JPH0618007B2 - 非接触駆動形平面移動台 - Google Patents
非接触駆動形平面移動台Info
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- JPH0618007B2 JPH0618007B2 JP59233259A JP23325984A JPH0618007B2 JP H0618007 B2 JPH0618007 B2 JP H0618007B2 JP 59233259 A JP59233259 A JP 59233259A JP 23325984 A JP23325984 A JP 23325984A JP H0618007 B2 JPH0618007 B2 JP H0618007B2
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- pressure gas
- gas bearing
- guide shaft
- guide
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C29/00—Bearings for parts moving only linearly
- F16C29/02—Sliding-contact bearings
- F16C29/025—Hydrostatic or aerostatic
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
- B23Q1/25—Movable or adjustable work or tool supports
- B23Q1/26—Movable or adjustable work or tool supports characterised by constructional features relating to the co-operation of relatively movable members; Means for preventing relative movement of such members
- B23Q1/38—Movable or adjustable work or tool supports characterised by constructional features relating to the co-operation of relatively movable members; Means for preventing relative movement of such members using fluid bearings or fluid cushion supports
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
- B23Q1/25—Movable or adjustable work or tool supports
- B23Q1/44—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms
- B23Q1/56—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism
- B23Q1/60—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism two sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism
- B23Q1/62—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism two sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism with perpendicular axes, e.g. cross-slides
- B23Q1/621—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism two sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism with perpendicular axes, e.g. cross-slides a single sliding pair followed perpendicularly by a single sliding pair
