JP4594841B2 - Stage device and control method thereof - Google Patents
Stage device and control method thereof Download PDFInfo
- Publication number
- JP4594841B2 JP4594841B2 JP2005297956A JP2005297956A JP4594841B2 JP 4594841 B2 JP4594841 B2 JP 4594841B2 JP 2005297956 A JP2005297956 A JP 2005297956A JP 2005297956 A JP2005297956 A JP 2005297956A JP 4594841 B2 JP4594841 B2 JP 4594841B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- stage
- movement stage
- driving
- movement
- unit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Description
本発明はステージ装置及びその制御方法に係り、特に第1ステージが第2ステージを処理領域以外で搬送するように動作する過程と、処理位置に到着した第2ステージを第1ステージに対して移動させるよう構成されたステージ装置及びその制御方法に関する。 The present invention relates to a stage apparatus and a control method thereof, and in particular, a process in which a first stage operates to transport a second stage outside a processing area, and a second stage that has arrived at a processing position is moved with respect to the first stage. The present invention relates to a stage apparatus configured to perform the control and a control method thereof.
例えば、光学処理用マスク等を保持して移動させるステージ装置として、定盤上に設けられた一対のリニアモータにより駆動される粗動ステージと、粗動ステージに搭載された微動ステージと、センサにより微動ステージの位置を検出してボイスコイルモータにより微動ステージを移動させるように構成されたステージ装置がある(例えば、特許文献1参照)。 For example, as a stage device for holding and moving an optical processing mask or the like, a coarse movement stage driven by a pair of linear motors provided on a surface plate, a fine movement stage mounted on the coarse movement stage, and a sensor There is a stage apparatus configured to detect the position of the fine movement stage and move the fine movement stage by a voice coil motor (see, for example, Patent Document 1).
このステージ装置では、定盤上に設けられた一対のリニアモータが粗動ステージをY方向に移動させ、粗動ステージの中央に設けられた微動ステージを粗動ステージ上に取り付けられたボイスコイルモータによって微小距離移動させるように構成されている。
上記従来のステージ装置では、微動ステージ及びボイスコイルモータが粗動ステージ上に搭載されているので、粗動ステージの誤差や反力が微動ステージの位置制御に影響するため、微動ステージを高精度に微動制御することが難しかった。また、粗動ステージの応答特性が微動ステージに影響するため、微動ステージの位置が決まるまでに時間がかかり、位置制御時の応答性が悪いという問題があった。さらには微動ステージを粗動ステージに重ねることでステージの重心が高くなり、その分微動ステージの位置を精密に制御する際に安定性の面で劣るという問題もあった。 In the above conventional stage device, the fine movement stage and the voice coil motor are mounted on the coarse movement stage, so the error and reaction force of the coarse movement stage affect the position control of the fine movement stage. It was difficult to control fine movement. Further, since the response characteristic of the coarse movement stage affects the fine movement stage, it takes time until the position of the fine movement stage is determined, and there is a problem that the responsiveness at the time of position control is poor. In addition, the fine movement stage is superposed on the coarse movement stage to raise the center of gravity of the stage, and accordingly, there is a problem that the stability of the fine movement stage is inferior when precisely controlling the position of the fine movement stage.
そこで、本発明は上記課題を解決したステージ装置及びその制御方法を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a stage apparatus and a control method therefor that solve the above problems.
上記課題を解決するため、本発明は以下のような手段を有する。 In order to solve the above problems, the present invention has the following means.
請求項1記載の発明は、ベースと、
該ベース上に移動可能に設けられた第1ステージと、
該第1ステージの位置を計測する第1計測手段と、
前記第1ステージを駆動する第1駆動手段と、
前記ベース上を前記第1ステージと共に移動するように設けられた第2ステージと、
該第2ステージの位置を計測する第2計測手段と、
前記第1ステージに対して前記第2ステージを他方向に駆動する第2駆動手段と、
前記第1駆動手段により前記第1ステージを移動させる際、前記第1ステージに対する前記第2ステージのX、Y方向の移動を制限する移動制限手段と、
前記第1ステージを移動させる粗動制御を行なう場合、前記第2駆動手段の吸引力により前記第2ステージを前記移動制限手段に当接させた状態に保持すると共に、前記第1計測手段により計測された位置データに基づいて前記第1駆動手段を駆動し、前記第2ステージを微動させる微動制御を行なう場合、前記第2駆動手段による保持を解除すると共に前記第2計測手段により計測された位置データに基づいて前記第2駆動手段を駆動する制御手段と、
を有することを特徴とするものである。
The invention according to
A first stage movably provided on the base;
First measuring means for measuring the position of the first stage;
First driving means for driving the first stage;
A second stage provided to move on the base together with the first stage;
Second measuring means for measuring the position of the second stage;
Second driving means for driving the second stage in the other direction with respect to the first stage;
A movement restricting means for restricting movement of the second stage relative to the first stage in the X and Y directions when the first stage is moved by the first driving means;
When performing coarse movement control for moving the first stage, the second stage is held in contact with the movement restricting means by the suction force of the second driving means, and measured by the first measuring means. When fine movement control is performed to drive the first driving means and finely move the second stage based on the obtained position data, the holding by the second driving means is released and the position measured by the second measuring means Control means for driving the second drive means based on the data;
It is characterized by having.
請求項2記載の発明は、前記第1駆動手段が、前記第1ステージを粗動させるリニアモータであり、前記第2駆動手段が、前記第2ステージを微動させるボイスコイルモータであることを特徴とするものである。
The invention according to
請求項3記載の発明は、前記第2駆動手段が、前記第2ステージを一方向に駆動する第1ボイスコイルモータと、前記第2ステージを他方向に駆動する第2ボイスコイルモータと、前記第2ステージを回動方向に駆動する第3ボイスコイルモータとを有することを特徴とするものである。 According to a third aspect of the present invention, the second driving means includes a first voice coil motor that drives the second stage in one direction, a second voice coil motor that drives the second stage in the other direction, and And a third voice coil motor for driving the second stage in the rotation direction.
請求項4記載の発明は、前記第2ステージが、前記ベース上に空気層を介して浮上する静圧パッドにより摺動可能に支持されたことを特徴とするものである。 The invention according to claim 4 is characterized in that the second stage is slidably supported by a hydrostatic pad that floats on the base via an air layer.
請求項5記載の発明は、前記第1計測手段が、リニアスケールであり、前記第2計測手段が、レーザ干渉計であることを特徴とするものである。 The invention described in claim 5 is characterized in that the first measuring means is a linear scale and the second measuring means is a laser interferometer.
請求項6記載の発明は、前記移動制限手段が、前記第1ステージまたは前記第2ステージに設けられ、前記第1ステージと前記第2ステージとの近接方向の相対位置を制限するように当接する位置決め部材であることを特徴とするものである。 According to a sixth aspect of the present invention, the movement restricting means is provided on the first stage or the second stage, and abuts so as to restrict a relative position between the first stage and the second stage in the proximity direction. It is a positioning member.
請求項7記載の発明は、前記第2ステージが、前記第1ステージと同一平面に位置するように設けられたことを特徴とするものである。 The invention according to claim 7 is characterized in that the second stage is provided so as to be positioned in the same plane as the first stage.
請求項8記載の発明は、前記移動制限手段が、前記第2駆動手段と同一平面に位置するように設けられたことを特徴とするものである。
The invention according to
請求項9記載の発明は、前記制御手段が、前記第2ステージが前記第1ステージの移動と共に処理位置を外れるときには、前記第2ステージを前記移動制限手段により移動制限した状態に保持することを特徴とするものである。 According to a ninth aspect of the present invention, when the second stage moves out of the processing position along with the movement of the first stage, the control means holds the second stage in a state in which the movement is restricted by the movement restricting means. It is a feature.
