JPS5831404Y2 - ステ−ジの上下，左右傾斜及び前後傾斜微動装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、高密度集積回路の微細バタン加工に用いるマ
スクアライナや顕微鏡等のステージを高精度に上下、傾
斜微動させるステージの微動装置に関するものである。

従来のこの種の微動装置はステージを上下、傾斜微動さ
せるにあたり、マイクロメータヘッド等の精密ねじを用
いて該ステージ又は該ステージに突設したアーム等を直
接押すことにより、その駆動力を加えていた。

第１図はこのような従来の微動装置の実施例であり、１
はステージ、２は円板ばね、３は基体、４はボール、５
はマイクロメータヘッドである。

ステージ１は円板ばね２によって基体３に懸架支持され
ており、該ステージ１の周辺をボール４を介してマイク
ロメータヘッド５によって押すことにより該ステージ１
を上下及び傾斜微動させている。

このような従来の装置の場合、マイクロメータヘッド等
の駆動機構の精度がそのままステージの微動精度となる
。

したがって、ステージをばねで一方向に押し付ける等、
ガタやバックラッシュを極力軽減する手法を講じたとし
ても、安定して得られる微動精度は０．５〜１μｍのオ
ーダーであり、分解能として０．１〜０．２μｍオーダ
ーを得るのが限界であった。

本考案は、微動ステージを基体に対してばねで保持し、
該ばねのばね定数より遥かに小さいばね定数を有する駆
動ばねを介して、該ステージを駆動する装置により、駆
動ばねの大変形量を制御することによって該ステージの
わずかの動きを制御可能としたものであり、ステージの
上下、左右傾斜及び前後傾斜の微動精度１分解能の大幅
向上を目的とする。

以下図面により詳細に説明する。第２図は本考案の実施
例である。

図中の６はステージ、７は基体、８は円板ばね、９は駆
動ばね、１０はばね座、１１はボール、１２は板体、１
３はねじである。

ステージ６は基体７の上部に円板ばね８によって懸架支
持されており、またステージ６の下面には垂直方向に、
コイル状の駆動ばね９の一端が取り付けられており、駆
動ばね９の他端は、ばね座１０、ボール１１を介して基
体７の下部の板体１２を垂直方向に螺合貫通するねじ１
３で押されるようになっている。

駆動ばね９はステージ６の下面の３〜４個所に取り付け
てあり、各ねじ１３の回動量の調整により、駆動ばね９
を変形させ、これによりステージ６の駆動ばね取り付は
点にステージ駆動力を加える。

各駆動ばね９の変形量を変えるとステージ６の各駆動ば
ね取り付は点に働く力が変わり、円板ばね８が不均一に
撓んでステージ６の傾斜角が変わる。

また各駆動ばね９を同一量変形させれば、ステージ６は
上下方向に動く。

この際、駆動ばね９の変形量に対するステージ６の駆動
ばね取り付は点の変位の比は、駆動ばね９のばね定数と
円板ばね８のばね定数の比に等しい。

そして今、駆動ばね９のばね定数は、円板ばね８のばね
定数に比して遥かに小さくしである。

したがって、駆動ばね９の大変形に対して、円板ばね８
はわずかじか変形せず、駆動ばね９の変形量の調整によ
り、駆動ばね９と円板ばね８のばね定数比に相当する比
率で縮小されたステージ６の微動を得ることができる。

第２図の実施例においては、駆動ばねの駆動をねじの回
転により行うようにしたが、このようなねじの回動をモ
ータにより駆動するようにしてもよく、また、駆動ばね
を電磁力、気体圧、液体圧で駆動するようにしてもよい
。

本考案によれば、以上説明したように、ステージを支持
基体に対し保持するように設けたばねに対し、ばね定数
の遥かに小さい駆動用ばねを介してステージを駆動する
ようになしたものであるがら駆動用ばねの大きな変位に
対しステージを微調整することができ、ステージの上下
方向及び傾斜の微動精度５分解能がすぐれたものとなり
、従来と同程度の装置製作技術９組立技術によす、０．
０５〜０．２μｍオーダーの微動精度、０．０１〜０．
０５μｍオーダーの分解能が比較的容易に得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のステージ微動装置の一例、第２図は本考
案のステージの上下、左右傾斜及び前後傾斜微動装置の
実施例である。 １．６・・・・・・ステージ、２，８・・・・・・円板
ばね、３，７・・・・・・基体、４，１１・・・・・・
ボール、５・・・・・・マイクロメータヘッド、９・・
・・・・駆動ばね、１０・・・・・・ばね座、１２・・
・・・・板体、１３・・・・・・ねじ。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. （１）ステージに付与し得る左右９前後、上下、左右傾
   斜７前後傾斜９回転の６種類の自由度の微動のうち、該
   ステージが基本に対し、上下、左右傾斜９前後傾斜の３
   自由度の微動のみなし得るように、該ステージを、微動
   自由度を得ようとする前記方向にのみ弾性的に変形し得
   、他方向には該他方向に対し変形量を無視し得る程度し
   か変形し得ないばねにより該基体に対して保持し、該ス
   テージを微動させるのに、該ばねの該方向のばね定数よ
   り遥かに小なるばね定数を有する駆動ばねを介して前記
   ステージに駆動力を加け、該駆動ばねの駆動量により、
   前記ステージの上下、傾斜微動を制御するようになした
   ことを特徴とするステージの上下、左右傾斜及び前後傾
   斜微動装置。
2. （２）ステージを円板ばねによって基体に懸架して、ス
   テージが該円板ばねの弾性変形の範囲内で傾斜及び上下
   動のみし得るようにせしめ、該ステージの周辺を該円板
   ばねより遥かにばね定数が小さいコイル状の駆動ばねを
   介して押し、該駆動ばねの駆動量により、ステージの傾
   斜及び上下微動を制御することを特徴とする実用新案登
   録請求の範囲第１項記載のステージの上下、左右傾斜及
   び前後傾斜微動装置。