(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数軸のテーブルと、前記テーブルの各々を駆動するロッドと、前記テーブルと前記ロッドを結合するために凹部と該凹部に係合するピンを有する結合部と、を有する試料ステージ装置における位置決め制御方法において、
前記複数軸のテーブルのうち１つのテーブルを第１の移動速度によって予め設定された高速移動目標位置まで移動させる高速移動工程と、
前記高速移動工程の後に前記テーブルを前記第１の移動速度より遅い第２の移動速度によって予め設定された低速位置決め工程開始位置まで移動させる位置ずれ補正工程と、
前記位置ずれ補正工程の後に前記テーブルを前記第２の移動速度より遅い第３の移動速度によって予め設定された目標位置まで移動させる低速位置決め工程と、
前記低速位置決め工程の後に、前記ロッドを戻すことによって前記ピンを前記凹部より離す工程と、
を有することを特徴とする試料ステージ装置における位置決め制御方法。
【請求項２】
請求項１記載の試料ステージ装置における位置決め制御方法において、
前記位置ずれ補正工程は、全ての軸のテーブルに対して前記高速移動工程が終了してから開始し、前記低速位置決め工程は、全ての軸のテーブルに対して前記位置ずれ補正工程が終了してから開始されることを特徴とする試料ステージ装置における位置決め制御方法。
【請求項３】
請求項１記載の試料ステージ装置における位置決め制御方法において、
前記高速移動工程は、
前記テーブルが停止した後、前記テーブルの位置を検出するステップと、
前記テーブルの位置を、予め設定した高速移動目標位置と比較するステップと、
そ有し、
前記高速移動目標位置に対する前記テーブルの位置の偏差が所定の値より小さいときは、前記高速移動工程を再度最初からやり直すことを特徴とする試料ステージ装置における位置決め制御方法。
【請求項４】
請求項１記載の試料ステージ装置における位置決め制御方法において、
前記高速移動目標位置は前記目標位置より所定のオフセット量だけ手前の位置に設定されており、前記オフセット量は１００μｍであることを特徴とする試料ステージ装置における位置決め制御方法。
【請求項５】
請求項１記載の試料ステージ装置における位置決め制御方法において、
前記高速移動目標位置は前記目標位置より所定のオフセット量だけ手前の位置に設定されており、前記オフセット量は前記凹部の内径Ｄと前記ピンの外径ｄの差Ｄ−ｄに等しいか、又は、それより大きい値とすることを特徴とする試料ステージ装置における位置決め制御方法。
【請求項６】
請求項１記載の試料ステージ装置における位置決め制御方法において、
前記高速移動工程は、
前記テーブルの現在位置を検出するステップと、
前記現在位置から前記高速移動目標位置までの距離を算出するステップと、
前記算出した距離から、前記高速移動工程における移動量を算出するステップと、
前記移動量に基づいて、前記テーブルを駆動するモータを動かすことを特徴とする試料ステージ装置における位置決め制御方法。
【請求項７】
請求項１記載の試料ステージ装置における位置決め制御方法において、
前記高速移動工程において、前記テーブルを駆動するモータを停止させたとき、前記テーブルを制動するブレーキの駆動を開始することを特徴とする試料ステージ装置における位置決め制御方法。
【請求項８】
請求項１記載の試料ステージ装置における位置決め制御方法において、
前記位置ずれ補正工程において、前記テーブルを駆動するモータを駆動させたとき、前記テーブルを制動するブレーキのブレーキ力の増加を開始させ、前記位置ずれ補正工程が終了するまで、前記ブレーキ力の増加させることを特徴とする試料ステージ装置における位置決め制御方法。
【請求項９】
請求項１記載の試料ステージ装置における位置決め制御方法において、
前記低速位置決め工程開始位置は前記目標位置より所定のオフセット量だけ手前の位置に設定されており、前記オフセット量は３０μｍであることを特徴とする試料ステージ装置における位置決め制御方法。
【請求項１０】
請求項１記載の試料ステージ装置における位置決め制御方法において、
