JPH0659589B2 - Stage feeding device - Google Patents

Stage feeding device

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JPH0659589B2
JPH0659589B2 JP60135948A JP13594885A JPH0659589B2 JP H0659589 B2 JPH0659589 B2 JP H0659589B2 JP 60135948 A JP60135948 A JP 60135948A JP 13594885 A JP13594885 A JP 13594885A JP H0659589 B2 JPH0659589 B2 JP H0659589B2
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stage
cylinder
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piston
piston rod
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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の利用分野] 本発明はステージ送り装置に関し、特にLSIなどの半
導体製造装置における微細パターン加工或いは検査用等
の比較的ストロークの長い精密位置決めに好適な液体シ
リンダ装置を用いた粗微動ステージ送り装置に関する。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a stage feed device, and particularly to a liquid cylinder device suitable for precision positioning with a relatively long stroke, such as for fine pattern processing or inspection in a semiconductor manufacturing apparatus such as LSI. The present invention relates to a coarse / fine movement stage feed device using the.

[従来技術] 光、電子線またはX線などを利用して露光装置をはじめ
として、LSIなどの微細パターンの加工或いは検査を
行なう各種半導体製造装置では、被加工物であるウエハ
あるいは露光用のマスクまたはレクチルをステージに保
持させて直線送りにより精密に位置決めする。このよう
なステージ送り装置には、比較的長いストロークが要求
されるため、目標停止位置近辺まで高速送りをする位置
決め精度の低い粗動送りと、目標停止位置近くで粗位置
決めされたステージを目標停止位置に高精度で位置決め
する微動送りとの両機能を行なう送り機構が設けられる
のが一般的であり、従来は両機能それぞれ送りネジ機構
を2重に積重ねた2軸送りネジ方式のもの、或いは1本
の送り軸にリード差をもつ2つの送りネジ部を設けた1
軸差動送りネジ方式のものが主流であった。
[Prior Art] In various semiconductor manufacturing apparatuses that process or inspect a fine pattern such as an LSI including an exposure apparatus using light, an electron beam, an X-ray, or the like, a wafer to be processed or a mask for exposure is used. Alternatively, hold the reticle on the stage and position it precisely by linear feed. Since such a stage feed device requires a relatively long stroke, coarse movement feed with low positioning accuracy that performs high-speed feed to the vicinity of the target stop position, and target stop of the stage that is roughly positioned near the target stop position In general, a feed mechanism that performs both the function of finely positioning the position and the fine movement feed is provided. Conventionally, a biaxial feed screw system in which the feed screw mechanisms are double stacked for each function, or Two feed screw parts with lead difference are provided on one feed shaft 1
The shaft differential feed screw type was the mainstream.

しかしながら、これらの送りネジ機構のみで粗微動送り
を行なう従来の装置では、送りネジの中心軸上にステー
ジの重心がなく、換言すれば力の作用線上にステージの
重心がないので、竪形に配置して用いる場合にはステー
ジを案内支持するガイドベアリングにオーバーハング荷
重がかかり、ガイドレールとガイドベアリングとの間に
こじれが生じてベアリング寿命および案内精度を損う欠
点があるほか、ステージを真空雰囲気中に配置する必要
がある場合は、送りネジやガイドベアリングの潤滑油の
蒸発による焼付きや、送り駆動用モータを耐真空用に構
成しなければならないなどの問題点があり、このため特
にベローズ等で真空シールしにくい複雑な構造の送りネ
ジ機構とモータとを真空チャンバ外に配置して、チャン
バ内でガイドレールに支持案内されたステージに伝達機
構を介して送りネジの動きを伝えるようにするにして
も、粗動および微動用の両送りネジ機構をチャンバ外に
配置しなければならないので、ステージの所要ストロー
ク全長分以上の設置スペースがチャンバ外に必要とな
る。
However, in the conventional device that performs coarse and fine movement feed only with these feed screw mechanisms, there is no center of gravity of the stage on the central axis of the feed screw, in other words, there is no center of gravity of the stage on the line of action of force, so it is a vertical type. When it is installed and used, an overhang load is applied to the guide bearing that guides and supports the stage, and twisting occurs between the guide rail and the guide bearing, which impairs bearing life and guide accuracy. If it needs to be placed in the atmosphere, there are problems such as seizure of the feed screw and guide bearing due to evaporation of lubricating oil, and the feed drive motor must be configured to withstand vacuum. A feed screw mechanism and a motor with a complicated structure that are difficult to vacuum seal with a bellows etc. are placed outside the vacuum chamber, and the guide rail is set inside the chamber. Even if the movement of the feed screw is transmitted to the stage supported and guided by the transmission mechanism, both feed screw mechanisms for coarse and fine movement must be placed outside the chamber, so the required stroke of the stage An installation space longer than the full length is required outside the chamber.

