JP2005090983A - 直進移動装置およびステージ移動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置の製作コストの増大を抑制しつつステージおよび描画ヘッドの移動に伴い発生する描画位置の誤差を補正するための各種データを精度良く求める。
【解決手段】ステージ移動装置１は、基板９が載置されるステージ２、ステージ２を移動するステージ移動機構２２、ステージ２を撮像するカメラ４１、カメラ４１をステージ２の移動方向と略直交する方向へと移動するヘッド移動機構４２、並びに、ステージ２およびカメラ４１の移動量等を計測する計測部６を備える。ステージ移動装置１では、ステージ２のステージ軸上の位置、ステージ軸に対するヨーイング、および、カメラ軸上のカメラ４１の位置を計測し、さらに直交マスタパターン板を撮像し、これらのデータに基づいてステージ２の真直度、カメラ４１のヨーイングの影響を反映した複合的ずれ量、および、ステージ軸とカメラ軸とのなす角度を求めることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、移動体の位置のずれ量を求めつつ直線的に移動体を移動する技術に関し、典型的には、ステージを移動する技術に利用される。

従来より、半導体基板やガラス基板等（以下、「基板」という。）にパターンを描画する描画装置では、基板が載置されたステージを移動して基板全体への描画が行われている。このような微細なパターンを描画する描画装置では、ステージを移動方向へと案内するガイドの製作誤差等により、ステージの移動軸からの僅かなずれや僅かな回転が無視できなくなる。このため、上述の描画装置では、ステージの位置および回転量等を計測し、この計測結果に基づいてステージの移動量を制御することにより描画位置を補正し、パターンを精度良く描画する技術が利用されている。

例えば、特許文献１では、所定の移動軸上をステージの側面に設けられた長いステージミラーに多数のレーザビームを照射し、レーザ干渉により求められたステージの３次元の位置および回転量に基づいてステージの移動量を制御し、描画材料に照射される電子ビームの相対位置を補正する技術が開示されている。
特開２００１−３２６１７０号公報

ところで、従来の装置では、ステージの移動量を制御する際に、ステージの回転中心の位置、および、ステージの移動軸上の位置と移動軸からのステージのずれ量との関係を示す真直度の影響が考慮されておらず、描画精度の向上に限界がある。

また、近年の基板の大型化に伴ってステージおよびもステージミラーも大型化し、例えば、１辺の長さが２ｍの正方形ステージでは、長さ２ｍの大型のステージミラーが必要となる。しかしながら、このような大型のステージミラーを精度良く作成することは困難であり、また、たとえ作成できたとしても描画装置の製作コストが増大してしまう。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、ステージ等の移動体を移動する装置において、装置の製作コストの増大を抑制しつつ移動体の移動に伴い発生する移動体の位置誤差を補正するための各種データを精度良く求めることを目的としている。

請求項１に記載の発明は、移動体を直線的に移動する直進移動装置であって、移動体と、前記移動体を所定の移動軸にほぼ沿って直線的に移動する移動機構と、前記移動体の前記移動軸上の位置を計測する位置計測部と、前記移動軸に平行な所定の面内における前記移動体の前記移動軸に対するヨーイングを計測するヨーイング計測部と、前記ヨーイング計測部により計測される前記移動体のヨーイングに基づいて前記ヨーイングに起因する単位移動距離当たりの前記移動体の前記移動軸からのずれ量を積分することにより、前記移動体の前記移動軸上の位置と前記所定の面内における前記移動軸からの前記移動体のずれ量との関係を示す真直度を求める演算部とを備える。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の直進移動装置であって、前記移動体が、前記所定の面に平行なステージ面を有するステージである。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の直進移動装置であって、前記移動体、前記移動機構、前記位置計測部、前記ヨーイング計測部および前記演算部の組合せをさらに１組備え、一の組合せおよび他の組合せにおいて前記所定の面が共有されるとともに、前記一の組合せにおける前記移動軸と前記他の組合せにおける前記移動軸とが略直交する。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の直進移動装置であって、前記一の組合せの前記移動体が前記所定の面に平行なステージ面を有するステージであり、前記他の組合せの前記移動体が前記ステージを撮像する撮像部である。

請求項５に記載の発明は、ステージを直線的に移動する直進移動装置であって、所定の移動軸に平行なステージ面を有するステージと、前記移動軸の方向に関して所定の位置に固定され、前記ステージを撮像する撮像部と、前記ステージを前記移動軸にほぼ沿って直線的に移動する移動機構と、前記ステージの前記移動軸上の位置を計測する位置計測部と、前記ステージ面に平行な所定の面内における前記ステージの前記移動軸に対するヨーイングを計測するヨーイング計測部と、前記撮像部により、前記移動軸に略平行なほぼ直線状の複数のマスタラインが上下両主面から視認可能に描かれたマスタパターン板が前記ステージに載置された状態で前記ステージを移動しつつ前記複数のマスタラインの第１の撮像を行い、さらに、前記マスタパターン板が前記移動軸に平行な軸を中心に裏返して前記ステージ上に載置された状態で前記ステージを移動しつつ前記複数のマスタラインの第２の撮像を行う制御部と、前記撮像部からの出力に基づいて、前記ステージの前記移動軸上の位置と前記所定の面内における前記移動軸からの前記ステージのずれ量との関係を示す真直度を求める演算部とを備える。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の直進移動装置であって、前記演算部において複数の基準線が前記複数のマスタラインにそれぞれ対応付けられており、前記演算部が、所定の方程式を前記第１の撮像および前記第２の撮像における前記複数の基準線間の相対的な向きの関係を拘束条件として解くことにより、前記真直度を求め、前記方程式が、前記位置計測部により計測される前記ステージの位置を変数として、前記ヨーイング計測部により計測される前記ステージのヨーイング、および、前記撮像部の出力から求められる撮像位置と前記複数のマスタラインのそれぞれとの間の距離を含み、前記移動軸からの前記ステージのずれ量、前記複数のマスタラインの前記複数の基準線からのずれ量、前記第１の撮像および前記第２の撮像のそれぞれにおける前記複数の基準線を表す式の定数、並びに、前記複数の基準線が前記移動軸に平行であると仮定した場合の前記複数の基準線と前記移動軸との間の距離を未知数として含む。

請求項７に記載の発明は、請求項２、５および６のいずれかに記載の直進移動装置であって、前記演算部が、前記ステージの前記移動軸上の現在位置における前記移動軸からの前記ステージのずれ量と前記移動軸に対する前記ステージのヨーイングとに基づいて前記ステージ上の一の点の絶対位置を求める。

請求項８に記載の発明は、請求項２並びに５ないし７のいずれかに記載の直進移動装置であって、前記位置計測部が示す位置と前記ステージ上の複数の点の前記移動軸の方向に関する位置との対応関係を記憶する記憶部をさらに備え、前記演算部が、予め前記ステージの前記移動軸上の複数の位置における前記移動軸からの前記ステージのずれ量と前記移動軸に対する前記ステージのヨーイングとに基づいて、前記ステージ上の前記複数の点の前記移動軸の方向に関する位置を求める。

請求項９に記載の発明は、ステージを撮像部に対して相対的に移動するステージ移動装置であって、第１移動軸に平行なステージ面を有するステージと、前記ステージを前記第１移動軸にほぼ沿って直線的に移動する第１移動機構と、前記ステージの前記第１移動軸上の位置を計測する第１位置計測部と、前記ステージ面に平行な所定の面内における前記ステージの前記第１移動軸に対するヨーイングを計測するヨーイング計測部と、前記ステージを撮像する撮像部と、前記撮像部を前記ステージ面に平行であって前記第１移動軸におよそ垂直な第２移動軸にほぼ沿って直線的に移動する第２移動機構と、前記撮像部の前記第２移動軸上の位置を計測する第２位置計測部と、前記撮像部により、前記第２移動軸に略平行なほぼ直線状のマスタラインが描かれたマスタパターン板が前記ステージに載置された状態で、前記ステージを固定して前記撮像部を移動しつつ前記マスタラインの第１の撮像を行い、さらに、前記ステージ面に沿って前記マスタパターン板を９０°回転した状態で、前記撮像部を固定して前記ステージを移動しつつ前記マスタラインの第２の撮像を行う制御部と、前記ステージの前記第１移動軸上の位置と、前記所定の面内における前記第１移動軸からの前記ステージのずれ量および前記第１移動軸に対する前記ステージのヨーイングとの関係を示すデータを記憶する記憶部と、前記撮像部からの出力および前記データに基づいて、前記撮像部の前記第２移動軸上の位置と前記所定の面内における前記撮像部のヨーイングを反映した前記第２移動軸からの前記撮像部の複合的ずれ量との関係を求める演算部とを備える。

請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載のステージ移動装置であって、前記演算部が、前記ステージの前記第１移動軸上の位置と前記ステージのヨーイングを反映した前記ステージの複合的ずれ量との関係、および、前記第２の撮像の結果に基づいて、前記マスタラインに対応付けられた基準線上の各位置と前記マスタラインとの間の距離を求め、前記第１の撮像の結果に基づいて前記第２移動軸と前記基準線とのなす角度を求める。

請求項１１に記載の発明は、請求項９または１０に記載のステージ移動装置であって、前記マスタパターン板に、前記マスタラインに略垂直なほぼ直線状のもう１つのマスタラインが描かれており、前記制御部により、前記マスタラインが前記第２移動軸に略平行な状態で、前記撮像部を固定して前記ステージを移動しつつ前記もう１つのマスタラインの第３の撮像が行われ、さらに、前記ステージ面に沿って前記マスタパターン板を９０°回転した状態で、前記ステージを固定して前記撮像部を移動しつつ前記もう１つのマスタラインの第４の撮像が行われ、前記演算部が、前記第１ないし第４の撮像の結果に基づいて前記第１移動軸と前記第２移動軸とのなす角度を求める。

請求項１２に記載の発明は、請求項１１に記載のステージ移動装置であって、前記演算部が、前記ステージの前記第１移動軸上の現在位置における前記第１移動軸からの前記ステージのずれ量、前記第１移動軸に対する前記ステージのヨーイング、前記撮像部の前記第２移動軸上の現在位置における前記撮像部のヨーイングを反映した前記第２移動軸からの前記撮像部の複合的ずれ量、並びに、前記第１移動軸および前記第２移動軸のなす前記角度に基づいて前記撮像部による前記ステージ上の撮像位置を求める。

請求項１ないし８の発明では、装置の製作コストの増大を抑制しつつ移動体の真直度を求めることができる。

また、請求項３の発明では、移動体の移動軸に略直交する他の移動軸にほぼ沿って移動する他の移動体の真直度を求めることができる。

また、請求項７の発明では、ステージ上の一の点の絶対位置を求めることができる。

また、請求項８の発明では、ステージ上の任意の点を移動軸の方向に関する所定の位置に位置させる際のステージの移動軸上の位置を迅速に求めることができる。

請求項９ないし１２の発明では、第２移動軸からの撮像部の複合的ずれ量を求めることができる。

また、請求項１１の発明では、第１移動軸と第２移動軸とのなす角度を容易に求めることができる。

また、請求項１２の発明では、撮像部によるステージ上の撮像位置を求めることができる。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係るステージ移動装置１の構成を示す平面図であり、ステージ移動装置１は、ステージを直線的に移動しつつ液晶表示装置用のガラス基板９（以下、単に「基板９」という。）全体にパターンを描画する装置である。

