(57)【要約】【課題】  専用のブレーキ機構を備えることなく、可動部の停止保持機能を付与することのできるステージ装置を提供する。【解決手段】  本ステージ装置は、ベース１００面に圧縮空気を吹き出すことで可動部がベース面から浮上した状態で走行することを可能にする静圧空気軸受け装置２０を１個以上備える。静圧空気軸受け装置は、ベース面に対向する面の中央部に減圧空間部２１を有すると共に、その周囲に減圧空間部を取り囲むように圧縮空気を吹き出すための吹き出し部２５を有し、減圧空間部には減圧用の配管２３が接続される一方、吹き出し部には開閉弁２６を介して圧縮空気用の配管２７が接続される。可動部の走行時には、減圧空間部を減圧状態にすると共に吹き出し部から圧縮空気を吹き出し、可動部の停止時には、開閉弁を閉じることで減圧空間部における減圧作用でベース面に吸着する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平坦なベース面上を走行する可動部に設置されて該可動部と前記ベース面との間に介在し、前記ベース面に圧縮空気を吹き出すことで前記可動部が前記ベース面から浮上した状態で走行することを可能にする静圧空気軸受け装置を１個以上備えたステージ装置において、
前記静圧空気軸受け装置は、前記ベース面に対向する面の中央部に減圧空間を有すると共に、その周囲に前記減圧空間を取り囲むように圧縮空気を吹き出すための吹き出し部を有し、前記減圧空間には減圧用の配管が接続される一方、前記吹き出し部には開閉弁を介して圧縮空気用の配管が接続され、
前記可動部の走行時には、前記減圧空間を減圧状態にすると共に前記吹き出し部から圧縮空気を吹き出し、
前記可動部の停止時には、前記開閉弁を閉じることで前記減圧空間における減圧作用で前記ベース面に吸着するようにしたことを特徴とするステージ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のステージ装置において、前記静圧空気軸受け装置は、平面断面形状が円形または角形であって、前記減圧空間の平面断面形状も前記円形または角形より小さい円形または角形であることにより、前記減圧空間の周囲に円筒状または角筒状の前記吹き出し部が形成され、該吹き出し部の前記ベース面との対向面に間隔をおいて複数の圧縮空気吹き出し口が設けられていることを特徴とするステージ装置。
【請求項３】
請求項１に記載のステージ装置において、前記静圧空気軸受け装置は、平面断面形状が円形または角形であって、前記減圧空間の平面断面形状も前記円形または角形より小さい円形または角形であることにより、前記減圧空間の周囲に円筒状または角筒状の前記吹き出し部が形成され、しかも該吹き出し部は、前記ベース面との対向面に環状または角形の多孔質材を埋め込んで構成されていることを特徴とするステージ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はステージ装置に関し、特にステージ装置における可動部を停止させた際に確実に停止状態を保持できる静圧空気軸受け装置を備えたステージ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のステージ装置の一例を図３を参照して説明する。図３において、ベース１上には２本のレール２及び３が所定の間隔をおいて配設されており、レール２及び３にはそれぞれ移動体４及び５が配置されている。ここで、レール２及び移動体４に着目すると、図３（ｂ）に示すように、移動体４には静圧空気軸受けパッド１２が備えられ、レール２と移動体４との間に介在している。移動体４にはまた、静圧空気軸受けパッド１３が備えられ、ベース１と移動体４との間に介在している。これにより、移動体４は図３（ａ）に示すＹ軸方向、つまり、レール２に沿って移動する。
【０００３】
同様に、移動体５にも静圧空気軸受けパッド１２及び１３が備えられ、移動体５はレール３に沿って移動可能となっている。
【０００４】
ビーム６は、その一端が移動体４とリジット（例えば、ネジを用いて）に固定され、他端は移動体５と板バネ構造によって連結されている。
【０００５】
ビーム６には移動体（可動部）１４が配置され、移動体１４はビーム６をガイドとして、図３（ａ）のＸ軸方向に移動する。ベース１と移動体１４との間には静圧空気軸受けパッド１４ａ〜１４ｃが配置されている。つまり、移動体１４には静圧空気軸受けパッド１４ａ〜１４ｃが取り付けられており、移動体１４は静圧空気軸受けパッド１４ａ〜１４ｃによってベース１に対してＺ軸方向にガイドされて、Ｘ軸方向に移動する。
【０００６】
