JPH09174373A - ステージシステム - Google Patents
ステージシステムInfo
- Publication number
- JPH09174373A JPH09174373A JP34016995A JP34016995A JPH09174373A JP H09174373 A JPH09174373 A JP H09174373A JP 34016995 A JP34016995 A JP 34016995A JP 34016995 A JP34016995 A JP 34016995A JP H09174373 A JPH09174373 A JP H09174373A
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- Japan
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- stage
- mechanical filter
- vibration
- base
- motor
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- Pending
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- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Auxiliary Devices For Machine Tools (AREA)
- Vibration Prevention Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 駆動されたステージの反作用力のうち振動の
高周波成分を遮断し、高精度の位置計測を実現する。 【解決手段】 モーター１とベース部２との間にメカニ
カルフィルター３を配置することにより、ステージ４の
反作用力における特定の周波数領域の振動が、モーター
１、ベース部２を経てボディ５に伝播するのを防ぐ。
又、別のメカニカルフィルターは、バネ、ダンパー及び
ステージの移動方向に摺動する摺動部から構成される。
高周波成分を遮断し、高精度の位置計測を実現する。 【解決手段】 モーター１とベース部２との間にメカニ
カルフィルター３を配置することにより、ステージ４の
反作用力における特定の周波数領域の振動が、モーター
１、ベース部２を経てボディ５に伝播するのを防ぐ。
又、別のメカニカルフィルターは、バネ、ダンパー及び
ステージの移動方向に摺動する摺動部から構成される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ステージを駆動す
る駆動部とベース部との間にメカニカルフィルターを用
いた高精度の位置制御を要するステージシステムに関す
る。
る駆動部とベース部との間にメカニカルフィルターを用
いた高精度の位置制御を要するステージシステムに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、モーター等の駆動装置を用いて被
加工物や被検査物が載置されたステージを動かすステー
ジシステムにおいては、それが高精度の位置制御を目的
とする場合には、駆動装置とそれが載置されるベース部
との間には防振材等を挿入せずに、駆動装置をベース部
に強く固定していた。
加工物や被検査物が載置されたステージを動かすステー
ジシステムにおいては、それが高精度の位置制御を目的
とする場合には、駆動装置とそれが載置されるベース部
との間には防振材等を挿入せずに、駆動装置をベース部
に強く固定していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述の従来の方法にお
いては、駆動部がベース部に堅固に取り付けられている
ので、駆動されたステージの反作用力の振動高周波成分
が、駆動部、ベース部を介して、ベース部が載置されて
いるボディに伝わり、ボディを共振させる原因となっ
た。ボディが共振するとボディに取り付けられている、
ステージ位置を計測するための距離計測装置にもこの高
周波振動が伝わり、そのために距離計測装置による高精
度計測に支障をきたすことになり、最終的にステージの
制御帯域が狭くなるという問題があった。本発明は、こ
のような問題を解決するためになされたものであり、ス
テージを駆動するときに、ステージからの反作用力のう
ち振動高周波成分がベース部を経てボディに伝わるのを
防止することを目的とする。
いては、駆動部がベース部に堅固に取り付けられている
ので、駆動されたステージの反作用力の振動高周波成分
が、駆動部、ベース部を介して、ベース部が載置されて
いるボディに伝わり、ボディを共振させる原因となっ
た。ボディが共振するとボディに取り付けられている、
ステージ位置を計測するための距離計測装置にもこの高
周波振動が伝わり、そのために距離計測装置による高精
