PlanarHD 2軸エアベアリングダイレクトドライブリニアステージ

説明

設計の主な特徴

  • 2 m/sの走査速度と5 gの加速度でスループットを最大化
  • より速いターンアラウンドと最小の整定時間
  • アクティブヨーコントロール
  • リニアエンコーダまたはレーザー干渉計フィードバック
  • 最大移動量1.2 m x 1.2 m

Aerotechは、お客様にとって重要な用途の要件に直接応えるために、長年にわたって世界最高性能のモーションシステムの設計や製造に携わってきました。 こうした努力によって、半導体、医療、軍用/航空宇宙をはじめとした多くの産業分野における主要技術が実を結びました。 この長い歴史と豊富な経験によって、最終的にPlanarHD “ハイダイナミック”エアベアリングモーションプラットフォームの開発につながりました。 すべてのコンポーネントや設計特性は、厳格な幾何学的特性を維持しながら極めて高いスループットを必要とする用途向けに、可能な限り高いダイナミックパフォーマンスを実現できるように選択されています。

PlanarHD の設計特徴

PlanarHDエアベアリングステージは、スループットを最大限にするために、最大2 m/sの走査速度と5 gの加速度が出るように特別設計されました。 この設計には、エアベアリング剛性を高めて移動質量を減少させる、高度に設計された機械構造が採用されています。 さらに、スループットの低減につながる誤差運動を生じさせる寄生力を除去するために、力の中心と質量中心の位置を最適化しました。

ステージ性能をさらに高めるために、 PlanarHD はX軸とY軸の両方にエアオンエア水平プリロードを使用します。 このプリロード手法は、対抗する陽圧空気膜によってベアリングリフトと与圧力のバランスをとるものです。 動的にシャフトフォースの均衡をとる手法によって、PlanarHD は最大限の剛性が可能になり、迅速なターンアラウンドと最小の整定時間を実現します。

単軸の真空プリロードガントリーのみに依存するモノリシックなLデザインとは異なり、Aerotechのガントリー軸はデュアルエアベアリングHブリッジデザインであり、デュアルリニアモーターおよびデュアルリニアエンコーダを搭載しています。 これによって、直交性/ヨーコントロールの付加効果も提供しつつ、さらにターンアラウンド性能を向上させます。 高速な回転はスループットの向上とステージ設置面積の縮小を意味し、直交性コントロールはプロセス域がウェハーの表面積全体を平行にカバーすることを意味します。

フィードバックシステム

リニアエンコーダとレーザー干渉計のオプションはどちらも使用可能です。 PlanarHD には標準で3つの高精度リニアエンコーダが含まれ、1つがブリッジ軸用、2つがガントリー軸用です。 各エンコーダは、アッベ誤差を減らすために、できる限り目盛の中心線を作業面に接近させて取り付けられています。 エンコーダの材質と取り付け方法はどちらも、特に熱起因の精度誤差に対処するように選ばれました。

ドライブシステム

PlanarHD の性能の鍵は、AerotechのBLMシリーズブラシレスリニアサーボモーターです。 BLMシリーズのリニアモーターには、コギングや吸引力が発生しないアイアンレスフォーサーが使用されているため、非常にスムーズなモーションが実現します。 さらにBLMシリーズは、競合するモーター設計の中で単位体積当たりの出力が最も高いリニアモーターです。 PlanarHD には、空冷および水冷による温度管理オプションもあります。

高度な制御アーキテクチャ

PlanarHD はAerotechの高度なAutomation 3200コントロールシステムに連結できます。 Automation 3200は、高性能のFireWire® ネットワークに接続されたドライブを使用する完全なデジタルシステムです。 この完全なデジタルアーキテクチャにより、電流、速度、位置サーボループの性能を最大限に高めることが可能です。 マルチブロック先読みなどの高度な軌道生成性能によって、高速ターンアラウンド中の形状誤差が最小限に抑えられるだけでなく、位置同期レーザー出力(PSO)機能によって、ステージ速度に合わせてレーザーパルス周波数が自動調整され、最適なシステム性能が維持されます。

AerotechのETM(高スループットモジュール)オプションは、機械基盤の望ましくない動きを直接計測してコントローラに報告するため、PlanarHD のようなハイダイナミックモーションシステムの位置決め性能向上に役立ちます。 ETMはDynamic Controls ToolboxおよびAerotechのコントローラと連結して、移動&整定時間やコンタリング性能を著しく向上し、既存マシンや新規マシンのスループットを高め、サーボシステムのフレームモーションの影響を大幅に削減します。

仕様

PlanarHDの仕様

基本モデルPlanarHD
移動量(7) スキャン軸 500 mm
ステップ軸 500 mm
精度(ゼロ拡大目盛)(1) ±300 nm
繰り返し精度(長期) ±50 nm
XYZ位置安定性(空中) 20 nm
御影石の土台の厚さ 250 mm
定格ペイロード(動的仕様を維持) 5 kg
最大ペイロード(2) 30 kg
定格ペイロードでの最大速度(3) スキャン軸 2000 mm/s
定格ペイロードでのピーク加速度 スキャン軸 5 g
定格ペイロードでのRMS加速度 スキャン軸 1.25 g
剛性、1次固有振動数、定格ペイロード >330 Hz
ピッチ 2 arc sec
ロール 2 arc sec
ヨー 2 arc sec
XY直交性(4) 1 arc sec
平均故障間隔 >40,000時間
  1. Aerotechコントローラと較正で利用できます。
  2. 最大荷重はベアリング性能に基づいて決まります。最大適用荷重は加速の条件によって制限されることがあります。
  3. 最大速度はステージ性能に基づいています。最大適用速度は、システムのデータ速度や分解能によって制限されることがあります。
  4. 較正が必要です。
  5. エアベアリングを圧力不足から保護するため、モーションコントローラESTOP入力に連携するインライン圧力スイッチを推奨します。
  6. 空気供給は清潔に保ち、露点温度0°F(-17.78°C)まで乾燥させ、フィルターを適用して0.25 µm以下に抑える必要があります。純度99.9%の窒素ガスを推奨します。
  7. 移動ステージは、応用分野固有の要件を満たすようにカスタマイズすることができます。  移動ステージのオプションについては、Aerotechにご相談ください。

寸法

  • PlanarHD

注文情報

PlanarHDの注文情報については、Aerotechの応用エンジニアまでご連絡ください。