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JP4236353B2 - Tilt stage - Google Patents
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JP4236353B2 - Tilt stage - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、X線装置、精密測定装置、光学装置等に用いられる任意方向に傾斜可能な傾斜ステージに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、X線装置、精密測定装置、光学装置等に用いられる傾斜ステージは、直交する方向にクロスして設けたアーク面を備えたステージを重畳し、ウォームによりアーク面を有するステージを一方向または直交する方向に回動することにより、ステージを任意方向に傾斜可能になるように構成されている。
【0003】
以下、従来の傾斜ステージについて図面を参照して説明する。
において、41はモータ、42はモータ41のカップリング、43はナット、44はボールベアリング、45はハウジング、46はウォーム、47aはアーク状のウォームホイールを備えた一層目のステージ、47bはアーク状のウォームホイールを備えた二層目のステージ、48は円弧状ガイドレール、49はリテーナ、50はガイドローラ、51はスイベル、52は試料台である。
【0004】
図に示す通り、一層目のステージ47a上にはスイベル51が重畳され、スイベル上にはステージ47aと直交するアーク面を備えたステージ47bが重畳されるように構成されている。
【0005】
このように構成された傾斜ステージにおいて、モータ41を駆動すると、ウォーム46が回転し、ウォーム46と噛合するステージ47aのウォームホイールが回動し、ステージ47aは円弧状ガイドレールに沿って回動し、一層目のステージは傾斜する。図示されていないモータを駆動すると、二層目のステージも一層目のステージと同じ動きで傾斜する。直交する2軸を調整することにより、傾斜ステージは所定の傾斜角度に位置決めされる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来の傾斜ステージにおいては、図4に示すように、ステージを横置きで設置し、面内回転する時には、ステージ47a、47bの自重及び試料台52の自重がステージにモーメントWとして働き、重畳されたステージ47a、47b間の円弧摺動部には、重力の影響により、ガタや撓みが生じ、傾斜精度を維持する障害となっていた。また、ステージに所定の円弧径のアークを重畳して設けることが必要なため、円弧の中心とステージ下面までに所定の長さが必要となり、そのためステージ全体が大きくなり、さらに、ウォームギヤーとウォームホイールにバックラッシュが生じ、傾斜ステージの精度を維持する障害となっていた。また、円弧状に加工するステージ(ウォームホイール)やガイドレールは施盤加工でリング状に削り、ステージには更に歯切り加工し、これを切断してその1部分を使用するのでどうしても製造コストが高くなるという難点があった。また、切断することにより変形して円弧径が変化してしまうことも問題であった。
【0007】
本発明は上記した課題を解決し、従来の傾斜ステージに比して小型で、かつステージを横置きで設置して面内回転する時に、ステージの面振れが限りなく小さく、かつ、部品形状の簡素化により製造コストが従来の半分程度の傾斜ステージを提供するものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するため、傾斜ステージにおいて、モータの回転により押動される移動ステージと、一端が移動ステージに係着され、他端に球面体を固設した傾斜軸と、球面体が摺動する球面座を設けたステージベースと、傾斜軸端部に球面体とともに固設された試料台を備えた構成としたものである。そのため本発明によれば、傾斜ステージの傾斜手段として球面軸受を用いているので、従来の傾斜ステージに比して、ステージの厚みを小さくすることができる。
【0009】
また、ステージが横置きで設置され、面内回転する場合には、従来の傾斜ステージではステージは片持ち支持構造となっているため、ステージ及び試料台の重量がステージにモーメントとして働き、回転時にガタや撓みが生ずるが、本発明は、試料台と移動ステージの中間がステージベースで支持される構成になっているため、従来装置に比べてステージに加わるモーメント力は小さくなり、ガタや撓みの影響をより小さくすることができ、面内回転の軸心に対して限りなく直角に近い角度に調節することが可能となる。さらに、ステージ全体を小型化し、低コストの傾斜ステージを提供することができる。
【0010】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項1に記載の発明は、モータの回転により押動される第1移動ステージと、ばね板を介して一端が第1移動ステージに連結され、他端に球面体と試料台を備えた傾斜軸と、球面体が摺動する球面座と、試料台と第1移動ステージの中間を支持するステージベースと、傾斜軸方向に試料台を移動する試料の上下位置調整機構とを備え、上下位置調整機構によって傾斜ステージの円弧中心と試料表面との位置を調整し、かつ、モータの回転により、第1移動ステージを押動し、傾斜軸を球面座に沿って回転傾斜して、試料台を傾斜させることを特徴とするX線装置用の傾斜ステージであり、ウォームとウォームギヤからなる傾斜手段を直交する方向にクロスして設けたアーク面を備えたステージを重畳した従来の傾斜手段に代えて、傾斜手段として球面軸受を用いたので、従来の傾斜ステージに比して、ステージの厚みを小さくすることができ、ステージを横置きで設置し、面内回転する場合であっても、試料台と移動ステージの中間がステージベースで支持される構成になっているため、ステージの重量によるガタや撓みの発生と、ステージが受けるモーメントを大幅に減少することができ、さらに、試料台を軸心に対して限りなく直角に近い角度で面内回転させることが可能となる作用を有する。
