JP2007079837A - ヘッド作動制御装置及び制御方法及びステージ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明はヨー角による傾きが生じた場合に複数のヘッドとワークの複数の加工点とのずれを補正することを課題とする。
【解決手段】 ヘッド作動制御装置３１は、補正量演算部４４_１〜４４_５、判定部４６_１〜４６_５を有する。補正量演算部４４_１は、Ｙ１，Ｙ２レーザ干渉計３６，３７により計測された距離Ｌ１，Ｌ２との差（Ｌ１−Ｌ２）に基づいて、ヨー角に応じた補正量△Ｔを演算する。判定部４６_１〜４６_５では、補正された距離Ｌ１±△Ｔの値が加工位置データと一致するか否かを判定しており、一致した場合にヘッド３０_１〜３０_５の加工信号を出力する。これにより、ヘッド３０_１〜３０_５は、ヨー角θに応じて加工タイミングが時間的にずらされることになり、可動テーブル２０上に載置された基板上の加工点がヘッド３０_１〜３０_５の加工ポイントと一致したタイミングで加工を行なう。
【選択図】 図３

Description

本発明はワークのヨー角（Ｚ軸回りのヨーイング方向角度）に応じて生じる複数のヘッドの作動タイミングのずれを補正するよう構成されたヘッド作動制御装置及び制御方法及びステージ装置に関する。

例えば、レーザヘッドを有するレーザ照射システムやインクジェットヘッドを有するインクジェットシステムなどでは、被加工物としての基板（ワーク）が載置されたテーブルを移動し、基板の加工点がヘッドのレーザ照射ポイントに対向する位置に移動したタイミングで基盤表面に対する加工を行なうようにヘッドの作動を制御している。

このような制御システムでは、ワークを高精度に定速走行させるためステージ装置のＸ、Ｙステージに搭載された可動テーブル上に基板を載置し、可動テーブルの移動経路の上方に横架されてフレーム（ヘッド支持部材）にヘッドを取り付けて基板上の加工点に対して所定の加工（レーザ照射やインクの塗布など）を施している。

ステージ装置では、可動テーブルが搭載されたＹステージの両側に設けられたＹスライダがＹ方向リニアモータの推力によってＹ方向に移動する構成であり、Ｙ方向リニアモータの推力を制御することでＺ軸回りのヨー角を修正するようにしている（例えば、特許文献１参照）。

そして、ステージ装置においては、可動テーブルの移動により基板の加工点がヘッドに対向する位置（レーザ照射ポイント）に移動したことをＸ方向レーザ干渉計とＹ方向レーザ干渉計とにより計測しており、Ｘ方向レーザ干渉計及びＹ方向レーザ干渉計により計測された加工点の位置がヘッドに対向する位置に移動したタイミングでヘッドを作動させて所定の加工を行う。
特開平６−１６３３５９号公報

近年、基板の大型化（大面積化）に伴ってフレーム上に複数のヘッドを一列に並設し、基板が載置された可動テーブルの移動させるのに連動して、基盤表面の複数の加工点に対して複数のヘッドが同時に加工を行なうことで、加工効率を高めることが求められている。ところが、Ｘ方向レーザ干渉計及びＹ方向レーザ干渉計により計測された座標位置データから複数のヘッドの中央に位置するヘッドと可動テーブルとの距離を計測する方法では、可動テーブルがヨーイング方向に傾いてヨー角による誤差が生じると、複数のヘッドの位置によってヨー角によるずれ量（誤差）が異なるので複数のヘッドに対応する加工点位置を正確に検出することができない。

例えば、Ｘ方向レーザ干渉計及びＹ方向レーザ干渉計により計測される複数のヘッドの中央に位置するヘッドの誤差がゼロであっても、中央のヘッドから離間した位置のヘッドほどθ方向（ヨーイング方向）のずれ量が大きくなる。一方、加工精度に対する要求はより精度の高いものとなっており、基板の加工点とヘッドのレーザ照射ポイントとの誤差を百万分の１ミリ程度に抑えることが望まれている。

従って、上記特許文献１に記載された一対のリニアモータの推力分配率を補正する方式で可動テーブルのヨー角による誤差が生じないように制御しても、リニアモータの推力変動により微小なヨー角による誤差が生じた場合には、複数のヘッドの位置によってθ方向の誤差量が異なるため、全てのヘッドの誤差を数ミクロンに抑えることは難しいという問題がある。

そこで、本発明は上記課題を解決したヘッド作動制御装置及び制御方法及びステージ装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は以下のような手段を有する。

