JPH028853B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は位置出しテーブル装置に係り、特に基
台上を水平方向に移動可能なテーブルを備えた金
属顕微鏡や輪郭測定器、工作機械用作業テーブル
等に利用される好適な位置出しテーブル装置に関
する。

ICペレツトと呼ばれる集積回路の形成された
ウエハーの表面上の傷を検査するのに、一般に反
射照明装置を備えた金属顕微鏡が用いられる。こ
の顕微鏡は、載物台が手動でＸ軸方向（横方向）
及びＹ軸方向（縦方向）に十字動するようになつ
ており、検査者は、この載物台上に定置したIC
ペレツトを接眼部から覗き込みながら手送りで載
物台をＸ軸及びＹ軸方向に移動させ、視野内に部
分的に拡大された像内の傷の有無を検査してい
た。

この様な金属顕微鏡や投影検査機、工具顕微鏡
等において、前記載物台の摺動抵抗を少なくする
ことは、テーブル上に載置された試料を所定の位
置に移動し、定置させるための操作を軽く行うた
めに重要である。しかし、一般に前記テーブルは
断面形状山形のレールと平坦レールとによつて保
持されており、テーブルが比較的重量のある場合
には、平坦レール部分における面接触による抵抗
が増大し、移動操作が重たくならざるを得ない。

従来の載物台を第１図に基づいて説明する。

工具顕微鏡等の基台１の上面には、山形レール
２と平坦レール３とが設けられており、この基台
１の上面に載置される滑台４の底面には、前記山
形レール２に嵌合し得るＶ溝５と、平坦レール３
に対応する当り面６とが設けられており、滑台４
はそれぞれを相対応して基台１上に設置されてい
る。

更に、この滑台４の上面には、前記山形レール
２と直角をなす向きの山形レール７と平坦レール
８とが設けられており、この滑台４の上面に載置
されるテーブル９の底面には、前記山形レール７
に嵌合し得るＶ溝１０と平坦レール８に対応する
当り面１１とが設けられており、前記テーブル９
は前記それぞれを相対応して滑台４上に設置され
ている。従つて、前記滑台４とテーブル９とは互
いに十字をなすようにして移動でき、いわゆる十
字滑台をなしている。

この様な従来の載物台においては、互いに対応
する山形レール２とＶ溝５及び山形レール７とＶ
溝１０とを隙間なく加工するのは極めて困難であ
る。

一般には、テーブル９の移動操作を軽くするた
めには摺動抵抗を小さくしなければならないが、
摺動抵抗が小さくできた時はレール２，７と溝
５，１０との嵌合があまく、テーブル位置の精度
をμmオーダーで確保するのが困難である。逆に、
精度が得られたとすると摺動抵抗が極めて大とな
る欠点があつた。このことは、テーブル９の移動
を自動化させようとした場合の弊害となる。更
に、テーブル９、滑台４、基台１の各平行度や直
角度を精度良く加工することは非常に困難であ
る。また、この様な従来の載物台ではテーブル９
と基台１との間に介装される滑台４の厚さが厚
く、更に摺動寸法分だけ余分にレール長が必要と
なるため、装置全体が過大となり、これらのこと
からコスト高となつていた。

前述のごとく従来の山形レールの面接触による
滑台を十字に組み合わせてなる載物台は、摺動抵
抗を小さくしようとすればテーブルの位置精度確
保が困難であり、また構造上から装置全体が大き
くならざるを得ず、高価なものとなる欠点を有し
ている。従つて、この載物台に移動量読取装置を
組み合わせた位置出しテーブル装置も、同様な欠
点を有している。

本発明の目的は、製作が容易で小型軽量化が可
能な位置出しテーブル装置を提供するにある。

本発明は、基台とテーブルとの係合部に設けら
れる山形レールを削除し、テーブルが基台上面を
水平全方向に自由に移動できるようにするととも
に、テーブルの載置面以外の側面等を利用して加
工容易な形状にて位置規制をし、かつ、直交２軸
線方向の移動量をマイクロメーターヘツドで検出
することにより、前記目的を達成しようとするも
のである。

