(57)【要約】  本発明のステージは、可動テーブル（４）を案内するリニアガイドーレール（２）と、被駆動バー（１２）と、前記被駆動バー（１２）に接触し前記被駆動バー（１２）に駆動力を伝達する線形駆動アクチュエータと、前記被駆動バー（１２）の両端を把持する平行板バネ（３０）とを有する。  そして、前記線形駆動アクチュエータの駆動伝達面を可動テーブル（４）と別に設けることにより位置決め精度の低下を防ぎ、前記平行板バネ（３０）が前記被駆動バー（１２）の支持部に加わる変形力を低減することにより被駆動バーの破損を防いでいる。  これにより、高精度で高い信頼性を持つステージを供給することが可能となった。
2010041663.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料を搭載する可動テーブルと、
前記可動テーブルが搭載されるベースと、
前記可動テーブルに連結したアクチュエータと、
前記ベースに連結したドライブシャフトと、
から構成されるステージであって、
前記アクチュエータは、前記ドライブシャフトに接続し、当該ドライブシャフトに沿って駆動することを特徴とするステージ。
【請求項２】
請求項１のステージにおいて、
前記ベースと前記ドライブシャフトは、弾性部材を介して連結することを特徴とするステージ。
【請求項３】
請求項２のステージにおいて、
前記ベースと前記ドライブシャフトは、板バネを介して接続し、
前記板バネは、前記アクチュエータの駆動方向に沿う平面を有することを特徴とするステージ。
【請求項４】
請求項３のステージにおいて、
前記被駆動部材の両端を２枚の板バネで挟むことを特徴とするステージ。
【請求項５】
請求項１のステージにおいて、
前記アクチュエータは、前記ドライブシャフトに対して平行な駆動力を持った線形駆動のアクチュエータであることを特徴とするステージ。
【請求項６】
請求項１のステージにおいて、
前記アクチュエータと前記ドライブシャフトの間であって、当該ドライブシャフトと当該アクチュエータの接触面以外の部分に隙間が設けられていることを特徴とするステージ。
【請求項７】
請求項１のステージにおいて、
前記可動テーブルは、前記ベースに設けられたガイドレールに沿って駆動することを特徴とするステージ。
【請求項８】
請求項１のステージにおいて、
前記可動テーブルと前記アクチュエータは、弾性部材を介して連接することを特徴とするステージ。
【請求項９】
請求項８のステージにおいて、
前記可動テーブルと、前記アクチュエータは、板バネを介して接続し、
前記板バネは、前記アクチュエータの駆動方向に沿う平面を有することを特徴とするステージ。
【請求項１０】
請求項７のステージにおいて、
前記可動テーブルと前記アクチュエータは、アクチュエータ固定部材を介して接続し、
当該アクチュエータ固定部材は、前記ステージの高さ方向及びガイドレールの長手方向に平行な二平面を有し、
前記アクチュエータは、当該アクチュエータ固定部材と前記二平面で接触することを特徴とするステージ。
【請求項１１】
請求項７のステージにおいて、
前記ドライブシャフトは板バネを介して前記ベースに固定され、
前記ドライブシャフトと前記板バネの連結部材は、前記ドライブシャフトと２面で接しかつ前記ドライブシャフトを挟んで対向する２つのドライブシャフトアタッチメントと、
２つの前記ドライブシャフトアタッチメントを内包する形となるように配置される２つのコの字型の部材とから構成され、
前記板バネは前記ドライブシャフトアタッチメントと前記コの字型の部材の窪みの間に挟まれる形で配置されることを特徴とするステージ。
【請求項１２】
請求項１１のステージにおいて、
前記ドライブシャフトアタッチメントは、前記ステージの高さ方向及びガイドレールの長手方向に平行な二平面を有することを特徴とするステージ。
【請求項１３】
試料を搭載する可動テーブルと、
前記可動テーブルが搭載されるベースと、
前記可動テーブルに連結したアクチュエータと、
前記ベースに連結したドライブシャフトとから構成され、
前記アクチュエータは、弾性部材を介して前記ドライブシャフトに接続し、当該ドライブシャフトに沿って駆動するステージの組立方法であって、
前記ドライブシャフトと前記弾性部材の連結は、前記アクチュエータと前記可動テーブルを固定した後に行うこと、を特徴とするステージの組立方法。
【請求項１４】
試料に荷電粒子線を照射する荷電粒子線装置であって、
当該試料を搭載するステージは、試料を搭載する可動テーブルと、
前記可動テーブルが搭載されるベースと、
前記可動テーブルに連結したアクチュエータと、
前記ベースに連結したドライブシャフトと、
から構成され、前記アクチュエータは、前記ドライブシャフトに接続し、当該ドライブシャフトに沿って駆動することを特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項１５】
請求項１４の荷電粒子線装置において、
前記ベースと前記ドライブシャフトは、弾性部材を介して連結することを特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項１６】
請求項１５の荷電粒子線装置において、
前記ベースと前記ドライブシャフトは、板バネを介して接続し、
前記板バネは、前記アクチュエータの駆動方向に沿う平面を有することを特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項１７】
請求項１４の荷電粒子線装置において、
前記アクチュエータは、前記ドライブシャフトに対して平行な駆動力を持った線形駆動のアクチュエータであることを特徴とする荷電粒子線装置。
【発明の詳細な説明】
【参照による取り込み】
【０００１】
本出願は、２００８年１０月８日に出願された日本特許出願第２００８−２６１１９９号、２００９年３月６日に出願された日本特許出願第２００９−０５２７９５号の優先権を主張し、その内容を参照することにより本出願に取り込む。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、ステージ駆動装置に関し、特に、線形駆動アクチュエータを使用してステージを駆動させる位置決め装置及び前記アクチュエータの把持方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
電子顕微鏡（ＳＥＭ）では、試料の高精度な観察を行うために、試料を載せる位置決め装置（ステージ）には、高い位置決め精度が必要とされている。例えば、半導体ウェハの検査に用いられるＳＥＭでは、ウェハはステージに固定され、ステージは、電子顕微鏡の観察位置に正確に位置決めされ、ウェハの画像が取得される。この際、前記ステージの位置決めに誤差が生じると、顕微鏡による観察位置にずれが生じる。このため、ステージを高精度に位置決めすることが可能な位置決め装置及びその駆動装置が要求される。【０００４】
従来のステージの位置決め機構としては、ステッピングモータによりボールネジを回転させ、ボールネジに取り付けられたナットを介してステージを移動する位置決め装置（以降、ボールナット方式と呼ぶ）が広く使われている。【０００５】
