JP2724787B2 - Positioning device - Google Patents
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- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/708—Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、半導体露光装置のＸＹ
ステージの位置決めなどに適用される位置決め装置に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an XY
The present invention relates to a positioning device applied to stage positioning and the like.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図２は従来例に係る位置決め装置を示す
ブロック図であり、図３はそのような位置決め装置が適
用されるＸＹステージの外観を示す斜視図である。従
来、半導体露光装置の図３に示すようなＸＹステージの
位置決め装置は、図２に示すように、位置決めされるＸ
またはＹステージである移動体１０、移動体１０を移動
させるためのモータ６、モータ６の動力が伝えられるボ
ールネジ８、モータ６の動力をボールネジ８に伝えるカ
ップリング７、移動体１０に固定されボールネジ８の回
転運動を直線運動に変換するナット９、モータ６の回転
速度に比例した電圧である回転速度信号Ｖを出力するタ
コ・ジェネレータ５、移動体１０上部に固定されたミラ
ー１１、ミラー１１を用いて移動体１０の現在位置を測
り移動体１０の現在位置信号Ｐを出力するレーザ測長器
１２、移動体１０の位置決め位置を指示する位置指令信
号Ｄ１と移動体１０の現在位置信号Ｐが入力され速度指
令信号Ｄ２を出力する位置アンプ２、速度指令信号Ｄ２
とタコ・ジェネレータ５が出力する回転速度信号Ｖが入
力され電流指令Ｄ３を出力する速度アンプ３、モータ電
流検出用抵抗１３、および、電流指令Ｄ３とモータ電流
検出用抵抗１３の両端の電圧である電流信号Ｉとが入力
されモータ電流Ｍをモータ６に出力する電流アンプ４に
よって構成されている。位置アンプ２および速度アンプ
３の制御ゲインは装置の立上げ時に要求された位置決め
時間および位置決め精度を満たすように設定される。2. Description of the Related Art FIG. 2 is a block diagram showing a conventional positioning device, and FIG. 3 is a perspective view showing the appearance of an XY stage to which such a positioning device is applied. 2. Description of the Related Art Conventionally, a positioning apparatus for an XY stage as shown in FIG.
A moving body 10 as a Y stage, a motor 6 for moving the moving body 10, a ball screw 8 for transmitting the power of the motor 6, a coupling 7 for transmitting the power of the motor 6 to the ball screw 8, a ball screw fixed to the moving body 10 ; 8, a nut 9 for converting the rotational motion of the motor 8 into a linear motion, a tacho generator 5 for outputting a rotational speed signal V that is a voltage proportional to the rotational speed of the motor 6, a mirror 11 fixed to the upper part of the moving body 10, and a mirror 11. The laser length measuring device 12 which measures the current position of the moving body 10 and outputs the current position signal P of the moving body 10 by using the position command signal D1 indicating the positioning position of the moving body 10 and the current position signal P of the moving body 10 A position amplifier 2 for inputting and outputting a speed command signal D2, a speed command signal D2
And a rotational speed signal V output from the tacho generator 5 and a current amplifier D3 for outputting a current command D3, a motor current detecting resistor 13, and a voltage between both ends of the current command D3 and the motor current detecting resistor 13. A current amplifier 4 receives a current signal I and outputs a motor current M to a motor 6. The control gains of the position amplifier 2 and the speed amplifier 3 are set so as to satisfy the positioning time and positioning accuracy required at the time of starting the apparatus.
【０００３】また、従来、縮小露光装置などに用いられ
るＸＹステージなどの移動体の位置決め装置において
は、所定時間以内に目標位置への位置決めが完了しない
場合はその場でエラーを出し、縮小露光装置全体の動作
を停止するようにしている。その後、縮小露光装置を動
作可能にするためには、位置決め装置が目標位置への位
置決めを完了しない原因を除去してから、リセットスイ
ッチを押すことにより位置決め装置を初期位置駆動し、
縮小露光装置の動作を再度可能としている。In a conventional positioning apparatus for a moving body such as an XY stage used in a reduction exposure apparatus, if positioning to a target position is not completed within a predetermined time, an error is issued on the spot, and The whole operation is stopped. After that, in order to enable the reduction exposure apparatus, after removing the cause of the positioning apparatus not completing the positioning to the target position, the positioning apparatus is driven to the initial position by pressing the reset switch,
The operation of the reduction exposure apparatus is enabled again.
【０００４】図７は、従来例に係る他の半導体露光装置
のＸＹステージの外形を示す斜視図である。同図におい
て、７１はＸステージ、７２はＹステージ、７３はヨー
ガイド、７４はエアパッド、７５はＸステージ駆動用リ
ニアモータ、７６はＹステージ駆動用リニアモータ、７
７は計測ミラー、７８はＹステージ位置計測用ミラー
面、７９はＸステージ位置計測用ミラー面、８０はＸス
テージ位置計測用レーザー光、８１はＹステージ位置計
測用レーザ光である。ＸＹステージ７１，７２は静圧エ
アパッドを用いたリニアモータによるダイレクトドライ
ブステージである。Ｙステージ位置計測用ミラー面７８
にレーザ干渉計のＹステージ位置計測用レーザ光８１を
当てＹステージ７２の位置を計測して、Ｙステージ７２
を目標位置に位置決めする。Ｘステージ位置計測用ミラ
ー面７９にレーザ干渉計のＸステージ位置計測用レーザ
光８０を当てＸステージ７１の位置を計測して、Ｘステ
ージ７１を目標位置に位置決めする。Ｘステージ駆動用
リニアモータ７５とＹステージ駆動用リニアモータ７６
から発生する熱は、ＸＹステージの周囲に空調設備を設
置して半導体製造装置の外に排気する構成になってい
る。FIG. 7 is a perspective view showing the outer shape of an XY stage of another conventional semiconductor exposure apparatus. In the figure, 71 is an X stage, 72 is a Y stage, 73 is a yaw guide, 74 is an air pad, 75 is an X stage driving linear motor, 76 is a Y stage driving linear motor, 7
7 is a measurement mirror, 78 is a mirror surface for Y stage position measurement, 79 is a mirror surface for X stage position measurement, 80 is a laser beam for X stage position measurement, and 81 is a laser beam for Y stage position measurement. The XY stages 71 and 72 are direct drive stages using a linear motor using a static pressure air pad. Mirror surface 78 for Y stage position measurement
The laser beam 81 for measuring the Y-stage position of the laser interferometer is applied to the
Is positioned at the target position. The X stage position measuring laser beam 80 of the laser interferometer is applied to the X stage position measuring mirror surface 79, the position of the X stage 71 is measured, and the X stage 71 is positioned at the target position. X stage driving linear motor 75 and Y stage driving linear motor 76
Is generated by installing an air conditioner around the XY stage and exhausting the heat out of the semiconductor manufacturing apparatus.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、図
２に示すような従来の位置決め装置では、位置決め装置
を長期間駆動すると、摩擦接触部の油膜が経時変化し、
位置決め機構のメカ特性が変化してしまう。その結果、
要求される位置決め時間、位置決め精度を満足できなく
なる。そしてこれを避けるために、摩擦接触部の油膜状
態を装置の初期状態と同じにするために、摩擦接触部を
クリーニングして、新しい油を加えるという定期的なメ
ンテナンスが必要であるという欠点がある。However, in the conventional positioning device as shown in FIG. 2, when the positioning device is driven for a long period of time, the oil film of the friction contact portion changes over time,
The mechanical characteristics of the positioning mechanism change. as a result,
The required positioning time and positioning accuracy cannot be satisfied. In order to avoid this, there is a drawback that periodic maintenance such as cleaning the friction contact portion and adding new oil is necessary to make the oil film state of the friction contact portion the same as the initial state of the device. .
