(57)【要約】      （修正有）【課題】薄型化を図ったＸＹステージを提供するものである。【解決手段】ＸＹステージＳは、ベース１と、このベース１に対向して設けられ、移動する移動テーブル２と、この移動テーブル２のＸ軸方向に移動させる第１の移動手段と、移動テーブル２のＹ軸方向に移動させる第２の移動手段と、前記Ｙ軸方向は前記Ｘ軸方向に対して直交する方向であり、ベース１と移動テーブル２との間に設けられ、移動テーブル２をＸ軸方向又は前記Ｙ軸方向に移動するように構成されたリンク機構Ｒを備えているものである。【選択図】図２
2007053172.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースと、
このベースに対向して設けられ、移動する移動テーブルと、
この移動テーブルのＸ軸方向に移動させる第１の移動手段と、
前記移動テーブルのＹ軸方向に移動させる第２の移動手段と、
前記Ｙ軸方向は前記Ｘ軸方向に対して直交する方向であり、
前記ベースと前記移動テーブルとの間に設けられ、前記移動テーブルを前記Ｘ軸方向又は前記Ｙ軸方向に移動するように構成されたリンク機構を備えていることを特徴とするＸＹステージ。
【請求項２】
リンク機構は、
ベースに回動自在に支持された第１のロッドと、
この第１のロッドに平行で、前記ベースに回動自在に支持された第２のロッドと、
この第２のロッドと前記第１のロッドとを回動自在に連結された第１の連結ロッド    と、
移動テーブルに回動自在に支持された第３のロッドと、
この第３のロッドに平行で、前記移動テーブルに回動自在に支持された第４のロッ    ドと、
この第４のロッドと前記第３のロッドとを回動自在に連結された第２の連結ロッドと、
前記第２の連結ロッドと前記第１の連結ロッドとは直交して交差すると共に該交差する部位で一体化されている
ことを特徴とする請求項１記載のＸＹステージ。
【請求項３】
第３のロッドの移動テーブルの回動支点と第４のロッドの前記移動テーブルの回動支点とを結ぶ線上に、第１の連結ロッドが、平面視、交差するように配置されていることを特徴とする請求項２記載のＸＹステージ。
【請求項４】
リンク機構は、
ベースに回動自在に支持され、平行四辺形をなす第１の四節機構と、
移動テーブルに回動自在に支持され、平行四辺形をなす第２の四節機構とを有し、
前記第１の四節機構の一の短辺は、前記移動テーブルのＸ軸方向に平行で前記ベー    スに固定され、
前記第２の四節機構の一の短辺は、前記移動テーブルのＸ軸方向に直交するＹ軸方    向に平行で前記移動テーブルに固定され、
前記第１の四節機構の一の短辺と対向する前記第１の四節機構の他の一の短辺と前記第２の四節機構の一の短辺と対向する前記第２の四節機構の他の一の短辺とは直交して交差すると共に該交差する部位で一体化されている
ことを特徴とする請求項１記載のＸＹステージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子顕微鏡、半導体製造装置、半導体検査装置等の試料を載置し、２次元位置決め装置としてのＸＹステージに係り、特に、薄型化を図ったＸＹステージに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＸＹステージとしては、たとえば、相対するプレートの一方側のプレートを水平方向に移動するＸステージと、相対するプレートの一方側のプレートを水平方向に移動するＹステージとを有し、ＹステージとＸステージとが水平移動方向に対し互いに直交するようにプレートを重ねると共に、重ねた部位を接続部材、例えば、ネジで接続するようにしている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、ＹステージとＸステージとが水平移動方向に対し互いに直交するようにプレートを重ねているため、プレートを重ねた分、重ねた方向の厚みが増すと共に、水平方向への移動は、摺動部材が溝内を摺動するため、摺動部材及び溝の加工精度も高いものが必要となり、コスト高になるという問題点が生じた。
