JP2001237299A - 位置決め装置 - Google Patents
位置決め装置Info
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- JP2001237299A JP2001237299A JP2000047810A JP2000047810A JP2001237299A JP 2001237299 A JP2001237299 A JP 2001237299A JP 2000047810 A JP2000047810 A JP 2000047810A JP 2000047810 A JP2000047810 A JP 2000047810A JP 2001237299 A JP2001237299 A JP 2001237299A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- stage
- axis
- positioning device
- driving
- axis direction
- Prior art date
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-
- 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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 微細デバイスの組立などに有用な、４モジュ
ールで６軸構成が可能な小型化された位置決め装置を提
供する。 【解決手段】 この位置決め装置を、モジュール化され
ている第１ステージ１３乃至第４ステージ４３により構
成する。ベース１１上でＸ軸方向に移動可能な第１ステ
ージ１３と、第１ステージ１３上でＹ軸方向に移動可能
な第２ステージ２３と、第２ステージ２３上でＺ軸周り
に回転可能な第３ステージ３３と、第３ステージ３３上
でＺ軸方向の移動及びＸ軸周りとＹ軸周りとに回転可能
な第４ステージ４３とを設け、これら第１ステージ１３
乃至第４ステージ４３の位置を位置検出手段で検出し、
その結果をもとに第１駆動手段１４乃至第４駆動手段を
適宜に作動させることにより、第１ステージ１３乃至第
４ステージ４３の位置制御を行うように構成する。
ールで６軸構成が可能な小型化された位置決め装置を提
供する。 【解決手段】 この位置決め装置を、モジュール化され
ている第１ステージ１３乃至第４ステージ４３により構
成する。ベース１１上でＸ軸方向に移動可能な第１ステ
ージ１３と、第１ステージ１３上でＹ軸方向に移動可能
な第２ステージ２３と、第２ステージ２３上でＺ軸周り
に回転可能な第３ステージ３３と、第３ステージ３３上
でＺ軸方向の移動及びＸ軸周りとＹ軸周りとに回転可能
な第４ステージ４３とを設け、これら第１ステージ１３
乃至第４ステージ４３の位置を位置検出手段で検出し、
その結果をもとに第１駆動手段１４乃至第４駆動手段を
適宜に作動させることにより、第１ステージ１３乃至第
４ステージ４３の位置制御を行うように構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は位置決め装置に関
し、詳しくは、４モジュールで６軸構成が可能な精密位
置決めステージに関するものである。本発明の応用分野
としては、微細デバイスの組立をはじめ、半導体露光装
置や半導体検査装置、３次元形状測定装置などの精密位
置決めに関する技術が挙げられる。
し、詳しくは、４モジュールで６軸構成が可能な精密位
置決めステージに関するものである。本発明の応用分野
としては、微細デバイスの組立をはじめ、半導体露光装
置や半導体検査装置、３次元形状測定装置などの精密位
置決めに関する技術が挙げられる。
【０００２】
【従来の技術】特開平５−１６０３４０号公報に記載さ
れた発明（発明の名称：三次元ＬＳＩ積層装置）は、４
軸以上の制御軸を有する粗動ステージと、６軸の制御軸
を有する微動ステージとにより２枚のウェーハを位置決
めし、貼り合わせる装置であり、単軸ステージを多段に
設けることにより位置決めステージを構成している。
れた発明（発明の名称：三次元ＬＳＩ積層装置）は、４
軸以上の制御軸を有する粗動ステージと、６軸の制御軸
を有する微動ステージとにより２枚のウェーハを位置決
めし、貼り合わせる装置であり、単軸ステージを多段に
設けることにより位置決めステージを構成している。
【０００３】従来、半導体製造装置などに代表される微
細部品の加工装置、組立装置、検査装置などに用いられ
ている精密位置決め可能な駆動ステージにおいては、一
般的に、モータとボールネジとガイドとで構成される、
１軸駆動が可能なステージを複数台組み合わせることに
より多自由度駆動を可能にしていた。例えば、６自由度
の駆動を可能にする場合には、直線駆動を行うステージ
を３軸（ＸＹＺ軸）設けるのに加えて、回転駆動を行う
