JPH05265560A

JPH05265560A - 位置制御装置

Info

Publication number: JPH05265560A
Application number: JP1776792A
Authority: JP
Inventors: Hidenori Sekiguchi; 英紀関口; Toru Kamata; 徹鎌田; Yuji Sakata; 裕司阪田; Fumio Tabata; 文夫田畑
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1992-02-03
Filing date: 1992-02-03
Publication date: 1993-10-15

Abstract

(57)【要約】【目的】２種類の分解能レベルの異なる位置検出器を
用いて、所定の位置でそれぞれの位置検出器を切替える
に際し、制御対象機構部が移動中でも連続的に位置検出
が行われ、正確な位置決め操作が短時間で実行でき、ス
ループットが向上しえる位置制御装置を提供する。【構成】第１の分解能レベルを有する第１の位置検出
器１、該第１の分解能レベルのより低い分解能レベルに
ある第２の分解能レベルを有する第２の位置検出器２、
該第２の位置検出器の位置を補正する位置補正器２１、
現在検出している位置が該第１の位置検出器１の検出範
囲内で有るか否かに応じて当該第１の位置検出器１の出
力か当該第２の位置検出器２の出力のいづれか一方の出
力を選択して出力する選択回路２２及び該選択された出
力を当該選択された側の位置検出器にフィードバックす
るフィードバック制御手段２３とから構成されている位
置制御装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、位置制御装置に関する
ものであり、更に詳しくは、物体の位置決めを精密に行
うに必要なディジタルサーボ制御システムを有する位置
制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】或る物体を所定の位置に配置したり設定
したりする場合に、その位置を精密に測定して自動的に
その配置操作を実行する必要の有る分野が最近増大して
来ている。例えば、半導体製造装置等に於けるステッパ
ーでマスクとウェハとの間隔を精密に測定して両者の位
置を調整して位置決めする必要がある。

【０００３】図８は、Ｘ線露光装置の様なプロキシミテ
ィ露光方式に於いては、マスクとウェハとの間隔を数１
０μｍの間隔で並行に保持される様に両者の位置決めを
行う必要があり、その為、機台Ａと支持台Ｂとからなる
位置決め機構に於いて、該支持台Ｂの上にウェハ５を搭
載したウェハステージ４を設けると同時に、機台Ａには
マスク３を搭載したマククステージ６を設けたものであ
り、該マスクステージを該ウェハステージに対してサブ
ミクロンオーダーの精度で精密に移動させて、該ウェハ
に対して所定の微小且つ精密な間隔で並行に対向させて
配置させる様に構成されている。

【０００４】その場合に、該機台１に設けられた例えば
尺取り虫方式で伸縮移動するインチワーム９により、所
定の微小な長さずつ該マスクステージを図面に於ける右
方向に移動させて所定の間隔が得られる様に調整する。
そして、該インチワーム９により移動された該マスクス
テージ６の位置が第１の差動トランス７から構成された
位置検出器と第２の差動トランス８から構成された位置
検出器とで測定され、絶対位置が測定されるものであ
る。

【０００５】一方、該マスク或いはウェハを該ステージ
に取りつける場合或いは該ステージから取り外す場合に
は、余り精密な精度は必要なく、せいぜい数１０μｍ程
度の粗い精度で良く又その移動距離、ストロークは数ｍ
ｍが必要とされている。つまり、係る装置に於いては、
精密な精度が要求される微小間隔での移動調整操作、つ
まり短いストローク操作範囲と粗い精度で良いが長い間
隔での移動調整操作、つまり長いストローク操作範囲と
が存在するものであり、その為、異なるストロークと異
なる精度（分解能）とを有する位置決めステージ手段を
構成する必要に迫られている。

【０００６】然しながら、従来に於いては、短いストロ
ークを有する位置検出器は、精度つまり分解能のレベル
が高いが、長いストロークを有する位置検出器は精度が
低く分解能のレベルが低いものであり、従って、上記に
様な露光装置に於いては、長いストロークでも短いスト
ロークでも精度に良い位置検出器を用いる事が好ましい
が、係る特性を有する位置検出器は、現在の所存在して
おらず、又たとえ実現出来たとしても高価であったり、
大掛かりな装置となり、小型で低コストの露光装置を得
る事が難し状況で有った。

