JPH0212085A - Positioning device - Google Patents

Positioning device

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JPH0212085A
JPH0212085A JP63160575A JP16057588A JPH0212085A JP H0212085 A JPH0212085 A JP H0212085A JP 63160575 A JP63160575 A JP 63160575A JP 16057588 A JP16057588 A JP 16057588A JP H0212085 A JPH0212085 A JP H0212085A
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忠之 久保
Masaru Otsuka
勝 大塚
Yukio Yamane
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Abstract

PURPOSE:To perform a highly accurate positioning operation at a high speed by providing a rough rotation driving mechanism and a vertically driving mechanism constituted by combining a pulse motor and gears, and fine rotation driving mechanism and a vertically driving mechanism using laminated piezo-electric element. CONSTITUTION:An object to be processed is brought onto a table 1 by suction of a vacuum pump. The positional deviation of the object in its rotating direction is first adjusted with relatively rough accuracy by moving a rotary plate 14 against a roof plate 23 by means of a rough rotation driving mechanism composed of a pulse motor and gears 37, 40, 41, etc. Then the table 1 is positioned by moving the table 1 with relative rough accuracy in the vertical direction against the roof plate 23 by means of a vertically moving mechanism composed of a pulse motor 27 and gears 31, 34, etc. Thereafter, the table 1 is highly accurately positioned in the rotating direction through a plate spring member 63 by giving a command voltage to a laminated piezo-electric element 69. Finally, the table 1 is accurately positioned in the vertical and oblique direction by giving a command voltage to a laminated piezo-electric element for vertical drive and moving the plate spring member 63 in the vertical and oblique directions.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野コ 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通した位置決め装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a positioning device for positioning an object to be processed at high speed and with high accuracy in various measuring machines or exposure/printing devices used in semiconductor lithography processes. .

[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。
[Prior Art] Conventionally, in various measuring machines or exposure and printing apparatuses used in semiconductor lithography processes, devices for positioning a workpiece (object to be processed) with respect to a certain reference plane have been designed to roll in a rotational direction, an up-down direction, or an inclination direction. A device having a guide and using a pulse motor or the like as a driving source is known. Also,
For the purpose of more accurate positioning, there is a device that uses an elastic body such as a leaf spring as a guide and a laminated piezoelectric element such as a piezo element as a drive source.

[発明が解決しようとするi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。
[Problem to be solved by the invention] However, according to the above conventional example, in the case of a device using a rolling guide and a pulse motor, (1) highly accurate positioning is not possible due to stick-slip and hysteresis due to rolling friction; (2) Due to guide accuracy, there is no means to correct errors in other components even if they occur. (3) Means to correct even if deviations occur when locked in the direction of movement by the locking mechanism. (4) Since the drive source is a pulse motor or the like, there are drawbacks such as heat generation. Furthermore, when a piezoelectric element such as a piezo element is used, there is a drawback that (5) higher-speed positioning is not possible due to residual vibration of the moving body during piezo drive.

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。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the drawbacks of the prior art, an object of the present invention is to provide a positioning device that can perform positioning with higher precision and at high speed.

[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l111!I]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。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the present invention includes a table to hold and position a processed object, a lifting drive means for vertically moving the table, and a rotating movement for moving the table. Rotation l111! I] A positioning device equipped with a tilting drive means for tilting the table, further comprising a high-precision micro-rotation drive means, the tilting drive means having high precision capable of being displaced also in the vertical direction, After relatively rough positioning by the lifting drive means and the rotation drive means (coarse rotation drive means), the table, the lift drive means and the rotation drive means are integrally rotated with even higher accuracy by the fine rotation drive means and the tilt drive means. ,
It is designed to be raised, lowered and tilted.

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穆勤結果を固定
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、アツ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。
As a drive source for the elevation drive means and coarse rotation drive means,
For example, a pulse motor can be used. A laminated piezoelectric element can be used as the driving source for the fine rotation driving means and the tilting driving means, and it is preferable that the guiding means in the driving direction be guided through an elastic body. Further, it is preferable that the driving source measures the driving amount using a displacement detecting means and performs feedback control. In order to further improve accuracy, we have developed a locking mechanism that fixes the results of relatively coarse precision using the lifting drive means and rough rotation drive means, a damper that absorbs the vibration of the laminated piezoelectric element, and an X-axis and y-axis for length measurement. It is preferable to include an interferometer mirror for axis reference. This reference mirror for laser length measurement has a parallel spring structure with an elastic hinge that absorbs deformation in the longitudinal direction, and the height direction position of the optical axis of the reference mirror for length measurement and the height direction of the table top surface are It is preferable that the mirror attachment part and the mirror are made into an integral structure.