【0011】
請求項2に記載の発明は、第1移動ステージとステージベース間に、モータの回転により第1移動ステージと直交する方向に押動され、傾斜軸を第1移動ステージによる傾斜方向とクロスする方向に傾斜させる第2移動ステージを設け、モータの回転により、第2移動ステージを押動し、傾斜軸を球面座に沿って回転傾斜して、試料台を傾斜させることを特徴とする傾斜ステージであり、請求項1に記載の発明が有する作用に加えて、ステージを任意の方向に傾斜可能とする作用を有する。
【0012】
請求項3に記載の発明は、モータ軸に設けた送りねじと、移動ステージに設けたナットで送り機構を形成し、モータの回転により移動ステージを押動することを特徴とする傾斜ステージであり、請求項1、2に記載の発明が有する作用に加えて、送りねじとナットによる送り機構を用いたので、ウォームギヤを用いた従来装置に比して、ステージ全体を小型化でき、かつ簡単な手段により移動ステージを押動することができる作用を有する。
【0013】
請求項4に記載の発明は、上下位置調整機構は、ステージベースに設けられ、球面体が摺動する球面座を有する球面軸受と、球面軸受に設けられた貫通孔に装着され、傾斜軸方向に試料台の上下位置を調整するボールブッシュガイドと、上下動モータにより回転し、傾斜軸に連結された受け座と係合する偏心カムとを備え、偏心カムの回転を受け座を介して傾斜軸を上下方向に移動することを特徴とする傾斜ステージであり、上下動モータを回転することにより、偏心カムを回転し、偏心カムと係合する受け座を偏心カムのカム面に従って上下方向に移動し、試料軸を上下方向に移動するので、試料のZ(上下)方向の微調整を行うことが可能となる作用を有する。
【0014】
【実施の形態】
以下本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
図において、1は第1移動ステージ用モータ、1aはモータ1の回転軸、2はモータ1により横動される第1移動ステージ、3はモータと第1移動ステージを連結するモータ取付板、4はモータの取付部に取着されたモータ板、5は一端が第1移動ステージ2に係着され、他端に球面軸受の球面体が固設された傾斜軸、6は傾斜軸5の端面と第1移動ステージ2とを連結するばね板、7はばね板6と傾斜軸5を固着する座金、8は第1移動ステージ2と固定ステージ14間に設けられた第2移動ステージ、9は第2移動ステージの端部に設けられ、モータ軸1aの送りねじが噛合するナット、10はクロスローラガイド、11は球面軸受、11aは球面体、11bは球面座で、球面座11bはステージベース19の中央部に設けられ、球面体11aは球面座11bに摺動可能に係合し、両者で球面軸受11を形成している。12は座板、13は傾斜軸端面と座板12間で球面軸受の球面体11aを固定するボルト、14は固定ステージ、15は球面体11aと球面座11bをばね力で接合する引っ張りコイルばね、16はバックラッシュ防止用圧縮ばね、17は座板12上に設けられた試料台、18は試料、19は球面軸受11を支持するステージベースである。
【0015】
また、上記の傾斜ステージにおいて、図1には記載されていないが、固定ステージ14には、第1移動ステージと直交する方向に第2移動ステージを押動するモータが図示のモータ1に対して90°の角度で設けられており、第1移動ステージと同様にモータにより、第1移動ステージと直交する方向に第2移動ステージ8を押動し、傾斜軸5を球面座11bに沿って回転傾斜し、試料台17を傾斜させるように構成されている。なお、モータの取付手段および第2移動ステージ8の押動手段は、第1移動ステージ2の場合と同じであるので説明を省略する。
【0016】
次に、上記装置による動作について説明する。
モータ1を駆動すると、モータ1の回転軸1aは、第2移動ステージ8の端部に設けたナット9に噛合しているので、ナット9は前後に移動する。モータ1が移動すると、モータ1とモータ取付板3を介して一体的に固設された第1移動ステージ2が同一方向に移動する。第1移動ステージ2が移動するときには第2移動ステージ8も一体に移動する。第1移動ステージ2が移動すると、ばね板6を介して傾斜軸5の端部もモータ1の移動方向と同方向に移動し、傾斜軸5の他端面に固設された球面体11aは球面座11bに沿って回動し、球面体11aと一体的に設けられた座板12、試料台17を一定角度傾斜させるものである。
【0017】
また、第1移動ステージ2による傾斜と直交する方向に試料台17を傾斜させる場合には、固定ステージ14に、第1移動ステージ2と直交する方向に第2移動ステージ8を押動するモータが設けられているので、該モータを駆動することにより、第1移動ステージ2と同様の動作により、第1移動ステージ2と直交する方向に第2移動ステージ8を押動し、傾斜軸5を球面座11bに沿って回転傾斜し、試料台17を第1移動ステージ2による傾斜方向に対して交叉する方向に傾斜することができ、上記した構成を備えた試料位置調整機構により、試料表面とX線の光軸を一致させることができる。
【0018】
上記実施の形態においては、試料台17と移動ステージ2、8間には、球面体11a、球面座11bで形成される球面軸受11が設けられ、これらはステージベース19で支持されているため、ステージが横置きで設置され、面内回転する場合には、ステージ2、8、14や試料台17の自重によりステージに作用するモーメントW(図2参照)は従来装置に比して小さくなり、ステージの回転時に生ずるガタや撓みを少くすることができ、試料台17を面内回転機構の軸心に対して限りなく直角に近い角度に調節することが可能となる。さらに、ステージ全体を小型化し、低コストの傾斜ステージを提供することができる。
【0019】