ビーム６の中央部において、その下面には静圧空気軸受けパッド１５が取り付けられ、ベース１とビーム６との間に介在している。そして、静圧空気軸受けパッド１５によって、ビーム６が支えられている。つまり、静圧空気軸受けパッド１５は、移動体１４の移動を妨げることなく、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の全ストロークに亘ってビーム６と共に移動しつつビーム６の自重を支えており、ビーム６と移動体５の締結部等に無理な負荷を掛けないようにビーム６を支持している（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
ところで、この種のステージ装置においては、可動部（図３で言えば移動体１４）を所定の位置に停止させた時にその位置で可動部を確実に停止状態を維持するために、いわばブレーキ機構を備えることが要求される場合がある（例えば、特許文献２参照）。
【０００８】
しかし、図３のようなステージ装置に専用のブレーキ機構を設置する場合、サイズの増大、装置の複雑化、重心位置が偏ることに起因する制御性能の劣化を招くという問題がある。また、可動部の位置決めを数μｍ以下の精度で行うことが要求されるようなステージ装置では、ブレーキ機構の作動時にその反動で微小な位置ずれが生じてしまうという問題もあり、そのための複雑な補正動作が必要となる。
【特許文献１】特開２０００−３５６６９３号公報
【特許文献２】特開２００１−２２５２４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、本発明の課題は、ステージ装置に専用のブレーキ機構を備えることなく、可動部の停止保持機能を付与することのできるステージ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、平坦なベース面上を走行する可動部に設置されて該可動部と前記ベース面との間に介在し、前記ベース面に圧縮空気を吹き出すことで前記可動部が前記ベース面から浮上した状態で走行することを可能にする静圧空気軸受け装置を１個以上備えたステージ装置であり、前記静圧空気軸受け装置は、前記ベース面に対向する面の中央部に減圧空間を有すると共に、その周囲に前記減圧空間を取り囲むように圧縮空気を吹き出すための吹き出し部を有し、前記減圧空間には減圧用の配管が接続される一方、前記吹き出し部には開閉弁を介して圧縮空気用の配管が接続され、前記可動部の走行時には、前記減圧空間を減圧状態にすると共に前記吹き出し部から圧縮空気を吹き出し、前記可動部の停止時には、前記開閉弁を閉じることで前記減圧空間における減圧作用で前記ベース面に吸着するようにしたことを特徴とする。
【００１１】
本ステージ装置の第１の形態においては、前記静圧空気軸受け装置は、平面断面形状が円形または角形であって、前記減圧空間の平面断面形状も前記円形または角形より小さい円形または角形であることにより、前記減圧空間の周囲に円筒状または角筒状の前記吹き出し部が形成され、該吹き出し部の前記ベース面との対向面に間隔をおいて複数の圧縮空気吹き出し口が設けられる。
【００１２】
本ステージ装置の第２の形態においては、前記静圧空気軸受け装置は、平面断面形状が円形または角形であって、前記減圧空間の平面断面形状も前記円形または角形より小さい円形または角形であることにより、前記減圧空間の周囲に円筒状または角筒状の前記吹き出し部が形成され、しかも該吹き出し部は、前記ベース面との対向面に環状または角形の多孔質材を埋め込んで構成される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によるステージ装置は、停止保持機能を有する静圧空気軸受け装置を備えていることにより、非常停止時のような場合に可動部の逸走を阻止することができる。また、可動部のブレーキ機構を別途必要としないので、ステージ装置のサイズを小さく抑えることができる。また、減圧による吸着作用に基づく停止保持であるのでベース面を傷付けることが無い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、本発明によるステージ装置の実施の形態について説明するが、本発明の要部は、ステージ装置における可動部をベース面に対して浮上させた状態で走行可能にするために可動部に取り付けられる静圧空気軸受け装置にある。それ故、本発明を、例えば図３で説明したステージ装置に適用する場合、移動体１４の浮上走行を可能にする静圧空気軸受けパッド１４ａ〜１４ｃに代えて、本発明による静圧空気軸受け装置が使用され、その他の構成は図３に示される構成と同じで良い。
【００１５】
従って、以下では、静圧空気軸受け装置のみについて説明する。
【００１６】
図１を参照して、本発明の第１の実施の形態による静圧空気軸受け装置２０は、ベース１００の平坦面に対向する面の中央部に凹部による減圧空間部２１を有すると共に、その周囲に減圧空間部２１を取り囲むようにして圧縮空気を吹き出すための吹き出し部２５を有する。吹き出し部２５の下端面はベース１００の上面と密接することができる構成となっている。減圧空間部２１には開閉弁２２を介して減圧用の配管２３が接続され、吹き出し部２５には開閉弁２６を介して圧縮空気用の配管２７が接続されている。