また別の方式として、従来のステッピングモータから、圧電素子（電歪素子）で構成される超音波モータを、ステージの側面に直接取り付けて、ステージを直接駆動する方法がある。特許文献１では、ステージの側面に駆動伝達面を設け、この駆動伝達面に圧電素子を押し付けて、電圧印加時の圧電素子のせん断変形を利用して、前記駆動伝達面をステージ移動方向に、直線的に移動させることにより、ステージを駆動する方式が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−４３７７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ボールナット方式の場合、ボールネジとナットとの噛み合いの誤差、ボールネジの弾性変形、ステッピングモータの回転誤差、等により、ステージの移動方向を反転させた場合には、その直後に、移動指令に対してステージが動かない、或いは、動くけれども、その移動量が指令値の値より小さいという、所謂、バックラッシュが発生して、高精度位置決めを阻害する要因の一つとなっている。【０００８】
また、特許文献１の方法では、ボールネジとナットを介さないで駆動力を直接ステージに伝えるので、ボールネジとナットのがた（遊び）、ボールネジの変形が無く、また、ステッピングモータのような遊びも無いため、バックラッシュ低減の効果が期待できる。しかし、以下のような問題もある。【０００９】
特許文献１の方法は、駆動伝達面をステージの側面に設け、その面に圧電素子を押し付けて、両者の摩擦力を利用して、圧電素子のせん断変形による駆動力をステージに伝えている。圧電素子のせん断変形力は強いために、ステージの推力Ｆは、圧電素子の駆動伝達面への押し付け力Ｎと、両者の摩擦係数μの積で表わされる。【００１０】
Ｆ＝μ・Ｎ          …（１）
ステージの推力Ｆを向上させるために、押し付け力Ｎを大きくすると、ステージが押されて変形するという問題がある。また、ステージの移動をガイドするリニアガイドレールに直角（進行方向に直角）に力を与えるため、ガイドレールの変形などにより、位置決め誤差要因となる。また、ステージの駆動範囲（ストローク）を増加させるためには、駆動伝達面を大きく（長く）する必要があり、つまり、ステージ自体を大きくすることが必要となる。ステージを大きくすると、必然的に質量が増加するために、移動側の低下、消費電力の増加、位置決め時間の増加、等の問題が発生する。【００１１】
本発明の目的は、上記の課題に鑑み、高精度な位置決めが可能なステージ駆動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明では、圧電素子を用いてステージを駆動させ、圧電素子による駆動伝達面は、ステージとは別に設ける。圧電素子で構成されるアクチュエータを用いてステージを駆動する。【００１３】
本発明により、バックラッシュを低減することができ、高精度な位置決めを実現できる。また、駆動伝達面をステージと別に設けることにより、ステージ等を変形させることを防止し、位置決め精度を向上することができる。さらに、ステージとは別に伝達駆動面が設けられているため、ステージ自体を大きくすることなくストロークを大きくすることができる。
本発明の他の目的、特徴及び利点は添付図面に関する以下の本発明の実施例の記載から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１実施例の斜視図。
【図２】第１実施例のステージ上部取り外し図。
【図３】図２を上部から見た図。
【図４】第１実施例の組立て図。
【図５Ａ】第１実施例の製作・組立誤差説明図。
【図５Ｂ】第１実施例の製作・組立誤差説明図。
【図６Ａ】第１実施例の効果説明図。
【図６Ｂ】第１実施例の効果説明図。
【図７Ａ】線形駆動アクチュエータの斜視図。
【図７Ｂ】線形駆動アクチュエータの斜視図。
【図７Ｃ】線形駆動アクチュエータの説明図。
【図７Ｄ】線形駆動アクチュエータの説明図。
【図８Ａ】自由度の多い線形駆動アクチュエータにおける自由度を示す図。
【図８Ｂ】自由度の多い線形駆動アクチュエータにおける自由度を示す図。
【図９】第１実施例の斜視図。
【図１０Ａ】第２実施例の効果説明図。
【図１０Ｂ】第２実施例の効果説明図。
【図１０Ｃ】第２実施例の効果説明図。
【図１１】第３実施例の斜視図。
【図１２】実施例１のステージの斜視図。
【図１３】アクチュエータ構造図。
【図１４Ａ】図１２の２面及び断面模式図。
【図１４Ｂ】図１２の２面及び断面模式図。
【図１４Ｃ】図１２の２面及び断面模式図。
【図１５】第４実施例の斜視図。
【図１６Ａ】アクチュエータ固定部材のバリエーション。
【図１６Ｂ】アクチュエータ固定部材のバリエーション。
【図１６Ｃ】アクチュエータ固定部材のバリエーション。
【図１７】第５実施例の分解図。
【図１８Ａ】板バネの組立による応力発生のメカニズム模式図。
【図１８Ｂ】板バネの組立による応力発生のメカニズム模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
まず本発明について、簡単に説明をしてから、具体的な実施形態の説明を行う。
【００１６】
上記課題を解決するためには、（１）バックラッシュの低減、（２）圧電素子のモータがステージ等を変形させて位置決め精度低下させないこと、（３）ステージ自体を大きくすることなく、ストロークを大きくすること、が求められる。
【００１７】
本発明では、ステージの駆動について圧電素子を用いることにより、バックラッシュを低減し、高精度な位置決めを実現することができる。
【００１８】
また、駆動伝達面は、ステージとは別に設けた。図７Ａに示すように、圧電素子で構成されるアクチュエータ１０は、そのアクチュエータ本体１１の中に圧電素子が組込まれており（図示せず）、また、その圧電素子と接触して直線的に駆動される被駆動バー１２と、その被駆動バー１２を圧電素子に押し付けるとともに、その移動方向を規定する（ガイドする）カバー１３から構成されている。ここでは、被駆動バー１２自体が駆動伝達面となっている。アクチュエータ１０は、例えば被駆動バー１２に対して平行な駆動力を持った線形駆動アクチュエータによって実現される。
【００１９】
このようなアクチュエータを用いれば、ステージの側面に圧電素子を押し付ける必要がなくなるので、ステージの変形を防止し、位置決め精度を向上することができる。具体的には、ステージの推力Ｆを上げたい場合には、弾性部材（例えば、押し付けバネ９）が、駆動バー１２をアクチュエータ本体１１の中の圧電素子（図示せず）に押し付ける力Ｎを増加させればよい。
【００２０】
図７Ｂに示すように、圧電素子で構成されるアクチュエータ１０は、そのアクチュエータ本体１１の中に圧電素子が組込まれており（図示せず）、また、その圧電素子と接触して直線的に駆動される被駆動バー１２と、その被駆動バー１２を圧電素子に押し付けるための押し付けバネ９から構成されている。ここでは、被駆動バー自体が駆動伝達面となっている。
【００２１】
このようなアクチュエータを用いれば、ステージの側面に圧電素子を押し付ける必要がなくなり、ステージ等を変形させて位置決め精度を低下させることを防止できる。ステージの推力Ｆを上げたい場合には、押し付けバネ９を増加させればよい。
【００２２】
