移動ステージ装置
【課題】駆動部間の調整を不要にして製造コストを抑えるとともに、移動体が延在する方向に小型化が可能な移動ステージ装置を提供する。
【解決手段】台状の移動体２を台厚方向に沿う移動方向Ｈに平行移動させる移動ステージ装置１であって、移動体に対して移動方向に対向する位置に配置された基台部３と、基台部と移動体との間に配置され、移動方向に直交する方向に沿う軸線Ｃ１を中心として、基台部に回動可能に支持されたアーム部４と、軸線に平行な直線上に少なくとも２つ並んでアーム部に設けられ、移動体を前記移動方向に支持する第１の支持部５と、基台部と移動体との間に設けられ、移動体を移動方向のみに移動可能に支持し、かつ第１の支持部が並ぶ直線回りの移動体の回動を規制して支持する第２の支持部６と、基台部と移動体との間に配置され、アーム部に対して、軸線回りのモーメントを発生させる駆動力を作用させる駆動部７とを備える。
【解決手段】台状の移動体２を台厚方向に沿う移動方向Ｈに平行移動させる移動ステージ装置１であって、移動体に対して移動方向に対向する位置に配置された基台部３と、基台部と移動体との間に配置され、移動方向に直交する方向に沿う軸線Ｃ１を中心として、基台部に回動可能に支持されたアーム部４と、軸線に平行な直線上に少なくとも２つ並んでアーム部に設けられ、移動体を前記移動方向に支持する第１の支持部５と、基台部と移動体との間に設けられ、移動体を移動方向のみに移動可能に支持し、かつ第１の支持部が並ぶ直線回りの移動体の回動を規制して支持する第２の支持部６と、基台部と移動体との間に配置され、アーム部に対して、軸線回りのモーメントを発生させる駆動力を作用させる駆動部７とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動ステージ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の移動ステージ装置として、例えば特許文献１に示すような基板を保持する平板状の基板保持部（移動体）の両端部の側面において、各側面の両端部をそれぞれ支持機構で支持するとともに各側面の中央部をアクチュエータ（駆動部）でそれぞれ支持し、２つのアクチュエータに同期して変位を生じさせることで基板保持部を基板を保持する面に直交する方向（移動方向）に移動させるものが知られている。
【特許文献１】特開平６−１２３７８７号公報
【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、前記従来の移動ステージ装置では、２つの駆動部を同期させる調整を行う必要があるので、各駆動部の調整に手間がかかり移動ステージ装置の製造コストが高くなっていた。また、移動体の両端部の側面をそれぞれ駆動部で支持していたので、移動体が延在する方向の移動ステージ装置の寸法が大きくなってしまうという問題があった。
【０００４】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであって、駆動部間の調整を不要にして製造コストを抑えるとともに、移動体が延在する方向に小型化が可能な移動ステージ装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明の移動ステージ装置は、台状の移動体を台厚方向に沿う移動方向に平行移動させる移動ステージ装置であって、前記移動体に対して前記移動方向に対向する位置に配置された基台部と、該基台部と前記移動体との間に配置され、前記移動方向に直交する方向に沿う軸線を回動中心として、前記基台部に回動可能に支持されたアーム部と、前記軸線に平行な直線上に少なくとも２つ並んで前記アーム部に設けられ、前記移動体を前記移動方向に支持する第１の支持部と、前記基台部と前記移動体との間に設けられ、該移動体を前記移動方向のみに移動可能に支持し、かつ前記第１の支持部が並ぶ前記直線回りの前記移動体の回動を規制して支持する第２の支持部と、前記基台部と前記移動体との間に配置され、前記アーム部に対して、前記軸線回りのモーメントを発生させる駆動力を作用させる駆動部とを備えることを特徴としている。
【０００６】
この発明によれば、アーム部が移動方向に直交する方向に沿う軸線を中心に回動しても、この軸線に平行な直線上に設けられた少なくとも２つの第１の支持部は軸線に平行に配置されるので、第１の支持部が移動方向に支持する台状の移動体を軸線に沿う方向において平行に保持することができる。また第２の支持部は、移動体を移動方向のみに移動可能に支持し、かつ第１の支持部が並ぶ直線回りの移動体の回動を規制して支持する。
そして駆動部によりアーム部に対して軸線回りのモーメントを発生させる駆動力を作用させることで、アーム部に駆動力を作用させても姿勢を保ったまま移動体を移動方向のみに移動させることができる。さらに、例えば同期がとられていない複数の駆動部でアーム部に駆動力を作用させた場合であっても同様の効果を得ることができる。従って、駆動部が１つに限らずに複数の場合でも、駆動部間の調整が不要になるので、移動ステージ装置の製造を容易に行うことが可能となり製造コストを抑えることができる。
また、アーム部、第１の支持部、第２の支持部及び駆動部は、基台部と移動体との間に配置されているので、移動ステージ装置を移動体が延在する方向に小型化することが可能となる。
【０００７】
また、前記第２の支持部は、前記基台部と前記移動体を連結するとともに、前記移動体の前記基台部側の面の前記軸線に沿う方向の両端部に一対配置されていることがより好ましい。
この発明によれば、第２の支持部は、移動体を移動方向のみに移動可能に支持し、かつ第１の支持部が並ぶ直線回りの移動体の回動を規制して支持するので、移動体の移動動作をより安定させることができる。
【０００８】
また、前記駆動部は、前記移動方向に直交するとともに前記軸線に沿う方向に交差する１軸方向に延在して該１軸方向に伸縮可能に設けられ、該１軸方向の一端が前記基台部に固定されるとともに、前記１軸方向の他端が前記アーム部に係止されていることがより好ましい。
この発明によれば、駆動部は移動方向に直交する１軸方向に延在して設けられ、駆動部が１軸方向に伸縮することによりアーム部に駆動力を作用させる。駆動部は移動方向には伸縮しないので、移動ステージ装置を移動方向に対して小型化することが可能となる。
また、駆動部が延在する１軸方向は軸線に沿う方向に交差しているので、駆動部を１軸方向に伸縮させることで駆動部の１軸方向の他端に係止されるアーム部を軸線を中心として回動させることができる。
また、駆動部の１軸方向の一端は基台部に固定されるとともに駆動部の１軸方向の他端はアーム部に係止されている。これにより、駆動部を１軸方向に伸縮させた時に駆動部は１軸方向の一端側に移動することなく、駆動部の全変位の分だけ駆動部の１軸方向の他端に係止されるアーム部の部分を移動させることができる。従って、回動中心を中心に回動するアーム部の変位、及び移動体が移動方向に平行移動する範囲をより大きくすることができる。
【０００９】
また、前記駆動部の前記１軸方向の他端と前記アーム部とが係止する位置は、前記第１の支持部が前記移動体を支持する位置より前記基台部側に配置されることがより好ましい。
この発明によれば、駆動部の１軸方向の他端とアーム部とが係止する位置から軸線までの距離よりも、第１の支持部が移動体を支持する位置から軸線までの距離の方が長くなる。従って、駆動部の１軸方向の他端の変位よりも第１の支持部が移動体を支持する位置の変位を大きくすることができ、移動体が移動方向に平行移動する範囲をより大きくすることが可能となる。
【００１０】
また、前記アーム部は、前記基台部の前記移動体側の面に固定される固定部と、該固定部に前記軸線に沿って設けられた薄肉部よりなる屈曲部を有し、前記アーム部は単一部材から一体に形成されていることがより好ましい。
この発明によれば、軸線に沿って設けられた薄肉部が移動方向に直交するようにして、単一部材から一体に形成されたアーム部のうちの固定部を基台部の移動体側の面に固定する。これより、移動方向に直交する方向に沿って設けられた屈曲部を回動中心として基台部に回動可能に支持されたアーム部を基台部上に容易に形成することができる。
【００１１】
また、前記第１の支持部は転動体であり、該転動体は前記アーム部に回動可能に支持されるとともに、前記転動体は前記移動体に当接した時には該移動体に対して転動可能に配置されていることがより好ましい。
この発明によれば、アーム部が軸線を中心に回動すると、アーム部に回動可能に支持された転動体が移動体の基台部側の面を転動するので、移動体に移動方向に直交する方向の力が作用することを抑えることができる。従って、移動体が移動方向に直交する方向に移動することをより効果的に規制することができる。
【００１２】
また、前記移動体には前記移動方向に沿って貫通する孔部が設けられ、
前記基台部、前記アーム部、前記第１の支持部、前記第２の支持部及び前記駆動部は、前記孔部に重ならない位置に配置されていることがより好ましい。
この発明によれば、移動体に設けられた孔部に配置された被検査物に移動方向から検査光等を照射し、被検査物を透過した検査光を孔部から基台部の方向に導くことが可能となる。また、基台部、アーム部、第１の支持部、第２の支持部及び駆動部は、孔部に重ならない位置に配置されているので、移動体から基台部まで遮られずに移動ステージ装置を通過した検査光を分析することにより、被検査物の検査等を行うことができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の移動ステージ装置によれば、駆動部間の調整を不要にして製造コストを抑えるとともに、移動体が延在する方向に小型化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１から図８は、本発明の第１実施形態の移動ステージ装置の説明図である。図１は移動ステージ装置の分解斜視図、図２は移動ステージ装置の一部を破断して示す平面図、図３は図２おける切断線Ａ１−Ａ１の断面図、図４は移動ステージ装置の側面図、図５は図４における要部拡大図である。
図１に示すように、本実施形態の移動ステージ装置１は、台状のサンプル支持板２上に支持された被検査物Ｓの表面を検査する図示しない検査装置に用いられる。この検査装置は、サンプル支持板２の上方から図示しない検査光を照射しその反射光等を図示しない検出装置で測定することにより被検査物Ｓの表面を検査する。そして被検査物Ｓの表面を検査する時に、サンプル支持板２をその台厚方向に沿う移動方向Ｈに平行移動させることにより、検査光の焦点を合わせることが可能となっている。
なお、サンプル支持板２の厚さ方向とは被検査物Ｓを支持する面であるサンプル支持面２ａに直交する方向であり、検出装置の通常の使用においては移動方向Ｈが鉛直方向であるＺ方向となるように配置される。
【００１５】
図１から図３に示すように、移動ステージ装置１は、サンプル支持板２に対して移動方向Ｈに対向する下方側の位置に配置された基台部３と、基台部３に対して一端側の固定部４ａが固定されるとともに他端側の一対のロッド４ｄが回動可能に支持されて変位拡大機構を構成するアーム部４と、アーム部４の各ロッド４ｄに設けられた２つの第１の支持部５と、基台部３に下方側の両端部が固定されると共に上方側の略中央部がサンプル支持板２の下面に接続されて、このサンプル支持板２の動きを規制する２つの第２の支持部６と、アーム部４に対して回動のための駆動力を作用させる駆動部７とを備えている。
