JPH0917847A - Magnetic levitation type stage - Google Patents

Magnetic levitation type stage

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JPH0917847A
JPH0917847A JP16634395A JP16634395A JPH0917847A JP H0917847 A JPH0917847 A JP H0917847A JP 16634395 A JP16634395 A JP 16634395A JP 16634395 A JP16634395 A JP 16634395A JP H0917847 A JPH0917847 A JP H0917847A
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electromagnet
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magnetic levitation
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Abstract

PURPOSE: To obtain a magnetic levitation type stage which enables rapid driving of a moving stage and highly accurate positioning and can be used even in vacuum by adopting a method including providing of a moving stage with movement force and rotary force due to repulsion force and attraction force between a magnet group and an electromagnet group. CONSTITUTION: When three axes of an orthogonal coordinates system are X, Y, Z and each axis-wise rotation angle is expressed by α, β, θ, the title device has a fixed stage 1 and a moving stage 4 which is driven to an arbitrary position inside an XY plane along the fixed stage 1. The moving stage 4 is provided with movement force in Z-direction and rotation force in α-direction and β-direction by repulsion force or attraction force between first magnet groups 5a to 5f provided to one of the stages 1, 4 and a first electromagnet group 2 provided to the other thereof. The moving stage 4 is provided with movement force in X-direction and Y-direction and rotation force in θ-direction in magnetic flux generated between the second magnet groups 5b, 5c, 5e provided to one of the stages 1, 4 and a second electromagnet group 2 provided to the other thereof by a transverse current made to flow in an electric wire.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体露光装置や、光
電子分光装置、X線顕微鏡、電子顕微鏡に代表される試
料解析装置などに用いる位置決めステージに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a positioning stage used in a semiconductor exposure apparatus, a photoelectron spectroscopy apparatus, an X-ray microscope, a sample analysis apparatus typified by an electron microscope, and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体露光装置で露光する際には、ウエ
ハをX、Y、Z、α(ピッチング)、β(ローリン
グ)、θ(ヨーイング)の6自由度で精密に位置決めす
る必要がある。また、光電子分光装置、X線顕微鏡、電
子顕微鏡は解析試料を同様に6自由度で位置決めする必
要がある。従来、この分野では、1軸駆動、2軸駆動ま
たは3軸駆動のステージを必要に応じて組合せて段重ね
にし、6軸のステージとして使用している。このステー
ジはボールねじ、遊星ねじ、リニアねじ、てこなどのリ
ンク機構と、歯車などの駆動・減速機構と、クロスロー
ラガイド、V−フラット溝滑りガイドなどの摩擦軸受け
を適宜組合せて所望の位置決め精度を達成するようにし
ている。
2. Description of the Related Art When a semiconductor exposure apparatus is used for exposure, it is necessary to precisely position a wafer in six degrees of freedom of X, Y, Z, α (pitching), β (rolling) and θ (yawing). Further, the photoelectron spectroscopic device, the X-ray microscope, and the electron microscope must similarly position the analysis sample with 6 degrees of freedom. Conventionally, in this field, one-axis drive, two-axis drive, or three-axis drive stages are combined and stacked as needed to be used as a six-axis stage. This stage is equipped with link mechanism such as ball screw, planetary screw, linear screw and lever, drive / deceleration mechanism such as gear, friction roller bearing such as cross roller guide and V-flat groove slide guide, and desired positioning accuracy. To achieve.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ステージはステージ全体の体積が大きくなり軽量化が困
難である。したがって移動ステージの慣性力が大きくな
り駆動の高速化が妨げられるとともに位置決め精度を高
めることも難しい。また、固定ステージと移動ステージ
の間に機械的接触面を有するため、移動機構からの発塵
によりステージの置かれた雰囲気のクリーン度を低下さ
せる。さらに、接触面に潤滑剤を使用するため、高真空
中の使用時には真空度を低下させるという問題点があ
る。
However, in the conventional stage, the volume of the entire stage is large and it is difficult to reduce the weight. Therefore, the inertial force of the moving stage becomes large, which hinders high-speed driving and it is difficult to improve the positioning accuracy. In addition, since the fixed stage and the moving stage have a mechanical contact surface, the cleanliness of the atmosphere in which the stage is placed is reduced by the dust generated by the moving mechanism. Further, since a lubricant is used for the contact surface, there is a problem that the degree of vacuum is lowered when used in a high vacuum.

【0004】ステージの非接触駆動を実現させるために
エアーベアリングにより移動ステージを浮上させリニア
モータにより駆動することもできるが、エアーベアリン
グのエアーが塵を舞上げるのでクリーン度を低下させ、
例えば半導体工程での歩留りを悪化させる。また、エア
ーを利用するため真空中での使用は原理的に不可能であ
る。
In order to realize the non-contact drive of the stage, the moving stage can be levitated by the air bearing and driven by the linear motor, but the air of the air bearing causes dust to fly, thus lowering the cleanliness.
For example, the yield in the semiconductor process is deteriorated. In addition, since air is used, it cannot be used in a vacuum in principle.

