CN1749901A - 可移动操作装置及控制该可移动操作装置的方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示一种可移动操作装置，其包括一用于以固定方式支撑一具有一第一表面的物体的框架、复数个以可移动方式支撑在所述框架上的可移动构件、及一用于移动所述可移动构件以实施定位的移动控制装置。所述复数个可移动构件中的至少一个包括一与所述第一表面对置以在所述第一表面上实施操作的操作部分。所述复数个可移动构件中的至少两个由所述移动控制装置驱动，其驱动方式使在驱动这些可移动构件时所产生的各自的反作用力相互消减，从而防止所述反作用力施加到所述框架上。

Description

可移动操作装置及控制该可移动操作装置的方法

技术领域

本发明大体而言涉及物体的定位技术，更具体而言，涉及一种仅需要较小的占用面积便能够进行高速和高精度定位的可移动操作装置及一种控制这种可移动操作装置的方法。

背景技术

近年来，频繁使用在盘状物体上实施各种操作的装置和方法，并且人们已作出努力来提高在实施操作的操作部分与盘状物体之间进行定位速度、精度、准确度和稳定性、使使用更加方便、及减少占用面积和成本。这些装置的实例包括诸如用于测试和检验已安装的/未安装的电路板的装置、半导体晶圆测试和检验装置、原子力显微镜等测试和检验装置、及诸如立体(三维)自由形状制造(组装)装置、各种类型的分配器、用于在衬底上形成图案的曝光系统(尤其是实施集体曝光的曝光系统)等成形/处理装置。

所述盘状物体的实例通常包括已安装的/未安装的电路板、半导体晶圆及有形的物体。虽然这种盘状物体通常为盘形，但只要其表面是平坦的，它也可不必具有盘状的形状。所述操作部分是人们使其与所述盘状物体非常接近或接触的探头、探针、钢笔、喷嘴或类似物的末端部分。近年来，一直存在操作部分具有更小的直径这样一种要求。根据情况而定，此种末端部分可与处于目标操作中的盘状物体保持接触(毗连)或不接触(接近)。

在这些装置中，所述操作部分和盘状物体之一或二者均相对于装置的固定框架(台)“移动”，由此实现相对定位以实施各种操作。这些“操作”的实例包括发出/接收光或电磁能来进行测量、发出/接收带电粒子、传送物质(液态的或固态的)及探测吸引力。鉴于此，在本说明书中，将这些装置从种属上称为“可移动操作装置”。通常，选择其移动所需要的能量较小并对高速移动具有低灵敏度的组件作为要移动的组件。

图1A为一用于在一其表面上形成有薄膜晶体管(TFT)的玻璃衬底101上实施测试的传统测试装置100的局部剖面侧视图。图1B为一从与图1A垂直的方向所见的测试装置100的局部剖面侧视图。通常，一配备有一X方向驱动机构106和一Y方向驱动机构105的已知的XY平台固定至一基座107上，而基座107通过一振动隔离结构固定至设置于一台架上的高刚度框架110上。平台103通过一Z方向驱动机构104安装在所述XY平台上。衬底101卡装并夹持在平台103上。另一方面，一连接至一支撑在另一构件或框架110上的测试头108的探测装置102配备有多个探头；当致动所述Z方向驱动机构104来升高衬底101时，这些探头便达到一接近或毗连衬底101顶面的位置，从而实现测量-即为测试衬底101所需的操作或类似操作。另一方面，当致动Z方向驱动机构104来降低衬底101时，所述探头便与其顶面分离，随后启动所述XY平台，从而使级103沿X方向(沿图1A的平面的水平方向)和Y方向(与图1A的平面垂直的方向)移动来进行定位，从而为下一测试操作做好准备。

