JP2005025695A - Xy stage - Google Patents
Xy stage Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005025695A JP2005025695A JP2003270886A JP2003270886A JP2005025695A JP 2005025695 A JP2005025695 A JP 2005025695A JP 2003270886 A JP2003270886 A JP 2003270886A JP 2003270886 A JP2003270886 A JP 2003270886A JP 2005025695 A JP2005025695 A JP 2005025695A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- axis
- sensor
- angular velocity
- axis sensor
- slider portion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
- G03F7/70716—Stages
- G03F7/70725—Stages control
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
- G03F7/70758—Drive means, e.g. actuators, motors for long- or short-stroke modules or fine or coarse driving
Abstract
Description
本発明は、プローバ、ハンドラ、ステッパ等に用いられ、対象物の2次元位置決めをするXYステージに関する。 The present invention relates to an XY stage that is used in a prober, a handler, a stepper, and the like and that performs two-dimensional positioning of an object.
格子プラテンと、その上面をX軸方向及びY軸方向にスライドして位置制御されるスライダ部を有するXYステージの構造及びスライダ部のヨーイングの抑制については、特許文献1及び2に詳細に開示されている。 Patent Documents 1 and 2 disclose in detail the structure of an XY stage having a grating platen and a slider part whose position is controlled by sliding the upper surface of the grating platen in the X-axis direction and the Y-axis direction, and suppression of yawing of the slider part. ing.
図4は特許文献1に開示されている従来構造のXYステージの基本構造を示す斜視図である。10は水平に固定配置された格子プラテンであり、X方向及びY方向に沿って一定ピッチで歯が形成されている。図では簡略のため一部の歯だけを示している。格子プラテンは磁性体の平坦面に格子状に溝を切ることによって形成される。
FIG. 4 is a perspective view showing a basic structure of an XY stage having a conventional structure disclosed in Patent Document 1. As shown in FIG.
20は、格子プラテン上面をX方向及びY方向にスライドして位置決め制御されるスライダ部であり、この上部にワーク及び位置決めの対象となるターゲット(図示せず)が搭載される。浮揚手段21は、格子プラテン10に対向する裏面にノズルが設けられていて圧縮空気を噴射させることでライダ20を格子プラテン10上に浮揚させる。
31及び32はスライダ部20の上部にX方向に所定距離を持って固定配置された第1のX軸センサ及び第2のX軸センサである。33は同様にスライダ部20の上部に固定配置されたY軸センサである。
Reference numerals 31 and 32 denote a first X-axis sensor and a second X-axis sensor that are fixedly arranged on the upper portion of the
11は、格子プラテン10のX軸の一端部にX軸に直交して固定配置された所定高さを有するX軸ミラーであり、第1のX軸センサ31及び第2のX軸センサ32と対向する。12は、格子プラテン10のY軸の一端部にY軸に直交して固定配置された所定高さを有するY軸ミラーであり、Y軸センサ33と対向する。
Reference numeral 11 denotes an X-axis mirror having a predetermined height, which is fixedly disposed at one end of the X-axis of the
第1のX軸センサ31、第2のX軸センサ32及びY軸センサ33は光学的な距離測定装置であり、レーザビームをX軸ミラー11及びY軸ミラー12に照射し反射光を受光し干渉を利用して移動距離を測定することでスライダ部20のX方向及びY方向の位置を測定する。PX1及びPX2は第1のX軸センサ31及び第2のX軸センサ32によるX軸方向距離測定値、PYはY軸センサ33によるY方向距離測定値である。
The first X-axis sensor 31, the second X-axis sensor 32, and the Y-axis sensor 33 are optical distance measuring devices, and irradiate the X-axis mirror 11 and the Y-
41は第1のX軸制御部であり、測定値PX1と位置指令信号SX1の偏差に基づいてスライダ部20に形成された第1のX軸モータに電流の操作信号MX1を発信する。42は第2のX軸制御部であり、測定値PX2と位置指令信号SX2の偏差に基づいてスライダ部20に形成された第2のX軸モータに電流の操作信号MX2を発信する。43はY軸制御部であり、測定値PYと位置指令信号SYの偏差に基づいてスライダ部20に形成されたY軸モータに電流の操作信号MYを発信する。
Reference numeral 41 denotes a first X-axis control unit, which transmits a current operation signal MX1 to a first X-axis motor formed on the
第1のX軸モータ, 第2のX軸モータ, Y軸モータの構造、位置制御サーボ系の構成、ヨーイング抑制の手法等については、特許文献1及び2に詳細に開示されているので説明を省略する。 The structure of the first X-axis motor, the second X-axis motor, and the Y-axis motor, the configuration of the position control servo system, the method of suppressing yawing, etc. are disclosed in detail in Patent Documents 1 and 2, and will be described. Omitted.
