JPH049379B2

JPH049379B2 -

Info

Publication number: JPH049379B2
Application number: JP57183933A
Authority: JP
Priority date: 1982-10-19
Filing date: 1982-10-19
Publication date: 1992-02-20
Also published as: US4610442A; JPS5972727A; WO1987000968A1

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、一平面上で位置合わせを行なう、例
えば、半導体製造における露光装置のマスク等に
使用する位置合わせ用テーブルに関するものであ
る。

従来の技術従来の位置合わせ用テーブルでは、第１図にそ
の具体構成を示すように、ｘ方向直線ガイド１を
有するｘテーブル２と、ｘテーブル２上にｙ方向
直線ガイド３を有するｙテーブル４とｙテーブル
４上に設けられた回転軸５を有する回転テーブル
６を重ね合わせた構成で、ｘ方向の移動は、ベー
ス７に固定されたモータ８により駆動し、ｙ方向
の移動は、ｘテーブル２に固定された、モータ９
により駆動し、回転方向の移動は、ｙテーブル４
に固定されたモータ１０によつて駆動が行なわれ
ていた。

また、特開昭53−99875号公報に記載された構
成のものが他の従来例として知られている。

すなわち、第２，３図に示すように、下面を複
数個の球体４９により保持され、平板５０上を水
平方向の任意方向に移動可能となされた平板テー
ブル４０において、その周囲の少なくとも２辺４
１，４２を互いに直角となし、その１辺４１に対
し出没軸４３，４４を直角に接触、もしくは係合
させた２台の駆動モータ４５，４６と、他の１辺
４２に対し出没軸４７を直角に接触、もしくは係
合させた１台の駆動モータ４８とからなる構成を
有するもので、出没軸４３，４４，４７の前後進
により、テーブル４０をＸ，Ｙ方向、およびθ回
転方向に任意の量移動させるものである。

発明が解決しようとする問題点しかしながら、上記第１図のような構成では、
直交する二方向に移動するｘテーブル２とｙテー
ブル４を重ね合わせ、さらに、回転テーブル６を
重ねるため、三段重ねの構成となるので、位置合
わせ用テーブルの全高が高くなり、剛性が低下す
るという欠点を有していた。また、回転テーブル
６の回転軸５が、ｙテーブル４上の一定の位置に
固定されるため、ｙテーブル４上の任意の位置を
回転中心として、回転運動をすることができない
という欠点を有していた。さらに、直線運動及び
回転運動の軸受摩擦が大きくバツクラツシユが大
きい欠点を有していた。

この問題点を解決するものとして、特開昭53−
99875号公報の第２図、第３図に記載の従来例に
おいては、テーブル４０、およびこれを移動させ
る駆動モータ４５，４６，４８が同一の平板５０
上に配置された構成となつているため、テーブル
４０の全高が低くなり、剛性が高くバツクラツシ
ユの少ない正確な位置合わせができるが、テーブ
ル４０の、出没軸４３，４４，４７との接触面が
XYθ運動するテーブル４０自身の２辺４１，４
２であり方向の定まつたものになつておらず、方
向の固定したXY直交座標軸に対し、平行に移動
させるための案内機能がないため、テーブル４０
が任意の角度回転した状態にある場合、駆動モー
タ４８によりテーブル４０をＸ方向に移動させる
とＹ方向にも、また駆動モータ４５，４６により
Ｙ方向に移動させるとＸ方向にも、それぞれずれ
の動きが発生することになる。このため、テーブ
ル４０を所定の量移動させる場合、移動前にテー
ブル４０がどれだけの角度回転した状態にあるか
を何らかの手段で計測しておき、計算にもとづい
て出没軸４３，４４，４７を同時に動かさないと
Ｘ、又はＹ方向のみの移動をさせることができる
という問題点を有していた。

本発明は上記問題点に鑑み、テーブルをＸ方向
の位置決め手段のみを動かせてＸ方向に、またＹ
方向の位置決め手段のみを動かせてＹ方向に、そ
れぞれ個別に任意の量移動させることができ、か
つテーブル上の任意の位置を回転中心として回転
運動させることができる位置合わせ用テーブルを
提供するものである。

問題点を解決するための手段本発明は、一枚の平板のテーブルの周囲に配置
された３つの位置決め手段の先端にそれぞれ平面
部を設け、それらのうちの２つが互いに平行で、
かつ他の１つと垂直をなすようにし、テーブルに
取り付けられた３個のローラがそれらの平面部と
常に接するようテーブルを付勢した状態で、各位
置決め手段を前後進させることにより、各ローラ
およびテーブルを一平面内で任意の方向に任意の
量移動させるという構成を備えたものである。