【０００４】
本発明は、上記の問題点を除去するようにしたＸＹステージ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】
【０００５】
本発明のＸＹステージは、ベースと、このベースに対向して設けられ、移動する移動テーブルと、この移動テーブルのＸ軸方向に移動させる第１の移動手段と、前記移動テーブルのＹ軸方向に移動させる第２の移動手段と、前記Ｙ軸方向は前記Ｘ軸方向に対して直交する方向であり、前記ベースと前記移動テーブルとの間に設けられ、前記移動テーブルを前記Ｘ軸方向又は前記Ｙ軸方向に移動するように構成されたリンク機構を備えているものである。
【０００６】
また、請求項２記載のＸＹステージは、請求項１記載のＸＹステージにおいて、リンク機構は、ベースに回動自在に支持された第１のロッドと、この第１のロッドに平行で、前記ベースに回動自在に支持された第２のロッドと、この第２のロッドと前記第１のロッドとを回動自在に連結された第１の連結ロッドと、移動テーブルに回動自在に支持された第３のロッドと、この第３のロッドに平行で、前記移動テーブルに回動自在に支持された第４のロッドと、この第４のロッドと前記第３のロッドとを回動自在に連結された第２の連結ロッドと、前記第２の連結ロッドと前記第１の連結ロッドとは直交して交差すると共に該交差する部位で一体化されているものである。
【０００７】
また、請求項３記載のＸＹステージは、請求項２記載のＸＹステージにおいて、第３のロッドの移動テーブルの回動支点と第４のロッドの前記移動テーブルの回動支点とを結ぶ線上に、第１の連結ロッドが、平面視、交差するように配置されているものである。
【０００８】
また、請求項４記載のＸＹステージは、請求項１記載のＸＹステージにおいて、リンク機構は、ベースに回動自在に支持され、平行四辺形をなす第１の四節機構と、移動テーブルに回動自在に支持され、平行四辺形をなす第２の四節機構とを有し、前記第１の四節機構の一の短辺は、前記移動テーブルのＸ軸方向に平行で前記ベースに固定され、前記第２の四節機構の一の短辺は、前記移動テーブルのＸ軸方向に直交するＹ軸方向に平行で前記移動テーブルに固定され、前記第１の四節機構の一の短辺と対向する前記第１の四節機構の他の一の短辺と前記第２の四節機構の一の短辺と対向する前記第２の四節機構の他の一の短辺とは直交して交差すると共に該交差する部位で一体化されているものである。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１記載のＸＹステージによれば、ベースと移動テーブルとの間にリンク機構を備えているため、薄型化を図ることができると共に、従来のような摺動部材が溝内を摺動する高精度な機構を用いていないため、安価なＸＹステージを得ることができる。
【００１０】
また、請求項２記載のＸＹステージによれば、上述した請求項１記載の発明の効果に加え、ベースに回動自在な第１のロッド、第２のロッドによる平行リンクと、移動テーブルに回動自在な第３のロッド、第４のロッドによる平行リンクとを組み合わせることにより、ＸＹ方向へ自由に移動させることができ、ステージのガイドの役目の機能を発揮することができる。
【００１１】
また、請求項３記載のＸＹステージによれば、上述した請求項２記載の発明の効果に加え、第３のロッドの移動テーブルの回動支点と第４のロッドの前記移動テーブルの回動支点とを結ぶ線上に、第１の連結ロッドが、平面視、交差するように配置されているため、つまり、第１のロッドのベースの回動支点と第２のロッドの前記ベースの回動支点との間を大きく取ることができその結果、ベースに回動自在な第１のロッド、第２のロッドによる平行リンクの幅及び移動テーブルに回動自在な第３のロッド、第４のロッドによる平行リンクの幅を大きく取ることができ、強度向上を図ったＸＹステージを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明のＸＹステージの一実施例を図面を参照して説明する。