按照惯例，已对这些装置进行了各种各样的改进。JP08-075828A揭示一种通过小型电-光(E-O)探头在一X-Y平台上对LCD(液晶显示器)面板进行测量的检验装置。使用复数个(8至40个)E-0探头来实现与使用一细长的电-光探头等价的布置，从而提高在所述面板上的一预定位置上的测量速度。在JP10-275835A中所揭示的晶圆检验装置中，为了避免因晶圆尺寸的增加而引起探头装置尺寸的增加，采用这样一种布置：其中配备一晶圆平台和复数个测试器，从而在不增加检验装置的占用面积的情况下，减少检验时间。另一方面，JP 2002-31661A中所揭示的电路板检验装置配备有复数个可移动的大探头并对一固定电路板实施检验。每一大探头均安装有复数个小探头。一个小探头在该大探头附近由一驱动凸轮驱动，由此可以连续变化的方式调整与其它小探头的距离。这样会减少所述探头的数量。此外，JP2002-221249A揭示一种技术，根据这种技术，在一框架上安装一致动器，由一可移动构件所引起的该框架的振动受到通过驱动所述致动器所产生的反作用力的有效控制，从而达到提高曝光装置的精度的目的。

关于图1所示的装置，虽然要移动的玻璃衬底101对移动具有相对较低的灵敏度，但是该装置的设计必须作如下假定：随着所述玻璃衬底尺寸的增大，包括一驱动系统的可移动构件的质量可超过100kg。迅速移动一具有如此大质量的物件是很困难的。此外，基座107甚至需要一更大的质量，因而该装置的总重量变得非常重。由于一大的衬底移动超过衬底的外形尺寸多达1m或以上，因此该装置的占用面积增大。

虽然可对图1所示的装置采用JP08-075828A中所阐述的技术来提供大量的探头，但对于可提供多少探头有一定限制，而且对如此大量的探头实施定位并使它们保持操作状态是很困难的。此外，仍需要移动大的质量。甚至当采用JP10-275835中所阐述的技术时，仍然存在大致相同的问题。人们可能期望：如果采用JP2002-31661A所阐述的技术，安装面积便会因所述衬底保持固定而减小，从而避免移动具有大质量的部件的问题。不过，所述各个探头是一个接一个地移动或在移动时与其他探头没有特定的协同关系，因而与其移动相伴随的反作用力通过所述探头驱动机构传递，从而引起其他组件的振动，使得很难实施高速、精确的定位。当鉴于上述问题，采用JP2002-221249中所阐述的技术并对驱动机构的支撑构件配备致动器以借助所述致动器的驱动反作用力实现振动控制时，这种方案并不可行，因为必须配备大量的致动器并实施非常复杂的控制。此外，基本上，应将致动器的数量减到最少，因为它们对检验本身并无直接作用。

因此，在一用于在一固定部件上实施操作的装置中-其中该装置配备有复数个可移动构件(例如以可移动方式支撑在一框架或类似物上的测试头)，需要有一种有效的可移动操作装置和一种控制可移动操作装置的方法，其应能够减小驱动反作用力对框架的影响(这种影响是由所述可移动构件的移动引起的)。

发明内容

一种根据本发明的可移动操作装置包括：一用于以固定方式支撑一具有一第一表面的物体的框架；复数个由所述框架以可移动方式支撑的可移动构件；及一用于移动所述可移动构件以实施定位的移动控制装置。在所述复数个可移动构件中，至少一个可移动构件包括一与所述第一表面对置以在所述第一表面上实施操作的操作部分，且所述至少两个可移动构件由所述移动控制装置驱动，其驱动方式使在驱动所述至少两个可移动构件时所产生并施加在所述框架上的各自的反作用力相互消减。

一种根据本发明的控制一可移动操作装置的方法应用于一可移动操作装置，所述可移动操作装置包括：一框架；复数个由所述框架以可移动方式支撑的可移动构件；及一用于移动所述复数个可移动构件以实施定位的移动控制装置。所述方法包括如下步骤：将一具有一第一表面的物体以固定方式支撑在所述框架上；以与所述第一表面对置的方式移动所述复数个可移动构件中的至少两个；及将所述复数个可移动构件中的至少两个定位并停止在适当位置，所述方法的特征在于：所述复数个可移动构件中的至少两个由所述移动控制装置驱动，其驱动方式使在驱动所述至少两个可移动构件时所产生并施加在所述框架上的各自的反作用力相互消减。