ステージを３軸（αβθ軸）設け、これら合計６軸を組
み合わせにより、６自由度の駆動を可能としていた。
細部品の加工装置、組立装置、検査装置などに用いられ
ている精密位置決め可能な駆動ステージにおいては、一
般的に、モータとボールネジとガイドとで構成される、
１軸駆動が可能なステージを複数台組み合わせることに
より多自由度駆動を可能にしていた。例えば、６自由度
の駆動を可能にする場合には、直線駆動を行うステージ
を３軸（ＸＹＺ軸）設けるのに加えて、回転駆動を行う
ステージを３軸（αβθ軸）設け、これら合計６軸を組
み合わせにより、６自由度の駆動を可能としていた。
【０００４】しかしながら、このような６軸構成のステ
ージでは構造が巨大になり、これを組立装置や加工装置
に組み込む場合には、これらの装置が大きくなってしま
うという問題があった。また、単軸ステージを組み合わ
せるため、誤差が単純に積み重なり、目的とするステー
ジ精度が得られないという問題もあった。さらに、１段
６軸ステージのように機能集約すると、本当に必要な軸
を選択してステージ構成することができず、結果的にミ
ニマムコストで装置を作ることができないという問題も
あった。
ージでは構造が巨大になり、これを組立装置や加工装置
に組み込む場合には、これらの装置が大きくなってしま
うという問題があった。また、単軸ステージを組み合わ
せるため、誤差が単純に積み重なり、目的とするステー
ジ精度が得られないという問題もあった。さらに、１段
６軸ステージのように機能集約すると、本当に必要な軸
を選択してステージ構成することができず、結果的にミ
ニマムコストで装置を作ることができないという問題も
あった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】したがって本発明の目
的は、上記問題を解決し、汎用性のある小型高精度位置
決め装置を提供することである。以下、本発明の目的を
請求項毎に説明する。
的は、上記問題を解決し、汎用性のある小型高精度位置
決め装置を提供することである。以下、本発明の目的を
請求項毎に説明する。
【０００６】請求項１の発明の目的は、４モジュールで
６軸構成が可能な、小型化された位置決め装置を提供す
ることにある。
６軸構成が可能な、小型化された位置決め装置を提供す
ることにある。
【０００７】請求項２の発明の目的は、駆動手段をリニ
アアクチュエータとすることにより駆動手段を小型化
し、これによって、駆動手段をステージ内部に設置する
ことが可能な、より小型化された位置決め装置を提供す
ることである。
アアクチュエータとすることにより駆動手段を小型化
し、これによって、駆動手段をステージ内部に設置する
ことが可能な、より小型化された位置決め装置を提供す
ることである。
【０００８】請求項３の発明の目的は、リニアアクチュ
エータとしてピエゾインチワークアクチュエータを採用
することにより、小型で高推力・高分解能・長ストロー
クを得ることができる、より小型で高精度な位置決め装
置を提供することである。
エータとしてピエゾインチワークアクチュエータを採用
することにより、小型で高推力・高分解能・長ストロー
クを得ることができる、より小型で高精度な位置決め装
置を提供することである。
【０００９】請求項４の発明の目的は、１段でＺ軸方向
の移動とＸ軸周りの回転とＹ軸周りの回転とが可能な、
小型化された位置決め装置を提供することである。
の移動とＸ軸周りの回転とＹ軸周りの回転とが可能な、
小型化された位置決め装置を提供することである。
【００１０】請求項５の発明の目的は、第４ステージの
位置検出を行って位置決めすることにより、ステージ上
のワーク（部品等）を精度良く位置決めすることができ
る、高精度な位置決め装置を提供することである。
位置検出を行って位置決めすることにより、ステージ上
のワーク（部品等）を精度良く位置決めすることができ
る、高精度な位置決め装置を提供することである。
【００１１】請求項６，７の発明の目的はＸ基準面、Ｙ
基準面のいずれか一方の２ヵ所と、他方の１ヵ所と、Ｚ
基準面の３ヵ所とについて、それぞれの位置を計測する
ことによりＸ，Ｙ，Ｚ軸方向の基準位置とＸ，Ｙ，Ｚ軸
周りの回転角とを演算して算出することができる、高精
度な位置決め装置を提供することである。
基準面のいずれか一方の２ヵ所と、他方の１ヵ所と、Ｚ
基準面の３ヵ所とについて、それぞれの位置を計測する
ことによりＸ，Ｙ，Ｚ軸方向の基準位置とＸ，Ｙ，Ｚ軸
周りの回転角とを演算して算出することができる、高精
度な位置決め装置を提供することである。
【００１２】請求項８の発明の目的は、第１ステージ乃
至第４ステージをモジュール化することにより、必要な
可動軸を選択して１軸乃至６軸の位置決め装置を構成す
ることができる、汎用性のある位置決め装置を低コスト
で提供することである。
至第４ステージをモジュール化することにより、必要な
可動軸を選択して１軸乃至６軸の位置決め装置を構成す
