KR20210122116A - 스테이지장치 - Google Patents

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Abstract

스테이지장치의 고정밀도화를 실현할 수 있는 기술을 제공한다.
스테이지장치는, 제1 이동체와, 제1 이동체를 X축방향으로 구동하는, Y축방향으로 이동 가능하게 구성된 X축구동부와, 제1 이동체의 X축방향의 이동을 안내하고, Y축방향으로 이동 가능하게 구성된 제2 이동체와, X축구동부 또는 제2 이동체를 Y축방향으로 구동하는 Y축구동부와, X축구동부와 제2 이동체의 X축방향의 상대이동을 구속하지 않고, Y축방향의 상대이동을 양자가 비접촉의 상태로 구속하는 구속유닛을 구비한다.

Description

스테이지장치{STAGE APPARATUS}
본 출원은 2020년 3월 31일에 출원된 일본 특허출원 제2020-062981호에 근거하여 우선권을 주장한다. 그 출원의 전체 내용은 이 명세서 중에 참고로 원용되어 있다.
본 발명은, 스테이지장치에 관한 것이다.
대상물을 위치결정하기 위한 스테이지장치가 알려져 있다. 종래에서는, 제1 이동체와, 제1 이동체를 X축방향으로 구동하는 구동체와, 제1 이동체의 X축방향의 이동을 안내하고, Y축방향으로 이동 가능하게 구성된 제2 이동체를 구비하는 스테이지장치가 제안되고 있다(예를 들면 특허문헌 1).
특허문헌 1: 일본 공개특허공보 2009-101427호
종래의 스테이지장치에서는, X축구동부는, 제2 이동체에 지지된다. 그 때문에, X축구동부가 제1 이동체를 구동시켰을 때의 반력은 제2 이동체에 전반(傳搬)될 수 있다.
그런데, 스테이지장치를 보다 큰 대상물의 위치결정에 사용하고자 하는 요구가 있다. 이 경우, 스테이지장치를 대형화할 필요가 있고, 그에 따라 X축구동부도 대형화하여, X축구동부가 제1 이동체를 구동시켰을 때의 반력도 커진다. 종래의 스테이지장치를 그대로 대형화하면, 이 큰 반력이 제2 이동체에 전반되어 버린다. 이것은, 제2 이동체의 구조부재에 기인하는 히스테리시스 및 진동을 유발한다. 즉, 고정밀도화에 대한 방해가 된다.
또, 스테이지장치는, 반도체디바이스의 제조에 사용되는 경우가 있다. 반도체디바이스의 디자인룰의 미세화나 중첩에 의하여, 또는 적층의 요구에 의하여, 제조에 사용되는 스테이지장치에는, 가일층의 고정밀도화가 요구되고 있다.
어쨌든, 스테이지장치에는 고정밀도화가 요구되고 있다.
본 발명은 이러한 상황에 있어서 이루어진 것이며, 그 일 양태의 예시적인 목적의 하나는, 스테이지장치의 고정밀도화를 실현할 수 있는 기술을 제공하는 것에 있다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 양태의 스테이지장치는, 제1 이동체와, 제1 이동체를 X축방향으로 구동하는, Y축방향으로 이동 가능하게 구성된 X축구동부와, 제1 이동체의 X축방향의 이동을 안내하고, Y축방향으로 이동 가능하게 구성된 제2 이동체와, X축구동부 또는 제2 이동체를 Y축방향으로 구동하는 Y축구동부와, X축구동부와 제2 이동체의 X축방향의 상대이동을 구속하지 않고, Y축방향의 상대이동을 양자가 비접촉의 상태로 구속하는 구속유닛을 구비한다.
다만, 이상의 구성요소의 임의의 조합이나, 본 발명의 구성요소나 표현을 방법, 장치, 시스템 등의 사이에서 서로 치환한 것도 또한, 본 발명의 양태로서 유효하다.
본 발명에 의하면, 스테이지장치의 고정밀도화를 실현할 수 있다.
도 1은 실시형태에 관한 스테이지장치를 나타내는 도이다.
도 2의 (a)~(c)는, 도 1의 스테이지장치를 나타내는 도이다.
도 3은 도 2의 (a)의 A-A선 단면도이다.
도 4는 도 1의 가이드빔의 일단과 그 주변을 나타내는 사시도이다.
