KR100760951B1 - 회전 측정이 가능한 서피스 엔코더 및 그 측정 방법 - Google Patents

회전 측정이 가능한 서피스 엔코더 및 그 측정 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100760951B1
KR100760951B1 KR1020060092142A KR20060092142A KR100760951B1 KR 100760951 B1 KR100760951 B1 KR 100760951B1 KR 1020060092142 A KR1020060092142 A KR 1020060092142A KR 20060092142 A KR20060092142 A KR 20060092142A KR 100760951 B1 KR100760951 B1 KR 100760951B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
measuring
displacement
mover
pattern
rotation
Prior art date
Application number
KR1020060092142A
Other languages
English (en)
Inventor
이상헌
정광석
Original Assignee
안동대학교 산학협력단
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 안동대학교 산학협력단 filed Critical 안동대학교 산학협력단
Priority to KR1020060092142A priority Critical patent/KR100760951B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100760951B1 publication Critical patent/KR100760951B1/ko

Links

Images

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
    • G03F7/70716—Stages
    • 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
    • G03F7/70716—Stages
    • G03F7/70725—Stages control
    • 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
    • G03F7/70775—Position control, e.g. interferometers or encoders for determining the stage position
    • 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
    • G03F7/708—Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
    • G03F7/7085—Detection arrangement, e.g. detectors of apparatus alignment possibly mounted on wafers, exposure dose, photo-cleaning flux, stray light, thermal load
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H01L21/67259—Position monitoring, e.g. misposition detection or presence detection
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/673—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere using specially adapted carriers or holders; Fixing the workpieces on such carriers or holders
    • H01L21/67303—Vertical boat type carrier whereby the substrates are horizontally supported, e.g. comprising rod-shaped elements
    • H01L21/67309—Vertical boat type carrier whereby the substrates are horizontally supported, e.g. comprising rod-shaped elements characterized by the substrate support

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Optical Transform (AREA)

Abstract

본 발명은 2축 운동(x,y)과 가동부의 회전운동(yaw motion)까지 측정이 가능한 평면 스테이지의 면내 위치(3축 이동량)을 측정할 수 있는 서피스 엔코더 및 그 측정방법에 관한 것으로, 기존 레이저 간섭계 등의 복잡한 광학 메커니즘과 레이저 간섭계를 포함하여 서피스 엔코더 등의 평면 변위 측정 시스템에 내재되어 있는 상대적으로 미소한 회전 운동 측정량 그리고 서피스 엔코더 격자 패턴의 직선 이송량을 회전각으로 전환/연산하여 야기되는 회전 변위량의 불균일성 문제를 해결하고자 함에 그 목적이 있다. 이를 구현하기 위한 본 발명은, 이동자의 직선변위 및 회전변위를 측정하는 서피스 엔코더에 있어서, 주기적인 격자패턴에 조사되어 광학유닛에 수광되는 레이저 빔의 위상차를 카운트하여 상기 이동자의 직선변위를 측정하고; 상기 이동자의 회전운동에 따라 격자패턴에 조사되어 상기 광학유닛에 수광되는 레이저 빔의 비동기화를 보상하기 위해 회전구동부를 이용하여 레이저 빔을 격자패턴에 정렬시키고, 레이저 빔을 격자패턴에 정렬시키기 위해 회전구동부가 회전시킨 양을 통해 회전변위를 측정하는 것;을 특징으로 한다.
서피스 엔코더, 격자패턴, 평면 스테이지, 면내 위치 측정, 광학 유닛