図１乃至図８において、ＸＹステージＳは、ベース１と、このベース１に対向して設けられ、移動する移動テーブル２とを有している（図２乃至図５）。
なお、移動テーブル２の上面に電子顕微鏡、半導体製造装置、半導体検査装置等の試料（図示せず）が載置されるようになっている。
【００１３】
図２乃至図５に示すＲは、ベース１と移動テーブル２との間に設けられ、移動テーブル２を後述するＸ軸方向又はＹ軸方向に移動するように構成されたリンク機構である。
このリンク機構Ｒは、ベース１に回動自在に支持された第１のロッド１１と、この第１のロッド１１に平行で、ベース１に回動自在に支持された第２のロッド１２と、この第２のロッド１２と第１のロッド１１とを回動自在に連結された第１の連結ロッド１３と、移動テーブル２に回動自在に支持された第３のロッド２１と、この第３のロッド２１に平行で、移動テーブル２に回動自在に支持された第４のロッド２２と、この第４のロッド２２と第３のロッド２１とを回動自在に連結された第２の連結ロッド２３と、第２の連結ロッド２３と第１の連結ロッド１３とは直交して交差すると共に該交差する部位（図１に示すＣ）で一体化されている。つまり、２個の直交する第２の連結ロッド２３と第１の連結ロッド１３とはリジッド接続となっている。
【００１４】
なお、ベース１には、移動テーブルのＸ軸方向（図１参照）に移動させる第１の移動手段（図示せず）が設けられている。第１の移動手段（図示せず）は、例えば、正逆に回転するモータをベース１に取り付け、該モータの回転軸の先端を移動テーブル２のＸ軸方向に沿うように当てると共に、該回転軸の先端に移動テーブル２が押圧するように図示しないバネにより作用させたり、又は、正逆に回転するモータをベース１に取り付け、該モータの回転軸に螺合する雌ネジ（図示せず）を移動テーブル２に取り付ける等の周知の手段である。
また、ベース１には、移動テーブルのＹ軸方向（図１参照）に移動させる第２の移動手段（図示せず）が設けられている。第２の移動手段（図示せず）は、例えば、正逆に回転するモータをベース１に取り付け、該モータの回転軸の先端を移動テーブル２のＸ軸方向に沿うように当てると共に、該回転軸の先端に移動テーブル２が押圧するように図示しないバネにより作用させたり、又は、正逆に回転するモータをベース１に取り付け、該モータの回転軸に螺合する雌ネジ（図示せず）を移動テーブル２に取り付ける等の周知の手段である。
なお、図１に示すように、Ｙ軸方向はＸ軸方向に対して直交する方向となっている。
【００１５】
従って、図６の状態にあるＸＹステージＳの移動テーブル２を第１の移動手段（図示せず）によって、図１のＸ軸方向と反対向きに作用させると、図７に示すように、第１のロッド１１、第２のロッド１２による平行リンク及び第３のロッド２１、第４のロッド２２による平行リンクは、共に反時計回りに回転して、図６の状態からＸ移動することとなる。
また、図６の状態にあるＸＹステージＳの移動テーブル２を第２の移動手段（図示せず）によって、図２のＹ軸方向と反対向きに作用させると、図８に示すように、第１のロッド１１、第２のロッド１２による平行リンク及び第３のロッド２１、第４のロッド２２による平行リンクは、共に時計回りに回転して、図６の状態からＹ移動することとなる。    その結果、このＸＹステージＳによれば、ベース１と移動テーブル２との間にリンク機構Ｒを備えているため、薄型化を図ることができると共に、従来のような摺動部材が溝内を摺動する高精度な機構を用いていないため、安価なＸＹステージＳを得ることができる。
特に、ベース１に回動自在な第１のロッド１１、第２のロッド１２による平行リンクと、移動テーブル２に回動自在な第３のロッド２１、第４のロッド２２による平行リンクとを組み合わせることにより、ＸＹ方向へ自由に移動させることができ、ステージのガイドの役目の機能を発揮することができる。
【００１６】
