JPH10293611A - 位置決め装置 - Google Patents
位置決め装置Info
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- JPH10293611A JPH10293611A JP9116007A JP11600797A JPH10293611A JP H10293611 A JPH10293611 A JP H10293611A JP 9116007 A JP9116007 A JP 9116007A JP 11600797 A JP11600797 A JP 11600797A JP H10293611 A JPH10293611 A JP H10293611A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- stage
- displacement
- axis
- bearing
- positioning
- Prior art date
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- Pending
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Classifications
-
- 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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
- Machine Tool Units (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 高い位置決め精度を達成しつつ、送り方向の
剛性を向上させる。 【解決手段】 軸受けパッドより噴出される圧縮流体に
よりガイドから非接触で支持されたステージと、ステー
ジの駆動手段であるリニアモータと、ステージの位置を
検出する位置検出手段と、前記位置検出手段で検出した
位置信号をもとにステージを位置決めするための制御装
置とで構成される位置決め装置において、ステージの軸
受け隙間を変動させステージを駆動する複数の能動型軸
受け装置と、軸受け隙間の変位を検出する複数の検出手
段と、前記ステージの位置検出手段と軸受け隙間の変位
を検出する変位検出手段によって検出された信号を受け
前記ステージの位置決め方向以外の振動を前記リニアモ
ータおよび前記軸受け隙間に力を発生させる駆動手段で
制御する制御装置とを設け、位置決め制御すると同時に
位置決め方向以外の振動をも制御する。
剛性を向上させる。 【解決手段】 軸受けパッドより噴出される圧縮流体に
よりガイドから非接触で支持されたステージと、ステー
ジの駆動手段であるリニアモータと、ステージの位置を
検出する位置検出手段と、前記位置検出手段で検出した
位置信号をもとにステージを位置決めするための制御装
置とで構成される位置決め装置において、ステージの軸
受け隙間を変動させステージを駆動する複数の能動型軸
受け装置と、軸受け隙間の変位を検出する複数の検出手
段と、前記ステージの位置検出手段と軸受け隙間の変位
を検出する変位検出手段によって検出された信号を受け
前記ステージの位置決め方向以外の振動を前記リニアモ
ータおよび前記軸受け隙間に力を発生させる駆動手段で
制御する制御装置とを設け、位置決め制御すると同時に
位置決め方向以外の振動をも制御する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造装置や
各種工作機械等に使用される位置決め装置に関するもの
である。
各種工作機械等に使用される位置決め装置に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体製造装置や工作機械等に使
用される位置決め装置として次に示す２つの例が知られ
ている。第１の例は、ガイドには各種べアリングを用
い、駆動系にサーボモータに代表される回転式モータと
送りネジを使用して移動体を駆動する位置決め装置であ
る。第２の例は、特開昭５９−１７８５０７号公報に記
載されているような駆動系にリニアモータを用い、ガイ
ドに圧縮流体によって支持する非接触ガイドを用いた位
置決め装置である。
用される位置決め装置として次に示す２つの例が知られ
ている。第１の例は、ガイドには各種べアリングを用
い、駆動系にサーボモータに代表される回転式モータと
送りネジを使用して移動体を駆動する位置決め装置であ
る。第２の例は、特開昭５９−１７８５０７号公報に記
載されているような駆動系にリニアモータを用い、ガイ
ドに圧縮流体によって支持する非接触ガイドを用いた位
置決め装置である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記第
１の従来例では送りネジの摩擦等の非線形要素により位
置決め精度が悪化する。 位置決め精度を向上させようと
すると、制御系に摩擦補償等の非線形補償要素を追加す
るため制御系が複雑になり、同時に複雑になった制御装
置の調整が難しくなる。 また、使用していくと摩擦力が変化する等の、非線形要
素の変化が発生するため、制御系およびメカ部品の再調
整が必要になる。
１の従来例では送りネジの摩擦等の非線形要素により位
置決め精度が悪化する。 位置決め精度を向上させようと
すると、制御系に摩擦補償等の非線形補償要素を追加す
るため制御系が複雑になり、同時に複雑になった制御装
置の調整が難しくなる。 また、使用していくと摩擦力が変化する等の、非線形要
素の変化が発生するため、制御系およびメカ部品の再調
整が必要になる。
【０００４】上記第２の従来例では、移動体の送り方向
の剛性がリニアモータの駆動制御系のサーボ特性に依存
する。 このような位置決め装置では、移動体の駆動軸と
位置計測軸を同じ直線上に配置することはできないた
め、移動体の各振動モードが制御対象の特性に悪影響を
与える。 その結果、サ一ボ特性が制限を受け、送り方向
の剛性が向上できない。 本発明は、これらの問題に鑑みてなされたもので、高精
度の位置決め精度を達成しつつ、送り方向の剛性を向上
させる位置決め装置を提供することを目的とする。
の剛性がリニアモータの駆動制御系のサーボ特性に依存
する。 このような位置決め装置では、移動体の駆動軸と
位置計測軸を同じ直線上に配置することはできないた
め、移動体の各振動モードが制御対象の特性に悪影響を
与える。 その結果、サ一ボ特性が制限を受け、送り方向
の剛性が向上できない。 本発明は、これらの問題に鑑みてなされたもので、高精
度の位置決め精度を達成しつつ、送り方向の剛性を向上
させる位置決め装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段および作用】上記の目的を
達成するため本発明では、圧縮流体軸受けによって支持
された移動体と、移動体を送り方向に駆動する駆動装置
と、移動体の位置を計測するための計測手段とで構成さ
れる位置決め装置において、軸受けの隙間方向に力を作
用させることのできる駆動手段を複数配置するととも
に、軸受け隙間方向の変位を検出する変位検出手段を複
数配置し、前記軸受け隙間方向の駆動手段と変位検出手
段を用いて移動体の送り方向以外の移動体の振動モード
を制御することで、移動体の送り方向への各振動モード
の影響を取り除き、送り方向のサーボ特性の向上を図る
ことで送り方向の剛性を向上させる。
達成するため本発明では、圧縮流体軸受けによって支持
された移動体と、移動体を送り方向に駆動する駆動装置
と、移動体の位置を計測するための計測手段とで構成さ
れる位置決め装置において、軸受けの隙間方向に力を作
用させることのできる駆動手段を複数配置するととも
に、軸受け隙間方向の変位を検出する変位検出手段を複
数配置し、前記軸受け隙間方向の駆動手段と変位検出手
段を用いて移動体の送り方向以外の移動体の振動モード
を制御することで、移動体の送り方向への各振動モード
の影響を取り除き、送り方向のサーボ特性の向上を図る
ことで送り方向の剛性を向上させる。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態では、軸受
けパッドより噴出される圧縮流体によりガイドから非接
触で支持されたステージと、ステージの駆動手段である
リニアモータと、ステージの位置を検出する位置検出手
段と、前記位置検出手段で検出した位置信号をもとにス
テージを位置決めするための制御装置とで構成される位
置決め装置において、ステージの軸受け隙間を変動させ
ステージを駆動する複数の能動型軸受け装置と、軸受け
隙間の変位を検出する複数の検出手段と、前記ステージ
の位置検出手段と軸受け隙間の変位を検出する変位検出
手段によって検出された信号を受け前記ステージの位置
決め方向以外の振動を前記リニアモータおよび前記軸受
け隙間に力を発生させる駆動手段で制御する制御装置と
を設け、位置決め制御すると同時に位置決め方向以外の
振動をも制御する。これにより、ステージの送り方向へ
の各振動モードの影響を取り除き、送り方向のサーボ特
性の向上を図り、もって送り方向の剛性を向上させてい
る。
けパッドより噴出される圧縮流体によりガイドから非接
触で支持されたステージと、ステージの駆動手段である
リニアモータと、ステージの位置を検出する位置検出手
段と、前記位置検出手段で検出した位置信号をもとにス
テージを位置決めするための制御装置とで構成される位
置決め装置において、ステージの軸受け隙間を変動させ
ステージを駆動する複数の能動型軸受け装置と、軸受け
隙間の変位を検出する複数の検出手段と、前記ステージ
の位置検出手段と軸受け隙間の変位を検出する変位検出
手段によって検出された信号を受け前記ステージの位置
決め方向以外の振動を前記リニアモータおよび前記軸受
け隙間に力を発生させる駆動手段で制御する制御装置と
を設け、位置決め制御すると同時に位置決め方向以外の
振動をも制御する。これにより、ステージの送り方向へ
の各振動モードの影響を取り除き、送り方向のサーボ特
性の向上を図り、もって送り方向の剛性を向上させてい
る。
【０００７】
【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。
る。
【０００８】図１〜３は本発明の一実施例に係るＸ−Ｙ
ステージの構成を示す。図１はＸ−Ｙステージの全体
図、図２は図１のＸ−ＹステージをＸステージとＹステ
一ジに分解した時の図、図３はＹステージの構成を説明
するための図である。 また、図４は前記Ｘ−Ｙステージ
を制御する制御装置の構成図である。
ステージの構成を示す。図１はＸ−Ｙステージの全体
図、図２は図１のＸ−ＹステージをＸステージとＹステ
一ジに分解した時の図、図３はＹステージの構成を説明
するための図である。 また、図４は前記Ｘ−Ｙステージ
を制御する制御装置の構成図である。
【０００９】図１、図２および図３において、１は図上
のＺ軸方向のガイドとなるベース、２ａおよび２ｂは図
上のＸ軸方向のガイド、３ａおよび３ｂはＸステージの
両端に配置され、Ｘステ一ジを駆動するためのリニアモ
ータの可動子、４ａおよび４ｂは前記可動子と対となっ
てリニアモータを構成する固定子、５ａおよび５ｂは６
ａと６ｂと７とで構成されるＸステージとリニアモータ
の可動子とを連結する連結板、６ａおよび６ｂおよび７
はＸ方向に移動するＸステージで７は後述するＹステー
ジのガイドの役割もする。８ａおよび８ｂはＹステージ
の両端に配置され、Ｙステージを駆動するためのリニア
モータの可動子、９ａおよび９ｂは前記可動子８ａおよ
び８ｂと対となってリニアモータを構成する固定子、１
０はＹ方向に移動するＹステージ、１１および１１ｂお
よび１１ｃおよび１１ｄはＹステージ１０のＺ軸方向の
変位を検出するための変位検出器、１２ａおよび１２ｂ
