JP4130837B2 - ステージ用反力処理装置 - Google Patents

Description

本発明はステージ用反力処理装置に係り、特にクリーンルームでステージ装置が設置されるよう構成されたステージ用反力処理装置に関する。

ステージを精密に移動させるステージ装置は、クリーンルーム内に設置されており、例えば、門型のＹステージがテーブル上に吸着された基板の上方を一定速度で移動するように構成されている（例えば、特許文献１参照）。

また、上記Ｙステージは、移動方向（Ｙ方向）と直交する方向（Ｘ方向）に延在しており、テーブル上の基板を跨ぐように両端部が一対のガイド部材により移動可能に支持され、且つ一対のリニアスケール（位置検出器）により移動位置が検出される。そして、Ｙステージの両端は、一対のリニアモータ（駆動手段）により移動方向に駆動される。一対のリニアモータは、床面に固定されたリニアモータ支持部に支持されている。

そのため、上記ステージ装置では、リニアモータの駆動力によりＹステージを駆動させる際には、その反力がリニアモータ固定子（永久磁石）を支持するリニアモータ支持部に伝わり、リニアモータ支持部を介して床面に逃がすように構成されている。

上記のように構成されたステージ装置が設置されるクリーンルームの床面には、天井に配置されたフィルタを通過した空気流を床下空間に流入させて空気清浄装置に還流させるように構成されている。そして、クリーンルームの床面に設けられた床下凹部には、上記空気流が通過するための空間と、ステージ装置を支持するように鉄骨を組んだ床下構造体が設けられている。
特開２００５−５２８２３号公報

しかしながら、従来のステージ用反力処理装置では、ステージ装置のリニアモータ支持部及びテーブルを支持する石定盤が上記床下構造体に支持されているので、例えば、基板の大型化に伴ってＹステージが大型化すると、Ｙステージをより高速で移動させる際には、より大きな駆動力が必要になると共に、その反力も増大することになり、リニアモータ支持部が反力に応じて撓むように動作することになる。

また、Ｙステージを駆動する際の反力がリニアモータ固定子を支持するリニアモータ支持部から床下構造体に伝わり、さらに床面上に支持された石定盤にも伝わるため、加工精度が低下するという問題が生じる。

そこで、本発明は上記事情に鑑み、上記課題を解決したステージ用反力処理装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は以下のような手段を有する。

本発明は、床面に固定された固定台と、該固定台の側方に平行に配置された駆動手段と、該駆動手段を支持する支持部と、前記固定台に移動可能に支持され、前記駆動手段の駆動力により移動するステージと、を備えたステージ装置が設置されるステージ用反力処理装置において、前記固定台を支持する第１の床下構造体と前記支持部を支持する第２の床下構造体とを分離して設けることにより、上記課題を解決するものである。

また、本発明は、前記第１の床下構造体と前記第２の床下構造体とを前記床面の下方に収納する床下凹部を設け、前記凹部内で前記第１の床下構造体と前記第２の床下構造体とを所定距離離間させることにより、上記課題を解決するものである。

また、本発明は、前記床下凹部の内部に前記第１の床下構造体と前記第２の床下構造体との間を非接触とするように形成された非接触空間を設けたことにより、上記課題を解決するものである。

また、前記床面には、通気孔を有するグレーチング部材を敷設することが望ましい。

本発明によれば、固定台を支持する第１の床下構造体と支持部を支持する第２の床下構造体とを分離させることにより、駆動手段によりステージを駆動する際の反力の振動が支持部を介して第２の床下構造体に伝播しても第２の床下構造体から直接第１の床下構造体への振動の伝播を防止することができ、駆動手段の反力による振動が第１、第２の床下構造体間で減衰され、ステージに伝播することを防止できる。

以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。

図１は本発明になるステージ用反力処理装置の一実施例を示す斜視図である。図２は図１に示すステージ用反力処理装置の正面図である。図３は図１に示すステージ用反力処理装置の側面図である。図４は図１に示すステージ用反力処理装置の平面図である。

図１乃至図４に示されるように、ステージ用反力処理装置１００は、例えば、クリーンルーム内に設けられ、ステージ装置１０の架台１２を支持する第１の床下構造体１１０と、リニアモータ支持部４６を支持する第２の床下構造体１２０とを有する。第１の床下構造体１１０と第２の床下構造体１２０とは、分離して設けられており、所謂縁切り構造と呼ばれる構成になっている。

