JP2003309983A - 案内装置 - Google Patents
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- JP2003309983A JP2003309983A JP2002111608A JP2002111608A JP2003309983A JP 2003309983 A JP2003309983 A JP 2003309983A JP 2002111608 A JP2002111608 A JP 2002111608A JP 2002111608 A JP2002111608 A JP 2002111608A JP 2003309983 A JP2003309983 A JP 2003309983A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C29/00—Bearings for parts moving only linearly
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C29/00—Bearings for parts moving only linearly
- F16C29/04—Ball or roller bearings
Abstract
(57)【要約】
【課題】可動部材の姿勢精度を容易に調整することがで
きるとともに、可動部材の移動中における姿勢精度を常
に維持することが可能な案内装置を提供する。 【解決手段】固定部材２と可動部材３との間に配置さ
れ、可動部材３を案内する一対のローラーカイド４に、
予圧を与える少なくとも一つの圧電アクチュエータ１０
と、圧電アクチュエータ１０の伸縮量を検出する、歪み
ゲージ、静電容量センサ、レーザー変位計のうちいずれ
か一種からなる第１の検出手段１１と、上記可動部材３
の姿勢精度の変化量を検出する、レーーザー干渉計等か
らなる第２の検出手段２１と、上記第１の検出手段１１
からの信号と第２の検出手段２１からの信号を基に圧電
アクチュエータ１０に印加する電圧を制御する制御部２
３とを設けて案内装置１を構成する。
きるとともに、可動部材の移動中における姿勢精度を常
に維持することが可能な案内装置を提供する。 【解決手段】固定部材２と可動部材３との間に配置さ
れ、可動部材３を案内する一対のローラーカイド４に、
予圧を与える少なくとも一つの圧電アクチュエータ１０
と、圧電アクチュエータ１０の伸縮量を検出する、歪み
ゲージ、静電容量センサ、レーザー変位計のうちいずれ
か一種からなる第１の検出手段１１と、上記可動部材３
の姿勢精度の変化量を検出する、レーーザー干渉計等か
らなる第２の検出手段２１と、上記第１の検出手段１１
からの信号と第２の検出手段２１からの信号を基に圧電
アクチュエータ１０に印加する電圧を制御する制御部２
３とを設けて案内装置１を構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体リソグラフ
ィ用露光装置や走査型露光装置等の超精密加工装置や、
ウエハ欠陥検査装置、磁場測定装置等の超精密測定装置
に用いられる案内装置に関するものである。
ィ用露光装置や走査型露光装置等の超精密加工装置や、
ウエハ欠陥検査装置、磁場測定装置等の超精密測定装置
に用いられる案内装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体リソグラフィ用露光装置や
走査型露光装置等の超精密加工装置や、ウエハ欠陥検査
装置、磁場測定装置等の超精密測定装置では、対象物を
精度良く移動させるために案内装置が用いられている。
走査型露光装置等の超精密加工装置や、ウエハ欠陥検査
装置、磁場測定装置等の超精密測定装置では、対象物を
精度良く移動させるために案内装置が用いられている。
【０００３】図６に真空チャンバー内に設置した従来の
案内装置の縦断面図を、図７に従来の案内装置の斜視図
をそれぞれ示すように、真空チャンバー３０の底面に備
える凸状支持部３０ａ上に案内装置５１を設置したもの
で、案内装置５１は、固定部材５２と、固定部材５２上
に対向配置された可動部材５３と、可動部材５３及び固
定部材５２との間に設置された一対のローラーカイド５
４とからなり、上記ローラーカイド５４は、固定部材５
２の凸部５２ａの両端にボルト締結にて固定された第１
ガイドレール５５と、可動部材５３の両端凸部５３ａに
ボルト締結にて固定された第２ガイドレール５６と、上
記第１ガイドレール５５及び上記第２ガイドレール５６
の各Ｖ溝５５ａ，５６ａとの間に設けられた転動体５７
及びこの転動体５７を保持するリテーナ５８とから構成
されていた（特開平１１−３５２２６５号公報参照）。
案内装置の縦断面図を、図７に従来の案内装置の斜視図
をそれぞれ示すように、真空チャンバー３０の底面に備
える凸状支持部３０ａ上に案内装置５１を設置したもの
