TWI528126B - Parallel control device and control method and measuring device - Google Patents

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TWI528126B
TWI528126B TW100107720A TW100107720A TWI528126B TW I528126 B TWI528126 B TW I528126B TW 100107720 A TW100107720 A TW 100107720A TW 100107720 A TW100107720 A TW 100107720A TW I528126 B TWI528126 B TW I528126B
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control
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TW201202881A (en
Inventor
Kaoru Naoi
Yoichi Ishizaki
Tatsuhito Inouchi
Masahiro Iwasaki
Original Assignee
Kuroda Precision Ind Ltd
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Description

並聯滑件裝置之控制裝置及控制方法以及測量裝置 發明領域
本發明係有關並聯滑件裝置之控制裝置及控制方法以及測量裝置，更詳而言之，係有關可各自於相互平行地配置之兩條導軌移動且相互機械性地連結之兩個滑件，藉由個別的驅動機構加以驅動之並聯滑件裝置之控制裝置及控制方法、以及使用該並聯滑件裝置之控制裝置之測量裝置。
發明背景
作為測量直徑300mm之矽晶圓等，大口徑且薄型的圓盤(被測量物)之表背面的平坦度及厚度不均之測量裝置，已知有如下述者(譬如專利文獻1)，即，其包含有：支撐體，係沿預定平面，譬如沿垂直面而支撐被測量物；直線狀之第1導軌及第2導軌，係於前述支撐體之前面側及背面側之兩側，各自沿前述平面而相互平行地配置；第1滑件及第2滑件，係可個別地於軌道長向方向移動地分別設置於前述第1導軌及第2導軌；及第1驅動機構及第2驅動機構，係讓前述第1滑件及前述第2滑件個別地於移動方向加以驅動之線性伺服馬達等；且於前述第1滑件設置測量迄至前述被測量物之前面(表面)的距離之第1測量機構(位移感測器)，於前述第2滑件設置測量迄至前述被測量物(背面)之距離的第2測量機構(位移感測器)。
前述構成之測量裝置，係需要於支撐被測量物之支撐 體的前面側及背面側之兩側，各自獨立配置導軌及滑件，但可將導軌之高度位置設定在如下述之位置，即，靠近位移感測器掃描矽晶圓等之被測量物之表背面的高度位置，相較於導軌配置於支撐體之下方的態樣，可縮短導軌與位移感測器間之高度方向的分隔距離。
藉此，可排除滑件相對於導軌之繞移動軸線的位移所引起的滑動方向誤差，與導軌及位移感測器間之高度方向的分隔距離成比例地誤差變大，而高精確度地進行表背面之獨立的平坦度測量。
先前技術文獻 專利文獻
【專利文獻1】日本特許廳公開特許(特開平11-351867號)公報
發明概要
然而，此時，由於在支撐體之前面側及背面側之兩側獨立地配置導軌與滑件，因此必須藉由個別的驅動機構而讓各個滑件相互同步地加以驅動，而有於滑件的移動方向因送進不良而於位移感測器在被測量物的測量位置，於表背面產生偏差之虞。擔憂因此在被測量物之厚度測量上引起誤差。