ステージ移動装置１は、基板９が載置されるステージ２、ステージ２を図１中のＹ方向へと移動するステージ移動機構２２、ステージ２を撮像するとともに基板９に光を照射する描画ヘッド４、描画ヘッド４を図１中のＸ方向におよそ平行な方向へと移動するヘッド移動機構４２、ステージ２および描画ヘッド４の移動量等を計測する計測部６、並びに、各種演算処理を行うＣＰＵや各種情報を記憶するメモリ等により構成された制御部８を備える。

ステージ移動機構２２は、リニアモータ２３およびリニアガイド２４を有し、制御部８によってリニアモータ２３が駆動されることにより、ステージ２がリニアガイド２４に案内されて図１中のＹ軸に平行な所定の移動軸（後述の演算において利用される仮想的な軸であり、以下、「ステージ軸」という。）にほぼ沿って直線的に移動する。また、ヘッド移動機構４２は、リニアモータ４３およびリニアガイド４４を有する。ステージ２は、ステージ軸に平行な所定の面（図１中のＸＹ平面に相当し、以下、「基準面」という。）に平行なステージ面２１を有し、また、描画ヘッド４は、ステージ２を撮像するカメラ４１とステージ２に載置される基板９に光を照射してパターンを描画する光照射部４０とを有する。カメラ４１は、ヘッド移動機構４２により、ステージ面２１に平行であってステージ軸におよそ垂直な所定の移動軸（後述の演算において利用される仮想的な軸であり、以下、「カメラ軸」という。）にほぼ沿って光照射部４０とともに直線的に移動する。

計測部６は、ステージ２のステージ軸上の位置を計測するステージ位置計測部６１、基準面内におけるステージ２のステージ軸に対するヨーイング（回転角度）を計測するステージヨーイング計測部６２、カメラ４１のカメラ軸上の位置を計測する（実際には描画ヘッド４の位置が計測される。）カメラ位置計測部６３、および、これらの計測部に導かれるレーザ光を出射する計測用光源部６４を有する。

ステージ位置計測部６１は、スプリッタ６１１、リニア干渉系６１２、ステージ２に設けられるステージミラー６１３、および、レシーバ６１４を有し、ステージヨーイング計測部６２は、リニア干渉系６２２、ステージ２に設けられるステージミラー６２３、および、レシーバ６２４を有する。また、カメラ位置計測部６３は、リニア干渉系６３２、描画ヘッド４に設けられるコーナーキューブ６３３、および、レシーバ６３４を有し、計測用光源部６４は、レーザ光源６４１およびスプリッタ６４２を有する。

制御部８には、ステージ移動機構２２、ヘッド移動機構４２、描画ヘッド４および計測部６が接続され、これらの構成が制御部８に制御されて基板９に対するパターンの描画が実現される。また、制御部８は、各種演算を行う演算部８１および各種データを記憶する記憶部８２を有し、演算部８１はステージ位置計測部６１、ステージヨーイング計測部６２およびカメラ位置計測部６３からの出力に基づいて、ステージ２の位置およびヨーイング並びにカメラ４１の位置を求めるとともに描画位置の補正に必要な各種データを求める。

図２ないし図６は、ステージ移動装置１による基板９へのパターンの描画に先だって行われる、描画位置を補正するためのデータを求める際のステージ移動装置１の動作の流れを示す図である。描画位置の補正データとは、ステージ２のステージ軸上の位置とステージ軸に対するステージ２のヨーイングとの関係を示すデータ、ステージ２のステージ軸上の位置と基準面内におけるステージ軸からのステージ２のずれ量（ステージ軸に垂直な方向へのずれ量）との関係を示すデータであるステージ２の真直度、カメラ４１のカメラ軸上の位置と基準面内におけるカメラ４１のヨーイングを反映したカメラ軸からのカメラ４１の複合的ずれ量との関係を示すデータ、および、ステージ軸とカメラ軸とのなす角度であり、これらの補正データは制御部８の記憶部８２に記憶される。

図２は、上述の補正データの算出動作の前半部を示し、以下、図２および他の図面を適宜参照しながら、ステージ移動装置１によるステージ２の位置とヨーイングとの関係を示すデータ、および、ステージ２の真直度の算出について説明する。

まず、図１に示す制御部８によりステージ移動機構２２が制御されて、ステージ２の（＋Ｙ）方向への移動が開始される（ステップＳ１１）。続いて、レーザ光源６４１から計測用の光ビームが出射され、ステージ２のステージ軸上の位置、および、ステージ２のステージ軸に対するヨーイングが計測される。具体的には、レーザ光源６４１から出射された光ビームはスプリッタ６４２により２分割され、（−Ｘ）方向へと向かう光ビームは、ステージ位置計測部６１のスプリッタ６１１によりさらに２分割され、一方がリニア干渉系６１２を介してステージ２の（−Ｙ）側の側面の中央に設けられたステージミラー６１３に入射し、その反射光がリニア干渉系６１２にて元の光ビームと干渉してレシーバ６１４により受光される。レシーバ６１４からの出力は制御部８へと送信され、演算部８１によりステージ２の位置が求められる。

また、スプリッタ６１１により分割されたもう一方の光ビームはステージヨーイング計測部６２へと向かい、リニア干渉系６２２にてさらに２本の光ビームに分割されてステージ２の（−Ｙ）側の側面に設けられたステージミラー６２３にそれぞれ入射し、その２本の反射光がリニア干渉系６２２にて元の光ビームと干渉してレシーバ６２４により受光される。レシーバ６２４からの出力は制御部８へと送信され、２本の光ビームのステージミラー６２３上のそれぞれの照射位置とリニア干渉系６２２との距離の差分が演算部８１により算出され、ステージ２のヨーイングが求められる（ステップＳ１２）。

ステージ２が移動の終点まで達するとステージ２の移動が停止され（ステップＳ１３）、ステップＳ１２で計測されたステージ２の位置とヨーイングとの関係を示すデータが記憶部８２に記憶される（ステップＳ１４）。

図７は、ステージ２が移動する様子を示す図であり、ステージ２はリニアガイド２４（曲線にて図示）に案内されて、Ｙ軸に平行なステージ軸２５にほぼ沿って図７中のＹ方向へと移動する。なお、図７では、図示の便宜上、リニアガイド２４の歪みを実際より過大に描いている。

図７中に一点鎖線にて示す曲線２６は、２本のリニアガイド２４により案内されるステージ２の中心点２８の軌跡を示し、破線２７はＹ方向にほぼ平行に伸びるステージ２の中心線（以下、「中心線２７」という。）を示す。図７において、ステージ軸２５に対する中心線２７の傾き（すなわち、ステージ軸２５と中心線２７とのなす角度）がステージ２のヨーイングであり、ステップＳ１４においてステージ２の位置とヨーイングとの関係が求められていることから、中心点２８の座標（絶対座標）を（Ｘ_ｃ，Ｙ_ｃ）とすると、ヨーイングは中心点２８のＹ座標Ｙ_ｃの関数として、θ（Ｙ_ｃ）と表される。

なお、ヨーイングθ（Ｙ_ｃ）は、図７における反時計回り方向を正とし、中心点２８のＹ座標Ｙ_ｃは、ステージ位置計測部６１により計測されるステージミラー６１３のＹ方向の位置に、ステージミラー６１３と中心点２８との間のＹ方向の距離を加算して求められる。ただし、実際にはヨーイングθ（Ｙ_ｃ）は非常に小さい値であるため、ステージミラー６１３のＹ方向の位置に加算される値は、ステージ２のＹ方向の長さの半分とされる。

図７において、ステージ２が移動する際に中心線２７が中心点２８にて曲線２６に接して移動すると仮定し、中心点２８のＸ座標Ｘ_ｃをＹ_ｃの関数としてＸ_ｃ（Ｙ_ｃ）と表すと、ステージ軸２５方向の単位移動距離ｄＹ_ｃ当たりのステージ２（正確には、ステージ２の中心点２８）のステージ軸２５からのずれ量（すなわち、ずれ量の変化）は、数１のように表される。

なお、中心線２７が曲線２６に接するという仮定が厳密には成立しない場合であっても、最終的に求められる補正データへの影響は少ないと考えられる。

ステージ２の移動の始点におけるＸ_ｃの値をＸ_ｃ０とすると、中心点２８のＸ座標Ｘ_ｃ（Ｙ_ｃ）は、数１の両辺をステージ２のステージ軸２５方向の単位移動距離ｄＹ_ｃについて積分することにより、数２のように表される。

以下の説明では、ステージ２の移動の始点においてステージ２（の中心点２８）がステージ軸２５上に位置するものとし、ステージ２のステージ軸２５からのずれ量ＳＷ_Ｘ（Ｙ_ｃ）を数３のように表す。

以上の原理に基づいて、演算部８１では、ステージヨーイング計測部６２により計測されるステージ２のヨーイングθ（Ｙ_ｃ）に基づいてヨーイングθ（Ｙ_ｃ）に起因する単位移動距離ｄＹ_ｃ当たりのステージ２のステージ軸２５からのずれ量ｄＸ_ｃ（Ｙ_ｃ）が積分されることにより、ステージ２のステージ軸２５上の位置Ｙ_ｃと基準面内におけるステージ軸２５からのステージ２のずれ量ＳＷ_Ｘ（Ｙ_ｃ）との関係を示すステージ２（の移動）の真直度が求められ（ステップＳ１５）、記憶部８２に記憶される。なお、実際には、ステップＳ１５で行われる積分は、各計測点における計測値を用いる離散的な積分（区分積分）となる。

図８は、ステージ２のヨーイングθ（Ｙ_ｃ）が０の場合のステージ２およびステージ２上の任意の一の点２９を示す図である。ここで、中心点２８を原点とするステージ面２１と平行なｘ軸およびｙ軸を有する座標系（以下、「ステージ座標系」という。）を考え、ステージ２のヨーイングθ（Ｙ_ｃ）が０の場合に、ｘ軸が図８中のＸ軸と平行な方向を向き、ｙ軸がＹ軸と平行な方向を向くものとする。以下の説明では、Ｘ軸およびＹ軸はステージ移動装置１の設置場所に固定された座標軸であるものとし、Ｘ軸およびＹ軸による座標系を絶対座標系と呼ぶ。

図９は、ステージ２が図８に示す状態からヨーイングθ（Ｙ_ｃ）だけ回転している状態を示す図である。ステージ２上の中心点２８、点２９およびステージ座標系は、ヨーイングθ（Ｙ_ｃ）の影響により図９中に二点鎖線にて示す位置から実線にて示す位置へと移動する。このとき、点２９のステージ座標を（ｘ_Ｐ，ｙ_Ｐ）、絶対座標を（Ｘ_Ｐ＿ａ，Ｙ_Ｐ＿ａ）とすると、Ｘ_Ｐ＿ａおよびＹ_Ｐ＿ａは中心点２８のＹ座標Ｙ_ｃの関数として、既に求められているステージ２の中心点２８の絶対座標（Ｘ_ｃ（Ｙ_ｃ），Ｙ_ｃ）およびヨーイングθ（Ｙ_ｃ）を用いて、それぞれ数４および数５のように表される。

