(57)【要約】【課題】スライダをプラテンから降ろして吊り上げることなくスライダのエアベアリング面を直接メンテナンスできる平面モータを提供する。【解決手段】  エアベアリング１９によりスライダ１２をプラテン１１の上面に浮上させ、２次元方向に移動させる平面モータにおいて、  プラテン１１に上面高さを揃えて外付けされ、スライダ１２の底面よりも小さな開口部５１ａと、この開口部５１ａを密封状態にふさぐ蓋部５１１と、この蓋部５１１を開閉する駆動機構５１２と、蓋部５１１を開いた状態において開口部５１ａからスライダ１２のエアベアリング面１２ａを清掃するメンテナンス部１８とを有する脱着式プラテン５１を備えたことを特徴とする平面モータ。【選択図】図１
2011041444.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エアベアリングによりスライダをプラテンの上面に浮上させ、２次元方向に移動させる平面モータにおいて、
前記プラテンに上面高さを揃えて外付けされ、前記スライダの底面よりも小さな開口部と、この開口部を密封状態にふさぐ蓋部と、この蓋部を開閉する開閉機構と、前記蓋部を開いた状態において前記開口部から前記スライダのエアベアリング面を清掃するメンテナンス部とを有する第２のプラテンを備えたことを特徴とする平面モータ。
【請求項２】
前記メンテナンス部は、前記エアベアリング面に圧縮気体を吹き付けることを特徴とする請求項１に記載の平面モータ。
【請求項３】
前記メンテナンス部は、前記エアベアリング面から気体吸引を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の平面モータ。
【請求項４】
前記メンテナンス部は、前記エアベアリング面に清掃用部材を接触させることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の平面モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は平面モータに関し、詳しくは、エアベアリングによりスライダをプラテンの上面に浮上させ、２次元方向に移動させる平面モータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、露光装置等の半導体製造装置や検査装置には、対象物の位置を高速かつ高精度で制御するための位置決め装置が搭載されている。この位置決め装置としては、対象物が載置されたスライダをエアベアリングによって浮上させ、平面モータにより非接触で２次元方向に駆動させるものが提案されている。
【０００３】
図２は、従来の平面モータの一例を示す図である。図２の（ａ）は平面モータの上面図（ＸＹ平面図）、図２の（ｂ）は側面図（ＸＺ平面図）である。
【０００４】
ベース１上にプラテン１００が固定されている。このプラテン１００上に、位置決めの対象物１７が搭載されたスライダ１２が載置されている。
【０００５】
スライダ１２の下面１２ａにはエア噴出穴１２ｂとエア溝１２ｃが形成されている。スライダ１２は、ベース１の外部からケーブルベア（登録商標）１３を介して供給されるクリーンエアをエア噴出穴１２ｂから噴出させ、そのエアをエア溝１２ｃに流通させることにより、プラテン１００上に浮上する。
【０００６】
プラテン１００は平面モータにおける固定子、スライダ１２は可動子である。スライダ１２は、スライダ１２とプラテン１００との間に発生する磁気吸引力と、エアによる浮上力のつり合う空隙１５（およそ数１０μｍ程度）の位置で安定して浮上する。エア噴出穴１２ｂ、エア溝１２ｃおよび空隙１５でエアベアリング１９を構成している。スライダ１２はエアベアリング１９によりプラテン１００上を非接触でＸＹ方向に位置制御される。スライダ１２を位置制御することにより、対象物１７が指定された位置に制御される。
【０００７】
スライダ１２の４辺にはバーミラー１６が設けられている。プラテン１００の周囲には複数のレーザ干渉計１４が対向するように固定配置されている。Ｘ軸方向に対向するレーザ干渉計１４はスライダ１２のＸ軸方向の位置検出を行い、Ｙ軸方向に対向するレーザ干渉計１４はスライダ１２のＹ軸方向の位置検出を行う。これらのレーザ干渉計１４は、出射したレーザ光とこのレーザ光がスライダ１２のバーミラー１６で反射されて戻ってくる反射光との干渉に基づき、スライダ１２の位置検出を行う。検出されたスライダ１２の位置および回転角θは平面モータにフィードバックされ、位置制御や姿勢制御に利用される。
【０００８】
下記特許文献１には、レーザ干渉計を用いてスライダの位置検出を行う平面モータが記載されている。
