JPH06241230A - 静圧軸受装置およびこれを用いた位置決めステージ - Google Patents
静圧軸受装置およびこれを用いた位置決めステージInfo
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- JPH06241230A JPH06241230A JP5291493A JP5291493A JPH06241230A JP H06241230 A JPH06241230 A JP H06241230A JP 5291493 A JP5291493 A JP 5291493A JP 5291493 A JP5291493 A JP 5291493A JP H06241230 A JPH06241230 A JP H06241230A
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- F16C29/02—Sliding-contact bearings
- F16C29/025—Hydrostatic or aerostatic
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- 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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Abstract
(57)【要約】
【目的】 静圧軸受装置の生産コストを上昇させること
なく、その軸受特性を改良する。 【構成】 図示上面に基板等を保持する保持盤２は、支
持台１の案内部材１ａ，１ｂに沿って、図示しない駆動
装置によって移動される。保持盤２は、その下面に設け
られた第１の底面静圧軸受パッド２ｂおよび第２の底面
静圧軸受パッド２ｄによって支持台１上に非接触で支持
される。第１の底面静圧軸受パッド２ｂは多孔質絞り型
の静圧軸受パッドであり、第２の底面静圧軸受パッド２
ｄはオリフィス絞り型の静圧軸受パッドである。これら
の静圧軸受パッドは互の静圧軸受特性の欠点を補って軸
受剛性の低下や振動を防ぐ。
なく、その軸受特性を改良する。 【構成】 図示上面に基板等を保持する保持盤２は、支
持台１の案内部材１ａ，１ｂに沿って、図示しない駆動
装置によって移動される。保持盤２は、その下面に設け
られた第１の底面静圧軸受パッド２ｂおよび第２の底面
静圧軸受パッド２ｄによって支持台１上に非接触で支持
される。第１の底面静圧軸受パッド２ｂは多孔質絞り型
の静圧軸受パッドであり、第２の底面静圧軸受パッド２
ｄはオリフィス絞り型の静圧軸受パッドである。これら
の静圧軸受パッドは互の静圧軸受特性の欠点を補って軸
受剛性の低下や振動を防ぐ。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体製造装置、精密
工作機械あるいは精密測定機器などの駆動機構や位置決
めステージ等に用いられる静圧軸受装置およびこれを用
いた位置決めステージに関するものである。
工作機械あるいは精密測定機器などの駆動機構や位置決
めステージ等に用いられる静圧軸受装置およびこれを用
いた位置決めステージに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体製造装置、精密工作機械あるいは
精密測定機器などにおいては、基板または被加工物や被
測定物を保持する保持盤を露光光や加工工具あるいは測
定用の照明光に対して高精度かつ高速度で位置決めする
ことが要求される。そこで、上記保持盤とこれを支持ま
たは案内する支持台や案内部材を静圧軸受装置によって
互に非接触に保ち、支持台や案内部材の表面の凹凸によ
る位置決め精度の低下や、保持盤と支持台または案内部
材の間の摩擦による振動や熱の発生等を防ぐのが望まし
い。
精密測定機器などにおいては、基板または被加工物や被
測定物を保持する保持盤を露光光や加工工具あるいは測
