JP2006245484A - Stage device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は半導体露光装置及び液晶露光装置に使用され、ウェハもしくは基板もしくはレチクル原版等を移動させるステージ装置に関するもの、及び、平面モータを用いたステージ機構の可動部の位置不定からの復帰方法に関するものである。 The present invention relates to a stage apparatus that is used in a semiconductor exposure apparatus and a liquid crystal exposure apparatus and moves a wafer, a substrate, a reticle original plate, or the like, and a method for returning from the position of a movable part of a stage mechanism using a flat motor. It is.
図20は従来の半導体露光装置を表した図である。 FIG. 20 shows a conventional semiconductor exposure apparatus.
半導体露光装置は、原版である3.レチクルを保持する4.レチクルステージ、3.レチクル上露光光を照射する6.照明系部、露光される1.ウェハを保持する2.ウェハステージ、3.レチクルからの露光光を所定の倍率で1.ウェハに投影する5.投影光学系、1.ウェハ上のアライメントマーク及びステージ上の基準マークを計測し1.ウェハ内のアライメントと1.ウェハと3.レチクル間のアライメントを行う8.アライメント光学系、床から除振手段を介して各々の構成要素を保持している7.本体構造体により構成されている。 2. The semiconductor exposure apparatus is an original plate. 3. Hold the reticle. 2. reticle stage; 5. Irradiate exposure light on reticle. 1. Illumination system part is exposed 1. Hold the wafer. Wafer stage, 3. 1. Exposure light from the reticle at a predetermined magnification 4. Project onto wafer Projection optical system, 1. Measure the alignment mark on the wafer and the reference mark on the stage. In-wafer alignment and 2. wafer and 7. Align between reticles 6. Alignment optical system, holding each component from floor via vibration isolation means It is comprised by the main body structure.
以上のような構成において、不図示のウェハ搬送系により供給された1.ウェハを6.照明系部より照射した光は4.レチクルステージ上の3.レチクルを通過し、5.投影光学系により所定の倍率に変化させて2.ウェハステージ上にある1.ウェハにレチクルパターンが転写される。半導体露光製造システムは露光方式によりステッパとスキャナがある。ステッパでは8.アライメント光学系により3.レチクルに対する目標位置を不図示の干渉計データに変換し、この干渉計データを目標にして2.ウェハステージと4.レチクルステージを所望の位置で静止させてレチクルパターンを1.ウェハ上に転写を行っており、スキャナでは2.ウェハステージと4.レチクルステージを8.アライメント光学系により3.レチクルに対する目標位置を不図示の干渉計データに変換し、この干渉計データを目標にして所望の位置で同期駆動させて、レチクルパターンを1.ウェハ上に転写を行っている(例えば、特許文献1参照)。 In the configuration as described above, it is supplied by a wafer transfer system (not shown). 5. Wafer The light emitted from the illumination system is 4. 2. On the reticle stage 4. passing through the reticle; 1. Change to a predetermined magnification by the projection optical system. 1. on the wafer stage The reticle pattern is transferred to the wafer. A semiconductor exposure manufacturing system includes a stepper and a scanner according to an exposure method. Stepper is 8. 2. By alignment optical system 1. Convert the target position with respect to the reticle into interferometer data (not shown), and use the interferometer data as a target. 3. Wafer stage 1. Make the reticle pattern stationary by placing the reticle stage at the desired position. The transfer is performed on the wafer. 3. Wafer stage Reticle stage 8 2. By alignment optical system A target position with respect to the reticle is converted into interferometer data (not shown), and the interferometer data is driven synchronously at a desired position with the interferometer data as a target. Transfer is performed on the wafer (see, for example, Patent Document 1).
前記半導体露光装置において従来のウェハステージ、レチクルステージの可動部駆動方式として、X方向のガイド面に沿ってX方向にリニアモータ等で駆動するX駆動系と、Y方向のガイド面に沿ってY方向にリニアモータ等で駆動するY駆動系と、を組み合わせてXY方向に駆動するXYステージクロスバータイプ駆動方式が一般的である。その他の方式として可動ステージをXY方向のガイドレスで平面駆動することのできるステージ駆動方式として、平面パルスモータ駆動方式、平面ローレンツモータ駆動方式等がある。ウェハステージ、レチクルステージの駆動方式を平面ステージ駆動方式にすることにより、ステージ本体の軽量化及び小型化、システムの簡略化及びシーケンスの自由度の向上、可動部の形状の簡略化による可動部の軽量化及び可動剛性向上等の利点がある。 In the semiconductor exposure apparatus, the conventional wafer stage / reticle stage movable unit drive system includes an X drive system driven by a linear motor or the like in the X direction along the X direction guide surface, and Y along the Y direction guide surface. In general, an XY stage crossbar type drive system is used which is combined with a Y drive system driven in the direction by a linear motor or the like and driven in the XY direction. As other methods, there are a planar pulse motor driving method, a planar Lorentz motor driving method and the like as a stage driving method capable of driving the movable stage in a plane without XY directions. By changing the wafer stage and reticle stage drive system to the planar stage drive system, the stage body is lighter and smaller, the system is simplified, the degree of freedom of the sequence is improved, and the shape of the movable part is simplified. There are advantages such as weight reduction and improvement of movable rigidity.
図21は平面パルスモータ駆動方式の一例の概略図を表した図で、図21(a)は平面パルスモータ駆動方式上面図を表しており、図21(b)は平面パルスモータ駆動方式側面図を表している。 FIG. 21 is a schematic diagram illustrating an example of a planar pulse motor driving method. FIG. 21A illustrates a top view of the planar pulse motor driving method, and FIG. 21B illustrates a side view of the planar pulse motor driving method. Represents.
平面パルスモータ駆動方式は、直交するXY軸にそれぞれ平行に碁盤目上に11.凸部を備えた平面上の10.プラテン部を固定定盤上に構成する。この10.プラテン部の11.凸部の面に所定の空隙を保って摺動自在に配置された9.可動ステージにX軸に対称に12.X電磁駆動ユニット、Y軸に対称に13.Y電磁駆動ユニットが配置され、各々の電磁駆動ユニットにパルス又は正弦波電流指令に応じた移動磁界を発生させることにより、10.プラテン部上の碁盤目状の11.凸部との間に磁気吸引力を発生させて9.可動ステージ部がXY方向に駆動する。10.プラテン部の11.凸部間の溝を14.樹脂等で埋めて10.プラテン部表面を平らにすることにより、9.可動ステージに設けた不図示のエアーベアリングにより所定の空隙を保って9.可動ステージを保持しXY方向にガイドレスで駆動することができる。 The planar pulse motor drive system is 11.1 on the grid parallel to the orthogonal XY axes. 10. On a plane with projections Configure the platen part on the fixed surface plate. This 10. 11. Platen part 8. It is slidably arranged with a predetermined gap on the surface of the convex part. 12. Symmetric about X axis on movable stage X electromagnetic drive unit, symmetrical to Y axis 13. 10. Y electromagnetic drive units are arranged, and each electromagnetic drive unit generates a moving magnetic field according to a pulse or sine wave current command. 10. A grid pattern on the platen. 8. Generate a magnetic attraction between the convex part. The movable stage unit is driven in the XY directions. 10. 11. Platen part 14. Grooves between convex parts. 9. Fill with resin etc. 8. By flattening the platen surface, 8. A predetermined gap is maintained by an air bearing (not shown) provided on the movable stage. The movable stage can be held and driven without guide in the XY directions.
図22は平面ローレンツモータ駆動方式の一例の概略図を表した図である。 FIG. 22 is a schematic diagram illustrating an example of a planar Lorentz motor driving method.
平面ローレンツモータ駆動方式は、直交するXY軸にそれぞれ平行にコイルを配置した19.コイル部を固定定盤上に構成する。この19.コイル部の上面に所定の空隙を保って摺動自在に配置された9.可動ステージ下面にハルバッハ式に磁石が配列された15.磁石群を複数個配置する。X軸方向に駆動する時は、16.X推力発生コイルに電流を流すことで16.X推力発生コイルに対応するY軸対称に配置された15.磁石群にローレンツ力を発生させて、9.可動ステージをX方向に駆動する。同様にY軸方向に駆動する時は、17.Y推力発生コイルに電流を流すことで17.Y推力発生コイルに対応するX軸対称に配置された15.磁石群にローレンツ力を発生させて9.可動ステージをY方向に駆動する。同様にωZ軸方向に駆動する時は、18.ωZ推力発生コイルに電流を流すことで18.ωZ推力発生コイルに対応するX軸非対称に配置された15.磁石群にローレンツ力を発生させて9.可動ステージをωZ方向に駆動する。このように16.X推力発生コイル、17.Y推力発生コイル、18.ωZ推力発生コイルに流す電流値を制御することにより、9.可動ステージをX、Y、ωZ方向に駆動することが可能である。コイル状面を平らにすることにより、9.可動ステージに設けたエアーベアリングにより所定の空隙を保って可動部を保持しXY方向にガイドレスで駆動することができるし、Z推力発生用のコイル及び磁石を配置することによりZ方向にローレンツ力で浮上することも可能である。
前記2方式の平面駆動方式において、通常状態では前記2方式のモータは下記理由によりωZ方向に位置不定になることはない。 In the two types of planar driving methods, the position of the two types of motors in the normal state is not indefinite in the ωZ direction for the following reason.
平面パルスモータ駆動方式では、10.プラテン部の11.凸部と9.可動ステージの12、13.X、Y電磁駆動ユニットの吸引力によりディテントトルクが発生し、X、Y、ωZ方向に自己保持力を持っているので、ωZ方向に位置が不定になることはない。平面ローレンツモータ駆動方式では、18.ωZ推力発生コイルによりωZ方向の駆動力を発生することができるため、ωZ方向を常に制御して駆動することができるので、ωZ方向の位置が不定にならない。 In the planar pulse motor drive system, 10. 11. Platen part 8. convex part 12, 13 of the movable stage. Since the detent torque is generated by the attractive force of the X and Y electromagnetic drive units and has a self-holding force in the X, Y and ωZ directions, the position does not become unstable in the ωZ direction. In the planar Lorentz motor drive system, 18. Since the driving force in the ωZ direction can be generated by the ωZ thrust generating coil, the ωZ direction can always be controlled and driven, so that the position in the ωZ direction does not become unstable.
しかし各々平面モータ駆動方式では可動ステージをXY方向に拘束するガイドがないため、9.可動ステージに不慮の外力が加わると9.可動ステージがωZ方向に回転し、9.可動ステージのωZ方向に位置不定になった場合、各々の平面モータ駆動方式では下記理由により自己復帰することができない。 However, in each planar motor drive system, there is no guide for restraining the movable stage in the XY directions. 8. When an unexpected external force is applied to the movable stage. 8. the movable stage rotates in the ωZ direction; When the position of the movable stage becomes indefinite in the ωZ direction, each planar motor drive system cannot self-recover for the following reasons.
平面パルスモータ駆動方式ではXY軸に対して9.可動ステージが傾斜すると、10.プラテン部の11.凸部と9.可動ステージの12、13.X、Y電磁駆動ユニットの磁極のピッチが制御を行う位置関係から狂うため、9.可動ステージを移動することができない状態、すなわち脱調した状態に陥ってしまう。平面ローレンツモータ駆動方式ではXY軸に対して9.可動ステージが傾斜すると、各推力発生コイルと9.可動ステージの15.磁石群が制御を行う位置関係から狂うため、9.可動ステージを移動することができない状態、すなわち脱調した状態に陥ってしまう。 In the planar pulse motor drive system, 9. When the movable stage is tilted, 10. 11. Platen part 8. convex part 12, 13 of the movable stage. 8. Since the pitch of the magnetic poles of the X and Y electromagnetic drive units is out of position with respect to the control, It will be in the state which cannot move a movable stage, ie, the state which stepped out. In the planar Lorentz motor drive system, 9. When the movable stage is tilted, each thrust generating coil and 9. 15. A movable stage. 8. Since the magnet group is out of position with respect to the control, It will be in the state which cannot move a movable stage, ie, the state which stepped out.
このように各々の平面モータ駆動方式において脱調した場合、各モータの駆動力では自己復帰することができないため、人手により9.可動ステージの位置を調整し矯正して脱調しない位置に復帰させている。 In this way, when stepping out in each of the planar motor driving methods, self-recovery cannot be performed with the driving force of each motor. The position of the movable stage is adjusted and corrected to return to a position where it will not step out.
本発明はこのような問題に鑑みなされたものであり、精密に駆動する平面ステージモータを自動的に脱調状態から復帰することができる平面ステージの自己脱調復帰方法並びにステージ装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such a problem, and provides a self-step-out recovery method and a stage device for a flat stage capable of automatically returning a flat stage motor that is driven accurately from a step-out state. It is in.
前記目的を達成するため、本発明に係る第1の発明は、ステージ可動部を平面モータ駆動方式で駆動するステージ装置において、前記ステージ装置の固定部に対して保持力を発生させる保持機構と、前記保持機構を平面に直交する軸方向に直動する上下機構と、前記ステージ可動部に対して前記保持機構を平面に直交する軸に回転する回転機構と、を有する脱調復帰機構を前記ステージ可動部に設けたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a first invention according to the present invention is a stage device that drives a stage movable unit by a planar motor driving method, and a holding mechanism that generates a holding force with respect to a fixed portion of the stage device; A step-out return mechanism having an up-and-down mechanism that linearly moves the holding mechanism in an axial direction orthogonal to a plane; and a rotation mechanism that rotates the holding mechanism about an axis orthogonal to the plane with respect to the stage movable portion. It is provided in the movable part.
請求項2の発明では、前記ステージ装置において、前記平面モータ駆動方式は、前記ステージ装置の固定部に直交する座標軸の2軸に沿って碁盤目状に設けた凸極を備えた平板上のプラテンと、前記ステージ可動部に直交する座標軸の各軸に移動磁界を発生する電磁駆動部を設けて前記プラテン上を移動する平面パルスモータ駆動方式であることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the stage apparatus, the planar motor drive system is a platen on a flat plate provided with convex poles provided in a grid pattern along two coordinate axes orthogonal to the fixed portion of the stage apparatus. And a plane pulse motor drive system that moves on the platen by providing an electromagnetic drive unit that generates a moving magnetic field on each of the coordinate axes orthogonal to the stage movable unit.
請求項3の発明では、前記ステージ装置において、前記平面モータ駆動方式は、前記ステージ装置の固定部にコイルを配置し、前記ステージ可動部に磁石群を配置し、ローレンツ力により前記ステージ可動部を駆動する平面ローレンツモータ駆動方式であることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the stage apparatus, in the planar motor drive system, a coil is disposed in a fixed portion of the stage apparatus, a magnet group is disposed in the stage movable section, and the stage movable section is moved by Lorentz force. It is a planar Lorentz motor drive system to drive.
請求項4の発明では、前記ステージ装置において、前記ステージ装置は1つ以上のステージ可動部を有していることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the invention, in the stage apparatus, the stage apparatus has one or more stage movable parts.
請求項5の発明では、前記ステージ装置において、各々の前記ステージ可動部は1つ以上の前記脱調復帰機構を有していることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the stage device, each stage movable portion includes one or more step-out return mechanisms.
請求項6の発明では、前記ステージ装置において、前記ステージ装置の固定部に対して保持力を発生させる前記保持機構は、電磁気力により前記ステージ装置の固定部に対して保持力を発生させることを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, in the stage device, the holding mechanism that generates a holding force with respect to the fixing portion of the stage device generates a holding force with respect to the fixing portion of the stage device by electromagnetic force. Features.
請求項7の発明では、前記ステージ装置において、前記ステージ装置の固定部に対して保持力を発生させる前記保持機構は、真空吸着力により前記ステージ装置の固定部に対して保持力を発生させることを特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, in the stage device, the holding mechanism that generates a holding force with respect to the fixing portion of the stage device generates a holding force with respect to the fixing portion of the stage device by a vacuum adsorption force. It is characterized by.
請求項8の発明では、前記ステージ装置において、前記ステージ装置の固定部に対して保持力を発生させる前記保持機構は、摩擦力により前記ステージ装置の固定部に対して保持力を発生させることを特徴とする。 According to an eighth aspect of the present invention, in the stage device, the holding mechanism that generates a holding force with respect to the fixing portion of the stage device generates a holding force with respect to the fixing portion of the stage device by a frictional force. Features.
