JPH0431814A - ステージ駆動装置 - Google Patents

ステージ駆動装置

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JPH0431814A
JPH0431814A JP2137944A JP13794490A JPH0431814A JP H0431814 A JPH0431814 A JP H0431814A JP 2137944 A JP2137944 A JP 2137944A JP 13794490 A JP13794490 A JP 13794490A JP H0431814 A JPH0431814 A JP H0431814A
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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、互いに直交する方向へ移動可能で一側面に直
線案内部材を取付けた一対の移動台と各移動台の移動方
向に対し直交する方向へ延びていて各移動台を移動させ
るための一対の同軸的に配置された駆動ノブと各駆動ノ
ブと各直線案内部材との間に配置されていて各駆動ノブ
の回転運動を各移動台の直線案内部材を介しての直線運
動へ変換する一対の伝動機構とを備えた、例えば顕微鏡
等光学検査機器用ステージに好適に利用し得る駆動装置
に関する。
〔従来の技術〕
この種のステージ駆動装置は、半導体製造過程の大型ウ
ェハを検査する顕微鏡に適していることから、従来多く
の形式のものが提案されているが、これらは、何れもス
テージを粗動する場合はステージの動きが軽く、駆動ノ
ブを用いて微動する場合はステージの動きに制動が掛け
られてステージに外力が加えられても妄りに動くことが
ないようになっている。
ところで、これら従来のものを機構的に大別すると、例
えば実公昭56−19050号や特開昭61−2467
14号において提案されている如く、回転力量を極く軽
くした駆動ノブと同心一体の回転輪が移動台の直線案内
部材と常時係合していて常態でのステージの移動は軽く
行なわれ得且つ微動操作時には摩擦部材によりステージ
又は駆動ノブ軸に押動力が加えられて制動が掛かるよう
にしたブレーキ方式と、特開昭57−45513号、特
開昭57−99607号、特開昭61−198206号
及び実開平1153509号等において提案されている
如く、カムなどにより駆動ノブ軸全体が移動台の直線案
内部材に直接係脱できるようにしたり(以下、これを直
接型という)、移動台の直線案内部材に常時噛合してい
る駆動軸と駆動ノブ軸との間に中間伝達輪を配設して微
動操作時にはこの中間伝達輪を駆動軸と駆動ノブ軸とに
同時に押し付けるようにしたりする(以下、これを間接
型という)クラッチ方式とかある。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところで、上記従来のステージ駆動装置の内、ブレーキ
方式のものでは、駆動ノブ軸と一体の回転輪が移動台の
直線案内部材に常時係合しているため、摩耗による性能
劣化や駆動ノブ軸の回転を軽くするための高価なベアリ
ング使用による製品コストの上昇等を回避できないとい
う問題点があり、又は直接型クラッチ方式のものでは、
各直線案内部材に各駆動ノブ軸を係合させる際されらの
ノブ軸は同心であるため各直線案内部材に対する各ノブ
軸の位置決めが難しく、往々にして一方の直線案内部材
にのみ駆動ノブ軸が強く押し当てられる結果となること
が多い。このため、片方の直線案内部材の摩耗が激しく
なったり、一対の移動台の駆動ツノ量に差が生じたりす
るという問題点があり、更に間接型クラッチ方式のもの
では、直線案内部材と駆動軸とが常時係合しているため
ブレーキ方式のものと同様な問題点を有すると共に、中
間伝達輪を駆動軸と駆動ノブ軸に同時に押し付ける点に
関して直接型クラッチ方式のものと同様の問題点を有す
る。尚、上記直接型クラッチ方式の持つ問題点を解決す
るために、従来、駆動ノブ軸にゴム等の弾性部材軸を固