図5は、格子プラテン10上を浮揚して移動するスライダ部20のピッチング及びローリングのイメージ図である。点線の矢印で示すX方向のゆれPがピッチングであり、直交する一点鎖線の矢印で示すY方向のゆれがローリングである。
FIG. 5 is an image view of pitching and rolling of the
スライダ部に搭載されるターゲットが極めて高い位置決め精度を要求する場合には、浮揚して移動するスライダ部のピッチング及びローリングを抑制する必要がある。特許文献1及び2記載の技術では、スライダ部のZ軸方向の回転であるヨーイングは抑制可能であるが、ピッチング及びローリングについては対応できない。 When the target mounted on the slider portion requires extremely high positioning accuracy, it is necessary to suppress pitching and rolling of the slider portion that floats and moves. In the techniques described in Patent Documents 1 and 2, yawing, which is the rotation of the slider portion in the Z-axis direction, can be suppressed, but pitching and rolling cannot be handled.
本発明の目的は、スライダ部の加速時、減速時、定速移動時の振動発生時にピッチング及びローリングを抑制する機能を具備したXYステージを実現することにある。 An object of the present invention is to realize an XY stage having a function of suppressing pitching and rolling when vibration is generated during acceleration, deceleration, and constant speed movement of a slider portion.
このような課題を達成するために、本発明のうち請求項1記載の発明は、
スライダ部を2次元方向に位置制御するXYステージにおいて、
前記スライダ部のピッチング角速度を検出するための信号を出力する第1のZ軸センサと、
前記スライダ部のローリング角速度を検出するための信号を出力する第2のZ軸センサと、
を有することを特徴とするXYステージである。
In order to achieve such a problem, the invention according to claim 1 of the present invention is:
In the XY stage that controls the position of the slider part in a two-dimensional direction,
A first Z-axis sensor that outputs a signal for detecting a pitching angular velocity of the slider portion;
A second Z-axis sensor that outputs a signal for detecting a rolling angular velocity of the slider portion;
An XY stage characterized by comprising:
請求項2記載の発明は、
前記第1のZ軸センサは、前記スライダ部のX軸方向の両端部に取り付けられた加速度計で構成され、前記第2のZ軸センサは、前記スライダ部のY軸方向の両端部に取り付けられた加速度計で構成されることを特徴とする請求項1記載のXYステージである。
The invention according to claim 2
The first Z-axis sensor includes an accelerometer attached to both ends of the slider portion in the X-axis direction, and the second Z-axis sensor is attached to both ends of the slider portion in the Y-axis direction. The XY stage according to claim 1, wherein the XY stage is configured by an accelerometer.
請求項3記載の発明は、
前記第1のZ軸センサの測定値を積分演算して前記スライダ部のピッチング角速度を検出すると共に、前記第2のZ軸センサの測定値を積分演算して前記スライダ部のローリング角速度を検出することを特徴とする請求項1又は2記載のXYステージである。
The invention described in
Integrating the measured value of the first Z-axis sensor to detect the pitching angular velocity of the slider portion, and integrating the calculated value of the second Z-axis sensor to detect the rolling angular velocity of the slider portion. The XY stage according to claim 1, wherein the XY stage is characterized in that
請求項4記載の発明は、
前記第1のZ軸センサに近接して第1のZ軸コイルを設けると共に、前記第2のZ軸センサに近接して第2のZ軸コイルを設けることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のXYステージである。
The invention according to claim 4
The first Z-axis coil is provided close to the first Z-axis sensor, and the second Z-axis coil is provided close to the second Z-axis sensor. The XY stage according to any one of the above.
