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JP2758185B2 - Micro-motion stage - Google Patents
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JP2758185B2 - Micro-motion stage - Google Patents

Micro-motion stage

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JP2758185B2
JP2758185B2 JP1010870A JP1087089A JP2758185B2 JP 2758185 B2 JP2758185 B2 JP 2758185B2 JP 1010870 A JP1010870 A JP 1010870A JP 1087089 A JP1087089 A JP 1087089A JP 2758185 B2 JP2758185 B2 JP 2758185B2
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elastic member
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parallel
leaf springs
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、表面形状測定装置やレーザ顕微鏡などに
用いられる微動載物台に係り、特に平行板ばねを用いた
微動載物台の可動範囲の改良に関する。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fine moving stage used for a surface shape measuring device, a laser microscope, and the like, and in particular, a movable range of a fine moving stage using a parallel leaf spring. Regarding improvement.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

近年、高集積半導体素子の表面構造や、高密度焼結
体,ガラス,金属の材料表面の欠陥構造などを、微少領
域ごとに高分解能で観測するといったニーズが増加して
いる。
In recent years, there has been an increasing need for observing the surface structure of a highly integrated semiconductor element and the defect structure of a material surface of a high-density sintered body, glass, or a metal at a high resolution for each minute region.

このような観測に用いられる微動載物台は、ステージ
が移動に伴う姿勢の変化やヒステリシスの少ない高精度
の変位運動をするものであることが要求され、特開昭60
−219584号公報などに示されるように、平行板ばねによ
りステージを弾性的に支持した構造が用いられている。
The fine movement stage used for such observation is required to be one that performs high-precision displacement movement with little change in posture and hysteresis due to movement of the stage.
As shown in JP-A-219584 and the like, a structure in which a stage is elastically supported by a parallel leaf spring is used.

この平行板ばねを用いた微動載物台は、第7,8図に示
すような構造が一般的である。すなわち、基台1上に固
定された2個の固定ブロック2,3の両端部に厚みの薄い
長方形の2枚の板ばね4,5を橋渡しするように架設固定
して平行板ばね4,5が形成され、この平行板ばね4,5のそ
れぞれの中央部を橋渡しするようにステージ6を架設固
定して、ステージ6が2個の固定ブロック2,3に対して
2組の平行板ばねa1,a2により弾性的に支持固定される
ようにしたものである。このステージ6は、基台1に固
定された積層形圧電素子などのアクチュエータ7によ
り、平行板ばねa1,a2に対して垂直な方向、すなわちY
方向に付勢され変位させられる。このステージ6上に載
置した測定物は、アクチュエータ7の付勢力の変化に伴
ない2組の平行板ばねa1,a2が弾性変形することで、ス
テージ6とともに再現性のよい高精度な変位運動を行な
うことができるものである。
A fine moving table using this parallel leaf spring generally has a structure as shown in FIGS. That is, two thin rectangular leaf springs 4, 5 are bridged and fixed at both ends of two fixed blocks 2, 3 fixed on the base 1 so as to bridge the parallel leaf springs 4, 5, respectively. The stage 6 is erected and fixed so as to bridge the respective central portions of the parallel leaf springs 4 and 5, and the stage 6 is fixed to two fixed blocks 2 and 3 by two sets of parallel leaf springs a1. , a2 so as to be elastically supported and fixed. The stage 6 is moved in a direction perpendicular to the parallel leaf springs a1 and a2 by an actuator 7 such as a laminated piezoelectric element fixed to the base 1, ie, Y
And displaced. The object placed on the stage 6 is deformed with high reproducibility with good reproducibility together with the stage 6 by the two sets of parallel leaf springs a1 and a2 being elastically deformed with the change of the urging force of the actuator 7. Can be performed.

なお、このような微動載物台でX方向とY方向の移動
を行うときは、ステージ上に移動方向が直交するように
もう一台の微動載物台が設置される。
When moving in the X direction and the Y direction with such a fine moving stage, another fine moving stage is installed on the stage so that the moving directions are orthogonal to each other.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

だが、平行板ばねa1,a2を用いた従来の微動載物台
は、平行板ばねに働く垂直方向の付勢力に応じて平行板
ばね自身の弾性変形(曲げとわずかな伸び)によりステ
ージの移動を許すものであるから、平行板ばねに永久歪
やヒステリシスの生じない領域内でステージを移動させ
る必要があり、ステージの可能範囲が大きくとれないと
いう問題点があった。
However, the conventional finely movable stage using the parallel leaf springs a1 and a2 moves the stage by the elastic deformation (bending and slight elongation) of the parallel leaf spring itself in response to the vertical biasing force acting on the parallel leaf spring. Therefore, it is necessary to move the stage within a region where the permanent leaf spring and the hysteresis do not occur in the parallel leaf spring, and there is a problem that the possible range of the stage cannot be made large.

