JPH0413532A - Rotation/translation stage - Google Patents

Rotation/translation stage

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JPH0413532A
JPH0413532A JP2114613A JP11461390A JPH0413532A JP H0413532 A JPH0413532 A JP H0413532A JP 2114613 A JP2114613 A JP 2114613A JP 11461390 A JP11461390 A JP 11461390A JP H0413532 A JPH0413532 A JP H0413532A
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stage
motor
rotor
boss
rotation
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Fumiaki Sato
文昭 佐藤
Kazuhiro Ito
一博 伊藤
Yoshiyuki Tomita
良幸 冨田
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Sumitomo Heavy Industries Ltd
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Sumitomo Heavy Industries Ltd
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    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70691Handling of masks or workpieces

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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Details Of Measuring And Other Instruments (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Machine Tool Units (AREA)

Abstract

PURPOSE:To realize a high precision with use of a compact structure by driving a rotor directly attached to a stage, thereby to cause the stage to make its rotating motion and, on the other hand, supporting the stage with a plurality of parallel leaf springs so as to enable the stage to make its displacing motion in the axial direction of the motor, thereby to cause the stage to make its displacing motion. CONSTITUTION:A boss 10 is fixed on the underside of a chuck plate 1. A lower diaphram 3 is formed with openings at its symmetrical positions. Through these openings there are disposed fixed legs 11 for supporting a stator 5 of a motor. A rotor 4 of the motor is attached to the boss 10 so as to oppose the stator 5. A Hall element is disposed in the vicinity of the rotor 4. When the Hall element detects the angle of rotation of a permanent magnet to supply an electric current of controlled phase to a stator coil 5, a rotating force is imparted. Then, the chuck plate 1 makes its THETA-indicated rotating motion relative to a housing 7. The housing 7 is provided, at its lower portion, with a gas supply passage over which a bellows 8 is mounted. A gas is supplied through the gas supply passage to extend the bellows 8, thereby raising the boss 10 from a lower side thereof.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、加工対象物を位置決めする装置に関し、特に
並進と並進方向の周囲の回転の2つの自由度の位置決め
を行なうための装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a device for positioning a workpiece, and more particularly to a device for positioning in two degrees of freedom: translation and rotation around the translational direction.

[従来の技術] 半導体製造装置、たとえばステップ露光装!においては
、加工すべき半導体ウェハをチャックプレート等に受渡
し、チャックで吸着すること等で半導体ウェハを固定し
、種々の作業、たとえばステップ露光やホンディング等
を行なう。
[Prior art] Semiconductor manufacturing equipment, such as step exposure equipment! In this system, a semiconductor wafer to be processed is delivered to a chuck plate or the like, and the semiconductor wafer is fixed by suction with a chuck, and various operations such as step exposure and honding are performed.

半導体ウェハの受渡し時には回転誤差か生じる。Rotational errors occur during the delivery of semiconductor wafers.

すなわちオリエンテーションフラットか所定方向から、
たとえば1度弱程度傾く。
In other words, from the orientation flat or from a given direction,
For example, it tilts by a little less than 1 degree.

また半導体ウェハは厚み方向に規格によるばらつきと規
格内のばらつきを持つ、後者は数十μm程度、前者は主
に径により400μm位から800μm位までのばらつ
きである。
In addition, semiconductor wafers have variations in thickness in the thickness direction, depending on the specification and variations within the specification.The latter is about several tens of μm, and the former is about 400 μm to 800 μm depending mainly on the diameter.

半導体露光装置やイオン注入装置のステージは、−船釣
にチップ毎または複数チップ毎に作業を行なうために半
導体ウェハを移動させるための粗動機構と、各作業位置
での微調整を行なうための微動機構を有する。
The stage of semiconductor exposure equipment and ion implantation equipment consists of - A coarse movement mechanism for moving the semiconductor wafer to perform work on each chip or multiple chips on a boat, and a stage for making fine adjustments at each work position. Has a fine movement mechanism.

上述の半導体ウェハの受渡し時の角度誤差および厚さの
ばらつきは、微動機構で調整するには値か大きすぎる。
The above-mentioned angular errors and thickness variations during the delivery of semiconductor wafers are too large to be adjusted by a fine movement mechanism.