【０００６】一方、特に高精度の位置決めを必要とする
縮小露光装置のＸＹステージなどの移動体の位置決め装
置においては、目標位置に位置決めが完了しない原因を
特定することが難しく、原因究明までの時間が長くかか
り、装置の稼働率をひどく低下させることが多い。ま
た、所定時間以内に目標位置に位置決めが完了しないと
いうエラーの発生頻度が少ない場合などは、エラー原因
を究明するためにそのエラーを再現させようとしてもな
かなか再現しないので、原因究明までの時間が長くかか
り、装置の稼働率をひどく低下させることが多い。On the other hand, in a positioning apparatus for a moving body such as an XY stage of a reduction exposure apparatus which requires high-precision positioning, it is difficult to specify the cause of the incomplete positioning at the target position, and it takes time to investigate the cause. It takes a long time, and often reduces the operation rate of the apparatus severely. In addition, when the frequency of occurrence of an error such that positioning to the target position is not completed within a predetermined time is low, even if an attempt is made to reproduce the error to determine the cause of the error, it is difficult to reproduce the error. This takes a long time and often severely reduces the availability of the device.
【０００７】さらに前記図７の従来例では、位置決め装
置を長期間連続して駆動すると、ＸＹステージ周囲に設
置した空調設備ではリニアモータから発生した熱をすべ
て除去することができなくなり、ＸＹステージ周辺部で
その熱が対流し、その結果、レーザ干渉計のレーザ光周
囲の温度の上昇によりレーザ波長が変化して、ＸＹステ
ージの位置計測値に誤差が生じてしまう。したがって、
装置の稼働率が低下する。Further, in the conventional example shown in FIG. 7, if the positioning device is driven continuously for a long period of time, it becomes impossible for an air conditioner installed around the XY stage to remove all the heat generated from the linear motor. The heat convection occurs in the section, and as a result, the laser wavelength changes due to an increase in the temperature around the laser beam of the laser interferometer, and an error occurs in the position measurement value of the XY stage. Therefore,
The operation rate of the device decreases.
【０００８】本発明の目的はこのような従来技術の問題
点に鑑み、位置決め装置において、装置の稼働率を向上
させることにある。より具体的には、第１に、摩擦接触
部のメンテナンス回数を減少させることにある。第２
に、エラーの原因を速やかに究明できるようにすること
にある。第３に、リニアモータからの発熱によるＸＹス
テージの位置計測誤差の発生を防止することにある。An object of the present invention is to improve the operation rate of a positioning device in view of the problems of the prior art. More specifically, first, it is to reduce the number of maintenances of the friction contact portion. Second
Another object of the present invention is to make it possible to quickly determine the cause of an error. Third, it is to prevent occurrence of a position measurement error of the XY stage due to heat generated from the linear motor.
【０００９】前記目的を達成するため第１の発明によれ
ば、移動体と、前記移動体を移動させるためのモータ
と、前記移動体の現在位置を計測する位置計測器と、前
記モータの動作速度を検出する速度検出器と、前記移動
体の位置決め目標位置を指令する位置指令信号と前記位
置計測器によって計測されている前記移動体の現在位置
信号に基づいて速度指令信号を出力する位置アンプを有
する位置制御系と、前記位置アンプから出力される速度
指令信号と前記速度検出器によって検出されている前記
モータの動作速度信号に基づいて前記モータに供給され
るモータ電流を制御するための電流指令を出力する速度
アンプを有する速度制御系と、前記位置制御系の制御特
性測定テストのための位置指令信号と前記速度制御系の
制御特性測定テストのための速度指令信号を生成するテ
スト信号生成手段と、前記位置アンプに入力される位置
指令信号を外部からのものと前記テスト信号生成手段か
らのものとで切換える第１スイッチ手段と、前記速度ア
ンプに入力される速度指令信号を前記位置アンプからの
ものと前記テスト信号生成手段からのものとで切換える
第２スイッチ手段と、前記第１スイッチ手段を前記位置
アンプに入力される位置指令信号が前記テスト信号生成
手段からのものとなるように切換え、前記第２スイッチ
手段を前記速度アンプに入力される速度指令信号が前記
位置アンプからのものとなるように切換えて前記位置制
御系の制御特性測定テストを行なう際、前記テスト信号
生成手段からの位置指令信号と前記位置計測器によって
計測されている前記移動体の現在位置信号に基づいて前
記位置制御系の制御特性を測定し、前記第２スイッチ手
段を前記速度アンプに入力される速度指令信号が前記テ
スト信号生成手段からのものとなるように切換えて前記
速度制御系の制御特性測定テストを行なう際、前記テス
ト信号生成手段からの速度指令信号と前記位置計測器に
よって計測されている前記移動体の現在位置信号に基づ
いて前記速度制御系の制御特性を測定する制御特性測定
手段を有することを特徴とする。前記制御特性測定手段
は前記位置制御系の制御特性の測定結果に基づいて前記
位置アンプの制御ゲインを調整すると共に、前記速度制
御系の制御特性の測定結果に基づいて前記速度アンプの
制御ゲインを調整するゲイン調整手段を有するのが好ま
しい。According to a first aspect of the present invention, there is provided a moving body, a motor for moving the moving body, a position measuring device for measuring a current position of the moving body, and an operation of the motor. A speed detector for detecting a speed; a position amplifier for outputting a speed command signal based on a position command signal for commanding a positioning target position of the moving body and a current position signal of the moving body measured by the position measuring device. And a current for controlling a motor current supplied to the motor based on a speed command signal output from the position amplifier and an operation speed signal of the motor detected by the speed detector. A speed control system having a speed amplifier for outputting a command, a position command signal for a control characteristic measurement test of the position control system, and a control characteristic measurement test of the speed control system Signal generating means for generating a speed command signal for the first amplifier, first switch means for switching the position command signal input to the position amplifier between an external signal and a signal from the test signal generating means, and the speed amplifier A second switch means for switching a speed command signal input to the position amplifier from that from the position amplifier and a signal from the test signal generation means, and the position command signal input to the position amplifier for the first switch means is The control characteristics of the position control system are measured by changing over the second switch means so that the speed command signal inputted to the speed amplifier comes from the position amplifier. When performing a test, a position command signal from the test signal generating means and a current position of the moving object measured by the position measuring device The control characteristic of the position control system is measured based on the signal, and the second switch means is switched so that the speed command signal input to the speed amplifier comes from the test signal generation means. Control for measuring the control characteristics of the speed control system based on a speed command signal from the test signal generating means and a current position signal of the moving object measured by the position measuring device when performing the control characteristic measurement test of It has a characteristic measuring means. The control characteristic measuring means adjusts the control gain of the position amplifier based on the measurement result of the control characteristic of the position control system, and adjusts the control gain of the speed amplifier based on the measurement result of the control characteristic of the speed control system. It is preferable to have a gain adjusting means for adjusting.
【００１０】また、第２の発明は、移動体と、前記移動
体を移動させるためのモータと、前記移動体の現在位置
を計測する位置計測器と、前記移動体の位置決め目標位
置を指令する位置指令信号と前記位置計測器によって計
測されている前記移動体の現在位置信号に基づいて前記
モータの駆動を制御して前記移動体を目標位置に位置決
めする駆動制御手段と、前記駆動制御手段が前記移動体
の位置決め目標位置を指令する位置指令信号と前記位置
計測器によって計測されている前記移動体の現在位置信
号に基づいて前記モータの駆動を制御している際、所定
時間ごとに前記位置計測器によって計測されている前記
移動体の現在位置信号を記憶する第１記憶手段と、前記
駆動制御手段が前記移動体の位置決め目標位置を指令す
る位置指令信号と前記位置計測器によって計測されてい
る前記移動体の現在位置信号に基づいた前記モータの駆
動を終了した後に前記移動体が目標位置に位置決めされ
ていないと判定された際、前記第１記憶手段に記憶され
た前記移動体の現在位置信号を記憶する第２記憶手段を
有することを特徴とする。前記第２記憶手段は不揮発性
のメモリを有するのが好ましい。According to a second aspect of the present invention, there is provided a moving body, a motor for moving the moving body, a position measuring device for measuring a current position of the moving body, and a command for a positioning target position of the moving body. A drive control unit that controls driving of the motor based on a position command signal and a current position signal of the moving body measured by the position measuring device to position the moving body at a target position; and the drive control unit includes: When controlling the driving of the motor based on a position command signal for commanding a positioning target position of the moving body and a current position signal of the moving body measured by the position measuring device, the position is determined at predetermined time intervals. A first storage unit that stores a current position signal of the moving body measured by a measuring device, and a position command signal that the drive control unit commands a positioning target position of the moving body. When it is determined that the moving body is not positioned at the target position after ending the driving of the motor based on the current position signal of the moving body measured by the position measuring device, the first storage means A second storage unit for storing the stored current position signal of the moving object. Preferably, the second storage means has a nonvolatile memory.
