JP2994528B2 - 試料移動台 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、試料移動台に係り、特
に、試料移動台の案内機構の一つであるロ−ラ−ガイド
組に使用されるロ−ラ−ケ−ジのずれの補正機構に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の試料移動台を図６（ａ），（ｂ）
および７を参照して説明する。図６（ａ）は、従来の試
料移動台本体の略示平面図、図６（ｂ）は、従来の試料
移動台本体の略示側面図、図７は、従来の他の試料移動
台本体の略示平面図である。

【０００３】図６に示すように、従来の試料移動台にお
いては、案内機構の一つであるロ−ラ−ガイドに使用さ
れているロ−ラ−ケ−ジのずれの防止は、ロ−ラ−ガイ
ド１１ａ，１１ｂの両端部にストッパ１４を実装し、ロ
−ラ−ケ−ジ１３のずれが発生し、その量が規定値以上
になると、ロ−ラ−ケ−ジ１３の端部がストッパ１４に
衝突し、強制的に戻されることにより実施されていた。

【０００４】また、図７に示すように、ロ−ラ−ケ−ジ
１２，１３の両端をスプリング１９で引っ張っておき、
前記ロ−ラ−ケ−ジに対して両方向からテンションをか
けておく方法がとられていた。さらに、確実な方法とし
ては、試料移動台の動きに合わせて、ロ−ラ−ケ−ジ１
２，１３を移動させる方法が取られていた。これに関連
するものとしては、特開昭５５−６０７１８号公報記載
の技術がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の試料移動台にお
けるロ−ラ−ケ−ジのずれを防止する方法として、図６
に示されるストッパ方式は、ロ−ラ−ガイドのロ−ラ−
ケ−ジ構造が、実装上の制約から板状であり、その厚さ
が１〜２ｍｍ程度であるため、ロ−ラ−ケ−ジのストッ
パへの衝突時に、ロ−ラ−ケ−ジに大きな圧縮荷重が加
わることになり、前記衝突を繰り返すことにより変形が
発生するという問題があった。

【０００６】また、ロ−ラ−ケ−ジのストッパへの衝突
は、振動などの外乱を発生し、試料移動台の性能を著し
く低下させるという問題があった。さらに、ロ−ラ−ケ
−ジのストッパへの衝突を予測することは困難であり、
衝突時に発生する試料移動台本体への悪影響を回避する
ことができないという問題があった。

【０００７】また、テンションをかける方法やロ−ラ−
ケ−ジを移動させる方法等の強制的にずれを防止する方
法は、構造が複雑になるばかりでなく、発塵の原因や信
頼性の低下につながる。さらに、試料移動台に常に不必
要な力が加わるため、試料移動台の性能を低下させる要
因となるという問題があった。

【０００８】本発明は、上記従来の問題点を解決するた
めになされたもので、ロ−ラ−ケ−ジに無理な力を加え
ることなくずれを補正し、適当なサンプリング周期でロ
−ラ−ケ−ジのずれをモニタすることにより、前記ずれ
による試料移動台本体への悪影響を回避し、安定性、信
頼性を向上させた試料移動台を提供することを目的とす
るものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る試料移動台の構成は、固定テ−ブル
と、前記固定テ−ブル上を一方向に移動する移動テ−ブ
ルと、前記固定テ−ブルに設けられた前記移動テ−ブル
の案内機構としての一対のローラーケージを案内する一
対のクロスローラーガイドと、前記移動テーブルを駆動
する駆動機構と、前記駆動機構の制御を行う制御装置と
からなる試料移動台において、 前記固定テーブルに設け
られ前記一対のロ−ラ−ケージの端部と連結され前記一
対のロ−ラ−ケ−ジのずれを検出するずれ検出部と、前
記ずれ検出部で検出された検出値に基ずき前記一対のロ
−ラ−ケ−ジのずれの補正量を出力する補正制御部と、
前記補正制御部からの補正制御指令信号により前記クロ
スロ−ラ−ガイドの並行度を変更する補正駆動部とを備
えたことを特徴とするものである。

