JP2631392B2

JP2631392B2 - 位置決め装置

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Publication number: JP2631392B2
Application number: JP63160575A
Authority: JP
Inventors: 忠之久保; 勝大塚; 幸男山根
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1988-06-30
Filing date: 1988-06-30
Publication date: 1997-07-16
Anticipated expiration: 2012-07-16
Also published as: JPH0212085A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、各種測定機または半導体リソグラフィ工程
で用いる露光焼付装置において、高速高精度で被処理物
体の位置決めを行なうのに適した位置決め装置に関す
る。

［従来の技術］従来、各種測定機または半導体リソグラフィ工程で用
いる露光焼付装置において、ワーク（被処理物体）をあ
る基準平面に対して位置決めする装置としては、回転方
向、上下方向、傾斜方向にころがり案内を有し駆動源と
してパルスモータ等を用いたものが知られている。ま
た、より高精度な位置決めを目的としたものとしては、
板ばね等の弾性体を案内としてピエゾ素子等の積層型圧
電素子を駆動源としたものがある。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、上記従来例によれば、ころがり案内と
パルスモータを用いた装置の場合においては、（１）ころがり摩擦によるスティックスリップやヒステ
リシスにより高精度な位置決めができない（２）ガイド精度により、他成分の誤差が発生してもそ
れを補正する手段がない（３）ロック機構により移動方向に対してロックしたと
きにずれが発生しても、それを補正する手段がない（４）駆動源がパルスモータ等であるため、発熱する等の欠点がある。また、ピエゾ素子等の圧電素子を用い
た場合においては、（５）ピエゾ駆動時の移動体の残留振動のため、より高
速な位置決めができないという欠点がある。

本発明の目的は、このような従来技術の欠点に鑑み、
より精度が高く高速で位置決めできる位置決め装置を提
供することにある。

［課題を解決するための手段］上記目的を達成するため本発明では、被処理物体を保
持して位置決めされるべきテーブルと、該テーブルを上
下方向に移動させる昇降駆動手段、該テーブルを回転移
動させる回転駆動手段、該テーブルを傾斜させる傾斜駆
動手段を備えた位置決め装置において、高精度の微回転
駆動手段をさらに備えるとともに、前記傾斜駆動手段を
上下方向についても変位可能な高精度なものとし、前記
昇降駆動手段および回転駆動手段（粗回転駆動手段）に
よる比較的粗い位置決めの後、微回転駆動手段および傾
斜駆動手段により、前記テーブル、昇降駆動手段および
回転駆動手段を一体的にさらに高精度で回転、昇降およ
び傾斜させるようにしている。

昇降駆動手段および粗回転駆動手段の駆動源として
は、例えばパルスモータが使える。微回転駆動手段およ
び傾斜駆動手段の駆動源としては積層型圧電素子が使用
でき、駆動方向への案内手段は弾性体を介して案内する
ものが好ましい。また、駆動源は駆動量を変位検出手段
により計測してフィードバック制御するのが好ましい。
さらに精度を向上させるうえで、昇降駆動手段および粗
回転駆動手段による比較的粗い精度における移動結果を
固定するロック機構、積層型圧電素子の振動を吸収する
ダンパ、測長用のｘ軸およびｙ軸参照用干渉計ミラー等
を備えるのが好ましい。このレーザ測長用参照ミラー
は、長手方向の変形を吸収する弾性ヒンジによる平行ば
ね構造を備え、アッベエラーを防止するため測長用参照
ミラー光軸の高さ方向位置とテーブル上面の高さ方向位
置とを一致させ、さらにはミラー取付部とミラーとを一
体構造とするのが好ましい。

装置全体に対する重量の割合が比較的大きくかつ剛性
を必要とする部分には急冷アルミ合金粉末を用いるのが
好ましい。

装置全体はXYステージに搭載されている場合もあり、
被処理物体の授受や処理等に際しては、これにより所定
位置間を移動することもできる。

［作用］この構成において、オートハンド等により被処理物体
（ワーク）がテーブル上に供給されると、本装置はま
ず、真空吸着等により被処理物体をテーブル上に保持す
る。このとき、被処理物体はプリアライメントされた状
態にある。