また、第１の床下構造体１１０及び第２の床下構造体１２０は、床面１３０のステージ装置１０が設置されるステージ設置部１３２の下方に形成された床下凹部１４０内に収納されている。この床下凹部１４０内では、第１の床下構造体１１０と第２の床下構造体１２０とを所定距離離間させており、第１の床下構造体１１０と第２の床下構造体１２０との間を非接触とする非接触空間１５０が形成されている。

また、床下凹部１４０は、コンクリートにより形成された基礎となる構成のものであり、この基礎上に第１の床下構造体１１０及び第２の床下構造体１２０が固定されている。また、床下構造体１１０，１２０は、図中一点鎖線で示す部分が鉄骨またはコンクリートなどにより形成されており、非接触空間１５０を介して離間しており、互いに干渉しないように設置されている。

このように、第１の床下構造体１１０と第２の床下構造体１２０とが分離して設けられているので、ステージ駆動時の反力が第２の床下構造体１２０に伝播された場合でも振動が床面１３０から直接架台１２に伝播されずに第２の床下構造体１２０、床下凹部１４０、第１の床下構造体１１０を介して架台１２に伝わる。そのため、ステージ駆動時の反力は、第２の床下構造体１２０、床下凹部１４０、第１の床下構造体１１０を伝播する過程で減衰される。

また、床面１３０の全面には、グレーチング部材１７０が敷設されている。このグレーチング部材１７０は、複数の通気孔１７２を有する格子状の床部材であり、例えば、鋳物などにより四角形状に形成された格子状ブロックからなる。そして、グレーチング部材１７０は、第２の床下構造体１２０の外側で床下凹部１４０に固定された第３の床下構造体１８０により支持される。尚、第３の床下構造体１８０は、第２の床下構造体１２０の外側に隣接しているが、第２の床下構造体１２０とは分離して設けられている。また、上記グレーチング部材１７０の代わりに通気孔を有するコンクリートパネルを床面１３０に敷設する構成としても良い。

ここで、上記ステージ装置１０の構成について説明する。ステージ装置１０は、ガントリ部を移動させるガントリ移動型ステージであり、コンクリート製の床面に固定された架台１２と、架台１２上に支持された石定盤１４と、石定盤１４上に支持されたワーク載置台１６と、ワーク載置台１６の上方を跨ぐように横架されたＹステージ１８と、Ｙステージ１８の両端部をＹ方向に駆動する一対のリニアモータ（駆動手段）２０とを有する。尚、本実施例において、固定台は、上記架台１２、石定盤１４、ワーク載置台１６により構成されている。

リニアモータ２０は、Ｙステージ１８の両端部の移動位置を検出するリニアスケールからの位置検出信号に基づいて並進駆動させるように制御される。

架台１２は、鉄骨を格子状に組み合わせた強固な構成であり、第１の床下構造体１１０に支持されている。また、架台１２の上面に支持された石定盤１４は、コ字状に形成されており、ワーク載置台１６を安定状態に支持する平面部１４ａと、平面部１４ａの両側から上方に起立するガイド部１４ｂ，１４ｃとを有する。また、ワーク載置台１６には、ワークとしての基板（例えば、液晶基板など）を吸着するための真空吸着部（図示せず）が設けられている。

Ｙステージ１８は、ガイド部１４ｂ，１４ｃの上方をＸ方向に延在された横架部（ビーム）３０と、横架部３０の両端に結合されガイド部１４ｂ，１４ｃの側面に外側から対向する一対のスライダ３２とを有する。横架部３０には、ワーク載置台１６に吸着されたワーク（基板）に対して所定の加工を施す加工用治具（図示せず）などが装着される。また、横架部３０及びスライダ３２は、空気圧によりガイド部１４ｂ，１４ｃに対して非接触で移動する静圧空気軸受（静圧パッド）３６，３８を有する。そのため、Ｙステージ１８は、殆ど摩擦のない状態でＹ方向に移動することができる。

