(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の構造物の滑走面に沿って非接触で滑走する静圧軸受において、
前記滑走面に対して空気を噴出する噴出面を有する噴出部と、
前記噴出面から前記滑走面に対して噴出された空気を吸引する吸引面を有する吸引部とを備え、
前記噴出部は、
内部に孔が形成された部材と、
前記部材の外周面の全域に密着して設けられ、前記部材の外周面からの空気の漏れを防止する第一外周壁部と、
前記部材の上面における縁部と全周にわたって密着する部分を有して、前記部材に空気を供給する空間を形成する上壁部と、を備え、
前記吸引部は、
前記第一外周壁部の外周側に設けられた第二外周壁部と、
前記第一外周壁部と前記第二外周壁部とに挟まれることによって形成される吸引空間と、
前記第二外周壁部の下端部と前記第一外周壁部との間に形成されると共に、前記噴出部の下端より後退して配置される吸引面と、を備え、
前記第一外周壁部と前記第二外周壁部とは、それぞれ別体として形成されていることを特徴とする静圧軸受。
【請求項２】
所定の構造物の滑走面に沿って非接触で滑走する静圧軸受において、
前記滑走面に対して空気を噴出する噴出面を有する噴出部と、
前記噴出面から前記滑走面に対して噴出された空気を吸引する吸引面を有する吸引部とを備え、
前記噴出部は、
内部に孔が形成された部材と、
前記部材の外周面の全域に密着して設けられ、前記部材の外周面からの空気の漏れを防止する第一外周壁部と、
前記部材の上面における縁部と全周にわたって密着する部分を有して、前記部材に空気を供給する空間を形成する上壁部と、を備え、
前記吸引部は、
前記第一外周壁部の外周側に設けられた第二外周壁部と、
前記第一外周壁部と前記第二外周壁部とに挟まれることによって形成される吸引空間と、
前記第一外周壁部の側面に取り付けられて前記吸引空間内の空気を吸引するエアノズルと、
前記第二外周壁部の下端部と前記第一外周壁部との間に形成されると共に、前記噴出部の下端より後退して配置される吸引面と、を備え、
前記吸引空間の上端は、前記部材の上面の高さと略同一であることを特徴とする静圧軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に、ＸＹステージの滑走面上でスライダを非接触で滑走させるための静圧軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のこのような分野の技術として、特開２０００−１５５１８６号公報がある。この公報に記載された静圧軸受は、ＸＹステージのスライダの下端部に設けられ、スライダの重みによってベース（構造物）の案内面（滑走面）側への力を受けると同時に、ベースの案内面に空気を噴出して空気圧を作用させることによって案内面から離れる方向に力を受ける。この静圧軸受は、前述の鉛直方向の両側から作用する力の拘束を受けながら、案内面に沿って非接触移動する。
【特許文献１】特開２０００−１５５１８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ここで、空気の噴出によって案内面上で浮上する静圧軸受にあっては、ベースに形成される微小な孔部に入り込んでいたパーティクル又はベース表面上に付着したパーティクルに空気が吹き付けられることによって、そのパーティクルが舞い上がってしまい、装置周辺に飛散してしまう可能性があった。特に、ベース上に半導体基板などを載置する場合には、飛散するパーティクルが半導体基板に付着してしまうという問題があった。
【０００４】
本発明は、パーティクルが装置周辺に飛散することを防止することができる静圧軸受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】
【０００５】
本発明に係る静圧軸受は、所定の構造物の滑走面に沿って非接触で滑走する静圧軸受において、滑走面に対して空気を噴出する噴出面を有する噴出部と、噴出面から滑走面に対して噴出された空気を吸引する吸引面を有する吸引部とを備え、噴出部は、内部に孔が形成された部材と、部材の外周面の全域に密着して設けられ、部材の外周面からの空気の漏れを防止する第一外周壁部と、部材の上面における縁部と全周にわたって密着する部分を有して、部材に空気を供給する空間を形成する上壁部と、を備え、吸引部は、第一外周壁部の外周側に設けられた第二外周壁部と、第一外周壁部と第二外周壁部とに挟まれることによって形成される吸引空間と、第二外周壁部の下端部と第一外周壁部との間に形成されると共に、噴出部の下端より後退して配置される吸引面と、を備え、第一外周壁部と第二外周壁部とは、それぞれ別体として形成されていることを特徴とする。
