JPH06254734A - Ｘｙステージ装置およびこれに用いるリニアモータ - Google Patents
Ｘｙステージ装置およびこれに用いるリニアモータInfo
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- JPH06254734A JPH06254734A JP5066197A JP6619793A JPH06254734A JP H06254734 A JPH06254734 A JP H06254734A JP 5066197 A JP5066197 A JP 5066197A JP 6619793 A JP6619793 A JP 6619793A JP H06254734 A JPH06254734 A JP H06254734A
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- B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
- B23Q1/25—Movable or adjustable work or tool supports
- B23Q1/44—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms
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- B23Q1/62—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism two sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism with perpendicular axes, e.g. cross-slides
- B23Q1/621—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism two sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism with perpendicular axes, e.g. cross-slides a single sliding pair followed perpendicularly by a single sliding pair
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- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
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- G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
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- Machine Tool Units (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＸＹステージ装置の位置決め精度の向上およ
び位置決めの高速化を促進する。 【構成】 ＸＹステージ装置Ｅ1 は、台盤１に固定され
た案内部材８の案内面８ａに沿って往復移動自在なＹス
テージ４と、これとともに往復移動自在でありかつその
中央部材４ｃの案内面に沿って往復移動自在なＸステー
ジ７からなり、Ｙステージ４は一対のＹリニアモータ
２，３によって移動され、Ｘステージ７は、Ｙステージ
４に支持された一対のＸリニアモータ５，６（Ｘリニア
モータ６は図示せず）によって、Ｙステージ４の中央部
材４ｃに沿って移動される。Ｙステージ４およびＸステ
ージ７はそれぞれ個別の静圧軸受パッドによって台盤１
上に支持されている。
び位置決めの高速化を促進する。 【構成】 ＸＹステージ装置Ｅ1 は、台盤１に固定され
た案内部材８の案内面８ａに沿って往復移動自在なＹス
テージ４と、これとともに往復移動自在でありかつその
中央部材４ｃの案内面に沿って往復移動自在なＸステー
ジ７からなり、Ｙステージ４は一対のＹリニアモータ
２，３によって移動され、Ｘステージ７は、Ｙステージ
４に支持された一対のＸリニアモータ５，６（Ｘリニア
モータ６は図示せず）によって、Ｙステージ４の中央部
材４ｃに沿って移動される。Ｙステージ４およびＸステ
ージ７はそれぞれ個別の静圧軸受パッドによって台盤１
上に支持されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体露光装置、精密
測定器あるいは精密加工機等においてウエハ等基板、被
加工物あるいは被測定物等を位置決めするためのＸＹス
テージ装置およびこれに用いるリニアモータに関するも
のである。
測定器あるいは精密加工機等においてウエハ等基板、被
加工物あるいは被測定物等を位置決めするためのＸＹス
テージ装置およびこれに用いるリニアモータに関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】半導体露光装置、精密測定器あるいは精
密加工機等においては、露光されるウエハ等基板や、被
測定物あるいは被加工物を、露光光や測定用の照明光あ
るいは工具に対して高精度で位置決めすることが要求さ
れる。このために、図１６に示すようなＸＹステージ装
置が開発されている。該ＸＹステージ装置は、図示しな
い支持体によって支持された台盤１０１と、台盤１０１
に設けられた一対の案内面１０８ａ，１０８ｂ上に支持