たとえば、平行板ばねa1,a2の弾性変形部の長さを10m
mとしたとき、板ばねの変形のうち伸びに着目しただけ
でも、ステージを50μm移動させるには板ばねは0.12μ
mの伸びが必要であり、ステージを100μm移動させる
には板ばねは0.50μmの伸びが必要となる。だがこの伸
びを確保するには過大な張力が平行板ばねa1,a2に働く
ことになり、基台1がたわむことなどにより固定ブロッ
ク2,3が内側に引きこまれてステージ6の動きが直線状
でなく円弧状になり、かつ移動につれて沈んでしまうと
いう問題点が生ずる。第9図は、実際の測定例を示し、
横軸にステージの移動量(μm)縦軸に移動によるステ
ージの高さ方向の変位量(μm)を示している。この例
では、100μmのステージ移動において、ステージは高
さD=0.1μmの円弧状に移動してH=0.39μmだけ沈
みこむものとなっていることが示されている。これらの
事情からステージの可動領域は、高精度の変位運動が要
求される場合、きわめて狭い範囲でしか用いることがで
きないものとなっている。
For example, the length of the elastically deformed portions of the parallel leaf springs a1 and a2 is 10 m.
m, the leaf spring is 0.12μ to move the stage by 50μm just by paying attention to the extension of the deformation of the leaf spring.
In order to move the stage by 100 μm, the leaf spring needs to expand by 0.50 μm. However, in order to secure this elongation, excessive tension acts on the parallel leaf springs a1 and a2, and the fixed blocks 2 and 3 are drawn inward by the base 1 flexing and the movement of the stage 6 is linear. However, there is a problem that it becomes an arc shape instead of a shape and sinks as it moves. FIG. 9 shows an actual measurement example,
The horizontal axis indicates the amount of movement (μm) of the stage, and the vertical axis indicates the amount of displacement (μm) of the stage in the height direction due to movement. In this example, it is shown that when the stage is moved by 100 μm, the stage moves in an arc shape with a height D = 0.1 μm and sinks by H = 0.39 μm. Under these circumstances, the movable region of the stage can be used only in a very narrow range when a highly accurate displacement movement is required.

この発明は、上記の問題点を克服し、高精度な変位運
動が維持される可動範囲のより広い微動載物台を提供す
ることを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to overcome the above-mentioned problems and to provide a fine moving stage having a wider movable range in which a highly accurate displacement movement is maintained.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

この発明は、次のような手段によって上記課題を解決
し目的を達成したものである。
The present invention has achieved the object by solving the above problems by the following means.

すなわち、基台と、前記基台に対して移動可能に設け
られたステージと、前記基台に固定され、前記ステージ
に移動力を与えるごとく設けられたアクチュエータと、
少なくともステージの移動方向を含む方向に弾性変形す
る第1の弾性部材と、少なくとも前記ステージの移動方
向に垂直な方向を含む方向に弾性変形する第2の弾性部
材とを備えた微動載物台において、 前記ステージは、前記第1の弾性部材を介して前記第
2の弾性部材に支持固定され、また、前記第2の弾性部
材は前記ステージの移動方向に平行に引いた仮想の中心
線の左右に設けられた4カ所の弾性変形部を含み、この
弾性変形部は前記第2の弾性変形部材に切込みを入れる
ことで形成されている。
That is, a base, a stage provided movably with respect to the base, an actuator fixed to the base, and provided so as to apply a moving force to the stage,
A fine moving stage including at least a first elastic member elastically deformed in a direction including a moving direction of the stage and at least a second elastic member elastically deformed in a direction including a direction perpendicular to the moving direction of the stage; The stage is supported and fixed to the second elastic member via the first elastic member, and the second elastic member moves right and left of a virtual center line drawn in parallel with the moving direction of the stage. And four elastically deformable portions provided in the second elastically deformable member, and the elastically deformable portions are formed by making cuts in the second elastically deformable member.

また、基台と、前記基台に対して移動可能に設けられ
たステージと、前記基台に固定され、前記ステージに移
動力を与えるごとく設けられたアクチュエータと、少な
くともステージの移動方向を含む方向に弾性変形する第
1の弾性部材と、少なくとも前記ステージの移動方向に
垂直な方向を含む方向に弾性変形する第2の弾性部材と
を備えた微動載物台において、前記ステージは、前記第
1の弾性部材を介して前記第2の弾性部材に支持固定さ
れ、また、前記第2の弾性部材は前記ステージの移動方
向に平行に引いた仮想の中心線の左右に設けられた4カ
所の弾性変形部を含み、この弾性変形部は、前記第1の
弾性変形部材を支持する支持部材と、前記基台に固定さ
れた固定部材と、前記支持手段と前記固定部材とを結合
すると共に弾性変形する結合弾性変形部とから形成され
ている。
Further, a base, a stage movably provided with respect to the base, an actuator fixed to the base and provided so as to apply a moving force to the stage, and a direction including at least a moving direction of the stage. And a second elastic member elastically deformed in a direction including at least a direction perpendicular to the moving direction of the stage, wherein the stage comprises the first elastic member. Are supported and fixed to the second elastic member via the elastic member, and the second elastic member has four elastic members provided on the left and right of a virtual center line drawn in parallel with the moving direction of the stage. The elastic deformation portion includes a support member for supporting the first elastic deformation member, a fixing member fixed to the base, and connecting the support means and the fixing member together with the elastic deformation portion. It is formed from the coupling elastic deformation portion that.

