JPH0434166B2 - - Google Patents
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- JPH0434166B2 JPH0434166B2 JP56127789A JP12778981A JPH0434166B2 JP H0434166 B2 JPH0434166 B2 JP H0434166B2 JP 56127789 A JP56127789 A JP 56127789A JP 12778981 A JP12778981 A JP 12778981A JP H0434166 B2 JPH0434166 B2 JP H0434166B2
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 5
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Electron Beam Exposure (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
Description
本発明は、半導体ウエハなどの試料をのせたテ
ーブルを、平面上で高精度に移動位置決めする精
密平面移動装置に関する。 半導体集積回路の微細化により、1μｍ以下の
パターンを形成することが要求されている。この
ためには高精度の露光装置が必要とされるが、こ
の露光装置に不可欠のものが高精度の移動、位置
決め装置である。従つて、従来より高精度の移
動、位置決め装置が提案されて来たが、これ等は
テーブルの粗送り機構と微少送り機構とが別々で
あり、構造が複雑で、かつ大型である欠点を有し
ていた。更に、粗送り機構では高精度の位置決め
はできず、微少送り機構では高精度位置決めが可
能であつても、その微少送り量が極めて小さい欠
点を有していた。また、微少送り機構は一般には
粗送り機構上に設置される構造のものが多く、従
つて装置全体が高くなり、取扱に不便である欠点
を有していた。 第１図にこれ等の欠点を有する従来技術の移動
装置の一例を示す。 基本的構造としては示矢Ｘ方向およびＹ方向に
移動する２つの粗動テーブル１と、その粗動テー
ブル１に載架され、同じく示矢Ｘ方向およびＹ方
向に微動する２つの微動テーブル２から構成され
ている。すなわち、基板に形成される２本の直線
軸受案内７には粗動Ｘテーブル３が載架されてい
る。そして、この粗動Ｘテーブル３は、基板上に
設置されたサーボモータ５およびボールネジ６に
より直線軸受案内７に沿つて示矢Ｘ方向に粗送り
される。粗動Ｘテーブル３の上面には２本の直線
軸受案内７′が形成され、この直線軸受案内７′に
は粗動Ｙテーブル４が裁可されている。粗動Ｙテ
ーブル４は、粗動Ｘテーブル上に設置されたサー
ボモータ５′およびボールネジ６′により直線軸受
案内７′に沿つて示矢Ｙ方向に粗送りされる。 粗動Ｙテーブル４の上面側には微動Ｘテーブル
８が配設され、この微動Ｘテーブル８と粗動Ｙテ
ーブル４とには、示矢Ｘ方向に自由度をもつ平行
板バネ１１が跨設されている。微動Ｙテーブル９
は微動Ｘテーブル８の上面側に配設され、微動テ
ーブル９と微動Ｘテーブル８とには、示矢Ｙ方向
に自由度をもつ平行板バネ１１′が跨設されてい
る。微動Ｙテーブル９の上面には試料１０、たと
えば半導体ウエハなどが載置される。 微動Ｘテーブル８および微動Ｙテーブル９の移
動方向に直交する端面には、磁性体ブロツク１２
が取着している。そして、この磁性体ブロツク１
２に対峙する位置には、間隙ｈを介して電磁石１
３および１３′が配設されている。なお、電磁石
１３および１３′は粗動Ｙテーブル上に取着され
ている。微動Ｘテーブル８および微動Ｙテーブル
９は、電磁石１３および１３′と磁性体ブロツク
１２の間に生ずる電磁力と平行板バネ１１および
１１′のバネ力との釣合う位置に微少移動するこ
とができる。 微動Ｙテーブル９のＸおよびＹ方向の面側には
光学ミラー１５が取着している。この光学ミラー
１５には、たとえばレーザ光１６によるレーザ干
渉測長器１７が係合している。そして、この検知
信号は、コントローラ１４に入力される。 さて、目標移動量がコントローラ１４に与えら
れると、まづサーボモータ５および５′が作動し、
ボールネジ６および６′により粗動Ｘテーブル３
および粗動Ｙテーブル４を移動し、目標値のわず
