TW200940235A - XY stage device - Google Patents

Description

.200940235 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明特別是有關利用在大型液晶顯示器等之製造的 χγ載台裝置。 【先前技術】 以往這種領域的技術有日本專利特開2007-21 6349號 φ 公報。該公報所記載之XY載台裝置具備：一對之石定盤 ’係朝Y軸（第1軸線）方向延伸；一對之導引件，係在 各石定盤的上面朝Y軸方向延伸；一對之滑動件（第1滑 動件）’係沿著各導引件移動，剖面爲3型；氣墊（第1 氣體軸承），係設在各滑動件的上壁部，對導引件的上面 噴出空氣，支撐滑動件；Y載台（導引構件），係朝X軸 (第2軸線）方向延伸，且兩端連結在各滑動件；X載台 (第2滑動件），係沿著Y載台移動；氣墊（第2氣體軸 Φ 承）’係設在X載台下面的四隅’對各石定盤的上面噴出 空氣’支撐X載台；吸附盤，係配置在X載台上，真空 吸附液晶顯不器用玻璃基板等工件（對象物）。藉由這種 構成，隨著X載台及Y載台之移動，工件在水平面内移 動。 〔專利文献1〕日本專利特開2007-216349號公報 【發明內容】 其中’在上述XY載台裝置，爲了必須確保在石定盤 200940235 的上面裝設滑動件專用的導引件所需用的空間，更因爲近 年來因液晶顯示器等大型化使得工件也有變大的傾向’隨 之使得石定盤必須變大，在石材的確保、石材加工、及石 材的輸送等方面產生問題，並且產生裝置大型化之問題。 本發明之目的在於提供可謀求縮小定盤且裝置小型化 之XY載台裝置。 本發明所相關之XY載台裝置，其特徴爲具備：定盤 ，其上面被當作滑行面；第1滑動件，係沿著滑行面朝第 1軸線的方向移動；導引構件，係連結在第1滑動件，且 在水平面内朝與第1軸線正交的第2軸線之方向延伸；第 2滑動件，係沿著導引構件朝第2軸線的延伸方向移動； 及腳部，具有對滑行面噴出氣體的第2氣體軸承，且支撐 第2滑動件；在第1滑動件形成有貫通部，腳部通過前述 貫通部。 在該XY載台裝置，第1氣體軸承可將定盤上面當作 滑行面來支撐第1滑動件，腳部藉由通過形成在第1滑動 件的貫通部之方式，將定盤上面當作第2氣體軸承的滑行 面來支撐第2滑動件。如此地，藉由使第1氣體軸承和第 2氣體軸承共有滑行面的方式，不須在定盤上面裝設第i 滑動件專用的導引件，藉此可謀求縮小定盤且裝置小型化 〇 又’第1滑動件由三個第1氣體軸承支撐爲佳。藉由 第1滑動件由三個第1氣體軸承所支撐，可提高第1滑動 件的安定性。 -6- 200940235 又，各具備一對之定盤及第1滑動件，在導引構件的 兩端側各自連結著第1滑動件爲佳。在一對之定盤的任一 個，皆不須在上面裝設第1滑動件專用的導引件，藉此可 謀求縮小各定盤且裝置更小型化。 又，較佳爲進而具備：吸附盤，係配置在第2滑動件 上，用於吸附上面所載置的對象物；及第3氣體軸承，藉 由對滑行面噴出氣體的方式支撐吸附盤。藉由使第1氣體 φ 軸承和第2氣體軸承和第3氣體軸承共有滑行面的方式， 不須另外裝設第3氣體軸承用的滑行面，藉此謀求縮小定 盤且裝置小型化。 根據本發明所相關之XY載台裝置，可謀求縮小定盤 且裝置小型化。 【實施方式】 以下，參照附圖説明本發明之XY載台裝置之較佳實 Φ 施形態。 如第1~5圖所示，XY載台裝置1具備：並設在基座 2上且朝Y軸方向延伸的一對之石定盤（定盤）3、4、沿 著石定盤3、4朝Y軸方向移動的Y軸載台6、當作Y軸 載台6的驅動部之功能的一對之Y軸線型馬達7、8、在 Y軸載台6上朝X軸方向移動的X軸載台9、當作X軸載 台9的驅動部之功能的X軸線型馬達10、及配置在X軸 載台9上的吸附盤11。此外，如第1、2圖所示，X軸（ 第2軸線）及Y軸（第1軸線）係於水平面上互相形成 200940235 90度，將垂直方向定爲Z軸方向’以下必要時使用X軸 、Y軸、Z軸。. 一方之石定盤3係由角柱狀的石材構成’在其上面藉 由施行平面加工而形成有空氣軸承滑行用的上面側滑行面 3a。