JP3902432B2 - Ｘｙテーブル駆動機構 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体製造設備などに使用されるＸＹテーブルをＸ方向とＹ方向の直交二方向に移動させるＸＹテーブル駆動機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１０に一般的なＸＹテーブル駆動機構を示すと、これは略水平なＹ方向に往復移動するＹテーブル８０と、Ｙ方向と直交する略水平なＸ方向に往復移動するＸテーブル９０とを上下二段に組み合わせた構造である。Ｙテーブル８０は水平な基台７０上にＹ方向の直線ガイド系の例えばＬＭガイド（リニアモーションガイド）７１を介して支持され、Ｘテーブル９０はＹテーブル８０上にＸ方向のＬＭガイド８１を介して支持される。Ｙテーブル８０はＹ軸モータ８２とＹ軸ボールネジ８４でＹ方向に往復駆動制御され、Ｘテーブル９０はＸ軸モータ９２とＸ軸ボールネジ９４でＸ方向に往復駆動制御される。
【０００３】
Ｙテーブル８０の側方にＹ軸ボールネジ８４がＹ方向に延びて、その先端部がカップリング８３を介してＹ軸モータ８２の回転駆動軸に連結される。Ｘテーブル９０の側方にＸ軸ボールネジ９４がＸ方向に延びて、その先端部がカップリング９３を介してＸ軸モータ９２の回転駆動軸に連結される。Ｙ軸モータ８２がＹ軸ボールネジ８４を正逆回転させてＹテーブル８０をＹ方向に往復移動させ、Ｘ軸モータ９２がＸ軸ボールネジ９４を正逆回転させてＸテーブル９０をＸ方向に往復移動させる。Ｙ軸ボールネジ８４の回転角でＹテーブル８０のＹ方向の移動ストロークが決まり、Ｘ軸ボールネジ９４の回転角でＸテーブル９０のＸ方向の移動ストロークが決まる。Ｙ方向に往復移動するＹテーブル８０上でＸテーブル９０をＸ方向に往復移動させることで、Ｘテーブル９０がＸＹ直交二方向に移動して、Ｘテーブル９０上で半導体製造等の各種作業が行われる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図１０に示すようなＸＹテーブル駆動機構は、テーブルのＸ方向とＹ方向の移動ストロークがボールネジの回転角制御でもって高精度で制御でき、また、ボールネジの全長を長くすることでテーブル（Ｘテーブル）のＸ方向とＹ方向の最大移動ストロークを大きく設定することができる。しかし、ボールネジが高価であるためにＸＹテーブル駆動機構が割高となる問題や、ボールネジの一回転でテーブルが小ピッチしか移動しないことからテーブルを高速移動させることが難しい問題があった。
【０００５】
また、テーブルをＸテーブルとＹテーブルに分けて、ＸテーブルとＹテーブルの各々をＬＭガイドで支持する構造は、部品点数が多くなって軽量化が難しい。さらに、テーブルの側方にボールネジとモータを直列状に配置するため、ＸＹテーブル駆動機構全体が大形化して設置スペースに大きなものを必要とする。そのため、例えば半導体製造設備である円形ターンテーブルの周辺部に複数のＸＹテーブル駆動機構を設置するような場合、１つのＸＹテーブル駆動機構の小形化と軽量化が難しいことから円形ターンテーブルが大径化して、半導体製造設備の設備投資費が高くなる問題があった。
【０００６】
本発明の目的とするところは、小形で安価であり、ＸＹテーブルを小ストロークで高速移動させることが容易なＸＹテーブル駆動機構を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するため、移動テーブルを直交するＸ方向及びＹ方向に往復移動可能に支持するテーブルガイドと、このテーブルガイドの側方定位置にＸ方向に往復揺動可能に設置され、移動テーブル側への揺動時に移動テーブルをＸ方向に押圧して移動させるＸ軸レバー及びこのＸ軸レバーを揺動させるＸ軸モータ及びＸ軸レバーとＸ軸モータの間にＸ軸モータの回転力をＸ軸レバー側に伝達してＸ軸レバーを移動テーブル側に揺動させるＸ軸用偏心カムを有するＸ軸駆動ユニットと、前記テーブルガイドの側方定位置にＹ方向に往復揺動可能に設置され、移動テーブル側への揺動時に移動テーブルをＹ方向に押圧して移動させるＹ軸レバー及びこのＹ軸レバーを揺動させるＹ軸モータ及びＹ軸レバーとＹ軸モータの間にＹ軸モータの回転力をＹ軸レバー側に伝達してＹ軸レバーを移動テーブル側に揺動させるＹ軸用偏心カムを有するＹ軸駆動ユニットと、移動テーブルにこの移動テーブルをＸ軸レバー及びＹ軸レバーの双方側に押し付ける方向で弾力を常時付勢するバネ材とを具備し、
前記Ｘ軸レバーの先端部上に突設した１本のローラ軸に上下２段に、移動テーブルに常時接触してＸ方向に押圧する押圧ローラと、回転するＸ軸用偏心カムと非摩擦接触して従動回転してＸ軸レバーを揺動させる従動ローラとを回転自在に連結し、前記Ｙ軸レバーの先端部上に突設した１本のローラ軸に上下２段に、移動テーブルに常時接触してＹ方向に押圧する押圧ローラと、回転するＹ軸用偏心カムと非摩擦接触して従動回転してＹ軸レバーを揺動させる従動ローラとを回転自在に連結したことを特徴とする。
【０００８】
この発明の移動テーブルはＸＹ直交二方向に移動する単一のテーブルで、テーブルガイドにＸＹ直交二方向に自由移動可能に支持される。移動テーブルが移動するＸ方向とＹ方向は共に水平方向の場合や、Ｘ方向かＹ方向のいずれかが水平方向で他が鉛直方向の場合と、様々な方向が可能である。移動テーブルは例えば略矩形の平板で、その直交するＸ方向の側面とＹ方向の側面の二側面が回転揺動式のＸ軸レバーとＹ軸レバーの揺動する先端部で押圧されて、移動テーブルがＸＹ直交二方向に移動する。テーブルガイドは既存のクロスローラガイドやＬＭガイド等が適用されるが、回転揺動式レバーで押圧されて移動する単一の移動テーブルのテーブルガイドとしては構造簡単で安価なクロスローラガイドが機能的、コスト的に適格である（請求項２の発明）。しかし、ＬＭガイドを用いることも機構的には可能である。
【０００９】
移動テーブルには、バネ材によって移動テーブルをＸ軸レバーとＹ軸レバーの双方側に押し付ける方向で弾力が常時付勢され、この弾力の付勢で移動テーブルと各レバーの接触状態が常に安定に維持される。移動テーブルに付勢されるバネ材による弾力は、Ｘ軸レバー及びＹ軸レバーが移動テーブルと反対側に揺動するときに移動テーブルをレバー側の動きに追従移動させる作用をし、この作用で移動テーブルと各レバー間の接触状態が安定に維持される。バネ材は移動テーブルにＸ方向とＹ方向の夫々に単独に弾力を付勢する複数個を使用してもよいが、Ｘ方向とＹ方向の夫々に例えば約４５°の角度を成す一定方向で移動テーブルに弾力を付勢する単数個を使用すればよい。このようなバネ材は、小形で安価なコイルスプリングが適格である。