図１に示す演算部８１では、後続の演算処理にてステージ２上の任意の点の絶対座標が必要になると、数４および数５に示す演算が行われる。このとき、数４のＸ_ｃ（Ｙ_ｃ）は記憶部８２に記憶されているずれ量ＳＷ_Ｘ（Ｙ_ｃ）を数２の積分項に代入することにより求められる。すなわち、演算部８１は、ステージ２のステージ軸２５上の現在位置Ｙ_ｃにおけるステージ軸２５からのステージ２のずれ量ＳＷ_Ｘ（Ｙ_ｃ）と、ステージ軸２５に対するステージ２のヨーイングθ（Ｙ_ｃ）とに基づいてステージ２上の任意の点２９の絶対座標（Ｘ_Ｐ＿ａ，Ｙ_Ｐ＿ａ）を求める。

なお、ステージ移動装置１では、ステップＳ１５の後に演算部８１により、予めステージ２のステージ軸２５上の幾つかの位置Ｙ_ｃにおけるステージ軸２５からのステージ２のずれ量ＳＷ_Ｘ（Ｙ_ｃ）と、ステージ軸２５に対するステージ２のヨーイングθ（Ｙ_ｃ）とに基づいて、ステージ２上の複数の点のステージ軸２５の方向に関する位置Ｙ_Ｐ＿ａが求められ、中心点２８の位置Ｙ_ｃとステージ２上の複数の点のステージ軸２５の方向に関する位置Ｙ_Ｐ＿ａ（Ｙ_ｃ）との対応関係を示すデータが記憶部８２に記憶される（ステップＳ１６）。

これにより、ステージ移動装置１では、ステージ２上の任意の一の点をステージ軸２５方向に関して所定の目的位置（絶対座標における位置Ｙ_ｒ）へと移動する際に、上記のＹ_ｃとＹ_Ｐ＿ａ（Ｙ_ｃ）との対応関係を示すデータに基づき、Ｙ_Ｐ＿ａ（Ｙ_ｃ）がＹ_ｒと等しくなるＹ_ｃの値が補間等により迅速に求められる。

以上のように、ステージ移動装置１による描画位置の補正データの算出動作の前半部において、ステージ２の位置とヨーイングとの関係を示すデータ、および、ステージ２の真直度が求められると、続いて、カメラ４１のカメラ軸４５上の位置とカメラ４１のヨーイングを反映したカメラ４１の複合的ずれ量との関係を示すデータ、および、ステージ軸２５とカメラ軸とのなす角度を求める工程に移行する。以下、図３ないし図６並びに他の図面を適宜参照しながら、上記工程について説明する。

まず、図１０に示すように直交マスタパターン板９１がステージ２上に所定の向き（以下、「初期載置状態」という。）にて載置される（ステップＳ２１）。直交マスタパターン板９１には、カメラ軸に略平行なほぼ直線状の第１マスタライン９２、および、第１マスタライン９２に略垂直（ステージ軸２５に略平行）なほぼ直線状の第２マスタライン９３が描かれ、第１マスタライン９２の片方の端点と第２マスタライン９３の片方の端点とが重なっている。以下、この重なっている端点をそれぞれのマスタラインの始点と呼び、反対側の端点を終点と呼ぶ。図１０では第１マスタライン９２および第２マスタライン９３の歪みを強調して示している。

続いて、直交マスタパターン板９１がステージ２に載置された状態でステージ２が固定され、図１に示す制御部８によりヘッド移動機構４２が制御され、予め第１マスタライン９２の始点の直上に配置されているカメラ４１の、第１マスタライン９２の始点から終点へと向かう方向（ほぼ（＋Ｘ）方向）への移動が開始される（ステップＳ２２）。

カメラ４１の移動中には、図１に示すレーザ光源６４１から計測用の光ビームが出射され、カメラ位置計測部６３によりカメラ４１のカメラ軸上の位置が継続的に計測される。具体的には、レーザ光源６４１から出射された光ビームがスプリッタ６４２により２分割されてその一方がＹ方向へと向かい、リニア干渉系６３２により反射されて描画ヘッド４の（＋Ｘ）側の側面に設けられたコーナーキューブ６３３に入射し、その反射光がリニア干渉系６３２にて元の光ビームと干渉した上でレシーバ６３４により受光される。レシーバ６３４からの出力は制御部８へと送信され、演算部８１によりカメラ４１の位置が求められる。

また、制御部８の制御により、カメラ４１は第１マスタライン９２のほぼ直上を移動しつつ第１マスタライン９２の１回目の撮像を行い（実際には複数回の撮像が繰り返し行われる。以下同様。）（ステップＳ２３）、カメラ４１から出力される画像データが制御部８の記憶部８２に記憶される。第１マスタライン９２の１回目の撮像が終了するとカメラ４１の移動が停止される（ステップＳ２４）。

図１１は、第１マスタライン９２および第２マスタライン９３を示す拡大図である。図１１中に二点鎖線にて示す直線９２０および９３０は、演算部８１において第１マスタライン９２および第２マスタライン９３にそれぞれ対応付けられる基準線であり、対応するマスタラインの始点と終点を結ぶ。以下、直線９２０および９３０をそれぞれ、第１マスタ基準線９２０、第２マスタ基準線９３０と呼ぶ。

ステージ軸２５にほぼ直交する直線４５はカメラ軸を示し、カメラ軸４５に沿って伸びる太線４５１は、カメラ４１がカメラ軸４５にほぼ沿って移動する際のカメラ４１の軌跡を示す。また、ステージ軸２５に沿って伸びる太線２５１は、後述するようにカメラ４１を固定してステージ２をステージ軸２５にほぼ沿って移動する際に、カメラ４１の直下の点が、ヨーイングθ（Ｙ_ｃ）およびずれ量ＳＷ_Ｘ（Ｙ_ｃ）の影響を受けつつステージ２上を移動する軌跡をステージ軸２５を中心に左右反転したもの（以下、「反転軌跡」という。）を表す。

図１１においてカメラ軸４５上の各位置とカメラ４１の軌跡４５１との間のＹ方向の距離（軌跡４５１が（＋Ｙ）側にある場合を正とする。）は、カメラ４１のヨーイングを反映したカメラ軸４５からのカメラ４１の複合的ずれ量Ｓ_Ｙを示し、複合的ずれ量Ｓ_Ｙはカメラ軸４５上のカメラ４１の位置Ｘ_ｃａｍ（絶対座標）の関数としてＳ_Ｙ（Ｘ_ｃａｍ）と表すものとする。

ここで、ステップＳ２３で撮像され記憶部８２に記憶される画像データから、演算部８１によりカメラ４１の軌跡４５１上の各位置と第１マスタライン９２との間のＹ方向の距離（すなわち、第１マスタライン９２のカメラ４１に対する相対位置であり、第１マスタライン９２が（＋Ｙ）側にある場合を正とする。）Ｙ_ｍ１（Ｘ_ｃａｍ）（以下、「距離データ」という。）が位置Ｘ_ｃａｍの関数として求められる。

さらに、第１マスタライン９２の始点および終点におけるカメラ４１の複合的ずれ量Ｓ_Ｙが０である（すなわち、第１マスタライン９２の始点および終点を撮像する際のカメラ４１の位置をそれぞれＸ_{ｃａｍ＿０}、Ｘ_{ｃａｍ＿ＥＮＤ}と表すと、Ｓ_Ｙ（Ｘ_{ｃａｍ＿０}）＝Ｓ_Ｙ（Ｘ_{ｃａｍ＿ＥＮＤ}）＝０）と仮定して、演算部８１により、距離データＹ_ｍ１（Ｘ_ｃａｍ）に基づいて、カメラ軸４５と第１マスタ基準線９２０とのなす角度（図１１における反時計回り方向を正とする、第１マスタ基準線９２０のカメラ軸４５に対する角度）α_１が数６により求められる（ステップＳ２５）。

その後、第１マスタライン９２を撮像したときの固定されたステージ２のヨーイングθ（Ｙ_Ｋ）を用いて、ステージ２のヨーイングが０と仮定した場合の第１マスタ基準線９２０のカメラ軸４５に対する真の角度α_１Ｓが、数７により求められる（ステップＳ２６）。

次に、カメラ４１が第２マスタライン９３の始点の直上にて固定され、図１に示すステージ移動機構２２によりステージ２の（＋Ｙ）方向への移動が開始される（ステップＳ２７）。ステージ２の移動中は、ステージ位置計測部６１により、ステージ２のステージ軸２５上の位置が継続的に計測される。また、制御部８の制御により、ステージ２とともに第２マスタライン９３をカメラ４１のほぼ直下にて移動しつつ第２マスタライン９３の１回目の撮像が行われ（ステップＳ２８）、カメラ４１から出力される画像データが制御部８の記憶部８２に記憶される。第２マスタライン９３の１回目の撮像が終了するとステージ２の移動が停止される（ステップＳ２９）。

ここで、図１１においてステージ軸２５上の各位置と反転軌跡２５１との間のＸ方向の距離（反転軌跡２５１が（＋Ｘ）側にある場合を正とする。）は、ステージ２のステージ軸２５からのずれ量ＳＷ_Ｘ（Ｙ_ｃ）にヨーイングθ（Ｙ_ｃ）を反映した複合的ずれ量Ｓ_Ｘに相当し、ステージ軸２５上のステージ２（の中心点２８）の位置Ｙ_ｃの関数としてＳ_Ｘ（Ｙ_ｃ）と表すものとする。複合的ずれ量Ｓ_Ｘ（Ｙ_ｃ）は、ステージ２上の撮像位置のＸ座標（絶対座標）を数４により求めた上で、そこから、ステージ２のずれ量ＳＷ_Ｘ（Ｙ_ｃ）およびヨーイングθ（Ｙ_ｃ）が共に０であると仮定した場合のステージ２上の撮像位置のＸ座標（絶対座標）を引いた値として求められ、数２および数３を用いて数８のように表される。

また、第２マスタ基準線９３０上の各位置と第２マスタライン９３との間のＸ方向の距離（第２マスタライン９３が（＋Ｘ）側にある場合を正とする。）は、第２マスタライン９３の第２マスタ基準線９３０に対する歪み量Ｅ_ｍ２を示し、歪み量Ｅ_ｍ２はステージ２の位置Ｙ_ｃの関数としてＥ_ｍ２（Ｙ_ｃ）と表すものとする。

ここで、ステップＳ２８で撮像され記憶部８２に記憶される画像データから、演算部８１により反転軌跡２５１上の各位置と第２マスタライン９３との間のＸ方向の距離（すなわち、第２マスタライン９３のカメラ４１に対する相対位置であり、第２マスタライン９３が（＋Ｘ）側にある場合を正とする。）Ｘ_ｍ２（Ｙ_ｃ）（以下、「距離データ」という。）がステージ２のステージ軸２５上の位置Ｙ_ｃの関数として求められる。

さらに、第２マスタライン９３の始点および終点を撮像する際のステージ２の位置をそれぞれＹ_ｃ＿０、Ｙ_{ｃ＿ＥＮＤ}として、演算部８１により、距離データＸ_ｍ２（Ｙ_ｃ）に基づいて、ステージ軸２５と第２マスタ基準線９３０とのなす角度（図１１における反時計回り方向を正とする、第２マスタ基準線９３０のステージ軸２５に対する角度）β_１が数９により求められる（ステップＳ３０）。

一方、距離データＸ_ｍ２（Ｙ_ｃ）は、ステージ軸２５上のステージ２の位置Ｙ_ｃ、ステージ２のヨーイングを反映した複合的ずれ量Ｓ_Ｘ（Ｙ_ｃ）、第２マスタライン９３の歪み量Ｅ_ｍ２（Ｙ_ｃ）、および、第２マスタ基準線９３０のステージ軸２５に対する角度β_１を用いて数１０のように表すことができる。

そこで、演算部８１は第２マスタライン９３の歪み量Ｅ_ｍ２（Ｙ_ｃ）を数１１に示す演算により求める。

このように、演算部８１により、距離データＸ_ｍ２（Ｙ_ｃ）、第２マスタ基準線９３０のステージ軸２５に対する角度β_１、および、ステージ２のヨーイングを反映した複合的ずれ量Ｓ_Ｘ（Ｙ_ｃ）に基づいて、第２マスタライン９３の第２マスタ基準線９３０に対する歪み量Ｅ_ｍ２（Ｙ_ｃ）が求められる（ステップＳ３１）。

次に、ステージ２を第２マスタライン９３の撮像前の位置まで戻し、図１２に示すように、直交マスタパターン板９１がステージ面２１に沿って時計回りに９０°回転した状態（以下、「回転後載置状態」という。）でステージ２上に載置される（ステップＳ４１）。このとき、第１マスタライン９２はステージ軸２５に略平行とされる。また、第２マスタライン９３はカメラ軸４５に略平行とされ、初期載置状態における第１マスタライン９２が配置される位置とほぼ同じ位置に配置される。

続いて、ステージ２が固定され、図１に示す制御部８によりヘッド移動機構４２が制御され、予め第２マスタライン９３の始点の直上に配置されているカメラ４１の、第２マスタライン９３の始点から終点へと向かう方向（ほぼ（−Ｘ）方向）への移動が開始される（ステップＳ４２）。

カメラ４１の移動中は、カメラ位置計測部６３によりカメラ４１のカメラ軸４５上の位置が継続的に計測され、制御部８の制御により、カメラ４１が第２マスタライン９３のほぼ直上を移動しつつ第２マスタライン９３の２回目の撮像を行い（ステップＳ４３）、カメラ４１から出力される画像データは制御部８の記憶部８２に記憶される。第２マスタライン９３の２回目の撮像が終了するとカメラ４１の移動が停止される（ステップＳ４４）。

図１３は、図１１と同様に、第１マスタライン９２および第２マスタライン９３を示す拡大図であり、図１１と同じものには同符号を付している。

ステップＳ４３で撮像され記憶部８２に記憶される画像データから、演算部８１によりカメラ４１の軌跡４５１上の各位置と第２マスタライン９３との間のＹ方向の距離（すなわち、第２マスタライン９３のカメラ４１に対する相対位置であり、第２マスタライン９３が（＋Ｙ）側にある場合を正とする。）Ｙ_ｍ２（Ｘ_ｃａｍ）（以下、「距離データ」という。）がカメラ４１のカメラ軸４５上の位置Ｘ_ｃａｍの関数として求められる。

次に、第２マスタライン９３の始点および終点におけるカメラ４１のヨーイングを反映した複合的ずれ量Ｓ_Ｙが０であると仮定して、演算部８１により、距離データＹ_ｍ２（Ｘ_ｃａｍ）に基づいて、カメラ軸４５と第２マスタ基準線９３０とのなす角度（図１３における反時計回り方向を正とする、第２マスタ基準線９３０のカメラ軸４５に対する角度）α_２が数１２により求められる（ステップＳ４５）。

このとき、ステージ２のヨーイングは、ステップ２３にて第１マスタライン９２の１回目の撮像を行った際と同じヨーイングθ（Ｙ_Ｋ）となっているため、演算部８１により、ヨーイングが０と仮定した場合の第２マスタ基準線９３０のカメラ軸４５に対する角度α_２Ｓが、数１３により求められる（ステップＳ４６）。

その後、カメラ４１が第１マスタライン９２の始点の直上にて固定され、図１に示すステージ移動機構２２によりステージ２の移動が開始される（ステップＳ４７）。ステージ２の移動中は、ステージ位置計測部６１により、ステージ２のステージ軸２５上の位置が継続的に計測される。また、制御部８の制御により、ステージ２とともに第１マスタライン９２をカメラ４１のほぼ直下にて移動しつつ第１マスタライン９２の２回目の撮像が行われ（ステップＳ４８）、カメラ４１から出力される画像データが制御部８の記憶部８２に記憶される。第１マスタライン９２の２回目の撮像が終了するとステージ２の移動が停止される（ステップＳ４９）。

ここで、第１マスタ基準線９２０上の各位置と第１マスタライン９２との間のＹ方向の距離（第１マスタライン９２が（＋Ｙ）側にある場合を正とする。）は、第１マスタライン９２の第１マスタ基準線９２０に対する歪み量Ｅ_ｍ１を示し、歪み量Ｅ_ｍ１はカメラ４１の位置Ｘ_ｃａｍの関数としてＥ_ｍ１（Ｘ_ｃａｍ）と表すものとする。

ステップＳ４８で撮像され記憶部８２に記憶される画像データから、演算部８１により反転軌跡２５１上の各位置と第１マスタライン９２との間のＸ方向の距離（すなわち、第１マスタライン９２のカメラ４１に対する相対位置であり、第１マスタライン９２が（＋Ｘ）側にある場合を正とする。）Ｘ_ｍ１（Ｙ_ｃ）（以下、「距離データ」という。）がステージ２のステージ軸２５上の位置Ｙ_ｃの関数として求められる。

ここで、第１マスタライン９２の始点および終点を撮像する際のステージ２の位置をそれぞれＹ_ｃ＿０、Ｙ_{ｃ＿ＥＮＤ}として、演算部８１により、距離データＸ_ｍ１（Ｙ_ｃ）に基づいて、ステージ軸２５と第１マスタ基準線９２０とのなす角度（図１３における反時計回り方向を正とする、第１マスタ基準線９２０のステージ軸２５に対する角度）β_２が数１４により求められる（ステップＳ５０）。なお、ステージ２の複合的ずれ量Ｓ_Ｘ（Ｙ_ｃ）は改めて求められる。

一方、距離データＸ_ｍ１（Ｙ_ｃ）は、ステージ軸２５上のステージ２の位置Ｙ_ｃ、ステージ２のヨーイングを反映した複合的ずれ量Ｓ_Ｘ（Ｙ_ｃ）、第１マスタライン９２の歪み量Ｅ_ｍ１（Ｙ_ｃ）、および、第１マスタ基準線９２０のステージ軸２５に対する角度β_２を用いて数１５のように表すことができる。

そこで、演算部８１は、第１マスタライン９２の歪み量Ｅ_ｍ１（Ｙ_ｃ）を数１６に示す演算により求める。

このように、演算部８１により、距離データＸ_ｍ１（Ｙ_ｃ）、第１マスタ基準線９２０のステージ軸２５に対する角度β_２、および、ステージ２のヨーイングを反映した複合的ずれ量Ｓ_Ｘ（Ｙ_ｃ）に基づいて、第１マスタライン９２の第１マスタ基準線９２０に対する歪み量Ｅ_ｍ１（Ｙ_ｃ）が求められる（ステップＳ５１）。

以上のように、ステージ移動装置１では、ステージ２（の中心点２８）のステージ軸２５上の位置Ｙ_ｃと、ステージ軸２５からのステージ２のずれ量ＳＷ_Ｘ（Ｙ_ｃ）およびステージ軸２５に対するステージ２のヨーイングθ（Ｙ_ｃ）との関係を示すデータ、並びに、カメラ４１からの出力に基づく距離データＹ_ｍ１，Ｘ_ｍ２，Ｙ_ｍ２，Ｘ_ｍ１、並びに、ステージ２のヨーイングθが０のときに初期載置状態におけるカメラ軸４５と第１マスタ基準線９２０のなす角度α_１Ｓ、ステージ軸２５と第２マスタ基準線９３０とのなす角度β_１、回転後載置状態におけるカメラ軸４５と第２マスタ基準線９３０のなす角度α_２Ｓ、および、ステージ軸２５と第１マスタ基準線９２０とのなす角度β_２、並びに、第１マスタライン９２の第１マスタ基準線９２０に対する歪み量Ｅ_ｍ１、および、第２マスタライン９３の第２マスタ基準線９３０に対する歪み量Ｅ_ｍ２が求められ、記憶部８２に記憶される。

演算部８１ではさらに、第１マスタライン９２の１回目および２回目の撮像により求められるデータ（α_１，Ｅ_ｍ１，Ｙ_ｍ１）に基づいて、カメラ４１のヨーイングを反映したカメラ軸４５からのカメラ４１の複合的ずれ量Ｓ_Ｙが数１７により求められる（ステップＳ５２）。ただし、数１７においてＸ’は（Ｘ_ｃａｍ−Ｘ_{ｃａｍ＿０}）である。

なお、Ｓ_Ｙはα_２、Ｅ_ｍ２およびＹ_ｍ２を用いて数１８のようにも表すこともできるため、数１７および数１８においてＳ_Ｙ、α_１およびα_２を変数として線形最小二乗法によりＳ_Ｙが求められてもよい。

図１４および図１５はそれぞれ、ステージ２のヨーイングが０の場合の初期載置状態および回転後載置状態におけるステージ軸２５、カメラ軸４５、第１マスタ基準線９２０および第２マスタ基準線９３０の関係を示す図である。

図１４中の第２マスタ基準線９３０と第１マスタ基準線９２０とのなす角度をγとし、ステージ軸２５とカメラ軸４５とのなす角度をδとする。また、図１５中のカメラ軸４５とステージ軸２５とのなす角度をεとすると、（ε＝π−δ）となる。なお、図１４および図１５中に示す全ての角度は反時計回り方向を正とする。演算部８１では、図１４および図１５中の直線と角度との関係を利用して、角度γおよびδが、４回の撮像に基づいて求められて記憶部８２に記憶されたデータ（α_１Ｓ，α_２Ｓ，β_１，β_２）を用いて、それぞれ数１９および数２０に示す演算により容易に求められる（ステップＳ５３）。

以上のようにして、ステージ移動装置１では、描画位置を補正するための各種データが求められ、記憶部８２に記憶される。

ステージ移動装置１では、上述の描画位置を補正するためのデータを用いてカメラ４１の絶対座標が求められ、これに基づいてカメラ４１によるステージ２上の撮像位置のステージ座標系における座標が求められる。以下、撮像位置の座標の求め方を具体的に説明する。

