JP7330816B2 - ステージ姿勢推定装置、搬送装置、ステージ姿勢推定方法、および搬送方法 - Google Patents

Description

本発明は、平板状のステージを一対の直進機構により水平方向に搬送する搬送装置において、ステージのヨーイング角度を把握する技術に関する。

従来、平板状のステージを搬送しつつ、ステージに保持された基板に対して種々の処理を行う装置が知られている。例えば、特許文献１には、基板（Ｗ）を載置したステージ（１０）をステージ移動機構（２０）により移動させつつ、基板（Ｗ）の上面に露光パターンを描画する装置が記載されている。

特開２０１６－７２４３４号公報

この種の装置に搭載されるステージの搬送装置は、一対の直進機構を備えていえる場合がある。具体的には、互いに平行に設けられた一対のリニアモータにより、ステージを所定の方向に搬送する機構が知られている。

当該搬送装置では、ステージを一定の姿勢で移動させるために、一対の直進機構を均等に動作させる必要がある。しかしながら、一対の直進機構の微小な駆動誤差、リニアモータのガイドの間隙内のエア圧変動、加工誤差等によって、ステージの鉛直軸周りの回転角度（いわゆる「ヨーイング角度」）が僅かに変動する場合がある。このようなヨーイング角度の変動が生じると、ステージに保持された基板に対して、精密な処理を行うことが困難となる。

従来の搬送装置には、上記のヨーイング角度の変動を把握するために、大掛かりな計測装置が搭載されていた。そして、計測装置の計測結果に基づいて、搬送装置の動作が補正されていた。しかしながら、大掛かりな計測装置を搭載すると、搬送装置の小型化が困難となる。また、計測装置を搭載することにより、搬送装置の製造コストも上昇する。

本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、大掛かりな計測装置を常時設置することなく、ステージのヨーイング角度を把握できる技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本願の第１発明は、平板状のステージを一対の直進機構により水平方向に搬送する搬送装置に搭載されるステージ姿勢推定装置であって、前記一対の直進機構の各々のトルク値を取得するトルク取得部と、前記トルク取得部により取得される一対のトルク値の差分を算出して、入力データを生成する入力データ生成部と、前記入力データから前記ステージのヨーイング角度を推定するための機械学習により得られた学習済みモデルに、前記入力データを入力し、前記ヨーイング角度の推定値を出力する姿勢推定部と、を備える。

本願の第２発明は、第１発明のステージ姿勢推定装置であって、前記入力データ生成部は、前記トルク値の時系列データまたは前記一対のトルク値の差分の時系列データから不要な周波数成分を除去するフィルタ処理を行う。

本願の第３発明は、第１発明または第２発明のステージ姿勢推定装置であって、前記一対の直進機構は、互いに平行に配置された一対のリニアモータを含む。

本願の第４発明は、第３発明のステージ姿勢推定装置であって、前記搬送装置は、制御部と、前記制御部からの指令に従って、前記リニアモータにおいて発生させるべきトルク値を算出し、算出されたトルク値に応じた駆動信号を、前記リニアモータへ供給する制御基板と、を有し、前記トルク取得部は、前記制御基板から、前記トルク値を取得する。

本願の第５発明は、搬送装置であって、第１発明から第４発明までのいずれか１発明のステージ姿勢推定装置と、前記ステージと、前記一対の直進機構と、を備える。

本願の第６発明は、平板状のステージを一対の直進機構により水平方向に搬送する搬送装置において、前記ステージの姿勢を推定するステージ姿勢推定方法であって、ａ）前記一対の直進機構の各々のトルク値を取得する工程と、ｂ）前記工程ａ）により取得される一対のトルク値の差分を算出して、入力データを生成する工程と、ｃ）前記入力データから前記ステージのヨーイング角度を推定するための機械学習により得られた学習済みモデルに、前記入力データを入力し、前記ヨーイング角度の推定値を出力する工程と、を有する。

本願の第７発明は、第６発明のステージ姿勢推定方法であって、前記工程ｂ）では、前記トルク値の時系列データまたは前記一対のトルク値の差分の時系列データから不要な周波数成分を除去するフィルタ処理を行う。

