半導体製造用圧電モータと圧電アクチュエータ

真空、非磁性環境、ナノメートルクラスのモーションコントロール用に設計されています。

PiezoLEGS®が工場にある理由

  • 真空環境およびベークアウトに対応。専用のPiezoLEGS®製品は、アウトガスを最小限に抑え、125 °Cまでのベークアウトに対応しており、真空チャンバーやロードロックに最適です。
  • Non-magnetic by design. Piezoceramic elements and non-magnetic alloys keep magnetic flux below sensor noise (~<1 nT at 10 mm), safe around e-beam columns and high-field tools. 
  • 真のダイレクトドライブ。ギアやネジを使用しないため、バックラッシュがゼロで、滑らかな動作、コンパクトな設置面積を実現し、駆動部の可動部分から発生する微粒子も少なくなります。 
  • サブナノメートルの分解能と高速セトリング。駆動波形のマイクロステッピングにより、優れたダイナミック制御でナノメートルからサブナノメートルの位置決めが可能。 
  • 電源オフ時の保持。摩擦駆動機構は本質的に自己ロック式であり、消費電力ゼロで位置を保持するため、真空環境において熱的・エネルギー的な面で大きな利点となります。 
  • コンパクト推力 。標準的なPiezoLEGS®リニアアクチュエータは6.5～40 Nの推力（ストロークは約75 mm）をカバーし、プラットフォーム拡張モデルでは、重量のある光学系やウェハーレベルサブシステム向けに300～450 Nの推力を実現します。 

半導体製造装置が得意とする分野

  • 光学・計測：焦点調整／ズーム、フィルター／開口部の選択、干渉計の調整、マスク／レチクルの微調整。半導体計測分野では、UHV（超高真空）環境下や非磁性環境での位置決めに、ピエゾモーターが広く用いられています。 
  • プローブ＆テスト：サブミクロン精度アプローチ、接触推力 、長時間測定時のドリフトフリー保持。
  • ウェハーハンドリングモジュール：エンドエフェクターZトリム、チャックレベリング、アライメントピン、ミニチュアシャッター。
  • 電子ビーム/イオンツール：ステージアクセサリーとキャリブレーションメカニズム用の非磁性アクチュエータ。 

性能一覧（代表値）

  • 解決：
    • Open loop: < 1 nm with controller micro-stepping (up to 8192 micro-steps per waveform step)
    • クローズドループ: 12.5 nm 
  • 速度：モデル/ドライバーにより、ナノメートル/秒から～15～24mm/秒。 
  • ストローク：ドライブロッドの長さにより決定。標準オプションはコンパクトモデルで最大74.5mm。 
  • 推力：6.5 N、20 N、40 N（標準）；300～450 N（カバー付き／ヘビーデューティ仕様）。 
  • 真空定格：非磁性体で通常～10-⁷ torr；125℃ベークアウト対応。 

Example: LL10D non-magnetic/vacuum compatible motor with 6.5 N stall, 7 N hold, 0–15 mm/s, up to 74.5 mm stroke; magnetic flux < 1 nT at 10 mm. 

統合と制御

  • コントローラ RS-485/USB経由のPMD301（モジュール）とPMD401（ボードレベル）で、サブナノの分解能のマイクロステッピングと多軸チェイニングをサポート。 
  • フィードバック：クローズドループモーション用の外部エンコーダと連動。ダイレクトドライブアーキテクチャにより、制御ループを簡素化（スクリュー/ギアコンプライアンスなし）。 
  • フォームファクター：スワップ可能なドライブロッド長を持つコンパクトなアクチュエータ、工場統合のための真空および非磁性ビルド

真空中での圧電モーターとステッピング/BLDCの比較

基準圧電モータ/アクチュエータ (PiezoLEGS®)ネジ付きステッパー/BLDC
磁気学非磁性、浮遊磁場なし磁気緩和が必要；電子ビーム／イオン経路を乱す可能性がある
バックラッシュなし（直接摩擦歩行）スクリュー／ギアとプリロードによる
ホールディング静止状態でセルフロック、ゼロパワー保持トルク→真空中での加熱
熱負荷ホールドが非常に低い。より高い、特にホールド/定電流時
真空準備真空調製品；125℃までベークアウト可能特殊グリース、アウトガス制御が必要
決議マイクロステッピングでサブナノ、エンコーダーで12.5nmネジピッチ、コンプライアンス、エンコーダによる制限

PiezoLEGS®アクチュエータを工具に指定する

  • 環境：ターゲット圧力（HV/UHV）、ベークアウトプロファイル、磁気制約、清浄度
  • 軸メカニクス：必要ストローク、外部ガイド（必須）、剛性バジェット。
  • スループット：スピードとセトリング時間、移動プロファイルの指定（ステップセトル対スキャン）。 
  • 負荷条件：連続推力とピーク推力、およびデューティサイクル。
  • フィードバックと制御：エンコーダのタイプと分解能、インターフェース（RS-485/USB）、コントローラのフォームファクター。 

よくある質問

PiezoLEGS®モーターは、圧電モーターですか、それとも圧電アクチュエータですか？
両方です。このモーターは、制御された歩行シーケンスを通じて圧電モーターとして有用な機械的作業を行う、圧電アクチュエータアセンブリです。

これらは超高真空（UHV）および強磁場環境でも使用できますか？
非磁性／真空用モデルは、非磁性構造を採用し、真空度約10⁻⁷トールまで対応しています。ピエゾ機構は、半導体計測や位置決め分野において、超高真空（UHV）および強磁場環境下で広く使用されています。これ以上の超高真空環境については、材質や表面処理の選択肢について弊社までご相談ください。

どの程度の推力 ストロークが得られますか？
標準の直線型PiezoLEGS®モーターは、6.5～40 Nの推力と最大約75 mmのストロークに対応しています。カバー付き／ヘビーデューティー仕様では、300～450 Nまで対応します。ストロークはドライブロッドの長さによって決まります。 


エンコーダーとPMDシリーズのコントローラーを使用すれば、サブナノメートル単位の指令が可能です。アプリケーションレベルの分解能は、機構とノイズに依存します。 

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