JP7638772B2 - Drive unit, shock absorbing unit - Google Patents
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Description
本発明は真空環境で駆動対象を駆動する技術に関する。 The present invention relates to a technology for driving an object in a vacuum environment.
加工対象物を加工する際に、それが載置されるテーブルまたはステージを駆動対象として、所望の位置に移動させる駆動装置が知られている。特許文献1には、リニアモータによって互いに直交するX軸方向およびY軸方向にステージを駆動する装置が開示されている。
There is a known driving device that moves the table or stage on which the workpiece is placed to a desired position when processing the workpiece.
上記のようなステージ駆動装置を半導体製造装置等の真空環境での微細な加工または処理を行う装置に適用する場合、ステージの精緻な位置決めが求められるだけでなく、真空チャンバ内を移動するステージが真空環境に悪影響を及ぼさないことが求められる。例えば、移動中のステージが誤動作等によって他の部位に衝突した際に飛散する微粒子が真空環境の汚染またはコンタミネーションを引き起こすと、装置の即時停止、処理中の半導体ウエハの一括廃棄、労力と時間を要する真空チャンバの真空環境の再セットアップ等を行わなければならず、多大な経済的損失が発生する。 When a stage drive device such as the one described above is applied to equipment that performs fine processing or treatment in a vacuum environment, such as semiconductor manufacturing equipment, not only is precise positioning of the stage required, but it is also necessary that the stage moving within the vacuum chamber does not adversely affect the vacuum environment. For example, if the moving stage malfunctions and collides with another part, causing the fine particles to fly off and contaminate the vacuum environment, it will be necessary to immediately stop the equipment, discard all semiconductor wafers being processed, and reset the vacuum environment of the vacuum chamber, which is time-consuming and laborious, resulting in significant economic losses.
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、駆動対象の衝突時の真空環境への悪影響を低減できる駆動装置を提供することにある。 The present invention was made in consideration of these circumstances, and its purpose is to provide a drive device that can reduce the adverse effects on the vacuum environment when the driven object collides.
上記課題を解決するために、本発明のある態様の駆動装置は、真空環境で駆動される駆動対象と、駆動対象との衝突による衝撃を吸収する衝撃吸収部材と、衝撃吸収部材を真空環境から隔離する態様で収容する収容部材とを備える。 To solve the above problems, a driving device according to one embodiment of the present invention includes a driving object that is driven in a vacuum environment, a shock absorbing member that absorbs shock caused by a collision with the driving object, and a housing member that houses the shock absorbing member in a manner that isolates it from the vacuum environment.
この態様によれば、駆動対象の衝突時の衝撃を吸収する衝撃吸収部材が収容部材によって真空環境から隔離されているため、衝撃の吸収時に衝撃吸収部材から飛散する微粒子等による真空環境の汚染またはコンタミネーションを防止できる。 According to this aspect, the shock absorbing member that absorbs the shock when the driven object collides is isolated from the vacuum environment by the housing member, so that contamination of the vacuum environment due to fine particles, etc., that are scattered from the shock absorbing member when absorbing the shock can be prevented.
本発明の別の態様は、衝撃吸収装置である。この装置は、真空環境で駆動される駆動対象との衝突による衝撃を吸収する衝撃吸収部材と、衝撃吸収部材を真空環境から隔離する態様で収容する収容部材とを備える。 Another aspect of the present invention is a shock absorbing device. This device includes a shock absorbing member that absorbs shock caused by a collision with a driven object that is driven in a vacuum environment, and a housing member that houses the shock absorbing member in a manner that isolates it from the vacuum environment.
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラム等の間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。 In addition, any combination of the above components, and any conversion of the present invention between a method, device, system, recording medium, computer program, etc., are also valid aspects of the present invention.
本発明の駆動装置によれば、駆動対象の衝突時の真空環境への悪影響を低減できる。 The driving device of the present invention can reduce the adverse effects on the vacuum environment when a driven object collides.