【0005】本発明の目的は、移動ステージを軽量化し
て移動ステージの高速駆動および高精度な位置決めを可
能とするとともに、クリーン度を低下させず、真空中で
も使用可能な磁気浮上型ステージを提供することにあ
る。
An object of the present invention is to provide a magnetic levitation type stage which can be used even in a vacuum without reducing the cleanliness while enabling the moving stage to be lightened to drive the moving stage at high speed and to perform highly accurate positioning. Especially.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、直交座標系の3軸をX、Y、Zとし、各軸回りの回
転角をα、β、θで表すとき、固定ステージ1と、固定
ステージ1に沿ってXY平面内の任意の位置に駆動され
る移動ステージ4とを有する磁気浮上型ステージに適用
される。そして、移動ステージ4および固定ステージ1
のいずれか一方のステージに設けた第1の磁石群5a、
5b、5c、5d、5e、5fと他方のステージに設け
た第1の電磁石群2a、2b、2c、2d、2e、2f
との間の反発力あるいは吸引力により移動ステージ4に
Z方向の移動力、およびα方向、β方向の回転力を付与
し、一方のステージに設けた第2の磁石群5b、5c、
5eと他方のステージに設けた第2の電磁石群2b、2
c、2eとの間に作られた磁束中で他方のステージに設
けた電線に流す横断電流I5、I6により移動ステージ
4にX方向、Y方向の移動力およびθ方向の回転力を付
与することにより上述の目的が達成される。請求項2に
記載の発明は、請求項1に記載の磁気浮上型ステージに
おいて、第2の電磁石群2b、2c、2eの各電磁石は
Z方向の軸を中心に巻き回された第1のコイル23b、
23c、23eと、XまたはY方向の軸を中心に巻き回
された第2のコイル22b、22c、22eとを備え、
第2のコイル22b、22c、22eには横断電流I
5、I6を流すようにしたものである。請求項3に記載
の発明は、請求項1に記載の磁気浮上型ステージにおい
て、第2の電磁石群2の各電磁石はZ方向の軸を中心に
巻き回された第1のコイル123と、XまたはY方向の
軸を中心に巻き回された第2のコイル124と、Z方向
および第2のコイル124の軸方向の双方と直交する軸
を中心に巻き回された第3のコイル125とを備え、第
2のコイル124および/または第3のコイル125に
は横断電流I5、I6、I7を流すようにしたものであ
る。請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のいずれか
1項に記載の磁気浮上型ステージにおいて、移動ステー
ジ4は固定ステージ1の上で駆動され、第1の磁石群に
は吸引力のみを生じさせる磁石5e´を含むものであ
る。請求項5に記載の発明は、請求項1〜4のいずれか
1項に記載の磁気浮上型ステージにおいて、移動ステー
ジ4または固定ステージ1に取付けられ移動ステージ4
のZ方向の移動量およびα方向、β方向の回転量に応じ
た計測値を出力する第1の計測手段6と、第1の計測手
段6からの計測値を受けて第1の電磁石群2a、2b、
2c、2d、2e、2fに流す電流を制御する第1の制
御手段30とを備えるものである。請求項6に記載の発
明は、請求項1〜5のいずれか1項に記載の磁気浮上型
ステージにおいて、移動ステージ4のX方向、Y方向の
移動量およびθ方向の回転量に応じた計測値を出力する
第2の計測手段7と、第2の計測手段7からの計測値を
受けて横断電流I5、I6および/または第2の電磁石
群2b、2c、2eの電流を制御する第2の制御手段3
0とを備えるものである。請求項7に記載の発明は、請
求項1〜5のいずれか1項に記載の磁気浮上型ステージ
において、移動ステージ4のX方向、Y方向の移動量お
よびθ方向の回転量に応じた計測値を出力する第2の計
測手段3、7と、第2の計測手段3、7からの計測値を
受けて固定ステージ1または移動ステージ4に取付けら
れた電磁石のうち第1の電磁石群2a、2b、2c、2
d、2e、2fとして用いる電磁石を選択するとともに
選択された各電磁石の電流の方向を設定する第2の制御
手段30を備えるものである。請求項8に記載の発明
は、請求項7に記載の磁気浮上型ステージにおいて、第
2の計測手段3、7を固定ステージ1または移動ステー
ジ4に取付けられたホール素子3としたものである。請
求項9に記載の発明は、請求項1〜5のいずれか1項に
記載の磁気浮上型ステージにおいて、移動ステージ4の
X方向、Y方向の移動量およびθ方向の回転量に応じた
計測値を出力する第2の計測手段3、7と、第2の計測
手段3、7からの計測値を受けて固定ステージ1または
移動ステージ4に取付けられた電磁石のうち第2の電磁
石群2b、2c、2eとして用いる電磁石を選択すると
ともに各電磁石の電流の方向を設定する第2の制御手段
30とを備えるものである。請求項10に記載の発明
は、請求項9に記載の磁気浮上型ステージにおいて、第
2の計測手段3、7を固定ステージ1または移動ステー
ジ4に取付けられたホール素子3としたものである。請
求項11に記載の発明は、請求項1〜10のいずれか1
項に記載の磁気浮上型ステージにおいて、第1の磁石群
5a、5b、5c、5d、5e、5f、第2の磁石群5
b、5c、5e、第1の電磁石群2a、2b、2c、2
d、2e、2f、または第2の電磁石群2b、2c、2
eを超伝導材料を用いたものとしたものである。請求項
12に記載の発明は、請求項1〜11のいずれか1項に
記載の磁気浮上型ステージにおいて、一方のステージを
移動ステージ4とし、他方のステージを固定ステージ1
としたものである。
According to a first aspect of the present invention, when the three axes of the Cartesian coordinate system are X, Y and Z and the rotation angles around the respective axes are represented by α, β and θ, a fixed stage is provided. 1 and a movable stage 4 driven along the fixed stage 1 to an arbitrary position in the XY plane. Then, the moving stage 4 and the fixed stage 1
A first magnet group 5a provided on one of the stages,
5b, 5c, 5d, 5e, 5f and the first electromagnet groups 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f provided on the other stage.
The moving force in the Z direction and the rotating force in the α direction and the β direction are applied to the moving stage 4 by the repulsive force or the attractive force between the second magnet group 5b and the second magnet group 5b provided on one stage.
5e and the second electromagnet groups 2b, 2 provided on the other stage
Applying a moving force in the X direction, the Y direction and a rotating force in the θ direction to the moving stage 4 by the transverse currents I5 and I6 flowing in the electric wire provided on the other stage in the magnetic flux created between the c and 2e. The above-mentioned object is achieved by. The invention according to claim 2 is the magnetic levitation type stage according to claim 1, wherein each electromagnet of the second electromagnet groups 2b, 2c, and 2e is a first coil wound around an axis in the Z direction. 23b,
23c and 23e, and second coils 22b, 22c and 22e wound around an axis in the X or Y direction,
A transverse current I is applied to the second coils 22b, 22c and 22e.
5 and I6 are made to flow. According to a third aspect of the present invention, in the magnetic levitation type stage according to the first aspect, each electromagnet of the second electromagnet group 2 has a first coil 123 wound around an axis in the Z direction and an X-axis. Alternatively, a second coil 124 wound around an axis in the Y direction and a third coil 125 wound around an axis orthogonal to both the Z direction and the axial direction of the second coil 124 are provided. The second coil 124 and / or the third coil 125 are provided with cross currents I5, I6, and I7. The invention according to claim 4 is the magnetic levitation type stage according to any one of claims 1 to 3, wherein the movable stage 4 is driven on the fixed stage 1, and the first magnet group has an attractive force. It includes a magnet 5e 'that produces only a magnetic field. The invention according to claim 5 is the magnetic levitation type stage according to any one of claims 1 to 4, wherein the movable stage 4 is attached to the movable stage 4 or the fixed stage 1.
Of the first electromagnet group 2a that receives a measurement value from the first measurement means 6 that outputs a measurement value according to the amount of movement in the Z direction and the amount of rotation in the α direction and the β direction. 2b,
2c, 2d, 2e, 2f is provided with the first control means 30 for controlling the current. The invention according to claim 6 is the magnetic levitation stage according to any one of claims 1 to 5, in which measurement is performed according to the amount of movement of the moving stage 4 in the X and Y directions and the amount of rotation in the θ direction. A second measuring means 7 for outputting a value, and a second measuring means 7 for receiving a measured value from the second measuring means 7 and controlling a crossing current I5, I6 and / or a current of the second electromagnet group 2b, 2c, 2e. Control means 3
0 and. The invention according to claim 7 is the magnetic levitation stage according to any one of claims 1 to 5, in which measurement is performed according to the amount of movement of the moving stage 4 in the X and Y directions and the amount of rotation in the θ direction. Second measuring means 3 and 7 for outputting a value, and a first electromagnet group 2a of the electromagnets attached to the fixed stage 1 or the moving stage 4 upon receiving the measured values from the second measuring means 3 and 7. 2b, 2c, 2
The second control means 30 is provided for selecting the electromagnets to be used as d, 2e, and 2f and setting the direction of the current of each selected electromagnet. According to an eighth aspect of the invention, in the magnetic levitation type stage according to the seventh aspect, the second measuring means 3 and 7 are the hall elements 3 attached to the fixed stage 1 or the moving stage 4. According to a ninth aspect of the present invention, in the magnetic levitation stage according to any one of the first to fifth aspects, measurement is performed according to the movement amount of the moving stage 4 in the X and Y directions and the rotation amount in the θ direction. Second measuring means 3 and 7 for outputting a value, and a second electromagnet group 2b of the electromagnets attached to the fixed stage 1 or the moving stage 4 in response to the measured values from the second measuring means 3 and 7. The second control means 30 is provided for selecting the electromagnets used as 2c and 2e and for setting the direction of the current of each electromagnet. According to a tenth aspect of the present invention, in the magnetic levitation stage according to the ninth aspect, the second measuring means 3 and 7 are the hall elements 3 attached to the fixed stage 1 or the moving stage 4. The invention described in claim 11 is any one of claims 1 to 10.
In the magnetic levitation stage described in the item 1, the first magnet group 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f and the second magnet group 5 are included.
b, 5c, 5e, the first electromagnet groups 2a, 2b, 2c, 2
d, 2e, 2f or the second electromagnet group 2b, 2c, 2
e is made of a superconducting material. According to a twelfth aspect of the present invention, in the magnetic levitation type stage according to any one of the first to eleventh aspects, one stage is a moving stage 4 and the other stage is a fixed stage 1.
It is what it was.

【0007】[0007]

【作用】請求項1に記載の発明では、移動ステージ4お
よび固定ステージ1のいずれか一方のステージに設けた
第1の磁石群5a、5b、5c、5d、5e、5fと他
のステージに設けた第1の電磁石群2a、2b、2c、
2d、2e、2fとの間の反発力あるいは吸引力により
移動ステージ4にZ方向の移動力、およびα方向、β方
向の回転力を付与する。また、一方のステージに設けた
第2の磁石群5b、5c、5eと他方のステージに設け
た第2の電磁石群2b、2c、2eとの間に作られた磁
束中で他方のステージに設けた電線22b、22c、2
2eに横断電流I5、I6を流すと移動ステージ4にX
方向、Y方向の移動力およびθ方向の回転力が与えられ
る。請求項2に記載の発明では、Z方向の軸を中心に巻
き回された第1のコイル23b、23c、23eと、第
1のコイル23b、23c、23eと直交する軸を中心
に巻き回された第2のコイル22b、22c、22eと
に横断電流I5、I6を流すと移動ステージ4にX方
向、Y方向の移動力およびθ方向の回転力が与えられ
る。請求項3に記載の発明では、第2のコイル124c
および第3のコイル125b、125cに横断電流I
5、I6、I7を流すと移動ステージ4にX方向、Y方
向の移動力およびθ方向の回転力が与えられる。請求項
4に記載の発明では、磁石5e´は吸引力のみを生じさ
せる。請求項5に記載の発明では、移動ステージ4のZ
方向の移動量およびα方向、β方向の回転量に応じた計
測値を出力する第1の計測手段6からの計測値を受け
て、第1の制御手段30が第1の電磁石群2a、2b、
2c、2d、2e、2fに流す電流を制御する。請求項
6に記載の発明では、移動ステージ4のX方向、Y方向
の移動量およびθ方向の回転量に応じた計測値を出力す
る第2の計測手段7からの計測値を受けて、第2の制御
手段30が横断電流I5、I6または第2の電磁石群2
b、2c、2eの電流I3、I4を制御する。請求項7
に記載の発明では、第2の計測手段3、7からの計測値
を受けて、第2の制御手段30が固定ステージ1または
移動ステージ4に取付けられた電磁石のうち第1の電磁
石群2a、2b、2c、2d、2e、2fとして用いる
電磁石を選択するとともに選択された各電磁石の電流の
方向を設定する。請求項9に記載の発明では、第2の計
測手段3、7からの計測値を受けて、第2の制御手段3
0が固定ステージ1または移動ステージ4に取付けられ
た電磁石のうち第2の電磁石群2b、2c、2eとして
用いる電磁石を選択するとともに各電磁石の電流の方向
を設定する。
According to the first aspect of the invention, the first magnet groups 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f provided on one of the moving stage 4 and the fixed stage 1 and the other stages are provided on the other stage. The first electromagnet group 2a, 2b, 2c,
A repulsive force or a suction force between 2d, 2e, and 2f applies a moving force in the Z direction and a rotating force in the α direction and the β direction to the moving stage 4. In addition, in the magnetic flux created between the second magnet group 5b, 5c, 5e provided on one stage and the second electromagnet group 2b, 2c, 2e provided on the other stage, the magnetic field is provided on the other stage. Wires 22b, 22c, 2
When the transverse currents I5 and I6 are applied to 2e, X is applied to the moving stage 4.
Direction, a moving force in the Y direction and a rotating force in the θ direction are given. In the invention described in claim 2, the first coils 23b, 23c, 23e wound around the Z-direction axis and the axes orthogonal to the first coils 23b, 23c, 23e are wound around the first coils 23b, 23c, 23e. When the transverse currents I5 and I6 are passed through the second coils 22b, 22c, and 22e, the moving force in the X and Y directions and the turning force in the θ direction are applied to the moving stage 4. In the invention according to claim 3, the second coil 124c
And the transverse current I in the third coils 125b and 125c.
When 5, I6 and I7 are passed, the moving force in the X and Y directions and the turning force in the θ direction are applied to the moving stage 4. In the invention according to claim 4, the magnet 5e 'generates only an attractive force. In the invention according to claim 5, the Z of the moving stage 4 is
The first control means 30 receives the measurement value from the first measurement means 6 which outputs the measurement value according to the movement amount in the direction and the rotation amount in the α direction and the β direction, and the first control means 30 causes the first electromagnet groups 2a and 2b. ,
The currents applied to 2c, 2d, 2e, and 2f are controlled. According to the sixth aspect of the invention, the measurement value is output from the second measurement unit 7 that outputs the measurement value according to the movement amount of the moving stage 4 in the X and Y directions and the rotation amount of the θ direction, and The second control means 30 controls the cross current I5, I6 or the second electromagnet group 2
The currents I3 and I4 of b, 2c and 2e are controlled. Claim 7
In the invention described in (1), the second control means 30 receives the measurement values from the second measurement means 3 and 7, and the second control means 30 includes the first electromagnet group 2a of the electromagnets attached to the fixed stage 1 or the movable stage 4. The electromagnets used as 2b, 2c, 2d, 2e, and 2f are selected, and the current direction of each selected electromagnet is set. In the invention according to claim 9, the second control means 3 receives the measurement values from the second measurement means 3 and 7.
0 selects an electromagnet used as the second electromagnet group 2b, 2c, 2e from the electromagnets attached to the fixed stage 1 or the moving stage 4, and sets the direction of the current of each electromagnet.