前記位置ずれ補正工程において、前記テーブルを駆動するモータを駆動させたとき、前記テーブルの位置の監視を開始し、前記テーブルが前記低速位置決め工程開始位置に到達したとき、前記テーブルを駆動するモータを停止することを特徴とする試料ステージ装置における位置決め制御方法。
【請求項１１】
請求項１記載の試料ステージ装置における位置決め制御方法において、
全ての軸のステージについて前記低速位置決め工程が同時に終了するように、前記ステージの各々について前記低速位置決め工程が開始されることを特徴とする試料ステージ装置における位置決め制御方法。
【請求項１２】
請求項１記載の試料ステージ装置における位置決め制御方法において、
前記低速位置決め工程では、前記位置ずれ補正工程の最後におけるブレーキ力がそのまま維持されていることを特徴とする試料ステージ装置における位置決め制御方法。
【請求項１３】
Ｘ方向に移動可能なＸテーブルと、該Ｘテーブルに接続されたＸロッドと、前記Ｘテーブルと前記Ｘロッドを接続する結合部と、前記Ｘロッドを駆動するＸモータと、前記Ｘテーブルの移動を制御するＸブレーキと、
Ｙ方向に移動可能なＹテーブルと、該Ｙテーブルに接続されたＹロッドと、前記Ｙテーブルと前記Ｙロッドを接続する結合部と、前記Ｙロッドを駆動するＹモータと、前記Ｙテーブルの移動を制御するＹブレーキと、前記Ｙテーブルに設けられた試料ホルダと、を有し、前記結合部の各々は、前記テーブルに設けられた凹部と前記ロッドに設けられたピンを有し、前記ピンが前記凹部に係合することによって前記テーブルは前記ロッドに接続されるように構成された試料ステージ装置において、
前記Ｘテーブル及び前記Ｙテーブルを第１の移動速度によって予め設定された高速移動目標位置まで移動させる高速移動工程と、
前記Ｘテーブル及び前記Ｙテーブルを前記第１の移動速度より遅い第２の移動速度によって予め設定された低速位置決め工程開始位置まで移動させる位置ずれ補正工程と、
前記Ｘテーブル及び前記Ｙテーブルを前記第２の移動速度より遅い第３の移動速度によって予め設定された目標位置まで移動させる低速位置決め工程と、
前記低速位置決め工程が終了した後に前記ロッドを戻すことによって前記ピンを前記凹部より離す工程と、によって前記テーブルの位置決めを行うように構成された試料ステージ装置。
【請求項１４】
請求項１３記載の試料ステージ装置において、
前記位置ずれ補正工程は、前記Ｘテーブル及び前記Ｙテーブルに対して前記高速移動工程が終了してから開始し、前記低速位置決め工程は、前記Ｘテーブル及び前記Ｙテーブルに対して前記位置ずれ補正工程が終了してから開始されることを特徴とする試料ステージ装置。
【請求項１５】
請求項１３記載の試料ステージ装置において、
前記テーブルの位置を検出するための位置検出装置が設けられ  前記位置ずれ補正工程では、前記位置検出装置によって検出された前記テーブルの位置に基づいて前記モータが停止されることを特徴とする試料ステージ装置。
【請求項１６】
請求項１３記載の試料ステージ装置において、前記Ｘモータ及び前記Ｙモータはステッピングモータであることを特徴とする試料ステージ装置。
【請求項１７】
請求項１３記載の試料ステージ装置において、前記Ｘブレーキ及び前記Ｙブレーキは、圧電素子を有し、該圧電素子への印加電圧を調整することによってブレーキ力を調整することができるアクティブブレーキであることを特徴とする試料ステージ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料を保持する試料ステージに関し、特に、ＸＹテーブルを備えた試料ステージ装置における位置決め技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
精密加工機器、検査装置では、試料を保持する試料ステージを用いる。このような試料ステージでは、高速移動と同時に高精度の位置決めが要求される。このような試料ステージを用いる機器の例に、電子顕微鏡等がある。
【０００３】
特許文献１に記載のステージでは、ステッピングモータと送りねじによる駆動機構と、オープンループ制御により、高速かつ高精度な位値決めを実現している。この駆動機構では、送りねじの熱膨張によるステージの移動を回避するためにステージのテーブルと送りネジの結合部にギャップを設ける。それによって、機械的に送りねじとテーブルを結合及び分離を行っている。