本願の第８発明は、第６発明または第７発明のステージ姿勢推定方法であって、前記一対の直進機構は、互いに平行に配置された一対のリニアモータを含む。

本願の第９発明は、第８発明のステージ姿勢推定方法であって、前記搬送装置は、制御部と、前記制御部からの指令に従って、前記リニアモータにおいて発生させるべきトルク値を算出し、算出されたトルク値に応じた駆動信号を、前記リニアモータへ供給する制御基板と、を有し、前記工程ａ）では、前記制御基板から、前記トルク値を取得する。

本願の第１０発明は、搬送方法であって、第６発明から第９発明までのいずれか１発明のステージ姿勢推定方法により推定された前記ヨーイング角度に基づいて、前記搬送装置の動作を補正しつつ、前記ステージを搬送する。

本願の第１発明から第１０発明によれば、一対の直進機構のトルク値の差分に基づいて、ステージのヨーイング角度を推定できる。したがって、大掛かりな計測装置を常時設置することなく、ステージのヨーイング角度を把握できる。

特に、本願の第２発明によれば、時系列データから不要な周波数成分を除去することにより、入力データのノイズを低減できる。したがって、ステージのヨーイング角度を、より精度よく推定できる。

特に、本願の第４発明によれば、リニアモータを制御する制御基板とは別に、トルク値を検出するためのセンサを設ける必要がない。

搬送装置を備えた描画装置の斜視図である。 搬送装置を備えた描画装置の概略上面図である。 制御部と描画装置内の各部との電気的接続を示したブロック図である。 搬送装置の一部分を、主走査方向に対して垂直な面で切断したときの部分断面図である。 ステージ姿勢推定装置の構成を示したブロック図である。 事前学習処理の流れを示すフローチャートである。 ステージ姿勢推定装置による推定処理の流れを示したフローチャートである。 搬送装置において取得可能な種々のパラメータと、ステージのヨーイング角度との相関を調べた実験結果のグラフである。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

なお、以下では、水平方向のうち、一対の直進機構によりステージが移動する方向を「主走査方向」と称し、主走査方向に直交する方向を「副走査方向」と称する。

＜１．描画装置の構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係る搬送装置１０を備えた描画装置１の斜視図である。図２は、描画装置１の概略上面図である。この描画装置１は、感光材料が塗布された半導体基板やガラス基板等の基板Ｗの上面に、空間変調された光を照射して、基板Ｗの上面に露光パターンを描画する装置である。図１および図２に示すように、描画装置１は、搬送装置１０、フレーム２０、描画処理部３０、および制御部４０を備える。

搬送装置１０は、基台１１の上面において、平板状のステージ１２を、略一定の姿勢で水平方向に搬送する装置である。搬送装置１０は、主走査機構１３と副走査機構１４とを有する。主走査機構１３は、ステージ１２を主走査方向に搬送するための機構である。副走査機構１４は、ステージ１２を副走査方向に搬送するための機構である。基板Ｗは、ステージ１２の上面に水平姿勢で保持され、ステージ１２とともに主走査方向および副走査方向に移動する。

搬送装置１０のより詳細な構成については、後述する。

フレーム２０は、基台１１の上方において、描画処理部３０を保持するための構造である。フレーム２０は、一対の支柱部２１と架橋部２２とを有する。一対の支柱部２１は、副走査方向に間隔をあけて立設されている。各支柱部２１は、基台１１の上面から上方へ向けて延びる。架橋部２２は、２本の支柱部２１の上端部の間において、副走査方向に延びる。基板Ｗを保持したステージ１２は、一対の支柱部２１の間、かつ、架橋部２２の下方を通過する。

描画処理部３０は、２つの光学ヘッド３１、照明光学系３２、レーザ発振器３３、およびレーザ駆動部３４を有する。２つの光学ヘッド３１は、副走査方向に間隔をあけて、架橋部２２に固定される。照明光学系３２、レーザ発振器３３、およびレーザ駆動部３４は、例えば、架橋部２２の内部空間に収容される。レーザ駆動部３４は、レーザ発振器３３と電気的に接続されている。レーザ駆動部３４を動作させると、レーザ発振器３３からパルス光が出射される。そして、レーザ発振器３３から出射されたパルス光が、照明光学系３２を介して光学ヘッド３１へ導入される。

光学ヘッド３１の内部には、空間変調器を含む光学系が設けられている。空間変調器には、例えば、回折格子型の空間光変調器であるＧＬＶ（Grating Light Valve）（登録商標）が用いられる。光学ヘッド３１へ導入されたパルス光は、空間変調器により所定のパターンに変調されて、基板Ｗの上面に照射される。これにより、基板Ｗの上面に塗布されたレジスト等の感光材料が露光される。

描画装置１の稼働時には、光学ヘッド３１による露光と、搬送装置１０による基板Ｗの搬送とが、繰り返し実行される。具体的には、副走査機構１４によりステージ１２を副走査方向に搬送しつつ、光学ヘッド３１からのパルス光の照射を行うことにより、副走査方向に延びる帯状の領域（スワス）に露光を行った後、主走査機構１３によりステージ１２を主走査方向に１スワス分だけ搬送する。描画装置１は、このような副走査方向の露光と、主走査方向のステージ１２の搬送とを繰り返すことにより、基板Ｗの上面全体にパターンを描画する。

制御部４０は、描画装置１の各部を動作制御するための手段である。図３は、制御部４０と、描画装置１内の各部との電気的接続を示したブロック図である。図３中に概念的に示すように、制御部４０は、ＣＰＵ等のプロセッサ４１、ＲＡＭ等のメモリ４２、およびハードディスクドライブ等の記憶部４３を有するコンピュータにより構成されている。記憶部４３には、描画装置１を動作制御するためのコンピュータプログラムＰが記憶されている。

また、図３に示すように、制御部４０は、描画処理部３０（上述した光学ヘッド３１およびレーザ駆動部３４を含む）、主走査機構１３（後述するリニアモータ６１およびエアガイド６２を含む）、副走査機構１４（後述するリニアモータ７１を含む）、後述する回転機構１５、および各種センサ５０と、電気的に接続されている。制御部４０は、記憶部４３に記憶されたコンピュータプログラムＰやデータＤをメモリ４２に読み出し、当該コンピュータプログラムＰおよびデータＤに基づいて、プロセッサ４１が演算処理を行うことにより、描画装置１内の上記各部を動作制御する。これにより、描画装置１における描画処理が進行する。

＜２．搬送装置の構成＞
次に、搬送装置１０の詳細な構成について、説明する。図４は、搬送装置１０の一部分を、主走査方向に対して垂直な面で切断したときの部分断面図である。図１～図４に示すように、搬送装置１０は、基台１１、ステージ１２、主走査機構１３、副走査機構１４、回転機構１５、下段支持プレート１６、中段支持プレート１７、およびステージ姿勢推定装置１８を有する。

基台１１は、搬送装置１０の各部を支持する支持台である。基台１１は、主走査方向および副走査方向に広がる平板状の外形を有する。基台１１の下面には、４つの脚部１１１および２つのダンパ１１２が設けられている。脚部１１１およびダンパ１１２の長さは、個別に調節可能である。したがって、脚部１１１およびダンパ１１２の長さを調節することにより、基台１１の姿勢を水平に調整できる。

下段支持プレート１６、中段支持プレート１７、およびステージ１２は、それぞれ、平板状の外形を有する。下段支持プレート１６は、基台１１上において、主走査機構１３により主走査方向に移動可能に支持されている。中段支持プレート１７は、下段支持プレート１６上において、副走査機構１４により副走査方向に移動可能に支持されている。ステージ１２は、中段支持プレート１７上において、回転機構１５により鉛直軸周りに回転可能に支持されている。ステージ１２は、基板Ｗを載置可能な上面を有する。また、ステージ１２の上面には、基板Ｗを保持するためのチャックピンや、基板Ｗを吸着する複数の吸着孔が設けられている。

主走査機構１３は、基台１１に対して下段支持プレート１６を、主走査方向に移動させる機構である。主走査機構１３は、一対の直進機構６０を有する。一対の直進機構６０は、基台１１の上面の副走査方向の両端部に設けられている。図２および図４に示すように、一対の直進機構６０は、それぞれ、リニアモータ６１とエアガイド６２とを有する。

リニアモータ６１は、固定子６１１および移動子６１２を有する。固定子６１１は、基台１１の上面に、主走査方向に沿って敷設されている。すなわち、一対の固定子６１１は、互いに平行に配置されている。移動子６１２は、後述するエアベアリング６２２を介して、下段支持プレート１６に固定されている。

また、主走査機構１３は、リニアモータ６１の動作を制御するための制御基板６３を有する。制御基板６３には、例えばサーボパック（登録商標）が用いられる。制御基板６３は、制御部４０と電気的に接続されている。リニアモータ６１の駆動時には、制御部４０からの指令に従って、制御基板６３が、リニアモータ６１において発生させるべきトルクを算出する。そして、算出されたトルクに応じた駆動信号を、各リニアモータ６１の固定子６１１へ供給する。そうすると、固定子６１１と移動子６１２との間に生じる磁気的な吸引力および反発力によって、移動子６１２が、固定子６１１に沿って主走査方向に移動する。

エアガイド６２は、ガイドレール６２１およびエアベアリング６２２を有する。ガイドレール６２１は、基台１１の上面に、主走査方向に沿って敷設されている。すなわち、リニアモータ６１の固定子６１１と、エアガイド６２のガイドレール６２１とは、互いに平行に配置されている。エアベアリング６２２は、下段支持プレート１６と移動子６１２とに、固定されている。また、エアベアリング６２２は、ガイドレール６２１の上方に配置されている。

図４に示すように、エアベアリング６２２の下面には、気体吹出口６２３が設けられている。搬送装置１０の稼働時には、工場のユーティリティからエアベアリング６２２に常に気体が供給され、気体吹出口６２３からガイドレール６２１の上面に向けて、加圧された気体が吹き出される。これにより、エアベアリング６２２は、ガイドレール６２１上に非接触で浮上支持される。したがって、リニアモータ６１を駆動させると、下段支持プレート１６は、エアガイド６２により浮上支持された状態で、主走査方向に沿って低摩擦で滑らかに移動する。

副走査機構１４は、下段支持プレート１６に対して中段支持プレート１７を、副走査方向に移動させる機構である。副走査機構１４は、リニアモータ７１と、一対のガイド機構７２とを有する。

リニアモータ７１は、下段支持プレート１６の上面の主走査方向の略中央に設けられている。リニアモータ７１は、固定子７１１および移動子７１２を有する。固定子７１１は、下段支持プレート１６の上面に、副走査方向に沿って敷設されている。移動子７１２は、中段支持プレート１７に対して固定されている。リニアモータ７１の駆動時には、固定子７１１と移動子７１２との間に生じる磁気的な吸引力および反発力により、移動子７１２が、固定子７１１に沿って副走査方向に移動する。

一対のガイド機構７２は、下段支持プレート１６の上面の主走査方向の両端部に設けられている。一対のガイド機構７２は、それぞれ、ガイドレール７２１とボールベアリング７２２とを有する。ガイドレール７２１は、下段支持プレート１６の上面に、副走査方向に沿って敷設されている。ボールベアリング７２２は、中段支持プレート１７の下面に固定されている。また、ボールベアリング７２２は、ガイドレール７２１に沿って、副走査方向に移動可能である。したがって、リニアモータ７１を駆動させると、中段支持プレート１７は、下段支持プレート１６に対して、副走査方向に移動する。

回転機構１５は、中段支持プレート１７に対するステージ１２の鉛直軸周りの角度を調整する機構である。回転機構１５には、例えばモータが用いられる。モータを動作させると、中段支持プレート１７に対してステージ１２が、鉛直軸周りに回転する。これにより、ステージ１２の鉛直軸周りの角度（ヨーイング角度）θを調整することができる。