され、これに沿って摺動自在なＹステージ１０４と、Ｙ
ステージ１０４に設けられた一対の案内面１０４ｃ，１
０４ｄ上に支持され、これに沿って摺動自在なＸステー
ジ１０７からなり、Ｘステージ１０７には、図示しない
吸着チャック等の保持盤が設けられ、これによってウエ
ハ等基板や、被測定物あるいは被加工物を保持する。台
盤１０１の案内面１０８ａ，１０８ｂとＹステージ１０
４の案内面１０４ｃ，１０４ｄはそれぞれ台盤１０４の
表面に平行な一平面内で互に直交する２軸（以下、それ
ぞれ「Ｙ軸、Ｘ軸」という。）に沿って配設され、Ｙス
テージ１０４は、台盤１０１の案内面１０８ａ，１０８
ｂの外側に配設された図示しないリニアモータ等の駆動
装置によってＹ軸方向に往復移動され、Ｘステージ１０
７は、その下面に配設された図示しないリニアモータ等
の駆動装置によってＸ軸方向に往復移動される。
密加工機等においては、露光されるウエハ等基板や、被
測定物あるいは被加工物を、露光光や測定用の照明光あ
るいは工具に対して高精度で位置決めすることが要求さ
れる。このために、図１６に示すようなＸＹステージ装
置が開発されている。該ＸＹステージ装置は、図示しな
い支持体によって支持された台盤１０１と、台盤１０１
に設けられた一対の案内面１０８ａ，１０８ｂ上に支持
され、これに沿って摺動自在なＹステージ１０４と、Ｙ
ステージ１０４に設けられた一対の案内面１０４ｃ，１
０４ｄ上に支持され、これに沿って摺動自在なＸステー
ジ１０７からなり、Ｘステージ１０７には、図示しない
吸着チャック等の保持盤が設けられ、これによってウエ
ハ等基板や、被測定物あるいは被加工物を保持する。台
盤１０１の案内面１０８ａ，１０８ｂとＹステージ１０
４の案内面１０４ｃ，１０４ｄはそれぞれ台盤１０４の
表面に平行な一平面内で互に直交する２軸（以下、それ
ぞれ「Ｙ軸、Ｘ軸」という。）に沿って配設され、Ｙス
テージ１０４は、台盤１０１の案内面１０８ａ，１０８
ｂの外側に配設された図示しないリニアモータ等の駆動
装置によってＹ軸方向に往復移動され、Ｘステージ１０
７は、その下面に配設された図示しないリニアモータ等
の駆動装置によってＸ軸方向に往復移動される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の技術によれば、Ｙステージが台盤の案内面上に摺動自
在に支持され、また、Ｙステージの案内面上にＸステー
ジが摺動自在に支持された２重構造であるため、Ｘ軸と
Ｙ軸を含む平面に垂直な軸（以下、「Ｚ軸」という。）
の方向の寸法が大きいうえに、以下の理由で保持盤の位
置決め精度の向上や高速化が障げられている。
の技術によれば、Ｙステージが台盤の案内面上に摺動自
在に支持され、また、Ｙステージの案内面上にＸステー
ジが摺動自在に支持された２重構造であるため、Ｘ軸と
Ｙ軸を含む平面に垂直な軸（以下、「Ｚ軸」という。）
の方向の寸法が大きいうえに、以下の理由で保持盤の位
置決め精度の向上や高速化が障げられている。
【０００４】（１）図１４の（ａ）および（ｂ）に示す
ように、Ｙステージ１０４上でＸステージ１０７がＸ軸
方向に往復移動することにより、Ｙステージ１０４に荷
重の偏りが発生し、これによってＹステージ１０４が変
形する。その結果、Ｘステージ１０７が傾斜して位置決
め精度が損われる。
ように、Ｙステージ１０４上でＸステージ１０７がＸ軸
方向に往復移動することにより、Ｙステージ１０４に荷
重の偏りが発生し、これによってＹステージ１０４が変
形する。その結果、Ｘステージ１０７が傾斜して位置決
め精度が損われる。
【０００５】（２）ＸステージとＹステージの移動によ
ってＸＹステージ装置全体の重心が繰返し変動するた
め、図１５に示すように、ＸステージおよびＹステージ
にそれぞれピッチング（進行方向の軸に対する傾斜）、
ローリング（進行方向の軸のまわりの回動）およびヨー
イング（Ｚ軸のまわりの回動）、およびＸ軸、Ｙ軸およ
びＺ軸のそれぞれの方向に振動が発生し、前述のように
２重構造であるために、Ｘステージに発生した振動はす
べてＹステージに伝達され、また、Ｙステージの振動も
Ｘステージに伝達される。ＸステージおよびＹステージ
を高速度で振動させると、これらの振動が増幅され、位
置決め精度が著しく低下する。
ってＸＹステージ装置全体の重心が繰返し変動するた
め、図１５に示すように、ＸステージおよびＹステージ
にそれぞれピッチング（進行方向の軸に対する傾斜）、
ローリング（進行方向の軸のまわりの回動）およびヨー
イング（Ｚ軸のまわりの回動）、およびＸ軸、Ｙ軸およ
びＺ軸のそれぞれの方向に振動が発生し、前述のように
２重構造であるために、Ｘステージに発生した振動はす
べてＹステージに伝達され、また、Ｙステージの振動も
Ｘステージに伝達される。ＸステージおよびＹステージ
を高速度で振動させると、これらの振動が増幅され、位
置決め精度が著しく低下する。
【０００６】また、ＸステージおよびＹステージを駆動
する駆動装置がリニアモータである場合には、高速化に
伴って発熱量が増加するため、図１２および図１３に示
すようにリニアモータコイル１２１の両端の長尺部材１
２３，１２４のみに冷却管１２３ａ，１２４ａを設けた
だけでは冷却量が不足し、コイル温度が上昇するととも
に、発生した熱が雰囲気中に放出され、リニアモータコ
イル１２１や移動部材１２０のみならず、ＸＹステージ
装置全体あるいはこれに載置されたウエハ等基板、被測
定物または被加工物等が熱変形を起こし、位置決め精度
が低下するおそれがある。
する駆動装置がリニアモータである場合には、高速化に
伴って発熱量が増加するため、図１２および図１３に示
