JPS6234746A - 微小距離駆動装置 - Google Patents
微小距離駆動装置Info
- Publication number
- JPS6234746A JPS6234746A JP17189185A JP17189185A JPS6234746A JP S6234746 A JPS6234746 A JP S6234746A JP 17189185 A JP17189185 A JP 17189185A JP 17189185 A JP17189185 A JP 17189185A JP S6234746 A JPS6234746 A JP S6234746A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- driving
- drive
- piezo element
- clamping
- rigidity
- 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
-
- 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
- B23Q1/28—Means for securing sliding members in any desired position
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (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］
本発明は微小距離駆動装置に関し、特に半導体製造装置
などにおいて超精密位置決めを行なうのに必要な微小距
離のリニアアクチュエータとしての微小距離駆動装置に
関する。
などにおいて超精密位置決めを行なうのに必要な微小距
離のリニアアクチュエータとしての微小距離駆動装置に
関する。
［従来の技術］
従来、半導体製造装置例えば露光装置等においてマスク
やウェハを基準面に位置合わせするために、微小距離を
高速で変位させる微小距離駆動装置として圧電効果を利
用したピエゾ素子によるものがある。このような変位手
段としてのピエゾ素子には、大別して変位ストロークは
良いが剛性の低いパルモルフ型と、変位ストロークは短
いが剛性の高いスタック型とがあり、良ストロークを高
剛性で駆動するためにはスタック型のピエゾ素子を多数
積み重ねなければならなかったので、駆動素子の寸法が
長大になってしまうという欠点があった。
やウェハを基準面に位置合わせするために、微小距離を
高速で変位させる微小距離駆動装置として圧電効果を利
用したピエゾ素子によるものがある。このような変位手
段としてのピエゾ素子には、大別して変位ストロークは
良いが剛性の低いパルモルフ型と、変位ストロークは短
いが剛性の高いスタック型とがあり、良ストロークを高
剛性で駆動するためにはスタック型のピエゾ素子を多数
積み重ねなければならなかったので、駆動素子の寸法が
長大になってしまうという欠点があった。
［発明が解決しようとする問題点］
本発明の課題は、前述の従来技術の欠点を解消して、寸
法のコンパクトな駆動装置構成で長ストロークの高剛性
駆動を実現することであり、そのような微小距離駆動装
置を提供することである。
法のコンパクトな駆動装置構成で長ストロークの高剛性
駆動を実現することであり、そのような微小距離駆動装
置を提供することである。
Ｅ問題点の解決手段］
前述の課題を達成するために、本発明によれば、比較的
駆動距離が良く剛性の低い第１の駆動部と、比較的駆動
距離が短く剛性の高い第２の駆動部とが縦続接続され、
前記第１の駆動部が支持基台に支持されて第２の駆動部
により被駆動体が駆動されるようにした微小距離駆動装
置が提供される。
駆動距離が良く剛性の低い第１の駆動部と、比較的駆動
距離が短く剛性の高い第２の駆動部とが縦続接続され、
前記第１の駆動部が支持基台に支持されて第２の駆動部
により被駆動体が駆動されるようにした微小距離駆動装
置が提供される。
この場合、第１の駆動部と第２の駆動部との接続部は、
クランプ手段によって第１の駆動部の変位方向の剛性以
上の剛性をもって基台に対して固定できるようになされ
ている。
クランプ手段によって第１の駆動部の変位方向の剛性以
上の剛性をもって基台に対して固定できるようになされ
ている。
第１の駆動部としてはバイモルフ型ピエゾ素子またはダ
イヤフラムヤベローズなどの流体アクチュエータを用い
ることかでき、第２の駆動部にはスタックを型ピエゾ素
子を用いることができる。
イヤフラムヤベローズなどの流体アクチュエータを用い
ることかでき、第２の駆動部にはスタックを型ピエゾ素
子を用いることができる。
［作用］
本発明の微小距離駆動装置では、第１の駆動部によって
被駆動体が基台に対して長ストロークで変位して粗い位
置精度で停止し、クランプ手段によって第１の駆動部と
第２の駆動部との接続部を基台に対して固定したのち、
第２の駆動部によって被駆動体を微動変位して高精度に
位置決めする。
被駆動体が基台に対して長ストロークで変位して粗い位
