JPH0471475B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の属する分野］ 本発明は、移動案内装置に関し、更に詳しく
は、支持基台等の第１部材上に設定された軌道に
沿つて試料搬送ステージ等の第２部材を相対移動
させるための移動案内装置に関する。本発明は特
に集積回路等の半導体装置の製造に際して高速か
つ高精度の移動と停止を繰り返すステツプアンド
リピード方式の縮小投影露光装置における半導体
ウエハ等の試料搬送装置に好適な移動案内装置を
提供するものである。

［従来の技術］ LSI等の半導体装置の製造に用いられる縮小投
影形露光装置では、半導体ウエハ上にマスクまた
はレチクルパターンを枡目状に規則正しく露光
し、前回の焼付パターンに対する位置精度を高く
することは勿論、その作業能率の向上のためにス
テツプアンドリピード動作の高速化を図る必要が
ある。このためウエハをXY二次元座標平面内で
移動させるウエハステージの搬送系には、高速起
動停止と高い停止位置精度とが要求され、そのた
め従来からステージの移動案内装置に種々の工夫
がなされている。

一般にXYステージと呼ばれるこの種の搬送系
において、その移動案内装置の基本方式として、
従来より第１０図に示すようなものが使用されて
いる。

同図において、１０１は天板（スライダ）、１
０２はステージ面、１０３は軸受取付板、１０４
は軸受取付板１０３に取付けられた上下および左
右の方向のガイドのための静圧軸受、１０５はガ
イドレールである。これらにより、天板１０１は
図面垂直方向の軌道に沿つて滑らかに移動案内さ
れる。１０６は樹脂性の制動用半浮上軸受、１０
７は軸受１０６と摺接する摺動板、１０８は押付
けローラユニツトである。押付けローラユニツト
１０８は、そのローラによつて制動用軸受１０６
との間に摺動板１０４を挾みつけ、その押付力を
調節あるいは制御することで、制動用軸受１０６
と摺動板１０７との間の摩擦摺動部の移動方向の
見かけの摩擦係数を所望値に設定ないし可変制御
する。１０９はステージ部分の重心を示す。

露光装置のステージ搬送系は、この第１０図に
示したような移動案内装置を配設した移動テーブ
ル（ステージ）に、駆動機構および運動伝達機構
を付加し、これらを複数組み合めてXY直角座標
系のＸ方向およびＹ方向に移動できるようにして
ある。

ところで、このような装置では以下のような欠
点があつた。

上下方向に高さが高くなり装置が大型とな
る。

装置が高くなつたことにより重心１０９とウ
エハ面との距離が長くなり、重心回りの微小な
回転振動もウエハ面では拡大されて現れる。

静圧軸受１０４にエアーを流すことにより軸
受取付板１０３に力が加わり、取付板１０３が
第１１図に示すように変形する。そのため、軸
受面とガイド間の傾きおよびすきまの拡大が生
じ、軸受１０４の特性が劣化して所定の剛性が
得られない。

半浮上軸受１０６の摺動により発生したゴミ
が静圧軸受に入り込み軸受の劣化や破損が生じ
る。また、ゴミがウエハに付着することにより
焼付不良が発生する。

ガイド構成が全拘束であるためガイド１０５
および静圧軸受取付板１０３の平行度および直
角度の両方を調整する必要があり、調整に時間
がかかる。

［発明の目的］ 本発明の目的は、上述の従来形における問題点
を解決するとともに、装置をより薄型化可能な
構造とすること、軸受の剛性をより高めて負荷
や外力変動に対して姿勢変動量を少なくするこ
と、姿勢精度（進行方向、水平方向、垂直方
向、ローリング、ピツチング、ヨーイング）の劣
化を最小限に押えると同時に各姿勢の振動に対し
有効な減衰力が得られるようにすることにある。

［実施例の説明］ 以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。

第１図は本発明の一実施例に係る移動案内装置
の全体構成を示す外観図である。また、第２〜５
図は装置を構成する各ユニツトの構成を示す。

第１図において、１は天板（スライダ）、２は
静圧軸受取付ユニツト、３はガイドユニツト、４
は送り機構ユニツト、５は摺動ユニツトである。

第２図は天板１に固着する軸受取付ユニツト２
の配置を示し、２１は上下支持用静圧軸受取付
板、２２は左右支持用静圧軸受取付板、６は静圧
多孔質軸受である。

第３図はガイドユニツト３のガイドレールの配
置を示し、３１は上下方向ガイド、３２は左右方
向ガイドである。

第４図はステージの送り機構ユニツト４を示
し、４１，４３はボールベアリングハウジング、
４２はボールネジ、４４はボールネジの振れ回り
吸収用板バネである。

第５図は摺動ユニツト５で、５１は摺動駒固定
ブロツク、５２はセラミツク製半浮上軸受である
摺動駒、５３は予圧用ローラユニツト、５４はセ
ラミツク製摺動板、５５は摺動板５４を支持しそ
の変位を吸収するための板バネである。

また、第６図は上下方向の変位を阻止するため
の上下支持用静圧軸受の配置を示す軸受配置図で
あり、第７図は第５図の摺動ユニツトの断面図で
ある。

次に、第１〜７図を参照して本実施例の動作を
説明する。

まず、天板１は静圧軸受６により上下ガイド３
１より浮上する。この際、軸受は第６図に示すよ
うに３段構成としているため、従来例に比べ剛性
がより高まり、また第１１図に示すように取付板
変形による軸受特性の劣化を防ぐことができる。
また、横方向は左右支持用静圧軸受取付板２２と
ガイド３２との間に静圧軸受６を配置することに
より剛性を持たせている。なお、軸受６は第６図
に示すように取付板２１に埋め込むことにより、
装置をより薄型化することができる。また、静圧
軸受６にセラミツク多孔質軸受を用いることによ
り、さらに剛性も高め、負荷、外力変動に対して
姿勢変動量を少なくすることができる。