〔作用〕[Action]

このような手段を講じることで、次のような作用が生
じる。
By taking such a measure, the following operation occurs.

アクチュエータに与えられた移動力の作用により、第
1の弾性部材がステージの移動方向を含む方向に変形す
る。これに伴ってステージが移動する。このとき第1の
弾性部材には張力が発生するが、第2の弾性部材が弾性
変形することで第1の弾性部材に発生する張力が軽減さ
れる。従って、ステージを移動させたときの第1の弾性
部材に過大な張力をかけることなくステージを移動する
ことができる。また、第1の弾性部材及び第2の弾性部
材の変形により広範囲の移動においても直線性に優れ、
且つ、沈み込みの少ないステージ移動となる。
The first elastic member is deformed in the direction including the moving direction of the stage by the action of the moving force applied to the actuator. The stage moves accordingly. At this time, tension is generated in the first elastic member, but the second elastic member is elastically deformed to reduce the tension generated in the first elastic member. Therefore, the stage can be moved without applying excessive tension to the first elastic member when the stage is moved. In addition, due to the deformation of the first elastic member and the second elastic member, the linearity is excellent even in a wide range of movement,
In addition, the stage moves with little sinking.

〔実施例〕〔Example〕

以下、実施例に基いてこの発明を詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples.

第1,2図は、この発明による微動載物台の第1実施例
を示す平面図とその正面図である。従来の技術に記載し
た第7,8図の例と同一の部材には同一の符号を付してい
る。
FIGS. 1 and 2 are a plan view and a front view, respectively, showing a first embodiment of a fine movement stage according to the present invention. The same members as those in the examples of FIGS. 7 and 8 described in the prior art are denoted by the same reference numerals.

図に示すように、基台1の上面には、ステンレス製の
直方体状の2個の固定ブロック2,3が間隔をあけて平行
にねじ固定されており、この2個の固定ブロック2,3の
両端部には、それぞれT字状のスリット8,8 9,9′をワ
イヤソーなどで形成することにより弾性変形部10,10′,
11,11′およびその先端に設けられた板ばね取付け部12,
12′,13,13′がそれぞれの固定ブロック2,3に対して一
体に設けられている。なお、基板1への固定ブロック2,
3の取付け面は、図において点線で示す形状をしてお
り、弾性変形部と板ばね取付け部が基台1に接触しない
ようにされている。
As shown in the figure, two stainless steel rectangular parallelepiped fixing blocks 2 and 3 are fixed on the upper surface of the base 1 in parallel with screws at an interval, and the two fixing blocks 2 and 3 are fixed. The T-shaped slits 8, 89, 9 'are formed by wire saws at both ends of the elastic deformation parts 10, 10', respectively.
11, 11 'and the leaf spring mounting part provided at the tip thereof,
12 ', 13, 13' are provided integrally with the respective fixed blocks 2, 3. It should be noted that the fixing block 2,
The mounting surface 3 has a shape shown by a dotted line in the figure, so that the elastically deforming portion and the leaf spring mounting portion do not contact the base 1.

そして、この板ばね取付け部12,12′間に板ばね4を
橋渡しするように架設固定し、板ばね取付け部13,13′
間に板ばね5を架設固定することで平行板ばね4,5を形
成している。なおこの例では、板ばね4,5として燐青銅
板を用いている。この平行板ばね4,5のそれぞれの中央
部を橋渡しするようにステージ6の両端部を架設固定し
て、ステージ6が4個の板ばね取り付け部12,12′,13,1
3′に対して2組みの平行板ばねa1,a2により弾性的に支
持固定されるようにしている。
The leaf springs 4 are bridged and fixed between the leaf spring mounting portions 12 and 12 'so as to bridge them, and the leaf spring mounting portions 13 and 13' are fixed.
The parallel leaf springs 4 and 5 are formed by erecting and fixing the leaf spring 5 between them. In this example, phosphor bronze plates are used as the leaf springs 4 and 5. Both ends of the stage 6 are erected and fixed so as to bridge the respective central portions of the parallel leaf springs 4 and 5, and the stage 6 is provided with four leaf spring mounting portions 12, 12 ', 13, 1
3 'is elastically supported and fixed by two sets of parallel leaf springs a1 and a2.

