JPS58190079A - 微動機構 - Google Patents

微動機構

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JPS58190079A
JPS58190079A JP57072422A JP7242282A JPS58190079A JP S58190079 A JPS58190079 A JP S58190079A JP 57072422 A JP57072422 A JP 57072422A JP 7242282 A JP7242282 A JP 7242282A JP S58190079 A JPS58190079 A JP S58190079A
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JP
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JP57072422A
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JPH041512B2 (ja
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Kazuyoshi Sugihara
和佳 杉原
Toru Tojo
東条 徹
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02Details
    • H01J37/20Means for supporting or positioning the objects or the material; Means for adjusting diaphragms or lenses associated with the support
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70691Handling of masks or workpieces

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
  • Turning (AREA)

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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、物***置の回転および直進を高精度に行わせ
る微動機構曇こ関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
近年、半導体ウェーハやマスク基板等の試料に微細パタ
ーンを形成するものとして、電子ビーム描画装置、縮小
投影型転写装置およびX線転写装置等が開発されている
が、この種の装置ではサブ−ζ−クロン単位の精度を保
持するために、微小変位を駆動する微動機構が必要であ
る。才た、上記装置に限らず測定機器で精密な測定を行
う分野等においても、高精度を有する微動機構が必要で
ある。
微動機構としては、−軸方向に移動させるものや回転運
動を行わせるもの等があるが、回転運動を行わせる従来
の回転微動機構(こあっては次のような問題力あった。
すなわち、ストロークが長いものでは微動駆動が困難で
あり、微動駆動が可能なものはストロークを長くできな
い等の問題があった。また、微動機構として回転および
直進運動の両方を行えるものが要留されているが、この
ような機構で微動駆動が可能で、かつ長いストロークが
とれるものは未だ報告されていない。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、同−駆動部を用いて回転および直進の
微@運動を行うことができ、かつそのストロークを十分
長くし得る微動機構を提供することにある。
〔発明の棚、要〕
本発明の骨子は、圧電効果(印加電圧に応じて伸縮する
機能)を有する部材に適当な電圧を印加し、該部材を伸
び縮みさせることにより微動運動を行わせるようにした
ものである。
すなわち本発明は、基台上に少なくとも3個の移動部材
を移動自在に載置すると共lこ、印加電圧に応じて伸縮
する駆動部材の伸縮方向両端に上記各移動部材をそれぞ
れ取着して該移動部材の隣接するもの同士を接続し、上
記各移動部材をそれぞれ基台上に固定する固定部材を設
け、上記駆動部材の伸縮作用および固定部材の固定作用
によって移動部材を微小連動せしめるようにしたもので
ある。
〔発明の効果〕
本発明によれば、複数(移動部材の個数と同数)の駆動
部材による各伸縮作用と、複轄の固定部材による各固定
作用とを適当に組み合わせることによって、同一駆動源
による移動部材の回転運動および直進運動が可能となる
。そして、従来機構のように微動を行わせるとストロー
クが極めて小さくなると云う欠点がなく、微動で十分長
いストロークがとれ、原理的には無限の回転と直進とが
可能である。このため、駆動相および微動用の機構が不
要となる。また、駆動源として圧電素子からなる駆動部
材で移動部材を直接駆動しているため、例えば印加電圧
1〔■〕で0.005(μm〕と云う超微動を確実ζこ
行うことができる。さらに、圧電効果を有する部材は、
印加電圧の大きさによって異なるが数100〔し〕〜数
(1)の力を発生することが可能であり、大きなトルク
を発生する微動機構を提供することができる。
また、本発明はその構成が極めて簡単で故障する部品等
も用いてないので、計測器類や各種半導体装置内に組み
込んで使用しても十分信頼性のあるものである。さらに
、電子ビームやイオンビーム等の荷電粒子を用いた装置
では磁界の変動をこよって荷電粒子が影響を受けるが、