ることができる、汎用性のある位置決め装置を低コスト
で提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の位置決
め装置（図１乃至図３を参照）は、ＸＹ平面に略平行な
ベース１１と、このベース１１上に設けられた第１ガイ
ド手段１２ａ，１２ｂによってＸ軸方向に移動可能な第
１ステージ１３と、この第１ステージ１３をベース１１
に対して駆動する第１駆動手段１４と、第１ステージ１
３上に設けられた第２ガイド手段（図略）によって第１
ステージ１３に対してＹ軸方向に移動可能な第２ステー
ジ２３と、この第２ステージ２３を駆動する第２駆動手
段（図略）と、第２ステージ２３上に設けられた第３ガ
イド手段３２によって第２ステージ２３に対してＺ軸周
りに回転可能な第３ステージ３３と、この第３ステージ
３３を駆動する第３駆動手段３４と、第３ステージ３３
上に設けられた第４ガイド手段（図略）によって第３ス
テージ３３に対してＺ軸方向の移動及びＸ軸周りとＹ軸
周りとに回転可能な第４ステージ４３と、この第４ステ
ージ４３を駆動する第４駆動手段とを備えて構成され、
これら第１ステージ１３乃至第４ステージ４３の位置を
位置検出手段で検出し、その結果をもとに第１駆動手段
１４乃至第４駆動手段を適宜に作動させることにより、
第１ステージ１３乃至第４ステージ４３の位置制御を行
うようにしたことを特徴とする。
め装置（図１乃至図３を参照）は、ＸＹ平面に略平行な
ベース１１と、このベース１１上に設けられた第１ガイ
ド手段１２ａ，１２ｂによってＸ軸方向に移動可能な第
１ステージ１３と、この第１ステージ１３をベース１１
に対して駆動する第１駆動手段１４と、第１ステージ１
３上に設けられた第２ガイド手段（図略）によって第１
ステージ１３に対してＹ軸方向に移動可能な第２ステー
ジ２３と、この第２ステージ２３を駆動する第２駆動手
段（図略）と、第２ステージ２３上に設けられた第３ガ
イド手段３２によって第２ステージ２３に対してＺ軸周
りに回転可能な第３ステージ３３と、この第３ステージ
３３を駆動する第３駆動手段３４と、第３ステージ３３
上に設けられた第４ガイド手段（図略）によって第３ス
テージ３３に対してＺ軸方向の移動及びＸ軸周りとＹ軸
周りとに回転可能な第４ステージ４３と、この第４ステ
ージ４３を駆動する第４駆動手段とを備えて構成され、
これら第１ステージ１３乃至第４ステージ４３の位置を
位置検出手段で検出し、その結果をもとに第１駆動手段
１４乃至第４駆動手段を適宜に作動させることにより、
第１ステージ１３乃至第４ステージ４３の位置制御を行
うようにしたことを特徴とする。
【００１４】請求項２に記載の位置決め装置は、請求項
１において、第１駆動手段１４乃至第４駆動手段が、い
ずれも位置検出手段を具備したリニアアクチュエータで
あることを特徴とする。
１において、第１駆動手段１４乃至第４駆動手段が、い
ずれも位置検出手段を具備したリニアアクチュエータで
あることを特徴とする。
【００１５】請求項３に記載の位置決め装置は、請求項
２において、リニアアクチュエータがピエゾインチワー
クアクチュエータ１１０（図４を参照）であることを特
徴とする。
２において、リニアアクチュエータがピエゾインチワー
クアクチュエータ１１０（図４を参照）であることを特
徴とする。
【００１６】請求項４に記載の位置決め装置は、請求項
２または３において第４駆動手段が、第４ステージ４３
の重心から均等に、３つ以上のリニアアクチュエータを
動作方向がＺ軸方向になるように配置して構成されたも
のであって、Ｚ軸方向の駆動及び、Ｘ軸周りとＹ軸周り
との回転駆動を行うものであることを特徴とする（図
２、図３を参照）。
２または３において第４駆動手段が、第４ステージ４３
の重心から均等に、３つ以上のリニアアクチュエータを
動作方向がＺ軸方向になるように配置して構成されたも
のであって、Ｚ軸方向の駆動及び、Ｘ軸周りとＹ軸周り
との回転駆動を行うものであることを特徴とする（図
２、図３を参照）。
【００１７】請求項５に記載の位置決め装置は、請求項
４において、第４ステージ４３に位置検出基準面として
Ｘ基準面、Ｙ基準面及びＺ基準面を設け、各基準面に対
して位置検出手段を配置し、該位置検出手段で得られた
結果をもとに位置決めすることを特徴とする。
４において、第４ステージ４３に位置検出基準面として
Ｘ基準面、Ｙ基準面及びＺ基準面を設け、各基準面に対
して位置検出手段を配置し、該位置検出手段で得られた
結果をもとに位置決めすることを特徴とする。
【００１８】請求項６に記載の位置決め装置は、請求項
５において、第４ステージ４３のＸ基準面、Ｙ基準面の
いずれか一方を２ヵ所以上設けるとともに、他方の基準
面を１ヵ所以上設け、それぞれの位置を計測して測定ピ
ッチと変位量の差を演算することによって、Ｘ軸方向の
基準位置、Ｙ軸方向の基準位置及びＺ軸周りの回転角度
