JP2003233424A - Method and device for correcting position of xy stage, and for positioning using the same - Google Patents
Method and device for correcting position of xy stage, and for positioning using the sameInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、XYステージの位
置補正方法、装置、及び、これを用いた位置決め方法、
装置に係り、特に、レーザ加工システムで、300mm
×300mmを越える大ストロークのXYステージを使
用する際に用いるのに好適な、XYステージの位置補正
方法、装置、及び、これを用いた位置決め方法、装置に
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an XY stage position correction method and apparatus, and a positioning method using the same.
Related to the equipment, especially 300mm in laser processing system
The present invention relates to an XY stage position correction method and device suitable for use when using a large stroke XY stage exceeding 300 mm, and a positioning method and device using the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】ステージ上に配設された物体を二次元方
向に自在に移動するXYステージが知られている。この
XYステージで、機械的な位置決め精度を向上するに
は、高精度の部品を使用する必要があり、又、組み立て
に精度が要求され、価格が高価になると共に、組み立て
工数が増える等の問題点を有する。2. Description of the Related Art There is known an XY stage which freely moves an object arranged on the stage in a two-dimensional direction. In order to improve the mechanical positioning accuracy with this XY stage, it is necessary to use high-precision parts, precision is required for assembly, the price becomes expensive, and the number of assembly steps increases. Have a point.
【0003】このような問題点を解決するべく、特開平
10−105242や特開平7−325623には、予
めパターンの位置座標を正確に測定して作成されたガラ
スマスクを基準マスクとして用い、これをXYステージ
上にセットして、基準マスク上のパターン位置により定
まる設計値に相当した量だけXYステージを駆動し、そ
のときのXYステージの位置と基準マスクに記されたパ
ターン位置との誤差を求め、この誤差から補正テーブル
を作成し、記憶装置等へ記憶して、XYステージを所定
位置へ移動させる際は、補正テーブルから所定位置に移
動するための補正量を求め、求めた補正量を用いてXY
ステージの駆動量を得て、XYステージの位置を補正す
る方法が記載されている。In order to solve such a problem, in JP-A-10-105242 and JP-A-7-325623, a glass mask prepared by accurately measuring the position coordinates of a pattern is used as a reference mask. Is set on the XY stage, and the XY stage is driven by an amount corresponding to the design value determined by the pattern position on the reference mask, and the error between the position of the XY stage and the pattern position marked on the reference mask at that time Then, a correction table is created from this error and stored in a storage device or the like, and when the XY stage is moved to a predetermined position, a correction amount for moving to the predetermined position is calculated from the correction table, and the calculated correction amount is calculated. Using XY
A method for obtaining the drive amount of the stage and correcting the position of the XY stage is described.
【0004】この方法では、基準マスクに高精度が要求
され、温度変化の影響が小さくなるように、例えば石英
のマスクを使用するのが望ましいとされている。In this method, the reference mask is required to have high accuracy, and it is considered desirable to use, for example, a quartz mask so that the influence of temperature change is reduced.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな低熱膨張率の材料は、一般に非常に高価であり、特
にレーザ加工システム等で要求される300mm×30
0mm以上の大きさになると、XYステージ本体の価格
より基準マスクの方が高価となるという問題がある。数
多くのXYステージを補正するのであれば、このような
高価な基準マスクでも使用可能であるが、数十台までの
少量のXYステージの位置補正を行う際には、作業中に
おける破損の恐れもあり、現実的でない。又、合成石英
の熱膨張率は0.6μm/℃であり、基準マスクの製作
された周囲温度(例えば17℃)と、補正を行う場所の
温度(例えば23℃)が異なるときには、温度変化分の
位置誤差がステージ位置精度に反映されてしまうという
問題点も有していた。However, such a material having a low coefficient of thermal expansion is generally very expensive, and 300 mm × 30 which is particularly required in a laser processing system or the like.
When the size is 0 mm or more, the reference mask is more expensive than the price of the XY stage body. If a large number of XY stages are to be corrected, such an expensive reference mask can be used, but when performing a small amount of position correction for up to several tens of XY stages, there is a risk of damage during work. Yes, not realistic. Further, the coefficient of thermal expansion of synthetic quartz is 0.6 μm / ° C., and when the ambient temperature at which the reference mask is manufactured (for example, 17 ° C.) is different from the temperature at the correction location (for example, 23 ° C.), the temperature change There is also a problem in that the position error of is reflected in the stage position accuracy.