도 5는 구속유닛의 일례를 설명하는 도이다.
도 6은 구속유닛의 다른 예를 설명하는 도이다.
도 7은 구속유닛의 또 다른 예를 설명하는 도이다.
도 8은 구속유닛의 또 다른 예를 설명하는 도이다.
이하, 본 발명을 적합한 실시형태를 기초로 도면을 참조하면서 설명한다. 실시형태는, 발명을 한정하는 것이 아니라 예시이며, 실시형태에 기술되는 모든 특징이나 그 조합은, 반드시 발명의 본질적인 것이라고는 한정되지 않는다. 각 도면에 나타나는 동일 또는 동등의 구성요소, 부재, 처리에는, 동일한 부호를 붙이는 것으로 하고, 적절히 중복된 설명은 생략한다.
본 명세서에 있어서, "부재 A가 부재 B와 비접촉"이란, 부재 A와 부재 B가 물리적으로 직접적으로 비접촉이고, 또한 부재 A와 부재 B가 간접적으로도 비접촉인(즉 다른 부재를 개재하여 간접적으로도 접속되어 있지 않은) 것을 말한다.
도 1은, 실시형태에 관한 스테이지장치(100)의 사시도이다. 설명의 편의상, 도시한 바와 같이, 반면(盤面)(10a)(후술)에 평행한 일 방향을 X축방향, X축방향에 직교하는 반면(10a)에 평행한 방향을 Y축방향, 양자에 직교하는(즉 반면(10a)에 직교하는) 방향을 Z축방향으로 하는 XYZ직교좌표계를 정한다. 도 2의 (a)~(c)는, 도 1의 스테이지장치(100)를 나타내는 도이다. 도 2의 (a)는 스테이지장치(100)의 상면도, 도 2의 (b)는 X축방향에서 본 스테이지장치(100)의 측면도, 도 2의 (c)는 Y축방향에서 본 스테이지장치(100)의 측면도이다.
스테이지장치(100)는, XY스테이지라고 칭해지며, 대상물을 X축방향, Y축방향으로 위치결정한다. 스테이지장치(100)는, 정반(10)과, X축방향으로 이동 가능하게 구성된 제1 이동체(12)와, 제1 이동체(12)의 X축방향의 이동을 안내함과 함께 Y축방향으로 이동 가능하게 구성된 제2 이동체(14)와, 제1 이동체(12)를 X축방향으로 구동하는 제1 X축구동부(16) 및 제2 X축구동부(18)와, 제2 이동체(14)를 Y축방향으로 구동하는 제1 Y축구동부(20) 및 제2 Y축구동부(22)와, 제1 Y축가이드(24)와, 제2 Y축가이드(26)와, X축구동부와 제2 이동체(14)의 Y축방향의 상대이동을 비접촉으로 구속하는 4개의 구속유닛(88)을 구비한다.
정반(10)은, 평면시(平面視)에서 직사각형상의 부재이다. 정반(10)의 상면인 반면(10a)에는, 평면가공이 실시된다. 또, Y축방향을 따라 뻗어 있는 제1 측면(10b)에도, 평면가공이 실시된다. 반면(10a) 및 제1 측면(10b)은, 후술하는 바와 같이 에어베어링이 활주하는 활주면으로서 기능한다.
제1 Y축구동부(20)는, 제1 Y축고정자(28)와, 제1 Y축가동자(30)를 포함한다. 제1 Y축고정자(28)는, 길이방향에 직교하는 단면이 원형상인 가늘고 긴 봉상의 부재이며, 복수의 원기둥상인 자석을 연결하여 구성된다. 제1 Y축고정자(28)는, 축선방향이 Y축방향과 일치하도록 배치되고, 정반(10)의 제1 측면(10b)에 고정된 도시하지 않은 한 쌍의 지지부재에 의하여 양단이 지지된다. 즉, 제1 Y축고정자(28)는, 평면시에 있어서 정반(10)의 외측에 배치된다.
제1 Y축가동자(30)는, 하우징(32)과, 코일(도시하지 않음)을 포함한다. 하우징(32)에는, Y축방향으로 관통하는 단면이 원형인 삽통(揷通)구멍이 형성되어 있으며, 제1 Y축고정자(28)가 삽통된다. 코일은, 제1 Y축고정자(28)를 둘러싸도록 삽통구멍 내에 배치되고, 삽통구멍의 둘레면에 고정된다. 코일에 전류가 흐르면, 코일과 제1 Y축고정자(28)의 사이에 전자력이 발생하고, 그 전자상호작용에 의하여 코일 나아가서는 제1 Y축가동자(30)가 Y축방향으로 이동한다.
