JP2007192547A - Xy stage - Google Patents

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豊 小泉
Mitsuhiro Nikaido
光宏 二階堂
Kazuhiko Kawachi
和彦 河内
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an XY stage which does not require changeover between a plurality of laser interferometers even in the case that a slider part moves over a platen beyond the size of a mounted mirror. <P>SOLUTION: The XY stage for two-dimensionally positioning and controlling the slider part to which the mirror is mounted over the platen is provided with a mother stage for moving along one side of the platen; a measuring means for measuring a first position, the position of the mother stage, with respect to a prescribed position of the platen as a reference point; and the laser interferometers mounted to the mother stage for receiving reflected light of a laser beam irradiated to the mirror of the slider part and measuring a second position, the position of the slider part, with respect to the mother stage as a reference point. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、ミラーを搭載したスライダ部をプラテン上で2次元的に位置決め制御するXYステージに関するものである。   The present invention relates to an XY stage that two-dimensionally controls a slider portion on which a mirror is mounted on a platen.

プラテン上で2次元方向に位置制御されるスライダ部の位置を、固定配置されたレーザ干渉計とこのレーザ干渉計の照射ビームを反射するライダ部に搭載されたバーミラーを用いて検出するXYステージは、特許文献1に開示されている。   An XY stage that detects the position of a slider unit whose position is controlled in a two-dimensional direction on a platen using a laser interferometer fixedly arranged and a bar mirror mounted on a lidar unit that reflects an irradiation beam of the laser interferometer is Patent Document 1 discloses this.

図5は、従来のXYステージの構成例を示す機能ブロック図である。1は四辺形のプラテン、2はこのプラテン上で2次元方向に位置制御される四辺形のスライダ部である。図は、実線で示すスライダ部2がプラテンの左下部に位置制御された状態を示す。   FIG. 5 is a functional block diagram showing a configuration example of a conventional XY stage. Reference numeral 1 denotes a quadrilateral platen, and 2 denotes a quadrilateral slider portion whose position is controlled in a two-dimensional direction on the platen. The figure shows a state in which the position of the slider portion 2 indicated by a solid line is controlled at the lower left portion of the platen.

2a及び2bは、スライダ部2のY軸方向及びX軸方向で隣り合う2辺に搭載されたバーミラーである。31は、バーミラー2aと対峙するプラテン1のY軸方向の1辺1a側に固定配置されたレーザ干渉計である。41及び42は、バーミラー2bと対峙するプラテン1のX軸方向の1辺1b側に固定配置された一対のレーザ干渉計である。   Reference numerals 2a and 2b denote bar mirrors mounted on two sides adjacent to each other in the Y-axis direction and the X-axis direction of the slider unit 2. Reference numeral 31 denotes a laser interferometer fixedly arranged on the side 1a side in the Y-axis direction of the platen 1 facing the bar mirror 2a. Reference numerals 41 and 42 denote a pair of laser interferometers fixedly arranged on the side 1b side in the X-axis direction of the platen 1 facing the bar mirror 2b.

レーザ干渉計31は、Y軸方向のバーミラー2aに対してX軸方向にレーザビームBxを照射し、その反射ビームを入力してスライダ部2のX軸方向の位置(基準点からの距離)を測定する。   The laser interferometer 31 irradiates the bar mirror 2a in the Y-axis direction with the laser beam Bx in the X-axis direction, inputs the reflected beam, and determines the X-axis direction position (distance from the reference point) of the slider unit 2. taking measurement.

レーザ干渉計41及び51は、X軸方向のバーミラー2bに対して所定距離を隔ててY軸方向にレーザビームBy1,By2を照射し、その反射ビームを入力してスライダ部2のY軸方向の位置(基準点からの距離)及びZ軸回転角を測定する。Z軸回転角の測定原理及び補正制御については特許文献2に詳細が開示されている。   The laser interferometers 41 and 51 irradiate laser beams By1 and By2 in the Y-axis direction with a predetermined distance from the bar mirror 2b in the X-axis direction, and input the reflected beams in the Y-axis direction of the slider unit 2 Measure the position (distance from the reference point) and the Z-axis rotation angle. Details of the measurement principle and correction control of the Z-axis rotation angle are disclosed in Patent Document 2.

