JP2677586B2 - 位置決め装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、露光装置のマスク，ウエハ位置合わせ機
構，高精度加工機，精密測定機，半導体製造装置等に適
用する微小回転装置に関する。

（従来の技術） 従来の被加工物が搭載されたテーブルを微小角度だけ
回転させる機構としては、通常、パルスモータの回転を
ウォームギャ及び送りネジ等を介してテーブルに伝達す
る構造のものが使用されている。しかし、このような構
造のものは、ギャ及びネジのバックラッシュ或いはパル
スモータの回転分解能等によってテーブルの回転精度，
分解能を高めることは難しかった。

これに対して例えば、特願昭61−64127号には第７図
に示すようにベース部１に複数の孔部７を設け、この孔
部７を設けることによりベース部１とテーブル部２を薄
肉ヒンジ部３を介して分離形成し、薄肉ヒンジ部３を変
形させることによりテーブル部２をベース部１に対して
移動可能とした位置決め装置が示されている。

ところがアクチュエータ４をステップ状に駆動したと
き、アクチュエータ４を静止した後もテーブル部２の振
動が続く現象が観察された。このような振動が生じるこ
とにより、高速に高精度な位置決めを行なうことが困難
となる。

（発明が解決しようとする課題） このように従来の構成の位置決め装置にあってはテー
ブル部が振動して高精度な位置決めを速い応答速度で行
なうことが困難であった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものでその目的と
するところは、高精度な位置決めを高速度で行なえる位
置決め装置を提供することにある。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明にあっては、ベース部に複数の孔部を設け、こ
の孔部を設けることによりベース部とテーブル部を薄肉
ヒンジ部を介して分離形成し、薄肉ヒンジ部を変形させ
ることによりテーブル部をベース部に対して移動可能と
した位置決め装置において、孔部の少なくとも一部に粘
性体を封入して構成している。

（作用） このように構成されたものにあっては、孔部に封入さ
れた粘性体が、テーブルの移動時に伴なう振動に対して
適度なダンピングを付与し、テーブルの振動がほとんど
発生せず高速，高精度な位置決めが可能となる。

（実施例） 以下図面を参照しながら本発明の実施例を説明する。

第１図は、本発明の位置決め装置の第１の実施例を示
す平面図、第２図は第１図のAOB線断面図である。

第１図と第２図において、例えば固定側であるベース
１は、周知の移動機構によりおおまかな位置決めがなさ
れるもので、この移動機構については図示及び説明は省
略する。ベース１は略中央部に円形状の凸部1aを有し、
凸部1aの周囲には微小間隙を有してテーブル２が配置さ
れている。このベース１とテーブル２は弾性を有する薄
肉ヒンジ部３を介して連結され、テーブル２はベース１
の周囲に回動可能に支持されている。図示の実施例にお
いては、一体構造のベース１とテーブル２を例えばワイ
ヤーカット放電加工機等で孔部７をくりぬくようにして
形成している。

そしてテーブル２の周囲に腕部2aを突設し、一端がベ
ース１に固定されたアクチュエータ４の他の一端が腕部
2aに取付けられている。アクチュエータ４は例えば圧電
素子から構成され電圧を印加することによって伸縮可能
である。

そして薄肉ヒンジ部３を形成するために設けられた孔
部７には、例えばシリコーンゴムのような粘性体８を封
入している。この粘性体８は、少なくとも薄肉ヒンジ部
３の周囲に設るように封入される。上記のようなシリコ
ーンゴムであれば孔部７に注入しやすく、また適当な粘
性のために流出することもなく適度なダンピング効果が
得られる。

このように構成された位置決め装置は、アクチュエー
タ４を伸縮させてテーブル２に回転モーメントを与える
ことにより、テーブル２の振動を抑制しながら高速応答
で高精度に位置決めを行なうことができる。

次に第３図に、粘性体８を封入しない従来と、粘性体
８を封入した本発明の位置決め装置の周波数応答特性を
示す。実線が従来、破線が本発明の応答特性を示すもの
である。高速応答の場合問題となるのは、共振点付近で
の応答特性であり、粘性体８を封入した場合には、共振
点でのゲインが低下しており、発振することがなくサー
ボが安定する。

