(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース平面に対向するスライダを水平方向に移動させる駆動手段を有する平面ステージ装置であって、
前記ベースの縁部に設けられ、前記スライダが原点位置に達したときに検出信号を出力する複数の位置検出スイッチと、
前記スライダの水平方向の移動位置を計測する計測手段と、
前記複数の位置検出スイッチが前記スライダの端部が予め設定された位置合わせのための基準位置に達したことを検出したとき、前記計測手段により計測された計測値を記憶する記憶手段と、
前記複数の位置検出スイッチの位置と前記記憶手段に記憶された前記計測値に基づいて前記スライダの原点を演算する演算手段と、
を有し、
前記複数の位置検出スイッチは、
前記スライダの一側端部が接近したことを検出し、その検出信号を出力する第１の位置検出スイッチと、
該第１の位置検出スイッチと並設され、前記スライダの一側端部が接近したことを検出し、その検出信号を出力する第２の位置検出スイッチと、
を有し、
前記演算手段は、前記第１の位置検出スイッチ及び第２の位置検出スイッチがオフの状態のときに仮原点を基準として計測を開始し、前記第１の位置検出スイッチがオンになったときの前記計測手段により仮原点を基準として計測された計測値と第２の位置検出スイッチがオンになったときの前記計測手段により仮原点を基準として計測された計測値とから前記仮原点と真の原点との角度差を演算し、その後前記角度差の演算値に基づいて前記仮原点と前記真の原点とのＸ，Ｙ方向の差を演算することを特徴とする平面ステージ装置。
【請求項２】
前記演算手段は、前記真の原点を前記仮原点と置き換え前記仮原点位置と前記真の原点位置とのＸ，Ｙ方向の差を演算する演算処理を複数回行うことを特徴とする請求項１に記載の平面ステージ装置。
【請求項３】
前記計測手段は、
前記スライダのＸ方向位置を計測するＸ方向計測手段と、
前記スライダのＹ方向位置を計測するＹ方向計測手段と、
前記スライダのＺ軸回りの回動角度を計測するθ方向計測手段と、
を有することを特徴とする請求項１または２に記載の平面ステージ装置。
【請求項４】
前記計測手段は、レーザ干渉計からなり、前記スライダに搭載されたミラーにレーザを照射して前記ミラーの位置を計測し、
前記複数の位置検出スイッチは、前記ミラーを被検出面として位置を検出し、
前記演算手段は、前記複数の位置検出スイッチによりミラー位置が検出されたときの計測値に基づいて原点位置を演算することを特徴とする請求項１乃至３何れかに記載の平面ステージ装置。
【請求項５】
前記スライダの下面にエアノズルを設け、前記スライダを前記ベース上の平面に対して空気圧により浮上した状態で移動させることを特徴とする請求項１に記載の平面ステージ装置。
【請求項６】
前記駆動手段は、ソーヤモータであることを特徴とする請求項１に記載の平面ステージ装置。
【請求項７】
ベース平面に対向するスライダを水平方向に移動させる駆動手段と、
前記スライダの水平方向の移動位置を計測する計測手段と、
前記スライダの一側端部が接近したことを検出し、その検出信号を出力する第１の位置検出スイッチと、
該第１の位置検出スイッチと並設され、前記スライダの一側端部が接近したことを検出し、その検出信号を出力する第２の位置検出スイッチと、
を有する平面ステージ装置の制御方法であって、
前記第１の位置検出スイッチ及び第２の位置検出スイッチがオフの状態のときに仮原点を基準として計測を開始する第１の過程と、
前記第１の位置検出スイッチがオンになったときの前記計測手段により仮原点を基準として計測された計測値と第２の位置検出スイッチがオンになったときの前記計測手段により仮原点を基準として計測された計測値とから前記仮原点と真の原点との角度差を演算する第２の過程と、
その後前記角度差の演算値に基づいて前記仮原点位置と前記真の原点位置とのＸ，Ｙ方向の差を演算する第３の過程と