通过下文的说明将易知本发明的其他特征和作用。

附图说明

图1A为一用于在一上面形成有一薄膜晶体管(TFT)的玻璃衬底上实施测试的传统测试装置的一局部剖面侧视图(一框架的正视图)。

图1B为一从与图1A的方向垂直的方向所见的所述传统测试装置的局部剖面侧视图。

图2为一用于图解说明本发明原理的局部剖面侧视图，其显示一可移动操作装置的概念性构造。

图3A为一从Y方向所见的一根据本发明一实施例的衬底检验装置的局部剖面侧视图。

图3B为一从与Y方向垂直的X方向所见的根据本发明该实施例的所述衬底检验装置的局部剖面侧视图。

图3C为一根据本发明该实施例的所述衬底检验装置沿图3A所示的线C-C剖切的剖面图(应注意，省略了一框架)。

图4为一轨迹图，其举例说明每一探头装置在玻璃衬底上所遵循的轨迹。

图5A为一驱动机构沿图5C所示的线A-A剖切的局部剖面平面图，该驱动机构包括作为一与一X方向驱动机构相关联的移动构件的一部分的Z方向驱动机构。

图5B为一所述驱动机构沿图5C所示的线B-B剖切的局部剖面平面图。

图5C为一所述驱动机构沿图5A和图5B所示的线C-C剖切的剖面图。

图6为一曲线图，其显示所述驱动机构的各操作参数按时序的变化。

图7A为一根据本发明另一实施例的驱动机构沿图7B所示线A-A剖切的剖面图。

图7B为一根据本发明另一实施例的驱动机构沿图7A所示线B-B剖切的剖面图。

具体实施方式

提供本发明的下述实施例是为了便于了解本发明，而非意欲将本发明限定至这些特定的实施例。因此，并非意欲使各装置及其组件的尺寸和构造与实际制造的装置及组件的尺寸和构造具有特定的几何关系。此外，为便于更好地了解本发明，在认为功能相似(尽管彼此并不完全相同)的装置及其组件上附有相同的参考标号。此外，在下文对各实施例的说明中，仅对那些为了解本发明所需的用于连接各组件的布线或发挥电作用或机械作用的组件加以说明。此外，省略或简化了与现有技术相关的说明。

图2为一局部剖面侧视图，其显示一可移动操作装置200的概念性结构并图解说明本发明的原理。一物体201(例如一具有一第一表面的玻璃衬底)从外部插入，以固定方式支撑在基座203上，基座203以固定方式设置在具有一高刚度的框架210上。所使用的玻璃衬底的实例可包括作为待测量物体的显示面板或一个或多个显示面板的TFT面板。安装在框架210上的是驱动装置202A和202B，例如用于驱动一驱动轴204的电动机。可移动构件206A和206B(例如测试头)安装在驱动轴204上，以便沿横向移动。可移动构件206A和206B分别配备有操作部分208A和208B。驱动装置202A和202B之一可能没有驱动功能，类似于一轴承。一由所述驱动装置和驱动轴构成的移动控制装置将每一可移动构件定位至一物体的一目标位置。然后，使用一已知方法，将所述可移动构件的操作部分延伸(在移动期间缩回)到一与所述物体接近(以由操作部分208A所示的非接触方式)或毗连(以由操作部分208B所示的接触方式)的位置，从而实施操作(例如对所述物体进行测量)。此处，所述可移动构件可具有通过电、光、电磁或其他此类方法对物体进行测量的功能。

在实施上述定位时，可移动构件206A和206B沿相反方向移动，因而作用于所述驱动轴上的反作用力被抵消并减小。

因此，由于所述力的抵消，与在单独驱动每一可移动构件206A和206B时产生的反作用力相比，沿所述框架的一个方向作用的力的合力显著减小。由于各反作用力沿相反方向作用，因而当各反作用力相等时，合力变为零。以此方式，根据本发明，会自动实现振动控制而无需另外提供例如致动器等振动控制装置，从而实现有效并简化的构造。