【０００６】
この静圧軸受では、滑走面上を浮上するために噴出面から滑走面に対して空気を噴出し、構造物の表面に形成されている微細な孔部に入り込んだパーティクル又は構造物表面上に付着したパーティクルに空気が吹き付けられた場合であっても、吹き付けられた空気の一部は、噴出部の内周側または外周側に配置された吸引面で、パーティクルごと吸引されて回収される。また、吸引面は、噴出部の下端より後退して配置されているため、パーティクルの吸引と空気の噴出とをバランスさせ易く、これによって、静圧軸受が滑走面上で浮上し非接触で滑走しながら、装置周辺に飛散するパーティクルを確実に捕捉することができる。
【０００７】
本発明に係る静圧軸受は、所定の構造物の滑走面に沿って非接触で滑走する静圧軸受において、滑走面に対して空気を噴出する噴出面を有する噴出部と、噴出面から滑走面に対して噴出された空気を吸引する吸引面を有する吸引部とを備え、噴出部は、内部に孔が形成された部材と、部材の外周面の全域に密着して設けられ、部材の外周面からの空気の漏れを防止する第一外周壁部と、部材の上面における縁部と全周にわたって密着する部分を有して、部材に空気を供給する空間を形成する上壁部と、を備え、吸引部は、第一外周壁部の外周側に設けられた第二外周壁部と、第一外周壁部と第二外周壁部とに挟まれることによって形成される吸引空間と、第一外周壁部の側面に取り付けられて吸引空間内の空気を吸引するエアノズルと、第二外周壁部の下端部と第一外周壁部との間に形成されると共に、噴出部の下端より後退して配置される吸引面と、を備え、吸引空間の上端は、部材の上面の高さと略同一であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る静圧軸受によれば、パーティクルが装置周辺に飛散することを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照しつつ本発明に係るチルトステージの好適な実施形態について詳細に説明する。
【００１１】
［第１の実施形態］
図１に示すように、本実施形態に係る静圧軸受１０を採用したＸＹステージ装置１は、静圧軸受１０の滑走面２ａを有するステージ（構造物）２と、ステージ２上をＹ軸方向に移動する第１の移動体３と、ステージ２上のＸ軸方向の両端において延在し第１の移動体３の移動を案内するレール部４と、第１の移動体３に沿ってＸ軸方向へ移動する第２の移動体６とを備える。このＸＹステージ装置１の第１の移動体３の両端にはレール部４に沿って移動するスライダ部３ａが形成されており、このスライダ部３ａの下端部には静圧軸受１０が設けられている。また、第２の移動体６の下端部にも静圧軸受１０が設けられている。なお、図１に示すように、Ｘ及びＹは水平面上で互いに９０度をなす。
【００１２】
静圧軸受１０は、スライダ部３ａあるいは第２の移動体６の重みによって下方への力を受けると同時に、ステージ２の滑走面２ａに空気を噴出して空気圧を作用させることによって上方へ力を受ける。これによって、静圧軸受１０は鉛直方向の両側から作用する力の拘束を受けながら、滑走面２ａ上を浮上する。そして、第１の移動体３又は第２の移動体６の移動に伴って、滑走面２ａを非接触で滑走する。
【００１３】
静圧軸受１０は、図２に示すように、滑走面２ａに対して空気を噴出する噴出部１１を有し、噴出部１１の下面側に円形の噴出面１１ａを有する。また、静圧軸受１０は、噴出部１１の外周側に、噴出部１１から滑走面２ａに対して噴出された空気及びステージ２中のパーティクルを吸引して回収する吸引部１２を有し、吸引部１２の下面側に噴出部１１を取り囲む円環状の吸引面１２ａを有する。
【００１４】
噴出部１１は、図３に示すように、カーボン材を焼結させることによって内部に微細な孔が形成された円柱状の焼結材１３と、焼結材１３の外周面に密着して取り囲み空気の漏れを防止する外周壁部１４と、焼結材１３の上面１３ａ側に設けられ空気の漏れを防止する上壁部１６と、上壁部１６に取り付けられて上面１３ａ側から焼結材１３へ空気を供給するエアノズル１７とを備える。なお、エアノズル１７には空気の噴出量を調節することのできる調整弁が取り付けられている。
【００１５】
焼結材１３の底面１３ｂは、滑走面２ａに対向して配置され、この底面１３ｂが静圧軸受１０の噴出面１１ａとされる。なお、噴出面１１ａと滑走面２ａとの間にはギャップが形成されている。
【００１６】
上壁部１６は、カップ状の円柱体をなし、焼結材１３の上面１３ａと接触する底面が開口部として形成されている。これによって、焼結材１３との間に空間１８が形成される。また、上壁部１６の下端部１６ａには径方向へ拡大する円環状の段部１６ｂが設けられ、この段部１６ｂは焼結材１３の上面１３ａにおける縁部と全周に渡って密着し、焼結材１３よりも外周側へ拡がる。
