JPS6288904A - 変位・回転検出方法及び姿勢制御装置 - Google Patents
変位・回転検出方法及び姿勢制御装置Info
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- JPS6288904A JPS6288904A JP23050885A JP23050885A JPS6288904A JP S6288904 A JPS6288904 A JP S6288904A JP 23050885 A JP23050885 A JP 23050885A JP 23050885 A JP23050885 A JP 23050885A JP S6288904 A JPS6288904 A JP S6288904A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、半導体製造のリングラフィ行程における高精
度な位置決めステージ装置をはじめ、起精密工作機械の
送りテーブル装置、各種計測装置用高精度ステージ等あ
らゆる高精度運動ステージ装置に応用可能な変位・回転
検出方法に関するものである。
度な位置決めステージ装置をはじめ、起精密工作機械の
送りテーブル装置、各種計測装置用高精度ステージ等あ
らゆる高精度運動ステージ装置に応用可能な変位・回転
検出方法に関するものである。
従来ＩＪ ニアステージ装瀘等で高＋Ｓ直な直進運動を
実現するためには、例乙ば静ＩＥ軸受茶内機構や但気軸
受案内愼購にレーザ干渉計と制御卸機博を組み会わせ、
レーザ干渉計で誤差を測定し、軸受部を制御機構で制御
卸して誤差を補正する方法が用いられできた。しかし、
ステージ等の進行方向以外の誤差方向成分をレーザ干渉
計で測定するためにはその成分方向Ｉこレーザ干渉計を
必要とし、又進行方向に垂直な誤差成分を測定する為の
レーザビームが照射される点はステージの運動と共に移
動するので、基準面をステージの長さ一杯までとらねば
ならず、更に高ｎ度な直進運動かこの基準面の長さに制
限されるという欠点があった。
実現するためには、例乙ば静ＩＥ軸受茶内機構や但気軸
受案内愼購にレーザ干渉計と制御卸機博を組み会わせ、
レーザ干渉計で誤差を測定し、軸受部を制御機構で制御
卸して誤差を補正する方法が用いられできた。しかし、
ステージ等の進行方向以外の誤差方向成分をレーザ干渉
計で測定するためにはその成分方向Ｉこレーザ干渉計を
必要とし、又進行方向に垂直な誤差成分を測定する為の
レーザビームが照射される点はステージの運動と共に移
動するので、基準面をステージの長さ一杯までとらねば
ならず、更に高ｎ度な直進運動かこの基準面の長さに制
限されるという欠点があった。
本発明の目的は前述従来例の欠点を解消し、ステージの
位置に照射点が影響されないステージの進行方向に平行
なビームのみを用いてステージの進行方向以外の誤差方
行成分すべてを測定でき、同時にその誤差方向を容易識
別できる変位・回転検出方法を提供する事にある。
位置に照射点が影響されないステージの進行方向に平行
なビームのみを用いてステージの進行方向以外の誤差方
行成分すべてを測定でき、同時にその誤差方向を容易識
別できる変位・回転検出方法を提供する事にある。
第１図と第４図に本発明の１番目の実施例を示す。第１
図は誤差測定部の斜視図で１は光源であるところのレー
ザ発振器、４はレーザビーム−！Ｅ−２本の平行ビーム
にする平行プリズム、５はレーザビームの断面形状をリ
ング吠１ｃ変換する光学素子（アキシコ／）、６と７は
受光素子基板、６ａ〜６ｄ及び７ａ〜７ｄはそれぞ几受
元素子基板６，７上に配置された元アレイセ／す、１０
はセンサ一部を保持するセンサハウジングである。図に
は示していないがハウジング１０はステージ上に、レー
ザ発振器ｌと平行プリズム４とアキシコン５は固定基板
上に設置さｎている。ステージは矢印方向に移動可能で
ある。
図は誤差測定部の斜視図で１は光源であるところのレー
ザ発振器、４はレーザビーム−！Ｅ−２本の平行ビーム
にする平行プリズム、５はレーザビームの断面形状をリ
ング吠１ｃ変換する光学素子（アキシコ／）、６と７は
受光素子基板、６ａ〜６ｄ及び７ａ〜７ｄはそれぞ几受
元素子基板６，７上に配置された元アレイセ／す、１０
はセンサ一部を保持するセンサハウジングである。図に
は示していないがハウジング１０はステージ上に、レー
ザ発振器ｌと平行プリズム４とアキシコン５は固定基板
上に設置さｎている。ステージは矢印方向に移動可能で
ある。