제2 Y축구동부(22)는, 제2 Y축고정자(34)와, 제2 Y축가동자(36)를 포함한다. 제2 Y축고정자(34), 제2 Y축가동자(36)는, 제1 Y축고정자(28), 제1 Y축가동자(30)와 동일하게 구성된다. 다만, 제2 Y축고정자(34)는, 그 축선방향이 Y축방향과 일치하고, 또한 제1 Y축고정자(28)와 평행하게 나열되도록 배치된다. 또, 제2 Y축고정자(34)는, 반면(10a) 상에 고정된 한 쌍의 지지부재(도시하지 않음)에 의하여 양단이 지지된다.
제2 이동체(14)는, 제2 가동부(38)와, 복수의 Y축요에어베어링(40)과, 가이드빔(42)과, 복수의 Y축리프트에어베어링(44)을 포함한다.
제2 가동부(38)는, 판상의 부재이며, 2개의 주면(主面)이 X축방향을 향하도록 배치된다. 제2 가동부(38)는, 제1 Y축가동자(30)의 하방에 마련되고, 제1 Y축가동자(30)에 연결된다. 따라서, 제2 가동부(38)는, 제1 Y축가동자(30)와 함께 이동한다. 제2 가동부(38)의 하측 부분은, 정반(10)의 제1 측면(10b)과 대향한다.
복수의 Y축요에어베어링(40)은, 정반(10)의 제1 측면(10b)과 대향하는 제2 가동부(38)의 하측 부분에 고정되고, 제1 측면(10b)에 대하여 공기 등의 기체를 분출한다. 그 반발력에 의하여, 제2 가동부(38)와 제1 측면(10b)의 비접촉상태가 유지된다.
가이드빔(42)은, 장척상의 부재이며, 길이방향이 X축방향에 일치하도록, 제1 X축고정자(52)(후술)와 제2 X축고정자(58)(후술)의 사이에 배치된다. 가이드빔(42)은, 일단이 제2 가동부(38)에 연결되고, 타단이 제2 Y축가동자(36)에 연결된다. 가이드빔(42)은, X축방향에 직교하는 단면의 형상이 오목형을 갖는다. 상세하게는, 가이드빔(42)은, 바닥벽(46)과, 제1 측벽(48)과, 제2 측벽(50)을 포함한다. 바닥벽(46)은, X축방향으로 긴 평판상의 부재이며, 2개의 주면이 Z축방향을 향하도록 마련된다. 제1 측벽(48)은, X축방향으로 긴 입벽(立壁)이며, 바닥벽(46)의 상면(즉 일방의 주면)의 Y축방향의 일단으로부터 세워 설치된다. 제2 측벽(50)은, 제1 측벽(48)과 동일하게, X축방향으로 긴 입벽이며, 제1 측벽(48)과 Y축방향에서 대향하도록 바닥벽(46)의 상면의 Y축방향의 타단으로부터 세워 설치된다.
제1 측벽(48)의 외측의 면, 즉 제2 측벽(50)과 대향하는 면과는 반대측의 면은, 평면가공이 실시되고, 에어베어링이 활주하기 위한 활주면으로서 기능한다. 이하, 제1 측벽(48)의 외측의 면을 제1 활주면(48a)이라고 부른다. 동일하게, 제2 측벽(50)의 외측의 면은, 평면가공이 실시되고, 에어베어링이 활주하기 위한 활주면으로서 기능한다. 이하, 제2 측벽(50)의 외측의 면을 제2 활주면(50a)이라고 부른다.
복수의 Y축리프트에어베어링(44)은, 가이드빔(42)에 고정되어 있다. Y축리프트에어베어링(44)은, 정반(10)의 반면(10a)에 대하여 기체를 분출한다. 그 반발력에 의하여 Y축리프트에어베어링(44) 나아가서는 가이드빔(42)은, 반면(10a)과 비접촉인 채로, 상세하게는 반면(10a)과의 사이에 수μm 정도의 간극을 개재하여, Z축방향으로 지지된다.
