KR100904345B1 - Surface stage - Google Patents

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우시오덴키 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은, 이동체를 격자 형상으로 볼록극이 설치된 플래튼 위에서 이동시키는 평면 스테이지 장치에서, 이동체가 회전한 상태에서 XY방향으로 직선 이동할 수 있도록 한 평면 스테이지이다.The present invention is a planar stage in which a moving object is moved on a platen provided with convex poles in a lattice shape, so that the moving object can be linearly moved in the XY direction while the moving object is rotated.

Y방향용 이동자(20c, 20d)는, 이동체(30)의 X축 상의 2개소에 설치되고 회전 베어링(24)을 통하여 이동체(30)에 장착된다. X방향 이동용 이동자(20a, 20b)는 플레이트(25)에 장착되고 회전 베어링(26)을 통하여 이동체(30)에 장착된다. 이동체(30)를 XY방향으로 이동시키려면 이동자(20a, 20b) 또는 이동자(20c, 20d)를 동일 방향으로 이동시킨다. 이동체(30)를 회전시키는 경우에는 이동자(20c, 20d)를 역 방향으로 이동시킨다. 이동체(30)를 회전시켰을 때, 이동자(20a 내지 20d)의 자극은 플래튼(10)의 볼록극의 방향을 따르도록 회전하고, 이 상태로 이동체(30)를 XY방향으로 이동시킬 수 있다. The Y-direction movers 20c and 20d are provided at two places on the X axis of the mover 30 and are attached to the mover 30 via the rotary bearing 24. The movers 20a and 20b for the X-direction movement are mounted to the plate 25 and to the moving body 30 through the rotary bearing 26. To move the movable body 30 in the XY direction, the movers 20a and 20b or the movers 20c and 20d are moved in the same direction. When the moving body 30 is rotated, the movers 20c and 20d are moved in the reverse direction. When the moving body 30 is rotated, the magnetic poles of the moving parts 20a to 20d rotate to follow the direction of the convex pole of the platen 10, and in this state, the moving body 30 can be moved in the XY direction.

Description

평면 스테이지{SURFACE STAGE}Planar Stage {SURFACE STAGE}

도 1은 본 발명의 실시예의 평면 스테이지의 구성을 도시한 도면.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a diagram showing the configuration of a planar stage in an embodiment of the invention.

도 2는 본 발명의 실시예의 평면 스테이지에서, 이동체를 θ회전시킨 상태를 도시한 도면. 2 is a view showing a state in which the moving object is rotated θ in the planar stage of the embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 실시예의 평면 스테이지의 변형예 1을 도시한 도면.3 is a view showing a modification 1 of the planar stage of the embodiment of the present invention;

도 4는 본 발명의 실시예의 평면 스테이지의 변형예 2를 도시한 도면.4 is a view showing a modification 2 of the planar stage of the embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 실시예의 평면 스테이지의 변형예 3을 도시한 도면.5 is a view showing a modification 3 of the planar stage of the embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 실시예의 평면 스테이지의 변형예 4를 도시한 도면.Fig. 6 is a view showing a modification 4 of the planar stage of the embodiment of the present invention.

도 7은 종래의 평면 스테이지의 동작 원리를 설명하는 도면 1. 7 is a view for explaining the principle of operation of a conventional planar stage.

도 8은 종래의 평면 스테이지의 동작 원리를 설명하는 도면 2.8 is a view for explaining the principle of operation of a conventional planar stage.

도 9는 도 7, 도 8에 도시한 평면 스테이지에서 자극의 코일에 흘리는 전류의 타이밍차트,9 is a timing chart of current flowing through the coil of the magnetic pole in the planar stages shown in FIGS.

도 10은 도 7, 도 8에 도시한 이동자의 구체적인 구성예를 도시한 도면.FIG. 10 is a diagram showing a specific configuration example of the mover shown in FIGS. 7 and 8; FIG.

도 11은 4개의 이동자를 이동체에 설치한 종래의 평면 스테이지의 구성을 도시한 도면.Fig. 11 is a diagram showing the configuration of a conventional planar stage in which four movers are provided in the moving body.

도 12는 평면 스테이지를 θ회전시키는 경우를 설명하는 도면.It is a figure explaining the case where (theta) rotates a planar stage.

도 13은 도 11에서 이동체를 θ회전시켰을 때의 자극의 상태를 도시한 도면. FIG. 13 is a view showing a state of a magnetic pole when the movable body is rotated θ in FIG. 11. FIG.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>

10 : 플래튼 10a : 비자성체10: platen 10a: nonmagnetic material

11 내지 17 : 볼록극 20, 20a 내지 20d : 이동자11 to 17: convex pole 20, 20a to 20d: mover

21 : 영구 자석 22a 내지 22d : 자극21 permanent magnet 22a to 22d magnetic pole

23a, 23b : 코일 24 : 회전 베어링23a, 23b: coil 24: rotating bearing

25 : 플레이트 26 : 회전 베어링25 plate 26 rotating bearing

30 : 이동체 40 : 에어 패드 30: moving body 40: air pad

본 발명은, 플래튼 위를 이동체가 이동하는 평면 스테이지에 관한 것으로서, 특히, 플래튼 위의 이동 스테이지를, θ회전시킨 상태에서, XY방향으로 원활하게 이동시킬 수 있는 평면 스테이지에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a planar stage on which a moving body moves on a platen, and more particularly, to a planar stage capable of smoothly moving in a XY direction in a state in which the moving stage on a platen is rotated θ.

종래, 격자 형상 강자성체의 볼록극이 설치되어 있는 평면 형상의 플래튼 위에, 이동체를 에어에 의해 부상시키고, 이동체에 자력을 인가하여, 이동체와 플래튼의 볼록극의 사이의 자력을 변화시킴으로써 이동체를 이동시키도록 구성한 평면 스테이지 장치가 알려져 있다(예컨대, 특허문헌1 참조).Conventionally, a moving body is floated on a flat platen having a convex pole of a lattice-shaped ferromagnetic material by air, a magnetic force is applied to the moving body, and the moving body is changed by changing the magnetic force between the moving body and the convex pole of the platen. The planar stage apparatus comprised so that it is moved is known (for example, refer patent document 1).

상기 평면 스테이지에서, 이동체의 한 쪽의 면은, 워크를 재치하기 위한 워크 스테이지가 되기 위하여, 높은 정밀도로 평면 가공되어 있다. 다른 쪽의 면에는, 직교하는 좌표축의 각 축 방향으로 이동자계를 발생하는 자극과, 에어를 분출 하는 에어 패드가 설치되어 있다. In the planar stage, one surface of the movable body is planarized with high precision in order to be a work stage for placing the workpiece. The other surface is provided with a magnetic pole for generating a moving magnetic field in each axial direction of the orthogonal coordinate axis and an air pad for blowing air.