上記構成において、レーザ光源１より発振されたレーザ
ビームは、平行プリズム４によって、２本のレーザビー
ムに分けられ、ざら憂こアキシコン５によって断面がり
／グ状となった２本のレーザビームにｆ換され、センナ
ハウジング１０１Ｆ３でそれぞれ受光素子基板６．７上
に入射し十字に並んだ元アレイセンサ、６ａ〜６ｄ、７
ａ〜７ｄ によってそれぞれの長さ方向リング片位置が
検出され、結果的に基板上のビーム位置が検出される。
ビームは、平行プリズム４によって、２本のレーザビー
ムに分けられ、ざら憂こアキシコン５によって断面がり
／グ状となった２本のレーザビームにｆ換され、センナ
ハウジング１０１Ｆ３でそれぞれ受光素子基板６．７上
に入射し十字に並んだ元アレイセンサ、６ａ〜６ｄ、７
ａ〜７ｄ によってそれぞれの長さ方向リング片位置が
検出され、結果的に基板上のビーム位置が検出される。
一般にステージに第２図Ｉこ示す様な座標を設定し、ス
テージを同図矢印の方向、即ちＸａ万同へ送ると他の５
自由度の運動、即ちｙ軸、２軸方向の並進運動％Ｘ＠１
３’軸、２軸まわりの回軸運動が発生する。第２図にＸ
軸、ｙ軸ｔｚ＠丈わりの回転方向をそｎぞれ”Ｘ＋’Ｙ
、’Ｎで表わす。
テージを同図矢印の方向、即ちＸａ万同へ送ると他の５
自由度の運動、即ちｙ軸、２軸方向の並進運動％Ｘ＠１
３’軸、２軸まわりの回軸運動が発生する。第２図にＸ
軸、ｙ軸ｔｚ＠丈わりの回転方向をそｎぞれ”Ｘ＋’Ｙ
、’Ｎで表わす。
第１図の構成に於てステージが上記５自由度のａｍ＋行
った場合の、受光基板上に入射しているリング状し−ザ
元の位置の変化を第３図に示す。
った場合の、受光基板上に入射しているリング状し−ザ
元の位置の変化を第３図に示す。
図中破線は運動前のリング位置、実線は運動後のリング
位置を表わしている。図かられかる様にｙ方向ａ！方向
の変位−！ 方向ガ 方向の回転それぞれについて受光
素子基板６，７におけるり／グ位置の変化パターンが異
なる。従って元アレイセンチでり／グ位置の変化と同時
にこの変化パターンを検出する事でどの運動成分方向に
どれだけ変化した力）を測定する事ができる。
位置を表わしている。図かられかる様にｙ方向ａ！方向
の変位−！ 方向ガ 方向の回転それぞれについて受光
素子基板６，７におけるり／グ位置の変化パターンが異
なる。従って元アレイセンチでり／グ位置の変化と同時
にこの変化パターンを検出する事でどの運動成分方向に
どれだけ変化した力）を測定する事ができる。
第４図に本実施例の制御系のブロック線図を示す０図中
、１１はステージ本体、１３はガイド、１４はアクチュ
エータ、人はセ／サカ）ら送られてきた信号を変換、増
幅等処理するエラー信号検出部、Ｂはエラー信号を一定
の指令に従って演算処理する演算部と指令部、Ｃは送ら
れてきた信号によりアクチュエータ１４を操作するアク
チュエーメドライバ部である。ステージが移動し、姿勢
が変化すると基準となるレーザ元からのずれが光センナ
上に生じ、この信号を検出し、適当な演算処理を行ない
、姿勢を補正すべく指令を出し、ドライバを介してステ
ージに属するアクチュエータヲ動かすことによりステー
ジは高精度な運動を行なう事が可能になる。
、１１はステージ本体、１３はガイド、１４はアクチュ
エータ、人はセ／サカ）ら送られてきた信号を変換、増
幅等処理するエラー信号検出部、Ｂはエラー信号を一定
の指令に従って演算処理する演算部と指令部、Ｃは送ら
れてきた信号によりアクチュエータ１４を操作するアク
チュエーメドライバ部である。ステージが移動し、姿勢
が変化すると基準となるレーザ元からのずれが光センナ
上に生じ、この信号を検出し、適当な演算処理を行ない
、姿勢を補正すべく指令を出し、ドライバを介してステ
ージに属するアクチュエータヲ動かすことによりステー
ジは高精度な運動を行なう事が可能になる。
ビームがステージの進行方向に平行なので、ステージの
前記５自由匿運動が発生しない限り、ステージがどこに
移動してもビームは基板６，７上の同じ位置に入射する
。従ってステージの長ストロークの高精度直進運動が可
能である。又ビームの方向は１方向でよいので誤差測定
装置が簡単である０アキシコンでリング状にしたビーム
を十字に並べたアレイ状七ンサーで検出しているので単
に出射レーザビームをそのまま元電板等に入射する場合
よりも少ない光電素子数でビーム位置検出ができ、元ア
レイセンサの並び方向に略一致するリングの厚みは充分
小さくできるので元アレイセンサによる位置検出精度を
充分上げる事ができる。
前記５自由匿運動が発生しない限り、ステージがどこに
