JPH09300146A - Positioning device - Google Patents

Positioning device

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Publication number
JPH09300146A
JPH09300146A JP11633796A JP11633796A JPH09300146A JP H09300146 A JPH09300146 A JP H09300146A JP 11633796 A JP11633796 A JP 11633796A JP 11633796 A JP11633796 A JP 11633796A JP H09300146 A JPH09300146 A JP H09300146A
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JP
Japan
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fixed
straight line
bed
along
coil
Prior art date
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Pending
Application number
JP11633796A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsuyoshi Kawasaki
勝義 川崎
Masashi Yoshida
正志 吉田
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NSK Ltd
Original Assignee
NSK Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH09300146A publication Critical patent/JPH09300146A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a configuration in which a traveling body can move not only in a direction along one straight line but also in the other direction which is orthogonal to the straight line and the direction in which it rotates without using a multi-step configuration easily. SOLUTION: A plurality of permanent magnets 4A, 4C are fixed at an equal interval in a region RA and a region RC of a top face 2A of a bed 2 so that S-pole and N-pole are arranged alternately along the X direction, and a plurality of permanent magnets 4B, 4D are fixed at an equal interval in a region RB and a region RD so that S-pole and N-pole are arranged alternately along the Y direction. Coil units 5A, 5B, 5C, and 5D are fixed at four corners of a top face of a table 3, respectively. Each coil unit 5A to 5D is provided to constitute a direct-acting motor by combining with the permanent magnets 4A to 4D fixed on a bed 2 side.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、固定体に対して
相対移動可能な移動体を所定の位置に位置決めするため
の位置決め装置に関し、特に、移動体を移動させる推力
を発生させる構造の改良に関するものであって、多段構
成としてなくても、一の直線に沿った方向のみならず、
その直線に直交する他の方向や回転する方向等に移動体
を移動できる構成を容易に実現できるようにしたもので
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a positioning device for positioning a movable body, which is movable relative to a fixed body, at a predetermined position, and more particularly, to an improvement in a structure for generating thrust for moving the movable body. Even if it is not a multi-stage configuration, not only the direction along a straight line,
It is possible to easily realize a configuration in which the moving body can be moved in another direction orthogonal to the straight line, a rotating direction, or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】XY位置決めテーブルのような従来の位
置決め装置にあっては、固定体としてのベッド上面に、
X方向に移動可能な移動体としてのサブテーブルと、こ
のサブテーブルをX方向に直動させる第1のアクチュエ
ータとを配設するとともに、そのサブテーブル上面に、
X方向に直交するY方向に移動可能な移動体としてのメ
インテーブルと、このメインテーブルをY方向に直動さ
せる第2のアクチュエータとを配設していて、X方向の
目標移動量に応じて第1のアクチュエータを駆動するこ
とにより、サブテーブル及びメインテーブルの両方をX
方向に移動させ、Y方向の目標移動量に応じて第2のア
クチュエータを駆動させることにより、メインテーブル
をY方向に移動させて、最上段のメインテーブルを、そ
れらX方向及びY方向を含む平面に沿って任意の位置に
位置決めするようにしていた。
2. Description of the Related Art In a conventional positioning apparatus such as an XY positioning table, a bed as a fixed body is
A sub-table as a movable body that can move in the X direction and a first actuator that linearly moves the sub-table in the X-direction are provided, and an upper surface of the sub-table is provided.
A main table, which is a movable body that can move in the Y direction orthogonal to the X direction, and a second actuator that directly moves the main table in the Y direction are arranged. By driving the first actuator, both the sub table and the main table are moved to the X-axis.
The main table is moved in the Y direction by driving the second actuator according to the target movement amount in the Y direction, and the main table in the uppermost stage is moved in a plane including the X direction and the Y direction. It was arranged to be positioned at any position along the.

【0003】また、メインテーブルを、X方向及びY方
向のみならず、それらX方向及びY方向を含む平面に直
交する軸周りに任意の角度θだけ回転させるという要求
がある場合には、サブテーブル上には、メインテーブル
の代わりに第2のサブテーブルを配設し、その第2のサ
ブテーブル上に、エアスピンドル,回転モータ,ロータ
リエンコーダ等から構成される回転駆動装置を介して、
メインテーブルを配設していた。
If there is a demand to rotate the main table not only in the X and Y directions but also by an arbitrary angle θ around an axis orthogonal to a plane including the X and Y directions, the sub table is required. A second sub-table is arranged on the upper side instead of the main table, and on the second sub-table, a rotary drive device including an air spindle, a rotary motor, a rotary encoder, and the like is provided.
There was a main table.

【0004】つまり、従来の位置決め装置にあっては、
XY移動やXYθ移動という各要求に応じて、直動装置
又は回転装置を介して適宜移動体を積み上げることによ
り、最上段のメインテーブルを任意の位置又は任意の角
度に位置決めするようにしていた。その理由は、上述し
たような従来の位置決め装置にあっては、例えばX方向
に移動するサブテーブルは、X方向以外の方向(Y方向
やθ方向)への移動が完全に阻止されるようになってい
た、具体的には、X方向移動用のサブテーブル下面とベ
ッド上面との間には、X方向への直動力を生じるリニア
モータと、そのX方向へのサブテーブルの移動を案内す
るリニアガイドとが設けられるのが一般的であり、その
リニアガイドを、X方向に直交するY方向に離隔して平
行に二つ設けるようにしていたからである。つまり、X
方向移動用のサブテーブルのX方向以外の方向への移動
が阻止されているため、一つのリニアモータが生成する
直動力によって、サブテーブルは傾くことなくX方向に
移動することができるのであるが、その反面、最上段の
テーブルをY方向やθ方向に移動させるためには、上述
したような多段構成にせざるを得なかったのである。
That is, in the conventional positioning device,
According to each request of XY movement or XYθ movement, the movable body is appropriately stacked through a linear motion device or a rotation device to position the uppermost main table at an arbitrary position or an arbitrary angle. The reason is that in the conventional positioning device as described above, for example, the sub-table that moves in the X direction is completely prevented from moving in a direction other than the X direction (Y direction or θ direction). Specifically, between the lower surface of the sub table for moving in the X direction and the upper surface of the bed, a linear motor that generates direct power in the X direction and the movement of the sub table in the X direction are guided. This is because a linear guide is generally provided, and two linear guides are provided in parallel in a Y direction that is orthogonal to the X direction and are separated from each other. That is, X
Since movement of the directional movement subtable in a direction other than the X direction is blocked, the subtable can move in the X direction without tilting due to the direct power generated by one linear motor. On the other hand, in order to move the uppermost table in the Y direction or the θ direction, the multi-stage configuration as described above was unavoidable.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】確かに、上記のように
複数のアクチュエータやテーブルを積み重ねれば、最上
段のメインテーブルを所定の位置に位置決めすることは
可能であるし、回転駆動装置を適宜介在させればメイン
テーブルを回転方向に変位させることも可能ではある
が、これでは、例えばX方向(直動方向),Y方向(X
方向に直交する直動方向),θ方向(回転方向)の3方
向への移動を可能とするためには3段階の積み重ねが必
要となる、という具合に移動させたい方向の数に比例し
て装置の大型化及び高重量化さらには精度の低下を招い
てしまうという不具合がある。
Certainly, by stacking a plurality of actuators and tables as described above, it is possible to position the uppermost main table at a predetermined position, and the rotary drive device may be appropriately arranged. It is possible to displace the main table in the rotation direction by interposing it, but in this case, for example, in the X direction (linear motion direction), the Y direction (X direction).
Proportional to the number of directions you want to move, that is, three stages of stacking are required to enable movement in three directions, the linear motion direction orthogonal to the direction) and the θ direction (rotational direction). There is a problem that the apparatus becomes large and heavy, and further, the accuracy is lowered.

【0006】そして、装置の大型化は、配設スペースの
制約が大きい場合に特に問題となるし、装置の高重量化
は、最下段のテーブルへの負担を増大してしまうという
問題点に繋がってしまう。
The increase in the size of the device poses a problem especially when the space for installation is largely restricted, and the increase in the weight of the device leads to an increase in the load on the lowermost table. Will end up.