着してこれを直線案内部材に係脱させるようにしたもの
が提案されているが、この方式のものはステージの位置
決めを行う際−旦移動台を送って駆動ノブから手を離す
と弾性部材軸の弾性により移動台が動いてステージが正
しい位置からずれてしまうという問題点があるばかりか
、半導体製造過程で用いられる場合にはクリーンルーム
内でのゴミの発生源になるという問題点もある。又、ゴ
ム等の弾性部材軸によるこのような問題点と各駆動ノブ
軸を各直線案内部材に同時に押し付けるようにした場合
等の上記問題点を解消するものとして前記特開昭61−
198206号により提案されているように弾性部材軸
を使用しないようにした構成のものがあるか、これは構
造が極めて複雑で高価なものになるという問題点がある
本発明は、従来技術の有するこのような問題点に鑑みて
なされたものであり、その目的とするところは、係合部
品の摩耗や移動台の駆動力量に差の生じることのない、
構造簡単にして且つ廉価に製作し得る、この種ステージ
駆動装置を提供しようとするものである。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するために、本発明によるステージ駆動
装置は、微動用の駆動ノブと一体の回転輪と、駆動ノブ
と同心的に回動可能に取付けられていて回転輪に噛合し
た中間伝達輪と移動台に取付けられた直線案内部材に係
脱可能の駆動輪とを同心一体に枢支したレバーとを夫々
含む一対の伝動機構を備えている。
好適には、上記駆動ノブ又は中間伝達輪は制動手段を備
えており、又上記直線案内部材は円形又は角形の断面形
状を有していて両端部二個所のみで移動台に取付けられ
ている。
〔作 用〕
上記レバーは駆動輪が直線案内部材に係合する位置と直
線案内部材から離脱した位置とを取り得るようになって
いて、駆動輪が直線案内部材に当接している時は、駆動
ノブの回動により移動台が所定方向へ移動せしめられ得
る。これによりステージは所望の位置へ移動せしめられ
る。
この場合、駆動ノブ又は中間伝達輪に制動手段が備えら
れていれば、移動台の微動作に慣性力が作用せず而もス
テージに外力が加えられても妄りに移動台が動くような
ことはない。又、直線案内部材がその両端部のみで取付
けられていれば、直線案内部材は撓むことが可能である
ため移動台の移動時横揺れや縦揺れが生じても駆動輪と
直線案内部材との係合状態は常に正常に保たれ得る。
〔実施例〕
以下、本発明を図示した実施例に基つき詳述する。
先づ、第1図において、1はねじ等を用いて顕微鏡本体
の準焦部に取付けられるべき固定板、2は固定板1に第
1方向(例えばX方向)へ直線移動し得るように取付け
られていて一側面に断面か円形の第1方向へ延びた棒状
の直線案内部材2aを取付けた第1移動台、3は第1移
動台2に第2方向(例えばY方向)へ直線移動し得るよ
うに取付けられていて一側面に断面が円形の第2方向へ
延びた棒状の直線案内部材3aを取付けた第2移動台、
4は固定板lに取付けられていて後述する駆動ノブと切
換えノブを含む伝動機構ユニットである。
第2及び第3図は、伝動機構ユニット4の部分の内部構
造を示しているが、図中、5は固定板1と一体的に取付
けられた軸受筒、6は軸受筒5内に回転可能に挿通され
ていて頂部に回転輪6aを有する主軸、7は軸受筒5の
外側に回転可能に嵌装されていて頂部に回転輪7aを有
する軸筒、8は軸筒7に固着された第1駆動ノブ、9は
主軸6の下端部に固着された第2駆動ノブ、10は第1
駆動ノブ8の内側に形成された空間内において軸受筒5
に固着されていて軸筒7を支持する支持環、11は支持
環10に嵌装されていて第1駆動ノブ8に当接し得るワ
ッシャー 12は支持環10の段部とワッシャー11と
の間に介在せしめられた皿ばね、13は支持環10に嵌
装されていて第2駆動ノブ9に当接し得るワッシャー 
14は支持環lOの段部とワッシャー13との間に介在
せしめられた皿ばねであって、支持環10とワッシャー
11と皿ばね12は第1駆動ノブ8のための制動手段を
、又支持環10とワッシャー13と皿ばね14は第2駆