リニアモータ２０は、コ字状に形成された固定子（永久磁石を有する）４０と、固定子４０に側方から挿入された可動子（コイルを有する）４２とから構成されており、微小な隙間を介して非接触状態で可動子４２をＹ方向に移動させるようにコイル印加電圧を制御される。可動子４２は、スライダ３２の側面に結合されており、コイルに電圧が印加されることにより固定子４０との間で発生した推力をスライダ３２に伝達し、スライダ３２をＹ方向に駆動する。その際、固定子４０は、可動子４２を駆動する推力による反力を受けることになる。

さらに、ガイド部１４ｂ，１４ｃの外側には、リニアモータ２０の固定子４０を支持するリニアモータ支持部４６が起立している。このリニアモータ支持部４６は、鉄骨を格子状に結合した構成であり、第２の床下構造体１２０に支持された一対の脚部４６ａと、脚部４６ａ間に横架された梁４６ｂとを有する。従って、リニアモータ２０の駆動力によりＹステージ１８をＹ方向に移動させる際に発生する反力は、リニアモータ支持部４６を介して第２の床下構造体１２０に伝達される。

これにより、リニアモータ２０が受ける反力は、リニアモータ支持部４６から第２の床下構造体１２０、床下凹部１４０、第１の床下構造体１１０に伝播されるが、その過程で殆どの振動が減衰されるため、床面１３０に固定された架台１２に反力による振動が伝わらない。よって、第２の床下構造体１２０、床下凹部１４０、第１の床下構造体１１０を介して石定盤１４及びワーク載置台１６に伝播されるリニアモータ２０の反力は、極めて小さくなっている。

図５に示されるように、リニアモータ２０は、コ字状に形成された固定子４０の内部にスライダ３２の側面より水平方向に突出する可動子４２が挿入された構成であるので、反力による振動対策として固定子４０の上下内面と可動子４２の上下面との間の隙間Ｓを通常よりも大幅に大きくしてあり、例えばＳ＝７ｍｍ（通常は、１ｍｍ程度）に設定してある。これにより、リニアモータ２０では、反力によってＸ方向への振動が生じても上記隙間Ｓを大きくしてあるので、固定子４０の上下内面が可動子４２の上下面に接触することが防止される。

上記実施例では、ガントリ型のステージ装置を例に挙げて説明したが、これに限らず、本発明を上記実施例以外のステージ装置（例えば、Ｘステージ及びＹステージを有するステージ装置など）を設置するステージ用反力処理装置にも適用できるのは勿論である。

本発明になるステージ用反力処理装置の一実施例を示す斜視図である。 図１に示すステージ用反力処理装置の正面図である。 図１に示すステージ用反力処理装置の側面図である。 図１に示すステージ用反力処理装置の平面図である。 リニアモータの支持構造を拡大して示す正面図である。

符号の説明

１０ ステージ装置
１２ 架台
１４ 石定盤
１６ ワーク載置台
１８ Ｙステージ
２０ リニアモータ
３２ スライダ
４０ 固定子
４２ 可動子
４６ リニアモータ支持部
１００ ステージ用反力処理装置
１１０ 第１の床下構造体
１２０ 第２の床下構造体
１３０ 床面
１４０ 床下凹部
１５０ 非接触空間
１７０ グレーチング部材
１８０ 第３の床下構造体

Claims (4)

1. 床面のステージ設置部に固定された固定台と、該固定台の側方に平行に配置された駆動手段と、該駆動手段を支持する支持部と、前記固定台に移動可能に支持され、前記駆動手段の駆動力により移動するステージと、を備えたステージ装置が設置されるステージ用反力処理装置において、
   前記固定台を支持する第１の床下構造体と前記支持部を支持する第２の床下構造体とを分離して設けたことを特徴とするステージ用反力処理装置。
2. 前記第１の床下構造体と前記第２の床下構造体とを前記床面の下方に収納する床下凹部を設け、
   前記床下凹部内で前記第１の床下構造体と前記第２の床下構造体とを所定距離離間させたことを特徴とする請求項１に記載のステージ用反力処理装置。
3. 前記床下凹部の内部に前記第１の床下構造体と前記第２の床下構造体との間を非接触とするように形成された非接触空間を設けたことを特徴とする請求項２に記載のステージ用反力処理装置。
4. 前記床面に通気孔を有するグレーチング部材を敷設したことを特徴とする請求項１乃至３何れかに記載のステージ用反力処理装置。

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