【0007】本発明は、このような従来の技術が有する
未解決の課題に着目してなされたものであって、複数の
方向への移動を実現した場合でも装置の大幅な大型化等
を招かなくて済む位置決め装置を提供することを目的と
している。
The present invention has been made by paying attention to the unsolved problems of the prior art as described above, and even if the movement in a plurality of directions is realized, the size of the device is greatly increased. It is an object of the present invention to provide a positioning device that does not require the above.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る位置決め装置は、接触又は非接触で互
いに対向する固定体及び移動体を、前記対向する方向に
直交する平面に含まれる一の直線に沿った方向と、前記
対向する方向に平行な任意の軸周りの回転方向とには、
少なくとも相対変位可能とし、前記移動体及び固体体の
うちの一方には、前記一の直線に沿った方向にS極及び
N極が交互に並ぶように複数の磁石を固定するととも
に、前記移動体及び固定体の内の他方には、前記一の直
線と交差する方向であって前記平面に沿った他の方向に
離隔した少なくとも二位置のそれぞれに、前記磁石との
間で前記一の直線に沿った方向の直動力を生じるコイル
を固定した。
In order to achieve the above object, a positioning device according to the present invention includes a fixed body and a movable body, which are in contact with each other or are not in contact with each other, in a plane orthogonal to the opposing direction. The direction along one straight line and the direction of rotation around any axis parallel to the opposite direction,
At least relative displacement is possible, and a plurality of magnets are fixed to one of the moving body and the solid body so that S poles and N poles are alternately arranged in a direction along the straight line, and And, in the other of the fixed bodies, at each of at least two positions that are separated in the other direction along the plane that is a direction intersecting with the one straight line, in the one straight line with the magnet. The coil that produces the direct force along the direction was fixed.

【0009】ここで、本発明にあっては、移動体又は固
定体の一方に固定された複数の磁石と、移動体又は固定
体の他方に固定されたコイルとによって直動力が生じる
ようになっているが、そのコイルは、移動体及び固定体
が相対変位可能な一の直線と交差する方向に離隔した少
なくとも二位置に配設されているから、移動体及び固定
体間の直動力は、平行な複数の直線に沿って生じるよう
になっている。なお、移動体又は固定体の一方に固定さ
れる複数の磁石は、前記一の直線に沿った方向に一列設
けてもよいが、各コイルの間の距離が磁石の幅よりも広
くなるような場合には、前記一の直線に沿った方向に二
列以上設けてもよい。
Here, in the present invention, direct power is generated by a plurality of magnets fixed to one of the moving body and the fixed body and a coil fixed to the other of the moving body and the fixed body. However, since the coil is disposed in at least two positions separated in the direction intersecting the straight line in which the moving body and the fixed body can be relatively displaced, the direct power between the moving body and the fixed body is It occurs along a plurality of parallel straight lines. The plurality of magnets fixed to one of the moving body and the fixed body may be provided in a row in the direction along the straight line, but the distance between the coils is wider than the width of the magnets. In this case, two or more rows may be provided in the direction along the straight line.

【0010】そして、それら複数の直動力が、全て同じ
向きで且つ同じ大きさであれば、移動体は、一の直線に
沿った方向に移動することになるが、例えば一の直動力
の大きさと他の直動力の大きさとに差を与える、或いは
一の直動力の向きと他の直動力の向きとを逆にすれば、
移動体には各直動力のアンバランスによる回転方向の力
が入力されるようになり、かかる回転方向の力によっ
て、移動体は、前記任意の軸周りに回転するようにもな
る。
If the plurality of linear powers are all in the same direction and have the same magnitude, the moving body will move in a direction along a straight line. And the magnitude of other direct power, or by reversing the direction of one direct power and the direction of another direct power,
The force in the rotation direction due to the imbalance of each direct power is input to the moving body, and the force in the rotating direction causes the moving body to rotate around the arbitrary axis.

【0011】さらに、本発明にあっては、上述したよう
な平行な複数の直線に沿って各別に直動力が生じるた
め、それら直動力を適宜調整することにより、移動体の
傾きを防止することができるから、従来の位置決め装置
のように、リニアガイドを設ける必要がない。つまり、
一の直線に交差する方向への移動を、完全に阻止する必
要がなくなる。
Further, according to the present invention, since the direct power is generated separately along the plurality of parallel straight lines as described above, the tilt of the moving body can be prevented by appropriately adjusting the direct power. Therefore, unlike the conventional positioning device, it is not necessary to provide a linear guide. That is,
It is not necessary to completely prevent the movement in the direction intersecting the straight line.

【0012】そこで、移動体及び固定体を、前記一の直
線に沿った方向の他に、その一の直線に交差する方向で
あって前記平面に含まれる他の直線に沿った方向にも相
対変位可能とするとともに、一の直線に沿った方向にS
極及びN極が交互に並ぶ第1の磁石列の他に、前記他の
直線に沿った方向にS極及びN極が交互に並ぶ第2の磁
石列を移動体及び固定体の一方に設け、そして、その第
2の磁石列との間で前記他の直線に沿った方向の直動力
を生じる第2のコイルを移動体及び固定体の他方に設け
れば、移動体は、前記他の直線に沿った方向への移動も
可能となる。
Therefore, in addition to the direction along the one straight line, the moving body and the fixed body are relatively opposed to each other in the direction intersecting the one straight line and along the other straight line included in the plane. It is displaceable and S in the direction along a straight line.
In addition to the first magnet row in which the poles and the N poles are alternately arranged, a second magnet row in which the S poles and the N poles are alternately arranged in the direction along the other straight line is provided on one of the moving body and the fixed body. If a second coil that generates a direct power in the direction along the other straight line with the second magnet array is provided on the other of the moving body and the fixed body, the moving body is It is also possible to move in a direction along a straight line.

【0013】さらに、前記他の直線に沿った方向にS極
及びN極が交互に並ぶ第2の磁石列との間で直動力を生
じる第2のコイルを、他の直線と交差する方向であって
前記平面に沿った方向に離隔した少なくとも二位置に設
ければ、それら第2のコイルによって、移動体を回転方
向に移動させることが可能となる。
Further, a second coil that generates a direct power between the second magnet array in which the S poles and the N poles are alternately arranged in the direction along the other straight line is provided in a direction intersecting the other straight line. If provided at least at two positions separated in the direction along the plane, the second coil can move the moving body in the rotation direction.

【0014】また、前記一の直線に沿った方向と、前記
他の直線に沿った方向とは、互いに直交する方向とする
ことが望ましい。つまり、一の直線に沿った方向をX方
向とすれば、他の直線に沿った方向をX方向に直交する
Y方向となり、これにより、移動体の位置決め制御は、
XY直交座標系上と、そのXY平面に直交する軸周りの
θ方向とについて行えるようになる。
Further, it is preferable that the direction along the one straight line and the direction along the other straight line are directions orthogonal to each other. That is, if the direction along one straight line is the X direction, the direction along the other straight line is the Y direction orthogonal to the X direction, whereby the positioning control of the moving body is performed.
This can be performed on the XY orthogonal coordinate system and in the θ direction around the axis orthogonal to the XY plane.

【0015】さらに、移動体の現在位置を検出するため
の位置検出手段を設けることが望ましい。例えば、移動
体及び固定体が、前記一の直線に沿った方向と、前記任
意の軸周りの回転方向とに相対変位可能であれば、その
一の直線に沿った方向の位置を検出する位置検出手段を
設ければよいが、さらに望ましくは、任意の軸周りの回
転位置を検出する手段を設ければよい。前者としては、
例えば固定体側に固定され、移動体端面との間の距離を
測定するレーザー方式の測長器等が適用でき、また、後
者としては、固定体側に一の直線に沿った方向に離隔し
て固定された二台のレーザー方式の測長器によって、そ
の一の直線に沿った方向に延びる移動体側面の任意の二
点との間の距離を測定し、二つの測定値から信号処理等
で演算する装置等が適用できる。
Further, it is desirable to provide a position detecting means for detecting the current position of the moving body. For example, if the movable body and the fixed body are capable of relative displacement in the direction along the one straight line and the rotation direction around the arbitrary axis, the position for detecting the position in the direction along the one straight line A detection means may be provided, but more desirably, a means for detecting a rotational position around an arbitrary axis may be provided. As the former,
For example, a laser-type length measuring device or the like that is fixed to the fixed body side and measures the distance from the end surface of the moving body can be applied, and the latter is fixed to the fixed body side in a direction along a straight line. The distance between any two points on the side surface of the moving body that extends in the direction along the straight line is measured by the two laser-based length measuring devices, and the two measured values are calculated by signal processing, etc. A device or the like can be applied.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。図1乃至図6は、本発明の第1
の実施の形態を示す図であって、この実施の形態は、半
導体製造装置における例えばウエハ露光装置等に好適な
位置決め装置1に本発明を適用したものである。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 6 show the first embodiment of the present invention.
Is a diagram showing an embodiment of the present invention, in which the present invention is applied to a positioning apparatus 1 suitable for a wafer exposure apparatus or the like in a semiconductor manufacturing apparatus.