微動機構の調節可能範囲を拡大すれば精度が低下してし
まう、そこで、ステージ等に適当な精度のθ方向とZ方
向の調整機構が必要となる。
If the adjustable range of the fine movement mechanism is expanded, the accuracy will be reduced, so a stage or the like must have an adjustment mechanism in the θ direction and the Z direction with appropriate accuracy.

なお、この半導体ウェハ受渡しの際の誤差は、1度修正
すればその半導体ウェハについては再度修正する必要は
ないものである。
Note that once this error in semiconductor wafer delivery is corrected, there is no need to correct it again for that semiconductor wafer.

第2図(A)、(B)、<C>に従来技術によるθ2調
整機構の例を示す、第2図(A)が縮方向の断面図を示
し、第2図(B)はθ方向の調整を行なうθステージの
平面図、第2図(C)はZ方向の調整を行なうための清
心カム機構を示す。
FIGS. 2(A), (B), and <C> show examples of the θ2 adjustment mechanism according to the prior art. FIG. 2(A) shows a cross-sectional view in the contraction direction, and FIG. 2(B) shows a sectional view in the θ direction. FIG. 2(C) is a plan view of the θ stage that performs the adjustment, and shows a centering cam mechanism that performs the adjustment in the Z direction.

第2図(A)において、チャックプレート51は半導体
ウェハを真空、静電力等で吸着する。このチャックプレ
ート51は3つの偏心カム53によって2方向位置を調
整されている。偏心カム機構は第2図(C)に拡大して
示されるように、たとえば平面形状が卵形の偏心カム5
3をサーボモータ52で回転させるものである。清心カ
ム53の回転角度によって偏心カム53の上端の高さが
変化する。3つの偏心カム53の回転角度を変化させれ
ば、あおりの調整も行なえる。
In FIG. 2(A), a chuck plate 51 attracts a semiconductor wafer using vacuum, electrostatic force, or the like. The position of this chuck plate 51 is adjusted in two directions by three eccentric cams 53. As shown in an enlarged view in FIG. 2(C), the eccentric cam mechanism includes, for example, an eccentric cam 5 having an oval planar shape.
3 is rotated by a servo motor 52. The height of the upper end of the eccentric cam 53 changes depending on the rotation angle of the eccentric cam 53. By changing the rotation angle of the three eccentric cams 53, the tilting can also be adjusted.

偏心カム53とサーボモータ52からなる傷心カム機構
はθステージ55の上に配置されている。
A cam mechanism consisting of an eccentric cam 53 and a servo motor 52 is arranged on the θ stage 55.

チャックプレート51とθステージ55との間にはスプ
リング54か取り付けられ、チャックプレート5工に復
帰力を与えてている。このスズリング54は水平ステー
ジの時には省略することもできるか、垂直ステージの場
合は省略することはできない。
A spring 54 is attached between the chuck plate 51 and the θ stage 55, and provides a return force to the chuck plate 5. This tin ring 54 can be omitted in the case of a horizontal stage, but cannot be omitted in the case of a vertical stage.

θステージ55には第2図(B)に示すようにアーム5
7か取り付けられており、このアーム57を押すように
直交方向にリニアモータ56が設けられている。リニア
モータ56は、たとえばモータの回転をネジ等で直線運
動に変換したもので構成できる。θステージ55に復帰
力を与えるためアーム57はバネ58で引張られている
The θ stage 55 has an arm 5 as shown in FIG. 2(B).
7 is attached, and a linear motor 56 is provided in the orthogonal direction so as to push this arm 57. The linear motor 56 can be configured by, for example, converting the rotation of a motor into linear motion using a screw or the like. The arm 57 is pulled by a spring 58 in order to apply a return force to the θ stage 55.

θステージ55はベアリング59を介してベース60の
上に回転可能に支持されている。固定されたベース60
に対してθステージ55が面内回転を行ない、θステー
ジ55に対してチャックプレート51が高さ方向の変位
を行なう、このようにしてθZ力方向運動が行なえる。
The θ stage 55 is rotatably supported on a base 60 via a bearing 59. fixed base 60
The θ stage 55 performs in-plane rotation relative to the θ stage 55, and the chuck plate 51 displaces in the height direction relative to the θ stage 55. In this manner, θZ force direction movement can be performed.

[発明か解決しようとする課題J 第2図に示した従来技術においては、θステージの上に
2ステージとなるチャックグレートか配置されており、
2段隣の構成となっている。また、各ステージの駆動は
部品間の牽擦を含むものである。このため構造が複雑と
なり、精度を高くすることか難しい、また垂直型ステー
ジを構成しようとすると、さらに他のガイドや駆動機構
を必要とする。
[Problem to be solved by the invention J] In the prior art shown in FIG.
It has a two-tiered structure. Further, the driving of each stage includes friction between parts. This makes the structure complicated, making it difficult to increase precision, and configuring a vertical stage requires additional guides and drive mechanisms.

本発明の目的は、コンパクトな構造で高精度を実現でき
、かつ垂直ステージにも適した回転並進ステージを提供
することである。
It is an object of the present invention to provide a rotary translation stage which is compact in structure, can achieve high precision, and is also suitable for vertical stages.

[課題を解決するための手段] 本発明によれば、回転並進の2つの自由度をもつ運動を
1段構成のステージで実施する。ステージに直接モータ
のロータを取り付け、ステータに対して直接ロータを駆
動することによって回転運動を行なう、また、ロータを
取り付けたステージを複数の平行板バネ部材で支持し、
モータの軸方向の変位を可能とし、ステージ部材を軸方
向に駆動する駆動手段を備えて、軸方向変位を行なおせ
る。
[Means for Solving the Problems] According to the present invention, motion having two degrees of freedom, rotational and translational, is performed on a single stage. A rotor of a motor is attached directly to the stage, and the rotor is driven directly to the stator to perform rotational movement, and the stage with the rotor attached is supported by a plurality of parallel plate spring members.
The stage member is provided with a driving means that enables the motor to be displaced in the axial direction and drives the stage member in the axial direction, so that the axial displacement can be performed again.

[作用] 一体構造のステージに回転駆動機構と並進駆動機構とが
結合され、1段の構成で2つの自由度の運動を行なうこ
とができる1回転は減速機を介さずダイレクトドライブ
モータ方式によって行なわれるので、摩擦が少なくさら
に減速機構部のバラクラシュ等のカスがなく、高い精度
を実現できる。
[Function] A rotational drive mechanism and a translational drive mechanism are combined on an integrated stage, and one stage can move in two degrees of freedom.One rotation is performed by a direct drive motor without using a speed reducer. Because of this, there is less friction and no debris such as bala crash in the speed reduction mechanism, making it possible to achieve high accuracy.

また、平行板バネ部材によって支持されたステージ部材
をモータの軸方向に駆動するため、ステージは垂直ステ
ージ構造にも適し、並進運動の精度も高くしやすい。
Further, since the stage member supported by the parallel plate spring member is driven in the axial direction of the motor, the stage is suitable for a vertical stage structure, and the accuracy of translational movement can be easily increased.

[実施例コ 第1図に本発明の実施例による回転並進装置を示す。[Example code] FIG. 1 shows a rotary translation device according to an embodiment of the present invention.

チャックプレート1はその上面に半導体ウェハを載置す
るためのものであり、図示の2方向とθ方向に運動する
ことができる。チャックプレート1の下面にはホス10
が固定されている。このホス10は2枚の平行なダイヤ
フラム2.3によって支持されており、2枚の平行なタ
イヤフラム2.3はベアリング6の内側部材6aに固定
されている。ベアリング6は外側部材6bと内側部材6
aおよびボールベアリング6Cを含み、図示しない機構
で高さ方向変位は拘束され、回転方向の自由度のみを有
する。ベアリングの外側部材6bはハウジング7に固定
されている。なお、下側のダイヤフラム3には対称的な
位置に開口か設けられており2この開口を通ってモータ
のステータ5を支持する固定脚11が配置されている。
The chuck plate 1 is used to place a semiconductor wafer on its upper surface, and can move in two directions as shown and in the θ direction. On the bottom surface of the chuck plate 1 is a phosphatide 10.
is fixed. This hoss 10 is supported by two parallel diaphragms 2.3, which are fixed to the inner member 6a of the bearing 6. The bearing 6 has an outer member 6b and an inner member 6.
a and a ball bearing 6C, and its displacement in the height direction is restricted by a mechanism (not shown), and it has only a degree of freedom in the rotational direction. The outer member 6b of the bearing is fixed to the housing 7. Note that the lower diaphragm 3 is provided with openings at symmetrical positions, and fixed legs 11 are disposed through these openings to support the stator 5 of the motor.

ステータ5と対向するようにモータのロータ4がボス1
0上に取り付けられている。たとえばステータ5は永久
磁石で構成され、ロータ4はコイルで構成される。この
構成の場合には、整流子をボス10上に設け、コイル4
にt流を供給する。逆にロータ4を永久磁石とし、ステ
ータ5をコイルとすることもできる。この構成の場合に
は、ホール素子をロータ4の近傍に設け、ロータ4の永
久磁石の回転角度を検出して制御した位相の電流をステ
ータコイル5に供給する。このようにして回転力を与え
られると、チャックプレート1はハウジング7に対して
θ方向の運動を行なう、なお、θ方向の運動はたとえば
±1度程度に限定されており、下側ダイヤフラム3に設
けた開口内で固定脚11か位置を変イヒできる範囲にさ
れている。なお、モータとダイヤフラムを別々の所に配
置すれば回転角度は大きくできる。ハウジング7の下部
にはカス供給穴が設けられ、その上にベローズ8が取り
付けられている。すなわち、開口からガスを供給するこ
とにより、ベローズ8を伸ばすと、ボス10を下側から
押し上げることができる構造となっている。なお、ベロ
ーズ8とボス10の間には球状の回転ヒンジ9が配置さ
れている。このためボス10はベローズ8に対して回転
運動を行なうことができる。なお、球状の回転ヒンジの
代わりに滑り軸受は等を用いてもよい、ベローズ8か回
転ヒンジ9を介してボス10を押し上げると、タイヤフ
ラム2−3は2方向に対しては剛性が低いなめ、弾性変
形を行なってボス10は2方向に変位する。
The rotor 4 of the motor is placed on the boss 1 so as to face the stator 5.
It is attached on 0. For example, the stator 5 is composed of a permanent magnet, and the rotor 4 is composed of a coil. In this configuration, the commutator is provided on the boss 10, and the coil 4
t flow is supplied to the Conversely, the rotor 4 may be a permanent magnet and the stator 5 may be a coil. In this configuration, a Hall element is provided near the rotor 4, and a current having a controlled phase is supplied to the stator coil 5 by detecting the rotation angle of the permanent magnet of the rotor 4. When the rotational force is applied in this way, the chuck plate 1 moves in the θ direction relative to the housing 7. Note that the θ direction movement is limited to, for example, about ±1 degree, and the lower diaphragm 3 The position of the fixed leg 11 can be changed within the provided opening. Note that the rotation angle can be increased by placing the motor and diaphragm in separate locations. A waste supply hole is provided in the lower part of the housing 7, and a bellows 8 is attached above the waste supply hole. That is, the structure is such that when the bellows 8 is extended by supplying gas from the opening, the boss 10 can be pushed up from below. Note that a spherical rotation hinge 9 is arranged between the bellows 8 and the boss 10. Therefore, the boss 10 can perform rotational movement relative to the bellows 8. Note that a sliding bearing or the like may be used in place of the spherical rotating hinge. When the boss 10 is pushed up via the bellows 8 or the rotating hinge 9, the tire flam 2-3 becomes flat with low rigidity in two directions. , the boss 10 is elastically deformed and displaced in two directions.

すなわち、平行なタイヤフラム2.3は平行リンクの役
割を果たす、なお、円盤状のタイヤフラムを用いる代わ
りに、十字状、星状等の放射状の板バネを用いることも
できる。また、ホス10およびタイヤフラム2.3の回
転を許容させるための軸受けは、ボールベアリングの他
どのようなものでもよい、たとえば、ハウジング7と内
側部材6aの間を半径方向に接続する板バネによって構
成することもできる。
That is, the parallel tire flange 2.3 plays the role of a parallel link. Note that instead of using a disc-shaped tire flam, a cross-shaped, star-shaped, etc. radial leaf spring can also be used. Further, the bearing for allowing rotation of the housing 10 and the tire flamm 2.3 may be of any type other than a ball bearing, for example, a leaf spring connecting the housing 7 and the inner member 6a in the radial direction. It can also be configured.

チャックプレート1tこはアーム12.14が取り付け
られ、外側に突出している。アーム12と対向するよう
にθ方向の変位検出器13か配置されており、またアー
ム14の下面と対向するように2方向の変位検出器15
が配置されている。これらの変位検出器は、たとえば静
電容量型−rji気型等である。
An arm 12.14 is attached to the chuck plate 1t and projects outward. A displacement detector 13 in the θ direction is arranged to face the arm 12, and a displacement detector 15 in two directions is arranged to face the lower surface of the arm 14.
is located. These displacement detectors are, for example, capacitance type-rji type.

第1図に示した回転並進装置は、ステージ1を直接2方
向およびθ方向(こ駆動する#I造であり、コンパクト
な構造となっている。また、Z方向、θ方向の運動を行
なう際、滑り摩擦を起こす場所か少なく、精度を高くし
やすい。
The rotation-translation device shown in Fig. 1 has a #I structure that directly drives the stage 1 in two directions and in the θ direction, and has a compact structure. , there are fewer places where sliding friction can occur, making it easier to improve accuracy.

第3図は、第1図に示す回転並進装置の制御系の例を示
すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing an example of a control system of the rotation-translation device shown in FIG. 1.

2方向の変位を検出し、制御を行なう場合で説明する。A case will be explained in which displacement in two directions is detected and control is performed.

カス源21から供給された高圧ガスは、フィルター22
およびレギュレータ23を介して中圧カスとされ、電空
レギュレータ24によって所望の圧力のガスとされる。
The high pressure gas supplied from the waste source 21 is passed through the filter 22
The gas is then turned into medium-pressure gas through the regulator 23, and into gas at a desired pressure through the electropneumatic regulator 24.

このガスがベローズ8に供給されてチャックプレートの
2方向駆動を行なう、チャックプレートのZ方向変位は
位置検出器25によって検出され、センサーアンプ26
を介して制御装置27の比較器28に供給される。
This gas is supplied to the bellows 8 to drive the chuck plate in two directions. The displacement of the chuck plate in the Z direction is detected by the position detector 25, and the sensor amplifier 26
is supplied to a comparator 28 of the control device 27 via.

制御装置27内では所望の2方向位置か設定されており
、この設定値と測定したセンサーアンプ26からの測定
値とか比較器28で比較される。比較結果に基づきカス
圧をどのように変化させるかの制御信号かアンプ29に
供給され、アンプ2つからの信号か電空レギュレータ2
4を制御して、ガス圧を変化させ〜チャックプレートの
Z方向位置を修正する。
Desired two-direction positions are set within the control device 27, and the set values and the measured values from the sensor amplifier 26 are compared by the comparator 28. A control signal for how to change the gas pressure based on the comparison result is supplied to the amplifier 29, and a signal from the two amplifiers or the electropneumatic regulator 2 is supplied to the amplifier 29.
4 to change the gas pressure and correct the Z-direction position of the chuck plate.

なお、2方向位置の制御の場合で説明したか、θ方向の
制御も同様に行なうことかできる。この場合、位置検出
器はθ方向付置く角度)を検出し、制御信号はモータの
コイルに流す電流を制御する。
It should be noted that although the explanation has been made regarding the case of position control in two directions, control in the θ direction can also be performed in the same manner. In this case, the position detector detects the angle in the θ direction, and the control signal controls the current flowing through the motor coil.

第4図は本発明の他の実施例による回転並進装置を示す
4本実施例においては、ボス10の下に3つのベローズ
8a、8b、8cか配置され、それぞれ球状の回転ヒン
ジ9a、9b、9cによってボス10の下面を押してい
る。その他の構成は第1図の実施例と同様である。
FIG. 4 shows a rotary translation device according to another embodiment of the present invention. In this embodiment, three bellows 8a, 8b, 8c are arranged under the boss 10, and a spherical rotary hinge 9a, 9b, respectively. The lower surface of the boss 10 is pressed by 9c. The rest of the structure is the same as the embodiment shown in FIG.

第4図の実施例においては、3つのベローズ8a、8b
、8cに供給するカス圧を制御することにより、チャッ
クプレート1のあおり調整を行なうこともできる。
In the embodiment of FIG. 4, there are three bellows 8a, 8b.
, 8c, the tilting of the chuck plate 1 can also be adjusted.

第5図は本発明の他の実施例による回転並進装置を示す
FIG. 5 shows a rotary translation device according to another embodiment of the invention.

本実施例においては、ボス10の下面に、ピストン部材
30か取り付けられ、ハウジング7の底面にシリンダ部
材32か形成されている。さらに、ピストン部材30の
一部にOリング31か取り付けられ、ピストン部材30
とシリンダ部材32の間に気密封止を形成している。ハ
ウジング7の下面からガスをシリンダ部材32内に供給
することにより、ピストン部材30は上方に押し上げら
れる。このようにして2方向の駆動を行なう。
In this embodiment, a piston member 30 is attached to the lower surface of the boss 10, and a cylinder member 32 is formed on the bottom surface of the housing 7. Further, an O-ring 31 is attached to a part of the piston member 30, and the piston member 30
and the cylinder member 32 to form an airtight seal. By supplying gas into the cylinder member 32 from the lower surface of the housing 7, the piston member 30 is pushed upward. In this way, driving in two directions is performed.

第6図は本発明の他の実施例による回転並進装置を示す
FIG. 6 shows a rotary translation device according to another embodiment of the invention.

本実施例においては、第5図の実施例における0リング
31か除去されている。すなわち、シリンダ部材32と
ピストン部材30との間に隙間か形成されており、下部
空間33の空気はこの隙間を介して上部へ逃げる。すな
わち、ピストン部材30とシリンダ部材32によりエア
ーベアリング34か形成されている。その他の点は第1
図の実施例と同様である。
In this embodiment, the O-ring 31 in the embodiment of FIG. 5 is removed. That is, a gap is formed between the cylinder member 32 and the piston member 30, and air in the lower space 33 escapes to the upper part through this gap. That is, an air bearing 34 is formed by the piston member 30 and the cylinder member 32. Other points are first
This is similar to the embodiment shown in the figure.

本実施例においては、第5図の実施例の場合のOリング
による滑りr!J擦か排除されているため、高精度を実
現しやすい。たたし、気密構造ではないため−1部空間
を真空等にすることはできない。
In this embodiment, the slip r due to the O-ring in the case of the embodiment shown in FIG. Since J-rubbing is eliminated, it is easy to achieve high accuracy. However, since it is not an airtight structure, it is not possible to make the first part of the space a vacuum.

以上説明した実施例においては、並進および回転を行な
うことかできるか、チャンクプレートを適正な位置に位
置決めした後、作業が終了するまでサーボをかけている
必要かある。この場合、ダイレクトドライブモータ等の
アクチュエータに発熱が生じ、ステージの位置決め精度
に悪影響をおよぼす可能性かある。また、カス圧を用い
たアクチュエータは、その同性かあまり高くはできない
In the embodiments described above, translation and rotation are possible, and after the chunk plate is positioned at a proper position, it is necessary to apply servo until the work is completed. In this case, heat is generated in the actuator such as the direct drive motor, which may adversely affect the positioning accuracy of the stage. In addition, actuators using gas pressure cannot be made very high in the same property.

第7図は本発明の他の実施例による回転並進ロック装置
を示す。
FIG. 7 shows a rotation translation locking device according to another embodiment of the invention.

第7図(A)はその構成を示す、チャックプレート1は
、その下にロック機構16を備え、ロック機構16の下
にボス10を取り付けている。ロック機構16は第7図
(B)にその一部を拡大して示すように、圧電アクチュ
エータ35か一端を支持部材37に保持され、他端をハ
ウジング側に向け、平行リンク36によって支持された
ロック用シュー38を押圧する。平行リンク36は平行
な弾性部材36a、36bを有し、矢印方向の力に対し
て弾性変形する。圧電アクチュエータ35か矢印方向に
伸びると、平行リンク36が弾性変形し、ロック用シュ
ー38がハウジング7の内壁に当接する。圧電アクチュ
エータ35の発生する力が十分高くなると、ロック用シ
ュー38はハウジング7の内壁に強く当接し、牽擦によ
ってロックを行なう、ロック機構16中にはこのような
圧電アクチュエータが複数個対称的な位置に設けられて
おり、位置決め後、チャックプレート1をその位置にロ
ックする。その他の構成は第1図の構成と同等である。
FIG. 7(A) shows the structure of the chuck plate 1. The chuck plate 1 has a locking mechanism 16 thereunder, and a boss 10 is attached below the locking mechanism 16. As shown in an enlarged view of a portion of the locking mechanism 16 in FIG. 7(B), the piezoelectric actuator 35 has one end held by a support member 37, the other end facing the housing side, and supported by a parallel link 36. Press the locking shoe 38. The parallel link 36 has parallel elastic members 36a and 36b, and is elastically deformed in response to a force in the direction of the arrow. When the piezoelectric actuator 35 extends in the direction of the arrow, the parallel link 36 is elastically deformed and the locking shoe 38 comes into contact with the inner wall of the housing 7 . When the force generated by the piezoelectric actuator 35 becomes sufficiently high, the locking shoe 38 comes into strong contact with the inner wall of the housing 7 and locks by friction. After positioning, the chuck plate 1 is locked at that position. The other configurations are the same as the configuration shown in FIG.

なお、チャックプレート1として円盤状のものを用いる
場合を説明したが、チャックプレート1の形状は円状に
限らない。
Although the case where a disc-shaped chuck plate 1 is used has been described, the shape of the chuck plate 1 is not limited to a circular shape.

第8図は本発明の他の実施例による回転並進装置を概略
的に示す平面図である。
FIG. 8 is a plan view schematically showing a rotary translation device according to another embodiment of the present invention.

本実施例においては、チャックプレート1およびハウジ
ング7が矩形断面を有する。チャックプレート1の下部
を支えるポス10も、矩形断面を有し、十字状の平行板
バネ42によって中間部材44に接続される。ボス10
および中間部材44は紙面垂直方向に長さを有し、板バ
ネ42は複数枚重ねて配置されて、平行リンク構造を構
成している。また、中間部材44とハウジング7の間は
、紙面垂直方向に伸びる板バネ部材46によって支持さ
れる。すなわち、板バネ46が回転運動を許し、板バネ
42が並進運動を許す構造である。駆動方法は第1図等
と同機に行なえばよい。
In this embodiment, the chuck plate 1 and the housing 7 have a rectangular cross section. The post 10 supporting the lower part of the chuck plate 1 also has a rectangular cross section and is connected to the intermediate member 44 by a cross-shaped parallel leaf spring 42. boss 10
The intermediate member 44 has a length in the direction perpendicular to the plane of the drawing, and a plurality of leaf springs 42 are stacked to form a parallel link structure. Further, the space between the intermediate member 44 and the housing 7 is supported by a leaf spring member 46 extending in a direction perpendicular to the plane of the paper. That is, the structure is such that the leaf spring 46 allows rotational movement, and the leaf spring 42 allows translational movement. The driving method may be the same as that shown in Fig. 1.

以上実施例に沿って本発明を説明したか、本発明はこれ
らに制限されるものではない、たとえば、種々の変更、
改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろ
う。
Although the present invention has been described above in accordance with the embodiments, the present invention is not limited to these examples. For example, various modifications,
It will be obvious to those skilled in the art that improvements, combinations, etc. are possible.

[発明の効果] 本発明によればチャックグレート等のステージが、直接
2方向およびθ方向に駆動され、コンパクトな構造で2
軸方向の運動を達成している3また、滑り係合する部分
か少なく高精度を達成しやすい。
[Effects of the Invention] According to the present invention, a stage such as a chuck grate can be directly driven in two directions and in the θ direction, and can be driven in two directions with a compact structure.
Axial movement is achieved.3 Also, there are fewer slidingly engaged parts, making it easier to achieve high precision.

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

第1図は本発明の実施例による回転並進装置を示す断面
図、 第2図(A)、(B)、(C)は従来技術の例を示し、
第2図(A)は継断面図、第2図(B)はθステージの
概略平面図、第2図(C)は偏心カムを示す正面図と側
面図、 第3図は第1図の実施例の制御系の例を示すブロック図
、 第4図、第5図、第6図はそれぞれ本発明の他の実施例
を示す断面図、 第7図(A)、(B)は本発明の他の実施例を示し、第
7図(A)は構成を示す断面図、第7図(B)はその部
分拡大図、 第8図は本発明の他の実施例を示す概略平面図である。 図において、 2.3 12.14 13.15 チャックプレート タイヤフラム ロータ ステータ ベアリンク ハウジング ベローズ 回転ヒンジ ボ  ス 固定脚 アーム 変位検出器 ロック機構 ガス源 フィルタ レギュレータ 電空レギュレータ 位置検出器 センサーアンプ 制御装置 比較器 アンプ ピストン部材 0リング シリンダ部材 下部空間 エアーベアリング 圧電アクチュエータ 平行リンク 支持部材 ロック用シュー 平行板バネ部材 中間部材 板バネ部材 特許出願人  住友重機械工業株式会社復代理人 弁理
士 高橋 敬四部 (A)m断面 (B)θステージ (C)偏心カム 従来技術の例 第2図 く  − 第4図 33:下部空間 34:エアーベアリング 16:ロック機構 (A)構成 (B)部分拡大図 他の実施例 笛7P;A
FIG. 1 is a sectional view showing a rotary translation device according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 2 (A), (B), and (C) show examples of the prior art,
Figure 2 (A) is a joint sectional view, Figure 2 (B) is a schematic plan view of the θ stage, Figure 2 (C) is a front view and side view showing the eccentric cam, and Figure 3 is the same as Figure 1. A block diagram showing an example of a control system of the embodiment; FIGS. 4, 5, and 6 are cross-sectional views showing other embodiments of the present invention, and FIGS. 7(A) and (B) are diagrams of the present invention. 7(A) is a sectional view showing the configuration, FIG. 7(B) is a partially enlarged view thereof, and FIG. 8 is a schematic plan view showing another embodiment of the present invention. be. In the figure: 2.3 12.14 13.15 Chuck plate Tire flam Rotor Stator Bear link housing Bellows Rotating hinge Boss Fixed leg Arm Displacement detector Locking mechanism Gas source Filter regulator Electro-pneumatic regulator Position detector Sensor Amplifier Controller Comparator Amplifier Piston member 0 ring Cylinder member Lower space Air bearing Piezoelectric actuator Parallel link support member Locking shoe Parallel leaf spring member Intermediate member Leaf spring member Patent applicant Sumitomo Heavy Industries, Ltd. Sub-agent Patent attorney Keishi Takahashi (A) m cross section (B) θ stage (C) Eccentric cam Example of conventional technology Figure 2 - Figure 4 33: Lower space 34: Air bearing 16: Lock mechanism (A) Configuration (B) Partially enlarged view Other examples Whistle 7P ;A

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)、対象物を載置するためのステージ部材と、前記
ステージ部材に取り付けられたモータのロータと、 前記ロータと対向して配置されたモータのステータと、 前記ステージ部材に取り付けられ、前記モータの軸方向
の変位を許す複数の平行板バネ部材と、 前記平行板バネ部材を回転可能に支持するベアリング部
材と、 前記ステージ部材を前記モータの軸方向に駆動する並進
駆動手段と を有する回転並進ステージ。
(1) a stage member for placing an object; a rotor of a motor attached to the stage member; a stator of the motor disposed opposite to the rotor; a stator of the motor attached to the stage member and the A rotation device comprising: a plurality of parallel leaf spring members that allow displacement of the motor in the axial direction; a bearing member that rotatably supports the parallel leaf spring members; and a translation drive means that drives the stage member in the axial direction of the motor. translation stage.
(2)、さらに、前記ステージ部材に1端が固定され、
他端が印加電圧によって移動する複数の圧電アクチュエ
ータと、前記圧電アクチュエータの他端と対向する固定
部材とを含むロック機構を有する請求項1記載の回転並
進ステージ。
(2), further, one end is fixed to the stage member;
2. The rotation translation stage according to claim 1, further comprising a locking mechanism including a plurality of piezoelectric actuators whose other ends are moved by an applied voltage, and a fixing member facing the other ends of the piezoelectric actuators.
(3)、前記並進駆動手段は、軸方向に伸縮するベロー
ズとベローズ内に気体を供給する手段を含む請求項1ま
たは2記載の回転並進ステージ。
(3) The rotation translation stage according to claim 1 or 2, wherein the translation drive means includes a bellows that expands and contracts in the axial direction and a means for supplying gas into the bellows.
(4)、前記並進駆動手段は、軸方向に相対運動可能な
シリンダ部材とピストン部材およびシリンダ部材とピス
トン部材の作る空間内に気体を供給する手段を含む請求
項1または2記載の回転並進ステージ。
(4) The rotation translation stage according to claim 1 or 2, wherein the translation drive means includes a cylinder member and a piston member that are movable relative to each other in the axial direction, and a means for supplying gas into a space created by the cylinder member and the piston member. .
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113681485A (en) * 2021-09-17 2021-11-23 奥瑞视(北京)科技有限公司 Revolving stage is used in ultrasonic wave water logging detection
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