次に、粗回転駆動手段により被処理物体の供給時の回
転方向のずれを補正するとともに、昇降駆動手段により
上下方向所定位置に移動して、比較的粗い位置決めを行
なう。ここで、昇降駆動手段および粗回転駆動手段それ
ぞれのロック機構により、上下方向および回転方向の動
きをロックする。これにより、昇降駆動手段および粗回
転駆動手段それぞれのパルスモータへの印加電圧をゼロ
にすることが可能となり、パルスモータによる発熱が低
減される。

さらに、例えば外部のコントローラから微回転駆動手
段へ指令電圧を与えることにより、回転方向へ移動し、
高精度な回転方向の位置決めを行なう。このとき、積層
電圧素子は変位検出手段による移動量検出結果に基づ
き、フィードバック制御される。また、上下方向および
回転方向に対しても、昇降駆動手段により同様にして高
精度な位置決めを行なう。

この高精度な位置決めにおいては、粗い位置決めにお
けるころがり案内精度に伴う他成分や、ロック時のずれ
も補正されるが、微回転駆動手段および昇降駆動手段の
案内が弾性体を用いたものであれば、前記従来例におけ
るようなころがり摩擦によるスティックスリップやヒス
テリシスによる位置決め精度の低下を生ずることなく高
精度な補正が行なわれる。また、制振ゴム等によるダン
パは積層圧電素子による被駆動体の残留振動を速やかに
吸収し、したがって、従来より短時間で位置決めが行な
われる。

［実施例］以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。

第１図は本発明の一実施例に係る位置決め装置の外観
および内部を示す部分切取斜視図である。同図におい
て、１はワーク（被処理物体）をチャッキングするテー
ブル、２はテーブル１を支持する支持板である。３はテ
ーブル１を位置決めするための位置決めピン、４はテー
ブル１の回転方向のずれを規制する回転規制ピンであっ
て、各々支持板２にねじ止めまたは圧入等により固定さ
れる。

第２図はテーブル１と支持板２の縦断面を示してお
り、同図の５はテーブル１に設けられた溝で、穴６によ
り支持板２の溝７に連通している。溝５および７の形状
は格子状でも同心円状でも良く、同心円状の場合は、各
溝を連絡する溝（図示しない）が設けられる。８は支持
板２に設けられた管路で穴９により溝７に連通してい
る。

第１図に戻り、10はテーブル１を上下方向に案内する
ボールブッシュガイドを構成する内筒であり、支持板２
にねじ止め（図示しない）されている。11はボールブッ
シュガイドの鋼球、12は鋼球11を保持する保持器、13は
ボールブッシュガイドを構成する外筒である。外筒13は
回転板14にねじ止め（図示しない）されている。15は支
持板２を昇降させるための送りねじであり、鋼球16を介
して支持板２に接している。17はナット、18はナット17
を固定するナット固定板であり、ナット固定板17は外筒
13にねじ止め（図示しない）されている。19は回転方向
案内のアキシャル方向のガイドを構成する上側転動面で
あり、回転板14に固定されている。20は鋼球、21は鋼球
20を保持する保持器、22は回転方向案内のアキシャル方
向のガイドを構成する下側転動面である。下側転動面22
は天板23に固定されている。24はボールベアリングであ
り、軸25と押え部材26とにより天板23に固定される。ボ
ールベアリング24は天板23上に上側転動面19の側面を円
周方向に３等分した位置に対して設けられ、上側転動面
19のラジアル方向を規制している。ただし、第１図にお
いては、ボールベアリング24は一箇所表示されていな
い。３箇所に設けられているボールベアリング24のうち
一箇所は、例えば引張りコイルばね（図示しない）によ
り、上側転動面19の側面に対して一定の力で押し付けら
れている。27は例えばパルスモータであり、取付板28に
固定される。取付板28は回転板14に足29を介して固定さ
れている。30はパルスモータ27の出力軸に固定された歯
車である。31は滑車30とかみ合う中間歯車で、取付板28
に設けられた軸受32により支持された軸33に固定されて
いる。34は送りねじ15の下端に固定された歯車であり、
パルスモータ27の回転数に対して歯車30および中間歯車
31を介して適当な減速比で回転する。内筒10に固定され
ている部材例えば支持板２と、外筒に固定されている部
材例えばナット固定板18との間には、複数の引張りコイ
ルばね（図示しない）が設けられており、支持板２に常
に下向の力を与えている。また、支持板２と回転板14と
の間で相対的な回転方向のずれを生じないように回り止
め（図示しない）が設けられている。35はギヤヘッド
で、36はギヤヘッド35を固定するための取付板である。
取付板36は回転板14に固定されている。37はギヤヘッド
35の入力軸（図示しない）に固定された歯車であり、取
付板36に固定されたパルスモータ（第１図には表示して
いない）により駆動される。38はギヤヘッド35の出力軸
に固定された支持部材で、他端は回転板14に設けられた
軸受39により支持される。40は支持部材38に固定された
歯車、41はこれとかみ合うように天板23に固定された内
歯歯車である。下側転動面22と回転板14の間には、回転
板14の回転方向に予圧を与えるために例えば引張りコイ
ルばね（図示しない）が設けられている。