カメラ４１のカメラ軸４５上の移動の原点（カメラ４１のカメラ軸４５上の位置Ｘ_ｃａｍが０となる位置であり、本実施の形態ではカメラ軸４５の（−Ｘ）側の端点）の絶対座標を（Ｘ_Ｋ０，Ｙ_Ｋ０）とすると、カメラ４１の絶対座標（Ｘ_Ｋ（Ｘ_ｃａｍ），Ｙ_Ｋ（Ｘ_ｃａｍ））は数２１にて表される。

また、ステージ２上の任意の点のステージ座標系における座標を（ｘ_Ｐ，ｙ_Ｐ）とすると、この点の絶対座標系における座標（Ｘ_Ｐ＿ａ，Ｙ_Ｐ＿ａ）は、数４および数５から、数２２にて表すことができる。

ここで、ステージ２上の１点がカメラ４１により撮像されるとすると、ステージ２上の撮像される点の絶対座標（Ｘ_Ｐ＿ａ，Ｙ_Ｐ＿ａ）とカメラ４１の絶対座標（Ｘ_Ｋ（Ｘ_ｃａｍ），Ｙ_Ｋ（Ｘ_ｃａｍ））とが等しくなる。そこで、演算部８１では、ステージ２のステージ軸２５上の現在位置Ｙ_ｃにおけるステージ軸２５からのステージ２のずれ量ＳＷ_Ｘ（Ｙ_ｃ）、ステージ軸２５に対するステージ２のヨーイングθ（Ｙ_ｃ）、カメラ４１のカメラ軸４５上の現在位置Ｘ_ｃａｍにおけるカメラ軸４５からの複合的ずれ量Ｓ_Ｙ（Ｘ_ｃａｍ）、並びに、ステージ軸２５およびカメラ軸４５のなす角度δに基づいて、カメラ４１によるステージ２上の撮像位置のステージ座標系における座標（ｘ_Ｐ，ｙ_Ｐ）が、数２１，２２および数２から導かれる数２３に示す演算により求められる（ステップＳ５４）。

ステージ移動装置１では、上記のように求められたカメラ４１による撮像位置のステージ座標系における座標に基づいて光照射部４０による描画のデータ（または、ステージ２およびカメラ４１の移動制御のデータ）が補正され、ステージ２上に載置された基板９上の所定の描画開始点と光照射位置とが重なるようにステージ２とカメラ４１が移動され、その後基板９への光の照射が開始されて補正後の描画データ（または、補正後の移動制御データ）に基づいて描画位置を補正しつつ基板９に対する描画が行われる。

以上に説明したように、ステージ移動装置１では、ステージ２のステージ軸２５上の位置Ｙ_ｃおよびステージ軸２５に対するヨーイングθ（Ｙ_ｃ）、並びに、カメラ４１のカメラ軸４５上の位置Ｘ_ｃａｍを計測し、ステージ２のステージ軸２５からのずれ量ＳＷ_Ｘ（Ｙ_ｃ）、カメラ４１のヨーイングを反映したカメラ軸からのカメラ４１の複合的ずれ量Ｓ_Ｙ（Ｘ_ｃａｍ）、並びに、ステージ軸２５およびカメラ軸４５のなす角度δ等を求めることができる。そして、これらのデータに基づいてステージ２およびカメラ４１の移動に伴い発生する位置誤差を補正することにより、基板９への高精度な描画が実現される。

また、ステージ移動装置１では、上記の位置誤差を求めるに際して、大型のステージミラーを必要としないため、ステージ移動装置１の製作コストの増大を抑制することができる。

図１６は、本発明の第２の実施の形態に係るステージ移動装置１において用いられる平行マスタパターン板９６を示す図である。第２の実施の形態に係るステージ移動装置１では、演算部８１において第１の実施の形態と異なる演算が行われるが、装置の構成は第１の実施の形態と同様であり、以下の説明において同符号を付す。

平行マスタパターン板９６には、ステージ軸２５に略平行なほぼ直線状の第１マスタライン９７および第２マスタライン９８が、平行マスタパターン板９６の上下両主面から視認可能に描かれている。第１マスタライン９７および第２マスタライン９８のそれぞれの（＋Ｙ）側の端点をマスタラインの始点と呼び、反対側の端点を終点と呼ぶ。図１６中に二点鎖線にて示される直線９７０および９８０は、演算部８１において第１マスタライン９７および第２マスタライン９８にそれぞれ対応付けられる基準線であり、対応するマスタラインの始点と終点を結ぶ。以下、直線９７０および９８０をそれぞれ、第１マスタ基準線９７０、第２マスタ基準線９８０と呼ぶ。

第２の実施の形態に係るステージ移動装置１では、平行マスタパターン板９６を用いて、ステージ２（正確にはステージ２の中心点２８（図７参照））のステージ軸２５上の位置Ｙ_ｃと、ステージ軸２５の基準面内におけるステージ軸２５からのステージ２のずれ量ＳＷ_Ｘ（Ｙ_ｃ）との関係を示す真直度が求められる。

図１７ないし図２０は、描画位置を補正するためのデータを求める際のステージ移動装置１の動作の流れの前半部を示す図であり、動作の後半部は図３ないし図６と同様である。以下、図１７ないし図２０および他の図面を適宜参照しながら、ステージ移動装置１による平行マスタパターン板９６を用いたステージ２の真直度の算出について説明する。

ステージ移動装置１によりステージ２の真直度が求められる際には、第１の実施の形態と同様に、ステージ２の（＋Ｙ）方向への移動が開始され（ステップＳ６１）、ステージ２のステージ軸２５上の位置Ｙ_ｃおよびステージ軸２５に対するヨーイングθ（Ｙ_ｃ）が繰り返し求められる（ステップＳ６２）。その後、ステージ２の移動が停止され（ステップＳ６３）、ステージ２の位置Ｙ_ｃとヨーイングθ（Ｙ_ｃ）との関係を示すデータが記憶部８２に記憶される（ステップＳ６４）。

その後、図１６に示すように平行マスタパターン板９６がステージ２上に所定の状態（以下、「初期載置状態」という。）にて載置される（ステップＳ６５）。第１マスタ基準線９７０は、図２１に示すように、ステージ２のヨーイングが０の場合はステージ軸２５に平行とされることが望ましく、この初期載置状態における第１マスタ基準線９７０の理想位置のステージ座標系におけるｘ座標をｘ_ａとする。実際には、図２２に示すように、第１マスタ基準線９７０はステージ２上の理想位置からずれて（傾いて）配置されており、そのずれている量（あるｙ座標において傾き等によりｘ方向にずれる量）を（ｘ＝ａ_１ｙ＋ａ_２）と表すと、ステージ座標系において第１マスタ基準線９７０は数２４にて表される。

同様に、第２マスタ基準線９８０の理想位置のステージ座標系におけるｘ座標をｘ_ｂとして、理想位置からずれている量を（ｘ＝ｂ_１ｙ＋ｂ_２）と表すと、ステージ座標系において第２マスタ基準線９８０は数２５にて表される。

演算部８１では、数２４，数２５の形式にて第１マスタ基準線９７０，第２マスタ基準線９８０が取り扱われるように各種変数が準備される。

次に、図１に示すカメラ４１が第１マスタライン９７の撮像に適したカメラ軸４５上の位置にて固定され、平行マスタパターン板９６がステージ２に載置された状態で、ステージ移動機構２２によりステージ２の（＋Ｙ）方向への移動が開始される（ステップＳ６６）。ステージ２の移動中は、ステージ位置計測部６１によりステージ２のステージ軸２５上の位置が継続的に計測され、制御部８の制御により、ステージ２とともに第１マスタライン９７をカメラ４１のほぼ直下にて移動しつつ第１マスタライン９７の１回目の撮像が行われれる（ステップＳ６７）。カメラ４１から出力される画像データは制御部８の記憶部８２に記憶され、第１マスタライン９７の１回目の撮像が終了するとステージ２の移動が停止される（ステップＳ６８）。

図２３は、カメラ４１による第１マスタライン９７の撮像の様子を示す図であり、円４１０はカメラ４１の視野の輪郭を示す。カメラ４１からの出力に基づいて、演算部８１によりカメラ４１の中心と第１マスタライン９７との間のＸ方向の距離（第１マスタライン９７が（＋Ｘ）側にある場合を正とする。）Ｘ_ｍ３１（Ｙ_ｃ）（以下、「距離データ」という。）がステージ２のステージ軸２５上の位置Ｙ_ｃの関数として求められる。そして、カメラ位置計測部６３により得られるカメラ４１のカメラ軸４５上の位置（絶対座標）をＸ_ｃａｍとして、第１マスタライン９７上の一の点の絶対座標（Ｘ_Ｓ，Ｙ_Ｓ）のＸ座標Ｘ_Ｓが数２６により求められる。

また、第１マスタ基準線９７０上の各位置と第１マスタライン９７との間のＸ方向の距離は、第１マスタライン９７の第１マスタ基準線９７０に対する歪み量Ｅ_ｍ３を示し、歪み量Ｅ_ｍ３はステージ２のステージ軸２５上の位置Ｙ_ｃの関数としてＥ_ｍ３（Ｙ_ｃ）と表すものとする。ここで、第１マスタライン９７上の一の点のステージ座標系における座標（ｘ_Ｓ，ｙ_Ｓ）のＸ座標Ｘ_Ｓは、Ｅ_ｍ３（Ｙ_ｃ）および数２４を用いて数２７にて表すことができる。

そこで、演算部８１では、図２４に示すように、ステージ２のヨーイングをθ（Ｙ_ｃ）、ステージ２のステージ軸２５からのずれ量をＳＷ_Ｘ（Ｙ_ｃ）とし、また、ステージ軸２５の絶対座標系におけるＸ座標をＸ_ｃ０として、第１マスタライン９７上の点の絶対座標系における座標（Ｘ_Ｓ，Ｙ_Ｓ）が、数４および数５から、数２８に示す演算により求められる（ステップＳ６９）。

また、数２８のＸ_ｃ（Ｙ_ｃ）に数２および数３を代入することにより、座標（Ｘ_Ｓ，Ｙ_Ｓ）は数２９にて表すことができる。

ここで、第１マスタライン９７上の同一の点について数２６および数２９が成り立つものとして、演算部８１により、距離データＸ_ｍ３１（Ｙ_ｃ）、カメラ軸４５上のカメラ４１の位置Ｘ_ｃａｍおよびステージ２のヨーイングθ（Ｙ_ｃ）に基づいて、左右両辺が第１マスタライン９７上の点の絶対座標を表す等式が数３０として求められる。

そして、演算部８１により数３０のＸ成分のみが取り出され、第１マスタライン９７上の点のＸ座標（絶対座標）に関する等式が数３１に示す形式にて記憶部８２に記憶される（ステップＳ７０）。なお、実際には離散的な多数のＹ_ｃの値のそれぞれに対して等式が求められる。