本発明では全ての構成材料を非磁性材で形成するどとが
でき、この点から荷電粒子を用いる製雪に極めて有用性
が高い。
〔発明の実施例〕
第1図(a)〜(C)はそれぞれ本発明の一実施例に係
わる微動機構の概略構成を示すもので第1図(alは平
面図、第1図(blは同図(alの矢視A−A断面図、
第1図(C)は同図(alの矢視B−B断面図である。
図中1.2,3.4はそれぞれ矩形板状の移動部材であ
り、これらの移動部材1.〜,4は導電性の基台5上に
全体として正方形をなすよう離間して載置されている。
移動部材1.〜。
4の隣接するもの同士は駆動部材6,7,8゜9により
それぞれ接続されている。すなわち、移動部材1,2間
には駆動部材6が、移動部材2.3間には駆動部材7が
、移動部材3,4間には駆動部材8が、そして移動部材
4,1間には駆動部材9が設けられている。駆動部材6
゜〜、9はそれぞれ印加電圧に応じて伸縮する圧電素子
、例えばチタン酸ジルコン酸鉛からなるもので、その伸
縮方向(図中番こ示す矢印方向)両端に前記移動部材l
、〜、4がそれぞれ取着固定されている。な8、この固
定は接着、ねじ止め或いは圧入等のいずれであってもよ
い。才た、駆動部材6にはスイッチ10aを介して可変
電圧筒5′m11aが接続され、同様に駆動部材7には
スイッチ10bを介して電飾7Jbが、駆動部材8には
スイッチJOcを介して電源11Cが、駆動部材9には
スイッチlθdを介して電源zpdが接続されるものと
なっている。
一方、前記移動部材1の下部には電極12aおよび絶縁
層J2b、12Gからなる静電チャック(固定部材)1
2が設けられており、同様に移動部材2.〜,4の下部
ζこけ静電チャック13.14.15がそれぞれ設けら
れている。
そして、これらの移動部材1.〜,4、例えば移動部材
1は−F記電極12aと前記基台5との間にスイッチ1
6aを介して電源17aを接続することにより、基台5
上に吸着固定されるものとなっている。なお、図中13
a、〜、 )5aは電極、13b、〜、15b、13c
、〜15cは絶縁1−1J6b、−,16dはスイッチ
、17b。
〜、J7dは電飾をそれぞれ示している。
このように構成された本実施例機構の作用を説明する。
まず、回転運動をさせるには、静電チャック74.15
により移動部材3.4を基台5上に固定したのち、第2
図(allこ示す如く駆動部材7を伸長させると共に駆
動部材9を縮長させる。
これをこより、移動部材1,2が矢印P方向に微小回転
する。次に、静電チャック12.13により移動部材1
.2を基台5上に固定したのち上記静電、チャック14
.15による移動部材3゜4の固定を解除する。この状
態で第2図(b)に示す如く駆動部材7を縮長させると
共に、駆動部材9を伸長させると、移動部材3,4が矢
印P方向に微小回転する。以上の操作を繰り返すことに
よって、移動部材1.〜,4は矢印P方向に回転せしめ
られることになる。
直進運動をさせるには、静電チャック13゜14をこよ
り移動部材2,3を基台5上に固定したのち、第3図(
alに示す如く駆動部材6,8を共に伸長させる。これ
番こより、移動部材1.4は矢印Q方向に微小移動(直
進移動)する。次に、静電チャック12.15により移
動部材1゜4を基台5上に固定したのち、上記静電チャ
ック13.14による移動部材2,3の固定を解除する
。この状態で第3図(blに示す如く駆動部材6,8を
共に縮長させると、移動部材2,3が矢印Q方向に微小
移動する。以上の操作を繰り返すことによって移動部材
1.〜,4は矢印Q方向(こ直進せしめられることにな
る。
かくして本実施例によれば、移動部材1.〜。
4を回転成いは直進運動させることができ、さらに回転
および直進運動を同時に行わせることも可能である。ま
た、移動部材1.〜,4の運動方向は駆動部材6.〜,
9の各伸縮作用と静電チャック12.〜,15の各固定
作用とを適当に選択することによって、自由に設定する
ことができる。
第4図は他の実施例の要部構成を示す平面図である。な
お、第1図(a)と同一部分には同一符号を伺して、そ
の詳しい説明は省略する。この天施例が先に説明した実
施例と異なる点は、前記移動部材1.〜,4を材料の弾
性変形を利用した弾性ヒンジでつなげるようにしたこと
であり、他は先の実施例と一様である。このような構成
であれは先の実施例と同様の効果を奏するのは勿論、駆
動部材6.〜,9や静電チャック12、〜,15による
駆動時および固定時等における衝撃を緩和することがで
きると云う効果を奏する。
なお、本発明は上述した谷実施例に限定されるものでは
ない。前記実施例では移動部材および駆動部材をそれぞ
れ4個用いた場合を説明したが、これらは3個以上の数
であれば適宜変更することができる。例えば3個とした
場合、第5図に示す如く移動部拐、91 、 J 2.
 J 3および駆動部U’34.ss、、q6を用い、
回転させるには駆動部材34.35の伸縮を交互に行い
、才た直進させるζこは駆動部11s4.ssの伸縮を
同時に行うよう番こすればよい。さらに、この場合移動
部材3ノ、〜、33と駆動部材34゜〜、36との間に
設りた弾性ヒンジ37をこより各部材間で発生する歪を
緩衝させることが可能となる。
また、前記移動部材の形状や寸法等は、仕様に応じて適
宜定めればよい。さらに、前記固定部材に必ずしも静電
チャックに限るものではなく、電8チャックその他のも
のであってもよい。
また、前記駆動部材の伸縮作用および固定部拐の固定作
用を組み合わせた移動部材の駆動方法は、所望とする運
動やその方向等の条件に応じて適宜変更すればよい。さ
らに、駆動部材に印加する電圧は、所望とする運動速度
や移動量等の条件に応じて適宜定めればよい。その他、