請求項5記載の発明は、
前記第1のZ軸センサにより測定したピッチング角速度測定値に基づいて前記第1のZ軸コイルを励磁するピッチング制御手段と、前記第2のZ軸センサにより測定したローリング角速度測定値基づいて前記第2のZ軸コイルを励磁するローリング制御手段とを有することを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載のXYステージである。
The invention according to
Pitching control means for exciting the first Z-axis coil based on the pitching angular velocity measurement value measured by the first Z-axis sensor, and the rolling angular velocity measurement value measured by the second Z-axis sensor. 5. The XY stage according to claim 1, further comprising a rolling control unit that excites two Z-axis coils.
請求項6記載の発明は、
前記第1のZ軸センサの測定値及び前記第2のZ軸センサにより測定した前記スライダ部のZ方向速度に基づいて前記第1のZ軸コイル及び前記第2のZ軸コイルを励磁し、前記スライダ部のZ方向速度を制御する速度制御手段を有することを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載のXYステージである。
The invention described in claim 6
Exciting the first Z-axis coil and the second Z-axis coil based on the measured value of the first Z-axis sensor and the Z-direction velocity of the slider portion measured by the second Z-axis sensor; 6. The XY stage according to claim 1, further comprising speed control means for controlling a Z-direction speed of the slider portion.
請求項7記載の発明は、
前記第1のZ軸センサにより測定したピッチング角速度測定値に基づいて前記第1のZ軸コイルを励磁するピッチング制御手段と、
前記第2のZ軸センサにより測定したローリング角速度測定値基づいて前記第2のZ軸コイルを励磁するローリング制御手段と、
前記第1のZ軸センサ及び前記第2のZ軸センサの測定値基づいて前記第1のZ軸コイル及び前記第2のZ軸コイルを励磁し前記スライダ部のZ方向速度を制御する速度制御手段と、
を有することを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載のXYステージである。
The invention described in claim 7
Pitching control means for exciting the first Z-axis coil based on the measured pitching angular velocity measured by the first Z-axis sensor;
Rolling control means for exciting the second Z-axis coil based on a rolling angular velocity measurement value measured by the second Z-axis sensor;
Speed control for exciting the first Z-axis coil and the second Z-axis coil based on the measured values of the first Z-axis sensor and the second Z-axis sensor to control the Z-direction speed of the slider portion. Means,
The XY stage according to claim 1, wherein the XY stage is provided.
請求項8記載の発明は、
前記スライダ部は格子プラテン上を移動し、前記第1及び第2のZ軸コイルにおける前記格子プラテンと対向するコアの長さは、前記格子プラテンの格子ピッチの整数倍に選定されていることを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載のXYステージである。
The invention described in claim 8
The slider portion moves on the lattice platen, and the length of the core facing the lattice platen in the first and second Z-axis coils is selected to be an integral multiple of the lattice pitch of the lattice platen. The XY stage according to claim 1, wherein the XY stage is characterized in that
請求項9記載の発明は、
前記第1及び第2のZ軸センサは、サーボ加速度計であることを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載のXYステージである。
The invention according to claim 9
The XY stage according to any one of claims 1 to 8, wherein the first and second Z-axis sensors are servo accelerometers.
請求項10記載の発明は、
前記第1及び第2のZ軸センサは、コイルに発生する起電力を測定することを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載のXYステージである。
The invention according to
The XY stage according to any one of claims 1 to 8, wherein the first and second Z-axis sensors measure an electromotive force generated in a coil.