第３図は、第１図に表われていない上下方向のロック
機構部を切り取って示した斜視図である。同図におい
て、42は支持板２に固定されたロック板であり、回転板
14に設けられた穴43を通って回転板14の下側へ突出して
いる。44はロック板42を吸着するための吸着部材、45は
吸着部材44のロック板42を挟んで対向する側に設けられ
た堀込み、46は吸着部材44に固定された配管継手であ
る。配管継手46を固定する穴（図示しない）は堀込み45
に連通している。47は、一端が配管継手46に接続され他
端は外部の真空ポンプ（図示しない）に接続されている
チューブである。48は吸着部材44を保持する板ばねで、
その両端部は各々吸着部材44と支持部材49とに対し押え
板50を介してボルト51により固定される。支持部材49は
回転板14に固定されている。このような構成の第３図の
ロック機構は、回転中心に対して対向する位置２箇所に
設けられている。

第４図は、第１図に表われていない回転方向のロック
機構部を切り取って示した斜視図である。同図におい
て、52は下側転動面22に固定されたロック台、53はロッ
ク台52に固定された配管継手、55はロック台52の上面54
に設けられた穴である。配管継手53を固定する穴は穴55
に連通している。56は配管継手53と外部の真空ポンプ
（図示しない）とに接続されたチューブである。57はロ
ック台52を吸着するための吸着部材、58はロック台52の
上面54に対向する側に設けられた堀込みである。穴55は
堀込み58の範囲内に位置する。59は吸着部材57を保持す
る板ばねであり、その両端部は各々吸着部材57と支持部
材60に対し押え板61を介してボルト62により固定され
る。支持部材60は回転板14に固定されている。このよう
な構成の第４図のロック機構は、回転中心に対して対向
する位置２箇所に設けられている。

本実施例においては、さらにフォトスイッチ（図示し
ない）が設けられており、上下方向および回転方向の各
々のストロークエンドと中間位置を感知できる。

再び第１図において、63は板ばね部材であり、円周方
向に等分の位置に厚さ方向に貫通した溝64が設けられて
おり、また、円周方向に等分の位置に放射状の板ばね部
65が形成されている。66はアクチュエータホルダであ
り、一端はボルト67により板ばね部材63の溝64の外側部
分に固定され、他端はボルト68により板ばね部材63の溝
64の内側部分に固定されている。69は積層圧電素子であ
り、アクチュエータホルダ66に適当なしめ代をもって組
み込まれている。70は制振ゴム等のダンパ材であり、ボ
ルト71により板ばね部材63に固定されている押え部材72
により、アクチュエータホルダ66の端面に圧接されてい
る。73は板ばね部材63を固定するための板ばねであり、
一端は板ばね部材63の溝64の外側部分に固定され、他端
は間座74を介して固定プレート75に固定されている。板
ばね73は板ばね部材63の円周方向のほぼ３等分の位置の
３箇所に配置されている。76はアクチュエータホルダで
あり、固定プレート75に固定されている。