請求項9の発明では、前記ステージ装置において、前記保持機構を平面に直交する軸方向に直動する前記上下機構は、前記ステージ可動部を脱調復帰駆動するときは前記保持機構を前記ステージ機構の固定部に接触させる、または、近傍まで近づけることを特徴とする。 According to a ninth aspect of the present invention, in the stage apparatus, the vertical mechanism that linearly moves the holding mechanism in an axial direction orthogonal to a plane is configured to move the holding mechanism to the stage mechanism when driving the stage movable unit out of step. It is characterized in that it is brought into contact with or close to the vicinity.
請求項10の発明では、前記ステージ装置において、前記保持機構を平面に直交する軸方向に直動する前記上下機構は、前記ステージ可動部を脱調復帰駆動するとき以外は前記保持機構を前記ステージ機構の固定部から離隔することを特徴とする。 According to a tenth aspect of the present invention, in the stage device, the vertical mechanism that linearly moves the holding mechanism in an axial direction orthogonal to a plane is configured to move the holding mechanism to the stage except when the stage movable unit is driven out of step. It is separated from the fixed part of the mechanism.
請求項11の発明では、前記ステージ装置において、前記ステージ可動部に対して前記保持機構を平面に直交する軸に回転する前記回転機構は、前記保持機構が前記ステージ装置の固定部に対して保持力を発生した状態で回転することにより、前記ステージ装置の固定部に対して前記ステージ可動部を回転させて脱調復帰を行うことを特徴とする。 According to an eleventh aspect of the present invention, in the stage device, the rotation mechanism that rotates the holding mechanism about an axis perpendicular to a plane with respect to the stage movable portion is configured such that the holding mechanism holds the fixed portion of the stage device. By rotating in a state where a force is generated, the stage movable portion is rotated with respect to the fixed portion of the stage device to perform step-out recovery.
請求項12の発明では、前記ステージ装置において、前記ステージ可動部に対して前記保持機構を平面に直交する軸に回転する前記回転機構は、前記ステージ可動部の位置を計測する計測機構の計測結果に基づき、前記ステージ装置の固定部に対して前記ステージ可動部を回転させて脱調復帰を行うことを特徴とする。 According to a twelfth aspect of the present invention, in the stage device, the rotation mechanism that rotates the holding mechanism with respect to the stage movable portion about an axis orthogonal to a plane is a measurement result of a measurement mechanism that measures the position of the stage movable portion. The step-out recovery is performed by rotating the stage movable unit with respect to the fixed unit of the stage device.
請求項13の発明では、平面パルスモータ駆動機構である前記ステージ装置において、前記ステージ可動部に対して前記保持機構を平面に直交する軸に回転する前記回転機構は、前記ステージ可動部の位置を計測する計測機構の計測結果に基づき、前記ステージ装置の固定部に対して前記ステージ可動部を脱調復帰近傍まで回転させ、脱調復帰までの残りの回転は前記固定部の凸極と前記ステージ可動部の電磁駆動部との間に働く磁気吸引力の力により自動的に回転させることを特徴とする。 According to a thirteenth aspect of the present invention, in the stage device that is a planar pulse motor driving mechanism, the rotating mechanism that rotates the holding mechanism with respect to the stage movable portion about an axis orthogonal to the plane is configured to position the stage movable portion. Based on the measurement result of the measuring mechanism to measure, the stage movable part is rotated to the vicinity of the step-out return with respect to the fixed part of the stage device, and the remaining rotation until the step-out return is the convex pole of the fixed part and the stage It is characterized in that it is automatically rotated by the force of magnetic attraction acting between the movable part and the electromagnetic drive part.
請求項14の発明では、前記ステージ装置において、前記ステージ可動部の位置を計測する前記計測機構は、前記ステージ可動部と前記ステージ可動部に接続されるケーブルベア部の傾きを検出することにより、前記ステージ可動部の平面に直交する軸における回転量を計測することを特徴とする。 In the invention of claim 14, in the stage apparatus, the measurement mechanism that measures the position of the stage movable unit detects the inclination of the stage movable unit and the cable bearer unit connected to the stage movable unit, The rotation amount on an axis orthogonal to the plane of the stage movable part is measured.
請求項15の発明では、平面パルスモータ駆動機構である前記ステージ装置において、前記ステージ可動部の位置を計測する前記計測機構は、平面パルスモータ駆動方式で前記固定部の凸極と前記ステージ可動部の電磁駆動部との間に働く磁気吸引力を前記回転機構の回転トルクで検出することにより、前記ステージ可動部の平面に直交する軸における回転量を計測することを特徴とする。 According to a fifteenth aspect of the present invention, in the stage device that is a planar pulse motor drive mechanism, the measurement mechanism that measures the position of the stage movable portion is a planar pulse motor drive system and the convex pole of the fixed portion and the stage movable portion. The amount of rotation on an axis perpendicular to the plane of the stage movable unit is measured by detecting the magnetic attractive force acting between the electromagnetic driving unit and the rotational torque of the rotating mechanism.
請求項16の発明では、平面ローレンツモータ駆動機構である前記ステージ装置において、前記ステージ可動部の位置を計測する前記計測機構は、前記回転機構により前記ステージ可動部を回転する時に発生する前記固定部に配置されたコイルの逆起電力を検出することにより、前記ステージ可動部の平面に直交する軸における回転量および平面方向の座標を計測することを特徴とする。 According to a sixteenth aspect of the present invention, in the stage device that is a planar Lorentz motor drive mechanism, the measurement mechanism that measures the position of the stage movable portion is the fixed portion that is generated when the stage movable portion is rotated by the rotation mechanism. By detecting the back electromotive force of the coil arranged at, the rotation amount and the coordinate in the plane direction on the axis orthogonal to the plane of the stage movable part are measured.
請求項17の発明では、平面ローレンツモータ駆動機構である前記ステージ装置において、前記ステージ可動部の位置を計測する前記計測機構は、前記回転機構により前記ステージ可動部を回転する時に発生する前記固定部に配置されたコイルの逆起電力を発生しているコイルの個数により、前記ステージ可動部の平面に直交する軸における回転量および平面方向の座標を計測することを特徴とする。 In the invention of claim 17, in the stage device which is a planar Lorentz motor drive mechanism, the measuring mechanism for measuring the position of the stage movable part is the fixed part generated when the stage movable part is rotated by the rotating mechanism. The amount of rotation and the coordinate in the plane direction on the axis orthogonal to the plane of the stage movable part are measured by the number of coils generating counter electromotive force of the coils arranged in the axis.
請求項18の発明では、平面ローレンツモータ駆動機構である前記ステージ装置において、前記ステージ可動部の位置を計測する前記計測機構は、前記回転機構により前記ステージ可動部を回転する時に発生する前記固定部に配置されたコイルに発生している逆起電力量により、前記ステージ可動部の平面に直交する軸における回転量および平面方向の座標を計測することを特徴とする。 According to the invention of claim 18, in the stage device which is a planar Lorentz motor driving mechanism, the measuring mechanism for measuring the position of the stage movable portion is generated when the stage movable portion is rotated by the rotation mechanism. The amount of rotation and the coordinate in the plane direction on the axis orthogonal to the plane of the stage movable part are measured by the amount of counter electromotive force generated in the coil arranged at the position.
請求項19の発明では、前記ステージ装置において、前記ステージ可動部の位置を計測する前記計測機構は、前記ステージ可動部に受光素子を配置し、前記ステージ可動部の外部からの複数の計測光の位置を前記受光素子で計測することにより、前記ステージ可動部の平面に直交する軸における回転量および平面方向の座標を計測することを特徴とする。 According to a nineteenth aspect of the present invention, in the stage device, the measurement mechanism that measures the position of the stage movable unit includes a light receiving element disposed on the stage movable unit, and a plurality of measurement lights from the outside of the stage movable unit. By measuring the position with the light receiving element, the rotation amount and the coordinate in the plane direction on the axis orthogonal to the plane of the stage movable part are measured.
請求項20の発明では、前記計測機構の前記ステージ可動部に配置した受光素子は、前記ステージ可動部の第1側面に受光素子を1つ以上配置し、前記ステージ可動部の第1の側面に直交する第2側面に受光素子を2つ以上配置することを特徴とする。 In the invention of claim 20, the light receiving element disposed on the stage movable portion of the measurement mechanism has one or more light receiving elements disposed on the first side surface of the stage movable portion, and is disposed on the first side surface of the stage movable portion. Two or more light receiving elements are arranged on a second side surface orthogonal to each other.
請求項21の発明では、前記計測機構の前記ステージ可動部に配置した受光素子は、前記ステージ可動部の第1側面にリニア受光素子を1つ以上配置し、前記ステージ可動部の第1側面に直交する第2側面に受光素子を1つ以上配置することを特徴とする。 In a twenty-first aspect of the present invention, the light receiving element disposed on the stage movable portion of the measurement mechanism has one or more linear light receiving elements disposed on the first side surface of the stage movable portion, and is disposed on the first side surface of the stage movable portion. One or more light receiving elements are arranged on the second side surface orthogonal to each other.
請求項22の発明では、前記計測機構の前記ステージ可動部に配置した受光素子は、ステージ可動部の第1側面にリニア受光素子を1つ以上配置し、前記ステージ可動部の第1側面に直交する第2側面にリニア受光素子を1つ以上配置することを特徴とする。 According to a twenty-second aspect of the present invention, in the light receiving element arranged on the stage movable portion of the measurement mechanism, one or more linear light receiving elements are arranged on the first side surface of the stage movable portion and orthogonal to the first side surface of the stage movable portion. One or more linear light receiving elements are arranged on the second side surface.
請求項23の発明では、前記計測機構の外部からの複数の計測光は、前記ステージ可動部の第1の側面に平行に1軸方向に駆動する第1の投光手段と、前記ステージ可動部の第2の側面に平行に1軸方向に駆動する第2の投光手段により、前記ステージ可動部の受光素子に対して照射されることを特徴とする。 According to a twenty-third aspect of the present invention, a plurality of measurement lights from the outside of the measurement mechanism are driven in a uniaxial direction parallel to the first side surface of the stage movable unit, and the stage movable unit The second light projecting means driven in one axial direction parallel to the second side surface of the light is irradiated to the light receiving element of the stage movable portion.
請求項24の発明では、前記計測機構の外部からの複数の計測光は、前記ステージ可動部の第1側面のリニア受光素子に常に一つ以上の計測光が入射するように配置された複数個の投光手段と、前記ステージ可動部の第2側面のリニア受光素子に常に一つ以上の計測光が入射するように配置された複数個の投光手段により、前記ステージ可動部の受光素子に対して照射されることを特徴とする。 According to a twenty-fourth aspect of the present invention, a plurality of measurement lights from the outside of the measurement mechanism is a plurality arranged such that one or more measurement lights are always incident on the linear light receiving element on the first side surface of the stage movable portion. To the light receiving element of the stage movable part, and a plurality of light projecting means arranged so that one or more measurement lights always enter the linear light receiving element on the second side surface of the stage movable part. It irradiates with respect to.
請求項25の発明では、前記ステージ装置において、前記ステージ可動部の位置を計測する前記計測機構は、前記ステージ可動部に2つ以上の発光素子を配置し、ステージ可動部可動領域全域を認識するように配置した1つ以上の2次元受光素子で前記ステージ可動部上の前記発光素子を計測することにより、前記ステージ可動部の平面に直交する軸における回転量および平面方向の座標を計測することを特徴とする。 In the invention of claim 25, in the stage apparatus, the measuring mechanism for measuring the position of the stage movable unit arranges two or more light emitting elements in the stage movable unit and recognizes the entire stage movable unit movable region. Measuring the amount of rotation and the coordinate in the plane direction on an axis orthogonal to the plane of the stage movable unit by measuring the light emitting element on the stage movable unit with one or more two-dimensional light receiving elements arranged in this manner It is characterized by.
請求項26の発明では、前記ステージ装置において、前記ステージ可動部の位置を計測する前記計測機構は、前記ステージ可動部に2つ以上の発光素子を配置し、前記ステージ可動部の外部に配置しステージ可動部可動領域全域を認識するように1次元受光素子を1軸方向に走査することで、前記ステージ可動部上の前記発光素子を計測することにより、前記ステージ可動部の平面に直交する軸における回転量および平面方向の座標を計測することを特徴とする。 According to a twenty-sixth aspect of the present invention, in the stage apparatus, the measurement mechanism that measures the position of the stage movable unit includes two or more light emitting elements arranged on the stage movable unit and arranged outside the stage movable unit. An axis orthogonal to the plane of the stage movable unit by measuring the light emitting element on the stage movable unit by scanning the one-dimensional light receiving element in one axial direction so as to recognize the entire region of the movable stage movable unit. The amount of rotation and the coordinate in the plane direction are measured.
請求項27の発明では、平面パルスモータ駆動機構である前記ステージ装置において、前記ステージ可動部の位置を計測する前記計測機構は、前記ステージ可動部に前記固定部の凸極を検出する機構を設け、検出した前記固定部の凸極の個数により、前記ステージ可動部の平面に直交する軸における回転量および平面方向の座標を計測することを特徴とする。 According to a twenty-seventh aspect of the present invention, in the stage device that is a planar pulse motor driving mechanism, the measurement mechanism that measures the position of the stage movable portion is provided with a mechanism that detects the convex pole of the fixed portion on the stage movable portion. The rotation amount and the coordinate in the plane direction on the axis orthogonal to the plane of the stage movable unit are measured based on the detected number of convex poles of the fixed unit.
本発明によれば、平面モータ駆動方式を用いたステージ装置において、可動ステージに不慮の外力等により可動ステージがωZ方向に回転して脱調した状態に陥ってしまっても、可動ステージに設けた保持回転機能を持った自己脱調復帰機構を用いて可動ステージを脱調した状態から自動的に復帰することができる。また可動ステージ位置検出方法を用いて可動ステージの現在位置を検出することができるので、安全にかつ正確に自己脱調復帰機構を用いた可動ステージの脱調状態からの自動的に復帰を行うことが可能となる。 According to the present invention, in a stage apparatus using a planar motor drive system, the movable stage is provided on the movable stage even if the movable stage rotates in the ωZ direction due to an unexpected external force or the like and falls into a step-out state. It is possible to automatically return from the state where the movable stage is out of step by using a self-step-out return mechanism having a holding and rotating function. In addition, since the current position of the movable stage can be detected using the movable stage position detection method, the movable stage can be automatically recovered from the step-out state using the self-step-out return mechanism safely and accurately. Is possible.
以下、図面により本発明の実施例を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明の第1実施例に係る平面モータステージの自己脱調復帰機構概略図で、図1(a)は平面モータステージ上面図を表しており、図1(b)は平面モータステージ側面図を表している。 FIG. 1 is a schematic view of a self-step-out return mechanism of a flat motor stage according to a first embodiment of the present invention. FIG. 1 (a) shows a top view of the flat motor stage, and FIG. 1 (b) is a flat motor. The stage side view is represented.
平面モータステージは20.固定定盤上に9.可動ステージがあり、9.可動ステージにある不図示のエアーベアリングで浮上している。前記平面モータステージは平面パルスモータ駆動方式もしくは平面ローレンツモータ駆動方式であり、平面パルスモータ駆動方式では、20.固定定盤には凸部が形成された不図示のプラテン、9.可動ステージには不図示のXY電磁駆動ユニットが構成されており、XY電磁駆動ユニットに移動磁界を発生させることにより9.可動ステージを図中のXY方向の2方向に自由に移動することができる。平面ローレンツモータ駆動方式では、20.固定定盤にはXYコイルを配置した不図示のコイル部が、9.可動ステージには不図示の磁石群が構成されており、XYωZコイルに流す電流を制御することにより9.可動ステージを図中のXYωZ方向の3方向に自由に移動することができる。 The planar motor stage is 20. 9. On the fixed surface plate. 8. There is a movable stage. It is levitated by an air bearing (not shown) on the movable stage. The planar motor stage is a planar pulse motor driving system or a planar Lorentz motor driving system. 8. a platen (not shown) having convex portions formed on the fixed surface plate; An XY electromagnetic drive unit (not shown) is configured on the movable stage, and a moving magnetic field is generated in the XY electromagnetic drive unit. The movable stage can be freely moved in two directions of XY directions in the drawing. In the planar Lorentz motor drive system, 20. A coil portion (not shown) in which an XY coil is arranged on the fixed surface plate is 9. A group of magnets (not shown) is configured on the movable stage, and the current flowing through the XYωZ coil is controlled by controlling the current. The movable stage can be freely moved in three directions in the XYωZ direction in the figure.