定用の照明光に対して高精度かつ高速度で位置決めする
ことが要求される。そこで、上記保持盤とこれを支持ま
たは案内する支持台や案内部材を静圧軸受装置によって
互に非接触に保ち、支持台や案内部材の表面の凹凸によ
る位置決め精度の低下や、保持盤と支持台または案内部
材の間の摩擦による振動や熱の発生等を防ぐのが望まし
い。
【０００３】従来の静圧軸受装置を用いた位置決めステ
ージは、例えば、図５の（ａ）に立面図で示すように、
一対の案内部材１０１ａ，１０１ｂを有する支持台１０
１と、両案内部材１０１ａ，１０１ｂの間に配置された
保持盤１０２と、保持盤１０２を各案内部材１０１ａ，
１０１ｂに沿って移動させる図示しない駆動装置からな
り、保持盤１０２の、各案内部材１０１ａ，１０１ｂに
対向する側縁には端面静圧軸受パッド１０２ａが一対ず
つ合計４個設けられ、また、保持盤１０２の下面には、
図５の（ｂ）に示すように、図示左右に一対ずつ合計４
個の底面静圧軸受パッド１０２ｂと、各底面静圧軸受パ
ッド１０２ｂの間に１個ずつ合計４個の永久磁石１０２
ｃが設けられている。
ージは、例えば、図５の（ａ）に立面図で示すように、
一対の案内部材１０１ａ，１０１ｂを有する支持台１０
１と、両案内部材１０１ａ，１０１ｂの間に配置された
保持盤１０２と、保持盤１０２を各案内部材１０１ａ，
１０１ｂに沿って移動させる図示しない駆動装置からな
り、保持盤１０２の、各案内部材１０１ａ，１０１ｂに
対向する側縁には端面静圧軸受パッド１０２ａが一対ず
つ合計４個設けられ、また、保持盤１０２の下面には、
図５の（ｂ）に示すように、図示左右に一対ずつ合計４
個の底面静圧軸受パッド１０２ｂと、各底面静圧軸受パ
ッド１０２ｂの間に１個ずつ合計４個の永久磁石１０２
ｃが設けられている。
【０００４】端面静圧軸受パッド１０２ａは、加圧気体
の静圧力によって、保持盤１０２を案内する支持台１０
１の案内部材１０１ａ，１０１ｂに対して保持盤１０２
を非接触に保ち、底面静圧軸受パッド１０２ｂは、保持
盤１０２を支持する支持台１０１の図示上面１０１ｃに
対して保持盤１０２を非接触に保つ。永久磁石１０２ｃ
は、磁気吸着力によって保持盤１０２を支持台１０１の
上面１０１ｃに吸引することで底面静圧軸受パッド１０
２ｂに予圧を与え、その軸受剛性を高めるものである。
なお、公知の露光装置等の位置決めステージは、一般的
に、支持台１０１の図示下面に、保持盤１０２の底面静
圧軸受パッド１０２ｂと同様の底面静圧軸受パッドを有
し、また両案内部材１０１ａ，１０１ｂと直交する方向
にのびる両端縁に、保持盤１０２の端面静圧軸受パッド
１０２ａと同様の端面静圧軸受パッドを有し、支持台１
０１は、その案内部材１０１ａ，１０１ｂに直交する方
向にのびる第２の案内部材を有する第２の支持台上を、
前記第２の案内部材に沿って、第２の駆動手段によって
移動される。
の静圧力によって、保持盤１０２を案内する支持台１０
１の案内部材１０１ａ，１０１ｂに対して保持盤１０２
を非接触に保ち、底面静圧軸受パッド１０２ｂは、保持
盤１０２を支持する支持台１０１の図示上面１０１ｃに
対して保持盤１０２を非接触に保つ。永久磁石１０２ｃ
は、磁気吸着力によって保持盤１０２を支持台１０１の
上面１０１ｃに吸引することで底面静圧軸受パッド１０
２ｂに予圧を与え、その軸受剛性を高めるものである。
なお、公知の露光装置等の位置決めステージは、一般的
に、支持台１０１の図示下面に、保持盤１０２の底面静
圧軸受パッド１０２ｂと同様の底面静圧軸受パッドを有
し、また両案内部材１０１ａ，１０１ｂと直交する方向
にのびる両端縁に、保持盤１０２の端面静圧軸受パッド
１０２ａと同様の端面静圧軸受パッドを有し、支持台１
０１は、その案内部材１０１ａ，１０１ｂに直交する方
向にのびる第２の案内部材を有する第２の支持台上を、
前記第２の案内部材に沿って、第２の駆動手段によって
移動される。
【０００５】端面静圧軸受パッドには、図４の（ａ）に
示すように、固定体１１１の表面１１１ａおよびこれに