移動してもビームは基板６，７上の同じ位置に入射する
。従ってステージの長ストロークの高精度直進運動が可
能である。又ビームの方向は１方向でよいので誤差測定
装置が簡単である０アキシコンでリング状にしたビーム
を十字に並べたアレイ状七ンサーで検出しているので単
に出射レーザビームをそのまま元電板等に入射する場合
よりも少ない光電素子数でビーム位置検出ができ、元ア
レイセンサの並び方向に略一致するリングの厚みは充分
小さくできるので元アレイセンサによる位置検出精度を
充分上げる事ができる。
＠１図の実施例の誤差測定装置の構成ζこするとＸ紬よ
りりの旦伝方向ダＸ の変化は検出しにくく、恢出器の
位置や回転中心位置によっては他の運動成分変化のパタ
ーンと同様のパターンが出る場合も考えつる。第５図ζ
こ示Ｔ２番目の実施例ではこの問題も解消できる。
りりの旦伝方向ダＸ の変化は検出しにくく、恢出器の
位置や回転中心位置によっては他の運動成分変化のパタ
ーンと同様のパターンが出る場合も考えつる。第５図ζ
こ示Ｔ２番目の実施例ではこの問題も解消できる。
第５図１こおいて第１図の部材と同じ部材には同じ表示
記号を記載した。２はレーザ元８２方向に分Ｎｕ ｆる
ビームスプリッタ、３はレーザ元の進行方向を折り曲げ
るビームペンダでビームスプリッタ２とビームペンダ３
は２本の平行レーザ光を作るように配置さ几ている。４
°は４と同じ平行プリズム、５′は５と同じアキ７コン
、８ａ〜８ｄ、９ａ〜９ｄはそれぞｎ６ａ〜６ｄ、７ａ
〜７ｄ ＃こ対厄する元アレイセンサ、１０Ｉは１０と
同じセンサーハウジングである。ハウジング１０．１０
’は靜圧案内型のリニアステージ本体１１に設置されて
いる。１２はステージ駆動用リニアモータである。
記号を記載した。２はレーザ元８２方向に分Ｎｕ ｆる
ビームスプリッタ、３はレーザ元の進行方向を折り曲げ
るビームペンダでビームスプリッタ２とビームペンダ３
は２本の平行レーザ光を作るように配置さ几ている。４
°は４と同じ平行プリズム、５′は５と同じアキ７コン
、８ａ〜８ｄ、９ａ〜９ｄはそれぞｎ６ａ〜６ｄ、７ａ
〜７ｄ ＃こ対厄する元アレイセンサ、１０Ｉは１０と
同じセンサーハウジングである。ハウジング１０．１０
’は靜圧案内型のリニアステージ本体１１に設置されて
いる。１２はステージ駆動用リニアモータである。
前記構成において、レーザ光源１より発振されたレーザ
元はビームスプリッタ２Ｉこよって２方向に分割さ几、
透過光は平行プリズム４７ｉ−経てアキンコ１５に入り
ｌ！？面をリング状に変換さｉｔでセンサハウジング１
０内の受光素子基板６，７上に入射し、元アレイセンサ
６ａ〜６ｄ、７ａ〜７ｄ で検出される。同様（こ反
射光もど一ムベンダ３で反射し、平行プリズム４１１ア
キ７コン５１ヲ姪て、光アレイセンサ８ａ〜８ｄ、９ａ
、９ｄ で検出される。
元はビームスプリッタ２Ｉこよって２方向に分割さ几、
透過光は平行プリズム４７ｉ−経てアキンコ１５に入り
ｌ！？面をリング状に変換さｉｔでセンサハウジング１
０内の受光素子基板６，７上に入射し、元アレイセンサ
６ａ〜６ｄ、７ａ〜７ｄ で検出される。同様（こ反
射光もど一ムベンダ３で反射し、平行プリズム４１１ア
キ７コン５１ヲ姪て、光アレイセンサ８ａ〜８ｄ、９ａ
、９ｄ で検出される。
センナハウジングｌ ０ 、１０’はリニアステージの
駆動方向１こむかつて左右対称に立置してステージ本体
上に設置されでいる。この場合の、駆動方向以外の５自
由度達鯛に伴う基板６，７，８．９ 上のリングの変
化例を第６図に示す。この図カ）られかるようＥこ、ｙ
方向と２方向の変位、ＸｐＹｍＺ：Ｉ’１１まわりの回
転それぞ几の場合で４枚の基板上のり／グ装置の変化パ
ターンが異なる。従って変化量と変化パターンを同時検
出してどの方向ｉこと几だけ変化したかを一度に測定ｏ
Ｔ能である。
駆動方向１こむかつて左右対称に立置してステージ本体
上に設置されでいる。この場合の、駆動方向以外の５自
由度達鯛に伴う基板６，７，８．９ 上のリングの変
化例を第６図に示す。この図カ）られかるようＥこ、ｙ
方向と２方向の変位、ＸｐＹｍＺ：Ｉ’１１まわりの回
転それぞ几の場合で４枚の基板上のり／グ装置の変化パ
ターンが異なる。従って変化量と変化パターンを同時検
出してどの方向ｉこと几だけ変化したかを一度に測定ｏ
Ｔ能である。
第７図に３番目の実施列を示Ｔ０同一において第１図、
第５図の部材と同じ部材については同じ員示記号を記載
しである。センサノ）クジング１０゜１０叫ま直動式磁
気軸受案内の軸受本体１１舅こ設置されている。１５は
