JP2007232648A - ステージ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明はθテーブルの回動動作を安定的且つ精密に制御できることを課題とする。
【解決手段】ステージ装置１０Ａは、定盤２０と、定盤２０の平面上を移動するステージ３０と、ステージ３０上に載置されたθテーブル４０とを有する。Ｘステージ３８とθテーブル４０との間には、θテーブル４０をθｚ方向に回動可能に支持するピボット軸８０と、ピボット軸８０を回転可能に軸承する軸受８２とが設けられている。一対のθリニアモータ７４は、上方からみるとピボット軸８０を中心に対称となる位置に平行に設けられている。また、θリニアモータ７４は、マグネットヨーク７６がθテーブル４０の側面と同一高さとなるように支持部７９により支持されており、且つ支持部７９が定盤２０より側方に離間した床面上に起立されているため、θテーブル４０をθｚ方向に回動させる際の反力が支持部７９を介して床面に伝播される。
【選択図】図１

Description

本発明はステージ装置に係り、特にθテーブルの回動動作をより安定的且つ精密に行なえるように構成されたステージ装置に関する。

例えば、ステージ装置では、Ｙ方向に移動するＹステージと、Ｘ方向に移動するＸステージとを有し、Ｙステージが定盤上に固定された一対のＹ方向ガイドレールに沿って移動方向をガイドされ、ＸステージがＹステージに搭載されたＸ方向ガイドレールに沿って移動方向をガイドされる（例えば、特許文献１参照）。

また、半導体ウエハの移動に用いられるステージ装置では、Ｙステージの両端に設けられたスライダがリニアモータによりＹ方向に並進駆動され、且つＸステージ上にはウエハが載置されるθテーブルがθｚ方向に回動可能に支持されている。

この種のステージ装置では、対象物としてのウエハが搬送されてθテーブルに保持されると、ウエハの位置を高精度に位置決めするため、θテーブルをＺ軸回りのθｚ方向に回動動作させてウエハの位置を調整する位置決め制御を行なうように構成されている。また、このステージ装置では、θテーブルの下側にθリニアモータが配置されているため、Ｘステージにθリニアモータの固定子が固定されている。
特開２００３−２８９７４号公報

上記従来のステージ装置では、θテーブルの下側に設けられたθリニアモータの固定子がステージ上に支持されているため、θテーブルをθｚ方向に回動させる際の反力がステージに作用すると、ステージをガイドするガイドレールとガイドレールに対して空気圧により非接触で移動するためのエアパッド（エアベアリングまたは静圧パッドとも呼ばれている）とのクリアランス分だけステージがθｚ方向（θテーブルと逆方向）に回動させられてしまい、ステージ上に支持されたθテーブルの回動位置を安定的且つ精密に制御することが難しいという問題があった。

そこで、本発明は上記事情に鑑み、上記課題を解決したステージ装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は以下のような手段を有する。

本発明は、定盤上を移動するステージと、該ステージ上に回動可能に支持されたθテーブルとを有し、前記ステージを前記θテーブルと共に移動させるステージ装置において、前記θテーブルの側面に結合された可動子と、前記可動子に対向配置された固定子とを有し、前記θテーブルを前記Ｚ軸回りに駆動する一対のθリニアモータと、前記定盤の側方に離間した位置に固定され、前記θリニアモータの固定子を支持する支持部と、を備えたことを特徴とする。

前記一対のθリニアモータは、各可動子を同一方向に並進駆動することで前記θテーブルと共に前記ステージを駆動することを特徴とする。

また、本発明は、前記ステージ上面の中央と前記θテーブルの下面中心との間で垂直方向に起立するピボット軸と、前記θテーブルが前記ピボット軸の軸回りに回転するように前記ピボット軸を軸承する軸受と、を備えたことを特徴とする。

また、本発明は、前記θテーブルの下面より垂下方向に延在形成された複数の支柱と、該支柱の下端に前記ステージ上を空気圧により浮上して移動するエアパッドと、を有することを特徴とする。

また、本発明は、前記θテーブルの下面より垂下方向に延在形成された複数の支柱と、該支柱の下端に前記定盤上を空気圧により浮上して移動するエアパッドと、を有することを特徴とする。

前記軸受は、前記ピボット軸の上端または下端の外周を軸承するクロスローラベアリングであることを特徴とする。

前記ステージは、Ｙ方向に移動するＹステージと、Ｙ方向と直交するＸ方向に移動するＸステージとを有し、前記Ｘステージ上に前記θテーブルが前記Ｚ軸回りに回転可能に支持されたことを特徴とする。

前記ピボット軸は、前記θテーブルの下面に対向するように配置された支持プレートに支持され、前記支持プレートは、高さ位置を調整する高さ調整機構を介して支持されたことを特徴とする。

