TWI614841B - 載物台裝置 - Google Patents

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TWI614841B
TWI614841B TW106109768A TW106109768A TWI614841B TW I614841 B TWI614841 B TW I614841B TW 106109768 A TW106109768 A TW 106109768A TW 106109768 A TW106109768 A TW 106109768A TW I614841 B TWI614841 B TW I614841B
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Abstract

本發明提供一種載物台裝置，其組裝工作比較容易，且能夠抑制引導移動體之軸干涉移動體。載物台裝置具備：第一支撐部、第二支撐部、第三支撐部(13)和第四支撐部，其等配置於台面；第一Y軸導向件，其支撐於第一支撐部和第二支撐部，並向Y軸方向延伸；第二Y軸導向件(42)，其設為支撐於第三支撐部(13)和第四支撐部，並向Y軸方向延伸；第一Y軸滑動件、第二Y軸滑動件和X軸單元，其等被第一Y軸導向件和第二Y軸導向件(42)引導並向Y軸方向移動。第三支撐部(13)將第二Y軸導向件(42)在X軸方向上可位移地支撐。

Description

載物台裝置
本發明係有關一種載物台裝置。
用於定位對象物之載物台裝置係眾所周知的。以往，提出有一種載物台裝置，其具備平行設置之兩個軸；及固定有載置對象物之工作台，且被兩個軸引導而移動之移動體(例如專利文獻1)。
(先前技術文獻) (專利文獻)
專利文獻1：日本特開2012-160663號公報
上述之習知之載物台裝置中，移動體被兩個軸引導而移動，因此若兩個軸未以按設計成為平行的方式組裝，則軸會干涉移動體。因此，習知之載物台裝置需要兩個軸以按設計成為平行的方式以比較高的組裝精度組裝，且不易進行組裝工作。
本發明係鑑於上述情況而完成者，提供一種載物台裝置，其組裝工作比較容易，且能夠抑制引導移動體之軸干涉移動體。
為了解決上述課題，本發明的一種態樣的載物台裝置具備：第一、第二、第三支撐部，其配置於支撐平面；第一軸，其支撐於第一、第二支撐部，並向第一方向延伸；第二軸，其設置成支撐於第三支撐部，並向第一方向延伸；及移動體，其被第一軸及第二軸引導並向第一方向移動。第一、第二、第三支撐部中至少一個支撐部將支撐於該支撐部之軸在與第一方向正交，且與支撐平面平行的第二方向上可位移地支撐。
另外，即使以上構成要件的任意組合或在方法、裝置、系統等之間相互轉換本發明的構成要件或表現者，仍為本發明的有效態樣。
依據本發明，能夠提供一種載物台裝置，其組裝工作比較容易，且能夠抑制引導移動體之軸干涉移動體。
10‧‧‧平台
10a‧‧‧台面
11‧‧‧第一支撐部
12‧‧‧第二支撐部
13‧‧‧第三支撐部
14‧‧‧第四支撐部
20‧‧‧X軸單元
32‧‧‧第一Y軸導向件
34‧‧‧第一Y軸滑動件
42‧‧‧第二Y軸導向件
44‧‧‧第二Y軸滑動件
100‧‧‧載物台裝置
第1圖(a)、(b)係表示實施形態之載物台裝置之圖。
第2圖(a)~(c)係表示第1圖的第一支撐部和其周邊之圖。
第3圖(a)~(c)係表示第1圖的第三支撐部和其周邊之圖。
第4圖(a)~(c)係表示變形例之載物台裝置的第三支撐部和其周邊之圖。
第5圖(a)~(c)係表示變形例之載物台裝置的第二支撐部和其周邊之圖。
以下對各附圖中所示之相同或相等構成要件、部件、製程賦予相同符號，並適當省略重複之說明。並且，各附圖中的部件尺寸為了方便理解適當放大、縮小顯示。並且，在各附圖中說明實施形態時省略不重要的部份部件而表示。