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C32/00—Bearings not otherwise provided for
- F16C32/06—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings
- F16C32/0603—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings supported by a gas cushion, e.g. an air cushion
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2322/00—Apparatus used in shaping articles
- F16C2322/39—General build up of machine tools, e.g. spindles, slides, actuators
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
- Machine Tool Units (AREA)
- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、非接触駆動による精密平面移動台に関する。
特に、半導体の微細パターンの露光などの超精密加工装
置において試料を精密に平面移動するのに用い得て、外
的振動や熱的影響をなくし、より精度を向上する上で好
適に利用できる非接触駆動形平面移動台に関する。
特に、半導体の微細パターンの露光などの超精密加工装
置において試料を精密に平面移動するのに用い得て、外
的振動や熱的影響をなくし、より精度を向上する上で好
適に利用できる非接触駆動形平面移動台に関する。
従来より、半導体露光装置のウエハ移動台、三次元座標
測定器などのプローフ移動台また試料移動台、また、精
密加工用工作機械のワーク台やツール（工具）台など、
高い真直走行精度、位置決め精度、剛性が求められる機
構として、様々な方式が用いられてきた。現在、最も一
般的であり、かつ、実績の高い駆動機構は、第１図に示
すような、送りネジ１とモータ２を用いたものである。
これは、モータ２の回転変位を送りネジ１とナット３と
を介して直線変位とし、これを被駆動テーブルに伝える
もので、最近では、モータの性能の向上や送りネジ精度
の向上より、精密送り機構として最も多く用いられてい
る。
測定器などのプローフ移動台また試料移動台、また、精
密加工用工作機械のワーク台やツール（工具）台など、
高い真直走行精度、位置決め精度、剛性が求められる機
構として、様々な方式が用いられてきた。現在、最も一
般的であり、かつ、実績の高い駆動機構は、第１図に示
すような、送りネジ１とモータ２を用いたものである。
これは、モータ２の回転変位を送りネジ１とナット３と
を介して直線変位とし、これを被駆動テーブルに伝える
もので、最近では、モータの性能の向上や送りネジ精度
の向上より、精密送り機構として最も多く用いられてい
る。
しかし、半導体露光装置におけるウエハ移動台、超精密
研削盤、旋盤などの加工物または工具の移動台、さらに
真直度測定器をはじめとする精密測定機の移動台などに
おいては、０．０５μｍ以下の駆動系からの熱や振動、
被駆動物の走行時の姿勢誤差が、加工精度や測定精度に
大きく影響するため、このような従来の送りネジとモー
タによる駆動方式では対応できなくなってきている。
研削盤、旋盤などの加工物または工具の移動台、さらに
真直度測定器をはじめとする精密測定機の移動台などに
おいては、０．０５μｍ以下の駆動系からの熱や振動、
被駆動物の走行時の姿勢誤差が、加工精度や測定精度に
大きく影響するため、このような従来の送りネジとモー
タによる駆動方式では対応できなくなってきている。
すなわち、第１図に示す送りネジ方式又は、ナット３が
スライダ４に直結されているため、モータ２の振動成
分、及び熱がスライダ４に伝わり、また、送りネジ１を
支持する軸受５のガタや、スライダ４の走行方向と送り
ネジ１の取付平行度の誤差により、スライダ４はスライ
ド軸６を走行する際、常に外的な変動を受けることにな
る。
スライダ４に直結されているため、モータ２の振動成
分、及び熱がスライダ４に伝わり、また、送りネジ１を
支持する軸受５のガタや、スライダ４の走行方向と送り
ネジ１の取付平行度の誤差により、スライダ４はスライ
ド軸６を走行する際、常に外的な変動を受けることにな
る。
また、送りネジ駆動方式は、機械要素や接続用加工部品
が多いため、駆動系としての剛性が低く、また、精度送