對此，為排除送進不良所引起之測量位置之偏移而相互機械性地連結雙軸之滑件，係與本案申請人同一之申請 人所發想。
此時，對於個別設置各個機械性地連結之雙軸之滑件的線性伺服馬達等的驅動機構進行驅動控制，並進行滑件之位置控制的位置控制裝置，係於各滑件之驅動機構分別加以準備，對兩個控制裝置給予同一之位置指令並取得同步，俾不產生滑件相互位置偏移等的誤差。
然而，另一方面，該等二個滑件是機械性地連結，因此，對於藉由線性伺服馬達而加以驅動控制之方向，係因機械性地結合而有動作之制約，且，包含線性伺服馬達及滑件本身的搭載重量之機械性特性在兩個滑件中未完全一致亦產生影響，縱或將同一之位置指令分配到兩個位置控制裝置，但對於位置指令之增益設定與依此之動作並未完全一致，有時會相互干涉而無法實現順暢之動作。
本發明欲解決之課題係於如前述之並聯滑件裝置中，實現兩個滑件不相互干涉，並以順暢之動作移動。
本發明之並聯滑件裝置之控制裝置，係包含有：相互平行配置之第1導軌及第2導軌；可於軌道長向方向移動地分別設置於前述第1及第2導軌之第1滑件及第2滑件；將前述第1滑件及前述第2滑件相互機械性地連結之連結機構；及讓前述第1滑件及前述第2滑件分別個別地於前述軌道長向方向驅動之第1電動伺服致動器及第2電動伺服致動器；該並聯滑件裝置之控制裝置並包含有：控制前述第1電動伺服致動器之驅動的第1位置控制裝置；及控制前述第2電動 伺服致動器之驅動的第2位置控制裝置：且該並聯滑件裝置之控制裝置對於前述第1位置控制裝置及前述第2位置控裝置係給予相互同一之位置指令，前述第1位置控制裝置進行包含比例要素與至少積分要素及微分要素中之任一者的PI控制或PD控制抑或PID控制，前述第2位置控制裝置進行僅包含比例要素之P控制；於前述第1位置控制裝置及前述第2位置控制裝置，控制增益相互不同。
本發明之並聯滑件裝置之控制裝置中，作為較佳之一實施形態，前述第1位置控制裝置係包含位置迴路及速度迴路之反饋補償式者；前述第2位置控制裝置係僅包含位置迴路之反饋補償式者；抑或，前述第1位置控制裝置係包含位置迴路與速度迴路及加速度迴路之反饋補償式者；前述第2位置控制裝置係包含位置迴路及速度迴路之反饋補償式者。
本發明之並聯滑件裝置之控制裝置中，作為較佳之一實施形態，前述第1位置控制裝置之控制增益係經系統判別之適當值，前述第2位置控制裝置之控制增益是較經系統判別之前述適當值小之值。
本發明之並聯滑件裝置之控制方法，係包含有下述構件之並聯滑件裝置之控制方法，即：相互平行配置之第1導軌及第2導軌；可於軌道長向方向移動地分別設置於前述第1及第2導軌之第1滑件及第2滑件；將前述第1滑件及前述第2滑件相互機械性地連結之連結機構；及讓前述第1滑件及前述第2滑件分別個別地於前述軌道長向方向驅動之第1電 動伺服致動器及第2電動伺服致動器；該並聯滑件裝置之控制方法係藉由第1位置控制裝置進行前述第1電動伺服致動器之驅動控制：藉由第2位置控制裝置進行前述第2電動伺服致動器之驅動控制：且對於前述第1位置控制裝置及前述第2位置控裝置給予相互同一的位置指令；前述第1位置控制裝置係進行包含比例要素與至少積分要素及微分要素中之任一者的PI控制或PD控制抑或PID控制，前述第2位置控制裝置前述第2位置控制裝置進行僅包含比例要素之P控制；將前述第1位置控制裝置之控制增益及前述第2位置控制裝置之控制增益設定為相互不同之值。
本發明之並聯滑件裝置之控制方法中，作為較佳之一實施形態，前述第1電動伺服致動器之驅動控制，係藉由前述第1位置控制裝置以僅包含位置迴路之反饋補償控制而加以進行；前述第2電動伺服致動器之驅動控制，係藉由前述第2位置控制裝置以包含位置迴路及速度迴路之反饋補償控制而加以進行；抑或，前述第1電動伺服致動器之驅動控制，係藉由前述第1位置控制裝置以包含位置迴路與速度迴路及加速度迴路之反饋補償控制而加以進行；前述第2電動伺服致動器之驅動控制，係藉由前述第2位置控制裝置以包含位置迴路及速度迴路之反饋補償控制而加以進行。
