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JP7582028B2 - Table device - Google Patents

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JP7582028B2
JP7582028B2 JP2021062329A JP2021062329A JP7582028B2 JP 7582028 B2 JP7582028 B2 JP 7582028B2 JP 2021062329 A JP2021062329 A JP 2021062329A JP 2021062329 A JP2021062329 A JP 2021062329A JP 7582028 B2 JP7582028 B2 JP 7582028B2
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Description

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

半導体製造装置、検査装置、及び測定装置などに係る技術分野においては、3次元に移動可能なテーブルを備えるテーブル装置(ステージ装置)が使用される。例えば、特許文献1に記載のテーブル装置は、ベース部材のガイド面に対向するように、シリンダ部材の下面に気体軸受を形成する軸受部材を備えており、この気体軸受の作用により、テーブルはガイド面に対し非接触の状態で移動することができる。また、シリンダ部材の内部空間の下端開口と軸受部材との間には、排気口が設けられている。さらに、テーブル装置は、テーブルと接続されるピストン部材の下面よりも下側の下部空間に気体を供給する供給口を有する重力補償装置を備える。 In technical fields related to semiconductor manufacturing equipment, inspection equipment, and measurement equipment, table devices (stage devices) equipped with tables that can move in three dimensions are used. For example, the table device described in Patent Document 1 is equipped with a bearing member that forms a gas bearing on the underside of a cylinder member so as to face the guide surface of a base member, and the action of this gas bearing allows the table to move in a non-contact state relative to the guide surface. In addition, an exhaust port is provided between the lower end opening of the internal space of the cylinder member and the bearing member. Furthermore, the table device is equipped with a gravity compensation device having a supply port that supplies gas to a lower space below the underside of a piston member connected to the table.

特開2015-196222号公報JP 2015-196222 A

ところで、上記特許文献1のテーブル装置では、テーブルを移動させる駆動システムの一部を構成する可動ステージ(Y軸ステージ)がテーブルの各コーナーに配置される4つのシリンダ部材に直結されているため、可動ステージと4つのシリンダ部材が一体的になってXY平面(水平面)に沿って移動する。従って、可動ステージと4つのシリンダ部材が一体的に移動する際の加減速に伴う慣性力によって4つのシリンダ部材が可動ステージを中心にして垂直方向(Z軸方向)に対して傾くことがあるため、可動ステージの加減速度を上げることができなかった。なお、シリンダ部材が大きく傾いた場合、シリンダ部材の下端がベース部材のガイド面に接触するため、シリンダ部材やベース部材に摩耗や焼付きが生じることがある。また、シリンダ部材の傾きを抑制するためにシリンダ部材の下面の気体軸受の剛性を高める手法が考えられるが、これにはテーブル装置の大型化や質量増大などが伴うため、この場合も、可動ステージの加減速度を上げることが困難である。 In the table device of the above-mentioned Patent Document 1, the movable stage (Y-axis stage) constituting part of the drive system for moving the table is directly connected to four cylinder members arranged at each corner of the table, so that the movable stage and the four cylinder members move together along the XY plane (horizontal plane). Therefore, the four cylinder members may tilt in the vertical direction (Z-axis direction) around the movable stage due to the inertial force caused by the acceleration and deceleration when the movable stage and the four cylinder members move together, so it was not possible to increase the acceleration and deceleration of the movable stage. If the cylinder members are tilted significantly, the lower end of the cylinder members will come into contact with the guide surface of the base member, which may cause wear and seizure on the cylinder members and base members. In addition, a method of increasing the rigidity of the gas bearing on the lower surface of the cylinder members can be considered to suppress the tilt of the cylinder members, but this would entail an increase in the size and mass of the table device, so in this case too, it is difficult to increase the acceleration and deceleration of the movable stage.

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、可動ステージの移動に伴うシリンダ部材の傾きを抑制して、可動ステージ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。 The present invention was made in consideration of the above-mentioned circumstances, and its purpose is to provide a table device that can suppress the tilt of the cylinder member that accompanies the movement of the movable stage and increase the acceleration and deceleration of the movable stage.