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。説明および図面において同一または同等の構成要素、部材、処理には同一の符号を付し、重複する説明は適宜省略する。図示される各部の縮尺や形状は、説明を容易にするために便宜的に設定されており、特に言及がない限り限定的に解釈されるものではない。実施形態は例示であり、本発明の範囲を何ら限定するものではない。実施形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。 Below, the embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the description and drawings, the same or equivalent components, members, and processes are given the same reference numerals, and duplicated descriptions are omitted as appropriate. The scale and shape of each part shown in the drawings are set for convenience in order to facilitate the explanation, and should not be interpreted as being limiting unless otherwise specified. The embodiments are illustrative and do not limit the scope of the present invention in any way. All features and combinations thereof described in the embodiments are not necessarily essential to the invention.
図1は、本発明の駆動装置の実施形態に係るステージ装置100の第1の構成例を示す斜視図である。ステージ装置100は、主として、定盤102、除振台104、除振装置106、半導体ウエハ等の処理対象物を載置するテーブル20、X軸に沿って延びる1本のX軸エアアクチュエータ120、Y軸に沿って延びる2本のY軸エアアクチュエータ130A、130B(以下、Y軸エアアクチュエータ130と総称する)を備える。定盤102は除振台104によって支持される。X軸エアアクチュエータ120およびY軸エアアクチュエータ130A、130Bは上面視でH型をなす。除振装置106は、X軸エアアクチュエータ120やY軸エアアクチュエータ130A、130Bの運動に起因する力や床からの振動を吸収し、定盤102の振動を抑制する。
Figure 1 is a perspective view showing a first configuration example of a
X軸エアアクチュエータ120、Y軸エアアクチュエータ130は、それぞれ、気体である空気を作動流体として駆動対象であるテーブル20をX軸、Y軸に沿って駆動する流体アクチュエータである。X軸エアアクチュエータ120は、ガイド(スクエアシャフト)122、スライダ124、サーボ弁126(不図示)を有する。同様にY軸エアアクチュエータ130A、130Bは、それぞれ、ガイド132、スライダ134、サーボ弁136を有する。X軸のガイド122の両端は、それぞれ、Y軸エアアクチュエータ130A、130Bのスライダ134によって支持される。スライダ124は、ガイド122に沿ってX軸方向に移動する。X軸エアアクチュエータ120は、スライダ134の移動に伴ってガイド132に沿ってY軸方向に移動する。このように、ステージ装置100は、テーブル20をスライダ124と共にXY平面内で移動させる。テーブル20、X軸エアアクチュエータ120、Y軸エアアクチュエータ130A、130Bは、内部が真空の真空チャンバ108によって囲われた真空環境下に置かれる。
The
ここで、真空とは通常の大気圧より低い圧力の気体で満たされた空間の状態を表す。真空は圧力領域によって、低真空(100 kPa~100 Pa)、中真空(100 Pa~0.1 Pa)、高真空(0.1 Pa~10-5 Pa)、超高真空(10-5 Pa以下)等のように区分される。本実施形態のステージ装置100は、以上のいずれの区分の真空環境下で使用してもよい。ただし、後述する衝撃吸収装置によれば真空環境の汚染またはコンタミネーションを効果的に防止できるため、より高い清浄度が真空チャンバ108に求められる低圧力領域の真空環境下で動作するステージ装置100に本実施形態は特に好適である。
Here, vacuum refers to a state of space filled with gas at a pressure lower than normal atmospheric pressure. Vacuums are classified into low vacuum (100 kPa to 100 Pa), medium vacuum (100 Pa to 0.1 Pa), high vacuum (0.1 Pa to 10 −5 Pa), ultra-high vacuum (10 −5 Pa or less), etc., depending on the pressure range. The
X軸エアアクチュエータ120は、第1方向としてのX軸方向に延在する第1ガイドとしてのX軸ガイド122と、空気の圧力によってX軸ガイド122に沿って移動可能な第1スライダとしてのX軸スライダ124とを含む第1駆動部を構成する。同様に、Y軸エアアクチュエータ130は、X軸方向と交差する第2方向としてのY軸方向に延在する第2ガイドとしてのY軸ガイド132と、空気の圧力によってY軸ガイド132に沿って移動可能な第2スライダとしてのY軸スライダ134とを含む第2駆動部を構成する。以上の構成において、第1駆動部の第1スライダとしてのX軸スライダ124には駆動対象としてのテーブル20が設置され、第2駆動部の第2スライダとしてのY軸スライダ134には第1駆動部としてのX軸エアアクチュエータ120が設置される。なお、図示の例では第1方向としてのX軸方向と第2方向としてのY軸方向は直交するが、両軸方向がなす交差角度は任意に設計できる。また、サーボ弁126、136は、コントローラ200(図2)によって指令された圧力の空気をスライダ124、134に供給する駆動圧生成部を構成する。
The
位置センサ140は、テーブル20のX軸方向の位置を測定する。また位置センサ142は、テーブル20のY軸方向の位置を測定する。測定されたX軸方向、Y軸方向の位置を時間で微分すれば、X軸方向、Y軸方向の速度が得られる。また、X軸方向、Y軸方向の速度を時間で微分すれば、X軸方向、Y軸方向の加速度が得られる。
図2は、エアアクチュエータの概略断面図である。具体的には、X軸のガイド122のY軸方向中央における縦断面を概略的に示す。
Figure 2 is a schematic cross-sectional view of the air actuator. Specifically, it shows a schematic longitudinal cross-section of the
ガイド122とスライダ124の間には静圧軸受が形成され、ガイド122の外周面とスライダ124の内周面の間に常時供給される空気圧によって、スライダ124はガイド122から浮上して完全非接触でX軸方向に移動可能である。具体的には、スライダ124の内周面(またはガイド122の外周面)に設けられるエアパッド170が図示しない給気系から供給される圧縮気体をガイド122の外周面とスライダ124の内周面の隙間に噴出する。図示されるように、エアパッド170はスライダ124のX軸方向の中央に設けられるサーボ室150を両側から挟む位置に設けられ、スライダ124のY軸方向周りの回転を抑止する。なお、図示は省略したが、テーブル20は、スライダ124の+Z側の面に固定され、スライダ124と一体的にX軸に沿って移動する。
A hydrostatic bearing is formed between the
スライダ124のサーボ室150を囲むように設けられるエアパッド170をさらに両側(図2の左右側)から囲むように、差動排気用の排気溝172、174、176が形成される。排気溝172は大気解放されている。なお、排気溝172は、排気ポンプ(図示せず)に接続されてもよい。排気溝174、176はそれぞれ、排気溝内の圧力を低真空圧力レベル、中真空圧力レベルにするための排気ポンプ(図示せず)に接続されており、エアパッド170およびサーボ室150から供給された圧縮気体を外部に排気する。圧縮気体がガイド122とスライダ124との隙間から漏れ出さないようにすることで、ステージ装置100を真空環境下でも使用できる。