図９乃至図１７に示すＸＹステージＳは、上述したＸＹステージＳと同様、移動テーブル２が、移動テーブルのＸ軸方向とＹ軸方向に移動するもので、ベース１に回動自在な第１のロッド１１、第２のロッド１２による平行リンクと、移動テーブル２に回動自在な第３のロッド２１、第４のロッド２２による平行リンクとを組み合わせたもので、第３のロッド２１の移動テーブル２の回動支点Ｍと第４のロッド２２の移動テーブル２の回動支点Ｎとを結ぶ線上に、第１の連結ロッド１３が、平面視、交差するように配置されている点（図９参照）、ベース１に透過穴１４、移動テーブル２に透過穴２４が設けられている点を除けば、図１乃至図８記載のＸＹステージＳと同様である。なお、図９乃至図１７に示すＸＹステージＳに図１乃至図８記載のＸＹステージＳと同一部分に同一符号を付して、一部その説明を省略する。
【００１７】
なお、ベース１には、移動テーブルのＸ軸方向（図９参照）に移動させる第１の移動手段（図示せず）が設けられている。第１の移動手段（図示せず）は、例えば、正逆に回転するモータをベース１に取り付け、該モータの回転軸の先端を移動テーブル２のＸ軸方向に沿うように当てると共に、該回転軸の先端に移動テーブル２が押圧するように図示しないバネにより作用させたり、又は、正逆に回転するモータをベース１に取り付け、該モータの回転軸に螺合する雌ネジ（図示せず）を移動テーブル２に取り付ける等の周知の手段である。
また、ベース１には、移動テーブルのＹ軸方向（図９参照）に移動させる第２の移動手段（図示せず）が設けられている。第２の移動手段（図示せず）は、例えば、正逆に回転するモータをベース１に取り付け、該モータの回転軸の先端を移動テーブル２のＸ軸方向に沿うように当てると共に、該回転軸の先端に移動テーブル２が押圧するように図示しないバネにより作用させたり、又は、正逆に回転するモータをベース１に取り付け、該モータの回転軸に螺合する雌ネジ（図示せず）を移動テーブル２に取り付ける等の周知の手段である。
なお、図９に示すように、Ｙ軸方向はＸ軸方向に対して直交する方向となっている。
【００１８】
従って、図１５の状態にあるＸＹステージＳの移動テーブル２を第１の移動手段（図示せず）によって、図１５のＸ軸方向と反対向きに作用させると、図１６に示すように、第１のロッド１１、第２のロッド１２による平行リンクは時計回りに、第３のロッド２１、第４のロッド２２による平行リンクは、反時計回りに回転して、図１５の状態からＸ’移動することとなる。
また、図１５の状態にあるＸＹステージＳの移動テーブル２を第２の移動手段（図示せず）によって、図２のＹ軸方向と反対向きに作用させると、図１７に示すように、第１のロッド１１、第２のロッド１２による平行リンクは反時計回りに、第３のロッド２１、第４のロッド２２による平行リンクは、時計回りに回転して、図１５の状態からＹ’移動することとなる。
その結果、このＸＹステージＳによれば、ベース１と移動テーブル２との間にリンク機構Ｒを備えているため、薄型化を図ることができると共に、従来のような摺動部材が溝内を摺動する高精度な機構を用いていないため、安価なＸＹステージＳを得ることができる。
特に、図９に示すように、第３のロッド２１の移動テーブルの回動支点Ｍと第４のロッド２２の移動テーブル２の回動支点Ｎとを結ぶ線上に、第１の連結ロッド１３が、平面視、交差するように配置されているため、つまり、第１のロッド１１のベースの回動支点Ｏと第２のロッド１２のベース１の回動支点Ｐとの間を大きく取ることができ、その結果、ベース１に回動自在な第１のロッド１１、第２のロッド１２による平行リンクの幅及び移動テーブル２に回動自在な第３のロッド２１、第４のロッド２２による平行リンクの幅を大きく取ることができ、強度向上を図ったＸＹステージＳを得ることができる。
なお、図１６及び図１７に示すように、ＸＹステージＳが適用される機種によっては、透過穴１４の一部と透過穴２４の一部とが重なるようにして、図示しないレーザー光を透過させることができるようにしている。
【００１９】
