JPS59124130A - テ−ブル移動装置 - Google Patents

テ−ブル移動装置

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JPS59124130A
JPS59124130A JP23456482A JP23456482A JPS59124130A JP S59124130 A JPS59124130 A JP S59124130A JP 23456482 A JP23456482 A JP 23456482A JP 23456482 A JP23456482 A JP 23456482A JP S59124130 A JPS59124130 A JP S59124130A
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JP
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voltage
conversion element
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piezo conversion
base
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JP23456482A
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JPH047092B2 (ja
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Kuniyoshi Tanaka
田中 国義
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/34Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
    • H01J37/3411Constructional aspects of the reactor
    • H01J37/3435Target holders (includes backing plates and endblocks)

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
  • Electron Beam Exposure (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はテーブルをμmのオーターで移動させるテーブ
ル移動装置に関する。
〔発明の技術的背景〕
EB描画装置等においては、半導体ウェハ等の試料が固
定されたテーブルを、高速度(μmのオーダーの微細な
動きを高速で移動させる速度)で、例えば回転テーブル
では微少角度回転させることが要求される。
このようなμmの範囲の微少な角度を回転することので
きる回転テーブル装置は、第1図に断面図で、第2図に
第1図のA−A断面図で示されるような構造になってい
る。図中1は基盤、2は基盤1上に、回転支持機構3を
介して回転可能に支持された回転板である。
回転支持機構3は、ボールベアリングを有し、基盤1の
上面に回転板2の下面が近接するよ5に回転板2を支持
している。
回転板2には、その中心を通る直線上に、そ6周縁から
]対の切欠2a、2bが形成されており、その一方の切
欠2a中に、その伸縮方向が回転板20回転円弧の接線
方向と平行になるようにピエゾ変換素子4が固定されて
いる。また、1対の切欠2a、2bによって区分された
回転板202つの部分の下面の各々には、基盤1と共働
して1対の静電チャックを構成する1対の電極5a、5
bの各々が絶縁層6を介して固定されている。電極5a
および5bと、基盤1との間には、後述するように高圧
パルス増巾器14aおよび14bがらの高圧パルスが印
加され、る。さらに、回転板202っの部分の1つの上
面には支柱7が固定され、支柱7上には、回転板2と中
心位置が上下方向で合致するように、且つ回転板2と平
行になるようにテーブル8が固定されて℃・る。
テーブル8上面には、図示しないが静電チャックが設け
られ、テーブル8上面上に半導体ウニ・・等の試料が固
定される。
第3図は上述したテーブル部分の制御回路のブロック図
である。図中9は一定周期で連続的にパルスを発生ずる
基準パルス発生器、10はカウンタとD/A変換器とを
有する三角波発生器であり、この三角波発生器10にお
いては、基準パルス発生器9からのパルス列を所定周期
を有する連続三角波に変換し、これを出力する。三角波
発生器10からの出力信号は、高電圧増巾器11に入力
   “され、第4図中(I)で示すような高圧直流増
巾された三角波(高圧)信号が高電圧増巾器11からピ
エゾ変換素子4に直接印加される。
一方、基準パルス発生器9からのパルスは、矩形波変換
器12にも入力され、ここにおいてピエゾ変換素子4に
印加する三角波信号の1/2周期に和尚する巾を持ち且
つ前記三角波信号と同期した同一周期の矩形波に変換さ
れる。
かくして矩形波変換器12において得られた矩形波信号
