JP2000343355A - 移動ステージ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 テーブルの中央において鉛直方向の位置決め
を行う構成でありながら、テーブル自体の剛性を高める
ことなく、重量のある物体を載置してもテーブルの湾曲
の程度が抑えられる移動ステージを、提供する。 【解決手段】Ｚ方向にのみ移動可能にガイドされたＺ軸
スライダ連結板２４の裏面中央には、スライダ２２のカ
ム２２ｃによって押し上げられる一対のローラ２５が保
持されている。このＺ軸スライダ連結板２４の表面上に
は、その中央を囲む複数位置にてこのＺ軸スライダ連結
板２４の表面に接する台座がその裏面に取り付けられた
テーブルが、載置されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、物体をその表面上
に載置可能なテーブルを有するとともに、このテーブル
を所定方向へ移動してその位置調整を行うことができる
移動ステージに、関する。

【０００２】

【従来の技術】このような移動ステージは、例えば、工
作機械において被加工物を保持するため、また、検査装
置において検査具又は被検物を保持するため、さらに
は、光学描画装置において感光媒体を載置するために、
用いられる。このような目的で用いられる移動ステージ
は、少なくとも、そのテーブルの表面に直交する方向
へ、テーブルを精密に移動させることができなければな
らない。従来、このような移動ステージの構成として、
種々のものが提案されている。

【０００３】図７に示される移動ステージは、作業者に
よって操作されるマイクロメータヘッド１００の回転量
に対して、テーブルの移動量が正確に正比例するように
設計された従来の移動ステージの一例である。この図７
において、マイクロメータヘッド１００は、上面が解放
した箱状のフレーム１０１の側面の中央において、この
側面に直交する方向（以下、Ｙ方向という）に延びた回
転軸に対して回転のみ可能に、取り付けられている。こ
のマイクロメータヘッド１００の回転に従って突出及び
没入するスピンドル（図示略）は、このフレーム１０１
を貫通している。また、このフレーム１０１の底面をな
すベース１０５の上面には、一対のリニアガイド１０２
が、フレーム１０１内においてＹ方向に沿った両内壁に
夫々接して、固定されている。また、これら一対のリニ
アガイド１０２同士の間には、これら一対のリニアガイ
ド１０２同士の間隔と同じ幅を有するとともに、マイク
ロメータヘッド１００から離間した側においてベース１
０５に近接するように傾斜した上面を有するスライダ１
０４が、ベース１０５の上面に接して配置されている。
このスライダ１０４及び各リニアガイド１０２における
互いに接する面同士には、夫々、Ｙ方向に延びた一筋の
Ｖ溝が形成されている。これらＶ溝同士の間には、多数
の硬球（ボールベアリング）が介在しているので、スラ
イダ１０４は、フレーム１０１内においてＹ方向にのみ
スライド自在となっている。また、このスライダ１０４
は、図示せぬバネにより、常時、マイクロメータヘッド
１００に接近する方向に付勢されている。従って、マイ
クロメータヘッド１００が操作者によって回転される
と、スライダ１０４は、その回転に応じた方向へ、その
回転量に比例した距離だけスライド移動する。

【０００４】また、スライダ１０４の上面には、この上
面と同じ傾斜角でその下面が傾斜しているテーブル１０
６が、載置されている。このテーブル１０６の平面形状
は、フレーム１０１に丁度填る矩形形状であり、その上
面は、このテーブル１０６をスライダ１０４上に乗せた
ときに水平（ベース１０５の上面と平行）となるように
加工されている。このテーブル１０６の下面には、この
テーブル１０６をスライダ１０４上に乗せたときにスラ
イダ１０４を側面から挟み込む一対のリニアガイド１０
７が固定されている。これら各リニアガイド１０７及び
スライダ１０４における互いに接する面同士には、夫
々、スライダ１０４の上面と平行に延びたＶ溝が、夫々
形成されている。これらＶ溝同士の間には、多数の硬球
（ボールベアリング）が介在しており、また、テーブル
１０６はバネ１０９によって常時ベース１０５に接近す
る方向に付勢されているので、テーブル１０６は、スラ
イダ１０４の上面に沿って滑り落ちようとする。但し、
このテーブル１０６の下面におけるマイクロメータヘッ
ド１００から離間した側の縁には、フレーム１０１の内
壁の一部をなすストッパ１０８に当接するローラ１０９
が、回転自在に取り付けられている。従って、テーブル
１０６は、このストッパ１０８の内面に沿って移動する
ように制限を受けるので、上述したようにしてスライダ
１０４が移動すると、テーブル１０６自身の上面に直交
する方向（以下、「Ｚ方向」という）へ、上昇又は下降
する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た構成を有する従来の移動ステージでは、Ｚ方向におけ
る位置決めを行うという機能故に、必然的に、スライダ
１０４は、テーブル１０６の中央部分において、両リニ
アガイド１０７を介してこのテーブル１０６の裏面に連
結されている。従って、重量のある物体がテーブル１０
６の表面に載置され、テーブル１０６の表面の広い範囲
に荷重が掛かると、テーブル１０６には、両リニアガイ
ド１０７が固定された中央部分を支点とした曲げモーメ
ントが掛かる。そのため、もしテーブル１０６自体の剛
性が低いとしたならば、このテーブル１０６は、Ｙ方向
及びＺ方向に直交する方向において、その中央部分を頂
点として湾曲してしまう。このように湾曲してしまう
と、平坦な物体を載置する場合，特に、光走査装置にこ
の移動ステージを組み込む場合には、致命的である。

【０００６】このような湾曲を防ぐには、テーブル１０
６自体の剛性を上げるしかないが、そのためには、図７
に示すように、テーブル１０６を厚くして重量化し、さ
らには、この重量化したテーブル１０６を支えるため
に、他の部品も重量化しなければならない。