りのための防じん対策などが不可欠であるなど、超精密
送り機構として最適とは言えない。
が多いため、駆動系としての剛性が低く、また、精度送
りのための防じん対策などが不可欠であるなど、超精密
送り機構として最適とは言えない。
本発明の目的は、上記従来の問題点を解決して、ステー
ジをガイド軸にＸ方向に摺動自在に支持し、該ガイド軸
を案内ガイドにＹ方向に摺動自在に支持する積み重ね方
式でＸ方向およびＹ方向直線駆動源からの振動や熱に影
響されずに、高精度に、試料を平面送り及び位置決めで
きるような非接触駆動形の平面移動台を提供することに
ある。
ジをガイド軸にＸ方向に摺動自在に支持し、該ガイド軸
を案内ガイドにＹ方向に摺動自在に支持する積み重ね方
式でＸ方向およびＹ方向直線駆動源からの振動や熱に影
響されずに、高精度に、試料を平面送り及び位置決めで
きるような非接触駆動形の平面移動台を提供することに
ある。
本発明は、上記目的を達成するために、試料台を載置し
たテーブルと、該テーブルに設けられた角状の穴を遊嵌
させて該穴の内側の上下およびＹ方向の左右に静圧気体
軸受パットを設けて形成したＸ方向静圧気体軸受案内で
前記テーブルをＸｘ方向に直進スライド支持させる角状
のガイド軸と、ベース上に設置され、かつ該ガイド軸の
両端の各々に上下およびＸ方向の左右のそれぞれに静圧
気体軸受パットを設けて形成した両端のＹ方向静圧気体
軸受案内で前記ガイド軸をＹ方向に直進スライド支持さ
せるための一対の案内ガイドと、前記ベース上に設けら
れ、かつ前記テーブルをＸ方向に移動させるべく、前記
テーブルに直線駆動出力をＸ方向の両方向に対して静圧
気体軸受を有する非接触継手を介して接続したＸ方向直
線駆動源と、前記ベース上に前記ガイド軸の両端に対応
させて設けられ、かつ前記ガイド軸の両端の各々に各直
線駆動出力をＹ方向の両方向に対して静圧気体軸受を有
する非接触継手を介して接続した一対のＹ方向直線駆動
源と、前記テーブルのＸ方向およびＹ方向の位置を測定
する測定手段と、前記Ｘ方向静圧気体軸受案内および両
端のＹ方向静圧気体軸受案内に気体を供給した状態で前
記測定手段によって測定されたテーブルのＸ方向および
Ｙ方向の位置情報に基づいて前記Ｘ方向直線駆動源およ
び一対のＹ方向直線駆動源を駆動して前記テーブルを変
位させて位置決めし、前記テーブルの下または上静圧気
体軸受パットおよび前記ガイド軸の両端の下または上静
圧気体軸受パットへ供給する気体を止めて前記テーブル
を基準面に固定する制御手段とを備えたことを特徴とす
る非接触駆動形平面移動台である。即ち、本発明は、振
動の伝達や熱の伝導をさけるため、駆動源からの直進駆
動力を非接触の継手を介して移動テーブル伝えると共
に、移動テーブルとガイドとの間においても静圧案内に
より非接触でスライドする構造とした。
たテーブルと、該テーブルに設けられた角状の穴を遊嵌
させて該穴の内側の上下およびＹ方向の左右に静圧気体
軸受パットを設けて形成したＸ方向静圧気体軸受案内で
前記テーブルをＸｘ方向に直進スライド支持させる角状
のガイド軸と、ベース上に設置され、かつ該ガイド軸の
両端の各々に上下およびＸ方向の左右のそれぞれに静圧
気体軸受パットを設けて形成した両端のＹ方向静圧気体
軸受案内で前記ガイド軸をＹ方向に直進スライド支持さ
せるための一対の案内ガイドと、前記ベース上に設けら
れ、かつ前記テーブルをＸ方向に移動させるべく、前記
テーブルに直線駆動出力をＸ方向の両方向に対して静圧
気体軸受を有する非接触継手を介して接続したＸ方向直
線駆動源と、前記ベース上に前記ガイド軸の両端に対応
させて設けられ、かつ前記ガイド軸の両端の各々に各直
線駆動出力をＹ方向の両方向に対して静圧気体軸受を有
する非接触継手を介して接続した一対のＹ方向直線駆動
源と、前記テーブルのＸ方向およびＹ方向の位置を測定
する測定手段と、前記Ｘ方向静圧気体軸受案内および両
端のＹ方向静圧気体軸受案内に気体を供給した状態で前
記測定手段によって測定されたテーブルのＸ方向および
Ｙ方向の位置情報に基づいて前記Ｘ方向直線駆動源およ
び一対のＹ方向直線駆動源を駆動して前記テーブルを変
位させて位置決めし、前記テーブルの下または上静圧気
体軸受パットおよび前記ガイド軸の両端の下または上静
圧気体軸受パットへ供給する気体を止めて前記テーブル
を基準面に固定する制御手段とを備えたことを特徴とす
る非接触駆動形平面移動台である。即ち、本発明は、振
動の伝達や熱の伝導をさけるため、駆動源からの直進駆
動力を非接触の継手を介して移動テーブル伝えると共
に、移動テーブルとガイドとの間においても静圧案内に
より非接触でスライドする構造とした。