スライダ124には、内部空間であるサーボ室150が設けられる。サーボ室150は、ガイド122に固定された受圧プレート123によって、正側サーボ室152と負側サーボ室154に区画される。
The
X軸エアアクチュエータ120は、X軸の正側と負側にそれぞれ配置された正側サーボ弁126Pと負側サーボ弁126Nを備える。スライダ124は、正側サーボ弁126Pおよび負側サーボ弁126Nによって駆動される。正側サーボ弁126Pおよび負側サーボ弁126Nは、後述するスプールの位置によって正側サーボ室152および負側サーボ室154の給排気量を制御する。正側サーボ弁126Pは、正側配管128Pを介して正側サーボ室152と連通する。負側サーボ弁126Nは、負側配管128Nを介して負側サーボ室154と連通する。
The
X軸エアアクチュエータ120は、正側サーボ弁126Pおよび負側サーボ弁126Nを制御し、正側サーボ室152および負側サーボ室154に差圧を発生させる。この差圧によってガイド122に対するスライダ124の速度および加速度が制御される。
The
正側サーボ弁126Pおよび負側サーボ弁126Nは、それぞれ、正側エア供給管144Pおよび負側エア供給管144Nを介して、エア供給源としてのポンプ146に接続される。また、正側サーボ弁126Pおよび負側サーボ弁126Nは、それぞれ、正側エア排出管148Pおよび負側エア排出管148Nを介して、真空チャンバ108外にエアを排出する。
The positive
ポンプ146からのエアは、正側エア供給管144P、正側サーボ弁126P、正側配管128Pを経て正側サーボ室152に供給される。すなわち、正側エア供給管144P、正側サーボ弁126P、正側配管128Pが正側のエアの供給流路を構成する。同様に、ポンプ146からのエアは、負側エア供給管144N、負側サーボ弁126N、負側配管128Nを経て負側サーボ室154に供給される。すなわち、負側エア供給管144N、負側サーボ弁126N、負側配管128Nが負側のエアの供給流路を構成する。
Air from the
正側サーボ室152内のエアは、正側配管128P、正側サーボ弁126P、正側エア排出管148Pを経て外部に排出される。すなわち、正側配管128P、正側サーボ弁126P、正側エア排出管148Pが正側のエアの排出流路を構成する。同様に、負側サーボ室154内のエアは、負側配管128N、負側サーボ弁126N、負側エア排出管148Nを経て外部に排出される。すなわち、負側配管128N、負側サーボ弁126N、負側エア排出管148Nが負側のエアの排出流路を構成する。
Air in the
ステージ装置100は、正側サーボ弁126Pおよび負側サーボ弁126Nを制御するコントローラ200を備える。以上、X軸エアアクチュエータ120を例に説明したが、Y軸エアアクチュエータ130も同様に構成できる。コントローラ200は、全てのエアアクチュエータ120、130A、130Bの正側サーボ弁および負側サーボ弁を制御する。
The
図3は、サーボ弁の断面図である。ここで、正側サーボ弁126Pおよび負側サーボ弁126Nの構成は同一であるため、サーボ弁126と総称して説明する。また、サーボ弁126の各部の構成に関しても「正側」および「負側」の用語、「N」および「P」の符号を省略する。
Figure 3 is a cross-sectional view of the servo valve. Here, since the positive
サーボ弁126は、本体160と、本体160内に配置されたスプール162と、モータ164と、位置センサ166を備える。サーボ弁126は、3つのポート168A、168B、168Cを備える三方弁である。サーボ弁126は、スプール162の位置に応じて、ポート168Cの接続先を、ポート168Aまたはポート168Bの間で切り替える。スプール162は、本体160内部のZ軸に沿って延びる流路に配置され、Z軸に沿って移動可能である。スプール162の位置は、モータ164の駆動量に応じて変化する。位置センサ166は、スプール162の位置を測定する。
The
本体160の一方の側面には、Z軸に沿って並ぶ2つのポート168A、168Bが設けられる。+Z側にあるポート168Aはエア排出管148に接続され、-Z側にあるポート168Bはエア供給管144に接続される。ポート168Aをエア供給管144に接続し、ポート168Bをエア排出管148に接続してもよい。本体160の他方の側面に設けられたポート168Cは配管128に接続される。
Two
位置センサ166の測定結果は、コントローラ200のアンプユニットAUに供給される。コントローラ200は、アンプユニットAUで取得した測定結果に基づいてスプール162の位置を検知し、それに基づいてモータ164を制御する。コントローラ200がモータ164を駆動してスプール162の位置を制御することで、ポンプ146から供給されたエアがサーボ弁126を通してサーボ室150に供給され、または、サーボ室150内のエアがサーボ弁126を通して外部に排出される。図3ではスプール162がZ軸に沿って移動するようにサーボ弁126を配置したが、サーボ弁126の配置方向はこれに限定されない。
The measurement results of the
図4は、ステージ装置100の第2の構成例を示す斜視図である。図5は、図4のステージ装置100のY軸ガイド16およびY軸スライダ18の斜視図である。説明の便宜上、図示のように、X軸ガイド12(後述)が延在する方向をX軸方向、X軸方向に直交する方向であってY軸ガイド16(後述)が延在する方向をY軸方向、両者に直交する方向をZ軸方向とするXYZ直交座標系を定める。ステージ装置100は、スタックタイプのXYステージと称され、駆動対象をX軸方向(第1方向)、Y軸方向(第1方向に直交する第2方向)に位置決めする。
Figure 4 is a perspective view showing a second configuration example of the
ステージ装置100は、スタックタイプのステージ装置である。ステージ装置100は、X軸ガイド12(第1ガイド)と、X軸スライダ14(第1スライダ)と、Y軸ガイド16(第2ガイド)と、Y軸スライダ18(第2スライダ)と、駆動対象としてのテーブル20とを備える。X軸ガイド12、X軸スライダ14はそれぞれ上軸ガイド、上軸スライダであり、Y軸ガイド16、Y軸スライダ18はそれぞれ下軸ガイド、下軸スライダである。つまり、Y軸ガイド16およびY軸スライダ18は、X軸ガイド12およびX軸スライダ14の下方に配置される。
The
X軸ガイド12は、X軸方向に長い長尺状の部材である。X軸ガイド12は、特に限定されないが、X軸方向に垂直な断面が凹形である。X軸スライダ14は、特に限定されないが、直方体形状を有し、X軸ガイド12の内側に収容される。X軸スライダ14は、X軸ガイド12に案内されてX軸方向に移動する。例えばX軸スライダ14は、X軸ガイド12とともにエアスライドを構成し、それらの間に供給される圧縮気体によりX軸ガイド12に対して浮上し、X軸ガイド12と非接触の状態でX軸ガイド12に沿って移動する。
The
Y軸スライダ18は、X軸ガイド12を下方から支持する。Y軸スライダ18は、Y軸ガイド16に案内されてY軸方向に移動する。したがって、Y軸スライダ18に支持されるX軸ガイド12ひいてはX軸スライダ14は、Y軸スライダ18のY軸方向の移動に伴ってY軸方向に移動する。
The Y-
テーブル20は、X軸スライダ14に固定される。テーブル20には、例えば、半導体ウエハ等の加工対象物または処理対象物が載せられる。X軸スライダ14をX軸方向に移動させ、Y軸スライダ18をY軸方向に移動させることにより、駆動対象としてのテーブル20をX軸方向およびY軸方向に移動させてX軸方向およびY軸方向に位置決めできる。
The table 20 is fixed to the
図6は、Y軸方向に直交する平面で切断したステージ装置100の断面図である。図6では、Y軸スライダ18の連結部35を通る平面で切断した断面を示している。図6ではテーブル20の表示を省略している。
Figure 6 is a cross-sectional view of the
Y軸ガイド16は、上面のX軸方向中央が開口した箱状の部材である。Y軸ガイド16は、底壁22と、第1側壁24および第2側壁26と、第1上壁28および第2上壁30とを含む。
The Y-