应注意，根据本发明的原理，所述可移动操作装置200的取向可与图式中所示的取向不同(举例而言，可将它上下颠倒布置)。如随后所将阐述，所使用的驱动轴204可为一附有导轨的滚珠丝杠装置，其中驱动轴204由一伺服电动机驱动。作为所述移动控制装置，可使用一利用一正时皮带的驱动装置、一线性电动机或类似装置。此外，可移动构件的数量并不仅限于两个。此外，借助一包括一沿另一方向延伸的驱动轴的移动控制装置，可配备另外一个可移动构件，以减小各个可移动构件的反作用力的合力。此外，也可在上述可移动构件上安装一附加移动控制装置，所述附加移动控制装置包括复数个可移动构件且其构造方式使所述附加移动控制装置内可移动构件各自的反作用力的合力减小。此外，虽然以上说明是针对各自作线性移动的可移动构件，但应了解，本发明也适用于沿相反方向作旋转移动的可移动构件。

图3A至3C显示一衬底检验装置300，其为一根据本发明一实施例的可移动操作装置。图3A为从Y方向所见的作为本发明该实施例的可移动操作装置的衬底检验装置300的局部剖面侧视图。图3B为从与Y方向垂直的X方向所见的根据本发明该实施例的衬底检验装置300的局部剖面侧视图。图3C为图3A中所示的根据本发明该实施例的衬底检验装置300的C-C部分的剖面平面图(不过，在图3C中未显示一框架310)。衬底检验装置300配备有4个可移动构件，即4组包括一探头装置、一测试头及一Z驱动轴的总成，其设置用于在一衬底上实施并行操作。因所述4组均具有基本相同的构造，因而所获得的生产量可增加到约4倍。此外，通过额外提供可用以并行地操作所述各组的操作部分，会使所述操作的生产量成4的倍数增加。

衬底检验装置300配备有一框架310，框架310具有与图1A和1B中所示的框架110和图2中所示的框架210的相等价的高的刚度。框架310包括以所期望的刚度结合在一起的一顶壁、一底壁及侧壁。如通常所知，框架310由例如金属(较佳为钢)等高刚度导电材料形成，并可设置成一装置的框架或壳体。图3A和图3B中未显示底壁，一基座307以所需的刚度结合至并放置于该底壁上。如在现有技术中一样，所述底壁通过一振动隔离机构的过渡连接至一台架或类似物上。如在现有技术中一样，每一侧壁或类似物通常均设置有一可供载入或取出玻璃衬底301的开口或门。一固定在框架310的顶壁上的Y驱动轴305悬挂X驱动轴306a和306b，以便允许其移动，从而使探头至少在一等于矩形玻璃衬底301一边的长度的距离内移动。X驱动轴306a和306b用来沿与沿所述Y驱动轴驱动探头的方向垂直的方向移动所述探头，其使所述探头在至少等于矩形玻璃衬底301另一边的长度的距离内移动。

平台303固定并放置至固定至高刚度框架301上的基座307上，且在载入玻璃衬底301后实现卡装以便夹持。如图所示，设置在玻璃衬底301上方的是探头装置302a、302b、302c和302d，这些探头装置各自配备有伸向所述玻璃衬底的探头(未附有参考编号)。探头装置302a、302b、302c和302d分别连接到与其关联的测试头308a、308b、308c和308d。测试头308a和308d分别通过与其关联的Z驱动轴304a和304d安装到一X驱动轴306a上。测试头308b和308c分别通过与其关联的Z驱动轴304b和304c安装到另一X驱动轴306b上。X驱动轴306a和306b二者都安装到所述Y驱动轴上。作为一组构成所述可移动构件的总成而整体移动的探头装置、测试头及Z驱动轴较佳相互连接，以保持使其相互支撑所需的刚度。在所述Z驱动轴将所述探头与所述玻璃衬底分离后，所述Y驱动轴及X驱动轴沿着XY直角坐标轴驱动每一可移动构件，以将每一移动构件定位于XY平面内，由此通过由所述Z驱动轴将所述探头带到与所述玻璃衬底毗连或接近的位置而实施操作。所使用的探头可包含弹簧，也可由挠性材料制成。