レーザ干渉計を用いたスライダ部の位置制御では、バーミラーからの反射ビームをX軸(又はY軸)方向で1本、Y軸(又はX軸)方向で2本をレーザ干渉計に入力する必要があり、スライダ部2が矢印Q方向に、点線2´で示すようにプラテン1の右上部に移動した場合でも、この条件を満足する必要がある。   In the position control of the slider unit using a laser interferometer, it is necessary to input one reflected beam from the bar mirror in the X axis (or Y axis) direction and two in the Y axis (or X axis) direction to the laser interferometer. Even when the slider part 2 moves in the arrow Q direction to the upper right part of the platen 1 as indicated by the dotted line 2 ', it is necessary to satisfy this condition.

従って、スライダ部2は、搭載するバーミラーからの反射ビームが外れる直前位置までが移動制御の限界であり、スライダ部2の移動範囲は、搭載されるバーミラー2a,2bのサイズにより制限を受ける。   Accordingly, the slider unit 2 has a limit of movement control up to a position immediately before the reflected beam from the mounted bar mirror is released, and the moving range of the slider unit 2 is limited by the size of the mounted bar mirrors 2a and 2b.

スライダ部2を、搭載されるバーミラーのサイズを超えてプラテン1上で位置制御するためには、プラテン1のY軸方向の1辺1a側に所定間隔で複数のレーザ干渉計31,32,33…を固定配置すると共に、バーミラー2bと対峙するプラテン1のX軸方向の1辺1b側に複数対のレーザ干渉計41及び42,43及び44,45及び46…の対を固定配し、スライダ部2の移動位置に応じてこれらレーザ干渉計を順次切り換える必要がある。   In order to control the position of the slider unit 2 on the platen 1 beyond the size of the mounted bar mirror, a plurality of laser interferometers 31, 32, 33 are arranged at predetermined intervals on one side 1 a side in the Y-axis direction of the platen 1. Are fixedly arranged, and a plurality of pairs of laser interferometers 41 and 42, 43 and 44, 45 and 46 are fixedly arranged on one side 1b side in the X-axis direction of the platen 1 facing the bar mirror 2b, and a slider It is necessary to sequentially switch these laser interferometers according to the moving position of the unit 2.

5はXYステージ制御装置であり、同期位置検出手段51、スライダ部位置制御手段52、切換手段53、前処理演算手段54の機能を備える。同期位置検出手段51は、定周期で全てのレーザ干渉計によりスライダ部2のX方向及びY方向2軸の位置測定を同期して実行し、測定データDをスライダ部位置制御手段52、切換手段53、補正演算手段54に渡す。   Reference numeral 5 denotes an XY stage control device having functions of a synchronization position detection means 51, a slider position control means 52, a switching means 53, and a preprocessing calculation means 54. The synchronization position detection means 51 performs synchronous measurement of the X-axis and Y-axis position of the slider unit 2 by all the laser interferometers at a constant cycle, and the measurement data D is transferred to the slider unit position control unit 52 and the switching unit. 53 to the correction calculation means 54.

切換手段53は、スライダ部の位置情報に対応して使用するレーザ干渉計の情報を予め保持しており、同期位置検出手段51からの測定データDを取得してレーザ干渉計の切換え指令Eをスライダ部位置制御手段52に渡す。   The switching means 53 holds in advance information on the laser interferometer to be used corresponding to the position information of the slider portion, acquires the measurement data D from the synchronous position detection means 51, and issues a laser interferometer switching command E. This is transferred to the slider position control means 52.

前処理演算手段54は、スライダ部2の移動に伴ない、1つのレーザ干渉計から他のレーザ干渉計に切り換える過渡状態において、切換え前のレーザ干渉計の直前測定データを切換え先のレーザ干渉計の初期値とする演算を実行し、演算データFをスライダ部位置制御手段52に渡す。   The pre-processing calculation means 54, in a transient state where one laser interferometer is switched to another laser interferometer as the slider unit 2 moves, converts the measurement data immediately before the laser interferometer before switching to the laser interferometer to be switched to. The calculation data F is passed to the slider position control means 52.

特許文献1には、スライダ部の発熱要因を最小限にするとともに、ケーブル処理をシンプル化するようにしたXYステージが記載されている。
特許文献2には、対象物の2次元位置を位置決めするXYステージが記載されている。
Patent Document 1 describes an XY stage that minimizes the heat generation factor of the slider and simplifies cable processing.
Patent Document 2 describes an XY stage for positioning a two-dimensional position of an object.