請求項11記載の発明は、
前記第1及び第2のZ軸センサは、圧電素子に発生する起電力を測定することを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載のXYステージである。
The invention according to claim 11
The XY stage according to any one of claims 1 to 8, wherein the first and second Z-axis sensors measure an electromotive force generated in the piezoelectric element.
以上説明したことから明らかなように、本発明によれば次のような効果がある。
(1)スライダ部の加速時、減速時、定速移動時におけるピッチング及びローリングを抑制する機能を具備したXYステージを実現できる。
(2)ピッチング角速度及びローリング角速度の制御に加えてスライダ部のZ方向速度を制御することにより、ピッチング及びローリング抑制精度を更に向上させたXYステージを実現できる。
(3)ピッチング制御手段、ローリング制御手段、速度制御手段を独立させることにより、相互干渉のないピッチング, ローリング抑制が可能である。
(4)Z軸コイルにおける格子プラテンと対向するコアの長さを、格子ピッチの整数倍に選定することにより、精度の高いサーボ制御を実現することができる。
(5)Z軸センサとして、サーボ加速度計等市販されている小型安価で高精度の加速度計を容易に採用することができ、装置のコストダウンに貢献できる。
As is apparent from the above description, the present invention has the following effects.
(1) An XY stage having a function of suppressing pitching and rolling during acceleration, deceleration, and constant speed movement of the slider portion can be realized.
(2) By controlling the Z-direction speed of the slider portion in addition to the control of the pitching angular velocity and the rolling angular velocity, an XY stage with further improved pitching and rolling suppression accuracy can be realized.
(3) By making the pitching control means, rolling control means, and speed control means independent, pitching and rolling suppression without mutual interference is possible.
(4) By selecting the length of the core facing the grid platen in the Z-axis coil as an integer multiple of the grid pitch, highly accurate servo control can be realized.
(5) As the Z-axis sensor, a commercially available small, inexpensive, and high-accuracy accelerometer such as a servo accelerometer can be easily adopted, which can contribute to the cost reduction of the apparatus.
以下本発明を図面を用いて詳細に説明する。
以下本発明の実施形態を、図面を用いて説明する。図1は本発明を適用したXYステージの一例を示す平面図及び側面図であり、図4の従来例で説明した要素と同一要素には同一符号を付して説明を省略する。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a plan view and a side view showing an example of an XY stage to which the present invention is applied. The same elements as those described in the conventional example of FIG.
図1(A)は、格子プラテン10とスライダ部20の平面図、(B)はX軸方向の側面図(Y軸方向センサは図示せず)である。スライダ部20は、圧縮空気の噴射により格子プラテン10の上面に微小空隙を持って浮揚している。浮揚手段は、この空隙を一定に制御する機能を持たないためにスライダ部20の移動に伴い図5で説明したピッチング及びローリングが発生する。
1A is a plan view of the
Z1センサ101及びZ2センサ102は、スライダ部20のX軸方向の両端部に取り付けられた加速度計であり、第1のZ軸センサを形成する。これら加速度計の測定値を積分演算してピッチング角速度を測定する。この場合、スライダ部20はX軸方向に移動している。
The Z1 sensor 101 and the Z2 sensor 102 are accelerometers attached to both ends of the
同様に、Z3センサ103及びZ4センサ104は、スライダ部20のY軸方向の両端部に取り付けられた加速度計であり、第2のZ軸センサを形成する。これら加速度計の測定値を積分演算してローリング角速度を測定する。この場合、スライダ部20はX軸方向に移動している。
Similarly, the Z3 sensor 103 and the Z4 sensor 104 are accelerometers attached to both ends of the