本發明之並聯滑件裝置之控制方法中，作為較佳之一實施形態，前述第1位置控制裝置之控制增益係經系統判別之適當值，前述第2位置控制裝置之控制增益是較經系統判 別之前述適當值小之值。
本發明之測量裝置，係包含有：相互平行配置之第1導軌及第2導軌；可於軌道長向方向移動地分別設置於前述第1及第2導軌之第1滑件及第2滑件；將前述第1滑件與前述第2滑件相互機械性地連結之連結機構；讓前述第1滑件及前述第2滑件分別個別地於前述軌道長向方向驅動之第1電動伺服致動器及第2電動伺服致動器；配置於前述第1導軌及前述第2導軌之間，支撐被測量物之支撐體；安裝於前述第1滑件，測量迄至前述被測量物其中一面的距離之第1測量機構；安裝於前述第2滑件，測量迄至前述被測量物之另一面的距離之第2測量機構；及前述發明之並聯滑件裝置之控制裝置。
依本發明之並聯滑件裝置之控制裝置，前述第1位置控制裝置係進行包含比例要素與至少積分要素及微分要素中之任一者的PI控制或PD控制抑或PID控制，前述第2位置控制裝置進行僅包含比例要素之P控制，藉此，第1位置控制裝置之控制增益變得較第2位置控制裝置之控制增益高，控制增益較高之側為主側，控制增益較低之側為從側，且從側之滑件的動作是追隨主側之滑件的動作，實現不相互干涉，順暢的動作。此時，較高側之控制增益係經系統判別之適當值，較低側之控制增益是較經系統判別之適當值小之值即可。
圖式簡單說明
第1圖係顯示使用本發明之並聯滑件裝置之控制裝置的晶圓平坦度測量裝置之一實施形態的立體圖。
第2圖係本實施形態之晶圓平坦度測量裝置之正面圖。
第3圖係沿第2圖之線III-III的剖面圖。
第4圖係本實施形態之大氣壓線性導引方式的並聯滑件裝置之前後滑件連結機構部分的立體圖。
第5圖係顯示本實施形態於並聯滑件裝置之控制裝置及控制方法的實施上所使用之控制系統之區塊圖。
用以實施發明之形態
參照添附圖式說明本發明之較佳實施形態。又，參照以下之附圖的說明中所使用的前後、上下、左右之方向，係作為表示於各圖式之方向。
如第1圖、第2圖所示，基台10之水平的上方面係配置有支撐體12。支撐體12係支撐被測量物，即，圓盤狀的矽晶圓W，且包含有固定安裝於基台10上之圓頂形狀的固定台14，及可旋轉地安裝於固定台14之圓環旋轉體16。
圓環旋轉體16係藉由靜壓力式之空氣軸承(圖式省略)，由固定台14環著於前後方向延伸之水平的中心軸線而可旋轉地加以支撐。於圓環旋轉體16之內周面，在前端包含芯材18之複數個支撐臂20係等間隔地設置於周方向。圓環旋轉體16係於芯材18卡合於矽晶圓W之外周溝(圖式省略)的狀態，以支撐臂20在圓環狀空間內沿垂直面支撐矽晶圓W。又，有關此矽晶圓W之支撐構造，若需更詳細之說明， 請參照日本專利第4132503號公報。
圖中雖未表示，於支撐體12係組裝有將固定台14作為定子、將圓環旋轉體16作為轉子之直流無刷馬達。該直流無刷馬達係旋轉驅動圓環旋轉體16。
基台10之上方面係安裝有左右之端托架30,32。左右之端托架30,32係配置於支撐體12之左右兩側，於上部分別固定支撐前側導軌(第1導軌)40及後側導軌(第2導軌)42之左右兩端部。
換言之，前側導軌40係於上下具有突出部(凸緣部)40A,40B之I形橫剖面形狀之直線導軌(筆直)(參照第3圖)，且將左右之端部固定連結於左右的端托架30,32之上部，於橫跨左右之端托架30,32間的狀態，讓支撐體12之前面側在左右方向水平地延伸。
同樣地，後側導軌42係於上下具有突出部42A,42B之I形橫剖面形狀之直線導軌(筆直)，且將左右之端部固定連結於左右的端托架30,32之上部，於橫跨左右之端托架30,32間的狀態，讓支撐體12之背面側在左右方向水平地延伸。