第５図はアクチュエータホルダ76部分の縦断面図であ
る。77はアクチュエータホルダとして作用する積層圧電
素子であり、その一端は、スペーサ78が接着されこれを
介してボルト79によりアクチュエータホルダ76に固定さ
れている。圧電素子77の他端は、ヒンジ部材80が接着さ
れておりこれを介してボルト81によりアクチュエータホ
ルダ76に固定されている。アクチュエータホルダ76はピ
ン82により板ばね部材63に結合されている。ここで、積
層圧電素子77の水平方向の変位量は、ヒンジ83とヒンジ
84により垂直方向に変換され、また、ヒンジ83とヒンジ
84との距離と、ヒンジ84とピン82との距離の比だけ拡大
される。アクチュエータホルダ76は板ばね73と同様に板
ばね部材63の円周方向のほぼ３等分の位置に３箇所に配
置される。第１図の85はダンパ台であり、固定プレート
75に固定されている。

第６図は、ダンパ台85部分の断面図である。86は制振
ゴム等のダンパ材であり、押え板87を介して、ダンパ台
85に取り付けられた調整ねじ88により板ばね部材63に圧
接されている。

再び第１図において、天板23は、板ばね部材63の溝64
の内側部分にスペーサ（図示しない）を介して固定され
ている。89は上下方向と傾斜方向の変位計測手段である
ところの例えば渦電流式非接触変位計であって、天板23
に固定されたホルダ90に取り付けられ、センサ部である
先端は傾斜方向に動かない部分例えばアクチュエータホ
ルダ76上面に対して適当な隙間をもって対向するように
配置され、かつアクチュエータホルダ76に対応して３箇
所に配置される。

第７図は、第１図には表われていない回転方向の変位
計測手段であるところの例えば差動トランス取付部の断
面図を示している。同図において、91は差動トランスの
コイルであり、ホルダ92により板ばね部材63の溝64の外
側部分に固定されている。93は差動トランスのコアであ
り、バー94と取付台95により板ばね部材63の溝64の内側
部分に固定されている。

第１図の96はｘ軸参照用干渉計ミラー、97はｙ軸参照
用干渉計ミラーであり、各々天板23上面に固定される。
第８図はｘ軸参照用干渉計ミラー96とｙ軸参照用干渉計
ミラー97の天板23に対する固定部の縦断面図である。

同図において、98は干渉計ミラー96および97を天板23
に固定するための固定台、99は固定台98に嵌合された突
当て駒、100は突当て駒99を干渉計ミラー96および97に
対して付勢するばね、101はばね100のばね押えである。
ばね押え101は固定台98に固定されている。102は干渉計
ミラー96および97を上方向から押圧する押え板ばねであ
り、一端は固定台98に固定され、他端は干渉計ミラー96
および97の上面に圧接される。103は干渉計ミラー96お
よび97の位置を調整するための調整駒、104はその調整
ねじである。ここで、調整ねじ104により調整駒103のヒ
ンジ部を弾性変形することにより、適当な押付け力でｘ
軸参照用干渉計ミラー96とｙ軸参照用干渉計ミラー97を
保持することができる。また、第２図のワーク107（テ
ーブル１）の高さ方向位置と干渉計ミラー96,97の光軸
の高さ方向の位置は一致している。第９図は上方から見
た天板23における固定台98の取付部を示している。同図
の105は平行ばねを形成するためのヒンジであり、これ
により固定部106はｘ軸参照用干渉計ミラー96またはｙ
軸参照用干渉計ミラー97の長手方向に微少量平行移動可
能になっている。