【０００７】本発明の課題は、従来における問題点に鑑
み、テーブルの中央において鉛直方向の位置決めを行う
構成でありながら、テーブル自体の剛性を高めることな
く、重量のある物体を載置してもテーブルの湾曲の程度
が抑えられる移動ステージを、提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するた
め、本発明の移動ステージは、ベースと、前記ベースに
対して略鉛直方向に移動可能にガイドされた中間部材
と、この中間部材の裏面における中央において、この中
間部材を押し上げることによってこの中間部材の位置決
めを行う位置決め機構と、物体をその表面上に載置する
ために前記中間部材の表面上に配置されたテーブルと、
前記中間部材の表面における中央を避けてこの中央を囲
む複数点にて、この中間部材の表面と前記テーブルの裏
面との間に介在しており、前記テーブルを前記前記中間
部材の表面上に保持する複数の台座とを、備えたことを
特徴とする。

【０００９】このように構成されると、テーブルは、そ
の中央において位置決め機構によって押し上げられるこ
とにより位置決めされた中間部材の表面上に、複数の台
座を介して載置されているので、鉛直方向における位置
決めが正確になされる。このテーブルの表面上に重量の
ある物体が載置された場合でも、このテーブルの表面に
おける広い範囲に加わる荷重は、その中央を避けてこの
中央を囲む複数位置に配置された複数の台座に分散して
中間部材に伝わるので、この荷重に起因してテーブルが
大きく湾曲することはない。但し、このテーブルから各
台座を介して荷重が伝わった中間部材は湾曲し得るが、
中間部材とテーブルとの間に介在している台座は、両者
間を固定していないので、中間部材の湾曲がテーブルに
伝わることはない。

【００１０】台座は、中間部材及びテーブルのうちの少
なくとも一方に対してフリーとなっていれば良いので、
中間部材に対して固定されているとともにテーブルに対
してフリーとなっていても良いし、テーブルに対して固
定されているとともに中間部材に対してフリーとなって
いても良いし、中間部材及びテーブルの双方に対してフ
リーとなっていても良い。台座がテーブルに対して固定
されているとともに中間部材に対してフリーとなってい
る場合、中間部材の表面に、各台座が夫々載置される受
台が固定されていても良い。

【００１１】このように、中間部材及びテーブルの少な
くとも一方に対して台座がフリーとなっていると、テー
ブルが中間部材に対して安定しない問題が生じるので、
テーブルのずれを抑える手段を設けることが望ましい。
具体的には、テーブルを中間部材に向けて付勢する手段
を設けても良いし、中間部材の表面に直交する方向にの
みテーブルを中間部材に対してガイドする機構を設けて
も良い。これは、例えば、台座が載置される受台に溝を
設けた構成であっても良い。

【００１２】なお、台座の数及び位置は、その台座が小
さいものである場合には、中間部材の中央を囲む三箇所
とし、この三カ所に夫々配置した三個の台座によってテ
ーブルを三点支持することが望ましい。但し、この三個
の台座のうちの二個の台座の間を連続させたのと等価な
長尺状の台座に置き換えても、同じ作用が得られる。更
に、残りの台座を、この長尺な台座と平行な別の長尺な
台座に置き換えることも可能である。

【００１３】位置決め機構は、ベースに対して中間部材
の移動方向に交わる方向に移動するカム部材と、このカ
ム部材のカムに常時接触して中間部材を押し上げるカム
フォロワとから構成された機構であっても良いし、ラッ
クアンドピニオンからなる機構であっても良いし、ネジ
によって中間部材を押し上げる機構であっても良い。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態を説明する。以下に説明する実施形態は、本
発明を光走査装置（ポリゴン走査装置又はホログラム走
査装置）中の移動ステージとして実施した例を示すもの
である。 （光走査装置の全体構成）先ず、本実施形態にかかる光
走査装置の概略構成を、装置の正面図である図１及び一
部透過側面図である図２を用いて説明する。これら各図
に示されるように、本実施形態の光走査装置は、平板状
の基台１と、この基台１の上面に立てられた４本の支柱
２０によって基台１の上方に支持された描画ユニット２
と、基台１の上面上で描画ユニット２の下方に設置され
たテーブル部３とから、構成されている。

【００１５】描画ユニット２は、図１の左右方向（図２
の紙面に直交する方向，以下、「Ｘ方向」と言う）に比
較的長く且つ図１の紙面に直交する方向（図２の左右方
向，以下、「Ｙ方向」と言う）に比較的短い略直方体型
のハウジング４内に構築されている。具体的には、この
ハウジング４内は、Ｘ方向において、比較的小さな光源
室４ａと比較的大きな走査部４ｂとに二分されている。
そして、この光源室４ａ内には、レーザ光をＸ方向に向
けて射出するレーザ発生器５，このレーザ発生器５から
射出されたレーザ光をＺ方向（Ｘ方向及びＹ方向に直交
する方向）における上向きに９０度反射させる反射鏡
６，この反射鏡６によって反射されたレーザ光のビーム
径を調整するビームエキスパンダ７，及び、このビーム
エキスパンダ７を通過したレーザ光を再度Ｘ方向に向け
て反射させて走査部４ｂに入射させる反射鏡８が、順番
に配置されている。

【００１６】一方、走査室４ｂ内には、Ｘ方向に沿っ
て、光源室４ａから入射したレーザ光の約５０％を反射
させるとともに残り５０％を透過させるハーフミラー
９，このハーフミラー９を透過したレーザ光を反射させ
る反射鏡１０とが、順番に配置されている。これらハー
フミラー９又は反射鏡１０によって夫々反射されたレー
ザ光は、走査光学系１１，１２によって、夫々変調され
るとともにＸ方向に走査され、図２に示す角度で、反射
鏡１３，１４に入射する。これら各反射鏡１３，１４
は、入射したレーザ光を、基台１の上面に向けて、この
基台１の上面に対してＹ方向において垂直に入射するよ
うに、反射する。これら各反射鏡１３，１４によって夫
々反射された両レーザ光の走査範囲は、図１に示すよう
に、そのビームウェストの位置で互いに接する。