請求項10記載の発明は、前記制御手段が、前記第1ステージの加速度に合わせて前記第2駆動手段に所定推力を発生させることを特徴とするものである。
The invention according to
請求項11記載の発明は、前記制御手段が、前記第1計測手段の計測結果に基づいて前記第1ステージの加速度を求めることを特徴とするものである。 The invention according to claim 11 is characterized in that the control means obtains an acceleration of the first stage based on a measurement result of the first measurement means.
請求項12記載の発明は、前記制御手段が、前記第2計測手段による計測開始と計測停止との切り替えを前記第1計測手段の基準位置で行うことを特徴とするものである。
The invention according to
請求項13記載の発明は、前記制御手段が、前記第1、第2ステージが処理位置を外れた位置を移動するときには前記第1計測手段により計測された位置データに基づいて前記第1、第2駆動手段を駆動し、前記第1、第2ステージが前記処理位置に停止したときには前記第2計測手段により計測された位置データに基づいて前記第2駆動手段を駆動することを特徴とするものである。
The invention of
請求項14記載の発明は、前記制御手段が、前記第2ステージが前記第1ステージの移動と共に処理位置を外れるときには、前記第2ステージを前記移動制限手段により移動制限した状態で前記第2計測手段をリセットすることを特徴とするものである。 According to a fourteenth aspect of the present invention, when the second stage moves out of the processing position along with the movement of the first stage, the control means performs the second measurement in a state where the movement of the second stage is restricted by the movement restricting means. The means is reset.
請求項15記載の発明は、ベースと、
該ベース上に移動可能に設けられた第1ステージと、
該第1ステージの位置を計測する第1計測手段と、
前記第1ステージを駆動する第1駆動手段と、
前記ベース上を前記第1ステージと共に移動するように設けられた第2ステージと、
該第2ステージの位置を計測する第2計測手段と、
前記第1ステージに対して前記第2ステージを他方向に駆動する第2駆動手段と、
前記第1駆動手段により前記第1ステージを移動させる際、前記第1ステージに対する前記第2ステージのX、Y方向の移動を制限する移動制限手段と、
を有するステージ装置の制御方法であって、
前記第2ステージが処理位置を外れるときには、前記第2ステージを前記第2駆動手段の吸引力により前記移動制限手段に当接させて前記第2ステージを移動制限した状態を維持し、前記第2ステージが前記処理位置にあるときには、前記第2ステージを前記移動制限手段から離間させ制限を解除した状態に切り替えるように前記第2駆動手段を制御することを特徴とするものである。
The invention according to claim 15 is a base;
A first stage movably provided on the base;
First measuring means for measuring the position of the first stage;
First driving means for driving the first stage;
A second stage provided to move on the base together with the first stage;
Second measuring means for measuring the position of the second stage;
Second driving means for driving the second stage in the other direction with respect to the first stage;
A movement restricting means for restricting movement of the second stage relative to the first stage in the X and Y directions when the first stage is moved by the first driving means;
A method for controlling a stage apparatus comprising:
When the second stage deviates from the processing position, the second stage is brought into contact with the movement restricting means by the suction force of the second driving means to maintain the movement restricted state of the second stage, and the second stage When the stage is at the processing position, the second driving unit is controlled to switch the second stage to a state in which the limitation is released by moving the second stage away from the movement limiting unit.
本発明によれば、同一のベース上に第1ステージ及び第2ステージを移動可能に設け、第1ステージを移動させる粗動制御を行なう場合、第2駆動手段の吸引力により第2ステージを移動制限手段に当接させた状態に保持すると共に、第1計測手段により計測された位置データに基づいて第1駆動手段を駆動し、第2ステージを微動させる微動制御を行なう場合、第2計測手段により計測された位置データに基づいて第2駆動手段を駆動する構成であるので、微動制御時に第1ステージの誤差が第2ステージに影響せず、第2ステージを第1ステージに搭載するものよりも第2ステージの位置制御をより高精度に行うことができ、位置制御時の応答性をより向上させることができる。また、第1ステージ及び第2ステージが測定系を同一ベース基準に設けているため、第2ステージを第1ステージに搭載するものと比べて、積み上げ誤差が発生しないため、位置精度を向上することが可能になる。 According to the present invention, when the first stage and the second stage are movably provided on the same base, and the coarse motion control for moving the first stage is performed, the second stage is moved by the suction force of the second driving means. When holding the state in contact with the restricting means and driving the first driving means based on the position data measured by the first measuring means to finely control the second stage, the second measuring means Since the second driving means is driven based on the position data measured by the above, the error of the first stage does not affect the second stage during the fine movement control , and the second stage is mounted on the first stage. In addition, the position control of the second stage can be performed with higher accuracy, and the responsiveness during the position control can be further improved. Further, since the first stage and the second stage are provided with the measurement system on the same base standard, no stacking error occurs compared to the case where the second stage is mounted on the first stage, so that the positional accuracy is improved. Is possible.
さらに、第1駆動手段により第1ステージを移動させる際、あるいは第2ステージを第1ステージと共に移動させる際に位置指令の軌道生成を同一にすることにより、第1ステージと第2ステージが接触することを防止することができる。 Further, when the first stage is moved by the first driving means or when the second stage is moved together with the first stage, the first stage and the second stage come into contact with each other by making the position command trajectory generation the same. This can be prevented.
また、本発明によれば、第1駆動手段が第1ステージを粗動させるリニアモータであり、第2駆動手段が第2ステージを微動させるボイスコイルモータであるため、第1ステージを第2ステージと共に粗動させて移動距離を延ばすことができ、且つボイスコイルモータにより第2ステージを微動させて精密な位置制御が可能になる。 Further, according to the present invention, the first drive means is a linear motor that coarsely moves the first stage, and the second drive means is a voice coil motor that finely moves the second stage, so that the first stage is the second stage. At the same time, the movement distance can be extended by coarse movement, and the second stage can be finely moved by the voice coil motor to enable precise position control.
また、本発明によれば、第2ステージがベース上に空気層を介して浮上する静圧パッドにより摺動可能に支持されたため、比較的小さな力で第2ステージを移動させることができ、第2駆動手段の負担を軽減できると共に、粗動ステージで発生した振動が微動ステージへ伝達することを防止することが可能になる。 According to the present invention, since the second stage is slidably supported on the base by the hydrostatic pad that floats through the air layer, the second stage can be moved with a relatively small force. 2 It is possible to reduce the burden on the driving means and to prevent the vibration generated in the coarse movement stage from being transmitted to the fine movement stage.
また、本発明によれば、第1ステージの粗動位置をリニアスケールにより計測し、第2ステージの微動位置をレーザ干渉計により計測するため、各ステージの位置制御に適した精度を有する計測手段を用いて計測することが可能になる。 In addition, according to the present invention, the coarse movement position of the first stage is measured by the linear scale, and the fine movement position of the second stage is measured by the laser interferometer. Therefore, the measurement means has accuracy suitable for position control of each stage. It becomes possible to measure using.
また、本発明によれば、移動制限手段が第1ステージと前記第2ステージとの近接方向の相対位置を制限するように当接する位置決め部材からなるため、第2ステージが第1ステージや第2駆動手段に接触することを防止できる。 Further, according to the present invention, since the movement restricting means includes the positioning member that comes into contact so as to restrict the relative position of the first stage and the second stage in the proximity direction, the second stage is the first stage or the second stage. Contact with the driving means can be prevented.
