JPS63139289A - ステ−ジ装置 - Google Patents

ステ−ジ装置

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JPS63139289A
JPS63139289A JP61287072A JP28707286A JPS63139289A JP S63139289 A JPS63139289 A JP S63139289A JP 61287072 A JP61287072 A JP 61287072A JP 28707286 A JP28707286 A JP 28707286A JP S63139289 A JPS63139289 A JP S63139289A
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damping
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    • B23Q11/00Accessories fitted to machine tools for keeping tools or parts of the machine in good working condition or for cooling work; Safety devices specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools
    • B23Q11/0032Arrangements for preventing or isolating vibrations in parts of the machine
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B23Q1/00Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B23Q1/25Movable or adjustable work or tool supports
    • B23Q1/26Movable 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
    • B23Q1/34Relative movement obtained by use of deformable elements, e.g. piezoelectric, magnetostrictive, elastic or thermally-dilatable elements
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体製造装置等高精度で高速な位置決めを要
するステージ装置に関するものである。
〔従来の技術〕
従来、微動ステージ装置用ダンパーとしては実開昭58
−105604号に代表される様に高粘度の浦を減衰材
として使用した例が多かった。
〔発明が解決しようとしている問題点〕しかしながら、
油を減衰材として用いている為、油のもれを防止するシ
ール機構、油との接触面積をかせぐ為の部材等が必要と
なり、構造が複雑になる欠点があった。
〔問題点を解決するための手段及び作用〕本発明は減衰
用材料としてゴム、低弾性樹脂、低弾性接着剤等、弱い
剛性を持った固体の減衰材を用いる事により、簡易で特
に圧電素子等の固体変位素子による駆動ステージに適し
た減衰装置を提供しようとするものである。
〔実施例〕
第1図は本発明の第1の実施例であり、1は基準部、こ
こでは固定部である所のベース、2は可動部材であるス
テージ3はベース1に対してステージ2を弾性的に支持
する板バネ、4はベースlに固定されベース1に対して
ステージ2を押圧することで微小変位させるアクチュエ
ータである所の圧電素子、5はベース1と、ステージ2
の間隙に設けられる所の減衰用ゴム材、10は圧電素子
の伸縮制御用の制御電圧発生回路、11は制御電圧発生
回路に指令信号を発するCPUである。この実施例では
ベースl、ステージ2、板バネ3は1枚の板材に図のよ
うに溝をはって間隙部を形成することにより製作されて
いる。この溝に減衰用ゴム材5を液化して流し込み冷却
固化する事により固体ダンパー部材を間隙部に形成して
いる。圧電素子4の駆動量は小さく変形量の小さいゴム
材でも充分ダンパーとして使用できる。