【００１０】
また、移動テーブルにＸ方向とＹ方向に押圧力を付勢する回転揺動式のＸ軸レバーとＹ軸レバーは、テーブルガイドの側方で移動テーブルの周縁部近くの定位置に移動テーブル周縁部と平行にして配置すればよい。この各レバーを揺動させるＸ軸モータとＹ軸モータは、その軸方向が移動テーブルと垂直になる方向で配置すればよい。このように移動テーブルに対して各レバーと各モータを配置することで、ＸＹテーブル駆動機構の全体が設置スペースの小さい小形で軽量な機構となる。Ｘ軸モータでＸ軸レバーを直接に揺動させて移動テーブルをＸ方向に直接に移動させ、同時にＹ軸モータでＹ軸レバーを直接に揺動させて移動テーブルをＹ方向に直接に移動させることで、移動テーブルのＸＹ直交二方向の高速移動が可能となる。Ｘ軸レバーとＹ軸レバーの両レバーによる移動テーブルの押圧は、両レバーの一部を移動テーブルに直接に当接させて行うことも可能であるが、両レバーに回転自在に取り付けたローラを介して行うことが望ましい。また、Ｘ軸モータでＸ軸レバーを直接に回転揺動させ、Ｙ軸モータでＹ軸レバーを直接に回転揺動させることも可能であるが、移動テーブルのＸＹ直交二方向の移動の精度を上げるため、Ｘ軸モータとＸ軸レバーの間とＹ軸モータとＹ軸レバーの間に、高精度な中間動力伝達手段である偏心カムをローラ等と組み合わせて配備することが望ましい。
【００１１】
Ｘ軸駆動ユニットのＸ軸レバーとＸ軸モータの間に、Ｘ軸モータの回転力をＸ軸レバー側に伝達してＸ軸レバーを移動テーブル側に移動させるＸ軸用偏心カムを配設し、Ｙ軸駆動ユニットのＹ軸レバーとＹ軸モータの間に、Ｙ軸モータの回転力をＹ軸レバー側に伝達してＹ軸レバーを移動テーブル側に移動させるＹ軸用偏心カムを配設する。
【００１２】
この発明におけるＸ軸駆動ユニット側の偏心カムは、Ｘ軸モータで回転駆動制御されて偏心カム外周の偏心カム面でＸ軸レバーを押圧してＸ方向に揺動させる。この場合、偏心カムの３６０°以下の回転角によって決められる移動ストロークでＸ軸レバーがＸ方向に揺動して移動テーブルを移動させる。この移動ストロークの最大値は、偏心カム外周の偏心カム面の最大と最小の半径差で決まる数ｍｍ程度の小さなストロークが適切である。このような偏心カムによる移動テーブルのＸ方向移動は、Ｙ軸駆動ユニット側においても同様に行われる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図１乃至図９を参照して実施の形態を説明する。
【００１４】
図１はＸＹテーブル駆動機構１の要部の概要を示す斜め下方からの斜視図であり、図２はＸＹテーブル駆動機構１の基本配置例を示す平面図である。同図に示される移動テーブル１０は略水平な矩形の平板で、略水平なＸ方向に平行なＸ側面１０ａと、Ｘ方向と直交する略水平なＹ方向に平行なＹ側面１０ｂを有する。移動テーブル１０の下面１０ｃ側がテーブルガイド２０にＸＹ直交二方向に移動可能に支持される。
【００１５】
テーブルガイド２０は、図３及び図４の側面図で示すような水平な基台６０上に設置された直線ガイド系のクロスローラガイドで、以下、必要に応じてテーブルガイド２０をクロスローラガイド２０と称する。このクロスローラガイド２０は、図１０のＬＭガイドより構造簡単で安価であることから、単一の移動テーブル１０を支持するものとして適格であり、ＸＹテーブル駆動機構１を構造簡単で小形、軽量、安価なものにする。基台６０は半導体製造設備の円形ターンテーブルや工作機械類の定盤等であり、これの具体例は後述する図８と図９の半導体製造設備に示される。
【００１６】
テーブルガイド２０の側方の定位置にＸ軸駆動ユニット３０とＹ軸駆動ユニット４０の一対とバネ材５０が設置される。Ｘ軸駆動ユニット３０は移動テーブル１０のＸ側面１０ａの下方に設置され、Ｙ軸駆動ユニット40は移動テーブル１０のＹ側面１０ｂの下方に設置され、この両ユニット３０，４０の間に単一のバネ材５０が設置される。
【００１７】
Ｘ軸駆動ユニット３０は移動テーブル１０のＸ側面１０ａを押圧して移動テーブル１０をＸ方向に移動させ、Ｙ軸駆動ユニット４０は移動テーブル１０のＹ側面１０ｂを押圧して移動テーブル１０をＹ方向に移動させる。移動テーブル１０のＸ側面１０ａとＹ側面１０ｂの間の隅部に、矩形の移動テーブル１０の対角線方向にバネ材５０による引っ張り弾力が常時付勢される。バネ材５０はコイルスプリングで、図５に示すように両端が移動テーブル１０の隅部下面に突設したピン５１と基台６０上に突設したピン５２に係止されて、移動テーブル１０をＸ側面１０ａとＹ側面１０ｂの両方と４５°を成す対角線方向に引っ張って、Ｘ側面１０ａとＹ側面１０ｂがＸ軸駆動ユニット３０側の後述する押圧ローラ３５とＹ駆動ユニット４０側の後述する押圧ローラ４５に常時接触するようにしてある。
【００１８】
Ｘ軸駆動ユニット３０は、移動テーブル１０のＸ側面１０ａと平行でＸ方向に往復回転揺動可能なＸ軸レバー３１と、Ｘ軸レバー３１を揺動させるＸ軸モータ３６を有する。Ｘ軸レバー３１はＹ方向に長い帯板で、これの基端部が図6に示すように基台６０上に突設した支軸３２に連結される。Ｘレバー３１は基台６０と平行で、支軸３２を支点にしてレバー先端部側がＸ方向に往復回転揺動する。Ｘ軸レバー３１の先端部上には１本のローラ軸３３が突設され、ローラ軸３３に上下２段に押圧ローラ３５と従動ローラ３４が回転自在に連結される。上段の押圧ローラ３５が移動テーブル１０のＸ側面１０ａに常時接触してＸ方向に押圧する。
【００１９】
なお、移動テーブル１０のＸ側面１０ａは、例えば移動テーブル１０の下面１０ｃに突設した当て板１１の外面である。このＸ側面１０ａは、移動テーブル１０に対角線方向に連結されたバネ材５０の弾力で押圧ローラ３５に常時押し付けられた状態にある。
【００２０】
Ｘ軸駆動ユニット３０のＸ軸モータ３６は、図３に示すように基台６０の下面に固定されて、基台６０上に回転駆動軸３６ａを突出させる。回転駆動軸３６ａに回転角検出カム３７とＸ軸用偏心カム３８が固定され、偏心カム３８の外周の偏心カム面がＸ軸レバー３１の従動ローラ３４に押圧される。偏心カム３８と従動ローラ３４の相互の押圧状態は、バネ材５０の弾力でもって常時安定に維持される。回転角検出カム３７は、例えば図７に示すような半円形カムで、半円の外周面３７ａに向けてセンサー５３が設置される。センサー５３は基台６０上の定位置に取付ブロック５５で支持されて、後述するように偏心カム３８の回転角を検出する。
