JP5341165B2 - ステージ装置及びガントリ型ステージ装置及びステージ装置の制御方法 - Google Patents

Description

本発明はテーブルの上方に横架されたビームがテーブル上面と平行となるように調整されるステージ装置及びガントリ型ステージ装置及びステージ装置の制御方法に関する。

例えば、ガントリ型ステージ装置と呼ばれるステージ装置では、基板が載置されるテー
ブルの上方にビームが横架されており、テーブルまたはビームの何れか一方をＹ方向（水
平方向）に移動させて所定の作業（加工や検査など）を行うように構成されている（例え
ば、特許文献１参照）。

この種のステージ装置では、ビームに各種加工用治具や検査用ユニットなどを取り付け
ており、テーブルに載置された基板に対する加工や検査を行うように動作制御される。そ
して、テーブルに対するビームの高さ位置は、ビームの両端を昇降可能に支持する昇降機
構によって調整される。
特開２００４−２２３４３９号公報

上記従来のステージ装置では、ビームの両端部がボールねじ機構を介して昇降可能に支
持される構成であるため、例えば、基板の大型化に伴ってビームの全長が長くなると、ボ
ールねじ機構にかかる荷重も増大することになり、ボールねじ機構だけでは高精度に位置
決めすることが難しい。

また、基板の面積が大きくなるのに対応してテーブルも大型化するため、テーブル上面
の平面度を高精度に加工することが難しく、基板搬送方向と直交するＸ方向の微小な傾き
がテーブル表面に発生した場合、ビームがテーブル上面に対して平行になるように高さ調
整を行う際に大きな荷重がかかると、ボールねじ機構の構造上の精度的ばらつきによって
ビームの平行度を正確に保つことが難しい。

そこで、本発明は上記課題を解決したステージ装置及びガントリ型ステージ装置及びス
テージ装置の制御方法を提供することを目的とする。

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。

本発明のある態様は、ワークを載置するためのテーブルとそれと対向して配置されるビームとを有するステージ装置に関する。ステージ装置は、上面にワークが載置されるテーブルと、テーブルの両側に起立する一対のＺ軸駆動機構と、一対のＺ軸駆動機構間に横架されたビームと、ビームとテーブル上面との距離を検出する一対の検出手段と、テーブルの移動制御及びビームのＺ方向の高さ調整制御を行う制御装置とを有し、制御装置は、テーブルを移動させながら、一対のセンサによりテーブルの位置に対応してビームとテーブル上面との距離を計測させて、この計測値に基づいてビームとテーブル上面とが平行になるようにビーム両端高さを制御する。

本発明のある態様は、テーブルを水平方向に移動させる工程と、テーブルを移動させながら、テーブルの上方に対向するように設けられたビームとテーブルとの距離を計測する工程と、計測結果に基づいてビームがテーブル上面と平行となるように前記ビームの両端高さ位置を調整する工程とを有することを特徴とするステージ装置の制御方法。

この態様では、テーブルの位置に対応して、一対のセンサによりビームとテーブルとの距離を計測することが出来、テーブルの平面度の微小な傾きを計測することが出来る。
また、計測値に基づいてビーム両端高さを制御することにより、テーブル上面に対するビームの平行度を高精度に維持することが出来る。

別の態様では、ビームの両端部を一対のＺ軸駆動機構に対して回動可能に支持する一対の回動支持部と、一対の回動支持部のうち何れか一方をビームに対してスライド可能に支持するスライド部とを有していてもよい。ビーム両端高さ位置を調整する際に、ビームに加わる応力、Ｚ軸駆動機構への負担を減少させることが出来る。

別の態様として、テーブルを水平方向に移動させる水平方向駆動手段を有していてもよい。

別の態様として、一対のＺ軸駆動機構が、モータ駆動力をビームに伝達するボールねじ機構を有し、ボールねじ機構を介してビームを昇降させてもよい。

別の態様として、テーブルと、テーブルの上方に横架されたビームを有するガントリ部と、を有するガントリ型ステージ装置において、ビームがテーブル上面と平行となるようにビームの両端高さ位置を調整するＺ軸調整機構をガントリ部に設けていてもよい。

別の態様として、Ｚ軸調整機構が、ビームの両端部を回動可能に支持する一対の回動支持部と、一対の回動支持部のうち何れか一方をビームに対してスライド可能に支持するスライド部と、を有していてもよい。

