JPS6162110A - 精密試料移動装置 - Google Patents
精密試料移動装置Info
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- JPS6162110A JPS6162110A JP59182565A JP18256584A JPS6162110A JP S6162110 A JPS6162110 A JP S6162110A JP 59182565 A JP59182565 A JP 59182565A JP 18256584 A JP18256584 A JP 18256584A JP S6162110 A JPS6162110 A JP S6162110A
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- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 13
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 31
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
- B23Q1/25—Movable or adjustable work or tool supports
- B23Q1/26—Movable or adjustable work or tool supports characterised by constructional features relating to the co-operation of relatively movable members; Means for preventing relative movement of such members
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- B23Q5/38—Feeding other members supporting tools or work, e.g. saddles, tool-slides, through mechanical transmission feeding continuously
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- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D3/00—Control of position or direction
- G05D3/12—Control of position or direction using feedback
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- G05D3/1436—Control of position or direction using feedback using an analogue comparing device with fine or coarse devices
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の分野］
本発明は、精密測定装置や半尋体製造装置などに適用さ
れる試料移動装置に関し、特に精密な位置合せを必要と
する縮小投影ｎ光装置等に好適な精密試料移動装置に関
する。
れる試料移動装置に関し、特に精密な位置合せを必要と
する縮小投影ｎ光装置等に好適な精密試料移動装置に関
する。
［発明の背景］
従来、この種の試料移動装置は、第３図に示すように、
粗動テーブルと呼ばれるテーブル１の上に、平行バネな
どの弾性体２と微小変位アクチュエータ３で構成した微
動用のテーブル４を重ねて、粗い精度の送りを粗動テー
ブル１で行なわせ、高精度の位置決めを微動テーブル４
で行なうようにしている。５はテーブル１の案内機構、
６は送りネジ、７は送りネジ６に係合するナツト、８は
送りネジ６を保持する為のハウジング、９はカップリン
グ、１０はモータ取付台、１１は送りネジ７を駆動する
モータで、送りネジ６とナツト７は、モータ１１の回転
運動を直線運動に変換して粗動テーブル１を案内機構５
に沿らて移動させるための駆動力伝達機構を構成してい
る。また、この駆動力伝達機構およびモータ１１は、駆
動機構を構成している。
粗動テーブルと呼ばれるテーブル１の上に、平行バネな
