JPH01246032A - 微動ステージ装置 - Google Patents
微動ステージ装置Info
- Publication number
- JPH01246032A JPH01246032A JP7283088A JP7283088A JPH01246032A JP H01246032 A JPH01246032 A JP H01246032A JP 7283088 A JP7283088 A JP 7283088A JP 7283088 A JP7283088 A JP 7283088A JP H01246032 A JPH01246032 A JP H01246032A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- stage
- stage device
- fine movement
- workpiece
- support
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
- B23Q1/25—Movable or adjustable work or tool supports
- B23Q1/26—Movable or adjustable work or tool supports characterised by constructional features relating to the co-operation of relatively movable members; Means for preventing relative movement of such members
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Machine Tool Units (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
この発明は、精密加工機、半導体製造装置などに適用さ
れる微動ステージ装置に関連し、殊にこの発明は、ステ
ージを直交する２軸方向へ微動させて位置決めするため
の微動ステージ装置に関する。
れる微動ステージ装置に関連し、殊にこの発明は、ステ
ージを直交する２軸方向へ微動させて位置決めするため
の微動ステージ装置に関する。
〈従来の技術〉
従来この種微動ステージ装置として、第４図に示す如く
、四方のベース部２１に、Ｘ、Ｙの２軸に沿う薄肉の平
行ばね部２２．２３を介してステージ２４が一体形成さ
れると共に、このステージ２４とベース部２１との間に
駆動源としての圧電素子２５が配備された構造のものが
存在する。前記ステージ２４はその上面をワーク支持面
となすもので、ステージ２４およびワークの重量は前記
平行ばね部２２．２３にて支持されることになる。
、四方のベース部２１に、Ｘ、Ｙの２軸に沿う薄肉の平
行ばね部２２．２３を介してステージ２４が一体形成さ
れると共に、このステージ２４とベース部２１との間に
駆動源としての圧電素子２５が配備された構造のものが
存在する。前記ステージ２４はその上面をワーク支持面
となすもので、ステージ２４およびワークの重量は前記
平行ばね部２２．２３にて支持されることになる。
〈発明が解決しようとする問題点〉
しかしながら上記構成の微動ステージ装置の場合、ステ
ージ２４上に重いワークが搭載されると、平行ばね部２
２．２３が破壊されたり、破壊に至らないまでも、ワー
クの揺動（以下、「ピッチング」という）を生じて位置
決め性能の劣化が起こるという問題がある。
ージ２４上に重いワークが搭載されると、平行ばね部２
２．２３が破壊されたり、破壊に至らないまでも、ワー
クの揺動（以下、「ピッチング」という）を生じて位置
決め性能の劣化が起こるという問題がある。
第５図は、このピッチング動作を説明するためのモデル
であり、ステージ２４のワーク支持面上にワーク２６が
載置されている。図中ＧＩ。
であり、ステージ２４のワーク支持面上にワーク２６が
載置されている。図中ＧＩ。
Ｇ２はステージ２４およびワーク２６の重心位置を、ま
たに、、に、は平行ばね部２２．２３によるＸ方向およ
びＺ方向の支持剛性を、それぞれ示しており、前記薄肉
の平行ばね部２２゜２３ではＺ方向の支持剛性に２がき
わめて小さいため、図中、矢印θで示すピッチングが生
ずることになる。
たに、、に、は平行ばね部２２．２３によるＸ方向およ
びＺ方向の支持剛性を、それぞれ示しており、前記薄肉
の平行ばね部２２゜２３ではＺ方向の支持剛性に２がき
わめて小さいため、図中、矢印θで示すピッチングが生
ずることになる。
このためステージ２４のワーク支持面には、半導体ウェ
ー八などの限られた軽量物しか搭載し得す、大型ワーク
や別の運動成分をもつ機構を搭載することは、微動ステ
ージ装置の特性を劣化させるという問題がある。
ー八などの限られた軽量物しか搭載し得す、大型ワーク
や別の運動成分をもつ機構を搭載することは、微動ステ
ージ装置の特性を劣化させるという問題がある。
この発明は、上記問題を解消するためのものであって、
ステージの上下方向の支持剛性を高める工夫を施すこと
により、重いワークに対しても破壊やピッチング動作の
発生を防止し得る新規な微動ステージ装置を提供するこ
とを目的とする。
ステージの上下方向の支持剛性を高める工夫を施すこと
により、重いワークに対しても破壊やピッチング動作の
発生を防止し得る新規な微動ステージ装置を提供するこ
とを目的とする。
く問題点を解決するための手段〉
上記目的を達成するため、この発明では、ステージを直