特開2005−9952号公報JP 2005-9952 A

特開2000−65970号公報JP 2000-65970 A

複数のレーザ干渉計を切り換える方式では、位置検出値に誤差が発生する。この誤差は、補正演算等で少なくすることが可能であるが、切り換え動作を行うたびに累積されるため大きな誤差となる。   In the method of switching a plurality of laser interferometers, an error occurs in the position detection value. Although this error can be reduced by a correction calculation or the like, it becomes a large error because it is accumulated every time the switching operation is performed.

本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、スライダ部が、搭載されたミラーのサイズを超えてプラテン上を移動する場合でも、複数のレーザ干渉計を切り換える必要がないXYステージを実現することを目的としている。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and there is no need to switch a plurality of laser interferometers even when the slider portion moves on the platen beyond the size of the mounted mirror. The purpose is to realize the stage.

このような課題を達成するために、本発明は次の通りの構成になっている。
(1)ミラーを搭載したスライダ部をプラテン上で2次元的に位置決め制御するXYステージにおいて、
前記プラテンの一辺に沿って移動するマザーステージと、
前記プラテンの所定位置を基準点とした前記マザーステージの位置である第1位置を計測する計測手段と、
このマザーステージに搭載され、前記スライダ部のミラーに照射したレーザ光の反射光を受光し、前記マザーステージを基準点とした前記スライダ部の位置である第2位置を計測するレーザ干渉計と、
を備えることを特徴とするXYステージ。
In order to achieve such a subject, the present invention has the following configuration.
(1) In an XY stage that controls the two-dimensional positioning of the slider portion on which the mirror is mounted on the platen,
A mother stage that moves along one side of the platen;
Measuring means for measuring a first position which is a position of the mother stage with a predetermined position of the platen as a reference point;
A laser interferometer mounted on the mother stage, receiving reflected light of the laser beam irradiated on the mirror of the slider unit, and measuring a second position, which is the position of the slider unit with the mother stage as a reference point;
An XY stage characterized by comprising:

(2)前記第1位置の計測値と前記第2位置の計測値とを加算し、前記スライダ部の前記プラテン上の位置を算出する加算手段を備えることを特徴とする(1)に記載のXYステージ。 (2) The measuring apparatus according to (1), further including an adding unit that adds the measurement value of the first position and the measurement value of the second position to calculate the position of the slider portion on the platen. XY stage.

(3)前記プラテンは向かい合う辺を持つ形状になっていて、
前記マザーステージは、前記向かい合う辺に沿って一対が対向配置されていることを特徴とする(1)又は(2)に記載のXYステージ。
(3) The platen has a shape with opposite sides,
The XY stage according to (1) or (2), wherein a pair of the mother stages are arranged to face each other along the facing sides.

(4)前記マザーステージはミラーを備え、固定配置されたレーザ干渉計から照射されるレーザ光の反射光により前記第1位置が計測されることを特徴とする(1)乃至(3)のいずれかに記載のXYステージ。 (4) The mother stage includes a mirror, and the first position is measured by reflected light of a laser beam emitted from a fixedly arranged laser interferometer. XY stage described in crab.

(5)前記プラテンのバイアス磁石の吸引力に抗して空気軸受けにより浮上している前記スライダ部への前記空気軸受け用の供給空気圧を、真空に切り換える緊急停止手段を備えることを特徴とする(1)乃至(4)のいずれかに記載のXYステージ。 (5) Equipped with an emergency stop means for switching the air pressure supplied for the air bearing to the slider portion floating by the air bearing against the attractive force of the bias magnet of the platen to vacuum ( The XY stage according to any one of 1) to (4).

以上説明したことから明らかなように、本発明によれば、スライダ部が、搭載されたミラーのサイズを超えてプラテン上を移動する場合でも、複数のレーザ干渉計を切り換える必要がないので、切り換えによって発生する位置検出誤差の累積が本質的に発生しないXYステージを実現することができる。   As is apparent from the above description, according to the present invention, even when the slider part moves on the platen beyond the size of the mounted mirror, it is not necessary to switch between a plurality of laser interferometers. Thus, it is possible to realize an XY stage in which the accumulation of position detection errors caused by is essentially not generated.