【００１０】本発明に係る試料移動台の他の構成は、固
定テ−ブルと、前記固定テ−ブル上を一方向に移動する
中間テ−ブルと、前記固定テ−ブルに設けられ前記中間
テ−ブルの案内機構としての一対の第一ロ−ラ−ケージ
を案内する一対の第一クロスローラーガイドと、前記中
間テーブルを駆動する第一駆動機構と、前記中間テ−ブ
ル上を一方向に移動するトップテ−ブルと、前記中間テ
−ブルに設けられ前記トップテ−ブルの案内機構として
の一対の第二ロ−ラ−ケージを案内する一対の第二クロ
スローラーガイドと、前記トップテ−ブルを駆動する第
二駆動機構と、前記第一駆動機構と前記第二駆動機構の
うち少なくとも一つの制御を行う制御装置とからなる試
料移動台において、 前記固定テーブルに設けられ前記第
一ロ−ラ−ケージの端部と連結され前記第一ロ−ラ−ケ
−ジのずれを検出する第一ずれ検出部と、前記第一ずれ
検出部で検出された検出値に基ずき前記第一ロ−ラ−ケ
−ジのずれの補正量を出力する第一補正制御部と、前記
中間テーブルに設けられ前記第二ロ−ラ−ケージの端部
と連結され前記第二ロ−ラ−ケ−ジのずれを検出する第
二ずれ検出部と、前記第二ずれ検出部で検出された検出
値に基ずき前記第二ロ−ラ−ケ−ジのずれの補正量を出
力する第二補正制御部と、前記第一補正制御部からの第
一補正制御指令信号により前記第一クロスローラーガイ
ドの並行度を変更する第一補正駆動部と、前記第二補正
制御部からの第二補正制御指令信号により前記第二クロ
スローラーガイドの並行度を変更する第二補正駆動部と
を備えたことを特徴とするものである。

【００１１】

【作用】上記各技術的手段の働きは次のとおりである。
本発明の構成によれば、ロ−ラ−ケ−ジの位置を検出
し、初期設定位置からのずれ量を算出する。次に、この
ずれ量によって、ロ−ラ−ガイドの並行度を変化させ
て、前記ロ−ラ−ケ−ジに対する締め付け与圧の分布を
変更させ、前記ロ−ラ−ケ−ジのずれ方向を変えること
によりずれ量を制御する。この結果、ロ−ラ−ケ−ジの
ずれを補正し防止することが可能となる。また、何らか
の原因により、ロ−ラ−ケ−ジのずれ量が、一定値以上
になった場合、警報信号を出し、ずれに対して試料移動
台の必要な動作を同期して行うことにより、試料移動台
に本体への悪影響を回避することができる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の一実施例に係る試料移動台を
図１〜図４を参照して説明する。図１は、本発明の一実
施例に係る試料移動台の全体を示すブロック図、図２
は、図１の実施例に係る試料移動台本体の略示説明図、
図３は、図１の実施例に係る試料移動台本体の略示平面
図、図４は、本発明の一実施例に係る試料移動台の補正
制御部を示すブロック図、図５は、本発明の他の一実施
例に係る試料移動台本体の略示平面図である。

【００１３】まず、試料移動台の全体構成を説明する。
図１，２において、試料移動台は、固定されたベ−ス３
上を摺動するＸテ−ブル２と前記Ｘテ−ブル２上を摺動
するＹテ−ブル１とから構成されている。前記Ｙテ−ブ
ル１，Ｘテ−ブル２は、それぞれに有する駆動モ−タ６
と駆動ロ−ラ６ａ，ｂによりそれぞれＸ，Ｙ方向に移動
する。また、Ｙテ−ブル１上には、平面ミラ−４がＸ，
Ｙの両方向に取り付けられており、試料移動台外に取り
付けられたレ−ザ干渉計５により、試料移動台の位置を
正確に測定できる。

【００１４】さらに、Ｙテ−ブル１上には、試料９が保
持機構により保持される。モ−タ６には、タコジェネレ
−タ７が取り付けられており、速度負帰還制御が行われ
ている。試料移動台全体の制御は、制御装置８によって
行われる。前記テ−ブルＸ，Ｙの案内は、ロ−ラ−ガイ
ド１０、１１が設けられている。

【００１５】次に、さらに祥しく試料移動台本体を説明
する。図３おいて、ロ−ラ−ガイド１０，１１は、それ
ぞれ固定側のクロスロ−ラ−ガイド１０ａ，１１ａと移
動側のクロスロ−ラ−ガイド１０ｂ（図示せず），１１
ｂとからなり、前記１０ａ，１０ｂ、１１ａ，１１ｂと
が組となり、Ｙテ−ブル１上に二組，Ｘテ−ブル２上に
二組設けられている。前記各組のロ−ラ−ガイドには、
それぞれにロ−ラ−ケ−ジ１２，１３が添設されてい
る。