を有することを特徴とする平面ステージ装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は平面ステージ装置及びその制御方法に係り、特にベース上の平面を移動するスライダを原点復帰させるよう構成された平面ステージ装置及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ベース平面に対向するスライダを水平方向（Ｘ、Ｙ方向）に移動させる平面ステージ装置では、レーザ干渉計を用いてスライダの位置を計測しているが、レーザ干渉計の計測値は、絶対位置を計測した値ではないので、例えば、電源投入時にはスライダを原点位置に復帰させて原点位置でのレーザ干渉計の計測値を基準にスライダの位置を演算することになる。
【０００３】
従来のステージ装置としては、スライダのＸ方向端部とＹ方向端部をベースの側方に設けられたＸ軸ストッパ、Ｙ軸ストッパに当接させることでスライダの原点位置を位置決めし、この原点位置に復帰したときのＸ軸レーザ干渉計とＹ軸レーザ干渉計により計測された計測値をＸ、Ｙ軸の原点位置としている。また、これと共に、スライダを原点位置に位置合わせした状態でＺ軸回りの角度を求めて原点位置のθ角度としている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−１５３０８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に記載された従来のものでは、スライダをＸ軸ストッパ、Ｙ軸ストッパに機械的に接触させて位置決めするため、接触に伴う発塵や破損のおそれがあり、ナノレベルでの制御を行なう場合には、精度に影響するおそれがある。
【０００５】
また、従来の位置決め方法では、スライダの側端部をθ方向に回動して傾いた状態でＸ軸ストッパ、Ｙ軸ストッパに当接させると、スライダが摩擦により原点位置に到達する前に停止する場合があり、原点位置を高精度に位置決めできないという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は上記課題を解決した平面ステージ装置及びその制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明は以下のような手段を有する。
【０００８】
請求項１記載の発明は、ベース平面に対向するスライダを水平方向に移動させる駆動手段を有する平面ステージ装置であって、前記ベースの縁部に設けられ、前記スライダが原点位置に達したときに検出信号を出力する複数の位置検出スイッチと、前記スライダの水平方向の移動位置を計測する計測手段と、前記複数の位置検出スイッチが前記スライダの端部が予め設定された位置合わせのための基準位置に達したことを検出したとき、前記計測手段により計測された計測値を記憶する記憶手段と、前記複数の位置検出スイッチの位置と前記記憶手段に記憶された前記計測値に基づいて前記スライダの原点を演算する演算手段と、を有し、
前記複数の位置検出スイッチは、
前記スライダの一側端部が接近したことを検出し、その検出信号を出力する第１の位置検出スイッチと、該第１の位置検出スイッチと並設され、前記スライダの一側端部が接近したことを検出し、その検出信号を出力する第２の位置検出スイッチと、を有し、
前記演算手段は、前記第１の位置検出スイッチ及び第２の位置検出スイッチがオフの状態のときに仮原点を基準として計測を開始し、前記第１の位置検出スイッチがオンになったときの前記計測手段により仮原点を基準として計測された計測値と第２の位置検出スイッチがオンになったときの前記計測手段により仮原点を基準として計測された計測値とから前記仮原点と真の原点との角度差を演算し、その後前記角度差の演算値に基づいて前記仮原点と前記真の原点とのＸ，Ｙ方向の差を演算することを特徴とする。
