(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
機台部に配置された駆動機構を介して対象物を搭載するテーブルをＸＹθ、Ｙθ、もしくはθ動作させて所定の位置に位置決めするアライメント装置であって、
前記駆動機構は、並進自由度を持つ２つの並進自由度部と、回転自由度を持つ１つの回転自由度部とよりなる機構部と、
前記２つの並進自由度部と１つ回転自由度部の該自由度部を駆動するための電動機と、被検出体となる該機構部の動作量を検出する検出装置と、動作指令を受けて前記電動機を制御する制御器とよりなる電動機制御装置と、
から構成される駆動機構ユニットを、前記テーブルのＸＹθ、Ｙθ、もしくはθ動作の自由度の数と少なくとも同じ数の前記電動機となるよう複数備えたものであり、
前記駆動機構ユニットは、前記制御器に前記動作指令を与える指令装置を備えると共に、
前記電動機を各々並進方向もしくは回転方向に動作させることにより、前記テーブルをＸＹθ動作の２方向の並進移動と回転移動、Ｙθ動作の１方向の並進移動と回転移動、もしくはθ動作の回転移動させるように動作するアライメント装置において、
機械原点位置と固定基準位置の差を予め記憶もしくは入力する機械原点記憶装置と、
アライメント装置の固定基準位置に前記テーブルもしくは前記駆動機構を機械的に固定する機械固定装置と、
前記検出装置で前記テーブルが持つ自由度の数と少なくとも同じ数の機械固定基準位置を検出して記憶する機械固定基準位置記憶装置と、
前記機械固定装置を外し、前記テーブルが持つ自由度の数と少なくとも同じ数の前記電動機を駆動して前記検出装置で前記テーブルが持つ自由度の数と少なくとも同じ数の検出装置参照位置基準を検出し、前記テーブルが持つ自由度の数と少なくとも同じ数の前記検出装置参照基準位置と前記機械原点位置もしくは前記固定基準位置との差を記憶する検出装置参照基準位置記憶装置と、
以上の処理が完了した電源再導入後、日常的には、前記機械固定装置が無い状態で、前記テーブルが持つ自由度の数と少なくとも同じ数の前記電動機を駆動して、前記テーブルが持つ自由度の数と少なくとも同じ数の検出装置参照位置基準を検出し、前記テーブルおよび前記駆動機構ユニットを現在位置から前記機械原点位置もしくは前記固定基準位置にする前記テーブルが持つ自由度の数と少なくとも同じ数の前記電動機の移動量を算出する機械原点復帰量演算装置と、を備え、
前記テーブルが持つ自由度の数と少なくとも同じ数の前記電動機を動作させて前記テーブルおよび前記駆動機構ユニットを前記機械原点位置に移動することを特徴とするアライメント装置。
【請求項２】
機台部に配置された駆動機構を介して対象物を搭載するテーブルをＸＹθ、Ｙθ、もしくはθ動作させて所定の位置に位置決めするアライメント装置であって、
前記駆動機構は、並進自由度を持つ２つの並進自由度部と、回転自由度を持つ１つの回転自由度部とよりなる機構部と、
前記２つの並進自由度部と１つ回転自由度部の該自由度部を駆動するための電動機と、被検出体となる該機構部の動作量を検出する検出装置と、動作指令を受けて前記電動機を制御する制御器とよりなる電動機制御装置と、
から構成される駆動機構ユニットを、前記テーブルのＸＹθ、Ｙθ、もしくはθ動作の自由度の数と少なくとも同じ数の前記電動機となるよう複数備えたものであり、
前記駆動機構ユニットは、前記制御器に前記動作指令を与える指令装置を備えると共に、前記電動機を各々並進方向もしくは回転方向に動作させることにより、前記テーブルをＸＹθ動作の２方向の並進移動と回転移動、Ｙθ動作の１方向の並進移動と回転移動、もしくはθ動作の回転移動させるように動作するアライメント装置において、
アライメント装置の固定基準位置に前記テーブルもしくは前記駆動機構を機械的に固定する機械固定装置と、
機械原点位置と前記固定基準位置の差を予め記憶もしくは入力する機械原点記憶装置と、
前記テーブルもしくは前記対象物に予め設けられた印を検出する２次元位置検出装置と、
前記２次元位置検出装置の画像を元に任意の位置に移動するために必要な前記テーブルの移動量を算出する２次元画像処理装置と、
前記２次元位置検出装置および前記２次元画像処理装置の出力を用いて画像の印の位置を絶対位置として参照画像位置を記憶する参照画像位置記憶装置と、
以上の処理が完了した電源再導入後、日常的には、前記機械固定装置が無い状態で、前記２次元位置検出装置と前記２次元画像処理装置が新たに現状の印を検出して得た新たな出力画像と、前記参照画像位置記憶装置に記憶した参照画像位置とを比較し前記テーブルおよび前記駆動機構ユニットを現在位置から前記機械原点位置もしくは前記固定基準位置にする前記テーブルが持つ自由度の数と少なくとも同じ数の前記電動機の移動量を算出する機械原点復帰量演算装置と、を備え、
前記テーブルが持つ自由度の数と少なくとも同じ数の前記電動機を動作させて前記テーブルおよび前記駆動機構ユニットを前記機械原点位置に移動することを特徴とするアライメント装置。
【請求項３】
機台部に配置された駆動機構を介して対象物を搭載するテーブルをＸＹθ、Ｙθ、もしくはθ動作させて所定の位置に位置決めするアライメント装置であって、
前記駆動機構は、並進自由度を持つ２つの並進自由度部と、回転自由度を持つ１つの回転自由度部とよりなる機構部と、
前記２つの並進自由度部と１つ回転自由度部の該自由度部を駆動するための電動機と、被検出体となる該機構部の動作量を検出する検出装置と、動作指令を受けて前記電動機を制御する制御器とよりなる電動機制御装置と、
から構成される駆動機構ユニットを、前記テーブルのＸＹθ、Ｙθ、もしくはθ動作の自由度の数と少なくとも同じ数の前記電動機となるよう複数備えたものであり、
前記駆動機構ユニットは、前記制御器に前記動作指令を与える指令装置を備えると共に、
前記電動機を各々並進方向もしくは回転方向に動作させることにより、前記テーブルをＸＹθ動作の２方向の並進移動と回転移動、Ｙθ動作の１方向の並進移動と回転移動、もしくはθ動作の回転移動させるように動作するアライメント装置において、
機械原点位置と固定基準位置の差を予め記憶もしくは入力する機械原点記憶装置と、
アライメント装置の固定基準位置に前記テーブルもしくは前記駆動機構を機械的に固定する機械固定装置と、
前記検出装置で前記テーブルが持つ自由度の数と少なくとも同じ数の固定参照位置を検出して記憶する機械固定基準位置記憶装置と、
前記固定参照位置と前記機械原点位置の差を考慮して前記テーブルが持つ自由度の数と少なくとも同じ数の前記機械原点位置の値を絶対値として記憶する前記検出装置に備えられた絶対位置記憶装置と、を備え、
以上の処理が完了した電源再導入後、日常的には、前記機械固定装置が無い状態で、前記絶対位置記憶装置から前記テーブルが持つ自由度の数と少なくとも同じ数の前記機械原点位置の絶対値を読み出し、前記テーブルが持つ自由度の数と少なくとも同じ数の前記電動機を動作させて前記テーブルおよび前記駆動機構ユニットを前記機械原点位置に移動することを特徴とするアライメント装置。
【請求項４】
機台部に配置された駆動機構を介して対象物を搭載するテーブルをＸＹθ、Ｙθ、もしくはθ動作させて所定の位置に位置決めし、
前記駆動機構は、並進自由度を持つ２つの並進自由度部と、回転自由度を持つ１つの回転自由度部とよりなる機構部と、
前記２つの並進自由度部と１つ回転自由度部の該自由度部を駆動するための電動機と、被検出体となる該機構部の動作量を検出する検出装置と、動作指令を受けて前記電動機を制御する制御器とよりなる電動機制御装置と、
から構成される駆動機構ユニットを、前記テーブルのＸＹθ、Ｙθ、もしくはθ動作の自由度の数と少なくとも同じ数の前記電動機となるよう複数備えたものであり、
前記駆動機構ユニットは、前記制御器に前記動作指令を与える指令装置を備えると共に、前記電動機を各々並進方向もしくは回転方向に動作させることにより、前記テーブルをＸＹθ動作の２方向の並進移動と回転移動、Ｙθ動作の１方向の並進移動と回転移動、もしくはθ動作の回転移動させるように動作するアライメント装置の原点復帰方法において、
機械原点記憶装置にて固定基準位置との差として予め機械原点位置を記憶もしくは入力し、
アライメント装置の前記固定基準位置に機械固定装置によって前記テーブルもしくは前記駆動機構を機械的に固定し、
前記検出装置で前記テーブルが持つ自由度の数と少なくとも同じ数の機械固定基準位置を検出し、機械固定基準位置記憶装置に記憶し、
前記機械固定装置を外し、
前記テーブルが持つ自由度の数と少なくとも同じ数の前記電動機を駆動して前記テーブルが持つ自由度の数と少なくとも同じ数の検出装置参照位置基準を検出し、
検出装置参照基準位置記憶装置に前記テーブルが持つ自由度の数と少なくとも同じ数の前記検出装置参照基準位置と前記機械原点位置もしくは前記固定基準位置との差を記憶し、以上の処理が完了した電源再導入後、日常的には、前記機械固定装置が無い状態で、前記テーブルが持つ自由度の数と少なくとも同じ数の前記電動機を駆動して前記テーブルが持つ自由度の数と少なくとも同じ数の前記検出装置参照位置基準を検出し、
機械原点復帰量演算装置にて前記テーブルが持つ自由度の数と少なくとも同じ数の前記検出装置参照位置基準から前記機械原点位置もしくは前記固定基準位置までの前記電動機の移動量を算出する処理することを特徴とするアライメント装置の原点復帰方法。
【請求項５】
機台部に配置された駆動機構を介して対象物を搭載するテーブルをＸＹθ、Ｙθ、もしくはθ動作させて所定の位置に位置決めし、
前記駆動機構は、並進自由度を持つ２つの並進自由度部と、回転自由度を持つ１つの回転自由度部とよりなる機構部と、
前記２つの並進自由度部と１つ回転自由度部の該自由度部を駆動するための電動機と、被検出体となる該機構部の動作量を検出する検出装置と、動作指令を受けて前記電動機を制御する制御器とよりなる電動機制御装置と、
から構成される駆動機構ユニットを、前記テーブルのＸＹθ、Ｙθ、もしくはθ動作の自由度の数と少なくとも同じ数の前記電動機となるよう複数備えたものであり、
前記駆動機構ユニットは、前記制御器に前記動作指令を与える指令装置を備えると共に、前記電動機を各々並進方向もしくは回転方向に動作させることにより、前記テーブルをＸＹθ動作の２方向の並進移動と回転移動、Ｙθ動作の１方向の並進移動と回転移動、もしくはθ動作の回転移動させるように動作するアライメント装置の原点復帰方法において、
機械原点記憶装置にて固定基準位置との差として予め機械原点位置を記憶もしくは入力し、
アライメント装置の前記固定基準位置に機械固定装置によって前記テーブルもしくは前記駆動機構を機械的に固定し、
２次元位置検出装置が前記テーブル上の印を検出し、
２次元画像処理装置が前記２次元位置検出装置の画像を受け取り、参照画像位置記憶装置に画像の印の位置を絶対位置として参照画像位置を記憶し、
以上の処理が完了した電源再導入後、日常的には、前記機械固定装置が無い状態で、前記２次元位置検出装置と前記２次元画像処理装置が新たに現状の印の位置を検出し、
機械原点復帰量演算装置にて、新たな画像と、前記参照画像位置記憶装置に記憶した参照画像位置とを比較して前記テーブルおよび前記駆動機構ユニットを現在位置から前記機械原点位置もしくは前記固定基準位置にする前記テーブルが持つ自由度の数と少なくとも同じ数の前記電動機の移動量を算出し、
前記テーブルが持つ自由度の数と少なくとも同じ数の前記電動機を動作させて前記テーブルおよび前記駆動機構ユニットを前記機械原点位置に移動する処理をすることを特徴とするアライメント装置の原点復帰方法。
【請求項６】
前記テーブルが持つ自由度の数と少なくとも同じ数の前記電動機を動作させて前記テーブルおよび前記駆動機構ユニットを前記機械原点位置に移動した後、前記２次元位置検出装置と前記２次元画像処理装置が新たに現状の印の位置を検出し、前記参照画像位置記憶装置に記憶した参照画像位置と比較し、両者が一致しない場合には、
前記テーブルおよび前記駆動機構ユニットを現在位置から前記機械原点位置もしくは前記固定基準位置にする前記テーブルが持つ自由度の数と少なくとも同じ数の前記電動機の移動量を算出し、
前記テーブルが持つ自由度の数と少なくとも同じ数の前記電動機を動作させて前記テーブルおよび前記駆動機構ユニットを前記機械原点位置に移動する処理を繰り返すことを特徴とする請求項５記載のアライメント装置の原点復帰方法。
【請求項７】
機台部に配置された駆動機構を介して対象物を搭載するテーブルをＸＹθ、Ｙθ、もしくはθ動作させて所定の位置に位置決めし、
前記駆動機構は、並進自由度を持つ２つの並進自由度部と、回転自由度を持つ１つの回転自由度部とよりなる機構部と、
前記２つの並進自由度部と１つ回転自由度部の該自由度部を駆動するための電動機と、被検出体となる該機構部の動作量を検出する検出装置と、動作指令を受けて前記電動機を制御する制御器とよりなる電動機制御装置と、
から構成される駆動機構ユニットを、前記テーブルのＸＹθ、Ｙθ、もしくはθ動作の自由度の数と少なくとも同じ数の前記電動機となるよう複数備えたものであり、
前記駆動機構ユニットは、前記制御器に前記動作指令を与える指令装置を備えると共に、前記電動機を各々並進方向もしくは回転方向に動作させることにより、前記テーブルをＸＹθ動作の２方向の並進移動と回転移動、Ｙθ動作の１方向の並進移動と回転移動、もしくはθ動作の回転移動させるように動作するアライメント装置の原点復帰方法において、
機械原点記憶装置にて固定基準位置との差として予め機械原点位置を記憶もしくは入力し、
アライメント装置の前記固定基準位置に機械固定装置によって前記テーブルもしくは前記駆動機構を機械的に固定し、
前記検出装置で前記テーブルが持つ自由度の数と少なくとも同じ数の前記固定参照位置を検出し、
前記検出装置に備えた絶対位置記憶装置に、前記固定参照位置と前記機械原点位置の差を考慮して前記テーブルが持つ自由度の数と少なくとも同じ数の前記機械原点位置の値を絶対値として記憶し、
以上の処理が完了した電源再導入後、日常的には、前記機械固定装置が無い状態で、前記テーブルが持つ自由度の数と少なくとも同じ数の前記機械原点位置を前記絶対位置記憶装置から読み出し、
前記テーブルが持つ自由度の数と少なくとも同じ数の前記電動機を動作させて前記テーブルおよび前記駆動機構ユニットを前記機械原点位置に移動する処理することを特徴とするアライメント装置の原点復帰方法。
【請求項８】
前記駆動機構は、並進自由度を２つ持つ前記並進自由度部と、回転自由度を１つ持つ前記回転自由度部とよりなり、前記電動機を含まない３自由度機構をさらに有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載のアライメント装置。
【請求項９】
少なくともＹθ動作する２自由度を持つ前記テーブルにおいて、
並進自由度を１つ持つ前記並進自由度部と、回転自由度を１つ持つ前記回転自由度部とよりなる前記電動機を含まない２自由度機構を備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載のアライメント装置。
【請求項１０】
少なくともＹθ動作する２自由度を持つ前記テーブルにおいて、
前記２自由度機構に前記電動機を有する２自由度駆動機構を備えたことを特徴とする請求項９記載のアライメント装置。
【請求項１１】
少なくともθ動作する回転１自由度を持つ前記テーブルにおいて、
１つの回転自由度を有し前記テーブルを支持する回転１自由度機構を備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載のアライメント装置。
【請求項１２】
前記機械固定装置を前記機台部に位置合わせする第１の位置合わせ装置を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載のアライメント装置。
【請求項１３】
前記機械固定装置を前記駆動機構に位置合わせする第２の位置合わせ装置を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか1項記載のアライメント装置。
【請求項１４】
前記機械固定装置を前記テーブルに位置合わせする第３の位置合わせ装置を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載のアライメント装置。
【請求項１５】
前記機台部に設けられた第１の位置合わせ装置によって設置位置をあわせる処理を行うことを特徴とする請求項４〜７のいずれか１項記載のアライメント装置の原点復帰方法。
【請求項１６】
前記駆動機構に設けられた第２の位置合わせ装置によって設置位置をあわせる処理を行うことを特徴とする請求項４〜７のいずれか１項記載のアライメント装置の原点復帰方法。
【請求項１７】
前記テーブルに設けられた第３の位置合わせ装置によって設置位置をあわせる処理を行うことを特徴とする請求項４〜７のいずれか１項記載のアライメント装置の原点復帰方法。
【請求項１８】
前記機台部と前記機械固定装置を固定する第１の位置固定装置を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載のアライメント装置。
【請求項１９】
前記駆動機構と前記機械固定装置を固定する第２の位置固定装置とを有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載のアライメント装置。
