JPH01250091A - Positioning device - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To position a table accurately in a linear direction and a rotating direction by deforming a coupling member which is fixed to a base at one end and to the table at the other end by a driving means in a direction different from the moving direction of the table. CONSTITUTION:The table 1 which is movable in an X-axial direction by an LM guide 15 receives X-directional forces from springs 2 and 3. The table 1 is drawn by a steel belt 5 which is fixed to the base 4 at one end and to the table 1 at the other end. At this time, the periphery of the center of the belt 5 is pushed by a motor 6 and an eccentric cam 7 at right angles to the moving direction of the table 1 to vary the linear distance from the belt fixation terminal on the base 4 to the belt fixation terminal on the table 1, thereby moving the table 1 in the X-axial direction. Consequently, the table 1 is positioned accurately in the linear direction and rotating direction.

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、半導体製造装置や超精密加工装置などに用い
られるテーブル装置に係わり、その中に特に位置決め装
置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Objective of the Invention) (Industrial Application Field) The present invention relates to a table device used in semiconductor manufacturing equipment, ultra-precision processing equipment, etc., and particularly relates to a positioning device.

（従来の技術） 従来、半導体装置の製造においては、ウェハを載置した
テーブルをＸ、Ｙ、Ｚ軸、Ｘｅ、Ｙθ。(Prior Art) Conventionally, in the manufacture of semiconductor devices, a table on which a wafer is placed is arranged along the X, Y, and Z axes, Xe, and Yθ.

ＺＯ軸回転方向の計６軸に高精度に位置決めする必要が
あった。上記位置決めテーブルとして様々な微動機構が
使用されてきた。第４図にその例を示す。一方向にのみ
変位可能なようにバネ１０２゜１０３より弾性支持され
たテーブル１０１を、ベース１０４上に固定された圧電
素子１２０により駆動するものでおる。この機構では装
置自体をコンパクトにできるという利点はあるが、圧電
素子１２０のスフローフは一般的に数十ｐ以下と小さく
、伯の粗動用のテーブルが必要となるため実用上使用し
にくい。第５図は、テーブル１０１を動かすための微動
機構としてモータ１０６で駆動可能な１軸移動機構１２
１に、テーパのついたブロック１２２を固定しテーパ面
をテーブル１０１に押し当てたものでおる。It was necessary to perform highly accurate positioning on a total of six axes in the ZO axis rotational direction. Various fine movement mechanisms have been used as the positioning table. An example is shown in FIG. A table 101 is elastically supported by springs 102 and 103 so as to be able to move in one direction only, and is driven by a piezoelectric element 120 fixed on a base 104. Although this mechanism has the advantage that the device itself can be made compact, the flow of the piezoelectric element 120 is generally small, several tens of micrometers or less, and a table for coarse movement is required, making it difficult to use in practice. FIG. 5 shows a 1-axis moving mechanism 12 that can be driven by a motor 106 as a fine movement mechanism for moving the table 101.
1, a tapered block 122 is fixed and the tapered surface is pressed against the table 101.

そしてテーパブロック１２２をｌｉｔ移動機構１２１で
移動させてテーブル１０１を移動させる。しかし、この
方法ではブロック１２２のテーパの面精度や形状、組み
立て誤差により誤差を受けやすく、機構自体も複雑にな
る。Then, the table 101 is moved by moving the tapered block 122 by the lit moving mechanism 121. However, this method is susceptible to errors due to the surface precision and shape of the taper of the block 122, and assembly errors, and the mechanism itself becomes complicated.

（発明が解決しようとする課題） このように従来の位置決め装置にあっては移動ストロー
クが充分に確保できない、市るいは精度面で不十分であ
る。あるいは装置が複雑になるといった問題点を有して
いる。(Problems to be Solved by the Invention) As described above, in the conventional positioning device, a sufficient movement stroke cannot be ensured, and the accuracy is insufficient. Another problem is that the device becomes complicated.

この発明は、上述した従来装置の問題点を改良したもの
で、超精密位置決めを必要とする装置に用いるための高
精度で、組立て調整も簡単な、機構も簡単な微動数構を
提供することを目的とする。This invention improves the problems of the conventional device described above, and provides a fine movement mechanism with high precision, easy assembly and adjustment, and a simple mechanism for use in devices that require ultra-precise positioning. With the goal.

〔発明の構成〕[Structure of the invention]

（課題を解決するための手段） 本発明の位置決め装置は、ベース上で所定方向に往復移
動可能なテーブルと、一端が前記ベースに固定され他端
が前記テーブルに固定され、かつ前記テーブルの移動方
向と異なる方向に変形可能な連結部材と、 この連結部材を前記テーブルの移動方向と異なる方向に
変形させる駆動手段とを具備することを特徴としている
。(Means for Solving the Problems) A positioning device of the present invention includes a table that can be reciprocated in a predetermined direction on a base, one end fixed to the base and the other end fixed to the table, and the table movable. It is characterized by comprising a connecting member that can be deformed in a direction different from the direction of movement of the table, and a driving means that deforms the connecting member in a direction different from the moving direction of the table.

