JP2013186081A - Movement table device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a movement tabl device that hardly causes deformation of a movement table, and can move the movement table in a stable posture even when accuracy of a bearing guide surface of a static pressure gas bearing is insufficient.SOLUTION: A rotary table device comprises: a base 2 that is provided with an air pad 6; and a rotary table 1 that is rotatably supported on the base 2 by a rotary guide mechanism 4. The air pad 6 is provided with a bearing part 10 that includes a gas bearing surface 10a having an exhaust nozzle 10b for exhausting gas formed and a housing part 11 that holds the bearing part 10 movably/retractably in a vertical direction of the gas bearing surface 10a, and is capable of configuring a static gas bearing between a bearing guide surface 1a formed on a bottom surface of the rotary table 1 and the gas bearing surface 10a. The air pad 6 is provided with an air spring that moves and retracts the bearing part 10 in the vertical direction of the gas bearing surface 10a and keeps a vertical distance between the rotary table 1 and the base 2 constant.

Description

本発明は移動テーブル装置に関する。   The present invention relates to a moving table device.

従来の直動テーブル装置としては、例えば図６に示すようなものがある。この直動テーブル装置は、移動テーブル１０１、テーブルベース１０２、ボールねじ１０３、及び４本のリニアガイド１０４を備えている。ボールねじ１０３及びリニアガイド１０４は、移動テーブル１０１とテーブルベース１０２との間に設けられているが、ボールねじ１０３は、テーブル幅方向（直動方向に直交する方向）の中心に配されており、リニアガイド１０４は、テーブル幅方向の両端及びこれら両端のリニアガイド１０４とボールねじ１０３との間に配されている。そして、移動テーブル１０１の上には、固定体や移動体１０５（例えば、移動テーブル１０１とは移動方向が異なる移動テーブル）が載置される。   An example of a conventional linear motion table device is shown in FIG. This linear motion table device includes a moving table 101, a table base 102, a ball screw 103, and four linear guides 104. The ball screw 103 and the linear guide 104 are provided between the moving table 101 and the table base 102, but the ball screw 103 is arranged at the center in the table width direction (direction perpendicular to the linear motion direction). The linear guides 104 are disposed at both ends in the table width direction and between the linear guides 104 and the ball screws 103 at both ends. On the moving table 101, a fixed body or a moving body 105 (for example, a moving table having a moving direction different from that of the moving table 101) is placed.

このような直動テーブル装置は、移動テーブル１０１が４本のリニアガイド１０４で支持されているので、自重や積載物の荷重によって変形しにくく、また、移動体１０５の移動に伴う移動テーブル１０１の重心位置の移動によっても変形しにくい。よって、移動テーブル１０１の変形によるボールねじ１０３の芯高さの変化が生じにくいので、移動テーブル１０１を安定姿勢で移動させることができる。しかしながら、４本のリニアガイド１０４について高さ及び移動方向の調整を精度良く行う必要があるため、直動テーブル装置の組立時の調整が非常に難しいという問題があった。   In such a linear motion table device, since the moving table 101 is supported by the four linear guides 104, it is not easily deformed by its own weight or the load of the load, and the moving table 101 is moved along with the movement of the moving body 105. It is hard to be deformed by movement of the center of gravity. Accordingly, since the core height of the ball screw 103 hardly changes due to the deformation of the moving table 101, the moving table 101 can be moved in a stable posture. However, since it is necessary to accurately adjust the height and moving direction of the four linear guides 104, there is a problem that it is very difficult to adjust the linear motion table device during assembly.

そこで、このような問題が生じにくい直動テーブル装置が特許文献１に提案されている（図７を参照）。特許文献１に開示の直動テーブル装置は、図６の直動テーブル装置において、テーブル幅方向両端のリニアガイド１０４とボールねじ１０３との間に２本のリニアガイド１０４を設ける代わりに、移動テーブル１０１側からテーブルベース１０２に向けてエアを吹き付けるエアパッド１０６を移動テーブル１０１に設けたものである。   Therefore, a linear motion table device in which such a problem is unlikely to occur is proposed in Patent Document 1 (see FIG. 7). The linear motion table device disclosed in Patent Document 1 is the same as the linear motion table device in FIG. 6, instead of providing two linear guides 104 between the linear guides 104 and the ball screws 103 at both ends in the table width direction. The moving table 101 is provided with an air pad 106 that blows air toward the table base 102 from the 101 side.

移動テーブル１０１の自重及び積載物の質量等に応じてエアパッド１０６のエア吹き付け圧を調整することにより、移動テーブル１０１のテーブル幅方向中心部分を上方に浮上させ、移動テーブル１０１とテーブルベース１０２との間隔（垂直方向距離）を移動テーブル１０１の全面にわたって一定とすることができる。これにより、移動テーブル１０１に積載した移動体１０５の移動等により重心位置が移動しても、移動テーブル１０１に変形が生じ難くなる。また、リニアガイド１０４の数は２本なので、図６の直動テーブル装置のように組立時の調整が非常に難しいという問題はほとんどない。   By adjusting the air blowing pressure of the air pad 106 according to the weight of the moving table 101 and the mass of the load, the center part in the table width direction of the moving table 101 is lifted upward, and the moving table 101 and the table base 102 are The interval (vertical distance) can be constant over the entire surface of the moving table 101. Thereby, even if the position of the center of gravity moves due to the movement of the moving body 105 loaded on the moving table 101, the moving table 101 is hardly deformed. Further, since the number of linear guides 104 is two, there is almost no problem that adjustment during assembly is very difficult unlike the linear motion table device of FIG.

特開平１１−２７７３５１号公報JP-A-11-277351

しかしながら、エアパッド１０６は移動テーブル１０１に固定されているので、静圧気体軸受の軸受案内面であるテーブルベース１０２の平面の精度が悪い場合には、エアパッド１０６と軸受案内面との間隔（垂直方向距離）が一定とはならず、軸受案内面の場所によって変化することとなる。
そのため、移動テーブル１０１をテーブルベース１０２から浮上させる力（すなわち、静圧気体軸受により移動テーブル１０１に付与される力）が変動してしまうので、移動テーブル１０１とテーブルベース１０２との間隔（垂直方向距離）を移動テーブル１０１の全面にわたって一定とすることができず、移動テーブル１０１に変形が生じるおそれがあった。その結果、ボールねじ１０３の芯高さの変化が生じて、移動テーブル１０１を安定姿勢で移動させることができないおそれがあった。
そこで、本発明は上記のような従来技術が有する問題点を解決し、静圧気体軸受の軸受案内面の精度が不十分であったとしても、移動テーブルの変形が生じにくく移動テーブルを安定姿勢で移動させることができる移動テーブル装置を提供することを課題とする。 However, since the air pad 106 is fixed to the moving table 101, if the accuracy of the plane of the table base 102, which is the bearing guide surface of the static pressure gas bearing, is poor, the distance between the air pad 106 and the bearing guide surface (vertical direction) The distance) is not constant, and varies depending on the location of the bearing guide surface.
For this reason, the force that lifts the moving table 101 from the table base 102 (that is, the force applied to the moving table 101 by the static pressure gas bearing) fluctuates, so the distance between the moving table 101 and the table base 102 (vertical direction). The distance) cannot be made constant over the entire surface of the moving table 101, and the moving table 101 may be deformed. As a result, the core height of the ball screw 103 is changed, and there is a possibility that the moving table 101 cannot be moved in a stable posture.
Accordingly, the present invention solves the problems of the prior art as described above, and even if the accuracy of the bearing guide surface of the static pressure gas bearing is insufficient, the movable table is hardly deformed and the movable table is in a stable posture. It is an object of the present invention to provide a moving table device that can be moved at a high speed.