【0017】先ず、構成を説明すると、この位置決め装
置1は、平面図である図1(a)及び側面図である図1
(b)に示すように、固定体としてのベッド2の上面
を、移動体としてのテーブル3が水平方向及び回転方向
に移動するようになっている装置である。ここで、図1
(a)左右方向をX方向(右が正)、同上下方向をY方
向(上が正)とする。つまり、ベッド2及びテーブル3
は鉛直方向で対向しており、その鉛直方向に直交する水
平面であるXY平面内において、テーブル3はベッド2
に対して相対的に移動するのである。なお、ベッド2及
びテーブル3の本体は、プラスチック等の非磁性材料で
構成されている。
First, the structure will be described. This positioning device 1 is a plan view of FIG. 1 (a) and a side view of FIG.
As shown in (b), it is a device in which a table 3 as a moving body moves on the upper surface of a bed 2 as a fixed body in a horizontal direction and a rotating direction. Here, FIG.
(A) The horizontal direction is the X direction (right is positive), and the vertical direction is the Y direction (up is positive). That is, bed 2 and table 3
Are opposed to each other in the vertical direction, and the table 3 is placed on the bed 2 in the XY plane which is a horizontal plane orthogonal to the vertical direction.
It moves relative to. The beds 2 and the main body of the table 3 are made of a non-magnetic material such as plastic.

【0018】ベッド2には、その上面2Aから突出しな
いように多数の永久磁石4A,…,4A、4B,…,4
B、4C,…,4C、4D,…,4Dが固定されてい
る。各永久磁石4A〜4Dは、略角材状に形成された永
久磁石であって、その厚さ方向(上下方向)にS極及び
N極が位置するようになっている。
The bed 2 is provided with a large number of permanent magnets 4A, ..., 4A, 4B ,.
, 4C, ..., 4C, 4D, ..., 4D are fixed. Each of the permanent magnets 4A to 4D is a permanent magnet formed in a substantially square shape, and the S pole and the N pole are located in the thickness direction (vertical direction) thereof.

【0019】ここで、ベッド2の上面2Aは、X方向及
びY方向に平行な辺でなる長方形となっていて、その中
心CからX方向及びY方向に延びる一点鎖線で示す二本
の仮想線を境に、四つの領域RA ,RB ,RC 及びRD
に分けられている。
Here, the upper surface 2A of the bed 2 is a rectangle having sides parallel to the X and Y directions, and two phantom lines extending from the center C in the X and Y directions are shown by dashed lines. The four regions R A , R B , R C and R D
Are divided into

【0020】そして、図1(a)で左上に位置する領域
A 及び右下に位置する領域RC には、X方向に沿って
S極及びN極が交互に並ぶように複数の永久磁石4A,
4Cが等間隔に固定されている。これに対し、図1
(a)で左下に位置する領域RB及び右上に位置する領
域RD には、Y方向に沿ってS極及びN極が交互に並ぶ
ように複数の永久磁石4B,4Dが等間隔に固定されて
いる。
In FIG. 1A, a plurality of permanent magnets are arranged in the area R A located at the upper left and the area R C located at the lower right so that the S poles and the N poles are alternately arranged along the X direction. 4A,
4C are fixed at equal intervals. In contrast, FIG.
In the area R B located at the lower left and the area R D located at the upper right in (a), a plurality of permanent magnets 4B and 4D are fixed at equal intervals so that the S poles and the N poles are alternately arranged along the Y direction. Has been done.

【0021】一方、テーブル3は、ベッド2よりもX方
向及びY方向に小さくて薄い直方形状に形成されてい
る。なお、テーブル3は、ベッド2と中心位置が一致し
た状態で、各角部分の若干内側の位置(後述するコイル
ユニット5A〜5Dが固定される位置)が、ベッド2の
各領域RA 〜RD の略中心に位置するような寸法となっ
ている。なお、テーブル3とベッド2とは、この実施の
形態では機械的には完全に分離されている。
On the other hand, the table 3 is formed in a rectangular parallelepiped shape which is smaller than the bed 2 in the X and Y directions and is thin. In addition, in the state where the center position of the table 3 coincides with that of the bed 2, the positions slightly inside the corners (the positions where the coil units 5A to 5D to be described later are fixed) are located in the respective regions RA to R of the bed 2. It is dimensioned so that it is located approximately at the center of D. The table 3 and the bed 2 are mechanically completely separated in this embodiment.

【0022】そして、テーブル3の上面3Aの四隅のそ
れぞれには、コイルユニット5A,5B,5C及び5D
が固定されている。各コイルユニット5A〜5Dは、ベ
ッド2側に固定された永久磁石4A〜4Dと組み合わさ
ることにより直動モータを構成するために設けられたも
のである。具体的には、領域RA 上に位置するコイルユ
ニット5Aは、その領域RA 内に固定された永久磁石4
A,…,4Aとの間で、X方向に沿った方向(図1
(a)左右方向)の直動力FA を生成するためのコイル
を内蔵している。また、領域RB 上に位置するコイルユ
ニット5Bは、その領域RB 内に固定された永久磁石4
B,…,4Bとの間で、Y方向に沿った方向(図1
(a)左右方向)の直動力FB を生成するためのコイル
を内蔵している。そして、領域RC 上に位置するコイル
ユニット5Cは、その領域RC 内に固定された永久磁石
4C,…,4Cとの間で、X方向に沿った方向(図1
(a)左右方向)の直動力FC を生成するためのコイル
を内蔵している。さらに、領域RD 上に位置するコイル
ユニット5Dは、その領域RD 内に固定された永久磁石
4D,…,4Dとの間で、Y方向に沿った方向(図1
(a)左右方向)の直動力FD を生成するためのコイル
を内蔵している。
The coil units 5A, 5B, 5C and 5D are provided at the four corners of the upper surface 3A of the table 3, respectively.
Has been fixed. The coil units 5A to 5D are provided to form a linear motion motor by being combined with the permanent magnets 4A to 4D fixed to the bed 2 side. Specifically, the coil unit located on the region R A 5A is a permanent magnet 4 fixed in the region R A
A, ..., 4A and a direction along the X direction (see FIG. 1).
( A ) It has a built-in coil for generating the direct power F A in the left-right direction. The coil unit located on region R B 5B is a permanent magnet 4 fixed to the region R B
, B, ..., 4B along the Y direction (see FIG. 1).
(A) It has a built-in coil for generating the direct power F B in the left-right direction. Then, the coil unit 5C located on the region R C has a direction along the X direction with the permanent magnets 4C, ..., 4C fixed in the region R C (see FIG. 1).
(A) It has a built-in coil for generating the direct power F C in the left-right direction. Further, the coil unit 5D located on the region R D is in the direction along the Y direction between the permanent magnets 4D, ..., 4D fixed in the region R D (see FIG. 1).
(A) It has a built-in coil for generating the direct power F D in the left-right direction.