どの弾性体２と微小変位アクチュエータ３で構成した微
動用のテーブル４を重ねて、粗い精度の送りを粗動テー
ブル１で行なわせ、高精度の位置決めを微動テーブル４
で行なうようにしている。５はテーブル１の案内機構、
６は送りネジ、７は送りネジ６に係合するナツト、８は
送りネジ６を保持する為のハウジング、９はカップリン
グ、１０はモータ取付台、１１は送りネジ７を駆動する
モータで、送りネジ６とナツト７は、モータ１１の回転
運動を直線運動に変換して粗動テーブル１を案内機構５
に沿らて移動させるための駆動力伝達機構を構成してい
る。また、この駆動力伝達機構およびモータ１１は、駆
動機構を構成している。
ところで、この移動装置では、テーブルが重ね合せの２
層構造となる為に可動部の総重Ｏが大きくなり、高速化
に対して不利となるばかりか、微動テーブル４のヨーイ
ング等の影響により重ねた２つのテーブルの移動方向を
合致させて移動させることが難しい、また、この移動方
向を合致させようとして重ねた２つのテーブル相互の剛
性を高くすると可動部の総重岱が増々ふえるなどの欠点
があった。
層構造となる為に可動部の総重Ｏが大きくなり、高速化
に対して不利となるばかりか、微動テーブル４のヨーイ
ング等の影響により重ねた２つのテーブルの移動方向を
合致させて移動させることが難しい、また、この移動方
向を合致させようとして重ねた２つのテーブル相互の剛
性を高くすると可動部の総重岱が増々ふえるなどの欠点
があった。
これらの欠点を除去する目的で、送りネジ６とナツト７
等からなる駆動力伝達機構全体を微動させる方法も提案
されている（特開昭５９−６１９３７号）。
等からなる駆動力伝達機構全体を微動させる方法も提案
されている（特開昭５９−６１９３７号）。
第４図はこの提案に係る試料移動装置の構成を示すもの
で、第３図と共通の部材は同一の番号で示している。ま
た、１２は可動テーブル、１３は送り軸方向に伸縮自在
な継手、１４は送り軸方向にスライド可能な軸受けで構
成した伝送機構保持用のハウジングである。
で、第３図と共通の部材は同一の番号で示している。ま
た、１２は可動テーブル、１３は送り軸方向に伸縮自在
な継手、１４は送り軸方向にスライド可能な軸受けで構
成した伝送機構保持用のハウジングである。
しかし、この場合には、伝送機構の剛性を高く設計しな
ければならず、これにより伝送機構の重量が増加して伝
送機構を移動可能にする為の保持機構の摩擦力も付加さ
れ、送りの分解能を高めることが難しいという欠点があ
る。
ければならず、これにより伝送機構の重量が増加して伝
送機構を移動可能にする為の保持機構の摩擦力も付加さ
れ、送りの分解能を高めることが難しいという欠点があ
る。
［発明の目的］
本発明の目的は、上述の従来形における問題点に鑑み、
精密試料移動装置において、位置合せの速度および精度
の向上を図ることにある。
精密試料移動装置において、位置合せの速度および精度
の向上を図ることにある。
［実施例の説明］
以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。
なお、従来例と共通または対応する部分については同一
の符号で表わす。
の符号で表わす。
第１図は、本発明の一実施例に係る精密試料移動装置の
全体構成を示す。同図の装置は、本発明の特徴とする送
り機構、ならびに位置計測ブロックおよび制御ブロック
等を具備する。
全体構成を示す。同図の装置は、本発明の特徴とする送
り機構、ならびに位置計測ブロックおよび制御ブロック
等を具備する。
同図の番号３〜１５が付された部材で構成される送り機
構部分は、ハウジング８，８によって軸支されカップリ
ング９を介してモータ１１により回転される送りネジ６
にナツト７を螺合し、このナツト７と可動テーブル１２
とを伸縮可能な弾性体（一体平行板バネ）１５で結合し
、微小変位装置３によってこの弾性体１５を伸縮させる
ことにより、ナツト７に対する可動テーブル１２の位置
を微動するようにしている。
構部分は、ハウジング８，８によって軸支されカップリ
ング９を介してモータ１１により回転される送りネジ６
にナツト７を螺合し、このナツト７と可動テーブル１２
とを伸縮可能な弾性体（一体平行板バネ）１５で結合し
、微小変位装置３によってこの弾性体１５を伸縮させる
ことにより、ナツト７に対する可動テーブル１２の位置
を微動するようにしている。
位置計測ブロックは、泣言計測用の干渉計の反射ミラー
１７、レーザ干渉計１８、レーザ干渉計１８からの干渉