Description

회전 측정이 가능한 서피스 엔코더 및 그 측정방법{Surface encoder capable of measuring rotational motion and the method thereof}
도 1은 종래의 반도체 노광을 위한 평면 스테이지의 위치결정장치를 나타내는 사시도,
도 2는 종래의 평면 모터에 적용된 일반적인 면내 위치(x, y, θ) 측정을 위한 레이저 간섭계의 구성을 나타내는 사시도,
도 3은 종래의 선형 엔코더 평면 버전(서피스 엔코더)를 나타내는 사시도,
도 4는 종래의 평면 운동량 측정장치를 나타내는 사시도,
도 5는 종래 스테퍼 형태의 소요모터를 나타내는 사시도,
도 6은 도 5의 소요모터 폐루프 제어를 위해 상하 치형간의 물성치 변화를 이용하여 변위를 측정하는 장치를 나타내는 개략도,
도 7은 종래 격자 패턴의 광 검출을 이용하여 평면 변위를 카운트하는 서피스 엔코더를 나타내는 개략도,
도 8은 종래의 이진격자패턴과 CCD 카메라를 이용한 평면 변위 측정 장치를 나타내는 사시도,
도 9는 도 8의 이진격자의 일차원 선형 패턴과 회전 패턴을 도시한 개념도,
도 10은 본 발명에 의한 일실시예인 회전 각변위를 포함한 3축 면내 위치 측 정장치를 개략적으로 나타내는 사시도,
도 11은 본 발명에 의한 일실시예인 고정자 위의 격자패턴을 도시한 개략도,
도 12는 본 발명의 일실시예인 면내 위치 측정을 위한 레이저 광학유닛의 구성과 신호처리방법을 보여주는 개략도,
도 13은 본 발명의 일실시예인 격자패턴에 조사되는 레이저 빔의 비동기화를 나타내는 개략도,
도 14는 본 발명의 일실시예인 평면 스테이지의 면내 위치 측정방법을 보여주는 순서도,
도 15는 본 발명의 일실시예인 레이저 광학유닛을 지지하는 원판의 회전량 검출법을 나타내는 사시도,
도 16은 본 발명의 다른 일실시예인 레이저 광학유닛을 지지하는 원판의 회전량 검출장치를 개략적으로 보여주는 사시도,
도 17은 본 발명의 다른 일실시예인 레이저 광학유닛을 지지하는 원판의 회전량 검출장치를 개략적으로 보여주는 사시도,
도 18은 본 발명의 다른 일실시예인 서피스 엔코더의 측정 영역을 확장시키는 방법을 묘사하는 개념도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
101 : 고정자 103 : 이동자
102,102',121,122,139,205,215,225 : 격자패턴
105,203,213,217,223,401,402,403,405,406,407 : 광학유닛
106,123,202,212,222,311 : 원판
107,201,211,221 : 모터
108 : 회전량검출센서 124,125,126 : 레이저빔
131 : 레이저 다이오드 132 : 콜리메이터 렌즈
133 : 격자 135, 138 : 전반사거울
136, 137 : 빔스플리터 140 : 편광 빔 스플리터
142,143 : 포토다이오드 206 : 슬릿
207 : 발광부 208 : 수광부
216 : 회전패턴 226 : 공극센서
301,303 : 수직패턴 302,305 : 수평패턴
본 발명은 평면 스테이지의 회전 측정이 가능한 서피스 엔코더 및 그 측정방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 2축 운동(x,y)과 가동부의 회전운동(yaw motion)까지 측정이 가능한 평면 스테이지의 면내 위치(3축 이동량)을 측정할 수 있는 서피스 엔코더 및 그 측정방법에 관한 것이다.
평면 스테이지는 IC를 PCB에 실장하는 칩마운터를 포함하여 반도체 노광 고정을 위한 웨이퍼 스테퍼, 전자 현미경등을 비롯한 각종 측정장비, 그리고 TFT-LCD 등의 검사장비에 필수적으로 이용되는 핵심장비이다.
또한 근자에 들어 12인치에 달하는 웨이퍼에 대응하기 위하여 그리고 다면취 공법을 이용한 TFT-LCD의 제조단가 인하를 위하여 관련 업체들은 더욱 큰 작업 영역의 스테이지 개발에 전념하고 있으며, 이러한 스테이지 구동량을 측정하여 위치 피드백(feedback)하는 센서 역시 더욱 극한 상황의 성능을 요구받고 있다.
도 1은 종래 반도체 노광을 위한 평면 스테이지의 위치결정장치를 나타내는 사시도로서, 대한민국 특허 제193153호에 개시된 것이다. 베이스(1)위의 선형모터 블록(2,3,2',3')은 y축 운동을 만들어 내며 이 선형 모터의 가동부와 연동하는, 선형 모터 블록(2, 3)과 직교하는 또 하나의 선형 모터(5)가 x축을 따라 움직일 수 있는 구조이며 선형 모터(5)는 노광에 이용되는 평판이 장착되어있으며, 이 평판의 x, y축 위치는 평판 위에 얹혀있는 'L자' 거울(9)에 조사되는 레이저 간섭(6, 7)을 이용하여 x, y축으로의 이동량을 측정한다.
도 2는 종래 평면 모터에 적용된 일반적인 면내 위치(x, y, θ) 측정을 위한 레이저 간섭계의 구성을 나타내는 사시도로서, 대한민국 특허 제193153호와 2000년 Holmes (pp. 191-209, Vol. 24, Precision engineering)등에 의해 개시된 것이다.
앞서 도 1에서 언급한 바와 같이, 베이스(11)위에서 하부블록(12)은 y축 운동을 하며 상부블록(13)은 하부블록(12) 위에서 x축 운동을 한다. 상부블록(13)의 평면 운동량은 대면적 거울(15)에 조사되는 레이저의 간섭을 이용하여 측정되는데, 각각의 거울에 조사된 레이저 빔(14)은 거울에 반사되어 각 축의 인터페로메터(17, 17')를 거쳐 방향 전환 거울과 빔 스플리터(18)를 거쳐 신호처리 장비로 입사된다. 따라서 스테이지 평판의 크기에 견줘 관련 레이저 간섭계를 구성하는 광부품의 실장 면적이 대단히 크고 시스템의 전체 구성이 대단히 벌크(bulk)해진다. 또한 레이저 간섭계는 그 구동원리상 거울에 반사된 레이저 빔이 수광부로 입사되어야 하므로 어떤 일정 영역을 벗어난 광축의 편차(misalign)는 허용되지 않으며 이는 회전 운동량의 측정 범위를 대단히 협소하게 만든다. 따라서 레이저 간섭계를 이용한 종래의 가장 일반적인 측정 방법은 x, y축 운동에 주안점을 두며, 스테이지의 가동부가 부상되어 구동되는 완전한 자기 부상 스테이지에서는 상대적으로 큰 요(yaw) 운동 때문에 적용하는 것이 대단히 어려운 실정이다. 또한 레이저 간섭계 등을 적용하는 환경 또한 매우 높은 청정도를 요하므로 청정 시설을 구비하지 못한 일반 산업 현장에서의 적용을 대단히 어렵게 만들고 있다.
