JPH0435928Y2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0435928Y2 JPH0435928Y2 JP13713784U JP13713784U JPH0435928Y2 JP H0435928 Y2 JPH0435928 Y2 JP H0435928Y2 JP 13713784 U JP13713784 U JP 13713784U JP 13713784 U JP13713784 U JP 13713784U JP H0435928 Y2 JPH0435928 Y2 JP H0435928Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- stage
- pair
- piezoelectric element
- elastic deformation
- auxiliary
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 230000005489 elastic deformation Effects 0.000 claims description 23
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 2
- 229910052755 nonmetal Inorganic materials 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Control Of Position Or Direction (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この考案は半導体の製造装置等に用いられる精
密なXYステージに関する。
密なXYステージに関する。
第５図は従来用いられていたこの種の微動XY
ステージの一例を開示するものであり、特に弾性
ロツト２０、圧電素子２１、テーブル２２を使用
した微動ステージが知られていた。又第６図に示
すように永久磁石２３、コイル２４、弾性板２５
を使用した微動ステージが知られていた。
ステージの一例を開示するものであり、特に弾性
ロツト２０、圧電素子２１、テーブル２２を使用
した微動ステージが知られていた。又第６図に示
すように永久磁石２３、コイル２４、弾性板２５
を使用した微動ステージが知られていた。
しかし第５図の様な従来の微動ステージの場
合、４本の弾性ロツド２０とテーブル２２、固定
部材２６との締結は打込み、圧入、接着等で行わ
れるが、この締結部に微小のガタを生じやすく、
バツクラツシユの原因になり正確な位置決めが出
来ないという問題や、圧電素子２１の組込に時間
がかかる、テーブル２２の固定部２６に対しての
水平出しが難しいという問題がある。又第６図の
様な場合、弾性板２５を使つている為ステージの
高さが高く、またコイル、磁石が大きな容積をし
め、装置が大型になると共に、慣性力が大きくな
り高速動作が困難になる欠点や真空中での使用の
場合真空シヤンバーを大型にしなければならず所
要真空度に達するまでに時間がかかるという欠点
があつた。そこでこの考案は従来の欠点を解決す
る為小型軽量で組立やすく、バツクラツシユの無
い高精度の微動XYステージを得る事を目的とし
ている。
合、４本の弾性ロツド２０とテーブル２２、固定
部材２６との締結は打込み、圧入、接着等で行わ
れるが、この締結部に微小のガタを生じやすく、
バツクラツシユの原因になり正確な位置決めが出
来ないという問題や、圧電素子２１の組込に時間
がかかる、テーブル２２の固定部２６に対しての
水平出しが難しいという問題がある。又第６図の
様な場合、弾性板２５を使つている為ステージの
高さが高く、またコイル、磁石が大きな容積をし
め、装置が大型になると共に、慣性力が大きくな
り高速動作が困難になる欠点や真空中での使用の
場合真空シヤンバーを大型にしなければならず所
要真空度に達するまでに時間がかかるという欠点
があつた。そこでこの考案は従来の欠点を解決す
る為小型軽量で組立やすく、バツクラツシユの無
い高精度の微動XYステージを得る事を目的とし
ている。
上記問題点を解決する為この考案はXY方向に
対して固定された一対の固定部材とこの一対の固
定部材のＸ方向において形成された一対の第１、
第２弾性変形部を有し各弾性変形部においＹ方向
に移動可能な一対の補助ステージと、この補助ス
テージ内に位置し前記第１、第２弾性変形部と直
行する方向に形成された一対の第３、第４弾性変
形部を有し各弾性変形部においてＸ方向に移動可
能なXYステージと、前記一方固定部材と前記
XYステージとの間に設けられＹ方向に移動を行
う為の第１のアクチエータと前記一方の補助ステ
ージと前記XYステージとの間に設けられＸ方向
に移動を行う為の第２のアクチエータを設え、前
記各弾性変形部は部材の両面から互いに対向する
方向に形成された一対の溝片からなると共に、前
記固定部材、補助ステージ、およびXYステージ
を一体に形成された一枚の板状部材より構成し、
小型で高精度になるようにした。