【００２１】
Ｙ軸駆動ユニット４０はＸ軸駆動ユニット３０と同様な構成部品をＹ方向に配置した構造で、移動テーブル１０のＹ側面１０ｂと平行でＹ方向に往復回転揺動可能なＹ軸レバー４１と、Ｙ軸レバー４１を揺動させるＹ軸モータ４６を有する。Ｙ軸レバー４１はＸ方向に長い帯板で、基端部が支軸４２で基台６０上に連結され、支軸４２を支点にして先端部側がＹ方向に往復回転揺動する。図４に示すようにＹ軸レバー４１の先端部上に突設されたローラ軸４３に上下２段に押圧ローラ４５と従動ローラ４４が回転自在に連結され、上段の押圧ローラ４５が移動テーブル１０の下面に突設した当て板１２の外面であるＹ側面１０ｂに接触して押圧する。このＹ側面１０ｂはバネ材５０の弾力で押圧ローラ４５に常時押し付けられる。
【００２２】
Ｙ軸モータ４６は基台６０の下面に固定されて、基台６０上に突設した回転駆動軸４６ａに回転角検出カム４７とＹ軸用偏心カム４８が固定され、偏心カム４８の外周の偏心カム面がＹ軸レバー４１の従動ローラ４４に押圧される。この押圧状態も、バネ材５０の弾力でもって常時安定に維持される。回転角検出カム４７は半円形カムで、半円の外周面４７ａに向けてセンサー５４が設置され、センサー５４は基台６０上に取付ブロック５６で固定される。
【００２３】
ＸＹテーブル駆動機構１が図2の静止状態にあるとき、1本のバネ材５０が移動テーブル１０を対角線方向に引っ張ってＸ側面１０ａとＹ側面１０ｂを対応する押圧ローラ３５、４５に押し付け、各押圧ローラ３５、４５が対応する偏心カム３８、４８に押し付けられて、全体が安定した静止状態に維持される。この静止状態で例えばＸ軸駆動ユニット３０のＸ軸モータ３６で偏心カム３８を所望方向に所望の回転角で回転させると、偏心カム３８の回転に従動ローラ３４が従動回転してＸ軸レバー３１の先端部を移動テーブル１０側のＸ方向（以下、この方向を必要に応じてプラスＸ方向と称する）、又は、移動テーブル１０と反対側のＸ方向（以下、この方向を必要に応じてマイナスＸ方向と称する）に回転揺動させる。このＸ軸レバー３１先端部の揺動ストロークは、偏心カム３８の回転角で決まる。
【００２４】
例えば偏心カム３８はその偏心カム面の1８0°反対の二箇所が最大半径個所と最小半径個所で、その最大半径と最小半径の差が１ｍｍであるとすると、偏心カム面の最小半径の1箇所に従動ローラ３４が当接した状態で偏心カム３８を定方向に1８0°回転させると偏心カム面の最大半径の個所まで従動ローラ３４が従動回転して１ｍｍだけプラスＸ方向に移動し、この移動でＸ軸レバー３１の先端部がプラスＸ方向に１ｍｍだけ揺動して、Ｘ軸レバー３１の先端部の押圧ローラ３５が移動テーブル１０のＸ側面１０ａをバネ材５０の弾力に抗して押し出してプラスＸ方向に１ｍｍだけ移動させる。このときの偏心カム３８の回転角が１８０°未満であると移動テーブル１０のプラスＸ方向の移動量は１ｍｍ未満となる。また、偏心カム面の最小半径の1箇所に従動ローラ３４が当接した状態から偏心カム３８が１８０°を超えて回転すると、１８０°を超えた時点から移動テーブル１０はバネ材５０の弾力で引っ張られてマイナスＸ方向に移動し、偏心カム３８が３６０°回転した時点で元の位置に戻る。
【００２５】
上記のような偏心カム３８の１８０°毎の回転が、偏心カム３８と同軸に回転する半円形の回転角検出カム３７と、回転角検出カム３７の半円形の外周面３７ａの定方向に設置したセンサー５３で検知される。図７の回転角検出カム３７は半円形の外周面３７ａの中央にセンサー５３が対向し、この状態で偏心カム３８と回転角検出カム３７が正逆方向に９０°回転すると、半円形のカム面３７ａの端の凹段部３７ｂにセンサー５３が位置してセンサー５３に検出される面が急減することで、センサー５３が回転角検出カム３７の1８0°毎の回転を検知する。
【００２６】
また、Ｘ軸レバー３１はその基端部の支軸３２を支点に先端部がＸ方向に往復回転揺動するため、このＸ軸レバー３１の先端部の押圧ローラ３５が支軸３２を中心点とした円弧で略Ｘ方向に揺動して移動テーブル１０のプラスＸ方向及びマイナスＸ方向の移動量に若干の誤差成分を発生させ、Ｘ方向移動の精度を低下させることになる。しかし、Ｘ方向移動ストロークの最大値が１ｍｍ程度と極小ストロークのＸＹテーブル駆動機構１においては、上記誤差成分による精度低下はほとんど問題とならない。このようなＸＹテーブル駆動機構１は、あまり高精度が要求されないＸＹテーブルの駆動機構や、ＸＹ直交二方向の最大移動ストロークが数ｍｍ内の小ストロークのＸＹテーブルの駆動機構として適格である。
【００２７】
また、Ｘ軸モータ３６でＸ軸レバー３１を直接的に回転揺動させるようにしてもよいが、Ｘ軸レバー３１をより高精度に回転揺動させるために偏心カム３８で間接的に回転揺動させることが有効である。また、Ｘ軸モータ３６で回転駆動制御される偏心カム３８の外周をＸ軸レバー３１の先端部側面に摩擦回転させてＸ軸レバー３１を直接に揺動させることも可能であるが、この場合は摩擦回転部分で摩耗や発塵の不具合が発生することがあるので、回転する偏心カム３８と非摩擦接触して従動回転する従動ローラ３４を介してＸ軸レバー３１を揺動させることが望ましい。さらに、従動ローラ３４で移動テーブル１０を直接に押圧して移動させることも可能であるが、この場合も摩擦回転部分が生じることから、従動ローラ３４と同軸の押圧ローラ３５で移動テーブル１０を押圧して移動させることが望ましい。つまり、Ｘ軸レバー３１の揺動で押圧ローラ３５を移動テーブル１０のＸ側面１０ａに押圧したとき、押圧ローラ３５は非回転状態でＸ側面１０ａに当接して押圧するので、両者間に摩擦が生じず常に円滑なテーブル移動が実行される。
【００２８】
図2の静止状態でＹ軸駆動ユニット４０のＹ軸モータ４６で偏心カム４８を所望方向に所望の回転角で回転させると、偏心カム４８の回転に従動ローラ４４が従動回転してＹ軸レバー４１の先端部を移動テーブル１０側のＹ方向（プラスＸ方向）、又は、移動テーブル１０と反対側のＹ方向（マイナスＸ方向）に回転揺動させる。このＹ軸駆動ユニット４０による移動テーブルのプラスＹ方向の移動とマイナスＹ方向の移動の要領はＸ軸駆動ユニット３０と同様で、その詳細説明は省略する。
【００２９】
略矩形の移動テーブル１０に対してＸ軸レバー３１を平行に配置し、Ｘ軸モータ３６をその軸方向を鉛直にして縦置きに配置することで、Ｘ軸駆動ユニット３０が小形コンパクトで設置スペースの小さなものとなり、Ｘ軸レバー３１や偏心カム３８等に軽量で安価な既存品が適用できる。同様にＹ軸駆動ユニット４０も小形コンパクトとなって、１台のＸＹテーブル駆動機構１を設置スペースの小さな小形、軽量で安価な構造とすることができる。
