ＸＹステージおよびこれを備えた半導体製造装置
【課題】 移動テーブルの移動によって生じる反力を打ち消して振動の発生を防止し、移動テーブルが高速移動可能で、かつ位置決めに要する時間が短く、さらには位置決め精度が高く、信頼性の高い制御システムを用いたＸＹステージおよびこれを備えた半導体製造装置を提供することである。
【解決手段】 ＸＹステージに質量体およびこの質量体を移動テーブルの移動する方向と反対方向に駆動するための駆動手段を設けることにより、移動テーブルを移動させる際の加減速に必要な力と同じ大きさであって反対方向の力を形成して、移動テーブルの移動による反力を打ち消し、振動の発生を防止するＸＹステージおよびこれを備えた半導体製造装置を提供する。
【解決手段】 ＸＹステージに質量体およびこの質量体を移動テーブルの移動する方向と反対方向に駆動するための駆動手段を設けることにより、移動テーブルを移動させる際の加減速に必要な力と同じ大きさであって反対方向の力を形成して、移動テーブルの移動による反力を打ち消し、振動の発生を防止するＸＹステージおよびこれを備えた半導体製造装置を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＸＹステージおよびこれを備えた半導体製造装置に関し、特に、移動テーブルの高速移動によって発生する振動を防止する制振装置を備え、高速移動可能なＸＹステージ、およびこれを備えた半導体製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体の製造には、平面上で直交する２軸（Ｘ軸およびＹ軸）方向に移動可能な移動テーブルを備えた半導体製造装置が広く使用されている。例えば、移動テーブルに垂直方向（Ｚ軸）に移動可能なボンディングヘッドを搭載することで、ボンディングヘッドを３次元に移動可能としたワイヤボンディング装置においては、ボンディングヘッドが高速移動し、かつ正確に位置決めできることが望まれる。
【０００３】
しかし、移動テーブルを移動させるモータの位置決めの精度が上がり、高速移動させることが可能となったとしても、移動テーブルやその搭載物を加減速するときにはその反力が発生し、反力を受けたワイヤボンディング装置は振動を発生する。ワイヤボンディング装置に振動が発生すると、移動テーブルやその搭載物さらにはワーク対象物にもその振動が伝達され、移動テーブルの位置決め精度が低下するだけではなくボンダビリティの安定性も損なわれる。この傾向は駆動モータが高速移動させるほど顕著となる。
【０００４】
移動テーブルの移動による半導体製造装置の振動の発生を防止する方法として、装置の架台を肉厚として剛性を向上させることも考えられるが、架台が大型化、大重量化されることとなり好ましくない。また、移動テーブルの移動により発生する反力自体は減少されないため、装置の設置床を振動させ、隣接するワーク搬送システムなどに搬送異常を引き起こす原因ともなる。
【０００５】
そして、移動テーブルの移動による半導体製造装置の振動の発生を防止する技術として、モータにより駆動対象を駆動したときに、モータ本体が駆動対象と反対方向に移動するようにし、駆動対象を駆動することによる反力を打ち消すように構成した半導体製造装置におけるモータ駆動装置およびＸＹテーブルがある（特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−３９２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来のステージでは、移動テーブルの移動による半導体製造装置の振動の発生を抑制することはできても、モータ本体が移動するために、モータを元の位置に戻すダンパの作動時間が余分に必要となり、作業の高速化の妨げとなる。また、駆動対象の位置決めを行うために、モータの速度センサや駆動対象の位置・速度センサが必要となり、その制御が複雑になるとともに位置決め精度の信頼性が低下する。
【０００８】
そこで、本発明は、移動テーブルの移動によって生じる振動の発生を防止し、移動テーブルが高速移動可能で、かつ位置決めに要する時間が短く、さらには位置決め精度が高く、信頼性の高い制御システムを用いたＸＹステージまたはこれを備えた半導体製造装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明は、ＸＹステージに、質量体およびこの質量体を移動テーブルの移動する方向と反対方向に駆動するための駆動手段を設けることにより、移動テーブルを移動する際の加減速に必要な力と同じ大きさであって反対方向の力を形成して、移動テーブルの移動による反力を打ち消し、振動の発生を防止するＸＹステージおよびこれを備えた半導体製造装置を提供する。
【００１０】
すなわち、本発明は、上記課題を解決するための第１の手段として、互いに直交するＸ軸とＹ軸とに沿って移動する移動テーブルを有するＸＹステージであって、移動テーブルに係合して移動テーブルをＸ軸方向に移動させるＸ軸可動体、およびＸ軸可動体を駆動する第１の駆動手段を備えたＸ軸移動装置と、Ｘ軸方向に移動可能に設置されたＸ軸質量体、およびＸ軸質量体をＸ軸可動体の移動方向と反対方向に駆動する第２の駆動手段を備えたＸ軸制振装置と、移動テーブルをＹ軸方向に移動させるＹ軸可動体、およびＹ軸可動体を駆動する第３の駆動手段を備えたＹ軸移動装置と、Ｙ軸方向に移動可能に設置されたＹ軸質量体、およびＹ軸質量体をＹ軸可動体の移動方向と反対方向に駆動する第４の駆動手段を備えたＹ軸制振装置と、を有するＸＹステージを提供する。
【００１１】
これによると、Ｘ軸可動体、移動テーブルおよびその搭載物を含めたＸ軸駆動体をＸ軸方向に移動させるのに必要な力と同じ大きさの力が、Ｘ軸駆動体の移動する方向と反対方向に形成され、互いの反力同士が打ち消し合い、移動テーブルの移動により発生する振動を抑制することができる。Ｙ軸方向についても同様である。このように発生する振動が抑制されるため、可動体は高速移動が可能となるだけでなく、位置決めに要する時間は短縮され、位置決めの精度も向上する。また、制振装置の制御には振動センサや位置センサなどの信号をフィードバックする必要はなく、質量体の質量に逆比例する移動量を駆動するようにシーケンス制御すればよく、制御方法が簡潔であり、信頼性が高い制御システムを用いることができる。
【００１２】
また本発明は、上記課題を解決するための第２の手段として、第１の手段であるＸＹステージにおいて、Ｘ軸質量体の重心とＸ軸可動体の重心とが略同一Ｘ軸線上を移動するように、Ｘ軸質量体を配設し、Ｙ軸質量体の重心とＹ軸可動体の重心とが略同一Ｙ軸線上を移動するように、Ｙ軸質量体を配設したＸＹステージを提供する。
【００１３】