は、位相器13に入力され、ここにおいてピエゾ変換素
子4に印加する三角波信号に対して90°位相がずれた
形となる。
位相器13からの矩形波信号は、一方が基盤1、電極5
a間に電圧を印加するように接続された高圧パルス増巾
器]、’ 4 aに入力され、他方が位相反転器15で
1800位相反転されて基盤]、電極5b間に電圧を印
加するように接続された高圧パルス増巾器14 bに入
力される。従って、2つの高圧パルス増巾器14aおよ
び14bには、交互に(時間的に)矩形波信号が入力さ
れ、これらからの高圧増巾された矩形波信号が1対の電
極5aおよび5b、基盤1間に交互に印加され(第4図
σの、(III)参照)、その結果、回転板202つの
部分は交互に基盤1に固定される。
以上のように従来の回転テーブル装置は構成されており
、次のように作動する。即ち、第4図に、回転板2と、
ピエゾ変換素子4に印加される三角波信号(図中(■)
)、基盤1および電極5a間に印加される矩形波信号(
図中(II)ならびに基盤1および電極5b間に印加さ
れる矩形波信号(図中(■))の関係を示す図で示され
るように、tot4の時点(ピエゾ変換素子4に印加さ
れる三角波信号の電圧値が最も小さい値、即ち0のとき
)で、ピエゾ変換素子4は最も縮んだ状態であり、一方
、t2t6の時点(ピエゾ変換素子4に印加される三角
波信号の電圧値が最も大きい値のとき)でピエゾ変換索
子4は最も伸びる。
そして、toの時点においては、電極5bに電圧が印加
開始され(電極5aは無印加になる)、その結果、電極
5bは基盤1に吸引され回転板2の2つの部分2c、 
2dのうちの一方の部分2dのみが基盤1に固定される
(部分2cはフリーである)。
このt。の時点では、ピエゾ変換素子4は最も縮んでい
るから、回転板2は第4図中(1)で示すようになって
いる。
次いでt。経過以後は、ピエゾ変換素子4は徐々に伸び
て行き、t2の時点でピエゾ変換素子4は最も伸びるか
ら、このt2の時点での回転板2の形状は、第4図中(
2)で示すように、切欠2bが最も縮んだかたちとなり
、しかも、それまで回転板2の部分2dが基盤1に固定
されていたので部分2cが左回り(図中矢印方向)に所
定微小角度回転したかたちとなる。一方、toからt2
に至った時点で、電極5bは電圧無印加になり、同時に
電極5aに電圧が印加開始されるから、このL2の時点
で回転板2は部分2c(電$i5aが固定された部分)
が基盤1に固定され、部分2dはフリーになる。
そして、t2経過以後は、t4に至るまでピエゾ変換素
子4が徐々に縮んで行き、その間、回転板2は部分2c
のみが基盤1に固定されており、ピエゾ変換素子4が縮
むに従ってそれまで縮んでいた切欠2bが元に戻ろうと
するから、結局回転板20部分2dのみが左回りに回転
する。
そして、ピエゾ変換素子4が最も縮んだt4の時点にな
ったときに、回転板2は、部分2cがら切替って部分2
dのみが基盤1に固定される(第4図中(3))。そし
てこのL4の時点以後は、回転板20部分2dのみが基
盤1に固定された状態で再びピエゾ変換素子4が伸びて
行き、回転板20部分2cが左回りに所定微小角度回転
する(第4図中(4))。
このように、ピエゾ変換素子4の伸縮、回転板202つ
の部分2c、 2dの基盤1への交互固定を繰返すこと
によって、回転板2(チルプル8)は、所定微小角度ず
つ三角波発生器10からの三角波信号の周期に対応した
時間間隔で回転する。なお、例えばピエゾ変換素子4に
印加される三角波信号の周波数は100KHz程度、最
大電圧は100OV程度、電極5a、5bに印加される
電圧は500V程度、1回のピエゾ変換素子4の伸縮に
よる回転板20回転角度は0.01度程度である。
〔背景技術の問題点〕
しかしながら、上述したような従来回転テーブル装置に
おいては、次のような問題がある。即ち、ピエゾ変換素
子4は、高電圧増巾器11からみると、C(コンデンサ
)負荷と考えられる。従って回転板2に高速で微小角度
の回転動作をさせるためには、高電圧増巾器11からピ
エゾ変換素子4に短い周期の三角波信号を印加しなけれ
ばならない。一方、三角波信号の周期が短くなるに従っ
て、ピエゾ変換素子4のインピーダンスは低下するから
、これに対応して高電圧増巾器11の出力インピーダン
スも下げなげればならない。しかしながら、前述したよ
うな短い周期を持つ高電圧の三角波信号を、安定して直
流増巾し、低イノピーダンスで出力する回路(装置)を
得ることは、応答性などの点から極めて困難である。
〔発明の目的〕
本発明は従来の回転テーブル装置などのテーブル移動装
置における以上のような事情に基づいてなされたもので
、高速で微小距離の移動が可能なテーブル移動装置を得
ることを目的としている。
〔発明の概要〕
本発明にお(・ては、ピエゾ変換素子に共振整合回路を
直列接続して直列共振回路を形成し、低出力インピーダ
ンスで高圧直流増巾しなければならない従来の高電圧増
巾器の代りに、単なる交流増巾器から前記直列共振回路
に、その共振周波数を持つ交流電圧を印加して、この交
流電圧のQ倍   、(Q:前記直列回路のqual 
ity factor )の電圧をピエゾ変換素子の両