【００３０】
このような小形コンパクトなＸＹテーブル駆動機構１は、例えば図８及び図９に示す半導体製造設備に使用される。図９は連続する水平な３つの円形ターンテーブル６１，６２，６３が示され、この各ターンテーブル６１、６２，６３は周縁部の等間隔の複数箇所に作業ヘッドＡ、Ｂ、Ｃを有する。最上流側のターンテーブル６１の作業ヘッドＡから次の中間のターンテーブル６２の作業ヘッドＢに半導体部品が受け渡され、さらに作業ヘッドＢから最下流側のターンテーブル６３の作業ヘッドＣに受け渡される。最上流側と最下流側のターンテーブル６１、６３の作業ヘッドＡ，Ｃには１個の半導体部品が供給され、中間のターンテーブル６２の作業ヘッドＢには一対のＸＹテーブル駆動機構１，１が設置される。最上流のターンテーブル６１が間欠回転して隣接する２つの作業ヘッドＡから中間のターンテーブル６２の１つの作業ヘッドＢに計２個の半導体部品が受け渡される。作業ヘッドＢには図８に示すように一対のＸＹテーブル駆動機構１，１の移動テーブル１０，１０が接近させて配置されて、この一対の移動テーブル１０，１０に１個ずつ半導体部品が供給される。中間のターンテーブル６２は間欠回転しながら半導体部品の特性検査等をするテーブルで、特性検査等が済んだ半導体部品は最下流側のターンテーブル６３の作業ヘッドＣに１個ずつ受け渡される。
【００３１】
図８に示すように中間のターンテーブル６２の１つの作業ヘッドＢに一対のＸＹテーブル駆動機構１，１を設置する場合、一対の矩形の移動テーブル１０，１０を十分に接近させて平行に配置し、一対のＸ軸モータ３６，３６を十分に接近させて並列に配置すると共に、一対のＹ軸モータ４６，４６はターンテーブル６２の外周の円弧に沿うように配置する。つまり、Ｙ軸モータ４６の外形が略矩形の場合、この矩形外形の側面がターンテーブル６２の半径方向と平行となるようにＹ軸モータ４６をターンテーブル６２に配置して、隣接する２つの作業ヘッドＢ，Ｂで互いに隣接する２つのＹ軸モータ４６，４６が十分に接近できるようにする。このようにすることで１つの作業ヘッドＢに一対のＸＹテーブル駆動機構１，１が高密度配置でき、隣接する作業ヘッドＢ，Ｂの配列ピッチが十分に小さく設定できて、ターンテーブル６２の大径化や重量化が防止できる。
【００３２】
なお、作業ヘッドＢで行われる半導体部品の特性検査は、半導体部品の外観をカメラで撮像して位置ズレ量を検査する工程、半導体部品の位置ズレを修正して半導体部品の電極に一対のプローブをケルビンコンタクトさせて抵抗測定する工程等であり、この特性検査において半導体部品の位置ズレ修正に本発明のＸＹテーブル駆動機構が使用される。このような半導体部品の位置ズレ修正は、１ｍｍ程度の小ストロークのテーブル移動による修正であり、テーブルの高速移動が要求される修正であることから、本発明のＸＹテーブル駆動機構の適用が有効である。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、テーブルガイドにＸＹ直交二方向に移動可能に支持された移動テーブルをＸ方向に往復揺動するＸ軸レバーと、Ｙ方向に往復揺動するＹ軸レバーの揺動で直接に移動させることで、移動テーブルの移動速度の高速化が可能となり、また、Ｘ軸レバーとＹ軸レバーの各々を揺動させるモータの軸方向を移動テーブルの移動方向と直交させることでＸＹテーブル駆動機構全体を設置スペースの小さな小形機構にすることが容易となって、小形コンパクトで軽量、安価で高速駆動が可能なＸＹテーブル駆動機構が提供できる。
【００３４】
また、テーブルガイドにクロスローラガイドを使用することで、ＸＹテーブル駆動機構の尚一層の構造簡略化、低コスト化が図れる。
【００３５】
また、Ｘ軸駆動ユニットのＸ軸モータの回転力をＸ軸側の偏心カムを介してＸ軸レバー側に伝達してＸ軸レバーを移動テーブル側に揺動させ、Ｙ軸駆動ユニットのＹ軸モータの回転力をＹ軸側の偏心カムを介してＹ軸レバー側に伝達してＹ軸レバーを移動テーブル側に揺動させるようにすることで、Ｘ軸とＹ軸の各レバーの揺動ストロークをより高精度に制御することが容易となる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示すＸＹテーブル駆動機構の要部の斜視図である。
【図２】図１のＸＹテーブル駆動機構の平面図である。
【図３】図２のＸＹテーブル駆動機構の正面図である。
【図４】図２のＸＹテーブル駆動機構の右側面図である。
【図５】図２のＸＹテーブル駆動機構におけるバネ材の側面図である。
【図６】図２のＸＹテーブル駆動機構におけるＸ軸レバーの部分断面を含む側面図である。
【図７】図２のＸＹテーブル駆動機構の概念的な平面図である。
【図８】複数のＸＹテーブル駆動機構を装備したターンテーブルの部分平面図である。
【図９】図８のターンテーブルを装備した半導体製造設備の概要を示す平面図である。
【図１０】従来のＸＹテーブル駆動機構の斜視図である。
【符号の説明】
１ ＸＹテーブル駆動機構
１０ 移動テーブル
１０ａ Ｘ側面
１０ｂ Ｙ側面
２０ テーブルガイド（クロスローラガイド）
３０ Ｘ軸駆動ユニット
３１ Ｘ軸レバー
３４ 従動ローラ
３５ 押圧ローラ
３６ Ｘ軸モータ
３７ 回転角検出カム
３８ 偏心カム
４０ Ｙ軸駆動ユニット
４１ Ｙ軸レバー
４４ 従動ローラ
４５ 押圧ローラ
４６ Ｙ軸モータ
４７ 回転角検出カム
４８ 偏心カム
５０ バネ材
５３，５４ センサー
６０ 基台（ターンテーブル）
６２ ターンテーブル
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体製造設備などに使用されるＸＹテーブルをＸ方向とＹ方向の直交二方向に移動させるＸＹテーブル駆動機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１０に一般的なＸＹテーブル駆動機構を示すと、これは略水平なＹ方向に往復移動するＹテーブル８０と、Ｙ方向と直交する略水平なＸ方向に往復移動するＸテーブル９０とを上下二段に組み合わせた構造である。Ｙテーブル８０は水平な基台７０上にＹ方向の直線ガイド系の例えばＬＭガイド（リニアモーションガイド）７１を介して支持され、Ｘテーブル９０はＹテーブル８０上にＸ方向のＬＭガイド８１を介して支持される。Ｙテーブル８０はＹ軸モータ８２とＹ軸ボールネジ８４でＹ方向に往復駆動制御され、Ｘテーブル９０はＸ軸モータ９２とＸ軸ボールネジ９４でＸ方向に往復駆動制御される。