以下、本発明を図面により詳細に説明する。図1は本発明を適用したXYステージの一実施形態を示す機能ブロック図である。100はマザーステージであり、プラテン(図示されていない)の一辺に沿って移動するマザーステージであり、適当な計測手段により、プラテンの所定位置を基準点としたマザーステージの位置である第1位置が計測される。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a functional block diagram showing an embodiment of an XY stage to which the present invention is applied. Reference numeral 100 denotes a mother stage, which is a mother stage that moves along one side of a platen (not shown), and is a first position that is a position of the mother stage with a predetermined position of the platen as a reference point by appropriate measuring means. Is measured.

200はスライダ部であり、前記マザーステージ100に備えられたレーザ干渉計により、前記マザーステージ100を基準点とした前記スライダ部200の位置である第2位置が計測される。   Reference numeral 200 denotes a slider portion, and a laser interferometer provided in the mother stage 100 measures a second position that is the position of the slider portion 200 with the mother stage 100 as a reference point.

マザーステージ100は、プラテンのY軸方向に平行に配置されたバーミラー100a及びX軸方向に平行に配置されたバーミラー100bを備えている。301及び302は、固定配置されたレーザ干渉計であり、バーミラー100aに照射したレーザ光の反射光を受光し、プラテンの所定位置を基準点としたマザーステージ100のX軸方向の位置及びZ軸回転角を計測する。   The mother stage 100 includes a bar mirror 100a arranged in parallel to the Y-axis direction of the platen and a bar mirror 100b arranged in parallel to the X-axis direction. Reference numerals 301 and 302 denote fixedly arranged laser interferometers that receive the reflected light of the laser light applied to the bar mirror 100a, and the position of the mother stage 100 in the X-axis direction and the Z-axis with a predetermined position of the platen as a reference point Measure the rotation angle.

400は、同じく固定配置されたレーザ干渉計であり、バーミラー100bに照射したレーザ光の反射光を受光し、プラテンの所定位置を基準点としたマザーステージ100のY軸方向の位置を計測する。   Similarly, 400 is a laser interferometer that is fixedly arranged and receives the reflected light of the laser beam irradiated on the bar mirror 100b, and measures the position of the mother stage 100 in the Y-axis direction with a predetermined position of the platen as a reference point.

これらレーザ干渉計301,302,400による測定値は、第1位置計測手段701に入力され、プラテンの所定位置を基準点としたマザーステージ100の第1位置P1が計測される。   The measurement values obtained by the laser interferometers 301, 302, and 400 are input to the first position measuring unit 701, and the first position P1 of the mother stage 100 with the predetermined position of the platen as a reference point is measured.

スライダ部200は、プラテンのY軸方向に平行に配置されたバーミラー200a及びX軸方向に平行に配置されたバーミラー200bを備えている。501及び502は、マザーステージ100に固定配置されたレーザ干渉計であり、バーミラー200aに照射したレーザ光の反射光を受光し、マザーステージ100を基準点としたスライダ部200のX軸方向の位置及びZ軸回転角を計測する。   The slider unit 200 includes a bar mirror 200a disposed parallel to the Y-axis direction of the platen and a bar mirror 200b disposed parallel to the X-axis direction. Reference numerals 501 and 502 denote laser interferometers fixedly disposed on the mother stage 100. The laser interferometers 501 and 502 receive the reflected light of the laser light applied to the bar mirror 200a, and the position of the slider unit 200 in the X-axis direction with the mother stage 100 as a reference point. And the Z-axis rotation angle is measured.

600は、同じく固定配置されたレーザ干渉計であり、バーミラー200bに照射したレーザ光の反射光を受光し、マザーステージ100を基準点としたスライダ部200のY軸方向の位置を計測する。   Reference numeral 600 denotes a laser interferometer that is also fixedly arranged, and receives the reflected light of the laser light applied to the bar mirror 200b, and measures the position of the slider unit 200 in the Y-axis direction with the mother stage 100 as a reference point.

これらレーザ干渉計501,502,600による測定値は、第2位置計測手段702に入力され、マザーステージ100を基準点としたスライダ部200の第2位置P2が計測される。   The measurement values obtained by these laser interferometers 501, 502, and 600 are input to the second position measuring means 702, and the second position P2 of the slider unit 200 with the mother stage 100 as a reference point is measured.