電磁石、１３ａ はガイドである。
第５図の部材と同じ部材については同じ員示記号を記載
しである。センサノ）クジング１０゜１０叫ま直動式磁
気軸受案内の軸受本体１１舅こ設置されている。１５は
電磁石、１３ａ はガイドである。
センナハウジング１０ 、１０’は軸受本体１１’上の
上下対称な位置１こ設置されており前記５自由度運動に
伴なう４つの基板上のリング変化は２番目の実施例の時
と同様第６図のようなパターンになる。
上下対称な位置１こ設置されており前記５自由度運動に
伴なう４つの基板上のリング変化は２番目の実施例の時
と同様第６図のようなパターンになる。
従って同様に変化方向変化量同時測定が可能である。直
動式の磁気軸受なので電磁石の電流を制御する事により
アクチュエータなしの補正操作ができる。
動式の磁気軸受なので電磁石の電流を制御する事により
アクチュエータなしの補正操作ができる。
第８図に４番目の実施例を示す。同図において第１図、
第５図、第７図の部材と同じ部材については同じ表示記
号を記載しである。Ｔ 、 ９１は透明な部材より成る
光電素子基板、６ａＩ〜６ｄｌと８ａｌ〜８ｄＭ！そｎ
ぞれ光アレイセンサ７ ａ１〜７ｄ’ 、 ９ａ’〜９
ｄｌと４５°の角度を成すように基板６’ 、 ８’
上に並べられた元アレイセンサである。
第５図、第７図の部材と同じ部材については同じ表示記
号を記載しである。Ｔ 、 ９１は透明な部材より成る
光電素子基板、６ａＩ〜６ｄｌと８ａｌ〜８ｄＭ！そｎ
ぞれ光アレイセンサ７ ａ１〜７ｄ’ 、 ９ａ’〜９
ｄｌと４５°の角度を成すように基板６’ 、 ８’
上に並べられた元アレイセンサである。
レーザ発振器１より出射したビームはビームスプリッタ
２で２本に分けられ、透過光はそのまま、反射光はビー
ムペンダ３で透過光に平行にされてアキ７コン５，５＋
を通過し、断面をリング状に変換されてそれぞｎ基板７
°９ｇに入射する。入射ビームリングのうち、光アレイ
センサ７ａ“〜７ｄ１゜９ ａ１〜９ｄｌ に当たっ
た部分は遮られるが、その他の部分は透明な基板７’
、 ９’を通過し、それぞｒｔ、基板５１ 、８１に入
射する。
２で２本に分けられ、透過光はそのまま、反射光はビー
ムペンダ３で透過光に平行にされてアキ７コン５，５＋
を通過し、断面をリング状に変換されてそれぞｎ基板７
°９ｇに入射する。入射ビームリングのうち、光アレイ
センサ７ａ“〜７ｄ１゜９ ａ１〜９ｄｌ に当たっ
た部分は遮られるが、その他の部分は透明な基板７’
、 ９’を通過し、それぞｒｔ、基板５１ 、８１に入
射する。
基板６’ 、 ８’上の元アレイセ／す６ａ’〜６ｄ’
、 ８ａ’〜８ｄｌはそれぞれ元アレイセ／す７ ａ
’ 〜７ ｄ’ 、 ９ ａ’９ｄｌと４５＠ずらして
並べである。基板７“ ９１上の元アレイセンチで影に
なったリング部分が考えつるステージ１１の運動の範囲
内で元アレイセ／す６ａ”〜６ｄ’ 、 ８ａ’〜８ｄ
’上には米ず、常に基板Ｔ。
、 ８ａ’〜８ｄｌはそれぞれ元アレイセ／す７ ａ
’ 〜７ ｄ’ 、 ９ ａ’９ｄｌと４５＠ずらして
並べである。基板７“ ９１上の元アレイセンチで影に
なったリング部分が考えつるステージ１１の運動の範囲
内で元アレイセ／す６ａ”〜６ｄ’ 、 ８ａ’〜８ｄ
’上には米ず、常に基板Ｔ。
グを通過したリング部分が検知されるよう対向する光ア
レイセンサの間隔は十分とっである。従って１本のり／
グ状ビームを２組の十字枕元アレイセンサで検出する事
が可能になり、１〜３番目の実施例に比較して構造が簡
単かつ小型になる。又２〜３番目の実施例では１つのハ
ウジング内に２枚の基板をｙ方向ないし２方向にずらし
て設置する為、＃エ 方向の回転が行なわ几た場合この
２枚の基板上のり／グの変化量が互いＩこ異なる値をと
り、これに他の方向の運動が加わった場合の変化パター
ンが複雑だった。この４番目の実施例では１つのハウジ
ング内の２枚の基板はｙ方向、２方向にずれがなくω！
方向の回転が行なわれた場合も２枚の基板上のリング
の変化量は等しく、他の方向の運動が加わった場せの変
化パターンも複雑にはならない。４４目の実施例１こお
りる、駆動方向以外の５自由度達！＠に伴う基板６’、
７’、 ８′、 ９’上のリングの変化例を第９図１
こ示す。基板６′、８°の元アレイセンサの位置は異な
るがリングの変化パターンは第６図と変わらない。
レイセンサの間隔は十分とっである。従って１本のり／
グ状ビームを２組の十字枕元アレイセンサで検出する事
が可能になり、１〜３番目の実施例に比較して構造が簡