这两个X驱动轴306a和306b可彼此独立操作以减小由X驱动轴306a和306b施加于Y驱动轴305上的反作用力的合力。此外，也可在组合操作这两个驱动轴306a和306b时，使整个驱动系统的重心保持固定不变，以减小由X驱动轴306a和306b施加于Y驱动轴305上的反作用力的合力。例如，假如包含探头装置、测试头及Z驱动轴的作为一可移动构件整体移动的各组总成均为大致相同的结构，则可使操作X驱动轴306a和306b的方式使探头装置302a和302b在所述X驱动轴上彼此相对并使探头装置302c和302d在所述X驱动轴上彼此相对。应注意，如根据随后要阐述的关于一可移动构件驱动机构的细节所将了解，在这些驱动轴上，所述反作用力与由所述可移动构件的移动而产生的驱动力(在加速期间作用的力)、及所述反作用力与在随后所述应用制动的情形中所产生的制动力(在减速期间作用的力)分别彼此抵消和减小。因此，由这些可移动构件的移动或制动而引起的通过所述高刚度驱动轴施加于一外部系统上的影响(由加速、减速和重心改变而引起的影响)变为零，或者非常小。

图4显示一举例说明一轨迹的轨迹图，探头装置302a、302b、302c和302d均沿这一轨迹在一设置在玻璃衬底301上的显示面板的复数个TFT上或在一显示面板上行进。探头装置302a、302b、302c和302d受驱动的方式使整个装置的重心甚至当所述可移动构件移动(这些探头装置的移动始于图中所示中心部分的点a、b、c和d)时也尽可能保持固定不变，并沿着由图中箭头所示的方向行进。例如，探头装置302a沿着由座标E6、F6、G6、H6、G5等等所示的位置行进。显然，也可沿着另一轨迹驱动每一可移动构件，驱动方式使整个装置的重心甚至当所述可移动构件移动时也尽可能保持固定不变。换句话说，可在将各种条件考虑在内的同时视需要确定所述轨迹和行进速度。例如，可提高检验速度，使所述可移动构件首先高速移动到达一涉及高频次检验错误的位置，并可在检验其他位置之前优先在该位置实施检查(操作)。

接下来，将对Y驱动轴305、X驱动轴306a、X驱动轴306b及其驱动力、连同一包括相关可移动构件的驱动机构加以阐述。

在图3A至3C中，Y驱动轴305、X驱动轴306a及X驱动轴306b通过基本相同的驱动方法驱动其相关联的可移动构件，从而实施定位。因此，对X驱动轴306b进行详细阐述应足以使人们了解X驱动轴306a的操作；至于Y驱动轴305，简要提及不同之处应该足够。在下文中，将根据上述基本原理进行阐述。

下面将参照作为可移动构件的一驱动机构500的图5A至5C来详细阐述图3A至3C中所示的X驱动轴306b。图5A为驱动机构500沿图5C所示的线A-A剖切的局部剖面平面图。图5B为驱动机构500沿图5C所示的线B-B剖切的局部剖面平面图。图5C为驱动机构500沿图5A和5B所示的线C-C剖切的剖面图。虽然未显示，但通过将这些图式应用于图3A至3C会发现，在图5B和5C中，Y驱动轴305位于一将在下文中阐述的基座单元510b的上方。此外，在图5B和5C中，显示Z驱动轴304c和304b分别位于下文将要阐述的滑动构件506c和506b的下方。为了简化图式以便于了解本发明，省略了所述可移动构件的其余部分。与X驱动轴306a相关的操作和与X驱动轴306b相关的操作相同。至于Y驱动轴305，也是一样，只是下文说明中的可移动构件是关于X驱动轴。