第1圖(a)、(b)係表示實施形態之載物台裝置100之圖。第1圖(a)係載物台裝置100的俯視圖。第1圖(b)係載物台裝置100的側視圖。為了方便說明，如圖示，規定XYZ正交座標系，其中將平行於台面10a(後述)之方向設為X軸方向，將平行於與X軸方向正交之台面10a之方向設為Y軸方向，將與兩者正交之(亦即與台面10a正交之)方向設為Z軸方向。載物台裝置100稱為XY載物台，將對象物定位在X軸方向、Y軸方向上。
載物台裝置100具備平台10、第一支撐部11、第二 支撐部12、第三支撐部13、第四支撐部14、X軸單元20、第一Y軸單元30及第二Y軸單元40。
平台10在俯視時為矩形狀的板狀部件。平台10的上表面之台面10a平坦地形成。在台面10a的四角，分別配置有第一支撐部11~第四支撐部14。亦即，台面10a作為配置有四個支撐部之支撐平面發揮功能。
第一Y軸單元30包括第一Y軸導向件32及第一Y軸滑動件34。第一Y軸導向件32為方形柱狀部件。第一Y軸導向件32配置成其長邊方向與Y軸方向一致，且藉由設在平台10上之第一支撐部11、第二支撐部12支撐兩端。
第一Y軸滑動件34為剖面呈方形的筒狀體，並插通有第一Y軸導向件32。第一Y軸滑動件34構成為能夠沿第一Y軸導向件32向Y軸方向移動。本實施形態中，第一Y軸滑動件34與第一Y軸導向件32一同構成空氣滑動件，並藉由供給至它們之間之壓縮氣體而相對於第一Y軸導向件32浮起，且與第一Y軸導向件32以非接觸狀態沿第一Y軸導向件32移動。
第二Y軸單元40包括第二Y軸導向件42及第二Y軸滑動件44。第二Y軸導向件42、第二Y軸滑動件44與第一Y軸導向件32、第一Y軸滑動件34相同地構成。再者，第二Y軸導向件42配置成其長邊方向與Y軸方向一致並與第一Y軸導向件32排列，亦即，在設計上，與第一Y軸導向件32平行排列。
X軸單元20包括X軸導向件22及X軸滑動件24。X軸導向件22以其長邊方向與X軸方向一致的方式連結於第一Y軸滑動件34及第二Y軸滑動件44。X軸導向件22尤其為了低重心化，以第一端面22a對置於第一Y軸滑動件34的側面(與第二Y軸滑動件44對置之側面)34a，且第二端面22b對置於第二Y軸滑動件44的側面(與第一Y軸滑動件34對置之側面)44a的方式連結。
X軸滑動件24為剖面呈方形的筒狀體，並插通有X軸導向件22。X軸滑動件24與第一Y軸滑動件34或第二Y軸滑動件44相同，與X軸導向件22以非接觸狀態支撐。
X軸滑動件24固定有未圖示的工作台。工作台上載置有半導體晶圓等對象物。使第一Y軸滑動件34及第二Y軸滑動件44向Y軸方向移動，並使X軸滑動件24向X軸方向移動，藉此能夠使工作台向XY方向移動，並將對象物定位在XY方向上。
第2圖(a)~(c)係表示第一支撐部11和其周邊之圖。第2圖(a)係表示第一支撐部11和其周邊之立體圖。第2圖(b)係從Y軸方向看第一支撐部11之側視圖。第2圖(c)係從X軸方向看第一支撐部11之側視圖。再者，代表性地對第一支撐部11的結構進行了說明，但同樣的說明亦滿足第二支撐部12、第四支撐部14。
第一支撐部11固定地支撐第一Y軸導向件32。換言 之，第一支撐部11在X軸方向還是在Y軸方向上(還是在Z軸方向上)均無法位移地支撐第一Y軸導向件32。另外換言之，第一支撐部11以約束第一Y軸導向件32的方式支撐。本實施形態中，第一支撐部11形成為長方體狀，其下表面固定於台面10a，且其上表面固定有第一Y軸導向件32。第一支撐部11依據實驗或模擬，規定其素材、X軸方向的寬度、Y軸方向的寬度及Z軸方向的寬度，以使可以無法位移地支撐第一Y軸導向件32，亦即第一支撐部11本身不會變形。
第3圖(a)~(c)係表示第三支撐部13和其周邊之圖。第3圖(a)~(c)分別與第2圖(a)~(c)對應。