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テーブルと、前記所定面と直交する第1軸と平行な方向において前記ベース部材と前記テーブルとの間に配置され、前記第1軸と平行な方向、前記所定面内の第2軸と平行な方向、及び前記所定面内において前記第2軸と直交する第3軸と平行な方向に前記テーブルを移動可能な駆動システムと、前記テーブルの周縁部に配置され、前記テーブルを前記第1軸と平行な方向に移動可能に支持し、且つ前記テーブルを前記第2軸と平行な方向及び前記第3軸と平行な方向のそれぞれに移動可能に支持する複数のテーブル支持装置と、を備え、前記駆動システムは、前記第2軸と平行な方向及び前記第3軸と平行な方向に移動可能に設けられる可動ステージを備え、前記テーブル支持装置は、前記テーブルに接続されるピストン部材と、前記ピストン部材を収容する内部空間を有するシリンダ部材と、前記シリンダ部材の前記ガイド面と対向する面に配置され、前記ガイド面との間に気体軸受を形成する軸受部材と、を備え、前記可動ステージと前記複数のテーブル支持装置の前記シリンダ部材は、前記第1軸と平行な方向に弾性変形可能な複数の弾性部材により接続される、テーブル装置。
(2)前記弾性部材は、前記シリンダ部材を前記ベース部材側に向けて付勢する、(1)に記載のテーブル装置。
(3)前記弾性部材は、板ばねである、(1)又は(2)に記載のテーブル装置。
The above object of the present invention can be achieved by the following configuration.
(1) A base member having a guide surface parallel to a predetermined plane, a table disposed on the base member, a drive system disposed between the base member and the table in a direction parallel to a first axis perpendicular to the predetermined plane, and capable of moving the table in a direction parallel to the first axis, a direction parallel to a second axis in the predetermined plane, and a direction parallel to a third axis perpendicular to the second axis in the predetermined plane, and a drive system disposed on a periphery of the table, supporting the table movably in the direction parallel to the first axis, and supporting the table movably in each of a direction parallel to the second axis and a direction parallel to the third axis. and a plurality of table support devices connected to the table, the drive system comprising a movable stage movable in a direction parallel to the second axis and a direction parallel to the third axis, the table support device comprising a piston member connected to the table, a cylinder member having an internal space for accommodating the piston member, and a bearing member disposed on a surface of the cylinder member opposite the guide surface and forming a gas bearing between the cylinder member and the guide surface, the movable stage and the cylinder members of the plurality of table support devices being connected by a plurality of elastic members elastically deformable in a direction parallel to the first axis.
(2) The table device according to (1), wherein the elastic member biases the cylinder member toward the base member.
(3) The table device according to (1) or (2), wherein the elastic member is a leaf spring.

本発明によれば、第2軸と平行な方向及び第3軸と平行な方向に移動可能に設けられる可動ステージと複数のテーブル支持装置のシリンダ部材が、第1軸と平行な方向に弾性変形可能な複数の弾性部材により接続されるため、可動ステージの移動に伴うシリンダ部材の傾きを抑制して、可動ステージの加減速度を上げることができる。 According to the present invention, the movable stage, which is arranged to be movable in a direction parallel to the second axis and a direction parallel to the third axis, and the cylinder members of the multiple table support devices are connected by multiple elastic members that are elastically deformable in a direction parallel to the first axis, so that the tilt of the cylinder members that accompanies the movement of the movable stage is suppressed, and the acceleration and deceleration of the movable stage can be increased.

本発明に係るテーブル装置の第1実施形態を説明する一部切欠側面図である。1 is a partially cutaway side view illustrating a first embodiment of a table device according to the present invention; 図1に示すテーブル装置の上面図である。FIG. 2 is a top view of the table device shown in FIG. 1 .

