JP2022079260A - テーブル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】テーブルがＸ軸方向及びＹ軸方向に同時に移動した際に生じるテーブルの傾きを抑制して、テーブルの加減速度を上げることができるテーブル装置を提供する。【解決手段】テーブル装置１０は、ベース部材１の上に配置される平面視四角形状のテーブル２と、テーブル２の４つの角部のそれぞれに配置され、テーブル２をガイド面１Ａに沿った方向に移動可能に支持するテーブル支持部２０と、を備える。テーブル支持部２０は、ベース部材１とテーブル２との間に気体軸受２１Ｇを形成する複数の軸受部材２１を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、半導体の製造及び検査装置に用いられるテーブル装置に関する。

従来から精密移動・位置決め用のテーブル装置として種々のものが知られており、特許文献１に示すテーブル装置は、平面内で移動・位置決めするものであって、平行配備されたベースガイドと、このベースガイドに対しガイド方向に往復動可能に支持された可動ガイドと、この可動ガイドに対しガイド方向に往復動可能に支持されたテーブルを有している。そして、両ベースガイドおよび可動ガイドは、モータヨークとコイルボビンからなるリニアモータにて構成すると共に、それぞれのモータヨークとコイルボビンとの間には、コイルボビンに加わるＸＹＺ軸荷重を支持する空気軸受を構成している。また、特許文献２に示すテーブル装置は、平面視四角形状であるテーブルの４つの角部に、気体軸受を形成する軸受部材を１つずつ配置するものである（図１７の各エアパッド２５３を参照）。各軸受部材は、相手部材であるベース部材のガイド面との間に微小隙間を介して対向することにより、空気軸受を形成している。

特開昭６２－１８２６９２号公報 特開２００２－０８２４４５号公報

ところで、上記特許文献２に記載のテーブル装置では、テーブルが水平面と平行なＸ軸方向及びＹ軸方向に同時に移動する場合（即ち、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の両方に対して斜めに移動する場合）、テーブルが移動する際の加減速に伴う慣性力によって、テーブルの角部に配置される１つの軸受部材に負荷が集中する。従って、負荷が集中した軸受部材と気体軸受を形成するガイド面との間の隙間が小さくなり、テーブルが水平方向に対して傾くため、テーブルの加減速度を上げることができなかった。なお、テーブルが大きく傾いた場合、軸受部材の端面がベース部材のガイド面に接触すると、軸受部材やベース部材に摩耗や焼付きが生じることがある。

本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、テーブルがＸ軸方向及びＹ軸方向に同時に移動した際に生じるテーブルの傾きを抑制して、テーブルの加減速度を上げることができるテーブル装置を提供することにある。

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）所定面と平行なガイド面を有するベース部材と、前記ベース部材の上に配置される平面視四角形状のテーブルと、前記テーブルの４つの角部のそれぞれに配置され、前記テーブルを前記ガイド面に沿った方向に移動可能に支持するテーブル支持部と、を備え、前記テーブル支持部は、前記ベース部材と前記テーブルとの間に気体軸受を形成する複数の軸受部材を備える、テーブル装置。
（２）前記テーブル支持部は、３つの前記軸受部材を備え、３つの前記軸受部材は、前記テーブルの前記角部に沿って略Ｌ字状に配置される、（１）に記載のテーブル装置。
（３）前記テーブルに対して前記ベース部材を吸引する吸引部材を備え、前記吸引部材は、隣り合う前記テーブル支持部の間に配置される、（１）又は（２）に記載のテーブル装置。

本発明によれば、テーブルの４つの角部のそれぞれに配置され、テーブルをガイド面に沿った方向に移動可能に支持するテーブル支持部を備え、テーブル支持部が、ベース部材とテーブルとの間に気体軸受を形成する複数の軸受部材を備えるため、テーブルの角部に掛かるテーブル移動時の負荷を複数の軸受部材で支持することができる。これにより、テーブルがＸ軸方向及びＹ軸方向に同時に移動した際に生じるテーブルの傾きを抑制することができる。この結果、テーブルの加減速度を上げることが可能となり、テーブルの移動を高速化することができる。これにより、本発明のテーブル装置を使用した製造装置及び検査装置のサイクルタイム（加工時間、検査時間）を短縮して、生産性を向上することができる。

