JPH03297042A - 位置決めステージの駆動機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、物体を載置した位置決めステージを駆動して
当該物体の位置決めを高精度で行う位置決めステージの
駆動機構に関する。

〔従来の技術〕

試料テーブルに物体を載置し、試料テーブルを移動して
物体の位置決めを行う装置は、例えば、半導体製造装置
、電子顕微鏡装置等の多くの分野に使用されている。

このような位置決めを行う装置は、通常、比較的大きな
単位ストロークで駆動される粗動ステージと、この粗動
ステージ上に載置されて微小な単位ストロークで駆動さ
れる微動ステージとを備えている。位置決め対象となる
物体は微動ステージ上に載置される。以下、このような
粗動、微動ステージに使用可能な位置決めステージの一
例を第３図および第４図を用いて説明する。

第３図は従来の位置決めステージの一部の斜視図である
。図で、１は位置決めステージのベース、２はベース１
に固定された台、３は台２上に固定され出力軸３ａを有
するアクチュエータである。

アクチュエータ３には、減速機付ＤＣサーボモ−夕やダ
イレクトドライブモータ等が使用される。

以下、アクチュエータ３を減速機付サーボモータ（単に
モータという）として説明する。４はモータ３により駆
動される試料テーブル（以下単にテーブルという）であ
る。テーブル４の上に微動テーブルが固定載置され、そ
の微動ステージ上に物体が載置されるが、それらの図示
は省略されている。４ａはテーブル４と一体形成された
ガイド、５はテーブル４と一体形成されたスライダであ
る。

６はモータ３の出力軸３ａに圧接されるローラ保持体で
ある。このローラ保持体６の構成は後述する。７はロー
ラ保持体６の出力軸３ａに対する圧接力を調整するねじ
機構である。８はベース１とテーブル４との間に嵌合さ
れたニードルローラを示す。なお、図示されていないが
ベース１とガイド４ａとの間にもローラが適用され、ニ
ードルローラ８とともにテーブル４の円滑な移動を保証
する。

第４図は第３図に示すローラ保持体の平面図である。図
で、第３図に示す部分と同一部分には同一符号が付しで
ある。６ａはベース１に支持された保持部、６ｂ、６ｃ
は保持部６ａに回転可能に支持されたバックアップロー
ラである。これらハックアップローラは保持部６ａを出
力軸３ａの方へ移行させることにより出力軸３ａに圧接
される。

９はスライダ５を挟んで出力軸３ａと対抗して配置され
た他のハックアップローラである。このバックアップロ
ーラ９は第３図では図示が省略されている。

テーブル４を変位させて位置決めを行うべく、モータ３
を駆動すると、その出力軸３ａが回転する。出力軸３ａ
はバックアップローラ６ａ、６ｂ、９によりスライダ５
に圧接されているので、スライダ５は出力軸３ａとの間
の摩擦係数に応じた駆動力により移行せしめられる。し
たがって、テーブル４もガイド４ａに案内されスライダ
５と一緒に変位せしめられ、これにより位置決めが行わ
れる。

〔発明が解決しようとする課題〕

テーブル４は、それ自体の重量を有するとともに、その
上に図示しない微動ステージおよび位置決め対象物体が
載置されるので、全体として相当の重量となる。このた
め、テーブル４を駆動するにはかなり大きな駆動力を要
するが、駆動力が不足して所要の位置決めを行うことが
できなくなるおそれがある。

このような事態が生じるのを避けるためには、出力軸３
ａのスライダ５への押付力を大きくし、両者の摩擦係数
と当該押付力との積である駆動力を大きくすればよいが
、このようにすると出力軸３ａに大きな曲げモーメント
が加わり、がっ、当該押付力を与える治具がベース側面
に取付けられているため押付力の反力がベース側面を微
小変形させ、これら両者によってテーブル４の変位に影
響を生じる。

したがって、ベース側面が微小変形しないように強度を
大きくする方法がとられるが、そのため、重量が大きく
なるという問題があった。

本発明の目的は、上記従来技術における課題を解決し、
大きな駆動力を得ることができる位置決めステージの駆
動機構を提供するにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するため、本発明は、物体を載置して
その高精度な位置決めを行う位置決めステージにおいて
、この位置決めステージの試料テーブルと一体に構成さ
れた被駆動体と、前記試料テーブルを駆動するアクチュ
エータと、両端が前記被駆動体に固定され当該両端間で
前記アクチュエータの出力軸に掛け渡されたベルトと、
前記出力軸の両側に配置され前記ベルトを前記出力軸に
圧接するローラとを設けたことを特徴とする。

〔作用〕

アクチュエータを励起すると、その出力軸が回転し、ロ
ーラにより当該出力軸に圧接されたベルトを、出力軸と
の間の摩擦により、その回転に伴って一方向へ移行させ
る。これにより、ベルトの両端が固定された被駆動体も
ベルトとともに同一方向へ変位せしめられる。

〔実施例〕

以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明する。

第１図は本発明の実施例に係る位置決めステージの駆動
機構の斜視図である。図で、３は第３図に示すものと同
じモータ、３ａはその出力軸、５はスライダである。ｌ
ｌａ、ｌｌｂはベース１に位置調節可能に支持されたバ
ックアップローラを示す。１２はスラ・イダ５に沿って
張設されたベルトであり、その両端は固定手段１３；４
によりスライダ５に固定されており、その中間は出力軸
３ａに掛け渡されている。バックアップローラｌｌａ、
１１ｂは、出力軸３ａの両側においてベルト１２を外側
から押圧し２、その押圧力が所定の圧力となるように位
置が調節されその状態でベース１のケースに固定される
。

モータ３が駆動され、その出力軸３ａが回転すると、バ
ックアップローラｌｉａ、ｌｌｂによって出力軸３ａに
圧接されたベルト１２は、出力軸３ａとの間の摩擦力に
、より出力αｉ３３の回転に伴ってその回転方向にδξ
、た方向−１移行する。このとき、バック了ッグ１コー
ラ１．１ａＸｉｌｌ）もベルト１２の移行により回転し
、ヘルド１２の移行は円滑に行われる。５ベルト１２ｃ
）両端はスライダ５に固定されているので、ベルト１２
とともにスライダ５も移行し、結局、テーブル４が変位
せしめられる。

ここで、本実施例の駆動機構の駆動力が従来機構の駆動
力より大きい理由を、第２図を参照しながら説明する。

今、ベルト１２の張力をＴ、出力軸３ａの半径をｒ、−
・ルト１２の巻掛け角をα、ベルト１２と出力軸３ａと
の間の摩擦係数をμとすると、駆動トルクでは次式で表
される。

τ−ｒＸＴ　　（ｅμ’−１）　　＝−・・−・・・・
・・・・・・−・・　（１）したがって、駆動力Ｐは τ Ｐ＝　　　　　　　−”Ｔｒｅμ４−１　　）　　・・
・・・・・・・・・・　（２）となる。

上式の各便に実際の数値例、μｍ０．２、α−・３．１
４、Ｔ＝１００Ｎを代入してみると、駆動力Ｐは、８７
．４Ｎとなる− 一方、スライダ５に出力軸３ａを押付ける第３．４図に
示す従来例の場合、その押付力をＦ、摩擦係数をμとす
ると、駆動力Ｐ’ｊよ Ｐ　’　　＝ＦＸμ・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・　（３）で表される。そこで、上記数
値例と同じく、μｍ・０．２を採用し、また、本実前編
０ベルｔ’１２の張力Ｔ（バンク７フフ電１−ラｌｉａ
、’Ｌｉｔ＞の押付力により定まる）に相当するｆｑＪ
付力Ｆとして、Ｆ＝１００Ｎを採用し、これ５ら数値を
（３）式りこ代入すると、駆動力ｉ）′は２ＯＮとなる
にのように、本実すき例では、従来の構成と比較して、
明らかに大きな駆動力を腎ることができる。

その理由は、従来１７−構成における出力軸３ａとスラ
イダ５との接触面積に比較Ｌ３、本実施例における出力
軸３ａとベルト１２との接触面積の方が遥かに大きく、
駆動ｖＶ伝ｊ！λ（１率が良好となることによる。

また、本実施例では、バックアップローラの位置を調整
可能としたので、ヘルドの張力・や巻掛け角を自由に調
整することができ、これにより、駆動力の調整を容易に
行うことができる。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明は、被駆動体にベルトを固定
し、ごのヘルドをアクチュエ・−夕の出力軸に掛け渡し
、出力軸の両側かり当該ベルトを圧接するよ・うにした
σノで、太き、１駆動力を得ることができ、これにより
、押付力を不必要に大きくするのを防止することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る位置決めステージの駆動
機構の斜視図２、第２図は第′１図に示す出力軸とヘル
ドの関係を示す平面図、第３図および第４図は従来の位
置決めステージの駆動機構の斜視図および平面図である
。 ３・・・・・・モータ、５・・・・・・スライダ、ｌｌ
ａ、１１ｂ・・・・・・バンクアップローラ、１２・−
・・ベルト、１３ａ、１３ｂ・・・・・・固定手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）物体を載置してその高精度な位置決めを行う位置
   決めステージにおいて、この位置決めステージの試料テ
   ーブルと一体に構成された被駆動体と、前記試料テーブ
   ルを駆動するアクチュエータと、両端が前記被駆動体に
   固定され当該両端間で前記アクチュエータの出力軸に掛
   け渡されたベルトと、前記出力軸の両側に配置され前記
   ベルトを前記出力軸に圧接するローラとを設けたことを
   特徴とする位置決めステージの駆動機構
2. （２）請求項（１）において、前記ローラは、前記ベル
   トに対する圧接力を調整可能に設置されていることを特
   徴とする位置決めステージの駆動機構