で、案内装置５１は、固定部材５２と、固定部材５２上
に対向配置された可動部材５３と、可動部材５３及び固
定部材５２との間に設置された一対のローラーカイド５
４とからなり、上記ローラーカイド５４は、固定部材５
２の凸部５２ａの両端にボルト締結にて固定された第１
ガイドレール５５と、可動部材５３の両端凸部５３ａに
ボルト締結にて固定された第２ガイドレール５６と、上
記第１ガイドレール５５及び上記第２ガイドレール５６
の各Ｖ溝５５ａ，５６ａとの間に設けられた転動体５７
及びこの転動体５７を保持するリテーナ５８とから構成
されていた（特開平１１−３５２２６５号公報参照）。
【０００４】そして、この案内装置５１は、不図示の駆
動手段によって可動部材５３に駆動力を与えることによ
り、可動部材５３をローラーカイド５４に沿って直線的
に移動、位置決めするようになっていた。
動手段によって可動部材５３に駆動力を与えることによ
り、可動部材５３をローラーカイド５４に沿って直線的
に移動、位置決めするようになっていた。
【０００５】また、可動部材５３の一方の凸部５３ａに
は、複数のネジ穴５３ｂを等間隔で形成してあり、各ネ
ジ穴５３ｂには予圧調整ボルト６０を螺入し、徐々に締
め付けトルクを高めながら可動部材５３を移動させ、所
定の精度（姿勢精度、真直度）を満足した時点で予圧調
整ボルト６０を規定のトルク値にて締め付けるようにな
っていた。
は、複数のネジ穴５３ｂを等間隔で形成してあり、各ネ
ジ穴５３ｂには予圧調整ボルト６０を螺入し、徐々に締
め付けトルクを高めながら可動部材５３を移動させ、所
定の精度（姿勢精度、真直度）を満足した時点で予圧調
整ボルト６０を規定のトルク値にて締め付けるようにな
っていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、半導体リソ
グラフィ用露光装置や走査型露光装置等の超精密加工装
置や、ウエハ欠陥検査装置、磁場測定装置等の超精密測
定装置には、可動部材５３の姿勢精度変化を３ａｒｃｓ
ｅｃ以下に抑えることが要求されているが、図６及び図
７に示す案内装置５１のように、ローラーカイド５４の
予圧を予圧調整ボルト６０で調整する構造では、数μｍ
単位の調整が難しく、可動部材５３の姿勢精度変化を３
ａｒｃｓｅｃ以下に調整するには熟練者であっても時間
を要し、組立作業性及びメンテンンス時の作業性が非常
に悪いといった課題があった。
グラフィ用露光装置や走査型露光装置等の超精密加工装
置や、ウエハ欠陥検査装置、磁場測定装置等の超精密測
定装置には、可動部材５３の姿勢精度変化を３ａｒｃｓ
ｅｃ以下に抑えることが要求されているが、図６及び図
７に示す案内装置５１のように、ローラーカイド５４の
予圧を予圧調整ボルト６０で調整する構造では、数μｍ
単位の調整が難しく、可動部材５３の姿勢精度変化を３
ａｒｃｓｅｃ以下に調整するには熟練者であっても時間
を要し、組立作業性及びメンテンンス時の作業性が非常
に悪いといった課題があった。
【０００７】また、予圧調整ボルト６０による調整後、
緩みを防止するためにナット６１にて固定するのである
が、可動部材５３の移動時に発生する振動によって予圧
調整ボルト６０が徐々に緩んで予圧が低下し、可動部材
５３の移動時における姿勢精度が悪化するといった課題
もあった。
緩みを防止するためにナット６１にて固定するのである
が、可動部材５３の移動時に発生する振動によって予圧
調整ボルト６０が徐々に緩んで予圧が低下し、可動部材
５３の移動時における姿勢精度が悪化するといった課題
もあった。
【０００８】しかも、予圧調整ボルト６０の緩みによっ
て可動部材５３の姿勢精度が劣化した場合、予圧調整ボ
ルト６０を調整し直すには、案内装置５１を真空チャン
バー３０内より取り出さなければならず、その間、加工
や測定を行うことができず、スループットを向上させる
ことができないといった課題もあった。
て可動部材５３の姿勢精度が劣化した場合、予圧調整ボ
ルト６０を調整し直すには、案内装置５１を真空チャン
バー３０内より取り出さなければならず、その間、加工
や測定を行うことができず、スループットを向上させる
ことができないといった課題もあった。
【０００９】その上、一旦真空チャンバー３０内を大気
開放すると、真空チャンバー３０内に空気が流入して大
量の空気分子が付着するため、再度真空チャンバー３０
内を所定の真空度に到達させるまでには時間がかかると
ともに、真空チャンバー３０内を再度真空状態にする
と、真空チャンバー３０の変形度合いが変化し、案内装
置５１の保持精度も変化することから、可動部材５３の
姿勢精度が当初の調整時から変化し、最初から調整し直
さなければならないといった課題があった。
開放すると、真空チャンバー３０内に空気が流入して大
量の空気分子が付着するため、再度真空チャンバー３０
内を所定の真空度に到達させるまでには時間がかかると
ともに、真空チャンバー３０内を再度真空状態にする
