JPH08197363A - ネジ送り移動機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ネジ送り移動機構において、棒状ネジのリー
ド誤差をコンピュータなどの大がかりな機構を用いずに
容易かつ高精度に補正する。 【構成】 ワーク１２を上面に載置して直線移動するス
テージ５と、このステージを移動させるために回転駆動
される棒状ネジ６と、この棒状ネジと螺合して該棒状ネ
ジに沿って移動し上記ステージに移動駆動力を伝達する
ネジナット７と、上記ステージの直線移動を案内するガ
イド機構部８ａ，８ｂ；９ａ，９ｂとを有するネジ送り
移動機構において、上記棒状ネジ６は一端部側を軸支す
ると共に他端部側をそのネジ軸１９に直交する方向に変
位可能に取り付け、この棒状ネジの他端部側には該棒状
ネジの変位調整機構部１０を設け、上記ネジナット７と
係合して上記ステージ５に移動駆動力を伝達する変位角
吸収機構部１１を該ステージ５に固定して設けたもので
ある。これにより、上記変位調整機構部１０で棒状ネジ
６の変位量を調整するだけで、該棒状ネジ６のリード誤
差をコンピュータなどの大がかりな機構を用いずに容易
かつ高精度に補正することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば半導体製造装置
の或る工程においてワークを平面内で移動して位置決め
したりするのに用いるネジ送り移動機構に関し、特に、
棒状ネジのリード誤差をコンピュータなどの大がかりな
機構を用いずに容易かつ高精度に補正することができる
ネジ送り移動機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種のネジ送り移動機構は、例
えばウェハなどのワークを上面に載置して直線移動する
ステージと、このステージを移動させるために回転駆動
される棒状ネジと、この棒状ネジと螺合して該棒状ネジ
に沿って移動し上記ステージに移動駆動力を伝達するネ
ジナットと、上記ステージの直線移動を案内するガイド
機構部とを有して成っていた。そして、上記棒状ネジと
しては例えばボールネジを使用しており、図３に示すよ
うに、上記ボールネジ１のネジ軸２がステージ(図示省
略）のガイド機構部３の軸線と平行になるように位置合
わせしていた。なお、図３において、符号４は上記ボー
ルネジ１に螺合されそのネジ軸２に沿って矢印Ａ，Ｂの
ように移動するネジナットを示している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来のネジ送り移動機構においては、上記ボールネジ１に
リード誤差があるので、このリード誤差を補正する必要
がある。そのためには、まず上記ボールネジ１のネジ軸
２とガイド機構部３の軸線とが平行になるように正確に
位置合わせしなければならないが、この平行度を正確に
合わせるのが困難であり、機構全体の初期設定が難しい
ものであった。また、実際にリード誤差を補正するため
には、例えばステージの側面などに基準となる測長器を
設け、上記ボールネジ１の駆動によりネジナット４を介
して矢印Ａ，Ｂ方向に移動するステージ（図示省略）の
移動量を測定し、この移動量をコンピュータに送って所
定の補正係数を求め、上記ボールネジ１の駆動源に対す
る指令値に補正値を乗じてフィードバック制御をしてい
た。すなわち、従来例においては、初期設定が難しいと
共に、コンピュータを利用したフィードバック機構が必
要となり、大がかりな機構を用いないとリード誤差が補
正できないものであった。

【０００４】そこで、本発明は、このような問題点に対
処し、棒状ネジのリード誤差をコンピュータなどの大が
かりな機構を用いずに容易かつ高精度に補正することが
できるネジ送り移動機構を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明によるネジ送り移動機構は、ワークを上面に
載置して直線移動するステージと、このステージを移動
させるために回転駆動される棒状ネジと、この棒状ネジ
と螺合して該棒状ネジに沿って移動し上記ステージに移
動駆動力を伝達するネジナットと、上記ステージの直線
移動を案内するガイド機構部とを有するネジ送り移動機
構において、上記棒状ネジは一端部側を軸支すると共に
他端部側をそのネジ軸に直交する方向に変位可能に取り
付け、この棒状ネジの他端部側には該棒状ネジの変位調
整機構部を設け、上記ネジナットと係合して上記ステー
ジに移動駆動力を伝達する変位角吸収機構部を該ステー
ジに固定して設けたものである。

