JPH03121741A - ステージ装置 - Google Patents
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- JPH03121741A JPH03121741A JP1261859A JP26185989A JPH03121741A JP H03121741 A JPH03121741 A JP H03121741A JP 1261859 A JP1261859 A JP 1261859A JP 26185989 A JP26185989 A JP 26185989A JP H03121741 A JPH03121741 A JP H03121741A
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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
-
- 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
- G03F7/708—Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
- G03F7/70858—Environment aspects, e.g. pressure of beam-path gas, temperature
- G03F7/709—Vibration, e.g. vibration detection, compensation, suppression or isolation
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Machine Tool Units (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、半導体素子等の製造に使用される投影型露光
装置等の精密ＸＹＸステージ関するものである。
装置等の精密ＸＹＸステージ関するものである。
従来のこの種の装置は、例えば第６図に示す様に、Ｙ方
向に延設されたＶ−フラット構造のガイド部材１３を介
して定盤１０の上に第１ステージ１１（Ｙステージとす
る）が載置され、Ｙステージ１１に固設されたナツト部
材７と螺合した送りねじ４をＹモータ１で回転させるこ
とによって、Ｙステージ１１は図の左右方向（Ｙ方向）
に直線移動する。また、Ｘ方向に延設されたＶ−フラッ
ト構造のガイド部材１４を介してＹステージ１１の上に
第２ステージ１２（Ｘステージとする）が載置され、Ｘ
ステージ１２に固設されたナツト部材９と螺合した送り
ねじ６をＸモータ３を回転させることによってＸステー
ジ１２は図の上下方向（Ｘ方向）に直線移動する。この
ように、Ｙ方向とＸ方向に直線移動する各ステージ１１
．１２を階層構造にしたステージ装置が知られている。
向に延設されたＶ−フラット構造のガイド部材１３を介
して定盤１０の上に第１ステージ１１（Ｙステージとす
る）が載置され、Ｙステージ１１に固設されたナツト部
材７と螺合した送りねじ４をＹモータ１で回転させるこ
とによって、Ｙステージ１１は図の左右方向（Ｙ方向）
に直線移動する。また、Ｘ方向に延設されたＶ−フラッ
ト構造のガイド部材１４を介してＹステージ１１の上に
第２ステージ１２（Ｘステージとする）が載置され、Ｘ
ステージ１２に固設されたナツト部材９と螺合した送り
ねじ６をＸモータ３を回転させることによってＸステー
ジ１２は図の上下方向（Ｘ方向）に直線移動する。この
ように、Ｙ方向とＸ方向に直線移動する各ステージ１１
．１２を階層構造にしたステージ装置が知られている。
従来の技術においては、慣性力及び送りねじのバックラ
ッシュ等の影響により、ステージが目標位置に達して停
止した後もステージに振動が発生し、位置決め精度を悪
化させていた。また、第７図に図示する様に、Ｘステー
ジ１２がＹステージ１１上の一方（Ｘ方向の負方向）に
偏位している状態で、Ｙステージ１１を駆動しようとす
ると、Ｙステージ１１の重心位置が図の下方（Ｘの負方
向側）に偏ってしまっているため、図の矢印が示すよう
な回転モーメントが発生し、回転方向の振動が励起され
て位置決めを悪化させるといった問題が生じた。
ッシュ等の影響により、ステージが目標位置に達して停
止した後もステージに振動が発生し、位置決め精度を悪
化させていた。また、第７図に図示する様に、Ｘステー
ジ１２がＹステージ１１上の一方（Ｘ方向の負方向）に
偏位している状態で、Ｙステージ１１を駆動しようとす
ると、Ｙステージ１１の重心位置が図の下方（Ｘの負方
向側）に偏ってしまっているため、図の矢印が示すよう