静圧軸受６により浮上した天板１は駆動ユニツ
ト４により駆動される。駆動は、両端をボールベ
アリングにより支持されたボールネジ４２により
行なわれる。ボールネジの振れ回りを吸収するた
めに上下左右に板バネ４４を配置し、天板１への
接続は振動を減少させるため重心９付近に推力が
加わるようにしている。

また、発生した振動を効率よく減衰させるため
に第５，７図に示すような摩擦力発生用半浮上ユ
ニツト（摺動ユニツト）５が配置されている。こ
の半浮上ユニツト５の摺動駒５２は発塵を防ぐた
めセラミツクで作られており、取付ブロツク５１
を通じて吸気されるようになつている。摩擦力は
押付けローラ５３に加える予圧および摺動駒への
吸気圧によりコントロールされる。セラミツク製
摺動板５４は摺動板の変形、ガイドの真直度等に
より予圧の大きさが変化し、摩擦力が変動するの
を防ぐため板バネ５５で支えられている。

なお、摺動駒５２は第７図では１つしか現われ
ていないが、これに限ることなく複数設定しても
よい。例えば、手前と奥との二箇所に１つずつ、
合計２つを設けて天板１に固定し、その摺動面を
摺動板５４の右側面のガイド面に摺接させること
もできる。さらに、摺動駒５２は一体に構成した
ものに複数の摺動面を設けるようにしてもよい。
いずれにしても、複数の摺動面をガイド面に摺動
するように構成するのが好ましい。

また、押付けローラユニツト５３も第７図では
１つしか現われていないが、これに限らず図の手
前と奥の二箇所に１つずつ合計２つを設けるよう
にできる。なお、変形例として、２つの摺動駒５
２の中間位置に対応する個所に１つのみの押付け
ローラユニツト５３を配置した構成にしてもよ
い。また、押付けローラユニツト５３を３個以上
設置するようにしてもよい。

さらに、第８図は摺動ユニツトの押付けローラ
５３を静圧軸受５６にしたものである。これによ
り、ローラ部からのゴミの発生、またローラのす
べり（上下）方向の摩擦力の発生を防ぐことがで
きる。

また、横方向の軸受構成は第９図のような構成
としてもよい。同図のように、横方向の静圧軸受
も２層構造にすることにより、取付板の変形を防
ぎ、また剛性を増すことができる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、上下ガイ
ドと左右ガイドとを分離してすべて静圧構成と
し、上下ガイドの軸受構成を３段構成とし、さら
にセラミツク製半浮上静圧軸受を備えているので
以下のような効果がある。

(1) 静圧ガイドにしたことにより、摺動、転動等
接触によるゴミの発生を防ぐことができる。

(2) 上下、左右ガイドを分離したことによりステ
ージの高さを低くすることができる。また、直
角方向の調整が不要となる。

(3) 上下ガイドの軸受構成を３段構造にしたこと
により軸受取付板の変形を防ぐことができる。

(4) セラミツク製半浮上軸受による摩擦力で適切
な振動減衰力が得られる。

(5) セラミツク製半浮上軸受により摺動時のゴミ
の発生を防ぐことができる。

(6) 静圧軸受に多孔質材料を用いることにより従
来より高剛性（約1.5倍）、低流量（約１／10）
を実現した。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係る移動案内装
置の全体構成を示す外観図、第２図は、天板に固
着する軸受取付ユニツトの配置図、第３図は、ガ
イドレールの配置図、第４図は、ステージの送り
機構ユニツトの外観図、第５図は、摺動ユニツト
の外観図、第６図は、上下方向の軸受の配置図、
第７図は、摺動ユニツトの断面図、第８図は、摺
動ユニツトの変形例を示す断面図、第９図は、横
方向の軸受の構成の変形例を示す断面図、第１０
図は、従来の移動案内装置の全体構成を示す断面
図、第１１図は、従来の軸受取付板の変形の様子
を示す図である。 １…天板（スライダ）、２…静圧軸受取付ユニ
ツト、３…ガイドユニツト、４…送り機構ユニツ
ト、５…摺動ユニツト、６…静圧軸受、２１…上
下方向軸受取付板、２２…左右方向軸受取付板、
３１…上下ガイド、３２…左右ガイド、４１，４
２…ベアリングユニツト、４２…ボールネジ、４
４…板バネ、５１…セラミツク製半浮上軸受取付
板、５２…セラミツク製半浮上軸受、５３…予圧
ローラ、５４…セラミツク製摺動板、５５…摺動
板支持用板バネ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 第１部材に設定された軌道に沿つて第２部材
   を相対移動させるための移動案内装置であつて、 第１および第２部材間に３つの軸受面を設け該
   軸受面にそれぞれ静圧構成のガイドを有し、移動
   面に垂直な方向の第１および第２部材の相対変位
   を阻止する第１ガイド手段と、 上記第１ガイド手段とは分離した静圧構成のガ
   イドであつて移動面内で移動方向に直角な方向の
   第１および第２部材の相対変化を阻止する第２ガ
   イド手段と、 移動方向に関して第１および第２部材間で摺動
   するセラミツク製半浮上静圧軸受と を備えたことを特徴とする移動案内装置。 ２ 前記第１ガイド手段および第２ガイド手段
   が、静圧軸受にセラミツク多孔質軸受を用いた特
   許請求の範囲第１項記載の移動案内装置。