9.可動ステージには、X軸方向に垂直に21.Xバーミラ−、Y軸方向に垂直に24.Yバーミラーが構成されており、平面ステージモータ外の計測基準に取り付けられた22.X干渉計及び25.Y、ωZ干渉計により21.Xバーミラー、24.Yバーミラーに対してレーザー干渉計測光を照射して、9.可動ステージの現在位置を計測している。図1(a)では、22.X干渉計より21.Xバーミラに対して23.X干渉計計測光を照射して9.可動ステージX位置を計測し、25.Y、ωZ干渉計より24.Yバーミラ−に対して26.Y干渉計計測光と27.ωZ干渉計計測光を照射して、26.Y干渉計計測光の計測値より9.可動ステージのY位置、26.Y干渉計計測光の計測値と27.ωZ干渉計計測光の計測値より9.可動ステージのωZ位置を計測している。9.可動ステージが20.固定定盤上のいずれの位置にあっても、22.X干渉計からの23.X干渉計計測光は21.Xバーミラ−に照射されるような21.Xバーミラ−の長さを有し、25.Y、ωZ干渉計からの26.Y干渉計計測光と27.ωZ干渉計計測光とは24.Yバーミラ−に照射されるような24.Yバーミラ−の長さを有しているので、9.可動ステージは20.固定定盤上の全域において、現在の位置を計測することが可能である。 9. The movable stage is 21. perpendicular to the X-axis direction. X bar mirror, perpendicular to the Y-axis direction 24. Y bar mirror is constructed and attached to the measurement standard outside the planar stage motor. X interferometer and 25. 21. Use Y, ωZ interferometer. X-bar mirror, 24. 8. Irradiate laser interference measurement light to the Y-bar mirror; The current position of the movable stage is measured. In FIG. From X interferometer 21. 23 against X Vermira. 8. Irradiate X interferometer measurement light. Measure the movable stage X position, 25. From Y, ωZ interferometer 24. 26. For Y bar mirror. Y interferometer measurement light and 27. 26. Irradiate ωZ interferometer measurement light; From the measured value of Y interferometer measurement light 9. Y position of movable stage, 26. Y interferometer measurement light and 27. From the measured value of ωZ interferometer measurement light 9. The ωZ position of the movable stage is measured. 9. The movable stage is 20. Regardless of the position on the fixed surface plate, 22. 23 from the X interferometer. X interferometer measurement light is 21. 21. Irradiated to X-Vermira X length of X mirror, 25. 26 from Y, ωZ interferometer. Y interferometer measurement light and 27. What is ωZ interferometer measurement light? 24. Irradiation to the Y vermira. Since it has the length of Y vermira, 9. The movable stage is 20. The current position can be measured over the entire area of the fixed surface plate.
9.可動ステージは28.実装ケーブルベアにより、9.可動ステージへ信号及び電力を供給するケーブル類や、VACやプレッシャーエアーなどの空圧用配管類や、9.可動ステージの熱源を温度調整するための冷却液配管類を接続している。28.実装ケーブルベアは9.可動ステージと29.可動側実装ケーブル接続部で接続されており、20.固定定盤と30.固定側実装ケーブル接続部と接続している。 9. The movable stage is 28. By mounting cable bear, 9. 8. Cables for supplying signals and power to the movable stage, pneumatic piping such as VAC and pressure air, A coolant piping for adjusting the temperature of the heat source of the movable stage is connected. 28. The mounting cable bear is 9. Movable stage and 29. Connected at the movable side mounting cable connection part, 20. Fixed platen and 30. Connected to fixed side mounting cable connection.
以上のような構成の平面モータステージにおいて、9.可動ステージは自動的に脱調状態から復帰することができる31.自己脱調復帰機構を有している。本図では9.可動ステージの側面に1つだけ構成されているが、9.可動ステージの各側面に31.自己脱調復帰機構を複数個構成してもよい。また本図では9.可動ステージの側面に構成されているが、9.可動ステージ内部に構成されていてもよい。 In the planar motor stage configured as described above, 32. The movable stage can automatically return from the step-out state. It has a self-step-out recovery mechanism. In this figure, 9. Only one is configured on the side of the movable stage. 31 on each side of the movable stage. A plurality of self-step-out return mechanisms may be configured. In this figure, 9. It is configured on the side of the movable stage. It may be configured inside the movable stage.
図2は、第1実施例に係る自己脱調復帰機構のA−A断面拡大図である。 FIG. 2 is an AA cross-sectional enlarged view of the self-step-out returning mechanism according to the first embodiment.
本実施例において、31.自己脱調復帰機構は9.可動ステージ側面に取り付けらており、32.自己脱調復帰機構フランジ部と33.回転機構と36.上下駆動機構と39.定盤保持部より構成されている。32.自己脱調復帰機構フランジ部は9.可動ステージに取り付けられ、33.回転機構と36.上下駆動機構と39.定盤保持部の保持を行っている。32.自己脱調復帰機構フランジ部には33.回転機構が取り付けられ、32.自己脱調復帰機構フランジ部に取り付けられた34.回転機構固定側に対して35.回転機構回転側はωZ方向に摺動自在に自由に回転することができる。 In this embodiment, 31. The self-step-out recovery mechanism is 9. It is attached to the side of the movable stage, 32. Self-detuning return mechanism flange part and 33. Rotation mechanism and 36. Vertical drive mechanism and 39. It consists of a surface plate holder. 32. The self-step-out return mechanism flange is 9. Attached to a movable stage, 33. Rotation mechanism and 36. Vertical drive mechanism and 39. Holds the surface plate holder. 32. The self-step-out return mechanism flange part 33. A rotation mechanism is attached; 32. 34. Self-step-out return mechanism attached to the flange. 35 with respect to the rotation mechanism fixed side. The rotating mechanism rotating side can freely rotate in a slidable manner in the ωZ direction.
33.回転機構の構成は34.回転機構固定側に対して35.回転機構回転側はωZ方向摺動自在に回転することができれば何でも良く、ωZ方向摺動手段としてベアリング、空気軸受け等でもよく、ωZ方向駆動手段として中空モータ、ACサーボモータ、DCサーボモータ、パルスモータ、ベルトを介した回転機構等でもよい。但し、34.回転機構固定側と35.回転機構回転側との間の摺動手段はωZ方向摺動自在に回転することができるが、36.上下駆動機構の駆動を確実に伝達するためその他の方向の動きは規制されている。 33. The structure of the rotation mechanism is 34. 35 with respect to the rotation mechanism fixed side. The rotation mechanism rotation side may be anything as long as it can rotate freely in the ωZ direction. The ωZ direction sliding means may be a bearing, an air bearing or the like. The ωZ direction driving means may be a hollow motor, an AC servo motor, a DC servo motor, a pulse. A rotation mechanism via a motor or a belt may be used. However, 34. 35. rotation mechanism fixed side; The sliding means between the rotating mechanism rotating side can rotate slidably in the ωZ direction, but 36. The movement in the other direction is restricted in order to reliably transmit the drive of the vertical drive mechanism.
35.回転機構回転側には36.上下駆動機構が取り付けられ、36.上下駆動機構および39定盤保持部は35.回転機構回転側に取り付けられているので、34.回転機構固定側に対して回転することが可能である。35.回転機構回転側には取り付けられた37上下駆動機構固定側に対して38.上下駆動機構駆動側はZ方向に摺動自在に駆動することができる。36.上下駆動機構は37上下駆動機構固定側に対して38.上下駆動機構駆動側はZ方向に摺動自在に駆動することができれば構成は何でも良く、Z方向摺動手段としてエアガイド、リニアガイド、ボールブッシュ、リニアブッシュ等でもよく、Z方向駆動手段としてボールネジと回転モータの組み合わせ、エアーシリンダ、リニアアクチュエータ等でもよい。但し、37上下駆動機構固定側と38.上下駆動機構駆動側との間の摺動手段はZ方向摺動自在に駆動することができるが、33.回転機構の回転を確実に伝達するためその他の方向の動きは規制されている。 35. 36. On the rotation side of the rotation mechanism. A vertical drive mechanism is attached, 36. The vertical drive mechanism and 39 surface plate holder are 35. Since it is attached to the rotating mechanism rotating side, 34. It is possible to rotate with respect to the rotation mechanism fixed side. 35. 38. With respect to the 37 vertical drive mechanism fixed side attached to the rotating mechanism rotating side. The vertical drive mechanism drive side can be slidably driven in the Z direction. 36. The vertical drive mechanism is 38. The vertical drive mechanism drive side may have any configuration as long as it can be slidably driven in the Z direction, and may be an air guide, linear guide, ball bush, linear bush, or the like as the Z direction sliding means, and a ball screw as the Z direction driving means. And a combination of a rotary motor, an air cylinder, a linear actuator, and the like. However, 37 vertical drive mechanism fixed side and 38. The sliding means between the vertical drive mechanism drive side can be slidably driven in the Z direction, but 33. In order to reliably transmit the rotation of the rotation mechanism, movement in other directions is restricted.
39.定盤保持部は20.固定定盤に対して9.可動ステージを固定する手段であり、38.上下駆動機構駆動側に39.定盤保持部が取り付けられているので9.可動ステージに対してZ方向駆動することができ、また36.上下駆動機構および39定盤保持部は35.回転機構に取り付けられているので9.可動ステージに対してωZ方向回転駆動することができる。すなわち39.定盤保持部は9.可動ステージに対してωZ方向及びZ方向に自在に駆動することができる。 39. The platen holder is 20. 9. For fixed surface plate Means for fixing the movable stage; 38. 39 on the vertical drive mechanism drive side. Since the surface plate holder is attached, 9. 35. Can be driven in the Z direction with respect to the movable stage; The vertical drive mechanism and 39 surface plate holder are 35. Since it is attached to the rotating mechanism, 9. It can be rotated in the ωZ direction with respect to the movable stage. That is, 39. The platen holder is 9. The movable stage can be freely driven in the ωZ direction and the Z direction.
39.定盤保持部を20.固定定盤に固定することができれば39.定盤保持部が20.固定定盤を固定する方法は何でも良く、39.定盤保持部下面に電磁チャックを埋め込み20.固定定盤と39.定盤保持部との間の電磁気力による固定方法、39.定盤保持部下面に真空チャックを埋め込み20.固定定盤と39.定盤保持部との間の真空吸着力による固定方法、36.上下駆動機構の押し付け力により20.固定定盤と39.定盤保持部の間に発生した摩擦力による固定手段等でもよい。 39. 20. Place the platen holder If it can be fixed to the fixed surface plate, 39. The surface plate holder is 20. Any method may be used to fix the fixed surface plate. 19. Embed an electromagnetic chuck in the bottom of the platen holder. Fixed surface plate and 39. Fixing method by electromagnetic force between the platen holding part and 39. 19. Embed a vacuum chuck in the bottom of the platen holder. Fixed surface plate and 39. 35. Fixing method by vacuum suction force between the platen holding part and 36. 20. The pressing force of the vertical drive mechanism is 20. Fixed surface plate and 39. A fixing means by frictional force generated between the surface plate holding portions may be used.
以上のような構成の31.自己脱調復帰機構を用いた9.可動ステージの20.固定定盤の保持及び回転を行う定盤保持回転シーケンスは図3に表している。図3(A)のように9.可動ステージが通常XY駆動時は、36.上下駆動機構により39.定盤保持部を上方に固定されているので、31.自己脱調復帰機構が20.固定定盤に接触することはない。次に9可動ステージを31.自己脱調復帰機構により20.固定定盤の保持を行う。 31. The configuration as described above. 8. Using self-step-out recovery mechanism 21 of the movable stage. A platen holding rotation sequence for holding and rotating the fixed platen is shown in FIG. As shown in FIG. When the movable stage is normally XY driven, 36. By vertical drive mechanism 39. Since the platen holding part is fixed upward, 31. Self-step-out return mechanism is 20. There is no contact with the fixed surface plate. Next, move 9 movable stages to 31. 20. Self-step-out return mechanism. Hold the fixed surface plate.
図3(B)は31.自己脱調復帰機構により20.固定上盤の保持を行う図であり、36.上下駆動機構により38.上下駆動機構駆動側をZ方向下方に駆動することにより39定盤保持部を20.固定上盤に接触させる。20.固定定盤に接触した39.定盤保持部は所定の保持方法(電磁チャック、真空吸着、摩擦保持など)で20.固定定盤を保持することにより、9.可動ステージを31.自己脱調復帰機構により20.固定定盤に固定を行う。次に9可動ステージを31.自己脱調復帰機構により20.固定定盤に対して回転駆動を行う。 FIG. 20. Self-step-out return mechanism. FIG. 36 is a diagram for holding a fixed upper board; 38. By the vertical drive mechanism. By driving the vertical drive mechanism drive side downward in the Z direction, the 39 surface plate holding section is moved to 20. Touch the fixed upper plate. 20. 39. Touching the fixed surface plate. The surface plate holder is a predetermined holding method (electromagnetic chuck, vacuum suction, friction holding, etc.). By holding a fixed surface plate, 9. 31. Move the movable stage. 20. Self-step-out return mechanism. Fix to the fixed surface plate. Next, move 9 movable stages to 31. 20. Self-step-out return mechanism. Rotate the fixed surface plate.
図3(C)は31.自己脱調復帰機構により20.固定上盤の保持を行った状態で回転駆動を行う図であり、39.定盤保持部が20.固定定盤を保持した状態で33回転機構の回転駆動を行う。34.回転駆動機構固定側に対して35.回転駆動機構回転側が回転するのだが、35.回転駆動機構回転側は39定盤保持部を介して20.固定上盤に固定されているので、39.定盤保持部が20.固定定盤を保持した状態で33回転機構の回転駆動することにより、20.固定定盤に対して9.可動ステージが回転する。31.自己脱調復帰機構により9.可動ステージの所定の回転駆動が終了した段階で、31.自己脱調復帰機構と20.固定定盤の保持を解除させて、31.自己脱調復帰機構を9.可動ステージが通常XY駆動時の状態に戻す。 FIG. 20. Self-step-out return mechanism. FIG. 39 is a diagram for performing rotational driving in a state where the fixed upper panel is held; The surface plate holder is 20. The 33 rotation mechanism is driven to rotate while holding the fixed surface plate. 34. 35 with respect to the rotation drive mechanism fixed side. 35. The rotation side of the rotary drive mechanism rotates. The rotation drive mechanism rotation side is connected to the 20. platen holding part through 20. Since it is fixed to the fixed upper board, 39. The surface plate holder is 20. By rotating the 33 rotation mechanism while holding the fixed surface plate, 20. 9. For fixed surface plate The movable stage rotates. 31. 9. Self-step-out recovery mechanism When the predetermined rotational drive of the movable stage is completed, 31. Self-step-out return mechanism and 20. Release the holding of the fixed surface plate, 31. 8. Self-step-out return mechanism. The movable stage returns to the normal XY driving state.
図3(D)は31.自己脱調復帰機構の定盤保持を終了し31.自己脱調復帰機構と20.固定定盤との接触を解除する図であり、39.定盤保持部の所定の保持方法(電磁チャック、真空吸着、摩擦保持など)による20.固定定盤の保持を解除する。次に36.上下駆動機構により38.上下駆動機構駆動側をZ方向上方に駆動することにより39定盤保持部が20.固定上盤から離れる。31.自己脱調復帰機構が20.固定定盤に接触をしていないので、9.可動ステージは20.固定定盤に対して通常XY駆動をおこなうことができる。 FIG. End the holding of the platen of the self-step-out return mechanism 31. Self-step-out return mechanism and 20. FIG. 39 is a diagram for releasing contact with a fixed surface plate; 20. According to a predetermined holding method (electromagnetic chuck, vacuum suction, friction holding, etc.) of the surface plate holding part. Release the fixed surface plate. Next, 36. 38. By the vertical drive mechanism. By driving the vertical drive mechanism drive side upward in the Z direction, the 39 surface plate holder is 20. Move away from the fixed upper board. 31. Self-step-out return mechanism is 20. Since there is no contact with the fixed surface plate, 9. The movable stage is 20. Usually, XY driving can be performed on the fixed surface plate.
前記定盤保持回転シーケンスでは、31.自己脱調復帰機構により20.固定上盤の保持を行う際に、36.上下駆動機構により38.上下駆動機構駆動側をZ方向下方に駆動することにより39定盤保持部を20.固定上盤に接触させたが、36.上下駆動機構により38.上下駆動機構駆動側をZ方向下方に駆動することにより39定盤保持部を20.固定上盤の近傍まで移動させた状態で、39.定盤保持部は所定の保持方法で20.固定定盤を保持しても良い。 In the surface plate holding and rotating sequence, 31. 20. Self-step-out return mechanism. When holding the fixed upper plate, 36. 38. By the vertical drive mechanism. By driving the vertical drive mechanism drive side downward in the Z direction, the 39 surface plate holding section is moved to 20. Although it was brought into contact with the fixed upper plate, 36. 38. By the vertical drive mechanism. By driving the vertical drive mechanism drive side downward in the Z direction, the 39 surface plate holding section is moved to 20. In the state moved to the vicinity of the fixed upper board, 39. The surface plate holder is a predetermined holding method. A fixed surface plate may be held.