【0008】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段と作用の項では、本発明を分かり易
くするために実施例の図を用いたが、これにより本発明
が実施例に限定されるものではない。
[0008] In the means and means for solving the above-mentioned problems which explain the constitution of the present invention, the drawings of the embodiments are used to make the present invention easy to understand. It is not limited to.

【0009】[0009]

【実施例】【Example】

−第1の実施例− 図1〜図6は本発明の実施例による磁気浮上型ステージ
の第1の実施例を示す。なお、図1に示すように本実施
例では直交座標系の3軸をそれぞれX、Y、Zで表し、
各軸回りの回転角をα、β、θで表す。また、αをピッ
チング、βをローリング、θをヨーイングと呼ぶ。図1
に示すように、矩形の固定ステージ1には複数の電磁石
2が配列されている。図2に示すように、この電磁石2
の直方体形状のコア21には、Z方向の軸を中心にコイ
ル23が巻付けられ、コイル23の軸と直交する軸、図
2ではY方向の軸を中心にコイル22が巻付けられてい
る。図1において各電磁石2を示す正方形の領域中に引
かれた平行線は、各電磁石2のコイル22の向きを模式
的に表したものである。このように、電磁石2はコイル
22の軸がX方向に向いたものとY方向に向いたものと
が交互にマトリクス状に配置されている。図3に示すよ
うに、隣り合った電磁石2の間にはコイル22の上面よ
りも上部に突出してホール素子3が取付けられている。
-First Embodiment- FIGS. 1 to 6 show a first embodiment of a magnetic levitation stage according to the present invention. In this embodiment, as shown in FIG. 1, the three axes of the Cartesian coordinate system are represented by X, Y, and Z, respectively.
The rotation angle around each axis is represented by α, β, and θ. Further, α is called pitching, β is rolling, and θ is yawing. FIG.
As shown in, a plurality of electromagnets 2 are arranged on the rectangular fixed stage 1. As shown in FIG. 2, this electromagnet 2
A coil 23 is wound around an axis in the Z direction, and the coil 22 is wound around an axis orthogonal to the axis of the coil 23, that is, an axis in the Y direction in FIG. . In FIG. 1, the parallel lines drawn in the square region showing each electromagnet 2 schematically represent the orientation of the coil 22 of each electromagnet 2. In this manner, the electromagnets 2 are arranged in a matrix in which the axes of the coils 22 are oriented in the X direction and those oriented in the Y direction. As shown in FIG. 3, the Hall element 3 is attached between the adjacent electromagnets 2 so as to project above the upper surface of the coil 22.

【0010】図1および図3に示すように、固定ステー
ジ1の上方にはわずかな間隙を介して固定ステージ1よ
りも小さい矩形の移動ステージ4が浮上している。図1
および図4に示すように、移動ステージ4の下面には永
久磁石5a、5b、5c、5d、5e、5fが設けられ
ている。このうち永久磁石5a、5d、5fは図1にお
いてN極を下向きに、永久磁石5b、5c、5eはS極
を下向きにしてそれぞれ取付けられている。また、移動
ステージ4の下面には移動ステージ4と固定ステージ1
との間隙を計測する3つのギャップセンサ6が取付けら
れている。3つのギャップセンサにより移動ステージ4
のZ方向の移動量、およびピッチングα方向、ローリン
グβ方向の回転量を計測する。
As shown in FIG. 1 and FIG. 3, a rectangular moving stage 4 smaller than the fixed stage 1 floats above the fixed stage 1 with a slight gap. FIG.
Also, as shown in FIG. 4, permanent magnets 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, and 5f are provided on the lower surface of the moving stage 4. Of these, the permanent magnets 5a, 5d, and 5f are attached with the N pole facing downward and the permanent magnets 5b, 5c, and 5e with the S pole facing downward in FIG. The moving stage 4 and the fixed stage 1 are provided on the lower surface of the moving stage 4.
Three gap sensors 6 for measuring the gap between and are attached. Moving stage 4 with three gap sensors
The amount of movement in the Z direction and the amounts of rotation in the pitching α direction and the rolling β direction are measured.

【0011】図1に示すように、固定ステージ1の周囲
には3台のレーザ干渉計7が設けられている。レーザ干
渉計7から発射されたレーザ光7aは移動ステージ4の
側面4Aおよび4Bの反射ミラーで反射されて再びレー
ザ干渉計7に戻る。3台のレーザ干渉計7により移動ス
テージ4のX方向の移動量およびヨーイングθ方向の回
転量を計測する。
As shown in FIG. 1, three laser interferometers 7 are provided around the fixed stage 1. The laser light 7 a emitted from the laser interferometer 7 is reflected by the reflection mirrors on the side surfaces 4 A and 4 B of the moving stage 4 and returns to the laser interferometer 7 again. The three laser interferometers 7 measure the movement amount of the moving stage 4 in the X direction and the rotation amount of the yawing θ direction.

【0012】次に、以上のように構成された第1の実施
例の磁気浮上型ステージの駆動原理を図3を用いて説明
する。電磁石2dはコア21dとコイル22dとコイル
23dとから、電磁石2cはコア21cとコイル22c
とコイル23cとから、電磁石2eはコア21eとコイ
ル22eとコイル23eとから、電磁石2fはコア21
fとコイル22fとコイル23fとから、それぞれ構成
されている。また、永久磁石5dは電磁石2dと、永久
磁石5cは電磁石2cと、永久磁石5eは電磁石2e
と、永久磁石5fは電磁石2fとそれぞれ対向してい
る。
Next, the driving principle of the magnetic levitation type stage of the first embodiment constructed as described above will be explained with reference to FIG. The electromagnet 2d includes a core 21d, a coil 22d, and a coil 23d, and the electromagnet 2c includes a core 21c and a coil 22c.
And the coil 23c, the electromagnet 2e includes the core 21e, the coil 22e and the coil 23e, and the electromagnet 2f includes the core 21e.
f, the coil 22f, and the coil 23f, respectively. Further, the permanent magnet 5d is the electromagnet 2d, the permanent magnet 5c is the electromagnet 2c, and the permanent magnet 5e is the electromagnet 2e.
And the permanent magnet 5f faces the electromagnet 2f.

【0013】図3において、電磁石2dのコイル23d
には下方向から見て時計回り方向の電流I1が流れてい
る。したがって、電磁石2d(コア21d)は上側がN
極となるので、対向する永久磁石5d(下側がN極)と
の間で反発力を生ずる。電磁石2fのコイル23fにも
下方向から見て時計回り方向の電流I2が流れており、
電磁石2fおよびこれと対向する永久磁石5fの間にも
同様に反発力が生ずる。
In FIG. 3, the coil 23d of the electromagnet 2d
A current I1 flowing in a clockwise direction when viewed from below. Therefore, the upper side of the electromagnet 2d (core 21d) is N
Since it is a pole, a repulsive force is generated between the permanent magnets 5d (the lower side is the N pole) facing each other. A current I2 in the clockwise direction when viewed from below also flows through the coil 23f of the electromagnet 2f,
A repulsive force is similarly generated between the electromagnet 2f and the permanent magnet 5f facing it.

【0014】図3において、電磁石2cのコイル23c
には下方向から見て時計回り方向の電流I3が流れてい
る。したがって、電磁石2cは上側がN極となるので、
対向する永久磁石5c(下側がS極)との間で吸引力を
生ずる。電磁石2eのコイル23eにも下方向から見て
時計回り方向の電流I4が流れており、電磁石2eおよ
びこれと対向する永久磁石5eとの間にも同様に吸引力
が生ずる。
In FIG. 3, the coil 23c of the electromagnet 2c
A current I3 flowing in a clockwise direction as viewed from below. Therefore, since the upper side of the electromagnet 2c has the N pole,
An attractive force is generated between the opposing permanent magnets 5c (the lower side is the S pole). A current I4 in the clockwise direction when viewed from below flows in the coil 23e of the electromagnet 2e, and an attractive force is similarly generated between the electromagnet 2e and the permanent magnet 5e facing the electromagnet 2e.

【0015】このように互いに対向する電磁石2d、2
c、2eおよび2fと永久磁石5d、5c、5eおよび
5fとの間には磁気的な反発力または吸引力が生ずるの
で、これらの電磁石2d、2c、2eおよび2fのコイ
ル23d、23c、23eおよび23fに流す電流の方
向および強さを制御することにより、移動ステージ4の
Z方向の移動、α方向の回転、β方向の回転を制御する
ことができる。
Electromagnets 2d, 2 facing each other in this way
Since a magnetic repulsive force or attractive force is generated between c, 2e and 2f and the permanent magnets 5d, 5c, 5e and 5f, coils 23d, 23c, 23e of these electromagnets 2d, 2c, 2e and 2f and By controlling the direction and strength of the current flowing through 23f, the movement of the moving stage 4 in the Z direction, the rotation in the α direction, and the rotation in the β direction can be controlled.