플래튼의 볼록극과 마주 보도록, 이동체의 자극과 에어 패드가 놓여지고, 이동체는 에어의 작용에 의해 부상한다. 이 상태로 이동체의 자극에 이동자계를 발생시켜, 자극과 플래튼의 볼록극 사이의 자계를 변화시킴으로써, 이동체가 플래튼 위를 이동한다. To face the convexity of the platen, the magnetic pole of the mobile body and the air pad are placed, and the mobile body floats by the action of air. In this state, a moving magnetic field is generated on the magnetic pole of the moving object, and the moving object moves on the platen by changing the magnetic field between the magnetic pole and the convex pole of the platen.

또한, 이러한 구성을 갖는 장치는, 서피스(Surface) 모터 스테이지 장치, 소이어(Sawyer) 모터 스테이지 장치 등으로 불리는 경우도 있다. Moreover, the apparatus which has such a structure is called a surface motor stage apparatus, a Sawyer motor stage apparatus, etc. in some cases.

이러한 평면 스테이지 장치는, 종래의 볼 나사를 이용한 구성의 스테이지 장치 등과는 달리, X스테이지, Y스테이지 및 θ스테이지와 복수의 스테이지를 겹치는지 않고서, 플래튼의 평면으로 이루어지는 1개의 스테이지 상에서 이동체를 XY방향의 이동과 θ회전을 하게 할 수 있다. Unlike a stage device having a configuration using a conventional ball screw, such a planar stage device XY a moving body on one stage made of a flat platen without overlapping the X stage, the Y stage, and the θ stage with a plurality of stages. Direction and θ rotation.

그 때문에, 최근, 복수의 노광 영역으로 분할된 워크를 분할된 영역순으로 이동하여 노광하는 순차(step and repeat) 노광 장치의 워크 스테이지로서 적용하는 것이 검토되고 있다. 워크 스테이지로서 평면 스테이지 장치를 이용한 노광 장치에서는, 워크 스테이지의 구성이 단순한 것이 되기 때문에, 장치의 소형 경량화를 도모할 수 있을 것으로 기대되고 있다. Therefore, in recent years, application as a work stage of a step and repeat exposure apparatus which moves and divides the workpiece | work divided into the some exposure area | region in the order of the divided area | region is examined. In the exposure apparatus using the planar stage apparatus as a work stage, since the structure of a work stage becomes simple, it is anticipated that the weight reduction of an apparatus can be aimed at.

상기 평면 스테이지의 동작 원리에 관하여, 도 7, 도 8, 도 9를 이용하여 간단히 설명한다. 도 7, 도 8은, 평면 스테이지를 구성하는 복수의 볼록극을 가지는 플래튼(10)과, 자극을 가지는 이동자(20)의 단면도이고, 도 9는, 상기 이동자(20)의 자극에 감긴 코일에 흘리는 전류의 타이밍차트이다. 또한 도 9의 ±는 코일에 흘리는 전류 방향을 나타낸다. 또한, 도 9의 전류의 패턴은 일례이고, 정현파로 나타내는 것과 같이, 매끄럽게 전류값을 바꾸어도 된다. The operating principle of the planar stage will be briefly described with reference to FIGS. 7, 8 and 9. 7 and 8 are cross-sectional views of the platen 10 having a plurality of convex poles constituting the planar stage and the mover 20 having a magnetic pole, and FIG. 9 is a coil wound around the magnetic pole of the mover 20. This is a timing chart of the current flowing in the. 9 represents the direction of current flowing through the coil. In addition, the pattern of the electric current of FIG. 9 is an example, and as shown with a sine wave, you may change a current value smoothly.

플래튼(10)은, 평면판 형상이고, 도 7에 도시한 바와 같이 강자성체의 볼록극(11, 12, …)이 격자 형상으로 설치되어 있다. 볼록극과 볼록극의 사이는 비자성체(1Oa)로 메워져 있다. The platen 10 has a flat plate shape, and as shown in Fig. 7, the convex poles 11, 12, ... of ferromagnetic material are provided in a lattice shape. Between the convex pole and the convex pole is filled with a nonmagnetic material 10a.

이동자(20)에는, 영구 자석(21)이 장착되어 있고, 이것에 의해 동 도면에서 이동자에 설치된 4개의 자극(22a 내지 22d)에는, N 또는 S의 자극이 발생한다. The permanent magnet 21 is attached to the mover 20, whereby the magnetic poles of N or S are generated in the four magnetic poles 22a to 22d provided in the mover in the same figure.

자극(22a 내지 22d)에는, 코일(23a, 23b)이 감겨 있고, 전류가 흐르면 각 자극(22a 내지 22d)은 전자석이 된다. 영구 자석(21)이 만드는 자계와 전자석이 만드는 자계의 방향이 같다면, 자력은 강화된다. 영구 자석(21)이 만드는 자계와 전자석이 만드는 자계가 반대라면, 자력은 상쇄된다. The coils 23a and 23b are wound around the magnetic poles 22a to 22d, and when the current flows, each magnetic pole 22a to 22d becomes an electromagnet. If the magnetic field produced by the permanent magnet 21 and the magnetic field produced by the electromagnet are the same, the magnetic force is strengthened. If the magnetic field produced by the permanent magnet 21 and the magnetic field produced by the electromagnet are reversed, the magnetic force is canceled.

또, 자극(22a)과 (22b)에서는 코일(23a)이 반대 방향으로 감겨 있다. 따라서, 자극(22a)에서 같은 방향의 자계가 발생하여, 자력이 강화되는 경우, 자극(22b)에는, 반대 방향의 자력이 발생하여 자력은 상쇄된다. 자극(22c)과 (22d)도 동일하다. The coils 23a are wound in opposite directions in the magnetic poles 22a and 22b. Therefore, when the magnetic field in the same direction is generated in the magnetic pole 22a and the magnetic force is strengthened, the magnetic force in the opposite direction is generated in the magnetic pole 22b to cancel the magnetic force. The magnetic poles 22c and 22d are also the same.

이동자(20)의 자극(22a 내지 22d)은, 플래튼(10)의 볼록극(11, 12, …)과 대향하여 놓여진다. 이동자(20)는 에어를 분출하는 패드의 작용에 의해, 플래튼(10)으로부터 부상되어 있으나, 도 7, 도 8에서는 에어 패드는 생략한다.The magnetic poles 22a to 22d of the mover 20 are placed to face the convex poles 11, 12,... Of the platen 10. The mover 20 is lifted from the platen 10 by the action of a pad that ejects air, but the air pad is omitted in FIGS. 7 and 8.

이동자(20)의 위의 면이 워크를 재치하는 면이 된다. 이동자(20)에 직접 워크가 재치되는 경우도 있으나, 이동자(20)의 상면에 평면의 워크 스테이지를 놓고, 그 위에 워크를 재치하는 경우도 있다. The upper surface of the mover 20 becomes the surface on which the workpiece is placed. Although the workpiece may be directly placed on the mover 20, the work stage may be placed on the upper surface of the mover 20, and the workpiece may be placed thereon.

자극(22a 내지 22d)에 감긴 각 코일(23a, 23b)에 도시하지 않는 구동 회로로부터, 이하의 순서로 전류를 흘림으로써 이동자계가 발생하여, 이동자(20)가 동 도면의 좌우 방향으로 이동한다. 이하, 이동자(20)가 도면 오른쪽 방향으로 이동하는 동작 원리에 관하여 설명한다. From the drive circuits not shown in each of the coils 23a and 23b wound around the magnetic poles 22a to 22d, a moving magnetic field is generated by flowing a current in the following order, and the mover 20 moves in the left and right directions in the figure. . Hereinafter, an operation principle in which the mover 20 moves in the right direction of the drawing will be described.