一方、移動テーブルを一定量ステップ移動させた後、そ
の位置を一定時間保持するため、静圧案内のエアパット
のうち、上又は下のエアパットのいずれかの空気供給を
止めることにより、他方のエアパット圧により移動テー
ブルをガイドに押しつけて固定するようにした。
の位置を一定時間保持するため、静圧案内のエアパット
のうち、上又は下のエアパットのいずれかの空気供給を
止めることにより、他方のエアパット圧により移動テー
ブルをガイドに押しつけて固定するようにした。
この移動テーブルは、平面移動できるように、前記ガイ
ドの両端に、静圧軸受パットを設け、前記ガイドと直交
する方向に、直進移動する構造とする。なおこの時の非
接触駆動方法及び移動後の位置決め固定方法などについ
ては、従来の一般的な手法を用いることができる。
ドの両端に、静圧軸受パットを設け、前記ガイドと直交
する方向に、直進移動する構造とする。なおこの時の非
接触駆動方法及び移動後の位置決め固定方法などについ
ては、従来の一般的な手法を用いることができる。
また、移動テーブルをガイドに沿って移動する直線駆動
源は、ベースに固定し、ガイドに直交する移動が生ずる
時は、移動テーブルが前記静圧継手のエアパット面に平
行に走るように構成することができる。
源は、ベースに固定し、ガイドに直交する移動が生ずる
時は、移動テーブルが前記静圧継手のエアパット面に平
行に走るように構成することができる。
以下、本発明の一実施例を説明する。
第２図は本実施例の平面移動台の構成を示す平面図、第
３図は、第２図のＡ−Ａ断面図である。
３図は、第２図のＡ−Ａ断面図である。
本平面移動台は、矢印Ｘ方向に直進スライドするＸテー
ブル１０と、これを案内するガイド軸１１と、さらにＸ
方向と直交するＹ方向に直進スライドするためにガイド
軸１１の両端をガイドするスライドガイド１２とから構
成される。
ブル１０と、これを案内するガイド軸１１と、さらにＸ
方向と直交するＹ方向に直進スライドするためにガイド
軸１１の両端をガイドするスライドガイド１２とから構
成される。
各部の構造の詳細は以下のようになっている。
Ｘテーブル１０は、ガイド軸１１を上下前後の４方向か
ら拘束するように構成した静圧エアパット，各々Ｘ上パ
ット９，Ｘ下パット１３，Ｘ前パット１４，Ｘ後パット
１５をもつ箱型構造で、この上に半導体ウエハ等の試料
を載せる試料台１６と、Ｘテーブル１０の位置を測定す
る基準となるレーザミラー１７を載置している。Ｘテー
ブル１０の直進駆動は、ベース１８に固定したリニアモ
ータ１９の直進変位を、移動方向に直角に両面にエアパ
ット２０を設けた静圧継手２１により非接触にＸテーブ
ル１０に伝達するようになっている。リニアモータ１９
としては、ＤＣまたはＡＣサーボモータを用いることが
でき、本実施例では、リニアコイル２２を固定し、これ
に電流を加え磁界を発生させることによりマグネット２
３を移動するムービマグネット式リニアモータを使って
いる。ただし、マグネット２３を固定し、コイル２２を
移動するムービングコイル式のリニアモータとしてもよ
いし、その他適宜の駆動源を使用することができる。
ら拘束するように構成した静圧エアパット，各々Ｘ上パ
ット９，Ｘ下パット１３，Ｘ前パット１４，Ｘ後パット
１５をもつ箱型構造で、この上に半導体ウエハ等の試料
を載せる試料台１６と、Ｘテーブル１０の位置を測定す
る基準となるレーザミラー１７を載置している。Ｘテー
ブル１０の直進駆動は、ベース１８に固定したリニアモ
ータ１９の直進変位を、移動方向に直角に両面にエアパ
ット２０を設けた静圧継手２１により非接触にＸテーブ
ル１０に伝達するようになっている。リニアモータ１９
としては、ＤＣまたはＡＣサーボモータを用いることが
でき、本実施例では、リニアコイル２２を固定し、これ
に電流を加え磁界を発生させることによりマグネット２
３を移動するムービマグネット式リニアモータを使って
いる。ただし、マグネット２３を固定し、コイル２２を
移動するムービングコイル式のリニアモータとしてもよ
いし、その他適宜の駆動源を使用することができる。
静圧継手２１は第３図に示す如くＸテーブル１０の下面
に位置しており、この静圧継手は、Ｘテーブル１０の移
動方向を直角に互いに平行に固定された２つの軸受プレ
ート２４と、両軸受プレート２４の間に微小ギヤップを
隔てて配置した前記エアパット２０とから構成される。
このエアパット２０は、リニアモータ１９のマグネット
２３に固定されている。
に位置しており、この静圧継手は、Ｘテーブル１０の移
動方向を直角に互いに平行に固定された２つの軸受プレ
ート２４と、両軸受プレート２４の間に微小ギヤップを
