(57)【要約】【課題】スライダをプラテンから降ろす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上に浮上させ、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にエアベアリング１９に影響しない程度の大きさで設けられたメンテナンス穴１１ａと、  このメンテナンス穴１１ａを通してスライダ１２のエアベアリング面１２ａの清掃を行うメンテナンス部１８と、  を備えたことを特徴とする平面モータ。【選択図】図１
2011041443.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上に浮上させ、２次元方向に移動させる平面モータにおいて、
前記プラテンに前記エアベアリングに影響しない程度の大きさで設けられたメンテナンス穴と、
このメンテナンス穴を通して前記スライダのエアベアリング面の清掃を行うメンテナンス部と、
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、前記メンテナンス穴に圧縮気体を送り込む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、前記メンテナンス穴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、前記メンテナンス穴から清掃用部材を突出させて前記エアベアリング面に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。
【請求項５】
前記メンテナンス穴は、前記プラテンに複数個近接して設けられたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の平面モータ。
【請求項６】
前記メンテナンス穴は、前記スライダの駆動方向に対して斜め方向に配列して設けられたことを特徴とする請求項５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す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上に浮上させ、２次元方向に移動させる平面モータにおいて、
前記プラテンに前記エアベアリングに影響しない程度の大きさで設けられたメンテナンス穴と、
このメンテナンス穴を通して前記スライダのエアベアリング面の清掃を行うメンテナンス部と、
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、前記メンテナンス穴に圧縮気体を送り込むことを特徴とする。
【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、前記メンテナンス穴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、前記メンテナンス穴から清掃用部材を突出させて前記エアベアリング面に接触させることを特徴とする。
【００１９】
請求項５に記載の発明は、
請求項１〜４のいずれかに記載の平面モータにおいて、
前記メンテナンス穴は、前記プラテンに複数個近接して設けられたことを特徴とする。
【００２０】
請求項６に記載の発明は、
請求項５に記載の平面モータにおいて、
前記メンテナンス穴は、前記スライダの駆動方向に対して斜め方向に配列して設けられたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１の発明によれば、
プラテンにエアベアリングに影響しない程度の大きさで設けられたメンテナンス穴と、このメンテナンス穴を通して前記スライダのエアベアリング面の清掃を行うメンテナンス部とを備えたことにより、スライダをプラテンから降ろす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。
【００２２】
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突出させてエアベアリング面を清掃してもよい。
【００２３】
請求項５の発明によれば、
メンテナンス穴は、プラテンに複数個近接して設けられているため、同時に清掃できるエアベアリング面の範囲が広い。
【００２４】
請求項６の発明によれば、
メンテナンス穴は、スライダの駆動方向に対して斜め方向に配列して設けられているため、複数のメンテナンス穴が同時にスライダのエア溝に重ならず、エアベアリングへの影響をより低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施例１を示す構成図である。
【図２】本発明の実施例２を示す構成図である。
【図３】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】
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
スライダ１２の下面１２ａにはエア噴出穴１２ｂと田の字型のエア溝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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
プラテン１１は２つの作業エリア１１ｂ，１１ｂ’に分割されており、平面モータのアプリケーションに応じてそれぞれ所定の作業が行われる。たとえば、制御部はまずスライダ１２を作業エリア１１ｂに移動させて作業Ａを行い、その後作業エリア１１ｂ’に移動させて作業Ｂを行う。
【００３２】
プラテン１１には複数のメンテナンス穴１１ａが設けられている。メンテナンス穴１１ａは、作業エリア１１ｂと作業エリア１１ｂ’の間の中央部に設けられる。メンテナンス穴１１ａは、エアベアリング１９に影響しない程度の微小な直径の貫通穴である。メンテナンス穴１１ａは、スライダ１２の駆動方向であるＸ軸およびＹ軸に対し斜め４５°方向に複数個（図１では簡単のため５個のみ示している）近接して配列されている。メンテナンス穴１１ａを斜め４５°に配列することで、多数のメンテナンス穴１１ａが同時にエア溝１２ｃに重なるのを防止し、常にエアベアリング１９が成立するようにする。
【００３３】
ベース１には、メンテナンス穴１１ａの下部に当たる位置に、メンテナンス穴１１ａを通してスライダ１２のエアベアリング面１２ａの清掃を行うメンテナンス部１８が内蔵されている。メンテナンス部１８は、メンテナンス穴１１ａに圧縮気体を送り込む機構を備えている。
【００３４】
このように構成された平面モータにおいて、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をメンテナンス穴１１ａ上に移動させるとともに、エアベアリング面１２ａの全面がメンテナンス穴１１ａ上を通過するようにスライダ１２を往復移動させる。スライダ１２がメンテナンス穴１１ａ上を通過する際に、エアベアリング面１２ａにはメンテナンス穴１１ａを介してメンテナンス部１８から圧縮空気が供給され、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。