제1 X축구동부(16)는, 제1 X축고정자(52)와, 제1 X축가동자(54)를 포함한다. 제1 X축고정자(52)는, 제1 Y축고정자(28)나 제2 Y축고정자(34)와 동일하게 구성된다. 제1 X축고정자(52)는, 축선방향이 X축방향과 일치하도록 배치되고, 제1 지지부재(56)에 의하여 양단이 지지된다. 제1 X축가동자(54)는, 제1 Y축가동자(30)나 제2 Y축가동자(36)와 동일하게 구성되고, 제1 X축고정자(52)와의 전자상호작용에 의하여 X축방향으로 이동한다.
제2 X축구동부(18)는, 제2 X축고정자(58)와, 제2 X축가동자(60)와, 제2 지지부재(62)를 포함한다. 제2 X축고정자(58), 제2 X축가동자(60)는 각각, 제1 X축고정자(52), 제1 X축가동자(54)와 동일하게 구성된다. 제2 X축고정자(58)는, 축선방향이 X축방향과 일치하고, 또한 제1 X축고정자(52)와 평행하게 나열되도록 배치되며, 제2 지지부재(62)에 의하여 양단이 지지된다.
도 3은, 도 2의 (a)의 A-A선 단면도이다. 제1 이동체(12)는, 제1 가동부(64)와, 복수의 X축요에어베어링(66)과, 복수의 X축리프트에어베어링(68)과, 스테이지(70)를 포함한다. 제1 가동부(64)는, 사각통상의 부재이며, 가이드빔(42)이 삽통된다. 제1 가동부(64)는, 바닥벽(72)과, 상벽(74)과, 제1 측벽(76)과, 제2 측벽(78)을 포함한다. 제1 측벽(76)은 가이드빔(42)의 제1 활주면(48a)과 대향하고, 제2 측벽(78)은 가이드빔(42)의 제2 활주면(50a)과 대향한다. 제1 측벽(76)의 외측의 면에는, 도시하지 않은 접속부재를 개재하여 제1 X축가동자(54)가 연결되고, 제2 측벽(78)의 외측의 면에는, 도시하지 않은 접속부재를 개재하여 제2 X축가동자(60)가 연결된다. 따라서, 제1 가동부(64)는, 제1 X축가동자(54) 및 제2 X축가동자(60)와 함께 이동한다.
복수의 X축요에어베어링(66)은, 제1 측벽(76)의 내면(즉 제2 측벽(78)과 대향하는 면)(76a), 제2 측벽(78)의 내면(즉 제1 측벽(76)과 대향하는 면)(78a)에 고정되고, 가이드빔(42)의 제1 활주면(48a), 제2 활주면(50a)에 대하여 기체를 분출한다. 또, 복수의 X축리프트에어베어링(68)은, 바닥벽(72)의 하면(72a)에 고정되고, 반면(10a)에 대하여 기체를 분출한다. 제1 가동부(64)는, X축요에어베어링(66) 및 X축리프트에어베어링(68)이 기체를 분출하는 것에 의한 반발력에 의하여, 가이드빔(42) 및 반면(10a)과 비접촉인 채로, 상세하게는 가이드빔(42) 및 반면(10a)의 사이에 수μm 정도의 간극을 개재하여, Y축방향 및 Z축방향으로 지지된다.
스테이지(70)는, 제1 가동부(64)에 고정된다. 스테이지(70)에는, 예를 들면 반도체웨이퍼 등의 가공대상물 등이 올려진다.
도 1, 도 2의 (a)~(c)로 되돌아가, 제1 Y축가이드(24)는, 제1 Y축가이드레일(80)과, 2개의 제1 슬라이더(82)를 포함한다. 제1 Y축가이드레일(80)은, 연장방향이 Y축방향에 일치하도록 반면(10a) 상에 고정된다. 2개의 제1 슬라이더(82)는 각각, 복수의 전동체를 포함하고, 제1 Y축가이드레일(80)을 따라 Y축방향으로 이동한다.
제2 Y축가이드(26)는, 제2 Y축가이드레일(84)과, 2개의 제2 슬라이더(86)를 포함한다. 제2 Y축가이드레일(84), 제2 슬라이더(86)는 각각, 제1 Y축가이드레일(80), 제1 슬라이더(82)와 동일하게 구성된다. 다만, 제2 Y축가이드레일(84)은, 연장방향이 Y축방향에 일치하고, 또한 제1 Y축가이드레일(80)과 평행하게 나열되도록 배치된다.