対向する移動体１１２の表面１１２ａの少くとも一方に
１個あるいは複数の小孔１１３を設けた自成絞り型や、
同図の（ｂ）に示すように、オリフィス１２３を設けた
オリフィス絞り型や、同じく（ｃ）に示すように、多孔
質パッド１３３を設けた多孔質絞り型、あるいは図示し
ない表面絞り型等の静圧軸受パッドのなかから所定の軸
受特性を有するものが選定され、また、底面静圧軸受パ
ッドについても同様である。
示すように、固定体１１１の表面１１１ａおよびこれに
対向する移動体１１２の表面１１２ａの少くとも一方に
１個あるいは複数の小孔１１３を設けた自成絞り型や、
同図の（ｂ）に示すように、オリフィス１２３を設けた
オリフィス絞り型や、同じく（ｃ）に示すように、多孔
質パッド１３３を設けた多孔質絞り型、あるいは図示し
ない表面絞り型等の静圧軸受パッドのなかから所定の軸
受特性を有するものが選定され、また、底面静圧軸受パ
ッドについても同様である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の技術によれば、多孔質絞り型、自成絞り型、オリフィ
ス絞り型等の静圧軸受はそれぞれ特有の軸受特性を有
し、例えば、露光装置等の位置決めステージにおいて
は、基板の複数の露光領域を順次露光位置へ移動させる
ために位置決めステージを間欠的に駆動する場合、繰返
し発生する駆動力の反力によって振動を発生しやすい
が、このような振動によって軸受間隙の寸法が周期的に
変化したときに、これに伴う軸受間隙の気体の圧力変動
成分のうちで、軸受間隙の寸法の減少と同じ位相の振動
成分で表わされる軸受剛性（以下、「剛性」という。）
ｋの周波数特性と、軸受剛性から９０°の位相遅れの振
動成分で表わされる減衰性Ｃωの周波数特性について
は、図３に示すように、静圧軸受パッドの絞りの型式に
よって大きく異なっている。
の技術によれば、多孔質絞り型、自成絞り型、オリフィ
ス絞り型等の静圧軸受はそれぞれ特有の軸受特性を有
し、例えば、露光装置等の位置決めステージにおいて
は、基板の複数の露光領域を順次露光位置へ移動させる
ために位置決めステージを間欠的に駆動する場合、繰返
し発生する駆動力の反力によって振動を発生しやすい
が、このような振動によって軸受間隙の寸法が周期的に
変化したときに、これに伴う軸受間隙の気体の圧力変動
成分のうちで、軸受間隙の寸法の減少と同じ位相の振動
成分で表わされる軸受剛性（以下、「剛性」という。）
ｋの周波数特性と、軸受剛性から９０°の位相遅れの振
動成分で表わされる減衰性Ｃωの周波数特性について
は、図３に示すように、静圧軸受パッドの絞りの型式に
よって大きく異なっている。
【０００７】すなわち、多孔質絞り型の静圧軸受の剛性
ｋは、図３の（ａ）の曲線Ａで示すように、軸受間隙が
周期的に変化したときの周波数Ｆが所定の周波数を越え
ると低下するが、自成絞り型やオリフィス絞り型の静圧
軸受の剛性ｋはそれぞれ同図の曲線Ｂ，Ｃで示すように
ほぼ一定の値を維持する。また、多孔質絞り型の静圧軸
受の減衰性Ｃωは、図３の（ｂ）に曲線Ｃで示すよう
に、周波数Ｆとともに一旦減少したのち、周波数Ｆがあ
る値を越えると、正に転じて増加する傾向を有するが、
自成絞り型やオリフィス絞り型の静圧軸受の減衰性Ｃω
は、図３の（ｂ）にそれぞれ曲線Ｄ，Ｅで示すように、
ほぼゼロの値を保つ。
ｋは、図３の（ａ）の曲線Ａで示すように、軸受間隙が
周期的に変化したときの周波数Ｆが所定の周波数を越え
ると低下するが、自成絞り型やオリフィス絞り型の静圧
軸受の剛性ｋはそれぞれ同図の曲線Ｂ，Ｃで示すように
ほぼ一定の値を維持する。また、多孔質絞り型の静圧軸
受の減衰性Ｃωは、図３の（ｂ）に曲線Ｃで示すよう
に、周波数Ｆとともに一旦減少したのち、周波数Ｆがあ
る値を越えると、正に転じて増加する傾向を有するが、
自成絞り型やオリフィス絞り型の静圧軸受の減衰性Ｃω
は、図３の（ｂ）にそれぞれ曲線Ｄ，Ｅで示すように、
ほぼゼロの値を保つ。