【００１６】前記ロ−ラ−ケ−ジ１２，１３の一端は、
直線移動形のポテンショメ−タ１５，１６それぞれに連
結されている。前記各テ−ブルＸ，Ｙが移動した場合、
前記ロ−ラ−ケ−ジ１２，１３も移動し、前記ポテンシ
ョメ−タ１５，１６の抵抗値は、ロ−ラ−ケ−ジ１２，
１３の移動量に比例して変化する。前記ロ−ラ−ケ−ジ
１２，１３のずれが発生しない場合、前記各テ−ブル
Ｘ，Ｙの位置によって、前記ポテンショメ−タ１５，１
６の各抵抗値は一義的に決まるようになっている。

【００１７】次に、補正制御機能を図３，４を参照して
説明する。補正制御機能を備えた補正制御部１６は制御
装置８内に設けられている。テ−ブルＹの場合を例とし
て説明する。前記補正制御部１６には、前記ポテンショ
メ−タ１６の抵抗値と前記テ−ブルＹの現在座標位置信
号とが入力される。前記Ｙの現在座標位置信号よりずれ
無しにおける抵抗値が計算され、この抵抗値と前記ポテ
ンショメ−タ１６の抵抗値とが比較する。

【００１８】前記比較した偏差値によりずれ量範囲の異
常チェックがなされ、ずれ量が僅少、かつ、一定値以下
の場合、すなわち、正常と判断した場合、ずれ補正量を
計算し、補正信号を微動機構部１８へ出力する。前記ず
れ量が大、かつ、一定値以上の場合には、試料移動台本
体が異常と判断し、試料移動台全体を制御する制御装置
８へ警報信号を出力する。テ−ブルＸの場合も同様の制
御動作がなされる。

【００１９】本実施例に係る試料移動台のずれ補正動作
を図３を参照して説明する。今、Ｙ方向について、Ｙ＝
Ｙｐの位置において、ロ−ラ−ケ−ジ１３がずれを生じ
た場合を考える。この時のポテンショメ−タ１６の抵抗
値をＲとすれば、ずれ量ΔＹは、 ΔＹ＝Ｋｐ・｛Ｒ−Ｒ（Ｙｐ）｝ となる。ここで、Ｋｐは位置と抵抗に関する比例定数で
あり、Ｒ（Ｙｐ）は、ずれがない場合のポテンショメ−
タ１６の抵抗値である。

【００２０】次に、この結果をもとに、補正制御部１６
の指令信号により、微動機構部１８を駆動し、固定側の
前記クロスロ−ラ−ガイド１１ａの並行度を変更し、ロ
−ラ−ケ−ジ１３に対する締め付け与圧の分布が変更す
る。これによって、ロ−ラ−ケ−ジ１３ののずれの方向
を変えて、ずれ量を減少させる。

【００２１】以上に示す処理を適当なサンプリング周期
で実施することにより、ロ−ラ−ケ−ジ１３のずれ防止
を行うことが可能となる。Ｘ方向に関しても、上記Ｙ方
向の場合と同様のことが行われる。また、何らかの原因
により、ロ−ラ−ケ−ジ１２，１３のずれ量が、規定値
以上になった場合、補正制御部１６から警報信号を出力
し、制御装置８により制御することにより、ロ−ラ−ケ
−ジのずれによる試料移動台本体への悪影響を回避する
ことができる。

【００２２】本実施例によれば、ロ−ラ−ケ−ジに無理
な力を加えることなく、ずれを防止することが可能であ
る。また、適当なサンプリング周期でロ−ラ−ケ−ジの
ずれをモニタすることによりロ−ラ−ケ−ジのずれによ
る試料移動台本体への悪影響を回避することが可能でお
り、試料移動台の安定性、信頼性を向上することができ
る。

【００２３】図５に示す如く、ポテンショメ−タ１５，
１６のかわりに、リミットセンサＬ．Ｓを使用して、リ
ミットセンサＬ．Ｓのオン、オフを検出して、微動機構
部１７，１８を駆動し、固定側のクロスロ−ラ−ガイド
１０ａ，１１ａの並行度を変更すれば、構成の簡略化が
可能であり、ほぼ同等の効果を得ることができる。

【００２４】本発明は、上記実施例に限定されるもので
なく、例えば、補正制御部１６の機能を制御装置８と別
体としても差し支えない。その場合、ロ−ラ−ケ−ジ１
２，１３のずれ量が規定値以上になった場合、補正制御
部１６から警報信号を試料移動台全体の前記制御装置８
に対して出力するようになる。また、前記微動機構部１
７による補正と試料移動台の試料９に対する他の動作と
を同期して実施しても差し支えない。