又，在沿著Y軸方向延伸的兩側面也與上面同樣地藉 由施行平面加工而形成有空氣軸承滑行用的側面側滑行面 3b、3c。同様地，另一方之石定盤4的上面及兩側面也藉 由施行平面加工而形成有上面側滑行面4a及側面側滑行 面 4b 、 4c 〇 如第3圖及第4圖所示，Y軸載台6具備：被石定盤 3、4導引而各自朝Y軸方向移動的一對之Y軸滑動件（ 第1滑動件）12、13、用於在石定盤3、4的上面側滑行 面3a、4a將Y軸滑動件12、13各自朝Z軸方向支撐的Y 軸升降空氣軸承（第1氣體軸承）14、16、用於在石定盤 3、4的側面側滑行面3b、3c、4b、4c將Y軸滑動件12、 13各自朝水平方向（X軸方向）支撐的Y軸偏轉空氣軸 承17、18、及以架設在Y軸滑動件12、13的方式朝X軸 方向延伸的導引構件19。 被一方之石定盤3導引件的γ軸滑動件丨2係剖面大 致3形構件’具備：與石定盤3的上面側滑行面3 a相對 向之構成上壁部的滑動部12a、和各自與石定盤3的側面 側滑行面3b、3c相對向的一對之側壁部i2b、i2c，在滑 動部12a上面之Y軸方向的中央位置連結著導引構件19 的一端部。又’在Y軸滑動件12的滑動部12a形成各自 -8- .200940235 挾持着導引構件19的朝X軸方向延伸的長圓狀之貫通孔 (貫通部）21、22。 將Y軸滑動件12朝Z軸方向支撐的Y軸升降空氣軸 承14，係在Y軸滑動件12的滑動部12a下面的Y軸方向 之兩端部各有一個、和在γ軸方向的中央位置有一個，合 計由三個構成，配置成三角點。再者，γ軸升降空氣軸承 1 4係藉由以對上面側滑行面3 a噴出空氣等氣體的方式所 φ 產生的向上力和Y軸滑動件12等本身的重量所產生的向 下力之平衡的方式’而一面在與上面側滑行面3a之間保 持數μιη程度之間隙，一面以非接觸狀態支撐γ軸滑動件 12。此外，Υ軸升降空氣軸承14不僅噴出氣體，也具有 吸引功能。 將Υ軸滑動件12朝水平方向支撐的Υ軸偏轉空氣軸 承17’係在Υ軸滑動件12的兩方之側壁部12b、12c各 自設有二個（參照第5圖），藉由以對側面側滑行面3b、 φ 3c各自噴出空氣等氣體的方式所產生的推斥力彼此互相平 衡的方式’在與側面側滑行面3 b、3 c之間一面保持各數 μιη程度的間隙，一面以非接觸狀態支撐γ軸滑動件1 2。 被另一方之石定盤4導引的Υ軸滑動件13、Υ軸升 降空氣軸承16及Υ軸偏轉空氣軸承18，係與Υ軸滑動件 12、Υ軸升降空氣軸承14及Υ軸偏轉空氣軸承17，從Υ 軸方向看來形成左右對象之構成。即，Υ軸滑動件13具 有形成上壁部的滑動部13a、側壁部13b、13c及貫通孔 23、24且連結導引構件19的另一端部，Y軸升降空氣軸 -9- 200940235 承16對上面側滑行面4a噴出氣體，γ軸偏轉空氣軸承18 對側面側滑行面4b、4c噴出氣體。 導引X軸載台9的導引構件19形成向上開口的剖面 3形，而沿X軸方向延伸的導引構件1 9的外側兩側面被 施以平面加工，該面被利用作爲空氣軸承滑行所用的滑行 面19a、19b (參照第5圖）。 當作Y軸載台6驅動部之功能的Y軸線型馬達7、8 包含：Y軸磁轭26、27，係於Y軸滑動件12、13的X軸 方向之兩外側各自朝Y軸方向延伸；及Y軸線圏單元28 、29，係各自設在Y軸滑動件12、13。 當作Y軸線型馬達7、8固定子之功能的Y軸磁軛26 、27，係各自固定在配置於基座2的X軸方向之兩側的框 部31、32上端，形成剖面=7形。在Y軸磁軛26、27内壁 面固定著連設成沿Y軸方向反覆S極和N極型態的複數 永久磁鐵。 當作Y軸線型馬達7、8可動子之功能的Y軸線圈單 元28、29，係各自固定在從Y軸滑動件12的滑動部12a 朝向上方突出之支撐壁部12d上端部及Y軸滑動件13的 支撐壁部13d上端部’且***Y軸磁軛26、27内。Y軸 線圈單元28、29具有複數線圈，該等複數線圈係朝Y軸 方向被連結且被殼體覆蓋。又’在Y軸線圏單元28、29 的線圈被通電，使其配合Y軸磁轭26、27的永久磁鐵之 S極和N極型態改變磁極，在與Y軸磁軛26、27之間使 各推斥力產生而獲得推力，藉此使Y軸載台6可朝Y軸 -10- .200940235 方向移動。 如第3圖及第5圖所示，X軸載台9具備：X軸滑動 件（第2滑動件）3 3 ’係以環繞導引構件1 9的方式形成 向下開口的剖面3形’且沿著導引構件丨9朝X軸方向移 動；X軸腳部（腳部）34,係用於在石定盤3、4的上面 側滑行面3a、4a將X軸滑動件33朝Z軸方向支撐；X軸 偏轉空氣軸承36，係用於在導引構件19的滑行面19a、 Q i9b將X軸滑動件33朝水平方向（γ軸方向）支撐；及 0載台37，係設在X軸滑動件33上，使吸附盤11在z 軸周圍轉動。此外，X軸滑動件33不限於剖面3形，也 可形成環繞導引構件19之剖面口形。 將X軸滑動件33朝Z軸方向支撐的各X軸腳部34 係固定在X軸滑動件33四隅，在朝向下方延伸的支柱38 之端部設有X軸升降空氣軸承（第2氣體軸承）39，支柱 38分別貫通Y軸滑動件12的貫通孔21、22及Y軸滑動 φ 件13的貫通孔23、24。X軸升降空氣軸承39係藉由以對 上面側滑行面3a、4a噴出空氣等氣體的方式所產生的向 上力和X軸滑動件33等本身重量造成的向下力之平衡的 方式，一面在與上面側滑行面3a、4a之間保持數μιη程度 的間隙，一面以非接觸狀態分別支撐X軸滑動件3 3。X 軸載台9朝X軸方向移動時，X軸升降空氣軸承39可在 長圓狀之貫通孔21~24内移動，且和Υ軸滑動件12、13 的滑動部12a、13a不會互相干渉。此外，X軸升降空氣 軸承39不僅噴出氣體，亦可具有吸引功能。 -11 - 200940235 將X軸滑動件33朝水平方向支撐的X軸偏轉空氣軸 承36，係在X軸滑動件33的兩方側壁部各設有二個（參 照第4圖），藉由對導引構件19的滑行面19a、19b分別 噴出空氣等氣體所產生的推斥力彼此互相平衡的方式，一 面在與滑行面1 9a、1 9b之間各保持數μιη程度之間隙，一 面以非接觸狀態支撐X軸滑動件3 3。 當作X軸載台9驅動部之功能的X軸線型馬達10, 係由在導引構件19上朝X軸方向延伸的X軸磁軛41、和 設在X軸滑動件33上壁部之下方的X軸線圈單元42所 構成。 當作X軸線型馬達10固定子之功能的X軸磁軛41， 係形成横向開口的剖面3形。在X軸磁軛41内壁面固定 著連設成沿著X軸方向反覆S極和Ν極型態的複數永久 磁鐵。 當作X軸線型馬達10可動子之功能的X軸線圏單元 42，係固定在從X軸滑動件33上壁部朝向下方突出的支 撐壁部，且***在X軸磁軛41内。X軸線圈單元42具有 複數線圈，該等複數線圈係朝X軸方向被連結且被殼體覆 蓋。又，X軸線圈單元42的線圈被通電，使其配合X軸 磁鈪41的永久磁鐵之S極和Ν極型態而改變磁極，藉由 在與X軸磁軛41之間產生推斥力而獲g推力的方式使X 軸載台9朝X軸方向移動。 載置有對象物的吸附盤11係Y軸方向寬度比Y軸滑 動件12、13大、X軸方向寬度比X軸滑動件33大的矩形 -12- .200940235 板狀構件’吸附盤11係藉由吸附盤腳部43而被支撐著。 又，在吸附盤11上面例如形成多數吸附孔’用於真空吸 附液晶顯示器用玻璃基板等對象物。 支撐吸附盤1 1的各吸附盤腳部43，係於固定在吸附 盤11四隅而朝向下方延伸的支柱40下端設有吸附盤升降 空氣軸承（第3氣體軸承）44。四個之吸附盤升降空氣軸 承44係於上面側滑行面3a上配置有二個且於上面側滑行 0 面4a上配置有二個，藉由以對上面側滑行面3a、4a噴出 空氣等氣體的方式所產生的向上力和吸附盤11等本身重 量造成的向下力之平衡的方式，一面在與上面側滑行面3a 、4a之間保持數μιη程度之間隙，一面以非接觸狀態各自 支撐吸附盤11。吸附盤11隨著Υ軸載台6及X軸載台9 移動時，吸附盤升降空氣軸承44在上面側滑行面3a、4a 内移動。此外，吸附盤升降空氣軸承44不僅噴出氣體， 亦可具有吸引功能。 