前記高さ調整機構は、前記支柱に設けられ、前記支柱を介して前記支持プレートの高さ位置を調整することを特徴とする。

本発明によれば、θリニアモータの固定子を支持する支持部を定盤の側方に離間した位置に固定することにより、θテーブルを回動させるときに発生するθリニアモータの反力がステージに作用することを防止でき、θテーブルを駆動する際の反力による誤差を無くしてθテーブルの回動位置を安定的且つ精密に制御することが可能になる。

また、本発明によれば、一対のθリニアモータが各可動子を同一方向に並進駆動することでθテーブルと共にステージを駆動することができるので、θリニアモータがステージ駆動用リニアモータを兼ねることができるので、その分リニアモータを削減して構成の簡略化及び製造コストを安価に抑えることができる。

また、ピボット軸を軸受が軸承することによりθテーブルを低負荷で回動させることができ、且つθリニアモータが非接触でθテーブルを側方から駆動させることができるので、ステージの誤差がθテーブルに影響することを最小限に抑えることができる。

また、本発明によれば、θテーブルの下面より垂下方向に延在形成された複数の支柱と、支柱の下端にステージ上または定盤上を空気圧により浮上して移動するエアパッドと、を有するため、θテーブルを回動させる際にθテーブルがピボット軸を支点として揺動することを防止でき、θテーブルの平面を水平に保つことが可能になる。

また、本発明によれば、θテーブルの下面に対向するように配置された支持プレートにピボット軸が支持され、支持プレートの高さ位置を調整する高さ調整機構を有するため、θテーブルの回動位置を安定的且つ高精度に調整できると共に、θテーブルの高さ位置も調整することが可能になる。

以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。

図１は本発明によるステージ装置の実施例１を示す斜視図である。図２は実施例１のステージ装置を示す正面図である。図３は実施例１のステージ装置を示す平面図である。

図１乃至図３に示されるように、ステージ装置１０Ａは、例えば、半導体ウエハの製造工程に用いられる露光装置に組み込まれており、定盤２０と、定盤２０の平面上を移動するステージ３０と、ステージ３０上に搭載され、ワーク（図示せず）が載置されるθテーブル４０と、ステージ３０をＹ方向に移動させる一対のＹリニアモータ５０とを有する。

ステージ３０は、石定盤２０の平面上に突出し、移動方向（Ｙ方向）に延在する一対のガイド２８に沿って平行移動する一対のスライダ３２と、石定盤２０の平面上を空気圧により浮上して移動するエアパッド３４とを有する。

ステージ３０は、石定盤２０の延在方向と平行なＹ方向に移動するＹステージ３６と、Ｙ方向と直交するＸ方向に移動するＸステージ３８とを有する。Ｙステージ３６は、Ｘステージ３８の内部に挿通されてＸ方向に延在しており、その両端にはスライダ３２が結合されたＨ字状に形成されている。また、Ｘステージ３８は、下面の四隅にエアパッド３４が設けられており、石定盤２０の平面上をＹステージ３６と共にＹ方向に移動し、且つＹステージ３６に沿ってＸ方向に移動可能に設けられている。

θテーブル４０は、上方からみると四角形状に形成されており、その上面４２がワーク載置面（半導体用の露光装置の場合には、ウエハ載置面）となる。本実施例では、θテーブル４０が下方のＸステージ３８よりもＸ方向及びＹ方向の寸法が大きく形成されているので、上面４２の寸法に応じた大きさのワークを載置することができる。すなわち、Ｘステージ３８よりも大きい寸法のワーク（ウエハ）をθテーブル４０に載置することが可能になる。

また、上面４２には、θテーブル４０のＹ方向位置を検出するレーザ干渉計（図示せず）からのレーザ光を反射するミラー４４が設けられている。

一対のＹリニアモータ５０は、定盤２０の左右外側に並設されており、Ｙ方向に延在形成されたマグネットヨーク（固定子）５２と、スライダ３２の外側面より下方に延在するコイルユニット（可動子）５４とから構成されている。マグネットヨーク５２は、正面からみると上部に開口を有するＵ字状に形成されており、内壁の側面に複数の永久磁石が並設されている。また、マグネットヨーク５２は、支持部材５６によりスライダ３２の外側下方に位置するように支持されている。

そして、コイルユニット５４は、複数のコイルがＹ方向に連結されており、マグネットヨーク５２の磁石間に上方から挿入されている。そのため、コイルユニット５４は、コイルに通電されると、永久磁石に対する磁束を形成して、永久磁石に対するＹ方向の推力を得ることができる。また、コイルユニット５４は、スライダ３２の外側下面に結合されている。そのため、コイルユニット５４が得たＹ方向推力は、スライダ３２に付与され、Ｙステージ３６を駆動する。

さらに、ステージ装置１０Ａでは、θテーブル４０の下面より垂下方向に延在する４本の支柱６０と、各支柱６０の下端に設けられ、Ｘステージ３８上を空気圧により浮上して移動する複数のエアパッド７０とを備えた構成になっている。そのため、支柱６０及びエアパッド７０は、θテーブル４０を直接支持しながらＸステージ３８上を移動することができる。