【００３５】
制御部は、作業エリア１１ｂ，１１ｂ’での通常の動作シーケンスの中で定期的にスライダ１２をメンテナンス穴１１ａ上に移動させ、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をメンテナンス穴１１ａ上に移動させ、エアベアリング面１２ａの清掃を行う。
【００３６】
本実施例は以上のように構成され、
プラテン１１にエアベアリング１９に影響しない程度の大きさで設けられたメンテナンス穴１１ａと、このメンテナンス穴１１ａを通してスライダ１２のエアベアリング面１２ａの清掃を行うメンテナンス部１８とを備えたことにより、スライダ１２をプラテン１１から降ろすことなくエアベアリング面１２ａを直接清掃できる。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。
【００３７】
また、メンテナンス穴１１ａは、プラテン１１に複数個近接して設けられているため、同時に清掃できるエアベアリング面１２ａの範囲が広い。
【００３８】
また、メンテナンス穴１１ａは、スライダ１２の駆動方向に対して斜め方向に配列して設けられているため、複数のメンテナンス穴１１ａが同時にスライダ１２のエア溝１２ｃに重ならず、エアベアリング１９への影響をより低減できる。
【００３９】
また、本実施例では、制御部が定期的にスライダ１２をメンテナンス穴１１ａ上に移動させ、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。
【００４０】
なお、本実施例ではメンテナンス部１８はメンテナンス穴１１ａに圧縮気体を送り込み、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はメンテナンス穴１１ａから気体吸引を行うことによりエアベアリング面１２ａの清掃を行ってもよい。また、メンテナンス部１８は、メンテナンス穴１１ａからブラシなどの清掃用部材を突出させてエアベアリング面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。
【００４１】
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。
【００４２】
また、本実施例では、メンテナンス穴１１ａを斜め４５°方向に配列したが、配列の方向は４５°に限られない。また、メンテナンス穴１１ａの個数、ピッチ、直径は、スライダ１２の大きさやエア溝１２ｃの構成に応じて任意に設定可能である。すなわち、メンテナンス穴１１ａの個数、ピッチ、直径、配列は、エア溝１２ｃに対し同時に多数のメンテナンス穴１１ａが重ならず、常時エアベアリング１９を成立させることができるようなものであればよい。
【００４３】
また、本実施例では、メンテナンス穴１１ａを作業エリア１１ｂと作業エリア１１ｂ’の間の中央部に設けたが、作業エリア１１ｂまたは作業エリア１１ｂ’内に設けても良い。
【００４４】
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、レーザー描画装置、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。
【実施例２】
【００４５】
前記実施例１では配列されたメンテナンス穴１１ａのセットが一組のものについて説明したが、本実施例はメンテナンス穴１１ａのセットを計３組設けたものである。
【００４６】
図２は本発明の実施例２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。
【００４７】
プラテン１１には、前記実施例１と同様に配列された複数のメンテナンス穴１１ａを一組として計３組のメンテナンス穴のセットが設けられている。メンテナンス穴は、作業エリア１１ｂと作業エリア１１ｂ’の間のスペースのＸ方向中央部、＋Ｘ方向の端部、−Ｘ方向の端部に１セットずつ配置されている。
【００４８】
ベース１’には、メンテナンス穴１１ａの各セットの下部に当たる位置に、メンテナンス穴１１ａを通してスライダ１２のエアベアリング面１２ａの清掃を行うメンテナンス部１８が内蔵されている。メンテナンス部１８のそれぞれは、メンテナンス穴１１ａに圧縮気体を送り込む機構を備えている。
【００４９】
このように構成された平面モータにおいて、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をメンテナンス穴１１ａのセットの上を順次通過するように移動させる。スライダ１２がメンテナンス穴１１ａのセットの上を通過する際に、エアベアリング面１２ａにはメンテナンス穴１１ａを介してメンテナンス部１８から圧縮空気が供給され、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。
【００５０】
制御部は、作業エリア１１ｂ，１１ｂ’での通常の動作シーケンスの中で定期的にスライダ１２をメンテナンス穴１１ａのセットの上を順次通過させ、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をメンテナンス穴１１ａのセットの上を順次通過させ、エアベアリング面１２ａの清掃を行う。その他の構成は前記実施例１と同じである。
【００５１】
なお、本実施例では、３つのメンテナンス部１８のそれぞれがメンテナンス穴１１ａに圧縮気体を送り込み、エアブローによりエアベアリング面１２ａを清掃したが、メンテナンス穴１１ａから気体吸引を行うことによりエアベアリング面１２ａの清掃を行ってもよい。また、メンテナンス部１８のそれぞれは、メンテナンス穴１１ａからブラシなどの清掃用部材を突出させてエアベアリング面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。
【００５２】
また、本実施例では、３つのメンテナンス部１８のいずれもが圧縮気体の送り込みによりエアベアリング面１２ａの清掃を行ったが、それぞれのメンテナンス部で異なる清掃手法を採用してもよい。たとえば、Ｘ方向中央部に位置するメンテナンス部１８はブラシによる清掃を行い、−Ｘ方向端部に位置するメンテナンス部１８は圧縮気体の送り込みによる清掃を行い、＋Ｘ方向端部に位置するメンテナンス部１８は気体吸引による清掃を行うようにしてもよい。
【符号の説明】
【００５３】
１      ベース
１１    プラテン
１１ａ  メンテナンス穴
１１ｂ，１１ｂ’  作業エリア
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
【図１】
2011041443.tif 000003
【図２】
2011041443.tif 000004
【図３】
2011041443.tif 000005