【実施の形態2】
実施の形態2は実施の形態1に示す傾斜ステージに上下方向の位置調整機構を設けたことを特徴とするものである。
【0020】
以下本発明の実施の形態2について、図面を参照して説明する。
において、19aはステージベース、20は試料台、21aは球面体、21bは球面座、22は試料軸、23は球面軸受の貫通孔周面に設けられたボールブッシュガイド、24は貫通孔、25は板ばね、26は支柱、27は試料軸22に固設された円筒状の受け座、28はZ上下モータ、29はカップリング、30は受け座27と係合する偏心カムで、回転軸30aに偏心軸30bを設けて、これにベアリング30cを装着したものである。31は継ぎ軸、32はφ回転モータ、33はモータ回り止め用板ばね、34は傾斜ステージ全体を一方に押圧して傾斜するRxアークモータである。
【0021】
試料軸22は上端を試料台20に取着され、下端は、継ぎ軸31を介してφ回転モータ32に連結されている。ボールブッシュガイド23は球面軸受の貫通孔24内面に装着され、試料軸22を回転可能に、かつ上下方向に移動可能にガイドする。試料軸22はボールブッシュガイド23から下方に突出する突出部に円筒状の受け座27を備え、受け座27は上下モータ28の回転軸端部に設けた偏心カム30と係合し、偏心カム30により試料軸22を上下方向にガイドする。
【0022】
このように、本実施の形態においては、ボールブッシュガイド23を球面軸受に設けた貫通孔24に装着し、ボールブッシュガイド23に試料軸22を挿入し、ボールブッシュガイド23からの突出部にZ上下モータ28により回転する偏心カム30と係合する円筒状の受け座27を取着し、受け座27をZ上下モータ28により回転する偏心カム30と係合するように構成したので、上下動モータ28を回転することにより、偏心カム30を回転し、偏心カム30と係合する受け座27を偏心カム30のカム面に従って上下方向に移動し、試料軸22を上下方向に移動するので、試料の上下方向の微調整を行うことが可能となる。
【0023】
このように、本実施の形態によれば、傾斜ステージと試料との間に試料の上下位置調整機構を設けたので、傾斜ステージの円弧中心と試料表面の位置調整が可能となり、薄膜測定など試料の位置精度を必要とする場合であっても、試料位置の誤差を生せず、試料測定を行うことが可能となる。
【0024】
【発明の効果】
以上説明した通り本発明の傾斜ステージは、モータの回転により押動される直動移動ステージと、一端が移動ステージに係着され、他端に球面体を固設した傾斜軸と、球面体が摺動する球面座を設けたステージベースと、傾斜軸端部に球面体とともに固設された試料台を備えた構成としたので、従来の傾斜ステージに比して、ステージの厚みを小さくすることができる。また、ステージを横置きに設置し、面内回転する場合であっては、従来の装置においては、ステージは片持ち支持機構であるため、ステージ及び試料台の重量がステージにモーメントとして働き、回転時にガタや撓みが生ずるが、本発明は従来の傾斜ステージと異なり、試料台と移動ステージの中間がステージベースで支持されているため、ステージに加わるモーメント力は小さくなり、ガタや撓みの影響を少くすることができ、面内回転の軸心に対して限りなく直角に近い角度に調節することが可能となる。
【0025】
さらに、傾斜ステージと試料との間に試料の上下位置調整機構を設けたので、傾斜ステージの円弧中心と試料表面の位置調整が可能となり、薄膜測定など試料の位置精度を必要とする場合であっても、試料位置の誤差を生ぜず、試料を正確に測定できる傾斜ステージを提供することができる。
【0026】
これらの作用により、試料の斜斜、面内回転、上下移動が簡単な構造で実現できるので、小型で低コストの傾斜ステージを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の傾斜ステージを示す断面図である。
【図2】本発明の傾斜ステージを横置きに設置した状態を示す断面図である。
【図3】本発明の他の実施の形態の傾斜ステージを示す断面図である。
【図4】従来の傾斜ステージを示す断面図である。
【図5】従来の傾斜ステージを横置きに設置した状態を示す断面図である。
【符号の説明】
1 第1移動ステージ用モータ
1a モータ軸
1b 第2移動ステージ用モータ
2 第1移動ステージ
3 モータ取付板
4 モータ板
5 傾斜軸
6 ばね板
7 座金
8 第2移動ステージ
9 ナット
10 クロスローラガイド
11 球面軸受
11a 球面体
11b 球面座
12 座板
13 ボルト
14 固定ステージ
15 引っ張りコイルばね
16 圧縮ばね
17 試料台
18 試料
19 ステージベース
19a ステージベース
20 試料台
21a 球面体
21b 球面座
22 試料軸
23 ボールブッシュガイド
24 貫通孔
25 板ばね
26 支柱
27 受け座
28 Z上下動モータ
29 カップリング
30 偏心カム
30a 回転軸
30b 偏心軸
30c ベアリング
31 継ぎ軸
32 φ回転モータ
33 モータ回り止め用板ばね
34 Rxアークモータ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a tilt stage that can be tilted in an arbitrary direction used in an X-ray apparatus, a precision measuring apparatus, an optical apparatus, and the like.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, an inclined stage used in an X-ray apparatus, a precision measuring apparatus, an optical apparatus, or the like superimposes a stage having an arc surface crossed in an orthogonal direction, and the stage having the arc surface is arranged in one direction by a worm. By rotating in the orthogonal direction, the stage can be tilted in an arbitrary direction.