【００１７】上述のテーブル部３は、両レーザ光の走査
範囲が接するＺ方向の位置において、両レーザ光の走査
範囲を合わせた幅とほぼ同じ幅を有するシート状の感光
媒体Ｍを、基台１の上面と平行に保持する。以下、この
テーブル部３の構成を説明する。このテーブル部３は、
基台１に近接する側から順に、一軸テーブル１５及び移
動ステージ１６を重ねて、構成されている。この一軸テ
ーブル１５は、基台１の側面に取り付けられたサーボモ
ータ１７によって駆動され、移動ステージ１６を、各走
査光学系１３，１４による走査に同期した速度でＹ方向
に移動させる。また、この一軸テーブル１５上に取り付
けられた移動ステージ１６は、サーボモータ１７に近接
した側面に取り付けられたマイクロメータヘッド１８の
回転方向に応じたＺ方向の向きへ、その回転量に対して
所定の比率をなす距離だけ、感光材Ｍを載置したテーブ
ル１９を移動させる。

【００１８】以下、これらマイクロメータヘッド１８及
びテーブル１９を含む移動ステージ１６の構成を、詳細
に説明する。 （移動ステージの構成）図３は、この移動ステージ１６
を描画ユニット２側から見た状態を示す平面図であり、
図４は、テーブル１９（並びに、後述するローラ２５，
ローラブラケット２６，等）を排除した状態を示す移動
ステージ１６の平面図（一部に透視図を含む）である。
また、図５は、図４におけるＶ−Ｖ線に沿った縦断面図
であり、図６は、図４におけるＶＩ−ＶＩ線に沿った縦
断面図である。

【００１９】これら各図に示されるように、移動ステー
ジ１６は、平面が略正方形であり且つその上面が解放し
た略箱型形状を有するベース２１と、このベース２１の
内部空間内においてＹ方向（略水平方向，第２の方向）
にのみ移動可能にガイドされているとともにＹ方向にお
いて傾斜した一対の勾配面２２ｃ，２２ｃがその表面
（ベース２１とは逆に位置する面）に形成されたスライ
ダ（位置決め機構）２２と、ベース２１におけるＹ方向
に沿った両側面に夫々係合してＺ方向（略鉛直方向，第
１の方向）にのみ移動可能にガイドされた一対のＺ軸ス
ライダ２３，２３と、ベース２１を跨いで両Ｚ軸スライ
ダ２３，２３の間に掛け渡された平面矩形のＺ軸スライ
ダ連結板（中間部材）２４と、このＺ軸スライダ連結板
２４の裏面（ベース２１に対向した面）に取り付けられ
ているとともにスライダ２２の各勾配面２２ｃ，２２ｃ
上を夫々転がる一対のローラ（位置決め機構）２５，２
５を保持するローラブラケット（位置決め機構）２６
と、ベース２１におけるＸ方向に沿った一方の側面に固
定されたマイクロメータヘッド取付台４７と、このマイ
クロメータヘッド取付台４７に対して回転自在に取り付
けられているとともにベース２１を貫通してスライダ２
２に当接する棒状のスピンドル２７ａを有するマイクロ
メータヘッド２７と、３組の受台２８ａ〜２８ｃ及び台
座２９ａ〜２９ｃを介してＺ軸スライダ連結板２４の表
面（ベース２１とは逆に位置する面）上に載置されたテ
ーブル３０とを、主要構成としている。以下、これら各
部品の構造及び機能を、詳細に説明する。

【００２０】最初に、ベース２１は、上述したように平
面が略正方形であり、その表面（鉛直方向における上側
の面，以下、同じ）の中央には、開口形状が略正方形の
凹部２１ａが穿たれている。この凹部２１ａの底面の中
央には、更に、図６に示すように、断面矩形の溝２１ｂ
が、Ｙ方向に沿って一方の内壁から他方の内壁まで達す
るように掘られている。この溝２１ｂのＹ方向に沿った
両内側壁には、夫々、ベース２１の上面及び凹部２１ａ
の底面と平行に、後述するボールベアリング用のＶ溝が
形成されている。また、ベース２１の表面におけるＸ方
向に沿った両外側縁の近傍には、夫々、その外側縁の両
端近傍を除き、一定の幅にわたってベース２１自体の厚
さのほぼ半分程度の深さとなるように凹んだ切欠部２１
ｃ，２１ｄが形成されている。これら各切欠部２１ｃ，
２１ｄに接する外側面における両端の各々と各切欠部２
１ｃ，２１ｄとの間には、夫々、Ｚ軸方向に沿って、後
述するボールベアリング用のＶ溝が形成されている。

