JPS5828167A - 移動支持台 - Google Patents
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- JPS5828167A JPS5828167A JP57084099A JP8409982A JPS5828167A JP S5828167 A JPS5828167 A JP S5828167A JP 57084099 A JP57084099 A JP 57084099A JP 8409982 A JP8409982 A JP 8409982A JP S5828167 A JPS5828167 A JP S5828167A
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Classifications
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01Q—SCANNING-PROBE TECHNIQUES OR APPARATUS; APPLICATIONS OF SCANNING-PROBE TECHNIQUES, e.g. SCANNING PROBE MICROSCOPY [SPM]
- G01Q10/00—Scanning or positioning arrangements, i.e. arrangements for actively controlling the movement or position of the probe
- G01Q10/04—Fine scanning or positioning
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y35/00—Methods or apparatus for measurement or analysis of nanostructures
-
- G—PHYSICS
- G12—INSTRUMENT DETAILS
- G12B—CONSTRUCTIONAL DETAILS OF INSTRUMENTS, OR COMPARABLE DETAILS OF OTHER APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G12B1/00—Sensitive elements capable of producing movement or displacement for purposes not limited to measurement; Associated transmission mechanisms therefor
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
- H02N2/0095—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing combined linear and rotary motion, e.g. multi-direction positioners
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
- H02N2/02—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing linear motion, e.g. actuators; Linear positioners ; Linear motors
- H02N2/021—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing linear motion, e.g. actuators; Linear positioners ; Linear motors using intermittent driving, e.g. step motors, piezoleg motors
- H02N2/023—Inchworm motors
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
- H02N2/10—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors
- H02N2/101—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors using intermittent driving, e.g. step motors
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- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (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】
本発明は、例えば顕微鏡の使用時及びデバイスの製造時
にナノメートル範囲の変位を可能にする電気的移動支持
台に関する。
にナノメートル範囲の変位を可能にする電気的移動支持
台に関する。
半導体技術の出現に伴なって、電子部品の構造は寸法が
劇的に減少した。従づてマイクロメートルの領域の能働
及び受動電子部品の製造を可能にする新しい製造方法が
開発されなければならなかった。明−らかにこの傾向は
より一層小さな構造をめざしている。
劇的に減少した。従づてマイクロメートルの領域の能働
及び受動電子部品の製造を可能にする新しい製造方法が
開発されなければならなかった。明−らかにこの傾向は
より一層小さな構造をめざしている。
構造が小さければ小さい程、それが形成される材料の表
面状態が重要になる。従って製造工程の実行前、最中及
びその後に表面を観察する必要性２関連して表面科学に
対する興味が増大している。
面状態が重要になる。従って製造工程の実行前、最中及
びその後に表面を観察する必要性２関連して表面科学に
対する興味が増大している。
視覚化が望まれ石表面特徴はナノメートル範囲にあり、
電子ビーム顕微鏡の分解能を大きく下回っている。この
範囲の特徴を見る１つの既知の方法は、走査トンネリン
グ・マイクロスコピー（ｓｃａｎｎｉｎｇｔｕｎｎｅｌ
ｌｉｎｇ ｍ１ｃｒｏｓｃｏｐｙ）によるものである。
電子ビーム顕微鏡の分解能を大きく下回っている。この
範囲の特徴を見る１つの既知の方法は、走査トンネリン
グ・マイクロスコピー（ｓｃａｎｎｉｎｇｔｕｎｎｅｌ
ｌｉｎｇ ｍ１ｃｒｏｓｃｏｐｙ）によるものである。
この方法においては、点電極ラーベるべき表面との間の
ギヤツブ全トンネリングする電子の流れが、ギャップを
一足に−保ち且つギャップを制御するために必要なサー
ボの電流を測定する事によって、′一定のレベルに維持
される。
ギヤツブ全トンネリングする電子の流れが、ギャップを
一足に−保ち且つギャップを制御するために必要なサー
ボの電流を測定する事によって、′一定のレベルに維持
される。
デバイスの製造において、集積回路特にモノリシック回
路における抵抗、インダクタンス盈びトランジスタ等の
部品及び配線の寸法は久しくマイクロメートルのオーダ
ーに入っている。これらのデバイスの製造方法は例えば
電子ビーム及びレーザ・ビーム処理を含むが、これらは
、マスク並びにチップ及び基板全ナノメートル範囲の許
容誤差で正確に位置付ける必要がある。
路における抵抗、インダクタンス盈びトランジスタ等の
部品及び配線の寸法は久しくマイクロメートルのオーダ
ーに入っている。これらのデバイスの製造方法は例えば
電子ビーム及びレーザ・ビーム処理を含むが、これらは
、マスク並びにチップ及び基板全ナノメートル範囲の許
容誤差で正確に位置付ける必要がある。
これらの技術は全て再現性のある線型の変位が０゛１〜
１０ｎｍのステップの整数倍の距離において２つの直交
する方向に行なわれる手金必要とする。また多くの工程
及び観察方法は超高真空中（又は制御された圧力の気体
雰囲気中）で、且つ数百℃から殆んど０°Ｋに及ぶ温度
において行なわれなければならないので、さらに事情は
複雑である。
１０ｎｍのステップの整数倍の距離において２つの直交
する方向に行なわれる手金必要とする。また多くの工程
及び観察方法は超高真空中（又は制御された圧力の気体
雰囲気中）で、且つ数百℃から殆んど０°Ｋに及ぶ温度
において行なわれなければならないので、さらに事情は
複雑である。
先行技術（ＩＢＭ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｄｉｓｃｌ
ｏｓｕｒｅＢｕｌｌｅｔｉｎ、Ｖａｔ、２２、扁７、ｐ
、 ２８９７、Ｄｅｃｅｍｂｅｒ１９７９ ）におい
て粗及び微調整機能を有する圧電駆動機構が知られてい
る。それによると１・Ｉ（字形の圧′也結晶の１ｌ１１
’に交互に留め結晶の中央の悴に収縮もしくは伸長させ
る事によってその圧電結遁がスチールの内１１（卜で虫
のような方式で動く事ができる。Ｘ及びｙ方向に動く事
を可能にするためには当然２つＯそのような装置が必要
であろう。
ｏｓｕｒｅＢｕｌｌｅｔｉｎ、Ｖａｔ、２２、扁７、ｐ
、 ２８９７、Ｄｅｃｅｍｂｅｒ１９７９ ）におい
て粗及び微調整機能を有する圧電駆動機構が知られてい
る。それによると１・Ｉ（字形の圧′也結晶の１ｌ１１
’に交互に留め結晶の中央の悴に収縮もしくは伸長させ
る事によってその圧電結遁がスチールの内１１（卜で虫
のような方式で動く事ができる。Ｘ及びｙ方向に動く事
を可能にするためには当然２つＯそのような装置が必要
であろう。
先行技術（ＩＢＭ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｄｉｓｃｌ
ｏｓｕｒｅＢｕｌｌｅｔｉｎ、Ｖｏｌ、２３、Ａ７Ｂ、
ｐｐ、 ３５６９〜３５７０、Ｄｅｃｅｍｂｅｒ １
９８０）において、４本の圧電的に収縮可能な脚上に載
せられた内側テーブル及び圧電結晶によって上記テーブ
ルに取り付けられ同様に４本の収縮可能な脚を有する外
側圧電フレームから成る圧電移動支持台が知られている
。
ｏｓｕｒｅＢｕｌｌｅｔｉｎ、Ｖｏｌ、２３、Ａ７Ｂ、
ｐｐ、 ３５６９〜３５７０、Ｄｅｃｅｍｂｅｒ １
９８０）において、４本の圧電的に収縮可能な脚上に載
せられた内側テーブル及び圧電結晶によって上記テーブ
ルに取り付けられ同様に４本の収縮可能な脚を有する外
側圧電フレームから成る圧電移動支持台が知られている
。
これら両方の支持台に関する実験によれば、その運動は
所望の精度に関しては再現性がなく、また充分に容易に
操作できるには精巧すぎる制御が必要である。また移動
支持台が載っている表面の粗さ又は汚染により、その脚
の１つが表面との接触を失ない、従って支持台が傾く傾
向を生じ、正確な移動を妨げる可能性がある。
所望の精度に関しては再現性がなく、また充分に容易に
操作できるには精巧すぎる制御が必要である。また移動
支持台が載っている表面の粗さ又は汚染により、その脚
の１つが表面との接触を失ない、従って支持台が傾く傾
向を生じ、正確な移動を妨げる可能性がある。
本発明の目的は、先行技術の欠点を避は且つ新しい次元
の連動即ち回転運動全付加した移動支持台を提案する事
である。
の連動即ち回転運動全付加した移動支持台を提案する事
である。
本発明の実施例の詳細を図面全参照しながら説明する。
第１図は移動支持台１の概略的構潰を示す。圧電（ｐｉ
ｅｚｏ−ｅｌｅｃｔｒｉｃ）板２は、円杉の圧電結情６
（第２図）から成り、その上面には電極４を有し、下面
には電極５を有する。この型の圧電結晶組立体は市販さ
れている。圧電板２は５本の脚６によって支持され、そ
の上端は例えばねじによって板２に固定され、その下端
は誘電体層７の上に載せられている。層７は脚６の下面
−ヒに被覆されていても、又支持体がその上で動くベン
チ８と脚６との間に自由に配性されていてもよい。もち
ろん誘電体層７はベンチ８の表面上に被覆されていても
よい。
ｅｚｏ−ｅｌｅｃｔｒｉｃ）板２は、円杉の圧電結情６
（第２図）から成り、その上面には電極４を有し、下面
には電極５を有する。この型の圧電結晶組立体は市販さ
れている。圧電板２は５本の脚６によって支持され、そ
の上端は例えばねじによって板２に固定され、その下端
は誘電体層７の上に載せられている。層７は脚６の下面
−ヒに被覆されていても、又支持体がその上で動くベン
チ８と脚６との間に自由に配性されていてもよい。もち
ろん誘電体層７はベンチ８の表面上に被覆されていても
よい。
圧電結晶５の上側′ば極４上には集電摺動子９が載せら
れ、良好な実施例では電気的に接地されている。下側電
極５に接触する同様の摺動子１０は電圧源に接続芒れ、
以下説明するように圧電結晶５に付勢電圧を加えるよう
に作用する。
れ、良好な実施例では電気的に接地されている。下側電
極５に接触する同様の摺動子１０は電圧源に接続芒れ、
以下説明するように圧電結晶５に付勢電圧を加えるよう
に作用する。
脚６の１つの詳細は第３図に示されている、下側電極５
を移動支持台の残りの部分から絶縁するために、脚６の
各々は絶縁部材１１を有する。部材１１は表面伝導によ
るブレークダウンを防ぐために、一体的に形成された絶
縁円板１２を有しても良い。絶縁部材１１はねじ１５（
セラミック製でもよい）によって板２に固定される。絶
縁体の下面１，４はスチール・ボール１６の１戴径より
も少し小さな直径の孔１５を有し、その中にボール１６
が部分的に入り込んでいる。
を移動支持台の残りの部分から絶縁するために、脚６の
各々は絶縁部材１１を有する。部材１１は表面伝導によ
るブレークダウンを防ぐために、一体的に形成された絶
縁円板１２を有しても良い。絶縁部材１１はねじ１５（
セラミック製でもよい）によって板２に固定される。絶
縁体の下面１，４はスチール・ボール１６の１戴径より
も少し小さな直径の孔１５を有し、その中にボール１６
が部分的に入り込んでいる。
ボール１６は、金属の足１８１７ＣＬＪ）開場れた対応
する孔１７の中にも入り込んでいる。この構成は絶縁体
１１の軸と足１８とがある程度相互に傾く手金可能にす
る。これは、支持台が移動する表面が何らかの汚染を有
するか又は完全に平面的でない可能性があり、従って誘
電体層１９に生じるクランプ力が減少するおそれがある
という事実を考慮すると、非常に有利である事が判明し
ている。
する孔１７の中にも入り込んでいる。この構成は絶縁体
１１の軸と足１８とがある程度相互に傾く手金可能にす
る。これは、支持台が移動する表面が何らかの汚染を有
するか又は完全に平面的でない可能性があり、従って誘
電体層１９に生じるクランプ力が減少するおそれがある
という事実を考慮すると、非常に有利である事が判明し
ている。
第５図に示す誘電体層１９は足１Ｂの下面に被覆されて
おり、支持台１が移動すべきベンチ８の表面から足１８
を絶縁している。もちろん以前に述べたよ、うにベンチ
８の表面を誘電体層１９で覆う事によっても同じ絶縁効
果が得られる。また、足１８から伸び出した環状のへり
２０（第４図）によって誘電体１９全足１８の１に保持
しても良い。
おり、支持台１が移動すべきベンチ８の表面から足１８
を絶縁している。もちろん以前に述べたよ、うにベンチ
８の表面を誘電体層１９で覆う事によっても同じ絶縁効
果が得られる。また、足１８から伸び出した環状のへり
２０（第４図）によって誘電体１９全足１８の１に保持
しても良い。
足１８とベンチ８との間に誘電体を設ける目的は支持台
１の運動を制御するために足とベンチとの間に選択的に
クランプ作用を発生させる手金可能にする事゛である。
１の運動を制御するために足とベンチとの間に選択的に
クランプ作用を発生させる手金可能にする事゛である。
支持台にナノメートルのオーダーの移動を行なわせる事
を意図しているので、支持台が移動する時互いに摺動す
る表面が非常に良く曹かれている事が重要である。良好
な実施例において誘電体１９はチタン酸ストロンチウム
５ｒＴｉ０３から成る。こｐ物質は高い誘電率を有する
耐熱性化合物であって、容易に磨く事ができる。
を意図しているので、支持台が移動する時互いに摺動す
る表面が非常に良く曹かれている事が重要である。良好
な実施例において誘電体１９はチタン酸ストロンチウム
５ｒＴｉ０３から成る。こｐ物質は高い誘電率を有する
耐熱性化合物であって、容易に磨く事ができる。
装求がそれ程厳しくない場合は、誘電体は単にポリエス
テル、ポリマー又はポリアミド膜でもよい。
テル、ポリマー又はポリアミド膜でもよい。
クランプ動作は、誘電体によって隔てら朴た２枚の平行
電極間の電場による周知の静電引力によって達成される
。厚さが０．１ ｍ ｍで誘電率ε が５×１０ のＳ
ｒ Ｔ ｉ ０３板を用い、電場強１ｗＥが２．２Ｘ
１０ Ｖｃｒｓ であるような良好な実施例にお
いて、下記の公式を用いると、 単位面積当りに作用する力ｐ ：Ｉ Ｎ ／ ｃｍ２が
得られる。従って足１８とベンチ８との間に電圧が加え
られなければならず、そのために足に端子２１が取り付
けられている。滑らかな動作のため１ｃはｄａ電圧が勧
められるが、クランプ動作はａｃ電圧を用いても得られ
る。
電極間の電場による周知の静電引力によって達成される
。厚さが０．１ ｍ ｍで誘電率ε が５×１０ のＳ
ｒ Ｔ ｉ ０３板を用い、電場強１ｗＥが２．２Ｘ
１０ Ｖｃｒｓ であるような良好な実施例にお
いて、下記の公式を用いると、 単位面積当りに作用する力ｐ ：Ｉ Ｎ ／ ｃｍ２が
得られる。従って足１８とベンチ８との間に電圧が加え
られなければならず、そのために足に端子２１が取り付
けられている。滑らかな動作のため１ｃはｄａ電圧が勧
められるが、クランプ動作はａｃ電圧を用いても得られ
る。
第５図を参照して、支持台１の直線的移動全説明する。
電圧が圧電結晶５に印加される時、結晶に変形が生じ、
そのために直径が収縮して厚さが増加する。支持台１を
移動させるために使われるのは収縮の方であり、厚さの
増加は非常に小さくここでは用いられない。
そのために直径が収縮して厚さが増加する。支持台１を
移動させるために使われるのは収縮の方であり、厚さの
増加は非常に小さくここでは用いられない。
時刻ｔ。（第６図）において、第５図の足２２及び２３
が静電的にベンチ８にクランプされ足、２４が解放さ１
していると仮定する。時刻・ｔｌにおいて電圧が板２に
印加されると、圧電結晶の収縮は足２４を、矢印２５で
示されているように、足２２と２３とを結ぶ直線に直交
する方向に動かす。
が静電的にベンチ８にクランプされ足、２４が解放さ１
していると仮定する。時刻・ｔｌにおいて電圧が板２に
印加されると、圧電結晶の収縮は足２４を、矢印２５で
示されているように、足２２と２３とを結ぶ直線に直交
する方向に動かす。
次に時刻ｔ２において足２４をクランプし、同時に足２
２及び２３を解放する。次に時刻ｔ８において板２にか
かる電圧全除去すると足２２及び２５は各々矢印２６及
び２７の方向に動かされる。
２及び２３を解放する。次に時刻ｔ８において板２にか
かる電圧全除去すると足２２及び２５は各々矢印２６及
び２７の方向に動かされる。
次に時刻ｔ４において足２４が解放され（足２２及び２
５が再びクランプされる。そして時刻ｔ５において再び
板２に電圧が加えられ、収縮により足２４は矢印２５の
方向に移動する。以上同様。
５が再びクランプされる。そして時刻ｔ５において再び
板２に電圧が加えられ、収縮により足２４は矢印２５の
方向に移動する。以上同様。
足２２と２３との間に起きる収縮はベンチ８に関する支
持台１のいかなる運動も生じさせ得ない。
持台１のいかなる運動も生じさせ得ない。
というのはそれらの足はクランプされ、収縮は足と絶縁
部材との間のボール・ベアリングによって吸収されるか
らである。
部材との間のボール・ベアリングによって吸収されるか
らである。
もちろん支持台１は、足２２及び２４、又は２５及び２
４′（ｉｌ−適当にクランプする事によって、矢印２５
の方向から１２０°の角度をなす他の２つの方向のいず
れかに同様の方法で動かす事ができる。
４′（ｉｌ−適当にクランプする事によって、矢印２５
の方向から１２０°の角度をなす他の２つの方向のいず
れかに同様の方法で動かす事ができる。
第７図は支持台１が実行できる回転運動ケ（誇張して）
示す上面図、第８図は関連するタイミング図である。足
２２は常にベンチ８にクランプされている。最初（１）
足２３及び２４は自由に動く事ができる。板２の圧電結
晶に電圧が加えら打る（ｔｌ）と、板は収縮し足２５及
び２４は矢印２８及び２９に示すように足２２に向って
位置５０及び３１へ動く。時刻ｔ２に足２４はベンチ８
にクランプされ、足２６だけが解放されている。
示す上面図、第８図は関連するタイミング図である。足
２２は常にベンチ８にクランプされている。最初（１）
足２３及び２４は自由に動く事ができる。板２の圧電結
晶に電圧が加えら打る（ｔｌ）と、板は収縮し足２５及
び２４は矢印２８及び２９に示すように足２２に向って
位置５０及び３１へ動く。時刻ｔ２に足２４はベンチ８
にクランプされ、足２６だけが解放されている。
時刻ｔ３において板２から付勢電圧が除かれる時、板は
再び膨張する。足２２及び２４がクランプされているの
で、板２／／′ｉ初期の位置金地る事ができずζ膨張に
より足２３は矢印５２に従って位置３５に移る。
再び膨張する。足２２及び２４がクランプされているの
で、板２／／′ｉ初期の位置金地る事ができずζ膨張に
より足２３は矢印５２に従って位置３５に移る。
足２４はこれまでクランプされていたので、板２の膨張
はこの足の位置に対して何の影４も与え得す、対応する
脚が板２に固定されている点に生じた変位はその脚のボ
ール・ベアリングによって吸収される。時刻ｔ４に足２
４力解放されると、ボールは足２４を矢印５４に沿つ・
て位置３５に動かそうとする。このサイクルの終了時に
板２は足２２０回りに微小な角γだけ回転している。こ
れは足と板２の中心Ｍとの間の初期の線と、足と中心Ｍ
′との間の線との間の角度である。
はこの足の位置に対して何の影４も与え得す、対応する
脚が板２に固定されている点に生じた変位はその脚のボ
ール・ベアリングによって吸収される。時刻ｔ４に足２
４力解放されると、ボールは足２４を矢印５４に沿つ・
て位置３５に動かそうとする。このサイクルの終了時に
板２は足２２０回りに微小な角γだけ回転している。こ
れは足と板２の中心Ｍとの間の初期の線と、足と中心Ｍ
′との間の線との間の角度である。
次のサイクルは時刻ｔ に始まる。足２２が常にクラン
プされ足２３及び２４が解放され板２が新たに収縮する
ので、足２５及び２４は各々位置５５及び５５からＪＬ
２２に向って矢印５６及び６７に沿って移動し、中間位
置５Ｂ及び５９を取る。
プされ足２３及び２４が解放され板２が新たに収縮する
ので、足２５及び２４は各々位置５５及び５５からＪＬ
２２に向って矢印５６及び６７に沿って移動し、中間位
置５Ｂ及び５９を取る。
時刻ｔ に足２４が位置５９にクランプされ、時刻ｔ７
において板２から付勢電圧が除かれる。膨張により足２
３は矢印４０に沿って位置４１に移る。時刻ｔ にクラ
ンプ動作圧が除かれた後、足２４は矢印４２に従って位
置４５に移動する。
において板２から付勢電圧が除かれる。膨張により足２
３は矢印４０に沿って位置４１に移る。時刻ｔ にクラ
ンプ動作圧が除かれた後、足２４は矢印４２に従って位
置４５に移動する。
第７図から明らかなように、板２の中心は円弧４４に沿
ってＭからＭ”４経てＭ” へ移動し、従って足２３
及び２４は初期の位置から共通の円４５に沿って各々位
置４１及び４′５へ移動する。
ってＭからＭ”４経てＭ” へ移動し、従って足２３
及び２４は初期の位置から共通の円４５に沿って各々位
置４１及び４′５へ移動する。
関係する足のクランプ動作を適当に制御する事によって
、他の２つの足２５及び２４のいずれの回りでも板２に
同様の回転移動を行なわせる事ができる。
、他の２つの足２５及び２４のいずれの回りでも板２に
同様の回転移動を行なわせる事ができる。
デバイスが調査観察のために回転される事が重要である
場合、デバイスは明らかに板２の回転を通じてクランプ
され続ける足の一上に置かれなければなら尤い。
場合、デバイスは明らかに板２の回転を通じてクランプ
され続ける足の一上に置かれなければなら尤い。
ｘ−ｙ移動が意図される場合、調倉されるべきデバイス
は、常にクランプされる足の反対側の板２のへりに置か
なければならないであろう。というのは非常に小さなス
テップが関与している半金考慮すると上記へり領域の変
位は良い近似で直線的であるとみなされるからである。
は、常にクランプされる足の反対側の板２のへりに置か
なければならないであろう。というのは非常に小さなス
テップが関与している半金考慮すると上記へり領域の変
位は良い近似で直線的であるとみなされるからである。
移動方向は上記足から遠ざかる方向に対して直交する方
向である。
向である。
より長いＸ−ｙ移動が必要な場合、正確なＸ−ｙ移動が
得られるように位置合せして２つの支持台１を積み重ね
る事ヲ考えても良い。−上記の説明は−、圧電結晶の全
表面を上部電極及び下部電極が覆った市販の圧電板を用
いる事を薊提にしている。そのような板は典型的には２
〜５ｍの１Ｍ径を有する。しかし電極の特別な設計によ
って、所望の動きを行なわせるのに必要な制御パルスの
パターン全いくらか単純化する事、又は支持台１の移動
径路全具体的な応用の特別な必要に適合させる事ができ
るであろう。
得られるように位置合せして２つの支持台１を積み重ね
る事ヲ考えても良い。−上記の説明は−、圧電結晶の全
表面を上部電極及び下部電極が覆った市販の圧電板を用
いる事を薊提にしている。そのような板は典型的には２
〜５ｍの１Ｍ径を有する。しかし電極の特別な設計によ
って、所望の動きを行なわせるのに必要な制御パルスの
パターン全いくらか単純化する事、又は支持台１の移動
径路全具体的な応用の特別な必要に適合させる事ができ
るであろう。
板２を支持している脚が剛体的即ち第５図に示すような
「蝶番」を持たない場合、支持台１が移動する時に相互
変位が起きる足６、誘電体７及びベンチ８の表面は絶対
的に同一平面上に保持されなければならない。−上記の
「蝶番」構造においては、足の接触面が容易に誘電体又
はベンチに適合できる。従って平坦で磨かれた接触面だ
けが必要である。
「蝶番」を持たない場合、支持台１が移動する時に相互
変位が起きる足６、誘電体７及びベンチ８の表面は絶対
的に同一平面上に保持されなければならない。−上記の
「蝶番」構造においては、足の接触面が容易に誘電体又
はベンチに適合できる。従って平坦で磨かれた接触面だ
けが必要である。
これまでの説明から、ここで提案した支持台は先行技術
を上回る多くの重要な利点を有する唄が明らかであろう
。５ｒＴｉ０３が誘電体として用いられた時、その材料
は支持台が超高真空中で（先行−ｆるベーク・アウト工
程を伴なって） ７１ｊひ！低温から数百℃の温度で動
作する半金可能謳する。
を上回る多くの重要な利点を有する唄が明らかであろう
。５ｒＴｉ０３が誘電体として用いられた時、その材料
は支持台が超高真空中で（先行−ｆるベーク・アウト工
程を伴なって） ７１ｊひ！低温から数百℃の温度で動
作する半金可能謳する。
支持台は僅かの電気接続を除けばいかなる外部駆動機構
からも機械的に分離されている。従って防振ベンチ上で
動作するのに適している。圧電板２の動作又は足のクラ
ンプ動作のいずれも認め得る程度の迷電場を生ぜず、且
つ磁場も関与しない。
からも機械的に分離されている。従って防振ベンチ上で
動作するのに適している。圧電板２の動作又は足のクラ
ンプ動作のいずれも認め得る程度の迷電場を生ぜず、且
つ磁場も関与しない。
この事は電子ビーム又はイオン・ビーム処理に関して支
持台を用いる場合にｉｔである。
持台を用いる場合にｉｔである。
第１−は、移動支持台の概略斜視図、
第２図は、圧電板の構造を示す図、
第５図は、脚の詳細を示す図、
第４図は、脚の下部の代替的構造を示す図、第５図は、
支持台の直線的移動を説明する図−ζ第６図は、第５図
の移動に関するタイミング図、第７図は、支持台の回転