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。 Below, one embodiment of the table device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

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。各実施形態において、XY平面は、水平面と平行であることとする。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。 In the following description, an XYZ Cartesian coordinate system is set, and the positional relationship of each part is described with reference to this XYZ Cartesian coordinate system. The direction parallel to the first axis perpendicular to the specified plane is the Z axis direction, the direction parallel to the second axis in the specified plane is the X axis direction, and the direction parallel to the third axis perpendicular to the second axis in the specified plane is the Y axis direction. The Z axis (first axis) is perpendicular to each of the X axis (second axis) and the Y axis (third axis). The X axis is perpendicular to the YZ plane. The Y axis is perpendicular to the XZ plane. The Z axis is perpendicular to the XY plane. The XY plane is parallel to the specified plane. In each embodiment, the XY plane is parallel to the horizontal plane. The Z axis direction is the vertical direction. The XY plane (specified plane) may be inclined with respect to the horizontal plane.

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側から見た平面図である。なお、図1においては、テーブル装置10の一部を断面で示す。また、本実施形態では、+Z側は上側とし、-Z側は下側とする。 Figure 1 is a side view of the table device 10 according to this embodiment, as viewed from the -Y side. Figure 2 is a plan view of the table device 10 according to this embodiment, as viewed from the +Z side. Note that in Figure 1, a portion of the table device 10 is shown in cross section. In this embodiment, the +Z side is the upper side, and the -Z side is the lower side.

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の上に配置されるテーブル2と、Z軸方向においてベース部材1とテーブル2との間に配置され、テーブル2を移動可能な駆動システム3と、テーブル2の周縁部に配置される4つのテーブル支持装置15と、を備える。 As shown in Figures 1 and 2, the table device 10 includes a base member 1, a table 2 arranged on the base member 1, a drive system 3 arranged between the base member 1 and the table 2 in the Z-axis direction and capable of moving the table 2, and four table support devices 15 arranged on the periphery of the table 2.

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。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。 The base member 1 has a guide surface 1A, which is an upper surface parallel to the XY plane (a specified surface). The guide surface 1A is flat. The base member 1 may be a stone surface plate such as Indian Black, or a cast iron surface plate. The base member 1 is placed, for example, on the floor surface of a facility (e.g., a factory) in which the table device 10 is installed.

テーブル2は、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。テーブル2は、上面に物体Sを載せた状態で、X軸方向、Y軸方向、及びZ軸方向の3つの方向に移動可能である。本実施形態では、テーブル2は、3つの方向に移動可能な3自由度のテーブル(3軸テーブル、3次元テーブル)である。本実施形態では、テーブル2のXY平面における外形は、四角形(正方形)である。 The table 2 is disposed above the base member 1 (in the +Z direction). The table 2 is movable while supporting an object S. With the object S placed on the upper surface of the table 2, the table 2 is movable in three directions, the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction. In this embodiment, the table 2 is a three-degree-of-freedom table (three-axis table, three-dimensional table) that can move in three directions. In this embodiment, the external shape of the table 2 in the XY plane is a rectangle (square).

駆動システム3は、テーブル2の下面の中央部に接続され、テーブル2をZ軸方向に移動するZ軸駆動装置3Aと、ベース部材1の上面に配置され、テーブル2をX軸方向に移動するX軸駆動装置3Bと、X軸駆動装置3Bの上面に配置され、テーブル2をY軸方向に移動するY軸駆動装置3Cと、Z軸駆動装置3AとY軸駆動装置3Cとの間に配置され、X軸駆動装置3B及びY軸駆動装置3CによりX軸方向及びY軸方向に移動可能に設けられる水平面可動ステージ(可動ステージ)25と、を備える。このため、駆動システム3は、X軸方向、Y軸方向、及びZ軸方向の3つの方向にテーブル2を移動可能である。また、駆動システム3は、X軸方向の移動及びY軸方向の移動を組み合わせた斜め方向にテーブル2を移動可能である。本実施形態では、水平面可動ステージ25のXY平面における外形は、四角形(正方形)である。なお、図1では、Z軸駆動装置3A、X軸駆動装置3B、及びY軸駆動装置3Cの詳細な構造の図示は省略されており、周知のものが適用される。例えば、Z軸駆動装置3Aでは、水平面可動ステージ25に取り付けられる不図示のアクチュエータで第1くさび部材11をX軸方向に駆動することにより、第2くさび部材12をZ軸方向に移動させる。 The drive system 3 includes a Z-axis drive unit 3A connected to the center of the underside of the table 2 and moving the table 2 in the Z-axis direction, an X-axis drive unit 3B arranged on the upper surface of the base member 1 and moving the table 2 in the X-axis direction, a Y-axis drive unit 3C arranged on the upper surface of the X-axis drive unit 3B and moving the table 2 in the Y-axis direction, and a horizontal plane movable stage (movable stage) 25 arranged between the Z-axis drive unit 3A and the Y-axis drive unit 3C and movable in the X-axis direction and the Y-axis direction by the X-axis drive unit 3B and the Y-axis drive unit 3C. Therefore, the drive system 3 can move the table 2 in three directions, the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction. In addition, the drive system 3 can move the table 2 in an oblique direction that combines the movement in the X-axis direction and the movement in the Y-axis direction. In this embodiment, the external shape of the horizontal plane movable stage 25 in the XY plane is a quadrangle (square). In addition, detailed structures of the Z-axis drive unit 3A, the X-axis drive unit 3B, and the Y-axis drive unit 3C are not shown in Figure 1, and well-known structures are applied. For example, in the Z-axis drive unit 3A, the first wedge member 11 is driven in the X-axis direction by an actuator (not shown) attached to the horizontal plane movable stage 25, thereby moving the second wedge member 12 in the Z-axis direction.