(1)STEP 1 : 이동자(20)의 자극(22a, 22b) 측의 코일(23a)에, 도 9에 도시한 바와 같이, 자극(22a)의 자력을 강화하도록 전류를 흘린다. 자극(22c, 22d)의 코일(23b)에는 전류를 흘리지 않는다. 자극(22a)은 자력이 강해지므로, 플래튼(10)의 볼록극(11)과 강하게 서로 끌어당겨, 자극(22a)과 볼록극(11)이 대향하는 위치가 된다. (1) STEP 1: Current flows through the coil 23a on the magnetic poles 22a and 22b of the mover 20 so as to strengthen the magnetic force of the magnetic pole 22a. No current flows through the coils 23b of the magnetic poles 22c and 22d. Since the magnetic pole 22a becomes stronger, the magnetic pole 22a is strongly attracted to the convex pole 11 of the platen 10, and the magnetic pole 22a and the convex pole 11 are opposed to each other.

자극(22b)은 자력이 상쇄되고, 볼록극(12)과 (13)의 사이의 비자성체 상에 위치한다. 자극(22c)과 (22d)는, 각각 기울기 방향의 볼록극(14, 16)과 서로 끌어당긴다. The magnetic pole 22b cancels the magnetic force and is located on the nonmagnetic material between the convex poles 12 and 13. The magnetic poles 22c and 22d are attracted to the convex poles 14 and 16 in the inclination direction, respectively.

(2)STEP 2 : 도 9에 도시한 바와 같이 자극(22a, 22b)의 코일(23a)의 전류를 멈추고, 자극(22c, 22d) 측의 코일(23b)에, 자극(22d)의 자력을 강화하도록 전류를 흘린다. 자극(22d)은 볼록극(16)과 강하게 서로 끌어당기고, 자극(22c)은 자력이 상쇄되어, 볼록극(14)과 서로 끌어당기지 않게 된다. (2) STEP 2: As shown in FIG. 9, the current of the coil 23a of the magnetic poles 22a and 22b is stopped, and the magnetic force of the magnetic pole 22d is applied to the coil 23b of the magnetic poles 22c and 22d. Current to strengthen. The magnetic poles 22d strongly attract each other with the convex poles 16, and the magnetic poles 22c cancel the magnetic force and do not attract each other with the convex poles 14.

따라서, 자극(22d)이 볼록극(16)과 대향하도록, 이동자(20)는 동 도면 오른쪽 방향으로 이동한다. 자극(22a)과 (22b)는, 각각 기울기 방향의 볼록극(11, 13)과 서로 끌어당긴다. Thus, the mover 20 moves in the right direction in the same drawing so that the magnetic pole 22d faces the convex pole 16. The magnetic poles 22a and 22b are attracted to the convex poles 11 and 13 in the inclination direction, respectively.

(3)STEP 3 : 도 9에 도시한 바와 같이 자극(22c, 22d)의 코일(23b)의 전류를 멈추고, 자극(22a, 22b) 측의 코일(23a)에, 이번에는 자극(22b)의 자력을 강화하도록 전류를 흘린다. 자극(22b)은 볼록극(13)과 강하게 서로 끌어당기고, 자극(22a)은 자력이 상쇄되어, 볼록극(11)과 서로 끌어당기지 않게 된다. (3) STEP 3: As shown in FIG. 9, the current of the coil 23b of the magnetic poles 22c and 22d is stopped, and this time to the coil 23a of the magnetic poles 22a and 22b, this time of the magnetic pole 22b. Current flows to strengthen the magnetic force. The magnetic poles 22b are strongly attracted to the convex poles 13, and the magnetic poles 22a cancel their magnetic forces so that the magnetic poles 22a are not attracted to each other.

자극(22b)이 볼록극(13)과 대향하도록, 이동자(20)는 동 도면 오른쪽 방향으로 이동한다. The mover 20 moves in the right direction in the drawing so that the magnetic pole 22b faces the convex pole 13.

(4) STEP 4 : 도 9에 도시한 바와 같이 자극(22a, 22b)의 코일(23a)의 전류를 멈추고, 자극(22c, 22d) 측의 코일(23b)에, 자극(22c)의 자력을 강화하도록 전류를 흘린다. 자극(22c)은 볼록극(15)과 강하게 서로 끌어당기고, 자극(22d)은 자력이 상쇄되어, 볼록극(16)과 서로 끌어당기지 않게 된다. 자극(22c)이 볼록극(15)과 대향하도록, 이동자(20)는 동 도면 오른쪽 방향으로 이동한다. (4) STEP 4: As shown in FIG. 9, the current of the coil 23a of the magnetic poles 22a and 22b is stopped, and the magnetic force of the magnetic pole 22c is applied to the coil 23b of the magnetic poles 22c and 22d. Current to strengthen. The magnetic poles 22c strongly attract each other with the convex poles 15, and the magnetic poles 22d cancel the magnetic force and do not attract each other with the convex poles 16. FIG. The mover 20 moves in the right direction in the drawing so that the magnetic pole 22c faces the convex pole 15.

또한, STEP 4의 위치로 이동 후, 도 9의 STEP 4에 도시한 바와 같이 코일(23b)에 전류를 계속 흘림으로써, 이동자(20)를 STEP 4의 위치에 유지시킬 수 있다. In addition, after moving to the position of STEP 4, as shown in STEP 4 of FIG. 9, the mover 20 can be hold | maintained in the position of STEP 4 by continuing to flow a current through the coil 23b.

도 10(a), 10(b)는 상기 이동자(20)의 구체적 구성예를 도시한 도면이고, 동 도면(a)은 이동자(20)를 측면으로부터 본 도면, 동 도면(b)는 플래튼과 대향하는 면 측에서 본 도면이다. 10 (a) and 10 (b) are views showing a specific configuration example of the mover 20, the figure (a) is a view of the mover 20 viewed from the side, and the figure (b) is a platen It is the figure seen from the surface side opposite to.

동 도면에 도시한 바와 같이 이동자(20)의 자극(22a 내지 22d)은 복수의 더 작은 볼록극으로 구성된다. As shown in the figure, the magnetic poles 22a to 22d of the mover 20 are composed of a plurality of smaller convex poles.

동 도면(a)에 도시한 바와 같이 플래튼(10)에 형성된 볼록극의 간격을 a로 하면, 각 자극(22a 내지 22d)에 형성된 볼록극의 간격은 a, 또한, 자극(22a, 22b), 자극(22c, 22d)의 간격은 2a, 그리고, 자극(22b)과 자극(22c)의 간격은 2.5a이다. 즉, 상기 도 7에 도시한 바와 같이, 자극(22a, 22b)가 플래튼(20)의 볼록극과 대향하고 있을 때, 자극(22c, 22d)의 일부(이 예에서는 1/2)가 플래튼(10)의 볼록극과 대향한다.As shown in the drawing (a), when the interval between the convex poles formed on the platen 10 is a, the interval between the convex poles formed on the magnetic poles 22a to 22d is a, and the magnetic poles 22a and 22b are respectively. The interval between the magnetic poles 22c and 22d is 2a, and the interval between the magnetic poles 22b and 22c is 2.5a. That is, as shown in FIG. 7, above, when the magnetic poles 22a and 22b face the convex poles of the platen 20, a part of the magnetic poles 22c and 22d (1/2 in this example) is flat. It faces the convex pole of the tongue 10.