本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図(al〜(C1はそれぞれ本発明の一実施例に係
わる微動機構の概略構成を示すもので第1図(a)は平
面図、第1図(b)は同図(alの矢視A−A断面図、
第1図(C)は同図(a)の矢視B−B断面図、第2図
(at 、 (b)および第3図(a) l (b)は
それぞれ上記実施例の作用を説明するための模式図、第
4図は他の実施例の要部構成を示す平面図、第5図は変
形例を示す平面図である。 1、〜.4 、.91、〜,33・°・移動部材、5・
・・基台、6.〜,9,34.〜,36・・・駆動部材
、rom、 〜、iod、16a、 〜、z6d・・・
スイッチ、Ila、 〜、lid、17a、 〜。 J7d・・・電源、12.〜,15・・・静電チャック
(固定部材)、12a、〜、14a−・−電極、z2b
、 〜、 14b、z2d、 〜、z4d−絶縁層、2
1.37・・・弾性ヒンジ。 出願人代理人 リP理士 鈴 江 武 彦第2図 (b) fa3!!2! (a) 399− (b)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  基台上に移動自在に載置された少なくとも3
    個の移動部材と、印加電圧に応じて伸縮する圧電素子か
    らなりその伸縮方向両端に上記各移動部材を取着され該
    移動部材の隣接するもの同士を接続する駆動部材と、上
    記各移動部材をそれぞれ前記基台上に固定する固定部材
    とを具備し、前記駆動部材の伸縮作用および固定部材の
    固定作用により前記移動部材を回転および[■進運動せ
    しめることを特徴とする微動機構。
  2. (2)  前記固定部材は、前記各移動部材の表面層に
    電極および誘電層からなる静電チャックをそれぞれ形成
    してなるものであることを特徴とする特許請求の範囲第
    1項記載の微動機構。
  3. (3)  前記移動部材は、材料の弾性を利用した弾性
    ヒンジでそれぞれ接続されてなるものであることを特徴
    とする特許請求の範囲第1項記載の微動機構。
  4. (4)  前記基台および各部材の全てを非磁性材料で
    形成すると共に、前記伸縮作用を有する圧電、素子とし
    てチタン酸ジルコン酸鉛ヲ用い、かつその他の構成材料
    としてべIJ IJウム銅、アルミニウム或いはチタン
    を用いたことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
    微動機構。
JP57072422A 1982-02-09 1982-04-28 微動機構 Granted JPS58190079A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57072422A JPS58190079A (ja) 1982-04-28 1982-04-28 微動機構
US06/429,230 US4455501A (en) 1982-02-09 1982-09-30 Precision rotation mechanism

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57072422A JPS58190079A (ja) 1982-04-28 1982-04-28 微動機構

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS58190079A true JPS58190079A (ja) 1983-11-05
JPH041512B2 JPH041512B2 (ja) 1992-01-13

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ID=13488829

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JP57072422A Granted JPS58190079A (ja) 1982-02-09 1982-04-28 微動機構

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JP (1) JPS58190079A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60144936A (ja) * 1983-12-30 1985-07-31 Shimadzu Corp 微動回転駆動装置
JPS6182433A (ja) * 1984-09-29 1986-04-26 Toshiba Corp 微動機構

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60144936A (ja) * 1983-12-30 1985-07-31 Shimadzu Corp 微動回転駆動装置
JPS6182433A (ja) * 1984-09-29 1986-04-26 Toshiba Corp 微動機構
JPH0358855B2 (ja) * 1984-09-29 1991-09-06 Tokyo Shibaura Electric Co

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Publication number Publication date
JPH041512B2 (ja) 1992-01-13

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