前記課題を解決するため、本発明の態様は次のような構成からなる。すなわち、本発明の一態様に係る移動テーブル装置は、ベースと、前記ベース上を直線移動又は回転する移動テーブルと、前記ベースと前記移動テーブルとの間に配され前記移動テーブルを前記ベース上に支持しつつ前記移動テーブルの直線移動又は回転を案内する案内機構と、を備える移動テーブル装置であって、静圧気体軸受の軸受案内面が、前記移動テーブルの前記ベースと対向する面に設けられ、気体を噴出する噴出口が形成された気体軸受面を備え、該気体軸受面から軸受隙間を介して対向する前記軸受案内面に向かって気体を噴出することにより前記軸受案内面と前記気体軸受面との間に静圧気体軸受を構成可能なエアパッドが、前記気体軸受面を前記軸受案内面に向けて前記ベースの前記移動テーブルに対向する面に固定され、前記エアパッドは、前記気体軸受面を備える軸受部と、前記ベースに固定され且つ前記軸受部を保持するハウジング部と、を備え、前記ハウジング部は、前記気体軸受面が露出するように前記軸受部を収容する凹部を有し、前記気体軸受面の垂直方向に進退可能に前記軸受部を前記凹部内に保持し、さらに前記エアパッドは、前記軸受部を前記気体軸受面の垂直方向に進退させて、前記移動テーブルと前記ベースとの間の垂直方向距離を一定に保つ進退機構を備えることを特徴とする。   In order to solve the above problems, an aspect of the present invention has the following configuration. That is, the moving table device according to an aspect of the present invention includes a base, a moving table that linearly moves or rotates on the base, and the moving table that is arranged between the base and the moving table on the base. And a guide mechanism for guiding linear movement or rotation of the moving table while supporting, wherein a bearing guide surface of the static pressure gas bearing is provided on a surface facing the base of the moving table. A gas bearing surface formed with a jet port for ejecting gas, and ejecting gas from the gas bearing surface toward the bearing guide surface facing each other through a bearing gap, thereby the bearing guide surface and the gas bearing An air pad capable of forming a static pressure gas bearing is fixed to a surface of the base facing the moving table with the gas bearing surface facing the bearing guide surface. The air pad includes a bearing portion including the gas bearing surface, and a housing portion that is fixed to the base and holds the bearing portion, and the housing portion is configured such that the gas bearing surface is exposed. The bearing portion is held in the recess so as to be able to advance and retract in a direction perpendicular to the gas bearing surface, and the air pad further advances and retracts the bearing portion in a direction perpendicular to the gas bearing surface. And an advancing / retreating mechanism for maintaining a constant vertical distance between the moving table and the base.

このような移動テーブル装置においては、前記進退機構が、前記ハウジング部と前記軸受部との間に配され前記ハウジング部と前記軸受部とに前記気体軸受面の垂直方向の付勢力を付与するバネであることが好ましい。そして、前記バネがコイルバネ及び空気バネの少なくとも一方であることがより好ましい。また、前記進退機構は、前記バネの付勢力を調整する調整機構を備えることが好ましい。   In such a moving table device, the advance / retreat mechanism is disposed between the housing part and the bearing part, and applies a biasing force in a direction perpendicular to the gas bearing surface to the housing part and the bearing part. It is preferable that More preferably, the spring is at least one of a coil spring and an air spring. Moreover, it is preferable that the advance / retreat mechanism includes an adjustment mechanism that adjusts an urging force of the spring.

本発明の移動テーブル装置は、移動テーブルとベースとの間の垂直方向距離を一定に保つ進退機構を有するエアパッドを備えているので、静圧気体軸受の軸受案内面の精度が不十分であったとしても、移動テーブルの変形が生じにくく移動テーブルを安定姿勢で移動させることができる。   Since the moving table device of the present invention includes an air pad having an advance / retreat mechanism that keeps the vertical distance between the moving table and the base constant, the accuracy of the bearing guide surface of the static pressure gas bearing is insufficient. However, the moving table is hardly deformed, and the moving table can be moved in a stable posture.

本発明に係る移動テーブル装置の一実施形態である回転テーブル装置の構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the turntable apparatus which is one Embodiment of the movement table apparatus which concerns on this invention. エアパッドの第一変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the 1st modification of an air pad. エアパッドの第二変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the 2nd modification of an air pad. エアパッドの第三変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the 3rd modification of an air pad. 回転テーブル装置を顕微鏡に適用した例を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the example which applied the rotary table apparatus to the microscope. 従来のＸＹテーブル装置の構造を示す正面図である。It is a front view which shows the structure of the conventional XY table apparatus. 別の従来のＸＹテーブル装置の構造を示す正面図である。It is a front view which shows the structure of another conventional XY table apparatus.

本発明に係る移動テーブル装置の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明に係る移動テーブル装置の一実施形態である回転テーブル装置の構造を示す断面図である。
平板状のベース２の上面に、回転テーブル１（本発明の構成要件である移動テーブルに相当する）の回転を案内する回転案内機構４が設置されている。この回転案内機構４は、ベース２の上面に固定された筒状のハウジング４ａと、ハウジング４ａ内に挿通された回転軸４ｂと、ハウジング４ａと回転軸４ｂとの間に配されてハウジング４ａに対して回転軸４ｂを回転自在に支持する転がり軸受４ｃと、を備えている。ハウジング４ａは、その軸方向がベース２の上面に直交するようにベース２に固定されている。よって、回転軸４ｂは、ベース２の上面に直交する方向の軸線を中心に回転する。なお、転がり軸受４ｃに代えて、静圧軸受，すべり軸受等の別種の軸受を用いても差し支えない。 Embodiments of a moving table device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing the structure of a rotary table device which is an embodiment of a moving table device according to the present invention.
A rotation guide mechanism 4 that guides the rotation of the rotary table 1 (corresponding to the moving table that is a constituent of the present invention) is installed on the upper surface of the flat base 2. The rotation guide mechanism 4 is arranged between a cylindrical housing 4a fixed to the upper surface of the base 2, a rotation shaft 4b inserted into the housing 4a, and the housing 4a and the rotation shaft 4b. On the other hand, a rolling bearing 4c that rotatably supports the rotating shaft 4b is provided. The housing 4 a is fixed to the base 2 so that the axial direction thereof is orthogonal to the upper surface of the base 2. Therefore, the rotation shaft 4 b rotates around the axis line in the direction orthogonal to the upper surface of the base 2. In place of the rolling bearing 4c, other types of bearings such as a hydrostatic bearing and a sliding bearing may be used.

この回転案内機構４の上には、ワーク等の積載物５を載置可能な円板状の回転テーブル１が、ベース２の上面と平行をなすように配され固定されている。すなわち、回転テーブル１の中心部に回転軸４ｂの上端部が取り付けられている。そして、回転テーブル１は、回転案内機構４によってベース２上に支持され、モータ等の回転駆動部（図示せず）によって、回転軸４ｂを中心に所望の回転速度で回転させることができるようになっている。回転駆動部は、回転軸４ｂに回転駆動力を伝達し回転軸４ｂを介して回転テーブル１を回転させるタイプのものでもよいし、回転テーブル１に回転駆動力を伝達して回転テーブル１を直接回転させるタイプのものでもよい。   On the rotation guide mechanism 4, a disc-shaped rotary table 1 on which a load 5 such as a work can be placed is arranged and fixed so as to be parallel to the upper surface of the base 2. That is, the upper end portion of the rotation shaft 4 b is attached to the center portion of the turntable 1. The turntable 1 is supported on the base 2 by a rotation guide mechanism 4 and can be rotated around a rotation shaft 4b at a desired rotation speed by a rotation drive unit (not shown) such as a motor. It has become. The rotation driving unit may be of a type that transmits a rotation driving force to the rotation shaft 4b and rotates the rotation table 1 via the rotation shaft 4b, or directly transmits the rotation table 1 to the rotation table 1 by rotating the rotation table 1. It may be of a rotating type.