【0016】上述のように、電磁石2cのコイル23c
には電流I3が流れ電磁石2cと永久磁石5cとの間に
は吸引力が生じている。この状態で、さらにコイル22
cにはY方向から見て反時計回り方向の電流I5が流れ
ている。したがって、コイル22cのうちコア21cよ
りも上側にある部分では紙面の手前側から奥側に向って
電流I5が流れており、この部分では永久磁石5cから
右方向の力(ローレンツ力)を受ける。すなわち、移動
ステージ4(永久磁石5c)はこの力と逆向き(左向
き)で同じ大きさの力Fcを固定ステージ1(電磁石2
c)から受けることになる。移動ステージ4が受ける力
Fc1の向きと大きさはコイル22cに流す電流I5の
向きと大きさにより制御することができる。また、コイ
ル23cに流す電流I3を増減させることにより、電磁
石2cと永久磁石5cとの間の吸引力を変化させて(磁
束密度を変化させて)Fc1を制御することもできる。
As described above, the coil 23c of the electromagnet 2c
A current I3 flows through the magnet and an attractive force is generated between the electromagnet 2c and the permanent magnet 5c. In this state, the coil 22
A current I5 in the counterclockwise direction when viewed from the Y direction flows through c. Therefore, in the portion of the coil 22c above the core 21c, the current I5 flows from the front side to the back side of the paper surface, and in this portion, the force (Lorentz force) in the right direction is received from the permanent magnet 5c. That is, the movable stage 4 (permanent magnet 5c) applies a force Fc of the same magnitude in the opposite direction (to the left) to this fixed force (electromagnet 2).
You will receive from c). The direction and magnitude of the force Fc1 received by the moving stage 4 can be controlled by the direction and magnitude of the current I5 flowing through the coil 22c. Further, by increasing or decreasing the current I3 flowing through the coil 23c, it is possible to control Fc1 by changing the attractive force between the electromagnet 2c and the permanent magnet 5c (by changing the magnetic flux density).

【0017】一方、上述のように電磁石2eのコイル2
3eには電流I4が流れ電磁石2eと永久磁石5eとの
間には吸引力が生じている。この状態で、さらにコイル
22eに反時計回り方向の電流I6を流すと、上述と同
様の原理により移動ステージ4には紙面の奥に向かう方
向の力Fe1が加わる。移動ステージ4が受ける力Fe
1はコイル22eに流す電流I6およびコイル23eに
流す電流I4により同様に制御することができる。
On the other hand, as described above, the coil 2 of the electromagnet 2e
A current I4 flows through 3e, and an attractive force is generated between the electromagnet 2e and the permanent magnet 5e. In this state, when a counterclockwise current I6 is further applied to the coil 22e, a force Fe1 is applied to the moving stage 4 in the direction toward the back of the drawing by the same principle as described above. Force Fe received by the moving stage 4
1 can be similarly controlled by the current I6 flowing through the coil 22e and the current I4 flowing through the coil 23e.

【0018】図5は永久磁石5a、5b、5c、5d、
5e、5fが固定ステージ1から受ける力を示す。永久
磁石5aは電磁石2a(図示せず)と、永久磁石5bは
電磁石2b(図示せず)と、永久磁石5cは電磁石2c
と、永久磁石5dは電磁石2dと、永久磁石5eは電磁
石2eと、永久磁石5fは電磁石2fと、それぞれ対向
している。磁石5a、5d、5fはそれぞれZ方向の力
(反発力)Fa、Fd、Ffを受け、永久磁石5b、5
c、5eはそれぞれZ方向の力(吸引力)Fb2、Fc
2、Fe2を受ける。これらの力は電磁石2a、2b、
2c、2d、2e、2fのコイル23a、23b、23
c、23d、23e、23fに流す電流により制御され
る。また、永久磁石5b、5c、5eはそれぞれX方向
の力Fb1、Y方向の力Fc1およびX方向の力Fe1
を受ける。これらの力Fb1、Fc1、Fe1はコイル
22b、22c、22e、23b、23c、23eに流
す電流により制御される。
FIG. 5 shows permanent magnets 5a, 5b, 5c, 5d,
The forces 5e and 5f receive from the fixed stage 1. The permanent magnet 5a is an electromagnet 2a (not shown), the permanent magnet 5b is an electromagnet 2b (not shown), and the permanent magnet 5c is an electromagnet 2c.
The permanent magnet 5d faces the electromagnet 2d, the permanent magnet 5e faces the electromagnet 2e, and the permanent magnet 5f faces the electromagnet 2f. The magnets 5a, 5d, and 5f receive the forces (repulsive forces) Fa, Fd, and Ff in the Z direction, and the permanent magnets 5b and 5f.
c and 5e are Z-direction forces (suction forces) Fb2 and Fc, respectively.
2, receive Fe2. These forces are generated by the electromagnets 2a, 2b,
2c, 2d, 2e, 2f coils 23a, 23b, 23
It is controlled by the currents flowing through c, 23d, 23e and 23f. Further, the permanent magnets 5b, 5c, and 5e have a force Fb1 in the X direction, a force Fc1 in the Y direction, and a force Fe1 in the X direction, respectively.
Receive. These forces Fb1, Fc1 and Fe1 are controlled by the currents flowing through the coils 22b, 22c, 22e, 23b, 23c and 23e.

【0019】図5の状態から移動ステージ4が電磁石2
のピッチの分だけX方向またはY方向に移動すると、永
久磁石5b、5c、5eが対向する電磁石2のコイル2
2の方向はそれぞれ90度変化する。したがって、永久
磁石5b、5c、5eが受ける力Fb、Fc、Feの方
向も90度変化することになる。
From the state shown in FIG. 5, the moving stage 4 is moved to the electromagnet 2.
Of the electromagnet 2 facing the permanent magnets 5b, 5c, and 5e when moved in the X direction or the Y direction by the pitch of
Each of the two directions changes by 90 degrees. Therefore, the directions of the forces Fb, Fc, Fe received by the permanent magnets 5b, 5c, 5e also change by 90 degrees.

【0020】図6に示すように、制御装置30はホール
素子3、ギャップセンサ6、レーザ干渉計7からの情報
を受けて、電磁石2の各コイルに電流を供給する電流供
給装置40を制御する。ここで、ホール素子3は移動ス
テージ4の永久磁石5の磁場を検出して永久磁石5a、
b、c、d、e、fの位置や磁極を計測し、この情報を
受けた制御装置30が電流を流すコイルおよびその電流
の方向を決定する。移動ステージ4が電磁石2のピッチ
を越えて移動した場合でも、常に永久磁石が対向してい
る電磁石に適切な電流が供給され、移動ステージ4は適
切に制御される。また、3つのギャップセンサ6は移動
ステージ4と固定ステージ1の間のギャップを計測し、
この情報を受けた制御装置30が電流の強さを制御す
る。これにより移動ステージ4のZ方向の移動量および
α方向、β方向の回転量が制御される。さらに、3台の
レーザ干渉計7は移動ステージ4のX方向、Y方向の移
動量およびθ方向の回転量を計測し、この情報を受けた
制御装置30が電流を流すコイルを決定するとともに、
その電流の方向および強さを制御する。これにより移動
ステージ4のX方向、Y方向の移動量およびθ方向の回
転量が制御される。制御装置30で行われる制御の方式
としては、PD制御(比例微分制御)、PI制御(比例
積分制御)、PID制御(比例積分微分制御)、ファジ
ー制御、ロバスト制御などが適用できる。
As shown in FIG. 6, the control device 30 receives information from the Hall element 3, the gap sensor 6, and the laser interferometer 7 and controls the current supply device 40 which supplies a current to each coil of the electromagnet 2. . Here, the Hall element 3 detects the magnetic field of the permanent magnet 5 of the moving stage 4 to detect the permanent magnet 5a,
The positions and magnetic poles of b, c, d, e, and f are measured, and the control device 30 receiving this information determines the coil through which the current flows and the direction of the current. Even when the moving stage 4 moves beyond the pitch of the electromagnet 2, an appropriate current is always supplied to the electromagnets facing the permanent magnets, and the moving stage 4 is appropriately controlled. The three gap sensors 6 measure the gap between the moving stage 4 and the fixed stage 1,
The control device 30 which has received this information controls the intensity of the current. As a result, the amount of movement of the moving stage 4 in the Z direction and the amounts of rotation in the α and β directions are controlled. Furthermore, the three laser interferometers 7 measure the X-direction and Y-direction movement amounts and the θ-direction rotation amount of the moving stage 4, and the control device 30 receiving this information determines the coil through which the current flows, and
Controls the direction and strength of the current. As a result, the amount of movement of the moving stage 4 in the X and Y directions and the amount of rotation of the θ direction are controlled. As a control method performed by the controller 30, PD control (proportional differential control), PI control (proportional integral control), PID control (proportional integral differential control), fuzzy control, robust control, or the like can be applied.