そこで本発明者等は、ステージの重心を力の作用線上に
位置させる構成をとり易くすると共に、ステージ内に粗
動送りストローク部を収納配置することができ、真空雰
囲気内で焼付きを起しやすい特に送りネジ機構を真空チ
ャンバ外に配置する場合に従来に比べてチャンバ外の突
出部分をコンパクトにすることのできる構造の簡単な精
密位置決め用のステージ送り装置として第4図に示すも
のを先に提案した。
Therefore, the inventors of the present invention can easily adopt a configuration in which the center of gravity of the stage is located on the line of action of force, and can store and arrange the coarse motion feed stroke portion in the stage, and cause seizure in a vacuum atmosphere. Especially, when the feed screw mechanism is arranged outside the vacuum chamber, the one shown in FIG. 4 is used as a stage feed device for precision positioning which has a simple structure and can make the protruding portion outside the chamber more compact than the conventional one. Proposed to.

第4図において、ステージ1はy軸方向へ直線移動され
るようにリニアガイドシャフト2a及び2bにより案内支持
されている。ステージ1内にはピストンシリンダアッセ
ンブリ3が配置され、該アッセンブリ3のシリンダ側が
ステージ1と固定関係にある。アッセンブリ3はステー
ジ1の粗動送り手段を構成し、可撓チューブ6a,6bを介
して給排される流体11によりそのピストンロッド5に対
してステージ1を相対移動させる。ステージ1にはピス
トンロッド5を囲んでクランプ装置4が取付けられてお
り、アッセンブリ3による粗動送りの粗位置決め停止以
後のロック、すなわちステージ1をピストンロッド5に
ロックすることができるようになっている。ピストンロ
ッド5の先端には二又状の微動送りロッド12が連結され
ており、このロッド12の二又の先端は微動送りナット8
を有するハウジングブロック13に固定されている。ナッ
ト8は、軸受10に支持された微動送りネジ7に螺合して
おり、駆動モータ9によるネジ7の回転によってハウジ
ングブロック13、そして二又ロッド12を介してピストン
ロッド5を微動させるようになされている。
In FIG. 4, the stage 1 is guided and supported by linear guide shafts 2a and 2b so as to be linearly moved in the y-axis direction. A piston cylinder assembly 3 is arranged in the stage 1, and the cylinder side of the assembly 3 is in a fixed relationship with the stage 1. The assembly 3 constitutes the coarse feed means of the stage 1, and moves the stage 1 relative to the piston rod 5 by the fluid 11 supplied and discharged via the flexible tubes 6a and 6b. A clamp device 4 is attached to the stage 1 so as to surround the piston rod 5, so that the stage 3 can be locked after the coarse positioning feed rough stop by the assembly 3, that is, the stage 1 can be locked to the piston rod 5. There is. A bifurcated fine feed rod 12 is connected to the tip of the piston rod 5, and the bifurcated tip of the rod 12 is a fine feed nut 8.
It is fixed to the housing block 13 having. The nut 8 is screwed into a fine movement feed screw 7 supported by a bearing 10 so that the rotation of the screw 7 by the drive motor 9 finely moves the piston rod 5 via the housing block 13 and the forked rod 12. Has been done.

以上の構成をもつ第4図の装置において、ステージ1の
粗動送りは、まずモータ9にサーボロックをかけ、送り
ネジ7と回り止め機構付き送りナット8とを相対的に動
かないようにロックしてから行なうのがひとつの方法で
ある。この場合、ピストンロッド5は固定位置に止まっ
たままであり、加圧流体(5〜7kgf/cm2)を可撓チ
ューブ6a,6bを介して給排することによりピストンシリ
ンダアッセンブリ3のシリンダ側、すなわちステージ1
の前後進を行ない、所要ストロークの粗動送りを行な
う。ステージ1が目標停止位置近辺の所定粗位置精度内
位置に到達したときにクランプ装置4を作動させてステ
ージ1の移動を止め、これによりステージ1の粗位置決
めが行なわれる。
In the apparatus shown in FIG. 4 having the above-described configuration, in coarse movement feed of the stage 1, first, the motor 9 is servo-locked and the feed screw 7 and the feed nut 8 with a rotation stop mechanism are locked so as not to move relative to each other. One method is to do it after that. In this case, the piston rod 5 remains stationary at the fixed position, and the pressurized fluid (5 to 7 kgf / cm 2 ) is supplied and discharged through the flexible tubes 6a and 6b to the cylinder side of the piston cylinder assembly 3, that is, Stage 1
The forward and backward movements are performed to perform coarse movement feed for the required stroke. When the stage 1 reaches a position within the predetermined coarse position accuracy near the target stop position, the clamp device 4 is actuated to stop the movement of the stage 1, whereby the coarse positioning of the stage 1 is performed.