別の態様として、一対のＺ軸駆動機構が、ビームの荷重を支えるシリンダと、シリンダ内の圧力を一定に保つ圧力調整手段とを有していてもよい。

本発明によれば、一対の回動支持部によりビームの両端部を一対のＺ軸駆動機構に回動
可能に連結するため、Ｚ軸駆動機構によりビームの高さ位置を調整してテーブル上面に対
するビームの平行度を正確に保つように調整することが可能になり、特にテーブルの大型
化に伴うテーブル平面度の微小な傾きにもビームの高さ位置を微調整してテーブル上面に
対するビームの平行度を高精度に維持することができる。

また、本発明によれば、一対の回動支持部のうち何れか一方をビームに対してスライド
可能に支持するスライド部を有するため、水平方向に対してビームが微小角度の傾きを持
つように調整された場合でもスライド部のスライド動作によりＺ軸駆動機構に負担をかけ
ることが防止される。

また、本発明によれば、ビームの荷重を支えるシリンダと、シリンダ内の圧力を一定に
保つ圧力調整手段とを有するため、ビームの荷重が増大してもＺ軸駆動機構の負担を軽減
して荷重増大による精度的なばらつきをなくすことができる。

また、本発明によれば、テーブルを水平方向に移動させる水平方向駆動手段を有するた
め、ビームを移動させるよりもテーブル上に載置された基板とビームとの平行度をより精
密に確保することができる。

また、本発明によれば、一対のＺ軸駆動機構がボールねじ機構を介してビームを昇降さ
せるため、テーブル上面に対するビームの平行度を精密に調整することが可能になり、且
つボールねじ機構にビームの全ての荷重が作用しないように構成してあり、ボールねじ機
構により構造的なばらつきがビームの平行度に影響しないようにできる。

また、本発明によれば、ビームがテーブル上面と平行となるようにビームの両端高さ位
置を調整するＺ軸調整機構をガントリ部に設けたため、テーブル上面に対するビームの平
行度を正確に保つように調整することが可能になり、特にテーブルの大型化に伴うテーブ
ル平面度の微小な傾きにもビームの高さ位置を微調整してテーブル上面に対するビームの
平行度を高精度に維持することができる。

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。

図１は本発明になるステージ装置の一実施例を示す正面図である。図２はステージ装置の側面図である。図１及び図２に示されるように、ステージ装置１０は、ワークとしての基板（図中、破線で示す）１１を水平方向に移動させるガントリ型と呼ばれているステージ装置であり、基礎に固定されたベース１２と、ベース１２上にＸ方向に移動可能に設けられたテーブル１４と、ベース１２上に固定された門型のガントリ部１６と、テーブル１４のＸ方向への移動制御及びガントリ部１６のＺ方向の高さ調整制御を行う制御装置（制御手段）１７とを有する。

テーブル１４は、上面が基板１１を載置される載置面となっている。また、テーブル１
４は、上面に基板１１を真空吸着するための小孔（図示せず）が多数設けられており、真
空ポンプによって基板１１との隙間の空気を小孔から吸引して基板１１を水平状態にチャ
ッキングするように構成されている。

ガントリ部１６は、テーブル１４の上方に横架されたビーム１８と、ビーム１８の両端部を支持する一対のＺ軸駆動機構２０とを有する。また、ビーム１８には、テーブル１４との距離（Ｚ方向の高さ位置）を計測する一対のＺ方向センサ（検出手段）２１Ａ，２１Ｂが設けられている。一対のＺ方向センサ２１Ａ，２１Ｂは、テーブル１４の上面のうち基板１１が載置される載置領域の外側に形成された余白領域に対向するＹ方向位置に取り付けられている。

このＺ方向センサ２１Ａ，２１Ｂとしては、例えば、レーザ光を照射して距離を計測す
る方式のセンサがある。そして、一対のＺ方向センサ２１Ａ，２１Ｂにより計測された値
が等しくなるようにＺ軸駆動機構２０を駆動させることによりビーム１８がテーブル１４
の上面と平行状態になる。尚、Ｚ軸駆動機構２０の詳細については、後述する。

ベース１２とテーブル１４との間には、テーブル１４を水平方向（Ｘ方向）に移動させるためのＸ軸駆動機構２２が設けられている。このＸ軸駆動機構２２は、Ｘ方向に延在する一対のＸ方向ガイド２４と、Ｙ方向を規制するＹ方向規制ガイド２６と、Ｘ方向リニアモータ（水平方向駆動手段）２８と、テーブル１４を支持する支持部材３０とを有する。