テーブル支持装置15は、図1に示すように、テーブル2に接続されるピストン部材4と、ピストン部材4を収容する内部空間5Hを有するシリンダ部材5と、ピストン部材4とシリンダ部材5との間に気体軸受6Gを形成する軸受部材6と、ベース部材1とシリンダ部材5との間に気体軸受7Gを形成する軸受部材7と、を備える。そして、テーブル支持装置15は、軸受部材6が形成する気体軸受6Gによりテーブル2をZ軸方向に移動可能に支持し、且つ軸受部材7が形成する気体軸受7Gによりテーブル2をX軸方向及びY軸方向のそれぞれに移動可能に支持する。また、ピストン部材4及びシリンダ部材5の軸は、Z軸と平行である。なお、テーブル支持装置15の数は、4つに限定されず、任意に設定可能である。 1, the table support device 15 includes a piston member 4 connected to the table 2, a cylinder member 5 having an internal space 5H for accommodating the piston member 4, a bearing member 6 forming a gas bearing 6G between the piston member 4 and the cylinder member 5, and a bearing member 7 forming a gas bearing 7G between the base member 1 and the cylinder member 5. The table support device 15 supports the table 2 movably in the Z-axis direction by the gas bearing 6G formed by the bearing member 6, and supports the table 2 movably in each of the X-axis and Y-axis directions by the gas bearing 7G formed by the bearing member 7. The axes of the piston member 4 and the cylinder member 5 are parallel to the Z-axis. The number of table support devices 15 is not limited to four and can be set arbitrarily.

ピストン部材4は、Z軸方向に長い円筒状の部材である。ピストン部材4は、テーブル2の下面に接続される。本実施形態では、ピストン部材4の上面は、接続部材40を介してテーブル2の下面に接続される。また、ピストン部材4は、シリンダ部材5と同軸に配置される。 The piston member 4 is a cylindrical member that is long in the Z-axis direction. The piston member 4 is connected to the underside of the table 2. In this embodiment, the upper surface of the piston member 4 is connected to the underside of the table 2 via a connecting member 40. In addition, the piston member 4 is arranged coaxially with the cylinder member 5.

また、本実施形態では、ピストン部材4は、テーブル2の周縁部であるテーブル2の下面の4つのコーナーにそれぞれ接続される。つまり、4つのテーブル支持装置15は、駆動システム3を囲むように配置される。 In addition, in this embodiment, the piston members 4 are connected to the four corners of the underside of the table 2, which is the peripheral portion of the table 2. In other words, the four table support devices 15 are arranged to surround the drive system 3.

シリンダ部材5は、円筒状の部材であり、ピストン部材4を収容する内部空間5Hを有する。また、シリンダ部材5は、そのZ軸方向の略中間部に連結部材30を備える。連結部材30は、板状の部材であり、Y軸方向において隣り合う2つのシリンダ部材5を連結する。連結部材30は、シリンダ部材5の一部を構成しており、内部空間5Hは、シリンダ部材5のみならず、連結部材30にも形成されている。なお、連結部材30は、4つのシリンダ部材5を連結するように環状としてもよい。 The cylinder member 5 is a cylindrical member and has an internal space 5H that houses the piston member 4. The cylinder member 5 also has a connecting member 30 at approximately the middle in the Z-axis direction. The connecting member 30 is a plate-shaped member that connects two adjacent cylinder members 5 in the Y-axis direction. The connecting member 30 constitutes a part of the cylinder member 5, and the internal space 5H is formed not only in the cylinder member 5 but also in the connecting member 30. The connecting member 30 may be annular so as to connect four cylinder members 5.

軸受部材6は、ピストン部材4とシリンダ部材5との間に気体軸受(静圧軸受)6Gを形成する。本実施形態では、軸受部材6は、シリンダ部材5の内部空間5Hに面するようにシリンダ部材5の内面に配置される。気体軸受6Gが形成されることによって、ピストン部材4は、シリンダ部材5の内面に非接触で支持される。シリンダ部材5は、軸受部材6によって形成される気体軸受6Gによって、Z軸方向にピストン部材4を非接触で移動可能に支持する。本実施形態では、軸受部材6には圧縮空気が供給され、この圧縮空気により気体軸受6Gが形成される。 The bearing member 6 forms a gas bearing (hydrostatic bearing) 6G between the piston member 4 and the cylinder member 5. In this embodiment, the bearing member 6 is disposed on the inner surface of the cylinder member 5 so as to face the internal space 5H of the cylinder member 5. By forming the gas bearing 6G, the piston member 4 is supported in a non-contact manner on the inner surface of the cylinder member 5. The cylinder member 5 supports the piston member 4 in a non-contact manner in the Z-axis direction by the gas bearing 6G formed by the bearing member 6. In this embodiment, compressed air is supplied to the bearing member 6, and the gas bearing 6G is formed by this compressed air.

軸受部材7は、ベース部材1とシリンダ部材5との間に気体軸受(静圧軸受)7Gを形成する。本実施形態では、軸受部材7は、ベース部材1のガイド面1Aと対向するシリンダ部材5の下面に配置される。気体軸受7Gが形成されることによって、シリンダ部材5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7によって形成される気体軸受7Gによって、X軸方向及びY軸方向にシリンダ部材5を非接触で移動可能に支持する。本実施形態では、軸受部材7には圧縮空気が供給され、この圧縮空気により気体軸受7Gが形成される。 The bearing member 7 forms a gas bearing (hydrostatic bearing) 7G between the base member 1 and the cylinder member 5. In this embodiment, the bearing member 7 is disposed on the underside of the cylinder member 5 facing the guide surface 1A of the base member 1. By forming the gas bearing 7G, the cylinder member 5 is supported in a non-contact manner on the guide surface 1A of the base member 1. The base member 1 supports the cylinder member 5 in a non-contact manner in the X-axis and Y-axis directions by the gas bearing 7G formed by the bearing member 7. In this embodiment, compressed air is supplied to the bearing member 7, and the gas bearing 7G is formed by this compressed air.

本実施形態では、軸受部材6及び軸受部材7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。 In this embodiment, the bearing member 6 and the bearing member 7 include a porous body (porous member). The porous body may be made of graphite (carbon graphite), for example, as disclosed in Japanese Patent No. 5093056 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-120527. The porous body may be made of ceramics. In this embodiment, gas is supplied from holes (supply ports) in the porous body.

