JPS637175A - 微少変位テ−ブル装置 - Google Patents

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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は摩擦によるスティックスリップや遊びによるが
たなどを除去した高精度な微少変位テーブル装置に関す
る。

（従来の技術） 近年、例えば半導体装置などの分野では、集積回路のパ
ターン幅はサブミクロンのオーダに達し、これを製造す
る機械に対しても、非常な高精度が要求されている。特
に、半導体露光装置などのテーブル装置においては、高
精度でろ９、コンパクトしかもクリーンでなければなら
ないなど付加価値の高いものが要求される。従来このよ
うなステージの案内や°駆動には、静圧軸受や板バネな
どで支持し、駆動にはＰＺＴ　（ピエゾ圧電素子）アク
チエエータやくさびを利用してモータなどによる直線変
位を縮小するものなどが知られている。

静圧軸受などを利用したものでは装置が非常に大きくな
り、板バネなどを用いたものでも装置が犬壓でしかも複
雑になり、調整などもむづかしくなるなどの問題点カニ
ある。又、駆動に送りねじなどを用いた場合や、さらに
その変位をくさびなどで縮小し、方向転換したものでは
機械的ながたなどが発生したり、摩擦部分からのゴミの
発生などの問題点がある。また、この場合、やはり機構
が複雑・大型化してしまい、特に、水平補正などの機能
をさらに加えることは困難である。また、ＰＺＴアクチ
ュエータを上下方向に使用する場合、ＰＺＴは変位が小
さく、比較的長手方向に大きいので、装置が大型化する
にもかかわらず、変位をあまりかせげないという問題が
ある。

（発明が解決しようとする問題点） 上述したように、テーブルの支持案内に静圧軸受や板ば
ねなどを用いたものは装置が大形化し、調節もむつかし
く、駆動にねじを用いたものは「かた」が発生するとい
う問題点がある。ましてテーブルの水平補正などの機能
を加えることは困難である。

本発明は上述の問題点を解決するためになされたもので
、機構が簡単で、小形で、しかもごみの発生も少なく、
水平補正の機能をも持った高精度な微少変位テーブル装
置を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段と作用）本発明はベース
体と、これに離間対向したテーブル体と、ベース体に取
付けられてテーブル体を支持する３個以上の支持ユニッ
トとからなっている。これらの支持ユニットは、切欠き
により一方向にのみ可撓な弾性支点を介して複数個のブ
ロックを連結して構成され、かつ−端部のブロックがベ
ース体に固定され他端部のブロックが弾性継手を介して
テーブル体に固定されて上記離間方向にのみ可撓な変位
ブロック体と、上記ベース体に直接または間接的に固定
されて上記変位ブロック本 体に上記離間対向方向の変位を末える駆動体とからなっ
ている。そして支持ユニットに変位を与えてテーブル体
を変位させ、また支持ユニットを別個に変位させてテー
ブル体の傾きを調節するようにしたものである。

（実施例） 以下、この発明の詳細を第１図〜第７図に示す実施例に
より説明する。第１図〜第４図は第１の実施例を示すも
のである。第１図は本実施例の全体構成を示す斜視図で
、ｆｌ）はベース体で、上面は平坦な取付は面（２）に
形成されている。この上に支持ユニツ）　ｆ３）　、・
・・がベース体（１）の中心に対し放射状に取付けられ
ていて、この上に上面が平坦なテーブル面（４）になっ
たテーブル体（５）が弾性継手（６）。

・・・を介して取付けられている。支持ユニット（３）
。

・・・につき説明すると、これらは３個とも同様な構成
なので１個についてのみ説明する。これは変位ブロック
体α力と駆動体ｑ２とからなっている。変位ブロック体
（１１）は複数のブロック（１５）、　（１６）、・・
・（２１）と、これらブロック間を連結する弾性支点（
α）。

（’、）、（桐、　（４３）、　（Ｃ）、　（０）とか
ら々ったリンク機構である。そしてこれら弾性支点（ａ
）・・・を第３図を参照して説明すると、ブロック（１
６）とブロック（１７）とを連結する弾性支点（α）は
２つの円弧状の切欠き（２４）　、　（２５）により形
成された薄肉部（２６）からなっていて、２個のブロッ
ク（１６）、　（ｉ力はＺ方向の曲げに対しては可動で
あり、ｙ方向の曲げに対しては大きな剛性を有していて
、リンク機構を構成するときの支点として作用する０そ
して変位ブロック体（１１）は、−端部（固定側）のブ
ロック（１５）はＬ字状に形成されて、ベース体（１）
に固定されていて、立上抄の部分に駆動体（１２）を取
付ける保持孔（２８）が取付は面（２）に平行にあけら
れている０また他端部（出力側）のブロック（２１）は
弾性継手（６）を介してテーブル体（５）に取付けられ
ている０さらにまたブロック（１６）とブロック（１７
）は弾性支点（α）を介して、ブロック（１７）とブロ
ック（１８）は弾性支点（４，）を介して、ブロック（
工８）とブロック（１９）とは弾性支点（ｋ２）を介し
て、ブロック（１８）とブロック（２０）とは弾性支点
（桐を介して、ブロック（１９）とブロック（２１）は
弾性支点（Ｃ）を介して、ブロック（２０）とブロック
（１５）とは弾性支点（０）を介して接続されている。