【０００７】その為、従来に於いては、係る問題を解決
する為の一例として、図９（Ａ）に示す様に、短いスト
ロークで精度が良い、即ち分解能レベルの高い第１の位
置検出器１と長いストロークで精度の粗い、即ち分解能
レベルの低い第２の位置検出器２とを同時に使用して、
該両位置検出器を組み合わせて制御系を構成している。

【０００８】係る場合には、図９（Ａ）に示す様に短い
ストロークで精度が良い、第１の位置検出器１を制御す
る精密位置決め用制御部と長いストロークで精度に粗い
第２の位置検出器２を制御する粗い位置決め用制御部と
を別々に設け粗い位置決めステージ上に精密な位置決め
ステージを積み重ねた構造にするもので有る。つまり、
係る従来例に於いては、第１の位置検出器１を制御する
位置決め用のフィードバック制御部１０は、例えば該位
置検出器１の出力を受けフィードバック用の情報を出力
するフィードバック補償器１０１、該フィードバック補
償器１０１の出力受けて、制御対象であるマスク或いは
ウェハ等を支持し或いは搭載しているステージを移動さ
せる機構、即ち制御対象１０３を駆動させるアクチェー
タ１０２とから構成されており、又第２の位置検出器２
を制御する位置決め用のフィードバック制御部１１は、
例えば該位置検出器２の出力を受けフィードバック用の
情報を出力するフィードバック補償器１１１、該フィー
ドバック補償器１１１の出力受けて、制御対象である第
１の機構部１０３全体を移動させる機構、即ち制御対象
機構部１１３を駆動させるアクチェータ１１２とから構
成されているものである。

【０００９】該構成に於いては精密な位置決めステージ
と粗い位置決めステージを設け、第１の位置検出器１を
制御する制御系と該第２の位置検出器２を制御する制御
系を完全に分離して設ける事が必要であるので、機構が
複雑となると同時に、装置全体が大きくならざるを得
ず、したがってコストアップと来すもので有り、更には
メンテナンスが行い難いと言う問題も有った。

【００１０】一方、図９（Ｂ）に示す様に、該第１の位
置検出器１と該位置検出器１に接続されているフィード
バック補償器１０１と、該第２の位置検出器２と該位置
検出器に接続されているフィードバック補償器１１１は
別々に設けて２系統用意するが該アクチェータ１０２と
制御対象機構部１０３は一つにするともに、該フィード
バック補償器と該アクチェータ１０２との間に信号切替
器１０４をもうける事によって精密に位置決めを実行す
る場合と、粗い位置決めを実行したい場合に当該信号切
替器を作動させ、適切な分解能の基で位置決め操作が性
格に実行される様に構成したもので有った。

【００１１】係る図９（Ｂ）に示される従来の方法に於
いては、位置検出器とフィードバック補償器とが２系統
あるので、制御対象機構部が何れに位置に存在している
かによって、使用すべき位置検出器を切替える必要があ
る。係る切替を実行する場合には、該制御対象機構部が
切替時に異常な動き、例えば振動、急加速、急減速等の
動きをしない様に、該制御対象機構部が静止している時
期に切替る事が必要である。

【００１２】これは、該信号切替器が、該制御対象機構
部が移動中に、制御系のデータを切り換えると、その時
点迄に実行されていた微分或いは積分等の演算処理が中
途で終わってしまい、論理が完成しないまま、次の信号
が入力されるので、モーター或いはインチワーム等の制
御対象機構部が不正な動きをしてしまうと言う問題があ
るので、必ず信号切替時点では、当該制御対象機構部が
静止状態にある場合に信号を切替る必要が有った。