さらに、回転テーブル１の下面に対向するベース２の上面には、エアパッド６が取り付けられている。このエアパッド６は、例えば、回転テーブル１の径方向外端部に対向する位置に配置されている。
エアパッド６の設置数は１個でもよいが、回転テーブル１が大径の場合や大質量の場合は、複数個が好ましい。複数個を設置する場合は、複数個のエアパッド６を周方向に沿って並べて設置してもよいし、径方向に沿って並べて設置してもよい。図１の例では、２個のエアパッド６が、１８０°の位相差を有しつつ周方向に等配に配置されている。 Further, an air pad 6 is attached to the upper surface of the base 2 facing the lower surface of the turntable 1. For example, the air pad 6 is disposed at a position facing the radially outer end of the turntable 1.
The number of installed air pads 6 may be one, but when the turntable 1 has a large diameter or a large mass, a plurality of air pads 6 are preferable. When a plurality of air pads 6 are installed, the plurality of air pads 6 may be installed side by side along the circumferential direction, or may be installed side by side along the radial direction. In the example of FIG. 1, the two air pads 6 are equally arranged in the circumferential direction while having a phase difference of 180 °.

エアパッド６は、空気等の気体を噴出する噴出口１０ｂが形成された気体軸受面１０ａを備えており、この気体軸受面１０ａを回転テーブル１の下面に形成された静圧気体軸受の軸受案内面１ａに向けてベース２の上面に取り付けられている。よって、エアパッド６の気体軸受面１０ａは、回転テーブル１の軸受案内面１ａと隙間（軸受隙間）を介して対向しており、気体軸受面１０ａから軸受案内面１ａに向かって気体を噴出すれば、軸受案内面１ａと気体軸受面１０ａとの間に静圧気体軸受（非接触軸受）が構成されるようになっている。   The air pad 6 includes a gas bearing surface 10 a in which a jet port 10 b for ejecting a gas such as air is formed, and this gas bearing surface 10 a is a bearing guide surface of a static pressure gas bearing formed on the lower surface of the rotary table 1. It is attached to the upper surface of the base 2 toward 1a. Therefore, the gas bearing surface 10a of the air pad 6 is opposed to the bearing guide surface 1a of the turntable 1 via a gap (bearing gap), and if gas is ejected from the gas bearing surface 10a toward the bearing guide surface 1a. A static pressure gas bearing (non-contact bearing) is configured between the bearing guide surface 1a and the gas bearing surface 10a.

ここで、エアパッド６の構造について、図１を参照しながらさらに詳細に説明する。エアパッド６は、略円柱状の軸受部１０と、軸受部１０の外径形状にほぼ対応する形状の略円柱状の凹部１１ａを有するハウジング部１１と、を備えている。ハウジング部１１は、凹部１１ａを上方の軸受案内面１ａに向けてベース２の上面に固定されており、このハウジング部１１の凹部１１ａ内に軸受部１０が収容されている。   Here, the structure of the air pad 6 will be described in more detail with reference to FIG. The air pad 6 includes a substantially cylindrical bearing portion 10 and a housing portion 11 having a substantially cylindrical concave portion 11 a having a shape substantially corresponding to the outer diameter shape of the bearing portion 10. The housing portion 11 is fixed to the upper surface of the base 2 with the concave portion 11a facing the upper bearing guide surface 1a, and the bearing portion 10 is accommodated in the concave portion 11a of the housing portion 11.

略円柱状の軸受部１０の平行な２つの平面のうち一方は、ハウジング部１１の凹部１１ａの底面に対向している。また、前記平行な２つの平面のうち他方は、凹部１１ａの外に露出して軸受案内面１ａに対向しており、静圧気体軸受の構成要素である気体軸受面１０ａをなしている。この気体軸受面１０ａには、回転テーブル１に形成された静圧気体軸受の軸受案内面１ａに向かって気体を噴出する噴出口１０ｂが複数形成されている。   One of the two parallel planes of the substantially cylindrical bearing portion 10 faces the bottom surface of the recess 11 a of the housing portion 11. The other of the two parallel planes is exposed to the outside of the recess 11a and faces the bearing guide surface 1a, forming a gas bearing surface 10a that is a component of the hydrostatic gas bearing. The gas bearing surface 10 a is formed with a plurality of ejection ports 10 b that eject gas toward the bearing guide surface 1 a of the static pressure gas bearing formed on the turntable 1.

この噴出口１０ｂから噴出される気体は、ハウジング部１１の外面に開口する給気口１３からエアパッド６内に導入され、エアパッド６（ハウジング部１１及び軸受部１０）内に形成されている通気路１４により噴出口１０ｂに供給される。すなわち、ハウジング部１１の通気路１４が、ハウジング部１１の内部を通って凹部１１ａの底面に至り、ハウジング部１１の凹部１１ａの底面に対向する平面に開口する軸受部１０の通気路１４に接続する。両通気路１４，１４の接続部分には、気体の漏洩を防ぐためにＯリング１５等のシールが装着されている。軸受部１０の通気路１４は、軸受部１０の内部を通って気体軸受面１０ａに形成されている噴出口１０ｂに接続する。なお、気体は、ハウジング部１１を介さず、軸受部１０に直接導入してもよい。   The gas ejected from the ejection port 10b is introduced into the air pad 6 from an air supply port 13 opened on the outer surface of the housing part 11, and is formed in the air pad 6 (the housing part 11 and the bearing part 10). 14 is supplied to the spout 10b. That is, the air passage 14 of the housing portion 11 passes through the inside of the housing portion 11 to reach the bottom surface of the concave portion 11a and is connected to the air passage 14 of the bearing portion 10 that opens in a plane facing the bottom surface of the concave portion 11a of the housing portion 11. To do. In order to prevent gas leakage, a seal such as an O-ring 15 is attached to the connection portion between the air passages 14 and 14. The air passage 14 of the bearing portion 10 passes through the inside of the bearing portion 10 and is connected to a jet port 10b formed in the gas bearing surface 10a. The gas may be directly introduced into the bearing portion 10 without passing through the housing portion 11.

また、軸受部１０の通気路１４は、軸受部１０の内部で分岐して軸受部１０の円柱面にも開口している。すなわち、軸受部１０の円柱面にも気体を噴出する噴出口１０ｃが形成されており、軸受部１０の円柱面と隙間を介して対向するハウジング部１１の凹部１１ａの円柱面に気体が噴出されて、両円柱面の間に静圧気体軸受（非接触軸受）が構成されるようになっている。なお、両円柱面の間の静圧気体軸受については、軸受部１０の進退を妨げず且つ軸受案内面１ａの傾き方向の影響を伝えないように、軸受隙間を広く設定し且つ軸受剛性は低くする方が好ましい。ただし、軸受剛性が低すぎると共振現象が生じるおそれがあるので、共振現象が生じない程度の軸受剛性とする必要がある。   Further, the air passage 14 of the bearing portion 10 branches inside the bearing portion 10 and opens to the cylindrical surface of the bearing portion 10. That is, a jet port 10c for jetting gas is also formed on the cylindrical surface of the bearing portion 10, and the gas is jetted to the cylindrical surface of the concave portion 11a of the housing portion 11 that faces the cylindrical surface of the bearing portion 10 through a gap. Thus, a static pressure gas bearing (non-contact bearing) is formed between both cylindrical surfaces. For the static pressure gas bearing between both cylindrical surfaces, the bearing clearance is set wide and the bearing rigidity is low so as not to disturb the advancement and retraction of the bearing portion 10 and to convey the influence of the inclination direction of the bearing guide surface 1a. Is preferred. However, if the bearing rigidity is too low, a resonance phenomenon may occur. Therefore, it is necessary to set the bearing rigidity to a level that does not cause the resonance phenomenon.