[0003]
Hereinafter, a conventional tilt stage will be described with reference to the drawings.
In FIG. 4 , 41 is a motor, 42 is a coupling of the motor 41 , 43 is a nut, 44 is a ball bearing, 45 is a housing, 46 is a worm, 47a is a first stage having an arc-shaped worm wheel, 47b is A second layer stage having an arc-shaped worm wheel, 48 is an arc guide rail, 49 is a retainer, 50 is a guide roller, 51 is a swivel, and 52 is a sample stage.
[0004]
As shown in the figure, the swivel 51 is superposed on the first stage 47a, and the stage 47b having an arc surface orthogonal to the stage 47a is superposed on the swivel.
[0005]
In the tilt stage configured as described above, when the motor 41 is driven, the worm 46 rotates, the worm wheel of the stage 47a meshing with the worm 46 rotates, and the stage 47a rotates along the arcuate guide rail. The first stage is inclined. When a motor (not shown) is driven, the second stage tilts with the same movement as the first stage. By adjusting two orthogonal axes, the tilt stage is positioned at a predetermined tilt angle.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In the above-described conventional tilt stage, as shown in FIG. 4, when the stage is placed horizontally and rotated in the plane, the weight of the stages 47 a and 47 b and the weight of the sample stage 52 act as a moment W on the stage, The circular arc sliding portion between the superimposed stages 47a and 47b has a backlash or a deflection due to the influence of gravity, which is an obstacle to maintaining the tilt accuracy. Further, since it is necessary to superimpose an arc having a predetermined arc diameter on the stage, a predetermined length is required from the center of the arc to the lower surface of the stage, which increases the size of the entire stage, and further, the worm gear and the worm. A backlash occurred on the wheel, which was an obstacle to maintaining the accuracy of the tilt stage. In addition, the stage (worm wheel) and guide rail that are processed into an arc shape are cut into a ring shape by lathe processing, further gear cutting is performed on the stage, and this part is cut and used, so the manufacturing cost is inevitably high. There was a difficulty of becoming. Another problem is that the arc diameter changes due to deformation by cutting.