제1 X축고정자(52)를 지지하는 2개의 제1 지지부재(56)의 일방은, 제1 Y축가이드(24)의 제1 슬라이더(82)에 지지되고, 타방은, 제2 Y축가이드(26)의 제2 슬라이더(86)에 지지된다. 즉, 제1 지지부재(56) 나아가서는 제1 X축구동부(16)는, Y축방향으로 이동 가능하게 구성된다.
동일하게, 제2 X축고정자(58)를 지지하는 2개의 제2 지지부재(62)의 일방은, 제1 Y축가이드(24)의 제1 슬라이더(82)에 지지되고, 타방은, 제2 Y축가이드(26)의 제2 슬라이더(86)에 지지된다. 즉, 제2 지지부재(62) 나아가서는 제2 X축구동부(18)는, Y축방향으로 이동 가능하게 구성된다.
여기에서, 제1 이동체(12), 제2 이동체(14), X축구동부, Y축구동부의 지지에 대하여 정리한다.
(i) 제1 이동체(12)는, 제2 이동체(14), X축구동부 및 Y축구동부에는 직접적으로도 간접적으로도(즉 다른 부재를 개재해도) 지지되지 않는다. 제1 이동체(12)는, 정반(10)에 직접적으로 지지된다. 구체적으로는, 제1 이동체(12)는 X축리프트에어베어링(68)으로부터 분출되는 기체의 반발력에 의하여, 정반(10)과 비접촉의 상태로 정반(10)에 지지된다.
(ii) 제2 이동체(14)는, 제1 이동체(12), X축구동부 및 Y축구동부에는 직접적으로도 간접적으로도 지지되지 않는다. 제2 이동체(14)는, 정반(10)에 직접적으로 지지된다. 구체적으로는, 제2 이동체(14)는, 복수의 Y축리프트에어베어링(44)으로부터 분출되는 기체의 반발력에 의하여, 정반(10)과 비접촉의 상태로, 정반(10)에 지지된다.
(iii) X축구동부는, 제1 이동체(12), 제2 이동체(14) 및 Y축구동부에는 직접적으로도 간접적으로도 지지되지 않는다. X축구동부는, 정반(10)에 직접적으로 지지되는 Y축가이드를 개재하여, 정반(10)에 지지된다.
(iv) Y축구동부는, 제1 이동체(12), 제2 이동체(14) 및 X축구동부에는 직접적으로도 간접적으로도 지지되지 않는다. Y축구동부는, 정반(10)에 직접적으로 지지되는 도시하지 않은 지지부재를 개재하여, 정반(10)에 지지된다.
이상과 같이, 제1 이동체(12), 제2 이동체(14), X축구동부 및 Y축구동부는, 서로 독립적으로, 바꾸어 말하면 공통의 부재나 서로를 통하지 않고, 정반(10)에 지지된다.
도 4는, 가이드빔(42)의 일단과 그 주변을 나타내는 사시도이다. 구속유닛(88)은, X축구동부와 제2 이동체(14)의 X축방향의 상대이동은 구속하지 않고, X축구동부와 제2 이동체(14)의 Y축방향의 상대이동을 구속한다. 구속유닛(88)은 특히, X축구동부와 제2 이동체(14)가 비접촉의 상태로, 보다 구체적으로는, X축구동부와 제2 이동체(14)가 직접 접촉하지 않고, 또한 다른 부재를 개재하여 접속되는 경우도 없이, Y축방향의 상대이동을 구속한다.
도 5는, 구속유닛(88)의 일례를 설명하는 도이다. 도 5는, 스테이지장치(100)의 상면도이다. 도 5에서는, 제1 이동체(12)나 Y축구동부의 표시를 생략하고 있다. 구속유닛(88)은, 제1 자석(90)과, 제2 자석(92)과, 자성체(93)를 포함한다. 자석(90, 92)은, 영구자석이어도 되고 전자석이어도 된다. 제1 자석(90)은, X축구동부에 고정된다. 도 5에서는, 가이드빔(42)과 대향하는 지지부재의 측면에 고정되어 있다. 제2 자석(92) 및 자성체(93)는, 제2 이동체(14)에 고정된다. 도 5에서는, 지지부재와 대향하는 가이드빔(42)의 측면에 고정되어 있다.