【００１１】
請求項２記載の発明は、前記演算手段が、前記真の原点を前記仮原点と置き換え前記仮原点位置と前記真の原点位置とのＸ，Ｙ方向の差を演算する演算処理を複数回行うことを特徴とする。
【００１２】
請求項３記載の発明は、前記計測手段が、前記スライダのＸ方向位置を計測するＸ方向計測手段と、前記スライダのＹ方向位置を計測するＹ方向計測手段と、前記スライダのＺ軸回りの回動角度を計測するθ方向計測手段と、を有することを特徴とする。
【００１３】
請求項４記載の発明は、前記計測手段が、レーザ干渉計からなり、前記スライダに搭載されたミラーにレーザを照射して前記ミラーの位置を計測し、前記複数の位置検出スイッチが、前記ミラーを被検出面として位置を検出し、前記演算手段が、前記複数の位置検出スイッチによりミラー位置が検出されたときの計測値に基づいて原点位置を演算することを特徴とする。
【００１４】
請求項５記載の発明は、前記スライダの下面にエアノズルを設け、前記スライダを前記ベース上の平面に対して空気圧により浮上した状態で移動させることを特徴とする。
【００１５】
請求項６記載の発明は、前記駆動手段が、ソーヤモータであることを特徴とする。
【００１６】
請求項７記載の発明は、ベース平面に対向するスライダを水平方向に移動させる駆動手段と、前記スライダの水平方向の移動位置を計測する計測手段と、前記スライダの一側端部が接近したことを検出し、その検出信号を出力する第１の位置検出スイッチと、該第１の位置検出スイッチと並設され、前記スライダの一側端部が接近したことを検出し、その検出信号を出力する第２の位置検出スイッチと、を有する平面ステージ装置の制御方法であって、前記第１の位置検出スイッチ及び第２の位置検出スイッチがオフの状態のときに仮原点を基準として計測を開始する第１の過程と、前記第１の位置検出スイッチがオンになったときの前記計測手段により仮原点を基準として計測された計測値と第２の位置検出スイッチがオンになったときの前記計測手段により仮原点を基準として計測された計測値とから前記仮原点と真の原点との角度差を演算する第２の過程と、その後前記角度差の演算値に基づいて前記仮原点位置と前記真の原点位置とのＸ，Ｙ方向の差を演算する第３の過程とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、複数の位置検出スイッチがスライダの端部の予め設定された基準位置に達したことを検出したとき、計測手段により計測された計測値を記憶し、複数の位置検出スイッチの位置と記憶された計測値に基づいてスライダの原点位置を演算するため、スライダをストッパに当接させる場合のようにスライダが破損したり、発塵のおそれもないので、ナノレベルの精度が要求される環境での使用も可能になる。
【００１８】
また、本発明によれば、複数の位置検出スイッチを設ける構成であるので、比較的安価なコストで製造することができると共に、第１の位置検出スイッチ及び第２の位置検出スイッチがオフの状態のときに仮原点を基準として計測を開始し、第１の位置検出スイッチがオンになったときの計測手段により計測された計測値と第２の位置検出スイッチがオンになったときの計測手段により計測された計測値とから仮原点と真の原点との角度差を演算し、その後角度差の演算値に基づいて仮原点位置と真の原点位置とのＸ，Ｙ方向の差を演算するため、スライダの動作状態に拘わらず原点位置を求めることができるので、スライダがＺ軸回りに回動した状態でもより高精度に原点を再現することが可能になる。
【００１９】
また、本発明によれば、レーザ干渉計からのレーザ光を反射させるミラーと位置検出スイッチに検出される基準面の位置が一致することにより、外乱の影響を受けにくい状態で原点位置を位置決めすることができると共に、ミラーの面精度がかなり高いので被検出面の面精度による影響を受けにくい状態で原点位置を位置決めすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。
