JP3363663B2 - 可動ステージ装置 - Google Patents
可動ステージ装置Info
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- G—PHYSICS
- 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
- G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
- G03F7/70716—Stages
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Machine Tool Units (AREA)
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
- Details Of Measuring And Other Instruments (AREA)
- Automatic Control Of Machine Tools (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Numerical Control (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体焼付け装置や、
工作機械の可動テーブル装置などに用いられて、高速か
つ高精度な位置決めを必要とされる可動ステージ装置に
関するものである。
工作機械の可動テーブル装置などに用いられて、高速か
つ高精度な位置決めを必要とされる可動ステージ装置に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図７は、このような可動ステージ装置の
平面図であり、図８は図７のＡＡ線断面図である。図７
および図８において、７は定盤６上の水平面内において
並進移動するＸＹステージであり、８はＸＹステージ７
上にθ軸駆動用リニアモータ９θを介して搭載された回
転ステージである。９ｘおよび９ｙはＸＹステージ７を
水平面内で並進移動させるための駆動手段として、直交
するように配置されたリニアモータである。９１ｙはリ
ニアモータ９ｙの固定子であり、定盤６上に固定されて
いる。また、９２ｘはリニアモータ９ｘの可動子であ
り、ＸＹステージに固定されている。Ｘ軸およびＹ軸の
移動距離が長い場合には、リニアモータ９ｘおよび９ｙ
のコイルを複数個並べ、それらを順次切り替えながら
（相切替え）移動を行なう。回転ステージ８上には、Ｘ
軸用およびＹ軸用のミラー１０２ｘおよび１０２ｙが設
置されており、定盤６上に固定されたレーザ干渉計１０
１ｘおよび１０１ｙからのレーザ光を反射してＸＹステ
ージ７の現在位置を検出する。ミラー１０２ｘまたは１
０２ｙにはレーザ光を２本当てており、この干渉計から
の計測値の差から、回転ステージ８の回転量を検出す
る。
平面図であり、図８は図７のＡＡ線断面図である。図７
および図８において、７は定盤６上の水平面内において
並進移動するＸＹステージであり、８はＸＹステージ７
上にθ軸駆動用リニアモータ９θを介して搭載された回
転ステージである。９ｘおよび９ｙはＸＹステージ７を
水平面内で並進移動させるための駆動手段として、直交
するように配置されたリニアモータである。９１ｙはリ
ニアモータ９ｙの固定子であり、定盤６上に固定されて
いる。また、９２ｘはリニアモータ９ｘの可動子であ
り、ＸＹステージに固定されている。Ｘ軸およびＹ軸の
移動距離が長い場合には、リニアモータ９ｘおよび９ｙ
のコイルを複数個並べ、それらを順次切り替えながら
（相切替え）移動を行なう。回転ステージ８上には、Ｘ
軸用およびＹ軸用のミラー１０２ｘおよび１０２ｙが設
置されており、定盤６上に固定されたレーザ干渉計１０
１ｘおよび１０１ｙからのレーザ光を反射してＸＹステ
ージ７の現在位置を検出する。ミラー１０２ｘまたは１
０２ｙにはレーザ光を２本当てており、この干渉計から
の計測値の差から、回転ステージ８の回転量を検出す
る。
【０００３】この種の可動ステージ装置には、上記Ｘ，
Ｙおよびθ軸に加えて上下方向の移動軸（Ｚ軸）、およ
び直交する２つの方向の傾き（Ｔｉｌｔ軸）をもつもの
もある。
Ｙおよびθ軸に加えて上下方向の移動軸（Ｚ軸）、およ
び直交する２つの方向の傾き（Ｔｉｌｔ軸）をもつもの
もある。
【０００４】図６は、このような可動ステージ装置を駆
動する従来の駆動装置のブロック線図である。同図にお
いて、レーザ干渉計によって検出された可動ステージ１
のＸ軸、Ｙ軸およびθ軸の変位はそれぞれ対応する目標