図１８乃至図２４に示すＸＹステージＳは、上述した図９乃至図１７に示すＸＹステージＳと同様、移動テーブル２のＸ軸方向に移動させる第１の移動手段（図示せず）と、移動テーブル２のＹ軸方向に移動させる第２の移動手段（図示せず）とを備え、移動テーブル２は移動テーブル２のＸ軸方向とＹ軸方向に移動できるようになっている。
【００２０】
Ｒは、ベース１と移動テーブル２との間に設けられた、「移動テーブル２をＸ軸方向（図１８）又はＹ軸方向（図１８）に移動するように構成されたリンク機構」である。
リンク機構Ｒは、ベース１に回動自在に支持され、平行四辺形をなす第１の四節機構Ｒ1と、移動テーブル２に回動自在に支持され、平行四辺形をなす第２の四節機構Ｒ2とを有し、第１の四節機構Ｒ1の一の短辺３１は、移動テーブル２のＸ軸方向に平行でベース１に固定され（図１９及び図２０参照）、第２の四節機構Ｒ2の一の短辺４１は、移動テーブル２のＸ軸方向に直交するＹ軸方向に平行で移動テーブル２に固定されている（図２１及び図２２参照）。
また、第１の四節機構Ｒ1のベース１に固定された一の短辺３１と対向する第１の四節機構Ｒ1の他の短辺３３と第２の四節機構Ｒ2の移動テーブル２に固定された一の短辺４１と対向する第２の四節機構Ｒ2の他の短辺４３とは直交して交差すると共に該交差する部位で一体化されているものである（図１８及び図２０参照）。
【００２１】
即ち、平面視、平行四辺形をなす第１の四節機構Ｒ1は、平面視、短辺３１、３３、長辺３２、３４からなり、短辺３１はベース１と一体化している。３５は、短辺３１の中心に位置し、ベアリング３０を介して回動自在に支持される第１のロッドである。
なお、平面視、長辺３４は、例えば、立体的には（図１９参照）、短辺３１より立設する立設部材と、短辺３３より垂下する垂下部材と、この立設部材の先端と垂下部材の先端とを接続する接続部材とからなり、この立設部材、接続部材、垂下部材を一体的に設けても良く、また、接続部材をワイヤとし、このワイヤにより立設部材の先端と垂下部材の先端とを接続するようにしても良い。長辺３２は、長辺３４と同様である。
又、平面視、平行四辺形をなす第２の四節機構Ｒ2は、平面視、短辺４１、４３、長辺４２、４４からなり、短辺４１は移動テーブル２と一体化している。４５は、短辺４１１の中心に位置し、ベアリング４０を介して回動自在に支持される第２のロッドである。
なお、平面視、長辺４２は、例えば、立体的には（図２１参照）、短辺４１より垂下する垂下部材と、短辺４３より立設する立設部材と、この立設部材の先端と垂下部材の先端とを接続する接続部材とからなり、この立設部材、接続部材、垂下部材を一体的に設けても良く、また、接続部材をワイヤとし、このワイヤにより立設部材の先端と垂下部材の先端とを接続するようにしても良い。長辺４４は、長辺４２と同様である。
また、５０は第１のロッド３５をベアリング３０を介して短辺３１、ベース１に取り付けるビスであり、６０は第２のロッド４５をベアリング４０を介して短辺４１、移動テーブル２に取り付けるビスである。また、第１のロッド３５と第２のロッド４５とは、短辺３３と短辺４３との交差部で、ビス７０で連結されている。７１、７２はベアリングである。
【００２２】
従って、図１８の状態にあるＸＹステージＳの移動テーブル２を第１の移動手段（図示せず）によって、図１８のＸ軸方向に作用させると、図２３に示すように、平面視、平行四辺形をなす第１の四節機構Ｒ1の長辺３２、３４及び第１のロッド３５は時計回りに、平面視、平行四辺形をなす第２の四節機構Ｒ2の長辺４２、４４及び第２のロッド４５は反時計回りに回転して、図１８の状態からＸ”移動することとなる。
また、図１８の状態にあるＸＹステージＳの移動テーブル２を第２の移動手段（図示せず）によって、図１８のＹ軸方向と反対向きに作用させると、図２４に示すように、平面視、平行四辺形をなす第１の四節機構Ｒ1の長辺３２、３４及び第１のロッド３５は反時計回りに、平面視、平行四辺形をなす第２の四節機構Ｒ2の長辺４２、４４及び第２のロッド４５は時計回りに回転して、図１８の状態からＹ”移動することとなる。
