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Dokumentenidentifikation DE69419688T2 23.12.1999
EP-Veröffentlichungsnummer 0647788
Titel Vorrichtung zur Abstützung des Taragewichtes
Anmelder Canon K.K., Tokio/Tokyo, JP
Erfinder Akutsu, Kotaro, c/o Canon Kabushiki Kaisha, Ohta-ku, Tokyo, JP;
Osanai, Eiji, c/o Canon Kabushiki Kaisha, Ohta-ku, Tokyo, JP;
Kamata, Shigeto, c/o Canon Kabushiki Kaisha, Ohta-ku, Tokyo, JP
Vertreter Tiedtke, Bühling, Kinne & Partner, 80336 München
DE-Aktenzeichen 69419688
Vertragsstaaten DE, FR, GB, NL
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 30.09.1994
EP-Aktenzeichen 943071977
EP-Offenlegungsdatum 12.04.1995
EP date of grant 28.07.1999
Veröffentlichungstag im Patentblatt 23.12.1999
IPC-Hauptklasse F16C 32/06
IPC-Nebenklasse B23Q 1/38   H01L 21/00   G03F 7/20   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Stützvorrichtung zum Stützen des Gewichts eines Maschinenaufbaus, die bei X-Y-Objekttischen für ein Halbleiterherstellgerät, Präzisionswerkzeugmaschinen, Präzisionsmeßinstrumenten und dergleichen angewendet werden kann.

Fig. 12 zeigt ein Beispiel, bei dem eine Stützvorrichtung an einem Maschinenaufbau montiert ist. In Fig. 12 ist mit dem Bezugszeichen 1 ein Schwenktisch bezeichnet. Beispielsweise zum Montieren eines Wafers 3, muß die obere Fläche 2 des Schwenktisches 1 eine sehr hohe Oberflächengenauigkeit haben. Mit dem Bezugszeichen 4 ist eine Führung zum Begrenzen von nur einer horizontalen (in Richtung Y verlaufenden) Bewegung des Schwenktisches 1 bezeichnet, die Bewegungen in der vertikalen Richtung (in Richtung Z), in einer schräg verlaufenden Richtung und in einer Richtung einer Umdrehung um die Z-Achse z. B. unter Verwendung eines hydrostatischen Lagers ermöglicht. Über den kontaktfreien Antrieb durch eine Vielzahl an Linearmotoren 26 (26a, 26b, ...) kann eine Position entlang der Richtung Z oder der Richtung der Schwerkraft oder die Neigung des Schwenktisches 1 automatisch bei einer hohen Geschwindigkeit unter Bezugnahme auf einen Sockel 6 gesteuert werden. Außerdem ist mit dem Bezugszeichen 27 ein Luftzylinder bezeichnet, wobei ein oder mehrere Luftzylinder den Schwenktisch 1 stützen.

Da die Linearmotoren 26 eine Kraft in einem kontaktfreien Zustand übertragen, haben sie eine derartige wirkungsvolle Eigenschaft, daß eine Schwingung in Richtung Z des Sockels 6 nicht auf den Schwenktisch 1 übertragen wird. Da andererseits ein Wärmewert des Linearmotors proportional dem Quadrat eines durch diesen laufenden elektrischen Stromes ist, wird mit der Zunahme der Antriebskraft die Erwärmung besonders hoch. Eine thermische Verformung des Maschinenaufbaus, die durch die Erwärmung bewirkt wird, würde zu einem bedenklichen Fehlverhalten, wie beispielsweise einer thermischen Verformung beispielsweise eines an dem Schwenktisch als ein Präzisionsinstrument montierten Wafers führen. Demgemäß ist eine Gestaltung zum Minimieren der Abtriebskraft für die Anwendungen des Linearmotors bei Präzisionsinstrumenten erforderlich. Somit wird wie bei dem vorstehend erwähnten Beispiel im Allgemeinen ein Luftzylinder oder dergleichen zum Stützen des Schwenktisches zwischengeordnet.

Jedoch hat das vorstehend beschriebene Beispiel zum Antreiben beispielsweise des Schwenkens eines Wafers die nachstehend erörterten Probleme.

(1) Der Schwenktisch kann auf Grund übermäßiger Kraft verformt werden, da ein Antriebspunkt oder eine Antriebsstelle durch die Linearmotoren nicht mit einem Stützpunkt oder einer Stützstelle durch den Luftzylinder übereinstimmt.

(2) Um einen Verformungsbetrag unterhalb eines erlaubten Wertes zu halten, ist es erforderlich, das Eigengewicht durch eine Ebene anstelle der Stützstelle aufzunehmen oder die Dicke des Schwenktische so zu erhöhen, daß die Steifigkeit des Aufbaus verbessert wird, was die Größe der Vorrichtung erhöht.

In jedem Fall ist der Verformungsbetrag sehr gering, jedoch würde dies einen großen Fehlerfaktor für derartige Aufbauarten sein, die eine sehr hohe Oberflächengenauigkeit erfordern, wie beispielsweise ein Schwenktisch für eine Wafer. Somit ist eine wesentliche Verbesserung wünschenswert.

Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die vorstehend genannten Probleme gemacht und es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Stützvorrichtung zu schaffen, die bei Aufbauarten verwendet werden kann, die eine sehr hohe Oberflächengenauigkeit erfordern, ohne daß die Oberflächengenauigkeit beeinträchtigt wird.

Die vorliegende Erfindung schafft eine Vorrichtung zur Abstützung eines Gewichts eines gegenüber einer Basis angetriebenen Objekts, wobei die Vorrichtung folgendes hat: eine Antriebseinrichtung zum Erzeugen einer Antriebskraft zum Bewegen des angetriebenen Objekts gegen die Schwerkraft in einer im wesentlichen vertikalen Richtung gegenüber der Basis; und eine Stützeinrichtung zum Erzeugen einer Stützkraft zum Stützen des Gewichts des angetriebenen Objekts gegenüber der Basis; wobei diese Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß: die Antriebseinrichtung und die Stützeinrichtung eingerichtet sind, um jeweils die Antriebskraft und die Stützkraft auf im wesentlichen derselben Achse zu erzeugen, und, daß eine Mehrzahl von Sätzen der Antriebseinrichtung und der Stützeinrichtung in der Vorrichtung vorgesehen sind, wodurch das angetriebene Objekt gegen die Schwerkraft in der im wesentlichen vertikalen Richtung oder geneigt gegenüber der Basis bewegt werden kann.

Bei der vorliegenden Erfindung kann der angetriebene Körper durch ein hydrostatisches Fluidlager, wie beispielsweise ein hydrostatisches Sinterlager, gehalten werden, so daß der horizontale Feiheitsgrad relativ zu dem Sockel eingeschränkt ist, jedoch die anderen Bewegungsfreiheitsgrade relativ zu dem Sockel ermöglicht sind. Der horizontale Freiheitsgrad des angetriebenen Körpers ist durch eine feststehende Führung eingeschränkt, die beispielsweise eine an dem Sockel angeordnete zylindrische Führungsfläche hat, und der angetriebene Körper ist über einen Fluidschmierfilm in der radialen Richtung der feststehenden Führung gestützt.

Die Antriebseinrichtung ist beispielsweise ein Linearmotor und die Stützeinrichtung ist beispielsweise ein Luftzylinder. In diesem Fall besteht der Linearmotor aus einem Dauermagnet, einer Spule und einem Element zum Halten der Spule und ist vorzugsweise so eingerichtet, daß er eine Rohrleitung für eine Strömung eines Kältemittels in zumindest entweder dem Element zum Halten der Spule oder der Oberfläche der Spule hat. Der Luftzylinder besteht aus einem Zylinder, einem Kolben und einer Dichtung, wie beispielsweise eine Balgmembran. Jeder horizontale Querschnitt des Zylinders, des Kolbens und des Dichtung hat vorzugsweise eine Form, die aus einem Paar halbkreisförmiger Wölbungen und einem Paar paralleler gerader Linien, die die halbkreisförmigen Wölbungen verbinden, besteht. Des weiteren ist die Vorrichtung vorzugsweise mit einer Steuervorrichtung zum Steuern des Drucks in dem Luftzylinder versehen. Die Steuervorrichtung kann den Druck in dem Luftzylinder oder den elektrischen Strom durch den Linearmotor als ein Rückkopplungssignal verwenden.

Da die vorstehend erörterten Probleme durch den Umstand bewirkt wurden, daß der Antriebspunkt oder die Antriebsstelle des Linearmotors und der Stützpunkt oder die Stützstelle nicht miteinander übereinstimmen, überwindet die vorliegende Erfindung diese Probleme, indem diese Punkte miteinander übereinstimmend gestaltet werden. Genauer gesagt sind der Linearmotor und der Luftzylinder an der gleichen Achse angeordnet. Des weiteren ist, um den Zusammenbau der Vorrichtung zu erleichtern und wirkungsvoll den Raum auszunutzen, der Luftzylinder so angeordnet, daß er einen Querschnitt einer Rennbahnform hat und mit dem Linearmotor als eine Einheit gestaltet ist.

Nachstehend werden die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.

Fig. 1 zeigt eine Querschnittansicht eines Schwenktisches, bei dem eine Eigengewichtstützvorrichtung oder eine Tarastützvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung montiert ist.

Fig. 2 zeigt eine vergrößerte Ansicht der Eigengewichtstützvorrichtung von Fig. 1.

Fig. 3 zeigt eine Querschnittansicht entlang A-A' in Fig. 2.

Fig. 4 zeigt eine Querschnittansicht entlang B-B' in Fig. 3. Die Fig. 5A und 5B zeigen Darstellungen der Dehnung einer Dichtung im Falle eines rechtwinkligen Querschnitts eines Kolbens.

Die Fig. 6A und 6B zeigen Darstellungen der Dehnung einer Dichtung im Falle eines kreisförmigen Querschnittes des Kolbens.

Fig. 7 zeigt eine Darstellung des Aufbaus eines Beispiels eines Antriebssystems bei der Eigengewichtstützvorrichtung der vorliegenden Erfindung.

Die Fig. 8A bis 8D zeigen Darstellungen von Betriebseigenschaften der Eigengewichtstützvorrichtung der vorliegenden Erfindung, wenn ein Schwenktisch in der Richtung Z angetrieben wird.

Fig. 9 zeigt eine Darstellung des Aufbaus einer Eigengewichtstützvorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Fig. 10 zeigt eine Darstellung eines zweiten Beispiels des Antriebssystems bei der Eigengewichtstützvorrichtung der vorliegenden Erfindung.

Fig. 11 zeigt eine Darstellung eines dritten Beispiels des Antriebssystems bei der Eigengewichtstützvorrichtung der vorliegenden Erfindung.

Fig. 12 zeigt eine Querschnittansicht eines Schwenktisches, bei dem eine Eigengewichtstützvorrichtung montiert ist.

Fig. 1 zeigt einen Schwenktisch, bei dem eine Stützvorrichtung eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung montiert ist. In Fig. 1 ist mit dem Bezugszeichen 1 ein Schwenktisch bezeichnet und für die obere Fläche 2 des Schwenktisches ist eine sehr hohe Oberflächengenauigkeit zum Montieren des Wafers 3 auf dieser erforderlich. Mit dem Bezugszeichen 4 ist eine Führung zum Einschränken von nur der Bewegung des Schwenktisches im wesentlichen in der (horizontalen) Richtung Y bezeichnet. Beispielsweise sind unter Verwendung eines hydrostatischen Sinterlagers Bewegungen im wesentlichen in der (Vertikalen) Richtung Z, in einer schräg verlaufenden Richtung und der Richtung der Umdrehung um die Achse Z möglich. Mit dem Bezugszeichen 6 ist ein Sockel bezeichnet. Die Führung 4 ist an dem Sockel 6 befestigt und eine Führungsfläche der Führung 4 ist zylindrisch unter Erstreckung in der Richtung Z. Mit dem Bezugszeichen 5 ist die Stützvorrichtung der vorliegenden Erfindung bezeichnet. Das Antreiben der drei Stützvorrichtungen (von denen nur eine gezeigt ist) bei einer Position in der Richtung Z oder in der Richtung der Schwerkraft oder eine Neigung des Tisches 1 kann bei einer hohen Geschwindigkeit unter Bezugnahme auf den Sockel 6 automatisch gesteuert werden.

Fig. 2 zeigt eine vergrößerte Ansicht der Stützvorrichtung 5A von Fig. 1. Fig. 3 zeigt ein Querschnittansicht entlang A-A' der Stützvorrichtung von Fig. 2. Fig. 4 zeigt eine Querschnittansicht entlang B-B' der Stützvorrichtung von Fig. 3. Die in den Fig. 2 bis 4 gezeigte Stützvorrichtung besteht aus einem Linearmotorabschnitt und einem Stützabschnitt. Der Linearmotorabschnitt besteht aus Dauermagneten 8, einer Spule 9, einem Spulenhalter 10 aus einem nichtmagnetischen Körper, einem Joch 7 aus einem magnetischen Körper und einem Jochhalter 11. Der Spulenhalter 10 ist mit einem Kühlrohr 12 ausgerüstet, das die Spule abdeckt, um die durch die Spule erzeugte Wärme wiederzugewinnen, wodurch ein Kältemittel von außen durch das Rohr strömen kann. Die Richtung eines magnetischen Feldes der Dauermagneten und die Richtung eines elektrischen Stromes, der durch die Spule strömt, sind so eingerichtet, daß die Lorentzkraft in der Richtung Z wirkt. Bei einer derartigen Anordnung wird die äußere Größe des Linearmotorabschnittes so bestimmt, daß die Länge in Richtung X länger als die Länge in Richtung Y ist.

Der Stützabschnitt besteht aus einem rennbahnförmigen Zylinder 13, einem rennbahnförmigen Kolben 15 und einer rennbahnförmigen Balgmembrandichtung 14. Ein Luftraum 16 zwischen dem rennbahnförmigen Zylinder 13 und dem rennbahnförmigen Kolben 15 ist durch die rennbahnförmige Balgmembran 14 perfekt abgedichtet. Der rennbahnförmige Kolben 15 ist an dem Spulenhalter 10 befestigt. Der rennbahnförmige Zylinder 13 ist an dem Jochhalter 11 befestigt. Durch diesen Aufbau wirken eine durch den Linearmotor erzeugte Kraft und eine durch den rennbahnförmigen Zylinder 13 erzeugte Kraft auf der gleichen Achse entlang der Richtung Z, um so den Schwenktisch 1 über den Jochhalter 11 anzutreiben. Jeder horizontale Querschnitt des rennbahnförmigen Zylinders 13, des rennbahnförmigen Kolbens 15 und der rennbahnförmigen Balgmembran 14 hat eine Form, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist, die aus einem Paar halbkreisförmiger Bögen und einem Paar paralleler gerade Linien, die diese verbinden, besteht. Obwohl die Querschnitte der normalen Balgmembranen kreisförmig sind, ist der Querschnitt der Rennbahnform zu bevorzugen, um die zwischen dem Spulenhalter und dem Joch bei dem Linearmotorabschnitt vorgesehene rechtwinklige Form wirkungsvoll auszunutzen. Wenn der Querschnitt der Balgmembran rechtwinklig wäre, würde eine enorme Spannung an den Ecken der Balgmembran bei der Betätigung des Zylinders auftreten, was ein Zerbrechen oder eine Zerstörung der Balgmembran bewirken würde. Dies ist bei den Fig. 5A und 5B und den Fig. 6A und 6B beschrieben. Die Fig. 5A und 5B zeigen eine Balgmembran mit einem rechtwinkligen Querschnitt eines Kolbens und einer geringfügigen Krümmung an den Ecken, während die Fig. 6A und 6B eine Balgmembran mit einem kreisförmigen Querschnitt zeigen. In den Fig. 5B und 6B (die Seitenansichten) dehnt sich, wenn sich der Zylinder um ΔZ (von der durchgehenden Linie zu der gestrichelten Linie) in der Richtung Z bewegt, die Balgmembran um ΔR von der Strichpunktlinie zu der Zylinderposition in den Fig. 5A und 6A (die Draufsichten) aus. Dann wird die Dehnung der Balgmembran durch die nachstehenden Formeln ausgedrückt, wobei h ein Spalt zwischen dem Kolben und dem Zylinder ist und R der Durchmesser des Kolbens ist.

Für den Fall der Fig. 5A und 5B beträgt die Dehnung an den Ecken

ε = {2πh - 2π(h/2)}/{2π(h/2)} = 1.

Für den Fall der Fig. 6A und 6B beträgt die Dehnung

ε = {h/2}/{R+h/2} < < 1.

Da die rennbahnförmige Balgmembran eine Form hat, die aus einem Paar halbkreisförmiger Bögen und einem Paar paralleler gerade Linie, die diese miteinander verbinden, besteht, kann sie an den Fall der Fig. 6A und 6B angenähert werden, womit sie eine geringe Dehnung aufweist.

Das Antriebssystem der Stützvorrichtung wird nachstehend beschrieben. In Fig. 7 ist mit dem Bezugszeichen 19 eine Luftversorgungsquelle bezeichnet. Mit dem Bezugszeichen 17 ist eine Luftlieferöffnung bezeichnet und dem Bezugszeichen 18 ist eine Luftauslaßöffnung bezeichnet. Mit dem Bezugszeichen 20 ist ein Servoventil zum Steuern des Luftdrucks bezeichnet. Mit dem Bezugszeichen 21 ist eine Membran bezeichnet, die gegenüber der Luft an der zweiten Seite offen ist. Mit dem Bezugszeichen 24 ist eine Drucksteuereinrichtung zum Erteilen eines Befehls zu dem Servoventil bezeichnet. Mit dem Bezugszeichen 22 ist eine Druckmeßeinrichtung zum Messen des Zylinderdrucks bezeichnet. Die Drucksteuereinrichtung verwendet ein Signal 23 von der Druckmeßeinrichtung als ein Rückkopplungssignal, womit ein Steuersystem verwirklicht wird, daß den Druck im Zylinder konstant hält. Auf Grund des Steuersystems für den konstanten Druck hat der Stützabschnitt keine statische Steifheit. Mit dem Bezugszeichen 25 ist eine Linearmotorsteuereinrichtung bezeichnet, die einen Stromverstärker umfaßt und den Linearmotor antreibt.

Die Fig. 8A bis 8D zeigen Betriebseigenschaften von drei Arten an Stützvorrichtungen, wobei die Stützvorrichtung der vorliegenden Erfindung umfaßt ist. Fig. 8A zeigt ein Zeitansprechverhalten bei einer Verschiebung des Schwenktisches in Richtung Z, wenn diese Stützvorrichtungen angetrieben werden. Das Ansprechverhalten besteht aus einem Zustand vor dem Antreiben, einem Übergangszustand und einem Zustand nach dem Antreiben, wobei der Übergangszustand des weiteren in eine Beschleunigungsperiode und in eine Periode mit konstanter Geschwindigkeit und in eine Verzögerungsperiode unterteilt werden kann. Die Fig. 8B bis 8D zeigen Zeitsignale der Stromwerte, die durch die Linearmotoren der jeweiligen Stützvorrichtungen jedes Mal fließen. Ein Zeitsignal kann als einer Antriebskraft eines Linearmotors gleichwertig betrachtet werden. Fig. 8B zeigt ein Signal in einem Fall ohne einen derartigen Stützabschnitt wie bei dem Luftzylinder der vorliegenden Erfindung. Fig. 8C zeigt ein Signal in ein Fall, bei dem ein Stützverfahren unter Verwendung eines Elementes mit einer statischen Steifheit angewendet wird, wie beispielsweise eine Schraubenfeder. Fig. 8D zeigt ein Signal in einem Fall, bei dem die Stützvorrichtung der vorliegenden Erfindung, die den Luftzylinder verwendet, als Stützabschnitt montiert ist. In Fig. 8B tritt ein Versatz vor und nach dem Antreiben auf. Der Grund dafür liegt darin, daß der Linearmotor stets eine Kraft erzeugen muß, die mit dem Taragewicht bzw. Eigengewicht des Schwenktisches im Gleichgewicht steht, was in thermischer Hinsicht von Nachteil ist, wie dies vorstehend beschrieben ist. In Fig. 8C tritt kein Versatz vor dem Antreiben auf, jedoch tritt ein Versatz nach dem Antreiben auf. Der Grund dafür liegt darin, daß der Linearmotor keine Kraft vor dem Antreiben d. h. an einer Ausgleichsposition zwischen dem Taragewicht bzw. Eigengewicht und der Spule erzeugt, wobei jedoch der Linearmotor stets eine Kraft, die durch die Federkonstante der Schraubenfeder bestimmt ist, und eine Verschiebung in Richtung Z nach dem Antreiben erzeugen muß. Obwohl die Federkonstante der Schraubenfeder im Allgemeinen gering ist, ist eine derartige Anordnung ebenfalls in thermischer Hinsicht von Nachteil in den Fällen, bei denen in ähnlicher Weise wie bei dem Fall von Fig. 8B die Antriebsverschiebung groß ist. In Fig. 8D tritt kein Versatz des Stromwertes vor und nach dem Antreiben auf, da der Linearmotor keine statische Kraft in diesen Perioden erzeugt. Im Gegensatz dazu fließt ein großer Strom in dem Übergangszustand während des Antreibens im Vergleich zu Fig. 8B. Der Grund dafür liegt darin, daß der zum Stützen des Taragewichts bzw. Eigengewichts verwendetet Luftzylinder als ein Federelement auf Grund der Zusammendrückbarkeit der Luft gegenüber einer momentanen Verschiebung wirkt. Um den Übergangsstromwert zu verringern, ist es erforderlich, das Ansprechverhalten des Drucksteuersystems durch das Servoventil 20 zu verbessern. Der thermische Effekt ist jedoch sehr geringfügig, da die Zeitperiode, während der der Strom fließt, kurz ist.