支持部材３０は、ベース１２に対向するように設けられた平板状の可動ベース３２と、可動ベース３２の上面に起立してテーブル１４を支持する支柱３４を有する。従って、テーブル１４は、Ｘ方向リニアモータ２８に駆動される可動ベース３２と共に、Ｘ方向へ移動する。Ｘ方向リニアモータ２８は、Ｙ方向規制ガイド２６の上面凹部に固定されたマグネットヨークユニット３６と、可動ベース３２の下面に取り付けられ、マグネットヨークユニット３６に挿入されたコイルユニット３８とから構成されたムービングコイル（ＭＣ）型リニアモータである。

また、可動ベース３２の下面には、Ｘ方向ガイド２４に対して圧縮空気を噴出させるＺ方向静圧パッド４０と、Ｙ方向規制ガイド２６の左右側面に対して圧縮空気を噴出させるＹ方向静圧パッド４２とが設けられている。そのため、可動ベース３２は、Ｚ方向静圧パッド４０、Ｙ方向静圧パッド４２からの空気層によってＸ方向ガイド２４及びＹ方向規制ガイド２６に対して非接触且つ低摩擦で移動するように支持される。

また、Ｘ方向ガイド２４あるいはその近傍には、テーブル１４のＸ方向移動位置を計測するＸ方向リニアスケール（図示せず）が設けられている。このＸ方向リニアスケールによりテーブル１４が初期位置（Ｘ方向基準位置）からどの位置まで移動かを正確に検出することができる。

ここで、ガントリ部１６の構成について説明する。図１及び図２に示されるように、ガントリ部１６は、テーブル１４の左右両側に位置するようにベース１２上に固定された一対の支持部材４４と、支持部材４４上に支持されたＺ軸駆動機構２０と、Ｚ軸駆動機構２０に対してビーム１８の両端部を回動可能に支持する一対の回動支持部４６と、一方の回動支持部４６をＹ方向にスライド可能に支持するスライド部４８と、ビーム１８の両端部の荷重を支える一対のエアシリンダ５０とを有する。

エアシリンダ５０は、Ｚ軸駆動機構２０の側面に固定されたシリンダ本体５２と、シリ
ンダ本体５２より上方に突出するピストンロッド５４とを有し、圧力制御部５６によりシ
リンダ本体５２の内部の圧力が所定圧力に保たれるように制御されている。また、エアシ
リンダ５０は、ピストンロッド５４の上端がビーム１８に結合されており、ビーム１８の
荷重をシリンダ本体５２の空気圧により支持するように構成されている。圧力制御部（圧
力調整手段）５６は、ピストンロッド５４に作用する負荷（荷重）に応じた圧力となるよ
うにシリンダ本体５２の空気圧を制御しており、例えば、ビーム１８に取り付けられた各
種加工用治具や検査用ユニットによる荷重増大に対応してシリンダ本体５２の空気圧を増
大させることによりビーム１８の高さ位置を一定に保つように圧力制御を行う。

図３はＺ軸駆動機構２０の内部構造を正面からみた縦断面図である。図４はＺ軸駆動機
構２０の内部構造を側面からみた縦断面図である。図３及び図４に示されるように、Ｚ軸
駆動機構２０は、支持部材４４上に固定されたＺ軸ベース６０と、Ｚ軸ベース６０に中心
線に沿うように装架されたボールねじ６２と、ボールねじ６２に螺合されたナット６４と
、ボールねじ６２に回転駆動力を付与するＺ軸駆動モータ６６と、ビーム１８の背面に結
合されるＺ軸テーブル６８と、Ｚ軸テーブル６８の昇降動作をガイドする一対のＺ軸リニ
アガイド７０とを有する。Ｚ軸ベース６０は、側方からみるとコ字状に形成されており、
垂直方向（Ｚ方向）に起立する起立部６０ａと、起立部６０ａの上端より水平方向に突出
する上部６０ｂと、起立部６０ａの下端より水平方向に突出し支持部材４４上に固定され
る下部６０ｃとを有する。

ボールねじ６２は、上下方向（Ｚ軸方向）に延在した状態でＺ軸ベース６０の起立部６
０ａに設けられた一対のボールねじサポート７２により回転可能に軸承されており、上端
にはカップリング７４が連結されている。Ｚ軸駆動モータ６６は、下方（Ｚ軸方向）に延
在する回転軸７６を有し、Ｚ軸ベース６０の上部６０ｂに垂直状態に取り付けられている
。また、Ｚ軸駆動モータ６６に駆動された回転軸７６の回転は、カップリング７４を介し
てボールねじ６２に伝達される。