このように、ステージ１２は、主走査機構１３、副走査機構１４、および回転機構１５により、基台１１に対して、主走査方向および副走査方向に移動可能であるとともに、ヨーイング角度θを調整することが可能となっている。

図１および図２に示すように、この搬送装置１０には、姿勢計測装置８０を設置することが可能である。姿勢計測装置８０は、ステージ１２のヨーイング角度θを計測するための装置である。姿勢計測装置８０は、ステージ１２に固定されるミラー８１と、レーザ干渉計８２とを有する。ミラー８１は、ステージ１２の主走査方向の端縁部に固定される。レーザ干渉計８２は、基台１１の上面に固定される。レーザ干渉計８２は、ミラー８１へ向けて２本のレーザ光を照射する。そして、ミラー８１から反射する２本のレーザ光の干渉により、２本のレーザ光の光路差を検出する。そして、当該光路差に基づいて、ステージ１２のヨーイング角度θを計測する。

姿勢計測装置８０は、後述する事前学習処理を行う場合に設置される。事前学習が完了した後は、姿勢計測装置８０を取り外して、搬送装置１０を使用することができる。

＜３．ステージ姿勢推定装置について＞
＜３－１．ステージ姿勢推定装置の構成＞
続いて、搬送装置１０に搭載されるステージ姿勢推定装置１８について、説明する。図５は、ステージ姿勢推定装置１８の構成を示したブロック図である。ステージ姿勢推定装置１８は、主走査機構１３の一対の直進機構６０のトルク値の差分に基づいて、ステージ１２のヨーイング角度θを推定する装置である。図５に示すように、ステージ姿勢推定装置１８は、トルク取得部９１、入力データ生成部９２、および姿勢推定部９３を備える。

ステージ姿勢推定装置１８は、ＣＰＵ等のプロセッサ、ＲＡＭ等のメモリ、およびハードディスクドライブ等の記憶部を有するコンピュータにより構成される。トルク取得部９１、入力データ生成部９２、および姿勢推定部９３の各機能は、記憶部に記憶されたコンピュータプログラムに従ってプロセッサが動作することにより、実現される。なお、ステージ姿勢推定装置１８は、上述した制御部４０と同一のコンピュータにより構成されていてもよく、制御部４０とは別のコンピュータにより構成されていてもよい。

姿勢推定部９３は、機械学習により得られる学習済みモデルＭを有する。学習済みモデルＭを得るための機械学習アルゴリズムとしては、例えば、一層ニューラルネットワークやディープラーニング等を含むニューラルネットワーク、ランダムフォレストや勾配ブースティング等を含む決定木系アルゴリズム、サポートベクトルマシンといった教師あり機械学習アルゴリズムを用いることができる。

＜３－２．ステージ姿勢推定装置の事前学習＞
続いて、ステージ姿勢推定装置１８において予め実行される事前学習処理について、説明する。図６は、事前学習処理の流れを示すフローチャートである。

事前学習処理を行うときには、搬送装置１０に、上述した姿勢計測装置８０を設置する（ステップＳ１１）。そして、主走査機構１３を動作させつつ、次のステップＳ１２～Ｓ１５を繰り返し実行する。まず、トルク取得部９１が、一対の直進機構６０の各々のトルク値を取得する（ステップＳ１２）。本実施形態では、トルク取得部９１は、上述した制御基板６３から、各リニアモータ６１のトルク値を取得する。すなわち、制御基板６３からトルク取得部９１へ、各リニアモータ６１のトルク値を示す信号が入力される。

次に、入力データ生成部９２が、トルク取得部９１により取得された一対のトルク値の差分を算出する（ステップＳ１３）。これにより、左右のリニアモータ６１のトルク値の差分が、時系列データとして得られる。その後、入力データ生成部９２は、トルク値の差分の時系列データから、不要な周波数成分を除去するフィルタ処理を行う（ステップＳ１４）。例えば、ローパスフィルタにより、予め設定された周波数以上の高周波成分を除去する。これにより、ノイズが低減されたトルク値の差分の時系列データを得ることができる。

続いて、姿勢推定部９３は、フィルタ処理後の時系列データを入力データとし、姿勢計測装置８０の計測結果を教師データとして、機械学習を行う（ステップＳ１５）。すなわち、姿勢推定部９３は、上述した機械学習アルゴリズムにより、フィルタ処理後のトルク値の差分と、姿勢計測装置８０の計測結果との関係を学習する。そして、以上のステップＳ１２～Ｓ１５を繰り返すことにより、フィルタ処理後のトルク値の差分からステージ１２のヨーイング角度θを推定するための学習済みモデルＭを生成する。

やがて、学習済みモデルＭの推定精度が所望のレベルに達したと判断されると、姿勢推定部９３は、機械学習を終了する（ステップＳ１６：ｙｅｓ）。そして、搬送装置１０から姿勢計測装置８０が取り外される（ステップＳ１７）。

＜３－３．ステージ姿勢推定装置の推定処理＞
続いて、ステージ姿勢推定装置１８によるヨーイング角度θの推定処理について、説明する。この推定処理は、上述した事前学習処理が完了した後、搬送装置１０を動作させるときに実行される。図７は、推定処理の流れを示したフローチャートである。

推定処理を行うときには、まず、トルク取得部９１が、一対の直進機構６０の各々のトルク値を取得する（ステップＳ２１）。ここでは、上述したステップＳ１２と同様に、トルク取得部９１が、制御基板６３から、各リニアモータ６１のトルク値を取得する。すなわち、制御基板６３からトルク取得部９１へ、各リニアモータ６１のトルク値を示す信号が入力される。

次に、入力データ生成部９２が、トルク取得部９１により取得された一対のトルク値の差分を算出する（ステップＳ２２）。これにより、左右のリニアモータ６１のトルク値の差分が、時系列データとして得られる。その後、入力データ生成部９２は、トルク値の差分の時系列データから、不要な周波数成分を除去するフィルタ処理を行う（ステップＳ２３）。例えば、ローパスフィルタにより、予め設定された周波数以上の高周波成分を除去する。これにより、ノイズが低減されたトルク値の差分の時系列データを得ることができる。

このステップＳ２３のフィルタ処理は、上述した事前学習処理のステップＳ１４のフィルタ処理と、同一の処理であることが好ましい。すなわち、推定処理のステップＳ２１～２３においては、制御基板６３から得られる一対のトルク値に対して、事前学習処理のステップＳ１２～Ｓ１４と同一の処理を行うことにより、姿勢推定部９３に入力すべき入力データを生成する。

続いて、姿勢推定部９３は、生成された入力データを、学習済みモデルＭに入力する。そうすると、学習済みモデルＭにより、入力データに対応するステージ１２のヨーイング角度θが得られる。姿勢推定部９３は、このヨーイング角度θを、推定値として出力する（ステップＳ２４）。すなわち、姿勢推定部９３は、現時点におけるステージ１２のヨーイング角度θを実測することなく、事前学習処理により生成された学習済みモデルＭを用いて、ヨーイング角度θの推定値を出力することができる。

その後、制御部４０は、姿勢推定部９３から出力されるヨーイング角度θの推定値に基づいて、ステージ１２のヨーイング角度θを補正する（ステップＳ２５）。具体的には、制御部４０は、回転機構１５を動作させるか、あるいは、一対のリニアモータ６１のいずれかのトルク値を調整する。これにより、ステージ１２のヨーイング角度θが、所望の値に近づくように補正される。

以上のように、この搬送装置１０においては、ステージ姿勢推定装置１８が、一対の直進機構６０のトルク値の差分に基づいて、ステージ１２のヨーイング角度θを推定する。このため、大掛かりな計測装置を常時設置することなく、ステージ１２のヨーイング角度θを把握できる。上述のように、ステージ１２のヨーイング角度θを実測する姿勢計測装置８０は、事前学習処理を行うときにのみ設置すればよい。事前学習が完了した後の動作時においては、姿勢計測装置８０を取り外して、装置のフットプリントを低減させることができる。また、姿勢計測装置８０は、複数の搬送装置１０で共有することができるため、姿勢計測装置８０にかかるコストを低減できる。

特に、本実施形態のステージ姿勢推定装置１８は、リニアモータ６１を制御する制御基板６３からトルク値の情報を取得する。このため、制御基板６３とは別に、リニアモータ６１のトルク値を計測するためのセンサを設ける必要がない。これにより、搬送装置１０の構造をより簡略化できる。

また、本実施形態のステージ姿勢推定装置１８は、事前学習処理および推定処理において、一対のトルク値の差分の時系列データから、不要な周波数成分を除去するフィルタ処理を行う（ステップＳ１４，Ｓ２３）。これにより、ノイズが低減された入力データを使用することができる。その結果、機械学習をより精度よく行うことができるとともに、推定処理においてステージ１２のヨーイング角度θをより精度よく推定できる。

＜４．トルク値の差分とヨーイング角度の相関について＞
図８は、上述した搬送装置１０と同等の構成を有する実際の装置において、取得可能な種々のパラメータと、ステージ１２のヨーイング角度θとの相関を調べた実験結果のグラフである。具体的には、一対のリニアモータ６１のトルク値の差分、１つのリニアモータ６１のトルク値、移動子６１２の加速度、エアガイド６２の空圧、および搬送装置１０の動作音のそれぞれについて、姿勢計測装置８０により計測されるステージ１２のヨーイング角度θとの相関値を算出した。相関値としては、最大相互情報量（ＭＩＣ）を用いた。

図８の結果を見ると、一対のリニアモータ６１のトルク値の差分は、他のパラメータと比べて、ステージ１２のヨーイング角度θとの相関が特に強いことが分かる。したがって、トルク値の差分を入力データとし、ステージ１２のヨーイング角度θの実測値を教師データとして、機械学習を行えば、ヨーイング角度θを精度よく推定できる学習済みモデルＭを得ることが可能であることが分かる。

＜５．変形例＞
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではない。

上記の実施形態では、トルク取得部９１は、リニアモータ６１のトルク値を、制御基板６３から取得していた。しかしながら、トルク取得部９１は、他の方法で、リニアモータ６１のトルク値を取得してもよい。例えば、直進機構６０の各リニアモータ６１にトルクセンサを取り付け、そのトルクセンサからトルク値を取得してもよい。

また、上記の実施形態では、入力データ生成部９２が、一対のトルク値の差分を算出した後、差分の時系列データに対してフィルタ処理を行っていた。しかしながら、入力データ生成部９２は、一対のトルク値のそれぞれの時系列データに対してフィルタ処理を行い、フィルタ処理後に、一対のトルク値の差分を算出してもよい。また、フィルタ処理は省略してもよい。

また、上記実施形態の搬送装置１０は、主走査機構１３だけではなく、副走査機構１４および回転機構１５を備えていた。しかしながら、本発明は、副走査機構１４および回転機構１５を備えていない搬送装置を対象とするものであってもよい。

また、上記実施形態の搬送装置１０は、描画装置１に搭載されていた。しかしながら、本発明は、描画装置１以外の装置に搭載される搬送装置を対象とするものであってもよい。例えば、搬送装置は、ステージ上に保持された基板に対して処理液を塗布する装置に搭載されるものであってもよい。また、搬送装置は、ステージ上に保持された記録媒体に対して印刷を行う装置に搭載されるものであってもよい。

また、上記の実施形態では、事前学習処理において、レーザ干渉計８２により、ステージ１２のヨーイング角度θを実測していた。しかしながら、ステージ１２のヨーイング角度θは、他の方法で実測してもよい。例えば、カメラにより取得したステージ１２の画像に基づいて、ステージ１２のヨーイング角度θを実測してもよい。

また、上記の実施形態の直進機構６０は、リニアモータ６１を有するものであった。しかしながら、リニアモータ６１に代えて、回転モータから出力される回転運動をボールネジにより直進運動に変換する機構を用いてもよい。

また、上記の実施形態や変形例に登場した各要素を、矛盾が生じない範囲で、適宜に組み合わせてもよい。

１ 描画装置
１０ 搬送装置
１１ 基台
１２ ステージ
１３ 主走査機構
１４ 副走査機構
１５ 回転機構
１６ 下段支持プレート
１７ 中段支持プレート
１８ ステージ姿勢推定装置
２０ フレーム
３０ 描画処理部
４０ 制御部
５０ センサ
６０ 直進機構
６１ リニアモータ
６２ エアガイド
６３ 制御基板
８０ 姿勢計測装置
９１ トルク取得部
９２ 入力データ生成部
９３ 姿勢推定部
６１１ 固定子
６１２ 移動子
Ｗ 基板
Ｍ 学習済みモデル
θ ヨーイング角度

Claims (10)

1. 平板状のステージを一対の直進機構により水平方向に搬送する搬送装置に搭載されるステージ姿勢推定装置であって、
   前記一対の直進機構の各々のトルク値を取得するトルク取得部と、
   前記トルク取得部により取得される一対のトルク値の差分を算出して、入力データを生成する入力データ生成部と、
   前記入力データから前記ステージのヨーイング角度を推定するための機械学習により得られた学習済みモデルに、前記入力データを入力し、前記ヨーイング角度の推定値を出力する姿勢推定部と、
   を備えた、ステージ姿勢推定装置。
2. 請求項１に記載のステージ姿勢推定装置であって、
   前記入力データ生成部は、前記トルク値の時系列データまたは前記一対のトルク値の差分の時系列データから不要な周波数成分を除去するフィルタ処理を行う、ステージ姿勢推定装置。
3. 請求項１または請求項２に記載のステージ姿勢推定装置であって、
   前記一対の直進機構は、互いに平行に配置された一対のリニアモータを含む、ステージ姿勢推定装置。
4. 請求項３に記載のステージ姿勢推定装置であって、
   前記搬送装置は、
   制御部と、
   前記制御部からの指令に従って、前記リニアモータにおいて発生させるべきトルク値を算出し、算出されたトルク値に応じた駆動信号を、前記リニアモータへ供給する制御基板と、
   を有し、
   前記トルク取得部は、前記制御基板から、前記トルク値を取得する、ステージ姿勢推定装置。
5. 請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載のステージ姿勢推定装置と、
   前記ステージと、
   前記一対の直進機構と、
   を備えた、前記搬送装置。
6. 平板状のステージを一対の直進機構により水平方向に搬送する搬送装置において、前記ステージの姿勢を推定するステージ姿勢推定方法であって、
   ａ）前記一対の直進機構の各々のトルク値を取得する工程と、
   ｂ）前記工程ａ）により取得される一対のトルク値の差分を算出して、入力データを生成する工程と、
   ｃ）前記入力データから前記ステージのヨーイング角度を推定するための機械学習により得られた学習済みモデルに、前記入力データを入力し、前記ヨーイング角度の推定値を出力する工程と、
   を有する、ステージ姿勢推定方法。
7. 請求項６に記載のステージ姿勢推定方法であって、
   前記工程ｂ）では、前記トルク値の時系列データまたは前記一対のトルク値の差分の時系列データから不要な周波数成分を除去するフィルタ処理を行う、ステージ姿勢推定方法。
8. 請求項６または請求項７に記載のステージ姿勢推定方法であって、
   前記一対の直進機構は、互いに平行に配置された一対のリニアモータを含む、ステージ姿勢推定方法。
9. 請求項８に記載のステージ姿勢推定方法であって、
   前記搬送装置は、
   制御部と、
   前記制御部からの指令に従って、前記リニアモータにおいて発生させるべきトルク値を算出し、算出されたトルク値に応じた駆動信号を、前記リニアモータへ供給する制御基板と、
   を有し、
   前記工程ａ）では、前記制御基板から、前記トルク値を取得する、ステージ姿勢推定方法。
10. 請求項６から請求項９までのいずれか１項に記載のステージ姿勢推定方法により推定された前記ヨーイング角度に基づいて、前記搬送装置の動作を補正しつつ、前記ステージを搬送する、搬送方法。
    

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