【0021】以上ではギャップセンサ6を3個用いるこ
とによりZ方向の移動量およびα方向、β方向の回転量
を計測するようにしたが、精度を高めるために4個以上
のギャップセンサを用いてもよい。ギャップセンサ6の
種類として、静電容量センサ、渦電流センサ、レーザ干
渉計などがあり、これらを単独でまたは2種以上を組合
せて使用してもよい。第1の実施例ではギャップセンサ
6を移動ステージ4に取付けたが固定ステージ1に取付
けてもよい。固定ステージ1と移動ステージ4のギャッ
プをより精密に測定するために、固定ステージ1の上面
または移動ステージ4の下面(ギャップセンサと対向す
る面)に平面性が良好で透磁性の高い板を設けてもよ
い。
Although the amount of movement in the Z direction and the amount of rotation in the α direction and β direction are measured by using three gap sensors 6 in the above, four or more gap sensors are used to improve accuracy. Good. As the types of the gap sensor 6, there are a capacitance sensor, an eddy current sensor, a laser interferometer, and the like, and these may be used alone or in combination of two or more kinds. Although the gap sensor 6 is attached to the movable stage 4 in the first embodiment, it may be attached to the fixed stage 1. In order to measure the gap between the fixed stage 1 and the moving stage 4 more precisely, a plate having good flatness and high magnetic permeability is provided on the upper surface of the fixed stage 1 or the lower surface of the moving stage 4 (the surface facing the gap sensor). May be.

【0022】第1の実施例ではレーザ干渉計7を使用し
て移動ステージ4のX方向、Y方向の移動量およびθ方
向の回転量を計測しているが、レーザ干渉計に代えて、
静電容量センサ、渦電流センサなどを用いることもでき
る。また、第1の実施例では3個のレーザ干渉計を用い
ているが、算出精度を高めるため4個以上のセンサを使
用してもよい。
In the first embodiment, the laser interferometer 7 is used to measure the amount of movement of the moving stage 4 in the X and Y directions and the amount of rotation in the θ direction. However, instead of the laser interferometer,
It is also possible to use a capacitance sensor, an eddy current sensor, or the like. In addition, although three laser interferometers are used in the first embodiment, four or more sensors may be used to improve calculation accuracy.

【0023】第1の実施例においては、固定ステージ1
に取付けられたホール素子3により永久磁石5の磁場を
検出し、電流を供給する電磁石の選択および電流の方向
を決定しているが、ホール素子3を省略し、レーザ干渉
計7で計測した移動ステージ4のX方向、Y方向の移動
量およびθ方向の回転量から電磁石の選択および電流の
方向を決定することができる。
In the first embodiment, the fixed stage 1
Although the magnetic field of the permanent magnet 5 is detected by the Hall element 3 attached to, the selection of the electromagnet that supplies the current and the direction of the current are determined, but the Hall element 3 is omitted and the movement measured by the laser interferometer 7 is performed. The electromagnet selection and the current direction can be determined from the movement amount of the stage 4 in the X and Y directions and the rotation amount in the θ direction.

【0024】移動ステージ4の永久磁石5の配置は第1
の実施例のものに限定されない。また、第1の実施例で
は互いに隣接する電磁石2のコイル22の向きが直交す
るように配置されているが、このような配置に限定され
るものではなく、電磁石2の配置に合わせて移動ステー
ジ4の永久磁石5の配置を適宜選択すればよい。また、
コイル22および23の巻数、巻線の密度などは任意に
選択できる。さらに、永久磁石5または電磁石2から発
生する漏れ磁束を捕獲、シールドするための電磁石を別
途設けてもよい。あるいはまた、固定ステージに永久磁
石を移動ステージにに電磁石を設けたり、両ステージに
電磁石を設けてもよいが、本実施例のように移動ステー
ジに永久磁石を設けると移動ステージへの配線が不要に
なり、また移動ステージが軽量化される利点がある。
The arrangement of the permanent magnets 5 on the moving stage 4 is the first.
The present invention is not limited to the example. Further, in the first embodiment, the coils 22 of the electromagnets 2 adjacent to each other are arranged so that the directions thereof are orthogonal to each other, but the present invention is not limited to such an arrangement, and a moving stage is arranged according to the arrangement of the electromagnets 2. The arrangement of the permanent magnets 4 of 4 may be appropriately selected. Also,
The number of turns of the coils 22 and 23, the winding density, and the like can be arbitrarily selected. Further, an electromagnet for capturing and shielding the leakage magnetic flux generated from the permanent magnet 5 or the electromagnet 2 may be separately provided. Alternatively, a permanent magnet may be provided on the fixed stage and an electromagnet may be provided on the moving stage, or an electromagnet may be provided on both stages. However, when the permanent magnet is provided on the moving stage as in the present embodiment, wiring to the moving stage is unnecessary. In addition, there is an advantage that the moving stage is lightened.

【0025】以上の説明では永久磁石と電磁石が正対し
た場合についてのみ説明しているが、正対しない状態に
おいてはそれぞれの永久磁石に近接する単数または複数
の電磁石に電流を供給するようにすればよい。また、第
1の実施例では、永久磁石と対向する電磁石のみに電流
を供給するようにしているが、永久磁石の磁束が届く範
囲に設けられた他の電磁石を利用して移動ステージに力
を加えるようにしてもよい。
In the above description, only the case where the permanent magnet and the electromagnet face each other has been described. However, in the state where the permanent magnet and the electromagnet do not face each other, a current may be supplied to one or a plurality of electromagnets close to the respective permanent magnets. Good. Further, in the first embodiment, the electric current is supplied only to the electromagnet facing the permanent magnet, but the force is applied to the moving stage by using another electromagnet provided within the range where the magnetic flux of the permanent magnet reaches. You may add it.

【0026】第1の実施例において、永久磁石5b、5
c、5eを用いたが、これらの代りに磁性材を用いても
よい。この場合、コイル23b、23c、23eの電流
により磁性材を磁化させ(吸引力を生じさせ)た状態
で、コイル22b、22c、22eに電流を流すことに
より、第1の実施例と同様に移動ステージのX方向、Y
方向の移動量およびθ方向の回転量を制御することがで
きる。
In the first embodiment, the permanent magnets 5b, 5
Although c and 5e are used, a magnetic material may be used instead of these. In this case, the magnetic material is magnetized by the currents of the coils 23b, 23c, and 23e (an attraction force is generated), and the current is passed through the coils 22b, 22c, and 22e, so that the coils move as in the first embodiment. Stage X direction, Y
The amount of movement in the direction and the amount of rotation in the θ direction can be controlled.

【0027】第1の実施例においては、固定ステージ上
に浮上する移動ステージが駆動される場合について説明
したが、固定ステージと移動ステージとの間の吸引力に
よって移動ステージが固定ステージの下で浮上するよう
にしてもよい。
In the first embodiment, the case where the moving stage that floats above the fixed stage is driven has been described. However, the moving stage floats below the fixed stage due to the suction force between the fixed stage and the moving stage. You may do it.

【0028】第1の実施例の永久磁石5a、5b、5
c、5d、5e、5fは本発明による磁気浮上型ステー
ジの第1の磁石群を、永久磁石5b、5c、5eは本発
明による磁気浮上型ステージの第2の磁石群を、それぞ
れ構成する。第1の実施例の電磁石2a、2d、2c、
2d、2e、2fは本発明による磁気浮上型ステージの
第1の電磁石群を、電磁石2b、2c、2eは本発明に
よる磁気浮上型ステージの第2の電磁石群を、それぞれ
構成する。
The permanent magnets 5a, 5b, 5 of the first embodiment
c, 5d, 5e, and 5f form a first magnet group of the magnetic levitation type stage according to the present invention, and the permanent magnets 5b, 5c, 5e form a second magnet group of the magnetic levitation type stage according to the present invention. The electromagnets 2a, 2d, 2c of the first embodiment,
Reference numerals 2d, 2e, and 2f form a first electromagnet group of the magnetic levitation type stage according to the present invention, and electromagnets 2b, 2c, and 2e form a second electromagnet group of the magnetic levitation type stage according to the present invention.

【0029】−第2の実施例− 図7および図8は本発明による磁気浮上型ステージの第
2の実施例を示す。以下、第1の実施例との相違点を中
心にして説明し、同一の部分には同一の符号を付してそ
の説明を省略する。図7に示すように、第2の実施例の
移動ステージ4´には永久磁石5a´、5b´、5c
´、5d´、5e´、5f´、5g´が取付けられてい
る。このうち永久磁石5a´、5d´、5f´、5g´
はN極を下向きに、永久磁石5b´、5c´、5e´は
S極を下向きにして、それぞれ取付けられている。
Second Embodiment FIGS. 7 and 8 show a second embodiment of the magnetic levitation type stage according to the present invention. Hereinafter, description will be made focusing on differences from the first embodiment, and the same portions will be denoted by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. As shown in FIG. 7, permanent magnets 5a ', 5b', 5c are provided on the moving stage 4'of the second embodiment.
′, 5d ′, 5e ′, 5f ′, 5g ′ are attached. Of these, permanent magnets 5a ', 5d', 5f ', 5g'
Is attached with the N pole facing downward, and the permanent magnets 5b ', 5c', 5e 'are attached with the S pole facing downward.

【0030】永久磁石5a´には電磁石2a(図示せ
ず)が、永久磁石5b´には電磁石2b(図示せず)
が、永久磁石5c´には電磁石2cが、永久磁石5d´
には電磁石2dが、永久磁石5e´には電磁石2eが、
永久磁石5f´には電磁石2fが、永久磁石5g´には
電磁石2g(図示せず)が、それぞれ対向している。電
磁石2aではコイル23aのみに、電磁石2dではコイ
ル23dのみに、電磁石2eではコイル23eのみに、
電磁石2fではコイル23fのみに、それぞれ電流を供
給する。また、電磁石2bではコイル22bおよび23
bに、電磁石2cではコイル22cおよび23cに、電
磁石2eではコイル22eおよび23eに、それぞれ電
流を供給する。
The permanent magnet 5a 'has an electromagnet 2a (not shown), and the permanent magnet 5b' has an electromagnet 2b (not shown).
However, the permanent magnet 5c 'has the electromagnet 2c and the permanent magnet 5d'.
To the permanent magnet 5e ', and the electromagnet 2e to the permanent magnet 5e'.
An electromagnet 2f faces the permanent magnet 5f ', and an electromagnet 2g (not shown) faces the permanent magnet 5g'. Only the coil 23a in the electromagnet 2a, only the coil 23d in the electromagnet 2d, only the coil 23e in the electromagnet 2e,
The electromagnet 2f supplies currents only to the coil 23f. Further, in the electromagnet 2b, the coils 22b and 23
b, currents are supplied to the coils 22c and 23c in the electromagnet 2c, and to the coils 22e and 23e in the electromagnet 2e.