【００１１】また、第３の発明では、移動体と、前記移
動体を移動させるためのリニアモータと、前記移動体上
に設けられたミラーと、前記ミラーでレーザ光を反射さ
せることにより前記移動体の現在位置を計測するレーザ
干渉式測長器と、前記移動体を目標位置に位置決めする
ように前記リニアモータの駆動を制御する駆動制御手段
と、前記リニアモータが発生する熱を含む対流が前記ミ
ラーと前記レーザ干渉式測長器の間を通過する前記レー
ザ光の光路に影響して前記レーザ干渉式測長器の計測値
に誤差を生じさせてしまうのを防止するために前記リニ
アモータを覆うカバーと、前記リニアモータが発生した
熱を前記カバーの内部から外部に強制的に排出する熱排
出手段を有することを特徴とする。前記熱排出手段は排
気用ファンを有するのが好ましい。Further, in the third invention, the moving body, a linear motor for moving the moving body, a mirror provided on the moving body, and the mirror reflected by the mirror to move the moving body. A laser interferometer for measuring the current position of the body, drive control means for controlling the drive of the linear motor so as to position the moving body at a target position, and convection including heat generated by the linear motor. The linear motor is used to prevent an error in a measurement value of the laser interferometer due to an influence on an optical path of the laser light passing between the mirror and the laser interferometer. And a heat discharging means for forcibly discharging the heat generated by the linear motor from the inside to the outside of the cover. Preferably, the heat discharging means has an exhaust fan.
【００１２】[0012]
【作用】第１発明においては、所定のタイミングにおい
て、速度制御系への入力をテスト信号生成手段からの速
度指令信号に切り換え、その速度指令信号とそれに対す
る移動体の現在位置信号とに基き、速度指令信号に対す
る速度制御系のゲインや位相を測定し、一次共振の共振
値や共振周波数等の周波数特性を得ることができる。ま
た、速度制御系への入力を位置制御系からの速度指令信
号に切り換え、かつ位置制御系への入力をテスト信号生
成手段からの位置指令信号に切り換えて、その位置指令
信号とそれに対する移動体の現在位置信号とに基き、位
置指令信号に対する位置制御系のゲインや位相を測定
し、ゲイン余裕や位相余裕等の周波数特性を得ることが
できる。そして、得られたこれらの周波数特性が、装置
の初期のものになるように、各制御系のゲインを調整す
ることにより、装置初期の周波数特性が回復され、要求
される位置決め時間や位置決め精度が維持される。した
がって、摩擦接触部のメンテナンス回数も少なくて済む
ようになる。In the first invention, at a predetermined timing, the input to the speed control system is switched to the speed command signal from the test signal generating means, and based on the speed command signal and the current position signal of the moving body corresponding thereto, By measuring the gain and phase of the speed control system with respect to the speed command signal, it is possible to obtain frequency characteristics such as the resonance value of the primary resonance and the resonance frequency. Further, the input to the speed control system is switched to the speed command signal from the position control system, and the input to the position control system is switched to the position command signal from the test signal generation means, and the position command signal and the moving body corresponding thereto are switched. Based on the current position signal, the gain and phase of the position control system with respect to the position command signal are measured, and frequency characteristics such as gain margin and phase margin can be obtained. By adjusting the gain of each control system so that these obtained frequency characteristics become the initial ones of the apparatus, the initial frequency characteristics of the apparatus are restored, and the required positioning time and positioning accuracy are reduced. Will be maintained. Therefore, the number of times of maintenance of the friction contact portion can be reduced.
【００１３】また、第２発明によれば、位置決め開始か
ら位置決め動作終了までにおける所定時間毎の移動体の
位置を記憶させるようにしたため、所定時間以内に目標
位置に位置決めが完了しないというエラーが発生した場
合は、記憶されている移動体の各時点での位置に基づ
き、容易にエラーの発生原因が究明される。、したがっ
て、エラーの原因究明時にエラーを再現させる必要が無
いため、エラーの発生頻度が少なくエラーの状態を再現
させることが難しい場合でも、速やかにエラー発生原因
が究明され必要な対処が行われて、装置の稼働率の向上
が図られる。According to the second aspect of the present invention, since the position of the moving body at predetermined time intervals from the start of positioning to the end of positioning operation is stored, an error that positioning is not completed at the target position within the predetermined time occurs. In this case, the cause of the error can be easily determined based on the stored position of the moving object at each point in time. Therefore, it is not necessary to reproduce the error at the time of investigating the cause of the error, so even if the frequency of occurrence of the error is small and it is difficult to reproduce the state of the error, the cause of the error is immediately investigated and necessary measures are taken. Thus, the operation rate of the device is improved.
【００１４】また、第３発明によれば、カバーを設ける
ことにより、モータが発生する熱を含む対流がレーザ干
渉計の光路上に及ぶのを防止するようにしたため、レー
ザ光の光路周囲の温度上昇が防止され、それによりレー
ザ光の波長の変動が防止される。したがって、レーザ干
渉計の測定精度が長時間にわたって高精度に維持される
ため、常に高精度の位置決めが行われ、装置の稼働率低
下が防止される。さらに、カバー内部の空気をファンに
より装置外部に排気することにより、モータから発生し
た熱はファンによって排出されてその熱が位置決め装置
の周辺部に伝わるのが防止され、かつカバー外部の冷気
がカバー内部に引き寄せられモータが効率的に冷却され
る。According to the third aspect of the present invention, since the cover is provided to prevent convection including heat generated by the motor from reaching the optical path of the laser interferometer, the temperature around the optical path of the laser light is reduced. The rise is prevented, thereby preventing the fluctuation of the wavelength of the laser beam. Therefore, the measurement accuracy of the laser interferometer is maintained with high accuracy over a long period of time, so that high-precision positioning is always performed, and a reduction in the operation rate of the apparatus is prevented. Furthermore, by exhausting the air inside the cover to the outside of the device by the fan, the heat generated by the motor is exhausted by the fan, and the heat is prevented from being transmitted to the peripheral portion of the positioning device. The motor is drawn inside and the motor is efficiently cooled.
【００１５】本発明の他の作用・効果等については、以
下の実施例を通じてさらに詳述される。Other functions and effects of the present invention will be described in more detail with reference to the following examples.
【００１６】[0016]
【実施例】実施例１ 図１は本発明の第１の実施例に係る位置決め装置を示す
ブロック図である。同図において、図２と同一の符号を
付したものは、図２の場合と同様の構成要素を示す。 EXAMPLE 1 FIG. 1 is a block diagram showing a positioning apparatus according to a first embodiment of the present invention. In this figure, the components denoted by the same reference numerals as those in FIG. 2 indicate the same components as those in FIG.