【００２１】上述した両切欠部２１ｃ，２１ｄのうちマ
イクロメータヘッド２７から離れた側の切欠部２１ｃの
底面には、図３に示すＸ方向中心軸（ベース２１のＸ方
向における中心を示すためにＹ方向に沿って設定された
中心軸）ｌに対して互いに線対称となる二つの位置に、
夫々、Ｚ方向を向いた一対の貫通孔２１ｆ，２１ｆが形
成されている。これら各貫通孔２１ｆ，２１ｆには、夫
々、その内径よりも若干小さい外径を有する引張バネ３
１が挿通されている。また、ベース２１の裏面における
これら貫通孔２１ｆ，２１ｆの開口周囲は、夫々、切欠
部２１ｃに向けて一段高くなるように凹んだ切欠部２１
ｇとして形成されている。そして、これら各切欠部２１
ｇの側壁には、各貫通孔２１ｆに挿通された引張バネ３
１の一端を係止するためのバネ掛け３２が、夫々、植設
されている。また、上述したベース２１の表面における
両切欠部２１ｃ，２１ｄのうちマイクロメータヘッド２
７に近接した側の切欠部２１ｄの底面にも、夫々、Ｘ方
向中心軸ｌに対して互いに線対称となる二つの位置に、
夫々、Ｚ方向を向いた一対の貫通孔２１ｆ，２１ｆが形
成されている。これら貫通孔２１ｆ，２１ｆにも、夫
々、その内径よりも若干小さい外径を有する引張バネ３
１が挿通されている。また、ベース２１の裏面における
これら貫通孔２１ｆ，２１ｆの開口周囲も、夫々、切欠
部２１ｄに向けて一段高くなるように凹んだ切欠部（図
示略）として形成されている。そして、これら図示せぬ
各切欠部の側壁にも、各貫通孔２１ｆに挿通された引張
バネ３１の一端を係止するためのバネ掛け３２が、夫
々、植設されている。さらに、この切欠部２１ｄの側壁
と凹部２１ａとの間には、マイクロメータヘッド２７の
スピンドル２７ａが挿通される貫通孔２１ｅが、Ｘ方向
中心軸ｌに沿って開けられている。

【００２２】この切欠部２１ｄに接するベース２１の外
側面と溝２１ｂとの間には、Ｙ方向に延びる一対の貫通
孔２１ｈ、２１ｈが、各貫通孔２１ｆ，２１ｆを避けて
Ｘ方向中心軸ｌに対して互いに線対称となる二つの位置
に夫々形成されている。これら各貫通孔２１ｈ，２１ｈ
には、夫々、その内径よりも若干小さい外径を有する引
張バネ３３が挿通されている。

【００２３】さらに、この外側面とベース２１の裏面と
の縁からは、溝２１ｂとほぼ同じ幅，及び溝２１ｂの底
面とベース２１の裏面との間隔とほぼ同じ厚さを有する
板状の取付代２１ｉが、ベース２１の底面と平行に突出
形成されている。この取付代２１ｉの表面における各貫
通孔２１ｈ，２１ｈの延長線上の二位置には、各貫通孔
２１ｈ，２１ｈに挿通された引っ張バネ３３の一端を係
止するためのバネ掛け３４が、夫々、植設されている。
また、この取付代２１ｉの表面における中央には、マイ
クロメータヘッド取付台４７が、二つの固定ネジ３６，
３６によってネジ止め固定されている。

【００２４】このマイクロメータヘッド取付台４７は、
Ｘ方向中心軸ｌに沿ってＺ方向に立てた面における断面
形状が略Ｌ字型であり、一端がベース２１の取付代２１
ｉにネジ止め固定されているとともに、他端がベース２
１の外側面と対向している。このマイクロメータヘッド
取付台４７の他端には、ベース２１の貫通孔２１ｅと同
軸な貫通孔４７ａが形成されている。そして、このマイ
クロメータヘッド取付台４７の他端における外面（ベー
ス２１とは反対側に位置する面）には、マイクロメータ
ヘッド２７が、そのスピンドル２７ａを貫通孔４７ａ
（及びベース２１の貫通孔２１ｅ）に貫通させた状態
で、回転自在に取り付けられている。

【００２５】このスピンドル２７ａの基端には、マイク
ロメータヘッド２７の中心軸に開けられた雌ネジに対し
て螺合する雄ねじが形成されている。また、このスピン
ドル２７ａは、マイクロメータヘッド取付台４７に対し
ては回転が規制されている。従って、マイクロメータヘ
ッド２７は、マイクロメータヘッド取付台４７に対して
正方向に回転されると、その回転量に正比例した長さだ
けスピンドル２７ａを繰り出し、逆方向に回転される
と、その回転量に正比例した長さだけスピンドル２７ａ
を繰り込む。このマイクロメータヘッド２７が操作部材
に相当し、このマイクロメータヘッド２７の回転に従っ
てスピンドル２７ａを進退させる機構が、連動機構に相
当する。

【００２６】上述したスライダ２２は、その主要部がベ
ース２１の溝２１ｂよりも幅広な板状形状を呈してお
り、その裏面（溝２１ｂに対向した面）には、Ｙ方向を
向いたレール状の突起である一対のリニアガイド部２２
ａ，２２ａが突出形成されている。これら両リニアガイ
ド部２２ａ，２２ａの外側面同士の間隔は、ベース２１
の溝２１ｂの幅よりも若干狭いので、これら両リニアガ
イド部２２ａ，２２ａは、同時に溝２１ｂ内に嵌合す
る。そして、各リニアガイド部２２ａ，２２ａの外側面
には、溝２１ｂの各内側壁に形成されたＶ溝内で転がる
複数の硬球３７が、Ｙ方向に並べて回転自在に填め込ま
れている。これら複数の硬球３７はボールベアリングと
して機能し、両リニアガイド部２２ａ，２２ａの溝２１
ｂからの脱落を規制しつつ、スライダ２２をＹ方向にガ
イドする。