さらに、被駆動バー１２の長さを長くすれば、原理的にステージのストロークは、いくらでも長くすることが可能となる。図７Ｂでは、アクチュエータ本体１１を固定した時の被駆動バー１２の移動方向を矢印１４で、また、被駆動バー１２の両端を固定した場合の、アクチュエータ本体の移動方向を矢印１５で示している。
【００２３】
圧電素子を用いた線形駆動アクチュエータは、電磁式リニアモータのように可動子と固定子が非接触で駆動しているのではなく、可動子と固定子が接触して駆動している。その接触力を与えるために、押し付けバネ９が線形駆動アクチュエータの構成部品となっている。
【００２４】
図７Ｃに示すように、ここでアクチュエータ本体１１を固定子とすると被駆動バー１２が可動子となり、駆動した際には、圧電素子１７が伸縮し、被駆動バー１２が押し上げられ進行方向とは直角に矢印１８の方向に振動しながらバーが矢印１４の方向に移動する。
【００２５】
逆に被駆動バー１２を固定子とすると、図７Ｄに示すように、アクチュエータ本体１１が可動子となり、アクチュエータを駆動すると圧電素子１７の伸縮によって可動子であるアクチュエータ本体１１が矢印１９の方向に振動しながら、矢印１５の方向に移動する。
【００２６】
このように圧電素子を用いた線形駆動アクチュエータは、振動しながら移動する駆動特性を持っている。したがって、このような線形駆動アクチュエータをどのようにステージの駆動手段（モータ）として使うか、その取り付け手段（方法）が課題となる。
【００２７】
次にアクチュエータの取り付けについて説明をする。
【００２８】
ステージはガイドレールに沿って（案内されて）移動するため、アクチュエータは、その駆動力の方向がガイドレールと平行になるように取り付ける必要がある。つまり、アクチュエータを取り付ける被駆動バー１２をガイドレールと平行に取り付ける必要がある。
【００２９】
なお、被駆動バー１２は、その耐久性と位置決め精度の確保を目的に、セラミックス等で剛に作られている。
【００３０】
しかし、線形駆動アクチュエータの駆動特性上、線形駆動アクチュエータ本体１１と被駆動バー１２を完全拘束はできない。なぜならば、完全拘束すると、圧電素子１７が伸縮するための伸びしろが無くなり、アクチュエータを駆動することができないためである。それ故どちらか一方は、可動できる機構が必要になる。たとえば、ステージ上部（可動テーブル）と線形駆動アクチュエータ本体１１を剛結する場合、その取り付け距離は、アクチュエータ固定部材の長さで決まるため一定となり、そのため、線形駆動アクチュエータの被駆動バーはステージのリニアガイドレールに対して平行に取り付けられ、且つ、リニアガイドレールに対して直角に可動できる機構で拘束しなくてはならない。また、そのような機構を用いることの効果として、駆動力の方向とガイドレールの平行度に違いがある場合にも、高速、高精度に位置決めができる。
【００３１】
具体的には、ステージが移動する際に、ステージはガイドレールに沿って動こうとするが、ステージに取り付けられたアクチュエータ本体１１は被駆動バー１２に沿って動こうとするために、両者の距離は変化しようとする。しかし、前述したように、両者の距離は一定に保持されているために、両者の距離を一定にしようとする（変形）力が、被駆動バーとステージに働く。この力は、ステージの移動方向と直角方向に発生し、ステージのスムーズな移動を妨げ、両者（被駆動バーとガイドレール）の平行度が著しく悪い場合には、両者を損傷させる可能性がある。そこで、ガイドレールに対して直角に可動する機構を用いることで、そのようなことが回避できる。
【００３２】
一方、線形駆動アクチュエータの被駆動バーをガイドレールと厳密に平行になるように、ステージに取り付けることは、製作・組立公差の問題から難しい。
【００３３】
このため、線形駆動アクチュエータの駆動特性を阻害せず、また製作・組立公差があっても、ステージ駆動時には、線形駆動アクチュエータの駆動力の方向がガイドレールに沿うように、線形駆動アクチュエータを取り付ける必要がある。
【００３４】
本発明では、図７Ａ−図７Ｄに示すような線形駆動アクチュエータにおいて、ステージのリニアガイドレールと（ほぼ）平行になるように、バネ機構を介して被駆動バーを取り付ける。具体的には、ステージ上部（可動テーブル）にアクチュエータ本体を連接し、被駆動バーがガイドレールと平行になるように支持する。また、前記被駆動バーの両端をバネの一端で把持し、その他端をガイドレールの取り付けられているステージ下部（静止部、ベース）に連接する。
【００３５】
このような構成により、線形駆動アクチュエータの被駆動バーとガイドレールとが製作・組立誤差等により平行に組立てられなかった場合においても、前述したバネ機構（例えば平行板バネ）を用いることによって、上部ステージがガイドレールに案内されて移動する時には、前記バネ機構が変形して、両者の平行からのズレ（誤差）を吸収し、ガイドレールもしくは駆動バーの破断を防ぎ、ステージの位置決めを高精度・高信頼に行うことができる。
【００３６】
また逆に、被駆動バーをガイドレールに対して平行に剛に連結し、図７に示すような線形駆動アクチュエータにおいて、アクチュエータ本体をバネ機構を介して取り付ける。具体的には、ステージ下部（静止部、ベース）と被駆動バーがガイドレールを剛に連結し、ステージ上部（可動テーブル）にアクチュエータ本体をバネ機構（例えば板バネ）で支持する。ここで、前記バネ機構としての板バネは、前記アクチュエータ本体の長手方向と平行に取り付けられているので、アクチュエータ本体の進行方向には剛で、進行方向と直角方向には柔で容易に変形する構造となっている。
【００３７】
このため、先ほどと同様に、線形駆動アクチュエータが駆動するために進行方向と直角方向に振動しながら動く駆動特性を阻害せず、また被駆動バーとガイドレールとが製作・組立誤差等により平行に組立てられなかった場合においても、前記バネ機構が変形して、両者の平行からのズレ（誤差）を吸収し、ステージの位置決めを高精度・高信頼に行うことができる。
【００３８】
以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態について説明する。図１から図４は、アクチュエータを備えた位置決め装置の一実施形態を示している。
【００３９】
図１の位置決め装置は、図示のようにステージ下部１上に、一対のガイドレール２を備え、これらのガイドレール２によってガイド３を介して、可動体であるステージ上部４を直線的に案内するようになっている。ステージ上部４の可動方向はステージ移動方向矢印８で示している。ステージ上部４の側面には、アクチュエータ１０が、取り付け部５を介してアクチュエータ固定部材６により、そのアクチュエータ本体１１が保持されている。アクチュエータ１０は、例えば、被駆動バー若しくはガイドレール２に対して平行な駆動力を持った線形駆動アクチュエータによって実現される。
【００４０】
アクチュエータ１０の被駆動バー１２の両端は、おのおの、共締め部２０によりネジで平行板バネ３０の一端に連結されている。
【００４１】
ここでは、バネとして平行板バネを用いた。平行板バネは、前記被駆動バーの長手方向と平行に取り付けられている。このため、被駆動バーの進行方向には剛で、進行方向と直角方向には柔で容易に変形する構造となっている。ここで、平行板バネ３０は、薄い金属板、本実施例ではリン青銅を利用している。リン青銅はせん断性能が高いので、平行板バネとして適している。