か手前の位置で停止する。次に、光学ミラー１５
とレーザ光１６を用いたレーザ干渉測長器によ
り、目標値と測定値との差をコントローラ１４に
フイードバツクしながら、微動Ｘテーブル８およ
び微動Ｙテーブル９の電磁石１３および１３′の
入力を制御し、定位置までテーブルを移動する。
これによつて目標値に対し±0.1μｍの精度で位置
決めすることができる。 以上のごとく、粗動送りと微動送りを組合せた
構造としなければならない理由として、粗動テー
ブルのみでは±数μｍないし±10μｍ程度の位置
決め精度しか保証できず、微動テーブルのみで
は、移動速度がおそく、かつ、そのストロークが
小さいためである。従つて、粗動テーブルと微動
テーブルとの二段重ね構造となり、前記したごと
く構造が複雑となる。そして、微動テーブルを載
架するため粗動テーブルの剛性を高める必要があ
り、試料のわりには不必要な大型のものとなる欠
点を有していた。更に、前記のごとく、二段重ね
構造となるため全体が高くなり、取扱いが不便に
なるのみなるらず、重心位置が粗動テーブルの駆
動軸から遠ざかり、粗動テーブル誤差が拡大され
ると共に、外部からの振動等の影響が受け易くな
るため、高精度位置決めが困難となる欠点を有し
ていた。 本発明は、以上の欠点を解消するもので、その
目的は、構造簡単で、小形であり、高速かつ容易
に高精度移動位置決めが可能であると共に、安価
である精密平面移動装置を提供するにある。 本発明は、以上の目的を達成するために、ベー
ス上に設置された直線軸受案内に沿つて直線的に
移動できるように上記直線軸受案内に載架される
一体化した粗微動テーブルと、粗動駆動源に連結
された送りネジを有し、且つ該送りネジに嵌合す
るナツトを固定して上記ベース上に固定された案
内手段（ガイドプレート）に沿つて直線移動する
ように構成された粗動変位出力部（ブロツク）を
有し、上記粗動駆動源を駆動して送りネジを回転
してナツトを介して直線移動する粗動変位出力部
（ブロツク）を上記粗微動テーブルに直接係合さ
せて該粗微動テーブルを上記直線軸受案内に沿つ
て粗動変位させるべく、上記ベース上に設置した
粗動変位駆動機構と、該粗動変位駆動機構の粗動
変位出力部（ブロツク）を上記案内手段（ガイド
プレート）に着脱させる着脱自在手段と、該着脱
自在手段を作動させて粗動変位出力部を上記案内
手段を介してベースに固定した状態で、上記粗微
動テーブルに微小変位出力を直接係合させて該粗
微動テーブルを上記直線軸受案内に沿つて微少変
位させるべく、上記粗動変位出力部上に設置して
構成した微少変位駆動機構と、上記粗微動テーブ
ルの位置を測定する測定手段と、上記着脱自在手
段を制御すると共に上記測定手段によつて測定さ
れた粗微動テーブルの位置に基いて少なくとも上
記微少変位駆動機構を制御する制御装置とを備え
たことを特徴とする精密平面移動装置である。 以下、本発明の実施例を図に基づいて説明す
る。 第２図において、示矢Ｘ方向に動くＸテーブル
１８は基板（ベース）２２上に形成される軸受７
に載架されている。この軸受７は、静圧空気軸受
又は、摺動時の摩擦やステイツク・スリツプ（つ
まり、物体を面上ですべらす時、途中でひつかか
つたり、滑つたりすることを繰返す現象）の非常
に少ない軸受を用いた直線軸受案内から構成され
る。 試料１０を載置する試料テーブル１９は、Ｘテ
ーブル上に形成される直線軸受案内７′上に載架
され、示矢Ｙ方向に移動する。 基板２２にはサーボモータ５が取着され、サー
ボモータ５にはボールネジ６が接続している。こ
のボールネジ６にはナツト３１を介してブロツク
（粗動変位出力部）２０が螺合し、ブロツク２０
は基板２２上に取着したガイドプレート（案内手
段）２３に沿い、ボールネジ６の回転によつてＸ
方向に移動するようになつている。回り止め機構
はブロツク２０に取着し、ブロツク２０がガイド
プレート２３に沿つて円滑に移動し得るようにし
ている。また、ブロツク２０は、第３図に示すご
とく、着脱自在手段、たとえば真空チヤツク２７
により、適宜の位置において、ガイドプレート２
３に固着されるようになつている。なお、粗動変
位駆動機構は、粗動変位出力部であるブロツク２
０とナツト３１とボールネジ６とサーボモータ
（粗動駆動源）５とによつて構成され、基板（ベ
ース）２２上に設置されている。 ブロツク２０は、更に、Ｘテーブル１８に着脱
し得るようになつている。すなわち、第３図に示
