JPS60201413A - Stage - Google Patents

Stage

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Publication number
JPS60201413A
JPS60201413A JP5721784A JP5721784A JPS60201413A JP S60201413 A JPS60201413 A JP S60201413A JP 5721784 A JP5721784 A JP 5721784A JP 5721784 A JP5721784 A JP 5721784A JP S60201413 A JPS60201413 A JP S60201413A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
temperature
circuit
stage
scales
scale
Prior art date
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Pending
Application number
JP5721784A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuo Takahashi
一雄 高橋
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP5721784A priority Critical patent/JPS60201413A/en
Publication of JPS60201413A publication Critical patent/JPS60201413A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/18Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/182Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by the machine tool function, e.g. thread cutting, cam making, tool direction control
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/41Servomotor, servo controller till figures
    • G05B2219/41354Magnetic, thermal, bimetal peltier effect displacement, positioning
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/49Nc machine tool, till multiple
    • G05B2219/49219Compensation temperature, thermal displacement

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Numerical Control (AREA)
  • Control Of Position Or Direction (AREA)

Abstract

PURPOSE:To correct at a low cost a measuring error caused by a variation of an atmosphere such as a temperature, etc. by providing a means for detecting a temperature of a scale and correcting a temperature error. CONSTITUTION:First of all, when a moving command value of an X table 8 is impressed from a motor driving circuit 20, the X table 8 moves by the command value in the X direction, and this moving extent is measured by detecting heads 10a, 10b through scales 9a, 9b. In this case, a temperature of the scales 9a, 9b is detected by temperature sensors 14a, 14b, respectively, and inputted to correcting circuits 22a, 22b through a scale temperature detecting circuit 21. The correcting circuits 22a, 22b obtain a corrected value from the inputted temperature, and execute an operation by an arithmetic circuit 24 together with a yawing corrected value. Based on this operated value, a correcting circuit 25 drives a piezoelectric element driving circuit 26, and corrects yawing and a temperature by driving devices 19a, 19b.

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は、試料あるいは装置を移送するためのステージ
に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field] The present invention relates to a stage for transferring a sample or a device.

〔従来技術〕[Prior art]

従来この種の装置は、第1図に示すようにX方向及びY
方向に移動可能なテーブル7上に、お互いに直交する光
学的な反射ミラー2を取付け、この反射ミラー2を2つ
のレーザ干渉計3の参照面としてテーブル7の移動した
X及びY座標をそれぞれ2つのディテクタ4で測定して
いた。尚、図中、1はレーザヘッド、5はレーザヘッド
1からル−ザ光を分割するためのビームスプリッタ。
Conventionally, this type of device has been used in the X direction and Y direction as shown in FIG.
Optical reflecting mirrors 2 that are orthogonal to each other are mounted on a table 7 that is movable in the direction, and the reflecting mirrors 2 are used as reference surfaces for two laser interferometers 3, and the X and Y coordinates of the table 7 moved are 2, respectively. Measurement was performed using two detectors 4. In the figure, 1 is a laser head, and 5 is a beam splitter for splitting laser light from the laser head 1.

6はレーザ光を折曲げるためのビームベンダである。6 is a beam bender for bending the laser beam.

またテーブル7がXY平面内で△θだげ回転してヨーイ
ングが生じた場合の△θ酸成分計測する装置として、第
2図に示すように、XあるいはY方向のいずれかの計測
に2ケ所のレーザ干渉計を使用しているものもある。
In addition, as a device for measuring the △θ acid component when the table 7 rotates by △θ in the XY plane and yawing occurs, there are two locations for measurement in either the X or Y direction, as shown in Figure 2. Some use laser interferometers.

しかしながらレーザ干渉計を使用するこの種の装置では
、反射ミラーと干渉計の間の光路に相当する部分の空気
の温度、湿度、気圧などに変化が生じると測長誤差を生
じるために、装置を設置する場所の雰囲気を一定にコン
トロールする必要があり、この為に装置全体が大きくな
ったり、コストも増大するなどの欠点もあった。
However, with this type of device that uses a laser interferometer, changes in the temperature, humidity, or air pressure of the air in the area corresponding to the optical path between the reflecting mirror and the interferometer will cause length measurement errors. It is necessary to control the atmosphere of the place where it is installed, which has disadvantages such as increasing the size of the entire device and increasing cost.

〔目 的〕〔the purpose〕

本発明は上記従来例の欠点を除去するために成されたも
のであり、温度等の雰囲気の変化による測長誤差を安価
に補正することのできるXYステージを提供することを
目的とする。
The present invention has been made in order to eliminate the drawbacks of the above-mentioned conventional examples, and an object of the present invention is to provide an XY stage that can inexpensively correct length measurement errors due to changes in the atmosphere such as temperature.