【0023】各コイルユニット5A〜5Dは、テーブル
3の固定位置及び向きを除いては同一の構成であり、例
えばコイルユニット5Aは、図2(a)にその構成を平
面視で示すように、X方向に並ぶように、U相,V相,
W相という3相のコイル5a〜5cを内蔵している。つ
まり、コイル5a〜5cは、公知のブラシレスDCモー
タ用の電機子コイルを展開したような位置関係に配設さ
れていて、具体的には、S極及びN極が交互に上を向く
永久磁石4A,…,4Aに依存した電気角に対して12
0度の位相差を持つように、U相,V相,W相の三つの
コイル5a〜5cが捲線されていて、各コイル5a〜5
cへの電機子電流を適宜制御することにより発生する磁
力と永久磁石4Aが生成する磁力との作用により、図2
(b)に示すように、X方向に沿った直動力FA を生成
するようになっている。なお、ここでは、X軸の正方向
に向かう直動力FA を正の直動力FA 、X軸の負方向に
向かう直動力FA を負の直動力FA と称することとす
る。
The coil units 5A to 5D have the same structure except for the fixing position and orientation of the table 3. For example, the coil unit 5A has a structure as shown in plan view in FIG. U phase, V phase,
It incorporates three-phase coils 5a to 5c called W phase. That is, the coils 5a to 5c are arranged in a positional relationship such that a known armature coil for a brushless DC motor is expanded, and specifically, the permanent magnets in which the S poles and the N poles are alternately turned up. 4A, ..., 12 for electrical angle depending on 4A
Three coils 5a to 5c of U phase, V phase, and W phase are wound so as to have a phase difference of 0 degree, and each coil 5a to 5c is wound.
2 by the action of the magnetic force generated by appropriately controlling the armature current to c and the magnetic force generated by the permanent magnet 4A.
As shown in (b), the direct power F A along the X direction is generated. Here, it is assumed that a straight force F A toward the positive direction of the X-axis positive linear power F A, the straight moving force F A toward the negative direction of the X-axis is referred to as a negative linear power F A.

【0024】そして、他のコイルユニット5B〜5D
も、コイルユニット5Aと同様の構成であって、同様の
直動力FB 〜FD を生成するようになっている。ただ
し、Y軸の正方向に向かう直動力FB ,FD を正の直動
力FB ,FD 、Y軸の負方向に向かう直動力FB ,FD
を負の直動力FB ,FD と称し、X軸の正方向に向かう
直動力FC を正の直動力FC 、X軸の負方向に向かう直
動力FC を負の直動力FCと称することとする。
Then, the other coil units 5B to 5D
Also have the same configuration as the coil unit 5A, it is adapted to generate the same linear power F B to F D. However, direct power F B toward the positive direction of the Y axis, F D positive linear power F B, F D, negative direction toward the straight power F B of the Y axis, F D
Straight moving force of negative F B, referred to as F D, straight power straight power F C toward the positive direction the positive X-axis F C, the negative direction toward the straight moving force F C having a negative linear power of the X-axis F C Shall be called.

【0025】さらに、ベッド2の上面2Aには、部分拡
大平面図である図3(a)及び側面図である図3(b)
に示すように、マトリックス状に配設された多数の吹き
出し口6,…,6が臨んでいて、各吹き出し口6,…,
6からは、ベッド2内の通路を通じて供給される圧縮空
気が上方に向けて吹き出されるようになっている。これ
により、ベッド2の上面2A及びテーブル3間に空気軸
受を形成し、それらベッド2及びテーブル3間の隙間を
所定距離に保って、両者が非接触の状態となるようにし
ている。
Further, on the upper surface 2A of the bed 2, a partially enlarged plan view of FIG. 3 (a) and a side view of FIG. 3 (b) are shown.
As shown in FIG. 6, a large number of air outlets 6, ..., 6 arranged in a matrix face each of the air outlets 6 ,.
From 6, the compressed air supplied through the passage in the bed 2 is blown upward. As a result, an air bearing is formed between the upper surface 2A of the bed 2 and the table 3, and the gap between the bed 2 and the table 3 is maintained at a predetermined distance so that they are not in contact with each other.

【0026】図1(a)に戻って、この位置決め装置1
は、テーブル3のX方向位置を検出するための位置セン
サ7Aと、テーブル3のY方向位置を検出するための位
置センサ7Bと、を有している。これら位置センサ7
A,7Bとしては、レーザー方式の測長器が適用でき
る。そして、位置センサ7Aは、テーブル3のX方向端
面と対向するようにベッド2に対して相対変位しないよ
うに固定され、X方向に沿ってレーザーを照射して自己
の配設位置とテーブル3のX方向端面との間の距離を測
ることにより、テーブル3のX方向位置を測定するよう
になっている。同様に、位置センサ7Bは、テーブル3
のY方向端面と対向するようにベッド2に対して相対変
位しないように固定され、Y方向に沿ってレーザーを照
射して自己の配設位置とテーブル3のY方向端面との間
の距離を測ることにより、テーブル3のY方向位置を測
定するようになっている。
Returning to FIG. 1A, this positioning device 1
Has a position sensor 7A for detecting the X-direction position of the table 3 and a position sensor 7B for detecting the Y-direction position of the table 3. These position sensors 7
A laser-type length measuring device can be applied as A and 7B. Then, the position sensor 7A is fixed so as not to be displaced relative to the bed 2 so as to face the end surface of the table 3 in the X direction, and the position sensor 7A irradiates a laser along the X direction to position itself and the position of the table 3. The position of the table 3 in the X direction is measured by measuring the distance from the end face in the X direction. Similarly, the position sensor 7B is installed on the table 3
Is fixed so as not to be displaced relative to the bed 2 so as to face the Y-direction end surface of the table 3, and the laser is irradiated along the Y-direction to adjust the distance between the self-arrangement position and the Y-direction end surface of the table 3. By measuring, the position of the table 3 in the Y direction is measured.

【0027】図4は、本実施の形態における回路構成を
示すブロック図であって、マイクロコンピュータ等を含
んで構成されるコントローラ10を有しており、このコ
ントローラ10には、各位置センサ7A,7Bから検出
信号DX ,DY が供給されるようになっている。また、
コントローラ10には、図示しない例えば半導体製造装
置用のプロセスコンピュータから、X方向指令S1 ,Y
方向指令S2 ,θ方向指令S3 がそれぞれ供給されるよ
うになっている。そして、コントローラ10には、各コ
イルユニット5A〜5D用のドライバ8A〜8Dが接続
されていて、各指令S1 〜S3 及び検出信号DX ,DY
に基づいた駆動信号IA 〜ID が、各ドライバ8A〜8
Dに供給されるようになっている。なお、θ方向とは、
テーブル3の水平面内における中心を通る鉛直線周りの
回転方向である。そして、本実施の形態では、図5に示
すように、平面視で反時計方向を正のθ方向とする。
FIG. 4 is a block diagram showing a circuit configuration according to the present embodiment, which has a controller 10 including a microcomputer and the like. The controller 10 has position sensors 7A, The detection signals D X and D Y are supplied from 7B. Also,
The controller 10 receives X-direction commands S 1 , Y from a process computer (not shown) for semiconductor manufacturing equipment, for example.
The direction command S 2 and the θ direction command S 3 are supplied respectively. The controllers 10 are connected to the drivers 8A to 8D for the coil units 5A to 5D, and the commands S 1 to S 3 and the detection signals D X and D Y are connected.
Drive signals I A to I D based on
Are supplied to D. The θ direction is
The rotation direction is about a vertical line passing through the center of the table 3 in the horizontal plane. Then, in the present embodiment, as shown in FIG. 5, the counterclockwise direction is a positive θ direction in plan view.

【0028】そして、コントローラ10は、各指令S1
〜S3 に基づいてX方向,Y方向及びθ方向への目標変
位を認識し、それら目標変位に対応した変位だけ、X方
向,Y方向及びθ方向にテーブル3が変位するように、
検出信号DX 及びDY を確認しつつ、各駆動信号IA
D をドライバ回路8A〜8Dに出力するようになって
いる。
The controller 10 then controls each command S 1
The target displacements in the X direction, the Y direction and the θ direction are recognized based on S 3 and the table 3 is displaced in the X direction, the Y direction and the θ direction by the displacements corresponding to the target displacements.
While confirming the detection signals D X and D Y , each drive signal I A ~
I D is output to the driver circuits 8A to 8D.

【0029】ここで、テーブル3の各方向への変位と、
各駆動信号IA 〜ID の比率との関係は、例えば表1の
ようになる。なお、表1内の各駆動信号IA 〜ID が正
の場合は、正の直動力FA 〜FD が生じるという意味で
あり、逆に、各駆動信号IA〜ID が負の場合は、負の
直動力FA 〜FD が生じるという意味である。
Here, the displacement of the table 3 in each direction,
Relationship between the ratio of the drive signal I A ~I D is, for example, as in Table 1. It should be noted that when each of the drive signals I A to I D in Table 1 is positive, it means that positive direct power F A to F D is generated, and conversely, each drive signal I A to I D is negative. In the case, it means that negative direct powers F A to F D are generated.