はＸステージのＸ軸方向の変位をレーザ測長器によって
計測するための計測ミラー、１３ａおよび１３ｂはＹス
テージのＹ方向の変位をレーザ測長器によって計測する
ための計測ミラー、１４ａおよび１４ｂおよび１４ｃお
よび１４ｄ（一部図示されていない）は供給された圧縮
流体を噴出してガイド２ａからＸステージを非接触に支
持するための軸受けパッド、１５ａ、１５ｂ、１５ｃお
よび１５ｄは１４ａ〜１４ｄと同様の軸受けパッドで、
ベース１からＸステージを非接触で支持している。
のＺ軸方向のガイドとなるベース、２ａおよび２ｂは図
上のＸ軸方向のガイド、３ａおよび３ｂはＸステージの
両端に配置され、Ｘステ一ジを駆動するためのリニアモ
ータの可動子、４ａおよび４ｂは前記可動子と対となっ
てリニアモータを構成する固定子、５ａおよび５ｂは６
ａと６ｂと７とで構成されるＸステージとリニアモータ
の可動子とを連結する連結板、６ａおよび６ｂおよび７
はＸ方向に移動するＸステージで７は後述するＹステー
ジのガイドの役割もする。８ａおよび８ｂはＹステージ
の両端に配置され、Ｙステージを駆動するためのリニア
モータの可動子、９ａおよび９ｂは前記可動子８ａおよ
び８ｂと対となってリニアモータを構成する固定子、１
０はＹ方向に移動するＹステージ、１１および１１ｂお
よび１１ｃおよび１１ｄはＹステージ１０のＺ軸方向の
変位を検出するための変位検出器、１２ａおよび１２ｂ
はＸステージのＸ軸方向の変位をレーザ測長器によって
計測するための計測ミラー、１３ａおよび１３ｂはＹス
テージのＹ方向の変位をレーザ測長器によって計測する
ための計測ミラー、１４ａおよび１４ｂおよび１４ｃお
よび１４ｄ（一部図示されていない）は供給された圧縮
流体を噴出してガイド２ａからＸステージを非接触に支
持するための軸受けパッド、１５ａ、１５ｂ、１５ｃお
よび１５ｄは１４ａ〜１４ｄと同様の軸受けパッドで、
ベース１からＸステージを非接触で支持している。
【００１０】１６ａ、１６ｂ、１６ｃおよび１６ｄ（一
部図示されていない）はＹステージの底面に取り付けら
れた軸受けパッドで、前述した１４ａ〜１４ｄと同様に
構成されＹステージ１０をベース１から非接触で支持し
ている。１７ａ、１７ｂ、１７ｃおよび１７ｄ（一部図
示されていない）はＹステージ１０のΖ方向の軸受け隙
間に強制的に力を発生させるための駆動手段で本実施例
においては図５に示す軸受けパッド２２とＹステージ１
０との間に圧電素子２１を挿入した装置で、圧電素子２
１の伸縮によって軸受け隙間を変動させることで力を発
生させている能動型軸受け装置である。
部図示されていない）はＹステージの底面に取り付けら
れた軸受けパッドで、前述した１４ａ〜１４ｄと同様に
構成されＹステージ１０をベース１から非接触で支持し
ている。１７ａ、１７ｂ、１７ｃおよび１７ｄ（一部図
示されていない）はＹステージ１０のΖ方向の軸受け隙
間に強制的に力を発生させるための駆動手段で本実施例
においては図５に示す軸受けパッド２２とＹステージ１
０との間に圧電素子２１を挿入した装置で、圧電素子２
１の伸縮によって軸受け隙間を変動させることで力を発
生させている能動型軸受け装置である。
【００１１】１８は１７ａ〜１７ｄと同じ構造の能動型
軸受け装置で、Ｙステージ１０のＸ軸方向の軸受け隙間
に強制的に力を発生させている。１９ａおよび１９ｂは
能動型軸受け装置１８もしくは外から加わった力によっ
て変化したＹステージにおけるＸ軸方向の軸受け隙間を
検出するための変位検出器、２０ａ、２０ｂ、２０ｃお
よび２０ｄは１４ａ〜１４ｄと同様の軸受けパッドでＹ
ガイド７からＹステージ１０をＸ方向に非接触で支持し
ている。
軸受け装置で、Ｙステージ１０のＸ軸方向の軸受け隙間
に強制的に力を発生させている。１９ａおよび１９ｂは
能動型軸受け装置１８もしくは外から加わった力によっ
て変化したＹステージにおけるＸ軸方向の軸受け隙間を
検出するための変位検出器、２０ａ、２０ｂ、２０ｃお
よび２０ｄは１４ａ〜１４ｄと同様の軸受けパッドでＹ
ガイド７からＹステージ１０をＸ方向に非接触で支持し
ている。
【００１２】Ｘステージはベース１およびＸ軸ガイド２
ａと２ｂに対して軸受けパッド１４ａ〜１４ｄおよび軸
受けパッド１５ａ〜１５ｄより噴出される圧縮流体によ
って非接触に支持されている。また、Ｙステージはベー
ス１とＸステージから軸受けパッド１６ａ〜１６ｄおよ
び２０ａ〜２０ｄ、ならびに能動型軸受け装置１７ａ〜
１７ｄおよび１８により噴出される圧縮流体によって、
非接触に支持されている。
ａと２ｂに対して軸受けパッド１４ａ〜１４ｄおよび軸
受けパッド１５ａ〜１５ｄより噴出される圧縮流体によ
って非接触に支持されている。また、Ｙステージはベー
ス１とＸステージから軸受けパッド１６ａ〜１６ｄおよ
び２０ａ〜２０ｄ、ならびに能動型軸受け装置１７ａ〜
１７ｄおよび１８により噴出される圧縮流体によって、
非接触に支持されている。
【００１３】図１のＸ−ＹステージのＸステージを計測
ミラー１２ａと１２ｂで計測したＸ軸方向の位置データ
ＸａとＸｂを基にリニアモータ３ａと４ａおよび３ｂと
４ｂでＸ軸方向に、Ｙステージを計測ミラー１３ａと１
３ｂで計測したＹ軸方向の位置データＹａとＹｂを基に
リニアモータ８ａと９ａおよび８ｂと９ｂでＹ軸方向に
位置決め制御しようとすると、個々のステージの位置決
め方向以外の軸方向への振動（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸回りの
回転方向への振動）が起きる。 その振動は位置決め方向
の制御系を不安定にする原因となる。 そのため制御系は
制御の安定性を確保するために応答性を犠牲にしなけれ
ばならなくなる。 その結果として、位置決め方向（Ｘス
テージにおけるＸ軸方向およびＹステージにおけるＹス
テージにおけるＹ軸方向）の剛性が低くなる。
ミラー１２ａと１２ｂで計測したＸ軸方向の位置データ
ＸａとＸｂを基にリニアモータ３ａと４ａおよび３ｂと
４ｂでＸ軸方向に、Ｙステージを計測ミラー１３ａと１
３ｂで計測したＹ軸方向の位置データＹａとＹｂを基に
リニアモータ８ａと９ａおよび８ｂと９ｂでＹ軸方向に
位置決め制御しようとすると、個々のステージの位置決
め方向以外の軸方向への振動（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸回りの
回転方向への振動）が起きる。 その振動は位置決め方向
の制御系を不安定にする原因となる。 そのため制御系は
制御の安定性を確保するために応答性を犠牲にしなけれ
ばならなくなる。 その結果として、位置決め方向（Ｘス
テージにおけるＸ軸方向およびＹステージにおけるＹス
テージにおけるＹ軸方向）の剛性が低くなる。
【００１４】そこで、悪影響を及ぼす振動を起こさない
ために、位置決め方向以外の軸方向をも制御できるよう
な駆動手段と計測手段を配置し、位置決め方向以外の軸
方向も制御する。
ために、位置決め方向以外の軸方向をも制御できるよう
な駆動手段と計測手段を配置し、位置決め方向以外の軸
方向も制御する。
【００１５】ＸステージにおいてはＸ軸方向Ｘ1 の位置
決めを行なうと同時にミラー１２ａで計測した変位デー
タＸａとミラー１２ｂで計測した変位データＸｂとの差
を計算することで得られたΖ軸回りの回転角度Ｗz1を基
に、リニアモータ３ａと４ａおよび３ｂと４ｂの推力を
調整することで、Ｚ軸回りの回転方向Ｗz1の振動をも制
御する。
決めを行なうと同時にミラー１２ａで計測した変位デー
タＸａとミラー１２ｂで計測した変位データＸｂとの差
を計算することで得られたΖ軸回りの回転角度Ｗz1を基
に、リニアモータ３ａと４ａおよび３ｂと４ｂの推力を
調整することで、Ｚ軸回りの回転方向Ｗz1の振動をも制
御する。
【００１６】また、ＹステージにおいてはＸステージと
同様にＹ軸方向Ｙの位置決めと同時にミラー１３ａで計
測した変位データＹａとミラー１３ｂで計測した変位デ
ータＹｂとの差を計算することで得られたΖ軸回りの回
転角度Ｗz2を基に、Ζ軸回りの回転方向Ｗz2の振動をも
制御する。
同様にＹ軸方向Ｙの位置決めと同時にミラー１３ａで計
測した変位データＹａとミラー１３ｂで計測した変位デ
ータＹｂとの差を計算することで得られたΖ軸回りの回
転角度Ｗz2を基に、Ζ軸回りの回転方向Ｗz2の振動をも
制御する。
【００１７】さらに、Ｙステージについては変位検出手
段１１ａ〜１１ｄで検出したΖ軸方向の位置デー夕Ｚａ
〜Ｚｄを計算することで得られるＺ軸方向の変位Ｚおよ
びＸ軸回りの回転角度Ｗx およびＹ軸回りの回転角度Ｗ
y とを基に、能動型軸受け１７ａ〜１７ｄで発生させる
推力を制御することで、ＹステージのＺ軸方向、Ｘ軸回
りの回転方向Ｗx およびＹ軸回りの回転方向Ｗy の振動
を制御する。
段１１ａ〜１１ｄで検出したΖ軸方向の位置デー夕Ｚａ
〜Ｚｄを計算することで得られるＺ軸方向の変位Ｚおよ
びＸ軸回りの回転角度Ｗx およびＹ軸回りの回転角度Ｗ
y とを基に、能動型軸受け１７ａ〜１７ｄで発生させる
推力を制御することで、ＹステージのＺ軸方向、Ｘ軸回
りの回転方向Ｗx およびＹ軸回りの回転方向Ｗy の振動
を制御する。
【００１８】本実施例でＹステージにおいてＺ軸方向の
変位ＺおよびＸ軸回りの回転方向Ｗx およびＹ軸回りの
回転方向Ｗy の制御までするのは、ＹステージがＸステ
ージに対して大きさおよび重量等で小さいため、より位
置決め方向以外の振動の影響を受けやすいためである。
もちろんＸステージでもＹステージと同様にＺ軸方向の
変位およびＸ軸回りの回転方向およびＹ軸回りの回転方
向の振動を制御することで同じ効果が期待できるが、そ
の効果はＹステージに比べて顕著には現れない。
変位ＺおよびＸ軸回りの回転方向Ｗx およびＹ軸回りの
回転方向Ｗy の制御までするのは、ＹステージがＸステ
ージに対して大きさおよび重量等で小さいため、より位
置決め方向以外の振動の影響を受けやすいためである。
もちろんＸステージでもＹステージと同様にＺ軸方向の
変位およびＸ軸回りの回転方向およびＹ軸回りの回転方
向の振動を制御することで同じ効果が期待できるが、そ
の効果はＹステージに比べて顕著には現れない。
【００１９】加えてＹステージでは、Ｘ軸方向の軸受け
部の剛性を向上するために１９ａと１９ｂにＹステージ
のＸ軸方向の軸受け隙間の変位ＸｃとＸｄを検出するた
めの変位検出器とＸ軸方向の軸受け隙間方向に力を発生
させるための能動型軸受け１８を配置し、変位検出器１
９ａ，１９ｂで検出した軸受け隙間の変位ＸｃとＸｄを
基にＹステージのＸ軸方向の軸受け隙間Ｘ2 を制御す
る。 このようにＹステージのＸ軸方向の軸受け隙間を制
御し、ＹステージのＸ軸方向の剛性を向上させることで
ＸＹステージ全体としてのＸ軸方向の剛性向上を図って
いる。
部の剛性を向上するために１９ａと１９ｂにＹステージ
のＸ軸方向の軸受け隙間の変位ＸｃとＸｄを検出するた
めの変位検出器とＸ軸方向の軸受け隙間方向に力を発生
させるための能動型軸受け１８を配置し、変位検出器１
９ａ，１９ｂで検出した軸受け隙間の変位ＸｃとＸｄを
基にＹステージのＸ軸方向の軸受け隙間Ｘ2 を制御す
る。 このようにＹステージのＸ軸方向の軸受け隙間を制
御し、ＹステージのＸ軸方向の剛性を向上させることで
ＸＹステージ全体としてのＸ軸方向の剛性向上を図って
いる。
【００２０】以上のような制御を図４の制御装置によっ
て制御している。Ｘステージの位置決め方向であるＸ1
と、ＸステージのΖ軸回りの回転方向であるＷz1と、Ｙ
ステージの位置決め方向であるＹと、ＹステージのΖ軸
回りの回転方向であるＷz2と、ＹステージのΖ軸方向で
あるＺと、ＹステージのＸ軸回りの回転方向であるＷx
と、ＹステージのＹ軸回りの回転方向であるＷy と、Ｙ
ステージのＸ軸方向の軸受け隙間であるＸ2 の変位もし
くは振動を、ＸＹステージに設けられた複数の変位計測
器によって検出されたＸ軸、Ｙ軸、およびΖ軸方向の変