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明
する。

硬質鋼材または石材等で形成され、上面を平滑
な水平面に加工された基台２１の上面には、複数
個の鋼球２２がリング状のリテーナ２３にて保持
されてなる中間部材としてのベアリングユニツト
２４が移動自在に載置されている。このベアリン
グユニツト２４の上面には、硬質鋼材または石材
等からなり、下面を平滑な水平面とされたテーブ
ル２５が載置されており、このテーブル２５は、
前記基台２１の上面をベアリングユニツト２４を
介してどの方向へも軽い力で移動可能に構成され
ている。

テーブル２５の側端面には、少なくとも２辺が
互いに直交するＸ，Y2軸線方向に延長された直
交側面２６が設けられている。この直交側面２６
の各面には、２つの回転ローラ２７が両端に取り
付けられてなる位置規制部材２８が、それぞれの
直交側面２６に対応して直交配置され、かつ、各
直交側面２６に当接されて当該直交側面２６をそ
の延長方向に案内するようになつている。

前記各位置規制部材２８には、それぞれ２本の
ガイドポスト２９が水平方向に固定されており、
このガイドポスト２９は、前記基台２１に設けら
れる案内ブロツク３０に摺動可能に支承されてい
る。案内ブロツク３０の中央部近傍には、前記直
交配置された位置規制部材２８に対応して各１
個、計２個のマイクロメーターの調整機構いわゆ
るマイクロメーターヘツド３１が取付けられてお
り、このマイクロメーターヘツド３１の先端は、
位置規制部材２８の背面に当接されている。位置
規制部材２８のマイクロメーターヘツド３１の先
端が当接される部分は、硬球等を埋め込んで構成
された球状の当接部３２が形成されている。

マイクロメーターヘツド３１のハンドル３３を
回動させることにより、位置規制部材２８は、案
内ブロツク３０とガイドポスト２９とで構成され
る案内部３４に沿つてテーブル２５の当接する側
面に対し、直角方向に進退動できる。

また、テーブル２５の中央部近傍の底面には、
付勢手段としての１本の引張ばね３５の一端が係
止されており、この引張ばね３５の他端は、第４
図に示されるごとく、基台２１の側端面に設けら
れるばね力調整手段としてのアジヤストスクリユ
３６に係止されている。このアジヤストスクリユ
３６にはナツト３６Ａが螺合されており、このナ
ツト３６Ａを回動させることにより、引張ばね３
５の力を調整できる。更に、基台２１には、前記
引張ばね３５を通すための孔３７が上面に対し傾
斜して設けられている。

前記調節手段としてのアジヤストスクリユ３６
は、基台２１に直交して設けられている２つの位
置規制部材２８の丁度中間の位置の基台２１の側
端面に係止され、引張ばね３５の力によりテーブ
ル２５は、２つの直交する位置規制部材２８に均
等な力にて押し付けられている。更に、引張ばね
３５はテーブル２５を斜下方へ引つ張つているた
め、テーブル２５はベアリングユニツト２４へも
付勢されている。

次に作用を説明する。

テーブル２５の上面に被測定物を載置した後、
これを任意の方向へ移動する際は、マイクロメー
ターヘツド３１のハンドル３３を回動させる。こ
れにより、テーブル２５は、直交して設けられる
他方の位置規制部材２８に沿つて進退する。マイ
クロメーターヘツド３１は互いに直交して２個所
設けてあるので、それぞれを選択して用いること
により、テーブル２５を平面上の任意の位置に移
動できる。

なお、マイクロメーターヘツド３１は、それぞ
れテーブル２５を案内ブロツク３０から遠ざける
方向へ位置規制部材２８を移動させる様に押し付
け力が作用し、一方、マイクロメーターヘツド３
１が引かれると、引張ばね３５の力によりテーブ
ル２５も位置規制部材２８と共に後退する。