その結果、このＸＹステージＳによれば、ベース１と移動テーブル２との間にリンク機構Ｒを備えているため、薄型化を図ることができると共に、従来のような摺動部材が溝内を摺動する高精度な機構を用いていないため、安価なＸＹステージＳを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、本発明の一実施例のＸＹステージの概略的平面図である。
【図２】図２は、図１の矢印Ａ方向から見た概略的図である。
【図３】図３は、図１の３−３線による概略的断面図である。
【図４】図４は、図１の矢印Ｂ方向から見た概略的図である。
【図５】図５は、図１の５−５線による概略的断面図である。
【図６】図６は、図１のＸＹステージの動きを説明するための概略的説明図で、平面視、ベースと移動テーブルとが重なっている状態を示している。
【図７】図７は、図６の移動テーブルがＸ移動した状態を示す概略的説明図である。
【図８】図８は、図６の移動テーブルがＹ移動した状態を示す概略的説明図である。
【図９】図９は、図１のＸＹステージと異なる他の実施例のＸＹステージの概略的平面図である。
【図１０】図１０は、図９の矢印Ａ’方向から見た概略的図である。
【図１１】図１１は、図１０の１１−１１線による概略的断面図である。
【図１２】図１２は、図１０の矢印Ｂ’方向から見た概略的図である。
【図１３】図１３は、図９の１３−１３線による概略的断面図である。
【図１４】図１４は、図９の１４−１４線による概略的断面図である。
【図１５】図１５は、図９のＸＹステージの動きを説明するための概略的説明図で、平面視、ベースと移動テーブルとが重なっている状態を示している。
【図１６】図１６は、図９の移動テーブルがＸ’移動した状態を示す概略的説明図である。
【図１７】図１７は、図９の移動テーブルがＹ’移動した状態を示す概略的説明図である。
【図１８】図１８は、図９のＸＹステージと異なる他の実施例のＸＹステージの概略的平面図である。
【図１９】図１９は、図１８の矢印Ａ”方向から見た概略的図である。
【図２０】図２０は、図１８の２０−２０線による概略的断面図である。
【図２１】図２１は、図１８の矢印Ｂ”方向から見た概略的図である。
【図２２】図２２は、図１８の２２−２２線による概略的断面図である。
【図２３】図２３は、図１８の移動テーブルがＸ”移動した状態を示す概略的説明図である。
【図２４】図２４は、図１８の移動テーブルがＹ”移動した状態を示す概略的説明図である。
【符号の説明】
【００２４】
Ａ    ＸＹステージ
１    ベース
２    移動テーブル
Ｒ    リンク機構
【図１】
2007053172.tif 000003
【図２】
2007053172.tif 000004
【図３】
2007053172.tif 000005
【図４】
2007053172.tif 000006
【図５】
2007053172.tif 000007
【図６】
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【図７】
2007053172.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
2007053172.tif 000012
【図１１】
2007053172.tif 000013
【図１２】
2007053172.tif 000014
【図１３】
2007053172.tif 000015
【図１４】
2007053172.tif 000016
【図１５】
2007053172.tif 000017
【図１６】
2007053172.tif 000018
【図１７】
2007053172.tif 000019
【図１８】
2007053172.tif 000020
【図１９】
2007053172.tif 000021
【図２０】
2007053172.tif 000022
【図２１】
2007053172.tif 000023
【図２２】
2007053172.tif 000024
【図２３】
2007053172.tif 000025
【図２４】
2007053172.tif 000026