JP2007090501A - Positioning device - Google Patents

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Hidehiko Nishijima
秀彦 西島
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a highly accurate positioning device. <P>SOLUTION: A bolt 19, an actuator 21, and an intermediate table 9 are electrically insulated by insulating bushes 20-1, 20-2, and the actuator 21, and a metal block 23 of a main table 12 are electrically insulated by an insulating plate 24, whereby electric noise is restrained from being propagated to the device body. Two displacement detecting sensors 30-1, 30-2 disposed in symmetric positions about the X-axis respectively detect the displacement of the distance between the intermediate table 9 and the main table 10, whereby the distance between the intermediate table and the main table is accurately measured. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

この発明は、位置決め装置に関し、特に、テーブルを所定の方向に移動させて位置決めする位置決め装置に関する。   The present invention relates to a positioning device, and more particularly to a positioning device that moves a table in a predetermined direction for positioning.

精密加工装置や精密検査装置などに用いられる位置決め装置は、高精度な位置決めが要求される。このため、可動範囲の大きい粗動機構と可動範囲の小さい微動機構とを設けている。   Positioning devices used for precision processing devices, precision inspection devices, and the like are required to have high precision positioning. For this reason, a coarse movement mechanism having a large movable range and a fine movement mechanism having a small movable range are provided.

下記の特許文献1には、粗移動位置決めを可能とする中間テーブル25と、中間テーブル25を挟むように微移動位置決めを可能とする連結されたメインテーブルA23,メインテーブルB24を設けた構成が開示されている。これによると、中間テーブル25に設けられたピアゾアクチュエータ17の伸びによりメインテーブルA23,メインテーブルB24を微移動位置決め可能とする。
特開2004−192588号公報
The following Patent Document 1 discloses a configuration in which an intermediate table 25 that enables coarse movement positioning and a connected main table A23 and main table B24 that allow fine movement positioning so as to sandwich the intermediate table 25 are disclosed. Has been. According to this, the main table A23 and the main table B24 can be finely moved and positioned by the extension of the piazo actuator 17 provided in the intermediate table 25.
JP 2004-192588 A

しかしながら、従来の位置決め装置をたとえば電子線描画装置などのワークテーブルとして利用する場合、ピアゾアクチュエータ(圧電アクチュエータ)に駆動電圧を印加したときに発生する電気的なノイズが装置本体に伝播するため、位置計測系に誤差が生じて位置決め精度が低下するという問題があった。特に、圧電素子を金属ケースに収容したピアゾアクチュエータで、金属ケースを接地用に利用する場合にこのような不具合が生じやすい。   However, when a conventional positioning device is used as a work table such as an electron beam drawing device, electrical noise generated when a driving voltage is applied to a piazo actuator (piezoelectric actuator) is propagated to the device body. There was a problem that positioning accuracy was lowered due to an error in the measurement system. In particular, such a problem is likely to occur when a piezo actuator having a piezoelectric element housed in a metal case is used for grounding.

また、ピアゾアクチュエータはメインテーブルの一点に駆動力を作用させるので、微動位置決め動作時にメインテーブルが傾く可能性がある。従来は、ピアゾアクチュエータから離れた位置に配置された1つの変位検出センサによって、中間テーブルとメインテーブルとの間の距離の変位を検出していたため、変位量の測定誤差が生じて位置決め精度が低下するという問題があった。   Further, since the piazo actuator applies a driving force to one point of the main table, there is a possibility that the main table tilts during fine movement positioning operation. Conventionally, the displacement of the distance between the intermediate table and the main table is detected by a single displacement detection sensor arranged at a position away from the piazo actuator, resulting in a measurement error of the amount of displacement and a decrease in positioning accuracy. There was a problem to do.

それゆえに、この発明の主たる目的は、高精度な位置決めを可能とする位置決め装置を提供することである。   Therefore, a main object of the present invention is to provide a positioning device that enables highly accurate positioning.