よって、θテーブル４０は、４本の支柱６０及び４個のエアパッド７０によりＸステージ３８上を浮上して移動することができると共に、上面４２の平面精度（水平精度）を維持したままステージ３０と共に移動することができる。また、ステージ装置１０Ａでは、支柱６０の全長（高さ方向の長さ）を短くできるので、Ｘステージ３８を移動させる際のθテーブル４０の安定性を高めることが可能になる。

また、θテーブル４０は、４本の支柱６０及び４個のエアパッド７０により支持されているので、回動する際にピボット軸８０を支点として揺動することを防止でき、上面４２の水平精度を維持することが可能になる。

さらに、θテーブル４０の左右両側には、側方からθテーブル４０をθｚ方向に回動させる一対のθリニアモータ７４が設けられている。このθリニアモータ７４は、支持部７９に支持されたマグネットヨーク（固定子）７６と、θテーブル４０の側面に固定されコイルユニット（可動子）７８とから構成されている。上記支持部７９は、定盤２０から離間した位置となるコンクリート製の床面に固定されており、Ｙ方向に延在形成されたマグネットヨーク７６を所定高さ位置に支持するための支持台である。そして、本実施例の支持部７９は、マグネットヨーク７６をθテーブル４０の側面と同一高さとなる寸法形状に形成されている。

マグネットヨーク７６は断面形状がコ字状に形成されており、その開口側がθテーブル４０の側面に対向している。また、マグネットヨーク７６の内面には、永久磁石が取り付けられている。そして、コイルユニット７８は、マグネットヨーク７６の永久磁石間に非接触となるように側方から挿入されている。

そのため、θリニアモータ７４は、θテーブル４０をθｚ方向に回動させる際にマグネットヨーク７６とコイルユニット７８とがθｚ方向に相対的に回動できるように設けられている。

また、一対のθリニアモータ７４は、上方からみるとピボット軸８０を中心に対称となる位置に平行に設けられている。そのため、一対のθリニアモータ７４は、コイルユニット７８に通電することによりピボット軸８０を中心とする偶力を発生させてθテーブル４０を側面からθｚ方向に回動させる。

さらに、θリニアモータ７４は、マグネットヨーク７６がθテーブル４０の側面と同一高さとなるように支持部７９により支持されており、且つ支持部７９が定盤２０より側方に離間した床面上に起立されているため、θテーブル４０をθｚ方向に回動させる際の反力が支持部７９を介して床面に伝播される。

従って、ステージ装置１０Ａでは、θリニアモータ７４の反力がＹステージ３６及びＸステージ３８に伝わらないように構成されており、θリニアモータ７４の反力によってＹステージ３６及びＸステージ３８がガイドとのクリアランス分動作することが無く、その分θテーブル４０の位置制御の誤差が生じることが防止され、θテーブル４０の回動位置を安定的且つ精密に制御することが可能になる。

また、支持部７９がスライダ３２の側方に離間した床面上に起立するように設けられているため、θリニアモータ７４はスライダ３２を移動させる際の振動の影響を受けないように構成されている。

図４はステージ３０及びθテーブル４０を側方からみた側断面図である。図４に示されるように、Ｘステージ３８とθテーブル４０との間には、θテーブル４０をθｚ方向に回動可能に支持するピボット軸８０と、ピボット軸８０を回転可能に軸承する軸受８２とが設けられている。本実施例では、ピボット軸８０がＸステージ３８の上面に起立するように一体に設けられ、軸受８２の外輪がθテーブル４０の下面中央に設けられた凹部４０ａに嵌合するように設けられ、内輪がピボット軸８０の上端外周に嵌合している。

また、軸受８２は、例えば、９０°のＶ溝の転動面に円筒ころがりスペーサがリテーナを介して交互に直交配列されたクロスローラベアリングよりなるため、ラジアル荷重（半径方向荷重）、アキシアル荷重（軸方向荷重）、モーメント荷重（ピッチング・ローリング・ヨーイングによる荷重）などのあらゆる方向の荷重を受けても円滑な回転を可能にする構成となっている。

従って、θテーブル４０は、ピボット軸８０と軸受８２とから構成されたピボット軸受構造により安定した状態に支持されている。また、軸受８２は、θテーブル４０の下面中心に設けられており、ピボット軸８０の軸心がθテーブル４０の回転中心と一致する。そして、ステージ３０を駆動するＹリニアモータ５０及び後述するＸリニアモータの推力は、ピボット軸８０及び軸受８２を介してθテーブル４０にも伝達される。

尚、本実施例のピボット軸受構造では、ピボット軸８０の上端が軸受８２により軸承される構成を用いて説明したが、これに限らず、ピボット軸８０をθテーブル４０の下面中心に設け、軸受８２をＸステージ３８の上面に設けることで、ピボット軸８０の下端が軸受８２により軸承される構成としても良い。