【0006】本発明は、前記従来の問題点を解消するた
めになされたもので、熱膨張率の小さな高価な基準マス
クを用いることなくXYステージの位置精度を高めるこ
とを課題とする。The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and an object thereof is to improve the positional accuracy of the XY stage without using an expensive reference mask having a small coefficient of thermal expansion.
【0007】本発明は、又、XYステージが暴走等によ
り機械的なストッパに衝突して、真直度やヨーイング等
の精度が悪化してしまった場合に、低価格且つ速やかに
ステージ精度を回復することを課題とする。Further, according to the present invention, when the XY stage collides with a mechanical stopper due to a runaway or the like and the accuracy of straightness, yawing and the like deteriorates, the accuracy of the stage is promptly restored at a low cost. This is an issue.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明は、予めパターン
が規則的に形成された基準マスクをXYステージ上に配
置し、各パターンの位置をカメラで撮影して得た座標値
に基づいて、XYステージの位置を補正する際に、XY
ステージの位置測定用のスケールをレーザ測長により補
正し、前記基準マスクの所定の列上に並んだパターンの
位置を、前記レーザ測長により補正したXYステージ用
のスケールを基準として求め、該補正後のスケール測定
値に基づいて前記座標値を補正するようにして、前記課
題を解決したものである。According to the present invention, a reference mask in which patterns are regularly formed in advance is arranged on an XY stage, and the position of each pattern is photographed by a camera, based on coordinate values obtained by When correcting the position of the XY stage, XY
The scale for measuring the position of the stage is corrected by laser length measurement, and the positions of the patterns arranged on a predetermined row of the reference mask are obtained based on the scale for XY stage corrected by the laser length measurement, and the correction is performed. The above problem is solved by correcting the coordinate value based on the subsequent scale measurement value.
【0009】又、前記レーザ測長の方向を、各ステージ
の送り方向と一致させて、補正精度を高めたものであ
る。Further, the laser measuring direction is made to coincide with the feeding direction of each stage to improve the correction accuracy.
【0010】又、前記基準マスクの傾き補正を、前記レ
ーザ測長による補正を行った列の交点を基準として行う
ことにより、同じく補正精度を高めたものである。Further, the inclination of the reference mask is corrected with reference to the intersection of the columns corrected by the laser length measurement, so that the correction accuracy is also improved.
【0011】本発明は、又、予めパターンが規則的に形
成された基準マスクを用いてXYステージの位置を補正
するためのXYステージの位置補正装置において、XY
ステージ上に基準マスクを固定する手段と、該基準マス
ク上の各パターンの位置を撮影する撮像手段と、XYス
テージの位置測定用のスケールを補正するためのレーザ
測長手段と、前記基準マスク上の所定の列上に並んだパ
ターンの位置を、前記レーザ測長により補正したXYス
テージ用のスケールを基準として求める位置測定手段
と、前記撮像手段により得た各パターンの座標値を、前
記位置測定手段により得た補正後のスケール測定値に基
づいて補正する手段と、を備えたことにより、前記課題
を解決したものである。The present invention also provides an XY stage position correcting apparatus for correcting the position of the XY stage using a reference mask in which patterns are regularly formed in advance.
Means for fixing the reference mask on the stage, imaging means for photographing the position of each pattern on the reference mask, laser length measuring means for correcting the scale for measuring the position of the XY stage, and the reference mask Position measuring means for obtaining the positions of the patterns arranged in a predetermined row on the basis of the scale for the XY stage corrected by the laser length measurement, and the coordinate value of each pattern obtained by the imaging means for the position measurement. And a means for correcting the scale measurement value after correction obtained by the means.
【0012】又、前記撮像手段の撮像中心と前記レーザ
測長手段の光軸が一致するようにして、補正精度を高め
たものである。Further, the image pickup center of the image pickup means and the optical axis of the laser length measuring means are aligned with each other to improve the correction accuracy.
【0013】本発明は、又、前記の位置補正方法により
求めた補正値を利用して、XYステージを目標位置に位
置決めすることを特徴とするXYステージの位置決め方
法を提供するものである。The present invention also provides an XY stage positioning method characterized in that the XY stage is positioned at a target position using the correction value obtained by the position correction method.