この板ばね4,5を板ばね取付け部やステージに取付け
固定することは、押え板14,14′,15,15′,16,17で板ば
ね4,5を上からはさみこんでネジ18で締めつけることに
より行なわれている。また、ステージ6には下側に開口
した凹部19が形成されており、この凹部19内に積層型圧
電アクチュエータ7が配置され、1端を基台にとめ板20
によって固定され、他端をステージ6の側壁に螺着され
た調整用接触子21に当接している。
To attach and fix the leaf springs 4 and 5 to the leaf spring mounting section and the stage, hold down the leaf springs 4 and 5 with the holding plates 14, 14 ', 15, 15', 16, 17 and screw 18 to fix them. It is done by tightening. The stage 6 is formed with a concave portion 19 which is opened on the lower side, in which the laminated piezoelectric actuator 7 is disposed, and one end is fixed to a base.
And the other end thereof is in contact with an adjustment contact 21 screwed to the side wall of the stage 6.

このアクチュエータ7によるステージ6の移動方向
(Y方向)に対して板ばね4,5は直交する方向に配設さ
れており、ステージ6と板ばね取付け部12,12′とは板
ばね4の2個の等しい長さの弾性変形部4−1,4−2を
介して、またステージ6と板ばね取付け部13,13′とは
板ばね5の2個の等しい長さの弾性変形部5−1,5−2
を介して、互いに支持結合されている。そして固定ブロ
ック2,3に固定された弾性変形部10,10′,11,11′はステ
ージ6の移動方向にほぼ平行な方向に配設されている。
The leaf springs 4 and 5 are arranged in a direction orthogonal to the moving direction (Y direction) of the stage 6 by the actuator 7, and the stage 6 and the leaf spring mounting portions 12 and 12 ′ The stage 6 and the leaf spring mounting portions 13 and 13 'are connected to the two equal length elastic deformation portions 5- of the leaf spring 5 via the same length elastic deformation portions 4-1 and 4-2. 1,5-2
Are connected to each other via a support. The elastic deformation portions 10, 10 ', 11, 11' fixed to the fixed blocks 2, 3 are arranged in a direction substantially parallel to the moving direction of the stage 6.

別の表現をすれば、ステージ6は、ステージの移動方
向に平行にかつ基台1に対して垂直な方向に設けた架空
の中心面に対して、左右対称な支持構造により支持され
ているということができる。
In other words, the stage 6 is supported by a symmetrical support structure with respect to an imaginary center plane provided in a direction parallel to the moving direction of the stage and perpendicular to the base 1. be able to.

次に、この第1実施例の動作を説明する。 Next, the operation of the first embodiment will be described.

ステージ6がアクチュエータ7の作動によりY方向に
移動すると、このステージ6の移動にともなってX方向
に配設された平行ばねa1,a2には曲げ変形とともに張力
が発生することになる。この張力に応じて、固定ブロッ
ク2,3に設けられた弾性変形部10,10′,11,11′がそれぞ
れ内側に曲げ弾性変形することにより、板ばね取付け部
12,12′,13,13′を内側方向すなわちX方向に変位させ
るので、平行ばねa1,a2にかかる張力が過大になること
なく適切な値に維持される。
When the stage 6 moves in the Y direction by the operation of the actuator 7, the parallel springs a1 and a2 arranged in the X direction generate a tension as well as bending deformation as the stage 6 moves. In accordance with this tension, the elastic deformation portions 10, 10 ', 11, 11' provided on the fixed blocks 2, 3 are each bent inward and elastically deformed, so that the leaf spring mounting portion is formed.
Since the 12,12 ', 13,13' are displaced inward, that is, in the X direction, the tension applied to the parallel springs a1, a2 is maintained at an appropriate value without becoming excessive.

また、ステージ6の支持構造は移動方向(Y方向)に
引いた中心線に対して左右対称であるために、板ばね4
の弾性変形部4−1と弾性変形部4−2にかかる張力は
互いに反対向きで等しく、また板ばね5の弾性変形部5
−1と弾性変形部5−2にかかる張力も同様であるか
ら、弾性変形部10,11と弾性変形部10′,11′の左右の変
位量も互いに反対向きに等しくなるから、ステージ6に
はY方向への移動にともなうX方向へのブレは生じな
い。
Further, since the support structure of the stage 6 is symmetrical with respect to the center line drawn in the movement direction (Y direction), the plate spring 4
The tensions applied to the elastically deformable portions 4-1 and 4-2 of the leaf spring 5 are equal in opposite directions.
The same applies to the tension applied to the elastic deformation portion 5-2 and the elastic deformation portions 5-2. Therefore, the left and right displacement amounts of the elastic deformation portions 10 and 11 and the elastic deformation portions 10 'and 11' become equal in opposite directions. Does not move in the X direction due to the movement in the Y direction.