対して固定された一対の固定部材とこの一対の固
定部材のＸ方向において形成された一対の第１、
第２弾性変形部を有し各弾性変形部においＹ方向
に移動可能な一対の補助ステージと、この補助ス
テージ内に位置し前記第１、第２弾性変形部と直
行する方向に形成された一対の第３、第４弾性変
形部を有し各弾性変形部においてＸ方向に移動可
能なXYステージと、前記一方固定部材と前記
XYステージとの間に設けられＹ方向に移動を行
う為の第１のアクチエータと前記一方の補助ステ
ージと前記XYステージとの間に設けられＸ方向
に移動を行う為の第２のアクチエータを設え、前
記各弾性変形部は部材の両面から互いに対向する
方向に形成された一対の溝片からなると共に、前
記固定部材、補助ステージ、およびXYステージ
を一体に形成された一枚の板状部材より構成し、
小型で高精度になるようにした。
上記の様に構成された微動XYステージにおい
て、上記アクチエータとして圧電素子を用い、圧
電素子に電圧をかけると圧電素子が伸縮して前記
各弾性変形部が弾性変形を行い、XYステージと
固定部材とが一体に形成され、締結部をもたない
ためバツクラツシユのない精密な運動を行うこと
ができる。
て、上記アクチエータとして圧電素子を用い、圧
電素子に電圧をかけると圧電素子が伸縮して前記
各弾性変形部が弾性変形を行い、XYステージと
固定部材とが一体に形成され、締結部をもたない
ためバツクラツシユのない精密な運動を行うこと
ができる。
以下この考案の実施例を図面に基いて説明す
る。第１図、第２図、第３図において、１，２は
一対の固定部材、３，４は第１弾性変形部、５，
６は第２弾性変形部、７，８は一対の補助ステー
ジ、９はXYステージ、１０，１１は第３弾性変
形部、１２，１３は第４弾性変形部、１０ａ，１
０ｂは弾性変形部１０を形成する一対の溝片であ
る。固定部材１，２はネジ１４により粗動XYス
テージ上面２８に固定されている。第１圧電素子
１５は固定部材１にネジ１６により固定されてお
り、先端１５ａはXYステージ９の座ぐり部９ａ
に当接している。
る。第１図、第２図、第３図において、１，２は
一対の固定部材、３，４は第１弾性変形部、５，
６は第２弾性変形部、７，８は一対の補助ステー
ジ、９はXYステージ、１０，１１は第３弾性変
形部、１２，１３は第４弾性変形部、１０ａ，１
０ｂは弾性変形部１０を形成する一対の溝片であ
る。固定部材１，２はネジ１４により粗動XYス
テージ上面２８に固定されている。第１圧電素子
１５は固定部材１にネジ１６により固定されてお
り、先端１５ａはXYステージ９の座ぐり部９ａ
に当接している。
第２圧電素子１７は補助ステージ８にネジ２７
により固定されており先端部１７ａはXYステー
ジ９の座ぐり部９ｂに当接している。１５ｂ，１
７ｂはそれぞれ圧電素子の電源線である。１８ａ
〜１８ｄはワーク治具盤（図示せず）を固定する
ネジ穴である。
により固定されており先端部１７ａはXYステー
ジ９の座ぐり部９ｂに当接している。１５ｂ，１
７ｂはそれぞれ圧電素子の電源線である。１８ａ
〜１８ｄはワーク治具盤（図示せず）を固定する
ネジ穴である。
次に動作について説明する。粗動XYステージ
上に載つている微動XYステージの粗位置決めを
行つた後、圧電素子１５，１７に電圧をかけて圧
電素子を伸縮させXYステージ９を微動させる。
さらに詳しくのべると、第１圧電素子１５に電圧
をかけるとかけた電圧に比例して第１圧電素子１
５が伸び第１圧電素子の先端部１５ａがXYステ
ージ座ぐり部９ａを押し、弾性変形部３，４，
５，６を弾性変形させながらXYステージ９をＹ
方向へ微動させる。この時弾性変形部３，４と
５，６は平行バネになつている為又移動量が微小
（20μｍ程度）の為XYステージ９の上下動は無視
できる程度小さい。1000Vの電圧をかけると10μ
ｍ伸びる圧電素子を使用した場合1Vの電圧かけ
ると0.01μｍXYステージを移動する事が可能であ
る。この時固定部材１、XYステージ９、弾性変
形部３〜６が一体構造で締結部がないのでガタ、
バツクラツシユが発生せず第１圧電素子１５の伸
び量にステージ移動量が完全に一致する、同様に
第２圧電素子１７に1Vの電圧をかける事により
XYステージ９をＸ方向に0.01μｍ移動させる事が
できる。
上に載つている微動XYステージの粗位置決めを
行つた後、圧電素子１５，１７に電圧をかけて圧
電素子を伸縮させXYステージ９を微動させる。
さらに詳しくのべると、第１圧電素子１５に電圧
をかけるとかけた電圧に比例して第１圧電素子１
５が伸び第１圧電素子の先端部１５ａがXYステ
ージ座ぐり部９ａを押し、弾性変形部３，４，
５，６を弾性変形させながらXYステージ９をＹ
方向へ微動させる。この時弾性変形部３，４と
５，６は平行バネになつている為又移動量が微小
（20μｍ程度）の為XYステージ９の上下動は無視
できる程度小さい。1000Vの電圧をかけると10μ
ｍ伸びる圧電素子を使用した場合1Vの電圧かけ
ると0.01μｍXYステージを移動する事が可能であ
る。この時固定部材１、XYステージ９、弾性変
形部３〜６が一体構造で締結部がないのでガタ、
