JPH09239628A - 自重支持装置 - Google Patents
自重支持装置Info
- Publication number
- JPH09239628A JPH09239628A JP7312196A JP7312196A JPH09239628A JP H09239628 A JPH09239628 A JP H09239628A JP 7312196 A JP7312196 A JP 7312196A JP 7312196 A JP7312196 A JP 7312196A JP H09239628 A JPH09239628 A JP H09239628A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- base
- self
- supporting device
- gravity
- driven body
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Machine Tool Units (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ベースへの搭載物のベースの挙動に対する変
位を、極めて高い追従性で補償する。 【解決手段】 被駆動体１を、ベース２００より重力方
向に移動する駆動手段３００、被駆動体の自重を支持す
る支持手段４００、駆動手段近傍におけるベースに対す
る被駆動体の重力方向変位を検出する検出手段１０５、
および検出手段で検出された値に基づき被駆動体の重力
方向の位置を制御する制御手段２４，２５を備えている
自重支持装置において、ベースの重力方向の加速度信号
１００を検出し、前記加速度信号に、変換係数を乗算し
た値を前記制御手段にフィードバックする。
位を、極めて高い追従性で補償する。 【解決手段】 被駆動体１を、ベース２００より重力方
向に移動する駆動手段３００、被駆動体の自重を支持す
る支持手段４００、駆動手段近傍におけるベースに対す
る被駆動体の重力方向変位を検出する検出手段１０５、
および検出手段で検出された値に基づき被駆動体の重力
方向の位置を制御する制御手段２４，２５を備えている
自重支持装置において、ベースの重力方向の加速度信号
１００を検出し、前記加速度信号に、変換係数を乗算し
た値を前記制御手段にフィードバックする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造装置の
ＸＹステージや精密工作機械、精密測定器等を含む機械
構造体の自重を支持する自重支持装置に関する。
ＸＹステージや精密工作機械、精密測定器等を含む機械
構造体の自重を支持する自重支持装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図６は、従来の自重支持装置を付加した
あおりステージを示している。同図において、１はあお
りステージであり、ウエハ３を搭載するためあおりステ
ージ１の上面２は極めて高い面精度が要求される。２０
０はベース、６はＸＹ可動ステージであり、ベース２０
０に対してＸＹ方向に動くことができる。ＸＹ可動ステ
ージ６はベース２００に対して、例えば静圧軸受と与圧
磁石の組み合わせ（図示せず）によって剛にガイドさ
れ、ベースのＺ方向変位に対して、ほぼ完全にならうこ
とができる。４は円筒状の案内面を有し、あおりステー
ジ１を水平方向のみに規制するガイドであり、例えば多
孔質静圧軸受を用いることによって、Ｚ方向、傾斜方
向、およびＺ軸回転方向の運動を許容している。５（５
ａ，５ｂ）は自重支持装置であり、１０５（１０５ａ，
１０５ｂ）は自重支持装置１近傍におけるあおりステー
ジ１のＸＹ可動ステージ６に対するＺ方向相対変位を検
出するＺ検出手段であり、例えば静電容量センサを用い
ることによって高精度にＺ方向相対変位を計測すること
ができる。３個のＺ検出手段１０５で得られた検出値に
基づき、３個の自重支持装置５（Ｚ検出手段および自重
支持装置それぞれの残りの１個は図示せず）の駆動によ
って、あおりステージ１をＸＹ可動ステージ６に対して
重力方向であるＺ方向に変位あるいは傾きを高速に自動
制御できる。また、上記構成によって、あおりステージ
１は、ＸＹ可動ステージ６とともにＸＹ方向に動くこと
ができる。
あおりステージを示している。同図において、１はあお
りステージであり、ウエハ３を搭載するためあおりステ
ージ１の上面２は極めて高い面精度が要求される。２０
０はベース、６はＸＹ可動ステージであり、ベース２０
０に対してＸＹ方向に動くことができる。ＸＹ可動ステ
ージ６はベース２００に対して、例えば静圧軸受と与圧
磁石の組み合わせ（図示せず）によって剛にガイドさ
れ、ベースのＺ方向変位に対して、ほぼ完全にならうこ
とができる。４は円筒状の案内面を有し、あおりステー
ジ１を水平方向のみに規制するガイドであり、例えば多
孔質静圧軸受を用いることによって、Ｚ方向、傾斜方
向、およびＺ軸回転方向の運動を許容している。５（５
ａ，５ｂ）は自重支持装置であり、１０５（１０５ａ，
１０５ｂ）は自重支持装置１近傍におけるあおりステー
ジ１のＸＹ可動ステージ６に対するＺ方向相対変位を検
出するＺ検出手段であり、例えば静電容量センサを用い
ることによって高精度にＺ方向相対変位を計測すること
ができる。３個のＺ検出手段１０５で得られた検出値に
基づき、３個の自重支持装置５（Ｚ検出手段および自重
