(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、上記のステージ装置にあっては、リフトピンを下降させてワークをワークテーブルに水平載置する際に、ワークとワークテーブルの間に空気がたまってしまう場合があり、この空気を抜くには時間がかかり、ワークを交換するための作業時間が長くなってしまう。
【0005】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、ワークを交換するための作業時間を短縮できるステージ装置およびステージ装置の制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明に係るステージ装置は、水平方向に移動可能なステージと、ステージ上に固定されるワークテーブルと、ワークテーブルの裏面側に配置されたリフトピンユニットと、を具備し、リフトピンユニットは、ワークテーブルの裏面側に固定される第1駆動手段と、第1駆動手段によって支持されると共に上下方向に駆動され、複数の第1のリフトピンを支持するベース部材と、ベース部材に固定される第2駆動手段と、第2駆動手段によって支持されると共に上下方向に駆動され、複数の第2のリフトピンを支持するビーム部材と、
を具備し、第2駆動手段は、ベース部材に固定されるシリンダと、シリンダ内に設けられたピストンと、傾斜するカム溝を有し、ピストンに連結されて水平方向に駆動されるカム板と、ベース部材に固定され、カム板の水平方向の移動をガイドするリニアガイドと、ビーム部材に固定され、カム溝に挿入されるカムフォロワと、ベース部材に固定され、ビーム部材の上下方向の移動を案内するためのブッシュと、ビーム部材から鉛直方向に延び、ブッシュを上下方向に貫通するシャフトと、を有する。
【0007】
また、本発明に係るステージ装置の制御方法は、上記ステージ装置を制御する方法であって、第1駆動手段によってベース部材を上昇させて、第1および第2のリフトピンによってワークを水平状態で受け取るステップと、第2駆動手段によってビーム部材を上昇させてワークを傾斜させるステップと、第2駆動手段によってビーム部材を上昇させたまま第1駆動手段によってベース部材を下降させるステップと、第2駆動手段によってビーム部材を下降させることによりワークをワークテーブル上に水平載置するステップと、を含む。
【0008】
このようなステージ装置及びステージ装置の制御方法によれば、第1駆動手段によってベース部材、ビーム部材、ならびに第1および第2のリフトピンを上昇させてワークを水平状態で受け取った後、第2駆動手段によってビーム部材および第2のリフトピンを上昇させてワークを傾斜させ、その後、第2駆動手段によってビーム部材および第2のリフトピンを上昇させたまま第1駆動手段によってベース部材、ビーム部材、ならびに第1および第2のリフトピンを下降させワークを傾斜させた状態で当該ワークの一端側をワークテーブル上に着け、第2駆動手段によってビーム部材および第2のリフトピンを下降させてワークをワークテーブル上に水平載置することができる。したがって、ワークとワークテーブルの間にたまる空気を押し出すことができ、ワークを交換するための作業時間を短縮することができる。
また、ピストンの水平方向の運動を、傾斜するカム溝を有するカム板を用いてビーム部材の上下運動に変換することができるため、第2駆動手段のサイズを小さくすることができると共に、カム板の水平方向の移動をガイドするリニアガイドならびにビーム部材の上下方向の移動を案内するブッシュおよびブッシュを上下方向に貫通するシャフトにより、円滑にビーム部材を上下動させることができる。
【発明の効果】
【0011】
本発明に係るステージ装置およびステージ装置の制御方法によれば、ワークを交換するための作業時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【
図1】本発明に係るステージ装置の一実施形態を示す斜視図である。
【
図2】ステージ装置からワークテーブルを取り外した状態を示す斜視図である。
【
図3】本発明に係るステージ装置が具備するリフトピンユニットの一実施形態を示す斜視図である。
【
図4】
図3に示されたリフトピンユニットから取付けプレートを取り外した状態を示す斜視図である。
【
図5】第1および第2のリフトピンが上昇した状態を示す斜視図である。
【
図6】リフトピンユニットから取付けプレートが取り外された状態を示す平面図である。
【
図7】第1駆動手段の要部を拡大して示す底面図である。
【
図9】第2駆動手段の要部を拡大して示す斜視図である。
【
図10】ブッシュおよびシャフトを拡大して示す斜視図である。
【
図11】第2のリフトピンが下降した状態における第2駆動手段を示す正面図である。
【
図12】第2のリフトピンが上昇した状態における第2駆動手段を示す正面図である。
【
図13】第1および第2のリフトピンが上昇した状態を示す側面図である。
【
図14】第2のリフトピンが上昇した状態を示す側面図である。
【
図15】第1および第2のリフトピンが下降した状態を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、図面を参照しつつ本発明に係るステージ装置及びステージ装置の制御方法の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、X軸及びY軸は水平面上で互いに90度をなし、鉛直方向をZ軸方向と定め、以下必要な場合にX軸、Y軸、Z軸を用いる。
【0014】
図1及び
図2に示すように、XYステージ装置(ステージ装置)1は、ベース2上でX軸方向に離間して並設されてY軸方向に延在する一対の石定盤3,4と、石定盤3,4に沿ってY軸方向へ移動するY軸ステージ6と、Y軸ステージ6の駆動部として機能する一対のY軸リニアモータ7,8と、Y軸ステージ6上でX軸方向へ移動するX軸ステージ(ステージ)9と、X軸ステージ9の駆動部として機能するX軸リニアモータ(図示せず)と、石定盤3,4上でエアベアリング5によって支持されると共に、X軸ステージ9の上方に配置されて、多数のピン穴70が設けられたワークテーブル10とを具備している。ワークテーブル10は、その上面に、フラットパネルディスプレイ(FPD)や半導体基板等の板状の作業対象物であるワークを水平載置するためのテーブルである。
【0015】
一方の石定盤3は、角柱状の石材からなり、その上面には平面加工が施されることによって、
図2に示すように、Y軸ステージ6のY軸リフトエアベアリング14が滑走するための上面側滑走面3aが形成されている。また、Y軸方向に沿って延在する石定盤3の両側面にも、上面側滑走面3aと同様に平面加工が施されることによって、Y軸ステージ6のY軸ヨーエアベアリング17が滑走するための側面側滑走面3b,3cが形成されている。同様に、他方の石定盤4の上面及び両側面にも、平面加工が施されることによって上面側滑走面4a及び側面側滑走面4b,4cが形成されている。
【0016】
石定盤3,4上を滑走するY軸ステージ6は、石定盤3,4にガイドされながらそれぞれY軸方向へ移動する一対のY軸スライダ12,13と、Y軸スライダ12,13を石定盤3,4の上面側滑走面3a,4aに対して非接触状態でそれぞれZ軸方向に支持するためのY軸リフトエアベアリング14と、Y軸スライダ12,13を石定盤3,4の側面側滑走面3b,3c,4b,4cに対して非接触状態でそれぞれ水平方向に支持するためのY軸ヨーエアベアリング17と、Y軸スライダ12,13に固定されて、Y軸スライダ12,13を架け渡すようにX軸方向へ延在しY軸方向に離間した一対のガイド部材19,19とを備えている。以上のような構成により、Y軸ステージ6は、水平方向に移動可能とされている。
【0017】
Y軸スライダ12,13上に配置されたX軸ステージ9は、ガイド部材19,19に沿ってX軸方向へ移動するX軸スライダ33と、X軸スライダ33を石定盤3,4の上面側滑走面3a,4aに対して非接触状態でそれぞれZ軸方向に支持するためのX軸リフトエアベアリング(図示せず)と、X軸スライダ33を水平方向に支持するためのX軸ヨーエアベアリング(図示せず)と、X軸スライダ33とワークテーブル10との間に配置されて、ワークテーブル10をZ軸周りに回動させるθテーブル37とを備えている。なお、Xスライダ33を石定盤3,4上で滑走させるために、前述したX軸リフトエアベアリング(図示せず)は、Y軸スライダ12,13に設けられた長穴21,22を上下に挿通している。以上のような構成により、X軸ステージ9は、水平方向に移動可能とされている。
【0018】
次に、ワークテーブル10の裏面10a側に配置されて、ワーク(例えば半導体基板)を昇降させるために利用されるリフトピンユニット50について詳細に説明する。
【0019】
図3および
図4に示すように、リフトピンユニット50は、ワークテーブルとして機能するワークテーブル10の裏面10aにボルト(図示せず)で固定される取付けプレート51を備えている。取付けプレート51には、ワークテーブル10にボルトで固定するための複数の取付穴51aが設けられ、取付けプレート51の四隅には、各支柱52の上端が固定され、各支柱52は、取付けプレート51から垂下するように延在している。
【0020】
さらに、取付けプレート51の裏面には、ブラケットを介してモータ54が固定され、モータ54の出力軸54a(
図7参照)には、カップリング56を介してネジ軸57が取り付けられている。このネジ軸57は、取付けプレート51の下方で水平方向に延在し、ネジ軸57にはナット部58が螺合されている。そして、ナット部58のスムーズな水平移動を達成させるために、ネジ軸57と
ナット部58とでボールネジが構成されている。
【0021】
さらに、取付けプレート51の裏面には、
図6および
図7に示すように、水平方向に延在する2本のガイドレール60がボルトによって固定され、各ガイドレール60には、摺動自在なスライダ61がそれぞれ装着されている。左右一対のスライダ61の間に配置されたナット部58と各スライダ61とは、ボルトによって連結プレート62(
図7参照)に固定されている。従って、ネジ軸57の回転によりナット部58が直線的に進退すると、このナット部58の移動に追従して、連結プレート62を、ガイドレール60の案内によって水平方向に直線的に進退させることができる。
【0022】
また、この連結プレート62の両端には、
図4および
図13〜
図15に示すように、左右一対の第1カム板63がボルトによって固定され、鉛直方向に延在する各第1カム板63は、連結プレート62の移動に追従して水平方向に直線的に進退する。各第1カム板63には、斜めに直線的又は曲線的(ここでは直線的)に延在するカム溝63aがV軸方向に並設され、各カム溝63aには、従動ローラ(従動部)64がそれぞれ進入している(
図14参照)。
【0023】
なお、
図4および
図7に示すように、モータ54の回転をリフトピンベース(ベース部材:詳しくは後述)66の上下動に変換することによってリフトピンベース66を上下方向に駆動する第1駆動機構(第1駆動手段)S1は、モータ54と、モータ54の出力軸54aとして延在するネジ軸57と、ネジ軸57に螺合されたナット部58と、ナット部58に連結された第1カム板63と、第1カム板63に形成されたカム溝63aに沿って移動すると共に、第1のリフトピン67を支持するリフトピンベース66に連結された従動ローラ64とを備えている。
【0024】
リフトピンベース66は、長さの異なる複数のフレームFによって略格子状に組立てられたものであり、これに各従動ローラ64の支軸が固定され、各従動ローラ64が各カム溝63aに進入している。リフトピンベース66の所定位置には、複数の第1のリフトピン67の下端が固定されている。第1のリフトピン67は、前述したピン穴70に対応する位置に立設されている。さらに、取付けプレート51から垂下するように延在している各支柱52には、上下方向に延在するガイドレール68がボルトによってそれぞれ固定されている。各ガイドレール68には、
図3および
図13に示すように、摺動自在なスライダ69がそれぞれ装着され、各スライダ69は、リフトピンベース66に固定されている。
【0025】
従って、カム板63が水平方向に進退すると、カム溝63aの移動に伴って従動ローラ64が上下動し、ガイドレール68の案内によってリフトピンベース66ならびに第1のリフトピン67および後述の第2のリフトピン78を円滑に上下動させることができる(
図13及び
図15参照)。
【0026】
ここで、
図8、
図9および
図10を参照して、第2駆動機構(第2駆動手段)S2について説明する。なお、図が煩雑になることを避けるため、
図8においては、第2のリフトピン78を昇降ビーム77から取り外した状態を示している。また、以下の説明においては、水平方向のうちの一方向をU軸とし、水平面内においてU軸方向に直交する方向をV軸方向と定める。第2駆動機構S2は、前述した第1駆動機構S1により昇降するリフトピンベース66に固定されたシリンダ71と、シリンダ71内に設けられるピストンと、ピストンに連結される第2カム板(カム板)73と、第1のリフトピン67と同様に上下方向に延びる第2のリフトピン78を支持する昇降ビーム(ビーム部材)77に固定されたカムフォロワ74と、リフトピンベース66に固定されるブッシュ79と、ブッシュ79を上下方向に貫通するシャフト80と、を有する。本実施形態のXYステージ装置1には、第2駆動機構S2がV軸方向に離間して2組設けられている。
【0027】
リフトピンベース66を構成し、U軸方向に延在するベースビーム66aには、シリンダ71がU軸方向に延びるようにして固定されている。シリンダ71内のピストンには、水平方向に移動可能な第2カム板73が連結されている。第2カム板73は、傾斜するカム溝73aを有している。
【0028】
第2カム板73には、スライダ76が固定されている。また、ベースビーム66aには、ベースビーム66aに沿う方向にリニアガイド75が延在し固定されている。スライダ76は、リニアガイド75に沿って案内されながら水平移動することができる。このようにして、リニアガイド75は、第2カム板73の水平方向の移動をガイドする。
【0029】
第2カム板73のカム溝73aには、カムフォロワ74が挿入されている。カムフォロワ74は、支軸の回りに回転自在なローラである。このカムフォロワ74の支軸には、ベースビーム66aに対して平行に延びる昇降ビーム77が固定されている。すなわち、この昇降ビーム77は、カムフォロワ74、カム溝73a、第2カム板73およびシリンダ71を介してベースビーム66aに支持されている。昇降ビーム77の所定位置には、複数の第2のリフトピン78の下端が固定されている。第2のリフトピン78は、前述したピン穴70に対応する位置に立設されている。さらに、昇降ビーム77には、鉛直方向に延びるシャフト80が固定されている。このシャフト80は、ベースビーム66aに固定されたブッシュ79を上下方向に貫通する(