単かつ小型になる。又２〜３番目の実施例では１つのハ
ウジング内に２枚の基板をｙ方向ないし２方向にずらし
て設置する為、＃エ 方向の回転が行なわ几た場合この
２枚の基板上のり／グの変化量が互いＩこ異なる値をと
り、これに他の方向の運動が加わった場合の変化パター
ンが複雑だった。この４番目の実施例では１つのハウジ
ング内の２枚の基板はｙ方向、２方向にずれがなくω！
方向の回転が行なわれた場合も２枚の基板上のリング
の変化量は等しく、他の方向の運動が加わった場せの変
化パターンも複雑にはならない。４４目の実施例１こお
りる、駆動方向以外の５自由度達！＠に伴う基板６’、
７’、 ８′、 ９’上のリングの変化例を第９図１
こ示す。基板６′、８°の元アレイセンサの位置は異な
るがリングの変化パターンは第６図と変わらない。
第１０図に５番目の実施例を示す。同図において第１図
、第５図、第７図、第８図の部材と同じ部材については
同じ表示記号を記載しである。
、第５図、第７図、第８図の部材と同じ部材については
同じ表示記号を記載しである。
１７．１９はステージ１１の進行方向に４５１１傾向し
て・・ウジングに設ｉｆさ几ている受光素子基板、１６
．１８はそれぞれ受光素子基板１７．１９に入射した図
中のビームが略反射する位置に受光素子基板１７．１９
と４５°の角に’ｅ成すようハウジング（こ設置されて
いる受光素子基板である。
て・・ウジングに設ｉｆさ几ている受光素子基板、１６
．１８はそれぞれ受光素子基板１７．１９に入射した図
中のビームが略反射する位置に受光素子基板１７．１９
と４５°の角に’ｅ成すようハウジング（こ設置されて
いる受光素子基板である。
基板１７．１９の表面−こは基板に密着してハーフミ°
ツーが設置しである。バー７ミ之−は入射光か透過時に
なるべく屈折しないよう十分厚さを小さくしている。基
板１７．１９上のハーフミラ−（こそれぞれ入射したビ
ームは２本に分けられ透過光はそのまま密着した基板上
の元アレイセンサ１７ａ〜１７ｄ、１９ａ〜１９ｄ
に検知される。一方反射元はハーフミラ−に４５°傾斜
した基板１６．１８にそれぞれ入射し元アレイセンサ１
６ａ〜１６ｄ、１８ａ〜１８ｄ に受光さ几る。この
場合の駆動方向以外の５自由度運動に伴う基板１６．１
７，１８．１９ 上のリングの賀化例を第１１図に示す
。第６図と異なり、”Ｙ 方向及び＃２ 方向回転時に
基板１７．１９上のリングの位置は変化しない。しかし
、各運動ごとの４板の基板上のリングの位置の変化パタ
ーンはそれぞれ異なるので２〜４番目の実施例同様変化
方向変化量同時測定が可能である。また＃工方向回転時
のパターン複雑化もなく、第４の実施例よりもさらに装
置ｉ８小型化でき、ステージ上の小区域のみの変位・角
度測定が可能である。
ツーが設置しである。バー７ミ之−は入射光か透過時に
なるべく屈折しないよう十分厚さを小さくしている。基
板１７．１９上のハーフミラ−（こそれぞれ入射したビ
ームは２本に分けられ透過光はそのまま密着した基板上
の元アレイセンサ１７ａ〜１７ｄ、１９ａ〜１９ｄ
に検知される。一方反射元はハーフミラ−に４５°傾斜
した基板１６．１８にそれぞれ入射し元アレイセンサ１
６ａ〜１６ｄ、１８ａ〜１８ｄ に受光さ几る。この
場合の駆動方向以外の５自由度運動に伴う基板１６．１
７，１８．１９ 上のリングの賀化例を第１１図に示す
。第６図と異なり、”Ｙ 方向及び＃２ 方向回転時に
基板１７．１９上のリングの位置は変化しない。しかし
、各運動ごとの４板の基板上のリングの位置の変化パタ
ーンはそれぞれ異なるので２〜４番目の実施例同様変化
方向変化量同時測定が可能である。また＃工方向回転時
のパターン複雑化もなく、第４の実施例よりもさらに装
置ｉ８小型化でき、ステージ上の小区域のみの変位・角
度測定が可能である。
１〜３番目の実施例１こおいて図では〕１ウジング内の
２枚の基板は２方向にずらしであるか、ｙ方向にずらす
構成にしてもかよりない０４番目の実施例においてレー
ザ発振器側から見て手前の基板上の光アレイセンチと奥
の基板上の光アレイセンチとのすｎ方は手前の光アレイ
センチの影が考えつるステージの運動の範囲内で英の光
アレイセ／す上に米ないようなものであわばどのような
形でもかまわない。５曽目の実施例において進行方向に
対して４５°傾斜しているハーフミラ−の反射光を受け
る基板がハウジング側面側や底面側にある構成であって
もよい。またハーフミラ−をつけずに填料基板を全反射
ミラーで形成し、反射光を受ける基板の光アレイセンチ