[0007]
The present invention solves the above-mentioned problems, is smaller than a conventional tilt stage, and when the stage is placed horizontally and rotated in the plane, the stage runout of the stage is extremely small, and the part shape is This simplification provides an inclined stage whose manufacturing cost is about half that of the conventional one.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, the present invention provides a tilting stage, a moving stage that is pushed by the rotation of a motor, a tilting shaft having one end engaged with the moving stage and a spherical body fixed to the other end, and a spherical body. Is provided with a stage base provided with a spherical seat on which the slider slides, and a sample stage fixed together with the spherical body at the end of the inclined shaft. Therefore, according to the present invention, since the spherical bearing is used as the tilting means of the tilt stage, the thickness of the stage can be reduced as compared with the conventional tilt stage.
[0009]
In addition, when the stage is installed horizontally and rotates in the plane, the conventional tilt stage has a cantilevered support structure, so the weight of the stage and sample stage acts as a moment on the stage, and during rotation In the present invention, since the intermediate stage between the sample stage and the moving stage is supported by the stage base, the moment force applied to the stage is smaller than that of the conventional apparatus, and there is no backlash or deflection. The influence can be further reduced, and the angle can be adjusted to an angle close to a right angle as much as possible with respect to the axis of in-plane rotation. Furthermore, the entire stage can be downsized, and a low-cost tilt stage can be provided.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
According to the first aspect of the present invention, a first moving stage pushed by rotation of a motor, one end is connected to the first moving stage via a spring plate , and a spherical body and a sample stage are connected to the other end. A tilt base provided; a spherical seat on which the spherical body slides; a stage base that supports the middle of the sample stage and the first moving stage; and a sample vertical position adjustment mechanism that moves the sample stage in the direction of the tilt axis. The vertical position adjustment mechanism adjusts the position of the arc center of the tilt stage and the sample surface, and the rotation of the motor pushes the first moving stage to rotate and tilt the tilt axis along the spherical seat. An inclining stage for an X-ray apparatus characterized by inclining a sample stage, and a conventional inclining means in which a stage having an arc surface provided by crossing inclining means composed of a worm and a worm gear in an orthogonal direction is superimposed. Instead of Since spherical bearings are used as the tilting means, the thickness of the stage can be reduced compared to conventional tilting stages, and even when the stage is placed horizontally and rotated in-plane, Since the middle of the moving stage is supported by the stage base, play and deflection due to the weight of the stage and the moment received by the stage can be greatly reduced. On the other hand, it has an effect of enabling in-plane rotation at an angle close to a right angle.
[0011]
According to a second aspect of the present invention, the motor is rotated in a direction orthogonal to the first moving stage between the first moving stage and the stage base, and the tilt axis crosses the tilt direction of the first moving stage. A tilt stage characterized in that a sample stage is tilted by providing a second move stage to be tilted, pushing the second move stage by rotation of the motor, and tilting the tilt axis along the spherical seat. In addition to the function of the first aspect of the present invention, the stage can be tilted in any direction.
[0012]
The invention according to claim 3 is an inclined stage characterized in that a feed mechanism is formed by a feed screw provided on the motor shaft and a nut provided on the moving stage, and the moving stage is pushed by rotation of the motor. In addition to the effects of the inventions of claims 1 and 2, since a feed mechanism using a feed screw and a nut is used, the entire stage can be reduced in size and simplified compared to a conventional device using a worm gear. The moving stage can be pushed by the means.
[0013]
According to a fourth aspect of the present invention, the vertical position adjusting mechanism is mounted on a spherical bearing having a spherical seat on which a spherical body slides provided on the stage base, and a through hole provided in the spherical bearing. Are provided with a ball bushing guide for adjusting the vertical position of the sample stage and an eccentric cam that is rotated by a vertical movement motor and is engaged with a receiving seat connected to an inclined shaft, and is tilted through the seat by receiving the rotation of the eccentric cam. The tilt stage is characterized in that the shaft is moved in the vertical direction. By rotating the vertical movement motor, the eccentric cam rotates, and the receiving seat engaged with the eccentric cam moves in the vertical direction according to the cam surface of the eccentric cam. move, since to move the sample axis in the vertical direction, that have a function of making it possible to perform the Z (vertical) direction fine adjustment of the sample.
