JP4564779B2 - 装置用定盤 - Google Patents

Description

本発明は、精密加工機、精密測定機または半導体製造装置の装置用定盤に関するものである。

従来の装置用定盤を、図５を用いて説明する。従来の装置用定盤は、図５に示すように、対象物を搭載する搭載面を有する定盤５が、定盤を支持する支持フレーム５０１上に配置された空気バネまたはゴム５０２により支持されていた。精密加工機、精密測定機または半導体製造装置の性能を向上させるため、定盤５の固有振動数を大きくすることが望まれており、定盤５の厚さを大きくすることにより、定盤５の固有振動数を高める工夫が行われていた。しかしながら、定盤５の固有振動数を大きくするために、定盤５の厚さを大きくした場合、重量が増えてしまうという課題があった。

また定盤の重量増加を伴わずに、定盤の固有振動数を高める手段としては、特開平５−４４７７４号（特許文献１）に記載されているように、図６に示す定盤６の対象物を搭載する搭載面６０１の形状を三角形にする工夫も行われていた。
特開平５−４４７７４号

しかしながら、図６に示すように、定盤６の固有振動数を高めるために、精密加工機、精密測定機または半導体製造装置に用いられる位置決め機器や計測機器等の対象物を搭載する搭載面６０１の形状を三角形にした場合は、軽量化には寄与するが、精密加工機、精密測定機または半導体製造装置への用途においては形状制約が大きいという課題があった。

本発明の目的は、精密加工機、精密測定機または半導体製造装置の形状制約を伴うことなく、装置用定盤の固有振動数を高める、かつ軽量化を実現することである。

前述の課題を解決するため、
対象物を搭載する長辺と短辺からなる長方形の搭載面と、該搭載面を取り囲む複数の側面を有する装置用定盤において、
長辺を一辺に含む２つの側面のみが、共に該装置用定盤の中央に向かって２１％〜２８％傾斜し、
かつ前記装置用定盤は、前記搭載面の裏面に設けられた複数のリブからなる格子状のリブ構造を有していることを特徴とする装置用定盤を提供する。

本発明によれば、装置用定盤の搭載面の形状を変更することなく、定盤の軽量化と同時に固有振動数を高めることができ、高い装置性能を有する装置用定盤が提供される。

本発明の装置用定盤は、対象物を搭載する搭載面の外周側面の少なくとも１つの側面が、装置用定盤の内側方向に傾斜していることにより、定盤の軽量化と同時に固有振動数を高めるものである。

図１（ａ）は本発明の実施例１を示した装置用定盤の斜視図である。図１（ａ）のように定盤１において、精密加工機、精密測定機または半導体製造装置に用いられる位置決め機器や計測機器等の対象物を搭載する搭載面は、長さ１６００ｍｍの辺１０１、１０２を長辺、長さ１４００ｍｍの辺１０３、１０４を短辺とする長方形で構成されている。定盤１の厚さは６００ｍｍであり、対象物を搭載する搭載面の外周側面の１つである側面１０５は、前記搭載面の辺１０１を定盤１の裏面へ投影した投影辺１０８から定盤中央へ距離１ａだけ傾斜している。定盤１は支持フレーム１０６上に配置された空気バネ１０７により荷重を支持される。

図１（ａ）において、定盤１の固有振動数は、最も低い１次の周波数を有限要素解析により求めた。図１（ｂ）は有限要素解析により求めた定盤１の固有振動数の結果を示すグラフである。図１（ｂ）は、図１（ａ）における定盤１の側面１０５の定盤中央への傾斜量１ａを、装置搭載面の辺１０４の０％、７％、１４％、２１％、２８％、３６％、４３％とした時の、各固有振動数を示している。図１（ｂ）より、側面１０５を定盤中央への傾斜面とすることにより定盤１の固有振動数が大きくなり、装置用定盤の性能が向上することがわかった。また、前記傾斜量１ａを前記搭載面の辺１０４の３６％としたとき、固有振動数が最大となり、実施例１においては装置用定盤の性能が最も優れていることがわかった。

また、図１（ａ）において、定盤１の重量は、前記傾斜量１ａを前記搭載面の辺１０４の７％、４３％としたとき、前記傾斜量１ａが０のときと比較して９６％、７９％であり、装置用定盤の軽量化も実現している。

図２（ａ）は本発明の実施例２を示した装置用定盤の斜視図である。図２（ａ）のように定盤２において、対象物を搭載する搭載面は、長さ１６００ｍｍの辺２０１、２０２を長辺、長さ１４００ｍｍの辺２０３、２０４を短辺とする長方形で構成されている。定盤２の厚さは６００ｍｍであり、対象物を搭載する搭載面の外周側面２０５および２０６は定盤中央へ実施例１と同様に２ａ傾斜している。