位信号から制御装置で、前記した各軸（Ｘ1 、Ｗｚｌ、
Ｙ、Ｗz2、Ｚ、Ｗx 、Ｗy 、Ｘ2 軸）方向の変位量もし
くは振動量を計算で求め、求めた変位量もしくは振動量
をフィードバックすることで、変位は目標の変位に、振
動はゼロになるように制御している。
て制御している。Ｘステージの位置決め方向であるＸ1
と、ＸステージのΖ軸回りの回転方向であるＷz1と、Ｙ
ステージの位置決め方向であるＹと、ＹステージのΖ軸
回りの回転方向であるＷz2と、ＹステージのΖ軸方向で
あるＺと、ＹステージのＸ軸回りの回転方向であるＷx
と、ＹステージのＹ軸回りの回転方向であるＷy と、Ｙ
ステージのＸ軸方向の軸受け隙間であるＸ2 の変位もし
くは振動を、ＸＹステージに設けられた複数の変位計測
器によって検出されたＸ軸、Ｙ軸、およびΖ軸方向の変
位信号から制御装置で、前記した各軸（Ｘ1 、Ｗｚｌ、
Ｙ、Ｗz2、Ｚ、Ｗx 、Ｗy 、Ｘ2 軸）方向の変位量もし
くは振動量を計算で求め、求めた変位量もしくは振動量
をフィードバックすることで、変位は目標の変位に、振
動はゼロになるように制御している。
【００２１】
【デバイス生産方法の実施例】次に上記説明した位置決
め装置を用いる露光装置または露光方法を利用したデバ
イスの生産方法の実施例を説明する。図６は微小デバイ
ス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パネル、ＣＣ
Ｄ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等）の製造のフロ
ーを示す。ステップ１（回路設計）ではデバイスのパタ
ーン設計を行なう。ステップ２（マスク製作）では設計
したパターンを形成したマスクを製作する。一方、ステ
ップ３（ウエハ製造）ではシリコンやガラス等の材料を
用いてウエハを製造する。ステップ４（ウエハプロセ
ス）は前工程と呼ばれ、上記用意したマスクとウエハを
用いて、リソグラフィ技術によってウエハ上に実際の回
路を形成する。次のステップ５（組み立て）は後工程と
呼ばれ、ステップ４によって作製されたウエハを用いて
半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダ
イシング、ボンディング）、パッケージング工程（チッ
プ封入）等の工程を含む。ステップ６（検査）ではステ
ップ５で作製された半導体デバイスの動作確認テスト、
耐久性テスト等の検査を行なう。こうした工程を経て半
導体デバイスが完成し、これが出荷（ステップ７）され
る。
め装置を用いる露光装置または露光方法を利用したデバ
イスの生産方法の実施例を説明する。図６は微小デバイ
ス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パネル、ＣＣ
Ｄ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等）の製造のフロ
ーを示す。ステップ１（回路設計）ではデバイスのパタ
ーン設計を行なう。ステップ２（マスク製作）では設計
したパターンを形成したマスクを製作する。一方、ステ
ップ３（ウエハ製造）ではシリコンやガラス等の材料を
用いてウエハを製造する。ステップ４（ウエハプロセ
ス）は前工程と呼ばれ、上記用意したマスクとウエハを
用いて、リソグラフィ技術によってウエハ上に実際の回
路を形成する。次のステップ５（組み立て）は後工程と
呼ばれ、ステップ４によって作製されたウエハを用いて
半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダ
イシング、ボンディング）、パッケージング工程（チッ
プ封入）等の工程を含む。ステップ６（検査）ではステ
ップ５で作製された半導体デバイスの動作確認テスト、
耐久性テスト等の検査を行なう。こうした工程を経て半
導体デバイスが完成し、これが出荷（ステップ７）され
る。
【００２２】図７は上記ウエハプロセスの詳細なフロー
を示す。ステップ１１（酸化）ではウエハの表面を酸化
させる。ステップ１２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶縁
膜を形成する。ステップ１３（電極形成）ではウエハ上
に電極を蒸着によって形成する。ステップ１４（イオン
打込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ１５
（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ステ
ップ１６（露光）では上記説明したアライメント装置を
有する露光装置によってマスクの回路パターンをウエハ
に焼付露光する。ステップ１７（現像）では露光したウ
エハを現像する。ステップ１８（エッチング）では現像
したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップ１９
（レジスト剥離）ではエッチングが済んで不要となった
レジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行な
うことによって、ウエハ上に多重に回路パターンが形成
される。本実施例ではこの繰り返しの各プロセスにおい
て、上述した位置決め装置を用いたウエハを位置決めす
ることで、正確な位置合わせを可能としている。
を示す。ステップ１１（酸化）ではウエハの表面を酸化
させる。ステップ１２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶縁
膜を形成する。ステップ１３（電極形成）ではウエハ上
に電極を蒸着によって形成する。ステップ１４（イオン
打込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ１５
（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ステ