すようにリニアモータコイル１２１の両端の長尺部材１
２３，１２４のみに冷却管１２３ａ，１２４ａを設けた
だけでは冷却量が不足し、コイル温度が上昇するととも
に、発生した熱が雰囲気中に放出され、リニアモータコ
イル１２１や移動部材１２０のみならず、ＸＹステージ
装置全体あるいはこれに載置されたウエハ等基板、被測
定物または被加工物等が熱変形を起こし、位置決め精度
が低下するおそれがある。
【０００７】本発明は、上記従来の技術の有する未解決
の課題に鑑みてなされたものであって、位置決め精度を
向上させ、位置決めを高速化できるＸＹステージ装置お
よびこれに用いるリニアモータを提供することを目的と
するものである。
の課題に鑑みてなされたものであって、位置決め精度を
向上させ、位置決めを高速化できるＸＹステージ装置お
よびこれに用いるリニアモータを提供することを目的と
するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明のＸＹステージ装置は、台盤と、該台盤と一
体である第１の案内面に沿って往復移動自在な第１の移
動体と、これを移動させる第１の駆動手段と、前記第１
の移動体とともに移動自在でありかつ該移動体に設けら
れた第２の案内面に沿って往復移動自在である第２の移
動体と、該第２の移動体を前記第２の案内面に沿って移
動させる第２の駆動手段からなり、前記第１および前記
第２の移動体がそれぞれ個別に前記台盤上に支持されて
いることを特徴とする。
めに本発明のＸＹステージ装置は、台盤と、該台盤と一
体である第１の案内面に沿って往復移動自在な第１の移
動体と、これを移動させる第１の駆動手段と、前記第１
の移動体とともに移動自在でありかつ該移動体に設けら
れた第２の案内面に沿って往復移動自在である第２の移
動体と、該第２の移動体を前記第２の案内面に沿って移
動させる第２の駆動手段からなり、前記第１および前記
第２の移動体がそれぞれ個別に前記台盤上に支持されて
いることを特徴とする。
【０００９】また、第１の駆動手段が、それぞれ第１の
移動体の両側に結合された一対の駆動装置からなり、第
２の駆動手段が、それぞれ第２の移動体の幅方向の異な
る部位に結合された複数の駆動装置から構成されてい
る。
移動体の両側に結合された一対の駆動装置からなり、第
２の駆動手段が、それぞれ第２の移動体の幅方向の異な
る部位に結合された複数の駆動装置から構成されてい
る。
【００１０】さらに、第１および第２の移動体がそれぞ
れ台盤と第１および第２の案内面に対して静圧軸受手段
によって非接触に保持されている。
れ台盤と第１および第２の案内面に対して静圧軸受手段
によって非接触に保持されている。
【００１１】本発明の各ＸＹステージ装置に用いられる
リニアモータは、ＸＹステージ装置に用いるリニアモー
タであって、固定部材と、これに対向して移動自在であ
る移動部材を有し、前記固定部材の磁気手段と、前記移
動部材の磁気手段のうちの少くとも一方が、他方に対向
する表面に冷却手段を有することを特徴とする。
リニアモータは、ＸＹステージ装置に用いるリニアモー
タであって、固定部材と、これに対向して移動自在であ
る移動部材を有し、前記固定部材の磁気手段と、前記移
動部材の磁気手段のうちの少くとも一方が、他方に対向
する表面に冷却手段を有することを特徴とする。
【００１２】
【作用】上記の装置によれば、第１の移動体と第２の移
動体がそれぞれ個別に台盤上に支持されているため、両
者がそれぞれ第１および第２の手段によって移動すると
きに台盤上に発生する荷重の偏りを軽減し、振動を防ぐ
ことができる。また、２重構造でないために寸法の縮小
も容易である。
動体がそれぞれ個別に台盤上に支持されているため、両
者がそれぞれ第１および第２の手段によって移動すると
きに台盤上に発生する荷重の偏りを軽減し、振動を防ぐ
ことができる。また、２重構造でないために寸法の縮小
も容易である。
【００１３】また、第１の駆動手段が、それぞれ第１の
移動体の両側に結合された一対の駆動装置からなり、第
２の駆動手段が、それぞれ第２の移動体の幅方向の異な
る部位に結合された複数の駆動装置から構成されていれ
ば、第１および第２の移動体のそれぞれのピッチングあ
るいはヨーイングを効果的に防ぐことができる。
移動体の両側に結合された一対の駆動装置からなり、第
２の駆動手段が、それぞれ第２の移動体の幅方向の異な
る部位に結合された複数の駆動装置から構成されていれ
ば、第１および第２の移動体のそれぞれのピッチングあ
るいはヨーイングを効果的に防ぐことができる。
【００１４】また、第１および第２の移動体がそれぞれ
台盤と第１および第２の案内面に対して静圧軸受手段に
よって非接触に保持されていれば、第１および第２の移
動体の間およびこれらと台盤の間の振動の伝達を防止あ
るいは軽減できる。
台盤と第１および第２の案内面に対して静圧軸受手段に
よって非接触に保持されていれば、第１および第２の移
動体の間およびこれらと台盤の間の振動の伝達を防止あ
るいは軽減できる。
【００１５】また、上記リニアモータは、移動部材や固
定部材の熱変形を防ぐとともに、雰囲気に放出される熱
量を減少させることで周囲の装置の熱変形を防ぐ。
定部材の熱変形を防ぐとともに、雰囲気に放出される熱
量を減少させることで周囲の装置の熱変形を防ぐ。
【００１６】
【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【００１７】図１は一実施例を示す斜視図であって、本
実施例のＸＹステージ装置Ｅ1 は、図示しない支持盤上
に固定された台盤１と、台盤１の両端にそれぞれ配設さ