そして各ブロックはベース体（１）とテーブル体（５）
とが離間対向しているＺ方向にだけ変位自在になってい
る０保持孔（２８）に挿入固定さ九た駆動体（１２）は
ＰＺＴ　（ピエゾ圧電素子）からなるアクチュエータで
、先端はブロック（１６）に固定されていて、図示しな
い電気回路により端面がＸ方向に微少出入変位をし、ブ
ロック（１６）を変位させることにより変位ブロック体
（１１）全体が駆動さｎる０ 次にこの変位ブロック体（１１）と駆動体（１２ンとか
らなる支持ユニット（３）の作用につき説明する０まず
、リンク機構を模式的に表わすと、第４図のようになる
。すなわちブロック（１力がαに、ブロック（１９）が
５．ブロック（２０）がｉ、ブロック（１５）が斜線部
分Ｇに対応し、ブロック（１６）　、　（１８）　、　
（２１）は表わされない。まず点αおよび点Ｃの移動方
向はそれぞれ駆動体（１２）およびテーブル面（４）に
よってｘ、Ｘ方向に拘束されている。この時、駆動体（
１２）の作動により点αが点α′の位置まで移動すると
、点には点４′の位置へ、点Ｃは点Ｃ′の位置に移動し
、点αの移動量１ｘはＸ方向に拡大変換され点Ｃの移動
量１ｚになる。拡大率は角０４Ｃが小さいほど太きい０
変位ブロック体（１１）の上述のような作用によりテー
ブル体（５）に取付けられたブロック（２１）　ヲＺ方
向に変位させるが、この時の変位量は各弾性支点（α）
、・・・（Ｏ）の曲げ剛性により制限される。次にテー
ブル体（５）と支持ユニット（３）とを接続している弾
性継手（６）について説明する。これはＸ方向の両端に
平坦な締結面を持つ鼓形の部品であり、Ｘ方向やｙ方向
の曲げに対しては自由であるが、２方向の延びおよびｘ
、ｙ方向のせん断に対しては大きな剛性を有するもので
ある。

次に本実施例の作用につき述べると、上述の支持ユニッ
ト（３）をペース体（１）に放射状に３個取付け、弾性
継手（６）、・・・を介してテーブル体）５）に取付け
である。テーブル面（４）全体を上下（２方向）に微少
変位させる場合は、駆動体（１２）（ＰＺＴ）　を作動
させ、３個の支持ユニッ）（３１，・・・を等量変位さ
せることにより、テーブル面（４）全体が平行に上下動
（２方向）する。また、例えばテーブル面（４）の水平
方向＜ｘｙ面）の補正をしたい場合は測定の結果に基づ
いて各支持ユニッ［３）、・・・をそｎぞれ対応した量
だけ個別に変位させて所望の水平面を得ることができる
。

次に他の実施例につき述べる。第５図は第２の実施例で
、第１の実施例と同様な構成であるが、ブロック（１８
）に対して駆動体（１２）の位置を反対側に配設したも
ので、第１の実施例と同様な作用効果を奏するが、小形
化に適している０ 第６図は第３の実施例で、支持ユニツ）　（３）　、・
・・を平行に配設したものである。また第７図は第４の
実施例で支持ユニット（３）を対称に配したものである
。いずれも第１の実施例と同様な作用効果を奏するが、
テーブル体（５）の形状、大きさに応じて適宜選択でき
る。

〔発明の効果〕

以上、詳述したよう（・こ本発明の微少変位テーブル装
置は、変位ブロック体は、すべて−体構成のリンク機構
を用いているため、機械装置特有のＲ１擦、摺動部分が
なく、非常に円滑な微少変位が可能であり、摺動部分な
どによるごみの発生もなく、しかも組立て調整が不要で
ある。また通常長手方向に変位の大きいＰＺＴなどの駆
動体を横にして使用でき、さらに、駆動体の変位をＸ方
向に拡大しているため、小形な構成でありながら大きな
変位が得られる。さらにまた、３個以上の支持ユニット
を使用するので、テーブル面を上下方向に変位できるだ
けでなく、個別に作動させることにより水平方向の角度
補正も同時に行逢うことができる。

なお駆動体はピエゾ圧電素子に限らず、例えばマイクロ
メータヘッドなどでもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例の全体構成を示す斜視図
、第２図は同じく要部（支持ユニット）を拡大して示す
斜視図、第３図は同じく要部（弾性支点）を拡大し・て
示す斜視図、第４図は同じく作用を説明する模式図、第
５図は本発明の第２の実施例の要部を示す正百図、第６
図は同じく第３の実施例の要部を示す平面図、第７図は
第４の実施例の要部を示す正面図である。 （ａ）、　（Ｊ、）、　（桐、（桐、　（Ｃ）、　（ｏ
）・・・弾性支点。 （１）・・・ヘ−７，体、　　　　（３）・・・支持ユ
ニット。 （５）・・・テーブル体、（６）・・・弾性継手。 （１１）・・・変位ブロック体、　（１２）・・・駆動
体。 （１５）、　（１６）〜（２０）、　（２１）・・・ブ
ロック。 代理人　弁理士　則　近　憲　佑 同　　　　竹　花　喜久男 第１ｃｉｉ！ 第２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ベース体と、これに離間対向したテーブル体と、
   上記ベース体および上記テーブル体の間に介在した３個
   以上の支持ユニットからなり、上記支持ユニットは切欠
   きにより一方向にのみ可撓に形成された弾性支点を介し
   て複数個のブロックを連結してリンク機構を構成し、か
   つ一端部の上記ブロックが上記ベース体に固定され他端
   部の上記ブロックが弾性継手を介して上記テーブル体に
   固定されて上記離間方向にのみ可撓の変位ブロック体と
   、上記ベース体に直接または間接的に固定され上記変位
   ブロック体に変位を与える駆動体とからなることを特徴
   とする微少変位テーブル装置。
2. （２）支持ユニットは放射状に３個設けられており、駆
   動体はピエゾ圧電素子であることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の微少変位テーブル装置。