도 11은, 직교하는 XY방향으로 이동할 수 있도록 4개의 이동자(20a 내지 20d)를 워크 스테이지 등의 이동체(30)에 설치한 경우의 구성을 도시한 도면으로, 도 11(a)는 플래튼(10) 위를 이동하는 이동체(30)를, 플래튼(10)과 대향하는 면 측에서 본 도면, 도 11(b)은 이동체(30)를 플래튼(10)의 평면과 평행한 방향(동도의 P-P방향)으로부터 본 도면이다. 또한, 동 도면에서는, 이동자(20)를 볼록극의 연속체로서 도시하고 있으나, 실제로는 상기 도 7, 도 8, 도 10에 도시한 구성을 가지고 있다. 또한, 도 11(b)에서는, 플래튼(10)에 설치된 볼록극은 생략하였다. Fig. 11 is a diagram showing the configuration in the case where four movers 20a to 20d are provided on the moving body 30 such as a work stage so as to be able to move in the orthogonal XY direction, and Fig. 11 (a) is a platen ( 10) FIG. 11B is a view of the movable body 30 moving upward from the surface side opposite the platen 10. FIG. 11 (b) shows the movable body 30 in a direction parallel to the plane of the platen 10. In the PP direction). In addition, although the mover 20 is shown as a continuum of convex poles in the same figure, it has the structure shown in the said FIG. 7, FIG. 8, FIG. 11 (b), the convex poles provided on the platen 10 are omitted.

도 11(a)에 도시한 바와 같이, 이동체(30)의 네 모서리에는 에어를 분출하는 에어 패드(40)가 설치되어 있다. 이 에어 패드(40)로부터 분출된 에어가 플래튼(10)의 표면에 닿아, 이동체(30)가 플래튼(10)에 대하여 부상한다. As shown in FIG. 11 (a), air pads 40 for ejecting air are provided at four corners of the movable body 30. Air blown out from the air pad 40 touches the surface of the platen 10, and the movable body 30 floats with respect to the platen 10.

이동체(30)의 중심으로부터 직교하는 XY방향 4개소에 이동자(20a 내지 20d)가 설치되어 있다. 이동자(20a, 20b)는, 이동체(30)를 X방향(도 11의 좌우 방향)으로 이동시키기 위한 이동자이고, Y축 상의 2개소(동 도면 상하)에 설치된다. 이동자(20c, 20d)는, 이동체(30)를 Y방향(도 11의 상하 방향)으로 이동시키기 위한 이동자이고 X축 상의 2개소(동 도면 좌우)에 설치된다. The movers 20a to 20d are provided at four locations in the XY direction perpendicular to the center of the mover 30. The movers 20a and 20b are movers for moving the mover 30 in the X direction (left and right directions in FIG. 11), and are provided at two locations (up and down in the figure) on the Y axis. The movers 20c and 20d are movers for moving the mover 30 in the Y direction (up and down direction in Fig. 11), and are provided at two locations (left and right in the figure) on the X axis.

각 이동자(20a 내지 20d)는, 상기 도 10에 도시한 구성을 가지고, X방향 이동용의 이동자(20a)의 자극에는 도면 중, 좌우 방향으로 이동시키기 위한 자계가 발생하여, 양 이동자(20a, 20b)에서의 자계의 이동 방향이 같으면, 이동체(30)는 X방향으로 이동한다. Each of the movers 20a to 20d has the configuration shown in FIG. 10, and a magnetic field for moving in the left and right directions is generated in the magnetic pole of the mover 20a for moving in the X direction, so that both movers 20a and 20b If the moving direction of the magnetic field in () is the same, the moving body 30 moves in the X direction.

또한, Y방향 이동용의 이동자(20c, 20d)에는, 도면 중, 상하 방향으로 이동시키기 위한 자계가 발생하고, 양 이동자(20c, 20d)에서의 자계의 이동 방향이 같으면, 이동체(30)는 Y방향으로 이동한다. Moreover, if the magnetic field for moving to the up-down direction generate | occur | produces in the mover 20c, 20d for Y direction movement, and the moving direction of the magnetic field in both movers 20c, 20d is the same, the movable body 30 will be Y. Move in the direction of

이러한 이동체(30)를 가지는 스테이지를, 순차 노광 장치의 워크 스테이지로서 사용하는 경우에는, XY방향의 이동만으로는 부족하여, 도 12(a)에 도시한 바와 같이, 워크(W)에 형성되어 있는 패턴(P)이 θ회전 방향의 위치 어긋남을 발생시키는 경우에는, 이것과 위치 맞춤을 행하기 위하여, 도 12(b)에 도시한 바와 같이 스테이지를 스테이지면에 수직인 축의 주위로 회전시키는(이러한 회전을 이하 θ회전이라고 한다) 것이 필요해진다.When using the stage which has such a moving body 30 as a work stage of a sequential exposure apparatus, only the movement in an XY direction is insufficient, and as shown to FIG. 12 (a), the pattern formed in the workpiece | work W When (P) causes a position shift in the θ rotation direction, in order to perform alignment with this, as shown in Fig. 12B, the stage is rotated around an axis perpendicular to the stage surface (such rotation). Hereinafter referred to as θ rotation).

이동체를 θ회전시키기 위하여는, 예컨대 이동체(30)의 이동자(20c, 20d)의 자계의 이동 방향을 역 방향으로 한다. 그렇게 하면, 이동체(30)의 이동자(20c) 측과 이동자(20d) 측에서는 이동 방향이 반대가 되므로, 이동체(30)는, 도 12에 도시한 바와 같이 θ회전한다. 이동자(20a, 20b)의 자계의 이동 방향을 역 방향으로 하더라도, 마찬가지로 이동체(30)를 θ회전시킬 수 있다. In order to rotate the movable body θ, for example, the moving direction of the magnetic field of the movers 20c and 20d of the movable body 30 is reversed. In this case, since the moving directions are reversed on the mover 20c side and the mover 20d side of the mover 30, the mover 30 rotates θ as shown in FIG. 12. Even if the moving direction of the magnetic fields of the movers 20a and 20b is in the reverse direction, the movable body 30 can be rotated θ similarly.

〈특허문헌 1〉일본국 특개평 9-23689호 공보 <Patent Document 1> Japanese Unexamined Patent Publication No. 9-23689

이러한 평면 스테이지는, 이동체를 θ회전시킨 상태를 유지한 채로 X 또는 Y 방향으로 직선 이동할 수 없다는 결점이 있다. 그 이유를 이하에 나타낸다. Such a planar stage has a drawback in that it cannot move linearly in the X or Y direction while maintaining the state in which the movable body is rotated θ. The reason is as follows.