【０００４】
位置ずれを補正する位置決め制御方法として、テーブルの移動を２段階に分け、高速移動工程と低速移動工程の２つの工程を実施する方法がある。低速移動工程では、位置検出器によってステージ位置を監視しつつ指定した位置で駆動を停止させる。こうして、位置ずれを補正し高精度な位置決めを実現することができる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−８０６６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１記載のステージ位置決め制御では、高速移動工程後に、ステージ結合部におけるギャップに起因してテーブルが慣性力によって移動し、位置ずれが生じる。この高速移動工程後に生じる位置ずれはテーブルの移動条件（テーブルの慣性、移動距離、移動速度等）やブレーキ力に影響される。そのため、複数軸のテーブルを有する装置の場合、テーブル毎に位置ずれ量に差が生じるだけでなく、テーブルが移動するたびに位置ずれ量に差が生じる。
【０００７】
すなわち、高速移動工程後に実施する低速移動工程では、移動距離が常に変化する。そのため、次に挙げる２点の課題がある。（１）複数軸のテーブルを有するステージ装置の場合、一方のテーブルの位置決めが終了しているにもかかわらず、他方のテーブルの位置決めが終了していない。そのため、位置決めに無駄時間が発生する。（２）複数軸のテーブルが同時に位置決めを完了しないため、一方のテーブルの移動による慣性によって、位置決めが完了した他方のテーブルに位置ずれを引き起こす。
【０００８】
このような無駄時間と位置ずれ量は、テーブルの高速化、及び、大型化が進むと、慣性の増加によって、更に大きくなる可能性がある。
【０００９】
本発明の目的は、位置ずれ量を増加させることなく、位置決め時間を低減することができるステージ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によると、テーブルを、第１の移動速度によって高速移動目標位置まで移動させる高速移動工程と、テーブルを第１の移動速度より遅い第２の移動速度によって低速位置決め工程開始位置まで移動させる位置ずれ補正工程と、テーブルを第２の移動速度より遅い第３の移動速度によって目標位置まで移動させる低速位置決め工程と、を行う。低速位置決め工程が終了した後に、モータに接続されたロッドを戻すことによって、ロッド側のピンをテーブル側の凹部より離す。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、位置ずれ量を増加させることなく、位置決め時間を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照しながら、本発明による試料ステージ装置の位置決め制御技術について詳細に説明する。
【００１３】
図１Ａは、本発明による試料ステージ装置の例を示す。本例の試料ステージ装置１０１は、ステッピングモータ駆動方式によるＸＹテーブルを有する。試料ステージ１０１は、ベース１０２、Ｘテーブル１０３、及び、Ｙテーブル１０４を有する。Ｘテーブル１０３は、Ｘ方向案内機構１０５によってＸ方向に移動可能であり、Ｙテーブル１０４は、Ｙ方向案内機構１０６によってＹ方向に移動が可能である。Ｘテーブル１０３とＹテーブル１０４は、互いに独立的に移動する。
【００１４】
Ｘテーブル１０３の駆動機構として、Ｘボールネジ１０７、Ｘロッド１０８及びステッピングモータ１１３が設けられている。ステッピングモータ１１３によってＸボールネジ１０７を回転させると、Ｘロッド１０８が直線運動を行い、Ｘテーブル１０３は、Ｘ方向に沿って押し引きされる。同様にＹテーブル１０４の駆動機構として、Ｙボールネジ１０９、Ｙロッド１１０及びステッピングモータ１１３が設けられている。ステッピングモータ１１３によってＹボールネジ１０９を回転させると、Ｙロッド１１０が直線運動を行い、Ｙテーブル１０４は、Ｙ方向に沿って押し引きされる。