【００１７】
吸引部１２は、上壁部１６の段部１６ｂの外周側の端部から下方へ向かって延在する円筒状の外周壁部１９と、外周壁部１９と外周壁部１４と段部１６ｂとで挟まれることにより形成される吸引空間２１と、外周壁部１９に取り付けられて吸引空間２１内の空気を吸引するエアノズル２２とを備える。なお、エアノズル２２には空気の吸引量を調節することのできる調整弁が取り付けられている。
【００１８】
外周壁部１９は噴出面１１ａの上方側まで延び、これによって、外周壁部１９の下端部１９ａと外周壁部１４との間に形成される吸引面１２ａは、噴出面１１ａの下端より後退して配置される。なお、吸引面１２ａと噴出面１１ａとの間にはギャップＧが形成されている。
【００１９】
次に、静圧軸受１０の動作について説明する。
【００２０】
まず、エアノズル１７から空間１８へ空気を吹き込むことによって焼結材１３へ空気を供給し、焼結材１３の微細な孔を通過させることによって噴出面１１ａから空気Ａ１を噴出する。空気Ａ１の噴出量は、エアノズル１７に取り付けられた調節弁によって調節することができる。
【００２１】
このとき、ステージ２の表面に形成されている微細な孔部に入り込んだパーティクルＰ又はステージ表面上に付着したパーティクルＰに空気が吹き付けられ、これによってパーティクルＰが空気Ａ１の移動に伴って、噴出面１１ａの外周側へ向かって移動する。
【００２２】
エアノズル２２から吸引空間２１内の空気を吸引することによって、一部の空気Ａ２を吸引面１２ａから吸引する。また、パーティクルＰも空気Ａ２と共に吸引面１２ａに吸引されて回収される。ことのときの吸引量は、エアノズル２２に取り付けられた調節弁によって調節することができる。
【００２３】
吸引面１２ａは噴出面１１ａの下端より後退して配置されているため、空気Ａ１の全てが吸引面１２ａに吸引されることはなく、一部の空気Ａ３は、吸引面１２ａより外周側へ流出する。これによって、静圧軸受１０と滑走面２ａとの間に空気圧が作用し、静圧軸受１０は滑走面２ａ上で浮上する。
【００２４】
以上によって、静圧軸受１０は、滑走面２ａ上を浮上するために噴出面１１ａから滑走面２ａに対して空気Ａ１を噴出し、ステージ２の表面に形成されている微細な孔部に入り込んだパーティクルＰ又はステージ表面上に付着したパーティクルＰに空気Ａ１が吹き付けられた場合であっても、吹き付けられた空気Ａ１の一部である空気Ａ２は、噴出部１１の外周側に配置された吸引面１２ａで、パーティクルPごと吸引されて回収される。また、吸引面１２ａは、噴出面１１ａの下端より後退して配置されているため、パーティクルＰの吸引と空気の噴出とをバランスさせ易く、これによって、静圧軸受１０が滑走面２ａ上で浮上し非接触で滑走しながら、ステージ装置１周辺へ飛散するパーティクルＰを確実に捕捉することができる。また、空気の噴出により舞い上がるパーティクルＰ以外の、大気中のパーティクルも捕捉することができる。
【００２５】
また、吸引面１２ａは、噴出部１１の外周側における全外周に渡って設けられているため、パーティクルＰに空気Ａ１が吹き付けられた場合であっても、一部の空気Ａ２は、噴出面１１ａの外周側に設けられた吸引面１２ａで、パーティクルＰごと吸引されて回収される。これによって、ステージ装置１周辺に飛散する前段階でパーティクルＰを回収することができ、また、吸引面１２ａは全外周に設けられているため、一部からパーティクルＰを漏らすことなく、確実に回収することができる。
【００２６】
［第２の実施形態］
静圧軸受３０は、図４に示すように、滑走面２ａに対して空気を噴出する噴出部３１を有し、噴出部３１の下面側に円環状の噴出面３１ａが形成される。また、噴出部３１の内周側には、噴出部３１から滑走面２ａに対して噴出された空気及びステージ２中のパーティクルを吸引して回収する吸引部３２を有し、吸引部３２の下面側に円形の吸引面３２ａが形成される。
【００２７】
噴出部３１は、図５に示すように、カーボン材を焼結させることによって内部に微細な孔が形成されたカップ状の円柱体をなす焼結材３３と、焼結材３３の内部空間３３ｃにおける内周面及び上面に密着して空気の漏れを防止する内壁部３４と、焼結材３３を外側から取り囲んで空気の漏れを防止する外壁部３６と、外壁部３６に取り付けられて上面３３ａ側から焼結材３３へ空気を供給するエアノズル３７とを備える。なお、エアノズル３７には空気の噴出量を調節することのできる調整弁が取り付けられている。
【００２８】