交する２軸方向へ微動させて位置決めするための微動ス
テージ装置において、前記ステージの下面を転動自由な
少なくとも３個の支持球で支持するようにした。
交する２軸方向へ微動させて位置決めするための微動ス
テージ装置において、前記ステージの下面を転動自由な
少なくとも３個の支持球で支持するようにした。
〈作用〉
ステージの下面を支持する各支持球は、上下方向に高い
剛性ををするので、重量の大きなワークであってもこれ
を支持し、またピッチングの発生もない。さらに各支持
球は、ステージの移動方向には自由度が大きいから、ス
テージが微動することの妨げにもならない。
剛性ををするので、重量の大きなワークであってもこれ
を支持し、またピッチングの発生もない。さらに各支持
球は、ステージの移動方向には自由度が大きいから、ス
テージが微動することの妨げにもならない。
〈実施例〉
第１図は、この発明の一実施例にかかる微動ステージ装
置を示すもので、ベースｌ上に、平面形状が矩形状のス
テージ２が移動自由に配備されている。このステージ２
は上面をワーク支持面３となし、このワーク支持面３上
にＬ型ミラー４が配備しである。このＬ型ミラー４には
レーザ測長器（図示せず）からのレーザ光が照射され、
これによりステージ２の位置が計測されて微小位置決め
が実行される。
置を示すもので、ベースｌ上に、平面形状が矩形状のス
テージ２が移動自由に配備されている。このステージ２
は上面をワーク支持面３となし、このワーク支持面３上
にＬ型ミラー４が配備しである。このＬ型ミラー４には
レーザ測長器（図示せず）からのレーザ光が照射され、
これによりステージ２の位置が計測されて微小位置決め
が実行される。
このステージ２は、その下面の４隅位置を転動自由な支
持球５で支持されている。図示例のように４個の支持球
５を用いた場合、ワークの質量をＷとすると、１個の支
持球５につき−／４の荷重を支えることになる。これら
支持球５は、上下（Ｚ軸）方向に高い剛性ををするため
、重量の大きなワークを支持し得ると共に、ステージ２
の移動方向には自由度が大きいため、ステージ２が微動
することの妨げにはならない。なお図示例では、４個の
支持球５が用いであるが、これらは少なくとも３個あれ
ば足り、その材質や大きさも問わない。
持球５で支持されている。図示例のように４個の支持球
５を用いた場合、ワークの質量をＷとすると、１個の支
持球５につき−／４の荷重を支えることになる。これら
支持球５は、上下（Ｚ軸）方向に高い剛性ををするため
、重量の大きなワークを支持し得ると共に、ステージ２
の移動方向には自由度が大きいため、ステージ２が微動
することの妨げにはならない。なお図示例では、４個の
支持球５が用いであるが、これらは少なくとも３個あれ
ば足り、その材質や大きさも問わない。
第２図は、ステージ２のモデル図を示すもので、このス
テージ２上には質量がＷのワーク１０が搭載され、この
荷重を各支持球５が分担して支持している。この構造に
よれば、上下方向の支持剛性が高いため、微動時にピッ
チングが生じず、高速かつ高精度の位置決めが実現され
る。
テージ２上には質量がＷのワーク１０が搭載され、この
荷重を各支持球５が分担して支持している。この構造に
よれば、上下方向の支持剛性が高いため、微動時にピッ
チングが生じず、高速かつ高精度の位置決めが実現され
る。
またステージ２は後記する送り案内機構６により案内支
持されるが、この送り案内機構６にワーク質量が作用せ
ず、荷重による破壊から保護される。
持されるが、この送り案内機構６にワーク質量が作用せ
ず、荷重による破壊から保護される。
第１図に戻って、ステージ２の４隅位置には、ベース１
との間に送り案内機構６がそれぞれ配備され、ステージ
２をこの送り案内機構６によりＸ軸、Ｙ軸の各軸方向に
案内支持している。
との間に送り案内機構６がそれぞれ配備され、ステージ
２をこの送り案内機構６によりＸ軸、Ｙ軸の各軸方向に
案内支持している。
各送り案内機構６は、直交する２軸方向に自由度を有す
る平行ばね構造を構成するものであって、第３図のモデ
ルに示す如く、ステージ２に対しＸ軸方向の自由度を与
えるための板ばね６ｂと、Ｙ軸方向の自由度を与えるた
めの板ばね６ａとを具備している。この実施例の場合、
各送り案内機構６として円弧状の切欠き７を有するヒン
ジばねが用いてあり、これにより前記の平行ばね構造を
実現している。
る平行ばね構造を構成するものであって、第３図のモデ
ルに示す如く、ステージ２に対しＸ軸方向の自由度を与
えるための板ばね６ｂと、Ｙ軸方向の自由度を与えるた
めの板ばね６ａとを具備している。この実施例の場合、
各送り案内機構６として円弧状の切欠き７を有するヒン
ジばねが用いてあり、これにより前記の平行ばね構造を
実現している。
ステージ２の直交する２辺中央部には、対向するベース
１との間に、ステージ２をＸ軸方向へ変位させる第１駆
動部８ａと、ステージ２をＹ軸方向へ変位させる第２駆
動部８ｂとが設けられている。第１．第２の各駆動部８
ａ、８ｂは、圧電素子を駆動源としているが、これに限
らず、他のアクチュエータを用いてもよい。
１との間に、ステージ２をＸ軸方向へ変位させる第１駆
動部８ａと、ステージ２をＹ軸方向へ変位させる第２駆
動部８ｂとが設けられている。第１．第２の各駆動部８
ａ、８ｂは、圧電素子を駆動源としているが、これに限
らず、他のアクチュエータを用いてもよい。
つぎに上記構成の微動ステージ装置の動作を説明する。
いま仮に第２駆動部８ｂを駆動させると、各送り案内機
構６の板ばね６ｂはステージ２を変位させる軸方向（Ｙ
