JP2013024702A - 位置センサ、計測システム及び平面ステージ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は、固定部に対して平面内を相対的に移動する移動ステージを有する平面ステージを提供する。本平面ステージは、移動ステージの位置を計測する位置センサであって、所定の間隔で相互に対向している第1の固定対向電極対と第2の固定対向電極対とを有する固定電極部と、第1の固定対向電極対の間に部分的に挿入されている第1の可動電極と、第2の固定対向電極対の間に部分的に挿入されている第2の可動電極50とを有する可動電極部とを有する第1のセンサを備える。第1の固定対向電極対は第1の可動電極50の挿入状態に応じて変化する第1の静電容量を有し、第2の固定対向電極対は第2の可動電極50の挿入状態に応じて変化する第2の静電容量を有する。
【選択図】 図1
Description
このように、手段2の位置センサでは、簡易に第1の方向と第2の方向への変位を分離して計測することができる。
A.平面ステージの構成:
B.移動ステージの計測方法:
C.変形例:
図1は、本発明の実施形態における平面ステージ30の外観を示す外観斜視図である。平面ステージ30は、製造設備(図示せず)に固定される固定部100と、固定部100に対して相対移動する移動部200とを備えている。固定部100と移動部200とは、いずれも平面視(XY面)において正方形の形状を有している。移動部200は、固定部100よりも小さな外形寸法で構成されている。移動部200は、固定部100に対してX軸方向とY軸方向の並進移動とXY平面に垂直な軸線Zの周りの回転が可能である。移動部200は、周知の電磁リニアモータ(図示省略)によって駆動される。
図8は、本発明の実施形態における計測原理を示す模式図と計算式とを表す説明図である。図8には、計測用の静電容量Cmesを有するコンデンサCxの構成を示す模式図と、コンデンサCxの等価回路を示す回路図とが示されている。コンデンサCxは、3個のコンデンサC1,C2,C3の回路と等価である。2個のコンデンサC1,C2は、直列に接続されている。コンデンサC3は、コンデンサC1,C2の直列回路に対して並列に接続されている。
なお、実施の形態は上記した内容に限定されず、例えば次のように実施してもよい。
Claims (8)
- 固定部と、前記固定部に対して平面内を相対的に移動する移動ステージとを有する平面ステージにおいて、前記移動ステージの位置を計測する位置センサであって、
前記固定部に接続され、所定の間隔で相互に対向している第1の固定対向電極対と第2の固定対向電極対とを有する固定電極部と、
前記移動ステージに接続され、前記第1の固定対向電極対の間に部分的に挿入されている第1の可動電極と、前記第2の固定対向電極対の間に部分的に挿入されている第2の可動電極とを有する可動電極部と、
を有する第1のセンサを備え、
前記第1の可動電極と前記第2の可動電極とは、それぞれ共通する第1基点部から第1の方向と前記第1の方向に交差する第2の方向とに延びており、
前記第1の固定対向電極対は、前記第1の可動電極の挿入状態に応じて変化する第1の静電容量を有し、
前記第2の固定対向電極対は、前記第2の可動電極の挿入状態に応じて変化する第2の静電容量を有する位置センサ。 - 請求項1記載の位置センサであって、
前記第1の方向は、前記第2の方向と略垂直に交差し、
前記第1の固定対向電極対は、前記第1の可動電極が跨ぐ位置において前記第1の方向に略垂直な方向の端部輪郭線を有し、
前記第2の固定対向電極対は、前記第2の可動電極が跨ぐ位置において前記第2の方向に略垂直な方向の端部輪郭線を有する位置センサ。 - 請求項1記載の位置センサであって、さらに、
前記固定部に接続され、前記所定の間隔で相互に対向している第3の固定対向電極対と第4の固定対向電極対とを有する固定電極部と、
前記移動ステージに接続され、前記第3の固定対向電極対の間に部分的に挿入されている第3の可動電極と、前記第4の固定対向電極対の間に部分的に挿入されている第4の可動電極とを有する可動電極部と、
を有する第2のセンサを備え、
前記第3の可動電極と前記第4の可動電極とは、それぞれ共通する第2基点部から第3の方向と前記第3の方向に交差する第4の方向とに延びており、
前記第3の固定対向電極対は、前記第3の可動電極の挿入状態に応じて変化する第3の静電容量を有し、
前記第4の固定対向電極対は、前記第4の可動電極の挿入状態に応じて変化する第4の静電容量を有し、
前記第3の方向は、前記第1の方向と同一の方向であり、
前記第4の方向は、前記第2の方向と逆の方向であり、