ップ１６（露光）では上記説明したアライメント装置を
有する露光装置によってマスクの回路パターンをウエハ
に焼付露光する。ステップ１７（現像）では露光したウ
エハを現像する。ステップ１８（エッチング）では現像
したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップ１９
（レジスト剥離）ではエッチングが済んで不要となった
レジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行な
うことによって、ウエハ上に多重に回路パターンが形成
される。本実施例ではこの繰り返しの各プロセスにおい
て、上述した位置決め装置を用いたウエハを位置決めす
ることで、正確な位置合わせを可能としている。
【００２３】本実施例の生産方法を用いれば、従来は製
造が難しかった高集積度のデバイスを低コストに製造す
ることができる。
造が難しかった高集積度のデバイスを低コストに製造す
ることができる。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
位置決め用に配置された駆動手段と位置決め方向の変位
を検出するための検出手段とともに、軸受け隙間に力を
発生させ得る駆動手段と変位計測手段を配置し、位置決
め方向の変位をフィードバック制御すると同時に位置決
め方向以外の振動をなくすようなフィードバック制御を
駆使することで、位置決め方向の制御の応答性の向上が
図れ、位置決め方向の剛性の向上も図れる。
位置決め用に配置された駆動手段と位置決め方向の変位
を検出するための検出手段とともに、軸受け隙間に力を
発生させ得る駆動手段と変位計測手段を配置し、位置決
め方向の変位をフィードバック制御すると同時に位置決
め方向以外の振動をなくすようなフィードバック制御を
駆使することで、位置決め方向の制御の応答性の向上が
図れ、位置決め方向の剛性の向上も図れる。
【図１】 本発明における一実施例を示すＸ−Ｙステー
ジの構成図である。
ジの構成図である。
【図２】 図１におけるＸステージとＹステージの構成
を解り易くした図である。
を解り易くした図である。
【図３】 図１におけるＹステージの構成図である。
【図４】 図１のＸ−Ｙステージを制御するための制御
装置のブロック構成図である。
装置のブロック構成図である。
【図５】 図１のＸ−Ｙステージにおけるアクティブ軸
受けの構成図である。
受けの構成図である。
【図６】 微小デバイスの製造の流れを示す図である。
【図７】 図６におけるウエハプロセスの詳細な流れを
示す図である。
示す図である。
１：Ｚ軸方向のガイドとなるベース、２ａ，２ｂ：Ｙ軸
方向のガイドとなるＸステージのガイド、３ａ，３ｂ：
Ｘステージを駆動するリニアモータの可動子、４ａ，４
ｂ：Ｘステージを駆動するリニアモータの固定子、５
ａ，５ｂ：Ｘステージと可動子３ａ〜３ｂを連結する連
結板、６ａ，６ｂ：Ｘステージの一部、７：Ｘステージ
の一部であるＹステージのガイド、８ａ，８ｂ：Ｙステ
ージを駆動するリニアモータの可動子、９ａ，９ｂ：Ｙ
ステージを駆動するリニアモータの固定子、１０：Ｙス
テージ、１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ：Ｙステージ
のΖ軸方向の軸受け隙間の変位を検出する変位検出器、
１２ａ，１２ｂ：ＸステージのＹ方向の変位をレーザ測
長器で検出するためのミラー、１３ａ，１３ｂ：Ｙステ
ージのＹ方向の変位をレーザ測長器で検出するためのミ
ラー、１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ：Ｘステージを
ガイド２ａ，２ｂからＹ方向に非接触で支持するための
軸受けパッド、１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ：Ｘス
テージをベース１からＺ方向に非接触で支持するための
軸受けパッド、１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ：Ｙス
テージをベース１からΖ方向に非接触で支持するための
軸受けパッド、１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄ：Ｙス
テージのΖ軸方向の軸受け隙間方向に力を発生させるた
めの能動型軸受け装置 １８：ＹステージのＸ軸方向
の軸受け隙間方向に力を発生させるための能動型軸受け
装置、１９ａ，１９ｂ：ＹステージのＸ軸方向の軸受け
隙間方向の変位を検出するための変位検出器、２０ａ，
２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ：Ｙステージをガイド７からＸ
方向に非接触で支持するための軸受けパッド、２１：能
動型軸受け装置の一部で軸受け隙間を変動させるための
圧電素子、２２：軸受けパッド。
方向のガイドとなるＸステージのガイド、３ａ，３ｂ：
Ｘステージを駆動するリニアモータの可動子、４ａ，４
ｂ：Ｘステージを駆動するリニアモータの固定子、５
ａ，５ｂ：Ｘステージと可動子３ａ〜３ｂを連結する連
結板、６ａ，６ｂ：Ｘステージの一部、７：Ｘステージ
の一部であるＹステージのガイド、８ａ，８ｂ：Ｙステ
ージを駆動するリニアモータの可動子、９ａ，９ｂ：Ｙ
ステージを駆動するリニアモータの固定子、１０：Ｙス
テージ、１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ：Ｙステージ
のΖ軸方向の軸受け隙間の変位を検出する変位検出器、
１２ａ，１２ｂ：ＸステージのＹ方向の変位をレーザ測
長器で検出するためのミラー、１３ａ，１３ｂ：Ｙステ
ージのＹ方向の変位をレーザ測長器で検出するためのミ
ラー、１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ：Ｘステージを