자성체(93)는, 제1 자석(90)과 Y축방향으로 대향한다. 다만, 자성체(93)는, X축구동부에 고정되어, 제2 자석(92)과 Y축방향으로 대향해도 된다. 어느쪽이든, 자성체(93)와 자석이 Y축방향으로 서로 끌어당기고, 이로써, X축구동부와 제2 이동체(14)가 Y축방향으로 서로 끌어당겨, X축구동부와 제2 이동체(14)의 Y축방향의 상대이동이 구속된다. 즉, 본 실시형태의 구속유닛(88)은, 자기의 흡인력에 의하여, X축구동부와 제2 이동체(14)의 Y축방향의 상대이동을 구속한다. Y축방향의 상대이동이 구속됨으로써, Y축구동부로 구동되어 제2 이동체(14)가 Y축방향으로 이동하면, 제2 이동체(14)에 추종되어 X축구동부도 Y축방향으로 이동한다.
또, 제1 자석(90)과, 제2 자석(92)은, 동일한 자극이 Y축방향으로 대향하도록 고정된다. 도 5에서는, S극끼리가 대향하도록 고정되어 있다. 동일한 자극이 Y축방향으로 대향함으로써, 제1 자석(90)과 제2 자석(92)은 Y축방향으로 서로 반발한다. 이 반발력에 의하여, 제1 자석(90) 나아가서는 X축구동부와, 제2 자석(92) 나아가서는 제2 이동체(14)의 비접촉상태가 유지된다.
한편, X축구동부와 제2 이동체(14)는, X축방향의 상대이동은 구속되어 있지 않고, 또 서로 독립적으로 지지되기 때문에, X축구동부에 의하여 제1 이동체(12)를 구동시켰을 때의 반력은, 제2 이동체(14)에 전반되지 않는다.
이상과 같이 구성된 스테이지장치(100)의 동작을 설명한다.
제1 Y축구동부(20)의 제1 Y축가동자(30)의 코일과, 제2 Y축구동부(22)의 제2 Y축가동자(36)의 코일에 전류가 공급되면, 각 코일과 Y축고정자의 사이에 전자력이 발생하고, 그 전자상호작용에 의하여 Y축가동자 나아가서는 제2 이동체(14)(및 제1 이동체(12))가 Y축방향으로 이동한다. 제1 X축구동부(16)의 제1 X축가동자(54)의 코일과, 제2 X축구동부(18)의 제2 X축가동자(60)의 코일에 전류가 공급되면, 각 코일과 X축고정자의 사이에 전자력이 발생하고, 그 전자상호작용에 의하여 X축가동자 나아가서는 제1 이동체(12)가 X축방향으로 이동한다. 이와 같이 제1 이동체(12) 및 제2 이동체(14)를 이동시킴으로써, 제1 이동체(12)의 스테이지(70)를 XY방향으로 이동시키고, 스테이지(70)에 재치되는 대상물을 XY방향으로 위치결정한다. 제1 X축구동부(16) 및 제2 X축구동부(18)와 제2 이동체(14)는, 구속유닛(88)에 의하여 Y축방향의 상대이동이 구속되어 있기 때문에, 제2 이동체(14)의 Y축방향의 이동에 따라 제1 X축구동부(16) 및 제2 X축구동부(18)도 Y축방향으로 이동한다.
이상 설명한 실시형태에 관한 스테이지장치(100)에 의하면, X축구동부와 제2 이동체(14)의 X축방향의 상대이동은 구속되지 않고, Y축방향의 상대이동이 비접촉으로 구속되며, 또한 X축구동부와 제2 이동체(14)는 서로 독립적으로 지지된다. 이로써, 제2 이동체(14)의 Y축방향의 이동에 추종하여 X축구동부를 Y축방향으로 이동시키면서도, X축구동부에 의하여 제1 이동체(12)를 구동시켰을 때의 반력이 제2 이동체(14)(특히 제2 가동부(38))에 전반되는 것이 억제된다. 그 때문에, 제2 가동부(38)의 구조부재에 기인하는 히스테리시스 및 진동이 발생하지 않게 되거나, 혹은 그 발생이 억제된다. 즉, 보다 고정밀도인 스테이지장치(100)가 실현된다. 또, 반력이 제2 가동부(38)에 전반되는 것이 억제되기 때문에, 그 반력에 의한 제2 가동부(38)의 진동이 비교적 빠르게 억제된다. 이로써, 스테이지장치(100)를 이용한 생산의 스루풋이 향상한다.
