JP2000214280A - ステ―ジ機構 - Google Patents
ステ―ジ機構Info
- Publication number
- JP2000214280A JP2000214280A JP11012683A JP1268399A JP2000214280A JP 2000214280 A JP2000214280 A JP 2000214280A JP 11012683 A JP11012683 A JP 11012683A JP 1268399 A JP1268399 A JP 1268399A JP 2000214280 A JP2000214280 A JP 2000214280A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- moving body
- rails
- stage mechanism
- leaf spring
- rail
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ステージ機構において、機械加工による形状
誤差及び熱膨張による部品寸法の変化を吸収できるよう
にする。 【解決手段】 ベース１上には所定の間隔をおいて配設
され予め定められた方向へ延びるレール２及び３が配設
されている。移動体４及び５がレール２及び３に配置さ
れ移動体４及び５はそれぞれレール２及び３に沿って移
動する。移動体４及び５はビーム６で連結されており、
ビームは予め定められた方向に直交する方向に延びてい
る。ビームの一端は移動体４に固定され、ビームの他端
は移動体５に予め定められた方向に延びる板バネ８を介
して固定されている。
誤差及び熱膨張による部品寸法の変化を吸収できるよう
にする。 【解決手段】 ベース１上には所定の間隔をおいて配設
され予め定められた方向へ延びるレール２及び３が配設
されている。移動体４及び５がレール２及び３に配置さ
れ移動体４及び５はそれぞれレール２及び３に沿って移
動する。移動体４及び５はビーム６で連結されており、
ビームは予め定められた方向に直交する方向に延びてい
る。ビームの一端は移動体４に固定され、ビームの他端
は移動体５に予め定められた方向に延びる板バネ８を介
して固定されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は固定された２本のレ
ールをガイドとしてレール方向に移動するステージ機構
に関し、特に、ステージ機構に用いられる板バネの構造
に関する。
ールをガイドとしてレール方向に移動するステージ機構
に関し、特に、ステージ機構に用いられる板バネの構造
に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、ステージ機構として２本のレー
ルをガイドとしてレール方向に移動するものが知られて
いる。
ルをガイドとしてレール方向に移動するものが知られて
いる。
【０００３】ここで、図４を参照して、従来のステージ
機構について説明する。
機構について説明する。
【０００４】ベース１上には２本のレール２及び３が所
定の間隔をおいて配設されている。レール２及び３には
それぞれ移動体４及び５が配置されており、移動体４及
び５はそれぞれレール２及び３を移動する（運動す
る）。また、移動体４及び５はビーム６によって連結さ
れている。この結果、移動体４及び５がレール２及び３
上を移動するに連れてビーム６も移動することになる。
定の間隔をおいて配設されている。レール２及び３には
それぞれ移動体４及び５が配置されており、移動体４及
び５はそれぞれレール２及び３を移動する（運動す
る）。また、移動体４及び５はビーム６によって連結さ
れている。この結果、移動体４及び５がレール２及び３
上を移動するに連れてビーム６も移動することになる。
【０００５】図４に示すステージ機構では、ビーム６を
レール方向にスムースに移動させるためには、レール２
及び３間の距離（レール間距離）とビーム長さ（レール
間距離方向の長さ）とを厳密に寸法管理する必要があ
る。また、環境温度の変化によって生じる熱膨張変換に
よる寸法変化に対処するため、ステージ機構を構成する
機械部品は同種類の材質又は熱膨張係数が同程度の材質
を用いて作成される。
レール方向にスムースに移動させるためには、レール２
及び３間の距離（レール間距離）とビーム長さ（レール
間距離方向の長さ）とを厳密に寸法管理する必要があ
る。また、環境温度の変化によって生じる熱膨張変換に
よる寸法変化に対処するため、ステージ機構を構成する
機械部品は同種類の材質又は熱膨張係数が同程度の材質
を用いて作成される。
【０００６】一方、例えば、図５に示すように、直動案
内に静圧空気軸受けを用いたステージ機構が知られてい
る。
内に静圧空気軸受けを用いたステージ機構が知られてい
る。
【０００７】図５を参照して、図５において、図４と同
一の構成要素については同一の参照番号を付す。図示の
例では、移動体４はレール２に対して数μｍ乃至十数μ
ｍの隙間を有しており、この隙間には圧縮空気が供給さ
れる。これによって、移動体４はレール２に対して所定
の隙間をもって浮上しつつ移動することになる。つま