도 3은 종래 선형 엔코더의 평면 버전(서피스 엔코더)를 나타내는 사시도로서, 2004년 W. Gao (pp. 329-337, Precision Engineering)등에 의해 제안된 것이다. 가동부(21) 아래에 x, y축 방향으로 배열된 직교 배열의 영구 자석(22, 23)이 놓여있고 영구 자석은 베이스(24) 위에 놓여있는 코일(25, 26)과 상호 작용하여 x, y축으로 선형 추력을 만들어 낸다. 가동부와 베이스 사이의 공극은 네 모서리에 안착되어있는 공기 베어링(27)에 의해 유지되며 이 때 평면 운동의 위치 검출은 가동부 아래에 삼각 함수 그리드 패턴(28)에 레이저 빔을 조사하고 광학 부품들(29)을 통과하여 포토 디텍터로 수광된다. 수광된 신호를 처리하여 x, y축으로의 이동량을 얻어내며 이 때 미소한 회전 운동량 역시 검출이 가능하다. 그러나 이러한 서피스 엔코더의 타겟 패턴(28)은 측정기의 반복 정밀도 및 분해능 결정에 대단히 지배적 인 영향을 미치는 인자로서 제안된 시스템의 경우 전방향(omni-direction)으로 삼각 함수 형태의 곡선을 그리는 패턴이기 때문에 제작에 큰 어려움이 상존한다.
도 4는 종래의 평면 운동량 측정장치를 나타내는 사시도로서, 2000년 Saffert(pp. 357-362, IEEE AMC2000-Nagoya) 등에 의해 제안된 것이다. 가동부(31)에 직교 형태로 정렬되어있는 그리드 패턴(32)에 적외선 LED(33)와 그리드 패턴(32)에 반사된 수광부(36)로 구성된 x축 방향으로의 조합(33)과 y축 방향으로의 조합(34,34')에 의해 평면 위치를 얻는 방법이다. 이 방법 역시 도 3에서와 마찬가지로 그리드 패턴 정밀도에 의해 크게 영향을 받는 격자-기반 측정법이다. 또한 적외선 수광부들의 평균 신호에 의해 위치를 결정하므로 각 수광부 사이에 물성치 차이가 엄연히 존재하는 바 이의 보정 역시 난제로 남아있는 실정이다.
도 5는 종래 스테퍼 형태의 소요모터를 나타내는 사시도로서, 미국 특허 3,857,078에 개시된 것이다. 'ㄷ자' 전자석(53, 55)은 가동 블록(51)에 놓여있고 각각의 전자석에 코일(52, 54)을 통해 전원을 인가하면 고정자 치형(56)과의 자기 저항 변화를 이용하여 한 스텝씩 이동하는 센서가 필요없는 평면 스테퍼 모터를 나타낸다. 이 시스템은 스텝 모터와 같이 피드백 센서 없이 한 스텝, 한 스텝 구동되는 시스템이며 정밀도는 치형(tooth) 하나의 가공 정밀도에 지배 받는다. 따라서 개루프 제어가 가능하여 산업용으로 널리 이용되고 있으나 레퍼런스의 격자 정밀도에 시스템 분해능이 결부되어있으므로 초정밀 시스템에의 적용에는 한계가 있다. 또한, 피드백 센서를 이용하는 경우에도 치형 사이의 강한 코깅력(cogging force)은 보간 설정에 큰 장애가 된다.
도 6은 도 5의 소요모터 폐루프 제어를 위해 상하 치형간의 물성치 변화를 이용하여 변위를 측정하는 장치를 나타내는 개략도이다. 고정자 치형(62)과 이동자 치형(61)간에는 이동자의 횡변위에 따라 자기 저항과 정전 용량 등이 변화하는데, 예로 64(자기장 경로)와 같이 상하 치형간의 횡변위 함수인 자기 저항의 변화를 코일(63)로 측정하면 간접적으로 이동량을 측정할 수 있다. 이러한 횡변위 함수가 될 수 있는 물성치는 자기 저항외에도 정전 용량의 변화 등을 들 수 있으며 이러한 방법 외에도 이동자와 연동하는 광검출기(65)를 이용하여 하단부 치형의 존재 유무를 판단하여 이동량을 측정할 수도 있다. 이러한 방법은 모두 별도의 구조 변경없이 소요모터의 치형을 이용하는 방법인데 치형의 회전 운동시에는 이러한 상관관계가 강한 비선형성을 띠며 따라서 회전량 검출에는 물리적인 한계와 함께 영역 제한이 존재한다.
도 7은 종래 격자 패턴의 광 검출을 이용하여 평면 변위를 카운트하는 서피스 엔코더를 나타내는 개략도이다. x축에 나란한 패턴(72)을 사이에 두고 y축에 나란한 패턴(71)이 좌우에 배치되어있다. 각각의 배열 패턴에 입사한 광의 반사 유무를 검출하는 광학 유닛(74, 75, 76)을 통해 검출된 이동량을 x1, x2, y0라 하면 이동자(73)의 선형 변위량은 x =
Figure 112006068604172-pat00001
, y = y0 인데, 이 때 x축 검출용 유닛(74, 75)간의 사이 거리를 ｌ이라 하면 회전량 θ는
Figure 112006068604172-pat00002
이 된 다. 따라서 두 지점의 광 검출을 통해 회전량 측정이 가능하다. 그러나 각 유닛의 검출량 x1, x2는 패턴을 구성하는 라인의 ON, OFF 카운트 값이며 따라서 회전량 역시 이러한 카운트 값의 변화에 의존한다. 따라서 카운트 값의 증분량과 그 때의 회전각도 변화 사이에 선형성이 답보되지 않는데 즉, 회전 변화량이 카운트의 시작점에 따라 동일한 카운트 증분에 대해서 다른 결과를 낳을 수 있다. 또한 회전량이 커질수록 이 때 필요한 검출량의 변화 x1, x2는 더욱 큰 값이 요구되므로 이동자의 회전에 필요한 균등한 회전 검출이 불가능하다.
도 8은 종래의 이진격자패턴과 CCD 카메라를 이용한 평면 변위 측정 장치를 나타내는 사시도로서, 2003년 Jung(pp. 120-127, Korea Society of Precision Engineering) 등에 의해 제안된 것이다. 고정자(81) 위에서 구동되는 평면 스테이지(82)의 상면에 놓여있는 이진격자패턴(83)을 CCD 카메라(85)로 영상 추출하여 획득한 영상을 디코딩하여 이동량을 간접적으로 검출한다.
도 9는 도 8의 이진격자의 일차원 선형 패턴과 회전 패턴을 도시한 개념도이다. 주기성을 갖는 선형 이진격자패턴(91)을 대상으로 CCD에 맺히는 측정 창(sensing window)을 92로 제한하면 그 때의 영상 정보는 패턴의 이진 값(93)을 조합하여 결정되는 94와 같은 값으로 결정되며 그 때의 변위 값은 95와 같다. 따라서 이러한 이진 패턴을 반복하거나 격자의 비트 수를 확장하면 큰 영역의 선형 변위 추출이 가능하다. 마찬가지로 회전 이진격자패턴은 원주 방향으로 주기성을 갖는데 측정 창을 96으로 하면 이 때의 디코딩 값은 97과 같이 결정할 수 있으며 회 전 각 변위로 환산하면 98과 같다. 따라서 선형 이진격자 패턴과 회전 격자패턴을 단일 패턴으로 통합하여야만 선형 변위와 회전 변위의 통합 측정이 가능해진다. 그러나 동일한 패턴 구현이 불가능하기 때문에 선형 패턴을 기준으로 단위 셀 간의 경사각 연산을 통해 부분적으로 각 변위를 측정한다.