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。
It is preferable to use quenched aluminum alloy powder for parts that have a relatively large proportion of the weight of the entire device and require rigidity.

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。
The entire device may be mounted on an XY stage,
This allows for movement between predetermined positions when transferring or processing objects to be processed.

[作用コ 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。
[Operation] In this configuration, the object to be processed (
When a workpiece) is fed onto the table, this device first
The object to be processed is held on the table by vacuum suction or the like.

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。
At this time, the object to be processed is in a prealigned state.

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11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。
Next, the rough rotation driving means corrects the deviation in the rotational direction of the object to be processed during supply, and the lifting driving means moves the object to a predetermined position in the vertical direction to perform relatively rough positioning.Here, the lifting driving means The lock mechanisms of the coarse rotation drive means and the coarse rotation drive means lock the movement in the vertical direction and the rotation direction. This makes it possible to reduce the voltage applied to the pulse motors of each of the lifting drive means and the rough rotation drive means to zero, thereby reducing the heat generated by the pulse motors.

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。
Further, for example, by applying a command voltage from an external controller to the micro-rotation drive means, the micro-rotation drive means moves in the rotation direction and performs highly accurate positioning in the rotation direction. At this time, based on the movement amount detection result by the displacement detection means, the laminated voltage element
Feedback controlled. Furthermore, highly accurate positioning is similarly performed in the vertical direction and rotational direction by the lifting/lowering driving means.

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。
In this high-precision positioning, other components associated with rolling guide accuracy in coarse positioning and deviations during locking are also corrected, but if the guidance of the fine rotation drive means and the elevation drive means uses an elastic body, Highly accurate correction is performed without causing stick-slip caused by rolling friction or deterioration in positioning accuracy due to hysteresis as in the conventional example. Further, a damper made of vibration damping rubber or the like quickly absorbs the residual vibration of the driven body caused by the laminated piezoelectric element, so that positioning can be performed in a shorter time than conventionally.

[実施例] 以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。[Example] Hereinafter, the present invention will be explained in detail using the drawings.

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。
FIG. 1 is a partially cutaway perspective view showing the exterior and interior of a positioning device according to an embodiment of the present invention.

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ビン
、4はテーブル1の回転方向のずれを規制する回転規制
ビンであって、各々支持板2にねし止めまたは圧入笠に
より固定される。
In the figure, 1 is a table for chucking a workpiece (object to be processed), and 2 is a support plate for supporting the table 1. Reference numeral 3 indicates a positioning bin for positioning the table 1, and 4 indicates a rotation regulation bin for regulating displacement of the table 1 in the rotational direction, and each is fixed to the support plate 2 with screws or press-fit caps.

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。
Figure 2 shows a longitudinal section of the table 1 and the support plate 2.
Reference numeral 5 in the figure represents a groove provided in the table 1, which communicates with a groove 7 in the support plate 2 through a hole 6.

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、多溝を連絡する溝(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。
The grooves 5 and 7 may be shaped like a lattice or concentric circles, and if they are concentric, a groove (not shown) connecting the multiple grooves is provided. A conduit 8 is provided in the support plate 2 and communicates with the groove 7 through a hole 9.

第1図に戻り、10はテーブル1を上下方向に案内する
ボールブツ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
ツシュガイドの鋼球、12は鋼球11を保持する保持器
、13はボールブツシュガイドを構成する外筒である。
Returning to FIG. 1, reference numeral 10 denotes an inner cylinder constituting a ball bush guide that guides the table 1 in the vertical direction, and the support plate 2
It is screwed to (not shown). 11 is a steel ball of the ball bushing guide, 12 is a retainer for holding the steel ball 11, and 13 is an outer cylinder constituting the ball bushing guide.

外筒13は回転板14にねじ止め(図示しない)されて
いる。
The outer cylinder 13 is screwed to the rotating plate 14 (not shown).

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。
15 is a feed screw for raising and lowering the support plate 2, and is in contact with the support plate 2 via a steel ball 16.