この発明に係わる位置決め装置は、テーブルを所定の方向に移動させて位置決めする位置決め装置であって、所定の方向に移動可能に設けられた中間テーブルと、中間テーブルを移動させる駆動手段と、中間テーブルに対して所定の方向に移動可能に設けられたメインテーブルと、中間テーブルとメインテーブルとの間に設けられ、所定の方向に伸縮して中間テーブルに対するメインテーブルの位置を移動させるアクチュエータとを備え、アクチュエータと中間テーブルとの間、およびアクチュエータとメインテーブルとの間に、それぞれ第1および第2の絶縁部材を介在させることによって、アクチュエータと中間テーブル、およびアクチュエータとメインテーブルを電気的に絶縁させたことを特徴とする。   A positioning device according to the present invention is a positioning device for positioning by moving a table in a predetermined direction, an intermediate table provided so as to be movable in a predetermined direction, a driving means for moving the intermediate table, and an intermediate table A main table movably provided in a predetermined direction, and an actuator provided between the intermediate table and the main table and extending and contracting in a predetermined direction to move the position of the main table relative to the intermediate table. By electrically interposing the first and second insulating members between the actuator and the intermediate table and between the actuator and the main table, respectively, the actuator and the intermediate table and the actuator and the main table are electrically insulated. It is characterized by that.

好ましくは、第1および第2の絶縁部材は、セラミックで形成されていることを特徴とする。   Preferably, the first and second insulating members are made of ceramic.

また好ましくは、メインテーブルは、中間テーブルの一方側に設けられた第1の副メインテーブルと、中間テーブルの他方側に設けられ、第1の副メインテーブルに連結された第2の副メインテーブルとを含み、位置決め装置は、第1の副メインテーブルと中間テーブルとの間に設けられた圧縮バネをさらに備え、アクチュエータは中間テーブルと第2の副メインテーブルとの間に設けられ、圧縮バネの伸張作用によって、アクチュエータが第2の絶縁部材を介して第2の副メインテーブルに常に押し当てられることを特徴とする。   Preferably, the main table is a first sub main table provided on one side of the intermediate table, and a second sub main table provided on the other side of the intermediate table and connected to the first sub main table. The positioning device further includes a compression spring provided between the first sub main table and the intermediate table, and the actuator is provided between the intermediate table and the second sub main table. The actuator is always pressed against the second sub-main table through the second insulating member by the extending action of.

また好ましくは、第2の絶縁部材は、第2の副メインテーブルに固定され、アクチュエータが押し当てられる面が球面形状を有することを特徴とする。   Preferably, the second insulating member is fixed to the second sub main table, and a surface against which the actuator is pressed has a spherical shape.

この発明に係わる他の位置決め装置は、テーブルを所定の軸方向に移動させて位置決めする位置決め装置であって、所定の軸方向に移動可能に設けられた中間テーブルと、中間テーブルを移動させる駆動手段と、中間テーブルに対して所定の軸方向に移動可能に設けられたメインテーブルと、中間テーブルとメインテーブルとの間に設けられ、所定の軸方向に伸縮して中間テーブルに対するメインテーブルの位置を移動させるアクチュエータと、それぞれ中間テーブルまたはメインテーブルに設けられ、所定の軸の両側に配置され、中間テーブルとメインテーブルとの間の距離を検出する第1および第2のセンサと、第1および第2のセンサの検出結果に基づいて、中間テーブルとメインテーブルとの間の距離を算出する算出手段とを備えることを特徴とする。   Another positioning device according to the present invention is a positioning device for positioning by moving a table in a predetermined axial direction, an intermediate table provided so as to be movable in a predetermined axial direction, and driving means for moving the intermediate table And a main table provided so as to be movable in a predetermined axial direction with respect to the intermediate table, and provided between the intermediate table and the main table and extending and contracting in a predetermined axial direction to position the main table relative to the intermediate table. Actuators to be moved, first and second sensors respectively provided on an intermediate table or a main table, arranged on both sides of a predetermined axis, for detecting a distance between the intermediate table and the main table, and first and first Calculation means for calculating a distance between the intermediate table and the main table based on the detection result of the second sensor. And wherein the door.

好ましくは、第1および第2のセンサは、所定の軸に対して対称な位置に配置され、算出手段は、第1および第2のセンサの検出結果の平均値を算出することを特徴とする。   Preferably, the first and second sensors are arranged at symmetrical positions with respect to a predetermined axis, and the calculating means calculates an average value of detection results of the first and second sensors. .

また好ましくは、アクチュエータは、圧電材料を用いた圧電アクチュエータであることを特徴とする。   Preferably, the actuator is a piezoelectric actuator using a piezoelectric material.

また好ましくは、アクチュエータは、磁性材料を用いた電磁アクチュエータであることを特徴とする。   Preferably, the actuator is an electromagnetic actuator using a magnetic material.

