WO2006059457A1 - アライメント装置 - Google Patents

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WO2006059457A1
WO2006059457A1 PCT/JP2005/020343 JP2005020343W WO2006059457A1 WO 2006059457 A1 WO2006059457 A1 WO 2006059457A1 JP 2005020343 W JP2005020343 W JP 2005020343W WO 2006059457 A1 WO2006059457 A1 WO 2006059457A1
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WO
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translation
freedom
degree
drive
rotation
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Application number
PCT/JP2005/020343
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English (en)
French (fr)
Inventor
Takehiko Komiya
Toshiyuki Osuga
Toshihiro Sawa
Original Assignee
Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki
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Filing date
Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B23Q1/25—Movable or adjustable work or tool supports
    • B23Q1/44—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms
    • G—PHYSICS
    • G12—INSTRUMENT DETAILS
    • G12B—CONSTRUCTIONAL DETAILS OF INSTRUMENTS, OR COMPARABLE DETAILS OF OTHER APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G12B5/00—Adjusting position or attitude, e.g. level, of instruments or other apparatus, or of parts thereof; Compensating for the effects of tilting or acceleration, e.g. for optical apparatus
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/68—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for positioning, orientation or alignment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/68—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for positioning, orientation or alignment
    • H01L21/682—Mask-wafer alignment