り、移動体４とレール２との間には静圧空気軸受け機能
が備えられている。
一の構成要素については同一の参照番号を付す。図示の
例では、移動体４はレール２に対して数μｍ乃至十数μ
ｍの隙間を有しており、この隙間には圧縮空気が供給さ
れる。これによって、移動体４はレール２に対して所定
の隙間をもって浮上しつつ移動することになる。つま
り、移動体４とレール２との間には静圧空気軸受け機能
が備えられている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、ステ
ージ機構が大型化する傾向にあり、図４に示すステージ
機構の場合、移動体４及び５間の距離が広がってくる
と、必然的にプレート長さも大きくなって、機械部品の
材質を同種類としても、環境温度の変化があると、熱膨
張の差が無視できなくなって、この結果、プレートをス
ムースにレール方向に移動させることが難しくなってし
まうという問題点がある。
ージ機構が大型化する傾向にあり、図４に示すステージ
機構の場合、移動体４及び５間の距離が広がってくる
と、必然的にプレート長さも大きくなって、機械部品の
材質を同種類としても、環境温度の変化があると、熱膨
張の差が無視できなくなって、この結果、プレートをス
ムースにレール方向に移動させることが難しくなってし
まうという問題点がある。
【０００９】一方、図５に示すステージ機構において
も、レール間距離とプレート長さとが熱膨張の差によっ
て変化すると、移動体４とレール２との隙間が変化す
る。そして、この隙間の変化は空気膜厚の変化となっ
て、ガイド性能に悪影響を与えてしまう。加えて、移動
体５を用いずに移動体４のみを用いてビーム６を片持ち
支持した場合には、移動体４とレール２との隙間が大き
く変化してしまい、ガイド性能に大きな影響を与えてし
まう。
も、レール間距離とプレート長さとが熱膨張の差によっ
て変化すると、移動体４とレール２との隙間が変化す
る。そして、この隙間の変化は空気膜厚の変化となっ
て、ガイド性能に悪影響を与えてしまう。加えて、移動
体５を用いずに移動体４のみを用いてビーム６を片持ち
支持した場合には、移動体４とレール２との隙間が大き
く変化してしまい、ガイド性能に大きな影響を与えてし
まう。
【００１０】さらに、図５に示すステージ機構におい
て、２本のレール２及び３の平行度又は真直度をゼロに
することは不可能であり、このため、相対する移動体の
姿勢変化（ｙａｗ回転）が生じてしまい、ビーム６を曲
げようとする力が発生する。この力は空気膜厚を変化さ
せる力として作用し、これによっても、ガイド性能が悪
影響を受けひいては静圧空気軸受けが損傷してしまうと
いう問題点がある。
て、２本のレール２及び３の平行度又は真直度をゼロに
することは不可能であり、このため、相対する移動体の
姿勢変化（ｙａｗ回転）が生じてしまい、ビーム６を曲
げようとする力が発生する。この力は空気膜厚を変化さ
せる力として作用し、これによっても、ガイド性能が悪
影響を受けひいては静圧空気軸受けが損傷してしまうと
いう問題点がある。
【００１１】このように、従来のステージ機構において
は、機械部品が環境温度の変化によって熱膨張した場
合、静圧空気軸受けを用いたステージ機構であると、静
圧空気軸受けと固定ガイド間の隙間量が変化して軸受け
が有する剛性値が変化することになる。加えて、著しい
温度変化があると、隙間量がマイナスとなって、機械構
造物の変形、又は損傷が発生する恐れがある。
は、機械部品が環境温度の変化によって熱膨張した場
合、静圧空気軸受けを用いたステージ機構であると、静
圧空気軸受けと固定ガイド間の隙間量が変化して軸受け
が有する剛性値が変化することになる。加えて、著しい
温度変化があると、隙間量がマイナスとなって、機械構
造物の変形、又は損傷が発生する恐れがある。
【００１２】本発明の目的は機械加工による形状誤差及
び熱膨張による部品寸法の変化を吸収できるステージ機
構を提供することにある。
び熱膨張による部品寸法の変化を吸収できるステージ機
構を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、ベース
上に所定の間隔をおいて配設され予め定められた方向へ
延びる第１及び第２のレールと、前記第１及び前記第２
のレールをガイドとしてそれぞれ前記第１及び前記第２
のレールに沿って移動する第１及び第２の移動体と、前
記第１及び前記第２の移動体と連結するビームとを有
し、前記ビームは前記予め定められた方向に直交する方
向に延びており、前記ビームの一端は前記第１の移動体
に固定され前記ビームの他端は前記第２の移動体に前記
予め定められた方向に延びる板バネを介して固定されて
いることを特徴とするステージ機構が得られる。
上に所定の間隔をおいて配設され予め定められた方向へ
延びる第１及び第２のレールと、前記第１及び前記第２
のレールをガイドとしてそれぞれ前記第１及び前記第２
のレールに沿って移動する第１及び第２の移動体と、前
記第１及び前記第２の移動体と連結するビームとを有
し、前記ビームは前記予め定められた方向に直交する方
向に延びており、前記ビームの一端は前記第１の移動体
に固定され前記ビームの他端は前記第２の移動体に前記