すごとく真空チヤツク２８によりＸテーブル１８
に吸着する構造を有している。従つて、第３図ａ
に示すように真空チヤツク２７が作動せず、真空
チヤツク２８が作動している状態においては、Ｘ
テーブル１８は、ボールネジ６の回転により、ブ
ロツク２０を介してＸ方向に粗移動し得るように
なつている。また、ブロツク２０とＸテーブル１
８との間には引張りコイルバネ２５が張架されて
いる。これにより、ブロツク２０とＸテーブル１
８とは、互に当接する向きに付勢されている。 ブロツク２０内には、直進型微少駆動機構２１
は、粗動変位出力部であるブロツク２０とこのブ
ロツク２０内に配設された電歪素子や磁歪素子と
で構成されている。そして、電歪素子や磁歪素子
は、これ等に加わる電圧や電流の変化により直進
方向に伸縮するもので、入力に対し線形的に伸縮
し、クリーブやヒステリシスの少ないものであ
る。これ等によつて±0.1μｍの位置決めが可能で
ある。更に、複数の電歪素子を用いて交互に電圧
の引加順序を変えるものでは0.01μｍ以下の分解
能でステツプ微動を行うことも可能である。 同様に、試料テーブル１９側にもブロツク２
０′、直進型微少変位機構２１、ガイドプレート
２３′、回り止め機構２４′、引張りコイルバネ２
５′、サーボモータ５′、ボールネジ６′等が配設
されている。これ等により試料テーブル１９は、
Ｘテーブル１８を基としてＹ方向に粗動、微動し
うるように構成されている。 試料テーブル１９上には、光学ミラー１５が取
着し、レーザ光１６、レーザ干渉測長器１７によ
り、Ｘ方向およびＹ方向の位置信号がコントロー
ラ１４に入力される。コントローラ１４は、本装
置の全体を制御するもので、サーボモータ５，
５′、真空チヤツク２７，２８、直進型微少変位
機構２１等を適宜制御する。 次に、第３図によりテーブルの位置制御方法を
説明する。まず、目標値Ｌ（第３図ｂ）がコント
ローラ１４に与えられると、サーボモータ５とボ
ールネジ６により、Ｘテーブル１８は目標位置２
６のΔXだけ手前のX1位置まで移動して停止す
る。このときまでは真空チヤツク２８は作動状態
にある。反対に真空チヤツク２７はOFFの状態
にある。以上が粗動送りであり、通常位置決め精
度は±数μｍないし±10μｍ程度である。従つて
ΔXの値は、目標位置２６から最大限10μｍとな
る。 Ｘテーブル１８が停止すると、まず、真空バル
ブ２９がOFFされ、Ｘテーブル１８とブロツク
２０と結合が解除される。従つて、Ｘテーブル１
８とブロツク２０とは、引張りコイルバネ２５の
引張り力のみで結合されることになる。 Ｘテーブル１８の前記停止に伴つて、真空バル
ブ３０がONとなり、ブロツク２０は真空チヤツ
ク２７により、ガイドプレート２３に固着する。
従つて、サーボモータ５の回転によつてＸテーブ
ル１８は移動しなくなる。このため、ボールネジ
６とナツト３１とのバツクラツシユ量や、サーボ
モータ５のドリフト量等はＸテーブル１８の移動
に影響を与えない。 目標位置２６からの位置ずれΔXの補正には、
直進型微少変位機構２１が用いられる。これによ
つて±0.1μｍ以下の高精密の位置決めができる。
直進型微少変位機構２１の微少変位出力端は、Ｘ
テーブル１８と微少隙間Ｓを隔てて配設される
（第３図ａ）。この微少隙間Ｓは、粗動時に、Ｘテ
ーブル１８の慣性力により直進型微少変位機構２
１が破損することを防ぐためのものである。 Ｘテーブル１８の位置ずれΔXは、レーザ干渉
測長器１７により検知され、この信号が前記した
ごとくコントローラ１４に送られ、コントローラ
１４により直進型微少変位機構２１の電歪素子や
磁歪素子が駆動されて出力する微少変位によりＸ
テーブル１８の補正が行なわれる。この場合、引
張りコイルバネ２５によりＸテーブル１８はブロ
ツク２０側に引張られているため、正確な位置決
めが可能となる。 同様のことが試料テーブル１９についても行な
われる。従つて、試料１０は、ＸおよびＹ方向に
おいて、正確な位置決めされる。 本実施例によれば、粗動テーブル上に微動テー
ブルを載架する必要がないため、構造が簡単とな
り、小形化が図れる。そして、装置全体の高さを
低く押えることができ、重心が低く、装置の剛性
を高く保つことができ、高精密の位置決めが可能
となる。更に、微細送りについても、シンプルで
かつコンパクトの直進型微少変位機構を用い、確
実、迅速かつ、容易に精密位置決めができる。 本実施例では、位置ずれ値の検出にレーザ光を