底壁22は、平面視で矩形状の板部材である。第1側壁24および第2側壁26はY軸方向に長い立壁である。第1側壁24は底壁22のX軸方向における一端(図6の左端)に立設し、第2側壁26は他端(図6の右端)に立設する。第1側壁24と第2側壁26はX軸方向で対向する。
The
第1上壁28および第2上壁30は平面視でY軸方向に長い矩形状の板部材である。第1上壁28、第2上壁30はそれぞれ、第1側壁24、第2側壁26の上端から互いに向かって延び出すように第1側壁24、第2側壁26の上端に固定される。
The first
Y軸スライダ18は、Y軸ガイド16の内側に収容される。Y軸スライダ18は、X軸方向に互いに離間した第1スライダ部32および第2スライダ部34と、第1スライダ部32と第2スライダ部34とを連結する2つの連結部35とを含む。なお、連結部35の数は特に限定されない。
The Y-
以下では、2つのスライダ部32,34について、Y軸スライダ18のX軸方向における中央に近い側(すなわち連結部35側)を2つのスライダ部32,34の内側、遠い側(すなわち連結部35とは反対側)を2つのスライダ部32,34の外側として説明する。
In the following, the two
第1スライダ部32は、直方体状の第1本体部66と、第1本体部66の上面に固定される第1支持脚部68とを含む。第1本体部66は、そのX軸方向における外側部分(図6では左側部分)が、底壁22と第1側壁24と第1上壁28とで囲まれる空間に収納される。
The
底壁22、第1側壁24、第1上壁28に対向する第1本体部66の底面66a、外側側面66b、上面66cには、下面エアパッド36、側面エアパッド38、上面エアパッド40が設けられている。エアパッド(拘束部材)36~40は、図示しない給気系から供給される圧縮気体を第1本体部66とY軸ガイド16との隙間に噴出する。これにより、当該隙間に高圧の気体層が形成され、エアパッド36~40ひいては第1本体部66がY軸ガイド16から浮上する。なお、エアパッド36~40は、第1本体部66の外周面の代わりに、第1本体部66と対向するY軸ガイド16の対向面に設けられてもよい。いずれにせよ、第1本体部66は、エアパッド36~40から噴出する圧縮気体により、Y軸ガイド16に対する上下およびX軸方向外向きの移動が拘束される。
The
第1本体部66の外側側面66bには、後述のように第1スライダ部32を駆動するための第1エアサーボ室42が形成されている。
A first
第2スライダ部34は、直方体状の第2本体部70と、第2本体部70の上面に固定される第2支持脚部72とを含む。第2本体部70は、そのX軸方向における外側部分(図6では右側部分)が、底壁22と第2側壁26と第2上壁30とで囲まれる空間に収納される。
The
底壁22、第2側壁26、第2上壁30に対向する第2本体部70の底面70a、外側側面70b、上面70cには、下面エアパッド46、側面エアパッド48、上面エアパッド50が設けられている。エアパッド(拘束部材)46~50は、図示しない給気系から供給される圧縮気体を第2本体部70とY軸ガイド16との隙間に噴出する。これにより、当該隙間に高圧の気体層が形成され、エアパッド46~50ひいては第2本体部70がY軸ガイド16から浮上する。なお、エアパッド46~50は、第2本体部70の外周面の代わりに、第2本体部70と対向するY軸ガイド16の対向面に設けられてもよい。いずれにせよ、第2本体部70は、エアパッド46~50から噴出する圧縮気体により、Y軸ガイド16に対する上下およびX軸方向外向きの移動が拘束される。
The
第2本体部70の外側側面70bには、後述のように第2スライダ部34を駆動するための第2エアサーボ室52が形成されている。
A second
第1スライダ部32の第1本体部66の外周面には、エアパッド36~40および第1エアサーボ室42を取り囲むように差動排気用の排気溝54、56、58が形成されている。排気溝54は大気解放されている。なお、排気溝54は、排気ポンプ(図示せず)に接続されてもよい。排気溝56、58はそれぞれ、排気溝内の圧力を低真空圧力レベル、中真空圧力レベルにするための排気ポンプ(図示せず)に接続されており、第1本体部66のエアパッド36~40および第1エアサーボ室42から供給された圧縮気体を外部に排気する。
Exhaust grooves 54, 56, and 58 for differential exhaust are formed on the outer peripheral surface of the first
第2スライダ部34の第2本体部70の外周面には、エアパッド46~50および第2エアサーボ室52を取り囲むように差動排気用の排気溝60、62、64が形成されている。排気溝60、62、64は、第1本体部66の排気溝54、56、58と同様に構成される。圧縮気体がY軸ガイド16とY軸スライダ18との隙間から漏れ出さないようにすることで、ステージ装置100を真空環境下でも使用できる。
Exhaust grooves 60, 62, and 64 for differential exhaust are formed on the outer peripheral surface of the second
第1支持脚部68は、第1上壁28よりもX軸方向内側(図6の右側)に突出する第1本体部66の上面66cの部分66dに載置され、そこで固定される。第2支持脚部72は、第2上壁30よりもX軸方向内側(図6の左側)に突出する第2本体部70の上面70cの部分70dに載置され、そこで固定される。第1支持脚部68および第2支持脚部72は、X軸ガイド12を支持する。
The
X軸スライダ14の移動に伴って移動するX軸スライダ14の重心Gの可動範囲Rは、X軸ガイド12を支持する第1支持脚部68のX軸方向の中央と第2支持脚部72のX軸方向の中央との間に収まる。つまり、X軸ガイド12は第1支持脚部68のX軸方向の中央と第2支持脚部72のX軸方向の中央の2つの支持位置で支持され、この2つの支持位置の間にX軸スライダ14の重心Gの可動範囲Rが収まる。
The movable range R of the center of gravity G of the
下面エアパッド36、上面エアパッド40および第1支持脚部68は、X軸方向において、上面エアパッド40の中央と第1支持脚部68の中央(言い換えるとX軸ガイド12を支持する支持位置、さらに言い換えるとX軸ガイド12の荷重が加わる位置)との間に下面エアパッド36の中央が位置するように配置される。より詳しくは、下面エアパッド36、上面エアパッド40および第1支持脚部68は、X軸方向において内側から外側に向かって、第1支持脚部68のX軸方向における中央、下面エアパッド36のX軸方向における中央、上面エアパッド40のX軸方向における中央の順に並ぶように配置される。
The
下面エアパッド46、上面エアパッド50および第2支持脚部72は、X軸方向において、上面エアパッド50の中央と第2支持脚部72の中央(言い換えるとX軸ガイド12を支持する支持位置、さらに言い換えるとX軸ガイド12の荷重が加わる位置)との間に下面エアパッド46の中央が位置するように配置される。より詳しくは、下面エアパッド46、上面エアパッド50および第2支持脚部72は、X軸方向内側から外側に向かって、第2支持脚部72のX軸方向における中心、下面エアパッド46のX軸方向における中心、上面エアパッド50のX軸方向における中心の順に並ぶように配置される。
The
連結部35は、特に限定されないが、図示の例ではX軸方向に延在する棒部材であり、X軸方向に垂直な断面が矩形状である。2つの連結部35のX軸方向に垂直な断面積の合計は、第1本体部66や第2本体部70のX軸方向に垂直な断面積よりも小さい。これにより、Y軸スライダ18を1つの大きなスライダ部として形成する場合と比べ、すなわちY軸スライダ18を1つの大きな直方体の部材として形成する場合と比べ、Y軸スライダ18を軽量化できる。
The connecting
連結部35は、第1スライダ部32と第2スライダ部34とのX軸方向の距離が変わらないようにそれらを連結する。図示の例の連結部35は、そのX軸方向における端面35a,35bが、本体部66,70の内側端面66e,70eに直接に接続されている。なお、連結部35は、本体部66,70が連結部35に対してZ軸方向に微小に変位可能なように、例えば弾性ヒンジを介して本体部66,70の内側端面66e,70eに接続されてもよい。
The connecting
図7は、図6のA-A線断面図である。図7を参照して、Y軸スライダ18がY軸ガイド16に対して移動する原理を説明する。ステージ装置100は、第1隔壁74および第2隔壁76をさらに備える。図7ではY軸ガイド16とスライダ部32,34との隙間や隔壁74,76とエアサーボ室42,52との隙間を誇張して描いている。実際には例えば、これらの隙間は数ミクロン程度である。