本発明に係るテーブル装置の一実施形態を説明する側面図である。 図１に示すテーブル装置の下面図である。 図１に示すテーブル装置の変形例を説明する下面図である。

以下、本発明に係るテーブル装置の一実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。

以下の説明においては、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部の位置関係について説明する。所定面と直交する第１軸と平行な方向をＺ軸方向とし、所定面内の第２軸と平行な方向をＸ軸方向とし、所定面内において第２軸と直交する第３軸と平行な方向をＹ軸方向とする。Ｚ軸（第１軸）は、Ｘ軸（第２軸）及びＹ軸（第３軸）のそれぞれと直交する。Ｘ軸は、ＹＺ平面と直交する。Ｙ軸は、ＸＺ平面と直交する。Ｚ軸は、ＸＹ平面と直交する。ＸＹ平面は、所定面と平行である。本実施形態において、ＸＹ平面は、水平面と平行である。Ｚ軸方向は、鉛直方向である。なお、ＸＹ平面（所定面）が水平面に対して傾斜してもよい。

図１は、本実施形態に係るテーブル装置１０を－Ｙ側から見た側面図である。図２は、本実施形態に係るテーブル装置１０を－Ｚ側から見た下面図である。なお、図１においては、テーブル装置１０を断面で示す。また、本実施形態では、＋Ｚ側は上側とし、－Ｚ側は下側とする。

図１及び図２に示すように、テーブル装置１０は、ベース部材１と、ベース部材１の上に配置される平面視四角形状のテーブル２と、テーブル２の４つの角部２ａのそれぞれに配置されるテーブル支持部２０と、を備える。なお、テーブル２は、不図示の駆動システムによってベース部材１に対してＸ軸方向及びＹ軸方向の２つの方向に移動される。

ベース部材１は、ＸＹ平面（所定面）と平行な上面であるガイド面１Ａを有する。ガイド面１Ａは、平坦である。ベース部材１は、インディアンブラックのような石定盤でもよいし、鋳鉄定盤でもよいし、セラミックス製の定盤でもよい。ベース部材１は、例えば、テーブル装置１０が設置される施設（例えば工場）の床面に配置される。

テーブル２は、図２に示すように、ベース部材１の上方（＋Ｚ方向）に配置される。テーブル２は、物体Ｓを支持して移動可能である。本実施形態では、テーブル２の外形は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に沿った正方形である。

テーブル支持部２０は、図１に示すように、ベース部材１とテーブル２との間に気体軸受２１Ｇを形成する複数（本実施形態では各気体軸受２１Ｇに３個ずつ、テーブル２の合計で１２個）の軸受部材２１を備える。本実施形態では、３つの軸受部材２１は、図２に示すように、テーブル２の角部２ａに沿って略Ｌ字状に配置される。そして、テーブル支持部２０は、軸受部材２１が形成する気体軸受２１Ｇによりテーブル２をベース部材１のガイド面１Ａに沿った方向（Ｘ軸方向及びＹ軸方向の少なくとも１方向）に移動可能に支持する。

軸受部材２１は、ベース部材１とテーブル２との間に気体軸受（静圧軸受）２１Ｇを形成する。本実施形態では、軸受部材２１は、ベース部材１のガイド面１Ａと対向するテーブル２の下面に配置される。気体軸受２１Ｇが形成されることによって、テーブル２は、ベース部材１のガイド面１Ａに非接触で支持される。ベース部材１は、軸受部材２１によって形成される気体軸受２１Ｇによって、Ｘ軸方向及びＹ軸方向にテーブル２を非接触で移動可能に支持する。本実施形態では、不図示のコンプレッサから送られてきた圧縮空気を、軸受部材２１からベース部材１に向けて供給することにより、気体軸受２１Ｇが形成される。なお、軸受部材２１は、円形状に限定されず、四角形状などの多角形状であってもよい。

本実施形態では、軸受部材２１は、多孔体（多孔質部材）を含む。多孔体は、例えば、特許第５０９３０５６号、特開２００７－１２０５２７号などに開示されているようなグラファイト（カーボングラファイト）製でもよい。なお、多孔体がセラミックス製でもよい。本実施形態では、多孔体の孔（供給口）から気体が供給される。