この発明に係わる位置決め装置では、所定の方向に移動可能に設けられた中間テーブルと、中間テーブルを移動させる駆動手段と、中間テーブルに対して所定の方向に移動可能に設けられたメインテーブルと、中間テーブルとメインテーブルとの間に設けられ、所定の方向に伸縮して中間テーブルに対するメインテーブルの位置を移動させるアクチュエータとを備え、アクチュエータと中間テーブルとの間、およびアクチュエータとメインテーブルとの間に、それぞれ第1および第2の絶縁部材を介在させることによって、アクチュエータと中間テーブル、およびアクチュエータとメインテーブルを電気的に絶縁させたことを特徴とする。したがって、アクチュエータに駆動電圧を印加したときに発生する電気的なノイズが装置本体に伝播するのを抑制することができ、高精度な位置決めが可能となる。   In the positioning device according to the present invention, an intermediate table provided to be movable in a predetermined direction, a driving means for moving the intermediate table, a main table provided to be movable in a predetermined direction with respect to the intermediate table, An actuator provided between the intermediate table and the main table and extending and contracting in a predetermined direction to move the position of the main table relative to the intermediate table, and between the actuator and the intermediate table and between the actuator and the main table In addition, the actuator and the intermediate table, and the actuator and the main table are electrically insulated by interposing the first and second insulating members, respectively. Therefore, electrical noise generated when a drive voltage is applied to the actuator can be prevented from propagating to the apparatus body, and high-accuracy positioning is possible.

この発明に係わる他の位置決め装置では、所定の軸方向に移動可能に設けられた中間テーブルと、中間テーブルを移動させる駆動手段と、中間テーブルに対して所定の軸方向に移動可能に設けられたメインテーブルと、中間テーブルとメインテーブルとの間に設けられ、所定の軸方向に伸縮して中間テーブルに対するメインテーブルの位置を移動させるアクチュエータと、それぞれ中間テーブルまたはメインテーブルに設けられ、所定の軸の両側に配置され、中間テーブルとメインテーブルとの間の距離を検出する第1および第2のセンサと、第1および第2のセンサの検出結果に基づいて、中間テーブルとメインテーブルとの間の距離を算出する算出手段とを備えることを特徴とする。したがって、位置決め動作時にメインテーブルが所定の軸に対して微小に傾いた場合でも、中間テーブルとメインテーブルとの間の距離を正確に測定することができ、高精度な位置決めが可能となる。   In another positioning apparatus according to the present invention, an intermediate table provided to be movable in a predetermined axial direction, a driving means for moving the intermediate table, and a movable means provided in a predetermined axial direction with respect to the intermediate table are provided. A main table, an actuator provided between the intermediate table and the main table, and extending and contracting in a predetermined axial direction to move the position of the main table relative to the intermediate table; Between the intermediate table and the main table based on the detection results of the first and second sensors and the first and second sensors that are disposed on both sides of the first and second sensors for detecting the distance between the intermediate table and the main table. And calculating means for calculating the distance. Therefore, even when the main table is slightly tilted with respect to a predetermined axis during the positioning operation, the distance between the intermediate table and the main table can be accurately measured, and high-accuracy positioning is possible.

図1および図2は、この発明の一実施の形態による位置決め装置の構成を示す平面図および側面図である。図1および図2において、この位置決め装置のベース3には、ブラケット2を介してモータ1が固定されている。モータ1は、カップリング4を介して連結されたボールネジ5をX軸方向に移動させる。ボールネジ5は、ベース3上に固定されたサポートユニット6,7で支持されている。   1 and 2 are a plan view and a side view showing a configuration of a positioning device according to an embodiment of the present invention. 1 and 2, a motor 1 is fixed to a base 3 of this positioning device via a bracket 2. The motor 1 moves the ball screw 5 connected via the coupling 4 in the X-axis direction. The ball screw 5 is supported by support units 6 and 7 fixed on the base 3.

中間テーブル9と一体形成されたナット8は、ボールネジ5に嵌め込まれて固定されている。中間テーブル9の左右両側には、連結バー12,13によって連結されたメインテーブル10,11が設けられている。中間テーブル9と連結バー12,13は接触しないように、僅かな隙間が設けられている。   A nut 8 formed integrally with the intermediate table 9 is fitted into the ball screw 5 and fixed. On the left and right sides of the intermediate table 9, main tables 10 and 11 connected by connecting bars 12 and 13 are provided. A slight gap is provided so that the intermediate table 9 and the connecting bars 12 and 13 do not contact each other.