【０００６】

【作用】このように構成されたネジ送り移動機構は、一
端部側を軸支すると共に他端部側をネジ軸に直交する方
向に変位可能に取り付けられた棒状ネジを、その他端部
側に設けられた変位調整機構部で変位させ、この棒状ネ
ジに螺合されたネジナットと係合すると共に該棒状ネジ
の回転駆動により移動するステージに固定して設けられ
た変位角吸収機構部を介して、上記ステージに移動駆動
力を伝達するように動作する。これにより、上記変位調
整機構部で棒状ネジの変位量を調整するだけで、該棒状
ネジのリード誤差をコンピュータなどの大がかりな機構
を用いずに容易かつ高精度に補正することができる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
詳細に説明する。図１は本発明によるネジ送り移動機構
の実施例を示す一部分解斜視図である。このネジ送り移
動機構は、例えば半導体製造装置の或る工程においてワ
ークを平面内で移動して位置決めしたりするのに用いる
もので、図１に示すように、ステージ５と、棒状ネジ６
と、ネジナット７と、ガイド機構部８ａ，８ｂ；９ａ，
９ｂとを有し、さらに変位調整機構部１０と、変位角吸
収機構部１１とを備えて成る。

【０００８】上記ステージ５は、例えばウェハなどのワ
ーク１２をその上面に載置して矢印Ａ，Ｂのように直線
移動するもので、所定の厚さの平盤状の部材から成る。
上記ステージ５の下面側には、棒状ネジ６が水平に設け
られている。この棒状ネジ６は、上記ステージ５を例え
ば矢印Ａ，Ｂ方向に水平移動させるために回転駆動され
るもので、その両端部を軸受け１３，１３で支持される
と共に、カップリング１４で結合されたモータ１５で回
転駆動されるようになっており、例えばボールネジから
成る。そして、上記棒状ネジ６には、ネジナット７が螺
合されている。このネジナット７は、上記棒状ネジ６の
長手方向に沿って移動し上記ステージ５に移動駆動力を
伝達するもので、上記棒状ネジ６の周面に形成された雄
ネジに螺合する雌ネジを有しており、該棒状ネジ６の周
面上に組み合わされている。

【０００９】上記ステージ５の両側部及び上記棒状ネジ
６の取付ベース１６上には、ガイド機構部８ａ，８ｂ；
９ａ，９ｂが設けられている。これらのガイド機構部８
ａ〜９ｂは、上記ステージ５の矢印Ａ，Ｂ方向の直線移
動を案内するもので、一方のガイド機構部８ａ，８ｂは
上記棒状ネジ６の取付ベース１６上にて該棒状ネジ６の
両側方に互いに平行に固定され、他方のガイド機構部９
ａ，９ｂは上記ステージ５の両側辺から下向きに伸び且
つ互いに平行に突出されている。そして、図１では上記
ステージ５を上方へ持ち上げて分解した状態で示してあ
るが、このステージ５を下降して上記一方のガイド機構
部８ａ，８ｂのそれぞれ外側の面に他方のガイド機構部
９ａ，９ｂの対向する内側の面を沿わせて組み合わせる
ことにより、両ガイド機構部８ａ，８ｂ；９ａ，９ｂの
摺接によって上記ステージ５を矢印Ａ，Ｂ方向に直線移
動可能に案内するようになっている。

【００１０】ここで、本発明においては、上記棒状ネジ
６は、取付ベース１６上に変位可能に取り付けられてい
る。すなわち、上記取付ベース１６上にその長手方向に
沿って細長状の変位取付板１７が、一端部をピボット軸
１８で軸支されて他端部が該ピボット軸１８を中心に回
動可能に取り付けられており、この変位取付板１７の上
面に上記棒状ネジ６がその軸受け１３，１３を固定して
支持されている。これにより、上記棒状ネジ６は、一端
部側が軸支されると共に他端部側がそのネジ軸１９に直
交する方向に矢印Ｃ，Ｄのように変位可能とされてい
る。

【００１１】また、上記棒状ネジ６の他端部側には、変
位調整機構部１０が設けられている。この変位調整機構
部１０は、上記棒状ネジ６の他端部側をそのネジ軸１９
に直交する方向に変位させる量を調整するもので、例え
ば側面視で略Ｌ字状に形成され前記取付ベース１６上に
固定されたブラケット２０と、このブラケット２０の垂
直片に水平方向に螺合された調整つまみ２１とから成
り、この調整つまみ２１の先端面で前記変位取付板１７
上に固定された突当板２２を押し引きするようになって
いる。そして、上記調整つまみ２１を操作して上記突当
板２２を押し出すことにより、変位取付板１７を介して
棒状ネジ６を一端部側のピボット軸１８を中心に矢印Ｃ
方向に変位させ、逆方向に操作して上記突当板２２を引
き付けることにより、矢印Ｄ方向に変位させることがで
きる。なお、上記変位取付板１７の矢印Ｄ方向への変位
は、バネの弾性力により調整つまみ２１側へ戻るように
構成してもよい。

【００１２】さらに、前記ステージ５の下面側には、変
位角吸収機構部１１が設けられている。この変位角吸収
機構部１１は、上記棒状ネジ６の矢印Ｃ，Ｄ方向の変位
が存在してもこれを吸収し該棒状ネジ６に螺合して移動
するネジナット７の移動駆動力を上記ステージ５に伝達
するもので、上記ステージ５の下面に固定された伝達ブ
ロック２３と、この伝達ブロック２３の下面に所定間隔
をあけて対向配置された一対のローラ２４，２４と、上
記ネジナット７の一側面に突出され上記一対のローラ２
４，２４の間に入って係合する係合ピン２５とから成
る。そして、図１では上記ステージ５を上方へ持ち上げ
て分解した状態で示してあるが、このステージ５を下降
して前記両ガイド機構部８ａ，８ｂ；９ａ，９ｂを組み
合わせることにより、上記ステージ５の下面側の伝達ブ
ロック２３を介して取り付けられた一対のローラ２４，
２４の間に、ネジナット７の一側面に突出された係合ピ
ン２５が係合して、このネジナット７の移動駆動力を変
位角吸収機構部１１を介して間接的に伝達することがで
きる。すなわち、上記一対のローラ２４，２４と係合ピ
ン２５とは、ある一定の角度範囲内ならば、上記棒状ネ
ジ６とガイド機構部８ａ，８ｂとが平行でなくても互い
に係合してネジナット７の移動駆動力を伝達するように
動作する。

【００１３】このように構成されたネジ送り移動機構を
使用するには、図２に示すように、棒状ネジ６のネジ軸
１９をガイド機構部８ａ，８ｂ；９ａ，９ｂの軸線と平
行になるように正確に位置合わせする必要はなく、多少
ずれていてもよい。この状態で、上記棒状ネジ６のネジ
軸１９をガイド機構部８ａ〜９ｂの軸線と平行になるよ
うに位置合わせするには、図１に示す変位調整機構部１
０を操作して棒状ネジ６の他端部側を矢印Ｃ又はＤ方向
へ変位させれば、容易に位置合わせをすることができ
る。従って、初期設定が容易となる。

【００１４】また、上記棒状ネジ６の固有のリード誤差
を補正するには、その棒状ネジ６の初期設定の後に、測
長器などを用いて該棒状ネジ６のリード誤差を測定し、
次のようにして補正すればよい。すなわち、図２におい
て、棒状ネジ６の実際の長さＬは既知であり、この棒状
ネジ６のガイド機構部８ａ，９ａ又は８ｂ，９ｂの軸線
方向の長さをＤとし、上記棒状ネジ６のガイド機構部８
ａ，９ａ又は８ｂ，９ｂの軸線方向に対する変位角をθ
とすると、次式が成り立つ。 Ｄ＝Ｌ・cosθ …（１） そこで、図１に示す変位調整機構部１０を操作して、図
２に示す変位角θを適宜設定することにより、長さＤを
所望の値に設定することができる。すなわち、上記棒状
ネジ６がリード誤差を含んでいても、そのネジ軸１９に
沿って移動するネジナット７の移動量を上記変位角θの
大きさで式（１）により調整することができる。このと
き、上記変位調整機構部１０をどれだけ操作すれば、ど
れだけの変位角θとなるかを予め調べておけばよい。

