JPS63120050A - 駆動機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の分野］ 本発明は、半導体露光装置、例えば電子ビーム露光装置
、Ｘ線露光装置、イオンビーム露光装置、あるいは蒸着
装置、ＣＶＤ装置等真空内で作動する装置において、処
理すべきクエへ等を搭載して直線運動を行なう直進ステ
ージに用いて好適なｒＭ駆動機構関し、特に空気等の流
体圧によりステージ等を静圧直進駆動する駆動機構に関
する。

［従来の技術］ 従来、真空内で直線運動するステージの駆動にピストン
シリンダ機構を用いる場合、シリンダ本体を真空外にお
き、ピストンロッドのみを真空内に入れ境界部を０リン
グで、シールする方法あるいはベローズ等でシリンダ全
体を覆い大気状態におく方法がとられていた。しかしな
がら、０リングでピストンロッドをシールする場合には
Ｏリングの摩耗により耐久性が低く、また摩擦による送
り精度の劣化があり、ベローズを用いる場合にはベロー
ズの耐久性、振動等の点で問題があった。

［発明の目的コ 本発明は前記従来技術の欠点に鑑みてなされたものであ
って、高い送り精度と耐久性をもつ、特に真空室内で動
作する直進ステージ用として用いた場合に有効な駆動機
構の提供を目的とする。

［実施例］ 第１図は、本発明の一実施例に係る静圧直進ステージの
駆動機構部分の構成を示す。同図において、１は直線案
内用の案内軸、２は多孔質材からなる軸受スリーブ、３
はハウジング、４は連結筒体、５はフランジ、６は連結
板である。フランジ５は案内軸１上に固定されている。

このフランジ５を挟んでその両側に１対の軸受部２０が
案内軸１上に摺動可能に装着される。軸受部２０は圧縮
空気等の流体噴射用軸受スリーブ２とこれを囲むハウジ
ング３からなる流体軸受構造である。両側の軸受スリー
ブ２のハウジング３の内面には流体溜り７．８が形成さ
れる。１対の軸受部２０の創外側端部のハウジング３の
内面には案内軸１に近接する隔壁９．１０．１１が形成
されている。各隔壁９゜１０、１１間の空間には真空ポ
ンプ１２．１３が連結される。隔壁９　、１０．１１と
案内軸１との間の隙間は数μｍとし、流路抵抗を大きく
する。両ハウジング３同士は連結筒体４により連結され
る。連結筒体４は両ハウジング３間の案内軸１を覆い、
その内部のフランジ５が仕切壁を構成して２つの空気室
１４、１５に分割される。連結筒体４にはフランジ５の
両側の空気室１４．１５の圧力を各々検出するための圧
力センサ１７が設けられている。また各空気室１４、１
５に空気を導入するための空気導入ポート１９が連結筒
体４に形成されている。

１８はサーボパルプであり、図示しない制御回路を介し
て圧力センサ１７と連結されている。各ハウジング３に
は図示しないステージを駆動するための連結板６が案内
軸１と直角方向に固定されている。案内軸１およびこれ
に装着された軸受部２０等からなるステージ駆動機構全
体はステージとともに真空室内に配設される。

次に上記構成の駆動機構の動作について説明する。真空
室外部から矢印Ａのように軸受部２０に空気が供給され
軸受スリーブ２から噴射されて案内＠１との間の隙間に
流体潤滑膜を形成する。空気はこの流体潤滑膜によりス
テージにかかる荷重を支承した後空気溜り７．８を通し
て矢印Ｂのように大気へ開放される。両ハウジング３の
端部の隔壁９．１０．１１の流路抵抗が大きく、また真
空ポンプ１２．１３により矢印Ｃ，Ｄのように強制排気
しているため真空室内に流出する空気は微小であり真空
室内は１０−’Ｔ　ｏｒｒ以下に保たれる。このような
状態で、連結筒体４の各ポート１９を介して空気室１４
、１５内に必要圧の空気を導入し両空気ｉ１４．１５間
の圧力差により連結筒体４および両ハウジング３を案内
軸１に沿って摺動させる。これにより連結板６を介して
ステージが直進動作する。このとき各空気室１４．１５
に供給された空気は、ハウジング３の内側の隔壁１６と
案内軸１との間の隙間から大気へ漏れ、またフランジ５
と連結筒体４との間の隙間から隣の空気室へと漏れる。