【0030】[0030]

【表1】 [Table 1]

【0031】ただし、上記表1中、 *1…図1(a)で右上45度の方向 *2…図1(a)で右下45度の方向 *3…図1(a)で右上30度の方向 を意味する。However, in Table 1 above, * 1 ... 45 ° upper right direction in FIG. 1 (a) * 2 ... 45 ° lower right direction in FIG. 1 (a) * 3 ... Upper right 30 in FIG. 1 (a) It means the direction of degrees.

【0032】次に、本実施の形態の動作を説明する。即
ち、テーブル3を例えば現在の位置からX方向に距離L
1 (>0)だけ変位させる場合には、距離L1 に対応す
るX方向指令S1 をコントローラ10に供給する。この
場合のY方向指令S2 及びθ方向指令S3 はいずれも0
とする。
Next, the operation of this embodiment will be described. That is, the table 3 is moved to a distance L in the X direction from the current position, for example.
When displacing by 1 (> 0), the X direction command S 1 corresponding to the distance L 1 is supplied to the controller 10. In this case, the Y direction command S 2 and the θ direction command S 3 are both 0.
And

【0033】すると、コントローラ10は、ドライバ8
Aに対して+1という駆動信号IAを供給するととも
に、ドライバ8Cに対しても+1という駆動信号IC
供給するから、コイルユニット5A及び5Cには正の直
動力FA ,FC が生じるが、これら直動力FA 及びFC
はいずれも+X方向(X軸の正方向)を向いているし、
しかもテーブル3及びベッド2間の摩擦抵抗は空気軸受
によって極小さくなっているから、それら直動力FA
びFC によってテーブル3は+X方向に変位することに
なる。そして、テーブル3が+X方向に変位すると、位
置センサ7Aの出力である検出信号DX は徐々に減少す
るから、その減少分が距離L1 に一致した時点で各駆動
信号IA ,IC を停止すれば、テーブル3は当初の位置
から+X方向に距離L1 だけ移動したことになる。テー
ブル3を−X方向,+Y方向,−X方向へ変位させる場
合も、位置センサ7A,7Bの検出信号DX ,DY を監
視しつつ、上記表1に応じた向きに駆動信号IA 〜ID
を出力すればよい。
Then, the controller 10 causes the driver 8
Since the drive signal I A of +1 is supplied to A and the drive signal I C of +1 is also supplied to the driver 8C, positive linear powers F A and F C are generated in the coil units 5A and 5C. However, these direct powers F A and F C
Are facing + X direction (positive direction of X axis),
Moreover, since the frictional resistance between the table 3 and the bed 2 is minimized by the air bearing, the table 3 is displaced in the + X direction by the direct powers F A and F C. Then, when the table 3 is displaced in the + X direction, the detection signal D X which is the output of the position sensor 7A gradually decreases. Therefore, when the reduced amount matches the distance L 1 , the drive signals I A and I C are changed. When stopped, the table 3 has moved from the initial position in the + X direction by the distance L 1 . Even when the table 3 is displaced in the -X direction, the + Y direction, and the -X direction, the drive signals I A to ~ in the directions according to Table 1 above are monitored while monitoring the detection signals D X and D Y of the position sensors 7A and 7B. I D
Should be output.

【0034】また、テーブル3を斜め方向に変位させる
場合には、X方向(又はY方向)に平行移動した後に、
Y方向(又はX方向)に平行移動してもよいし、或い
は、上記表1に従って各駆動信号IA 〜ID を適宜出力
してテーブル3を斜めに変位させてもよい。例えば、テ
ーブル3を、図1(a)で斜め右上45度に変位させる
場合であれば、全ての駆動信号IA 〜ID を同じ大きさ
で且つ正の向きに出力すれば、同じ大きさの直動力FA
〜FD が生じるし、しかも直動力FA ,FC は+X方
向、直動力FB ,FD は+Y方向であるから、テーブル
3には+X方向及び+Y方向に同じ大きさのベクトルが
入力されることとなって、テーブル3は図1(a)で斜
め右上45度の方向に変位するようになるのである。
When the table 3 is displaced in an oblique direction, the table 3 is moved in parallel in the X direction (or Y direction) and then
May be moved parallel to the Y direction (or X-direction), or, each of the driving signals I A ~I D may be output appropriately to displace the table 3 obliquely in accordance with the above Table 1. For example, when the table 3 is displaced diagonally to the upper right 45 degrees in FIG. 1A, if all the drive signals I A to I D are output in the same magnitude and in the positive direction, the magnitude is the same. Direct power F A
It to F D occurs, moreover straight power F A, F C is the + X direction, linear force F B, F D is + since Y is the direction, the table 3 + X direction and the + Y direction vector of the same size input As a result, the table 3 is displaced diagonally to the upper right 45 degrees in FIG. 1 (a).

【0035】そして、テーブル3をθ方向に変位させる
場合、例えばテーブル3を角度3度だけθ方向に回転さ
せる場合にも、コントローラ10は、位置センサ7A,
7Bの出力を監視しつつ、上記表1に従って各駆動信号
A 〜ID を適宜出力すればよい。つまり、−1の駆動
信号IA ,IB 及び+1の駆動信号IC ,ID が出力さ
れれば、負の直動力FA ,FB と、正の直動力FC ,F
D とが生じるが、それら各直動力FA 〜FD は、テーブ
ル3の中心点を中心とした円に対して同じ接線方向を向
くので、テーブル3は、自己の中心点を通る鉛直線周り
に回転変位することができるのである。
When the table 3 is displaced in the θ direction, for example, when the table 3 is rotated in the θ direction by an angle of 3 degrees, the controller 10 is operated by the position sensor 7A,
While monitoring the output of 7B, each of the driving signals I A ~I D may be output as appropriate in accordance with Table 1 above. That is, if the −1 drive signals I A and I B and the +1 drive signals I C and I D are output, the negative direct powers F A and F B and the positive direct powers F C and F B are output.
Although D and D occur, the respective direct powers F A to F D face the same tangential direction with respect to the circle centered on the center point of the table 3, so that the table 3 rotates around the vertical line passing through its own center point. It can be rotationally displaced.

【0036】ただし、テーブル3をθ方向に回転変位さ
せる場合、位置センサ7A及び7Dは回転方向変位を直
接検出することはできないので、検出信号DX 及びDY
から回転角度を演算で求める必要がある。つまり、図6
に示すように、テーブル3に角度θだけ回転変位を与え
る前におけるテーブル3のXY平面における中心点を通
り且つX軸に平行な直線から位置センサ7Aの測定ライ
ンまでの距離をa、テーブル3のXY平面における中心
点を通り且つY軸に平行な直線から位置センサ7Bの測
定ラインまでの距離をbとした場合、テーブル3に角度
θだけ回転変位を与えた場合のX方向変位Xθ及びY方
向変位Yθは、 Xθ=a・sin(θ) Yθ=b・sin(−θ) となるから、各位置センサ7A,7Bの検出信号DX
Y の変化が上記各式によって求められるX方向変位X
θ及びY方向変位Yθに一致するまで、各駆動信号IA
〜ID を出力すればよいのである。
However, when the table 3 is rotationally displaced in the θ direction, the position sensors 7A and 7D cannot directly detect the rotational displacement, so the detection signals D X and D Y.
It is necessary to calculate the rotation angle from That is, FIG.
As shown in, the distance from the straight line passing through the center point of the table 3 on the XY plane and parallel to the X axis to the measurement line of the position sensor 7A before the rotational displacement of the table 3 by the angle θ is a, When the distance from the straight line passing through the center point on the XY plane and parallel to the Y axis to the measurement line of the position sensor 7B is b, the X direction displacement Xθ and the Y direction when the table 3 is rotationally displaced by the angle θ The displacement Yθ becomes Xθ = a · sin (θ) Yθ = b · sin (−θ), so that the detection signals D X of the position sensors 7A and 7B are
The change in D Y is the displacement X in the X direction obtained by the above equations.
Each drive signal I A until it coincides with θ and Y direction displacement Yθ
It suffices to output ~ ID .