【請求項２０】
前記テーブルと前記機械固定装置を固定する第３の位置固定装置とを有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載のアライメント装置。
【請求項２１】
前記機台部に設けられた第１の位置固定装置を用いて、前記機械固定装置と前記機台部を、固定処理することを特徴とする請求項４〜７のいずれか１項記載のアライメント装置の原点復帰方法。
【請求項２２】
前記駆動機構に設けられた第２の位置固定装置を用いて、前記機械固定装置と前記駆動機構を、固定処理することを特徴とする請求項４〜７のいずれか１項記載のアライメント装置の原点復帰方法。
【請求項２３】
前記テーブルに設けられた第３の位置固定装置を用いて、前記機械固定装置と前記テーブルを、固定処理することを特徴とする請求項４〜７のいずれか１項記載のアライメント装置の原点復帰方法。
【請求項２４】
前記制御器は前記電動機の制御を切り、前記テーブルもしくは前記駆動機構を移動し、前記固定基準位置にて、前記機台部と前記テーブルもしくは前記駆動機構を固定することを特徴とする請求項４〜７のいずれか１項記載のアライメント装置の原点復帰方法。
【請求項２５】
前記駆動機構は、前記並進自由度部の上に、前記回転自由度部を備え、該回転自由度部の上にさらに前記並進自由度部を備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか1項記載のアライメント装置。
【請求項２６】
前記駆動機構は、前記並進自由度部の上にさらに前記並進自由度部を備え、該並進自由度部の上に前記回転自由度部を備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載のアライメント装置。
【請求項２７】
前記駆動機構は、前記回転自由度部の上に、前記並進自由度部を備え、該並進自由度部の上にさらに並進自由度部を備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載のアライメント装置。
【請求項２８】
前記対象物や前記テーブル上の印の位置を把握するための２次元位置検出装置と、前記２次元位置検出装置によって捕らえた対象物の画像を画像処理して、前記対象物の位置を補正するための補正量を演算する２次元画像処理装置とを備え、
前記２次元画像処理装置によって得た補正量に基づいて前記電動機を動作させ前記テーブルもしくは前記対象物の位置を補正することを特徴とする請求項１又は３記載のアライメント装置。
【請求項２９】
前記２次元位置検出装置を複数備えることを特徴とする請求項２又は２８記載のアライメント装置。
【請求項３０】
少なくとも前記テーブルが持つ自由度の数の前記電動機が、前記テーブルの重心から離れ、前記テーブルの重心からずれて前記テーブルを移動するように前記駆動機構ユニットを配置したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載のアライメント装置。
【請求項３１】
少なくとも前記テーブルが持つ自由度の数の前記電動機が、前記テーブルの重心から離れ、前記テーブルの重心からずれて前記テーブルを移動するように前記駆動機構ユニットを配置する手順をとったことを特徴とする請求項４〜５、７のいずれか１項記載のアライメント装置の原点復帰方法。
【請求項３２】
前記駆動機構ユニットの前記並進自由度部を駆動する前記電動機がリニアモータであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載のアライメント装置。
【請求項３３】
前記電動機としてリニアモータが前記駆動機構ユニットの前記並進自由度部を駆動する手順をとることを特徴とする請求項４〜５、７のいずれか1項記載のアライメント装置の原点復帰方法。
【請求項３４】
前記固定基準位置が前記機械原点位置であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の記載のアライメント装置。
【請求項３５】
前記固定基準位置として前記機械原点位置を用いる手順をとったことを特徴とする請求項４〜５、７のいずれか１項記載のアライメント装置の原点復帰方法。
【請求項３６】
請求項１〜３のいずれか１項記載のアライメント装置を備えたことを特徴とする旋回テーブル。
【請求項３７】
請求項１〜３のいずれか１項記載のアライメント装置を備えたことを特徴とする並進テーブル。
【請求項３８】
請求項１〜３のいずれか１項記載のアライメント装置を備えたことを特徴とする機械。
【請求項３９】
少なくとも１つの駆動機構部を有し、当該駆動機構部として請求項３８記載の機械を備えたことを特徴とする機械制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置やプリント基板、液晶表示素子等の検査装置、露光装置などで、テーブルをＸＹθ、Ｙθもしくはθ移動して、テーブル上の対象を所定の位置に位置決めするアライメント装置およびアライメント装置の原点復帰方法に関する。  
【背景技術】
【０００２】
従来の第１例である、リニアモータを内蔵したステージ装置は、リニアモータを用いて微小の角度位置決めを可能にし，小型、薄型化している（例えば、特許文献１参照）。
また、従来の第２例である、２軸平行・１軸旋回運動案内機構およびこれを用いた２軸平行・１軸旋回テーブル装置は、テーブルへの組み付けが簡単でかつ高精度に案内支持できる２軸平行・１軸旋回運動案内機構を用いたテーブル装置としているものもある（例えば、特許文献２参照）。
従来の第３例である、ステージ装置は、可動テーブルを有するステージの一の端部と他の短部とを移動可能に軸支する可動支持装置と、可動テーブルと可動支持装置とを制御する位置制御装置と、を含めて、直進方向のみならず、回転方向の移動においても、ステージを的確に位置決めをすることができるとともに、応答性を高くして高速にステージを移動させることができるようにしている（例えば、特許文献３参照）。【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３２８１９１号公報（図１、図２）
【特許文献２】特開平１１−２４５１２８号公報（図２、図４、図５）
【特許文献３】特開２００３−３１６４４０号公報（図１、図３、図４、図５、図７）
【０００４】
従来の第１例である特許文献１のリニアモータを内蔵したステージ装置を説明する。
図７７は、特許文献１のリニアモータを内蔵したステージ装置の一実施例を示し，一方向であるＸ方向から見た正面図、図７８は、図７７に示すステージ装置を示す平面図である。
両図において、リニアモータを内蔵したステージ装置は，回転ステージ１１０３と第２ステージ１１０２との間に微小の回転方向に移動させる駆動装置として回転用リニアモータ１０１３を組み込んだものであって、特に，回転ステージ１１０３の微小量の角度位置決めを考慮して、回転用リニアモータ１０１３としては，可動マグネット型リニアモータを適用すると共に，回転用リニアモータ１０１３と回転方向部分である回転ステージ１１０３を微小量だけ回転方向（即ち，θ方向）に移動させてワーク等の部品を角度位置決めする回転ステージ装置となっている。
一方向の直線方向であるＸ方向に往復移動する第１ステージ１１０１と，Ｘ方向に直交するＹ方向に往復移動する第２ステージ１１０２とによって構成されるＸＹステージ装置に回転ステージ１１０３（即ち，θステージ装置）を組み込み，ＸＹ−θステージ装置の複合ステージ装置に構成し，ワーク等の部品をＸ方向，Ｙ方向及び回転方向（θ方向）に対して平面上での位置決めを行う構造に構成している。
このように、従来のリニアモータを内蔵したステージ装置は、小型、薄型化してＸＹθ方向の位置決めをするのである。【０００５】
次に、特許文献２の２軸平行・１軸旋回運動案内機構およびこれを用いた２軸平行・１軸旋回テーブル装置を説明する。図７９は特許文献２の２軸平行・１軸旋回運動案内機構の一部破断分解斜視図、図８０は図７９に示す２軸平行・１軸旋回運動案内機構を用いた２軸平行・１軸旋回テーブル装置であり、同図（ａ）はテーブルを省略して２点鎖線で示す平面図、同図（ｂ）は正面図、図８１は、図８０に示すテーブルの平面図である。
図７９〜図８１において、２軸平行・１軸旋回運動案内機構２２０１（図７９）は、２軸平行運動案内部２２７０と、この２軸平行運動案内部２２７０に組み付けられる旋回運動案内部２２８０と、から構成されている。
また、２軸平行・１軸旋回運動案内機構２２０１を用いた２軸平行・旋回テーブル装置は、図８０、図８１のように、４つの２軸平行・１軸旋回運動案内機構２２０１Ａ，２２０１Ｂ，２２０１Ｃ，２２０１Ｄを介して、テーブル２２３３を基台２２３４に対して平行に互いに直交する２軸方向に移動自在に支持し、テーブル２２３３中央部に位置する旋回軸Ｃ０を中心にして旋回可能となっている。
４つのうち３つの２軸平行・１軸旋回運動案内機構２２０１Ａ，２２０１Ｂ，２２０１Ｄには、それぞれ直線方向に伸縮駆動される、回転モータ２２３８と、この回転モータ２２３８の回転運動を直線運動に変換する送りねじ機構２２３９から構成される直線駆動機構２２３７Ａ，２２３７Ｂ，２２３７Ｄが作動連結されている。２軸平行・１軸旋回運動案内機構２２０１Ｃは自由に運動できる。
テーブル２２３３を平行移動させる場合は、２つの直線駆動機構２２３７Ａ，２２３７Ｂもしくは、直線駆動機構２２３７Ｃを駆動する。
テーブル２２３３を旋回軸Ｃ０に対して旋回させる場合、直線駆動機構２２３７Ａ，２２３７Ｂとを互いに逆方向に同一量＋ΔＸ，−ΔＸだけ駆動させ、一方、直線駆動機構２２３７ＤをＹ軸方向に所定量ΔＹだけ駆動させる。
このように、従来の２軸平行・１軸旋回運動案内機構およびこれを用いた２軸平行・１軸旋回テーブル装置は、テーブルを平行移動または旋回させ、位置決めを行うのである。【０００６】
従来の第３例である特許文献１のステージ装置を説明する。
図８２は特許文献１のステージ装置の外観図である。図８２において、３１００、３２００、３３００は直進ステージ、３１１０、３２１０、３３１０は可動テーブル、３１１２と３１１４、３２１２と３２１４、３３１２と３３１４は脚部、３１２０、３２２０、３３２０はベース部、３１２２と３１２４、３２２２と３２２４、３３２２と３３２４はガイドレール、３１３０、３２３０、３３３０はリニアモータ固定子、３１２０、３２２０、３３２０はベース部、３３５０は第１端部、３３６０は第２端部である。３つの直進ステージ３１００、３２００及び３３００は、同じ構造を有し、リニアモータにより別個に駆動される移動可能な可動テーブル３１１０、３２１０及び３３１０ステージ３１００、３２００および３３００上を移動する。直進ステージ３３００のベース部３３２０の第１端部３３５０は、直進ステージ３１００の可動テーブル３１１０上に回動自在に支持され、直進ステージ３３００のベース部３３２０の第２端部３３６０は、直進ステージ３２００の可動テーブル３２１０上に回動自在に支持されている。
図８３は特許文献３のステージ装置の直進ステージ３３００の軸支部の態様を示す斜視図である。図８３おいて、３４００、３５００は軸支部材、３４１０、３５１０は外側円筒部、３４２０、３５２０は軸支部材、３５３０は板ばね部、である。
板ばね部３５３０は、内側円筒部３５２０に設けられ、支持部材を介してベース部３３２０の下面に固定されている。
図８４は特許文献３のステージ装置の軸支部材３４００と軸支部材３５００との詳細を示す図である。図８４（ａ）は、軸支部材３４００をベース部３３２０の第１端部３３５０側から見たときの断面を示し、図８４（ｂ）は、軸支部材３５００をベース部３３２０の第２端部３３６０側から見たときの断面を示すものである。
図８４（ａ）に示す内側円筒部３４２０は、外側円筒部３４１０に対して相対的に円滑に回動する。図８４（ｂ）に示す内側円筒部３５２０には、内側円筒部３５２０の半径方向に沿って板ばね３５３０が設けられている。
図８５は特許文献３のステージ装置の内側円筒部３５２０を上方からみた図である。
図８５において、３５２２は小内径部、３５２４は大内径部、３５２６は境界側面、３５６０はネジ、である。板ばね３５３０は、長尺な形状であり、板ばね３５３０の両端部には、長円形の貫通孔があり、長円形の貫通孔の長径の方向は、板ばね３５３０の長手方向と略同じ方向である。板ばね３５３０の両端部は、この貫通孔を介してネジ３５６０により、内側円筒部３５２０の境界側面３５２６に設けられている。板ばね３５３０は、板ばね３５３０の長手方向が、内側円筒部３５２０の直径方向と略同一となるようになされている。図に示す如き白い矢印の方向に板ばね３５３０が撓んだときには、板ばね３５３０の両端部は、長円形の貫通孔に沿って微動することができる。板ばね３５３０の中央部には、支持部材３５７０がネジ３５８０により固定されている。支持部材３５７０はＴ字形状であり、支持部材３５７０の上部は、ネジ３５９０により直進ステージ３３００のベース部３３２０の下面に固定されている。回転ベアリング３５４０とローラ３５５０とを設けたことにより、内側円筒部３５２０は、外側円筒部３５１０に対して相対的に円滑に回動することができるのである。また、直進ステージ３３００は、板ばね３５３０が撓むことにより、内側円筒部３５２０に対して移動することができるのである。直進ステージ３３００から「ステージ」が構成され、可動テーブル３３１０から「可動テーブル」が構成される。また、軸支部材３４００から「第１可動支持装置」を構成し、軸支部材３５００から「第２可動支持装置」を構成する。更に、第１端部３３５０から「一の端部」をなし、第２端部３３６０から「他の端部」をなす。さらにまた、板ばね部３５３０から「弾性部材」が構成される。
図８６は特許文献３のステージ装置のテーブルの位置決めを行う具体的な態様である。
図８６（ａ）〜（ｃ）に示した例は、３つの直進ステージ３１００、３２００及び３３００と、可動テーブル３１１０、３２１０及び３３１０との概略を示す平面図である。図８６（ａ）は、直進ステージ３１００のＸ方向の中央に可動テーブル３１１０が位置し、直進ステージ３２００のＸ方向の中央に可動テーブル３２１０が位置し、直進ステージ３３００のＹ方向の中央に可動テーブル３３１０が位置するときのものを示すもので、この位置に可動テーブル３１１０、３２１０及び３３１０が位置するときを基準位置とする。
図８６（ｂ）は、直進ステージ３１００の可動テーブル３１１０と、直進ステージ３２００の可動テーブル３２１０との双方を、基準位置から距離Ｙ１だけ正方向に移動させ、直進ステージ３３００の可動テーブル３３１０を、基準位置から距離Ｘ１だけ正方向に移動させたときの状態を示す。このように可動テーブル３１１０と可動テーブル３２１０とを同じ方向に同じ距離だけ移動することにより、直進ステージ３３００の全体をＹ方向に移動することができる。このようにすることにより、可動テーブル３３１０をＸ−Ｙ方向の所望とする位置に位置付けることができる。
図８６（ｃ）は、直進ステージ３１００の可動テーブル３１１０を基準位置から距離Ｙ２だけ負方向に移動させ、直進ステージ３２００の可動テーブル３２１０を基準位置から距離Ｙ２だけ正方向に移動させる。このようにすることにより、直進ステージ３３００の全体の向きをθだけ回転した位置に位置付けることができる。このように可動テーブル３１１０と可動テーブル３２１０とを相対的に異なる位置に位置付けることにより、直進ステージ３３００の全体を所望の角度だけ回転した位置に位置付けることができ、可動テーブル３３１０を所望の角度だけ回転した位置に位置付けることができるのである。
図８６（ｃ）の如く、直進ステージ３３００が回転したときには、上述した直進ステージ３３００のベース部３３２０を支持する支持部材３５７０は移動することとなる。支持部材３５７０が移動したときには、支持部材３５７０に固定されている板ばね部３５３０は、撓むこととなる。
図８７は、特許文献３のステージ装置の板ばね部３５３０が撓んだときの様子を示す図である。支持部材３５７０は図面の左方向に移動したときのものを示すものである。この支持部材３５７０の移動により、板ばね部３５３０は、符号Ｍで示す箇所で撓むのである。
このように、直進ステージ３３００のベース部３３２０の第１端部３３５０においては、直進ステージ３３００を軸支するだけの構成としたことにより、第１端部３３５０における回動中心を基準にして、直進ステージ３３００の長手方向に沿った可動テーブル３３１０の位置を算出することができる。また、直進ステージ３３００のベース部３３２０の第２端部３３６０においては、直進ステージ３３００を軸支するとともに直進ステージ３３００の長手方向に移動可能にする構成としたことにより、直進ステージ３３００の回動動作を円滑なものにすることができるのである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１のリニアモータを内蔵したステージ装置は、ＸＹθの３方向の各軸が重なりあった装置構成となっていて、位置決めする対象物が大型化すると、ステージ装置が物理的に高くなるという問題があった。近年、液晶材料は年々大型化しており、テーブル即ちステージの往復移動や回転移動させるためには、リニアモータやステージ装置をそのまま大きくせざるを得ないという欠点もあった。