な回転モーメントが発生し、回転方向の振動が励起され
て位置決めを悪化させるといった問題が生じた。
本発明は、これらの問題を解決し、位置決めを高精度に
行うためになされたものである。
行うためになされたものである。
上記問題点解決のため本発明では、直線ガイド部材を介
して定盤上をＹ方向に一次元移動するＹステージと、直
線ガイド部材を介してＹステージ上をＹ方向と直交した
Ｘ方向に一次元移動するＸステージと、ＹステージとＸ
ステージの夫々を各方向に移動させる送りねじと、送り
ねじとＸ、 Ｙステージを結合するナツト部材と、送り
ねじを回転させるモータとを備えたステージ装置におい
て、Ｙステージ１１に設けられ、Ｙステージ１１の移動
方向に沿って一直線状に配置された２つの送りねじ４，
５と、２つの送りねじ４，５の夫々と個別に螺合される
とともにＹステージ１１に固着された２つのナツト部材
７，８と、２つの送りねじ４，５を個別に回転する２つ
の直流モータ１゜２と、Ｙステージ１１を移動させると
きは、２つのモータ１，２をほぼ同一の制御特性で駆動
し、Ｙステージ１１の停止時には２つのナツト部材７．
８が互いに逆方向に付勢されるように２つのモータ１，
２を駆動する速度及びトルク制御回路１８゜１９とを設
ける。
して定盤上をＹ方向に一次元移動するＹステージと、直
線ガイド部材を介してＹステージ上をＹ方向と直交した
Ｘ方向に一次元移動するＸステージと、ＹステージとＸ
ステージの夫々を各方向に移動させる送りねじと、送り
ねじとＸ、 Ｙステージを結合するナツト部材と、送り
ねじを回転させるモータとを備えたステージ装置におい
て、Ｙステージ１１に設けられ、Ｙステージ１１の移動
方向に沿って一直線状に配置された２つの送りねじ４，
５と、２つの送りねじ４，５の夫々と個別に螺合される
とともにＹステージ１１に固着された２つのナツト部材
７，８と、２つの送りねじ４，５を個別に回転する２つ
の直流モータ１゜２と、Ｙステージ１１を移動させると
きは、２つのモータ１，２をほぼ同一の制御特性で駆動
し、Ｙステージ１１の停止時には２つのナツト部材７．
８が互いに逆方向に付勢されるように２つのモータ１，
２を駆動する速度及びトルク制御回路１８゜１９とを設
ける。
また、Ｙステージ１１に設けられ、Ｙステージ１１の移
動方向に沿って配置された第１送りねじ４と、第１送り
ねじ４と反対側に第１送りねじ４と平行な関係で配置さ
れた２つの第２送りねじ２４．２５と、第１送りねじ４
と２つの第２送りねじ２４，２５の夫々と個別に螺合さ
れるとともにＹステージ１１に固着された３つのナツト
部材７゜２６．２７と、３つの送りねじ４，２４．２５
を個別に回転する３つの直流モータ等のモータｌ、２２
．２３と、３つのモータ１，２２．２３の各々の回転速
度及びトルクを検出する回転速度及びトルク検出器３５
，３６．３７と、Ｙステージ１１のヨーイングの変化量
を検出するヨーイング変化量検出器２８と、Ｙステージ
１１の移動中に生ずる回転モーメントを打ち消すように
、検出された回転速度とヨーイング変化量に基づいて３
つのモータ１，２２．２３のうち少なくとも２つのモー
タの回転速度の補正量を算出する演算装置３１と、Ｙス
テージ１１を移動させるときには、３つのモータ１，２
２．２３を同時に駆動させつつ、演算装置３１によって
算出される補正量に応じて、少なくとも２つのモータの
各回転速度を補正するとともに、Ｙステージ１１の停止
時には、第１送りねじ４に螺合されるナツト部材７と２
つの第２送りねじ２４．２５に螺合されるナツト部材２
６゜２７とが、互いに逆方向に付勢されるように３つの
モータ １，２２．２３を駆動する速度及びトルク制御
回路３２，３３．３４とを設ける。
動方向に沿って配置された第１送りねじ４と、第１送り
ねじ４と反対側に第１送りねじ４と平行な関係で配置さ
れた２つの第２送りねじ２４．２５と、第１送りねじ４
と２つの第２送りねじ２４，２５の夫々と個別に螺合さ
れるとともにＹステージ１１に固着された３つのナツト
部材７゜２６．２７と、３つの送りねじ４，２４．２５
を個別に回転する３つの直流モータ等のモータｌ、２２
．２３と、３つのモータ１，２２．２３の各々の回転速
度及びトルクを検出する回転速度及びトルク検出器３５
，３６．３７と、Ｙステージ１１のヨーイングの変化量
を検出するヨーイング変化量検出器２８と、Ｙステージ
１１の移動中に生ずる回転モーメントを打ち消すように
、検出された回転速度とヨーイング変化量に基づいて３
つのモータ１，２２．２３のうち少なくとも２つのモー
タの回転速度の補正量を算出する演算装置３１と、Ｙス
テージ１１を移動させるときには、３つのモータ１，２
２．２３を同時に駆動させつつ、演算装置３１によって