を算出し、位置決めを行うことを特徴とする。
５において、第４ステージ４３のＸ基準面、Ｙ基準面の
いずれか一方を２ヵ所以上設けるとともに、他方の基準
面を１ヵ所以上設け、それぞれの位置を計測して測定ピ
ッチと変位量の差を演算することによって、Ｘ軸方向の
基準位置、Ｙ軸方向の基準位置及びＺ軸周りの回転角度
を算出し、位置決めを行うことを特徴とする。
【００１９】請求項７に記載の位置決め装置は、請求項
６において、第４ステージ４３のＺ基準面を３ヵ所以上
設け、それぞれのＺ軸方向の位置を計測して測定ピッチ
と変位量の差を演算することにより、Ｚ軸方向の基準位
置、Ｘ軸周りの回転角度及びＹ軸周りの回転角度を算出
し、位置決めを行うことを特徴とする（図２、図３を参
照）。
６において、第４ステージ４３のＺ基準面を３ヵ所以上
設け、それぞれのＺ軸方向の位置を計測して測定ピッチ
と変位量の差を演算することにより、Ｚ軸方向の基準位
置、Ｘ軸周りの回転角度及びＹ軸周りの回転角度を算出
し、位置決めを行うことを特徴とする（図２、図３を参
照）。
【００２０】請求項８に記載の位置決め装置は、請求項
７において、第１ステージ１３乃至第４ステージ４３
が、いずれもモジュール化されていることを特徴とす
る。
７において、第１ステージ１３乃至第４ステージ４３
が、いずれもモジュール化されていることを特徴とす
る。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面をもとに具体的に説明する。図１は本発明の位置決め
装置の模式的斜視図、図２は図１の平面図、図３は図２
のＡ−Ａ線断面図である。図４は、この位置決め装置を
構成するリニアアクチュエータ（ピエゾインチワークア
クチュエータ）の断面図である。
面をもとに具体的に説明する。図１は本発明の位置決め
装置の模式的斜視図、図２は図１の平面図、図３は図２
のＡ−Ａ線断面図である。図４は、この位置決め装置を
構成するリニアアクチュエータ（ピエゾインチワークア
クチュエータ）の断面図である。
【００２２】この位置決め装置は、いずれもモジュール
化されている第１ステージ１３乃至第４ステージ４３を
備えている。第１モジュールは、Ｘ軸方向の移動ステー
ジであり、ＸＹ平面に略平行なベース１１上に設けられ
た第１ガイド手段１２ａ，１２ｂによってＸ軸方向に移
動可能な第１ステージ１３と、この第１ステージ１３を
ベース１１に対して駆動する第１駆動手段１４とによっ
て構成されている。
化されている第１ステージ１３乃至第４ステージ４３を
備えている。第１モジュールは、Ｘ軸方向の移動ステー
ジであり、ＸＹ平面に略平行なベース１１上に設けられ
た第１ガイド手段１２ａ，１２ｂによってＸ軸方向に移
動可能な第１ステージ１３と、この第１ステージ１３を
ベース１１に対して駆動する第１駆動手段１４とによっ
て構成されている。
【００２３】第１ガイド手段１２ａ，１２ｂは、第１ス
テージ１３の重心を挟むように均等に配置され、その中
心に第１駆動手段１４が配置されている。第１駆動手段
１４は、リニアアクチュエータであり、その具体例とし
ては直動モータ、直動ピエゾあるいは拡大機構付きピエ
ゾ、リニアモータなどが考えられるが、高分解能・高推
力・長ストローク・小型化が可能であるピエゾを用いた
インチワークアクチュエータ１１０を採用した。
テージ１３の重心を挟むように均等に配置され、その中
心に第１駆動手段１４が配置されている。第１駆動手段
１４は、リニアアクチュエータであり、その具体例とし
ては直動モータ、直動ピエゾあるいは拡大機構付きピエ
ゾ、リニアモータなどが考えられるが、高分解能・高推
力・長ストローク・小型化が可能であるピエゾを用いた
インチワークアクチュエータ１１０を採用した。
【００２４】図４に示すインチワークアクチュエータ１
１０では、シャフト１１１が直線移動する。実際に使用
する場合は、本体とシャフトのどちらを固定側にしても
構わないが、図４では本体が固定されている。上把持部
１１２ａ，１１２ｂ、下把持部１１３ａ，１１３ｂおよ
び伸縮部１１４ａ，１１４ｂを順次切り換えて駆動する
ことによりシャフト１１１が駆動する。
１０では、シャフト１１１が直線移動する。実際に使用
する場合は、本体とシャフトのどちらを固定側にしても
構わないが、図４では本体が固定されている。上把持部
１１２ａ，１１２ｂ、下把持部１１３ａ，１１３ｂおよ
び伸縮部１１４ａ，１１４ｂを順次切り換えて駆動する
ことによりシャフト１１１が駆動する。
【００２５】上記シャフト１１１を上方向に動かす動作
を、図４を参照して説明する。図４の状態が初期状態で
あり、まず下把持部１１３ａ，１１３ｂを開放し、伸縮
部１１４ａ，１１４ｂが伸張すると、シャフト１１１が
上方に持ち上げられ、次に下把持部１１３ａ，１１３ｂ
がシャフトを把持すると同時に、上把持部１１２ａ，１
１２ｂを開放し、伸縮部１１４ａ，１１４ｂが縮小し、
上把持部１１２ａ，１１２ｂがシャフト１１１を把持す