しかしながら、このような隙間は数μｍと非常に小さく
空気の漏れ量はわずかであって空気室内の圧力は大きく
減少することはない。また、このような空気漏れによる
圧力変動は、各空気室の圧力を圧力センサ１７で検出し
、この検出結果に基いて所定の圧力値となるようにサー
ボバルブ１８により圧力制御することにより補正される
。このような圧力センサ１７およびサーボバルブ１８に
よるサーボ制御により連結筒体４の空気室内を所望の圧
力に保つことができ、したがってステージの位置を一定
に保ちかつ適正な位置制御ができる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明に係る駆動機構においては
、案内軸上に仕切用フランジを固定し連結筒体内部を２
分割して両分側室内に所定圧力の空気を導入することに
より、被駆動体、例えばステージの駆動を行なっている
。したがって、従来のようにシリンダー等の駆動源を真
空室の外部に設ける必要はなく、駆動機構全体をステー
ジとともに真空室内に設置することができるため、ステ
ージ構造の小型化が図られる。またピストンロッド等の
真空室の境界部のシールの問題やベローズの振動等の問
題がなくなり高い真空圧が得られ、耐久性が増加し、高
精度の位置制御が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る静圧直進ステージの構
成図である。 に案内軸、 ２：軸受スリーブ、 ３：ハウジング、 ４：連結筒体、 ５：フランジ、 ６：連結板、 １４．１５：空気室、 １７：圧力センサ、 １８：サーボバルブ、 ２０：軸受部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、直線案内軸と、該案内軸上に固定した仕切用フラン
   ジと、該仕切用フランジを挟んで、その両側の前記案内
   軸上に摺動可能に装着した１対の軸受部と、該１対の軸
   受部同士を連結しかつ両軸受部間の案内軸を覆う連結筒
   体と、該連結筒体内の前記仕切用フランジの両側に各々
   流体を供給するための流体供給手段とを具備したことを
   特徴とする駆動機構。 ２、前記軸受部は流体噴射用多孔質部材からなる軸受ス
   リーブと該軸受スリーブを囲むハウジングとからなる流
   体軸受機構を構成したことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の駆動機構。 ３、前記軸受スリーブの両側の前記ハウジング内面に流
   体溜りを形成し、該流体溜りを大気に連通したことを特
   徴とする特許請求の範囲第２項記載の駆動機構。 ４、前記１対の軸受部の各ハウジングの外側端部の内面
   に前記案内軸に近接する複数の隔壁を設け、各隔壁間の
   空間に排気手段を連結したことを特徴とする特許請求の
   範囲第３項記載の駆動機構。 ５、前記流体供給手段は、前記仕切用フランジの両側の
   位置の前記連結筒体に設けた流体導入ポートと、該連結
   筒体内の前記仕切用フランジの両側の圧力を検出するた
   めの圧力センサと、該圧力センサの検出信号に基き該連
   結筒体内への流体供給を制御するための前記ポートに連
   結するサーボバルブとからなることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項から第４項までのいずれか１項記載の駆
   動機構。 ６、前記１対の軸受部及び連結筒体を前記案内軸上で往
   復動作させて直進ステージを駆動することを特徴とする
   特許請求の範囲第１項から第５項までのいずれか１項記
   載の駆動機構。 ７、前記軸受部のハウジング又は連結筒体にステージを
   連動させるための連結部材を結合したことを特徴とする
   特許請求の範囲第６項記載の駆動機構。 ８、前記軸受部および連結筒体は前記ステージとともに
   真空室内に配設されたことを特徴とする特許請求の範囲
   第６項または第７項記載の駆動機構。