これによると、例えば平面上のＸ軸方向について、移動テーブルがＹ軸方向についての移動範囲の中心にあって、Ｘ軸可動体がＸ軸方向に移動したときに、Ｘ軸駆動体の移動による反力とＸ軸質量体の移動による反力とが同一直線上にあり、ヨー方向すなわちＸＹステージを上から見たときに装置を回転させようとするモーメントが０となり、ヨー方向のモーメントによる振動を抑制することができる。また、Ｙ軸方向についても同様である。
【００１４】
また本発明は、上記課題を解決するための第３の手段として、第１の手段であるＸＹステージにおいて、Ｘ軸質量体および第２の駆動手段がそれぞれ２つあり、２つのＸ軸質量体の総合重心とＸ軸可動体の重心とが略同一Ｘ軸線上を移動するように、Ｘ軸質量体を配設し、Ｙ軸質量体の重心とＹ軸可動体の重心とが略同一Ｙ軸線上を移動するように、該Ｙ軸質量体を配設したＸＹステージを提供する。
【００１５】
これによると、第２の手段と同様に、ヨー方向のモーメントによる振動を抑制することができるとともに、Ｘ軸質量体とＹ軸質量体とを、ともに移動テーブルからＹ軸方向の位置に配置することが可能となる。したがって、制振装置をＸ軸方向についてコンパクトにすることができ、Ｘ軸質量体の配置設計に自由度を与えることとなる。
【００１６】
また本発明は、上記課題を解決するための第４の手段として、第１の手段であるＸＹステージにおいて、Ｘ軸質量体および第２の駆動手段がそれぞれ２つあり、２つのＸ軸質量体の総合重心とＸ軸可動体の重心とが略同一Ｘ軸線上を移動するように、Ｘ軸質量体を配設し、Ｙ軸質量体および第４の駆動手段がそれぞれ２つあり、２つのＹ軸質量体の総合重心とＹ軸可動体の重心とが略同一Ｙ軸線上を移動するように、Ｘ軸質量体を配設したＸＹステージを提供する。
【００１７】
これによると、第２および３の手段と同様に、ヨー方向のモーメントによる振動を抑制することが可能であるとともに、質量体の配置設計にさらに自由度を与えることができる。
【００１８】
また本発明は、上記課題を解決するための第５の手段として、第１〜第４の手段のいずれかのＸＹステージにおいて、Ｘ軸質量体の重心とＸ軸可動体の重心とが略同一水平面上を移動するように、Ｘ軸質量体を配設し、Ｙ軸質量体の重心とＹ軸可動体の重心とが略同一水平面上を移動するように、Ｙ軸質量体を配設したＸＹステージを提供する。
【００１９】
これによると、例えばＸ軸縦断面において、Ｘ軸可動体がＸ軸方向に移動したときに、Ｘ軸駆動体の移動による反力とＸ軸質量体の移動による反力とが略同一直線上（略同じ高さ）にあり、ロール方向すなわちＸＹステージをＸ軸縦断面で見たときに装置を回転させようとするモーメントが０となり、ロール方向のモーメントによる振動を抑制することができる。また、Ｙ軸縦断面についても同様に、ピッチ方向すなわちＸＹステージをＹ軸縦断面で見たときに装置を回転させようとするモーメントによる振動を抑制することができる。
【００２０】
また本発明は、上記課題を解決するための第６の手段として、第１〜第５の手段のいずれかのＸＹステージにおいて、第１および第３の駆動手段がそれぞれ２つあり、直線状の固定子と固定子に沿って移動する可動子とからなるリニアモータであるＸＹステージを提供する。
【００２１】
これによると、Ｘ軸可動体およびＹ軸可動体の移動できる範囲を大きくしても、移動装置全体の横寸法は移動範囲以上に大きくならず、例えばＡＣサーボモータやボイスコイルモータを使用した場合と比較して、ＸＹステージの横方向の寸法について小型化することができる。また、これらのモータでは現実的には不可能であった高速移動可能であって広い移動範囲を有するＸＹステージを実現することができる。さらに、高分解能のリニアスケールを用いることにより、高精度の位置決めが可能となる。
【００２２】
また本発明は、上記課題を解決するための第７の手段として、第１〜第６の手段のいずれかのＸＹステージを備えた半導体製造装置を提供する。
【００２３】
これによると、移動テーブルが移動する際の反力による振動を抑制できるため、半導体製造装置の架台を大型化しなくとも振動が少なく、設置床を振動させない半導体製造装置を得ることができる。
【発明の効果】
【００２４】
上記手段を用いることにより、移動テーブルが移動する際の反力により発生する振動を抑制することができる。また、ヨー方向、ロール方向およびピッチ方向のモーメントを小さくして、各モーメントによる振動も抑制することができる。このように発生する振動が抑制されるため、高速移動が可能となるだけでなく、位置決めに要する時間が短縮され、位置決めの精度も向上する。さらに、制振装置の制御方法が簡潔であって信頼性の高い制御システムを用いることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明の最良の形態として、
互いに直交するＸ軸とＹ軸とに沿って移動する移動テーブルを有するＸＹステージにおいて、
移動テーブルに係合して移動テーブルをＸ軸方向に移動させるＸ軸可動体、および直線状の固定子と固定子に沿って移動する可動子とからなり、Ｘ軸可動体を駆動する２つのリニアモータ（第１の駆動手段）を備えたＸ軸移動装置と、
Ｘ軸方向に移動可能に設置された２つのＸ軸質量体、およびＸ軸質量体をＸ軸可動体の移動方向と反対方向に駆動する２つの第２の駆動手段を備えたＸ軸制振装置と、
移動テーブルをＹ軸方向に移動させるＹ軸可動体、および直線状の固定子と該固定子に沿って移動可能な可動子とからなり、Ｙ軸可動体を駆動する２つのリニアモータ（第３の駆動手段）を備えたＹ軸移動装置と、
Ｙ軸方向に移動可能に設置されたＹ軸質量体、およびＹ軸質量体をＹ軸可動体の移動方向と反対方向に駆動する第４の駆動手段を備えたＹ軸制振装置と
を有し、
２つのＸ軸質量体の総合重心とＸ軸可動体の重心とが略同一Ｘ軸線上であって略同一水平面上を移動するように、Ｘ軸質量体を配設し、
Ｙ軸質量体の重心とＹ軸可動体の重心とが略同一Ｙ軸線上であって略同一水平面上を移動するように、Ｙ軸質量体を配設するようにする。
【００２６】
これによると、移動テーブルがＸ軸およびＹ軸方向の移動範囲の中心にあるときに、２つのＸ軸質量体の総合重心が、Ｘ軸可動体、移動テーブルおよびその搭載物を含めたＸ軸駆動体の重心を通るＸ軸線の同じ高さ付近にあり、Ｙ軸質量体の重心が、Ｙ軸可動体、移動テーブルおよびその搭載物を含めたＹ軸駆動体の重心を通るＹ軸線の同じ高さ付近にある。このような配置とすることにより、移動テーブルが移動可能な範囲の中心から移動したときに、移動テーブルの移動による反力と質量体の移動による反力とが同一線上となり、振動を抑制することができる。
【００２７】
さらに、前記Ｘ軸駆動体の反力が伝達されるベース板とＸ軸質量体の反力が伝達されるベース板とを同一の部材とすること、または直接固定することにより、振動をより抑制することができる。Ｙ軸方向についても同様である。