본 발명은 각각의 가이드에 의해 안내되어 구동되는 평면 스테이지나 스테이지 평판 자체가 공기 또는 자기 부상되어 구동되는 평면 스테이지의 면내 운동 측정법에 있어서 기존 레이저 간섭계 등의 복잡한 광학 메커니즘과 레이저 간섭계를 포함하여 서피스 엔코더 등의 평면 변위 측정 시스템에 내재되어 있는 상대적으로 미소한 회전 운동 측정량 그리고 서피스 엔코더 격자 패턴의 직선 이송량을 회전각으로 전환/연산하여 야기되는 회전 변위량의 불균일성 문제를 해결하기 위하여, 고정자에 놓인 격자 패턴에 이동자와 연동하는 레이저 광학 유닛을 통해 반사광의 변화를 카운트하고 이때 회전 운동의 발생에 따른 광 펄스의 비동기화를 이동자에 장착된 회전 모터를 이용하여 보상하고 보상한 각을 회전각 정보로 이용하여 x, y, θ 등의 3축 정보를 얻을 수 있는 서피스 엔코더 및 그 측정방법을 제공하고자 함에 그 목적이 있다.
본 발명의 서피스 엔코더는, 이동자의 직선변위 및 회전변위를 측정하는 서 피스 엔코더에 있어서, 주기적인 격자패턴에 조사되어 광학유닛에 수광되는 레이저 빔의 위상차를 카운트하여 상기 이동자의 직선변위를 측정하고; 상기 이동자의 회전운동에 따라 격자패턴에 조사되어 상기 광학유닛에 수광되는 레이저 빔의 비동기화를 보상하기 위해 회전구동부를 이용하여 레이저 빔을 격자패턴에 정렬시키고, 레이저 빔을 격자패턴에 정렬시키기 위해 회전구동부가 회전시킨 양을 통해 회전변위를 측정하는 것;을 특징으로 한다.
이 경우 상기 격자패턴은 고정자의 상면에 형성되고; 상기 회전구동부는 상기 이동자에 결합되는 모터와 상기 모터의 회전축에 결합되는 원판으로 이루어지는 것;으로 이루어질 수 있다.
또한 상기 격자패턴은 이동자의 하면에 형성되고; 상기 회전구동부는 고정자에 결합되는 모터와 상기 모터의 회전축에 결합되는 원판으로 이루어지는 것;으로 이루어질 수 있다.
또한 상기 레이저 빔은 광학유닛의 격자에 의해 듀얼 스폿 빔으로 전환되어 직선변위의 방향 판별이 가능한 것으로 이루어질 수 있다.
또한 상기 원판은 원주 방향으로 사면 가공되어 있고, 기준위치에 설치된 공극센서를 이용하여 상기 원판의 회전시 경사면과의 공극변화를 측정하여 회전변위를 측정하는 것으로 이루어질 수 있다.
또한 변위 측정영역을 확장하기 위해 상기 격자패턴을 반복배치하고, 상기 광학유닛을 이중으로 배치하여 패턴간의 경계영역을 지나갈 때 상기 이중의 광학유닛을 스위칭하여 면내 위치 변위를 측정하는 것으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 서피스 엔코더의 측정방법은, 이동자의 목표 변위가 설정되어 구동되는 단계; 격자패턴으로부터 반사된 레이저 빔이 광학유닛에 수광되어 상기 이동자의 구동에 의한 광 위상 변화량이 측정되는 단계; 상기 측정된 광 위상 변화량으로부터 레이저 빔들간의 동기여부가 판단되는 단계; 상기 측정된 광 위상 변화량으로부터 이동자의 직선변위가 측정되고, 상기 레이저 빔들간의 동기여부 판단결과 비동기가 발생된 경우 원판을 회전시켜 레이저 광학유닛의 레이저 빔을 패턴에 정렬시키고 원판의 회전량으로부터 이동자의 회전변위가 측정되는 단계;로 이루어진다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 10은 본 발명에 의한 일실시예인 회전 각변위를 포함한 3축 면내 위치 측정장치를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 10을 참조하면, 고정자(101) 위에 x축과 나란한 격자패턴(102)과 y축과 나란한 격자패턴(102')이 놓여 있고, 별도의 수단에 의해 이동되는 이동자(103)가 구비된다. 상기 이동자(103)는, 일례로 반도체 제조를 위한 노광공정에서 웨이퍼가 놓여지는 스테이지(stage)가 될 수 있다.
상기 이동자(103) 하부에는, 광학유닛(105)과 회전구동부가 설치된다. 상기 광학유닛(105)은 격자패턴(102,102')에 조사되는 레이저 빔을 수광하기 위해 정사각형의 네모서리 중 3모서리에 설치된다. 상기 회전구동부는, 상기 광학유닛(105)을 지지하는 원판(106)과 상기 원판(106)을 회전시키기 위한 모터(107)로 이루어지 고, 상기 모터(107)는 이동자(103)와 연동되도록 설치된다. 또한 상기 원판(106)의 회전량을 측정하기 위한 회전량검출센서(108)가 설치된다.
이동자(103)가 구동되면 레이저 빔이 격자패턴(102, 102')에 반사되어 광학유닛(105)에 수광되고, 이와 같이 수광되어 카운트되는 양에 의해 x축방향으로의 이동자(103) 변위량 및 y축방향으로의 이동자(103) 변위량이 측정가능하게 된다.
이 때 선형운동과 함께 이동자(103)가 회전하는 경우에는 그 하부에 설치된 광학유닛(105)과 원판(106)도 함께 회전하게 되므로, 광학유닛(105)의 레이저 빔과 격자패턴(102,102')의 정렬불일치(비동기화)가 발생하게 된다.
따라서 광학유닛(105)에서 카운트되는 빔들을 동기화(레이저 빔과 격자패턴의 정렬일치)시키기 위해 모터(107)를 제어하여 원판(106)을 회전시키게 되고, 이 때 모터(107) 회전을 통해 보상되는 회전각을 회전량검출센서(108)로 측정하면 그 측정각이 이동자(103)의 회전각이 되는 것이다. 이를 통해 3축의 면내 위치 통합 측정이 가능하다.
도 10에서는 고정자(101)에 위에 격자패턴(102,102')이 형성된 실시예를 보여주고 있으나, 상기 격자패턴(102,102')이 이동자(103)의 하면에 형성될 수도 있다. 이 경우 상기 회전구동부를 이루는 모터는 고정자(101)에 결합되고, 원판은 모터의 회전축과 연결되어 고정자(101)의 상부로 설치되며, 상기 원판에 레이저 광학유닛이 지지된다. 이러한 구성에 의한 직선변위 및 회전변위 측정은 고정자(101)에 격자패턴이 형성된 경우와 동일한 원리에 의해 이루어진다.