【００１３】その為、例えば、第２の位置検出器２で測
定する範囲（この範囲は第１の位置検出器１では測定出
来ないものである。）から第１の位置検出器１で測定す
る範囲（この範囲は第１の位置検出器２でも測定でき
る。）に移動する場合、一度第２位置検出器２で位置決
めして静止してから該アクチュエータ信号を切替、再び
今度は第１の位置検出器１で位置決めする事になるの
で、位置決め時間が余分に必要であり、従って係る露光
装置におけるスループットが低下すると言う問題が発生
している。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
した従来技術の欠点を改良し、少なくとも２種類の分解
能レベルの異なる位置検出器を用いて、所定の位置でそ
れぞれの位置検出器を切替て使用する場合に、制御対象
機構部が移動中でも連続的に位置検出が行われ、正確な
位置決め操作が短時間で実行でき、然かもスループット
が向上しえる位置制御装置を提供するものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は上記した目的を
達成するため、以下に記載されたような技術構成を採用
するものである。即ち、第１の分解能レベルを有する第
１の位置検出器、該第１の分解能レベルのより低い分解
能レベルにある第２の分解能レベルを有する第２の位置
検出器、該第２の位置検出器の位置を補正する位置補正
器、現在検出している位置が該第１の位置検出器の検出
範囲内で有るか否かに応じて当該第１の位置検出器の出
力か当該第２の位置検出器の出力のいづれか一方の出力
を選択して出力する選択回路及び該選択された出力を当
該選択された側の位置検出器にフィードバックするフィ
ードバック手段とから構成されている位置制御装置で有
る。

【００１６】又、本発明に係る該位置制御装置に於いて
は、該第２の位置検出器により測定された位置情報を該
位置補正器において固定或いはリアルタイムで変動する
オフセット及び又はゲインを用いて補正して出力し、当
該第２の位置検出器の位置情報を補正する様に構成する
ものである。

【００１７】

【作用】本発明に係る位置制御装置に於いては、上記し
た様な技術構成を採用しているので、分解能レベルの低
い第２の位置検出器により対象物の位置を測定する場合
に、第１の位置検出器から第２の位置検出器に切替る際
に又はその逆の場合に、該第２の位置検出器の測定位置
情報に該位置補正器によりゲインとオフセットを用いて
補正を行い、該第２の位置検出器の位置情報と該第１の
位置検出器の位置情報とを一致させる事によって、該信
号切替時点における該第１と第２の位置検出器の出力す
る位置信号が不連続とならない様にしたものである。

【００１８】

【実施例】以下に、本発明に係る位置制御装置の具体例
を図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明
に係る位置制御装置の原理を説明する図であり、又本発
明に係る位置制御装置の一具体例の構成を示すブロック
ダイアグラムである。

【００１９】図に於いて、第１の分解能レベルを有する
第１の位置検出器１、該第１の分解能レベルのより低い
分解能レベルにある第２の分解能レベルを有する第２の
位置検出器２、該第２の位置検出器の位置を補正する位
置補正器２１、現在検出している位置が該第１の位置検
出器１の検出範囲内で有るか否かに応じて当該第１の位
置検出器１の出力か当該第２の位置検出器２の出力のい
づれか一方の出力を選択して出力する選択回路２２及び
該選択された出力を当該選択された側の位置検出器にフ
ィードバックするフィードバック制御手段２３とから構
成されている位置制御装置である。

【００２０】本発明に係る該位置制御装置に於ける該フ
ィードバック制御手段２３は、例えば、少なくともフィ
ードバック補償器２４とアクチュエータ２５及び制御対
象機構２６とを含んでいるものであり、該フィードバッ
ク制御手段２３の該フィードバック補償器２４は、従来
のものと同様に、例えば該位置検出器の出力を受けフィ
ードバック用の情報をアクチュエータ２５に出力する機
能を有するものであり、又該アクチュエータ２５は、該
フィードバック補償器２４の出力受けて、制御対象であ
るマスク或いはウェハ等を支持し或いは搭載しているス
テージを移動させる機構、即ち制御対象機構２６を駆動
させる機能を有するものである。

【００２１】又、本発明に係る位置制御装置に於いて
は、該位置補正器２１は、好ましくは、該第２の位置検
出器２の後で且つ該フィードバック補償器２４の前にあ
る信号切替器２２の前に配置されているものである。本
発明に於いて使用される位置補正器２１は、位置検出時
点に於ける該第１の位置検出器１と該第２の位置検出器
２との出力に応答して該第２の位置検出器２から出力さ
れる位置情報を所定のゲイン及び／又はオフセットを用
いて調整補正して、該フィードバック制御手段２３に転
送するものである。