続いて、カメラ４１が第２マスタライン９８の撮像に適した位置にて固定され、ステージ２の（−Ｙ）方向への移動が開始され（ステップＳ７１）、ステージ２の位置を計測しつつ第２マスタライン９８の１回目の撮像が行われる（ステップＳ７２）。カメラ４１から出力される画像データは制御部８の記憶部８２に記憶され、撮像が終了するとステージ２の移動が停止される（ステップＳ７３）。なお、撮像範囲が十分に広い場合は、第１マスタライン９７および第２マスタライン９８の１回目の撮像が同時に行われてもよい（後述の２回目の撮像においても同様。）。

第２マスタライン９８についても、第１マスタライン９７と同様に、カメラ４１からの出力に基づいて、演算部８１によりカメラ４１の中心と第２マスタライン９８との間のＸ方向の距離（第２マスタライン９８が（＋Ｘ）側にある場合を正とする。）Ｘ_ｍ４１（Ｙ_ｃ）（以下、「距離データ」という。）がステージ２のステージ軸２５上の位置Ｙ_ｃの関数として求められる。そして、第２マスタライン９８の第２マスタ基準線９８０に対する歪み量をＥ_ｍ４（Ｙ_ｃ）として、演算部８１により、数２５等を用いて第１マスタライン９７の場合と同様の手順で第２マスタライン９８上の点の絶対座標が求められ、第２マスタライン９８上の点のＸ座標（絶対座標）の等式が数３２に示す形式にて記憶部８２に記憶される（ステップＳ７４）。

第１マスタライン９７および第２マスタライン９８に対する１回目の撮像が終了すると、ステージ２は撮像前の所定の位置に再び配置され、図２５に示すように、平行マスタパターン板９６がステージ軸２５に平行な軸を中心に裏返された状態（以下、「反転後載置状態」という。）でステージ２上に載置される（ステップＳ８１）。このとき、第１マスタライン９７および第２マスタライン９８の始点は、平行マスタパターン板９６が初期載置状態において載置されたときの第２マスタライン９８および第１マスタライン９７の始点のステージ軸２５上の位置とほぼ同じ位置にそれぞれ配置される。

ここで、第１マスタ基準線９７０の理想位置のステージ座標系におけるｘ座標をｘ_ｃとして、理想位置からずれている量を（ｘ＝ｃ_１ｙ＋ｃ_２）と表すと、ステージ座標系において第１マスタ基準線９７０は数３３にて表される。

同様に、第２マスタ基準線９８０の理想位置のステージ座標系におけるｘ座標をｘ_ｄとして、理想位置からずれている量をｘ＝ｄ_１ｙ＋ｄ_２と表すと、ステージ座標系において第２マスタ基準線９８０は数３４にて表される。

次に、１回目の撮像と同様に、カメラ４１が第１マスタライン９７の撮像に適したカメラ軸４５上の位置にて固定され、ステージ２の移動が開始され（ステップＳ８２）、制御部８の制御によりステージ２が移動されつつ第１マスタライン９７の２回目の撮像が行われる（ステップＳ８３）。カメラ４１から出力される画像データは制御部８の記憶部８２に記憶され、撮像が終了するとステージ２の移動が停止される（ステップＳ８４）。その後、演算部８１により、カメラ４１の中心と第１マスタライン９７との間のＸ方向の距離（以下、「距離データ」という。）Ｘ_ｍ３２（Ｙ_ｃ）が求められ、第１マスタライン９７の歪み量Ｅ_ｍ３（Ｙ_ｃ）を用いて、第１マスタライン９７上の点のＸ座標（絶対座標）に関する等式が数３５に示す形式にて記憶部８２に記憶される（ステップＳ８５）。

続いて、カメラ４１が第２マスタライン９８の撮像に適した位置にて固定され、ステージ２の移動が開始され（ステップＳ８６）、第２マスタライン９８の２回目の撮像が行われる（ステップＳ８７）。カメラ４１から出力される画像データは制御部８の記憶部８２に記憶され、撮像が終了するとステージ２の移動が停止される（ステップＳ８８）。その後、演算部８１により、カメラ４１の中心と第２マスタライン９８との間のＸ方向の距離（以下、「距離データ」という。）Ｘ_ｍ４２（Ｙ_ｃ）が求められ、第２マスタライン９８の歪み量Ｅ_ｍ４（Ｙ_ｃ）を用いて、第２マスタライン９８上の点のＸ座標（絶対座標）に関する等式が数３６に示す形式にて記憶部８２に記憶される（ステップＳ８９）。

ここで、１回目および２回目の撮像における平行マスタパターン板９６の第１マスタライン９７と第２マスタライン９８との相対的な位置関係に変化はないため、第１マスタ基準線９７０の第２マスタ基準線９８０に対する相対的な向きの関係（第１マスタ基準線９７０と第２マスタ基準線９８０とのなす角）も変化しない。従って、初期載置状態における第１マスタ基準線９７０および第２マスタ基準線９８０の傾きをそれぞれベクトルＶ_ａおよびＶ_ｂとし、反転後載置状態における第１マスタ基準線９７０および第２マスタ基準線９８０の傾きをそれぞれベクトルＶ_ｃおよびＶ_ｄとして、各ベクトルの関係は数３７にて表される。

ステージ移動装置１では、演算部８１により、数３１，３２，３５および３６からなる方程式の未知数であるステージ軸２５からのステージ２のずれ量ＳＷ_Ｘ（Ｙ_ｃ）、第１マスタライン９７の第１マスタ基準線９７０からの歪み量Ｅ_ｍ３（Ｙ_ｃ）および第２マスタライン９８の第２マスタ基準線９８０からの歪み量Ｅ_ｍ４（Ｙ_ｃ）、１回目および２回目の撮像のそれぞれにおける第１マスタ基準線９７０および第２マスタ基準線９８０を表す数２４，２５，３３，３４の定数ａ_１，ａ_２，ｂ_１，ｂ_２，ｃ_１，ｃ_２，ｄ_１，ｄ_２、並びに、１回目および２回目の撮像のそれぞれにおける第１マスタ基準線９７０および第２マスタ基準線９８０がステージ軸２５に平行であると仮定した場合の各基準線とステージ軸２５との間の距離ｘ_ａ，ｘ_ｂ，ｘ_ｃ，ｘ_ｄが、ステージヨーイング計測部６２により計測されるステージ２のヨーイングθ（Ｙ_ｃ）、および、カメラ４１の出力から求められる距離データＸ_ｍ３１，Ｘ_ｍ４１，Ｘ_ｍ３２，Ｘ_ｍ４１に基づいて、数３７を拘束条件として最適化手法（例えば、線形最小二乗法）により求められ、ステージ２のステージ軸２５上の位置Ｙ_ｃとステージ軸２５からのステージ２のずれ量ＳＷ_Ｘ（Ｙ_ｃ）の関係を示す真直度が求められる（ステップＳ９０）。

このようにして、ステージ移動装置１では、ステージ軸２５に略平行な２本のマスタラインが描かれた平行マスタパターン板９６を撮像し、裏返して再び撮像することによっても、ステージ２の真直度が求められる。

なお、平行マスタパターン板９６に描かれるマスタラインは２本以上であればよく、３本またはそれ以上のマスタラインの撮像データに基づいて多数の等式からなる方程式を求めてステージ２の真直度が求められてもよい。

図２６は、本発明の第３の実施の形態に係るステージ移動装置１ａの構成を示す平面図である。ステージ移動装置１ａでは、主な装置の構成は第１の実施の形態と同様であり、以下の説明において同符号を付す。

ステージ移動装置１ａの計測部６は、基準面内における描画ヘッド４のカメラ軸４５に対するヨーイングを計測するヘッドヨーイング計測部６５をさらに備える。演算部８１は、ステージ演算部８１１およびヘッド演算部８１２を有し、ステージ演算部８１１では、ステージ位置計測部６１およびステージヨーイング計測部６２からの出力に基づきステージ２の真直度が第１の実施の形態と同様の手法により求められ、ヘッド演算部８１２では、ヘッドヨーイング計測部６５からの出力に基づき描画ヘッド４のカメラ軸４５上の位置とカメラ軸４５からのずれ量（カメラ軸４５に垂直な方向へのずれ量）との関係を示すデータである描画ヘッド４の真直度が求められる。

ヘッドヨーイング計測部６５は、リニア干渉系６５２、描画ヘッド４に設けられるヘッドミラー６５３、および、レシーバ６５４を有する。また、カメラ位置計測部６３には、レーザ光源６４１からの光ビームを２分割してカメラ位置計測部６３のリニア干渉系６３２、および、ヘッドヨーイング計測部６５へと導くスプリッタ６３１がさらに設けられる。

図２７は、描画位置を補正するためのデータを求める際のステージ移動装置１ａの動作の流れの一部を示す図であり、ステージ移動装置１ａでは、図２７に示す動作に先立って図２に示す動作が行われ、図２７の動作の完了後、図３ないし図６の動作が行われる。以下、図２７および他の図面を適宜参照しながら、ステージ移動装置１ａによる描画ヘッド４の真直度の算出について説明する。

ステージ移動装置１ａでは、まず、図２に示す動作（ステップＳ１１〜Ｓ１６）がステージ演算部８１１により行われてステージ２の真直度が求められた後、制御部８によりヘッド移動機構４２が制御されて、描画ヘッド４の（＋Ｘ）方向への移動が開始される（ステップＳ９１）。続いて、レーザ光源６４１から計測用の光ビームが出射され、描画ヘッド４のカメラ軸４５上の位置、および、描画ヘッド４のカメラ軸４５に対するヨーイングが計測される。具体的には、レーザ光源６４１から出射された光ビームはスプリッタ６４２により２分割され、（＋Ｙ）方向へと向かう光ビームは、カメラ位置計測部６３のスプリッタ６３１によりさらに２分割され、一方はリニア干渉系６３２を介して描画ヘッド４の（＋Ｘ）側の側面に設けられたコーナーキューブ６３３に入射し、その反射光がリニア干渉系６３２にて元の光ビームと干渉してレシーバ６３４により受光される。レシーバ６３４からの出力は制御部８へと送信され、ヘッド演算部８１２により描画ヘッド４の位置が求められる。

また、スプリッタ６３１により分割されたもう一方の光ビームはヘッドヨーイング計測部６５へと向かい、リニア干渉系６５２にてさらに２本の光ビームに分割されてステージ２の（＋Ｘ）側の側面に設けられたヘッドミラー６５３にそれぞれ入射し、その２本の反射光がリニア干渉系６５２にて元の光ビームと干渉してレシーバ６５４により受光される。レシーバ６５４からの出力は制御部８へと送信され、２本の光ビームのヘッドミラー６５３上のそれぞれの照射位置とリニア干渉系６５２との距離の差分がヘッド演算部８１２により算出され、描画ヘッド４のヨーイングが求められる（ステップＳ９２）。

描画ヘッド４が移動の終点まで達すると描画ヘッド４の移動が停止され（ステップＳ９３）、ステップＳ９２で計測された描画ヘッド４の位置とヨーイングとの関係を示すデータが記憶部８２に記憶される（ステップＳ９４）。