【0031】図8は永久磁石5a´、5b´、5c´、
5d´、5e´、5f´、5g´が受ける力を示す。永
久磁石5a´はZ方向の反発力Fa´を、永久磁石5d
´はZ方向の反発力Fd´を、永久磁石5f´はZ方向
の反発力Ff´を、それぞれ受ける。永久磁石5b´は
X方向の力Fb1´およびZ方向の吸引力Fb2´を、
永久磁石5c´はY方向の力Fc1´およびZ方向の吸
引力Fc2´を、永久磁石5g´はY方向の力Fg1´
およびZ方向の吸引力Fg2´を、それぞれ受ける。ま
た永久磁石5e´はZ方向の吸引力Fe´を受ける。こ
のように、第2の実施例では吸引力Fe´のみを受ける
永久磁石5e´が設けられている。因みに、第1の実施
例では吸引力を受ける永久磁石は、すべて水平面内のロ
ーレンツ力も受けるようにしている。
FIG. 8 shows permanent magnets 5a ', 5b', 5c ',
5d ', 5e', 5f ', 5g' show the force received. The permanent magnet 5a 'applies the repulsive force Fa' in the Z direction to the permanent magnet 5d.
′ Receives the repulsive force Fd ′ in the Z direction, and the permanent magnet 5f ′ receives the repulsive force Ff ′ in the Z direction. The permanent magnet 5b 'applies the force Fb1' in the X direction and the attraction force Fb2 'in the Z direction,
The permanent magnet 5c 'exerts a force Fc1' in the Y direction and an attraction force Fc2 'in the Z direction, and the permanent magnet 5g' exerts a force Fg1 'in the Y direction.
And a Z-direction attraction force Fg2 ′, respectively. Further, the permanent magnet 5e 'receives the attractive force Fe' in the Z direction. As described above, in the second embodiment, the permanent magnet 5e 'that receives only the attractive force Fe' is provided. Incidentally, in the first embodiment, all the permanent magnets that receive the attractive force also receive the Lorentz force in the horizontal plane.

【0032】このように吸引力のみを生じさせる永久磁
石を追加することによって移動ステージ4´のZ方向の
制御特性を優れたものとすることができる。例えば、吸
引力のみを生じさせる永久磁石(第2の実施例では永久
磁石5e´)をZ方向の粗動専用として、永久磁石5a
´、5d´、5f´を微動専用とすることにより、駆動
速度を犠牲にせず位置決め精度を高く維持することがで
きる。また、反発力を生じさせる永久磁石5a´、5d
´、5f´を外側に、吸引力のみを生じさせる永久磁石
5e´を移動ステージの中央付近にそれぞれ配置するこ
とにより、移動ステージの姿勢が安定した制御が容易に
なる。
As described above, by adding the permanent magnet for generating only the attractive force, the control characteristic of the moving stage 4'in the Z direction can be made excellent. For example, a permanent magnet (permanent magnet 5e 'in the second embodiment) that produces only an attractive force is used only for coarse movement in the Z direction, and the permanent magnet 5a is used.
By making ‘5d’ and 5f ′ dedicated to fine movement, it is possible to maintain high positioning accuracy without sacrificing drive speed. In addition, permanent magnets 5a ', 5d that generate repulsive force
By arranging the permanent magnets 5e ′ that generate only attractive force on the outer sides of the 5 ′ and 5f ′, respectively, near the center of the moving stage, stable control of the posture of the moving stage becomes easy.

【0033】第2の実施例では、吸引力のみを生じさせ
る磁石として永久磁石を用いた場合について説明した
が、永久磁石に代えて、対向する電磁石との間で吸引力
を生じさせる材料(磁性材)を使用することができる。
In the second embodiment, the case where a permanent magnet is used as a magnet that generates only an attractive force has been described. However, instead of the permanent magnet, a material (magnetic material) that generates an attractive force between the opposing electromagnets is used. Material) can be used.

【0034】第2の実施例の永久磁石5a´、5b´、
5c´、5d´、5e´、5f´、5g´は本発明によ
る磁気浮上型ステージの第1の磁石群を、永久磁石5b
´、5c´、5e´は本発明による磁気浮上型ステージ
の第2の磁石群を、それぞれ構成する。永久磁石5e´
は本発明による磁気浮上型ステージの「吸引力のみを生
じさせる磁石」を構成する。第2の実施例の電磁石2
a、2d、2c、2d、2e、2fは本発明による磁気
浮上型ステージの第1の電磁石を、電磁石2b、2c、
2eは本発明による磁気浮上型ステージの第2の電磁石
群を、それぞれ構成する。
The permanent magnets 5a ', 5b' of the second embodiment,
Reference numerals 5c ', 5d', 5e ', 5f', and 5g 'denote the first magnet group of the magnetic levitation stage according to the present invention, and the permanent magnet 5b.
′, 5c ′ and 5e ′ respectively constitute the second magnet group of the magnetic levitation type stage according to the present invention. Permanent magnet 5e '
Constitutes the "magnet that produces only an attractive force" of the magnetic levitation stage according to the present invention. Electromagnet 2 of the second embodiment
Reference numerals a, 2d, 2c, 2d, 2e, and 2f denote the first electromagnets of the magnetic levitation stage according to the present invention.
2e respectively constitute the second electromagnet group of the magnetic levitation type stage according to the present invention.

【0035】−第3の実施例− 以下、本発明による磁気浮上型ステージの第3の実施例
について第1の実施例との相違点を中心にして説明す
る。第1の実施例と同一の部分には同一の符号を付して
その説明を省略する。図9に示すように、矩形の固定ス
テージ101には複数の電磁石102がマトリクス状に
配列されている。図10に示すように、この電磁石10
2は直方体形状のコア121と、コア121の上部に重
ねられた高透磁率の部材122と、コア121を通るZ
方向の軸を中心に巻付けられたコイル123と、コア1
21を通るY方向の軸を中心に巻付けられたコイル12
4と、コア121を通るX方向の軸を中心に巻付けられ
たコイル125とからなる。図12に示すように、隣り
合った電磁石102の間にはホール素子3が取付けられ
ている。
-Third Embodiment- Hereinafter, a third embodiment of the magnetic levitation type stage according to the present invention will be described focusing on the difference from the first embodiment. The same parts as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. As shown in FIG. 9, a plurality of electromagnets 102 are arranged in a matrix on a rectangular fixed stage 101. As shown in FIG. 10, this electromagnet 10
Reference numeral 2 denotes a rectangular parallelepiped core 121, a high-permeability member 122 overlaid on the core 121, and Z passing through the core 121.
The coil 123 wound around the axis of the direction and the core 1
A coil 12 wound around an axis in the Y direction passing through 21.
4 and a coil 125 wound around an axis in the X direction passing through the core 121. As shown in FIG. 12, the Hall element 3 is attached between the adjacent electromagnets 102.

【0036】図9および図11に示すように、移動ステ
ージ104の下面には永久磁石105a、105b、1
05c、105d、105eが設けられている。このう
ち永久磁石105a、105c、105eはN極を下向
きに、永久磁石105b、105dはS極を下向きにし
てそれぞれ取付けられている。
As shown in FIGS. 9 and 11, permanent magnets 105a, 105b, 1 are provided on the lower surface of the moving stage 104.
05c, 105d, 105e are provided. Of these, the permanent magnets 105a, 105c, 105e are attached with the N pole facing downward, and the permanent magnets 105b, 105d are mounted with the S pole facing downward.

【0037】次に、以上のように構成された第3の実施
例の磁気浮上型ステージの駆動原理を図12を用いて説
明する。永久磁石105aは電磁石102aと、永久磁
石105bは電磁石102bと、永久磁石105cは電
磁石102cと、永久磁石105dは電磁石102d
と、それぞれ対向している。図12において電磁石10
2aのコイル123aには下方向から見て時計回り方向
の電流I1が流れている。したがって、電磁石102a
(コア121a)は上側がN極となるので、対向する永
久磁石105a(下側がN極)との間で反発力を生ず
る。電磁石102dのコイル123dには下方向から見
て反時計回り方向の電流I2が流れており、電磁石10
2dおよびこれと対向する永久磁石105d(下側がS
極)の間にも同様に反発力が生ずる。
Next, the driving principle of the magnetic levitation type stage of the third embodiment having the above structure will be described with reference to FIG. The permanent magnet 105a is the electromagnet 102a, the permanent magnet 105b is the electromagnet 102b, the permanent magnet 105c is the electromagnet 102c, and the permanent magnet 105d is the electromagnet 102d.
And are facing each other. In FIG. 12, the electromagnet 10
A current I1 in the clockwise direction when viewed from below flows in the coil 123a of 2a. Therefore, the electromagnet 102a
Since the upper side of the (core 121a) has the N pole, a repulsive force is generated between the opposing permanent magnet 105a (the lower side has the N pole). A current I2 in the counterclockwise direction when viewed from below flows in the coil 123d of the electromagnet 102d.
2d and a permanent magnet 105d facing it (the lower side is S
Similarly, repulsion occurs between the poles.