도 11은 본 발명에 의한 일실시예인 고정자 위의 격자패턴을 도시한 개략도 로서, y축방향으로 정렬된 격자패턴(121)과 x축방향으로 정렬된 격자패턴(122)의 조합으로 구성되어 있다. 상기 격자패턴(121,122)위에서 원판(123)이 x축 방향으로 이동될 때 하나의 패턴(121)을 지날때 마다 레이저 빔(124,125)의 위상이 바뀌게 된다. 따라서 레이저 빔(124,125)의 위상변화를 카운트하면 x축 이동변위량을 측정할 수 있다. x축 이동량의 최소 측정값은 패턴 하나의 주기에 해당함을 알 수 있다. 이 경우 x축 방향으로의 이동시에 y축 변위측정을 위한 레이저 빔(126)과 패턴(122)간에 상대 변화가 존재하지 않으며, 역으로 y축 방향으로의 이동시에 x축 변위측정을 위한 레이저 빔(124,125)에도 변화가 없기 때문에 두축 운동 사이에 연성이 존재하지 않는다. 상기 레이저 빔(124) 이외에 듀얼 스폿 빔(124')은 x축에서 +, -이동방향을 판별하기 위한 것이며, 이는 기존 엔코더 A,B상의 존재이유와 동일하다. 마찬가지 개념으로 각각의 빔의 좌우 또는 상하방향설정을 위해 레이저 빔(125, 126)에 대해 듀얼 스폿 빔(125',126')이 각각 존재한다.
한편, 도 11에서는 상측의 레이저 빔(124,124')과 하측의 레이저 빔(125,125')이 y축방향으로 정렬된 격자패턴(121)의 영역상에서 조사되도록 설치되어 있는데, 이는 상하 레이저 빔이 패턴과 불일치되는 경우 회전변위를 측정하기 위함이다. 따라서 하측의 레이저 빔(125,125')이 격자패턴(121,122)간의 경계를 기준으로 대칭되는 위치인 x방향으로 정렬된 격자패턴(122)의 영역상에 변경하여 설치될 수도 있다. 이와 같이 하측의 레이저 빔(125,125')의 위치가 변경되면, y축방향으로 정렬된 격자패턴(121)의 영역상에 설치된 레이저 빔(124,124')은 x축방향의 변위량을 측정하고, x방향으로 정렬된 격자패턴(122)의 영역상에 설치된 상측의 레 이저 빔(126,126')과 그 하측의 레이저 빔(125,125')은 y축 방향으로의 변위량을 측정함과 아울러 회전변위량을 측정하게 된다.
도 12는 본 발명의 일실시예인 면내 위치 측정을 위한 레이저 광학유닛의 구성과 신호처리방법을 보여주는 개략도이다.
도 12를 참조하면, 레이저 다이오드(131)를 통해 발진된 레이저 빔을 콜리메이터 렌즈(132)를 통해 평행광으로 집광시키고, 멀티 듀얼 스폿 빔으로 전환시키기 위해 격자(133)를 통과시킨 후 생성된 두 빔(134)은 전반사 거울(135)을 통해 90도 방향 전환된다. 방향전환된 빔을 세 개의 동일한 광량으로 분리시키기 위해 33% 빔 스플리터(136)에서 1/3 광량을 아래로, 2/3 광량은 우측으로 보내며, 우측으로 가는 빔을 50% 빔 스플리터(137)를 통과시키면 1/2 광량은 아래로, 나머지 1/2 광량은 우측으로 가게 된다. 상기 50% 빔 스플리터(137)를 통과하여 우측으로 가는 빔은 전반사 거울(138)을 통해 격자패턴(139) 쪽으로 방향전환을 한다. 따라서 격자 패턴(139)으로 조사되는 광은 모두 동일한 강도를 갖게 된다. 빔 스플리터(136,137), 전반사 거울(138)을 통과하여 격자패턴(139)으로 조사되는 광들은 각각의 편광 빔 스플리터(140)를 거쳐 격자패턴(139)에 반사되어 편광 빔 스플리터(140)에서 90도 방향 전환되어 집광렌즈(141)를 통과하여 포토다이오드(142, 143, 142a, 143a, 142b, 143b)에 수광된다. 이 수광된 신호는 이동자의 이동에 따라 정현파 형태(151)를 띄는데, 디코딩 처리를 위해 5V 수준까지 증폭시킨 후(152) 디지털 신호 카운트를 위해 슈미트리거 회로를 통과시켜 펄스 형태로 전환시킨다(153).
상기 3쌍의 포토다이오드 중 제1포토다이오드(142,143)는 도 11의 x방향 변위량을 측정하기 위한 광학유닛(124,124')으로, 제2포토다이오드(142a,143a)는 x방향 변위량을 측정하기 위한 광학유닛(125,125')으로, 제3포토다이오드(142b,143b)는 y방향 변위량을 측정하기 위한 광학유닛(126,126')으로 설정할 수 있다.
3쌍의 포토다이오드(142와143, 142a와143a, 142b와143b)에 의해 생성된 각각의 펄스열(155)은 위상차가 90도이며, 일반적인 엔코더 펄스 카운트 방법을 이용하여 카운트하게 된다. 이때 제1포토다이오드(142,143)와 제2포토다이오드(142a,143a)간에 동기 여부를 체크하여 이동자의 회전여부를 판별하게 된다. 즉, 제1포토다이오드(142,143)와 제2포토다이오드(142a,143a) 모두 +X방향으로 동일한 변위량이 측정되거나 -X방향으로 동일한 변위량이 측정되어 동기신호가 발생되면 이동자는 회전하고 있지 않는 것을 의미하지만, 제1포토다이오드(142,143)와 제2포토다이오드(142a,143a)에서 측정되는 변위량이 상이하여 비동기 신호가 발생하면 이동자(103)는 회전하고 있는 것을 의미한다. 따라서 비동기 신호가 발생된 경우에는 펄스열을 패턴에 정렬시키기 위해 이동자 하단의 원판을 회전시키고 이 때의 회전각을 측정하여 이동자의 회전각으로 치환할 수 있다.
도 13은 본 발명의 일실시예인 격자패턴에 조사되는 레이저 빔의 비동기화를 나타내는 개략도이다. 도 13(a)는 격자패턴(181)과 상하의 레이저 스폿이 정렬되어 있는 즉, 회전이 전혀 존재하지 않는 상태를 나타내고, 도 13(b)는 이동자(182)의 중심부에서 회전하여 상단의 레이저 빔(183)은 음의 x방향으로, 하단의 레이저 빔(185)은 양의 x방향으로 이동하는 경우를 나타내며, 도 13(c)는 이동자(182) 상 단을 기준으로 하단이 반시계방향으로 회전하는 경우를 나타낸다. 도 13(b), (c) 모두 공히 상하단의 레이저 빔(183,185)간에 비동기화, 즉 각각의 카운트 값들 사이에 증감분 불일치가 나타나기 때문에 이러한 불일치를 이동자(182)와 연동하는 모터를 이용하여 레이저 광학유닛을 회전시켜 해소한다. 따라서 정렬 불일치를 해소하기 위해 광학유닛을 회전시킨 양이 결국 이동자의 회전량으로 치환된다.
도 14는 본 발명의 일실시예인 평면 스테이지의 면내 위치 측정방법을 보여주는 순서도이다.
도 14를 참조하면, 스테이지의 목표 변위가 주어지면 이동자가 구동되고 이동자 하단의 레이저 광학유닛에 의해 격자패턴 위의 광 위상 변화량이 포토다이오드로 측정된다. 이러한 수광 신호는 증폭기와 슈미트리거 회로를 통해 펄스 형태로 변환되며, 90도 위상이 다른 듀얼 레이저 스폿 신호는 일반적인 엔코더 신호 카운트법을 이용하여 카운트 된다. 이때 레이저 빔들간에 비동기 특성이 발생하면 이동자 하단의 원판이 모터에 의해 회전되어 레이저 광학유닛의 레이저 빔을 패턴에 정렬시킨다. 이러한 방법으로 3축 변위 정보가 측정되며 이러한 신호는 목표 값과의 비교를 통해 제어기로 피드백된다.
도 15는 본 발명의 일실시예인 레이저 광학유닛을 지지하는 원판의 회전량 검출법을 나타내는 사시도이다.