ステージ移動装置１ａでは、図２のステップＳ１５にて行われた手法（すなわち、ステージ２のヨーイングに起因する単位移動距離あたりのステージ２のステージ軸２５からのずれ量を積分することにより、ステージ２のステージ軸２５上の位置と基準面内におけるステージ軸２５からのステージ２のずれ量との関係を示すステージ２の真直度を求める手法）と同様の手法により、単位移動距離あたりの描画ヘッド４のカメラ軸４５からのずれ量が積分されることにより、描画ヘッド４の真直度が求められ（ステップＳ９５）、記憶部８２に記憶される。

以上の動作が終了すると、ステージ移動装置１ａでは、図３ないし図６に示す直交マスタパターン板９１を用いてステージ軸２５とカメラ軸とのなす角度が求められ、カメラ４１のステージ座標系における撮像位置を求める動作（ステップＳ２１〜Ｓ５４）が行われる。ステージ移動装置１ａでは、上述のように描画ヘッド４のヨーイングおよび真直度が既に求められているため、描画ヘッド４のヨーイングを反映したカメラ４１の複合的ずれ量は、ヘッド演算部８１２によって数８に示す演算と同様の演算（すなわち、描画ヘッド４のヨーイングおよび真直度、並びに、カメラ４１の描画ヘッド４に対する相対位置に基づく演算）により求められる。このため、ステージ移動装置１ａでは、図３ないし図６に示す動作のうち、ステップＳ３１，Ｓ５１，Ｓ５２の動作が省略される。

以上のようにして、ステージ移動装置１ａでは、描画ヘッド４のカメラ軸４５上の位置およびカメラ軸４５に対するヨーイングを計測することにより、描画ヘッド４の真直度が求められる。そして、この真直度および求められた各種データに基づいてステージ２およびカメラ４１の移動に伴い発生する位置誤差を補正することにより、基板９への高精度な描画が実現される。また、第１の実施の形態と同様に、ステージ移動装置１ａの製作コストの増大を抑制することができる。

次に、第１の実施の形態に係るステージ移動装置１において、ステージ２が直交マスタパターン板９１と比べて数倍大きい場合に、同様の手法を用いて描画位置を補正するためのデータを取得する手法について説明する。

図２８は、ステージ２上に載置された直交マスタパターン板９１を示す図である。図２８では、直交マスタパターン板９１のＸ方向の幅が、ステージ２のステージ面２１のＸ方向の幅の約１／４の場合を示す。直交マスタパターン板９１には、第１の実施の形態と同様に、カメラ軸４５に略平行な第１マスタライン９２、および、ステージ軸２５に略平行な第２マスタライン９３が描かれている。

図２９および図３０は、直交マスタパターン板９１を用いて、カメラ４１のヨーイングを反映したカメラ軸からのカメラ４１の複合的ずれ量、および、ステージ軸２５とカメラ軸とのなす角度を求め、カメラ４１のＹ座標（絶対座標）を求める動作の流れの後半部を示す図であり、前半部は図３中に示すステップＳ２１から図６中に示すステップＳ５３までと同様である。以下、ステージ移動装置１の動作について図２８ないし図３０および他の図面を参照しつつ説明する。なお、ステージ移動装置１の構成は第１の実施の形態と同様であり、同符号を付す。

まず、直交マスタパターン板９１が図２８中に実線にて示す位置（以下、「第１載置位置」という。）に載置され、図３ないし図６に示される動作が行われ、演算部８１により第１マスタライン９２と第１マスタ基準線９２０との距離（第１マスタライン９２の歪み）、第２マスタライン９３と第２マスタ基準線９３０との距離（第２マスタライン９３の歪み）、第１マスタ基準線９２０と第２マスタ基準線９３０とのなす角度、カメラ軸（第１載置位置に対応する区間における撮像結果から求められるカメラ軸であり、必ずしもカメラ軸４５と一致するとは限らない。以下、「第１区間カメラ軸」という。）４５６からのカメラ４１の複合的ずれ量Ｓ_Ｙ１（Ｘ_ｃａｍ）、および、第１区間カメラ軸４５６とステージ軸２５とのなす角度δ_１が求められ（ステップＳ２１〜Ｓ５３）、図１に示す記憶部８２に記憶される。なお、Ｘ_ｃａｍはカメラ４１のカメラ軸４５上の位置（絶対座標）を表す。

次に、直交マスタパターン板９１が、第１載置位置の（＋Ｘ）側にステージ軸２５に直交する方向に移動され、直交マスタパターン板９１の一部が第１載置位置と重なる二点鎖線にて示す位置（以下、「第２載置位置」という。）に載置される（ステップＳ１０１）。続いて、第１の実施の形態と同様に、第１マスタライン９２および第２マスタライン９３がそれぞれ撮像され（ステップＳ１０２）、上述の記憶部８２に記憶されたデータに基づき、第２区間カメラ軸４５７からのカメラ４１の複合的ずれ量Ｓ_Ｙ２（Ｘ_ｃａｍ）が第１載置位置の場合と同様の手法により求められ（ステップＳ１０３）、ステージ軸２５と第２区間カメラ軸４５７とのなす角度δ_２が求められる（ステップＳ１０４）。

その後、上記と同様に、直交マスタパターン板９１が第２載置位置の（＋Ｘ）側の第３載置位置に載置され（ステップＳ１０５）、第１マスタライン９２および第２マスタライン９３がそれぞれ撮像され（ステップＳ１０６）、第３区間カメラ軸４５８からのカメラ４１の複合的ずれ量Ｓ_Ｙ３（Ｘ_ｃａｍ）が求められ（ステップＳ１０７）、ステージ軸２５と第３区間カメラ軸４５８とのなす角度δ_３が求められる（ステップＳ１０８）。さらに同様に、直交マスタパターン板９１が第３載置位置の（＋Ｘ）側の第４載置位置に載置されて撮像が行われ、第４区間カメラ軸４５９からのカメラ４１の複合的ずれ量Ｓ_Ｙ４（Ｘ_ｃａｍ）、および、ステージ軸２５と第４区間カメラ軸４５９とのなす角度δ_４が求められる（ステップＳ１０９〜Ｓ１１２）。

図３１は、ステージ軸２５、各区間カメラ軸４５６〜４５９、および、カメラ４１の軌跡４５１を示す図である。図中の丸印４６１ないし４６４はそれぞれ第１区間カメラ軸４５６ないし第４区間カメラ軸４５９の始点を示し、それぞれの絶対座標系における座標を（Ｘ_ｋ１，Ｙ_ｋ１）、（Ｘ_ｋ２，Ｙ_ｋ２）、（Ｘ_ｋ３，Ｙ_ｋ３）および（Ｘ_ｋ２，Ｙ_ｋ２）として、各区間カメラ軸４５６〜４５９に対応する範囲におけるカメラ４１のＹ座標（絶対座標）Ｙ_ｃａｍ（Ｘ_ｃａｍ）が、演算部８１により数３８ないし数４１に示す演算により求められる。

図３１中のカメラ４１の軌跡４５１上の太線４５２、４５３および４５４にて示す範囲はそれぞれ、第１および第２載置位置、第２および第３載置位置、並びに、第３および第４載置位置にて第１マスタライン９２が重複して撮像された範囲を示し、範囲４５２〜４５４ではそれぞれ、数３８および数３９、数３９および数４０、並びに、数４０および数４１が連立する。そして、第１区間カメラ軸４５６の始点４６１におけるカメラ４１のずれ量Ｓ_Ｙ１（Ｘ_ｋ１）を０として演算部８１によりＹ_ｋ１が設定され、範囲４５２にて連立する数３８および数３９から、Ｙ_ｋ２が求められ、同様に、Ｙ_ｋ２並びに数３９および数４０からＹ_ｋ３が求められ、Ｙ_ｋ３並びに数４０および数４１からＹ_ｋ４が求められてＹ_ｋ１〜Ｙ_ｋ４が記憶部８２に記憶される。そして、演算部８１では、Ｙ_ｋ１〜Ｙ_ｋ４および数３８〜数４１から、任意のＸ_ｃａｍに対するカメラ４１のＹ座標（絶対座標）が求められる（ステップＳ１１３）。

以上のように、ステージ移動装置１では、ステージ２が直交マスタパターン板９１と比べて大きい場合であっても、直交マスタパターン板９１をステージ軸２５に直交する方向にずらした複数箇所の載置位置に載置し、マスタパターンを複数回撮像することにより、各区間カメラ軸４５６〜４５９からのカメラ４１の複合的ずれ量、および、各区間カメラ軸とステージ軸２５とのなす角度を求め、カメラ４１の軌跡４５１上の点（すなわち、カメラ軸４５上の任意の位置にあるカメラ４１）の絶対座標を求めることができる。また、必要であれば、演算部８１により、上述の結果に基づいて（例えば、各区間カメラ軸４５６〜４５９上の複数の点の座標を用いた線形最小二乗法等により）、カメラ４１の軌跡４５１全体に対する１つのカメラ軸４５が求められてもよく、カメラ軸４５とステージ軸２５とのなす角度が求められてもよい。

以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。

上記実施の形態に係るステージ移動装置において用いられる直交マスタパターン板９１に描かれる第１マスタライン９２および第２マスタライン９３は、計測の簡便さの観点からは、互いの片方の端点で接していることが好ましいが、必ずしもこの形状には限定されない。例えば、互いの途中で略直交するように交わっていても交わっていなくても、カメラ４１のカメラ軸４５からの複合的ずれ量、および、ステージ軸２５とカメラ軸４５とのなす角度を求めることができる。

上記実施の形態に係るステージ移動装置では、ステージ位置計測部６１のステージミラー６１３は、（ステージ２の（−Ｙ）側の）ステージ軸２５上に配置されなくてもよい。演算の簡便さの観点からは、ステージ軸２５上に配置されることが好ましいが、配置上の制約等の理由によりステージ軸２５上以外に配置されている場合であっても、その配置位置とステージ２の中心点２８との相対位置、および、ステージ位置計測部６１の計測値に基づいて、ステージ２の中心点２８のステージ軸２５上における位置を求めることができる。これは、第３の実施の形態に係るステージ移動装置１ａのカメラ位置計測部６３のコーナーキューブ６３３についても同様である。

上記実施の形態に係るステージ移動装置では、基板９への描画に光ビーム以外のエネルギー、例えば、電子ビームやイオンビームが用いられてもよい。また、ステージ移動装置は、プラズマ表示装置等の液晶表示装置以外のフラットパネル表示装置用のガラス基板や半導体基板に対する描画にも利用することができ、さらに、ステージ移動装置では、基板９に対して、パターンの描画以外の処理が行われてもよい。