予め定められた方向に延びる板バネを介して固定されて
いることを特徴とするステージ機構が得られる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下本発明について図面を参照し
て説明する。
て説明する。
【００１５】まず、図１を参照して、図１において、図
５と同一の構成要素については同一の参照番号を付す。
ベース１上には２本のレール２及び３が所定の間隔をお
いて配設されており、レール２及び３にはそれぞれ移動
体４及び５が配置されている。ここで、レール２及び移
動体４に着目すると、図１（ｂ）に示すように、移動体
４には静圧空気軸受けパッド１２が備えられており、レ
ール２と移動体４との間には静圧空気軸受けパッド１２
が介在している。この静圧空気軸受けパッド１２によっ
て移動体４は図１（ａ）に示すＸ軸方向にガイドされて
いる。さらに、図１（ｂ）に示すように、移動体４には
静圧空気軸受けパッド１３が備えられており、移動体４
は静圧空気軸受けパッドでベース１によってＺ軸方向
（図１（ｂ）において上方向）にガイドされて図１
（ａ）に示すＹ軸方向、つまり、レール２に沿って移動
する。
５と同一の構成要素については同一の参照番号を付す。
ベース１上には２本のレール２及び３が所定の間隔をお
いて配設されており、レール２及び３にはそれぞれ移動
体４及び５が配置されている。ここで、レール２及び移
動体４に着目すると、図１（ｂ）に示すように、移動体
４には静圧空気軸受けパッド１２が備えられており、レ
ール２と移動体４との間には静圧空気軸受けパッド１２
が介在している。この静圧空気軸受けパッド１２によっ
て移動体４は図１（ａ）に示すＸ軸方向にガイドされて
いる。さらに、図１（ｂ）に示すように、移動体４には
静圧空気軸受けパッド１３が備えられており、移動体４
は静圧空気軸受けパッドでベース１によってＺ軸方向
（図１（ｂ）において上方向）にガイドされて図１
（ａ）に示すＹ軸方向、つまり、レール２に沿って移動
する。
【００１６】なお、同様に、移動体５にも静圧空気軸受
けパッド１２及び１３が備えられており、移動体５はレ
ール３に沿って移動可能となっている。
けパッド１２及び１３が備えられており、移動体５はレ
ール３に沿って移動可能となっている。
【００１７】ビーム６は移動体４とリジット（例えば、
ネジを用いて）に固定されており、一方、ビーム６は移
動体５と後述する板バネ構造によって連結されている。
ネジを用いて）に固定されており、一方、ビーム６は移
動体５と後述する板バネ構造によって連結されている。
【００１８】ここで、図２も参照して、ビーム６の一端
部にはＬ字形状のアングル７がネジ等によって取り付け
られており、同様に、移動体５にもＬ字形状のアングル
９がネジ等によって取り付けられている。そして、これ
らアングル７及び９は図１（ａ）においてＹ軸方向に互
いに対向している。これらアングル７及び９との間には
薄い長方形状の板バネ８が配設されている。つまり、ア
ングル７には当て板７ａを介してボルトによって板バネ
８の一端が固定され、アングル９には当て板９ａを介し
てボルトによって板バネ８の他端が固定されている。こ
の結果、板バネ８はＹ軸方向に延在することになる。
部にはＬ字形状のアングル７がネジ等によって取り付け
られており、同様に、移動体５にもＬ字形状のアングル
９がネジ等によって取り付けられている。そして、これ
らアングル７及び９は図１（ａ）においてＹ軸方向に互
いに対向している。これらアングル７及び９との間には
薄い長方形状の板バネ８が配設されている。つまり、ア
ングル７には当て板７ａを介してボルトによって板バネ
８の一端が固定され、アングル９には当て板９ａを介し
てボルトによって板バネ８の他端が固定されている。こ
の結果、板バネ８はＹ軸方向に延在することになる。
【００１９】いま、移動体４及び５がＹ軸方向に移動す
る際、板バネ８には長手方向、つまり、Ｙ軸方向に圧縮
及び引っ張り力が加わり、ビーム６と移動体５とは高い
剛性をもってあたかも剛に連結されているように運動す
る。
る際、板バネ８には長手方向、つまり、Ｙ軸方向に圧縮
及び引っ張り力が加わり、ビーム６と移動体５とは高い
剛性をもってあたかも剛に連結されているように運動す
る。
【００２０】ここで、環境温度が変化して、例えば、ビ
ーム６の長さ（ビーム長さ）がベース１に比べて相対的
に熱膨張によって長くなると、その寸法変化は板バネ８
の曲げによって吸収されることになる。つまり、ビーム
長さが熱膨張によって長くなると（Ｘ軸方向に長くなる
と）、板バネ８は図１（ａ）においてＹ軸方向に延在し
ている結果、板バネ８はＸ軸方向に曲げられることにな
って、これによって、ビーム６の寸法変化が吸収される
ことになる。
ーム６の長さ（ビーム長さ）がベース１に比べて相対的
に熱膨張によって長くなると、その寸法変化は板バネ８
の曲げによって吸収されることになる。つまり、ビーム
長さが熱膨張によって長くなると（Ｘ軸方向に長くなる
と）、板バネ８は図１（ａ）においてＹ軸方向に延在し
ている結果、板バネ８はＸ軸方向に曲げられることにな
って、これによって、ビーム６の寸法変化が吸収される
ことになる。
【００２１】前述のように、ビーム長さの変化による力
の発生方向が板バネの曲げ方向となるので、移動体５に
おいてＸ軸方向に発生する力は静圧空気軸受けの空気膜
厚に影響を与えないレベルまで設計に応じて低減させる
ことができる。
の発生方向が板バネの曲げ方向となるので、移動体５に
おいてＸ軸方向に発生する力は静圧空気軸受けの空気膜
厚に影響を与えないレベルまで設計に応じて低減させる
ことができる。
【００２２】図３を参照して、図３に示す例では、ビー
ム６に移動体１４が配置されており、移動体１４はビー
ム６をガイドとして、図３（ａ）のＸ軸方向に移動す
る。つまり、図３にはＸ−Ｙステージ機構が示されてい
る。なお、図３において、図１に示す例と同一の構成要
素については同一の参照番号を付し説明を省略する。
ム６に移動体１４が配置されており、移動体１４はビー
ム６をガイドとして、図３（ａ）のＸ軸方向に移動す
る。つまり、図３にはＸ−Ｙステージ機構が示されてい
る。なお、図３において、図１に示す例と同一の構成要
素については同一の参照番号を付し説明を省略する。
【００２３】図３（ｂ）に示すように、ベース１と移動
体１４との間には静圧空気軸受けパッド１４ａ乃至１４
ｃが配置されている。つまり、移動体１４には静圧空気
軸受けパッド１４ａ乃至１４ｃが取り付けられており、
移動体１４は静圧空気軸受けパッド１４ａ乃至１４ｃに
よってベース１に対してＺ軸方向をガイドされて、Ｘ軸
方向に移動する。
体１４との間には静圧空気軸受けパッド１４ａ乃至１４
ｃが配置されている。つまり、移動体１４には静圧空気
軸受けパッド１４ａ乃至１４ｃが取り付けられており、
移動体１４は静圧空気軸受けパッド１４ａ乃至１４ｃに
よってベース１に対してＺ軸方向をガイドされて、Ｘ軸
方向に移動する。
【００２４】図示のＸ−Ｙステージ機構においても、図
１に関連して説明したように、板バネ８でビーム６と移
動体５とが連結されているから、ビーム６の長さ（ビー
ム長さ）がベース１に比べて相対的に熱膨張によって長
くなると、その寸法変化は板バネ８の曲げによって吸収
されることになる。
１に関連して説明したように、板バネ８でビーム６と移
動体５とが連結されているから、ビーム６の長さ（ビー
ム長さ）がベース１に比べて相対的に熱膨張によって長
くなると、その寸法変化は板バネ８の曲げによって吸収
されることになる。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では板バネ
でビームと移動体とを連結するようにしたから、ビーム
の寸法変化を板バネの曲りによって吸収でき、その結
果、ガイドにかかる負荷を低減させることができる。つ
まり、組み立て作業が容易となるばかりでなく、ガイド
性能が向上するという効果があり、部品単体における加
工精度及び組み立て精度が高くなくても移動体のガイド
精度を維持できる。
でビームと移動体とを連結するようにしたから、ビーム
の寸法変化を板バネの曲りによって吸収でき、その結
果、ガイドにかかる負荷を低減させることができる。つ
まり、組み立て作業が容易となるばかりでなく、ガイド
性能が向上するという効果があり、部品単体における加
工精度及び組み立て精度が高くなくても移動体のガイド
精度を維持できる。
【図１】本発明によるステージ機構の一例を示す図であ
り、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。
り、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。
【図２】図１に示すステージ機構において用いられる板
バネ構造を示す図である。
バネ構造を示す図である。
【図３】本発明によるステージ機構の他の例を示す図で
あり、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。
あり、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。
【図４】従来のステージ機構の一例を示す図である。
【図５】従来のステージ機構の他の例を示す図である。
１ ベース ２，３ レール ４，５，１４ 移動体 ６ ビーム ７，９ アングル ８ 板バネ １２，１３ 静圧空気軸受けパッド
Claims (1)
- 【請求項１】 ベース上に所定の間隔をおいて配設され
予め定められた方向へ延びる第１及び第２のレールと、
前記第１及び前記第２のレールをガイドとしてそれぞれ
前記第１及び前記第２のレールに沿って移動する第１及
び第２の移動体と、前記第１及び前記第２の移動体と連
結するビームとを有し、前記ビームは前記予め定められ
た方向に直交する方向に延びており、前記ビームの一端
は前記第１の移動体に固定され前記ビームの他端は前記
第２の移動体に前記予め定められた方向に延びる板バネ
を介して固定されていることを特徴とするステージ機
構。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01268399A JP4209983B2 (ja) | 1999-01-21 | 1999-01-21 | ステージ機構 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01268399A JP4209983B2 (ja) | 1999-01-21 | 1999-01-21 | ステージ機構 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000214280A true JP2000214280A (ja) | 2000-08-04 |
| JP4209983B2 JP4209983B2 (ja) | 2009-01-14 |
Family
ID=11812186
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01268399A Expired - Lifetime JP4209983B2 (ja) | 1999-01-21 | 1999-01-21 | ステージ機構 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4209983B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7342243B2 (en) | 2002-07-02 | 2008-03-11 | Agfa-Gevaert Healthcare Gmbh | Device and method for reading out information stored in a storage layer |
| US7372231B2 (en) | 2004-05-19 | 2008-05-13 | Sumitomo Heavy Industries, Ltd. | Movable body position control device and stage device using the movable body position control device |
| JP2013015377A (ja) * | 2011-07-01 | 2013-01-24 | Tokyo Seimitsu Co Ltd | 平行ずれ吸収機構を備えた位置決め装置 |
| JP2013015378A (ja) * | 2011-07-01 | 2013-01-24 | Tokyo Seimitsu Co Ltd | 平行ずれ吸収機構を備えた位置決め装置 |
| JP2014238402A (ja) * | 2008-08-18 | 2014-12-18 | マッパー・リソグラフィー・アイピー・ビー．ブイ． | 荷電粒子ビームリソグラフィシステム及びターゲット位置決め装置 |
| WO2017169673A1 (ja) * | 2016-03-29 | 2017-10-05 | 住友重機械工業株式会社 | ステージ装置 |
-
1999
- 1999-01-21 JP JP01268399A patent/JP4209983B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7342243B2 (en) | 2002-07-02 | 2008-03-11 | Agfa-Gevaert Healthcare Gmbh | Device and method for reading out information stored in a storage layer |
| US7372231B2 (en) | 2004-05-19 | 2008-05-13 | Sumitomo Heavy Industries, Ltd. | Movable body position control device and stage device using the movable body position control device |
| JP2014238402A (ja) * | 2008-08-18 | 2014-12-18 | マッパー・リソグラフィー・アイピー・ビー．ブイ． | 荷電粒子ビームリソグラフィシステム及びターゲット位置決め装置 |
| JP2013015377A (ja) * | 2011-07-01 | 2013-01-24 | Tokyo Seimitsu Co Ltd | 平行ずれ吸収機構を備えた位置決め装置 |
| JP2013015378A (ja) * | 2011-07-01 | 2013-01-24 | Tokyo Seimitsu Co Ltd | 平行ずれ吸収機構を備えた位置決め装置 |
| WO2017169673A1 (ja) * | 2016-03-29 | 2017-10-05 | 住友重機械工業株式会社 | ステージ装置 |
| US11339914B2 (en) | 2016-03-29 | 2022-05-24 | Sumitomo Heavy Industries, Ltd. | Linear stage |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4209983B2 (ja) | 2009-01-14 |
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