れた第１の駆動手段である一対のＹリニアモータ２，３
と、これらによって、互に直交する２軸（以下、それぞ
れ「Ｘ軸、Ｙ軸」という。）の一方であるＹ軸の方向に
往復移動される略Ｈ形の枠体からなる第１の移動体であ
るＹステージ４と、図示上下方向に重なり合ってＹステ
ージ４に支持された第２の駆動手段である一対のＸリニ
アモータ５，６（下方のＸリニアモータ６は図３に示
す）と、これらによってＸ軸の方向に往復移動される第
２の移動体であるＸステージ７からなる。Ｘステージ７
は、Ｘ軸およびＹ軸を含む平面に平行な表面を有する板
状体７ａを有し、該板状体７ａには図示しない吸着チャ
ック等の保持盤が載置される。
実施例のＸＹステージ装置Ｅ1 は、図示しない支持盤上
に固定された台盤１と、台盤１の両端にそれぞれ配設さ
れた第１の駆動手段である一対のＹリニアモータ２，３
と、これらによって、互に直交する２軸（以下、それぞ
れ「Ｘ軸、Ｙ軸」という。）の一方であるＹ軸の方向に
往復移動される略Ｈ形の枠体からなる第１の移動体であ
るＹステージ４と、図示上下方向に重なり合ってＹステ
ージ４に支持された第２の駆動手段である一対のＸリニ
アモータ５，６（下方のＸリニアモータ６は図３に示
す）と、これらによってＸ軸の方向に往復移動される第
２の移動体であるＸステージ７からなる。Ｘステージ７
は、Ｘ軸およびＹ軸を含む平面に平行な表面を有する板
状体７ａを有し、該板状体７ａには図示しない吸着チャ
ック等の保持盤が載置される。
【００１８】台盤１は、Ｘステージ７の板状体７ａの表
面に平行な表面１ａを有し、その一端にはＹ軸方向にの
びる案内部材８が設けられ、案内部材８は、台盤１の一
対の端縁１ｂ，１ｃのうちの一方に一体的に結合されて
おり、その側面の一つは、台盤１の表面１ａの端縁から
Ｘ軸およびＹ軸を含む平面に直交する軸（以下、「Ｚ
軸」という。）に沿って立設された第１の案内面である
案内面８ａを構成する。
面に平行な表面１ａを有し、その一端にはＹ軸方向にの
びる案内部材８が設けられ、案内部材８は、台盤１の一
対の端縁１ｂ，１ｃのうちの一方に一体的に結合されて
おり、その側面の一つは、台盤１の表面１ａの端縁から
Ｘ軸およびＹ軸を含む平面に直交する軸（以下、「Ｚ
軸」という。）に沿って立設された第１の案内面である
案内面８ａを構成する。
【００１９】一方のＹリニアモータ２は案内部材８の外
側に一体的に設けられたＹリニアモータコイル２ａとこ
れに沿って移動する移動部材２ｂからなり、他方のＹリ
ニアモータ３は台盤１の他方の端縁１ｃに一体的に設け
られたＹリニアモータコイル３ａとこれに沿って移動す
る移動部材３ｂからなり、各Ｙリニアモータ２，３の移
動部材２ｂ，３ｂは、連結板２ｃ，３ｃによってＹステ
ージ４の平行部材４ａ，４ｂに一体的に結合されてい
る。
側に一体的に設けられたＹリニアモータコイル２ａとこ
れに沿って移動する移動部材２ｂからなり、他方のＹリ
ニアモータ３は台盤１の他方の端縁１ｃに一体的に設け
られたＹリニアモータコイル３ａとこれに沿って移動す
る移動部材３ｂからなり、各Ｙリニアモータ２，３の移
動部材２ｂ，３ｂは、連結板２ｃ，３ｃによってＹステ
ージ４の平行部材４ａ，４ｂに一体的に結合されてい
る。
【００２０】図２に示すように、Ｙステージ４の平行部
材４ａ，４ｂのうちで案内部材８に隣接する側の平行部
材４ａは案内部材８の案内面８ａに対向する静圧軸受手
段である静圧軸受パッド９を有し、また、各平行部材４
ａ，４ｂは図示下端に台盤１の表面１ａに対向する静圧
軸受手段である静圧軸受パッド１０ａ，１０ｂを有す
る。Ｙステージ４は、前記平行部材４ａ，４ｂと両端を
これらと一体的に結合された中央部材４ｃからなり、中
央部材４ｃは、図３に示すように、Ｕ字形の断面をも
つ。
材４ａ，４ｂのうちで案内部材８に隣接する側の平行部
材４ａは案内部材８の案内面８ａに対向する静圧軸受手
段である静圧軸受パッド９を有し、また、各平行部材４
ａ，４ｂは図示下端に台盤１の表面１ａに対向する静圧
軸受手段である静圧軸受パッド１０ａ，１０ｂを有す
る。Ｙステージ４は、前記平行部材４ａ，４ｂと両端を
これらと一体的に結合された中央部材４ｃからなり、中
央部材４ｃは、図３に示すように、Ｕ字形の断面をも
つ。
【００２１】Ｘステージ７は、前述の板状体７ａと、そ
の下面に一体的に結合された断面Ｕ字形の下枠７ｂから
なり、下枠７ｂは、板状体７ａとの間にＹステージ４の
中央部材４ｃを挿通自在な空間を形成し、下枠７ｂの内
面には、Ｙステージ４の中央部材４ｃの両側面のそれぞ
れに設けられた第２の案内面である案内面４ｄ，４ｅに
それぞれ対向する静圧軸受手段である静圧軸受パッド１
１ａ，１１ｂが設けられている。すなわち、Ｘステージ
７の下枠７ｂは、気体の静圧によってＹステージ４の中
央部材４ｃの各側面に向って逆方向に付勢され、その結
果、Ｘステージ７は、Ｙステージ４がＹ軸方向に移動す
るときにこれとともに同方向へ移動する。また、下枠７
ｂの下面には、台盤１の表面１ａに対向する一対の静圧
軸受手段である静圧軸受パッド１２ａ，１２ｂが保持さ
れている。
の下面に一体的に結合された断面Ｕ字形の下枠７ｂから
なり、下枠７ｂは、板状体７ａとの間にＹステージ４の
中央部材４ｃを挿通自在な空間を形成し、下枠７ｂの内
面には、Ｙステージ４の中央部材４ｃの両側面のそれぞ
れに設けられた第２の案内面である案内面４ｄ，４ｅに
それぞれ対向する静圧軸受手段である静圧軸受パッド１
１ａ，１１ｂが設けられている。すなわち、Ｘステージ
７の下枠７ｂは、気体の静圧によってＹステージ４の中
央部材４ｃの各側面に向って逆方向に付勢され、その結