【００１５】
Ｘテーブル１０３及びＹテーブル１０４には、それぞれアクティブブレーキ１１４が取り付けられている。アクティブブレーキ１１４には、圧電素子が組み込まれており、圧電素子への印加電圧を調整することによってブレーキ力を調整することができる。
【００１６】
尚、テーブルの移動速度が比較的大きい場合には、その慣性力が比較的大きいから、ステッピングモータ１１３を停止し、アクティブブレーキ１１４をオンにしても、テーブルは直ちに停止することなく、所定の距離だけ移動してから停止する。しかしながら、テーブルの移動速度が比較的小さい場合には、その慣性力は比較的小さいから、ステッピングモータ１１３を停止し、アクティブブレーキ１１４をオンにすると、テーブルは直ちに停止する。
【００１７】
ここでは、Ｘテーブル１０３に取り付けられたアクティブブレーキ１１４のみを示し、Yテーブル１０４に取り付けられたアクティブブレーキ１１４の図示は省略されている。
【００１８】
Ｙテーブル１０４上には試料ホルダ１１５が搭載され、試料ホルダ１１５には試料１１６が固定される。本例では、試料１１６は半導体ウエハである。本発明による試料ステージ装置は、電子顕微鏡に用いることができるが、電子顕微鏡以外の精密機器に使用することができる。
【００１９】
図１Ｂを参照して、Ｘロッド１０８とＸテーブル１０３の間の結合部１２０の構造を説明する。Ｘロッド１０８の先端にはピン１１１が取り付けられている。一方、Ｘテーブル１０３には凹部１２１が設けられている。Ｘテーブル１０３の凹部１２１に、Ｘロッド１０８のピン１１１が挿入されている。ピン１１１の外径をｄ、凹部１２１の内径をＤとする。本例では、Ｄ−ｄ＝５０μｍである。従って、ピン１１１の外面と、凹部１２１の内面の間の距離、即ち、隙間は２５μｍとなる。
【００２０】
図２Ａ、図２Ｂ及び図２Ｃを参照して、Ｘロッド１０８によってＸテーブル１０３を移動させる動作を説明する。図２Ａに示すように、Ｘロッド１０８とＸテーブル１０３は共に矢印にて示す方向に移動している。このとき、ピン１１１は、Ｘテーブル１０３の凹部１２１の前方の内面１２１Ａに係合している。図２Ａの状態でステッピングモータ１１３が停止し、Ｘロッド１０８が停止したとする。テーブルの移動速度が比較的大きい場合には、その慣性力が比較的大きいから、Ｘロッド１０８を停止させ、アクティブブレーキ１１４をオンにしても、テーブルは直ちに停止しない。従って、図２Ｂに示すように、Ｘテーブル１０３は所定の距離だけ移動してから停止する。従って、ピン１１１は、Ｘテーブル１０３の凹部１２１の前方の内面１２１Ａより離れる。
【００２１】
しかしながら、テーブルの移動速度が比較的小さい場合には、その慣性力は比較的小さいから、Ｘロッド１０８を停止させ、アクティブブレーキ１１４をオンにすると、テーブルは直ちに停止する。従って、図２Ａに示すように、ピン１１１は、Ｘテーブル１０３の凹部１２１の前方の内面１２１Ａに接触している。そこで、Ｘロッド１０８を反対方向に移動させる。それによって、図２Ｃに示すように、ピン１１１は、Ｘテーブル１０３の凹部１２１の前方の内面１２１Ａより離れる。こうして、Ｘロッド１０８とＸテーブル１０３は離れているから、ネジ１０７の熱変形及び振動が、Ｘロッド１０８からＸテーブル１０３に伝達されることはない。
【００２２】
本発明によると、高速移動工程、位置ずれ補正工程、及び、低速位置決め工程の３つの工程により、テーブルの位置決めを行う。最後の低速位置決め工程では、テーブルの移動速度が十分小さく、その慣性力は十分小さい。従って、ステッピングモータ１１３を停止すると、アクティブブレーキ１１４の作用によって、テーブルは直ちに停止する。従って、図２Ａに示すように、テーブルが停止したとき、ピン１１１は、Ｘテーブル１０３の凹部１２１の前方の内面１２１Ａに接触している。そこで、Ｘロッド１０８を反対方向に移動させる。それによって、図２Ｃに示すように、ピン１１１は、Ｘテーブル１０３の凹部１２１の前方の内面１２１Ａより離れる。このとき、ピン１１１と凹部１２１の内面１２１Ａ、１２１Ｂの間の隙間は、それぞれ２５μｍとなる。
【００２３】