次に、本装置の動作を説明する。

上記構成において外部から、例えばオートハンドによ
りプリアライメントされたワーク107がテーブル１上に
供給されると、第２図の支持板２に設けられた管路８に
接続された例えば真空ポンプにより、ワーク107はテー
ブル１上に吸着される。次に図示されないパルスモータ
と第１図の歯車37、ギヤヘッド35、支持部材38、歯車40
および内歯歯車41等を含む粗回転駆動手段により、回転
板14を天板23に対して回転方向に移動して、ワーク107
の供給時の回転方向の位置ずれを比較的粗い精度で補正
する。次に、パルスモータ27、歯車30、中間歯車31、歯
車34、ナット17および送りねじ15等を含む昇降駆動手段
によりテーブル１を天板23に対して上下方向に比較的粗
い精度で移動し、所定の位置に対して位置決めを行う。
ここで、第３図に示した上下方向のロック機構において
チューブ47に接続された例えば真空ポンプを動作させる
ことにより、吸着部材44がロック板42を両側から挟み込
んでテーブル１の上下方向の動きをロックする。また、
第４図に示した回転方向のロック機構においてもチュー
ブ56に接続された例えば真空ポンプにより吸着部材57を
ロック台52の上面54に吸着させ回転板14の回転方向の動
きをロックする。したがって、これによりテーブル１の
天板23に対する相対的な動きはロックされる。このとき
回転駆動系および昇降駆動系のパルスモータの電流は切
られ、または減少される。

次に、第１図の積層圧電素子69に外部のコントローラ
から指令電圧を与えることにより、板ばね部材63の溝64
の内側部分を外側部分に対して板ばね部65を案内として
相対的に回転方向に移動し、テーブル１の回転方向の高
精度な位置決めを行なう。このとき、板ばね部材63の溝
64の内側部分の移動量は、第７図に示したコイル91とコ
ア93とからなる差動トランスにより検出され、積層圧電
素子69はこの検出値に基づくフィードバック制御により
コントロールされる。

次に、第５図に示した積層圧電素子77に外部のコント
ローラから指令電圧が与えることにより、板ばね部材63
を、固定プレート75に対して、板ばね73を案内として相
対的に上下方向および傾斜方向に移動し、これによりテ
ーブル１の上下方向と傾斜方向の高精度な位置決めを行
なう。このとき、板ばね部材63の移動量は第１図の渦電
流式非接触変位計89により検出され、積層圧電素子77は
この検出値に基づくフィードバック制御によりコントロ
ールされる。

装置の軽量化を実施するとき、一般に構造材料として
アルミ合金やセラミックが用いられる。しかしながら、
アルミ合金では剛性が不足し、またセラミックでは複雑
な形状には不向きで、タップ穴加工等には工夫を要する
等の欠点がある。そこで本実施例では、例えば天板23、
板ばね部材63、回転板14等の装置全体に対する重量の割
合が比較的大きく、かつ剛性を必要とする部材に急冷ア
ルミ粉末合金を用いている。この材料は、例えばヤング
率は1000kgf/mm²で一般のアルミ合金よりも大きく、線
膨張係数は15×10^-6/℃で鋼に近い値を有する。したが
って、これにより、剛性を保ち、かつ線膨張係数の差に
より生じる変形を小さくしながら軽量化を達成してい
る。

第10図は第１図の装置の昇降駆動機構の他の例を示す
断面図である。同図において、108は内筒10に設けられ
たシリンダ部109に摺動可能に嵌着された受圧部材、110
はピストンロッド、111は上端がピストンロッド110と受
圧部材108との間に挟み込まれて固定されたベロフラ
ム、112はベロフラム111の下端部を内筒10との間に挟み
込んで固定している押え部材である。ピストンロッド11
0はまた、押え部材112に対して摺動可能に嵌着されてい
る。113は押え部材112を固定する押えねじ、114は受圧
部材108上面に圧縮流体を供給するため支持板２に設け
られた管路である。

上記構成において、管路114内に圧縮流体が供給され
ると受圧部材108が圧力により下方へ移動しようとし、
相対的に内筒10および支持板２はピストンロッド110の
フランジ部分が押え部材112に突き当たるまで上方に移
動する。その後、図示しないパルスモータにより送りね
じ15を回転させ、内筒10および支持板２を所定の位置ま
で上方に移動する。このように、必要なストロークを精
度の必要な範囲と不要な範囲とに分けることにより、位
置決め時間を短縮することができる。

［実施例の変形例］さらに、本発明は上記実施例に限定されるものではな
く、適宜変形して実施することができる。

例えば、第１図の装置におけるパルスモータと歯車と
の組合せによる昇降駆動機構あるいは回転駆動機構は、
パルスモータとプーリとベルトによるベルト駆動方式と
しても良い。

また、第３図および第４図に示したロック機構は、真
空吸着方式としているが、吸着部材44および57を電磁石
として磁力により吸着する方式にしても良いし、エアシ
リンダ等により機械的にクランプするようにしても良
い。

さらに、第１図においては天板23上にｘ軸参照用干渉
計ミラー96とｙ軸参照用干渉計ミラー97が取付けられて
いるが、この代わりに例えば天板23の直交する２側面を
ミラー面として、天板とミラーを一体構造としてもよ
い。このとき、天板の材質を軽量化のためにセラミック
としたときは、ミラー面とする側面に例えば化学ニッケ
ルメッキを施してメッキ層をラップすることでミラー面
とすることができる。このように、天板とミラーを一体
構造とすることで、ミラーの取付けによる変形を無く
し、直交度の調整も不要とすることができる。

［発明の効果］以上説明したように、本発明によれば、以下の効果が
得られる。

（１）パルスモータ等を駆動源として比較的粗い位置決
めをおこなう粗回転駆動手段および昇降駆動手段と、積
層圧電素子等を駆動源として比較的精度の高い位置決め
を行なう微回転駆動手段および昇降駆動手段とを有する
構成のため、高速かつ高精度な位置決めが可能となる。

（２）積層圧電素子等を駆動源とする微回転駆動手段お
よび昇降駆動手段の案内を板ばね方式として摩擦力によ
るヒステリシスのない構成とすることにより、高精度な
位置決めが可能となる。

（３）積層圧電素子を駆動源とする微動部は変位検出手
段を有しており、これによりフィードバック制御を行な
う構成とすることにより、高精度な位置決めが可能とな
る。

（４）積層圧電素子を駆動源とする微動部は、例えば制
振ゴムによるダンパを有することにより、減衰能が向上
され、位置決め時間の短縮が可能となる。

（５）パルスモータを駆動源とする昇降駆動手段および
粗回転駆動手段は、上下方向および回転方向のロック機
構を有することにより、粗い位置決めの終了後はパルス
モータの印加電圧をゼロとすることが可能となり、パル
スモータによる発熱を小さくすることができる。

（６）レーザ測長用ミラーの固定部をミラーの長手方向
に変形可能な弾性ヒンジによる平行ばね構造を介して固
定することにより、ミラーとミラー固定部との材質の違
いによる熱膨張の差を吸収できるため、バイメタルによ
る変形を吸収することが可能となる。

（７）レーザ測長用ミラーの光軸の高さ方向の位置と、
テーブル上面の高さ方向の位置とが一致する構成とする
ことにより、アッベエラーのない計測が可能となり、高
精度な位置決めが可能となる。

（８）レーザ測長用ミラーとその取り付け部を一体構造
とすることにより、ミラーの取付けによる変形を無くす
ことができ、直交度の調整も不要となり、計測精度の向
上と、組立作業性の向上が達成できる。

（９）パルスモータ等を駆動源とする昇降駆動手段に例
えばエアシリンダーを内蔵して、昇降駆動手段をさらに
粗動と微動との２通りの駆動手段を有する構造とするこ
とにより、位置決め時間のさらなる短縮を達成すること
ができる。

