JP2010021373A - Actuator, stage device, and joining apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a stage device, which improves operation precision of an actuator, and to provide a joining apparatus including the stage device. <P>SOLUTION: The actuator has: a cylindrical cylinder body; a piston assembly that has a piston body stored in the cylinder body, and a tilted section that is tightened to a drive target and can be tilted freely to the piston body; a scale fixed to one of the cylinder body and the piston assembly; a scale read section fixed to the other of the cylinder body and the piston assembly to read the scale; and a rotation restraint section for restraining the rotation of the piston assembly to the cylinder body. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、アクチュエータ、ステージ装置および接合装置に関する。より詳細には、ステージ等を駆動するアクチュエータと、当該アクチュエータにより駆動されて搭載した対象物を昇降または揺動させるステージ装置と、当該ステージ装置を含む接合装置とに関する。   The present invention relates to an actuator, a stage device, and a joining device. More specifically, the present invention relates to an actuator that drives a stage or the like, a stage device that moves up and down or swings an object driven and mounted by the actuator, and a joining device that includes the stage device.

積層型半導体装置を製造する場合は、積層される基板、ダイ等を相互に精密に位置決めすることが求められる。このため、基板等を位置決めして接合する接合装置においては、搭載した対象物の精密な位置決めができるステージ装置が使用される。また、接合装置は、接合する基板等にかかる荷重を検出するロードセル等の荷重センサ等も備える(特許文献1参照)。   When manufacturing a stacked semiconductor device, it is required to accurately position the substrates, dies, and the like to be stacked on each other. For this reason, in the joining apparatus which positions and joins a board | substrate etc., the stage apparatus which can position precisely the mounted target object is used. The bonding apparatus also includes a load sensor such as a load cell that detects a load applied to a substrate to be bonded (see Patent Document 1).

また、高い動作精度が求められる半導体製造設備では、周囲の電場および磁場に影響を与えないエアアクチュエータが用いられる場合がある(特許文献2参照)。エアアクチュエータは、空気を作動流体として駆動力を発生する。また、同じ空気を利用して流体軸受けを形成することにより、部材の摺動による粉塵の発生を防止する。
特開平05−160340号公報 特開2002−359170号公報
In semiconductor manufacturing equipment that requires high operation accuracy, an air actuator that does not affect the surrounding electric and magnetic fields may be used (see Patent Document 2). The air actuator generates driving force using air as a working fluid. Further, by forming the fluid bearing using the same air, generation of dust due to sliding of the member is prevented.
JP 05-160340 A JP 2002-359170 A

エアアクチュエータは、リニアスケールを含むリニアエンコーダを用いて動作量を帰還制御する場合がある。リニアスケールは、ステージ等の被駆動物と一体的に移動するように配される。しかしながら、直線的な駆動力を発生するアクチュエータに対して被駆動物が揺動するような場合は、リニアエンコーダによる計測結果が被駆動物の移動量を正確に反映するとは限らない。そこで、エアアクチュエータ自体で完結するリニアエンコーダを装備させることが求められる。   An air actuator may perform feedback control of an operation amount using a linear encoder including a linear scale. The linear scale is arranged so as to move integrally with a driven object such as a stage. However, when the driven object swings with respect to the actuator that generates a linear driving force, the measurement result by the linear encoder does not always accurately reflect the movement amount of the driven object. Therefore, it is required to equip a linear encoder that is completed by the air actuator itself.

そこで、上記課題を解決すべく、本発明の第1の形態として、円筒形のシリンダ本体と、シリンダ本体に収容されるピストン本体、および、駆動対象に締結されると共にピストン本体に対して傾動自在な傾動部を有するピストン組立体と、シリンダ本体およびピストン組立体の一方に対して固定されるスケールと、シリンダ本体およびピストン組立体の他方に対して固定され、スケールを読み取るスケール読取部と、シリンダ本体に対するピストン組立体の回転を制止する回転制止部とを備えるアクチュエータが提供される。   Therefore, in order to solve the above problems, as a first embodiment of the present invention, a cylindrical cylinder body, a piston body accommodated in the cylinder body, and a target to be driven and tiltable with respect to the piston body A piston assembly having an inclining portion, a scale fixed to one of the cylinder body and the piston assembly, a scale reading unit fixed to the other of the cylinder body and the piston assembly and reading the scale, and a cylinder An actuator is provided that includes a rotation restraining portion that restrains rotation of the piston assembly relative to the body.

また、本発明の第2の形態として、保持面に対象物を保持するステージ本体と、保持面の法線方向に駆動力を発生するアクチュエータとを備え、アクチュエータは、円筒形のシリンダ本体と、シリンダ本体に収容されるピストン本体、および、ステージ本体を含むステージ組立体に締結されると共にピストン本体に対して傾動自在な傾動部を有するピストン組立体と、シリンダ本体およびピストン組立体の一方に対して固定されるスケールと、シリンダ本体およびピストン組立体の他方に対して固定され、スケールを読み取るスケール読取部と、シリンダ本体に対するピストン組立体の回転を制止する回転制止部とを備えるステージ装置が提供される。   In addition, as a second embodiment of the present invention, a stage main body that holds an object on a holding surface, and an actuator that generates a driving force in a normal direction of the holding surface, the actuator includes a cylindrical cylinder main body, A piston main body housed in a cylinder main body, a piston assembly fastened to a stage assembly including a stage main body and tiltable with respect to the piston main body, and one of the cylinder main body and the piston assembly A stage device is provided that includes a scale that is fixed in place, a scale reading unit that is fixed to the other of the cylinder body and the piston assembly, and that reads the scale, and a rotation stopping unit that stops rotation of the piston assembly relative to the cylinder body. Is done.

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた発明となり得る。   The above summary of the invention does not enumerate all necessary features of the present invention, and sub-combinations of these feature groups can also be the invention.

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決に必須であるとは限らない。   Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the invention, but the following embodiments do not limit the invention according to the claims. In addition, not all the combinations of features described in the embodiments are essential for the solution of the invention.

図1は、ステージ装置200の斜視図である。図示のように、ステージ装置200は、基盤210、アクチュエータ300およびステージ組立体201を備える。   FIG. 1 is a perspective view of the stage apparatus 200. As illustrated, the stage apparatus 200 includes a base 210, an actuator 300, and a stage assembly 201.

基盤210の上面には、複数のアクチュエータ300が直立して固定される。アクチュエータ300の各々は、基盤210に固定されたシリンダ組立体310と、作動流体を供給された場合にシリンダ組立体310に対して上昇するピストン組立体320とを含む。   A plurality of actuators 300 are fixed upright on the upper surface of the base 210. Each of the actuators 300 includes a cylinder assembly 310 fixed to the base 210 and a piston assembly 320 that rises relative to the cylinder assembly 310 when supplied with working fluid.

また、アクチュエータ300の各々は、ピストン組立体320と共に昇降するリニアスケール340と、シリンダ組立体310に固定されたスケール読取部330とを備える。これにより、アクチュエータ300の各々におけるピストン組立体320の移動量が判る。   Each of the actuators 300 includes a linear scale 340 that moves up and down together with the piston assembly 320 and a scale reading unit 330 that is fixed to the cylinder assembly 310. Thereby, the movement amount of the piston assembly 320 in each of the actuators 300 can be known.

ステージ組立体201は、全体として、複数のアクチュエータ300により下方から支持される。また、ステージ組立体201は、上テーブル222、反射鏡224、バランスウエイト226およびステージ本体220を備える。   The stage assembly 201 is supported from below by a plurality of actuators 300 as a whole. The stage assembly 201 includes an upper table 222, a reflecting mirror 224, a balance weight 226, and a stage main body 220.

上テーブル222は平坦な矩形の部材であり、その2辺に沿って、互いに直角をなす一対の反射鏡224が直立して配される。反射鏡224は、外部から照射されたレーザ光等を反射する。これにより、干渉計等を用いて、反射鏡224の反射面に直交する方向について、ステージ組立体201の位置を精密に測定できる。   The upper table 222 is a flat rectangular member, and along its two sides, a pair of reflecting mirrors 224 that are perpendicular to each other are arranged upright. The reflecting mirror 224 reflects laser light or the like irradiated from the outside. Thereby, the position of the stage assembly 201 can be accurately measured in the direction orthogonal to the reflecting surface of the reflecting mirror 224 using an interferometer or the like.

上テーブル222の上面には、ステージ本体220も搭載される。ステージ本体220は、上テーブル222の略中央に位置する保持面228を有する。保持面228には、搭載された対象物を保持する静電チャック、真空チャック等が設けられる場合もある。   A stage main body 220 is also mounted on the upper surface of the upper table 222. The stage main body 220 has a holding surface 228 positioned substantially at the center of the upper table 222. The holding surface 228 may be provided with an electrostatic chuck, a vacuum chuck, or the like that holds a mounted object.

更に、上テーブル222において反射鏡224に対向する位置には、バランスウエイト226が配される。バランスウエイト226は、反射鏡224による重量の偏りを補償して、上テーブル222とその搭載物の重心を、保持面228の中心と一致させている。これにより、アクチュエータ300によりステージ組立体201を駆動する場合の制御性を向上させることができる。   Further, a balance weight 226 is disposed at a position facing the reflecting mirror 224 on the upper table 222. The balance weight 226 compensates for the weight deviation due to the reflecting mirror 224 so that the center of gravity of the upper table 222 and its mounted object coincides with the center of the holding surface 228. Thereby, the controllability when the stage assembly 201 is driven by the actuator 300 can be improved.

図2は、ステージ装置200から、上テーブル222およびその搭載物を除いた状態を示す斜視図である。より詳細には、図1に示したステージ装置200から、ステージ本体220、上テーブル222、反射鏡224、バランスウエイト226を取り除いた状態を示す。   FIG. 2 is a perspective view showing a state in which the upper table 222 and its mounted items are removed from the stage apparatus 200. More specifically, the stage main body 220, the upper table 222, the reflecting mirror 224, and the balance weight 226 are removed from the stage apparatus 200 shown in FIG.

上テーブル222の下方には、ロードセル230、下テーブル242、回転テーブル252、連結部248およびバランスウエイト246が配される。後述するように、下テーブル242は、アクチュエータ300により駆動されて昇降または傾動する。また、ステージ組立体201は、図1に示す上テーブル222およびその搭載物と、ロードセル230、下テーブル242、回転テーブル252、連結部248およびバランスウエイト246等とを全て含む。即ち、ステージ組立体201は、アクチュエータ300が稼動した場合に昇降または傾動する部分全体を意味する。   Below the upper table 222, a load cell 230, a lower table 242, a rotary table 252, a connecting portion 248, and a balance weight 246 are arranged. As will be described later, the lower table 242 is driven by the actuator 300 to move up and down or tilt. Further, the stage assembly 201 includes all of the upper table 222 and its mounted items shown in FIG. 1, the load cell 230, the lower table 242, the rotary table 252, the connecting portion 248, the balance weight 246, and the like. That is, the stage assembly 201 means the entire part that moves up and down or tilts when the actuator 300 is operated.

連結部248は、ネジ241により、ピストン組立体320の頂部に結合される。これにより、連結部248は、ピストン組立体320と共に昇降する。また、連結部248は、ネジ243により、下テーブル242に対しても結合される。これにより、下テーブル242も、ピストン組立体320と共に昇降する。   The connecting portion 248 is coupled to the top of the piston assembly 320 by a screw 241. As a result, the connecting portion 248 moves up and down together with the piston assembly 320. Further, the connecting portion 248 is also coupled to the lower table 242 by a screw 243. Thereby, the lower table 242 also moves up and down together with the piston assembly 320.

回転テーブル252は、下テーブル242から支持される。また、回転テーブル252は、側方に延在するコントロールアーム256を有する。下テーブル242による回転テーブル252の支持構造と、コントロールアーム256の作用については後述する。   The rotary table 252 is supported from the lower table 242. Further, the rotary table 252 has a control arm 256 extending laterally. The support structure of the rotary table 252 by the lower table 242 and the operation of the control arm 256 will be described later.

ロードセル230は、アクチュエータ側取付部232、起歪体234およびステージ側取付部236を有する。アクチュエータ側取付部232は、回転テーブル252の上面に、ネジ231により結合される。   The load cell 230 includes an actuator side mounting portion 232, a strain body 234, and a stage side mounting portion 236. The actuator side mounting portion 232 is coupled to the upper surface of the rotary table 252 by screws 231.

また、ロードセル230において、ステージ側取付部236には、ネジ穴235が形成される。前述した上テーブル222は、ネジ穴235に下から挿通されたネジにより、ステージ側取付部236に対して結合される。   Further, in the load cell 230, a screw hole 235 is formed in the stage side attaching portion 236. The above-described upper table 222 is coupled to the stage side mounting portion 236 by screws inserted from below into the screw holes 235.

バランスウエイト246は、回転テーブル252のコントロールアーム256に対して対称な位置に装着される。これにより、下テーブル周りの重心が回転テーブル252の中心に一致するようになり、アクチュエータ300がステージ組立体201を駆動する場合の制御性が向上される。   The balance weight 246 is attached at a position symmetrical to the control arm 256 of the rotary table 252. As a result, the center of gravity around the lower table coincides with the center of the rotary table 252 and the controllability when the actuator 300 drives the stage assembly 201 is improved.

図3は、アクチュエータ300を単独で示す斜視図である。アクチュエータ300は、シリンダ組立体310と、シリンダ組立体310に対して昇降するピストン組立体320とを有する。   FIG. 3 is a perspective view showing the actuator 300 alone. The actuator 300 includes a cylinder assembly 310 and a piston assembly 320 that moves up and down with respect to the cylinder assembly 310.

シリンダ組立体310は、円筒状のシリンダ本体319と、シリンダ本体319に対して固定されたスケール読取部330および制止部材362を有する。スケール読取部330は、ブラケット332を介して、ネジ331によりシリンダ本体319の側面に固定される。制止部材362は、シリンダ本体319の側面から、シリンダ組立体310の径方向に外側に向かって突出する一対の突起部361、363を有する。なお、スケール読取部330は、例えば光学センサであり、リニアスケール340に形成された目盛りを読み取る。   The cylinder assembly 310 includes a cylindrical cylinder main body 319, a scale reading unit 330 and a restraining member 362 fixed to the cylinder main body 319. The scale reading unit 330 is fixed to the side surface of the cylinder body 319 with a screw 331 through the bracket 332. The restraining member 362 has a pair of projecting portions 361 and 363 that project outward from the side surface of the cylinder body 319 in the radial direction of the cylinder assembly 310. The scale reading unit 330 is, for example, an optical sensor, and reads a scale formed on the linear scale 340.

ピストン組立体320は、ブラケット322、球支持部324、蓋部326、リニアスケール340、傾動部材370およびガイドバー350を含む。球支持部324および蓋部326は、ピストン組立体320の頂部に積層され、ネジ371により固定される。   The piston assembly 320 includes a bracket 322, a ball support portion 324, a lid portion 326, a linear scale 340, a tilting member 370, and a guide bar 350. The ball support portion 324 and the lid portion 326 are stacked on the top of the piston assembly 320 and are fixed by screws 371.

これに対して、傾動部材370は、蓋部326の上面から突出して、ピストン組立体320に対して傾動自在に装着される。傾動部材370は、一対のネジ穴372をその頂面に有する。   In contrast, the tilting member 370 protrudes from the upper surface of the lid portion 326 and is attached to the piston assembly 320 so as to be tiltable. The tilting member 370 has a pair of screw holes 372 on its top surface.

リニアスケール340は、スケール支持部342に支持される。また、スケール支持部342は、球支持部324の側面に、ネジ341で固定される。リニアスケール340の下端近傍は、シリンダ本体319に固定された案内バネ344に案内される。これにより、リニアスケール340は、シリンダ本体319の側面およびスケール読取部330のいずれにも接触することなく昇降する。   The linear scale 340 is supported by the scale support part 342. The scale support portion 342 is fixed to the side surface of the ball support portion 324 with screws 341. The vicinity of the lower end of the linear scale 340 is guided by a guide spring 344 fixed to the cylinder body 319. Thereby, the linear scale 340 moves up and down without contacting any of the side surface of the cylinder body 319 and the scale reading unit 330.

ブラケット322は、球支持部324の側面から側方に突出する。ガイドバー350は、ブラケット322に対してネジ351で結合され、ブラケット322の先端近傍から下方に向かって鉛直に垂下される。また、ガイドバー350は、制止部材362の突起部361、363に挟まれている。これにより、シリンダ本体319の接線方向について、ガイドバー350の変位が規制される。   The bracket 322 protrudes laterally from the side surface of the ball support portion 324. The guide bar 350 is coupled to the bracket 322 with a screw 351 and hangs vertically downward from the vicinity of the tip of the bracket 322. Further, the guide bar 350 is sandwiched between the protrusions 361 and 363 of the restraining member 362. As a result, the displacement of the guide bar 350 is restricted in the tangential direction of the cylinder body 319.

ガイドバー350の下端近傍には、シリンダ本体319の接線方向に突出した制止突起352と、シリンダ本体319の径方向に突出した制止突起354とが形成される。また、ガイドバー350の下端近傍には、シリンダ本体319の側面との間に挟まれた滑動部材356が装着される。   In the vicinity of the lower end of the guide bar 350, a stop protrusion 352 protruding in the tangential direction of the cylinder body 319 and a stop protrusion 354 protruding in the radial direction of the cylinder body 319 are formed. A sliding member 356 sandwiched between the side surface of the cylinder body 319 is mounted near the lower end of the guide bar 350.

一方の制止突起352は、ピストン組立体320が上昇した場合に、制止部材362の突起部361の下面に当接する。これにより、ピストン組立体320が、シリンダ組立体310から脱落することが防止される。他方の制止突起354は、ピストン組立体320が降下した場合に、基盤210上に固定された制止部材359(図1および図2を参照)に当接して、シリンダ組立体310およびピストン組立体320が衝突した場合の衝撃を緩和する。   One stop protrusion 352 contacts the lower surface of the protrusion 361 of the stop member 362 when the piston assembly 320 is raised. Thereby, the piston assembly 320 is prevented from dropping from the cylinder assembly 310. The other stop protrusion 354 contacts the stop member 359 (see FIGS. 1 and 2) fixed on the base 210 when the piston assembly 320 is lowered, and the cylinder assembly 310 and the piston assembly 320. Mitigates the impact of collisions.

ピストン組立体320の他の部分はシリンダ本体319の内側に配されている。そこで、断面図を参照して、シリンダ組立体310およびピストン組立体320の構造を更に説明する。   The other part of the piston assembly 320 is disposed inside the cylinder body 319. Therefore, the structures of the cylinder assembly 310 and the piston assembly 320 will be further described with reference to cross-sectional views.

図4は、アクチュエータ300単独の断面斜視図である。なお、図3と共通の構成要素には同じ参照番号を付して、重複する説明を省く。   FIG. 4 is a cross-sectional perspective view of the actuator 300 alone. In addition, the same reference number is attached | subjected to the same component as FIG. 3, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

ピストン組立体320は、既に説明した部材に加えて、ピストン本体329、硬質球390およびストッパ328を有する。ピストン本体329は、球支持部324の下面にネジ323で結合される。蓋部326は、ネジ371により球支持部324に対して結合される。   The piston assembly 320 includes a piston body 329, a hard sphere 390, and a stopper 328 in addition to the members already described. The piston main body 329 is coupled to the lower surface of the ball support portion 324 with a screw 323. The lid part 326 is coupled to the ball support part 324 by a screw 371.

ピストン本体329は、シリンダ本体319の内面と略相補的な寸法を有して、シリンダ本体319の内側に昇降自在に収容される。これにより、蓋部326、球支持部324およびピストン本体329は、シリンダ本体319の長手方向に沿って一体的に昇降する。   The piston main body 329 has a dimension approximately complementary to the inner surface of the cylinder main body 319 and is accommodated inside the cylinder main body 319 so as to be movable up and down. As a result, the lid 326, the ball support 324, and the piston main body 329 move up and down integrally along the longitudinal direction of the cylinder main body 319.

ピストン本体329は、上方に向かって径が大きくなるテーパ穴325を上面に有する。硬質球390は、テーパ穴325の内側に配される。また、硬質球390は、球支持部324の内面により側方からも支持される。これにより、硬質球390は、ピストン本体329に対して位置決めされる。なお、硬質球390は、変形と磨耗が少ない材料、例えばセラミックス、金属等により形成される。   The piston main body 329 has a tapered hole 325 whose diameter increases upward, on the upper surface. The hard sphere 390 is disposed inside the tapered hole 325. The hard sphere 390 is also supported from the side by the inner surface of the sphere support 324. Thereby, the hard sphere 390 is positioned with respect to the piston main body 329. Note that the hard sphere 390 is formed of a material with little deformation and wear, such as ceramics or metal.

硬質球390の上には、傾動部材370が載せられる。傾動部材370は、蓋部326から上方に突出した突出部374と、蓋部326の内側で径を増したフランジ部376とを有する。突出部374は、蓋部326の内径よりも小さな外径を有する。一方、フランジ部376は、蓋部326の内径よりも大きな外径を有する。   A tilting member 370 is placed on the hard sphere 390. The tilting member 370 includes a protruding portion 374 that protrudes upward from the lid portion 326 and a flange portion 376 that increases in diameter inside the lid portion 326. The protrusion 374 has an outer diameter that is smaller than the inner diameter of the lid 326. On the other hand, the flange portion 376 has an outer diameter larger than the inner diameter of the lid portion 326.

また、蓋部326およびフランジ部376の間には、スプリングワッシャ380が挟まれる。スプリングワッシャ380は、傾動部材370を硬質球390に向かって押しつける。   Further, a spring washer 380 is sandwiched between the lid portion 326 and the flange portion 376. The spring washer 380 presses the tilting member 370 toward the hard sphere 390.

このような構造により、傾動部材370は、ピストン本体329が上昇または下降した場合に、蓋部326から脱落することなく、ピストン組立体320の一部として共に昇降する。また、傾動部材370は、蓋部326に対して傾動しつつピストン本体329の変位を伝えられるので、ネジ241および連結部248により結合された下テーブル242が傾斜することを妨げない。   With such a structure, the tilting member 370 moves up and down as a part of the piston assembly 320 without dropping from the lid 326 when the piston main body 329 moves up or down. Further, since the tilting member 370 is transmitted to the displacement of the piston main body 329 while being tilted with respect to the lid portion 326, the tilting member 370 does not prevent the lower table 242 coupled by the screw 241 and the connecting portion 248 from tilting.

ピストン本体329の下端面には、ストッパ328がネジ321により装着される。ストッパ328の下端は、ピストン本体329の下端面から下方に突出する。これにより、ピストン本体329が降下し切った場合も、シリンダ本体319の底面とピストン本体329の下面との間には、圧力室318となる間隙が残る。   A stopper 328 is attached to the lower end surface of the piston main body 329 with a screw 321. The lower end of the stopper 328 protrudes downward from the lower end surface of the piston body 329. Thereby, even when the piston main body 329 is lowered, a gap serving as the pressure chamber 318 remains between the bottom surface of the cylinder main body 319 and the lower surface of the piston main body 329.

上記のようなピストン組立体320に対して、シリンダ組立体310は、一対の継ぎ手314、316と、排出孔315とを更に有する。一方の継ぎ手314は、シリンダ本体319側面の下端近傍に配される。継ぎ手314は、圧力室318に作動流体を供給または排出する場合の経路となる。   In contrast to the piston assembly 320 as described above, the cylinder assembly 310 further includes a pair of joints 314 and 316 and a discharge hole 315. One joint 314 is disposed in the vicinity of the lower end of the side surface of the cylinder body 319. The joint 314 provides a path for supplying or discharging the working fluid to the pressure chamber 318.

他方の継ぎ手316は、シリンダ本体319側面の上方に配される。継ぎ手316からは、シリンダ本体319およびピストン本体329の間に流体が供給される。これにより、シリンダ本体319およびピストン本体329の間に流体の層流が生じ、流体軸受けが形成される。   The other joint 316 is disposed above the side surface of the cylinder body 319. A fluid is supplied from the joint 316 between the cylinder body 319 and the piston body 329. Thereby, a laminar flow of fluid is generated between the cylinder main body 319 and the piston main body 329, and a fluid bearing is formed.

このような構造により、シリンダ本体319およびピストン本体329が直接に摺動することが防止される。なお、流体軸受けを形成する層流は、シリンダ本体319において継ぎ手316と対向する位置に設けられた排出孔315から排出される。また、作動流体として例えば空気を用いた場合、流体軸受けを形成する双方の継ぎ手314、314から共に空気を供給してもよい。   Such a structure prevents the cylinder body 319 and the piston body 329 from sliding directly. The laminar flow forming the fluid bearing is discharged from a discharge hole 315 provided at a position facing the joint 316 in the cylinder body 319. When air is used as the working fluid, for example, air may be supplied from both joints 314 and 314 forming the fluid bearing.

図5は、アクチュエータ300単独の一の断面を示す断面図である。図5には、リニアスケール340を含む断面が示される。   FIG. 5 is a sectional view showing one section of the actuator 300 alone. FIG. 5 shows a cross section including the linear scale 340.

リニアスケール340は、スケール支持部342に支持される。スケール支持部342は、上端においてピストン組立体320の球支持部324に対して固定される。球支持部324は、ピストン本体329に対して固定されている。   The linear scale 340 is supported by the scale support part 342. The scale support portion 342 is fixed to the ball support portion 324 of the piston assembly 320 at the upper end. The ball support portion 324 is fixed with respect to the piston main body 329.

従って、ピストン本体329がシリンダ本体319に対して昇降した場合、リニアスケール340は、シリンダ本体319の外側で、ピストン本体329と共に昇降する。一方、スケール読取部330は、シリンダ本体319に対して固定されている。   Therefore, when the piston main body 329 moves up and down with respect to the cylinder main body 319, the linear scale 340 moves up and down together with the piston main body 329 outside the cylinder main body 319. On the other hand, the scale reading unit 330 is fixed with respect to the cylinder body 319.

図6は、アクチュエータ300単独の他の断面を示す断面図である。図6には、ガイドバー350を含む断面が示される。   FIG. 6 is a cross-sectional view showing another cross section of the actuator 300 alone. FIG. 6 shows a cross section including the guide bar 350.

ガイドバー350は、球支持部324から直接に突出したブラケット322に対して、ネジ351により上端を結合される。球支持部324は、ピストン本体329に対して固定されている。従って、ピストン本体329がシリンダ本体319に対して昇降した場合、ガイドバー350も、シリンダ本体319の外側で、ピストン組立体320と共に昇降する。   The upper end of the guide bar 350 is coupled to the bracket 322 protruding directly from the ball support portion 324 by a screw 351. The ball support portion 324 is fixed with respect to the piston main body 329. Therefore, when the piston main body 329 moves up and down with respect to the cylinder main body 319, the guide bar 350 also moves up and down with the piston assembly 320 outside the cylinder main body 319.

ガイドバー350は、シリンダ本体319の外側に固定されている。しかしながら、ガイドバー350は、ピストン組立体320の昇降のストロークに対して十分な高さを有する。従って、ピストン組立体320が昇降した場合も、ガイドバー350が、制止部材362の突起部361、363に挟まれた状態が維持される。   The guide bar 350 is fixed to the outside of the cylinder body 319. However, the guide bar 350 has a sufficient height with respect to the lifting / lowering stroke of the piston assembly 320. Accordingly, even when the piston assembly 320 moves up and down, the state where the guide bar 350 is sandwiched between the protrusions 361 and 363 of the restraining member 362 is maintained.

このような構造により、ガイドバー350がシリンダ本体319の周方向に移動することが防止される。このように、ガイドバー350および制止部材362により、ピストン組立体320のシリンダ本体319に対する回転を制止する回転制止部301が形成される。従って、リニアスケール340およびスケール読取部330の位置関係が安定し、読取精度が向上される。   With such a structure, the guide bar 350 is prevented from moving in the circumferential direction of the cylinder body 319. As described above, the rotation stop portion 301 that stops the rotation of the piston assembly 320 relative to the cylinder body 319 is formed by the guide bar 350 and the stop member 362. Therefore, the positional relationship between the linear scale 340 and the scale reading unit 330 is stabilized, and reading accuracy is improved.

回転制止部301により、ピストン組立体320が、シリンダ組立体310に対して回転することが防止されるので、リニアスケール340およびスケール読取部330の位置関係は常に一定になる。従って、リニアスケール340およびスケール読取部330によるピストン組立体320の移動量の検出精度が安定する。   The rotation restricting portion 301 prevents the piston assembly 320 from rotating with respect to the cylinder assembly 310, so that the positional relationship between the linear scale 340 and the scale reading portion 330 is always constant. Therefore, the detection accuracy of the movement amount of the piston assembly 320 by the linear scale 340 and the scale reading unit 330 is stabilized.

なお、上記アクチュエータ300において、回転制止部301が、シリンダ本体319の径方向について、リニアスケール340およびスケール読取部330よりも外側に配されてもよい。これにより、ピストン組立体320の回転を効率よく制止させることができる。なお、ガイドバー350および制止部材362の間隙にも空気のような作動流体を供給して、流体ベアリングを形成することも好ましい。   In the actuator 300, the rotation restricting unit 301 may be disposed outside the linear scale 340 and the scale reading unit 330 in the radial direction of the cylinder body 319. Thereby, the rotation of the piston assembly 320 can be efficiently stopped. It is also preferable to supply a working fluid such as air to the gap between the guide bar 350 and the restraining member 362 to form a fluid bearing.

図7は、他の実施形態に係るアクチュエータ300の構造を示す断面図である。なお、以下に説明する部分を除くと、図7に示すアクチュエータ300は、図3から図6に示したアクチュエータ300と同じ構造を有する。そこで、共通の構成要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。   FIG. 7 is a cross-sectional view showing the structure of an actuator 300 according to another embodiment. Except for the part described below, the actuator 300 shown in FIG. 7 has the same structure as the actuator 300 shown in FIGS. Therefore, the same components are assigned the same reference numerals, and duplicate descriptions are omitted.

図示のように、このアクチュエータ300においては、シリンダ本体319の内側に回転制止部301が配される。即ち、シリンダ本体319の内側底部からは、円柱状のガイドバー350が直立する。一方、ピストン本体329は、底部に開口して、ピストン本体329の長手方向に延在する直穴状の制止部366を有する。ガイドバー350の上端は、制止部366に挿入される。   As shown in the figure, in the actuator 300, a rotation restraining portion 301 is disposed inside the cylinder body 319. In other words, the cylindrical guide bar 350 stands upright from the inner bottom of the cylinder body 319. On the other hand, the piston main body 329 has a straight hole-shaped restraining portion 366 that opens at the bottom and extends in the longitudinal direction of the piston main body 329. The upper end of the guide bar 350 is inserted into the stop portion 366.

また、ガイドバー350および制止部366は、いずれもシリンダ本体319およびピストン本体329の中心から逸れた位置に配される。これにより、ピストン本体329のシリンダ本体319に対する回転を制止する回転制止部301が形成される。   Further, both the guide bar 350 and the restraining portion 366 are disposed at positions deviating from the centers of the cylinder body 319 and the piston body 329. Thereby, a rotation restraining portion 301 that restrains the rotation of the piston body 329 relative to the cylinder body 319 is formed.

このようにして、回転制止部301を、シリンダ本体319の内側に配してもよい。これにより、シリンダ本体319の外側に装着される部品の点数が減少するので、アクチュエータ300を小型化できる。   In this way, the rotation restricting portion 301 may be disposed inside the cylinder body 319. As a result, the number of parts to be mounted on the outside of the cylinder body 319 is reduced, and the actuator 300 can be downsized.

図8は、図2に示した状態のステージ装置200を示す一部断面斜視図である。ここでは、アクチュエータ300、下テーブル242および回転テーブル252の断面が現れている。   FIG. 8 is a partial cross-sectional perspective view showing the stage apparatus 200 in the state shown in FIG. Here, cross sections of the actuator 300, the lower table 242, and the rotary table 252 appear.

下テーブル242は、その略中央に、上方が開口した円筒状の軸受け部244を有する。一方、下テーブル242は、下面中央から下方に延在する、円筒状の軸部254を有する。軸部254は、軸受け部244に挿入される。更に、軸部254および軸受け部244の間には複数のボールベアリング249が配される。   The lower table 242 has a cylindrical bearing portion 244 having an upper opening at the approximate center thereof. On the other hand, the lower table 242 has a cylindrical shaft portion 254 that extends downward from the center of the lower surface. The shaft portion 254 is inserted into the bearing portion 244. Further, a plurality of ball bearings 249 are disposed between the shaft portion 254 and the bearing portion 244.

これにより、回転テーブル252は、軸部254を軸として、基盤210に対して垂直な軸の周りに回転する。回転テーブル252にはロードセル230のアクチュエータ側取付部232が、ロードセル230のステージ側取付部236には上テーブル222がそれぞれ結合される。従って、これらの部材は、回転テーブル252と共に回転する。   Thereby, the rotary table 252 rotates around an axis perpendicular to the base 210 with the shaft portion 254 as an axis. The rotary table 252 is coupled to the actuator side mounting portion 232 of the load cell 230, and the stage side mounting portion 236 of the load cell 230 is coupled to the upper table 222. Accordingly, these members rotate together with the rotary table 252.

また、回転テーブル252は、側方に延在するコントロールアーム256を有する。回転テーブル252とは反対側のコントロールアーム256端部からは、被駆動部258が垂下される。被駆動部258は、他端を下テーブル242側に結合されたベローズアクチュエータ262により、基盤210と平行な方向に駆動される。これにより、コントロールアーム256を介して回転テーブル252を回転させることができる。   Further, the rotary table 252 has a control arm 256 extending laterally. A driven portion 258 is suspended from the end of the control arm 256 opposite to the rotary table 252. The driven portion 258 is driven in a direction parallel to the base 210 by a bellows actuator 262 having the other end coupled to the lower table 242 side. Thereby, the turntable 252 can be rotated via the control arm 256.

図9は、図2に示した状態のステージ装置200の断面図である。この図では、図8に現れていた断面を、当該断面と直交する方向から見た様子が示される。なお、他の図と共通する構成要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。   FIG. 9 is a cross-sectional view of the stage apparatus 200 in the state shown in FIG. This figure shows a state in which the cross section appearing in FIG. 8 is viewed from a direction orthogonal to the cross section. In addition, the same reference number is attached | subjected to the same component as another figure, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

図示のように、下テーブル242は、最も下方に位置する軸受け部244の底部においても、基盤210から離れている。従って、下テーブル242は、アクチュエータ300により専ら支持されている。また、既に説明したように、回転テーブル252およびロードセル230下テーブル242に支持される。更に、上テーブル222から上側の構造物はロードセル230により支持される。   As shown in the figure, the lower table 242 is also separated from the base 210 at the bottom of the bearing portion 244 located at the lowest position. Accordingly, the lower table 242 is exclusively supported by the actuator 300. Further, as already described, the rotary table 252 and the load cell 230 are supported by the lower table 242. Further, the upper structure from the upper table 222 is supported by the load cell 230.

従って、駆動されたアクチュエータ300が、図中に矢印Zで示す鉛直方向に伸縮した場合、ステージ組立体201は、ピストン組立体320の昇降と共に昇降する。また、複数のアクチュエータ300の駆動量を相互に相違させた場合は、ステージ組立体201を揺動させることもできる。これにより、保持面228に保持された対象物を昇降させ、揺動させることができる。   Accordingly, when the driven actuator 300 expands and contracts in the vertical direction indicated by the arrow Z in the drawing, the stage assembly 201 moves up and down as the piston assembly 320 moves up and down. Further, when the drive amounts of the plurality of actuators 300 are different from each other, the stage assembly 201 can be swung. Accordingly, the object held on the holding surface 228 can be lifted and lowered.

また、ロードセル230の各々において、起歪体234は、水平に貫通して両側面に開口したスリット239を有する。従って、ロードセル230は、アクチュエータ側取付部232に対するステージ側取付部236のZ軸方向の変位に対して敏感に変形する。一方、Z軸に直交する平面内の変形に対しては高い剛性を示す。   In each of the load cells 230, the strain generating body 234 has slits 239 that penetrate horizontally and open on both side surfaces. Therefore, the load cell 230 is sensitively deformed with respect to the displacement in the Z-axis direction of the stage side mounting portion 236 relative to the actuator side mounting portion 232. On the other hand, it exhibits high rigidity against deformation in a plane perpendicular to the Z axis.

これにより、アクチュエータ側取付部232に対するステージ側取付部236の昇降方向への変位が高感度に検出され、ステージ本体220に印加される荷重を正確に検出できる。また、Z軸に直交する平面内のステージ組立体201の変位は、ロードセル230により規制される。従って、ステージ本体220を精度よく位置決めすることができる。   Thereby, the displacement of the stage side mounting portion 236 relative to the actuator side mounting portion 232 in the ascending / descending direction is detected with high sensitivity, and the load applied to the stage main body 220 can be accurately detected. Further, the displacement of the stage assembly 201 within a plane orthogonal to the Z axis is regulated by the load cell 230. Therefore, the stage main body 220 can be accurately positioned.

こうして、保持面228において対象物を保持するステージ本体220と、保持面228の法線方向に駆動力を発生するアクチュエータ300と、ステージ本体220に結合されるステージ側取付部236、アクチュエータの駆動力を受けるアクチュエータ側取付部232、および、ステージ側取付部236およびアクチュエータ側取付部232を連結しつつ保持面228に沿った方向に延在して保持面の法線方向に撓む起歪体234を有するロードセル230とを備えるステージ装置200が形成される。   Thus, the stage main body 220 that holds the object on the holding surface 228, the actuator 300 that generates a driving force in the normal direction of the holding surface 228, the stage-side mounting portion 236 coupled to the stage main body 220, and the driving force of the actuator Receiving side actuator-side mounting portion 232, and strain-generating body 234 that extends in the direction along holding surface 228 and bends in the normal direction of the holding surface while connecting stage-side mounting portion 236 and actuator-side mounting portion 232. The stage apparatus 200 including the load cell 230 having the above is formed.

図10は、ステージ本体220を除いたステージ装置200の平面図である。即ち、図10は、図2、図8および図9に示した状態のステージ装置200を上方から見下ろした様子を示す。なお、他の図と共通する構成要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省いた。   FIG. 10 is a plan view of the stage apparatus 200 excluding the stage main body 220. That is, FIG. 10 shows a state in which the stage apparatus 200 in the state shown in FIGS. 2, 8, and 9 is looked down from above. It should be noted that the same reference numerals are assigned to the same components as those in the other drawings, and redundant description is omitted.

図示のように、下テーブル242は略三角形をなし、その頂点の各々に連結部248を装着される。また、下テーブル242がなす三角形の各辺のうちの2辺にはバランスウエイト246が、残る1辺にはアクチュエータ組立体260がそれぞれ装着される。   As shown in the figure, the lower table 242 has a substantially triangular shape, and a connecting portion 248 is attached to each of the apexes. In addition, a balance weight 246 is mounted on two sides of the triangular side formed by the lower table 242, and an actuator assembly 260 is mounted on the remaining one side.

アクチュエータ組立体260は、下テーブル242に対して固定されたサブフレーム264と、サブフレーム264の内側に、回転テーブル252の接線方向に配列された一対のベローズアクチュエータ262とを有する。一対のベローズアクチュエータ262の間には、回転テーブル252のコントロールアーム256先端から垂下された被駆動部258が挟まれる。これにより、一対のベローズアクチュエータ262を相補的に伸縮させて、回転テーブル252を、下テーブル242に対して回転させることができる。   The actuator assembly 260 has a subframe 264 fixed to the lower table 242 and a pair of bellows actuators 262 arranged in the tangential direction of the rotary table 252 inside the subframe 264. A driven portion 258 suspended from the tip of the control arm 256 of the rotary table 252 is sandwiched between the pair of bellows actuators 262. Thereby, the pair of bellows actuators 262 can be complementarily expanded and contracted to rotate the rotary table 252 relative to the lower table 242.

ここで、一対のバランスウエイト246は、単一のアクチュエータ組立体260およびコントロールアーム256による重心の偏りを補償するように調整されている。これにより、アクチュエータ300により支持された一連の部材の総合的な重心は、回転テーブル252の中心と一致する。従って、アクチュエータ300がステージ組立体201を駆動して昇降または揺動させた場合に、被駆動物の重心の変位が殆どないので制御性が向上される。   Here, the pair of balance weights 246 are adjusted so as to compensate for the deviation of the center of gravity caused by the single actuator assembly 260 and the control arm 256. Thereby, the total center of gravity of the series of members supported by the actuator 300 coincides with the center of the rotary table 252. Therefore, when the actuator 300 drives the stage assembly 201 to move up and down or swing, the controllability is improved because there is almost no displacement of the center of gravity of the driven object.

また、ロードセル230は、ステージ組立体201の重心に一致した回転テーブル252の中心から放射状に、互いに120度の角度なして等間隔に配される。アクチュエータ300も、下テーブル242を含む組立体の重心を中心にして、ステージ側取付部236のいずれかと対称な位置で下テーブル242を駆動している。これにより、アクチュエータ300の駆動力の作用が、ステージ装置200の各部に対して均衡するので、ステージ装置200の動作精度が高くなる。   In addition, the load cells 230 are arranged at equal intervals radially from the center of the rotary table 252 that coincides with the center of gravity of the stage assembly 201 and at an angle of 120 degrees. The actuator 300 also drives the lower table 242 at a position symmetrical to any one of the stage side mounting portions 236 around the center of gravity of the assembly including the lower table 242. Thereby, the action of the driving force of the actuator 300 is balanced with respect to each part of the stage apparatus 200, so that the operation accuracy of the stage apparatus 200 is increased.

更に、ロードセル230の各々は、ステージ側取付部236がアクチュエータ側取付部232よりも重心から遠くなる向きに配されている。このように、ステージ装置200は、複数のロードセル230を備え、ロードセル230の各々は、ステージ本体220を含みステージ本体220と共にアクチュエータ300に駆動されるステージ組立体201において、ステージ組立体201の重心から保持面228に沿って放射状に配され、且つ、ステージ側取付部236がアクチュエータ側取付部232よりも重心から遠くなる向きに配されてもよい。これにより、回転テーブル250を小型化して、アクチュエータ300の負荷を低減できる。   Further, each of the load cells 230 is arranged such that the stage side mounting portion 236 is farther from the center of gravity than the actuator side mounting portion 232. As described above, the stage apparatus 200 includes a plurality of load cells 230, and each of the load cells 230 includes a stage main body 220 and is driven by the actuator 300 together with the stage main body 220, from the center of gravity of the stage assembly 201. The stage-side mounting portion 236 may be disposed radially along the holding surface 228 and in a direction farther from the center of gravity than the actuator-side mounting portion 232. Thereby, the rotary table 250 can be reduced in size and the load of the actuator 300 can be reduced.

なお、本実施形態では、下テーブル242に対して駆動力を作用させるアクチュエータ300と、下テーブル242の変位を上テーブル222に伝達するステージ側取付部236とが、下テーブル242を含むステージ組立体201の重心を中心にして対称になるように、連結部248およびロードセル230を配置した。しかしながら、このようなレイアウトに限定されるわけではなく、例えば、ステージ側取付部236および連結部248を近接して配置して、アクチュエータ300の各々が、ステージ側取付部236の近傍、例えば、ステージ側取付部236の各々の直下においてステージ組立体201を駆動してもよい。これにより、可動部各部のトレランスの影響を排して、精密な位置決めができる。   In this embodiment, the stage assembly including the lower table 242 includes an actuator 300 that applies a driving force to the lower table 242 and a stage-side mounting portion 236 that transmits the displacement of the lower table 242 to the upper table 222. The connecting portion 248 and the load cell 230 are arranged so as to be symmetric about the center of gravity of 201. However, the present invention is not limited to such a layout. For example, the stage-side mounting portion 236 and the connecting portion 248 are arranged close to each other, and each of the actuators 300 is located near the stage-side mounting portion 236, for example, a stage. The stage assembly 201 may be driven directly under each of the side attachment portions 236. Thereby, the influence of the tolerance of each part of a movable part is excluded, and precise positioning can be performed.

図11は、ステージ装置200を備えた接合装置100の構造を模式的に示す断面図である。なお、図面が煩雑になることを避ける目的でステージ装置200を簡略に描くが、このステージ装置200は、図1から図10までに示したステージ装置200またはアクチュエータ300と共通の構造を有するものとする。また、図1から図10までに示したステージ装置200またはアクチュエータ300と共通の構成要素には同じ参照番号を付して、重複する説明を省く。   FIG. 11 is a cross-sectional view schematically showing the structure of the bonding apparatus 100 provided with the stage apparatus 200. In addition, although the stage apparatus 200 is drawn simply for the purpose of avoiding complicated drawings, the stage apparatus 200 has a structure common to the stage apparatus 200 or the actuator 300 shown in FIGS. To do. In addition, the same reference numerals are given to the same components as those of the stage apparatus 200 or the actuator 300 shown in FIGS. 1 to 10, and redundant description is omitted.

接合装置100は、枠体110とその内側に配置されたステージ装置200とを備える。枠体110は、互いに平行で水平な天板112および底板116と、天板112および底板116を結合する複数の支柱114とを備える。天板112、支柱114および底板116は、何らかの荷重がかかった場合でも変形が生じない高剛性な材料によりそれぞれ形成される。   The joining apparatus 100 includes a frame body 110 and a stage apparatus 200 disposed inside thereof. The frame 110 includes a top plate 112 and a bottom plate 116 that are parallel to each other and a plurality of columns 114 that couple the top plate 112 and the bottom plate 116. The top plate 112, the support column 114, and the bottom plate 116 are each formed of a highly rigid material that does not deform even when some load is applied.

底板116の上には、紙面に対して直交する方向に移動するYステージ120が搭載され、更に、Yステージ120の上にステージ装置200が搭載される。天板112の下面には、固定部材132により、基板140を保持した基板ホルダ130が固定される。   On the bottom plate 116, a Y stage 120 that moves in a direction orthogonal to the paper surface is mounted. Further, a stage device 200 is mounted on the Y stage 120. A substrate holder 130 holding the substrate 140 is fixed to the lower surface of the top plate 112 by a fixing member 132.

ステージ装置200は、基盤210、アクチュエータ300およびステージ組立体201を有する。基盤210は、Yステージ120の上に搭載されて、Xステージを兼ねる。これにより、ステージ装置200は、底板116の上で任意の位置に移動できる。   The stage apparatus 200 includes a base 210, an actuator 300, and a stage assembly 201. The base 210 is mounted on the Y stage 120 and also serves as the X stage. Thereby, the stage apparatus 200 can move to an arbitrary position on the bottom plate 116.

複数のアクチュエータ300は、基盤210の上に下端を固定され、上端でステージ組立体201を支持する。アクチュエータ300の各々は、基盤210に固定されたシリンダ組立体310と、シリンダ組立体310に対して昇降するピストン組立体320とを備え、外部から供給された作動流体の圧力に応じてステージ組立体201を、図中に矢印Zで示す方向に上昇または下降させる。   The plurality of actuators 300 are fixed at the lower end on the base 210 and support the stage assembly 201 at the upper ends. Each of the actuators 300 includes a cylinder assembly 310 fixed to the base 210 and a piston assembly 320 that moves up and down with respect to the cylinder assembly 310, and a stage assembly according to the pressure of the working fluid supplied from the outside. 201 is raised or lowered in the direction indicated by the arrow Z in the figure.

ステージ組立体201は、ステージ本体220、ロードセル230、下テーブル242および回転テーブル250を含む。下テーブル242は、端部近傍において、アクチュエータ300から支持される。また、略中央に軸受け部244を有する。   The stage assembly 201 includes a stage main body 220, a load cell 230, a lower table 242, and a rotary table 250. The lower table 242 is supported from the actuator 300 in the vicinity of the end portion. Moreover, it has the bearing part 244 in the approximate center.

回転テーブル250は、下端の軸部254を軸受け部244に挿入され、下テーブル242に垂直な軸の周りに回転する。ステージ本体220は、ロードセル230を介して回転テーブル250の上面に結合される。   The rotary table 250 has a lower end shaft portion 254 inserted into the bearing portion 244 and rotates about an axis perpendicular to the lower table 242. The stage main body 220 is coupled to the upper surface of the rotary table 250 via the load cell 230.

ステージ本体220の上面には、基板150等の対象物が搭載される。これにより、基板150は、天板112の側に保持された基板140と対向する。更に、アクチュエータ300を伸長させることにより、ステージ本体220は基板150を上昇させ、やがて、基板140、150は相互に接合される。   An object such as the substrate 150 is mounted on the upper surface of the stage main body 220. Thereby, the substrate 150 faces the substrate 140 held on the top plate 112 side. Further, by extending the actuator 300, the stage main body 220 raises the substrate 150, and the substrates 140 and 150 are bonded to each other.

接合に先立って、Yステージ120および基盤210のそれぞれを、X方向またはY方向に移動させることにより、基板150を基板140に対して位置決めできる。また、アクチュエータ300の駆動量を相互に変化させることにより、ステージ本体220を揺動させて、基板140、150を互いに平行にさせることができる。更に、回転テーブル250を回転させることにより、Z軸周りの回転についても、基板140、150を互いに平行にさせることができる。   Prior to bonding, the substrate 150 can be positioned with respect to the substrate 140 by moving each of the Y stage 120 and the substrate 210 in the X direction or the Y direction. Further, by changing the driving amount of the actuator 300 to each other, the stage main body 220 can be swung to make the substrates 140 and 150 parallel to each other. Furthermore, by rotating the rotary table 250, the substrates 140 and 150 can be made parallel to each other for rotation around the Z axis.

また、ステージ本体220に搭載された基板150が、天板112に対して固定された基板140に当接すると、ロードセル230に印加される荷重が増加する。これにより、基板140、150に印加される荷重を検出することができる。   Further, when the substrate 150 mounted on the stage main body 220 comes into contact with the substrate 140 fixed to the top plate 112, the load applied to the load cell 230 increases. Thereby, the load applied to the substrates 140 and 150 can be detected.

このようにして、保持面228において基板150を保持するステージ本体220と、保持面228の法線方向に駆動力を発生するアクチュエータ300と、ステージ本体220に結合されるステージ側取付部236、アクチュエータ300の駆動力を受けるアクチュエータ側取付部232、および、ステージ側取付部236およびアクチュエータ側取付部232を連結しつつ保持面228に沿った方向に延在して保持面228の法線方向に撓む起歪体234を有するロードセル230と、ステージ本体220がアクチュエータ300に駆動された場合に、基板150に当接する他の基板140を保持する基板ホルダ130とを備える接合装置100が形成される。   In this way, the stage main body 220 that holds the substrate 150 on the holding surface 228, the actuator 300 that generates a driving force in the normal direction of the holding surface 228, the stage-side mounting portion 236 coupled to the stage main body 220, and the actuator The actuator side mounting portion 232 that receives a driving force of 300, and the stage side mounting portion 236 and the actuator side mounting portion 232 are connected to each other and extend in the direction along the holding surface 228 and bend in the normal direction of the holding surface 228. The bonding apparatus 100 including the load cell 230 having the strain body 234 and the substrate holder 130 that holds the other substrate 140 that contacts the substrate 150 when the stage main body 220 is driven by the actuator 300 is formed.

上記の例では、ステージ装置200を接合装置100に搭載したが、ステージ装置200の用途がこれに限定されるわけではない。即ち、露光装置等の半導体製造装置の他、液晶表示装置、マイクロマシンの製造装置等、精密な位置決めが求められる様々な用途において利用できる。   In the above example, the stage apparatus 200 is mounted on the bonding apparatus 100, but the application of the stage apparatus 200 is not limited to this. That is, it can be used in various applications that require precise positioning, such as a liquid crystal display device and a micromachine manufacturing apparatus, in addition to a semiconductor manufacturing apparatus such as an exposure apparatus.

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。また、上記実施の形態に、多様な変更または改良を加え得ることが当業者に明らかである。更に、その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。   As mentioned above, although this invention was demonstrated using embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. In addition, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications or improvements can be added to the above embodiment. Furthermore, it is apparent from the description of the scope of claims that embodiments with such changes or improvements can be included in the technical scope of the present invention.

ステージ装置200の構造を示す斜視図である。2 is a perspective view showing a structure of a stage device 200. FIG. ステージ組立体201の一部を除くステージ装置200を示す斜視図である。1 is a perspective view showing a stage apparatus 200 excluding a part of a stage assembly 201. FIG. アクチュエータ300を単独で示す斜視図である。It is a perspective view which shows the actuator 300 independently. アクチュエータ300単独の断面斜視図である。It is a cross-sectional perspective view of the actuator 300 alone. アクチュエータ300単独の一の断面を示す断面図である。It is sectional drawing which shows one cross section of the actuator 300 independent. アクチュエータ300単独の他の断面を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the other cross section of the actuator 300 independent. 他の実施形態に係るアクチュエータ300の構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the actuator 300 which concerns on other embodiment. 図2に示すステージ装置200の一部断面斜視図である。FIG. 3 is a partial cross-sectional perspective view of the stage apparatus 200 shown in FIG. 2. 図2に示すステージ装置200の断面図である。It is sectional drawing of the stage apparatus 200 shown in FIG. 図2に示すステージ装置200の平面図である。It is a top view of the stage apparatus 200 shown in FIG. 接合装置100の構造を模式的に示す断面図である。2 is a cross-sectional view schematically showing the structure of the bonding apparatus 100. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

100 接合装置、110 枠体、112 天板、114 支柱、116 底板、120 Yステージ、130 基板ホルダ、132 固定部材、140、150 基板、200 ステージ装置、201 ステージ組立体、210 基盤、220 ステージ本体、222 上テーブル、224 反射鏡、325 テーパ穴、226、246 バランスウエイト、228 保持面、230 ロードセル、231、241、243、321、323、331、341、351、371 ネジ、232 アクチュエータ側取付部、234 起歪体、235 ネジ穴、236 ステージ側取付部、239 スリット、340 リニアスケール、242 下テーブル、244 軸受け部、248 連結部、249 ボールベアリング、250 回転テーブル、252 回転テーブル、254 軸部、256 コントロールアーム、258 被駆動部、260 アクチュエータ組立体、262 ベローズアクチュエータ、264 サブフレーム、300 アクチュエータ、301 回転制止部、310 シリンダ組立体、314、316 継ぎ手、315 排出孔、318 圧力室、319 シリンダ本体、320 ピストン組立体、322、332 ブラケット、324 球支持部、326 蓋部、328 ストッパ、329 ピストン本体、330 スケール読取部、340 リニアスケール、342 スケール支持部、344 案内バネ、350 ガイドバー、352、354 制止突起、356 滑動部材、359、362 制止部材、361、363 突起部、366 制止部、370 傾動部材、372 ネジ穴、374 突出部、376 フランジ部、380 スプリングワッシャ、390 硬質球 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Joining device, 110 Frame body, 112 Top plate, 114 Prop, 116 Bottom plate, 120 Y stage, 130 Substrate holder, 132 Fixing member, 140, 150 Substrate, 200 Stage device, 201 Stage assembly, 210 Base, 220 Stage main body , 222 Upper table, 224 Reflector, 325 Tapered hole, 226, 246 Balance weight, 228 Holding surface, 230 Load cell, 231, 241, 243, 321, 323, 331, 341, 351, 371 Screw, 232 Actuator side mounting 234 strain generating body, 235 screw hole, 236 stage side mounting part, 239 slit, 340 linear scale, 242 lower table, 244 bearing part, 248 connecting part, 249 ball bearing, 250 rotary table, 252 rotary table 254 shaft part 256 control arm 258 driven part 260 actuator assembly 262 bellows actuator 264 subframe 300 actuator 301 rotation stop part 310 cylinder assembly 314 316 joint 315 discharge hole 318 Pressure chamber, 319 Cylinder body, 320 Piston assembly, 322, 332 Bracket, 324 Ball support part, 326 Cover part, 328 Stopper, 329 Piston body, 330 Scale reading part, 340 Linear scale, 342 Scale support part, 344 Guide Spring, 350 Guide bar, 352, 354 Stop projection, 356 Sliding member, 359, 362 Stop member, 361, 363 Projection, 366 Block, 370 Tilt member, 372 Screw hole, 374 Projection 376 Flange, 380 Spring washer, 390 Hard sphere

Claims (7)

円筒形のシリンダ本体と、
前記シリンダ本体に収容されるピストン本体、および、駆動対象に締結されると共に前記ピストン本体に対して傾動自在な傾動部を有するピストン組立体と、
前記シリンダ本体および前記ピストン組立体の一方に対して固定されるスケールと、
前記シリンダ本体および前記ピストン組立体の他方に対して固定され、前記スケールを読み取るスケール読取部と、
前記シリンダ本体に対する前記ピストン組立体の回転を制止する回転制止部と
を備えるアクチュエータ。
A cylindrical cylinder body;
A piston body housed in the cylinder body, and a piston assembly that is fastened to a drive target and has a tilting portion that is tiltable with respect to the piston body;
A scale fixed to one of the cylinder body and the piston assembly;
A scale reading unit that is fixed to the other of the cylinder body and the piston assembly and reads the scale;
An actuator comprising: a rotation restraining portion that restrains rotation of the piston assembly relative to the cylinder body.
前記スケールは前記ピストン組立体に対して固定され、且つ、前記スケール読取部は前記シリンダ本体に対して固定される請求項1に記載のアクチュエータ。   The actuator according to claim 1, wherein the scale is fixed to the piston assembly, and the scale reading unit is fixed to the cylinder body. 前記回転制止部は、
前記シリンダ本体および前記ピストン組立体の一方に対して固定され、前記ピストン組立体の移動方向に延在するガイドバーと、
前記シリンダ本体および前記ピストン組立体の他方に対して固定され、前記ガイドバーが前記ピストン組立体の回転方向に変位することを規制する制止部材と
を含む請求項1または請求項2に記載のアクチュエータ。
The rotation stop portion is
A guide bar fixed to one of the cylinder body and the piston assembly and extending in the moving direction of the piston assembly;
The actuator according to claim 1, further comprising: a restraining member that is fixed to the other of the cylinder body and the piston assembly and restricts the guide bar from being displaced in the rotation direction of the piston assembly. .
前記回転制止部は、前記シリンダ本体の径方向について、前記スケールおよび前記スケール読取部よりも外側に配される請求項1から請求項3までの何れかに記載のアクチュエータ。   The actuator according to any one of claims 1 to 3, wherein the rotation restricting portion is disposed outside the scale and the scale reading portion in a radial direction of the cylinder body. 前記回転制止部は、前記シリンダ本体の内側に配される請求項1から請求項3までの何れかに記載のアクチュエータ。   The actuator according to any one of claims 1 to 3, wherein the rotation restricting portion is disposed inside the cylinder body. 保持面に対象物を保持するステージ本体と、
前記保持面と交差する方向に駆動力を発生するアクチュエータと
を備え、
前記アクチュエータは、
円筒形のシリンダ本体と、
前記シリンダ本体に収容されるピストン本体、および、前記ステージ本体を含むステージ組立体に締結されると共に前記ピストン本体に対して傾動自在な傾動部を有するピストン組立体と、
前記シリンダ本体および前記ピストン組立体の一方に対して固定されるスケールと、
前記シリンダ本体および前記ピストン組立体の他方に対して固定され、前記スケールを読み取るスケール読取部と、
前記シリンダ本体に対する前記ピストン組立体の回転を制止する回転制止部と
を備えるステージ装置。
A stage body for holding an object on a holding surface;
An actuator that generates a driving force in a direction intersecting the holding surface,
The actuator is
A cylindrical cylinder body;
A piston main body housed in the cylinder main body, and a piston assembly that is fastened to a stage assembly including the stage main body and has a tilting portion that is tiltable with respect to the piston main body;
A scale fixed to one of the cylinder body and the piston assembly;
A scale reading unit that is fixed to the other of the cylinder body and the piston assembly and reads the scale;
A stage device comprising: a rotation stopping portion that stops rotation of the piston assembly relative to the cylinder body.
保持面において一の基板を保持するステージ本体と、
前記保持面と交差する方向に駆動力を発生するアクチュエータと、
前記アクチュエータに駆動された場合に、前記一の基板に当接する他の基板を保持する基板保持部と
を備え、
前記アクチュエータは、
円筒形のシリンダ本体と、
前記シリンダ本体に収容されるピストン本体、および、駆動対象に締結されると共に前記ピストン本体に対して傾動自在な傾動部を有するピストン組立体と、
前記シリンダ本体および前記ピストン組立体の一方に対して固定されるスケールと、
前記シリンダ本体および前記ピストン組立体の他方に対して固定され、前記スケールを読み取るスケール読取部と、
前記シリンダ本体に対する前記ピストン組立体の回転を制止する回転制止部と
を有する接合装置。
A stage body for holding one substrate on the holding surface;
An actuator that generates a driving force in a direction intersecting the holding surface;
A substrate holding unit that holds another substrate that contacts the one substrate when driven by the actuator; and
The actuator is
A cylindrical cylinder body;
A piston body housed in the cylinder body, and a piston assembly that is fastened to a drive target and has a tilting portion that is tiltable with respect to the piston body;
A scale fixed to one of the cylinder body and the piston assembly;
A scale reading unit that is fixed to the other of the cylinder body and the piston assembly and reads the scale;
And a rotation restraining portion that restrains the rotation of the piston assembly relative to the cylinder body.
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