【００２８】
また、前記Ｘ軸駆動体の合計質量をＷｘとし、２つのＸ軸質量体の合計質量をＶｘとし、第１の駆動手段のそれぞれがＸ軸駆動体を移動させる距離をＬｘとし、第２の駆動手段のそれぞれがＸ軸質量体をＸ軸駆動体と反対方向に移動させる距離をＭｘとして、第１の駆動手段がＸ軸駆動体を移動させるときに、第２の駆動手段が次の式、
Ｍｘ＝Ｌｘ＊Ｗｘ／Ｖｘ
で計算される距離だけＸ軸質量体を移動させるようにする。同様に、前記Ｙ軸駆動体の合計質量をＷｙとし、Ｙ軸質量体の質量をＶｙとし、第３の駆動手段のそれぞれがＹ軸駆動体を移動させる距離をＬｙとし、第４の駆動手段がＹ軸質量体をＹ軸駆動体と反対方向に移動させる距離をＭｙとして、第３の駆動手段がＹ軸駆動体を移動させるときに、第４の駆動手段が次の式、
Ｍｙ＝Ｌｙ＊Ｗｙ／Ｖｙ
で計算される距離だけＹ軸質量体を移動させるようにする。
【００２９】
すなわち、移動する質量体の加速度を、移動する駆動体の加速度に質量体と駆動体との質量の逆比を乗じた値とする。例えば、駆動体の質量が５ｋｇであり、質量体の質量が２０ｋｇであり、駆動体の加速度が２Ｇである場合、質量体の加速度は０．５Ｇとする。このように駆動手段を駆動することにより、移動テーブルの移動による反力と質量体の移動による反力とが同じ大きさとなって打ち消し合い、振動を抑制することができる。
【実施例】
【００３０】
以下、本発明の実施の形態について、適宜図面を参照しながら説明する。
【００３１】
図１は、本発明によるＸＹステージの展開斜視図である。ＸＹステージは、移動テーブル２１と、Ｘ軸制振装置１Ｘと、Ｘ軸移動装置１１Ｘと、Ｙ軸制振装置１Ｙと、Ｙ軸移動装置１１Ｙとから構成されている。なお、図中において、Ｘ軸とＹ軸との違いがあるだけでその機能が同一である部材には同じ符号を付し、符号の後ろにＸ軸またはＹ軸を示すＸまたはＹをそれぞれ付している。
【００３２】
Ｙ軸制振装置１Ｙは、Ｙ軸制振用ベース板２Ｙと、Ｙ軸制振ダンパベース板３Ｙと、Ｙ軸質量体としてのＹ軸制振用錘４Ｙと、第４の駆動手段としてのＹ軸制振駆動モータ５Ｙとを有している。Ｙ軸制振用ベース板２Ｙは、搭載されるボンディングヘッドが移動するための開口部を有している。矩形状のＹ軸制振ダンパベース板３Ｙ、および直方体状のＹ軸制振用錘４Ｙは、長辺がＸ軸方向に延在し、それぞれ長辺の中点がＹ軸制振用ベース板２Ｙの開口部の中心を通るＹ軸線上にあるように配設されている。Ｙ軸制振用錘４Ｙは、Ｙ軸方向に移動可能に設置されており、Ｙ軸制振駆動モータ５Ｙの駆動により移動する。
【００３３】
Ｙ軸制振装置１Ｙの上に配設されるＹ軸移動装置１１Ｙは、Ｙ軸テーブル用ベース板１２Ｙと、Ｙ軸可動体としてのＹ軸テーブル１３Ｙと、Ｙ軸テーブル１３Ｙを移動させる第３の駆動手段としての２つのＹ軸リニアモータ１４Ｙと、移動テーブル２１とを有している。Ｙ軸リニアモータ１４Ｙは、直線状の固定子としてのＹ軸リニアモータプレート１４ａＹと、固定子に沿って移動する可動子としてのＹ軸リニアモータコイル１４ｂＹとからなる。矩形状のＹ軸テーブル用ベース板１２Ｙは、Ｙ軸制振用ベース板２Ｙと同様に開口部を有し、Ｙ軸方向に延在する２つのＹ軸リニアモータプレート１４ａＹを２辺に備えている。矩形状のＹ軸テーブル１３Ｙは、Ｙ軸リニアモータコイル１４ｂＹを両端に備え、Ｙ軸方向に移動可能に設置されており、モータの駆動によりＹ軸リニアモータプレート１４ａＹに沿って移動する。Ｙ軸テーブル１３Ｙの上面の２辺には、Ｘ軸方向に延在する移動テーブル用ガイド１９が備えられており、移動テーブル２１がＸ軸方向に移動可動に設置されている。移動テーブル２１は、Ｘ軸駆動用ガイドベアリングブロック２２を上面に備え、Ｘ軸方向への駆動力を伝動されてＸ軸方向へ移動する。
【００３４】
Ｙ軸移動装置１１Ｙ上に配設されるＸ軸制振装置１Ｘは、Ｘ軸制振用ベース板２Ｘと、Ｘ軸制振ダンパベース板３Ｘと、２つのＸ軸質量体としての２つのＸ軸制振用錘４Ｘと、第２の駆動手段としてのＸ軸制振駆動モータ５Ｘとを有している。Ｘ軸制振用ベース板２Ｘは、Ｙ軸制振用ベース板２Ｙと同様に開口部を有している。矩形状の２つのＸ軸制振ダンパベース板３Ｘ、および直方体状の２つのＸ軸制振用錘４Ｘは、Ｘ軸制振用ベース板２Ｘの開口部の中心に対してＹ軸方向に対称となるように配設され、それぞれ長辺がＸ軸方向に延在し、長辺の中点がＸ軸制振用ベース板２Ｘの開口部の中心線を通るＹ軸線上にあるように取り付けられている。２つのＸ軸制振用錘４Ｘは、Ｘ軸方向に移動可能に設置されており、２つのＸ軸制振駆動モータ５Ｘの駆動により移動する。
【００３５】
Ｘ軸制振装置１Ｘの上に配設されるＸ軸移動装置１１Ｘは、Ｙ軸移動装置１１Ｙと同様の構造を含んでおり、重複する部分についての説明は省略する。Ｘ軸方向に移動可能に設置されたＸ軸可動体としての矩形状のＸ軸テーブル１３Ｘは、Ｙ軸方向に延在するＸ軸ガイドバー２３を下面に備えている。Ｘ軸ガイドバー２３は、Ｘ軸駆動用ガイドベアリングブロック２２を介して、Ｘ軸方向への駆動力を伝動して移動テーブル２１を移動させる。
【００３６】
図２は、本発明によるＸＹステージを示した斜視図である。Ｙ軸制振装置１Ｙと、Ｙ軸移動装置１１Ｙと、Ｘ軸制振装置１Ｘと、Ｘ軸移動装置１１Ｘとが、それぞれ堅固に結合された状態を示している。それぞれの装置に備えられた開口部の中心が平面において一致するように結合されており、Ｘ軸駆動用ガイドベアリングブロック２２とＸ軸ガイドバー２３とが嵌合している。
【００３７】
図３は、本発明によるＸＹステージを構成するＸ軸制振装置の制振ダンパの展開斜視図である。制振ダンパは、Ｘ軸制振ダンパベース板３Ｘと、Ｘ軸制振用錘４Ｘと、Ｘ軸制振駆動モータ５Ｘとから構成されている。Ｘ軸制振用錘４Ｘは、Ｘ軸制振用錘ベース４ａＸと、Ｘ軸制振用錘本体４ｂＸとからなり、互いに螺設される。平面において矩形状であるＸ軸制振ダンパベース板３Ｘは、短辺の一方にＸ軸制振駆動モータ５Ｘが固定され、他方の側にはＸ軸制振用ガイドレール６Ｘを備えている。Ｘ軸制振駆動モータ５Ｘは一般的な回転モータであって、モータから延出されたＸ軸制振用ボールねじ９Ｘは、Ｘ軸制振用ボールねじ受け１０Ｘにより保持され、Ｘ軸制振用ボールねじナット９Ｘを螺合している。Ｘ軸制振用錘ベース４ａＸは、Ｘ軸制振用ガイドレール６ＸおよびＸ軸制振用ボールねじナット９Ｘに固定され、Ｘ軸制振用ガイドレール６Ｘを滑合するＸ軸制振用ガイド７Ｘにより誘導される。
【００３８】
Ｘ軸制振駆動モータ５Ｘの駆動力は、回転運動エネルギからＸ軸制振用ボールねじ８ＸおよびＸ軸制振用ボールねじナット９Ｘを介して直線運動エネルギに変換され、Ｘ軸制振用錘４ＸをＸ軸制振用ガイドレール６Ｘに沿って移動させる。
【００３９】
