JPS61284352A - 圧電アクチユエイタ−を用いた微動ステ−ジ - Google Patents
圧電アクチユエイタ−を用いた微動ステ−ジInfo
- Publication number
- JPS61284352A JPS61284352A JP60125062A JP12506285A JPS61284352A JP S61284352 A JPS61284352 A JP S61284352A JP 60125062 A JP60125062 A JP 60125062A JP 12506285 A JP12506285 A JP 12506285A JP S61284352 A JPS61284352 A JP S61284352A
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- JP
- Japan
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- stage
- spring
- actuator
- displacement
- piezo
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- Pending
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
- G03F7/70758—Drive means, e.g. actuators, motors for long- or short-stroke modules or fine or coarse driving
-
- 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)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (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１発明の目的〕
本発明は微動ステージの改良に係り、圧電アクチュエイ
ターを駆動素子と微動するステージであり、１！動機構
が簡単、堅牢、小型にできるという圧電アクチュエイタ
ーの特長を活かし、しかも駆動電圧を大幅に低電圧化し
た微動ステージを提供することを目的とする。
ターを駆動素子と微動するステージであり、１！動機構
が簡単、堅牢、小型にできるという圧電アクチュエイタ
ーの特長を活かし、しかも駆動電圧を大幅に低電圧化し
た微動ステージを提供することを目的とする。
最近の半導体工業の飛躍的な進歩は超微細技術の進展を
促し、また超微細技術が半導体工業を進展させている。
促し、また超微細技術が半導体工業を進展させている。
このような中で、ｔＳｒ、ｖＬ−ｓ工などのマスク合わ
せ、素子観測用電子顕微鏡などにおいてはサブミクロン
の位置決め精度を必要とし、微小変位を正確に制御する
圧電アクチュエイタが用いられてきた。
せ、素子観測用電子顕微鏡などにおいてはサブミクロン
の位置決め精度を必要とし、微小変位を正確に制御する
圧電アクチュエイタが用いられてきた。
精密位置決め用素子として、圧電アクチュエイターは構
造が簡単、堅牢であり小型にできるという利点のため注
目を集めているが、１μｍの変位を発生させねのに２，
０００ ボルト程度の高電圧を要することが実用上の致
命的欠陥であった。
造が簡単、堅牢であり小型にできるという利点のため注
目を集めているが、１μｍの変位を発生させねのに２，
０００ ボルト程度の高電圧を要することが実用上の致
命的欠陥であった。
この点で、低電圧化を自重した積層型アクチュエイター
は注目に値するが、長さ１０＋＋ｗｎ５０層のアクチュ
エイターの変位率は約１μｍ ／ ５０ Ｖ 。
は注目に値するが、長さ１０＋＋ｗｎ５０層のアクチュ
エイターの変位率は約１μｍ ／ ５０ Ｖ 。
最大限界ストローク４μｍ ／ ２００ Ｖであり、実
用上の所望量より変位量がまだ一桁小さいことが欠点で
ある。
用上の所望量より変位量がまだ一桁小さいことが欠点で
ある。
この発明は上述した従来技術の欠点を解消するもので、
圧電アクチュエイターで駆動される微動ステージを動か
す手段として、圧電アクチュエイターと座屈ばねとを組
合わせ、アクチュエイターが作る変位を座屈ばねで拡大
するように構成したことを特徴とする微動ステージによ
って目的を達成したものである。
圧電アクチュエイターで駆動される微動ステージを動か
す手段として、圧電アクチュエイターと座屈ばねとを組
合わせ、アクチュエイターが作る変位を座屈ばねで拡大
するように構成したことを特徴とする微動ステージによ
って目的を達成したものである。
以下、本発明の実施例を図面に従って説明する。
実施例１
第１図は、本発明に係る圧電アクチュエイターを用いた
微動ステージの一実施例を示す原理説明図である。この
微動ステージ１は３０ｍｍＸ５０ｗｎの大きさで枠２に
嵌め込まれており、直径２ｍｏのボールベアリング３に
よって支持されているので。
微動ステージの一実施例を示す原理説明図である。この
微動ステージ１は３０ｍｍＸ５０ｗｎの大きさで枠２に
嵌め込まれており、直径２ｍｏのボールベアリング３に
よって支持されているので。
引戸のように左右に動くようになっている。
ステージ１の両側中心にはばね受けのための０．５ｍの
凸部９があり、開側面から平ばね４および５で押されて
いる。厚さ０ 、４ ｒｔｔａ 、幅３ ｍ 。
凸部９があり、開側面から平ばね４および５で押されて
いる。厚さ０ 、４ ｒｔｔａ 、幅３ ｍ 。
長さ５５１Ｉ１１１の平ばね４および５のうち、ばね５
は一端が枠２に埋め込み固定されており、他端は枠２に
ねじ込まれた無頭ねじによって圧縮されている。
は一端が枠２に埋め込み固定されており、他端は枠２に
ねじ込まれた無頭ねじによって圧縮されている。
枠２にもステージ１の凸部に対向した０、５ｍの凸部が
作られているので、枠２とステージ１の隙間２ｍに挿入
された平ばね４および５は凸部間のＩｎｍの隙間に挟ま
れて、可動範囲が０．６ｍになっている。平ばね４，５
は枠２の凸部に押されて常に反っているので、ねじ８を
締めると平ばね５は座屈変形してステージ１を右側に移
動する。
作られているので、枠２とステージ１の隙間２ｍに挿入
された平ばね４および５は凸部間のＩｎｍの隙間に挟ま
れて、可動範囲が０．６ｍになっている。平ばね４，５
