JPH01246033A - 微動ステージ装置 - Google Patents
微動ステージ装置Info
- Publication number
- JPH01246033A JPH01246033A JP7283188A JP7283188A JPH01246033A JP H01246033 A JPH01246033 A JP H01246033A JP 7283188 A JP7283188 A JP 7283188A JP 7283188 A JP7283188 A JP 7283188A JP H01246033 A JPH01246033 A JP H01246033A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- stage
- hinge
- freedom
- spring
- axis
- 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
- B23Q1/34—Relative movement obtained by use of deformable elements, e.g. piezoelectric, magnetostrictive, elastic or thermally-dilatable elements
- B23Q1/36—Springs
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
、ステージを一方の軸方向（Ｘ軸方向）へ微動させるた
めのＸ軸微動機構２１と、他方の軸方向（Ｙ軸方向）へ
微動させるためのＹ軸微動機構２２とを上下２段に積み
重ねた構造のものが存在する。この２段構造の装置にお
いて、ステージ上面のテーブル２３上にワークを搭載し
、各軸の微動機構２１．２２を独立作動させてステージ
を微動させ、これを所定位置に位置決めするものである
。
、ステージを一方の軸方向（Ｘ軸方向）へ微動させるた
めのＸ軸微動機構２１と、他方の軸方向（Ｙ軸方向）へ
微動させるためのＹ軸微動機構２２とを上下２段に積み
重ねた構造のものが存在する。この２段構造の装置にお
いて、ステージ上面のテーブル２３上にワークを搭載し
、各軸の微動機構２１．２２を独立作動させてステージ
を微動させ、これを所定位置に位置決めするものである
。
〈発明が解決しようとする問題点〉
しかしながらこのような２段構造のものは、各軸の微動
機構２１．２２が独立するため、各軸の運動精度が良い
が、装置全体が大型化する。
機構２１．２２が独立するため、各軸の運動精度が良い
が、装置全体が大型化する。
また機構全体の重心Ｇの位置が高（なるため、微動時に
図中、矢印θで示す揺動（以下、「ピッチング」という
）が生じて位置決め性能の劣化が起こるという問題があ
る。
図中、矢印θで示す揺動（以下、「ピッチング」という
）が生じて位置決め性能の劣化が起こるという問題があ
る。
この発明は、上記問題に着目してなされたもので、ステ
ージの送り案内機構を工夫して１段のステージ構造を実
現することにより、小型かつ高精度の微動ステージ装置
を提供することを目的とする。
ージの送り案内機構を工夫して１段のステージ構造を実
現することにより、小型かつ高精度の微動ステージ装置
を提供することを目的とする。
〈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、前記ステージは、直交する２軸方
向に自由度を有する平行ばね構造の送り案内機構により
移動自由に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、前記ステージは、直交する２軸方
向に自由度を有する平行ばね構造の送り案内機構により
移動自由に支持するようにした。
く作用〉
送り案内機構として、直交する２軸方向に自由度を有す
る平行ばね構造のものを用いたから、１段のステージ構
造が実現されて装置全体が小型化され、また重心が低（
位置して動作時にピッチングも発生しない。
る平行ばね構造のものを用いたから、１段のステージ構
造が実現されて装置全体が小型化され、また重心が低（
位置して動作時にピッチングも発生しない。
〈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１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１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隅位置を転勤自由な支
持球５で支持されている。これら支持球５は、上下（Ｚ
軸）方向に高い剛性を有するため、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。
持球５で支持されている。これら支持球５は、上下（Ｚ
軸）方向に高い剛性を有するため、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。
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
。これら送り案内機構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２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９ｂと、Ｙ軸方向の自由度を与
えるための板ばね９ａ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。
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
。これら送り案内機構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２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９ｂと、Ｙ軸方向の自由度を与
えるための板ばね９ａ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。
第３図は、上記ヒンジばねの構成を示すもので、回転自
由度を有するヒンジ部１０〜１２を２個組み合わせて、
各ヒンジばね間で平行ばねが構成される。すなわち第３
図に示す各ヒンジばねは、ステージ２がＸ軸方向へ移動
する際には、ヒンジ部１１．１２の組が平行ばねを構成
して、第２図のモデルにおける板ばね９ｂと等価の働き
をなし、またステージ２がＹ軸方向へ移動する際には、
ヒンジ部１０．１１の組が平行ばねを構成して、第２図