（作　用） このように構成されたものにあっては、テーブルを微動
変位させる手段として、変位縮小機構を有しており、簡
単な構成で精度の良い位置決め装置が得られる。(Function) The device configured in this manner has a displacement reduction mechanism as a means for slightly displacing the table, and a highly accurate positioning device can be obtained with a simple configuration.

（実施例） 本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する。第１
図に本発明の第１の実施例を示す。１Ｍガイド１５によ
りＸ軸方向への移動可能なテーブル１は、バネ２．３に
よりＸ軸方向（例えば正方向）に力を受けている。一端
をベース４上に固定しもう一端をテーブル１に固定した
スチールベルト５によりテーブル１を引っ張る。この時
、モータ６と偏心カム７によりスチールベルト５の中心
付近をテーブル１の移動方向（Ｘ軸方向）と垂直方向（
Ｙ軸方向）に押すことにより、ベース４上のスチールベ
ルト５固定端から、テーブル１上のスチールベルト５固
定端までの直線距離が変化し、テーブル１をＸ軸方向に
移動させるものである。本発明の第２の実施例を第２図
に示す。第１図に示した第１のは実施例のスチールベル
ト５の代わりに、２個の棒材８，９を用い、それぞれの
棒材８゜９の軸端を軸受け１０，１１．１２により支持
される。モータ６と偏心カム７により軸受け１１の中心
付近をテーブル１の移動方向（Ｘ軸方向）と垂直方向（
Ｙ軸方向）に押すことにより軸受け１０と１２の直線距
離が変化し、テーブル１をＸ軸方向に移動させるもので
ある。第３図に第３の実施例を示す。(Example) An example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 1st
The figure shows a first embodiment of the invention. The table 1, which is movable in the X-axis direction by a 1M guide 15, receives a force in the X-axis direction (for example, in the positive direction) by a spring 2.3. The table 1 is pulled by a steel belt 5 whose one end is fixed on the base 4 and the other end is fixed to the table 1. At this time, the motor 6 and the eccentric cam 7 move the vicinity of the center of the steel belt 5 in the moving direction of the table 1 (X-axis direction) and in the vertical direction (
By pushing in the Y-axis direction), the linear distance from the fixed end of the steel belt 5 on the base 4 to the fixed end of the steel belt 5 on the table 1 changes, and the table 1 is moved in the X-axis direction. A second embodiment of the invention is shown in FIG. In the first example shown in FIG. 1, two bars 8 and 9 are used instead of the steel belt 5 of the embodiment, and the shaft ends of each bar 8°9 are supported by bearings 10, 11, and 12. be done. The motor 6 and the eccentric cam 7 move the table 1 around the center of the bearing 11 in the moving direction (X-axis direction) and the vertical direction (
By pushing the table 1 in the Y-axis direction, the linear distance between the bearings 10 and 12 changes, and the table 1 is moved in the X-axis direction. FIG. 3 shows a third embodiment.

ガイド１６によりθ軸方向への移動可能なテーブル２１
は、バネ２によりθ軸方向（例えば負方向）に力を受け
る。一端をベース４上に固定しもう一端をテーブル２１
に固定したスチールベルト５によりテーブル２１を引っ
張る。この時、モータ６と偏心カム７によりスチールベ
ルト５の中心付近をスチールベルト５の張架方向と垂直
方向（Ｙ軸方向）に押ｙことにより、ベース４上のスチ
ールベルト５固定端から、テーブル２１上のスチールベ
ルト５固定喘までの直線距離が変化し、テーブル２１を
θ軸方向に移動させる ものである。A table 21 movable in the θ-axis direction by a guide 16
receives a force from the spring 2 in the θ-axis direction (for example, in the negative direction). One end is fixed on the base 4 and the other end is fixed on the table 21.
The table 21 is pulled by a steel belt 5 fixed to the table 21. At this time, the motor 6 and the eccentric cam 7 push the center of the steel belt 5 in a direction perpendicular to the tensioning direction of the steel belt 5 (Y-axis direction), so that the fixed end of the steel belt 5 on the base 4 is moved from the fixed end of the steel belt 5 to the table. The straight distance to the steel belt 5 fixed pane on the table 21 changes, and the table 21 is moved in the θ-axis direction.