また、本発明によれば、前記第2ステージが第1ステージと同一平面に位置するため、重心位置を下げることができ、その分ステージの移動が安定する。 According to the present invention, since the second stage is located on the same plane as the first stage, the position of the center of gravity can be lowered, and the movement of the stage is stabilized accordingly.
また、本発明によれば、第2ステージが第1ステージの移動と共に処理位置を外れるときには、第2ステージを移動制限手段により移動制限した状態に保持するため、第2ステージをレーザ干渉計で計測する必要がなくなり、ミラーの長さを短くすることが可能になる。 According to the present invention, when the second stage moves out of the processing position with the movement of the first stage, the second stage is measured by the laser interferometer in order to keep the second stage in a state where the movement is restricted by the movement restricting means. Therefore, it is possible to shorten the length of the mirror.
また、本発明によれば、第1ステージの加速度に合わせて第2駆動手段に所定推力を発生させるため、ボイスコイルモータに流す電流を必要最小限にできるため、モータ発熱量を最小限に抑えることが可能になる。 Further, according to the present invention, since the second driving means generates a predetermined thrust in accordance with the acceleration of the first stage, the current flowing through the voice coil motor can be minimized, so that the motor heat generation amount is minimized. It becomes possible.
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は本発明によるステージ装置の実施例1を示す斜視図である。図2は図1に示すステージ装置の平面図である。図3は図1に示すステージ装置の背面図である。
FIG. 1 is a perspective
図1乃至図3に示されるように、ステージ装置10は、平板状に形成されたベース12と、ベース12上に移動可能に設けられた粗動ステージ(第1ステージ)14と、粗動ステージ14の位置を計測するY方向リニアスケール(第1計測手段)16と、粗動ステージ14を駆動するY方向リニアモータ(第1駆動手段)18と、ベース12上を粗動ステージ14と共に移動するように設けられた微動ステージ(第2ステージ)20と、微動ステージ20の位置を計測するレーザ干渉計(第2計測手段)21〜23と、粗動ステージ14に対して微動ステージ20を他方向に駆動するボイスコイルモータ(第2駆動手段)24〜26とを有する。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
また、ステージ装置10は、粗動ステージ14を処理領域(マスク交換領域を含む)以外へ移動させる際、粗動ステージ14に対する微動ステージ20のX,Y方向の移動を制限する移動制限部(移動制限手段)28,29と、Y方向リニアスケール16により計測された位置データに基づいてY方向リニアモータ18を駆動し、レーザ干渉計21〜23により計測された位置データに基づいてボイスコイルモータ24〜26を駆動する制御装置30とを有する。
Further, the
ベース12の上面には、Y方向リニアスケール16と、Y方向リニアモータ18のヨーク32と、粗動ステージ14のY方向への移動をガイドする一対のリニアガイド34が設けられている。尚、粗動ステージ14の駆動手段としては、上記Y方向リニアモータ18の代わりに別の駆動手段(例えば、ボールねじ機構など)を用いるようにしても良い。また、上記リニアガイド34の代わりに低摩擦で粗動ステージ14の摺動動作をガイドする別のガイド手段(例えば、静圧パッドなど)を用いても良い。
On the upper surface of the
粗動ステージ14は、ベース12上のリニアガイド34にガイドされて光学的な処理を行う処理位置(複数の加工位置の一つ)とアライメント位置及びワーク交換位置との間を移動するのに充分なストロークで移動するように設けられている。また、粗動ステージ14は、上方からみると略L字状に形成されており、Y方向に延在するY方向腕部14aと、X方向に延在するX方向腕部14bとを有する。粗動ステージ14の両端に位置するY方向腕部14aの下面及びX方向腕部14bの端部の下面には、リニアガイド34を摺動する摺動部36が設けられている。
The
さらに、X方向腕部14bの下面中央には、Y方向リニアスケール16のリニアエンコーダ40と、Y方向リニアモータ18のコイル42とを支持する支持部44が設けられている。本実施例では、コイル42が可動側に配置される構成例を一例として説明するが、コイル42を固定側(ベース12側)に設ける構成としても良い。
Further, a
微動ステージ20は、ヨーガイドされずにベース12上を移動可能に設けられており、後述するようにX方向、Y方向、θ方向の各方向への位置制御を高速応答及び高精度に行える。また、微動ステージ20の右端凹部20aには、X方向位置を計測するためのXミラー46が設けられている。また、微動ステージ20のY方向の後端凹部20b,20cには、Y方向位置を計測するための一対のY1、Y2ミラー47,48が設けられている。このXミラー46は、Y方向に延在形成されており、微動ステージ20が処理位置に到着して微動制御する際のX方向位置を検出するためのものであり、微動動作範囲をカバーする長さを有している。従って、Xミラー46は、粗動ステージ14が粗動する動作範囲をカバーしていないので、その分全長が短く形成されている。また、本実施例では、粗動ステージ14及び微動ステージ20が測定系としてのXミラー46及びY1、Y2ミラー47,48を同一ベース基準に設けているため、微動ステージを粗動ステージに搭載するものと比べて、積み上げ誤差が発生しないため、位置精度を向上することが可能になる。
The
そして、ベース12上の後方側部には、Xミラー46にレーザ光を照射するX方向レーザ干渉計21が設けられている。さらに、ベース12上の後部には、Y1、Y2ミラー47,48にレーザ光を照射するY方向レーザ干渉計22,23が設けられている。X方向レーザ干渉計21及びY方向レーザ干渉計22,23は、Xミラー46及びY1、Y2ミラー47,48にレーザ光を照射し、その反射光を検出して微動ステージ20との距離を計測する。
An
図4に拡大して示すように、Y方向腕部14aの上面凹部14cには、微動ステージ20をX方向に駆動するX方向用のボイスコイルモータ24が設けられ、X方向腕部14bの上面凹部14dには微動ステージ20をY方向に駆動するY方向用のボイスコイルモータ25,26が設けられている。従って、ボイスコイルモータ24〜26は、微動ステージ20の側面と対向するように同一高さ位置に取り付けられているため、微動ステージ20の側面を直接駆動することができると共に、粗動ステージ14の上面に突出しないため、薄型化にも対応するように構成されている。
As shown in FIG. 4 in an enlarged manner, the
ボイスコイルモータ24〜26は、夫々同一構成であり、粗動ステージ14に固定されたヨーク24a〜26aと、微動ステージ20の側面に固定されたコイル24b〜26bとから構成されている。本実施例では、固定側のヨーク24a〜26aに対して可動側のコイル24b〜26bが移動可能に嵌合されている。なお、ヨーク24a〜26aを可動側に設け、コイル24b〜26bを固定側に設ける構成としても良いのは勿論である。
The
また、ボイスコイルモータ24〜26は、コイル24b〜26bに通電される電流が制御されることでヨーク24a〜26aに保持された永久磁石(図示せず)に対して吸引力または反発力を発生させる。すなわち、ボイスコイルモータ24〜26は、ヨーク24a〜26aとコイル24b〜26bとが非接触であるので、粗動ステージ14の振動が直接的に微動ステージ20に伝達されず、微動ステージ20を駆動する際に駆動力を発生させるように設けられている。