この実施例の微動載物台について、実際の測定例を第
3図に示す。横軸はY方向のステージの移動量(μm)
を示し、縦軸はステージの移動によるステージの高さ方
向の変位量(μm)を示している。この例では、100μ
mのステージの移動において、ステージは直線的に移動
し、ステージの沈みこみ量Hも0.05μmと極めて低い値
となっており、第9図に示す従来例の測定結果と比較し
て大幅に改善されていることがわかる。
FIG. 3 shows an actual measurement example of the fine moving table of this embodiment. The horizontal axis is the amount of movement of the stage in the Y direction (μm)
The vertical axis indicates the amount of displacement (μm) of the stage in the height direction due to the movement of the stage. In this example, 100μ
In the movement of the stage m, the stage moves linearly, and the sinking amount H of the stage is also extremely low at 0.05 μm, which is significantly improved as compared with the measurement result of the conventional example shown in FIG. You can see that it is done.

このように、平行板ばねa1,a2を取りつける固定ブロ
ックの板ばね取付け部にスリットを入れることにより弾
性変形部を一体に設けて平行板ばねにかかる張力を緩和
することの効果はいちじるしい。これは固定ブロックと
一体に形成された弾性変形部10,10′,11,11′が、ステ
ージ6を支持している板ばね4,5の弾性変形部4−1,4−
2,5−1,5−2よりも弾性定数が大きくて剛性があり、他
のノイズを発生することなく板ばねの弾性変形部にかか
る張力を緩和するという役割のみを忠実に果しているた
めと考えられる。
As described above, the effect of relieving the tension applied to the parallel leaf springs by providing an elastically deformable portion integrally by forming a slit in the leaf spring mounting portion of the fixed block to which the parallel leaf springs a1 and a2 are attached is remarkable. This is because the elastically deformable portions 10, 10 ', 11, 11' formed integrally with the fixed block form the elastically deformable portions 4-1, 4-1 of the leaf springs 4, 5 supporting the stage 6.
The elastic constant is larger than 2,5-1,5-2 and it is rigid, and it only plays a role of relaxing the tension applied to the elastic deformation part of the leaf spring without generating other noise. Conceivable.

したがって、固定ブロックに形成するスリットの形状
や弾性変形部の形状はこの実施例に限定されることな
く、ステージを支持している平行板ばねにかかる張力を
緩和するように弾性変形するものであればよい。また、
固定ブロックの側に弾性変形部を設けずに、ステージ6
にスリットを入れて平行板ばねa1,a2の取付け部を弾性
的に支持するようにすることもできる。
Therefore, the shape of the slit and the shape of the elastically deformable portion formed in the fixed block are not limited to those of this embodiment, and may be any shape that elastically deforms so as to reduce the tension applied to the parallel leaf spring supporting the stage. I just need. Also,
Without providing an elastic deformation portion on the side of the fixed block, the stage 6
May be provided to elastically support the mounting portions of the parallel leaf springs a1 and a2.

第4図は、この発明における第2実施例を示す平面図
である。第1図の例と同一の部材には同一の符号を付し
て説明を省略する。
FIG. 4 is a plan view showing a second embodiment of the present invention. The same members as those in the example of FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

この第2実施例は、固定ブロック22,23と板ばね取付
け部材24,24′25,25′との間をそれぞれ連結する弾性変
形部材26,26′,27,27′を押え板でネジどめすることに
より外付けとした点のみが第1実施例と異なっている。
この弾性変形部材26,26′,27,27′は、平行板ばねa1,a2
よりも弾性定数の大きな剛性のある板ばねが用いられて
おり、アクチュエータの移動方向に平行な方向に配設さ
れた平行板ばねb1,b2を形成している。
In this second embodiment, elastic deformation members 26, 26 ', 27, 27' for connecting between the fixed blocks 22, 23 and the leaf spring mounting members 24, 24 '25, 25' are screwed together with a holding plate. The difference from the first embodiment lies only in the external connection.
The elastically deformable members 26, 26 ', 27, 27' are parallel plate springs a1, a2.
A rigid leaf spring having a larger elastic constant than that is used to form parallel leaf springs b1 and b2 arranged in a direction parallel to the moving direction of the actuator.

第5図は、この発明の第3実施例を示す平面図であ
る。これまでの例と同一の部材には同一の符号を付して
説明を省略する。
FIG. 5 is a plan view showing a third embodiment of the present invention. The same members as those in the previous examples are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

この例は、第2実施例の変形例であるが基本的にはほ
ぼ同一の構造をなしている。
This example is a modification of the second embodiment, but has basically the same structure.