図４は、本発明によるＸＹステージのＹ軸移動装置の制御システムを示す模式図である。モーション制御装置３１には、Ｙ軸リニアモータドライバ３２ＹおよびＹ軸制振モータドライバ３５Ｙが接続されている。Ｙ軸リニアモータドライバ３２Ｙには、２本のＹ軸リニアモータ用ケーブル３４Ｙ、およびＹ軸リニアスケール用ケーブル３３Ｙが接続されており、それぞれ２つのＹ軸リニアモータコイル１４ｂＹ、およびＹ軸リニアモータコイル１４ｂＹに備えられたセンサ（図示せず）に接続されている。Ｙ軸制振モータドライバ３５Ｙに接続されたＹ軸制振モータ用ケーブル３６Ｙは、Ｙ軸制振駆動モータ５Ｙを接続している。
【００４０】
Ｙ軸リニアモータドライバ３２Ｙは、モーション制御装置３１から送られる指令に従い、２つのＹ軸リニアモータコイル１４ｂＹを制御する。Ｙ軸リニアモータコイル１４ｂＹにはセンサが備えられており、リニアスケール１５Ｙを読み取って得られた位置および速度信号は、Ｙ軸リニアモータドライバ３２Ｙにフィードバックされて、高精度の位置決めが可能となる。一方、モーション制御装置３１は、Ｙ軸駆動体とＹ軸制振用錘との反力が互いに打ち消し合うように算出した信号をＹ軸制振モータドライバ３５Ｙに送る。Ｙ軸制振モータドライバ３５Ｙは、入力された信号に従ってＹ軸制振駆動モータ５Ｙのシーケンス制御を行う。
【００４１】
このように図１〜図５は、本発明によるＸＹステージの一実施例を示すが、本発明がここに示された実施例に限定されるものではない。例えば、Ｙ軸制振装置１ＹのＹ軸制振用ベース板２Ｙと、Ｙ軸移動装置１１ＹのＹ軸テーブル用ベース板１２Ｙとが、同一の部材であってもよい。または、Ｙ軸制振装置１ＹのＹ軸制振用ベース板２Ｙと、Ｘ軸制振装置１ＸのＸ軸制振用ベース板２Ｘとが、同一の部材であってもよい。また、移動テーブル用ガイド２０を、Ｙ軸テーブル１３ＹではなくＸ軸テーブル１３Ｘの上面に設置して、移動テーブル２１をＹ軸方向に移動可動に設置してもよい。この場合、Ｘ軸駆動用ガイドベアリングブロック２２を、Ｙ軸駆動用ガイドベアリングブロックとして移動テーブル２１の下面に配置し、Ｘ軸ガイドバー２３を、Ｙ軸ガイドバーとしてＹ軸テーブル１３Ｙの上面に設置する。また、リニアモータ１４は、固定子としてのリニアモータプレート１４ａが永久磁石であって可動子としてのリニアモータコイル１４ｂがコイルであってもよいが、その逆であってもよい。さらに、第２および第４の駆動手段としての制振駆動モータ５は、回転モータではなくリニアモータであってもよく、同様に、第１および第３の駆動手段としてのリニアモータ１４は、回転モータとボールねじとの組み合わせであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明によるＸＹステージ展開斜視図である。
【図２】本発明によるＸＹステージを示した斜視図である。
【図３】本発明によるＸＹステージを構成するＸ軸制振装置の制振ダンパの展開斜視図である。
【図４】本発明によるＸＹステージを構成するＹ軸移動装置の制御システムを示す模式図である。
【符号の説明】
【００４３】
１ 制振装置
２ 制振用ベース板
３ 制振用ダンパベース板
４ 制振用錘
４ａ 制振用錘ベース
４ｂ 制振用錘本体
５ 制振駆動モータ
６ 制振用ガイドレール
７ 制振用ガイド
８ 制振用ボールねじ
９ 制振用ボールねじナット
１０ 制振用ボールねじ受け
１１ 移動装置
１２ テーブル用ベース板
１３ テーブル
１４ リニアモータ
１４ａ リニアモータプレート
１４ｂ リニアモータコイル
１５ リニアスケール
２０ 移動テーブル用ガイド
２１ 移動テーブル
２２ Ｘ軸駆動用ガイドベアリングブロック
２３ Ｘ軸ガイドバー
３１ モーション制御装置
３２ リニアモータドライバ
３３ リニアスケール用ケーブル
３４ リニアモータ用ケーブル
３５ 制振モータドライバ
３６ 制振モータ用ケーブル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＸＹステージおよびこれを備えた半導体製造装置に関し、特に、移動テーブルの高速移動によって発生する振動を防止する制振装置を備え、高速移動可能なＸＹステージ、およびこれを備えた半導体製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体の製造には、平面上で直交する２軸（Ｘ軸およびＹ軸）方向に移動可能な移動テーブルを備えた半導体製造装置が広く使用されている。例えば、移動テーブルに垂直方向（Ｚ軸）に移動可能なボンディングヘッドを搭載することで、ボンディングヘッドを３次元に移動可能としたワイヤボンディング装置においては、ボンディングヘッドが高速移動し、かつ正確に位置決めできることが望まれる。
【０００３】
しかし、移動テーブルを移動させるモータの位置決めの精度が上がり、高速移動させることが可能となったとしても、移動テーブルやその搭載物を加減速するときにはその反力が発生し、反力を受けたワイヤボンディング装置は振動を発生する。ワイヤボンディング装置に振動が発生すると、移動テーブルやその搭載物さらにはワーク対象物にもその振動が伝達され、移動テーブルの位置決め精度が低下するだけではなくボンダビリティの安定性も損なわれる。この傾向は駆動モータが高速移動させるほど顕著となる。
【０００４】
移動テーブルの移動による半導体製造装置の振動の発生を防止する方法として、装置の架台を肉厚として剛性を向上させることも考えられるが、架台が大型化、大重量化されることとなり好ましくない。また、移動テーブルの移動により発生する反力自体は減少されないため、装置の設置床を振動させ、隣接するワーク搬送システムなどに搬送異常を引き起こす原因ともなる。
【０００５】
そして、移動テーブルの移動による半導体製造装置の振動の発生を防止する技術として、モータにより駆動対象を駆動したときに、モータ本体が駆動対象と反対方向に移動するようにし、駆動対象を駆動することによる反力を打ち消すように構成した半導体製造装置におけるモータ駆動装置およびＸＹテーブルがある（特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−３９２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来のステージでは、移動テーブルの移動による半導体製造装置の振動の発生を抑制することはできても、モータ本体が移動するために、モータを元の位置に戻すダンパの作動時間が余分に必要となり、作業の高速化の妨げとなる。また、駆動対象の位置決めを行うために、モータの速度センサや駆動対象の位置・速度センサが必要となり、その制御が複雑になるとともに位置決め精度の信頼性が低下する。
【０００８】