上記構成に於て減衰用ゴム材5がない場合圧電素子4に
CPUIIからの指令により制御電圧発生回路lOから
早い立ち上りの電圧を印加すると、ステージ2は圧電素
子4からの加圧により大きな速度がつき、目標位置に達
しても慣性の為残留振動をしながら徐々に目標位置に収
束してゆく為、振動が収まる迄に長い時間を要する。こ
れに対し、本実施例では減衰用ゴム材5を挿入している
為同様の駆動を行うと減衰性ゴム材5の粘性の為にステ
ージ2の目標位置到達後の振動エネルギーが吸収され残
留振動が急速に減衰し、短時間で振動が停止しステージ
2の目標位置への位置決めをす早(する事が可能である
。又減衰材をステージ2の周囲に充填して形、成するこ
とにより駆動方向だけでなく派生する他成分の振動も減
衰させることができる。
第2図に本実施例と減衰用ゴム材を挿入しない例との比
較実験のデータを示す。第2図′(a)は減衰用ゴム材
を挿入しない例の実験データで下の曲線が制御電圧発生
回路10から圧電素子4へ印加される電圧の値、上の曲
線がそれに伴うステージ2の変位を示す。第2図(b)
は本実施例の実験データで各曲線の内容は第2図(a)
と同様である。いずれも時刻tの時に圧電素子に変位の
為の電圧が印加されている。第2図(a)、(b)を見
比べてもわかるように本実施例のステージ装置は減衰性
ゴム材を挿入した事でステージ2の位置決め時の高減衰
性を達成している。
本実施例の減衰性ゴム材5の代りに低弾性樹脂、例えば
ポリエチレンを熱により液化して流し込み冷却固化した
ものを用いたり、ゴム系接着剤を流し込んで固化したも
のを用いてもかまわない。又低弾性樹脂の固化は硬化剤
を用いてもよい。
第3図は本発明の第2の実施例である。以下の実施例に
おいて第1図と同様の部材については同じ符号で示し、
又、圧電素子4は不図示の制御電圧発生回路を介し不図
示のCPUと接続しているものとする。5aはベース1
とステージ2の間に設けられる所の減衰用ゴム材である
。減衰用ゴム材5aは別の場所で製作されたもので、図
のように間隙部でベース1とステージ2の両方に固着さ
れている。第1の実施例のように液化ゴム材を流し込ん
で形成してもよい。この時板バネ3が変形していない状
態でもステージ2に圧電素子4方向への押圧力を与える
目的で、減衰用ゴム材5aは圧縮状態にして間隙部に挿
入される。同時に圧電素子4が1番縮んだ状態の時に板
バネ3が変形のない状態になるよう圧電素子4を設置し
ておく。このようにすることで圧電素子4が最も縮んだ
時にもステージ2は圧電素子4に押しつけられ、かつ圧
電素子4の一定駆動範囲に対して板バネ3の変形範囲を
最小にできる。
上記構成において圧電素子4によるステージ2の駆動を
行うと残留振動が急速に減衰し、短時間で振動が停止し
目標位置に到達する。
第4図は本発明の他の実施例であり、減衰用ゴム材5b
を圧電素子4による駆動方向からずらして配置したもの
である。この様に減衰用ゴム材の配置を変更する事によ
り、駆動方向の振動のみならず派生する他の運動方向、
この場合はヨーイング方向の振動をも減衰させる事が可
能となる。
第5図は本発明の他の実施例で減衰用ゴム材5Cを調整
用部材6を介してベース材1に取付ける様にしたもので
ある。減衰用ゴム部材5Cは調整用部材6に固着されス
テージ2とは当接のみ行う。調整用部材6は調整用ネジ
7により図面A方向に変位調整可能である。上記構成に
於て、調整用部材6を用いて減衰用ゴム材5をステージ
2に押しつける力を調整可能とする事により、圧電素子
4に予圧を任意に印加する効果が生じる。板バネ3は変
形時にステージ2を圧電素子4に押し付け、圧電素子4
の伸縮を即座にステージ2に伝える効果を有する。板バ
ネ3をあまり太き(変形させると使用不可能になるので
板バネ3がステージ2を圧電素子4に押し付ける状態で
板バネの変形範囲を最小にする、即ち圧電素子4が最も
縮んだ状態で板バネ3の変形もない状態にするのが適切
である。しかしこの場合圧電素子4が最も縮んだ場合に
はステージ2は板バネ3による圧電素子4に押しつけら
れる力がかなり弱くななって圧電素子4とステージ2と
が離れてしまう可能性もありこの時にバック文ラッシュ
を生じてしまう。本実施例ではダンパー部材である減衰
用ゴム材5の押し付は力を調整用部材6を介して調整用
ネジ7で調整できるので、圧電素子4が最も縮み、板バ
ネ3の変形が無くなった時もステージ2が圧電縮んだ時
にも板バネ3に負担をかけたり他に予圧手段を設ける必
要がなく、かつ押圧力を、ステージ2が圧電素子4に充
分押しつけられ、圧電素子4がステージ2を駆動する時
ゴム材5Cが充分変形するような適切なものに調整する
事もでき、更にステージの駆動範囲や経時変化に応じて
押圧力を変化させる事もできる。又場合によってはネジ
7を調整してゴム材5Cをステージ2から離し減衰材な
しの駆動手段へ切り換えることも可能である。
以上述べた実施例において減衰用ゴム材5に低ガス放出
性のフッ素系ゴム、例えばパイトン(登録商標)やニト
リルゴム等を使用すれば、ステージ装置を高真空チャン
バ中で使用しても、ゴム材から放出されるガスによって
高真空チャンバの真空度が悪化するおそれがない。即ち
低ガス放出性ゴム材使用により本願は高真空中使用のス
テージにも適用可能である。
〔発明の効果〕
以上説明した様に、微動ステージ装置の可動部材に減衰
用ゴム材、又は低弾性樹脂材、又は低弾性接着剤等を設
けるという簡易な手段を付加することにより、 l)駆動時の残留振動の減衰を早(し、高速に目標位置
に到達させる事が可能となった。
2)減衰用材料の配置を変える事により駆動方向のみな
らず派生する他成分の振動をも減衰させることが可能と
なった。
3)減衰用材料の可動部材への押し当て力を調整可能と
する事により、圧電素子への予圧調整の為の機構や部材
が不要となった。
ジ装はの可動部材と、固定部材との隙間に減衰用ゴム材
等を流し込み固化させるという簡易な製造方法を用いて
ダンパーを形成する事により、5)安価及び製作容易 6)高減衰 7)減衰材を可動ステージの周囲に流し込む事により駆
動方向だけでなく、派生する他成分の振動も減衰させる
事が出来る。
8)真空中の使用に対しても低放出ガスのフッ素系ゴム
、例えばパイトン(登録商標)等を用いる事により容易
に対応可能である。
という効果が生じた。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例である微動ステージ装置の斜視
図、 第2図は本発明の詳細な説明する実験データを示す図、 第3図は本発明の他の実施例である微動ステージ装置の
斜視図、 第4図は本発明の他の実施例である微動ステージ装置の
斜視図、 第5図は本発明の他の実施例である微動ステージ装置の
斜視図である。 lはベース、     2は可動ステージ、3は板バネ
、     4は圧電素子、5は減衰用ゴム材、  6
は予圧調整用部材である。 第27 (θJ   J? <b>   、!!:= 躬 5 図

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)基準部に対し相対的に移動可能に支持されたステ
    ージ部、前記ステージ部を基準部に対し相対的に駆動す
    る駆動手段、前記駆動手段により駆動される前記ステー
    ジ部に移動抵抗力を与えるように配された固体ダンパー
    部材を有する事を特徴とするステージ装置。
  2. (2)前記固体ダンパー部材は前記ステージ部を中心と
    して前記駆動手段の反対側に位置するように基準部に固
    定されている事を特徴とする特許請求の範囲第1項記載
    のステージ装置。
  3. (3)前記固体ダンパー部材は基準部と前記ステージ部
    との間隙部の少なくとも一部に充填されている事を特徴
    とする特許請求の範囲第1項記載のステージ装置。
  4. (4)前記固体ダンパー部材にゴム又は低弾性樹脂又は
    低弾性接着材を用いる事を特徴とする特許請求の範囲第
    1項記載のステージ装置。
  5. (5)前記固体ダンパー部材に低ガス放出性のゴムを用
    いる事を特徴とする特許請求の範囲第1項記載のステー
    ジ装置。
  6. (6)基準部と該基準部に対し相対的に移動可能に支持
    されたステージ部との間隙部に液状の減衰用材料を流し
    込み、固化して固体ダンパー部材を形成する事を特徴と
    するステージ装置の製造方法。
  7. (7)前記減衰用材料はゴム、又は低弾性樹脂であり、
    これを液状にして流し込み、冷却により固化して固体ダ
    ンパー部材を形成する事を特徴とする特許請求の範囲第
    6項記載のステージ装置の製造方法。
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