作用本発明は上記した構成によつて、位置決め手段
の、ローラとの当接面が方向の定まつた案内機能
を有し、かつ当接面とローラ中心との距離がロー
ラ半径と等しく、常に一定となつているため、互
いに平行な当接面を持つ２つの位置決め手段を等
量、或は他の１つの位置決め手段を任意の量前後
進させることにより、テーブルをＸ、又はＹ方向
にそれぞれ個別に、任意の量移動させることがで
き、かつテーブル上の任意の位置を回転中心とし
て回転運動させることが可能となる。

実施例以下本発明の一実施例について、図面を参照し
ながら説明する。第４図は本発明の一実施例にお
ける位置合わせ用テーブルを示すものである。１
１は移動テーブル、１２はベース、１３は、上記
移動テーブル１１と上記ベース１２の両方に接
し、上記移動テーブルが一平面上で移動するよう
に規制する同じ直径の球体群、１４は、上記球体
群１３が、離散しないよう規制し、かつ上記球体
群１３が上記ベース１２上をどの方向にも回転し
ながら移動できるよう保持するケージ、１５は、
上記移動テーブル１１の一端面に回転軸が、ベー
ス１２に垂直になるように取り付けられたＸロー
ラー、１６，１７は、上記Ｘローラー１５が取り
つけられた上記移動テーブル１１の端面とは別の
端面にそれぞれ回転軸が、上記ベース１２に垂直
になるように取りつけられたY1ローラーとY2ロ
ーラー、１８は上記Ｘローラー１５と接する端面
が上記ベース１２と垂直なＸローラープツシヤー
である。１９は上記Ｘローラープツシヤー１８
が、上記ベース１２と平行に直線運動をするよう
に規制するＸ直線ガイド、２０は上記Ｘローラー
プツシヤー１８を直線運動させるＸネジ軸、２１
は上記Ｘネジ軸２０を駆動するＸモータ、２２は
上記Ｘローラー１５を常に上記Ｘローラープツシ
ヤー１８に押しあてるような方向に上記移動テー
ブル１１を加圧するＸバネ、２３は上記Y1ロー
ラー１６と接する端面が、上記ベース１２に垂直
で、かつ、上記Ｘローラープツシヤー１８が上記
Ｘローラー１５と接する端面と垂直なY1ローラ
ープツシヤーである。２４は上記Y1ローラープ
ツシヤー２３が上記ベース１２と平行でかつ、上
記Ｘローラープツシヤー１８の直線運動方向と垂
直な方向に直線運動するように規制するY1直線
ガイド、２５は上記Y1ローラープツシヤーを直
線運動させるY1ネジ軸、２６は上記Y1ネジ軸を
駆動するY1モータ、２７は上記Y1ローラー１６
を常に上記Y1プツシヤー２３に押しあてるよう
な方向に上記移動テーブル１１を加圧するY1バ
ネ、２８は上記Y2ローラー１７と接する端面が、
前記Y1ローラープツシヤー２３の端面に平行な
Y2ローラープツシヤーである。２９は、上記Y2
ローラープツシヤー２８が前記Y1ローラープツ
シヤー２３と平行に直線運動するように規制する
Y2直線ガイド、３０は上記Y2ローラープツシヤ
ー２８を直線運動させるY2ネジ軸、３１は上記
Y2ネジ軸３０を駆動するY2モータ、３２は上記
Y2ローラー１７を常に上記Y2ローラープツシヤ
ー２８に押しあてるような方向に移動テーブルを
加圧するY2バネである。

以上のように構成された位置合わせ用テーブル
について、以下にその動作を説明する。まず前記
Ｘモータ２１、Y1モータ２６、Y2モータ３１を
それぞれ所定の角度回転させることにより、それ
ぞれＸネジ軸２０、Y1ネジ軸２５、Y2ネジ軸３
０を介して、Ｘローラープツシヤー１８、Y1ロ
ーラープツシヤー２３、Y2ローラープツシヤー
２８を所定の量だけ直線移動させることができ
る。また、移動テーブル１１に取り付けられたＸ
ローラー１５、Y1ローラー１６、Y2ローラー１
７は、Ｘバネ２２、Y1バネ２７、Y2バネ３２に
より、それぞれＸローラープツシヤー１８、Y1
ローラープツシヤー２３、Y2ローラープツシヤ
ー２８と常に接するように加圧されているため、
Ｘローラー１５の、Ｘローラープツシヤー１８の
移動方向への移動量は、Ｘローラープツシヤー１
８の移動量と同じであり、同様にY1ローラー１
６の、Y1ローラープツシヤー２３の移動方向へ
の移動量は、Y1ローラープツシヤーの移動量と
同じであり、またY2ローラー１７のY2ローラー
プツシヤー２８の移動方向への移動量はY2ロー
ラープツシヤーの移動量と同じである。またその
際Ｘローラー１５はＸローラープツシヤー１８の
端面に沿つて、Ｘローラープツシヤー１８の移動
方向と垂直な方向へ回転しながら移動でき、Y1
ローラーとY2ローラーも同様に、Y1ローラープ
ツシヤー２３の端面とY2ローラープツシヤー２
８の端面に沿つて、Y1ローラープツシヤー２３、
Y2ローラープツシヤー２８の移動方向と垂直な
方向へ回転しながら移動できる。従つて、移動テ
ーブル１１が、所定の量だけ移動することにな
る。