【００４２】
このように平行板バネを用いると、線形駆動アクチュエータが駆動するために進行方向と直角方向に振動しながら動く駆動特性を阻害しない。また線形駆動アクチュエータの被駆動バーとガイドレールとが製作・組立誤差等により平行に組立てられなかった場合においても、板バネを用いることによって、上部ステージがガイドレールに案内されて移動する時には、板バネが変形して、両者の平行からのズレ（誤差）を吸収し、ステージの位置決めを高精度・高信頼に行うことができる。
【００４３】
なお、平行板バネは被駆動バーの長手方向に対しては、その剛性が高いために、アクチュエータ本体の進行方向の駆動力を低下させることはない。
【００４４】
該平行板バネ３０の他端は、平行板バネ把持部４０により、取り付け部７に、ネジで取り付けられている。なお、ネジは図示していない。ここで、取り付け部７はステージ下部１と一体的に形成されている。アクチュエータ１０のアクチュエータ本体１１がステージ上部４に固定され、また、被駆動バー１２の両端がステージ下部１と一体形成されている取り付け部７に固定されているため、本実施例ではアクチュエータ本体１１が矢印１５の方向に移動して、ステージ上部４を矢印８の方向に駆動させる。ここで、被駆動バー１２の両端側（左右）の、共締め部２０、平行板バネ３０、平行板バネ把持部４０と取り付け部７の構造は同じものである。
【００４５】
図２には、構造を理解しやすくするために、ステージ上部４、取り付け部５、アクチュエータ固定部材６を取り除いた図を示す。また、図３に図２を上部から見た平面図を示す。両図から、被駆動バー１２は、その両端を被駆動バー１２の長手方向に平行な、平行板バネ３０で把持されていることが分かる。またガイドレール２の中心線１００と被駆動バー１２の中心線２００は平行になるように組立てられている。
【００４６】
図３で示されているように、共締め部２０は、被駆動バー１２の端部を２つのスペーサ（スペーサ２２とスペーサ２３）で挟み、そのスペーサの外側の両面に平行板バネ３０の一端を、把持部２１と把持部２４で把持して、それらをネジで固定している。なお、この共締め部２０は、被駆動バー１２と平行板バネ３０で保持されており、取り付け低部７ａには接していない。そして、平行板バネ３０の他端は、スペーサ４２を挟んで、把持部４１により取り付け部７にネジで固定されている。
【００４７】
平行板バネの取り付け部７はステージ下部１と一体的に形成されているため、可動しない。このため、取り付け部７に連接されている平行板バネ把持部４０、共締め部２０と被駆動バー１２は、アクチュエータ１０が駆動しても移動せず、アクチュエータ本体１１のみが被駆動バー１２に沿って、矢印１５の方向に移動する。これにより、ステージ上部４が、図１の矢印８の方向に駆動される（移動する）。
【００４８】
次に、製作・組立誤差による位置決め精度・信頼性低下の説明と、本発明の被駆動バーをバネ機構により把持する効果の説明をする。
【００４９】
図４に、アクチュエータ１０の被駆動バー１２の両端が平行板バネ３０で把持され、それが、取り付け部７に取り付けられる前の状態を示す。前述したように、取り付け部７はステージ下部（ベース部）１と一体的に形成されており、また、両側の取り付け部７の間には取り付け低部７ａが、共締め部２０の下面と接触しないように、ステージ下部１よりも低くなるように設けられている。
【００５０】
図５Ａは、本実施例の主要な構成要素を概念的に示し、理想的な製作（含む部品加工）と組立てが行われた場合を、また、図５Ｂには、平行板バネの取り付け部７の厚さが製作公差（誤差）によりばらついた（異なった）場合を、製作・組立誤差の一例として示している。
【００５１】
図５Ａに示すように、理想的な製作と組立てが行われた場合には、ガイドレール２の中心線１００と被駆動バー１２の中心線２００が平行となり、アクチュエータ１０の本体１１が被駆動バー１２の両端の間（移動範囲３００）を移動しても、ガイドレールの中心線１００と被駆動バー１２の中心線２００の距離Ｈは変らない。このため、ガイドレール２に案内されるステージ上部４と被駆動バー１２の距離は変らない（一定である）。
【００５２】
一方、図５Ｂのように、取り付け部７の厚さが異なると、被駆動バー１２の中心線が２００ａのようになり、ガイドレールの中心線１００と平行でなくなる。具体的には、向かって右側にアクチュエータ本体１１が移動すると、両者の距離は広がり、左側に移動すると狭くなる。このため、ガイドレール２に案内されるステージ上部４と被駆動バー１２の距離は変化する。
【００５３】
製作・組立てが理想的な場合には図５Ａのような状態が期待されるが、実際は部品の製作公差・組立公差により、図５Ｂのように、ガイドレールの中心線と被駆動バー１２の中心線が平行にならない場合が多い。特に、圧電素子を駆動源とするアクチュエータ１０では、被駆動バー１２の圧電素子に対する耐摺動性能を向上させるために、セラミックス材料が使われることが多い。セラミックスは焼結により製作されるので、製作精度の管理が難しく、また、追加工により製作誤差を補正し、寸法を所定の値に管理することが難しい。このため、取り付け部７、平行板バネ把持部４０、共締め部２０等の金属部品を高精度に製作しても、セラミックバーの加工精度により組立て精度が決まり、最終的に図５Ａのような、ガイドレールの中心線１００と被駆動バー１２の中心線が平行となる組立ては難しく、図５Ｂのように、両者は非平行となることが考えられる。
【００５４】
本実施例では、図６Ａに示すように、たとえ、図５Ｂのように両者が平行でなくても、被駆動バー１２が、平行板バネ３０で把持されているために、平行板バネ３０がステージ上部（可動テーブル）移動方向矢印８（アクチュエータ本体１１移動方向）に対して直角方向に変形することにより、被駆動バー１２の両端に変形力が掛かること（発生すること）はない。なお、図中には、取り付け治具６の外縁を破線６ａで表示している。また、平行板バネ３０は、被駆動バー１２の中心線と平行な２枚の薄板で構成されているので、被駆動バー１２の長手方向に引っ張る剛性は高い。このため、被駆動バー１２により引っ張られても、平行板バネ３０が長手方向（ステージ上部の移動方向）に変形して、アクチュエータ１０のアクチュエータ本体１１の移動を阻害するということはない。
【００５５】
一方、本発明の実施例のような平行板バネ３０を持たない場合の例を、図６Ｂに示す。前述したように、アクチュエータ１０のアクチュエータ本体１１はステージ上部４に、アクチュエータ固定部材６で、一定の間隔で取り付けられている。このため、アクチュエータ本体１１が紙面に向かって右方向に移動した場合には、被駆動バー１２とガイドレール中心線１００（ステージ上部４）の距離が広くなっているので、その距離を（アクチュエータ固定部材６の距離に）縮めようとする変形力４００ａが被駆動バー１２の右端に働く。なお、同図にはガイドレール２と平行に取り付けられた時の被駆動バー１２の位置を破線で示している。