さらに、θテーブル４０は、Ｘ方向の左右側方に配置された一対のθリニアモータ７４からの推力によりピボット軸８０の軸回り（θｚ方向）に回動するため、同一水平面における偶力によって低摩擦、低振動で回動することができる。また、θリニアモータ７４は、非接触構造の駆動手段であるので、θテーブル４０を回動させる際に伝達経路による駆動力の損失や変動による影響を受けずにθテーブル４０を回動させることが可能になり、θテーブル４０の回動動作を安定的且つ精密に制御することができる。

また、ステージ装置１０Ａでは、θリニアモータ７４が定盤２０の側方に配置されているため、θテーブル４０の下側にθリニアモータ７４を設ける構成のものよりもＺ軸方向の高さ寸法を小さくすることが可能になり、薄型化にも対応することができる。

さらに、θテーブル４０は、前述した支柱６０の下端に設けられたエアパッド７０によりＸステージ３８上を浮上して移動するように支持されているため、一対のθリニアモータ７４からの推力が回転力（偶力）として印加されると、軸受８２の回転抵抗のみが負荷となる低摩擦状態でθｚ方向に回動することができる。尚、θリニアモータ７４は、θテーブル４０の回動角度に応じてマグネットヨーク７６とコイルユニット７８とのθｚ方向の相対位置が変化するため、最大回動角度に応じた隙間がマグネットヨーク７６とコイルユニット７８との間の水平方向に形成されており、マグネットヨーク７６とコイルユニット７８とが干渉しないように構成されている。

Ｘステージ３８の内部には、Ｙステージ３６が挿通される空間１２０が形成されており、この空間１２０には、Ｘステージ３８をＸ方向に駆動するＸリニアモータ１２４が設けられている。Ｙステージ３６は、両端にスライダ３２が設けられ、ガイド２８に沿ってガイドされて移動するため、Ｘステージ３８の内壁と非接触で移動する。

また、Ｙステージ３６は、Ｘステージ３８の内壁に対向するエアパッド１２２を支持する垂直部３６ａと、Ｘリニアモータ１２４が取り付けられた平面部３６ｂとを有する。エアパッド１２２は、空間１２０のＹ方向の内壁に空気圧を介して対向するため、Ｘステージ３８をＸ方向に移動させる際には、空間１２０の内壁がエアパッド１２２に非接触で移動することができる。また、Ｙステージ３６をＹ方向に移動させるときは、エアパッド１２２からの空気圧を介して空間１２０のＹ方向内壁を移動方向に押圧されてＸステージ３８をＹ方向に移動させるように構成されている。

Ｘリニアモータ１２４は、Ｘ方向に延在形成されたマグネットヨーク（固定子）１２６と、コイルユニット（可動子）１２８とから構成されている。マグネットヨーク１２６は、側面からみるとコ字状に形成されており、内壁の上下面に複数の永久磁石が並設されている。また、マグネットヨーク１２６は、Ｙステージ３６の平面部３６ｂに固定されており、コイルユニット１２８は、Ｘステージ３８の内壁に固定されたブラケット１３０に支持されている。

そして、コイルユニット１２８は、複数のコイルがＸ方向に配設されており、マグネットヨーク１２６の磁石間に前方から挿入されている。そのため、コイルユニット１２８は、コイルに通電されると、磁束を形成して、永久磁石に対するＸ方向の推力を得ることができる。また、コイルユニット１２８は、ブラケット１３０を介してＸステージ３８に結合されているため、コイルユニット１２８が得たＸ方向推力は、Ｘステージ３８に付与される。

従って、Ｘステージ３８は、Ｘリニアモータ１２４からの推力によりＸ方向に駆動される。そして、Ｘステージ３８上に搭載されたθテーブル４０は、Ｘリニアモータ１２４のＸ方向推力がピボット軸８０及び軸受８２を介して伝達されるため、Ｘステージ３８と共にＸ方向に移動する。

また、Ｘステージ３８がＹステージ３６と共にＹ方向に移動する際は、Ｘステージ３８上にピボット軸８０及び軸受８２を介して支持されたθテーブル４０もＹ方向に移動し、且つ支柱６０の下端に設けられたエアパッド７０が空気圧により定盤２０上を非接触で移動してθテーブル４０の水平精度を維持する。

従って、ステージ装置１０Ａでは、左右側面から入力された一対のθリニアモータ７４からの推力によりθテーブル４０をピボット軸８０の軸心を中心にθｚ方向に回動させるため、Ｘステージ３８のＸ方向及びＹ方向の移動位置に誤差が生じた場合でも、θテーブル４０の回動位置によって誤差が増大することが防止される。そのため、ステージ３０をＹ方向に移動した後にθテーブル４０をθｚ方向に回動させる場合でも、θテーブル４０の上面４２に設けられたミラー４４がレーザ干渉計からのレーザ光の照射位置からずれことが無く、レーザ干渉計により位置検出精度が低下することが防止される。また、ステージ装置１０Ａでは、例えば、露光装置に用いた場合に光学系に対するワーク（ウエハなど）位置がθテーブル４０の回動位置によってずれることが防止される。