また、下記特許文献２には、エアベアリングによりスライダ部を浮上させたＸＹステージが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００６−２００９６９号公報
【特許文献２】特開２００５−０２５６９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、エアベアリングを使用した平面モータは、空隙１５にゴミや切粉等の異物を噛み込んだり、エア噴出孔１２ｂやエア溝１２ｃから異物が侵入する場合がある。このような状態でスライダ１２を動作させると、プラテン１００やスライダ１２に傷が付いてしまう。プラテン１００やスライダ１２に傷が付くと、エア漏れによりエアベアリング１９が破損したり、磁気材料が破損してスライダ１２の推力に悪影響となる可能性がある。
【００１１】
プラテン１００の表面上に付着した異物は容易に取り除くことができる。しかし、スライダ１２の下面のエアベアリング面１２ａに付着した異物は、スライダ１２をプラテン１００から降ろして吊り上げない限り取り除くことができない。
【００１２】
スライダ１２にはミクロン単位で調整されたバーミラー１６や微動機構１７、ケーブルベア１３、配線・配管等が高密度に実装されており、プラテン１００から降ろして吊り上げるためにはそれぞれを分解する必要がある。また、異物を取り除いた後は、再度組立と調整が必要となり、膨大な時間とコストが必要となる。さらに、スライダ１２は磁性体のため、プラテン１００から降ろす場合には専用の治具も必要になる。
【００１３】
スライダ１２をプラテン１００から降ろさずにエアベアリング面１２ａの異物を取り除くためには、
１．エアベアリング１９へ供給するエアをＯＮ／ＯＦＦさせる
２．エアベアリング１９へ供給するエアの圧力を上下させる
３．手動でスライダ１２をゆっくり往復運動させる
などの手法を組み合わせ、傷の発生状況を確認しながら異物が飛び散ることを期待するしかない。しかし、一時的に傷が発生しなくなっても、下面１２ａを直接清掃しているわけではないため、異物が実際に取り除かれたかどうかは不明である。
【００１４】
本発明は、従来の問題をなくし、スライダをプラテンから降ろして吊り上げることなくスライダのエアベアリング面を直接メンテナンスできる平面モータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
このような課題を達成するために、請求項１に記載の発明は、
エアベアリングによりスライダをプラテンの上面に浮上させ、２次元方向に移動させる平面モータにおいて、
前記プラテンに上面高さを揃えて外付けされ、前記スライダの底面よりも小さな開口部と、この開口部を密封状態にふさぐ蓋部と、この蓋部を開閉する開閉機構と、前記蓋部を開いた状態において前記開口部から前記スライダのエアベアリング面を清掃するメンテナンス部とを有する第２のプラテンを備えたことを特徴とする。
【００１６】
請求項２に記載の発明は、
請求項１に記載の平面モータにおいて、
前記メンテナンス部は、前記エアベアリング面に圧縮気体を吹き付けることを特徴とする。
【００１７】
請求項３に記載の発明は、
請求項１または２に記載の平面モータにおいて、
前記メンテナンス部は、前記エアベアリング面から気体吸引を行うことを特徴とする。
【００１８】
請求項４に記載の発明は、
請求項１〜３のいずれかに記載の平面モータにおいて、
前記メンテナンス部は、前記エアベアリング面に清掃用部材を接触させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１の発明によれば、
プラテンに上面高さを揃えて外付けされ、スライダの底面よりも小さな開口部と、この開口部を密封状態にふさぐ蓋部と、この蓋部を開閉する開閉機構と、蓋部を開いた状態において開口部からスライダのエアベアリング面を清掃するメンテナンス部とを有する第２のプラテンを備えたことにより、スライダをプラテンから降ろして吊り上げることなくエアベアリング面を直接メンテナンスできる平面モータを提供できる。
【００２０】
メンテナンス部は、請求項２のようにメンテナンス穴から圧縮気体を送り込むことでエアベアリング面を清掃してもよいし、請求項３のようにメンテナンス穴から気体吸引を行うことでエアベアリング面を清掃してもよい。また、請求項４のようにメンテナンス穴からエアベアリング面に清掃用部材を接触させてエアベアリング面を清掃してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施例１を示す構成図である。
【図２】従来の平面モータの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００２２】