の並び万を４番目の実施例のように傾斜基板の元アレイ
センサの並び方とずらす構成にしてもかまわない。全実
施例でアキ７コンを用いてビームの？ｔｒ面形状をリン
グ状ｌコしているカＴ本発明の範囲内であわばビームの
断面形状はどのようなものでもよい。例えば、レーザ光
の断面強度分布は第１２図のととくガウス分布をしてい
るので、ある強度の点を元アレイセンサで検出Ｔるよう
にすれば記載の実施例と同様の効果が得られる。基板上
の光電素子の配列は実施例の効果を損なわない範囲で十
字以外Ｉこもあらゆる形が可能である。レーザ発振器等
と受ｙｔ、部を逆に設置してもよい。
２枚の基板は２方向にずらしであるか、ｙ方向にずらす
構成にしてもかよりない０４番目の実施例においてレー
ザ発振器側から見て手前の基板上の光アレイセンチと奥
の基板上の光アレイセンチとのすｎ方は手前の光アレイ
センチの影が考えつるステージの運動の範囲内で英の光
アレイセ／す上に米ないようなものであわばどのような
形でもかまわない。５曽目の実施例において進行方向に
対して４５°傾斜しているハーフミラ−の反射光を受け
る基板がハウジング側面側や底面側にある構成であって
もよい。またハーフミラ−をつけずに填料基板を全反射
ミラーで形成し、反射光を受ける基板の光アレイセンチ
の並び万を４番目の実施例のように傾斜基板の元アレイ
センサの並び方とずらす構成にしてもかまわない。全実
施例でアキ７コンを用いてビームの？ｔｒ面形状をリン
グ状ｌコしているカＴ本発明の範囲内であわばビームの
断面形状はどのようなものでもよい。例えば、レーザ光
の断面強度分布は第１２図のととくガウス分布をしてい
るので、ある強度の点を元アレイセンサで検出Ｔるよう
にすれば記載の実施例と同様の効果が得られる。基板上
の光電素子の配列は実施例の効果を損なわない範囲で十
字以外Ｉこもあらゆる形が可能である。レーザ発振器等
と受ｙｔ、部を逆に設置してもよい。
本発明により、ステージの移動距離の影Ｖを受けずステ
ージのすべてのｆｉＬｌｌｔで高精度な変位・角度検出
が可能かつ同時にその変位方間・角度方向の答易な識別
が９罷になった。
ージのすべてのｆｉＬｌｌｔで高精度な変位・角度検出
が可能かつ同時にその変位方間・角度方向の答易な識別
が９罷になった。
第１図は本発明の１番目の実施例の誤差測定装置の斜視
図、第２図は移動体の移動方向ｔこ対する他の５自由度
の方向関係を示す座標図、第３図は１番目の実施例にお
いて前記５自由度の運動が行なわれた場合の受光素子基
板上に入射しているす。 ング状し−ザ元の位置変化のパターン図、第４図は１番
目の実施例の制御系のブロック線図、第５図は本発明の
２番目の実施例の斜視図、第６図は２誉目の実施例にお
いて前記５自由度の運動が行なわれた場合の受光素子基
板上に入射しているリング状レーザ光の位置変化のパタ
ーン図、第７図は本発明の３番目の実施例の斜視図、第
８図は本発明の４番目の実施例の斜視図、第９図は４番
目の実施例において前記５自由度の運動が行なわｎた場
合の受光素子基板上に入射しているリング状レーザ光の
位置変化のパターン図、第１Ｏ図は本発明の５番目の実
施例の斜視図、第１１図は５番目の実施例において前記
５自由度の運動が行なわｎた場曾の受光素子基板上に入
射しているリング状レーザ光の位置変化のパターン図、
第１２図はレーザビームの断面強度分布の１例の説明図
であるＯ 図中； １：レーザ発振器 ２：ビームスプリツタ３：ビームペ
ンダ ４：平行プリズム ５ニアキシコン ロ、７，８，９，６・、Ｔ、８°、９Ｉ：受光素子基板
６ａ〜６ｄ 、７ａ〜７ｄ 、 ８ａ〜８ｄ 。 ８ ａ’ 〜８ ｄ’ 、 ９ ａ’ 〜９ ｄ’１０
．１０’：センサハウジング １１：リニアステージ本体 １２：リニアモータ １３．１３’：静圧軸受ガイド １３ａ ：磁気軸受ガイド １４．１４’：微動アクチュエータ １５：’ｒｉｍ石
１６．１７，１８，１９ ：受光素子基板１６ａ〜１
６ｄ＋１７ａ〜１７ｄ＋１８ａ〜１８ｄ＋１９ａ〜１９
ｄ ：元アレイセンサ である。
図、第２図は移動体の移動方向ｔこ対する他の５自由度
の方向関係を示す座標図、第３図は１番目の実施例にお
いて前記５自由度の運動が行なわれた場合の受光素子基
板上に入射しているす。 ング状し−ザ元の位置変化のパターン図、第４図は１番
目の実施例の制御系のブロック線図、第５図は本発明の
２番目の実施例の斜視図、第６図は２誉目の実施例にお
いて前記５自由度の運動が行なわれた場合の受光素子基
板上に入射しているリング状レーザ光の位置変化のパタ