第三支撐部13將第二Y軸導向件42支撐為在X軸方向上能夠位移，而在Y軸方向及Z軸方向無法位移。本實施形態中，第三支撐部13包括第一基座51、第二基座52、中間部53、第一彈性鉸鏈54、第二彈性鉸鏈55、第三彈性鉸鏈56及第四彈性鉸鏈57。
第一基座51、中間部53及第二基座52均形成為長方體狀，並依次排列在Z軸方向上。第一基座51固定於台面10a。第二基座52的上表面固定有第二Y軸導向件42。
第一彈性鉸鏈54及第二彈性鉸鏈55並列設在第一基座51和中間部53之間，並連結第一基座51和中間部53。第三彈性鉸鏈56及第四彈性鉸鏈57並列設在第二基 座52和中間部53之間，並連結第二基座52和中間部53。
第一彈性鉸鏈54、第二彈性鉸鏈55、第三彈性鉸鏈56及第四彈性鉸鏈57均為相比第一基座51、第二基座52及中間部53，剖面積小的板狀彈性鉸鏈。具體而言，該等四個彈性鉸鏈在Y軸方向上比較厚地(寬幅地)形成，在X軸方向上比較薄地(窄幅地)形成。本實施形態中，四個彈性鉸鏈形成為在Y軸方向上成為與第一基座51等相同的厚度，在X軸方向上最薄部份的厚度成為第一基座51的1/20以下。
四個彈性鉸鏈如上述在X軸方向上較薄地形成，因此能夠圍繞與Y軸方向平行的軸變形。藉此，第二基座52進而固定於第二基座52之第二Y軸導向件42能夠相對於第一基座51向X軸方向微小地移動。以上，第三支撐部13其本身在X軸方向上位移，藉此將第二Y軸導向件42在X軸方向可位移地支撐。四個彈性鉸鏈依據實驗或模擬規定X軸方向的寬度，以使可以如上位移。
接著對本實施形態發揮的效果進行描述。
第一Y軸滑動件34和第二Y軸滑動件44藉由X軸導向件22連結。而且，第一Y軸滑動件34、第二Y軸滑動件44分別構成為沿配置成平行之第一Y軸導向件32、第二Y軸導向件42移動。亦即，由第一Y軸滑動件34、第二Y軸滑動件44及X軸導向件22構成之一個移動體構成為沿配置成平行之兩根Y軸導向件移動。然而，第一 Y軸導向件32和第二Y軸導向件42還存在即使在設計上為平行，但因組裝誤差等嚴格來講並非平行的情況。該情況下，由第一Y軸滑動件34、第二Y軸滑動件44及X軸導向件22構成之移動體欲沿相互不平行的兩根Y軸導向件移動，從而會產生移動體與兩根Y軸導向件接觸(亦即干涉)之卡住。具體而言，會產生第一Y軸滑動件34、第二Y軸滑動件44分別與第一Y軸導向件32、第二Y軸導向件42接觸之卡住。
相對於此，本實施形態中，第三支撐部13將第二Y軸導向件42在X軸方向上可位移地支撐。亦即第三支撐部13不會將第二Y軸導向件42約束在X軸方向上。因此，第二Y軸導向件42被供給至第二Y軸導向件42和第二Y軸滑動件44之間之壓縮氣體擠壓而能夠在X軸方向上位移。因此，即使在第一Y軸導向件32和第二Y軸導向件42不平行之情況下，伴隨第一Y軸導向件32、第二Y軸導向件42及X軸單元20的移動，第二Y軸導向件42亦能夠以不產生卡住的方式在X軸方向上位移。亦即，依據本實施形態，不產生卡住，或者抑制產生卡住。反言之，即使第一Y軸導向件32和第二Y軸導向件42嚴格來講並不平行亦不會產生卡住，因此無需將第一Y軸導向件32和第二Y軸導向件42嚴格地組裝成平行亦可。因此，組裝載物台裝置100變得比較容易。
並且，依據本實施形態，由於第一Y軸導向件32藉由第一支撐部11及第二支撐部12固定地支撐，亦即由於 在X軸方向上無法位移地由兩處支撐，所以可以成為基準。因此，為了將第一Y軸導向件32設為基準而只要在Y軸方向上精度良好地組裝，則第一Y軸滑動件34、第二Y軸滑動件44及X軸單元20能夠沿成為其基準之第一Y軸導向件32向Y軸方向移動，並能夠實現高定位精度。
以上，在實施形態中對載物台裝置進行了說明。該實施形態僅為例示，本領域技術人員應當理解，此等各構成要件或各處理加工的組合上能夠設為各種變形例，並且如此進行之變形例亦屬於本發明的範圍。以下示出變形例。