支持装置それぞれの残りの１個は図示せず）の駆動によ
って、あおりステージ１をＸＹ可動ステージ６に対して
重力方向であるＺ方向に変位あるいは傾きを高速に自動
制御できる。また、上記構成によって、あおりステージ
１は、ＸＹ可動ステージ６とともにＸＹ方向に動くこと
ができる。
【０００３】図２は、図６における自重支持装置５ａの
拡大図である。自重支持装置はリニアモータ部３００お
よび自重支持部４００より構成されている。リニアモー
タ部３００は、永久磁石８、コイル９、非磁性体のコイ
ルホールダ１０、磁性体のヨーク７、およびヨークホー
ルダ１１より構成されている。コイルホールダ１０に
は、コイル９から発生する熱を回収するために、コイル
９を覆うように冷却管１２が設けられており、冷媒を外
部より流すことが可能となっている。永久磁石８の磁界
の方向とコイル９に流れる電流の方向はローレンツ力が
Ｚ方向に働くような関係になっている。
拡大図である。自重支持装置はリニアモータ部３００お
よび自重支持部４００より構成されている。リニアモー
タ部３００は、永久磁石８、コイル９、非磁性体のコイ
ルホールダ１０、磁性体のヨーク７、およびヨークホー
ルダ１１より構成されている。コイルホールダ１０に
は、コイル９から発生する熱を回収するために、コイル
９を覆うように冷却管１２が設けられており、冷媒を外
部より流すことが可能となっている。永久磁石８の磁界
の方向とコイル９に流れる電流の方向はローレンツ力が
Ｚ方向に働くような関係になっている。
【０００４】自重支持部４００は、シリンダ１３、ピス
トン１５、そしてローリングシール１４より構成されて
いる。シリンダ１３とピストン１５間の空気室１６はロ
ーリングシール１４で完全シールされている。ピストン
１５はコイルホールダ金具１０に固定されている。シリ
ンダ１３はヨークホールダ１１に固定されている。この
ような構成によって、リニアモータ部３００で発生する
力とシリンダ１３で発生する力はＺ方向の同軸上に働
き、ヨークホールダ１１を介してあおりステージ１を駆
動する。空気室１６内の空気の圧縮性による剛性は非常
に弱く、あおりステージ１のイナーシャによって決まる
固有振動数は低い。
トン１５、そしてローリングシール１４より構成されて
いる。シリンダ１３とピストン１５間の空気室１６はロ
ーリングシール１４で完全シールされている。ピストン
１５はコイルホールダ金具１０に固定されている。シリ
ンダ１３はヨークホールダ１１に固定されている。この
ような構成によって、リニアモータ部３００で発生する
力とシリンダ１３で発生する力はＺ方向の同軸上に働
き、ヨークホールダ１１を介してあおりステージ１を駆
動する。空気室１６内の空気の圧縮性による剛性は非常
に弱く、あおりステージ１のイナーシャによって決まる
固有振動数は低い。
【０００５】次に自重支持装置の駆動系を説明する。図
７において、１９は空気供給源である。１７は空気供給
口、１８は空気排出口である。２０は空気圧を制御する
ためのサーボバルブである。２１は絞りであり、２次側
は大気開放となっている。２４はサーボバルブ２０に指
令を与える圧力コントローラである。２２はシリンダ圧
を測定するための圧力計である。圧力コントローラ２４
は圧力計２２の信号２３をフィードバック信号とし、シ
リンダ内圧力一定の制御系を実現している。２５はリニ
アモータを駆動するための、電流アンプを含むリニアモ
ータコントローラである。リニアモータコントローラ
に、Ｚ検出手段１０５の検出値Ｚがフィードバックされ
ており、あおりステージをベースのＺ変位に相当するＸ
Ｙ可動ステージのＺ変位に対して追従させるサーボ系に
なっている。追従性を高めるには、（１）Ｚのサーボゲ
インは高いほど望ましい。（２）自重支持部の剛性は高
いほど望ましい。しかしサーボゲインは有限である。ま
た、自重支持部の剛性を高めすぎると制御性をそこなう
おそれがある。以上によって上記サーボ系の追従性は限
定される。
７において、１９は空気供給源である。１７は空気供給
口、１８は空気排出口である。２０は空気圧を制御する
ためのサーボバルブである。２１は絞りであり、２次側
は大気開放となっている。２４はサーボバルブ２０に指
令を与える圧力コントローラである。２２はシリンダ圧
を測定するための圧力計である。圧力コントローラ２４
は圧力計２２の信号２３をフィードバック信号とし、シ
リンダ内圧力一定の制御系を実現している。２５はリニ
アモータを駆動するための、電流アンプを含むリニアモ
ータコントローラである。リニアモータコントローラ
に、Ｚ検出手段１０５の検出値Ｚがフィードバックされ
ており、あおりステージをベースのＺ変位に相当するＸ
Ｙ可動ステージのＺ変位に対して追従させるサーボ系に
なっている。追従性を高めるには、（１）Ｚのサーボゲ
インは高いほど望ましい。（２）自重支持部の剛性は高
いほど望ましい。しかしサーボゲインは有限である。ま
た、自重支持部の剛性を高めすぎると制御性をそこなう
おそれがある。以上によって上記サーボ系の追従性は限
定される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記従来例では、例え
ばＸＹステージを水平方向にステップ動作する時、以下
のような問題が生じる。ＸＹステージがステップ動作さ
せるための駆動力の反力がベースにかかる。それによっ
てベースは大きく変位し、Ｚ方向にも他成分として変位
が生じる。前述したように、ベースＺ方向変位に対する
サーボ系の追従性は限界があり、ベースＺ変位の大きさ