Die vorliegenden Erfindung ist jedoch keinesfalls auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt und es sind verschiedene Abwandlungen je nach Erfordernis möglich.

Beispielsweise sind die nachstehend beschriebenen Abwandlungen möglich.

(1) Das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel wendet den rennbahnförmigen Luftzylinder als Stützabschnitt an, da sich eine rechtwinklige Form zwischen dem Spulenhalter und dem Joch bei dem Linearmotorabschnitt ergibt. Wenn ein zylindrischer Linearmotor, wie beispielsweise eine Schwingspule, angewendet wird, wie dies in Fig. 9 gezeigt ist, kann ein Balgmembranzylinder mit einem kreisförmigen Querschnitt als Stützabschnitt verwendet werden. In diesem Fall ist mit dem Bezugszeichen 28 eine zylindrische Spule bezeichnet, ist mit dem Bezugszeichen 29 ein zylindrischer Dauermagnet bezeichnet, sind mit den Bezugszeichen 30a und 30b zylindrische Jochs bezeichnet und ist mit dem Bezugszeichen 31 ein zylindrischer Spulenhalter bezeichnet. Der Spulenhalter 31 ist mit einem Kühlrohr 12 ausgerüstet. Mit dem Bezugszeichen 32 ist ein Gehäuse bezeichnet und das Gehäuse und die zylindrischen Joche 30a und 30b bilden einen Zylinder. Mit dem Bezugszeichen 33 ist ein zylindrischer Kolben bezeichnet, mit dem Bezugszeichen 34 ist ein zylindrische Balgmembran bezeichnet und mit dem Bezugszeichen 35 ist eine Luftlieferöffnung bezeichnet.

(2) Das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel wendet den rennbahnförmigen Luftzylinder an, um eine rechtwinklige Form zu erhalten, jedoch kann der Luftzylinder mit einem oder mehreren Balgmembranzylindern eingerichtet sein, die einen kreisförmigen Querschnitt haben. Da der Druckaufnahmebereich in dem Zylinder in diesem Fall abnimmt, muß der Druck in dem Zylinder zum Stützen des Taragewichts erhöht werden.

(3) Das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel wendet die Balgmembran zum Abdichten an. Der Grund dafür liegt darin, daß sie Vorteile dahingehend hat, daß keine Reibung vorhanden ist und daß eine perfekte Dichtung verwirklicht werden kann.

Beispielsweise kann ein O-Ring oder eine Labyrinthdichtung in Abhängigkeit von den zu verwendenden Gegenstand benutzt werden.

(4) Das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel wendet das Drucksteuersystem an, das ein Steuersystem ist, das den Druck in dem Zylinder konstant hält, jedoch kann das Steuersystem so aufgebaut sein, daß das Servoventil in einer derartigen Weise angetrieben wird, daß der elektrische Strom durch den Linearmotor zu Null wird, wie dies in Fig. 10 gezeigt ist, indem ein Wert 36 des Stromes verwendet wird, der durch den Linearmotor als ein Rückkopplungssignal fließt. In diesem Fall kann die Steuerung mit einem ausgezeichneten Ansprechverhalten und einer ausgezeichneten Genauigkeit verwirklicht werden.

Das Steuersystem kann auch bei einem derartigen Aufbau verwirklicht werden, wie er in Fig. 11 gezeigt ist, bei dem eine mechanische Membran 37, wie beispielsweise eine Einstelleinrichtung, an jeder Seite der Luftliefeöffnung und der Luftauslaßöffnung ohne Verwendung des Servoventils vorgesehen ist. In diesem Fall muß die Stabilität der Einstelleinrichtung ausreichend hoch sein.