スライダ部20がY軸方向に移動しているときは、Z3センサ103及びZ4センサ104でピッチング角を検出し、Z1センサ101及びZ2センサ102でローリング角を検出する。
When the
図1(B)に示すように、Z1センサ101及びZ2センサ102は、センサ位置におけるスライダ部20の格子プラテン方向(Z方向)の加速度a1及びa2を測定する。図示されていないが、同様にZ3センサ103及びZ4センサ104は、センサ位置におけるスライダ部20の格子プラテン10方向(Z方向)の加速度a3及びa4を測定する。
As shown in FIG. 1B, the Z1 sensor 101 and the Z2 sensor 102 measure accelerations a1 and a2 in the lattice platen direction (Z direction) of the
Z1センサ101とZ2センサ102間の距離及びZ3センサ103及びZ4センサ104間の距離は、ここでは同一距離Lであるが異なっていてもよい。Z1センサ101及びZ2センサ102の加速度測定値a1及びa2とスライダ部のX方向距離L及び積分演算器によりピッチング角速度を検出する。同様に、Z3センサ103及びZ4センサ104の測定値a3及びa4とスライダ部のY方向距離L及び積分演算器によりスライダ部のY方向のローリング角速度を検出する。 The distance between the Z1 sensor 101 and the Z2 sensor 102 and the distance between the Z3 sensor 103 and the Z4 sensor 104 are the same distance L here, but may be different. The pitching angular velocity is detected by the acceleration measurement values a1 and a2 of the Z1 sensor 101 and the Z2 sensor 102, the X-direction distance L of the slider portion, and the integration calculator. Similarly, the measured values a3 and a4 of the Z3 sensor 103 and the Z4 sensor 104, the Y-direction distance L of the slider unit, and the rolling angular velocity of the slider unit in the Y direction are detected.
ピッチング角速度pz及びローリング角速度rzは、次式で近似計算される。
pz=(a1−a2)/L・(1/S) (1)
rz=(a3−a4)/L・(1/S) (2)
S:ラプラス演算子
The pitching angular velocity pz and the rolling angular velocity rz are approximately calculated by the following equations.
pz = (a1-a2) / L · (1 / S) (1)
rz = (a3-a4) / L · (1 / S) (2)
S: Laplace operator
更に、4個の加速度計の測定値及び積分演算器によりスライダ部20Z方向速度hzが次式で計算される。
hz=(a1+a2+a3+a4)/4・1/S (3)
Furthermore, the slider unit 20Z-direction speed hz is calculated by the following equation using the measured values of the four accelerometers and the integral calculator.
hz = (a1 + a2 + a3 + a4) / 4 · 1 / S (3)
Z1コイル105及びZ2コイル106は、Z1センサ101及びZ2センサ102に近接して設けられ、第1のZ軸コイルを形成する。同様に、Z3コイル107及びZ4コイル108は、Z3センサ103及びZ4センサ104に近接して設けられ、第2のZ軸コイルを形成する。これらコイルに励磁電流を流すことにより図1(B)に示すように、スライダ部20と格子プラテン10間に吸引力が発生し空隙の距離を個別に制御することができる。
The Z1 coil 105 and the Z2 coil 106 are provided close to the Z1 sensor 101 and the Z2 sensor 102, and form a first Z-axis coil. Similarly, the Z3 coil 107 and the Z4 coil 108 are provided close to the Z3 sensor 103 and the Z4 sensor 104, and form a second Z-axis coil. By applying an exciting current to these coils, as shown in FIG. 1B, an attractive force is generated between the
図2は、ピッチング制御手段、ローリング制御手段、Z方向速度制御手段の構成例を示す機能ブロック図である。109乃至112は電流増幅器であり、夫々Z1コイル105乃至Z4コイル108にサーボ制御のための励磁電流i1乃至i4を供給する。 FIG. 2 is a functional block diagram illustrating a configuration example of the pitching control unit, the rolling control unit, and the Z-direction speed control unit. Reference numerals 109 to 112 denote current amplifiers which supply excitation currents i1 to i4 for servo control to the Z1 coil 105 to Z4 coil 108, respectively.