ここで、Ｘローラープツシヤー１８、Y1ロー
ラープツシヤー２３、Y2ローラープツシヤー２
８の移動量と移動テーブル１１上の任意点の移動
量及び、その点を中心とする移動テーブル１１の
回転量の関係を次に説明する。第５図において、
移動テーブル１１上の任意の点０を原点とする直
交座標系を考え、Y1ローラー１６とY2ローラー
１７の中心を通る直線に平行で、原点０を通る直
線をｌ線、原点０を通り、ｌ軸に垂直な軸をｍ軸
とするような、lm座標系で、Ｘローラー１５、
Y1ローラー１６、Y2ローラー１７の中心の座標
をそれぞれl₁，m₁，l₂，m₂，l₃，m₃とする。また
同じく、Ｏを原点として、Ｘローラープツシヤー
１８の端面に平行で、Ｏを通る直線をＹ軸、０を
通りＹ軸に垂直な軸をＸ軸とする直交座標系
（XY座標系とする）において、ｌ軸とＸ軸の間
の角度をθとすると、ml座標系で表わしたＸロ
ーラー１５、Y1ローラー１６、Y2ローラー１７
の中心の座標を、XY座標系に変換すると、Ｘロ
ーラー１５の中心の座標x₁′，y₁′，Y1ローラー１
６の中心の座標x₂′，y₂′，Y2ローラー１７の中心
の座標x₃′，y₃′は x_i′ y_i′＝cosθ−sinθ sinθ cosθ l_i m_i ｉ＝１，２，３となる。

次に第６図に示すように、移動テーブル１１上
の原点０が第５図に示す位置からXY座標系のＸ
方向にΔx，ｙ方向にΔyだけ移動した点0′に移り
さらに、0′を中心にΔθだけ回転したとき、XY座
標系に対する、Ｘローラー１５、Y1ローラー１
６、Y2ローラー１７の中心の座標x₁″，y₁″，
x₂″，y₃″，x₃″，y₃″は、 x_i″ y_i″＝cos（θ＋Δθ）−sin（θ＋Δθ） sin（θ＋Δθ）cos（θ＋Δθ） l_i m_i＋Δx Δy ｉ＝１，２，３となる。従つて、第５図に示す位置から第６図に
示す位置に移動テーブル１１が移動したときの３
個のローラーの中心の座標の変位Δx_i，Δy_iは、 Δx_i Δy_i＝x_i″ x_i′−y_i″ y_i′ cos（θ＋Δθ）−sin（θ＋Δθ） sin（θ＋Δθ）cos（θ＋Δθ） l_i m_i＋Δx Δy −cosθ−sinθ sinθ cosθ l_i m_i cos（θ＋Δθ）−cosθ−（sin（θ＋Δθ）−s
inθ） cos（θ＋Δθ）−cosθ−（sin（θ＋Δθ）−s
inθ） sin（θ＋Δθ）−sinθ cos（θ＋Δθ）−cosθ） l
_i m_iΔx Δy ｉ＝１，２，３となる。以上より、Ｘローラー１５のＸ軸方向の
変位Δx₁、Y1ローラー１６のＹ軸方向の変位
Δy₁、Y2ローラーのＹ軸方向の変位Δy₂は、 Δx₁＝｛cos（θ＋Δθ）−cosθ｝
l₁−｛sin（θ＋Δθ）−sinθ｝m₁＋Δx Δy₁＝｛sin（θ＋Δθ）−sinθ｝
l₂−｛cos（θ＋Δθ）−cosθ｝m₂＋Δy Δy₂＝｛sin（θ＋Δθ）−sinθ｝
l₃−｛cos（θ＋Δθ）−cosθ｝m₃＋Δy となる。従つて、上記移動テーブル上の任意の点
０がＸ方向へΔx，ｙ方向へΔyだけ移動し、かつ
Δθだけ、回転するには、３個のローラープツシ
ヤーはそれぞれΔx₁，Δy₁，Δy₂だけ移動すれば
よい。