端に発生させることによって前記目的を達成している。
〔発明の実施例〕
本発明においては、テーブル部分の構造は、例えば回転
テーブルであれば第1図、第2図に示す従来のテーブル
の構造と同一であり、テーブル部分の制御回路が従来の
それと異なる。
第5図はテーブル部分の本発明にかかる制御回路のブロ
ック図で・ある。図中16はピエゾ変換素子4に、これ
と共に直列共振回路17を構成するように接続されたコ
イル(共振整合回路)である。
18は直列共振回路17の共振周波数のサイン波交流を
発生ずる基準信号発生器、19は基準信号発生器18か
らの出力信号を増巾するバッファ増巾器であり、バッフ
ァ増巾器19からの出力信号は、アッテネータ20を介
して交流増巾器21に入力され、ここで増巾される。交
流増巾器21からの出力信号は、直列共振回路17に加
えられる。
22はピエゾ変換素子4にバイアス電圧を印加するバイ
アス電源である。アッテネータ20は駆動出力を制御す
るもので、ピエゾ素子の伸縮度を増減して微細なテーブ
ルの移動を調整するときに用いる。
第5図に示すように、基準信号発生器18からの出力信
号は、矩形波変換器23にも入力され、ここにおいて、
基準信号発生器18からの信号の1/2周期に相当する
巾を持ち、且つ基準信号発生器18からの信号と同期し
た同一周期の矩形波に変換される。矩形波変換器23か
らの出力信号は、前述した通りの、位相器13、位相反
転器15を介して、高圧パルス増巾器14a、14bに
入力され、これらからの出力電圧が、基盤lおよび電極
5a、5b間に印加される。
第6図は直列共振回路17、バイアス電源22および交
流増巾器21(基準信号発生器18)の等価回路図であ
り、図中、24は直列共振回路170入力電源としての
交流増巾器21を示す交流電源である。なお図中、ピエ
ゾ変換素子4はC(コンデンサ)負荷として示しである
。周知のように、コイル16とコンデンサ(ピエゾ変換
素子4)の直列共振回路17が共振しているときにおけ
る、負荷(コイル16、ピエゾ変換素子4)の両端に発
生ずる電圧は次式で示される。即ち、コイル16の両端
にかかる電圧Et、ピエゾ変換素子4の両端にかかる電
圧E。、および交流電源24の電圧k。の大きさを、そ
れぞれEt、 EC,Eoとすると、 〔ω:2πf f:共振周波数 L:コイル16のインダクタンス R:直列共振回路17の直流抵抗 Q:直列共振回路17のquality factor
 ]となり、このようにコンデンサ負荷(ピエゾ変換素
子4)の両端電圧は、その入力レベル(即ち、Eo)の
Q倍となり、容易に高電圧が得られる。従って、ピエゾ
変換素子4を駆動するための増巾器は、従来のような高
電圧増巾を必要とせず、通常の低出力インピーダンスで
低出力電圧の交流増巾器によって効率よく、且つ安定し
てピエゾ変換素子4を駆動することができる。なお、第
6図に示すようにバイアス電源22の電圧VBは交流電
源24からの電圧に加算されるように直列共振回路17
に加える。これによってピエゾ変換素子4に逆方向に電
圧が印加されないよう(Cすることができる。即ち、第
7図に示すように、ピエゾ変換素子40両端に印加され
る電圧向。が−(マイナス)側にならないようにバイア
ス電圧VBを調節することによって、ピエゾ変換素子4
0両端には、従来の三角波信号と同じように、実質的に
OVからプラス側の最大値まで変化する電圧が印加され
る。
以上のように本発明にかかるテーブル移動装置は回転テ
ーブル装置に適用されて構成されており、次のように作
動する。即ち第8図に、回転板2と、ピエゾ変換素子4
に印加される信号(図中(■))と、基盤1および電極
5a間に印加される矩形波信号(図中(■))と、基盤
1および電極5b間に印加される矩形波信号(図中(■
))との関係を示す図で示されるように、to、t4の
時点(ピエゾ変換素子4に印加される電圧の値が最も小
さいとき)で、ピエゾ変換素子4は最も縮んだ状態であ
り、一方、t2.t6の時点(ピエゾ変換素子4に印加
される電圧の値が最も大きいとき)でピエゾ変換素子4
は最も伸びる。
そして、toの時点においては、電極5bに電圧か印加
開始され、ピエゾ変換素子4は最も縮んでいるから、回
転板2は第8図中(1)で示すようになっている。
次いでt。経過以後t2の時点で、ピエゾ変換素子4は
最も伸び、回転板2の形状は第8図中(2)で示すよう
に切欠2bが最も縮んだかたちとなり、しかもそれまで
回転板202つの部分2c、2dのうち部分2dが基盤
1に固定されていたので部分2Cが左回り(図中矢印方
向)に所定微小角度回転したかたちとなる。一方、to
からt2に至った時点で、電極5bは電圧無印加になり
、同時に電極5aに電圧が印加開始されるから、このt
2の時点で回転板2は部分2Cが基盤1に固定され、部
分2dはフリーになる。
そしてt2経過以後は、t4に至るまでピエゾ変換素子
4が徐々に縮んで行き、その間、回転板20部分2dの
みが左回りに回転する。
そして、ピエゾ変換素子4が最も縮んだt4の時点にな
ったときに、回転板2は、部分2Cから切替って部分2
dのみが基盤1に固定される。そしてこのL4の時点以