動ノブ9のための制動手段を夫々構成している。15は
固定板lと一体の部材に取付けられた軸受、16は軸受
15に回転可能に支承されていて外周の一部を直径方向
に切除して形成したカム16a(第3図)を有する切換
え軸、17は切換え軸16に固着された切換えノブ、1
8は軸受筒5に回動可能に取付けられていて自由端部が
切換え軸16のカム16aに当接し得る第ルバー 19
は第2レバー18に枢着されていて回転輪7aに噛合す
る中間伝達輪、20は中間伝達輪19と同心一体に取付
けられていてV字形外周面が直線案内部材2aに摩擦係
合し得る駆動輪、21は軸受筒5に回動可能に取付けら
れていて自由端部が切換え軸16のカム16aに当接し
得る第2レバー 22は第2レバー21に枢着されてい
て回転輪6aに噛合する中間伝達輪、23は中間伝達輪
22と同心一体に取付けられていてV字形外周面が直線
案内部材3aに摩擦係合し得る駆動輪、24(第3図)
は基部が固定板1と一体の部材に固着されていて第1及
び第2レバー18.21を第3図の位置で反時計方向へ
即ち駆動輪20及び23が直線案内部材2a及び3aに
夫々押し付けられる方向へ弾圧する板ばね、25(第3
図)は切換え軸16に固着されていて不動部分に植設さ
れた一対のストッパーピン26,27に当接し得るピン
である。
本発明に係るステージの駆動装置は上記の如く構成され
ているか、次にその作用を説明する。図示の状態は、駆
動輪20.23が直線案内部材2a、3aに夫々係合し
た状態即ち第1及び第2移動台2.3を微動操作し得る
状態であるが、この切換え状態で例えば第1駆動ノブ8
を回せば、この回転は軸筒7を介して回転輪7aに伝達
され、更に中間伝達輪19及び駆動輪20へ伝達される
この場合駆動輪20は板ばね24により直線案内部材2
aへ押し付けられていて両者間には摩擦力が作用してい
るから、駆動輪20の上記回転により第1移動台2は第
1方向(X方向)へ直線移動する。この際、第1駆動ノ
ブ8には制動手段によりブレーキが掛けられているから
、第1移動台2が慣性運動することはなく、意図した所
定位置に正確に停止させることができる。同様に第2駆
動ノブ9を回した時は、主軸61回転輪6a、中間伝達
輪22.駆動輪23及び直線案内部材3aを介して第2
移動台3を第2方向(Y方向)へ直線移動させることか
できる。
次に、図示の状態で切換えノブ17をピン25がストッ
パーピン27に当接するまで回せば、第1及び第2レバ
ー18及び21は第3図の位置から同時に切換え軸16
の円周面に押されて右旋し、その結果、駆動輪20,2
3は直線案内部材2a。
3aから夫々離脱する。従って、微動操作状態は解除さ
れ、第1及び第2移動台2及び3は手による粗動操作が
可能となる。
以上の説明で明らかな如(、切換え軸16に形成される
カムを、第4図に示すように、第2レバー18専用のカ
ム16a’と第2レバー21専用のカム168′とを1
80°離れた角度位置に形成し、その中間の角度位置に
既述の第1及び第2レバー18及び21共通のカム16
aを形成するようにすれば、切換えノブ17の回転位置
によって第1及び第2移動台2及び3を別々に粗動又は
微動の操作状態に切換えたり、同時に粗動又は微動の操
作状態に切換えたりすることが可能となる。
この場合の切換え位置はクリック装置等を用いて規制す
るようにすれば良い。又、一般に移動台は、加工上の問
題や組立て上の問題から常に正確に平行移動している訳
でなく、横揺れ(ヨーイング)や縦揺れ(ピッチング)
を起こしなから移動する。
従って、駆動輪20.23の位置か一定であるとすると
、駆動輪20.23と直線案内部材2a。
3aとの接触状態は、横揺れにより第4図(a)に示す
如く、又は縦揺れで第4図(b)に示す如くなり、これ
らは駆動輪と直線案内部材との間に作用する摩擦力の強
弱となり、移動台の円滑な移動に支障を来たす結果とな
る。これに対し、本駆動装置によれば、第1及び第2レ
バー18.21が板ばね24により弾圧されているため
上記横揺れに対しては支障を回避することができ、又は
直線案内部材2a、3aはその両端部のみで移動台2.