【0037】なお、テーブル3に与えることができる角
度変位θは、各永久磁石4A〜4Dと、各コイルユニッ
ト5A〜5D内のコイル5a〜5cとで構成されるリニ
アモータの関係が崩れない範囲内に限られ、通常は±5
度〜±10度程度であるが、本実施の形態におけるよう
な半導体製造装置におけるウエハ露光装置用の位置決め
装置1であれば、数度の範囲で角度調整ができれば充分
であるから、特に問題はない。
The angular displacement θ that can be applied to the table 3 is within a range in which the relationship of the linear motor constituted by the permanent magnets 4A to 4D and the coils 5a to 5c in the coil units 5A to 5D is not broken. Limited to within, usually ± 5
However, the positioning apparatus 1 for the wafer exposure apparatus in the semiconductor manufacturing apparatus as in the present embodiment is sufficient if the angle can be adjusted within a range of several degrees. Absent.

【0038】このように、本実施の形態にあっては、多
段構成としなくても、テーブル3をX方向,Y方向及び
θ方向のそれぞれに変位させて任意の位置に所定の角度
で位置決めすることができるから、装置の大幅な大型化
や高重量化を招かないという利点がある。しかも、リニ
アガイド等も不要となるから、装置全体が簡素化され
て、さらなる小型化を図る上で極めて有利である。
As described above, in the present embodiment, the table 3 is displaced in each of the X direction, the Y direction, and the θ direction and positioned at an arbitrary position at a predetermined angle without the multi-stage configuration. Therefore, there is an advantage that the size and weight of the device are not significantly increased. Moreover, since a linear guide or the like is not necessary, the entire device is simplified, which is extremely advantageous for further miniaturization.

【0039】ここで、本実施の形態では、X方向が一の
直線に沿った方向に対応する。図7は本発明の第2の実
施の形態を示す図であって、この実施の形態も、半導体
製造装置における例えばウエハ露光装置等に好適な位置
決め装置1に本発明を適用したものである。なお、上記
第1の実施の形態と同様の構成には、同じ符号を付し、
その重複する説明は省略する。
Here, in the present embodiment, the X direction corresponds to the direction along a straight line. FIG. 7 is a diagram showing a second embodiment of the present invention, and this embodiment also applies the present invention to a positioning apparatus 1 suitable for a wafer exposure apparatus or the like in a semiconductor manufacturing apparatus. The same components as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals,
The overlapping description is omitted.

【0040】即ち、本実施の形態では、ベッド2の上面
2AをY方向で二つの領域に分離しており、それぞれの
領域に、X方向にS極及びN極が交互に並ぶように複数
の永久磁石4A,…,4A、4C,…,4Cを固定して
いる。そして、テーブル3の上面には、Y方向端面のそ
れぞれに近接し且つX方向中央部の二位置に、コイルユ
ニット5A,5Cを固定している。これらコイルユニッ
ト5A,5Cは、上記第1の実施の形態と同様に、X方
向に沿った直動力FA ,FC を生じるものである。
That is, in this embodiment, the upper surface 2A of the bed 2 is divided into two regions in the Y direction, and a plurality of S poles and N poles are alternately arranged in the X direction in each region. The permanent magnets 4A, ..., 4A, 4C, ..., 4C are fixed. The coil units 5A and 5C are fixed to the upper surface of the table 3 at two positions in the X-direction central portion, which are close to the Y-direction end surfaces. These coil units 5A and 5C generate linear powers F A and F C along the X direction, as in the first embodiment.

【0041】また、位置センサ7A,7Bの他に、Y方
向の距離を測定する位置センサ7Bと並列に位置センサ
7Cを設けていて、その位置センサ7Cの出力もコント
ローラに供給するようになっている。その他の構成は、
上記第1の実施の形態と同様である。
In addition to the position sensors 7A and 7B, a position sensor 7C is provided in parallel with the position sensor 7B for measuring the distance in the Y direction, and the output of the position sensor 7C is also supplied to the controller. There is. Other configurations are
It is similar to the first embodiment.

【0042】このような構成であっても、直動力FA
C の向き及び大きさを適宜選定することにより、テー
ブル3を、+X方向,−X方向,+θ方向,−θ方向に
変位させることができる。θ方向変位の中心軸(本発明
における任意の軸)は、コイルユニット5A,5C間の
中点を通る鉛直線である。
Even with such a structure, the direct power F A ,
The table 3 can be displaced in the + X direction, the −X direction, the + θ direction, and the −θ direction by appropriately selecting the direction and size of F C. The central axis of the θ-direction displacement (arbitrary axis in the present invention) is a vertical line passing through the midpoint between the coil units 5A and 5C.

【0043】なお、本実施の形態では、Y方向の距離を
測定する位置センサ7B及び7Cを設けており、それら
のX方向位置を異ならせているから、それら二つの位置
センサ7B及び7Cの出力に基づけば、テーブル3のY
方向位置のみならず、テーブル3の回転角度をも検出す
ることができる。そこで、例えばテーブル3をX方向に
沿って直動させる場合には、位置センサ7Aの出力に基
づいてX方向位置を確認しつつ、位置センサ7B及び7
Cの出力に基づいてY方向位置並びにX軸に対する傾斜
角を確認し、その傾斜角が0となるように適宜フィード
バック制御を実行するようにしてもよい。
In this embodiment, the position sensors 7B and 7C for measuring the distance in the Y direction are provided, and the positions in the X direction are made different. Therefore, the outputs of the two position sensors 7B and 7C are provided. Based on Y of Table 3
Not only the directional position but also the rotation angle of the table 3 can be detected. Therefore, for example, when the table 3 is linearly moved along the X direction, the position sensors 7B and 7 are checked while confirming the X direction position based on the output of the position sensor 7A.
The Y direction position and the tilt angle with respect to the X axis may be confirmed based on the output of C, and the feedback control may be appropriately executed so that the tilt angle becomes zero.

【0044】そして、本実施の形態であっても、多段構
成とせずに、テーブル3をX方向θ方向のそれぞれに変
位させて任意の位置に所定の角度で位置決めすることが
できるから、装置の大幅な大型化や高重量化を招かない
という利点があるし、リニアガイド等も不要となるか
ら、装置全体が簡素化されて、さらなる小型化を図る上
で極めて有利である。
Even in the present embodiment, the table 3 can be displaced in each of the X direction and the θ direction and positioned at an arbitrary position at a predetermined angle without using a multi-stage structure. It has the advantage of not significantly increasing the size and weight and eliminating the need for a linear guide or the like, which is extremely advantageous in simplifying the entire apparatus and further reducing the size.

【0045】なお、本実施の形態にあっては、永久磁石
4A及び4Cを共通化することも可能である。図8は本
発明の第3の実施の形態を示す図であり、この実施の形
態も、半導体製造装置における例えばウエハ露光装置等
に好適な位置決め装置1に本発明を適用したものであ
る。なお、上記各実施の形態と同様の構成には、同じ符
号を付し、その重複する説明は省略する。
In the present embodiment, the permanent magnets 4A and 4C can be shared. FIG. 8 is a diagram showing a third embodiment of the present invention, and this embodiment also applies the present invention to a positioning apparatus 1 suitable for a wafer exposure apparatus or the like in a semiconductor manufacturing apparatus. The same components as those in the above-described respective embodiments are designated by the same reference numerals, and the duplicated description will be omitted.

【0046】即ち、本実施の形態は、上記第2の実施の
形態を改良したものであり、具体的には、ベッド2の上
面2AのY方向中央位置に、X方向に延びる溝2Bを形
成するとともに、テーブル3の裏面側の水平面内での中
央位置に、溝2Bに若干の余裕を持って入り込む丸棒3
Aを、鉛直向きに固定したものである。従って、本実施
の形態では、丸棒3Aの中心軸が、本発明における任意
の軸に相当する。その他の構成は、上記第2の実施の形
態と同様である。
That is, the present embodiment is an improvement of the second embodiment described above. Specifically, a groove 2B extending in the X direction is formed at the center of the upper surface 2A of the bed 2 in the Y direction. At the same time, the round bar 3 is inserted into the groove 2B with a slight margin at the central position on the back surface of the table 3 in the horizontal plane.
A is fixed vertically. Therefore, in the present embodiment, the central axis of the round bar 3A corresponds to an arbitrary axis in the present invention. Other configurations are similar to those of the second embodiment.