〇 根據以上，XY載台裝置1係Y軸升降空氣軸承14將 石定盤3上面當作滑行面且Y軸升降空氣軸承16將石定 盤4上面當作滑行面，而可各自支撐γ軸滑動件12、13 ，X軸腳部34藉由各自通過形成在γ軸滑動件12的滑動 部12a的貫通孔21、22及形成在γ軸滑動件13的滑動部 13a的貫通孔23、24之方式，可將石定盤3、4上面當作 X軸升降空氣軸承39的滑行面來支撐X軸滑動件33。如 此地，藉由使Y軸升降空氣軸承14和X軸升降空氣軸承 39共有滑行面且使Y軸升降空氣軸承16和X軸升降空氣 -13- 200940235 軸承39共有滑行面的方式，而不須在石定盤3、4上面各 自裝設Y軸滑動件〗2、13專用的導引件，藉此可謀求縮 小石定盤3、4且裝置小型化。 又，Y軸滑動件12的滑動部12a係由三個之Y軸升 降空氣軸承14所支撐，Y軸滑動件13的滑動部13a係由 三個之Y軸升降空氣軸承16所支撐，因此可提高Y軸滑 動件1 2、1 3之安定性。 又，由於具備一對之石定盤3、4及Y軸滑動件12、 13，在導引構件19兩端側各自連結著Y軸滑動件12、13 ，因此在一對之石定盤3、4之任一個皆不須在上面裝設 Y軸滑動件12、13專用的導引件，藉此可謀求縮小各石 定盤3、4且裝置更小型化。 又，藉由使Y軸升降空氣軸承14和X軸升降空氣軸 承39和吸附盤升降空氣軸承44共有滑行面且使Y軸升降 空氣軸承16和X軸升降空氣軸承39和吸附盤升降空氣軸 承44共有滑行面的方式，不須另外裝設吸附盤升降空氣 軸承44所需的滑行面，藉此可謀求縮小石定盤且裝置小 型化。 本發明並非受限於上述實施形態者。 例如X軸升降空氣軸承39被配置在貫通孔21 ~24内 ，但取代之，讓支柱38通過貫通孔21 ~24，而在貫通孔 21 ~24下方配置X軸升降空氣軸承39之構成亦可。 又，Y軸滑動件12、13上壁部係形成滑動部12a、 13a，但不設該上壁部，而在Y軸滑動件12、13配置與石 -14- .200940235 定盤3、4的上面側滑行面3a、“相ft向的格子狀構件且 將該格子狀構件當作滑動部亦可。 【圖式簡單說明】 第1圖顯示本發明之實施形態所相關之XY載台裝置 之立體圖。 第2圖係從第1圖所示之XY載台裝置拿掉吸附盤後 Φ 的立體圖。 第3圖係第1圖所示之XY載台裝置之俯視圖。 第4圖係沿第3圖之IV - IV線之剖面圖。 第5圖係沿第3圖之V - V線之剖面圖。 【主要元件符號說明】 I : XY載台裝置 3、4 :石定盤（定盤） Φ 3 a、4 a ··上面側滑行面 II :吸附盤 12、1 3 : γ軸滑動件（第丨滑動件） 12a、13a :滑動部 14、16: Y軸升降空氣軸承（第1氣體軸承） 19 :導引構件 21、22、23、24 :貫通孔（貫通部） 3 3 : X軸滑動件（第2滑動件） 34 : X軸腳部（腳部） -15- 200940235 39: X軸升降空氣軸承（第2氣體軸承） 44:吸附盤升降空氣軸承（第3氣體軸承） -16-

Claims (1)

1. •200940235 十、申請專利範圍 i —種χγ載台裝置，其特徴爲： 具備： 定盤，其上面被當作滑行面； 第1滑動件，係沿著前述滑行面朝第1軸線的延伸方 向移動； 導引構件，係連結在前述第1滑動件，且在水平面内 0 朝與前述第1軸線正交的第2軸線之方向延伸； 第2滑動件，係沿著前述導引構件朝前述第2軸線的 延伸方向移動；及 腳部，具有對前述滑行面噴出氣體的氣體軸承，且支 撐前述第2滑動件； 在前述第1滑動件形成有貫通部，前述腳部通過前述 貫通部。 2. 如申請專利範圍第1項之XY載台裝置，其中， 〇 前述第1滑動件係由三個前述第1氣體軸承所支撐。 3. 如申請專利範圍第1項或第2項之XY載台裝置 ’其中’各具備一對之前述定盤及前述第1滑動件，在前 述導引構件的兩端側各自連結著前述第1滑動件。 4. 如申請專利範圍第1項或第2項之XY載台裝置 ，其中， 進而具備： 吸附盤，係配置在前述第2滑動件上，用於吸附上面 所載置的對象物；及 -17- 200940235 第3氣體軸承，藉由對前述滑行面噴出氣體的方式， 支撐前述吸附盤。 ❹

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