【実施例１】
【００２１】
図１は本発明による平面ステージ装置の一実施例を示す構成図である。図２は平面ステージ装置をＹ方向からみた側面図である。図３は平面ステージ装置をＸ方向からみた側面図である。
【００２２】
図１に示されるように、平面ステージ装置１０は、平板状に形成されたプラテン（ベース）１２と、プラテン１２の上面に対向する正方形状のスライダ１４と、スライダ１４をＸ，Ｙ方向に移動させるソーヤモータ（駆動手段）１６と、スライダ１４の位置を計測するレーザ干渉計１８〜２０と、スライダ１４が所定位置に近接したことを検出する位置検出スイッチ２２〜２４とを有する。
【００２３】
スライダ１４は、上面に被加工物としてのウエハ２６が載置される平面ステージ２８が形成されている。また、スライダ１４のＸ方向の端部には、Ｘ方向からのレーザ光を反射するためのＸミラー３０が取り付けられている。Ｘミラー３０は、スライダ１４のＹ方向幅と同じ長さに延在形成されている。さらに、スライダ１４のＹ方向の端部には、Ｙ方向からのレーザ光を反射するためのＹミラー３２が取り付けられている。Ｙミラー３２は、スライダ１４のＸ方向幅と同じ長さに延在形成されている。
【００２４】
本実施例では、レーザ干渉計１８，２０が対向するＸミラー３０のＸ方向端面がＸ基準面３０ａであり、レーザ干渉計１９が対向するＹミラー３２のＹ方向端面がＹ基準面３２ａである。
【００２５】
図２及び図３に示されるように、ソーヤモータ１６は、リニアモータを平面状に形成したものであり、固定子であるプラテン１２と、スライダ１４の下面に形成された可動子であるフォーサ３６，３７とから構成されている。プラテン１２の上面に形成された格子状の溝３４がＸ，Ｙ方向に一定のピッチで整列されている。
【００２６】
Ｘ方向駆動用のフォーサ３６とＹ方向駆動用のフォーサ３７は、夫々一対ずつ直交する向きに配置され、下方に一定のピッチの凹凸があり、コイルと永久磁石による磁力により推進力を得る。
【００２７】
位置検出スイッチ２２〜２４は、夫々Ｘ基準面３０ａ，Ｙ基準面３２ａが検出可能位置に接近すると、検出信号を出力する非接触式のオン・オフスイッチであり、例えば、フォトインタラプタなどからなる。フォトインタラプタは、発光素子と受光素子とを組み合わせた構成であり、発光素子からの検出光が被検出体としてのＸ基準面３０ａ，Ｙ基準面３２ａに照射され、Ｘ基準面３０ａ，Ｙ基準面３２ａから反射した反射光を受光素子で受光すると、検出信号を出力するように構成されている。
【００２８】
第１の位置検出スイッチ２２と第２の位置検出スイッチ２３は、Ｙ基準面３２ａに対向する位置に設けられ、スライダ１４がＹ方向に移動したときに基準位置に到達したことを検出するためのスイッチである。また、第１の位置検出スイッチ２２及び第２の位置検出スイッチ２３は、互いにＸ方向に所定距離離間した位置に配置されているため、スライダ１４がθ方向に傾いた状態（回動した状態）のときには、ヨー角（θ角度）に応じて第１の位置検出スイッチ２２からの検出信号と第２の位置検出スイッチ２３からの検出信号との出力タイミングがずれることになる。
【００２９】
また、第３の位置検出スイッチ２４は、Ｘ基準面３０ａに対向する位置に設けられ、スライダ１４がＸ方向に移動したときに基準位置に到達したことを検出するためのスイッチである。
【００３０】
スライダ１４は、プラテン１２上面に対向するフォーサ３６，３７の下面にエアノズル４０（図２，図３では隠れて見えない）が設けられている。このエアノズル４０は、プラテン１２上面に空気流を吹き付けることで、スライダ１４の下方に空気圧層を形成する。そのため、スライダ１４は、空気圧層を介してプラテン１２上面から浮上するため、移動時の抵抗（摩擦）が極めて微小になっている。
【００３１】