【0014】本発明は、又、前記の位置補正装置と、該
位置補正装置により補正した座標値を用いて、XYステ
ージの位置決めを行う手段とを備えたことを特徴とする
XYステージの位置決め装置を提供するものである。The present invention is also provided with an XY stage positioning device characterized by comprising the above position correcting device and means for positioning the XY stage using the coordinate values corrected by the position correcting device. Is provided.
【0015】本発明は又、前記の位置決め方法を用い
て、XYステージ上に配置された加工対象物の位置決め
を行うことを特徴とする加工方法を提供するものであ
る。The present invention also provides a processing method characterized by using the above-mentioned positioning method to perform positioning of an object to be processed arranged on an XY stage.
【0016】本発明は、又、前記の位置決め装置と、該
位置決め装置により位置決めされるXYステージ上に加
工対象物を固定する手段と、前記XYステージ上の加工
対象物を加工する手段とを備えたことを特徴とする加工
装置を提供するものである。The present invention also comprises the above-mentioned positioning device, means for fixing an object to be processed on the XY stage positioned by the positioning device, and means for processing the object to be processed on the XY stage. The present invention provides a processing device characterized by the above.
【0017】[0017]
【発明の実施の形態】以下図面を参照として、本発明の
実施形態を詳細に説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
【0018】本実施形態では、図1(正面図)、図2
(平面図)及び図3(要部斜視図)に示す如く、Y軸モ
ータ14YによってY軸方向(図2の上下方向)に駆動
されるYステージ12Yと、該Yステージ12Y上に配
置された、X軸モータ14XによりX軸方向(図1及び
図2の左右方向)に駆動されるXステージ12Xと、該
Xステージ12X上で加工対象物や基準マスク30を固
定する吸着テーブル16を備えたXYステージ10を対
象としている。In this embodiment, FIG. 1 (front view) and FIG.
As shown in (plan view) and FIG. 3 (perspective view of main parts), a Y stage 12Y driven by a Y axis motor 14Y in the Y axis direction (vertical direction in FIG. 2), and arranged on the Y stage 12Y. , An X stage 12X driven by the X axis motor 14X in the X axis direction (left and right direction in FIGS. 1 and 2), and a suction table 16 for fixing the object to be processed and the reference mask 30 on the X stage 12X. The target is the XY stage 10.
【0019】前記Xステージ12X及びYステージ12
Yには、各々図3に示す如く、リニヤスケール20X、
20Yが配設され、Xステージ12X又はYステージ1
2Y側に固定されたスケール本体22X、22Yと、Y
ステージ12Y又はベース18側に固定された走査ユニ
ット24X、24Yの相対変位により、各ステージ12
X、12Yの各軸(X軸及びY軸)方向の位置を測定す
るようにされている。図において、26X、26Yはケ
ーブルである。The X stage 12X and Y stage 12
Each Y has a linear scale 20X, as shown in FIG.
20Y is arranged, X stage 12X or Y stage 1
2Y side fixed scale body 22X, 22Y, Y
By the relative displacement of the scanning units 24X and 24Y fixed to the stage 12Y or the base 18 side, each stage 12
The position of each of the X and 12Y axes (X axis and Y axis) is measured. In the figure, 26X and 26Y are cables.
【0020】前記基準マスク30は、一般的に使われる
ソーダライム等の比較的安価なガラス製とされ、図4に
示す如く、例えば碁盤の目上に規則的に配置されたパタ
ーンである位置検出用マーク32が描画されている。各
マーク32の絶対位置精度は、高い程望ましく、例えば
3μm以下とされている。一般的なガラス成分であるソ
ーダライムの熱膨張率は8.5μm/℃であり、位置検
出用マーク32の位置精度は、温度変化の影響を大きく
受けるが、各マーク32の配列の真直性は、温度が変化
しても変化しない。The reference mask 30 is made of a relatively inexpensive glass such as soda lime that is generally used, and as shown in FIG. 4, for example, a position detection pattern which is regularly arranged on the squares of a grid. The use mark 32 is drawn. The absolute position accuracy of each mark 32 is preferably as high as possible, and is, for example, 3 μm or less. The coefficient of thermal expansion of soda lime, which is a general glass component, is 8.5 μm / ° C., and the positional accuracy of the position detection marks 32 is greatly affected by temperature changes, but the straightness of the arrangement of the marks 32 is , It does not change even if the temperature changes.