이상, 실시형태의 스테이지장치에 대하여 설명했다. 이 실시형태는 예시이며, 그들의 각 구성요소나 각 처리프로세스의 조합에 다양한 변형예가 가능한 것, 또 그러한 변형예도 본 발명의 범위에 있는 것은 당업자에게 이해되는 바이다. 이하 변형예를 나타낸다.
(변형예 1)
도 6은, 구속유닛(88)의 다른 예를 설명하는 도이다. 도 6은, 도 5에 대응한다. 본 변형예에서는, 구속유닛(88)은, 에어패드(96)이다. 에어패드(96)는, X축구동부 및 제2 이동체(14) 중 일방에 고정된다. 도 6에서는, 에어패드(96)는, 가이드빔(42)과 대향하는 지지부재의 측면에 고정된다. 에어패드(96)는, 가이드빔(42)과의 간극이 미소(微小)해지도록, 스페이서(98)를 개재하여 지지부재에 고정되어도 된다. 에어패드(96)는, 가이드빔(42)의 측면을 향한 흡인구(96a) 및 분출구(96b)를 갖는다. 에어패드(96)는, 흡인구(96a)로부터 에어를 흡인한다. 이 흡인력에 의하여, X축구동부와 제2 이동체(14)의 Y축방향의 상대이동이 구속된다.
또, 에어패드(96)는, 도시하지 않은 급기계로부터 공급되는 고압의 기체를 분출구(96b)로부터 가이드빔(42)을 향하게 하여 Y축방향으로 분출한다. 그 반발력에 의하여, X축구동부와 제2 이동체(14)의 비접촉상태가 유지된다.
본 변형예에 의하면, 실시형태와 동일한 효과를 나타낼 수 있다.
(변형예 2)
도 7은, 구속유닛(88)의 또 다른 예를 설명하는 도이다. 도 7은, 도 5에 대응한다. 제1 X축구동부(16)와 제2 X축구동부(18)는, 일체가 되어 Y축방향으로 이동하도록, 접속부재(94)에 의하여 서로 접속되어 있다. 도 7에서는, 제1 지지부재(56)와 제2 지지부재(62)가, 접속부재(94)에 의하여 접속되어 있다.
구속유닛(88)은, 제1 자석(90)과, 제2 자석(92)을 포함한다. 제1 자석(90)은, X축구동부에 고정된다. 도 7에서는, 가이드빔(42)과 대향하는 지지부재의 측면에 고정되어 있다. 제2 자석(92)은, 제2 이동체(14)에 고정된다. 도 7에서는, 지지부재와 대향하는 가이드빔(42)의 측면에 고정되어 있다. 제1 자석(90)과, 제2 자석(92)은, 동일한 자극(磁極)이 Y축방향으로 대향하도록 고정된다. 도 7에서는, S극끼리가 대향하도록 고정되어 있다. 이로써, 제1 자석(90)과 제2 자석(92)은, Y축방향으로 서로 반발한다.
제2 이동체(14)가 제1 X축구동부(16)측으로 이동하면, 제1 지지부재(56) 나아가서는 제1 X축구동부(16)는, 자석의 반발력을 통하여 가이드빔(42)(제2 이동체(14))에 밀려, 제2 이동체(14)와 함께 이동한다. 제1 X축구동부(16)와 접속된 제2 X축구동부(18)도, 동일한 방향으로 이동한다. 제2 이동체(14)가 제2 X축구동부(18)측으로 이동하면, 제2 지지부재(62) 나아가서는 제2 X축구동부(18)는, 자석의 반발력을 통하여 가이드빔(42)(제2 이동체(14))에 밀려, 제2 이동체(14)와 함께 이동한다. 제2 X축구동부(18)와 접속된 제1 X축구동부(16)도, 동일한 방향으로 이동한다.
즉, 본 변형예에서는, 자기의 반발력을 이용하여, X축구동부와 제2 이동체(14)의 Y축방향의 상대이동을 구속한다.