果、Ｘステージ７は、Ｙステージ４がＹ軸方向に移動す
るときにこれとともに同方向へ移動する。また、下枠７
ｂの下面には、台盤１の表面１ａに対向する一対の静圧
軸受手段である静圧軸受パッド１２ａ，１２ｂが保持さ
れている。
【００２２】各Ｘリニアモータ５，６は、両端をＹステ
ージ４の中央部材４ｃに一体的に結合されたＸリニアモ
ータコイル５ａ，６ａと、これに沿って移動する移動部
材５ｂ，６ｂからなり、その一方はＸステージ７の板状
体７ａの下面に直接固着されており、他方は支持部材７
ｃによって板状体７ａから懸下されている。
ージ４の中央部材４ｃに一体的に結合されたＸリニアモ
ータコイル５ａ，６ａと、これに沿って移動する移動部
材５ｂ，６ｂからなり、その一方はＸステージ７の板状
体７ａの下面に直接固着されており、他方は支持部材７
ｃによって板状体７ａから懸下されている。
【００２３】両Ｙリニアモータ２，３が駆動されると、
Ｙステージ４は、Ｘステージ７とともに、案内部材８の
案内面８ａに沿ってＹ軸方向へ移動し、両Ｘリニアモー
タ５，６が駆動されると、Ｘステージ７はＹステージ４
の中央部材４ｃの案内面４ｄ，４ｅに沿ってＸ軸方向へ
移動する。Ｙステージ４およびＸステージ７は、それぞ
れの下端に設けられた静圧軸受パッド１０ａ，１０ｂお
よび１２ａ，１２ｂによって個別に台盤１の表面１ａに
非接触で支持されており、両Ｙリニアモータ２，３およ
び両Ｘリニアモータ５，６を同時に駆動することによ
り、Ｘステージ７の板状体７ａに保持された吸着チャッ
ク等の保持盤を高速度で位置決めすることができる。
Ｙステージ４は、Ｘステージ７とともに、案内部材８の
案内面８ａに沿ってＹ軸方向へ移動し、両Ｘリニアモー
タ５，６が駆動されると、Ｘステージ７はＹステージ４
の中央部材４ｃの案内面４ｄ，４ｅに沿ってＸ軸方向へ
移動する。Ｙステージ４およびＸステージ７は、それぞ
れの下端に設けられた静圧軸受パッド１０ａ，１０ｂお
よび１２ａ，１２ｂによって個別に台盤１の表面１ａに
非接触で支持されており、両Ｙリニアモータ２，３およ
び両Ｘリニアモータ５，６を同時に駆動することによ
り、Ｘステージ７の板状体７ａに保持された吸着チャッ
ク等の保持盤を高速度で位置決めすることができる。
【００２４】前述のようにＹステージ４およびＸステー
ジ７はそれぞれ個別に台盤１上に支持されているため、
Ｘステージ７のＸ軸方向の移動によってＹステージ４に
大きな荷重の偏りが発生し、そのためにＹステージ４が
変形してＸステージ７が傾斜するおそれがない。
ジ７はそれぞれ個別に台盤１上に支持されているため、
Ｘステージ７のＸ軸方向の移動によってＹステージ４に
大きな荷重の偏りが発生し、そのためにＹステージ４が
変形してＸステージ７が傾斜するおそれがない。
【００２５】また、Ｙステージ４とＸステージ７のそれ
ぞれの移動によってＸＹステージ装置全体の重心の位置
が変動して様々な振動を発生するが、Ｘステージ７のＸ
軸方向およびＺ軸方向の振動とピッチングは、Ｘステー
ジ７がその下枠７ｃの内面の静圧軸受パッド１１ａ，１
１ｂによってＹステージ４の中央部材４ｃを挟持してい
るためＹステージ４に伝達されるおそれが皆無である。
また、Ｘステージ７のローリングは下枠７ａの下端の静
圧軸受パッド１２ａ，１２ｂによって大部分が吸収され
て直ちに減衰され、Ｘステージ７のピッチングおよびヨ
ーイングは、一対のＸリニアモータ５，６を配設するこ
とで大幅に軽減され、さらに、Ｙステージ４のヨーイン
グは、Ｙステージ４の両側縁にＹリニアモータ２，３を
配設することで大幅に軽減される。また、Ｙステージの
ピッチングは、静圧軸受パッド１１ａ，１１ｂによって
大きく軽減されてＸステージに伝達される。
ぞれの移動によってＸＹステージ装置全体の重心の位置
が変動して様々な振動を発生するが、Ｘステージ７のＸ
軸方向およびＺ軸方向の振動とピッチングは、Ｘステー
ジ７がその下枠７ｃの内面の静圧軸受パッド１１ａ，１
１ｂによってＹステージ４の中央部材４ｃを挟持してい
るためＹステージ４に伝達されるおそれが皆無である。
また、Ｘステージ７のローリングは下枠７ａの下端の静
圧軸受パッド１２ａ，１２ｂによって大部分が吸収され
て直ちに減衰され、Ｘステージ７のピッチングおよびヨ
ーイングは、一対のＸリニアモータ５，６を配設するこ
とで大幅に軽減され、さらに、Ｙステージ４のヨーイン
グは、Ｙステージ４の両側縁にＹリニアモータ２，３を
配設することで大幅に軽減される。また、Ｙステージの
ピッチングは、静圧軸受パッド１１ａ，１１ｂによって
大きく軽減されてＸステージに伝達される。
【００２６】なお、Ｙリニアモータ２，３およびＸリニ
アモータ５，６に替えて、公知の油圧直流モータ等を用
いることもできることは言うまでもない。
アモータ５，６に替えて、公知の油圧直流モータ等を用
いることもできることは言うまでもない。
【００２７】図４は本実施例の一変形例を示すもので、
本変形例は、一対のＸリニアモータを上下に重なりあっ
て配設する替わりに、一対のＸリニアモータ１５，１６
のそれぞれの移動部材１５ｂ，１６ｂをＸステージ１７
の板状体１７ａの下面に直接固着する一方、第３のＸリ
ニアモータ１８の移動部材１８ｂを支持部材１７ｃによ
ってＸステージ１７の板状体１７ａから両Ｘリニアモー
タ１５，１６の間を通って懸下する。これによって、Ｘ
ステージ１７のほぼ全幅に均一な推進力を発生させ、Ｘ
ステージ１７のピッチングとヨーイングをより効果的に
軽減することができる。なお、各Ｘリニアモータ１５，
１６，１８のＸリニアモータコイル１５ａ，１６ａ，１
８ａは、その両端をＹステージの中央部材１４ｃに結合