(變形例1)
實施形態中未特別提及，但在X軸方向上可位移地支撐第二Y軸導向件42之第三支撐部的構成中可想到各種變形例。
第4圖(a)~(c)係表示變形例之載物台裝置的第三支撐部113之圖。第4圖(a)~(c)分別與第3圖(a)~(c)對應。本變形例中，第三支撐部113包括第一基座51、第二基座52、中間部53、第一彈性鉸鏈154及第二彈性鉸鏈156。第一彈性鉸鏈154設於第一基座51和中間部53之間，並連結第一基座51和中間部53。第二彈性鉸鏈156設於第二基座52和中間部53之間，並連結第二基座52和中間部53。亦即，本變形例中，第一基座51和中間部53之間、第二基座52和中間部53之間分 別設有一個彈性鉸鏈。依據本變形例，能夠發揮與上述實施形態相同的效果。
並且例如，第三支撐部亦可構成為代替彈性鉸鏈，而包含具有與彈性鉸鏈相同功能之其他結構，亦即沒有摩擦或遲滯之其他結構。作為一例，第三支撐部亦可構成為代替彈性鉸鏈，而包含直動軸承或空氣軸承。
(變形例2)
實施形態及上述變形例中，對第二Y軸導向件42的一端側藉由第三支撐部13在X軸方向上可位移地支撐，另一端側藉由第四支撐部14固定地支撐之情況進行了說明，但並不限定於此，第二Y軸導向件42亦可為兩端側在X軸方向可位移地支撐。亦即，第四支撐部14亦可與第三支撐部13相同地構成。
(變形例3)
實施形態及上述變形例中，對第一Y軸導向件32的兩端固定地支撐之情況進行了說明，但並不限定於此。第一Y軸導向件32亦可為一端固定地支撐，另一端在X軸方向上無法位移，而在Y軸方向上可位移地支撐。
例如，亦可為第二支撐部使第一Y軸導向件32在X軸方向上無法位移，而在Y軸方向上能夠位移。第5圖(a)~(c)係表示變形例之載物台裝置的第二支撐部112之圖。第5圖(a)~(c)分別與第3圖(a)~ (c)對應。第二支撐部112構成為使第3圖(a)~(c)的第三支撐部13圍繞與Z軸平行的軸以90度旋轉。
依據本變形例，第一Y軸導向件32雖藉由第一支撐部11固定地支撐，但第二支撐部12在Y軸方向上可位移地支撐。藉此，第一Y軸導向件32能夠在Y軸方向位移。其中，第三支撐部13以在X軸方向上可位移，而在Y軸方向上無法位移地支撐第二Y軸導向件42。然而，第三支撐部13因包括彈性鉸鏈，Y軸方向的支撐剛性下降，嚴格來講，Y軸方向的位移雖少但亦被允許。亦即，嚴格來講，第二Y軸導向件42在Y軸方向亦能夠微小位移地支撐。相對於此，本變形例中，第一Y軸導向件32亦在Y軸方向上可位移地支撐，因此，能夠將第一Y軸導向件32和第一Y軸滑動件34在Y軸方向的支撐剛性均勻化。
並且，依據本變形例，隨周圍的溫度變化等在第一Y軸導向件32上產生溫度變化之情況下，第一Y軸導向件32亦能夠在Y軸方向上膨脹或收縮，因此第一Y軸導向件32上不產生熱應力或者能夠降低第一Y軸導向件32上產生之熱應力。能夠抑制第一Y軸導向件32產生撓曲。
(變形例4)
實施形態中，對第一Y軸滑動件34、第二Y軸滑動件44分別將第一Y軸導向件32、第二Y軸導向件42以 四周約束之情況進行了說明，但並不限定於此。第一Y軸滑動件34、第二Y軸滑動件44分別亦可構成為開放第一Y軸導向件32、第二Y軸導向件42的下表面。亦即，第一Y軸滑動件34及第二Y軸滑動件44亦可構成為例如與Y軸方向正交之剖面的形狀成為凹形。該情況下，支撐部能夠支撐第一Y軸導向件32、第二Y軸導向件42的兩端以外。
(變形例5)
實施形態及上述變形例中，對Y軸導向件和Y軸滑動件構成空氣滑動件之情況進行了說明，但並不限定於此。只要構成為Y軸滑動件能夠沿Y軸導向件移動即可，例如，Y軸導向件和Y軸滑動件亦可構成滾珠螺桿機構。該情況下，螺桿軸作為Y軸導向件發揮功能，螺母作為Y軸滑動件發揮功能，作為Y軸導向件的螺桿軸藉由支撐部支撐。並且，例如，Y軸導向件和Y軸滑動件亦可構成線性馬達。該情況下，固定件作為Y軸導向件發揮功能，可動件作為Y軸滑動件發揮功能，作為Y軸導向件的固定件藉由支撐部支撐。