そこで、本発明は、移動テーブルの移動によって生じる振動の発生を防止し、移動テーブルが高速移動可能で、かつ位置決めに要する時間が短く、さらには位置決め精度が高く、信頼性の高い制御システムを用いたＸＹステージまたはこれを備えた半導体製造装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明は、ＸＹステージに、質量体およびこの質量体を移動テーブルの移動する方向と反対方向に駆動するための駆動手段を設けることにより、移動テーブルを移動する際の加減速に必要な力と同じ大きさであって反対方向の力を形成して、移動テーブルの移動による反力を打ち消し、振動の発生を防止するＸＹステージおよびこれを備えた半導体製造装置を提供する。
【００１０】
すなわち、本発明は、上記課題を解決するための第１の手段として、互いに直交するＸ軸とＹ軸とに沿って移動する移動テーブルを有するＸＹステージであって、移動テーブルに係合して移動テーブルをＸ軸方向に移動させるＸ軸可動体、およびＸ軸可動体を駆動する第１の駆動手段を備えたＸ軸移動装置と、Ｘ軸方向に移動可能に設置されたＸ軸質量体、およびＸ軸質量体をＸ軸可動体の移動方向と反対方向に駆動する第２の駆動手段を備えたＸ軸制振装置と、移動テーブルをＹ軸方向に移動させるＹ軸可動体、およびＹ軸可動体を駆動する第３の駆動手段を備えたＹ軸移動装置と、Ｙ軸方向に移動可能に設置されたＹ軸質量体、およびＹ軸質量体をＹ軸可動体の移動方向と反対方向に駆動する第４の駆動手段を備えたＹ軸制振装置と、を有するＸＹステージを提供する。
【００１１】
これによると、Ｘ軸可動体、移動テーブルおよびその搭載物を含めたＸ軸駆動体をＸ軸方向に移動させるのに必要な力と同じ大きさの力が、Ｘ軸駆動体の移動する方向と反対方向に形成され、互いの反力同士が打ち消し合い、移動テーブルの移動により発生する振動を抑制することができる。Ｙ軸方向についても同様である。このように発生する振動が抑制されるため、可動体は高速移動が可能となるだけでなく、位置決めに要する時間は短縮され、位置決めの精度も向上する。また、制振装置の制御には振動センサや位置センサなどの信号をフィードバックする必要はなく、質量体の質量に逆比例する移動量を駆動するようにシーケンス制御すればよく、制御方法が簡潔であり、信頼性が高い制御システムを用いることができる。
【００１２】
また本発明は、上記課題を解決するための第２の手段として、第１の手段であるＸＹステージにおいて、Ｘ軸質量体の重心とＸ軸可動体の重心とが略同一Ｘ軸線上を移動するように、Ｘ軸質量体を配設し、Ｙ軸質量体の重心とＹ軸可動体の重心とが略同一Ｙ軸線上を移動するように、Ｙ軸質量体を配設したＸＹステージを提供する。
【００１３】
これによると、例えば平面上のＸ軸方向について、移動テーブルがＹ軸方向についての移動範囲の中心にあって、Ｘ軸可動体がＸ軸方向に移動したときに、Ｘ軸駆動体の移動による反力とＸ軸質量体の移動による反力とが同一直線上にあり、ヨー方向すなわちＸＹステージを上から見たときに装置を回転させようとするモーメントが０となり、ヨー方向のモーメントによる振動を抑制することができる。また、Ｙ軸方向についても同様である。
【００１４】
また本発明は、上記課題を解決するための第３の手段として、第１の手段であるＸＹステージにおいて、Ｘ軸質量体および第２の駆動手段がそれぞれ２つあり、２つのＸ軸質量体の総合重心とＸ軸可動体の重心とが略同一Ｘ軸線上を移動するように、Ｘ軸質量体を配設し、Ｙ軸質量体の重心とＹ軸可動体の重心とが略同一Ｙ軸線上を移動するように、該Ｙ軸質量体を配設したＸＹステージを提供する。
【００１５】
これによると、第２の手段と同様に、ヨー方向のモーメントによる振動を抑制することができるとともに、Ｘ軸質量体とＹ軸質量体とを、ともに移動テーブルからＹ軸方向の位置に配置することが可能となる。したがって、制振装置をＸ軸方向についてコンパクトにすることができ、Ｘ軸質量体の配置設計に自由度を与えることとなる。
【００１６】
また本発明は、上記課題を解決するための第４の手段として、第１の手段であるＸＹステージにおいて、Ｘ軸質量体および第２の駆動手段がそれぞれ２つあり、２つのＸ軸質量体の総合重心とＸ軸可動体の重心とが略同一Ｘ軸線上を移動するように、Ｘ軸質量体を配設し、Ｙ軸質量体および第４の駆動手段がそれぞれ２つあり、２つのＹ軸質量体の総合重心とＹ軸可動体の重心とが略同一Ｙ軸線上を移動するように、Ｘ軸質量体を配設したＸＹステージを提供する。
【００１７】
これによると、第２および３の手段と同様に、ヨー方向のモーメントによる振動を抑制することが可能であるとともに、質量体の配置設計にさらに自由度を与えることができる。
【００１８】
また本発明は、上記課題を解決するための第５の手段として、第１〜第４の手段のいずれかのＸＹステージにおいて、Ｘ軸質量体の重心とＸ軸可動体の重心とが略同一水平面上を移動するように、Ｘ軸質量体を配設し、Ｙ軸質量体の重心とＹ軸可動体の重心とが略同一水平面上を移動するように、Ｙ軸質量体を配設したＸＹステージを提供する。
【００１９】
これによると、例えばＸ軸縦断面において、Ｘ軸可動体がＸ軸方向に移動したときに、Ｘ軸駆動体の移動による反力とＸ軸質量体の移動による反力とが略同一直線上（略同じ高さ）にあり、ロール方向すなわちＸＹステージをＸ軸縦断面で見たときに装置を回転させようとするモーメントが０となり、ロール方向のモーメントによる振動を抑制することができる。また、Ｙ軸縦断面についても同様に、ピッチ方向すなわちＸＹステージをＹ軸縦断面で見たときに装置を回転させようとするモーメントによる振動を抑制することができる。
【００２０】
また本発明は、上記課題を解決するための第６の手段として、第１〜第５の手段のいずれかのＸＹステージにおいて、第１および第３の駆動手段がそれぞれ２つあり、直線状の固定子と固定子に沿って移動する可動子とからなるリニアモータであるＸＹステージを提供する。
【００２１】
これによると、Ｘ軸可動体およびＹ軸可動体の移動できる範囲を大きくしても、移動装置全体の横寸法は移動範囲以上に大きくならず、例えばＡＣサーボモータやボイスコイルモータを使用した場合と比較して、ＸＹステージの横方向の寸法について小型化することができる。また、これらのモータでは現実的には不可能であった高速移動可能であって広い移動範囲を有するＸＹステージを実現することができる。さらに、高分解能のリニアスケールを用いることにより、高精度の位置決めが可能となる。
【００２２】
また本発明は、上記課題を解決するための第７の手段として、第１〜第６の手段のいずれかのＸＹステージを備えた半導体製造装置を提供する。
【００２３】