ボールねじ６２に螺合されたナット６４は、Ｚ軸テーブル６８に結合されており、ボー
ルねじ６２の回転方向によって昇降する。また、Ｚ軸テーブル６８の背面には、Ｚ軸リニ
アガイド７０を摺動するリニアブロック７８に結合されており、Ｚ軸テーブル６８はナッ
ト６４がボールねじ６２の回転と共に昇降する際にＺ軸リニアガイド７０にガイドされる
。

さらに、一対のＺ軸テーブル６８の前面には、ビーム１８が結合されている。よって、
ビーム１８は、上記Ｚ軸駆動機構２０により上下方向に駆動されるＺ軸テーブル６８の昇
降位置によってＺ軸方向の位置が変化し、Ｚ軸テーブル６８に設けられたリニアスケール
（図示せず）によりテーブル１４の上面（またはテーブル１４に載置された基板１１）に
対する離間距離が一定となるように高さ位置が調整される。

尚、回転軸７６の回転軸７６の回転角は、ビーム１８のＺ方向の移動距離に比例するた
め、上記のようにＺ軸テーブル６８にリニアスケールを設けず、回転軸７６の回転角を検
出する回転角検出センサ（図示せず）をＺ軸駆動モータ６６に内蔵させ、回転角を制御す
ることによりビーム１８の高さ位置を正確に調整することも可能である。

ここで、上記ビーム１８の両端部と一対のＺ軸駆動機構２０との間を連結する回動支持
部４６、スライド部４８の構造について説明する。図５は回動支持部４６、スライド部４
８を正面図である。図６は図５中Ａ−Ａ線に沿う回動支持部４６、スライド部４８の縦断
面図である。尚、本実施例では、ビーム１８の右端が回動支持部４６、スライド部４８に
連結され、ビーム１８の左端が回動支持部４６に連結されている。すなわち、スライド部
４８は、ビーム１８の両端のうち何れか一方（本実施例では、右端）のみに設けられてい
る。

図５及び図６に示されるように、ビーム１８の端部には、回動支持部４６のロータリテ
ーブル８０が設けられ、このロータリテーブル８０の内周にはロータリベアリング８２が
回転可能に嵌合されている。そして、ロータリベアリング８２の内周には、軸８４が貫通
されており、軸８４に対してビーム１８の端部が回動可能に支持されている。また、ロー
タリベアリング８２より前方に突出した軸８４の端部は、ロータリベアリング８２の内輪
の側面を覆う円形のカバー８６が設けられている。また、ビーム１８の前面には、ロータ
リベアリング８２の外輪の側面を覆うリング状のカバー８８が取り付けられている。

軸８４の基端は、Ｙ方向に摺動するスライダ９０と一体的に設けられている。スライダ９０は、右側からみると、断面形状がコ字状に形成されており、Ｚ軸テーブル６８に対向する垂直板９０ａと、垂直板９０ａの上下端部から後方に曲げられた摺動部９０ｂ、９０ｃとを有する。そして、Ｚ軸テーブル６８の前面には、スライダベース９２が固定され、且つスライダベース９２の端部には、摺動部９０ｂ、９０ｃをＹ方向に摺動可能に支持するクロスローラガイド９４が設けられている。

従って、ビーム１８の右端は、ロータリベアリング８２と軸８４により回動可能に支持され、且つスライダ９０とクロスローラガイド９４によりＹ方向にスライド可能に支持されている。尚、ビーム１８の左端は、図示していないが上記ロータリベアリング８２と軸８４により回動可能に支持されている。

このように、ビーム１８は、両端が回動可能に支持され、ビーム１８の一端がスライド可能に支持されているため、一対のＺ軸駆動機構２０により両端の高さ位置が調整される際にＺ軸駆動機構２０に対して回動できると共に、回動支持部４６のＹ方向の位置ずれがスライド部４８の摺動動作により吸収される。

本実施例の制御装置１７では、Ｚ方向センサ２１Ａ，２１Ｂの検出結果に基づき第１の制御方法（記憶式ならい制御）と第２の制御方法（リアルタイム制御）の何れかを実行するように設定されている。第１の制御方法（記憶式ならい制御）では基板１１をテーブル１４に載置し、予めＺ方向センサ２１Ａ，２１Ｂによりテーブル１４のＸ軸方向に対する高さ位置を計測し、この計測値を記憶させる。そして、実際の制御動作を行なうときには、記憶された高さ計測値に基づきビーム１８がテーブル１４上面と平行となるようにビーム１８の両端高さ位置を制御する。