17はナツト、18はナツト17を固定するナツト固定
板であり、ナツト固定板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勤面であり、回転板1
4に固定されている。
17 is a nut, 18 is a nut fixing plate for fixing the nut 17, the nut fixing plate 17 is screwed to the outer cylinder 13 (not shown), and 19 is an upper side constituting an axial guide for rotational direction guidance. Transfer plane, rotating plate 1
It is fixed at 4.

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
転勤面である。下側転勤面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上に上側転勤面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、上側転勤面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。
20 is a steel ball, 21 is a retainer that holds the steel ball 20, and 22 is a lower transfer surface that constitutes an axial guide for rotational direction guidance. The lower transfer surface 22 is fixed to the top plate 23. 24 is a ball bearing, which is fixed to the top plate 23 by a shaft 25 and a holding member 26. The ball bearings 24 are provided on the top plate 23 at positions where the side surface of the upper transfer surface 19 is equally divided into three in the circumferential direction, and regulate the radial direction of the upper transfer surface 19. However, in FIG. 1, one ball bearing 24 is not shown.

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
、上側転勤面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2
8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ツト
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の人力軸(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。下側転勤面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。
One of the three ball bearings 24 is pressed against the side surface of the upper transfer surface 19 with a constant force by, for example, a tension coil spring (not shown). 27 is a pulse motor, for example, and the mounting plate 2
It is fixed at 8. The mounting plate 28 is fixed to the rotating plate 14 via legs 29. 30 is a gear fixed to the output shaft of the pulse motor 27. 31 is an intermediate gear that meshes with the pulley 30, and is fixed to a shaft 33 supported by a bearing 32 provided on the mounting plate 28. A gear 34 is fixed to the lower end of the feed screw 15, and rotates at an appropriate reduction ratio relative to the rotation speed of the pulse motor 27 via a gear 30 and an intermediate gear 31. A plurality of tension coil springs (not shown) are provided between a member fixed to the inner cylinder 10, such as the support plate 2, and a member fixed to the outer cylinder, such as the nut fixing plate 18. A downward force is always applied to the plate 2. Further, a rotation stopper (not shown) is provided to prevent relative rotational deviation between the support plate 2 and the rotary plate 14. 35 is a gear head, and 36 is a mounting plate for fixing the gear head 35. The mounting plate 36 is fixed to the rotating plate 14. 37 is a gear fixed to the human power shaft (not shown) of the gear head 35;
It is driven by a pulse motor (not shown in FIG. 1) fixed to the mounting plate 36. 38 is gear head 35
The other end is supported by a bearing 39 provided on the rotary plate 14. 40 is a gear fixed to the support member 38, and 41 is an internal gear fixed to the top plate 23 so as to mesh with the gear. For example, a tension coil spring (not shown) is provided between the lower transfer surface 22 and the rotating plate 14 in order to apply a preload to the rotating plate 14 in the direction of rotation.

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。
FIG. 3 is a perspective view showing a vertical locking mechanism section not shown in FIG. 1, cut away.

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1
4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。
In the same figure, 42 is a lock plate fixed to the support plate 2, and the rotary plate 1 passes through a hole 43 provided in the rotary plate 14.
It protrudes to the bottom of 4. 44 is a suction member for suctioning the lock plate 42; 45 is a lock plate 42 of the suction member 44;
46 is a piping joint fixed to the suction member 44. A hole (not shown) for fixing the piping joint 46 communicates with the trench 45.

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5
0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。
A tube 47 has one end connected to the piping joint 46 and the other end connected to an external vacuum pump (not shown). Reference numeral 48 denotes a leaf spring that holds the suction member 44, and its both ends are attached to the holding plate 5 against the suction member 44 and the support member 49, respectively.
It is fixed by a bolt 51 via the bolt 51. Support member 49
is fixed to the rotating plate 14. The third part of such a configuration
The locking mechanism shown in the figure is provided at two positions facing each other with respect to the center of rotation.

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。
FIG. 4 is a cutaway perspective view of a locking mechanism in the rotational direction that is not shown in FIG. 1.