[0014]
Embodiment
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
In the figure, 1 is a motor for a first moving stage, 1a is a rotating shaft of the motor 1, 2 is a first moving stage moved laterally by the motor 1, 3 is a motor mounting plate for connecting the motor and the first moving stage, 4 Is a motor plate attached to a motor mounting portion, 5 is an inclined shaft having one end engaged with the first moving stage 2 and a spherical body of a spherical bearing fixed to the other end, and 6 is an end surface of the inclined shaft 5 And the first moving stage 2, 7 is a washer for fixing the spring plate 6 and the inclined shaft 5, 8 is a second moving stage provided between the first moving stage 2 and the fixed stage 14, and 9 is A nut provided at the end of the second moving stage and meshing with a feed screw of the motor shaft 1a, 10 is a cross roller guide, 11 is a spherical bearing, 11a is a spherical body, 11b is a spherical seat, and the spherical seat 11b is a stage base. 19 at the center of the spherical body 1a is slidably engaged with the spherical seat 11b, to form a spherical bearing 11 in both. 12 is a seat plate, 13 is a bolt for fixing the spherical body 11a of the spherical bearing between the inclined shaft end surface and the seat plate 12, 14 is a fixed stage, and 15 is a tension coil spring for joining the spherical body 11a and the spherical seat 11b with spring force. , 16 is a compression spring for preventing backlash, 17 is a sample table provided on the seat plate 12, 18 is a sample, and 19 is a stage base for supporting the spherical bearing 11.
[0015]
In the tilt stage, although not shown in FIG. 1, a motor that pushes the second moving stage in a direction orthogonal to the first moving stage is provided on the fixed stage 14 with respect to the illustrated motor 1. It is provided at an angle of 90 °, and the second moving stage 8 is pushed in the direction orthogonal to the first moving stage by the motor in the same manner as the first moving stage, and the inclined shaft 5 is rotated along the spherical seat 11b. It inclines and it is comprised so that the sample stand 17 may be inclined. The motor mounting means and the pushing means for the second moving stage 8 are the same as in the case of the first moving stage 2 and will not be described.
[0016]
Next, the operation of the above apparatus will be described.
When the motor 1 is driven, the rotating shaft 1a of the motor 1 meshes with the nut 9 provided at the end of the second moving stage 8, so that the nut 9 moves back and forth. When the motor 1 moves, the first moving stage 2 integrally fixed via the motor 1 and the motor mounting plate 3 moves in the same direction. When the first moving stage 2 moves, the second moving stage 8 also moves together. When the first moving stage 2 moves, the end portion of the inclined shaft 5 also moves in the same direction as the moving direction of the motor 1 via the spring plate 6, and the spherical body 11a fixed to the other end surface of the inclined shaft 5 has a spherical surface. It rotates along the seat 11b, and the seat plate 12 and the sample stage 17 provided integrally with the spherical body 11a are inclined at a certain angle.
[0017]
Further, when the sample stage 17 is inclined in a direction orthogonal to the inclination by the first moving stage 2, a motor that pushes the second moving stage 8 in the direction orthogonal to the first moving stage 2 is provided on the fixed stage 14. Therefore, by driving the motor, the second moving stage 8 is pushed in the direction orthogonal to the first moving stage 2 by the same operation as the first moving stage 2, and the inclined shaft 5 is moved to the spherical surface. The sample stage 17 can be tilted in rotation along the seat 11b, and can be tilted in a direction crossing the tilt direction by the first moving stage 2. The sample position adjusting mechanism having the above-described configuration allows the sample surface and X to be tilted. The optical axes of the lines can be matched.
[0018]
In the above embodiment, the spherical bearing 11 formed of the spherical body 11a and the spherical seat 11b is provided between the sample stage 17 and the movable stages 2 and 8, and these are supported by the stage base 19, When the stage is installed horizontally and rotates in-plane, the moment W (see FIG. 2) acting on the stage due to the weight of the stages 2, 8, 14 and the sample stage 17 is smaller than that of the conventional apparatus, It is possible to reduce the play and the bending that occur during the rotation of the stage, and it is possible to adjust the sample stage 17 to an angle that is as close to a right angle as possible with respect to the axis of the in-plane rotation mechanism. Furthermore, the entire stage can be downsized, and a low-cost tilt stage can be provided.