以上のような31.自己脱調復帰機構を用いた9.可動ステージの20.固定定盤の保持及び回転を行う定盤保持回転シーケンスを用いて、実際の31.自己脱調復帰機構を用いた9.可動ステージの脱調状態からの復帰のシーケンスを図4に表す。図4(A)は9.可動ステージに不慮の外力が加わると9.可動ステージがXY軸に対してωZ方向に回転し、9.可動ステージが脱調した状態に陥った図である。9.可動ステージがXY軸に対してωZ方向に回転した状態になると、平面パルスモータ駆動方式及び平面ローレンツ駆動方式のいずれの場合でも9.可動ステージを移動することができない。このような9.可動ステージが脱調した状態から正規のωZ回転角で9.可動ステージが駆動できる状態に復帰するために31.自己脱調復帰機構を用いる。31.自己脱調復帰機構による9.可動ステージ自己復帰手段の第一段階として、31.自己脱調復帰機構により9可動ステージを20.固定定盤の保持固定を行う。 31 as described above. 8. Using self-step-out recovery mechanism 21 of the movable stage. Using the surface plate holding and rotating sequence for holding and rotating the fixed surface plate, the actual 31. 8. Using self-step-out recovery mechanism FIG. 4 shows a sequence for returning the movable stage from the step-out state. FIG. 8. When an unexpected external force is applied to the movable stage. 8. The movable stage rotates in the ωZ direction with respect to the XY axis. It is the figure which fell into the state where the movable stage stepped out. 9. When the movable stage is rotated in the ωZ direction with respect to the XY axis, the planar pulse motor driving method and the planar Lorentz driving method are both used. The movable stage cannot be moved. Such 9. 9. Normal ωZ rotation angle from the state where the movable stage is out of step. In order to return the movable stage to a driveable state 31. A self-step-out return mechanism is used. 31. 8. With self-step-out recovery mechanism. As the first stage of the movable stage self-return means, 31. 9. 9 movable stages with self-reset return mechanism. Hold and fix the fixed surface plate.
図4(B)は31.自己脱調復帰機構により9可動ステージを20.固定定盤の保持固定を行った図であり、図3(B)のように31.自己脱調復帰機構の36.上下駆動機構により39定盤保持部をZ方向下方に駆動し20.固定上盤に接触させる。20.固定定盤に接触した39.定盤保持部は所定の保持方法で20.固定定盤を保持することにより、9.可動ステージを31.自己脱調復帰機構により20.固定定盤に固定を行う。次に31.自己脱調復帰機構による9.可動ステージ自己復帰手段の第二段階として、31.自己脱調復帰機構により20.固定上盤の保持を行った状態で9.可動ステージを回転させる。 FIG. 9. 9 movable stages with self-reset return mechanism. It is the figure which fixed and fixed the fixed surface plate, and is 31. like FIG. 3 (B). 36. Self-step-out return mechanism. 19. Drive the 39 surface plate holding part downward in the Z direction by the vertical drive mechanism. Touch the fixed upper plate. 20. 39. Touching the fixed surface plate. The surface plate holder is a predetermined holding method. By holding a fixed surface plate, 9. 31. Move the movable stage. 20. Self-step-out return mechanism. Fix to the fixed surface plate. Next, 31. 8. With self-step-out recovery mechanism. As the second stage of the movable stage self-return means, 31. 20. Self-step-out return mechanism. 8. With the fixed upper board held Rotate the movable stage.
図4(C)は31.自己脱調復帰機構により20.固定上盤の保持を行った状態で9.可動ステージを回転した図であり、図3(C)のように39.定盤保持部が20.固定定盤を保持した状態で34.回転駆動機構固定側に対して35.回転駆動機構回転側が回転することにより、図4(C)のように9.可動ステージの31.自己脱調復帰機構の回転駆動に伴って9.可動ステージは20.固定定盤の正規位置への回転駆動をすることができる。31.自己脱調復帰機構により9.可動ステージを回転駆動するときは、不図示の可動ステージ回転角検出手段及び不図示の可動ステージXY座標検出手段により20.固定定盤上の脱調した9.可動ステージのXYωZ座標を計測し、この9.可動ステージのXYωZ座標より31.自己脱調復帰機構により9.可動ステージを回転する回転角度を決定し、20.固定定盤上の正規位置に9.可動ステージを復帰させる。 FIG. 20. Self-step-out return mechanism. 8. With the fixed upper board held It is the figure which rotated the movable stage, and as shown in FIG. The surface plate holder is 20. 34. Hold the fixed surface plate. 35 with respect to the rotation drive mechanism fixed side. As the rotary drive mechanism rotation side rotates, as shown in FIG. 31 of the movable stage. Along with the rotation drive of the self-step-out return mechanism, 9. The movable stage is 20. The fixed platen can be rotated to the normal position. 31. 9. Self-step-out recovery mechanism When the movable stage is rotationally driven, 20. a movable stage rotation angle detection unit (not shown) and a movable stage XY coordinate detection unit (not shown). Step out on the fixed platen 9. Measure the XYωZ coordinates of the movable stage. From the XYωZ coordinates of the movable stage 31. 9. Self-step-out recovery mechanism 20. Determine a rotation angle for rotating the movable stage; 9. At a normal position on the fixed surface plate. Return the movable stage.
可動ステージの回転角検出手段及び可動ステージの不図示のXY座標検出手段により20.固定定盤上の9.可動ステージが脱調したXYωZ座標を計測する手段は後の実施例にて説明を行う。次に31.自己脱調復帰機構による9.可動ステージ自己復帰手段の第三段階として、31.自己脱調復帰機構による20.固定定盤の保持を解除させて、31.自己脱調復帰機構を9.可動ステージが通常XY駆動時の状態に戻す。 20. Rotation angle detection means of the movable stage and XY coordinate detection means (not shown) of the movable stage. 9. On the fixed surface plate The means for measuring the XYωZ coordinates where the movable stage has stepped out will be described in a later embodiment. Next, 31. 8. With self-step-out recovery mechanism. As the third stage of the movable stage self-return means, 31. 20. Self-step-out return mechanism. Release the holding of the fixed surface plate, 31. 8. Self-step-out return mechanism. The movable stage returns to the normal XY driving state.
図4(D)は31.自己脱調復帰機構による20.固定定盤の保持を解除させて、31.自己脱調復帰機構を9.可動ステージが通常XY駆動時の状態に戻した図であり、図3(D)のように31.自己脱調復帰機構の定盤保持を終了し36.上下駆動機構により39定盤保持部が20.固定上盤から離す。31.自己脱調復帰機構により20.固定定盤上の正規位置に9.可動ステージを復帰し、且つ、20.固定定盤に対して9.可動ステージの31.自己脱調復帰機構が20.固定定盤に接触をしていないので、9.可動ステージは20.固定定盤に対して通常XY駆動を行うことができる。以上のようなシーケンスにより、31.自己脱調復帰機構を用いた9.可動ステージの脱調状態からの復帰を行うことが可能となる。 FIG. 20. Self-step-out return mechanism. Release the holding of the fixed surface plate, 31. 8. Self-step-out return mechanism. It is the figure which returned the movable stage to the state at the time of normal XY drive, and as shown in FIG. End of holding the surface plate of the self-step-out return mechanism 36. The 39 surface plate holder is 20. Move away from the fixed upper plate. 31. 20. Self-step-out return mechanism. 9. At a normal position on the fixed surface plate. 21. return the movable stage; 9. For fixed surface plate 31 of the movable stage. Self-step-out return mechanism is 20. Since there is no contact with the fixed surface plate, 9. The movable stage is 20. Usually, XY driving can be performed on the fixed surface plate. By the sequence as described above, 31. 8. Using self-step-out recovery mechanism It is possible to return the movable stage from the step-out state.
図5は第2実施例における自己脱調復帰機構の拡大図である。第2実施例における31.自己脱調復帰機構は第1実施例の31.自己脱調復帰機構とほぼ同様の構成であり、第1実施例の31.自己脱調復帰機構からの変更点は、第1実施例の31.自己脱調復帰機構の36.上下駆動機構には駆動源としてエアーシリンダや直動モータなどを持っていたが、第2実施例の31.自己脱調復帰機構の40.上下機構には駆動源を持たない構成になっている点である。 FIG. 5 is an enlarged view of the self-step-out return mechanism in the second embodiment. 31 in the second embodiment. The self-step-out return mechanism is the same as that of the first embodiment 31. The configuration is substantially the same as that of the self-step-out return mechanism, and 31. of the first embodiment. The change from the self-step-out return mechanism is the 31. 36. Self-step-out return mechanism. The vertical drive mechanism has an air cylinder, a linear motion motor, etc. as a drive source. Self-step-out return mechanism 40. The vertical mechanism is configured not to have a drive source.
第2実施例における40.上下機構による39.定盤保持部の上下方法としては、図5(A)のように39.定盤保持部を20.固定定盤から離れた上段の位置で保持するためには、40.上下機構の内部に構成した43バネの張力を用いて41.上下機構固定側に対して42上下機構可動側を押し付ける。40.上下機構の内部に構成した43バネの力を用いることにより、40.上下機構は39.定盤保持部を上段に安定して保持することができる。39.定盤保持部を20.固定上盤に保持固定を行うためには、20.定盤保持部の20.固定上盤を吸着する力、すなわち20.定盤保持部と20.固定上盤との間に発生する電磁吸着力又は真空吸着力等を用いて、39定盤保持部は下方に移動し20.固定定盤に対して保持固定を行う。20.定盤保持部の20.固定上盤を吸着する力を解除すれば、40.上下機構の内部に構成した43バネの力により39.定盤保持部を上方に移動し、上段で安定して保持することができる。 40 in the second embodiment. By vertical mechanism 39. As the up-and-down method of the platen holding part, as shown in FIG. 20. Place the platen holder In order to hold at the upper position away from the fixed surface plate, 40. 41. Using the tension of 43 springs configured inside the vertical mechanism 41. The 42 vertical mechanism movable side is pressed against the vertical mechanism fixed side. 40. By using the force of 43 springs configured inside the vertical mechanism, 40. The vertical mechanism is 39. The platen holding part can be stably held in the upper stage. 39. 20. Place the platen holder In order to hold and fix to the fixed upper board, 20. 20 of the surface plate holder. Force for adsorbing the fixed upper plate, ie 20. A surface plate holding unit; Using the electromagnetic adsorption force or vacuum adsorption force generated between the fixed upper plate and the 39 surface plate holder, the 39 surface plate holder moves downward. Hold and fix to the fixed surface plate. 20. 20 of the surface plate holder. If the force to attract the fixed upper plate is released, 40. 39. By the force of 43 springs configured inside the vertical mechanism. The platen holder can be moved upward and can be stably held in the upper stage.
このように39.定盤保持部の20.固定上盤を吸着する力を用いて、39.定盤保持部の下方への移動と20.固定上盤に保持固定を行うことができる。第2実施例における31.自己脱調復帰機構は40.上下機構に動力源を供給する必要がないため、より簡単な構成の31.自己脱調復帰機構で9.可動ステージの脱調状態からの復帰を行うことが可能となる。第2実施例では40.上下機構の内部にコイルばねを構成したが、バネは自己復元力を持った機構であれば何でも良く、引張りバネ、板バネ、空気バネ等の力を利用しても良い。 In this way 39. 20 of the surface plate holder. Using the force to adsorb the fixed upper plate, 39. 20. Move the platen holding part downward, and It can be held and fixed on the fixed upper board. 31 in the second embodiment. Self-step-out recovery mechanism is 40. Since it is not necessary to supply a power source to the up-and-down mechanism, a simpler configuration 31. 9. Self-step-out recovery mechanism. It is possible to return the movable stage from the step-out state. In the second embodiment, 40. Although the coil spring is configured inside the vertical mechanism, any spring may be used as long as it has a self-restoring force, and a force such as a tension spring, a leaf spring, or an air spring may be used.
図6は第3実施例における自己脱調復帰機構の拡大図である。第3実施例における31.自己脱調復帰機構の第1実施例の31.自己脱調復帰機構からの変更点は、第1実施例の31.自己脱調復帰機構では33.回転機構により36.上下駆動機構を回転させていたが、第3実施例の31.自己脱調復帰機構では36.上下駆動機構により33.回転機構を上下駆動させている点である。第3実施例の31.自己脱調復帰機構のように36.上下駆動機構と33.回転機構の配置を交換しても39.定盤保持部を上下駆動と回転駆動できるので、31.自己脱調復帰機構の回転保持機構を用いて9.可動ステージの脱調状態からの復帰を行うことが可能となる。 FIG. 6 is an enlarged view of the self-step-out return mechanism in the third embodiment. 31 in the third embodiment. 31 of the first embodiment of the self-step-out return mechanism. The change from the self-step-out return mechanism is the 31. In the self-step-out return mechanism 33. By rotating mechanism 36. Although the vertical drive mechanism was rotated, 31. of the third embodiment. In the self-step-out return mechanism 36. 33. By the vertical drive mechanism. The rotating mechanism is driven up and down. 31 of the third embodiment. 36. Like the self-step-out return mechanism. Vertical drive mechanism and 33. 39. Even if the arrangement of the rotation mechanism is changed. Since the surface plate holder can be driven up and down and rotated, 31. 8. Using the rotation holding mechanism of the self-step-out return mechanism It is possible to return the movable stage from the step-out state.
図7は第3実施例における自己脱調復帰機構を用いた9.可動ステージの20.固定定盤の保持及び回転を行う定盤保持回転シーケンスを表す図である。図7(A)のように9.可動ステージが通常XY駆動時は、36.上下駆動機構により39.定盤保持部を上方に固定されている。図7(B)は31.自己脱調復帰機構により36.上下駆動機構により39定盤保持部を20.固定上盤に接触させ、39.定盤保持部は所定の保持方法(電磁チャック、真空吸着、摩擦保持など)で20.固定定盤の保持を行う。図7(C)のように31.自己脱調復帰機構により20.固定上盤の保持を行った状態で回転駆動を行う。 FIG. 7 shows that the self-step-out recovery mechanism in the third embodiment is used. 21 of the movable stage. It is a figure showing the surface plate holding | maintenance rotation sequence which hold | maintains and rotates a fixed surface plate. As shown in FIG. When the movable stage is normally XY driven, 36. By vertical drive mechanism 39. The platen holding part is fixed upward. FIG. 36. By the self-step-out return mechanism. The 39 surface plate holder is moved by the vertical drive mechanism. Contact with the fixed upper plate, 39. The surface plate holder is a predetermined holding method (electromagnetic chuck, vacuum suction, friction holding, etc.). Hold the fixed surface plate. As shown in FIG. 20. Self-step-out return mechanism. Rotation drive is performed while holding the fixed upper plate.
9.可動ステージは39定盤保持部を介して20.固定上盤に固定されているので、9.可動ステージは20.固定定盤に対して回転する。図7(D)は31.自己脱調復帰機構の定盤保持を解除し、36.上下駆動機構によりZ方向上方に39定盤保持部を移動する。以上のように第3実施例における31.自己脱調復帰機構を用いた9.可動ステージの20.固定定盤の保持及び回転を行う定盤保持回転シーケンスを行うことができるので、31.自己脱調復帰機構を用いた9.可動ステージの脱調状態からの復帰が可能となる。 9. The movable stage is 20. Since it is fixed to the fixed upper board, 9. The movable stage is 20. Rotates relative to the fixed surface plate. FIG. 36. Release the holding of the platen of the self-step-out return mechanism. The 39 surface plate holder is moved upward in the Z direction by the vertical drive mechanism. As described above, in the third embodiment, 31. 8. Using self-step-out recovery mechanism 21 of the movable stage. Since the surface plate holding and rotating sequence for holding and rotating the fixed surface plate can be performed, 31. 8. Using self-step-out recovery mechanism It is possible to return the movable stage from the step-out state.