【００２５】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、ロ−ラ−ケ−ジに無理な力を加えることなくずれ
を防止し、適当なサンプリング周期でロ−ラ−ケ−ジの
ずれをモニタすることにより、ロ−ラ−ケ−ジのずれに
よる試料移動台本体への悪影響を回避し、安定性、信頼
性を向上させた試料移動台を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る試料移動台の全体を示
すブロック図である。

【図２】図１の実施例に係る試料移動台本体の略示説明
図である。

【図３】図１の実施例に係る試料移動台本体の略示平面
図である。

【図４】図１の実施例に係る試料移動台の補正制御部を
示すブロック図である。

【図５】本発明の他の一実施例に係る試料移動台本体の
略示平面図である。

【図６】従来の試料移動台本体の略示平面図である。

【図７】従来の他の試料移動台本体の略示平面図であ
る。

【符号の説明】

１ Ｙテ−ブル ２ Ｘテ−ブル ３ ベ−ス ４ 平面ミラ− ５ レ−ザ干渉計 ６ 駆動モ−タ ６ａ，６ｂ 駆動ロ−ル ７ タコジェネレ−タ ８ 制御装置 ９ 試料 １０，１１ ロ−ラ−ガイド １０ａ，１０ｂ，１１ａ，１１ｂ クロスロ−ラ−ガイ
ド １２，１３ ロ−ラ−ケ−ジ １４ ストッパ １５，１６ ポテンショメ−タ １６ 補正制御部 １７，１８ 微動機構部 Ｌ．Ｓ リミットセンサ １９ スプリング

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭48−100582（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−118452（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−145989（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−11853（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−60718（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−15632（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−18414（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−198469（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−138292（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G05D 3/00 - 3/20 H01L 21/68 B23Q 15/00 - 15/28 F16C 29/00 - 31/06

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定テ−ブルと、前記固定テ−ブル上を
   一方向に移動する移動テ−ブルと、前記固定テ−ブルに
   設けられた前記移動テ−ブルの案内機構としての一対の
   ローラーケージを案内する一対のクロスローラーガイド
   と、前記移動テーブルを駆動する駆動機構と、前記駆動
   機構の制御を行う制御装置とからなる試料移動台におい
   て、 前記固定テーブルに設けられ前記一対のロ−ラ−ケージ
   の端部と連結され前記一対のロ−ラ−ケ−ジのずれを検
   出するずれ検出部と、前記ずれ検出部で検出された検出
   値に基ずき前記一対のロ−ラ−ケ−ジのずれの補正量を
   出力する補正制御部と、前記補正制御部からの補正制御
   指令信号により前記クロスロ−ラ−ガイドの並行度を変
   更する補正駆動部とを備えたことを特徴とする試料移動
   台。
2. 【請求項２】 固定テ−ブルと、前記固定テ−ブル上を
   一方向に移動する中間テ−ブルと、前記固定テ−ブルに
   設けられ前記中間テ−ブルの案内機構としての一対の第
   一ロ−ラ−ケージを案内する一対の第一クロスローラー
   ガイドと、前記中間テーブルを駆動する第一駆動機構
   と、前記中間テ−ブル上を一方向に移動するトップテ−
   ブルと、前記中間テ−ブルに設けられ前記トップテ−ブ
   ルの案内機構としての一対の第二ロ−ラ−ケージを案内
   する一対の第二クロスローラーガイドと、前記トップテ
   −ブルを駆動する第二駆動機構と、前記第一駆動機構と
   前記第二駆動機構のうち少なくともひとつの制御を行う
   制御装置とからなる試料移動台において、 前記固定テーブルに設けられ前記第一ロ−ラ−ケージの
   端部と連結され前記第一ロ−ラ−ケ−ジのずれを検出す
   る第一ずれ検出部と、前記第一ずれ検出部で検出された
   検出値に基ずき前記第一ロ−ラ−ケ−ジのずれの補正量
   を出力する第一補正制御部と、前記中間テーブルに設け
   られ前記第二ロ−ラ−ケージの端部と連結され前記第二
   ロ−ラ−ケ−ジのずれを検出する第二ずれ検出部と、前
   記第二ずれ検出部で検出された検出値に基ずき前記第二
   ロ−ラ−ケ−ジのずれの補正量を出力する第二補正制御
   部と、前記第一補正制御部からの第一補正制御指令信号
   により前記第一クロスローラーガイドの並行度を変更す
   る第一補正駆動部と、前記第二補正制御部からの第二補
   正制御指令信号により前記第二クロスローラーガイ ドの
   並行度を変更する第二補正駆動部とを備えたことを特徴
   とする試料移動台 。