用いたが、これに限定するものではない。又、真
空チヤツクを着脱および固定手段に用いたが、特
に限定するものでもない。 以上説明したように本発明によれば、一体化し
た粗微動テーブルをベース上に設け、粗動時には
粗動駆動源に連結された粗動変位出力部を上記粗
微動テーブルに直接係合させ、微動時には該粗動
変位出力部を着脱自在手段を作動させて案内手段
を介してベースに固定した状態で、粗微動テーブ
ルに微少変位出力を直接係合させて微少変位させ
る微少変位駆動機構を上記粗動変位出力部上に設
置する構成にしたので、粗動時には微少変位駆動
機構をステージに慣性から保護できると共に微少
変位駆動機構の低剛性が粗動に影響を及ぼすこと
なく粗微動ステージを粗位置決めでき、更に微動
時には粗動変位駆動機構のドリフトが微動に影響
を及ぼさないため粗微動ステージの高精度の位置
決めを実現でき、その結果、構造を簡単にした小
形の装置構成で、高速、且つ容易に高精度位置決
めを達成できる効果を奏する。
ーブルを、平面上で高精度に移動位置決めする精
密平面移動装置に関する。 半導体集積回路の微細化により、1μｍ以下の
パターンを形成することが要求されている。この
ためには高精度の露光装置が必要とされるが、こ
の露光装置に不可欠のものが高精度の移動、位置
決め装置である。従つて、従来より高精度の移
動、位置決め装置が提案されて来たが、これ等は
テーブルの粗送り機構と微少送り機構とが別々で
あり、構造が複雑で、かつ大型である欠点を有し
ていた。更に、粗送り機構では高精度の位置決め
はできず、微少送り機構では高精度位置決めが可
能であつても、その微少送り量が極めて小さい欠
点を有していた。また、微少送り機構は一般には
粗送り機構上に設置される構造のものが多く、従
つて装置全体が高くなり、取扱に不便である欠点
を有していた。 第１図にこれ等の欠点を有する従来技術の移動
装置の一例を示す。 基本的構造としては示矢Ｘ方向およびＹ方向に
移動する２つの粗動テーブル１と、その粗動テー
ブル１に載架され、同じく示矢Ｘ方向およびＹ方
向に微動する２つの微動テーブル２から構成され
ている。すなわち、基板に形成される２本の直線
軸受案内７には粗動Ｘテーブル３が載架されてい
る。そして、この粗動Ｘテーブル３は、基板上に
設置されたサーボモータ５およびボールネジ６に
より直線軸受案内７に沿つて示矢Ｘ方向に粗送り
される。粗動Ｘテーブル３の上面には２本の直線
軸受案内７′が形成され、この直線軸受案内７′に
は粗動Ｙテーブル４が裁可されている。粗動Ｙテ
ーブル４は、粗動Ｘテーブル上に設置されたサー
ボモータ５′およびボールネジ６′により直線軸受
案内７′に沿つて示矢Ｙ方向に粗送りされる。 粗動Ｙテーブル４の上面側には微動Ｘテーブル
８が配設され、この微動Ｘテーブル８と粗動Ｙテ
ーブル４とには、示矢Ｘ方向に自由度をもつ平行
板バネ１１が跨設されている。微動Ｙテーブル９
は微動Ｘテーブル８の上面側に配設され、微動テ
ーブル９と微動Ｘテーブル８とには、示矢Ｙ方向
に自由度をもつ平行板バネ１１′が跨設されてい
る。微動Ｙテーブル９の上面には試料１０、たと
えば半導体ウエハなどが載置される。 微動Ｘテーブル８および微動Ｙテーブル９の移
動方向に直交する端面には、磁性体ブロツク１２
が取着している。そして、この磁性体ブロツク１
２に対峙する位置には、間隙ｈを介して電磁石１
３および１３′が配設されている。なお、電磁石
１３および１３′は粗動Ｙテーブル上に取着され
ている。微動Ｘテーブル８および微動Ｙテーブル
９は、電磁石１３および１３′と磁性体ブロツク
１２の間に生ずる電磁力と平行板バネ１１および
１１′のバネ力との釣合う位置に微少移動するこ
とができる。 微動Ｙテーブル９のＸおよびＹ方向の面側には
光学ミラー１５が取着している。この光学ミラー
１５には、たとえばレーザ光１６によるレーザ干
渉測長器１７が係合している。そして、この検知
信号は、コントローラ１４に入力される。 さて、目標移動量がコントローラ１４に与えら
れると、まづサーボモータ５および５′が作動し、
ボールネジ６および６′により粗動Ｘテーブル３
および粗動Ｙテーブル４を移動し、目標値のわず
か手前の位置で停止する。次に、光学ミラー１５
とレーザ光１６を用いたレーザ干渉測長器によ
り、目標値と測定値との差をコントローラ１４に