図8はツインステージ半導体露光装置の概略図を表している。ツインステージ半導体露光装置は原版である3.レチクルを保持する4.レチクルステージ、3.レチクル上露光光を照射する6.照明系部、露光される1.ウェハを保持する2.ウェハステージ、3.レチクルからの露光光を所定の倍率で1.ウェハに投影する5.投影光学系、1.ウェハ上のアライメントマーク及びステージ上の基準マークを計測し1.ウェハ内のアライメントと1.ウェハと3.レチクル間のアライメントを行う8.アライメント光学系、床から除振手段を介して各々の構成要素を保持している7.本体構造体と基本的な構成は従来例の露光装置と同様であるが、第4実施例におけるツインステージ半導体露光装置の2.ウェハステージには44.可動ステージ1と45.可動ステージ2の2つの可動ステージがある。 FIG. 8 shows a schematic diagram of a twin stage semiconductor exposure apparatus. The twin stage semiconductor exposure system is the original version. 3. Hold the reticle. 2. reticle stage; 5. Irradiate exposure light on reticle. 1. Illumination system part is exposed 1. Hold the wafer. Wafer stage, 3. 1. Exposure light from the reticle at a predetermined magnification 4. Project onto wafer Projection optical system, 1. Measure the alignment mark on the wafer and the reference mark on the stage. In-wafer alignment and 2. wafer and 7. Align between reticles 6. Alignment optical system, holding each component from floor via vibration isolation means The main body structure and the basic configuration are the same as those of the exposure apparatus of the conventional example, but the 2. stage of the twin stage semiconductor exposure apparatus in the fourth embodiment. 44 on the wafer stage. Movable stage 1 and 45. There are two movable stages, movable stage 2.
2.ウェハステージに44.可動ステージ1と45.可動ステージ2を配置することにより、半導体露光シーケンスにおけるウェハに露光を行う処理とウェハのアライメントを行う処理を並列に行うことができるので、従来のようにウェハに露光を行う処理とウェハのアライメントを行う処理を直列で行っていた方式よりも装置全体の処理速度を向上することができる。前記ツインステージ半導体露光装置の2.ウェハステージに平面モータ駆動方式を適用することにより、44.可動ステージ1と45.可動ステージ2を独立に自由に駆動することが可能となる。 2. 44 on the wafer stage. Movable stage 1 and 45. By disposing the movable stage 2, the wafer exposure process and the wafer alignment process in the semiconductor exposure sequence can be performed in parallel, so that the wafer exposure process and the wafer alignment can be performed in the conventional manner. The processing speed of the entire apparatus can be improved as compared with the method in which the processing to be performed is performed in series. 1. The twin stage semiconductor exposure apparatus. 44. By applying a planar motor drive system to the wafer stage, Movable stage 1 and 45. The movable stage 2 can be independently and freely driven.
図9は第4実施例における自己脱調復帰機構を構成したツイン平面モータステージを表した図である。図7のツイン平面モータステージは平面モータ駆動方式により44.可動ステージ1と45.可動ステージ2を駆動しており、駆動方式は平面パルスモータ駆動方式と平面ローレンツモータ駆動方式のいずれでもよい。図7では、図中左側の露光側で5.投影光学系によりウェハの露光処理を行い、図中右側のアライメント側で8.アライメント光学系により1.ウェハのアライメント処理を行い、44.可動ステージ1と45.可動ステージ2は露光処理とアライメント処理を並列で行う。各々の処理が終了した時点で44.可動ステージ1と45.可動ステージ2を入れ替えて、1.ウェハのアライメント処理の終了した可動ステージは1.ウェハの露光処理を行い、1.ウェハの露光処理が終了した可動ステージは不図示のウェハ搬送系により1.ウェハの回収供給を行い新たに供給された1.ウェハのアライメント処理を行う。このシーケンスを繰り返すことによりウェハの露光処理を連続して行う。 FIG. 9 is a view showing a twin flat motor stage constituting the self-step-out returning mechanism in the fourth embodiment. The twin flat motor stage of FIG. Movable stage 1 and 45. The movable stage 2 is driven, and the driving method may be either a flat pulse motor driving method or a flat Lorentz motor driving method. In FIG. 7, the exposure side on the left side in the figure is 5. The wafer is exposed by the projection optical system, and 8. on the right alignment side in the figure. By alignment optical system Perform wafer alignment processing; 44. Movable stage 1 and 45. The movable stage 2 performs exposure processing and alignment processing in parallel. 44. When each processing is completed. Movable stage 1 and 45. Replace movable stage 2 and The movable stage after the wafer alignment process is completed. 1. Perform wafer exposure processing; The movable stage after the wafer exposure process is completed by a wafer transfer system (not shown). Newly supplied by collecting and supplying wafers. Wafer alignment processing is performed. By repeating this sequence, the wafer exposure process is continuously performed.
ツイン平面モータステージは44.可動ステージ1と45.可動ステージ2の位置を計測するための複数の22.X干渉計と25.Y、ωZ干渉計を配置し、22.X干渉計と25.Y、ωZ干渉計の干渉計計測光が44.可動ステージ1と45.可動ステージ2の駆動範囲全域において、44.可動ステージ1と45.可動ステージ2のXバーミラとYバーミラに照射するように構成されている。また電源ケーブル、信号ケーブ、空圧用配管類、冷却液配管類などを供給するための46.実装ケーブルベア1が44.可動ステージ1に、48.実装ケーブルベア2が45.可動ステージ2に接続されている。44.可動ステージ1と45.可動ステージ2の駆動範囲全域において46.実装ケーブルベア1と48.実装ケーブルベア2がストレスのない状態で可動ステージに実装ケーブルベアを確実に接続するために、44.可動ステージ1の駆動に追従して47.実装ケーブル駆動部1は追従駆動し、45.可動ステージ2の駆動に対して49実装ケーブル駆動部2は追従駆動を行う。 The twin flat motor stage is 44. Movable stage 1 and 45. A plurality of 22 for measuring the position of the movable stage 2. X interferometer and 25. 21. Place Y, ωZ interferometer, X interferometer and 25. Interferometer measurement light of Y, ωZ interferometer is 44. Movable stage 1 and 45. 44. In the entire driving range of the movable stage 2, 44. Movable stage 1 and 45. It is configured to irradiate the X and Y bar mirrors of the movable stage 2. 46. For supplying power cables, signal cables, pneumatic piping, coolant piping, etc. The mounting cable bear 1 is 44. On the movable stage 1, 48. The mounting cable bear 2 is 45. It is connected to the movable stage 2. 44. Movable stage 1 and 45. 46. In the entire driving range of the movable stage 2. Mounting cable bear 1 and 48. In order to securely connect the mounting cable bear to the movable stage in a state where the mounting cable bear 2 is not stressed, 44. Following the drive of the movable stage 1 47. The mounting cable driving unit 1 follows and drives, 45. The 49-mounted cable drive unit 2 performs follow-up driving for driving the movable stage 2.
以上のような構成のツイン平面モータステージにおいて、44.可動ステージ1と45.可動ステージ2には自己脱調復帰機構はそれぞれの可動ステージに対して1つ構成されている。44.可動ステージ1に対して50.自己脱調復帰機構1と45.可動ステージ2に対して51.自己脱調復帰機構2を構成することにより、各々の可動ステージに不慮の外力が加わり、9.可動ステージがXY軸に対してωZ方向に回転し、9.可動ステージが脱調した状態に陥ったとしても、今まで述べてきたような実施例におけるシーケンスにより、自己脱調復帰機構を用いた可動ステージの脱調状態からの復帰を行うことが可能となる。 In the twin planar motor stage having the above-described configuration, 44. Movable stage 1 and 45. The movable stage 2 has one self-step-out return mechanism for each movable stage. 44. 50 with respect to the movable stage 1. Self-step-out return mechanism 1 and 45. 51 with respect to the movable stage 2. 8. By configuring the self-step-out return mechanism 2, an unexpected external force is applied to each movable stage. 8. The movable stage rotates in the ωZ direction with respect to the XY axis. Even if the movable stage falls out of step, it becomes possible to return the movable stage from the step-out state using the self-step-out return mechanism by the sequence in the embodiment as described above. .
本実施例ではそれぞれの可動ステージに対して1つの自己脱調復帰機構を構成したが、それぞれの可動ステージに対して複数個の自己脱調復帰機構を構成してもよい。また本実施例では平面モータステージに二つの可動ステージを構成したが、平面モータステージに2つ以上の複数個の可動ステージを構成し、それぞれの可動ステージに1つ以上の自己脱調復帰機構を構成することにより、可動ステージの脱調状態からの復帰を行うことが可能となる。 In this embodiment, one self-step-out return mechanism is configured for each movable stage, but a plurality of self-step-out return mechanisms may be configured for each movable stage. In this embodiment, two movable stages are configured on the planar motor stage. However, two or more movable stages are configured on the planar motor stage, and one or more self-step-out return mechanisms are provided on each movable stage. By configuring, the movable stage can be returned from the step-out state.
前記実施例においては自己脱調復帰機構を用いた9.可動ステージの脱調状態からの復帰を行う構成及び方法を記載したが、31.自己脱調復帰機構により9.可動ステージの脱調状態からの復帰する際には、可動ステージ回転角検出手段により20.固定定盤上の脱調した9.可動ステージのωZ座標を計測し、この9.可動ステージのωZ座標より31.自己脱調復帰機構で9.可動ステージを回転する回転角度を決定する必要がある。 In the above embodiment, the self-step-out return mechanism is used. Although the configuration and method for returning the movable stage from the step-out state have been described, 31. 9. Self-step-out recovery mechanism When the movable stage returns from the step-out state, the movable stage rotation angle detection means 20. Step out on the fixed platen 9. Measure the ωZ coordinate of the movable stage. From the ωZ coordinate of the movable stage 31. 9. Self-step-out recovery mechanism. It is necessary to determine the rotation angle for rotating the movable stage.
また9.可動ステージのωZ座標のほかに、可動ステージXY座標検出手段により20.固定定盤上の脱調した9.可動ステージのXY座標も合わせて計測することができれば、31.自己脱調復帰機構で9.可動ステージを回転する際の9.可動ステージの回転軌跡も合わせて計算することができる。9.可動ステージの回転軌跡を認識することができれば、9.可動ステージの回転軌跡での干渉物有無を判断することができ、より安全に自己脱調復帰機構を用いた9.可動ステージの脱調状態からの復帰を行うことが可能となる。 9. In addition to the ωZ coordinate of the movable stage, the movable stage XY coordinate detection means 20. Step out on the fixed platen 9. If the XY coordinates of the movable stage can also be measured, 31. 9. Self-step-out recovery mechanism. 9. When rotating the movable stage The rotational trajectory of the movable stage can also be calculated. 9. If the rotation trajectory of the movable stage can be recognized, 9. 8. It is possible to determine the presence or absence of interfering objects on the rotation trajectory of the movable stage, and use the self-step-out recovery mechanism more safely. It is possible to return the movable stage from the step-out state.
そこで自己脱調復帰機構による9.可動ステージの脱調状態からの復帰を行う際に用いる可動ステージ回転角検出手段及び可動ステージXY座標検出手段の実施例に関して説明を行う。 Therefore, a self-step-out recovery mechanism is used. An embodiment of the movable stage rotation angle detecting means and the movable stage XY coordinate detecting means used when the movable stage is returned from the step-out state will be described.
図10は第5実施例における可動ステージ回転角検出方法を表した図である。図10(A)は平面モータステージの概略図であり、平面モータステージの構成は第一実施例における平面モータと同様である。本実施例における回転角検出機構は、9.可動ステージと実測ケーブルベアの接続部である29.可動側実装ケーブル接続部に構成する。 FIG. 10 is a diagram showing a movable stage rotation angle detection method in the fifth embodiment. FIG. 10A is a schematic view of a planar motor stage, and the configuration of the planar motor stage is the same as that of the planar motor in the first embodiment. The rotation angle detection mechanism in this embodiment is 9. 29. Connection between the movable stage and the actual cable track. Configure the movable side mounting cable connection.
図10(B)は29.可動側実装ケーブル接続部(B部)の拡大図であり、9.可動ステージに接続した53.可動ステージ側フランジ板と28.実装ケーブルベアに接続した52.ケーブルベア側フランジ板を54.ベアリングを介してωZ方向に摺動可能に接続を行う。52.ケーブルベア側フランジ板と53.可動ステージ側フランジ板のωZ方向の回転角度を検出するために55.エンコーダを取り付ける。以上のような構成により、52.ケーブルベア側フランジ板と53.可動ステージ側フランジはωZ方向に回転自在であり、且つ55.エンコーダを構成しているので52.ケーブルベア側フランジ板に対する53.可動ステージ側フランジのωZ方向の回転角度を検出する。 FIG. 8. It is an enlarged view of a movable side mounting cable connection part (B part), Connected to movable stage 53. Movable stage side flange plate and 28. 52. Connected to mounting cable carrier 54. Install the cable carrier flange plate. The connection is slidable in the ωZ direction via the bearing. 52. 53. Cable bear side flange plate; In order to detect the rotation angle in the ωZ direction of the movable stage side flange plate 55. Install the encoder. With the above configuration, 52. 53. Cable bear side flange plate; The movable stage side flange is rotatable in the ωZ direction, and 55. Since the encoder is configured, 52. 53. For cable carrier flange plate The rotation angle of the movable stage side flange in the ωZ direction is detected.
図11は第5実施例における可動ステージ回転角検出手段を用いた脱調した9.可動ステージのωZ方向の回転角θを検出する方法をあらわす図である。図11(A)は9.可動ステージが通常駆動している状態を表す図であり、9.可動ステージはXY軸方向に平行なωZ方向の正規回転角で駆動しており、9.可動ステージに接続する53.可動ステージ側フランジ板もXY軸方向に平行なωZ方向の正規回転角に保持されている。 FIG. 11 shows a step-out using the movable stage rotation angle detecting means in the fifth embodiment. It is a figure showing the method to detect rotation angle (theta) of the ωZ direction of a movable stage. FIG. FIG. 9 is a diagram illustrating a state in which the movable stage is normally driven; 8. The movable stage is driven at a normal rotation angle in the ωZ direction parallel to the XY axis direction. Connect to movable stage 53. The movable stage side flange plate is also held at a normal rotation angle in the ωZ direction parallel to the XY axis direction.
また28.実装ケーブルベアはXY軸方向に平行なωZ方向の正規回転角を保ったまま9.可動ステージに追従しているため、28.実装ケーブルベアに接続する52.ケーブルベア側フランジ板もXY軸方向に平行なωZ方向の正規回転角に保持されている。53.可動ステージ側フランジ板と52.ケーブルベア側フランジ板とは54.ベアリングを介してωZ方向に摺動可能に接続されているが、9.可動ステージが通常駆動している状態では53.可動ステージ側フランジ板と52.ケーブルベア側フランジ板とはXY軸方向に平行なωZ方向の正規回転角に保たれている。 28. 8. Mount the cable carrier while maintaining the normal rotation angle in the ωZ direction parallel to the XY axis. Since it follows the movable stage, 28. Connect to the mounting cable carrier 52. The cable bearer side flange plate is also held at a normal rotation angle in the ωZ direction parallel to the XY axis direction. 53. 52. movable stage side flange plate; What is the cable carrier flange plate? 8. It is slidably connected in the ωZ direction via a bearing. In a state where the movable stage is normally driven, 53. 52. movable stage side flange plate; The cable bearer side flange plate is maintained at a normal rotation angle in the ωZ direction parallel to the XY axis direction.
図11(B)は9.可動ステージがωZ方向に回転角θだけ脱調した状態を表す図であり、9.可動ステージに接続する53.可動ステージ側フランジ板は9.可動ステージの回転に伴ってωZ方向の回転角θだけ回転するが、53.可動ステージ側フランジ板と52.ケーブルベア側フランジ板を54.ベアリングを介してωZ方向に摺動可能に接続されているので、28.実装ケーブルベアに接続する52.ケーブルベア側フランジ板は53.可動ステージ側フランジ板の回転に伴うことなく通常搬送状態と同じωZ方向の回転角であるXY軸方向に平行なωZ方向の正規回転角を保持している。 FIG. FIG. 9 is a diagram illustrating a state in which the movable stage is stepped out by the rotation angle θ in the ωZ direction; Connect to movable stage 53. The movable stage side flange plate is 9. As the movable stage rotates, it rotates by the rotation angle θ in the ωZ direction. 52. movable stage side flange plate; 54. Install the cable carrier flange plate. Since it is slidably connected in the ωZ direction through the bearing, 28. Connect to the mounting cable carrier 52. The cable carrier flange plate is 53. The normal rotation angle in the ωZ direction parallel to the XY axis direction, which is the same rotation angle in the ωZ direction as in the normal conveyance state, is maintained without accompanying the rotation of the movable stage side flange plate.