信号を受けるディテクタ１９およびレーザ光を照射する
レーザヘッド２０等で構成されたレーザ干渉計測システ
ムからなる。このレーザ干渉計測システムの反射ミラー
１１は可動テーブル１２に取付けられており、したがっ
てディテクタ１９はレーザ干渉計１８から反射ミラー１
７までの光路長すなりら可動テーブル１２の位置に応じ
た検出信号を発生する。
１７、レーザ干渉計１８、レーザ干渉計１８からの干渉
信号を受けるディテクタ１９およびレーザ光を照射する
レーザヘッド２０等で構成されたレーザ干渉計測システ
ムからなる。このレーザ干渉計測システムの反射ミラー
１１は可動テーブル１２に取付けられており、したがっ
てディテクタ１９はレーザ干渉計１８から反射ミラー１
７までの光路長すなりら可動テーブル１２の位置に応じ
た検出信号を発生する。
制御ブロックは、レーザ干渉計測ブロックのディテクタ
１９の検出信号に基づいて可動テーブル１２の位置信号
を発生する位置検出装置２１、送りＩ幾溝のモータ１１
および微小変位装＠３をそれぞれ制御する第１および第
２の制御２ｇ装置２２．２３ならびに位置検出装置２１
からの位置信号と図示しないキーポ−ド等から与えられ
る外部指令に基づいて上記第１および第２の制御装置２
２．２３を制御する主制御装置２４等で構成されている
。
１９の検出信号に基づいて可動テーブル１２の位置信号
を発生する位置検出装置２１、送りＩ幾溝のモータ１１
および微小変位装＠３をそれぞれ制御する第１および第
２の制御２ｇ装置２２．２３ならびに位置検出装置２１
からの位置信号と図示しないキーポ−ド等から与えられ
る外部指令に基づいて上記第１および第２の制御装置２
２．２３を制御する主制御装置２４等で構成されている
。
次に、この試料移動装置の動作を説明する。
この装置において、始めに外部から移動テーブル１２の
移動量が指令されると、主制御装置２４は、位置検出装
置２１からの信号を検出し可動テーブル１２の現在位置
情報を得るとともに、予め設定しである主副ｔｉｌ＋装
置２４内のデータによって第１の°制御装置２２を起動
する。これにより、第１の制御装置２２はモータ１１を
駆動し、カップリング９を介して送りネジ６を回転させ
る。この回転運動は送りネジ６に係合するナツト７によ
って直線運動に変換され、可動テーブル１２は案内１構
５に沿って移動する。試料（不図示）すなわち可動テー
ブル１２が所定の位置に到達すると、主制御装置２４は
再び位置検出装置２１からの信号によって実際に移動し
た距離を計算し、外部指令により与えられた移ｖＪｍと
の偏差分の移動量を第２の制御装置２３に指令し、第２
の制御装置２３は微小変位装置３を駆動する。
移動量が指令されると、主制御装置２４は、位置検出装
置２１からの信号を検出し可動テーブル１２の現在位置
情報を得るとともに、予め設定しである主副ｔｉｌ＋装
置２４内のデータによって第１の°制御装置２２を起動
する。これにより、第１の制御装置２２はモータ１１を
駆動し、カップリング９を介して送りネジ６を回転させ
る。この回転運動は送りネジ６に係合するナツト７によ
って直線運動に変換され、可動テーブル１２は案内１構
５に沿って移動する。試料（不図示）すなわち可動テー
ブル１２が所定の位置に到達すると、主制御装置２４は
再び位置検出装置２１からの信号によって実際に移動し
た距離を計算し、外部指令により与えられた移ｖＪｍと
の偏差分の移動量を第２の制御装置２３に指令し、第２
の制御装置２３は微小変位装置３を駆動する。
この偏差分は位置検出装置２１からの信号で主制御装置
２４が連続的にモニタしており、偏差分がＯになると主
制御装置２４は第２の制御ｉｆｔ装置２３に停止指令を
送り位置決めを完了する。
２４が連続的にモニタしており、偏差分がＯになると主
制御装置２４は第２の制御ｉｆｔ装置２３に停止指令を
送り位置決めを完了する。
なお、上記第１の制御装置２２によるモータ駆動すなわ
ち可動デープル１２の粗動は、上記可動テーブル始動前
に外部から与えられる移動量データを第１の制御装置に
与えることにより、モータ１１をこの移動量データに対
応する回転（ステップ）数だけ駆動させるようにしても
よく、あるいは、上記微動時と同様に可動テーブル１２
の位置を連続的にモニタして可動テーブル１２の移動量
データからの偏差分が所定値以下となるまでモータ１１
を駆動させるようにしてもよい。また、上記始動前の外
部指令として可動テーブルまたは試料の目標位置データ
を与えてもよい。これらの移動量データと目標位置デー
タとは、所望に応じ、上記現在位置情報を用いて所望に
応じて換算させればよい。 ＋□１この移動装
置は、第３図のものに比ベテーブルを２層構造としてい
ないため可動部が軽量化されて位置合せの高速化を図る
ことができるとともに、２つのテーブルによる移動軸の
不一致がなく位置合せ制御が容易になる。また、第４図
のものに比べ、駆動力伝達機構を移動する際の保持機構
等の摩擦の増加がなく、したがって送りの分解能の低下
もない。
ち可動デープル１２の粗動は、上記可動テーブル始動前
に外部から与えられる移動量データを第１の制御装置に
与えることにより、モータ１１をこの移動量データに対
応する回転（ステップ）数だけ駆動させるようにしても
よく、あるいは、上記微動時と同様に可動テーブル１２
の位置を連続的にモニタして可動テーブル１２の移動量
データからの偏差分が所定値以下となるまでモータ１１
を駆動させるようにしてもよい。また、上記始動前の外
部指令として可動テーブルまたは試料の目標位置データ
を与えてもよい。これらの移動量データと目標位置デー
タとは、所望に応じ、上記現在位置情報を用いて所望に
応じて換算させればよい。 ＋□１この移動装
置は、第３図のものに比ベテーブルを２層構造としてい
ないため可動部が軽量化されて位置合せの高速化を図る
ことができるとともに、２つのテーブルによる移動軸の
不一致がなく位置合せ制御が容易になる。また、第４図
のものに比べ、駆動力伝達機構を移動する際の保持機構
等の摩擦の増加がなく、したがって送りの分解能の低下
もない。
［実施例の変形例］
なお、本発明は上述の実施例に限定されることなく適宜
変形して実施することができる。例えば上述の微小変位
装置としては、空気もしくは液体圧等を応用した流体圧
シリンダ、物体の熱膨脹を応用した感温アクチュエータ
または電磁気力を応用したボイスコイル形リニアアクチ
ュエータ、圧電素子もしくは磁歪素子等を用いることが
できる。
変形して実施することができる。例えば上述の微小変位
装置としては、空気もしくは液体圧等を応用した流体圧
シリンダ、物体の熱膨脹を応用した感温アクチュエータ
または電磁気力を応用したボイスコイル形リニアアクチ
ュエータ、圧電素子もしくは磁歪素子等を用いることが
できる。
特に、この微小変位装置を、第２図に示すように、円盤
状の圧電素子１６で構成した場合、この圧電素子１６で
弾性体１５を兼ねることができる。また、上述の可動テ
ーブルに駆動量を伝えるための駆動機構としては、摩擦
式送りネジまたはボールネジ等の伝達１１ｍを備えたも
の、あるいは直動式リニアアクチュエータ等を用いるこ
とができる。
状の圧電素子１６で構成した場合、この圧電素子１６で
弾性体１５を兼ねることができる。また、上述の可動テ
ーブルに駆動量を伝えるための駆動機構としては、摩擦
式送りネジまたはボールネジ等の伝達１１ｍを備えたも
の、あるいは直動式リニアアクチュエータ等を用いるこ
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、駆動機構の伝達
機構と移動テーブルとの間に微小変位装置を用いた微動
装置を組込んでいるため、移動ステージの重量を軽減し
て、高速移動を可能にし、高精度の位置決めに対しては
、微小変位装置を駆動して位置を合わせることができる
。加えて、微動装置として一体化した板バネ構造の弾性
体の内部に微小変位装置を組込むことによって、送りネ
ジの回転によるふれまわりを板バネで吸収できる効果も
ある。さらに、微動装置を可動テーブル下面の空間に組
み込めることから、装置全体の設置スペースを小さくで
きる利点もある。
機構と移動テーブルとの間に微小変位装置を用いた微動
装置を組込んでいるため、移動ステージの重量を軽減し
て、高速移動を可能にし、高精度の位置決めに対しては
、微小変位装置を駆動して位置を合わせることができる
。加えて、微動装置として一体化した板バネ構造の弾性
体の内部に微小変位装置を組込むことによって、送りネ
ジの回転によるふれまわりを板バネで吸収できる効果も
ある。さらに、微動装置を可動テーブル下面の空間に組
み込めることから、装置全体の設置スペースを小さくで
きる利点もある。
第１図は、本発明の一実施例に係るＩ密試料移動装置の
全体構成図、 第２図は、リング状の圧電素子を微小変位装置として伝
送機構と移動テーブルの間に直接固定した変形例を示す
図、 第３図は、従来例の２層構造の精密試料移動装置の送り
ＩＩ溝部分の構造を示す図、 第４図は、従来例の伝送機梅仝体を微動させる精密試料
移動装置の送り機構部分の構造を示す図である。 ３・・・微小変位アクチュエータ、５・・・案内機構、
６・・・送りネジ、７・・・ナツト、１１・・・モータ
、１２・・・可動テーブル、１５・・・弾性体。
全体構成図、 第２図は、リング状の圧電素子を微小変位装置として伝
送機構と移動テーブルの間に直接固定した変形例を示す
図、 第３図は、従来例の２層構造の精密試料移動装置の送り
ＩＩ溝部分の構造を示す図、 第４図は、従来例の伝送機梅仝体を微動させる精密試料
移動装置の送り機構部分の構造を示す図である。 ３・・・微小変位アクチュエータ、５・・・案内機構、
６・・・送りネジ、７・・・ナツト、１１・・・モータ
、１２・・・可動テーブル、１５・・・弾性体。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、試料を載せる為の可動テーブル、該可動テーブルの
移動方向を規制する案内機構、および該可動テーブルを
該案内機構に沿つて移動させる駆動機構を具備する精密
試料移動装置において、上記可動テーブルと駆動機構と
の間に該可動テーブルの移動方向に弾性変形可能な結合
部材と該結合部材を伸縮させる微小変位装置とからなる
微動装置を組込み、上記可動テーブルの粗動は上記駆動
機構による駆動量を制御して行ない、該可動テーブルの
微動は上記微動装置で上記結合部材の伸縮を制御して行
なうようにしたことを特徴とする精密試料移動装置。 ２、前記微小変位装置が、流体圧シリンダである特許請
求の範囲第１項記載の精密試料移動装置。 ３、前記微小変位装置が、物体の熱膨脹を応用した感温
アクチュエータである特許請求の範囲第１項記載の精密
試料移動装置。 ４、前記微小変位装置が、電磁気力を応用したボイスコ
イル形リニアアクチュエータ、圧電素子または磁歪素子
である許請求の範囲第１項記載の精密試料移動装置。 ５、前記駆動機構が、前記可動テーブルに駆動量を伝え
るための摩擦式送りネジまたはボールネジ等の伝達機構
を備えるものである特許請求の範囲第１〜４項のいずれ
か１つに記載の精密試料移動装置。 ６、前記駆動機構が、直動式リニアアクチュエータであ
る特許請求の範囲第１〜４項のいずれか１つに記載の精
密試料移動装置。 ７、前記駆動機構および微動装置の制御が、前記可動テ
ーブルの位置を検出して得られる信号に応じて行なわれ
るものである特許請求の範囲第１〜６項のいずれか１つ
に記載の精密試料移動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59182565A JPS6162110A (ja) | 1984-09-03 | 1984-09-03 | 精密試料移動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59182565A JPS6162110A (ja) | 1984-09-03 | 1984-09-03 | 精密試料移動装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6162110A true JPS6162110A (ja) | 1986-03-31 |
Family
ID=16120496
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59182565A Pending JPS6162110A (ja) | 1984-09-03 | 1984-09-03 | 精密試料移動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6162110A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63143609A (ja) * | 1986-12-08 | 1988-06-15 | Nikon Corp | 移動体の位置決め装置 |
| EP0282454A2 (de) * | 1987-03-10 | 1988-09-14 | C.A. Weidmüller GmbH & Co. | Vorrichtung zum Regeln der Relativlage zwischen einem Werkzeug und einem Werkstück |
| JPS647317U (ja) * | 1987-07-01 | 1989-01-17 | ||
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