もしくは周波数に対する追従できない量（ずれ）は、許
容できないほどになる場合がある。
ばＸＹステージを水平方向にステップ動作する時、以下
のような問題が生じる。ＸＹステージがステップ動作さ
せるための駆動力の反力がベースにかかる。それによっ
てベースは大きく変位し、Ｚ方向にも他成分として変位
が生じる。前述したように、ベースＺ方向変位に対する
サーボ系の追従性は限界があり、ベースＺ変位の大きさ
もしくは周波数に対する追従できない量（ずれ）は、許
容できないほどになる場合がある。
【０００７】本発明は、上述の従来例における問題点に
鑑みてなされたもので、ベースに対して、極めて高い追
従性を可能とする自重支持装置を提供することを目的と
する。
鑑みてなされたもので、ベースに対して、極めて高い追
従性を可能とする自重支持装置を提供することを目的と
する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、本発明の自重支持装置は、被駆動体をベース（基
盤）より重力方向に移動する駆動手段、被駆動体の自重
を支持する支持手段、駆動手段近傍におけるベースに対
する被駆動体の重力方向変位を検出する検出手段、およ
び検出手段で検出された値に基づき被駆動体の重力方向
の位置を制御する制御手段を備えている自重支持装置に
おいて、ベースの重力方向の加速度信号を検出し、前記
加速度信号に、変換係数を乗算した値を前記制御手段に
フィードバックすることを特徴としている。
め、本発明の自重支持装置は、被駆動体をベース（基
盤）より重力方向に移動する駆動手段、被駆動体の自重
を支持する支持手段、駆動手段近傍におけるベースに対
する被駆動体の重力方向変位を検出する検出手段、およ
び検出手段で検出された値に基づき被駆動体の重力方向
の位置を制御する制御手段を備えている自重支持装置に
おいて、ベースの重力方向の加速度信号を検出し、前記
加速度信号に、変換係数を乗算した値を前記制御手段に
フィードバックすることを特徴としている。
【０００９】また、被駆動体を搭載しベースに対して水
平方向に移動可能なようにベースに保持された水平可動
体、前記水平可動体に対して水平方向の自由度を規制し
他の自由度に対して移動可能なように前記被駆動体を保
持する軸受、前記水平可動体より重力方向に移動する駆
動手段、前記被駆動体の自重を支持する前記支持手段、
および駆動手段近傍における水平可動体に対する被駆動
体の重力方向変位を検出する検出手段を複数組備え、前
記検出手段で検出された値に基づき被駆動体の重力方向
の位置もしくは傾きを制御する制御手段を備えた自重支
持装置において、前記水平可動体上の複数の点における
重力方向の加速度信号を検出し、前記変換係数を乗算し
た値を前記制御手段にフィードバックする構成としても
よい。
平方向に移動可能なようにベースに保持された水平可動
体、前記水平可動体に対して水平方向の自由度を規制し
他の自由度に対して移動可能なように前記被駆動体を保
持する軸受、前記水平可動体より重力方向に移動する駆
動手段、前記被駆動体の自重を支持する前記支持手段、
および駆動手段近傍における水平可動体に対する被駆動
体の重力方向変位を検出する検出手段を複数組備え、前
記検出手段で検出された値に基づき被駆動体の重力方向
の位置もしくは傾きを制御する制御手段を備えた自重支
持装置において、前記水平可動体上の複数の点における
重力方向の加速度信号を検出し、前記変換係数を乗算し
た値を前記制御手段にフィードバックする構成としても
よい。
【００１０】さらに、被駆動体を搭載しベースに対し
て、水平方向に移動可能なようにベースに保持された水
平可動体、前記水平可動体に対して、水平方向の自由度
を規制し他の自由度に対して移動可能なように前記被駆
動体を保持する軸受、前記水平可動体より重力方向に移
動する駆動手段、前記被駆動体の自重を支持する前記支
持手段、および駆動手段近傍における水平可動体に対す
る被駆動体の重力方向変位を検出する検出手段を複数組
備え、検出手段で検出された値に基づき被駆動体の重力
方向の位置もしくは傾きを制御する制御手段を備えた自
重支持装置において、前記ベース上の複数の点における
重力方向の加速度信号を検出し、前記変換係数を乗算し
た値を前記制御手段にフィードバックし、かつ変換係数
は水平可動体の前記ベース上における水平方向の位置に
依存して可変であるような構成としてもよい。
て、水平方向に移動可能なようにベースに保持された水
平可動体、前記水平可動体に対して、水平方向の自由度
を規制し他の自由度に対して移動可能なように前記被駆
動体を保持する軸受、前記水平可動体より重力方向に移
動する駆動手段、前記被駆動体の自重を支持する前記支
持手段、および駆動手段近傍における水平可動体に対す
る被駆動体の重力方向変位を検出する検出手段を複数組
備え、検出手段で検出された値に基づき被駆動体の重力
方向の位置もしくは傾きを制御する制御手段を備えた自
重支持装置において、前記ベース上の複数の点における
重力方向の加速度信号を検出し、前記変換係数を乗算し
た値を前記制御手段にフィードバックし、かつ変換係数
は水平可動体の前記ベース上における水平方向の位置に
依存して可変であるような構成としてもよい。
【００１１】
【作用】上記構成によって、例えばＸＹステージを水平
方向にステップ動作した時のベースの大きなＺ方向挙動
変動に対して、従来に比べ、極めて高い追従性を可能と
する。また、ベース上における水平可動体の水平方向に
位置に関わらず、適正な効果を得ることができる。
方向にステップ動作した時のベースの大きなＺ方向挙動
変動に対して、従来に比べ、極めて高い追従性を可能と
する。また、ベース上における水平可動体の水平方向に
位置に関わらず、適正な効果を得ることができる。
【００１２】
（第１の実施例）図１は、本発明の自重支持装置を付加
したあおりステージを示している。１はあおりステージ
であり、ウエハ３を搭載するためあおりステージ１の上
面２は極めて高い面精度が要求される。２００はベー
ス、６はＸＹ可動ステージであり、ＸＹ可動ステージ６
はベース２００に対してＸＹ方向に動くことができる。
ＸＹ可動ステージ６はベース２００に対して、例えば静
圧軸受と与圧磁石の組み合わせ（図示せず）によって剛
にガイドされ、ベースのＺ方向変位に対して、ほぼ完全
に倣うことができる。４は円筒状の案内面を有し、あお
りステージ１を水平方向のみに規制するガイドであり、
例えば多孔質静圧軸受を用いることによって、Ｚ方向、
傾斜方向、およびＺ軸回転方向の運動を許容している。
５（５ａ，５ｂ）は自重支持装置である。１０５（１０
５ａ，１０５ｂ）は自重支持装置５近傍におけるあおり
ステージ１のＸＹ可動ステージ６に対するＺ方向相対変
位を検出するＺ検出手段であり、例えば静電容量センサ
を用いることによって高精度にＺ方向相対変位を計測す
ることができる。３個のＺ検出手段１０５で得られた検
出値に基づき、３個の自重支持装置５（Ｚ検出手段およ
び自重支持装置それぞれの残りの１個は図示せず）の駆
動によって、あおりステージ１をＸＹ可動ステージ６に
対して重力方向であるＺ方向、あるいは傾きを高速に自
動制御できる。また、上記構成によって、あおりステー
ジ１は、ＸＹ可動ステージ６とともにＸＹ方向に動くこ
とができる。
したあおりステージを示している。１はあおりステージ
であり、ウエハ３を搭載するためあおりステージ１の上
面２は極めて高い面精度が要求される。２００はベー
ス、６はＸＹ可動ステージであり、ＸＹ可動ステージ６
はベース２００に対してＸＹ方向に動くことができる。
ＸＹ可動ステージ６はベース２００に対して、例えば静
圧軸受と与圧磁石の組み合わせ（図示せず）によって剛
にガイドされ、ベースのＺ方向変位に対して、ほぼ完全
に倣うことができる。４は円筒状の案内面を有し、あお
りステージ１を水平方向のみに規制するガイドであり、
例えば多孔質静圧軸受を用いることによって、Ｚ方向、
傾斜方向、およびＺ軸回転方向の運動を許容している。
５（５ａ，５ｂ）は自重支持装置である。１０５（１０
５ａ，１０５ｂ）は自重支持装置５近傍におけるあおり
ステージ１のＸＹ可動ステージ６に対するＺ方向相対変
位を検出するＺ検出手段であり、例えば静電容量センサ
を用いることによって高精度にＺ方向相対変位を計測す
ることができる。３個のＺ検出手段１０５で得られた検
出値に基づき、３個の自重支持装置５（Ｚ検出手段およ
び自重支持装置それぞれの残りの１個は図示せず）の駆
動によって、あおりステージ１をＸＹ可動ステージ６に
対して重力方向であるＺ方向、あるいは傾きを高速に自
動制御できる。また、上記構成によって、あおりステー
ジ１は、ＸＹ可動ステージ６とともにＸＹ方向に動くこ
とができる。
【００１３】また、１００（１００ａ，１００ｂ）は加
速度計であり、ＸＹ可動ステージ６の３個の自重支持装
置５の近傍にそれぞれ計３個固定されており、ＸＹ可動
ステージ６のＺ方向（重力方向）の加速度を検出してい
る。前述したように、ＸＹ可動ステージ６のＺ方向変位
はベース２００のＺ方向変位に一致するため、ベースの
加速度を検出していることと等価である。
速度計であり、ＸＹ可動ステージ６の３個の自重支持装
置５の近傍にそれぞれ計３個固定されており、ＸＹ可動
ステージ６のＺ方向（重力方向）の加速度を検出してい
る。前述したように、ＸＹ可動ステージ６のＺ方向変位
はベース２００のＺ方向変位に一致するため、ベースの
加速度を検出していることと等価である。
【００１４】図２は、図１における自重支持装置５の拡
大図である。自重支持装置５はリニアモータ部３００お
よび自重支持部４００より構成されている。リニアモー
タ部３００は、永久磁石８、コイル９、非磁性体のコイ
ルホールダ１０、磁性体のヨーク７、およびヨークホー
ルダ１１より構成されている。コイルホールダ１０に
は、コイル９から発生する熱を回収するために、コイル
９を覆うように冷却管１２が設けられており、冷媒を外
部より流すことが可能となっている。永久磁石８の磁界
の方向とコイル９に流れる電流の方向はローレンツ力が
Ｚ方向に働くような関係になっている。
大図である。自重支持装置５はリニアモータ部３００お
よび自重支持部４００より構成されている。リニアモー
タ部３００は、永久磁石８、コイル９、非磁性体のコイ
ルホールダ１０、磁性体のヨーク７、およびヨークホー
ルダ１１より構成されている。コイルホールダ１０に
は、コイル９から発生する熱を回収するために、コイル
９を覆うように冷却管１２が設けられており、冷媒を外
部より流すことが可能となっている。永久磁石８の磁界
の方向とコイル９に流れる電流の方向はローレンツ力が
Ｚ方向に働くような関係になっている。
【００１５】自重支持部４００は、シリンダ１３、ピス
トン１５、そしてローリングシール１４より構成されて
いる。シリンダ１３とピストン１５間の空気室１６はロ
ーリングシール１４で完全シールされている。ピストン
１５はリニアモータ部３００のコイルホールダ金具１０
に固定されている。シリンダ１３はリニアモータ部３０
０のヨークホールダ１１に固定されている。このような
構成によって、リニアモータ部３００で発生する力とシ
リンダ１３で発生する力はＺ方向の同軸上に働き、ヨー
クホールダ１１を介してあおりステージ１を駆動する。
空気室内の空気の圧縮性による剛性は非常に弱く、あお
りステージ１のイナーシャとの組み合わせによって決ま
る固有振動数は低い。
トン１５、そしてローリングシール１４より構成されて
いる。シリンダ１３とピストン１５間の空気室１６はロ
ーリングシール１４で完全シールされている。ピストン
１５はリニアモータ部３００のコイルホールダ金具１０
に固定されている。シリンダ１３はリニアモータ部３０
０のヨークホールダ１１に固定されている。このような
構成によって、リニアモータ部３００で発生する力とシ
リンダ１３で発生する力はＺ方向の同軸上に働き、ヨー
クホールダ１１を介してあおりステージ１を駆動する。
空気室内の空気の圧縮性による剛性は非常に弱く、あお
りステージ１のイナーシャとの組み合わせによって決ま
る固有振動数は低い。
【００１６】次に自重支持装置の駆動系を説明する。図
３において、１９は空気供給源である。１７は空気供給
口、１８は空気排出口である。２０は空気圧を制御する
ためのサーボバルブである。２１は絞りであり、２次側
は大気開放となっている。２４はサーボバルブに指令を
与える圧力コントローラである。２２はシリンダ圧を測
定するための圧力計である。圧力コントローラ２４は圧
力計２２の信号２３をフィードバック信号とし、シリン
ダ内圧力一定の制御系を実現している。２５はリニアモ
ータを駆動するための、電流アンプを含むリニアモータ
コントローラである。リニアモータコントローラ２５
に、Ｚ検出手段１０５の検出値Ｚがフィードバックされ
ており、あおりステージ１をベース２００のＺ変位に相
当するＸＹ可動ステージ６のＺ変位に対して追従させる
サーボ系になっている。追従性を高めるには、（１）Ｚ
方向のサーボゲインは高いほど望ましい。（２）自重支
持部４００の剛性は高いほど望ましい。しかしサーボゲ
インは有限であり、自重支持部の剛性は、前述したよう
に非常に低いため、上記サーボ系の追従性は限定され
る。
３において、１９は空気供給源である。１７は空気供給
口、１８は空気排出口である。２０は空気圧を制御する
ためのサーボバルブである。２１は絞りであり、２次側
は大気開放となっている。２４はサーボバルブに指令を
与える圧力コントローラである。２２はシリンダ圧を測
定するための圧力計である。圧力コントローラ２４は圧
力計２２の信号２３をフィードバック信号とし、シリン
ダ内圧力一定の制御系を実現している。２５はリニアモ
ータを駆動するための、電流アンプを含むリニアモータ
コントローラである。リニアモータコントローラ２５
に、Ｚ検出手段１０５の検出値Ｚがフィードバックされ
ており、あおりステージ１をベース２００のＺ変位に相
当するＸＹ可動ステージ６のＺ変位に対して追従させる
サーボ系になっている。追従性を高めるには、（１）Ｚ
方向のサーボゲインは高いほど望ましい。（２）自重支
持部４００の剛性は高いほど望ましい。しかしサーボゲ
インは有限であり、自重支持部の剛性は、前述したよう
に非常に低いため、上記サーボ系の追従性は限定され
る。
【００１７】図３において、１０１は加速度信号であ
り、１０２は変換係数、１０３は乗算器である。加速度
計で検出されたＸＹ可動ステージのＺ方向加速度信号に
変換係数を乗算した値をリニアモータコントローラ２５
にフィードバックしている。上記の構成において、有限
のサーボゲインにおけるサーボ系の追従性は、ベース２
００の加速度をフィードバックすることによって、向上
させることができる。
り、１０２は変換係数、１０３は乗算器である。加速度
計で検出されたＸＹ可動ステージのＺ方向加速度信号に
変換係数を乗算した値をリニアモータコントローラ２５
にフィードバックしている。上記の構成において、有限
のサーボゲインにおけるサーボ系の追従性は、ベース２
００の加速度をフィードバックすることによって、向上
させることができる。
【００１８】またＸＹ可動ステージがベース２００上を
水平方向に移動する際、ベース挙動がＸＹ可動ステージ
に与える影響を図４を使って説明する。ＸＹ可動ステー
ジがベース中央近傍にいる時のあおりステージを２０１
Ｃ、ＸＹ可動ステージを２０６Ｃで表す。またＸＹ可動
ステージがベース端部にいる時のあおりステージを２０
１Ｌ、ＸＹ可動ステージを２０６Ｌで表している。ＸＹ
可動ステージが水平方向にステップ動作することによっ
て、ベース２００は静止状態である図４（ａ）から例え
ば図４（ｂ）に挙げたような挙動をとる。それに対し
て、あおりステージ２０１Ｃ、２０１ＬはＺサーボ系が
なければ図４（ｂ）の破線の位置にいる。それをＺサー
ボ系によって、ベース挙動に追従させなければいけない
（図中実線）。しかし水平方向へのステップによるベー
ス挙動は再現するにも関わらず、ＸＹ可動ステージの水
平方向位置によってあおりステージのＺ変位への影響度
は異なる。例えば、ＸＹ可動ステージがベース中央近傍
にいる場合、あおりステージ２０１Ｃは傾き（θ）の影
響はあるものの重力並進方向への影響はほとんどない。
一方、ＸＹ可動ステージがベース端部にいる場合、あお
りステージ２０１Ｌは傾き（θ）に加えて重力並進方向
（ＺＬ）にも影響がある。
水平方向に移動する際、ベース挙動がＸＹ可動ステージ
に与える影響を図４を使って説明する。ＸＹ可動ステー
ジがベース中央近傍にいる時のあおりステージを２０１
Ｃ、ＸＹ可動ステージを２０６Ｃで表す。またＸＹ可動
ステージがベース端部にいる時のあおりステージを２０
１Ｌ、ＸＹ可動ステージを２０６Ｌで表している。ＸＹ
可動ステージが水平方向にステップ動作することによっ
て、ベース２００は静止状態である図４（ａ）から例え
ば図４（ｂ）に挙げたような挙動をとる。それに対し
て、あおりステージ２０１Ｃ、２０１ＬはＺサーボ系が
なければ図４（ｂ）の破線の位置にいる。それをＺサー
ボ系によって、ベース挙動に追従させなければいけない
（図中実線）。しかし水平方向へのステップによるベー
ス挙動は再現するにも関わらず、ＸＹ可動ステージの水
平方向位置によってあおりステージのＺ変位への影響度
は異なる。例えば、ＸＹ可動ステージがベース中央近傍
にいる場合、あおりステージ２０１Ｃは傾き（θ）の影
響はあるものの重力並進方向への影響はほとんどない。
一方、ＸＹ可動ステージがベース端部にいる場合、あお
りステージ２０１Ｌは傾き（θ）に加えて重力並進方向
（ＺＬ）にも影響がある。
【００１９】しかし、本実施例によれば、可動体である
ＸＹ可動ステージに加速度計を固定しているため、ＸＹ
可動ステージの水平方向の位置によって、ベース挙動の
あおりステージのＺ方向変位への影響が異なることを考
慮しなくてもよい。結果的に変換係数は定数で構わな
い。
ＸＹ可動ステージに加速度計を固定しているため、ＸＹ
可動ステージの水平方向の位置によって、ベース挙動の
あおりステージのＺ方向変位への影響が異なることを考
慮しなくてもよい。結果的に変換係数は定数で構わな
い。
【００２０】（第２の実施例）上記第１の実施例におい
ては、加速度計１００はＸＹ可動ステージ６に固定した
が、図５に示すようにベース２００に固定しても構わな
い。ベースの加速度を検出することによってより正確な
追従性が得られる。ただし、前述したようにＸＹ可動ス
テージの水平方向位置によってあおりステージのＺ方向
への影響度は異なり、ベースに加速度計を固定すること
によって、その影響度を考慮する必要性が生じる。この
場合には、変換係数をＸＹ可動ステージの位置の関数に
してもよい。簡単な例では、３個の変換係数をそれぞれ
ＸＹ可動ステージの位置に関する１次関数にしてもよ
い。それによって、第１の実施例と同じ効果が得られ
る。
ては、加速度計１００はＸＹ可動ステージ６に固定した
が、図５に示すようにベース２００に固定しても構わな
い。ベースの加速度を検出することによってより正確な
追従性が得られる。ただし、前述したようにＸＹ可動ス
テージの水平方向位置によってあおりステージのＺ方向
への影響度は異なり、ベースに加速度計を固定すること
によって、その影響度を考慮する必要性が生じる。この
場合には、変換係数をＸＹ可動ステージの位置の関数に
してもよい。簡単な例では、３個の変換係数をそれぞれ
ＸＹ可動ステージの位置に関する１次関数にしてもよ
い。それによって、第１の実施例と同じ効果が得られ
る。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
例えばＸＹステージを水平方向にステップ動作した時の
ベースの大きなＺ方向挙動変動に対して、従来に比べ、
極めて高い追従性を可能とする。また、ベース上におけ
る水平可動体の水平方向の位置に関わらず、適正な効果
を得ることができる。
例えばＸＹステージを水平方向にステップ動作した時の
ベースの大きなＺ方向挙動変動に対して、従来に比べ、
極めて高い追従性を可能とする。また、ベース上におけ
る水平可動体の水平方向の位置に関わらず、適正な効果
を得ることができる。
【図１】 本発明の第１の実施例に係る自重支持装置を
装着したあおりステージを示す図である。
装着したあおりステージを示す図である。
【図２】 図１、図６における自重支持装置の拡大図で
ある。
ある。
【図３】 本発明の自重支持装置の駆動系を示す図であ
る。
る。
【図４】 あおりステージをＺ方向に駆動した時の、本
発明の自重支持装置の動作上の特徴を示した図である。
発明の自重支持装置の動作上の特徴を示した図である。
【図５】 本発明の自重支持装置の第２の実施例を示す
図である。
図である。
【図６】 従来の自重支持装置を装着したあおりステー
ジを示す図である。
ジを示す図である。
【図７】 従来の自重支持装置の駆動系を示す図であ
る。
る。
１，２０１Ｃ，２０１Ｌ：あおりステージ、２：あおり
ステージ上面、３：ウエハ、４：水平ガイド、５ａ，５
ｂ：自重支持装置、６，２０６Ｃ，２０６Ｌ：ＸＹ可動
ステージ、７：ヨーク、８：永久磁石、９：コイル、１
０：コイルホールダ、１１：ヨークホールダ、１２：冷
却管、１３：シリンダ、１４：ローリングシール、１
５：ピストン、１６：空気室、１７：空気供給口、１
８：空気排気口、１９：空気供給源、２０：サーボバル
ブ、２１：絞り、２２：圧力計、２３：圧力信号ライ
ン、２４：圧力コントローラ、２５：リニアモータコン
トローラ、１００ａ，１００ｂ：加速度計、１０１：加
速度信号、１０２：変換係数、１０３：乗算器、１０５
ａ，１０５ｂ：Ｚ検出手段、２００：ベース、３００：
リニアモータ部、４００：自重支持部。
ステージ上面、３：ウエハ、４：水平ガイド、５ａ，５
ｂ：自重支持装置、６，２０６Ｃ，２０６Ｌ：ＸＹ可動
ステージ、７：ヨーク、８：永久磁石、９：コイル、１
０：コイルホールダ、１１：ヨークホールダ、１２：冷
却管、１３：シリンダ、１４：ローリングシール、１
５：ピストン、１６：空気室、１７：空気供給口、１
８：空気排気口、１９：空気供給源、２０：サーボバル
ブ、２１：絞り、２２：圧力計、２３：圧力信号ライ
ン、２４：圧力コントローラ、２５：リニアモータコン
トローラ、１００ａ，１００ｂ：加速度計、１０１：加
速度信号、１０２：変換係数、１０３：乗算器、１０５
ａ，１０５ｂ：Ｚ検出手段、２００：ベース、３００：
リニアモータ部、４００：自重支持部。
Claims (12)
- 【請求項１】 被駆動体を基盤より重力方向に移動する
駆動手段、被駆動体の自重を支持する支持手段、駆動手
段近傍における基盤に対する被駆動体の重力方向変位を
検出する検出手段、および該検出手段で検出された変位
の値に基づき被駆動体の重力方向の位置を制御する制御
手段を備えている自重支持装置において、基盤の重力方
向の加速度信号を検出する手段を設け、検出された加速
度信号に変換係数を乗算した値を前記変位の値とともに
前記制御手段にフィードバックすることを特徴とする自
重支持装置。 - 【請求項２】 被駆動体を搭載し基盤に対して水平方向
に移動可能なように基盤に保持された水平可動体、該水
平可動体に対して水平方向の自由度を規制し他の自由度
に対して移動可能なように前記被駆動体を保持する軸
受、前記水平可動体より重力方向に移動する駆動手段、
前記被駆動体の自重を支持する支持手段、前記駆動手段
近傍における前記水平可動体に対する前記被駆動体の重
力方向変位を検出する複数組の検出手段、および該検出
手段で検出された変位の値に基づき前記被駆動体の重力
方向の位置もしくは傾きを制御する制御手段を備えた自
重支持装置において、前記水平可動体上の複数の点にお
ける重力方向の加速度信号を検出する手段を設け、検出
された加速度信号に所定の変換係数を乗算した値を前記
変位の値とともに前記制御手段にフィードバックするこ
とを特徴とする自重支持装置。 - 【請求項３】 被駆動体を搭載し基盤に対して水平方向
に移動可能なように基盤に保持された水平可動体、該水
平可動体に対して水平方向の自由度を規制し他の自由度
に対して移動可能なように前記被駆動体を保持する軸
受、前記水平可動体より重力方向に移動する駆動手段、
前記被駆動体の自重を支持する支持手段、前記駆動手段
近傍における前記水平可動体に対する前記被駆動体の重
力方向変位を検出する複数組の検出手段、および該検出
手段で検出された変位の値に基づき前記被駆動体の重力
方向の位置もしくは傾きを制御する制御手段を備えた自
重支持装置において、前記基盤上の複数の点における重
力方向の加速度信号を検出する手段を設け、検出された
加速度信号に所定の変換係数を乗算した値を前記変位の
値とともに前記制御手段にフィードバックし、かつ変換
係数は水平可動体の前記基盤上における水平方向の位置
の関数であることを特徴とする自重支持装置。 - 【請求項４】 前記駆動手段の発生する力と、前記支持
手段の発生する力が同軸上に働くことを特徴とする請求
項２または３記載の自重支持装置。 - 【請求項５】 前記軸受が多孔質静圧軸受であることを
特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の自重支持装
置。 - 【請求項６】 前記被駆動体は、前記水平可動体上に配
置された円筒状の案内面を有する固定ガイドにより、該
固定ガイドの半径方向に流体潤滑膜を介して支持される
ことを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の自重
支持装置。 - 【請求項７】 前記駆動手段がリニアモータであり、前
記支持手段がエアシリンダであることを特徴とする請求
項１〜４記載の自重支持装置。 - 【請求項８】 前記リニアモータは永久磁石、コイル、
およびコイルを保持する部材より構成されており、前記
コイルを保持する部材もしくは前記コイルの表面の少な
くともどちらか一方に冷媒を流す管路を設けていること
を特徴とする請求項７記載の自重支持装置。 - 【請求項９】 前記エアシリンダはシリンダ、ピスト
ン、およびシールより構成されており、前記シールがロ
ーリングシールであることを特徴とする請求項７記載の
自重支持装置。 - 【請求項１０】 前記エアシリンダ内の圧力を調整する
調整装置を備えたことを特徴とする請求項７記載の自重
支持装置。 - 【請求項１１】 前記調整装置は、前記エアシリンダ内
の圧力をフィードバック信号にしたことを特徴とする請
求項１０記載の自重支持装置。 - 【請求項１２】 前記調整装置は、リニアモータの電流
信号をフィードバック信号にしたことを特徴とする請求
項１０記載の自重支持装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7312196A JPH09239628A (ja) | 1996-03-05 | 1996-03-05 | 自重支持装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7312196A JPH09239628A (ja) | 1996-03-05 | 1996-03-05 | 自重支持装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09239628A true JPH09239628A (ja) | 1997-09-16 |
Family
ID=13509102
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7312196A Pending JPH09239628A (ja) | 1996-03-05 | 1996-03-05 | 自重支持装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09239628A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004311459A (ja) * | 2003-04-01 | 2004-11-04 | Nikon Corp | ステージ装置及び露光装置 |
| WO2010078120A3 (en) * | 2008-12-31 | 2010-10-07 | Electro Scientific Industries, Inc. | Monolithic stage positioning system and method |
| KR101404070B1 (ko) * | 2013-02-15 | 2014-06-27 | 한국산업기술대학교산학협력단 | 수직형 리니어 스테이지 장치 |
-
1996
- 1996-03-05 JP JP7312196A patent/JPH09239628A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004311459A (ja) * | 2003-04-01 | 2004-11-04 | Nikon Corp | ステージ装置及び露光装置 |
| WO2010078120A3 (en) * | 2008-12-31 | 2010-10-07 | Electro Scientific Industries, Inc. | Monolithic stage positioning system and method |
| US8084896B2 (en) | 2008-12-31 | 2011-12-27 | Electro Scientific Industries, Inc. | Monolithic stage positioning system and method |
| TWI498187B (zh) * | 2008-12-31 | 2015-09-01 | Electro Scient Ind Inc | 整體平台定位系統和方法 |
| KR101404070B1 (ko) * | 2013-02-15 | 2014-06-27 | 한국산업기술대학교산학협력단 | 수직형 리니어 스테이지 장치 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3196798B2 (ja) | 自重支持装置 | |
| US6036162A (en) | Vibration isolator and method of isolating vibration | |
| KR100436323B1 (ko) | 스테이지장치및그스테이지장치를갖춘노광장치 | |
| US20050280314A1 (en) | Positioning mechanism for specimen inspection and processing | |
| JP3640971B2 (ja) | 重心移動を補償するフォースアクチュエータ装置を有する位置決め装置 | |
| JP3182158B2 (ja) | 露光装置用のステージ支持装置 | |
| JPH06183561A (ja) | 移動ステージ装置 | |
| KR100478527B1 (ko) | 방진장치 | |
| US6777833B1 (en) | Magnetic levitation stage apparatus and method | |
| JPH07254555A (ja) | 露光装置 | |
| CN100461365C (zh) | 高精度硅片台及其定位方法 | |
| EP1128216A2 (en) | Precision stage device | |
| JP2000223410A (ja) | 位置決め装置、露光装置およびデバイス製造方法ならびに位置決め方法 | |
| JP2001238485A (ja) | ステージ装置 | |
| JPH11150062A (ja) | 除振装置及び露光装置並びに除振台の除振方法 | |
| JPH10116779A (ja) | ステージ装置 | |
| JPH09239628A (ja) | 自重支持装置 | |
| US6573511B2 (en) | Electron beam irradiation system and electron beam irradiation method | |
| JP2001242937A (ja) | ステージ装置 | |
| JP2008111507A (ja) | 振動除去装置 | |
| JP3553350B2 (ja) | Ｘｙステージ | |
| JPH10125593A (ja) | ステージ装置 | |
| JPH10144601A (ja) | 指令値の決定方法及びステージ装置 | |
| JP2642818B2 (ja) | 位置測定装置 | |
| JP3488842B2 (ja) | 形状測定装置 |