【００１５】そして、図１において、モータ１５を回転
駆動して棒状ネジ６をある量だけ回転したとき、ネジナ
ット７及び変位角吸収機構部１１を介してステージ５が
矢印Ａ方向に例えば10.1mmだけ移動したとする。この場
合、リード誤差等による変化が例えば0.1mmだけあった
とすると、図２において、0.1mmだけＤが小さくなるよ
うに変位角θを大きくしてやればよい。これにより、上
記棒状ネジ６のリード誤差を、コンピュータによるフィ
ードバック制御をすることなく、メカニカルな機構だけ
で補正することができる。この場合、ステージ５とネジ
ナット７とは、変位角吸収機構部１１を介して移動駆動
力を伝達しているので、図２に示すように、棒状ネジ６
がガイド機構部８ａ〜９ｂと平行になっていなくても、
上記変位角吸収機構部１１の作用により、上記ステージ
５は矢印Ａ，Ｂ方向にスムーズに移動することとなる。
その後は、上記設定した変位角θの位置で棒状ネジ６の
取付けを固定することにより、リード誤差が常に補正さ
れた状態で動作する。

【００１６】なお、図１においては、棒状ネジ６を１本
だけ設け、ステージ５を矢印Ａ，Ｂ方向の一方向だけに
移動させるいわゆるＸステージの例を示したが、本発明
はこれに限らず、棒状ネジ６を２本又は３本直交状態に
設けると共に、ステージ５を直交２方向又は３方向に移
動させるいわゆるＸ，Ｙステージ又はＸ，Ｙ，Ｚステー
ジにも適用することができる。

【００１７】

【発明の効果】本発明は以上のように構成されたので、
一端部側を軸支すると共に他端部側をネジ軸に直交する
方向に変位可能に取り付けられた棒状ネジを、その他端
部側に設けられた変位調整機構部で変位させ、この棒状
ネジに螺合されたネジナットと係合すると共に該棒状ネ
ジの回転駆動により移動するステージに固定して設けら
れた変位角吸収機構部を介して、上記ステージに移動駆
動力を伝達することができる。これにより、上記変位調
整機構部で棒状ネジの変位量を調整するだけで、該棒状
ネジのリード誤差をコンピュータなどの大がかりな機構
を用いずに容易かつ高精度に補正することができる。ま
た、上記棒状ネジの初期設定も容易に行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるネジ送り移動機構の実施例を示す
一部分解斜視図である。

【図２】上記ネジ送り移動機構における棒状ネジのリー
ド誤差を補正する状態を示す説明図である。

【図３】従来のネジ送り移動機構の概要を示す説明図で
ある。

【符号の説明】

５…ステージ ６…棒状ネジ ７…ネジナット ８ａ，８ｂ…一方のガイド機構部 ９ａ，９ｂ…他方のガイド機構部 １０…変位調整機構部 １１…変位角吸収機構部 １２…ワーク １３…軸受け １５…モータ １６…取付ベース １７…変位取付板 １８…ピボット軸 １９…ネジ軸 ２０…ブラケット ２１…調整つまみ ２２…突当板 ２３…伝達ブロック ２４…ローラ ２５…係合ピン

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワークを上面に載置して直線移動するス
   テージと、このステージを移動させるために回転駆動さ
   れる棒状ネジと、この棒状ネジと螺合して該棒状ネジに
   沿って移動し上記ステージに移動駆動力を伝達するネジ
   ナットと、上記ステージの直線移動を案内するガイド機
   構部とを有するネジ送り移動機構において、上記棒状ネ
   ジは一端部側を軸支すると共に他端部側をそのネジ軸に
   直交する方向に変位可能に取り付け、この棒状ネジの他
   端部側には該棒状ネジの変位調整機構部を設け、上記ネ
   ジナットと係合して上記ステージに移動駆動力を伝達す
   る変位角吸収機構部を該ステージに固定して設けたこと
   を特徴とするネジ送り移動機構。