【0038】図12において電磁石102bのコイル1
23bには下方向から見て時計回り方向の電流I3が流
れている。したがって、電磁石102b(コア121
b)は上側がN極となるので、対向する永久磁石105
b(下側がS極)との間で吸引力を生ずる。電磁石10
2cのコイル123cには下方向から見て反時計回り方
向の電流I4が流れており、電磁石102cおよびこれ
と対向する永久磁石105c(下側がN極)の間にも同
様に吸引力が生ずる。
In FIG. 12, the coil 1 of the electromagnet 102b
A current I3 flows clockwise in 23b when viewed from below. Therefore, the electromagnet 102b (core 121
In b), since the upper side is the N pole, the opposing permanent magnets 105
An attractive force is generated between the electrode and b (the S pole is on the lower side). Electromagnet 10
A current I4 in the counterclockwise direction when viewed from below flows in the coil 123c of 2c, and an attractive force is similarly generated between the electromagnet 102c and the permanent magnet 105c (N pole on the lower side) facing the electromagnet 102c.

【0039】上述のように、電磁石102bのコイル1
23bには電流I3が流れ電磁石102bと永久磁石1
05bとの間には吸引力が生じている。この状態で、さ
らにコイル125bに右方向から見て時計回り方向の電
流I5を流すと、第1の実施例において説明したよう
に、移動ステージ104は左方向の力Fb1を受ける。
As described above, the coil 1 of the electromagnet 102b
A current I3 flows through 23b and the electromagnet 102b and the permanent magnet 1
A suction force is generated between 05b. In this state, when a current I5 in the clockwise direction when viewed from the right is further passed through the coil 125b, the moving stage 104 receives the force Fb1 in the left direction as described in the first embodiment.

【0040】一方、上述のように電磁石102cのコイ
ル123cには電流I4が流れ電磁石102cと永久磁
石105cとの間には吸引力が生じている。この状態
で、さらにコイル125cに右方向から見て時計回り方
向の電流I6を流すと、移動ステージ4は右方向の力F
c1を受ける。また、コイル124cに反時計回り方向
の電流I7を流すと、移動ステージ4は紙面の手前側か
ら奥側に向う方向の力Fc2を受ける。
On the other hand, as described above, the current I4 flows through the coil 123c of the electromagnet 102c, and the attractive force is generated between the electromagnet 102c and the permanent magnet 105c. In this state, when a current I6 in the clockwise direction when viewed from the right direction is further applied to the coil 125c, the moving stage 4 receives a force F in the right direction.
Receive c1. When a counterclockwise current I7 is passed through the coil 124c, the moving stage 4 receives a force Fc2 in a direction from the front side to the back side of the paper surface.

【0041】図13は移動ステージ104に加えられる
力を示す。永久磁石105eは図示しない電磁石102
eと対向している。永久磁石105a、105d、10
5eはそれぞれZ方向の力(反発力)Fa、Fd、Fe
を受け、永久磁石105b、105cはZ方向の力(吸
引力)Fb3、Fc3を受ける。また、永久磁石105
bは電磁石102bのコイル125bの電流によってX
方向の力Fb1を、コイル124bの電流によってY方
向の力Fb2を、それぞれ受ける。永久磁石105cは
電磁石102cのコイル125cの電流によりX方向の
力Fc1を、コイル124cの電流によりY方向の力F
c2を、それぞれ受ける。このように電磁石2がコイル
124およびコイル125を備えているので、一つの永
久磁石に対してX方向およびY方向の力を同時に加える
ことができる。また、移動ステージ104が電磁石2の
ピッチを越えて移動し、永久磁石105b、105cが
対向する電磁石が変っても、永久磁石105b、105
cに加えることができる力の方向が限定されない。
FIG. 13 shows the force applied to the moving stage 104. The permanent magnet 105e is the electromagnet 102 (not shown).
It faces e. Permanent magnets 105a, 105d, 10
5e is a force (repulsive force) Fa, Fd, Fe in the Z direction.
In response, the permanent magnets 105b and 105c receive Z-direction forces (attraction forces) Fb3 and Fc3. In addition, the permanent magnet 105
b is X due to the current of the coil 125b of the electromagnet 102b.
The force Fb1 in the direction and the force Fb2 in the Y direction are respectively received by the current of the coil 124b. The permanent magnet 105c applies a force Fc1 in the X direction by the current of the coil 125c of the electromagnet 102c and a force F in the Y direction by the current of the coil 124c.
Receive c2 respectively. Since the electromagnet 2 includes the coil 124 and the coil 125 as described above, it is possible to simultaneously apply forces in the X direction and the Y direction to one permanent magnet. Even if the moving stage 104 moves beyond the pitch of the electromagnets 2 and the electromagnets facing the permanent magnets 105b and 105c change, the permanent magnets 105b and 105c.
The direction of the force that can be applied to c is not limited.

【0042】第3の実施例においては、電磁石2はそれ
ぞれX方向、Y方向およびZ方向の軸を中心にして巻付
けられた3つのコイルを備えている。このため磁気的吸
引力、反発力およびローレンツ力を移動ステージの位置
に関係なく有効に利用することができ、第1の実施例よ
りも移動ステージの永久磁石の個数を減らすことができ
る。したがって、移動ステージが軽量となり駆動の高速
化が図れる。
In the third embodiment, the electromagnet 2 has three coils wound around axes in the X, Y and Z directions, respectively. Therefore, the magnetic attraction force, repulsive force, and Lorentz force can be effectively used regardless of the position of the moving stage, and the number of permanent magnets on the moving stage can be reduced as compared with the first embodiment. Therefore, the moving stage becomes light in weight and the driving speed can be increased.

【0043】本明細書の特許請求の範囲において、「磁
石」とは移動ステージの駆動時に磁化されることが可能
な磁性材を含む概念であり、永久磁石に限定されない。
In the claims of the present specification, the "magnet" is a concept including a magnetic material that can be magnetized when the moving stage is driven, and is not limited to a permanent magnet.

【0044】[0044]

【発明の効果】請求項1に記載の発明では、磁石による
反発力あるいは吸引力により移動ステージを浮上させる
とともにZ方向の移動量およびα方向、β方向の回転量
を制御し、磁束中に流す電流によってX方向、Y方向の
移動量およびθ方向の回転量を制御するようにしたの
で、塵を発生させず精密に移動ステージの位置決めをす
ることができる。また、エアーを用いないで移動ステー
ジが駆動できるので真空中でも使用することができる。
請求項3に記載の発明では、電磁石にX方向、Y方向お
よびZ方向の軸を中心に巻き回された3つのコイルを設
けたので、磁石同士の吸引力、反発力およびローレンツ
力を移動ステージの位置に関係なく有効に利用でき、移
動ステージの永久磁石の個数を減らせる。したがって、
移動ステージが軽量となり高速駆動が可能となる。請求
項4に記載の発明では、吸引力のみに貢献する磁石を設
けたので、例えばZ方向の粗動と微動を制御する電磁石
を異なる電磁石に分離することができ、Z方向の制御の
高速性と高精度の位置決めの両立が図られる。また、吸
引力のみに貢献する磁石を移動ステージの中央付近に設
けた場合には、移動ステージの制御がより安定なものと
なる。請求項5〜10に記載の発明では、移動ステージ
の姿勢を計測する計測手段と、計測手段の計測値を受け
て使用する電磁石およびその電磁石に供給する電流を制
御する制御手段とを備えるので、移動ステージが円滑に
制御される。請求項12に記載の発明では、移動ステー
ジに永久磁石を設け固定ステージに電磁石を設けたの
で、移動ステージへの配線が不要になり、また移動ステ
ージが軽量化される。さらに電磁石の冷却が容易にな
る。
According to the first aspect of the present invention, the moving stage is levitated by the repulsive force or the attractive force of the magnet, and the Z-direction moving amount and the α-direction and β-direction rotating amounts are controlled to flow in the magnetic flux. Since the amount of movement in the X and Y directions and the amount of rotation in the θ direction are controlled by the electric current, it is possible to accurately position the moving stage without generating dust. Further, since the moving stage can be driven without using air, it can be used even in a vacuum.
According to the third aspect of the invention, the electromagnet is provided with three coils wound around the X, Y, and Z axes, so that the attraction force, repulsion force, and Lorentz force between the magnets are moved. It can be effectively used regardless of the position, and the number of permanent magnets on the moving stage can be reduced. Therefore,
The moving stage becomes lightweight and high speed driving becomes possible. In the invention described in claim 4, since the magnet that contributes only to the attraction force is provided, for example, the electromagnets that control the coarse movement and the fine movement in the Z direction can be separated into different electromagnets, and the high speed control of the Z direction is possible. It is possible to achieve both high-precision positioning and. Further, when the magnet that contributes only to the attraction force is provided near the center of the moving stage, the control of the moving stage becomes more stable. According to the invention described in claims 5 to 10, since the measurement means for measuring the posture of the moving stage and the control means for controlling the electromagnet used by receiving the measurement value of the measurement means and the current supplied to the electromagnet are provided, The moving stage is smoothly controlled. According to the twelfth aspect of the present invention, since the moving stage is provided with the permanent magnets and the fixed stage is provided with the electromagnets, wiring to the moving stage is unnecessary, and the moving stage is lightened. Further, the electromagnet can be cooled easily.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明による磁気浮上型ステージの第1の実施
例を示す斜視図。
FIG. 1 is a perspective view showing a first embodiment of a magnetic levitation stage according to the present invention.

【図2】第1の実施例の電磁石を示す斜視図。FIG. 2 is a perspective view showing an electromagnet of the first embodiment.

【図3】第1の実施例の動作原理を示す図。FIG. 3 is a diagram showing the operating principle of the first embodiment.

【図4】第1の実施例の移動ステージの底面図。FIG. 4 is a bottom view of the moving stage according to the first embodiment.

【図5】図4の移動ステージが受ける力を示す移動ステ
ージの底面図。
5 is a bottom view of the moving stage showing a force received by the moving stage of FIG. 4. FIG.

【図6】第1の実施例の移動ステージの制御ブロック
図。
FIG. 6 is a control block diagram of the moving stage of the first embodiment.