同図において、52は下側転勤面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S2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5
8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。
In the figure, 52 is a lock base fixed to the lower transfer surface 22, 53 is a piping joint fixed to the lock base 52, and 55 is a lock base fixed to the lower transfer surface 22.
is a hole provided in the upper surface 54 of the lock stand 52. The hole for fixing the piping joint 53 communicates with the hole 55. 56 is a tube connected to the piping joint 53 and an external vacuum pump (not shown). 57 is a suction member for suctioning the lock stand S2, and 58 is a groove provided on the side facing the upper surface 54 of the lock stand 52. Hole 55 is drilled 5
Located within the range of 8. Reference numeral 59 denotes a leaf spring that holds the suction member 57, and both ends thereof are fixed to the suction member 57 and the support member 60 by bolts 62 via a presser plate 61, respectively. The support member 60 is fixed to the rotating plate 14.

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。
The locking mechanism shown in FIG. 4 having such a configuration is provided at two positions facing each other with respect to the center of rotation.

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。
In this embodiment, a photoswitch (not shown) is further provided, and the stroke end and intermediate position in the vertical direction and rotational direction can be detected.

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はアクチエエータホルダ
であり、一端はボルト67により板ばね部材63の溝6
4の外側部分に固定され、他端はボルト68により板ば
ね部旧63の溝64の内側部分に固定されている。
Referring again to FIG. 1, reference numeral 63 is a leaf spring member, which is provided with grooves 64 penetrating in the thickness direction at equal positions in the circumferential direction, and radial grooves 64 at equal positions in the circumferential direction. A plate spring portion 65 is formed. 66 is an actuator holder, one end of which is connected to the groove 6 of the leaf spring member 63 by a bolt 67.
4, and the other end is fixed to the inner side of the groove 64 of the old leaf spring part 63 by a bolt 68.

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、アクチエエ
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、他端は間座フ
4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。フロ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。
69 is a laminated piezoelectric element, and actuator holder 66
It is incorporated with an appropriate seam allowance. Reference numeral 70 denotes a damper material such as vibration damping rubber, which is pressed against the end surface of the actuator holder 66 by a pressing member 72 that is fixed to the leaf spring member 63 with a bolt 71. 73 is a leaf spring for fixing the leaf spring member 63, one end is fixed to the outer part of the groove 64 of the leaf spring member 63, and the other end is fixed to the fixing plate 75 via the spacer flap 4. . The leaf springs 73 are arranged at three positions approximately equally divided into three in the circumferential direction of the leaf spring member 63. Flo is an actuator holder and is fixed to a fixing plate 75.

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。
FIG. 5 is a longitudinal sectional view of the actuator holder 76 portion. 77 is a laminated piezoelectric element that acts as an actuator holder, one end of which has a spacer 78 adhered thereto and is connected to the actuator holder 76 by a bolt 79.
is fixed.

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はビ
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とビン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。
A hinge member 80 is bonded to the other end of the piezoelectric element 77, and the piezoelectric element 77 is fixed to the actuator holder 76 with a bolt 81 via the hinge member 80. Actuator holder 76 is connected to leaf spring member 63 by pin 82 . Here, the amount of horizontal displacement of the laminated piezoelectric element 77 is
is vertically transformed by the hinge 84, and is expanded by the ratio of the distance between the hinge 83 and the hinge 84 and the distance between the hinge 84 and the bin 82. Actuator holder 76
Similar to the leaf spring 73, the leaf spring members 63 are arranged at three positions approximately equally divided into three in the circumferential direction of the leaf spring member 63.

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。
Reference numeral 85 in FIG. 1 is a damper stand, which is fixed to the fixed plate 75.

第6図は、ダンパ台85部分の断面図である。FIG. 6 is a sectional view of the damper stand 85 portion.

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。
Reference numeral 86 denotes a damper material such as damping rubber, which is pressed against the leaf spring member 63 via a presser plate 87 by an adjustment screw 88 attached to the damper stand 85 .

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、かつアクチエエータホルダ76
に対応して3箇所に配置される。
Referring again to FIG. 1, the top plate 23 is fixed to the inner side of the groove 64 of the leaf spring member 63 via a spacer (not shown). Reference numeral 89 is an eddy current type non-contact displacement meter which is a means for measuring displacement in the vertical direction and inclination direction, for example,
It is attached to a holder 90 fixed to the top plate 23, and the tip, which is a sensor part, is arranged so as to face a part that does not move in the inclination direction, for example, the upper surface of the actuator holder 76, with an appropriate gap, and
They are placed in three locations corresponding to the

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6
4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6
3の溝64の内側部分に固定されている。
FIG. 7 shows a sectional view of, for example, a differential transformer mounting portion, which is a rotational displacement measuring means not shown in FIG. In the same figure, 91 is a coil of a differential transformer, and the groove 6 of the leaf spring member 63 is held by the holder 92.
It is fixed to the outer part of 4. Reference numeral 93 is the core of the differential transformer, and the plate spring member 6 is connected to the core by the bar 94 and the mounting base 95.
It is fixed to the inner part of the groove 64 of No. 3.