さらに、ハウジング部１１には、凹部１１ａの内周面と外周面とを連通する貫通孔１６（例えば、気体軸受面１０ａに平行な方向に延びる貫通孔）が設けられていて、軸受部１０の円柱面に形成された噴出口１０ｃからハウジング部１１の凹部１１ａの円柱面に向かって噴出された気体が、上方を向いた凹部１１ａの開口部（軸受部１０の円柱面とハウジング部１１の凹部１１ａの円柱面との間の隙間の開口）とともにこの貫通孔１６からも、エアパッド６の外部に排出されるようになっている。   Further, the housing portion 11 is provided with a through hole 16 (for example, a through hole extending in a direction parallel to the gas bearing surface 10a) that communicates the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the recess 11a. The gas ejected from the ejection port 10c formed on the cylindrical surface toward the cylindrical surface of the concave portion 11a of the housing portion 11 is an opening of the concave portion 11a facing upward (the cylindrical surface of the bearing portion 10 and the concave portion of the housing portion 11). 11a and the cylindrical surface of 11a) and the through hole 16 are also discharged to the outside of the air pad 6.

さらに、ハウジング部１１の凹部１１ａの底面の中心部には有底穴２４が形成されており、この有底穴２４の中に、軸受部１０を気体軸受面１０ａの垂直方向に進退させる進退機構を構成するバネが配置されている。すなわち、軸受部１０は、気体軸受面１０ａの垂直方向に進退可能にハウジング部１１の凹部１１ａ内に保持されている。図１の例では、進退機構として空気バネが設けられていて、この空気バネが、ハウジング部１１と軸受部１０とに気体軸受面１０ａの垂直方向の付勢力を付与するようになっている。   Further, a bottomed hole 24 is formed at the center of the bottom surface of the recess 11a of the housing part 11, and an advance / retreat mechanism for advancing and retracting the bearing part 10 in the direction perpendicular to the gas bearing surface 10a in the bottomed hole 24. The spring which comprises is arrange | positioned. That is, the bearing portion 10 is held in the recess 11a of the housing portion 11 so as to be able to advance and retract in the direction perpendicular to the gas bearing surface 10a. In the example of FIG. 1, an air spring is provided as an advance / retreat mechanism, and this air spring applies a biasing force in the vertical direction of the gas bearing surface 10 a to the housing portion 11 and the bearing portion 10.

詳述すると、ハウジング部１１の凹部１１ａの底面の中心部には、有底穴２４が形成されている。この有底穴２４の空間はＯリング２５等で密封されており、密封された有底穴２４の空間に気体を供給することができるようになっている。有底穴２４の空間に気体を供給し陽圧とすれば空気バネが形成され、この空気バネにより前記進退機構が構成される。   More specifically, a bottomed hole 24 is formed at the center of the bottom surface of the recess 11 a of the housing portion 11. The space of the bottomed hole 24 is sealed with an O-ring 25 or the like so that gas can be supplied to the sealed space of the bottomed hole 24. If a gas is supplied to the space of the bottomed hole 24 to make a positive pressure, an air spring is formed, and the air spring constitutes the advance / retreat mechanism.

この空気バネは、ハウジング部１１に気体軸受面１０ａの垂直方向下方に向く付勢力を付与し、軸受部１０に気体軸受面１０ａの垂直方向上方に向く付勢力を付与する。有底穴２４の空間の圧力を調整することによって、ハウジング部１１と軸受部１０とに付与される気体軸受面１０ａの垂直方向の付勢力の強さを調整することができるので、軸受部１０に付与したい付勢力（すなわち回転テーブル１に付与したい力）の強さに応じて、有底穴２４の空間の圧力を適宜調整すればよい。   The air spring applies a biasing force directed downward in the vertical direction of the gas bearing surface 10a to the housing portion 11, and applies a biasing force directed upward in the vertical direction of the gas bearing surface 10a to the bearing portion 10. By adjusting the pressure in the space of the bottomed hole 24, the strength of the urging force in the vertical direction of the gas bearing surface 10a applied to the housing part 11 and the bearing part 10 can be adjusted. What is necessary is just to adjust the pressure of the space of the bottomed hole 24 suitably according to the intensity | strength of the urging | biasing force (namely, force to give to the turntable 1) to apply to the.

次に、本実施形態の回転テーブル装置の動作について説明する。給気口１３からエアパッド６内に気体を導入すると、軸受部１０の気体軸受面１０ａに形成された噴出口１０ｂから回転テーブル１の軸受案内面１ａに向かって気体が噴出されるとともに、軸受部１０の円柱面に形成された噴出口１０ｃからハウジング部１１の凹部１１ａの円柱面に向かって気体が噴出される。その結果、軸受部１０の気体軸受面１０ａと回転テーブル１の軸受案内面１ａとの間に静圧気体軸受が構成されるとともに、軸受部１０の円柱面とハウジング部１１の凹部１１ａの円柱面との間に静圧気体軸受が構成される。   Next, the operation of the turntable device of this embodiment will be described. When the gas is introduced into the air pad 6 from the air supply port 13, the gas is ejected from the ejection port 10 b formed in the gas bearing surface 10 a of the bearing portion 10 toward the bearing guide surface 1 a of the turntable 1, and the bearing portion. A gas is ejected from the ejection port 10 c formed on the 10 cylindrical surface toward the cylindrical surface of the recess 11 a of the housing portion 11. As a result, a static pressure gas bearing is formed between the gas bearing surface 10a of the bearing portion 10 and the bearing guide surface 1a of the rotary table 1, and the cylindrical surface of the bearing portion 10 and the cylindrical surface of the recess 11a of the housing portion 11 are formed. A static pressure gas bearing is formed between the two.

両円柱面の間に静圧気体軸受が構成されるため、軸受部１０とハウジング部１１は両円柱面において非接触状態が維持され、軸受部１０が円滑に進退可能となっている。また、軸受部１０の気体軸受面１０ａと回転テーブル１の軸受案内面１ａとの間に静圧気体軸受が構成されるため、軸受部１０には気体軸受面１０ａの垂直方向下方に向く力が付与され、軸受部１０の気体軸受面１０ａと回転テーブル１の軸受案内面１ａとの非接触状態が維持される。
前述したように、軸受部１０には空気バネにより気体軸受面１０ａの垂直方向上方に向く付勢力が付与されている（すなわち、空気バネにより軸受部１０に予圧が付与されている）ので、空気バネによる付勢力と静圧気体軸受による力とが釣り合った高さ位置で、軸受部１０がハウジング部１１の凹部１１ａに保持される。 Since a static pressure gas bearing is formed between both cylindrical surfaces, the bearing portion 10 and the housing portion 11 are maintained in a non-contact state on both cylindrical surfaces, and the bearing portion 10 can smoothly advance and retract. Further, since a static pressure gas bearing is configured between the gas bearing surface 10a of the bearing portion 10 and the bearing guide surface 1a of the rotary table 1, the bearing portion 10 has a force directed downward in the vertical direction of the gas bearing surface 10a. The gas bearing surface 10a of the bearing portion 10 and the bearing guide surface 1a of the rotary table 1 are maintained in a non-contact state.
As described above, the bearing portion 10 is given a biasing force that is directed upward in the vertical direction of the gas bearing surface 10a by the air spring (that is, a preload is given to the bearing portion 10 by the air spring). The bearing portion 10 is held in the recess 11 a of the housing portion 11 at a height position where the biasing force by the spring and the force by the static pressure gas bearing are balanced.