703は加算手段であり、第1位置計測手段701の第1位置計測値P1と第2位置計測手段702の第1位置計測値P2を入力し、これらを加算することにより算出される、プラテンの所定位置を基準点としたスライダ部200の位置計測値P3を出力する。   Reference numeral 703 denotes an adding means which inputs the first position measurement value P1 of the first position measurement means 701 and the first position measurement value P2 of the second position measurement means 702, and calculates the platen calculated by adding them together. A position measurement value P3 of the slider unit 200 with the predetermined position as a reference point is output.

簡単のため、マザーステージ100がX軸を矢印Q方向に、点線100´で示す位置に移動する動きを図1で説明する。マザーステージ100のバーミラー100bは、X軸方向に所定の長さを持っていて、実線で示す左端位置から鎖線で示す100b´の右端位置に移動するまでレーザ干渉計400からのレーザ光を反射し、切り換えなしてY軸方向の第1位置を計測する。   For simplicity, the movement of the mother stage 100 moving the X axis in the arrow Q direction to the position indicated by the dotted line 100 'will be described with reference to FIG. The bar mirror 100b of the mother stage 100 has a predetermined length in the X-axis direction, and reflects the laser light from the laser interferometer 400 until it moves from the left end position indicated by the solid line to the right end position 100b ′ indicated by the chain line. Without switching, the first position in the Y-axis direction is measured.

マザーステージ100がY軸方向に移動する場合であっても、マザーステージ100のバーミラー100aを所定長に設計することで、マザーステージ100が下端位置から上端位置に移動するまで、レーザ干渉計301及び302からのレーザ光を反射し、切り換えなしてX軸方向の第1位置及びZ軸回転角を計測する。   Even when the mother stage 100 moves in the Y-axis direction, the laser interferometer 301 and the barometer 100a of the mother stage 100 are designed to have a predetermined length until the mother stage 100 moves from the lower end position to the upper end position. The laser beam from 302 is reflected, and the first position in the X-axis direction and the Z-axis rotation angle are measured without switching.

マザーステージ100とスライダ部200の相対位置関係は、100´と200´に示されるように、スライダ部200のバーミラー200a及び200bのサイズの範囲でレーザ干渉計501,502及び600により第2位置が計測されるので、レーザ干渉計の切り換えはない。   The relative position relationship between the mother stage 100 and the slider unit 200 is determined by the laser interferometers 501, 502, and 600 within the range of the size of the bar mirrors 200a and 200b of the slider unit 200, as indicated by 100 'and 200'. Since it is measured, there is no switching of the laser interferometer.

図2は、本発明の他の実施形態を示す平面図である。この実施形態では、共通のプラテンの向かい合う辺に沿って一対の対向配置されたマザーステージが移動し、夫々のマザーステージにスライダ部が配置さる、2スライダ部構成となっている。   FIG. 2 is a plan view showing another embodiment of the present invention. This embodiment has a two-slider configuration in which a pair of opposed mother stages move along opposite sides of a common platen, and a slider unit is arranged on each mother stage.

プラテン800は、四辺形の対角点を所定の角度(45度)で切り欠いた多角形(6角形)の形状を持ち、切り欠いた対向辺800a及び800bに沿ってマザーステージ110及び120が対向し、移動可能に配置されている。   The platen 800 has a polygonal (hexagonal) shape in which diagonal points of a quadrilateral are cut out at a predetermined angle (45 degrees), and the mother stages 110 and 120 are formed along the cut-out opposite sides 800a and 800b. Opposing and movably arranged.

マザーステージ110及び120において、110a及び120aは、辺800a及び800bに直交する方向に設置されたバーミラーであり、夫々レーザ干渉計311,312及び321,322からのレーザ光を反射し、辺800a及び800bに平行方向の第1位置が計測される。   In the mother stages 110 and 120, 110a and 120a are bar mirrors installed in a direction orthogonal to the sides 800a and 800b, and reflect the laser beams from the laser interferometers 311, 312 and 321, 322, respectively. A first position parallel to 800b is measured.

マザーステージ110及び120において、110b及び120bは、辺800a及び800bに平行方向に設置されたバーミラーであり、夫々レーザ干渉計410及び420からのレーザ光を反射し、辺800a及び800bに直交する方向の第1位置が計測される。   In the mother stages 110 and 120, 110b and 120b are bar mirrors installed in parallel to the sides 800a and 800b, and reflect the laser beams from the laser interferometers 410 and 420, respectively, and are orthogonal to the sides 800a and 800b. The first position is measured.

マザーステージ110は、プラテン800のY軸方向に平行な支持部材110c及びX軸方向に平行な支持部材110dを有する。支持部材110cに配置されたレーザ干渉計511及び512は、スライダ部210のY軸方向に平行なバーミラー210aへレーザ光を照射して反射光を受光し、スライダ部210のX方向の第2位置とZ軸回転角を計測する。   The mother stage 110 includes a support member 110c parallel to the Y-axis direction of the platen 800 and a support member 110d parallel to the X-axis direction. The laser interferometers 511 and 512 disposed on the support member 110c irradiate the bar mirror 210a parallel to the Y-axis direction of the slider unit 210 with the laser beam to receive the reflected light, and the second position of the slider unit 210 in the X direction. And measure the Z-axis rotation angle.

支持部材110dに配置されたレーザ干渉計610は、スライダ部210のX軸方向に平行なバーミラー210bへレーザ光を照射して反射光を受光し、スライダ部210のY方向の第2位置を計測する。   The laser interferometer 610 disposed on the support member 110d irradiates the bar mirror 210b parallel to the X-axis direction of the slider unit 210 with the laser beam, receives the reflected light, and measures the second position of the slider unit 210 in the Y direction. To do.

マザーステージ120は、プラテン800のY軸方向に平行な支持部材120c及びX軸方向に平行な支持部材120dを有する。支持部材120cに配置されたレーザ干渉計521及び522は、スライダ部220のY軸方向に平行なバーミラー220aへレーザ光を照射して反射光を受光し、スライダ部220のX方向の第2位置とZ軸回転角を計測する。   The mother stage 120 includes a support member 120c parallel to the Y-axis direction of the platen 800 and a support member 120d parallel to the X-axis direction. The laser interferometers 521 and 522 arranged on the support member 120c irradiate the bar mirror 220a parallel to the Y-axis direction of the slider unit 220 with the laser beam to receive the reflected light, and the second position of the slider unit 220 in the X direction. And measure the Z-axis rotation angle.

支持部材120dに配置されたレーザ干渉計620は、スライダ部220のX軸方向に平行なバーミラー220bへレーザ光を照射して反射光を受光し、スライダ部220のY方向の第2位置を計測する。   The laser interferometer 620 disposed on the support member 120d irradiates the bar mirror 220b parallel to the X-axis direction of the slider unit 220 with the laser beam, receives the reflected light, and measures the second position of the slider unit 220 in the Y direction. To do.

図示されていないが、マザーステージ110の第1位置及びスライダ部210の第2位置の計測値は、図1に示すように加算手段で加算され、スライダ部210のプラテン800上の位置が計測される。同様に、マザーステージ120の第1位置及びスライダ部220の第2位置の計測値も加算手段で加算され、スライダ部220のプラテン800上の位置が計測される。   Although not shown, the measured values of the first position of the mother stage 110 and the second position of the slider unit 210 are added by the adding means as shown in FIG. 1, and the position of the slider unit 210 on the platen 800 is measured. The Similarly, the measured values of the first position of the mother stage 120 and the second position of the slider unit 220 are also added by the adding means, and the position of the slider unit 220 on the platen 800 is measured.

図2の実施形態では、マザーステージ110は、辺800a上部に配置され、スライダ部210は、プラテン800の上部でX軸方向に位置制御されて所定の作業を実行する。図の状態は、スライダ部210がマザーステージ110に最も近接した状態を示す。   In the embodiment of FIG. 2, the mother stage 110 is disposed on the upper side of the side 800 a, and the position of the slider unit 210 is controlled in the X-axis direction on the upper part of the platen 800 to perform a predetermined operation. The state shown in the figure shows a state in which the slider unit 210 is closest to the mother stage 110.

図2の実施形態では、マザーステージ120は、辺800b下部に配置され、スライダ部220は、プラテン800の下部でX軸方向に位置制御される。図の状態は、スライダ部220がマザーステージ120に最も離れた状態を示す。   In the embodiment of FIG. 2, the mother stage 120 is disposed below the side 800 b, and the position of the slider 220 is controlled in the X-axis direction below the platen 800. The state shown in the figure shows a state in which the slider unit 220 is farthest from the mother stage 120.

図3は、これらマザーステージとスライダ部の作業位置を入れ替える、スワップ動作を実行する場合の移動操作途中の遷移図である。スワップ動作中は、スライダ部210及びがスライダ部220は、夫々マザーステージ110及び120に最も近接した状態に位置制御され、すれ違い時の衝突を回避している。   FIG. 3 is a transition diagram in the middle of a moving operation in the case of performing a swap operation in which the work positions of the mother stage and the slider unit are switched. During the swap operation, the slider unit 210 and the slider unit 220 are position-controlled so as to be closest to the mother stages 110 and 120, respectively, to avoid a collision at the time of passing.

図2の実施形態では、マザーステージ110及び120の第1位置を計測する手段としてレーザ干渉計を例示したが、これに限定されるものではなく、各種の距離計や位置検出器を用いることができる。   In the embodiment of FIG. 2, the laser interferometer is illustrated as a means for measuring the first positions of the mother stages 110 and 120, but the present invention is not limited to this, and various distance meters and position detectors may be used. it can.

図4は、本発明の更に他の実施形態を示す平面図である。この実施形態の特徴は、リニアスケールと容量式距離センサを組み合わせにより、第1位置計測手段を実現させた点にある。尚、三角測量型距離計等も組み合わせて使用することができる。   FIG. 4 is a plan view showing still another embodiment of the present invention. The feature of this embodiment is that the first position measuring means is realized by combining a linear scale and a capacitive distance sensor. A triangulation type distance meter or the like can also be used in combination.

マザーステージ110は、辺800aに平行に配置されたリニアスケール910に係合して移動すると共に、移動途中の第1位置がリニアスケール910で計測される。マザーステージ110がリニアスケール910の下端部に移動した場合には、下端部の第1位置及びZ軸方向回転角が容量センサC11,C12,C13により高精度で計測される。   The mother stage 110 engages and moves with a linear scale 910 arranged in parallel to the side 800a, and the first position during the movement is measured by the linear scale 910. When the mother stage 110 moves to the lower end of the linear scale 910, the first position of the lower end and the rotation angle in the Z-axis direction are measured with high accuracy by the capacitance sensors C11, C12, C13.

マザーステージ110がリニアスケール910の上端部に移動した場合には、上端部の第1位置及びZ軸方向回転角が容量センサC13,C14,C15により高精度で計測される。   When the mother stage 110 moves to the upper end of the linear scale 910, the first position of the upper end and the rotation angle in the Z-axis direction are measured with high accuracy by the capacitance sensors C13, C14, C15.

同様に、マザーステージ120は、辺800bに平行に配置されたリニアスケール920に係合して移動すると共に、移動途中の第1位置がリニアスケール920で計測される。マザーステージ120がリニアスケール920の下端部に移動した場合には、下端部の第1位置及びZ軸方向回転角が容量センサC21,C22,C23により高精度で計測される。   Similarly, the mother stage 120 engages and moves with the linear scale 920 arranged in parallel with the side 800b, and the first position during the movement is measured with the linear scale 920. When the mother stage 120 moves to the lower end of the linear scale 920, the first position of the lower end and the rotation angle in the Z-axis direction are measured with high accuracy by the capacitance sensors C21, C22, C23.

マザーステージ120がリニアスケール920の上端部に移動した場合には、上端部の第1位置及びZ軸方向回転角が容量センサC23,C24,C25により高精度で計測される。   When the mother stage 120 moves to the upper end portion of the linear scale 920, the first position of the upper end portion and the rotation angle in the Z-axis direction are measured with high accuracy by the capacitance sensors C23, C24, and C25.

本発明を、図2及び図4に示すように、複数スライダ部を共通プラテン上で位置制御するXYステージに適用する場合には、スライダ部同士の衝突やスライダ部とマザーステージとの衝突を回避する設計及び異常接近の場合の緊急停止機能を備える必要がある。   As shown in FIGS. 2 and 4, when the present invention is applied to an XY stage that controls the position of a plurality of slider portions on a common platen, the collision between the slider portions and the collision between the slider portion and the mother stage are avoided. It is necessary to have an emergency stop function in case of abnormal design and design.

XYステージのスライダ部は、プラテンのバイアス磁石の吸引力に抗して空気軸受けにより浮上している。スライダ部への空気軸受け用の供給空気圧を停止すれば、プラテンのバイアス磁石の吸引力で停止させることができるが、空気が抜けて停止までに数10ミリ秒を要し、緊急停止ができない。   The slider portion of the XY stage is levitated by an air bearing against the attractive force of the bias magnet of the platen. If the supply air pressure for the air bearing to the slider portion is stopped, it can be stopped by the attractive force of the bias magnet of the platen, but it takes several tens of milliseconds for the air to escape and stop, and an emergency stop cannot be performed.