【0047】このような構成であれば、テーブル3がX
方向に沿って移動する際には、溝2B内を丸棒3Aが移
動するし、テーブル3がθ方向に回転変位する際には、
丸棒3Aが溝2B内で回転する。つまり、溝2B及び丸
棒3Aは、テーブル3のX方向及びθ方向への変位に対
しては規制にはならない。しかし、テーブル3のY方向
変位に対しては、それら溝2B及び丸棒3Aによる規制
が有効となるから、Y方向変位に対してより安定な構成
となっている。その他の作用効果は、上記第2の実施の
形態と同様である。
With such a configuration, the table 3 has X
The round bar 3A moves in the groove 2B when moving along the direction, and when the table 3 is rotationally displaced in the θ direction,
The round bar 3A rotates in the groove 2B. That is, the groove 2B and the round bar 3A do not restrict the displacement of the table 3 in the X direction and the θ direction. However, with respect to the displacement of the table 3 in the Y direction, the regulation by the groove 2B and the round bar 3A is effective, so that the configuration is more stable with respect to the displacement in the Y direction. Other functions and effects are similar to those of the second embodiment.

【0048】図9は本発明の第4の実施の形態を示す図
であり、この実施の形態も、半導体製造装置における例
えばウエハ露光装置等に好適な位置決め装置1に本発明
を適用したものである。なお、上記各実施の形態と同様
の構成には、同じ符号を付し、その重複する説明は省略
する。
FIG. 9 is a diagram showing a fourth embodiment of the present invention, and this embodiment also applies the present invention to a positioning apparatus 1 suitable for a wafer exposure apparatus or the like in a semiconductor manufacturing apparatus. is there. The same components as those in the above-described respective embodiments are designated by the same reference numerals, and the duplicated description will be omitted.

【0049】即ち、本実施の形態も、上記第2の実施の
形態を改良したものであり、具体的には、ベッド2をY
方向に拡張してその中央部に余裕を形成し、かかる中央
部分に、Y方向にS極及びN極が交互に並ぶように複数
の永久磁石4B,…,4Bを固定している。そして、テ
ーブル3の上面中央部に、Y方向に沿った直動力FB
生じるコイルユニット5Bを固定している。その他の構
成は、上記第2の実施の形態と同様である。
That is, this embodiment is also an improvement of the above-mentioned second embodiment. Specifically, the bed 2 is Y-shaped.
A plurality of permanent magnets 4B, ..., 4B are fixed to the center so that the S poles and the N poles are alternately arranged in the Y direction. A coil unit 5B that generates a direct power F B along the Y direction is fixed to the center of the upper surface of the table 3. Other configurations are similar to those of the second embodiment.

【0050】このような構成であれば、コイルユニット
5B及び複数の永久磁石4B,…,4Bによって生じる
直動力FB がY方向を向いているため、その直動力FB
によりテーブル3をY方向に変位させることができる。
そして、X方向及びθ方向に変位できることは上記第2
の実施の形態と同様であるから、この実施の形態であれ
ば、X方向,Y方向及びθ方向にテーブル3を変位させ
ることができる。
[0050] With such a configuration, the coil unit 5B and a plurality of permanent magnets 4B, ..., since the linear power F B is oriented in the Y direction caused by 4B, the straight moving force F B
Thus, the table 3 can be displaced in the Y direction.
And it is possible to displace in the X direction and the θ direction that the second
Since it is the same as the embodiment described above, according to this embodiment, the table 3 can be displaced in the X direction, the Y direction, and the θ direction.

【0051】また、テーブル3の変位が上記第2の実施
の形態のようにX方向が主である位置決め装置1等にあ
っては、コイルユニット5B及び複数の永久磁石4B,
…,4Bによって生じる直動力FB を、位置センサ7
B,7Cの出力に応じたフィードバック制御を実行しつ
つ適宜発生させるようにして、テーブル3のY方向位置
が安定化するようにしてもよい。その他の作用効果は、
上記第2の実施の形態と同様である。
Further, in the positioning device 1 or the like in which the displacement of the table 3 is mainly in the X direction as in the second embodiment, the coil unit 5B and the plurality of permanent magnets 4B,
The direct power F B generated by 4B is transferred to the position sensor 7
The position of the table 3 in the Y direction may be stabilized by appropriately generating the feedback control according to the outputs of B and 7C. Other effects are
This is the same as the second embodiment.

【0052】図10は本発明の第5の実施の形態を示す
図であり、この実施の形態も、半導体製造装置における
例えばウエハ露光装置等に好適な位置決め装置1に本発
明を適用したものである。なお、上記各実施の形態と同
様の構成には、同じ符号を付し、その重複する説明は省
略する。
FIG. 10 is a diagram showing a fifth embodiment of the present invention, and this embodiment also applies the present invention to a positioning apparatus 1 suitable for a wafer exposure apparatus or the like in a semiconductor manufacturing apparatus. is there. The same components as those in the above-described respective embodiments are designated by the same reference numerals, and the duplicated description will be omitted.

【0053】即ち、本実施の形態は、永久磁石4A〜4
D及びコイルユニット5A〜5Dの配設位置が異なると
ともに、位置センサ7Cを設けている点を除いては、上
記第1の実施の形態と同様である。従って、このような
構成であっても、上記第1の実施の形態と同様の作用効
果が得られる。
That is, in this embodiment, the permanent magnets 4A to 4A are used.
D is the same as the first embodiment except that the arrangement positions of the coil units 5A to 5D are different and the position sensor 7C is provided. Therefore, even with such a configuration, the same operational effect as that of the first embodiment can be obtained.

【0054】なお、上記第1の実施の形態の構成におい
て、位置センサ7A又は7Bと並列になるように、上記
第2〜第5の実施の形態のように他の位置センサを設け
て、テーブル3のX軸及びY軸に対する傾斜角を直接認
識できるようにしてもよい。
In the structure of the first embodiment, another position sensor is provided as in the second to fifth embodiments so as to be in parallel with the position sensor 7A or 7B, and the table is provided. Alternatively, the inclination angles of 3 with respect to the X axis and the Y axis may be directly recognized.

【0055】また、上記各実施の形態では、空気軸受を
設けることにより、ベッド2の上面2Aとテーブル3と
の間を非接触として、テーブル3の変位がより滑らかに
なるようにしているが、これは、上記各実施の形態で
は、テーブル3のZ軸方向(鉛直方向)への拘束を考慮
する必要がないからである。つまり、テーブル3の重量
及びその上に載置されるウエハ等の重量と、空気軸受の
揚力とは、空気軸受の圧縮空気圧を適宜調整すれば、容
易に釣り合わせることができるのはもちろんのこと、浮
上量も調整できるからである。
In each of the above embodiments, the air bearing is provided so that the upper surface 2A of the bed 2 and the table 3 are not in contact with each other, and the displacement of the table 3 is smoother. This is because it is not necessary to consider the constraint of the table 3 in the Z-axis direction (vertical direction) in each of the above-described embodiments. That is, it goes without saying that the weight of the table 3, the weight of the wafer or the like placed on it, and the lift of the air bearing can be easily balanced by appropriately adjusting the compressed air pressure of the air bearing. This is because the flying height can also be adjusted.

【0056】しかし、空気軸受に代えて、例えばベッド
2の上面2Aとテーブル3の下面とにそれぞれ互いに反
発するように支持用の永久磁石を固定し、それら支持用
の永久磁石が発生する磁力によってテーブル3をベッド
2に対して浮上させるようにしてもよい。また、例えば
ベッド2の上面2Aとテーブル3の下面とを滑らかな平
面に仕上げて滑り軸受を構成し、両者を接触状態として
テーブル3を滑らかに変位させるようにしてもよい。或
いは、ベッド2の上面2Aとテーブル3の下面との間に
油膜を形成して、摩擦抵抗を軽減させて、テーブル3を
滑らかに変位させるようにしてもよい。
However, instead of the air bearing, for example, the supporting permanent magnets are fixed to the upper surface 2A of the bed 2 and the lower surface of the table 3 so as to repel each other, and the magnetic force generated by the permanent magnets for supporting is fixed. The table 3 may be floated above the bed 2. Alternatively, for example, the upper surface 2A of the bed 2 and the lower surface of the table 3 may be finished into smooth planes to form a slide bearing, and the table 3 may be smoothly displaced by bringing them into contact with each other. Alternatively, an oil film may be formed between the upper surface 2A of the bed 2 and the lower surface of the table 3 to reduce frictional resistance and to smoothly displace the table 3.