図４は平面ステージ装置１０の各機器の構成を示すブロック図である。図４に示されるように、平面ステージ装置１０を制御する制御回路（演算手段）４２は、レーザ干渉計１８〜２０により計測された計測値によってスライダ１４の動作位置を演算しており、予めメモリ(記憶手段)４４に記憶された制御プログラムに基づいて、Ｘ方向駆動信号及びＹ方向駆動信号及びθ駆動信号を生成し、ソーヤモータ１６を駆動させるＸ１，Ｘ２方向駆動ドライバ４６及びＹ１，Ｙ２方向駆動ドライバ４８に各駆動信号を出力する。そして、Ｘ１，Ｘ２方向駆動ドライバ４６及びＹ１，Ｙ２方向駆動ドライバ４８は、制御回路４２からの制御信号に応じた電圧をフォーサ３６，３７に印加して駆動力(推力)を発生させる。また、制御回路４２は、平面スライダ１０の電源スイッチがオンになると、エア供給ユニット５０に対してエア供給をオンにする信号を出力する。これにより、エア供給ユニット５０は、エアノズル４０に所定圧の空気を供給してスライダ１４を浮上させる。
【００３２】
位置検出スイッチ２２〜２４は、スライダ１４の原点（計測の基準）を求めるためのスイッチであり、制御回路４２は、後述するように位置検出スイッチ２２〜２４により検出された信号をトリガにしてレーザ干渉計１８〜２０の計測値（Ｘミラー３０、Ｙミラー３２との距離）を読み込み、メモリ４４に計測値ｘ，ｙ，θを記憶すると共に、原点を求めるための演算を行なう。
【００３３】
また、フォーサ３６，３７は、夫々一対ずつ設けられ、各Ｘ１フォーサ３６ａ，Ｘ２フォーサ３６ｂ、Ｙ１フォーサ３７ａ，Ｙ２フォーサ３７ｂを有する。Ｘ１フォーサ３６ａは、Ｘ駆動信号とθ駆動信号の加算値が供給されたＸ１ドライバ３３ａからの駆動信号に応じた推力を発生させる。また、Ｘ２フォーサ３６ｂは、Ｘ駆動信号とθ駆動信号の減算値が供給されたＸ２ドライバ３３ｂからの駆動信号に応じた推力を発生させる。Ｙ１フォーサ３７ａは、Ｙ駆動信号とθ駆動信号の加算値が供給されたＹ１ドライバ３５ａからの駆動信号に応じた推力を発生させる。また、Ｙ２フォーサ３６ｂは、Ｘ駆動信号とθ駆動信号の減算値が供給されたＹ２ドライバ３５ｂからの駆動信号に応じた推力を発生させる。
【００３４】
ここで、スライダ１４を基準位置に移動させて原点位置を求める方法について図５を参照して説明する。
【００３５】
図５に示されるように、スライダ１４には、計測の基準となる真の原点を決めており、その座標は（０，０，０）であるが、電源投入時などは、真の原点が分からない。これは、レーザ干渉計１８〜２０が絶対位置を計測できないためであり、スライダ１４を真の原点に精度良く復帰する必要がある。
【００３６】
ここで、図５において、レーザ干渉計１８〜２０から出射される各方向別のレーザ光（レーザビームライン）の位置は、図５中一点鎖線で示す位置である。ｘｓ１，ｙｓ１は第１の位置検出スイッチ２２によって検出される座標、ｘｓ２，ｙｓ２は第２の位置検出スイッチ２３によって検出される座標、ｘＬｙはＸ方向のレーザ干渉計１８からのレーザビームラインの位置、ｙＬｘはＹ方向のレーザ干渉計１９からのレーザビームラインの位置、ｙＬｙａｗはθ計測のためのレーザ干渉計２０からのレーザビームラインの位置を表す。そして、計測のための仮の原点を（ｘ０，ｙ０，θ０）とする。
【００３７】
スライダ１４の位置は、レーザ干渉計１８〜２０からＸミラー３０、Ｙミラー３２に照射されるレーザ光の干渉によって計測される。そして、スライダ１４に搭載されたＹミラー３２のＹ基準面３２ａが第１の位置検出スイッチ２２に接近して第１の位置検出スイッチ２２がオンに切り替わり、検出信号を出力したとき、レーザ干渉計１８〜２０によって仮の原点を基準として計測された計測値を（ｘＭ１，ｙＭ１，θＭ１）とする。
【００３８】
スライダ１４を原点位置決めコーナ（図１中、上方からみて左下の角部）に移動させる原点復帰動作時には、スライダ１４の真の原点位置が分かっていないので、仮の原点（ｘ１，ｙ１，θ１）からの計測値が（ｘＭ１，ｙＭ１，θＭ１）として得られる。