【００２２】該位置補正器２１は該第２の位置検出器の
出力に少なくともオフセットを加算する様に構成されて
いるもので有っても良く、或いは該位置補正器は、該第
２の位置検出器の出力にゲインを乗算すると共に当該出
力にオフセットを加算する様９構成されているもので有
っても良い。又、本発明に係る位置制御装置に於いて
は、該位置補正器２１のオフセット及び該ゲインの少な
くとも一方が、予め定められた一定の値に固定されてい
ても良く又、該ゲイン及び該オフセットの少なくとも一
方が、位置検出時点に於ける該第１の位置検出器と該第
２の位置検出器との出力に応答して逐次変更される様に
構成されているもので有っても良い。

【００２３】更に、本発明に於ける該位置補正器２１の
該オフセットは、固定で有っても、又変動するものであ
っても、少なくとも２種類のオフセットを有している事
が好ましく、当該第１と第２の位置検出器の出力に応答
して何れかのオフセットが選択されて該第２の位置検出
器の出力に加算する様に構成ているもので有っても良
い。

【００２４】本発明に於いて使用されている該フィード
バック制御手段２３の信号切替手段２２、フィードバッ
ク補償器２４及びアクチュエータ２５の構成は特に限定
されるものではなく、公知の機構、回路を使用すること
が可能である。次に、本発明に係る位置制御装置の第１
の具体例を図２及び図３を参照しながら説明する。

【００２５】第１の具体例に於いては、該位置補正器に
於けるゲインとオフセットが、第１と第２の位置検出器
１、２の出力値に応じて変動する様に構成された例を示
している。図２に於いては、分解能レベルの高い第１の
位置検出器１と分解能レベルの低い第２の位置検出器２
が設けられており、該第１と第２の位置検出器１及び２
は図８に例示されている露光器に於ける第１の差動トラ
ンス１と該第１の差動トランス１の出力を増幅する第１
の差動トランスアンプ４０、及び第２の差動トランス２
と該第２の差動トランス２の出力を増幅する第２の差動
トランスアンプ４１とでそれぞれ構成され、又各位置検
出器１及び２の出力はそれぞれの該差動トランスアンプ
と、適宜の構成からなるＡ／Ｄコンバータ２７と２８を
介して位置補正器２１に設けられてゲイン・オフセット
設定器２９に接続されている。

【００２６】又該位置補正器２１に於いては、ゲイン・
オフセット設定器２９に接続されたゲイン発生手段３０
とオフセット発生手段３１とが設けられており、該ゲイ
ン発生手段３０は、該Ａ／Ｄコンバータ２８を介して当
該位置補正器２１に入力される該第２の位置検出器２の
出力と接続されている乗算回路３２と接続され、又該オ
フセット発生手段３１は、該乗算回路３２と接続された
加算回路３３と接続されている。

【００２７】又、本具体例に於ける該信号切替器２２に
は、該位置検出器１の出力がＡ／Ｄコンバータ２７を介
して入力されると同時に、該位置補正器２１の該加算回
路３３の出力が入力されている。又、本具体例に於い
て、該フィードバック制御手段２３には、フィードバッ
ク補償器２４とアクチュエータに相当するインチワーム
２５と制御対象に相当するマスクステージ２６とが設け
られており、フィードバック補償器２４にはＰＩＤ補償
器３５、パルス発生回路３６及びインチワームアンプ３
７とを含んでいる。

【００２８】そして、該マスクステージ２６が、該イン
チワームの作動により所定の距離移動するとその移動情
報が、該位置検出器１及び２により検知され、該マスク
ステージ３８が現在何処に存在しているかが演算処理さ
れる。又、本具体例に於いては、該第１の位置検出器１
が、該マスクステージ３８の移動範囲のどの部分を検出
しているかを判断し、当該第１の位置検出器１が、該位
置検出器１の測定範囲を越えた場合には、検出操作を第
２の位置検出器２に実行させる様に該信号切替回路２２
を切替えるための制御信号を発生する為の範囲判定回路
３４が設けられている。

【００２９】本具体例に於いては、該第２の位置検出器
２の位置の補正は、該第２の位置検出器２から出力され
る位置情報に適当なゲインを乗じた後適当なオフセット
を加算する事により実現するものであって、係るゲイン
の値とオフセットの値とは予め定められた固定の値では
なく、該第１と第２の位置検出器１及び２の出力する位
置情報に応答して変化する様に構成されており、その変
更の為の演算処理が該ゲイン・オフセット設定器２９に
より実行されるものである。

【００３０】係る該第１と第２の位置検出器１及び２の
出力する位置情報に応答してゲインの値とオフセットの
値を変化させる演算処理の例は、後述する図３に説明さ
れている。１本具体例に於ける、位置制御方法の原理を
図４（Ａ）と図４（Ｂ）に従って説明すると、図４
（Ａ）には、第１の位置検出器１により測定された制御
対象物の測定位置と実際に当該制御対象物が存在してい
る位置との関係を示すグラフ（Ｐ１）と第２の位置検出
器２により測定された制御対象物の測定位置と実際に当
該制御対象物が存在している位置との関係を示すグラフ
（Ｐ２）が示されている。

【００３１】即ち、グラフ（Ｐ１）は、分解能の高い第
１の位置検出器１が位置を測定しえる範囲を示すと同時
に、該太線の範囲は、略制御対象物が存在している位置
と該第１の位置検出器１による実測値とは一致している
と考えられる。一方、グラフ（Ｐ２）は、分解能の低い
第１の位置検出器１が位置を測定しえる範囲を示すと同
時に、該細線の範囲では、制御対象物が存在している位
置と該第２の位置検出器２による実測値とはかなりの誤
差が生じているものと推定される。

【００３２】その差が、両グラフＰ１とＰ２の差となっ
て現れている。従って、グラフ（Ｐ１）の両端部、即ち
第１の位置検出器１が位置情報を検出しえない位置に到
達し、第２の位置検出器２にその位置の測定を切替る際
には、段差が存在する為、上記した問題が発生するの
で、本具体例では、該第１の位置検出器１により検出さ
れた位置情報と第２の位置検出器２により検出された位
置情報とから、その時点におけるゲインとオフセットを
演算処理して、得られたゲインを該第２の位置検出器２
により得られた位置情報に乗算して、当該第２の位置検
出器により得られた位置情報のグラフＰ２の勾配を当該
第１の位置検出器１により得られた位置情報のグラフＰ
１の勾配と並行となる様にすると共に、オフセットをグ
ラフＰ２に加算して、グラフＰ２の勾配と位置を当該第
１の位置検出器１により得られた位置情報のグラフＰ１
の勾配と位置を一致させる様に演算処理を実行し図４
（Ｂ）の様に変更するものである。

【００３３】従って、係る演算処理をリアルタイムで実
行しておくことによって、該第１の位置検出器１から第
２の位置検出器２に又はその逆に測定位置の演算処理が
切替られた場合でも、切替時点における両位置検出器間
の位置情報に段差が無くなるので、制御対象物が不正な
動きをする事が回避される。つまり、該差動トランスア
ンプからの位置信号がアナログ電圧として出力されるの
で、ドリフト等による経時変化があってもリアルタイム
修正により位置が不連続になる事がない。

【００３４】図３には、上記した具体例を実行するため
の手順に関するフローチャートが示されている。本具体
例に於ける、位置制御の基本的方法は、該第１の位置検
出器１が存在している位置が予め定められた第１の所定
の位置Ｒ_PL以上の場合には、当該第１の位置検出器１の
位置Ｐ_1PLと該第２の位置検出器２の位置Ｐ_2PL及び該
第１の位置検出器１が存在している位置が予め定められ
た第２の所定の位置Ｒ_MI以下の場合には、当該第１の位
置検出器１の位置Ｐ_1MIと該第２の位置検出器２の位置
Ｐ _2MIとから該位置補正器２１のゲイン及びオフセット
の少なくとも一方が算出される様にしたもので有って、
かくして得られたゲイン及びオフセットとを、使用して
リアルタイムで調整処理を行うものである。

【００３５】図４を参照しながら説明すると、ステップ
（１）に於いては、Ａ／Ｄコンバータ２７、２８から該
第１と第２の位置検出器１と２により測定された位置情
報Ｐ１とＰ２を該ゲイン・オフセット設定器２９に入力
する。ステップ（２）に於いて、位置Ｐ１がＲ_MAXより
大きいか又はＲ_MINより小さい場合には、ステップ
（３）に於いて、後述するステップ（７）に於いて演算
されるゲインＧとオフセットＯを用いて、該第２の位置
検出器２から出力された位置情報に、その時点でのゲイ
ンＧを乗算し、且つその結果にオフセットを加算して位
置情報Ｐとする。