移動ｔａ明する図、第８図は、第７図の回転移動に関す
るタイミング図である。 １・・・・支持台、２・・・・圧電板、５・・・・圧電
結晶、４．５・・・・電極、６・・・・脚、８・・・・
ベンチ、７．１９・・・・誘電体、１８・・・・足。
支持台の直線的移動を説明する図−ζ第６図は、第５図
の移動に関するタイミング図、第７図は、支持台の回転
移動ｔａ明する図、第８図は、第７図の回転移動に関す
るタイミング図である。 １・・・・支持台、２・・・・圧電板、５・・・・圧電
結晶、４．５・・・・電極、６・・・・脚、８・・・・
ベンチ、７．１９・・・・誘電体、１８・・・・足。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 圧宵板及びベンチ面の上方に上記圧電板全支持するため
の複数の脚より成る、物体を直線的及び同転的に変位さ
せるための電気的移動支持台であって、 上記板が、１対の電極の接続された圧電結晶より成り、 上記各脚が、誘電体によって上記ベンチ面から分離され
た導電性の足を有し、上記足と上記ベンチ面との間の上
記誘電体にかかる電位差の存在に応答して上記足を上記
ベンチ面に静電的にクランプするように構成された移動
支持台。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP811062298 | 1981-08-10 | ||
| EP81106229A EP0071666B1 (en) | 1981-08-10 | 1981-08-10 | Electric travelling support |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5828167A true JPS5828167A (ja) | 1983-02-19 |
| JPH0361302B2 JPH0361302B2 (ja) | 1991-09-19 |
Family
ID=8187853
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57084099A Granted JPS5828167A (ja) | 1981-08-10 | 1982-05-20 | 移動支持台 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4422002A (ja) |
| EP (1) | EP0071666B1 (ja) |
| JP (1) | JPS5828167A (ja) |
| DE (1) | DE3168777D1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007518089A (ja) * | 2004-01-08 | 2007-07-05 | トーラブズ・インコーポレーテッド | 圧電位置決め装置 |
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| RU2516258C1 (ru) * | 2012-09-21 | 2014-05-20 | Владимир Михайлович Нелюбов | Пьезоустройство пошагового перемещения |
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- 1981-08-10 EP EP81106229A patent/EP0071666B1/en not_active Expired
- 1981-08-10 DE DE8181106229T patent/DE3168777D1/de not_active Expired
-
1982
- 1982-05-20 JP JP57084099A patent/JPS5828167A/ja active Granted
- 1982-08-09 US US06/406,653 patent/US4422002A/en not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4422002A (en) | 1983-12-20 |
| EP0071666A1 (en) | 1983-02-16 |
| DE3168777D1 (en) | 1985-03-21 |
| JPH0361302B2 (ja) | 1991-09-19 |
| EP0071666B1 (en) | 1985-02-06 |
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