この53.可動ステージ側フランジ板と52.ケーブルベア側フランジ板のωZ方向の回転角θを55.エンコーダで検出することにより、XY軸方向に平行な正規のωZ方向回転角に対する9.可動ステージのωZ方向の回転角θを検出することができる。可動ステージ回転角検出方法により検出された9.可動ステージのωZ方向の回転角θだけ31.自己脱調復帰機構により9.可動ステージを回転することにより、9.可動ステージがωZ方向に回転角θだけ脱調した状態から正規のωZ方向の回転角に復帰することができるので、9.可動ステージをωZ方向に回転角θだけ脱調した状態から正規のωZ回転角で可動ステージが駆動できる状態に復帰することができる。 This 53. 52. movable stage side flange plate; The rotation angle θ in the ωZ direction of the cable carrier side flange plate is set to 55. 9. By detecting with an encoder, the normal ωZ direction rotation angle parallel to the XY axis direction is detected. The rotation angle θ in the ωZ direction of the movable stage can be detected. 8. Detected by the movable stage rotation angle detection method Only the rotation angle θ in the ωZ direction of the movable stage 31. 9. Self-step-out recovery mechanism By rotating the movable stage, 9. Since the movable stage can return to the normal rotation angle in the ωZ direction from the state in which the movable stage has stepped out in the ωZ direction by the rotation angle θ, 9. The movable stage can be returned to the state where the movable stage can be driven at the normal ωZ rotation angle from the state where the movable stage is stepped out in the ωZ direction by the rotation angle θ.
以上のように第5実施例の可動ステージ回転角検出方法により、自己脱調復帰機構を用いた可動ステージの脱調状態からの復帰を行うことが可能となる。 As described above, the movable stage rotation angle detection method of the fifth embodiment makes it possible to return the movable stage from the step-out state using the self-step-out return mechanism.
本実施例では9.可動ステージと28.実装ケーブルベアの回転角度をエンコーダにより検出を行っていたが、9.可動ステージと28.実装ケーブルベアの回転角度または回転関係がわかれば回転角検出方法は何でも良く、リニアエンコーダを回転角検出方法に用いた検出方法、櫛歯とフォトセンサを用いた検出方法、櫛歯と近接センサを用いた検出方法等でも良い。 In this embodiment, 9. A movable stage and 28. 8. The rotation angle of the mounted cable track was detected by the encoder. A movable stage and 28. Any rotation angle detection method can be used if the rotation angle or the rotation relationship of the mounted cable carrier is known. A detection method using a linear encoder as a rotation angle detection method, a detection method using a comb tooth and a photo sensor, a comb tooth and a proximity sensor. The detection method used may be used.
本実施例では、一つの9.可動ステージが駆動している平面モータステージに関する実施例を記載したが、複数個の9.可動ステージが駆動している平面モータステージに関しても、各々の9.可動ステージ第5実施例の可動ステージ回転角検出方法を組み込むことにより、各々の9.可動ステージのωZ方向の位置を検出するができる。 In this embodiment, one 9. Although an embodiment relating to a planar motor stage driven by a movable stage has been described, a plurality of 9. As for the planar motor stage driven by the movable stage, each 9. By incorporating the movable stage rotation angle detection method of the movable stage fifth embodiment, each 9. The position of the movable stage in the ωZ direction can be detected.
図12は第6実施例における可動ステージ回転角検出方法を表した図である。本実施例は平面パルスモータ駆動方式での可動ステージ回転角検出方法に関する実施例である。 FIG. 12 is a diagram showing a movable stage rotation angle detection method in the sixth embodiment. This embodiment is an embodiment relating to a movable stage rotation angle detection method in a plane pulse motor drive system.
図12は31.自己脱調復帰機構を用いた9.可動ステージの脱調復帰駆動中の31.自己脱調復帰機構の33.回転機構の回転トルク変化を表した図である。9.可動ステージがXY軸に対してωZ方向に回転した脱調した状態から正規のωZ回転角で9.可動ステージが駆動できる状態に復帰するために31.自己脱調復帰機構を用いて9.可動ステージをωZ方向の正規回転角になるように回転させる。9.可動ステージがωZ方向の正規回転角に近づいてくると、平面パルスモータ駆動方式では、10.プラテン部の11.凸部と9.可動ステージの12、13.X、Y電磁駆動ユニットの吸引力によりディテントトルクが発生し、ディテントトルクによるωZ方向の自己復帰力によりモータの回転トルクは通常回転時のモータの回転トルクよりも減少する。 FIG. 8. Using self-step-out recovery mechanism 31. During the step-out return drive of the movable stage Self-step-out return mechanism 33. It is a figure showing the rotation torque change of a rotation mechanism. 9. From the step-out state where the movable stage rotates in the ωZ direction with respect to the XY axis, the normal ωZ rotation angle is 9. In order to return the movable stage to a driveable state 31. 8. Using self-step-out recovery mechanism The movable stage is rotated so as to have a normal rotation angle in the ωZ direction. 9. When the movable stage approaches the normal rotation angle in the ωZ direction, in the planar pulse motor drive system, 10. 11. Platen part 8. convex part 12, 13 of the movable stage. A detent torque is generated by the attractive force of the X and Y electromagnetic drive units, and the rotational torque of the motor is smaller than the rotational torque of the motor during normal rotation by the self-returning force in the ωZ direction by the detent torque.
また31.自己脱調復帰機構による回転が9.可動ステージをωZ方向の正規回転角を超えて回転させると、ディテントトルクによるωZ方向の自己復帰力によりモータの回転トルクは通常回転時のモータの回転トルクよりも増加する。また9.可動ステージがωZ方向の正規回転角の状態では、ディテントトルクによるωZ方向の自己復帰力は働かないのでモータの回転トルクは通常回転時のモータの回転トルクと同等になる。 31. 9. Rotation by self-step-out return mechanism When the movable stage is rotated beyond the normal rotation angle in the ωZ direction, the rotational torque of the motor increases more than the rotational torque of the motor during normal rotation due to the self-returning force in the ωZ direction due to the detent torque. 9. When the movable stage is in the normal rotation angle in the ωZ direction, the self-returning force in the ωZ direction due to the detent torque does not work, so the motor rotation torque is equal to the motor rotation torque during normal rotation.
このように平面パルスモータ駆動方式では、ディテントトルクによるωZ方向の自己復帰力により変化する31.自己脱調復帰機構の回転機構の回転トルクを検出することで9.可動ステージのωZ方向の正規回転角を認識することができるので、9.可動ステージがωZ方向に脱調した状態からωZ方向の正規回転角で9.可動ステージが駆動できる状態に復帰することができる。 As described above, in the planar pulse motor driving method, the self-returning force in the ωZ direction due to the detent torque changes. 8. By detecting the rotational torque of the rotation mechanism of the self-step-out recovery mechanism. Since the normal rotation angle in the ωZ direction of the movable stage can be recognized, 9. When the movable stage is out of step in the ωZ direction, the normal rotation angle in the ωZ direction is 9. It is possible to return to a state where the movable stage can be driven.
また31.自己脱調復帰機構の回転機構の回転トルク変化を検出し、9.可動ステージをディテントトルクによるωZ方向の自己復帰力が働いている状態で、回転機構のモータの励磁をOFFすると平面パルスモータ駆動方式のディテントトルクによるωZ方向の自己復帰力により自動的に9.可動ステージがωZ方向の正規回転角に復帰する。 31. 8. detecting a change in rotational torque of the rotation mechanism of the self-step-out return mechanism; When the motor of the rotation mechanism is turned off while the movable stage is in the state where the self-returning force in the ωZ direction due to the detent torque is applied, the self-returning force in the ωZ direction due to the detent torque of the planar pulse motor drive system is automatically set to 9. The movable stage returns to the normal rotation angle in the ωZ direction.
9.可動ステージをディテントトルクによるωZ方向の自己復帰力が働いている状態は、9.可動ステージがωZ方向の正規回転角に近づいて、ディテントトルクによるωZ方向の自己復帰力によりモータの回転トルクは通常回転時のモータの回転トルクよりも減少した状態でもよいし、9.可動ステージをωZ方向の正規回転角を超えて回転し、ディテントトルクによるωZ方向の自己復帰力によりモータの回転トルクは通常回転時のモータの回転トルクよりも増加した状態でもよい。 9. The state where the self-returning force in the ωZ direction by the detent torque is acting on the movable stage is 9. 8. The movable stage may approach the normal rotation angle in the ωZ direction, and the rotational torque of the motor may be smaller than the rotational torque of the motor during normal rotation due to the self-returning force in the ωZ direction due to detent torque. The movable stage may be rotated beyond the normal rotation angle in the ωZ direction, and the rotational torque of the motor may be higher than the rotational torque of the motor during normal rotation due to the self-returning force in the ωZ direction due to the detent torque.
このように第6実施例の可動ステージ回転角検出方法により、自己脱調復帰機構を用いた9.可動ステージの脱調状態からの復帰を行うことが可能となる。 In this way, the self-step-out return mechanism is used by the movable stage rotation angle detection method of the sixth embodiment. It is possible to return the movable stage from the step-out state.
本実施例では、一つの9.可動ステージが駆動している平面モータステージに関する実施例を記載したが、複数個の9.可動ステージが駆動している平面モータステージに関しても、各々の9.可動ステージ第6実施例の可動ステージ回転角検出方法を組み込むことにより、各々の9.可動ステージのωZ方向の位置を検出するができる。 In this embodiment, one 9. Although an embodiment relating to a planar motor stage driven by a movable stage has been described, a plurality of 9. As for the planar motor stage driven by the movable stage, each 9. By incorporating the movable stage rotation angle detection method of the movable stage sixth embodiment, each 9. The position of the movable stage in the ωZ direction can be detected.
図13は第7実施例における可動ステージ回転角検出方法および可動ステージXY座標検出方法を表した図である。本実施例は平面ローレンツモータ駆動方式での可動ステージ回転角検出方法および可動ステージXY座標検出方法に関する実施例である。 FIG. 13 is a diagram showing a movable stage rotation angle detection method and a movable stage XY coordinate detection method in the seventh embodiment. The present embodiment relates to a movable stage rotation angle detection method and a movable stage XY coordinate detection method in a planar Lorentz motor drive system.
図13は31.自己脱調復帰機構を用いた9.可動ステージの脱調復帰駆動中における平面ローレンツモータ駆動方式の平面モータステージ上面図である。9.可動ステージがXY軸に対してωZ方向に回転した脱調した状態から正規のωZ回転角で9.可動ステージが駆動できる状態に復帰するために31.自己脱調復帰機構を用いて9.可動ステージをωZ方向の正規回転角になるように回転させる。9.可動ステージをωZ方向に回転すると、9.可動ステージに配置された15.磁石群と固定定盤上に配置された19.コイル部間に位置関係が変化するため、9.可動ステージに配置された15.磁石群に対応するコイル部分に逆起電力が発生する。 FIG. 8. Using self-step-out recovery mechanism FIG. 6 is a top view of a planar motor stage of a planar Lorentz motor driving method during a step-out return driving of the movable stage. 9. From the step-out state where the movable stage rotates in the ωZ direction with respect to the XY axis, the normal ωZ rotation angle is 9. In order to return the movable stage to a driveable state 31. 8. Using self-step-out recovery mechanism The movable stage is rotated so as to have a normal rotation angle in the ωZ direction. 9. When the movable stage is rotated in the ωZ direction, 9. 15. Arranged on a movable stage. 19. Arranged on magnet group and fixed surface plate. Since the positional relationship changes between the coil portions, 9. 15. Arranged on a movable stage. Back electromotive force is generated in the coil portion corresponding to the magnet group.
図13の平面モータステージにおいては、9.可動ステージの配置された15.磁石群に対応する56.X逆起電力発生コイルと57.Y逆起電力発生コイルのコイルに9.可動ステージの回転に伴う逆起電力が発生する。よって31.自己脱調復帰機構を用いた9.可動ステージの回転に伴い逆起電力の発生する56.X逆起電力発生コイルと57.Y逆起電力発生コイルの位置を認識することにより、9.可動ステージが固定定盤上の19.コイル部のどの位置にあるかを認識することができる。以上のような方法で31.自己脱調復帰機構を用いた9.可動ステージの回転に伴い逆起電力の発生するコイルの位置を認識することにより、可動ステージXY座標を検出することができる。 In the planar motor stage of FIG. 15. A movable stage is arranged. 56 corresponding to the magnet group. X. back electromotive force generating coil; 8. Coil the Y back electromotive force generating coil. A counter electromotive force is generated along with the rotation of the movable stage. Therefore 31. 8. Using self-step-out recovery mechanism 56. Back electromotive force is generated as the movable stage rotates. X. back electromotive force generating coil; By recognizing the position of the Y back electromotive force generating coil, 9. 19. The movable stage is on the fixed surface plate. It is possible to recognize where the coil portion is. In the above manner, 31. 8. Using self-step-out recovery mechanism By recognizing the position of the coil where the back electromotive force is generated with the rotation of the movable stage, the movable stage XY coordinates can be detected.
また9.可動ステージがωZ方向の正規回転角に近づくにつれて9.可動ステージに配置された15.磁石群に対応するコイルの数が減っていくため、9.可動ステージの回転に伴い逆起電力が発生する56.X逆起電力発生コイルと57.Y逆起電力発生コイルの数は減少していき、逆起電力の発生する56.X逆起電力発生コイルと57.Y逆起電力発生コイルの数は9.可動ステージがωZ方向の正規回転角であるときが最小となる。 9. 8. As the movable stage approaches the normal rotation angle in the ωZ direction, 15. Arranged on a movable stage. Since the number of coils corresponding to the magnet group decreases, 9. 56. Back electromotive force is generated as the movable stage rotates. X. back electromotive force generating coil; 56. The number of Y back electromotive force generating coils decreases and back electromotive force is generated X. back electromotive force generating coil; The number of Y back electromotive force generating coils is 9. The minimum is when the movable stage is at a normal rotation angle in the ωZ direction.
よって31.自己脱調復帰機構を用いた9.可動ステージの回転に伴い逆起電力の発生する56.X逆起電力発生コイルと57.Y逆起電力発生コイルの個数を認識することにより、9.可動ステージが固定定盤上のどれくらい回転角を持っているか、9.可動ステージがωZ方向の正規回転角はどの回転角のときかを認識することができる。以上のような方法で31.自己脱調復帰機構を用いた9.可動ステージの回転に伴い逆起電力の発生するコイルの個数を認識することにより、可動ステージ回転角を検出することができる。 Therefore 31. 8. Using self-step-out recovery mechanism 56. Back electromotive force is generated as the movable stage rotates. X. back electromotive force generating coil; By recognizing the number of Y back electromotive force generating coils, 9. 8. How much the movable stage has a rotation angle on the fixed surface plate, It is possible to recognize which rotation angle is the normal rotation angle of the movable stage in the ωZ direction. In the above manner, 31. 8. Using self-step-out recovery mechanism The rotational angle of the movable stage can be detected by recognizing the number of coils that generate counter electromotive force as the movable stage rotates.
以上のように第7実施例における可動ステージXY座標検出方法及び可動ステージ回転角検出方法により、自己脱調復帰機構を用いた9.可動ステージの脱調状態からの復帰を行うことが可能となる。 As described above, the self-step-out recovery mechanism is used by the movable stage XY coordinate detection method and the movable stage rotation angle detection method in the seventh embodiment. It is possible to return the movable stage from the step-out state.
本実施例では9.可動ステージの回転に伴い逆起電力の発生するコイルの個数を認識することにより可動ステージ回転角を検出したが、9.可動ステージの回転に伴い発生するコイルの逆起電力の大きさを検出することにより可動ステージ回転角を検出してもよい。 In this embodiment, 9. 8. The rotational angle of the movable stage was detected by recognizing the number of coils that generate back electromotive force as the movable stage rotates. The rotational angle of the movable stage may be detected by detecting the magnitude of the back electromotive force of the coil generated with the rotation of the movable stage.