ーン図、第７図は本発明の３番目の実施例の斜視図、第
８図は本発明の４番目の実施例の斜視図、第９図は４番
目の実施例において前記５自由度の運動が行なわｎた場
合の受光素子基板上に入射しているリング状レーザ光の
位置変化のパターン図、第１Ｏ図は本発明の５番目の実
施例の斜視図、第１１図は５番目の実施例において前記
５自由度の運動が行なわｎた場曾の受光素子基板上に入
射しているリング状レーザ光の位置変化のパターン図、
第１２図はレーザビームの断面強度分布の１例の説明図
であるＯ 図中； １：レーザ発振器 ２：ビームスプリツタ３：ビームペ
ンダ ４：平行プリズム ５ニアキシコン ロ、７，８，９，６・、Ｔ、８°、９Ｉ：受光素子基板
６ａ〜６ｄ 、７ａ〜７ｄ 、 ８ａ〜８ｄ 。 ８ ａ’ 〜８ ｄ’ 、 ９ ａ’ 〜９ ｄ’１０
．１０’：センサハウジング １１：リニアステージ本体 １２：リニアモータ １３．１３’：静圧軸受ガイド １３ａ ：磁気軸受ガイド １４．１４’：微動アクチュエータ １５：’ｒｉｍ石
１６．１７，１８，１９ ：受光素子基板１６ａ〜１
６ｄ＋１７ａ〜１７ｄ＋１８ａ〜１８ｄ＋１９ａ〜１９
ｄ ：元アレイセンサ である。
Claims (4)
- （１）ビーム基準型の変位・回転検出方法において、複
数の２次元状受光手段の出力の組合せにより少なくとも
前記ビームの出射方向に垂直な変位と前記ビームの出射
方向に垂直な軸まわりの回転の方向検出をする事を特徴
とする変位・回転検出方法。 - （２）前記２次元状受光手段が３つ以上あり、前記２次
元状受光手段の出力の組み合わせにより前記ビームに平
行な軸まわりの回転の方向検出をも行なう事を特徴とす
る特許請求の範囲第１項に記載の変位・回転検出方法。 - （３）ビーム基準型の変位・回転検出方法において、光
の進行方向に離れて各々固定配置された複数の受光素子
群により、少なくとも前記光の進行方向に垂直な変位と
前記光の進行方向に垂直な軸まわりの回転とを区別して
検出する事を特徴とした変位・回転検出方法。 - （４）前記光の進行方向に垂直な方向に離れて各々固定
配置された複数の受光素子群により、前記光の進行方向
まわりの回転を区別して検出する事を特徴とした特許請
求の範囲第３項に記載の変位・回転検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60230508A JPH0715367B2 (ja) | 1985-10-15 | 1985-10-15 | 変位・回転検出方法及び姿勢制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60230508A JPH0715367B2 (ja) | 1985-10-15 | 1985-10-15 | 変位・回転検出方法及び姿勢制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6288904A true JPS6288904A (ja) | 1987-04-23 |
| JPH0715367B2 JPH0715367B2 (ja) | 1995-02-22 |
Family
ID=16908855
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60230508A Expired - Fee Related JPH0715367B2 (ja) | 1985-10-15 | 1985-10-15 | 変位・回転検出方法及び姿勢制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0715367B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02504315A (ja) * | 1988-04-28 | 1990-12-06 | プレフテヒニーク ディーテル ブッシュ ウント パルトネル ゲーエムベーハー ウント コムパニー | 参照光、特にレーザ光に関して対象物の参照軸の相対位置を確定するための装置 |
| US6337742B2 (en) | 1988-04-28 | 2002-01-08 | Pruftechnik Dieter Busch Ag | Device for ascertaining the relative position of a reference axis of an object relative to a reference beam, in particular a laser beam |