도 15를 참조하면, 모터(201)는 이동자와 연동하며 원판(202)은 모터(201)에 의해 이동자에 대해 상대 회전한다. 레이저 광학유닛(203)이 패턴(205)과 어긋나기 시작할 때 원판(202)은 회전하기 시작하는데, 이때 원판(202)의 회전량은 원 판(202)의 가장자리 둘레를 따라 형성된 슬릿(206)에 대해 별도의 레이저 발광부(207)와 수광부(208)를 이용하여 측정할 수 있다. 슬릿(206)의 크기는 패턴(205)의 최소 폭을 기준으로 설정되어야 하는데 광학유닛(203)이 원판(202) 중심에 대해 접선 방향으로 패턴(205)을 가로지르기 때문에 패턴(205) 하나의 폭을 m이라 하면 접선 방향 이동량은
Figure 112006068604172-pat00003
이 된다.
따라서 회전각의 최소 측정량은
Figure 112006068604172-pat00004
이 되며 이러한 최소 측정량을 기준으로 슬릿(206)의 개수를 결정한다. 위 식에서 r은 원판(202)의 반경을 나타낸다.
도 16은 본 발명의 다른 일실시예인 레이저 광학유닛을 지지하는 원판의 회전량 검출장치를 개략적으로 보여주는 사시도이다. 도 15에서와 같이 레이저 광학유닛(213)의 레이저 빔이 패턴(215)과 정렬되지 않을 경우 모터(211)는 원판(212)을 회전시킨다. 이때 원판(212)의 회전량은, 원판(212) 중심으로부터 방사상으로 형성된 또 하나의 회전패턴(216)에 또 다른 레이저 광학유닛(217)을 이용하여 카운트한다.
도 17은 본 발명의 다른 일실시예인 레이저 광학유닛을 지지하는 원판의 회전량 검출장치를 개략적으로 보여주는 사시도이다. 도 15, 16에서와 같이 레이저 광학유닛(223)의 레이저 빔이 패턴(225)과 정렬되지 않을 경우 모터(221)는 원판(222)을 회전시킨다. 원판(222)의 회전량은 원주 방향으로 사면가공된 원판(222) 과 공극센서(226)를 이용하여 측정하게 된다. 즉, 원판(222)이 원주 방향으로 사면가공되어 있기 때문에 상기 원판(222)을 회전시키면 공극센서(226)와의 갭(227)이 원주방향으로 정현파 형태로 변하게 된다. 이와 같이 기준위치로부터의 공극변화로 회전량을 간접 측정하는 것이 가능하다.
도 18은 본 발명의 다른 일실시예인 서피스 엔코더의 측정 영역을 확장시키는 방법을 묘사하는 개념도이다. 수직패턴(301)과 수평패턴(302)은 y방향으로의 측정 영역을 확장시킬 때에는 수직 방향으로 패턴을 반복해서 구현하면 원판(311)의 변화없이 변위량을 측정하는 것이 가능하다. 또한 x방향으로 영역을 확장시킬 때에는 패턴(301, 302)을 x방향으로 반복 정렬시키면 가능하다. 이 경우 제1광학유닛(401)과 제2광학유닛(402)이 수직패턴(301)과 수평패턴(302)의 경계를, 그리고 제3광학유닛(403)이 수평패턴(302)과 수직패턴(303)의 경계를 각각 지나가므로 이중으로 광학유닛(405,406,407)을 설치하여 광학유닛 간에 스위칭을 시킴으로써 측정 영역 확장이 가능해진다. 즉, 원판(311)이 패턴간의 경계를 지나갈 때에는 광학유닛(401, 402, 403)의 작동을 정지시키고 다른 광학유닛(405, 406, 407)이 변위량을 측정하도록 전환시켜야 한다. x축방향 변위와 회전변위를 측정하던 제1광학유닛(401)과 제2광학유닛(402)이 수직패턴(301)과 수평패턴(302)의 경계를 지나는 경우 제1광학유닛(401)과 제2광학유닛(402)는 작동을 정지시키고 이중으로 설치된 광학유닛(405,406)이 변위량을 측정하도록 스위칭시키는데, 이 경우 수평패턴(302)의 영역상에 진입된 광학유닛(405,406)은 y축방향 변위와 회전변위를 측정하게 된다. 이와 동시에 y축방향변위를 측정하던 제3광학유닛(403)이 수평패턴(302)과 수직패 턴(303)의 경계를 지나는 경우 제3광학유닛(403)은 작동을 정지시키고 이중으로 설치된 광학유닛(407)이 변위량을 측정하도록 스위칭시키는데, 이 경우 수직패턴(303)의 영역상에 진입된 광학유닛(407)은 x방향 변위를 측정하게 된다.
광학유닛(401과405, 402와406, 403과407)간에는 패턴의 몇 주기 위상차가 존재하기 때문에 원판(311) 우측면이 경계를 지나갈 때에는 계속해서 광학유닛(401, 402, 403)으로 신호처리를 하다가 적절한 순간에 다른 광학유닛(405, 406, 407)로 스위칭한다. 원판(311)이 더욱 우측으로 전진하여 수직패턴(303)에서 수평패턴(305)로 넘어가면 수직패턴(303) 중간 영역에서 레이저 광학 유닛을 전환시키면 앞서 경계 영역에서의 스위칭 방법을 동일하게 적용할 수 있다. 또한 x방향 측정용 광학유닛(401, 402)이 우측으로 전진하여 수평패턴(302) 영역에서는 y축 측정을 해야 하는데 어떤 축에서도 듀얼 빔 스폿이 90도 위상차를 갖기 때문에 동일한 조건에서 빔 카운트 처리를 하는 것이 가능하다.
이상에서 살펴본 것과 같이 본 발명은 대면적 구동용 2축 평면 스테이지 혹은 공기 또는 자기력에 의해 부상되어 공간상에 구동되는 평면 스테이지의 평면 이동량, 즉 면내 위치 검출을 격자패턴을 기반으로 간단한 회전 서보모터의 조합을 통해 구현하는 것으로 기존 스테이지의 위치 측정에 적용되어온 레이저 간섭계 등의 측정 장비가 많은 점유 면적으로 인해 벌크(bulk)해짐과 동시에 스테이지의 요(yaw) 운동을 측정하는 데에 원리상 큰 한계가 존재하기 때문에 이를 극복하기 위해 격자패턴과 간략한 레이저 광학 유닛을 이용하여 직선 변위를 측정하고 또한 일정 거리에 있는 스폿을 패턴에 정렬시키는 과정에 의해 대회전 각을 직선변위 측정 정밀도 수준으로 측정할 수 있는, 대단히 간략한 방법을 사용하여 면내 위치 측정에 소요되는 고가의 서보 장비를 대체하는 데에 의의가 있다. 또한 기존 서피스 엔코더의 최소 회전각의 불균일성 그리고 회전각 측정 영역의 제한 등을 극복하여 서피스 엔코더의 상용화 또는 응용 확장의 초석을 다지는데 의의가 있다. 특히 2축 스테이지의 종단 추적을 위해 각 축의 리니어 스케일 등의 측정 장비와 함께 레이저 포인터 등의 측정 장비가 별도로 구성되어 복잡한 제어 루프를 구성하는 바, 본 발명에서와 같이 종단의 평면 변위량을 고정단을 기준으로 직접 측정할 수 있음은 기존 측정 모드를 대단히 간소하게 꾸밀 수 있다는 장점이 있다. 또한 직선 운동 측정과 회전 운동 측정을 모두 디지털 카운트 방식으로 구현할 수 있다는 것은 측정 장비의 신뢰성과 반복성에 큰 장점이라 할 수 있다.