【０００８】なお、自成絞り型およびオリフィス絞り型
の静圧軸受の剛性ｋおよび減衰性Ｃωは、多孔質絞り型
の静圧軸受を所定量だけ目づまりさせた状態の剛性ｋお
よび減衰性Ｃωとほぼ同様の周波数特性を有することが
知られている。
の静圧軸受の剛性ｋおよび減衰性Ｃωは、多孔質絞り型
の静圧軸受を所定量だけ目づまりさせた状態の剛性ｋお
よび減衰性Ｃωとほぼ同様の周波数特性を有することが
知られている。
【０００９】また、多孔質絞り型の静圧軸受の気孔率η
および厚さｔが変化すると、剛性ｋおよび減衰性Ｃωの
周波数特性はそれぞれ図２の（ａ）および（ｂ）に示す
ように変化する。図２の（ａ）および（ｂ）の曲線Ｆお
よび曲線Ｉはそれぞれ気孔率η３、厚さｔ１を有する多
孔質絞り型の静圧軸受の剛性ｋと減衰性Ｃωを表わし、
曲線Ｇおよび曲線Ｊはそれぞれ気孔率η３、厚さｔ１を
有する多孔質絞り型の静圧軸受の剛性ｋと減衰性Ｃωを
表わし、曲線Ｈおよび曲線Ｋはそれぞれ気孔率η２、厚
さｔ２を有する多孔質絞り型の静圧軸受の剛性ｋと減衰
性Ｃωを表わす。
および厚さｔが変化すると、剛性ｋおよび減衰性Ｃωの
周波数特性はそれぞれ図２の（ａ）および（ｂ）に示す
ように変化する。図２の（ａ）および（ｂ）の曲線Ｆお
よび曲線Ｉはそれぞれ気孔率η３、厚さｔ１を有する多
孔質絞り型の静圧軸受の剛性ｋと減衰性Ｃωを表わし、
曲線Ｇおよび曲線Ｊはそれぞれ気孔率η３、厚さｔ１を
有する多孔質絞り型の静圧軸受の剛性ｋと減衰性Ｃωを
表わし、曲線Ｈおよび曲線Ｋはそれぞれ気孔率η２、厚
さｔ２を有する多孔質絞り型の静圧軸受の剛性ｋと減衰
性Ｃωを表わす。
【００１０】図３から解るように、自成絞り型やオリフ
ィス絞り型の静圧軸受は駆動時の反力等によって位置決
めステージに振動が発生しても、これによって剛性ｋが
変化しないという利点を有するが、減衰性がほぼゼロで
あるため、位置決めステージと静圧軸受を含む振動系の
固有振動数が低いと、前述のように位置決めステージに
振動が発生したとき、該振動がしずまるまでに長時間を
要し、このために、位置決めを高速化することができな
い。
ィス絞り型の静圧軸受は駆動時の反力等によって位置決
めステージに振動が発生しても、これによって剛性ｋが
変化しないという利点を有するが、減衰性がほぼゼロで
あるため、位置決めステージと静圧軸受を含む振動系の
固有振動数が低いと、前述のように位置決めステージに
振動が発生したとき、該振動がしずまるまでに長時間を
要し、このために、位置決めを高速化することができな
い。
【００１１】また、多孔質絞り型の静圧軸受は、位置決
めステージと静圧軸受を含む振動系の固有振動数が、例
えば、図３の周波数ｆ1 である場合には、上記と同様に
位置決めステージに振動が発生しても、静圧軸受の減衰
性は正に転じており、発生した振動は短時間でしずまる
が、剛性は大幅に低下するため、位置決め精度が大きく
損なわれるおそれがある。
めステージと静圧軸受を含む振動系の固有振動数が、例
えば、図３の周波数ｆ1 である場合には、上記と同様に
位置決めステージに振動が発生しても、静圧軸受の減衰
性は正に転じており、発生した振動は短時間でしずまる
が、剛性は大幅に低下するため、位置決め精度が大きく
損なわれるおそれがある。
【００１２】このように、静圧軸受は絞りの型式によっ
てそれぞれの軸受特性に一長一短があり、これを用いる
装置の特性に合わせて個別に設計、製造するのは困難で
あり、人手、時間、材料等のコスト上昇を招くおそれが
ある。
てそれぞれの軸受特性に一長一短があり、これを用いる
装置の特性に合わせて個別に設計、製造するのは困難で
あり、人手、時間、材料等のコスト上昇を招くおそれが
ある。
【００１３】本発明は上記従来の技術の有する未解決の
課題に鑑みてなされたものであり、すぐれた軸受特性を
有し、かつ、製造コストの低い静圧軸受装置およびこれ
を用いた位置決めステージを提供することを目的とする
ものである。
課題に鑑みてなされたものであり、すぐれた軸受特性を