【0057】さらに、上記各実施の形態では、ベッド2
側に永久磁石4A〜4Dを固定し、テーブル3側にコイ
ルユニット5A〜5Dを固定するようにしているが、こ
れらの固定関係は逆であってもよいし、或いはベッド2
側とテーブル3側の両方に電磁石のコイルユニットを固
定してもよい。
Further, in each of the above embodiments, the bed 2
The permanent magnets 4A to 4D are fixed to the side and the coil units 5A to 5D are fixed to the side of the table 3. However, these fixed relationships may be reversed, or the bed 2 may be fixed.
You may fix the coil unit of an electromagnet to both the side and the table 3 side.

【0058】また、上記各実施の形態では、本発明を半
導体製造装置におけるウエハ露光装置用の位置決め装置
1に適用した例としているが、本発明の適用対象はこれ
に限定されるものではない。しかし、上記各実施の形態
の構成では、θ方向への角度変位の範囲は±5度〜±1
0度程度であるから、適用対象としては半導体製造装置
におけるウエハ露光装置用の位置決め装置1が好適であ
る。
In each of the above embodiments, the present invention is applied to the positioning apparatus 1 for a wafer exposure apparatus in a semiconductor manufacturing apparatus, but the application of the present invention is not limited to this. However, in the configurations of the above embodiments, the range of angular displacement in the θ direction is ± 5 degrees to ± 1.
Since it is about 0 degree, the positioning device 1 for a wafer exposure apparatus in a semiconductor manufacturing apparatus is suitable as an application target.

【0059】そして、上記各実施の形態では、位置セン
サとしてレーザー方式の測長器を適用しているが、これ
に限定されるものではなく、他の形式の位置センサであ
ってもよい。しかし、一つのテーブル3がX方向及びY
方向に移動する場合には、上記各実施の形態のおけるレ
ーザー方式の測長器が最適である。
In each of the above-mentioned embodiments, the laser type length measuring device is applied as the position sensor, but the present invention is not limited to this, and another type of position sensor may be used. However, one table 3 has X direction and Y
When moving in the direction, the laser-type length measuring device in each of the above-described embodiments is optimal.

【0060】さらに、上記各実施の形態では、互いに直
交するX方向及びY方向をテーブル3の移動方向として
いるが、テーブル3を水平面内の任意の位置に変位させ
るのであるから、それらX方向及びY方向は必ずしも直
交している必要はなく、両者が水平面内で交差していれ
ばよい。
Further, in the above-mentioned respective embodiments, the X direction and the Y direction which are orthogonal to each other are set as the moving directions of the table 3. However, since the table 3 is displaced to an arbitrary position in the horizontal plane, these X direction and The Y directions do not necessarily need to be orthogonal to each other, and it is sufficient that the two intersect in the horizontal plane.

【0061】また、上記各実施の形態では、水平面内で
移動するテーブル3の位置決め装置1に本発明を適用し
ているが、水平面以外で移動するテーブル3であっても
適用可能である。
Further, in each of the above embodiments, the present invention is applied to the positioning device 1 for the table 3 that moves in the horizontal plane, but the present invention is also applicable to the table 3 that moves in a plane other than the horizontal plane.

【0062】[0062]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
対向する方向に直交する平面に含まれる一の直線に沿っ
た方向と、対向する方向に平行な任意の軸周りの回転方
向とには少なくとも相対変位可能な移動体及び固体体の
うちの一方には、一の直線に沿った方向にS極及びN極
が交互に並ぶように複数の磁石を固定するとともに、移
動体及び固体体のうちの他方には、前記一の直線と交差
する方向であって前記平面に沿った他の方向に離隔した
少なくとも二位置のそれぞれに、前記磁石との間で前記
一の直線に沿った方向の直動力を生じるコイルを固定し
たため、多段構成としなくても移動体を複数の方向に変
位させて位置決めすることができるから、装置の大幅な
大型化や高重量化を招かないし、しかも、リニアガイド
等も不要となるから、装置全体が簡素化されてさらなる
小型化を図る上で極めて有利であるという効果がある。
As described above, according to the present invention,
At least one of a moving body and a solid body that can be relatively displaced in a direction along a straight line included in a plane orthogonal to the facing direction and in a rotation direction around an arbitrary axis parallel to the facing direction. Fixes a plurality of magnets so that the S poles and the N poles are alternately arranged in a direction along one straight line, and the other one of the moving body and the solid body in a direction intersecting with the one straight line. Since the coils that generate the direct power in the direction along the straight line with the magnet are fixed to each of the at least two positions separated in the other direction along the plane, it is not necessary to form a multi-stage configuration. Since the moving body can be displaced and positioned in a plurality of directions, the size and weight of the device will not be significantly increased, and the linear guide and the like will not be required, and the entire device will be simplified. For further miniaturization There is an effect that is advantageous Te order.

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

【図1】本発明の第1の実施の形態の構成を示す図であ
る。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a first exemplary embodiment of the present invention.

【図2】永久磁石とコイルとの関係を説明する図であ
る。
FIG. 2 is a diagram illustrating a relationship between a permanent magnet and a coil.

【図3】空気軸受の構成を説明する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of an air bearing.

【図4】回路構成を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing a circuit configuration.

【図5】変位方向を説明する図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a displacement direction.

【図6】角度変位と直線変位との変換関係を説明する図
である。
FIG. 6 is a diagram illustrating a conversion relationship between angular displacement and linear displacement.

【図7】本発明の第2の実施の形態の構成を示す図であ
る。
FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a second exemplary embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第3の実施の形態の構成を示す図であ
る。
FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a third exemplary embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第4の実施の形態の構成を示す図であ
る。
FIG. 9 is a diagram showing a configuration of a fourth exemplary embodiment of the present invention.

【図10】本発明の第5の実施の形態の構成を示す図で
ある。
FIG. 10 is a diagram showing a configuration of a fifth exemplary embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 位置決め装置 2 ベッド(固定体) 3 テーブル(移動体) 4A〜4D 永久磁石 5A〜5D コイルユニット 5a〜5c コイル 7A〜7C 位置センサ 10 コントローラ 1 Positioning device 2 Bed (fixed body) 3 Table (moving body) 4A to 4D Permanent magnet 5A to 5D Coil unit 5a to 5c Coil 7A to 7C Position sensor 10 Controller

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 接触又は非接触で互いに対向する固定体
及び移動体を、前記対向する方向に直交する平面に含ま
れる一の直線に沿った方向と、前記対向する方向に平行
な任意の軸周りの回転方向とには、少なくとも相対変位
可能とし、前記移動体及び固体体のうちの一方には、前
記一の直線に沿った方向にS極及びN極が交互に並ぶよ
うに複数の磁石を固定するとともに、前記移動体及び固
定体の内の他方には、前記一の直線と交差する方向であ
って前記平面に沿った他の方向に離隔した少なくとも二
位置のそれぞれに、前記磁石との間で前記一の直線に沿
った方向の直動力を生じるコイルを固定したことを特徴
とする位置決め装置。
1. A fixed body and a movable body which are in contact with each other or are not in contact with each other and which are opposed to each other, and an arbitrary axis parallel to a direction along a straight line included in a plane orthogonal to the opposed direction. At least relative displacement is possible with respect to the rotational direction of rotation, and a plurality of magnets are arranged on one of the moving body and the solid body so that S poles and N poles are alternately arranged in a direction along the straight line. And the other of the movable body and the fixed body, at the at least two positions separated in the other direction along the plane which is a direction intersecting with the one straight line, the magnet and A positioning device, wherein a coil for generating a linear force in a direction along the straight line is fixed between the coils.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006094185A (en) * 2004-09-24 2006-04-06 Pentax Corp Stage driving mechanism

Cited By (2)

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JP4647273B2 (en) * 2004-09-24 2011-03-09 Hoya株式会社 Stage drive mechanism

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