Z1センサ101の測定値a1とZ2センサ102の測定値a2は、減算器113で差が計算され、1/L演算部114及び積分演算器132により前記(1)式のピッチング角速度pzが算出される。Z3センサ103の測定値a3とZ4センサ104の測定値a4は、減算器115で差が計算され、1/L演算部116及び積分演算器133により前記(2)式のローリング角速度rzが算出される。Z1センサ乃至Z4センサの側定値a1乃至a4は、加算器117で加算され、1/4演算部118及び積分演算器134により前記(3)式のZ方向速度hzが算出される。 The difference between the measured value a1 of the Z1 sensor 101 and the measured value a2 of the Z2 sensor 102 is calculated by the subtractor 113, and the pitching angular velocity pz of the above equation (1) is calculated by the 1 / L calculation unit 114 and the integration calculation unit 132. The The difference between the measured value a3 of the Z3 sensor 103 and the measured value a4 of the Z4 sensor 104 is calculated by the subtractor 115, and the rolling angular velocity rz of the equation (2) is calculated by the 1 / L calculating unit 116 and the integral calculating unit 133. The The side constant values a1 to a4 of the Z1 sensor to the Z4 sensor are added by the adder 117, and the Z direction speed hz of the above equation (3) is calculated by the 1/4 calculation unit 118 and the integration calculation unit 134.
減算器119は、ピッチング角速度の測定値pzとピッチング角速度指令部120の設定値ps(0)の差を誤差増幅器121に与える。減算器122は、ローリング角速度の測定値rzとローリング角速度指令部123の設定値rs(0
)の差を誤差増幅器124に与える。減算器125は、Z方向速度の測定値hzと速度指令部126の設定値hsの差を誤差増幅器127に与える。
The subtractor 119 gives the difference between the measured value pz of the pitching angular velocity and the set value ps (0) of the pitching angular velocity command unit 120 to the error amplifier 121. The subtractor 122 uses the measured value rsz of the rolling angular velocity and the set value rs (0) of the rolling angular velocity command unit 123.
) Is applied to the error amplifier 124. The subtractor 125 gives the difference between the measured value hz of the Z direction speed and the set value hs of the speed command unit 126 to the error amplifier 127.
ピッチング角速度を制御する誤差増幅器121の出力vpは、加算器128及び減算器129を介して電流増幅器109及び110に与えられ、Z1コイル105及び106の励磁電流i1及びi2を可逆的に操作し、ピッチング角速度pzがゼロとなるように制御する。
The output vp of the error amplifier 121 that controls the pitching angular velocity is supplied to the
同様に、ローリング角速度を制御する誤差増幅器124の出力vrは、加算器130及び減算器131を介して電流増幅器111及び112に与えられ、Z3コイル107及び108の励磁電流i3及びi4を可逆的に操作し、ローリング角速度rzがゼロとなるように制御する。 Similarly, the output vr of the error amplifier 124 for controlling the rolling angular velocity is given to the current amplifiers 111 and 112 via the adder 130 and the subtractor 131, and the exciting currents i3 and i4 of the Z3 coils 107 and 108 are reversibly changed. Operate and control the rolling angular velocity rz to be zero.
スライダ部のZ方向速度を制御する誤差増幅器127の出力vhは、加算器128, 130及び減算器129, 131を介して電流増幅器109乃至112に与えられ、Z1コイル乃至Z4コイルの励磁電流i乃至i4を操作し、スライダ部20と格子プラテン10間のZ方向速度hzがゼロとなるように制御する。
The output vh of the error amplifier 127 that controls the Z-direction speed of the slider unit is supplied to the current amplifiers 109 to 112 via the adders 128 and 130 and the subtractors 129 and 131, and the excitation currents i to Z1 to Z4 are supplied to the current amplifiers 109 to 112. i4 is operated to control the Z-direction speed hz between the
このように、ピッチング制御手段及びローリング制御手段に加えて、スライダ部のZ軸方向の速度を一定にする速度制御手段を設けることで、スライダ部の加速時、減速時、定速移動時におけるピッチング及びローリングの抑制精度を向上させることができる。 Thus, in addition to the pitching control means and the rolling control means, the speed control means for making the speed in the Z-axis direction of the slider portion constant is provided, so that the pitching at the time of acceleration, deceleration and constant speed movement of the slider portion is provided. In addition, the rolling suppression accuracy can be improved.
