TWI267090B - Stage device - Google Patents

Description

1267090 (1) 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關一種載台裝置，特別是有關一種解除因 爲移動載台時產生的反作用力引起載台之動作精確度的降 ,—. -〆〆—.X--、… 低而構成的載台裝置。 【先前技術】 φ 例如，稱爲載台裝置的裝置，是以一定速度移動門型 的Y載台吸附在載置台上的基板之上方而構成（例如參照 專利文獻1)。 又，上述Y載台延伸於與移動方向（Y方向）垂直的方 向（X方向），以橫跨基板的方式，藉由一對的導引構件可 移動地支持兩端部，且藉由一對的直尺（位置檢測器）檢測 出移動位置。然後，Y載台的兩端藉由一對的線性馬達（ 驅動手段）在移動方向驅動。一對的線性馬達支持在固定 •於固定基座的支持部。 因此，在上述載台裝置中，藉由線性馬達的驅動力驅 動Y載台時，其反作用力傳達至支持線性馬達的支持部， 介以支持體退避至固定基座而構成。 〔專利文獻1〕日本特開平9-2 1 93 5 3號公報 【發明內容】 〔發明所欲解決之課題〕

然而，在以往的載台裝置中，隨著基板的大型化之Y -4- (2) 1267090· 載台的大型化，以更高速移動Y載台時，需要更大的驅動 力，並且其反作用力亦增大，支持部因應反作用力而撓曲 動作。結果，支持體的振動收斂，而花費時間，並且產生 在線性馬達的線圈之上下方向相對向的上下軛的相對位置 偏移的問題。 因此，本發明的目的在於提供一種解決上述課題的載 台裝置。 〔用以解決課題之手段〕 申請專利範圍第1項的發明，是具有··固定在基板的 固定基座；可移動地設置於該固定基座的載台；對上述載 台施加驅動力之驅動手段；支持上述驅動手段之支持部； 以及以特定速度移動上述載台之方式，控制上述驅動手段 的控制手段之載台裝置，其特徵爲：在上述支持部的下端 及上述固定基座或上述基礎之間，設置用來吸收藉由上述 ® 驅動手段的驅動力使上述載台移動時的反作用力之反作用 力吸收手段。 申請專利範圍第2項之發明的上述反作用力吸收手段 ，是具有：使上述支持部因應來自上述驅動手段之反力， 在與上述載台反方向上滑動的方式，可移動地支持的滑動 機構。 申請專利範圍第3項之發明的上述滑動機構，是具有 :在上述支持部的移動方向上導引的導引部；以及可轉動 地設置於上述導引部的滾動構件。 -5- (3) 1267090 申請專利範圍第4項之發明的上述導引部，是具有在 上述支持部的移動後，恢復上述支持部的恢復手段° 〔發明之效果〕 根據本發明，由於在支持部的下端與固定基座之間’ 設置用來吸收藉由驅動手段的驅動力移動載台時的反作用 力之反作用力吸收手段，因此即使在驅動手段產生更大的 Φ 驅動力時，可吸收驅動力的反作用力，可防止反作用力成 爲外亂。因此，藉由驅動力的反作用力可防止阻撓支持部 ，並且即使以高速驅動載台時，不會受到反作用力的影響 ，可高精確度地控制。 【實施方式】 以下，與圖面一起說明本發明的一實施例。 ®〔實施例1〕 第1圖係應用本發明之載台裝置的實施例1的斜視圖 。第2圖係第1圖所示的載台裝置之正面圖。第3圖係放 大線性馬達20B及導引部30B的構成之正面圖。第4圖係 放大線性馬達20B及導引部30B的構成之平面圖。 如第1圖至第4圖所示，載台裝置1〇係起重機移動 型載台，具備有：固定在混凝土製的基板12上的固定基 座14;該固定基座14上所支持的基板載台16;以跨越基 板載置台16的上方之方式橫架的可動載台18;在Y方向 -6 - (4) 1267090 驅動可動載台1 8的兩端部之一對的線性馬達（驅動手段 ，一 -------------------—〜...... .......… )20 A、20 B ;檢測出可動載台18的兩端部之移動位置的直 尺22A、22B ;依據來自直尺22A、22B的位置檢測信號， 使線性馬達2 0 A、2 0 B並進驅動的控制裝置2 3。此外，在 第3圖、第4圖雖未圖示直尺22A，但是由於與直尺22B 爲相同構成，因此省略直尺22A的說明。 固定基座1 4以格子狀組合鐵骨之強固的構成，與基 ® 礎12相對，介以複數個固定構件（未圖示）而固定。又，在 固定基座14的上面設置有用來吸收振動的除振單元26, 在除振單元26的上部支持有機床工作台28。該機床工作 台2 8之熱膨脹率比鐵等金屬小，且由強度高的石材所構 成，X方向及Y方向的尺寸形成比基板載置台16大。 基板載置台16固定在機床工作台28上面，以穩定狀 態被支持。又，基板載置台1 6上面設置有用來吸附作爲 工作件的基板（例如液晶基板等）之真空吸附部（未圖示）。