る。シャフト１１１を下方に移動するには、先に上把持
１１２ａ，１１２ｂを開放すれば良い。そして、伸縮部
１１４ａ，１１４ｂの伸縮量を制御することにより、高
分解駆動が可能となる。
を、図４を参照して説明する。図４の状態が初期状態で
あり、まず下把持部１１３ａ，１１３ｂを開放し、伸縮
部１１４ａ，１１４ｂが伸張すると、シャフト１１１が
上方に持ち上げられ、次に下把持部１１３ａ，１１３ｂ
がシャフトを把持すると同時に、上把持部１１２ａ，１
１２ｂを開放し、伸縮部１１４ａ，１１４ｂが縮小し、
上把持部１１２ａ，１１２ｂがシャフト１１１を把持す
る。シャフト１１１を下方に移動するには、先に上把持
１１２ａ，１１２ｂを開放すれば良い。そして、伸縮部
１１４ａ，１１４ｂの伸縮量を制御することにより、高
分解駆動が可能となる。
【００２６】第２モジュールは、Ｙ軸方向の移動ステー
ジであり、モジュール構成は、前記第１モジュールと同
様である。すなわち、この第２モジュールは、第１ステ
ージ１３上に設けられた第２ガイド手段（図略）によっ
てＹ軸方向に移動可能な第２ステージ２３と、この第２
ステージ２３を第１ステージ１３に対して駆動する第２
駆動手段（図略）とによって構成されている。
ジであり、モジュール構成は、前記第１モジュールと同
様である。すなわち、この第２モジュールは、第１ステ
ージ１３上に設けられた第２ガイド手段（図略）によっ
てＹ軸方向に移動可能な第２ステージ２３と、この第２
ステージ２３を第１ステージ１３に対して駆動する第２
駆動手段（図略）とによって構成されている。
【００２７】第３モジュールは、Ｚ軸周りの回転（以
下、θｚ回転）方向の移動ステージであり、第２ステー
ジ２３上に設けられた第３ガイド手段３２によって第２
ステージ２３に対してＺ軸周りに回転可能な第３ステー
ジ３３と、この第３ステージ３３を駆動する第３駆動手
段３４とによって構成されている。この第３駆動手段３
４は、上記したインチワークアクチュエータ１１０であ
り、このリニアアクチュエータをθｚ回転の接線方向に
駆動することによって、第３ステージ３３がθｚ回転す
る。
下、θｚ回転）方向の移動ステージであり、第２ステー
ジ２３上に設けられた第３ガイド手段３２によって第２
ステージ２３に対してＺ軸周りに回転可能な第３ステー
ジ３３と、この第３ステージ３３を駆動する第３駆動手
段３４とによって構成されている。この第３駆動手段３
４は、上記したインチワークアクチュエータ１１０であ
り、このリニアアクチュエータをθｚ回転の接線方向に
駆動することによって、第３ステージ３３がθｚ回転す
る。
【００２８】第４モジュールはＺ軸方向の移動、Ｘ軸周
りの回転（以下、θｘ回転）及び、Ｙ軸周りの回転（以
下、θｙ回転）の移動ステージである。この第４モジュ
ールでは、第３ステージ３３上に設けられた第４ガイド
手段（図略）によって第３ステージ３３に対してＺ軸方
向の移動、θｘ回転及びθｙ回転が可能な第４ステージ
４３と、この第４ステージ４３を駆動するための第４駆
動手段４４ａ，４４ｂ，４４ｃとが設けられている。す
なわち、第４ステージ４３は、その重心から均等な位置
に配置された上記第４駆動手段４４ａ，４４ｂ，４４ｃ
により３点支持されている。これらの第４駆動手段はイ
ンチワークアクチュエータ１１０であり、それぞれを独
立に駆動することにより、第４ステージ４３のＺ軸方向
の移動、θｘ回転及びθｙ回転を行うようになってい
る。
りの回転（以下、θｘ回転）及び、Ｙ軸周りの回転（以
下、θｙ回転）の移動ステージである。この第４モジュ
ールでは、第３ステージ３３上に設けられた第４ガイド
手段（図略）によって第３ステージ３３に対してＺ軸方
向の移動、θｘ回転及びθｙ回転が可能な第４ステージ
４３と、この第４ステージ４３を駆動するための第４駆
動手段４４ａ，４４ｂ，４４ｃとが設けられている。す
なわち、第４ステージ４３は、その重心から均等な位置
に配置された上記第４駆動手段４４ａ，４４ｂ，４４ｃ
により３点支持されている。これらの第４駆動手段はイ
ンチワークアクチュエータ１１０であり、それぞれを独
立に駆動することにより、第４ステージ４３のＺ軸方向
の移動、θｘ回転及びθｙ回転を行うようになってい
る。
【００２９】また、第４ステージ４３には、位置検出用
のＸ基準面５１ａ，５１ｂと、Ｙ基準面５２と、Ｚ基準
面５３ａ，５３ｂ，５３ｃとが設けられ、各基準面に対
応した位置検出センサ６１ａ，６１ｂ，６２，６３ａ，
６３ｂ及び６３ｃが配置されている。つまり、センサ６
１ａ，６１ｂは上記Ｘ基準面に、センサ６２は上記Ｙ基
準面に、センサ６３ａ，６３ｂ及び６３ｃは上記Ｚ基準
面に、それぞれ対応している。そして、これらによる位
置検出結果をもとにフィードバック制御することで、第
４ステージ４３の位置制御が行われる。
のＸ基準面５１ａ，５１ｂと、Ｙ基準面５２と、Ｚ基準
面５３ａ，５３ｂ，５３ｃとが設けられ、各基準面に対