隔てて配置した前記エアパット２０とから構成される。
このエアパット２０は、リニアモータ１９のマグネット
２３に固定されている。
第２図に示すように、Ｘテーブル１０をガイド軸１１と
ともにＹ方向へスライドするため、ガイド軸１１の両端
に、上下、左右方向を拘束する静圧エアパットをもつＹ
エアスライダ２９を設ける。静圧エアパットは各々Ｙ上
パット２５、Ｙ下パット２６、Ｙ左パット２７、Ｙ右パ
ット２８から成る（第３図）。このＹエアスライダ２９
がスライドガイド１２内をスライドする構造となってい
る。なお、スライドガイド１２は上プレート３０、側面
プレート３１、ベースプレート３２から構成されるが、
一体加工で製作してもよい。
ともにＹ方向へスライドするため、ガイド軸１１の両端
に、上下、左右方向を拘束する静圧エアパットをもつＹ
エアスライダ２９を設ける。静圧エアパットは各々Ｙ上
パット２５、Ｙ下パット２６、Ｙ左パット２７、Ｙ右パ
ット２８から成る（第３図）。このＹエアスライダ２９
がスライドガイド１２内をスライドする構造となってい
る。なお、スライドガイド１２は上プレート３０、側面
プレート３１、ベースプレート３２から構成されるが、
一体加工で製作してもよい。
Ｙ方向への駆動は、Ｘ方向と同様リニアモータ３３，３
４と、静圧継手３５，３６で行なう。静圧継手３５，３
６は、エアパット３７，３８とその両対向面に微小ギヤ
ップを隔ててガイド軸１１に固定した２つの軸受ブロツ
ク３９，４０，４１，４２から構成されている（第２
図）。また、エアパット３７，３８は、各マグネット４
３，４４に固定され、リニアコイル４５，４６により直
進移動する。なお、リニアモータ１９，３３，３４は、
常時、マグネットとコイルとの間の一定の吸引力（数〜
数１０kgf）が発生しているため、これを支持し、か
つ、マグネットとコイルと間隙を一定に保つために、マ
グネット２３，４３，４４をころがり案内リニアガイド
４７，４８，４９で直進案内する（第３図）。この場
合、マグネット２３，４３，４４は、ころがり案内リニ
アガイド４７，４８，４９からの機械的な微小振動
（０．１〜１．２μｍ）を得る可能性があるが、静圧継
手２１，３５，３６により、振動は大幅（1/5〜1/10）
に低減される。
４と、静圧継手３５，３６で行なう。静圧継手３５，３
６は、エアパット３７，３８とその両対向面に微小ギヤ
ップを隔ててガイド軸１１に固定した２つの軸受ブロツ
ク３９，４０，４１，４２から構成されている（第２
図）。また、エアパット３７，３８は、各マグネット４
３，４４に固定され、リニアコイル４５，４６により直
進移動する。なお、リニアモータ１９，３３，３４は、
常時、マグネットとコイルとの間の一定の吸引力（数〜
数１０kgf）が発生しているため、これを支持し、か
つ、マグネットとコイルと間隙を一定に保つために、マ
グネット２３，４３，４４をころがり案内リニアガイド
４７，４８，４９で直進案内する（第３図）。この場
合、マグネット２３，４３，４４は、ころがり案内リニ
アガイド４７，４８，４９からの機械的な微小振動
（０．１〜１．２μｍ）を得る可能性があるが、静圧継
手２１，３５，３６により、振動は大幅（1/5〜1/10）
に低減される。
次に、各静圧空気軸受に供給されるエア配管経路及び平
面移動台の制御方法につき、第３図及び第４図を参照し
て述べる。第４図は第３図のＢ−Ｂ断面図であるが、第
４図の４Ｉ部で位置決め前の、同じく４II部で位置決め
後の状態を示す。
面移動台の制御方法につき、第３図及び第４図を参照し
て述べる。第４図は第３図のＢ−Ｂ断面図であるが、第
４図の４Ｉ部で位置決め前の、同じく４II部で位置決め
後の状態を示す。
各エア配管経路は、第３図及び第４図に示す如く、Ｘ後
パット１５，Ｘ前パット１４，Ｘ上パット９，Ｙ左パッ
ト２７，Ｙ右パット２８，Ｙ上パット２５，静圧継手用
エアパット２０，３７，３８は、同一経路でソレノイド
バルブ５０を介して圧縮ドライエア５１が供給されてい
る。一方、Ｘ下パット１３，Ｙ下パット２６は、同一経
路でソレノイドバルブ５２を介して圧縮ドライエア５１
が供給されている。
パット１５，Ｘ前パット１４，Ｘ上パット９，Ｙ左パッ
ト２７，Ｙ右パット２８，Ｙ上パット２５，静圧継手用
エアパット２０，３７，３８は、同一経路でソレノイド
バルブ５０を介して圧縮ドライエア５１が供給されてい
る。一方、Ｘ下パット１３，Ｙ下パット２６は、同一経
路でソレノイドバルブ５２を介して圧縮ドライエア５１
が供給されている。
第４図の４Ｉ部は、各エアパットにエアが供給されてい
る状態を示す。このときＸテーブル１０は、ガイド軸１
１と、微小すきまｇを隔てて、フロートしている。
る状態を示す。このときＸテーブル１０は、ガイド軸１
１と、微小すきまｇを隔てて、フロートしている。
また、Ｙエアスライダ２９は、Ｙスライドガイド１２と
微小スキマｇをへだててフロートしている。この微小す
きまｇは、使用する静圧空気軸受の絞り方式や軸受性能
により異なるが、本実施例では、軸受剛性が高く、空気
消費量が少ない表面絞り形静圧軸受を用いており、各軸
がフローテイング状態で、最大軸受剛性の得られる軸受
すきまｇが得られるようになつている。なお、以後の説
明のため、本実施例で用いた軸受すきまｇは、５±０．
５μｍとする。
微小スキマｇをへだててフロートしている。この微小す
きまｇは、使用する静圧空気軸受の絞り方式や軸受性能
により異なるが、本実施例では、軸受剛性が高く、空気
消費量が少ない表面絞り形静圧軸受を用いており、各軸
がフローテイング状態で、最大軸受剛性の得られる軸受
すきまｇが得られるようになつている。なお、以後の説
明のため、本実施例で用いた軸受すきまｇは、５±０．
５μｍとする。
次に、本移動台の精密位置決め制御方法を以下に説明す
る。本実施例ではＸテーブル１０のＸ，Ｙ方向の位置を
レーザ干渉測長器５３を用いて、レーザミラー１７の移
動量として約０．０１μｍの分解能で測定し、ＣＰＵ５
４から指令した移動量になるように制御する。このため
リニアモータコントローラ５６とレーザコントローラ５
５との間で形成された閉ループサーボにより、高速、高
精度位置決めするシステムを構成している。
る。本実施例ではＸテーブル１０のＸ，Ｙ方向の位置を
レーザ干渉測長器５３を用いて、レーザミラー１７の移
動量として約０．０１μｍの分解能で測定し、ＣＰＵ５
４から指令した移動量になるように制御する。このため
リニアモータコントローラ５６とレーザコントローラ５
５との間で形成された閉ループサーボにより、高速、高
精度位置決めするシステムを構成している。
本移動台で、半導体ウエハ等の試料を精密に位置決めし
た後、例えばＸ線より露光する場合を考えると、露光
中、試料を安定して静止させることが重要であり、位置
決めサーボ状態における試料台１６の微小振動をなくす
ことが不可欠である。
た後、例えばＸ線より露光する場合を考えると、露光
中、試料を安定して静止させることが重要であり、位置
決めサーボ状態における試料台１６の微小振動をなくす
ことが不可欠である。
そこで、本実施例では、目標位置ｇで試料台１６をリニ
アモータで位置決めした後、第４図４II部に示す如く、
ソレノイドバルブ５２を切り換える。すなわち、Ｘ下パ
ット１３及びＹ下パット２６へのエアの供給を止め、大
気へ開放することにより、Ｘテーブル１０は、Ｘ上パッ
ト９のエア圧により、ガイド軸１１に押しあてられ固定
され、かつＹエアスライダ２９は、Ｙ上パット２５のエ
ア圧力によりベースプレート３２に押しあてられて固定
される。すなわち、Ｘテーブル１０上の試料台１６は以
上の動作により、ベース１８に固定された状態となる。
ここで注目すべきことは、Ｘテーブル１０とガイド軸１
１とのすきまは２ｇとなり、Ｘテーブル１０がｇだけ上
がるが、一方Ｙエアスライダ２９がベースプレート３２
に対して、ｇだけ下がるため、試料台１６の平面移動時
と、以上のべた位置決めクランプ後の高さの変動はな
い。同様の理由で、静圧継手２１，３５，３６における
エアパットと軸受プレート２４及び軸受ブロツク３９〜
４２との高さ方向の相対位置変化も生じない。
アモータで位置決めした後、第４図４II部に示す如く、
ソレノイドバルブ５２を切り換える。すなわち、Ｘ下パ
ット１３及びＹ下パット２６へのエアの供給を止め、大
気へ開放することにより、Ｘテーブル１０は、Ｘ上パッ
ト９のエア圧により、ガイド軸１１に押しあてられ固定
され、かつＹエアスライダ２９は、Ｙ上パット２５のエ
ア圧力によりベースプレート３２に押しあてられて固定
される。すなわち、Ｘテーブル１０上の試料台１６は以
上の動作により、ベース１８に固定された状態となる。
ここで注目すべきことは、Ｘテーブル１０とガイド軸１
１とのすきまは２ｇとなり、Ｘテーブル１０がｇだけ上
がるが、一方Ｙエアスライダ２９がベースプレート３２
に対して、ｇだけ下がるため、試料台１６の平面移動時
と、以上のべた位置決めクランプ後の高さの変動はな
い。同様の理由で、静圧継手２１，３５，３６における
エアパットと軸受プレート２４及び軸受ブロツク３９〜
４２との高さ方向の相対位置変化も生じない。
なお、本実施例で用いた静圧空気等内の軸受の材質をす
べてセラミックス製とすると、以上の効果を一層向上で
きる。
べてセラミックス製とすると、以上の効果を一層向上で