【００３９】
図６はスライダ１４に搭載されたＹミラー３２のＹ基準面３２ａがＸ方向に移動して第１の位置検出スイッチ２２に検出された後、第２の位置検出スイッチ２３に検出された状態を示す平面図である。尚、図６においては、第１の位置検出スイッチ２２がオンになったときと、第２の位置検出スイッチ２３がオンになったときを同じ紙面上に表した場合、複数の線が交差して分かりにくいので、第２の位置検出スイッチ２３を第１の位置検出スイッチ２２よりもＸ方向に大きくずらして示してある。
以下、Ｙミラー３２の基準面３２ａが時計方向に回動した状態を想定して説明する。
【００４０】
図６に示される位置決め動作では、第１の位置検出スイッチ２２がオンになったときのレーザ干渉計１９による計測値ｙＭ１と、第２の位置検出スイッチ２３がオンになったときのレーザ干渉計１９による計測値ｙＭ２とから、次式（１）が成り立つ。
ｙＭ１−ｙＭ２＝θ１（ｘｓ１−ｘＬＹ）＋ｙｓ１−ｙｓ２＋θ２（ｘｓ２−ｘＬＹ）・・・（１）
上記（１）式において、θ１≒ｔａｎθ１、θ２≒ｔａｎθ２である。
一方、Ｙミラー３２のＹ基準面３２ａの傾き角θ１，θ２は、次式（２）（３）のように表せる。
θ１＝θ０＋θＭ１・・・（２）
θ２＝θ０＋θＭ２・・・（３）
式（１）に上式（２）（３）を代入すると、次式（４）のようになる。
ｙＭ１−ｙＭ２＝
（θ０＋θＭ１）（ｘｓ１−ｘＬＹ）＋ｙｓ１−ｙｓ２＋（θ０＋θＭ２）（ｘｓ２−ｘＬＹ）・・・（４）
上記（４）式において、（θ０＋θＭ１）≒ｔａｎ（θ０＋θＭ１）、（θ０＋θＭ２）≒ｔａｎ（θ０＋θＭ２）である。
従って、（４）式を次式（５）のように変換すると、θ０が求まる。
θ０＝{ｙＭ１−ｙＭ２−θＭ１（ｘｓ１−ｘＬＹ）−ｙｓ１＋ｙｓ２＋θＭ２（ｘｓ２−ｘＬＹ）}／（ｘｓ２−ｘＳ１）・・・（５）
上記（５）式において、θＭ１≒ｔａｎθＭ１、θＭ２≒ｔａｎθＭ２である。
【００４１】
そして、上記θ０から以下のようにｙ０を求めることができる。
位置検出スイッチ２３とＹ基準面３２ａとの位置関係は、
ｙ１＝ｙＳ１−ｙＢ・・・（6.1）
と表せる。尚、式（6.1）のｙＢは、図５に示すようにスライダ１４が真の原点にあるときのＹ基準面３２ａのｙ座標（ｙ＝ｙＢ）です。
そして、仮の原点のｙ０と計測値ｙＭ１との関係は、次式ように表せる。
ｙ１＝ｙ０＋ｙＭ１＋θ１（ｘｓ１−ｘＬＹ）・・・（6.2）
上記（6.2）式に、θ１＝θ０＋θＭ１を代入すると、次式（6.3）が得られる。
ｙ０＝ｙｓ１−（ｙＭ１＋ｙＢ）−（θ０＋θＭ１）（ｘｓ１−ｘＬＹ）・・・（6.3）
続いて、スライダ１４がＸ方向に移動してＸミラー３０のＸ基準面３０ａが第３の位置検出スイッチ２４の検出位置に到達すると、第３の位置検出スイッチ２４がオンになり、そのときのレーザ干渉計１８〜２０の計測値から次式（7.1）〜（7.3）のようにｘ０を求めることができる。
位置検出スイッチ２４とＸ基準面３０ａとの位置関係は、
ｘ１＝ｘＳ３−ｘＢ・・・（7.1）
と表せる。尚、式（7.1）のｘＢは、図５に示すようにスライダ１４が真の原点にあるときのＸ基準面３０ａのｘ座標（ｘ＝ｘＢ）です。
そして、仮の原点のｘ０と計測値ｘＭ１との関係は、次式ように表せる。
ｘ３＝ｘ０＋ｘＭ３＋θ３（ｙｓ３−ｙＬＸ）・・・（7.2）
上記（7.2）式に、θ３＝θ０＋θＭ１を代入すると、次式（７.3）が得られる。
ｘ０＝ｘｓ３−（ｘＭ１＋ｘＢ）−（θ０＋θＭ１）（ｙｓ３−ｙＬＸ）・・・（7.3）
このように、上記式（１）〜（５）、（6.1）〜（6.3）、（7.1）〜（7.3）により真の原点の位置と仮の原点の位置（ｘ０，ｙ０，θ０）との差が求まるため、レーザ干渉計１８〜２０による計測の基準から仮の原点の位置（ｘ０，ｙ０，θ０）を減算することにより、スライダ１４の計測の基準を仮の原点から真の原点に補正することができる。
【００４２】