焼結材３３の底面３３ｂは、滑走面２ａに対向して配置され、この底面３３ｂが静圧軸受３０噴出面３１ａとされる。なお、噴出面３１ａと滑走面２ａとの間にギャップが形成されている。
【００２９】
外壁部３６は、焼結材３３の外周面と密着するとともに上側の端部が上面３３ａよりも上方へ延びる外周壁部３６ａと、外周壁部３６ａの上端部を封止して焼結材３３の上面３３ａ及び外周壁部３６ａとの間で内部空間３８を形成する上面壁部３６ｂとを備える。
【００３０】
吸引部３２は、内部空間３３ｃに配置される仕切部３９と、内壁部３４及び仕切部３９で挟まれることにより形成される吸引空間４１と、外壁部３６及び焼結材３３を貫通して内壁部３４に取り付けられ吸引空間４１内の空気を吸引するエアノズル４２とを備える。なお、エアノズル４２には空気の吸引量を調節することのできる調整弁が取り付けられている。
【００３１】
仕切部３９は、内壁部３４の上壁部３４ａから下方に向かってする円筒状の円筒部３９ａと、円筒部３９ａの下端部から径方向へ拡大する円環状の段部３９ｂと、段部３９ｂの外周側の端部から下方へ向かって延在する円筒状の円筒部３９ｃとからなる。また、円筒部３９ｃは噴出面３１ａの上方側まで延び、これによって円筒部３９ｃの下端部３９ｄと内壁部３４との間に形成される吸引面３２ａは、噴出面３１ａの下端より後退して配置される。なお、吸引面３２ａと噴出面３１ａとの間にギャップＧが形成されている。
【００３２】
次に、静圧軸受３０の動作について説明する。
【００３３】
まず、エアノズル３７から内部空間３８へ空気を吹き込むことによって焼結材３３へ空気を供給し、焼結材３３の微細な孔を通過させることによって噴出面３１ａから空気Ａ１を噴出する。空気Ａ１の噴出量は、エアノズル３７に取り付けられた調節弁によって調節することができる。
【００３４】
また、エアノズル４２から吸引空間４１内の空気を吸引することによって、一部の空気Ａ２を吸引面３２ａから吸引する。このとき、ステージ２の表面に形成されている微細な孔部に入り込んだパーティクルＰ又はステージ表面上に付着したパーティクルＰは、噴出面３１ａから噴出する空気Ａ１が吹き付けられた時に、空気Ａ２の移動に伴って吸引面３２ａへ向かって移動する。そして、パーティクルＰは空気Ａ２と共に吸引面３２ａに吸引されて回収される。このときの吸引量は、エアノズル４２に取り付けられた調節弁によって調節することができる。
【００３５】
吸引面３２ａは噴出面３１ａの下端より後退して配置されているため、空気Ａ１の全てが吸引面３２ａに吸引されることはなく、一部の空気Ａ３は、噴出面３１ａより外周側へ流出する。これによって、静圧軸受３０と滑走面２ａとの間に空気圧が作用し、静圧軸受３０は滑走面２ａ上で浮上する。
【００３６】
以上によって、吸引面３２ａは、噴出部３１の内周側における全内周に渡って設けられているため、噴出面３１ａから滑走面２ａに対して空気を噴出することによって、パーティクルＰに空気Ａ１が吹き付けられた場合であっても、一部の空気Ａ２は、噴出部３１の内周側に設けられた吸引面３２ａで、パーティクルＰごと吸引されて回収される。これによって、噴出面３１ａの外周側へ向かわせないようにパーティクルＰを回収しようとするので、外周側へのパーティクルＰを減らすことができる。
【００３７】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。
【００３８】
例えば、静圧軸受は円形状としているが、矩形状としてもよい。
【００３９】
また、焼結材としてカーボン材を焼結させたものを適用しているが、金属材を焼結させたものを用いてもよい。
【００４０】
また、吸引面は噴出面の全外周あるいは全内周に渡って設けられているが、一部に設けられていない部分があってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】第１の実施形態に係る静圧軸受を適用したＸＹステージ装置の斜視図である。
【図２】第１の実施形態に係る静圧軸受の斜視図である。
【図３】図２の静圧軸受の横断面図である。
【図４】第２の実施形態に係る静圧軸受の斜視図である。
【図５】図４の静圧軸受の横断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
２…ステージ（構造物）、２ａ…滑走面、１０，３０…静圧軸受、１１，３１…噴出部、１１ａ，３１ａ…噴出面、１２，３２…吸引部、１２ａ，３２ａ…吸引面。
【図１】
0004445528.tif 000002
【図２】
0004445528.tif 000003
【図３】
0004445528.tif 000004
【図４】
0004445528.tif 000005
【図５】
0004445528.tif 000006