図２（ａ）において、定盤２の固有振動数は、最も低い１次の周波数を有限要素解析により求めた。図２（ｂ）は有限要素解析により求めた定盤２の固有振動数の結果を示すグラフである。図２（ａ）における定盤２の側面２０５および２０６の定盤中央への傾斜量２ａを装置搭載面の辺２０４の０％、７％、１４％、２１％、２８％、３６％、４３％とした時の、各固有振動数を示している。図２（ｂ）より、側面２０５、２０６を定盤中央への傾斜面とすることにより定盤１の固有振動数が大きくなり、装置用定盤の性能が向上することがわかった。また、前記傾斜量２ａを前記搭載面の辺２０４の２８％としたとき、固有振動数が最大となり、実施例２においては装置用定盤の性能が最も優れていることがわかった。

また、図２（ａ）において、定盤２の重量は、前記傾斜量２ａを前記搭載面の辺２０４の７％、４３％としたとき、前記傾斜量２ａが０のときと比較して９３％、５７％であり、装置用定盤の軽量化も実現している。

図３（ａ）は本発明の実施例３を示した装置用定盤の斜視図である。図３（ａ）のように定盤３において、対象物を搭載する搭載面は、長さ１６００ｍｍの辺３０１、３０２を長辺、長さ１４００ｍｍの辺３０３、３０４を短辺とする長方形で構成されている。定盤３の厚さは６００ｍｍであり、対象物を搭載する搭載面の外周側面３０５、３０６、３０７および３０８は定盤中央へ第１の実施例と同様に３ａ傾斜している。

図３（ａ）において、定盤３の固有振動数は、最も低い１次の周波数を有限要素解析により求めた。図３（ｂ）は有限要素解析により求めた定盤２の固有振動数の結果を示すグラフである。図３（ａ）における定盤３の外周側面３０５、３０６、３０７および３０８の定盤中央への傾斜量３ａを装置搭載面の辺３０４の０％、７％、１４％、２１％、２８％、３６％、４３％とした時の、各固有振動数を示している。図３（ｂ）より、側面３０５、３０６、３０７および３０８を定盤中央への傾斜面とすることにより定盤３の固有振動数が大きくなり、装置用定盤の性能が向上することがわかった。また、前記傾斜量３ａを前記搭載面の辺３０４の２８％としたとき、固有振動数が最大となり、実施例３においては装置用定盤の性能が最も優れていることがわかった。

図３（ａ）において、定盤３の重量は、前記傾斜量３ａを前記搭載面の辺３０４の７％、４３％としたとき、前記傾斜量３ａが０のときと比較して８７％、４１％であり、装置用定盤の軽量化が実現している。

図４（ａ）は本発明の実施例４を示した装置用定盤の斜視図である。図４（ｂ）は定盤４の断面図、図４（ｃ）は定盤４の底面図である。定盤４は図４（ｂ）および図４（ｃ）に示すように内部にリブ構造を有しており、定盤４の対象物を搭載する搭載面は、長さ１６００ｍｍの辺４０１、４０２を長辺、長さ１４００ｍｍの辺４０３、４０４を短辺とする長方形で構成されている。定盤４の厚さは６００ｍｍであり、対象物を搭載する搭載面の外周側面４０５および４０６は定盤中央へ第１の実施例と同様に４ａ傾斜している。

図４（ａ）において、定盤４の中央への傾斜量４ａを３００ｍｍとしたとき、定盤４の固有振動数を上述の方法と同様に測定したところ、３２０Ｈｚであり、従来の直方体のリブ構造定盤の固有振動数２８４Ｈｚより高く、装置用定盤の性能が向上することがわかった。

図４（ａ）において、定盤４の重量は、前記傾斜量４ａを３００ｍｍとしたとき、前記傾斜量４ａが０のときと比較して７９％であり、装置用定盤の軽量化が実現している。

（ａ）は実施例１に係る装置用定盤を示す斜視図。（ｂ）は実施例１に係る装置用定盤の固有振動数を示すグラフ。 （ａ）は実施例２に係る装置用定盤を示す斜視図。（ｂ）は実施例２に係る装置用定盤の固有振動数を示すグラフ。 （ａ）は実施例３に係る装置用定盤を示す斜視図。（ｂ）は実施例３に係る装置用定盤の固有振動数を示すグラフ。 実施例４に係る装置用定盤の斜視図、断面図および底面図。 従来の装置用定盤の一例を示す斜視図である。 従来の装置用定盤の一例を示す斜視図である。

符号の説明

１、２、３、５、６ 定盤
１０５、２０５、２０６、３０５、３０６、３０７、３０８ 側面
１０６、５０１ 支持フレーム
１０７、５０２ 空気バネ

Claims (1)

1. 対象物を搭載する長辺と短辺からなる長方形の搭載面と、該搭載面を取り囲む複数の側面を有する装置用定盤において、
   長辺を一辺に含む２つの側面のみが、共に該装置用定盤の中央に向かって２１％〜２８％傾斜し、
   かつ前記装置用定盤は、前記搭載面の裏面に設けられた複数のリブからなる格子状のリブ構造を有していることを特徴とする装置用定盤。

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