【０００３】
Ｙテーブル８０の側方にＹ軸ボールネジ８４がＹ方向に延びて、その先端部がカップリング８３を介してＹ軸モータ８２の回転駆動軸に連結される。Ｘテーブル９０の側方にＸ軸ボールネジ９４がＸ方向に延びて、その先端部がカップリング９３を介してＸ軸モータ９２の回転駆動軸に連結される。Ｙ軸モータ８２がＹ軸ボールネジ８４を正逆回転させてＹテーブル８０をＹ方向に往復移動させ、Ｘ軸モータ９２がＸ軸ボールネジ９４を正逆回転させてＸテーブル９０をＸ方向に往復移動させる。Ｙ軸ボールネジ８４の回転角でＹテーブル８０のＹ方向の移動ストロークが決まり、Ｘ軸ボールネジ９４の回転角でＸテーブル９０のＸ方向の移動ストロークが決まる。Ｙ方向に往復移動するＹテーブル８０上でＸテーブル９０をＸ方向に往復移動させることで、Ｘテーブル９０がＸＹ直交二方向に移動して、Ｘテーブル９０上で半導体製造等の各種作業が行われる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図１０に示すようなＸＹテーブル駆動機構は、テーブルのＸ方向とＹ方向の移動ストロークがボールネジの回転角制御でもって高精度で制御でき、また、ボールネジの全長を長くすることでテーブル（Ｘテーブル）のＸ方向とＹ方向の最大移動ストロークを大きく設定することができる。しかし、ボールネジが高価であるためにＸＹテーブル駆動機構が割高となる問題や、ボールネジの一回転でテーブルが小ピッチしか移動しないことからテーブルを高速移動させることが難しい問題があった。
【０００５】
また、テーブルをＸテーブルとＹテーブルに分けて、ＸテーブルとＹテーブルの各々をＬＭガイドで支持する構造は、部品点数が多くなって軽量化が難しい。さらに、テーブルの側方にボールネジとモータを直列状に配置するため、ＸＹテーブル駆動機構全体が大形化して設置スペースに大きなものを必要とする。そのため、例えば半導体製造設備である円形ターンテーブルの周辺部に複数のＸＹテーブル駆動機構を設置するような場合、１つのＸＹテーブル駆動機構の小形化と軽量化が難しいことから円形ターンテーブルが大径化して、半導体製造設備の設備投資費が高くなる問題があった。
【０００６】
本発明の目的とするところは、小形で安価であり、ＸＹテーブルを小ストロークで高速移動させることが容易なＸＹテーブル駆動機構を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するため、移動テーブルを直交するＸ方向及びＹ方向に往復移動可能に支持するテーブルガイドと、このテーブルガイドの側方定位置にＸ方向に往復揺動可能に設置され、移動テーブル側への揺動時に移動テーブルをＸ方向に押圧して移動させるＸ軸レバー及びこのＸ軸レバーを揺動させるＸ軸モータ及びＸ軸レバーとＸ軸モータの間にＸ軸モータの回転力をＸ軸レバー側に伝達してＸ軸レバーを移動テーブル側に揺動させるＸ軸用偏心カムを有するＸ軸駆動ユニットと、前記テーブルガイドの側方定位置にＹ方向に往復揺動可能に設置され、移動テーブル側への揺動時に移動テーブルをＹ方向に押圧して移動させるＹ軸レバー及びこのＹ軸レバーを揺動させるＹ軸モータ及びＹ軸レバーとＹ軸モータの間にＹ軸モータの回転力をＹ軸レバー側に伝達してＹ軸レバーを移動テーブル側に揺動させるＹ軸用偏心カムを有するＹ軸駆動ユニットと、移動テーブルにこの移動テーブルをＸ軸レバー及びＹ軸レバーの双方側に押し付ける方向で弾力を常時付勢するバネ材とを具備し、
前記Ｘ軸レバーの先端部上に突設した１本のローラ軸に上下２段に、移動テーブルに常時接触してＸ方向に押圧する押圧ローラと、回転するＸ軸用偏心カムと非摩擦接触して従動回転してＸ軸レバーを揺動させる従動ローラとを回転自在に連結し、前記Ｙ軸レバーの先端部上に突設した１本のローラ軸に上下２段に、移動テーブルに常時接触してＹ方向に押圧する押圧ローラと、回転するＹ軸用偏心カムと非摩擦接触して従動回転してＹ軸レバーを揺動させる従動ローラとを回転自在に連結したことを特徴とする。
【０００８】
この発明の移動テーブルはＸＹ直交二方向に移動する単一のテーブルで、テーブルガイドにＸＹ直交二方向に自由移動可能に支持される。移動テーブルが移動するＸ方向とＹ方向は共に水平方向の場合や、Ｘ方向かＹ方向のいずれかが水平方向で他が鉛直方向の場合と、様々な方向が可能である。移動テーブルは例えば略矩形の平板で、その直交するＸ方向の側面とＹ方向の側面の二側面が回転揺動式のＸ軸レバーとＹ軸レバーの揺動する先端部で押圧されて、移動テーブルがＸＹ直交二方向に移動する。テーブルガイドは既存のクロスローラガイドやＬＭガイド等が適用されるが、回転揺動式レバーで押圧されて移動する単一の移動テーブルのテーブルガイドとしては構造簡単で安価なクロスローラガイドが機能的、コスト的に適格である（請求項２の発明）。しかし、ＬＭガイドを用いることも機構的には可能である。
【０００９】
移動テーブルには、バネ材によって移動テーブルをＸ軸レバーとＹ軸レバーの双方側に押し付ける方向で弾力が常時付勢され、この弾力の付勢で移動テーブルと各レバーの接触状態が常に安定に維持される。移動テーブルに付勢されるバネ材による弾力は、Ｘ軸レバー及びＹ軸レバーが移動テーブルと反対側に揺動するときに移動テーブルをレバー側の動きに追従移動させる作用をし、この作用で移動テーブルと各レバー間の接触状態が安定に維持される。バネ材は移動テーブルにＸ方向とＹ方向の夫々に単独に弾力を付勢する複数個を使用してもよいが、Ｘ方向とＹ方向の夫々に例えば約４５°の角度を成す一定方向で移動テーブルに弾力を付勢する単数個を使用すればよい。このようなバネ材は、小形で安価なコイルスプリングが適格である。
【００１０】
また、移動テーブルにＸ方向とＹ方向に押圧力を付勢する回転揺動式のＸ軸レバーとＹ軸レバーは、テーブルガイドの側方で移動テーブルの周縁部近くの定位置に移動テーブル周縁部と平行にして配置すればよい。この各レバーを揺動させるＸ軸モータとＹ軸モータは、その軸方向が移動テーブルと垂直になる方向で配置すればよい。このように移動テーブルに対して各レバーと各モータを配置することで、ＸＹテーブル駆動機構の全体が設置スペースの小さい小形で軽量な機構となる。Ｘ軸モータでＸ軸レバーを直接に揺動させて移動テーブルをＸ方向に直接に移動させ、同時にＹ軸モータでＹ軸レバーを直接に揺動させて移動テーブルをＹ方向に直接に移動させることで、移動テーブルのＸＹ直交二方向の高速移動が可能となる。Ｘ軸レバーとＹ軸レバーの両レバーによる移動テーブルの押圧は、両レバーの一部を移動テーブルに直接に当接させて行うことも可能であるが、両レバーに回転自在に取り付けたローラを介して行うことが望ましい。また、Ｘ軸モータでＸ軸レバーを直接に回転揺動させ、Ｙ軸モータでＹ軸レバーを直接に回転揺動させることも可能であるが、移動テーブルのＸＹ直交二方向の移動の精度を上げるため、Ｘ軸モータとＸ軸レバーの間とＹ軸モータとＹ軸レバーの間に、高精度な中間動力伝達手段である偏心カムをローラ等と組み合わせて配備することが望ましい。