なお、サンプル支持板２は特許請求の範囲の移動体に相当する。また、以下で説明する構成は、駆動部７に図示しない電圧発生装置で電圧を印加していない状態を示している。
【００１６】
サンプル支持板２は矩形の平板状に形成され、サンプル支持面２ａ及びサンプル支持面２ａの裏側の面にあたる底面２ｂは、それぞれが移動方向Ｈに直交する互いに平行な平面となっている。
移動ステージ装置１の各構成のベースとなる基台部３は矩形の平板状に形成され、平板状の面はＺ方向に直交するように設置される。そして本実施形態では基台部３のＺ方向に直交する面の隣り合う２辺は互いに直交するように設定され、それらの２辺が配置される方向をＸ方向及びＹ方向とする。
【００１７】
アーム部４は、基台部３のサンプル支持板２側の面（上面）のＸ方向に沿って該面の一端側に配置され固定される箱状の固定部４ａと、固定部４ａのＹ方向に直交し基台部３の内側を向いた面の下端部にＸ方向に沿って設けられた薄肉部よりなる屈曲部４ｂと、固定部４ａと略同形状の箱型で固定部４ａに対向して配置され、自身の固定部４ａ側の面（側面）の下端部を屈曲部４ｂで連結されたロッドベース４ｃと、ロッドベース４ｃのＹ方向に直交する面におけるＸ方向の両端部にそれぞれ基端が固定されたＹ方向に延在する２つの棒状のロッド４ｄと、を備えている。
なお、後で詳しく説明するように、屈曲部４ｂが固定部４ａに沿うように設けられる１方向を軸線Ｃ１、すなわち回動中心として、アーム部４はロッドベース４ｃ及び２つのロッド４ｄを回動可能に基台部３に支持される。
また、ロッドベース４ｃの２つのロッド４ｄの基端が固定された面の中央部には、半球状に形成された伝達部材１２の半球面がＹ方向であってロッド４ｄの先端側を向くように固定されている。
また、固定部４ａ、屈曲部４ｂ、ロッドベース４ｃ及び２つのロッド４ｄは、単一部材から一体に形成されている。具体的には、コ字形をした単一部材を準備し、このコ字形の両腕をロッド４ｄとし、このコ字形の底部に対して該コ字形の底面と平行な溝を設けることにより、該溝の底に残した部分を屈曲部４ｂとし、該溝によって区分けされたコ字形の底部の一方をロッドベース４ｃ、他方を固定部４ａとして形成されている。この溝の加工としては、放電加工が用いられる。なお、この単一の部材はステンレス製板材等の金属製弾性部材であることが好ましい。
【００１８】
本実施形態では、２つのロッド４ｄにそれぞれ設けられる２つの第１の支持部５として、転動体であり回動の中心となる回動軸を有する転がり軸受けが用いられている。第１の支持部５は、軸線Ｃ１に平行な直線Ｃ２上に２つ並んで配置され、各ロッド４ｄの上面に設けられた穴部に各第１の支持部５の一部がロッド４ｄの上方に突出するように収容されるとともに、第１の支持部５の回動軸と直線Ｃ２が一致するように回動自在に各ロッド４ｄの中央部に支持されている。各ロッド４ｄの中央部の位置には、後述する第２の支持部６の移動ガイド６ｂの中央部（移動ガイド６ｂのＹ方向の中央部）の位置と対応している。そして、ロッド４ｄの上面から上方に突出した２つの第１の支持部５はサンプル支持板２の底面２ｂを下方から移動方向Ｈに支持する。
【００１９】
図１及び図４に示すように、基台部３上の２つの第２の支持部６は、壁状に形成され、各第２の支持部６の下面側及び上面側の突出した部位にて基台部３のサンプル支持板２側の面（上面）とサンプル支持板２の底面２ｂとを連結するとともに、サンプル支持板２の底面２ｂの軸線Ｃ１に沿う方向、すなわちＸ方向の両端部に配置されている。
図４及び図５に示すように、第２の支持部６は、基台部３のサンプル支持板２側の面のＹ方向の両端部に固定された箱状の一対の固定ガイド６ａと、一対の固定ガイド６ａの間に隣接して配置されＹ方向に延在する箱状に形成されサンプル支持板２の底面２ｂに固定された移動ガイド６ｂと、一対の固定ガイド６ａと移動ガイド６ｂを連結する４つのくの字形状の弾性ヒンジ６ｃとを有する。この弾性ヒンジ６ｃの形成に際しては放電加工、レーザ加工等により第２の支持部６に対して貫通する貫通溝を設けることにより行う。
なお、移動ガイド６ｂの４隅には、段部６ｄがそれぞれ形成されており、サンプル支持板２側の段部６ｄは固定ガイド６ａ上面よりも突出し、基台部３側の段部６ｄは固定ガイド６ａ下面よりも窪んだ状態となっている。
【００２０】
一対の固定ガイド６ａのそれぞれの移動ガイド６ｂ側の側面６ｅ、及び移動ガイド６ｂの一対の固定ガイド６ａ側の側面６ｆは、それぞれＹ方向に直交するように形成された平面であり、対向して配置される固定ガイド６ａの側面６ｅと移動ガイド６ｂの側面６ｆの間には所定の僅かな隙間が形成されている。
【００２１】
図５に詳しく示すように、上方に配置された弾性ヒンジ６ｃは、移動ガイド６ｂの側面６ｆの上端部から段部６ｄ側にＹ方向に伸びる第１の連結部６ｇと、固定ガイド６ａの側面６ｅの上端部から第１の連結部６ｇの上方を第１の連結部６ｇに沿って伸びる第２の連結部６ｈと、第１の連結部６ｇと第２の連結部６ｈとを連結するヒンジ部６ｉと、を備えている。そして、第２の連結部６ｈの上面は段部６ｄの上面よりも低くなっているので、移動ガイド６ｂの段部６ｄ上面は固定ガイド６ａの上面よりも突出し、この段部６ｄ上面がサンプル支持板２の底面２ｂに固定される。
同様に、下方に配置された弾性ヒンジ６ｃは、移動ガイド６ｂの側面６ｆの下端部から段部６ｄ側にＹ方向に伸びる第１の連結部６ｇと、固定ガイド６ａの側面６ｅの下端部の少し高い位置から第１の連結部６ｇの下方を第１の連結部６ｇに沿って伸びる第２の連結部６ｈと、第１の連結部６ｇと第２の連結部６ｈとを連結するヒンジ部６ｉと、を備えている。そして第２の連結部６ｈの下面は、固定ガイド６ａの下面よりも高くなっているので、下方側に突出した固定ガイド６ａの下面が基台部３のサンプル支持板２側の面（上面）に固定される。
第１の連結部６ｇと第２の連結部６ｈはＺ方向の厚さは薄いが、第１の連結部６ｇ、第２の連結部６ｈ及びヒンジ部６ｉはＸ方向の幅が広くなるように構成されている。
【００２２】
図１から図３に示すように、駆動部７は、サンプル支持板２に対して平行に、より詳しくはＹ方向に沿って延在するように、基台部３から少しサンプル支持板２側に離間した位置に配置されている。そして、駆動部７の一端７ａが基台部３のサンプル支持板２側の面の固定部４ａが固定された位置とは反対側の位置にＸ方向に沿って固定された支持ブロック１１に固定されるとともに、駆動部７の他端７ｂが伝達部材１２に係止されている。
なお、特許請求の範囲の１軸方向は、Ｙ方向に沿った方向となる。
駆動部７は箱状に形成された積層型の圧電素子であり、図示しない電圧発生装置から印加される電圧により駆動部７が延在するＹ方向に伸縮することが可能になっている。そして、図３に示すように、駆動部７の１軸方向の他端７ｂと伝達部材１２とが係止する位置Ｐ１は、第１の支持部５がサンプル支持板２を支持する位置Ｐ２より基台部３側に配置される。
なお、本実施形態では駆動部７として積層型の圧電素子を用いたが、これに限ることなく磁歪素子等の他の固体状の変形素子を用いてもよい。
また、アーム部４、第１の支持部５、第２の支持部６及び駆動部７は、基台部３とサンプル支持板２との間に配置されている。
【００２３】
次に、本実施形態の移動ステージ装置１の作用について、図６及び図７を用いて説明する。
図６（ａ）及び図６（ｂ）はそれぞれ駆動部７に電圧を印加していない時及び駆動部７に所定の電圧を印加した時の構成を示す説明図である。また、図６（ｃ）及び図６（ｄ）はそれぞれ駆動部７に電圧を印加していない時及び駆動部７に所定の電圧を印加した時の各部材の変位を示す模式図である。
図６（ａ）及び図６（ｃ）に示す駆動部７に電圧を印加していない状態から、図示しない電圧発生装置で駆動部７に所定の電圧を印加すると、駆動部７が伸びて駆動部７の他端７ｂがＹ方向の伝達部材１２側に伸びて所定の大きさΔＹだけ変位する。すると、図６（ｂ）及び図６（ｄ）に示すように、固定部４ａを介して基台部３に固定された、薄肉で変形しやすい屈曲部４ｂを中心としてアーム部４のロッドベース４ｃが回動することにより、駆動部７の他端７ｂに係止される伝達部材１２の位置もＹ方向にΔＹだけ変位する。この時、ロッドベース４ｃを介してロッド４ｄには駆動部７から軸線Ｃ１回りのモーメントとなる駆動力を作用されていて、ロッド４ｄに支持された転動体である２つの第１の支持部５は、サンプル支持板２の底面２ｂを支持しながらロッド４ｄとともに軸線Ｃ１を中心に回動しながら、直線Ｃ２を中心に回動することになる。
こうして図７に示すように、第１の支持部５は、駆動部７に電圧を印加していない状態から所定の電圧を印加した状態となったときに、変位Ｄ１だけＺ方向に移動する一方で、Ｙ方向にも変位Ｄ２だけ移動している。
【００２４】
図８に、駆動部７に所定の電圧を印加した時の移動ステージ装置１の要部拡大図を示す。この図は、駆動部７に電圧を印加していない図５に示す構成の移動ステージ装置１の駆動部７に所定の電圧を印加した時の構成を示している。
図８に示すように、サンプル支持板２の底面２ｂに固定された移動ガイド６ｂは上方に移動する時に、第１の連結部６ｇと第２の連結部６ｈのＺ方向の厚さは薄いのでＺ方向に変形する。すなわち、上方に配置された弾性ヒンジ６ｃは第１の連結部６ｇと第２の連結部６ｈが変形してそれぞれの間隔が狭まり、下方に配置された弾性ヒンジ６ｃは第１の連結部６ｇと第２の連結部６ｈが変形してそれぞれの間隔が広がる。そして、上方及び下方に配置された弾性ヒンジ６ｃの両方から移動ガイド６ｂを下方に移動させる復元力が生じる。
ただし、第１の連結部６ｇと第２の連結部６ｈのＸ方向の幅が広いので弾性ヒンジ６ｃのＸ方向の変形が規制される。また、移動ガイド６ｂは、その４隅が弾性ヒンジ６ｃにより支持されているので、移動ガイド６ｂは移動方向Ｈ（Ｚ方向）に平行移動するようになっている。
こうして第２の支持部６は、サンプル支持板２を移動方向Ｈのみに移動可能、かつＸ方向回りの回動を規制して支持することとなる。
【００２５】
以上説明したように、本実施形態における移動ステージ装置１によれば、アーム部４のロッドベース４ｃが軸線Ｃ１を中心に回動すると、この軸線Ｃ１に平行な直線Ｃ２上に設けられた２つの第１の支持部５は軸線Ｃ１に平行に配置され、直線Ｃ１を中心に回動するので、第１の支持部５が移動方向Ｈに支持する台状のサンプル支持板２を軸線Ｃ１に沿う方向において平行に保持することができる。また第２の支持部６は、サンプル支持板２を移動方向Ｈのみに移動可能に支持し、かつ第１の支持部５が複数並ぶ直線Ｃ２回りにサンプル支持板２が回動することを規制して支持している。
そして駆動部７によりアーム部４の伝達部材１２に対して軸線Ｃ１回りのモーメントを発生させる駆動力を作用させることで、ロッドベース４ｃを介してロッド４ｄに駆動力を作用させても姿勢を保ったままサンプル支持板２を移動方向Ｈのみに移動させることができる。
また、アーム部４、第１の支持部５、第２の支持部６及び駆動部７は、基台部３とサンプル支持板２との間に配置されているので、移動ステージ装置１をサンプル支持板２が延在する方向に小型化することが可能となる。
【００２６】
また、第２の支持部６を、サンプル支持板２の基台部３側の面のＸ方向の両端部に備えることにより、第２の支持部６は、サンプル支持板２を移動方向Ｈのみに移動可能に支持し、かつ第１の支持部５が複数並ぶ直線Ｃ２回りにサンプル支持板２が回動することを規制して支持しているので、サンプル支持板２の移動動作をより安定させることができる。