9.可動ステージがωZ方向の正規回転角に近づくにつれて一つのコイルに対応する9.可動ステージに配置された15.磁石群の数が増加していくため、コイルに発生する逆起電力は大きくなっていく。9.可動ステージの回転に伴い発生するコイルの逆起電力の大きさを認識することにより9.可動ステージがωZ方向の正規回転角はどの回転角のときかを認識することができる。また、9.可動ステージの回転に伴い発生するコイルの逆起電力に比例するコイル、磁石間に働く回生ブレーキを31.自己脱調復帰機構の回転機構の回転トルク変化を用いて検出することにより、9.可動ステージがωZ方向の正規回転角はどの回転角のときかを認識することができる。 9. 8. Corresponds to one coil as the movable stage approaches the normal rotation angle in the ωZ direction. 15. Arranged on a movable stage. As the number of magnet groups increases, the back electromotive force generated in the coil increases. 9. 8. By recognizing the magnitude of the back electromotive force of the coil generated as the movable stage rotates. It is possible to recognize which rotation angle is the normal rotation angle of the movable stage in the ωZ direction. In addition, 9. 31. A regenerative brake that works between the coil and magnet that is proportional to the counter electromotive force of the coil that occurs as the movable stage rotates. By detecting using the rotational torque change of the rotation mechanism of the self-step-out return mechanism, 9. It is possible to recognize which rotation angle is the normal rotation angle of the movable stage in the ωZ direction.
本実施例では、一つの9.可動ステージが駆動している平面モータステージに関する実施例を記載したが、複数個の9.可動ステージが駆動している平面モータステージに関しても、各々の9.可動ステージ第7実施例の可動ステージ回転角検出方法および可動ステージXY座標検出方法を組み込むことにより、各々の9.可動ステージのXYωZ方向の位置を検出するができる。 In this embodiment, one 9. Although an embodiment relating to a planar motor stage driven by a movable stage has been described, a plurality of 9. As for the planar motor stage driven by the movable stage, each 9. By incorporating the movable stage rotation angle detection method and the movable stage XY coordinate detection method of the movable stage seventh embodiment, each 9. The position of the movable stage in the XYωZ direction can be detected.
図14は第8実施例における可動ステージ回転角検出方法および可動ステージXY座標検出方法を表した図である。図14は平面モータステージの可動ステージ回転角検出機構および可動ステージXY座標検出機構の概略図であり、平面モータステージの構成は第一実施例における平面モータと同様である。本実施例における可動ステージ回転角検出方法および可動ステージXY座標検出方法では、9.可動ステージのX軸に平行な側面に58.Xリニア受光素子を配置し、9.可動ステージのY軸に平行な側面に59.Yリニア受光素子を配置する。 FIG. 14 is a diagram showing a movable stage rotation angle detection method and a movable stage XY coordinate detection method in the eighth embodiment. FIG. 14 is a schematic diagram of the movable stage rotation angle detection mechanism and the movable stage XY coordinate detection mechanism of the planar motor stage, and the configuration of the planar motor stage is the same as that of the planar motor in the first embodiment. In the movable stage rotation angle detection method and the movable stage XY coordinate detection method in this embodiment, 58. On the side parallel to the X axis of the movable stage. 8. arrange X linear light receiving element; 59 on the side parallel to the Y axis of the movable stage. A Y linear light receiving element is disposed.
また、平面モータステージの外部に9.可動ステージの58.Xリニア受光素子に向かってX軸方向に垂直に60.X計測光を照射する62.X投光部をX軸方向に平行に駆動可能な64.X可動体上に配置し、62.X投光部をX軸方向に駆動することにより9.可動ステージの駆動範囲全域において9.可動ステージの58.Xリニア受光素子に60.X計測光を照射できる。同様に平面モータステージの外部に9.可動ステージの59.Yリニア受光素子に向かってY軸方向に垂直に61.Y計測光を照射する63.Y投光部をY軸方向に平行に駆動可能な65.Y可動体上に配置し、63.Y投光部をY軸方向に駆動することにより9.可動ステージの駆動範囲全域において9.可動ステージの59.Yリニア受光素子に61.Y計測光を照射できる。 In addition, 9. 58 of the movable stage. 60. perpendicular to the X-axis direction toward the X linear light receiving element X irradiation with measurement light 62. 64. The X light projecting unit can be driven parallel to the X-axis direction. Arranged on the X movable body, 62. By driving the X light projecting unit in the X-axis direction, 9. 8. Over the entire driving range of the movable stage 58 of the movable stage. 60 for the X linear light receiving element. X measurement light can be irradiated. Similarly, outside the planar motor stage, 9. 59 of the movable stage. Perpendicular to the Y-axis direction toward the Y linear light receiving element 61. Irradiate Y measurement light The Y light projecting unit can be driven parallel to the Y-axis direction. Arranged on the Y movable body, 63. By driving the Y light projecting portion in the Y-axis direction, 9. 8. Over the entire driving range of the movable stage 59 of the movable stage. 61. For Y linear light receiving element. Y measurement light can be irradiated.
図15は第8実施例における可動ステージ回転角検出方法および可動ステージXY座標検出方法を用いた、ωZ方向に回転角θだけ脱調した9.可動ステージのXYωZ方向の位置を検出する方法をあらわす図である。ωZ方向に回転角θだけ脱調した9.可動ステージのXYωZ方向の位置を計測するために、64.X可動体をX軸方向に9.可動ステージの駆動範囲全域において走査して62.X投光部より照射した60.X計測光を58.Xリニア受光素子で受光し、62.X投光部が60.X計測光を照射したX座標X1、及び、62.X投光部がX座標X1位置で照射した60.X計測光を受光する58.Xリニア受光素子の計測位置XL1、を計測する。 15 shows a step-out in the ωZ direction by the rotation angle θ using the movable stage rotation angle detection method and the movable stage XY coordinate detection method in the eighth embodiment. It is a figure showing the method of detecting the position of the movable stage of XYωZ direction. 8. Step out of rotation angle θ in ωZ direction. In order to measure the position of the movable stage in the XYωZ direction, 64. 8. Move the X movable body in the X-axis direction. Scan across the entire driving range of the movable stage 62. 60. Irradiated from X light projecting section. X measurement light 58. Light is received by an X linear light receiving element; 62. X light projection part is 60. X coordinates X1 irradiated with X measurement light, and 62. X light projecting unit irradiated at X coordinate X1 position 60. Receive X measurement light 58. The measurement position XL1 of the X linear light receiving element is measured.
また同様に65.Y可動体をY軸方向に9.可動ステージの駆動範囲全域において走査して63.Y投光部より照射した61.Y計測光を59.Yリニア受光素子で受光し、63.Y投光部が61.Y計測光を照射したY座標Y1、Y2、及び、63.Y投光部がY座標Y1、Y2位置で照射した61.Y計測光を受光する59.Yリニア受光素子の計測位置YL1、YL2、を計測する。 Similarly, 65. 8. Move the Y movable body in the Y-axis direction. Scan across the entire driving range of the movable stage 63. 61. Irradiation from Y light projecting unit Y measurement light 59. Light is received by the Y linear light receiving element; Y light projecting part is 61. Y coordinates Y1, Y2, and 63. irradiated with Y measuring light. 61. Y light projecting unit irradiates at Y coordinate Y1, Y2 position Receive Y measurement light 59. Measurement positions YL1 and YL2 of the Y linear light receiving element are measured.
以上のように計測した計測結果を用いてωZ方向に回転角θだけ脱調した9.可動ステージのXYωZ方向の位置を算出する。9.可動ステージのωZ方向の回転角θは、61.Y計測光を照射したY座標Y1、Y2間の距離Y2−Y1と、63.Y投光部が照射した61.Y計測光を受光する59.Yリニア受光素子の計測位置YL1、YL2間の距離YL2−YL1とを用いた三角関数より、一意に算出することができる。 8. Step out by the rotation angle θ in the ωZ direction using the measurement result measured as described above. The position of the movable stage in the XYωZ direction is calculated. 9. The rotational angle θ in the ωZ direction of the movable stage is 61. Distance Y2-Y1 between Y coordinates Y1, Y2 irradiated with Y measurement light; 61 irradiated by Y light projecting unit. Receive Y measurement light 59. It can be uniquely calculated from a trigonometric function using the distances YL2 to YL1 between the measurement positions YL1 and YL2 of the Y linear light receiving element.
また9.可動ステージのXY座標は、先ほど算出した9.可動ステージのωZ方向の回転角θと、62.X投光部が60.X計測光を照射したX座標X1、及び、62.X投光部がX座標X1位置で照射した60.X計測光を受光する58.Xリニア受光素子の計測位置XL1と、63.Y投光部が61.Y計測光を照射したY座標Y1、及び、63.Y投光部がY座標Y1位置で照射した61.Y計測光を受光する59.Yリニア受光素子の計測位置YL1とを用いて、一意に算出することができる。 9. The XY coordinates of the movable stage were calculated earlier. A rotation angle θ of the movable stage in the ωZ direction, 62. X light projection part is 60. X coordinates X1 irradiated with X measurement light, and 62. X light projecting unit irradiated at X coordinate X1 position 60. Receive X measurement light 58. Measurement position XL1 of the X linear light receiving element; Y light projecting part is 61. Y coordinates Y1 irradiated with Y measurement light, and 63. 61. Y light projecting unit irradiates at Y coordinate Y1 position Receive Y measurement light 59. It can be uniquely calculated using the measurement position YL1 of the Y linear light receiving element.
以上のように第8実施例の可動ステージ回転角検出方法により計測された9.可動ステージのωZ方向の回転角θだけ31.自己脱調復帰機構により9.可動ステージを回転することにより、9.可動ステージがωZ方向に回転角θだけ脱調した状態から正規のωZ方向の回転角に復帰することができる。また第8実施例の可動ステージXY座標検出手段により計測された9.可動ステージのXY座標により、31.自己脱調復帰機構で9.可動ステージを回転する際の9.可動ステージの回転軌跡も合わせて計算することができるので、9.可動ステージの回転軌跡での干渉物有無を判断することができ、より安全に自己脱調復帰機構を用いた9.可動ステージの脱調状態からの復帰を行うことが可能となる。 As described above, it was measured by the movable stage rotation angle detection method of the eighth embodiment. Only the rotation angle θ in the ωZ direction of the movable stage 31. 9. Self-step-out recovery mechanism By rotating the movable stage, 9. It is possible to return to the normal rotation angle in the ωZ direction from the state where the movable stage has stepped out in the ωZ direction by the rotation angle θ. Further, it was measured by the movable stage XY coordinate detecting means of the eighth embodiment. Depending on the XY coordinates of the movable stage, 31. 9. Self-step-out recovery mechanism. 9. When rotating the movable stage Since the rotation trajectory of the movable stage can also be calculated, 9. 8. It is possible to determine the presence or absence of interfering objects on the rotation trajectory of the movable stage, and use the self-step-out recovery mechanism more safely. It is possible to return the movable stage from the step-out state.
本実施例では、9.可動ステージのX軸方向に1点、Y軸方向に2点計測することにより9.可動ステージのXYωZ方向の位置を算出していたが、9.可動ステージのX軸方向に2点、Y軸方向に1点計測しても同様に.可動ステージのXYωZ方向の位置を算出することができる。また9.可動ステージのX軸方向に複数点、Y軸方向に複数点計測することにより9.可動ステージのXYωZ方向の位置を計測すると、各々の計測誤差を平均化することができるのでより精度の高い9.可動ステージのXYωZ方向の位置を算出することが可能となる。 In this embodiment, 9. By measuring one point in the X-axis direction and two points in the Y-axis direction of the movable stage, 9. 8. The position of the movable stage in the XYωZ direction was calculated. Similarly, measuring 2 points in the X-axis direction and 1 point in the Y-axis direction of the movable stage. The position of the movable stage in the XYωZ direction can be calculated. 9. By measuring a plurality of points in the X-axis direction and a plurality of points in the Y-axis direction of the movable stage, 9. 8. When the position of the movable stage in the XYωZ direction is measured, each measurement error can be averaged, so that the accuracy is higher. It is possible to calculate the position of the movable stage in the XYωZ direction.
本実施例では9.可動ステージに58.Xリニア受光素子と59.Yリニア受光素子を配置して、9.可動ステージのX軸方向に1点、Y軸方向に2点計測することにより9.可動ステージのXYωZ方向の位置を算出していた。しかし図16のように9.可動ステージのX軸に平行な側面に一つの受光素子である66.X受光素子を配置し、9.可動ステージのY軸に平行な側面に二つの受光素子である67.Y受光素子1と68.Y受光素子2を構成しても、62.X投光部がX方向に63.Y投光部がY方向に走査することにより9.可動ステージのX軸方向に1点、Y軸方向に2点計測することができるので、9.可動ステージのXYωZ方向の位置を算出することができる。 In this embodiment, 9. 58. On the movable stage. X linear light receiving element and 59. 8. arrange Y linear light receiving element; By measuring one point in the X-axis direction and two points in the Y-axis direction of the movable stage, 9. The position of the movable stage in the XYωZ direction has been calculated. However, as shown in FIG. 66. One light receiving element on the side surface parallel to the X axis of the movable stage. 8. arrange X light receiving element; 67. Two light receiving elements on the side surface parallel to the Y axis of the movable stage Y light receiving elements 1 and 68. Even if the Y light receiving element 2 is configured, 62. The X light projecting unit is 63. 8. The Y floodlight scans in the Y direction. Since one point can be measured in the X-axis direction and two points in the Y-axis direction of the movable stage, 9. The position of the movable stage in the XYωZ direction can be calculated.
また同様に9.可動ステージのX軸に平行な側面に一つの受光素子である66.X受光素子を配置し、9.可動ステージのY軸に平行な側面に59.Yリニア受光素子を構成しても、62.X投光部がX方向に63.Y投光部がY方向に走査することにより9.可動ステージのX軸方向に1点、Y軸方向に2点計測することができるので、9.可動ステージのXYωZ方向の位置を算出することができる。 Similarly, 9. 66. One light receiving element on the side surface parallel to the X axis of the movable stage. 8. arrange X light receiving element; 59 on the side parallel to the Y axis of the movable stage. Even if the Y linear light receiving element is configured, 62. The X light projecting unit is 63. 8. The Y floodlight scans in the Y direction. Since one point can be measured in the X-axis direction and two points in the Y-axis direction of the movable stage, 9. The position of the movable stage in the XYωZ direction can be calculated.
また本実施例では9.可動ステージに58.Xリニア受光素子と59.Yリニア受光素子を配置して62.X投光部がX方向に63.Y投光部がY方向に走査することにより、9.可動ステージのX軸方向に1点、Y軸方向に2点計測することにより9.可動ステージのXYωZ方向の位置を算出していた。しかし図17のように平面モータステージの外部に複数個の62.X投光部と複数個の63.Y投光部を配置し、9.可動ステージの58.Xリニア受光素子と59.Yリニア受光素子に対して、62.X投光部と63.Y投光部からの計測光が58.Xリニア受光素子には1点以上、59.Yリニア受光素子には2点以上常に照射するようにしても、同様の効果を得ることができる。以上のような構成においても、9.可動ステージのX軸方向に1点、Y軸方向に2点計測することができるので、9.可動ステージのXYωZ方向の位置を算出することができる。 In this embodiment, 9. 58. On the movable stage. X linear light receiving element and 59. 62. arrange a Y linear light receiving element; The X light projecting unit is 63. When the Y light projecting unit scans in the Y direction, 9. By measuring one point in the X-axis direction and two points in the Y-axis direction of the movable stage, 9. The position of the movable stage in the XYωZ direction has been calculated. However, as shown in FIG. X projecting section and a plurality of 63. 8. Place Y light projecting section, 58 of the movable stage. X linear light receiving element and 59. 62. For the Y linear light receiving element. X light projecting unit and 63. The measurement light from the Y floodlight is 58. One or more points for the X linear light receiving element, 59. The same effect can be obtained even if the Y linear light receiving element is always irradiated with two or more points. Even in the above configuration, 9. Since one point can be measured in the X-axis direction and two points in the Y-axis direction of the movable stage, 9. The position of the movable stage in the XYωZ direction can be calculated.
本実施例では、一つの9.可動ステージが駆動している平面モータステージに関する実施例を記載したが、複数個の9.可動ステージが駆動している平面モータステージに関しても、各々の9.可動ステージ第8実施例の可動ステージ回転角検出方法および可動ステージXY座標検出方法を組み込むことにより、各々の9.可動ステージのXYωZ方向の位置を検出するができる。 In this embodiment, one 9. Although an embodiment relating to a planar motor stage driven by a movable stage has been described, a plurality of 9. As for the planar motor stage driven by the movable stage, each 9. By incorporating the movable stage rotation angle detection method and the movable stage XY coordinate detection method of the movable stage eighth embodiment, The position of the movable stage in the XYωZ direction can be detected.