これによると、移動テーブルが移動する際の反力による振動を抑制できるため、半導体製造装置の架台を大型化しなくとも振動が少なく、設置床を振動させない半導体製造装置を得ることができる。
【発明の効果】
【００２４】
上記手段を用いることにより、移動テーブルが移動する際の反力により発生する振動を抑制することができる。また、ヨー方向、ロール方向およびピッチ方向のモーメントを小さくして、各モーメントによる振動も抑制することができる。このように発生する振動が抑制されるため、高速移動が可能となるだけでなく、位置決めに要する時間が短縮され、位置決めの精度も向上する。さらに、制振装置の制御方法が簡潔であって信頼性の高い制御システムを用いることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明の最良の形態として、
互いに直交するＸ軸とＹ軸とに沿って移動する移動テーブルを有するＸＹステージにおいて、
移動テーブルに係合して移動テーブルをＸ軸方向に移動させるＸ軸可動体、および直線状の固定子と固定子に沿って移動する可動子とからなり、Ｘ軸可動体を駆動する２つのリニアモータ（第１の駆動手段）を備えたＸ軸移動装置と、
Ｘ軸方向に移動可能に設置された２つのＸ軸質量体、およびＸ軸質量体をＸ軸可動体の移動方向と反対方向に駆動する２つの第２の駆動手段を備えたＸ軸制振装置と、
移動テーブルをＹ軸方向に移動させるＹ軸可動体、および直線状の固定子と該固定子に沿って移動可能な可動子とからなり、Ｙ軸可動体を駆動する２つのリニアモータ（第３の駆動手段）を備えたＹ軸移動装置と、
Ｙ軸方向に移動可能に設置されたＹ軸質量体、およびＹ軸質量体をＹ軸可動体の移動方向と反対方向に駆動する第４の駆動手段を備えたＹ軸制振装置と
を有し、
２つのＸ軸質量体の総合重心とＸ軸可動体の重心とが略同一Ｘ軸線上であって略同一水平面上を移動するように、Ｘ軸質量体を配設し、
Ｙ軸質量体の重心とＹ軸可動体の重心とが略同一Ｙ軸線上であって略同一水平面上を移動するように、Ｙ軸質量体を配設するようにする。
【００２６】
これによると、移動テーブルがＸ軸およびＹ軸方向の移動範囲の中心にあるときに、２つのＸ軸質量体の総合重心が、Ｘ軸可動体、移動テーブルおよびその搭載物を含めたＸ軸駆動体の重心を通るＸ軸線の同じ高さ付近にあり、Ｙ軸質量体の重心が、Ｙ軸可動体、移動テーブルおよびその搭載物を含めたＹ軸駆動体の重心を通るＹ軸線の同じ高さ付近にある。このような配置とすることにより、移動テーブルが移動可能な範囲の中心から移動したときに、移動テーブルの移動による反力と質量体の移動による反力とが同一線上となり、振動を抑制することができる。
【００２７】
さらに、前記Ｘ軸駆動体の反力が伝達されるベース板とＸ軸質量体の反力が伝達されるベース板とを同一の部材とすること、または直接固定することにより、振動をより抑制することができる。Ｙ軸方向についても同様である。
【００２８】
また、前記Ｘ軸駆動体の合計質量をＷｘとし、２つのＸ軸質量体の合計質量をＶｘとし、第１の駆動手段のそれぞれがＸ軸駆動体を移動させる距離をＬｘとし、第２の駆動手段のそれぞれがＸ軸質量体をＸ軸駆動体と反対方向に移動させる距離をＭｘとして、第１の駆動手段がＸ軸駆動体を移動させるときに、第２の駆動手段が次の式、
Ｍｘ＝Ｌｘ＊Ｗｘ／Ｖｘ
で計算される距離だけＸ軸質量体を移動させるようにする。同様に、前記Ｙ軸駆動体の合計質量をＷｙとし、Ｙ軸質量体の質量をＶｙとし、第３の駆動手段のそれぞれがＹ軸駆動体を移動させる距離をＬｙとし、第４の駆動手段がＹ軸質量体をＹ軸駆動体と反対方向に移動させる距離をＭｙとして、第３の駆動手段がＹ軸駆動体を移動させるときに、第４の駆動手段が次の式、
Ｍｙ＝Ｌｙ＊Ｗｙ／Ｖｙ
で計算される距離だけＹ軸質量体を移動させるようにする。
【００２９】
すなわち、移動する質量体の加速度を、移動する駆動体の加速度に質量体と駆動体との質量の逆比を乗じた値とする。例えば、駆動体の質量が５ｋｇであり、質量体の質量が２０ｋｇであり、駆動体の加速度が２Ｇである場合、質量体の加速度は０．５Ｇとする。このように駆動手段を駆動することにより、移動テーブルの移動による反力と質量体の移動による反力とが同じ大きさとなって打ち消し合い、振動を抑制することができる。
【実施例】
【００３０】
以下、本発明の実施の形態について、適宜図面を参照しながら説明する。
【００３１】
図１は、本発明によるＸＹステージの展開斜視図である。ＸＹステージは、移動テーブル２１と、Ｘ軸制振装置１Ｘと、Ｘ軸移動装置１１Ｘと、Ｙ軸制振装置１Ｙと、Ｙ軸移動装置１１Ｙとから構成されている。なお、図中において、Ｘ軸とＹ軸との違いがあるだけでその機能が同一である部材には同じ符号を付し、符号の後ろにＸ軸またはＹ軸を示すＸまたはＹをそれぞれ付している。
【００３２】
Ｙ軸制振装置１Ｙは、Ｙ軸制振用ベース板２Ｙと、Ｙ軸制振ダンパベース板３Ｙと、Ｙ軸質量体としてのＹ軸制振用錘４Ｙと、第４の駆動手段としてのＹ軸制振駆動モータ５Ｙとを有している。Ｙ軸制振用ベース板２Ｙは、搭載されるボンディングヘッドが移動するための開口部を有している。矩形状のＹ軸制振ダンパベース板３Ｙ、および直方体状のＹ軸制振用錘４Ｙは、長辺がＸ軸方向に延在し、それぞれ長辺の中点がＹ軸制振用ベース板２Ｙの開口部の中心を通るＹ軸線上にあるように配設されている。Ｙ軸制振用錘４Ｙは、Ｙ軸方向に移動可能に設置されており、Ｙ軸制振駆動モータ５Ｙの駆動により移動する。
【００３３】
Ｙ軸制振装置１Ｙの上に配設されるＹ軸移動装置１１Ｙは、Ｙ軸テーブル用ベース板１２Ｙと、Ｙ軸可動体としてのＹ軸テーブル１３Ｙと、Ｙ軸テーブル１３Ｙを移動させる第３の駆動手段としての２つのＹ軸リニアモータ１４Ｙと、移動テーブル２１とを有している。Ｙ軸リニアモータ１４Ｙは、直線状の固定子としてのＹ軸リニアモータプレート１４ａＹと、固定子に沿って移動する可動子としてのＹ軸リニアモータコイル１４ｂＹとからなる。矩形状のＹ軸テーブル用ベース板１２Ｙは、Ｙ軸制振用ベース板２Ｙと同様に開口部を有し、Ｙ軸方向に延在する２つのＹ軸リニアモータプレート１４ａＹを２辺に備えている。矩形状のＹ軸テーブル１３Ｙは、Ｙ軸リニアモータコイル１４ｂＹを両端に備え、Ｙ軸方向に移動可能に設置されており、モータの駆動によりＹ軸リニアモータプレート１４ａＹに沿って移動する。Ｙ軸テーブル１３Ｙの上面の２辺には、Ｘ軸方向に延在する移動テーブル用ガイド１９が備えられており、移動テーブル２１がＸ軸方向に移動可動に設置されている。移動テーブル２１は、Ｘ軸駆動用ガイドベアリングブロック２２を上面に備え、Ｘ軸方向への駆動力を伝動されてＸ軸方向へ移動する。
【００３４】