応した位置検出センサ６１ａ，６１ｂ，６２，６３ａ，
６３ｂ及び６３ｃが配置されている。つまり、センサ６
１ａ，６１ｂは上記Ｘ基準面に、センサ６２は上記Ｙ基
準面に、センサ６３ａ，６３ｂ及び６３ｃは上記Ｚ基準
面に、それぞれ対応している。そして、これらによる位
置検出結果をもとにフィードバック制御することで、第
４ステージ４３の位置制御が行われる。
【００３０】上記位置検出用の測定器としては、リニア
の変位量が計測できるものであれば良く、レーザ干渉
計、レーザ変位計、静電容量センサ、差動電圧変位計、
磁気誘導型変位計などから、精度・コスト・サイズに合
ったものを適宜に選択することができる。ただし、位置
センサに合わせて位置測定対象を選定する必要がある
（レーザ干渉計なら反射ミラー）。
の変位量が計測できるものであれば良く、レーザ干渉
計、レーザ変位計、静電容量センサ、差動電圧変位計、
磁気誘導型変位計などから、精度・コスト・サイズに合
ったものを適宜に選択することができる。ただし、位置
センサに合わせて位置測定対象を選定する必要がある
（レーザ干渉計なら反射ミラー）。
【００３１】また、Ｘ基準面５１ａ，５１ｂの測定値か
らＸ基準位置とθｚ角度を演算し、Ｙ基準面５２からＹ
基準位置を演算し、さらにＺ基準面５３ａ，５３ｂ，５
３ｃの測定値からＺ基準位置、θｘ角度及びθｙ角度を
演算して算出するようになっている。このような構成に
より、実際にワークを載せる第４ステージ４３を高精度
に位置決めすることが可能となり、第４ステージ４３上
のワークの位置決めも高精度に行われることになる。
らＸ基準位置とθｚ角度を演算し、Ｙ基準面５２からＹ
基準位置を演算し、さらにＺ基準面５３ａ，５３ｂ，５
３ｃの測定値からＺ基準位置、θｘ角度及びθｙ角度を
演算して算出するようになっている。このような構成に
より、実際にワークを載せる第４ステージ４３を高精度
に位置決めすることが可能となり、第４ステージ４３上
のワークの位置決めも高精度に行われることになる。
【００３２】以上のように、図１の位置決め装置は、ベ
ース１１上でＸ軸方向に移動可能な第１ステージ１３
と、第１ステージ１３上でＹ軸方向に移動可能な第２ス
テージ２３と、第２ステージ２３上でＺ軸周りに回転可
能な第３ステージ３３と、第３ステージ３３上でＺ軸方
向の移動及びＸ軸周りとＹ軸周りとに回転可能な第４ス
テージ４３とを設け、これら第１ステージ１３乃至第４
ステージ４３の位置を位置検出手段で検出し、その結果
をもとに第１駆動手段１４乃至第４駆動手段を適宜に作
動させることにより、第１ステージ１３乃至第４ステー
ジ４３の位置制御を行うように構成したものである。
ース１１上でＸ軸方向に移動可能な第１ステージ１３
と、第１ステージ１３上でＹ軸方向に移動可能な第２ス
テージ２３と、第２ステージ２３上でＺ軸周りに回転可
能な第３ステージ３３と、第３ステージ３３上でＺ軸方
向の移動及びＸ軸周りとＹ軸周りとに回転可能な第４ス
テージ４３とを設け、これら第１ステージ１３乃至第４
ステージ４３の位置を位置検出手段で検出し、その結果
をもとに第１駆動手段１４乃至第４駆動手段を適宜に作
動させることにより、第１ステージ１３乃至第４ステー
ジ４３の位置制御を行うように構成したものである。
【００３３】また、上記位置決め装置ではＸ軸、Ｙ軸、
θｚ軸、Ｚθｘθｙ軸の４つが全てモジュール化されて
いるので、必要な軸を選択してステージを構成すること
ができる。したがって、最適・小型で高精度な位置決め
ステージを低コストで構成することができる。
θｚ軸、Ｚθｘθｙ軸の４つが全てモジュール化されて
いるので、必要な軸を選択してステージを構成すること
ができる。したがって、最適・小型で高精度な位置決め
ステージを低コストで構成することができる。
【００３４】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば以下の効果が得られる。 （１）請求項１の発明の効果 ４モジュールで６軸構成が可能となり、小型化された位
置決め装置を提供することができる。
よれば以下の効果が得られる。 （１）請求項１の発明の効果 ４モジュールで６軸構成が可能となり、小型化された位
置決め装置を提供することができる。
【００３５】（２）請求項２の発明の効果 駆動手段をリニアアクチュエータとすることにより、駆
動手段をステージ内部に設置することが可能になり、よ
り小型化された位置決め装置を提供することができる。
動手段をステージ内部に設置することが可能になり、よ
り小型化された位置決め装置を提供することができる。
【００３６】（３）請求項３の発明の効果 リニアアクチュエータとしてピエゾインチワークアクチ
ュエータを採用することにより、小型であるにも拘らず
高推力・高分解能・長ストロークを得ることができ、よ
り小型で高精度な位置決め装置を提供することができ
る。
ュエータを採用することにより、小型であるにも拘らず
高推力・高分解能・長ストロークを得ることができ、よ