Figure 7 is a cross-sectional view taken along line A-A in Figure 6. The principle by which the Y-
第1隔壁74は、Y軸ガイド16に固定され、第1エアサーボ室42をY軸方向に関して2つのエアサーボ室42a、42bに区画する。2つのエアサーボ室42a、42bには、圧縮気体を出入り可能にするための給気系80a、80bがそれぞれ接続されている。給気系80a、80bは、サーボ弁82a、82bと、圧縮気体供給源84a、84bとをそれぞれ含む。
The
第2隔壁76は、Y軸ガイド16に固定され、第2エアサーボ室52をY軸方向に関して2つのエアサーボ室52a、52bに区画する。2つのエアサーボ室52a、52bには、圧縮気体を出入り可能にするための給気系86a、86bがそれぞれ接続されている。給気系86a、86bは、サーボ弁88a、88bと、圧縮気体供給源90a、90bとをそれぞれ含む。
The
エアパッド36~40、46~50に圧縮気体を供給すると、上述のようにY軸スライダ18がY軸ガイド16に対してわずかに浮上する。この状態で、例えばエアサーボ室42a,52aに圧縮気体を供給するとともに、エアサーボ室42b,52bから圧縮気体を排出すると、隔壁74,76がピストンとして作用して、スライダ部32,34ひいてはY軸スライダ18が図中の下方向に移動する。このように、圧縮気体の給排を制御することによって、Y軸スライダ18をY軸ガイド16に対して任意の位置に移動させることができる。
When compressed gas is supplied to the air pads 36-40, 46-50, the Y-
図8は、ステージ装置100の第3の構成例を示す断面図である。図8は図6に対応する。この構成例ではY軸スライダ18はエアサーボ室を備えない。代わりにステージ装置100は、リニアモータ92を備える。つまり、Y軸スライダ18は、エアサーボではなくリニアモータ92により駆動される。リニアモータ92は、Y軸スライダ18に固定される磁石94と、Y軸方向に並ぶようにY軸ガイド16に固定される複数の電磁石96とを含む。この例では、連結部35に磁石94が固定されているが、これには限定されず、例えば第1スライダ部32および第2スライダ部34の少なくとも一方に磁石94が固定されてもよい。
Figure 8 is a cross-sectional view showing a third configuration example of the
続いて、以上で三つの構成例を示したステージ装置100で使用される衝撃吸収装置300を説明する。衝撃吸収装置300は、ステージ装置100の駆動対象であるテーブル20およびそれと一体的にX軸方向またはY軸方向に駆動される構造物の誤動作等による衝突時の衝撃を吸収する。圧力の低い真空環境下で駆動対象を圧縮気体によって浮上させて駆動する本実施形態のステージ装置100では、駆動対象が一旦高速になってしまうと簡単に停止させることができないため、このような場合に発生しうる不慮の衝突による衝撃を吸収する衝撃吸収装置300が設けられる。
Next, we will explain the
図1の第1の構成例では、テーブル20およびX軸スライダ124がX軸方向に一体的に移動し、その移動経路を構成するX軸ガイド122の両端部にあるY軸スライダ134に衝突する恐れがある。そこで、テーブル20またはX軸スライダ124が衝突する可能性のあるY軸スライダ134の表面301に衝撃吸収装置300を設けることで、不慮の衝突による衝撃を吸収する。また、図1の第1の構成例では、テーブル20、X軸スライダ124、X軸ガイド122、Y軸スライダ134がY軸方向に一体的に移動し、その移動経路を構成するY軸ガイド132の両端部にY軸スライダ134が衝突する恐れがある。そこで、Y軸スライダ134が衝突する可能性のあるY軸ガイド132の両端部の表面302に衝撃吸収装置300を設けることで、不慮の衝突による衝撃を吸収する。なお、衝撃吸収装置300は、衝突される側の表面301、302の代わりに、衝突する側のテーブル20、X軸スライダ124、Y軸スライダ134の端面に設けてもよい。
In the first configuration example of FIG. 1, the table 20 and the
図4~8の第2および第3の構成例では、図4、6、8に示されるように、テーブル20およびX軸スライダ14がX軸方向に一体的に移動し、その移動経路を構成するX軸ガイド12の両端部の内壁13にX軸スライダ14が衝突する恐れがある。そこで、X軸スライダ14が衝突する可能性のあるX軸ガイド12の内壁13に衝撃吸収装置300を設けることで、不慮の衝突による衝撃を吸収する。また、第2および第3の構成例では、図4、5、7に示されるように、テーブル20、X軸スライダ14、X軸ガイド12、Y軸スライダ18がY軸方向に一体的に移動し、その移動経路を構成するY軸ガイド16の両端部の内壁17にY軸スライダ18が衝突する恐れがある。そこで、Y軸スライダ18が衝突する可能性のあるY軸ガイド16の内壁17に衝撃吸収装置300を設けることで、不慮の衝突による衝撃を吸収する。なお、衝撃吸収装置300は、衝突される側の内壁13、17の代わりに、衝突する側のX軸スライダ14、Y軸スライダ18の端面に設けてもよい。
In the second and third configuration examples of Figures 4 to 8, as shown in Figures 4, 6, and 8, the table 20 and the
図9は、衝撃吸収装置300の構成を模式的に示す。衝撃吸収装置300は、駆動対象との衝突による衝撃を吸収する衝撃吸収部材310と、衝撃吸収部材310を外部の真空環境から隔離する態様で収容する収容部材320を備える。衝撃吸収部材310としては衝撃を緩和する各種の緩衝材や緩衝装置を利用でき、その具体例については後述する。収容部材320は、衝撃吸収部材310が収容される内部と真空環境である外部の間の気体の流れを遮断する気密部材である。収容部材320には、衝撃吸収部材310を内部に収容する本体321と、駆動対象が衝突して衝撃を加える面に設けられる緩衝部材322と、本体321と緩衝部材322の間に設けられる蛇腹構造のベローズ323と、衝撃吸収部材310を外部に取出し可能な取出部324が設けられる。緩衝部材322は収容部材320の衝撃が加わる側(図9の左側)の端面に設けられ、取出部324は収容部材320の衝撃が加わる側と反対側(図9の右側)の端面に設けられ、両端面の間にベローズ323と本体321が衝撃の加わる方向(図9の左右方向)に並んで設けられる。
9 is a schematic diagram showing the configuration of the
駆動対象が収容部材320に衝突することで加わる衝撃は、一次的には緩衝部材322やベローズ323によって緩和される。すなわち、ゴム等の弾性部材で構成される緩衝部材322の弾性変形やベローズ323の縮みによって小さな衝撃であれば吸収できる。緩衝部材322やベローズ323で吸収しきれない大きな衝撃は、本体321の内部に収容される衝撃吸収部材310が吸収する。大きな衝撃が加わった衝撃吸収部材310には変形や破損が生じ、その際に衝撃吸収部材310やそれと接触した収容部材320の本体321の内壁等から微粒子等の汚染要素が飛散する可能性がある。しかし、気密部材である収容部材320は、これらの汚染要素を内部に留めるため、真空チャンバ108による外部の真空環境の汚染を防止できる。
The shock applied when the driven object collides with the
続いて、本発明者が行った衝撃吸収部材310の検討例を説明する。図10は衝撃吸収部材310としてゴム等の弾性変形部材311を用いた第1の検討例を示し、図11は衝撃吸収部材310として金属等の塑性変形部材312を用いた第2の検討例を示し、図12は衝撃吸収部材310としてオイルダンパ等の流体抵抗を利用した流体ダンパ313を用いた第3の検討例を示す。
Next, we will explain examples of the
第1の検討例に係る衝撃吸収装置300の構成を模式的に示す図10(A)では、衝撃吸収部材310としてのゴム製の弾性変形部材311が収容部材320の本体321の内部に収容される。緩衝部材322やベローズ323で吸収しきれない大きな衝撃は、弾性変形部材311が収容部材320の内部で衝撃が加わる方向(図10(A)の左右方向)に弾性変形(弾性収縮)することによって吸収される。