【００２７】
また、駆動部７は移動方向Ｈに直交する１軸方向に延在して設けられ、駆動部７が１軸方向に伸縮することによりアーム部４に駆動力を作用させる。駆動部７は移動方向Ｈには伸縮しないので、移動ステージ装置１を移動方向Ｈに対して小型化することが可能となる。
また、駆動部７が延在する１軸方向は軸線Ｃ１に沿う方向に交差しているので、駆動部７を１軸方向に伸縮させることで駆動部７の１軸方向の他端に係止されるアーム部４のロッドベース４ｃを介してロッド４ｄを軸線Ｃ１を中心として回動させることができる。
また、駆動部７の１軸方向の一端７ａは基台部３に固定されるとともに駆動部７の１軸方向の他端７ｂはアーム部４に係止されている。これにより、駆動部７を１軸方向に伸縮させた時に駆動部７は１軸方向の一端７ａ側に移動することなく、駆動部７の全変位の分だけ駆動部７の１軸方向の他端７ｂに係止されるアーム部４の部分を移動させることができる。従って、回動中心となる軸線Ｃ１を中心に回動するアーム部４のロッド４ｄの変位、及びサンプル支持板２が移動方向Ｈに平行移動する範囲をより大きくすることができる。
【００２８】
また、駆動部７の１軸方向の他端７ｂと伝達部材１２とが係止する位置Ｐ１から軸線Ｃ１までの距離よりも、第１の支持部５がサンプル支持板２を支持する位置Ｐ２から軸線Ｃ１までの距離の方が長くなる。従って、駆動部７の１軸方向の他端７ｂの変位より第１の支持部５がサンプル支持板２を支持する位置Ｐ２の変位を大きくすることができ、サンプル支持板２が移動方向Ｈに平行移動する範囲をより大きくすることが可能となる。
【００２９】
また、薄肉部よりなる屈曲部４ｂの方向が移動方向Ｈに直交するように、単一部材から一体に形成されたアーム部４であって、このアーム部４の固定部４ａを基台部３のサンプル支持板２側の面に固定している。これより、移動方向Ｈに直交する方向の屈曲部４ｂを回動中心として、基台部３上にロッドベース４ｃ及びロッド４ｄを回動可能にするアーム部４を容易に形成することができる。
【００３０】
また、アーム部４のロッド４ｄが軸線Ｃ１を中心に回動しても、ロッド４ｄに回動可能に支持された転動体である第１の支持部５がサンプル支持板２の基台部３側の面を転動するので、サンプル支持板２に移動方向Ｈに直交する方向の力が作用することを抑えることができる。従って、サンプル支持板２が移動方向Ｈに直交する方向に移動することをより効果的に規制することができる。
【００３１】
また、伝達部材１２のうち駆動部７の他端７ｂが係止する側は滑らかな半球状に形成されている。従って、駆動部７の他端７ｂがＹ方向の伝達部材１２側に変位すると同時に伝達部材１２が屈曲部４ｂを中心に回動するので、駆動部７の１軸方向の他端７ｂに対する伝達部材１２の向きが変化しても、駆動部７の他端７ｂの変位を円滑にアーム部４に伝達することができる。
【００３２】
（第２の実施形態）
以下、本発明の第２実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図９から図１１は、本発明の第２実施形態の移動ステージ装置の説明図である。図９は移動ステージ装置の分解斜視図、図１０は移動ステージ装置の一部を破断して示す平面図、図１１は図１０おける切断線Ａ２−Ａ２の断面図である。
なお説明の便宜上、本発明の第２実施形態において、前述の第１実施形態で説明した構成要素と同一の構成要素については同一符号を付して、その説明を省略する。
図９から図１１に示すように、第２実施形態が第１実施形態と異なる点は、以下のようである。
まず、第２実施形態では、サンプル支持板２２のサンプル支持面２ａに移動方向Ｈに沿って貫通する孔部２２ａが設けられている。そして、基台部２３、アーム部２４、第１の支持部５、第２の支持部６及び駆動部７は、孔部２２ａに重ならない位置に配置されている。なお、基台部２３、アーム部２４、第１の支持部５、第２の支持部６及び駆動部７が孔部２２ａに重ならないとは、移動方向Ｈから見た平面視で、孔部２２ａに基台部２３、アーム部２４、第１の支持部５、第２の支持部６及び駆動部７が重なることなく配置されていることを意味する。
そして、第２実施形態では、駆動部７がＹ方向に延在するようにＸ方向に２つ並んで配置されている。
【００３３】
基台部２３の中央部には、サンプル支持板２２の孔部２２ａに重ならないように、孔部２３ａが設けられている。
【００３４】
アーム部２４は、固定部４ａと、屈曲部４ｂと、ロッドベース４ｃと、ロッドベース４ｃのＹ方向に直交する面の中央部に基端が固定されたＹ方向に延在する１つの棒状のロッド２４ａと、を備えている。
ロッド２４ａの中央部には、アーム部２４のロッドベース４ｃを介してロッド２４ａが軸線Ｃ１を中心に所定範囲を回動する間にサンプル支持板２２の孔部２２ａに重ならないように、孔部２４ｂが設けられている。
ロッドベース４ｃの１つのロッド２４ａの基端が固定された面の両端部には、半球状に形成された２つの伝達部材１２が、その半球面がＹ方向であってロッド２４ａの先端側を向くようにそれぞれ固定されている。
第１の支持部５は、軸線Ｃ１に平行な直線Ｃ３上に孔部２２ａを挟むように２つ並んで配置され、ロッド２４ａの上面に設けられた穴部に各第１の支持部５の一部がロッド２４ａの上方に突出するように収容されるとともに、第１の支持部５の回動軸と直線Ｃ３が一致するように回動自在にロッド２４ａの中央部に支持されている。
【００３５】
２つの駆動部７は、Ｙ方向に沿って延在するように、基台部３から少しサンプル支持板２２側に離間し伝達部材１２に対向した位置にそれぞれ配置されている。
そして、それぞれの駆動部７の一端７ａが支持ブロック１１に固定されるとともに、２つの駆動部７の他端７ｂは２つの伝達部材１２にそれぞれ係止されている。
なお、本実施形態の移動ステージ装置２１の作用については、上記の第１実施形態と同様なので説明を省略する。
【００３６】
以上説明したように、本実施形態における移動ステージ装置２１によれば、サンプル支持板２２に設けられた孔部２２ａに配置された被検査物に移動方向Ｈから検査光等を照射し、被検査物を透過した検査光を孔部２２ａから基台部２３の方向に導くことが可能となる。また、基台部２３、アーム部２４、第１の支持部５、第２の支持部６及び駆動部７は、孔部２２ａに重ならない位置に配置されているので、サンプル支持板２２から基台部２３まで遮られずに移動ステージ装置２１を通過した検査光を分析することにより、被検査物の検査等を行うことができる。
例えば、干渉計において、被検査物の透過波面を観察する際には、被検査物に検査光を透過させ、その検査光を分析する。その検査は、被検査物を載せる移動ステージ装置２１に貫通孔があり、検査光を通過させる事により実現可能となる。
また、同期がとられていない２つの駆動部７でロッドベース４ｃを介してアーム部２４に駆動力を作用させても、基台部２３を移動方向Ｈに平行移動させることができる。従って、駆動部７間の調整が不要になるので、移動ステージ装置２１の製造を容易に行うことが可能となり製造コストを抑えることができる。
【００３７】
（第３の実施形態）
以下、本発明の第３実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１２から図１６は、本発明の第３実施形態の移動ステージ装置の説明図である。図１２は移動ステージ装置の分解斜視図、図１３は移動ステージ装置の一部を破断して示す平面図、図１４は図１３おける切断線Ａ３−Ａ３の断面図である。
なお説明の便宜上、本発明の第３実施形態において、前述の第１実施形態及び第２実施形態で説明した構成要素と同一の構成要素については同一符号を付して、その説明を省略する。
図１２から図１４に示すように、第３実施形態が第１実施形態と異なる点は、以下のようである。
まず、第３実施形態では、第２実施形態と同様にサンプル支持板２２のサンプル支持面２ａに移動方向Ｈに沿って貫通する孔部２２ａが設けられている。そして、移動ステージ装置３１を構成する要素、すなわち基台部２３、アーム部３４、第１の支持部５、第２の支持部６、伝達部材１２、駆動部７及び後述する変換部４１は、孔部２２ａに重ならない位置に配置されている。
そして、第３実施形態では、Ｘ方向に延在して配置される駆動部７は、駆動部７によるＸ方向への変位をＺ方向への変位に変換する変換部４１を介して基台部２３の上面に固定されるとともにアーム部３４の後述するロッドベース３４ｃの下面に係止されている。
【００３８】
アーム部３４は、基台部２３のサンプル支持板２２側の面（上面）のＸ方向に沿って配置され固定される箱状の固定部３４ａと、固定部３４ａのＹ方向に直交し基台部３の内側を向いた面の上端部にＸ方向に沿って設けられた薄肉部よりなる屈曲部３４ｂと、箱型で固定部３４ａに対向して配置され自身の固定部３４ａ側の面（側面）の上端部を屈曲部３４ｂで連結されたロッドベース３４ｃと、ロッドベース３４ｃのＹ方向に直交する面におけるＸ方向の両端部にそれぞれの基端が固定されたＹ方向に延在する２つの棒状のロッド３４ｄと、を備えている。
具体的には、例えば、コ字形をして固定部３４ａに相当する側が折り曲げられた単一部材を準備し、このコ字形の両腕をロッド３４ｄとし、このコ字形の底部をロッドベース３４ｃとし、ロッドベース３４ｃと折り曲げられた固定部３４ａとの間の底部に対して、コ字形の底面と平行な溝を放電加工により設けることにより形成されている。そして、折り曲げられた固定部３４ａの先端側が基台部２３に固定されるが、固定部３４ａの基端側（すなわち、アーム部３４の上面側）の高さは、第２の支持部６の高さよりも低く、また、サンプル支持板２２の底面２ｂとの間に隙間が設けられている。
なお、屈曲部３４ｂが固定部３４ａに沿うように設けられる１方向を軸線Ｃ４、すなわち回動中心として、アーム部３４の固定部３４ａは、ロッドベース３４ｃを介してロッド３４ｄを回動可能に基台部２３に支持される。
また、アーム部３４のロッド３４ｄが軸線Ｃ４を中心に所定範囲を回動する間にサンプル支持板２２の孔部２２ａに重ならないように、アーム部３４の形状が決められている。
【００３９】
第１の支持部５は、軸線Ｃ４に平行な直線Ｃ５上に２つ並んで配置され、各ロッド３４ｄの上面に設けられた穴部に各第１の支持部５の一部がロッド３４ｄの上方に突出するように収容されるとともに、第１の支持部５の回動軸と直線Ｃ５が一致するように回動自在に各ロッド３４ｄに支持されている。
【００４０】
変換部４１は板状の部材により構成され、Ｙ方向を中心として駆動部７の外周面に沿って一周するように配置されている。より詳しく説明すると、変換部４１は、駆動部７が延在するＸ方向の両端部に固定された一対の固定部４１ａと、駆動部７の中央部の上方と下方にＺ方向に直交するようにそれぞれ配置された一対の支持部４１ｂと、固定部４１ａと支持部４１ｂとを連結する４つの連結部４１ｃとを備えている。一対の支持部４１ｂと駆動部７の対向する面とは間に一定の隙間をおいて配置されている。そして下方に配置された支持部４１ｂの底面は基台部２３の上面に固定されるとともに、上方に配置された支持部４１ｂの上面には伝達部材１２の半球面が鉛直上向きとなるように伝達部材１２が固定され、伝達部材１２はロッドベース３４ｃの底面に係止されている。
また、変換部４１に固定された駆動部７をロッドベース３４ｃの底面に係止させるため、ロッドベース３４ｃの底面は固定部３４ａの底面より上方になるように設定されている。