回転テーブル１は中心部で回転案内機構４により支持されており、径方向外端部は支持されていないので、回転テーブル１の自重や積載物５の質量による荷重を受けて、下方に撓み変形するおそれがある。また、図示したように、積載物５に下方向の押し付け力が作用する場合にも、回転テーブル１の径方向外端部は下方に撓み変形するおそれがある。しかしながら、静圧気体軸受が構成されることによって回転テーブル１の径方向外端部に垂直方向上方に向く力が作用するので、回転テーブル１の径方向外端部が上方に持ち上げられる。   Since the turntable 1 is supported by the rotation guide mechanism 4 at the center, and the radially outer end is not supported, the turntable 1 is deformed downward by receiving a load due to the weight of the turntable 1 or the mass of the load 5. There is a risk. Further, as shown in the figure, even when a downward pressing force acts on the load 5, the radially outer end of the rotary table 1 may be bent and deformed downward. However, since a force directed vertically upward acts on the radially outer end of the rotary table 1 by configuring the static pressure gas bearing, the radially outer end of the rotary table 1 is lifted upward.

よって、回転テーブル１の自重や積載物５の質量による荷重、積載物５への押し付け力等に応じてエアパッド６の気体軸受面１０ａからの気体噴出圧を設定し、また、空気バネが適切な付勢力を付与するように有底穴２４の空間の圧力を調整しておけば、回転テーブル１の径方向外端部が上方に持ち上げられ、回転テーブル１の自重や積載物５の質量による荷重、積載物５への押し付け力等による撓み変形が抑制される。その結果、回転テーブル１とベース２との間隔（垂直方向距離）を、回転テーブル１の全体にわたって一定とすることができる。   Therefore, the gas ejection pressure from the gas bearing surface 10a of the air pad 6 is set according to the weight of the turntable 1, the load due to the mass of the load 5, the pressing force against the load 5, etc. If the pressure in the space of the bottomed hole 24 is adjusted so as to apply an urging force, the radially outer end of the rotary table 1 is lifted upward, and the load due to the weight of the rotary table 1 and the mass of the load 5 The bending deformation due to the pressing force or the like on the load 5 is suppressed. As a result, the interval (vertical distance) between the rotary table 1 and the base 2 can be made constant over the entire rotary table 1.

したがって、回転テーブル１の自重による撓みを抑制する場合には、自重による撓みを最も効果的に抑制できる径方向位置（通常は径方向外端部）に垂直方向上方に向く力が作用するように、エアパッド６を配置することが好ましい。また、積載物５の質量による荷重や積載物５への押し付け力による撓みを抑制する場合には、積載物５が載置される径方向位置に垂直方向上方に向く力が作用するように、エアパッド６を配置することが好ましい。そして、複数の積載物５が載置される場合には、全ての積載物５に対してそれぞれエアパッド６を設置することが好ましい。   Therefore, when the deflection due to the weight of the turntable 1 is suppressed, a force directed upward in the vertical direction acts on the radial position (usually the radially outer end) that can most effectively suppress the deflection due to the weight. The air pad 6 is preferably disposed. Further, in the case of suppressing the load due to the mass of the load 5 and the bending due to the pressing force to the load 5, a force directed vertically upward acts on the radial position where the load 5 is placed. It is preferable to arrange the air pad 6. And when the some load 5 is mounted, it is preferable to install the air pad 6 with respect to all the loads 5, respectively.

また、回転テーブル１の径方向外端部が上方に持ち上げられれば、回転案内機構４に作用するモーメント荷重を軽減することができる。そのため、回転案内機構４に用いる転がり軸受４ｃの小径化や、回転案内機構４の小型化、軽量化、低重心化等を図ることができる。
さらに、上記のように回転テーブル１の撓み変形を抑制することができるので、回転テーブル１の薄肉化が可能である。特に回転テーブル１が大径である場合は、回転テーブル１に撓み変形が生じやすいが、そのような場合でも、撓み変形を抑制するために回転テーブル１の厚さを大きくして回転テーブル１の剛性を高める必要がない。よって、回転テーブル１の薄肉化が可能であるため、回転テーブル１が大径である場合でも、回転テーブル装置を薄型とすることができる。 If the radially outer end of the turntable 1 is lifted upward, the moment load acting on the rotation guide mechanism 4 can be reduced. Therefore, the diameter of the rolling bearing 4c used for the rotation guide mechanism 4 can be reduced, the rotation guide mechanism 4 can be reduced in size, weight, and the center of gravity can be reduced.
Furthermore, since the bending deformation of the turntable 1 can be suppressed as described above, the turntable 1 can be thinned. In particular, when the rotary table 1 has a large diameter, the rotary table 1 is likely to bend and deform. However, even in such a case, the thickness of the rotary table 1 is increased to suppress the bending deformation. There is no need to increase rigidity. Therefore, since the turntable 1 can be thinned, the turntable device can be made thin even when the turntable 1 has a large diameter.

前述の進退機構をエアパッドに備えていない従来品では、回転テーブルの軸受案内面の精度が低いと、回転テーブルの回転に伴って気体軸受面と軸受案内面との間の隙間（軸受隙間）の大きさが変動してしまうおそれがある。例えば、軸受隙間が大きくなると、静圧気体軸受によって軸受部に付与される気体軸受面の垂直方向下方に向く力が小さくなるので、回転テーブルに付与される垂直方向上方に向く力も小さくなって、回転テーブルの径方向外端部が下方に撓み変形するおそれが生じる。また、軸受隙間が小さくなると、静圧気体軸受によって軸受部に付与される気体軸受面の垂直方向下方に向く力が大きくなるので、回転テーブルに付与される垂直方向上方に向く力も大きくなって、回転テーブルの径方向外端部が上方に撓み変形するおそれが生じる。   In the conventional product that does not include the above-mentioned advance / retreat mechanism in the air pad, if the accuracy of the bearing guide surface of the rotary table is low, the clearance (bearing clearance) between the gas bearing surface and the bearing guide surface is reduced as the rotary table rotates. There is a possibility that the size may fluctuate. For example, when the bearing gap increases, the force directed downward in the vertical direction of the gas bearing surface applied to the bearing portion by the static pressure gas bearing decreases, so the force directed upward in the vertical direction applied to the rotary table also decreases. There is a risk that the radially outer end of the rotary table bends and deforms downward. In addition, when the bearing gap becomes smaller, the force directed downward in the vertical direction of the gas bearing surface applied to the bearing portion by the static pressure gas bearing increases, so the force directed upward in the vertical direction applied to the rotary table also increases. There is a risk that the radially outer end of the rotary table bends upward and deforms.

しかしながら、本実施形態の回転テーブル装置は、軸受部１０を気体軸受面１０ａの垂直方向に進退させる進退機構を備えているので、回転テーブル１の軸受案内面１ａの精度が低く回転テーブル１の移動に伴って気体軸受面１０ａと軸受案内面１ａとの間の隙間（軸受隙間）の大きさが変動したとしても、回転テーブル１に撓み変形が生じにくく、回転テーブル１とベース２との間隔（垂直方向距離）が一定に保たれる。よって、回転テーブル１を安定姿勢で回転させることができる。   However, the rotary table device of the present embodiment includes an advance / retreat mechanism that advances and retracts the bearing portion 10 in the direction perpendicular to the gas bearing surface 10a, so that the accuracy of the bearing guide surface 1a of the rotary table 1 is low and the movement of the rotary table 1 is low. Accordingly, even if the size of the gap (bearing gap) between the gas bearing surface 10a and the bearing guide surface 1a fluctuates, the rotary table 1 is less likely to bend and deform, and the distance between the rotary table 1 and the base 2 ( Vertical distance) is kept constant. Therefore, the rotary table 1 can be rotated in a stable posture.