更に本発明では、ピッチング制御手段、ローリング制御手段、Z方向速度制御手段が独立したサーボ系を構成しており、各制御系が互いに他の制御系の物理量に影響を与える相互干渉を回避することができる。 Furthermore, in the present invention, the pitching control means, the rolling control means, and the Z-direction speed control means constitute an independent servo system, and each control system avoids mutual interference that affects the physical quantities of other control systems. Can do.
図3は、Z1コイル乃至Z4コイルを構成するコアの長さと格子プラテン10の格子ピッチの関係を示す概念図であり、Z1コイルで代表して説明する。105はZ1コイルの巻線、105aはコアであり、(A)は正面図(B)は側面図である。格子プラテン10におけるハッチング部は非磁性体を示す。
FIG. 3 is a conceptual diagram showing the relationship between the lengths of the cores constituting the Z1 to Z4 coils and the lattice pitch of the
図3(A)において、正面側のコア幅Wは格子ピッチPの整数倍、即ちW=nPに設計されている。図3(B)において、側面側のコア幅D1, D2は格子ピッチPの整数倍、即ちD1=D2=mP(mは整数)に設計されている。更にコアの突極間距離Gは、突極内の磁束分布のバラツキによる横方向への力(コギング)やピッチングが発生する場合は、これらを打ち消し合うように設定されている。 In FIG. 3A, the core width W on the front side is designed to be an integral multiple of the lattice pitch P, that is, W = nP. In FIG. 3B, the core widths D1 and D2 on the side surfaces are designed to be an integral multiple of the grating pitch P, that is, D1 = D2 = mP (m is an integer). Further, the distance G between the salient poles of the core is set so as to cancel each other when a lateral force (cogging) or pitching occurs due to variations in the magnetic flux distribution in the salient poles.
このようなコアと格子ピッチの設定により、コアと格子同士の対向面積は常に一定となり、スライダ部20が格子プラテン10上のどの位置にあっても各コイルにより発生する吸引力を均一にすることができ、サーボの制御精度を向上させることができる。
By such setting of the core and the lattice pitch, the facing area between the core and the lattice is always constant, and the suction force generated by each coil is made uniform regardless of the position of the
第1及び第2のZ軸センサは加速度計であるが、具体的にはジャイロ手段を有するサーボ加速度計が小型安価で高精度のものが市販されているので、容易に採用可能である。その他、磁界中のコイルの移動による起電力を検出する原理の加速度計、圧電素子への押圧による起電力を検出する加速度計も市販品入手可能であり、容易に採用するがことができる。 The first and second Z-axis sensors are accelerometers. Specifically, servo accelerometers having gyro means are commercially available that are small, inexpensive, and highly accurate, and can be easily employed. In addition, an accelerometer based on the principle of detecting an electromotive force due to movement of a coil in a magnetic field and an accelerometer for detecting an electromotive force due to pressing on a piezoelectric element are commercially available and can be easily adopted.
10 格子プラテン
20 スライダ部
101 Z1センサ
102 Z2センサ
103 Z3センサ
104 Z4センサ
105 Z1コイル
106 Z2コイル
107 Z3コイル
108 Z4コイル
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記スライダ部のピッチング角速度を検出するための信号を出力する第1のZ軸センサと、
前記スライダ部のローリング角速度を検出するための信号を出力する第2のZ軸センサと、
を有することを特徴とするXYステージ。 In the XY stage that controls the position of the slider part in a two-dimensional direction,
A first Z-axis sensor that outputs a signal for detecting a pitching angular velocity of the slider portion;
A second Z-axis sensor that outputs a signal for detecting a rolling angular velocity of the slider portion;
XY stage characterized by having.