上記第１の実施例においては、薄肉ヒンジ部３は移動
側のテーブル２にもぐり込ませた構成となっている。こ
れは薄肉ヒンジ部３をテーブル２にもぐり込ませずに、
ベース１とテーブル２を単純に連結したものと比較する
と小型化が可能であると供に強度的にも優れたものとな
っている。

第４図は、第１の実施例の変形例を示すものであり、
第１図と同一部分若しくは相当する部分については同一
符号を付して説明は省略している。

第４図においては、薄肉ヒンジ部３は固定側のベース
１にもぐり込ませた構成となっており、テーブル２にも
ぐり込ませた構成と同様な作用効果を得ることができる
と共にテーブル２の面積を広く有効に活用できる。そし
て粘性体８は孔部７の全域にわたって封入されており、
よりダンピングが有効に行なえる。

次に本発明の第２の実施例について説明する。

第５図及び第６図は本発明の位置決め装置の平面図及
びＡ−Ｂ断面図である。この移動テーブルは１枚の部材
を加工することによって固定部と移動部を形成すること
ができ簡単に製作できるものである。固定部であるベー
ス部11には、ワイヤーカット放電加工機やレーザ加工機
等により孔部17a及び孔部17bが設けられている。孔部17
aと孔部17bの間には薄肉ヒンジ部13が形成されている。
また孔部17aと孔部17bを設けたことにより、固定部であ
るベース部11と移動部であるテーブル部12が薄肉ヒンジ
部13を介して連結されている構成となっている。そし
て、一端がテーブル部12の中央に当接し他端がベース部
11に固着された例えば圧電素子等から構成されるアクチ
ュエータ14が設けられている。

そして孔部17a,17bの薄肉ヒンジ部13近傍には先の実
施例と同様にシリコーンゴム等の粘性体８が封入されて
いる。

このように構成される位置決め装置は、例えばベース
部11が周知の移動機構によりおおまかな位置決めがなさ
れるものである。その後、アクチュエータ14を駆動しテ
ーブル部12を第５図中Ｘ方向に微小移動させる。

この時、薄肉ヒンジ部13は弾性部材として働くためこ
の薄肉ヒンジ部13が変形することによってテーブル部12
はベース部11に対して移動可能である。

そして孔部17a,17bには粘性体８が封入されているた
め、先の実施例と同様な作用効果を奏することができ、
高速，高精度な位置決めが達成される。

なお、この第５図に示す位置決め装置の孔部17aの形
状は、テーブル部12がベース部11側に向かって凸形状を
有するように凹形状を成している。つまり、移動方向
（Ｘ方向）に垂直な方向（Ｙ方向）に薄肉ヒンジ部13の
長さを確保するために、穴部17aは、薄肉ヒンジ部13の
近傍はＹ方向に幅広くしなければならないが、他の部分
はテーブル部12の面積を広くするためにＹ方向には幅を
狭くしている。このようにして試料を載置するテーブル
部12の有効面積を孔部17aの形状を工夫することによっ
て大きくしているため、全体として小型化がはかれる。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではな
く、例えば、アクチュエータの種類，個数，取付ける場
所，孔部の形状，粘性体或いはブチルゴム等の粘弾性体
等の種類，封入量等は種々変形して用いることができる
ものである。

〔発明の効果〕

以上詳述したように本発明によれば、位置決め装置の
高速応答が可能で高精度な位置決めができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の位置決め装置の第１の実施例を示す
平面図、第２図は、第１図におけるAOB線断面図、第３
図は、本発明のゲイン−周波数特性の関係図、第４図
は、本発明の第１の実施例の変形例を示す平面図、第５
図は、本発明の第２の実施例を示す平面図、第６図は、
第５図におけるＡ−Ｂ線断面図、第７図は、従来の位置
決め装置の平面図である。 １……ベース、２……テーブル、３……薄肉ヒンジ部、
４……アクチュエータ、７……孔部、８……粘性体、11
……ベース、12……テーブル、13……薄肉ヒンジ部、14
……アクチュエータ、17a,17b……孔部。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ベース部に複数の孔部を設け、この孔部を
   設けることによりベース部とテーブル部を薄肉ヒンジ部
   を介して分離形成し、前記薄肉ヒンジ部を変形させるこ
   とにより前記テーブル部を前記ベース部に対して移動可
   能とした位置決め装置において、 前記孔部の少なくとも一部に粘性体を封入したことを特
   徴とする位置決め装置。