® 在機床工作台28的左右兩側立起有支持導引部30A 、3 0B的導引部支持部32A、32B。又，導引部30A、30B 以延伸於可動載台18的移動方向即Y方向之方式安裝， 成爲藉由空氣壓在低摩擦狀態下導引可動載台18的兩端 部之靜壓空氣軸承的構成。 再者’在導引支持部3 2 A、3 2 B的外側立起有用來支 持件性馬達20A、20b的馬達支持部34A、34B。該馬達支 持部3 4 A、3 4 B由與線性馬達2 0 A、2 0 B的軛平行延伸存 在的水平部34A1、34B1、以及延伸於比水平部34A1、 (5) 1267090 3 4B 1下方的複數條支柱部34A2、34B2所構成。 馬達支持部34A、34B的支柱部34A2、34B2的下端 與固定基座1 4之間，設置有用來吸收以線性馬達20A、 20B的驅動力移動可動載台18時的反作用力之滑動機構（ 反作用力吸收手段PSA、35B。該滑動機構35A、35B之 馬達支持部34A、34B因應來自線性馬達20A、20B的反 作用力，可移動地支持於在與可動載台1 8相反方向上滑 春動。 又，在導引支持部32A、32B與馬達支持部34A、34B 之間，設置有導引與線性馬達20A、20B及直尺22A、22B 連接的複數個刻度的撓曲不良之纜線對36A、3 6B。該纜 線對36A、3 6B，以載置在延伸於 Y方向的纜線支持部 3 7A、37B之方式設置，可動載台18跟隨在Y方向移動並 藉由移動撓曲部分，以不聯絡纜線之方式導引。 可動載台1 8從正面觀看形成所謂門型，具有：線性 • 馬達20A、20B所驅動的滑動部（可動部）18A、18B ;以連 結滑動部18A、18B間之方式橫架在與移動方向垂直的X 方向之橫樑1 8C。在橫樑1 8C的前端或後端，例如裝設有 在基板載置台16上所吸附的基板（未圖示）之表面均勻塗布 藥液之塗布噴嘴（未圖示）或檢查基板表面之感應器（未圖示 )等的工具。 又，在滑塊18A、18B的上方設置有使橫樑18C在Z 方向上升降的升降驅動部38A、38B。 在此，參照第3圖說明線性馬達20A、20B以及導引 (6) 1267090 部3 0A、30B之構成。此外’線性馬達2〇a、20B以及導 引部30A、30B之構成，由於分別是在左側與右側左右對 稱而配設之相同構成’因此以下，說明配置於右側的線性 馬達20B及導引部30B。 如第3圖及第4圖所示，線性馬達2〇b具有：從可動 部1 8 B突出至側方的線圈支持臂4 0 B ;安裝在線圈支持臂 40B的上下面之可動線圈42B;支持在馬達支持部34B的 # 上端之軛部44B ;固定在形成c字狀的軛部44B內側之永 久磁鐵46B。可動線圈42B以與永久磁鐵46B相對向的方 式配置，藉由驅動電壓的施加，產生與永久磁鐵46B相對 的Y方向之電磁力（驅動力）。 因而，線性馬達20B藉著從可動線圈42B產生與永久 磁鐵46B相對的電磁性反彈力或吸引力，使γ方向的驅動 力附加在可動載置台1 8而構成，藉由控制施加在可動線 圈42B的電壓，以一定速度在Y方向上使可動載台18移 I動，產生驅動力。 導引部30B係具有：延伸於Y方向的導引軌50B ;以 包圍導引軌50B的4邊之方式形成的滑塊1 8B ;在滑塊 18B與導引軌50B的上面50B-1之間噴射壓縮空氣，使滑 塊18B以浮動狀態支持於上方的第1靜壓空氣軸承52B ; 以及在滑塊18B與導引軌50B的右側面50B-2之間噴射壓 縮空氣，使可動部1 8 B以浮動狀態支持於側方的第2靜壓 空氣軸承54B。 滑塊1 8B在導引軌50B的上面50B-1、右側面50B-2 (7) 1267090 、下面5 0 B - 3、左側面5 0 B - 4，具有介以微小的間隙s相 對向的導引面18B-1〜18B-4。因而，從上述靜壓空氣軸承 5 2B及54B噴射於上述間隙S的壓縮空氣，以特定壓力按 押滑塊18B的導引面18B-1〜18B-4。藉此，由於滑塊ι8Β 與導引軌5 0B相對，介以微小的間隙S浮動支持，因此以 大致上沒有摩擦的非接觸狀態在Y方向移動。 檢測出可動載台18的移動位置之直尺22B是由：設 # 置於導引軌5 0B的右側面50B-2，延伸形成於Y方向的 被位置檢測板22a ;以及檢測出被位置檢測板22a的縫隙 數之感應器22b所構成。感應器22b由於安裝於滑塊18B ，因此輸出因應在特定間隔配置一行可動載台18的移動 量之縫隙數的脈衝數作爲檢測信號。 監視馬達20A、導引部30A亦成爲與上述監視馬達 2 0B、導引部30B相同的構成。因此，可動載台18 —邊藉 由導引部30A、30B導引設置於左右兩端的滑塊（可動部） ® ，一邊藉由監視馬達2 0 A、2 0 b的驅動力在Y方向上驅動 。藉此，可動載台18藉由監視馬達20A、20B的驅動力同 時驅動配置於兩端的滑塊1 8A、1 8B，可使滑塊1 8A、1 8B 並進，使橫樑1 8 C移動至朝向延伸於與移動方向垂直的X 方向的Y方向。 第5圖係滑動機構3 5 A、3 5 B的構成之縱剖面圖。第 6圖係滑動機構35 A、35B的構成之斜視圖。 如第5圖及第6圖所示，本實施例的滑塊機構3 5 A、 3 5B具有··導引馬達支持部34A、34B的移動方向之監視 -10- (8) 1267090 導引部60 ;以及可轉動地設置於監視導引部60之滾動構 件62。又，滾動構件62由以不銹鋼材形成球狀的複數個 鋼球所構成，可承受馬達支持部34A、3 4B的荷重。 監視導引部60具有：延伸形成於Y方向的導引軌64 :將導引軌64固定在固定基座14的固定構件66 ;以及以 與導引軌64嵌合的嵌合凹部70a之低摩擦滑動的滑動單 元70。滑動單元70與各支柱部34 A2、3 4B2之下端結合 φ ，可滑動地支持馬達支持部34A、34B。 導引軌64在左右側面設置有使滾動構件62滑動的滑 動溝72，在與滑動溝72相對向的嵌合凹部70a之內壁設 置有使滑動構件62滑動的滑動溝73。又，在滑動單元70 的內部設置有導引複數個滑動構件62的移動之圓筒狀的 套筒74。套筒74以兩端部與滑動溝72、73連通的方式形 成C字狀，複數個滾動構件62以可循環的方式構成。滑 動單元70沿著導引軌64移動，並且複數個滑動構件62 • 在套筒74與滑動溝72之間轉動，減輕滑動阻力。因此， 滑動單元70以極低的摩擦力可滑動導引軌64。 又，在監視導引部60的端部係設置有板彈簧（恢復手 段）76，該板彈簧是使導引軌64滑動的滑動單元70恢復 到移動前的位置。該板彈簧76之下部藉由締結構件78與 固定構件6 6的端面締結，上部藉由締結構件8 0與馬達支 持部3 4 A、3 4 B的端面締結。此外，作爲使已經移動的滑 塊單元70恢復的恢復手段，藉由線圈彈簧的彈力，使滑 塊單元70恢復的方法，或是使用藉由磁鐵的反彈力使滑 -11 - (9) 1267090 塊單元7 0恢復的方法等亦可。 因而，當監視馬達20A、20B在Y方向驅動可動馬達 18時，在馬達支持部34A、34B使反作用力作用，使滑動 單元70沿著導引軌64移動，使馬達支持部34A、34B移 動到與可動載台1 8的移動方向相反方向。藉此，監視馬 達20A、20B的反作用力被吸收作爲用來使馬達支持部 3 4A、3 4B及各滑動單元70的全質量移動的驅動力。此外 # ，馬達支持部34A、34B及各滑動單元70的全質量，由於 比監視馬達20A、20B所驅動的可動載台18之質量大很多 ，因此馬達支持部34A、34B的移動量僅些微。 如此，由於馬達支持部34A、34B及各滑動單元70以 吸收反作用力之方式動作，因此藉由反作用力減少馬達支 持部34A、34B的撓曲量，可大幅縮短收斂馬達支持部 34A、3 4B的振動的時間，並且可抑制固接在監視馬達 20A、20B的軛部44B的內側之上下的永久磁鐵46B之偏 •移。 藉此，在Y方向驅動可動載台1 8時，不會受到監視 馬達20A、20B的反作用力之影響，可高精密度地進行可 動載台1 8的驅動控制。 又，藉由監視馬達20A、20B的反作用力，使馬達支 持部34A、34B及各滑動單元70滑動之後，藉由板彈簧 76的彈簧力，使滑動單元70恢復到移動前的位置。 (10) 1267090 第7圖係本發明的載台裝置之實施例2的斜視圖。第 8圖係第7圖所示的載台裝置之正面圖。此外，在第7圖 及第8圖中，與上述實施例1相同的部分附加相同符號， 並省略其說明。 如第7圖及第8圖所示，載台裝置90在馬達支持部 94A、94B的支柱部94A2、94B2的下端與基礎12之間， 設置有用來吸收以監視馬達20A、20B的驅動力移動可動 # 載置台18時的反作用力的滑動機構95A、95B。該滑動機 構95A、95B因應來自監視馬達20A、20B的反作用力， 使馬達支持部94A、94b滑動至與可動載台18相反方向， 可移動地被支持著。 因而，在載台裝置90中，監視馬達20A、20B在γ 方向上驅動可動載台1 8時，使反作用力於馬達支持部 94A、94B作用，使滑動單元70沿著導引軌64移動，馬 達支持部94A、94B移動到與可動載台18的移動方向相反 ® 方向。藉此，監視馬達20A、20B之反作用力，被吸收作 爲使馬達支持部94A、94B及各滑動單元70的全質量的驅 動力。 在該實施例2中，支持部94A、94B由於沿著固定於 基礎1 2的導引軌64而滑動之構成，因此如實施例1般， 支柱部94A2、94B2之長度長於在固定基座14上滑動之長 度，支柱部94 A2、94 B2的質量變更大，可更有效吸收來 自監視馬達20A、20B的反作用力。 -13- (11) 1267090 〔產業上利用的可能性〕 此外，在上述實施例中，雖舉出藉由一對的監視馬達 20A、20B並進驅動可動載台1 8作爲一例，但不限定於此 ，驅動可動載台1 8之驅動手段2的數量當然不限於一對 〇 又，雖說明使用監視馬達的構成作爲上述實施例的驅 動手段，但當然也可以使用監視馬達以外的驅動手段（例 • 如以馬達驅動螺栓之方式等）。 【圖式簡單說明】 第1圖係應用本發明之移動體位置控制裝置的一實施 例之載台裝置的斜視圖。 桌2圖係第1圖所示的載台裝置之正面圖。 第3圖係放大線性馬達2〇B及導引部30B的構成之正 面圖。 ^ 第4圖係放大線性馬達20B及導引部30B的構成之平 面圖。 第5圖係滑動機構35A、3 5B的構成之縱剖面圖。 第6圖係滑動機構35A、35B的構成之斜視圖。 第7圖係本發明的載台裝置之實施例2的斜視圖。 第8圖係第7圖所示的載台裝置之正面圖。 【主要兀件符號說明】 1 〇、90 :載台裝置 -14- (12) 1267090 1 2 :基礎 14 :固定基座 1 6 :基板載置台 18 :可動載台 20A、20B :線性馬達 22A、22B :直尺

2 8 :機床工作台 30A、30B ：導弓[部 32A、32B :導引支持部 34A、34B、94A、94B ：馬達支持部 35A、35B、95A、95B ：滑動支持部 34A2、34B2、94A2、94B2:支柱部 4 0 A、4 0 B :線圈支持臂 42A、42B :可動線圈 44A、44B:軛部 4 6 A、4 6 B :永久磁鐵 60 :線性導引部 62 :滾動構件 6 6 :固定構件 70 :滑動單元 76 :板彈簧 -15-

Claims (1)

1. (1) 1267090 十、申請專利範圍 1· 一種載台裝置，係具備有：固定在基板的固定基 座；可移動地設置於該固定基座的載台；對上述載台施加 驅動力之驅動手段；支持上述驅動手段之支持部；以及以 特定速度移動上述載台之方式，控制上述驅動手段的控制 手段之載台裝置，其特徵在於： 在上述支持部的下端及上述固定基座或上述基礎之間 • ’設置用來吸收藉由上述驅動手段的驅動力使上述載台移 動時的反作用力之反作用力吸收手段。 2 ·如申請專利範圍第1項之載台裝置，其中，上述 反作用力吸收手段係具有：使上述支持部因應來自上述驅 動手段之反力，在與上述載台反方向上滑動的方式，可移 動地支持的滑動機構。 3 ·如申請專利範圍第2項之載台裝置，其中’上述 滑動機構具有： ^ 在上述支持部的移動方向上導引的導引部；以及 可轉動地設置於上述導引部的滾動構件。 4.如申請專利範圍第3項之載台裝置，其中’上述 導引部具有在上述支持部的移動後，恢復上述支持部的恢 復手段。 -16-