Definitions

  • the present invention relates to an object to be positioned on a table (hereinafter referred to as an object) by driving the motor and moving the table with an exposure apparatus such as a semiconductor device, a printed circuit board, or a liquid crystal display element.
  • an exposure apparatus such as a semiconductor device, a printed circuit board, or a liquid crystal display element.
  • the present invention relates to an alignment apparatus for positioning at a predetermined position.
  • a stage device incorporating a linear motor which is a first example of the prior art, enables a minute angle positioning using a linear motor, and is reduced in size and thickness (for example, see Patent Document 1).
  • the second example of the prior art the two-axis parallel and one-axis turning motion guide mechanism and the two-axis parallel 'one-axis turning table device using this, are easy to assemble to the table and guide with high accuracy.
  • Some table devices use a two-axis parallel / single-axis turning guide mechanism that can be supported (for example, see Patent Document 2).
  • stage apparatus incorporating the linear motor of the first example of the prior art will be described.
  • FIG. 59 is a front view showing an embodiment of a stage apparatus incorporating the linear motor according to the first example of the related art and also viewing the X direction force which is one direction.
  • FIG. 60 is a plan view showing the stage apparatus of FIG. 59 according to the first example of the prior art.
  • a stage device with a built-in linear motor incorporates a linear motor 113 for rotation as a driving device that moves in a minute rotational direction between the rotary stage 103 and the second stage 102.
  • a movable magnet type linear motor is applied as the rotation linear motor 113, and the rotation linear motor 113 and the rotation stage 103, which is the rotation direction portion, rotate in a minute amount (that is, the ⁇ direction).
  • This is a rotary stage device that is moved to a position to angle position parts such as workpieces.
  • Rotation stage 103 (i.e., 0) is composed of a first stage 101 that reciprocates in the X direction, which is one linear direction, and a second stage 102 that reciprocates in the ⁇ direction perpendicular to the X direction.
  • Stage device and the ⁇ - ⁇ stage device It is configured as a compound stage device, and it is structured so that parts such as workpieces are positioned on the plane with respect to the X direction, Y direction, and rotation direction ( ⁇ direction).
  • the stage device incorporating the linear motor in the first example of the prior art is small and thin, and is positioned in the XY0 direction.
  • FIG. 61 is a partially broken exploded perspective view of a conventional two-axis parallel / one-axis turning motion guide mechanism according to a second example.
  • Fig. 61 shows a two-axis parallel and one-axis swivel motion guide mechanism using a two-axis parallel and one-axis swivel motion guide mechanism according to the second example of the prior art.
  • FIG. 62 is a plan view of a table according to a second example of the prior art.
  • the 2-axis parallel / single-axis turning motion guide mechanism 201 is composed of a 2-axis parallel motion guide unit 270 and a turning motion guide unit 280 assembled to the 2-axis parallel motion guide unit 270. Yes.
  • the two-axis parallel / single-spinning motion guide mechanism 201A, 201 has two two-axis parallel / single-spinning motion guide mechanisms.
  • the table 233 is supported via two rods 201C and 201D so as to be movable in two directions parallel to the base 234 and perpendicular to each other, and can be turned around the turning axis CO located in the center of the table 233. It becomes.
  • Three of the four two-axis parallel and one-axis swivel motion guide mechanisms 201A, 201B, and 201D are driven to extend and contract in a linear direction, and the rotary motor 238 and the rotary motion of this rotary motor 238 are linearly moved.
  • a linear drive mechanism 237 23, 23 7 ⁇ , 237D composed of a feed screw mechanism 239 for converting to 237 is operatively connected.
  • the 2-axis parallel / single-axis turning motion guide mechanism 201C can freely move.
  • linear drive mechanism 237A, 237B are driven by the same amount + ⁇ , ⁇ as shown in FIG. 63, while the linear drive mechanism 237D is driven by a predetermined amount ⁇ Y in the Y-axis direction.
  • the two-axis parallel / one-axis turning motion guide mechanism and the two-axis parallel / one-axis turning table device using the same in the prior art are configured to move the table in parallel or turn to perform positioning. .
  • Patent Document 1 JP 2002-328191 A (Figs. 1 and 2)
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 11-245128 (FIGS. 2, 4, and 5)
  • the stage device incorporating the linear motor of the first example of the prior art has a device configuration in which the three axes of ⁇ overlap, and if the object to be positioned becomes large, the stage device There was a problem that the device was physically high.
  • the size of liquid crystal materials has increased year by year, and in order to reciprocate and rotate the table, that is, the stage, the linear motor and stage device have to be enlarged as they are.
  • the second example of the prior art is a two-axis parallel 'one-axis turning motion guide mechanism and a two-axis parallel ⁇ one-axis turning table device using the same.
  • the three-axis configuration is arranged at three of the four corners. For this reason, there is a direction to drive with only one axis, and since the capacity of the motor is non-uniform, the same performance as the direction to drive two axes cannot be exhibited, so in the direction to drive with only one axis, There was a problem that it took time to move and position, resulting in poor efficiency and productivity.
  • the present invention has been made in view of such a problem. Even when the table is enlarged, the height of the apparatus is suppressed, and the load due to the table and the object is distributed in a well-balanced manner. In addition, by applying the driving force in a well-balanced manner, the translational and rotational movements in each direction can be operated efficiently with high accuracy and accuracy with the same performance. It is an object of the present invention to provide an alignment device that can correct a table again even when the table is moved due to external force applied to the table.
  • the present invention is configured as follows.
  • the invention according to claim 1 is an alignment apparatus for positioning a table on which an object is mounted at a predetermined position via a drive mechanism arranged in a machine base unit, wherein the drive mechanism has two translational freedom degree guides.
  • a translational drive 'translation' rotational degree of freedom mechanism module including the linear motor in one of the rotational freedom degree guiding part, one of the translational degree of freedom guiding parts, and the mechanism part serving as a detection object.
  • a motor control device comprising a detection unit for detecting an operation amount, a controller for controlling the motor in response to a command signal, and a command unit for commanding the controller, and comprising at least three of the translational driving 'translation'
  • the rotation degree of freedom mechanism module is provided evenly with respect to the table part so that the direction of the other translation degree of freedom guide part and the rotation degree of freedom guide part can be determined in the positive and negative operating directions of the linear motor.
  • the translation drive Movement 'translation' The linear motor of the rotation degree of freedom mechanism module is arranged so as to obtain translation components in two independent directions in the plane, and the linear motor operates in each translation direction, so that the table section is arranged in two directions. It is characterized in that it is translated or rotated.
  • the invention according to claim 2 is the translation drive / translation / rotation degree-of-freedom mechanism module.
  • the translation drive / translation / rotation degree-of-freedom mechanism module is arranged so that the direction of the other translation degree of freedom guide and the degree of freedom of freedom guide can be determined in the positive / negative operation direction of the linear motor.
  • the translation drive 'translation' rotational degree of freedom mechanism module is additionally provided.
  • the command unit includes an operation amount calculation unit that calculates an operation amount of the linear motor attached to the translation drive / translation and rotation degree of freedom mechanism module. It is characterized by having.
  • the invention according to claim 4 is a two-dimensional position sensor that captures an arrangement of an object placed on the table unit and a position for correcting the position of the object placed on the table unit.
  • a correction amount calculation unit that calculates a correction amount, and drives the linear motor to move the position of the object placed on the table unit captured by the two-dimensional position sensor in two directions of the table unit. It is characterized in that the position of the object is corrected by translation or rotation.
  • the translation drive / translation / rotation degree of freedom mechanism module further includes a translation degree of freedom guide unit on a translation drive unit in which a linear motor is attached to the translation degree of freedom guide unit. And a rotation degree of freedom guide part is provided on the translation degree of freedom guide part.
  • the invention according to claim 6 is characterized in that the translation drive / translation / rotation degree-of-freedom mechanism module includes a rotation degree of freedom plan inside a translation drive unit in which a linear motor is attached to the translation degree of freedom guide unit, A translational degree-of-freedom guide unit is further provided on the rotation drive unit.
  • the invention described in claim 7 further includes a three-degree-of-freedom module not including the linear motor having two translational degree-of-freedom guiding portions and one rotational degree-of-freedom plan. It is a life.
  • the invention according to claim 8 is directed to an alignment apparatus that positions a table on which an object is mounted at a predetermined position via a drive mechanism disposed in a machine base, and the drive mechanism is translated.
  • a mechanism unit composed of two translational drive units having degrees of freedom, a single rotational drive unit having rotational degrees of freedom, and two translational drive units and one rotational drive unit.
  • An electric motor control device including three electric motors for driving the driving unit, a detection unit for detecting an operation amount of the mechanism unit to be detected, and a controller for receiving the command signal and controlling the electric motor;
  • the translation drive / translation / rotation degree of freedom mechanism module is composed of at least two sets, and the translation drive / translation / rotation degree of freedom mechanism module is provided with a command device for giving an operation command to the controller.
  • the table can be translated or rotated in two directions by operating the two translation drive units and the one rotation drive unit with the electric motor. .
  • the translation drive / translation / rotation degree-of-freedom mechanism module includes at least one translation drive unit and one rotation drive unit, and the rotation center of the rotation drive unit is They are arranged on the same radius from the center of rotation, and are arranged in axial symmetry with respect to the center of rotation.
  • the invention according to claim 10 is characterized in that the translation drive / translation / rotation degree-of-freedom mechanism module is arranged such that one of the movement directions of the translation drive unit coincides with the rotation center. It is a life.
  • the invention according to claim 11 is characterized in that the translation drive / translation / rotation degree-of-freedom mechanism module includes the rotation drive unit at an upper part or a lower part of the translation drive unit having two degrees of freedom. It is characterized by.
  • the translation drive / translation / rotation degree-of-freedom mechanism module is configured such that the rotation drive unit is disposed on an upper part of the translation drive unit having at least one degree of freedom.
  • the translation drive unit having at least one degree of freedom is arranged on an upper part of the drive unit.
  • the invention according to claim 13 is a two-dimensional position sensor for grasping the position of the object on the table, and an image of the object captured by the two-dimensional position sensor, A correction amount calculation unit for calculating a correction amount for correcting the position of the motor, and operating the motor based on the correction amount obtained by the correction amount calculation unit to correct the position of the table. It is what.
  • the correction amount calculation unit detects the position of the object by the two-dimensional position sensor, and the translation drive / translation / rotation degree of freedom mechanism module is detected.
  • the correction value is generated so that the position of the object is corrected after the table has been translated or rotated by the lens.
  • the command unit is corrected so that the position of the object is detected by the two-dimensional position sensor and the position of the object is corrected by the correction amount calculation unit. After the value is generated and the rotational drive unit is moved, a command is generated so that the translational drive unit is moved.
  • the present invention has the following effects.
  • the first aspect of the present invention it is possible to realize a table that operates in three directions of XY 0 while suppressing the height of the apparatus, and supports the load of the table and the object in a well distributed manner.
  • each linear motor since the driving force for moving the table can be output with good dispersion, each linear motor operates in any direction during the translational or rotational movement of the table. With uniform performance, it can operate efficiently with high accuracy.
  • the amount of motion of the table and the amount of motion of each linear motor are determined by the geometric relationship.
  • the amount of motion of the translation drive unit of the drive / translation / rotational freedom mechanism module can be calculated and used as an operation command.
  • the table moving operation can be quickly performed by calculating the position correction value for the arrangement state of the object on the table using the two-dimensional position sensor.
  • the rotary drive unit can be placed across the linear motion guides of the two translation drive units, and can be supported continuously from the table to the machine base.
  • the translation drive / translation 'rotational degree-of-freedom mechanism module can be supported while suppressing deformation.
  • the load on the table or the object can be dispersed and supported with a good lance without suppressing the operation in the plane of the table.
  • each translational drive / translation / rotation degree of freedom mechanism module operates in any direction in the translational or rotational movement of the table and operates without being biased from the center of gravity. Therefore, it is possible to operate efficiently with uniform performance and high accuracy.
  • the central force of the rotational drive part of the translation drive / translation / rotation degree-of-freedom mechanism module is arranged on the same radius from the table center and is arranged on the table center axis object, It can be operated with high accuracy by being able to operate without causing a bias in the center of gravity.
  • the mounting angle of the two translational drive units is fixed, the amount of operation required for moving the table can be calculated relatively easily.
  • the rotation drive unit since the rotation drive unit is disposed between the two translation drive units, it can be continuously supported from the table to the machine base. Deformation of the degree mechanism module is suppressed, and the table is positioned accurately.
  • the table since the position of the object on the table is obtained by the two-dimensional position sensor and the correction amount calculation unit for calculating the position correction value is provided, the table is provided. Even if misalignment occurs, the table must be positioned correctly. It is
  • the table moving operation can be quickly performed by calculating the position correction value based on the detection signal of the two-dimensional position sensor for the arrangement state of the object on the table. it can.
  • the correction amount can be easily calculated.
  • the table is positioned efficiently.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of an alignment apparatus showing a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram of the alignment apparatus showing the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic view of a translation drive / translation / rotation freedom mechanism module used in the alignment apparatus according to the first embodiment of the present invention, where (a) is a plan view and (b) is a front view (c). Is a side view
  • FIG. 4 is a top view of the alignment apparatus showing the first embodiment of the present invention and a diagram showing an arrangement example 1 of the translation drive / translation 'rotation degree of freedom mechanism module.
  • FIG. 5 is a diagram showing rotational movement of the table of the alignment apparatus showing the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram showing translational movement of the table of the alignment apparatus showing the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an object layout and a position correction method using a two-dimensional position sensor of the alignment apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a top view of the alignment apparatus showing the first embodiment of the present invention and a diagram showing an arrangement example 2 of the translation drive / translation 'rotation degree of freedom mechanism module.
  • FIG. 9 is a top view of the alignment apparatus showing the first embodiment of the present invention and a diagram showing an arrangement example 3 of the translational drive / translation 'rotation freedom degree mechanism module.
  • FIG. 10 is a top view of a alignment apparatus showing a first embodiment of the present invention and a diagram showing an arrangement example 4 of a translational drive / translation 'rotation freedom degree mechanism module.
  • FIG. 11 is a diagram showing the rotational movement of the table in Arrangement Example 4 of the translation drive / translation 'rotational freedom degree mechanism module of the alignment apparatus showing the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a top view of a alignment apparatus showing a first embodiment of the present invention and a diagram showing an arrangement example 5 of a translation drive / translation 'rotation degree-of-freedom mechanism module.
  • FIG. 13 is a top view of a alignment apparatus showing a first embodiment of the present invention and a diagram showing an arrangement example 6 of a translation drive / translation 'rotation degree of freedom mechanism module.
  • FIG. 14 is a top view of a alignment apparatus showing a first embodiment of the present invention and a diagram showing an arrangement example 7 of a translation drive / translation 'rotation degree-of-freedom mechanism module.
  • FIG. 15 is a top view of the alignment apparatus showing the first embodiment of the present invention and a diagram showing an arrangement example 8 of the translational drive / translation 'rotational freedom degree mechanism module.
  • FIG. 16 is a top view of a alignment apparatus showing a first embodiment of the present invention and a diagram showing an arrangement example 9 of a translation drive / translation 'rotation degree-of-freedom mechanism module.
  • FIG. 17 is a top view of a alignment apparatus showing a first embodiment of the present invention and a diagram showing an arrangement example 10 of a translation drive / translation 'rotation degree-of-freedom mechanism module.
  • FIG. 18 is a top view of a alignment apparatus showing a first embodiment of the present invention and a diagram showing an arrangement example 11 of a translation drive / translation 'rotation degree-of-freedom mechanism module.
  • FIG. 19 is a top view of a alignment apparatus showing a first embodiment of the present invention and a diagram showing an arrangement example 12 of a translation drive / translation 'rotation degree of freedom mechanism module.
  • FIG. 20 is a top view of the alignment apparatus showing the first embodiment of the present invention and a diagram showing an arrangement example 13 of the translational drive / translation 'rotation freedom degree mechanism module.
  • FIG. 21 is a top view of a alignment apparatus showing a first embodiment of the present invention and a diagram showing an arrangement example 14 of a translation drive / translation 'rotation degree of freedom mechanism module.
  • FIG. 22 is a top view of a alignment apparatus showing a first embodiment of the present invention and a diagram showing an arrangement example 15 of a translation drive / translation 'rotation degree-of-freedom mechanism module.
  • FIG. 23 is a top view of the alignment apparatus showing the first embodiment of the present invention and a diagram showing an arrangement example 16 of the translation drive / translation 'rotation degree-of-freedom mechanism module.
  • FIG. 24 is a top view of a alignment apparatus showing a first embodiment of the present invention and a diagram showing an arrangement example 17 of a translation drive / translation 'rotation degree-of-freedom mechanism module.
  • FIG. 25 is a top view of the alignment apparatus showing the first embodiment of the present invention and a diagram showing an arrangement example 18 of the translation drive / translation 'rotation degree-of-freedom mechanism module.
  • FIG. 26 is a top view of the alignment apparatus showing the first embodiment of the present invention and a diagram showing an arrangement example 19 of the translational drive / translation 'rotation degree-of-freedom mechanism module. 27] Configuration diagram of alignment apparatus showing second embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a schematic view of a three-degree-of-freedom module used in the alignment apparatus showing the third embodiment of the present invention, wherein (a) is a plan view, (b) is a front view (c) is a side view.
  • FIG. 32 A top view of a alignment apparatus showing a third embodiment of the present invention and a diagram showing an arrangement example 1 of a translation drive / translation / rotation degree of freedom mechanism module and a three degree of freedom module
  • FIG. 39 is a diagram showing rotational movement of the table of the alignment apparatus showing an example.
  • FIG. 39 is a diagram showing translational movement of the table of the alignment apparatus showing the fifth embodiment of the invention.
  • FIG. 40 is a top view and a side view of a translational rotation drive mechanism showing a sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 40 Schematic diagram showing an alignment apparatus showing a seventh embodiment of the present invention.
  • ⁇ 42 Top and side views of the translational rotation drive mechanism showing the seventh embodiment of the present invention.
  • ⁇ 43 The arrangement of the translational rotation drive mechanism of the alignment device showing the seventh embodiment of the present invention and the rotational movement of the table. Illustration
  • FIG. 44 is a schematic diagram showing a position correction method according to a seventh embodiment of the present invention.
  • ⁇ 45 Diagram showing the arrangement of the translational rotation drive mechanism and the rotational movement of the table according to the eighth embodiment of the present invention.
  • FIG. 59 is a front view of a stage apparatus incorporating a linear motor of the first conventional example.
  • FIG. 60 is a plan view of a stage apparatus incorporating a linear motor of the first conventional example.
  • FIG.62 Plan view and side view of the 2-axis parallel / single-axis turning table device of the second conventional example
  • (a) is a plan view with the table omitted and indicated by a two-dot chain line, and (b) is a front view.
  • FIG. 63 is a plan view of the table of the second conventional example
  • Ball rolling groove (2nd rail) 218 Ball rolling groove (second recess)
  • FIG. 1 is a schematic view of an alignment apparatus showing a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a configuration diagram of the alignment apparatus showing the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic view of a translation drive / translation 'rotation degree of freedom mechanism module used in the alignment apparatus according to the first embodiment of the present invention, where (a) is a plan view and (b) is a front view (c). Is a side view.
  • FIG. 4 is a top view of the alignment apparatus showing the first embodiment of the present invention
  • FIG. 10 is a diagram showing an arrangement example 1 of a forward / revolution freedom mechanism module.
  • l (la, lb, lc) is a linear motor
  • 2 (2a, 2b, 2c) is an operation amount detector
  • 3 (3a, 3b, 3c) is a controller
  • 4 is a table
  • 5 is an object
  • 6 (6a, 6b, 6c) is a translation drive 'translation' rotational degree of freedom mechanism module
  • 7 is a machine base
  • 8 is a command unit
  • 9 is a two-dimensional position sensor
  • 11 (11a, l lbl lc) is the translation drive unit
  • 12 (12a, 12b, 12c) is the rotation degree of freedom guide unit
  • 13 (13a, 13b, 13c) is the translation degree of freedom guide unit
  • 15 is the motion amount calculation unit
  • 2 1 is the direct
  • 22 is a linear motion guide block
  • 23 is a bearing for rotation.
  • the present invention is different from Patent Document 2 in that it includes at least three translation drive / translation / rotation degree-of-freedom mechanism modules 6, and the arrangement thereof is evenly arranged to realize the table movement in each direction without deviation. Part.
  • the arrangement of the object 5 grasped by the two-dimensional position sensor 9 is driven by the translation drive 'translation' rotational freedom degree mechanism module 6 (6a, 6b, 6c), and the table 4 Move to correct the position.
  • the table 4 has a translational drive 'translation' rotational degree of freedom mechanism module 6 with three (6a, 6b, 6c), translational drive ⁇ translation'rotational freedom degree mechanism module 6 (6a, 6b, 6c) comprises a translation drive unit ll (l la, l ib, 11c), a rotation degree of freedom guide unit 12 (12a, 12b, 12c), and a translation degree of freedom guide unit 13 (13a, 13b, 13c),
  • the translation drive unit 11 (11a, l ib, 11c) is equipped with a linear motor 1 (la, lb, lc), and the linear motor 1 (la, lb, lc) is controlled by the controller 3 (3a , 3b, 3c) control the operation.
  • the translational drive 'translation' rotational degree of freedom mechanism module 6 is A translation drive unit 11 having a motor 1, a rotational freedom guide unit 12, and a translational freedom guide unit 13 between the machine base unit 7 and the table 4, the translational freedom, the translational freedom, and the rotation It is comprised so that it may have a degree in order.
  • the rotational degree of freedom guide unit 12 has a rotational bearing 23 to achieve rotational degree of freedom, and the translational drive unit 11 and the translational degree of freedom guide unit 13 can move the linear motion guide 21. By providing 22, translational freedom is realized.
  • the two translational degrees of freedom are configured to go straight.
  • FIG. 4 there are three translational drive 'translation' rotational degree of freedom mechanism modules 6 (6a, 6b, 6c) shown in Fig. 3.
  • the linear motor 1 (la, lb, lc) force of the translation drive unit 11 (11a, l ib, 11c) is arranged so as to match and drive in the tangential direction of the circle formed by the center force of the table 4 RU
  • the translation drive / translation 'rotation degree of freedom mechanism module 6 and the operation of the alignment apparatus using the same will be described.
  • FIG. 5 is a diagram showing the rotational movement of the table of the alignment apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • Oo is the center and rotation center of the table
  • R is the radius of rotation
  • ⁇ Zi is the translation drive 'Translation' rotational freedom degree mechanism module 6 translational drive unit 11 linear motor 1 movement amount
  • ⁇ ⁇ is the table
  • a, b, c are translations 'initial position of the linear motor 1 of the translational drive unit 11 of the rotational freedom mechanism module 6
  • a', b ', c' are translations during S Zi movement.
  • the position after the movement of the linear motor 1 of the translational drive unit 11 of the degree mechanism module 6, a,, b,, c "are the positions after the movement of the rotational degree of freedom guide part 12 of the translational freedom degree mechanism module 6 It is a position.
  • the upper and lower ends of the translation drive 'translation' rotational freedom mechanism module 6 (6a, 6b, 6c) are fixed to the table 4 and the machine base 7, but the translational freedom guide 13 (13a, 13b, 13c) and times Translational freedom degree and rotational freedom degree by the rolling freedom degree guide part 12 (12a, 12b, 12c), translational drive ⁇ translation 'translational degree of freedom guide part 13a Since the linear motors lb and lc on the other shaft operate, the linear motion guide 21 moves and the rotational freedom degree guide portion 12a also rotates.
  • the rotational degree of freedom guide part 12 (12a, 12b, 12c) is configured on the upper part of the translation degree of freedom guide part 13 (13a, 13b, 13c), the rotational degree of freedom guide part 12 (12a, 12b, 12c) ) Moves on the radius (a '', b ", c '') of the rotational center force of the rotational motion.
  • each translation drive 'translation' rotational freedom degree mechanism module When the linear motor 1 (la, lb, lc) of the translation drive unit 11 of the cylinder 6 (6a, 6b, 6c) is advanced by the same amount, the table 4 rotates and moves with respect to the table center.
  • the translation drive unit 11 (11a, l The movement amount ⁇ zi of the linear motor 1 (la, lb, lc) of ib, 11c) is obtained.
  • each translation drive ⁇ translation ⁇ freedom of rotation mechanism module 6 (6a, 6b, 6c) linear motor 1 (la, lb, lc) operation amount ⁇ zi is determined, so the rotation angle of table 4 and each translational drive ⁇ Translation 'rotational freedom degree mechanism module 6 (6a, 6b, 6c) Linear motor 1 (la, lb, lc) If the command unit 8 commands these operation amounts, each controller 3 can drive the linear motor 1 by the operation amount ⁇ zi.
  • FIG. 6 is a diagram showing translation of the table of the alignment apparatus showing the first embodiment of the present invention.
  • L is the amount of translation movement of table 4
  • ⁇ is the angle formed by the translation movement direction of table 4
  • ⁇ Zi is the translation drive ⁇ translation ⁇ rotational freedom degree mechanism module 6 6
  • the movement amount a, b, c is translation 'The initial position of the linear motor 1 of the translation drive unit 11 of the rotational freedom degree mechanism module 6 a' '' 1, b '' '1, c' '' 1 is ⁇ Zi movement
  • the translational position of the linear motor 1 of the translation drive unit 11 of the translational 'rotational freedom degree mechanism module 6 is a, ", b'" and c 'are the translational degree of freedom guidance unit 12 of the translational rotational degree of freedom mechanism module 6. This is the position after the movement.
  • the translation amount and direction of the table 4 and each of the linear motor 1 (la, lb, lc) of the translation drive / translation 'rotational freedom mechanism module 6 (6a, 6b, 6c) The amount of motion ⁇ zi can be determined geometrically.
  • linear motor la moves from initial position a to a
  • linear motor lb moves from initial position b to b '
  • linear motor lc moves from initial position c to c',
  • the translational movement amount of Table 4 is the component of the linear motor la in the driving direction: a to a ', and the translational freedom guide 13a linear motion guide 21 movement component: a "' Force is also up to a '' '
  • linear motor lb drive direction component b force b '"and translational freedom degree guide part 13b
  • linear motion guide 21 movement component b' '' force b '' '
  • the component in the driving direction of the linear motor lc that is equal to the combined amount of: and c: force c ′ ′ ′ and the translational component of the linear motion guide 21 of the translational freedom guide 13c: c ”
  • the force is also equal to the combined amount of
  • the translational degree-of-freedom guiding part 13a moves to a '"by the operation of the linear motors lb and lc.
  • the translational degree-of-freedom guiding parts 13b and 13c are moved by the movements of the linear motors la, lb and lc to b' ''. Move to.
  • the rotation degree of freedom guide portion 12 (12a, 12b, 12c) does not act.
  • the table 4 can be rotated and translated by using a plurality of translation drive 'translation' degree of freedom mechanism modules 6.
  • the object 5 is placed on the alignment device table 4 on the object 5 and it is necessary to arrange the object 5 according to the processing side in order to perform operations such as machining. It becomes necessary to correct the position of object 5.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram of the alignment apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 (a) is a layout diagram of an object by a two-dimensional position sensor
  • FIG. 7 (b) is a diagram illustrating a position correction method.
  • the arrangement of the object 5 placed on the table 4 can be recognized as an image by the two-dimensional position sensor 9 as shown in FIG.
  • correction amount calculation unit 10 can recognize the feature of the mark 5 previously recorded on the object 5 as shown in FIG.
  • the rotation angle and translational motion amount can be recognized.
  • the movement amount calculation unit 15 geometrically calculates each translational drive from the movement amount of the table 4 as shown in FIGS. Translation's rotation Since the movement amount of the linear motor 1 of the translational drive unit 11 of the freedom degree mechanism module 6 is ineffective, the movement amount of each axis is output to the command unit 8.
  • the command unit 8 commands the operation amount ⁇ zi to each controller 3. Since each controller 3 drives each linear motor 1 so as to execute the operation amount ⁇ zi, the translation drive 'translation' rotational degree of freedom mechanism module 6 acts to move the table 4 to move the object. The position of 5 can be corrected.
  • the translation drive / translation / rotational freedom mechanism module 6 holds it in the control system.
  • the table 4 may move according to external force.
  • the correction amount calculation unit 10 again calculates the correction amount of the table 4 based on the image of the two-dimensional position sensor 9. It can be calculated and corrected as described above.
  • each translation drive / translation / rotation degree of freedom mechanism module is used.
  • the force with the position 6 may be different.
  • FIG. 8 is a top view of the alignment apparatus showing the first embodiment of the present invention and a second example of arrangement of the translational drive / translational freedom degree mechanism module.
  • FIG. 9 is a top view of the alignment apparatus showing the first embodiment of the present invention and a diagram showing an arrangement example 3 of the translational drive / translational freedom degree mechanism module.
  • the arrangement shown in FIG. 3 may be rotated 90 degrees clockwise around the table center, or the arrangement shown in FIG. 3 may be rotated 180 degrees clockwise around the table center.
  • the arrangement shown in FIG. 3 (not shown) may be an arrangement rotated by an arbitrary angle about the table center.
  • FIG. 10 is a top view of the alignment apparatus showing the first embodiment of the present invention, and a diagram showing an arrangement example 4 of the translation drive 'translation' rotational degree of freedom mechanism module.
  • FIG. 11 is a diagram showing the rotational movement of the table in the arrangement example 4 of the translation drive “translation” rotational degree of freedom mechanism module of the alignment apparatus showing the first embodiment of the present invention.
  • the drive direction of the translation drive unit 11 / linear motor 1 may be arranged so as to enclose an equilateral triangle.
  • the rotation angle ⁇ of the table 4 and the operation amount ⁇ Zi of each linear motor 1 can be determined geometrically.
  • FIG. 12 is a top view of the alignment apparatus showing the first embodiment of the present invention and a diagram showing an arrangement example 5 of the translation drive “translation” rotational degree-of-freedom mechanism module.
  • FIG. 13 is a top view of the alignment apparatus showing the first embodiment of the present invention, and a diagram showing an arrangement example 6 of the translation drive “translation” rotational freedom mechanism module.
  • translation drive unit 11 ⁇ Linear motor 1 drive direction may be arranged in a manner that surrounds an equilateral triangle opposite to Fig.
  • the translational drive 'translation' rotational freedom degree mechanism module 6 may be disposed at an angle. It should be arranged so that the direction of the reason guidance part 12 can be determined.
  • the force using three translational drive 'translation' rotational degree-of-freedom mechanism modules 6 is not limited to this.
  • FIG. 14 is a top view of the alignment apparatus showing the first embodiment of the present invention and a diagram showing an arrangement example 7 of the translation drive 'translation' rotational freedom degree mechanism module.
  • FIG. 15 is a top view of the alignment apparatus showing the first embodiment of the present invention and a layout example 8 of the translation drive 'translation' rotational freedom mechanism module.
  • FIG. 16 is a top view of the alignment apparatus showing the first embodiment of the present invention and a layout example 9 of the translation drive 'translation' rotational freedom degree mechanism module.
  • FIG. 17 is a top view of the alignment apparatus showing the first embodiment of the present invention, and a diagram showing an arrangement example 10 of the translation drive 'translation' rotational degree of freedom mechanism module.
  • the relationship between the rotational movement and translational movement of the table and the amount of movement of each linear motor can be determined geometrically. Also, it may be arranged so that the direction of the other translational freedom guide 11 and the rotational freedom guide 12 can be determined in the positive and negative operating directions of the linear motor 1.
  • FIG. 18 is a view showing a top view of the alignment apparatus showing the first embodiment of the present invention and an arrangement example 11 of the translation drive “translation” rotation degree-of-freedom mechanism module.
  • FIG. 19 is a top view of the alignment apparatus showing the first embodiment of the present invention and a layout example 12 of the translation drive 'translation' rotational degree of freedom mechanism module.
  • FIG. 20 is a diagram showing a top view of the alignment apparatus showing the first embodiment of the present invention and an arrangement example 13 of the translation drive 'translation' rotational freedom degree mechanism module.
  • the rotational movement and translational movement of the table 4 and the operation amount of each linear motor 1 are as follows. The relationship can be determined geometrically. Further, the linear motor 1 may be arranged so that the directions of the other translational freedom degree guiding part 11 and the rotational freedom degree guiding part 12 can be determined in the positive and negative operating directions.
  • FIG. 21 is a top view of a alignment apparatus showing a first embodiment of the present invention and a translation drive
  • FIG. 16 is a diagram showing an arrangement example 14 of the advance / rotational freedom mechanism module.
  • Fig. 21 shows an example in which six translational drive, translation, and rotational freedom degree mechanism modules 6 are arranged. Similarly, the relationship between the rotational movement and translational movement of the table and the operation amount of each linear motor is geometrically determined. Can be determined. In addition, it should be arranged so that the direction of the other translational freedom degree plan 11 and the rotational freedom degree guiding part 12 can be determined in the positive and negative operating directions of the linear motor 1.
  • seven translation drive / translation 'rotational freedom degree mechanism modules 6 may be arranged.
  • FIG. 22 is a top view of the alignment apparatus showing the first embodiment of the present invention and a layout example 15 of translation drive “translation” rotational freedom mechanism modules.
  • Fig. 22 shows an example in which six translational drive / translation 'rotational degree of freedom mechanism modules 6 are arranged, but they are configured to form two types of equilateral triangle halves from the center of the table 4.
  • the relationship between the rotational movement and translational movement of the table and the amount of movement of each linear motor can be determined geometrically. Also, it may be arranged so that the direction of the other translational freedom guide 11 and the rotational freedom guide 12 can be determined in the positive and negative operating directions of the linear motor 1.
  • FIG. 23 is a top view of the alignment apparatus showing the first embodiment of the present invention and a layout example 16 of translation drive “translation” rotational freedom mechanism modules.
  • FIG. 24 is a diagram showing a top view of the alignment apparatus showing the first embodiment of the present invention and an arrangement example 17 of the translation drive 'translation' rotational freedom mechanism module.
  • FIG. 25 is a view showing a top view of the alignment apparatus showing the first embodiment of the present invention and an arrangement example 18 of the translation drive 'translation' rotational freedom degree mechanism module.
  • FIG. 26 is a top view of the alignment apparatus showing the first embodiment of the present invention and a layout example 19 of the translation drive 'translation' rotational degree of freedom mechanism module.
  • Figures 23 to 26 are examples in which eight translational drive 'translation' rotational degree of freedom mechanism modules 6 are arranged. As described above, the rotational movement and translational movement of the table 4 and the operation amount of each linear motor are shown. The relationship can be determined geometrically. In addition, as shown in Fig. 22, the initial position of the translation drive 'translation' rotational freedom degree mechanism module 6 from the center of the table 4 may be arranged to form a plurality of radii. It should be arranged so that the direction of the other freedom degree of freedom guide part 11 and rotation degree of freedom guide part 12 can be determined in the operation direction.
  • the relationship between the rotational movement and translational movement of the table and the amount of movement of each linear motor can be determined geometrically.
  • the translation drive 'translation' rotational degree of freedom mechanism module 6 supports the load in a well-balanced manner, and the table 4 can be translated and moved in each direction in a well-balanced manner. A rotational movement can be performed.
  • the configuration of the alignment apparatus according to the second embodiment of the present invention is as follows.
  • FIG. 27 is a alignment apparatus configuration diagram showing a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 28 is a schematic view of a translational drive 'translation' rotation degree of freedom mechanism module used in the alignment apparatus showing the second embodiment of the present invention.
  • l la, lb, lc
  • 2 (2a, 2b, 2c) is an operation amount detector
  • 3 (3a, 3b, 3c) is a controller
  • 4 is a table
  • 5 is an object
  • 6 (6a, 6b, 6c) is a translation drive 'translation' rotational degree of freedom mechanism module
  • 7 is a machine base
  • 8 is a command unit
  • 9 is a two-dimensional position sensor
  • 11 11 (11a, l ib, 11c) is the translation drive
  • 12 (12a, 12b, 12c) is the rotation degree of freedom guide
  • 13 (13a, 13b, 13c) is the translation degree of freedom guide
  • 21 is the linear motion guide
  • 22 is the linear motion
  • the guide block 23 is a rotating bearing.
  • the outline of the second embodiment of the present invention is the same as that of FIG. 1 of the first embodiment, and the arrangement of the translation drive 'translation' rotation degree of freedom mechanism module 6 is the same as that of FIG. 3 of the first embodiment. It is.
  • the second embodiment of the present invention differs from the first embodiment in the structure of the translation drive / translation / degree of freedom mechanism module 6.
  • the translation drive 'translation' rotation degree of freedom mechanism module 6 is composed of a translation drive unit 11 having a linear motor 1, a rotation degree of freedom guide unit 12, and a translation degree of freedom guide unit 13. Between 7 and Table 4, it is configured to have translational freedom, rotational freedom, and translational freedom.
  • the arrangement of the object 5 grasped by the two-dimensional position sensor 9 is moved by the translation drive 'translation' rotational freedom mechanism module 6 (6a, 6b, 6c) to move the table 4. Then, correct the position.
  • the functions and basic operations are the same as those in the first embodiment except that the configuration of the translation drive / translation / rotational freedom mechanism module 6 is different.
  • the configuration of the translation drive 'translation' rotational degree of freedom mechanism module 6 is different from that of the first embodiment, so the movement of the table 4 and the translation drive unit 11 of the translational drive 'translation' rotational freedom degree mechanism module 6 of the linear motor 1
  • the geometric relationship of the movement amount is different.
  • FIG. 29 is a view showing the rotational movement of the table of the alignment apparatus showing the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 30 is a diagram showing translation of the table of the alignment apparatus showing the second embodiment of the present invention.
  • Oo is the center and rotation center of the table
  • R is the rotation radius
  • ⁇ Zi is the translation drive ⁇ translation ⁇ rotational freedom degree mechanism module 6 translation drive unit 11 linear motor 1 operation amount
  • ⁇ ⁇ is Table rotation angle
  • a, b, c are translation 'rotation degree of freedom mechanism module 6 translation drive unit 11 initial position of linear motor 1
  • a', b ', c' are translation 'rotation during S Zi movement free
  • the position after translation of the linear motor 1 of the translation drive unit 11 of the degree mechanism module 6, a,, b ", c" are the positions after translation of the translation degree of freedom guide part 13 of the translation degree rotation degree of freedom mechanism module 6 is there.
  • the two translational degrees of freedom are configured via the rotational degrees of freedom, so the angle formed by the translational drive unit 11 and the translational degree of freedom guide unit 13 changes.
  • ⁇ Z1 is required due to the movement from the initial position a to a ′ of the linear motor la of the translation drive unit 11a.
  • the two translational degrees of freedom are configured so that the orthogonality is fixed, so if the table 4 can be rotated by ⁇ if it is moved by ⁇ Z1-1 in the figure, two translational degrees of freedom can be obtained. Degrees are connected via rotational degrees of freedom, and the angle formed by the two translational degrees of freedom changes. It is necessary to add the minute to the operation amount ⁇ ⁇ 1-1 in the first embodiment.
  • L is the amount of translational motion of table 4
  • ⁇ is the angle formed by the translational movement direction of table 4
  • ⁇ Zi is the translational drive 'translation' rotational freedom degree mechanism module 6 translational drive unit 1 1 linear motor 1
  • A, b, c are translation 'rotational freedom degree mechanism module 6 translational drive unit 11 linear motor 1 initial position
  • a "' l, b" 'l, c' "1 is ⁇ Zi movement
  • a' ", b '", c' '' are translational degrees of freedom of translational degree mechanism module 6 This is the position after the guide 13 has moved.
  • a series of operations of the second embodiment of the present invention is the same as that of the first embodiment.
  • the functions of the two-dimensional position sensor 9 and the correction amount calculation unit 10 do not change, only the configuration of the translation / rotation degree of freedom mechanism module 6 is different, so that the operation amount calculation unit 15 calculates the operation amount of each linear motor 1.
  • the motion amount calculation unit 15 calculates a different value from that of the first embodiment because the geometrical relationship of the rotational movement used in the above is different.
  • each linear motor 1 is operated, the table 4 is moved, and the position of the object 5 is corrected.
  • the position of the object 5 is grasped again by the two-dimensional position sensor 9 and the position of the object 5 is corrected again, as in the first embodiment. It's okay.
  • the force of the translation drive / translation / rotation degree-of-freedom mechanism module 6 shown in FIG. 27 is not limited to this, as shown in the first embodiment as shown in FIG. ⁇ Figure 10 and may be arranged as shown in FIGS.
  • the movement amount of Table 4 and translational drive The movement amount of Linear Motor 1 of “Translation” rotational freedom mechanism module 6 has a geometric relationship.
  • the configuration of the alignment apparatus of the third embodiment of the present invention is as follows.
  • FIG. 31 is a schematic diagram of a three-degree-of-freedom module used in the alignment apparatus showing the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 32 is a top view of an alignment apparatus showing a third embodiment of the present invention, and a diagram showing an arrangement example 1 of a translational drive 'translation' rotational degree of freedom mechanism module and a three degree of freedom module.
  • FIG. 33 is a top view of an alignment apparatus showing a third embodiment of the present invention and a diagram showing an arrangement example 2 of a translational drive 'translation' rotational degree of freedom mechanism module and a three degree of freedom module.
  • 4 is a table
  • 6 is a translation drive 'translation' rotational degree of freedom mechanism module
  • 12 is a rotational degree of freedom guide part
  • 13 is a translation degree of freedom guide part
  • 14 is a 3 degree of freedom module
  • 21 is a linear guide
  • 22 Is a linear motion guide block
  • 23 is a bearing for rotation.
  • the three-degree-of-freedom module 14 does not have a drive source like the translation drive 'translation' rotation degree-of-freedom mechanism module 6, and has one rotation and two degrees of freedom of translation, as shown in Fig. 3 of the first embodiment.
  • Translational driveTranslation'Rotation degree-of-freedom mechanism module 6 As shown in Fig. 28 of the second embodiment, it can be configured by placing the machine base 7 on the table 4 in the order of translation, translation, and rotation. As in the translation / rotation degree-of-freedom mechanism module 6, the machine base 7 may be hung on the table 4 in the order of translation, rotation, and translation.
  • the configuration of the translation drive 'translation' rotational degree of freedom mechanism module 6 is also the configuration of the first embodiment or the second embodiment.
  • Fig. 32 and Fig. 33 show the arrangement of translational drive ⁇ translation 'rotational freedom degree mechanism module 6.
  • the three-degree-of-freedom module 14 may be added to FIG. 4 of the first embodiment, FIG. 8 to FIG. 10, and FIG.
  • the third embodiment of the present invention is different from the first embodiment or the second embodiment in that the three-degree-of-freedom module 14 is added.
  • FIGS. 32 and 33 an example using four translation drive / translation 'rotational degree of freedom mechanism modules 6 and eight translation drive' translation 'rotational degree of freedom mechanism modules 6 An example of the arrangement is shown.
  • each degree of freedom acts as the table 4 is driven, and does not hinder the movement of the table 4.
  • the weight increases and the table 4 itself may bend and the planar accuracy may decrease.
  • the deformation of the table 4 is suppressed and the planar accuracy is maintained. Will be able to.
  • FIG. 34 shows a top view of an alignment apparatus showing a fourth embodiment of the present invention and a diagram showing an arrangement example 1 of the translation drive 'translation' rotational degree of freedom mechanism module.
  • FIG. 34 shows a configuration in which a translation drive 'translation' rotational degree of freedom mechanism module 6 is added to FIG. 14 of the first embodiment.
  • the overall configuration is the same as that of the first, second, and third embodiments, with the lower motor 1, the operation amount detector 2, the controller 3, the table 4, the object 5, and the translation.
  • the fourth embodiment of the present invention differs from the first embodiment, the second embodiment, and the third embodiment in that the translation is evenly arranged with respect to the table 4 and the machine base portion 7.
  • a translation drive / translation'rotation degree-of-freedom mechanism module 6 is added to increase the linear motor 1 in one direction.
  • the table 4 can be moved in the same manner as in the first embodiment, the second embodiment, and the third embodiment.
  • the movement of the table 4 and the movement amount ⁇ Zi of each linear motor can be determined geometrically. If the movement amount is commanded by the command section 8, the position of the object 5 on the table 4 can be corrected.
  • the force obtained by adding the translation drive / translation / rotation degree-of-freedom mechanism module 6 to FIG. 14 of the first embodiment is not limited to this.
  • FIG. 4 and FIG. 8 of the first embodiment. ⁇ Fig. 10, Fig. 12 to Fig. 13 or Fig. 15 to Fig. 26 may be configured by adding a translational drive ⁇ translation ⁇ rotational freedom degree mechanism module 6.
  • Translational drive 'translation' rotational freedom degree mechanism module 6 has the same function as 3 degree of freedom module 14 with 3 degrees of freedom if the function of linear motor 1 is turned off by controller 3 and put into a free-run state.
  • Uniformly arranged translational drive ⁇ Translation ⁇ Rotation degree of freedom mechanism module 6 has the same operation and effect as the third embodiment if it is set to the free-run state.
  • the translational drive 'translation' rotational degree of freedom mechanism module 6 is shown in FIG. 4 of the first embodiment and FIG. 28 of the second embodiment.
  • the force that changes the geometric relationship between the table 4 and the linear motor 1 is shown in FIG.
  • Two types of translation drive / translation / degree of freedom mechanism module 6 can be used together, as long as they generate commands suitable for each.
  • FIG. 35 is a schematic diagram showing an alignment apparatus showing a fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 36 is a top view and a side view of a translation drive 'translation' rotational degree of freedom mechanism module showing the fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 37 is a top view of the alignment apparatus showing the fifth embodiment of the invention.
  • the alignment apparatus is composed of two translation drive / translation 'rotational freedom degree mechanism modules 6 command units arranged on the lower surface of the table.
  • the command unit 8 calculates the operation amounts of the linear motor 16L and the rotary motor 16R that are necessary as the operation amounts of the table 4, and commands the operation amounts to the respective controllers 3.
  • the operations of the linear motor 16L and the rotary motor 16R are controlled by six controllers 3 in accordance with commands from the command unit 8.
  • Translational drive ⁇ Translation'Rotation degree-of-freedom mechanism module 6 has two translational motors as shown in Fig. 36. It consists of a free part 11 and a single rotary drive part 17 having a rotary motor 1. Between the machine base part 7 and the table 4, the translation drive part 11, the rotary drive part 17, and the translation drive part 11 Are arranged sequentially.
  • the translation drive unit 11 is mounted with a linear motor 16L, and is provided with a linear motion guide block 22 that can move the linear motion guide 21, so that it is supported in translation freely.
  • a rotation type motor 16R is mounted on the rotation drive unit 17, and a rotation bearing 23 is provided so as to be freely supported for rotation. Since there is a rotational drive unit 17 between the two translational drive units 11, it is not always orthogonal.
  • the two first and second translational drive 'translation' rotational freedom degree mechanism modules 6a and 6b have the rotational center force of the rotational drive unit 17 and the center (Oo) force of the table 4 on the same radius. Arranged so as to be axisymmetric with respect to the center of the table 4.
  • the present invention is different from Patent Document 1 and Patent Document 2 in that it includes two translation drive / translation / rotation degree-of-freedom mechanism modules 6 and realizes table movement in the ⁇ direction.
  • FIG. 38 is a view showing the rotational movement of the table of the alignment apparatus showing the fifth embodiment of the invention.
  • Oo is the center of the table and the center of rotation
  • R is the radius of rotation
  • S Zij is the translation drive
  • translation and rotation freedom mechanism module 6 the travel of the translation drive unit 11
  • ⁇ is the rotation angle of the table
  • a and b are There is an initial position.
  • the amount of movement of the translation drive unit 11 arranged at the bottom of the first translation drive 'translation' rotational freedom mechanism module 6a is ⁇ ⁇ 1 ⁇
  • the amount of movement of the translation drive unit 11 arranged at the top Is ⁇ Z1X, and the amount of movement of the rotation drive unit 17 is ⁇ 1 ⁇
  • the second translation drive ⁇ translation The amount of movement of the translation degree of freedom unit 11 arranged at the bottom of the rotation degree of freedom mechanism module 6b is ⁇ ⁇ 2 ⁇
  • the movement amount of the translation drive unit 11 arranged in the upper part is ⁇ 2 ⁇
  • the movement amount of the rotation drive unit 17 is ⁇ 20.
  • the component of ⁇ s 1 is added to the operation amount ⁇ Zyl.
  • table 4 causes table 4 to rotate around the table center. In this way, the amount of movement of the table 4 and the translation drive
  • the amount of movement of the 'translation' rotational degree of freedom mechanism module 6 is determined geometrically, and the table 4 is centered by the movement of the translation drive unit 11 and the rotation drive unit 17. Move to rotate.
  • the force based on the center Oo of the table 4 may be set at an arbitrary position as the center of rotation, and geometrically translational drive / translation ' Rotate around the place of rotation.
  • FIG. 39 is a diagram showing translation of the table of the alignment apparatus showing the fifth embodiment of the invention.
  • L is the translational movement amount of the table 4
  • ⁇ is the angle formed by the translational movement direction of the table 4
  • S Zij is the translational movement amount of each translational freedom part of the translational drive-translation'rotational freedom degree mechanism module 6.
  • the table 4 is positioned by commanding a predetermined amount of movement to the translation drive units 11 arranged at the upper and lower portions of the first translation drive 'translation' degree-of-freedom mechanism modules 6a, 6b.
  • the movement amount of the table 4 and each movement amount of the translation drive 'translation' rotational freedom degree mechanism module 6 are determined geometrically, and the table 4 moves in translation by movement of the translation drive unit 11.
  • the rotary drive unit 17 does not act, and the rotary motor 16R holds the table 4 so that the table 4 does not move in the rotational direction.
  • FIG. 40 is a side view showing the arrangement of the rotational movement of the table and the translation drive 'translation' rotational degree of freedom mechanism module according to the sixth embodiment of the present invention.
  • Translation 'rotational freedom degree mechanism module 6a is the same as that of Example 5 shown in FIG. Further, the difference between the sixth embodiment and the fifth embodiment is that the first translation drive / translation-rotation degree-of-freedom mechanism module 6a is arranged so that the lower translation drive unit 11 is driven in the X direction, and the upper translation The drive unit 11 is arranged on the rotation drive unit 17 so as to be driven in the Y direction.
  • the second translation drive 'translation' rotational degree of freedom mechanism module 6b includes the lower translation drive unit 11 It is arranged so as to be driven in the Y direction, and is arranged so as to be driven in the X direction on the upper translation drive unit 11 and the rotation drive unit 17.
  • the translation drive 'translation' rotational degree of freedom mechanism module 6a is the same as in Example 5, and the translation drive unit 11 of the two first and second translational drive 'translation' rotational freedom degree mechanism modules 6a and 6b 11 Forces with different orientations of translation
  • the operations of the translational drive unit 11 and the rotary drive unit 17 that only need to be commanded to each drive unit from the geometrically determined correction amount are the same as in Example 5 and are therefore omitted. To do.
  • FIG. 41 is a schematic diagram showing an alignment apparatus showing a seventh embodiment of the present invention.
  • FIG. 42 is a top view and a side view of a translation drive 'translation' rotational degree of freedom mechanism module showing a seventh embodiment of the present invention.
  • FIG. 43 is a diagram showing the arrangement of the translation drive 'translation' rotational degree of freedom mechanism module and the rotational movement of the table of the alignment apparatus showing the seventh embodiment of the present invention.
  • 9 is a two-dimensional position sensor
  • 10 is a correction amount calculation unit.
  • Example 7 and Example 5 and Example 6 The difference between Example 7 and Example 5 and Example 6 is that, as shown in FIG. 41, a powerful two-dimensional position sensor 9 such as a CCD camera disposed above the table, and detection of the two-dimensional position sensor 9 Fig. 42 shows the configuration in which a correction amount calculation unit 10 that is controlled based on the output signal is added to the configuration, and two translational drive 'translation' rotational degree of freedom mechanism modules 6 arranged on the lower surface of the table. Is a point.
  • a powerful two-dimensional position sensor 9 such as a CCD camera disposed above the table
  • Fig. 42 shows the configuration in which a correction amount calculation unit 10 that is controlled based on the output signal is added to the configuration, and two translational drive 'translation' rotational degree of freedom mechanism modules 6 arranged on the lower surface of the table. Is a point.
  • the image of the object 5 monitored by the two-dimensional position sensor 9 is subjected to image processing, and the arrangement position where the object 5 should be is calculated by the correction amount calculation unit 10, so that the object 5 should be located.
  • the operation of the linear motor 16L and the rotary motor 16R is controlled by the six controllers 3 according to the command from the command unit 8.
  • the translational drive / translation'rotational freedom degree mechanism module 6 is composed of a lower force sequential translation drive unit 11, a translation drive unit 11, and a rotation drive unit 17, as shown in FIG. ing.
  • first and second translational drive 'translation' rotational freedom degree mechanism modules 6a and 6b are the same from the center (Oo) of the rotational center force table 4 of the rotational drive unit 12 as in the fifth embodiment. It is arranged so as to be axially symmetric with respect to the center of the table 4 on one radius.
  • the present invention differs from Patent Document 1 and Patent Document 2 in that two translation drive, translation, and rotational freedom mechanism modules 6 are provided on the lower surface of the table 4 and the table is moved in the ⁇ direction. is there.
  • the configuration of the translational drive 'translation' rotational degree of freedom mechanism module 6 is different from that of Example 5, so the geometrical relationship changes and the operation amount of each motor 1 differs.
  • the amount of movement of the translational drive mechanism module 6 The points that are determined geometrically are the same, and the table 4 is rotated about the table center by the movement of the translation drive unit 11 and the rotation drive unit 12.
  • the translation of the table is omitted because the rotation drive unit 17 does not operate and operates in the same manner as in the fifth embodiment.
  • FIG. 44 is a schematic diagram showing a position correction method according to the seventh embodiment of the present invention.
  • the position of the object 5 placed on the table 4 is recognized as an image by the two-dimensional position sensor 9.
  • the correction amount calculation unit 10 detects a mark written in advance on the object 5 and a feature of the object 5 (indicated by + in the drawing), and the rotation angle from the rotation center having the inclination angular force and the translational operation amount are detected. Desired.
  • the correction angle ⁇ and the operation amount L are calculated by the correction amount calculation unit 10, and the operation amount of each drive unit of the translational drive / translation 'rotational degree of freedom mechanism module 6 is obtained geometrically from the position of the table 4,
  • the command unit 8 commands each controller 3 to enter the operation amount ⁇ Zij, the table 4 is positioned, and the position of the object 5 is corrected.
  • the translation drive / translation 'rotation degree of freedom mechanism module 6 is connected to the operation amount detection unit 2. Since the position of the table 4 is detected and feedback control is performed, the positioning position of the table 4 is maintained.
  • the 2D position sensor 9 can grasp the movement of the table 4, so if 2D positioning is performed again.
  • the translation drive unit 11 may be a force plane motor described using two linear motors 16L as long as it can move freely in a plane.
  • the drive unit of each drive mechanism has been described as an electromagnetic type, it is not particularly limited as long as it is a piezoelectric type or the like.
  • FIG. 45 is a diagram showing the arrangement of the translation drive 'translation' rotational degree of freedom mechanism module and the rotational movement of the table of the alignment apparatus showing the eighth embodiment of the invention.
  • the difference of the eighth embodiment from the fifth and sixth embodiments is the structure of the translation module / translation / rotation degree of freedom mechanism module 6.
  • the configuration of the translational drive 'translation' rotational degree of freedom mechanism module 6 is the same as that of Example 6 shown in FIG. Further, the two-dimensional position sensor 9 and the correction amount calculation unit 10 shown in the seventh embodiment are omitted.
  • Example 8 differs from Example 7 in that the first translation drive and translation.Rotational freedom degree mechanism module 6a is arranged so that the lower translation drive unit 11 is driven in the X direction, and the upper translation drive.
  • the part 11 is configured to be driven in the Y direction
  • the second translation drive-translation / rotation degree of freedom mechanism module 6b is arranged so that the lower translation drive part 11 is driven in the Y direction.
  • the upper translation drive unit 11 is arranged to be driven in the X direction.
  • the forces of the translational drive units 11 of the two first and second translational drive 'translation' rotational freedom degree mechanism modules 6a and 6b are different. Since the operations of the translation drive unit 11 and the rotation drive unit 12 that are only required to be instructed to the drive unit are the same as those in the sixth embodiment, the description thereof is omitted.
  • FIG. 46 is a top view and a side view of the translational drive / translation 'rotational freedom degree mechanism module according to the ninth embodiment of the present invention.
  • FIG. 47 is a diagram showing the arrangement of the translation drive 'translation' rotational degree of freedom mechanism module and the rotational movement of the table according to the ninth embodiment of the present invention.
  • the difference of the ninth embodiment from the fifth to eighth embodiments is the configuration of the translation drive / translation / rotation degree-of-freedom mechanism module 6.
  • two translational drive units 11 are rotation drive units.
  • the rotation drive unit 17, the translation drive unit 11, and the translation drive unit 11 are sequentially arranged between the machine base unit 7 and the table 4. Further, the two-dimensional position sensor 9 and the correction amount calculation unit 10 shown in the seventh embodiment are omitted.
  • FIG. (A) is the case where the orientation of the two translational drive ⁇ translation 'rotational freedom degree mechanism module 6 is different
  • (B) is the orientation of the two translational drive ⁇ translation' rotation freedom degree mechanism module 6 is the same It is a case. That is, this corresponds to the difference between Example 5 (FIG. 37) and Example 6 (FIG. 40), Example 7 (FIG. 43), and Example 8 (FIG. 45).
  • Oo is the center and rotation center of the table
  • R is the radius of rotation
  • S Zij is the translation drive
  • ⁇ is the rotation angle of the table
  • a and b are There is an initial position.
  • Example 5 to Example 9 even if the configuration of translation drive / translation / rotation freedom mechanism module 6 changes, the amount of movement of table 4 and each translation drive 'translation' rotation is free. The movement amount of each drive unit of the degree mechanism module 6 is obtained geometrically.
  • FIG. 48 is a top view of the alignment apparatus showing the tenth embodiment of the present invention.
  • the difference between the tenth embodiment and the fifth to ninth embodiments is the number of translation drive 'translation' rotational degree of freedom mechanism modules 6.
  • Three translation drive / translation 'rotational freedom degree mechanism modules 6 are used.
  • the two-dimensional position sensor 9 and the correction amount calculation unit 10 shown in the seventh embodiment are omitted.
  • the rotational movement, translational movement, and series of table movements of the alignment apparatus are omitted because they are the same because the number of rotational freedom mechanism modules 6 is the same.
  • the translation drive 'translation' rotational degree of freedom mechanism module 6 can be used in any of the configurations shown in Example 5 to Example 9, and the translation drive / translation 'rotational degree of freedom mechanism module 6 of a different configuration can be used together.
  • the orientation of the arrangement can be determined geometrically in any case. In this way, even if the table 4 becomes large and heavy, the load is distributed and supported by the three translational drive 'translation / rotation degree of freedom mechanism module 6 and even if an external force acts on the table 4, By maintaining the position, the table 4 is accurately positioned at an arbitrary position.
  • FIG. 49 is a top view of the alignment apparatus showing the eleventh embodiment of the present invention.
  • Example 11 differs from Examples 5 to 10 in the number of translation drive / translation / rotational freedom mechanism modules 6.
  • Translational drive 'translational' rotational degree of freedom mechanism module 6 has any of the configurations shown in Examples 5 to 9, and even if differently configured translational drive, translational and rotational freedom degree mechanism modules 6 are mixed, Since the orientation of the arrangement can be determined geometrically in any case, the rotation movement, translation movement, and series of operations of the table of the alignment apparatus are the same and will be omitted.
  • the table 4 can be accurately positioned at any position.
  • FIG. 50 is a top view of an alignment apparatus showing a twelfth embodiment of the present invention.
  • Example 12 differs from Examples 5 to 10 in the number of translation drive 'translation' rotational degree of freedom mechanism modules 6.
  • the number of translation drive 'translation' rotational freedom degree mechanism modules 6 is four, which is the same as that of the eleventh embodiment.
  • the translation drive 'translation' rotational degree of freedom mechanism module 6 can be used in any of the configurations shown in Example 5 to Example 9, and the translation drive / translation 'rotational degree of freedom mechanism module 6 of a different configuration can be used together. Since the orientation of the arrangement can be determined geometrically in any case, the rotational movement, translational movement, and series of operations of the table of the alignment apparatus are the same, and will be omitted.
  • FIG. 51 is a top view of an alignment apparatus showing a thirteenth embodiment of the present invention (another modified arrangement example 1)
  • FIG. 52 is a top view of an alignment apparatus showing a thirteenth embodiment of the present invention (another modified arrangement example 2).
  • FIG. 53 is a top view of the alignment apparatus showing the thirteenth embodiment of the present invention (another modified arrangement example 3)
  • FIG. 54 is a top view of the alignment apparatus showing the thirteenth embodiment of the present invention (another modification).
  • Arrangement example 4 FIG. 55 is a top view of the alignment apparatus showing the thirteenth embodiment of the present invention (another modified arrangement example 5)
  • FIG. 56 is a top view of the alignment apparatus showing the thirteenth embodiment of the present invention.
  • FIG. 51 is a top view of an alignment apparatus showing a thirteenth embodiment of the present invention (another modified arrangement example 1)
  • FIG. 52 is a top view of an alignment apparatus showing a thirteenth embodiment of the present invention (another modified arrangement example 2).
  • FIG. 53 is a top view of the
  • FIG. 57 is a top view of an alignment apparatus showing a thirteenth embodiment of the present invention (another modified arrangement example 7), and FIG. 58 is an alignment showing a thirteenth embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a top view of the device (another modified arrangement example 8).
  • the difference between Example 13 and Example 5 to 12 is the number of translation drive / translation 'rotational freedom mechanism module 6, and as shown in FIGS. 51 to 58, translation drive / translation / rotation freedom mechanism module 6 is the point where 5 or more were used.
  • the translation drive 'translation' rotational degree of freedom mechanism module 6 can be used in any of the configurations shown in Example 5 to Example 9, or even in different configurations of translation drive / translation / rotational freedom degree mechanism module 6
  • the orientation of the arrangement can be determined geometrically in any case, the rotational movement, translational movement, and series of operations of the table of the alignment apparatus are the same, and will be omitted.
  • the two-dimensional position sensor 9 and the correction amount calculation unit 10 shown in the seventh embodiment are omitted.
  • the translation drive 'translation' rotational degree of freedom mechanism module 6 is arranged in a different configuration, the translation drive 'translation' rotational degree of freedom mechanism module is sufficient if the movement amount is commanded by the command unit 8 according to the configuration.
  • the command unit 8 it is possible to mix the translation drive unit 11 and the rotation drive unit 17 with different arrangements.
  • the number and arrangement of the translation drive 'translation' rotational degree of freedom mechanism modules 6 are not those shown in the fifth embodiment to the thirteenth embodiment, but a plurality of translation drive / translation 'rotational freedom degree mechanism modules 6 May be arranged on the lower surface of the table 4 so that the table 4 can be rotated and translated.
  • the table 4 can be accurately positioned to an arbitrary position by maintaining the position.
  • Translational drive ⁇ Translation's freedom of rotation mechanism module makes it possible to reduce the height of the table by configuring the linear motor at the bottom so that even if the table becomes larger, the height of the device can be reduced. It can also be applied to the use of miniaturization.

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Abstract

　大型化しても、マシン高さを押さえ、かつＸＹθ方向にテーブルを円滑に移動できるようにする。 　２つの並進自由度案内部（１３）と、１つの回転自由度案内部（１２）と、前記並進自由度案内部（１３）の１つにはリニアモータとを備えた並進駆動・並進・回転自由度機構モジュール６と、機台部（７）と、指令部（８）と、２次元位置センサ（９）と、補正量算出部（１０）とを備え、少なくとも３つの前記並進駆動・並進・回転自由度機構モジュール６を、テーブル（４）に対して均等配置する。

Description

明 細 書
ァライメント装置
技術分野
[0001] 本発明は、半導体装置やプリント基板、液晶表示素子等の露光装置などで、モー タを駆動して、テーブルを移動させ、テーブル上の被位置決め物（以下、対象物とい う）を所定の位置に位置決めするァライメント装置に関する。
背景技術
[0002] 従来技術の第 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、従来技術の第 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)。
まず、従来技術の第 1例のリニアモータを内蔵したステージ装置を説明する。
図 59は、従来の第 1例による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方向力も見た正面図である。
図 60は、従来技術の第 1例による図 59のステージ装置を示す平面図である。 リニアモータを内蔵したステージ装置は、回転ステージ 103と第 2ステージ 102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 113を組み込 み、特に、回転ステージ 103の微小量の角度位置きめを考慮して，回転用リニアモー タ 113として、可動マグネット型リニアモータを適用し、回転用リニアモータ 113と回転 方向部分である回転ステージ 103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である。
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 101と、 X方向に直交 する Υ方向に往復移動する第 2ステージ 102とによって構成される ΧΥステージ装置 に回転ステージ 103 (即ち、 0ステージ装置）を組み込み， ΧΥ— 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 、る。
このように、従来技術の第 1例における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 XY 0方向の位置決めをするようにしている。
次に、従来技術の第 2例を 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 61は、従来の第 2例による 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 61は、従来技術の第 2例による 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)は正面図である。
図 62は、従来技術の第 2例によるテーブルの平面図である。
図 62のように、 2軸平行 · 1軸旋回運動案内機構 201は、 2軸平行運動案内部 270 と、この 2軸平行運動案内部 270に組み付けられる旋回運動案内部 280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 201を用いた 2軸平行 ·旋回テーブル装置 は、図 61、図 62に示すように、 4つの 2軸平行 · 1軸旋回運動案内機構 201A, 201 Β, 201C, 201Dを介して、テーブル 233を基台 234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 233中央部に位置する旋回軸 COを中心 にして旋回可能となって 、る。
4つのうち 3つの 2軸平行 · 1軸旋回運動案内機構 201A, 201B, 201Dには、それ ぞれ直線方向に伸縮駆動される、回転モータ 238と、この回転モータ 238の回転運 動を直線運動に変換する送りねじ機構 239から構成される直線駆動機構 237Α, 23 7Β, 237Dが作動連結されている。これにより、 2軸平行 · 1軸旋回運動案内機構 20 1Cは、自由に運動ができる。
前記テーブル 233を平行移動させる場合は、 2つの直線駆動機構 237Α, 237Βも しくは、直線駆動機構 237Cを駆動する。
テーブル 233を旋回軸 COに対して旋回させる場合、直線駆動機構 237A, 237B とを互いに逆方向に図 63に示すように同一量 + ΔΧ, ΔΧだけ駆動させ、一方、 直線駆動機構 237Dを Y軸方向に所定量 Δ Yだけ駆動させる。
このように、従来技術における 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、テーブルを平行移動または旋回させ、位置決 めを行うようにしている。
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)
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0003] 従来技術の第 1例のリニアモータを内蔵したステージ装置は、 ΧΥ Θ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ず、ステージ装置の重心が高くなると、振 動等の外乱に弱 、と 、う欠点もあった。
また、 ΧΥ Θ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、 ΧΥが移動すると、重心位置がずれる。このため、駆動部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 が発生することになり、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。
[0004] また、従来技術の第 2例の 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テーブルの 4 隅のうちの 3つに配置した、 3軸構成となっている。このため、 1軸のみで駆動する方 向があり、モータの容量が不均一のため、 2軸を駆動させる方向と同じ性能を発揮す ることができないので、 1軸のみで駆動する方向では、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。
また、ボールねじ駆動なので、ノ ックラッシュ等のメカロスが存在した。
さらに、大型化したテーブルを移動するような場合は、 1軸駆動では、テーブルの片 側で駆動することにとなるので、駆動軸の無いテーブル片側が遅れて移動し、テープ ル位置決め精度が低下するというような問題もあった。
[0005] 力！]えて、テーブル上の対象物の加工などが行われる際に、外力が掛かると、制御系 で保持しない並進自由度や、回転自由度が存在するので、テーブルが外力に従い 移動する場合がある。この後、外力によるテーブルや対象物の移動を把握する部が 無 、ので、テーブル位置を補正できない問題があった。
[0006] 本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、テーブルが大型化しても、装 置の高さを抑えて構成するとともに、テーブルや対象物による荷重をバランス良く分 散して支持し、さらに、駆動力をバランスよく作用させることで、各方向への並進移動 、回転移動を同じような性能で、精度良ぐ効率的に動作させ、力！]えて、テーブルに 外力が加わって、テーブルが移動した場合にも、再度テーブルを補正できるァラィメ ント装置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] 上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したものである。
請求項 1に記載の発明は、機台部に配置された駆動機構を介して対象物を搭載す るテーブルを所定の位置に位置決めするァライメント装置において、前記駆動機構 は、 2つの並進自由度案内部と、 1つの回転自由度案内部と、前記並進自由度案内 部の 1つには前記リニアモータを備えた並進駆動 '並進'回転自由度機構モジュール と、被検出体となる該機構部の動作量を検出する検出部と、指令信号を受けて前記 電動機を制御する制御器とよりなる電動機制御装置と、前記制御器を指令する指令 部とを備え、少なくとも 3つの前記並進駆動 '並進'回転自由度機構モジュールを、前 記リニアモータの正負の動作方向で他の並進自由度案内部と回転自由度案内部の 方向が確定できるように、前記テーブル部に対して均等配置して備え、前記並進駆 動 '並進'回転自由度機構モジュールのリニアモータが、平面内の独立した 2方向の 並進成分を得られるように配置し、前記リニアモータが各々並進方向に動作すること で前記テーブル部を 2方向の並進移動もしくは回転移動することを特徴とするもので ある。
また、請求項 2に記載の発明は、前記並進駆動 ·並進 ·回転自由度機構モジュール は、少なくとも 3つの前記並進駆動.並進.回転自由度機構モジュールを、前記リニア モータの正負の動作方向で他の並進自由度案内部と回転自由度案内部の方向が 確定できるように、前記テーブル部に対して均等配置して備え、さらに、前記並進駆 動 '並進'回転自由度機構モジュールを追加して備えることを特徴とするものである。 また、請求項 3に記載の発明は、前記指令部は、前記並進駆動 ·並進，回転自由度 機構モジュールに付帯する前記リニアモータの動作量を前記テーブルの動作力 算 出する動作量演算部を有することを特徴とするものである。
また、請求項 4に記載の発明は、前記テーブル部の上に置かれた対象物の配置を 取り込む 2次元位置センサと、前記テーブル部の上に置かれた対象物の位置を補正 するための補正量を算出する補正量算出部とを備え、前記 2次元位置センサで捕ら えた前記テーブル部の上に置かれた対象物の位置を、前記リニアモータを駆動し、 前記テーブル部の 2方向の並進移動もしくは回転移動することによって対象物の位 置を補正することを特徴とするものである。
また、請求項 5に記載の発明は、前記並進駆動 ·並進 ·回転自由度機構モジュール は、並進自由度案内部にリニアモータが付属した並進駆動部の上に、さらに並進自 由度案内部を備え、該並進自由度案内部の上に回転自由度案内部を備えたことを 特徴とするものである。
また、請求項 6に記載の発明は、前記並進駆動 ·並進 ·回転自由度機構モジュール は、並進自由度案内部にリニアモータが付属した並進駆動部の上に、回転自由度案 内部を備え、該回転駆動部の上にさらに並進自由度案内部を備えたことを特徴とす るものである。
また、請求項 7に記載の発明は、 2つの並進自由度案内部と、 1つの回転自由度案 内部と、を有する前記リニアモータを付随しない 3自由度モジュールと、をさらに備え ることを特徴とするちのである。
また、請求項 8に記載の発明は、機台部に配置された駆動機構を介して対象物を搭 載するテーブルを所定の位置に位置決めするァライメント装置にぉ 、て、前記駆動 機構は、並進自由度を持つ 2つの並進駆動部と、回転自由度を持つ 1つの回転駆動 部とよりなる機構部と、 2つの前記並進駆動部と 1つの前記回転駆動部にそれぞれ該 駆動部を駆動するための 3つの電動機と、被検出体となる該機構部の動作量を検出 する検出部と、指令信号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、力 構成される並進駆動 ·並進 ·回転自由度機構モジュールを少なくも 2 組備えたものであり、前記並進駆動 ·並進 ·回転自由度機構モジュールは、前記制御 器に動作指令を与える指令装置を備えると共に、前記電動機により、 2つの前記並 進駆動部と 1つの前記回転駆動部を動作させることにより、前記テーブルを 2方向の 並進移動もしくは回転移動させるようにしたことを特徴とするものである。
また、請求項 9に記載の発明は、前記並進駆動 ·並進 ·回転自由度機構モジュール は、少なくとも 1つの並進駆動部と、 1つの回転駆動部とからなり、前記回転駆動部の 回転中心が、回転中心から同一半径上に配置され、前記回転中心に対して軸対称 に配置されて 、ることを特徴とするものである。
また、請求項 10に記載の発明は、前記並進駆動 ·並進 ·回転自由度機構モジユー ルは、前記並進駆動部の移動方向の 1つが回転中心に一致するように配置されてい ることを特徴とするちのである。
また、請求項 11に記載の発明は、前記並進駆動 ·並進 ·回転自由度機構モジユー ルは、 2自由度を有する前記並進駆動部の上部または下部に、前記回転駆動部を 備えて 、ることを特徴とするものである。
また、請求項 12に記載の発明は、前記並進駆動 ·並進 ·回転自由度機構モジユー ルは、少なくとも 1自由度を有する前記並進駆動部の上部に、前記回転駆動部が配 置され、該回転駆動部の上部に、少なくとも 1自由度を有する前記並進駆動部が配 置されて!ヽることを特徴とするちのである。
また、請求項 13に記載の発明は、前記テーブル上の対象物の位置を把握するため の 2次元位置センサと、前記 2次元位置センサによって捕らえた対象物の画像を画像 処理して、対象物の位置を補正するための補正量を演算する補正量算出部とを備え 、前記補正量算出部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 一ブル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 14に記載の発明は、前記補正量算出部は、前記 2次元位置センサに より前記対象物の位置が検出され、前記並進駆動 ·並進 ·回転自由度機構モジユー ルにより前記テーブルが並進移動もしくは回転移動した後に、前記対象物の位置が 補正されるように補正値を生成することを特徴とするものである。
また、請求項 15の記載の発明は、前記指令部は、前記 2次元位置センサにより前 記対象物の位置が検出され、前記補正量算出部により前記対象物の位置を補正す るように補正値が生成され、前記回転駆動部が移動した後に、並進駆動部が移動す るように指令を生成することを特徴とするものである。
発明の効果
本発明によれば、次のような効果がある。
請求項 1に記載の発明によると、装置の高さを抑えて XY 0の 3方向へ動作するテ 一ブルを実現でき、テーブルや対象物の荷重を、ノ ランス良く分散して支持すること ができ、さらに、テーブルを移動する駆動力を、ノ ランス良く分散して出力できるので 、テーブルの並進移動や回転移動では、どの方向にも各リニアモータが動作し、重 心から偏らずに動作するので、均一な性能で、精度良ぐ効率的に動作させることが できる。
また、請求項 2に記載の発明によると、テーブルや対象物の荷重を、ノランス良く分 散して支持することができ、さらに、テーブルを移動する駆動力を、バランス良く分散 して出力できるので、どの方向にも各リニアモータが動作し、重心力も偏らずに動作 する状況に加えて、特定の方向に必要な駆動出力を追加することができる。
また、請求項 3に記載の発明によると、テーブルの回転角度や並進動作量がわか れば、テーブルの動作量と各リニアモータの動作量が幾何学的な関係によって決定 されるので、各並進駆動 ·並進 ·回転自由度機構モジュールの並進駆動部の動作量 を算出し、動作指令として用いることができる。
また、請求項 4に記載の発明によると、テーブル上の対象物の配置状況を 2次元位 置センサを用いて位置の補正値を算出することで、テーブル移動動作を迅速に行う ことができる。
また、請求項 5に記載の発明によると、 2つの並進自由度案内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 6に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、並進駆動 ·並進'回転自由度機構モジュールが変形を抑制して 支持することができる。
また、請求項 7に記載の発明によると、テーブルの平面内の動作を抑制せずにテー ブルや対象物の荷重を、ノ《ランス良く分散して支持することができる。
請求項 8に記載の発明によると、 ΧΥ Θの 3方向へ動作するテーブルを実現でき、テ 一ブルや対象物の荷重を、バランス良く分散して支持することができ、さらに、テープ ルを移動する駆動力を、バランス良く分散して出力できるので、テーブルの並進移動 や回転移動では、どの方向にも各並進駆動 ·並進 ·回転自由度機構モジュールが動 作し、重心から偏らずに動作するので、均一な性能で、精度良ぐ効率的に動作させ ることがでさる。
また、請求項 9に記載の発明によると、並進駆動 ·並進 ·回転自由度機構モジュール の回転駆動部の中心力 テーブル中心から同一半径上に配置され、テーブル中心 軸対象に配置されているので、重心の偏りが生じることなぐ動作できることにより精 度良く動作させることができる。
また、請求項 10に記載の発明によると、並進駆動部の 1つの移動方向が回転中心に 一致することにより、テーブル移動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 11に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 12に記載の発明によると、 2つの並進駆動部に挟まれて回転駆動部 が配置されることにより、テーブルから機台まで連続して支持できるので、並進駆動' 並進 ·回転自由度機構モジュールの変形が抑制され、テーブルは精度良く位置決め される。
また、請求項 13に記載の発明によると、テーブル上の対象物の位置が 2次元位置 センサにより求められ、位置の補正値が算出される補正量算出部を具備したことによ り、テーブルに位置ずれが生じた場合でも、テーブルは所定の位置へ確実に位置決 めされる。
また、請求項 14に記載の発明によると、テーブル上の対象物の配置状況を 2次元位 置センサの検出信号により位置の補正値を算出することで、テーブル移動動作を迅 速に行うことができる。
また、請求項 15に記載の発明によると、前記回転駆動部が移動した後に、並進駆 動部が移動するように指令を生成する指令部を具備したことにより、補正量の算出が 容易となり、テーブルは効率的に位置決めされる。
図面の簡単な説明
[図 1]本発明の第 1実施例を示すァライメント装置の概略図
[図 2]本発明の第 1実施例を示すァライメント装置の構成図
[図 3]本発明の第 1実施例を示すァライメント装置に使用する並進駆動 ·並進 ·回転自 由度機構モジュールの概略図で、（a)は平面図、（b)は正面図（c)は側面図
[図 4]本発明の第 1実施例を示すァライメント装置の上面図および並進駆動 ·並進'回 転自由度機構モジュールの配置例 1を示す図
[図 5]本発明の第 1実施例を示すァライメント装置のテーブルの回転移動を示す図 [図 6]本発明の第 1実施例を示すァライメント装置のテーブルの並進移動を示す図 [図 7]本発明の第 1実施例を示すァライメント装置の 2次元位置センサによる対象物の 配置図および位置補正方法を示す図
[図 8]本発明の第 1実施例を示すァライメント装置の上面図および並進駆動 ·並進'回 転自由度機構モジュールの配置例 2を示す図
[図 9]本発明の第 1実施例を示すァライメント装置の上面図および並進駆動 ·並進'回 転自由度機構モジュールの配置例 3を示す図
[図 10]本発明の第 1実施例を示すァライメント装置の上面図および並進駆動 ·並進' 回転自由度機構モジュールの配置例 4を示す図
[図 11]本発明の第 1実施例を示すァライメント装置の並進駆動 ·並進'回転自由度機 構モジュールの配置例 4におけるテーブルの回転移動を示す図
[図 12]本発明の第 1実施例を示すァライメント装置の上面図および並進駆動 ·並進' 回転自由度機構モジュールの配置例 5を示す図 [図 13]本発明の第 1実施例を示すァライメント装置の上面図および並進駆動 ·並進' 回転自由度機構モジュールの配置例 6を示す図
[図 14]本発明の第 1実施例を示すァライメント装置の上面図および並進駆動 ·並進' 回転自由度機構モジュールの配置例 7を示す図
[図 15]本発明の第 1実施例を示すァライメント装置の上面図および並進駆動 ·並進' 回転自由度機構モジュールの配置例 8を示す図
[図 16]本発明の第 1実施例を示すァライメント装置の上面図および並進駆動 ·並進' 回転自由度機構モジュールの配置例 9を示す図
[図 17]本発明の第 1実施例を示すァライメント装置の上面図および並進駆動 ·並進' 回転自由度機構モジュールの配置例 10を示す図
[図 18]本発明の第 1実施例を示すァライメント装置の上面図および並進駆動 ·並進' 回転自由度機構モジュールの配置例 11を示す図
[図 19]本発明の第 1実施例を示すァライメント装置の上面図および並進駆動 ·並進' 回転自由度機構モジュールの配置例 12を示す図
[図 20]本発明の第 1実施例を示すァライメント装置の上面図および並進駆動 ·並進' 回転自由度機構モジュールの配置例 13を示す図
[図 21]本発明の第 1実施例を示すァライメント装置の上面図および並進駆動 ·並進' 回転自由度機構モジュールの配置例 14を示す図
[図 22]本発明の第 1実施例を示すァライメント装置の上面図および並進駆動 ·並進' 回転自由度機構モジュールの配置例 15を示す図
[図 23]本発明の第 1実施例を示すァライメント装置の上面図および並進駆動 ·並進' 回転自由度機構モジュールの配置例 16を示す図
[図 24]本発明の第 1実施例を示すァライメント装置の上面図および並進駆動 ·並進' 回転自由度機構モジュールの配置例 17を示す図
[図 25]本発明の第 1実施例を示すァライメント装置の上面図および並進駆動 ·並進' 回転自由度機構モジュールの配置例 18を示す図
[図 26]本発明の第 1実施例を示すァライメント装置の上面図および並進駆動 ·並進' 回転自由度機構モジュールの配置例 19を示す図 圆 27]本発明の第 2実施例を示すァライメント装置の構成図
圆 28]本発明の第 2実施例を示すァライメント装置に使用する並進駆動 ·並進'回転 自由度機構モジュールの概略図で、（a)は平面図、（b)は正面図（c)は側面図 圆 29]本発明の第 2実施例を示すァライメント装置のテーブルの回転移動を示す図 圆 30]本発明の第 2実施例を示すァライメント装置のテーブルの並進移動を示す図 圆 31]本発明の第 3実施例を示すァライメント装置に使用する 3自由度モジュールの 概略図で、（a)は平面図、（b)は正面図（c)は側面図
圆 32]本発明の第 3実施例を示すァライメント装置の上面図および並進駆動 ·並進 · 回転自由度機構モジュールと 3自由度モジュールの配置例 1を示す図
圆 33]本発明の第 3実施例を示すァライメント装置の上面図および並進駆動 ·並進 · 回転自由度機構モジュールと 3自由度モジュールの配置例 2を示す図
圆 34]本発明の第 4実施例を示すァライメント装置の上面図および並進駆動 ·並進 · 回転自由度機構モジュールの配置例 1を示す図
圆 35]本発明の第 5実施例を示すァライメント装置を示す模式図
圆 36]本発明の第 5実施例を示す並進回転駆動機構の上面および側面図 圆 37]本発明の第 5実施例を示すァライメント装置の上面図および側面図 圆 38]本発明の第 5実施例を示すァライメント装置のテーブルの回転移動を示す図 圆 39]本発明の第 5実施例を示すァライメント装置のテーブルの並進移動を示す図
[図 40]本発明の第 6実施例を示す並進回転駆動機構の上面図および側面図 圆 41]本発明の第 7実施例を示すァライメント装置を示す模式図
圆 42]本発明の第 7実施例を示す並進回転駆動機構の上面および側面図 圆 43]本発明の第 7実施例を示すァライメント装置の並進回転駆動機構の配置およ びテーブルの回転移動を示す図
[図 44]本発明の第 7実施例を示す位置補正方法を示す模式図
圆 45]本発明の第 8実施例を示す並進回転駆動機構の配置およびテーブルの回転 移動を示す図
圆 46]本発明の第 9実施例を示す並進回転駆動機構の配置およびテーブルの回転 移動を示す図 圆 47]本発明の第 9実施例を示す並進回転駆動機構の配置およびテーブルの回転 移動を示す図
圆 48]本発明の第 10実施例を示すァライメント装置の上面図
圆 49]本発明の第 11実施例を示すァライメント装置の上面図
圆 50]本発明の第 12実施例を示すァライメント装置上面図
圆 51]本発明の第 13実施例を示すァライメント装置の上面図 (その他の変形配置例 1)
圆 52]本発明の第 13実施例を示すァライメント装置の上面図 (その他の変形配置例 2)
圆 53]本発明の第 13実施例を示すァライメント装置の上面図 (その他の変形配置例 3)
圆 54]本発明の第 13実施例を示すァライメント装置の上面図 (その他の変形配置例 4)
圆 55]本発明の第 13実施例を示すァライメント装置の上面図 (その他の変形配置例 5)
圆 56]本発明の第 13実施例を示すァライメント装置の上面図 (その他の変形配置例 6)
圆 57]本発明の第 13実施例を示すァライメント装置の上面図 (その他の変形配置例 7)
圆 58]本発明の第 13実施例を示すァライメント装置の上面図 (その他の変形配置例 8)
[図 59]第 1の従来例のリニアモータを内蔵したステージ装置の正面図
[図 60]第 1の従来例のリニアモータを内蔵したステージ装置の平面図
圆 61]第 2の従来例の 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 62]第 2の従来例の 2軸平行 · 1軸旋回テーブル装置の平面図および側面図同図
(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 63]第 2の従来例のテーブルの平面図
符号の説明 リニアモータ
動作量検出部
制御器
テーブル
対象物
並進駆動 ·並進 '回転自由度機構モジュール 機台部
指令部
2次元位置センサ
補正量算出部
並進駆動部
回転自由度案内部
並進自由度案内部
3自由度モジユーノレ
動作量演算部
電動機
L リニアモータ
R 回転型モータ
回転駆動部
直動案内
直動案内ブロック
回転用軸受
1 第 1ステージ
2 第 2ステージ
3 回転ステージ
4 基台
5, 106 直動案内ユニット
7 軌道レール 108 スライダ
109 ストッパ
110, 114, 115 コード
111 第 1リニアモータ
112 第 2リニアモータ
113 回転用リニアモータ
117 センサ
118 リニアスケール
119, 121, 122, 125 突出部
120 テーブル
126 取付用ねじ孔
128 ベッド、
134 第 3リニアモータの一次側
141 取付用孔
139 第 3リニアモータの二次側
201 2軸平行 · 1軸旋回運動案内機構
202 第 1軌道レール
204 移動ブロック
205 ボール (転動体）
206 第 2軌道レール
210 第 1凹部
211 第 2凹部
212 ボール転走溝 (第 1軌道レ -ル）
213 ボール転走溝 (第 1凹部）
214 ボール逃がし通路
215 方向転換路
216 側蓋
217 ボール転走溝 (第 2軌道レ —ル） 218 ボール転走溝 (第 2凹部）
219 ボール逃がし通路
220 方向転換路
221 側蓋
233 テーブル (第 2部材）
234 基台（第 1部材）
237 直線駆動機構
238 回転モータ
239 送りねじ機構
241 ナツ卜
242 ねじ軸
243 ベアリング (複列アンギユラコンタクトタイプ）
244 ベアリングサポート
247 継手部材
249 ブレーキ機構
270 2軸平行運動案内部
280 旋回運動案内部
206 回転モータ
発明を実施するための最良の形態
[0011] 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
[0012] 本発明の第 1実施例のァライメント装置の構成は、以下のようになつている。
図 1は、本発明の第 1実施例を示すァライメント装置の概略図である。 図 2は、本発明の第 1実施例を示すァライメント装置の構成図である。 図 3は、本発明の第 1実施例を示すァライメント装置に使用する並進駆動 ·並進'回 転自由度機構モジュールの概略図で、（a)は平面図、（b)は正面図（c)は側面図で ある。
図 4は、本発明の第 1実施例を示すァライメント装置の上面図および並進駆動'並 進'回転自由度機構モジュールの配置例 1を示す図である。
図において、 l (la, lb, lc)はリニアモータ、 2 (2a, 2b, 2c)は動作量検出部、 3 ( 3a, 3b, 3c)は制御器、 4はテーブル、 5は対象物、 6 (6a, 6b, 6c)は並進駆動'並 進'回転自由度機構モジュール、 7は機台部、 8は指令部、 9は 2次元位置センサ、 1 0補正量算出部、 11 (11a, l lbl lc)は並進駆動部、 12 (12a, 12b, 12c)は回転 自由度案内部、 13 (13a, 13b, 13c)は並進自由度案内部、 15は動作量演算部、 2 1は直動案内、 22は直動案内ブロック、 23は回転用軸受となっている。
[0013] 本発明が特許文献 1と異なる部分は、リニアモータを重ねて ΧΥ Θ方向へのテープ ル移動を実現しているのでは無ぐ並進駆動 ·並進 ·回転自由度機構モジュール 6を 少なくとも 3つ備えて ΧΥ Θ方向へのテーブル移動を実現している部分である。
本発明が特許文献 2と異なる部分は、並進駆動 ·並進 ·回転自由度機構モジュール 6を少なくとも 3つ備えて、その配置を均等配置して、各方向へのテーブル移動を偏り なく実現している部分である。
[0014] 図 1のように、 2次元位置センサ 9が把握した対象物 5の配置を、並進駆動 '並進'回 転自由度機構モジュール 6 (6a, 6b, 6c)が駆動して、テーブル 4を移動して、位置の 補正を行う。
並進駆動 '並進'回転自由度機構モジュール 6 (6a, 6b, 6c)はテーブル 4と機台部 7に固定されている。
図 2のように、テーブル 4は並進駆動 '並進'回転自由度機構モジュール 6が、 3つ（ 6a, 6b, 6c)付随し、並進駆動 ·並進'回転自由度機構モジュール 6 (6a, 6b, 6c)は 、並進駆動部 l l (l la, l ib, 11c)と、回転自由度案内部 12 (12a, 12b, 12c)と、 並進自由度案内部 13 (13a, 13b, 13c)から成り、並進駆動部 11 (11a, l ib, 11c) には、リニアモータ 1 (la, lb, lc)が装着され、リニアモータ 1 (la, lb, lc)は、指令 部 8に従い制御器 3 (3a, 3b, 3c)が動作を制御する。 2次元位置センサ 9が捕らえた 対象物 5の画像を画像処理して、対象物 5があるべき配置位置を補正量算出部 10が 算出して得た値力 指令部 8は、テーブル 4の動作量力 リニアモータ 1の動作量を 各動作量演算部 15にて算出し、各制御器 3 (3a, 3b, 3c)に補正量を指令する。 図 3 (a) , (b) , (c)のように、並進駆動 '並進'回転自由度機構モジュール 6は、リニ ァモータ 1を有する並進駆動部 11と、回転自由度案内部 12と、並進自由度案内部 1 3から成り、機台部 7からテーブル 4までの間に、並進自由度、並進自由度、回転自 由度を順に有するように構成されている。
回転自由度案内部 12には、回転用軸受 23を有して回転自由度を実現し、並進駆 動部 11と並進自由度案内部 13には、直動案内 21を移動できる直動案内ブロック 22 を設けることで、並進自由度を実現している。
さらに、 2つの並進自由度は、直行するように構成されている。
図 4のように、図 3で示した並進駆動 '並進'回転自由度機構モジュール 6 (6a, 6b, 6c)が 3つ有り、その初期位置が構成する正三角形の重心力 テーブル 4の重心と一 致するように、かつ、並進駆動部 11 (11a, l ib, 11c)のリニアモータ 1 (la, lb, lc) 力 テーブル 4の中心力 成す円の接線方向に駆動するように配置されて 、る。 次に、並進駆動 ·並進'回転自由度機構モジュール 6と、これを用いたァライメント装 置の動作にっ 、て説明する。
図 5は本発明の第 1実施例を示すァ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 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、 δ Ziは並進 駆動 '並進'回転自由度機構モジュール 6の並進駆動部 11のリニアモータ 1の動作 量、 Δ Θはテーブルの回転角度、 a, b, cは並進'回転自由度機構モジュール 6の並 進駆動部 11のリニアモータ 1の初期位置、 a' , b '， c 'は S Zi移動時の並進.回転自 由度機構モジュール 6の並進駆動部 11のリニアモータ 1の移動後の位置、 a，，， b，， , c"は並進'回転自由度機構モジュール 6の回転自由度案内部 12の移動後の位 置である。
並進駆動 ·並進'回転自由度機構モジュール 6 (6a, 6b, 6c)の並進駆動部 11 (11 a, l ib, 11c)のリニアモータ 1 (la, lb, lc)を、同じ量だけ進めると、リニアモータ 1 aは初期位置 aから a，へ、リニアモータ lbは初期位置 bから b，へ、リニアモータ lcは 初期位置 cから c'へ、移動する。
並進駆動 '並進'回転自由度機構モジュール 6 (6a, 6b, 6c)の上端と下端は、テー ブル 4と機台部 7に固定されているが、並進自由度案内部 13 (13a, 13b, 13c)と回 転自由度案内部 12 (12a, 12b, 12c)による並進自由度と回転自由度を有している ので、並進駆動 ·並進'回転自由度機構モジュール 6aの直行関係がある並進自由度 案内部 13aは、他軸のリニアモータ lb、 lcが動作するので、直動案内 21が移動し、 回転自由度案内部 12aも回転する。
同様に、並進自由度案内部 13bの直動案内 21が移動し、回転自由度案内部 12b も回転し、並進自由度案内部 13cの直動案内 21が移動し、回転自由度案内部 12c も回転するので、テーブル 4が回転運動する。
回転自由度案内部 12 (12a, 12b, 12c)は、並進自由度案内部 13 (13a, 13b, 1 3c)の上部に構成されているので、回転自由度案内部 12 (12a, 12b, 12c)は、回 転運動の回転中心力もの半径上 (a' ' , b" , c' ' )に移動することになる。
[0016] 均等かつテーブル中心に対して対象に並進駆動 ·並進 ·回転自由度機構モジユー ル 6 (6a, 6b, 6c)が配置されているため、各並進駆動 '並進'回転自由度機構モジュ ール 6 (6a, 6b, 6c)の並進駆動部 11のリニアモータ 1 (la, lb, lc)を、同じ量だけ 進めると、テーブル 4はテーブル中心に対して回転移動する。
なお、リニアモータ 1 (la, lb, lc)の移動範囲は有限のため、テーブル 4の大きな 回転角度の移動は不可能である。
[0017] また、テーブルの中心を回転中心とするテーブル 4の回転角度 Δ Θと並進駆動部 1 Kl la, l ib, 11c)のリニアモータ 1 (la, lb, lc)の動作量 δ ziの関係は図 4のよう になる。
つまり、並進駆動 '並進'回転自由度機構モジュール 6 (6a, 6b, 6c)の初期配置位 置は既知であるので、テーブル 4の回転角度 Δ Θが決まれば、並進駆動部 11 (11a , l ib, 11c)のリニアモータ 1 (la, lb, lc)の動作量 δ ziが求まることになる。
ここでは、テーブル 4の中心を回転中心とした力 任意の位置を回転中心とした場 合も、同様になり、回転中心の位置と回転角度から、各並進駆動 ·並進 ·回転自由度 機構モジュール 6 (6a, 6b, 6c)のリニアモータ 1 (la, lb, lc)の動作量 δ ziが決まる よって、テーブル 4の回転角度と各並進駆動 ·並進'回転自由度機構モジュール 6 ( 6a, 6b, 6c)のリニアモータ 1 (la, lb, lc)の動作量 δ ziの関係は幾何学的に決まり 、指令部 8が、これらの動作量として指令すれば、各制御器 3は、動作量 δ ziだけリニ ァモータ 1を駆動することができる。
図 6は本発明の第 1実施例を示すァ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 6において、 Lはテーブル 4の並進動作量、 αはテーブル 4の並進移動方向が成 す角度、 δ Ziは並進駆動 ·並進 ·回転自由度機構モジュール 6の並進駆動部 11のリ ユアモータ 1の動作量 a, b, cは並進'回転自由度機構モジュール 6の並進駆動部 11 のリニアモータ 1の初期位置 a' ' ' 1, b ' ' ' 1, c ' ' ' 1は δ Zi移動時の並進'回転自由 度機構モジュール 6の並進駆動部 11のリニアモータ 1の移動後の位置 a， " , b ' " , c ' "は並進'回転自由度機構モジュール 6の回転自由度案内部 12の移動後の位置 である。
テーブル 4を並進移動する場合も、テーブル 4の並進動作量と方向と、並進駆動 · 並進'回転自由度機構モジュール 6 (6a, 6b, 6c)のリニアモータ 1 (la, lb, lc)の 各々の動作量 δ ziが幾何学的に決定できる。
図 6のように、リニアモータ laが初期位置 aから a，，， へ、リニアモータ lbが初期位 置 bから b'，， へ、リニアモータ lcが初期位置 cから c'，， へ、移動すると、テーブル 4 が並進移動する。
テーブル 4の並進動作量は、リニアモータ laの駆動方向の成分： aから a'，， までと 、並進自由度案内部 13aの直動案内 21の移動成分: a" ' 力も a' ' 'までを合成した 量に等しい。同様に、リニアモータ lbの駆動方向の成分: b力 b ' " と、並進自由度 案内部 13bの直動案内 21の移動成分: b ' ' ' 力 b' ' '、を合成した量に等しぐリニ ァモータ lcの駆動方向の成分: c力 c ' ' ' と並進自由度案内部 13cの直動案内 21 の移動成分: c" 力も を合成した量に等しい。
並進自由度案内部 13aは、リニアモータ lbおよび lcの動作によって a' "へ移動す る。同様に、並進自由度案内部 13b、 13cはリニアモータ la, lb, lcの動作によって b ' ' 'へ移動する。
なお、テーブルに回転方向への力が掛カもないので、回転自由度案内部 12 (12a , 12b, 12c)は作用しない。 以上のように、並進駆動 '並進'回転自由度機構モジュール 6を複数用いて、テー ブル 4を回転および並進移動することができる。
[0019] 次に、本発明の第 1実施例の一連の動作を説明する。
ァライメント装置のテーブル 4に対象物 5に置かれ、加工等の作業をするうえで、対 象物 5を加工側に合わせて配置する必要があるので、テーブル 4を平面上で移動し て、対象物 5の位置を補正する必要が出てくる。
図 7は本発明の第 1実施例を示すァライメント装置の説明図で、 (a)は 2次元位置セ ンサによる対象物の配置図を示し、 (b)はおよび位置補正方法を示す図である。 図 7 (a)のように、テーブル 4に置かれた対象物 5の配置は、 2次元位置センサ 9で 画像として認識できる。
この画像にて、補正量算出部 10は、図 7 (b)のように、対象物 5に予め記されたマ ークゃ対象物 5の特徴を認識できれば、その傾きから、ある回転中心力 の回転角度 や、並進動作量を認識できる。
補正量算出部 10が補正角度 Φ、動作量 Lを算出すると、動作量演算部 15は、図 5 、図 6で示したように、テーブル 4の動作量から、幾何学的に各並進駆動 ·並進'回転 自由度機構モジュール 6の並進駆動部 11のリニアモータ 1の動作量がわ力るので、 指令部 8に各軸の動作量を出力する。指令部 8は、この各制御器 3に動作量 δ ziを 指令する。各制御器 3は、動作量 δ ziを実行するように、各リニアモータ 1を駆動する ので、並進駆動 '並進'回転自由度機構モジュール 6が作用して、テーブル 4を移動 して、対象物 5の位置を補正することができる。
対象物 5の位置の補正が完了したあと、テーブル 4上の対象物 5の加工などが行わ れる際に、外力が掛かると、並進駆動 ·並進 ·回転自由度機構モジュール 6には制御 系で保持しな 、並進自由度の回転自由度案内部 12や、回転自由度の並進自由度 案内部 13が存在するので、テーブル 4が外力に従い移動する可能性がある。この場 合、 2次元位置センサ 9でテーブル 4上の対象物 5の配置を認識できるので、再度、 2 次元位置センサ 9の画像を基に、補正量算出部 10が、テーブル 4の補正量を算出し 、前述のように補正できるのである。
[0020] なお、本実施例では、図 3のように、各並進駆動 ·並進 ·回転自由度機構モジユー ル 6を配置した力 別の形態でも良い。
図 8は本発明の第 1実施例を示すァライメント装置の上面図および並進駆動'並進 •回転自由度機構モジュールの配置例 2を示す図である。
図 9は本発明の第 1実施例を示すァライメント装置の上面図および並進駆動'並進 •回転自由度機構モジュールの配置例 3を示す図である。
図 3の配置を、テーブル中心に右回りに 90度回転させた配置でも良いし、図 3の配 置を、テーブル中心に右回りに 180度回転させて配置しても良い。また、図示しない 力 図 3の配置を、テーブル中心に任意の角度回転させた配置でも良い。
[0021] 図 10は本発明の第 1実施例を示すァライメント装置の上面図および並進駆動'並 進'回転自由度機構モジュールの配置例 4を示す図である。
図 11は本発明の第 1実施例を示すァライメント装置の並進駆動 '並進'回転自由度 機構モジュールの配置例 4におけるテーブルの回転移動を示す図である。
並進駆動 ·並進 ·回転自由度機構モジュール 6が 3つあれば、並進駆動部 11 ·リニ ァモータ 1の駆動方向を、正三角形を囲 、込むように配置しても良 、。
図 11のように、この場合も、図 5と同様に、テーブル 4の回転角度 Θと各リニアモー タ 1の動作量 δ Ziは幾何学的に決定できる。
リニアモータ laが初期位置 aから a，へ、リニアモータ lbが初期位置 bから b，へ、リニ ァモータ lcが初期位置 cから c'へ、移動すると、テーブル 4が回転移動する。
これは、図 5と同様に、任意の回転中心の回転移動とした場合も同様に幾何学的に 、動作量 δ Ziと回転移動の角度が決まる。並進移動も同様である。
[0022] 図 12は本発明の第 1実施例を示すァライメント装置の上面図および並進駆動'並 進'回転自由度機構モジュールの配置例 5を示す図である。
図 13は本発明の第 1実施例を示すァライメント装置の上面図および並進駆動'並 進'回転自由度機構モジュールの配置例 6を示す図である。
図 12のように、並進駆動部 11 ·リニアモータ 1の駆動方向を、図 10とは逆向きに正 三角形を囲 、込んだ配置でも良 、。
さらに、図 13のように、並進駆動 '並進'回転自由度機構モジュール 6を傾けて配置 しても良ぐリニアモータ 1の正負の動作方向で他の並進自由度案内部 11と回転自 由度案内部 12の方向が確定できるように配置すれば良 、。
[0023] さらに、本実施例では、並進駆動 '並進'回転自由度機構モジュール 6を 3つ用いた 力 これにこだわるものではない。
図 14は本発明の第 1実施例を示すァライメント装置の上面図および並進駆動'並 進'回転自由度機構モジュールの配置例 7を示す図である。
図 15は本発明の第 1実施例を示すァライメント装置の上面図および並進駆動'並 進'回転自由度機構モジュールの配置例 8を示す図である。
図 16は本発明の第 1実施例を示すァライメント装置の上面図および並進駆動'並 進'回転自由度機構モジュールの配置例 9を示す図である。
図 17は本発明の第 1実施例を示すァライメント装置の上面図および並進駆動'並 進'回転自由度機構モジュールの配置例 10を示す図である。
図 14〜図 17のように 4つの並進駆動 ·並進 '回転自由度機構モジュール 6を配置し て構成しても良い。
テーブルの回転移動や並進移動と、各リニアモータの動作量の関係は幾何学的に 決定できる。また、リニアモータ 1の正負の動作方向で他の並進自由度案内部 11と 回転自由度案内部 12の方向が確定できるように配置すれば良 、。
[0024] 図 18は本発明の第 1実施例を示すァライメント装置の上面図および並進駆動'並 進'回転自由度機構モジュールの配置例 11を示す図である。
図 19は本発明の第 1実施例を示すァライメント装置の上面図および並進駆動'並 進'回転自由度機構モジュールの配置例 12を示す図である。
図 20は本発明の第 1実施例を示すァライメント装置の上面図および並進駆動'並 進'回転自由度機構モジュールの配置例 13を示す図である。
図 18〜図 20は 5つの並進駆動 ·並進'回転自由度機構モジュール 6を配置した例 であるが、前述と同様に、テーブル 4の回転移動や並進移動と、各リニアモータ 1の 動作量の関係は幾何学的に決定できる。また、リニアモータ 1の正負の動作方向で 他の並進自由度案内部 11と回転自由度案内部 12の方向が確定できるように配置す れば良い。
[0025] 図 21は本発明の第 1実施例を示すァライメント装置の上面図および並進駆動'並 進'回転自由度機構モジュールの配置例 14を示す図である。
図 21は 6つの並進駆動 ·並進 ·回転自由度機構モジュール 6を配置した例であるが 、同様に、テーブルの回転移動や並進移動と、各リニアモータの動作量の関係は幾 何学的に決定できる。また、リニアモータ 1の正負の動作方向で他の並進自由度案 内部 11と回転自由度案内部 12の方向が確定できるように配置すれば良 、。
さらに、図示していないが、 7つの並進駆動 ·並進'回転自由度機構モジュール 6を 配置しても良い。
[0026] 図 22は本発明の第 1実施例を示すァライメント装置の上面図および並進駆動'並 進'回転自由度機構モジュールの配置例 15を示す図である。
図 22は 6つの並進駆動 ·並進'回転自由度機構モジュール 6を配置した例であるが 、テーブル 4の中心から 2種類の正三角形半を成すように、構成している。
テーブルの回転移動や並進移動と、各リニアモータの動作量の関係は幾何学的に 決定できる。また、リニアモータ 1の正負の動作方向で他の並進自由度案内部 11と 回転自由度案内部 12の方向が確定できるように配置すれば良 、。
[0027] 図 23は本発明の第 1実施例を示すァライメント装置の上面図および並進駆動'並 進'回転自由度機構モジュールの配置例 16を示す図である。
図 24は本発明の第 1実施例を示すァライメント装置の上面図および並進駆動'並 進'回転自由度機構モジュールの配置例 17を示す図である。
図 25は本発明の第 1実施例を示すァライメント装置の上面図および並進駆動'並 進'回転自由度機構モジュールの配置例 18を示す図である。
図 26は本発明の第 1実施例を示すァライメント装置の上面図および並進駆動'並 進'回転自由度機構モジュールの配置例 19を示す図である。
図 23〜図 26は 8つの並進駆動 '並進'回転自由度機構モジュール 6を配置した例 であるが、前述と同様に、テーブル 4の回転移動や並進移動と、各リニアモータの動 作量の関係は幾何学的に決定できる。また、図 22のように、テーブル 4の中心から並 進駆動 '並進'回転自由度機構モジュール 6の初期位置が複数の半径を構成するよ うに配置しても良ぐまた、リニアモータ 1の正負の動作方向で他の並進自由度案内 部 11と回転自由度案内部 12の方向が確定できるように配置すれば良 、。 [0028] 図示した例にこだわらず、少なくとも 3つの並進駆動 ·並進 ·回転自由度機構モジュ ールを有し、リニアモータ 1の正負の動作方向で他の並進自由度案内部 11と回転自 由度案内部 12の方向が確定できるように配置すれば良 、。
テーブルの回転移動や並進移動と、各リニアモータの動作量の関係は幾何学的に 決定できる。
これにより、テーブル 4が大型化して重荷重になっても、バランスよく並進駆動 '並進 '回転自由度機構モジュール 6が荷重を支持し、さらに、バランスよくテーブル 4を各 方向への並進移動や、回転移動を行うことができるのである。
実施例 2
[0029] 本発明の第 2実施例のァライメント装置の構成は、以下のようになつている。
図 27は本発明の第 2実施例を示すァライメント装置構成図である。
図 28は本発明の第 2実施例を示すァライメント装置に使用する並進駆動 '並進'回 転自由度機構モジュールの概略図である。
図において、 l (la, lb, lc)はリニアモータ、 2 (2a, 2b, 2c)は動作量検出部、 3 ( 3a, 3b, 3c)は制御器、 4はテーブル、 5は対象物、 6 (6a, 6b, 6c)は並進駆動'並 進'回転自由度機構モジュール、 7は機台部、 8は指令部、 9は 2次元位置センサ、 1 0補正量算出部、 11 (11a, l ib, 11c)は並進駆動部、 12 (12a, 12b, 12c)は回転 自由度案内部、 13 (13a, 13b, 13c)は並進自由度案内部、 21は直動案内、 22は 直動案内ブロック、 23は回転用軸受となっている。
[0030] 本発明の第 2実施例の概略は、第 1実施例の図 1と同じであり、並進駆動 '並進'回 転自由度機構モジュール 6の配置は第 1実施例の図 3と同じである。
本発明の第 2実施例が、第 1実施例と異なる部分は、並進駆動 ·並進 ·回転自由度 機構モジュール 6の構成である。
図 28のように、並進駆動 '並進'回転自由度機構モジュール 6は、リニアモータ 1を 有する並進駆動部 11と、回転自由度案内部 12と、並進自由度案内部 13から成り、 機台部 7からテーブル 4までの間に、並進自由度、回転自由度、並進自由度を順に 有するように構成されている。
図 4とは、回転自由度、並進自由度の順番が異なり、 2つの並進自由度が、回転自 由度を介して構成しているため、並進駆動部 11と並進自由度案内部 13が成す角度 が変わる点が、第 1実施例とは異なる。
第 1実施例と同様に、 2次元位置センサ 9が把握した対象物 5の配置を、並進駆動' 並進'回転自由度機構モジュール 6 (6a, 6b, 6c)が駆動して、テーブル 4を移動して 、位置の補正を行う。
並進駆動 ·並進 ·回転自由度機構モジュール 6の構成が異なる以外は、機能や基 本的な動作は第 1実施例と同様である。
並進駆動 '並進'回転自由度機構モジュール 6の構成が、第 1実施例は異なるので 、テーブル 4の移動と、並進駆動 '並進'回転自由度機構モジュール 6の並進駆動部 11のリニアモータ 1の動作量の幾何学的な関係が異なる。
図 29は本発明の第 2実施例を示すァ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 30は本発明の第 2実施例を示すァ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 29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、 δ Ziは並 進駆動 ·並進 ·回転自由度機構モジュール 6の並進駆動部 11のリニアモータ 1の動 作量、 Δ Θはテーブルの回転角度、 a, b, cは並進'回転自由度機構モジュール 6の 並進駆動部 11のリニアモータ 1の初期位置、 a' , b '， c 'は S Zi移動時の並進'回転 自由度機構モジュール 6の並進駆動部 11のリニアモータ 1の移動後の位置、 a，，， b " , c"は並進'回転自由度機構モジュール 6の並進自由度案内部 13の移動後の 位置である。
テーブル 4の回転移動は、 2つの並進自由度が、回転自由度を介して構成している ため、並進駆動部 11と並進自由度案内部 13が成す角度が変わる。
図 29のように、テーブル中心 Ooを中心に Δ Θ回転するには、並進駆動部 11aのリ ユアモータ laの初期位置 aから a'までの移動による δ Z1が必要になる。第 1実施例 の場合は、 2つの並進自由度は、直行が固定される構成なので、図中の δ Z1— 1だ け移動すれば、テーブル 4を Δ Θ回転できたが、 2つの並進自由度が回転自由度を 介して連結され、 2つの並進自由度が成す角度が変わるので、図中の δ ΖΙ— 2の成 分を第 1実施例の場合の動作量 δ Ζ 1—1に追加する必要がある。
これらの δ Ζ1— 1、 δ ΖΙ— 2は、図 29のように、幾何学的に求められる。 他の並進 ·回転自由度機構モジュール 6b、 6cも同様に、並進駆動部 l lb、 11cのリ ユアモータ lb、 lcの初期位置 bから b，、 cから c，までの移動による δ Ζ2、 δ Ζ3力 S幾 何学的に求めることができる。
図 30において、 Lはテーブル 4の並進動作量、 αはテーブル 4の並進移動方向が 成す角度、 δ Ziはは並進駆動 '並進'回転自由度機構モジュール 6の並進駆動部 1 1のリニアモータ 1の動作量、 a, b, cは並進'回転自由度機構モジュール 6の並進駆 動部 11のリニアモータ 1の初期位置、 a" ' l, b " ' l, c ' " 1は δ Zi移動時の並進' 回転自由度機構モジュール 6の並進駆動部 11のリニアモータ 1の移動後の位置、 a' " , b' " , c' ' 'は並進'回転自由度機構モジュール 6の並進自由度案内部 13の移 動後の位置である。
[0032] テーブル 4の並進移動では、回転成分が発生しないので、並進 ·回転自由度機構 モジュール 6の回転自由度案内部 12は作用しない。よって、テーブル 4の並進移動 の場合の各リニアモータ 1の動作量は、第 1実施例と同じ幾何学的関係となり、同様 に算出できる。
本発明の第 2実施例の一連の動作は、第 1実施例と同様になる。
2次元位置センサ 9や補正量算出部 10の機能は変わらず、並進 ·回転自由度機構 モジュール 6の構成が異なるだけなので、動作量演算部 15が各リニアモータ 1の動 作量を算出する際に用いる回転移動の幾何学的関係が異なり、第 1実施例とは異な る値を動作量演算部 15が算出する。
その後、第 1実施例と同様に、各リニアモータ 1を動作させ、テーブル 4を移動して、 対象物 5の位置を補正する。
対象物 5の位置の補正が完了したあと、第 1実施例と同様に、再度、 2次元位置セ ンサ 9により対象物 5の位置を把握し、再度、対象物 5の位置の補正を実施しても良 い。
[0033] なお、本実施例では、並進駆動 ·並進 ·回転自由度機構モジュール 6の配置を図 2 7のように示した力 これにこだわるものではなぐ第 1実施例で示したように図 8〜図 10、図 12〜図 26のように配置しても良い。
テーブル 4の動作量と並進駆動 '並進'回転自由度機構モジュール 6のリニアモー タ 1の動作量は幾何学的な関係がある。
実施例 3
本発明の第 3実施例のァライメント装置の構成は以下のようになつている。
図 31は本発明の第 3実施例を示すァライメント装置に使用する 3自由度モジュール の概略図である。
図 32は本発明の第 3実施例を示すァライメント装置の上面図および並進駆動'並 進'回転自由度機構モジュールと 3自由度モジュールの配置例 1を示す図である。 図 33は本発明の第 3実施例を示すァライメント装置の上面図および並進駆動'並 進'回転自由度機構モジュールと 3自由度モジュールの配置例 2を示す図である。 図において、 4はテーブル、 6は並進駆動 '並進'回転自由度機構モジュール、 12 は回転自由度案内部、 13は並進自由度案内部、 14は 3自由度モジュール、 21は直 動案内、 22は直動案内ブロック、 23は回転用軸受となっている。
全体の構成は、第 1実施例や第 2実施例と同様な構成となっていて、リニアモータ 1 、動作量検出部 2、制御器 3、テーブル 4、対象物 5、並進駆動 ·並進 ·回転自由度機 構モジュール 6、機台部 7、指令部 8、 2次元位置センサ 9、補正量算出部 10、並進 駆動部 11、回転自由度案内部 12、並進自由度案内部 13、動作量演算部 15、直動 案内 21、直動案内ブロック 22、回転用軸受 23を備えている。
3自由度モジュール 14は、並進駆動 '並進'回転自由度機構モジュール 6のように 駆動源を持たず、 1つの回転と 2つの並進自由度を持つ機構であり、第 1実施例の図 3の並進駆動 ·並進'回転自由度機構モジュール 6のように並進、並進、回転の順に 機台部 7からテーブル 4に掛けて構成しても良 ヽし、第 2実施例の図 28の並進駆動 · 並進 ·回転自由度機構モジュール 6のように、並進、回転、並進の順に機台部 7から テーブル 4に掛けて構成しても良い。
また、並進駆動 '並進'回転自由度機構モジュール 6の構成も、第 1実施例もしくは 第 2実施例の構成である。
並進駆動 ·並進'回転自由度機構モジュール 6の配置を図 32と図 33に示したが、 第 1実施例の図 4や、図 8〜図 10、図 12〜図 26に 3自由度モジュール 14を追カ卩して 構成しても良い。
[0035] 本発明の第 3実施例が、第 1実施例もしくは第 2実施例と異なる部分は、 3自由度モ ジュール 14を追カ卩した構成である点である。
また、第 3実施例では、図 32、図 33のように、 4つの並進駆動 ·並進'回転自由度機 構モジュール 6を用いた例と、 8つの並進駆動 '並進'回転自由度機構モジュール 6 を配置した例を図示して 、る。
並進駆動 '並進'回転自由度機構モジュール 6と、これを用いたァライメント装置の 動作も、前記の第 1実施例、第 2実施例と同様である。
3自由度モジュール 14は、駆動源が無ぐ 3自由度を有しているので、テーブル 4の 駆動に従い、各自由度が作用して、テーブル 4の移動を妨げない。
テーブル 4が大型化すると、重量が大きくなり、テーブル 4自体がたわみ、平面精度 が低下する場合があるが、 3自由度モジュール 14で支持すれば、テーブル 4の変形 を抑制し、平面精度を維持することができるようになる。
実施例 4
[0036] 図 34に本発明の第 4実施例を示すァライメント装置の上面図および並進駆動 '並 進'回転自由度機構モジュールの配置例 1を示す図を示す。
図 34は、実施例 1の図 14に、並進駆動 '並進'回転自由度機構モジュール 6を追 加した構成になっている。
全体の構成は、第 1実施例や第 2実施例、第 3実施例と同様な構成となっていて、リ ユアモータ 1、動作量検出部 2、制御器 3、テーブル 4、対象物 5、並進駆動 ·並進 '回 転自由度機構モジュール 6、機台部 7、指令部 8、 2次元位置センサ 9、補正量算出 部 10、並進駆動部 11、回転自由度案内部 12、並進自由度案内部 13、動作量演算 部 15、直動案内 21、直動案内ブロック 22、回転用軸受 23を備えている。
[0037] 本発明の第 4実施例が、第 1実施例、第 2実施例、第 3実施例と異なる部分は、テ 一ブル 4および機台部 7に対して、均等に配置された並進駆動 ·並進 ·回転自由度機 構モジュール 6にさらに、並進駆動 ·並進'回転自由度機構モジュール 6を追加して、 一方向だけリニアモータ 1が増加した構成になっている点である。 本実施例においても、テーブル 4の移動は、第 1実施例、第 2実施例、第 3実施例と 同様に行うことができる。
テーブル 4の移動と、各リニアモータの動作量 δ Ziは幾何学的に決定でき、指令部 8にて動作量を指令すれば、テーブル 4上の対象物 5の位置の補正を実施できる。 なお、本実施例では、実施例 1の図 14に、並進駆動 ·並進 ·回転自由度機構モジュ ール 6を追加した構成した力 これにこだわるものではなぐ第 1実施例の図 4、図 8〜 図 10、図 12〜図 13、もしくは図 15〜図 26に並進駆動 ·並進 ·回転自由度機構モジ ユール 6を追カ卩して構成しても良 、。
並進駆動 '並進'回転自由度機構モジュール 6は、制御器 3によりリニアモータ 1の 機能を切り、フリーラン状態にすれば、 3自由度を持つ 3自由度モジュール 14と同じ 機能を有するので、不均一に配置された並進駆動 ·並進 ·回転自由度機構モジユー ル 6をフリーラン状態にすれば、第 3実施例と同じ作用および効果をもつ。
なお、並進駆動 '並進'回転自由度機構モジュール 6は、第 1実施例の図 4と、第 2 実施例の図 28とあり、テーブル 4とリニアモータ 1との幾何学的な関係が変わる力 各 々に適した指令を生成するようにすれば、 2つの種類の並進駆動 ·並進 ·回転自由度 機構モジュール 6を混在して使用しても良 、。
実施例 5
図 35は、本発明の第 5実施例を示すァライメント装置を示す模式図である。
図 36は、本発明の第 5実施例を示す並進駆動 '並進'回転自由度機構モジュール の上面および側面図である。
図 37は、本発明の第 5実施例を示すァライメント装置の上面図である。
ァライメント装置は、図 35に示すようにテーブル下面に 2つ配置された並進駆動 ·並 進'回転自由度機構モジュール 6指令部とから構成されて 、る。
指令部 8は、テーブル 4の動作量として必要なリニアモータ 16Lと回転型モータ 16R の動作量を算出して、各制御器 3に動作量を指令する。リニアモータ 16Lと回転型モ ータ 16Rは、指令部 8からの指令にしたがって 6つの制御器 3により動作が制御され ている。
並進駆動 ·並進'回転自由度機構モジュール 6は、図 36に示すように 2つの並進自 由度部 11と、回転型モータ 1を有する 1つ回転駆動部 17とからなり、機台部 7からテ 一ブル 4までの間に、並進駆動部 11、回転駆動部 17、並進駆動部 11を順次配置さ れるように構成されている。並進駆動部 11には、リニアモータ 16Lが装着され、直動 案内 21を移動できる直動案内ブロック 22を設けることで、並進自由に支持されてい る。回転駆動部 17には回転型モータ 16Rが装着され、回転用軸受 23を設けることで 回転自由に支持されている。 2つの並進駆動部 11の間に回転駆動部 17があるため 直交するとは限らない。
2個の第 1および第 2の並進駆動 '並進'回転自由度機構モジュール 6a, 6bは、図 37に示すように回転駆動部 17の回転中心力 テーブル 4の中心（Oo)力も同一半径 上でテーブル 4の中心に対して軸対称になるように配置されて 、る。
[0039] 本発明が特許文献 1および特許文献 2と異なる部分は、並進駆動 ·並進 ·回転自由 度機構モジュール 6を 2つ備えて ΧΥ Θ方向へのテーブル移動を実現している部分で ある。
[0040] 次に、ァライメント装置の回転移動について図 38を用いて説明する。図 38は、本発 明の第 5実施例を示すァライメント装置のテーブルの回転移動を示す図である。 Oo はテーブルの中心および回転中心、 Rは回転半径、 S Zijは並進駆動 ·並進 ·回転自 由度機構モジュール 6の並進駆動部 11の移動量、 Δ Θはテーブルの回転角度、 a,b は初期位置ある。
テーブル 4の回転移動は、 2つの並進駆動部 11は、回転駆動部 17を介して構成さ れているため、 2つの並進駆動部 11がなす角度は直交とは限らない。
図 38のように、第 1の並進駆動 '並進'回転自由度機構モジュール 6aの下部に配 置された並進駆動部 11の移動量は δ Ζ1Υ、上部に配置された並進駆動部 11の移 動量は δ Z1X,回転駆動部 17の移動量は δ 1 Θとした場合、第 2の並進駆動 ·並進' 回転自由度機構モジュール 6bの下部に配置された並進自由度部 11の移動量は δ Ζ2Υ、上部に配置された並進駆動部 11の移動量は δ Ζ2Χ,回転駆動部 17の移動 量が δ 2 0になるように移動する。さらに、 2つの並進駆動部 11が回転駆動部 17を介 して配置され、 2つの並進駆動部 11がなす角度は直交ではないので、 δ s 1の成分 が動作量 δ Zylに追加されることにより、テーブル 4はテーブル中心に回転移動する このように、テーブル 4の移動量と並進駆動 '並進'回転自由度機構モジュール 6の 各移動量は幾何学的に決まり、並進駆動部 11と回転駆動部 17の移動によりテープ ル 4はテーブル中心に回転移動する。
ここでは、テーブル 4の中心 Ooを基準とした力 任意の位置を回転中心としてもよく 、幾何学的に並進駆動 ·並進'回転自由度機構モジュール 6の各移動量がもとめられ ることにより任意の場所を回転中心として回転移動する。
次に、テーブルの並進移動について図 39を用いて説明する。図 39は本発明の第 5実施例を示すァライメント装置のテーブルの並進移動を示す図である。 Lはテープ ル 4の並進動作量、 αはテーブル 4の並進移動方向がなす角度、 S Zijは並進駆動- 並進'回転自由度機構モジュール 6の各並進自由度部の移動量である。テーブル 4 は、第 1の並進駆動 '並進'回転自由度機構モジュール 6a, 6bの上下部に配置され た並進駆動部 11に所定の移動量が指令され、位置決めされる。
このように、テーブル 4の移動量と並進駆動 '並進'回転自由度機構モジュール 6の 各移動量は幾何学的に決まり、並進駆動部 11の移動により、テーブル 4は並進移動 する。回転駆動部 17は作用せず、回転型モータ 16Rは、テーブル 4に回転方向への 動きが生じな!/ヽように保持する。
[0041] 以上のような構成にしたので、テーブル 4の移動中や移動完了後に、対象物 5が加 ェなどされる際に、外力が作用しても、並進駆動 ·並進 ·回転自由度機構モジュール 6は動作量検出部 2によりテーブル 4の位置を検出してフィードバック制御されている ので、テーブル 4の位置決め位置は保持される。
このように、テーブル 4が大型化して重荷重になっても、荷重は 2つの並進駆動'並 進 ·回転自由度機構モジュール 6で分散して支持され、外力がテーブル 4に作用して も、位置が保持されることにより、テーブル 4は、任意の位置へ精度良く位置決めされ る。
実施例 6
[0042] 次に、本発明の第 6実施例を説明する。図 40は本発明の第 6実施例を示すテーブル の回転移動と並進駆動 '並進'回転自由度機構モジュールの配置を示す側面図であ る。
実施例 6の並進駆動 ·並進'回転自由度機構モジュール 6aは、図 36に示した実施 例 5と同じである。また、実施例 6が実施例 5と異なる部分は、第 1の並進駆動 ·並進- 回転自由度機構モジュール 6aは、下部の並進駆動部 11が X方向に駆動するように 配置され、上部の並進駆動部 11が、回転駆動部 17の上に Y方向に駆動するように 配置されて構成されており、第 2の並進駆動 '並進'回転自由度機構モジュール 6bは 、下部の並進駆動部 11が Y方向に駆動するように配置され、上部の並進駆動部 11 力 回転駆動部 17の上に X方向に駆動するように配置された構成されて 、る点であ る。
動作については、並進駆動 '並進'回転自由度機構モジュール 6aが実施例 5と同じ であり、 2つの第 1および第 2の並進駆動 '並進'回転自由度機構モジュール 6a, 6b の並進駆動部 11の配置の向きが相違している力 幾何学的に求められる補正量か ら各駆動部へ指令すればよぐ並進駆動部 11と回転駆動部 17の動作は実施例 5と 同様であるので省略する。
このように、テーブル 4が大型化して重荷重になっても、荷重は 2つの並進駆動'並 進 ·回転自由度機構モジュール 6で分散して支持され、外力がテーブル 4に作用して も、位置が保持されることにより、テーブル 4は、任意の位置へ精度良く位置決めされ る。
実施例 7
次に、本発明の第 7実施例を説明する。
図 41は、本発明の第 7実施例を示すァライメント装置を示す模式図である。
図 42は、本発明の第 7実施例を示す並進駆動 '並進'回転自由度機構モジュール の上面および側面図である。
図 43は、本発明の第 7実施例を示すァライメント装置の並進駆動 '並進'回転自由 度機構モジュールの配置およびテーブルの回転移動を示す図である。
図 41において、 9は 2次元位置センサ、 10は補正量算出部である。
実施例 7が実施例 5、実施例 6と異なる部分は、図 41に示すように、テーブル上方 に配置された CCDカメラなど力 なる 2次元位置センサ 9と、 2次元位置センサ 9の検 出信号をもとに制御する補正量算出部 10とを構成に加えた点と、テーブル下面に 2 つ配置された並進駆動 '並進'回転自由度機構モジュール 6が図 42のような構成で ある点である。
2次元位置センサ 9がモニタされた対象物 5の画像は画像処理されて、対象物 5が あるべき配置位置が、補正量算出部 10で算出されるので、対象物 5があるべき配置 になるように、第 5例と同様にしてリニアモータ 16Lと回転型モータ 16Rを指令部 8か らの指令にしたがって 6つの制御器 3により動作を制御する。
並進駆動 ·並進'回転自由度機構モジュール 6は、実施例 5とは異なり図 42に示す ように、下力 順次並進駆動部 11と、並進駆動部 11と、回転駆動部 17とから構成さ れている。
また、 2個の第 1および第 2の並進駆動 '並進'回転自由度機構モジュール 6a, 6b は、実施例 5と同様に、回転駆動部 12の回転中心力 テーブル 4の中心（Oo)から同 一半径上でテーブル 4の中心に対して軸対称になるように配置されている。
本発明が特許文献 1および特許文献 2と異なる部分は、並進駆動，並進，回転自由 度機構モジュール 6がテーブル 4の下面に 2つ備えられ、 ΧΥ Θ方向へテーブルが移 動されている部分である。
次に、実施例 7のァライメント装置の回転移動について図 43を用いて説明する。 Oo はテーブルの中心および回転中心、 Rは回転半径、 S Zijは並進駆動部 11の移動量 、 Δ Θはテーブルの回転角度、 a,bは初期位置である。
第 1の並進駆動 ·並進'回転自由度機構モジュール 6aの下部の並進駆動部 11の 移動量が δ Ζ1Υ、上部の並進駆動部 11の移動量が δ Z1X,回転駆動部 12の移動 量が δ 1 0とした時、第 2の並進駆動 '並進'回転自由度機構モジュール 6bの下部の 並進駆動部 11の移動量が δ Ζ2Υ、上部の並進駆動部 11の移動量が δ Ζ2Χ,回転 駆動部 12の移動量が δ 2 Θになるように移動することにより、テーブル 4はテーブル 中心に回転移動する。
図 42のように並進駆動 '並進'回転自由度機構モジュール 6の構成が実施例 5と異 なるので、幾何学的な関係が変わり各電動機 1の動作量が異なる点があるが、テー ブル 4の移動量と並進駆動 '並進'回転自由度機構モジュール 6の各移動量は、幾 何学的に決まる点は同じであり、並進駆動部 11と回転駆動部 12の移動によりテープ ル 4はテーブル中心に回転移動する。
テーブルの並進移動については、回転駆動部 17が動作せず、実施例 5と同様の 動作となるので省略する。
次に、実施例 7のァライメント装置の一連の動作について説明する。
図 44は本発明の第 7実施例を示す位置補正方法を示す模式図である。
テーブル 4に置かれた対象物 5の位置は、 2次元位置センサ 9で画像として認識され る。補正量算出部 10は、対象物 5に予め記されたマークや対象物 5の特徴（図中 + で示す)を検出し、その傾き角力もある回転中心からの回転角度や、並進動作量が 求められる。
補正角度 Φ、動作量 Lが補正量算出部 10により算出され、テーブル 4の位置から、 幾何学的に、並進駆動 ·並進'回転自由度機構モジュール 6の各駆動部の動作量が 求められ、指令部 8は各制御器 3に動作量 δ Zijを指令され、テーブル 4は位置決め され、対象物 5の位置は補正される。
ここで、テーブル 4の移動中や移動完了後に、対象物 5が加工などされる際に、外 力が作用しても、並進駆動 ·並進'回転自由度機構モジュール 6は動作量検出部 2に よりテーブル 4の位置を検出してフィードバック制御されて 、るので、テーブル 4の位 置決め位置は保持される。
このように、テーブル 4が大型化して重荷重になっても、荷重は 2つの並進駆動'並 進 ·回転自由度機構モジュール 6で分散して支持され、外力がテーブル 4に作用して も、位置が保持されることにより、テーブル 4は、任意の位置へ精度良く位置決めされ る。
さらに、万が一テーブル 4が外力により移動しても、 2次元位置センサ 9がテーブル 4の移動を把握できるので、再び 2次元の位置決めを行えばょ 、。
ここでは、並進駆動部 11は、リニアモータ 16Lを 2台用いて説明した力 平面モータ でも良ぐ平面内を自在に移動するものであれば良い。また、各駆動機構の駆動部を 電磁型で説明したが、圧電型等でも良ぐ特に限定されるものではない。
実施例 8 [0046] 次に、本発明の第 8実施例を説明する。図 45は、本発明の第 8実施例を示すァライ メント装置の並進駆動 '並進'回転自由度機構モジュールの配置およびテーブルの 回転移動を示す図である。
実施例 8が実施例 5および実施例 6と異なる部分は、並進駆動 ·並進 ·回転自由度 機構モジュール 6の構成である。並進駆動 '並進'回転自由度機構モジュール 6の構 成は、図 42に示した実施例 6と同じである。また、実施例 7に示した 2次元位置センサ 9、補正量算出部 10は省略する。
実施例 8が実施例 7と異なる部分は、第 1の並進駆動 ·並進.回転自由度機構モジ ユール 6aは、下部の並進駆動部 11が X方向に駆動するように配置され、上部の並進 駆動部 11が、 Y方向に駆動するように配置されて構成されており、第 2の並進駆動- 並進 ·回転自由度機構モジュール 6bは、下部の並進駆動部 11が Y方向に駆動する ように配置され、上部の並進駆動部 11が、 X方向に駆動するように配置された構成さ れている点である。
動作については、 2個の第 1および第 2の並進駆動 '並進'回転自由度機構モジュ ール 6a, 6bの並進駆動部 11の配置が相違している力 幾何学的に求められる補正 量力 各駆動部へ指令すればよぐ並進駆動部 11と回転駆動部 12の動作は実施例 6と同様であるので省略する。
このように、テーブル 4が大型化して重荷重になっても、荷重は 2つの並進駆動'並進 •回転自由度機構モジュール 6で分散して支持され、外力がテーブル 4に作用しても 、位置が保持されることにより、テーブル 4は、任意の位置へ精度良く位置決めされる 実施例 9
[0047] 次に、本発明の第 9の実施例について説明する。図 46は本発明の第 9実施例を示 す並進駆動 ·並進 '回転自由度機構モジュールの上面図および側面図である。 図 47は、本発明の第 9実施例を示す並進駆動 '並進'回転自由度機構モジュールの 配置およびテーブルの回転移動を示す図である。
実施例 9が、実施例 5から実施例 8と異なる部分は、並進駆動 ·並進 ·回転自由度機 構モジュール 6の構成である。図 46に示すように 2つの並進駆動部 11が回転駆動部 17とからなり、機台部 7からテーブル 4までの間に、回転駆動部 17、並進駆動部 11、 並進駆動部 11を順次配置されるように構成されている点である。また、実施例 7に示 した 2次元位置センサ 9、補正量算出部 10は省略する。
次に、ァライメント装置の回転移動について図 47を用いて説明する。（A)は 2つの 並進駆動 ·並進'回転自由度機構モジュール 6の配置の向きが異なる場合であり、 (B )は 2つの並進駆動 ·並進'回転自由度機構モジュール 6の配置の向きが同じ場合で ある。つまり、実施例 5 (図 37)と実施例 6 (図 40)、実施例 7 (図 43)と実施例 8 (図 45 )の違いに相当する。
Ooはテーブルの中心および回転中心、 Rは回転半径、 S Zijは並進駆動 ·並進-回 転自由度機構モジュール 6の並進駆動部 11の移動量、 Δ Θはテーブルの回転角度 、 a,bは初期位置ある。
(A) (B)いずれの場合も、 X方向、 Y方向、回転方向の各自由度の移動量は同じで ある。図 46のように、第 1の並進駆動 ·並進'回転自由度機構モジュール 6aの下部に 配置された並進駆動機構 11の移動量は δ Ζ1Υ、上部に配置された並進駆動部 11 の移動量は δ Z1X,回転駆動部 17の移動量は δ 1 Θとした場合、第 2の並進駆動' 並進 ·回転自由度機構モジュール 6bの下部に配置された並進駆動部 11の移動量 は δ Ζ2Υ、上部に配置された並進駆動部 11の移動量は δ Ζ2Χ,回転駆動部 17の 移動量は δ 2 Θ移動することにより、テーブル 4はテーブル中心に回転移動する。 テーブルの並進移動については、回転駆動部 17が動作しないことにより、実施例 5 と同様の動作となるので省略する。また、実施例 9の一連の動作も実施例 5や実施例 7と同様であるので省略する。
以上のように実施例 5から実施例 9に示したように、並進駆動 ·並進 ·回転自由度機 構モジュール 6の構成が変わっても、テーブル 4の移動量と各並進駆動 '並進'回転 自由度機構モジュール 6の各駆動部の移動量とは幾何学的に求められる。
このように、テーブル 4が大型化して重荷重になっても、荷重は 2つの並進駆動'並 進 ·回転自由度機構モジュール 6で分散して支持され、外力がテーブル 4に作用して も、位置が保持されることにより、テーブル 4は、任意の位置へ精度良く位置決めされ る。 実施例 10
[0048] 次に、第 10の実施例について説明する。図 48は本発明の第 10実施例を示すァラ ィメント装置の上面図である。実施例 10が、実施例 5から 9と異なる部分は、並進駆 動 '並進'回転自由度機構モジュール 6の数であり、 3つの並進駆動 ·並進'回転自由 度機構モジュール 6を用いている。また、実施例 7に示した 2次元位置センサ 9、補正 量算出部 10は省略する。
ァライメント装置の回転移動、並進移動およびテーブルの一連の動作については、 並進駆動 ·並進 '回転自由度機構モジュール 6の個数が増えたに過ぎず同一である ので省略する。
並進駆動 '並進'回転自由度機構モジュール 6は、構成が実施例 5から実施例 9に 示したいずれでも、さらに異なる構成の並進駆動 ·並進'回転自由度機構モジュール 6が混在しても、また、その配置の向きがいずれの場合でも幾何学的に決定できる。 このように、テーブル 4が大型化して重荷重になっても、荷重は 3つの並進駆動'並 進 ·回転自由度機構モジュール 6で分散して支持され、外力がテーブル 4に作用して も、位置が保持されることにより、テーブル 4は、任意の位置へ精度良く位置決めされ る。
実施例 11
[0049] 次に、第 11の実施例について説明する。図 49は、本発明の第 11実施例を示すァ ライメント装置の上面図である。
実施例 11が、実施例 5から 10と異なる部分は、並進駆動 ·並進 ·回転自由度機構 モジュール 6の数である。並進駆動 '並進'回転自由度機構モジュール 6は、構成が 実施例 5から実施例 9に示したいずれでも、さらに異なる構成の並進駆動 ·並進 ·回 転自由度機構モジュール 6が混在しても、また、その配置の向きがいずれの場合でも 幾何学的に決定できるため、ァライメント装置の回転移動、並進移動およびテーブル の一連の動作については、同一であるので省略する。
このように、テーブル 4が大型化して重荷重になっても、荷重は 4つの並進駆動'並 進 ·回転自由度機構モジュール 6で分散して支持され、外力がテーブル 4に作用して も、位置が保持されることにより、テーブル 4は、任意の位置へ精度良く位置決めされ る。
このように、テーブル 4が大型化して重荷重になっても、荷重は 4つの並進回転駆 動で分散して支持され、外力がテーブル 4に作用しても、位置が保持されることにより 、テーブル 4は、任意の位置へ精度良く位置決めされる。
実施例 12
[0050] 次に、第 12の実施例について説明する。図 50は、本発明の第 12実施例を示すァ ライメント装置上面図である。実施例 12が、実施例 5から 10と異なる部分は、並進駆 動 '並進'回転自由度機構モジュール 6の数である。実施例 11とは並進駆動 '並進' 回転自由度機構モジュール 6の数が同じ 4つである。
並進駆動 '並進'回転自由度機構モジュール 6は、構成が実施例 5から実施例 9に 示したいずれでも、さらに異なる構成の並進駆動 ·並進'回転自由度機構モジュール 6が混在しても、また、その配置の向きがいずれの場合でも幾何学的に決定できるた め、ァライメント装置の回転移動、並進移動およびテーブルの一連の動作について は、同一であるので省略する。
このように、テーブル 4が大型化して重荷重になっても、荷重は 2つの並進駆動'並 進 ·回転自由度機構モジュール 6で分散して支持され、外力がテーブル 4に作用して も、位置が保持されることにより、テーブル 4は、任意の位置へ精度良く位置決めされ る。
実施例 13
[0051] 次に、第 13の実施例について説明する。
図 51は本発明の第 13実施例を示すァライメント装置の上面図 (その他の変形配置 例 1)、図 52は本発明の第 13実施例を示すァライメント装置の上面図 (その他の変形 配置例 2)、図 53は本発明の第 13実施例を示すァライメント装置の上面図 (その他の 変形配置例 3)、図 54は本発明の第 13実施例を示すァライメント装置の上面図 (その 他の変形配置例 4)、図 55は本発明の第 13実施例を示すァライメント装置の上面図（ その他の変形配置例 5)、図 56は本発明の第 13実施例を示すァライメント装置の上 面図 (その他の変形配置例 6)、図 57は本発明の第 13実施例を示すァライメント装置 の上面図 (その他の変形配置例 7)、図 58は本発明の第 13実施例を示すァライメント 装置の上面図 (その他の変形配置例 8)である。実施例 13が実施例 5から 12と異なる 部分は、並進駆動 ·並進'回転自由度機構モジュール 6の数であり、図 51から 58に 示されるように、並進駆動 ·並進 ·回転自由度機構モジュール 6が 5個以上用いられた 点である。並進駆動 '並進'回転自由度機構モジュール 6は、構成が実施例 5から実 施例 9に示したいずれでも、さらに異なる構成の並進駆動 ·並進 ·回転自由度機構モ ジュール 6が混在しても、また、その配置の向きがいずれの場合でも幾何学的に決定 できるため、ァライメント装置の回転移動、並進移動およびテーブルの一連の動作に ついては、同一であるので省略する。また、実施例 7に示した 2次元位置センサ 9、補 正量算出部 10は省略する。
つまり、並進駆動 '並進'回転自由度機構モジュール 6が異なる構成で配置された 場合でも、構成に合わせて指令部 8にて移動量を指令すれば良ぐ並進駆動 '並進' 回転自由度機構モジュール 6において、並進駆動部 11と回転駆動部 17の配置が異 なるものを混在して 、ても良 、。
また、並進駆動 '並進'回転自由度機構モジュール 6の数と配置は、第 5実施例から 第 13実施例で示したものではなくとも、複数の並進駆動 ·並進'回転自由度機構モジ ユール 6がテーブル 4下面に配置され、テーブル 4が回転移動および並進移動される ものであれば良い。
[0052] 以上のように、テーブル 4が大型化して重荷重になっても、荷重は 2つ以上の並進 駆動 ·並進 ·回転自由度機構モジュール 6で分散して支持され、外力がテーブル 4に 作用しても、位置が保持されることにより、テーブル 4は、任意の位置へ精度良く位置 決めされる。
産業上の利用可能性
[0053] 並進駆動 ·並進'回転自由度機構モジュールによって、リニアモータをすベて下部 に構成することによって、テーブルが大型化しても、テーブル高さを抑えて構成する ことができるので、装置高さの小型化という用途にも適用できる。
さらに、装置が大型化しても、特殊な大型リニアモータを使用せず、標準的なリニア モータを複数利用して、駆動力を分散して構成できるので、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!、う利点もある。

Claims

請求の範囲
[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所定の位置 に位置決めするァライメント装置にぉ 、て、
前記駆動機構は、 2つの並進自由度案内部と、 1つの回転自由度案内部と、 前記並進自由度案内部の 1つには前記リニアモータを備えた並進駆動 ·並進 '回転 自由度機構モジュールと、被検出体となる該機構部の動作量を検出する検出部と、 指令信号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、 前記制御器を指令する指令部とを備え、
少なくとも 3つの前記並進駆動 '並進'回転自由度機構モジュールを、前記リニアモ ータの正負の動作方向で他の並進自由度案内部と回転自由度案内部の方向が確 定できるように、前記テーブル部に対して均等配置して備え、前記並進駆動，並進' 回転自由度機構モジュールのリニアモータが、平面内の独立した 2方向の並進成分 を得られるように配置し、前記リニアモータが各々並進方向に動作することで前記テ 一ブル部を 2方向の並進移動もしくは回転移動することを特徴とするァライメント装置
[2] 前記並進駆動 ·並進 ·回転自由度機構モジュールは、少なくとも 3つの前記並進駆 動 '並進'回転自由度機構モジュールを、前記リニアモータの正負の動作方向で他 の並進自由度案内部と回転自由度案内部の方向が確定できるように、前記テーブル 部に対して均等配置して備え、さらに、前記並進駆動 ·並進 ·回転自由度機構モジュ ールを追加して備えることを特徴とする請求項 1記載のァライメント装置。
[3] 前記指令部は、前記並進駆動 ·並進 ·回転自由度機構モジュールに付帯する前記 リニアモータの動作量を前記テーブルの動作力 算出する動作量演算部を有するこ とを特徴とする請求項 1記載のァライメント装置。
[4] 前記テーブル部の上に置かれた対象物の配置を取り込む 2次元位置センサと、 前記テーブル部の上に置かれた対象物の位置を補正するための補正量を算出す る補正量算出部とを備え、
前記 2次元位置センサで捕らえた前記テーブル部の上に置かれた対象物の位置を 、前記リニアモータを駆動し、前記テーブル部の 2方向の並進移動もしくは回転移動 することによって対象物の位置を補正することを特徴とする請求項 1記載のァライメン ト装置。
[5] 前記並進駆動 ·並進 ·回転自由度機構モジュールは、並進自由度案内部にリニア モータが付属した並進駆動部の上に、さらに並進自由度案内部を備え、該並進自由 度案内部の上に回転自由度案内部を備えたことを特徴とする請求項 1記載のァライ メント装置。
[6] 前記並進駆動 ·並進 ·回転自由度機構モジュールは、並進自由度案内部にリニア モータが付属した並進駆動部の上に、回転自由度案内部を備え、該回転駆動部の 上にさらに並進自由度案内部を備えたことを特徴とする請求項 1記載のァライメント 装置。
[7] 2つの並進自由度案内部と、 1つの回転自由度案内部と、を有する前記リニアモー タを付随しない 3自由度モジュールと、をさらに備えることを特徴とする請求項 1記載 のァライメント装置。
[8] 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所定の位置 に位置決めするァライメント装置にぉ 、て、
前記駆動機構は、並進自由度を持つ 2つの並進駆動部と、回転自由度を持つ 1つ の回転駆動部とよりなる機構部と、
2つの前記並進駆動部と 1つの前記回転駆動部にそれぞれ該駆動部を駆動するた めの 3つの電動機と、被検出体となる該機構部の動作量を検出する検出部と、指令 信号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、
から構成される並進駆動 ·並進 ·回転自由度機構モジュールを少なくも 2組備えたも のであり、
前記並進駆動 ·並進 ·回転自由度機構モジュールは、前記制御器に動作指令を与 える指令装置を備えると共に、前記電動機により、 2つの前記並進駆動部と 1つの前 記回転駆動部を動作させることにより、前記テーブルを 2方向の並進移動もしくは回 転移動させるようにしたことを特徴とするァライメント装置。
[9] 前記並進駆動 ·並進 ·回転自由度機構モジュールは、少なくとも 1つの並進駆動部 と、 1つの回転駆動部とからなり、前記回転駆動部の回転中心が、回転中心から同一 半径上に配置され、前記回転中心に対して軸対称に配置されていることを特徴とす る請求項 8に記載のァライメント装置。
[10] 前記並進駆動 ·並進 ·回転自由度機構モジュールは、前記並進駆動部の移動方向 の 1つが回転中心に一致するように配置されていることを特徴とする請求項 9に記載 のァライメント装置。
[11] 前記並進駆動 ·並進 ·回転自由度機構モジュールは、 2自由度を有する前記並進 駆動部の上部または下部に、前記回転駆動部を備えていることを特徴とする請求項 9に記載のァライメント装置。
[12] 前記並進駆動 ·並進 ·回転自由度機構モジュールは、少なくとも 1自由度を有する 前記並進駆動部の上部に、前記回転駆動部が配置され、該回転駆動部の上部に、 少なくとも 1自由度を有する前記並進駆動部が配置されていることを特徴とする請求 項 9に記載のァライメント装置。
[13] 前記テーブル上の対象物の位置を把握するための 2次元位置センサと、前記 2次 元位置センサによって捕らえた対象物の画像を画像処理して、対象物の位置を補正 するための補正量を演算する補正量算出部とを備え、前記補正量算出部によって得 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の位置を補正することを 特徴とする請求項 1に記載のァライメント装置。
[14] 前記補正量算出部は、前記 2次元位置センサにより前記対象物の位置が検出され 、前記並進駆動 ·並進'回転自由度機構モジュールにより前記テーブルが並進移動 もしくは回転移動した後に、前記対象物の位置が補正されるように補正値を生成する ことを特徴とする請求項 13に記載のァライメント装置。
[15] 前記指令部は、前記 2次元位置センサにより前記対象物の位置が検出され、前記 補正量算出部により前記対象物の位置を補正するように補正値が生成され、前記回 転駆動部が移動した後に、並進駆動部が移動するように指令を生成することを特徴 とする請求項 13に記載のァライメント装置。
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008021098A (ja) * 2006-07-12 2008-01-31 Yaskawa Electric Corp アライメント装置
JP2008098409A (ja) * 2006-10-12 2008-04-24 Yaskawa Electric Corp アライメントステージ
KR100859656B1 (ko) 2006-03-06 2008-09-23 가부시키가이샤 야스카와덴키 회전·이방향 이동 장치, 얼라인먼트 유니트 및 얼라인먼트 스테이지 장치
WO2010137320A1 (ja) * 2009-05-26 2010-12-02 株式会社Ihi アライメントステージ
JP2011167790A (ja) * 2010-02-17 2011-09-01 Kyoto Univ 駆動ユニットを備えた機械構造
CN103714865A (zh) * 2014-01-03 2014-04-09 天津大学 一种大行程两平动一转动精密定位平台
CN105448353A (zh) * 2015-11-23 2016-03-30 清华大学 紧凑型多层纳米伺服平台
CN106363615A (zh) * 2016-10-31 2017-02-01 天津大学 一种卧式六自由度微纳操作器
CN111285880A (zh) * 2019-08-28 2020-06-16 中南大学 一种含双冠醚的开关化合物的制备和应用

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101871549B (zh) * 2010-06-04 2012-06-13 上海理工大学 三自由度精密定位工作台
JP6208419B2 (ja) * 2012-09-19 2017-10-04 株式会社ダイヘン 算出装置、搬送ロボットシステム、及び算出方法
CN104007768B (zh) * 2013-02-25 2017-04-12 全研科技有限公司 四轴共平面对位平台的回归原点方法
CN110634786A (zh) * 2013-09-22 2019-12-31 盛美半导体设备（上海）有限公司 对准装置及对准方法
US10379314B2 (en) * 2015-03-19 2019-08-13 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Multi-degree-of-freedom support mechanism, lens barrel, and optical device
CN106158715B (zh) * 2015-04-24 2021-04-02 上海微电子装备（集团）股份有限公司 用于晶圆的预对准装置及方法
CN106933060B (zh) * 2015-12-30 2018-10-16 上海微电子装备（集团）股份有限公司 一种棱镜旋转调节机构和光刻机曝光***及光刻机
CN106683710B (zh) * 2017-03-20 2023-01-10 歌尔股份有限公司 一种三自由度运动平台
CN108146058A (zh) * 2018-03-07 2018-06-12 杭州思元智能科技有限公司 全自动印刷机
TWI664642B (zh) * 2018-08-20 2019-07-01 全研科技有限公司 高精度線性馬達一次對位平台
CN111146917B (zh) * 2018-11-03 2021-01-01 全研科技有限公司 高精度线性马达一次对位平台
JP7235587B2 (ja) * 2019-05-14 2023-03-08 株式会社ディスコ 荷重センサの電圧調整方法
KR102298394B1 (ko) * 2020-01-21 2021-09-06 (주)브이에이디인스트루먼트 회전 가능한 스테이지 장치
KR102298055B1 (ko) * 2020-04-01 2021-09-03 유한책임회사 세봉 기판 얼라인 장치
CN116230610B (zh) * 2023-05-08 2023-09-26 上海隐冠半导体技术有限公司 一种工件的位置调整方法及***

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05162035A (ja) * 1991-12-13 1993-06-29 Ono Sokki Co Ltd ＸＹ−θ軸の微調整機構
JPH0899243A (ja) * 1994-10-04 1996-04-16 Hiihaisuto Seiko Kk 縦横移動旋回テーブル機構
JPH1043978A (ja) * 1996-08-02 1998-02-17 Sakai Giken:Kk 移動テーブル装置
JPH11245128A (ja) * 1998-02-26 1999-09-14 Thk Co Ltd 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

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5758429A (en) * 1996-05-14 1998-06-02 Farzan; Farshad Translation and rotation coupled positioning method and apparatus
TW469483B (en) * 1999-04-19 2001-12-21 Applied Materials Inc Method and apparatus for aligning a cassette
US6577923B1 (en) * 1999-12-23 2003-06-10 Applied Materials, Inc. Apparatus and method for robotic alignment of substrates
JP4814438B2 (ja) * 2001-05-02 2011-11-16 日本トムソン株式会社 リニアモータを内蔵したステージ装置
SG152898A1 (en) * 2002-09-20 2009-06-29 Asml Netherlands Bv Alignment systems and methods for lithographic systems
DE112006002378T5 (de) * 2005-09-12 2008-07-17 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki, Kitakyushu Ausrichtungsvorrichtung, Verfahren zum Zurückkehren zu einem Ausgangspunkt für eine Ausrichtungsvorrichtung, Drehtisch, Translationstisch oder Maschine mit einer Ausrichtungsvorrichtung und Maschinensteuersystem

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05162035A (ja) * 1991-12-13 1993-06-29 Ono Sokki Co Ltd ＸＹ−θ軸の微調整機構
JPH0899243A (ja) * 1994-10-04 1996-04-16 Hiihaisuto Seiko Kk 縦横移動旋回テーブル機構
JPH1043978A (ja) * 1996-08-02 1998-02-17 Sakai Giken:Kk 移動テーブル装置
JPH11245128A (ja) * 1998-02-26 1999-09-14 Thk Co Ltd 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

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100859656B1 (ko) 2006-03-06 2008-09-23 가부시키가이샤 야스카와덴키 회전·이방향 이동 장치, 얼라인먼트 유니트 및 얼라인먼트 스테이지 장치
JP2008021098A (ja) * 2006-07-12 2008-01-31 Yaskawa Electric Corp アライメント装置
JP2008098409A (ja) * 2006-10-12 2008-04-24 Yaskawa Electric Corp アライメントステージ
CN102264544A (zh) * 2009-05-26 2011-11-30 株式会社Ihi 对准台
JP2010274429A (ja) * 2009-05-26 2010-12-09 Ihi Corp アライメントステージ
WO2010137320A1 (ja) * 2009-05-26 2010-12-02 株式会社Ihi アライメントステージ
JP2011167790A (ja) * 2010-02-17 2011-09-01 Kyoto Univ 駆動ユニットを備えた機械構造
CN103714865A (zh) * 2014-01-03 2014-04-09 天津大学 一种大行程两平动一转动精密定位平台
CN105448353A (zh) * 2015-11-23 2016-03-30 清华大学 紧凑型多层纳米伺服平台
CN105448353B (zh) * 2015-11-23 2018-06-22 清华大学 紧凑型多层纳米伺服平台
CN106363615A (zh) * 2016-10-31 2017-02-01 天津大学 一种卧式六自由度微纳操作器
CN106363615B (zh) * 2016-10-31 2019-02-26 天津大学 一种卧式六自由度微纳操作器
CN111285880A (zh) * 2019-08-28 2020-06-16 中南大学 一种含双冠醚的开关化合物的制备和应用

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Publication number Publication date
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