In FIG. 10(A), which shows a schematic configuration of a
図10(B)は、弾性変形部材311の弾性変位量(ストローク)と吸収される衝撃荷重の関係を模式的に示す。ストロークが比較的小さい範囲では衝撃荷重がストロークに対して線形に増加するのに対し、ストロークが比較的大きい範囲では衝撃荷重がストロークに対して非線形に増加する。弾性変形部材311に加わる衝撃が大きい場合は非線形領域での弾性変形となるため、小さなストロークに対して大きな衝撃荷重が生じる。このようにストロークに対して急峻に変化する衝撃荷重は、衝撃吸収装置300が取り付けられるステージ装置100の各部(表面301、302、内壁13、17等)に加わるため、ステージ装置100が損傷する恐れがある。
Figure 10 (B) shows a schematic diagram of the relationship between the elastic displacement (stroke) of the
一方、ゴム製の弾性変形部材311は弾性変形する際に微粒子等の汚染要素を収容部材320の内部に発生させにくい。そのため、収容部材320の外部への汚染要素の流出の恐れが少ないため、後述する第2および第3の検討例と比べて気密性能の低い安価な収容部材320を使用できる。また、ゴム製の弾性変形部材311は弾性変形しても破損する可能性が低いため、交換のための取出部324(図9)を設けなくてもよい。
On the other hand, the rubber elastically deforming
以上のような第1の検討例に係る弾性変形部材311は、ストロークが線形領域に留まる用途であれば、ステージ装置100を損傷させるリスクも低いため、ステージ装置100の低コスト化のために採用できる。例えば、テーブル20が比較的低速で駆動される用途であれば、衝突時の衝撃が小さくストロークが線形領域に収まるため、弾性変形部材311を用いても問題ない。一方、ステージ装置100の小型化が求められる用途では、弾性変形部材311の小型化によって線形領域の幅が小さくなるため、短いストロークであっても非線形領域の弾性変形となってしまう。このような用途では、以下で説明する第2または第3の検討例に係る衝撃吸収部材310を用いるのが好ましい。
The
第2の検討例に係る衝撃吸収装置300の構成を模式的に示す図11(A)では、衝撃吸収部材310としての金属製の塑性変形部材312が収容部材320の本体321の内部に収容される。塑性変形部材312は塑性変形によって衝撃を吸収する筒状の部材である。筒状の塑性変形部材312の一方(図11(A)の左方)の端部には金属製の柱状の挿入部材314が挿入される。挿入部材314の塑性変形部材312に挿入されていない側の端部はねじ等によって収容部材320に固定される。以上の構成において、筒状の塑性変形部材312の軸および柱状の挿入部材314の軸は一致し、衝撃が加わる方向(図11(A)の左右方向)を向く。
In FIG. 11A, which shows a schematic configuration of the
緩衝部材322やベローズ323で吸収しきれない大きな衝撃は、塑性変形部材312が収容部材320の内部で塑性変形することによって吸収される。具体的には、駆動対象が収容部材320に衝突すると、その衝撃によって挿入部材314が塑性変形部材312に近づく方向(図11(A)の右方向)に移動し、挿入部材314の塑性変形部材312への挿入量が増加する。この時に挿入部材314が及ぼす力によって、筒状の塑性変形部材312が径方向に拡開するように塑性変形するため、衝撃が吸収される。換言すれば、塑性変形部材312は、収容部材320の内部で挿入部材314に対して図11(A)の左方向に相対移動する際に、挿入部材314の外周でめくれ上がるように塑性変形することで衝撃を吸収する。
Large impacts that cannot be absorbed by the
図11(B)は、塑性変形部材312に対する挿入部材314の挿入量(ストローク)と吸収される衝撃荷重の関係を模式的に示す。ストロークが0付近の狭い範囲を除けば、ストロークが変化しても衝撃荷重は略一定である。ストロークの変化は塑性変形部材312が拡開する、または、めくれ上がる位置の違いに過ぎず、その塑性変形によって吸収される衝撃荷重の量は大きく変化しないためである。このように、衝撃吸収装置300に大きな衝撃が加わったとしても、逐次的に位置を変えながら塑性変形する塑性変形部材312によって、ステージ装置100の各部に加わる衝撃荷重が過大にならないように時間的に分散されるため、ステージ装置100の損傷を防止できる。これはストロークに対して衝撃荷重が非線形に増加する第1の検討例の図10(B)とは対照的である。
Figure 11 (B) shows a schematic diagram of the relationship between the insertion amount (stroke) of the
以上のような第2の検討例に係る塑性変形部材312は、大きな衝撃が加わってもステージ装置100を損傷させるリスクが低いため、低速駆動用途等に限定される第1の検討例に係る弾性変形部材311に比べて用途が広い。一方、ゴム製の弾性変形部材311と異なり、金属製の塑性変形部材312は塑性変形する際に金属の微粒子等の汚染要素を収容部材320の内部に発生させる。しかし、気密部材である収容部材320は、これらの汚染要素を内部に留めるため、真空チャンバ108による外部の真空環境の汚染を防止できる。このように、衝撃吸収性能に優れた塑性変形部材312と気密性能に優れた収容部材320の組合せによって、真空環境で使用されるステージ装置100に好適な汎用的な衝撃吸収装置300を実現できる。
The
なお、筒状の塑性変形部材312が径方向に拡開する、または、めくれ上がるように塑性変形する際に収容部材320の内壁と接触しないように、本体321の内部の塑性変形部材312の周囲に接触防止空間331が設けられる。接触防止空間331によれば、衝撃を吸収するための塑性変形部材312の塑性変形が妨げられないため確実に衝撃を吸収でき、また、塑性変形した塑性変形部材312が接触することによる収容部材320の内壁等の損傷を防止できる。
In addition, a
また、塑性変形した後の塑性変形部材312は衝撃吸収能力を失っているため交換する必要がある。このために開閉可能な取出部324が、塑性変形部材312の挿入部材314が挿入されていない側(図11(A)の右側)の端部に対向する位置に設けられる。交換作業は、取出部324を開けて使用済の塑性変形部材312を挿入部材314から引き抜くように取り出し、新しい塑性変形部材312を既存の挿入部材314に挿入するように取り付けた後に取出部324を閉めるだけで完了する。ただし、塑性変形部材312の交換作業は真空チャンバ108を開けて行う必要があるため、装置の停止や交換作業後の真空環境の再セットアップ等を伴う。不必要な交換作業の実施は多大な経済的損失に繋がるため、交換作業の実施タイミングは慎重に決める必要がある。
In addition, the plastically
一方で、真空チャンバ108内で収容部材320に覆われた塑性変形部材312が使用済(塑性変形済)か否かは外部から視認できない。そこで、収容部材320の内部における塑性変形部材312の塑性変形を検知する塑性変形検知部332が、本体321の内部の接触防止空間331に設けられる。塑性変形検知部332は、挿入部材314の周囲で塑性変形した塑性変形部材312を非接触式または接触式で直接的または間接的に検知可能な任意の類型のセンサによって構成される。例えば、一個または複数個の光センサ、電磁気センサ、機械センサ、熱センサ、化学センサ等を単独または組合せで用いることで塑性変形検知部332を構成できる。
On the other hand, it is not possible to visually determine from the outside whether the
塑性変形検知部332は、有線または無線の任意の通信手段を用いて、真空チャンバ108外の報知部333(塑性変形報知部)に検知結果を送信する。報知部333は塑性変形検知部332の検知結果をユーザに報知する。ユーザは塑性変形部材312が塑性変形済(使用済)であることを適時に知ることができるため、塑性変形部材312の交換作業を必要な場合に限って実施できる。
The plastic