度計測に支障をきたすことになり、最終的にステージの
制御帯域が狭くなるという問題があった。本発明は、こ
のような問題を解決するためになされたものであり、ス
テージを駆動するときに、ステージからの反作用力のう
ち振動高周波成分がベース部を経てボディに伝わるのを
防止することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、駆動部と、該
駆動部を載置するベース部と、該駆動部によって駆動さ
れるステージと、該ベース部及びステージを載置するボ
ディと、から成るステージシステムにおいて、該駆動部
とベース部との間に、ステージの移動方向に運動自在で
あり、ステージからの反作用力における特定の振動周波
数領域のみを遮断するメカニカルフィルターを設けた。
前記メカニカルフィルターは、粘弾性の性質をもつ材料
から作られていても、バネ、ダンパー及びステージの移
動方向に摺動する摺動部から構成されていてもよい。
駆動部を載置するベース部と、該駆動部によって駆動さ
れるステージと、該ベース部及びステージを載置するボ
ディと、から成るステージシステムにおいて、該駆動部
とベース部との間に、ステージの移動方向に運動自在で
あり、ステージからの反作用力における特定の振動周波
数領域のみを遮断するメカニカルフィルターを設けた。
前記メカニカルフィルターは、粘弾性の性質をもつ材料
から作られていても、バネ、ダンパー及びステージの移
動方向に摺動する摺動部から構成されていてもよい。
【０００５】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の第１の実施形態
に係るステージシステムの構成を示す側面図である。駆
動装置たるモーター１とベース部２との間にはメカニカ
ルフィルター３が挟まれている。本実施形態では、メカ
ニカルフィルター３は粘弾性材料から製造され、遮断す
べき振動周波数領域に対応して寸法、材質が決定され
る。例えば、メカニカルフィルター３として、厚さ０．
１mmの粘性の高いウレタンゴム板が使用される。
に係るステージシステムの構成を示す側面図である。駆
動装置たるモーター１とベース部２との間にはメカニカ
ルフィルター３が挟まれている。本実施形態では、メカ
ニカルフィルター３は粘弾性材料から製造され、遮断す
べき振動周波数領域に対応して寸法、材質が決定され
る。例えば、メカニカルフィルター３として、厚さ０．
１mmの粘性の高いウレタンゴム板が使用される。
【０００６】モーター１は、例えば送りネジ１ａにより
ステージ４に連結されている。モーター１とベース部２
との間にはメカニカルフィルター３が挟持されている。
ベース部２はボディ５に固定され、又、ステージ４の位
置を計測するための距離測定装置６もボディ５に固定さ
れている。距離測定装置としては干渉計が用いられる。
ステージ４は、ボディ５に固定されたローラーレール
（図示せず）上に移動可能に載置されているので、ステ
ージ４とボディ５との間では直接的な力の相互作用はな
いものとみなすことができる。
ステージ４に連結されている。モーター１とベース部２
との間にはメカニカルフィルター３が挟持されている。
ベース部２はボディ５に固定され、又、ステージ４の位
置を計測するための距離測定装置６もボディ５に固定さ
れている。距離測定装置としては干渉計が用いられる。
ステージ４は、ボディ５に固定されたローラーレール
（図示せず）上に移動可能に載置されているので、ステ
ージ４とボディ５との間では直接的な力の相互作用はな
いものとみなすことができる。
【０００７】図２は、本発明の原理を説明するための概
念図である。駆動装置たるモーター１はコントローラー
７からの駆動指示信号により送りネジ１ａを介してステ
ージ４を駆動する。ステージ４は、各々バネで結合され
た無数の質点Ｓ1,Ｓ2,・・・Ｓn の集合体とみなすこと
ができるので、モーター１からの推力を受けると広い周
波数帯域の振動を生じる。この振動はステージ４が推力
を受けると同時にその反作用としての反作用力となっ
て、送りネジ１ａからモーター１に伝わり、続いてメカ
ニカルフィルター３、ベース部２を経由してボディ５に
伝わる。ボディ５が受ける反作用力による変位（図中、
−記号で示す）すなわち距離測定装置６の変位とモータ
ー１からの推力を受けているステージ４の変位（図中、
＋記号で示す）との差である相対変位は、フィードバッ
ク信号としてコントローラー７に入力される。従って、
コントローラー７には、指令値（図中、＋記号で示す）
とフィードバック信号（図中、−記号で示す）が入力さ
れることになり、いわゆるフィードバック制御が行われ
る。
念図である。駆動装置たるモーター１はコントローラー
７からの駆動指示信号により送りネジ１ａを介してステ
ージ４を駆動する。ステージ４は、各々バネで結合され
た無数の質点Ｓ1,Ｓ2,・・・Ｓn の集合体とみなすこと
