JPH10288538A - オフセット調整方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な回路で精度の高いオフセット調整方法
を提供することを目的とする。 【解決手段】 オフセット調整用の９０°位相が異なる
２つの信号を検出し、前記検出した信号のどちらか一方
の値が０である時、他方の検出信号の最大値および最小
値に基づいてオフセット量を算出し、前記オフセット量
に基づいてオフセット調整を行うことを特徴としてい
る。９０°位相が異なる２つの信号として正弦波信号と
余弦波信号を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、各種装置の位置合
わせ等に用いるオフセット調整方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、図４に示すような半導体装置
の製造に用いる装置の搬送装置１０には、移動体の位置
を検出するエンコーダーとして光学的或いは磁気的セン
サ１を用いてスケールを読み取り、これを正弦波信号等
の電気信号として検出し、この検出したアナログ信号を
デジタル信号に変換して移動方向や移動位置等を求めて
いる。

【０００３】例えば、被処理基板としてのウエハが格納
されているキャリア３と、このウエハの搬入・搬出を行
う搬送アーム４とは相対的に上下移動可能に構成されて
おり、これらの上下移動を同ピッチで行うために、信号
スケール２とセンサ１とで位置検出を行っている。この
ようなエンコーダにおいては、図２に示すような信号で
最大値または最小値の方向に進み、矢印Ｙに示すゼロ点
で動作を制御する方法や、図３に示すような周期的なス
ケール信号を、検出内挿して位置情報を得るといった手
法がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このセ
ンサ１から読み出される信号には、図３に示すように直
流オフセット電圧Ｏ´が含まれている場合がある。この
原因として、回路素子等の温度変化や経年変化等の影響
により、精度が劣化すると考えられる。このようなオフ
セット電圧のずれは、絶対位置の精度に大きく影響し、
特に図４に示す搬送装置においては微少な位置ずれがウ
エハの破損等につながるため問題となっている。

【０００５】また、信号検出手段としてアナログ−デジ
タル変換器を用いる場合、オフセット分を考慮して、分
割数に必要なビット数以上の変換器が必須となってしま
ったり、さらにノイズの影響を避けるために１ビットの
電圧を上げるために変換器の電圧を上げなくてはならな
いため、部品点数や消費電力等の点で問題がある。

【０００６】本発明はかかる点に鑑みてなされたもので
あり、簡単な回路で精度の高いオフセット調整方法を提
供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、オフセット調整用の９０°位相が異なる２つの信号
を検出する工程と、前記検出した信号のどちらか一方の
値が０である時、他方の検出信号の最大値および最小値
に基づいてオフセット量を算出する工程と、前記オフセ
ット量に基づいてオフセット調整を行う工程とを具備す
ることを特徴とするオフセット調整方法を提供する。

【０００８】このような構成によれば、いわゆるゼロク
ロスで最大値および最小値を検出するので、コンパレー
タ回路等が不要となり、簡単な回路で位置ずれ調整を確
実に行うことができる。

【０００９】また、このような構成によれば、アナルグ
出力でオフセットを調整する場合に、オフセットを考慮
せず、アナログ−デジタル変換器のビット数をすべて位
置の内挿（分割）に使うことができる。したがって、ビ
ット数の少ないアナログ−デジタル変換器を用いて十分
に所望のオフセット調整を行うことができる。さらに、
１チップマイコン内のアナログ−デジタル変換器および
デジタル−アナログ変換で十分になるので、電気回路お
よび電源回路が簡単になる。

【００１０】本発明においては、９０°位相が異なる２
つの信号が正弦波信号および余弦波信号であることが好
ましい。また、本発明においては、オフセット量をデジ
タル信号により算出し、そのデジタル信号をアナログ信
号に変換して、そのアナログ信号に基づいてオフセット
調整を行っても良く、オフセット量をデジタル信号によ
り算出し、そのデジタル信号に基づいてオフセット調整
を行っても良い。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面を参照しながら詳細に説明する。まず、図４におけ
るセンサ１は、光の強弱により角度θに対して位相の異
なる２つの信号、例えば正弦波信号（ＳＩＮθ）と、余
弦波信号（ＣＯＳθ）とを検出する。そして、この検出
信号は、図５に示すオフセット調整回路２０に入力され
る。

【００１２】図５は本発明の一実施形態にかかるオフセ
ット調整方法を説明するためのブロック図である。加算
アンプ２１は得られたオフセット調整信号を減算するも
のであり、アナログ−デジタル変換器２２はセンサから
の正弦波信号（ＳＩＮθ）と、余弦波信号（ＣＯＳθ）
をデジタル信号に変換するものである。

【００１３】逆三角関数部２３は、正弦波信号と余弦波
信号に基づいて角度θを出力して正弦波内の位置データ
に処理するものである。判定部２４は、いずれの信号が
０であるかにより正弦波信号または余弦波信号のいずれ
をラッチするかを判定する部分である。ラッチ部２５は
判定部２４で判定された信号をラッチする。

【００１４】セレクト部２６は、ラッチ部２５でラッチ
された信号について、信号の極性に基づいて最大値また
は最小値のどちらであるかを判断するものであり、最大
値ラッチ部２７および最小値ラッチ部２８は、セレクト
部２６の判断に結果により最大値信号または最小値信号
をラッチするものである。また、バッファー部３４は、
セレクト部２６の信号よりも信号転送を遅らせるもので
ある。

【００１５】第１の加算部２９は、最大値ラッチ部２７
と最小値ラッチ部２８にラッチされたそれぞれの信号に
基づいてオフセット調整量が求めるものである。また、
第２の加算部３０は、第１の加算部２９で求められたオ
フセット調整量の信号と、ラッチ部３１でラッチされて
いる前回のオフセット調整量とを加算するものである。

【００１６】デジタル−アナログ変換器３２は、第２の
加算部３０で加算されたオフセット調整信号をアナログ
信号にするものであり、アンプ回路３３は、そのオフセ
ット調整信号を出力調整するものである。

【００１７】なお、上記回路のうち、ラッチ部２５およ
びラッチ部３１には、立ち上がり部分で信号をラッチす
る回路を用い、最大値ラッチ部２７および最小値ラッチ
部２８には、ゲートがＬレベルのときに信号をラッチす
る回路を用いている。

【００１８】上記構成の回路を用いて本発明のオフセッ
ト調整を行う方法について説明する。なお、ここでは、
余弦波信号が０の場合について説明する。まず、９０°
位相の異なる２つの信号、すなわち正弦波信号と余弦波
信号は、アナログ−デジタル変換器２２によりデジタル
信号にそれぞれ変換される。このとき、得られたオフセ
ット調整信号が加算アンプ部２１において減算される。
この変換器２２からのデジタル信号は、それぞれＳＩＮ
θ、ＣＯＳθとして、逆三角関数部２３に送られ、角度
θを出力して正弦波内の位置データとして処理される。

【００１９】ここで、変換器２２からのデジタル信号の
一方の値が０であるとき、ここでは余弦波信号が０であ
るとき、判定部２４がＨレベルになり、ＳＩＮθの値を
ラッチ部２５でラッチする。ここで、θ＝０のとき、Ｓ
ＩＮθ＝θとすることができるので、θ＝９０°、２７
０°のときはＣＯＳθの値でθが決まること、および最
大値・最小値の近辺ではほとんど値が変わらないことか
ら、正弦波の内挿数により誤差にならい程度のＣＯＳθ
の信号の下限ビット数は判定部２４の入力から外すこと
ができる。

【００２０】次いで、ラッチ部２５でラッチされた信号
はセレクト部２６に送られ、セレクト部２６において、
信号の極性に基づきＳＩＮθの信号が最大値または最小
値のどちらであるか判断される。そしてこの判断結果に
基づいて、最大値ラッチ部２７または最小値ラッチ部２
８のどちらかのゲートを開いて信号をラッチする。ここ
で、バッファー部３４においてセレクト部２６の信号よ
りも信号転送が遅らせられる。

【００２１】次いで、最大値ラッチ部２７と最小値ラッ
チ部２８にラッチされたそれぞれの信号は、第１の加算
部２９によりオフセット調整量が求められ、そのオフセ
ット調整量の信号が第２の加算部３０に送られ、第２の
加算部３０においてラッチ部３１でラッチされている前
回のオフセット調整量が今回のオフセット調整量に加算
される。

【００２２】その後、第２の加算部３０で加算されたオ
フセット調整信号は、デジタル−アナログ変換器３２に
よりアナログ信号とされ、オフセット調整信号として出
力される。その後、このオフセット調整信号はアンプ回
路３３で出力を１／２にされる。また、オフセット調整
信号は加算アンプ２１へと送られる。このようにして、
オフセット調整が行われる。なお、デジタル−アナログ
変換器３２に１ビットシフトさせて信号を入力すること
によりアンプ回路３３を不要としても良い。

【００２３】上記実施形態においては、余弦波信号が０
の場合について説明しているが、本発明は、正弦波信号
が０である場合についても適用することができる。ま
た、上記実施形態においては、９０°位相が異なる２つ
の信号が正弦波信号および余弦波信号である場合につい
て説明しているが、９０°位相が異なるその他の２つの
信号を用いても上記と同様の効果が得られる。

【００２４】上記実施形態においては、オフセット量を
デジタル信号により算出し、そのデジタル信号をアナロ
グ信号に変換して、そのアナログ信号に基づいてオフセ
ット調整する場合について説明しているが、本発明は、
オフセット量をデジタル信号により算出し、そのデジタ
ル信号に基づいてオフセット調整を行う場合にも適用す
ることができる。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のオフセッ
ト調整方法によれば、ゼロクロス点で最大値・最小値を
検出するので、位置変化が生じず、正確なオフセット調
整を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】位置決めセンサー信号を示す図である。

【図２】スケール信号を示す図である。

【図３】オフセットを示す図である。

【図４】オフセット調整の対象となる搬送装置の概略図
である。

【図５】本発明の一実施形態にかかるオフセット調整方
法を説明するためのブロック図である。

【符号の説明】

１…センサ、２…スケール、３…キャリア、４…搬送ア
ーム、２０…オフセット調整回路、２１…加算アンプ
部、２２…アナログ−デジタル変換部、２３…逆三角関
数演算部、２４…判定部、２５…ラッチ部、２６…選択
部、２７…最大値ラッチ部、２８…最小値ラッチ部、２
９…第１の加算部、３０…第２の加算部、３１…ラッチ
部、３２…デジタル−アナログ変換部、３３…アンプ
部、３４…バッファー部、Ｙ…矢印、Ｏ´…オフセッ
ト。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 オフセット調整用の９０°位相が異なる
   ２つの信号を検出する工程と、 前記検出した信号のどちらか一方の値が０である時、他
   方の検出信号の最大値および最小値に基づいてオフセッ
   ト量を算出する工程と、 前記オフセット量に基づいてオフセット調整を行う工程
   と、を具備することを特徴とするオフセット調整方法。
2. 【請求項２】 前記９０°位相が異なる２つの信号が正
   弦波信号および余弦波信号であることを特徴とする請求
   項１に記載のオフセット調整方法。
3. 【請求項３】 前記オフセット量をデジタル信号により
   算出し、前記デジタル信号をアナログ信号に変換して、
   前記アナログ信号に基づいてオフセット調整を行うこと
   を特徴とする請求項１または請求項２に記載のオフセッ
   ト調整方法。
4. 【請求項４】 前記オフセット量をデジタル信号により
   算出し、前記デジタル信号に基づいてオフセット調整を
   行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の
   オフセット調整方法。