置精度で停止し、クランプ手段によって第１の駆動部と
第２の駆動部との接続部を基台に対して固定したのち、
第２の駆動部によって被駆動体を微動変位して高精度に
位置決めする。
従って被駆動体の変位方向に関する駆動部の剛性に対し
て第１の駆動部は関与せず、第１の駆動部とクランプ手
段の剛性によって高剛性駆動鏝構が実現でき、しかも変
位ストロークは第１の駆動部によって充分良いものとす
ることができ、さらに駆動部仝休が第１と第２の二つだ
けの部分の積み重ねで構成できるので、装置寸法がコン
パクトになるものである。
て第１の駆動部は関与せず、第１の駆動部とクランプ手
段の剛性によって高剛性駆動鏝構が実現でき、しかも変
位ストロークは第１の駆動部によって充分良いものとす
ることができ、さらに駆動部仝休が第１と第２の二つだ
けの部分の積み重ねで構成できるので、装置寸法がコン
パクトになるものである。
［実施例］
第１図ａ３よび第２図に本発明の実施例を示し、第３Ａ
〜３Ｄ図にその動作を示す。
〜３Ｄ図にその動作を示す。
図において１は固定基台７上に固設されたハウジング、
２は第２の駆動部としてのスタック型ピエゾ素子、３は
第１の駆動部としてのバイモルフ型ピエゾ索子、４はク
ランプ用のピエゾ素子、５は前記スタック型ピエゾ素子
２とバイモルフ型ピエゾ素子３とを縦続接続づ°るスペ
ーサ、６はハウジング１に対してスタック型ピエゾ素子
２の上下変位をガイドするボールブツシュであり、バイ
モルフ型ピエゾ素子３は基台７に支持されていてスタッ
ク型ピエゾ素子２の頂部Ｂにて図示しない被駆動体が支
承ないし駆動されるようになされ、クランプ用ピエゾ素
子４は印加電圧の制御でスペーサ５をハウジング１に対
して所望時に固定またはその固定を解除する。
２は第２の駆動部としてのスタック型ピエゾ素子、３は
第１の駆動部としてのバイモルフ型ピエゾ索子、４はク
ランプ用のピエゾ素子、５は前記スタック型ピエゾ素子
２とバイモルフ型ピエゾ素子３とを縦続接続づ°るスペ
ーサ、６はハウジング１に対してスタック型ピエゾ素子
２の上下変位をガイドするボールブツシュであり、バイ
モルフ型ピエゾ素子３は基台７に支持されていてスタッ
ク型ピエゾ素子２の頂部Ｂにて図示しない被駆動体が支
承ないし駆動されるようになされ、クランプ用ピエゾ素
子４は印加電圧の制御でスペーサ５をハウジング１に対
して所望時に固定またはその固定を解除する。
上記の構成において、第３Ａ図に示すようにクランプ用
ピエゾ素子４を印加電圧の制御で縮めてアンクランプ状
態にしたのち、第３Ｂ図に示すように長変位駆動用のバ
イモルフ型ピエゾ素子３を伸長（又は短縮）させて粗く
位置決めし、次いで第３Ｃ図に示すようにクランプ用ピ
エゾ素子４を印加電圧制御によって伸長させてスペーサ
５をハウジング１にクランプし、さらに第３Ｄ図に示す
ように短変位駆動用のスタック型とニジ素子２を伸縮さ
せて細かな位置決めを行なう。
ピエゾ素子４を印加電圧の制御で縮めてアンクランプ状
態にしたのち、第３Ｂ図に示すように長変位駆動用のバ
イモルフ型ピエゾ素子３を伸長（又は短縮）させて粗く
位置決めし、次いで第３Ｃ図に示すようにクランプ用ピ
エゾ素子４を印加電圧制御によって伸長させてスペーサ
５をハウジング１にクランプし、さらに第３Ｄ図に示す
ように短変位駆動用のスタック型とニジ素子２を伸縮さ
せて細かな位置決めを行なう。
第４図および第５図は本発明のそれぞれ変形例を示して
おり、第４図の例では第１の駆動部として油圧または空
気圧などの流体圧で変位するダイヤフラム１３を用い、
第５図の例では同じく流体圧で変位するベローズ２３を
用いている。これらの変形例では、艮変位ストロークの
駆動を流体の導入排出で行なうので、作動流体の圧力流
量制御により変位速度や剛性をも所望に調節することが
できる。その他の点については、粗動、クランプ、微動
という手順も前述実施例と同様である。
おり、第４図の例では第１の駆動部として油圧または空
気圧などの流体圧で変位するダイヤフラム１３を用い、
第５図の例では同じく流体圧で変位するベローズ２３を
用いている。これらの変形例では、艮変位ストロークの
駆動を流体の導入排出で行なうので、作動流体の圧力流
量制御により変位速度や剛性をも所望に調節することが
できる。その他の点については、粗動、クランプ、微動
という手順も前述実施例と同様である。
［発明の効果１
以上に述べたように、本発明においては、長ス
丹トロークで剛性の低い第１の駆動部と短ストローク
で剛性の高い第２の駆動部とを組合せてその中間接続部
を支持基台に対してクランプできるようにしたので、全
体の特性として艮ストロークの高剛性の微小距離駆動装
置を提供することができ、駆動距離ス１〜〇−りの長い
第１の駆動部を含むので変位方向の寸法の短いコンパク
トな装置構成が実現できるものである。
丹トロークで剛性の低い第１の駆動部と短ストローク
で剛性の高い第２の駆動部とを組合せてその中間接続部
を支持基台に対してクランプできるようにしたので、全
体の特性として艮ストロークの高剛性の微小距離駆動装
置を提供することができ、駆動距離ス１〜〇−りの長い