【００３６】該位置Ｐ１がＲ_MAXよりも小さく且つＲ
_MINよりも大きい場合には、ステップ（５）に於いて該
位置Ｐ１がＲ_PL以上の場合には、ステップ（６）に於い
てその時の位置Ｐ１をＰ_1PLとして記憶し、又その時の
位置Ｐ２をＰ_2PLとして記憶する。一方、ステップ
（５）に於いて、位置Ｐ１がＲ_PL以下の場合には、ステ
ップ（９）に於いて位置Ｐ１がＲ_MI以下か否かが判断さ
れ、もし位置Ｐ１がＲ_MI以下であればステップ（１０）
に於いてその時の位置Ｐ１をＰ_1MIとして記憶し、又そ
の時の位置Ｐ２をＰ_2MIとして記憶する。

【００３７】一方、ステップ（９）に於いてもし位置Ｐ
１がＲ_MI以上であればステップ（８）に於いてその時の
位置Ｐ１を位置Ｐとして記億する。又、ステップ（７）
に於いては、ステップ（６）とステップ（１０）に於い
て得られた各情報を基にゲインＧとオフセットＯとが、
演算により求められ所定の記憶手段に記憶される。

【００３８】尚、ステップ（６）とステップ（１０）を
経るフローに於いては、何れも位置ステップ（８）に於
いてＰ１が位置Ｐとして記憶される。次に、図５は、本
発明に係る第２の具体例の構成を示すブロックダイアグ
ラムであり、基本的には、図２に示された第１の具体例
のブロックダイアグラムと同一であるが、異なる部分
は、ゲインＧが固定されており、その為、該ゲイン発生
手段３０が、図２に於けるゲイン、オフセット設定手段
２９とは独立しており、又、該ゲイン、オフセット設定
手段２９は、単にオフセット設定手段として機能する
が、オフセット発生手段が２種類のオフセット発生手段
４５、４６から構成され、且つオフセット切替手段４７
が新たにもうけられている。

【００３９】又該オフセット切替手段４７は該範囲判定
手段３４の制御信号により切替制御されるものである。
本具体例に於ける、位置制御方法の原理を図７（Ａ）と
図７（Ｂ）に従って説明すると、図７（Ａ）は図４
（Ａ）と同じグラフが示されている。そこで、本具体例
に於いては、該第１の位置検出器１が検出操作を実行し
ている範囲に於いては、当該第１の位置検出器１により
検出された位置情報Ｐ１をそのまま位置情報Ｐとして採
用し、該第１の位置検出器１が検出操作しえなくなる範
囲に於いては、該第２の位置検出器２の出力する位置情
報Ｐ２を採用するが、該第２の位置検出器２の出力する
位置情報Ｐ２を調整するに際して、該位置情報Ｐ２に乗
算するゲインＧは予め定められた一定の固定値としてお
き、オフセットＯのみを該位置情報Ｐ２に加算していく
ものである。

【００４０】従って、該位置情報Ｐ２の勾配は、もとの
位置情報Ｐ２の勾配と変わりなく単にオフセット分だけ
該位置情報Ｐ２が並行移動的にシフトした形となる。従
って、補正後の位置情報Ｐのグラフは、第１の位置検出
器１により検出された位置情報Ｐ１とその前後に付加さ
れた、該Ｐ１のグラフの勾配とは異なる勾配と有し且つ
元のＰ２と同じ勾配を有するグラフが並行移動して、当
該Ｐ１のグラフの両端に接続された形の位置情報グラフ
Ｐが形成される。

【００４１】従って、本具体例に於いては、該第１の位
置検出器１に於ける位置情報Ｐ１のグラフの一端部と他
端部とにおける第２の位置検出器２により求められた位
置上方Ｐ２との接続の為、オフセット値が、異なる必要
がある。その為、本具体例に於いては、オフセット値の
みを２種類設け、そのオフセット値を固定的に設定する
もので有っても良く、又、第１と第２の位置検出器の出
力に応答して変更しえる様に構成するもので有っても良
い。

【００４２】従って、係る演算処理を実行しておくこと
によって、該第１の位置検出器１から第２の位置検出器
２に又はその逆に測定位置の演算処理が切替られた場合
でも、切替時点における両位置検出器間の位置情報に段
差が無くなるので、制御対象物が不正な動きをする事が
回避される。図６には、上記した具体例を実行するため
の手順に関するフローチャートが示されている。