ここでは、Ｘロッド１０８とＸテーブル１０３の間の結合部について説明したが、Ｙロッド１１０とＹテーブル１０４の間の結合部についても同様である。
【００２４】
図３を参照して、本発明によるステージ装置の位置決め制御機構の例を説明する。試料ステージ１０１は、ベース１０２、Ｘテーブル１０３、及び、Ｙテーブル１０４を有する。Ｘテーブル１０３には結合部１２０を介して、Ｘロッド１０８が接続されている。Ｘロッド１０８は、ステッピングモータ１１３によって駆動される。
【００２５】
本例によると、位置決め制御機構は、バーミラー２０１、レーザー干渉計２０２及び制御装置２０３を有する。レーザー干渉計２０２は、レーザー光をバーミラー２０１に照射し、バーミラー２０１からの反射光を検出し、距離を測定する。制御装置２０３は、レーザー干渉計２０２によって得られた距離、即ち、現在位置に基づいてステッピングモータ１１３及びアクティブブレーキ１１４を制御し、Ｘテーブル１０３の位置を制御する。アクティブブレーキ１１４のブレーキ力を制御するには、アクティブブレーキ１１４に組み込まれた圧電素子への印加電圧を調整すればよい。
【００２６】
ここでは、Ｘテーブル１０３の位置制御を説明したが、Ｙテーブル１０４の位置制御も同様である。本例では、バーミラー２０１とレーザー干渉計２０２を用いて、Ｘテーブル１０３の位置を測定したが、他の位置測定装置を用いてもよい。
【００２７】
図４を参照して、本発明のステージ装置におけるテーブルの位置制御方法の例を説明する。本発明によると、高速移動工程、位置ずれ補正工程、及び、低速位置決め工程の３つの工程により、テーブルの位置決めを行う。ステップＳ３０１において、目標位置、高速移動目標位置、低速位置決め工程開始位置の設定を行う。目標位置は、ステージが最終的に到達すべき位置の座標である。目標位置は、予め登録された場合もあるが、オペレータによる手入力、カーソルによる指定等によって設定してよい。
【００２８】
高速移動目標位置は、高速移動工程によって到達すべき位置であり、目標位置より所定のオフセット量だけ手前の位置に設定する。高速移動目標位置のオフセット量は、凹部１２１の内径Ｄとピン１１１の外径ｄの差Ｄ−ｄ＝５０μｍに等しいか、又は、それより大きい値とする。本例では、高速移動目標位置のオフセット量は１００μｍとする。これは、高速移動工程の終了時に、ステッピングモータ１１３を停止させても、テーブルが慣性力によって移動するが、目標位置に到達することを防止するためである。
【００２９】
低速位置決め工程開始位置は、低速位置決め工程を開始するときの位置である。低速位置決め工程開始位置は、目標位置と高速移動目標位置の間に設定する。ここでは低速位置決め工程開始位置を、目標位置より所定のオフセット量だけ手前の位置に設定する。低速位置決め工程開始位置のオフセット量は、３０μｍである。本例のテーブルの位置決め制御では、テーブルを片軸方向のみに移動させる場合でも、高速移動目標位置と低速位置決め工程開始位置を設定する。従って、常にＸテーブル１０３とＹテーブル１０４の両者の移動が必要である。
【００３０】
ステップＳ３０２からステップＳ３０５は、高速移動工程である。ステップＳ３０２において、制御装置２０３はレーザー干渉計２０２によって試料ステージ１０１の現在位置を検出する。次に、現在位置から、高速移動目標位置までの距離を算出する。算出した距離から、高速移動工程における移動量を算出する。この移動量に対応したパルス数をステッピングモータ１１３に送る。それによって、Ｘテーブル１０３は高速移動を行う。高速移動工程におけるＸテーブル１０３の移動速度は、２５０ｍｍ／ｓである。
【００３１】