また、他の移動体が移動される移動装置に、上記実施の形態におけるヨーイング計測に基づく移動軸からの移動体のずれ量の算出が利用されてもよい。

第１の実施の形態に係るステージ移動装置の構成を示す平面図である。 ステージ移動装置の描画位置を補正するためのデータを求める動作の流れを示す図である。 ステージ移動装置の描画位置を補正するためのデータを求める動作の流れを示す図である。 ステージ移動装置の描画位置を補正するためのデータを求める動作の流れを示す図である。 ステージ移動装置の描画位置を補正するためのデータを求める動作の流れを示す図である。 ステージ移動装置の描画位置を補正するためのデータを求める動作の流れを示す図である。 ステージが移動する様子を示す図である。 ステージおよびステージ上の任意の一の点を示す図である。 ステージが回転している状態を示す図である。 ステージおよび直交マスタパターン板を示す図である。 第１マスタラインおよび第２マスタラインを示す拡大図である。 ステージおよび直交マスタパターン板を示す図である。 第１マスタラインおよび第２マスタラインを示す拡大図である。 ステージ軸、カメラ軸、第１マスタ基準線および第２マスタ基準線の関係を示す図である。 ステージ軸、カメラ軸、第１マスタ基準線および第２マスタ基準線の関係を示す図である。 第２の実施の形態におけるステージおよび平行マスタパターン板を示す図である。 ステージ移動装置の描画位置を補正するためのデータを求める動作の流れを示す図である。 ステージ移動装置の描画位置を補正するためのデータを求める動作の流れを示す図である。 ステージ移動装置の描画位置を補正するためのデータを求める動作の流れを示す図である。 ステージ移動装置の描画位置を補正するためのデータを求める動作の流れを示す図である。 ステージおよび平行マスタパターン板を示す図である。 ステージおよび平行マスタパターン板を示す図である。 第１マスタラインの撮像の様子を示す図である。 ステージおよび平行マスタパターン板を示す図である。 ステージおよび平行マスタパターン板を示す図である。 第３の実施の形態に係るステージ移動装置の構成を示す平面図である。 ステージ移動装置の描画位置を補正するためのデータを求める動作の流れを示す図である。 ステージおよび直交マスタパターン板を示す図である。 ステージ移動装置の描画位置を補正するためのデータを求める動作の流れを示す図である。 ステージ移動装置の描画位置を補正するためのデータを求める動作の流れを示す図である。 ステージ軸、各区間カメラ軸、および、カメラの軌跡を示す図である。

符号の説明

１，１ａ ステージ移動装置
２ ステージ
４ 描画ヘッド
８ 制御部
２１ ステージ面
２２ ステージ移動機構
２５ ステージ軸
４１ カメラ
４２ ヘッド移動機構
４５ カメラ軸
６１ ステージ位置計測部
６２ ステージヨーイング計測部
６３ カメラ位置計測部
６５ ヘッドヨーイング計測部
８１ 演算部
８２ 記憶部
９１ 直交マスタパターン板
９２ 第１マスタライン
９３ 第２マスタライン
９６ 平行マスタパターン板
９７ 第１マスタライン
９８ 第２マスタライン
８１１ ステージ演算部
８１２ ヘッド演算部
９２０ 第１マスタ基準線
９３０ 第２マスタ基準線
９７０ 第１マスタ基準線
９８０ 第２マスタ基準線
Ｓ１１〜Ｓ１６，Ｓ２１〜Ｓ３１，Ｓ４１〜Ｓ５４，Ｓ６１〜Ｓ７４，Ｓ８１〜Ｓ９５，Ｓ１０１〜Ｓ１１３ ステップ
ＳＷ_Ｘ ずれ量
Ｓ_Ｙ 複合的ずれ量
δ 角度
θ ヨーイング

Claims (12)

1. 移動体を直線的に移動する直進移動装置であって、
   移動体と、
   前記移動体を所定の移動軸にほぼ沿って直線的に移動する移動機構と、
   前記移動体の前記移動軸上の位置を計測する位置計測部と、
   前記移動軸に平行な所定の面内における前記移動体の前記移動軸に対するヨーイングを計測するヨーイング計測部と、
   前記ヨーイング計測部により計測される前記移動体のヨーイングに基づいて前記ヨーイングに起因する単位移動距離当たりの前記移動体の前記移動軸からのずれ量を積分することにより、前記移動体の前記移動軸上の位置と前記所定の面内における前記移動軸からの前記移動体のずれ量との関係を示す真直度を求める演算部と、
   を備えることを特徴とする直進移動装置。
2. 請求項１に記載の直進移動装置であって、
   前記移動体が、前記所定の面に平行なステージ面を有するステージであることを特徴とする直進移動装置。
3. 請求項１に記載の直進移動装置であって、
   前記移動体、前記移動機構、前記位置計測部、前記ヨーイング計測部および前記演算部の組合せをさらに１組備え、
   一の組合せおよび他の組合せにおいて前記所定の面が共有されるとともに、前記一の組合せにおける前記移動軸と前記他の組合せにおける前記移動軸とが略直交することを特徴とする直進移動装置。
4. 請求項３に記載の直進移動装置であって、
   前記一の組合せの前記移動体が前記所定の面に平行なステージ面を有するステージであり、前記他の組合せの前記移動体が前記ステージを撮像する撮像部であることを特徴とする直進移動装置。
5. ステージを直線的に移動する直進移動装置であって、
   所定の移動軸に平行なステージ面を有するステージと、
   前記移動軸の方向に関して所定の位置に固定され、前記ステージを撮像する撮像部と、
   前記ステージを前記移動軸にほぼ沿って直線的に移動する移動機構と、
   前記ステージの前記移動軸上の位置を計測する位置計測部と、
   前記ステージ面に平行な所定の面内における前記ステージの前記移動軸に対するヨーイングを計測するヨーイング計測部と、
   前記撮像部により、前記移動軸に略平行なほぼ直線状の複数のマスタラインが上下両主面から視認可能に描かれたマスタパターン板が前記ステージに載置された状態で前記ステージを移動しつつ前記複数のマスタラインの第１の撮像を行い、さらに、前記マスタパターン板が前記移動軸に平行な軸を中心に裏返して前記ステージ上に載置された状態で前記ステージを移動しつつ前記複数のマスタラインの第２の撮像を行う制御部と、
   前記撮像部からの出力に基づいて、前記ステージの前記移動軸上の位置と前記所定の面内における前記移動軸からの前記ステージのずれ量との関係を示す真直度を求める演算部と、
   を備えることを特徴とする直進移動装置。
6. 請求項５に記載の直進移動装置であって、
   前記演算部において複数の基準線が前記複数のマスタラインにそれぞれ対応付けられており、
   前記演算部が、所定の方程式を前記第１の撮像および前記第２の撮像における前記複数の基準線間の相対的な向きの関係を拘束条件として解くことにより、前記真直度を求め、
   前記方程式が、前記位置計測部により計測される前記ステージの位置を変数として、
   前記ヨーイング計測部により計測される前記ステージのヨーイング、および、
   前記撮像部の出力から求められる撮像位置と前記複数のマスタラインのそれぞれとの間の距離を含み、
   前記移動軸からの前記ステージのずれ量、
   前記複数のマスタラインの前記複数の基準線からのずれ量、
   前記第１の撮像および前記第２の撮像のそれぞれにおける前記複数の基準線を表す式の定数、並びに、
   前記複数の基準線が前記移動軸に平行であると仮定した場合の前記複数の基準線と前記移動軸との間の距離を未知数として含むことを特徴とする直進移動装置。
7. 請求項２、５および６のいずれかに記載の直進移動装置であって、
   前記演算部が、前記ステージの前記移動軸上の現在位置における前記移動軸からの前記ステージのずれ量と前記移動軸に対する前記ステージのヨーイングとに基づいて前記ステージ上の一の点の絶対位置を求めることを特徴とする直進移動装置。
8. 請求項２並びに５ないし７のいずれかに記載の直進移動装置であって、
   前記位置計測部が示す位置と前記ステージ上の複数の点の前記移動軸の方向に関する位置との対応関係を記憶する記憶部をさらに備え、
   前記演算部が、予め前記ステージの前記移動軸上の複数の位置における前記移動軸からの前記ステージのずれ量と前記移動軸に対する前記ステージのヨーイングとに基づいて、前記ステージ上の前記複数の点の前記移動軸の方向に関する位置を求めることを特徴とする直進移動装置。
9. ステージを撮像部に対して相対的に移動するステージ移動装置であって、
   第１移動軸に平行なステージ面を有するステージと、
   前記ステージを前記第１移動軸にほぼ沿って直線的に移動する第１移動機構と、
   前記ステージの前記第１移動軸上の位置を計測する第１位置計測部と、
   前記ステージ面に平行な所定の面内における前記ステージの前記第１移動軸に対するヨーイングを計測するヨーイング計測部と、
   前記ステージを撮像する撮像部と、
   前記撮像部を前記ステージ面に平行であって前記第１移動軸におよそ垂直な第２移動軸にほぼ沿って直線的に移動する第２移動機構と、
   前記撮像部の前記第２移動軸上の位置を計測する第２位置計測部と、
   前記撮像部により、前記第２移動軸に略平行なほぼ直線状のマスタラインが描かれたマスタパターン板が前記ステージに載置された状態で、前記ステージを固定して前記撮像部を移動しつつ前記マスタラインの第１の撮像を行い、さらに、前記ステージ面に沿って前記マスタパターン板を９０°回転した状態で、前記撮像部を固定して前記ステージを移動しつつ前記マスタラインの第２の撮像を行う制御部と、
   前記ステージの前記第１移動軸上の位置と、前記所定の面内における前記第１移動軸からの前記ステージのずれ量および前記第１移動軸に対する前記ステージのヨーイングとの関係を示すデータを記憶する記憶部と、
   前記撮像部からの出力および前記データに基づいて、前記撮像部の前記第２移動軸上の位置と前記所定の面内における前記撮像部のヨーイングを反映した前記第２移動軸からの前記撮像部の複合的ずれ量との関係を求める演算部と、
   を備えることを特徴とするステージ移動装置。
10. 請求項９に記載のステージ移動装置であって、
    前記演算部が、前記ステージの前記第１移動軸上の位置と前記ステージのヨーイングを反映した前記ステージの複合的ずれ量との関係、および、前記第２の撮像の結果に基づいて、前記マスタラインに対応付けられた基準線上の各位置と前記マスタラインとの間の距離を求め、前記第１の撮像の結果に基づいて前記第２移動軸と前記基準線とのなす角度を求めることを特徴とするステージ移動装置。
11. 請求項９または１０に記載のステージ移動装置であって、
    前記マスタパターン板に、前記マスタラインに略垂直なほぼ直線状のもう１つのマスタラインが描かれており、
    前記制御部により、前記マスタラインが前記第２移動軸に略平行な状態で、前記撮像部を固定して前記ステージを移動しつつ前記もう１つのマスタラインの第３の撮像が行われ、さらに、前記ステージ面に沿って前記マスタパターン板を９０°回転した状態で、前記ステージを固定して前記撮像部を移動しつつ前記もう１つのマスタラインの第４の撮像が行われ、
    前記演算部が、前記第１ないし第４の撮像の結果に基づいて前記第１移動軸と前記第２移動軸とのなす角度を求めることを特徴とするステージ移動装置。
12. 請求項１１に記載のステージ移動装置であって、
    前記演算部が、前記ステージの前記第１移動軸上の現在位置における前記第１移動軸からの前記ステージのずれ量、前記第１移動軸に対する前記ステージのヨーイング、前記撮像部の前記第２移動軸上の現在位置における前記撮像部のヨーイングを反映した前記第２移動軸からの前記撮像部の複合的ずれ量、並びに、前記第１移動軸および前記第２移動軸のなす前記角度に基づいて前記撮像部による前記ステージ上の撮像位置を求めることを特徴とするステージ移動装置。

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