は枠２の凸部に押されて常に反っているので、ねじ８を
締めると平ばね５は座屈変形してステージ１を右側に移
動する。
ステージ１の右側にも平ばね４があり２一端には圧縮力
調整用の無頭ねじ７がセットされており。
調整用の無頭ねじ７がセットされており。
他端は２ ｙｗｒ Ｘ ３ ｍ Ｘ ９ ｍｍの大きさ
で５０層の圧電アクチュエイタ−６で支持されている。
で５０層の圧電アクチュエイタ−６で支持されている。
アクチュエイタ−６に電圧を印圧すると、平ばね４が印
加電圧の大きさに応じて座屈変形し、ステージ１を左側
に押し返す。印加電圧を一定値に保持すると、ステージ
１もその位置に保持される。
加電圧の大きさに応じて座屈変形し、ステージ１を左側
に押し返す。印加電圧を一定値に保持すると、ステージ
１もその位置に保持される。
印加電圧と圧電アクチュエイタ−６の変位の関係は飽和
曲線で示されるが、ばねのバランスを利用しているため
より直線性が保てる。
曲線で示されるが、ばねのバランスを利用しているため
より直線性が保てる。
実施例２
第２図は実施例１で説明した微動ステージの電圧・変位
特性の直線性を改善した前であり、基本的には第１図と
同じである。異なる点は圧電アクチュエイター２個６，
６を対にして用いたことだけである。ステージ１を差動
することで直線性を改善したものであり、印加電圧を１
００ボルド一定とし、左右のアクチュエイタ−６，６に
はそれぞれχボルト、１００−χボルトを印加すること
により、ステージ１を０．１μｍの分解能で±５０μｍ
微動することができた。
特性の直線性を改善した前であり、基本的には第１図と
同じである。異なる点は圧電アクチュエイター２個６，
６を対にして用いたことだけである。ステージ１を差動
することで直線性を改善したものであり、印加電圧を１
００ボルド一定とし、左右のアクチュエイタ−６，６に
はそれぞれχボルト、１００−χボルトを印加すること
により、ステージ１を０．１μｍの分解能で±５０μｍ
微動することができた。
以上説明したように、圧電アクチュエイターで駆動され
るステージにおいて、ステージを動かす手段として、圧
電アクチュエイターと座屈ばねとを組み合わせアクチュ
エイターが作る変位を座屈ばねで拡大するように構成し
た。そのため本発明の圧電アクチュエイターを用いた微
動ステージは。
るステージにおいて、ステージを動かす手段として、圧
電アクチュエイターと座屈ばねとを組み合わせアクチュ
エイターが作る変位を座屈ばねで拡大するように構成し
た。そのため本発明の圧電アクチュエイターを用いた微
動ステージは。
駆動機構の構造が簡単で堅牢であり、小型にできるとい
う圧電アクチュエイターの特長を活かしたままで、変位
を数倍ないし数十倍拡大したものであり、しかも印加電
圧に対する変位が飽和特性を示したり、ヒステリシスを
示したりする圧電アクチュエイターの宿命的欠陥を大幅
にカバーすることができたので、実用上のニーズはほぼ
総ての点において満足したと言って良いであろう。
う圧電アクチュエイターの特長を活かしたままで、変位
を数倍ないし数十倍拡大したものであり、しかも印加電
圧に対する変位が飽和特性を示したり、ヒステリシスを
示したりする圧電アクチュエイターの宿命的欠陥を大幅
にカバーすることができたので、実用上のニーズはほぼ
総ての点において満足したと言って良いであろう。
第１図は本発明の実施例１に係る微動ステージ面図であ
る。 １・・・・・・ステージ、２・・・・・・枠、４，５・
・・・・平ばね。 ６・・・・・・圧電アクチュエイター。 第１図 第３図 第２図
る。 １・・・・・・ステージ、２・・・・・・枠、４，５・
・・・・平ばね。 ６・・・・・・圧電アクチュエイター。 第１図 第３図 第２図
Claims (1)
- 圧電アクチュエイターで駆動される微動ステージにおい
て、ステージを動かす手段として、圧電アクチュエイタ
ーと座屈ばねとを組み合わせ、アクチュエイターが作る
変位を座屈ばねで拡大するように構成したことを特徴と
する微動ステージ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60125062A JPS61284352A (ja) | 1985-06-11 | 1985-06-11 | 圧電アクチユエイタ−を用いた微動ステ−ジ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60125062A JPS61284352A (ja) | 1985-06-11 | 1985-06-11 | 圧電アクチユエイタ−を用いた微動ステ−ジ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61284352A true JPS61284352A (ja) | 1986-12-15 |
Family
ID=14900874
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60125062A Pending JPS61284352A (ja) | 1985-06-11 | 1985-06-11 | 圧電アクチユエイタ−を用いた微動ステ−ジ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61284352A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102714474A (zh) * | 2009-11-10 | 2012-10-03 | 麻省理工学院 | 相控阵屈曲致动器 |
-
1985
- 1985-06-11 JP JP60125062A patent/JPS61284352A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102714474A (zh) * | 2009-11-10 | 2012-10-03 | 麻省理工学院 | 相控阵屈曲致动器 |
| EP2499734A4 (en) * | 2009-11-10 | 2014-05-07 | Massachusetts Inst Technology | PHASE-CONTROLLED KNOCK ACTUATOR |
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