【0021】前記XYステージ10の上方には、図1に
示す如く、カメラ観察系として、照明装置40と、レン
ズ42を介して、前記基準マスク30のマーク32を撮
像するカメラ44と、該カメラ44により取得された画
像を処理して、各マーク32の位置を求める画像処理装
置46と、該画像処理装置46による画像処理結果をモ
ニタ50に表示するパソコン(PC)48が設けられて
いる。As shown in FIG. 1, above the XY stage 10, as a camera observation system, an illumination device 40, a camera 44 for taking an image of the mark 32 of the reference mask 30 via a lens 42, and the camera 44. An image processing device 46 for processing the image acquired by 44 to obtain the position of each mark 32, and a personal computer (PC) 48 for displaying the image processing result by the image processing device 46 on the monitor 50 are provided.
【0022】ここで、レーザ光軸と同軸にカメラ観察系
を設置し、補正を行う方が補正精度は高まるが、レーザ
光軸とは異なる位置にカメラを設置し、補正を実施して
も構わない。その場合、光軸から離れるほど、補正精度
が悪化する傾向がある。Here, the correction accuracy is improved by installing the camera observation system coaxially with the laser optical axis and performing the correction, but the camera may be installed at a position different from the laser optical axis to perform the correction. Absent. In that case, the correction accuracy tends to deteriorate as the distance from the optical axis increases.
【0023】前記照明装置40は、リング照明でも同軸
照明でも、位置検出用マーク32の画像処理検出に支障
をきたさない照明法であれば構わない。The illuminating device 40 may be a ring illuminator or a coaxial illuminator as long as the illuminating method does not interfere with the image processing detection of the position detection mark 32.
【0024】前記XYステージ10の位置決めは、図3
に示したように、リニアスケール20X、20Yとサー
ボモータ14X、14Yを有するフルクローズ制御系を
用いるのが望ましく、レーザ測長によりピッチエラー補
正を行い、軸方向の位置決め精度を補正する。具体的に
は、リニヤスケール20X、20Yによる測定値と、レ
ーザ測長により測定した値との対比表をコンピュータ上
で作成し、レーザ測長で計測した値を基準にステージ1
2X、12Yが動くように、リニヤスケール20X、2
0Yを通してフィードバック制御をかける。The positioning of the XY stage 10 is performed as shown in FIG.
It is desirable to use a full-closed control system having linear scales 20X and 20Y and servomotors 14X and 14Y as shown in FIG. 3, and the pitch error correction is performed by laser measurement to correct the positioning accuracy in the axial direction. Specifically, a comparison table of the measured values by the linear scales 20X and 20Y and the values measured by the laser measurement is created on a computer, and the stage 1 is based on the values measured by the laser measurement.
Linear scales 20X, 2 so that 2X, 12Y move
Feedback control is applied through 0Y.
【0025】図2に示した如く、レーザ測長によりスト
ローク方向に補正を行なった軸を基準マスク30による
補正の基準軸とする。この基準軸は、レーザ加工による
加工点19を通るようにする方が、補正精度が向上す
る。As shown in FIG. 2, the axis corrected in the stroke direction by laser length measurement is used as a reference axis for correction by the reference mask 30. The correction accuracy is improved when the reference axis passes through the processing point 19 by laser processing.
【0026】そのため、前記XYステージ10には、更
に、図5に例示する如く、例えば干渉によるレーザ測長
器60が設けられ、図2に示した加工点19を通るXス
テージ12Xの送り方向(X軸方向)の位置及びYステ
ージ12Yの送り方向(Y軸方向)の位置を高精度に測
定可能とされている。図5において、62は、XYステ
ージ10と共に移動するようにされた可動側ミラーであ
る。Therefore, the XY stage 10 is further provided with, for example, a laser length measuring device 60 by interference as illustrated in FIG. 5, and the feeding direction of the X stage 12X passing through the processing point 19 shown in FIG. 2 ( The position in the X-axis direction and the position in the feed direction (Y-axis direction) of the Y stage 12Y can be measured with high accuracy. In FIG. 5, reference numeral 62 is a movable side mirror that is configured to move together with the XY stage 10.