きる。
本発明によれば、ステージをガイド軸にＸ方向に摺動自
在に支持し、該ガイド軸を案内ガイドにＹ方向に摺動自
在に支持する積み重ね方式でＸ方向およびＹ方向直線駆
動源からの直進変位を非接触継手を介してガイド軸およ
びステージに伝え、かつ目標位置においてステージおよ
びガイド軸を基準面に押し付けてテーブルをベースに固
定することにより、走行時にはＸ方向およびＹ方向直線
駆動源からの振動の影響を受けずに高精度な平面移動を
なし得、さらに位置決めサーボ状態における微小振動等
を受けずに目標停止位置への静止安定性を得ることがで
きる効果を奏する。
在に支持し、該ガイド軸を案内ガイドにＹ方向に摺動自
在に支持する積み重ね方式でＸ方向およびＹ方向直線駆
動源からの直進変位を非接触継手を介してガイド軸およ
びステージに伝え、かつ目標位置においてステージおよ
びガイド軸を基準面に押し付けてテーブルをベースに固
定することにより、走行時にはＸ方向およびＹ方向直線
駆動源からの振動の影響を受けずに高精度な平面移動を
なし得、さらに位置決めサーボ状態における微小振動等
を受けずに目標停止位置への静止安定性を得ることがで
きる効果を奏する。
なお、実施例に示した如く、ベース上に直交する方向に
リニアモータを固定し、非接触式の静圧継手を介して、
静圧空気案内されたテーブルを平面移動する構造とする
と、より高精度な走行精度及び高速化が図れる。
リニアモータを固定し、非接触式の静圧継手を介して、
静圧空気案内されたテーブルを平面移動する構造とする
と、より高精度な走行精度及び高速化が図れる。
但し当然のことではあるが、本発明は図示の実施例にの
み限られるものではない。
み限られるものではない。
第１図は、従来の移動台を示す斜視図である。第２図
は、本発明の一実施例に係る平面移動台を示す平面図で
あり、第３図は、第２図Ａ−Ａ断面図、第４図は、第３
図のＢ−Ｂ断面図である。 １０……Ｘテーブル、１１……ガイド軸、１２……スラ
イドガイド、１９，３３，３４……リニアモータ、２９
……エアスライダ、２１，３５，３６……静圧継手、１
６……試料台。
は、本発明の一実施例に係る平面移動台を示す平面図で
あり、第３図は、第２図Ａ−Ａ断面図、第４図は、第３
図のＢ−Ｂ断面図である。 １０……Ｘテーブル、１１……ガイド軸、１２……スラ
イドガイド、１９，３３，３４……リニアモータ、２９
……エアスライダ、２１，３５，３６……静圧継手、１
６……試料台。
Claims (5)
- 【請求項１】試料台を載置したテーブルと、該テーブル
に設けられた角状の穴を遊嵌させて該穴の内側の上下お
よびＹ方向の左右に静圧気体軸受パットを設けて形成し
たＸ方向静圧気体軸受案内で前記テーブルをＸｘ方向に
直進スライド支持させる角状のガイド軸と、ベース上に
設置され、かつ該ガイド軸の両端の各々に上下およびＸ
方向の左右のそれぞれに静圧気体軸受パットを設けて形
成した両端のＹ方向静圧気体軸受案内で前記ガイド軸を
Ｙ方向に直進スライド支持させるための一対の案内ガイ
ドと、前記ベース上に設けられ、かつ前記テーブルをＸ
方向に移動させるべく、前記テーブルに直線駆動出力を
Ｘ方向の両方向に対して静圧気体軸受を有する非接触継
手を介して接続したＸ方向直線駆動源と、前記ベース上
に前記ガイド軸の両端に対応させて設けられ、かつ前記
ガイド軸の両端の各々に各直線駆動出力をＹ方向の両方
向に対して静圧気体軸受を有する非接触継手を介して接
続した一対のＹ方向直線駆動源と、前記テーブルのＸ方
向およびＹ方向の位置を測定する測定手段と、前記Ｘ方
向静圧気体軸受案内および両端のＹ方向静圧気体軸受案
内に気体を供給した状態で前記測定手段によって測定さ
れたテーブルのＸ方向およびＹ方向の位置情報に基づい
て前記Ｘ方向直線駆動源および一対のＹ方向直線駆動源
を駆動して前記テーブルを変位させて位置決めし、前記
テーブルの下または上静圧気体軸受パットおよび前記ガ
イド軸の両端の下または上静圧気体軸受パットへ供給す
る気体を止めて前記テーブルを基準面に固定する制御手
段とを備えたことを特徴とする非接触駆動形平面移動
台。 - 【請求項２】前記Ｘ方向直線駆動源および一対のＹ方向
直線駆動源の各々をリニアモータで構成したことを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の非接触駆動形平面移
動台。 - 【請求項３】前記Ｘ方向静圧気体軸受および両端のＹ方
向静圧気体軸受の各々をセラミックス材で形成したこと
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の非接触駆動形