図18は第9実施例における可動ステージ回転角検出方法および可動ステージXY座標検出方法を表した図である。図14は平面モータステージの可動ステージ回転角検出方法および可動ステージXY座標検出方法の概略図であり、平面モータステージの構成は第一実施例における平面モータと同様である。本実施例における可動ステージ回転角検出方法および可動ステージXY座標検出方法では、9.可動ステージ上に2つ以上の発行素子を配置する。また9.可動ステージの駆動範囲全域を撮像できるような71.撮像領域をもった70.2次元受光素子を配置する。 FIG. 18 is a diagram showing a movable stage rotation angle detection method and a movable stage XY coordinate detection method in the ninth embodiment. FIG. 14 is a schematic diagram of a movable stage rotation angle detection method and a movable stage XY coordinate detection method for a planar motor stage, and the configuration of the planar motor stage is the same as that of the planar motor in the first embodiment. In the movable stage rotation angle detection method and the movable stage XY coordinate detection method in this embodiment, Two or more issuing elements are arranged on the movable stage. 9. 71. The entire drive range of the movable stage can be imaged. A 70.2-dimensional light receiving element having an imaging region is arranged.
第9実施例における可動ステージ回転角検出方法および可動ステージXY座標検出方法を用いた、ωZ方向に回転角θだけ脱調した9.可動ステージのXYωZ方向の位置を検出する方法は以下のとおりである。ωZ方向に回転角θだけ脱調した9.可動ステージのXYωZ位置を計測するために、9.可動ステージ上の2つの69.発光素子を発光し、発光した69.発光素子の位置を70.2次元受光素子で計測する。9.可動ステージのωZ方向の回転角θは、2つの69.発光素子を結んだ直線と70.2次元受光素子の計測基準に対する傾きより傾きより一意に算出することができる。9.可動ステージのXY座標は、70.2次元受光素子の計測基準に対する2つの69.発光素子の位置により一意に算出ずることができる。 8. Step out by the rotation angle θ in the ωZ direction using the movable stage rotation angle detection method and the movable stage XY coordinate detection method in the ninth embodiment. A method for detecting the position of the movable stage in the XYωZ direction is as follows. 8. Step out of rotation angle θ in ωZ direction. In order to measure the XYωZ position of the movable stage, 9. Two 69 on the movable stage. Light was emitted from the light-emitting element; The position of the light emitting element is measured with a 70.2-dimensional light receiving element. 9. The rotational angle θ in the ωZ direction of the movable stage is two 69. It can be uniquely calculated from the inclination from the straight line connecting the light emitting elements and the inclination of the 70.2-dimensional light receiving element with respect to the measurement standard. 9. The XY coordinates of the movable stage are two 69. with respect to the measurement reference of the 70.2-dimensional light receiving element. It can be calculated uniquely depending on the position of the light emitting element.
以上のように第9実施例の可動ステージ回転角検出方法により計測された9.可動ステージのωZ方向の回転角θだけ31.自己脱調復帰機構により9.可動ステージを回転することにより、9.可動ステージがωZ方向に回転角θだけ脱調した状態から正規のωZ方向の回転角に復帰することができる。また第8実施例の可動ステージXY座標検出手段により計測された9.可動ステージのXY座標により、31.自己脱調復帰機構で9.可動ステージを回転する際の9.可動ステージの回転軌跡も合わせて計算することができるので、9.可動ステージの回転軌跡での干渉物有無を判断することができ、より安全に自己脱調復帰機構を用いた9.可動ステージの脱調状態からの復帰を行うことが可能となる。 As described above, it was measured by the movable stage rotation angle detection method of the ninth embodiment. Only the rotation angle θ in the ωZ direction of the movable stage 31. 9. Self-step-out recovery mechanism By rotating the movable stage, 9. It is possible to return to the normal rotation angle in the ωZ direction from the state where the movable stage has stepped out in the ωZ direction by the rotation angle θ. Further, it was measured by the movable stage XY coordinate detecting means of the eighth embodiment. Depending on the XY coordinates of the movable stage, 31. 9. Self-step-out recovery mechanism. 9. When rotating the movable stage Since the rotation trajectory of the movable stage can also be calculated, 9. 8. It is possible to determine the presence or absence of interfering objects on the rotation trajectory of the movable stage, and use the self-step-out recovery mechanism more safely. It is possible to return the movable stage from the step-out state.
本実施例では、9.可動ステージに2つの69.発光素子を配置し、2つの69.発光素子の位置を70.2次元受光素子で計測することにより算出した。しかし図19のように9.可動ステージに1つの69.発光素子と1つの72.リニア発光素子を配置しても同様の効果を得ることができる。以上のような構成においても、9.可動ステージ上の1つの72.リニア発光素子の70.2次元受光素子の計測基準に対する傾きにより9.可動ステージのωZ方向の回転角θを算出し、9.可動ステージのXY座標は、70.2次元受光素子の計測基準に対する1つの69.発光素子と1つの72.リニア発光素子の位置により算出することができる。 In this embodiment, 9. Two 69. on the movable stage. The light emitting element is arranged, and two 69. It calculated by measuring the position of a light emitting element with a 70.2-dimensional light receiving element. However, as shown in FIG. One on the movable stage 69. One light emitting element and one 72. Even if a linear light emitting element is disposed, the same effect can be obtained. Even in the above configuration, 9. One on the movable stage 72. 8. The inclination of the linear light emitting element with respect to the measurement reference of the 70.2-dimensional light receiving element 8. Calculate the rotation angle θ of the movable stage in the ωZ direction; The XY coordinates of the movable stage are 69. with respect to the measurement reference of the 70.2-dimensional light receiving element. One light emitting element and one 72. It can be calculated from the position of the linear light emitting element.
本実施例では9.可動ステージの69.発光素子の位置を70.2次元受光素子により検出を行っていたが、70.2次元受光素子は9.可動ステージ上の69.発光素子の位置を2次元的に検出できればなんでもよく、70.2次元受光素子は2次元CMOSセンサ、2次元CCDセンサ等でもよく、また1次元CCDセンサ等の1次元受光素子を9.可動ステージ駆動範囲内を全面走査することにより9.可動ステージ上の69.発光素子の位置を検出しても良い。また一つの70.2次元受光素子で9.可動ステージ駆動範囲内を検出していたが、複数個の70.2次元受光素子を用いて9.可動ステージ駆動範囲内を検出し、9.可動ステージのXYωZ方向の位置を検出してもよい。 In this embodiment, 9. 69 of the movable stage. The position of the light emitting element was detected by the 70.2 dimensional light receiving element. 69 on the movable stage. As long as the position of the light emitting element can be detected two-dimensionally, the 70.2-dimensional light receiving element may be a two-dimensional CMOS sensor, a two-dimensional CCD sensor, or the like. By scanning the entire surface of the movable stage drive range, 9. 69 on the movable stage. The position of the light emitting element may be detected. In addition, one 70.2-dimensional light receiving element is used for 9. Although the movable stage drive range was detected, a plurality of 70.2-dimensional light receiving elements were used to perform 9. 8. Detect within movable stage drive range, The position of the movable stage in the XYωZ direction may be detected.
本実施例では、一つの9.可動ステージが駆動している平面モータステージに関する実施例を記載したが、複数個の9.可動ステージが駆動している平面モータステージに関しても、各々の9.可動ステージ第9実施例の可動ステージ回転角検出方法および可動ステージXY座標検出方法を組み込むことにより、各々の9.可動ステージのXYωZ方向の位置を検出するができる。 In this embodiment, one 9. Although an embodiment relating to a planar motor stage driven by a movable stage has been described, a plurality of 9. As for the planar motor stage driven by the movable stage, each 9. By incorporating the movable stage rotation angle detection method and the movable stage XY coordinate detection method of the movable stage ninth embodiment, The position of the movable stage in the XYωZ direction can be detected.
第10実施例における9.可動ステージの可動ステージ回転角検出方法および可動ステージXY座標検出方法を行う方法は以下に記載する。本実施例は平面パルスモータ駆動方式での可動ステージ回転角検出方法および可動ステージXY座標検出方法に関する実施例である。 9. In the tenth embodiment A method for performing the movable stage rotation angle detection method and the movable stage XY coordinate detection method of the movable stage will be described below. This embodiment is an embodiment relating to a movable stage rotation angle detection method and a movable stage XY coordinate detection method in a plane pulse motor drive system.
第10実施例における平面モータステージの構成は第一実施例における平面モータと同様である。9.可動ステージにプラテン部の凸部を検出する凸部検出機構を設ける。9.可動ステージ駆動中、及び、9.可動ステージに不慮の外力が加わり9.可動ステージがωZ方向に回転するときも凸部検出機構によりプラテン部の凸部個数を計測し、プラテン部の凸部検出機構で検出したプラテン部の凸部の個数により、9.可動ステージのXYωZ方向の位置を推測する。 The configuration of the planar motor stage in the tenth embodiment is the same as that of the planar motor in the first embodiment. 9. A convex part detection mechanism for detecting the convex part of the platen part is provided on the movable stage. 9. 8. During movable stage drive, and 8. An unexpected external force is applied to the movable stage. Even when the movable stage rotates in the ωZ direction, the number of convex portions of the platen portion is measured by the convex portion detecting mechanism, and the number of convex portions of the platen portion detected by the convex portion detecting mechanism of the platen portion is calculated according to 9. The position of the movable stage in the XYωZ direction is estimated.
以上のように第9実施例の可動ステージ回転角検出方法により計測された9.可動ステージのωZ方向の回転角θだけ31.自己脱調復帰機構により9.可動ステージを回転することにより、9.可動ステージがωZ方向に回転角θだけ脱調した状態から正規のωZ方向の回転角に復帰することができる。 As described above, it was measured by the movable stage rotation angle detection method of the ninth embodiment. Only the rotation angle θ in the ωZ direction of the movable stage 31. 9. Self-step-out recovery mechanism By rotating the movable stage, 9. It is possible to return to the normal rotation angle in the ωZ direction from the state where the movable stage has stepped out in the ωZ direction by the rotation angle θ.
また第8実施例の可動ステージXY座標検出手段により計測された9.可動ステージのXY座標により、31.自己脱調復帰機構で9.可動ステージを回転する際の9.可動ステージの回転軌跡も合わせて計算することができるので、9.可動ステージの回転軌跡での干渉物有無を判断することができ、より安全に自己脱調復帰機構を用いた9.可動ステージの脱調状態からの復帰を行うことが可能となる。 Further, it was measured by the movable stage XY coordinate detecting means of the eighth embodiment. Depending on the XY coordinates of the movable stage, 31. 9. Self-step-out recovery mechanism. 9. When rotating the movable stage Since the rotation trajectory of the movable stage can also be calculated, 9. 8. It is possible to determine the presence or absence of interfering objects on the rotation trajectory of the movable stage, and use the self-step-out recovery mechanism more safely. It is possible to return the movable stage from the step-out state.
プラテン部の凸部を検出する凸部検出機構はプラテン部の凸部を検出できればプラテン部の凸部方式は何でも良く、1次元受光素子、2次元受光素子、近接センサ、渦電流センサ等を用いた凸部検出機構でもよい。 As long as the convex part detection mechanism for detecting the convex part of the platen part can detect the convex part of the platen part, any convex part method of the platen part may be used. A convex detecting mechanism may be used.
本実施例では、一つの9.可動ステージが駆動している平面モータステージに関する実施例を記載したが、複数個の9.可動ステージが駆動している平面モータステージに関しても、各々の9.可動ステージ第9実施例の可動ステージ回転角検出方法および可動ステージXY座標検出方法を組み込むことにより、各々の9.可動ステージのXYωZ方向の位置を検出するができる。 In this embodiment, one 9. Although an embodiment relating to a planar motor stage driven by a movable stage has been described, a plurality of 9. As for the planar motor stage driven by the movable stage, each 9. By incorporating the movable stage rotation angle detection method and the movable stage XY coordinate detection method of the movable stage ninth embodiment, The position of the movable stage in the XYωZ direction can be detected.
第5実施例から第10実施例において可動ステージ回転角検出方法および可動ステージXY座標検出方法を独立な方法として記載したが、それぞれ一つ一つの実施例を組み合わせて可動ステージ回転角検出および可動ステージXY座標検出することにより、精度の高い9.可動ステージの位置検出を行うことができるので、より安全に31.自己脱調復帰機構を用いた9.可動ステージの脱調状態からの復帰を行うことが可能となる。 In the fifth to tenth embodiments, the movable stage rotation angle detection method and the movable stage XY coordinate detection method are described as independent methods. However, the movable stage rotation angle detection and the movable stage are combined with each other. 8. High accuracy by detecting XY coordinates Since the position of the movable stage can be detected, 31. 8. Using self-step-out recovery mechanism It is possible to return the movable stage from the step-out state.
1. ウェハ
2. ウェハステージ
3. レチクル
4. レチクルステージ
5. 投影光学系
6. 照明系
7. 本体構造体
8. アライメント光学系
9. 可動ステージ
10. プラテン部
11. 凸部
12. X電磁駆動ユニット
13. Y電磁駆動ユニット
14. 樹脂
15. 磁石群
16. X推力発生コイル
17. Y推力発生コイル
18. ωZ推力発生コイル
19. コイル部
20. 固定定盤
21. Xバーミラー
22. X干渉計
23. X干渉計計測光
24. Yバーミラー
25. Y、ωZ干渉計
26. Y干渉計計測光
27. ωZ干渉計計測光
28. 実装ケーブルベア
29. 可動側実装ケーブル接続部
30. 固定側実装ケーブル接続部
31. 自己脱調復帰機構
32. 自己脱調復帰機構フランジ部
33. 回転機構
34. 回転機構固定側
35. 回転機構回転側
36. 上下駆動機構
37. 上下駆動機構固定側
38. 上下駆動機構駆動側
39. 定盤保持部
40. 上下機構
41. 上下機構固定側
42. 上下機構可動側
43. バネ
44. 可動ステージ1
45. 可動ステージ2
46. 実装ケーブルベア1
47. 実装ケーブル駆動部1
48. 実装ケーブルベア2
49. 実装ケーブル駆動部2
50. 自己脱調復帰機構1
51. 自己脱調復帰機構2
52. ケーブルベア側フランジ板
53. 可動ステージ側フランジ板
54. ベアリング
55. エンコーダ
56. X逆起電力発生コイル
57. Y逆起電力発生コイル
58. Xリニア受光素子
59. Yリニア受光素子
60. X計測光
61. Y計測光
62. X投光部
63. Y投光部
64. X可動体
65. Y可動体
66. X受光素子
67. Y受光素子1
68. Y受光素子2
69. 発光素子
70. 2次元受光素子
71. 撮像領域
72. リニア発光素子
1. Wafer 2. 2. Wafer stage Reticle4. Reticle stage5. 5. Projection optical system 6. Illumination system Main body structure 8. 8. Alignment optical system Movable stage 10. Platen section 11. Convex part 12. X electromagnetic drive unit 13. Y electromagnetic drive unit 14. Resin 15. Magnet group 16. X thrust generating coil 17. Y thrust generating coil 18. ωZ thrust generating coil 19. Coil unit 20. Fixed surface plate 21. X bar mirror 22. X interferometer 23. X interferometer measurement light 24. Y bar mirror 25. Y, ωZ interferometer 26. Y interferometer measurement light 27. ωZ interferometer measurement light 28. Mounting cable bear 29. Movable side mounting cable connection part 30. Fixed-side mounting cable connection part 31. Self-step-out return mechanism 32. Self-detuning return mechanism flange portion 33. Rotating mechanism 34. Rotation mechanism fixed side 35. Rotation mechanism rotation side 36. Vertical drive mechanism 37. Vertical drive mechanism fixed side 38. Vertical drive mechanism drive side 39. Surface plate holder 40. Vertical mechanism 41. Vertical mechanism fixed side 42. Vertical mechanism movable side 43. Spring 44. Movable stage 1
45. Movable stage 2
46. Mounting cable bear 1
47. Mounting cable drive 1
48. Mounting cable bear 2
49. Mounting cable drive 2
50. Self-step-out recovery mechanism 1
51. Self-step-out recovery mechanism 2
52. Cable bear side flange plate 53. Movable stage flange plate 54. Bearing 55. Encoder 56. X back electromotive force generating coil 57. Y back electromotive force generating coil 58. X linear light receiving element 59. Y linear light receiving element 60. X measurement light 61. Y measurement light 62. X light projecting unit 63. Y light projecting unit 64. X movable body 65. Y movable body 66. X light receiving element 67. Y light receiving element 1
68. Y light receiving element 2
69. Light-emitting element 70. Two-dimensional light receiving element 71. Imaging region 72. Linear light emitting device
Claims (27)
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