また、図1に示すように、シリンダ部材5の下端部には、内部空間5H内のピストン部材4の下面よりも下側の空間に圧縮空気を供給する供給口5Sが設けられている。そして、供給口5Sから供給された圧縮空気の圧力によりピストン部材4が持ち上げられるため、駆動システム3に対するテーブル2の重量の作用を低減することができる。そして、供給口5Sには、コンプレッサ20からの圧縮空気が圧力調整器21を介して供給されている。つまり、シリンダ部材5の供給口5S、コンプレッサ20、及び圧力調整器21によって、駆動システム3に対するテーブル2の重量の作用を低減する重力補償機構が構成されている。 As shown in FIG. 1, the lower end of the cylinder member 5 is provided with a supply port 5S that supplies compressed air to the space below the lower surface of the piston member 4 within the internal space 5H. The piston member 4 is lifted by the pressure of the compressed air supplied from the supply port 5S, so that the effect of the weight of the table 2 on the drive system 3 can be reduced. Compressed air from the compressor 20 is supplied to the supply port 5S via a pressure regulator 21. In other words, the supply port 5S of the cylinder member 5, the compressor 20, and the pressure regulator 21 constitute a gravity compensation mechanism that reduces the effect of the weight of the table 2 on the drive system 3.

また、シリンダ部材5の下面には、シリンダ部材5の下面とベース部材1のガイド面1Aとの間に供給された気体(圧縮空気)の一部を真空吸引により外部に排出する排気口5Eが設けられている。そして、排気口5Eは、軸受部材7による浮上力に予圧を掛ける機能を有する。また、浮上力に予圧を掛ける手段としては、磁気吸引方式であってもよい。また、軸受部材7によって形成される気体軸受7Gに剛性が要求されない場合は、排気口5Eを設けなくてもよい。 The lower surface of the cylinder member 5 is provided with an exhaust port 5E that exhausts a portion of the gas (compressed air) supplied between the lower surface of the cylinder member 5 and the guide surface 1A of the base member 1 to the outside by vacuum suction. The exhaust port 5E has the function of applying a preload to the levitation force of the bearing member 7. A magnetic suction method may also be used as a means of applying a preload to the levitation force. If rigidity is not required for the gas bearing 7G formed by the bearing member 7, the exhaust port 5E does not need to be provided.

さらに、本実施形態のテーブル装置10では、図1及び図2に示すように、水平面可動ステージ25と4つのシリンダ部材5の一部を構成する2つの連結部材30は、Z軸方向に弾性変形可能な4つの板ばね(弾性部材)35により接続されている。 Furthermore, in the table device 10 of this embodiment, as shown in Figures 1 and 2, the horizontal plane movable stage 25 and the two connecting members 30 that form part of the four cylinder members 5 are connected by four leaf springs (elastic members) 35 that are elastically deformable in the Z-axis direction.

板ばね35は、水平面可動ステージ25の上面の4つのコーナーのそれぞれに接続される。板ばね35の端部は、ボルトやリベットなどの締結部材36により、水平面可動ステージ25又は連結部材30に取り付けられている。また、板ばね35は、XY平面(水平面)と略平行に配置されている。そして、板ばね35は、X軸方向及びY軸方向に剛性を有するため、水平面可動ステージ25のX軸方向及びY軸方向の駆動力を4つのシリンダ部材5に確実に伝達することができる。 The leaf springs 35 are connected to each of the four corners of the upper surface of the horizontal plane movable stage 25. The ends of the leaf springs 35 are attached to the horizontal plane movable stage 25 or the connecting members 30 by fastening members 36 such as bolts or rivets. The leaf springs 35 are also arranged approximately parallel to the XY plane (horizontal plane). Since the leaf springs 35 have rigidity in the X-axis and Y-axis directions, they can reliably transmit the driving forces of the horizontal plane movable stage 25 in the X-axis and Y-axis directions to the four cylinder members 5.

そして、板ばね35は、シリンダ部材5(連結部材30)をベース部材1側に向けて付勢するように設けられている。なお、板ばね35の取り付け方法は、締結部材に限定されず、溶接などであってもよい。また、板ばね35の数は、4つに限定されず、任意に設定可能である。また、板ばね35によるシリンダ部材5への付勢力を高めるため、板ばね35を水平面可動ステージ25からシリンダ部材5に向けて下り傾斜となるように取り付けてもよい。この場合、板ばね35は、予め湾曲させたものでもよい。 The leaf springs 35 are arranged to bias the cylinder member 5 (connecting member 30) towards the base member 1. The method of attachment of the leaf springs 35 is not limited to fastening members, but may be welding, etc. The number of leaf springs 35 is not limited to four, but may be set arbitrarily. In order to increase the biasing force of the leaf springs 35 on the cylinder member 5, the leaf springs 35 may be attached so as to slope downward from the horizontal plane movable stage 25 towards the cylinder member 5. In this case, the leaf springs 35 may be curved in advance.