また、第２の制御方法（リアルタイム制御）では、テーブル１４に基板１１を載置した状態でＺ方向センサ２１Ａ，２１Ｂによりテーブル１４のＸ軸方向に対する高さ位置を計測し、この検出された計測値に基づきビーム１８がテーブル１４上面と平行となるようにビーム１８の両端高さ位置を制御する。

ここで、上記制御装置１７が実行する第１の制御方法の制御処理について図７及び図８を参照して説明する。図７に示されるように、制御装置１７は、ステップＳ１１（以下「ステップ」を省略する）でＸ方向リニアモータ２８のコイルユニット３８に電圧を印加してテーブル１４を初期位置からＸ方向に所定の一定速度で移動させる。

次のＳ１２では、一対のＺ方向センサ２１Ａ，２１Ｂにより各Ｘ方向位置でのテーブル１４上面との距離（テーブル１４に対するビーム１８の高さ位置）ＨＡ，ＨＢを計測する。続いて、Ｓ１３に進み、一対のＺ方向センサ２１Ａ，２１Ｂにより計測されたＺ方向計測データＨＡ，ＨＢをメモリ（図示せず）に記憶する。尚、このメモリは、テーブル１４のＸ方向位置に対応するビーム１８とテーブル１４との距離の計測値（Ｚ方向計測データＨＡ，ＨＢ）を格納するデータベースを有する。

次のＳ１４では、テーブル１４がＸ方向の終端位置まで移動完了したか否かをチェックする。Ｓ１４において、テーブル１４がＸ方向の終端位置に達していない場合には、上記Ｓ１１に戻り、テーブル１４のＸ方向への移動及び一対のＺ方向センサ２１Ａ，２１Ｂによるテーブル１４上面との距離を計測する。

また、上記Ｓ１４において、テーブル１４がＸ方向の終端位置まで移動完了したときは、Ｓ１５に進み、テーブル１４を初期位置に戻す。次のＳ１６では、搬入装置（図示せず）により基板１１をテーブル１４の上面に搬入する。続いて、Ｓ１７に進み、基板１１をテーブル１４上に真空吸着する。

Ｓ１８では、Ｘ方向リニアモータ２８によりテーブル１４を初期位置からＸ方向に所定の一定速度で移動させる。そして、図８に示すＳ１９では、Ｘ方向リニアスケールにより計測されたビーム１８に対するテーブル１４のＸ方向位置を読み込む。続いて、Ｓ２０に進み、メモリに記憶された当該Ｘ方向位置におけるＺ方向計測データＨＡ，ＨＢに基づいてＨＡ＝Ｈ、ＨＢ＝ＨとなるようにＺ軸駆動モータ６６を駆動してビーム１８の両端高さ位置を修正し、テーブル１４の当該Ｘ方向位置に対してビーム１８を平行にする。

次のＳ２１では、テーブル１４がＸ方向の終端位置に達したか否かをチェックする。上記Ｓ２１において、テーブル１４がＸ方向の終端位置に達していない場合には、前述したＳ１８に戻り、Ｓ１８〜Ｓ２１の制御処理を再度実行する。また、Ｓ２１において、テーブル１４がＸ方向の終端位置に達した場合には、Ｓ２２に進み、テーブル１４上の基板１１を搬出装置（図示せず）により搬出する。その後、Ｓ２３に進み、停止スイッチ（図示せず）がオンに操作されたか否かをチェックする。Ｓ２３において、停止スイッチ（図示せず）がオフのときは、上記Ｓ１５に戻り、Ｓ１５以降の処理を繰り返す。また、Ｓ２３において、停止スイッチ（図示せず）がオンに操作されたときは、ステージ装置１０を停止状態にして今回の制御処理を終了する。

このように、第１の制御方法では、予めＺ方向センサ２１Ａ，２１Ｂによりテーブル１４のＸ軸方向に対する高さ位置を計測し、この計測値を記憶させてあるので、実際の作業工程のときには、Ｘ方向位置に対応する計測値を読み込むことにより、テーブル１４の上面に対してビーム１８の両端高さ位置を修正して平行とすることが可能となる。そのため、ビーム１８を常に規定高さ位置でテーブル１４の上面と平行状態に保つことができるので、基板１１に対する加工や検査を精密に行うことが可能になる。

ここで、上記制御装置１７が実行する第２の制御方法の制御処理について図９及び図１
０を参照して説明する。図９に示されるように、制御装置１７は、Ｓ３１で、テーブル１
４を初期位置に戻す。次のＳ３２では、搬入装置（図示せず）により基板１１をテーブル
１４の上面に搬入する。続いて、Ｓ３３に進み、基板１１をテーブル１４上に真空吸着す
る。

次のＳ３４では、Ｘ方向リニアモータ２８によりテーブル１４を初期位置からＸ方向に所定の一定速度で移動させる。そして、図１０に示すＳ３５では、Ｘ方向リニアスケールにより計測されたビーム１８に対するテーブル１４のＸ方向位置を読み込む。続いて、Ｓ３６に進み、メモリに記憶された当該Ｘ方向位置におけるＺ方向計測データＨＡ，ＨＢを読み込む。

次のＳ３７では、一対のＺ方向センサ２１Ａ，２１Ｂにより計測されたＺ方向計測データＨＡ，ＨＢが共に予め設定された基準高さＨと等しいか否かをチェックする。このＳ３７において、ＨＡ＝Ｈ、ＨＢ＝Ｈである場合は、テーブル１４の当該Ｘ方向位置に対してビーム１８が平行であり、且つビーム１８とテーブル１４との距離が規定値であると判断し、Ｓ３８〜Ｓ４６の処理を省略して後述するＳ４７に移行する。

また、Ｓ３７において、ＨＡ＝Ｈ、ＨＢ＝Ｈでない場合は、Ｓ３８に進み、一対のＺ方向センサ２１Ａ，２１Ｂにより計測されたＺ方向計測データＨＡ＞Ｈか否かをチェックする。このＳ３８において、ＨＡ＞Ｈである場合は、テーブル１４の当該Ｘ方向位置に対してビーム１８の左端が上がった状態に傾いているため、Ｓ３９に進み、左側のＺ軸駆動機構２０のＺ軸駆動モータ６６を駆動してビーム１８の左端をＺ方向差分（ＨＡ−Ｈ）だけ下げる。

次のＳ４０では、一対のＺ方向センサ２１Ａ，２１Ｂにより各Ｘ方向位置でのテーブル１４上面との距離（テーブル１４に対するビーム１８の高さ位置）ＨＡ，ＨＢを計測する。そして、上記Ｓ３７に戻り、Ｚ方向傾き修正後に一対のＺ方向センサ２１Ａ，２１Ｂにより計測されたＺ方向計測データがＨＡ＝Ｈ、ＨＢ＝Ｈか否かをチェックする。このＳ３７において、ＨＡ＝Ｈ、ＨＢ＝Ｈである場合は、テーブル１４の当該Ｘ方向位置に対してビーム１８が平行に修正されたため、上記Ｓ４７に移行する。

また、上記Ｓ３８において、ＨＡ＞Ｈでない場合は、Ｓ４１に進み、一対のＺ方向センサ２１Ａ，２１Ｂにより計測されたＺ方向計測データＨＡ＜Ｈか否かをチェックする。Ｓ４１において、ＨＡ＜Ｈである場合は、ビーム１８の左端が下がった状態に傾いているので、Ｓ４２に進み、左側のＺ軸駆動機構２０のＺ軸駆動モータ６６を駆動してビーム１８の左端をＺ方向差分（ＨＡ−Ｈ）だけ上げる。続いて、上記Ｓ４０に進み、一対のＺ方向センサ２１Ａ，２１Ｂにより各Ｘ方向位置でのテーブル１４上面との距離（テーブル１４に対するビーム１８の高さ位置）ＨＡ，ＨＢを計測する。そして、再び、上記Ｓ３７に戻り、Ｚ方向傾き修正後に一対のＺ方向センサ２１Ａ，２１Ｂにより計測されたＺ方向計測データがＨＡ＝Ｈ、ＨＢ＝Ｈか否かをチェックする。このＳ３７において、ＨＡ＝Ｈ、ＨＢ＝Ｈである場合は、テーブル１４の当該Ｘ方向位置に対してビーム１８が平行に修正されたため、上記Ｓ４７に移行する。

また、上記Ｓ４１において、ＨＡ＜Ｈでない場合は、Ｓ４３に進み、一対のＺ方向センサ２１Ａ，２１Ｂにより計測されたＺ方向計測データＨＢ＞Ｈか否かをチェックする。このＳ４３において、ＨＢ＞Ｈである場合は、ビーム１８の右端が上がった状態に傾いているので、Ｓ４４に進み、右側のＺ軸駆動機構２０のＺ軸駆動モータ６６を駆動してビーム１８の右端をＺ方向差分（ＨＢ−Ｈ）だけ下げる。続いて、上記Ｓ４０に進み、一対のＺ方向センサ２１Ａ，２１Ｂにより各Ｘ方向位置でのテーブル１４上面との距離（テーブル１４に対するビーム１８の高さ位置）ＨＡ，ＨＢを計測する。そして、再び、上記Ｓ３７に戻り、Ｚ方向傾き修正後に一対のＺ方向センサ２１Ａ，２１Ｂにより計測されたＺ方向計測データがＨＡ＝Ｈ、ＨＢ＝Ｈか否かをチェックする。Ｓ３７において、ＨＡ＝Ｈ、ＨＢ＝Ｈである場合は、テーブル１４の当該Ｘ方向位置に対してビーム１８が平行に修正されたため、上記Ｓ４７に移行する。

また、上記Ｓ４３において、ＨＢ＞Ｈでない場合は、Ｓ４５進み、一対のＺ方向センサ２１Ａ，２１Ｂにより計測されたＺ方向計測データＨＢ＜Ｈか否かをチェックする。このＳ４５において、ＨＢ＜Ｈである場合は、ビーム１８の右端が下がった状態に傾いているので、Ｓ４６に進み、右側のＺ軸駆動機構２０のＺ軸駆動モータ６６を駆動してビーム１８の右端をＺ方向差分（ＨＢ−Ｈ）だけ上げる。続いて、上記Ｓ４０に進み、一対のＺ方向センサ２１Ａ，２１Ｂにより各Ｘ方向位置でのテーブル１４上面との距離（テーブル１４に対するビーム１８の高さ位置）ＨＡ，ＨＢを計測する。そして、再び、上記Ｓ３７に戻り、Ｚ方向傾き修正後に一対のＺ方向センサ２１Ａ，２１Ｂにより計測されたＺ方向計測データがＨＡ＝Ｈ、ＨＢ＝Ｈか否かをチェックする。このＳ３７において、ＨＡ＝Ｈ、ＨＢ＝Ｈである場合は、テーブル１４の当該Ｘ方向位置に対してビーム１８が平行に修正されたため、上記Ｓ４７に移行する。

上記Ｓ３９，Ｓ４２，Ｓ４４，Ｓ４６では、Ｚ軸駆動モータ６６を駆動させてビーム１
８の高さ位置を調整する際、ビーム１８の荷重が、エアシリンダ５０により支えられてい
るので、Ｚ軸駆動モータ６６及びボールねじ６２の負担が小さくなっており、ビーム１８
の高さ調整を容易且つスムーズに行える。

また、上記Ｓ４５において、ＨＢ＜Ｈでない場合は、ビーム１８がテーブル１４に対して平行であるとしてＳ４７に進み、テーブル１４がＸ方向の終端位置に達したか否かをチェックする。上記Ｓ４７において、テーブル１４がＸ方向の終端位置に達していない場合には、前述したＳ３４に戻り、Ｓ３４以降の処理を再度実行する。また、Ｓ４７において、テーブル１４がＸ方向の終端位置に達した場合には、Ｓ４８に進み、テーブル１４上の基板１１を搬出装置（図示せず）により搬出する。その後、Ｓ４９に進み、停止スイッチ（図示せず）がオンに操作されたか否かをチェックする。このＳ４９において、停止スイッチ（図示せず）がオフのときは、上記Ｓ３１に戻り、Ｓ３１以降の処理を繰り返す。また、Ｓ４９において、停止スイッチ（図示せず）がオンに操作されたときは、ステージ装置１０を停止状態にして今回の制御処理を終了する。

このように、第２の制御方法では、実際の作業工程のときにテーブル１４をＸ方向に移動させると共にＺ方向センサ２１Ａ，２１Ｂによりテーブル１４のＸ軸方向に対する高さ位置を計測し、この計測値に基づきテーブル１４の上面に対してビーム１８の両端高さ位置を修正して平行とすることが可能となる。そのため、ビーム１８を常に規定高さ位置でテーブル１４の上面と平行状態に保つことができるので、基板１１に対する加工や検査を精密に行うことが可能になる。

上記実施例では、Ｘ方向リニアモータ２８がテーブル１４をＸ方向に移動させる構成を一例として挙げたが、これに限らず、ガントリ部１６をＸ方向に移動させる構成のステージ装置にも本発明を適用できるのは、勿論である。

また、上記実施例では、Ｚ軸駆動機構２０にボールねじを用いた構成を一例として挙げ
たが、これに限らず、ボールねじ以外の伝達機構を用いても良いのは勿論である。

また、上記実施例では、ビーム１８の両端近傍に一対のＺ方向センサ２１Ａ，２１Ｂを
設けた構成を一例として挙げたが、これに限らず、３個以上のＺ方向センサ２１Ａ，２１
Ｂを設け、各センサにより計測された値からテーブル上面の微小な傾きを演算するように
しても良い。