値との差が取られ、各補償器２Ｘ，２Ｙおよび２θに入
力される。各補償器２Ｘ，２Ｙおよび２θでは、ＰＩＤ
制御等により各リニアモータへの指令値が決定される。
通常、１つのリニアモータ９ｘ，９ｙまたは９θを駆動
する場合は、可動ステージ１の重心位置とリニアモータ
９ｘ，９ｙまたは９θの作用点の位置関係から、他の駆
動軸に対して変位を引き起こす力、すなわち干渉力が発
生する。この干渉力により、駆動する必要のない駆動軸
に対して変位が発生し、位置決め時間が長くかかってし
まうとともに、所定の姿勢が保たれないという問題が生
じる。このため、各駆動軸の補償器２Ｘ，２Ｙまたは２
θによって決定された指令値から、他の駆動軸に対する
影響を打ち消す指令値を非干渉化手段３によって出力
し、これを他の駆動軸の補償器２Ｘ，２Ｙまたは２θが
出力した指令値に加算することにより、他の駆動軸の変
位発生を防ぎ位置決め時間を短縮する。
動する従来の駆動装置のブロック線図である。同図にお
いて、レーザ干渉計によって検出された可動ステージ１
のＸ軸、Ｙ軸およびθ軸の変位はそれぞれ対応する目標
値との差が取られ、各補償器２Ｘ，２Ｙおよび２θに入
力される。各補償器２Ｘ，２Ｙおよび２θでは、ＰＩＤ
制御等により各リニアモータへの指令値が決定される。
通常、１つのリニアモータ９ｘ，９ｙまたは９θを駆動
する場合は、可動ステージ１の重心位置とリニアモータ
９ｘ，９ｙまたは９θの作用点の位置関係から、他の駆
動軸に対して変位を引き起こす力、すなわち干渉力が発
生する。この干渉力により、駆動する必要のない駆動軸
に対して変位が発生し、位置決め時間が長くかかってし
まうとともに、所定の姿勢が保たれないという問題が生
じる。このため、各駆動軸の補償器２Ｘ，２Ｙまたは２
θによって決定された指令値から、他の駆動軸に対する
影響を打ち消す指令値を非干渉化手段３によって出力
し、これを他の駆動軸の補償器２Ｘ，２Ｙまたは２θが
出力した指令値に加算することにより、他の駆動軸の変
位発生を防ぎ位置決め時間を短縮する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、可動ス
テージ１の特性は、可動ステージ１の位置や姿勢により
変化することがある。このため、各駆動軸の補償器２
Ｘ，２Ｙおよび２θにより決定された同一の指令値によ
り各駆動手段を駆動する場合においても、他の駆動軸に
発生する干渉量が可動ステージ１の位置や姿勢により変
化することがある。したがって、指令値に基づいて非干
渉化指令を出力しても、駆動力が異なり十分に変位発生
を除去できないことがある。
テージ１の特性は、可動ステージ１の位置や姿勢により
変化することがある。このため、各駆動軸の補償器２
Ｘ，２Ｙおよび２θにより決定された同一の指令値によ
り各駆動手段を駆動する場合においても、他の駆動軸に
発生する干渉量が可動ステージ１の位置や姿勢により変
化することがある。したがって、指令値に基づいて非干
渉化指令を出力しても、駆動力が異なり十分に変位発生
を除去できないことがある。
【０００６】例えば、リニアモータ９ｘ，９ｙまたは９
θは、コイルと磁石との相対位置により推力定数が変化
するため、同一の指令値に対しても発生する駆動力が異
なる。これにより、他の駆動軸への影響も駆動力により
変化するため、指令値に基づいて非干渉化指令を出力さ
せても、駆動力が異なり十分に変位発生を除去できない
ことがある。
θは、コイルと磁石との相対位置により推力定数が変化
するため、同一の指令値に対しても発生する駆動力が異
なる。これにより、他の駆動軸への影響も駆動力により
変化するため、指令値に基づいて非干渉化指令を出力さ
せても、駆動力が異なり十分に変位発生を除去できない
ことがある。
【０００７】また、可動ステージ１の位置により干渉計
からのレーザ光のミラーに当たる位置が異なるため、θ
軸を回転させた場合は、回転中心のどちら側にレーザ光
が当たっているかによって、Ｘ軸およびＹ軸に発生する
変位の方向が異なる。このため、指令値に基づいて非干
渉化指令を出力させても、駆動力が異なり十分に変位発
生を除去できないことがある。
からのレーザ光のミラーに当たる位置が異なるため、θ
軸を回転させた場合は、回転中心のどちら側にレーザ光
が当たっているかによって、Ｘ軸およびＹ軸に発生する
変位の方向が異なる。このため、指令値に基づいて非干
渉化指令を出力させても、駆動力が異なり十分に変位発
生を除去できないことがある。
【０００８】本発明の第１の目的は、可動ステージの位
置、姿勢によらず、適切な非干渉化指令を発生させ、あ
る駆動軸を駆動した際に他の軸に発生する変位を十分に