基台1上に設けられた固定ブロック28,29の側面にそ
れぞれ板ばね30,31の中央部分を取付けて板ばねの両端
を外方に延在させ、この板ばね30,31の端部にそれぞれ
板ばね取付け部材32,32′,33,33′が取付けられてい
る。そしてステージ6の端面に中央部を取付けられた板
ばね4,5の外方に延在する端部がそれぞれ対応する板ば
ね取付け部材32,32′,33,33′に1:1に取付けられてい
る。
The center portions of the leaf springs 30 and 31 are attached to the side surfaces of the fixed blocks 28 and 29 provided on the base 1, respectively, and both ends of the leaf springs are extended outward. Leaf spring mounting members 32, 32 ', 33, 33' are mounted respectively. The ends of the leaf springs 4 and 5 whose center portions are attached to the end surfaces of the stage 6 are attached to the corresponding leaf spring attachment members 32, 32 ', 33 and 33' at a ratio of 1: 1. ing.

なお板ばね30,31は、板ばね4,5よりも弾性係数が大き
く、したがって剛性のあるものが用いられる。
The leaf springs 30 and 31 have a higher elastic coefficient than the leaf springs 4 and 5, and therefore have rigidity.

これによりステージ6は、ステージの移動方向に平行
に引いた仮想の中心線に対して左右対象に設けられた4
個の弾性支持部材、たとえばそのうちの1個は板ばね4
の弾性変形部4−1と板ばね30の弾性変形部30−1とを
板ばね取付け部材32で連結してなるもの、により支持さ
れていることになる。
Thereby, the stage 6 is provided symmetrically with respect to the virtual center line drawn in parallel with the moving direction of the stage.
Elastic supports, one of which is a leaf spring 4
The elastically deformable portion 4-1 and the elastically deformable portion 30-1 of the leaf spring 30 are supported by a leaf spring attachment member 32.

また、別の表現をすれば、ステージ6の移動方向に直
交する方向に配設された2組の平行板ばねa1,a2と、ス
テージ6の移動方向に平行な方向に配設された2組の平
行板ばねb1,b2とにより、ステージ6が基台1に対して
弾性的に支持されている。
In other words, two sets of parallel leaf springs a1 and a2 arranged in a direction orthogonal to the direction of movement of the stage 6 and two sets of parallel leaf springs arranged in a direction parallel to the direction of movement of the stage 6 The stage 6 is elastically supported by the base 1 by the parallel plate springs b1 and b2.

いま、図示されていないアクチュエータを作動させる
ことによりステージ6がY方向に移動すると、これに直
交する方向に配設された板ばね4,5の弾性変形部4−1,4
−2,5−1,5−2に曲げ弾性変形が生じるとともに張力が
発生する。この張力により、ステージの移動方向に平行
な方向に配設された板ばね30,31の弾性変形部30−1,31
−1,30−2,31−2に曲げ弾性変形が生じて板ばね取付部
材32,32′,33,33′をそれぞれ内側に移動させる。
Now, when the stage 6 moves in the Y direction by operating an actuator (not shown), the elastic deformation portions 4-1 and 4 of the leaf springs 4 and 5 disposed in a direction perpendicular to the Y direction.
Bending elastic deformation occurs at -2,5-1,5-2, and tension is generated. This tension causes the elastically deforming portions 30-1, 31 of the leaf springs 30, 31, which are arranged in a direction parallel to the moving direction of the stage.
Bend elastic deformation occurs in -1,30-2,31-2, and the leaf spring mounting members 32,32 ', 33,33' are respectively moved inward.

したがって、板ばね4,5の弾性変形部に生じる張力が
過大になることがなく、ステージ6の高精度な移動が安
定に維持され、この可動範囲が拡大される。
Therefore, the tension generated in the elastically deformed portions of the leaf springs 4 and 5 does not become excessive, the highly accurate movement of the stage 6 is stably maintained, and the movable range is expanded.

第6図は、この発明の第4実施例を示す平面図であ
る。
FIG. 6 is a plan view showing a fourth embodiment of the present invention.

この例は、これまでの実施例とは反対に、ステージ33
の移動方向に平行な方向に配設された平行板ばねb1,b2
によってステージ34と板ばね取付け部材35,35′,36,3
6′との間を連結し、ステージの移動方向に直交する方
向に配設された平行板ばねa1,a2によって基台1上に設
けられた固定ブロック37,38と板ばね取付け部材35,3
5′,36,36′との間を連結しているものである。
This example, contrary to the previous examples,
Leaf springs b1, b2 arranged in a direction parallel to the direction of movement of
Stage 34 and leaf spring mounting members 35, 35 ', 36, 3
6 'and fixed blocks 37, 38 provided on the base 1 by means of parallel leaf springs a1, a2 arranged in a direction perpendicular to the moving direction of the stage, and leaf spring mounting members 35, 3
5 ', 36, 36'.