3に取付けられているため移動台の移動中に縦揺れが生
じてもこれに応じて直線案内部材2a。
3aが例えば第6図に示す如く変形して駆動輪20.2
3との正常な係合状態を維持させることができる。実用
上、直線案内部材としては、直径3mm、長さ200+
nm程度の丸棒が使用されるので上記の変形は柔軟に行
われ得、而もこの種の材料は安価であり多少変形してい
ても使用し得るから、装置全体を安価に提供することが
できる。
尚、上記実施例では、直線案内部材2a、3aとして丸
棒即ち断面円形の部材を用いたが、第7図に示す如き断
面角形の板材を用いても良いことは言うまでもない。こ
の場合は、駆動輪を軸方向へ多少遊動できるように取付
けることによって、上記の縦揺れによる支障を回避する
ことができる。
又、制動手段は駆動ノブに設けられているが、例えば第
2図に鎖線で示す如く第2レバー18と中間伝達輪I9
との間に皿ばねを介在せしめるような方法で中間伝達輪
に設けるようにしても良い。
〔発明の効果〕
上述の如く本発明によれば、簡単な切換え操作で交直す
る二方向への移動台の微動移動を独立的に或いは同時に
行うことができ、又微動操作は慣性力の作用しない状態
で円滑且つ確実に行うことができる。又、微動操作中摩
擦係合部分が移動台の横揺れ、縦揺れに柔軟に対応し得
るから、直線案内部材や駆動輪等の摩耗が少なく長期間
初期の性能を維持し得るのみならず、摩耗粉の発生の少
ないこの装置を提供することができる。更に、比較的廉
価な部品を使用することができるばかりか組立ても比較
的簡単であるから、装置全体を安価に提供することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明装置を使用したステージの外観斜視図、
第2図゛は本発明に係る駆動装置部分の要部断面図、第
3図は第2図の■−■線に沿って見た平面図、第4図は
切換えカムの第3図とは異なる例を示す説明図、第5図
は移動台の横揺れと縦揺れの状態を説明するための図、
第6図は直線案内部材の取付は状態と変形の様子を説明
するための図、第7図は直線案内部材の他の例を示す部
分斜視図である。 ■・・・・固定板、2,3・・・・一対の移動台1.2
a。 3a・・・・直線案内部材、4・・・・伝動機構ユニッ
ト、5・・・・軸受筒、6・・・・主軸、6a・・・・
回転輪、7・・・・軸筒、7a・・・・回転輪、8,9
・・・・駆動ノブ、lO・・・・支持環、11.13・
・・・ワッシャー 12.14・・・・皿ばね、15 換え軸、16a、16a 17・・・・切換えノブ、18 9.22・・・・中間伝達輪、 24・・・・板ばね。 ・・・・軸受、16・・・・切 16a  ・・・・カム、 21・・・・レバー 1 20.23・・・・駆動輪、 1−1図 矛2 図 矛3図 第5図 1−6図 1−4図 ハ 1P7図 書(自発) 平成 2年 9月7 特願平2 137944号 ステージ駆動装置 6、補正の内容 (1)明細書第4頁17行目の「されらの」を「それら
のJと訂正する。 (2)同第7頁4行目と5行目の間に下記文章を挿入す
る。 「 通常、直線案内部材は両端部二個所を取付ければ機
能上何ら問題はないか、ストロークが300+n+nを
越える場合は、三個折着しくは四個所を取付けてもよい
。但し、案内部材が取付けられる三個所以上の点は各々
同一高さとなるように調整されている必要がある。」 (3)図面中、第1図、第2図及び第3図を夫々別紙添
付の通り訂正する。 〒105東京都港区新橋5の19 明細書の発明の詳細な説明の欄及び図面。 第1 図 図 矛2 図 手 続 補 正 書(自発) 平成 3年 5月 2日 特 許 庁 長 官 殿 l。 事 件 の 表 不 特願平2 137944号 発 明 の 名 称 ステージ駆動装置 図面中、第1図乃至第4図を夫々別紙添付の通り訂正す
る。 第1 図 第2図 ]

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)互いに直行する方向へ移動可能で一側面に直線案
    内部材を取付けた一対の移動台と、各移動台の移動方向
    に対し直交する方向へ延びていて各移動台を移動させる
    ための一対の同軸的に配置された駆動ノブと、各駆動ノ
    ブと各直線案内部材との間に配置されていて各駆動ノブ
    の回転運動を各移動台の各直線案内部材を介しての直線
    運動へ変換する一対の伝動機構とを備えたステージにお
    いて、各伝動機構は、上記駆動ノブと一体の回転輪と、
    上記駆動ノブと同心的に回動可能に取付けられていて上
    記回転輪に噛合した中間伝達輪と上記直線案内部材に係
    脱可能の駆動輪とを同心一体に枢支したレバーとを夫々
    含んでおり、該レバーは上記駆動輪が上記直線案内部材
    に係合する位置と直線案内部材から離脱した位置とを取
    り得るようになっていることを特徴とする駆動装置。
  2. (2)前記駆動ノブ又は中間伝達輪は制動手段を備えて
    いて、前記駆動輪が前記直線案内部材に係合している時
    移動台に制動力が作用するようになっている、特許請求
    の範囲(1)に記載の駆動装置。
  3. (3)前記直線案内部材は円形又は角形の断面形状を有
    していて両端部二個所のみで移動台に取付けられている
    、特許請求の範囲(1)に記載の駆動装置。
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Cited By (4)

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