ベース3上には、スペーサ14_1,14_2を介してガイドレール15_1,15_2が設けられている。ガイドレール15_1上に移動可能に設けられたガイドブロック16_1、およびガイドレール15_2上に移動可能に設けられたガイドブロック16_2の上に、メインテーブル10が固定されている。また、ガイドレール15_1上に移動可能に設けられたガイドブロック17_1、およびガイドレール15_2上に移動可能に設けられたガイドブロック17_2の上に、中間テーブル9が固定されている。また、ガイドレール15_1上に移動可能に設けられたガイドブロック18_1、およびガイドレール15_2上に移動可能に設けられたガイドブロック18_2の上に、メインテーブル11が固定されている。   On the base 3, guide rails 15_1 and 15_2 are provided via spacers 14_1 and 14_2. The main table 10 is fixed on a guide block 16_1 movably provided on the guide rail 15_1 and a guide block 16_2 movably provided on the guide rail 15_2. The intermediate table 9 is fixed on a guide block 17_1 movably provided on the guide rail 15_1 and a guide block 17_2 movably provided on the guide rail 15_2. Further, the main table 11 is fixed on a guide block 18_1 movably provided on the guide rail 15_1 and a guide block 18_2 movably provided on the guide rail 15_2.

中間テーブル9の内部にはX軸上にボルト19が設けられ、このボルト19は中間テーブル9に固定された2つの絶縁ブッシュ20_1,20_2で支持されている。ボルト19のネジ先端部分には、伸縮可能なアクチュエータ21が固定されている。また、メインテーブル10の内部にはX軸上に調整ネジ22が挿入されており、調整ネジ22のネジ先端部分には金属ブロック23が固定されている。金属ブロック23の側面には絶縁板24が固定されており、この絶縁板24にアクチュエータ21が押し当てられる構成となっている。   Bolts 19 are provided on the X axis inside the intermediate table 9, and the bolts 19 are supported by two insulating bushes 20 </ b> _ <b> 1 and 20 </ b> _ <b> 2 fixed to the intermediate table 9. An extendable actuator 21 is fixed to a screw tip portion of the bolt 19. Further, an adjustment screw 22 is inserted on the X axis inside the main table 10, and a metal block 23 is fixed to a screw tip portion of the adjustment screw 22. An insulating plate 24 is fixed to the side surface of the metal block 23, and the actuator 21 is pressed against the insulating plate 24.

メインテーブル11の内部には、それぞれX軸に対して対称な位置に圧縮バネ25_1,25_2、ヘッド部26_1,26_2および調整ネジ27_1,27_2が設けられている。調整ネジ27_1,27_2は、それぞれメインテーブル11の側面に固定された固定板28のネジ穴から挿入されており、ヘッド部26_1,26_2を介して圧縮バネ25_1,25_2の一方端に加えられる荷重を調整することができる。また、圧縮バネ25_1,25_2の他方端はともに中間テーブル9に固定されており、圧縮バネ25_1,25_2の伸張作用によってアクチュエータ21がメインテーブル10の絶縁板24に常に押し当てられる構成となっている。   Inside the main table 11, compression springs 25_1 and 25_2, head portions 26_1 and 26_2, and adjustment screws 27_1 and 27_2 are provided at positions symmetrical to the X axis. The adjustment screws 27_1 and 27_2 are respectively inserted from screw holes of the fixing plate 28 fixed to the side surface of the main table 11, and load applied to one end of the compression springs 25_1 and 25_2 via the head portions 26_1 and 26_2. Can be adjusted. The other ends of the compression springs 25_1 and 25_2 are both fixed to the intermediate table 9, and the actuator 21 is always pressed against the insulating plate 24 of the main table 10 by the expansion action of the compression springs 25_1 and 25_2. .

モータ1およびボールネジ5は、中間テーブル9を広い範囲で移動させる粗動機構を構成し、アクチュエータ21は中間テーブル9に対するメインテーブル10,11の位置を狭い範囲で移動させる微動機構を構成している。中間テーブル9とメインテーブル10,11との間には隙間が設けられており、駆動装置(図示せず)によりアクチュエータ21を伸縮駆動することによってメインテーブル10,11が微小移動可能となっている。また、中間テーブル9の高さはメインテーブル10,11の高さよりも僅かに低く、メインテーブル10,11の上に載せた積載物29が中間テーブル9に接触しないようなっている。なお、アクチュエータ21としては、たとえば印加される電圧に応じて伸縮する圧電材料を用いた圧電アクチュエータや、電磁石などの磁性材料を用いた電磁アクチュエータが用いられる。   The motor 1 and the ball screw 5 constitute a coarse movement mechanism that moves the intermediate table 9 over a wide range, and the actuator 21 constitutes a fine movement mechanism that moves the positions of the main tables 10 and 11 relative to the intermediate table 9 within a narrow range. . A gap is provided between the intermediate table 9 and the main tables 10 and 11, and the main tables 10 and 11 can be moved minutely by driving the actuator 21 to extend and contract by a drive device (not shown). . Further, the height of the intermediate table 9 is slightly lower than the height of the main tables 10 and 11 so that the load 29 placed on the main tables 10 and 11 does not come into contact with the intermediate table 9. As the actuator 21, for example, a piezoelectric actuator using a piezoelectric material that expands and contracts according to an applied voltage, or an electromagnetic actuator using a magnetic material such as an electromagnet is used.