フイードバツクしながら、微動Ｘテーブル８およ
び微動Ｙテーブル９の電磁石１３および１３′の
入力を制御し、定位置までテーブルを移動する。
これによつて目標値に対し±0.1μｍの精度で位置
決めすることができる。 以上のごとく、粗動送りと微動送りを組合せた
構造としなければならない理由として、粗動テー
ブルのみでは±数μｍないし±10μｍ程度の位置
決め精度しか保証できず、微動テーブルのみで
は、移動速度がおそく、かつ、そのストロークが
小さいためである。従つて、粗動テーブルと微動
テーブルとの二段重ね構造となり、前記したごと
く構造が複雑となる。そして、微動テーブルを載
架するため粗動テーブルの剛性を高める必要があ
り、試料のわりには不必要な大型のものとなる欠
点を有していた。更に、前記のごとく、二段重ね
構造となるため全体が高くなり、取扱いが不便に
なるのみなるらず、重心位置が粗動テーブルの駆
動軸から遠ざかり、粗動テーブル誤差が拡大され
ると共に、外部からの振動等の影響が受け易くな
るため、高精度位置決めが困難となる欠点を有し
ていた。 本発明は、以上の欠点を解消するもので、その
目的は、構造簡単で、小形であり、高速かつ容易
に高精度移動位置決めが可能であると共に、安価
である精密平面移動装置を提供するにある。 本発明は、以上の目的を達成するために、ベー
ス上に設置された直線軸受案内に沿つて直線的に
移動できるように上記直線軸受案内に載架される
一体化した粗微動テーブルと、粗動駆動源に連結
された送りネジを有し、且つ該送りネジに嵌合す
るナツトを固定して上記ベース上に固定された案
内手段（ガイドプレート）に沿つて直線移動する
ように構成された粗動変位出力部（ブロツク）を
有し、上記粗動駆動源を駆動して送りネジを回転
してナツトを介して直線移動する粗動変位出力部
（ブロツク）を上記粗微動テーブルに直接係合さ
せて該粗微動テーブルを上記直線軸受案内に沿つ
て粗動変位させるべく、上記ベース上に設置した
粗動変位駆動機構と、該粗動変位駆動機構の粗動
変位出力部（ブロツク）を上記案内手段（ガイド
プレート）に着脱させる着脱自在手段と、該着脱
自在手段を作動させて粗動変位出力部を上記案内
手段を介してベースに固定した状態で、上記粗微
動テーブルに微小変位出力を直接係合させて該粗
微動テーブルを上記直線軸受案内に沿つて微少変
位させるべく、上記粗動変位出力部上に設置して
構成した微少変位駆動機構と、上記粗微動テーブ
ルの位置を測定する測定手段と、上記着脱自在手
段を制御すると共に上記測定手段によつて測定さ
れた粗微動テーブルの位置に基いて少なくとも上
記微少変位駆動機構を制御する制御装置とを備え
たことを特徴とする精密平面移動装置である。 以下、本発明の実施例を図に基づいて説明す
る。 第２図において、示矢Ｘ方向に動くＸテーブル
１８は基板（ベース）２２上に形成される軸受７
に載架されている。この軸受７は、静圧空気軸受
又は、摺動時の摩擦やステイツク・スリツプ（つ
まり、物体を面上ですべらす時、途中でひつかか
つたり、滑つたりすることを繰返す現象）の非常
に少ない軸受を用いた直線軸受案内から構成され
る。 試料１０を載置する試料テーブル１９は、Ｘテ
ーブル上に形成される直線軸受案内７′上に載架
され、示矢Ｙ方向に移動する。 基板２２にはサーボモータ５が取着され、サー
ボモータ５にはボールネジ６が接続している。こ
のボールネジ６にはナツト３１を介してブロツク
（粗動変位出力部）２０が螺合し、ブロツク２０
は基板２２上に取着したガイドプレート（案内手
段）２３に沿い、ボールネジ６の回転によつてＸ
方向に移動するようになつている。回り止め機構
はブロツク２０に取着し、ブロツク２０がガイド
プレート２３に沿つて円滑に移動し得るようにし
ている。また、ブロツク２０は、第３図に示すご
とく、着脱自在手段、たとえば真空チヤツク２７
により、適宜の位置において、ガイドプレート２
３に固着されるようになつている。なお、粗動変
位駆動機構は、粗動変位出力部であるブロツク２
０とナツト３１とボールネジ６とサーボモータ
（粗動駆動源）５とによつて構成され、基板（ベ
ース）２２上に設置されている。 ブロツク２０は、更に、Ｘテーブル１８に着脱
し得るようになつている。すなわち、第３図に示
すごとく真空チヤツク２８によりＸテーブル１８
に吸着する構造を有している。従つて、第３図ａ
に示すように真空チヤツク２７が作動せず、真空