バツクラツシユが発生せず第１圧電素子１５の伸
び量にステージ移動量が完全に一致する、同様に
第２圧電素子１７に1Vの電圧をかける事により
XYステージ９をＸ方向に0.01μｍ移動させる事が
できる。
以上の様にXYステージと弾性変形部と固定部
材が一体に形成された板状部材であり締結部が無
い為ガタ、バツクラツシユが発生せず高精度の位
置決が可能になり、構成部品点数の削減により信
頼性が向上した。又運動の駆動源となる圧電素子
を一体に成形された板状部材内に配置した為微動
XYステージの粗動XYステージへの取付け、ワ
ーク治具盤の微動XYステージへの取付けが非常
に容易になりなおかつステージ全体を薄くコンパ
クトにする事が可能になつた。さらに固定部材と
XYステージが一体で成形されている為固定部材
下面に対するXYステージ上面の平行度を機械加
工により容易に高精度にする事が可能になつた。
材が一体に形成された板状部材であり締結部が無
い為ガタ、バツクラツシユが発生せず高精度の位
置決が可能になり、構成部品点数の削減により信
頼性が向上した。又運動の駆動源となる圧電素子
を一体に成形された板状部材内に配置した為微動
XYステージの粗動XYステージへの取付け、ワ
ーク治具盤の微動XYステージへの取付けが非常
に容易になりなおかつステージ全体を薄くコンパ
クトにする事が可能になつた。さらに固定部材と
XYステージが一体で成形されている為固定部材
下面に対するXYステージ上面の平行度を機械加
工により容易に高精度にする事が可能になつた。
第４図は圧電素子の他の実施例を示すものであ
る。金属あるいはセラミツク等の硬質非金属のボ
ール１９を第１圧電素子１５の先端に回転可能に
装着したものである。XYステージ９が第２圧電
素子１７の作用によりＸ方向へ微動する場合第１
圧電素子１５の先端部１５ａとXYステージ座ぐ
り部９ａとの間にスベリを生じるが、上記ボール
を使用する事により、ころがり接触となり微動が
よりスムースになる利点がある。
る。金属あるいはセラミツク等の硬質非金属のボ
ール１９を第１圧電素子１５の先端に回転可能に
装着したものである。XYステージ９が第２圧電
素子１７の作用によりＸ方向へ微動する場合第１
圧電素子１５の先端部１５ａとXYステージ座ぐ
り部９ａとの間にスベリを生じるが、上記ボール
を使用する事により、ころがり接触となり微動が
よりスムースになる利点がある。
以上の実施例において、XYステージの移動を
圧電素子で説明したが、これに限られるものでな
く、液圧、エアシリンダやリニアモータ等でも可
能である。
圧電素子で説明したが、これに限られるものでな
く、液圧、エアシリンダやリニアモータ等でも可
能である。
この考案は以上説明したように固定部材、XY
ステージ、弾性変形部を一体で形成された一枚の
板状部材とした為バツクラツシユ、ガタがなくな
り高精度位置決めが可能となりなおかつ軽量小型
になり高速位置決めが可能となり、構成部品点数
の削減により信頼性を増すという効果がある。
ステージ、弾性変形部を一体で形成された一枚の
板状部材とした為バツクラツシユ、ガタがなくな
り高精度位置決めが可能となりなおかつ軽量小型
になり高速位置決めが可能となり、構成部品点数
の削減により信頼性を増すという効果がある。
第１図はこの考案にかかわる微動ステージの平
面図、第２図は第１図の断面AA図、第３図は第
１図の断面BB図、第４図は第１圧電素子の平面
図、第５図は従来例の横断面図、第６図は他の従
来例の斜視図。 １，２……固定部材、３，４……第１弾性変形
部、５，６……第２弾性変形部、７，８……補助
ステージ、９……XYステージ、１０，１１……
第３弾性変形部、１２，１３……第４弾性変形
部、１５……第１圧電素子、１７……第２圧電素
子、１０ａ，１０ｂ……溝片。
面図、第２図は第１図の断面AA図、第３図は第
１図の断面BB図、第４図は第１圧電素子の平面
図、第５図は従来例の横断面図、第６図は他の従
来例の斜視図。 １，２……固定部材、３，４……第１弾性変形
部、５，６……第２弾性変形部、７，８……補助
ステージ、９……XYステージ、１０，１１……
第３弾性変形部、１２，１３……第４弾性変形
部、１５……第１圧電素子、１７……第２圧電素
子、１０ａ，１０ｂ……溝片。
Claims (1)
- 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 一対の固定部材と、この一対の固定部材の両
端部を一対の第１、第２弾性変形部を介して一
体に連結し、Ｙ方向に移動可能となした一対の
補助ステージと、この一対の補助ステージ内側
には前記第１、第２弾性変形部と直交する一対
の第３、第４弾性変形部を介してＸ方向に移動
可能に一体に連結したXYステージと、前記一
方の固定部材と前記XYステージとの間に設け
られ前記XYステージをＹ方向に移動を行う為
の第１のアクチエータと、前記一方の補助ステ
ージとXYステージとの間に設けられ前記XY
ステージをＸ方向に移動する為の第２のアクチ
エータとを備え、前記各弾性変形部は部材の両
面から互に対向する方向に形成された一対の溝
片からなると共に、前記固定部材、補助ステー
ジ、およびXYステージは一体に形成された一
枚の板状部材より構成されている事を特徴とす
るXYステージ。 (2) 前記XYステージを移動させるためのアクチ
エータとして圧電素子を用いた実用新案登録請
求の範囲第１項記載のXYステージ。 (3) 前記圧電素子の先端に金属又は非金属で構成
されたボールが回転自在に保持されている事を
特徴とする実用新案登録請求の範囲第２項記載
のXYステージ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13713784U JPH0435928Y2 (ja) | 1984-09-10 | 1984-09-10 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13713784U JPH0435928Y2 (ja) | 1984-09-10 | 1984-09-10 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6151513U JPS6151513U (ja) | 1986-04-07 |
| JPH0435928Y2 true JPH0435928Y2 (ja) | 1992-08-25 |
Family
ID=30695555
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13713784U Expired JPH0435928Y2 (ja) | 1984-09-10 | 1984-09-10 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0435928Y2 (ja) |
-
1984
- 1984-09-10 JP JP13713784U patent/JPH0435928Y2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6151513U (ja) | 1986-04-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Liu et al. | Development of a two-dimensional linear piezoelectric stepping platform using longitudinal-bending hybrid actuators | |
| WO2015055153A1 (zh) | 压电陶瓷平面电机及其驱动方法 | |
| Liu et al. | Development of a four-feet driving type linear piezoelectric actuator using bolt-clamped transducers | |
| CN108964512B (zh) | 一种惯性粘滑式跨尺度运动平台 | |
| Xue et al. | Design of a piezo-driven inchworm flexure stage for precision positioning | |
| JPH0744857B2 (ja) | 圧電回転装置 | |
| CN110065926B (zh) | 二自由度scott-russell柔性微纳定位平台 | |
| CN110010190B (zh) | 三维恒力并联柔性微定位平台 | |
| US7504794B2 (en) | Planar motor | |
| JPH0435928Y2 (ja) | ||
| JPS63244205A (ja) | 位置決め装置 | |
| Liu et al. | Design and experimental evaluation of a stepper piezoelectric actuator using bending transducers | |
| JPS62138071A (ja) | 圧電型リニア可動子 | |
| JPS62266490A (ja) | 精密位置決め装置 | |
| JP2803440B2 (ja) | Ｘｙ微動ステージ | |
| KR20050085223A (ko) | 구동장치 | |
| JP2003062773A (ja) | マイクロマニピュレータ | |
| JPH064210B2 (ja) | 位置決め機構 | |
| JP2000214280A (ja) | ステ―ジ機構 | |
| Chen et al. | Design and implementation of a new 3-DOF electromagnetic micropositioner utilizing flexure mechanism | |
| JPH04348834A (ja) | 微小移動ｘ−ｙテーブル | |
| JPS63865A (ja) | デイスク装置 | |
| JPS63206716A (ja) | 同一面内における一方向移動装置 | |
| JPS6234673Y2 (ja) | ||
| JPS6235113A (ja) | 静圧軸受装置 |