次いで微動送りを行なうが、この場合、クランプ装置4
は動作状態のままに置かれる。駆動モータ9の回転によ
り送りネジ7が所要回転数だけ回転させられるが、この
とき送りナット8はハウジングブロック13に固定されて
いるので、送りネジ7が1回転するたびにハウジングブ
ロック13がネジ7のリード分だけ送られ、この動きがロ
ッド12を介してピストンロッド5に伝達され、クランプ
装置4を介してステージ1が微動送りされることにな
る。
Then, the fine movement is performed. In this case, the clamp device 4
Is left active. The feed screw 7 is rotated by a required number of rotations by the rotation of the drive motor 9. At this time, since the feed nut 8 is fixed to the housing block 13, the housing block 13 is screwed by the screw 7 every time the feed screw 7 makes one rotation. Of the lead, the movement is transmitted to the piston rod 5 via the rod 12, and the stage 1 is finely moved via the clamp device 4.

第1図の例では、ピストンロッド5、二又ロッド12とハ
ウジングブロック13および送りナット8を含む送りユニ
ット、そして送りネジ7が全て同軸上に配置されると共
にこの同軸上にステージ1の重心が位置させられてお
り、さらにガイドシャフト2a,2bを含めて前記各同軸要
素の中心軸が同一平面内に配置されている。すなわち、
力の作用線がステージ1の重心を貫ぬくようになってい
るので、これを竪形配置にしたときにオーバーハング荷
重によるガイドシャフトとそのベアリングに対するこじ
りの発生を最小にできるようになっている。
In the example of FIG. 1, the piston rod 5, the forked rod 12, the feed unit including the housing block 13 and the feed nut 8, and the feed screw 7 are all arranged coaxially, and the center of gravity of the stage 1 is coaxially arranged. The central axes of the respective coaxial elements including the guide shafts 2a and 2b are arranged in the same plane. That is,
Since the line of action of force penetrates through the center of gravity of the stage 1, it is possible to minimize the occurrence of twisting of the guide shaft and its bearing due to overhang load when this is arranged vertically. .

前記実施例装置を真空チャンバ内に配置する場合、例え
ばガイドシャフト2a,2bのための潤滑油に蒸気圧の低い
ものを使用し、ピストンシリンダアッセンブリ3のピス
トンロッドのすべり面を真空シール構造にして、送りネ
ジ側の機構をチャンバ外の大気中に置き、ピストンロッ
ド5からステージ1側の機構チャンバ内に配置すること
で低真空チャンバ向きのものとすることができる。この
場合、粗動送りストローク分の殆んどが真空チャンバ内
に収納されるので、チャンバ外装置が非常にコンパクト
になる。
When the apparatus of the above-mentioned embodiment is arranged in a vacuum chamber, for example, a lubricating oil having a low vapor pressure is used for the guide shafts 2a and 2b, and the sliding surface of the piston rod of the piston cylinder assembly 3 has a vacuum seal structure. By placing the mechanism on the feed screw side in the atmosphere outside the chamber and arranging it from the piston rod 5 in the mechanism chamber on the stage 1 side, it is possible to make it suitable for a low vacuum chamber. In this case, most of the coarse feed stroke is accommodated in the vacuum chamber, so the apparatus outside the chamber becomes very compact.

またこれに加えてガイドシャフト2a,2b、クランプ装置
4とピストンロッド5およびチューブ6a,6bをベローズ
およびOリングなどによって真空チャンバ内で真空シー
ルすることにより、潤滑油の蒸発を高度に防止すること
が可能となり、従ってこれら真空シール要素の付加によ
って高真空チャンバ向きのシステムとすることができ
る。
In addition to this, the guide shafts 2a, 2b, the clamp device 4, the piston rod 5, and the tubes 6a, 6b are vacuum-sealed in the vacuum chamber by bellows, O-rings, etc., to highly prevent the evaporation of the lubricating oil. Therefore, the addition of these vacuum sealing elements makes the system suitable for high vacuum chambers.

尚、この例では粗動送り時に微動送り側をロックして作
動させた例を述べたが、これは例えば粗動送り時に微動
用送りネジ7を連動させて送りナット8を粗動送りと同
方向に送り、ステージ1とピストンロッド5との相対的
な動きを少なくした状態でクランプ装置4を動作させる
ようにして、粗動送りの位置決め精度の向上とクランプ
装置4の作動によるピストンロッド5の損傷防止とを計
ってもよい。
In this example, an example in which the fine feed side is locked and operated during coarse feed is described. For example, in this case, the fine feed screw 7 is interlocked to move the feed nut 8 during coarse feed. Direction, and the clamp device 4 is operated in a state where the relative movement between the stage 1 and the piston rod 5 is reduced to improve the positioning accuracy of the coarse feed and to operate the clamp device 4 to move the piston rod 5. You may measure damage prevention.