従って、本実施例のようにエアノズル４０によりスライダ１４がプラテン１２上を案内されてＸ，Ｙ方向に移動する場合（ヨーガイドが無い場合）、位置検出スイッチ２２〜２４の検出動作と共にレーザ干渉計１８〜２０の計測値を読み込んで、仮の原点の位置を演算することで、スライダ１４の仮の原点を真の原点に補正することが可能になる。そして、位置検出スイッチ２２〜２４としては、前述したフォトインタラプタなどのような安価な非接触式スイッチを使用するため、安価な構成で精度良く原点復帰動作を行なえる。
【００４３】
しかも、本発明の原点位置決め方法によれば、スライダ１４を原点復帰動作させる際にストッパに接触させることがないので、スライダ１４が損傷したり、摩擦による塵埃が発生するおそれもないので、ナノレベルでの制御にも対応することが可能になる。
【００４４】
ここで、制御回路４２が実行する原点位置決め処理の処理手順について図７のフローチャートを参照して説明する。
【００４５】
制御回路４２は、図７のＳ１１において、平面ステージ装置１０の電源スイッチがオンに操作されると、Ｓ１２以降の原点位置決め処理を実行する。Ｓ１２では、レーザ干渉計１８〜２０の電源をオンにしてスライダ１４の位置を計測可能状態にした後、Ｓ１３でエア供給ユニット５０からエアノズル４０に圧縮空気を供給して、スライダ１４を移動可能状態にする。
【００４６】
次のＳ１４では、全ての位置検出スイッチ２２〜２４がオフであることを確認する。Ｓ１４において、位置検出スイッチ２２〜２４の何れかがオンである場合、あるいは位置検出スイッチ２２〜２４が全てオンである場合には、Ｓ１５に進み、ソーヤモータ１６によりスライダ１４を動作エリアの中央へ移動させる。そして、再度、Ｓ１４に戻り、全ての位置検出スイッチ２２〜２４がオフであることを確認する。
【００４７】
次のＳ１６では、レーザ干渉計１８〜２０の計測の基準を仮の原点位置として計測を開始する。続いて、Ｓ１７に進み、スライダ１４を原点位置決めのコーナ（図１中、上方からみて左下の角部）へ移動させる。
【００４８】
次のＳ１８では、Ｙ１位置検出スイッチ２２がオンか否かをチェックする。Ｓ１８において、Ｙ１位置検出スイッチ２２がＹ基準面３２ａを検出してオンになったときは、Ｓ１９でレーザ干渉計１８〜２０の計測値ｘＭ１，ｙＭ１，θＭ１をメモリ４４に記憶させる。続いて、Ｓ２０において、Ｙ２位置検出スイッチ２３がＹ基準面３２ａを検出してオンになったときは、Ｓ２１でレーザ干渉計１８〜２０の計測値ｘＭ２，ｙＭ２，θＭ２をメモリ４４に記憶させる。
【００４９】
上記Ｓ１８において、Ｙ１位置検出スイッチ２２がオフのときは、Ｓ２２に進み、Ｙ２位置検出スイッチ２３がオンか否かをチェックする。Ｓ２２でＹ２位置検出スイッチ２３がＹ基準面３２ａを検出してオンのときは、Ｓ２３でレーザ干渉計１８〜２０の計測値ｘＭ２，ｙＭ２，θＭ２をメモリ４４に記憶させる。続いて、Ｓ２４において、Ｙ１位置検出スイッチ２２がＹ基準面３２ａを検出してオンになったときは、Ｓ２５でレーザ干渉計１８〜２０の計測値ｘＭ１，ｙＭ１，θＭ１をメモリ４４に記憶させる。
【００５０】
次のＳ２６では、Ｘ位置検出スイッチ２４がオンか否かをチェックする。Ｓ２６において、Ｘ位置検出スイッチ２４がＸ基準面３０ａを検出してオンになったときは、Ｓ２７でレーザ干渉計１８〜２０の計測値ｘＭ３，ｙＭ３，θＭ３をメモリ４４に記憶させる。
【００５１】
次のＳ２８では、仮の原点と真の原点との角度差θ０を演算する。続いて、Ｓ２９に進み、仮の原点と真の原点との角度差θ０から仮の原点と真の原点とのＹ方向位置の差ｙ０を演算してＹ方向補正値を求め、このＹ方向補正値をメモリ４４に記憶させる。
【００５２】
次のＳ３０では、仮の原点と真の原点との角度差θ０から仮の原点と真の原点とのＸ方向位置の差ｘＭ１−ｘＭ２を演算してＸ方向補正値を求め、Ｘ方向補正値をメモリ４４に記憶させる。
【００５３】