このメカニズムについて、以下に詳細に説明する。例えば、回転テーブル１の軸受案内面１ａの精度不十分に起因して軸受隙間が大きくなると、静圧気体軸受によって軸受部１０に付与される気体軸受面１０ａの垂直方向下方に向く力が小さくなるが、そうすると、前述した空気バネによる付勢力と静圧気体軸受による力との釣り合いが崩れ、空気バネによる気体軸受面１０ａの垂直方向上方に向く付勢力によって軸受部１０が上方に移動する（すなわち、エアパッド６の垂直方向長さが大きくなる）。そして、空気バネによる付勢力と静圧気体軸受による力とが釣り合った高さ位置で、軸受部１０がハウジング部１１の凹部１１ａ内に保持される。   This mechanism will be described in detail below. For example, when the bearing gap becomes large due to insufficient accuracy of the bearing guide surface 1a of the rotary table 1, the force directed downward in the vertical direction of the gas bearing surface 10a applied to the bearing portion 10 by the static pressure gas bearing becomes small. However, if so, the balance between the urging force by the air spring and the force by the static pressure gas bearing is lost, and the bearing portion 10 moves upward by the urging force directed upward in the vertical direction of the gas bearing surface 10a by the air spring (ie, The vertical length of the air pad 6 is increased). And the bearing part 10 is hold | maintained in the recessed part 11a of the housing part 11 in the height position where the urging | biasing force by an air spring and the force by a static pressure gas bearing balance.

逆に、軸受隙間が小さくなると、静圧気体軸受によって軸受部１０に付与される気体軸受面１０ａの垂直方向下方に向く力が大きくなるが、そうすると、前述した空気バネによる付勢力と静圧気体軸受による力との釣り合いが崩れ、静圧気体軸受によって軸受部１０に付与される気体軸受面１０ａの垂直方向下方に向く力によって軸受部１０が下方に移動する（すなわち、エアパッド６の垂直方向長さが小さくなる）。そして、空気バネによる付勢力と静圧気体軸受による力とが釣り合った高さ位置で、軸受部１０がハウジング部１１の凹部１１ａ内に保持される。   On the contrary, when the bearing clearance is reduced, the force directed downward in the vertical direction of the gas bearing surface 10a applied to the bearing portion 10 by the static pressure gas bearing is increased. The balance with the force by the bearing is lost, and the bearing portion 10 moves downward by the force directed downward in the vertical direction of the gas bearing surface 10a applied to the bearing portion 10 by the hydrostatic gas bearing (that is, the vertical length of the air pad 6). Is smaller). And the bearing part 10 is hold | maintained in the recessed part 11a of the housing part 11 in the height position where the urging | biasing force by an air spring and the force by a static pressure gas bearing balance.

このように、軸受隙間が大きくなると、軸受部１０が上方に移動することによりエアパッド６の垂直方向長さが大きくなるし、軸受隙間が小さくなると、軸受部１０が下方に移動することによりエアパッド６の垂直方向長さが小さくなるので、回転テーブル１の回転に伴って軸受隙間が変動したとしても、回転テーブル１の自重及び積載物の質量等に応じて初期に設定したエアパッド６の気体軸受面１０ａからの気体噴出圧を軸受隙間の変動に応じて調整することなく、回転テーブル１とベース２との間隔（垂直方向距離）は一定に保たれることとなる。よって、軸受案内面１ａの精度の影響を受けずに、回転テーブル１を常に安定姿勢で回転させることができる。   As described above, when the bearing gap is increased, the vertical length of the air pad 6 is increased by moving the bearing portion 10 upward, and when the bearing gap is decreased, the air pad 6 is moved downward. Therefore, even if the bearing gap fluctuates with the rotation of the turntable 1, the gas bearing surface of the air pad 6 that is initially set according to the weight of the turntable 1, the mass of the load, etc. The distance (vertical distance) between the rotary table 1 and the base 2 is kept constant without adjusting the gas ejection pressure from 10a in accordance with the change in the bearing gap. Therefore, the rotary table 1 can always be rotated in a stable posture without being affected by the accuracy of the bearing guide surface 1a.

そのため、回転テーブル１の軸受案内面１ａの精度を高精度で管理する必要がないので、回転テーブル装置の部品製造のコストダウンが可能である。また、熱変形、経時変形、初期の組み立て時の変形、荷重による設置面（ベース２の上面）の変形などにより、エアパッド６の基準面（例えば気体軸受面１０ａ）が変形したとしても、上記のメカニズムによって回転テーブル１とベース２との間隔（垂直方向距離）は一定に保たれる。
なお、進退機構については、下記のような各変形例を採用可能である。例えば、図２に示すように、空気バネの代わりにコイルバネ２０を用いて、進退機構を構成することもできる（第一変形例）。第一変形例について、以下に詳述する。 Therefore, since it is not necessary to manage the accuracy of the bearing guide surface 1a of the turntable 1 with high accuracy, it is possible to reduce the cost of manufacturing the parts of the turntable device. Further, even if the reference surface (for example, the gas bearing surface 10a) of the air pad 6 is deformed due to thermal deformation, deformation over time, deformation during initial assembly, deformation of the installation surface (the upper surface of the base 2) due to load, etc. The distance (vertical direction distance) between the rotary table 1 and the base 2 is kept constant by the mechanism.
In addition, about the advance / retreat mechanism, the following modifications can be employed. For example, as shown in FIG. 2, the advance / retreat mechanism can be configured by using a coil spring 20 instead of an air spring (first modification). The first modification will be described in detail below.

図２の例では、ハウジング部１１の凹部１１ａの底面の中心部に形成された有底穴２２の中に、進退機構としてコイルバネ２０が配置されていて、このコイルバネ２０が、ハウジング部１１と軸受部１０とに気体軸受面１０ａの垂直方向の付勢力を付与するようになっている。詳述すると、コイルバネ２０は、ハウジング部１１に気体軸受面１０ａの垂直方向下方に向く付勢力を付与し、軸受部１０に気体軸受面１０ａの垂直方向上方に向く付勢力を付与する。このコイルバネ２０のバネ定数は、軸受部１０に付与したい付勢力（すなわち回転テーブル１に付与したい力）の強さに応じて適宜選択すればよい。   In the example of FIG. 2, a coil spring 20 is disposed as a forward / backward mechanism in a bottomed hole 22 formed in the center of the bottom surface of the recess 11 a of the housing portion 11, and the coil spring 20 is connected to the housing portion 11 and the bearing. An urging force in the vertical direction of the gas bearing surface 10 a is applied to the portion 10. More specifically, the coil spring 20 applies a biasing force directed downward in the vertical direction of the gas bearing surface 10a to the housing portion 11, and applies a biasing force directed upward in the vertical direction of the gas bearing surface 10a to the bearing portion 10. The spring constant of the coil spring 20 may be appropriately selected according to the strength of the urging force to be applied to the bearing portion 10 (that is, the force to be applied to the rotary table 1).