以上のように、第4図のステージ送り装置では、粗動送
り手段がピストンシリンダアッセンブリによって構成さ
れているので、これをステージの重心を貫ぬく中心線位
置にてステージ内に配置しても構造の複雑化は問題にな
らず、また真空チャンバ内に配置する場合も、ピストン
ロッドとクランプ手段およびガイドレールは単に棒状な
どの単純なものであるのでベローズによって真空シール
できるから、殆んどのストローク分を担う粗動送り手段
をチャンバ内に配置でき、チャンバ外には微動送り用の
送りネジ装置だけを配置すればよいことになるのでそれ
だけチャンバ外の装置配置がコンパクトになる。さらに
粗動送り用のアクチュエータがピストンシリンダアッセ
ンブリであるので送りネジ方式に比べて構造がシンプル
となり、最終停止目標位置への位置決めは微動送り手段
の送りネジ装置を行なえるので、位置決め精度は高精度
を望むことができる。
As described above, in the stage feeding device shown in FIG. 4, the coarse movement feeding means is constituted by the piston cylinder assembly. Therefore, even if this is arranged in the stage at the center line position passing through the center of gravity of the stage Is not a problem, and the piston rod, the clamping means and the guide rail are simple rod-shaped and can be vacuum-sealed by the bellows even when they are arranged in the vacuum chamber. It is possible to dispose the coarse movement feeding means for carrying out the above in the chamber, and only the feed screw device for the fine movement feeding needs to be arranged outside the chamber, so that the arrangement of the device outside the chamber becomes compact accordingly. Furthermore, since the actuator for coarse feed is a piston cylinder assembly, the structure is simpler than that of the feed screw method, and the positioning to the final stop target position can be performed by the feed screw device of the fine feed means, so the positioning accuracy is high. You can hope for.

ところで第4図のステージ送り装置においては、、その
粗動送り手段として通常のピストンシリンダアッセンブ
リ3を用いており、その構造は第5図に示すように、ピ
ストンロッド5と連結されたピストン3aがシリンダチュ
ーブ3bの内部にシールリング3cを介して摺接し、このピ
ストンによって仕切られる二つのシリンダ室3d,3e内に
作動流体を給排するためのニップル14a,14bがチューブ
3bの両端近傍に配置された構造となっていた。
By the way, in the stage feed device of FIG. 4, a normal piston-cylinder assembly 3 is used as the coarse-moving feed means, and its structure is such that the piston 3a connected to the piston rod 5 is as shown in FIG. The nipples 14a and 14b for supplying and discharging the working fluid are slidably in contact with the inside of the cylinder tube 3b through a seal ring 3c, and the two cylinder chambers 3d and 3e partitioned by the piston have tubes nipples 14a and 14b.
The structure was located near both ends of 3b.

このため第4図のステージ送り装置では、粗動送りため
の動作流体給排用チューブ6a,6bをステージ外が可撓構
造にすると共にチューブをステージ1の内部に配管する
必要があり、ステージ1の移動に伴って可撓チューブ6
a,6bが連れ曲りを起すので6a,6bのバネ定数が常に変
化し、微動送り時に送りムラを生じる原因となるほか、
ステージ内部の配管が必要なことからステージ本体に複
雑な加工を施さねばならず、さらに可動チューブの存在
はチューブ内圧の変化でもそのバネ定数が代わると共に
真空チャンバ内に配置する場合にその気密性の面で不利
であり、送り装置周囲の構造の複雑化が避けられらいな
どの欠点が指摘された。
Therefore, in the stage feed device of FIG. 4, it is necessary to make the working fluid supply / discharge tubes 6a and 6b for coarse movement feed have a flexible structure outside the stage and to pipe the tubes inside the stage 1. Flexible tube along with the movement of 6
Since a and 6b bend together, the spring constants of 6a and 6b are constantly changing, which causes uneven feeding during fine feed.
Since the internal piping of the stage is required, the stage body must be subjected to complicated processing, and the presence of a movable tube changes its spring constant even when the tube internal pressure changes and its airtightness when placed in a vacuum chamber. It has been pointed out that it is disadvantageous in that it is difficult to avoid complication of the structure around the feeding device.

[発明の目的] 本発明の課題は、前述の流体シリンダ装置と送りネジ装
置とを組合せてなる粗微動ステージ送り装置における前
述の特長を活かしながらこれら諸欠点を除去することに
あり、流体シリンダ装置に対する作動流体の給排のため
の可撓チューブ配管が不要で送り精度および信頼性の高
いステージ送り装置を提供することにある。
[Object of the Invention] An object of the present invention is to eliminate these drawbacks while making use of the above-mentioned features of the coarse / fine movement stage feed device in which the above-mentioned fluid cylinder device and feed screw device are combined. It is an object of the present invention to provide a stage feeding device which does not require flexible tube piping for supplying and discharging a working fluid to and from which the feeding accuracy and reliability are high.