り小型で高精度な位置決め装置を提供することができ
る。
【００３７】（４）請求項４の発明の効果 １モジュールでＺ軸方向の移動、Ｘ軸周りの回転および
Ｙ軸周りの回転が可能となり、小型化された位置決め装
置を提供することができる。
Ｙ軸周りの回転が可能となり、小型化された位置決め装
置を提供することができる。
【００３８】（５）請求項５の発明の効果 第４ステージの位置検出をして位置決めすることによ
り、ステージ上のワークを精度良く位置決めすることが
でき、高精度な位置決め装置を提供することができる。
り、ステージ上のワークを精度良く位置決めすることが
でき、高精度な位置決め装置を提供することができる。
【００３９】（６）請求項６，７の発明の効果 Ｘ基準面またはＹ基準面の２ヵ所と、他方の１ヵ所およ
びＺ基準面の３ヵ所位置を計測することによりＸ軸方
向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向のそれぞれの基準位置とＸ軸周
り、Ｙ軸周り、Ｚ軸周りのそれぞれの回転角度を演算し
て算出することができ、高精度な位置決め装置を提供す
ることができる。
びＺ基準面の３ヵ所位置を計測することによりＸ軸方
向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向のそれぞれの基準位置とＸ軸周
り、Ｙ軸周り、Ｚ軸周りのそれぞれの回転角度を演算し
て算出することができ、高精度な位置決め装置を提供す
ることができる。
【００４０】（７）請求項８の発明の効果 第１乃至４ステージがモジュール化されていることによ
り、必要な可動軸を選択して１軸乃至６軸の位置決め装
置を構成することができ、汎用性のある低コスト位置決
め装置を提供することができる。
り、必要な可動軸を選択して１軸乃至６軸の位置決め装
置を構成することができ、汎用性のある低コスト位置決
め装置を提供することができる。
【図１】本発明の位置決め装置の模式的斜視図である。
【図２】図１の位置決め装置の平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】リニアアクチュエータの断面図である。
１１ ベース １２ａ 第１ガイド手段 １２ｂ 第１ガイド手段 １３ 第１ステージ １４ 第１駆動手段 ２３ 第２ステージ ３２ 第３ガイド手段 ３３ 第３ステージ ３４ 第３駆動手段 ４３ 第４ステージ ４４ａ 第４駆動手段 ４４ｂ 第４駆動手段 ４４ｃ 第４駆動手段 ５１ａ Ｘ基準面 ５１ｂ Ｘ基準面 ５２ Ｙ基準面 ５３ａ Ｚ基準面 ５３ｂ Ｚ基準面 ５３ｃ Ｚ基準面 ６１ａ 位置検出センサ ６１ｂ 位置検出センサ ６２ 位置検出センサ ６３ａ 位置検出センサ ６３ｂ 位置検出センサ ６３ｃ 位置検出センサ １１０ インチワークアクチュエータ（リニアアクチ
ュエータ）
ュエータ）
Claims (8)
- 【請求項１】 ＸＹ平面に略平行なベースと、このベー
ス上に設けられた第１ガイド手段によってＸ軸方向に移
動可能な第１ステージと、第１ステージを前記ベースに
対して駆動する第１駆動手段と、第１ステージ上に設け
られた第２ガイド手段によって第１ステージに対してＹ
軸方向に移動可能な第２ステージと、第２ステージを駆
動する第２駆動手段と、第２ステージ上に設けられた第
３ガイド手段によって第２ステージに対してＺ軸周りに
回転可能な第３ステージと、第３ステージを駆動する第
３駆動手段と、第３ステージ上に設けられた第４ガイド
手段によって第３ステージに対してＺ軸方向の移動及び
Ｘ軸周りとＹ軸周りとに回転可能な第４ステージと、第
４ステージを駆動する第４駆動手段とを備えて構成さ
れ、第１ステージ乃至第４ステージの位置を位置検出手
段で検出し、その結果をもとに第１駆動手段乃至第４駆
動手段を適宜に作動させることにより、第１ステージ乃
至第４ステージの位置制御を行うことを特徴とする位置
決め装置。 - 【請求項２】 第１駆動手段乃至第４駆動手段は、いず
れも位置検出手段を具備したリニアアクチュエータであ
ることを特徴とする請求項１に記載の位置決め装置。 - 【請求項３】 リニアアクチュエータは、ピエゾインチ
ワークアクチュエータであることを特徴とする請求項２
に記載の位置決め装置。 - 【請求項４】 第４駆動手段は、第４ステージの重心か
ら均等に、３つ以上のリニアアクチュエータを動作方向
がＺ軸方向になるように配置して構成され、Ｚ軸方向の
駆動及びＸ軸周りとＹ軸周りとの回転駆動を行うことを
特徴とする請求項２または３に記載の位置決め装置。 - 【請求項５】 第４ステージに位置検出基準面としてＸ
基準面、Ｙ基準面及びＺ基準面を設け、各基準面に対し
て位置検出手段を配置し、該位置検出手段で得られた結
果をもとに位置決めすることを特徴とする請求項４に記
載の位置決め装置。 - 【請求項６】 第４ステージのＸ基準面、Ｙ基準面のい
ずれか一方を２ヵ所以上設けるとともに、他方の基準面