【００４３】本具体例に於ける基本手順は、該第１の位
置検出器が存在している位置が予め定められた第１の所
定の位置Ｒ_PL以上の場合には、当該第１の位置検出器の
位置Ｐ_1PLと該第２の位置検出器の位置Ｐ_2PLから第１
のオフセットが算出され、又該第１の位置検出器が存在
している位置が予め定められた第２の所定の位置Ｒ_MI以
下の場合には、当該第１の位置検出器の位置Ｐ_1MIと該
第２の位置検出器の位置Ｐ_2MIとから第２のオフセット
が算出される様にするものである。

【００４４】図６を参照しながら説明すると、ステップ
（１）に於いては、Ａ／Ｄコンバータ２７、２８から該
第１と第２の位置検出器１と２により測定された位置情
報Ｐ１とＰ２を該ゲイン・オフセット設定器２９に入力
する。ステップ（２）に於いて、位置Ｐ１がＲ_MAXより
大きいか否かが判断され、位置Ｐ１がＲ_MAXより大きい
場合にはステップ（３）に進み予め定められた固定のオ
フセットＯ_PL若しくは後述するステップ（９）で得られ
るオフセットＯ_PLを正位置用オフセットＯとして記憶す
るが、位置Ｐ１がＲ_MAXより小さい場合にはステップ
（６）に進み、位置Ｐ１がＲ_MINより小さい場合には、
ステップ（７）に進み予め定められた固定のオフセット
Ｏ_MI若しくは後述するステップ（１２）で得られるオフ
セットＯ_MIを負位置用オフセットＯとして記憶する。

【００４５】そして、ステップ（４）において記憶され
ているオフセット値Ｏと固定されたゲインＧを用いて、
該第２の位置検出器２から出力された位置情報に、その
ゲインＧを乗算し、且つその結果にオフセットＯを加算
して位置情報Ｐとする。一方、ステップ（６）に於い
て、位置Ｐ１がＲ_MINより大きい場合には、ステップ
（８）に進み該位置Ｐ１がＲ_PL以上か否かが判断され、
位置Ｐ１がＲ_PL以上の場合には、ステップ（９）に於い
て、当該位置情報Ｐ１とＰ２とから、該ステップ（９）
に記載された式を用いてオフセットＯ_PLを演算して記憶
する。

【００４６】又ステップ（８）に於いて位置Ｐ１がＲ_PL
以下の場合には、ステップ（１１）に於いて、位置Ｐ１
がＲ_MINより小さいか否かが判断され、位置Ｐ１がＲ
_MINより小さい場合には、ステップ（１２）に於いて当
該位置情報Ｐ１とＰ２とから、該ステップ（１２）に記
載された式を用いてオフセットＯ_MIを演算して記憶す
る。

【００４７】又、ステップ（１１）に於いて位置Ｐ１が
Ｒ_MINより大きい場合には、ステップ（１０）に於いて
その時の位置Ｐ１を位置Ｐとして記億する。尚、ステッ
プ（９）とステップ（１２）を経るフローに於いては、
何れも位置ステップ（１０）に於いてＰ１が位置Ｐとし
て記憶される。

【００４８】

【発明の効果】本発明に係る位置制御装置により機構部
が複雑で大規模な装置となる事なく、所定の演算機能を
有する位置制御装置が容易にえられるものであり、又常
時、位置検出器１、２の位置が連続的に検出されるの
で、位置検出器２の範囲から位置検出器１の範囲に移動
する場合に途中で静止する必要がないので、位置決め時
間が短縮され位置制御装置のスループットが向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明に係る位置制御装置の原理を説
明する図であると共に、本発明に係る位置制御装置の一
具体例の構成を示すブロックダイアグラムである。