ができるので、モーター１からの推力を受けると広い周
波数帯域の振動を生じる。この振動はステージ４が推力
を受けると同時にその反作用としての反作用力となっ
て、送りネジ１ａからモーター１に伝わり、続いてメカ
ニカルフィルター３、ベース部２を経由してボディ５に
伝わる。ボディ５が受ける反作用力による変位（図中、
−記号で示す）すなわち距離測定装置６の変位とモータ
ー１からの推力を受けているステージ４の変位（図中、
＋記号で示す）との差である相対変位は、フィードバッ
ク信号としてコントローラー７に入力される。従って、
コントローラー７には、指令値（図中、＋記号で示す）
とフィードバック信号（図中、−記号で示す）が入力さ
れることになり、いわゆるフィードバック制御が行われ
る。
【０００８】ステージシステムにメカニカルフィルター
３を用いない場合は、反作用力の振動の全周波数成分が
ボディ５に伝わり、特に振動の高周波成分がボディ５を
共振させる。ボディ５が共振を起こすと、ボディ５に固
定されている距離測定装置６も振動し、高精度測定がで
きなくなる。そこで、メカニカルフィルター３を用いる
と、該高周波成分は粘性減衰系の自由振動の原理に則り
遮断されるので、ボディ５を共振させることはない。そ
の結果、距離測定装置６によるステージ４の高精度測定
が可能となり、ステージの制御帯域が広くなるという効
果が得られる。
３を用いない場合は、反作用力の振動の全周波数成分が
ボディ５に伝わり、特に振動の高周波成分がボディ５を
共振させる。ボディ５が共振を起こすと、ボディ５に固
定されている距離測定装置６も振動し、高精度測定がで
きなくなる。そこで、メカニカルフィルター３を用いる
と、該高周波成分は粘性減衰系の自由振動の原理に則り
遮断されるので、ボディ５を共振させることはない。そ
の結果、距離測定装置６によるステージ４の高精度測定
が可能となり、ステージの制御帯域が広くなるという効
果が得られる。
【０００９】図３は、本発明の第２の実施の形態に係る
ステージシステムの構成を示す側面図である。駆動装置
たるモーター１とベース部２との間にはバネ３ａ、ダン
パー３ｂ及び摺動部３ｃが配設されている。すなわち本
実施形態では、メカニカルフィルター３は、バネ３ａ、
ダンパー３ｂの２つの機械要素及び摺動部３ｃの３つか
ら構成されている。摺動部３ｃは、ベース部２に固定さ
れたリニアガイド８の上に載置され、図中では左右方向
に摺動する。ベース部２及びステージ４の位置を計測す
るための距離測定装置６はボディ５に固定されている。
ステージ４は、ボディ５に固定されたローラーレール
（図示せず）上に移動可能に載置されているので、ステ
ージ４とボディ５との間では直接的な力の相互作用はな
いものとみなすことができる。
ステージシステムの構成を示す側面図である。駆動装置
たるモーター１とベース部２との間にはバネ３ａ、ダン
パー３ｂ及び摺動部３ｃが配設されている。すなわち本
実施形態では、メカニカルフィルター３は、バネ３ａ、
ダンパー３ｂの２つの機械要素及び摺動部３ｃの３つか
ら構成されている。摺動部３ｃは、ベース部２に固定さ
れたリニアガイド８の上に載置され、図中では左右方向
に摺動する。ベース部２及びステージ４の位置を計測す
るための距離測定装置６はボディ５に固定されている。
ステージ４は、ボディ５に固定されたローラーレール
（図示せず）上に移動可能に載置されているので、ステ
ージ４とボディ５との間では直接的な力の相互作用はな
いものとみなすことができる。
【００１０】第２の実施形態においては、例えば、ステ
ージ４の重量が５０kg 、モーター１の重量が１０kgの
場合、バネ３ａのバネ定数を１×１０5 Ｎ／ｍ、ダンパ
ー３ｂの粘性減衰係数を１５０Ｎ／ｍ／sec とすると振
動の高周波成分を効率よく遮断することができる。図４
は、第２の実施形態の構成において、ステージ４を駆動
したときのボディ５の振動特性のシミュレーション結果
である。図中、横軸はボディ５の振動周波数、縦軸は１
ニュートンの力でステージ４を加振したときのボディ５
の加速度を表す。破線はメカニカルフィルター３を使用
しない場合、実線は使用した場合を示す。ボディ５の共
振周波数５０Ｈｚの地点にみられる共振峰は、明らかに
メカニカルフィルター３を使用した場合の方が低い。従
って、メカニカルフィルター３はボディ５の共振を抑制
する効果がある。
ージ４の重量が５０kg 、モーター１の重量が１０kgの
場合、バネ３ａのバネ定数を１×１０5 Ｎ／ｍ、ダンパ
ー３ｂの粘性減衰係数を１５０Ｎ／ｍ／sec とすると振
動の高周波成分を効率よく遮断することができる。図４
は、第２の実施形態の構成において、ステージ４を駆動
したときのボディ５の振動特性のシミュレーション結果
である。図中、横軸はボディ５の振動周波数、縦軸は１
ニュートンの力でステージ４を加振したときのボディ５
の加速度を表す。破線はメカニカルフィルター３を使用
しない場合、実線は使用した場合を示す。ボディ５の共