前記第2基点部は、前記第2の方向において前記第1基点部からシフトした位置に配置されている位置センサ。 - 請求項3記載の位置センサであって、
前記第1の方向は、前記第2の方向と略垂直に交差し、
前記第1の固定対向電極対は、前記第1の可動電極が跨ぐ位置において前記第1の方向に略垂直な方向の端部輪郭線を有し、
前記第2の固定対向電極対は、前記第2の可動電極が跨ぐ位置において前記第2の方向に略垂直な方向の端部輪郭線を有し、
前記第3の固定対向電極対は、前記第3の可動電極が跨ぐ位置において前記第3の方向に略垂直な方向の端部輪郭線を有し、
前記第4の固定対向電極対は、前記第4の可動電極が跨ぐ位置において前記第4の方向に略垂直な方向の端部輪郭線を有する位置センサ。 - 固定部と、前記固定部に対して平面内を相対的に移動する移動ステージとを有する平面ステージにおいて、前記移動ステージの位置を計測する計測システムであって、
請求項1又は2に記載の位置センサと、
前記第1の固定対向電極対の第1静電容量と、前記第2の固定対向電極対の第2静電容量とを検出する静電容量検出部と、
前記第1静電容量に基づいて前記第1の方向の変位を計測し、前記第2静電容量に基づいて前記第2の方向の変位を計測する計測部と、
を備える計測システム。 - 固定部と、前記固定部に対して平面内を相対的に移動する移動ステージとを有する平面ステージにおいて、前記移動ステージの位置を計測する計測システムであって、
請求項3又は4に記載の位置センサと、
前記第1の固定対向電極対の第1静電容量と、前記第2の固定対向電極対の第2静電容量と、前記第3の固定対向電極対の第3静電容量と、前記第4の固定対向電極対の第4静電容量と、を検出する静電容量検出部と、
前記第1静電容量と前記第3静電容量の和に基づいて前記第1の方向の変位を計測し、前記第1静電容量と前記第3静電容量の差に基づいて前記移動ステージの回転角度を計測し、前記第2静電容量と前記第4静電容量の少なくとも一方と前記差に基づいて前記第2の方向の変位を計測する計測システム。 - 平面ステージであって、
固定部と、
前記固定部に対して平面内を相対的に移動する移動ステージと、
請求項5又は6に記載の計測システムと、
前記計測値に基づいて前記平面内で前記移動ステージを駆動する平面リニアモータと、
を備える平面ステージ。 - 固定部と、前記固定部に対して平面内を相対的に移動する移動ステージとを有する平面ステージにおいて、前記移動ステージの位置を計測する位置センサであって、
前記移動ステージに接続され、所定の間隔で相互に対向している第1の可動対向電極対と第2の可動対向電極対とを有する可動電極部と、
前記固定部に接続され、前記第1の可動対向電極対の間に部分的に挿入されている第1の固定電極と、前記第2の可動対向電極対の間に部分的に挿入されている第2の固定電極とを有する可動電極部と、
を有する第1のセンサを備え、
前記第1の固定電極と前記第2の固定電極とは、それぞれ共通する第1基点部から第1の方向と前記第1の方向に交差する第2の方向とに延びており、
前記第1の可動対向電極対は、前記第1の固定電極の挿入状態に応じて変化する第1の静電容量を有し、
前記第2の可動対向電極対は、前記第2の固定電極の挿入状態に応じて変化する第2の静電容量を有する位置センサ。
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CN115655094A (zh) * | 2022-11-02 | 2023-01-31 | 北京工业大学 | 一种不等极板面积的角位移测量电容传感器 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6039926U (ja) * | 1983-05-13 | 1985-03-20 | 新日本製鐵株式会社 | 静電容量式変位計 |
JPH01291101A (ja) * | 1988-05-18 | 1989-11-22 | Tokyo Electron Ltd | N次元エンコーダ |
JP2001249001A (ja) * | 2000-03-03 | 2001-09-14 | Mitsutoyo Corp | 静電容量式変位検出装置 |
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CN115655094B (zh) * | 2022-11-02 | 2024-03-29 | 北京工业大学 | 一种不等极板面积的角位移测量电容传感器 |
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