このようにしてマイクロメーターヘツド３１を
操作することにより、テーブル２５を任意の位置
に移動できる。

本実施例によれば、従来例のごとく、基台とテ
ーブルとにＶ溝とＶ山とを対応させて加工すると
いう極めて精度出しに注意を必要とする困難な加
工をしなくとも、基台２１の上面とテーブル２５
との下面との平面加工のみでよく、加工時間の短
縮と精度向上の両方が可能である。この際、平面
加工は、基台２１の上面あるいはテーブル２５の
下面の全面を必ずしも必要とせず、部分的でもよ
い。

また、従来のＶ溝とＶ山との組み合わせでは、
テーブル、中間部材（滑台）、基台のそれぞれの
平行度や直角度を精度良く加工するのが大変であ
つたが、本実施例においては、テーブル２５の２
つの側端面を互いに直交するように加工するのみ
で良い。

更に、最も効果的なことは、従来のＶ溝、Ｖ山
構造では前述のごとく、非常に精度確保が困難で
あり、例え精度良く加工できたとしても、摺動抵
抗は逆に大きくなつてしまい、テーブルの滑らか
な移動を阻害していたものが、本実施例では鋼球
２２を介してテーブル２５を移動させる構造のた
め、理論上は全くクリアランスが無くても、しか
もすべり抵抗より何倍も小さなころがり抵抗で、
スムーズで精度の高いテーブル２５の移動が可能
となることである。

その結果、装置は従来のものに比べ小型軽量化
でき、更にはテーブル２５の移動をモータ等を使
つて自動化させようとした際にも、モータの負荷
が小さくてすみ、構造が簡単で、軽量かつ高精度
な装置を安価に作れる。

また、テーブル２５が水平方向へ移動する際
は、基台２１との間に介装されているベアリング
ユニツト２４が転がり抵抗であるため、非常に軽
い力で移動できる。

本実施例のごとく、ベアリングユニツト２４の
鋼球２２がリテーナ２３に保持され、このリテー
ナ２３も鋼球２２の転動に応じて自由に動ける構
造では、ベアリングユニツト２４は、テーブル２
５の水平方向移動量の半分だけ移動させればよい
から、従来の１／４のスペースで従来と同量の移
動をでき、換言すれば、従来と同一スペースなら
より大きな範囲の移動を可能にできる。また、基
台２１の大きさを大きくしないまま、ベアリング
ユニツト２４を大きくしても移動範囲を十分にと
れるから、ベアリングユニツト２４を比較的大き
く形成することにより、テーブル２５の動きを安
定させることができる。更に、この様な構造にす
ることにより、ローラを基台２１に埋設する方法
に比べ、テーブル２５を移動させる時の摺動、こ
ろがり抵抗は半分となり、ますます２５を軽い力
で移動させることができる。

その他、本実施例のごとくテーブル２５が水平
面上を自在に動ける構造では、必要に応じてテー
ブル２５をマニユアルで無方向に移動することも
容易である。

また、従来のＶ溝、Ｖ山構造に比べると、テー
ブル２５と基台２１とを分解したり、再組立する
作業が容易であり、メンテナンス性が良い。

なお、本実施例においては、テーブル２５の移
動量は、マイクロメーターヘツド３１に設けられ
る目盛で読み取る方式であるが、これも第５図に
示されるごとく、電気式エンコーダをマイクロメ
ーターヘツド３１に組み込むことで、Ｘ軸方向、
Ｙ軸方向のそれぞれの移動量を表示器３８にてデ
ジタル表示させることもできる。この場合、作業
者が移動量を見やすいことは勿論のこと、デジタ
ル表示であれば、読み取る人による数値のばらつ
きも無くなる。更に、自動化等を行う場合には、
表示されるデジタル移動量をそのまま位置検出信
号として利用することも考えられる。電気式エン
コーダとしては、光電型、磁気型、静電容量型、
接点型等、移動量を電気信号として取り出せるも
のであればよく、また、それに必要な電気回路制
御装置４９は、基台２１またはテーブル２５内に
溝（図示せず）等を設けて収納される。