次にステップＳ３０３において、ステッピングモータ１１３を停止する。高速移動工程では、Ｘ及びＹテーブルの移動速度は比較的大きい。そのため、ステッピングモータ１１３を停止しても、直ちに、Ｘ及びＹテーブルは停止しない。図２Ｂにて示したように、Ｘ及びＹテーブルは、ピン１１１と凹部１２１の間の隙間の範囲で移動する。ステッピングモータ１１３を停止すると同時に、アクティブブレーキをＯＮにする。このときのブレーキ力は１５Ｎ程度であり、一定である。本例では、アクティブブレーキをＯＮにしても、直ちにブレーキ力の最大値を発動させない。その理由は次の２点である。（１）急激なブレーキ力を発動させると、ステージの姿勢が変形する。それを回避する必要がある。（２）ブレーキ部品へ急な負荷を印加すると、ブレーキ部品の磨耗が増加する。それを回避する必要がある。そのため本発明では、高速移動工程の終了直後に、アクティブブレーキをＯＮにし、１５Ｎのブレーキ力を発生させる。位置ずれ補正工程（ステップＳ３０６〜ステップＳ３０９）にて、ブレーキ力を徐々に増加させる。低速位置決め工程に到達した時に、ブレーキ力の最大値（３０Ｎ）を発生させる。
【００３２】
次にステップＳ３０４において、制御装置２０３はレーザー干渉計２０２によってＸテーブル１０３の現在位置を検出する。更に、目標位置に対するＸテーブル１０３の現在位置の偏差を求める。この偏差が、３０μｍ以上であるか否かを判定する。即ち、Ｘテーブル１０３が、低速位置決め工程開始位置に達しているか否かを判定する。この偏差が、３０μｍ以上である場合には、即ち、低速位置決め工程開始位置に達していない場合には、Ｘテーブル１０３の高速移動工程を終了する。この偏差が、３０μｍ未満である場合には、即ち、Ｘテーブル１０３が低速位置決め工程開始位置を超えている場合には、Ｘテーブル１０３を元の位置に戻して、再度、高速移動工程を実施する。Ｘテーブル１０３が目標位置に近づき過ぎている場合には、次の位置ずれ補正工程を実行することができないからである。
【００３３】
次にステップＳ３０５において、Ｘテーブル１０３とＹテーブル１０４に対して、高速移動工程を終了しているか否かを判定する。Ｘテーブル１０３とＹテーブル１０４に対して、高速移動工程が終了している場合には、次に、位置ずれ補正工程に移行する。
【００３４】
ステップＳ３０６からステップＳ３０９は位置ずれ補正工程である。ステップＳ３０６において、制御装置２０３はＸテーブルの移動を行う。位置ずれ補正工程におけるＸテーブルの移動速度は１０ｍｍ／ｓである。位置ずれ補正工程では、Ｘ及びＹテーブルの移動速度は比較的小さい。そのため、ステッピングモータ１１３を停止すると、直ちに、Ｘ及びＹテーブルは停止する。本例では、制御装置２０３は、Ｘテーブルの移動開始と同時に、レーザー干渉計２０２によってＸテーブル１０３の現在位置の監視を開始する。
【００３５】
尚、制御装置２０３は、Ｘテーブルの移動開始と同時に、アクティブブレーキ１１４への印加電圧を増加させる。即ち、ブレーキ力を増加させる。制御装置２０３は、目標位置に対するとＸテーブルの現在位置の偏差を求め、偏差に基づいて、アクティブブレーキ１１４への印加電圧を調整する。Ｘテーブルが、低速位置決め工程開始位置に到達したとき、ブレーキ力が最大となるように、ブレーキ力を増加させる。尚、ブレーキ力の最大値は、３０Ｎである。
【００３６】
次にステップＳ３０７において、制御装置２０３は、Ｘテーブルの現在位置を測定し、Ｘテーブルが低速位置決め工程開始位置に到達したか否かを判定する。Ｘテーブルが低速位置決め工程開始位置に到達したら、ステップＳ３０８に進む。Ｘテーブルが低速位置決め工程開始位置に到達していない場合には、ステップＳ３０６に戻り、Ｘテーブルの移動を継続する。
【００３７】
次にステップＳ３０８において、ステッピングモータ１１３を停止し、Ｘテーブルを停止させる。Ｘテーブルの移動速度は十分小さく且つブレーキ力は最大となっている。そのため、ステッピングモータ１１３を停止すると、直ちに、Ｘテーブルは停止する。
【００３８】
次にステップＳ３０９において、Ｘテーブル１０３とＹテーブル１０４に対して、位置ずれ補正工程が終了しているか否かを判定する。Ｘテーブル１０３とＹテーブル１０４に対して、位置ずれ補正工程が終了している場合には、低速位置決め工程に移行する。
【００３９】
ステップＳ３１０からステップＳ３１１は低速位置決め工程である。ステップＳ３１０において、制御装置２０３は、Ｘテーブル１０３とＹテーブル１０４を移動させる。移動速度は、両者とも１ｍｍ／ｓである。制御装置２０３は、Ｘテーブルの移動開始と同時に、レーザー干渉計２０２によってＸテーブル１０３の現在位置の監視を開始する。
【００４０】