The
また、一対のボイスコイルモータ25,26は、所定距離離間しており、互いに同一方向(Y方向)の力を発生させる駆動手段、及び、互いに逆方向の力を発生して微動ステージ20をθ方向に回動させるための駆動手段としても機能する。
The pair of
また、ボイスコイルモータ24〜26によれば高速応答および高精度位置決めが可能であるが、動作ストロークが短いという問題がある。しかしながら、本実施例によれば、粗動ステージ14と微動ステージ20とが同じ目標位置(処理位置)に位置決めされるため、それぞれに取り付けられたボイスコイルモータ24〜26のヨークとコイルとの位置偏差は、最大でも粗動ステージ14の位置決め誤差と微動ステージ20の位置決め誤差を足したものとなる。
The
この誤差の合計値はボイスコイルモータ24〜26の駆動ストロークに対して十分小さいため、誤差に比較して長いストロークでボイスコイルモータ24〜26による位置決めが充分可能となる。また、ステージ移動において、粗動ステージ14、及び微動ステージ20の最大加速度を上回らないような指令パターンを生成することにより、常に微動ステージ20をボイスコイルモータ24〜26の駆動ストロークの範囲内に保つことができる。
Since the total value of the errors is sufficiently small with respect to the driving strokes of the
X方向の移動制限部28は、微動ステージ20のX方向の位置を制限するX方向位置決めピン(位置決め部材)50を有し、Y方向の移動制限部29は、微動ステージ20のY方向の位置を制限する一対のY方向位置決めピン(位置決め部材)51,52を有する。X方向位置決めピン50は、Y方向腕部14aの上面凹部14eに設けられ、Y方向位置決めピン51,52は、X方向腕部14bの上面凹部14fに設けられている。
The X-direction
また、図4に示されるように、Y方向の位置決めピン51,52は、夫々、微動ステージ20の側面、前面と同一高さ位置に設けられており、L字状ブラケット54から水平方向に突出するように螺入され、突出長さを調整することで微動ステージ20の側面及び前面との当接位置(移動制限位置)を調整できるように取り付けられている。また、X方向の位置決めピン50も上記位置決めピン51,52と同様にL字状ブラケット54から水平方向に突出するように螺入されている。
As shown in FIG. 4, the Y-direction positioning pins 51 and 52 are provided at the same height as the side surface and the front surface of the
微動ステージ20は、上方からみるとほぼ四角形状の枠体に形成されており、その中央部には、例えば、アニール処理などの光学処理用マスク等を保持するための開口20dが設けられている。そして、微動ステージ20の底部には、図3に示されるように、ベース12の上面に対して空気層を介して浮上する静圧パッド56が複数個(本実施例では、3〜4個)設けられている。この静圧パッド56は、リニアガイド34,35及びY方向リニアスケール16、Y方向リニアモータ18のヨーク32と接触しないように配置されており、且つ微動ステージ20の上面が粗動ステージ14の上面と同一平面となる高さ位置に微動ステージ20を支持している。
The
このように、微動ステージ20は、粗動ステージ14上に搭載されているのではなく、ベース12の上面から粗動ステージ14と同じ高さ位置に支持されているので、重心位置が低くなっており、移動時の安定性がより高められている。これにより、粗動ステージ14及び微動ステージ20を移動させる際の移動制御がより高精度に行える。
Thus, the
また、粗動ステージ14の粗動動作による誤差と反力が微動ステージ20に影響しないので、微動ステージ20の位置制御をより精密に制御することが可能になり、位置制御時の応答性が高められている。
Further, since the error and reaction force due to the coarse movement of the
図5は処理位置で微動制御する微動ステージ20の状態を拡大して示す平面図である。図5に示されるように、微動ステージ20が処理位置にあり、且つ粗動ステージ14が停止しているときの微動ステージ20は、位置決めピン50〜52から離間した移動可能状態になっている。そして、所定の処理位置に到着した微動ステージ20は、ボイスコイルモータ24〜26に駆動されて微動制御される。
FIG. 5 is an enlarged plan view showing the state of the
図6は粗動動作させる際の微動ステージ20の保持状態を拡大して示す平面図である。図6に示されるように、微動ステージ20を処理位置外に移動させるため、粗動ステージ14を移動させる際の微動ステージ20は、ボイスコイルモータ24〜26の駆動力により位置決めピン50〜52に当接した移動制限状態に保持されている。
FIG. 6 is an enlarged plan view showing a holding state of the
このように、粗動ステージ14には、微動ステージ20の動作を制限するための位置決めピン50〜52が合計3箇所に設けられている。各位置決めピン50〜52は、微動ステージ20を押し当てることで、粗動ステージ14に対する微動ステージ20のX方向、Y方向、θ方向の相対位置を決定することができ、少なくとも3個所以上必要である。また、各位置決めピン50〜52は、微動ステージ20に対する摩擦を軽減するために先端が曲率の小さい球面形状に形成されている。また、位置決めピン50〜52の先端は、摩擦係数が小さい低摩擦材料を用いるか、あるいは転動可能なローラなどの回転体を設ける構成としても良い。
As described above, the
ここで、ステージ装置10の制御系について説明する。図7は微動ステージ20が移動するときの制御系を示すブロック図である。図8は微動ステージ20が保持状態のときの制御系を示すブロック図である。
Here, the control system of the
図7に示されるように、制御装置30は、粗動ステージ14及び微動ステージ20の動作位置を出力する位置指令部60と、粗動ステージコントローラ70と、微動ステージコントローラ80とを有する。
As shown in FIG. 7, the
位置指令部60は、粗動ステージ14及び微動ステージ20の動作位置が予め設定された位置指令出力部62と、位置指令出力部62から出力された位置データに基づいて軌道データを生成する軌道データ生成部64とを有する。
The
粗動ステージコントローラ70は、軌道データ生成部64から出力された指令信号から高周波成分を除去するローパスフィルタ(LPF)72と、ローパスフィルタ72から出力された信号の分解能を補正する分解能補正部74と、分解能補正部74で分解能を補正された信号とリニアエンコーダ40により検出された信号に基づいてY方向リニアモータ18への制御信号を生成する粗動用PID制御部76とを有する。
The coarse motion stage controller 70 includes a low-pass filter (LPF) 72 that removes high-frequency components from the command signal output from the trajectory
微動ステージコントローラ80は、軌道データ生成部64から出力された指令信号とレーザ干渉計21〜23から得られた計測信号に基づいてボイスコイルモータ24〜26への制御信号を生成する微動用PID制御部82を有する。
The fine movement stage controller 80 generates fine control PID control for generating control signals to the
まず、粗動ステージ14、微動ステージ20が夫々制御されて移動するときの制御について説明する。図7に示されるように、微動ステージ20が移動するときは、位置指令出力部62からの位置データは、各方向毎のX,Y,θ方向軌道データ生成部64a〜64cで各方向のX,Y,θ軌道データに変換される。そして、Y軌道データは、ローパスフィルタ72及び分解能補正部74を介して粗動用PID制御部76のY方向フィードバック制御部76aに入力される。そして、粗動用PID制御部76のY方向電流制御部76bからY方向リニアモータ18へ供給される電流がY制御信号として出力される。
First, control when the
また、X,Y,θ方向軌道データ生成部64a〜64cで生成されたX,Y,θ軌道データは、微動用PID制御部82のX,Y,θ方向フィードバック制御部82a〜82cに入力される。そして、微動用PID制御部82のX,Y,θ方向電流制御部82d〜82fからボイスコイルモータ24〜26へ供給される電流が制御信号として出力される。
The X, Y, and θ trajectory data generated by the X, Y, and θ direction trajectory data generating units 64a to 64c are input to the X, Y, and θ direction
尚、X,Y,θ方向フィードバック制御部82a〜82cには、レーザ干渉計21〜23により計測されたX,Y,θ位置データが座標変換部84で座標変換されてフィードバック信号として供給される。また、Y軌道データは、粗動ステージ14の位置に応じた原点オフセット量によって補正されており、この補正値がY方向フィードバック制御部82bに入力される。
The X, Y, and θ direction
X,Y,θ方向フィードバック制御部82a〜82cでは、X,Y,θ軌道データと座標変換部84から出力されたフィードバック信号とに基づいてX,Y,θ制御信号を生成し、このX,Y,θ制御信号に応じた電流が電流制御部82gよりボイスコイルモータ24〜26へ供給される。これにより、微動ステージ20は、位置指令出力部62によって指定された位置に移動する。
The X, Y, θ direction
次に、微動ステージ20が移動制限され、粗動ステージ14と一体となって移動するときの制御について説明する。微動ステージ20が停止するときは、図8に示す制御系に切り替えられる。図8に示されるように、軌道データ生成部64で生成されたY軌道データは、微動ステージ保持推力演算部86に入力される。微動ステージ保持推力演算部86では、Y方向電流制御部82d〜82fに対して微動ステージ20を粗動ステージ14に保持するように制御信号を出力する。これにより、ボイスコイルモータ24〜26は、微動ステージ20を粗動ステージ14のY方向腕部14a、X方向腕部14bに保持されるように吸引力を発生させる。よって、微動ステージ20は、ボイスコイルモータ24〜26から発生された力により位置決めピン50〜52に当接し、X,Y方向の移動を制限された状態に保持される。
Next, the control when the
図9(a)〜(g)はステージ制御に係る各信号の変化の一例を示すタイミングチャートであり、(a)は粗動ステージ14及び移動制限されて一体となった微動ステージ20の動作パターンを示す波形図、(b)は粗動ステージ14及び微動ステージ20の速度変化を示す波形図、(c)は粗動ステージ14及び微動ステージ20の加速度変化を示す波形図、(d)は粗動ステージ14の推力パターンを示す波形図、(e)はボイスコイルモータ25の推力パターンを示す波形図、(f)はボイスコイルモータ26の推力パターンを示す波形図、(g)はボイスコイルモータ24の推力パターンを示す波形図である。
FIGS. 9A to 9G are timing charts showing an example of changes in each signal related to stage control, and FIG. 9A is an operation pattern of the
例えば、図9(a)に示す動作パターンで粗動ステージ14をY方向に移動させる場合、粗動ステージ14及び微動ステージ20は、T1〜T2の間で加速し、T2〜T3の間は一定速度で移動し、T3〜T4の間で減速される(図9(b)参照)。そして、粗動ステージ14及び微動ステージ20の速度変化から+加速度信号G1と−加速度信号G2とが生成され加減速する(図9(c)参照)。これに基づいてY方向リニアモータ18は、T1〜T2の間で加速のための推力+S1を発生し、T3〜T4の間で減速のための推力−S2を発生する(図9(d)参照)。
For example, when the
一方、微動ステージ20を駆動するボイスコイルモータ24〜26は、微動ステージ20が粗動ステージ14に押し当てた状態が維持できるような保持力を発生させる。すなわち、粗動ステージ14が加速する場合には、粗動ステージ14で発生する加速度からY方向のボイスコイルモータ25,26の推力を決定し、この推力に外乱補償分の一定推力をボイスコイルモータ24〜26に加算させて保持力を強化することで粗動ステージ14の加速動作に微動ステージ20を追従させることが可能になる(図9(e)(f)参照)。
On the other hand, the
また、本実施例では、粗動ステージ14がY方向にのみ移動する構成であるので、X方向ボイスコイルモータ24の推力は外乱補償分のみ一定に保たれている(図9(g)参照)。このように、ボイスコイルモータ24〜26に流す電流を必要最小限にできるため、モータ発熱量を最小限に抑えることが可能になる。
In this embodiment, since the
ここで、上記のように構成された制御装置30が実行する制御手順について、図10のフローチャートを参照して説明する。
Here, a control procedure executed by the
図10に示されるように、制御装置30は、S11で電源スイッチがオンに操作されると、S12に進み、初期化処理を行う。この初期化処理では、図8に示す制御方式2により、ボイスコイルモータ24〜26を小さな駆動電流で駆動して微動ステージ20をゆっくりとした速度で位置決めピン50〜52に押し当てる。この後、ボイスコイルモータ24〜26の推力を徐々に大きくすることで微動ステージ20と位置決めピン50〜52との接触による衝撃を軽減することができる。
As shown in FIG. 10, when the power switch is turned on in S11, the
次にY方向リニアモータ18の磁極検知を行なう。このとき粗動ステージ14が動作することがあるが、微動ステージ20が位置決めピン50〜52から離れないように、ボイスコイルモータ24〜26で発生させている推力の大きさを調整する。
Next, magnetic pole detection of the Y direction
次に、粗動ステージ14の原点リセットを行なう。これにより、粗動ステージ14の原点位置の座標データが更新される。
Next, the origin of the
図8に示す制御方式2によりY方向リニアモータ18を駆動して粗動ステージ14を処理領域(レーザ干渉計21〜23によるフィードバック制御が可能な領域)へ移動させる。粗動ステージ14は、Y方向リニアモータ18により駆動されながらY方向リニアスケール16による位置計測を行なうことによるフィードバック制御でY方向の位置決めがされる。このとき微動ステージ20は、ボイスコイルモータ24〜26の推力と位置決めピン50〜52で移動制限され、粗動ステージ14と一体となり移動する。すなわち、微動ステージ20は、ボイスコイルモータ24〜26により駆動され、位置決めピン50〜52に押し当てた状態で保持される。
The Y-direction
このとき、微動ステージ20を位置決めピン50〜52に押し当てるためにボイスコイルモータ24〜26に必要とされる推力を発生させるようにボイスコイルモータ24〜26への電流を制御する。この制御方法としては、例えば、粗動ステージ14の最大加速度を微動ステージ20で実現するために必要な推力に外乱補償分を加算した値を発生続ける方法がある。また、ボイスコイルモータ24〜26による推力を必要最小限に抑えることで、ボイスコイルモータ24〜26への印加電流による発熱が低減され、精度劣化を抑えることが可能になる。
At this time, the current to the
ステージの指令パターンからその動作に必要とされる推力を決定する方法として、以下のような方法が行われる。
(1)ステージの動作パターンを決定する(図9(a)参照)。
(2)ステージの加速度から各ボイスコイルモータ24〜26に必要な推力を算出する(図9(d)参照)。
(3)加速により微動ステージ20が位置決めピン50〜52に押される方向では、必要な推力をOとする(図9(e)(f)参照)。
(4)外乱補償分を加算する(図9(e)(f)参照)。
As a method of determining the thrust required for the operation from the stage command pattern, the following method is performed.
(1) The operation pattern of the stage is determined (see FIG. 9A).
(2) The thrust required for each of the
(3) In the direction in which
(4) Add disturbance compensation components (see FIGS. 9E and 9F).
この微動ステージ20を位置決めピン50〜52に押し当てた保持状態では、外乱などにより微動ステージ20が制御不能になる心配がないため、より大きな速度、加速度で粗動ステージ14を動作することが可能になる。尚、本実施例では、微動ステージ20をロックするための保持ブレーキのような専用の構造物は必要ない。また、レーザ干渉計21〜23による計測は、必要に応じて実施してもよい。
In the holding state in which the
次のS14では、レーザ干渉計21〜23のリセットを行う。このS14では、微動ステージ20が回動してレーザ干渉計21〜23の測定許容範囲を超えてしまう場合があるので、動作させる前にレーザ干渉計21〜23のリセットにより微動ステージ20の計測値をリセットする。
In next S14, the
微動ステージ20の計測値の再現性を向上する方法としては、決められたリセット位置に粗動ステージ14の位置決めを行った状態でボイスコイルモータ24〜26の駆動力を一定にして微動ステージ20と位置決めピン50〜52の押しあて力が一定になった状態でリセットを行うとより原点位置の精度を高められる。また、処理の前にアライメントをすることにより、レーザ干渉計21〜23のリセットによる微動ステージ20の計測値の再現性が処理精度に影響しないようにすることもできる。
As a method of improving the reproducibility of the measurement value of the
次のS15では、図8に示す制御方式2から図7に示す制御方式1へ切り替えを行なうことで、微動ステージ20は、ボイスコイルモータ24〜26により駆動されながらレーザ干渉計21〜23を用いた位置計測を行なうことによるフィードバック制御でXYθ方向の位置決めがされる。
In the next S15, by switching from the
次に図7に示す制御方式1により、ボイスコイルモータ24〜26を駆動して粗動ステージ14により処理領域に搬送された微動ステージ20を所定の位置へ微動させるための位置制御を開始する。この処理領域では、ボイスコイルモータ24〜26の駆動による高速応答、高精度位置決めが要求される。
Next, by the
すなわち、粗動ステージ14を高速で移動させる粗動制御では、粗動ステージ14がリニアモータ18により駆動され、リニアスケール16からの位置計測データに基づくフィードバック制御でY方向の位置決めを行う。その後、微動制御では、微動ステージ20がボイスコイルモータ24〜26により駆動され、レーザ干渉計21〜23によって計測された位置計測データに基づくフィードバック制御でXYθの位置決めを行う。
That is, in the coarse motion control in which the
このとき、X軸,θ軸への位置指令は、微動ステージコントローラ80のみに入力され、Y軸への指令値は、粗動ステージコントローラ70及び微動ステージコントローラ80に入力される。粗動ステージコントローラ70及び微動ステージコントローラ80は、それぞれの位置指令に対してフィードバック制御により位置決めを行う。 At this time, position commands for the X and θ axes are input only to the fine movement stage controller 80, and command values for the Y axis are input to the coarse movement stage controller 70 and the fine movement stage controller 80. The coarse movement stage controller 70 and the fine movement stage controller 80 perform positioning by feedback control with respect to each position command.
そして、S16で微動ステージ20が所定の処理位置に停止し、S17において、光学的な処理が終了したかどうかを確認する。光学的な処理が終了すると、S18で予め設定された全ての処理位置が終了したかどうかを確認する。S18において、予め設定された全ての処理位置が終了していないときは、S19に進み、次の処理位置の座標データを読み込み、上記S14〜S18の処理を繰り返す。
Then, in S16, the
また、上記S18において、予め設定された全ての処理位置が終了したときは、S20に進み、光学処理用マスク交換の要求があるかどうかを確認する。S20において、マスク交換の要求がないときは、S21に進み、ワーク交換が終了したかどうかを確認する。S21において、ワーク交換が終了した場合には、上記S14に戻り、S14以降の処理を実行する。 In S18, when all the preset processing positions are completed, the process proceeds to S20 to check whether there is a request for optical processing mask replacement. In S20, when there is no request for mask exchange, the process proceeds to S21, and it is confirmed whether or not the work exchange is completed. If the workpiece replacement is completed in S21, the process returns to S14 and the processes after S14 are executed.
このようにマスク交換位置へ移動させる場合には、図7に示す制御方式1から図8に示す制御方式2に切り替える。
Thus, when moving to a mask exchange position, it switches from the
次のS22では、上記S13と同様にY方向リニアモータ18の駆動力により粗動ステージ14をマスク交換位置へ移動させる。このとき微動ステージ20は、ボイスコイルモータ24〜26の推力と位置決めピン50〜52で移動制限され、粗動ステージ14と一体となり移動する。
In the next S22, the
次のS23では、マスク交換が終了したかどうかを確認する。S23において、マスク交換が終了した場合には、S24に進み、電源スイッチがオフに操作されたかどうかを確認する。S24において、電源スイッチがオンの場合には、S13に戻り、S13以降の処理を実行する。 In next S23, it is confirmed whether or not the mask exchange is completed. If the mask replacement is completed in S23, the process proceeds to S24 to check whether the power switch is turned off. In S24, when the power switch is on, the process returns to S13, and the processes after S13 are executed.
進み、ワーク交換が終了したかどうかを確認する。S21において、ワーク交換が終了した場合には、上記S14に戻り、S14以降の処理を実行する。 Proceed to check whether the work exchange has been completed. If the workpiece replacement is completed in S21, the process returns to S14 and the processes after S14 are executed.
また、S24において、電源スイッチがオフに操作された場合には、今回の処理を終了する。 If the power switch is turned off in S24, the current process is terminated.
図11は実施例2の構成を示す斜視図である。図12は実施例2の構成を示す正面図である。図11及び図12において、上記実施例1と同一部分には、同一符号を付してその説明を省略する。 FIG. 11 is a perspective view showing the configuration of the second embodiment. FIG. 12 is a front view showing the configuration of the second embodiment. 11 and 12, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
図11及び図12に示されるように、ステージ装置90は、ベース12と、ベース12上に設けられた一対のY方向リニアスケール16と、ベース12上に設けられた一対のY方向リニアモータ18と、一対のリニアガイド34と、Y方向リニアモータ18に駆動されるY方向粗動ステージ92とを有する。
11 and 12, the
Y方向粗動ステージ92には、X方向リニアモータ94と、X方向リニアガイド96と、X方向リニアスケール98と、X方向リニアモータ94により駆動されるX方向粗動ステージ100とが設けられている。従って、粗動ステージ14は、Y方向粗動ステージ92とX方向粗動ステージ100とを組み合わせた構成となっている。
The Y direction
X方向粗動ステージ100は、上方からみるとL字状に形成されており、微動ステージ20を駆動するためのボイスコイルモータ24〜26が設けられている。また、微動ステージ20上には、レーザ干渉計21からのレーザ光を反射させるX方向ミラー46と、レーザ干渉計22,23からのレーザ光を反射させるY方向ミラー102とが設けられている。
The X direction
また、微動ステージ20及びX方向粗動ステージ100の下面には、ベース12の上面に空気層を介して移動する静圧パッド56が設けられている。微動ステージ20は、X方向粗動ステージ100を介してY方向粗動ステージ92と一体にY方向に高速移動し、あるいはX方向粗動ステージ100と一体にX方向に高速移動することが可能に支持されている。
Further, on the lower surfaces of the
また、微動ステージ20の位置計測は、上記実施例1の場合と同様に、レーザ干渉計21〜23により計測され、ボイスコイルモータ24〜26により駆動されて微動制御される。
Further, the position of the
ここで、ステージ装置90の制御系について説明する。図13はステージ装置90の制御系の構成例を示すブロック図である。図13において、前述した図7に示す制御系と同様に、制御装置30は、位置指令部60と、粗動ステージコントローラ70と、微動ステージコントローラ80とを有する。