【００２７】なお、スライダ２２の裏面における両リニ
アガイド部２２ａ，２２ａの間には、ベース２１の各貫
通孔２１ｈ，２１ｈに夫々挿通された引張バネ３３の他
端が係止される一対のバネ掛け３８，３８が、植設され
ている。詳しく述べると、各バネ掛け３８，３８は、ス
ライダ２２の裏面における各貫通孔２１ｈ，２１ｈの延
長線上の中心点である２位置に、夫々、植設されてい
る。従って、スライダ２２は、これら両引張バネ３３の
復元力に因り、常時、溝２１ｂに沿ってマイクロメータ
ヘッド２７側にスライドする様に、付勢されている。な
お、スライダ２２の表面におけるマイクロメータヘッド
２７側の縁の中央には、ベース２１の貫通孔２１ｅの延
長線に直交する板状の受け部２２ｂが、突出形成されて
いる。従って、マイクロメータヘッド２７のスピンドル
２７ａの先端は、常時、この受け部２２ｂに当接するの
で、スライダ２２のＹ方向における位置はスピンドル２
７ａの突出量によって規制される。従って、スライダ２
２は、マイクロメータヘッド２７の回転方向に応じた向
きへ、その回転量に正比例した距離だけ移動する。ま
た、スライダ２２の表面におけるＹ方向に沿った両側縁
には、夫々、Ｚ軸スライダ連結板２４に向けて垂直に立
ち上がったカム２２ｃ，２２ｃが、一体に形成されてい
る。各カム２２ｃ，２２ｃの表面は、図５に示すよう
に、そのマイクロメータヘッド２７側の端部近傍を除い
て、一定斜度の斜面として形成されている。スライダ２
２の表面に対するこれら斜面の角度は、４５度未満であ
る。

【００２８】上述した各Ｚ軸スライダ２３，２３の主要
部は、ベース２１におけるＹ方向に沿った外側面に対向
した板状形状を呈しており、そのベース２１に対向した
面の両端には、夫々、Ｚ方向を向いたレール状の突起で
ある一対のリニアガイド部２３ａ，２３ａが突出形成さ
れている。これら両リニアガイド部２３ａ，２３ａの内
側面同士の間隔は、ベース２１のＹ方向における全長よ
りも若干広いので、これら両リニアガイド部２３ａ，２
３ａの間に、ベース２１が嵌合する。そして、各リニア
ガイド部２３ａ，２３ａの内側面には、ベース２１の外
側面に形成されたＶ溝内で転がる複数の硬球３９が、Ｚ
方向に並べて回転自在に填め込まれている。これら複数
の硬球３９はボールベアリングとして機能し、両リニア
ガイド部２３ａ，２３ａがベース２１からＸ方向又はＹ
方向へ脱落するのを規制しつつ、各Ｚ軸スライダ２３を
Ｚ方向にガイドする。

【００２９】なお、各Ｚ軸スライダ２３の外面（ベース
２１とは反対側に位置する面）における両端には、夫
々、ベース２１から離反するようにＸ方向に突出したリ
ブ２３ｂ，２３ｂが、突出形成されている。これら一対
のリブ２３ｂ，２３ｂの表面は、ベース２１と平行な同
一平面内に存在している。また、これら一対のリブ２３
ｂ，２３ｂの裏面は、ベース２１から離れるほど表面側
に接近するように傾斜している。従って、これら各リブ
２３ｂ，２３ｂを側方から見ると、図６に示すように、
略三角形となっている。

【００３０】上述したＺ軸スライダ連結板２４は、その
四隅を各Ｚ軸スライダ２３，２３の各リブ２３ｂの先端
に重ねた状態で、これら各リブ２３ｂにネジ止め固定さ
れている。従って、このＺ軸スライダ連結板２４にネジ
止め固定された状態においては、両Ｚ軸スライダ２３，
２３のＺ方向における位置は一致し、両Ｚ軸スライダ２
３，２３とＺ軸スライダ連結板２４が一体となって、ベ
ース２１に対してＺ方向にガイドされる。なお、Ｚ軸ス
ライダ連結板２４の裏面における各貫通孔２１ｆ，２１
ｆ，２１ｆ，２１ｆと重なる４箇所には、夫々、各貫通
孔２１ｆに夫々挿通された引張バネ３１の他端が係止さ
れるバネ掛け３５が植設されている。従って、Ｚ軸スラ
イダ連結板２４は、これら各引張バネ３１の復元力に因
り、常時、ベース２１に接近する様に、付勢されてい
る。また、このＺ軸スライダ連結板２４におけるＹ方向
に沿った両外側面の両端近傍には、夫々、引張バネ（付
勢機構）４１の一端を係止するためのバネ掛け４２が、
Ｘ方向に向けて植設されている。

【００３１】上述したローラブラケット２６の主要部
は、Ｙ方向においてスライダ２２と同じ全長を有し、Ｘ
方向においてスライダ２２における両カム２２ｃ，２２
ｃの間隔と同じ幅を有する板状形状を呈している。但
し、このローラブラケット２６の主要部の厚さは、Ｘ方
向における両側１／３づつが、中央部分よりも若干薄く
なっている。そして、この中央部分が、Ｚ軸スライダ連
結板２４の裏面にネジ止め固定されており、この状態
で、ローラブラケット２６の中心は、Ｘ方向において、
スライダ２２の中心とＺ方向に重なる。また、この状態
において、ローラブラケット２６の主要部における両側
の薄肉部分２６ｂは、Ｚ軸スライダ連結板２４から斜め
に浮いて下がっている。このようなローラブラケット２
６の主要部におけるＹ方向に沿った両側縁（薄肉部分２
６ｂの端縁）からは、Ｚ軸スライダ連結板２４の裏面に
対して垂直にベース２１に向かって、ローラ支持板２６
ａ，２６ａが一体に形成されている。これら各ローラ支
持板２６ａ，２６ａの裏面は、スライダ２２の各カム２
２ａ，２２ａの斜面と平行である。そして、これら各ロ
ーラ支持板２６ａ，２６ａのほぼ中央には、Ｘ方向を向
いたシャフト４０，４０が、貫通して固定されている。