第1図の96はX@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釉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。
In FIG. 1, 96 is an X@ reference interferometer mirror, and 97 is a y-axis reference interferometer mirror, each of which is fixed to the upper surface of the top plate 23. FIG. 8 is a longitudinal sectional view of the fixing portions of the X-glaze reference interferometer mirror 96 and the Y-axis reference interferometer mirror 97 to the top plate 23.

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9
7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
ねしである。ここで、調整ねじ104により調整駒10
3のヒンジ部を弾性変形することにより、適当な押付は
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の取イ
」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@参照用干渉計ミラー9
7の長手方向に微少量平行移動可能になっている。
In the figure, 98 is a fixing base for fixing the interferometer mirrors 96 and 97 to the top plate 23, 99 is an abutting piece fitted to the fixing base 98, and 100 is an abutting piece for fixing the interferometer mirrors 96 and 97 to the interferometer mirror 96 and the abutting piece 99. The spring 101 biasing against the spring 97 is a spring retainer for the spring 100. The spring presser 101 is a fixed base 98
is fixed. 102 is an interferometer mirror 96 and 9
7 from above, one end is fixed to a fixed base 98, and the other end is attached to interferometer mirrors 96 and 97.
is pressed against the top surface of the 103 is an adjustment piece for adjusting the positions of interferometer mirrors 96 and 97, and 104 is an adjustment screw thereof. Here, the adjustment piece 10 is adjusted by the adjustment screw 104.
By elastically deforming the hinge portion 3, the X-axis reference interferometer mirror 96 and the Y-axis reference interferometer mirror 97 can be held with appropriate pressing force. Furthermore, the heightwise position of the workpiece 107 (table 1) in FIG. 2 and the heightwise position of the optical axis of the interferometer mirrors 96 and 97 match. FIG. 9 shows the recessed part of the fixing base 98 on the top plate 23 as seen from above. Reference numeral 105 in the figure is a hinge for forming a parallel spring, so that the fixed part 106 can be attached to the X-axis reference interferometer mirror 96 or the y@reference interferometer mirror 9.
It is possible to move a small amount in parallel in the longitudinal direction of 7.

次に、本装置の動作を説明する。Next, the operation of this device will be explained.

上記構成において外部から、例えばオーi・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3
8、歯車4o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0次に、パルスモータ27、
歯車30、中間歯車31、歯車34、ナツト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1゜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ぜることにより、
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56e
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
51!J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
In the above configuration, when a workpiece 107 that has been prealigned by, for example, an O-i-hand is supplied onto the table 1 from the outside, the conduit 8 provided on the support plate 2 in FIG.
The workpiece 107 is attracted onto the table 1 by, for example, a vacuum pump connected to the table 1 . Next, the pulse motor (not shown), the gear 37 in FIG. 1, the gear head 35, and the support member 3
8. The rotary plate 14 is moved in the rotational direction relative to the top plate 23 by a rough rotation drive means including the gear 4o, the internal gear 41, etc., and the positional deviation in the rotational direction when the workpiece 107 is supplied is relatively coarse. A pulse motor 27 for zero-order correction with precision;
The table 1 is moved with relatively rough accuracy in the vertical direction relative to the top plate 23 by a lifting drive means including a gear 30, an intermediate gear 31, a gear 34, a nut 17, a feed screw 15, etc.
Positioning is performed at a predetermined position by operating, for example, a vacuum pump connected to the tube 47 in the vertical locking mechanism shown in FIG.
The adsorption members 44 sandwich the lock plate 42 from both sides and lock the vertical movement of the table 1. Also, in the locking mechanism in the rotational direction shown in FIG. 4, the tube 56e
The suction member 57 is suctioned to the upper surface 54 of the lock stand 52 by a connected vacuum pump, for example, and the rotation direction of the rotary plate 14 is 51! Lock J. Therefore, the movement of the table 1 relative to the top plate 23 is thereby locked.