[発明の構成] この課題を達成するため、本発明では、リニアガイドに
案内支持されたステージを直線移動させるステージ送り
装置において、作動流体給排通路がピストンロッド内に
配設されたピストンシリンダアッセンブリを有し、該ア
ッセンブリのシリンダ側がステージに固定された、ステ
ージを粗動送りするための粗動送り手段と、該ピストン
シリンダアッセンブリのピストンとシリンダとの相対移
動をロックするクランプ機構と、該クランプ機構によっ
てロックされた状態で、該ピストンシリンダアッセンブ
リを介してステージを微動送りするためのネジ送り機構
を有する微動送り手段とを有するようにしている。
[Configuration of the Invention] In order to achieve this object, according to the present invention, in a stage feed device that linearly moves a stage guided and supported by a linear guide, a piston / cylinder assembly in which a working fluid supply / discharge passage is disposed in a piston rod is provided. And a clamp mechanism that locks relative movement between a piston and a cylinder of the piston-cylinder assembly, the coarse-motion feed means having a cylinder side of the assembly fixed to the stage for coarse-motion feed of the stage, and the clamp. And a fine movement feed means having a screw feed mechanism for finely feeding the stage through the piston cylinder assembly in a state of being locked by the mechanism.

本発明のひとつの好ましい態様においては、前記シリン
ダがピストンロッド挿通口以外に開口を持たない密閉シ
リンダからなり、シリンダ内でピストンにより仕切られ
た二つのシリンダ室にそれぞれ連通する二つの作動流体
給排通路が共にピストンロッド内に独立して配置され、
ピストンロッド内を介してシリンダ外部の作動流体供給
源に接続されるようになっている。
In one preferred aspect of the present invention, the cylinder is a closed cylinder having no opening other than a piston rod insertion port, and two working fluid supply / discharge ports respectively communicating with two cylinder chambers partitioned by a piston in the cylinder. The passages are both independently located in the piston rod,
It is adapted to be connected to a working fluid supply source outside the cylinder via the inside of the piston rod.

また本発明の具体的な実施態様において、ピストンロッ
ドは内部に作動流体給排通路を形成した中空ロッドによ
って形成され、この中空ロッド内に、別の給排通路を独
立して形成する中空パイプが固定配置されることで両シ
リンダ室に対する二つの独立した給排通路をピストンロ
ッド内に形成するようにしてある。
Further, in a specific embodiment of the present invention, the piston rod is formed by a hollow rod having a working fluid supply / discharge passage formed therein, and a hollow pipe for independently forming another supply / discharge passage is provided in the hollow rod. By being fixedly arranged, two independent supply / discharge passages for both cylinder chambers are formed in the piston rod.

ステージの移動に対しては、一方のシリンダ室に連通す
る給排通路に加圧流体を送り込んで駆動しも、或いは給
排通路を介して一方のシリンダ室から作動流体を吸引排
出して駆動しても、いずれでも差しつかえない。
When the stage moves, it can be driven by feeding pressurized fluid into a supply / discharge passage communicating with one cylinder chamber, or by sucking and discharging the working fluid from one cylinder chamber via the supply / discharge passage. However, either is acceptable.

[発明の作用] 本発明のステージ送り装置では、加圧流体によって作動
し得るピストンシリンダアッセンブリを有する粗動送り
手段と、ネジ送り機構を用いた微動送り手段とを組み合
わせたことによる上述の利点が得られることに加え、ス
テージに対して固定されたシリンダ内のピストン両側の
シリンダ室内に、ピストンロッド内の給排通路を介して
作動流体の給排を行なうので、シリンダ外部に可撓チュ
ーブを配管する必要は全くなくなるものであり、従って
前述の諸欠点の原因を除去することが可能となるもので
ある。
[Advantages of the Invention] In the stage feeding device of the present invention, the above-described advantages are obtained by combining the coarse movement feeding means having the piston cylinder assembly operable by the pressurized fluid and the fine movement feeding means using the screw feeding mechanism. In addition to being obtained, the working fluid is supplied to and discharged from the cylinder chambers on both sides of the piston in the cylinder fixed to the stage through the supply and discharge passages in the piston rod. Therefore, it is possible to eliminate the causes of the above-mentioned drawbacks.