第１の駆動部を含むので変位方向の寸法の短いコンパク
トな装置構成が実現できるものである。
第１図は本発明の一実施例を示ず上面図、第２図は第１
図のＡ−／Ｍ部分断面図、第３Δ〜３Ｄ図は動作説明図
、 第４図および第５図はそれぞれ本発明の変形例を示（断
面図である。 １：ハウジング、２：第２の駆動部（スタック型ピエゾ
素子）、３：第１の駆動部（バイモルフ型ピエゾ素子）
、４：クランプ用ピエゾ素子、５ニスペーサ、６：ボー
ルプッシュ、７：固定ｕ台。
図のＡ−／Ｍ部分断面図、第３Δ〜３Ｄ図は動作説明図
、 第４図および第５図はそれぞれ本発明の変形例を示（断
面図である。 １：ハウジング、２：第２の駆動部（スタック型ピエゾ
素子）、３：第１の駆動部（バイモルフ型ピエゾ素子）
、４：クランプ用ピエゾ素子、５ニスペーサ、６：ボー
ルプッシュ、７：固定ｕ台。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、比較的駆動距離が長く剛性の低い第１の駆動部と、
比較的駆動距離が短く剛性の高い第２の駆動部とを縦続
接続し、前記第１の駆動部を支持基台に支持させて第２
の駆動部により被駆動体を駆動するようにすると共に、
第１の駆動部と第２の駆動部との接続部を第１の駆動部
の変位方向剛性以上の剛性で基台に対して固定可能なク
ランプ手段を設けてなることを特徴とする微小距離駆動
装置。 ２、第１の駆動部としてバイモルフ型ピエゾ素子を有す
る特許請求の範囲第１項に記載の微小距離駆動装置。 ３、第１の駆動部として流体アクチュエータを有する特
許請求の範囲第１項に記載の微小距離駆動装置。 ４、第２の駆動部としてスタック型ピエゾ素子を有する
特許請求の範囲第１項に記載の微小距離駆動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17189185A JPS6234746A (ja) | 1985-08-06 | 1985-08-06 | 微小距離駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17189185A JPS6234746A (ja) | 1985-08-06 | 1985-08-06 | 微小距離駆動装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6234746A true JPS6234746A (ja) | 1987-02-14 |
Family
ID=15931719
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17189185A Pending JPS6234746A (ja) | 1985-08-06 | 1985-08-06 | 微小距離駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6234746A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01127903A (ja) * | 1987-11-12 | 1989-05-19 | Jeol Ltd | 試料移動機構を備えた走査トンネル顕微鏡 |
| JPH01156604A (ja) * | 1987-12-15 | 1989-06-20 | Jeol Ltd | 走査トンネル顕微鏡を備えた透過型電子顕微鏡 |
| JPH03175302A (ja) * | 1989-12-05 | 1991-07-30 | Canon Inc | トンネル電流検出装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5890442A (ja) * | 1981-11-26 | 1983-05-30 | Toshiba Mach Co Ltd | 精密切削加工装置 |
-
1985
- 1985-08-06 JP JP17189185A patent/JPS6234746A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5890442A (ja) * | 1981-11-26 | 1983-05-30 | Toshiba Mach Co Ltd | 精密切削加工装置 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01127903A (ja) * | 1987-11-12 | 1989-05-19 | Jeol Ltd | 試料移動機構を備えた走査トンネル顕微鏡 |
| JPH01156604A (ja) * | 1987-12-15 | 1989-06-20 | Jeol Ltd | 走査トンネル顕微鏡を備えた透過型電子顕微鏡 |
| JPH03175302A (ja) * | 1989-12-05 | 1991-07-30 | Canon Inc | トンネル電流検出装置 |
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