【００３２】上述した各ローラ２５，２５は、これら各
シャフト４０，４０によって、各ローラ支持板２６ａ，
２６ａの外側面において回転自在に支持されている。こ
れら各ローラ２５，２５は、各シャフト４０，４０の延
長線上から見たときにその外周面が各ローラ支持板２６
ａ，２６ａの裏面からはみ出す程度の外径を有してい
る。従って、各引張バネ３１によってＺ軸スライダ連結
板２４がベース２１に接近する様に付勢されると、ロー
ラブラケット２６がスライダ２２に接触することなく、
各ローラ２５，２５がスライダ２２の各カム２２ａ，２
２ａの斜面に接触して、Ｚ軸スライダ連結板２４の位置
決めがなされる。これら各ローラ２５，２５は、ベース
２１に対してＺ方向以外には移動しないので、上述した
ようにしてマイクロメータヘッド２７の回転に応じてス
ライダ２２がＹ方向に移動すると、そのスライダ２２の
移動量ｍに対して以下の式（１）に従って正比例した量
ｈだ け、Ｚ方向に移動する。 ……（１） ｈ＝ｍ・tanθ ここで、θは、スライダ２２の表面に対する各カム２２
ａ，２２ａの斜面の角度である。また、スライダ２２の
移動量ｍは、スピンドル２７ａのネジピッチｐとマイク
ロメータヘッド２７の回転数ｎとの積に等しいので、結
局上記式（１）は、下記式（２）のように書き換えられ
る。

【００３３】 ｈ＝ｎ・ｐ・tanθ ……（２） 即ち、この式（２）に示されるように、Ｚ軸スライダ連
結板２４のＺ方向移動量ｈは、マイクロメータヘッド２
７の回転数ｎに正比例するのである。

【００３４】上述した３個の受台２８ａ〜２８ｃは、略
矩形の平面形状を有し、夫々、Ｚ軸スライダ連結板２４
の表面における各Ｚ軸スライダ２３，２３の主要部と重
なる位置に、その長手方向をＹ方向に向けて固定されて
いる。具体的には、図３に示すように、一方（図４の上
側）のＺ軸スライダ２３の主要部と重なる位置には、Ｙ
方向を向いたＶ字溝がその表面に形成された二つの受台
２８ａ，２８ｂが固定され、他方（図４の下側）のＺ軸
スライダ２３の主要部と重なる位置には、平坦な表面を
有する一つの受台２８ｃが固定されている。そして、前
者の受台２８ａ，２８ｂは、一方（図４の上側）のＺ軸
スライダ２３の主要部の両端近傍と重なる位置に固定さ
れており、後者の受台２８ｃは、他方（図４の下側）の
Ｚ軸スライダ２３の主要部の中央と重なる位置に固定さ
れている。

【００３５】上述したテーブル３０は、Ｚ軸スライダ連
結板２４よりも一回り大きい平面形状を有しており、そ
の裏面には、各受台２８ａ〜２８ｃの表面における長手
方向に沿った中心軸上に夫々載置される３個の台座２９
ａ〜２９ｃが固定されている。これら各台座２９ａ〜２
９ｃは、夫々、Ｙ方向に長手方向を向けた横断面形状を
有しており、その先端面は、その長手方向に母線を向け
た円柱面となっている。但し、表面が平坦である受台２
８ｃに載置される台座２９ｃは、他の台座２９ａ，２９
ｂよりもＺ方向の全長が長く設定してあり、テーブル３
０がＺ軸スライダ連結板２４と平行になるように調整さ
れている。また、このテーブル３０における各バネ掛け
４２と重なる位置には、夫々切欠３０ａが形成されてお
り、各切欠３０ａ内には、各引張バネ４１の他端を係止
するためのバネ掛け４３が植設されている。従って、テ
ーブル３０は、常時、Ｚ軸スライダ連結板２４から浮き
上がらぬ様、このＺ軸スライダ連結板２４に向けて付勢
されている。

【００３６】なお、本実施形態において、テーブル３０
は、真空吸着テーブルとして構成されている。以下、こ
のテーブル３０が真空吸着テーブルとして機能するため
の構成を、説明する。図３及び図６に示されるように、
テーブル３０には、その表面から裏面に貫通するよう
に、多数（本実施形態においてはＹ方向に６個，Ｘ方向
に７列）の吸着孔３０ｂが形成されている。そして、テ
ーブル３０の裏面には、Ｙ方向に並ぶ６個の吸着孔３０
ｂの開口を相互に連通させる連通溝３０ｃが、７本刻ま
れている。これら各連通溝３０ｃの開口は、連通溝３０
ｃの底よりも幅を拡げた受け座として加工されており、
この受け座の部分に、この連通溝３０ｃを気密に閉じる
蓋４４が填め込まれている。さらに、各列の吸着孔３０
ｂのうちマイクロメータヘッド２７に最も近接した位置
にある吸着孔３０ｂは、テーブル３０におけるマイクロ
メータヘッド２７側の側面からＹ方向に向けて開けられ
た連通孔３０ｄに連通している。そして、各連通孔３０
ｄは、テーブル３０におけるマイクロメータヘッド２７
側の側面に取り付けられた各配管継手４５及びこれら配
管継手４５同士を連結するパイプ４６を介して、図示せ
ぬ吸引ポンプに連通されている。従って、この図示せぬ
吸引ポンプが作動することにより、各パイプ４６，各配
管継手４５，各連通孔３０ｄ，各連通溝３０ｃを介し
て、各吸着孔３０ｂから吸引がなされ、テーブル３０の
表面に載置されている平坦な物体（感光媒体）が吸着固
定される。 （実施形態による移動ステージ及び光走査装置の動作）
次に、以上のように構成された本実施形態による移動ス
テージ１６及びこの移動ステージを組み込んだ光走査装
置の動作を、説明する。