【0027】ここで、レーザ測長器60から照射される
レーザ光は、ビームスプリッタ66及び固定側ミラー6
8を介して可動側ミラー62で反射してレーザ測長器6
0に戻るため、レーザ測長器60は、照射光と反射光と
の関係から、可動側ミラー62と固定側ミラー68の距
離x、即ちXYステージ10のX軸方向の距離を得る。
又、レーザ測長器60から照射されるレーザ光は、ビー
ムスプリッタ66及び固定側ミラー70を介して可動側
ミラー62で反射してレーザ測長器60に戻るため、レ
ーザ測長器60は、固定側ミラー70と可動側ミラー6
2間の距離yを検出し、XYステージ10のY軸方向の
距離を得る。Here, the laser beam emitted from the laser length measuring device 60 is the beam splitter 66 and the fixed side mirror 6.
The laser length measuring device 6 is reflected by the movable side mirror 62 via
To return to 0, the laser length measuring device 60 obtains the distance x between the movable side mirror 62 and the fixed side mirror 68, that is, the distance in the X-axis direction of the XY stage 10, from the relationship between the irradiation light and the reflected light.
Further, the laser beam emitted from the laser length measuring device 60 is reflected by the movable side mirror 62 via the beam splitter 66 and the fixed side mirror 70 and returns to the laser length measuring device 60. Fixed side mirror 70 and movable side mirror 6
The distance y between the two is detected to obtain the distance of the XY stage 10 in the Y-axis direction.
【0028】以下、図6を参照して具体的な処理手順を
説明する。A specific processing procedure will be described below with reference to FIG.
【0029】まずステップ100で、XYステージ10
上に基準マスク30を配置し、吸着テーブル16又は治
具により固定する。このとき、基準マスクパターン軸と
ステージ軸との傾きは、なるべく少なくなるようにし
て、補正範囲の最初と最後で、パターンがカメラ44の
視野内で検出可能な程度とする。First, in step 100, the XY stage 10
The reference mask 30 is placed on the top and fixed by the suction table 16 or a jig. At this time, the inclination between the reference mask pattern axis and the stage axis is made as small as possible so that the pattern can be detected within the visual field of the camera 44 at the beginning and end of the correction range.
【0030】次いでステップ102に進み、基準マスク
30の四隅のパターンをカメラ44で見て、そのパター
ン座標を測定し、基準マスクパターン軸のステージ軸に
対する傾きを計算する。なお、図7に示す如く、XYス
テージ10上に回転可能なθステージ15が付いている
場合には、該θステージ15により基準マスク30を回
転し、基準マスク30のパターン軸がステージ軸と平行
になるように補正することができる。Next, in step 102, the patterns at the four corners of the reference mask 30 are viewed by the camera 44, the pattern coordinates are measured, and the inclination of the reference mask pattern axis with respect to the stage axis is calculated. As shown in FIG. 7, when the XY stage 10 has a rotatable θ stage 15, the reference mask 30 is rotated by the θ stage 15 so that the pattern axis of the reference mask 30 is parallel to the stage axis. Can be corrected to
【0031】次いでステップ104に進み、基準マスク
30をX軸方向及びY軸方向に一列ずつ、所定ピッチ
(例えばパターンピッチの1〜5倍)で送りながら、格
子状に並んだ各位置検出用マーク32をカメラ44で見
て、画像処理により座標値を得ると共に、各基準軸上に
あるパターンについては、レーザ測長器60による測長
値も得る。Next, in step 104, the reference masks 30 are fed line by line in the X-axis direction and the Y-axis direction at a predetermined pitch (for example, 1 to 5 times the pattern pitch), and the position detection marks arranged in a grid pattern. When 32 is viewed with the camera 44, coordinate values are obtained by image processing, and for the pattern on each reference axis, the length measurement value by the laser length measuring device 60 is also obtained.
【0032】次いでステップ106で、得られた座標か
ら、基準マスク30の傾きによる座標誤差を計算により
取り除く。この際、X軸レーザ測長を行った列とY軸レ
ーザ測長を行った列の交点を基準(0,0)として、傾
きによる誤差を計算する。Next, in step 106, the coordinate error due to the inclination of the reference mask 30 is removed from the obtained coordinates by calculation. At this time, the error due to the inclination is calculated with the intersection point of the column on which the X-axis laser length measurement is performed and the column on which the Y-axis laser length measurement is performed as a reference (0, 0).
【0033】これにより、ステップ108で、補正した
いストローク範囲における各格子点でのX、Y軸方向の
補正値の集合である第1次補正マップが完成する。この
第1次補正マップは、基本的に、特開平10-10524
2や特開平7−325623により作成されるものと同
じである。As a result, in step 108, the primary correction map, which is a set of correction values in the X and Y axis directions at each grid point in the stroke range to be corrected, is completed. This primary correction map is basically the same as in Japanese Patent Laid-Open No. 10-10524.