図５は実施例２のステージ装置を示す正面図である。尚、図５において、上記実施例と同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。

図５に示されるように、ステージ装置１０Ｂでは、前述した実施例１と同様に、定盤２０の左右側方に一対のＹリニアモータ５０が設けられている。Ｙリニアモータ５０は、スライダ３２の下方に配置されており、マグネットヨーク５２が上部に開口側が位置するようにＵ字状となる向きで取り付けられている。そして、スライダ３２から垂下方向に延在するように取り付けられたコイルユニット５４が、上方からマグネットヨーク５２の磁石間に挿入されている。

そのため、Ｙリニアモータ５０は、マグネットヨーク５２とコイルユニット５４とがＹ方向に相対移動可能に組み合わせると共に、上方（Ｚ方向）にも相対移動可能に設けられている。

さらに、ステージ装置１０Ｂでは、前述した実施例１と同様に、各支柱６０の下端に設けられた複数のエアパッド７０がＸステージ３８の外側で定盤２０上を浮上して移動する構成になっている。そのため、支柱６０及びエアパッド７０は、θテーブル４０を直接支持しながら定盤２０上を移動することで、θテーブル４０の平面精度（水平精度）を維持したままステージ３０と共に移動する。

また、一対のθリニアモータ７４は、前述した実施例１と同様に、θテーブル４０の左右側面から側方に離間した位置に設けられている。そして、マグネットヨーク７６は、θテーブル４０の側面と同一高さとなるように支持部７９を介して支持されている。尚、支持部７９は、スライダ３２の側方に離間した床面上に起立するように設けられており、θリニアモータ７４がスライダ３２を移動させる際の振動の影響を受けないように構成されている。

また、一対のθリニアモータ７４は、上方からみるとピボット軸８０を中心に対称となる位置に平行に設けられているため、コイルユニット７８に通電することによりピボット軸８０を中心とする偶力を発生させてθテーブル４０を側面からθｚ方向に回動させる。

その際、θテーブル４０をθｚ方向に回動させる際の反力が支持部７９を介して床面に伝播される。

そのため、ステージ装置１０Ｂでは、θリニアモータ７４の反力がＹステージ３６及びＸステージ３８に伝わらないように構成されており、その分θテーブル４０の位置制御の誤差が生じることが防止され、θテーブル４０の回動位置を安定的且つ精密に制御することが可能になる。

図６は実施例３のステージ装置を示す正面図である。図７は実施例３の高さ調整機構を示す側断面図である。尚、図６及び図７において、上記実施例と同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。

図６に示されるように、ステージ装置１０Ｃでは、前述した実施例１と同様に、各支柱６０の下端に設けられた複数のエアパッド７０がＸステージ３８上を浮上して移動する構成になっている。そのため、支柱６０及びエアパッド７０は、θテーブル４０を直接支持しながらＸステージ３８上を移動することで、θテーブル４０の平面精度（水平精度）を維持したままステージ３０と共に移動する。

さらに、ステージ装置１０Ｃでは、上記実施例１と同様に、定盤２０の左右側方に一対のＹリニアモータ５０が垂直状態で設けられている。また、スライダ３２の側方には、支持部７９に支持されたθリニアモータ７４が垂直状態で配置されている。

そして、θテーブル４０とＸステージ３８との間には、上記高さ調整機構２００(図７参照)が設けられている。この高さ調整機構２００は、ピボット軸８０を有する支持プレート２１０と、支持プレート２１０の高さ位置を調整する一対のレベリングユニット２２０とを有する。

支持プレート２１０は、上面中央にピボット軸８０が一体的に起立しており、さらに、上面四隅にはθテーブル４０の下面に対向するエアパッド２１２が設けられている。そのため、θテーブル４０は、一対のθリニアモータ７４からの回転力(偶力)が印加されると、ピボット軸８０の軸心を回転中心としてθｚ方向に安定的に回動することが可能になる。

また、ステージ装置１０Ｇでは、Ｙリニアモータ５０がスライダ３２の下方に配置されており、マグネットヨーク５２が上部に開口側が位置するようにＵ字状となる向きで取り付けられている。そして、Ｙリニアモータ５０は、マグネットヨーク５２とコイルユニット５４とがＹ方向及び上方（Ｚ方向）に相対移動可能に設けられている。