また、図１及び図２に示すように、テーブル２においてＸ軸方向及びＹ軸方向に隣り合うテーブル支持部２０の間には、真空吸引部材３０がそれぞれ設けられる。本実施形態では、真空吸引部材３０は、テーブル２の下面に配置される。真空吸引部材３０は、図示しない吸引ポンプにより真空吸引されて真空吸引部材３０の内部空間を負圧の状態に保つことにより、テーブル２に対してベース部材１を吸引している。そして、真空吸引部材３０は、複数の軸受部材２１による浮上力に予圧を付与して、気体軸受２１Ｇの剛性を高めている（テーブル２が＋Ｚ軸方向に浮き上がるのを防止している）。さらに、真空吸引部材３０は、テーブル２の下面とべース部材１のガイド面１Ａとの間に供給された気体（軸受部材２１から供給された圧縮空気）の一部を真空吸引により外部に排出する機能を有する。また、気体軸受２１Ｇに予圧を掛ける手段としては、磁石を使用した磁気吸引方式であってもよい。なお、軸受部材２１による浮上力とテーブル装置１０の自重とをバランスさせる場合は、真空吸引部材３０を設けなくてもよい。

以上説明したように、本実施形態のテーブル装置１０によれば、テーブル２の４つの角部２ａのそれぞれに複数の軸受部材２１が設けられるため、テーブル２の角部２ａに掛かるテーブル移動時の負荷を複数の軸受部材２１で支持することができる。これにより、テーブル２がＸ軸方向及びＹ軸方向に同時に移動した際に生じる、テーブル２の傾きを抑制することができる。この結果、テーブル２及びテーブル２に支持された物体Ｓの加減速度を上げることが可能となり、テーブル２の移動を高速化することができる。これにより、テーブル装置１０を使用した製造装置及び検査装置のサイクルタイム（加工時間、検査時間）を短縮して、生産性を向上することができる。

また、本実施形態のテーブル装置１０によれば、３つの軸受部材２１が、テーブル２の角部２ａに沿って略Ｌ字状に配置されるため、テーブル２の角部２ａに掛かるテーブル移動時の負荷を効率よく支持することができる。これにより、テーブル２がＸ軸方向及びＹ軸方向に同時に移動した際に生じるテーブル２の傾きを更に抑制することができる。

また、本実施形態の変形例として、図３に示すように、テーブル支持部２０は、２つの軸受部材２１で構成されていてもよい。この変形例では、２つの軸受部材２１は、テーブル２の対角線に対して対称に配置される。

なお、本発明は、上記実施形態に例示したものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
例えば、テーブル支持部を構成する軸受部材の数は、上述した２つ又は３つに限定されず、テーブルの大きさに応じて４つ以上であってもよい。
また、複数の軸受部材がテーブルの対角線に対して対称に配置されるのであれば、軸受部材の大きさ、形状、空気供給量を異ならせてもよい。
また、テーブルは、テーブル支持部及び真空吸引部材と重ならない部分に、テーブルをＺ軸方向に貫通する、１つ或いは複数の貫通孔を形成してもよい。これにより、テーブルが軽量化され、より加減速度を上げることが可能となる。

１０ テーブル装置
１ ベース部材
１Ａ ガイド面
２ テーブル
２ａ 角部
２０ テーブル支持部
２１ 軸受部材
２１Ｇ 気体軸受
３０ 真空吸引部材
Ｓ 物体

Claims (3)

1. 所定面と平行なガイド面を有するベース部材と、
   前記ベース部材の上に配置される平面視四角形状のテーブルと、
   前記テーブルの４つの角部のそれぞれに配置され、前記テーブルを前記ガイド面に沿った方向に移動可能に支持するテーブル支持部と、を備え、
   前記テーブル支持部は、前記ベース部材と前記テーブルとの間に気体軸受を形成する複数の軸受部材を備える、テーブル装置。
2. 前記テーブル支持部は、３つの前記軸受部材を備え、
   ３つの前記軸受部材は、前記テーブルの前記角部に沿って略Ｌ字状に配置される、請求項１に記載のテーブル装置。
3. 前記テーブルに対して前記ベース部材を吸引する吸引部材を備え、
   前記吸引部材は、隣り合う前記テーブル支持部の間に配置される、請求項１又は２に記載のテーブル装置。

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