なお、本実施形態においては第１実施形態で用いられていた支持ブロック１１は用いられない。また、変換部４１のＹ方向からの概略形状は、ひし形状の隣り合う面間を連結する梁が架け渡されることにより形成される８角形状の薄肉構造体である。
【００４１】
次に、本実施形態の移動ステージ装置３１の作用について、図１５及び図１６を用いて説明する。図１５（ａ）及び図１５（ｂ）はそれぞれ駆動部７に所定の電圧（例えば最大電圧）を印加した時及び駆動部７に所定の電圧から下げた電圧を印加した時の駆動部７と変換部４１の変位を示す摸式図である。なお、図１５（ｂ）において、下げた電圧を印加することには、電圧を印加しないこと（電圧がゼロ）が含まれる。
また、図１６（ａ）及び図１６（ｂ）はそれぞれ駆動部７に所定の電圧を印加した時及び駆動部７に所定の電圧から下げた電圧を印加した時の移動ステージ装置３１の構成を示す説明図、１６（ｃ）及び図１６（ｄ）はそれぞれ駆動部７に所定の電圧を印加した時及び駆動部７に所定の電圧から下げた電圧を印加した時の移動ステージ装置３１の変位を示す摸式図である。
【００４２】
図１５（ａ）に示す駆動部７に、図示しない電圧発生装置で所定の電圧（例えば最大電圧）を印加した状態から、駆動部７に印加する電圧を下げると、駆動部７が縮んで駆動部７の両端間の長さが短くなり、Ｘ方向に所定の大きさΔＸだけ変位する。この時１５（ｂ）に示すように、駆動部７に固定された一対の固定部４１ａ及び連結部４１ｃを介して連結された一対の支持部４１ｂの間の間隔が大きくなり、上方に配置された支持部４１ｂの上面に固定された伝達部材１２が上方に移動する。なお、図１５（ａ）に示すように、所定の電圧を印加した時のＸ方向と連結部４１ｃの変位する方向とがなす角度θを小さくするほど、駆動部７の変位によって、一対の支持部４１ｂの間隔がより大きく変化するようになる。
そして、駆動部７に印加する電圧の制御により、図１６（ａ）及び図１６（ｃ）に示す状態から、第１の支持部５を有するロッド３４ｄ及びロッドベース３４ｃが屈曲部３４ｂを中心に回動し、図１６（ｂ）及び図１６（ｄ）に示すように第１の支持部５により支持されたサンプル支持板２２がＺ方向の上方に平行移動する。
【００４３】
以上、本発明の第１実施形態から第３実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の構成の変更等も含まれる。
例えば、上記第１実施形態で備えられた第２の支持部６に替えて、図１７に示すような、サンプル支持板２をサンプル支持面２ａに対して直交する方向に移動させる第２の支持部４６を用いてもよい。この第２の支持部４６は、固定ガイド４６ａと移動ガイド４６ｂとの間に放電加工やレーザ加工でＨ形に形成された各溝と、この各溝と固定ガイド４６の上面及び移動ガイド４６ｂの下面との間にそれぞれ形成された屈曲部４６ｃ（図１７では８つある）を有する。そして、第２の支持部４６は、４つの屈曲部４６ｃが平行四辺形の各頂点の位置を保ったままで移動ガイド４６ｂが移動することにより、基台部３のサンプル支持板２側の面（上面）に固定された固定ガイド４６ａに対し、サンプル支持板２の底面２ｂに固定された移動ガイド４６ｂをＺ方向に平行移動させるものである。
なお、上記第２実施形態及び第３実施形態においても同様の構成とすることができる。
【００４４】
また、上記第１実施形態では、第１の支持部５として転がり軸受けを用いた。しかし転がり軸受けでなく図１８に示すように他の転動体を用いてもよい。すなわち、図１８（ａ）に示すようにボールベアー５１を用いてもよいし、１８（ｂ）に示すように滑り軸受け５２を用いてもよいし、１８（ｃ）に示すように板ばね５３を用いてもよいし、１８（ｄ）に示すように弾性ヒンジ５４を用いてもよい。
また第１の支持部５の先端部の角をサンプル支持板２の底面２ｂに当接させるようにして、該角を第１の支持部５としてもよい。この場合、滑りを良くするために、第１の支持部５の先端部の角とサンプル支持板２の底面２ｂとの間に潤滑剤を塗布したり、潤滑部材を組み込んだりすることが好ましい。
なお、上記第２実施形態及び第３実施形態においても同様の構成とすることができる。
【００４５】
また、上記第１実施形態及び第２実施形態では、アーム部４における固定部４ａ、屈曲部４ｂ及びロッドベース４ｃを同一の部材から形成した。しかし、固定部とロッドベースを異なる部材から形成させ、板ばね等の別の部材である屈曲部で連結させてもよい。
上記第３実施形態においても同様の構成とすることができる。
【００４６】
また、上記第１実施形態では、アーム部４の一対のロッド４ｄに直線Ｃ２上に並んだ２つの第１の支持部５を回動自在に支持したが、直線Ｃ２上に並んだ３つ以上の第１の支持部５を一対のロッド４ｄに回動自在に支持してもよい。なお、上記第２実施形態及び第３実施形態においても同様の構成とすることができる。
【００４７】
また、上記第１実施形態ではサンプル支持板２を矩形の平板状とした。しかしサンプル支持板２の上方の面であるサンプル支持面２ａ、及び下方の面である底面２ｂの形状は平面でなくてもよく、表面が波状や格子状に形成されていてもよい。また、サンプル支持板２の一端から他端にわたり厚さが徐々に変化するものであってもよい。
なお、上記第２実施形態及び第３実施形態におけるサンプル支持板２２についても同様の構成とすることができる。
また、上記第１実施形態及び第２実施形態において、伝達部材１２を用いないで駆動部７の１軸方向の他端７ｂでアーム部４に直接駆動部７の駆動力を作用させてもよい。
【００４８】
また、上記第１実施形態から第３実施形態では、伝達部材１２が半球状に形成されているとした。しかし、伝達部材１２の形状はこの限りではなく、球面の一部の面等のなめらかな曲面でもよい。
また、上記第１実施形態から第３実施形態では、基台部３又は基台部２３上に一対の第２の支持部６が固定されていたが、固定される第２の支持部６の数は１つでもよい。
また、上記第１実施形態から第３実施形態では、駆動部７を移動方向Ｚに平行に、又は移動方向Ｚに交差する方向に延在するように配置させてもよい。
【００４９】
また、上記第１実施形態では、駆動部７の１軸方向の他端７ｂと伝達部材１２とが係止する位置Ｐ１から軸線Ｃ１までの距離と、第１の支持部５がサンプル支持板２を支持する位置Ｐ２から軸線Ｃ１までの距離とが等しくなるように構成してもよい。
なお、上記第２実施形態においても同様の構成とすることができる。
【００５０】
また、上記第１実施形態では、屈曲部４ｂを固定部４ａのＹ方向に直交し基台部３の内側を向いた面の、上端部にＸ方向に沿って設けてもよい。なお、上記第２実施形態のアーム部２４、第３実施形態のアーム部３４についても同様の構成とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の第１実施形態の移動ステージ装置の分解斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態の移動ステージ装置の一部を破断して示す平面図である。
【図３】図２における切断線Ａ１−Ａ１の断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態の移動ステージ装置の側面図である。
【図５】図４における要部拡大図である。
【図６】本発明の第１実施形態の移動ステージ装置の構成を示す説明図及び各部の変位を示す模式図である。
【図７】本発明の第１実施形態の移動ステージ装置の第１の支持部の変位を示す模式図である。
【図８】本発明の第１実施形態の移動ステージ装置の駆動部に所定の電圧を印加した時の要部拡大図である。
【図９】本発明の第２実施形態の移動ステージ装置の分解斜視図である。
【図１０】本発明の第２実施形態の移動ステージ装置の一部を破断して示す平面図である。
【図１１】図１０における切断線Ａ２−Ａ２の断面図である。
【図１２】本発明の第３実施形態の移動ステージ装置の分解斜視図である。
【図１３】本発明の第３実施形態の移動ステージ装置の一部を破断して示す平面図である。
【図１４】図１３における切断線Ａ３−Ａ３の断面図である。
【図１５】本発明の第３実施形態の移動ステージ装置の駆動部と変換部の変位を示す模式図である。
【図１６】本発明の第３実施形態の移動ステージ装置の説明図及び模式図である。
【図１７】本発明の実施形態の第２の支持部の変形例を示す説明図である。
【図１８】本発明の実施形態の第１の支持部の変形例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５２】
１、２１、３１ 移動ステージ装置
２、２２ サンプル支持板（移動体）
３、２３ 基台部
４、２４、３４ アーム部
４ａ、２４ａ、３４ａ 固定部
４ｂ、２４ｂ、３４ｂ 屈曲部
５ 第１の支持部
６ 第２の支持部
７ 駆動部
Ｃ１、Ｃ４ 回動軸
Ｃ２、Ｃ３、Ｃ５ 直線
Ｈ 移動方向
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動ステージ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の移動ステージ装置として、例えば特許文献１に示すような基板を保持する平板状の基板保持部（移動体）の両端部の側面において、各側面の両端部をそれぞれ支持機構で支持するとともに各側面の中央部をアクチュエータ（駆動部）でそれぞれ支持し、２つのアクチュエータに同期して変位を生じさせることで基板保持部を基板を保持する面に直交する方向（移動方向）に移動させるものが知られている。
【特許文献１】特開平６−１２３７８７号公報
【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、前記従来の移動ステージ装置では、２つの駆動部を同期させる調整を行う必要があるので、各駆動部の調整に手間がかかり移動ステージ装置の製造コストが高くなっていた。また、移動体の両端部の側面をそれぞれ駆動部で支持していたので、移動体が延在する方向の移動ステージ装置の寸法が大きくなってしまうという問題があった。
【０００４】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであって、駆動部間の調整を不要にして製造コストを抑えるとともに、移動体が延在する方向に小型化が可能な移動ステージ装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明の移動ステージ装置は、台状の移動体を台厚方向に沿う移動方向に平行移動させる移動ステージ装置であって、前記移動体に対して前記移動方向に対向する位置に配置された基台部と、該基台部と前記移動体との間に配置され、前記移動方向に直交する方向に沿う軸線を回動中心として、前記基台部に回動可能に支持されたアーム部と、前記軸線に平行な直線上に少なくとも２つ並んで前記アーム部に設けられ、前記移動体を前記移動方向に支持する第１の支持部と、前記基台部と前記移動体との間に設けられ、該移動体を前記移動方向のみに移動可能に支持し、かつ前記第１の支持部が並ぶ前記直線回りの前記移動体の回動を規制して支持する第２の支持部と、前記基台部と前記移動体との間に配置され、前記アーム部に対して、前記軸線回りのモーメントを発生させる駆動力を作用させる駆動部とを備えることを特徴としている。
【０００６】
この発明によれば、アーム部が移動方向に直交する方向に沿う軸線を中心に回動しても、この軸線に平行な直線上に設けられた少なくとも２つの第１の支持部は軸線に平行に配置されるので、第１の支持部が移動方向に支持する台状の移動体を軸線に沿う方向において平行に保持することができる。また第２の支持部は、移動体を移動方向のみに移動可能に支持し、かつ第１の支持部が並ぶ直線回りの移動体の回動を規制して支持する。
そして駆動部によりアーム部に対して軸線回りのモーメントを発生させる駆動力を作用させることで、アーム部に駆動力を作用させても姿勢を保ったまま移動体を移動方向のみに移動させることができる。さらに、例えば同期がとられていない複数の駆動部でアーム部に駆動力を作用させた場合であっても同様の効果を得ることができる。従って、駆動部が１つに限らずに複数の場合でも、駆動部間の調整が不要になるので、移動ステージ装置の製造を容易に行うことが可能となり製造コストを抑えることができる。
また、アーム部、第１の支持部、第２の支持部及び駆動部は、基台部と移動体との間に配置されているので、移動ステージ装置を移動体が延在する方向に小型化することが可能となる。
【０００７】
また、前記第２の支持部は、前記基台部と前記移動体を連結するとともに、前記移動体の前記基台部側の面の前記軸線に沿う方向の両端部に一対配置されていることがより好ましい。
この発明によれば、第２の支持部は、移動体を移動方向のみに移動可能に支持し、かつ第１の支持部が並ぶ直線回りの移動体の回動を規制して支持するので、移動体の移動動作をより安定させることができる。
【０００８】
また、前記駆動部は、前記移動方向に直交するとともに前記軸線に沿う方向に交差する１軸方向に延在して該１軸方向に伸縮可能に設けられ、該１軸方向の一端が前記基台部に固定されるとともに、前記１軸方向の他端が前記アーム部に係止されていることがより好ましい。
この発明によれば、駆動部は移動方向に直交する１軸方向に延在して設けられ、駆動部が１軸方向に伸縮することによりアーム部に駆動力を作用させる。駆動部は移動方向には伸縮しないので、移動ステージ装置を移動方向に対して小型化することが可能となる。
また、駆動部が延在する１軸方向は軸線に沿う方向に交差しているので、駆動部を１軸方向に伸縮させることで駆動部の１軸方向の他端に係止されるアーム部を軸線を中心として回動させることができる。
また、駆動部の１軸方向の一端は基台部に固定されるとともに駆動部の１軸方向の他端はアーム部に係止されている。これにより、駆動部を１軸方向に伸縮させた時に駆動部は１軸方向の一端側に移動することなく、駆動部の全変位の分だけ駆動部の１軸方向の他端に係止されるアーム部の部分を移動させることができる。従って、回動中心を中心に回動するアーム部の変位、及び移動体が移動方向に平行移動する範囲をより大きくすることができる。
【０００９】
また、前記駆動部の前記１軸方向の他端と前記アーム部とが係止する位置は、前記第１の支持部が前記移動体を支持する位置より前記基台部側に配置されることがより好ましい。
この発明によれば、駆動部の１軸方向の他端とアーム部とが係止する位置から軸線までの距離よりも、第１の支持部が移動体を支持する位置から軸線までの距離の方が長くなる。従って、駆動部の１軸方向の他端の変位よりも第１の支持部が移動体を支持する位置の変位を大きくすることができ、移動体が移動方向に平行移動する範囲をより大きくすることが可能となる。
【００１０】
また、前記アーム部は、前記基台部の前記移動体側の面に固定される固定部と、該固定部に前記軸線に沿って設けられた薄肉部よりなる屈曲部を有し、前記アーム部は単一部材から一体に形成されていることがより好ましい。
この発明によれば、軸線に沿って設けられた薄肉部が移動方向に直交するようにして、単一部材から一体に形成されたアーム部のうちの固定部を基台部の移動体側の面に固定する。これより、移動方向に直交する方向に沿って設けられた屈曲部を回動中心として基台部に回動可能に支持されたアーム部を基台部上に容易に形成することができる。
【００１１】
また、前記第１の支持部は転動体であり、該転動体は前記アーム部に回動可能に支持されるとともに、前記転動体は前記移動体に当接した時には該移動体に対して転動可能に配置されていることがより好ましい。
この発明によれば、アーム部が軸線を中心に回動すると、アーム部に回動可能に支持された転動体が移動体の基台部側の面を転動するので、移動体に移動方向に直交する方向の力が作用することを抑えることができる。従って、移動体が移動方向に直交する方向に移動することをより効果的に規制することができる。
【００１２】
また、前記移動体には前記移動方向に沿って貫通する孔部が設けられ、
前記基台部、前記アーム部、前記第１の支持部、前記第２の支持部及び前記駆動部は、前記孔部に重ならない位置に配置されていることがより好ましい。
この発明によれば、移動体に設けられた孔部に配置された被検査物に移動方向から検査光等を照射し、被検査物を透過した検査光を孔部から基台部の方向に導くことが可能となる。また、基台部、アーム部、第１の支持部、第２の支持部及び駆動部は、孔部に重ならない位置に配置されているので、移動体から基台部まで遮られずに移動ステージ装置を通過した検査光を分析することにより、被検査物の検査等を行うことができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の移動ステージ装置によれば、駆動部間の調整を不要にして製造コストを抑えるとともに、移動体が延在する方向に小型化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１から図８は、本発明の第１実施形態の移動ステージ装置の説明図である。図１は移動ステージ装置の分解斜視図、図２は移動ステージ装置の一部を破断して示す平面図、図３は図２おける切断線Ａ１−Ａ１の断面図、図４は移動ステージ装置の側面図、図５は図４における要部拡大図である。
図１に示すように、本実施形態の移動ステージ装置１は、台状のサンプル支持板２上に支持された被検査物Ｓの表面を検査する図示しない検査装置に用いられる。この検査装置は、サンプル支持板２の上方から図示しない検査光を照射しその反射光等を図示しない検出装置で測定することにより被検査物Ｓの表面を検査する。そして被検査物Ｓの表面を検査する時に、サンプル支持板２をその台厚方向に沿う移動方向Ｈに平行移動させることにより、検査光の焦点を合わせることが可能となっている。
なお、サンプル支持板２の厚さ方向とは被検査物Ｓを支持する面であるサンプル支持面２ａに直交する方向であり、検出装置の通常の使用においては移動方向Ｈが鉛直方向であるＺ方向となるように配置される。
【００１５】
図１から図３に示すように、移動ステージ装置１は、サンプル支持板２に対して移動方向Ｈに対向する下方側の位置に配置された基台部３と、基台部３に対して一端側の固定部４ａが固定されるとともに他端側の一対のロッド４ｄが回動可能に支持されて変位拡大機構を構成するアーム部４と、アーム部４の各ロッド４ｄに設けられた２つの第１の支持部５と、基台部３に下方側の両端部が固定されると共に上方側の略中央部がサンプル支持板２の下面に接続されて、このサンプル支持板２の動きを規制する２つの第２の支持部６と、アーム部４に対して回動のための駆動力を作用させる駆動部７とを備えている。
なお、サンプル支持板２は特許請求の範囲の移動体に相当する。また、以下で説明する構成は、駆動部７に図示しない電圧発生装置で電圧を印加していない状態を示している。
【００１６】
サンプル支持板２は矩形の平板状に形成され、サンプル支持面２ａ及びサンプル支持面２ａの裏側の面にあたる底面２ｂは、それぞれが移動方向Ｈに直交する互いに平行な平面となっている。
移動ステージ装置１の各構成のベースとなる基台部３は矩形の平板状に形成され、平板状の面はＺ方向に直交するように設置される。そして本実施形態では基台部３のＺ方向に直交する面の隣り合う２辺は互いに直交するように設定され、それらの２辺が配置される方向をＸ方向及びＹ方向とする。
【００１７】
アーム部４は、基台部３のサンプル支持板２側の面（上面）のＸ方向に沿って該面の一端側に配置され固定される箱状の固定部４ａと、固定部４ａのＹ方向に直交し基台部３の内側を向いた面の下端部にＸ方向に沿って設けられた薄肉部よりなる屈曲部４ｂと、固定部４ａと略同形状の箱型で固定部４ａに対向して配置され、自身の固定部４ａ側の面（側面）の下端部を屈曲部４ｂで連結されたロッドベース４ｃと、ロッドベース４ｃのＹ方向に直交する面におけるＸ方向の両端部にそれぞれ基端が固定されたＹ方向に延在する２つの棒状のロッド４ｄと、を備えている。
なお、後で詳しく説明するように、屈曲部４ｂが固定部４ａに沿うように設けられる１方向を軸線Ｃ１、すなわち回動中心として、アーム部４はロッドベース４ｃ及び２つのロッド４ｄを回動可能に基台部３に支持される。
また、ロッドベース４ｃの２つのロッド４ｄの基端が固定された面の中央部には、半球状に形成された伝達部材１２の半球面がＹ方向であってロッド４ｄの先端側を向くように固定されている。
また、固定部４ａ、屈曲部４ｂ、ロッドベース４ｃ及び２つのロッド４ｄは、単一部材から一体に形成されている。具体的には、コ字形をした単一部材を準備し、このコ字形の両腕をロッド４ｄとし、このコ字形の底部に対して該コ字形の底面と平行な溝を設けることにより、該溝の底に残した部分を屈曲部４ｂとし、該溝によって区分けされたコ字形の底部の一方をロッドベース４ｃ、他方を固定部４ａとして形成されている。この溝の加工としては、放電加工が用いられる。なお、この単一の部材はステンレス製板材等の金属製弾性部材であることが好ましい。
【００１８】
本実施形態では、２つのロッド４ｄにそれぞれ設けられる２つの第１の支持部５として、転動体であり回動の中心となる回動軸を有する転がり軸受けが用いられている。第１の支持部５は、軸線Ｃ１に平行な直線Ｃ２上に２つ並んで配置され、各ロッド４ｄの上面に設けられた穴部に各第１の支持部５の一部がロッド４ｄの上方に突出するように収容されるとともに、第１の支持部５の回動軸と直線Ｃ２が一致するように回動自在に各ロッド４ｄの中央部に支持されている。各ロッド４ｄの中央部の位置には、後述する第２の支持部６の移動ガイド６ｂの中央部（移動ガイド６ｂのＹ方向の中央部）の位置と対応している。そして、ロッド４ｄの上面から上方に突出した２つの第１の支持部５はサンプル支持板２の底面２ｂを下方から移動方向Ｈに支持する。
【００１９】
図１及び図４に示すように、基台部３上の２つの第２の支持部６は、壁状に形成され、各第２の支持部６の下面側及び上面側の突出した部位にて基台部３のサンプル支持板２側の面（上面）とサンプル支持板２の底面２ｂとを連結するとともに、サンプル支持板２の底面２ｂの軸線Ｃ１に沿う方向、すなわちＸ方向の両端部に配置されている。
図４及び図５に示すように、第２の支持部６は、基台部３のサンプル支持板２側の面のＹ方向の両端部に固定された箱状の一対の固定ガイド６ａと、一対の固定ガイド６ａの間に隣接して配置されＹ方向に延在する箱状に形成されサンプル支持板２の底面２ｂに固定された移動ガイド６ｂと、一対の固定ガイド６ａと移動ガイド６ｂを連結する４つのくの字形状の弾性ヒンジ６ｃとを有する。この弾性ヒンジ６ｃの形成に際しては放電加工、レーザ加工等により第２の支持部６に対して貫通する貫通溝を設けることにより行う。
なお、移動ガイド６ｂの４隅には、段部６ｄがそれぞれ形成されており、サンプル支持板２側の段部６ｄは固定ガイド６ａ上面よりも突出し、基台部３側の段部６ｄは固定ガイド６ａ下面よりも窪んだ状態となっている。
【００２０】
一対の固定ガイド６ａのそれぞれの移動ガイド６ｂ側の側面６ｅ、及び移動ガイド６ｂの一対の固定ガイド６ａ側の側面６ｆは、それぞれＹ方向に直交するように形成された平面であり、対向して配置される固定ガイド６ａの側面６ｅと移動ガイド６ｂの側面６ｆの間には所定の僅かな隙間が形成されている。
【００２１】
図５に詳しく示すように、上方に配置された弾性ヒンジ６ｃは、移動ガイド６ｂの側面６ｆの上端部から段部６ｄ側にＹ方向に伸びる第１の連結部６ｇと、固定ガイド６ａの側面６ｅの上端部から第１の連結部６ｇの上方を第１の連結部６ｇに沿って伸びる第２の連結部６ｈと、第１の連結部６ｇと第２の連結部６ｈとを連結するヒンジ部６ｉと、を備えている。そして、第２の連結部６ｈの上面は段部６ｄの上面よりも低くなっているので、移動ガイド６ｂの段部６ｄ上面は固定ガイド６ａの上面よりも突出し、この段部６ｄ上面がサンプル支持板２の底面２ｂに固定される。
同様に、下方に配置された弾性ヒンジ６ｃは、移動ガイド６ｂの側面６ｆの下端部から段部６ｄ側にＹ方向に伸びる第１の連結部６ｇと、固定ガイド６ａの側面６ｅの下端部の少し高い位置から第１の連結部６ｇの下方を第１の連結部６ｇに沿って伸びる第２の連結部６ｈと、第１の連結部６ｇと第２の連結部６ｈとを連結するヒンジ部６ｉと、を備えている。そして第２の連結部６ｈの下面は、固定ガイド６ａの下面よりも高くなっているので、下方側に突出した固定ガイド６ａの下面が基台部３のサンプル支持板２側の面（上面）に固定される。
第１の連結部６ｇと第２の連結部６ｈはＺ方向の厚さは薄いが、第１の連結部６ｇ、第２の連結部６ｈ及びヒンジ部６ｉはＸ方向の幅が広くなるように構成されている。
【００２２】
図１から図３に示すように、駆動部７は、サンプル支持板２に対して平行に、より詳しくはＹ方向に沿って延在するように、基台部３から少しサンプル支持板２側に離間した位置に配置されている。そして、駆動部７の一端７ａが基台部３のサンプル支持板２側の面の固定部４ａが固定された位置とは反対側の位置にＸ方向に沿って固定された支持ブロック１１に固定されるとともに、駆動部７の他端７ｂが伝達部材１２に係止されている。
なお、特許請求の範囲の１軸方向は、Ｙ方向に沿った方向となる。
駆動部７は箱状に形成された積層型の圧電素子であり、図示しない電圧発生装置から印加される電圧により駆動部７が延在するＹ方向に伸縮することが可能になっている。そして、図３に示すように、駆動部７の１軸方向の他端７ｂと伝達部材１２とが係止する位置Ｐ１は、第１の支持部５がサンプル支持板２を支持する位置Ｐ２より基台部３側に配置される。
なお、本実施形態では駆動部７として積層型の圧電素子を用いたが、これに限ることなく磁歪素子等の他の固体状の変形素子を用いてもよい。
また、アーム部４、第１の支持部５、第２の支持部６及び駆動部７は、基台部３とサンプル支持板２との間に配置されている。
【００２３】
次に、本実施形態の移動ステージ装置１の作用について、図６及び図７を用いて説明する。
図６（ａ）及び図６（ｂ）はそれぞれ駆動部７に電圧を印加していない時及び駆動部７に所定の電圧を印加した時の構成を示す説明図である。また、図６（ｃ）及び図６（ｄ）はそれぞれ駆動部７に電圧を印加していない時及び駆動部７に所定の電圧を印加した時の各部材の変位を示す模式図である。
図６（ａ）及び図６（ｃ）に示す駆動部７に電圧を印加していない状態から、図示しない電圧発生装置で駆動部７に所定の電圧を印加すると、駆動部７が伸びて駆動部７の他端７ｂがＹ方向の伝達部材１２側に伸びて所定の大きさΔＹだけ変位する。すると、図６（ｂ）及び図６（ｄ）に示すように、固定部４ａを介して基台部３に固定された、薄肉で変形しやすい屈曲部４ｂを中心としてアーム部４のロッドベース４ｃが回動することにより、駆動部７の他端７ｂに係止される伝達部材１２の位置もＹ方向にΔＹだけ変位する。この時、ロッドベース４ｃを介してロッド４ｄには駆動部７から軸線Ｃ１回りのモーメントとなる駆動力を作用されていて、ロッド４ｄに支持された転動体である２つの第１の支持部５は、サンプル支持板２の底面２ｂを支持しながらロッド４ｄとともに軸線Ｃ１を中心に回動しながら、直線Ｃ２を中心に回動することになる。
こうして図７に示すように、第１の支持部５は、駆動部７に電圧を印加していない状態から所定の電圧を印加した状態となったときに、変位Ｄ１だけＺ方向に移動する一方で、Ｙ方向にも変位Ｄ２だけ移動している。
【００２４】
図８に、駆動部７に所定の電圧を印加した時の移動ステージ装置１の要部拡大図を示す。この図は、駆動部７に電圧を印加していない図５に示す構成の移動ステージ装置１の駆動部７に所定の電圧を印加した時の構成を示している。
図８に示すように、サンプル支持板２の底面２ｂに固定された移動ガイド６ｂは上方に移動する時に、第１の連結部６ｇと第２の連結部６ｈのＺ方向の厚さは薄いのでＺ方向に変形する。すなわち、上方に配置された弾性ヒンジ６ｃは第１の連結部６ｇと第２の連結部６ｈが変形してそれぞれの間隔が狭まり、下方に配置された弾性ヒンジ６ｃは第１の連結部６ｇと第２の連結部６ｈが変形してそれぞれの間隔が広がる。そして、上方及び下方に配置された弾性ヒンジ６ｃの両方から移動ガイド６ｂを下方に移動させる復元力が生じる。
ただし、第１の連結部６ｇと第２の連結部６ｈのＸ方向の幅が広いので弾性ヒンジ６ｃのＸ方向の変形が規制される。また、移動ガイド６ｂは、その４隅が弾性ヒンジ６ｃにより支持されているので、移動ガイド６ｂは移動方向Ｈ（Ｚ方向）に平行移動するようになっている。
こうして第２の支持部６は、サンプル支持板２を移動方向Ｈのみに移動可能、かつＸ方向回りの回動を規制して支持することとなる。
【００２５】
以上説明したように、本実施形態における移動ステージ装置１によれば、アーム部４のロッドベース４ｃが軸線Ｃ１を中心に回動すると、この軸線Ｃ１に平行な直線Ｃ２上に設けられた２つの第１の支持部５は軸線Ｃ１に平行に配置され、直線Ｃ１を中心に回動するので、第１の支持部５が移動方向Ｈに支持する台状のサンプル支持板２を軸線Ｃ１に沿う方向において平行に保持することができる。また第２の支持部６は、サンプル支持板２を移動方向Ｈのみに移動可能に支持し、かつ第１の支持部５が複数並ぶ直線Ｃ２回りにサンプル支持板２が回動することを規制して支持している。
そして駆動部７によりアーム部４の伝達部材１２に対して軸線Ｃ１回りのモーメントを発生させる駆動力を作用させることで、ロッドベース４ｃを介してロッド４ｄに駆動力を作用させても姿勢を保ったままサンプル支持板２を移動方向Ｈのみに移動させることができる。
また、アーム部４、第１の支持部５、第２の支持部６及び駆動部７は、基台部３とサンプル支持板２との間に配置されているので、移動ステージ装置１をサンプル支持板２が延在する方向に小型化することが可能となる。
【００２６】
また、第２の支持部６を、サンプル支持板２の基台部３側の面のＸ方向の両端部に備えることにより、第２の支持部６は、サンプル支持板２を移動方向Ｈのみに移動可能に支持し、かつ第１の支持部５が複数並ぶ直線Ｃ２回りにサンプル支持板２が回動することを規制して支持しているので、サンプル支持板２の移動動作をより安定させることができる。
【００２７】
また、駆動部７は移動方向Ｈに直交する１軸方向に延在して設けられ、駆動部７が１軸方向に伸縮することによりアーム部４に駆動力を作用させる。駆動部７は移動方向Ｈには伸縮しないので、移動ステージ装置１を移動方向Ｈに対して小型化することが可能となる。
また、駆動部７が延在する１軸方向は軸線Ｃ１に沿う方向に交差しているので、駆動部７を１軸方向に伸縮させることで駆動部７の１軸方向の他端に係止されるアーム部４のロッドベース４ｃを介してロッド４ｄを軸線Ｃ１を中心として回動させることができる。
また、駆動部７の１軸方向の一端７ａは基台部３に固定されるとともに駆動部７の１軸方向の他端７ｂはアーム部４に係止されている。これにより、駆動部７を１軸方向に伸縮させた時に駆動部７は１軸方向の一端７ａ側に移動することなく、駆動部７の全変位の分だけ駆動部７の１軸方向の他端７ｂに係止されるアーム部４の部分を移動させることができる。従って、回動中心となる軸線Ｃ１を中心に回動するアーム部４のロッド４ｄの変位、及びサンプル支持板２が移動方向Ｈに平行移動する範囲をより大きくすることができる。
【００２８】
また、駆動部７の１軸方向の他端７ｂと伝達部材１２とが係止する位置Ｐ１から軸線Ｃ１までの距離よりも、第１の支持部５がサンプル支持板２を支持する位置Ｐ２から軸線Ｃ１までの距離の方が長くなる。従って、駆動部７の１軸方向の他端７ｂの変位より第１の支持部５がサンプル支持板２を支持する位置Ｐ２の変位を大きくすることができ、サンプル支持板２が移動方向Ｈに平行移動する範囲をより大きくすることが可能となる。
【００２９】
また、薄肉部よりなる屈曲部４ｂの方向が移動方向Ｈに直交するように、単一部材から一体に形成されたアーム部４であって、このアーム部４の固定部４ａを基台部３のサンプル支持板２側の面に固定している。これより、移動方向Ｈに直交する方向の屈曲部４ｂを回動中心として、基台部３上にロッドベース４ｃ及びロッド４ｄを回動可能にするアーム部４を容易に形成することができる。
【００３０】
また、アーム部４のロッド４ｄが軸線Ｃ１を中心に回動しても、ロッド４ｄに回動可能に支持された転動体である第１の支持部５がサンプル支持板２の基台部３側の面を転動するので、サンプル支持板２に移動方向Ｈに直交する方向の力が作用することを抑えることができる。従って、サンプル支持板２が移動方向Ｈに直交する方向に移動することをより効果的に規制することができる。
【００３１】
また、伝達部材１２のうち駆動部７の他端７ｂが係止する側は滑らかな半球状に形成されている。従って、駆動部７の他端７ｂがＹ方向の伝達部材１２側に変位すると同時に伝達部材１２が屈曲部４ｂを中心に回動するので、駆動部７の１軸方向の他端７ｂに対する伝達部材１２の向きが変化しても、駆動部７の他端７ｂの変位を円滑にアーム部４に伝達することができる。
【００３２】
（第２の実施形態）
以下、本発明の第２実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図９から図１１は、本発明の第２実施形態の移動ステージ装置の説明図である。図９は移動ステージ装置の分解斜視図、図１０は移動ステージ装置の一部を破断して示す平面図、図１１は図１０おける切断線Ａ２−Ａ２の断面図である。
なお説明の便宜上、本発明の第２実施形態において、前述の第１実施形態で説明した構成要素と同一の構成要素については同一符号を付して、その説明を省略する。
図９から図１１に示すように、第２実施形態が第１実施形態と異なる点は、以下のようである。
まず、第２実施形態では、サンプル支持板２２のサンプル支持面２ａに移動方向Ｈに沿って貫通する孔部２２ａが設けられている。そして、基台部２３、アーム部２４、第１の支持部５、第２の支持部６及び駆動部７は、孔部２２ａに重ならない位置に配置されている。なお、基台部２３、アーム部２４、第１の支持部５、第２の支持部６及び駆動部７が孔部２２ａに重ならないとは、移動方向Ｈから見た平面視で、孔部２２ａに基台部２３、アーム部２４、第１の支持部５、第２の支持部６及び駆動部７が重なることなく配置されていることを意味する。
そして、第２実施形態では、駆動部７がＹ方向に延在するようにＸ方向に２つ並んで配置されている。
【００３３】
基台部２３の中央部には、サンプル支持板２２の孔部２２ａに重ならないように、孔部２３ａが設けられている。
【００３４】
アーム部２４は、固定部４ａと、屈曲部４ｂと、ロッドベース４ｃと、ロッドベース４ｃのＹ方向に直交する面の中央部に基端が固定されたＹ方向に延在する１つの棒状のロッド２４ａと、を備えている。
ロッド２４ａの中央部には、アーム部２４のロッドベース４ｃを介してロッド２４ａが軸線Ｃ１を中心に所定範囲を回動する間にサンプル支持板２２の孔部２２ａに重ならないように、孔部２４ｂが設けられている。
ロッドベース４ｃの１つのロッド２４ａの基端が固定された面の両端部には、半球状に形成された２つの伝達部材１２が、その半球面がＹ方向であってロッド２４ａの先端側を向くようにそれぞれ固定されている。
第１の支持部５は、軸線Ｃ１に平行な直線Ｃ３上に孔部２２ａを挟むように２つ並んで配置され、ロッド２４ａの上面に設けられた穴部に各第１の支持部５の一部がロッド２４ａの上方に突出するように収容されるとともに、第１の支持部５の回動軸と直線Ｃ３が一致するように回動自在にロッド２４ａの中央部に支持されている。
【００３５】
２つの駆動部７は、Ｙ方向に沿って延在するように、基台部３から少しサンプル支持板２２側に離間し伝達部材１２に対向した位置にそれぞれ配置されている。
そして、それぞれの駆動部７の一端７ａが支持ブロック１１に固定されるとともに、２つの駆動部７の他端７ｂは２つの伝達部材１２にそれぞれ係止されている。
なお、本実施形態の移動ステージ装置２１の作用については、上記の第１実施形態と同様なので説明を省略する。
【００３６】
以上説明したように、本実施形態における移動ステージ装置２１によれば、サンプル支持板２２に設けられた孔部２２ａに配置された被検査物に移動方向Ｈから検査光等を照射し、被検査物を透過した検査光を孔部２２ａから基台部２３の方向に導くことが可能となる。また、基台部２３、アーム部２４、第１の支持部５、第２の支持部６及び駆動部７は、孔部２２ａに重ならない位置に配置されているので、サンプル支持板２２から基台部２３まで遮られずに移動ステージ装置２１を通過した検査光を分析することにより、被検査物の検査等を行うことができる。
例えば、干渉計において、被検査物の透過波面を観察する際には、被検査物に検査光を透過させ、その検査光を分析する。その検査は、被検査物を載せる移動ステージ装置２１に貫通孔があり、検査光を通過させる事により実現可能となる。
また、同期がとられていない２つの駆動部７でロッドベース４ｃを介してアーム部２４に駆動力を作用させても、基台部２３を移動方向Ｈに平行移動させることができる。従って、駆動部７間の調整が不要になるので、移動ステージ装置２１の製造を容易に行うことが可能となり製造コストを抑えることができる。
【００３７】
（第３の実施形態）
以下、本発明の第３実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１２から図１６は、本発明の第３実施形態の移動ステージ装置の説明図である。図１２は移動ステージ装置の分解斜視図、図１３は移動ステージ装置の一部を破断して示す平面図、図１４は図１３おける切断線Ａ３−Ａ３の断面図である。
なお説明の便宜上、本発明の第３実施形態において、前述の第１実施形態及び第２実施形態で説明した構成要素と同一の構成要素については同一符号を付して、その説明を省略する。
図１２から図１４に示すように、第３実施形態が第１実施形態と異なる点は、以下のようである。
まず、第３実施形態では、第２実施形態と同様にサンプル支持板２２のサンプル支持面２ａに移動方向Ｈに沿って貫通する孔部２２ａが設けられている。そして、移動ステージ装置３１を構成する要素、すなわち基台部２３、アーム部３４、第１の支持部５、第２の支持部６、伝達部材１２、駆動部７及び後述する変換部４１は、孔部２２ａに重ならない位置に配置されている。
そして、第３実施形態では、Ｘ方向に延在して配置される駆動部７は、駆動部７によるＸ方向への変位をＺ方向への変位に変換する変換部４１を介して基台部２３の上面に固定されるとともにアーム部３４の後述するロッドベース３４ｃの下面に係止されている。
【００３８】
アーム部３４は、基台部２３のサンプル支持板２２側の面（上面）のＸ方向に沿って配置され固定される箱状の固定部３４ａと、固定部３４ａのＹ方向に直交し基台部３の内側を向いた面の上端部にＸ方向に沿って設けられた薄肉部よりなる屈曲部３４ｂと、箱型で固定部３４ａに対向して配置され自身の固定部３４ａ側の面（側面）の上端部を屈曲部３４ｂで連結されたロッドベース３４ｃと、ロッドベース３４ｃのＹ方向に直交する面におけるＸ方向の両端部にそれぞれの基端が固定されたＹ方向に延在する２つの棒状のロッド３４ｄと、を備えている。
具体的には、例えば、コ字形をして固定部３４ａに相当する側が折り曲げられた単一部材を準備し、このコ字形の両腕をロッド３４ｄとし、このコ字形の底部をロッドベース３４ｃとし、ロッドベース３４ｃと折り曲げられた固定部３４ａとの間の底部に対して、コ字形の底面と平行な溝を放電加工により設けることにより形成されている。そして、折り曲げられた固定部３４ａの先端側が基台部２３に固定されるが、固定部３４ａの基端側（すなわち、アーム部３４の上面側）の高さは、第２の支持部６の高さよりも低く、また、サンプル支持板２２の底面２ｂとの間に隙間が設けられている。
なお、屈曲部３４ｂが固定部３４ａに沿うように設けられる１方向を軸線Ｃ４、すなわち回動中心として、アーム部３４の固定部３４ａは、ロッドベース３４ｃを介してロッド３４ｄを回動可能に基台部２３に支持される。
また、アーム部３４のロッド３４ｄが軸線Ｃ４を中心に所定範囲を回動する間にサンプル支持板２２の孔部２２ａに重ならないように、アーム部３４の形状が決められている。
【００３９】
第１の支持部５は、軸線Ｃ４に平行な直線Ｃ５上に２つ並んで配置され、各ロッド３４ｄの上面に設けられた穴部に各第１の支持部５の一部がロッド３４ｄの上方に突出するように収容されるとともに、第１の支持部５の回動軸と直線Ｃ５が一致するように回動自在に各ロッド３４ｄに支持されている。
【００４０】
変換部４１は板状の部材により構成され、Ｙ方向を中心として駆動部７の外周面に沿って一周するように配置されている。より詳しく説明すると、変換部４１は、駆動部７が延在するＸ方向の両端部に固定された一対の固定部４１ａと、駆動部７の中央部の上方と下方にＺ方向に直交するようにそれぞれ配置された一対の支持部４１ｂと、固定部４１ａと支持部４１ｂとを連結する４つの連結部４１ｃとを備えている。一対の支持部４１ｂと駆動部７の対向する面とは間に一定の隙間をおいて配置されている。そして下方に配置された支持部４１ｂの底面は基台部２３の上面に固定されるとともに、上方に配置された支持部４１ｂの上面には伝達部材１２の半球面が鉛直上向きとなるように伝達部材１２が固定され、伝達部材１２はロッドベース３４ｃの底面に係止されている。
また、変換部４１に固定された駆動部７をロッドベース３４ｃの底面に係止させるため、ロッドベース３４ｃの底面は固定部３４ａの底面より上方になるように設定されている。
なお、本実施形態においては第１実施形態で用いられていた支持ブロック１１は用いられない。また、変換部４１のＹ方向からの概略形状は、ひし形状の隣り合う面間を連結する梁が架け渡されることにより形成される８角形状の薄肉構造体である。
【００４１】
次に、本実施形態の移動ステージ装置３１の作用について、図１５及び図１６を用いて説明する。図１５（ａ）及び図１５（ｂ）はそれぞれ駆動部７に所定の電圧（例えば最大電圧）を印加した時及び駆動部７に所定の電圧から下げた電圧を印加した時の駆動部７と変換部４１の変位を示す摸式図である。なお、図１５（ｂ）において、下げた電圧を印加することには、電圧を印加しないこと（電圧がゼロ）が含まれる。
また、図１６（ａ）及び図１６（ｂ）はそれぞれ駆動部７に所定の電圧を印加した時及び駆動部７に所定の電圧から下げた電圧を印加した時の移動ステージ装置３１の構成を示す説明図、１６（ｃ）及び図１６（ｄ）はそれぞれ駆動部７に所定の電圧を印加した時及び駆動部７に所定の電圧から下げた電圧を印加した時の移動ステージ装置３１の変位を示す摸式図である。
【００４２】
図１５（ａ）に示す駆動部７に、図示しない電圧発生装置で所定の電圧（例えば最大電圧）を印加した状態から、駆動部７に印加する電圧を下げると、駆動部７が縮んで駆動部７の両端間の長さが短くなり、Ｘ方向に所定の大きさΔＸだけ変位する。この時１５（ｂ）に示すように、駆動部７に固定された一対の固定部４１ａ及び連結部４１ｃを介して連結された一対の支持部４１ｂの間の間隔が大きくなり、上方に配置された支持部４１ｂの上面に固定された伝達部材１２が上方に移動する。なお、図１５（ａ）に示すように、所定の電圧を印加した時のＸ方向と連結部４１ｃの変位する方向とがなす角度θを小さくするほど、駆動部７の変位によって、一対の支持部４１ｂの間隔がより大きく変化するようになる。
そして、駆動部７に印加する電圧の制御により、図１６（ａ）及び図１６（ｃ）に示す状態から、第１の支持部５を有するロッド３４ｄ及びロッドベース３４ｃが屈曲部３４ｂを中心に回動し、図１６（ｂ）及び図１６（ｄ）に示すように第１の支持部５により支持されたサンプル支持板２２がＺ方向の上方に平行移動する。
【００４３】
以上、本発明の第１実施形態から第３実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の構成の変更等も含まれる。
例えば、上記第１実施形態で備えられた第２の支持部６に替えて、図１７に示すような、サンプル支持板２をサンプル支持面２ａに対して直交する方向に移動させる第２の支持部４６を用いてもよい。この第２の支持部４６は、固定ガイド４６ａと移動ガイド４６ｂとの間に放電加工やレーザ加工でＨ形に形成された各溝と、この各溝と固定ガイド４６の上面及び移動ガイド４６ｂの下面との間にそれぞれ形成された屈曲部４６ｃ（図１７では８つある）を有する。そして、第２の支持部４６は、４つの屈曲部４６ｃが平行四辺形の各頂点の位置を保ったままで移動ガイド４６ｂが移動することにより、基台部３のサンプル支持板２側の面（上面）に固定された固定ガイド４６ａに対し、サンプル支持板２の底面２ｂに固定された移動ガイド４６ｂをＺ方向に平行移動させるものである。
なお、上記第２実施形態及び第３実施形態においても同様の構成とすることができる。
【００４４】
また、上記第１実施形態では、第１の支持部５として転がり軸受けを用いた。しかし転がり軸受けでなく図１８に示すように他の転動体を用いてもよい。すなわち、図１８（ａ）に示すようにボールベアー５１を用いてもよいし、１８（ｂ）に示すように滑り軸受け５２を用いてもよいし、１８（ｃ）に示すように板ばね５３を用いてもよいし、１８（ｄ）に示すように弾性ヒンジ５４を用いてもよい。
また第１の支持部５の先端部の角をサンプル支持板２の底面２ｂに当接させるようにして、該角を第１の支持部５としてもよい。この場合、滑りを良くするために、第１の支持部５の先端部の角とサンプル支持板２の底面２ｂとの間に潤滑剤を塗布したり、潤滑部材を組み込んだりすることが好ましい。
なお、上記第２実施形態及び第３実施形態においても同様の構成とすることができる。
【００４５】
また、上記第１実施形態及び第２実施形態では、アーム部４における固定部４ａ、屈曲部４ｂ及びロッドベース４ｃを同一の部材から形成した。しかし、固定部とロッドベースを異なる部材から形成させ、板ばね等の別の部材である屈曲部で連結させてもよい。
上記第３実施形態においても同様の構成とすることができる。
【００４６】
また、上記第１実施形態では、アーム部４の一対のロッド４ｄに直線Ｃ２上に並んだ２つの第１の支持部５を回動自在に支持したが、直線Ｃ２上に並んだ３つ以上の第１の支持部５を一対のロッド４ｄに回動自在に支持してもよい。なお、上記第２実施形態及び第３実施形態においても同様の構成とすることができる。
【００４７】
また、上記第１実施形態ではサンプル支持板２を矩形の平板状とした。しかしサンプル支持板２の上方の面であるサンプル支持面２ａ、及び下方の面である底面２ｂの形状は平面でなくてもよく、表面が波状や格子状に形成されていてもよい。また、サンプル支持板２の一端から他端にわたり厚さが徐々に変化するものであってもよい。
なお、上記第２実施形態及び第３実施形態におけるサンプル支持板２２についても同様の構成とすることができる。
また、上記第１実施形態及び第２実施形態において、伝達部材１２を用いないで駆動部７の１軸方向の他端７ｂでアーム部４に直接駆動部７の駆動力を作用させてもよい。
【００４８】
また、上記第１実施形態から第３実施形態では、伝達部材１２が半球状に形成されているとした。しかし、伝達部材１２の形状はこの限りではなく、球面の一部の面等のなめらかな曲面でもよい。
また、上記第１実施形態から第３実施形態では、基台部３又は基台部２３上に一対の第２の支持部６が固定されていたが、固定される第２の支持部６の数は１つでもよい。
また、上記第１実施形態から第３実施形態では、駆動部７を移動方向Ｚに平行に、又は移動方向Ｚに交差する方向に延在するように配置させてもよい。
【００４９】
また、上記第１実施形態では、駆動部７の１軸方向の他端７ｂと伝達部材１２とが係止する位置Ｐ１から軸線Ｃ１までの距離と、第１の支持部５がサンプル支持板２を支持する位置Ｐ２から軸線Ｃ１までの距離とが等しくなるように構成してもよい。
なお、上記第２実施形態においても同様の構成とすることができる。
【００５０】
また、上記第１実施形態では、屈曲部４ｂを固定部４ａのＹ方向に直交し基台部３の内側を向いた面の、上端部にＸ方向に沿って設けてもよい。なお、上記第２実施形態のアーム部２４、第３実施形態のアーム部３４についても同様の構成とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の第１実施形態の移動ステージ装置の分解斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態の移動ステージ装置の一部を破断して示す平面図である。
【図３】図２における切断線Ａ１−Ａ１の断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態の移動ステージ装置の側面図である。
【図５】図４における要部拡大図である。
【図６】本発明の第１実施形態の移動ステージ装置の構成を示す説明図及び各部の変位を示す模式図である。
【図７】本発明の第１実施形態の移動ステージ装置の第１の支持部の変位を示す模式図である。
【図８】本発明の第１実施形態の移動ステージ装置の駆動部に所定の電圧を印加した時の要部拡大図である。
【図９】本発明の第２実施形態の移動ステージ装置の分解斜視図である。
【図１０】本発明の第２実施形態の移動ステージ装置の一部を破断して示す平面図である。
【図１１】図１０における切断線Ａ２−Ａ２の断面図である。
【図１２】本発明の第３実施形態の移動ステージ装置の分解斜視図である。
【図１３】本発明の第３実施形態の移動ステージ装置の一部を破断して示す平面図である。
【図１４】図１３における切断線Ａ３−Ａ３の断面図である。
【図１５】本発明の第３実施形態の移動ステージ装置の駆動部と変換部の変位を示す模式図である。
【図１６】本発明の第３実施形態の移動ステージ装置の説明図及び模式図である。
【図１７】本発明の実施形態の第２の支持部の変形例を示す説明図である。
【図１８】本発明の実施形態の第１の支持部の変形例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５２】
１、２１、３１ 移動ステージ装置
２、２２ サンプル支持板（移動体）
３、２３ 基台部
４、２４、３４ アーム部
４ａ、２４ａ、３４ａ 固定部
４ｂ、２４ｂ、３４ｂ 屈曲部
５ 第１の支持部
６ 第２の支持部
７ 駆動部
Ｃ１、Ｃ４ 回動軸
Ｃ２、Ｃ３、Ｃ５ 直線
Ｈ 移動方向
【特許請求の範囲】
【請求項１】
台状の移動体を台厚方向に沿う移動方向に平行移動させる移動ステージ装置であって、
前記移動体に対して前記移動方向に対向する位置に配置された基台部と、
該基台部と前記移動体との間に配置され、前記移動方向に直交する方向に沿う軸線を回動中心として、前記基台部に回動可能に支持されたアーム部と、
前記軸線に平行な直線上に少なくとも２つ並んで前記アーム部に設けられ、前記移動体を前記移動方向に支持する第１の支持部と、
前記基台部と前記移動体との間に設けられ、該移動体を前記移動方向のみに移動可能に支持し、かつ前記第１の支持部が並ぶ前記直線回りの前記移動体の回動を規制して支持する第２の支持部と、
前記基台部と前記移動体との間に配置され、前記アーム部に対して、前記軸線回りのモーメントを発生させる駆動力を作用させる駆動部とを備えることを特徴とする移動ステージ装置。
【請求項２】
請求項１に記載の移動ステージ装置において、
前記第２の支持部は、前記基台部と前記移動体を連結するとともに、前記移動体の前記基台部側の面の前記軸線に沿う方向の両端部に一対配置されていることを特徴とする移動ステージ装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の移動ステージ装置において、
前記駆動部は、前記移動方向に直交するとともに前記軸線に沿う方向に交差する１軸方向に延在して該１軸方向に伸縮可能に設けられ、該１軸方向の一端が前記基台部に固定されるとともに、前記１軸方向の他端が前記アーム部に係止されていることを特徴とする移動ステージ装置。
【請求項４】
請求項３に記載の移動ステージ装置において、
前記駆動部の前記１軸方向の他端と前記アーム部とが係止する位置は、前記第１の支持部が前記移動体を支持する位置より前記基台部側に配置されることを特徴とする移動ステージ装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の移動ステージ装置において、
前記アーム部は、前記基台部の前記移動体側の面に固定される固定部と、該固定部に前記軸線に沿って設けられた薄肉部よりなる屈曲部を有し、前記アーム部は単一部材から一体に形成されていることを特徴とする移動ステージ装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の移動ステージ装置において、
前記第１の支持部は転動体であり、該転動体は前記アーム部に回動可能に支持されるとともに、前記転動体は前記移動体に当接した時には該移動体に対して転動可能に配置されていることを特徴とする移動ステージ装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれかに記載の移動ステージ装置において、
前記移動体には前記移動方向に沿って貫通する孔部が設けられ、
前記基台部、前記アーム部、前記第１の支持部、前記第２の支持部及び前記駆動部は、前記孔部に重ならない位置に配置されていることを特徴とする移動ステージ装置。
【請求項１】
台状の移動体を台厚方向に沿う移動方向に平行移動させる移動ステージ装置であって、
前記移動体に対して前記移動方向に対向する位置に配置された基台部と、
該基台部と前記移動体との間に配置され、前記移動方向に直交する方向に沿う軸線を回動中心として、前記基台部に回動可能に支持されたアーム部と、
前記軸線に平行な直線上に少なくとも２つ並んで前記アーム部に設けられ、前記移動体を前記移動方向に支持する第１の支持部と、
前記基台部と前記移動体との間に設けられ、該移動体を前記移動方向のみに移動可能に支持し、かつ前記第１の支持部が並ぶ前記直線回りの前記移動体の回動を規制して支持する第２の支持部と、
前記基台部と前記移動体との間に配置され、前記アーム部に対して、前記軸線回りのモーメントを発生させる駆動力を作用させる駆動部とを備えることを特徴とする移動ステージ装置。
【請求項２】
請求項１に記載の移動ステージ装置において、
前記第２の支持部は、前記基台部と前記移動体を連結するとともに、前記移動体の前記基台部側の面の前記軸線に沿う方向の両端部に一対配置されていることを特徴とする移動ステージ装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の移動ステージ装置において、
前記駆動部は、前記移動方向に直交するとともに前記軸線に沿う方向に交差する１軸方向に延在して該１軸方向に伸縮可能に設けられ、該１軸方向の一端が前記基台部に固定されるとともに、前記１軸方向の他端が前記アーム部に係止されていることを特徴とする移動ステージ装置。
【請求項４】
請求項３に記載の移動ステージ装置において、
前記駆動部の前記１軸方向の他端と前記アーム部とが係止する位置は、前記第１の支持部が前記移動体を支持する位置より前記基台部側に配置されることを特徴とする移動ステージ装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の移動ステージ装置において、
前記アーム部は、前記基台部の前記移動体側の面に固定される固定部と、該固定部に前記軸線に沿って設けられた薄肉部よりなる屈曲部を有し、前記アーム部は単一部材から一体に形成されていることを特徴とする移動ステージ装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の移動ステージ装置において、
前記第１の支持部は転動体であり、該転動体は前記アーム部に回動可能に支持されるとともに、前記転動体は前記移動体に当接した時には該移動体に対して転動可能に配置されていることを特徴とする移動ステージ装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれかに記載の移動ステージ装置において、
前記移動体には前記移動方向に沿って貫通する孔部が設けられ、
前記基台部、前記アーム部、前記第１の支持部、前記第２の支持部及び前記駆動部は、前記孔部に重ならない位置に配置されていることを特徴とする移動ステージ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２００９−２７４１９６（Ｐ２００９−２７４１９６Ａ）
【公開日】平成２１年１１月２６日（２００９．１１．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１３０６４７（Ｐ２００８−１３０６４７）
【出願日】平成２０年５月１９日（２００８．５．１９）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１１月２６日（２００９．１１．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年５月１９日（２００８．５．１９）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
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