前述之前側導軌40及後側導軌42係於同一高度位置相互平行地延伸。
又，前側導軌40及後側導軌42係藉由補強連結板34,36而相互連結左右兩端之上部。
前側滑件(第1滑件)44係可於軌道長向方向，即，左右方向移動地設置於前側導軌40。前側滑件44係藉由四片矩形板材44A~44D而構成為圍繞前側導軌40之外周的四角 筒體。
於前側滑件44之矩形板材44A~44D的各個內面與該內面對向之前側導軌40上側的突出部40A之上方面及前後兩面、以及下側突出部40B之下底面及前後兩面之間，分別設定有第1氣隙，且於前側滑件44之矩形板材44A~44D，分別形成有朝對向面開口之空氣噴出孔46(參照第3圖)。
於空氣噴出孔46，由圖示省略的壓縮空氣源藉由第1壓力調節器而供給經調壓為第1壓力P1之壓縮空氣。藉此，於前側導軌40及前側滑件44之間構成靜壓力式軸承之第1空氣壓力線性滑軌48。沿前側導軌40之軌道長向方向之前側滑件44的直線移動，係藉由第1空氣壓力線性滑軌48而相對於前側導軌40以非接觸狀態加以導引。
同樣地，後側滑件(第2滑件)50係可於軌道長向方向，即，左右方向移動地設置於後側導軌42。後側滑件50係藉由四片矩形板材50A~50D而構成為圍繞後側導軌42之外周的四角筒體。
於後側滑件50之矩形板材50A~50D的各個內面與該內面對向之後側導軌42上側的突出部42A之上方面及前後兩面、以及下側突出部42B之下底面及前後兩面之間，分別設定有第2氣隙，且於後側滑件50之矩形板材50A~50D，分別形成有朝對向面開口之空氣噴出孔52(參照第3圖)。
於空氣噴出孔52，由圖示省略的壓縮空氣源藉由第2壓力調節器而供給經調壓為第2壓力P2之壓縮空氣。藉此，於後側導軌42及後側滑件50之間，構成靜壓力式軸承之第2空 氣壓力線性滑軌54。沿後側導軌42之軌道長向方向之後側滑件50的直線移動，係藉由第2空氣壓力線性滑軌54而相對於後側導軌42以非接觸狀態加以導引。
又，第3圖中，第1空氣壓力線性滑軌48、第2空氣壓力線性滑軌54之氣隙係較實際更大地誇張圖示。
於前側滑件44及後側滑件50之各個下底部，固定安裝有連結用基底構件56,58。於連結用基底構件56,58之各個左右兩面，連結圓棒60，62之前後兩端部係藉由V型塊68,70加以固定(參照第4圖)，該V型塊68,70是以緊固螺栓64,66而固定於連結用基底構件56,58。藉此，前側滑件44及後側滑件50係機械性地強固地相互連結於同一之左右方向位置(掃瞄方向位置)及同一之前後方向位置。
此時，前側滑件44及後側滑件50之機械性地連結，係藉由主要以連結圓棒60,62之彎曲剛性而決定之所需要的剛性來進行。此機械性地連結係藉由以下方式進行，即，以V型塊68,70而保持連結圓棒60,62且將連結圓棒60,62按壓於連結用基底構件56,58之各個左右兩面(平面)，因此，可以高度之左右方向位置精確度來進行。
於前側滑件44上，係安裝有具有可在前後方向移動之平台88的微動平台裝置90。於平台88搭載有位移感測器92。位移感測器92係靜電電容式位移感測器等且非接觸式者，配置於通過安裝在圓環旋轉體16之被測量物，即，矽晶圓W之中心的高度，測量迄至矽晶圓W之表面的距離。
同樣地，於後側滑件50上，係安裝有具有可在前後方 向移動之平台94的微動平台裝置96。於平台94搭載有位移感測器98。位移感測器98亦係靜電電容式位移感測器或雷射式位移感測器等且非接觸式者，配置於通過安裝於圓環旋轉體16之被測量物，即，矽晶圓W之中心的高度，測量迄至矽晶圓W之背面的距離。