以上本発明の実施例を３例示したが、この中でスチール
ベルト５の代わりに、タイミングベルト、ピアノ線など
を用いてもよい。また、力を与える手段としてモータ６
と偏心カム７を示したが、モータと送りネジなどの組み
合わせでもよい。Three embodiments of the present invention have been described above, but in place of the steel belt 5, a timing belt, piano wire, etc. may be used. In addition, a motor 6 is used as a means of applying force.
Although the eccentric cam 7 is shown, a combination of a motor and a feed screw may also be used.

また偏心カム７の偏心率を大きくすればコンパクトで充
分なストロークを確保することができ実用上多大なメリ
ットを有する。Furthermore, if the eccentricity of the eccentric cam 7 is increased, it is possible to ensure a compact and sufficient stroke, which has a great practical advantage.

ざらに、スチールベルト５あるいは２つの棒材８．９は
いずれも中心付近をテーブルの移動方向と垂直方向に押
して変形させていたが、中心付近以外を押して変形させ
ることも可能である。Roughly speaking, the steel belt 5 or the two bars 8.9 were deformed by pushing near the center in a direction perpendicular to the direction of movement of the table, but it is also possible to deform by pushing other than the near center.

またさらに、スチールベルト５等の連結部材をテーブル
１，２１の移動方向と垂直方向に押して変形させている
が、垂直方向に限らず、移動方向と異なる方向に押せば
テーブル１，２１を移動させることができる。Furthermore, although the connecting members such as the steel belts 5 are deformed by being pushed in a direction perpendicular to the moving direction of the tables 1 and 21, the tables 1 and 21 can be moved by pushing in a direction different from the moving direction, not limited to the vertical direction. be able to.

上記実施例では変位縮小機構を簡単な溝で実現しており
、装置の組立誤差や部品の加工誤差の影響をうけにくい
。In the above embodiment, the displacement reduction mechanism is realized by a simple groove, and is not susceptible to assembly errors of the device or processing errors of parts.

また、用途によっては移動テーブルのストロークよりも
分解能を重要視することもあるが、そのようにな場合に
は上記実施例のモータ６と偏心カム７の組合せ、あるい
はモータと送りネジの組合せによるアクチュエータの代
わりに圧電素子等を用いれば変位縮小作用により圧電素
子本来の高分解よりもさらに精密な位置決めが簡単な構
成で実現できる。Furthermore, depending on the application, resolution may be more important than the stroke of the moving table, and in such cases, an actuator using the combination of the motor 6 and eccentric cam 7 of the above embodiment, or the combination of a motor and a feed screw may be used. If a piezoelectric element or the like is used instead, the displacement reduction effect enables more precise positioning than the original high resolution of the piezoelectric element to be achieved with a simple configuration.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上詳述したように、本発明によれば駆動系の変位を縮
小する事ができ、簡単な構成でテーブルを直線方向、回
転方向に精密位置決めすることができる。As described in detail above, according to the present invention, the displacement of the drive system can be reduced, and the table can be precisely positioned in the linear direction and rotational direction with a simple configuration.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図はこの発明の第１の実施例を示す斜視図、第２図
は本発明の第２の実施例の斜視図、第３図は本発明の第
３の実施例の斜視図、第４図及び第５図は従来装置の斜
視図である。 １・・・テーブル　　　　　２・・・バネ（弾性体）３
・・・バネ（弾性体）　　４・・・ベース５・・・スチ
ールベルト　　６・・・モータ７・・・偏心カム　　　
　　８・・・棒材１０、″斌１２・・・軸受は 同　　　　　　松　山　務　２ 第２図 第　４　図FIG. 1 is a perspective view showing a first embodiment of the invention, FIG. 2 is a perspective view of a second embodiment of the invention, and FIG. 3 is a perspective view of a third embodiment of the invention. 4 and 5 are perspective views of conventional devices. 1...Table 2...Spring (elastic body) 3
... Spring (elastic body) 4 ... Base 5 ... Steel belt 6 ... Motor 7 ... Eccentric cam
8... Bar 10, ``Bin 12... Bearings are the same. Tsutomu Matsuyama 2 Figure 2 Figure 4

Claims (1)

【特許請求の範囲】 　ベース上で所定方向に往復移動可能なテーブルと、一
端が前記ベースに固定され他端が前記テーブルに固定さ
れかつ前記テーブルの移動方向と異なる方向に変形可能
な連結部材と、 この連結部材を前記テーブルの移動方向と異なる方向に
変形させる駆動手段とを具備することを特徴とする位置
決め装置。[Scope of Claims] A table that can reciprocate in a predetermined direction on a base, and a connecting member that has one end fixed to the base, the other end fixed to the table, and deformable in a direction different from the moving direction of the table. A positioning device comprising: a drive means for deforming the connecting member in a direction different from the moving direction of the table.