そこで、スライダ部への前記空気軸受け用の空気圧を供給しているエアホースを切り換えて真空で引くことで瞬時の緊急停止が可能となる。この場合には、スライダ部底部に形成されている大気開放溝も真空に引くことで緊急停止効果を更に高めることがができる。   Therefore, an instantaneous emergency stop is possible by switching the air hose that supplies the air bearing air pressure to the slider and pulling it in a vacuum. In this case, the emergency stop effect can be further enhanced by evacuating the air release groove formed at the bottom of the slider.

本発明を適用したXYステージの一実施形態を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows one Embodiment of the XY stage to which this invention is applied. 本発明の他の実施形態を示す平面図である。It is a top view which shows other embodiment of this invention. マザーステージとスライダ部の作業位置を入れ替える、スワップ動作を実行する場合の移動操作途中の遷移図である。It is a transition diagram in the middle of a moving operation in the case of performing a swap operation in which the work positions of the mother stage and the slider unit are switched. 本発明の更に他の実施形態を示す平面図である。It is a top view which shows other embodiment of this invention. 従来のXYステージの構成例を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the structural example of the conventional XY stage.

符号の説明Explanation of symbols

100 マザーステージ
100a バーミラー
100b バーミラー
200 スライダ部
200a バーミラー
200b バーミラー
301,302 レーザ干渉計
400 レーザ干渉計
501,502 レーザ干渉計
600 レーザ干渉計
701 第1位置計測手段
702 第2位置計測手段
703 加算手段

DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Mother stage 100a Bar mirror 100b Bar mirror 200 Slider part 200a Bar mirror 200b Bar mirror 301,302 Laser interferometer 400 Laser interferometer 501,502 Laser interferometer 600 Laser interferometer 701 First position measuring means 702 Second position measuring means 703 Adding means

Claims (5)

ミラーを搭載したスライダ部をプラテン上で2次元的に位置決め制御するXYステージにおいて、
前記プラテンの一辺に沿って移動するマザーステージと、
前記プラテンの所定位置を基準点とした前記マザーステージの位置である第1位置を計測する計測手段と、
このマザーステージに搭載され、前記スライダ部のミラーに照射したレーザ光の反射光を受光し、前記マザーステージを基準点とした前記スライダ部の位置である第2位置を計測するレーザ干渉計と、
を備えることを特徴とするXYステージ。
In an XY stage that controls the positioning of a slider portion mounted with a mirror two-dimensionally on a platen,
A mother stage that moves along one side of the platen;
Measuring means for measuring a first position which is a position of the mother stage with a predetermined position of the platen as a reference point;
A laser interferometer mounted on the mother stage, receiving reflected light of the laser beam irradiated on the mirror of the slider unit, and measuring a second position, which is the position of the slider unit with the mother stage as a reference point;
An XY stage characterized by comprising:
前記第1位置の計測値と前記第2位置の計測値とを加算し、前記スライダ部の前記プラテン上の位置を算出する加算手段を備えることを特徴とする請求項1に記載のXYステージ。   2. The XY stage according to claim 1, further comprising addition means for adding the measurement value of the first position and the measurement value of the second position to calculate the position of the slider portion on the platen. 前記プラテンは向かい合う辺を持つ形状になっていて、
前記マザーステージは、前記向かい合う辺に沿って一対が対向配置されていることを特徴とする請求項1又は2に記載のXYステージ。
The platen has a shape with opposing sides,
3. The XY stage according to claim 1, wherein a pair of the mother stages are arranged to face each other along the facing sides.
前記マザーステージはミラーを備え、固定配置されたレーザ干渉計から照射されるレーザ光の反射光により前記第1位置が計測され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。   4. The XY according to claim 1, wherein the mother stage includes a mirror, and the first position is measured by reflected light of laser light emitted from a laser interferometer fixedly arranged. 5. stage. 前記プラテンのバイアス磁石の吸引力に抗して空気軸受けにより浮上している前記スライダ部への前記空気軸受け用の供給空気圧を、真空に切り換える緊急停止手段を備え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。

2. An emergency stop means for switching a supply air pressure for the air bearing to the slider portion that is levitated by an air bearing against a suction force of a bias magnet of the platen to vacuum. 4. The XY stage according to any one of 4.

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