矽晶圓W之平坦度測量係藉由以下方式進行，即，於藉由圓環旋轉體16讓矽晶圓W旋轉之狀態，藉由前側滑件44、後側滑件50之左右方向移動讓位移感測器92,98於橫切直徑方向之方向，邊掃瞄矽晶圓W邊移動，並且藉由位移感測器92,98測量由位移感測器92,98之掃瞄位置迄至矽晶圓W之表面、背面之距離。
第1電動伺服致動器，即，前側線性伺服馬達72之固定子構件74，係藉由托架76而固定安裝於基台10之前側導軌40的前側位置。固定子構件74係左右方向較長地，與前側導軌40平行地延伸。於前側滑件44，係安裝有前側線性伺服馬達72之可動子構件78。藉此，前側滑件44係藉由前側線性伺服馬達72而於左右方向驅動。
第2電動伺服致動器，即，後側線性伺服馬達80之固定子構件82，係藉由托架84而固定安裝於於基台10之後側導軌42的後側位置。固定子構件82係左右方向較長地，與後側導軌42平行地延伸。於後側滑件50，係安裝有後側線性伺服馬達80之可動子構件86。藉此，後側滑件50係藉由後側線性伺服馬達80而於左右方向驅動。
前側導軌40與前側滑件44之間，以及後側導軌42與後 側滑件50之間，分別設有檢測前側滑件44、後側滑件50之左右方向移動的實際位置之前側光學尺200、後側光學尺202(參照第5圖)。
其次，參照第5圖說明依前述構成之並聯滑件裝置之控制裝置的一實施形態。
該控制裝置包含有：控制前側線性伺服馬達72之驅動的第1位置控制裝置，即，前側伺服控制器100：控制後側線性伺服馬達80之驅動的第2位置控制裝置，即，後側伺服控制器130；及前側伺服控制器100及後側伺服控制器130共通的位置指令產生器140。
位置指令產生器140是譬如脈衝列指令式者，作為位置指令，係以可控制之前側滑件44、與後側滑件50之移動速度對應的脈衝頻率，將可控制之前側滑件44、與後側滑件50之移動量對應的脈衝數之脈衝信號，輸出至前側伺服控制器100及後側伺服控制器130。
前側伺服控制器100係進行下述控制，即，包含於位置偏差值設定比例增益之比例要素與於位置偏差之積分值設定積分增益的積分要素之PI控制，或包含於位置偏差值設定比例增益之比例要素與於位置偏差之微分值設定微分增益之積分要素的PD控制、抑或包含比例要素與積分要素及微分要素之PID控制。
本實施形態中，前側伺服控制器100係將位置迴路與速度迴路及加速度迴路串接者，包含有：位置偏差演算部112，係算出位置指令產生器140產生之位置指令，與藉由 前側光學尺200檢測之前側滑件44的實際位置之偏差(位置偏差)；位置迴路增益設定部114，係於位置偏差演算部112輸出之位置偏差設定位置迴路增益並輸出速度指令；速度偏差演算部116，係算出位置迴路增益設定部114輸出之速度指令，與將前側光學尺200輸出之前側滑件44的實際位置信號加以微分而得之前側滑件44的實際速度之偏差(速度偏差)；速度迴路增益設定部118，係於速度偏差演算部116輸出之速度偏差設定速度迴路增益並輸出加速度指令；加速度偏差演算部120，係算出速度迴路增益設定部118輸出之加速度指令，與將前側光學尺200輸出之前側滑件44之實際位置信號加以二次微分而得之前側滑件44的實際加速度之偏差(加速度偏差)；及加速度迴路增益設定部122，係於加速度偏差演算部120輸出之加速度偏差設定加速度迴路增益，並將脈衝指令輸出至前側線性伺服馬達72。
後側伺服控制器130係進行僅包含於位置偏差值設定比例增益之比例要素的P控制。
後側伺服控制器130係將位置迴路及速度迴路串接者，包含有：位置偏差演算部132，係算出位置指令產生器140產生之位置指令，與藉由後側光學尺202檢測之後側滑件50之實際位置的偏差(位置偏差)；位置迴路增益設定部134，係於位置偏差演算部132輸出之位置偏差設定位置迴路增益並輸出速度指令；速度偏差演算部136，係算出位置迴路增益設定部134輸出之速度指令，與將後側光學尺202輸出之後側滑件50的實際位置信號加以微分而得之後側滑 件50之實際速度的偏差(速度偏差)；及速度迴路增益設定部138，係於速度偏差演算部136輸出之速度偏差設定速度迴路增益，並將脈衝指令輸出至後側線性伺服馬達80。