Here, the control system of the
位置指令部60は、位置指令出力部62と、軌道データ生成部64とを有する。粗動ステージコントローラ70は、ローパスフィルタ72と、分解能補正部74と、粗動用PID制御部76とを有する。微動ステージコントローラ80は、微動用PID制御部82を有する。
The
ステージ装置90では、微動ステージ20を駆動する際に微動ステージ20から粗動ステージ14(X方向粗動ステージ100及びY方向粗動ステージ92)に対してボイスコイルモータ24〜26の反力が伝達されるが、粗動ステージ14駆動する際に粗動ステージ14から微動ステージ20ヘの反力の伝達は生じない。また、微動ステージ20で発生するボイスコイルモータ24〜26の反力は、粗動ステージ14に伝達するが、その影響は小さい。特に粗動ステージ14を駆動する手段にY方向リニアモータ18を用いているため、粗動ステージ14を駆動する際の反力の伝達はほとんど生じない。
In the
また、ベース12には、粗動ステージ14で発生するモータ反力およびリニアガイド34からの外乱力などが伝達するが、微動ステージ20から発生する反力よりずっと小さい。すなわち、ステージ装置90では、微動ステージ20のガイドが静圧パッド56により行われ、且つ位置計測がレーザ干渉計21〜23により行われるため、ガイド及び計測系ともにベース12を基準に行われるため、粗動ステージ14による影響は殆どない。
Further, although the motor reaction force generated by the
さらに、粗動ステージ14を駆動する際の指令は、ローパスフィルタ72により高周波成分を除去されるため、粗動ステージ14の動作を滑らかにすることができる、これにより、粗動ステージ14からベース12ヘの反力をより小さくすることが可能になる。
Further, since the high-frequency component is removed by the low-
また、ローパスフィルタ72のカットオフ周波数が低い場合には、反力が小さくなるが、粗動ステージ14と微動ステージ20との相対位置が大きくなる原因になるため、ボイスコイルモータ24〜26のストロークを長くする必要がある。
Further, when the cut-off frequency of the low-
しかしながら、ベース12が振動した場合は、粗動ステージ14だけでなく微動ステージ20にも位置誤差が発生するが、前述したとおりベース12ヘの外乱力の伝達が小さい。このため、ベース12の振動は非常に小さく抑えられるように構成されている。しかも、微動ステージ20のガイド及び、計測ともに、ベース12に対して非接触に行っているため、仮にベース12が振動したとしても微動ステージ20に対する外乱力の伝達は小さい。
However, when the base 12 vibrates, a position error occurs not only in the
図14は位置指令部60から出力される位置指令信号の波形図である。図15は微動ステージ20の移動位置の変化を示す波形図である。図16は微動ステージ20の位置誤差を示す波形図である。
FIG. 14 is a waveform diagram of a position command signal output from the
図14に示す位置指令信号のグラフIと図15に示す移動位置の変化のグラフIIとを比較すると、時間の経過と共にグラフIとIIとがほぼ一致することが分かる。そして、図16のグラフIIIからもグラフIとIIとの差が極めて小さい微差であり、微動ステージ20を移動させる際の位置制御の応答性が高いことが分かる。
Comparing the graph I of the position command signal shown in FIG. 14 with the graph II of the movement position change shown in FIG. 15, it can be seen that the graphs I and II substantially coincide with the passage of time. Also, from the graph III of FIG. 16, the difference between the graphs I and II is a very small difference, and it can be seen that the responsiveness of the position control when moving the
上記実施例では、微動ステージ20に光学処理用マスクが取り付けられるものとして説明したが、これに限らず、これ以外のもの(例えば、レンズやフィルタなどの光学部品や、精密加工が行われる半導体チップなど)を取り付けることも可能である。
In the above-described embodiments, the optical processing mask is described as being attached to the
10,90 ステージ装置
12 ベース
14 粗動ステージ
16 Y方向リニアスケール
18 Y方向リニアモータ
20 微動ステージ
21〜23 レーザ干渉計
24〜26 ボイスコイルモータ
28,29 移動制限部
30 制御装置
34 リニアガイド
46 Xミラー
47,48 Y1、Y2ミラー
50 X方向位置決めピン
51,52 Y方向位置決めピン
56 静圧パッド
60 位置指令部
62 位置指令出力部
64,64a〜64c 軌道データ生成部
70 粗動ステージコントローラ
72 ローパスフィルタ
74 分解能補正部
76 粗動用PID制御部
80 微動ステージコントローラ
82 微動用PID制御部
82a〜82c フィードバック制御部
82d〜82f 電流制御部
92 Y方向粗動ステージ
94 X方向リニアモータ
96 X方向リニアガイド
98 X方向リニアスケール
100 X方向粗動ステージ
102 Y方向ミラー
10, 90
Claims (15)
該ベース上に移動可能に設けられた第1ステージと、
該第1ステージの位置を計測する第1計測手段と、
前記第1ステージを駆動する第1駆動手段と、
前記ベース上を前記第1ステージと共に移動するように設けられた第2ステージと、
該第2ステージの位置を計測する第2計測手段と、
前記第1ステージに対して前記第2ステージを他方向に駆動する第2駆動手段と、
前記第1駆動手段により前記第1ステージを移動させる際、前記第1ステージに対する前記第2ステージのX、Y方向の移動を制限する移動制限手段と、
前記第1ステージを移動させる粗動制御を行なう場合、前記第2駆動手段の吸引力により前記第2ステージを前記移動制限手段に当接させた状態に保持すると共に、前記第1計測手段により計測された位置データに基づいて前記第1駆動手段を駆動し、前記第2ステージを微動させる微動制御を行なう場合、前記第2駆動手段による保持を解除すると共に前記第2計測手段により計測された位置データに基づいて前記第2駆動手段を駆動する制御手段と、
を有することを特徴とするステージ装置。 Base and
A first stage movably provided on the base;
First measuring means for measuring the position of the first stage;
First driving means for driving the first stage;
A second stage provided to move on the base together with the first stage;
Second measuring means for measuring the position of the second stage;
Second driving means for driving the second stage in the other direction with respect to the first stage;
A movement restricting means for restricting movement of the second stage relative to the first stage in the X and Y directions when the first stage is moved by the first driving means;
When performing coarse movement control for moving the first stage, the second stage is held in contact with the movement restricting means by the suction force of the second driving means, and measured by the first measuring means. When fine movement control is performed to drive the first driving means and finely move the second stage based on the obtained position data, the holding by the second driving means is released and the position measured by the second measuring means Control means for driving the second drive means based on the data;
A stage apparatus characterized by comprising:
前記第2駆動手段は、前記第2ステージを微動させるボイスコイルモータであることを特徴とする請求項1に記載のステージ装置。 The first driving means is a linear motor that coarsely moves the first stage,
The stage device according to claim 1, wherein the second driving unit is a voice coil motor that finely moves the second stage.
前記第2計測手段は、レーザ干渉計であることを特徴とする請求項1に記載のステージ装置。 The first measuring means is a linear scale,
The stage apparatus according to claim 1, wherein the second measuring unit is a laser interferometer.