なお、図11(A)の例では、筒状の塑性変形部材312が収容部材320で衝撃の加わらない側(右側)に設けられ、柱状の挿入部材314が収容部材320で衝撃の加わる側(左側)に設けられたが、筒状の塑性変形部材312を収容部材320で衝撃の加わる側(左側)に設け、柱状の挿入部材314を収容部材320で衝撃の加わらない側(右側)に設けてもよい。また、挿入部材314を設けずに、筒状、柱状、棒状等の任意の長尺形状の塑性変形部材312に生じるせん断応力によって、塑性変形部材312が衝撃の加わる方向と交差する方向に塑性変形することで衝撃を吸収してもよい。
In the example of FIG. 11(A), the cylindrical
第3の検討例に係る衝撃吸収装置300の構成を模式的に示す図12では、衝撃吸収部材310としての流体ダンパ313が収容部材320の本体321の内部に収容される。流体ダンパ313は、油の流体抵抗を利用して衝撃を吸収するオイルダンパであり、衝撃が加わる方向(図12の左右方向)に長尺で内部に油が充填されたシリンダ315と、シリンダ315内を衝撃が加わる方向に移動可能なピストン316と、衝撃が加わる方向に長尺で一端(図12の右端)がピストン316に固定され他端(図12の左端)が収容部材320の内壁に当接されたピストンロッド317を備える。シリンダ315の内部はピストン316によって緩衝部材322側(図12の左側)の第1室318Aと取出部324側(図12の右側)の第2室318Bに区画される。また、シリンダ315の内部に充填された油は、ピストン316に設けられた各種の流路要素319を介して第1室318Aと第2室318Bの間を相互に流通可能である。
12, which shows a schematic configuration of the
緩衝部材322やベローズ323で吸収しきれない大きな衝撃は、流体ダンパ313が収縮することによって吸収される。具体的には、駆動対象が収容部材320に衝突すると、その衝撃の方向(図12の右方向)にピストンロッド317およびピストン316が一体的に移動する。この時、ピストン316は圧縮された第2室318B内の油からの油圧抵抗を受けて緩やかに停止する。このピストン316の減速が急峻な場合は、そこで失われる大きな運動エネルギーが瞬間的にステージ装置100の各部に加わるため、ステージ装置100が損傷する恐れがあるが、ピストン316に設けられるオリフィス、バルブ、ポート等の流路要素319を介して油が第2室318Bから第1室318Aに移動することで、第2室318B内の油圧が過大になることを防止し、ピストン316の緩やかな減速を可能とする。
Large impacts that cannot be absorbed by the
流体ダンパ313の収縮量(ストローク)と吸収される衝撃荷重の関係は、各種の流路要素319の組合せによって設計可能であり、例えば、第2の検討例の図11(B)のような関係も実現できる。したがって、第2の検討例と同様に、衝撃吸収装置300に大きな衝撃が加わったとしても、ステージ装置100の各部に加わる衝撃荷重が過大にならないように時間的に分散されるため、ステージ装置100の損傷を防止できる。
The relationship between the contraction amount (stroke) of the
以上のような第3の検討例に係る流体ダンパ313は、大きな衝撃が加わってもステージ装置100を損傷させるリスクが低いため、低速駆動用途等に限定される第1の検討例に係る弾性変形部材311に比べて用途が広い。一方、流体ダンパ313ではシリンダ315から収容部材320の内部に油が漏れる恐れもある。しかし、気密部材である収容部材320は、汚染要素としての油を内部に留めるため、真空チャンバ108による外部の真空環境の汚染を防止できる。このように、衝撃吸収性能に優れた流体ダンパ313と気密性能に優れた収容部材320の組合せによって、真空環境で使用されるステージ装置100に好適な汎用的な衝撃吸収装置300を実現できる。
The
なお、シリンダ315から漏れた油を貯留して真空環境への流出を防止するために、本体321の内部のシリンダ315の周囲に油貯留空間334が設けられる。このため、漏れた油の量が少ない場合は、そのまま衝撃吸収装置300を稼働させてもよい。一方、漏れた油の量が多い場合は、油貯留空間334の清掃や流体ダンパ313の交換等の整備作業が必要になる。このために開閉可能な取出部324が流体ダンパ313の端部(図12の右端部)に対向する位置に設けられる。整備作業は取出部324を開けて油貯留空間334の清掃や流体ダンパ313の交換を行った後に取出部324を閉めるだけで完了する。ただし、これらの整備作業は真空チャンバ108を開けて行う必要があるため、装置の停止や交換作業後の真空環境の再セットアップ等を伴う。不必要な整備作業の実施は多大な経済的損失に繋がるため、整備作業の実施タイミングは慎重に決める必要がある。
In addition, an
一方で、真空チャンバ108内で収容部材320に覆われた流体ダンパ313から漏れた油の量は外部から視認できない。そこで、収容部材320の内部において流体ダンパ313から漏れた油の量を検知する漏油検知部335が、本体321の内部の油貯留空間334に設けられる。漏油検知部335は、油貯留空間334に漏れた油の量を非接触式または接触式で直接的または間接的に検知可能な任意の類型のセンサによって構成される。例えば、一個または複数個の光センサ、電磁気センサ、熱センサ、化学センサ等を単独または組合せで用いることで漏油検知部335を構成できる。
On the other hand, the amount of oil leaking from the
漏油検知部335は、有線または無線の任意の通信手段を用いて、真空チャンバ108外の報知部336(漏油報知部)に検知結果を送信する。報知部336は漏油検知部335の検知結果をユーザに報知する。ユーザは流体ダンパ313からの漏油の有無や漏れた油の量を適時に知ることができるため、流体ダンパ313の整備作業を必要な場合に限って実施できる。
The oil
なお、図12の例では、油圧によって衝撃を吸収するオイルダンパを説明したが、空気圧によって衝撃を吸収するエアダンパを使用してもよい。オイルダンパと比べてエアダンパの衝撃吸収性能は劣ることが多いが、一方でエアダンパは油のような汚染要素を発生させないため真空環境の汚染防止には優れる。したがって、エアダンパは、想定される衝撃が小さい低速駆動等の場合や、気密性能の低い安価な収容部材320を使用する場合に好適である。
In the example of Figure 12, an oil damper that absorbs shock using hydraulic pressure has been described, but an air damper that absorbs shock using air pressure may also be used. The shock absorption performance of air dampers is often inferior to that of oil dampers, but air dampers are excellent at preventing contamination of the vacuum environment because they do not generate contaminating elements such as oil. Therefore, air dampers are suitable for cases such as low-speed driving where the expected shock is small, or when using an
以上、本発明を実施形態に基づいて説明した。実施形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。 The present invention has been described above based on the embodiments. The embodiments are merely examples, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications are possible in the combination of each component and each processing process, and that such modifications are also within the scope of the present invention.