この第一変形例において、コイルバネ２０の付勢力を調整する調整機構を備えていてもよい。図３には、調整機構として間座２１を用いた例（第二変形例）が示されている。すなわち、有底穴２２の底部とコイルバネ２０との間に例えば環状の間座２１を配してコイルバネ２０の圧縮量を調整すれば、付勢力の強さを調整することができる。また、間座２１の厚さや間座２１を設ける垂直方向位置を調整して、付勢力の強さを調整することができる。   In the first modification, an adjustment mechanism that adjusts the urging force of the coil spring 20 may be provided. FIG. 3 shows an example (second modified example) in which a spacer 21 is used as the adjusting mechanism. That is, if the compression amount of the coil spring 20 is adjusted by arranging, for example, an annular spacer 21 between the bottom of the bottomed hole 22 and the coil spring 20, the strength of the urging force can be adjusted. Further, the strength of the biasing force can be adjusted by adjusting the thickness of the spacer 21 and the vertical position where the spacer 21 is provided.

また、図４に示すように、進退機構としてコイルバネ２０と気体供給による空気バネとを併用することもできる（第三変形例）。コイルバネ２０を配した有底穴２２をＯリング１７等で密封し、密封された有底穴２２の空間に気体を供給し陽圧とすれば、コイルバネ２０と空気バネの付勢力によって、ハウジング部１１と軸受部１０とに気体軸受面１０ａの垂直方向の付勢力を付与することができる。また、有底穴２２の空間の圧力を調整することにより、間座２１を用いなくても、ハウジング部１１と軸受部１０とに付与される気体軸受面の垂直方向の付勢力の強さを調整することができる。   Moreover, as shown in FIG. 4, the coil spring 20 and the air spring by gas supply can also be used together as an advancing / retreating mechanism (third modification). If the bottomed hole 22 provided with the coil spring 20 is sealed with an O-ring 17 or the like, and the gas is supplied to the space of the sealed bottomed hole 22 to make a positive pressure, the housing portion is applied by the biasing force of the coil spring 20 and the air spring. 11 and the bearing portion 10 can be applied with an urging force in the vertical direction of the gas bearing surface 10a. Further, by adjusting the pressure in the space of the bottomed hole 22, the strength of the urging force in the vertical direction of the gas bearing surface applied to the housing part 11 and the bearing part 10 can be reduced without using the spacer 21. Can be adjusted.

なお、有底穴２２の空間への気体の供給は安定しない場合があり、有底穴２２の空間の圧力が不安定となるおそれがあるので、ハウジング部１１と軸受部１０とに付与される気体軸受面１０ａの垂直方向の付勢力の強さを安定させるために、コイルバネ２０の方を主体として付勢力を付与することが好ましい。また、回転テーブル装置が陽圧又は陰圧条件下で使用される場合には、有底穴２２の空間の圧力が変動するおそれがあるので、ハウジング部１１と軸受部１０とに付与される気体軸受面１０ａの垂直方向の付勢力の強さを安定させるために、コイルバネ２０の方を主体として付勢力を付与することが好ましい。   In addition, since supply of the gas to the space of the bottomed hole 22 may not be stable and the pressure in the space of the bottomed hole 22 may become unstable, it is applied to the housing portion 11 and the bearing portion 10. In order to stabilize the strength of the urging force in the vertical direction of the gas bearing surface 10a, it is preferable to apply the urging force with the coil spring 20 as a main component. Further, when the rotary table device is used under a positive pressure or negative pressure condition, the pressure in the space of the bottomed hole 22 may fluctuate, so that the gas applied to the housing part 11 and the bearing part 10 In order to stabilize the strength of the urging force in the vertical direction of the bearing surface 10a, it is preferable to apply the urging force with the coil spring 20 as a main component.

このような本実施形態の回転テーブル装置は、露光装置（例えば、半導体ウエハ，液晶パネル等の平板状基板にパターンを形成するための半導体露光装置）、組み立て装置、検査装置（例えば顕微鏡）、精密工作機械等に用いられる位置決め装置として使用することができる。
例えば、半導体ウエハを露光してパターンを形成する露光装置は、被露光材である半導体ウエハを載せて回転し半導体ウエハの位置決めをする位置決め装置と、位置決めされた半導体ウエハに露光用光を照射する光学系と、これらを制御する制御装置と、を備えている。位置決め装置としては、本実施形態の回転テーブル装置が好適に用いられる。 Such a rotary table device of this embodiment includes an exposure device (for example, a semiconductor exposure device for forming a pattern on a flat substrate such as a semiconductor wafer or a liquid crystal panel), an assembly device, an inspection device (for example, a microscope), a precision device. It can be used as a positioning device used for machine tools and the like.
For example, an exposure apparatus that exposes a semiconductor wafer to form a pattern places a semiconductor wafer, which is a material to be exposed, and rotates to position the semiconductor wafer, and irradiates the positioned semiconductor wafer with exposure light. An optical system and a control device for controlling them are provided. As the positioning device, the rotary table device of the present embodiment is preferably used.

回転テーブル上にウエハを載せた回転テーブル装置を駆動して、ウエハを所定の位置に移動させたら、光学系の光源からウエハに露光用光を照射して露光を行い、ウエハにパターンを形成する。露光が終了したら回転テーブル装置を駆動して、別のウエハを所定の位置に移動させ、上記と同様に露光を行い、そのウエハにパターンを形成する。
このような露光装置において位置決め装置として用いられる本実施形態の回転テーブル装置は、回転テーブルの変形が生じにくく回転テーブルを安定姿勢で回転させることができるので、露光装置は被露光材の位置決めが正確である。 When the rotary table device with the wafer placed on the rotary table is driven to move the wafer to a predetermined position, exposure is performed by irradiating the wafer with exposure light from the light source of the optical system to form a pattern on the wafer. . When the exposure is completed, the rotary table device is driven to move another wafer to a predetermined position, exposure is performed in the same manner as described above, and a pattern is formed on the wafer.
The rotary table device of the present embodiment used as a positioning device in such an exposure apparatus is unlikely to cause deformation of the rotary table and can rotate the rotary table in a stable posture, so that the exposure apparatus can accurately position the material to be exposed. It is.

また、顕微鏡は、被検試料８を載せて回転し被検試料８の位置決めをする位置決め装置と、位置決めされた被検試料８を観察する光学系と、これらを制御する制御装置と、を備えている（図５を参照）。位置決め装置としては、本実施形態の回転テーブル装置が好適に用いられる。回転テーブル１上に被検試料８を載せた回転テーブル装置を駆動して、被検試料８を所定の位置に移動させたら、光学系を用いて被検試料８の観察を行う。   Further, the microscope includes a positioning device that places and rotates the test sample 8 to position the test sample 8, an optical system that observes the positioned test sample 8, and a control device that controls these. (See FIG. 5). As the positioning device, the rotary table device of the present embodiment is preferably used. When the rotary table device having the test sample 8 placed on the rotary table 1 is driven to move the test sample 8 to a predetermined position, the test sample 8 is observed using an optical system.

このような顕微鏡において位置決め装置として用いられる本実施形態の回転テーブル装置は、回転テーブル１の変形が生じにくく回転テーブル１を安定姿勢で回転させることができるので、顕微鏡は被検試料８の位置決めが正確である。また、エアパッド６の気体軸受面１０ａからの気体噴出圧を変化させれば、回転テーブル１とベース２との間隔（垂直方向距離）を調整することができるので、前記気体噴出圧によって顕微鏡の焦点合わせを行うことができる。   Since the rotary table device of the present embodiment used as a positioning device in such a microscope can hardly rotate the rotary table 1 and can rotate the rotary table 1 in a stable posture, the microscope can position the test sample 8. Is accurate. Further, if the gas ejection pressure from the gas bearing surface 10a of the air pad 6 is changed, the distance (vertical direction distance) between the rotary table 1 and the base 2 can be adjusted, so that the focus of the microscope is adjusted by the gas ejection pressure. Can be combined.

すなわち、前記気体噴出圧を強めれば、回転テーブル１に付与される垂直方向上方に向く力も大きくなって、回転テーブル１のエアパッド６に対向する部分が上方に撓み変形し、その部分の上面の高さ位置が上昇する。反対に、前記気体噴出圧を弱めれば、回転テーブル１に付与される垂直方向上方に向く力も小さくなって、回転テーブル１のエアパッド６に対向する部分が下方に撓み変形し、その部分の上面の高さ位置が下降する。   That is, if the gas ejection pressure is increased, the upward force applied to the turntable 1 also increases, and the portion of the turntable 1 facing the air pad 6 is bent upward and deformed. The height position rises. On the contrary, if the gas jet pressure is weakened, the upward force applied to the turntable 1 is also reduced, and the portion of the turntable 1 facing the air pad 6 is bent downward and deformed, and the upper surface of that portion The height position of descents.

よって、顕微鏡の光学系の対物レンズ９に対向する位置にエアパッド６を配置すれば、上記のような前記気体噴出圧により、回転テーブル１の対物レンズ９に対向する部分（図５では径方向外端部）の上面の高さ位置を調整して、顕微鏡の焦点合わせを行うことができる。顕微鏡に適用する回転テーブル装置においては、エアパッド６の設置数は図５のように１個でもよいが、複数数でもよい。   Therefore, if the air pad 6 is arranged at a position facing the objective lens 9 of the optical system of the microscope, the portion facing the objective lens 9 of the turntable 1 (outside in the radial direction in FIG. 5) due to the gas ejection pressure as described above. The microscope can be focused by adjusting the height position of the upper surface of the end portion. In the rotary table device applied to the microscope, the number of air pads 6 may be one as shown in FIG. 5 or may be plural.

なお、本実施形態は本発明の一例を示したものであって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。例えば、本実施形態においては、移動テーブル装置の例として回転テーブル装置をあげて説明したが、これに限定されるものではなく、本発明は、移動テーブルの直動を案内する案内機構によりベースに支持された移動テーブルを直交する二方向に移動させるＸＹテーブル装置に適用することもできる。また、本発明は、移動テーブルを一方向に直動させる直動テーブル装置に適用することもできる。   In addition, this embodiment shows an example of this invention and this invention is not limited to this embodiment. For example, in the present embodiment, the rotary table device has been described as an example of the moving table device. However, the present invention is not limited to this, and the present invention is based on a guide mechanism that guides the linear movement of the moving table. The present invention can also be applied to an XY table device that moves a supported moving table in two orthogonal directions. The present invention can also be applied to a linear table device that linearly moves the moving table in one direction.

また、バネの種類は、コイルバネや空気バネに限定されるものではなく、板バネ等の他種のバネを用いることができる。また、ゴム等の弾性体の塊状物からなるバネを用いることもできる。さらに、コイルバネ、板バネの材質は金属に限定されるものではなく、樹脂材料、木材、竹材等を用いることも可能である。
さらに、静圧気体軸受の絞りには、図１〜５に示した自成絞り以外にオリフィス絞り、表面絞り、多孔質絞り等の形式があるが、本発明にはいずれの形式も使用可能である。ただし、これらの中でも自成絞りは、キリ穴を絞りとして使用するため、製造が容易で好ましい。 The type of spring is not limited to a coil spring or an air spring, and other types of springs such as a leaf spring can be used. Also, a spring made of a lump of elastic material such as rubber can be used. Furthermore, the material of the coil spring and the leaf spring is not limited to metal, and resin material, wood, bamboo, or the like can also be used.
In addition to the self-contained throttles shown in FIGS. 1 to 5, there are other types of throttles for hydrostatic gas bearings, such as orifice throttles, surface throttles, and porous throttles. Any type can be used in the present invention. is there. However, among these, the self-contained drawing is preferable because it uses a drill hole as a drawing and is easy to manufacture.

１ 回転テーブル
１ａ 軸受案内面
２ ベース
４ 回転案内機構
６ エアパッド
１０ 軸受部
１０ａ 気体軸受面
１０ｂ 噴出口
１１ ハウジング部
１１ａ 凹部
２０ コイルバネ
２１ 間座
２２ 有底穴
２４ 有底穴 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rotation table 1a Bearing guide surface 2 Base 4 Rotation guide mechanism 6 Air pad 10 Bearing part 10a Gas bearing surface 10b Spout 11 Housing part 11a Recess 20 Coil spring 21 Spacer 22 Bottomed hole 24 Bottomed hole

Claims (4)

ベースと、前記ベース上を直線移動又は回転する移動テーブルと、前記ベースと前記移動テーブルとの間に配され前記移動テーブルを前記ベース上に支持しつつ前記移動テーブルの直線移動又は回転を案内する案内機構と、を備える移動テーブル装置であって、
静圧気体軸受の軸受案内面が、前記移動テーブルの前記ベースと対向する面に設けられ、
気体を噴出する噴出口が形成された気体軸受面を備え、該気体軸受面から軸受隙間を介して対向する前記軸受案内面に向かって気体を噴出することにより前記軸受案内面と前記気体軸受面との間に静圧気体軸受を構成可能なエアパッドが、前記気体軸受面を前記軸受案内面に向けて前記ベースの前記移動テーブルに対向する面に固定され、
前記エアパッドは、前記気体軸受面を備える軸受部と、前記ベースに固定され且つ前記軸受部を保持するハウジング部と、を備え、前記ハウジング部は、前記気体軸受面が露出するように前記軸受部を収容する凹部を有し、前記気体軸受面の垂直方向に進退可能に前記軸受部を前記凹部内に保持し、
さらに前記エアパッドは、前記軸受部を前記気体軸受面の垂直方向に進退させて、前記移動テーブルと前記ベースとの間の垂直方向距離を一定に保つ進退機構を備えることを特徴とする移動テーブル装置。 A base, a moving table that linearly moves or rotates on the base, and a linear movement or rotation of the moving table that is arranged between the base and the moving table while supporting the moving table on the base. A moving table device comprising a guide mechanism,
A bearing guide surface of the static pressure gas bearing is provided on a surface facing the base of the moving table,
The bearing guide surface and the gas bearing surface are provided by having a gas bearing surface formed with an ejection port for ejecting gas, and ejecting gas from the gas bearing surface toward the bearing guide surface facing the bearing gap. An air pad capable of constituting a static pressure gas bearing between the base and the gas pad is fixed to a surface of the base facing the moving table with the gas bearing surface facing the bearing guide surface,
The air pad includes a bearing portion including the gas bearing surface, and a housing portion that is fixed to the base and holds the bearing portion, and the housing portion is configured such that the gas bearing surface is exposed. Holding the bearing portion in the recess so as to be able to advance and retreat in the direction perpendicular to the gas bearing surface,
The air pad further includes an advance / retreat mechanism that advances and retracts the bearing portion in the vertical direction of the gas bearing surface to maintain a constant vertical distance between the move table and the base. . 前記進退機構が、前記ハウジング部と前記軸受部との間に配され前記ハウジング部と前記軸受部とに前記気体軸受面の垂直方向の付勢力を付与するバネであることを特徴とする請求項１に記載の移動テーブル装置。   The said advancing / retreating mechanism is a spring that is arranged between the housing part and the bearing part and applies a biasing force in a direction perpendicular to the gas bearing surface to the housing part and the bearing part. 2. The moving table device according to 1. 前記バネがコイルバネ及び空気バネの少なくとも一方であることを特徴とする請求項２に記載の移動テーブル装置。   The moving table device according to claim 2, wherein the spring is at least one of a coil spring and an air spring. 前記進退機構が、前記バネの付勢力を調整する調整機構を備えることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の移動テーブル装置。   The moving table device according to claim 2, wherein the advance / retreat mechanism includes an adjustment mechanism that adjusts an urging force of the spring.
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