[0019]
Embodiment 2
The second embodiment is characterized in that a vertical position adjustment mechanism is provided on the tilt stage shown in the first embodiment.
[0020]
Embodiment 2 of the present invention will be described below with reference to the drawings.
In FIG. 3 , 19a is a stage base, 20 is a sample stage, 21a is a spherical body, 21b is a spherical seat, 22 is a sample shaft, 23 is a ball bush guide provided on the peripheral surface of the through hole of the spherical bearing, and 24 is a through hole. , 25 is a leaf spring, 26 is a support, 27 is a cylindrical receiving seat fixed to the sample shaft 22, 28 is a Z vertical motor, 29 is a coupling, 30 is an eccentric cam that engages with the receiving seat 27, An eccentric shaft 30b is provided on the rotary shaft 30a, and a bearing 30c is attached thereto. Reference numeral 31 denotes a joint shaft, 32 denotes a φ rotation motor, 33 denotes a leaf spring for preventing rotation of the motor, and 34 denotes an Rx arc motor that tilts by pressing the entire tilt stage in one direction.
[0021]
The upper end of the sample shaft 22 is attached to the sample stage 20, and the lower end is connected to a φ rotation motor 32 via a joint shaft 31. The ball bush guide 23 is mounted on the inner surface of the through hole 24 of the spherical bearing, and guides the sample shaft 22 to be rotatable and movable in the vertical direction. The sample shaft 22 is provided with a cylindrical receiving seat 27 at a protruding portion that protrudes downward from the ball bush guide 23, and the receiving seat 27 engages with an eccentric cam 30 provided at the end of the rotary shaft of the vertical motor 28. 30 guides the sample shaft 22 in the vertical direction.
[0022]
As described above, in the present embodiment, the ball bush guide 23 is mounted in the through hole 24 provided in the spherical bearing, the sample shaft 22 is inserted into the ball bush guide 23, and the protrusion from the ball bush guide 23 is Z A cylindrical receiving seat 27 that is engaged with an eccentric cam 30 that is rotated by a vertical motor 28 is attached, and the receiving seat 27 is configured to be engaged with an eccentric cam 30 that is rotated by a Z vertical motor 28. By rotating the motor 28, the eccentric cam 30 is rotated, the receiving seat 27 engaged with the eccentric cam 30 is moved in the vertical direction according to the cam surface of the eccentric cam 30, and the sample shaft 22 is moved in the vertical direction. It becomes possible to finely adjust the sample in the vertical direction.
[0023]
As described above, according to the present embodiment, since the vertical position adjustment mechanism for the sample is provided between the tilt stage and the sample, the position of the arc center of the tilt stage and the sample surface can be adjusted, and the sample such as thin film measurement can be adjusted. Even when the positional accuracy is required, sample measurement can be performed without causing an error in the sample position.
[0024]
【The invention's effect】
As described above, the tilt stage of the present invention includes a linear motion stage that is pushed by the rotation of a motor, a tilt shaft that has one end engaged with the move stage and a spherical body fixed to the other end, and a spherical body. Since the stage base with a sliding spherical seat and the sample base fixed with the spherical body at the end of the tilt shaft are provided, the thickness of the stage can be reduced compared to the conventional tilt stage. Can do. In addition, when the stage is installed horizontally and rotated in the plane, in the conventional apparatus, since the stage is a cantilever support mechanism, the weight of the stage and the sample stage acts as a moment on the stage and rotates. In the present invention, unlike the conventional tilt stage, since the middle of the sample stage and the moving stage is supported by the stage base, the moment force applied to the stage is reduced, and the influence of the play and the deflection is generated. The number can be reduced, and the angle can be adjusted to an angle as close to a right angle as possible with respect to the axis of in-plane rotation.
[0025]
In addition, since the sample vertical position adjustment mechanism is provided between the tilt stage and the sample, it is possible to adjust the position of the arc center of the tilt stage and the sample surface, which requires sample position accuracy such as thin film measurement. However, it is possible to provide a tilt stage that can accurately measure the sample without causing an error in the sample position.
[0026]
By these actions, the tilting, in-plane rotation, and vertical movement of the sample can be realized with a simple structure, so that a small and low-cost tilting stage can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a tilt stage of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state in which the tilt stage of the present invention is installed horizontally.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a tilt stage according to another embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a conventional tilt stage.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a state in which a conventional tilt stage is installed horizontally.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st moving stage motor 1a Motor shaft 1b 2nd moving stage motor 2 1st moving stage 3 Motor mounting plate 4 Motor plate 5 Inclined shaft 6 Spring plate 7 Washer 8 Second moving stage 9 Nut 10 Cross roller guide 11 Spherical surface Bearing 11a Spherical body 11b Spherical seat 12 Seat plate 13 Bolt 14 Fixed stage 15 Tension coil spring 16 Compression spring 17 Sample base 18 Sample 19 Stage base 19a Stage base 20 Sample base 21a Spherical body 21b Spherical seat 22 Sample shaft 23 Ball bushing guide 24 Through hole 25 Leaf spring 26 Post 27 Receiving seat 28 Z vertical movement motor 29 Coupling 30 Eccentric cam 30a Rotating shaft 30b Eccentric shaft 30c Bearing 31 Joint shaft 32 φ Rotating motor 33 Motor rotation preventing leaf spring 34 Rx arc motor

Claims (4)

モータの回転により押動される第1移動ステージと、ばね板を介して一端が第1移動ステージに連結され、他端に球面体と試料台を備えた傾斜軸と、球面体が摺動する球面座と、試料台と第1移動ステージの中間を支持するステージベースと、傾斜軸方向に試料台を移動する試料の上下位置調整機構とを備え、上下位置調整機構によって傾斜ステージの円弧中心と試料表面との位置を調整し、かつ、モータの回転により、第1移動ステージを押動し、傾斜軸を球面座に沿って回転傾斜して、試料台を傾斜させることを特徴とするX線装置用の傾斜ステージ。A first moving stage pushed by the rotation of the motor, one end is connected to the first moving stage via a spring plate , and the other end is connected to a tilting shaft having a spherical body and a sample stage, and the spherical body slides. A spherical base, a stage base that supports the middle of the sample stage and the first moving stage, and a sample vertical position adjusting mechanism that moves the sample stage in the direction of the tilt axis. X-ray characterized in that the position of the sample surface is adjusted and the first moving stage is pushed by rotation of the motor, the tilt axis is rotated and tilted along the spherical seat, and the sample stage is tilted. Inclined stage for equipment. 第1移動ステージとステージベース間に、モータの回転により第1移動ステージと直交する方向に押動され、傾斜軸を第1移動ステージによる傾斜方向と直交する方向に傾斜させる第2移動ステージを備え、モータの回転により、第2移動ステージを押動し、傾斜軸を第1ステージによる傾斜方向に対して直交する方向に球面座に沿って回転傾斜して、試料台を傾斜させることを特徴とする請求項1に記載のX線装置用の傾斜ステージ。  A second moving stage is provided between the first moving stage and the stage base, which is pushed in a direction orthogonal to the first moving stage by rotation of the motor and tilts the tilt axis in a direction orthogonal to the tilting direction by the first moving stage. The second stage is moved by the rotation of the motor, the tilt axis is rotated and tilted along the spherical seat in a direction orthogonal to the tilt direction by the first stage, and the sample stage is tilted. An inclined stage for an X-ray apparatus according to claim 1. モータ軸に設けた送りねじと、移動ステージに設けたナットで送り機構を形成し、モータの回転により移動ステージを押動することを特徴とする請求項1または2記載のX線装置用の傾斜ステージ。  3. An inclination for an X-ray apparatus according to claim 1, wherein a feed mechanism is formed by a feed screw provided on the motor shaft and a nut provided on the moving stage, and the moving stage is pushed by rotation of the motor. stage. 上下位置調整機構は、ステージベースに設けられ、球面体が摺動する球面座を有する球面軸受と、球面軸受に設けられた貫通孔に装着され、傾斜軸方向に試料台の上下位置を調整するボールブッシュガイドと、上下動モータにより回転し、傾斜軸に連結された受け座と係合する偏心カムとを備え、偏心カムの回転を受け座を介して傾斜軸を上下方向に移動することを特徴とする請求項1記載のX線装置用の傾斜ステージ。  The vertical position adjustment mechanism is mounted on a spherical bearing having a spherical seat on which the spherical body slides, and a through hole provided in the spherical bearing, and adjusts the vertical position of the sample stage in the direction of the tilt axis. A ball bushing guide and an eccentric cam that is rotated by a vertical movement motor and engages with a receiving seat connected to the tilting shaft, and the tilting shaft is moved up and down via the seat by receiving the rotation of the eccentric cam. 2. The tilt stage for an X-ray apparatus according to claim 1, wherein the tilt stage is an X-ray apparatus.
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