有し、かつ、製造コストの低い静圧軸受装置およびこれ
を用いた位置決めステージを提供することを目的とする
ものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の静圧軸受装置は、互に対向する一対の表面
を、複数の静圧軸受手段から噴出される加圧流体によっ
て非接触に支持する静圧軸受装置であって、前記複数の
静圧軸受手段のうちの少くとも一つが、残りの静圧軸受
手段の静圧軸受特性を補う静圧軸受特性を有することを
特徴とする。
に、本発明の静圧軸受装置は、互に対向する一対の表面
を、複数の静圧軸受手段から噴出される加圧流体によっ
て非接触に支持する静圧軸受装置であって、前記複数の
静圧軸受手段のうちの少くとも一つが、残りの静圧軸受
手段の静圧軸受特性を補う静圧軸受特性を有することを
特徴とする。
【００１５】また、互に対向する一対の表面を、両者の
間に噴出される加圧流体によって非接触に支持する静圧
軸受装置であって、互に補いあう静圧軸受特性を有する
少くとも２組の静圧軸受手段を有することを特徴とす
る。
間に噴出される加圧流体によって非接触に支持する静圧
軸受装置であって、互に補いあう静圧軸受特性を有する
少くとも２組の静圧軸受手段を有することを特徴とす
る。
【００１６】
【作用】上記装置によれば、互に補いあう静圧軸受特性
を有する静圧軸受手段を組合わせることによって、互の
静圧軸受特性の欠点を補って静圧軸受装置の性能を向上
させたり、あるいは、特殊な静圧軸受特性を有する静圧
軸受装置を実現することができる。
を有する静圧軸受手段を組合わせることによって、互の
静圧軸受特性の欠点を補って静圧軸受装置の性能を向上
させたり、あるいは、特殊な静圧軸受特性を有する静圧
軸受装置を実現することができる。
【００１７】
【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【００１８】図１は、一実施例の位置決めステージを示
すもので、（ａ）はその立面図、（ｂ）は保持盤のみを
示す底面図である。本実施例の位置決めステージは、一
対の案内部材１ａ，１ｂを有する支持台１と、両案内部
材１ａ，１ｂの間に配置された保持盤２と、保持盤２を
各案内部材１ａ，１ｂに沿って移動させる図示しない駆
動装置からなり、保持盤２の各案内部材１ａ，１ｂに対
向する側縁には静圧軸受手段である端面静圧軸受パッド
２ａが一対ずつ合計４個設けられ、また、保持盤２の下
面には、図示左右の側縁に隣接して一対ずつ合計４個の
静圧軸受手段である第１の底面静圧軸受パッド２ｂと、
各底面静圧軸受パッド２ｂの間に１個ずつ合計４個の永
久磁石２ｃと、図示中央の２つの永久磁石２ｃをそれぞ
れ挟んでその両側に１個ずつ合計４個の静圧軸受手段で
ある第２の底面静圧軸受パッド２ｄが設けられている。
すもので、（ａ）はその立面図、（ｂ）は保持盤のみを
示す底面図である。本実施例の位置決めステージは、一
対の案内部材１ａ，１ｂを有する支持台１と、両案内部
材１ａ，１ｂの間に配置された保持盤２と、保持盤２を
各案内部材１ａ，１ｂに沿って移動させる図示しない駆
動装置からなり、保持盤２の各案内部材１ａ，１ｂに対
向する側縁には静圧軸受手段である端面静圧軸受パッド
２ａが一対ずつ合計４個設けられ、また、保持盤２の下
面には、図示左右の側縁に隣接して一対ずつ合計４個の
静圧軸受手段である第１の底面静圧軸受パッド２ｂと、
各底面静圧軸受パッド２ｂの間に１個ずつ合計４個の永
久磁石２ｃと、図示中央の２つの永久磁石２ｃをそれぞ
れ挟んでその両側に１個ずつ合計４個の静圧軸受手段で
ある第２の底面静圧軸受パッド２ｄが設けられている。
【００１９】端面静圧軸受パッド２ａおよび第２の底面
静圧軸受パッド２ｄはオリフィス絞り型の静圧軸受パッ
ドであり、第１の底面静圧軸受パッド２ｂは多孔質絞り
型の静圧軸受パッドである。
静圧軸受パッド２ｄはオリフィス絞り型の静圧軸受パッ
ドであり、第１の底面静圧軸受パッド２ｂは多孔質絞り
型の静圧軸受パッドである。