平面移動台。 - 【請求項４】前記Ｘ方向静圧気体軸受および両端のＹ方
向静圧気体軸受として表面絞り形静圧気体軸受で形成し
たことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の非接触
駆動形平面移動台。 - 【請求項５】前記測定手段としてレーザ干渉測長器で構
成したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の非
接触駆動形平面移動台。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59233259A JPH0618007B2 (ja) | 1984-11-07 | 1984-11-07 | 非接触駆動形平面移動台 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59233259A JPH0618007B2 (ja) | 1984-11-07 | 1984-11-07 | 非接触駆動形平面移動台 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61112216A JPS61112216A (ja) | 1986-05-30 |
| JPH0618007B2 true JPH0618007B2 (ja) | 1994-03-09 |
Family
ID=16952271
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59233259A Expired - Lifetime JPH0618007B2 (ja) | 1984-11-07 | 1984-11-07 | 非接触駆動形平面移動台 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0618007B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5040431A (en) * | 1988-01-22 | 1991-08-20 | Canon Kabushiki Kaisha | Movement guiding mechanism |
| KR100423984B1 (ko) * | 2001-09-12 | 2004-03-22 | 유니슨 주식회사 | 선형모터를 이용한 진동시험용 진동대 |
| DE102004006755A1 (de) * | 2004-02-11 | 2005-09-08 | Siemens Ag | Aerostatische Linearführung für einen Positionierarm mit einem Bestückkopf für elektrische Bauelemente |
| JP2006224039A (ja) * | 2005-02-21 | 2006-08-31 | Dainippon Printing Co Ltd | パターン形成装置、パターニング方法、基板処理装置、基板処理方法 |
| TWI457193B (zh) * | 2006-03-02 | 2014-10-21 | Sumitomo Heavy Industries | Stage device |
| JPWO2010087082A1 (ja) * | 2009-01-30 | 2012-07-26 | コニカミノルタアドバンストレイヤー株式会社 | ウエハレンズ製造装置及びウエハレンズの製造方法 |
| JP5320139B2 (ja) * | 2009-04-10 | 2013-10-23 | 三菱重工業株式会社 | 工作機械 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59143634U (ja) * | 1983-03-12 | 1984-09-26 | オムロン株式会社 | Ｘｙステ−ジ |
| JPS59166433A (ja) * | 1983-03-12 | 1984-09-19 | Omron Tateisi Electronics Co | Ｘｙステ−ジ |
-
1984
- 1984-11-07 JP JP59233259A patent/JPH0618007B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61112216A (ja) | 1986-05-30 |
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