請求項１記載の発明は、ワークが載置されるワーク支持部材と、前記ワーク支持部材に対向配置された複数のヘッドを支持するヘッド支持部材との何れかを移動させると共に、前記両部材の相対変位に連動して前記複数のヘッドの作動を制御するヘッド制御装置であって、前記ワーク支持部材またはヘッド支持部材のうち移動側となる部材のヨーイング方向の傾きに応じて前記複数のヘッドに対する作動タイミングを補正する補正手段を備えたことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、前記補正手段が、前記移動側となる部材の傾きを検出する検出手段と、前記検出手段の検出結果に基づいて前記複数のヘッドの夫々に対する補正量を演算する補正量演算手段と、該補正量演算手段からの前記補正量により補正されたタイミングで前記複数のヘッドを個別に作動させる制御手段と、を備えたことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、前記補正量演算手段が、前記検出手段の検出結果に基づいて前記移動側となる部材のヨーイング方向の傾きを求める傾き演算手段を有し、該傾き演算手段により得られた演算結果に応じて前記複数のヘッドの夫々に対する補正量を演算することを特徴とする。

請求項４記載の発明は、前記検出手段が、前記移動側の部材のヨーイング方向に配置された一対のレーザ干渉計からなり、前記傾き演算手段が、前記一対のレーザ干渉計により測定された距離の差から前記移動側となる部材の傾きを求めることを特徴とする。

請求項５記載の発明は、ワークが載置されたワーク支持部材と、前記ワーク支持部材に対向配置された複数のヘッドを支持するヘッド支持部材との何れかを移動させると共に、前記両部材の相対変位に連動して前記複数のヘッドの作動を制御するヘッド制御装置の制御方法であって、前記移動側となる部材の傾き検出する第１の過程と、該第１の過程の検出結果に基づいて前記複数のヘッドの夫々に対する補正量を演算する第２の過程と、該第３の過程からの前記補正量により補正されたタイミングで前記複数のヘッドを個別に作動させる第３の過程と、を有することを特徴とする。

請求項６記載の発明は、前記第２の過程が、前記第１の過程の検出結果に基づいて前記移動側となる部材の傾きを求め、前記傾きに応じて前記複数のヘッドの夫々に対する補正量を演算することを特徴とする。

請求項７記載の発明は、ワークが載置されるワーク支持部材と、該ワーク支持部材上に横架されたヘッド支持部材と、該ヘッド支持部材に並設された複数のヘッドと、前記ワーク支持部材または前記ヘッド支持部材の何れかを移動させる移動手段と、前記ワーク支持部材または前記ヘッド支持部材の移動側の部材の傾きを検出する検出手段と、前記ワーク支持部材または前記ヘッド支持部材の移動に連動して前記ヘッドの作動を制御するヘッド作動制御手段と、を備えたステージ装置であって、前記ヘッド作動制御手段は、前記検出手段の検出結果に基づいて前記複数のヘッドに対する補正量を演算し、この補正量で補正されたタイミングで前記複数のヘッドを個別に作動させることを特徴とする。

請求項８記載の発明は、前記ヘッド作動制御手段が、前記検出手段の検出結果に基づいて前記ワーク支持部材の傾きを求め、この傾きに応じて前記複数のヘッドに対する補正量を演算することを特徴とする。

請求項９記載の発明は、ワークが載置される可動テーブルと、該可動テーブル上に横架されたヘッド支持部材と、該ヘッド支持部材に並設された複数のヘッドと、前記可動テーブルを移動させる移動手段と、前記可動テーブルの傾きを検出する検出手段と、前記可動テーブルを始点から終点まで移動させながら前記検出手段により検出された検出値の変化に応じた補正量を演算する補正量演算手段と、該補正量演算手段により演算された前記可動テーブルを始点から終点まで移動させる過程で得られた各移動位置の補正量を記憶する記憶手段と、前記移動手段による前記可動テーブルの移動位置に対応する補正量を前記記憶手段から読み込み、この補正量に応じたタイミングで前記複数のヘッドを個別に作動させるヘッド作動制御手段と、を有することを特徴とする。

請求項１０記載の発明は、ワークが載置される可動テーブルと、該可動テーブル上に横架されたヘッド支持部材と、該ヘッド支持部材に並設された複数のヘッドと、前記可動テーブルを移動させる移動手段と、前記可動テーブルとの距離を検出する複数の検出手段と、
前記複数の検出手段により検出された各距離データに応じたタイミングで前記複数のヘッドを個別に作動させるヘッド作動制御手段と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、移動側となる部材のヨーイング方向の傾きに応じて複数のヘッドに対する作動タイミングを補正するため、移動側となる部材の傾きが微小であっても傾きに応じて作動タイミングをずらすことで、傾きをゼロとした位置に対してヘッドを作動させることができ、移動側のヨー角による誤差の影響を受けず、精度を高めることが可能になる。