また、上記実施例では、図７に示すＳ１２〜Ｓ１５でテーブル上面の微小な傾きを計測
し、基板１１がテーブル１４に載置された状態ではテーブル上面に対するビーム１８の傾
きを修正する処理を行ったが、これに限らず、基板１１がテーブル１４に載置される度に
テーブル１４に対するビーム１８の傾きを計測するようにしても良い。

また、上記実施例では、図８に示すＳ２２において、一対のＺ方向センサ２１Ａ，２１
Ｂにより計測されたＺ方向計測データがＨＡ＝ＨＢか否かをチェックしたが、これに限ら
ず、例えば、予め設定された高さ位置をしきい値としてＺ方向センサ２１Ａ，２１Ｂによ
り計測されたＺ方向計測データと比較し、ビーム１８の両端の高さ位置を個別に調整する
方法を用いても良い。

本発明になるステージ装置の一実施例を示す正面図である。 ステージ装置の側面図である。 Ｚ軸駆動機構２０の内部構造を正面からみた縦断面図である。 Ｚ軸駆動機構２０の内部構造を側面からみた縦断面図である。 回動支持部４６、スライド部４８を正面図である。 図５中Ａ−Ａ線に沿う回動支持部４６、スライド部４８の縦断面図である。 制御装置１７が実行する第１の制御方法の制御処理を説明するためのフロー チャートである。 図７に続いて制御装置１７が実行する第１の制御方法の制御処理を説明する ためのフローチャートである。 制御装置１７が実行する第２の制御方法の制御処理を説明するためのフロー チャートである。 図９に続いて制御装置１７が実行する第２の制御方法の制御処理を説明す るためのフローチャートである。

１０ ステージ装置
１１ 基板
１２ ベース
１４ テーブル
１６ ガントリ部
１７ 制御装置
１８ ビーム
２０ Ｚ軸駆動機構
２１Ａ，２１Ｂ Ｚ方向センサ
２２ Ｙ軸駆動機構
２４ Ｘ方向ガイド
２６ Ｙ方向規制ガイド
２８ Ｘ方向リニアモータ
３０ 支持部材
３６ マグネットヨークユニット
３８ コイルユニット
４６ 回動支持部
４８ スライド部
５０ エアシリンダ
５６ 圧力制御部
６０ Ｚ軸ベース
６２ ボールねじ
６４ ナット
６６ Ｚ軸駆動モータ
６８ Ｚ軸テーブル
７０ Ｚ軸リニアガイド
８２ ロータリベアリング
９０ スライダ
９２ スライダベース
９４ クロスローラガイド

Claims (5)

1. 上面にワークが載置されるテーブルと、該テーブルの両側に起立する一対のＺ軸駆動機構と、該一対のＺ軸駆動機構間に横架されたビームと、該ビームとテーブル上面との距離を検出する一対の検出手段と、前記テーブルの移動制御及び前記ビームのＺ方向の高さ調整制御を行う制御装置とを有し、該制御装置は、前記テーブルを移動させながら、前記一対のセンサによりテーブルの位置に対応して前記ビームと前記テーブル上面との距離を計測させて、この計測値に基づいて前記ビームと前記テーブル上面とが平行になるようにビーム両端高さを制御することを特徴とするステージ装置。
2. 前記計測値を記憶するためのメモリを更に備え、該メモリにはテーブルの位置に対応した前記ビームと前記テーブル上面との間の距離が記憶され、前記制御装置は、前記メモリに記憶された計測値に基づいて前記ビームと前記テーブル上面とが平行になるように前記テーブルを移動させながらビーム両端高さを制御することを特徴とする請求項１に記載のステージ装置。
3. テーブルを水平方向に移動させる工程と、前記テーブルを移動させながら、テーブルの上方に対向するように設けられたビームと前記テーブルとの距離を計測する工程と、計測結果に基づいて前記ビームがテーブル上面と平行となるように前記ビームの両端高さ位置を調整する工程とを有することを特徴とするステージ装置の制御方法。
4. 前記計測する工程により得られた計測値をメモリに記憶される工程と、記憶された計測値に基づいて、前記テーブルを水平移動させながら前記ビームの両端高さを調整する工程とを更に備えることを特徴とする請求項３に記載のステージ装置の制御方法。
5. 前記計測する工程により得られた計測値に基づいて、前記テーブルを水平移動させながら、前記ビームの両端高さを調整する工程とを更に備えることを特徴とする請求項３に記載のステージ装置の制御方法。

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