前記第2のZ軸センサにより測定したローリング角速度測定値基づいて前記第2のZ軸コイルを励磁するローリング制御手段と、
前記第1のZ軸センサ及び前記第2のZ軸センサの測定値基づいて前記第1のZ軸コイル及び前記第2のZ軸コイルを励磁し前記スライダ部のZ方向速度を制御する速度制御手段と、
を有することを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載のXYステージ。 Pitching control means for exciting the first Z-axis coil based on the measured pitching angular velocity measured by the first Z-axis sensor;
Rolling control means for exciting the second Z-axis coil based on a rolling angular velocity measurement value measured by the second Z-axis sensor;
Speed control for exciting the first Z-axis coil and the second Z-axis coil based on the measured values of the first Z-axis sensor and the second Z-axis sensor to control the Z-direction speed of the slider portion. Means,
The XY stage according to claim 1, wherein the XY stage is provided.
The XY stage according to claim 1, wherein the first and second Z-axis sensors measure an electromotive force generated in the piezoelectric element.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003270886A JP2005025695A (en) | 2003-07-04 | 2003-07-04 | Xy stage |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003270886A JP2005025695A (en) | 2003-07-04 | 2003-07-04 | Xy stage |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005025695A true JP2005025695A (en) | 2005-01-27 |
Family
ID=34190717
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003270886A Pending JP2005025695A (en) | 2003-07-04 | 2003-07-04 | Xy stage |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2005025695A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006088098A1 (en) * | 2005-02-18 | 2006-08-24 | Yokogawa Electric Corporation | Xy stage |
JP2009071178A (en) * | 2007-09-14 | 2009-04-02 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | Stage device |
-
2003
- 2003-07-04 JP JP2003270886A patent/JP2005025695A/en active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006088098A1 (en) * | 2005-02-18 | 2006-08-24 | Yokogawa Electric Corporation | Xy stage |
JP2006226862A (en) * | 2005-02-18 | 2006-08-31 | Yokogawa Electric Corp | Xy stage |
JP4678204B2 (en) * | 2005-02-18 | 2011-04-27 | 横河電機株式会社 | XY stage |
JP2009071178A (en) * | 2007-09-14 | 2009-04-02 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | Stage device |
KR101018643B1 (en) * | 2007-09-14 | 2011-03-03 | 스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤 | Stage device |
US8019448B2 (en) | 2007-09-14 | 2011-09-13 | Sumitomo Heavy Industries, Ltd. | Stage device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3800616B2 (en) | Target moving device, positioning device, and movable stage device | |
TW449680B (en) | High-speed precision positioning stage | |
JP2004146807A (en) | Positioning device, exposure device, and manufacturing method of device | |
US11181832B2 (en) | Movable body apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method | |
JP5473040B2 (en) | Active correction stage having 5-DOF motion error correction function and motion error correction method thereof | |
JP6452338B2 (en) | Stage device and driving method thereof | |
JP2005025695A (en) | Xy stage | |
JP4182311B2 (en) | Linear motor control method and apparatus | |
JP4277183B2 (en) | XY stage | |
JP2010038896A (en) | Speed detector, positioning detector, and positioning device | |
JPH10144603A (en) | Stage device and aligner using the same | |
US10036965B2 (en) | Stage apparatus, lithography apparatus, and device manufacturing method | |
JP4352403B2 (en) | XY stage | |
JP2005301936A (en) | Xy stage | |
JP2010266330A (en) | Planar motor | |
JP2007067162A (en) | Xy stage | |
JP3849596B2 (en) | Positioning device | |
JP4402112B2 (en) | Flat direct drive with position measuring system | |
JP2009201307A (en) | Double-sided pulse motor | |
JP3239095B2 (en) | Relative displacement measuring device, position measuring device, and posture control device for moving body | |
JP4340895B2 (en) | XY stage | |
JPH11304421A (en) | Three-dimensional shape measuring device | |
JP2021177688A (en) | Stage device, lithography device, article manufacturing method, and control method | |
JP2004241576A (en) | Positioning device | |
JP4478898B2 (en) | Linear motor control device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060202 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080814 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080821 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20081020 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20081120 |