また、本発明によれば、補正量演算手段により演算された可動テーブルを始点から終点まで移動させる過程で得られた各移動位置の補正量を記憶手段に記憶させ、移動手段による可動テーブルの移動位置に対応する補正量を記憶手段から読み込み、この補正量に応じたタイミングで複数のヘッドを個別に作動させるため、可動テーブルの傾きが微小であっても可動テーブルの傾きに応じて作動タイミングをずらすことで、傾きをゼロとした位置に対してヘッドを作動させることができ、可動テーブルのヨー角による誤差の影響を受けず、精度を高めることが可能になる。

また、本発明によれば、複数の検出手段により検出された複数のヘッドに対向する可動テーブルまでの距離データに応じたタイミングで複数のヘッドを個別に作動させるため、可動テーブルの傾きに応じた位置でヘッドを作動させることができ、可動テーブルのヨー角による誤差の影響を受けず、精度を高めることが可能になる。

以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。

図１は本発明になるヘッド作動制御装置の一実施例が適用されたステージ装置を示す斜視図である。図１に示されるように、ステージ装置１０は、Ｙ方向に移動する一対のＹスライダ１２と、Ｙスライダ１２をガイドする一対のガイド１４と、Ｙスライダ１２間に横架されたＹステージ１６と、Ｙステージ１６上をＸ方向に移動する平板状の可動テーブル（ワーク支持部材）２０とを有する。

また、ステージ装置１０は、一対のガイド１４を支持する石定盤２２と、石定盤２２を支持する除振マウント２４と、石定盤２２上に装架された一対のガントリフレーム２６と、ガントリフレーム２６間に横架されたヘッド支持部材２８とを有する。

尚、Ｙスライダ１２には、可動テーブル２０をＹ方向に駆動するＹ方向リニアモータ（図示せず）が設けられ、Ｙステージ１６上には、可動テーブル２０をＸ方向に駆動するＸ方向リニアモータ（図示せず）が設けられている。また、Ｙステージ１６及び可動テーブル２０は、複数の静圧パッド(図示せず)が設けられており、ガイド１４及び石定盤２２上を殆ど摩擦のない状態で移動することができるように取り付けられている。

ヘッド支持部材２８は、石定盤２２の左右両側に架け渡された一対のガントリフレーム２６のほぼ中間位置に横架されるように固定されている。このヘッド支持部材２８には、所定間隔毎に一列に並設された複数のヘッド３０（３０_１〜３０_ｎ）と、複数のヘッド３０を作動させるヘッド作動制御装置３１とが設けられている。

可動テーブル２０は、その上面が基板を吸着するワーク吸着面であり、周縁部にはＹ方向ミラー３２と、Ｘ方向ミラー３４とが取り付けられている。そして、石定盤２２のＹ方向端部には、Ｙ方向位置検出用のＹ１，Ｙ２レーザ干渉計（検出手段）３６，３７が平行に配されており、石定盤２２のＸ方向端部には、Ｘ方向位置検出用のＸレーザ干渉計３８が配されている。

ここで、Ｙ１，Ｙ２レーザ干渉計３６，３７を用いた計測方法について図２を参照して説明する。尚、図２においては、５個のヘッド３０_１〜３０_５が配置されているものとする。

Ｙ１レーザ干渉計３６は、測長用干渉計であり、複数のヘッド３０のうち中央に位置するヘッド３０_３と交差するＹ方向軸線上に配置されている。また、Ｙ２レーザ干渉計３７は、ヨー角算出用干渉計であり、Ｙ１レーザ干渉計３６からＸ方向に距離Ｄ１ずれた位置に取り付けられている。

従って、可動テーブル２０のＹ方向位置は、Ｙ１レーザ干渉計３６によって計測されると共に、可動テーブル２０のＸ方向位置は、Ｘレーザ干渉計３８によって計測される。また、可動テーブル２０のＺ軸回りの傾き（ヨー角θ）は、Ｙ１レーザ干渉計３６により計測された距離Ｌ１とＹ２レーザ干渉計３７によって計測された距離Ｌ２との差δ１（＝Ｌ１−Ｌ２）とＹ１，Ｙ２レーザ干渉計３６，３７間の間隔（Ｘ方向離間距離Ｄ１）とから求まる。