算出される補正量に応じて、少なくとも２つのモータの
各回転速度を補正するとともに、Ｙステージ１１の停止
時には、第１送りねじ４に螺合されるナツト部材７と２
つの第２送りねじ２４．２５に螺合されるナツト部材２
６゜２７とが、互いに逆方向に付勢されるように３つの
モータ １，２２．２３を駆動する速度及びトルク制御
回路３２，３３．３４とを設ける。
Ｙステージ１１が目標位置に達して停止する際、Ｙステ
ージ１１の移動方向に沿って一直線状に設けた２つの送
りねじ４，５を回転させる２つのモータ１，２に速度及
びトルク制御回路１８，１９によって互いに逆方向に同
一トルクを与えることによって送りねじ４，５に螺合す
る２つのナツト部材７，８が互いに逆方向に付勢され、
２つのナツト部材７，８が固着されたＹステージ１１は
目標位置で静止する。
ージ１１の移動方向に沿って一直線状に設けた２つの送
りねじ４，５を回転させる２つのモータ１，２に速度及
びトルク制御回路１８，１９によって互いに逆方向に同
一トルクを与えることによって送りねじ４，５に螺合す
る２つのナツト部材７，８が互いに逆方向に付勢され、
２つのナツト部材７，８が固着されたＹステージ１１は
目標位置で静止する。
また、Ｙステージ１１が移動する際、Ｙステージ１１の
移動方向に沿って配置された第１送りねじ４と、第１送
りねじ４と反対側に第１送りねじ４と平行な関係で配置
された２つの第２送りねじ２４．２５を回転させる３つ
のモータ１，２２゜２３の回転速度が回転速度及びトル
ク検出器３５゜３６．３７によって検出され、ヨーイン
グ変化量検出器２８によってＹステージ１１の移動中の
第２ステージ（Ｘステージ）１２の位置に応じて変化す
る回転モーメントに起因したヨーイング変化量が検出さ
れる。３つのモータ１，２２．２３のうち少なくとも２
つのモータの回転速度の補正量を、検出された回転速度
とヨーイング変化量に基づいて演算装置３１によって算
出し、３つのモータ１，２２．２３を同時に駆動させつ
つ演算装置３１によって算出される補正量に応じて少な
くとも２つのモータの各回転速度を補正することにより
３つのモータ１，２１．２２にトルク差が生じ、Ｙステ
ージ１１の移動中に生ずる回転モーメントを打ち消す。
移動方向に沿って配置された第１送りねじ４と、第１送
りねじ４と反対側に第１送りねじ４と平行な関係で配置
された２つの第２送りねじ２４．２５を回転させる３つ
のモータ１，２２゜２３の回転速度が回転速度及びトル
ク検出器３５゜３６．３７によって検出され、ヨーイン
グ変化量検出器２８によってＹステージ１１の移動中の
第２ステージ（Ｘステージ）１２の位置に応じて変化す
る回転モーメントに起因したヨーイング変化量が検出さ
れる。３つのモータ１，２２．２３のうち少なくとも２
つのモータの回転速度の補正量を、検出された回転速度
とヨーイング変化量に基づいて演算装置３１によって算
出し、３つのモータ１，２２．２３を同時に駆動させつ
つ演算装置３１によって算出される補正量に応じて少な
くとも２つのモータの各回転速度を補正することにより
３つのモータ１，２１．２２にトルク差が生じ、Ｙステ
ージ１１の移動中に生ずる回転モーメントを打ち消す。
さらに、Ｙステージ１１が目標位置に達して停止する際
には、第１送りねじ４と第２送りねじ２３．２４とを回
転するモータ１とモータ２１，２２とに速度及びトルク
制御回路３２． ３３． ３４によって互いに逆方向に
同一トルクを与えることによつて、第１送りねじ４と第
２送りねじ２３゜２４とにそれぞれ螺合するナツト部材
７とナツト部材２５．２６とが互いに逆方向に付勢され
、ナツト部材７，２５．２６が固着されたＹステージ１
１は、目標位置で静止する。
には、第１送りねじ４と第２送りねじ２３．２４とを回
転するモータ１とモータ２１，２２とに速度及びトルク
制御回路３２． ３３． ３４によって互いに逆方向に
同一トルクを与えることによつて、第１送りねじ４と第
２送りねじ２３゜２４とにそれぞれ螺合するナツト部材
７とナツト部材２５．２６とが互いに逆方向に付勢され
、ナツト部材７，２５．２６が固着されたＹステージ１
１は、目標位置で静止する。
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第１図（ａ）は、本発明の第１の実施例によるステージ
装置を表す平面図である。Ｙステージ１１には、２つの
直流モータ等のモータ１，２と、各々の駆動力を伝達す
る送りねじ４，５と、送りねじ４，５に螺合するナツト
部材７，８とがＹステージ１１の移動方向に沿って一直
線状に取り付けられている。また、Ｘステージ１２上に
は、Ｙステージ１１の移動方向と直角な方向に平面鏡１
５が載置され、不図示のレーザ干渉計等の測長器ととも