チヤツク２８が作動している状態においては、Ｘ
テーブル１８は、ボールネジ６の回転により、ブ
ロツク２０を介してＸ方向に粗移動し得るように
なつている。また、ブロツク２０とＸテーブル１
８との間には引張りコイルバネ２５が張架されて
いる。これにより、ブロツク２０とＸテーブル１
８とは、互に当接する向きに付勢されている。 ブロツク２０内には、直進型微少駆動機構２１
は、粗動変位出力部であるブロツク２０とこのブ
ロツク２０内に配設された電歪素子や磁歪素子と
で構成されている。そして、電歪素子や磁歪素子
は、これ等に加わる電圧や電流の変化により直進
方向に伸縮するもので、入力に対し線形的に伸縮
し、クリーブやヒステリシスの少ないものであ
る。これ等によつて±0.1μｍの位置決めが可能で
ある。更に、複数の電歪素子を用いて交互に電圧
の引加順序を変えるものでは0.01μｍ以下の分解
能でステツプ微動を行うことも可能である。 同様に、試料テーブル１９側にもブロツク２
０′、直進型微少変位機構２１、ガイドプレート
２３′、回り止め機構２４′、引張りコイルバネ２
５′、サーボモータ５′、ボールネジ６′等が配設
されている。これ等により試料テーブル１９は、
Ｘテーブル１８を基としてＹ方向に粗動、微動し
うるように構成されている。 試料テーブル１９上には、光学ミラー１５が取
着し、レーザ光１６、レーザ干渉測長器１７によ
り、Ｘ方向およびＹ方向の位置信号がコントロー
ラ１４に入力される。コントローラ１４は、本装
置の全体を制御するもので、サーボモータ５，
５′、真空チヤツク２７，２８、直進型微少変位
機構２１等を適宜制御する。 次に、第３図によりテーブルの位置制御方法を
説明する。まず、目標値Ｌ（第３図ｂ）がコント
ローラ１４に与えられると、サーボモータ５とボ
ールネジ６により、Ｘテーブル１８は目標位置２
６のΔXだけ手前のX1位置まで移動して停止す
る。このときまでは真空チヤツク２８は作動状態
にある。反対に真空チヤツク２７はOFFの状態
にある。以上が粗動送りであり、通常位置決め精
度は±数μｍないし±10μｍ程度である。従つて
ΔXの値は、目標位置２６から最大限10μｍとな
る。 Ｘテーブル１８が停止すると、まず、真空バル
ブ２９がOFFされ、Ｘテーブル１８とブロツク
２０と結合が解除される。従つて、Ｘテーブル１
８とブロツク２０とは、引張りコイルバネ２５の
引張り力のみで結合されることになる。 Ｘテーブル１８の前記停止に伴つて、真空バル
ブ３０がONとなり、ブロツク２０は真空チヤツ
ク２７により、ガイドプレート２３に固着する。
従つて、サーボモータ５の回転によつてＸテーブ
ル１８は移動しなくなる。このため、ボールネジ
６とナツト３１とのバツクラツシユ量や、サーボ
モータ５のドリフト量等はＸテーブル１８の移動
に影響を与えない。 目標位置２６からの位置ずれΔXの補正には、
直進型微少変位機構２１が用いられる。これによ
つて±0.1μｍ以下の高精密の位置決めができる。
直進型微少変位機構２１の微少変位出力端は、Ｘ
テーブル１８と微少隙間Ｓを隔てて配設される
（第３図ａ）。この微少隙間Ｓは、粗動時に、Ｘテ
ーブル１８の慣性力により直進型微少変位機構２
１が破損することを防ぐためのものである。 Ｘテーブル１８の位置ずれΔXは、レーザ干渉
測長器１７により検知され、この信号が前記した
ごとくコントローラ１４に送られ、コントローラ
１４により直進型微少変位機構２１の電歪素子や
磁歪素子が駆動されて出力する微少変位によりＸ
テーブル１８の補正が行なわれる。この場合、引
張りコイルバネ２５によりＸテーブル１８はブロ
ツク２０側に引張られているため、正確な位置決
めが可能となる。 同様のことが試料テーブル１９についても行な
われる。従つて、試料１０は、ＸおよびＹ方向に
おいて、正確な位置決めされる。 本実施例によれば、粗動テーブル上に微動テー
ブルを載架する必要がないため、構造が簡単とな
り、小形化が図れる。そして、装置全体の高さを
低く押えることができ、重心が低く、装置の剛性
を高く保つことができ、高精密の位置決めが可能
となる。更に、微細送りについても、シンプルで
かつコンパクトの直進型微少変位機構を用い、確
実、迅速かつ、容易に精密位置決めができる。 本実施例では、位置ずれ値の検出にレーザ光を
用いたが、これに限定するものではない。又、真
空チヤツクを着脱および固定手段に用いたが、特