前側滑件44與後側滑件50之移動位置，無連結圓棒60,62等之連結部的彈性變形時，係經常性地相同。因此，於前側伺服控制器100與後側伺服控制器130，係由共通的位置指令產生器140給予相互地同一之位置指令。
藉此，以前側線性伺服馬達72、後側線性伺服馬達80進行之前側滑件44、後側滑件50之位置控制，係將藉由前側光學尺200、後側光學尺202檢測之前側滑件44、後側滑件50之實際位置作為反饋補償資訊，以全閉路方式，藉由相互獨立之反饋控制系統，於同一位置指令下，讓前側滑件44及後側滑件50之左右方向移動(掃瞄位置)相同地同步進行。
本實施形態之控制裝置中，重點係如前述般，相對於前側伺服控制器100包含有位置迴路、速度迴路及加速度迴路，後側伺服控制器130僅有位置迴路及速度迴路，且串接之迴路數量不同。
因此，其結果，前側伺服控制器100及後側伺服控制器130控制增益係相互不同。此時，前側伺服控制器100之控制增益較後側伺服控制器130之控制增益大，且前側伺服控制器100之控制增益設定為經系統判別之適當值(反饋補償控制中之最適值)，後側伺服控制器130之控制增益設定為較經系統識別之前述最適值小之值即可。特別是，加速度 迴路較位置迴路、速度迴路，係以控制量收斂成目標值方式加以作用，其結果，成為高增益之設定。
又，相對於前側伺服控制器100進行PI控制、PD控制或PID控制，後側伺服控制器130進行P控制，故，依此，其結果，前側伺服控制器100之控制增益亦較後側伺服控制器130之控制增益大。
最後，根據前述之串接之不同而產生的控制增益差或/及PID控制方式的不同而產生的控制增益差，前側伺服控制器100之控制增益設定為經系統判別之適當值，後側伺服控制器130之控制增益設定為較經系統判別之前述適當值小之值即可。
藉此，控制增益高之前側伺服控制器100為主側，控制增益低之後側伺服控制器130為從側，從側之後側滑件50的動作係追隨主側之前側滑件44的動作，其結果，前側滑件44與後側滑件50雙方不會相互干涉，可以順暢的動作進行移動。
又，前述之實施形態中，串接與PID控制方式雙方都不同，但實際上，由增益判別之觀點，串接與PID控制方式中之任一者不同即可。又，亦可依各迴路之增益設定(時間常數設定)而讓前側伺服控制器100與後側伺服控制器130控制增益不同。
作為其他實施形態，亦可省略前側伺服控制器100之加速度迴路及後側伺服控制器130之速度迴路，於此態樣，仍可將前側伺服控制器100之控制增益設定得較後側伺服控 制器130之控制增益大。
以上，以較佳形態實施例說明本發明，且以若為該業者可便於理解方式進行說明，但本發明並不依前述實施例而受限定，於不脫逸本發明旨趣之範圍係可適宜地加以變更。
10‧‧‧基台
12‧‧‧支撐體
14‧‧‧固定台
16‧‧‧旋轉體
18‧‧‧芯材
20‧‧‧支撐臂
30,32‧‧‧端托架
34,36‧‧‧補強連結板
40‧‧‧前側導軌(第1導軌)
40A,40B‧‧‧突出部
42‧‧‧後側導軌(第2導軌)
42A,42B‧‧‧突出部
44‧‧‧前側滑件(第1滑件)
44A~44D‧‧‧矩形板材
46‧‧‧空氣噴出孔
48‧‧‧第1空氣壓力線性滑軌
50‧‧‧後側滑件(第2滑件)
50A~50D‧‧‧矩形板材
52‧‧‧空氣噴出孔
54‧‧‧第2空氣壓力線性滑軌
56,58‧‧‧連結用基底構件
60,62‧‧‧連結圓棒
64,66‧‧‧緊固螺栓
68,70‧‧‧V型塊
72‧‧‧前側線性伺服馬達
74,82‧‧‧固定子構件