そして、Ｙリニアモータ５０及びθリニアモータ７４は、垂直に設けられているので、マグネットヨーク５２,７６に対してコイルユニット５４,７８がＹ方向及び上方（Ｚ方向）に相対移動可能に設けられている。そのため、高さ調整機構２００によりθテーブル４０を昇降させる際は、Ｙリニアモータ５０及びθリニアモータ７４のマグネットヨーク５２,７６とコイルユニット５４,７８とが干渉せず、Ｙリニアモータ５０及びθリニアモータ７４がθテーブル４０の昇降動作を妨げないように設けられている。

図７に示されるように、レベリングユニット２２０は、エアパッド７０に支持された下部ブロック２３０と、支持プレート２１０の下面に吊下された上部ブロック２４０と、下部ブロック２３０と上部ブロック２４０との間に設けられたアクチュエータ２５０とから構成されている。下部ブロック２３０は、Ｙ方向に延在する向きで設けられており、下面にＸステージ３８上を浮上して移動する複数のエアパッド７０が配置されている。

さらに、下部ブロック２３０の上部には、一対の傾斜部２３２と、凹部２３４とが設けられている。一対の傾斜部２３２は、夫々水平面に対して同一方向、且つ同一角度の傾斜面を有しており、図７においては左側が低く、右側が高くなるような傾斜方向に形成され
また、上部ブロック２４０の上部には、支持プレート２１０の下面に対して低摩擦で摺動する摺動部材２６０が設けられている。さらに、上部ブロック２４０の下部には、一対の傾斜部２４２と、凹部２４４とが設けられている。一対の傾斜部２４２は、夫々水平面に対して同一方向、且つ同一角度の傾斜面を有しており、且つ上記傾斜部２３２と平行となる傾斜方向に傾斜している。

また、上部ブロック２４０の各傾斜部２４２の内部には、上下方向（Ｚ方向）に貫通する貫通孔２４６が形成されており、この各貫通孔２４６の内部には傾斜部２３２より上方に起立した支柱２７０が夫々挿通されている。そして、支柱２７０は、横断面形状が長方形に形成され、且つその上端は、支持プレート２１０の下面に対向しているが離間している。また、各貫通孔２４６は、上方からみるとＹ方向に幅広の長方形状に形成されており、支柱２７０が遊嵌した状態に挿通されている。そのため、各貫通孔２４６は、支柱２７０に対してＹ方向に移動可能な構成になっている。

凹部２３４と凹部２４４との間に配置されたアクチュエータ２５０は、例えば、ボールネジ機構をモータで駆動することによりＹ方向の駆動力を発生させるように構成された駆動手段などからなり、左端ステ−２５２が上部ブロック２４０に結合され、右端ステ−２５４が下部ブロック２３０に結合されている。

さらに、傾斜部２３２と傾斜部２４２との間には、摺動抵抗を軽減する低摩擦部材２８０が介在している。例えば、アクチュエータ２５０の駆動力が左端ステ−２５２と右端ステ−２５４とを互いに近接する方向に作用した場合には、上部ブロック２４０の傾斜部２４２が下部ブロック２３０の傾斜部２３２に対して右方に移動する。そのため、上部ブロック２４０は、下部ブロック２３０に対して傾斜部２３２,２４２の傾斜角度に応じて上昇し、支持プレート２１０及びθテーブル４０を上昇させる。

また、アクチュエータ２５０の駆動力が左端ステ−２５２と右端ステ−２５４とを互いに離間する方向に作用した場合には、上部ブロック２４０の傾斜部２４２が下部ブロック２３０の傾斜部２３２に対して左方に移動する。そのため、上部ブロック２４０は、下部ブロック２３０に対して傾斜部２３２,２４２の傾斜角度に応じて降下し、支持プレート２１０及びθテーブル４０を降下させる。

従って、ステージ装置１０Ｅでは、一対のθリニアモータ７４からの回転力(偶力)によりθテーブル４０をθｚ方向に回動させると共に、高さ調整機構２００のアクチュエータ２５０の駆動方向によってθテーブル４０を上昇または降下させて光学系に対する高さ位置を調整することが可能になる。

図８は実施例４のステージ装置を示す正面図である。尚、図８において、上記実施例と同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。

図８に示されるように、ステージ装置１０Ｄでは、前述した実施例２と同様に、各支柱６０の下端に設けられた複数のエアパッド７０が定盤２０上を浮上して移動する構成になっている。そのため、支柱６０及びエアパッド７０は、θテーブル４０を直接支持しながら定盤２０上を移動することで、θテーブル４０の平面精度（水平精度）を維持したままステージ３０と共に移動する。

さらに、ステージ装置１０Ｄでは、上記実施例３と同様に、定盤２０の左右側方に一対のＹリニアモータ５０が垂直状態で設けられている。また、スライダ３２の側方には、支持部７９に支持されたθリニアモータ７４が垂直状態で配置されている。

そして、θテーブル４０とＸステージ３８との間には、上記高さ調整機構２００(図７参照)が設けられている。この高さ調整機構２００は、ピボット軸８０を有する支持プレート２１０と、支持プレート２１０の高さ位置を調整する一対のレベリングユニット２２０とを有する。

ステージ装置１０Ｈでは、上記実施例３と同様に、Ｙリニアモータ５０及びθリニアモータ７４が垂直に設けられているので、マグネットヨーク５２,７６に対してコイルユニット５４,７８がＹ方向及び上方（Ｚ方向）に相対移動可能に設けられている。そのため、高さ調整機構２００によりθテーブル４０を昇降させる際は、Ｙリニアモータ５０及びθリニアモータ７４のマグネットヨーク５２,７６とコイルユニット５４,７８とが干渉せず、Ｙリニアモータ５０及びθリニアモータ７４がθテーブル４０の昇降動作を妨げないように設けられている。

図９は実施例５のステージ装置を示す正面図である。尚、図９において、上記実施例と同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。

図９に示されるように、ステージ装置１０Ｅは、前述した実施例１の変形例であり、実施例１（図２参照）の構成要素のうちＹステージ３６を駆動するためのＹリニアモータ５０が設けられていない。本実施例のステージ装置１０Ｅでは、一対のθリニアモータ７４がそれぞれ反対方向への推力を発生させてθテーブル４０をθｚ方向に回動させるθｚ制御と、一対のθリニアモータ７４がそれぞれ同一方向への推力を発生させてθテーブル４０をＹ方向に移動させるＹ制御とを有する。

そのため、本実施例によれば、上記Ｙ制御によりθテーブル４０をＹ方向に移動させると、上記ピボット軸８０及び軸受６２を介してステージ３０をＹ方向に移動させることができるので、Ｙリニアモータ５０を不要にでき、その分構成を簡略化して製造コストを安価に抑えることが可能になる。

図１０は実施例６のステージ装置を示す正面図である。尚、図１０において、上記実施例と同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。

図１０に示されるように、ステージ装置１０Ｆは、前述した実施例２の変形例であり、実施例２（図５参照）の構成要素のうちＹステージ３６を駆動するためのＹリニアモータ５０が設けられていない。本実施例のステージ装置１０Ｆでは、上記実施例５と同様に、一対のθリニアモータ７４がそれぞれ反対方向への推力を発生させてθテーブル４０をθｚ方向に回動させるθｚ制御と、一対のθリニアモータ７４がそれぞれ同一方向への推力を発生させてθテーブル４０をＹ方向に移動させるＹ制御とを有する。

そのため、本実施例によれば、上記Ｙ制御によりθテーブル４０をＹ方向に移動させると、上記ピボット軸８０及び軸受６２を介してステージ３０をＹ方向に移動させることができるので、Ｙリニアモータ５０を不要にでき、その分構成を簡略化して製造コストを安価に抑えることが可能になる。

図１１は実施例７のステージ装置を示す正面図である。尚、図１１において、上記実施例と同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。

図１１に示されるように、ステージ装置１０Ｇは、前述した実施例３の変形例であり、実施例３（図６参照）の構成要素のうちＹステージ３６を駆動するためのＹリニアモータ５０が設けられていない。本実施例のステージ装置１０Ｅでは、上記実施例５〜６と同様に、一対のθリニアモータ７４がそれぞれ反対方向への推力を発生させてθテーブル４０をθｚ方向に回動させるθｚ制御と、一対のθリニアモータ７４がそれぞれ同一方向への推力を発生させてθテーブル４０をＹ方向に移動させるＹ制御とを有する。

そのため、本実施例によれば、上記Ｙ制御によりθテーブル４０をＹ方向に移動させると、上記ピボット軸８０及び軸受６２を介してステージ３０をＹ方向に移動させることができるので、Ｙリニアモータ５０を不要にでき、その分構成を簡略化して製造コストを安価に抑えることが可能になる。

図１２は実施例８のステージ装置を示す正面図である。尚、図１２において、上記実施例と同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。

図１２に示されるように、ステージ装置１０Ｈは、前述した実施例４の変形例であり、実施例４（図８参照）の構成要素のうちＹステージ３６を駆動するためのＹリニアモータ５０が設けられていない。本実施例のステージ装置１０Ｈでは、上記実施例５〜７と同様に、一対のθリニアモータ７４がそれぞれ反対方向への推力を発生させてθテーブル４０をθｚ方向に回動させるθｚ制御と、一対のθリニアモータ７４がそれぞれ同一方向への推力を発生させてθテーブル４０をＹ方向に移動させるＹ制御とを有する。

そのため、本実施例によれば、上記Ｙ制御によりθテーブル４０をＹ方向に移動させると、上記ピボット軸８０及び軸受６２を介してステージ３０をＹ方向に移動させることができるので、Ｙリニアモータ５０を不要にでき、その分構成を簡略化して製造コストを安価に抑えることが可能になる。