종래 기술에서 나타난 바와 같이, 이동자에 설치된 자극과 플래튼의 볼록극은 소정의 위치 관계에 있고, 이 위치 관계가 되풀이되도록 이동한다. As shown in the prior art, the magnetic poles installed in the mover and the convex poles of the platen are in a predetermined positional relationship and move so that this positional relationship is repeated.

예를 들어, 도 7에서는, 이동자(20)에 설치된 자극(22a)은 플래튼(10)의 볼록극(11)과 대향하고, 자극(22b)은 플래튼(10)의 비자성체와 대향하고, 자극(22c, 22d)은 플래튼(10)의 볼록극(14, 16)과 비자성체의 중간 위치에 대응하고, 이 자극과 볼록극의 관계가 이동해감으로써, 이동자(20)가 직선 이동한다.For example, in FIG. 7, the magnetic pole 22a provided in the mover 20 faces the convex pole 11 of the platen 10, and the magnetic pole 22b faces the nonmagnetic material of the platen 10. The magnetic poles 22c and 22d correspond to the intermediate positions of the convex poles 14 and 16 and the nonmagnetic material of the platen 10, and the mover 20 moves linearly by moving the relationship between the magnetic poles and the convex poles. do.

그런데, 상기와 같이 이동체(30)가 θ회전하면, 이동자(20a 내지 20d)의 자극(22a 내지 22d)의 나열 방향과 플래튼(10)의 볼록극의 나열 방향이 평행(혹은 직교)이 아니게 된다(이하, 이 상태를 직교가 무너진다고 한다). However, when the movable body 30 rotates θ as described above, the alignment direction of the magnetic poles 22a to 22d of the movers 20a to 20d and the alignment direction of the convex poles of the platen 10 are not parallel (or orthogonal). (Hereinafter, orthogonal collapse is called this state).

즉, 이동체(30)를 θ회전한 상태는, 도 13에 도시한 바와 같이, 자극과 볼록극의 직교가 무너져, 상기 소정의 위치 관계로부터 어긋난 상태이다. 그 상태를 유지한 채로 직선 이동하고자 하면, 이동자(20a 내지 20d)에 대한 구동력이 저하하기 때문에, 이동자(20a 내지 20d)에 대한 제어성이 악화되어, 설정된 위치에 정렬시키는 것이 어려워진다. That is, as shown in FIG. 13, the state in which the movable body 30 is rotated θ is a state in which orthogonalities of the magnetic poles and the convex poles collapse, and are shifted from the predetermined positional relationship. If the linear movement is attempted while maintaining the state, the driving force for the movers 20a to 20d is lowered, so that the controllability to the movers 20a to 20d is deteriorated, making it difficult to align the set position.

이상으로부터, 도 11에 도시한 구성의 것에서는, 통상, θ회전 후에, 직선 이동시키는 경우, θ회전을 원래대로 되돌린 후, 직선 이동을 하게 한다. As mentioned above, in the structure shown in FIG. 11, when linear movement is normally performed after (theta) rotation, linear movement is made after returning (theta) rotation to original.

즉, θ회전 후, 이동체(30)를 직선 이동시키기 위하여는, θ회전을 원래대로 되돌림으로써 이동자(20a 내지 20d)의 볼록극과 플래튼(10)의 볼록극을 직교시켜, 이동자(20a 내지 20b)와 플래튼(10)의 볼록극을 상기 소정의 위치 관계가 되도록 한 후에 이동시킨다. That is, in order to linearly move the moving body 30 after θ rotation, the convex poles of the movers 20a to 20d and the convex poles of the platen 10 are orthogonal to each other by returning θ rotation to its original position, and the mover 20a to 20b) and the convex pole of the platen 10 are made to be in the predetermined positional relationship, and then moved.

상기와 같이, 도 11에 도시한 평면 스테이지를 순차 노광 장치의 워크 스테이지로서 채용하는 것이 고려된다. 순차 노광 장치에서는, 도 12에 도시한 것과 같이, 어떤 노광 영역에서 θ방향의 위치 맞춤을 행하고, 그 상태를 유지하면서 X 또는 Y방향의 노광 영역으로 이동하여 노광하는 것이 행하여진다. As described above, it is considered to employ the planar stage shown in FIG. 11 as the work stage of the exposure apparatus sequentially. In the sequential exposure apparatus, as shown in FIG. 12, alignment in the (theta) direction is performed in a certain exposure area | region, and moving and exposing to the exposure area of an X or Y direction, maintaining the state is performed.

순서로는 [θ회전 위치 맞춤]→[노광]→[X(또는 Y)방향 이동]→[노광]→[X(또는 Y)방향 이동] …이 된다.In order, [theta rotate position] → [exposure] → [move to X (or Y) direction] → [exposure] → [move to X (or Y) direction]. Becomes

그런데, 평면 스테이지에서, 이것을 행하고자 하면, 상기와 같이 워크를 재치하는 스테이지인 이동체(30)를 θ회전을 유지한 상태인 채로 XY방향으로 이동시키는 것이 어렵기 때문에, [θ회전 위치 맞춤]→[노광]→[θ회전 되돌림]→[X(또는 Y)방향 이동]→[θ회전 위치 맞춤]→[노광]→[θ회전 되돌림]→[X(또는 Y)방향 이동]…으로 이동시키게 된다. By the way, if this is to be done in the planar stage, it is difficult to move the movable body 30, which is the stage on which the work is placed, in the XY direction while maintaining the θ rotation as described above. [Exposure] → [theta rotate back] → [the shift in X (or Y) direction] → [theta rotate the rotation position] → [exposure] → [theta rotate back] → [the shift in X (or Y) direction]. Will be moved to.

즉, XY방향의 이동 시마다 이동체(30)의 θ회전 되돌림과 θ회전 위치 맞춤을 행하여야만 하고, 평면 스테이지를 사용하지 않는 경우에 비하여 노광 처리 시간 전체가 길어진다.That is, the θ-rotation return and θ-rotation position of the moving object 30 must be performed for each movement in the XY direction, and the entire exposure processing time becomes longer than when the flat stage is not used.

본 발명은 종래 기술의 상기 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은, 격자 형상으로 볼록극이 설치되어 있는 평면을 갖는 판 형상의 플래튼과, 직교하는 좌표축의 각 축 방향으로 이동자계를 발생하는 이동자가 설치된 이동체를 구비하고, 상기 플래튼 평면 위를 이동체가 이동하는 평면 스테이지 장치에서, 이동체가 θ회전을 유지한 상태로 XY방향으로 직선 이동할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a plate-like platen having a plane in which a convex pole is provided in a lattice shape, and a moving magnetic field in each axial direction of an orthogonal coordinate axis. It is provided with a moving body provided with a moving object for generating a, and in a flat stage apparatus in which the moving object moves on the platen plane, it is an object to enable the moving body to move linearly in the XY direction while maintaining the θ rotation.