本実施形態のステージ装置は、クリーンルームや真空チャンバ等の清浄環境で使用される設備や装置の構成要素として組み込んでもよい。例えば、露光装置、イオン注入装置、熱処理装置、エッチング装置、スパッタリング装置、検査装置等の半導体製造装置において、処理対象の半導体ウエハ等を載置するテーブルの位置を精密に制御する用途に本実施形態のステージ装置は好適である。 The stage device of this embodiment may be incorporated as a component of equipment or devices used in clean environments such as clean rooms and vacuum chambers. For example, the stage device of this embodiment is suitable for precisely controlling the position of a table on which a semiconductor wafer or the like to be processed is placed in semiconductor manufacturing equipment such as exposure equipment, ion implantation equipment, heat treatment equipment, etching equipment, sputtering equipment, and inspection equipment.
なお、実施形態で説明した各装置の機能構成はハードウェア資源またはソフトウェア資源により、あるいはハードウェア資源とソフトウェア資源の協働により実現できる。ハードウェア資源としてプロセッサ、ROM、RAM、その他のLSIを利用できる。ソフトウェア資源としてオペレーティングシステム、アプリケーション等のプログラムを利用できる。 The functional configuration of each device described in the embodiments can be realized by hardware resources or software resources, or by the cooperation of hardware and software resources. Processors, ROM, RAM, and other LSIs can be used as hardware resources. Programs such as operating systems and applications can be used as software resources.
12 X軸ガイド、14 X軸スライダ、16 Y軸ガイド、18 Y軸スライダ、20 テーブル、100 ステージ装置、108 真空チャンバ、120 X軸エアアクチュエータ、122 X軸ガイド、124 X軸スライダ、130 Y軸エアアクチュエータ、132 Y軸ガイド、134 Y軸スライダ、300 衝撃吸収装置、310 衝撃吸収部材、311 弾性変形部材、312 塑性変形部材、313 流体ダンパ、314 挿入部材、320 収容部材、321 本体、322 緩衝部材、323 ベローズ、324 取出部、331 接触防止空間、332 塑性変形検知部、333 報知部、334 油貯留空間、335 漏油検知部、336 報知部。 12 X-axis guide, 14 X-axis slider, 16 Y-axis guide, 18 Y-axis slider, 20 table, 100 stage device, 108 vacuum chamber, 120 X-axis air actuator, 122 X-axis guide, 124 X-axis slider, 130 Y-axis air actuator, 132 Y-axis guide, 134 Y-axis slider, 300 shock absorbing device, 310 shock absorbing member, 311 elastic deformation member, 312 plastic deformation member, 313 fluid damper, 314 insertion member, 320 storage member, 321 main body, 322 cushioning member, 323 bellows, 324 removal section, 331 contact prevention space, 332 plastic deformation detection section, 333 notification section, 334 oil storage space, 335 oil leakage detection section, 336 notification section.
Claims (18)
前記駆動対象との衝突による衝撃を吸収する衝撃吸収部材と、
前記真空環境に置かれ、前記衝撃吸収部材を外部の前記真空環境から隔離する態様で内部に収容する収容部材と
を備える駆動装置。 A driven object driven in a vacuum environment;
a shock absorbing member that absorbs shock caused by a collision with the driven object;
a housing member that is placed in the vacuum environment and houses the shock absorbing member therein in a manner that isolates the shock absorbing member from the external vacuum environment.
前記衝撃吸収部材は前記筒状の塑性変形部材の少なくとも一つの端部に挿入される挿入部材を更に備え、
前記駆動対象と前記収容部材の衝突時に、前記収容部材の内部で前記挿入部材の挿入量が増加するように相対移動する前記塑性変形部材が、前記挿入部材の外周で塑性変形することで衝撃を吸収する
請求項2に記載の駆動装置。 The plastic deformation member is cylindrical,
The impact absorbing member further includes an insertion member that is inserted into at least one end of the cylindrical plastic deformation member,
The drive device according to claim 2, wherein when the driven object collides with the accommodating member, the plastic deformation member, which moves relatively inside the accommodating member so that the insertion amount of the insertion member increases, absorbs impact by plastically deforming on the outer periphery of the insertion member.
前記衝撃吸収部材および前記収容部材は前記第1ガイドまたは前記第2ガイドの少なくとも一つの端部に設けられる
請求項1から12のいずれかに記載の駆動装置。 a first driving unit including a first guide extending in a first direction and a first slider on which the driven object is installed, the driven object being movable along the first guide by air pressure; and a second driving unit including a second guide extending in a second direction intersecting the first direction and a second slider on which the first driving unit is installed, the second guide being movable along the second guide by air pressure;
The drive unit according to claim 1 , wherein the shock absorbing member and the housing member are provided at an end of at least one of the first guide or the second guide.
前記衝撃吸収部材および前記収容部材は前記ガイドの少なくとも一つの端部に設けられる
請求項1から12のいずれかに記載の駆動装置。 Further comprising a drive unit including a guide extending in one direction and a slider on which the driven object is placed and which can be moved along the guide by a linear motor;
The drive unit according to claim 1 , wherein the shock absorbing member and the housing member are provided at least at one end of the guide.
前記真空環境に置かれ、前記衝撃吸収部材を外部の前記真空環境から隔離する態様で内部に収容する収容部材と
を備える衝撃吸収装置。 a shock absorbing member that absorbs shock caused by a collision with a driven object driven in a vacuum environment;
a housing member that is placed in the vacuum environment and houses the shock absorbing member therein in a manner that isolates the shock absorbing member from the external vacuum environment.
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