【００３７】いま、移動ステージ１６のテーブル３０の
表面にフォトレジスト等の感光媒体Ｍを固定して、この
感光媒体Ｍの表面に所定パターンを露光するものとす
る。この場合、作業者は、最初に、テーブル３０の表面
上に感光媒体Ｍを載置して、この感光媒体Ｍの位置決め
を行った後に、図示せぬ吸引ポンプを作動させる。する
と、上述したようにして、テーブル３０の各吸着孔３０
ｂから吸引がなされ、感光媒体Ｍがテーブル３０の表面
に吸着固定される。

【００３８】この感光媒体Ｍをテーブル３０に載置した
時には、また、この感光媒体Ｍの荷重がテーブル３０に
加わる。このテーブル３０に加わった荷重は、テーブル
３０の重心位置（中央）を囲む三点に夫々配置された台
座２９ａ〜２９ｃ及び受台２８ａ〜２８ｃを介して分散
して、Ｚ軸スライダ連結板２４に加わる。このようにし
て軸スライダ連結板２４に加わった荷重は、さらに、ロ
ーラブラケット２６に加わる。

【００３９】このローラブラケット２６は、元々、テー
ブル３０，Ｚ軸スライダ連結板２４，及び両Ｚ軸スライ
ダ２３，２３自体の重量を受けることによって、両ロー
ラ２５，２５がスライダ２２のカム２２ｃ，２２ｃの斜
面に当接する位置まで下がっている。従って、感光媒体
Ｍの重量を更に加わると、ローラブラケット２６の薄肉
部分２６ｂは、ローラブラケット２６の主要部全体が平
坦となる方向に弾性変形し、この弾性変形による弾発力
と感光媒体Ｍの荷重とのバランスが合ったＺ方向位置
で、テーブル３０（並びに、Ｚ軸スライダ連結板２４及
び両Ｚ軸スライダ２３，２３）は停止する。この時、仮
に、ローラブラケット２６や各ローラ２５の加工誤差に
より、感光媒体Ｍをテーブル３０の表面に載置するより
も前に一方のローラ２５がカム２２ｃの斜面から浮き上
がっていたとしても、感光媒体Ｍをテーブル３０の表面
に載置すると、上述したようにして、カム２２ｃに元々
当接しているローラ２５を支持している側の薄肉部分２
６ｂが先に弾性変形するので、この弾性変形によってテ
ーブル３０が下がる途中で、カム２２ｃから浮き上がっ
ていたローラ２５がこのカム２２ｃに当接する。従っ
て、テーブル３０に載置された物体がある程度の重量を
有する限り、両ローラ２５，２５はともにスライダ２２
のカム２２ｃ，２２ｃに当接する。よって、ローラブラ
ケット２６に加わっていた荷重は、これら両ローラ２
５，２５を介して分散して、スライダ２２，更にはベー
ス２１に、加わる。

【００４０】次に、作業者は、マイクロメータヘッド２
７を適宜回転させる。すると、上述したように、スライ
ダ２２は、マイクロメータヘッド２７の回転方向に対応
した向きに、その回転量に正比例した距離だけ移動す
る。すると、両Ｚ軸スライダ２３，２３によってＺ方向
にのみ移動可能に支持された各ローラ２５に対して当接
するカム２２ｃ，２２ｃの斜面の高さ位置が、スライダ
２２のＹ方向位置に応じて変化するので、各ローラ２５
は、カム２２ｃ，２２ｃの斜面に対する当接位置の変化
に従ってＺ方向に移動する。従って、ローラブラケット
２６の薄肉部分２６ｂにおける弾性変形がこれに加わる
荷重とのバランスを保ちつつ、（両Ｚ軸スライダ２３，
２３によってＺ方向にのみスライド可能にガイドされて
いる）Ｚ軸スライダ連結板２４及びテーブル３０は、Ｚ
方向に移動する。

【００４１】以上説明したように、本実施形態による移
動ステージ１６では、テーブル３０を載せるとともにカ
ムフォロワとしての各ローラ２５，２５が連結されたＺ
軸スライダ連結板２４は、Ｚ方向へのリニアガイド（ボ
ールベアリング）によりベース２１に対してＺ方向にの
みスライド自在にガイドされた両Ｚ軸スライダ２３，２
３によって、Ｚ方向にガイドされる。従って、ベース２
１に対するＺ軸スライダ連結板２４及びテーブル３０の
移動方向は、正確に、Ｚ方向に保たれる。従って、Ｚ軸
スライダ連結板２４及びテーブル３０は、スピンドル２
７ａのネジピッチｐ，スライダ２２の表面に対する各カ
ム２２ｃ，２２ｃの斜面がなす角度θに基づいて定まる
比例定数： tanθ・ｐ に従ってマイクロメータヘッド２７の回転量ｎに正比例
した距離ｈだけ、Ｚ方向に移動する。