【図２】図２は、本発明に係る位置制御装置の他の具体
例の構成を示すブロックダイアグラムである。

【図３】図３は、図２に示す具体例の操作手順を説明す
るフローチャートである。

【図４】図４は、本発明に係る具体例に於ける効果を説
明する図である。

【図５】図５は、本発明に係る位置制御装置の別の具体
例の構成を示すブロックダイアグラムである。

【図６】図６は、図５に示す具体例の操作手順を説明す
るフローチャートである。

【図７】図４は、本発明に係る具体例に於ける効果を説
明する図である。

【図８】図８は、従来に於ける位置制御装置を適用した
装置の例を示す図である。

【図９】図９は、従来に於ける位置制御装置の構成の例
を説明する図である。

【符号の説明】

１…第１の位置検出器２…第２の位置検出器３…マスク４…ウェハステージ５…ウェハ６…マスクステージ７…第１の差動トランス８…第２の差動トランス９…インチワーム１０、１１…フィードバック制御手段１０３、１１３…制御対象機構部２１…位置補正器２２…信号切替回路２３…フィードバック制御回路２４…フィードバック補償器２５…アクチュエータ２６…制御対象機構（マスクステージ）２９…ゲインオフセット設定回路３０…ゲイン発生手段３１…オフセット発生手段３２…乗算器３３…加算器３４…範囲判定器４７…オフセット切替器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所 // Ｈ０１Ｌ 21/027 21/68 Ｆ 8418−4Ｍ (72)発明者田畑文夫神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地富士通株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の分解能レベルを有する第１の位置
検出器、該第１の分解能レベルのより低い分解能レベル
にある第２の分解能レベルを有する第２の位置検出器、
該第２の位置検出器の位置を補正する位置補正器、現在
検出している位置が該第１の位置検出器の検出範囲内で
有るか否かに応じて当該第１の位置検出器の出力か当該
第２の位置検出器の出力のいづれか一方の出力を選択し
て出力する選択回路及び該選択された出力を当該選択さ
れた側の位置検出器にフィードバックするフィードバッ
ク制御手段とから構成されている事を特徴とする位置制
御装置。
【請求項２】該位置補正器は、該第２の位置検出器の
出力に少なくともオフセットを加算する様に構成されて
いる事を特徴とする請求項１記載の位置制御装置。
【請求項３】該位置補正器は、該第２の位置検出器の
出力にゲインを乗算すると共に当該出力にオフセットを
加算する様に構成されている事を特徴とする請求項１記
載の位置制御装置。
【請求項４】該位置補正器は、少なくとも２種類のオ
フセットを有しており、当該第１と第２の位置検出器の
出力に応答して何れかのオフセットを選択して該第２の
位置検出器の出力に加算する様に構成されている事を特
徴とする請求項２乃至３記載の位置制御装置。
【請求項５】該位置補正器の補正量が位置検出時点に
於ける該第１の位置検出器と該第２の位置検出器との出
力に応答して逐次変更される様に構成されている事を特
徴とする請求項２乃至３記載の位置制御装置。
【請求項６】該位置補正器が有する該ゲイン及び該オ
フセットの少なくとも一方が、位置検出時点に於ける該
第１の位置検出器と該第２の位置検出器との出力に応答
して逐次変更される様に構成されている事を特徴とする
請求項５記載の位置制御装置。
【請求項７】該第１の位置検出器が存在している位置
が予め定められた第１の所定の位置Ｒ_PL以上の場合に
は、当該第１の位置検出器の位置Ｐ_1PLと該第２の位置
検出器の位置Ｐ_2PL及び該第１の位置検出器が存在して
いる位置が予め定められた第２の所定の位置Ｒ_MI以下の
場合には、当該第１の位置検出器の位置Ｐ_1MIと該第２
の位置検出器の位置Ｐ_2MIとから該位置補正器のゲイン
及びオフセットの少なくとも一方が算出されるものであ
る事を特徴とする請求項５乃至６記載の位置制御装置。
【請求項８】該第１の位置検出器が存在している位置
が予め定められた第１の所定の位置Ｒ_PL以上の場合に
は、当該第１の位置検出器の位置Ｐ_1PLと該第２の位置
検出器の位置Ｐ_2PLから第１のオフセットが算出され、
又該第１の位置検出器が存在している位置が予め定めら
れた第２の所定の位置Ｒ_MI以下の場合には、当該第１の
位置検出器の位置Ｐ_1MIと該第２の位置検出器の位置Ｐ
_2MIとから第２のオフセットが算出されるものである事
を特徴とする請求項５乃至６記載の位置制御装置。
【請求項９】該位置補正器は、該第２の位置検出器の
後で且つ該フィードバック補償器の前にある信号切替器
の前に配置されている事を特徴とする請求項１記載の位
置制御装置。