Ｙ軸移動装置１１Ｙ上に配設されるＸ軸制振装置１Ｘは、Ｘ軸制振用ベース板２Ｘと、Ｘ軸制振ダンパベース板３Ｘと、２つのＸ軸質量体としての２つのＸ軸制振用錘４Ｘと、第２の駆動手段としてのＸ軸制振駆動モータ５Ｘとを有している。Ｘ軸制振用ベース板２Ｘは、Ｙ軸制振用ベース板２Ｙと同様に開口部を有している。矩形状の２つのＸ軸制振ダンパベース板３Ｘ、および直方体状の２つのＸ軸制振用錘４Ｘは、Ｘ軸制振用ベース板２Ｘの開口部の中心に対してＹ軸方向に対称となるように配設され、それぞれ長辺がＸ軸方向に延在し、長辺の中点がＸ軸制振用ベース板２Ｘの開口部の中心線を通るＹ軸線上にあるように取り付けられている。２つのＸ軸制振用錘４Ｘは、Ｘ軸方向に移動可能に設置されており、２つのＸ軸制振駆動モータ５Ｘの駆動により移動する。
【００３５】
Ｘ軸制振装置１Ｘの上に配設されるＸ軸移動装置１１Ｘは、Ｙ軸移動装置１１Ｙと同様の構造を含んでおり、重複する部分についての説明は省略する。Ｘ軸方向に移動可能に設置されたＸ軸可動体としての矩形状のＸ軸テーブル１３Ｘは、Ｙ軸方向に延在するＸ軸ガイドバー２３を下面に備えている。Ｘ軸ガイドバー２３は、Ｘ軸駆動用ガイドベアリングブロック２２を介して、Ｘ軸方向への駆動力を伝動して移動テーブル２１を移動させる。
【００３６】
図２は、本発明によるＸＹステージを示した斜視図である。Ｙ軸制振装置１Ｙと、Ｙ軸移動装置１１Ｙと、Ｘ軸制振装置１Ｘと、Ｘ軸移動装置１１Ｘとが、それぞれ堅固に結合された状態を示している。それぞれの装置に備えられた開口部の中心が平面において一致するように結合されており、Ｘ軸駆動用ガイドベアリングブロック２２とＸ軸ガイドバー２３とが嵌合している。
【００３７】
図３は、本発明によるＸＹステージを構成するＸ軸制振装置の制振ダンパの展開斜視図である。制振ダンパは、Ｘ軸制振ダンパベース板３Ｘと、Ｘ軸制振用錘４Ｘと、Ｘ軸制振駆動モータ５Ｘとから構成されている。Ｘ軸制振用錘４Ｘは、Ｘ軸制振用錘ベース４ａＸと、Ｘ軸制振用錘本体４ｂＸとからなり、互いに螺設される。平面において矩形状であるＸ軸制振ダンパベース板３Ｘは、短辺の一方にＸ軸制振駆動モータ５Ｘが固定され、他方の側にはＸ軸制振用ガイドレール６Ｘを備えている。Ｘ軸制振駆動モータ５Ｘは一般的な回転モータであって、モータから延出されたＸ軸制振用ボールねじ９Ｘは、Ｘ軸制振用ボールねじ受け１０Ｘにより保持され、Ｘ軸制振用ボールねじナット９Ｘを螺合している。Ｘ軸制振用錘ベース４ａＸは、Ｘ軸制振用ガイドレール６ＸおよびＸ軸制振用ボールねじナット９Ｘに固定され、Ｘ軸制振用ガイドレール６Ｘを滑合するＸ軸制振用ガイド７Ｘにより誘導される。
【００３８】
Ｘ軸制振駆動モータ５Ｘの駆動力は、回転運動エネルギからＸ軸制振用ボールねじ８ＸおよびＸ軸制振用ボールねじナット９Ｘを介して直線運動エネルギに変換され、Ｘ軸制振用錘４ＸをＸ軸制振用ガイドレール６Ｘに沿って移動させる。
【００３９】
図４は、本発明によるＸＹステージのＹ軸移動装置の制御システムを示す模式図である。モーション制御装置３１には、Ｙ軸リニアモータドライバ３２ＹおよびＹ軸制振モータドライバ３５Ｙが接続されている。Ｙ軸リニアモータドライバ３２Ｙには、２本のＹ軸リニアモータ用ケーブル３４Ｙ、およびＹ軸リニアスケール用ケーブル３３Ｙが接続されており、それぞれ２つのＹ軸リニアモータコイル１４ｂＹ、およびＹ軸リニアモータコイル１４ｂＹに備えられたセンサ（図示せず）に接続されている。Ｙ軸制振モータドライバ３５Ｙに接続されたＹ軸制振モータ用ケーブル３６Ｙは、Ｙ軸制振駆動モータ５Ｙを接続している。
【００４０】
Ｙ軸リニアモータドライバ３２Ｙは、モーション制御装置３１から送られる指令に従い、２つのＹ軸リニアモータコイル１４ｂＹを制御する。Ｙ軸リニアモータコイル１４ｂＹにはセンサが備えられており、リニアスケール１５Ｙを読み取って得られた位置および速度信号は、Ｙ軸リニアモータドライバ３２Ｙにフィードバックされて、高精度の位置決めが可能となる。一方、モーション制御装置３１は、Ｙ軸駆動体とＹ軸制振用錘との反力が互いに打ち消し合うように算出した信号をＹ軸制振モータドライバ３５Ｙに送る。Ｙ軸制振モータドライバ３５Ｙは、入力された信号に従ってＹ軸制振駆動モータ５Ｙのシーケンス制御を行う。
【００４１】
このように図１〜図５は、本発明によるＸＹステージの一実施例を示すが、本発明がここに示された実施例に限定されるものではない。例えば、Ｙ軸制振装置１ＹのＹ軸制振用ベース板２Ｙと、Ｙ軸移動装置１１ＹのＹ軸テーブル用ベース板１２Ｙとが、同一の部材であってもよい。または、Ｙ軸制振装置１ＹのＹ軸制振用ベース板２Ｙと、Ｘ軸制振装置１ＸのＸ軸制振用ベース板２Ｘとが、同一の部材であってもよい。また、移動テーブル用ガイド２０を、Ｙ軸テーブル１３ＹではなくＸ軸テーブル１３Ｘの上面に設置して、移動テーブル２１をＹ軸方向に移動可動に設置してもよい。この場合、Ｘ軸駆動用ガイドベアリングブロック２２を、Ｙ軸駆動用ガイドベアリングブロックとして移動テーブル２１の下面に配置し、Ｘ軸ガイドバー２３を、Ｙ軸ガイドバーとしてＹ軸テーブル１３Ｙの上面に設置する。また、リニアモータ１４は、固定子としてのリニアモータプレート１４ａが永久磁石であって可動子としてのリニアモータコイル１４ｂがコイルであってもよいが、その逆であってもよい。さらに、第２および第４の駆動手段としての制振駆動モータ５は、回転モータではなくリニアモータであってもよく、同様に、第１および第３の駆動手段としてのリニアモータ１４は、回転モータとボールねじとの組み合わせであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明によるＸＹステージ展開斜視図である。
【図２】本発明によるＸＹステージを示した斜視図である。
【図３】本発明によるＸＹステージを構成するＸ軸制振装置の制振ダンパの展開斜視図である。
【図４】本発明によるＸＹステージを構成するＹ軸移動装置の制御システムを示す模式図である。
【符号の説明】
【００４３】
１ 制振装置
２ 制振用ベース板
３ 制振用ダンパベース板
４ 制振用錘
４ａ 制振用錘ベース
４ｂ 制振用錘本体
５ 制振駆動モータ
６ 制振用ガイドレール
７ 制振用ガイド
８ 制振用ボールねじ
９ 制振用ボールねじナット
１０ 制振用ボールねじ受け
１１ 移動装置
１２ テーブル用ベース板
１３ テーブル
１４ リニアモータ
１４ａ リニアモータプレート
１４ｂ リニアモータコイル
１５ リニアスケール
２０ 移動テーブル用ガイド
２１ 移動テーブル
２２ Ｘ軸駆動用ガイドベアリングブロック
２３ Ｘ軸ガイドバー
３１ モーション制御装置
３２ リニアモータドライバ
３３ リニアスケール用ケーブル
３４ リニアモータ用ケーブル
３５ 制振モータドライバ
３６ 制振モータ用ケーブル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに直交するＸ軸とＹ軸とに沿って移動する移動テーブルを有するＸＹステージであって、