【００４２】なお、テーブル３０がＺ軸スライダ連結板
２４とは別体の部品として構成されるのは、以下の理由
に拠る。即ち、ここで仮に、Ｚ軸スライダ連結板２４上
に直接物体が載置されたと考える。このＺ軸スライダ連
結板２４は、上述したように、その裏面の中央に固定さ
れたローラブラケット２６を介して連結されたローラ２
５，２５によって、Ｚ方向の位置決めがなされる。この
「Ｚ方向の位置決め」を行うという機能上、ローラブラ
ケット２６は、Ｚ軸スライダ連結板２４の裏面の中央一
点でのみ、このＺ軸スライダ連結板２４に対して固定せ
ざるを得ない。従って、Ｚ軸スライダ連結板２４表面の
広い範囲に物体の重量が加わった場合、このＺ軸スライ
ダ連結板２４には、このロールホルダ２６との固定点を
支点とした曲げモーメントが掛かる。従って、Ｚ軸スラ
イダ連結板２４の剛性が低い場合には、このＺ軸スライ
ダ連結板２４がロールホルダ２６との固定点を頂点とし
た球面状に湾曲してしまうし、この湾曲を避けるために
Ｚ軸スライダ連結板２４自体の剛性を上げようとする
と、Ｚ軸スライダ連結板２４自体や装置全体の大型化及
び重量化が避けられない。これに対して、本実施形態の
ように、Ｚ軸スライダ連結板２４とテーブル３０とを別
体とするとともに、三組の受台２８ａ〜２８ｃ及び台座
２９ａ〜２９ｃを介してＺ軸スライド連結板２４上にテ
ーブル３０を載置するように構成すると、テーブル３０
は、３個の台座２９ａ〜２９ｃによってそのＺ方向の位
置決めがなされているので、その表面の広い範囲に物体
の重量が加わっても、その全体に加わる曲げモーメント
の総和が比較的小さくなり、よって、湾曲の程度も弱く
なる。

【００４３】但し、これら三組の受台２８ａ〜２８ｃ及
び台座２９ａ〜２９ｃを介して重量が加わるＺ軸スライ
ダ連結板２４は、やはり、曲げモーメントに因って湾曲
してしまうが、Ｙ方向における湾曲は、第１及び第２の
台座２９ａ，２９ｂが夫々第１及び第２の受台２８ａ，
２８ｂ上を滑ることにより吸収され、Ｘ方向における湾
曲は、第３の台座２９ｃが第３の受台２８ｃ上を滑るこ
とにより吸収される。従って、Ｚ軸スライダ連結板２４
の湾曲に影響されることなく、テーブル３０は、その平
面性を保つ。

【００４４】以上のようにしてテーブル３０の表面のＺ
方向における位置が定まると、作業者は、描画ユニット
２を作動させることにより、このテーブル３０の表面上
に吸着固定された感光媒体Ｍ上に、所定パターンを露光
する。

【００４５】なお、上記実施形態では、三組の台座２９
ａ〜２９ｃ及び受台２８ａ〜２８ｃによってテーブル３
０をＺ軸スライダ連結板２４上に三点支持しているが、
例えば、第１及び第２の台座２９ａ，２９ｂの代わり
に、これらをＹ方向に連続されたのと等価な形状を有す
る長尺な一個の台座を用いても良い。さらに、第３の台
座２９ｃの代わりに、上記長尺な台座と同形状である長
尺な台座を、これら長尺な台座同士互いに平行となるよ
うに配置しても良い。

【００４６】また、テーブル３０は、上記実施形態で
は、平坦な感光媒体Ｍを載置するために真空吸着テーブ
ルとして構成されているが、載置対象の物体が加工装置
や非加工物等，平坦でない物体である場合には、この物
体と係合するアリ溝又はＴ字溝が形成されたものとして
構成される。

【００４７】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明の移動ス
テージによると、テーブルの中央において鉛直方向の位
置決めを行う構成でありながら、テーブル自体の剛性を
高めることなく、重量のある物体を載置してもテーブル
の湾曲の程度が抑えられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態である移動ステージが組
み込まれた光走査装置の正面図

【図２】 光走査装置の側面図

【図３】 移動ステージの平面図

【図４】 図３の移動ステージからテーブル及びローラ
ブラケットを除去した状態を示す平面図

【図５】 図４のＶ−Ｖ線に沿った縦断面図

【図６】 図４のＶＩ−ＶＩ線に沿った縦断面図

【図７】 従来技術の説明図

【符号の説明】

１６ 移動ステージ ２１ ベース ２１ｂ 溝 ２２ スライダ ２２ａ リニアガイド部 ２２ｃ カム ２３ Ｚ軸スライダ ２４ Ｚ軸スライダ連結板 ２５ ローラ ２６ ローラブラケット ２７ マイクロメータヘッド ２７ａ スピンドル ３０ テーブル ３７ 硬球

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ベースと、 前記ベースに対して略鉛直方向に移動可能にガイドされ
   た中間部材と、 この中間部材の裏面における中央において、この中間部
   材を押し上げることによってこの中間部材の位置決めを
   行う位置決め機構と、 物体をその表面上に載置するために前記中間部材の表面
   上に配置されたテーブルと、 前記中間部材の表面における中央を避けてこの中央を囲
   む複数点にて、この中間部材の表面と前記テーブルの裏
   面との間に介在しており、前記テーブルを前記前記中間
   部材の表面上に保持する複数の台座とを備えたことを特
   徴とする移動ステージ。
2. 【請求項２】前記テーブルを前記中間部材に向けて付勢
   する付勢部材を更に備えたことを特徴とする請求項１記
   載の移動ステージ。
3. 【請求項３】前記台座が３個存在していることを特徴と
   する請求項１記載の移動ステージ。
4. 【請求項４】前記台座が前記テーブルの裏面に固定され
   ており、前記中間部材の表面には、前記各台座が載置さ
   れる受台が固定されていることを特徴とする請求項１記
   載の移動ステージ。
5. 【請求項５】前記位置決め機構は、 前記ベースに対して、前記中間部材の移動方向である第
   １の方向に交わる第２の方向に直進移動可能に取り付け
   られているとともに、第１の方向における位置と第２の
   方向における位置とが一定比率で変化するように対応付
   けられたカムを有するカム部材と、 このカム部材のカムに常時接触するように前記中間部材
   の裏面に対して取り付けられたカムフォロワとからなる
   ことを特徴とする請求項１記載の移動ステージ。
6. 【請求項６】前記テーブルの表面は略水平に保持されて
   いることを特徴とする請求項１記載の移動ステージ。