨張系数
に差が有っても静圧空気軸受けの隙間を保つことができ
るためである。また、Ｘステージ５を固定ガイド２．３
もしくはＹステージ駆動用アクチュエータ７ａ、７ｂに
オーバーハングさせることにより、定盤穆動体の占有面
積な略一致させることができる。ざらにＸステージの締
結部のずれを防止するためステージを一体構造にしてい
る。

第４図〜第６図は本発明の別の実施例を示す。

第４図は斜視図、第５図はＡ−Ａ’断面図、第６図はＢ
矢視図である。前記第１の実施例と同一部材には同番号
を付けである。また静圧空気軸受け６ｆはＸステージ５
の横ガイドと垂直方向の静圧軸受け６ｃの予圧を兼ねて
いる。

この実施例ではＸステージの横方向の案内と垂直方向の
予圧を１対の静圧空気軸受け６ｆで兼ねているので静圧
空気軸受けの数が少なくてすむ。

その他の構成、作用効果は前記第１の実施例と同様であ
る。

［発明の効果コ以上説明したように、本発明によれば、定盤上に２木の
固定ガイドを平行に配置し、Ｙステージの垂直方向、横
方向を固定ガイドにより案内し、Ｘステージの垂直方向
の案内を定盤、横方向の案内をＹステージ側面とするこ
とにより、Ｙステージ上の８動荷重を無くした。また、
Ｘ、Ｙステージ間の振動の速成を水平方向（Ｘ方向）に
関してはまったく無くした。さらに、ピッチング、ロー
リング、ヨーイングに関しては静圧空気軸受けの隙間を
介してのみ伝わるようにし、振動の速成をきわめて少な
くし、高精度の位置決めを可能にした。

Ｙステージの垂直および横方向の案内を片方の固定ガイ
ドとすることにより、熱膨張により特性の差が生じない
高精度の８助案内装置が得られる。

Ｘステージを一体構造とすることにより、締結部のずれ
に対して信頼性の高い移動案内装置か達成される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例の斜視図、第２図は第１
の実施例のＡ−Ａ’断面図、第３図は第１の実施例のＢ
矢視図、第４図は第２の実施例の斜視図、第５図は第２の実施例のＡ−Ａ’断面図、第６図は第２
の実施例のＢ矢視図、第７図は従来の案内装置の斜視図、第８図（Ａ）（Ｂ）は各々ステージ変形の説明図、第９図はステージの運動方向の説明図である。１：定盤、２．３．固定ガイド、４：Ｙステージ、５・Ｘステージ、６　静圧空気軸受け、７．８　ステージ駆動用アクチュエータ。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）定盤上に設けた一対の平行な固定ガイドと、該固
定ガイド間の定盤上を該固定ガイドに沿ってこれと平行
に移動しかつ前記固定ガイドと直角な案内側面を有する
第１の移動体と、該第１の移動体上に装着され前記案内
側面に沿って該第１の移動体上を移動可能な第２の移動
体とを具備し、前記第１の移動体の定盤面に垂直方向の
運動の拘束を前記固定ガイドの上下面で行ない、該第１
の移動体の固定ガイドに直角方向の運動の拘束を一方の
固定ガイドの両側面で行ない、前記第２の移動体の定盤
面に垂直方向の運動の拘束を前記定盤上面および第１の
移動体下面で行ない、該第２の移動体の前記案内側面に
直角方向の運動の拘束を第１の移動体の両側面で行なう
ように構成したことを特徴とする移動案内装置。
（２）前記第１および第２の移動体の各運動方向の拘束
は静圧空気軸受手段を介して行なうことを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の移動案内装置。
（３）前記第２の移動体と前記第１の移動体下面の間の
静圧空気軸受手段の圧力により第２の移動体と定盤との
間の静圧空気軸受手段に予圧が付与されることを特徴と
する特許請求の範囲第２項記載の移動案内装置。