前記移動テーブルに係合して該移動テーブルをＸ軸方向に移動させるＸ軸可動体、および該Ｘ軸可動体を駆動する第１の駆動手段を備えたＸ軸移動装置と、
前記Ｘ軸方向に移動可能に設置されたＸ軸質量体、および該Ｘ軸質量体を前記Ｘ軸可動体の移動方向と反対方向に駆動する第２の駆動手段を備えたＸ軸制振装置と、
前記移動テーブルをＹ軸方向に移動させるＹ軸可動体、および該Ｙ軸可動体を駆動する第３の駆動手段を備えたＹ軸移動装置と、
前記Ｙ軸方向に移動可能に設置されたＹ軸質量体、および該Ｙ軸質量体を前記Ｙ軸可動体の移動方向と反対方向に駆動する第４の駆動手段を備えたＹ軸制振装置と
を有することを特徴とするＸＹステージ。
【請求項２】
前記Ｘ軸質量体の重心と前記Ｘ軸可動体の重心とが略同一Ｘ軸線上を移動するように、該Ｘ軸質量体を配設し、
前記Ｙ軸質量体の重心と前記Ｙ軸可動体の重心とが略同一Ｙ軸線上を移動するように、該Ｙ軸質量体を配設したことを特徴とする、請求項１に記載のＸＹステージ。
【請求項３】
前記Ｘ軸質量体および前記第２の駆動手段がそれぞれ２つあり、該２つのＸ軸質量体の総合重心と前記Ｘ軸可動体の重心とが略同一Ｘ軸線上を移動するように、該Ｘ軸質量体を配設し、
前記Ｙ軸質量体の重心と前記Ｙ軸可動体の重心とが略同一Ｙ軸線上を移動するように、該Ｙ軸質量体を配設したことを特徴とする、請求項１に記載のＸＹステージ。
【請求項４】
前記Ｘ軸質量体および前記第２の駆動手段がそれぞれ２つあり、該２つのＸ軸質量体の総合重心と前記Ｘ軸可動体の重心とが略同一Ｘ軸線上を移動するように、該Ｘ軸質量体を配設し、
前記Ｙ軸質量体および前記第４の駆動手段がそれぞれ２つあり、該２つのＹ軸質量体の総合重心と前記Ｙ軸可動体の重心とが略同一Ｙ軸線上を移動するように、該Ｘ軸質量体を配設したことを特徴とする、請求項１に記載のＸＹステージ。
【請求項５】
前記Ｘ軸質量体の重心と前記Ｘ軸可動体の重心とが略同一水平面上を移動するように、該Ｘ軸質量体を配設し、
前記Ｙ軸質量体の重心と前記Ｙ軸可動体の重心とが略同一水平面上を移動するように、該Ｙ軸質量体を配設したことを特徴とする、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載のＸＹステージ。
【請求項６】
前記第１および第３の駆動手段がそれぞれ２つあり、直線状の固定子と該固定子に沿って移動する可動子とからなるリニアモータであることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載のＸＹステージ。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載のＸＹステージを備えたことを特徴とする半導体製造装置。
【請求項１】
互いに直交するＸ軸とＹ軸とに沿って移動する移動テーブルを有するＸＹステージであって、
前記移動テーブルに係合して該移動テーブルをＸ軸方向に移動させるＸ軸可動体、および該Ｘ軸可動体を駆動する第１の駆動手段を備えたＸ軸移動装置と、
前記Ｘ軸方向に移動可能に設置されたＸ軸質量体、および該Ｘ軸質量体を前記Ｘ軸可動体の移動方向と反対方向に駆動する第２の駆動手段を備えたＸ軸制振装置と、
前記移動テーブルをＹ軸方向に移動させるＹ軸可動体、および該Ｙ軸可動体を駆動する第３の駆動手段を備えたＹ軸移動装置と、
前記Ｙ軸方向に移動可能に設置されたＹ軸質量体、および該Ｙ軸質量体を前記Ｙ軸可動体の移動方向と反対方向に駆動する第４の駆動手段を備えたＹ軸制振装置と
を有することを特徴とするＸＹステージ。
【請求項２】
前記Ｘ軸質量体の重心と前記Ｘ軸可動体の重心とが略同一Ｘ軸線上を移動するように、該Ｘ軸質量体を配設し、
前記Ｙ軸質量体の重心と前記Ｙ軸可動体の重心とが略同一Ｙ軸線上を移動するように、該Ｙ軸質量体を配設したことを特徴とする、請求項１に記載のＸＹステージ。
【請求項３】
前記Ｘ軸質量体および前記第２の駆動手段がそれぞれ２つあり、該２つのＸ軸質量体の総合重心と前記Ｘ軸可動体の重心とが略同一Ｘ軸線上を移動するように、該Ｘ軸質量体を配設し、
前記Ｙ軸質量体の重心と前記Ｙ軸可動体の重心とが略同一Ｙ軸線上を移動するように、該Ｙ軸質量体を配設したことを特徴とする、請求項１に記載のＸＹステージ。
【請求項４】
前記Ｘ軸質量体および前記第２の駆動手段がそれぞれ２つあり、該２つのＸ軸質量体の総合重心と前記Ｘ軸可動体の重心とが略同一Ｘ軸線上を移動するように、該Ｘ軸質量体を配設し、
前記Ｙ軸質量体および前記第４の駆動手段がそれぞれ２つあり、該２つのＹ軸質量体の総合重心と前記Ｙ軸可動体の重心とが略同一Ｙ軸線上を移動するように、該Ｘ軸質量体を配設したことを特徴とする、請求項１に記載のＸＹステージ。
【請求項５】
前記Ｘ軸質量体の重心と前記Ｘ軸可動体の重心とが略同一水平面上を移動するように、該Ｘ軸質量体を配設し、
前記Ｙ軸質量体の重心と前記Ｙ軸可動体の重心とが略同一水平面上を移動するように、該Ｙ軸質量体を配設したことを特徴とする、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載のＸＹステージ。
【請求項６】
前記第１および第３の駆動手段がそれぞれ２つあり、直線状の固定子と該固定子に沿って移動する可動子とからなるリニアモータであることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載のＸＹステージ。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載のＸＹステージを備えたことを特徴とする半導体製造装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００７−１９２６９（Ｐ２００７−１９２６９Ａ）
【公開日】平成１９年１月２５日（２００７．１．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１９９１５４（Ｐ２００５−１９９１５４）
【出願日】平成１７年７月７日（２００５．７．７）
【出願人】（５９１１８９６３８）超音波工業株式会社 (8)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１月２５日（２００７．１．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年７月７日（２００５．７．７）
【出願人】（５９１１８９６３８）超音波工業株式会社 (8)
【Ｆターム（参考）】
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