に限定するものでもない。 以上説明したように本発明によれば、一体化し
た粗微動テーブルをベース上に設け、粗動時には
粗動駆動源に連結された粗動変位出力部を上記粗
微動テーブルに直接係合させ、微動時には該粗動
変位出力部を着脱自在手段を作動させて案内手段
を介してベースに固定した状態で、粗微動テーブ
ルに微少変位出力を直接係合させて微少変位させ
る微少変位駆動機構を上記粗動変位出力部上に設
置する構成にしたので、粗動時には微少変位駆動
機構をステージに慣性から保護できると共に微少
変位駆動機構の低剛性が粗動に影響を及ぼすこと
なく粗微動ステージを粗位置決めでき、更に微動
時には粗動変位駆動機構のドリフトが微動に影響
を及ぼさないため粗微動ステージの高精度の位置
決めを実現でき、その結果、構造を簡単にした小
形の装置構成で、高速、且つ容易に高精度位置決
めを達成できる効果を奏する。
第１図は従来の平面移動装置の構成を示した斜
視図、第２図は本発明の実施例を示す斜視図、第
３図は実施例のテーブル位置制御方法を説明する
説明図である。 ５，５′……サーボモータ、６，６′……ボール
ネジ、７，７′……直線軸受案内、１０……試料、
１４……コントローラ、１５……光学ミラー、１
６……レーザ光、１７……レーザ干渉測長器、１
８……Ｘテーブル、１９……試料テーブル、２０
……ブロツク、２１……直進型微少変位機構、２
３……ガイドプレート、２４……回り止め機構、
２５……引張りコイルバネ、２７，２８……真空
チヤツク、２９，３０……真空バルブ、３１……
ナツト。
視図、第２図は本発明の実施例を示す斜視図、第
３図は実施例のテーブル位置制御方法を説明する
説明図である。 ５，５′……サーボモータ、６，６′……ボール
ネジ、７，７′……直線軸受案内、１０……試料、
１４……コントローラ、１５……光学ミラー、１
６……レーザ光、１７……レーザ干渉測長器、１
８……Ｘテーブル、１９……試料テーブル、２０
……ブロツク、２１……直進型微少変位機構、２
３……ガイドプレート、２４……回り止め機構、
２５……引張りコイルバネ、２７，２８……真空
チヤツク、２９，３０……真空バルブ、３１……
ナツト。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ベース上に設置された直線軸受案内に沿つて
直線的に移動できるように上記直線軸受案内に載
架される一体化した粗微動テーブルと、粗動駆動
源に連結された送りネジを有し、且つ該送りネジ
に嵌合するナツトを固定して上記ベース上に固定
された案内手段に沿つて直線移動するように構成
された粗動変位出力部を有し、上記粗動駆動源を
駆動して送りネジを回転してナツトを介して直線
移動する粗動変位出力部を上記粗微動テーブルに
直接係合させて該粗微動テーブルを上記直線軸受
案内に沿つて粗動変位させるべく、上記ベース上
に設置した粗動変位駆動機構と、該粗動変位駆動
機構の粗動変位出力部を上記案内手段に着脱させ
る着脱自在手段と、該着脱自在手段を作動させて
粗動変位出力部を上記案内手段を介してベースに
固定した状態で、上記粗微動テーブルに微小変位
出力を直接係合させて該粗微動テーブルを上記直
線軸受案内に沿つて微少変位させるべく、上記粗
動変位出力部に設置して構成した微少変位駆動機
構と、上記粗微動テーブルの位置を測定する測定
手段と、上記着脱自在手段を制御すると共に上記
測定手段によつて測定された粗微動テーブルの位
置に基いて少なくとも上記微少変位駆動機構を制
御する制御装置とを備えたことを特徴とする精密
平面移動装置。 ２ 上記微少変位駆動機構として、電圧制御によ
つて微少伸縮する電歪素子によつて形成したこと
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の精密平
面移動装置。 ３ 上記微少変位駆動機構として、電流制御によ
つて微少伸縮する磁歪素子によつて形成したこと
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の精密平