【００１７】
本形態における静圧空気軸受け装置２０は、特に、平面断面形状が円形であって、減圧空間部２１の平面断面形状も前記円形より小さい円形である。これにより、減圧空間部２１の周囲に円筒状の吹き出し部２５が形成され、吹き出し部２５におけるベース１００の上面との対向面に間隔をおいて複数の圧縮空気吹き出し口２５ａ（ここでは、４個）が設けられている。
【００１８】
この静圧空気軸受け装置２０は、圧縮空気吹き出し口２５ａから吹き出される圧縮空気による浮上力Ｆ１と、減圧空間部２１における真空吸引による吸引力Ｆ２とをバランスさせることで、可動部の浮上高さを決定することができる。つまり、可動部の走行時には、減圧空間部２１を減圧状態にすると共に吹き出し部２５から圧縮空気を吹き出す。
【００１９】
一方、可動部の停止時には、開閉弁２６を閉とすることで吹き出し部２５からの圧縮空気の吹き出しを停止させ、減圧空間部２１における減圧作用を維持することで本静圧空気軸受け装置２０をベース１００面に吸着させる。この吸着力をもって、可動部はベース１００面上での停止状態が維持される。開閉弁２２、２７には、例えば電磁弁が使用され、これらの開閉制御は、図示しない位置制御用の制御装置によって行われる。
【００２０】
なお、本静圧空気軸受け装置２０の吸着動作は、可動部の停止後に行われ、吸着動作によってわずかな位置ずれが生じるものの、このずれは１μｍ以内のずれであり、可動部の停止精度に高精度が要求される場合であっても問題にはならない。
【００２１】
また、本静圧空気軸受け装置２０は、図３で説明したように、可動部の下面側に少なくとも３個設置されるのが好ましい。また、減圧用の配管２３や圧縮空気用の配管２７は、可動部の走行に支障を来さないようにいずれも可撓性を持つ配管が使用される。
【００２２】
図２は、本発明による静圧空気軸受け装置の第２の実施の形態を示す。本形態による静圧空気軸受け装置３０は、第１の実施の形態による静圧空気軸受け装置２０における圧縮空気の吹き出し部２５の構造を変えたものである。つまり、静圧空気軸受け装置３０は、平面断面形状が円形であって、減圧空間部２１の平面断面形状も前記円形より小さい円形であることにより、減圧空間部２１の周囲に円筒状の吹き出し部２５が形成される。しかし、この吹き出し部２５の下面側、つまりベース１００面との対向面には環状の多孔質材３１を埋め込んで圧縮空気の吹き出し口が構成されている。多孔質材３１は、一例をあげると、黒鉛のような材料が好ましい。
【００２３】
本形態による静圧空気軸受け装置３０の作用は、静圧空気軸受け装置２０と同じである。いずれの静圧空気軸受け装置においても、空気圧力の一例をあげると、減圧用の空気圧力は−５０ｋＰａ、吹き出し用の空気圧力は０．４ＭＰａであるが、これらの値は可動部及びこれに搭載されるワークの重量に応じて設定される。
【００２４】
なお、上記のいずれの形態でも、静圧空気軸受け装置の平面断面形状が円形の場合について説明したが、角形であっても作用、効果は同じである。この場合、吹き出し部２５は角形の枠状となり、多孔質材３１も角形の枠状のものが埋め込まれる。
【００２５】
本発明を、ステージ装置の典型例として図３に示すようなＸ−Ｙステージ装置に適用する場合について説明したが、ステージ装置には一軸方向のみの駆動機構を備えたものや、Ｘ−Ｙ−Ｚの３軸方向に駆動可能な３つの駆動機構を備えたもの、更にはＺ軸に関して回転可能な、いわゆるθ軸回転駆動機構を備えたもの等、様々な形態のものがある。本発明は圧縮空気による浮上式の可動部を備えた上記のすべてのステージ装置に適用可能であることは言うまでも無い。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明によるステージ装置は、半導体ウエハや液晶板等の被加工処理物をＸ軸方向、Ｙ軸方向に位置決め搬送するためのステージ装置は勿論のこと、被搬送物をＸ軸方向、Ｙ軸方向に位置決め搬送するためのステージ装置全般に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明によるステージ装置の要部である静圧空気軸受け装置の第１の実施の形態を示した図である。
【図２】本発明によるステージ装置の要部である静圧空気軸受け装置の第２の実施の形態を示した図である。
【図３】本発明が適用され得るステージ装置の一例を説明するための図である。
【符号の説明】
【００２８】
２０、３０    静圧空気軸受け装置
２１    減圧空間部
２２、２６    開閉弁
２３    減圧用の配管
２５    吹き出し部
２５ａ    吹き出し口
２７    圧縮空気用の配管
３１    多孔質材
１００    ベース
【図１】
2005083789.tif 000003
【図２】
2005083789.tif 000004
【図３】
2005083789.tif 000005