一方、紙面左側にアクチュエータ本体１１が移動する場合には、被駆動バー１２とガイドレール中心線１００（ステージ上部４）の距離が狭くなっているので、その距離を広げようとする変形力４００ｂが被駆動バー１２の左端に働く。これらの力は、アクチュエータ１０に対して、ステージ上部４を駆動するための推力を低減させる外力として働く。また、両者の平行が著しく損なわれている場合には、両者の変形力（４００ａ，４００ｂ）は大きくなり、また、セラミック部材で構成されている被駆動バー１２は弾性変形をしないので、把持部５０のところで破損・破断などが発生する可能性がある。破断などが発生するとステージ上部４が駆動せず、位置決め装置（ステージ）としての機能をなくするとともに、破損箇所から発生する塵埃により、電子顕微鏡内の観測室を汚してしまう可能性がある。一般に、電子顕微鏡の観察室は、真空になっているので、破断面からガス等が発生すると真空度が低下し、観測に悪影響を及ぼす可能性がある。被駆動バー１２の強度が強い場合には、これらの外力は、アクチュエータ本体１１、アクチュエータ固定部材６、ステージ上部４、ガイド３を介して、ガイドレール２に伝わり、ガイドレール２を変形、損傷させて位置決め精度の低下を発生させる要因となる可能性がある。
【００５６】
以上のことから、本実施例のように被駆動バー１２の両側をバネ機構で把持することにより、製作・組立誤差により被駆動バー１２とガイドレールが平行でなくても、平行板バネが変形して、両者の距離を一定に保つことが可能となるので、組立てが容易になる。また、被駆動バー１２、あるいは、ガイドレールが破損することがなくなり、高信頼性を確保しながら、高精度にステージ上部を位置決めすることが可能となる。
【００５７】
本発明の第２の実施例を、図８Ａから図１０Ｃを用いて説明する。図８Ａ、図８Ｂは線形駆動アクチュエータであるが、第１実施例で用いたものとは、被駆動バー１２の移動の自由度が一つ多いことが異なる。具体的には、図８Ａに示すように、カバー１３の側壁１３ａと被駆動バー１２の側面１２ａとの間（被駆動バー１２とアクチュエータの接触面以外の部分）には空間Ｇがあり、このため、この線形アクチュエータは、図８Ｂに示す様に、面内方向に矢印６００のように動くことが可能である。このように自由度が一つ多いことを利用して、製作・組立公差を吸収して、より製作しやすい高精度・高信頼性の位置決め装置を提供することを、本実施例では目的としている。なお、実施例２では、部品番号が第１実施例と同じものは、第一実施例と同じものを示している。
【００５８】
図９に、第２実施例の斜視図を示す。本実施例では、図８Ａ、図８Ｂに示した線形駆動アクチュエータ１６が、被駆動バー１２の面内で矢印６００のように、つまり、ステージ下部１に設けられたガイドレール２の水平面に対して直角方向に動くように取り付けられている（つまり、ステージ上部４の水平面に対しても直角方向に動くように取り付けられている）。
【００５９】
第２実施例では、第１実施例の効果を説明した図６Ａの場合と同様に、被駆動バー１２とガイドレールが製作・組立公差により平行に組立てられていない場合においても、被駆動バー１２を支持するバネ機構（板バネ６０）により、両者の平行からのズレ（誤差）を吸収することができる。これにより、ガイドレールと被駆動バー１２に加わる力を低減することができる。
【００６０】
次に、第２実施例の特有の効果を図１０を用いて説明する。図１０Ａは、ステージ下部１の上に設けられたガイドレール２と被駆動バー１２の位置関係を、ステージの側面から見たイメージ図として示したものである。つまり、ステージ下部１の面外方向の、ガイドレール２と被駆動バー１２の位置関係を示している。図１０Ａのように、製作誤差・組立公差が無い場合には、ガイドレール２の中心線７００と被駆動バー１２の中心線８００とは、高さ方向に平行になる。しかし、実際には、製作誤差・組立公差により、図１０Ｂに示すように、ガイドレール２の中心線７００と被駆動バー１２の中心線８００とが、高さ方向に異なるのが通常である。また、ステージ上部（図示せず）は、アクチュエータ本体１１に連接され、アクチュエータ本体１１は、被駆動バー１２に沿って移動する。一方、ステージ上部は、ガイドレール２に案内されて移動する。このため、もし、図１０Ｂのように両者が、高さ方向に平行でなければ、例えば、ステージ上部が紙面の右側に移動すると、自由度の少ないアクチュエータ１０（図７Ａ−図７Ｄ）では、被駆動バー１２が直進方向以外に動かないので（図８Ａ、図８Ｂで示したような矢印６００方向の自由度が無いので）、アクチュエータ本体１１は被駆動バー１２に沿って移動する（点線で表示）する。その結果、アクチュエータ本体１１に連接しているステージ上部は、ステージ下部（ガイドレール２）から持ち上げられることになる。ステージ上部が持ち上げられると、ステージの上部に載せた試料の高さが、ステージの位置により異なるので、そのために、顕微鏡の焦点を合わせなおすこと等が必要となる。また、ステージ上部がガイドレール２から浮き上がるために、ガイドレール２に正しくガイド（案内）されず、位置決め精度が低下する恐れがある。
【００６１】
しかし、本実施例２のように、図８Ａ、図８Ｂに示した線形駆動アクチュエータ１６を、図９に示すように、取り付けることにより、図１０Ｂのガイドレール２と被駆動バー１２が平行で無い場合にも、被駆動バー１２が図８Ｂに矢印６００で示すように自由に動くことにより、図１０Ｂに示す両者の高さ方向の誤差を吸収できる。具体的には、図１０Ｃに示すように、アクチュエータ本体１１がガイドレール２に対して平行で無い被駆動バー１２に沿って移動した場合にも、アクチュエータ本体１１の高さ（ガイドレールからの距離）・姿勢は変わらない（点線で表示）。このため、ガイドレール２に対して実質的に、図１０Ａに示すように、両者が平行に取り付けられた時と同じ効果をもたらす。このため、上述したような、ステージ上部の持ち上がり、位置決め精度の低下を防ぐことが可能となる。これにより、本実施例でも、第１実施例と同じように、組立てが容易で、高精度なステージ位置決め装置を提供することが可能となる。
【００６２】
なお、第２実施例では、被駆動バー１２の両端が板バネ６０と接着剤で取り付けられている。また、バネ機構が平行板バネから１枚の板バネ６０に変っている。
【００６３】
第１実施例では、ネジにより被駆動バー１２の両端を平行板バネに接合していたが、ネジにするとネジの質量だけ重くなる。また、セラミックで成形されている被駆動バー１２にはネジをきることができないのでそれを挟み込むような構造にする必要があり（図３）、ネジを取り付ける共締め部２０が大きくなってしまう。しかし、ネジの代わりに、接着材を用いることにより、ネジをなくすことが可能となり、また、共締め部を無くすことが可能となる。その結果として小型・軽量化が可能となり、被駆動バー１２をより高速に、高精度に駆動することが可能となる。また、部品点数を減らすことができるので、生産性を上げることも可能となる。さらに、平行板バネから、一枚の板バネ６０に変えることにより、同様に部品点数を減らし、生産性を向上させ、コストを下げることができる。なお、板バネ６０の大きさ・厚さを変えることにより、平行板バネ３０と同等の効果を得ることができるので、第１実施例と同様の効果を得ることができる。
【００６４】
本発明の第３実施例の斜視図を、図１１に示す。
【００６５】