本発明の好適な実施例を図面と共に説明すれば以下の通
りである。
A preferred embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

[実施例] 第1図は本発明のステージ送り装置の一実施例を示し、
第4図の例と同効部分には同一符号を付してある。すな
わち、第1図において、ステージ1はy軸方向へ直線移
動されるようにリニアガイドシャフト2aおよび2bにより
案内されている。ステージ1に配置されたピストンシリ
ンダアッセンブリ30は例えば第2図のような構造のもの
であってシリンダ側がステージ1と固定関係にある。第
2図においてアッセンブリ30は、ピストン30aおよびシ
リンダ30b、そして該ピストンに固定されたシリンダ30
の挿通口30fを通して外部に延在するピストンロッド50
を備えてなり、シリンダ30bは前記挿通口30f以外に外部
に連通した開口を有していない。ピストンロッド50は中
空ロッドからなり、その内部がヘッド側シリンダ室30e
に対する作動流体給排通路50bを形成する。また中空ピ
ストンロッド50の内部に小径の中空パイプ51が固定配置
されており、そのパイプ内中空部がロッド側シリンダ室
30dに対する作動油給排通路50aを形成している。ピスト
ンロッド50内の両通路50a,50bは、ロッド先端の継手15
に設けられたニップル16a,16bにそれぞれ独立して連通
され、ここから図示しない作動流体供給源に各々接続さ
れる。
[Embodiment] FIG. 1 shows an embodiment of the stage feeding apparatus of the present invention.
The same parts as those in the example of FIG. 4 are designated by the same reference numerals. That is, in FIG. 1, the stage 1 is guided by the linear guide shafts 2a and 2b so as to be linearly moved in the y-axis direction. The piston cylinder assembly 30 arranged on the stage 1 has a structure as shown in FIG. 2, for example, and the cylinder side is in a fixed relationship with the stage 1. In FIG. 2, the assembly 30 includes a piston 30a, a cylinder 30b, and a cylinder 30 fixed to the piston.
Piston rod 50 extending to the outside through the insertion hole 30f of
The cylinder 30b does not have an opening communicating with the outside, other than the insertion opening 30f. The piston rod 50 is a hollow rod whose inside is the head side cylinder chamber 30e.
To form a working fluid supply / discharge passage 50b. Also, a small diameter hollow pipe 51 is fixedly arranged inside the hollow piston rod 50, and the hollow portion inside the pipe is the rod side cylinder chamber.
A hydraulic oil supply / discharge passage 50a for 30d is formed. Both passages 50a and 50b in the piston rod 50 are connected to the joint 15 at the tip of the rod.
Are independently communicated with the nipples 16a and 16b provided in the above, and are connected to a working fluid supply source (not shown) from here.

アッセンブリ30はステージ1の粗動送り手段を構成し、
ピストンロッド50内の通路50a,50bを介して給排される
流体11によりそのピストンロッド50に対してステージ1
を相対移動させる。ステージ1にはまたピストンロッド
50を囲んでクランプ装置4が取付けられており、アッセ
ンブリ30による粗動送りの粗位置決め停止以後のロッ
ク、すなわちステージ1をピストンロッド5にロック
(クランプ)することができるようになっている。ピス
トンロッド5の先端には、継手15を介して二又状の微動
送りロッド12が連結されており、このロッド12の二又の
先端は、微動送りナット8を有するハウジングブロック
13に固定されている。ナット8は、軸受10に支持された
微動送りネジ7に螺合しており、駆動モータ9によるネ
ジ7の回転によってハウジング13、二又ロッド12、そし
て継手15を介してピストンロッド50を微動させるように
なっている。
The assembly 30 constitutes the coarse feed means of the stage 1,
The stage 1 with respect to the piston rod 50 by the fluid 11 supplied and discharged through the passages 50a and 50b in the piston rod 50.
Move relative to. The piston rod is again on stage 1.
A clamp device 4 is attached so as to surround 50, and it is possible to lock (clamp) the stage 1 to the piston rod 5 after the coarse positioning feed rough stop by the assembly 30 is stopped. A bifurcated fine feed rod 12 is connected to the tip of the piston rod 5 via a joint 15. The bifurcated tip of the rod 12 has a fine feed nut 8 in a housing block.
It is fixed at 13. The nut 8 is screwed into a fine feed screw 7 supported by a bearing 10, and the rotation of the screw 7 by the drive motor 9 finely moves the piston rod 50 through the housing 13, the bifurcated rod 12, and the joint 15. It is like this.