されている。
本変形例は、一対のＸリニアモータを上下に重なりあっ
て配設する替わりに、一対のＸリニアモータ１５，１６
のそれぞれの移動部材１５ｂ，１６ｂをＸステージ１７
の板状体１７ａの下面に直接固着する一方、第３のＸリ
ニアモータ１８の移動部材１８ｂを支持部材１７ｃによ
ってＸステージ１７の板状体１７ａから両Ｘリニアモー
タ１５，１６の間を通って懸下する。これによって、Ｘ
ステージ１７のほぼ全幅に均一な推進力を発生させ、Ｘ
ステージ１７のピッチングとヨーイングをより効果的に
軽減することができる。なお、各Ｘリニアモータ１５，
１６，１８のＸリニアモータコイル１５ａ，１６ａ，１
８ａは、その両端をＹステージの中央部材１４ｃに結合
されている。
【００２８】本実施例のＸＹステージ装置の位置決めを
高速化するには、ＹリニアモータおよびＸリニアモータ
を高速度で駆動することが必要である。そこで、各Ｙリ
ニアモータおよび各Ｘリニアモータに、図５ないし図７
に示すような、リニアモータコイルの冷却を強化したリ
ニアモータＭ1 を用いることが望ましい。リニアモータ
Ｍ1 は、図５にその断面を示すように、方形断面を有す
る箱形の移動部材２０と、これを貫通する固定部材であ
るリニアモータコイル２１からなり、移動部材２０は互
に対向する一対の内面に一対の磁気手段である永久磁石
２０ａ，２０ｂを有し、リニアモータコイル２１は、図
７に示すように、各永久磁石２０ａ，２０ｂに平行であ
る表面２２ａ，２２ｂを有する複数の磁気手段である環
状部材２２と、各環状部材２２の両側縁をそれぞれ保持
する一対の長尺部材２３，２４からなるコイル本体２５
と、コイル本体２５の両面を覆う冷却ジャケット２６か
らなる。冷却ジャケット２６は、コイル本体２５の両面
をそれぞれ覆う一対の冷却板２７，２８および両者の各
端に配設された一対の分流板２９，３０を有し、各冷却
板２７，２８は、複数の互に平行な内部流路２７ａ，２
８ａを備えており、各内部流路２７ａ，２８ａを流れる
冷媒によってコイル本体２５の両面を冷却する。また、
各長尺部材２３，２４も内部流路２３ａ，２４ａを有
し、これを流れる冷媒は、各環状部材２２の端面を冷却
する。一方の分流板２９は一対の分流室２９ａ，２９ｂ
を有し、他方の分流板３０も同様の分流室を有する。ま
た、一方の分流板２９は両分流室２９ａ，２９ｂに連通
する供給管２９ｃを有し、他方の分流板３０は両分流室
に連通する排出管３０ｃを有する。
高速化するには、ＹリニアモータおよびＸリニアモータ
を高速度で駆動することが必要である。そこで、各Ｙリ
ニアモータおよび各Ｘリニアモータに、図５ないし図７
に示すような、リニアモータコイルの冷却を強化したリ
ニアモータＭ1 を用いることが望ましい。リニアモータ
Ｍ1 は、図５にその断面を示すように、方形断面を有す
る箱形の移動部材２０と、これを貫通する固定部材であ
るリニアモータコイル２１からなり、移動部材２０は互
に対向する一対の内面に一対の磁気手段である永久磁石
２０ａ，２０ｂを有し、リニアモータコイル２１は、図
７に示すように、各永久磁石２０ａ，２０ｂに平行であ
る表面２２ａ，２２ｂを有する複数の磁気手段である環
状部材２２と、各環状部材２２の両側縁をそれぞれ保持
する一対の長尺部材２３，２４からなるコイル本体２５
と、コイル本体２５の両面を覆う冷却ジャケット２６か
らなる。冷却ジャケット２６は、コイル本体２５の両面
をそれぞれ覆う一対の冷却板２７，２８および両者の各
端に配設された一対の分流板２９，３０を有し、各冷却
板２７，２８は、複数の互に平行な内部流路２７ａ，２
８ａを備えており、各内部流路２７ａ，２８ａを流れる
冷媒によってコイル本体２５の両面を冷却する。また、
各長尺部材２３，２４も内部流路２３ａ，２４ａを有
し、これを流れる冷媒は、各環状部材２２の端面を冷却
する。一方の分流板２９は一対の分流室２９ａ，２９ｂ
を有し、他方の分流板３０も同様の分流室を有する。ま
た、一方の分流板２９は両分流室２９ａ，２９ｂに連通
する供給管２９ｃを有し、他方の分流板３０は両分流室
に連通する排出管３０ｃを有する。
【００２９】供給管２９ｃから一方の分流板２９に供給
された冷媒は、その分流室２９ａ，２９ｂを経て各冷却
板２７，２８の内部流路２７ａ，２８ａへ供給され、コ
イル本体２５の各環状部材２２の両面を冷却したのち、
他方の分流板３０の分流室３０ａ，３０ｂに集められ、
排出管３０ｃから排出される。
された冷媒は、その分流室２９ａ，２９ｂを経て各冷却
板２７，２８の内部流路２７ａ，２８ａへ供給され、コ
イル本体２５の各環状部材２２の両面を冷却したのち、
他方の分流板３０の分流室３０ａ，３０ｂに集められ、
排出管３０ｃから排出される。
【００３０】リニアモータＭ1 は、移動部材２０の永久
磁石２０ａ，２０ｂに対向するリニアモータコイル２１
の両面を覆う冷却ジャケット２６によって冷却するもの
であるため、リニアモータコイル２１に発生する熱の大
部分を効果的に回収する。従って、リニアモータコイル
２１のコイル本体２５あるいは移動部材２０の温度が著
しく上昇するおそれはない。また、コイル本体２５の周
囲の雰囲気に放出される熱量を低減し、ＸＹステージや
これに保持された基板や、被測定物、被加工物等の温度
上昇を防ぐことができる。
磁石２０ａ，２０ｂに対向するリニアモータコイル２１
の両面を覆う冷却ジャケット２６によって冷却するもの
であるため、リニアモータコイル２１に発生する熱の大
部分を効果的に回収する。従って、リニアモータコイル
２１のコイル本体２５あるいは移動部材２０の温度が著
しく上昇するおそれはない。また、コイル本体２５の周