종래, 이동체에 대하여 이동자는 고정되어 있으나, 이동자를, 이동체에 대하여, 이동자의 기하학 중심으로 회전 방향의 자유도를 가지도록(회전 자유롭게) 고정한다. 구체적으로는, 자극이 회전 베어링을 통하여 이동체에 고정된다. Conventionally, although the mover is fixed with respect to the moving body, the mover is fixed with respect to the moving body so as to have a degree of freedom in the rotational direction (freely rotated) with respect to the geometry center of the mover. Specifically, the magnetic pole is fixed to the movable body through the rotary bearing.

자극을 장착하는 위치는, 이동체의 양측에 Y방향 이동용 자극을 설치한다. Y방향 이동용 자극의 회전 중심을 연결하여 생기는 직선 상에, X방향 이동용 자극을 장착한다. In the position where the magnetic pole is mounted, magnetic poles for Y-direction movement are provided on both sides of the movable body. The magnetic pole for X direction movement is attached to the straight line which arises by connecting the rotation center of the magnetic pole for Y direction movement.

도 1은 본 발명의 실시예의 평면 스테이지의 구성을 도시한 도면이다. 1 is a diagram showing the configuration of a planar stage in an embodiment of the present invention.

도 1(a)은, 이동체를 플래튼과 대향하는 면 측으로부터 본 도면이고, 도 1(b)는, 이동체를 플래튼 평면과 평행한 방향(동 도면의 P-P방향)으로부터 본 도면이다. 또한, 도 1(b)에서는 에어 패드(40)는 생략되어 있다. 또, 플래튼(10)은, 상기와 같이 평면판 형상이고, 강자성체의 볼록극이 격자 형상 설치되고, 볼록극과 볼록극의 사이는 비자성체로 메워져 있다.Fig.1 (a) is a figure which looked at the moving body from the surface side which opposes a platen, and FIG.1 (b) is a figure which looked at the moving body from the direction parallel to the platen plane (P-P direction of the same figure). In addition, the air pad 40 is abbreviate | omitted in FIG.1 (b). In addition, the platen 10 has a flat plate shape as described above, a convex pole of a ferromagnetic material is provided in a lattice shape, and a gap between the convex pole and the convex pole is filled with a nonmagnetic material.

이동체(30)를 Y방향으로 이동시키는 Y방향 이동용 이동자(20c, 20d)는, 상기 도 7, 도 8, 도 10에 도시한 구조를 가지고, 도 11(a)와 같이, 이동체(30)의 X축 상의 2개소(도면 중, 좌우)에 설치된다. 단, 이동자(20c, 20d)는, 회전 베어링(24)을 통하여, 그 기하학 중심을 회전축으로 하여 회전 자유롭게 장착되어 있다. The Y-direction movable movers 20c and 20d for moving the movable body 30 in the Y direction have the structures shown in FIGS. 7, 8 and 10, and as shown in FIG. It is provided in two places on a X axis (left and right in a figure). However, the movers 20c and 20d are rotatably mounted via the rotary bearing 24 with the geometric center as the rotation axis.

이동체(30)를 X방향으로 이동시키는 X방향 이동용 이동자(20a, 20b)도 상기 도 7, 도 8, 도 10에 도시한 구조를 가지고 있으나, 본 실시예에서는, 이동자(20a, 20b)는, 1개의 플레이트(25)에 장착되어 있다. 플레이트(25)는 회전 베어링(26)을 통하여 이동체(30)에 장착된다. Although the X-direction movable movers 20a and 20b for moving the movable body 30 in the X-direction also have the structures shown in Figs. 7, 8 and 10, in the present embodiment, the movers 20a and 20b, It is attached to one plate 25. The plate 25 is mounted to the movable body 30 through the rotary bearing 26.

이동자(20a, 20b)를 장착한 플레이트(25)의 기하학 중심은, Y방향 이동용 이동자(20c, 20d)의 회전 중심을 연결하여 생기는 직선의 중점과 일치하고, 그 위치에 회전 베어링(26)이 설치되고, 플레이트(25)은 상기 중심을 회전축으로 하여 회전한다. The geometric center of the plate 25 on which the movers 20a and 20b are mounted coincides with the midpoint of the straight line formed by connecting the rotation centers of the movers 20c and 20d for the Y-direction movement, and the rotary bearing 26 is positioned at that position. The plate 25 is rotated with the center as the rotation axis.

또한, 상기 회전 베어링(24)은, 반드시 Y방향 이동용 이동자(20c, 20d)의 회전 중심을 연결하여 생기는 직선 위의 중점에 설치할 필요는 없고, 이 직선 위라면 상기 중점 위치로부터 어긋나 있어도 된다. In addition, the said rotary bearing 24 does not necessarily need to be installed in the midpoint on the straight line which connects the rotation centers of the Y-direction movers 20c and 20d, and may shift from the midpoint position if it is on this straight line.

이 경우, 이동체(30)를 회전시킬 때의 회전 중심은 상기 회전 베어링(26)을 설치한 위치가 된다. 이 때문에, 이동체(30)를 회전시킬 때의 Y방향 이동용 이동자(20c, 20d)의 각각의 이동량은, 상기 위치가 회전 중심이 되도록 설정한다. In this case, the rotation center at the time of rotating the moving body 30 becomes a position which provided the said rotary bearing 26. As shown in FIG. For this reason, each movement amount of the Y-direction movement movers 20c and 20d at the time of rotating the moving body 30 is set so that the said position may become a rotation center.

에어 패드(40)는 도 1(a)에 도시한 바와 같이 이동체(30)의 3개소에 설치된다. 평면은 3점으로 위치 결정되는 것이기 때문에, 도 10과 같이 4개소에 설치하지 않더라도 안정성이 좋아, 플래튼(10)에 대하여 이동체(30)를 지지할 수 있다. The air pad 40 is provided in three places of the moving body 30, as shown to FIG. 1 (a). Since the plane is positioned at three points, even if it is not provided in four places as shown in FIG. 10, the stability is good and the movable body 30 can be supported with respect to the platen 10.

본 실시예의 이동체(30)의 동작에 관하여 설명한다. The operation of the movable body 30 of the present embodiment will be described.

(1) 이동체(30)의 XY방향의 이동(1) Movement of the Moving Body 30 in the XY Direction

이동체(30)를 X방향으로 이동시키려면, 상기 도 7, 도 8에서 설명한 것과 같이 X방향 이동용 이동자(20a, 20b)의 자극에 감긴 코일에 상기와 같은 순서로 전 류를 흘린다. 이에 의해, 도 1(a)의 좌우 방향의 이동자계가 발생하고, 이동자계의 이동 방향이 같으면, 이동자(20a, 20b)는 X방향으로 이동하고, 이동체(30)는 X방향으로 이동한다. 또한, 이동자(20a, 20b)를 같은 속도로 같은 양 이동시키면, 이동체(30)는 θ회전하지 않고 X방향으로 이동한다.  In order to move the movable body 30 in the X direction, the current flows in the same order as the coil wound around the magnetic poles of the X-direction movable movers 20a and 20b as described above with reference to FIGS. 7 and 8. Thereby, when the moving magnetic field of the left-right direction of FIG.1 (a) generate | occur | produces, and the moving direction of a moving magnetic field is the same, the mover 20a, 20b will move to an X direction, and the moving body 30 will move to an X direction. If the movers 20a and 20b are moved at the same speed by the same amount, the mover 30 moves in the X direction without rotating θ.

이동체(30)를 Y방향으로 이동시키는 경우도 동일하고, 플레이트(25)에 장착된 Y방향 이동용 이동자(20c, 20d)의 이동 방향이 같다면, 이동체(30)는 Y방향으로 이동한다. The same applies to the case where the movable body 30 is moved in the Y direction, and if the moving directions of the movable members 20c and 20d in the Y direction mounted on the plate 25 are the same, the movable body 30 moves in the Y direction.

여기서, 플레이트(25)는, 회전 베어링(26)을 통하여 이동체(30)에 장착되어 있기 때문에, 이동자(20a, 20b)를 역 방향으로 이동시키더라도, 플레이트(25)가 회전할 뿐, 이동체(30)는 회전도 이동도 하지 않는다. 또한, 이동자(20a, 20b)를 동일 방향으로 상이한 양(量) 이동시킨 경우에는, 이동체(30)는 그 방향으로 이동하지만, 이동자(20a, 20b)의 자극과 플래튼(10)의 볼록극의 직교가 무너져, 구동력이 저하된다. Here, since the plate 25 is attached to the movable body 30 via the rotary bearing 26, even if the movers 20a and 20b are moved in the reverse direction, only the plate 25 rotates and the movable body ( 30) neither rotate nor move. When the movers 20a and 20b are moved in different amounts in the same direction, the mover 30 moves in the direction, but the magnetic poles of the movers 20a and 20b and the convex poles of the platen 10 are moved. The orthogonal to collapses, and the driving force falls.

또한, 이동체(30)를 이동시킨 후, 이동체(30)를 그 위치에 유지시키려면, 상기와 같이, 이동자(20a 내지 20d)의 코일에 흘리는 전류를 멈추지 않고, 그대로 계속 흘린다. In addition, after moving the movable body 30, in order to keep the movable body 30 in that position, it continues to flow as it is, without stopping the electric current which flows to the coil of the movable bodies 20a-20d as mentioned above.

(2) 이동체(30)의 θ회전 및 θ회전한 상태에서의 이동(2) Movement of θRotation and θRotation of Moving Body 30

이동체(30)를 θ회전시키려면, 도 11에서 설명한 것과 같이 Y방향용 이동자(20c, 20d)의 이동자계의 이동 방향을 역 방향으로 하여, 이동자(20c, 20d)를 역 방향으로 이동시킨다. 이에 의해, 이동체(30)는 θ회전한다. To rotate the movable body 30, as described in Fig. 11, the movers 20c and 20d are moved in the reverse direction, with the moving direction of the moving magnetic field of the movers 20c and 20d for the Y direction reversed. As a result, the movable body 30 rotates θ.

또한, 이동자(20c, 20d)의 이동 방향이 같더라도, 이동량이 상이하면, 이동체(30)는 θ회전하면서 Y방향으로 이동한다. Further, even if the moving directions of the movers 20c and 20d are the same, if the moving amounts are different, the moving body 30 moves in the Y direction while rotating θ.

이동자(20c, 20d)는 이동체에 대하여 회전이 자유롭기 때문에 이동체(30)가 θ회전하였을 때, 도 2에 도시한 바와 같이, 이동자(20c, 20d)가 이동체(30)에 대하여는 회전하지만 플래튼(10)에 대하여는 회전하지 않고, 이동자(20c, 20d)의 자극은 플래튼(10)의 볼록극과 직교하는 상태가 된다. Since the movers 20c and 20d are free to rotate with respect to the mover, when the mover 30 rotates θ, as shown in FIG. 2, the mover 20c and 20d rotates with respect to the mover 30 but the platen ( It does not rotate with respect to 10), and the magnetic poles of the movers 20c and 20d are orthogonal to the convex poles of the platen 10.

이동체(30)의 θ회전에서, X방향 이동용 이동자(20a, 20b)의 자극의 코일은 Y방향용 이동자(20c, 20d)의 이동에 의한 θ회전에는 관계하지 않는다. In the [theta] rotation of the movable body 30, the coil of the magnetic pole of the X-direction movable movers 20a and 20b is not related to the [theta] rotation caused by the movement of the Y-direction movers 20c and 20d.

그러나, 이동자(20a, 20b)가 장착된 플레이트(25)는, 이동체(30)에 대하여 회전 자유롭다. 따라서, 이동체가 θ회전하였을 때, 이동자(20a, 20b)의 자극과, 플래튼(10)의 볼록극의 흡인력에 의해 플레이트(25)가 회전하여, 플래튼(10)의 볼록극과 직교하는 자연스러운 상태를 유지한 채로 유지된다. However, the plate 25 on which the movers 20a and 20b are mounted is free to rotate with respect to the mover 30. Therefore, when the movable body is rotated θ, the plate 25 is rotated by the magnetic poles of the movers 20a and 20b and the suction force of the convex poles of the platen 10, and is orthogonal to the convex poles of the platen 10. It remains natural.

즉, 이동체(30)가 θ회전하더라도, 각 이동자(20a 내지 20d)의 자극은 모두 플래튼(10)과의 직교는 무너지지 않아, 이동체(30)가 회전하지 않고 있는 상태와 기본적으로 변함이 없다. That is, even if the movable body 30 is rotated θ, the magnetic poles of the respective movableers 20a to 20d are not orthogonal to the platen 10, so that the movable body 30 does not rotate and basically does not change. .

요컨대, 이동체(30)가 θ회전한 상태이더라도, 각 이동자(20a 내지 20d)의 자극은, 플래튼(10)의 볼록극에 대하여, 소정의 관계를 유지할 수 있다. In other words, even when the movable body 30 is rotated θ, the magnetic poles of the respective movableers 20a to 20d can maintain a predetermined relationship with respect to the convex pole of the platen 10.

따라서, 이 상태로, X방향 이동용 이동자(20a, 20b)에서, 같은 방향으로 자계를 이동시키면, 이동체는 X방향으로 이동한다. Y방향 이동용 이동자(20c, 20d)에서, 같은 방향으로 자계를 이동시키면 이동체(30)는 Y방향으로 직선 이동한다. Therefore, in this state, when the magnetic field is moved in the same direction in the movers 20a and 20b for the X-direction movement, the movable body moves in the X direction. In the Y-direction moving movers 20c and 20d, when the magnetic field is moved in the same direction, the movable body 30 moves linearly in the Y direction.

상술한 동작을 실현시키기 위하여는, 다음 조건을 충족하도록, 이동체(30)에 대하여 X방향 이동용 이동자(20a, 20b)와 Y방향 이동용 이동자(20c, 20d)를 설치할 필요가 있다. In order to realize the above-mentioned operation, it is necessary to provide the X-direction moving movers 20a and 20b and the Y-direction moving movers 20c and 20d with respect to the movable body 30 so as to satisfy the following conditions.