【００１７】図１において、２０は装置の特性を測定
し、希望どおりの特性になる様に制御ゲインを調整する
自動調整部であり、装置の特性を測定するためのテスト
信号Ｔを発生するテスト信号生成部２１、現在位置信号
Ｐとテスト信号Ｔが入力され装置の特性を測定するゲイ
ン・位相測定部２２、位置アンプ２および速度アンプ３
の制御ゲインを自動調整するための位置制御ゲイン設定
信号ＰＧおよび速度制御ゲイン設定信号ＶＧを出力する
制御ゲイン調整部２３、および、ゲイン・位相測定部２
２による測定値を記憶させるメモリ２８を有する。In FIG. 1, reference numeral 20 denotes an automatic adjustment unit for measuring the characteristics of the device and adjusting the control gain so as to obtain the desired characteristics, and a test for generating a test signal T for measuring the characteristics of the device. A signal generation unit 21, a gain / phase measurement unit 22, which receives the current position signal P and the test signal T and measures the characteristics of the device, a position amplifier 2 and a speed amplifier 3
Control gain adjusting section 23 for outputting position control gain setting signal PG and speed control gain setting signal VG for automatically adjusting the control gain of the control gain, and gain / phase measuring section 2
2 has a memory 28 for storing the measured values.
【００１８】２６は位置アンプ２に入力する信号を、位
置指令Ｄ１にするか、テスト信号生成部２１の出力Ｔに
するかを選択する位置スイッチ、２７は速度アンプ３に
入力する信号を、速度指令Ｄ２にするか、テスト信号生
成部２１の出力Ｔにするかを選択する速度スイッチであ
る。Reference numeral 26 denotes a position switch for selecting whether the signal input to the position amplifier 2 is used as the position command D1 or the output T of the test signal generation unit 21, and 27 is a position switch for inputting the signal input to the speed amplifier 3 to the speed amplifier 3. This is a speed switch for selecting whether to use the command D2 or the output T of the test signal generation unit 21.
【００１９】この構成において、位置決め装置が運転さ
れる場合は、位置スイッチ２６はａ側にし、速度スイッ
チ２７はｃ側にして、それぞれ位置指令Ｄ１および速度
指令Ｄ２を入力とする。In this configuration, when the positioning device is operated, the position switch 26 is set to the a side and the speed switch 27 is set to the c side, and the position command D1 and the speed command D2 are input.
【００２０】そして、装置が、要求された位置決め時間
・精度を満たさなくなったら、自動調整部２０を用いて
制御ゲインの補正を行う。まず速度スイッチ２７をｄ側
に切り換えて、テスト信号生成部２１の出力Ｔを速度ア
ンプ３に入力する。この後、テスト信号生成部２１で
は、速度制御系の周波数特性の特長（メカの一次共振）
がわかる周波数範囲ｆmin 〜ｆmax について、まず、低
い周波数ｆmin の正弦波をｍ周期発生させ、次に、周波
数ｆ1 ＝ｆmin ＋△ｆの正弦波をｍ周期発生させ、以下
同様に周波数ｆi ＝ｆi-1 ＋△ｆ（ｉ＝２，３，…）の
正弦波を周波数がｆmax になるまで△ｆ間隔で発生させ
る。このテスト信号がテスト信号生成部２１から出力さ
れている間、ゲイン・位相測定部２２では、移動体１０
の現在位置信号Ｐをある一定時間△ｔで、サンプリング
データＤＡＴＡ［ｊ］（ｊ＝１，２，３，…）としてサ
ンプリングし、（ＤＡＴＡ［ｊ＋１］−ＤＡＴＡ
［ｊ］）／△ｔを計算して移動体の速度Ｖ［ｉ＋１］を
推定する。また、テスト信号生成部２１から入力される
テスト信号の１周期ごとに、速度制御系のゲインと位相
を求めて周波数ｆi （ｉ＝１，２，３，…）でのｍ周期
分のゲインと位相の平均を求める。このような方法で、
周波数ｆmin からｆmax までのゲインと位相の値より速
度制御系の周波数特性を得る。その結果が、初期状態の
周波数特性、すなわちメモリ２８に予め記憶させてある
装置立上げ時のメカの一次共振の共振値や共振周波数に
近くなるように、制御ゲイン調整部２３で速度制御ゲイ
ンを種々変えてみる。Then, when the device does not satisfy the required positioning time and accuracy, the control gain is corrected by using the automatic adjusting unit 20. First, the speed switch 27 is switched to the d side, and the output T of the test signal generator 21 is input to the speed amplifier 3. Thereafter, the test signal generation unit 21 provides the characteristics of the frequency characteristics of the speed control system (primary resonance of the mechanism).
For the frequency range f min ~f max which reveals, first, low sine wave of a frequency f min to m periods occur, then, a sine wave of frequency f 1 = f min + △ f is m cycles generated, as follows A sine wave having a frequency f i = f i-1 + Δf (i = 2, 3,...) Is generated at Δf intervals until the frequency reaches f max . While this test signal is being output from the test signal generation unit 21, the gain / phase measurement unit 22
Is sampled as sampling data DATA [j] (j = 1, 2, 3,...) At a certain time Δt, and (DATA [j + 1] −DATA
[J]) / Δt is calculated to estimate the speed V [i + 1] of the moving object. Further, for each cycle of the test signal input from the test signal generation unit 21, the gain and the phase of the speed control system are obtained, and the gain for m cycles at the frequency f i (i = 1, 2, 3,...) And the average of the phases. In this way,
The frequency characteristics of the speed control system are obtained from the gain and phase values from the frequencies f min to f max . The control gain adjusting unit 23 adjusts the speed control gain so that the result is close to the frequency characteristic in the initial state, that is, the resonance value or resonance frequency of the primary resonance of the mechanism at the time of starting the apparatus, which is stored in the memory 28 in advance. Try various changes.
【００２１】同様に、速度スイッチ２７をｃ側に戻し位
置スイッチ２６をｂ側にしてテスト信号生成部２１の出
力を位置アンプ２に入力する。この場合、テスト信号生
成部２１では、位置制御系の周波数特性の特長（ゲイン
余有、位相余有）が測定される。すなわち、上述と同様
に、周波数範囲ｆmin 〜ｆmax において、まず低い周波
数ｆmin の正弦波をｍ周期発生させ、次に周波数ｆ1 ＝
ｆmin ＋△ｆの正弦波をｍ周期発生させ、以下同様に周
波数ｆi ＝ｆi-1 ＋△ｆ（ｉ＝２，３，…）の正弦波を
周波数ｆmax になるまで間隔△ｆで発生させる。テスト
信号生成部２１からこのようなテスト信号が出力されて
いる間、ゲイン・位相測定部２２には移動体１０の現在
位置信号Ｐが入力され、ゲイン・位相測定部２２はテス
ト信号生成部２１から入力されるテスト信号１周期ごと
に位置制御系のゲインと位相を求め、周波数ｆi （ｉ＝
２，３，…）でのｍ周期分のゲインと位相の平均を求め
る。このような方法で周波数ｆmin からｆmax までのゲ
インと位相の値より位置制御系の周波数特性を得る。そ
の結果が、初期状態の周波数特性、すなわち装置立上げ
時に予めメモリ２８に記憶させておいたゲイン余裕およ
び位置余裕に近くなるように、制御ゲイン調整部２３で
位置制御ゲインを種々変えてみる。Similarly, the speed switch 27 is returned to the c side and the position switch 26 is set to the b side, and the output of the test signal generator 21 is input to the position amplifier 2. In this case, the test signal generator 21 measures the characteristics of the frequency characteristics of the position control system (gain margin, phase margin). That is, as described above, in the frequency range f min to f max , a sine wave having a low frequency f min is first generated for m periods, and then a frequency f 1 =
f min + △ sine wave f is m cycles generated, and so the frequency f i = f i-1 + △ f intervals until the sine wave (i = 2,3, ...) to a frequency f max △ f Generated by While such a test signal is being output from the test signal generation section 21, the current position signal P of the moving object 10 is input to the gain / phase measurement section 22, and the gain / phase measurement section 22 outputs the test signal generation section 21. obtain the position control system of the gain and phase for each test signal one period inputted from the frequency f i (i =
The average of the gain and the phase for m periods in (2, 3,...) Is obtained. In this way, the frequency characteristics of the position control system are obtained from the gain and phase values from the frequencies f min to f max . The control gain adjusting unit 23 variously changes the position control gain so that the result is close to the frequency characteristic in the initial state, that is, the gain margin and the position margin previously stored in the memory 28 at the time of starting the apparatus.
【００２２】制御ゲインを調整するには、例えば制御ゲ
インが１個の場合は、現在設定されている制御ゲインｌ
0 に対し、２つの制御ゲインｌ1 ＝ｌ0 ＋△ｌ，ｌ2 ＝
ｌ0−△ｌで制御系の特性を調べて、ｌ0 の場合が最も
装置立上げ時の周波数特性に近ければｌ0 を最適制御ゲ
インとして設定する。もし、ｌ1 の場合が最も装置立上
げ時の周波数特性に近ければｌ0 ＝ｌ1 とし、もう一度
上記２つの制御ゲインで制御系の特性を調べる。その結
果、もしｌ2 の場合が最も走査立上げ時の周波数特性に
近ければｌ0 ＝ｌ2 とし、もう一度上記２つの制御ゲイ
ンで制御系の特性を調べる。このような操作を繰り返し
て、最適制御ゲインに設定する。To adjust the control gain, for example, when there is one control gain, the currently set control gain l
For 0 , two control gains l 1 = l 0 + △ l, l 2 =
l 0 - △ examine the characteristics of the control system in l, setting the l 0 the closer the frequency characteristic when the most device start time up to l 0 as the optimum control gain. If the case of l 1 is closest to the frequency characteristic at the time of starting the apparatus, l 0 = l 1 and the characteristic of the control system is examined again with the above two control gains. As a result, if l 2 is closest to the frequency characteristic at the time of starting scanning, l 0 = l 2, and the characteristic of the control system is examined again with the above two control gains. Such an operation is repeated to set the optimum control gain.
【００２３】このように本実施例によれば、制御ゲイン
を最適に調整するばかりでなく、速度制御系の周波数特
性のメカ共振周波数に注目して、メカの故障、例えばネ
ジのゆるみなどを推定することが可能となる。As described above, according to the present embodiment, not only the control gain is optimally adjusted, but also the failure of the mechanism, for example, the loosening of the screw is estimated by focusing on the mechanical resonance frequency of the frequency characteristic of the speed control system. It is possible to do.
【００２４】なお、本実施例において、位置決め装置が
運転されている時に、常に位置指令Ｄ１と移動体１０の
現在信号Ｐとの偏差を自動調整部２０に入力し、その偏
差がある基準値を越えた場合、摩擦接触部の油膜状態が
大きく変化したと見なし、運転を一次中止し、制御ゲイ
ンの調整をするようにすることもできる。これによれ
ば、位置決め装置が要求される位置決め時間や位置決め
精度を満たさなくなる以前にそれを予測して、制御ゲイ
ンを調整することが可能となる。In this embodiment, the deviation between the position command D1 and the current signal P of the moving body 10 is always input to the automatic adjustment unit 20 when the positioning device is operated, and a reference value having the deviation is set. If it exceeds, it can be considered that the state of the oil film in the frictional contact portion has changed greatly, and the operation can be temporarily stopped to adjust the control gain. According to this, it is possible to adjust the control gain by predicting the required positioning time or positioning accuracy before the positioning device becomes insufficient.
【００２５】実施例２ 図４は、本発明の第２の実施例に係るＸＹステージ位置
決め制御装置のブロック図である。同図において、４１
はＸＹステージ、４２はその駆動用モータであり、ＸＹ
ステージ４１とモータ４２は、例えばボールネジによっ
てカップリングされている。４３はモータ４２を駆動す
るドライバ、４４はＸＹステージの位置を計測する位置
計測装置、４５はＸＹステージの制御を司るサーボプロ
セッサ、４６はサーボプロセッサに一定間隔のタイミン
グ信号を与えるタイマ、４７は毎回の位置決め中のＸＹ
ステージ４１の位置の変化を記憶させておくメモリ、４
８は位置決め開始後所定の時間を経過してもＸＹステー
ジ４１を目標停止位置に停止できない時にＸＹステージ
４１の位置の変化を記憶させておくメモリ、４９はサー
ボプロセッサ４５に目標位置信号を与えるシステムプロ
セッサである。 Embodiment 2 FIG. 4 is a block diagram of an XY stage positioning control device according to a second embodiment of the present invention. In the figure, 41
Is an XY stage, 42 is a drive motor thereof, and XY is
The stage 41 and the motor 42 are coupled by, for example, a ball screw. 43 is a driver for driving the motor 42, 44 is a position measuring device for measuring the position of the XY stage, 45 is a servo processor for controlling the XY stage, 46 is a timer for giving a timing signal to the servo processor at regular intervals, and 47 is each time. XY during positioning
A memory for storing a change in the position of the stage 41;
Reference numeral 8 denotes a memory for storing a change in the position of the XY stage 41 when the XY stage 41 cannot be stopped at the target stop position even if a predetermined time has elapsed after the start of positioning, and 49 denotes a system for providing a target position signal to the servo processor 45. Processor.
【００２６】図５はこの装置においてＸＹステージ４１
を位置決めする際の手順を示すフローチャートである。
このフローチャートに従って、位置決め手順を説明す
る。位置決めを開始すると、まず、システムプロセッサ
４９からサーボプロセッサ４５に目標位置指令信号が与
えられ（ステップ１００）、これに応じてサーボプロセ
ッサ４５は、ポインタｎを０にクリアし、タイマ割込み
を許可する（ステップ１０１）。次に、サーボプロセッ
サ４５は位置計測装置４４で読んだ現在位置に基き、シ
ステムプロセッサ４９から与えられた目標位置指令信号
が示す位置にＸＹステージ４１を駆動させる信号をドラ
イバ４３に出力する（ステップ１０２）。そして、サー
ボプロセッサ４５は現在位置と目標位置指令信号とから
ＸＹステージ４１の位置決め完了を判定する（ステップ
１０３）。FIG. 5 shows an XY stage 41 in this apparatus.
9 is a flowchart showing a procedure for positioning the position.
The positioning procedure will be described according to this flowchart. When the positioning is started, first, a target position command signal is given from the system processor 49 to the servo processor 45 (step 100). In response, the servo processor 45 clears the pointer n to 0 and permits a timer interrupt (step 100). Step 101). Next, the servo processor 45 outputs a signal for driving the XY stage 41 to the position indicated by the target position command signal given from the system processor 49 to the driver 43 based on the current position read by the position measuring device 44 (step 102). ). Then, the servo processor 45 determines completion of the positioning of the XY stage 41 from the current position and the target position command signal (step 103).
【００２７】ステップ１０２からステップ１０３の間、
ステップ１０１で許可したタイマ割込みが一定時間ごと
に発生し、その都度、ステップ２００〜２０４のタイマ
割込みルーチンが実行される。タイマ割込みルーチンへ
移行すると、まずサーボプロセッサ４５は位置計測装置
４４を介して現在位置を読み（ステップ２０１）、これ
をメモリ４７の中のＭＥＭa(n)に書き込む（ステップ２
０２）。次にポインタｎをカウントアップし（ステップ
２０３）、メインルーチンに戻る（ステップ２０４）。
つまりこのタイマ割込みルーチンの中では、一定時間ご
とのＸＹステージ４１の位置の変化をメモリ４７に次々
に書き込んでいる。Between steps 102 and 103,
The timer interrupt permitted at step 101 occurs at regular intervals, and each time, the timer interrupt routine of steps 200 to 204 is executed. When the process proceeds to the timer interrupt routine, first, the servo processor 45 reads the current position via the position measuring device 44 (step 201), and writes this to MEM a (n) in the memory 47 (step 2).
02). Next, the pointer n is counted up (step 203), and the process returns to the main routine (step 204).
In other words, in this timer interrupt routine, changes in the position of the XY stage 41 at regular intervals are written in the memory 47 one after another.
【００２８】ステップ１０３の位置決め完了判定を抜け
ると、サーボプロセッサ４５はタイマ割込みを禁止する
（ステップ１０４）。そして、位置決め完了判定がエラ
ーでない時つまり、ＸＹステージ４１を目標位置に正し
く停止できた時は、システムプロセッサ４９に位置決め
ＯＫの旨の信号を返し（ステップ１０６）、位置決め動
作を終了する。しかし位置決め完了判定がエラーの時、
つまり、位置決め開始後所定の時間を経過してもＸＹス
テージ４１が目標停止位置に停止できない時には、メモ
リ４７のデータＭＥＭa を、すべてメモリ４８にＭＥＭ
b としてコピーする（ステップ１０７）。そして、シス
テムプロセッサ４９に位置決めＮＧ（エラー）の返事を
返し（ステップ１０８）、位置決め動作を終了する。When the positioning completion determination in step 103 is exited, the servo processor 45 inhibits the timer interrupt (step 104). Then, when the positioning completion determination is not an error, that is, when the XY stage 41 can be correctly stopped at the target position, a signal indicating that the positioning is OK is returned to the system processor 49 (step 106), and the positioning operation ends. However, when the positioning completion judgment is an error,
That is, when the XY stage 41 even after the lapse of a predetermined time after the start positioning can not be stopped at the target stop position, data MEM a memory 47, all memory 48 MEM
Copy as b (step 107). Then, a reply of positioning NG (error) is returned to the system processor 49 (step 108), and the positioning operation is completed.
【００２９】このように本実施例によれば、位置決め完
了判定がエラーの時に、そのときのＸＹステージ４１の
位置の変化がメモリ４８に残されるので、後に、メモリ
４８の内容を読み出すことによって、所定時間以内に目
標位置に位置決めが完了しないというエラーの発生原因
を容易に究明することができる。As described above, according to the present embodiment, when the positioning completion determination is an error, the change in the position of the XY stage 41 at that time is left in the memory 48. By reading the contents of the memory 48 later, The cause of the error that the positioning at the target position is not completed within the predetermined time can be easily investigated.
【００３０】なお、メモリ４８をＮＶＲＡＭやＥＥＰＲ
ＯＭなどの不揮発性メモリにすることにより、所定時間
以内に目標位置に位置決めが完了しないエラーが発生し
た後装置の電源を落としても、メモリ４８の内容は消え
ることがないので、エラーの発生原因をより究明しやす
くすることができる。The memory 48 is stored in an NVRAM or an EEPROM.
By using a non-volatile memory such as an OM, the contents of the memory 48 do not disappear even if the power of the apparatus is turned off after an error that the positioning at the target position is not completed within a predetermined time occurs. Can be more easily determined.
【００３１】また、メモリに移動体の位置の変化だけで
なく、目標位置、以前の位置、位置決め時間等の情報を
記憶させておくことにより、所定時間以内に目標位置に
位置決めが完了しないエラーの発生原因をさらに究明し
やすくすることができる。Also, by storing information such as the target position, the previous position, and the positioning time as well as the change of the position of the moving object in the memory, an error that the positioning at the target position is not completed within a predetermined time can be prevented. The cause of occurrence can be more easily determined.
【００３２】実施例３ 図６は本発明の第３の実施例に係る位置決め装置の駆動
部分を示す斜視図である。同図において、７１から８１
までで示す各要素は図７の場合と共通である。図６にお
いて、６２はＹステージ駆動用リニアモータ７６から発
生する熱が位置決め装置周辺に伝わらない様にモータを
覆うカバー、６３はカバー６２の内部の空気を吸い込む
ためのチューブ、６４は熱排気用ファンである。 Embodiment 3 FIG. 6 is a perspective view showing a driving portion of a positioning device according to a third embodiment of the present invention. In the figure, 71 to 81
Elements shown up to are common to those in FIG. In FIG. 6, reference numeral 62 denotes a cover for covering the motor so that heat generated from the linear motor 76 for driving the Y stage is not transmitted to the periphery of the positioning device, 63 is a tube for sucking air inside the cover 62, and 64 is for heat exhaust. I'm a fan.
【００３３】カバー６２は、Ｙステージ駆動用リニアモ
ータ７６が動いても接触しないようにＹステージ駆動用
リニアモータ７６を覆うかたちで位置決め装置に取り付
け、位置決め装置が連続して駆動している場合に、熱排
気用ファン６４を回転させてＹステージ駆動用リニアモ
ータ７６から発生した熱をチューブ６３を通して吸い込
み、半導体露光装置の外に熱を排気する。また、それと
同時に半導体露光装置の内部にある空調設備から出る冷
気をＹステージ駆動用リニアモータ７６の各コイルの隙
間等からカバー６２内部に取り入れ、Ｙステージ駆動用
リニアモータ７６のコイルを冷却する。The cover 62 is attached to the positioning device so as to cover the Y-stage driving linear motor 76 so that the Y-stage driving linear motor 76 does not come into contact even when the Y-stage driving linear motor 76 moves. By rotating the heat exhaust fan 64, the heat generated from the Y stage driving linear motor 76 is sucked through the tube 63, and the heat is exhausted outside the semiconductor exposure apparatus. At the same time, the cool air coming out of the air conditioning equipment inside the semiconductor exposure apparatus is taken into the inside of the cover 62 from the gap between the coils of the linear motor 76 for driving the Y stage and cools the coil of the linear motor 76 for driving the Y stage.
【００３４】同様にして、Ｘステージ駆動用リニアモー
タ７５が動いても接触しない様に、Ｘステージ駆動用リ
ニアモータ７５を覆うかたちでカバーを位置決め装置に
取り付け、Ｘステージ駆動用リニアモータ７５から発生
した熱を半導体露光装置の外に排気する。そして、同時
にＸステージ駆動用リニアモータ７５のコイルを冷却す
る。Similarly, a cover is attached to the positioning device so as to cover the X-stage driving linear motor 75 so that the X-stage driving linear motor 75 does not come into contact with the X-stage driving linear motor 75 even when the X-stage driving linear motor 75 moves. The generated heat is exhausted outside the semiconductor exposure apparatus. At the same time, the coil of the X stage driving linear motor 75 is cooled.
【００３５】このように、本実施例によれば、Ｘステー
ジ駆動用リニアモータ７５及びＹステージ駆動用リニア
モータ７６から発生する熱を半導体露光装置の外に排気
し、空調されている半導体露光装置内部の冷気をカバー
６２の内部に強制的に吸い込むことによって、Ｘステー
ジ駆動用リニアモータ７５及びＹステージ駆動用リニア
モータ７６のコイルを冷却することができるばかりでな
く、カバーが可動部を覆うので、サービスマンがＹステ
ージ駆動用リニアモータ７６に手などを挾まれるなどの
危険性をなくすことができる。As described above, according to this embodiment, the heat generated from the linear motor 75 for driving the X stage and the linear motor 76 for driving the Y stage is exhausted outside the semiconductor exposure apparatus, and the air-conditioned semiconductor exposure apparatus is used. By forcibly sucking the cool air inside into the cover 62, not only can the coils of the X stage drive linear motor 75 and the Y stage drive linear motor 76 be cooled, but also the cover covers the movable part. In addition, it is possible to eliminate the danger that the serviceman will be pinched his hand or the like by the linear motor 76 for driving the Y stage.
【００３６】なお、カバー６２の内側に温度計を設置
し、カバー６２の内部の温度を常に測定して、その温度
が高くなると熱排気用ファン６４の回転数を高くして排
気量を多くし、常にカバー６２の内部の温度を一定にす
ることによって、Ｘステージ駆動用リニアモータ７５及
びＹステージ駆動用リニアモータ７６の特性を常に一定
にすることが可能となる。これにより、常に安定した位
置決め特性を得ることができる。A thermometer is installed inside the cover 62, and the temperature inside the cover 62 is constantly measured. When the temperature rises, the number of revolutions of the heat exhaust fan 64 is increased to increase the exhaust amount. By always keeping the temperature inside the cover 62 constant, the characteristics of the X stage driving linear motor 75 and the Y stage driving linear motor 76 can be always kept constant. As a result, stable positioning characteristics can always be obtained.
【００３７】[0037]
【発明の効果】以上説明したように本第１発明によれ
ば、各制御系の特性の経時変化を測定するようにしたた
め、その結果に基き制御ゲインの補正を行うことができ
る。したがって、要求された位置決め時間および位置決
め精度を満たさなくなる程、摩擦接触部の油膜状態が変
化していても、制御ゲインの自動調整を行うことによ
り、制御系の特性を初期状態に近づけることができ、要
求された位置決め時間および位置決め精度を回復・維持
することができる。また、サービスマンが行うグリスア
ップ等の摩擦接触部の油膜状態を初期状態に維持・回復
するための定期的なメンテナンスの回数を減少させ、メ
ンテナンスコストを下げ、高い装置稼働率を維持するこ
とができる。As described above, according to the first aspect of the present invention, the change with time of the characteristics of each control system is measured, so that the control gain can be corrected based on the result. Therefore, even if the oil film state of the friction contact portion changes so that the required positioning time and positioning accuracy are not satisfied, the characteristics of the control system can be brought closer to the initial state by performing the automatic adjustment of the control gain. The required positioning time and positioning accuracy can be recovered and maintained. In addition, it is possible to reduce the number of regular maintenances to maintain and recover the oil film state of the friction contact part such as grease up to the initial state performed by service personnel, reduce maintenance costs, and maintain a high equipment operation rate. it can.
【００３８】また、第２発明によれば、所定時間以内に
目標位置に位置決めが完了しないというエラーの発生原
因を、記憶されている移動体の位置に基づき、容易に究
明することができる。そして、エラーの原因を究明する
時間を短縮することができ、装置の稼働率を向上させる
ことができる。また、エラー発生時には記憶した移動体
位置を第２メモリに記憶させておくことにより、エラー
発生後に装置を再度運転しても、エラーが再度発生する
までは第２メモリの内容を保持することができる。この
ため、エラーの発生頻度が少ない場合などは、第２メモ
リの内容を読み出すまでの間も装置を運転させておくこ
とができるので、装置の稼働率をさらに向上させること
ができる。Further, according to the second aspect, it is possible to easily determine the cause of the error that the positioning at the target position is not completed within the predetermined time based on the stored position of the moving body. Then, the time required to determine the cause of the error can be reduced, and the operation rate of the device can be improved. Also, when an error occurs, the stored moving body position is stored in the second memory, so that even if the apparatus is operated again after the error occurs, the contents of the second memory can be retained until the error occurs again. it can. For this reason, when the frequency of occurrence of an error is small, the apparatus can be operated even before the contents of the second memory are read, so that the operation rate of the apparatus can be further improved.
【００３９】さらに、第３発明によれば、ステージの位
置を計測するレーザ干渉計のレーザ光が、リニアモータ
から発生する熱の影響を受けなくなるので、精度の高い
そして安定性の良い位置計測を行なうことができる。こ
れにより、位置決め装置の位置決め精度が高くなり安定
する。よって、高い装置可動率を維持することができ
る。また、リニアモータ周辺部のメカパーツへの熱伝導
を防ぐことができ、メカパーツの変形及び計測用ミラー
の変形による位置決め性能の低下を防ぐことができる。Further, according to the third aspect, the laser light of the laser interferometer for measuring the position of the stage is not affected by the heat generated from the linear motor. Can do it. Thereby, the positioning accuracy of the positioning device is increased and the positioning device is stabilized. Therefore, a high device operability can be maintained. Further, heat conduction to the mechanical parts around the linear motor can be prevented, and a decrease in positioning performance due to deformation of the mechanical parts and deformation of the measurement mirror can be prevented.
【図１】 本発明の第１の実施例に係る位置決め装置を
示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a positioning device according to a first embodiment of the present invention.
【図２】 従来例に係る位置決め装置を示すブロック図
である。FIG. 2 is a block diagram showing a positioning device according to a conventional example.
【図３】 図１や２の位置決め装置が適用される半導体
露光装置のＸＹステージの外観を示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing the appearance of an XY stage of a semiconductor exposure apparatus to which the positioning device shown in FIGS. 1 and 2 is applied.
【図４】 本発明の第２の実施例に係るＸＹステージ位
置決め制御装置のブロック図である。FIG. 4 is a block diagram of an XY stage positioning control device according to a second embodiment of the present invention.
【図５】 図４の装置においてＸＹステージを位置決め
する際の手順を示すフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart showing a procedure for positioning an XY stage in the apparatus shown in FIG. 4;
【図６】 本発明の第３の実施例に係る位置決め装置の
駆動部分を示す斜視図である。FIG. 6 is a perspective view showing a driving portion of a positioning device according to a third embodiment of the present invention.
【図７】 従来例に係る他の半導体露光装置のＸＹステ
ージの外形を示す斜視図である。FIG. 7 is a perspective view showing an outer shape of an XY stage of another semiconductor exposure apparatus according to a conventional example.
２：位置アンプ、３：速度アンプ、４：電流アンプ、
５：タコジェネレータ、６：モータ、７：カップリン
グ、８：ボールネジ、９：ナット、１０：移動体、１
１：ミラー、１２：レーザ測定器、１３：モータ電流検
出用抵抗、Ｄ２：速度指令、Ｄ３：電流指令、Ｍ：モー
タ電流、Ｉ：電流信号、Ｖ：回転速度信号、Ｐ：現在位
置信号、２０：自動調整部、２１：テスト信号生成部、
２２：ゲイン・位相測定部、２３：制御ゲイン調整部、
ＰＧ：位置制御ゲイン設定信号、ＶＧ：速度制御ゲイン
設定信号、２６：位置スイッチ、２７：速度スイッチ、
２８，４７，４８：メモリ、４１：ＸＹステージ、４
２：モータ、４３：ドライバ、４４：位置計測装置、４
５：サーボプロセッサ、４６：タイマ、４９：システム
プロセッサ、６２：カバー、６３：チューブ、６４：熱
排気用ファン、７１：Ｘステージ、７２：Ｙステージ、
７３：ヨーガイド、７４：エアパッド、７５：Ｘステー
ジ駆動用リニアモータ、７６：Ｙステージ駆動用リニア
モータ、７７：計測ミラー、７８：Ｙステージ位置計測
用ミラー面、７９：Ｘステージ位置計測用ミラー面、８
０：Ｘステージ位置計測用レーザ光、８１：Ｙステージ
位置計測用レーザ光。2: position amplifier 3: speed amplifier 4: current amplifier
5: Tacho generator, 6: Motor, 7: Coupling, 8: Ball screw, 9: Nut, 10: Moving body, 1
1: mirror, 12: laser measuring instrument, 13: motor current detection resistor, D2: speed command, D3: current command, M: motor current, I: current signal, V: rotation speed signal, P: current position signal, 20: automatic adjustment unit, 21: test signal generation unit,
22: gain / phase measurement unit, 23: control gain adjustment unit,
PG: position control gain setting signal, VG: speed control gain setting signal, 26: position switch, 27: speed switch,
28, 47, 48: memory, 41: XY stage, 4
2: motor, 43: driver, 44: position measuring device, 4
5: servo processor, 46: timer, 49: system processor, 62: cover, 63: tube, 64: heat exhaust fan, 71: X stage, 72: Y stage,
73: Yaw guide, 74: Air pad, 75: X stage driving linear motor, 76: Y stage driving linear motor, 77: Measurement mirror, 78: Y stage position measurement mirror surface, 79: X stage position measurement mirror surface , 8
0: Laser light for X stage position measurement, 81: Laser light for Y stage position measurement.
Claims (6)
のモータと、前記移動体の現在位置を計測する位置計測
器と、前記モータの動作速度を検出する速度検出器と、
前記移動体の位置決め目標位置を指令する位置指令信号
と前記位置計測器によって計測されている前記移動体の
現在位置信号に基づいて速度指令信号を出力する位置ア
ンプを有する位置制御系と、前記位置アンプから出力さ
れる速度指令信号と前記速度検出器によって検出されて
いる前記モータの動作速度信号に基づいて前記モータに
供給されるモータ電流を制御するための電流指令を出力
する速度アンプを有する速度制御系と、前記位置制御系
の制御特性測定テストのための位置指令信号と前記速度
制御系の制御特性測定テストのための速度指令信号を生
成するテスト信号生成手段と、前記位置アンプに入力さ
れる位置指令信号を外部からのものと前記テスト信号生
成手段からのものとで切換える第１スイッチ手段と、前
記速度アンプに入力される速度指令信号を前記位置アン
プからのものと前記テスト信号生成手段からのものとで
切換える第２スイッチ手段と、前記第１スイッチ手段を
前記位置アンプに入力される位置指令信号が前記テスト
信号生成手段からのものとなるように切換え、前記第２
スイッチ手段を前記速度アンプに入力される速度指令信
号が前記位置アンプからのものとなるように切換えて前
記位置制御系の制御特性測定テストを行なう際、前記テ
スト信号生成手段からの位置指令信号と前記位置計測器
によって計測されている前記移動体の現在位置信号に基
づいて前記位置制御系の制御特性を測定し、前記第２ス
イッチ手段を前記速度アンプに入力される速度指令信号
が前記テスト信号生成手段からのものとなるように切換
えて前記速度制御系の制御特性測定テストを行なう際、
前記テスト信号生成手段からの速度指令信号と前記位置
計測器によって計測されている前記移動体の現在位置信
号に基づいて前記速度制御系の制御特性を測定する制御
特性測定手段を有することを特徴とする位置決め装置。1. A moving body, a motor for moving the moving body, a position measuring device for measuring a current position of the moving body, a speed detector for detecting an operation speed of the motor,
A position control system having a position amplifier that outputs a speed command signal based on a position command signal that commands a positioning target position of the moving body and a current position signal of the moving body that is measured by the position measuring device; A speed having a speed amplifier for outputting a current command for controlling a motor current supplied to the motor based on a speed command signal output from an amplifier and an operation speed signal of the motor detected by the speed detector A control system, a position command signal for a control characteristic measurement test of the position control system, and a test signal generating unit for generating a speed command signal for a control characteristic measurement test of the speed control system; First switch means for switching the position command signal to be supplied from the outside and from the test signal generation means; Second switch means for switching the speed command signal to be supplied between the one from the position amplifier and the one from the test signal generation means, and the position command signal input to the position amplifier for the first switch means is the test signal. Switching from the generating means,
When performing a control characteristic measurement test of the position control system by switching a switch means so that a speed command signal input to the speed amplifier is from the position amplifier, a position command signal from the test signal generation means and A control characteristic of the position control system is measured based on a current position signal of the moving object measured by the position measuring device, and a speed command signal input to the speed amplifier by the second switch means is a test signal. When performing a control characteristic measurement test of the speed control system by switching to be from the generation means,
A control characteristic measuring means for measuring a control characteristic of the speed control system based on a speed command signal from the test signal generating means and a current position signal of the moving object measured by the position measuring device, Positioning device.
の制御特性の測定結果に基づいて前記位置アンプの制御
ゲインを調整すると共に、前記速度制御系の制御特性の
測定結果に基づいて前記速度アンプの制御ゲインを調整
するゲイン調整手段を有することを特徴とする請求項１
の位置決め装置。2. The control characteristic measuring means adjusts the control gain of the position amplifier based on the measurement result of the control characteristic of the position control system, and adjusts the speed based on the measurement result of the control characteristic of the speed control system. 2. A gain adjusting means for adjusting a control gain of the amplifier.
Positioning device.
のモータと、前記移動体の現在位置を計測する位置計測
器と、前記移動体の位置決め目標位置を指令する位置指
令信号と前記位置計測器によって計測されている前記移
動体の現在位置信号に基づいて前記モータの駆動を制御
して前記移動体を目標位置に位置決めする駆動制御手段
と、前記駆動制御手段が前記移動体の位置決め目標位置
を指令する位置指令信号と前記位置計測器によって計測
されている前記移動体の現在位置信号に基づいて前記モ
ータの駆動を制御している際、所定時間ごとに前記位置
計測器によって計測されている前記移動体の現在位置信
号を記憶する第１記憶手段と、前記駆動制御手段が前記
移動体の位置決め目標位置を指令する位置指令信号と前
記位置計測器によって計測されている前記移動体の現在
位置信号に基づいた前記モータの駆動を終了した後に前
記移動体が目標位置に位置決めされていないと判定され
た際、前記第１記憶手段に記憶された前記移動体の現在
位置信号を記憶する第２記憶手段を有することを特徴と
する位置決め装置。3. A moving body, a motor for moving the moving body, a position measuring device for measuring a current position of the moving body, a position command signal for commanding a positioning target position of the moving body, and the position. Drive control means for controlling the driving of the motor based on a current position signal of the moving body measured by a measuring device to position the moving body at a target position; and When controlling the driving of the motor based on a position command signal for commanding a position and a current position signal of the moving body being measured by the position measuring device, the position measuring device is measured by the position measuring device every predetermined time. First storage means for storing a current position signal of the moving body, and a position command signal for commanding a positioning target position of the moving body by the drive control means, and the position measuring device. When it is determined that the moving body is not positioned at the target position after the driving of the motor based on the current position signal of the moving body that has been measured is measured, the moving object stored in the first storage unit is determined. A positioning device comprising a second storage means for storing a current position signal of a moving object.
有することを特徴とする請求項３の位置決め装置。4. The positioning device according to claim 3, wherein said second storage means has a nonvolatile memory.
のリニアモータと、前記移動体上に設けられたミラー
と、前記ミラーでレーザ光を反射させることにより前記
移動体の現在位置を計測するレーザ干渉式測長器と、前
記移動体を目標位置に位置決めするように前記リニアモ
ータの駆動を制御する駆動制御手段と、前記リニアモー
タが発生する熱を含む対流が前記ミラーと前記レーザ干
渉式測長器の間を通過する前記レーザ光の光路に影響し
て前記レーザ干渉式測長器の計測値に誤差を生じさせて
しまうのを防止するために前記リニアモータを覆うカバ
ーと、前記リニアモータが発生した熱を前記カバーの内
部から外部に強制的に排出する熱排出手段を有すること
を特徴とする位置決め装置。5. A moving body, a linear motor for moving the moving body, a mirror provided on the moving body, and measuring a current position of the moving body by reflecting a laser beam on the mirror. A laser interference type length measuring device, drive control means for controlling the driving of the linear motor so as to position the moving body at a target position, and convection including heat generated by the linear motor causes the mirror to interfere with the laser interference. A cover that covers the linear motor to prevent an error in a measurement value of the laser interference type length measuring device due to affecting an optical path of the laser light passing between the length measuring devices; A positioning device, comprising: a heat discharging means for forcibly discharging heat generated by a linear motor from the inside of the cover to the outside.
ことを特徴とする請求項５の位置決め装置。6. The positioning device according to claim 5, wherein said heat discharging means has an exhaust fan.
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1992
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