驱动机构500的基座单元510b(其为一由Y驱动轴305驱动的高刚度构件)为一由Y驱动轴驱动的滑动构件(对应于下文将阐述的滑动构件506c和506b)。或者，基座单元510b可以是一以高刚度接合到所述滑动构件的构件。当所述衬底检验装置上未设置Y驱动轴时，基座单元510b可固定到框架310上。基座单元510b具有从其对置端部伸出的侧壁并包括一设置在其中一个侧壁上的伺服电动机520b和一设置在另一侧壁上的轴承522b，且一螺旋方向转换滚珠丝杠503b支撑于两个侧壁之间。所述螺旋方向转换滚珠丝杠503b由伺服电动机520b驱动和旋转，且正/反向旋转和旋转停止是通过来自一控制部分(未图示)的指令实现。虽然并非绝对必要，但所述螺旋方向转换滚珠丝杠503b在使用期间较佳保持水平。在所述螺旋方向转换滚珠丝杠503b中，螺纹是从其中心附近以一横向对称方式(所述螺纹的螺旋方向在其中心附近的左、右两侧相反)、穿过分别连接至Z驱动轴304c和304b的滑动构件506c和506b切制。滑动构件506c和506b各自设置有一螺丝孔。各螺丝孔配备有固定螺纹512c和512b以分别与穿过所述螺丝孔的螺旋方向转换滚珠丝杠503b的右侧和左侧上的螺纹进行螺纹啮合，由此使螺旋方向转换滚珠丝杠503b悬挂滑动构件506c和506b。此外，当螺旋方向转换滚珠丝杠503b旋转时，在滑动构件506c和506b停下来实施定位前，将其驱动以沿相反方向行进。各滑动构件506c和506b均进一步包括一与基座单元510b对置的表面，并在所述表面上设置有导向槽，使得导向槽沿着与螺旋方向转换滚珠丝杠503b延伸的方向平行的方向、沿着螺旋方向转换滚珠丝杠503b的两侧延伸。此外，基座单元510b具有沿与螺旋方向转换滚珠丝杠503b延伸的方向平行的方向延伸的导轨502b1和502b2。导轨502b1和502b2具有相同的高度，并位于螺旋方向转换滚珠丝杠503b的相对侧上。通过其导向槽，滑动构件506c和506b由导轨502b1和502b2引导。导轨502b1和502b2配合入导向槽内，从而以一种稳定的方式保证滑动构件506c和506b行进的精确度。如图中所示，Z驱动轴304c和304b、及安装在Z驱动轴304c和304b下方的移动构件分别以高刚度连接至滑动构件506c和506b。

如图所示，滑动构件506c和506b可设置有一包括设置在其导向槽内的制动构件508c1、508c2、508b1和508b2在内的制动器。在进行停机时，所述制动器致动以由制动构件夹紧各个导轨，从而使滑动构件506c和506b本身能够迅速停止。虽然在图中是使用制动构件508c1、508c2、508b1和508b2，但也可使用一种其中一个导轨上设置一个制动构件的构造，以避免由这些制动构件的制动作用的干扰而引起振动并防止在制动时所产生的反作用力对所述框架的影响。比如，参看图式，可采用一其中只使用制动构件508c1和508b2的构造或一其中只使用制动构件508c2和508b1的构造。应注意，通过只设置两个制动构件可实现成本的降低。甚至在一其中设置所有(4个)制动构件的构造中，也可例如通过在致动制动器时只致动两个制动构件及通过在故障情况下使用另外两个制动构件来增强制动器的稳定性。此外，参看图5A至5C，可设想这样一种方案：将各个导轨的一端固定至滑动构件506b及/或滑动构件506c上(例如，将导轨502b1和502b2固定至滑动构件506c或506b上，将导轨502b2固定至滑动构件506b上而将导轨502b1固定至滑动构件506c上，或将导轨502b2固定至滑动构件506c上而将导轨502b1固定至滑动构件506b上)。在此情形中，各制动构件设置至上面未固定有导轨的(两个)末端部分上，可能的构造实例包括：一其中只使用制动构件508c1和508b2的构造；一其中只使用制动构件508c2和508b1的构造；一其中只使用制动构件508c1和508c2的构造；及一其中只作用508b1和508b2的构造。

现在，图6显示一曲线图，其在上述构造情形下根据一操作实例按时序显示各操作参数。图6显示位移601b和601c、速度602b和602c、电动机的驱动力603b和603c、及所述制动构件的制动力604b和604c随时间的变化，这些参数是分别与滑动构件506b和506c相关的可移动构件的操作参数。该曲线图上所绘制的是在时刻T1至T6的每一时刻处发生一事件的情况下各工作参数各自的变化过程，其中假定将滑动构件506b的行进方向选择为正方向且所述两个可移动构件在机械方面表现出同等的变化过程。应了解，与滑动构件506b相关的操作参数和与滑动构件506c相关的对应工作参数在大小上相等，但符号相反。在从T3到T5的时间周期中-其间与滑动构件506b和506c相关的可移动构件停止以进行定位，在从T3至T4的早期阶段中，所述制动器被致动以产生一制动力，而在从T4至T5的后一阶段中，所述制动器被释放并由所述伺服电动机实施位置微调。倘若不使用制动器(如图6中所示)，所述定位所用的时间周期将一直到T6。