振周波数５０Ｈｚの地点にみられる共振峰は、明らかに
メカニカルフィルター３を使用した場合の方が低い。従
って、メカニカルフィルター３はボディ５の共振を抑制
する効果がある。
【００１１】又、図５は、上記第２の実施形態の構成に
おいて、ステージ４とボディ５の相対位置変化の振動周
波数特性をシミュレーションした結果である。図中、横
軸はステージ４を１ニュートンの力で加振したときのス
テージ４の振動周波数、縦軸はステージ４を１ニュート
ンの力で加振したときのステージ４とボディ５の相対変
位の大きさを表す。図４と同じように、破線はメカニカ
ルフィルター３を使用しない場合、実線は使用した場合
を示す。相対変位量はステージ４の動特性における利得
で表され、ボディ５の共振周波数５０Ｈｚ近辺では特に
メカニカルフィルター３を使用した場合の方が小さい。
おいて、ステージ４とボディ５の相対位置変化の振動周
波数特性をシミュレーションした結果である。図中、横
軸はステージ４を１ニュートンの力で加振したときのス
テージ４の振動周波数、縦軸はステージ４を１ニュート
ンの力で加振したときのステージ４とボディ５の相対変
位の大きさを表す。図４と同じように、破線はメカニカ
ルフィルター３を使用しない場合、実線は使用した場合
を示す。相対変位量はステージ４の動特性における利得
で表され、ボディ５の共振周波数５０Ｈｚ近辺では特に
メカニカルフィルター３を使用した場合の方が小さい。
【００１２】以上のように、ステージシステムにメカニ
カルフィルターを使用すると、ボディの共振を抑制し、
ボディの共振周波数付近の相対変位量を小さくする効果
がある。なお、本発明は、加工機や検査機のステージ機
構だけではなく、ロボットのような多関節機構にも応用
できる。
カルフィルターを使用すると、ボディの共振を抑制し、
ボディの共振周波数付近の相対変位量を小さくする効果
がある。なお、本発明は、加工機や検査機のステージ機
構だけではなく、ロボットのような多関節機構にも応用
できる。
【００１３】
【発明の効果】以上のとおり本発明の請求項１記載の発
明によれば、ステージの反作用力のうち振動の高周波数
成分を遮断できるのでボディを共振させることがなく、
その結果、ステージの高精度位置測定及び位置制御が可
能となる。本発明の請求項２記載の発明によれば、粘弾
性材料の薄板をメカニカルフィルターとして用いるの
で、簡便且つ安価である。本発明の請求項３記載の発明
によれば、バネ、ダンパーの２つの機械要素と摺動部に
よりメカニカルフィルターを構成するので、ステージシ
ステムの使用環境に応じて、バネ定数、粘性減衰係数、
摩擦係数等の性質を独立に変えることができ、全体とし
て最適なメカニカルフィルターを設計できる。
明によれば、ステージの反作用力のうち振動の高周波数
成分を遮断できるのでボディを共振させることがなく、
その結果、ステージの高精度位置測定及び位置制御が可
能となる。本発明の請求項２記載の発明によれば、粘弾
性材料の薄板をメカニカルフィルターとして用いるの
で、簡便且つ安価である。本発明の請求項３記載の発明
によれば、バネ、ダンパーの２つの機械要素と摺動部に
よりメカニカルフィルターを構成するので、ステージシ
ステムの使用環境に応じて、バネ定数、粘性減衰係数、
摩擦係数等の性質を独立に変えることができ、全体とし
て最適なメカニカルフィルターを設計できる。
【図１】本発明の第１の実施形態に係るステージシステ
ムの概略側面図である。
ムの概略側面図である。
【図２】本発明の原理を説明するための概念図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係るステージシステ
ムの概略側面図である。
ムの概略側面図である。
【図４】本発明のステージシステムのボディの振動周波
数特性を示すグラフである。
数特性を示すグラフである。
【図５】本発明のステージシステムにおけるステージと
ボディとの相対変位とステージの振動周波数との関係を
示すグラフである。
ボディとの相対変位とステージの振動周波数との関係を
示すグラフである。
１・・・ モーター ２・・・ ベース部 ３・・・ メカニカルフィルター ３ａ・・・バネ ３ｂ・・・ダンパー ３ｃ・・・摺動部 ４・・・ ステージ ５・・・ ボディ ６・・・ 距離測定装置 ７・・・コントローラー
Claims (3)
- 【請求項１】 駆動部と、該駆動部を載置するベース部
と、前記駆動部によって駆動されるステージと、前記ベ
ース部及びステージを載置するボディと、から成るステ
ージシステムにおいて、 前記駆動部とベース部との間に、ステージの移動方向に
運動自在であり、ステージからの反作用力における特定
の振動周波数領域のみを遮断するメカニカルフィルター
を設けたことを特徴とするステージシステム。 - 【請求項２】 前記メカニカルフィルターが、粘弾性の
性質をもつ薄板であることを特徴とする請求項１記載の