後は、回転板20部分2dのみが基盤1に固定された状
態で再びピエゾ変換素子4が伸びで行き、回転板20部
分2Cか左回りに所定微小角度回転する。
このようにして、回転板2(テーブル8)は、所定微小
角度ずつ基準信号発生器】8からの交流信号の周期に対
応した時間間隔で回転する。
尚、上述した実施例では回転テーブル装置について示し
説明したが、これに限らず直線移動テーブル装置に適用
しても良い。この場合は、第9図に示すように、移動方
向に交わる方向に切欠2a。
2bと素子4を設け、これらを挾んで移動方向の前後に
チャック5a、5bを配置して構成することにより、直
線的に微少な距離を移動することができる。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明によれば、極めて確実に高速
で微小弁メ霞テーブルを杉庫力させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は回転テーブル装置のテーブル部分の断面図、第
2図は第1図のA−A断面図、第3図はテーブル部分の
従来制御回路のブロック図、第4図は回転板とピエゾ変
換素子に印加される信号と電極に印加される信号との関
係を示す図、第5図はテーブル部分の本発明にかかる制
御回路のブロック図、第6図は直列共振回路、バイアス
電源および交流増巾器の等価回路図、第7図はピエゾ変
換素子の両端に印加される信号を示す図、第8図は回転
板とピエゾ変換素子に印加される信号と電極に印加され
る信号との関係を示す図、第9図は本発明の他の適用例
の直線移動テーブル装置を示す図である。 ■・・基 盤、      2・・回転板、2a、 2
b・・切 欠、   4 ピエゾ変換素子、5a、 5
b ・電 極、  13・・位相器、14a、 14b
・・高圧パルス増巾器、15・・位相反転器、   1
6・・・コイル、17・直列回路、    18・・・
基準信号発生器、21 交流増巾器、   22 ・バ
イアス電源出願代理人 弁理士 菊 池 五 部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 基盤と、前記基盤上に移動可能に支持され、その移動方
    向と交わる方向の直線上にその周縁から形成された1対
    の切欠を有する移動板と、前記移動板上面に支柱を介し
    て固定されたチルフルと、その伸縮方向が前記移動板の
    移動方向と平行になるように前記移動板の1対の切欠の
    1つの中に固定されたピエゾ変換素子と、このピエゾ変
    換素子を挾んで移動方向に対して前後の位置の前記移動
    板の下面に各々固定され、前記基盤と共働して1対の静
    電チャックを構成する1対の電極と、前記ピエゾ変換素
    子にこれと共に直列共振回路を構成するように接続され
    た共振整合回路と、前記ピエゾ変換素子にバイアス電圧
    を印加するバイアス電源と、前記直列回路の共振周波数
    の交流信号を発生ずる基準信号発生器と、前記基準信号
    発生器からの信号を増巾して前記直列回路に加える交流
    増巾器と、前記移動板の2つの部分の各々を前記基盤に
    交互に固定するように前記1対の静電チャックの各々に
    交互に電圧を印加するチャック駆動手段とを備え、前記
    チャック駆動手段は、前記共振周波数の周期と同期して
    前記ピエゾ変換素子の最伸時および最縮時に前記1対の
    静電チャックの各々に印加する電圧を切替える機能を持
    ってし・ることを特徴とするテーブル移動装置。
JP23456482A 1982-12-28 1982-12-28 テ−ブル移動装置 Granted JPS59124130A (ja)

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JP23456482A JPS59124130A (ja) 1982-12-28 1982-12-28 テ−ブル移動装置

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JPS59124130A true JPS59124130A (ja) 1984-07-18
JPH047092B2 JPH047092B2 (ja) 1992-02-07

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61136420A (ja) * 1984-08-30 1986-06-24 ザ・ビ−オ−シ−・グル−プ・ピ−エルシ− 混合ガスの分離装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61136420A (ja) * 1984-08-30 1986-06-24 ザ・ビ−オ−シ−・グル−プ・ピ−エルシ− 混合ガスの分離装置
JPH0256126B2 (ja) * 1984-08-30 1990-11-29 Boc Group Plc

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