以上のように、本実施例によれば、一平面上で
運動する一枚の平板の移動テーブルに対して、上
記移動テーブル端面に常に接し、かつ直線上を往
復運動する三軸の位置決め手段を設けることによ
り、上記三軸の位置決め手段を計算によつて決め
られる量だけ、それぞれ直線運動させれば、上記
移動テーブル上の任意の点を中心に上記移動テー
ブルを任意の角度回転させ、かつ任意の量だけ平
面上を移動させることができる。また位置合わせ
用テーブルの全高が低いため、剛性が高く正確な
位置合わせができる。さらに直線運動及び回転運
動の軸受摩擦が小さいのでバツクラツシユの少い
位置合わせ用テーブルが提供される。

なお、実施例において移動テーブルの運動を一
平面内で行なわせる規制手段は球体群としたが、
規制手段はすべり軸受、流体軸受でもよく、要は
移動テーブルの運動を一平面内で行なわせるよう
な構成であればよい。

また実施例でローラープツシヤーの直線運動
は、モーターの回転をネジ軸で直線運動に変換し
て駆動源としたが、直線運動はリニアモータでも
よく、要はローラープツシヤーを直線運動させる
構成であればよい。

また、実施例においてローラーの取付は第４図
に示したような配置であるが、第７図ないし第９
図のような配置でもよく、要は三軸の位置決め手
段のうち、二軸のローラに接する面が平行でか
つ、他の一軸のローラに接する面と垂直であれば
よい。

発明の効果以上のように、本発明は、一枚の平板のテーブ
ルと、テーブルに取り付けられた３個のローラ
と、上記３個のローラとそれぞれ接する３つの面
のうち２つが互いに平行で、かつ他の１つの面と
垂直な面を有する３軸の位置決め手段とを設け、
それらの各面と３個のローラ中心との距離がロー
ラの半径と等しく、常に一定となるようにするこ
とにより、テーブルを、Ｘ方向の位置決め手段の
みを動かせてＸ方向に、またＹ方向の位置決め手
段のみを動かせてＹ方向にそれぞれ個別に任意の
量移動させることができるため、テーブルが任意
の角度回転した状態にあつても自動で数値制御さ
れる位置合せ用テーブルでは制御が容易でありま
た、手動で動かす場合にも操作しやすいという効
果がある。さらにローラの中心の座標の変位が計
算しやすく、このことにより厳密に、しかも任意
の量、Ｘ，Ｙ方向、および回転方向に移動を行わ
せることができ、その結果、テーブル上の任意の
位置を回転中心として回転させることが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の位置合わせ用テーブルの一部破
断の斜視図、第２図は従来の他の位置合わせ用テ
ーブルの平面図、第３図は同正面図、第４図は本
発明の実施例における位置合わせ用テーブルの斜
視図、第５図、第６図は同説明図、第７図〜第９
図は本発明の実施例における位置合わせ用テーブ
ルのローラー取付位置を変えた場合の説明図であ
る。１……ｘ方向直線ガイド、２……ｘテーブル、
３……ｙ方向同線ガイド、４……ｙテーブル、５
……回転軸、６……回転テーブル、７……ベー
ス、８，９，１０……モータ、１１，１１ａ，１
１ｂ，１１ｃ……移動テーブル、１２，１２ｂ…
…ベース、１３……球体群、１４……ケージ、１
５，１５ｂ，１５ｃ……Ｘローラー、１６，１６
ａ，１６ｂ，１６ｃ……Y1ローラー、１７，１
７ａ，１７ｂ，１７ｃ……Y2ローラー、１８，
１８ａ，１８ｂ，１８ｃ……Ｘローラープツシヤ
ー、１９……Ｘ直線ガイド、２０……Ｘネジ軸、
２１……Ｘモータ、２２……Ｘバネ、２３，２３
ａ，２３ｂ，２３ｃ……Y1ローラープツシヤー、
２４……Y1直線ガイド、２５……Y1ネジ軸、２
６……Y1モータ、２７……Y1ネジ、２８，２８
ａ，２８ｂ，２８ｃ……Y2ローラープツシヤー、
２９……Y2直線ガイド、３０……Y2ネジ軸、３
１……Y2モータ、３２……Y2バネ、３３……ガ
イド。

Claims

【特許請求の範囲】

１一枚の平板のテーブルが、一平面内で任意の
方向に移動できるよう前記テーブルを前記平面に
沿つて支持する案内手段と、前記テーブルに取り
付けられた第１、第２、第３のローラと、前記第
１、第２、第３のローラを、前記平面と平行な方
向に押し付け、移動させる第１、第２、第３のプ
ツシヤ、およびそれらの駆動手段を備えた第１、
第２、第３の位置決め手段と、前記第１、第２、
第３のローラと前記第１、第２、第３のプツシヤ
の当接面とが常に接するように前記テーブルを付
勢する付勢手段とを備え、前記第２、および第３
のプツシヤの当接面が互いに平行で、かつ前記第
１のプツシヤの当接面とそれぞれ垂直をなすよう
に配置したことを特徴とする位置合わせ用テーブ
ル。