图7A和7B为根据图5A至图5C中所示驱动机构500的另一实施例，另一驱动机构600的局部剖面侧视图。图7A对应于图5A，而图7B对应于图5C。如图所示，图7A和7B图解说明不同的剖面。这个经修改的实施例如下文所述。螺旋方向转换滚珠丝杠503b从中心处切割为两部分：一左滚珠丝杠503bL和一右滚珠丝杠503bR，二者均以可旋转方式支撑在一固定在基座单元510b上的轴承522bC上。此外，轴承522b被一附加的伺服电动机520bR取代。虽然这一构造减小了对滚珠丝杠503bL和503bR的反作用力抵消作用，但却产生一种能够独立控制与滑动构件506b和506c相关的可移动构件的新作用。不过，应注意，振动对框架的影响会增加。

可对上述和其他实施例作进一步的修改。例如，可用一用于抵消反作用力的没有测量功能的虚设构件，换句话说，仅用一廉价的心轴来替代其中一个所述可移动构件，或者为每一探头装置设置一探头位置微调机构作为一附加的定位装置。可在本发明范围内采用其他修改或应用。

例如，对于Y驱动轴305，较佳将所述导轨之间的距离设定为显著大于X驱动轴的距离，以便确保所述X驱动轴稳定地驱动和行进。此外，对于Y驱动轴305，可采用一种其中框架310也充当基座单元的构造。此外，所述导轨的数量不仅限于两个，而是也可以为一个或三个，甚至更多。此外，所述导轨的布置位置不仅限于所述水平面内的那些位置。此外，可改变所述组件组合，以使所述螺旋方向转换滚珠丝杠和导轨的轴心处于穿过由所述滑动构件、X驱动轴、测试头及探头装置的组合组成的整个总成的重心的水平面内，从而实现更加稳定的驱动和移动。

如上所述，根据本发明，可减小由每一可移动构件的移动而引起的反作用力所产生的振动并使对其他组件的影响减到最小，这是因为通过所述探头轴传递的振动得以减小。因而可实现高速、精确的定位。此外，可保持由所述复数个可移动构件的移动引起的反作用力以使其相互抵消，由此使基座和框架所必需的强度可相比现有技术减小，从而实现所述装置的简化。而且，实施操作的可移动构件有助于产生反作用力，由此即无需额外的振动隔离装置或一更简单和廉价的振动隔离装置便可满足要求。

Claims (20)

1、一种可移动操作装置，其包括：

一框架，其用于以固定方式支撑一具有一第一表面的物体；

复数个由所述框架以可移动方式支撑的可移动构件；及

一用于移动所述可移动构件以实施定位的移动控制装置，

其中所述复数个可移动构件中的至少一个包括一与所述第一表面对置以在所述第一表面上实施一操作的操作部分，且其中包含所述操作部分中的至少一个的所述复数个可移动构件中的至少两个由所述移动控制装置驱动，其驱动方式使在驱动所述至少两个可移动构件时所产生并施加于所述框架上的各自的反作用力相互消减。

2、如权利要求1所述的可移动操作装置，其中所述复数个可移动构件中的所述至少两个可沿彼此线对称或点对称的轨迹在相反方向上移动。

3、如权利要求1所述的可移动操作装置，其进一步包括一由所述移动控制装置驱动的滚珠丝杠装置，其中所述复数个可移动构件中的所述至少两个通过置于其间的所述滚珠丝杠装置由所述框架支撑。