Claims (7)

  1. 이동자의 직선변위 및 회전변위를 측정하는 서피스 엔코더에 있어서,
    주기적인 격자패턴에 조사되어 광학유닛에 수광되는 레이저 빔의 위상차를 카운트하여 상기 이동자의 직선변위를 측정하고;
    상기 이동자의 회전운동에 따라 격자패턴에 조사되어 상기 광학유닛에 수광되는 레이저 빔의 비동기화를 보상하기 위해 회전구동부를 이용하여 레이저 빔을 격자패턴에 정렬시키고, 레이저 빔을 격자패턴에 정렬시키기 위해 회전구동부가 회전시킨 양을 통해 회전변위를 측정하는 것;
    을 특징으로 하는 회전 측정이 가능한 서피스 엔코더.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 격자패턴은 고정자의 상면에 형성되고;
    상기 회전구동부는 상기 이동자에 결합되는 모터와 상기 모터의 회전축에 결합되는 원판으로 이루어지는 것;
    을 특징으로 하는 회전 측정이 가능한 서피스 엔코더.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 격자패턴은 이동자의 하면에 형성되고;
    상기 회전구동부는 고정자에 결합되는 모터와 상기 모터의 회전축에 결합되는 원판으로 이루어지는 것;
    을 특징으로 하는 회전 측정이 가능한 서피스 엔코더.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 레이저 빔은 광학유닛의 격자에 의해 듀얼 스폿 빔으로 전환되어 직선변위의 방향 판별이 가능한 것을 특징으로 하는 회전 측정이 가능한 서피스 엔코더.
  5. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 원판은 원주 방향으로 사면 가공되어 있고, 기준위치에 설치된 공극센서를 이용하여 상기 원판의 회전시 경사면과의 공극변화를 측정하여 회전변위를 측정하는 것을 특징으로 하는 회전 측정이 가능한 서피스 엔코더.
  6. 제1항에 있어서,
    변위 측정영역을 확장하기 위해 상기 격자패턴을 반복배치하고, 상기 광학유 닛을 이중으로 배치하여 패턴간의 경계영역을 지나갈 때 상기 이중의 광학유닛을 스위칭하여 면내 위치 변위를 측정하는 것을 특징으로 하는 회전 측정이 가능한 서피스 엔코더.
  7. 이동자의 목표 변위가 설정되어 구동되는 단계;
    격자패턴으로부터 반사된 레이저 빔이 광학유닛에 수광되어 상기 이동자의 구동에 의한 광 위상 변화량이 측정되는 단계;
    상기 측정된 광 위상 변화량으로부터 레이저 빔들간의 동기여부가 판단되는 단계;
    상기 측정된 광 위상 변화량으로부터 이동자의 직선변위가 측정되고, 상기 레이저 빔들간의 동기여부 판단결과 비동기가 발생된 경우 원판을 회전시켜 레이저 광학유닛의 레이저 빔을 패턴에 정렬시키고 원판의 회전량으로부터 이동자의 회전변위가 측정되는 단계;
    로 이루어진 회전 측정이 가능한 서피스 엔코더의 측정방법.
KR1020060092142A 2006-09-22 2006-09-22 회전 측정이 가능한 서피스 엔코더 및 그 측정 방법 KR100760951B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060092142A KR100760951B1 (ko) 2006-09-22 2006-09-22 회전 측정이 가능한 서피스 엔코더 및 그 측정 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060092142A KR100760951B1 (ko) 2006-09-22 2006-09-22 회전 측정이 가능한 서피스 엔코더 및 그 측정 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100760951B1 true KR100760951B1 (ko) 2007-09-21