にＹステージ１１の位置センサを構成している。
装置を表す平面図である。Ｙステージ１１には、２つの
直流モータ等のモータ１，２と、各々の駆動力を伝達す
る送りねじ４，５と、送りねじ４，５に螺合するナツト
部材７，８とがＹステージ１１の移動方向に沿って一直
線状に取り付けられている。また、Ｘステージ１２上に
は、Ｙステージ１１の移動方向と直角な方向に平面鏡１
５が載置され、不図示のレーザ干渉計等の測長器ととも
にＹステージ１１の位置センサを構成している。
第１図（ｂ）は、第１実施例における制御回路の構成を
図示したブロック図であり、Ｙステージ１１のＹ座標値
を計測する検出器（測長器）１６と、Ｙステージ１１又
は、Ｘステージ１２の目標位置に関する情報を記憶する
記憶部１７と、モータ１゜２の回転速度及びトルクを夫
々制御方式を切り換えることによって制御する速度及び
トルク制御回路１８．１９と、モータ１，２の回転速度
及びトルクを検出する検出器２０．２１とから構成され
ている。
図示したブロック図であり、Ｙステージ１１のＹ座標値
を計測する検出器（測長器）１６と、Ｙステージ１１又
は、Ｘステージ１２の目標位置に関する情報を記憶する
記憶部１７と、モータ１゜２の回転速度及びトルクを夫
々制御方式を切り換えることによって制御する速度及び
トルク制御回路１８．１９と、モータ１，２の回転速度
及びトルクを検出する検出器２０．２１とから構成され
ている。
次に、この装置の動作を説明する。Ｙステージ１１の駆
動時には、速度及びトルク制御回路１８゜１９が２つの
モータ１，２を同一の回転速度をもって回転するように
制御する。この時、速度及びトルク制御回路１８．１９
は速度制御モードで動作し、常に速度検出器２０．２１
からの情報を受けて速度制御している。そして、速度及
びトルク制御回路１８，１９は、Ｙ座標検出器１６によ
って検出されるステージ位置に応じて速度制御を行いつ
つ、検出されたステージ位置が記憶部１７に記憶された
目標位置に達したか否かを判定する。目標位置でＹステ
ージ１１が停止すると同時に、速度及びトルク制御回路
１８．１９は記憶部１７からの指令によりトルク制御モ
ードに切り換わり、その後、第２図に示すように２つの
モータ１．２に互いに逆方向に同一の回転トルクを与え
るような電流をモータｌ、 ２に流す。この時、Ｙス
テージ１１に固着されたナツト部材７，８は、送りねじ
４，５によって互いに逆方向に付勢されることになる。
動時には、速度及びトルク制御回路１８゜１９が２つの
モータ１，２を同一の回転速度をもって回転するように
制御する。この時、速度及びトルク制御回路１８．１９
は速度制御モードで動作し、常に速度検出器２０．２１
からの情報を受けて速度制御している。そして、速度及
びトルク制御回路１８，１９は、Ｙ座標検出器１６によ
って検出されるステージ位置に応じて速度制御を行いつ
つ、検出されたステージ位置が記憶部１７に記憶された
目標位置に達したか否かを判定する。目標位置でＹステ
ージ１１が停止すると同時に、速度及びトルク制御回路
１８．１９は記憶部１７からの指令によりトルク制御モ
ードに切り換わり、その後、第２図に示すように２つの
モータ１．２に互いに逆方向に同一の回転トルクを与え
るような電流をモータｌ、 ２に流す。この時、Ｙス
テージ１１に固着されたナツト部材７，８は、送りねじ
４，５によって互いに逆方向に付勢されることになる。
よって、Ｙステージ１１は、ステージの慣性力や送りね
じとナツト部材とのバックラッシュによる振動が抑制さ
れ、目標位置に極めて高い精度で静止することになる。
じとナツト部材とのバックラッシュによる振動が抑制さ
れ、目標位置に極めて高い精度で静止することになる。
第３図（ａ）、第３図（ｂ）は、本発明の第２の実施例
によるステージ装置の構造を表す平面図である。
によるステージ装置の構造を表す平面図である。
第３図（ａ）において、Ｙステージ１１には、その移動
方向に沿って配置された第１送りねじ４と、第１送りね
じ４と反対側に第１送りねじ４と平行な関係で配置され
た２つの第２送りねじ２４，２５と、第１及び第２送り
ねじ４及び２４．２５を回転させる３つのモータ１，２
２．２３と、送りねじ４，２４．２５に螺合するナツト
部材７，２６゜２７が取り付けられている。その他、第
３図（ｂ）に示す様にＹステージ１１の位置を計測する
レーザ干渉計等の位置センサ１６と、Ｙステージ１１の
ヨーイングを検出するために、ハーフミラ−２９、ミラ
ー３０及びレーザ干渉計から成るヨーイングセンサ２８
とがステージ装置に設けられ、位置センサ１６とヨーイ
ングセンサ２８からのレーザ光束を反射するための平面
鏡１５がＸステージ１２上にＹステージ１１の移動方向