| JP2011013095A (ja) * | 2009-07-02 | 2011-01-20 | Waseda Univ | 変位計測装置、及び変位計測方法 |
| EP2343499A1 (en) * | 2009-12-29 | 2011-07-13 | PRÜFTECHNIK Dieter Busch AG | Correction of imaging errors in alignment systems with several measurement planes located in succession in the beam path |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4526433Y1 (ja) * | 1966-10-27 | 1970-10-15 | ||
| JPS57178101A (en) * | 1981-04-03 | 1982-11-02 | Philips Nv | Detector for position of body |
-
1985
- 1985-10-15 JP JP60230508A patent/JPH0715367B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4526433Y1 (ja) * | 1966-10-27 | 1970-10-15 | ||
| JPS57178101A (en) * | 1981-04-03 | 1982-11-02 | Philips Nv | Detector for position of body |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02504315A (ja) * | 1988-04-28 | 1990-12-06 | プレフテヒニーク ディーテル ブッシュ ウント パルトネル ゲーエムベーハー ウント コムパニー | 参照光、特にレーザ光に関して対象物の参照軸の相対位置を確定するための装置 |
| US6337742B2 (en) | 1988-04-28 | 2002-01-08 | Pruftechnik Dieter Busch Ag | Device for ascertaining the relative position of a reference axis of an object relative to a reference beam, in particular a laser beam |
| US6356348B1 (en) | 1988-04-28 | 2002-03-12 | Prutechnik Dieter Busch Ag | Device for ascertaining the relative position of a reference axis of an object relative to a reference beam, in particular a laser beam |
| JP2011013095A (ja) * | 2009-07-02 | 2011-01-20 | Waseda Univ | 変位計測装置、及び変位計測方法 |
| EP2343499A1 (en) * | 2009-12-29 | 2011-07-13 | PRÜFTECHNIK Dieter Busch AG | Correction of imaging errors in alignment systems with several measurement planes located in succession in the beam path |
| US8571826B2 (en) | 2009-12-29 | 2013-10-29 | Prüftechnik Dieter Busch AG | Correction of imaging errors in alignment system with several measurement planes located in succession in the beam path |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0715367B2 (ja) | 1995-02-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |