JPH11108059A - 気体軸受装置およびステージ装置 - Google Patents
気体軸受装置およびステージ装置Info
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- JPH11108059A JPH11108059A JP9289213A JP28921397A JPH11108059A JP H11108059 A JPH11108059 A JP H11108059A JP 9289213 A JP9289213 A JP 9289213A JP 28921397 A JP28921397 A JP 28921397A JP H11108059 A JPH11108059 A JP H11108059A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C32/00—Bearings not otherwise provided for
- F16C32/06—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings
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- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/72—Sealings
- F16C33/74—Sealings of sliding-contact bearings
- F16C33/741—Sealings of sliding-contact bearings by means of a fluid
- F16C33/743—Sealings of sliding-contact bearings by means of a fluid retained in the sealing gap
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- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
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- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 超高真空内や高純度に管理された特殊雰囲気
内でも十分使用可能な気体流出の少ない静圧気体軸受装
置を提供する。 【解決手段】 可動部材と、可動部材に対し微小隙間を
介して対向する固定部材と、微小隙間に気体を供給する
気体供給手段と、供給した気体を気体軸受として作用さ
せた後に回収するための気体排気手段と、気体排気手段
の排気口と気体が外に流出する出口との間に磁性流体シ
ール手段を構成したことを特徴とする気体軸受装置。
内でも十分使用可能な気体流出の少ない静圧気体軸受装
置を提供する。 【解決手段】 可動部材と、可動部材に対し微小隙間を
介して対向する固定部材と、微小隙間に気体を供給する
気体供給手段と、供給した気体を気体軸受として作用さ
せた後に回収するための気体排気手段と、気体排気手段
の排気口と気体が外に流出する出口との間に磁性流体シ
ール手段を構成したことを特徴とする気体軸受装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、真空中あるいは特
殊雰囲気を充填した密閉容器内で用いられる気体軸受装
置および該軸受装置を用いたステージ装置であって、特
にその可動部分から密閉容器内への気体流出を非接触で
防止するシール装置を備えたものに関する。
殊雰囲気を充填した密閉容器内で用いられる気体軸受装
置および該軸受装置を用いたステージ装置であって、特
にその可動部分から密閉容器内への気体流出を非接触で
防止するシール装置を備えたものに関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置等で使用されている露光装置
は、きわめて高い露光精度と、生産性が常に要求され、
ウエハをステップ移動させる位置決めステージに関して
は、高速かつ高精度な位置決めが要求される。またシン
クロトロン放射光を利用したＸ線露光装置では、装置全
体をチャンバ内に配置し、一定純度、一定圧力に管理さ
れた特殊雰囲気（例えば、真空度１５０ＴｏｒｒのＨｅ
雰囲気）内での可動要求を満足しなければならない。
は、きわめて高い露光精度と、生産性が常に要求され、
ウエハをステップ移動させる位置決めステージに関して
は、高速かつ高精度な位置決めが要求される。またシン
クロトロン放射光を利用したＸ線露光装置では、装置全
体をチャンバ内に配置し、一定純度、一定圧力に管理さ
れた特殊雰囲気（例えば、真空度１５０ＴｏｒｒのＨｅ
雰囲気）内での可動要求を満足しなければならない。
【０００３】従来、このような高速かつ高精度な位置決
めステージにおいては、これを達成する手段の一つとし
て、ステージのガイドに非接触で案内可能なエアーべア
リングを用いたものが知られている。しかし、エアーべ
アリングを上述したＸ線露光装置のような一定純度、一
定圧力に管理された特殊雰囲気内で使用する場合には、
供給したエアーがチャンバー内の雰囲気に悪影響を及ぼ
してしまう。
めステージにおいては、これを達成する手段の一つとし
て、ステージのガイドに非接触で案内可能なエアーべア
リングを用いたものが知られている。しかし、エアーべ
アリングを上述したＸ線露光装置のような一定純度、一
定圧力に管理された特殊雰囲気内で使用する場合には、
供給したエアーがチャンバー内の雰囲気に悪影響を及ぼ
してしまう。
【０００４】そこでこの問題を解決する手段として、パ
ッドに供給したエアーをチャンバー内に流出する前に回
収する気体回収方式が考えられている（特許第２５８７
２２７号）。
ッドに供給したエアーをチャンバー内に流出する前に回
収する気体回収方式が考えられている（特許第２５８７
２２７号）。
【０００５】図４に特許第２５８７２２７号の気体軸受
装置の縦断面図を示す。同図の装置は、不図示の真空チ
ャンバ内に配置されており、多孔質静圧気体軸受に気体
シール装置を取り付けたものである。
装置の縦断面図を示す。同図の装置は、不図示の真空チ
ャンバ内に配置されており、多孔質静圧気体軸受に気体
シール装置を取り付けたものである。
【０００６】同図において、１は軸、２は軸受ハウジン
グ、３は軸受部材、４は給気孔である。これら軸受ハウ
ジング２、軸受部材３および給気孔４により、静圧気体
軸受Ｂを構成している。また、１１はハウジング、８は
気体排出部、９ａ，９ｂ，９ｃは軸１を微小隙間Ｇ１を
介して取り巻いている隔壁、１０ａ，１０ｂは軸１を取
り巻くように環状に形成されている気体吸引用のミゾ、
５は気体排出孔、６，７は気体吸引口、１７はテフロン
あるいは固体潤滑作用を有するグラファイト等の摺動部
材である。これら気体排出孔５、気体吸引口６，７、気
体排出部８、隔壁９、溝１０、ハウジング１１および摺
動部材１７により、気体シールＡを構成している。また
摺動部材１７と軸１との隙間Ｇ２は、隔壁９ａ，９ｂ，
９ｃと軸１との隙間Ｇ１とほぼ等しくなっている。
グ、３は軸受部材、４は給気孔である。これら軸受ハウ
ジング２、軸受部材３および給気孔４により、静圧気体
軸受Ｂを構成している。また、１１はハウジング、８は
気体排出部、９ａ，９ｂ，９ｃは軸１を微小隙間Ｇ１を
介して取り巻いている隔壁、１０ａ，１０ｂは軸１を取
り巻くように環状に形成されている気体吸引用のミゾ、
５は気体排出孔、６，７は気体吸引口、１７はテフロン
あるいは固体潤滑作用を有するグラファイト等の摺動部
材である。これら気体排出孔５、気体吸引口６，７、気
体排出部８、隔壁９、溝１０、ハウジング１１および摺
動部材１７により、気体シールＡを構成している。また
摺動部材１７と軸１との隙間Ｇ２は、隔壁９ａ，９ｂ，
９ｃと軸１との隙間Ｇ１とほぼ等しくなっている。
【０００７】上記構成において外部の気体供給源から吸
気孔４に加圧気体が供給されると、この加圧気体は円筒
状の多孔質体からなる軸受部材３を通って軸１と軸受部
材３との間の微小隙間に噴出して軸１を支持した後、気
体排出部８に流出する。これにより軸１は静圧気体軸受
Ｂに支持され、円滑に回転あるいは軸方向へ移動するこ
とができる。気体排出部８内へ流出した気体は、排気孔
５から管路１２を通ってチャンバの外部に排出される。
気孔４に加圧気体が供給されると、この加圧気体は円筒
状の多孔質体からなる軸受部材３を通って軸１と軸受部
材３との間の微小隙間に噴出して軸１を支持した後、気
体排出部８に流出する。これにより軸１は静圧気体軸受
Ｂに支持され、円滑に回転あるいは軸方向へ移動するこ
とができる。気体排出部８内へ流出した気体は、排気孔
５から管路１２を通ってチャンバの外部に排出される。
【０００８】一方、気体排出部８へ流出した気体はハウ
ジング１１と軸１との間を通って真空チャンバ内の真空
中へも流出しようとするが、隔壁９ａと軸１との間の隙
間Ｇ１が微小であるので管路抵抗が大きく、ミゾ１０ａ
に流入する流量はわずかである。またチャンバ外の吸引
ポンプ１６により管路１３と吸引口６を通してミゾ１０
ａ内の気体を吸引排気してこの部分の圧力を減少させて
いる。またさらに、隔壁９ｂによる管路抵抗と、チャン
バ外の吸引ポンプ１５により管路１４と吸引口７を通し
てミゾｌ０ｂ内の気体を吸引排気して行うミゾ１０ｂ内
の減圧と、隔壁９ｃによる管路抵抗とにより、チャンバ
ヘ流出する流量は非常にわずかとなる。
ジング１１と軸１との間を通って真空チャンバ内の真空
中へも流出しようとするが、隔壁９ａと軸１との間の隙
間Ｇ１が微小であるので管路抵抗が大きく、ミゾ１０ａ
に流入する流量はわずかである。またチャンバ外の吸引
ポンプ１６により管路１３と吸引口６を通してミゾ１０
ａ内の気体を吸引排気してこの部分の圧力を減少させて
いる。またさらに、隔壁９ｂによる管路抵抗と、チャン
バ外の吸引ポンプ１５により管路１４と吸引口７を通し
てミゾｌ０ｂ内の気体を吸引排気して行うミゾ１０ｂ内
の減圧と、隔壁９ｃによる管路抵抗とにより、チャンバ
ヘ流出する流量は非常にわずかとなる。
【０００９】また最近では、チルトステージの案内にも
静圧気体軸受を用いるケースがある。図４に示したよう
な直動案内では、軸と軸受の隙間が概略一定だったが、
この隙間にかかる軸受剛性を利用してチルト案内すると
いうものである。
静圧気体軸受を用いるケースがある。図４に示したよう
な直動案内では、軸と軸受の隙間が概略一定だったが、
この隙間にかかる軸受剛性を利用してチルト案内すると
いうものである。
【００１０】このような、案内に静圧気体軸受を用いた
従来のチルトステージの断面構成を図５に示す。なお、
同図の装置は、不図示の真空チャンバ内に配置されてお
り、多孔質静圧気体軸受に気体シール装置を取り付けた
ものである。
従来のチルトステージの断面構成を図５に示す。なお、
同図の装置は、不図示の真空チャンバ内に配置されてお
り、多孔質静圧気体軸受に気体シール装置を取り付けた
ものである。
【００１１】同図において、１０１はＸ軸まわりとＹ軸
まわり（これをチルトと呼ぶ）に移動可能なステージ天
板であり、不図示のチルトアクチュエータによって移動
できる。１０５はステージ天板１０１に固定された固定
部材であり、この固定部材１０５にはチルト移動の案内
面となるＬＡＢパッド１０４と、ＬＡＢパッド１０４に
気体を給気するＬＡＢ給気配管１０８が配設されてい
る。１０２はチルトステージの固定ベースとなるベース
板であり、ＬＡＢパッド１０４の相手面となるＬＡＢガ
イド面１０３と、摺動面１１７を持つシール隔壁１１６
そしてＬＡＢパッド１０４から出た気体を排気するＬＡ
Ｂ排気配管１０９を有している。１１５は気体排気用の
ミゾとなるラビリンスポケットである。
まわり（これをチルトと呼ぶ）に移動可能なステージ天
板であり、不図示のチルトアクチュエータによって移動
できる。１０５はステージ天板１０１に固定された固定
部材であり、この固定部材１０５にはチルト移動の案内
面となるＬＡＢパッド１０４と、ＬＡＢパッド１０４に
気体を給気するＬＡＢ給気配管１０８が配設されてい
る。１０２はチルトステージの固定ベースとなるベース
板であり、ＬＡＢパッド１０４の相手面となるＬＡＢガ
イド面１０３と、摺動面１１７を持つシール隔壁１１６
そしてＬＡＢパッド１０４から出た気体を排気するＬＡ
Ｂ排気配管１０９を有している。１１５は気体排気用の
ミゾとなるラビリンスポケットである。
【００１２】ＬＡＢパッド１０４とＬＡＢガイド面１０
３との間の隙間は３〜数十ｕｍの微小隙間で、固定部材
１０５と摺動面１１７との間の隙間も同程度である。
３との間の隙間は３〜数十ｕｍの微小隙間で、固定部材
１０５と摺動面１１７との間の隙間も同程度である。
【００１３】以上の構成で、静圧気体軸受として作用し
た気体をチャンバ内に流出することなく吸引機構で回収
する気体シール装置は、概略図４で説明した従来例とほ
ぼ同じである。
た気体をチャンバ内に流出することなく吸引機構で回収
する気体シール装置は、概略図４で説明した従来例とほ
ぼ同じである。
【００１４】図６は、図５の構成でステージ天板１０１
をチルト駆動した状態を説明する図である。ステージ天
板１０１は、静圧気体軸受を構成するＬＡＢガイド面１
０３とＬＡＢパッド１０４の軸受剛性に対抗して、不図
示のチルトアクチュエータで駆動される。
をチルト駆動した状態を説明する図である。ステージ天
板１０１は、静圧気体軸受を構成するＬＡＢガイド面１
０３とＬＡＢパッド１０４の軸受剛性に対抗して、不図
示のチルトアクチュエータで駆動される。
【００１５】もちろんチルト駆動のストロークは、ＬＡ
Ｂパッド１０４とＬＡＢガイド面１０３、または固定部
材１０５と摺動面１１７の微小隙間に制限されるので、
微小量である。
Ｂパッド１０４とＬＡＢガイド面１０３、または固定部
材１０５と摺動面１１７の微小隙間に制限されるので、
微小量である。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年、
露光装置等における超高真空内や純度管理された特殊雰
囲気内での使用要求が益々厳しくなり、図４の軸１と隔
壁９ｃの隙間から漏れる気体程度の微量の気体リーク量
までも問題になってきている。
露光装置等における超高真空内や純度管理された特殊雰
囲気内での使用要求が益々厳しくなり、図４の軸１と隔
壁９ｃの隙間から漏れる気体程度の微量の気体リーク量
までも問題になってきている。
【００１７】また、図６に示すようなチルト駆動用の静
圧気体軸受では、チルト駆動によって気体シール装置の
管路抵抗を構成している微小隙間（固定部材１０５と摺
動面１１７との隙間）が変動し、隙間が広がったときに
は管路抵抗が激減して気体がチャンバ内に流出するとい
う問題が生じる。
圧気体軸受では、チルト駆動によって気体シール装置の
管路抵抗を構成している微小隙間（固定部材１０５と摺
動面１１７との隙間）が変動し、隙間が広がったときに
は管路抵抗が激減して気体がチャンバ内に流出するとい
う問題が生じる。
【００１８】本発明の目的は、超高真空内や高純度に管
理された特殊雰囲気内でも十分使用可能な気体流出の少
ない静圧気体軸受装置および該軸受装置を軸受として用
いたことを特徴とするステージ装置を提供することであ
る。
理された特殊雰囲気内でも十分使用可能な気体流出の少
ない静圧気体軸受装置および該軸受装置を軸受として用
いたことを特徴とするステージ装置を提供することであ
る。
【００１９】
【課題を解決するための手段および作用】上記問題を解
決するために本発明では、可動部と、該可動部に対し微
小隙間を介して対向する固定部と、該微小隙間に気体を
供給する気体供給部と、供給した気体を軸受け作用後に
外に流出することなく回収するための気体排気手段とを
有する気体軸受装置において、該気体排気手段の排気口
と気体が外に流出する出口との間に磁性流体シール手段
を構成することにより、気体軸受として作用した気体を
外に逃がすことなく回収することができ、超高真空内や
高純度に管理された特殊雰囲気内でも十分使用可能な気
体流出の極めて少ない静圧気体軸受が実現できる。
決するために本発明では、可動部と、該可動部に対し微
小隙間を介して対向する固定部と、該微小隙間に気体を
供給する気体供給部と、供給した気体を軸受け作用後に
外に流出することなく回収するための気体排気手段とを
有する気体軸受装置において、該気体排気手段の排気口
と気体が外に流出する出口との間に磁性流体シール手段
を構成することにより、気体軸受として作用した気体を
外に逃がすことなく回収することができ、超高真空内や
高純度に管理された特殊雰囲気内でも十分使用可能な気
体流出の極めて少ない静圧気体軸受が実現できる。
【００２０】
【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。 （実施例１）図１は本発明の一実施例を示す静圧軸受の
縦断面図である。同図の装置は不図示の真空チャンバ内
に配置されており、静圧軸受に気体シール装置を取り付
けたものである。
る。 （実施例１）図１は本発明の一実施例を示す静圧軸受の
縦断面図である。同図の装置は不図示の真空チャンバ内
に配置されており、静圧軸受に気体シール装置を取り付
けたものである。
【００２１】同図において、１０１はステージ天板、１
０２は円筒状のベース板、１０５はステージ天板１０１
に固定されたリング状の固定部材である。ステージ天板
１０１はベース板１０２に対してΖ軸方向、θ方向およ
びＸ軸，Ｙ軸まわりの回転方向（以後チルト方向と呼
ぶ）に移動可能なように取り付けられている。１０３は
ベース板１０２の一面であるＬＡＢガイド面、１０４は
固定部材１０５に固定されたリング状のＬＡＢパッドで
あり、両者の隙間（数ミクロンから数十ミクロン）に気
体を供給することでＺ軸方向、θ方向およびチルト方向
の静圧軸受を構成している。
０２は円筒状のベース板、１０５はステージ天板１０１
に固定されたリング状の固定部材である。ステージ天板
１０１はベース板１０２に対してΖ軸方向、θ方向およ
びＸ軸，Ｙ軸まわりの回転方向（以後チルト方向と呼
ぶ）に移動可能なように取り付けられている。１０３は
ベース板１０２の一面であるＬＡＢガイド面、１０４は
固定部材１０５に固定されたリング状のＬＡＢパッドで
あり、両者の隙間（数ミクロンから数十ミクロン）に気
体を供給することでＺ軸方向、θ方向およびチルト方向
の静圧軸受を構成している。
【００２２】固定部材１０５にはＺ・Ｔｉｌｔリニアモ
ータ可動部１１０とθリニアモータ可動部１１４を、ベ
ース板１０２にはＺ・Ｔｉｌｔリニアモータ固定部１１
１とθリニアモータ固定部１１２をそれぞれ固定し、こ
れらによりステージ天板１０１がΖ、θおよびチルト方
向に駆動可能に配設されている。
ータ可動部１１０とθリニアモータ可動部１１４を、ベ
ース板１０２にはＺ・Ｔｉｌｔリニアモータ固定部１１
１とθリニアモータ固定部１１２をそれぞれ固定し、こ
れらによりステージ天板１０１がΖ、θおよびチルト方
向に駆動可能に配設されている。
【００２３】１０８はＬＡＢパッド１０４に気体を供給
するためのＬＡＢ給気配管であり、不図示の気体供給手
段に接続されている。また、１０９はＬＡＢパッド１０
４から出た気体を回収するためのＬＡＢ排気配管であ
り、不図示の気体排気手段に接続されている。
するためのＬＡＢ給気配管であり、不図示の気体供給手
段に接続されている。また、１０９はＬＡＢパッド１０
４から出た気体を回収するためのＬＡＢ排気配管であ
り、不図示の気体排気手段に接続されている。
【００２４】１１３ａと１１３ｂはステージ天板１０１
およびベース板１０２にそれぞれ固定されたリング状の
磁性流体ハウジングであり、それぞれＯリング１０７に
より密着状態で固定されている。両者は数百ミクロンか
ら数ミリの隙間に管理されている。
およびベース板１０２にそれぞれ固定されたリング状の
磁性流体ハウジングであり、それぞれＯリング１０７に
より密着状態で固定されている。両者は数百ミクロンか
ら数ミリの隙間に管理されている。
【００２５】この磁性流体ハウジング１１３ａ，ｂの隙
間には磁性流体シール１０６が充填され、この３者によ
って磁性流体による気体シール装置が構成されている。
間には磁性流体シール１０６が充填され、この３者によ
って磁性流体による気体シール装置が構成されている。
【００２６】ここで示した磁性流体シールとは、非磁性
のベース溶液に磁性体の金属微粒子をコロイド状に分
散、安定させ、見かけ上磁性体をした液体を使用して、
マグネット作用によりシール可能としたものである。前
記金属微粒子には、例えばマンガン亜鉛酸化鉄（Ｍｎ、
ＺｎＯ、Ｆｅ4Ｏ5）などが使用されている。なお、液体
なので、極めて粘度が低いことも特徴である。
のベース溶液に磁性体の金属微粒子をコロイド状に分
散、安定させ、見かけ上磁性体をした液体を使用して、
マグネット作用によりシール可能としたものである。前
記金属微粒子には、例えばマンガン亜鉛酸化鉄（Ｍｎ、
ＺｎＯ、Ｆｅ4Ｏ5）などが使用されている。なお、液体
なので、極めて粘度が低いことも特徴である。
【００２７】上記構成により、軸受用に給気された気体
は、軸受け作用の後、ＬＡＢ排気配管１０９から排気さ
れる。そして真空チャンバ内への気体流出は、ＬＡＢ排
気配管１０９の排気口と気体流出口の間に配設された磁
性流体シール１０６によって完全に遮断されている。磁
性流体シール１０６の流体抵抗は極めて小さいので、非
線形な摩擦のない非接触シールを実現している。
は、軸受け作用の後、ＬＡＢ排気配管１０９から排気さ
れる。そして真空チャンバ内への気体流出は、ＬＡＢ排
気配管１０９の排気口と気体流出口の間に配設された磁
性流体シール１０６によって完全に遮断されている。磁
性流体シール１０６の流体抵抗は極めて小さいので、非
線形な摩擦のない非接触シールを実現している。
【００２８】次にチルト駆動時の装置状態を図２に示
す。同図は、図１のステージ天板がチルト方向に駆動し
た際の縦断面拡大図である（尚、各部材の説明は図１と
同じなので省略する）。
す。同図は、図１のステージ天板がチルト方向に駆動し
た際の縦断面拡大図である（尚、各部材の説明は図１と
同じなので省略する）。
【００２９】この図２からわかるように、チルト駆動時
にはＬＡＢガイド面１０３とＬＡＢパッド１０４の隙間
が、回転中心からの距離に比例して変動する。また磁性
流体ハウジング１１３ａ，ｂの隙間も同様に変動する。
にはＬＡＢガイド面１０３とＬＡＢパッド１０４の隙間
が、回転中心からの距離に比例して変動する。また磁性
流体ハウジング１１３ａ，ｂの隙間も同様に変動する。
【００３０】しかしながら、ＬＡＢガイド面１０３とＬ
ＡＢパッド１０４の隙間が数ミクロンから数十ミクロン
なので、チルトストロークとしては微小量であり、磁性
流体ハウジング１１３ａ，ｂの隙間変動が発生しても磁
性流体ハウジング１１３ａ，ｂと磁性流体シール１０６
とからなる磁性流体シール装置のシール性能にはまった
く問題はない。
ＡＢパッド１０４の隙間が数ミクロンから数十ミクロン
なので、チルトストロークとしては微小量であり、磁性
流体ハウジング１１３ａ，ｂの隙間変動が発生しても磁
性流体ハウジング１１３ａ，ｂと磁性流体シール１０６
とからなる磁性流体シール装置のシール性能にはまった
く問題はない。
【００３１】これは固定部と可動部の隙間が変動するこ
とによる磁性流体シール装置の許容隙間変動量が、静圧
軸受で駆動できるチルトストロークに比べて十分大きい
からである。
とによる磁性流体シール装置の許容隙間変動量が、静圧
軸受で駆動できるチルトストロークに比べて十分大きい
からである。
【００３２】また、Ζ方向の駆動ストロークに関して
は、静圧軸受装置のΖ方向許容ストロークが磁性流体シ
ールの許容ストローク（数十ｍｍ）以内であれば、本例
のようにＺ駆動装置にも適用可能である。
は、静圧軸受装置のΖ方向許容ストロークが磁性流体シ
ールの許容ストローク（数十ｍｍ）以内であれば、本例
のようにＺ駆動装置にも適用可能である。
【００３３】（実施例２）図３は本実施例に係る平面静
圧軸受を示す縦断面図である。同図の装置も実施例１同
様、不図示の真空チャンバ内に配置されており、静圧軸
受に気体シール装置を取り付けたものであるが、これを
ＸＹ平面の静圧案内軸受に応用した例である。
圧軸受を示す縦断面図である。同図の装置も実施例１同
様、不図示の真空チャンバ内に配置されており、静圧軸
受に気体シール装置を取り付けたものであるが、これを
ＸＹ平面の静圧案内軸受に応用した例である。
【００３４】同図において、ＸＹステージ天板１１８は
ＸＹベース板１１９に対してＸＹ方向に移動可能に構成
され、不図示のＸＹアクチュエータによって駆動され
る。この静圧軸受には、ＬＡＢ平面ガイド１２０がＸＹ
ベース板１１９に、ＬＡＢ平面パッド１２１がＸＹステ
ージ天板１１８に、それぞれ固定されており、ＬＡＢ平
面ガイド１２０とＬＡＢ平面パッド１２１が対向する隙
間は数ミクロンから数十ミクロンに管理されている。Ｘ
Ｙステージ天板１１８にはＬＡＢ給気配管１２２とＬＡ
Ｂ排気配管１２３が配設され、静圧軸受への気体の給気
および使用した気体の排気回収を行う。また、１２４
ａ，ｂはＸＹステージ天板１１８およびＸＹベース板１
１９上にそれぞれ固定されたリング状の磁性流体ハウジ
ングであり、両者の隙間には磁性流体シール１０６が充
填されている。
ＸＹベース板１１９に対してＸＹ方向に移動可能に構成
され、不図示のＸＹアクチュエータによって駆動され
る。この静圧軸受には、ＬＡＢ平面ガイド１２０がＸＹ
ベース板１１９に、ＬＡＢ平面パッド１２１がＸＹステ
ージ天板１１８に、それぞれ固定されており、ＬＡＢ平
面ガイド１２０とＬＡＢ平面パッド１２１が対向する隙
間は数ミクロンから数十ミクロンに管理されている。Ｘ
Ｙステージ天板１１８にはＬＡＢ給気配管１２２とＬＡ
Ｂ排気配管１２３が配設され、静圧軸受への気体の給気
および使用した気体の排気回収を行う。また、１２４
ａ，ｂはＸＹステージ天板１１８およびＸＹベース板１
１９上にそれぞれ固定されたリング状の磁性流体ハウジ
ングであり、両者の隙間には磁性流体シール１０６が充
填されている。
【００３５】上記構成により、ＸＹステージ天板１１８
から軸受用に給気された気体は、軸受け作用の後、ＬＡ
Ｂ排気配管１０９から排気される。そして真空チャンバ
内への気体流出は磁性流体シール１０６によって完全に
遮断されている。磁性流体シール１０６の流体抵抗は極
めて小さいので、非線形な摩擦のない非接触シールを実
現している。
から軸受用に給気された気体は、軸受け作用の後、ＬＡ
Ｂ排気配管１０９から排気される。そして真空チャンバ
内への気体流出は磁性流体シール１０６によって完全に
遮断されている。磁性流体シール１０６の流体抵抗は極
めて小さいので、非線形な摩擦のない非接触シールを実
現している。
【００３６】なお、ＸＹ方向の駆動ストロークに関して
は、静圧軸受の駆動ストロークが磁性流体シールの許容
ストローク（数十ｍｍ）以内であれば、自由に設定でき
るため、本実施例のようなＸＹ平面駆動装置にも適用可
能である。
は、静圧軸受の駆動ストロークが磁性流体シールの許容
ストローク（数十ｍｍ）以内であれば、自由に設定でき
るため、本実施例のようなＸＹ平面駆動装置にも適用可
能である。
【００３７】尚、実施例１および２では、本発明の軸受
装置を、真空チャンバ内に入れ、真空中の気体軸受を実
現したが、本発明はこれに限ることはなく、例えば、純
度、圧力等を高精度に管理した特殊雰囲気中で使用して
も、気体軸受からのリークがないので雰囲気を変動させ
ることはなく、同様の効果が得られる。また、大気中で
も気体の流れやゴミのまき上げ等の理由で軸受からの気
体流出が悪影響を及ぼす場合にも有効な手段である。
装置を、真空チャンバ内に入れ、真空中の気体軸受を実
現したが、本発明はこれに限ることはなく、例えば、純
度、圧力等を高精度に管理した特殊雰囲気中で使用して
も、気体軸受からのリークがないので雰囲気を変動させ
ることはなく、同様の効果が得られる。また、大気中で
も気体の流れやゴミのまき上げ等の理由で軸受からの気
体流出が悪影響を及ぼす場合にも有効な手段である。
【００３８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
気体軸受として作用した気体を外に逃がすことなく回収
することができ、超高真空内や高純度に管理された特殊
雰囲気内でも十分使用可能な気体流出のない静圧気体軸
受が実現できる。
気体軸受として作用した気体を外に逃がすことなく回収
することができ、超高真空内や高純度に管理された特殊
雰囲気内でも十分使用可能な気体流出のない静圧気体軸
受が実現できる。
【００３９】またチルト駆動のように可動部と固定部の
対向する微小隙間が変動する場合においても気体のシー
ル性能がまったく変わらないため、外部雰囲気に影響を
及ぼさず、しかもチルト駆動の可能な静圧気体軸受が実
現できる。
対向する微小隙間が変動する場合においても気体のシー
ル性能がまったく変わらないため、外部雰囲気に影響を
及ぼさず、しかもチルト駆動の可能な静圧気体軸受が実
現できる。
【図１】 実施例１を示す静圧軸受の縦断面図である。
【図２】 図１のステージ天板がチルト方向に駆動した
際の縦断面拡大図である。
際の縦断面拡大図である。
【図３】 実施例２を示す平面静圧軸受の縦断面図であ
る。
る。
【図４】 従来の気体軸受装置の縦断面図である。
【図５】 従来のチルトステージの案内に静圧気体軸受
を用いた縦断面図である。
を用いた縦断面図である。
【図６】 図５の構成でステージ天板をチルト方向に駆
動した際の縦断面図である。
動した際の縦断面図である。
１０１：ステージ天板、１０２：ベース板、１０３：Ｌ
ＡＢガイド面、１０４：ＬＡＢパッド、１０５：固定部
材、１０６：磁性流体シール、１０７：Ｏリング、１０
８：ＬＡＢ給気配管、１０９：ＬＡＢ排気配管、１１
０：Ζ・Ｔｉｌｔリニアモータ可動部、１１１：Ζ・Ｔ
ｉｌｔリニアモータ固定部、１１２：θリニアモータ固
定部、１１３ａ：磁性流体ハウジング、１１３ｂ：磁性
流体ハウジング、１１４：θリニアモータ可動部、１１
５：ラビリンスポケット、１１６：シール隔壁、１１
７：摺動面、１１８：ＸＹステージ天板、１１９：ＸＹ
ベース板、１２０：ＬＡＢ平面ガイド、１２１：ＬＡＢ
平面パッド、１２２：ＬＡＢ給気配管、１２３：ＬＡＢ
排気配管、１２４ａ：磁性流体ハウジング、１２４ｂ：
磁性流体ハウジング。
ＡＢガイド面、１０４：ＬＡＢパッド、１０５：固定部
材、１０６：磁性流体シール、１０７：Ｏリング、１０
８：ＬＡＢ給気配管、１０９：ＬＡＢ排気配管、１１
０：Ζ・Ｔｉｌｔリニアモータ可動部、１１１：Ζ・Ｔ
ｉｌｔリニアモータ固定部、１１２：θリニアモータ固
定部、１１３ａ：磁性流体ハウジング、１１３ｂ：磁性
流体ハウジング、１１４：θリニアモータ可動部、１１
５：ラビリンスポケット、１１６：シール隔壁、１１
７：摺動面、１１８：ＸＹステージ天板、１１９：ＸＹ
ベース板、１２０：ＬＡＢ平面ガイド、１２１：ＬＡＢ
平面パッド、１２２：ＬＡＢ給気配管、１２３：ＬＡＢ
排気配管、１２４ａ：磁性流体ハウジング、１２４ｂ：
磁性流体ハウジング。
Claims (4)
- 【請求項１】 可動部材と、該可動部材に対し微小隙間
を介して対向する固定部材と、該微小隙間に気体を供給
する気体供給手段と、供給した気体を気体軸受として作
用させた後に回収するための気体排気手段と、該気体排
気手段の排気口と気体が外に流出する出口との間に磁性
流体シール手段を構成したことを特徴とする気体軸受装
置。 - 【請求項２】 前記可動部材が、前記固定部材に対して
相対的に傾くように移動することを特徴とする請求項１
記載の気体軸受装置。 - 【請求項３】 前記可動部の駆動アクチュエータは、リ
ニアモータであることを特徴とする請求項１に記載の気
体軸受装置。 - 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか記載の気体軸受
装置を軸受として用いたことを特徴とするステージ装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9289213A JPH11108059A (ja) | 1997-10-07 | 1997-10-07 | 気体軸受装置およびステージ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9289213A JPH11108059A (ja) | 1997-10-07 | 1997-10-07 | 気体軸受装置およびステージ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11108059A true JPH11108059A (ja) | 1999-04-20 |
Family
ID=17740253
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9289213A Pending JPH11108059A (ja) | 1997-10-07 | 1997-10-07 | 気体軸受装置およびステージ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11108059A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002151578A (ja) * | 2000-08-18 | 2002-05-24 | Nikon Corp | 真空中で使用するエアベアリングリニアガイド |
| JP2002349569A (ja) * | 2001-05-25 | 2002-12-04 | Canon Inc | 静圧軸受装置及びそれを用いたステージ装置 |
| JP2005032818A (ja) * | 2003-07-08 | 2005-02-03 | Canon Inc | 静圧軸受、位置決め装置、並びに露光装置 |
| WO2007077878A1 (ja) * | 2005-12-27 | 2007-07-12 | Pneumatic Servo Controls Ltd. | 気体圧制御アクチュエータ、気体圧制御アクチュエータ用気体軸受機構及び気体圧制御アクチュエータを用いた微小変位出力装置 |
| JP2009105367A (ja) * | 2007-10-22 | 2009-05-14 | Semes Co Ltd | ウェハスピンチャックとスピンチャックを具備したエッチング装置 |
| EP2365512A3 (en) * | 2000-06-27 | 2012-01-04 | Ebara Corporation | Inspection system by charged particle beam |
| WO2018228715A1 (de) * | 2017-06-14 | 2018-12-20 | Hochschule Niederrhein | Hydrostatische gleitlageranordnung |
| CN111101110A (zh) * | 2018-10-29 | 2020-05-05 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | 进气集成结构、工艺腔室和半导体处理设备 |
-
1997
- 1997-10-07 JP JP9289213A patent/JPH11108059A/ja active Pending
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9368314B2 (en) | 2000-06-27 | 2016-06-14 | Ebara Corporation | Inspection system by charged particle beam and method of manufacturing devices using the system |
| US8803103B2 (en) | 2000-06-27 | 2014-08-12 | Ebara Corporation | Inspection system by charged particle beam and method of manufacturing devices using the system |
| US8368031B2 (en) | 2000-06-27 | 2013-02-05 | Ebara Corporation | Inspection system by charged particle beam and method of manufacturing devices using the system |
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| JPWO2007077878A1 (ja) * | 2005-12-27 | 2009-06-11 | ピー・エス・シー株式会社 | 気体圧制御アクチュエータ、気体圧制御アクチュエータ用気体軸受機構及び気体圧制御アクチュエータを用いた微小変位出力装置 |
| WO2007077878A1 (ja) * | 2005-12-27 | 2007-07-12 | Pneumatic Servo Controls Ltd. | 気体圧制御アクチュエータ、気体圧制御アクチュエータ用気体軸受機構及び気体圧制御アクチュエータを用いた微小変位出力装置 |
| JP2009105367A (ja) * | 2007-10-22 | 2009-05-14 | Semes Co Ltd | ウェハスピンチャックとスピンチャックを具備したエッチング装置 |
| WO2018228715A1 (de) * | 2017-06-14 | 2018-12-20 | Hochschule Niederrhein | Hydrostatische gleitlageranordnung |
| CN111033069A (zh) * | 2017-06-14 | 2020-04-17 | 下莱茵应用技术大学 | 静压滑动轴承组件 |
| CN111101110A (zh) * | 2018-10-29 | 2020-05-05 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | 进气集成结构、工艺腔室和半导体处理设备 |
| CN111101110B (zh) * | 2018-10-29 | 2022-03-22 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | 进气集成结构、工艺腔室和半导体处理设备 |
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