と直角な方向に載置されている。ここで、送りねじ２４
，２５のＸ方向の間隔は、例えばＶ−フラット構造の２
本のガイド１３の間隔と同程度に設定される。
方向に沿って配置された第１送りねじ４と、第１送りね
じ４と反対側に第１送りねじ４と平行な関係で配置され
た２つの第２送りねじ２４，２５と、第１及び第２送り
ねじ４及び２４．２５を回転させる３つのモータ１，２
２．２３と、送りねじ４，２４．２５に螺合するナツト
部材７，２６゜２７が取り付けられている。その他、第
３図（ｂ）に示す様にＹステージ１１の位置を計測する
レーザ干渉計等の位置センサ１６と、Ｙステージ１１の
ヨーイングを検出するために、ハーフミラ−２９、ミラ
ー３０及びレーザ干渉計から成るヨーイングセンサ２８
とがステージ装置に設けられ、位置センサ１６とヨーイ
ングセンサ２８からのレーザ光束を反射するための平面
鏡１５がＸステージ１２上にＹステージ１１の移動方向
と直角な方向に載置されている。ここで、送りねじ２４
，２５のＸ方向の間隔は、例えばＶ−フラット構造の２
本のガイド１３の間隔と同程度に設定される。
第３図（Ｃ）は、第３図（ａ）、第３図（ｂ）のステー
ジ装置の駆動に最適な駆動制御系のブロック図である。
ジ装置の駆動に最適な駆動制御系のブロック図である。
Ｙステージ１１のＹ座標値を計測する検出器（測長器）
１６と、Ｙステージ１１のヨーイング量を検出するヨー
イングセンサ２８と、モータ１． ２２．２３の最適回
転速度を逐次算出する演算装置３１と、モータ１，２２
．２３の夫々を回転速度制御モードとトルク制御モード
とに切り換えて制御する速度及びトルク制御回路３２．
３３． ３４と、モータ１，２２．２３の回転速度及
びトルクを検出する検出器３５，３６．３７とから構成
されている。
１６と、Ｙステージ１１のヨーイング量を検出するヨー
イングセンサ２８と、モータ１． ２２．２３の最適回
転速度を逐次算出する演算装置３１と、モータ１，２２
．２３の夫々を回転速度制御モードとトルク制御モード
とに切り換えて制御する速度及びトルク制御回路３２．
３３． ３４と、モータ１，２２．２３の回転速度及
びトルクを検出する検出器３５，３６．３７とから構成
されている。
次に、第４図（ａ）、第４図（ｂ）をさらに参照して、
回転モーメントを打ち消す原理を説明する。Ｙステージ
１１が図の左から右へ移動する時、３つのモータ１，２
２，２３は同一回転速度（駆動特性）で駆動される。こ
の時、第４図（ａ）の様に、Ｘステージ１２が図の下方
に位置しているならば、偏心した重心を中心としてＹス
テージ１１には、図の時計方向の回転モーメントが生ず
る。よって、この場合、送りねじ２５に送りねじ２４よ
りも大きいトルクを発生させて駆動することにより、回
転モーメントを打ち消した直線移動が可能になる。
回転モーメントを打ち消す原理を説明する。Ｙステージ
１１が図の左から右へ移動する時、３つのモータ１，２
２，２３は同一回転速度（駆動特性）で駆動される。こ
の時、第４図（ａ）の様に、Ｘステージ１２が図の下方
に位置しているならば、偏心した重心を中心としてＹス
テージ１１には、図の時計方向の回転モーメントが生ず
る。よって、この場合、送りねじ２５に送りねじ２４よ
りも大きいトルクを発生させて駆動することにより、回
転モーメントを打ち消した直線移動が可能になる。
逆に、第４図（ｂ）の様に、Ｘステージ１２が図の上方
に位置しているならば、送りねじ２４に送りねじ２５よ
りも大きいトルクを発生させて駆動することにより、回
転モーメントを打ち消した直線移動が可能になる。
に位置しているならば、送りねじ２４に送りねじ２５よ
りも大きいトルクを発生させて駆動することにより、回
転モーメントを打ち消した直線移動が可能になる。
次に、上述の動作手順を第３図（Ｃ）に基づいて説明す
る。Ｘステージ１１が移動する際、回転速度検出器３５
，３６．３７よりモータ１． ２２． ２３の回転速度
Ｖ＋ 、Ｖ！ 、Ｖ、が検出され、又、ヨーイングセン
サ２８よりＸステージ１１のヨーイング変化量θが検出
される。これらの値より演算装置３１は、各モータの駆
動速度Ｃ＋ ＋ Ｃｔ ＴＯ，を、 Ｃ，＝Ｖ Ｃ２＝ｖ２＋にθ Ｃ３＝Ｖ３−にθ （ｋ：ねじピッチ等により決定される比例定数）の各式
に基づいて逐次算出する。速度及びトルク制御回路３２
，３３．３４は、速度検出器３５゜３６．３７からの実
際の駆動速度と演算装置３１からの指令駆動速度Ｃ＋
、Ｃｔ 、Ｃｔとに基づいてモータ１，２２．２３の各
回転速度が各指令値Ｃ，，Ｃ，，ＣＩと一致するように
制御する。この時、モータ１，２２，２３は、直流モー
タ等を用いれば、モータの回転速度を制御することによ
り結果的にトルクを制御することと同じことになる。即
ち、トルクを大きくしたいモータには、他のモータに比
べて大きな駆動電流を流す。また、位置センサ１６によ
って位置計測されるＸステージ１１が目標位置に達して
停止した後には、第５図に示す様に先の第１実施例と同
様の手法によって、速度及びトルク制御回路３２，３３
．３４は演算装置３１によってトルク制御モードに切り
換えられて、モータ１とモータ２２，２３とに互いに逆
方・同な同一のトルクを与えるような駆動電流（微小値
）を各モータに流す。この時、Ｙステージに固着された
ナツト部材７とナツト部材２６゜２７とは、送りねじ４
と送りねじ２４，２５とによって互いに逆方向に付勢さ
れることになる。
る。Ｘステージ１１が移動する際、回転速度検出器３５
，３６．３７よりモータ１． ２２． ２３の回転速度
Ｖ＋ 、Ｖ！ 、Ｖ、が検出され、又、ヨーイングセン
サ２８よりＸステージ１１のヨーイング変化量θが検出
される。これらの値より演算装置３１は、各モータの駆
動速度Ｃ＋ ＋ Ｃｔ ＴＯ，を、 Ｃ，＝Ｖ Ｃ２＝ｖ２＋にθ Ｃ３＝Ｖ３−にθ （ｋ：ねじピッチ等により決定される比例定数）の各式
に基づいて逐次算出する。速度及びトルク制御回路３２
，３３．３４は、速度検出器３５゜３６．３７からの実
際の駆動速度と演算装置３１からの指令駆動速度Ｃ＋
、Ｃｔ 、Ｃｔとに基づいてモータ１，２２．２３の各
回転速度が各指令値Ｃ，，Ｃ，，ＣＩと一致するように
制御する。この時、モータ１，２２，２３は、直流モー
タ等を用いれば、モータの回転速度を制御することによ
り結果的にトルクを制御することと同じことになる。即
ち、トルクを大きくしたいモータには、他のモータに比
べて大きな駆動電流を流す。また、位置センサ１６によ
って位置計測されるＸステージ１１が目標位置に達して
停止した後には、第５図に示す様に先の第１実施例と同
様の手法によって、速度及びトルク制御回路３２，３３
．３４は演算装置３１によってトルク制御モードに切り
換えられて、モータ１とモータ２２，２３とに互いに逆
方・同な同一のトルクを与えるような駆動電流（微小値
）を各モータに流す。この時、Ｙステージに固着された
ナツト部材７とナツト部材２６゜２７とは、送りねじ４
と送りねじ２４，２５とによって互いに逆方向に付勢さ
れることになる。
よって、Ｘステージ１１は、ステージの慣性力や送りね
じとナツト部材とのバックラッシュによる振動が抑制さ
れ目標位置で静止する。尚、モータ２２．２３の駆動電
流を微調することで、ステージが静止しているときの回
転ずれも逐次補正できる。
じとナツト部材とのバックラッシュによる振動が抑制さ
れ目標位置で静止する。尚、モータ２２．２３の駆動電
流を微調することで、ステージが静止しているときの回
転ずれも逐次補正できる。
上述の第２実施例において、モータ２２，２３の回転速
度を補正して回転モーメントを打ち消すようにしたが、
モータ１，２２乃至１，２３の組合せで回転速度を補正
しても勿論同様の効果が得られる。但し、この場合、上
記式中にθの項の符号は、２式とも同符号になる。
度を補正して回転モーメントを打ち消すようにしたが、
モータ１，２２乃至１，２３の組合せで回転速度を補正
しても勿論同様の効果が得られる。但し、この場合、上
記式中にθの項の符号は、２式とも同符号になる。
次に、本発明の第３の実施例を説明する。Ｘステージ１
１に発生する回転モーメントは、Ｘステージ１２のＸス
テージ１１に対する位置によって一義的に決定される。
１に発生する回転モーメントは、Ｘステージ１２のＸス
テージ１１に対する位置によって一義的に決定される。
よって、第３図（ａ）、第３図（ｂ）の構成において、
ヨーイングセンサ２８と演算装置３１は省略し、速度及
びトルク制御回路３２．３３．３４を常時トルク制御回
路として用いる。さらに、Ｘステージ１２の位置検出の
ための位置センサをＸステージ１２上にＸステージ１２
の移動方向と直角な方向に載置するという構成にすれば
、Ｘステージ１２の位置によってＸステージ１１に発生
する回転モーメントに対するモータの補正トルク特性を
予め求めてメモリに記憶させておき、補正の際は、Ｘス
テージ１２の位置を位置センサで測定し、その位置に応
じたモータの補正トルクをメモリから読み出してトルク
制御回路によって補正するようにしても同様の効果が得
られる。従って、この場合、Ｘステージ１２のＸ方向の
位置とヨーイング量との関係を予め他の方法（ためし焼
き、アライメント結果等）を使って実験し、その相応関
係をメモリ上に記憶させておく必要がある。
ヨーイングセンサ２８と演算装置３１は省略し、速度及
びトルク制御回路３２．３３．３４を常時トルク制御回
路として用いる。さらに、Ｘステージ１２の位置検出の
ための位置センサをＸステージ１２上にＸステージ１２
の移動方向と直角な方向に載置するという構成にすれば
、Ｘステージ１２の位置によってＸステージ１１に発生
する回転モーメントに対するモータの補正トルク特性を
予め求めてメモリに記憶させておき、補正の際は、Ｘス
テージ１２の位置を位置センサで測定し、その位置に応
じたモータの補正トルクをメモリから読み出してトルク
制御回路によって補正するようにしても同様の効果が得
られる。従って、この場合、Ｘステージ１２のＸ方向の
位置とヨーイング量との関係を予め他の方法（ためし焼
き、アライメント結果等）を使って実験し、その相応関
係をメモリ上に記憶させておく必要がある。
以上のように、本発明によれば、ステージ位置決め終了
後の制振特性を向上させることができるほか、送りねじ
の数と配置を変えることによってステージ駆動中の回転
モーメントの発生をも打ち消すことができ、高精度の位
置決めを達成することができる。
後の制振特性を向上させることができるほか、送りねじ
の数と配置を変えることによってステージ駆動中の回転
モーメントの発生をも打ち消すことができ、高精度の位
置決めを達成することができる。
また、モータに互いに逆方向のトルクを与えて送りねじ
でステージを引っ張る（又は押圧）ことで、ねじのバッ
クラッシュの影響を無くすことができる。さらに、ステ
ージの回転方向に力を加えることによりＶ−フラット等
のガイド部材によるヨーイングを補正できるので、ガイ
ド部材の調整がある程度の許容を以て行える。つまり、
製造時の工期が短縮できる。
でステージを引っ張る（又は押圧）ことで、ねじのバッ
クラッシュの影響を無くすことができる。さらに、ステ
ージの回転方向に力を加えることによりＶ−フラット等
のガイド部材によるヨーイングを補正できるので、ガイ
ド部材の調整がある程度の許容を以て行える。つまり、
製造時の工期が短縮できる。
第１図（ａ）は本発明の第１の実施例におけるステージ
装置を表す平面図、第１図（ｂ）は第１実施例における
制御回路のブロック図、第２図は第１実施例の制御の様
子を示す図、第３図（ａ）、第３図（ｂ）は本発明の第
２の実施例によるステージ装置を表す平面図、第３図（
Ｃ）は第２実施例による制御回路のブロック図、第４図
（ａ）、第４図（ｂ）、第５図は第２実施例におけるス
テージ制御の様子を示す図、第６図は従来の技術におけ
るステージ装置の平面図、第７図は従来の技術における
ステージ装置の回転モーメント発生の様子を示す図であ
る。 〔主要部分の符号の説明〕
装置を表す平面図、第１図（ｂ）は第１実施例における
制御回路のブロック図、第２図は第１実施例の制御の様
子を示す図、第３図（ａ）、第３図（ｂ）は本発明の第
２の実施例によるステージ装置を表す平面図、第３図（
Ｃ）は第２実施例による制御回路のブロック図、第４図
（ａ）、第４図（ｂ）、第５図は第２実施例におけるス
テージ制御の様子を示す図、第６図は従来の技術におけ
るステージ装置の平面図、第７図は従来の技術における
ステージ装置の回転モーメント発生の様子を示す図であ
る。 〔主要部分の符号の説明〕
Claims (2)
- （１）直線ガイド部材を介して定盤上を第１方向に一次
元移動する第１ステージと、直線ガイド部材を介して該
第１ステージ上を前記第１方向に直交した第２方向に一
次元移動する第２ステージと、前記第１ステージと第２
ステージの夫々を各方向に移動させる送りねじと、該送
りねじと各ステージとを結合するナット部材と、該送り
ねじを回転させるモータとを備えたステージ装置におい
て、前記第１ステージ若しくは、前記第２ステージの少
なくとも一方のステージ側に設けられ、該ステージの移
動方向に沿って一直線状に配置された２つの送りねじと
； 該２つの送りねじの夫々と個別に螺合されるとともに前
記ステージに固着された２つのナット部材と； 前記２つの送りねじを個別に回転する２つのモータと； 前記ステージを移動させるときは前記２つのモータをほ
ぼ同一の制御特性で駆動し、前記ステージの停止時は前
記２つのナット部材が互いに逆方向に付勢されるように
、前記２つのモータを駆動する制御手段とを備えたこと
を特徴とするステージ装置。 - （２）直線ガイド部材を介して定盤上を第１方向に一次
元移動する第１ステージと、直線ガイド部材を介して該
第１ステージ上を前記第１方向に直交した第２方向に一
次元移動する第２ステージと、前記第１ステージと第２
ステージの夫々を各方向に移動させる送りねじと、該送
りねじと各ステージとを結合するナット部材と、該送り
ねじを回転させるモータとを備えたステージ装置におい
て、 前記第１ステージに設けられ、該第１ステージの移動方
向に沿って配置された第１送りねじと；該第１送りねじ
と反対側に該第１送りねじと平行な関係で配置された２
つの第２送りねじと；前記第１送りねじと２つの第２送
りねじの夫々と個別に螺合されるとともに、前記第１ス
テージに固着された３つのナット部材と； 前記３つの送りねじを個別に回転する３つのモータと； 該３つのモータの各々の回転速度を検出する回転速度検
出手段と； 前記第１ステージのヨーイングの変化量を検出するヨー
イング変化量検出手段と； 前記第１ステージの移動中に生ずる回転モーメントを打
ち消すように、前記検出された回転速度とヨーイング変
化量に基づいて、前記３つのモータのうち少なくとも２
つのモータの回転速度の補正量を算出する演算手段と； 前記第１ステージを移動させるときには、前記３つのモ
ータを同時に駆動させつつ前記演算手段によって算出さ
れる補正量に応じて前記少なくとも２つのモータの各回
転速度を補正するとともに、前記第１ステージの停止時
には前記第１送りねじに螺合されるナット部材と前記２
つの第２送りねじの夫々に螺合されるナット部材とが互
いに逆方向に付勢されるように前記３つのモータを駆動
する制御手段とを備えたことを特徴とするステージ装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1261859A JPH03121741A (ja) | 1989-10-06 | 1989-10-06 | ステージ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1261859A JPH03121741A (ja) | 1989-10-06 | 1989-10-06 | ステージ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03121741A true JPH03121741A (ja) | 1991-05-23 |
Family
ID=17367744
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1261859A Pending JPH03121741A (ja) | 1989-10-06 | 1989-10-06 | ステージ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03121741A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0909609A1 (en) * | 1997-10-14 | 1999-04-21 | Kitamura Machinery Co., Ltd. | Drive device for a feed member in a machine tool |
| JP2009008708A (ja) * | 2007-06-26 | 2009-01-15 | Samsung Techwin Co Ltd | 撮像装置 |
| JP2011035381A (ja) * | 2009-06-30 | 2011-02-17 | Asml Holding Nv | 可動物体の位置を制御する方法、位置決め装置を制御する制御システム、およびリソグラフィ装置 |
| JP2019089170A (ja) * | 2017-11-15 | 2019-06-13 | ファナック株式会社 | 工作機械および工作機械の制御方法 |
-
1989
- 1989-10-06 JP JP1261859A patent/JPH03121741A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0909609A1 (en) * | 1997-10-14 | 1999-04-21 | Kitamura Machinery Co., Ltd. | Drive device for a feed member in a machine tool |
| JP2009008708A (ja) * | 2007-06-26 | 2009-01-15 | Samsung Techwin Co Ltd | 撮像装置 |
| JP2011035381A (ja) * | 2009-06-30 | 2011-02-17 | Asml Holding Nv | 可動物体の位置を制御する方法、位置決め装置を制御する制御システム、およびリソグラフィ装置 |
| JP2019089170A (ja) * | 2017-11-15 | 2019-06-13 | ファナック株式会社 | 工作機械および工作機械の制御方法 |
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