（10）第１図に示すような構造とすることで、薄型の位
置決め装置とすることができる。

（11）構造部材に急冷アルミ粉末合金を使用することに
より、剛性を保ち、かつ線膨張係数の差により生じる変
形を小さくしながら軽量化を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係る位置決め装置の外観
および内部を示す部分切取斜視図、第２図は、第１図の装置の部分詳細断面図、第３図は、第１図の装置の上下方向のロック機構部分を
切り取って示す斜視図、第４図は、第１図の装置の回転方向のロック機構部分を
切り取って示す斜視図、第５図は、第１図の装置の傾斜方向の駆動手段の縦断面
図、第６図は、本第１図の装置の傾斜方向のダンパの縦断面
図、第７図は、第１図の装置の回転方向の変位計測手段取付
部の縦断面図、第８図は、第１図の装置のミラー固定部の縦断面図、第９図は、第１図の装置のミラー固定部の形状説明図、
そして第10図は、本発明の他の実施例に係る昇降駆動手段を示
す縦断面図である。 1:テーブル、10:内筒、11:鋼球、 12:保持器、13:外筒、14:回転板、 15:送りねじ、17:ナット、 19:上側転動面、20:鋼球、 21:保持器、22:下側転動面、 23:天板、24:ボールベアリング、 27:パルスモータ、42:ロック板、 44:吸着部材、48:板ばね、 52:ロック台、57:吸着部材、 59:板ばね、63:板ばね部材、 65:放射状板ばね部、69:積層圧電素子、 70:ダンパ材、73:板ばね、 75:固定プレート、77:積層圧電素子、 86:ダンパ材、 89:渦電流式非接触変位計、91:コイル、 93:コア、96:x軸参照用干渉計ミラー、 97:y軸参照用干渉計ミラー、 105:ヒンジ、107:ワーク、 108:受圧部材、110:ピストンロッド、 111:ベロフラム。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】被処理物体を保持して位置決めされるべき
テーブルと、該テーブルを比較的粗い精度で上下方向に
移動させる昇降駆動手段と、該テーブルを比較的粗い精
度で回転移動させる粗回転駆動手段と、該テーブル、昇
降駆動手段および粗回転駆動手段を一体的に比較的高い
精度で回転移動させる微回転駆動手段と、該テーブル、
昇降駆動手段および粗回転駆動手段を一体的に比較的高
い精度で傾斜および昇降させる傾斜駆動手段とを具備す
ることを特徴とする位置決め装置。
【請求項２】前記微回転駆動手段および傾斜駆動手段
は、積層型圧電素子を備え、これにより前記テーブル、
昇降駆動手段および粗回転駆動手段を一体的に比較的高
い精度で回転ならびに傾斜および昇降する請求項１記載
の位置決め装置。
【請求項３】前記微回転駆動手段および傾斜駆動手段
は、それぞれの駆動方向に対し弾性体を介して案内する
案内手段を有する、請求項１記載の位置決め装置。
【請求項４】前記昇降駆動手段および粗回転駆動手段
は、それぞれ上下方向および回転方向の移動を固定する
ロック機構を備える、請求項１記載の位置決め装置。
【請求項５】前記微回転駆動手段および傾斜駆動手段
は、それぞれ駆動量を計測する変位計測手段を備える、
請求項１記載の位置決め装置。
【請求項６】前記微回転駆動手段および傾斜駆動手段
は、それぞれ駆動方向に対するダンパを備える、請求項
１記載の位置決め装置。
【請求項７】前記微回転駆動手段および傾斜駆動手段
は、それらによって微動される部材上にレーザ測長用参
照ミラーを備え、これに照射するレーザの光軸とテーブ
ル上面の高さ位置が一致している、請求項１記載の位置
決め装置。
【請求項８】前記微回転駆動手段および傾斜駆動手段
は、それらによって微動される部材上にレーザ測長用参
照ミラーを備え、該レーザ測長用参照ミラーは、その長
手方向の変形を吸収する弾性ヒンジを介して該部材上に
設けられている、請求項１記載の位置決め装置。
【請求項９】XYステージに搭載される、請求項１記載の
位置決め装置。
【請求項１０】所要部分に急冷アルミ粉末合金を用い
た、請求項１記載の位置決め装置。
【請求項１１】前記昇降駆動手段および粗回転駆動手段
は、駆動源としてのパルスモータならびに上下方向およ
び回転方向の移動を固定するロック機構を備え、前記テ
ーブルを位置決めした後、該ロック機構によりロックし
てからそれぞれのパルスモータへの印加電圧をすべての
相について減少しまたは断ずるものである、請求項１記
載の位置決め装置。
【請求項１２】前記微回転駆動手段は、可動部材を固定
部材に対して案内する弾性体と、可動部材と固定部材と
の相対位置を検出する変位測定手段を有し、該変位測定
手段の検出値に基づき位置フィードバックを行なうこと
を特徴とする請求項１記載の位置決め装置。
【請求項１３】前記微回転駆動手段は、これによって微
動される部材上にレーザ測長用参照ミラーを有し、これ
を利用した角度測定によりフィードバック制御されるこ
とを特徴とする請求項１記載の位置決め装置。