と、真空チャンバー３０の変形度合いが変化し、案内装
置５１の保持精度も変化することから、可動部材５３の
姿勢精度が当初の調整時から変化し、最初から調整し直
さなければならないといった課題があった。
【００１０】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明は上記課
題に鑑み、固定部材と、固定部材上を移動する可動部材
と、上記固定部材と可動部材との間に配置され、上記可
動部材を案内する一対のローラーカイドと、ローラーカ
イドに予圧を与える少なくとも一つの圧電アクチュエー
タと、圧電アクチュエータの伸縮量を検出する第１の検
出手段と、上記可動部材の姿勢精度の変化量を検出する
第２の検出手段と、上記第１の検出手段からの信号と第
２の検出手段からの信号を基に上記圧電アクチュエータ
に印加する電圧を制御する制御部とから案内装置を構成
したことを特徴とする。
題に鑑み、固定部材と、固定部材上を移動する可動部材
と、上記固定部材と可動部材との間に配置され、上記可
動部材を案内する一対のローラーカイドと、ローラーカ
イドに予圧を与える少なくとも一つの圧電アクチュエー
タと、圧電アクチュエータの伸縮量を検出する第１の検
出手段と、上記可動部材の姿勢精度の変化量を検出する
第２の検出手段と、上記第１の検出手段からの信号と第
２の検出手段からの信号を基に上記圧電アクチュエータ
に印加する電圧を制御する制御部とから案内装置を構成
したことを特徴とする。
【００１１】なお、上記圧電アクチュエータの伸縮量を
検出する第１の検出手段には、歪みゲージ、静電容量セ
ンサ、レーザー変位計のうちいずれか一種を用いること
が好ましく、また、上記可動部材の姿勢精度の変化量を
検出する第２の検出手段には、レーザー干渉計を用いる
ことが好ましい。
検出する第１の検出手段には、歪みゲージ、静電容量セ
ンサ、レーザー変位計のうちいずれか一種を用いること
が好ましく、また、上記可動部材の姿勢精度の変化量を
検出する第２の検出手段には、レーザー干渉計を用いる
ことが好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。
説明する。
【００１３】図１は真空チャンバー内に設置した本発明
の案内装置の一例を示す一部を破断した模式図、図２は
真空チャンバー内に設置した本発明の案内装置の一例を
示す縦断面図、図３は本発明の案内装置の一例を示す一
部を破断した斜視図である。
の案内装置の一例を示す一部を破断した模式図、図２は
真空チャンバー内に設置した本発明の案内装置の一例を
示す縦断面図、図３は本発明の案内装置の一例を示す一
部を破断した斜視図である。
【００１４】本発明の案内装置１は、真空チャンバー３
０の底面に備える凸状支持部３０ａ上に設置してあり、
案内装置１は、固定部材２と、固定部材２上に対向配置
された可動部材３と、可動部材３及び固定部材２との間
に設置された一対のローラーカイド４とからなる。
０の底面に備える凸状支持部３０ａ上に設置してあり、
案内装置１は、固定部材２と、固定部材２上に対向配置
された可動部材３と、可動部材３及び固定部材２との間
に設置された一対のローラーカイド４とからなる。
【００１５】上記ローラーカイド４は、固定部材２の凸
部２ａの両端にボルト締結にて固定された第１ガイドレ
ール５と、可動部材３の両端凸部３ａにボルト締結にて
固定された第２ガイドレール６と、上記第１ガイドレー
ル５及び上記第２ガイドレール６の各Ｖ溝５ａ，６ａと
の間に設けられた転動体７及びこの転動体７を保持する
リテーナ８とからなる。
部２ａの両端にボルト締結にて固定された第１ガイドレ
ール５と、可動部材３の両端凸部３ａにボルト締結にて
固定された第２ガイドレール６と、上記第１ガイドレー
ル５及び上記第２ガイドレール６の各Ｖ溝５ａ，６ａと
の間に設けられた転動体７及びこの転動体７を保持する
リテーナ８とからなる。
【００１６】また、可動部材３の一方の凸部３ａと、一
方のローラーカイド４を形成する第２ガイドレール６と
の間には３つの圧電アクチュエータ１０を等間隔に配置
するとともに、各圧電アクチュエータ１０には、その伸
縮量を検出する第１の検出手段１１として真空中でも使
用可能な歪みゲージを設けてある。
方のローラーカイド４を形成する第２ガイドレール６と
の間には３つの圧電アクチュエータ１０を等間隔に配置
するとともに、各圧電アクチュエータ１０には、その伸
縮量を検出する第１の検出手段１１として真空中でも使
用可能な歪みゲージを設けてある。
【００１７】さらに、可動部材３上にはミラー２２を設
置してあり、ミラー２２と対向する位置に可動部材３の
移動時における姿勢精度を測定する第２の検出手段２１
として真空中でも使用可能なレーザー干渉計を設置して
ある。
置してあり、ミラー２２と対向する位置に可動部材３の
移動時における姿勢精度を測定する第２の検出手段２１
として真空中でも使用可能なレーザー干渉計を設置して
ある。
【００１８】そして、不図示の駆動手段によって可動部
材３に駆動力を与えることにより、可動部材３をローラ
ーガイド４に沿って直線的に移動、位置決めするととも
に、可動部材３の移動中、第１の検出手段１１によって
得られた信号と第２の検出手段２１によって得られた信
号を基に制御部２３にて各圧電アクチュエータ１０に印
加する電圧を制御するようになっている。なお、２４は
制御部２３からの出力信号を各圧電アクチュエータ１０
を動作させるのに必要な電圧まで増幅するためのアンプ
である。
材３に駆動力を与えることにより、可動部材３をローラ
ーガイド４に沿って直線的に移動、位置決めするととも
に、可動部材３の移動中、第１の検出手段１１によって
得られた信号と第２の検出手段２１によって得られた信
号を基に制御部２３にて各圧電アクチュエータ１０に印
加する電圧を制御するようになっている。なお、２４は
制御部２３からの出力信号を各圧電アクチュエータ１０
を動作させるのに必要な電圧まで増幅するためのアンプ
である。
【００１９】このように、本発明によれば、ローラーカ
イド４に予圧を与える予圧付与機構として圧電アクチュ
エータ１０を用いるようにしたことから、従来の予圧調
整ボルトでは極めて難しい数μｍオーダーの調整を比較
的容易に行うことができる。
イド４に予圧を与える予圧付与機構として圧電アクチュ
エータ１０を用いるようにしたことから、従来の予圧調
整ボルトでは極めて難しい数μｍオーダーの調整を比較
的容易に行うことができる。
【００２０】即ち、印加電圧に対する圧電アクチュエー
タ１０の駆動分解能は数ナノメートルレベルであり、検
出する検出器の分解能に応じてコントロールされるた
め、ローラーカイド４に付与する予圧力を精密に制御す
ることができる。
タ１０の駆動分解能は数ナノメートルレベルであり、検
出する検出器の分解能に応じてコントロールされるた
め、ローラーカイド４に付与する予圧力を精密に制御す
ることができる。
【００２１】また、本発明によれば、圧電アクチュエー
タ１０の伸縮量を第１の検出手段１１によって検出する
とともに、可動部材３の姿勢精度を第２の検出手段２１
によって検出し、さらに各検出手段１１，２１によって
得られた信号を基に制御部２３にて各圧電アクチュエー
タ１０に印加する電圧を制御するようにしたことから、
可動部材３の移動中における姿勢精度を常に高精度に保
つことができる。
タ１０の伸縮量を第１の検出手段１１によって検出する
とともに、可動部材３の姿勢精度を第２の検出手段２１
によって検出し、さらに各検出手段１１，２１によって
得られた信号を基に制御部２３にて各圧電アクチュエー
タ１０に印加する電圧を制御するようにしたことから、
可動部材３の移動中における姿勢精度を常に高精度に保
つことができる。
【００２２】即ち、予め実験により圧電アクチュエータ
１０の伸縮量と可動部材３の姿勢精度との関係を見出
し、その関係を制御部２３に保存しておくことにより、
可動部材３の移動中における姿勢精度が劣化しそうにな
ると、圧電アクチュエータ１０を伸長又は縮長させてロ
ーラーカイド４に必要な予圧を与えることができるた
め、可動部材３の移動中における姿勢精度を常に高精度
に保つことが可能となる。
１０の伸縮量と可動部材３の姿勢精度との関係を見出
し、その関係を制御部２３に保存しておくことにより、
可動部材３の移動中における姿勢精度が劣化しそうにな
ると、圧電アクチュエータ１０を伸長又は縮長させてロ
ーラーカイド４に必要な予圧を与えることができるた
め、可動部材３の移動中における姿勢精度を常に高精度
に保つことが可能となる。
【００２３】さらに、案内装置１のメンテナンスのた
め、真空チャンバー３０内を大気開放し、再度真空状態
とする際、真空チャンバー３０の変形度合いが変化して
案内装置１の保持精度が変化したとしても、第２の検出
手段２１からの信号に基づいて圧電アクチュエータ１０
を駆動させ、ローラーカイド４に与える予圧を調整する
ことにより、再度真空チャンバー３０内より取り出すこ
となく可動部材３の姿勢精度を制御することができる。
め、真空チャンバー３０内を大気開放し、再度真空状態
とする際、真空チャンバー３０の変形度合いが変化して
案内装置１の保持精度が変化したとしても、第２の検出
手段２１からの信号に基づいて圧電アクチュエータ１０
を駆動させ、ローラーカイド４に与える予圧を調整する
ことにより、再度真空チャンバー３０内より取り出すこ
となく可動部材３の姿勢精度を制御することができる。
【００２４】なお、圧電アクチュエータ１０の伸縮量と
可動部材３の姿勢精度との関係を予め設定するには、例
えば以下のようなすれば良い。 （１）圧電アクチュエータに電圧を印加して最大伸び量
の半分だけ伸びた状態に設定する。 （２）可動部材を全ストローク動かし、第２の検出手段
２１により各位置での姿勢精度を検出する。 （３）可動部材の各位置での姿勢精度が零に近づくよう
に各圧電アクチュエータの伸び量を調整するとともに、
この時の伸縮量を第１の検出手段１１で検出する。 （４）可動部材の各位置での姿勢精度が所定の範囲内と
なった段階で制御部に保存する。
可動部材３の姿勢精度との関係を予め設定するには、例
えば以下のようなすれば良い。 （１）圧電アクチュエータに電圧を印加して最大伸び量
の半分だけ伸びた状態に設定する。 （２）可動部材を全ストローク動かし、第２の検出手段
２１により各位置での姿勢精度を検出する。 （３）可動部材の各位置での姿勢精度が零に近づくよう
に各圧電アクチュエータの伸び量を調整するとともに、
この時の伸縮量を第１の検出手段１１で検出する。 （４）可動部材の各位置での姿勢精度が所定の範囲内と
なった段階で制御部に保存する。
【００２５】以上、本発明の実施形態について示した
が、本発明は上述した実施形態だけに限定されるもので
はなく、例えば、ローラーカイド４に予圧を与えるにあ
たり３つの圧電アクチュエータ１０を用いたが、その数
については必要に応じて適宜設定すれば良く、少なくと
も１つ以上用いれば良い。また、圧電アクチュエータ１
０は、第２のガイドレール６を可動部材３に固定するボ
ルト間に位置するように配置することが好ましく、望ま
しくはボルト間の中央に位置するように配置することが
良い。このような位置関係をもって圧電アクチュエータ
１０を設けることにより第２のガイドレール６は可動部
材３に固定されているものの、ボルト間の第２のガイド
レール６を圧電アクチュエータ１０でもって変形させる
ことができるため、予圧を十分に付与することができ
る。
が、本発明は上述した実施形態だけに限定されるもので
はなく、例えば、ローラーカイド４に予圧を与えるにあ
たり３つの圧電アクチュエータ１０を用いたが、その数
については必要に応じて適宜設定すれば良く、少なくと
も１つ以上用いれば良い。また、圧電アクチュエータ１
０は、第２のガイドレール６を可動部材３に固定するボ
ルト間に位置するように配置することが好ましく、望ま
しくはボルト間の中央に位置するように配置することが
良い。このような位置関係をもって圧電アクチュエータ
１０を設けることにより第２のガイドレール６は可動部
材３に固定されているものの、ボルト間の第２のガイド
レール６を圧電アクチュエータ１０でもって変形させる
ことができるため、予圧を十分に付与することができ
る。
【００２６】さらに、本実施形態では、各圧電アクチュ
エータ１０の伸縮量を検出する第１の検出手段１１とし
て歪みゲージを用いた例を示したが、歪みゲージより測
定分解能の高い静電容量センサやレーザー変位計を用い
れば、さらに精度の高い圧電アクチュエータ１０の調整
を可能とすることができる。
エータ１０の伸縮量を検出する第１の検出手段１１とし
て歪みゲージを用いた例を示したが、歪みゲージより測
定分解能の高い静電容量センサやレーザー変位計を用い
れば、さらに精度の高い圧電アクチュエータ１０の調整
を可能とすることができる。
【００２７】また、可動部材３の姿勢精度を検出する第
２の検出手段２１としてレーザー干渉計を用いたが、レ
ーザー干渉計は高分解能でかつ応答性が良いため、高速
で移動する可動部材３の各位置での姿勢を正確に測定す
ることができる。
２の検出手段２１としてレーザー干渉計を用いたが、レ
ーザー干渉計は高分解能でかつ応答性が良いため、高速
で移動する可動部材３の各位置での姿勢を正確に測定す
ることができる。
【００２８】
【実施例】ここで、圧電アクチュエータ１０を用いてロ
ーラーカイド４に付与する予圧量を調整し、可動部材３
の姿勢精度や移動時の真直度の調整を行う図１の案内装
置１と、予圧調整ボルト６０にてローラーカイド５４に
付与する予圧量を調整し、可動部材５３の姿勢精度や移
動時の真直度の調整を行う図７の案内装置５１とを用意
し、それぞれ同じ時間予圧調整を実施したときに、可動
部材３，５３の移動時における姿勢精度変化を計測する
実験を実施した。
ーラーカイド４に付与する予圧量を調整し、可動部材３
の姿勢精度や移動時の真直度の調整を行う図１の案内装
置１と、予圧調整ボルト６０にてローラーカイド５４に
付与する予圧量を調整し、可動部材５３の姿勢精度や移
動時の真直度の調整を行う図７の案内装置５１とを用意
し、それぞれ同じ時間予圧調整を実施したときに、可動
部材３，５３の移動時における姿勢精度変化を計測する
実験を実施した。
【００２９】各案内装置１，５１は、略同じ大きさのア
ルミナセラミックスからなる可動部材３，５３をローラ
ーガイド４，５４によって案内するようにするととも
に、可動部材３，５３の姿勢精度を検出する第２の検出
手段２１としてレーザー干渉計を用い、また、本発明の
案内装置１にあっては、圧電アクチュエータ１０によっ
て予圧を付与するとともに、圧電アクチュエータ１０の
伸縮量を検出する第１の検出手段１１に歪みゲージを用
いた。
ルミナセラミックスからなる可動部材３，５３をローラ
ーガイド４，５４によって案内するようにするととも
に、可動部材３，５３の姿勢精度を検出する第２の検出
手段２１としてレーザー干渉計を用い、また、本発明の
案内装置１にあっては、圧電アクチュエータ１０によっ
て予圧を付与するとともに、圧電アクチュエータ１０の
伸縮量を検出する第１の検出手段１１に歪みゲージを用
いた。
【００３０】そして、可動部材３，５３を１０ｍｍ送り
で、合計２００ｍｍ移動させ、各位置での可動部材３，
５３のヨーイング及びピッチングを比較する実験を行っ
た。なお、ヨーイングとは、可動部材３，５３の移動方
向をＸ軸とした時、Ｘ軸に対して縦方向に垂直なＺ軸回
りの振れの大きさのことであり、ピッチングとは、可動
部材３，５３の移動方向をＸ軸とした時、Ｘ軸に対して
横方向に垂直なＹ軸回りの振れの大きさのことである。
また、計測手段には、分解能の０．１ａｒｃｓｅｃのレ
ーザー干渉計を用い、可動部材３，５３上に搭載したミ
ラーでレーザー光を反射させて測定するようにした。
で、合計２００ｍｍ移動させ、各位置での可動部材３，
５３のヨーイング及びピッチングを比較する実験を行っ
た。なお、ヨーイングとは、可動部材３，５３の移動方
向をＸ軸とした時、Ｘ軸に対して縦方向に垂直なＺ軸回
りの振れの大きさのことであり、ピッチングとは、可動
部材３，５３の移動方向をＸ軸とした時、Ｘ軸に対して
横方向に垂直なＹ軸回りの振れの大きさのことである。
また、計測手段には、分解能の０．１ａｒｃｓｅｃのレ
ーザー干渉計を用い、可動部材３，５３上に搭載したミ
ラーでレーザー光を反射させて測定するようにした。
【００３１】この結果、図７に示す従来の案内装置５１
では、図５（ａ）（ｂ）に示すように、可動部材５３の
ヨーイング及びピッチングが５ａｒｃｓｅｃ近くもあ
り、姿勢精度に問題があった。
では、図５（ａ）（ｂ）に示すように、可動部材５３の
ヨーイング及びピッチングが５ａｒｃｓｅｃ近くもあ
り、姿勢精度に問題があった。
【００３２】これに対し、図１に示す本発明の案内装置
１は、図４（ａ）（ｂ）に示すように、可動部材３のヨ
ーイング及びピッチングをそれぞれ３ａｒｃｓｅｃ以下
に抑えることができ、短時間の調整で優れた姿勢精度を
維持することができた。
１は、図４（ａ）（ｂ）に示すように、可動部材３のヨ
ーイング及びピッチングをそれぞれ３ａｒｃｓｅｃ以下
に抑えることができ、短時間の調整で優れた姿勢精度を
維持することができた。
【００３３】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、固定部
材と、固定部材上を移動する可動部材と、上記固定部材
と可動部材との間に配置され、上記可動部材を案内する
一対のローラーカイドと、ローラーカイドに予圧を与え
る少なくとも一つの圧電アクチュエータと、圧電アクチ
ュエータの伸縮量を検出する、歪みゲージ、静電容量セ
ンサ、レーザー変位計のうちいずれか一種からなる第１
の検出手段と、上記可動部材の姿勢精度の変化量を検出
する、レーーザー干渉計からなる第２の検出手段と、上
記第１の検出手段からの信号と第２の検出手段からの信
号を基に上記圧電アクチュエータに印加する電圧を制御
する制御部とから案内装置を構成したことによって、可
動部材の移動中における姿勢精度を短い時間で調整する
ことができるため、組立作業性及びメンテンンス時の作
業性に優れるとともに、可動部材の姿勢精度変化を３ａ
ｒｃｓｅｃ以下に抑えることができる。その為、半導体
リソグラフィ用露光装置や走査型露光装置等の超精密加
工装置や、ウエハ欠陥検査装置、磁場測定装置等の超精
密測定装置にも好適に用いることができる。
材と、固定部材上を移動する可動部材と、上記固定部材
と可動部材との間に配置され、上記可動部材を案内する
一対のローラーカイドと、ローラーカイドに予圧を与え
る少なくとも一つの圧電アクチュエータと、圧電アクチ
ュエータの伸縮量を検出する、歪みゲージ、静電容量セ
ンサ、レーザー変位計のうちいずれか一種からなる第１
の検出手段と、上記可動部材の姿勢精度の変化量を検出
する、レーーザー干渉計からなる第２の検出手段と、上
記第１の検出手段からの信号と第２の検出手段からの信
号を基に上記圧電アクチュエータに印加する電圧を制御
する制御部とから案内装置を構成したことによって、可
動部材の移動中における姿勢精度を短い時間で調整する
ことができるため、組立作業性及びメンテンンス時の作
業性に優れるとともに、可動部材の姿勢精度変化を３ａ
ｒｃｓｅｃ以下に抑えることができる。その為、半導体
リソグラフィ用露光装置や走査型露光装置等の超精密加
工装置や、ウエハ欠陥検査装置、磁場測定装置等の超精
密測定装置にも好適に用いることができる。
【００３４】また、ローラーカイドの予圧付与に予圧調
整ボルトを用いる必要がないため、可動部材の移動時に
発生する振動によって予圧調整ボルトが徐々に緩んで予
圧を低下させるようなことがなく、可動部材の移動中、
可動部材の姿勢精度とローラーカイドの予圧を検知し、
常に所定の姿勢精度を維持することができるため、メン
テナンス回数を大幅に低減することができる。
整ボルトを用いる必要がないため、可動部材の移動時に
発生する振動によって予圧調整ボルトが徐々に緩んで予
圧を低下させるようなことがなく、可動部材の移動中、
可動部材の姿勢精度とローラーカイドの予圧を検知し、
常に所定の姿勢精度を維持することができるため、メン
テナンス回数を大幅に低減することができる。
【００３５】さらに、本発明の案内装置をチャンバー内
で使用する場合、メンテナンスにより真空チャンバー内
を一度大気開放し、再度真空状態とする際、真空チャン
バーの変形度合いが変化し、案内装置の保持精度が変化
したとしても、ローラーカイドに与える予圧を圧電アク
チュエータによって微調整し、可動部材の姿勢精度を当
初の精度に容易に調整することができるため、真空チャ
ンバーから取り出して調整する必要がない。
で使用する場合、メンテナンスにより真空チャンバー内
を一度大気開放し、再度真空状態とする際、真空チャン
バーの変形度合いが変化し、案内装置の保持精度が変化
したとしても、ローラーカイドに与える予圧を圧電アク
チュエータによって微調整し、可動部材の姿勢精度を当
初の精度に容易に調整することができるため、真空チャ
ンバーから取り出して調整する必要がない。
【図１】真空チャンバー内に設置した本発明の案内装置
の一例を示す一部を破断した模式図である。
の一例を示す一部を破断した模式図である。
【図２】真空チャンバー内に設置した本発明の案内装置
の一例を示す縦断面図である。
の一例を示す縦断面図である。
【図３】本発明の案内装置の一例を示す一部を破断した
斜視図である。
斜視図である。
【図４】本発明の案内装置における可動部材の姿勢精度
を示す線図であり、（ａ）は可動部材のヨーイング、
（ｂ）は可動部材のピッチングをそれぞれ示す。
を示す線図であり、（ａ）は可動部材のヨーイング、
（ｂ）は可動部材のピッチングをそれぞれ示す。
【図５】従来の案内装置における可動部材の姿勢精度を
示す線図であり、（ａ）は可動部材のヨーイング、
（ｂ）は可動部材のピッチングをそれぞれ示す。
示す線図であり、（ａ）は可動部材のヨーイング、
（ｂ）は可動部材のピッチングをそれぞれ示す。
【図６】真空チャンバー内に設置した従来の案内装置の
一例を示す縦断面図である。
一例を示す縦断面図である。
【図７】従来の案内装置の一例を示す斜視図である。
１，５１：案内装置 ２，５２：固定部材 ３，５３：
可動部材 ４，５４：ローラーカイド ５，５５：第１ガイドレー
ル ５ａ，５５ａ：Ｖ溝 ６，５６：第２ガイドレール ６ａ，５６ａ：Ｖ溝 ７，５７：転動体 ８，５８：リ
テーナ １０：圧電アクチュエータ １１：第１の検出手段 ２１：第２の検出手段 ２２：ミラー ２３：制御部
２４：アンプ ３０：真空チャンバー ６０：予圧調整ボルト ６１：
ナット
可動部材 ４，５４：ローラーカイド ５，５５：第１ガイドレー
ル ５ａ，５５ａ：Ｖ溝 ６，５６：第２ガイドレール ６ａ，５６ａ：Ｖ溝 ７，５７：転動体 ８，５８：リ
テーナ １０：圧電アクチュエータ １１：第１の検出手段 ２１：第２の検出手段 ２２：ミラー ２３：制御部
２４：アンプ ３０：真空チャンバー ６０：予圧調整ボルト ６１：
ナット
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｇ１２Ｂ 5/00 Ｈ０１Ｌ 21/68 Ｋ
Ｈ０１Ｌ 21/68 Ｂ２３Ｑ 1/26 Ｄ
Ｆターム(参考） 2F069 AA06 AA58 BB40 DD25 GG01
GG04 GG06 GG07 GG60 HH09
HH30 KK10
2F078 CA02 CB04 CB05 CB14 CC11
3C048 CC04
3J104 AA12 AA25 AA34 AA67 AA69
AA74 AA76 BA66 DA01 DA13
EA02
5F031 HA53 JA01 JA02 JA06 JA09
JA14 JA21 LA01 LA10 NA05
Claims (3)
- 【請求項１】固定部材と、該固定部材上を移動する可動
部材と、上記固定部材と可動部材との間に配置され、上
記可動部材を案内する一対のローラーカイドと、該ロー
ラーカイドに予圧を与える少なくとも一つの圧電アクチ
ュエータと、該圧電アクチュエータの伸縮量を検出する
第１の検出手段と、上記可動部材の姿勢精度の変化量を
検出する第２の検出手段と、上記第１の検出手段からの
信号と第２の検出手段からの信号を基に上記圧電アクチ
ュエータに印加する電圧を制御する制御部とを有するこ
とを特徴とする案内装置。 - 【請求項２】上記圧電アクチュエータの伸縮量を検出す
る第１の検出手段が、歪みゲージ、静電容量センサ、レ
ーザー変位計のいずれか一種であることを特徴とする請
求項１に記載の案内装置。 - 【請求項３】上記可動部材の姿勢精度の変化量を検出す
る第２の検出手段が、レーザー干渉計であることを特徴
とする請求項１又は請求項２に記載の案内装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002111608A JP2003309983A (ja) | 2002-04-15 | 2002-04-15 | 案内装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002111608A JP2003309983A (ja) | 2002-04-15 | 2002-04-15 | 案内装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003309983A true JP2003309983A (ja) | 2003-10-31 |
Family
ID=29394352
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002111608A Pending JP2003309983A (ja) | 2002-04-15 | 2002-04-15 | 案内装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003309983A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1719992A1 (de) * | 2005-05-04 | 2006-11-08 | Schaeffler KG | Linearwälzlager mit am Führungswagen angebrachtem Dehnungsmessstreifen |
| JP2007064670A (ja) * | 2005-08-29 | 2007-03-15 | Tokyo Seimitsu Co Ltd | 表面形状測定機 |
Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63140661U (ja) * | 1987-03-06 | 1988-09-16 | ||
| JPS63318313A (ja) * | 1987-06-23 | 1988-12-27 | Hiroshi Teramachi | 直線運動案内機構の予圧調整装置 |
| JPH02150507A (ja) * | 1988-12-02 | 1990-06-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | スライドテーブル |
| JPH0348903A (ja) * | 1989-07-17 | 1991-03-01 | Ishikawa Pref Gov | 数値制御装置 |
| JPH03153917A (ja) * | 1989-11-08 | 1991-07-01 | Yaskawa Electric Mfg Co Ltd | 直線運動案内機構 |
| JPH03219471A (ja) * | 1990-01-25 | 1991-09-26 | Hitachi Ltd | リニアガイド機構 |
| JPH05288217A (ja) * | 1992-04-09 | 1993-11-02 | Yotaro Hatamura | 可変予圧直線運動用案内装置 |
| JPH06197560A (ja) * | 1992-12-24 | 1994-07-15 | Olympus Optical Co Ltd | アクチュエータ |
| JPH0937570A (ja) * | 1995-07-21 | 1997-02-07 | Denso Corp | 圧電アクチュエータ用駆動装置 |
| JPH11341843A (ja) * | 1998-05-28 | 1999-12-10 | Seiko Instruments Inc | 圧電アクチュエータ用ステータの製造方法および製造装置 |
| JP2000169307A (ja) * | 1998-12-04 | 2000-06-20 | Yamagata Prefecture Technopolis Zaidan | 抗菌剤 |
| JP2000308939A (ja) * | 1999-04-28 | 2000-11-07 | Kyocera Corp | 超音波モータを可動体の駆動源とする案内装置 |
| JP2001241439A (ja) * | 2000-02-25 | 2001-09-07 | Canon Inc | 静圧軸受を備えた移動装置 |
-
2002
- 2002-04-15 JP JP2002111608A patent/JP2003309983A/ja active Pending
Patent Citations (13)
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