モータの駆動特性を阻害しないためのバネ機構を、被駆動バー１２からアクチュエータ本体１１に持たせたことが第１実施例とは異なる。具体的には、図１１に示すように、被駆動バー１２をステージ下部１に剛結して、ステージ上部４に板バネ７０を用いて、アクチュエータ本体１１が保持されている。このようにバネ機構を持たせた箇所を被駆動バー１２からアクチュエータ本体１１に変えることで、駆動特性を阻害せず、製作・組立公差を吸収して、より、製作しやすい高精度・高信頼性の位置決め装置を提供することを、本実施例では目的としている。なお、ここでも、部品番号が第１実施例と同じものは、第１実施例と同じものを示している。
【００６６】
本実施例では、図７Ａ−図７Ｄに示したアクチュエータ１０を、被駆動バー１２をステージ下部１に剛に固定し、アクチュエータ本体１１がバネ機構によって、矢印８の方向に対して直角に動くように取り付けられている。
【００６７】
第１実施例との違いは、被駆動バー１２の両端がステージ下部１に剛結されるように取り付けられており、また、バネ機構によって、アクチュエータ１１をステージ上部４に取り付けるために、１枚の板バネを用いたアクチュエータ固定部材で連結している点である。
【００６８】
第１実施例では、被駆動バー１２の両端を４枚の平行板バネで接合していたが、部品点数が多く、また平行板バネが被駆動バー１２の長手方向に伸びており、被駆動バー１２の長さより、ステージ下部１を大きくする必要がある。しかし、被駆動バー１２の両端を４枚の平行板バネで接合する代わりに、アクチュエータ本体１１にバネ機構を用いることにより、部品点数を減らすことが可能となる。また、被駆動バー１２の長手方向に張り出していた取り付け位置を短くすることが可能となる。その結果として小型・軽量化が可能となる。さらに、４枚の平行板バネから、一枚の板バネ７０に変えることにより、部品点数が少なくなることから、製作・組立、工数、コストを低減することも可能となる。また、板バネ６０の大きさ・厚さを変えることにより、平行板バネ３０と同等の効果を得ることができるので、第１実施例と同様の効果を得ることができる。
【００６９】
具体的には、第１実施例の効果を説明した、線形駆動アクチュエータの駆動特性を阻害せず、また図６Ｂのように、被駆動バー１２とガイドレール２が、製作・組立公差により、平行に組立てられていない場合においても、アクチュエータ本体１１を支持するバネ機構により（板バネ６０）により、駆動特性の進行方向とは直角方向の振動を吸収しつつ、両者の平行からのズレ（誤差）を吸収することができるので、ガイドレールと被駆動バー１２に加わる力を低減することができる。これにより、第１実施例と同様に、第３実施例においても、駆動特性を阻害せず、両者が平行で無い場合にも、高精度・高信頼の位置決め装置を提供することが可能となる。
【００７０】
本発明の位置決め駆動装置の取り付け方法では、線形駆動アクチュエータの駆動特性を阻害せず、また製作・組立誤差により、ガイドレールと線形駆動アクチュエータの被駆動バーの平行度に差異がある場合においても、バネ機構を用いることによって、両者を実質的に平行にすることが可能となり、ステージを高精度に位置決めできる。
【００７１】
より詳細には、ステージ上部とアクチュエータ本体とは剛に連接されている場合は、被駆動バーの両端は、ステージ下部（静止系、ガイドレール取り付け部）に平行板バネで連接されているので、被駆動バーが進行方向に直角方向に動きながら、アクチュエータ本体が被駆動バーに沿って移動し、その結果、アクチュエータの駆動特性を阻害せず、アクチュエータ本体に連接されているステージ上部（可動テーブル）を移動させることを可能とした。
【００７２】
一方、ステージ上部はガイドレールに案内されて動く。このため、仮に被駆動バーとガイドレールが平行でない場合、ステージ上部の（移動）位置により被駆動バーとガイドレールの距離が変化する、ステージ上部とアクチュエータ本体とは剛に連接されているために、ステージ上部が移動する時には両者の距離が一定となるように、被駆動バーとガイドレールに力（変形力）が加わる。この時に、本発明では被駆動バーの両端はバネ機構により把持されているので、上記の力により変形して、両者の距離を一定にすることができ、力の発生を防ぐことができた。
【００７３】
また、被駆動バーをステージ下部（静止系、ガイドレール取り付け部）を剛に連接した場合は、被駆動バーの両端は、ステージ下部（静止系、ガイドレール取り付け部）に連接され、アクチュエータ本体が板バネで支持されているので、アクチュエータ本体が進行方向と直角方向に動きながら、被駆動バーに沿って移動する。その結果、アクチュエータの駆動特性を阻害せず、アクチュエータ本体に連接されているステージ上部（可動テーブル）を移動させることが可能となった。
【００７４】
また、仮に被駆動バーとガイドレールが平行でない場合でも、ステージ上部の（移動）位置により被駆動バーとガイドレールの距離が変化しても、本発明によりアクチュエータ本体１１をバネ機構により把持しているので、両者の距離の変化に対してアクチュエータ本体１１が可動することができる。
【００７５】
次に、第４実施例乃至第６実施例について説明する。
先の実施例において説明した図１２に示すアクチュエータ本体の固定構造では、その組立においてステージの高さ方向の位置はアクチュエータと可動テーブルを連結しているアクチュエータ固定部材により一意に決定されるので、ステージ高さ方向には組立誤差が生じ難い。実施例４乃至第６実施例では、さらにその他の方向についても組立誤差が生じ難いよう構成とすることを図っている。
【００７６】
また、図１２の実施例ではステージ水平方向の組立誤差を吸収し、アクチュエータに応力が発生することを防止できるようドライブシャフトの両端に板バネを配置した構成を示している。そこで、実施例４乃至第６実施例では、組立誤差が板バネの組立誤差吸収能力を超えないように、組立誤差の抑制を図っている。
【００７７】
そこで、第４実施例では、アクチュエータ本体と可動テーブルを連結しているアクチュエータ固定部材をステージ水平方向及び高さ方向の２面で接触する形状とした。また、第５実施例では、ドライブシャフト及び板バネとを連結する連結部材及び板バネとベースを連結するベース連結部材の構成を、ドライブシャフトをステージ高さ方向についても位置決めできる形状とした。さらに、第６実施例では、アクチュエータ本体をアクチュエータ固定部材に固定してからドライブシャフトの両端に連結部材を固定し、最後にベース連結部材の固定を行う組立手順とした。
【００７８】
以下、図面を参照しながら、実施例４の実施形態について説明する。
図１３にアクチュエータの構造を示す。アクチュエータ１０はアクチュエータ本体１１に内包する形で揺動型の複数の圧電素子（図示せず）を有しており、圧電素子の先端部はドライブシャフト１２に接触するように配置されている。アクチュエータ本体１１と、ドライブシャフト１２は各々独立して固定を行う必要がある。
【００７９】
ドライブシャフト１２の両端は（平行）板バネ３０で支持されている。その理由を図１４Ａ−図１４Ｃに示す２面及び断面模式図を参照しながら再度説明する。
【００８０】
圧電素子を用いたアクチュエータ本体１１は圧電素子の伸縮及び屈曲によりドライブシャフト１２に与えた力の反力としてステージ水平方向Ａ（ガイドレール２の長手方向）５２（可動テーブル移動方向矢印８と同じ）に駆動力を得るが、同時にステージ水平方向Ｂ（ガイドレール２の長手方向と垂直方向）５３にも変位を生じており、このステージ水平方向Ｂ５３の変位を阻害することは駆動力の発生にとって好ましくない。そのため、ドライブシャフト５はステージ水平方向Ｂ５３に、ある程度自由に変形できる構造である必要がある（第１の理由）。なお、変位が生じる方向はアクチュエータ４配置方向による。
【００８１】
また、アクチュエータ本体１１と可動テーブル４を連結しているアクチュエータ固定部材６は容易に変形せずその距離を変えないため、ドライブシャフト５の長手方向とガイドレール２が非平行の場合、可動テーブル３の駆動時に圧電素子に発生する力を抑制する必要がある（第２の理由）。そのためには、ドライブシャフト５がステージ水平方向Ｂ５３に、ある程度自由に変形できる構造である必要がある。
【００８２】
以上の理由により、ドライブシャフト１２の両端は（平行）板バネ３０で支持されている。
【００８３】
ところで図１４Ａ−図１４Ｃに示すアクチュエータ固定部材６は、アクチュエータ１０の上方に位置しアクチュエータ本体１０のステージ上面側の面と接触する形に配置されるため、ステージ高さ方向５１の組立誤差が生じ難い。しかし一方で、アクチュエータ固定部材６はステージ水平方向Ｂ５３の方向の組立誤差を抑制するような形状を有しておらず、ステージ水平方向Ｂ５３の方向へは大きな組立誤差が生じやすい形状である。
【００８４】
前述の第２の理由で、ドライブシャフト両端を支持している板バネの変形で組立誤差を吸収する旨説明した。しかし、板バネの吸収能力にも限界があり、アクチュエータ固定部材６で生じる組立誤差は板バネの組立誤差吸収能力を超えないようにする必要がある。
【００８５】
そこで、第４実施例では、アクチュエータ本体と可動テーブルを連結しているアクチュエータ固定部材をステージ水平方向及び高さ方向の２面で接触する形状とした。
【００８６】
図１５に第４実施例の斜視図を示す。本実施例では、アクチュエータ本体１１を固定しているアクチュエータ固定部材７２を、ステージ水平方向及び高さ方向の２面で接触する形状とすることにより、アクチュエータ本体１１のステージ水平方向Ｂ５３とステージ高さ方向５１の組立誤差を抑制することが可能になり、アクチュエータ本体１１のステージへの組立作業を高精度に行うことができる。
【００８７】
図１２に示すステージでは、アクチュエータ本体１１を高精度に取り付けようとすれば、例えば高精度の３次元座標測定装置などを用いて組立誤差を修正すべく、３次元測定を行いながら、アクチュエータ本体１１の締結の開け閉めを行うことが必要である。第４実施例では、取り付け時に３次元座標測定装置がなくても組立作業が高精度に行うことができ、製作コストを大幅に削減できる。
【００８８】
図１６Ａ−図１６Ｃにアクチュエータ固定部材７２として考えられるバリエーション例を示す。図１５ではアクチュエータ本体１１の形状が概略直方体であったため、図１６Ａのようにアクチュエータ固定部材７２は面接触によりステージ高さ方向５１及び水平方向Ｂ５３の組立誤差の抑制を行っているが、図１６Ｂに示すアクチュエータ固定部材７２のようにアクチュエータ本体１１と接触する面は異なっても良い。また、図１６Ｃのように、アクチュエータ固定部材７２が点的な接触、線的な接触で位置決めを行うことも可能である。このようにすることでアクチュエータ本体１１の形状が複雑に（概略直方体以外の形）になった場合でも高精度に組立をすることができる。
【００８９】
次に実施例５について説明する。
アクチュエータ１０はドライブシャフト１２と圧電素子の接触面以外は出力を妨げないようにドライブシャフト１２とアクチュエータ本体１１にはクリアランスがある。図１４において板バネ３０はその配置によりステージ高さ方向５１に変形し難いが、アクチュエータのクリアランスの方向をステージ高さ方向５１にすることで、アクチュエータ４のクリアランスにより、組立誤差の吸収を行える配置にしている。つまりクリアランスにはアクチュエータ１０の出力を妨げない機能と組立誤差を吸収する機能を果たす目的がある。
【００９０】
しかし、図１２に示す実施例では、ドライブシャフト１２と板バネ３０の連結方法は概略板状の部材がステージ高さ方向５１に平行に複数個並んでいて、その間にドライブシャフト１２と板バネ３０を挟み固定するというものであったため、ドライブシャフト１２をステージ高さ方向５１について位置決めできる構造がなかった。
【００９１】
そこで、ドライブシャフト１２をステージ高さ方向５１についても位置決めできる第５実施例を、図１７用いて説明する。
ドライブシャフト１２と板バネ３０の連結部材１０１は複数の部品で構成されていてドライブシャフト５の両端に対称に存在するが、図６Ａ、図６Ｂでは便宜上片側のみを分解して示している。連結部材１０１の構成は、ドライブシャフト１２のステージ下面側およびステージ高さ方向５１と水平な側面の２面で接し、ドライブシャフト１２を挟んで対向する２つのドライブシャフトアタッチメント１０３と、さらにドライブシャフトアタッチメント１０３を内包する形となるように配置される２つのコの字部材１０４とからなる。板バネ３０は前記ドライブシャフトアタッチメント１０３とコの字部材１０４の窪みの間に挟まれる形で配置され、連結部材で最外部に位置するコの字部材１０４間をネジ締結することで固定される（使用部材数は片側分。ステージ全体使用数は２倍）。
【００９２】
また板バネとベースの固定も、複数の部品からなるベース連結部材１０２により行われていて、その構成部品はコの字部材１０４を２つと、スペーサＡ１０５が１つ、ベース−コの字アタッチメント１０７が１つから成る（使用部材数は片側分。ステージ全体使用数は２倍）。
【００９３】
連結部材１０１及びベース連結部材１０２のネジ締結は、取付治具１０８をベース１に締結し、さらにコの字部材１０４とベース１との間にスペーサＢ１０６を挟んだ状態で取付治具１０８の窪み部分へ、搭載方向１０９の向きに、コの字部材１０４ほかからなる連結部材１０１をマウントした状態で行う。この方法により、コの字部材１０４とコの字部材１０４に内包されるドライブシャフトアタッチメント１０３は、ステージ高さ方向５１とステージ水平方向Ｂ５３に精確に位置決めされ、結果としてドライブシャフト５はガイドレール２に対し、高い平行度に容易に組立られる。なお組立終了後は取付治具１０８及びスペーサＢ１０６は取去る。
【００９４】
ドライブシャフトアタッチメント１０３のドライブシャフト５への接触は自由に選べ、線的なものでも点的なものでも良い点は第４実施例の図１６と同様であり、最適な形状はステージ要求仕様等から決めればよい。
【００９５】
第６実施例として、本発明のステージの組立順序の実施例を説明する。
まず、ドライブシャフト１２両端に配置される板バネ３０のベース１への取付位置が加工誤差等により、設計値よりもステージ寄りであった場合について、２通りの順序で組立を行った際のアクチュエータ１０に作用する組立応力の違いについて図１８を参照しながら説明する。
【００９６】
図１８Ａに示す組立手順Ａ１１０は、ドライブシャフト１２の両端に連結部材１０１とベース連結部材１０２を固定してから、アクチュエータ本体１１をアクチュエータ固定部材７２に固定する組立手順である。この場合、アクチュエータ本体１１を固定するには板バネ３０は板バネ状態Ａ１１２から板バネ状態Ｂ１１３に遷移することになるので、主に引っ張り力と曲げ力が発生することになる。
【００９７】
一方で図１８Ｂ中に示す、組立手順Ｂ１１１ではアクチュエータ本体１１をアクチュエータ固定部材７２に固定してからドライブシャフト５の両端に連結部材１０１を固定し、最後にベース連結部材１０２の固定を行う組立手順である。このとき、板バネ６がベース連結部材１０２で突出量調整１１５のように、自由に突出量を可変できる構造であれば板バネ６には引っ張り力は発生せず、主に曲げ力が発生することになる（板バネ状態Ｃ１１４）。ここで板バネ６は曲げ方向には容易に変形するが引張り方向には容易に変形しない特性を考えると、板バネ３０に発生する力の反力が作用するアクチュエータ１０（圧電素子）にとっては、組立手順Ｂ１１１が望ましいといえる。第５実施例は組立手順Ｂ１１１であり、板バネ３０がベース連結部材１０２で自由に突出量を可変できる構造とすることで、効果を発揮する。図１７でベース連結部材１０２の構造を見ると板バネ３０の突出を妨げる構造物（位置決め構造物）はなく、突出量を自在に調整できる形状になっていることが分かる。
【００９８】
なお組立手順Ｂ１１１を実施する場合、連結部材１０１とベース連結部材１０２の締結時に図１７のスペーサＢ１０６を配置する必要はなくなる。なぜならば、アクチュエータ固定部材７２により固定されたアクチュエータ本体１１とそれに導かれる形で決定されるドライブシャフト１２の位置に沿うように板バネ６を固定する必要があるからである。このように、図１８Ｂの組立手順Ｂ１１１にすることで、アクチュエータ４への組立初期応力を抑制できる。
【００９９】
第４実施例、第５実施例により、アクチュエータと可動テーブルを連結している固定部材をステージ水平方向及び高さ方向の２面でアクチュエータと接触する形状とすることにより、単純な組立で、ステージのガイドレールとアクチュエータのドライブシャフトは高い平行度で組み付けられ（水平方向の組立誤差を抑制することができ）、信頼性を高めることができる。また、組立誤差を修正すべく、高精度位置測定装置を用いて構成物の３次元測定を行いながら、アクチュエータ本体の締結の開け閉めを繰り返す必要があったが、この作業工数を削除することができる。
【０１００】
さらに、第６実施例により、組立完了した時点から（アクチュエータを駆動させない状態における時点から）、アクチュエータに応力がかかった状態となることを回避することができる。
上述した複数の実施例は組み合わせて用いることができる。
上記記載は実施例についてなされたが、本発明はそれに限らず、本発明の精神と添付の請求の範囲の範囲内で種々の変更および修正をすることができることは当業者に明らかである。
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
本発明で説明したステージ駆動装置は、走査電子顕微鏡をはじめとする荷電粒子線装置に適用することができる。
【符号の説明】
【０１０２】
１  ステージ下部（ベース）
２  ガイドレール
３  ガイド
４  ステージ上部（可動テーブル）
５  取り付け部
６  アクチュエータ固定部材（Ｌ字ブロック）
６ａ  アクチュエータ固定部材６の外縁を示す破線
７  （平行板バネ）取り付け部
７ａ  取り付け低部
８  ステージ上部（可動テーブル）移動方向矢印
９  押し付けバネ
１０  アクチュエータ
１１  アクチュエータ本体
１２  被駆動バー（ドライブシャフト）
１３  カバー
１４  被駆動バー移動方向矢印（アクチュエータ本体を固定時）
１５  アクチュエータ本体移動方向矢印（被駆動バーを固定時）
１６  被駆動バー移動方向の自由度の多い線形駆動アクチュエータ
１７  圧電素子の先端部
１８  被駆動バーの振動方向矢印（アクチュエータ本体を固定時）
１９  アクチュエータ本体の振動方向矢印（被駆動バーを固定時）
２０  （駆動バーと平行バネ）共締め部
２１  把持部１
２２，２３，４２  スペーサ
２４  把持部２
３０  （平行）板バネ
４０  （平行）板バネ把持部
４１，５０  把持部
５１  ステージ高さ方向
５２  ステージ水平方向Ａ（ガイドレール２の長手方向）
５３  ステージ水平方向Ｂ（ガイドレール２の長手方向と垂直方向）
６０，７０  板バネ
７１  ステージ
７２  アクチュエータ固定部材
１００  ガイドレール中心線
１０１  連結部材
１０２  ベース連結部材
１０３  ドライブシャフトアタッチメント
１０４  コの字部材
１０５  スペーサＡ
１０６  スペーサＢ
１０７  ベース−コの字アタッチメント
１０８  取付治具
１０９  取付治具への搭載方向
１１０  組立手順Ａ
１１１  組立手順Ｂ
１１２  板バネ状態Ａ
１１３  板バネ状態Ｂ
１１４  板バネ状態Ｃ
１１５  突出量調整
２００  被駆動バー中心線
３００  アクチュエータ本体の移動範囲
４００ａ，４００ｂ  変形力
５００  正常に取り付けられた被駆動バー１２の外縁を示す破線
６００  被駆動バーの自由度（移動可能方向）を示す矢印
７００  ガイドレールの高さ方向の中心線
８００  被駆動バーの高さ方向の中心線
【図１】
2010041663.tif 000003
【図２】
2010041663.tif 000004
【図３】
2010041663.tif 000005
【図４】
2010041663.tif 000006
【図５Ａ】
2010041663.tif 000007
【図５Ｂ】
2010041663.tif 000008
【図６Ａ】
2010041663.tif 000009
【図６Ｂ】
2010041663.tif 000010
【図７Ａ】
2010041663.tif 000011
【図７Ｂ】
2010041663.tif 000012
【図７Ｃ】
2010041663.tif 000013
【図７Ｄ】
2010041663.tif 000014
【図８Ａ】
2010041663.tif 000015
【図８Ｂ】
2010041663.tif 000016
【図９】
2010041663.tif 000017
【図１０Ａ】
2010041663.tif 000018
【図１０Ｂ】
2010041663.tif 000019
【図１０Ｃ】
2010041663.tif 000020
【図１１】
2010041663.tif 000021
【図１２】
2010041663.tif 000022
【図１３】
2010041663.tif 000023
【図１４Ａ】
2010041663.tif 000024
【図１４Ｂ】
2010041663.tif 000025
【図１４Ｃ】
2010041663.tif 000026
【図１５】
2010041663.tif 000027
【図１６Ａ】
2010041663.tif 000028
【図１６Ｂ】
2010041663.tif 000029
【図１６Ｃ】
2010041663.tif 000030
【図１７】
2010041663.tif 000031
【図１８Ａ】
2010041663.tif 000032
【図１８Ｂ】
2010041663.tif 000033
【国際調査報告】
2010041663.tif 000034
2010041663.tif 000035
2010041663.tif 000036
2010041663.tif 000037