のモデルにおける板ばね９ａと等価の働きをなす。
由度を有するヒンジ部１０〜１２を２個組み合わせて、
各ヒンジばね間で平行ばねが構成される。すなわち第３
図に示す各ヒンジばねは、ステージ２がＸ軸方向へ移動
する際には、ヒンジ部１１．１２の組が平行ばねを構成
して、第２図のモデルにおける板ばね９ｂと等価の働き
をなし、またステージ２がＹ軸方向へ移動する際には、
ヒンジ部１０．１１の組が平行ばねを構成して、第２図
のモデルにおける板ばね９ａと等価の働きをなす。
なおこの実施例では、円弧状切欠き７によるヒンジばね
を送り案内機構６に用いであるが、第２図に示すモデル
どおりの２枚の板ばね９ａ。
を送り案内機構６に用いであるが、第２図に示すモデル
どおりの２枚の板ばね９ａ。
９ｂを用いて送り案内機構６を構成してもよい。
第１図に戻って、ステージ２の直交する２辺中央部には
、対向するベースｌ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８ａ、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。
、対向するベースｌ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８ａ、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第２図のモ
デルを参照して説明する。
デルを参照して説明する。
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９ｂ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９ｂ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９ａ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９ａ
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。
し低い剛性を有して弾性変形するから、この板ばね９ａ
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。
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９ａはＸ軸方向に高い剛性を有
するのに対し、他方の板ばね９ｂ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９ａはＸ軸方向に高い剛性を有
するのに対し、他方の板ばね９ｂ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、直交する２軸方向に自由度を有
する平行ばね構造の送り案内機構によりステージを支持
するから、１段構造の微動ステージ装置が得られ、また
動作時にピッチングの発生が防止できて高精度化を実現
するなど、発明目的を達成した顕著な効果を奏する。
する平行ばね構造の送り案内機構によりステージを支持
するから、１段構造の微動ステージ装置が得られ、また
動作時にピッチングの発生が防止できて高精度化を実現
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
の斜面図、第２図は送り案内機構のモデルを示す説明図
、第３図は微動ステージ装置の平面図、第４図は従来の
微動ステージ装置の概念を示す説明図である。 ２・・・・ステージ ６・・・・送り案内機構 ９ａ、 ９ｂ・・・・板ばね １０、１１．１２・・・・ヒンジ部 −４トｌ ）刀 こ訣明０−霞紗１＜り・９・、る
幌丈更ｈステージＭイＥの＃ｏＢろら ”７に２ｅ 土んり３【内機未配の七デ°ル２利言
乞明図 ２−・−らｔ３困 撤
ｈステージ装置の平ｋＪ図スデ
の斜面図、第２図は送り案内機構のモデルを示す説明図
、第３図は微動ステージ装置の平面図、第４図は従来の
微動ステージ装置の概念を示す説明図である。 ２・・・・ステージ ６・・・・送り案内機構 ９ａ、 ９ｂ・・・・板ばね １０、１１．１２・・・・ヒンジ部 −４トｌ ）刀 こ訣明０−霞紗１＜り・９・、る
幌丈更ｈステージＭイＥの＃ｏＢろら ”７に２ｅ 土んり３【内機未配の七デ°ル２利言
乞明図 ２−・−らｔ３困 撤
ｈステージ装置の平ｋＪ図スデ
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、直
交する２軸方向に自由度を有する平行ばね構造の送り案
内機構により移動自由に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 |
|---|---|---|---|
| JP7283188A JPH01246033A (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 |
|---|---|---|---|
| JP7283188A JPH01246033A (ja) | 1988-03-25 | 1988-03-25 | 微動ステージ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01246033A true JPH01246033A (ja) | 1989-10-02 |
Family
ID=13500755
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7283188A Pending JPH01246033A (ja) | 1988-03-25 | 1988-03-25 | 微動ステージ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01246033A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61159349A (ja) * | 1985-12-06 | 1986-07-19 | Hitachi Ltd | 微小変位移動装置 |
-
1988
- 1988-03-25 JP JP7283188A patent/JPH01246033A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61159349A (ja) * | 1985-12-06 | 1986-07-19 | Hitachi Ltd | 微小変位移動装置 |
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