この例においても、平行板ばねb1,b2は平行板ばねa1,
a2よりも弾性係数の大きい剛性のあるものが用いられ
る。
Also in this example, the parallel leaf springs b1 and b2 are
A rigid material having a larger elastic coefficient than a2 is used.

この実施例の動作は次のようになる。 The operation of this embodiment is as follows.

ステージ34がY方向に移動すると、平行板ばねb1,b2
を介して板ばね取付け部材35,35′,36,36′がY方向に
移動させられるから、平行板ばねa1,a2には曲げ弾性変
形が生ずるとともに張力が発生する。この張力により、
平行板ばねb1,b2に曲げ弾性変形が生じて、板ばね取付
け部材をそれぞれ外方に変位させるので、板ばねa1,a2
に生ずる張力が過大になることがなく、ステージ34の移
動が高精度に維持される。
When the stage 34 moves in the Y direction, the parallel leaf springs b1, b2
Then, the leaf spring mounting members 35, 35 ', 36, 36' are moved in the Y direction, so that the parallel leaf springs a1, a2 undergo bending elastic deformation and generate tension. Due to this tension,
Bending elastic deformation occurs in the parallel leaf springs b1 and b2, displacing the leaf spring mounting members outward, respectively.
The tension of the stage 34 does not become excessive, and the movement of the stage 34 is maintained with high accuracy.

したがってこの例は、第5図を示された微動載物台に
おいてステージをX方向に移動させた時の構成,作用と
ほぼ同様の構成,作用をなすものということができる。
Therefore, this example can be said to have substantially the same configuration and operation as the configuration and operation when the stage is moved in the X direction on the fine moving stage shown in FIG.

この発明は、これまでに示した実施例に限定されるも
のではなく、多くの変形,変更を含むものである。
The present invention is not limited to the embodiments described above, but includes many modifications and changes.

たとえば、ステージの支持構造はステージの移動方向
に平行かつ基台に対して垂直な仮想の移動方向に対して
左右対称な構造,装置であれば(移動方向に直交する方
向すなわちX方向の分力は互いに相殺されるので)、平
行板ばねa1,a2,b1,b2はそれぞれ厳格に移動方向に直
交,平行でなくてもよく、またそれぞれにおける平行度
や弾性変形部の長さにちがいがあってもよい。
For example, if the supporting structure of the stage has a structure which is symmetrical with respect to an imaginary moving direction parallel to the moving direction of the stage and perpendicular to the base, if it is an apparatus (a component perpendicular to the moving direction, that is, a component force in the X direction) Are offset each other), the parallel leaf springs a1, a2, b1, and b2 do not have to be strictly orthogonal or parallel to the moving direction, and the parallelism and the length of the elastically deformed portion in each differ. You may.

また第3,第4実施例において平行板ばねa1,a2の端部
と平行板ばねb1,b2の端部とを板ばね取付け部材を介さ
ずに直接連結した一体の板ばねで構成することもでき
る。
Further, in the third and fourth embodiments, the ends of the parallel leaf springs a1 and a2 and the ends of the parallel leaf springs b1 and b2 may be constituted by an integral leaf spring directly connected without interposing a leaf spring mounting member. it can.

更にまたステージをY方向に付勢する主アクチュエー
タの他にX方向に付勢するアクチュエータを設ければ、
X方向については広い可動範囲は得られないがX,Y可動
ステージとすることができる。
Furthermore, if an actuator for urging in the X direction is provided in addition to the main actuator for urging the stage in the Y direction,
Although a wide movable range cannot be obtained in the X direction, an X, Y movable stage can be used.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