図１は本発明の実施例１を示す図である。図１の（ａ）は平面モータの上面図（ＸＹ平面図）、図１の（ｂ）は側面図（ＸＺ平面図）である。なお、従来例と同じ構成要素には同じ番号を付す。
【００２３】
ベース１上にプラテン１１が固定されている。このプラテン１１上に、位置決めの対象物１７が搭載されたスライダ１２が載置されている。スライダ１２は側辺がＸ軸またはＹ軸に平行に配置される。
【００２４】
スライダ１２の下面１２ａにはエア噴出穴１２ｂとエア溝１２ｃが形成されている。スライダ１２は、ベース１の外部からケーブルベア１３を介して供給されるクリーンエアをエア噴出穴１２ｂから噴出させ、そのエアをエア溝１２ｃに流通させることにより、プラテン１１上に浮上する。
【００２５】
プラテン１１は平面モータにおける固定子、スライダ１２は可動子である。スライダ１２は、スライダ１２とプラテン１１との間に発生する磁気吸引力と、エアによる浮上力のつり合う空隙１５（およそ数１０μｍ程度）の位置で安定して浮上する。エア噴出穴１２ｂ、エア溝１２ｃおよび空隙１５でエアベアリング１９を構成している。スライダ１２はエアベアリング１９によりプラテン１１上を非接触でＸＹ方向に位置制御される。その際、スライダ１２はその側辺がＸ軸またはＹ軸と平行な状態を保ったまま移動する。スライダ１２を位置制御することにより、対象物１７が指定された位置に制御される。
【００２６】
スライダ１２の４辺にはバーミラー１６が設けられている。プラテン１１の周囲には複数のレーザ干渉計１４が対向するように固定配置されている。Ｘ方向に対向するレーザ干渉計１４はスライダ１２のＸ方向の位置検出を行い、Ｙ方向に対向するレーザ干渉計１４はスライダ１２のＹ方向の位置検出を行う。これらのレーザ干渉計１４は、出射したレーザ光とこのレーザ光がスライダ１２のバーミラー１６で反射されて戻ってくる反射光との干渉に基づき、スライダ１２の位置検出を行う。検出されたスライダ１２の位置および回転角θは平面モータにフィードバックされ、位置制御や姿勢制御に利用される。なお、スライダ１２の位置制御および姿勢制御は図示しない制御部によって行われる。
【００２７】
５１はプラテン１１に外付けされる脱着式プラテンである。脱着式プラテン５１は、開口部５１ａ、開口部開閉機構５１ｂ、メンテナンス部１８、脱着機構５２、高さ調整機構５３から構成されている。
【００２８】
開口部５１ａは、開放時にはエアベアリング１９のエアが漏れてエアベアリング１９が成立しない、すなわちエアベアリング１９に影響を及ぼす大きさの穴である。開口部開閉機構５１ｂは、プラテン形状の蓋部５１１と、この蓋部を開閉する駆動機構５１２と、蓋部５１１を閉じたときにエアが漏れないようにするためのパッキン５１３で構成されている。駆動機構５１２は、たとえばエアシリンダ、モータなどが考えられる。
【００２９】
開口部５１ａのサイズは、スライダ１２の底面よりもわずかに小さく設定する。開口部５１ａ上にスライダ１２を移動させ、エアベアリング１９をＯＦＦすると、スライダ１２底面の縁部が脱着式プラテン５１の開口部５１ａの外周部分によって支持されるようにする。
【００３０】
開口部５１ａの下方にはメンテナンス部１８が設けられている。メンテナンス部１８は圧縮気体を噴出させる機構を備えており、開口部５１ａ上にスライダ１２が位置する際にスライダ１２のエアベアリング面１２ａに圧縮気体を噴き付け、エアベアリング面１２ａの清掃を行う。
【００３１】
脱着機構５２および高さ調整機構５３は、脱着式プラテン５１をプラテン１１に接続する際に用いられる機構である。プラテン１１には位置決めピン１１ｂを、脱着式プラテン５１にはガイド穴５１ｃを備えておき、脱着式プラテン５１をプラテン１１に接続する際に位置決めピン１１ｂとガイド穴５１ｃを勘合させて位置合わせを行う。
高さ調整機構５３は、ボールネジによりプラテン１１と脱着式プラテン５１の上面高さを調整する。脱着機構５２はエアシリンダによりプラテン１１と脱着式プラテン５１をクランプし、これらの位置を固定する。脱着式プラテン５１とプラテン１１との接続部はエアパッキン５１ｄを配置する。エアパッキン５１ｄにより、脱着式プラテン５１とプラテン１１との接続部に多少隙間があってもエア漏れを防止し、エアベアリング１９を成立させる効果がある。
【００３２】
接続された脱着式プラテン５１は、通常は開口部開閉機構５１ｂにより、開口部５１ａは密封状態で閉じられている。エアベアリング面１２ａの清掃を行うときは、制御部はスライダ１２を脱着式プラテン５１上に移動させ、エアベアリング１９をＯＦＦし、スライダ１２を脱着式プラテン５１上に着座させる。その後、制御部は開口部開閉機構５１ｂにより開口部５１ａを開く。エアベアリング面１２ａには、開口部５１ａを介してメンテナンス部１８から圧縮気体が供給され、エアブローによりエアベアリング面１２ａの異物が除去される。