図10参照)。したがって、ブッシュ79は、シャフト80を介して昇降ビーム77の上下方向の移動を案内する。
【0030】
ワークテーブル10には、前述したようにピン穴70(
図1、
図13〜
図15参照)が形成され、各ピン穴70内に第1のリフトピン67および第2のリフトピン78が挿通し、リフトピンベース66および昇降ビーム77の上下動によってワークテーブル10から出没させることができる。更に、
図1に示すように、各リフトピンユニット50は、ワークテーブル10の裏面10aの4カ所(二点鎖線で囲まれた領域)にボルトによって固定されている。
【0031】
以上のように構成される第2駆動機構S2の動作について、
図11および
図12を参照して説明する。
図11は、第2駆動機構S2を用いて昇降ビーム77および第2のリフトピン78を下降させた状態を示す正面図である。
図12は、第2駆動機構S2を用いて昇降ビーム77および第2のリフトピン78を上昇させた状態を示す正面図である。
【0032】
図11に示すように、シリンダ71に設けられたピストンによってピストンに連結された第2カム板73が引き込まれると、それに伴ってカムフォロワ74が、傾斜するカム溝73aに沿って下降する。そして、カムフォロワ74の下降に伴って、カムフォロワ74の支軸に固定された昇降ビーム77および第2のリフトピン78が下降する。また、
図12に示すように、シリンダ71に設けられたピストンによってピストンに連結された第2カム板73が押し出されると、それに伴ってカムフォロワ74が、傾斜するカム溝73aに沿って上昇する。そして、カムフォロワ74の上昇に伴って、カムフォロワ74の支軸に固定された昇降ビーム77および第2のリフトピン78が上昇する。
【0033】
次に、
図13〜
図15を参照して、上述の通りに構成されるXYステージ装置1を用いてワークをワークテーブル10に載置するためのXYステージ装置1の制御方法を説明する。
【0034】
まず、
図13に示すように、第1駆動機構S1によってリフトピンベース66を上昇させて、第1のリフトピン67および第2のリフトピン78をワークテーブル10の上面から突出させる。このとき、第2駆動機構S2によって第2のリフトピン78の上端と第1のリフトピン67の上端の高さを同一としておく。そして、第1のリフトピン67および第2のリフトピン78の上端にワークKを水平載置して、第1のリフトピン67および第2のリフトピン78にワークKを受け取らせる。
【0035】
次に、
図14に示すように、第2駆動機構S2によって昇降ビーム77を上昇させ、第2のリフトピン78の上端を第1のリフトピン67の上端よりも高い位置に移動させることによって、ワークKを傾斜させる。ここでは、外側(図示右側)の第2駆動機構S2の第2のリフトピン78の上端の高さを、内側(図示左側)の第2駆動機構S2の第2のリフトピン78の上端の高さよりも高くした状態とする。
【0036】
そして、第2駆動機構S2によって昇降ビーム77を上昇させたまま、第1駆動機構S1によってリフトピンベース66を下降させる。
【0037】
そして、さらにリフトピンベース66を、第1のリフトピン67の上端がワークテーブル10の上面よりも下に位置し、かつ第2のリフトピン78の上端がワークテーブル10の上面よりも上に位置するようになるまで下降させる。このようにして、ワークKを傾斜させた状態で、ワークKの一端側をワークテーブル10の上面に着ける。
【0038】
最後に、
図15に示すように、第2駆動機構S2によって昇降ビーム77を下降させることにより、第2のリフトピン78をピン穴70内に収容して、ワークKをワークテーブル10上に水平載置する。
【0039】
以上で説明したXYステージ装置1およびXYステージ装置1の制御方法によれば、第1駆動機構S1によってリフトピンベース66、昇降ビーム77、ならびに第1のリフトピン67および第2のリフトピン78を上昇させてワークKを水平状態で受け取った後、第2駆動機構S2によって昇降ビーム77および第2のリフトピン78を上昇させてワークKを傾斜させ、その後、第2駆動機構S2によって昇降ビーム77および第2のリフトピン78を上昇させたまま第1駆動手段によってリフトピンベース66、昇降ビーム77、ならびに第1のリフトピン67および第2のリフトピン78を下降させワークKを傾斜させた状態でワークKの一端側をワークテーブル10上に着け、第2駆動機構S2によって昇降ビーム77および第2のリフトピン78を下降させてワークKをワークテーブル10上に水平載置することができる。したがって、ワークKとワークテーブル10の間にたまる空気を押し出すことができ、ワークKを交換するための作業時間を短縮することができる。