また、本実施例における位置規制部材２８は、
テーブル２５の被測定物載置面の外側に配設して
あるが、これは説明上わかりやすくするためのも
ので、実施に当たつては第６図に示されるごと
く、テーブル２５の側面に凹部３９を設け、この
中に前記位置規制部材２８を埋設することによ
り、テーブルの移動可能量を増やしたり、位置出
しテーブル装置全体を小さくすることもできる。

本実施例の位置出しテーブル装置は、単に作業
台や顕微鏡用に利用するのみならず、三次元測定
器等に使えば、固定台の場合、プローブ側を移動
させていたものが、テーブル側を動かすことによ
りプローブを固定させておくこともできる。被測
定物が比較的小さい場合など、非常に利用価値の
高いものとなろう。

更に、第２図〜第４図において、テーブル２５
の付勢手段として引張ばね３５が用いられている
が、付勢手段としては第７図に示されるごとく圧
縮ばね４０を、引張ばね３５が取付けられる位置
の反対側位置に設けても、同様の効果が得られ
る。

更に、テーブル２５に透光部分を設け、この透
光部分と干渉しない位置に引張ばね３５等の付勢
手段を設ければ、本発明を透光式の投影機の位置
出しテーブルとして利用できる。

本発明は、位置出しテーブル装置において前述
のごとき構成したので、製作が容易で小型軽量化
が可能な位置出し機能を備えた位置出しテーブル
装置を提供することができるという効果を有す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の位置出しテーブルに用いられる
載物台を示す斜視図、第２図は本発明の一実施例
である位置出しテーブルを示す平面図、第３図は
第２図の−線に沿う断面図、第４図は第２図
の−線に沿う断面図、第５図は第２図の実施
例に電気式位置検出装置を組み込んだ場合の表示
部取付位置を示す平面図、第６図は第３図の位置
規制部材取付部の他の実施例を示す部分断面図、
第７図は第２図〜第４図の付勢手段の他の実施例
を示す平面略図である。 ２１…基台、２４…ベアリングユニツト、２５
…テーブル、２６…直交側面、２８…位置規制部
材、３１…マイクロメータヘツド、３５…付勢手
段としての引張ばね、３８…表示器、４０…付勢
手段としての圧縮ばね、４９…位置検出装置用電
気回路制御装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 上面を平滑な水平面に形成された基台と、 この基台上を水平面内で移動可能に設けられる
   とともに、下面を平滑な水平面に形成され、か
   つ、直交するＸ，Y2軸線方向のそれぞれに延長
   された直交側面を有するテーブルと、 前記基台の上面とテーブルの下面との間に介装
   されてテーブルの円滑な移動を可能にするととも
   に、リング状のリテーナを有するベアリングユニ
   ツトと、 前記テーブルの直交側面のそれぞれに当接可能
   に配置されるとともに、直交側面の各々をその延
   長方向に案内し、かつ、自身は前記基台側に支持
   されて当該各直交側面の延長方向と直交する方向
   にそれぞれ移動可能にされた２個の直交配置され
   た位置規制部材と、 前記基台とテーブルとの間に渡設され、テーブ
   ルの直交側面の各々をそれぞれに対向された位置
   規制部材に当接するよう付勢する１本のばねと、 前記直交配置された２個の位置規制部材の各々
   にそれぞれ対向配置されて基台側に支持されると
   ともに、各位置規制部材を介して前記テーブルの
   直交側面の各々に関与し、当該位置規制部材を前
   記ばねの付勢力に抗して変位させて前記テーブル
   を変位させ、かつ、その変位量を読取り可能な２
   個のマイクロメータヘツドと、 を具備したことを特徴とする位置出しテーブル装
   置。