【００３３】
清掃後、開口部開閉機構５１ｂにより開口部５１ａを閉じる。制御部は、エアベアリング１９をＯＮし、スライダ１２をプラテン１１上に移動させ、エアベアリング面１２ａのメンテナンス完了となる。
【００３４】
制御部は、プラテン１１での通常の動作シーケンスの中で定期的にスライダ１２を脱着式プラテン５１に移動させ、エアベアリング面１２ａの清掃を行う。
また、制御部は、エアベアリング面１２ａに異物が付着したと判断される場合、あるいは空隙１５に異物が噛み込まれたと判断される場合に、スライダ１２を脱着式プラテン５１に移動させ、エアベアリング面１２ａの清掃を行う。
【００３５】
本実施例は以上のように構成され、
プラテン１１に上面高さを揃えて外付けされ、スライダ１２の底面よりも小さな開口部５１ａと、この開口部５１ａを密封状態にふさぐ蓋部５１１と、この蓋部５１１を開閉する駆動機構５１３と、蓋部５１１を開いた状態において開口部５１ａからスライダ１２のエアベアリング面１２ａを清掃するメンテナンス部１８とを有する脱着式プラテン５１を備えたことにより、スライダ１２をプラテン１１から降ろして吊り上げることなくエアベアリング面１２ａを直接メンテナンスできる。これにより、異物の噛み込みの原因を根本的に除去することができる。また、清掃にあたりスライダ１２を分解、再組立、再調整する必要がないため、作業時間を大幅に短縮できる。
【００３６】
また、本実施例では、制御部が定期的にスライダ１２を脱着式プラテン５１に移動させ、エアベアリング面１２ａの清掃を行うため、異物のエアベアリング面１２ａへの付着、空隙１５への噛み込みを予防できる。
【００３７】
また、本実施例では、脱着式プラテン５１がプラテン１１に外付けされるため、プラテン１１の作業エリアを狭めることがなく、また、従来の平面モータに容易に適用できる。
【００３８】
なお、本実施例では、メンテナンス部１８は圧縮気体を開口部５１ａから送り込み、エアブローによりエアベアリング面１２ａを清掃したが、メンテナンス部１８はエアベアリング面１２ａから気体吸引を行うことにより清掃を行ってもよい。また、メンテナンス部１８は、ブラシなどの清掃用部材をエアベアリング面１２ａに接触させることによりエアベアリング面１２ａの清掃を行ってもよい。
【００３９】
また、本実施例では、メンテナンス部１８はエアベアリング面１２ａの清掃を行うものとして記載したが、エアベアリング面１２ａに限らず、エア噴出穴１２ｂ、エア溝１２ｃも併せて清掃してもよい。
【００４０】
また、本実施例では、脱着機構５２はエアシリンダによりプラテン１１と脱着式プラテン５１をクランプしたが、モータや手動によりクランプする構成としてもよい。
また、高さ調整機構５３はボールネジにより脱着式プラテン５１の上面高さを調整したが、脱着式プラテン５１の上面高さをプラテン１１に合わせることができればボールネジ以外の構成を用いてもよい。
【００４１】
また、本実施例では、開口部５１ａをスライダ１２の底面とほぼ同程度の大きさとすることができるため、エアベアリング面１２ａの観察用にメンテナンス部１８にＣＣＤカメラ等の撮影機器を搭載してもよい。あるいは、平面モータのユーザが開口部５１ａを介して直接観察したり、修理等のメンテナンスを行ってもよい。
【００４２】
本実施例の平面モータは、半導体デバイスの製造に用いる露光装置、液晶表示素子やプラズマディスプレイの製造に用いる露光装置に適用可能である。また、露光装置に限らず、あらゆる平面モータを使用した装置（基板検査装置、レーザ描画装置、ＩＣハンドラ等）に広く適用可能である。
たとえば露光装置で段取り換え作業等によりスライダ１２が待ち状態の時間を利用して、エアベアリング面１２ａの清掃動作を行うシーケンスを制御部に組み込むことで、エアベアリング面１２ａを常時クリーンな状態に保ち、異物の噛み込みを予防することができる。
【００４３】
なお、本実施例における脱着式プラテンは特許請求の範囲における第２のプラテンに相当し、駆動機構５１３は開閉機構に相当する。
【符号の説明】
【００４４】
１      ベース
１１    プラテン
１１ｂ  位置決めピン
１２    スライダ
１２ａ  エアベアリング面
１２ｂ  エア噴出穴
１２ｃ  エア溝
１３    ケーブルベア
１４    レーザ干渉計
１５    空隙
１６    バーミラー
１７    位置決め対象物
１８    メンテナンス部
１９    エアベアリング
５１    脱着式プラテン
５１ａ  開口部
５１ｂ  開口部開閉機構
５１１  蓋部
５１２  駆動機構
５１３  パッキン
５１ｃ  ガイド穴
５２    脱着機構
５３    高さ調整機構
【図１】
2011041444.tif 000003
【図２】
2011041444.tif 000004