JPS62138909A - アクチユエ−タの位置決め制御方式 - Google Patents
アクチユエ−タの位置決め制御方式Info
- Publication number
- JPS62138909A JPS62138909A JP27964985A JP27964985A JPS62138909A JP S62138909 A JPS62138909 A JP S62138909A JP 27964985 A JP27964985 A JP 27964985A JP 27964985 A JP27964985 A JP 27964985A JP S62138909 A JPS62138909 A JP S62138909A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- actuator
- inchworm
- difference
- movement
- control circuit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Control Of Position Or Direction (AREA)
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】
（Ｊ１１要〕
高い位置決め精度が要求されるステージにおいて、大き
な可動範囲と高分解能を持つアクチュエータとして、イ
ンチワームがあるが、閉ループでステージの位置制御が
出来ないため、レーザ測長器でステージの位置情報を発
生させ、この位置情報に基づき閉ループでインチワーム
に帰還する制御信号を作成する。
な可動範囲と高分解能を持つアクチュエータとして、イ
ンチワームがあるが、閉ループでステージの位置制御が
出来ないため、レーザ測長器でステージの位置情報を発
生させ、この位置情報に基づき閉ループでインチワーム
に帰還する制御信号を作成する。
本発明はアクチュエータの位置決め制御方式に係り、特
に高精度の位置決めを可能とする制御方式に関する。
に高精度の位置決めを可能とする制御方式に関する。
半導体製造装置の如く高い位置決め精度を要求されるＸ
−Ｙステージにおいて、大きな可動範囲と高分解能を持
つアクチュエータとして、例えは米国Ｂｕｒｌｅｉｇｈ
社の商品名で、インチワームが提供されている。
−Ｙステージにおいて、大きな可動範囲と高分解能を持
つアクチュエータとして、例えは米国Ｂｕｒｌｅｉｇｈ
社の商品名で、インチワームが提供されている。
このインチワームは三個の圧電素子を組合せ、尺取り虫
運動を行わせて高分解能と長ストロークを実現したアク
チュエータである。
運動を行わせて高分解能と長ストロークを実現したアク
チュエータである。
第２図は尺取り虫運動による移動機構の原理を説明する
図である。
図である。
第２図（ａｌ〜（ｈ）は一連の動作状態を現しており、
（ａｌの１はスピンドル、２はクランプ用圧電素子、３
は移動用圧電素子、４はクランプ用圧電素子で、ｆｂ）
〜ｆｈｌでは符号の図示は省略する。
（ａｌの１はスピンドル、２はクランプ用圧電素子、３
は移動用圧電素子、４はクランプ用圧電素子で、ｆｂ）
〜ｆｈｌでは符号の図示は省略する。
（ａｌの状態は移・υ１開始前の状態を示しており、移
動を開始する場合、まず（ｂ）の矢印に示す如く、クラ
ンプ用圧電素子２の電圧を変化（例えば電圧をオフとす
る）させると、クランプ用圧電素子２は収縮してスピン
ドル１をクランプする。次にｉｃ）の矢印に示す如く、
移動用圧電素子３の電圧を変化（電圧をオンとする）さ
せると、伸張してクランプ用圧電素子４を矢印方向に移
動させる。
動を開始する場合、まず（ｂ）の矢印に示す如く、クラ
ンプ用圧電素子２の電圧を変化（例えば電圧をオフとす
る）させると、クランプ用圧電素子２は収縮してスピン
ドル１をクランプする。次にｉｃ）の矢印に示す如く、
移動用圧電素子３の電圧を変化（電圧をオンとする）さ
せると、伸張してクランプ用圧電素子４を矢印方向に移
動させる。
次ぎに（ｄｉの矢印に示す如く、クランプ用圧電素子４
の電圧を変化（電圧をオフとする）させると、収縮して
スピンドル１をクランプする。ここでｆｅ）の矢印に示
す如く、クランプ用圧電素子２の電圧をオンとすると、
伸張してスピンドル１を離す。
の電圧を変化（電圧をオフとする）させると、収縮して
スピンドル１をクランプする。ここでｆｅ）の矢印に示
す如く、クランプ用圧電素子２の電圧をオンとすると、
伸張してスピンドル１を離す。
次に（ｆ）の矢印に示す如く、移動用圧電素子３の電圧
をオフとすると、収縮してクランプ用圧電素子２を移動
方向に引き寄せる。次に（ｇ）の矢印に示す如く、クラ
ンプ用圧電素子２の電圧をオフとして収縮させ、スピン
ドル１をクランプさせる。
をオフとすると、収縮してクランプ用圧電素子２を移動
方向に引き寄せる。次に（ｇ）の矢印に示す如く、クラ
ンプ用圧電素子２の電圧をオフとして収縮させ、スピン
ドル１をクランプさせる。
次に（ｈ）の矢印に示す如く、クランプ用圧電素子４の
電圧をオンとすると、伸張してスピンドルｌを離す。以
後は（Ｃ）からの動作を繰り返すことにより、移動用圧
電素子３を固定すれば、スピンドルｌは移動用圧電素子
３が伸張した長さだけ、順次移動して行くこととなる。
電圧をオンとすると、伸張してスピンドルｌを離す。以
後は（Ｃ）からの動作を繰り返すことにより、移動用圧
電素子３を固定すれば、スピンドルｌは移動用圧電素子
３が伸張した長さだけ、順次移動して行くこととなる。
インチワームは上記の動作原理で移動するスピンドルに
より駆動されるため、高い位置決め精度と長ストローク
を必要とする半導体製造装置に広く用いられているが、
外部に設けた測長器からの信号により、閉ループで制御
する簡易な手段が要望されている。
より駆動されるため、高い位置決め精度と長ストローク
を必要とする半導体製造装置に広く用いられているが、
外部に設けた測長器からの信号により、閉ループで制御
する簡易な手段が要望されている。
インチワームは、外部から入力するオン／オフ信号に基
づき、前進／後退の動作と、高速／低速の動作と、移動
／停止の動作を指示することが可能であるが、このオン
／オフ信号は外部から開ループで動作させるために設定
されているものである。
づき、前進／後退の動作と、高速／低速の動作と、移動
／停止の動作を指示することが可能であるが、このオン
／オフ信号は外部から開ループで動作させるために設定
されているものである。
上記の如く、インチワームは外部から開ループで制御す
る方法しか無いため、超高精密位置決めを可能とする機
構を実現することが出来ないという問題がある。
る方法しか無いため、超高精密位置決めを可能とする機
構を実現することが出来ないという問題がある。
本発明はこのような問題点に鑑み、例えば超高精密に距
離を測定することが可能なレーザ測長器を用い、このレ
ーザ測長器の測定結果を閉ループで帰還し、希望する位
置に自動的に位置決め制御することを可能とするもので
ある。
離を測定することが可能なレーザ測長器を用い、このレ
ーザ測長器の測定結果を閉ループで帰還し、希望する位
置に自動的に位置決め制御することを可能とするもので
ある。
第１図は本発明の一実施例を示す回路のブロック図であ
る。
る。
５はインチワーム１１の移動先を示す目標位置の指定と
、インチワーム１１の現在位置から移動距離を計算し、
インチワーム１１の移動速度の切替えを指示するプロセ
ッサ、６はインチワーム１１の目標位置をセットする目
標位置カウンタである。
、インチワーム１１の現在位置から移動距離を計算し、
インチワーム１１の移動速度の切替えを指示するプロセ
ッサ、６はインチワーム１１の目標位置をセットする目
標位置カウンタである。
７はインチワーム１１の現在位置をセットする現在位置
カウンタ、８は目標位置カウンタ６と、現在位置カウン
タ７の値の差を求め、インチワーム１１を前進させるか
後退させるかを指示する符号信号と、インチワーム１１
を移動させるか停止させるかを指示する差信号を作成す
る引算回路である。
カウンタ、８は目標位置カウンタ６と、現在位置カウン
タ７の値の差を求め、インチワーム１１を前進させるか
後退させるかを指示する符号信号と、インチワーム１１
を移動させるか停止させるかを指示する差信号を作成す
る引算回路である。
９は引算回路８の総てのビットを制御回路１０に送出す
るＯＲ回路、１０はインチワーム１１をＨｉｌｌ ’４
１１する制御回路、１１はインチワーム、１２はインチ
ワーム１１の移動距離を超高精度で測定するレーザ測長
器、１３はレーザ測長器１２の測定結果をアップ／ダウ
ンパルスに変換するパルスコンバータである。
るＯＲ回路、１０はインチワーム１１をＨｉｌｌ ’４
１１する制御回路、１１はインチワーム、１２はインチ
ワーム１１の移動距離を超高精度で測定するレーザ測長
器、１３はレーザ測長器１２の測定結果をアップ／ダウ
ンパルスに変換するパルスコンバータである。
レーザ測長器１２はインチワーム１１の現在位置を高精
度に検出し、その結果を現在位置カウンタ７にセットす
ることにより、引算回路８がプロセッサ５がセットした
目標位置カウンタ６から、目標位置との差を求めること
で、制御回路ＩＯに閉ループで帰還し、インチワーム１
１を制御する構成とする。
度に検出し、その結果を現在位置カウンタ７にセットす
ることにより、引算回路８がプロセッサ５がセットした
目標位置カウンタ６から、目標位置との差を求めること
で、制御回路ＩＯに閉ループで帰還し、インチワーム１
１を制御する構成とする。
上記構成とすることにより、制御回路１０はレーザ測長
器１２の測定結果から、プロセッサ５が送出する速度切
替え信号と、引算回路８が目標位置レジスタ６と現在位
置レジスタ７の値から検出する前進又は後退の信号及び
移動又は停止の信号を受け、インチワーム１１の位置決
め制御を行うことが出来る。
器１２の測定結果から、プロセッサ５が送出する速度切
替え信号と、引算回路８が目標位置レジスタ６と現在位
置レジスタ７の値から検出する前進又は後退の信号及び
移動又は停止の信号を受け、インチワーム１１の位置決
め制御を行うことが出来る。
第１図において、プロセッサ５は目標位置カウンタ６に
、インチワーム１１の移動先の目標位置をセットする。
、インチワーム１１の移動先の目標位置をセットする。
レーザ測長器１２はインチワーム１１にレーザ光を照射
して、その反射光から距離を計測し、パルスコンバータ
１３に計測結果を送出する。
して、その反射光から距離を計測し、パルスコンバータ
１３に計測結果を送出する。
パルスコンバータ１３は該計測結果をアップ／ダウンパ
ルスに変換して、現在位置カウンタ７にセットする。プ
ロセッサ５は現在位置カウンタ７のセントされた値と、
目標位置カウンタ６にセットした値との差を求め、イン
チワーム１１の位置が目標位置と離れている場合は、イ
ンチワーム１１の位置決め時間を短縮するため、制御回
路１０の入力端子Ｃに高速で移動させる信号、例えばオ
ン信号を送出する。
ルスに変換して、現在位置カウンタ７にセットする。プ
ロセッサ５は現在位置カウンタ７のセントされた値と、
目標位置カウンタ６にセットした値との差を求め、イン
チワーム１１の位置が目標位置と離れている場合は、イ
ンチワーム１１の位置決め時間を短縮するため、制御回
路１０の入力端子Ｃに高速で移動させる信号、例えばオ
ン信号を送出する。
又プロセッサ５は現在位置カウンタ７の変化する値から
、常時目標位置と現在位置との差を計算し、その差の絶
対値が所定の値以下となると、低速で移動させる信号、
オフ信号を制御回路１０の入力端子Ｃに送出する。これ
は高速のままインチワーム１１の位置決めを行わせると
、停止時に発振することがあるためで、インチワーム１
１の停止直前に低速とする必要があるためである。
、常時目標位置と現在位置との差を計算し、その差の絶
対値が所定の値以下となると、低速で移動させる信号、
オフ信号を制御回路１０の入力端子Ｃに送出する。これ
は高速のままインチワーム１１の位置決めを行わせると
、停止時に発振することがあるためで、インチワーム１
１の停止直前に低速とする必要があるためである。
引算回路８は目標位置カウンタ６の値と現在位置カラン
タフの値との差を求め、その差の正負を検出し、例えば
正の場合オン信号を、負の場合オフ信号を、制御回路１
０の入力端子Ａに送出する。
タフの値との差を求め、その差の正負を検出し、例えば
正の場合オン信号を、負の場合オフ信号を、制御回路１
０の入力端子Ａに送出する。
制御回路１０は入力端子Ａにオン信号が入るとインチワ
ーム１１を前進させ、オフ信号が入るとインチワーム１
１を後退させる。
ーム１１を前進させ、オフ信号が入るとインチワーム１
１を後退させる。
又引算回路８は目標位置カウンタ６の値と現在位置カウ
ンタ７の値の差がＯとなると、ＯＲ回路９に送出する全
ビットを“０”とするが、差がある場合はその差に応じ
て“１”を送出する。従ってＯＲ回路９はその差がＯの
時オフ信号を、差がある時はオン信号を制御回路１０の
入力端子Ｂに送出する。制御回路１０は入力端子Ｂにオ
ン信号が入力する間はインチワーム１１の移動をｍ続さ
せ、オフ信号が入力すると停止を指示する。
ンタ７の値の差がＯとなると、ＯＲ回路９に送出する全
ビットを“０”とするが、差がある場合はその差に応じ
て“１”を送出する。従ってＯＲ回路９はその差がＯの
時オフ信号を、差がある時はオン信号を制御回路１０の
入力端子Ｂに送出する。制御回路１０は入力端子Ｂにオ
ン信号が入力する間はインチワーム１１の移動をｍ続さ
せ、オフ信号が入力すると停止を指示する。
以上説明した如く、本発明は閉ループで高精度の位置情
報を帰還することが可能となるため、インチワームを高
速で且つ安定に高精度で位置決めさせることが出来ると
共に、ディジタル回路で構成されるため、調整する手間
が省ける効果がある。
報を帰還することが可能となるため、インチワームを高
速で且つ安定に高精度で位置決めさせることが出来ると
共に、ディジタル回路で構成されるため、調整する手間
が省ける効果がある。
第１図は本発明の一実施例を示す回路のブロック図、
第２図は尺取り主運動による移動機構の原理を説明する
図である。 図において、 １はスピンドル、 ２，４はクランプ用圧電素子、３
は移動用圧電素子、５はプロセッサ、６は目標位置カウ
ンタ、 ７は現在位置カウンタ、 ８は引算回路、 ９はＯＲ回路、１０は制？１１
１回路、 １１はインチワーム、１２はレーザ測長
器、 １３はパルスコンバータである。
図である。 図において、 １はスピンドル、 ２，４はクランプ用圧電素子、３
は移動用圧電素子、５はプロセッサ、６は目標位置カウ
ンタ、 ７は現在位置カウンタ、 ８は引算回路、 ９はＯＲ回路、１０は制？１１
１回路、 １１はインチワーム、１２はレーザ測長
器、 １３はパルスコンバータである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 前進／後退の動作と、移動／停止の動作と、高速／低速
の動作とを外部より指示することが可能な制御回路（１
０）と、該制御回路（１０）により駆動される圧電素子
を使用してステージを高精度で位置決めするアクチュエ
ータ（１１）において、 前記ステージの移動距離を検出する測定手段（１２、１
３）と、 該測定手段（１２、１３）の測定結果に基づき、前記ア
クチュエータ（１１）の現在位置をセットする第１の計
数手段（７）と、 前記アクチュエータ（１１）の移動先を示す目標位置を
セットする第２の計数手段（６）と、該第２の計数手段
（６）に該目標位置をセットすると共に、前記第１の計
数手段（７）の値から前記アクチュエータ（１１）の移
動距離を算出し、該アクチュエータ（１１）の移動速度
の切替えを指示する演算手段（５）と、 前記第１の計数手段（７）と第２の計数手段（６）の値
の差を求め、該アクチュエータ（１１）の前進又は後退
を指示する信号及び移動又は停止を指示する信号を作成
する引算手段（８）とを設け、 前記測定手段（１２、１３）が測定した該アクチュエー
タ（１１）の位置情報を、前記制御回路（１０）に閉ル
ープで帰還し、該アクチュエータ（１１）の前進又は後
退、移動又は停止及び高速移動又は低速移動の各制御信
号に変換することを特徴とするアクチュエータの位置決
め制御方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27964985A JPS62138909A (ja) | 1985-12-12 | 1985-12-12 | アクチユエ−タの位置決め制御方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27964985A JPS62138909A (ja) | 1985-12-12 | 1985-12-12 | アクチユエ−タの位置決め制御方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62138909A true JPS62138909A (ja) | 1987-06-22 |
Family
ID=17613921
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27964985A Pending JPS62138909A (ja) | 1985-12-12 | 1985-12-12 | アクチユエ−タの位置決め制御方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62138909A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0330250A (ja) * | 1989-06-28 | 1991-02-08 | Hikari Gijutsu Kenkyu Kaihatsu Kk | 走査トンネル顕微鏡 |
| US6552556B1 (en) * | 1999-03-31 | 2003-04-22 | Agency Of Industrial Science & Technology, Ministry Of International Trade & Industry | Prober for electrical measurement of potentials in the interior of ultra-fine semiconductor devices, and method of measuring electrical characteristics with said prober |
-
1985
- 1985-12-12 JP JP27964985A patent/JPS62138909A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0330250A (ja) * | 1989-06-28 | 1991-02-08 | Hikari Gijutsu Kenkyu Kaihatsu Kk | 走査トンネル顕微鏡 |
| US6552556B1 (en) * | 1999-03-31 | 2003-04-22 | Agency Of Industrial Science & Technology, Ministry Of International Trade & Industry | Prober for electrical measurement of potentials in the interior of ultra-fine semiconductor devices, and method of measuring electrical characteristics with said prober |
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