2 and the one created by JP-A-7-325623.
【0034】次いで、ステップ110に進み、レーザ測
長器60により求めた値により、X成分を補正する。具
体的には、図8に示すデータ(X1,YL)のX1を、レ
ーザ測長によって求めたX1Lに変更し、(X1,Y1)
〜(X1,YN)のX1に(X1-X1L)を加算する。同様
にして、各格子点のX成分を補正する。Next, in step 110, the X component is corrected by the value obtained by the laser length measuring device 60. Specifically, X1 of the data (X1, YL) shown in FIG. 8 is changed to X1L obtained by laser measurement, and (X1, Y1)
(X1-X1L) is added to X1 of (X1, YN). Similarly, the X component of each grid point is corrected.
【0035】次いでステップ112に進み、データ(X
L,Y1)のY1を、レーザ測長で求めた値Y1Lに変更
し、(X1,Y1)〜(XN,Y1)のY1に(Y1-Y1L)
を加算する。同様にして、各格子点のY成分を補正す
る。Next, in step 112, the data (X
Y1 of (L, Y1) is changed to a value Y1L obtained by laser measurement, and Y1 of (X1, Y1) to (XN, Y1) is changed to (Y1-Y1L).
Is added. Similarly, the Y component of each grid point is corrected.
【0036】このようにして、レーザ測長補正をベース
に、ステップ108で完成した第1次補正マップを補正
することによって、ステップ114で第2次補正マップ
が完成する。In this way, the secondary correction map completed in step 108 is completed by correcting the primary correction map completed in step 108 based on the laser length measurement correction.
【0037】XYステージ10を所定の位置に移動させ
るときには、図9に示すような手順による。When the XY stage 10 is moved to a predetermined position, the procedure shown in FIG. 9 is used.
【0038】即ち、まずステップ200で、XYステー
ジ10の移動量(目標値)を入力する。That is, first, at step 200, the movement amount (target value) of the XY stage 10 is input.
【0039】次いで、ステップ202で、図8に示した
ような第2次補正マップから、図10に示す如く、移動
すべき点(X,Y)を囲む近傍4点A、B、C、Dの補
正データを取り出す。Next, at step 202, from the secondary correction map as shown in FIG. 8, as shown in FIG. 10, four neighboring points A, B, C, D surrounding the point (X, Y) to be moved. Take out the correction data of.
【0040】次いでステップ204で、取り出した近傍
4箇所のデータから、図10に示す如く、目標位置
(X,Y)における補正量をキーストン補正(台形補
正)により算出し、ステップ206で、補正量を加算し
て、ステップ208で、補正量分を含めた位置にXYス
テージ10を移動させる。Next, in step 204, the correction amount at the target position (X, Y) is calculated by keystone correction (trapezoidal correction) as shown in FIG. Is added, and in step 208, the XY stage 10 is moved to a position including the correction amount.
【0041】この際、測定ピッチ(補正ピッチ)を狭め
る程、精密な補正が可能となる。At this time, the narrower the measurement pitch (correction pitch), the more accurate the correction becomes.
【0042】このようにして、例えば300mm×30
0mmを越える大ストロークのXYステージをレーザ加
工システムで使用する場合でも,高価な高精度XYステ
ージや補正方法を使用することなく、加工位置精度を高
めることができる。In this way, for example, 300 mm × 30
Even when a large stroke XY stage exceeding 0 mm is used in the laser processing system, the processing position accuracy can be improved without using an expensive high precision XY stage or a correction method.
【0043】又、XYステージは、暴走等により機械的
なストッパに衝突してしまうと、真直度やヨーイング等
の精度が悪化してしまい、ステージの修理によりこれを
修正するには、時間、コスト共に掛かるが、本発明に示
すように、基準マスクを用いて位置補正をやり直すこと
により、絶対位置精度を容易に一定の値(例えば±2μ
m〜±5μm)に回復することが可能となる。When the XY stage collides with a mechanical stopper due to runaway or the like, the accuracy of straightness and yawing deteriorates, and it takes time and cost to correct this by repairing the stage. It takes both, but as shown in the present invention, by performing the position correction again using the reference mask, the absolute position accuracy can be easily set to a constant value (for example, ± 2 μm).
m to ± 5 μm).