本例によると、Ｘテーブル１０３とＹテーブル１０４が同時に、目標位置に到達するように、Ｘテーブル１０３とＹテーブル１０４の移動開始時刻を設定する。制御装置２０は、Ｘテーブル１０３とＹテーブル１０４の現在位置を測定し、目標位置に対する現在位置の偏差をそれぞれ求める。この偏差に基づいて、Ｘテーブル１０３とＹテーブル１０４の移動開始時刻を設定する。
【００４１】
次にステップＳ３１１において、制御装置２０３は、Ｘテーブル１０３とＹテーブル１０４の現在位置を測定し、Ｘテーブル１０３とＹテーブル１０４が目標位置に到達したか否かを判定する。Ｘテーブル１０３とＹテーブル１０４が目標位置に到達したら、ステッピングモータ１１３を停止する。Ｘテーブル１０３とＹテーブル１０４が目標位置に到達していない場合には、ステップＳ３１０に戻り、Ｘテーブル１０３とＹテーブル１０４の移動を継続する。
【００４２】
低速位置決め工程では、Ｘ及びＹテーブルの移動速度は十分小さく且つブレーキ力は最大となっている。そのため、ステッピングモータ１１３を停止すると、直ちに、Ｘ及びＹテーブルは停止する。
【００４３】
次にステップＳ３１２において、Ｘ及びＹ方向のボールネジ１０７、１０９を、Ｘ及びＹテーブルの送り方向と逆方向に送る。それによって、図２Ｃに示したように、Ｘロッド１０８及びＹロッド１１０のピン１１１は、Ｘテーブル１０３及びＹテーブル１０４の凹部１２１の内面から離れる。こうして、位置決めが完了する。
【００４４】
図５を参照して、本発明によるテーブルの位置制御方法において、アクティブブレーキ１１４によって生成するブレーキ力を説明する。図５は、横軸を、目標位置に対する各テーブルの現在位置の偏差、縦軸を、ブレーキ力とするグラフである。高速移動工程の最終段階において、ステッピングモータ１１３を停止し、アクティブブレーキをＯＮにすると、ブレーキ力は１５Ｎとなる。次に、位置ずれ補正工程では、テーブルを移動させながら、ブレーキ力を増加させる。位置ずれ補正工程の開始時には、ブレーキ力は１５Ｎであるが、位置ずれ補正工程の終了時には、ブレーキ力は３０Ｎ、即ち、最大値となる。最後の低速位置決め工程では、ブレーキ力は３０Ｎである。
【００４５】
以上本発明の例を説明したが、本発明は上述の例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲にて様々な変更が可能であることは当業者により容易に理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１Ａ】本発明の試料ステージ装置の構造の例を示す図である。
【図１Ｂ】本発明による試料ステージ装置において、ＸロッドとＸテーブルの間の結合部の構造を説明する図である。
【図２】本発明による試料ステージ装置において、ＸロッドによってＸテーブルを移動させる動作を説明する図である。
【図３】本発明による試料ステージ装置の位置決め制御機構の例を説明する図である。
【図４】本発明による試料ステージ装置による位置決め制御方法の例を説明する図である。
【図５】本発明による試料ステージ装置電による位置決め制御方法において、目標位置に対する偏差とブレーキ力の関係を説明する図である。
【符号の説明】
【００４７】
１０１…試料ステージ、１０２…ベース、１０３…Xテーブル、１０４…Yテーブル、１０５…X方向案機構、１０６…Y方向案内機構、１０７…Xボールネジ、１０８…Xロッド、１０９…Yボールネジ、１１０…Yロッド、１１１…ピン、１１２…ギャップ、１１３…ステッピングモータ、１１４…アクティブブレーキ、１１５…試料ホルダ、１１６…試料ウエハ、１２０…結合部、１２１…凹部、２０１…バーミラー、２０２…レーザー干渉計、２０３…制御装置
【図１Ａ】
0005203781.tif 000002
【図１Ｂ】
0005203781.tif 000003
【図２】
0005203781.tif 000004
【図３】
0005203781.tif 000005
【図４】
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【図５】
0005203781.tif 000007