【図7】第2の実施例の移動ステージの底面図。FIG. 7 is a bottom view of the moving stage according to the second embodiment.

【図8】図7の移動ステージが受ける力を示す移動ステ
ージの底面図。
8 is a bottom view of the moving stage showing the force received by the moving stage of FIG. 7. FIG.

【図9】本発明による磁気浮上型ステージの第3の実施
例を示す斜視図。
FIG. 9 is a perspective view showing a third embodiment of the magnetic levitation type stage according to the present invention.

【図10】第3の実施例の電磁石を示す斜視図。FIG. 10 is a perspective view showing an electromagnet of a third embodiment.

【図11】第3の実施例の移動ステージを示す底面図。FIG. 11 is a bottom view showing the moving stage of the third embodiment.

【図12】第3の実施例の動作原理を示す図。FIG. 12 is a diagram showing the operating principle of the third embodiment.

【図13】図11の移動ステージが受ける力を示す移動
ステージの底面図。
13 is a bottom view of the moving stage showing a force received by the moving stage of FIG. 11. FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 固定ステージ 2 電磁石 3 ホール素子 4 移動ステージ 5 電磁石 6 ギャップセンサ 7 レーザ干渉計 23 コイル 24 コイル 30 制御装置 102 電磁石 123 コイル 124 コイル 125 コイル I5 横断電流 I6 横断電流 I7 横断電流 1 Fixed Stage 2 Electromagnet 3 Hall Element 4 Moving Stage 5 Electromagnet 6 Gap Sensor 7 Laser Interferometer 23 Coil 24 Coil 30 Control Device 102 Electromagnet 123 Coil 124 Coil 125 Coil I5 Transverse Current I6 Transverse Current I7 Transverse Current

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 直交座標系の3軸をX、Y、Zとし、各
軸回りの回転角をα、β、θで表すとき、固定ステージ
と、前記固定ステージに沿ってXY平面内の任意の位置
に駆動される移動ステージとを有する磁気浮上型ステー
ジにおいて、 前記移動ステージおよび前記固定ステージのいずれか一
方のステージに設けた第1の磁石群と他方のステージに
設けた第1の電磁石群との間の反発力あるいは吸引力に
より前記移動ステージにZ方向の移動力、およびα方
向、β方向の回転力を付与し、 前記一方のステージに設けた第2の磁石群と前記他方の
ステージに設けた第2の電磁石群との間に作られた磁束
中で前記他方のステージに設けた電線に流す横断電流に
より前記移動ステージにX方向、Y方向の移動力および
θ方向の回転力を付与することを特徴とする磁気浮上型
ステージ。
1. When the three axes of the Cartesian coordinate system are X, Y, and Z, and the rotation angles around the respective axes are represented by α, β, and θ, a fixed stage and an arbitrary XY plane along the fixed stage. A magnetic levitation type stage having a movable stage driven to the position of 1), a first magnet group provided on one of the movable stage and the fixed stage, and a first electromagnet group provided on the other stage. A moving force in the Z direction and a rotating force in the α direction and the β direction by a repulsive force or a suction force between the second stage and the second stage. In the magnetic flux created between the second electromagnet group and the electric field provided in the other stage, a transverse current flowing in the electric wire provided in the other stage applies a moving force in the X and Y directions and a rotational force in the θ direction to the moving stage. Special to grant Magnetic levitation type stage to be.
【請求項2】 前記第2の電磁石群の各電磁石はZ方向
の軸を中心に巻き回された第1のコイルと、XまたはY
方向の軸を中心に巻き回された第2のコイルとを備え、 前記第2のコイルには前記横断電流が流されることを特
徴とする請求項1に記載の磁気浮上型ステージ。
2. Each electromagnet of the second electromagnet group includes a first coil wound around an axis in the Z direction and an X or Y coil.
The magnetic levitation type stage according to claim 1, further comprising a second coil wound around an axis of the direction, wherein the transverse current is passed through the second coil.
【請求項3】 前記第2の電磁石群の各電磁石はZ方向
の軸を中心に巻き回された第1のコイルと、XまたはY
方向の軸を中心に巻き回された第2のコイルと、Z方向
および前記第2のコイルの軸方向の双方と直交する軸を
中心に巻き回された第3のコイルとを備え、 前記第2のコイルおよび/または前記第3のコイルには
前記横断電流が流されることを特徴とする請求項1に記
載の磁気浮上型ステージ。
3. Each electromagnet of the second electromagnet group includes a first coil wound around an axis in the Z direction and an X or Y coil.
A second coil wound around an axis of direction, and a third coil wound around an axis orthogonal to both the Z direction and the axial direction of the second coil, The magnetic levitation stage according to claim 1, wherein the transverse current is passed through the second coil and / or the third coil.
【請求項4】 前記移動ステージは前記固定ステージの
上で駆動され、前記第1の磁石群には吸引力のみを生じ
させる磁石が含まれることを特徴とする請求項1〜3の
いずれか1項に記載の磁気浮上型ステージ。
4. The moving stage is driven on the fixed stage, and the first magnet group includes magnets that generate only an attractive force. The magnetically levitated stage according to the item.
【請求項5】 前記移動ステージまたは前記固定ステー
ジに取付けられ前記移動ステージのZ方向の移動量およ
びα方向、β方向の回転量に応じた計測値を出力する第
1の計測手段と、 前記第1の計測手段からの前記計測値を受けて前記第1
の電磁石群に流す電流を制御する第1の制御手段とを備
えることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記
載の磁気浮上型ステージ。
5. A first measuring unit which is attached to the movable stage or the fixed stage and outputs a measured value according to the amount of movement of the movable stage in the Z direction and the amount of rotation in the α direction and β direction, In response to the measured value from one measuring means, the first
The magnetic levitation stage according to any one of claims 1 to 4, further comprising: a first control unit that controls a current flowing through the electromagnet group.
【請求項6】 前記移動ステージのX方向、Y方向の移
動量およびθ方向の回転量に応じた計測値を出力する第
2の計測手段と、 前記第2の計測手段からの前記計測値を受けて前記横断
電流および/または前記第2の電磁石群の電流を制御す
る第2の制御手段とを備えることを特徴とする請求項1
〜5のいずれか1項に記載の磁気浮上型ステージ。
6. A second measuring unit that outputs a measured value according to an amount of movement of the moving stage in the X and Y directions and a amount of rotation of the θ direction, and the measured value from the second measuring unit. Second control means for receiving and controlling the transverse current and / or the current of the second electromagnet group.
6. The magnetic levitation type stage according to any one of 5 to 10.
【請求項7】 前記移動ステージのX方向、Y方向の移
動量およびθ方向の回転量に応じた計測値を出力する第
2の計測手段と、 前記第2の計測手段からの前記計測値を受けて前記固定
ステージまたは前記移動ステージに取付けられた電磁石
のうち前記第1の電磁石群として用いる電磁石を選択す
るとともに選択された各電磁石の電流の方向を設定する
第2の制御手段を備えることを特徴とする請求項1〜5
のいずれか1項に記載の磁気浮上型ステージ。
7. A second measuring unit that outputs a measured value according to an amount of movement of the moving stage in the X and Y directions and a amount of rotation of the θ direction, and the measured value from the second measuring unit. A second control means for receiving and selecting an electromagnet to be used as the first electromagnet group among the electromagnets attached to the fixed stage or the movable stage, and for setting a current direction of each of the selected electromagnets; Claim 1-5 characterized by the above-mentioned.
The magnetic levitation type stage according to any one of 1.
【請求項8】 前記第2の計測手段は前記固定ステージ
または前記移動ステージに取付けられたホール素子であ
ることを特徴とする請求項7に記載の磁気浮上型ステー
ジ。
8. The magnetic levitation type stage according to claim 7, wherein the second measuring means is a Hall element attached to the fixed stage or the movable stage.
【請求項9】 前記移動ステージのX方向、Y方向の移
動量およびθ方向の回転量に応じた計測値を出力する第
2の計測手段と、 前記第2の計測手段からの前記計測値を受けて前記固定
ステージまたは前記移動ステージに取付けられた電磁石
のうち前記第2の電磁石群として用いる電磁石を選択す
るとともに選択された各電磁石の電流の方向を設定する
第2の制御手段とを備えることを特徴とする請求項1〜
5のいずれか1項に記載の磁気浮上型ステージ。
9. A second measuring unit that outputs a measured value according to an amount of movement of the moving stage in the X and Y directions and an amount of rotation of the θ direction, and the measured value from the second measuring unit. Second control means for receiving and selecting an electromagnet to be used as the second electromagnet group among the electromagnets attached to the fixed stage or the movable stage, and setting the direction of the current of each selected electromagnet. Claim 1 characterized by
5. The magnetic levitation stage according to any one of 5 above.
【請求項10】 前記第2の計測手段は前記固定ステー
ジまたは前記移動ステージに取付けられたホール素子で
あることを特徴とする請求項9に記載の磁気浮上型ステ
ージ。
10. The magnetic levitation stage according to claim 9, wherein the second measuring unit is a Hall element attached to the fixed stage or the movable stage.
【請求項11】 前記第1の磁石群、前記第2の磁石
群、前記第1の電磁石群、または前記第2の電磁石群は
超伝導材料を用いたものであることを特徴とする請求項
1〜10のいずれか1項に記載の磁気浮上型ステージ。
11. The first magnet group, the second magnet group, the first electromagnet group, or the second electromagnet group is made of a superconducting material. The magnetic levitation stage according to any one of 1 to 10.
【請求項12】 前記一方のステージは前記移動ステー
ジであり、前記他方のステージは前記固定ステージであ
ることを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項に記
載の磁気浮上型ステージ。
12. The magnetic levitation type stage according to claim 1, wherein the one stage is the movable stage and the other stage is the fixed stage.
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