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。
At this time, the currents of the pulse motors of the rotary drive system and the lifting drive system are cut off or reduced.

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どコア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。
Next, by applying a command voltage from an external controller to the laminated piezoelectric element 69 shown in FIG. , and performs highly accurate positioning of the table 1 in the rotational direction. At this time, the amount of movement of the inner portion of the groove 64 of the leaf spring member 63 is detected by a differential transformer consisting of a coil 91 and a core 93 shown in FIG. 7, and the laminated piezoelectric element 69 provides feedback based on this detected value. Controlled by control.

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6
3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穆勅し、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。
Next, by applying a command voltage from an external controller to the laminated piezoelectric element 77 shown in FIG.
3 in the vertical direction and in the inclination direction relative to the fixed plate 75 using the leaf spring 73 as a guide, thereby positioning the table 1 with high precision in the up-down direction and in the inclination direction. At this time, the amount of movement of the leaf spring member 63 is the first
It is detected by the eddy current type non-contact displacement meter 89 shown in the figure, and the laminated piezoelectric element 77 is controlled by feedback control based on this detected value.

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。そこで木実流側では、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1000 kgf/m@”で一般のアルミ合金
よりも大きく、線膨張係数はtsxto−’/℃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。
When reducing the weight of devices, aluminum alloys and ceramics are generally used as structural materials. However, aluminum alloys lack rigidity, ceramics are unsuitable for complex shapes, and tap hole machining requires some ingenuity. Therefore, on the Kinomi style side, for example, the top plate 23,
Rapidly solidified aluminum powder alloy is used for members such as the leaf spring member 63 and the rotating plate 14, which have a relatively large weight ratio with respect to the entire device and require rigidity. For example, this material has a Young's modulus of 1000 kgf/m@'', which is larger than a general aluminum alloy, and a linear expansion coefficient of tsxto-'/°C, which is close to that of steel. Weight reduction is achieved while minimizing deformation caused by differences in linear expansion coefficients.

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はピストンウッド、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110はまた、押え部材112
に刻して摺動可能に嵌着されている。
FIG. 10 is a sectional view showing another example of the lifting/lowering drive mechanism of the apparatus shown in FIG. 1. In the figure, 108 is a pressure receiving member slidably fitted into a cylinder portion 109 provided in the inner cylinder 10, 110 is a piston wood, and 111 is a pressure receiving member whose upper end is sandwiched between the piston rod 110 and the pressure receiving member 108. The bellofram 112 fixed thereto is a holding member that holds and fixes the lower end of the bellofram 111 between it and the inner cylinder 10. The piston rod 110 also has a presser member 112
It is engraved and slidably fitted.

113は押え部材i12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。
113 is a presser screw for fixing the presser member i12, and 114 is a support plate 2 for supplying compressed fluid to the upper surface of the pressure receiving member 108.
This is a conduit installed in the

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1
.・、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8勤する。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ととができる。
In the above configuration, when compressed fluid is supplied into the pipe line 114, the pressure receiving member 108 tries to move downward due to the pressure.
.. - Relatively, the inner cylinder 10 and the support plate 2 move upward until the flange portion of the piston rod 110 abuts against the holding member 112. Thereafter, the feed screw 15 is rotated by a pulse motor (not shown), and the inner cylinder 10 and the support plate 2 are moved upward eight times to a predetermined position. In this way, by dividing the necessary stroke into a range where accuracy is required and a range where accuracy is not required, the positioning time can be shortened.

[実施例の変形例] ざらに、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。
[Modifications of Embodiments] In general, the present invention is not limited to the above embodiments, and can be implemented with appropriate modifications.

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。
For example, the lifting drive mechanism or rotary drive mechanism using a combination of a pulse motor and gears in the apparatus shown in FIG. 1 may be replaced by a belt drive system using a pulse motor, a pulley, and a belt.

また1、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?
t 1ift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。
1. The locking mechanism shown in FIGS. 3 and 4 uses a vacuum suction system, but what about the suction members 44 and 57?
It may be adsorbed by magnetic force as a t 1ift stone, or it may be mechanically clamped using an air cylinder or the like.