【００１１】
Ｘ軸駆動ユニットのＸ軸レバーとＸ軸モータの間に、Ｘ軸モータの回転力をＸ軸レバー側に伝達してＸ軸レバーを移動テーブル側に移動させるＸ軸用偏心カムを配設し、Ｙ軸駆動ユニットのＹ軸レバーとＹ軸モータの間に、Ｙ軸モータの回転力をＹ軸レバー側に伝達してＹ軸レバーを移動テーブル側に移動させるＹ軸用偏心カムを配設する。
【００１２】
この発明におけるＸ軸駆動ユニット側の偏心カムは、Ｘ軸モータで回転駆動制御されて偏心カム外周の偏心カム面でＸ軸レバーを押圧してＸ方向に揺動させる。この場合、偏心カムの３６０°以下の回転角によって決められる移動ストロークでＸ軸レバーがＸ方向に揺動して移動テーブルを移動させる。この移動ストロークの最大値は、偏心カム外周の偏心カム面の最大と最小の半径差で決まる数ｍｍ程度の小さなストロークが適切である。このような偏心カムによる移動テーブルのＸ方向移動は、Ｙ軸駆動ユニット側においても同様に行われる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図１乃至図９を参照して実施の形態を説明する。
【００１４】
図１はＸＹテーブル駆動機構１の要部の概要を示す斜め下方からの斜視図であり、図２はＸＹテーブル駆動機構１の基本配置例を示す平面図である。同図に示される移動テーブル１０は略水平な矩形の平板で、略水平なＸ方向に平行なＸ側面１０ａと、Ｘ方向と直交する略水平なＹ方向に平行なＹ側面１０ｂを有する。移動テーブル１０の下面１０ｃ側がテーブルガイド２０にＸＹ直交二方向に移動可能に支持される。
【００１５】
テーブルガイド２０は、図３及び図４の側面図で示すような水平な基台６０上に設置された直線ガイド系のクロスローラガイドで、以下、必要に応じてテーブルガイド２０をクロスローラガイド２０と称する。このクロスローラガイド２０は、図１０のＬＭガイドより構造簡単で安価であることから、単一の移動テーブル１０を支持するものとして適格であり、ＸＹテーブル駆動機構１を構造簡単で小形、軽量、安価なものにする。基台６０は半導体製造設備の円形ターンテーブルや工作機械類の定盤等であり、これの具体例は後述する図８と図９の半導体製造設備に示される。
【００１６】
テーブルガイド２０の側方の定位置にＸ軸駆動ユニット３０とＹ軸駆動ユニット４０の一対とバネ材５０が設置される。Ｘ軸駆動ユニット３０は移動テーブル１０のＸ側面１０ａの下方に設置され、Ｙ軸駆動ユニット40は移動テーブル１０のＹ側面１０ｂの下方に設置され、この両ユニット３０，４０の間に単一のバネ材５０が設置される。
【００１７】
Ｘ軸駆動ユニット３０は移動テーブル１０のＸ側面１０ａを押圧して移動テーブル１０をＸ方向に移動させ、Ｙ軸駆動ユニット４０は移動テーブル１０のＹ側面１０ｂを押圧して移動テーブル１０をＹ方向に移動させる。移動テーブル１０のＸ側面１０ａとＹ側面１０ｂの間の隅部に、矩形の移動テーブル１０の対角線方向にバネ材５０による引っ張り弾力が常時付勢される。バネ材５０はコイルスプリングで、図５に示すように両端が移動テーブル１０の隅部下面に突設したピン５１と基台６０上に突設したピン５２に係止されて、移動テーブル１０をＸ側面１０ａとＹ側面１０ｂの両方と４５°を成す対角線方向に引っ張って、Ｘ側面１０ａとＹ側面１０ｂがＸ軸駆動ユニット３０側の後述する押圧ローラ３５とＹ駆動ユニット４０側の後述する押圧ローラ４５に常時接触するようにしてある。
【００１８】
Ｘ軸駆動ユニット３０は、移動テーブル１０のＸ側面１０ａと平行でＸ方向に往復回転揺動可能なＸ軸レバー３１と、Ｘ軸レバー３１を揺動させるＸ軸モータ３６を有する。Ｘ軸レバー３１はＹ方向に長い帯板で、これの基端部が図6に示すように基台６０上に突設した支軸３２に連結される。Ｘレバー３１は基台６０と平行で、支軸３２を支点にしてレバー先端部側がＸ方向に往復回転揺動する。Ｘ軸レバー３１の先端部上には１本のローラ軸３３が突設され、ローラ軸３３に上下２段に押圧ローラ３５と従動ローラ３４が回転自在に連結される。上段の押圧ローラ３５が移動テーブル１０のＸ側面１０ａに常時接触してＸ方向に押圧する。
【００１９】
なお、移動テーブル１０のＸ側面１０ａは、例えば移動テーブル１０の下面１０ｃに突設した当て板１１の外面である。このＸ側面１０ａは、移動テーブル１０に対角線方向に連結されたバネ材５０の弾力で押圧ローラ３５に常時押し付けられた状態にある。
【００２０】
Ｘ軸駆動ユニット３０のＸ軸モータ３６は、図３に示すように基台６０の下面に固定されて、基台６０上に回転駆動軸３６ａを突出させる。回転駆動軸３６ａに回転角検出カム３７とＸ軸用偏心カム３８が固定され、偏心カム３８の外周の偏心カム面がＸ軸レバー３１の従動ローラ３４に押圧される。偏心カム３８と従動ローラ３４の相互の押圧状態は、バネ材５０の弾力でもって常時安定に維持される。回転角検出カム３７は、例えば図７に示すような半円形カムで、半円の外周面３７ａに向けてセンサー５３が設置される。センサー５３は基台６０上の定位置に取付ブロック５５で支持されて、後述するように偏心カム３８の回転角を検出する。
【００２１】
Ｙ軸駆動ユニット４０はＸ軸駆動ユニット３０と同様な構成部品をＹ方向に配置した構造で、移動テーブル１０のＹ側面１０ｂと平行でＹ方向に往復回転揺動可能なＹ軸レバー４１と、Ｙ軸レバー４１を揺動させるＹ軸モータ４６を有する。Ｙ軸レバー４１はＸ方向に長い帯板で、基端部が支軸４２で基台６０上に連結され、支軸４２を支点にして先端部側がＹ方向に往復回転揺動する。図４に示すようにＹ軸レバー４１の先端部上に突設されたローラ軸４３に上下２段に押圧ローラ４５と従動ローラ４４が回転自在に連結され、上段の押圧ローラ４５が移動テーブル１０の下面に突設した当て板１２の外面であるＹ側面１０ｂに接触して押圧する。このＹ側面１０ｂはバネ材５０の弾力で押圧ローラ４５に常時押し付けられる。
【００２２】