図3は、図2に示した位置決め装置の要部を示す部分拡大図である。図3を参照して、ボルト19およびアクチュエータ21は、セラミック製の絶縁ブッシュ20_1,20_2を介して中間テーブル9に固定されており、ボルト19およびアクチュエータ21と中間テーブル9とは、絶縁ブッシュ20_1,20_2によって電気的に絶縁されている。また、アクチュエータ21とメインテーブル12の金属ブロック23とは、セラミック製の絶縁板24によって電気的に絶縁されている。   FIG. 3 is a partially enlarged view showing a main part of the positioning device shown in FIG. Referring to FIG. 3, bolt 19 and actuator 21 are fixed to intermediate table 9 via ceramic insulating bushes 20_1 and 20_2. Bolt 19, actuator 21 and intermediate table 9 are connected to insulating bushes 20_1 and 20. It is electrically insulated by 20_2. The actuator 21 and the metal block 23 of the main table 12 are electrically insulated by a ceramic insulating plate 24.

なお、位置決め精度の低下を防止するため、絶縁ブッシュ20_1,20_2および絶縁板24にはセラミックやガラスなどの弾性係数の大きな材料を用いるのが望ましい。これらの材料は真空中環境を汚染するアウトガスの発生量も少ないため、電子線描画装置のように真空環境で使用される位置決め装置にも適している。   In order to prevent a decrease in positioning accuracy, it is desirable to use a material having a large elastic coefficient, such as ceramic or glass, for the insulating bushes 20_1 and 20_2 and the insulating plate 24. These materials are also suitable for positioning devices that are used in a vacuum environment, such as an electron beam drawing apparatus, because the amount of outgas that contaminates the environment in vacuum is small.

以上のような構成により、アクチュエータ21に駆動電圧を印加したときに発生する電気的なノイズが装置本体に伝播するのを抑制することができる。したがって、位置計測系に誤差が生じるという従来の問題点が解消され、高精度な位置決めが可能となる。   With the configuration as described above, it is possible to suppress electrical noise generated when a drive voltage is applied to the actuator 21 from being propagated to the apparatus main body. Therefore, the conventional problem that an error occurs in the position measurement system is solved, and high-accuracy positioning is possible.

また、図1に戻って、中間テーブル9には、中間テーブル9とメインテーブル10との間の距離の変位を検出するための2つの変位検出センサ30_1,30_2が、それぞれ固定ブロック31_1,31_2によって固定されている。2つの変位検出センサ30_1,30_2は、X軸に対して対称な位置に配置されている。   Returning to FIG. 1, the intermediate table 9 includes two displacement detection sensors 30_1 and 30_2 for detecting the displacement of the distance between the intermediate table 9 and the main table 10 by the fixed blocks 31_1 and 31_2, respectively. It is fixed. The two displacement detection sensors 30_1 and 30_2 are arranged at positions symmetrical with respect to the X axis.

さらに、これらの2つの変位検出センサ30_1,30_2の出力値の平均値を算出する算出手段(図示せず)が設けられる。そして、算出手段による算出結果に基づいて駆動装置(図示せず)によってアクチュエータ21を伸縮駆動することによって、中間テーブル9に対してメインテーブル10,11を微小移動させる。   Furthermore, calculation means (not shown) for calculating the average value of the output values of these two displacement detection sensors 30_1 and 30_2 is provided. Then, the main tables 10 and 11 are slightly moved with respect to the intermediate table 9 by driving the actuator 21 to extend and contract by a drive device (not shown) based on the calculation result by the calculation means.

このように2つの変位検出センサ30_1,30_2の出力値の平均値をとることによって、位置決め動作時にメインテーブル10がX軸に対して微小に傾いた場合でも、中間テーブル9とメインテーブル10との間の距離の変位量を正確に測定することが可能になる。変位検出センサ30_1,30_2の出力値をアクチュエータ21の駆動装置にフィードバックすることによって、高精度な位置決めが可能となる。   Thus, by taking the average value of the output values of the two displacement detection sensors 30_1 and 30_2, even when the main table 10 is slightly tilted with respect to the X axis during the positioning operation, the intermediate table 9 and the main table 10 It becomes possible to accurately measure the displacement of the distance between them. By feeding back the output values of the displacement detection sensors 30_1 and 30_2 to the driving device of the actuator 21, positioning with high accuracy becomes possible.

さらに、変位検出センサ30_1,30_2の各々の出力値を比較することによって、メインテーブル10のX軸に対する傾きの大きさを算出し、その算出結果を用いてメインテーブル10の傾きによる位置決め誤差を補正することも可能である。たとえば、傾き補正用の回転テーブルをメインテーブル10,11上に搭載し、この回転テーブル上に積載物を載せるようにしてもよい。この場合、算出されたメインテーブル10の傾きの分だけ回転テーブルを回転させることによって、メインテーブル10の傾きを補正することが可能になる。また、電子線描画装置の場合は、積載された基板に放射する電子線の軌道を制御する電界を、算出されたメインテーブル10の傾きの分だけ変化させることによって、電子線の向きを補正してもよい。このようにメインテーブル10の傾きによる位置決め誤差を補正することによって、位置決め精度がさらに向上する。   Further, by comparing the output values of the displacement detection sensors 30_1 and 30_2, the magnitude of the inclination of the main table 10 with respect to the X axis is calculated, and the positioning error due to the inclination of the main table 10 is corrected using the calculation result. It is also possible to do. For example, a rotation table for tilt correction may be mounted on the main tables 10 and 11 and a load may be placed on the rotation table. In this case, it is possible to correct the inclination of the main table 10 by rotating the rotation table by the calculated inclination of the main table 10. Further, in the case of an electron beam drawing apparatus, the direction of the electron beam is corrected by changing the electric field that controls the trajectory of the electron beam radiated to the loaded substrate by the calculated inclination of the main table 10. May be. In this way, the positioning accuracy is further improved by correcting the positioning error due to the tilt of the main table 10.

なお、変位検出センサ30_1,30_2としては、たとえば静電容量型センサを使用してもよいし、他の任意のセンサを使用してもよい。たとえば、レーザ干渉計や渦電型変位計などの非接触型センサを使用してもよい。また、触針式変位計などの接触型センサを用いてもよい。電子線描画装置の場合は、電子線軌道への影響がない静電容量型センサやレーザ干渉計が適している。   As the displacement detection sensors 30_1 and 30_2, for example, capacitive sensors may be used, or other arbitrary sensors may be used. For example, a non-contact type sensor such as a laser interferometer or an eddy type displacement meter may be used. Further, a contact type sensor such as a stylus displacement meter may be used. In the case of an electron beam drawing apparatus, a capacitive sensor or a laser interferometer that does not affect the electron beam trajectory is suitable.

また、ここでは変位検出センサ30_1,30_2を中間テーブル9に設けた場合を示しているが、変位検出センサ30_1,30_2をメインテーブル10に設けるようにしてもよい。   Although the case where the displacement detection sensors 30_1 and 30_2 are provided in the intermediate table 9 is shown here, the displacement detection sensors 30_1 and 30_2 may be provided in the main table 10.

図4は、この一実施の形態の変更例を示す図であって、図3と対比される図である。図4を参照して、図3と異なる点は、絶縁板24が絶縁球32で置換されている点である。金属ブロック23の側面には絶縁球32を嵌め込める窪み部が形成されており、金属ブロック23の側面に絶縁球32が固定されている。   FIG. 4 is a diagram showing a modified example of this embodiment, and is a diagram to be compared with FIG. Referring to FIG. 4, the difference from FIG. 3 is that insulating plate 24 is replaced with insulating sphere 32. A recess for fitting the insulating sphere 32 is formed on the side surface of the metal block 23, and the insulating sphere 32 is fixed to the side surface of the metal block 23.

このように、絶縁球32の球面にアクチュエータ21の側面中央部が押し当てられる構成にすることにより、アクチュエータ21に曲げモーメントが作用するのが防止されて、アクチュエータ21の破損防止、長寿命化が図られる。なお、位置決め精度の低下を防止するため、絶縁球32にはセラミックなどの弾性係数の大きな材料を用いるのが望ましい。   Thus, by adopting a configuration in which the central portion of the side surface of the actuator 21 is pressed against the spherical surface of the insulating sphere 32, the bending moment is prevented from acting on the actuator 21, and the actuator 21 is prevented from being damaged and has a long life. Figured. In order to prevent a decrease in positioning accuracy, it is desirable to use a material having a large elastic coefficient such as ceramic for the insulating sphere 32.

図5は、この一実施の形態の他の変更例を示す図であって、図3と対比される図である。図5を参照して、図3と異なる点は、絶縁板24が絶縁半球33で置換されている点である。絶縁半球33は、金属ブロック23の側面に固定されている。   FIG. 5 is a diagram showing another modification of the embodiment and is a diagram contrasted with FIG. Referring to FIG. 5, the difference from FIG. 3 is that insulating plate 24 is replaced with insulating hemisphere 33. The insulating hemisphere 33 is fixed to the side surface of the metal block 23.

このように、絶縁半球33の球面にアクチュエータ21の側面中央部が押し当てられる構成にすることにより、アクチュエータ21に曲げモーメントが作用するのが防止されて、アクチュエータ21の破損防止、長寿命化が図られる。なお、位置決め精度の低下を防止するため、絶縁半球33にはセラミックなどの弾性係数の大きな材料を用いるのが望ましい。   In this way, by adopting a configuration in which the central portion of the side surface of the actuator 21 is pressed against the spherical surface of the insulating hemisphere 33, the bending moment is prevented from acting on the actuator 21, thereby preventing the actuator 21 from being damaged and extending its life. Figured. In order to prevent a decrease in positioning accuracy, it is desirable to use a material having a large elastic coefficient such as ceramic for the insulating hemisphere 33.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

この発明の一実施の形態による位置決め装置の構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of the positioning device by one Embodiment of this invention. この発明の一実施の形態による位置決め装置の構成を示す側面図である。It is a side view which shows the structure of the positioning device by one Embodiment of this invention. 図2に示した位置決め装置の要部を示す部分拡大図である。It is the elements on larger scale which show the principal part of the positioning device shown in FIG. この一実施の形態の変更例を示す図である。It is a figure which shows the example of a change of this one embodiment. この一実施の形態の他の変更例を示す図である。It is a figure which shows the other example of a change of this one embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1 モータ、2 ブラケット、3 ベース、4 カップリング、5 ボールネジ、6,7 サポートユニット、8 ナット、9 中間テーブル、10,11 メインテーブル、12,13 連結バー、14_1,14_2 スペーサ、15_1,15_2 ガイドレール、16_1,16_2,17_1,17_2,18_1,18_2 ガイドブロック、19 ボルト、20_1,20_2 絶縁ブッシュ、21 アクチュエータ、22,27_1,27_2 調整ネジ、23 金属ブロック、24 絶縁板、25_1,25_2 圧縮バネ、26_1,26_2 ヘッド部、28 固定板、29 積載物、30_1,30_2 変位検出センサ、31_1,31_2 固定ブロック、32 絶縁球、33 絶縁半球。   1 motor, 2 bracket, 3 base, 4 coupling, 5 ball screw, 6, 7 support unit, 8 nut, 9 intermediate table, 10, 11 main table, 12, 13 connecting bar, 14_1, 14_2 spacer, 15_1, 15_2 guide Rail, 16_1, 16_2, 17_1, 17_2, 18_1, 18_2 Guide block, 19 bolt, 20_1, 20_2 Insulating bush, 21 Actuator, 22, 27_1, 27_2 Adjustment screw, 23 Metal block, 24 Insulating plate, 25_1, 25_2 Compression spring, 26_1, 26_2 Head part, 28 Fixed plate, 29 Load, 30_1, 30_2 Displacement detection sensor, 31_1, 31_2 Fixed block, 32 Insulating sphere, 33 Insulating hemisphere.

Claims (8)