軸方向）に高い剛性を有するから、前記第２駆動部８ｂ
の変位がそのままステージ２に伝わってステージ２は微
動する。
構６の板ばね６ｂはステージ２を変位させる軸方向（Ｙ
軸方向）に高い剛性を有するから、前記第２駆動部８ｂ
の変位がそのままステージ２に伝わってステージ２は微
動する。
一方送り案内機構６の板ばね６ａは前記のＹ軸方向に対
し低い剛性を有して弾性変形するから、この板ばね６ａ
はステージ２の動きを拘束せず、ステージ２のＹ軸方向
への平行微動が実現される。この場合に各支持球５は、
ステージ２の下面を転動して支持するが、上下方向に高
い剛性を有するため、重量の大きなワークであってもこ
れを支持すると共に、微動時のピッチングを完全に防止
する。また支持球５は移動方向に大きな自由度を有する
ため、不テージ２の微動を何等妨げない。
し低い剛性を有して弾性変形するから、この板ばね６ａ
はステージ２の動きを拘束せず、ステージ２のＹ軸方向
への平行微動が実現される。この場合に各支持球５は、
ステージ２の下面を転動して支持するが、上下方向に高
い剛性を有するため、重量の大きなワークであってもこ
れを支持すると共に、微動時のピッチングを完全に防止
する。また支持球５は移動方向に大きな自由度を有する
ため、不テージ２の微動を何等妨げない。
第１駆動部８ａを駆動した場合も上記と同様であり、各
送り案内機構６の板ばね６ａはＸ軸方向に高い剛性を有
するのに対し、他方の板ばね６ｂの弾性体１０ｂはこの
Ｘ軸方向に低い剛性を有するから、ステージ２のＸ方向
への平行微動が実現される。
送り案内機構６の板ばね６ａはＸ軸方向に高い剛性を有
するのに対し、他方の板ばね６ｂの弾性体１０ｂはこの
Ｘ軸方向に低い剛性を有するから、ステージ２のＸ方向
への平行微動が実現される。
〈発明の効果〉
この発明は上記の如く、ステージの下面を転動自由な少
なくとも３個の支持球で支持するから、重いワークであ
ってもこれを支持して５機構各部の破壊やピッチングの
発生を完全に防止し、適用範囲の広い高精度の微動ステ
ージ装置を実現するなど、発明目的を達成した顕著な効
果を奏する。
なくとも３個の支持球で支持するから、重いワークであ
ってもこれを支持して５機構各部の破壊やピッチングの
発生を完全に防止し、適用範囲の広い高精度の微動ステ
ージ装置を実現するなど、発明目的を達成した顕著な効
果を奏する。
第１図はこの発明の一実施例にかかる微動ステージ装置
の一部を破断した斜面図、第２図はステージのモデルを
示す説明図、第３図は送り案内機構のモデルを示す説明
図、第４図は従来の微動ステージ装置を示す斜面図、第
５図はピッチング動作を説明するためのモデルを示す説
明図である。
の一部を破断した斜面図、第２図はステージのモデルを
示す説明図、第３図は送り案内機構のモデルを示す説明
図、第４図は従来の微動ステージ装置を示す斜面図、第
５図はピッチング動作を説明するためのモデルを示す説
明図である。
Claims (1)
- ステージを直交する２軸方向へ微動させて位置決めする
ための微動ステージ装置において、前記ステージは、そ
の下面が転動自由な少なくとも３個の支持球で支持され
て成る微動ステージ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7283088A JPH01246032A (ja) | 1988-03-25 | 1988-03-25 | 微動ステージ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7283088A JPH01246032A (ja) | 1988-03-25 | 1988-03-25 | 微動ステージ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01246032A true JPH01246032A (ja) | 1989-10-02 |
Family
ID=13500725
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7283088A Pending JPH01246032A (ja) | 1988-03-25 | 1988-03-25 | 微動ステージ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01246032A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60214361A (ja) * | 1984-04-10 | 1985-10-26 | Omron Tateisi Electronics Co | 微動回転装置 |
| JPS61159349A (ja) * | 1985-12-06 | 1986-07-19 | Hitachi Ltd | 微小変位移動装置 |
-
1988
- 1988-03-25 JP JP7283088A patent/JPH01246032A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60214361A (ja) * | 1984-04-10 | 1985-10-26 | Omron Tateisi Electronics Co | 微動回転装置 |
| JPS61159349A (ja) * | 1985-12-06 | 1986-07-19 | Hitachi Ltd | 微小変位移動装置 |
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