面移動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12778981A JPS5830129A (ja) | 1981-08-17 | 1981-08-17 | 精密平面移動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12778981A JPS5830129A (ja) | 1981-08-17 | 1981-08-17 | 精密平面移動装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5830129A JPS5830129A (ja) | 1983-02-22 |
| JPH0434166B2 true JPH0434166B2 (ja) | 1992-06-05 |
Family
ID=14968713
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12778981A Granted JPS5830129A (ja) | 1981-08-17 | 1981-08-17 | 精密平面移動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5830129A (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60140408A (ja) * | 1983-12-28 | 1985-07-25 | Hitachi Ltd | 外観検査装置 |
| JPS60256667A (ja) * | 1984-05-31 | 1985-12-18 | Canon Inc | ボ−ルねじ送り装置の予圧調整機構 |
| JPS6165427A (ja) * | 1984-09-07 | 1986-04-04 | Toshiba Corp | 移動ステ−ジ装置 |
| JPS6320848A (ja) * | 1986-07-15 | 1988-01-28 | Canon Inc | 位置決め装置 |
| JPH0681995B2 (ja) * | 1986-12-15 | 1994-10-19 | 積水化学工業株式会社 | 繊維補強熱可塑性樹脂管及びその製造方法 |
| JP2003287875A (ja) | 2002-01-24 | 2003-10-10 | Hitachi Ltd | マスクの製造方法および半導体集積回路装置の製造方法 |
| KR100432133B1 (ko) * | 2002-03-20 | 2004-05-22 | 한국항공우주연구원 | 기계식 6자유도 소형 카트 |
| JP4921818B2 (ja) * | 2006-03-23 | 2012-04-25 | ペンタックスリコーイメージング株式会社 | ステージ装置のロック機構 |
| CN103645742B (zh) * | 2013-11-28 | 2017-01-04 | 苏州百奥丽光电科技有限公司 | 一种灯管灯条位置校准装置及校准方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5287584A (en) * | 1976-01-16 | 1977-07-21 | Hitachi Ltd | Fine positioning apparatus |
| JPS5364478A (en) * | 1976-11-20 | 1978-06-08 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Position aligning device |
-
1981
- 1981-08-17 JP JP12778981A patent/JPS5830129A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5287584A (en) * | 1976-01-16 | 1977-07-21 | Hitachi Ltd | Fine positioning apparatus |
| JPS5364478A (en) * | 1976-11-20 | 1978-06-08 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Position aligning device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5830129A (ja) | 1983-02-22 |
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