JP2556361B2 - ステージ位置決め計測システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、半導体製造装置等に用いて好適なステージ
の位置決め計測システムに関するものである。

［従来の技術］ 従来、この種のステージの位置決めにおいては、レー
ザ測長器、スケールあるいはステージ送り出し用のボー
ルネジに接続されたエンコーダによる送り量カウントと
いった各種の測長手段から一種類のみを選択し採用して
いた。

そして、特に精度を必要とするものにおいては、現在
もっとも精度が高くまた測長範囲が広い装置としてレー
ザ測長器による位置計測のみが用いられる場合が多い。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、位置決めのためにレーザ測長器を用い
る場合には、軸が２軸以上になるとレーザ測長のための
ミラーとしてステージの移動範囲をすべてカバーする大
きさのものが必要となり、移動範囲が広くなるとミラー
が大型化し、以下に記載するような問題点が発生する。

（１）ミラーの大型化は、ミラー製作におけるコスト
高、納期遅延あるいは精度の低下を引き起こす。

（２）ミラーの重量増加によりステージの剛性が低下す
る。

本発明の目的は、上述の従来例における問題点に鑑
み、ステージの移動範囲が広い場合にも小型のミラーで
レーザ測長を行なうことができ、これによりコスト低
減、納期短縮および精度の向上を図ることのできるステ
ージ位置決め計測システムを提供することにある。

［課題を解決するための手段および作用］ 上記目的を達成するため、本発明に係るステージ位置
決め計測システムでは、ステージ位置決め機器が全位置
決め範囲においてレーザ測長による精密な位置決め精度
を必ずしも必要としないことを考慮し、ミラーの大きさ
を最小必要限度におさえ、レーザによる位置決め範囲外
ではミラーを利用しない測長方式によるステージ位置決
めシステムに切り換えることを特徴としている。

すなわち本発明は、レーザ測長器およびミラー（小型
のもので十分である）を用いた第一の位置計測手段と、
ミラーを利用しない第二の位置計測手段との２系統を備
え、ステージがレーザ測長器の位置決め範囲の外にある
場合には第二の位置計測手段によるステージ位置決めシ
ステムに切り換えるシステムであり、これによりミラー
が小型化が図られるのである。

［実施例］ 以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。

第１図は、本発明の一実施例に係るステージ位置決め
計測システムにおけるX,Yステージの平面図である。第
２図は第１図のステージでＸ軸ステージが一方の端によ
ったときの平面図、第３図はＸ軸ステージが第２図とは
反対の端によったときの平面図である。これらの図にお
いて、１はＹ軸のステージ、２はＸ軸のステージ、３は
電気的あるいは光学的に数値を読み取ることのできるス
ケール、４は移動台、５はレーザ測長用のミラー、６は
Ｘ軸位置測長用のレーザ干渉計、７はＹ軸位置測長用の
レーザ干渉計、９はスケール３を用いた測定系と干渉計
６を用いた測定系とを切り換えたり、測定系からの情報
を処理しX,Yステージを駆動制御する制御CPUである。

本実施例では、移動台４のＹ軸方向の位置を計測する
ために干渉計７を用いる。そして、移動台４のＸ軸方向
の位置は、干渉計６によるレーザ測長と、スケール３に
よる位置データ読み取りとによって測長する。

すなわち、Ｘ軸ステージ２が第３図のごとき位置に移
動した場合は、干渉計６によるレーザ測長は行なわれ
ず、スケール３による位置測長が行なわれる。一方、第
２図のような状態では、レーザ測長による計測が行なわ
れる。本実施例によれば、第３図における距離ａに相当
する部分についてミラー５を短くすることができ、ミラ
ーの小型化が可能となる。

第４図は、本発明の第２の実施例を示す平面図であ
る。この第２の実施例は、第１図の実施例におけるスケ
ール３を、エンコーダ等により移動量をカウントし現在
のステージ位置を確認することのできる機能をもった駆
動機構８に代えたものである。

なお、２つの測定手段の切り換えは、一方の測定手段
の所定位置で切り換わるようにCPUに切り換えタイミン
グを位置情報として記憶させておく方法、もしくは、一
方の測定手段が所定の信号を検出したら切り換える方法
等がある。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、レーザ測長に
よる位置計測が行なえない位置ではミラーを用いない位
置計測手段により計測することとしているので、ミラー
を短くすることができミラーの小型化が可能となる。ミ
ラーの小型化により以下に記載するような効果を奏す
る。

（１）ミラーの製作が容易なものとなり、コストの低
減、納期短縮および精度の向上を図ることができる。

（２）ミラーの重量が低減されるので、相対的にステー
ジの剛性が増し、固有振動数が高くなりサーボの制御が
容易になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係るステージ位置決め計
測システムにおけるX,Yステージの平面図、 第２図は、第１図のステージでＸ軸ステージが一方の端
によったときの平面図、 第３図は、Ｘ軸ステージが第２図とは反対の端によった
ときの平面図、 第４図は、本発明の第２の実施例のXYステージの平面図
である。 1:Y軸ステージ、2:X軸ステージ、3:スケール、4:移動
台、5:レーザ測長用ミラー、6:X軸測長用レーザ干渉
計、7:Y軸測長用レーザ干渉計、8:移動量をカウントす
る機能をもった駆動機構、9:制御CPU。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ステージの位置決めおよび位置計測を行な
   うために、レーザ測長器および対応するミラーを用いた
   第一の位置計測手段と、レーザ測長器以外のミラーを利
   用しない第二の位置計測手段との２系統を備え、さらに
   ステージが第一の位置計測手段による位置決め範囲の外
   にある場合には第二の位置計測手段によるステージ位置
   決めシステムに切り換える手段を具備することを特徴と
   するステージ位置決め計測システム。
2. 【請求項２】前記第二の位置計測手段が、スケールまた
   はエンコーダによるパルス換算を用いたものである請求
   項１記載のステージ位置決め計測システム。