除去し、位置決め時間の短縮、姿勢変動の低減を図るこ
とにある。
置、姿勢によらず、適切な非干渉化指令を発生させ、あ
る駆動軸を駆動した際に他の軸に発生する変位を十分に
除去し、位置決め時間の短縮、姿勢変動の低減を図るこ
とにある。
【０００９】本発明の第２の目的は、リニアモータのコ
イルと磁石の相対位置による推力定数の変化によらず、
適切な非干渉化指令を発生させ、ある駆動軸を駆動した
際に他の軸に発生する変位を十分に除去し、位置決め時
間の短縮、姿勢変動の低減を図ることにある。
イルと磁石の相対位置による推力定数の変化によらず、
適切な非干渉化指令を発生させ、ある駆動軸を駆動した
際に他の軸に発生する変位を十分に除去し、位置決め時
間の短縮、姿勢変動の低減を図ることにある。
【００１０】本発明の第３の目的は、干渉計からのレー
ザ光のミラーに当たる位置によらず、適切な非干渉化指
令を発生させ、ある駆動軸を駆動した際に他の軸に発生
する変位を十分に除去し、位置決め時間の短縮、姿勢変
動の低減を図ることにある。
ザ光のミラーに当たる位置によらず、適切な非干渉化指
令を発生させ、ある駆動軸を駆動した際に他の軸に発生
する変位を十分に除去し、位置決め時間の短縮、姿勢変
動の低減を図ることにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では、少なくとも２つ以上の駆動軸に沿って
移動可能な可動ステージと、この可動ステージを各駆動
軸に沿って駆動する駆動手段と、可動ステージの各駆動
軸についての位置または速度を検出する検出手段と、各
駆動軸について検出手段により検出された位置または速
度を所定の目標値に一致させるべく駆動手段に指令を与
える補償器と、ある駆動軸について可動ステージを駆動
した際に他の駆動軸について発生する可動ステージの変
位を打ち消す指令を、ある駆動軸の補償器が発生した指
令に基づいて発生させる非干渉化手段と、他の駆動軸に
ついての補償器が発生した指令値と非干渉化手段が発生
した指令値を加算し、駆動手段に出力する加算手段とを
有する可動ステージ装置において、非干渉化手段の指令
値を駆動ステージの位置または姿勢によって補正する補
正手段を有することを特徴としている。
め、本発明では、少なくとも２つ以上の駆動軸に沿って
移動可能な可動ステージと、この可動ステージを各駆動
軸に沿って駆動する駆動手段と、可動ステージの各駆動
軸についての位置または速度を検出する検出手段と、各
駆動軸について検出手段により検出された位置または速
度を所定の目標値に一致させるべく駆動手段に指令を与
える補償器と、ある駆動軸について可動ステージを駆動
した際に他の駆動軸について発生する可動ステージの変
位を打ち消す指令を、ある駆動軸の補償器が発生した指
令に基づいて発生させる非干渉化手段と、他の駆動軸に
ついての補償器が発生した指令値と非干渉化手段が発生
した指令値を加算し、駆動手段に出力する加算手段とを
有する可動ステージ装置において、非干渉化手段の指令
値を駆動ステージの位置または姿勢によって補正する補
正手段を有することを特徴としている。
【００１２】また、駆動手段は、いずれかの駆動軸につ
いての駆動用にリニアモータを有し、補正手段は、リニ
アモータの位置に対する推力係数特性を保持し、推力係
数特性に応じて非干渉化手段の指令値を補正するもので
あることを特徴としている。さらに、検出手段は、いず
れかの駆動軸の位置検出用にレーザ干渉計とミラーを有
し、補正手段はレーザ干渉計のレーザ光線がミラーに当
たる位置に応じて非干渉化手段の指令値を補正するもの
であることを特徴としている。
いての駆動用にリニアモータを有し、補正手段は、リニ
アモータの位置に対する推力係数特性を保持し、推力係
数特性に応じて非干渉化手段の指令値を補正するもので
あることを特徴としている。さらに、検出手段は、いず
れかの駆動軸の位置検出用にレーザ干渉計とミラーを有
し、補正手段はレーザ干渉計のレーザ光線がミラーに当
たる位置に応じて非干渉化手段の指令値を補正するもの
であることを特徴としている。
【００１３】
【作用】この構成により、補正手段は可動ステージの位
置または速度に基づき非干渉化手段の係数を補正するた
め、非干渉化手段が可動ステージの位置および姿勢に関
わらず適切な指令値を出力するようになる。
置または速度に基づき非干渉化手段の係数を補正するた
め、非干渉化手段が可動ステージの位置および姿勢に関
わらず適切な指令値を出力するようになる。
【００１４】また、補正手段は可動ステージの位置また
は速度と、リニアモータの位置に対する推力係数特性に
基づき非干渉化手段の係数を補正するため、非干渉化手
段が可動ステージの位置および姿勢に関わらず適切な指
令値を出力するようになる。さらに、補正手段は可動ス
テージの位置または速度に基づきレーザ干渉計のレーザ
光線がミラーに当たる位置を求め、このレーザ光線がミ
ラーに当たる位置に基づき非干渉化手段の係数を補正す
るため、非干渉化手段が可動ステージの位置および姿勢
に関わらず適切な指令値を出力するようになる。
は速度と、リニアモータの位置に対する推力係数特性に
基づき非干渉化手段の係数を補正するため、非干渉化手
段が可動ステージの位置および姿勢に関わらず適切な指
令値を出力するようになる。さらに、補正手段は可動ス
テージの位置または速度に基づきレーザ干渉計のレーザ
光線がミラーに当たる位置を求め、このレーザ光線がミ
ラーに当たる位置に基づき非干渉化手段の係数を補正す
るため、非干渉化手段が可動ステージの位置および姿勢
に関わらず適切な指令値を出力するようになる。
【００１５】
［実施例１］図１は、本発明の第１の実施例に係る駆動
装置のブロック線図である。同図において、可動ステー
ジ１の制御量（位置あるいは速度）はレーザ干渉計等に
よって検出され、目標値Ｐｒとの差が取られ、補償器２
ｘ，２ｙおよび２θに入力される。補償器２ｘ，２ｙお
よび２θは、ＰＩＤ制御等の制御手段により指令値が決
定される。この指令値は、各駆動軸間の非干渉化手段３
に入力され、ある駆動軸がその指令値で駆動した場合
に、他の駆動軸に発生する変位を打ち消す非干渉化指令
を非干渉化手段３は出力する。補償器２ｘ，２ｙおよび
２θが決定した指令値と、非干渉化手段３が出力した非
干渉化指令は加算手段５によって加算され、各駆動軸の
駆動手段に入力される。各駆動軸の駆動手段は入力され
た指令に基づき推力を発生させて、可動ステージ１を駆
動する。非干渉化係数補正手段４では、レーザ干渉計等
によって検出された可動ステージ１の位置および姿勢に
基づき、非干渉化手段３の係数を補正する。
装置のブロック線図である。同図において、可動ステー
ジ１の制御量（位置あるいは速度）はレーザ干渉計等に
よって検出され、目標値Ｐｒとの差が取られ、補償器２
ｘ，２ｙおよび２θに入力される。補償器２ｘ，２ｙお
よび２θは、ＰＩＤ制御等の制御手段により指令値が決
定される。この指令値は、各駆動軸間の非干渉化手段３
に入力され、ある駆動軸がその指令値で駆動した場合
に、他の駆動軸に発生する変位を打ち消す非干渉化指令
を非干渉化手段３は出力する。補償器２ｘ，２ｙおよび
２θが決定した指令値と、非干渉化手段３が出力した非
干渉化指令は加算手段５によって加算され、各駆動軸の
駆動手段に入力される。各駆動軸の駆動手段は入力され
た指令に基づき推力を発生させて、可動ステージ１を駆
動する。非干渉化係数補正手段４では、レーザ干渉計等
によって検出された可動ステージ１の位置および姿勢に
基づき、非干渉化手段３の係数を補正する。
【００１６】各駆動軸間の非干渉化手段３は、入力され
た指令値に基づいて演算を行い、非干渉化指令を決定す
る。演算方法としては、以下の方法があり、可動ステー
ジ１の特性に合わせて決定する。 指令値を定数倍することにより、非干渉化指令を決
定する。 指令値を入力とする多項式演算により非干渉化指令
を決定する。 指令値を入力とするフィルタの出力を非干渉化指令
とする。
た指令値に基づいて演算を行い、非干渉化指令を決定す
る。演算方法としては、以下の方法があり、可動ステー
ジ１の特性に合わせて決定する。 指令値を定数倍することにより、非干渉化指令を決
定する。 指令値を入力とする多項式演算により非干渉化指令
を決定する。 指令値を入力とするフィルタの出力を非干渉化指令
とする。
【００１７】非干渉化係数補正手段４は、レーザ干渉計
等によって検出される可動ステージ１の位置および姿勢
に基づき、非干渉化手段３での演算に用いる係数を補正
する。この係数の補正方法としては、以下の方法があ
る。 可動ステージ１の位置および姿勢に対する係数の値
を保持したテーブルを保持しており、このテーブルを参
照して係数値を決定する。 可動ステージ１の位置および姿勢と係数値との間の
関係式を保持しておき、この関係式に基づき係数値を演
算することにより決定する。
等によって検出される可動ステージ１の位置および姿勢
に基づき、非干渉化手段３での演算に用いる係数を補正
する。この係数の補正方法としては、以下の方法があ
る。 可動ステージ１の位置および姿勢に対する係数の値
を保持したテーブルを保持しており、このテーブルを参
照して係数値を決定する。 可動ステージ１の位置および姿勢と係数値との間の
関係式を保持しておき、この関係式に基づき係数値を演
算することにより決定する。
【００１８】可動ステージ１の特性は、可動ステージ１
の位置や姿勢により変化することがある。このため、各
駆動軸の補償器２ｘ，２ｙおよび２θにより決定された
同一の指令値により各駆動手段を駆動した場合でも、他
の駆動軸に発生する干渉量が可動ステージ１の位置や姿
勢により変化することがある。したがって、指令値に基
づいて非干渉化指令を出力しても、駆動力が異なり十分
に変位発生を除去できないことがある。非干渉化係数補
正手段４は、可動ステージ１の位置および姿勢に基づき
上記の方法を用いて非干渉化手段３の係数を補正するこ
とにより、非干渉化手段３が可動ステージ１の位置およ
び姿勢に関わらず適切な非干渉化指令を出力するように
動作する。
の位置や姿勢により変化することがある。このため、各
駆動軸の補償器２ｘ，２ｙおよび２θにより決定された
同一の指令値により各駆動手段を駆動した場合でも、他
の駆動軸に発生する干渉量が可動ステージ１の位置や姿
勢により変化することがある。したがって、指令値に基
づいて非干渉化指令を出力しても、駆動力が異なり十分
に変位発生を除去できないことがある。非干渉化係数補
正手段４は、可動ステージ１の位置および姿勢に基づき
上記の方法を用いて非干渉化手段３の係数を補正するこ
とにより、非干渉化手段３が可動ステージ１の位置およ
び姿勢に関わらず適切な非干渉化指令を出力するように
動作する。
【００１９】これにより、可動ステージ１の位置および
姿勢によらず、適切な非干渉化指令を出力し、ある駆動
軸を駆動した際に他の駆動軸に発生する変位を十分に除
去することができ、位置決め時間の短縮および姿勢変動
の低減が可能となる。
姿勢によらず、適切な非干渉化指令を出力し、ある駆動
軸を駆動した際に他の駆動軸に発生する変位を十分に除
去することができ、位置決め時間の短縮および姿勢変動
の低減が可能となる。
【００２０】［実施例２］図２は、本発明の第２の実施
例に係るブロック線図を示す。同図において、図１と同
一の符号は、同一の構成要素を示す。また、本実施例に
おける非干渉化指令の演算方法は、実施例１と同一の方
法によるものである。
例に係るブロック線図を示す。同図において、図１と同
一の符号は、同一の構成要素を示す。また、本実施例に
おける非干渉化指令の演算方法は、実施例１と同一の方
法によるものである。
【００２１】図３は、リニアモータの変位と推力との関
係を表す模式図である。図７および図８に示したよう
に、可動ステージ１は、Ｘ、Ｙおよびθ軸の駆動手段と
してリニアモータ９ｘ，９ｙおよび９θを用いる。Ｘ軸
およびＹ軸においては、移動距離が長いため、複数のコ
イルを切り替えながら駆動する多相型のリニアモータを
用いており、θ軸においては、一つのコイルを用いる単
相型のリニアモータを用いる。リニアモータ９ｘ，９ｙ
および９θは、コイルと磁石との相対位置により推力定
数が異なり、同一の指令を与えても、発生する推力が異
なる。非干渉化手段３は指令値に基づいて非干渉化指令
を求めるが、実際には発生する推力が異なるため、十分
な非干渉化ができないことがある。リニアモータの推力
特性のパターンは、レーザ干渉計等で計測された可動ス
テージ１の位置に対して、１対１に対応しており、可動
ステージの位置に対する推力定数を計測し、テーブルと
して保持しておくことが可能である。したがって、ある
推力定数の値の時に適切な非干渉化が可能となる非干渉
化係数を求めておくことにより、可動ステージ１の位置
に対する適切な非干渉化係数のテーブルを作成しておく
ことが可能である。
係を表す模式図である。図７および図８に示したよう
に、可動ステージ１は、Ｘ、Ｙおよびθ軸の駆動手段と
してリニアモータ９ｘ，９ｙおよび９θを用いる。Ｘ軸
およびＹ軸においては、移動距離が長いため、複数のコ
イルを切り替えながら駆動する多相型のリニアモータを
用いており、θ軸においては、一つのコイルを用いる単
相型のリニアモータを用いる。リニアモータ９ｘ，９ｙ
および９θは、コイルと磁石との相対位置により推力定
数が異なり、同一の指令を与えても、発生する推力が異
なる。非干渉化手段３は指令値に基づいて非干渉化指令
を求めるが、実際には発生する推力が異なるため、十分
な非干渉化ができないことがある。リニアモータの推力
特性のパターンは、レーザ干渉計等で計測された可動ス
テージ１の位置に対して、１対１に対応しており、可動
ステージの位置に対する推力定数を計測し、テーブルと
して保持しておくことが可能である。したがって、ある
推力定数の値の時に適切な非干渉化が可能となる非干渉
化係数を求めておくことにより、可動ステージ１の位置
に対する適切な非干渉化係数のテーブルを作成しておく
ことが可能である。
【００２２】非干渉化係数補正手段４は、レーザ干渉計
等によって検出された可動ステージ１の位置および姿勢
に基づき、可動ステージ１の位置および姿勢に対する非
干渉化係数の値を保持したテーブルを参照して非干渉化
係数値を決定する。
等によって検出された可動ステージ１の位置および姿勢
に基づき、可動ステージ１の位置および姿勢に対する非
干渉化係数の値を保持したテーブルを参照して非干渉化
係数値を決定する。
【００２３】これにより、可動ステージ１の位置および
姿勢によらず、適切な非干渉化指令を発生させ、ある駆
動軸を駆動した際に他の駆動軸に発生する変位を十分に
除去することができ、位置決め時間の短縮および姿勢変
動の低減が可能となる。
姿勢によらず、適切な非干渉化指令を発生させ、ある駆
動軸を駆動した際に他の駆動軸に発生する変位を十分に
除去することができ、位置決め時間の短縮および姿勢変
動の低減が可能となる。
【００２４】［実施例３］図４は、本発明の第３の実施
例に係るブロック線図を示す。同図において、図１と同
一の符号は、同一の構成要素を示す。また、本実施例に
おける非干渉化指令の演算方法は、実施例１と同一の方
法によるものである。
例に係るブロック線図を示す。同図において、図１と同
一の符号は、同一の構成要素を示す。また、本実施例に
おける非干渉化指令の演算方法は、実施例１と同一の方
法によるものである。
【００２５】図５は、θ軸回転時にＸ軸およびＹ軸に発
生する変位を表す図である。図７および図８に示したよ
うに、回転ステージ８上には、Ｘ軸用およびＹ軸用のミ
ラー１０２ｘおよび１０２ｙが配置されており、定盤６
上に固定されたレーザ干渉計１０１ｘおよび１０１ｙか
らのレーザ光を反射して可動ステージ１の現在位置を検
出する。ミラー１０２ｘまたは１０２ｙにはレーザ光を
２本当てており、これらの干渉計からの計測値の差か
ら、回転ステージ８の回転量を検出する。レーザ光がミ
ラー１０２ｘまたは１０２ｙに当たる位置はＸＹステー
ジ７の位置によって異なる。また、θ軸の回転によって
回転ステージ８上に配置されたミラー１０２ｘおよび１
０２ｙも同時に回転する。このため、レーザ光がθ軸の
回転中心から離れた位置に当たっている場合には、ＸＹ
ステージ７がＸ軸およびＹ軸方向に移動しなくとも、θ
軸に回転するだけで、Ｘ軸およびＹ軸方向に変位が発生
する。これはＸ軸およびＹ軸方向の位置誤差となり、位
置決め時間の延長および姿勢精度の悪化につながる。そ
こで、非干渉化手段３によってθ軸回転時にＸ軸および
Ｙ軸方向に発生する変位を打ち消す指令を発生させる必
要がある。
生する変位を表す図である。図７および図８に示したよ
うに、回転ステージ８上には、Ｘ軸用およびＹ軸用のミ
ラー１０２ｘおよび１０２ｙが配置されており、定盤６
上に固定されたレーザ干渉計１０１ｘおよび１０１ｙか
らのレーザ光を反射して可動ステージ１の現在位置を検
出する。ミラー１０２ｘまたは１０２ｙにはレーザ光を
２本当てており、これらの干渉計からの計測値の差か
ら、回転ステージ８の回転量を検出する。レーザ光がミ
ラー１０２ｘまたは１０２ｙに当たる位置はＸＹステー
ジ７の位置によって異なる。また、θ軸の回転によって
回転ステージ８上に配置されたミラー１０２ｘおよび１
０２ｙも同時に回転する。このため、レーザ光がθ軸の
回転中心から離れた位置に当たっている場合には、ＸＹ
ステージ７がＸ軸およびＹ軸方向に移動しなくとも、θ
軸に回転するだけで、Ｘ軸およびＹ軸方向に変位が発生
する。これはＸ軸およびＹ軸方向の位置誤差となり、位
置決め時間の延長および姿勢精度の悪化につながる。そ
こで、非干渉化手段３によってθ軸回転時にＸ軸および
Ｙ軸方向に発生する変位を打ち消す指令を発生させる必
要がある。
【００２６】しかし、θ軸回転時にＸ軸およびＹ軸方向
に発生する変位の方向は、レーザ光がθ軸回転中心のど
ちら側に当たっているかによって異なり、変位量も回転
中心からの距離に比例して大きくなる。そこで、レーザ
光がミラーのどの位置に当たっているかを計測し、それ
に応じて非干渉化係数を補正する必要がある。例えば、
Ｘ軸方向計測用ミラーのどの位置にレーザ光が当たって
いるかは、Ｙ軸方向の位置によって決まるため、可動ス
テージ１のＹ軸方向の位置に基づいて非干渉化係数を補
正すればよい。
に発生する変位の方向は、レーザ光がθ軸回転中心のど
ちら側に当たっているかによって異なり、変位量も回転
中心からの距離に比例して大きくなる。そこで、レーザ
光がミラーのどの位置に当たっているかを計測し、それ
に応じて非干渉化係数を補正する必要がある。例えば、
Ｘ軸方向計測用ミラーのどの位置にレーザ光が当たって
いるかは、Ｙ軸方向の位置によって決まるため、可動ス
テージ１のＹ軸方向の位置に基づいて非干渉化係数を補
正すればよい。
【００２７】非干渉化係数補正手段４は、可動ステージ
１の位置および姿勢と係数値との間の関係式を保持して
おき、レーザ干渉計１０１ｘおよび１０１ｙによって検
出された可動ステージ１の位置および姿勢に基づき、こ
の関係式により係数値を演算して求める。具体的には、
可動ステージ１のＹ軸方向の位置から、レーザ光がＸ軸
方向計測用ミラー１０２ｘに当たる位置とθ軸回転中心
との距離を求め、これに適切な係数をかけることにより
θ軸からＸ軸への非干渉化係数を求める。同様に可動ス
テージ１のＸ軸方向の位置から、レーザ光がＹ軸方向計
測用ミラー１０２ｙに当たる位置とθ軸回転中心との距
離を求め、これに適切な係数をかけることによりθ軸か
らＹ軸への非干渉化係数を求める。
１の位置および姿勢と係数値との間の関係式を保持して
おき、レーザ干渉計１０１ｘおよび１０１ｙによって検
出された可動ステージ１の位置および姿勢に基づき、こ
の関係式により係数値を演算して求める。具体的には、
可動ステージ１のＹ軸方向の位置から、レーザ光がＸ軸
方向計測用ミラー１０２ｘに当たる位置とθ軸回転中心
との距離を求め、これに適切な係数をかけることにより
θ軸からＸ軸への非干渉化係数を求める。同様に可動ス
テージ１のＸ軸方向の位置から、レーザ光がＹ軸方向計
測用ミラー１０２ｙに当たる位置とθ軸回転中心との距
離を求め、これに適切な係数をかけることによりθ軸か
らＹ軸への非干渉化係数を求める。
【００２８】これにより、可動ステージ１の位置および
姿勢によらず、適切な非干渉化指令を出力し、ある駆動
軸を駆動した際に他の駆動軸に発生する変位を十分に除
去することができ、かつ位置決め時間の短縮および姿勢
変動の低減が可能となる。
姿勢によらず、適切な非干渉化指令を出力し、ある駆動
軸を駆動した際に他の駆動軸に発生する変位を十分に除
去することができ、かつ位置決め時間の短縮および姿勢
変動の低減が可能となる。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
非干渉化手段の指令値を可動ステージの位置または姿勢
によって補正する補正手段を有するため、可動ステージ
の位置および姿勢によらず、適切な指令値を出力し、あ
る駆動軸を駆動した際に他の駆動軸に発生する変位を十
分に除去し、位置決め時間の短縮、姿勢変動の低減を図
ることができる。
非干渉化手段の指令値を可動ステージの位置または姿勢
によって補正する補正手段を有するため、可動ステージ
の位置および姿勢によらず、適切な指令値を出力し、あ
る駆動軸を駆動した際に他の駆動軸に発生する変位を十
分に除去し、位置決め時間の短縮、姿勢変動の低減を図
ることができる。
【図１】 本発明の第１の実施例に係る駆動装置のブロ
ック線図である。
ック線図である。
【図２】 本発明の第２の実施例に係る駆動装置のブロ
ック線図である。
ック線図である。
【図３】 リニアモータの変位と推力との関係を表す模
式図である。
式図である。
【図４】 本発明の第３の実施例に係る駆動装置のブロ
ック線図である。
ック線図である。
【図５】 θ軸回転時にＸ軸、Ｙ軸方向に発生する変位
を表す図である。
を表す図である。
【図６】 従来の駆動装置のブロック線図である。
【図７】 可動ステージ装置の構成を示す平面図であ
る。
る。
【図８】 図７の装置のＡＡ線断面図である。
１：可動ステージ、２：補償器、３：非干渉化手段、
４：非干渉化係数補正手段、５：加算手段、６：定盤、
７：ＸＹステージ、８：回転ステージ、９ｘ，９ｙ，９
θ：リニアモータ、９１ｘ，９１ｙ：リニアモータの固
定子、９２ｘ，９２ｙ：リニアモータの可動子、１０
ｘ，１０ｙ：レーザ測長系、１０１ｘ，１０１ｙ：レー
ザ干渉計、１０２ｘ，１０２ｙ：ミラー、Ｐ：制御量、
Ｐｒ：目標値、ｅ：偏差、ｕ：指令値。
４：非干渉化係数補正手段、５：加算手段、６：定盤、
７：ＸＹステージ、８：回転ステージ、９ｘ，９ｙ，９
θ：リニアモータ、９１ｘ，９１ｙ：リニアモータの固
定子、９２ｘ，９２ｙ：リニアモータの可動子、１０
ｘ，１０ｙ：レーザ測長系、１０１ｘ，１０１ｙ：レー
ザ干渉計、１０２ｘ，１０２ｙ：ミラー、Ｐ：制御量、
Ｐｒ：目標値、ｅ：偏差、ｕ：指令値。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｈ０１Ｌ 21/68 Ｈ０１Ｌ 21/68 Ｋ
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G05B 19/18 - 19/46
B23Q 15/00 - 15/28
G05D 3/00 - 3/12
H01L 21/68
G12B 5/00
Claims (3)
- 【請求項１】 少なくとも２つ以上の駆動軸に沿って移
動可能な可動ステージと、この可動ステージを各駆動軸
に沿って駆動する駆動手段と、前記可動ステージの各駆
動軸についての位置または速度を検出する検出手段と、
各駆動軸について前記検出手段により検出された位置ま
たは速度を所定の目標値に一致させるべく前記駆動手段
に指令を与える補償器と、ある駆動軸について前記可動
ステージを駆動した際に他の駆動軸について発生する前
記可動ステージの変位を打ち消す指令を、前記ある駆動
軸の前記補償器が発生した指令に基づいて発生させる非
干渉化手段と、前記他の駆動軸についての補償器が発生
した指令値と前記非干渉化手段が発生した指令値を加算
し、前記駆動手段に出力する加算手段とを有する可動ス
テージ装置において、 前記非干渉化手段の指令値を前記駆動ステージの位置ま
たは姿勢によって補正する補正手段を有することを特徴
とする可動ステージ装置。 - 【請求項２】 前記駆動手段は、いずれかの駆動軸につ
いての駆動用にリニアモータを有し、前記補正手段は、
前記リニアモータの位置に対する推力係数特性を保持
し、前記推力係数特性に応じて非干渉化手段の指令値を
補正するものであることを特徴とする請求項１記載の可
動ステージ装置。 - 【請求項３】 前記検出手段は、いずれかの駆動軸の位
置検出用にレーザ干渉計とミラーを有し、前記補正手段
は前記レーザ干渉計のレーザ光線が前記ミラーに当たる
位置に応じて前記非干渉化手段の指令値を補正するもの
であることを特徴とする請求項１記載の可動ステージ装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14237495A JP3363663B2 (ja) | 1995-05-18 | 1995-05-18 | 可動ステージ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14237495A JP3363663B2 (ja) | 1995-05-18 | 1995-05-18 | 可動ステージ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08314517A JPH08314517A (ja) | 1996-11-29 |
| JP3363663B2 true JP3363663B2 (ja) | 2003-01-08 |
Family
ID=15313899
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14237495A Expired - Fee Related JP3363663B2 (ja) | 1995-05-18 | 1995-05-18 | 可動ステージ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3363663B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3312297B2 (ja) | 1999-07-02 | 2002-08-05 | 住友重機械工業株式会社 | ステージ位置制御装置 |
| JP2007213342A (ja) * | 2006-02-09 | 2007-08-23 | Psc Kk | テーブル位置制御装置及びテーブル移動装置 |
| JP5382777B2 (ja) * | 2009-03-03 | 2014-01-08 | 富士機械製造株式会社 | 位置決め制御系の外乱非干渉化補償装置 |
| JP7405537B2 (ja) | 2019-09-05 | 2023-12-26 | ファナック株式会社 | 機械学習装置、サーボ制御装置、サーボ制御システム及び機械学習方法 |
| JP2022061834A (ja) | 2020-10-07 | 2022-04-19 | キヤノン株式会社 | 位置決め装置、リソグラフィ装置及び物品の製造方法 |
-
1995
- 1995-05-18 JP JP14237495A patent/JP3363663B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08314517A (ja) | 1996-11-29 |
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