본 변형예에 의하면, 실시형태와 동일한 효과를 나타낼 수 있다.
(변형예 3)
도 8은, 구속유닛(88)의 또 다른 예를 설명하는 도이다. 도 8은, 도 7에 대응한다.
구속유닛(88)은, X축구동부 및 제2 이동체(14) 중 일방에 고정되는 에어패드(96)를 포함한다. 도 8에서는, 에어패드(96)는, 가이드빔(42)과 대향하는 지지부재의 측면에 고정되어 있다. 에어패드(96)는, 분출형의 에어패드이다. 에어패드(96)는, 도시하지 않은 급기계로부터 공급되는 고압의 기체를 가이드빔(42)을 향하게 하여 Y축방향으로 분출하고, 가이드빔(42)의 사이의 미소한 간극에 고압의 기체층을 형성한다. 다만, 에어패드(96)는, 가이드빔(42)의 측면에 고정되어도 된다.
제2 이동체(14)가 제1 X축구동부(16)측으로 이동하면, 제1 지지부재(56) 나아가서는 제1 X축구동부(16)는, 기체층을 개재하여 가이드빔(42)(제2 이동체(14))에 밀려, 제2 이동체(14)와 함께 이동한다. 제1 X축구동부(16)와 접속된 제2 X축구동부(18)도, 동일한 방향으로 이동한다. 제2 이동체(14)가 제2 X축구동부(18)측으로 이동하면, 제2 지지부재(62) 나아가서는 제2 X축구동부(18)는, 기체층을 개재하여 가이드빔(42)(제2 이동체(14))에 밀려, 제2 이동체(14)와 함께 이동한다. 제2 X축구동부(18)와 접속된 제1 X축구동부(16)도, 동일한 방향으로 이동한다.
즉, 본 변형예에서는, 에어의 반발력을 이용하여, X축구동부와 제2 이동체(14)의 Y축방향의 상대이동을 구속한다.
본 변형예에 의하면, 실시형태와 동일한 효과를 나타낼 수 있다.
(변형예 4)
실시형태에서는, Y축구동부가 제2 이동체(14)를 Y축방향으로 구동하는 경우에 대하여 설명했지만, 이것에는 한정되지 않고, Y축구동부는, X축구동부를 Y축방향으로 구동해도 된다. 이 경우, Y축구동부의 가동자와 X축구동부가 연결된다. Y축구동부에 구동되어 X축구동부가 Y축방향으로 이동하면, 구속유닛(88)에 의하여 X축구동부와의 Y축방향의 상대이동이 구속된 제2 이동체(14)는, X축구동부와 함께 Y축방향으로 이동한다.
상술한 실시형태와 변형예의 임의의 조합도 또한 본 발명의 실시형태로서 유용하다. 조합에 의하여 발생하는 새로운 실시형태는, 조합되는 실시형태 및 변형예 각각의 효과를 겸비한다.
12 제1 이동체
14 제2 이동체
16 제1 X축구동부
18 제2 X축구동부
20 제1 Y축구동부
22 제2 Y축구동부
88 구속유닛
100 스테이지장치

Claims (4)

  1. 제1 이동체와,
    상기 제1 이동체를 X축방향으로 구동하는, Y축방향으로 이동 가능하게 구성된 X축구동부와,
    상기 제1 이동체의 X축방향의 이동을 안내하여, Y축방향으로 이동 가능하게 구성된 제2 이동체와,
    상기 X축구동부 또는 상기 제2 이동체를 Y축방향으로 구동하는 Y축구동부와,
    상기 X축구동부와 상기 제2 이동체의 X축방향의 상대이동을 구속하지 않고, Y축방향의 상대이동을 양자가 비접촉인 상태에서 구속하는 구속유닛을 구비하는 것을 특징으로 하는 스테이지장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 X축구동부와 상기 제2 이동체는, 서로 독립적으로 지지되는 것을 특징으로 하는 스테이지장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 구속유닛은, 에어의 흡인력, 에어의 반발력, 자기의 흡인력 또는 자기의 반발력에 의하여, 상기 X축구동부와 상기 제2 이동체의 Y축방향의 상대이동을 구속하는 것을 특징으로 하는 스테이지장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 X축구동부와 상기 Y축구동부는, 서로 독립적으로 지지되는 것을 특징으로 하는 스테이지장치.
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