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ツ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。
Furthermore, in FIG. 1, an X-axis reference interferometer mirror 96 and a Y-axis reference interferometer mirror 97 are mounted on the top plate 23, but instead of these, for example, two
The side surface may be a mirror surface, and the top plate and mirror may be integrally constructed. At this time, when the top plate is made of ceramic to reduce weight, the side surfaces to be made into mirror surfaces can be made into mirror surfaces by applying, for example, chemical nickel plating and wrapping with a plating layer. In this way, by forming the top plate and the mirror into an integral structure, deformation caused by attaching the mirror can be eliminated, and adjustment of orthogonality can also be made unnecessary.

[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。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, the following effects can be obtained.

(1)パルスモータ等を■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。
(1) Coarse rotation drive means and elevation drive means that perform relatively coarse positioning using a pulse motor etc. as a drive source, and fine rotation drive means and elevation drive that perform relatively precise positioning using a laminated piezoelectric element etc. as a drive source. Because of the configuration having the means, high-speed and highly accurate positioning is possible.

(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WJ、勅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。
(2) Highly accurate positioning is possible by using a fine rotation drive means using a laminated piezoelectric element as a drive source, the lifting WJ, and the guide means using leaf springs to avoid hysteresis due to frictional force.

(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。
(3) The fine movement section using the laminated piezoelectric element as a drive source has a displacement detection means, and by using this configuration to perform feedback control, highly accurate positioning is possible.

(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。
(4) The fine movement section using the laminated piezoelectric element as a drive source has a damper made of vibration damping rubber, for example, so that the damping ability is improved and the positioning time can be shortened.

(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。
(5) The lifting drive means and rough rotation drive means that use a pulse motor as a drive source have lock mechanisms in the vertical direction and rotation direction, so that the voltage applied to the pulse motor can be set to zero after rough positioning is completed. This makes it possible to reduce the heat generated by the pulse motor.

(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。
(6) By fixing the fixing part of the mirror for laser length measurement via a parallel spring structure with an elastic hinge that can be deformed in the longitudinal direction of the mirror, the difference in thermal expansion due to the difference in material between the mirror and the mirror fixing part can be reduced. Since it can be absorbed, it becomes possible to absorb deformation due to bimetal.

(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、アツ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。
(7) The position of the optical axis of the laser length measurement mirror in the height direction,
By configuring the position of the table top surface in the height direction to match, it becomes possible to perform measurement without an error, and to perform highly accurate positioning.

(8)レーザ測長用ミラーとその取り付は部を一体構造
とするこにより、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。
(8) By integrating the laser length measurement mirror and its mounting, deformation caused by mounting the mirror can be eliminated, and there is no need to adjust orthogonality, improving measurement accuracy and ease of assembly work. improvement can be achieved.

(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、昇降駆動手段をざらに
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。
(9) By incorporating, for example, an air cylinder into the elevating drive means using a pulse motor or the like as a drive source, the elevating drive means can be structured to have two types of drive means: coarse movement and fine movement, thereby reducing the positioning time. A further reduction in can be achieved.

(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。
(10) With the structure shown in FIG. 1, a thin positioning device can be obtained.

(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。
(11) By using a rapidly solidified aluminum powder alloy for the structural member, weight reduction can be achieved while maintaining rigidity and reducing deformation caused by differences in linear expansion coefficients.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