〔実施例〕〔Example〕

以下図面を参照して本発明の詳細な説明する。 The present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

第3図は本発明の一実施例の斜視図であり、第4図は第
3図の実施例の動作を説明するためのブロック図である
FIG. 3 is a perspective view of one embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a block diagram for explaining the operation of the embodiment of FIG.

矩形のXステージ8には、X方向の両側縁にそれぞれス
ケール9a、9bが平行に取り付けられ、スケール9a
、9bにはそれぞれ温度センサ14a。
Scales 9a and 9b are attached to the rectangular X stage 8 in parallel on both side edges in the X direction.
, 9b are each provided with a temperature sensor 14a.

14b(第4図)が取り伺けられている。スケール9a
、9bをXステージ80両側線に配置するのは、可能な
限り距離を離した方がヨーイング量を検知し易すいから
である。スケール9a、9bは、磁気テープに長さ情報
を記録した磁気式のもの、或いはスリットを形成して干
渉縞を読み取る光学式のものを用いることができる。
14b (Fig. 4) has been investigated. scale 9a
, 9b are arranged on both side lines of the X stage 80 because it is easier to detect the amount of yawing if the distances are as far apart as possible. The scales 9a and 9b may be of a magnetic type, in which length information is recorded on a magnetic tape, or of an optical type, in which slits are formed to read interference fringes.

Xステージ8の下面のX方向に清って、それぞれ圧電素
子を用いた駆動装置19a 、 19b (第4図)が
固定され、この駆動装置19a、191)は後述するX
ステージ11上でX方向に伸びたガイドliaに対して
、摺動可能にかつY方向に当接している。
Drive devices 19a and 19b (FIG. 4) each using a piezoelectric element are fixed on the lower surface of the X stage 8 in the X direction.
It is slidably in contact with a guide lia extending in the X direction on the stage 11 in the Y direction.

矩形のXステージ11上には、ガイドllaと同様にX
方向に平行に伸びたガイドllb、IICが設けられ、
更にそのX方向の一端にはモータ17aが取り付けられ
ている。従ってXステージ8は、Xステージ11上をモ
ータ17aの回転によりガイド11a、Jlb、11c
 K沿ッテX 方向K fe tth ET 能すよう
に構成されている。またXステージ11上には、Xステ
ージ8のスケールga、gbをそれぞれ読み取るための
磁気式又は光学式の検出ヘッド10a、10bが固定さ
れ、Xステージ11に対するXステージ8のX方向の移
動量が検出される。
On the rectangular X stage 11, there is an
Guides Ilb and IIC extending parallel to the direction are provided,
Further, a motor 17a is attached to one end in the X direction. Therefore, the X stage 8 moves on the X stage 11 by rotating the guides 11a, Jlb, 11c.
It is configured to function in the direction K f tth ET . Further, magnetic or optical detection heads 10a and 10b are fixed on the X stage 11 to read the scales ga and gb of the X stage 8, respectively, and the amount of movement of the X stage 8 in the X direction with respect to the X stage 11 is fixed. Detected.

Xステージ8の下面のY方向に涜って、Xステージ8の
駆動装置19a、19b と同様に、2つの駆動装置1
9C(1個は図示省略)が固定され、また上述の検出ヘ
ッド10a、10b と同様に2つの磁気式又は光学式
の検出ヘッド12a(1個は図示省略)が固定されてい
る。駆動装置19Cは、後述するように基fi16上で
Y方向に伸びたガイド16aに対して摺動可能にかっX
方向に当接している。検出ヘッド12aは、同様に基盤
16に取り付けられたスケール13a、13bの長さ情
報をそれぞれ読み取るためのものである。
On the lower surface of the X stage 8 in the Y direction, like the drive devices 19a and 19b of the X stage 8, there are two drive devices 1.
9C (one not shown) is fixed, and two magnetic or optical detection heads 12a (one not shown) are fixed similarly to the above-mentioned detection heads 10a and 10b. The drive device 19C is slidable on the base fi 16 with respect to a guide 16a extending in the Y direction, as will be described later.
It is in contact with the direction. The detection head 12a is for reading length information of scales 13a and 13b, which are similarly attached to the base 16.

矩形の基板16上には、ガイド16aと同様にY方向に
伸びたガイド16 b r 16 Cが設けられ、更に
Y方向の一端にはモータ17bが取り付けられている。
A guide 16 b r 16 C extending in the Y direction, like the guide 16a, is provided on the rectangular substrate 16, and a motor 17b is further attached to one end in the Y direction.