この発明によれば、ステージの高精度な移動が可能と
なり、また、可動範囲のより広い微動載物台を提供する
ことができる。
According to the present invention, it is possible to move the stage with high accuracy, and it is possible to provide a finely movable stage having a wider movable range.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図,第2図はこの発明の微動載物台の第1実施例を
示す平面図と正面図,第3図は第1実施例におけるステ
ージの移動精度を示すグラフ、第4図はこの発明の微動
載物台の第2実施例を示す平面図,第5図はこの発明の
微動載物台の第3実施例を示す平面図,第6図はこの発
明の第4実施例を示す平面図,第7図,第8図は従来の
微動載物台を示す平面図と正面図,第9図はこの従来例
におけるステージの移動精度を示すグラフである。 1……基台 6,34……ステージ 7……アクチュエータ a1,a2,b1,b2……平行板ばね 4−1,4−2,5−1,5−2,10,10′,11,11′,30−1,30−2,3
1−1,31−2……弾性変形部 26,26′,27,27′……弾性変形部材 8,8′,9,9′……スリット 12,12′,13,13′……板ばね取付け部 24,24′,25,25′,32,32′,33,33′,35,35′,36,36′…
…板ばね取付け部材
1 and 2 are a plan view and a front view, respectively, showing a first embodiment of a finely-moving stage according to the present invention, FIG. 3 is a graph showing the movement accuracy of the stage in the first embodiment, and FIG. FIG. 5 is a plan view showing a second embodiment of the fine moving table of the present invention, FIG. 5 is a plan view showing a third embodiment of the fine moving table of the present invention, and FIG. 6 is a fourth embodiment of the present invention. FIGS. 7 and 8 are a plan view and a front view showing a conventional fine moving stage, and FIG. 9 is a graph showing the movement accuracy of the stage in this conventional example. 1 Base 6 34 Stage 7 Actuator a1, a2, b1, b2 Parallel leaf springs 4-1 4-2-5-1 5-2 -10 10,10 ', 11 11 ', 30-1,30-2,3
1-1,31-2 ... Elastic deformation part 26,26 ', 27,27' ... Elastic deformation member 8,8 ', 9,9' ... Slit 12,12 ', 13,13' ... Plate Spring mounting parts 24,24 ', 25,25', 32,32 ', 33,33', 35,35 ', 36,36' ...
… Leaf spring mounting member

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】基台と、 前記基台に対して移動可能に設けられたステージと、 前記基台に固定され、前記ステージに移動力を与えるご
とく設けられたアクチュエータと、 少なくともステージの移動方向を含む方向に弾性変形す
る第1の弾性部材と、 少なくとも前記ステージの移動方向に垂直な方向を含む
方向に弾性変形する第2の弾性部材とを備えた微動載物
台において、 前記ステージは、前記第1の弾性部材を介して前記第2
の弾性部材に支持固定され、また、前記第2の弾性部材
は前記ステージの移動方向に平行に引いた仮想の中心線
の左右に設けられた4カ所の弾性変形部を含み、この弾
性変形部は前記第2の弾性変形部材に切込みを入れるこ
とで形成されていることを特徴とする微動載物台。
1. A base, a stage movably provided with respect to the base, an actuator fixed to the base and provided to apply a moving force to the stage, and at least a moving direction of the stage. A first elastic member elastically deformed in a direction including: and a second elastic member elastically deformed in a direction including at least a direction perpendicular to the direction of movement of the stage. The second elastic member via the first elastic member;
The second elastic member includes four elastic deformation portions provided on the left and right of a virtual center line drawn in parallel with the movement direction of the stage. Is formed by making a cut in said second elastically deformable member.
【請求項2】基台と、 前記基台に対して移動可能に設けられたステージと、 前記基台に固定され、前記ステージに移動力を与えるご
とく設けられたアクチュエータと、 少なくともステージの移動方向を含む方向に弾性変形す
る第1の弾性部材と、 少なくとも前記ステージの移動方向に垂直な方向を含む
方向に弾性変形する第2の弾性部材とを備えた微動載物
台において、 前記ステージは、前記第1の弾性部材を介して前記第2
の弾性部材に支持固定され、また、前記第2の弾性部材
は前記ステージの移動方向に平行に引いた仮想の中心線
の左右に設けられた4カ所の弾性変形部を含み、この弾
性変形部は、前記第1の弾性部材を支持する支持手段
と、前記基台に固定された固定部材と、前記支持手段と
前記固定部材とを結合すると共に弾性変形する結合弾性
変形部とから形成されていることを特徴とする微動載物
台。
2. A base, a stage movably provided with respect to the base, an actuator fixed to the base and provided so as to apply a moving force to the stage, and at least a moving direction of the stage. A first elastic member elastically deformed in a direction including: and a second elastic member elastically deformed in a direction including at least a direction perpendicular to the direction of movement of the stage. The second elastic member via the first elastic member;
The second elastic member includes four elastic deformation portions provided on the left and right of a virtual center line drawn in parallel with the movement direction of the stage. Is formed of a supporting means for supporting the first elastic member, a fixing member fixed to the base, and a coupling elastic deformation portion for elastically deforming the supporting means and the fixing member. A micro-moving stage.
【請求項3】前記第1の弾性部材は2組の板ばねである
ことを特徴とする請求項1または2に記載された微動載
物台。
3. The finely movable stage according to claim 1, wherein the first elastic member is two sets of leaf springs.
【請求項4】前記結合弾性変形部は、4ケ所の弾性変形
部にそれぞれ設けられた板ばねであることを特徴とする
請求項2または3に記載された微動載物台。
4. The finely movable stage according to claim 2, wherein said coupling elastically deforming portions are leaf springs provided at four elastically deforming portions, respectively.
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