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、 :保持器、13:外筒、14:回転板、:送りねじ、1
7:ナツト、 二上側転勤面、20:鋼球、 :保持器、22;下側転勤面、 :天板、24:ボールベアリング、 :パルスモータ、42:ロック板、 :吸着部材、48:板ばね、 二ロック台、57:吸着部材、 :板ばね、63:板ばね部材、 :放射状板ばね部、69:積層圧電素子、:ダンパ材、
73:板ばね、 :固定プレート、77:積層圧電素子、:ダンパ材、 :渦電流式非接触変位計、91:コイル、:コア、96
:x軸参照用干渉計ミラー=y軸参照用干渉計ミラー 105:ヒンジ、107:ワーク、 108:受圧部材、11o:ピストンロンド、111:
ベロフラム。 特 許 出 願 人 キャノン株式会社
FIG. 1 is a partially cutaway perspective view showing the exterior and interior of a positioning device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a partially detailed sectional view of the device shown in FIG. 1, and FIG. FIG. 4 is a cutaway perspective view showing the locking mechanism part in the vertical direction of the device shown in FIG. 1; FIG. 5 is a perspective view showing the locking mechanism part in the rotational direction of the device shown in FIG. FIG. 6 is a vertical cross-sectional view of the damper in the tilt direction of the device shown in FIG. 1, and FIG. 7 is a longitudinal cross-sectional view of the device shown in FIG. FIG. 8 is a vertical cross-sectional view of the mirror fixing part of the device shown in FIG. 1; FIG. 9 is a shape explanatory diagram of the mirror fixing part of the device shown in FIG. 1;
FIG. 10 is a longitudinal cross-sectional view showing an elevation driving means according to another embodiment of the present invention. 1: Table, 10: Inner cylinder, 11: Steel ball, : Cage, 13: Outer cylinder, 14: Rotating plate, : Feed screw, 1
7: Nut, Upper transfer surface, 20: Steel ball, : Cage, 22; Lower transfer surface, : Top plate, 24: Ball bearing, : Pulse motor, 42: Lock plate, : Adsorption member, 48: Plate Spring, two-lock stand, 57: Adsorption member, : Leaf spring, 63: Leaf spring member, : Radial leaf spring part, 69: Laminated piezoelectric element, : Damper material,
73: Leaf spring, : Fixed plate, 77: Laminated piezoelectric element, : Damper material, : Eddy current type non-contact displacement meter, 91: Coil, : Core, 96
: x-axis reference interferometer mirror = y-axis reference interferometer mirror 105: hinge, 107: workpiece, 108: pressure receiving member, 11o: piston rond, 111:
Bellofram. Patent applicant Canon Co., Ltd.

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] (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。
(1) A table to hold and position the object to be processed, a lifting drive means for vertically moving the table with relatively rough precision, and a rough rotation drive means for rotationally moving the table with relatively rough precision. , a fine rotation drive means for integrally rotating the table, the elevation drive means and the coarse rotation drive means with relatively high precision; and a fine rotation drive means for integrally rotating the table, the elevation drive means and the coarse rotation drive means with relatively high precision 1. A positioning device comprising: a tilting drive means for tilting and raising/lowering the positioning device.
(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。
(2) The fine rotation drive means and the tilt drive means include a laminated piezoelectric element, whereby the table, the elevation drive means, and the coarse rotation drive means are integrally rotated, tilted, and raised with relatively high precision. The positioning device according to item 1.
(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。
(3) The positioning device according to claim 1, wherein the fine rotation drive means and the tilt drive means have guide means for guiding each drive direction via an elastic body.
(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。
(4) The positioning device according to claim 1, wherein the elevating and lowering drive means and the rough rotation drive means each include a locking mechanism that fixes movement in the vertical direction and rotational direction.
(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。
(5) Claim 1, wherein the fine rotation drive means and the tilt drive means each include a displacement measurement means for measuring the amount of drive.
The positioning device described.
(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。
(6) The positioning device according to claim 1, wherein the fine rotation drive means and the tilt drive means each include a damper in the drive direction.
(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
(7) The fine rotation driving means and the tilting driving means are provided with a reference mirror for laser length measurement on the member that is finely moved by them, and the optical axis of the laser irradiated onto the reference mirror is aligned with the height position of the top surface of the table. 2. The positioning device according to claim 1.
(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。
(8) The fine rotation driving means and the tilting driving means are provided with a reference mirror for laser length measurement on a member that is finely moved by them, and the reference mirror for laser length measurement has an elastic hinge that absorbs deformation in the longitudinal direction. The positioning device according to claim 1, wherein the positioning device is provided on the member via.
(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。
(9) The positioning device according to claim 1, which is mounted on an XY stage.
(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。
(10) The positioning device according to claim 1, wherein quenched aluminum powder alloy is used in required portions.
(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。
(11) The elevating drive means and the rough rotation drive means are equipped with a pulse motor as a drive source and a locking mechanism for fixing movement in the vertical direction and rotational direction, and after positioning the table, the locking mechanism locks the table. 2. The positioning device according to claim 1, wherein the voltage applied to each pulse motor is reduced or cut off for all phases.
(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。
(12) The fine rotation driving means has an elastic body that guides the movable member relative to the fixed member, and a displacement measuring means that detects the relative position between the movable member and the fixed member, and the detection value of the displacement measuring means The positioning device according to claim 1, wherein the positioning device performs position feedback based on.
(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。
(13) The positioning according to claim 1, wherein the fine rotation drive means has a reference mirror for laser length measurement on the member that is finely moved by the fine rotation drive means, and feedback control is performed by angle measurement using the reference mirror. Device.
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