Gemäß der vorliegenden Erfindung kann das Taragewicht ohne Verformung des Aufbaus gestützt werden. Außerdem kann eine Abnahme der Last an den Linearmotoren, die den Aufbau antreiben, und die Strömung des Kältemittels, die von den Linearmotoren an die Umgebung abgegebene Wärmemenge verringern. Dies führt zu einer Zunahme einer Temperaturveränderung des Aufbaus und der Umgebung aufgrund der Erwärmung, wodurch die thermische Verformung des Aufbaus und die Luftschwankung unterdrückt werden kann, womit eine hohe Genauigkeit und eine Verbesserung bei der Zuverlässigkeit des Gerätes verwirklicht wird. Außerdem ist auf Grund der Gestaltung des Einheitsaufbaus das Zusammenbauen der Vorrichtung einfach.


Anspruch[de]

1. Vorrichtung zur Abstützung eines Gewichts eines gegenüber einer Basis (6) angetriebenen Objekts (1), wobei die Vorrichtung folgendes hat:

eine Antriebseinrichtung (5) zum Erzeugen einer Antriebskraft zum Bewegen des angetriebenen Objekts (1) gegen die Schwerkraft in einer im wesentlichen vertikalen Richtung gegenüber der Basis (6); und

eine Stützeinrichtung (14, 15, 16) zum Erzeugen einer Stützkraft zum Stützen des Gewichts des angetriebenen Objekts (1) gegenüber der Basis (6);

dadurch gekennzeichnet, daß:

die Antriebseinrichtung (5) und die Stützeinrichtung (6) eingerichtet sind, um jeweils die Antriebskraft und die Stützkraft auf im wesentlichen derselben Achse zu erzeugen, und, daß

eine Mehrzahl von Sätzen der Antriebseinrichtung (5) und der Stützeinrichtung (14, 15, 16) in der Vorrichtung vorgesehen sind, wodurch das angetriebene Objekt (1) gegen die Schwerkraft in der im wesentlichen vertikalen Richtung oder geneigt gegenüber der Basis (6) bewegt werden kann.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, mit weiterhin einem hydrostatischen Fluidlager (4), um einen Freiheitsgrad des angetriebenen Objekts (1) gegenüber der Basis (6) in einer horizontalen Richtung zu begrenzen, und um das angetriebene Objekt (1) zu führen, so daß das angetriebene Objekt (1) gegenüber der Basis (6) in einer Richtung mit Ausnahme der Horizontalrichtung bewegt werden kann.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei das hydrostatische Fluidlager (4) ein hydrostatisches Sinterlager hat.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, das weiterhin eine feststehende Führung (4) mit einer auf der Basis (6) angeordneten zylindrischen Führungsfläche hat, wobei das angetriebene Objekt (1) über einen Flüssigkeitsschmierfilm in einer radialen Richtung der feststehenden Führung (4) gestützt wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Antriebseinrichtung (5) einen Linearmotor und die Stützeinrichtung einen Luftzylinder hat.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei der Linearmotor einen Permanentmagneten (8), eine Spule (9) und ein Element (10) zum Halten der Spule (9) hat, und das die Spule haltende Element (10) und/oder die Spule (9) mit einer Rohrleitung (12) für einen Fluß eines Kältemittels versehen ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei der Luftzylinder einen Zylinder (7), einen Kolben (15) und eine Dichtung (14) hat.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei jeder der horizontalen Querschnitte des Zylinders (7), des Kolbens (15) und der Dichtung (14) eine Gestalt hat, die ein Paar halbkreisförmige Bögen und ein Paar parallele Geraden hat, die die halbkreisförmigen Bögen verbinden.

9. Vorrichtung nach Anspruch 5, mit weiterhin einer Einstelleinrichtung (24) zum Einstellen eines Drucks innerhalb des Luftzylinders.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Einstelleinrichtung (24) daran angepaßt ist, den Druck innerhalb des Luftzylinders als ein Rückkopplungssignal zu verwenden.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Einstelleinrichtung daran angepaßt ist, ein Stromsignal des Linearmotors als ein Rückkopplungssignal zu verwenden.

12. Halbleiterherstellungsvorrichtung mit einer Vorrichtung zur Abstützung nach einem der Ansprüche 1-11.







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