上記実施例では、θリニアモータ７４の固定子７６を支持する支持部７９を定盤２０の側方に離間した床面に固定する場合を例に挙げて説明したが、これに限らず、例えば、支持部７９が受けたθリニアモータ７４の反力が定盤２０に伝播しない位置に設けてあれば良いので、床面以外の固定面に固定する構成としても良い。

また、上記実施例５〜８では、Ｙリニアモータ５０を除去した構成例を図示したが、これに限らず、例えば、上記実施例１〜４においても、θリニアモータ７４により上記θｚ制御とＹ制御を行うことも可能であるのは言うまでもない。このようなケースとしては、例えば、Ｙリニアモータ５０が作動不良になったり、あるいはＹリニアモータ５０をメンテナンスのため外した状態である場合などが考えられる。

また、上記実施例では、ピボット軸８０の上端外周を軸受８２で軸承することによりθテーブル４０を回動可能に支持する構成を例に挙げて説明したが、これに限らず、例えば、ピボット軸８０の上端の形状を円錐形状や半球形状に形成し、これらの先端形状に応じた軸受を設ける構成としても良いのは勿論である。

また、上記実施例では、高さ調整機構２００が、ピボット軸８０を有する支持プレート２１０と、支持プレート２１０の高さ位置を調整する一対のレベリングユニット２２０とから構成された場合について説明したが、これに限らず、他の構成の昇降機構を用いても良いのは勿論である。

本発明によるステージ装置の実施例１を示す斜視図である。 実施例１のステージ装置を示す正面図である。 実施例１のステージ装置を示す平面図である。 実施例１のステージ３０及びθテーブル４０を側方からみた側断面図である。 実施例２のステージ装置を示す正面図である。 実施例３のステージ装置を示す側断面図である。 実施例５の高さ調整機構を示す側断面図である。 実施例４のステージ装置を示す正面図である。 実施例５のステージ装置を示す正面図である。 実施例６のステージ装置を示す正面図である。 実施例７のステージ装置を示す正面図である。 実施例８のステージ装置を示す正面図である。

符号の説明

１０Ａ〜１０Ｈ ステージ装置
２０ 定盤
２８ Ｙ方向ガイドレール
３０ ステージ
３２ スライダ
３４，７０ エアパッド
３６ Ｙステージ
３８ Ｘステージ
４０ θテーブル
５０ Ｙリニアモータ
５２ マグネットヨーク
５４ コイルユニット
６０ 支柱
７４ θリニアモータ
７６ マグネットヨーク
７８ コイルユニット
７９ 支持部
８０ ピボット軸
８２ 軸受
２００ 高さ調整機構

Claims (9)

1. 定盤上を移動するステージと、該ステージ上に回動可能に支持されたθテーブルとを有し、前記ステージを前記θテーブルと共に移動させるステージ装置において、
   前記θテーブルの側面に結合された可動子と、前記可動子に対向配置された固定子とを有し、前記θテーブルを前記Ｚ軸回りに駆動する一対のθリニアモータと、
   前記定盤の側方に離間した位置に固定され、前記θリニアモータの固定子を支持する支持部と、
   を備えたことを特徴とするステージ装置。
2. 前記一対のθリニアモータは、各可動子を同一方向に並進駆動することで前記θテーブルと共に前記ステージを駆動することを特徴とする請求項１に記載のステージ装置。
3. 前記ステージ上面の中央と前記θテーブルの下面中心との間で垂直方向に起立するピボット軸と、
   前記θテーブルが前記ピボット軸の軸回りに回転するように前記ピボット軸を軸承する軸受と、
   を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載のステージ装置。
4. 前記θテーブルの下面より垂下方向に延在形成された複数の支柱と、
   該支柱の下端に前記ステージ上を空気圧により浮上して移動するエアパッドと、
   を有することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のステージ装置。
5. 前記θテーブルの下面より垂下方向に延在形成された複数の支柱と、
   該支柱の下端に前記定盤上を空気圧により浮上して移動するエアパッドと、
   を有することを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のステージ装置。
6. 前記軸受は、前記ピボット軸の上端または下端の外周を軸承するクロスローラベアリングであることを特徴とする請求項３に記載のステージ装置。
7. 前記ステージは、Ｙ方向に移動するＹステージと、Ｙ方向と直交するＸ方向に移動するＸステージとを有し、
   前記Ｘステージ上に前記θテーブルが前記Ｚ軸回りに回転可能に支持されたことを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載のステージ装置。
8. 前記ピボット軸は、前記θテーブルの下面に対向するように配置された支持プレートに支持され、
   前記支持プレートは、高さ位置を調整する高さ調整機構を介して支持されたことを特徴とする請求項３に記載のステージ装置。
9. 前記高さ調整機構は、前記支柱に設けられ、前記支柱を介して前記支持プレートの高さ位置を調整することを特徴とする請求項８に記載のステージ装置。

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