また、複数のヘッド３０のうち中央に位置するヘッド３０_３に対応する加工点の位置（距離）が、Ｙ１レーザ干渉計３６とＸレーザ干渉計３８により計測される。そして、ヘッド３０_３から他のヘッド３０_１までの距離をＤ２、ヨー角θによる加工点誤差をδ２とすると、トリガ信号に対する補正量△Ｔは、次式から求まる。

△Ｔ＝Ｌ１±δ２
＝Ｌ１±δ１×Ｄ２／Ｄ１ ・・・（１）
上式（１）において、Ｄ１，Ｄ２は既知であるので、Ｙ１，Ｙ２レーザ干渉計３６，３７の計測値の差δ１と、Ｙ１レーザ干渉計３６の計測値Ｌ１を代入することにより補正量△Ｔを得ることができる。尚、式（１）では、可動テーブル２０のヨー角を演算しなくても補正量△Ｔを求めることができる。

また、上記以外のヘッド３０_２，３０_４，３０_５の補正量△Ｔも上記と同様に式（１）を用いて演算することができる。そして、５個のヘッド３０_１〜３０_５の作動位置を補正量Ｔで補正することにより、例えば、可動テーブル２０が上方からみて時計方向に角度θ傾いた状態でＹ方向に移動する場合、ヘッド３０_１〜３０_５の加工位置に補正量△Ｔを加算または減算して加工タイミングをずらすことになる。

例えば、ヘッド３０_１は、基準となるヘッド３０_３に対して補正量△Ｔ_１分加工を早くする。また、ヘッド３０_２は、基準となるヘッド３０_３に対して補正量△Ｔ_２分加工を早くする。ヘッド３０_４は、基準となるヘッド３０_３に対して補正量△Ｔ_４分加工を遅くする。ヘッド３０_５は、基準となるヘッド３０_５に対して補正量△Ｔ_５分加工を遅くする。これにより、ヘッド３０_１〜３０_５による加工ポイントＰ１〜Ｐ５は、図２中破線で示す円形部分（但し、中央のヘッド３０_３は補正なし）となり、ヨー角θによるずれ量δをゼロに補正した位置となる。

従って、ヘッド３０_１〜３０_５は、可動テーブル２０のヨー角θに応じて加工タイミングが時間的にずらされることになり、可動テーブル２０上に載置された基板上の加工点がヘッド３０_１〜３０_５の加工ポイントと一致したタイミングで加工を行なうことができる。

ここで、ヘッド作動制御装置３１による補正処理をアナログ制御で表すと図３に示すようになる。

図３において、補正量演算部４４_１は、前述した式（１）の演算を行なってＹ１，Ｙ２レーザ干渉計３６，３７により計測された距離Ｌ１，Ｌ２との差（Ｌ１−Ｌ２）に基づいて、ヨー角に応じた補正量△Ｔを演算する。

Ｙ１レーザ干渉計３６により計測された距離Ｌ１は、補正量△Ｔを加算または減算されて補正される。判定部４６_１では、補正された距離Ｌ１±△Ｔの値が加工位置データと一致するか否かを判定しており、一致した場合にヘッド３０_１の信号を出力する。

また、他のヘッド３０_２〜３０_５に対しても補正量演算部４４_２〜４４_５及び判定部４６_２〜４６_５が同様な補正処理を行って信号を出力する。これにより、ヘッド３０_１〜３０_５は、可動テーブル２０のヨー角θに応じて加工タイミングが時間的にずらされることになり、可動テーブル２０上に載置された基板上の加工点がヘッド３０_１〜３０_５の加工ポイントと一致したタイミングで加工を行なう。

図４は実施例１のヘッド作動制御装置３１の補正処理をデジタル制御で処理する制御ブロックの概念図である。図４に示されるように、ヘッド作動制御装置３１は、マイクロコンピュータからなり、Ｙ１レーザ干渉計３６により計測された信号から可動テーブル２０までの距離Ｌ１を演算する距離演算部４０と、Ｙ１，Ｙ２レーザ干渉計３６，３７により計測された距離Ｌ１，Ｌ２に基づいてヘッド３０_１〜３０_５の夫々に対する補正量△Ｔを演算する補正量演算部４４と、補正量演算部４４からの補正量により規定されるタイミングでヘッド３０_１〜３０_５を個別に作動させるヘッド制御部（制御手段）４６とを有する。

ヘッド制御部４６は、予め加工位置データが入力されており、距離演算部４０からの距離Ｌ１を補正量演算部４４からの補正量△Ｔにより補正し、この補正値Ｌ１±△Ｔが加工データと一致したとき、ヘッド３０_１〜３０_５の加工信号を出力する。これにより、ヘッド３０_１〜３０_５は、可動テーブル２０のヨー角θに応じてレーザ加工タイミングが時間的にずらされることになり、可動テーブル２０上に載置された基板上の加工点がヘッド３０_１〜３０_５の加工ポイントＰ１〜Ｐ５と一致したタイミングで加工を行なう。