テーブルを所定の方向に移動させて位置決めする位置決め装置であって、
前記所定の方向に移動可能に設けられた中間テーブルと、
前記中間テーブルを移動させる駆動手段と、
前記中間テーブルに対して前記所定の方向に移動可能に設けられたメインテーブルと、
前記中間テーブルと前記メインテーブルとの間に設けられ、前記所定の方向に伸縮して前記中間テーブルに対する前記メインテーブルの位置を移動させるアクチュエータとを備え、
前記アクチュエータと前記中間テーブルとの間、および前記アクチュエータと前記メインテーブルとの間に、それぞれ第1および第2の絶縁部材を介在させることによって、前記アクチュエータと前記中間テーブル、および前記アクチュエータと前記メインテーブルを電気的に絶縁させたことを特徴とする、位置決め装置。
A positioning device that moves and positions a table in a predetermined direction,
An intermediate table provided movably in the predetermined direction;
Drive means for moving the intermediate table;
A main table provided to be movable in the predetermined direction with respect to the intermediate table;
An actuator that is provided between the intermediate table and the main table and extends and contracts in the predetermined direction to move the position of the main table relative to the intermediate table;
By interposing the first and second insulating members between the actuator and the intermediate table and between the actuator and the main table, the actuator and the intermediate table, and the actuator and the main table, respectively. A positioning device characterized in that the table is electrically insulated.
前記第1および第2の絶縁部材は、セラミックで形成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。   The positioning device according to claim 1, wherein the first and second insulating members are made of ceramic. 前記メインテーブルは、
前記中間テーブルの一方側に設けられた第1の副メインテーブルと、
前記中間テーブルの他方側に設けられ、第1の副メインテーブルに連結された第2の副メインテーブルとを含み、
前記位置決め装置は、前記第1の副メインテーブルと前記中間テーブルとの間に設けられた圧縮バネをさらに備え、
前記アクチュエータは前記中間テーブルと前記第2の副メインテーブルとの間に設けられ、前記圧縮バネの伸張作用によって、前記アクチュエータが前記第2の絶縁部材を介して前記第2の副メインテーブルに常に押し当てられることを特徴とする、請求項1または請求項2に記載の位置決め装置。
The main table is
A first sub-main table provided on one side of the intermediate table;
A second sub main table provided on the other side of the intermediate table and connected to the first sub main table;
The positioning device further includes a compression spring provided between the first sub main table and the intermediate table,
The actuator is provided between the intermediate table and the second sub main table, and the actuator is always attached to the second sub main table via the second insulating member by the extension action of the compression spring. The positioning device according to claim 1, wherein the positioning device is pressed against the positioning device.
前記第2の絶縁部材は、前記第2の副メインテーブルに固定され、前記アクチュエータが押し当てられる面が球面形状を有することを特徴とする、請求項3に記載の位置決め装置。   The positioning device according to claim 3, wherein the second insulating member is fixed to the second sub main table, and a surface against which the actuator is pressed has a spherical shape. テーブルを所定の軸方向に移動させて位置決めする位置決め装置であって、
前記所定の軸方向に移動可能に設けられた中間テーブルと、
前記中間テーブルを移動させる駆動手段と、
前記中間テーブルに対して前記所定の軸方向に移動可能に設けられたメインテーブルと、
前記中間テーブルと前記メインテーブルとの間に設けられ、前記所定の軸方向に伸縮して前記中間テーブルに対する前記メインテーブルの位置を移動させるアクチュエータと、
それぞれ前記中間テーブルまたは前記メインテーブルに設けられ、前記所定の軸の両側に配置され、前記中間テーブルと前記メインテーブルとの間の距離を検出する第1および第2のセンサと、
前記第1および第2のセンサの検出結果に基づいて、前記中間テーブルと前記メインテーブルとの間の距離を算出する算出手段とを備えることを特徴とする、位置決め装置。
A positioning device that moves and positions a table in a predetermined axial direction,
An intermediate table provided movably in the predetermined axial direction;
Drive means for moving the intermediate table;
A main table provided to be movable in the predetermined axial direction with respect to the intermediate table;
An actuator that is provided between the intermediate table and the main table, and expands and contracts in the predetermined axial direction to move the position of the main table relative to the intermediate table;
A first sensor and a second sensor, which are respectively provided on the intermediate table or the main table, are arranged on both sides of the predetermined axis, and detect a distance between the intermediate table and the main table;
A positioning apparatus comprising: a calculating unit that calculates a distance between the intermediate table and the main table based on detection results of the first and second sensors.
前記第1および第2のセンサは、前記所定の軸に対して対称な位置に配置され、
前記算出手段は、前記第1および第2のセンサの検出結果の平均値を算出することを特徴とする、請求項5に記載の位置決め装置。
The first and second sensors are arranged at symmetrical positions with respect to the predetermined axis,
The positioning device according to claim 5, wherein the calculating unit calculates an average value of detection results of the first and second sensors.
前記アクチュエータは、圧電材料を用いた圧電アクチュエータであることを特徴とする、請求項1から請求項6までのいずれかに記載の位置決め装置。   The positioning device according to claim 1, wherein the actuator is a piezoelectric actuator using a piezoelectric material. 前記アクチュエータは、磁性材料を用いた電磁アクチュエータであることを特徴とする、請求項1から請求項6までのいずれかに記載の位置決め装置。   The positioning device according to claim 1, wherein the actuator is an electromagnetic actuator using a magnetic material.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2017093006A (en) * 2015-11-02 2017-05-25 三菱電機株式会社 Controller-integrated rotary electric machine

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