(A) X방향 이동용 이동자(20a, 20b), Y방향 이동용 이동자(20c, 20d) 모두, 그 기하학 중심에 회전 중심이 있다. (A) Both the X-direction moving movers 20a and 20b and the Y-direction moving movers 20c and 20d have a center of rotation at the geometric center thereof.

(B) 2개의 Y방향 이동용 이동자(20c, 20d)의 회전 중심을 연결하여 생기는 직선 위에, X방향 이동용 이동자(20a, 20b)의 회전 중심이 있다. (B) On the straight line formed by connecting the rotation centers of the two Y-direction movers 20c and 20d, there are rotation centers of the X-direction movers 20a and 20b.

또한, 2개의 Y방향 이동용 이동자(20c, 20d)의 회전축을 연결하여 생기는 직선 위의 중점에 X방향 이동용 이동자(20a, 20b)의 회전 중심을 두면, Y방향 이동용 이동자(20c, 20d)를 역 방향으로 동일한 양 이동시킴으로써 상기 중점을 중심으로 하여 이동체(30)를 θ회전시킬 수 있다. In addition, if the rotation center of the X-direction movement movers 20a and 20b is placed at the midpoint on the straight line formed by connecting the rotation axes of the two Y-direction movers 20c and 20d, the Y-direction movers 20c and 20d are reversed. By moving the same amount in the direction, the movable body 30 can be rotated θ about the midpoint.

상기 조건이 충족되면, 이동자(20a 내지 20d)를 이동체(30)에 도 3 내지 도 5에 도시한 바와 같이 배치하는 것도 생각된다. If the above conditions are satisfied, it is also conceivable to arrange the movers 20a to 20d on the mover 30 as shown in Figs.

도 3에 도시한 바와 같이, 이동체(30)의 중심으로부터 어긋난 위치에, X방향 이동용 이동자(20c, 20d)의 회전 중심을 둔다. As shown in FIG. 3, the rotation centers of the X-direction moving movers 20c and 20d are positioned at positions shifted from the center of the moving body 30.

또한, 2개의 X방향 이동용 이동자(20a, 20b)를 플레이트(25)에 장착한 것이 아니라, 도 4에 도시한 바와 같이, 한 개의 이동자(20e)의 기하학적 중심에 회전 베어링(26)을 설치하고, 이 회전 베어링을 통하여, 이동자(20a)를 이동체(30)에 장착한다. In addition, the two bearings 20A and 20b for moving in the X direction are not mounted on the plate 25, but as shown in FIG. 4, the rotary bearing 26 is provided in the geometric center of one mover 20e. The mover 20a is attached to the mover 30 through this rotary bearing.

또, 도 5에 도시한 바와 같이, Y방향 이동용 이동자(20c, 20d)를 이동체(30) 에 대하여 기울기 방향(대각선 방향)으로 장착시켜도 된다. In addition, as shown in FIG. 5, the Y-direction moving movers 20c and 20d may be mounted in the inclination direction (diagonal direction) with respect to the moving body 30.

또한 도 6에 도시한 바와 같이, 2개의 Y방향 이동용 이동자(20c, 20d)의 회전 중심을 연결하여 생기는 직선 위의 중점에, X방향 이동용 이동자(20a, 20b)의 회전 중심을 두지 않아도 된다. 도 6에 도시한 바와 같이 구성하는 경우에는, 이동체(30)를 θ회전시킬 때, Y방향 이동용 이동자(20c, 20d)의 이동량(d1, d2)을, d1/d2=L1/L2가 되도록 설정한다. 여기서, L1, L2는, 이동자(20c), 이동자(20d)의 중심(P1, P2)과 상기 회전 중심(θ)의 거리이다. Y방향 이동용 이동자(20c, 20d)를 역 방향으로 d1, d2이동시킴으로써, 이동체(30)를 회전 중심(θ)을 중심으로 하여 θ회전시킬 수 있다. In addition, as shown in Fig. 6, the centers of rotation on the straight lines formed by connecting the rotation centers of the two Y-direction movers 20c and 20d do not need to have the rotation centers of the X-direction movers 20a and 20b. In the case of the configuration as shown in Fig. 6, when the movable body 30 is rotated θ, the movement amounts d1 and d2 of the moving members 20c and 20d for the Y-direction movement are set to be d1 / d2 = L1 / L2. do. Here, L1 and L2 are distances between the mover 20c and the centers P1 and P2 of the mover 20d and the rotational center θ. By moving the movers 20c and 20d for the Y-direction movement in the reverse direction d1 and d2, the movable body 30 can be rotated θ about the rotation center θ.

본 발명에서는, 자극을, 이동체에 대하여 자극의 기하학 중심에 회전 방향의 자유도를 가지도록(회전 자유롭게) 고정하였으므로, 이동체가 회전하더라도, 이동체의 자극은 플래튼의 볼록극과의 직교를 유지할 수 있어, XY방향으로 직선 이동할 수 있다. In the present invention, the magnetic pole is fixed to the movable body with a degree of freedom in the rotational direction (freely rotated) at the center of the geometry of the magnetic pole. Therefore, even if the movable body rotates, the magnetic pole of the movable body can be kept perpendicular to the convex pole of the platen. , Can move linearly in XY direction.

Claims (1)

격자 형상으로 볼록극이 설치된 평면 형상의 플래튼 위를, 상기 플래튼 평면에서 직교하는 XY좌표축의 각 축 방향으로 이동자계를 발생시키는 자극을 가지는 이동자를 구비한 이동체가 이동하는 평면 스테이지 장치로서, A planar stage device comprising: a moving object including a mover having a magnetic pole for generating a moving magnetic field on each of the XY coordinate axes orthogonal to the platen plane on a planar platen provided with convex poles in a lattice shape; 상기 각 축 방향으로 이동자계를 발생하는 자극을 가지는 이동자는, The mover having a magnetic pole generating a moving magnetic field in each of the axial directions, 상기 이동체의 양측에 회전 자유롭게 장착된, 상기 좌표축의 Y축 방향으로 이동자계를 발생시키는 자극을 구비한 2개의 Y방향 이동용 이동자와, Two Y-direction movable movers having magnetic poles for generating a moving magnetic field in the Y-axis direction of the coordinate axis, rotatably mounted on both sides of the movable body; 상기 2개의 Y방향 이동용 이동자의 회전 중심을 연결하여 생기는 직선 위에, 회전 자유롭게 장착된 상기 좌표축의 X축 방향으로 이동자계를 발생시키는 자극을 구비한 X방향 이동용 이동자로 이루어지고,An X-direction movement mover having a magnetic pole for generating a moving magnetic field in the X-axis direction of the coordinate axis freely mounted on a straight line formed by connecting the rotation centers of the two Y-direction movers, 상기 Y방향 이동용 이동자의 자극과 상기 X방향 이동용 이동자의 자극의 나열방향은, 상기 이동체가 회전한 상태에서도 상기 플래튼의 볼록극의 나열 방향과 평행을 유지하는 것을 특징으로 하는 평면 스테이지.And the direction of arrangement of the magnetic poles of the Y-direction moving mover and the magnetic poles of the X-direction moving mover is parallel to the direction of alignment of the convex poles of the platen even when the moving body is rotated.
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