【0044】なお前記実施形態においては、本発明が、
レーザ加工システムに適用されていたが、本発明の適用
対象はこれに限定されず、他の加工機や、加工機以外に
も同様に適用できることは明らかである。In the above embodiment, the present invention is
Although the present invention has been applied to the laser processing system, the application target of the present invention is not limited to this, and it is obvious that the present invention can be applied to other processing machines and other processing machines as well.
【0045】又、XYステージの位置を検出する手段も
リニヤスケールに限定されず、例えばステージ送り軸の
回転を検出するロータリエンコーダであっても良い。The means for detecting the position of the XY stage is not limited to the linear scale, but may be a rotary encoder for detecting the rotation of the stage feed shaft, for example.
【0046】[0046]
【発明の効果】本発明によれば、装置の価格を上げるこ
となく、高い位置決め精度を実現することができる。
又、補正により、製品毎に安定した精度を得ることがで
きる。更に、一度XYステージの精度が落ちた場合にお
いても、物理的な修正を施すことなく、再測定してソフ
トウエアによる補正により、比較的容易に且つ速やかに
ステージ精度を回復することが可能となる。According to the present invention, high positioning accuracy can be realized without increasing the cost of the device.
Further, by the correction, stable accuracy can be obtained for each product. Furthermore, even if the accuracy of the XY stage is once degraded, it is possible to recover the stage accuracy relatively easily and quickly by performing remeasurement and correction by software without physically correcting it. .
【図1】本発明に係る実施形態の全体の構成を示す正面
図FIG. 1 is a front view showing the overall configuration of an embodiment according to the present invention.
【図2】同じくXYステージの平面図FIG. 2 is a plan view of the XY stage.
【図3】同じく斜視図FIG. 3 is a perspective view of the same.
【図4】同じく基準マスクの平面図FIG. 4 is a plan view of the reference mask.
【図5】同じくレーザ測長の構成を示す斜視図FIG. 5 is a perspective view showing a configuration of laser measurement similarly.
【図6】同じく補正マップ作成手順を示す流れ図FIG. 6 is a flow chart showing a correction map creating procedure.
【図7】XYステージの変形例を示す斜視図FIG. 7 is a perspective view showing a modified example of the XY stage.
【図8】本発明に係る実施形態の補正マップの例を示す
図表FIG. 8 is a chart showing an example of a correction map according to an embodiment of the present invention.
【図9】同じく位置補正量の算出手順を示す流れ図FIG. 9 is a flow chart showing a procedure for calculating a position correction amount.
【図10】同じく補正位置の算出方法を示す説明図FIG. 10 is an explanatory diagram showing a method of calculating a correction position in the same manner.
10…XYステージ 12X…Xステージ 12Y…Yステージ 14X…X軸モータ 14Y…Y軸モータ 16…吸着テーブル 19…加工点 20X、20Y…リニヤスケール 30…基準マスク 32…位置検出用マーク 40…照明装置 44…カメラ 46…画像処理装置 38…パソコン(PC) 50…モニタ 60…レーザ測長器 10 ... XY stage 12X ... X stage 12Y ... Y stage 14X ... X-axis motor 14Y ... Y-axis motor 16 ... Suction table 19 ... Processing point 20X, 20Y ... Linear scale 30 ... Reference mask 32 ... Position detection mark 40 ... Lighting device 44 ... Camera 46 ... Image processing device 38 ... Personal computer (PC) 50 ... Monitor 60 ... Laser length measuring device
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2F065 AA03 AA06 BB27 FF04 FF51 GG04 HH04 HH13 LL12 PP12 2F078 CA08 CB06 CB12 CC01 5H303 AA01 BB02 BB07 BB12 CC02 DD01 EE03 EE09 FF08 FF13 GG13 HH02 HH07 LL03 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page F term (reference) 2F065 AA03 AA06 BB27 FF04 FF51 GG04 HH04 HH13 LL12 PP12 2F078 CA08 CB06 CB12 CC01 5H303 AA01 BB02 BB07 BB12 CC02 DD01 EE03 EE09 FF08 FF13 GG13 HH02 HH07 LL03
Claims (9)
スクをXYステージ上に配置し、各パターンの位置をカ
メラで撮影して得た座標値に基づいて、XYステージの
位置を補正する際に、 XYステージの位置測定用のスケールをレーザ測長によ
り補正し、 前記基準マスクの所定の列上に並んだパターンの位置
を、前記レーザ測長により補正したXYステージ用のス
ケールを基準として求め、 該補正後のスケール測定値に基づいて前記座標値を補正
することを特徴とするXYステージの位置補正方法。1. When correcting a position of an XY stage based on coordinate values obtained by arranging a reference mask on which patterns are regularly formed on an XY stage and capturing the position of each pattern by a camera. In addition, the scale for measuring the position of the XY stage is corrected by laser length measurement, and the positions of the patterns arranged on a predetermined row of the reference mask are obtained based on the scale for the XY stage corrected by the laser length measurement. A position correction method for an XY stage, characterized in that the coordinate values are corrected based on the scale measurement values after the correction.