Family

ID=38738500

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060092142A KR100760951B1 (ko) 2006-09-22 2006-09-22 회전 측정이 가능한 서피스 엔코더 및 그 측정 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100760951B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210082764A (ko) 2019-12-26 2021-07-06 알에스오토메이션주식회사 다회전 검출이 가능한 엔코더

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0590143A (ja) * 1991-09-27 1993-04-09 Canon Inc 位置ずれ測定装置
JPH10161296A (ja) 1996-12-02 1998-06-19 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd レーザレチクル描画装置の座標歪み補正方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0590143A (ja) * 1991-09-27 1993-04-09 Canon Inc 位置ずれ測定装置
JPH10161296A (ja) 1996-12-02 1998-06-19 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd レーザレチクル描画装置の座標歪み補正方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210082764A (ko) 2019-12-26 2021-07-06 알에스오토메이션주식회사 다회전 검출이 가능한 엔코더

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8593646B2 (en) Measuring method, measuring apparatus, lithographic apparatus and device manufacturing method
KR100818581B1 (ko) 스테이지 장치
CN102017072B (zh) 载置台装置、图案形成装置、曝光装置、载置台驱动方法、曝光方法、以及器件制造方法
KR100262992B1 (ko) 마스크 패턴을 반복적으로 영상화하는 방법 및 그 장치
KR101117241B1 (ko) 변위 검출 장치
EP0151032B1 (en) Method of adjusting relative positions of two objects by using diffraction grating and control apparatus therefor
CN101673059B (zh) 光刻设备和器件制造方法
JP6496734B2 (ja) 半導体検査およびリソグラフィシステムのためのステージ装置
JP5128368B2 (ja) エンコーダ用のスケール及びエンコーダ
EP0311624A1 (en) Improved registration method in photolithography and equipment for carrying out this method
Gao et al. A dual-mode surface encoder for position measurement
EP1037019A2 (en) Interference measuring apparatus
KR100760951B1 (ko) 회전 측정이 가능한 서피스 엔코더 및 그 측정 방법
JP2003161615A (ja) 表面形状測定装置
KR101028644B1 (ko) 다자유도 운동 측정장치 및 방법
JP4198338B2 (ja) ステージ装置
JP2007053244A (ja) ステージ装置およびその露光装置
JP4580060B2 (ja) 光学位置測定装置の走査ユニット
US9303981B2 (en) Position-measuring device
JP2017083510A (ja) エンコーダ装置及びその使用方法、光学装置、露光装置、並びにデバイス製造方法
JPH01291194A (ja) Ｘ−ｙテーブル
CN110398202B (zh) 基于光场栅的位移测量装置及其位移测量方法
KR100671241B1 (ko) 공극 변위 측정을 이용한 평면 스테이지 면내 위치 검출방법 및 장치
JP2014098619A (ja) リニアエンコーダ及びワークの加工方法
JP2004245634A (ja) 回転角度測定装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20110914

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120912

Year of fee payment: 6

LAPS Lapse due to unpaid annual fee