【００２０】端面静圧軸受パッド２ａは、保持盤２を案
内する支持台１の案内部材１ａ，１ｂに対して保持盤２
を非接触に保ち、また、第１および第２の底面静圧軸受
パッド２ｂ，２ｄは、保持盤２を支持する支持台１の図
示上面１ｃに対して保持盤２を非接触に保つ。永久磁石
２ｃは磁気吸着力によって保持盤２を支持台１の上面１
ｃに吸引することで、第１および第２の底面静圧軸受パ
ッド２ｂ，２ｄに予圧を与え、その軸受剛性を高める働
きをする。保持盤２はこのように支持台１上に非接触で
支持され、前述の駆動装置の駆動によって案内部材１
ａ，１ｂに沿って移動され、保持盤２に保持された基板
や被加工物あるいは被測定物を所定の位置へ位置決めす
る。
内する支持台１の案内部材１ａ，１ｂに対して保持盤２
を非接触に保ち、また、第１および第２の底面静圧軸受
パッド２ｂ，２ｄは、保持盤２を支持する支持台１の図
示上面１ｃに対して保持盤２を非接触に保つ。永久磁石
２ｃは磁気吸着力によって保持盤２を支持台１の上面１
ｃに吸引することで、第１および第２の底面静圧軸受パ
ッド２ｂ，２ｄに予圧を与え、その軸受剛性を高める働
きをする。保持盤２はこのように支持台１上に非接触で
支持され、前述の駆動装置の駆動によって案内部材１
ａ，１ｂに沿って移動され、保持盤２に保持された基板
や被加工物あるいは被測定物を所定の位置へ位置決めす
る。
【００２１】本実施例においては、端面静圧軸受パッド
２ａおよび底面静圧軸受パッド２ｄはそれぞれオリフィ
ス絞り型の静圧軸受パッドであり、オリフィス絞り型の
静圧軸受パッドは、図３に示したように、保持盤２の振
動の周波数によってその剛性ｋが大きく変化するおそれ
がない。他方、第１の底面静圧軸受パッド２ｂは多孔質
絞り型の静圧軸受パッドであり、多孔質絞り型の静圧軸
受パッドは振動の周波数の増加によってその剛性ｋは減
少するがある値を越えると減衰性Ｃωが増加する傾向を
有し、保持盤２を含む振動系の固有振動数が、例えば、
図３の周波数ｆ１であれば、位置決めステージに発生し
た振動を短時間でしずめる働きをする。その結果、支持
台１の上面１ｃ上に非接触で支持された保持盤２は、こ
れを移動させる駆動力の反力等の外乱によって大きな振
動を発生するおそれがないうえに、振動が発生しても短
時間で消滅する。従って、位置決めの高速化、高精度化
が容易である。
２ａおよび底面静圧軸受パッド２ｄはそれぞれオリフィ
ス絞り型の静圧軸受パッドであり、オリフィス絞り型の
静圧軸受パッドは、図３に示したように、保持盤２の振
動の周波数によってその剛性ｋが大きく変化するおそれ
がない。他方、第１の底面静圧軸受パッド２ｂは多孔質
絞り型の静圧軸受パッドであり、多孔質絞り型の静圧軸
受パッドは振動の周波数の増加によってその剛性ｋは減
少するがある値を越えると減衰性Ｃωが増加する傾向を
有し、保持盤２を含む振動系の固有振動数が、例えば、
図３の周波数ｆ１であれば、位置決めステージに発生し
た振動を短時間でしずめる働きをする。その結果、支持
台１の上面１ｃ上に非接触で支持された保持盤２は、こ
れを移動させる駆動力の反力等の外乱によって大きな振
動を発生するおそれがないうえに、振動が発生しても短
時間で消滅する。従って、位置決めの高速化、高精度化
が容易である。
【００２２】なお、保持盤２が図示水平方向に振動を発
生しやすい場合は、端面静圧軸受パッド２ａに、第２の
底面静圧軸受パッド２ｄと同様の多孔質絞り型の静圧軸
受パッドを用いるとよい。前述のように、多孔質絞り型
の静圧軸受パッドは、一定の周波数を越えると減衰性が
向上し、速やかに振動を鎮静化する。
生しやすい場合は、端面静圧軸受パッド２ａに、第２の
底面静圧軸受パッド２ｄと同様の多孔質絞り型の静圧軸
受パッドを用いるとよい。前述のように、多孔質絞り型
の静圧軸受パッドは、一定の周波数を越えると減衰性が
向上し、速やかに振動を鎮静化する。
【００２３】また、端面静圧軸受パッド２ａおよび第２
の底面静圧軸受パッド２ｄに、オリフィス絞り型を用い
る替わりに、多孔質絞り型の静圧軸受パッドを所定量だ
け目づまりさせてオリフィス絞り型の静圧軸受パッドと
同様の軸受特性を付与したものを用いることもできる。
の底面静圧軸受パッド２ｄに、オリフィス絞り型を用い
る替わりに、多孔質絞り型の静圧軸受パッドを所定量だ
け目づまりさせてオリフィス絞り型の静圧軸受パッドと
同様の軸受特性を付与したものを用いることもできる。
【００２４】また、第１および第２の底面静圧軸受パッ
ド２ｂ，２ｄに、同じ絞り型で化学的組成や流体の透過
率あるいは軸受間隙や流体の供給圧等の軸受パラメータ
の異なる静圧軸受パッドを組合わせて用いることによっ
て、全体の剛性や減衰性等の静圧軸受特性を向上させる
こともできる。
ド２ｂ，２ｄに、同じ絞り型で化学的組成や流体の透過
率あるいは軸受間隙や流体の供給圧等の軸受パラメータ
の異なる静圧軸受パッドを組合わせて用いることによっ
て、全体の剛性や減衰性等の静圧軸受特性を向上させる
こともできる。
【００２５】
【発明の効果】本発明は上述のとおり構成されているの
で、次に記載するような効果を奏する。
で、次に記載するような効果を奏する。
【００２６】絞り型の異なる静圧軸受パッドや気孔率そ
の他の軸受パラメータの異なる静圧軸受パッドを組合わ
せることで、容易に静圧軸受装置の軸受特性を改良でき
る。その結果、静圧軸受装置を用いる位置決めステージ
等の特性に合わせて個別に静圧軸受パッドを設計、製造
する場合に比べて、所望の静圧軸受特性を有する静圧軸
受装置を安価に製造できる。
の他の軸受パラメータの異なる静圧軸受パッドを組合わ
せることで、容易に静圧軸受装置の軸受特性を改良でき
る。その結果、静圧軸受装置を用いる位置決めステージ
等の特性に合わせて個別に静圧軸受パッドを設計、製造
する場合に比べて、所望の静圧軸受特性を有する静圧軸
受装置を安価に製造できる。
【図１】一実施例を示すもので、（ａ）はその立面図、
（ｂ）は保持盤のみを示す底面図である。
（ｂ）は保持盤のみを示す底面図である。
【図２】多孔質絞り型の静圧軸受パッドの気孔率と厚さ
による軸受特性の違いを説明するもので、（ａ）は剛性
の周波数特性、（ｂ）は減衰性の周波数特性の違いをそ
れぞれ示すグラフである。
による軸受特性の違いを説明するもので、（ａ）は剛性
の周波数特性、（ｂ）は減衰性の周波数特性の違いをそ
れぞれ示すグラフである。
【図３】静圧軸受パッドの絞りの型式による軸受特性の
違いを説明するもので、（ａ）は剛性の周波数特性、
（ｂ）は減衰性の周波数特性の違いをそれぞれ示すグラ
フである。
違いを説明するもので、（ａ）は剛性の周波数特性、
（ｂ）は減衰性の周波数特性の違いをそれぞれ示すグラ
フである。
【図４】静圧軸受パッドの絞りの型式を説明するもの
で、（ａ）は自成絞り型、（ｂ）はオリフィス絞り型、
（ｃ）は多孔質絞り型の静圧軸受パッドをそれぞれ説明
する図である。
で、（ａ）は自成絞り型、（ｂ）はオリフィス絞り型、
（ｃ）は多孔質絞り型の静圧軸受パッドをそれぞれ説明
する図である。
【図５】従来例を示すもので、（ａ）はその立面図、
（ｂ）は保持盤のみを示す底面図である。
（ｂ）は保持盤のみを示す底面図である。
１ 支持台 １ａ，１ｂ 案内部材 ２ 保持盤 ２ａ 端面静圧軸受パッド ２ｂ 第１の底面静圧軸受パッド ２ｃ 永久磁石 ２ｄ 第２の底面静圧軸受パッド
Claims (6)
- 【請求項１】 互に対向する一対の表面を、複数の静圧
軸受手段から噴出される加圧流体によって非接触に支持
する静圧軸受装置であって、前記複数の静圧軸受手段の
うちの少くとも一つが、残りの静圧軸受手段の静圧軸受
特性を補う静圧軸受特性を有することを特徴とする静圧
軸受装置。 - 【請求項２】 互に対向する一対の表面を、両者の間に
噴出される加圧流体によって非接触に支持する静圧軸受
装置であって、互に補いあう静圧軸受特性を有する少く
とも２組の静圧軸受手段を有することを特徴とする静圧
軸受装置。 - 【請求項３】 少くとも２組の静圧軸受手段が、絞り型
の異なる静圧軸受パッドを組合わせたものであることを
特徴とする請求項１または２記載の静圧軸受装置。 - 【請求項４】 少くとも２組の静圧軸受手段が、多孔質
体の気孔率、透過率および化学的組成のうちの少くとも
１つが異なる多孔質絞り型の静圧軸受パッドを組合わせ
たものであることを特徴とする請求項２記載の静圧軸受
装置。 - 【請求項５】 少くとも２組の静圧軸受手段が、軸受間
隙の寸法または加圧流体の供給圧の異なる静圧軸受パッ
ドを組合わせたものであることを特徴とする請求項２記
載の静圧軸受装置。 - 【請求項６】 請求項１ないし５いずれか１項記載の静
圧軸受装置によって、保持盤が非接触で支持または案内
されていることを特徴とする位置決めステージ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5291493A JPH06241230A (ja) | 1993-02-18 | 1993-02-18 | 静圧軸受装置およびこれを用いた位置決めステージ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5291493A JPH06241230A (ja) | 1993-02-18 | 1993-02-18 | 静圧軸受装置およびこれを用いた位置決めステージ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06241230A true JPH06241230A (ja) | 1994-08-30 |
Family
ID=12928107
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5291493A Pending JPH06241230A (ja) | 1993-02-18 | 1993-02-18 | 静圧軸受装置およびこれを用いた位置決めステージ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06241230A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7144160B2 (en) | 2003-10-16 | 2006-12-05 | Canon Kabushiki Kaisha | Hydrodynamic bearing apparatus and stage apparatus using the same |
| JP2009210033A (ja) * | 2008-03-04 | 2009-09-17 | Canon Inc | エアスライダー装置、ステージ、露光装置およびデバイス製造方法 |
| KR101143425B1 (ko) * | 2010-01-20 | 2012-05-22 | 주식회사 알피에스 | 하이브리드형 정압에어베어링 |
-
1993
- 1993-02-18 JP JP5291493A patent/JPH06241230A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7144160B2 (en) | 2003-10-16 | 2006-12-05 | Canon Kabushiki Kaisha | Hydrodynamic bearing apparatus and stage apparatus using the same |
| JP2009210033A (ja) * | 2008-03-04 | 2009-09-17 | Canon Inc | エアスライダー装置、ステージ、露光装置およびデバイス製造方法 |
| KR101143425B1 (ko) * | 2010-01-20 | 2012-05-22 | 주식회사 알피에스 | 하이브리드형 정압에어베어링 |
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