ステージシステム。 - 【請求項３】 前記メカニカルフィルターが、バネ、ダ
ンパー及びステージの移動方向に摺動する摺動部、から
成ることを特徴とする請求項１記載のステージシステ
ム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34016995A JPH09174373A (ja) | 1995-12-27 | 1995-12-27 | ステージシステム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34016995A JPH09174373A (ja) | 1995-12-27 | 1995-12-27 | ステージシステム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09174373A true JPH09174373A (ja) | 1997-07-08 |
Family
ID=18334399
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34016995A Pending JPH09174373A (ja) | 1995-12-27 | 1995-12-27 | ステージシステム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09174373A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010230157A (ja) * | 2009-02-18 | 2010-10-14 | Nippon Seiki Co Ltd | 動力伝達装置 |
| JP2010255791A (ja) * | 2009-04-27 | 2010-11-11 | Ihi Infrastructure Systems Co Ltd | 制振装置の制御方法及び装置 |
| WO2015113861A1 (en) * | 2014-01-31 | 2015-08-06 | Asml Netherlands Bv | Stage positioning system and lithographic apparatus |
| CN106002465A (zh) * | 2016-06-07 | 2016-10-12 | 淮南市宜留机械科技有限公司 | 平板坡口机定点作业工件紧固辅助装置 |
-
1995
- 1995-12-27 JP JP34016995A patent/JPH09174373A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010230157A (ja) * | 2009-02-18 | 2010-10-14 | Nippon Seiki Co Ltd | 動力伝達装置 |
| JP2010255791A (ja) * | 2009-04-27 | 2010-11-11 | Ihi Infrastructure Systems Co Ltd | 制振装置の制御方法及び装置 |
| WO2015113861A1 (en) * | 2014-01-31 | 2015-08-06 | Asml Netherlands Bv | Stage positioning system and lithographic apparatus |
| KR20160113286A (ko) * | 2014-01-31 | 2016-09-28 | 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. | 스테이지 위치설정 시스템 및 리소그래피 장치 |
| CN106133608A (zh) * | 2014-01-31 | 2016-11-16 | Asml荷兰有限公司 | 载台定位系统及光刻设备 |
| JP2017509914A (ja) * | 2014-01-31 | 2017-04-06 | エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． | ステージ位置決めシステムおよびリソグラフィ装置 |
| US9897926B2 (en) | 2014-01-31 | 2018-02-20 | Asml Netherlands B.V. | Stage positioning system and lithographic apparatus |
| TWI647541B (zh) * | 2014-01-31 | 2019-01-11 | 荷蘭商Ａｓｍｌ荷蘭公司 | 載台定位系統及微影裝置 |
| CN106002465A (zh) * | 2016-06-07 | 2016-10-12 | 淮南市宜留机械科技有限公司 | 平板坡口机定点作业工件紧固辅助装置 |
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