従ってXステージ11は、Xステージ8と共に、基盤1
6上をモータ17bの回転によりガイド16a、]、6
b、16CKff3つてY方向に移動可能なように構成
されている。基盤16のY方向の両側縁には、Xステー
ジ8のスケール9a、9bと同様に、磁気式又は光学式
のスケール13a、13bが取り付けられ、このスケー
ル13a、]、3b にはそれぞれ温度センサ15a(
スケール131) の温度センサは図示省略)が取り付
けられている。
Therefore, the X stage 11, together with the X stage 8,
6 by the rotation of the motor 17b, the guides 16a, ], 6
b, 16CKff are configured to be movable in the Y direction. Magnetic or optical scales 13a, 13b are attached to both edges of the base 16 in the Y direction, similar to the scales 9a, 9b of the X stage 8, and each of the scales 13a, 3b is equipped with a temperature sensor 15a. (
A temperature sensor (not shown) is attached to the scale 131).

第4図は、第3図の実施例のXテーブル8を駆動、制御
する回路のブロック図である。Yテーブル11の駆動制
御回路は第4図のブロック図と同様なので図示及びその
動作説明は省略する。
FIG. 4 is a block diagram of a circuit for driving and controlling the X table 8 of the embodiment shown in FIG. Since the drive control circuit for the Y table 11 is the same as the block diagram shown in FIG. 4, illustration and explanation of its operation will be omitted.

まず外部からモータ駆動回路20に対しXテーブル8の
移動量Xの指令値が印加されると、モー 5− タ17aはこの指令値Xに従ってXテーブル8をX方向
にXだけ駆動する。Xテーブル8の移動量は、その両側
縁に取り付けられたスケール9a。
First, when a command value for the amount of movement X of the X table 8 is applied from the outside to the motor drive circuit 20, the motor 17a drives the X table 8 by X in the X direction in accordance with this command value X. The amount of movement of the X table 8 is determined by scales 9a attached to both side edges thereof.

9bからそれぞれ検出ヘッド10a、10bにより計測
される。ここでXテーブル8にヨーイングが生じている
と、計測値は異なった値xai 、 xb2 となり、
従ってこの計測された移動量xaz、xb2はそれぞれ
第1の補正回路22a、、22bに印〃nされる。ここ
でスケール9a、9bの温度Ta、Tbがそれぞれ温度
センサ14a、14bにより検出され、スケール温度検
出回路21を介して第1の補正回路22a + 221
)に入力されている。
9b and are measured by detection heads 10a and 10b, respectively. Here, if yawing occurs in the X table 8, the measured values will be different values xai and xb2,
Therefore, the measured movement amounts xaz and xb2 are printed on the first correction circuits 22a and 22b, respectively. Here, the temperatures Ta and Tb of the scales 9a and 9b are detected by temperature sensors 14a and 14b, respectively, and are sent to the first correction circuit 22a+221 via the scale temperature detection circuit 21.
) is entered.

第1の補正回路22a、22bは、それぞれ上記の如く
入力された温度Ta、Tbとスケール9a、9bに製作
時等で正確な長さを保償された温度の差及び熱膨張率を
考慮した補正値xa2 、 xb2に補正する。
The first correction circuits 22a and 22b take into account the temperature difference and thermal expansion coefficient between the input temperatures Ta and Tb and the scales 9a and 9b, which are guaranteed to have accurate lengths at the time of manufacture, etc., as described above. Correct to correction values xa2 and xb2.

第29補正回路23a、23bには、予め各スケール9
a、9bに固有のピッチ誤差等の機械的誤差が入力され
ており、従ってこの入力値により第1の 6− 補正回路22a、22b からの第1の補正値Xa2 
The 29th correction circuits 23a and 23b are provided with each scale 9 in advance.
Mechanical errors such as pitch errors specific to a and 9b are inputted, and therefore, this input value is used to adjust the first correction value Xa2 from the first correction circuit 22a and 22b.
.

xb2を更に補正する。第2の補正回路23a、23b
の第2の補正値xa3.xbaは演算回路24に印加さ
れる。
Further correct xb2. Second correction circuit 23a, 23b
The second correction value xa3. xba is applied to the arithmetic circuit 24.

次いで演算回路24は、Xテーブル8の水平回転量(ヨ
ーイング量)△θを で演算する。Lは、スケール9aと9bの距離である。
Next, the calculation circuit 24 calculates the amount of horizontal rotation (amount of yawing) Δθ of the X table 8. L is the distance between scales 9a and 9b.

演算回路24からの水平回転量の補正信号(△θ)は、
第3の補正回路25及びモータ駆動回路20に入力され
る。
The horizontal rotation amount correction signal (△θ) from the arithmetic circuit 24 is
The signal is input to the third correction circuit 25 and the motor drive circuit 20.

第3の補正回路25では、補正信号(△θ)に基づいて
駆動装置19a、19bのいずれを選択するか、及び選
択された駆動装置の変位量(Y方向)を演算し、圧電素
子駆動回路26に印加する。選択された駆動装置の圧電
素子は、/\θに対応する電圧に従って変化してYテー
ブル11のガイド11aに当接し、従ってXテーブル8
のヨーイング量が補正される。
The third correction circuit 25 calculates which of the drive devices 19a and 19b to select based on the correction signal (Δθ) and the displacement amount (Y direction) of the selected drive device, and calculates the amount of displacement (Y direction) of the selected drive device, and 26. The piezoelectric element of the selected drive device changes according to the voltage corresponding to /\θ and comes into contact with the guide 11a of the Y table 11, and therefore the X table 8
The amount of yawing is corrected.

尚上記の如(Xテーブル8の回転方向の補正を行なった
ときに、Xテーブル8がX方向に移動して、スケール9
 a 、 9 bの検出値が変化することがあり得る。
As mentioned above (when the rotation direction of the X table 8 is corrected, the X table 8 moves in the X direction and the scale 9
The detected values of a, 9b may change.

この場合には、スケール9a、gbの検出値のいずれか
(具体的には第2の補正回路23a。
In this case, either the detected value of the scale 9a or gb (specifically, the second correction circuit 23a).

23bの補正値xa3.xbaのいずれか)例えばスケ
ール9aを基準にし、クローズトループ(20→17a
→9a→10a→22a→23a→24→20)のフィ
ードバック制御を常に行うことにより、自動的に修正動
作が行われる。
23b correction value xa3. xba) For example, using scale 9a as a reference, close loop (20 → 17a
→9a→10a→22a→23a→24→20) By constantly performing the feedback control, the correction operation is automatically performed.

前記実施例中では水平回転成分の補正を行なうための駆
動装置として圧電素子を用いているが、各ステージのガ
イドとして空気圧を使用している場合には両端の二つの
エアーパッドの供給圧を変化させることによって水平回
転成分の補正を行なうことも可能である。さらに、圧電
素子のかわりに直動形のリニアモータあるいは磁歪素子
等を用いてもよい。
In the above embodiment, a piezoelectric element is used as a drive device to correct the horizontal rotational component, but if air pressure is used as a guide for each stage, the supply pressure of the two air pads at both ends can be changed. It is also possible to correct the horizontal rotation component by doing this. Furthermore, a direct-acting linear motor, a magnetostrictive element, or the like may be used instead of the piezoelectric element.

〔効 果〕〔effect〕

以上説明したように本発明によれば温度変化による測長
誤差を安価に補正することが可能となる。
As explained above, according to the present invention, length measurement errors due to temperature changes can be corrected at low cost.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図及び第2図は、従来のXYテーブルの構成図、第
3図は本発明の一実施例の斜視図、第4図は第3図のX
ステージの動作ブロック図である。 8・・・Xステージ 9a19b、13al13b−Xケール10 a 、 
10 b 、 12 a 、 ]、 2 b 用検出ヘ
ッド11・・・Xステージ 14a、14b、 ■5a−tA度センザ22a、22
b・・・第1の補正回路 特許出願人 キャノン株式会社  9− す 第 1 図 晶2図
1 and 2 are configuration diagrams of a conventional XY table, FIG. 3 is a perspective view of an embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 3 is an operational block diagram of the stage. 8...X stage 9a19b, 13al13b-X scale 10a,
10b, 12a, ], 2b detection head 11...X stage 14a, 14b, ■5a-tA degree sensor 22a, 22
b...First correction circuit patent applicant Canon Co., Ltd. 9-1 Diagram 2

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 移動量を検出するためのスケールと、前記スケールの温
度を検出する手段と、前記温度検出手段により検出され
た温度により前記スケールの誤差を補正する手段を有す
るステージ。
A stage comprising: a scale for detecting a movement amount; a means for detecting a temperature of the scale; and a means for correcting an error in the scale based on the temperature detected by the temperature detecting means.
JP5721784A 1984-03-27 1984-03-27 Stage Pending JPS60201413A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5721784A JPS60201413A (en) 1984-03-27 1984-03-27 Stage

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5721784A JPS60201413A (en) 1984-03-27 1984-03-27 Stage

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JPS60201413A true JPS60201413A (en) 1985-10-11

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ID=13049357

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JP5721784A Pending JPS60201413A (en) 1984-03-27 1984-03-27 Stage

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JP (1) JPS60201413A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007109847A (en) * 2005-10-13 2007-04-26 Tokyo Seimitsu Co Ltd Prober

Cited By (1)

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JP2007109847A (en) * 2005-10-13 2007-04-26 Tokyo Seimitsu Co Ltd Prober

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