以上の構成をもつ第1図の実施例装置において、ステー
ジ1の粗動送りは、まずモータ9にサーボロックをか
け、送りネジ7と回り止め機構付き送りナ瞳ト8とを相
対的に動かないようにロックしてから行なうのがひとつ
の方法である。この場合ピストンロッド5は固定位置に
止まったままであり、加圧流体(5〜7kgf/cm2)を
継手15のニップル16a,16bからピストンロッド50内の通
路50a,50bを介して給排することにより、ピストンシリ
ンダアッセンブリ30のシリンダ側、すなわちステージ1
の前後進を行ない、所要ストロークの粗動送りを行な
う。ステージが目標停止位置付近の所定粗位置精度内の
位置に到達したときにクランプ装置4を作動させてステ
ージ1の移動を止め、これによりステージ1の粗位置決
めが行なわれる。
In the apparatus of the embodiment shown in FIG. 1 having the above-described configuration, in coarse movement feed of the stage 1, first, the motor 9 is servo-locked to relatively move the feed screw 7 and the feed stopper pupil 8 with a rotation stop mechanism. One way is to lock it so that it doesn't exist. In this case, the piston rod 5 remains in the fixed position, and pressurized fluid (5 to 7 kgf / cm 2 ) is supplied and discharged from the nipples 16a and 16b of the joint 15 through the passages 50a and 50b in the piston rod 50. The piston side of the piston cylinder assembly 30, that is, the stage 1
The forward and backward movements are performed to perform coarse movement feed for the required stroke. When the stage reaches a position within the predetermined coarse position accuracy near the target stop position, the clamp device 4 is actuated to stop the movement of the stage 1, whereby the coarse positioning of the stage 1 is performed.

次いで送りネジ装置による微動送りが行なわれるが、こ
れについては第4図の例と同であるので説明を省略す
る。
Next, the fine movement feed is performed by the feed screw device, but since this is the same as in the example of FIG. 4, description thereof will be omitted.

本実施例において、ピストンロッド50内の中空パイプ51
はロッド50内で固定されていることが望ましく、固定す
ることによってロッド50内でのパイプ51の振動が防止さ
れる。このための好ましい実施例として、第3図にはピ
ストンロッドとしての中空ロッド150内に丁度密に嵌合
する外径の中空パイプ151を用意し、該パイプ151の外面
に長さ方向に連続する面取りを施したうえで該パイプ15
1をロッド150内に挿嵌したものが示されている。このも
のでは中空パイプ151の中空部が一方の給排通路50aを形
成し、面取り部分が他方の給排通路50bを形成し、しか
もロッド150内でパイプ151が密に嵌合されているのでロ
ッド内給排パイプの振動は生じない。
In this embodiment, the hollow pipe 51 in the piston rod 50
Is preferably fixed in the rod 50, which prevents vibration of the pipe 51 in the rod 50. As a preferred embodiment for this purpose, FIG. 3 shows a hollow pipe 151 having an outer diameter which fits exactly inside a hollow rod 150 as a piston rod, and is continuous on the outer surface of the pipe 151 in the longitudinal direction. After chamfering, the pipe 15
One is shown inserted into rod 150. In this structure, the hollow portion of the hollow pipe 151 forms one supply / discharge passage 50a, the chamfered portion forms the other supply / discharge passage 50b, and since the pipe 151 is closely fitted in the rod 150, Vibration of the internal supply / exhaust pipe does not occur.

本発明において、ステージ1の移動のためにアッセンブ
リ30を加圧流体で駆動する例を述べてきたが、例えば流
体として空気を用い、ステージの負荷が小さく送り速度
もさほど速くないような場合には、一方の給排通路を大
気に解放した状態にして他方の給排通路を大気圧以下に
例えば最大1kgf/cm2以内で減圧するという、いわゆ
る真空排気によって駆動するようにしてもよく、特に真
空チャンバ内での使用に際して第2図に示すロッドパッ
キン30gにおける流体漏れを軽減できる点で効果的であ
る。
In the present invention, the example in which the assembly 30 is driven by the pressurized fluid to move the stage 1 has been described. For example, when air is used as the fluid and the load of the stage is small and the feed speed is not so fast, It may be driven by so-called vacuum exhaust, in which one of the supply / discharge passages is opened to the atmosphere and the other supply / discharge passage is depressurized to atmospheric pressure or less, for example, within a maximum of 1 kgf / cm 2 , and so on. It is effective in reducing fluid leakage in the rod packing 30g shown in FIG. 2 when used in the chamber.

[発明の効果] 以上に述べたように本発明では送りネジ装置と組合せて
粗微動ステージ送りを行なう場合の粗動送り装置として
流体シリンダ装置を利用することの利点を十二分に発揮
できるだけでなく、作動流体給排通路をピストンロッド
内に設けたので、ステージの動きに伴う配管チューブの
連れ曲り問題が除去でき、チューブ不要の構成であるの
で、チューブの存在に基づく送り精度低下の諸欠点が原
因から除去でき、ステージ本体に対する配管用の加工も
不要でベローズ等によるシールに邪魔がなく、ステージ
自体のコンパクト化およびステージまわりのスペースフ
ァクターの向上も達成することができる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, the advantage of using the fluid cylinder device as the coarse movement feed device in the case of performing the coarse / fine movement stage feed in combination with the feed screw device can be fully exerted. However, since the working fluid supply / discharge passage is provided in the piston rod, the problem of pipe tube bending that accompanies the movement of the stage can be eliminated, and the tube is not required. Therefore, it is possible to eliminate the need for processing for the stage body for piping, there is no obstruction to the sealing by the bellows, etc., and the stage itself can be made compact and the space factor around the stage can be improved.