また、上記実施例において、Ｘ基準面３０ａ、Ｙ基準面３２ａの面精度が原点再現性に影響する場合の対策として、制御回路４２は、平面ステージ装置１０の電源スイッチがオンに操作されると、前述したＳ１２〜Ｓ３０（図７参照）の処理を実行した後、所定の経路に沿って移動し、Ｓ１４以降の原点位置決め処理を再度実行することにより精密な原点位置決め処理を行うことが可能である。
【００５４】
これは、上記Ｓ１２〜Ｓ３０の処理によりＹ方向補正値、Ｘ方向補正値を求め、再度、スライダ１４を原点位置決め動作させてＹ方向補正値、Ｘ方向補正値を求めることにより、１回目の演算で求められた補正値が２回目の演算でさらに補正されるため、Ｙ方向補正値、Ｘ方向補正値の精度がより一層高まるものである。
【００５５】
また、上記原点位置決め処理を複数回繰り返すことにより、Ｙ方向補正値、Ｘ方向補正値の精度がさらに高められる。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
上記実施例では、スライダ１４を駆動する駆動手段としてソーヤモータ１６を用いた構成を例に挙げて説明したが、これに限らず、例えば、スライダ１４の周縁部にＸ方向、Ｙ方向、θ方向の各ボイスコイルモータを設けてスライダ１４をプラテン１２上で平面移動させるようにしても良い。
【００５７】
また、上記実施例では、スライダ１４の位置を計測する計測手段としてレーザ干渉計を用いた構成を例に挙げて説明したが、これに限らず、例えば、静電容量式計測器や電磁誘導式計測器、超音波式計測器等を用いても良い。尚、レーザ干渉計以外の計測手段を用いる場合には、ミラーの代わりにスライダ１４の側面が基準面となる。
【００５８】
また、上記実施例では、位置検出スイッチとして反射式フォトインタラプタを用いた構成を例に挙げて説明したが、これに限らず、例えば、スリット式フォトインタラプタや接触式スイッチ等を用いても良い。尚、スリット式フォトインタラプタを用いる場合には、スライダ１４の側面にＸ方向、Ｙ方向に延在形成された被検出片を設け、この被検出片がフォトインタラプタのスリットに挿入されたとき、発光素子からの検出光が遮蔽されて受光素子に検出光が受光されず、受光素子の出力がオフになったことをトリガとしてレーザ干渉計１８〜２０の計測値をメモリ４４に記憶させる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明による平面ステージ装置の一実施例を示す構成図である。
【図２】平面ステージ装置をＹ方向からみた側面図である。
【図３】平面ステージ装置をＸ方向からみた側面図である。
【図４】平面ステージ装置１０の各機器の構成を示すブロック図である。
【図５】スライダ１４を基準位置に移動させて原点位置を求める方法を説明するための平面図である。
【図６】スライダ１４に搭載されたＹミラー３２の基準面３２ａがＸ方向に移動して第１の位置検出スイッチ２２に検出された後、第２の位置検出スイッチ２３に検出された状態を示す平面図である。
【図７】制御回路４２が実行する原点位置決め処理１の処理手順を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００６０】
１０  平面ステージ装置
１２  プラテン
１４  スライダ
１６  ソーヤモータ
１８〜２０  レーザ干渉計
２２〜２４  位置検出スイッチ
２８  平面ステージ
３０  Ｘミラー
３２  Ｙミラー
３６，３７  フォーサ
４２  制御回路
４４  メモリ
【図１】
0004413826.tif 000002
【図２】
0004413826.tif 000003
【図３】
0004413826.tif 000004
【図４】
0004413826.tif 000005
【図５】
0004413826.tif 000006
【図６】
0004413826.tif 000007
【図７】
0004413826.tif 000008