(變形例6)
實施形態及上述變形例中，對第一Y軸導向件32、第二Y軸導向件42分別由兩個支撐部支撐之情況進行了說明但並不限定於此。第一Y軸導向件32及第二Y軸導 向件42的一方由複數個支撐部支撐，另一方由至少一個支撐部支撐，且只要支撐第一Y軸導向件32及第二Y軸導向件42之複數個支撐部中至少一個能夠將Y軸導向件在X軸方向可位移之支撐即可。亦即，第一Y軸導向件32及第二Y軸導向件42總計由三個以上支撐部支撐，只要那些支撐部中至少一個能夠將支撐於該支撐部之Y軸導向件在X軸方向上可位移地支撐即可。
例如，第一Y軸導向件32及第二Y軸導向件42亦可由總計三個支撐部支撐。具體而言，例如，第一Y軸導向件32由兩個支撐部支撐，第二Y軸導向件42由一個支撐部支撐，那些三個支撐部中至少一個支撐部亦可將Y軸導向件在X軸方向上可位移地支撐。該情況下，如上述在變形例3中若第二Y軸滑動件44構成為開放第二Y軸導向件42的下表面，則支撐第二Y軸導向件42之一個支撐部能夠支撐第二Y軸導向件42的長邊方向的正中間。亦即，能夠更穩定地支撐第二Y軸導向件42。
並且例如，第一Y軸導向件32及第二Y軸導向件42亦可由總計五個支撐部支撐。具體而言，例如，第一Y軸導向件32由三個支撐部支撐，第二Y軸導向件42由兩個支撐部支撐，那些三個支撐部中至少一個支撐部亦可將Y軸導向件在X軸方向上可位移地支撐。該情況下，如上述在變形例3中若第一Y軸滑動件34構成為開放第一Y軸導向件32的下表面，則能夠藉由三個支撐部支撐第一Y軸導向件32的兩端和其長邊方向的正中間。除第一Y軸 導向件32的兩端之外還支撐長邊方向的正中間，藉此能夠抑制第一Y軸導向件32撓曲。
上述之實施形態及變形例的任意組合亦作為本發明的實施形態而有用。藉由組合產生之新實施形態一併具有所組合之實施形態及變形例各自之效果。並且，本領域技術人員還應當理解，申請權利範圍中記載的各構成要件應發揮的功能藉由實施形態及變形例中所示之各構成要件的單體或那些的協動而實現。例如申請權利範圍中記載的移動體亦可藉由實施形態中記載的第一Y軸滑動件34、第二Y軸滑動件44及X軸單元20的組合而實現。
13‧‧‧第三支撐部
42‧‧‧第二Y軸導向件
51‧‧‧第一基座
52‧‧‧第二基座
53‧‧‧中間部
54‧‧‧第一彈性鉸鏈
55‧‧‧第二彈性鉸鏈
56‧‧‧第三彈性鉸鏈
57‧‧‧第四彈性鉸鏈

Claims (3)

  1. 一種載物台裝置，其特徵為，具備：第一、第二、第三支撐部，其配置於支撐平面；第一軸，其支撐於前述第一、第二支撐部，並向第一方向延伸；第二軸，其設置成支撐於前述第三支撐部，並向前述第一方向延伸；及移動體，其被前述第一軸及前述第二軸引導並向前述第一方向移動，前述第一、第二、第三支撐部中至少一個支撐部將支撐於該支撐部之軸在與前述第一方向正交，且與前述支撐平面平行的第二方向上可位移地支撐。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之載物台裝置，其中前述第一、第二支撐部將前述第一軸在前述第二方向上無法位移地支撐。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之載物台裝置，其中前述第一支撐部將前述第一軸在前述第一方向上無法位移地支撐，前記第二支撐部將前述第一軸在前述第一方向上可位移地支撐。
TW106109768A 2016-03-29 2017-03-23 載物台裝置 TWI614841B (zh)

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