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

第1図は本発明の実施例を一部切欠いて示す斜視図、第
2図は主要部としてピストンシリンダアッセンブリの縦
断面図、第3図は別の実施例に係るピストンロッド内部
構造を示す断面図、第4図は従来例を示す斜視図、第5
図は従来のピストンシリンダアッセンブリを示す縦断面
図である。 1:ステージ、2a,2b:リニアガイドシャフト、30:ピ
ストンシリンダアッセンブリ、30a:ピストン、30b:シ
リンダ、50:ピストンロッド、50a,50b:給排通路、5
1:中空パイプ、16a,16b:ニップル。
FIG. 1 is a perspective view showing a partially cutaway embodiment of the present invention, FIG. 2 is a longitudinal sectional view of a piston cylinder assembly as a main part, and FIG. 3 is a sectional view showing an internal structure of a piston rod according to another embodiment. 4 and 5 are perspective views showing a conventional example and FIG.
The drawing is a vertical sectional view showing a conventional piston cylinder assembly. 1: Stage, 2a, 2b: Linear guide shaft, 30: Piston cylinder assembly, 30a: Piston, 30b: Cylinder, 50: Piston rod, 50a, 50b: Supply / discharge passage, 5
1: Hollow pipe, 16a, 16b: Nipple.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】リニアガイドに案内支持されたステージを
直線移動させるステージ送り装置において、 作動流体給排通路がピストンロッド内に配設されたピス
トンシリンダアッセンブリを有し、該アッセンブリのシ
リンダ側がステージに固定された、ステージを粗動送り
するための粗動送り手段と、 該ピストンシリンダアッセンブリのピストンとシリンダ
との相対移動をロックするクランプ機構と、 該クランプ機構によってロックされた状態で、該ピスト
ンシリンダアッセンブリを介してステージを微動送りす
るためのネジ送り機構を有する微動送り手段と を有することを特徴とするステージ送り装置。
1. A stage feed device for linearly moving a stage guided and supported by a linear guide, wherein a working fluid supply / discharge passage has a piston cylinder assembly disposed in a piston rod, and the cylinder side of the assembly is attached to the stage. A fixed coarse movement feed means for coarsely feeding the stage, a clamp mechanism for locking relative movement between the piston and the cylinder of the piston cylinder assembly, and a piston cylinder cylinder locked by the clamp mechanism. A fine feed unit having a screw feed mechanism for finely feeding the stage through the assembly.
【請求項2】シリンダがピストンロッド挿通口以外に開
口を持たない密閉シリンダからなり、シリンダ内でピス
トンにより仕切られた二つのシリンダ室にそれぞれ連通
する二つの作動流体給排通路が共にピストンロッド内に
独立配置されたことを特徴とする特許請求の範囲第1項
に記載のステージ送り装置。
2. A cylinder is a closed cylinder having no opening other than a piston rod insertion port, and two working fluid supply / discharge passages, which communicate with two cylinder chambers partitioned by a piston in the cylinder, are both in the piston rod. The stage feed device according to claim 1, wherein the stage feed device is independently arranged.
【請求項3】ピストンロッドが内部に作動流体給排通路
を形成した中空ロッドからなり、該中空ロッド内に、別
の給排通路を独立して形成する中空パイプが固定位置さ
れていることを特徴とする特許請求の範囲第2項に記載
のステージ送り装置。
3. A piston rod comprises a hollow rod having a working fluid supply / discharge passage formed therein, and a hollow pipe for independently forming another supply / discharge passage is fixedly positioned in the hollow rod. The stage feeding device according to claim 2, which is characterized.
【請求項4】一方のシリンダ室に連通する作動流体給排
通路に加圧流体を送給してステージを直線移動させるよ
うにした特許請求の範囲第2項に記載のステージ送り装
置。
4. The stage feeding device according to claim 2, wherein the stage is moved linearly by feeding a pressurized fluid to a working fluid supply / discharge passage communicating with one of the cylinder chambers.
【請求項5】一方のシリンダ室に連通する作動流体給排
通路を介して該一方のシリンダ室内から作動流体を吸引
排出してステージを直線移動させるようにした特許請求
の範囲第2項に記載のステージ送り装置。
5. The stage according to claim 2, wherein the working fluid is sucked and discharged from the one cylinder chamber through a working fluid supply / discharge passage communicating with the one cylinder chamber to linearly move the stage. Stage feed device.
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