を１ヵ所以上設け、それぞれの位置を計測して測定ピッ
チと変位量の差を演算することによって、Ｘ軸方向の基
準位置、Ｙ軸方向の基準位置及びＺ軸周りの回転角度を
算出し、位置決めを行うことを特徴とする請求項５に記
載の位置決め装置。 - 【請求項７】 第４ステージのＺ基準面を３ヵ所以上設
け、それぞれのＺ軸方向の位置を計測して測定ピッチと
変位量の差を演算することにより、Ｚ軸方向の基準位
置、Ｘ軸周りの回転角度及びＹ軸周りの回転角度を算出
し、位置決めを行うことを特徴とする請求項６に記載の
位置決め装置。 - 【請求項８】 第１ステージ乃至第４ステージは、いず
れもモジュール化されていることを特徴とする請求項１
に記載の位置決め装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000047810A JP2001237299A (ja) | 2000-02-24 | 2000-02-24 | 位置決め装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000047810A JP2001237299A (ja) | 2000-02-24 | 2000-02-24 | 位置決め装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001237299A true JP2001237299A (ja) | 2001-08-31 |
Family
ID=18569999
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000047810A Pending JP2001237299A (ja) | 2000-02-24 | 2000-02-24 | 位置決め装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001237299A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013148395A (ja) * | 2012-01-17 | 2013-08-01 | Seiko Epson Corp | ハンドラーおよび検査装置 |
| JP2013148396A (ja) * | 2012-01-17 | 2013-08-01 | Seiko Epson Corp | ハンドラーおよび検査装置 |
| CN103522084A (zh) * | 2013-10-14 | 2014-01-22 | 吴江市博众精工科技有限公司 | 一种四轴调整机构 |
| KR101397651B1 (ko) * | 2011-12-05 | 2014-05-26 | 안주형 | 포지셔닝 장치 |
| CN108000459A (zh) * | 2018-01-15 | 2018-05-08 | 大连交通大学 | 一种六自由度混联曲梁空间柔顺机构 |
| WO2018171274A1 (zh) * | 2017-03-23 | 2018-09-27 | 程迎潮 | 柔性检测定位装置和方法 |
-
2000
- 2000-02-24 JP JP2000047810A patent/JP2001237299A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101397651B1 (ko) * | 2011-12-05 | 2014-05-26 | 안주형 | 포지셔닝 장치 |
| JP2013148395A (ja) * | 2012-01-17 | 2013-08-01 | Seiko Epson Corp | ハンドラーおよび検査装置 |
| JP2013148396A (ja) * | 2012-01-17 | 2013-08-01 | Seiko Epson Corp | ハンドラーおよび検査装置 |
| CN103522084A (zh) * | 2013-10-14 | 2014-01-22 | 吴江市博众精工科技有限公司 | 一种四轴调整机构 |
| CN103522084B (zh) * | 2013-10-14 | 2015-12-16 | 苏州博众精工科技有限公司 | 一种四轴调整机构 |
| WO2018171274A1 (zh) * | 2017-03-23 | 2018-09-27 | 程迎潮 | 柔性检测定位装置和方法 |
| CN108000459A (zh) * | 2018-01-15 | 2018-05-08 | 大连交通大学 | 一种六自由度混联曲梁空间柔顺机构 |
| CN108000459B (zh) * | 2018-01-15 | 2023-08-18 | 大连交通大学 | 一种六自由度混联曲梁空间柔顺机构 |
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