ガイド２ａ，２ｂからＹ方向に非接触で支持するための
軸受けパッド、１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ：Ｘス
テージをベース１からＺ方向に非接触で支持するための
軸受けパッド、１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ：Ｙス
テージをベース１からΖ方向に非接触で支持するための
軸受けパッド、１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄ：Ｙス
テージのΖ軸方向の軸受け隙間方向に力を発生させるた
めの能動型軸受け装置 １８：ＹステージのＸ軸方向
の軸受け隙間方向に力を発生させるための能動型軸受け
装置、１９ａ，１９ｂ：ＹステージのＸ軸方向の軸受け
隙間方向の変位を検出するための変位検出器、２０ａ，
２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ：Ｙステージをガイド７からＸ
方向に非接触で支持するための軸受けパッド、２１：能
動型軸受け装置の一部で軸受け隙間を変動させるための
圧電素子、２２：軸受けパッド。
Claims (3)
- 【請求項１】 圧縮流体軸受けによって支持された移動
体と、該移動体を送り方向に駆動する駆動装置と、該移
動体の位置を計測するための計測手段とを備えた位置決
め装置において、 軸受けの隙間方向に力を作用させることのできる駆動手
段を複数配置するとともに、該軸受け隙間方向の変位を
検出する変位検出手段を複数配置し、前記軸受け隙間方
向の駆動手段と変位検出手段を用いて移動体の送り方向
以外の移動体の振動モードを制御することを特徴とする
位置決め装置。 - 【請求項２】 軸受けパッドより噴出される圧縮流体に
よりガイドから非接触で支持されたステージと、ステー
ジの駆動手段であるリニアモータと、ステージの位置を
検出する位置検出手段と、前記位置検出手段で検出した
位置信号をもとにステージを位置決めするための制御装
置とで構成される位置決め装置において、 ステージの軸受け隙間を変動させステージを駆動する複
数の能動型軸受け装置と、軸受け隙間の変位を検出する
複数の検出手段と、前記ステージの位置検出手段と軸受
け隙間の変位を検出する変位検出手段によって検出され
た信号を受け前記ステージの位置決め方向以外の振動を
前記リニアモータおよび前記軸受け隙間に力を発生させ
る駆動手段で制御する制御装置とを設け、位置決め制御
すると同時に位置決め方向以外の振動をも制御すること
を特徴とする位置決め装置。 - 【請求項３】 請求項１または２に記載の位置決め装置
を有する露光装置を用いて製造したことを特徴とする半
導体デバイス。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9116007A JPH10293611A (ja) | 1997-04-21 | 1997-04-21 | 位置決め装置 |
| US09/061,069 US6064467A (en) | 1997-04-21 | 1998-04-16 | Alignment apparatus, and exposure apparatus with the alignment apparatus |
| KR1019980013989A KR100304162B1 (ko) | 1997-04-21 | 1998-04-20 | 위치결정장치및이위치결정장치를구비한노광장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9116007A JPH10293611A (ja) | 1997-04-21 | 1997-04-21 | 位置決め装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10293611A true JPH10293611A (ja) | 1998-11-04 |
Family
ID=14676531
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9116007A Pending JPH10293611A (ja) | 1997-04-21 | 1997-04-21 | 位置決め装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6064467A (ja) |
| JP (1) | JPH10293611A (ja) |
| KR (1) | KR100304162B1 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006295160A (ja) * | 2005-04-05 | 2006-10-26 | Asml Netherlands Bv | リソグラフィ装置及び物体テーブルを位置決めするための位置決めデバイスを利用したデバイス製造方法 |
| KR100663699B1 (ko) | 2006-07-04 | 2007-01-05 | 한국생산기술연구원 | 스테이지장치의 스테이지와 구동부의 결합장치 |
| JP2017208373A (ja) * | 2016-05-16 | 2017-11-24 | 住友重機械工業株式会社 | ステージ装置 |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW552480B (en) * | 1999-04-19 | 2003-09-11 | Asml Netherlands Bv | Moveable support in a vacuum chamber and its application in lithographic projection apparatus |
| JP4814438B2 (ja) * | 2001-05-02 | 2011-11-16 | 日本トムソン株式会社 | リニアモータを内蔵したステージ装置 |
| KR100731166B1 (ko) * | 2003-09-22 | 2007-06-20 | 다이닛뽕스크린 세이조오 가부시키가이샤 | 기판 처리장치 |
| JP5146323B2 (ja) * | 2006-12-27 | 2013-02-20 | 株式会社ニコン | ステージ装置、露光装置、及びデバイスの製造方法 |
| US8735774B2 (en) * | 2009-03-27 | 2014-05-27 | Electro Scientific Industries, Inc. | Force reaction compensation system |
| US20110096318A1 (en) * | 2009-09-28 | 2011-04-28 | Nikon Corporation | Exposure apparatus and device fabricating method |
| US20110128523A1 (en) * | 2009-11-19 | 2011-06-02 | Nikon Corporation | Stage apparatus, exposure apparatus, driving method, exposing method, and device fabricating method |
| US20110164238A1 (en) * | 2009-12-02 | 2011-07-07 | Nikon Corporation | Exposure apparatus and device fabricating method |
| KR101121680B1 (ko) * | 2010-08-04 | 2012-03-09 | 충남대학교산학협력단 | 선형 엔코더를 이용한 정밀 인쇄 방법 및 장치 |
| KR101387951B1 (ko) | 2013-05-10 | 2014-04-22 | 한국기계연구원 | 싱글 필드 방식의 엔코더를 이용한 웹 이송 속도 측정 방법 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59178507A (ja) * | 1983-03-29 | 1984-10-09 | Omron Tateisi Electronics Co | 移動テ−ブル装置 |
| US5684856A (en) * | 1991-09-18 | 1997-11-04 | Canon Kabushiki Kaisha | Stage device and pattern transfer system using the same |
| JPH05215133A (ja) * | 1992-02-03 | 1993-08-24 | Canon Inc | 静圧流体軸受およびその位置決め制御装置 |
| JPH06183561A (ja) * | 1992-12-18 | 1994-07-05 | Canon Inc | 移動ステージ装置 |
| JP3086764B2 (ja) * | 1993-02-22 | 2000-09-11 | キヤノン株式会社 | 静圧軸受装置 |
| JPH07305724A (ja) * | 1994-05-10 | 1995-11-21 | Canon Inc | 能動静圧軸受装置 |
| JPH08229759A (ja) * | 1995-02-24 | 1996-09-10 | Canon Inc | 位置決め装置並びにデバイス製造装置及び方法 |
| JP3634483B2 (ja) * | 1996-02-13 | 2005-03-30 | キヤノン株式会社 | ステージ装置、及びこれを用いた露光装置やデバイス生産方法 |
-
1997
- 1997-04-21 JP JP9116007A patent/JPH10293611A/ja active Pending
-
1998
- 1998-04-16 US US09/061,069 patent/US6064467A/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-04-20 KR KR1019980013989A patent/KR100304162B1/ko not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006295160A (ja) * | 2005-04-05 | 2006-10-26 | Asml Netherlands Bv | リソグラフィ装置及び物体テーブルを位置決めするための位置決めデバイスを利用したデバイス製造方法 |
| JP2010153908A (ja) * | 2005-04-05 | 2010-07-08 | Asml Netherlands Bv | リソグラフィ装置及び物体テーブルを位置決めするための位置決めデバイスを利用したデバイス製造方法 |
| KR100663699B1 (ko) | 2006-07-04 | 2007-01-05 | 한국생산기술연구원 | 스테이지장치의 스테이지와 구동부의 결합장치 |
| JP2017208373A (ja) * | 2016-05-16 | 2017-11-24 | 住友重機械工業株式会社 | ステージ装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6064467A (en) | 2000-05-16 |
| KR100304162B1 (ko) | 2001-11-22 |
| KR19980081542A (ko) | 1998-11-25 |
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