り方向と一致させたことを特徴とする請求項1に記載の
XYステージの位置補正方法。2. The position correction method for an XY stage according to claim 1, wherein the laser length measurement direction is made to coincide with the feed direction of each stage.
測長による補正を行った列の交点を基準として行うこと
を特徴とする請求項1又は2に記載のXYステージの位
置補正方法。3. The position correction method for an XY stage according to claim 1, wherein the inclination of the reference mask is corrected with reference to the intersection of the columns corrected by the laser measurement.
スクを用いてXYステージの位置を補正するためのXY
ステージの位置補正装置において、 XYステージ上に基準マスクを固定する手段と、 該基準マスク上の各パターンの位置を撮影する撮像手段
と、 XYステージの位置測定用のスケールを補正するための
レーザ測長手段と、 前記基準マスク上の所定の列上に並んだパターンの位置
を、前記レーザ測長により補正したXYステージ用のス
ケールを基準として求める位置測定手段と、 前記撮像手段により得た各パターンの座標値を、前記位
置測定手段により得た補正後のスケール測定値に基づい
て補正する手段と、 を備えたことを特徴とするXYステージの位置補正装
置。4. An XY for correcting the position of an XY stage using a reference mask in which a pattern is regularly formed in advance.
In a stage position correction device, means for fixing a reference mask on an XY stage, imaging means for photographing the position of each pattern on the reference mask, and laser measurement for correcting the scale for measuring the position of the XY stage. Length measuring means, position measuring means for obtaining the positions of the patterns arranged in a predetermined row on the reference mask with the scale for the XY stage corrected by the laser length measurement as a reference, and each pattern obtained by the imaging means. A position correcting device for an XY stage, comprising: a means for correcting the coordinate value of 1. based on the scale measurement value after correction obtained by the position measuring means.
手段の光軸が一致するようにされていることを特徴とす
る請求項4に記載のXYステージの位置補正装置。5. The position correcting device for an XY stage according to claim 4, wherein an image pickup center of said image pickup means and an optical axis of said laser length measuring means are aligned with each other.
正方法により求めた補正値を利用して、XYステージを
目標位置に位置決めすることを特徴とするXYステージ
の位置決め方法。6. A positioning method for an XY stage, characterized in that the XY stage is positioned at a target position using the correction value obtained by the position correction method according to claim 1.
テージの位置決めを行う手段と、 を備えたことを特徴とするXYステージの位置決め装
置。7. An XY stage comprising: the position correction device according to claim 4; and means for positioning the XY stage using the coordinate values corrected by the position correction device. Positioning device.
XYステージ上に配置された加工対象物の位置決めを行
うことを特徴とする加工方法。8. The positioning method according to claim 6,
A processing method characterized by positioning a processing target placed on an XY stage.
加工対象物を固定する手段と、 前記XYステージ上の加工対象物を加工する手段と、 を備えたことを特徴とする加工装置。9. The positioning device according to claim 7, a means for fixing an object to be processed on an XY stage positioned by the positioning device, and a means for processing an object to be processed on the XY stage. A processing device characterized by being provided.
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---|---|---|---|
JP2002034638A JP2003233424A (en) | 2002-02-12 | 2002-02-12 | Method and device for correcting position of xy stage, and for positioning using the same |
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JP2002034638A JP2003233424A (en) | 2002-02-12 | 2002-02-12 | Method and device for correcting position of xy stage, and for positioning using the same |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
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ID=27777076
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JP2002034638A Pending JP2003233424A (en) | 2002-02-12 | 2002-02-12 | Method and device for correcting position of xy stage, and for positioning using the same |
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2002
- 2002-02-12 JP JP2002034638A patent/JP2003233424A/en active Pending
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