Ｙ軸モータ４６は基台６０の下面に固定されて、基台６０上に突設した回転駆動軸４６ａに回転角検出カム４７とＹ軸用偏心カム４８が固定され、偏心カム４８の外周の偏心カム面がＹ軸レバー４１の従動ローラ４４に押圧される。この押圧状態も、バネ材５０の弾力でもって常時安定に維持される。回転角検出カム４７は半円形カムで、半円の外周面４７ａに向けてセンサー５４が設置され、センサー５４は基台６０上に取付ブロック５６で固定される。
【００２３】
ＸＹテーブル駆動機構１が図2の静止状態にあるとき、1本のバネ材５０が移動テーブル１０を対角線方向に引っ張ってＸ側面１０ａとＹ側面１０ｂを対応する押圧ローラ３５、４５に押し付け、各押圧ローラ３５、４５が対応する偏心カム３８、４８に押し付けられて、全体が安定した静止状態に維持される。この静止状態で例えばＸ軸駆動ユニット３０のＸ軸モータ３６で偏心カム３８を所望方向に所望の回転角で回転させると、偏心カム３８の回転に従動ローラ３４が従動回転してＸ軸レバー３１の先端部を移動テーブル１０側のＸ方向（以下、この方向を必要に応じてプラスＸ方向と称する）、又は、移動テーブル１０と反対側のＸ方向（以下、この方向を必要に応じてマイナスＸ方向と称する）に回転揺動させる。このＸ軸レバー３１先端部の揺動ストロークは、偏心カム３８の回転角で決まる。
【００２４】
例えば偏心カム３８はその偏心カム面の1８0°反対の二箇所が最大半径個所と最小半径個所で、その最大半径と最小半径の差が１ｍｍであるとすると、偏心カム面の最小半径の1箇所に従動ローラ３４が当接した状態で偏心カム３８を定方向に1８0°回転させると偏心カム面の最大半径の個所まで従動ローラ３４が従動回転して１ｍｍだけプラスＸ方向に移動し、この移動でＸ軸レバー３１の先端部がプラスＸ方向に１ｍｍだけ揺動して、Ｘ軸レバー３１の先端部の押圧ローラ３５が移動テーブル１０のＸ側面１０ａをバネ材５０の弾力に抗して押し出してプラスＸ方向に１ｍｍだけ移動させる。このときの偏心カム３８の回転角が１８０°未満であると移動テーブル１０のプラスＸ方向の移動量は１ｍｍ未満となる。また、偏心カム面の最小半径の1箇所に従動ローラ３４が当接した状態から偏心カム３８が１８０°を超えて回転すると、１８０°を超えた時点から移動テーブル１０はバネ材５０の弾力で引っ張られてマイナスＸ方向に移動し、偏心カム３８が３６０°回転した時点で元の位置に戻る。
【００２５】
上記のような偏心カム３８の１８０°毎の回転が、偏心カム３８と同軸に回転する半円形の回転角検出カム３７と、回転角検出カム３７の半円形の外周面３７ａの定方向に設置したセンサー５３で検知される。図７の回転角検出カム３７は半円形の外周面３７ａの中央にセンサー５３が対向し、この状態で偏心カム３８と回転角検出カム３７が正逆方向に９０°回転すると、半円形のカム面３７ａの端の凹段部３７ｂにセンサー５３が位置してセンサー５３に検出される面が急減することで、センサー５３が回転角検出カム３７の1８0°毎の回転を検知する。
【００２６】
また、Ｘ軸レバー３１はその基端部の支軸３２を支点に先端部がＸ方向に往復回転揺動するため、このＸ軸レバー３１の先端部の押圧ローラ３５が支軸３２を中心点とした円弧で略Ｘ方向に揺動して移動テーブル１０のプラスＸ方向及びマイナスＸ方向の移動量に若干の誤差成分を発生させ、Ｘ方向移動の精度を低下させることになる。しかし、Ｘ方向移動ストロークの最大値が１ｍｍ程度と極小ストロークのＸＹテーブル駆動機構１においては、上記誤差成分による精度低下はほとんど問題とならない。このようなＸＹテーブル駆動機構１は、あまり高精度が要求されないＸＹテーブルの駆動機構や、ＸＹ直交二方向の最大移動ストロークが数ｍｍ内の小ストロークのＸＹテーブルの駆動機構として適格である。
【００２７】
また、Ｘ軸モータ３６でＸ軸レバー３１を直接的に回転揺動させるようにしてもよいが、Ｘ軸レバー３１をより高精度に回転揺動させるために偏心カム３８で間接的に回転揺動させることが有効である。また、Ｘ軸モータ３６で回転駆動制御される偏心カム３８の外周をＸ軸レバー３１の先端部側面に摩擦回転させてＸ軸レバー３１を直接に揺動させることも可能であるが、この場合は摩擦回転部分で摩耗や発塵の不具合が発生することがあるので、回転する偏心カム３８と非摩擦接触して従動回転する従動ローラ３４を介してＸ軸レバー３１を揺動させることが望ましい。さらに、従動ローラ３４で移動テーブル１０を直接に押圧して移動させることも可能であるが、この場合も摩擦回転部分が生じることから、従動ローラ３４と同軸の押圧ローラ３５で移動テーブル１０を押圧して移動させることが望ましい。つまり、Ｘ軸レバー３１の揺動で押圧ローラ３５を移動テーブル１０のＸ側面１０ａに押圧したとき、押圧ローラ３５は非回転状態でＸ側面１０ａに当接して押圧するので、両者間に摩擦が生じず常に円滑なテーブル移動が実行される。
【００２８】
図2の静止状態でＹ軸駆動ユニット４０のＹ軸モータ４６で偏心カム４８を所望方向に所望の回転角で回転させると、偏心カム４８の回転に従動ローラ４４が従動回転してＹ軸レバー４１の先端部を移動テーブル１０側のＹ方向（プラスＸ方向）、又は、移動テーブル１０と反対側のＹ方向（マイナスＸ方向）に回転揺動させる。このＹ軸駆動ユニット４０による移動テーブルのプラスＹ方向の移動とマイナスＹ方向の移動の要領はＸ軸駆動ユニット３０と同様で、その詳細説明は省略する。
【００２９】
略矩形の移動テーブル１０に対してＸ軸レバー３１を平行に配置し、Ｘ軸モータ３６をその軸方向を鉛直にして縦置きに配置することで、Ｘ軸駆動ユニット３０が小形コンパクトで設置スペースの小さなものとなり、Ｘ軸レバー３１や偏心カム３８等に軽量で安価な既存品が適用できる。同様にＹ軸駆動ユニット４０も小形コンパクトとなって、１台のＸＹテーブル駆動機構１を設置スペースの小さな小形、軽量で安価な構造とすることができる。
【００３０】
このような小形コンパクトなＸＹテーブル駆動機構１は、例えば図８及び図９に示す半導体製造設備に使用される。図９は連続する水平な３つの円形ターンテーブル６１，６２，６３が示され、この各ターンテーブル６１、６２，６３は周縁部の等間隔の複数箇所に作業ヘッドＡ、Ｂ、Ｃを有する。最上流側のターンテーブル６１の作業ヘッドＡから次の中間のターンテーブル６２の作業ヘッドＢに半導体部品が受け渡され、さらに作業ヘッドＢから最下流側のターンテーブル６３の作業ヘッドＣに受け渡される。最上流側と最下流側のターンテーブル６１、６３の作業ヘッドＡ，Ｃには１個の半導体部品が供給され、中間のターンテーブル６２の作業ヘッドＢには一対のＸＹテーブル駆動機構１，１が設置される。最上流のターンテーブル６１が間欠回転して隣接する２つの作業ヘッドＡから中間のターンテーブル６２の１つの作業ヘッドＢに計２個の半導体部品が受け渡される。作業ヘッドＢには図８に示すように一対のＸＹテーブル駆動機構１，１の移動テーブル１０，１０が接近させて配置されて、この一対の移動テーブル１０，１０に１個ずつ半導体部品が供給される。中間のターンテーブル６２は間欠回転しながら半導体部品の特性検査等をするテーブルで、特性検査等が済んだ半導体部品は最下流側のターンテーブル６３の作業ヘッドＣに１個ずつ受け渡される。