囲の雰囲気に放出される熱量を低減し、ＸＹステージや
これに保持された基板や、被測定物、被加工物等の温度
上昇を防ぐことができる。
【００３１】なお、内部流路２７ａ，２８ａを有する冷
却板２７，２８の替わりに、図８に示すように、細管４
７ａを平板状に束ねた冷却板４７や、図９の（ａ）に示
すように、１個の平板状の内部流路５７ａを有する中空
の冷却板５７や、図９の（ｂ）に示すように、片面に凹
所５８ａを有し、コイル本体２５の各面に装着したとき
にこれとともに内部流路を構成する冷却板５８を用いる
こともできる。
却板２７，２８の替わりに、図８に示すように、細管４
７ａを平板状に束ねた冷却板４７や、図９の（ａ）に示
すように、１個の平板状の内部流路５７ａを有する中空
の冷却板５７や、図９の（ｂ）に示すように、片面に凹
所５８ａを有し、コイル本体２５の各面に装着したとき
にこれとともに内部流路を構成する冷却板５８を用いる
こともできる。
【００３２】また、冷却ジャケットによってリニアモー
タコイルのコイル本体の両面を覆う替わりに、移動部材
の各永久磁石のリニアモータコイルに対する表面を冷却
ジャケットによって覆うこともできる。
タコイルのコイル本体の両面を覆う替わりに、移動部材
の各永久磁石のリニアモータコイルに対する表面を冷却
ジャケットによって覆うこともできる。
【００３３】なお、図１０および図１１に示すように、
ボイスコイルモータＢ1 のコイルにリニアモータＭ1 と
同様に磁場を横ぎる冷却ジャケットを設ければ、リニア
モータＭ1 と同じくコイルの冷却を強化することができ
る。ボイスコイルモータＢ1は、磁性体からなる中心軸
６１および円筒部材６２と、環状の磁石６３からなる移
動部材６４と、中心軸６１と円筒部材６２の間の環状空
間に配設された円筒コイル６５からなり、円筒コイル６
５は、冷却ジャケット６６によってその表面を覆われて
おり、冷却ジャケット６６は、一対の円筒状の冷却板６
７，６８と、その両端に配設された一対の分流板６９，
７０からなり、一方の分流板６９は供給管６９ｃを有
し、他方の分流板７０は排出管７０ｃを有する。冷却板
６７，６８および分流板６９，７０の他の点については
前述の冷却板２７，２８および分流板２９，３０と同様
であるので説明は省略する。
ボイスコイルモータＢ1 のコイルにリニアモータＭ1 と
同様に磁場を横ぎる冷却ジャケットを設ければ、リニア
モータＭ1 と同じくコイルの冷却を強化することができ
る。ボイスコイルモータＢ1は、磁性体からなる中心軸
６１および円筒部材６２と、環状の磁石６３からなる移
動部材６４と、中心軸６１と円筒部材６２の間の環状空
間に配設された円筒コイル６５からなり、円筒コイル６
５は、冷却ジャケット６６によってその表面を覆われて
おり、冷却ジャケット６６は、一対の円筒状の冷却板６
７，６８と、その両端に配設された一対の分流板６９，
７０からなり、一方の分流板６９は供給管６９ｃを有
し、他方の分流板７０は排出管７０ｃを有する。冷却板
６７，６８および分流板６９，７０の他の点については
前述の冷却板２７，２８および分流板２９，３０と同様
であるので説明は省略する。
【００３４】
【発明の効果】本発明は上述のとおり構成されているの
で、以下に記載するような効果を奏する。ウエハ等基
板、被加工物あるいは被測定物を露光装置、精密加工機
あるいは精密測定器に対して位置決めするに当り、位置
決め精度の向上および位置決めの高速化が容易である。
で、以下に記載するような効果を奏する。ウエハ等基
板、被加工物あるいは被測定物を露光装置、精密加工機
あるいは精密測定器に対して位置決めするに当り、位置
決め精度の向上および位置決めの高速化が容易である。
【００３５】請求項１に記載された発明は、ＸＹステー
ジ装置の荷重の偏りを軽減することで位置決め精度を向
上させ、かつ、振動を防ぐことで位置決めの高速化を容
易にする。
ジ装置の荷重の偏りを軽減することで位置決め精度を向
上させ、かつ、振動を防ぐことで位置決めの高速化を容
易にする。
【００３６】請求項５に記載された発明は、ＸＹステー
ジ装置を駆動するリニアモータの発熱によるＸＹステー
ジ装置およびその周囲の装置の熱変形を防ぐことで位置
決め精度を向上させ、位置決めの高速化を促進する。
ジ装置を駆動するリニアモータの発熱によるＸＹステー
ジ装置およびその周囲の装置の熱変形を防ぐことで位置
決め精度を向上させ、位置決めの高速化を促進する。
【図１】一実施例のＸＹステージ装置を示す斜視図であ
る。
る。
【図２】図１の装置を、両Ｙリニアモータを取りはずし
た状態で示す模式立面図である。
た状態で示す模式立面図である。
【図３】図１のＡ−Ａ線に沿ってとった部分断面図であ
る。
る。
【図４】本実施例の一変形例を示す部分断面図である。
【図５】一実施例のリニアモータを示す模式断面図であ
る。
る。
【図６】図５のリニアモータのリニアモータコイルを示
す斜視図である。
す斜視図である。
【図７】図６のリニアモータコイルの分解斜視図であ
る。
る。
【図８】冷却板の一変形例を示す斜視図である。
【図９】冷却板の別の２つの変形例を示すもので、
（ａ）は中空の板状体からなる冷却板、（ｂ）は片面に
凹所を有する板状体からなる冷却板をそれぞれ示す斜視
図である。
（ａ）は中空の板状体からなる冷却板、（ｂ）は片面に
凹所を有する板状体からなる冷却板をそれぞれ示す斜視
図である。
【図１０】ボイスコイルモータを示す模式断面図であ
る。
る。
【図１１】図１０のボイスコイルモータの移動部材を示
す分解斜視図である。
す分解斜視図である。
【図１２】リニアモータの従来例を示す模式斜視図であ
る。
る。
【図１３】図１２のリニアモータの断面図である。
【図１４】従来例のＸステージが傾く理由を説明するも
ので、（ａ）はＸステージがＹステージの中央にある場
合、（ｂ）はＸステージがＹステージの一端へ移動した
場合をそれぞれ示す説明図である。
ので、（ａ）はＸステージがＹステージの中央にある場
合、（ｂ）はＸステージがＹステージの一端へ移動した
場合をそれぞれ示す説明図である。
【図１５】Ｘステージの振動を説明する図である。
【図１６】従来例のＸＹステージ装置を示す模式斜視図
である。
である。
１ 台盤 ２，３ Ｙリニアモータ ４ Ｙステージ ４ｃ，１４ｃ 中央部材 ４ｄ，４ｅ，８ａ 案内面 ５，６，１５，１６，１８ Ｘリニアモータ ７，１７ Ｘステージ ８ 案内部材 ９，１０ａ，１０ｂ，１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂ
静圧軸受パッド ２０ 移動部材 ２０ａ，２０ｂ 永久磁石 ２１ リニアモータコイル ２２ 環状部材 ２３，２４ 長尺部材 ２５ コイル本体 ２６，６６ 冷却ジャケット ２７，２８，４７，４８，５７，５８，６７，６８
冷却板 ２９，３０，６９，７０ 分流板 ６３ 磁石 ６４ 移動部材
静圧軸受パッド ２０ 移動部材 ２０ａ，２０ｂ 永久磁石 ２１ リニアモータコイル ２２ 環状部材 ２３，２４ 長尺部材 ２５ コイル本体 ２６，６６ 冷却ジャケット ２７，２８，４７，４８，５７，５８，６７，６８
冷却板 ２９，３０，６９，７０ 分流板 ６３ 磁石 ６４ 移動部材
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ６５Ｇ 49/07 9244−3Ｆ Ｇ０３Ｆ 9/00 Ｈ 7316−2Ｈ Ｈ０１Ｌ 21/027 21/68 Ｋ 8418−4Ｍ Ｈ０２Ｋ 41/02 Ｃ 7346−5Ｈ // Ｂ６５Ｇ 47/90 Ａ 8010−3Ｆ
Claims (6)
- 【請求項１】 台盤と、該台盤と一体である第１の案内
面に沿って往復移動自在な第１の移動体と、これを移動
させる第１の駆動手段と、前記第１の移動体とともに移
動自在でありかつ該移動体に設けられた第２の案内面に
沿って往復移動自在である第２の移動体と、該第２の移
動体を前記第２の案内面に沿って移動させる第２の駆動
手段からなり、前記第１および前記第２の移動体がそれ
ぞれ個別に前記台盤上に支持されていることを特徴とす
るＸＹステージ装置。 - 【請求項２】 第１の駆動手段が、それぞれ第１の移動
体の両側に結合された一対の駆動装置からなり、第２の
駆動手段が、それぞれ第２の移動体の幅方向の異なる部
位に結合された複数の駆動装置からなることを特徴とす
る請求項１記載のＸＹステージ装置。 - 【請求項３】 第１および第２の移動体がそれぞれ台盤
と第１および第２の案内面に対して静圧軸受手段によっ
て非接触に保持されていることを特徴とする請求項１ま
たは２記載のＸＹステージ装置。 - 【請求項４】 第２の案内面が第１の移動体の側面に設
けられており、これに向って第２の移動体が付勢されて
いることを特徴とする請求項１ないし３いずれか１項記
載のＸＹステージ装置。 - 【請求項５】 ＸＹステージ装置に用いるリニアモータ
であって、固定部材と、これに対向して移動自在である
移動部材を有し、前記固定部材の磁気手段と、前記移動
部材の磁気手段のうちの少くとも一方が、他方に対向す
る表面に冷却手段を有することを特徴とするリニアモー
タ。 - 【請求項６】 冷却手段が冷却ジャケットであることを
特徴とする請求項５記載のリニアモータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5066197A JPH06254734A (ja) | 1993-03-02 | 1993-03-02 | Ｘｙステージ装置およびこれに用いるリニアモータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5066197A JPH06254734A (ja) | 1993-03-02 | 1993-03-02 | Ｘｙステージ装置およびこれに用いるリニアモータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06254734A true JPH06254734A (ja) | 1994-09-13 |
Family
ID=13308887
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5066197A Pending JPH06254734A (ja) | 1993-03-02 | 1993-03-02 | Ｘｙステージ装置およびこれに用いるリニアモータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06254734A (ja) |
Cited By (20)
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| WO2005036718A1 (ja) * | 2003-10-10 | 2005-04-21 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | 可動磁石形リニアアクチュエータ |
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1993
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