76,84‧‧‧托架
78,86‧‧‧可動子構件
80‧‧‧後側線性伺服馬達
88,94‧‧‧平台
90,96‧‧‧微動平台裝置
92,98‧‧‧位移感測器
100‧‧‧前側伺服控制器
112‧‧‧位置偏差演算部
114‧‧‧位置迴路增益設定部
116‧‧‧速度偏差演算部
118‧‧‧速度迴路增益設定部
120‧‧‧加速度偏差演算部
122‧‧‧加速度迴路增益設定部
130‧‧‧後側伺服控制器
132‧‧‧位置偏差演算部
134‧‧‧位置迴路增益設定部
136‧‧‧速度偏差演算部
138‧‧‧速度迴路增益設定部
140‧‧‧位置指令產生器
200‧‧‧前側光學尺
202‧‧‧後側光學尺
P1‧‧‧第1壓力
P2‧‧‧第2壓力
W‧‧‧矽晶圓
第1圖係顯示使用本發明之並聯滑件裝置之控制裝置的晶圓平坦度測量裝置之一實施形態的立體圖。
第2圖係本實施形態之晶圓平坦度測量裝置之正面圖。
第3圖係沿第2圖之線III-III的剖面圖。
第4圖係本實施形態之大氣壓線性導引方式的並聯滑件裝置之前後滑件連結機構部分的立體圖。
第5圖係顯示本實施形態於並聯滑件裝置之控制裝置及控制方法的實施上所使用之控制系統之區塊圖。
72‧‧‧前側線性伺服馬達
80‧‧‧後側線性伺服馬達
100‧‧‧前側伺服控制器
112‧‧‧位置偏差演算部
114‧‧‧位置迴路增益設定部
116‧‧‧速度偏差演算部
118‧‧‧速度迴路增益設定部
120‧‧‧加速度偏差演算部
122‧‧‧加速度迴路增益設定部
130‧‧‧後側伺服控制器
132‧‧‧位置偏差演算部
134‧‧‧位置迴路增益設定部
136‧‧‧速度偏差演算部
138‧‧‧速度迴路增益設定部
140‧‧‧位置指令產生器
200‧‧‧前側光學尺
202‧‧‧後側光學尺

Claims (9)

  1. 一種並聯滑件裝置之控制裝置，係包含有：第1導軌及第2導軌，係相互平行配置；第1滑件及第2滑件，係分別設置於前述第1及第2導軌，可於軌道長向方向移動；連結機構，係將前述第1滑件及前述第2滑件相互機械性地連結；及第1電動伺服致動器及第2電動伺服致動器，係將前述第1滑件及前述第2滑件分別個別地於前述軌道長向方向驅動；該並聯滑件裝置之控制裝置並包含有：第1位置控制裝置，係控制前述第1電動伺服致動器之驅動；及第2位置控制裝置，係控制前述第2電動伺服致動器之驅動；於前述第1位置控制裝置及前述第2位置控裝置係被給予相互同一之位置指令，前述第1位置控制裝置係包含位置迴路及速度迴路之反饋補償式者；前述第2位置控制裝置係僅包含位置迴路之反饋補償式者；於前述第1位置控制裝置及前述第2位置控制裝置，控制增益相互不同。
  2. 一種並聯滑件裝置之控制裝置，係包含有： 第1導軌及第2導軌，係相互平行配置；第1滑件及第2滑件，係分別設置於前述第1及第2導軌，可於軌道長向方向移動；連結機構，係將前述第1滑件及前述第2滑件相互機械性地連結；及第1電動伺服致動器及第2電動伺服致動器，係將前述第1滑件及前述第2滑件分別個別地於前述軌道長向方向驅動；該並聯滑件裝置之控制裝置並包含有：第1位置控制裝置，係控制前述第1電動伺服致動器之驅動；及第2位置控制裝置，係控制前述第2電動伺服致動器之驅動：於前述第1位置控制裝置及前述第2位置控裝置係被給予相互同一之位置指令，前述第1位置控制裝置係包含位置迴路與速度迴路及加速度迴路之反饋補償式者；前述第2位置控制裝置係僅包含位置迴路及速度迴路之反饋補償式者；於前述第1位置控制裝置及前述第2位置控制裝置，控制增益相互不同。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之並聯滑件裝置之控制裝置，其中前述第1位置控制裝置之控制增益係經系統判別之適當值，前述第2位置控制裝置之控制增益是較經 系統判別之前述適當值小之值。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之並聯滑件裝置之控制裝置，其中前述第1位置控制裝置進行包含比例要素與至少積分要素及微分要素中之任一者的PI控制或PD控制抑或PID控制，前述第2位置控制裝置進行僅包含比例要素之P控制。
  5. 一種並聯滑件裝置之控制方法，係包含有下述構件之並聯滑件裝置之控制方法，即：相互平行配置之第1導軌及第2導軌；分別設置於前述第1及第2導軌，可於軌道長向方向移動之第1滑件及第2滑件；將前述第1滑件及前述第2滑件相互機械性地連結之連結機構；及將前述第1滑件及前述第2滑件分別個別地於前述軌道長向方向驅動之第1電動伺服致動器及第2電動伺服致動器；該並聯滑件裝置之控制方法係藉由第1位置控制裝置進行前述第1電動伺服致動器之驅動控制；藉由第2位置控制裝置進行前述第2電動伺服致動器之驅動控制；且前述第1位置控制裝置及前述第2位置控裝置係被給予相互同一的位置指令；前述第1電動伺服致動器之驅動控制係藉由前述第1位置控制裝置，以包含位置迴路及速度迴路之反饋補償控制而加以進行；前述第2電動伺服致動器之驅動控制係藉由前述第2位置控制裝置，以僅包含位置迴路之反饋補償控制而 加以進行；將前述第1位置控制裝置之控制增益及前述第2位置控制裝置之控制增益設定為相互不同之值。
  6. 一種並聯滑件裝置之控制方法，係包含有下述構件之並聯滑件裝置之控制方法，即：相互平行配置之第1導軌及第2導軌；分別設置於前述第1及第2導軌，可於軌道長向方向移動之第1滑件及第2滑件；將前述第1滑件及前述第2滑件相互機械性地連結之連結機構；及將前述第1滑件及前述第2滑件分別個別地於前述軌道長向方向驅動之第1電動伺服致動器及第2電動伺服致動器；該並聯滑件裝置之控制方法係藉由第1位置控制裝置進行前述第1電動伺服致動器之驅動控制；藉由第2位置控制裝置進行前述第2電動伺服致動器之驅動控制；且前述第1位置控制裝置及前述第2位置控裝置係被給予相互同一的位置指令；前述第1電動伺服致動器之驅動控制，係藉由前述第1位置控制裝置以包含位置迴路與速度迴路及加速度迴路之反饋補償控制而加以進行；前述第2電動伺服致動器之驅動控制，係藉由前述第2位置控制裝置以僅包含位置迴路及速度迴路之反饋補償控制而加以進行；將前述第1位置控制裝置之控制增益及前述第2位置控制裝置之控制增益設定為相互不同之值。
  7. 如申請專利範圍第5或6項之並聯滑件裝置之控制方法，其係令前述第1位置控制裝置之控制增益為經系統判別之適當值，令前述第2位置控制裝置之控制增益為較經系統判別之前述適當值小之值。
  8. 如申請專利範圍第5或6項之並聯滑件裝置之控制方法，其中前述第1位置控制裝置係進行包含比例要素與至少積分要素及微分要素中之任一者的PI控制或PD控制抑或PID控制，前述第2位置控制裝置進行僅包含比例要素之P控制。
  9. 一種測量裝置，係包含有：第1導軌及第2導軌，係相互平行配置；第1滑件及第2滑件，係分別設置於前述第1及第2導軌，可於軌道長向方向移動；連結機構，係將前述第1滑件與前述第2滑件相互機械性地連結；第1電動伺服致動器及第2電動伺服致動器，係將前述第1滑件及前述第2滑件分別個別地於前述軌道長向方向驅動；支撐體，係配置於前述第1導軌及前述第2導軌之間，支撐被測量物；第1測量機構，係安裝於前述第1滑件，測量迄至前述被測量物其中一面的距離；第2測量機構，係安裝於前述第2滑件，測量迄至前 述被測量物之另一面的距離；及如申請專利範圍第1至4項中任一項之並聯滑件裝置之控制裝置。
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