【００３１】
図８に示すように中間のターンテーブル６２の１つの作業ヘッドＢに一対のＸＹテーブル駆動機構１，１を設置する場合、一対の矩形の移動テーブル１０，１０を十分に接近させて平行に配置し、一対のＸ軸モータ３６，３６を十分に接近させて並列に配置すると共に、一対のＹ軸モータ４６，４６はターンテーブル６２の外周の円弧に沿うように配置する。つまり、Ｙ軸モータ４６の外形が略矩形の場合、この矩形外形の側面がターンテーブル６２の半径方向と平行となるようにＹ軸モータ４６をターンテーブル６２に配置して、隣接する２つの作業ヘッドＢ，Ｂで互いに隣接する２つのＹ軸モータ４６，４６が十分に接近できるようにする。このようにすることで１つの作業ヘッドＢに一対のＸＹテーブル駆動機構１，１が高密度配置でき、隣接する作業ヘッドＢ，Ｂの配列ピッチが十分に小さく設定できて、ターンテーブル６２の大径化や重量化が防止できる。
【００３２】
なお、作業ヘッドＢで行われる半導体部品の特性検査は、半導体部品の外観をカメラで撮像して位置ズレ量を検査する工程、半導体部品の位置ズレを修正して半導体部品の電極に一対のプローブをケルビンコンタクトさせて抵抗測定する工程等であり、この特性検査において半導体部品の位置ズレ修正に本発明のＸＹテーブル駆動機構が使用される。このような半導体部品の位置ズレ修正は、１ｍｍ程度の小ストロークのテーブル移動による修正であり、テーブルの高速移動が要求される修正であることから、本発明のＸＹテーブル駆動機構の適用が有効である。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、テーブルガイドにＸＹ直交二方向に移動可能に支持された移動テーブルをＸ方向に往復揺動するＸ軸レバーと、Ｙ方向に往復揺動するＹ軸レバーの揺動で直接に移動させることで、移動テーブルの移動速度の高速化が可能となり、また、Ｘ軸レバーとＹ軸レバーの各々を揺動させるモータの軸方向を移動テーブルの移動方向と直交させることでＸＹテーブル駆動機構全体を設置スペースの小さな小形機構にすることが容易となって、小形コンパクトで軽量、安価で高速駆動が可能なＸＹテーブル駆動機構が提供できる。
【００３４】
また、テーブルガイドにクロスローラガイドを使用することで、ＸＹテーブル駆動機構の尚一層の構造簡略化、低コスト化が図れる。
【００３５】
また、Ｘ軸駆動ユニットのＸ軸モータの回転力をＸ軸側の偏心カムを介してＸ軸レバー側に伝達してＸ軸レバーを移動テーブル側に揺動させ、Ｙ軸駆動ユニットのＹ軸モータの回転力をＹ軸側の偏心カムを介してＹ軸レバー側に伝達してＹ軸レバーを移動テーブル側に揺動させるようにすることで、Ｘ軸とＹ軸の各レバーの揺動ストロークをより高精度に制御することが容易となる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示すＸＹテーブル駆動機構の要部の斜視図である。
【図２】図１のＸＹテーブル駆動機構の平面図である。
【図３】図２のＸＹテーブル駆動機構の正面図である。
【図４】図２のＸＹテーブル駆動機構の右側面図である。
【図５】図２のＸＹテーブル駆動機構におけるバネ材の側面図である。
【図６】図２のＸＹテーブル駆動機構におけるＸ軸レバーの部分断面を含む側面図である。
【図７】図２のＸＹテーブル駆動機構の概念的な平面図である。
【図８】複数のＸＹテーブル駆動機構を装備したターンテーブルの部分平面図である。
【図９】図８のターンテーブルを装備した半導体製造設備の概要を示す平面図である。
【図１０】従来のＸＹテーブル駆動機構の斜視図である。
【符号の説明】
１ ＸＹテーブル駆動機構
１０ 移動テーブル
１０ａ Ｘ側面
１０ｂ Ｙ側面
２０ テーブルガイド（クロスローラガイド）
３０ Ｘ軸駆動ユニット
３１ Ｘ軸レバー
３４ 従動ローラ
３５ 押圧ローラ
３６ Ｘ軸モータ
３７ 回転角検出カム
３８ 偏心カム
４０ Ｙ軸駆動ユニット
４１ Ｙ軸レバー
４４ 従動ローラ
４５ 押圧ローラ
４６ Ｙ軸モータ
４７ 回転角検出カム
４８ 偏心カム
５０ バネ材
５３，５４ センサー
６０ 基台（ターンテーブル）
６２ ターンテーブル
Claims (2)
- 移動テーブルを直交するＸ方向及びＹ方向に往復移動可能に支持するテーブルガイドと、このテーブルガイドの側方定位置にＸ方向に往復揺動可能に設置され、移動テーブル側への揺動時に移動テーブルをＸ方向に押圧して移動させるＸ軸レバー及びこのＸ軸レバーを揺動させるＸ軸モータ及びＸ軸レバーとＸ軸モータの間にＸ軸モータの回転力をＸ軸レバー側に伝達してＸ軸レバーを移動テーブル側に揺動させるＸ軸用偏心カムを有するＸ軸駆動ユニットと、前記テーブルガイドの側方定位置にＹ方向に往復揺動可能に設置され、移動テーブル側への揺動時に移動テーブルをＹ方向に押圧して移動させるＹ軸レバー及びこのＹ軸レバーを揺動させるＹ軸モータ及びＹ軸レバーとＹ軸モータの間にＹ軸モータの回転力をＹ軸レバー側に伝達してＹ軸レバーを移動テーブル側に揺動させるＹ軸用偏心カムを有するＹ軸駆動ユニットと、移動テーブルにこの移動テーブルをＸ軸レバー及びＹ軸レバーの双方側に押し付ける方向で弾力を常時付勢するバネ材とを具備し、
前記Ｘ軸レバーの先端部上に突設した１本のローラ軸に上下２段に、移動テーブルに常時接触してＸ方向に押圧する押圧ローラと、回転するＸ軸用偏心カムと非摩擦接触して従動回転してＸ軸レバーを揺動させる従動ローラとを回転自在に連結し、
前記Ｙ軸レバーの先端部上に突設した１本のローラ軸に上下２段に、移動テーブルに常時接触してＹ方向に押圧する押圧ローラと、回転するＹ軸用偏心カムと非摩擦接触して従動回転してＹ軸レバーを揺動させる従動ローラとを回転自在に連結したことを特徴とするＸＹテーブル駆動機構。 - テーブルガイドがクロスローラガイドである請求項１記載のＸＹテーブル駆動機構。
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