実施例２のヘッド作動制御装置３１は、まず、加工工程に入る前に可動テーブル２０をＹ方向に移動させ、Ｙ方向ストロークの始点から終点に至る間のヨー角変化により各移動位置での補正量を演算してデータベース（記憶手段）に予め記憶する。データベースに格納されたＹ方向移動位置でのヨー角に応じた補正量△Ｔは、例えば、図５に模式的に示すように推移する。図５では、横軸がＹ方向移動位置、縦軸がヨー角に応じた補正量△Ｔを示している。そのため、Ｙ方向移動位置がＹ１レーザ干渉計３６により計測されれば、瞬時にその移動位置に対応する補正量△Ｔを読み出すことができる。

そして、可動テーブル２０に載置された基板を加工する際には、予めデータベースに記憶された各移動位置毎の補正量を読み込んでヘッド３０_１〜３０_５の加工タイミングを補正することができるので、可動テーブル２０を高速で移動させる場合に補正処理を移動速度に合わせて高速処理することが可能になる。

ここで、ヘッド作動制御装置３１による補正処理をアナログ制御で表すと図６に示すようになる。

図６において、補正量演算部４４_１は、Ｙ１レーザ干渉計３６により計測された信号から可動テーブル２０までの距離Ｌ１に対応する補正量△Ｔを、データベース（図６参照）から読み込み、Ｙ１レーザ干渉計３６により計測された距離Ｌ１に、補正量△Ｔを加算または減算する。判定部４６_１では、補正された距離Ｌ１±△Ｔの値が加工位置データと一致するか否かを判定しており、一致した場合にヘッド３０_１の加工信号を出力する。

この補正方法では、実施例１のようにＹ１，Ｙ２レーザ干渉計３６，３７により計測された距離Ｌ１，Ｌ２に基づいて可動テーブル２０のＺ軸回りのヨー角θを求めるヨー角演算処理が不要になり、その分ヘッド３０_１の加工信号を出力するまでの時間が短縮され、可動テーブル２０の高速移動に対応して補正処理を高速で行なうことが可能になる。

また、他のヘッド３０_２〜３０_５に対しても補正量演算部４４_２〜４４_５及び判定部４６_２〜４６_５が同様な補正処理を行って加工信号を高速で出力することが可能になる。これにより、ヘッド３０_１〜３０_５は、可動テーブル２０のヨー角θの変化に応じて加工タイミングが時間的にずらされることになり、可動テーブル２０上に載置された基板上の加工点がヘッド３０_１〜３０_５の加工ポイントＰ１〜Ｐ５と一致したタイミングで加工を行なうことができる。

これにより、ヘッド３０_１〜３０_５による加工ポイントＰ１〜Ｐ５は、図２中破線で示す円形部分（但し、中央のヘッド３０_３は補正なし）となり、ヨー角θによるずれ量δをゼロに補正した正規の位置となる。

図７は実施例２のヘッド作動制御装置３１の補正処理をデジタル制御で処理する制御ブロックの概念図である。

図７に示されるように、ヘッド作動制御装置３１は、マイクロコンピュータからなり、前述した距離演算部４０と、ヨー角演算部４２と、補正量演算部４４と、データベース４８と、可動テーブル２０の移動位置に対応するヘッド３０_１〜３０_５の補正量をデータベース４８から読み込み、この補正量に応じたタイミングでヘッド３０_１〜３０_５を個別に作動させるヘッド制御部（制御手段）４６とを有する。ヨー角演算部４２は、Ｙ１，Ｙ２レーザ干渉計３６，３７により計測された距離Ｌ１，Ｌ２に基づいて可動テーブル２０のＺ軸回りのヨー角θを演算する。そして、補正量演算部４４は、ヨー角演算手段４２により得られたヨー角θに応じてヘッド３０_１〜３０_５の夫々に対する補正量△Ｔを演算する。

すなわち、補正量演算部４４は、可動テーブル２０をＹ方向ストロークの始点から終点まで移動させながらＹ１，Ｙ２レーザ干渉計３６，３７により計測された距離Ｌ１，Ｌ２の差δ２の変化に応じてヘッド３０_１〜３０_５の夫々に対する補正量△Ｔを演算する。データベース４８は、補正量演算部４４により演算された可動テーブル２０を始点から終点まで移動させる過程で得られたヘッド３０_１〜３０_５の各移動位置の補正量を記憶する。