このように構成されたテーブル装置10では、水平面可動ステージ25と4つのシリンダ部材5がZ軸方向に弾性変形可能な4つの板ばね35により接続されるため、水平面可動ステージ25がX軸方向及びY軸方向に移動する際、4つの板ばね35が剛体として機能するので、水平面可動ステージ25と4つのシリンダ部材5は一体的に移動する。そして、このとき、水平面可動ステージ25と4つのシリンダ部材5が一体的に移動する際の加減速に伴う慣性力によって4つのシリンダ部材5が水平面可動ステージ25を中心にして垂直方向(Z軸方向)に対して傾こうとするが、その4つのシリンダ部材5の傾きに伴う移動を4つの板ばね35のZ軸方向の弾性変形で吸収する。これにより、シリンダ部材5の傾きが抑制されるため、水平面可動ステージ25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。 In the table device 10 configured in this manner, the horizontal plane movable stage 25 and the four cylinder members 5 are connected by four leaf springs 35 that can elastically deform in the Z-axis direction. When the horizontal plane movable stage 25 moves in the X-axis direction and the Y-axis direction, the four leaf springs 35 function as rigid bodies, so that the horizontal plane movable stage 25 and the four cylinder members 5 move together. At this time, the four cylinder members 5 tend to tilt in the vertical direction (Z-axis direction) around the horizontal plane movable stage 25 due to the inertial force associated with the acceleration and deceleration of the horizontal plane movable stage 25 and the four cylinder members 5 as they move together, but the movement associated with the tilt of the four cylinder members 5 is absorbed by the elastic deformation of the four leaf springs 35 in the Z-axis direction. This suppresses the tilt of the cylinder members 5, making it possible to increase the acceleration and deceleration of the horizontal plane movable stage 25, and to speed up the movement of the table 2.

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、水平面可動ステージ25と4つのテーブル支持装置15のシリンダ部材5が、Z軸方向に弾性変形可能な4つの板ばね35により接続されるため、水平面可動ステージ25の移動に伴うシリンダ部材5の傾きを抑制して、水平面可動ステージ25の加減速度を上げることができる。これにより、テーブル2の移動を高速化することができる。 As described above, according to the table device 10 of this embodiment, the horizontal plane movable stage 25 and the cylinder members 5 of the four table support devices 15 are connected by four leaf springs 35 that are elastically deformable in the Z-axis direction, so that the tilt of the cylinder members 5 that accompanies the movement of the horizontal plane movable stage 25 can be suppressed, and the acceleration/deceleration of the horizontal plane movable stage 25 can be increased. This allows the movement of the table 2 to be accelerated.

また、本実施形態のテーブル装置10によれば、板ばね35が、シリンダ部材5をベース部材1側に向けて付勢するため、気体軸受7Gに予圧を掛けることができ、気体軸受7Gの剛性を高めることができる。 In addition, according to the table device 10 of this embodiment, the leaf spring 35 biases the cylinder member 5 toward the base member 1, so that a preload can be applied to the gas bearing 7G, thereby increasing the rigidity of the gas bearing 7G.

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、上記実施形態では、弾性部材は、板ばねであるが、これに限定されず、Z軸方向に弾性変形可能な弾性部材であれば任意に変更可能である。
また、上記実施形態では、板ばねは、2つのシリンダ部材を連結する連結部材に取り付けられているが、これに限定されず、例えば、シリンダ部材にフランジなどを設けることで、板ばねをシリンダ部材に直接取り付けてもよい。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be modified as appropriate without departing from the gist of the present invention.
For example, in the above embodiment, the elastic member is a leaf spring, but is not limited to this and can be changed to any elastic member that is elastically deformable in the Z-axis direction.
In addition, in the above embodiment, the leaf spring is attached to a connecting member that connects the two cylinder members, but this is not limited to this. For example, the leaf spring may be attached directly to the cylinder member by providing a flange or the like on the cylinder member.

10 テーブル装置
1 ベース部材
1A ガイド面
2 テーブル
3 駆動システム
3A Z軸駆動装置
3B X軸駆動装置
3C Y軸駆動装置
4 ピストン部材
5 シリンダ部材
5H 内部空間
5S 供給口
5E 排気口
6 軸受部材
6G 気体軸受
7 軸受部材
7G 気体軸受
15 テーブル支持装置
20 コンプレッサ
21 圧力調整器
25 水平面可動ステージ(可動ステージ)
30 連結部材
35 板ばね(弾性部材)
36 締結部材
40 接続部材
REFERENCE SIGNS LIST 10 Table device 1 Base member 1A Guide surface 2 Table 3 Drive system 3A Z-axis drive device 3B X-axis drive device 3C Y-axis drive device 4 Piston member 5 Cylinder member 5H Internal space 5S Supply port 5E Exhaust port 6 Bearing member 6G Gas bearing 7 Bearing member 7G Gas bearing 15 Table support device 20 Compressor 21 Pressure regulator 25 Horizontal plane movable stage (movable stage)
30 Connecting member 35 Leaf spring (elastic member)
36 Fastening member 40 Connection member

Claims (2)

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テーブルと、
前記所定面と直交する第1軸と平行な方向において前記ベース部材と前記テーブルとの間に配置され、前記第1軸と平行な方向、前記所定面内の第2軸と平行な方向、及び前記所定面内において前記第2軸と直交する第3軸と平行な方向に前記テーブルを移動可能な駆動システムと、
前記テーブルの周縁部に配置され、前記テーブルを前記第1軸と平行な方向に移動可能に支持し、且つ前記テーブルを前記第2軸と平行な方向及び前記第3軸と平行な方向のそれぞれに移動可能に支持する複数のテーブル支持装置と、を備え、
前記駆動システムは、前記第2軸と平行な方向及び前記第3軸と平行な方向に移動可能に設けられる可動ステージを備え、
前記テーブル支持装置は、
前記テーブルに接続されるピストン部材と、
前記ピストン部材を収容する内部空間を有するシリンダ部材と、
前記シリンダ部材の前記ガイド面と対向する面に配置され、前記ガイド面との間に気体軸受を形成する軸受部材と、を備え、
前記可動ステージと前記複数のテーブル支持装置の前記シリンダ部材は、複数の弾性部材により、前記第1軸と平行な方向に相対移動可能に接続され、
前記弾性部材は、前記シリンダ部材を前記ベース部材側に向けて付勢する、
テーブル装置。
A base member having a guide surface parallel to a predetermined surface;
a table disposed on the base member;
a drive system disposed between the base member and the table in a direction parallel to a first axis perpendicular to the predetermined plane, the drive system being capable of moving the table in a direction parallel to the first axis, a direction parallel to a second axis in the predetermined plane, and a direction parallel to a third axis perpendicular to the second axis in the predetermined plane;
a plurality of table support devices disposed on a periphery of the table, supporting the table movably in a direction parallel to the first axis, and supporting the table movably in each of a direction parallel to the second axis and a direction parallel to the third axis;
the drive system includes a movable stage that is movable in a direction parallel to the second axis and a direction parallel to the third axis;
The table support device is
a piston member connected to the table;
a cylinder member having an internal space for accommodating the piston member;
a bearing member disposed on a surface of the cylinder member facing the guide surface, the bearing member forming a gas bearing between the bearing member and the guide surface,
the movable stage and the cylinder members of the plurality of table support devices are connected by a plurality of elastic members so as to be relatively movable in a direction parallel to the first axis ;
The elastic member biases the cylinder member toward the base member.
Table equipment.
前記弾性部材は、板ばねである、請求項1に記載のテーブル装置。 The table apparatus according to claim 1 , wherein the elastic member is a leaf spring.
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