また、ＸＹθの３方向の各軸が重なりあった装置構成のため、ステージが大型化した場合、ＸＹが移動すると、重心位置がずれるので、駆動装置によるステージの移動位置によっては、各軸の連結部に荷重が集中し、ステージに大きなモーメント荷重が発生するので、ステージの円滑な移動が妨げられたり、意図しない回転移動が生じたりして、位置決め精度が低下する問題がある。【０００８】
また、特許文献２の２軸平行・１軸旋回運動案内機構およびこれを用いた２軸平行・１軸旋回テーブル装置は、２軸平行・１軸旋回運動案内機構を３つ用いた３軸構成となっていて、１軸のみで駆動する場合、モータの容量が不足し、２軸駆動時の方向と同じ動作を行うことができないので、移動・位置決めに時間が掛かり、結果的に効率性・生産性が悪くなるという問題があった。
さらに、特許文献２のように、並進移動を利用してテーブル等を回転・旋回移動する装置は、並進移動量と回転移動量の非線形性の問題がある。テーブルの正回転と逆回転、テーブルの等間隔の角度移動といった動作において、並進移動量はそれぞれ異なる値となる課題がある。言い換えると、テーブルの姿勢位置によって、並進移動の動作指令が異なる。
想定した姿勢のテーブルと実際のテーブルの姿勢が異なれば、並進移動量の動作指令通りにテーブルが回転・旋回しない。
つまり、テーブルの姿勢・位置を正確に把握できなければ、精度良くテーブルを動作できない非常に大きな問題があった。
上記の精度はメカロスを含むボールねじのような機構では、それらの精度程度であり、大きな問題とはならなかったが、リニアモータを利用して動作精度を上げると、指令の誤差が問題となる。【０００９】
特許文献３のステージ装置は、弾性部材を利用し、弾性部材が撓むことで自由度を得ているが、弾性部材の撓変位を考慮して位置決めしなければ成らない。つまり、板ばねの弾性特性のヒステリシス、もしくは弾性部材に用いるコイルばねや空気ばね等の復元力と変位の非線形性により、精密に位置決めすることができなという問題があった。また、駆動系の板バネのような弾性部材を配した場合は、板バネ要素が要因となる共振が位置決め精度に影響を与えるというような問題もあった。【００１０】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、テーブルが大型化しても、テーブルや対象物による荷重を駆動機構ユニットがバランス良く分散して支持し、かつ精度良くテーブルを動作させるために、テーブルの初期位置である機械原点を厳密に決定し、機械原点を基準とした動作指令を算出することで、高精度にテーブルを移動できるアライメント装置、このアライメント装置を実現できるアライメント装置の原点復帰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】
【００１１】
上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したのである。
請求項１記載の発明は、機台部に配置された駆動機構を介して対象物を搭載するテーブルをＸＹθ、Ｙθ、もしくはθ動作させて所定の位置に位置決めするアライメント装置であって、
前記駆動機構は、並進自由度を持つ２つの並進自由度部と、回転自由度を持つ１つの回転自由度部とよりなる機構部と、
前記２つの並進自由度部と１つ回転自由度部の該自由度部を駆動するための電動機と、被検出体となる該機構部の動作量を検出する検出装置と、動作指令を受けて前記電動機を制御する制御器とよりなる電動機制御装置と、
から構成される駆動機構ユニットを、前記テーブルのＸＹθ、Ｙθ、もしくはθ動作の自由度の数と少なくとも同じ数の前記電動機となるよう複数備えたものであり、
前記駆動機構ユニットは、前記制御器に前記動作指令を与える指令装置を備えると共に、
前記電動機を各々並進方向もしくは回転方向に動作させることにより、前記テーブルをＸＹθ動作の２方向の並進移動と回転移動、Ｙθ動作の１方向の並進移動と回転移動、もしくはθ動作の回転移動させるように動作するアライメント装置において、
機械原点位置と固定基準位置の差を予め記憶もしくは入力する機械原点記憶装置と、
アライメント装置の固定基準位置に前記テーブルもしくは前記駆動機構を機械的に固定する機械固定装置と、
前記検出装置で前記テーブルが持つ自由度の数と少なくとも同じ数の機械固定基準位置を検出して記憶する機械固定基準位置記憶装置と、
前記機械固定装置を外し、前記テーブルが持つ自由度の数と少なくとも同じ数の前記電動機を駆動して前記検出装置で前記テーブルが持つ自由度の数と少なくとも同じ数の検出装置参照位置基準を検出し、前記テーブルが持つ自由度の数と少なくとも同じ数の前記検出装置参照基準位置と前記機械原点位置もしくは前記固定基準位置との差を記憶する検出装置参照基準位置記憶装置と、
以上の処理が完了した電源再導入後、日常的には、前記機械固定装置が無い状態で、前記テーブルが持つ自由度の数と少なくとも同じ数の前記電動機を駆動して、前記テーブルが持つ自由度の数と少なくとも同じ数の検出装置参照位置基準を検出し、前記テーブルおよび前記駆動機構ユニットを現在位置から前記機械原点位置もしくは前記固定基準位置にする前記テーブルが持つ自由度の数と少なくとも同じ数の前記電動機の移動量を算出する機械原点復帰量演算装置と、を備え、
前記テーブルが持つ自由度の数と少なくとも同じ数の前記電動機を動作させて前記テーブルおよび前記駆動機構ユニットを前記機械原点位置に移動することを特徴とするアライメント装置とするものである。
また、請求項２記載の発明は、機台部に配置された駆動機構を介して対象物を搭載するテーブルをＸＹθ、Ｙθ、もしくはθ動作させて所定の位置に位置決めするアライメント装置であって、
前記駆動機構は、並進自由度を持つ２つの並進自由度部と、回転自由度を持つ１つの回転自由度部とよりなる機構部と、
前記２つの並進自由度部と１つ回転自由度部の該自由度部を駆動するための電動機と、被検出体となる該機構部の動作量を検出する検出装置と、動作指令を受けて前記電動機を制御する制御器とよりなる電動機制御装置と、
から構成される駆動機構ユニットを、前記テーブルのＸＹθ、Ｙθ、もしくはθ動作の自由度の数と少なくとも同じ数の前記電動機となるよう複数備えたものであり、
前記駆動機構ユニットは、前記制御器に前記動作指令を与える指令装置を備えると共に、前記電動機を各々並進方向もしくは回転方向に動作させることにより、前記テーブルをＸＹθ動作の２方向の並進移動と回転移動、Ｙθ動作の１方向の並進移動と回転移動、もしくはθ動作の回転移動させるように動作するアライメント装置において、
アライメント装置の固定基準位置に前記テーブルもしくは前記駆動機構を機械的に固定する機械固定装置と、機械原点位置と前記固定基準位置の差を予め記憶もしくは入力する機械原点記憶装置と、
前記テーブルもしくは前記対象物に予め設けられた印を検出する２次元位置検出装置と、
前記２次元位置検出装置の画像を元に任意の位置に移動するために必要な前記テーブルの移動量を算出する２次元画像処理装置と、
前記２次元位置検出装置および前記２次元画像処理装置の出力を用いて画像の印の位置を絶対位置として参照画像位置を記憶する参照画像位置記憶装置と、
以上の処理が完了した電源再導入後、日常的には、前記機械固定装置が無い状態で、
前記２次元位置検出装置と前記２次元画像処理装置が新たに現状の印を検出して得た新たな出力画像と、前記参照画像位置記憶装置に記憶した参照画像位置とを比較し前記テーブルおよび前記駆動機構ユニットを現在位置から前記機械原点位置もしくは前記固定基準位置にする前記テーブルが持つ自由度の数と少なくとも同じ数の前記電動機の移動量を算出する機械原点復帰量演算装置と、を備え、
前記テーブルが持つ自由度の数と少なくとも同じ数の前記電動機を動作させて前記テーブルおよび前記駆動機構ユニットを前記機械原点位置に移動することを特徴とするアライメント装置とするものである。
また、請求項３記載の発明は、機台部に配置された駆動機構を介して対象物を搭載するテーブルをＸＹθ、Ｙθ、もしくはθ動作させて所定の位置に位置決めするアライメント装置であって、
前記駆動機構は、並進自由度を持つ２つの並進自由度部と、回転自由度を持つ１つの回転自由度部とよりなる機構部と、
前記２つの並進自由度部と１つ回転自由度部の該自由度部を駆動するための電動機と、被検出体となる該機構部の動作量を検出する検出装置と、動作指令を受けて前記電動機を制御する制御器とよりなる電動機制御装置と、
から構成される駆動機構ユニットを、前記テーブルのＸＹθ、Ｙθ、もしくはθ動作の自由度の数と少なくとも同じ数の前記電動機となるよう複数備えたものであり、
前記駆動機構ユニットは、前記制御器に前記動作指令を与える指令装置を備えると共に、
前記電動機を各々並進方向もしくは回転方向に動作させることにより、前記テーブルをＸＹθ動作の２方向の並進移動と回転移動、Ｙθ動作の１方向の並進移動と回転移動、もしくはθ動作の回転移動させるように動作するアライメント装置において、
機械原点位置と固定基準位置の差を予め記憶もしくは入力する機械原点記憶装置と、
アライメント装置の固定基準位置に前記テーブルもしくは前記駆動機構を機械的に固定する機械固定装置と、
前記検出装置で前記テーブルが持つ自由度の数と少なくとも同じ数の固定参照位置を検出して記憶する機械固定基準位置記憶装置と、
前記固定参照位置と前記機械原点位置の差を考慮して前記テーブルが持つ自由度の数と少なくとも同じ数の前記機械原点位置の値を絶対値として記憶する前記検出装置に備えられた絶対位置記憶装置と、を備え、
以上の処理が完了した電源再導入後、日常的には、前記機械固定装置が無い状態で、前記絶対位置記憶装置から前記テーブルが持つ自由度の数と少なくとも同じ数の前記機械原点位置の絶対値を読み出し、前記テーブルが持つ自由度の数と少なくとも同じ数の前記電動機を動作させて前記テーブルおよび前記駆動機構ユニットを前記機械原点位置に移動することを特徴とするアライメント装置とするものである。【００１２】
また、請求項４記載の発明は、アライメント装置の原点復帰方法に関するもので、機台部に配置された駆動機構を介して対象物を搭載するテーブルをＸＹθ、Ｙθ、もしくはθ動作させて所定の位置に位置決めし、
前記駆動機構は、並進自由度を持つ２つの並進自由度部と、回転自由度を持つ１つの回転自由度部とよりなる機構部と、
前記２つの並進自由度部と１つ回転自由度部の該自由度部を駆動するための電動機と、被検出体となる該機構部の動作量を検出する検出装置と、動作指令を受けて前記電動機を制御する制御器とよりなる電動機制御装置と、
から構成される駆動機構ユニットを、前記テーブルのＸＹθ、Ｙθ、もしくはθ動作の自由度の数と少なくとも同じ数の前記電動機となるよう複数備えたものであり、
前記駆動機構ユニットは、前記制御器に前記動作指令を与える指令装置を備えると共に、前記電動機を各々並進方向もしくは回転方向に動作させることにより、前記テーブルをＸＹθ動作の２方向の並進移動と回転移動、Ｙθ動作の１方向の並進移動と回転移動、もしくはθ動作の回転移動させるように動作するアライメント装置の原点復帰方法において、
機械原点記憶装置にて固定基準位置との差として予め機械原点位置を記憶もしくは入力し、
アライメント装置の前記固定基準位置に機械固定装置によって前記テーブルもしくは前記駆動機構を機械的に固定し、
前記検出装置で前記テーブルが持つ自由度の数と少なくとも同じ数の機械固定基準位置を検出し、機械固定基準位置記憶装置に記憶し、
前記機械固定装置を外し、
前記テーブルが持つ自由度の数と少なくとも同じ数の前記電動機を駆動して前記テーブルが持つ自由度の数と少なくとも同じ数の検出装置参照位置基準を検出し、
検出装置参照基準位置記憶装置に前記テーブルが持つ自由度の数と少なくとも同じ数の前記検出装置参照基準位置と前記機械原点位置もしくは前記固定基準位置との差を記憶し、以上の処理が完了した電源再導入後、日常的には、前記機械固定装置が無い状態で、
前記テーブルが持つ自由度の数と少なくとも同じ数の前記電動機を駆動して前記テーブルが持つ自由度の数と少なくとも同じ数の前記検出装置参照位置基準を検出し、
機械原点復帰量演算装置にて前記テーブルが持つ自由度の数と少なくとも同じ数の前記検出装置参照位置基準から前記機械原点位置もしくは前記固定基準位置までの前記電動機の移動量を算出する処理する手順をとったことを特徴とするものである。
また、請求項５記載の発明は、アライメント装置の原点復帰方法に関するもので、機台部に配置された駆動機構を介して対象物を搭載するテーブルをＸＹθ、Ｙθ、もしくはθ動作させて所定の位置に位置決めし、
前記駆動機構は、並進自由度を持つ２つの並進自由度部と、回転自由度を持つ１つの回転自由度部とよりなる機構部と、
前記２つの並進自由度部と１つ回転自由度部の該自由度部を駆動するための電動機と、被検出体となる該機構部の動作量を検出する検出装置と、動作指令を受けて前記電動機を制御する制御器とよりなる電動機制御装置と、
から構成される駆動機構ユニットを、前記テーブルのＸＹθ、Ｙθ、もしくはθ動作の自由度の数と少なくとも同じ数の前記電動機となるよう複数備えたものであり、
前記駆動機構ユニットは、前記制御器に前記動作指令を与える指令装置を備えると共に、前記電動機を各々並進方向もしくは回転方向に動作させることにより、前記テーブルをＸＹθ動作の２方向の並進移動と回転移動、Ｙθ動作の１方向の並進移動と回転移動、もしくはθ動作の回転移動させるように動作するアライメント装置の原点復帰方法において、
機械原点記憶装置にて固定基準位置との差として予め機械原点位置を記憶もしくは入力し、
アライメント装置の前記固定基準位置に機械固定装置によって前記テーブルもしくは
前記駆動機構を機械的に固定し、
２次元位置検出装置が前記テーブル上の印を検出し、
２次元画像処理装置が前記２次元位置検出装置の画像を受け取り、参照画像位置記憶装置に画像の印の位置を絶対位置として参照画像位置を記憶し、
以上の処理が完了した電源再導入後、日常的には、前記機械固定装置が無い状態で、
前記２次元位置検出装置と前記２次元画像処理装置が新たに現状の印の位置を検出し、
機械原点復帰量演算装置にて、新たな画像と、前記参照画像位置記憶装置に記憶した参照画像位置とを比較して前記テーブルおよび前記駆動機構ユニットを現在位置から前記機械原点位置もしくは前記固定基準位置にする前記テーブルが持つ自由度の数と少なくとも同じ数の前記電動機の移動量を算出し、
前記テーブルが持つ自由度の数と少なくとも同じ数の前記電動機を動作させて前記テーブルおよび前記駆動機構ユニットを前記機械原点位置に移動する処理をする手順をとったことを特徴とするものである。
また、請求項６記載の発明は、請求項５記載のアライメント装置の原点復帰方法において、前記テーブルが持つ自由度の数と少なくとも同じ数の前記電動機を動作させて前記テーブルおよび前記駆動機構ユニットを前記機械原点位置に移動した後、前記２次元位置検出装置と前記２次元画像処理装置が新たに現状の印の位置を検出し、前記参照画像位置記憶装置に記憶した参照画像位置と比較し、両者が一致しない場合には、
前記テーブルおよび前記駆動機構ユニットを現在位置から前記機械原点位置もしくは前記固定基準位置にする前記テーブルが持つ自由度の数と少なくとも同じ数の前記電動機の移動量を算出し、
前記テーブルが持つ自由度の数と少なくとも同じ数の前記電動機を動作させて前記テーブルおよび前記駆動機構ユニットを前記機械原点位置に移動する処理を繰り返すことを特徴とするものである。
また、請求項７記載の発明は、アライメント装置の原点復帰方法に関するもので、機台部に配置された駆動機構を介して対象物を搭載するテーブルをＸＹθ、Ｙθ、もしくはθ動作させて所定の位置に位置決めし、
前記駆動機構は、並進自由度を持つ２つの並進自由度部と、回転自由度を持つ１つの回転自由度部とよりなる機構部と、
前記２つの並進自由度部と１つ回転自由度部の該自由度部を駆動するための電動機と、被検出体となる該機構部の動作量を検出する検出装置と、動作指令を受けて前記電動機を制御する制御器とよりなる電動機制御装置と、
から構成される駆動機構ユニットを、前記テーブルのＸＹθ、Ｙθ、もしくはθ動作の自由度の数と少なくとも同じ数の前記電動機となるよう複数備えたものであり、
前記駆動機構ユニットは、前記制御器に前記動作指令を与える指令装置を備えると共に、前記電動機を各々並進方向もしくは回転方向に動作させることにより、前記テーブルをＸＹθ動作の２方向の並進移動と回転移動、Ｙθ動作の１方向の並進移動と回転移動、もしくはθ動作の回転移動させるように動作するアライメント装置の原点復帰方法において、
機械原点記憶装置にて固定基準位置との差として予め機械原点位置を記憶もしくは入力し、
アライメント装置の前記固定基準位置に機械固定装置によって前記テーブルもしくは前記駆動機構を機械的に固定し、
前記検出装置で前記テーブルが持つ自由度の数と少なくとも同じ数の前記固定参照位置を検出し、
前記検出装置に備えた絶対位置記憶装置に、前記固定参照位置と前記機械原点位置の差を考慮して前記テーブルが持つ自由度の数と少なくとも同じ数の前記機械原点位置の値を絶対値として記憶し、
以上の処理が完了した電源再導入後、日常的には、前記機械固定装置が無い状態で、前記テーブルが持つ自由度の数と少なくとも同じ数の前記機械原点位置を前記絶対位置記憶装置から読み出し、
前記テーブルが持つ自由度の数と少なくとも同じ数の前記電動機を動作させて前記テーブルおよび前記駆動機構ユニットを前記機械原点位置に移動する処理することを特徴とするアライメント装置の原点復帰方法という手順をとったことを特徴とするものである。【００１３】
また、請求項８記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項記載のアライメント装置において、前記駆動機構が、並進自由度を２つ持つ前記並進自由度部と、回転自由度を１つ持つ前記回転自由度部とよりなり、前記電動機を含まない３自由度機構をさらに有することを特徴とするものである。
また、請求項９記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項記載のアライメント装置に関し、少なくともＹθ動作する２自由度を持つ前記テーブルにおいて、
並進自由度を１つ持つ前記並進自由度部と、回転自由度を１つ持つ前記回転自由度部とよりなる前記電動機を含まない２自由度機構を備えたことを特徴とするものである。
また、請求項１０記載の発明は、請求項９記載のアライメント装置に関し、少なくともＹθ動作する２自由度を持つ前記テーブルにおいて、
前記２自由度機構に前記電動機を有する２自由度駆動機構を備えたことを特徴とするものである。
また、請求項１１記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項記載のアライメント装置に関し、少なくともθ動作する１自由度を持つ前記テーブルにおいて、１つの回転自由度を有し前記テーブルを支持する回転１自由度機構を備えたことを特徴とするものである。【００１４】
また、請求項１２記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項記載のアライメント装置において、前記機械固定装置を前記機台部に位置合わせする第１の位置合わせ装置を有することを特徴とするものである。
また、請求項１３記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項記載のアライメント装置において、前記機械固定装置を前記駆動機構に位置合わせする第２の位置合わせ装置を有することを特徴とするものである。
また、請求項１４記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項記載のアライメント装置において、前記機械固定装置を前記テーブルに位置合わせする第３の位置合わせ装置を有することを特徴とするものである。【００１５】
また、請求項１５記載の発明は、請求項１〜５、７のいずれか１項記載のアライメント装置の原点復帰方法において、前記機台部に設けられた第１の位置合わせ装置によって設置位置をあわせる処理を行う手順をとったことを特徴とするものである。
また、請求項１６記載の発明は、請求項１〜５、７のいずれか１項記載のアライメント装置の原点復帰方法において、前記駆動機構に設けられた第２の位置合わせ装置によって設置位置をあわせる処理を行う手順をとったことを特徴とするものである。
また、請求項１７記載の発明は、請求項１〜５、７のいずれか１項記載のアライメント装置の原点復帰方法において、前記テーブルに設けられた第３の位置合わせ装置によって設置位置をあわせる処理を行う手順をとったことを特徴とするものである。【００１６】
また、請求項１８記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項記載のアライメント装置において、前記機台部と前記機械固定装置を固定する第１の位置固定装置を有することを特徴とするものである。
また、請求項１９記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項記載のアライメント装置において、前記駆動機構と前記機械固定装置を固定する第２の位置固定装置とを有することを特徴とするものである。
また、請求項２０記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項記載のアライメント装置において、前記テーブルと前記機械固定装置を固定する第３の位置固定装置とを有することを特徴とするものである。【００１７】
また、請求項２１記載の発明は、請求項１〜５、７のいずれか１項記載のアライメント装置の原点復帰方法において、前記機台部に設けられた第１の位置固定装置を用いて、前記機械固定装置と前記機台部を、固定処理する手順をとったことを特徴とするものである。
また、請求項２２記載の発明は、請求項１〜５、７のいずれか１項記載のアライメント装置の原点復帰方法において、前記駆動機構に設けられた第２の位置固定装置を用いて、前記機械固定装置と前記駆動機構を、固定処理する手順をとったことを特徴とするものである。
ことを特徴とする請求項４、請求項５、請求項７記載のアライメント装置の原点復帰方法という手順をとったことを特徴とするものである。
また、請求項２３記載の発明は請求項１〜５、７のいずれか１項記載のアライメント装置の原点復帰方法において、前記テーブルに設けられた第３の位置固定装置を用いて、前記機械固定装置と前記テーブルを、固定処理する手順をとったことを特徴とするものである。
また、請求項２４記載の発明は請求項１〜５、７のいずれか１項記載のアライメント装置の原点復帰方法において、前記制御器が前記電動機の制御を切り、前記テーブルもしくは前記駆動機構を移動し、前記固定基準位置にて、前記機台部と前記テーブルもしくは前記駆動機構を固定するという手順をとったことを特徴とするものである。【００１８】
また、請求項２５記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項記載のアライメント装置において、前記駆動機構が、前記並進自由度部の上に、前記回転自由度部を備え、該回転自由度部の上にさらに前記並進自由度部を備えたことを特徴とするものである。
また、請求項２６記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項記載のアライメント装置において、前記駆動機構が、前記並進自由度部の上にさらに前記並進自由度部を備え、該並進自由度部の上に前記回転自由度部を備えたことを特徴とするものである。
また、請求項２７記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項記載のアライメント装置において、前記駆動機構が、前記回転自由度部の上に、前記並進自由度部を備え、該並進自由度部の上にさらに並進自由度部を備えたことを特徴とするものである。【００１９】
また、請求項２８記載の発明は、請求項１または請求項３記載のアライメント装置において、前記対象物又は前記テーブル上の印の位置を把握するための２次元位置検出装置と、前記２次元位置検出装置によって捕らえた対象物の画像を画像処理して、前記対象物の位置を補正するための補正量を演算する２次元画像処理装置とを備え、
前記２次元画像処理装置によって得た補正量に基づいて前記電動機を動作させ前記テーブル又は前記対象物の位置を補正することを特徴とするものである。
また、請求項２９記載の発明は、請求項２または請求項２８記載のアライメント装置において、前記２次元位置検出装置を複数備えることを特徴とするものである。【００２０】
また、請求項３０記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項記載のアライメント装置において、少なくとも前記テーブルが持つ自由度の数の前記電動機が、前記テーブルの重心から離れ、前記テーブルの重心からずれて前記テーブルを移動するように前記駆動機構ユニットを配置したことを特徴とするものである。
また、請求項３１記載の発明は、請求項４〜５、７のいずれか１項記載のアライメント装置の原点復帰方法において、少なくとも前記テーブルが持つ自由度の数の前記電動機が、前記テーブルの重心から離れ、前記テーブルの重心からずれて前記テーブルを移動するように前記駆動機構ユニットを配置する手順をとったことを特徴とするものである。
また、請求項３２記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項記載のアライメント装置において、前記駆動機構ユニットの前記並進自由度部を駆動する前記電動機がリニアモータであることを特徴とするものである。
また、請求項３３記載の発明は、請求項４〜５、７のいずれか１項記載のアライメント装置の原点復帰方法において、前記電動機としてリニアモータが前記駆動機構ユニットの前記並進自由度部を駆動する手順をとることを特徴とするものである。
また、請求項３４記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項記載のアライメント装置において、前記固定基準位置が前記機械原点位置であることを特徴とするものである。
また、請求項３５記載の発明は、請求項４〜５、７のいずれか１項記載のアライメント装置の原点復帰方法において、前記固定基準位置として前記機械原点位置を用いる手順をとったことを特徴とするものである。【００２１】
また、請求項３６記載の発明は、旋回テーブルに関するもので、その旋回テーブルが請求項１〜３のいずれか１項記載のアライメント装置を備えたことを特徴とするものである。
また、請求項３７記載の発明は、並進テーブルに関するもので、その並進テーブルが請求項１〜３のいずれか１項記載のアライメント装置を備えたことを特徴とするものである。
また、請求項３８記載の発明は、機械に関するもので、その機械が請求項１〜３のいずれか１項記載のアライメント装置を備えたことを特徴とするものである。
また、請求項３９記載の発明は、機械制御システムに関するもので、その制御システムが少なくとも１つの駆動機構部を有し、当該駆動機構部として請求項３８記載の機械を備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２２】
請求項１〜７記載の発明によると、ＸＹθ、Ｙθ、θに動作するテーブルを、精度よく固定できるので、機械原点を把握でき、精度良く動作できる。また、一旦設定が完了すると、日常的には簡単に、アライメント装置を機械原点に復帰できる。
請求項１と４記載の発明によると、増分値型の検出装置を用いて原点復帰できる。
請求項２と５、６記載の発明によると、２次元画像検出装置を用いて原点復帰できる。
請求項３と請求項７記載の発明によると、絶対値型の検出装置を用いて原点復帰できる。
また、請求項８記載の発明によると、３自由度を持つ機構でテーブルを支持できるので、テーブルの動作に支障なく、テーブルを複数で支持することができ、テーブルの撓みを抑制することができる。
また、請求項９、１０記載の発明によると、Y θ動作するテーブルにおいて、
２自由度を持つ機構でテーブルを支持できるので、Y θ動作するテーブルの動作に支障なく、テーブルを回転中心で支持することができ、テーブルの撓みを抑制することができる。さらに、Y θ動作するテーブルのX方向へのズレを抑制して、テーブルを高精度にＹθ動作することができる。加えて、請求項１０記載の発明によると、電動機の性能を分散して構成できるので、電動機の容量を分散して選定できる。
また、請求項１１記載の発明によると、θ動作するテーブルにおいて、回転１自由度を持つ回転１自由度機構でテーブルを支持できるので、θ動作するテーブルの動作に支障なく、テーブルを支持することができ、テーブルの撓みを抑制することができる。さらに、θ動作するテーブルのＸＹ方向へのズレを抑制して、テーブルを高精度にθ動作することができる。【００２３】
また、請求項１２〜１７記載の発明によると、第１の位置合わせ装置、第２の位置合わせ装置、第３の位置合わせ装置により、機械固定装置を機台部、駆動機構、テーブルに精度よく位置合わせすることができ、テーブルおよび駆動機構ユニットを精度良く機械原点が把握できる位置に位置合わせすることができる。
また、請求項１８〜２３記載の発明によると、第１の位置固定装置、第２の位置固定装置、第３の位置固定装置により、機械固定装置と、機台部と、テーブルもしくは駆動機構を精度良く機械原点が把握できる位置に確実に固定することができる。
また、請求項２４記載の発明によると、制御を切るので手動でも簡単にテーブルや駆動機構ユニットを移動でき、テーブルもしくは駆動機構を簡単に機械固定装置によって固定できる。【００２４】
また、請求項２５〜２７記載の発明によると、駆動機構や駆動機構ユニットをさまざまな構成で利用できる。
特に、請求項２５記載の発明によると、２つの並進駆動部の直動案内を挟んで回転駆動部を置くことができ、テーブルから機台まで連続して支持できるので、テーブル他の荷重に対して、駆動機構の変形を抑制して支持することができる。請求項２６と請求項２７記載の発明によると、２つの並進駆動部の取り付け角度が固定なので、テーブル移動する際に必要な動作量を比較的簡単に演算することができる。
また、請求項２８記載の発明によると、２次元位置検出装置と２次元画像処理装置によってテーブルもしくは対象物の位置を把握できるので、電動機を駆動してテーブルもしくは対象物の位置を補正することができる。
また、請求項２９記載の発明によると、複数の２次元位置検出装置を用いることができるので、テーブルが大型化しても複数の点でアライメントマークを検出でき、位置ずれ検出の精度を向上して、機械原点位置もしくは固定基準位置を把握できる。
また、請求項３０、３１記載の発明によると、いずれも、テーブルのＸＹθ動作、Ｙθ動作もしくはθ動作の仕様に従って、確実に動作し、最小の電動機の数になるよう駆動機構ユニットを配置することができる。
また、請求項３２、３３記載の発明によると、いずれもリニアモータを利用できるので、メカロスが少ない機構となり、さらに保守・管理の負担が少ない機構を利用し、高精度に並進移動することができる。
また、請求項３４，３５記載の発明によると、いずれも固定基準位置を機械原点位置として扱えるので、処理手順を簡単化できる。
また、請求項３６記載の発明によると、旋回テーブルが付帯するため、テーブルはＸＹθ、Ｙθもしくはθ動作するが、回転量を大きく取れないアライメント装置を大きく回転できる。
また、請求項３７記載の発明によると、並進テーブルが付帯するため、テーブルはＸＹθ、Ｙθもしくはθ動作するが、大きな並進移動が出来ないアライメント装置を大きく並進移動することができる。
また、請求項３８、３９記載の発明によると、テーブルがＸＹθ、Ｙθもしくはθ動作するアライメント装置を含む機械を構成するので、その他の駆動機構を動作させ、さまざまな動作による作業をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１実施例を示すアライメント装置の模擬図および制御ブロック図である。
【図２】本発明の第１実施例を示すアライメント装置の上面図および駆動機構ユニットの配置図である。
【図３】本発明の第１実施例を示すアライメント装置の駆動機構ユニットの概略図である。
【図４】本発明の第１実施例を示すアライメント装置のテーブルの並進移動を示す図である。
【図５】本発明の第１実施例を示すアライメント装置のテーブルの回転移動を示す図である。
【図６】本発明の第１実施例を示すアライメント装置の課題であるテーブルの回転移動を示す図である。
【図７】本発明の第１実施例を示すアライメント装置の課題であるテーブルの回転移動と電動機の並進移動の関係を示す図である。
【図８】本発明の第１実施例を示すアライメント装置の原点復帰方法を示すフローチャートである。
【図９】本発明の第１実施例を示すアライメント装置のテーブルもしくは駆動機構ユニットを固定する方法を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の第１実施例を示すアライメント装置の機械固定装置を示す概略図である。
【図１１】本発明の第１実施例を示すアライメント装置の機械固定した状況を示す上面図および駆動機構ユニットの配置図である。
【図１２】本発明の第１実施例を示すアライメント装置の原点復帰方法を説明する概略図である。
【図１３】本発明の第２実施例を示すアライメント装置の模擬図および制御ブロック図である。
【図１４】本発明の第２実施例を示すアライメント装置の駆動機構ユニットの概略図である。
【図１５】本発明の第２実施例を示すアライメント装置のテーブルの回転移動を示す図である。
【図１６】本発明の第２実施例を示すアライメント装置の原点復帰方法を示すフローチャートである。
【図１７】本発明の第２実施例を示すアライメント装置のテーブルを固定する方法を示すフローチャートである。
【図１８】本発明の第２実施例を示すアライメント装置の機械固定した状況を示す上面図である。
【図１９】本発明の第２実施例を示すアライメント装置の機械固定装置を示す概略図である。
【図２０】本発明の第２実施例を示すアライメント装置の２次元位置検出装置および２次元画像処理装置による対象物の位置補正方法を示す図である。
【図２１】本発明の第２実施例を示すアライメント装置の２次元位置検出装置および２次元画像処理装置による原点位置算出方法を示す図である。
【図２２】本発明の第３実施例を示すアライメント装置の模擬図および制御ブロック図である。
【図２３】本発明の第３実施例を示すアライメント装置の上面図および駆動機構ユニットの配置図である。
【図２４】本発明の第３実施例を示すアライメント装置の駆動機構ユニット(6a)の概略図である。
【図２５】本発明の第３実施例を示すアライメント装置の駆動機構ユニット(6b)の概略図である。
【図２６】本発明の第３実施例を示すアライメント装置の駆動機構ユニット(6c)の概略図である。
【図２７】本発明の第３実施例を示すアライメント装置の３自由度機構の概略図である。
【図２８】本発明の第３実施例を示すアライメント装置の駆動機構の配置とテーブルの回転移動を示す図である。
【図２９】本発明の第３実施例を示すアライメント装置のその他の駆動機構ユニットの例１の概略図である。
【図３０】本発明の第３実施例を示すアライメント装置のその他の駆動機構ユニットの例２の概略図である。
【図３１】本発明の第３実施例を示すアライメント装置のその他の駆動機構ユニットの例３の概略図である。
【図３２】本発明の第３実施例を示すアライメント装置のその他の駆動機構ユニットの例４の概略図である。
【図３３】本発明の第３実施例を示すアライメント装置のその他の駆動機構ユニットの例５の概略図である。
【図３４】本発明の第３実施例を示すアライメント装置のその他の駆動機構ユニットの例６の概略図である。
【図３５】本発明の第３実施例を示すアライメント装置のその他の駆動機構ユニットの例７の概略図である。
【図３６】本発明の第３実施例を示すアライメント装置のその他の駆動機構ユニットの例８の概略図である。
【図３７】本発明の第３実施例を示すアライメント装置のその他の駆動機構ユニットの例９の概略図である。
【図３８】本発明の第３実施例を示すアライメント装置のその他の駆動機構ユニットの例１０の概略図である。
【図３９】本発明の第３実施例を示すアライメント装置のその他の駆動機構ユニットの例１１の概略図である。
【図４０】本発明の第３実施例を示すアライメント装置のその他の駆動機構ユニットの例１２の概略図である。
【図４１】本発明の第３実施例を示すアライメント装置のその他の駆動機構ユニットの例１３の概略図である。
【図４２】本発明の第３実施例を示すアライメント装置のその他の駆動機構ユニットの例１４の概略図である。
【図４３】本発明の第３実施例を示すアライメント装置のその他の駆動機構ユニットの例１５の概略図である。
【図４４】本発明の第３実施例を示すアライメント装置のその他の駆動機構ユニットの例１６の概略図である。
【図４５】本発明の第３実施例を示すアライメント装置のその他の３自由度機構の例１の概略図である。
【図４６】本発明の第３実施例を示すアライメント装置のその他の３自由度機構の例２の概略図である。
【図４７】本発明の第３実施例を示すアライメント装置の上面図および駆動機構ユニットもしくは３自由度機構の配置図である。
【図４８】本発明の第３実施例を示すアライメント装置の上面図およびその他の駆動機構ユニットもしくは３自由度機構の配置例１を示す図である。
【図４９】本発明の第３実施例を示すアライメント装置の上面図およびその他の駆動機構ユニットもしくは３自由度機構の配置例２を示す図である。
【図５０】本発明の第３実施例を示すアライメント装置の上面図およびその他の駆動機構ユニットもしくは３自由度機構の配置例３を示す図である。
【図５１】本発明の第４実施例を示すアライメント装置の模擬図および制御ブロック図である。
【図５２】本発明の第４実施例を示すアライメント装置の上面図および駆動機構ユニットの配置図である。
【図５３】本発明の第４実施例を示すアライメント装置の２自由度機構の概略図である。
【図５４】本発明の第４実施例を示すアライメント装置のテーブルの並進移動を示す図である。
【図５５】本発明の第４実施例を示すアライメント装置のテーブルの回転移動を示す図である。
【図５６】本発明の第４実施例を示すアライメント装置の原点復帰方法を示すフローチャートである。
【図５７】本発明の第４実施例を示すアライメント装置のその他の模擬図および制御ブロック図の例１である。
【図５８】本発明の第４実施例を示すアライメント装置のその他の例１の上面図および駆動機構ユニットの配置図である。
【図５９】本発明の第４実施例を示すアライメント装置のその他の模擬図および制御ブロック図の例２である。
【図６０】本発明の第４実施例を示すアライメント装置のその他の例２の上面図および駆動機構ユニットの配置図である。
【図６１】本発明の第４実施例を示すアライメント装置のその他の例２の２自由度駆動機構の概略図である。
【図６２】本発明の第４実施例を示すアライメント装置のその他の２自由度機構の概略図の例１である。
【図６３】本発明の第４実施例を示すアライメント装置のその他の２自由度駆動機構の概略図の例２である。
【図６４】本発明の第５実施例を示すアライメント装置の模擬図および制御ブロック図である。
【図６５】本発明の第５実施例を示すアライメント装置の上面図および駆動機構ユニットの配置図である。
【図６６】本発明の第５実施例を示すアライメント装置のテーブルの回転移動を示す図である。
【図６７】本発明の第５実施例を示すアライメント装置のその他の模擬図および制御ブロック図の例１である。
【図６８】本発明の第５実施例を示すアライメント装置のその他の例１の上面図および駆動機構ユニットの配置図である。
【図６９】本発明の第６実施例を示すアライメント装置を備えた旋回テーブルの上面図と配置図と側面図である。
【図７０】本発明の第６実施例を示すアライメント装置を備えた並進テーブルのテーブルと並進テーブルの回転移動を示す図である。
【図７１】本発明の第７実施例を示すアライメント装置を備えた並進テーブルの上面図と側面図および駆動機構ユニットと駆動機構部の配置図である。
【図７２】本発明の第８実施例を示すアライメント装置を備えた機械であるガントリ機構の機械制御システムの上面図である。
【図７３】本発明の第８実施例を示すアライメント装置を備えた機械であるガントリ機構の動作を示す図である。
【図７４】本発明の第８実施例を示すアライメント装置を備えた機械であるガントリ機構のアライメント装置とガントリ機構の動作を示す図である。
【図７５】本発明の第９実施例を示すアライメント装置を備えた機械であるガントリ機構と門型固定機構の機械制御システムの上面図と側面図である。
【図７６】従来の第１例による特許文献１のリニアモータを内蔵したステージ装置の一実施例を示し，一方向であるＸ方向から見た正面図である。
【図７７】従来の第１例による特許文献１の図３４のステージ装置を示す平面図である。
【図７８】従来の第２例による特許文献２の２軸平行・１軸旋回運動案内機構の一部破断分解斜視図である。
【図７９】従来の第２例による特許文献２の２軸平行・１軸旋回運動案内機構を用いた２軸平行・１軸旋回テーブル装置。同図(ａ)はテーブルを省略して２点鎖線で示す平面図、同図(ｂ)は正面図である。
【図８０】従来の第２例による特許文献２のテーブルの平面図である。
【図８１】従来の第３例による特許文献３のステージ装置の外観図である。
【図８２】従来の第３例による特許文献３のあるステージ装置の直進ステージ３３００の軸支部の態様を示す斜視図である。
【図８３】従来の第３例による特許文献３のステージ装置の軸支部材３４００と軸支部材３５００との詳細を示す図である。
【図８４】従来の第３例による特許文献３のステージ装置の内側円筒部３５２０を上方からみた図である。
【図８５】従来の第３例による特許文献３のステージ装置のテーブルの位置決めを行う具体的な態様を示す図である。
【図８６】従来の第３例による特許文献３のステージ装置の板ばね部３５３０が撓んだときの様子を示す図である。
【符号の説明】
【００２６】
１  電動機  
１Ｌ  リニアモータ
１Ｒ  回転型モータ
２  検出装置
３  制御器
４  テーブル
５  対象物
６  駆動機構ユニット
７  機台部
８  指令装置
９  ２次元位置検出装置
１０  ２次元画像処理装置
１１  並進自由度部
１２  並進駆動部
１３  回転自由度部
１４  回転駆動部
１６  ３自由度機構
１７  ２自由度機構
１８  ２自由度駆動機構
１９  回転１自由度機構
２１  直動案内
２２  直動案内ブロック
２３  回転用軸受
２４  曲線案内
２５  曲線案内ブロック
３０  機械原点位置
３１  固定基準位置
３２  検出装置参照基準位置
４１  機械固定装置  
４２  機械固定基準位置記憶装置  
４３  機械原点記憶装置    
４４  検出装置参照基準位置記憶装置  
４５  機械原点復帰量演算装置  
４６  駆動機構
４７  絶対位置記憶装置
４８  参照画像位置記憶装置  
５１  第１の位置合わせ装置
５２  第２の位置合わせ装置
５３  第３の位置合わせ装置
５４  第１の位置固定装置
５５  第２の位置固定装置
５６  第３の位置固定装置
５９  駆動機構部
６０  アライメント装置
６１  旋回テーブル
６２  並進テーブル
６３  ガントリ可動部
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
【実施例１】
【００２８】
図１は、本発明の第１実施例を示すアライメント装置の模擬図および制御ブロック図、図２は本発明の第１実施例を示すアライメント装置の上面図および駆動機構ユニットの配置図、図３は本発明の第１実施例を示すアライメント装置の駆動機構ユニットの概略図である。図において、１は電動機（リニアモータ１L）、２は検出装置、３は制御器、４はテーブル、５は対象物、６は駆動機構ユニット、７は機台部、８は指令装置、１１は並進自由度部、１２は並進駆動部、１３は回転自由度部、２１は直動案内、２２は直動案内ブロック、２３は回転用軸受、４１は機械固定装置、４２は機械固定基準位置記憶装置、４３は機械原点記憶装置、４４は検出装置参照基準位置記憶装置、４５は機械原点復帰量演算装置、となっている。なお、検出装置２は増分値型である。
アライメント装置は機台部７とテーブル４の間において、図１および図２に示すように駆動機構ユニット６が４つ固定されている。
駆動機構ユニット６は図３に示すように、２つの並進自由度と１つの回転自由度を持つ機構であり、１つの並進自由度にはリニアモータ１Lを有する並進駆動部１２を有する。
リニアモータの無い並進自由度を持つ並進自由度部１１は、回転自由度を持つ回転自由度部１３を挟んで並進駆動部１２の上に装着されて駆動機構ユニット６を構成している。つまり、駆動機構ユニット６は、図３に示すように並進自由度、回転自由度、並進自由度、の機構を順に配置した構成となっている。
また、並進自由度部１１と並進駆動部１２には、並進自由度を実現するための直動案内２１と直動案内ブロック２２からなる直動軸受が設けられており、回転自由度部１４には、並進自由度部１１と並進駆動部１２の間の回転自由度を実現するための回転用軸受２３が設けられている。
駆動機構ユニット６は２つを並進駆動部１２がＸ方向に動作できるように機台部７に配され、残り２つの駆動機構ユニット６は２つを並進駆動部１２がＹ方向に動作できるように、機台部７、テーブル４の角に配置されている。
また、並進駆動部１１を構成するリニアモータ１Ｌには、それぞれ制御器３が接続されている。各制御器３にリニアモータ１Ｌを動作させるための動作指令信号を送出する指令装置８を備え、電動機制御装置となっている。指令装置８が動作指令を作成し、制御器３が動作指令に従って電動機１を動作させる。検出装置２は、並進駆動部１２の可動部の位置を読み取り、制御器３は動作指令との誤差を０にするように電動機１を制御する。【００２９】
本発明が特許文献１と異なる部分は、駆動機構ユニット６を機台部７の平面上に４つ備えてＸＹθ方向へのテーブル移動を実現している点である。
本発明が特許文献２と異なる部分は、機械固定装置４１、機械固定基準位置記憶装置４２、機械原点記憶装置４３、機械原点復帰量演算装置４５を備え、さらに、電動機１をメカロス、バックラッシュの無いリニアモータ１Lにしている点である。
本発明が特許文献３と異なる部分は、並進自由度、回転自由度、並進自由度の機構を順に配置した駆動機構ユニット６を４つ備えた駆動機構ユニット６にてテーブル４の回転（旋回）を実現している部分である。また、本発明はテーブルをＸＹθ動作でき、テーブルの自由度の数が異なる。【００３０】
次に、アライメント装置の動作について説明する。
図４は本発明の第１実施例を示すアライメント装置のテーブルの並進移動を示す図、図５は本発明の第１実施例を示すアライメント装置のテーブルの回転移動を示す図である。アライメント装置は図４、図５に示すようにテーブル４をＸＹθ方向へ移動できる。
テーブル４を並進方向に移動するためには、ＸＹの向きにリニアモータ１が配置された駆動機構ユニット６を用いて、リニアモータ１Lを２つ同方向に移動することで実現でき
る。Ｘ方向へのテーブル４の移動は、図４に示すように、Ｘ方向の向きにリニアモータ１が配置された駆動機構ユニット６ｂ、６ｄを同方向に動作させる。Ｙ方向の場合には、Ｙ方向の向きにリニアモータ１Lが配置された駆動機構ユニット６a,６ｃを同方向に動作させる。ＸとＹの方向に同時にリニアモータ１Lを移動すれは、テーブル４は斜めに移動する。ＸＹの移動量を調整すれば、斜めに並進移動する角度を決定できる。
これにより、テーブル４を並進方向に移動できる。【００３１】
また、テーブル４を回転移動するには、ＸＹの向きに２つづつ配置された駆動機構ユニット６のリニアモータ１Lをそれぞれ反対方向に動作させ、図５のようにテーブル４を回転できる。
図５において、Ｏｏはテーブルの中心および回転中心、Ｒは回転半径、δθはテーブルの回転角度、δＺiは駆動機構ユニット６のリニアモータ１の動作量である。
実線で示したテーブル４をＯｏ中心に回転するには、駆動機構ユニット６aのリニアモータ１をδＺay,駆動機構ユニット６bのリニアモータ１をδＺbx,駆動機構ユニット６cのリニアモータ１をδＺcｙ,駆動機構ユニット６dのリニアモータ１をδＺdx,動作させれば良い。リニアモータ１が図５のように動作すれば、駆動機構ユニット６のリニアモータ１の無い並進自由度部１１、回転自由度部１３が作用するので、テーブル４がδθ回転する。
このδθ回転とそれぞれのリニアモータ１の移動量は、幾何学的に決定できる。
以上のように、テーブル４を回転方向に移動できる。
本実施例の図４、図５に示したテーブル４の移動に必要な動作指令を正確に指令装置８が作成し、４つの制御器３に与え、４つの電動機１（リニアモータ１Ｌ）を正確に制御することで実現できる。【００３２】
しかしながら、本発明の形態のようなアライメント装置では、テーブル４の回転に必要なリニアモータ１の移動量は幾何学的に算出する必要があるが、テーブル４の回転とリニアモータ１の並進移動には非線形的な関係があるので、テーブル４の動作制御には注意しなければならない課題がある。
図６は本発明の第１実施例を示すアライメント装置の課題であるテーブルの回転移動を示す図、図７は本発明の第１実施例を示すアライメント装置の課題であるテーブルの回転移動と電動機の並進移動の関係を示す図である。
図６はテーブル４をOoを中心にδθづつ等間隔に３段階に正逆回転した結果である。
このとき、正回転時に必要なリニアモータ１Lの移動量の変化分は、つまり、テーブル４がＲｆ（初期状態）からＰ１，Ｐ２、Ｐ３と回転したときのリニアモータ１Lの移動量の変化分は、駆動機構ユニット６aでは、Ｙip1,Ｙip2,Ｙip3,駆動機構ユニット６ｂでは、Ｘiip1,Ｘiip2,Ｘiip3,駆動機構ユニット６ｃでは、Ｙiip1,Ｙiip2,Ｙiip3、駆動機構ユニット６ｄでは、Ｘip1,Ｘip2,Ｘip3となる。
逆回転時、テーブル４がＲｆ（初期状態）からＮ１，Ｎ２、Ｎ３と回転したとき、同様に、Ｙin1,Ｙin2,Ｙin3,Ｘiin1,Ｘiin2,Ｘiin3,Ｙiin1,Ｙiin2,Ｙiin3,Ｘin1,Ｘin2,Ｘin3となる。
いずれも、テーブル４の回転角度の変化分は等間隔なδθであるが、リニアモータ１Lの並進移動量は等間隔にはならない。さらに、テーブル４の正逆転に必要なリニアモータ１Lの正負方向の移動量も異なる。
具体的には、各リニアモータ１の移動量は以下の関係である。
Ｙip1≠Ｙip2,Ｙip2≠Ｙip3、  Ｙin1≠Ｙin2,Ｙin2≠Ｙin3,
Ｘiip1≠Ｘiip2,Ｘiip2≠Ｘiip3、  Ｘiin1≠Ｘiin2,Ｘiin2≠Ｘiin3
Ｙiip1≠Ｙiip2,Ｙiip2≠Ｙiip3、Ｙiin1≠Ｙiin2,Ｙiin2≠Ｙiin3,
Ｘip1≠Ｘip2,Ｘip2≠Ｘip3、Ｘin1≠Ｘin2,Ｘin2≠Ｘin3
また、
Ｙip1≠Ｙin1、Ｙip2≠Ｙin2、Ｙip3≠Ｙin3
(Ｙip1＋Ｙip2)≠(Ｙin1＋Ｙin2)、
(Ｙip1＋Ｙip2＋Ｙip3)≠(Ｙin1＋Ｙin2＋Ｙin3)
Ｘiip1≠Ｘiin1、Ｘiip2≠Ｘiin2、Ｘiip3≠Ｘiin3
(Ｘiip1＋Ｘiip2)≠(Ｘiin1＋Ｘiin2)、
(Ｘiip1＋Ｘiip2＋Ｘiip3)≠(Ｘiin1＋Ｘiin2＋Ｘiin3)、
となる。駆動機構ユニット６ｃ、駆動機構ユニット６ｄでも同様である。
よって、これらの関係をグラフにすると図７になる。
テーブル４の回転とリニアモータ１Lの並進移動には図７のように非線形的な関係があるため、テーブル４の実際の形態が想定と異なると、精度良いテーブル４の回転を行えないことになる。【００３３】
例えば、テーブル４がＮ１の形態であるのに、初期状態Rｆと想定して、リニアモータ１Lの移動量を算出しても精度良いテーブル４の回転を行えない。
なお、テーブル４が並進移動していても、各リニアモータ１と回転中心の距離が変わるので、回転半径が異なり、初期状態と想定した動作指令で動作させると、精度良いテーブル４の回転を行えない。【００３４】
以上のような課題を解決するために、以下のような処理を行って精度良いテーブル４の回転が行えるように原点復帰している。
なお、図６、図７に示した課題は、他の実施例においても共通の課題である。【００３５】
図８は本発明の第１実施例を示すアライメント装置の原点復帰方法を示すフローチャートである。
この図を用いて本発明の方法を順を追って説明する。
図８のフローチャートの概略は以下の通りである。
はじめに、ステップＳＴＰ１Ａで、予め機械原点記憶装置にて機械原点位置と固定基準位置との差を記憶もしくは入力する。
次に、ステップＳＴＰ２Ａで、アライメント装置の固定参照位置に駆動機構もしくはテーブルを機械的に固定する。
ステップＳＴＰ３Ａでは、機械固定基準位置を検出し、機械固定基準位置記憶装置に記憶する。
ステップＳＴＰ４Ａでは、電源ＯＦＦ後の原点復帰のために、固定を外し、電動機を駆動して検出装置参照位置基準を検出し、検出装置参照基準位置と機械原点位置もしくは固定基準位置との差を記憶する。
この後は電源が一旦切られ、再び電源を入れた後の日常的な処理となる。
ステップＳＴＰ５Ａでは、電動機を駆動して検出装置参照位置基準を検出する。
次にステップＳＴＰ６Ａにて、機械原点復帰量演算装置にて、検出装置参照位置基準から固定参照位置もしくは機械原点位置を算出する。
ステップＳＴＰ７Ａにて、テーブルを機械原点位置に移動する。
以上によって原点復帰が完了し、アライメント装置の動作ができるようになる。【００３６】
詳細に上記の処理を説明する。
図９は本発明の第１実施例を示すアライメント装置の駆動機構ユニットを固定する方法を示すフローチャート、図１０は本発明の第１実施例を示すアライメント装置の機械固定装置を示す概略図、図１１は本発明の第１実施例を示すアライメント装置の機械固定した状況を示す上面図および駆動機構ユニットの配置図、図１２は本発明の第１実施例を示すアライメント装置の原点復帰方法を説明する概略図である。
図９で、機械固定装置４１およびその周辺の構成を説明する。
４１は機械固定装置、５１は第１の位置あわせ装置、５２は第２の位置あわせ装置、５４は第１の位置固定装置、５５は第２の位置固定装置である。
図１２は、各ステップを説明するために駆動機構ユニット６に搭載したリニアモータ１に付随する検出装置２を拡大して示している。【００３７】
ステップＳＴＰ１Ａは、アライメント装置の機械の設計時から既知である機械原点位置と固定基準位置との差（Ｘref,Ｙref）を記憶する。つまり、機械原点位置と固定基準位置との差を入力するステップである。【００３８】
ステップＳＴＰ２Ａでは、アライメント装置の固定参照位置にテーブルもしくは駆動機構ユニットを機械的に固定する。
図１０のように駆動ユニット６を止めて、機械的にテーブル４をある姿勢に固定する。
駆動機構ユニット６を固定するステップは図９のように以下となる。
ＳＴＰ２Ａ-１では電動機の制御を切る。これで手動でも簡単にテーブル４や駆動機構ユニット６（駆動機構４６）を移動できるようになる。
ＳＴＰ２Ａ-２では機台部に設けられた第１の位置合わせ装置によって機械固定装置の設置位置をあわせる。機械固定装置４１を機台部７側の第１の位置合わせ装置５１にあわせる。
ＳＴＰ２Ａ-３では駆動機構に設けられた第２の位置合わせ装置によって機械固定装置の設置位置をあわせる。機械固定装置４１を駆動機構ユニット６（駆動機構４６）側の第２の位置合わせ装置５１にあわせる。
ＳＴＰ２Ａ-２とＳＴＰ２Ａ-３ではテーブル４や駆動機構ユニット６を移動させて位置あわせを調整する。機台部７には第１の位置あわせ装置５１が設けられているので、これに機械固定装置４１を合わせると機台部７に正確に機械固定装置４１を位置あわせできる。また、駆動機構ユニット６側にも第２の位置合わせ装置５２が設けられているので、テーブル４や駆動機構ユニット６を移動して、第２の位置合わせ装置５２に機械固定装置４１を合わせると駆動機構ユニット６に正確に機械固定装置４１を位置あわせできる。位置あわせ装置５１や第２の位置合わせ装置５２は位置あわせピン等を使って実現できる。
ＳＴＰ２Ａ-４では、機台部に設けられた第１の位置固定装置を用いて機械固定装置を固定する。機台部７に設けられた第１の位置固定装置５４を用いて固定する。
ＳＴＰ２Ａ-５では、駆動機構に設けられた第２の位置固定装置を用いて機械固定装置を固定する。駆動機構ユニット６（駆動機構４６）に設けられた第２の位置固定装置５５を用いて固定する。
ＳＴＰ２Ａ-４とＳＴＰ２Ａ-５によって、第１の位置固定装置５４を用いて機台部７と機械固定装置４１を固定することができる。機台部７と機械固定装置４１にはタップ穴を設け、ネジ止めして機台部７と機械固定装置４１を固定することができる。さらに、第２の位置固定装置５５を用いて駆動機構ユニット６と機械固定装置４１を固定することができる。駆動機構ユニット６と機械固定装置４１にはタップ穴を設け、ネジ止めして駆動機構ユニット６（駆動機構４６）と機械固定装置４１を固定することができる。以上のようにしてアライメント装置を基準となる固定参照位置に固定することができる。【００３９】
機械固定装置４１を用いてアライメント装置を固定すると図１１のようになる。機械原点（初期位置）からはXRef、YRef離れた位置で固定される。
ここでは、図１１のように、機械固定装置４１は４つの駆動機構ユニット６と機台部７を固定している。
４つの駆動機構ユニット６を固定するので、テーブル４は基準となる固定参照位置に固定される。【００４０】
ステップＳＴＰ３Ａでは、機械固定基準位置を検出し、機械固定基準位置記憶装置に記憶する。図１１のように駆動ユニットが機械原点位置からＸref,Ｙref離れて固定されている。スケールとヘッドから構成されている図１２で示すような検出装置２では、ヘッドが固定参照位置３１にある状態である。このときスケールの目盛りを読むことで、検出装置２で固定参照位置３１を検出したことになる。固定参照位置３１の値は機械固定基準位置記憶装置に記憶する。なお、本実施例では４つの電動機制御装置を構成しており、４つの機械固定装置４１を用いているので、４つの機械固定基準位置を検出し、機械固定基準位置記憶装置に記憶する。
この段階で、ステップＳＴＰ１ＡでＸref,Ｙrefが既知であるため、機械原点位置３０が判るが、電源を落として、再起動したときには、検出装置２が増分値型なので、機械固定装置４１で駆動ユニット６が固定されていない限り、固定参照位置３１を認識できない。そこで、以下のステップを行う。【００４１】
ステップＳＴＰ４Ａは電源ＯＦＦ後の原点復帰のために、固定を外し、電動機を駆動して検出装置参照位置基準を検出し、検出装置参照基準位置と機械原点位置もしくは固定基準位置との差を記憶する。
機械固定装置４１を取り外し、リニアモータ１Ｌを駆動して検出装置参照位置基準を検出する。なお、本ステップにおいても、４つのリニアモータ１Ｌを駆動し、４つの検出装置参照位置基準を検出し、４つの検出装置参照基準位置と機械原点位置もしくは固定基準位置との差を記憶する。つまり、図１２のＣｐａ、Ｃｐｂ、Ｃｐｃ、ＣｐｄもしくはＤｓ１、Ｄｓ２、Ｄｓ３、Ｄｓ４を記憶する。
検出装置参照位置基準を検出する動作は、増分値型の検出装置２を使う場合に一般的に行われる原点復帰である。一般に検出装置参照位置基準は厳密な精度で検出装置２に設定するものでは無く、本形態のようなアライメント装置でも、検出装置参照位置基準を位置管理して取り付けられないので、検出装置参照位置基準を原点位置とすることはできない。よって、一般的な原点復帰を行っても本形態に必須な機械原点位置にはならない問題がある。
しかしながら、アライメント装置を固定し、機械固定基準位置を検出し、機械原点位置を把握し記憶しているので、機械原点位置３２と検出装置参照位置基準もしくは固定基準位置の距離（Ｃｐａ、Ｃｐｂ、Ｃｐｃ、ＣｐｄもしくはＤｓ１、Ｄｓ２、Ｄｓ３、Ｄｓ４）はそれぞれバラバラであるがその距離を把握し、記憶するので、本ステップまで済めば、日常的には簡単に原点復帰が可能となる。【００４２】
ステップＳＴＰ５Ａ以降は、日常的に行う原点復帰である。
ステップＳＴＰ５Ａでは、電動機を駆動して検出装置参照位置基準を検出する。ステップＳＴＰ４Ａで実施した検出装置参照位置基準の検出を行う。すでに述べたように、これは増分値型の検出装置２を使う場合に一般的に行われる原点復帰である。４つのリニアモータ１Ｌを駆動し、４つの検出装置参照位置基準を検出する。【００４３】
ステップＳＴＰ６Ａでは、機械原点復帰量演算装置にて、検出装置参照位置基準から、固定参照位置もしくは機械原点位置を算出する。つまり、ステップＳＴＰ４Ａで、機械原点位置３２と検出装置参照位置基準もしくは固定基準位置の距離（Ｃｐａ、Ｃｐｂ、Ｃｐｃ、ＣｐｄもしくはＤｓ１、Ｄｓ２、Ｄｓ３、Ｄｓ４）を記憶しているので、新たに検出した検出装置参照位置基準と、図１２の例えばＤｓ１、Ｄｓ２、Ｄｓ３、Ｄｓ４を使えば、固定基準位置が算出できる。固定基準位置と機械原点位置の距離XRef、Yrefは既知なので、さらに機械原点位置が算出できる。つまり、ステップＳＴＰ５Ａで新たに検出した検出装置参照位置基準から機械原点位置の距離Ｃｐａ、Ｃｐｂ、Ｃｐｃ、Ｃｐｄがわかる。【００４４】
ステップＳＴＰ７Ａでは、テーブルを機械原点位置に移動する。ステップＳＴＰ５Ａで新たに検出した検出装置参照位置基準から機械原点位置の距離Ｃｐａ、Ｃｐｂ、Ｃｐｃ、ＣｐｄがステップＳＴＰ６Ａでわかっているので、この距離を移動すれば、テーブルを機械原点にすることができる。
ステップＳＴＰ５Ａで検出装置参照位置基準を新たに検出すれば、テーブルを機械原点にすることができる。これにより、電源を再度落としたときもステップＳＴＰ５Ａから始めれば、簡単に原点復帰ができる。日常的には非常に簡単に原点復帰ができるのである。【００４５】
以上のように、機械的に精度よくテーブルもしくは駆動機構を固定し、機械原点が判る固定基準と検出装置参照位置基準の距離を記憶することで、日常的には簡単に原点復帰できる。
このため、機械原点を基準としてθ動作をはじめとするＸＹθ動作の指令を精度良く作成でき、電動機を駆動してテーブルのＸＹθ動作を精度良く実現できるのである。
【実施例２】
【００４６】
図１３は本発明の第２実施例を示すアライメント装置の模擬図および制御ブロック図、
図１４は本発明の第２実施例を示すアライメント装置の駆動機構ユニットの概略図である。
本実施例が第１実施例と異なるのは、２次元位置検出装置９と２次元画像処理装置１０を備えて、テーブル４もしくは対象物５の印を検出できるようにしている点である。
また、機械固定装置４１が、機台部７とテーブル４を固定するように利用する点である。
さらに、機械固定基準位置記憶装置４２、検出装置参照基準位置記憶装置４４を利用せず、代わりに参照画像位置記憶装置４８を備えている。また、駆動機構ユニット６が図１３に示すように並進駆動部１２の上に並進自由度１１を備え、並進自由度１１の上に回転自由度１３を備えた構成になっている。
図１３のように並進駆動部１２と並進自由度１１は常に直交する構成になっている。駆動機構ユニット６の構成が図１３に示すように、第１実施例（図３）とは異なるので、テーブル４の回転とリニアモータ１の関係が変わる。
図１５は本発明の第２実施例を示すアライメント装置のテーブルの回転移動を示す図である。テーブル４の並進移動は第１実施例と同じだが、回転移動では、図１５のように第１実施例（図５）とは異なる。但し、テーブルの回転移動とリニアモータ１の移動が幾何学的に決定できる点は変わらない。また、第１実施例の図６、図７で示した課題がある点は本実施例も変わらない。
また、アライメント装置の機能は変わらないが、第１実施例とは構成要素を変えたので、２次元位置検出装置９と２次元画像処理装置１０を利用してテーブル４を機械原点にする課程が異なる。【００４７】
本発明の第２実施例を示すアライメント装置の原点復帰方法を示すフローチャートである。ステップＳＴＰ１ＡからステップＳＴＰ７Bまでの課程がある。
ステップＳＴＰ１Ａは、第１実施例と同様に、予め機械原点記憶装置にて機械原点位置と固定基準位置との差を記憶もしくは入力する。
ステップＳＴＰ２Ｂは、第１実施例と同様に、アライメント装置の固定参照位置に駆動機構もしくはテーブルを機械的に固定する。
ステップＳＴＰ３Bでは、２次元位置検出装置および２次元画像処理装置で印の位置を検出し、この出力を用いて画像の絶対位置として固定参照位置を記憶する。
この後は電源が一旦切られ、再び電源を入れた後の日常的な処理となる。
ステップＳＴＰ４Ｂでは、新たな２次元位置検出装置および２次元画像処理装置で印の位置を検出する。
ステップＳＴＰ５Ｂでは、画像の出力を用いて原点位置算出装置にて、現在位置から機械原点位置までの距離を算出する。
ステップＳＴＰ６Ｂでは、テーブルを機械原点に移動する。
ステップＳＴＰ７Ｂでは、新たな２次元位置検出装置および２次元画像処理装置で印の位置を検出する。この結果が記憶した固定参照位置と一致していれば原点復帰を完了する。固定参照位置に到達していなければ、ステップＳＴＰ５Ｂに戻り処理を繰り返す。
以上によって原点復帰が完了し、アライメント装置の動作ができるようになる。【００４８】
より詳細に上記の処理を説明する
図１７は本発明の第２実施例を示すアライメント装置のテーブルを固定する方法を示すフローチャート、図１８は本発明の第２実施例を示すアライメント装置の機械固定した状況を示す上面図、図１９は本発明の第２実施例を示すアライメント装置の機械固定装置を示す概略図、図２０は本発明の第２実施例を示すアライメント装置の２次元位置検出装置および２次元画像処理装置による原点位置算出方法を示す図、図２１は本発明の第２実施例を示すアライメント装置の２次元位置検出装置および２次元画像処理装置による対象物の位置補正方法を示す図、である。
ステップＳＴＰ１Ａは、第１実施例と同様に、アライメント装置の機械の設計時から既知である機械原点位置と固定基準位置との差（Ｘref,Ｙref）を記憶する。つまり、機械原点位置と固定基準位置との差を入力するステップである。【００４９】
ステップＳＴＰ２Ｂでは、第１実施例と同様に、アライメント装置の固定参照位置にテーブルもしくは駆動機構ユニットを機械的に固定する。テーブル４を固定するステップは図１７のように以下となる。図１８、図１９に示すように、第１実施例とは固定状況が異なり、テーブル４を直接固定している。
アライメント装置のテーブルを固定する方法を示すフローチャートは以下のようになる。
ＳＴＰ２Ｂ-１では電動機の制御を切る。第１実施例と同様に、これで手動でも簡単にテーブル４や駆動機構ユニット６（駆動機構４６）を移動できるようになる。
ＳＴＰ２Ｂ-２では機台部に設けられた第１の位置合わせ装置によって機械固定装置の設置位置をあわせる。機械固定装置４１を機台部７側の第１の位置合わせ装置５１にあわせる。
ＳＴＰ２Ｂ-３ではテーブルに設けられた第２の位置合わせ装置によって機械固定装置の設置位置をあわせる。機械固定装置４１をテーブル側の第２の位置合わせ装置５１にあわせる。
ＳＴＰ２Ｂ-２とＳＴＰ２Ｂ-３ではテーブル４や駆動機構ユニット６を移動させて位置あわせを調整する。機台部７には第１の位置あわせ装置５１が設けられているので、これに機械固定装置４１を合わせると機台部７に正確に機械固定装置４１を位置あわせできる。また、テーブル４側にも第２の位置合わせ装置５２が設けられているので、テーブル４や駆動機構ユニット６を移動して、第２の位置合わせ装置５２に機械固定装置４１を合わせるとテーブル４に正確に機械固定装置４１を位置あわせできる。位置あわせ装置５１や第２の位置合わせ装置５２は位置あわせピン等を使って実現できる。
ＳＴＰ２Ｂ-４では、機台部に設けられた第１の位置固定装置を用いて機械固定装置を固定する。機台部７に設けられた第１の位置固定装置５４を用いて固定する。
ＳＴＰ２Ｂ-５では、テーブルに設けられた第２の位置固定装置を用いて機械固定装置を固定する。テーブルに設けられた第２の位置固定装置５５を用いて固定する。
ＳＴＰ２Ｂ-４とＳＴＰ２Ｂ-５によって、第１の位置固定装置５４を用いて機台部７と機械固定装置４１を固定することができる。機台部７と機械固定装置４１にはタップ穴を設け、ネジ止めして機台部７と機械固定装置４１を固定することができる。さらに、第２の位置固定装置５５を用いてテーブルと機械固定装置４１を固定することができる。駆動テーブルと機械固定装置４１にはタップ穴を設け、ネジ止めしてテーブルと機械固定装置４１を固定することができる。以上のようにしてアライメント装置を基準となる固定参照位置に固定することができる。
機械固定装置４１を用いてアライメント装置を固定すると図１８のようになる。機械原点（初期位置）からはXRef、YRef離れた位置で固定される。ここでは、図１８のように機械固定装置４１は２箇所でテーブル４と機台部７を固定している。こうしてテーブル４は基準となる固定参照位置に固定される。【００５０】
ステップＳＴＰ３Ｂでは、２次元位置検出装置および２次元画像処理装置の出力を用いて画像の絶対位置として固定参照位置を記憶する。図１８のようにテーブルが機械原点位置からＸref,Ｙref離れて固定されている。
図１８の点線で囲んだ枠を２次元画像処理装置の画像とすれば、テーブル上の印の画像上の絶対位置（Ｒｅｆｘ，Ｒｅｆｙ）がわかる。これを固定参照位置として絶対値で固定参照位置記憶装置に記憶する。【００５１】
ステップＳＴＰ４Ｂ以降は日常的に行う原点復帰である。電源を一旦落とし、再度電源を投入した場合の処理になる。機械固定装置４１も外されている。
ステップＳＴＰ４Ｂでは、再度２次元位置検出装置がテーブル上の印を検出する。機械固定装置４１も外されているためテーブル４がどの位置にあるかを再度２次元位置検出装置がテーブル上の印を検出する。図２０に示すように、破線のようにテーブルが傾いた形態とすれば、ステップＳＴＰ３Ｂで記憶した固定参照位置b（Ｒｅｆｘ，Ｒｅｆｙ）もしくは、機械原点位置a（Ｒｅｆｘ＋Ｘref，Ｒｅｆｙ＋Ｙref）に対して新たに検出した印ｃがどの位置にあるか分かる。
ステップＳＴＰ５Ｂでは、検出した画像を処理する。２次元画像処理装置１０は図２１に示すように、目標位置への並進移動補正量Ｘ，Ｙと回転移動補正量θを算出するものであるため、テーブル４を移動して、固定参照位置もしくは機械原点位置にするためのＸＹθの移動量を算出することができる。
また、指令装置はアライメント動作を実現するため、テーブル４のＸＹθの移動量に必要な各電動機１（リニアモータ１Ｌ）の移動量を求めることができる。つまり、通常アライメント装置が行う動作であり、目標位置である固定参照位置もしくは機械原点位置は正解値であるため、正確なリニアモータ１Ｌの移動量を算出できる。【００５２】
ステップＳＴＰ６Ｂでは、現在値から固定参照位置もしくは機械原点位置への移動量を実際に動作して、テーブル４を移動する。【００５３】
ステップＳＴＰ７Ｂでは、新たな２次元位置検出装置および２次元画像処理装置の出力を得て、記憶した固定参照位置と比較する。両者が一致しない場合には、再度移動量を算出するように、ステップＳＴＰ５Bに戻り、記憶した固定参照位置に新たなテーブル上の印に一致するまで繰り返し処理する。【００５４】
以上のように機械的に精度よくテーブルもしくは駆動機構を固定し、２次元位置検出装置および２次元画像処理装置にて得た印を、固定参照位置として記憶しておけば、日常的には簡単に原点復帰できる。２次元位置検出装置は原点復帰後も結果を確認でき、繰り返し原点復帰の動作を行うことが可能である。
このため、機械原点を基準としてθ動作をはじめとするＸＹθ動作の指令を精度良く作成でき、電動機を駆動してテーブルのＸＹθ動作を精度良く実現できるのである。
この処理は記憶した固定参照位置にテーブル４の印を合わせるというアライメント装置の一般的な使い方そのものである。上記の処理を行うので、原点復帰に利用できるのである。原点復帰後はテーブル４の上に置かれた対象物５の印を記憶した或る位置に一致するようにテーブルをＸＹθ動作するのである。
【実施例３】
【００５５】
本実施例では駆動機構ユニットの構成例や配置例について述べる。
図２２は本発明の第３実施例を示すアライメント装置の模擬図および制御ブロック図、図２３は本発明の第３実施例を示すアライメント装置の上面図および駆動機構ユニットの配置図、図２４は本発明の第３実施例を示すアライメント装置の駆動機構ユニット(6a)の概略図、図２５は本発明の第３実施例を示すアライメント装置の駆動機構ユニット(6b)の概略図、図２６は本発明の第３実施例を示すアライメント装置の駆動機構ユニット(6c)の概略図、図２７は本発明の第３実施例を示すアライメント装置の３自由度機構の概略図、図２８は本発明の第３実施例を示すアライメント装置のテーブルの回転移動を示す図である。
本実施例が第１実施例と異なるのは、構成が異なる駆動機構ユニット６や３自由度機構１６が混在している点である。また、２つの２次元位置検出装置９と２次元画像処理装置１０を備えている。また、第２実施例と異なるのは、複数の２次元位置検出装置９を備えている点と、構成が異なる駆動機構ユニット６や３自由度機構１６が混在している点である。【００５６】
本実施例のアライメント装置は図２４、図２５、図２６、図２７に示した駆動機構ユニット６と３自由度機構１６と、第１実施例の図３に示した駆動機構ユニット６から構成され配置されている。
図２４に示すように、駆動機構ユニット６aは回転型モータ１Ｒを有し、機台部７から並進自由度部１１、回転駆動部１４、並進自由度１１の順に構成されている。
図２５に示すように、駆動機構ユニット６ｂは２つのリニアモータ１Ｌと回転型モータ１Ｒを有し、機台部７から回転駆動部１４、並進駆動部１２、並進駆動部１２の順に構成され、２つの並進駆動部１２は直交している。
図２６に示すように、駆動機構ユニット６ｃは２つのリニアモータ１Ｌを有し、機台部７から並進駆動部１２、並進駆動部１２、回転駆動部１４の順に構成され、２つの並進駆動部１２は直交している。
駆動機構ユニット６ｄは第１実施例の図３に示した構成である。
さらに、３自由度機構１８は、図２７に示すように機台部７から並進自由度部１１、回転自由度部１３、並進自由度部１１の順に構成されている。
Ｘ方向とＹ方向へ駆動するリニアモータ１Ｌがそれぞれ３つあり、回転型モータ１Ｌが２つあるので、テーブル４をＸＹθに動作できる。
また、ＸＹ方向への動作は、第１実施例と同様に実施できる。
テーブルを回転する場合、駆動機構ユニット６の構成が異なるので、第１実施例、第２実施例の電動機１の動作量とは異なる。
テーブル４をδθ回転するには図２８に示すように、駆動機構ユニット６aは回転型モータ１Ｒをδθ動作させる。駆動機構ユニット６ｂは２つのリニアモータ１ＬをδＺｂｘとδＺｂｙ動作させ、回転型モータ１Ｌをδθ動作させる。駆動機構ユニット６ｃは２つのリニアモータ１ＬをδＺｃｘ、δＺｃｙ動作させる。駆動機構ユニット６ｄは１つのリニアモータ１ＬをδＺｄｘ動作させる。これらの動作により電動機１を持たない自由度も移動し、３自由度機構もδθ移動するので、テーブル４をδθ回転できる。
テーブル４の回転のために必要な各駆動ユニット６の電動機１（リニアモータ１Ｌ、回転型モータ１Ｒ）の移動量は、各構成によって異なるが幾何学的に決定できる。
以上のようにアライメント装置の動作は、個々の駆動ユニット６の電動機１の移動量に違いがあるものの、第１実施例、第２実施例と同じである。【００５７】
第１実施例の図６、図７で示した課題がある点は本実施例も変わらない。
本実施例のアライメント装置の原点復帰は、第１実施例と同様に実施しても良い。また、参照画像位置記憶装置４８を明示してはいないが、第２実施例と同様に実施しても良い。
第２実施例と異なり、２つの２次元位置検出装置９を備えているが、テーブル４の２箇所の印を検出し、処理しても良く、第２実施例と同様に実施できる。
原点復帰が終了すれば、テーブル４の上に置かれた対象物５の２つの印を２つの２次元位置検出装置９が検出し、記憶した或る２点の位置に一致するようにテーブルをＸＹθ動作するのである。【００５８】
なお、本実施例では、図２４、図２５、図２６、図２７に示した駆動機構ユニット６と３自由度機構１６と、第１実施例の図３に示した駆動機構ユニット６を配置したが、他の構成の駆動機構ユニット６や３自由度機構１６を用いても良い。その他の駆動機構ユニット６や３自由度機構１６の構成としては以下があげられる。
図２９は本発明の第３実施例を示すアライメント装置のその他の駆動機構ユニットの例１の概略図、
図３０は本発明の第３実施例を示すアライメント装置のその他の駆動機構ユニットの例２の概略図、
図３１は本発明の第３実施例を示すアライメント装置の駆動機構ユニットの例３の概略図、
図３２は本発明の第３実施例を示すアライメント装置の駆動機構ユニットの例４の概略図、
図３３は本発明の第３実施例を示すアライメント装置の駆動機構ユニットの例５の概略図、
図３４は本発明の第３実施例を示すアライメント装置のその他の駆動機構ユニットの例６の概略図、
図３５は本発明の第３実施例を示すアライメント装置のその他の駆動機構ユニットの例７の概略図、
図３６は本発明の第３実施例を示すアライメント装置のその他の駆動機構ユニットの例８の概略図、
図３７は本発明の第３実施例を示すアライメント装置のその他の駆動機構ユニットの例９の概略図、
図３８は本発明の第３実施例を示すアライメント装置のその他の駆動機構ユニットの例１０の概略図、
図３９は本発明の第３実施例を示すアライメント装置のその他の駆動機構ユニットの例１１の概略図、
図４０は本発明の第３実施例を示すアライメント装置のその他の駆動機構ユニットの例１２の概略図、
図４１は本発明の第３実施例を示すアライメント装置のその他の駆動機構ユニットの例１３の概略図、
図４２は本発明の第３実施例を示すアライメント装置のその他の駆動機構ユニットの例１４の概略図、
図４３は本発明の第３実施例を示すアライメント装置のその他の駆動機構ユニットのその他の例１５の概略図、
図４５は本発明の第３実施例を示すアライメント装置のその他の３自由度機構のその他の例１の概略図、
図４６は本発明の第３実施例を示すアライメント装置のその他の３自由度機構の例２の概略図である。【００５９】
また、駆動機構ユニット６もしくは３自由度機構１６の配置を実施例１の図２、本実施例の図２３のように示したが、他の配置でも構わない。配置例は以下があげられるが、これに限ったことではない。
図４７は本発明の第３実施例を示すアライメント装置の上面図および駆動機構ユニットもしくは３自由度機構の配置図、
図４８は本発明の第３実施例を示すアライメント装置の上面図およびその他の駆動機構ユニットもしくは３自由度機構の配置例１を示す図、
図４９は本発明の第３実施例を示すアライメント装置の上面図およびその他の駆動機構ユニットもしくは３自由度機構の配置例２を示す図、
図５０は本発明の第３実施例を示すアライメント装置の上面図およびその他の駆動機構ユニットもしくは３自由度機構の配置例３を示す図である。
テーブル４の動作や性能に必要な駆動機構ユニット６もしくは３自由度機構１６と配置を選べば良い。【００６０】
以上のような構成であれば、第1実施例もしくは第２実施例と同様の原点復帰を実現すれば、指令装置８が精度良い動作指令を作成できるので、電動機３を駆動してテーブル４のＸＹθ動作を精度良く実現できるのである。
【実施例４】
【００６１】
図５１は本発明の第４実施例を示すアライメント装置の模擬図および制御ブロック図、
図５２は本発明の第４実施例を示すアライメント装置の上面図および駆動機構ユニットの配置図、
図５３は本発明の第４実施例を示すアライメント装置の２自由度機構の概略図である。
本実施例はＹθ動作するテーブルの例である。
図において、１は電動機（リニアモータ１L）、２は検出装置、３は制御器、４はテーブル、５は対象物、６は駆動機構ユニット、７は機台部、８は指令装置、１１は並進自由自由度部、１２は並進駆動部、１３は回転自由度部、２１は直動案内、２２は直動案内ブロック、２３は回転用軸受、４１は機械固定装置、４２は機械固定基準位置記憶装置、４７は絶対位置記憶装置となっている。なお、絶対位置記憶装置４７を有する検出装置２は絶対値型である。
本実施例が第１実施例から第３実施例と異なるのは、テーブル４の自由度が２つでＹθ動作する点である。テーブル４の回転中心には、図５３に示す２自由度機構を備えている。２つの駆動機構ユニット６には１つのリニアモータ１Lが配され、Y方向に並進動作するものとする。【００６２】
図５４は本発明の第４実施例を示すアライメント装置のテーブルの並進移動を示す図、
図５５は本発明の第４実施例を示すアライメント装置のテーブルの回転移動を示す図である。
ＸＹθ動作のアライメント装置は長ストローク移動が可能な構成が困難だが、本実施例ではＸ方向には可動しないので、Ｙ方向への長ストローク移動が可能になっている。【００６３】
なお、本実施例のようなＹθ動作するテーブルにおいても、第１実施例の図６、図７に示した課題がある。ただし、２自由度機構がテーブル４の回転中心となり、図５２に示すように２つの駆動機構ユニット６のリニアモータ１Lがテーブル４の回転中心から接線となるY方向に配置されているので、テーブル４の正転と逆転時に同じ角度で回転する際のリニアモータ１Lの移動量の絶対値は同じである。２つの駆動機構ユニット６の回転中心からの距離が同じならば、テーブル回転時のリニアモータ１Lの移動量の絶対値は同じである。
しかしながら、テーブル回転角度を等間隔に移動してもリニアモータ１Lの移動量が等間隔にならない課題は第１実施例と同じである。【００６４】
図５６は本発明の第４実施例を示すアライメント装置の原点復帰方法を示すフローチャートである。
機械原点位置を基準にテーブル４の回転指令を算出する必要があり、図５４に示した手順で原点復帰を行う。なお第1実施例、第２実施例とは異なる本方法である。
ステップSTP1Cでは、予め機械原点記憶装置にて機械原点位置と固定基準位置との差を記憶もしくは入力する。
ステップSTP2Cでは、アライメント装置の固定参照位置に駆動機構もしくはテーブルを機械的に固定する。
ステップSTP3Cでは検出装置で固定参照位置を検出する。
ステップSTP4Cでは機械原点位置算出装置で現在位置（固定参照位置）から機械原点位置にする量を算出する。ステップSTP１CからステップSTP4Cまでは第１実施例と同じである。
ステップSTP５Cでは検出装置に備えた絶対位置記憶装置に、機械原点位置を絶対値として記憶する。
この後は電源が一旦切られ、再び電源を入れた後の日常的な処理となる。
ステップSTP６Cでは絶対位置記憶装置に記憶した機械原点位置もしくは固定基準位置の絶対位置をよび出す。
ステップSTP７Cではテーブルを機械原点位置に移動する。
以上によって原点復帰が完了し、アライメント装置の動作ができるようになる。【００６５】
詳細に上記の処理を説明する。
ステップSTP１CからステップSTP4Cまでは第１実施例と同じである。
アライメント装置の固定参照位置に駆動機構もしくはテーブルを機械的に固定するステップSTP2Cでは、図５２のようにテーブル４を固定するので、差は０であり、機械原点位置と固定基準位置との差を記憶もしくは入力するステップSTP1Cを実際には省略できる。
駆動ユニット６を２つの機械固定装置４１で固定する。第１実施例の図１０に示したように固定する。テーブル４はYθ動作するので２点を固定すれば良い。  検出装置で固定参照位置を検出するステップSTP3Cは、固定位置を認識することである。
図５２のように固定参照位置は機械原点位置なので、機械原点位置算出装置で現在位置（固定参照位置）から機械原点位置にする量を算出するステップSTP4Cは実際には省略して良い。
ステップSTP１CからステップSTP4Cまでは第１実施例と同じである。
ステップSTP５Cでは検出装置に備えた絶対位置記憶装置に、機械原点位置を絶対値として記憶する。Yθ動作のため２つの駆動機構ユニット６を用いているので、２つの絶対位置記憶装置４７に機械原点位置を記憶する。
以上で絶対値型の検出装置２のセットアップが完了となる。
この後は電源が一旦切られ、再び電源を入れた後の日常的な処理となる。
絶対値型の検出装置２を利用しているので、機械原点位置もしくは固定基準位置の２つの駆動機構ユニット６のために、２つの絶対位置をステップSTP６Cで呼び出し、ステップSTP７Cで電動機１を駆動して移動すれば原点復帰は完了する。
絶対値型の検出装置２を用いたとしても、実際の機械原点位置を把握する必要があるので、機械固定装置４１によって、固定基準位置、もしくは本実施例（図５２）のように機械原点位置に固定して、機械原点位置を絶対値として記憶するのである。【００６６】
以上のように原点復帰して精度よくＹθ動作できるアライメント装置を実現できる。
なお、本実施例はＹθ動作する２自由度のテーブルを用いたが、第１実施例、第２実施例、第３実施例のようなＸＹθ動作する３自由度のテーブルにおいて同様の処理を行うことで、原点復帰することも可能である。【００６７】
本実施例では図５１、図５２の構成で、第１実施例の図３に示した駆動機構ユニット６と図５３に示した２自由度機構１７によってＹθ動作するアライメント装置を実現したが、
以下のように構成してもよい。
図５７は本発明の第４実施例を示すアライメント装置のその他の模擬図および制御ブロック図の例１、図５８は本発明の第５実施例を示すアライメント装置の上面図および駆動機構ユニットの配置図、図５８は本発明の第６実施例を示すアライメント装置の２自由度駆動機構の概略図である。
図５１、図５２と異なる点は、３自由度機構１６が付加されている点である。また、駆動ユニット６の２つが図の上下方向、テーブル４の前後方向にお互い離れて配置されている。さらに、２自由度機構１７に電動機１を搭載した２自由度駆動機構１８をテーブル４の回転中心に配している。加えて、２次元位置検出装置９と２次元画像処理装置１０を備えている。また、原点復帰のために、第１実施例と同様に、機械固定装置４１、機械固定基準位置記憶装置４２、機械原点記憶装置４３、機械原点復帰量演算装置４５を備えている。なお、検出装置２は増分値形とする。
図５８のA,Bの位置に駆動ユニット６、E,Dの位置に３自由度機構１６、Cの位置に２自由度駆動機構１８を配している。
なお、本実施例のようなＹθ動作するテーブルにおいても、第１実施例の図６、図７に示した課題がある。駆動機構ユニット６は実施例４とは異なり、テーブル４の回転中心から接線とならないので、テーブル４の正逆回転でY方向へのリニアモータ１Lの移動量が異なる。【００６８】
このように、Yθ動作する構成をしているので、テーブル４を機械固定装置４１を固定する場合は、図５８のように１つで良い。テーブル４と機台部７の固定は、第２実施例の図１７に手順で、図１９のように位置あわせし、固定することができる。
第１実施例と同様に、機械固定装置４１、機械固定基準位置記憶装置４２、機械原点記憶装置４３、機械原点復帰量演算装置４５を備えているので、第１実施例と同様に原点復帰が可能である。また、図５８示していない参照画像位置記憶装置４８と、２次元位置検出装置９と２次元画像処理装置１０を用いて、第２実施例と同様に、原点復帰しても良い。さらに、検出装置２を絶対位置記憶装置４７を有する絶対値型に変更すれば、第３実施例と同様に原点復帰しても良い。【００６９】
図５９は本発明の第４実施例を示すアライメント装置のその他の模擬図および制御ブロック図の例２、
図６０は本発明の第４実施例を示すアライメント装置のその他の例２の上面図および駆動機構ユニットの配置図、
図６１は本発明の第４実施例を示すアライメント装置のその他の例２の２自由度駆動機構の概略図、
図６２は本発明の第４実施例を示すアライメント装置のその他の２自由度機構の概略図の例１、
図６３は本発明の第４実施例を示すアライメント装置のその他の２自由度駆動機構の概略図の例２である。
図５７、図５８と異なる点は、テーブル４の回転中心には図６１のように２自由度機構１７に電動機１を搭載した２自由度駆動機構１８を付加している点である。また、２次元位置検出装置９と２次元画像処理装置１０は図に示していない。
機械固定装置４１は、図５７、図５８と異なり、駆動機構ユニット６と３自由度機構１６である駆動機構４６の２点を固定している。第１実施例の図９の手順で、図１０のように位置あわせし、固定することができる。
原点復帰を第１実施例と同様に実施できる。また、必要な装置や装置を用いて、第２実施例、第３実施例と同様に原点復帰しても良い。
なお、２自由度駆動機構１８は図６２は図６３に示す構造にしても良い。【００７０】
このように、Yθ動作する構成をしているので、テーブル４を機械固定装置４１を固定し、原点復帰を行うことで、電動機３を駆動してテーブル４のＹθ動作を精度良く実現できるのである。
【実施例５】
【００７１】
図６４は本発明の第５実施例を示すアライメント装置の模擬図および制御ブロック図、図６５は本発明の第５実施例を示すアライメント装置の上面図および駆動機構ユニットの配置図、図６６は本発明の第５実施例を示すアライメント装置のテーブルの回転移動を示す図である。
本実施例はθ動作するテーブルの例である。駆動機構ユニット６を１つ用いて、テーブル４に回転１自由度機構１９を配して、１つの回転自由の機構として、テーブル４をθ回転させている。回転１自由度機構１９は曲線案内２４と曲線案内ブロックから構成されている。
図６６のように、駆動機構ユニット６の並進駆動部１２による並進移動によって、テーブル４の回転動作が可能となっている。なお、第１実施例で用いた図３の駆動機構ユニット６を用いたが、他の構成の駆動機構ユニット６を用いても機能は変わらない。
駆動機構ユニット６は回転円の接線方向に取り付けられているため、テーブル４の正転と逆転時に同じ角度で回転する際のリニアモータ１Lの移動量の絶対値は同じであるが、
テーブル４の回転角度が駆動機構ユニット６の可動部のリニアモータ１Ｌの位置によって異なるという第１実施例の図６、図７に示した課題がある。
このため、１つの機械固定装置４１でテーブル４を固定して原点復帰を行う。テーブル４の固定は、第２実施例の図１７に手順で、図１９のように位置あわせし、固定することができる。
第１実施例と同様に原点復帰を実施できる。また、必要な装置や手段を用いて、第２実施例、第４実施例と同様に原点復帰しても良い。
以上のように原点復帰して精度よくθ動作できるアライメント装置を実現できる。【００７２】
本実施例では図６４、図６５の構成で、θ動作するアライメント装置を実現したが、
以下のように構成してもよい。
図６７は本発明の第５実施例を示すアライメント装置のその他の模擬図および制御ブロック図の例１、図６８は本発明の第５実施例を示すアライメント装置のその他の例１の上面図および駆動機構ユニットの配置図である。
図６４、図６５と異なる点は、３自由度機構１６を付加した点である。また、回転１自由度機構１９は回転自由度部１３としている。加えて、機械固定装置４１は３自由度機構１６である駆動機構４６を固定している。第１実施例の図９の手順で、図１０のように位置あわせし、固定することができる。
原点復帰を第１実施例と同様に実施できる。また、必要な装置や手段を用いて、第２実施例、第３実施例と同様に原点復帰しても良い。【００７３】
このように、θ動作する構成をしているので、テーブル４を機械固定装置４１を固定し、原点復帰を行うことで、電動機３を駆動してテーブル４のＹθ動作を精度良く実現できるのである。
【実施例６】
【００７４】
図６９は本発明の第６実施例を示すアライメント装置を備えた旋回テーブルの上面図と配置図と側面図、図７０は本発明の第６実施例を示すアライメント装置を備えた並進テーブルのテーブルと並進テーブルの回転移動を示す図である。
第１実施例でしめしたアライメント装置を旋回テーブルの上に搭載している。
旋回テーブルは回転型モータ１Ｒと曲線案内２４と曲線案内ブロック２５からなる回転１自由度機構１９で構成している。
２層構造になり、高さが増えるが、図７０（a）のようにアライメント装置は少量の回転しか実行できないが、図７０(b)のように旋回テーブルが大量の回転を実施できる構造になっている。旋回テーブルを疎動作、アライメント装置は精密な蜜動作を行う。これにより、動作範囲が広がり、使用用途が広がる。
アライメント装置は第１実施例と同じのため、第１実施例と同様に駆動機構ユニット６を固定できる。また、第１実施例と同様に原点復帰ができる。また、必要な装置や手段を用いて、第２実施例や第４実施例と同様に原点復帰できる。
なお、第１実施例で用いた図３の駆動機構ユニット６を用いたが、他の構成の駆動機構ユニット６を用いても機能は変わらない。
以上のように原点復帰して精度よくＸＹθ動作できるアライメント装置を実現できる。また、精度よくＸＹθ動作するアライメント装置を備えた旋回テーブルを実現できる。
【実施例７】
【００７５】
図７１は本発明の第７実施例を示すアライメント装置を備えた並進テーブルの上面図と側面図および駆動機構ユニットと駆動機構部の配置図である。
第５実施例で示したθ動作するアライメント装置を並進ステージの上に搭載している。
図にはアライメント装置と並進テーブルのみを示しているが、アライメント装置については、必要な装置や手段を揃えれば、第１実施例、第２実施例、第４実施例と同様に原点復帰できる。
以上のように原点復帰して精度よくθ動作できるアライメント装置を実現できる。
また、精度よくθ動作するアライメント装置を備えた並進テーブルを実現できる。
【実施例８】
【００７６】
図７２は本発明の第８実施例を示すアライメント装置を備えた機械であるガントリ機構の機械制御システムの上面図、
図７３は本発明の第８実施例を示すアライメント装置を備えた機械であるガントリ機構の動作を示す図、
図７４は本発明の第８実施例を示すアライメント装置を備えた機械であるガントリ機構のアライメント装置とガントリ機構の動作を示す図である。
第１実施例のアライメント装置をガントリ機構の機械制御システムに搭載している。
ガントリ機構にはガントリ可動部６３が２軸の駆動機構部５９で稼動する。ガントリ可動部６３にも駆動機構部５９を備え、ガントリ機構でＸＹの動作ができる。また、ガントリ可動部６３には２次元位置検出装置９が２つつけられており、ガントリ可動部６３を移動してアライメント装置の上に移動できる。アライメント装置のテーブル４もしくは対象物５の上につけられた印を検出できる。アライメント装置の機械固定装置４１は第１実施例と同様に取り付けられ、第１実施例と同様に原点復帰を実施できる。図にはアライメント装置とガントリ機構、２次元位置検出装置９のみを示しているが、アライメント装置については、必要な装置や手段を用いて、第１実施例のほか、第２実施例、第４実施例と同様に原点復帰できる。
原点復帰を完了すれば、精度よくＸＹθ動作できるアライメント装置を実現できるので、２つの２次元位置検出装置９を用いてテーブル４上にＸＹθ方向にずれて置かれた対象物５の印を元に、ずれを修正することができる。
図７４の（４）は、アライメント装置６０のテーブル４上に置かれた対象物５の初期位置である。２次元位置検出装置９で対象物５を検出し、図示していない２次元画像処理装置１０で処理すれば、図２１に示したように、ＸＹθ方向のずれ量を把握できる。
本実施例のような形態の機械制御システムでは、図７４の（０）のように置かれた対象物５に点線で描かれた軌跡の上をガントリ機構がＸＹ動作する作業が必要となる。図７４の（４）のままでは作業ができないので、アライメント装置６０で対象物５のＸＹθ位置の修正を行う。
アライメント装置６０のテーブル４を回転のずれ量δθ動かせば、図７４の（３）となり、回転のずれが無くなる。さらに、アライメント装置６０のテーブル４をＹ方向のずれ量δＹ動かせば、（１）となり、（３）からＸ方向のずれ量δＸ動かせば（２）となる。ＸＹのずれ量がアライメント装置６０のテーブル４の並進移動で修正できれば、対象物５があるべき形態図７４の（０）になる。これでガントリ機構がＸＹの作業が可能となる。
このような作業を行うには精度よいアライメント装置のＸＹθ動作が必要であるが、原点復帰を実施したので可能となる。【００７７】
このように、第１実施例、第２実施例のようにアライメント装置を固定し、第１実施例１、第２実施例、もしくは第４実施例のような原点復帰を行ったので、高精度なＸＹθ動作することができ、ガントリ機構のＸＹ作業により対象物５の加工や処理が可能な機械制御システムとなる。
【実施例９】
【００７８】
図７５は本発明の第９実施例を示すアライメント装置を備えた機械であるガントリ機構と門型固定機構の機械制御システムの上面図と側面図である。
第４実施例に示したアライメント装置を兼用してガントリ駆動と旋回可能なテーブルとし、門型固定機構と組み合わせた構成になっている。門型固定機構にもＸ方向の駆動機構部５９を備えているが、門型固定機構は固定されている。
第４実施例で示したようにアライメント装置６０は長ストローク移動可能なＹ方向への移動と、θ方向への移動が可能である。門型固定機構のＸ方向へ移動できるので、機械制御システム全体ではＸＹθの動作が可能である。
アライメント装置６０のテーブル４をＹ方向に移動して、テーブル４もしくは対象物５の印を２次元位置検出装置９で検出することも可能である。
第８実施例の図７４で示した作業をする場合には、本実施例のアライメント装置６０は、Ｘ方向への対象物への補正ができないので、δθだけ移動した図７４の（３）か、さらにδＹの補正を加えた図７４の（１）の状態にして、作業を行う。
機械制御システム全体ではＸＹθの動作が可能であるため、δＸは門型固定機構の駆動機構部５９のＸ方向への作業始点をδＸずらして始めることで補正する。δＹはあらかじめアライメント装置の機能として図７４の（１）の状態に補正してもよいし、Ｙ方向へのの作業始点をδＹずらして始めることで補正しても良い。
δθの補正においては、これまで述べたように、第１実施例の図６、図７で示した課題があるので、アライメント装置を固定し、第１実施例、第２実施例あるいは第４実施例のいずれかの方法で行えばよい。図７５では機械固定装置４１を第４の実施例の図５８のようにテーブル４を固定するように示したが、第４の実施例の図５２のように２つの駆動機構ユニット６を固定しても良い。
機械固定装置４１、機械固定基準位置記憶装置４２、機械原点記憶装置４３、機械原点復帰量演算装置４５や参照画像位置記憶装置４８、絶対位置記憶装置４７、や２次元画像処理装置１０を図７５に示していないが、第１実施例、第２実施例あるいは第４実施例のいずれかの方法で原点復帰を行えばよい。
原点復帰を行えば、精度の良いアライメント装置のＹθ動作が可能となり、精度の良い機械制御システムとなるのである。【００７９】
このように、第１実施例、第２実施例のようにアライメント装置を固定し、第１実施例１、第２実施例、もしくは第４実施例のような原点復帰を行ったので、高精度なＹθ動作することができ、アライメント装置を含めたＸＹ作業により対象物５の加工や処理が可能な機械制御システムとなる。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
駆動機構ユニットを機台部の１平面に配しているのでテーブルを薄型にできる。
テーブルが大型化しても、荷重が分散されて支持される工作機械のアライメント装置などにも適用できる。
また、薄型のアライメント装置となるため、その他の作業を行う機械および機械制御システム全体の機械の高さを低く作成できる。このため、重心が低い安定した装置が実現でき、剛性を向上できるので、振動が発生しにくくなり、駆動機構部の動作性能を向上できる。つまり、機械制御システム全体の性能を向上できる効果がある。
駆動機構ユニットに搭載した検出装置を用いて位置制御するので、テーブルが大型化しても、テーブルの外周近くに駆動機構ユニットを配置すれば、テーブル回転動作はテーブル中心で位置検出を行うよりも分解能が上がり、性能が向上する効果もある。
さらに、アライメント装置の上から作業させる部分の機械の高さを低く作成できるので、その材料を抑えて低コスト化できる。また、上記部位は軽量化できるので、機械および機械制御システムの製造・組み立て作業も簡単になる。
加えて、本構造では駆動機構ユニットの配置により、回転型モータを用いては実現できないテーブルの中央を抜いた中抜き構造化も可能であり、使用用途を広げることができる。
さらに、装置が大型化しても、特殊な大型電動機を使用せず、標準的な電動機を複数利用して、駆動力を分散するように構成できるので、装置部品の納期やコストの面で、特殊品に比べて安易に調達できるという利点もある。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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【図６３】
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【図６４】
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【図６５】
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【図６６】
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【図６７】
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【図６８】
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【図６９】
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【図７０】
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【図７１】
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【図７２】
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【図７３】
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【図７４】
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【図７５】
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【図７６】
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【図７７】
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【図７８】
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【図７９】
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【図８０】
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【図８１】
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【図８２】
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【図８３】
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【図８４】
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【図８５】
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【図８６】
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