4、如权利要求3所述的可移动操作装置，其中所述滚珠丝杠装置包括一第一部分和一第二部分，所述第一部分和所述第二部分分别支撑所述复数个可移动构件中的至少一个，及

其中所述滚珠丝杠装置的所述第一部分和所述第二部分均由所述移动控制装置驱动，以便分别对由所述滚珠丝杠装置的所述第一部分和所述第二部分支撑的所述可移动构件实施定位。

5、如权利要求1所述的可移动操作装置，其中所述可移动控制装置进一步包括一设置至所述复数个可移动构件中至少一个上的制动装置，以用于制动所述至少一个可移动构件。

6、如权利要求5所述的可移动操作装置，其中所述制动装置设置至所述复数个可移动构件中所述至少两个中的仅一个上。

7、如权利要求1所述的可移动操作装置，其中所述复数个可移动构件中包括所述操作部分的所述至少一个进一步包括一对准装置，以用于移动设置至所述可移动构件中所述至少一个上的所述操作部分。

8、如权利要求1所述的可移动操作装置，其中所述复数个可移动构件中的至少一个由一虚设构件取代。

9、如权利要求1所述的可移动操作装置，其中所述复数个可移动构件包括至少一第一组可移动构件和一第二组可移动构件，且其中属于所述第二组的所述可移动构件通过以可移动方式安装到属于所述第一组的所述可移动构件上而间接地由所述框架支撑。

10、如权利要求1所述的可移动操作装置，其中：

所述复数个可移动构件中的所述至少一个包括一测试头；

所述操作部分包括一探头；及

所述可移动操作装置可操作以对一作为所述物体的衬底实施一检验。

11、一种控制一可移动操作装置的方法，所述可移动操作装置包括：一框架；复数个由所述框架以可移动方式支撑的可移动构件；及一用于移动所述可移动构件以实施定位的移动控制装置，所述方法包括：

将一具有一第一表面的物体以固定方式支撑在所述框架上；

以一与所述第一表面相对置的方式移动所述复数个可移动构件中的至少两个；及

将所述复数个可移动构件中的所述至少两个定位并停止在适当位置，

其中所述复数个可移动构件中的所述至少两个由所述移动控制装置驱动，其驱动方式使在驱动所述至少两个可移动构件时所产生并施加在所述框架上的各自的反作用力相互消减。

12、如权利要求11所述的控制一可移动操作装置的方法，其中所述复数个可移动构件中的所述至少两个中的至少一个包括一以一毗连方式与所述第一表面对置或接近所述第一表面对置的操作部分，及

其中所述方法进一步包括由所述操作部分在所述第一表面上实施一操作。

13、如权利要求11所述的控制一可移动操作装置的方法，其中所述复数个可移动构件中的所述至少两个沿着彼此线对称或点对称的轨迹在相反方向上移动。

14、如权利要求11所述的控制一可移动操作装置的方法，其中所述复数个可移动构件中的所述至少两个通过一由所述移动控制装置驱动的滚珠丝杠装置由所述框架支撑。

15、如权利要求14所述的控制一可移动操作装置的方法，其中所述滚珠丝杠装置具有一第一部分和一第二部分，所述滚珠丝杠装置的所述第一部分和所述第二部分各自支撑所述复数个可移动构件中的至少一个，及

其中所述滚珠丝杠装置的所述第一部分和所述第二部分均由所述移动控制装置驱动，以便分别对由所述滚珠丝杠装置的所述第一部分和所述第二部分支撑的所述可移动构件实施定位。

16、如权利要求11所述的控制一可移动操作装置的方法，其中所述复数个可移动构件中的所述至少两个的所述定位和停止包括致动一用于制动所述复数个可移动构件中的至少一个的制动装置。

17、如权利要求16所述的控制一可移动操作装置的方法，其中所述致动所述制动装置包括致动所述复数个可移动构件中所述至少两个中的仅一个上的所述制动装置。

18、如权利要求17所述的控制一可移动操作装置的方法，其中所述复数个可移动构件中的所述至少两个的所述定位和停止进一步包括在致动所述制动装置后实施定位。

19、如权利要求18所述的控制一可移动操作装置的方法，其中所述移动控制装置包括一驱动所述滚珠丝杠装置的电动机，且其中所述复数个可移动构件的所述至少两个的所述定位和停止中的所述定位是通过所述电动机来实施。

20、如权利要求11所述的控制一可移动操作装置的方法，其中所述复数个可移动构件中的至少一个由一虚设构件来取代。

Images