ヘッド制御部４６は、予め加工位置データが入力されており、距離演算部４０からの距離Ｌ１をヘッド３０_１〜３０_５の補正量△Ｔをデータベース４８から読み込んだ補正量△Ｔにより補正し、この補正値Ｌ１±△Ｔが加工データと一致したとき、ヘッド３０_１〜３０_５の加工信号を出力する。これにより、ヘッド３０_１〜３０_５は、可動テーブル２０のヨー角θに応じて加工タイミングが時間的にずらされることになり、可動テーブル２０上に載置された基板上の加工点がヘッド３０_１〜３０_５の加工ポイントＰ１〜Ｐ５と一致したタイミングで加工を行なうことができる。

図８は実施例３の計測方法を示す平面図である。図８に示されるように、実施例３では、ヘッド３０_１〜３０_５が対応するＹ方向位置で可動テーブル２０との距離を計測するＹ１〜Ｙ５レーザ干渉計５０_１〜５０_５が設けられている。中央に配置されたＹ３レーザ干渉計５０_１は、測長用干渉計であり、他のレーザ干渉計５０_１，５０_２，５０_４，５０_５は、補正手段として機能する位置検出用干渉計である。

Ｙ１〜Ｙ５レーザ干渉計５０_１〜５０_５は、ヘッド３０_１〜３０_５と交差するＹ方向の線上に配置されており、可動テーブル２０のヨーイング方向の傾き（ヨー角θ）に応じた距離Ｌ１〜Ｌ５を計測する。そのため、Ｙ１〜Ｙ５レーザ干渉計５０_１〜５０_５は、ヘッド３０_１〜３０_５が対向する加工ポイントのヨー角によるずれ量δ２を検出することができる。

ヘッド作動制御装置３１は、Ｙ１〜Ｙ５レーザ干渉計５０_１〜５０_５により計測された距離Ｌ１〜Ｌ５と加工位置データと一致したときヘッド３０_１〜３０_５を個別に作動させる。

このように、本実施例では、ヘッド３０_１〜３０_５とＹ１〜Ｙ５レーザ干渉計５０_１〜５０_５が１：１で設けられているので、Ｙ１〜Ｙ５レーザ干渉計５０_１〜５０_５により計測された距離Ｌ１〜Ｌ５が加工位置データと一致したタイミングでヘッド３０_１〜３０_５を作動させることにより、加工ポイントＰ１〜Ｐ５が可動テーブル２０のヨー角θによるずれ量δ２をゼロに補正した正規の位置に修正される。

ここで、ヘッド作動制御装置３１による補正処理をアナログ制御で表すと図９に示すようになる。

図９において、判定部４６_１は、Ｙ１レーザ干渉計５０_１により計測された信号から可動テーブル２０までの距離Ｌ１が供給されると、加工位置データと一致するか否かを判定しており、一致した場合にヘッド３０_１の加工信号を出力する。

また、他のヘッド３０_２〜３０_５に対しても判定部４６_２〜４６_５が同様な補正処理を行って加工信号を出力する。従って、判定部４６_１〜４６_５は、夫々Ｙ１〜Ｙ５レーザ干渉計５０_１〜５０_５により計測された各加工点の距離データＬ１〜Ｌ５を並列処理により可動テーブル２０上に載置された基板上の加工点がヘッド３０_１〜３０_５の加工ポイントＰ１〜Ｐ５と一致したタイミングで加工を行なう。そのため、可動テーブル２０はヨー角による傾きを有する場合には、ヘッド３０_１〜３０_５の加工タイミングは、可動テーブル２０のヨー角θの変化に応じて時間的にずらされる。

これにより、ヘッド３０_１〜３０_５による加工ポイントＰ１〜Ｐ５は、図８中破線で示す円形部分（但し、中央のヘッド３０_３は補正なし）となり、ヨー角θによるずれ量δ２をゼロに補正した正規の位置となる。

図１０は実施例３のヘッド作動制御装置３１の補正処理をデジタル制御で処理する制御ブロックの概念図である。図７に示されるように、ヘッド作動制御装置３１は、マイクロコンピュータからなり、距離演算部４４_１〜４４_５と、可動テーブル２０の移動に伴って変化する距離演算部４４_１〜４４_５により演算された可動テーブル２０との距離データに応じたタイミングでヘッド３０_１〜３０_５を個別に作動させるヘッド制御部（制御手段）４６とを有する。

距離演算部４４_１〜４４_５は、Ｙ１〜Ｙ５レーザ干渉計５０_１〜５０_５により計測された距離Ｌ１〜Ｌ５をヘッド３０_１〜３０_５の夫々に対する補正量として演算する。

ヘッド制御部４６は、ヘッド３０_１〜３０_５の作動タイミングを並列処理しており、予め加工位置データが入力されている。そして、ヘッド制御部４６では、距離演算部４４_１〜４４_５からの距離データＬ１〜Ｌ５がヘッド３０_１〜３０_５の夫々の加工データと一致したとき、ヘッド３０_１〜３０_５の加工信号を出力する。これにより、ヘッド３０_１〜３０_５は、可動テーブル２０のヨー角θに応じて加工タイミングが時間的にずらされることになり、可動テーブル２０上に載置された基板上の加工点がヘッド３０_１〜３０_５の加工ポイントＰ１〜Ｐ５と一致したタイミングで加工を行なうことができる。

尚、本実施例では、ヘッド３０_１〜３０_５とＹ１〜Ｙ５レーザ干渉計５０_１〜５０_５とを１：１に配置した構成を一例として挙げたが、これに限らず、例えば、ヘッド数が多くなる場合には、ヘッド２個に対してレーザ干渉計を１個配置するようにしても良い。この場合、レーザ干渉計のＹ方向位置と一致するヘッドの作動タイミングは、レーザ干渉計により計測された距離データによって制御し、レーザ干渉計のＹ方向位置と一致するヘッドの作動タイミングは、前述した実施例１または実施例２の方法で補正することにより、可動テーブル２０上に載置された基板上の加工点がヘッド３０_１〜３０_ｎの加工ポイントＰ１〜Ｐｎと一致したタイミングで加工を行なうことができる。

上記実施例では、ステージ装置により可動テーブル２０をＹ方向に移動させる構成について説明したが、これに限らず、ワークが載置されるテーブルを固定側とし、ヘッド３０_１〜３０_５を支持するヘッド支持部材２８をリニアモータ等によりＹ方向に移動させる構成のものにも本発明を適用できるのは、勿論である。

また、上記実施例では、ヘッド作動制御装置３１がステージ装置に搭載されたヘッド３０_１〜３０_ｎの作動タイミングを補正する場合を例に挙げて説明したが、これに限らず、可動テーブルまたはヘッド支持部材の何れかを移動させる装置であればステージ装置以外の装置にも本発明を適用できるのは、勿論である。

また、上記実施例のヘッド３０_１〜３０_ｎとして、ワークの加工点にレーザ光を照射すレーザ加工ヘッドや、ワーク表面にインクを吹き付けるインクジェット用ヘッドや、加工されたワークの表面を検査するための検査用ヘッドなどをヘッド支持部材２８に装着させる構成にも本発明を適用できる。

本発明になるヘッド作動制御装置の一実施例が適用されたステージ装置を示す斜視図である。 Ｙ１，Ｙ２レーザ干渉計３６，３７を用いた計測方法を説明するための平面図である。 実施例１のヘッド作動制御装置３１による補正処理をアナログ制御で説明する系統図である。 実施例１のヘッド作動制御装置３１の補正処理をデジタル制御で処理する制御ブロックの概念図である。 Ｙ方向移動位置とヨー角に応じた補正量△Ｔとの関係を示す図である。 実施例２のヘッド作動制御装置３１による補正処理をアナログ制御で説明する系統図である。 実施例２のヘッド作動制御装置３１の補正処理をデジタル制御で処理する制御ブロックの概念図である。 実施例３の計測方法を示す平面図である。 実施例３のヘッド作動制御装置３１による補正処理をアナログ制御で説明する系統図である。 実施例３のヘッド作動制御装置３１の補正処理をデジタル制御で処理する制御ブロックの概念図である。

符号の説明

１０ ステージ装置
１４ Ｙ方向リニアモータ
１６ Ｙステージ
２０ 可動テーブル
２８ ヘッド支持部材
３０（３０_１〜３０_ｎ） ヘッド
３１ ヘッド作動制御装置
３６ Ｙ１レーザ干渉計
３７ Ｙ２レーザ干渉計
４４ 補正量演算部
４４_１〜４４_５ 補正量演算部
４６ ヘッド制御部
４６_１〜４６_５ 判定部
５０_１〜５０_５ レーザ干渉計

Claims (10)

1. ワークが載置されるワーク支持部材と、前記ワーク支持部材に対向配置された複数のヘッドを支持するヘッド支持部材との何れかを移動させると共に、前記両部材の相対変位に連動して前記複数のヘッドの作動を制御するヘッド制御装置であって、
   前記ワーク支持部材またはヘッド支持部材のうち移動側となる部材のヨーイング方向の傾きに応じて前記複数のヘッドに対する作動タイミングを補正する補正手段を備えたことを特徴とするヘッド作動制御装置。
2. 前記補正手段は、
   前記移動側となる部材の傾きを検出する検出手段と、
   前記検出手段の検出結果に基づいて前記複数のヘッドの夫々に対する補正量を演算する補正量演算手段と、
   該補正量演算手段からの前記補正量により補正されたタイミングで前記複数のヘッドを個別に作動させる制御手段と、
   を備えたことを特徴とする請求項１に記載のヘッド作動制御装置。
3. 前記補正量演算手段は、前記検出手段の検出結果に基づいて前記移動側となる部材のヨーイング方向の傾きを求める傾き演算手段を有し、該傾き演算手段により得られた演算結果に応じて前記複数のヘッドの夫々に対する補正量を演算することを特徴とする請求項２に記載のヘッド作動制御装置。
4. 前記検出手段は、前記移動側の部材のヨーイング方向に配置された一対のレーザ干渉計からなり、
   前記傾き演算手段は、前記一対のレーザ干渉計により測定された距離の差から前記移動側となる部材の傾きを求めることを特徴とする請求項２に記載のヘッド作動制御装置。
5. ワークが載置されたワーク支持部材と、前記ワーク支持部材に対向配置された複数のヘッドを支持するヘッド支持部材との何れかを移動させると共に、前記両部材の相対変位に連動して前記複数のヘッドの作動を制御するヘッド制御装置の制御方法であって、
   前記移動側となる部材の傾き検出する第１の過程と、
   該第１の過程の検出結果に基づいて前記複数のヘッドの夫々に対する補正量を演算する第２の過程と、
   該第２の過程からの前記補正量により補正されたタイミングで前記複数のヘッドを個別に作動させる第３の過程と、
   を有することを特徴とするヘッド作動制御装置の制御方法。
6. 前記第２の過程は、前記第１の過程の検出結果に基づいて前記移動側となる部材の傾きを求め、前記傾きに応じて前記複数のヘッドの夫々に対する補正量を演算することを特徴とする請求項５に記載のヘッド作動制御装置の制御方法。
7. ワークが載置されるワーク支持部材と、
   該ワーク支持部材上に横架されたヘッド支持部材と、
   該ヘッド支持部材に並設された複数のヘッドと、
   前記ワーク支持部材または前記ヘッド支持部材の何れかを移動させる移動手段と、
   前記ワーク支持部材または前記ヘッド支持部材の移動側の部材の傾きを検出する検出手段と、
   前記ワーク支持部材または前記ヘッド支持部材の移動に連動して前記ヘッドの作動を制御するヘッド作動制御手段と、
   を備えたステージ装置であって、
   前記ヘッド作動制御手段は、前記検出手段の検出結果に基づいて前記複数のヘッドに対する補正量を演算し、この補正量で補正されたタイミングで前記複数のヘッドを個別に作動させることを特徴とするステージ装置。
8. 前記ヘッド作動制御手段は、前記検出手段の検出結果に基づいて前記ワーク支持部材の傾きを求め、この傾きに応じて前記複数のヘッドに対する補正量を演算することを特徴とする請求項７に記載のステージ装置。
9. ワークが載置される可動テーブルと、
   該可動テーブル上に横架されたヘッド支持部材と、
   該ヘッド支持部材に並設された複数のヘッドと、
   前記可動テーブルを移動させる移動手段と、
   前記可動テーブルの傾きを検出する検出手段と、
   前記可動テーブルを始点から終点まで移動させながら前記検出手段により検出された検出値の変化に応じた補正量を演算する補正量演算手段と、
   該補正量演算手段により演算された前記可動テーブルを始点から終点まで移動させる過程で得られた各移動位置の補正量を記憶する記憶手段と、
   前記移動手段による前記可動テーブルの移動位置に対応する補正量を前記記憶手段から読み込み、この補正量に応じたタイミングで前記複数のヘッドを個別に作動させるヘッド作動制御手段と、
   を有することを特徴とするステージ装置。
10. ワークが載置される可動テーブルと、
    該可動テーブル上に横架されたヘッド支持部材と、
    該ヘッド支持部材に並設された複数のヘッドと、
    前記可動テーブルを移動させる移動手段と、
    前記可動テーブルとの距離を検出する複数の検出手段と、
    前記複数の検出手段により検出された各距離データに応じたタイミングで前記複数のヘッドを個別に作動させるヘッド作動制御手段と、
    を有することを特徴とするステージ装置。

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