該ベース上に移動可能に設けられた第1ステージと、
該第1ステージの位置を計測する第1計測手段と、
前記第1ステージを駆動する第1駆動手段と、
前記ベース上を前記第1ステージと共に移動するように設けられた第2ステージと、
該第2ステージの位置を計測する第2計測手段と、
前記第1ステージに対して前記第2ステージを他方向に駆動する第2駆動手段と、
前記第1駆動手段により前記第1ステージを移動させる際、前記第1ステージに対する前記第2ステージのX、Y方向の移動を制限する移動制限手段と、
を有するステージ装置の制御方法であって、
前記第2ステージが処理位置を外れるときには、前記第2ステージを前記第2駆動手段の吸引力により前記移動制限手段に当接させて前記第2ステージを移動制限した状態を維持し、前記第2ステージが前記処理位置にあるときには、前記第2ステージを前記移動制限手段から離間させ制限を解除した状態に切り替えるように前記第2駆動手段を制御することを特徴とするステージ装置の制御方法。 Base and
A first stage movably provided on the base;
First measuring means for measuring the position of the first stage;
First driving means for driving the first stage;
A second stage provided to move on the base together with the first stage;
Second measuring means for measuring the position of the second stage;
Second driving means for driving the second stage in the other direction with respect to the first stage;
A movement restricting means for restricting movement of the second stage relative to the first stage in the X and Y directions when the first stage is moved by the first driving means;
A method for controlling a stage apparatus comprising:
When the second stage deviates from the processing position, the second stage is brought into contact with the movement restricting means by the suction force of the second driving means to maintain the movement restricted state of the second stage, and the second stage When the stage is at the processing position, the second driving unit is controlled to switch the second stage to a state in which the second stage is separated from the movement limiting unit and the limitation is released.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005297956A JP4594841B2 (en) | 2005-10-12 | 2005-10-12 | Stage device and control method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005297956A JP4594841B2 (en) | 2005-10-12 | 2005-10-12 | Stage device and control method thereof |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007109810A JP2007109810A (en) | 2007-04-26 |
JP4594841B2 true JP4594841B2 (en) | 2010-12-08 |
Family
ID=38035451
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005297956A Expired - Fee Related JP4594841B2 (en) | 2005-10-12 | 2005-10-12 | Stage device and control method thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4594841B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101380624B1 (en) * | 2012-11-30 | 2014-04-04 | 주식회사 씨에이텍 | Precise stage for field using sliding structure |
Families Citing this family (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4962780B2 (en) * | 2007-07-06 | 2012-06-27 | 株式会社安川電機 | STAGE DEVICE, FLOAT CONTROL METHOD, AND EXPOSURE DEVICE USING STAGE DEVICE |
JP2009016679A (en) * | 2007-07-06 | 2009-01-22 | Yaskawa Electric Corp | Stage device, its lifting control method, and exposure device using stage device |
JP4962779B2 (en) * | 2007-07-06 | 2012-06-27 | 株式会社安川電機 | STAGE DEVICE, FLOAT CONTROL METHOD, AND EXPOSURE DEVICE USING STAGE DEVICE |
JP4970410B2 (en) * | 2008-12-02 | 2012-07-04 | 住友重機械工業株式会社 | Stage apparatus and semiconductor inspection apparatus |
JP5026455B2 (en) | 2009-03-18 | 2012-09-12 | 住友重機械工業株式会社 | XY stage apparatus, semiconductor inspection apparatus, and semiconductor exposure apparatus |
JP5284229B2 (en) * | 2009-09-11 | 2013-09-11 | 株式会社東芝 | Positioning device |
KR101117199B1 (en) * | 2009-12-15 | 2012-03-07 | 한국전기연구원 | Cylindrical magnetic levitation stage and lithography |
WO2011087453A1 (en) * | 2010-01-14 | 2011-07-21 | Akribis Systems Pte Ltd | Direct drive xyz positioning system with reduced moving parts |
WO2012032768A1 (en) * | 2010-09-07 | 2012-03-15 | 株式会社ニコン | Mobile apparatus, exposure apparatus, exposure method, method for manufacturing flat-panel display, and method for manufacturing device |
DE102014205523A1 (en) * | 2014-03-25 | 2015-10-01 | Etel S.A. | Positioning device in gantry design |
EP3157687A4 (en) * | 2014-06-17 | 2018-03-14 | Kateeva, Inc. | Printing system assemblies and methods |
CN113023659B (en) * | 2021-03-04 | 2021-11-02 | 广东工业大学 | XY macro-micro motion platform and tail end feedback method thereof |
US11365960B1 (en) | 2022-01-21 | 2022-06-21 | Guangdong University Of Technology | XY macro-micro motion stage and control method thereof based on end feedback |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04141707A (en) * | 1990-10-03 | 1992-05-15 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | Control method for composite movement operation, various methods applying this controls method, and method and device for coarse and fine adjustment composite moving device |
JPH11161338A (en) * | 1997-11-28 | 1999-06-18 | Fujitsu Ltd | Position control unit |
WO2001047001A1 (en) * | 1999-12-21 | 2001-06-28 | Nikon Corporation | Exposure method and apparatus |
JP2003197502A (en) * | 2001-12-26 | 2003-07-11 | Nikon Corp | Measuring method and exposing method, aligner, and method for manufacturing device |
JP2004228428A (en) * | 2003-01-24 | 2004-08-12 | Shigeru Futami | Stage controller, exposure device, and manufacturing method of device |
JP2004304034A (en) * | 2003-03-31 | 2004-10-28 | Nikon Corp | Stage equipment, exposure device and method for manufacturing the same device |
JP2005203483A (en) * | 2004-01-14 | 2005-07-28 | Nikon Corp | Stage equipment and exposure apparatus |
-
2005
- 2005-10-12 JP JP2005297956A patent/JP4594841B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04141707A (en) * | 1990-10-03 | 1992-05-15 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | Control method for composite movement operation, various methods applying this controls method, and method and device for coarse and fine adjustment composite moving device |
JPH11161338A (en) * | 1997-11-28 | 1999-06-18 | Fujitsu Ltd | Position control unit |
WO2001047001A1 (en) * | 1999-12-21 | 2001-06-28 | Nikon Corporation | Exposure method and apparatus |
JP2003197502A (en) * | 2001-12-26 | 2003-07-11 | Nikon Corp | Measuring method and exposing method, aligner, and method for manufacturing device |
JP2004228428A (en) * | 2003-01-24 | 2004-08-12 | Shigeru Futami | Stage controller, exposure device, and manufacturing method of device |
JP2004304034A (en) * | 2003-03-31 | 2004-10-28 | Nikon Corp | Stage equipment, exposure device and method for manufacturing the same device |
JP2005203483A (en) * | 2004-01-14 | 2005-07-28 | Nikon Corp | Stage equipment and exposure apparatus |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101380624B1 (en) * | 2012-11-30 | 2014-04-04 | 주식회사 씨에이텍 | Precise stage for field using sliding structure |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2007109810A (en) | 2007-04-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4594841B2 (en) | Stage device and control method thereof | |
US6937911B2 (en) | Compensating for cable drag forces in high precision stages | |
JP4474443B2 (en) | Shape measuring apparatus and method | |
JP2007309684A (en) | Measurement controller, surface property measuring instrument, and measurement control method | |
JPH0577126A (en) | Movable stage device and driving method thereof | |
JP5265976B2 (en) | Measuring machine | |
US9080846B2 (en) | Shape measuring apparatus | |
JP2012168001A (en) | Apparatus and method for measuring shape | |
KR100911600B1 (en) | Stage device | |
JP2009252809A (en) | Staging device and control method of positioning stage in the staging device | |
KR100663939B1 (en) | Long range stage with full stroke nano resolution for high vacuum | |
JP4402078B2 (en) | Stage equipment | |
KR20190080755A (en) | Control method, control apparatus, lithography apparatus, and method of manufacturing article | |
JP5331597B2 (en) | Stage device and stage positioning control method | |
JP5943557B2 (en) | Positioning apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method | |
JP3536229B2 (en) | Stage apparatus, exposure apparatus, and positioning method | |
US20220107572A1 (en) | Positioning apparatus, lithography apparatus and article manufacturing method | |
JP4451374B2 (en) | Stage equipment | |
JP4630853B2 (en) | Positioning control device for moving body and laser processing device | |
JP6172913B2 (en) | Stage apparatus, exposure apparatus and article manufacturing method | |
JP2006078354A (en) | Probe controller and shape measuring instrument | |
JP5292668B2 (en) | Shape measuring apparatus and method | |
JP3608497B2 (en) | Bonding equipment | |
CN112729066B (en) | Measuring probe and shape measuring device | |
JP7209680B2 (en) | Die bond head device with die holder motion table |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080115 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20100527 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100601 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100802 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100914 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100917 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130924 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |