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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024138663
(43)【公開日】2024-10-09
(54)【発明の名称】位置決め装置
(51)【国際特許分類】
G05D 3/12 20060101AFI20241002BHJP
G05B 19/19 20060101ALI20241002BHJP
H01L 21/68 20060101ALI20241002BHJP
【ＦＩ】
G05D3/12 L
G05B19/19 H
H01L21/68 G
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023049254
(22)【出願日】2023-03-27
(71)【出願人】
【識別番号】000219314
【氏名又は名称】東レエンジニアリング株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100142022
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴木 一晃
(74)【代理人】
【識別番号】100196623
【弁理士】
【氏名又は名称】松下 計介
(72)【発明者】
【氏名】酒井 博史
【テーマコード（参考）】
3C269
5F131
5H303
【Ｆターム（参考）】
3C269AB17
3C269BB03
3C269CC01
3C269GG01
3C269JJ09
3C269JJ19
3C269JJ20
3C269MN07
3C269MN14
3C269MN16
3C269MN46
5F131BA12
5F131BA54
5F131CA01
5F131CA02
5F131CA18
5F131DA33
5F131DA42
5F131EA02
5F131EA14
5F131EA15
5F131EA22
5F131EA23
5F131EA24
5F131FA17
5F131FA32
5F131FA33
5F131FA37
5F131KA03
5F131KA14
5F131KA16
5F131KA47
5F131KA72
5F131KB12
5F131KB32
5F131KB53
5F131KB54
5F131KB55
5F131KB56
5H303AA06
5H303BB02
5H303BB03
5H303BB07
5H303BB08
5H303CC01
5H303CC08
5H303DD04
5H303GG11
5H303GG14
5H303HH01
(57)【要約】
【課題】位置決め対象物及び前記位置決め対象物を移動させる移動部が有する外乱要因による影響を抑制し、位置決め精度を向上させた位置決め装置を提供する。
【解決手段】ＸＹ方向移動部３と、撮像装置１２と、撮像装置１２のＸ方向の位置およびＹ方向の位置を計測するＸ方向レーザ干渉計１３ｘ、Ｙ方向レーザ干渉計１３ｙと、ＸＹ位置制御信号ＳをＸＹ方向移動部３に対して出力し、Ｘ方向レーザ干渉計１３ｘ、Ｙ方向レーザ干渉計１３ｙが計測した計測位置Ｐｍを取得する制御部１５と、を有する。目標位置Ｐｔと、計測位置Ｐｍとに基づいて、撮像装置１２のＸ方向の位置およびＹ方向の位置を補正するＸＹ位置補正制御信号ＳｃをＸＹ方向移動部３に対して出力する。
【選択図】図１
【解決手段】ＸＹ方向移動部３と、撮像装置１２と、撮像装置１２のＸ方向の位置およびＹ方向の位置を計測するＸ方向レーザ干渉計１３ｘ、Ｙ方向レーザ干渉計１３ｙと、ＸＹ位置制御信号ＳをＸＹ方向移動部３に対して出力し、Ｘ方向レーザ干渉計１３ｘ、Ｙ方向レーザ干渉計１３ｙが計測した計測位置Ｐｍを取得する制御部１５と、を有する。目標位置Ｐｔと、計測位置Ｐｍとに基づいて、撮像装置１２のＸ方向の位置およびＹ方向の位置を補正するＸＹ位置補正制御信号ＳｃをＸＹ方向移動部３に対して出力する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
基部と、
前記基部に支持され、Ｘ方向の位置および前記Ｘ方向に直交するＹ方向の位置を制御するＸＹ位置制御信号に基づいて、前記基部に対して前記Ｘ方向および前記Ｙ方向に移動可能に構成されるＸＹ方向移動部と、
前記ＸＹ方向移動部に支持される位置決め対象物と、
前記基部に支持され、前記基部に対する前記位置決め対象物の前記Ｘ方向の位置および前記Ｙ方向の位置を計測する対象物位置計測部と、
前記対象物を前記Ｘ方向の目標位置および前記Ｙ方向の目標位置に移動させる前記ＸＹ位置制御信号を前記ＸＹ方向移動部に対して出力し、前記対象物位置計測部が計測した前記対象物の前記Ｘ方向の計測位置および前記Ｙ方向の計測位置を取得する制御部と、
を有する位置決め装置であって、
前記制御部は、
前記Ｘ方向の目標位置および前記Ｙ方向の目標位置と、前記対象物位置計測部から取得した前記Ｘ方向の計測位置および前記Ｙ方向の計測位置とに基づいて、前記位置決め対象物の前記Ｘ方向の位置および前記Ｙ方向の位置を補正する補正位置制御信号を前記ＸＹ方向移動部に対して出力する、
位置決め装置。
前記基部に支持され、Ｘ方向の位置および前記Ｘ方向に直交するＹ方向の位置を制御するＸＹ位置制御信号に基づいて、前記基部に対して前記Ｘ方向および前記Ｙ方向に移動可能に構成されるＸＹ方向移動部と、
前記ＸＹ方向移動部に支持される位置決め対象物と、
前記基部に支持され、前記基部に対する前記位置決め対象物の前記Ｘ方向の位置および前記Ｙ方向の位置を計測する対象物位置計測部と、
前記対象物を前記Ｘ方向の目標位置および前記Ｙ方向の目標位置に移動させる前記ＸＹ位置制御信号を前記ＸＹ方向移動部に対して出力し、前記対象物位置計測部が計測した前記対象物の前記Ｘ方向の計測位置および前記Ｙ方向の計測位置を取得する制御部と、
を有する位置決め装置であって、
前記制御部は、
前記Ｘ方向の目標位置および前記Ｙ方向の目標位置と、前記対象物位置計測部から取得した前記Ｘ方向の計測位置および前記Ｙ方向の計測位置とに基づいて、前記位置決め対象物の前記Ｘ方向の位置および前記Ｙ方向の位置を補正する補正位置制御信号を前記ＸＹ方向移動部に対して出力する、
位置決め装置。
【請求項2】
請求項１に記載の位置決め装置において、
前記位置決め対象物は、
所定の方向の位置を制御する位置制御信号に基づいて、前記ＸＹ方向移動部に対して前記所定の方向に移動可能に構成される所定方向移動部を含み、
前記対象物位置計測部は、
前記所定方向移動部の移動方向の位置を計測可能に構成され、
前記制御部は、
前記所定方向移動部を所定方向の目標位置に移動させる前記位置制御信号を前記所定方向移動部に対して出力する、
位置決め装置。
前記位置決め対象物は、
所定の方向の位置を制御する位置制御信号に基づいて、前記ＸＹ方向移動部に対して前記所定の方向に移動可能に構成される所定方向移動部を含み、
前記対象物位置計測部は、
前記所定方向移動部の移動方向の位置を計測可能に構成され、
前記制御部は、
前記所定方向移動部を所定方向の目標位置に移動させる前記位置制御信号を前記所定方向移動部に対して出力する、
位置決め装置。
【請求項3】
請求項１に記載の位置決め装置において、
前記位置決め対象物は、
前記Ｘ方向および前記Ｙ方向にそれぞれ直交するＺ方向の位置を制御するＺ方向位置制御信号に基づいて、前記ＸＹ方向移動部に対して前記Ｚ方向に移動可能に構成されるＺ方向移動部を含み、
前記対象物位置計測部は、
前記Ｚ方向の位置を制御する前記Ｚ方向位置制御信号に基づいて、前記基部に対してＺ方向に移動可能に構成される計測移動部を含み、
前記制御部は、
前記Ｚ方向移動部をＺ方向の目標位置に移動させる前記Ｚ方向位置制御信号を前記Ｚ方向移動部および前記計測移動部に対して出力し、前記Ｚ方向移動部の前記Ｚ方向の移動に応じて、前記計測移動部によって前記Ｚ方向に移動した前記対象物位置計測部が計測した前記Ｚ方向移動部の前記Ｘ方向の計測位置および前記Ｙ方向の計測位置を取得する、
位置決め装置。
前記位置決め対象物は、
前記Ｘ方向および前記Ｙ方向にそれぞれ直交するＺ方向の位置を制御するＺ方向位置制御信号に基づいて、前記ＸＹ方向移動部に対して前記Ｚ方向に移動可能に構成されるＺ方向移動部を含み、
前記対象物位置計測部は、
前記Ｚ方向の位置を制御する前記Ｚ方向位置制御信号に基づいて、前記基部に対してＺ方向に移動可能に構成される計測移動部を含み、
前記制御部は、
前記Ｚ方向移動部をＺ方向の目標位置に移動させる前記Ｚ方向位置制御信号を前記Ｚ方向移動部および前記計測移動部に対して出力し、前記Ｚ方向移動部の前記Ｚ方向の移動に応じて、前記計測移動部によって前記Ｚ方向に移動した前記対象物位置計測部が計測した前記Ｚ方向移動部の前記Ｘ方向の計測位置および前記Ｙ方向の計測位置を取得する、
位置決め装置。
【請求項4】
請求項３に記載の位置決め装置において、
前記対象物位置計測部は、
前記Ｘ方向の位置および前記Ｙ方向の位置を示すスケール部材、および前記スケール部材における座標を検出するヘッド部材を含み、
前記ヘッド部材または前記スケール部材のうちいずれか一方の部材が前記Ｚ方向移動部に支持され、前記ヘッド部材に支持されていない他方の部材が前記計測移動部に支持され、
前記Ｚ方向移動部の前記Ｚ方向の位置に基づいて、前記計測移動部によって前記スケール部材と前記ヘッド部材との間隔を調整可能に構成される、
位置決め装置。
前記対象物位置計測部は、
前記Ｘ方向の位置および前記Ｙ方向の位置を示すスケール部材、および前記スケール部材における座標を検出するヘッド部材を含み、
前記ヘッド部材または前記スケール部材のうちいずれか一方の部材が前記Ｚ方向移動部に支持され、前記ヘッド部材に支持されていない他方の部材が前記計測移動部に支持され、
前記Ｚ方向移動部の前記Ｚ方向の位置に基づいて、前記計測移動部によって前記スケール部材と前記ヘッド部材との間隔を調整可能に構成される、
位置決め装置。
【請求項5】
請求項３または４に記載の位置決め装置において、
前記制御部は、
前記Ｚ方向位置制御信号に基づく前記Ｚ方向移動部の移動量が所定範囲内である場合、前記計測移動部の前記Ｚ方向の位置を維持するＺ方向位置維持制御信号を前記計測移動部に対して出力する、
位置決め装置。
前記制御部は、
前記Ｚ方向位置制御信号に基づく前記Ｚ方向移動部の移動量が所定範囲内である場合、前記計測移動部の前記Ｚ方向の位置を維持するＺ方向位置維持制御信号を前記計測移動部に対して出力する、
位置決め装置。
【請求項6】
請求項１または２に記載の位置決め装置において、
前記対象物位置計測部は、
前記Ｘ方向および前記Ｙ方向のうちいずれか一方の方向の位置を計測可能、且つ他方の方向の所定範囲内の位置ずれを計測可能に構成される、
位置決め装置。
前記対象物位置計測部は、
前記Ｘ方向および前記Ｙ方向のうちいずれか一方の方向の位置を計測可能、且つ他方の方向の所定範囲内の位置ずれを計測可能に構成される、
位置決め装置。
【請求項7】
請求項１または２に記載の位置決め装置において、
前記位置決め対象物は、
アライメントカメラを有する、
位置決め装置。
前記位置決め対象物は、
アライメントカメラを有する、
位置決め装置。
【請求項8】
請求項１または２に記載の位置決め装置において、
前記位置決め対象物は、
ボンディングヘッドを有する、
位置決め装置。
前記位置決め対象物は、
ボンディングヘッドを有する、
位置決め装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は対象物を位置決めする位置決め装置に関する。
【背景技術】
【0002】
半導体製造装置、インクジェット塗布装置等の製造装置は、基板等を載置するステージと、前記基板等にＩＣチップを接続するボンダ装置、インク等を塗布する塗布装置等の加工装置とを有している。前記製造装置は、ステージ上の基板等に対する加工装置の位置を相対的に位置決めする位置決め装置によってステージまたは加工装置を任意の位置に移動可能に構成されている。前記位置決め装置は、前記ステージまたは前記加工装置をそれぞれ移動させるアクチュエータと、前記アクチュエータを制御する制御装置とを有する。また、前記アクチュエータは、前記ステージまたは前記加工装置の位置を計測する計測装置を有している。前記位置決め装置は、前記計測装置からの計測信号に基づいて前記ステージまたは前記加工装置を目標位置に移動させる。
【0003】
このような位置決め装置は、数μｍ以下の高い位置決め精度が求められる。一方、位置決め装置は、アクチュエータの精度のばらつき、機構部分の摩耗等による経年変化、環境温度による構成部材の熱膨張または熱収縮等により目標位置に対する位置決め位置にずれが生じる。よって、前記製造装置は、前記計測装置の計測値に基づいて前記ステージまたは前記加工装置を目標位置に移動させても所定の精度で位置決めできない可能性がある。そこで、アクチュエータの精度のばらつき、機構部分の摩耗等による経年変化、環境温度による構成部材の熱膨張または熱収縮等によって生じる位置決めのずれを抑制するための位置決め装置が知られている。
【0004】
特許文献１に記載の部品実装装置は、所定位置に位置決めした基板に搭載ヘッドによってピックアップした部品を搭載する。前記部品実装装置は、校正用基板を所定位置に位置決めする位置決め手段と、前記搭載ヘッドによりピックアップした校正用部品を制御データに基づいて前記校正用基板上の目標搭載位置に搭載する校正用部品搭載手段と、前記校正用基板上に搭載された前記校正用部品の実際の搭載位置と前記目標搭載位置とのずれを検出して制御データの校正を行う校正手段とを有する。前記部品実装装置は、前記校正用基板と前記校正用部品とを用いて前記校正用基板に対する前記校正用部品の目標搭載位置と搭載位置とのずれに基づいて前記制御データを校正する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２００８－２２７０４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
特許文献１に記載の部品実装装置の位置決め精度は、制御データに基づいて前記校正用基板上の目標搭載位置に前記校正用部品を搭載する校正用部品搭載手段の構造上の誤差および制御上の誤差等の外乱要因を含んでいる。例えば、特許文献１に記載の部品実装装置は、前記校正用部品搭載手段の剛性が高くない場合、前記制御データの校正によって制御上の誤差を修正しても、搬送物の慣性モーメントの影響による前記校正用部品搭載手段の構造上の誤差が生じ、必要な位置決め精度が得られない場合があった。
【0007】
本発明の目的は、位置決め対象物および前記位置決め対象物を移動させる移動部が有する外乱要因による影響を抑制し、位置決め精度を向上させた位置決め装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明者は、位置決め対象物および前記位置決め対象物を移動させる移動部が有する外乱要因による影響を抑制し、位置決め精度を向上させた位置決め装置の構成について検討した。鋭意検討の結果、本発明者は、以下のような構成に想到した。
【0009】
本発明の実施形態に係る位置決め装置は、基部と、前記基部に支持され、Ｘ方向の位置および前記Ｘ方向に直交するＹ方向の位置を制御するＸＹ位置制御信号に基づいて、前記基部に対して前記Ｘ方向および前記Ｙ方向に移動可能に構成されるＸＹ方向移動部と、前記ＸＹ方向移動部に支持される位置決め対象物と、前記基部に支持され、前記基部に対する前記位置決め対象物の前記Ｘ方向の位置および前記Ｙ方向の位置を計測する対象物位置計測部と、前記対象物を前記Ｘ方向の目標位置および前記Ｙ方向の目標位置に移動させる前記ＸＹ位置制御信号を前記ＸＹ方向移動部に対して出力し、前記対象物位置計測部が計測した前記対象物のＸ方向の計測位置およびＹ方向の計測位置を取得する制御部と、を有する位置決め装置である。
【0010】
前記制御部は、前記Ｘ方向の目標位置および前記Ｙ方向の目標位置と、前記対象物位置計測部から取得した前記Ｘ方向の計測位置および前記Ｙ方向の計測位置とに基づいて、前記位置決め対象物の前記Ｘ方向の位置および前記Ｙ方向の位置を補正するＸＹ位置補正制御信号を前記ＸＹ方向移動部に対して出力する。
【0011】
上述の構成では、前記ＸＹ方向移動部によって移動された位置決め対象物の前記Ｘ方向の計測位置および前記Ｙ方向の計測位置を、例えば、２Ｄスケール等から構成される対象物位置計測部によって取得可能である。よって、本発明の位置決め装置は、前記位置決め対象物の目標位置に対して前記ＸＹ方向移動部が有する構造上の誤差および制御上の誤差等の外乱要因を含まない前記位置決め対象物の位置を把握することができる。これにより、前記位置決め対象物の目標位置と計測位置とから、前記位置決め対象物および前記位置決め対象物を移動させる前記ＸＹ方向移動部が有する外乱要因による影響を抑制し、位置決め精度を向上させることができる。
【0012】
他の観点によれば、本発明の位置決め装置は、以下の構成を含むことが好ましい。前記位置決め対象物は、所定の方向の位置を制御する位置制御信号に基づいて、前記ＸＹ方向移動部に対して前記所定の方向に移動可能に構成される所定方向移動部を含む。前記対象物位置計測部は、前記所定方向移動部の移動方向の位置を計測可能に構成される。前記制御部は、前記所定方向移動部を所定方向の目標位置に移動させる前記位置制御信号を前記所定方向移動部に対して出力する。
【0013】
上述の構成では、前記位置決め装置は、前記所定方向移動部の目標位置に対して前記ＸＹ方向移動部および前記所定方向移動部が有する構造上の誤差および制御上の誤差等の外乱要因を含まない前記所定方向移動部の位置を把握することができる。これにより、前記所定方向移動部の目標位置と計測位置とから前記ＸＹ方向移動部および前記所定方向移動部が有する外乱要因による影響を抑制し、位置決め精度を向上させることができる。
【0014】
他の観点によれば、本発明の位置決め装置は、以下の構成を含むことが好ましい。前記位置決め対象物は、前記Ｘ方向および前記Ｙ方向にそれぞれ直交するＺ方向の位置を制御するＺ方向位置制御信号に基づいて、前記ＸＹ方向移動部に対して前記Ｚ方向に移動可能に構成されるＺ方向移動部を含む。前記対象物位置計測部は、前記Ｚ方向の位置を制御する前記Ｚ方向位置制御信号に基づいて、前記基部に対して前記Ｚ方向に移動可能に構成される計測移動部を含む。前記制御部は、前記Ｚ方向移動部を前記Ｚ方向の目標位置に移動させる前記Ｚ方向位置制御信号を前記Ｚ方向移動部および前記計測移動部に対して出力し、前記Ｚ方向移動部の前記Ｚ方向の移動に応じて、前記計測移動部によって前記Ｚ方向に移動した前記対象物位置計測部が計測した前記Ｚ方向移動部の前記Ｘ方向の計測位置および前記Ｙ方向の計測位置を取得する。
【0015】
上述の構成では、前記対象物位置計測部は、前記計測移動部によって、前記位置決め対象物に含まれる前記Ｚ方向移動部によって、Ｚ方向に移動可能である。前記計測移動部は、前記Ｚ方向移動部の前記Ｚ方向の位置を制御するＺ方向位置制御信号に基づいて前記Ｚ方向に移動する。つまり、前記計測移動部は、前記Ｚ方向移動部の動きに連動している。よって、前記対象物位置計測部は、前記Ｚ方向移動部が前記Ｚ方向に移動しても、前記位置決め対象物の前記Ｘ方向の位置および前記Ｙ方向に位置を計測することができる。これにより、前記位置決め対象物の目標位置と計測位置とから前記ＸＹ方向移動部および前記Ｚ方向移動部が有する外乱要因による影響を抑制し、位置決め精度を向上させることができる。
【0016】
他の観点によれば、本発明の位置決め装置は、以下の構成を含むことが好ましい。前記対象物位置計測部は、前記Ｘ方向の位置および前記Ｙ方向の位置を示すスケール部材、および前記スケール部材の座標を検出するヘッド部材を含む。前記ヘッド部材または前記スケール部材のうちいずれか一方の部材が前記Ｚ方向移動部に支持され、前記ヘッド部材に支持されていない他方の部材が前記計測移動部に支持され、前記Ｚ方向移動部の前記Ｚ方向の位置に基づいて、前記計測移動部によって前記スケール部材と前記ヘッド部材との間隔を調整可能に構成される。
【0017】
上述の構成では、対象物位置計測部は、例えば、前記Ｚ方向移動部に支持されるヘッド部材と、前記基部に支持されるスケール部材とを含む。前記スケール部材は、前記計測移動部によってＺ方向に移動可能に構成される。よって、前記対象物位置計測部は、前記Ｚ方向移動部の前記Ｚ方向への移動によって、前記ヘッド部材が前記Ｚ方向に移動した場合、前記Ｚ方向移動部の前記Ｚ方向への移動に応じて、前記計測移動部によって前記スケール部材を前記Ｚ方向に移動させる。つまり、前記計測移動部は、前記Ｚ方向移動部の動きに連動している。よって、前記対象物位置計測部は、前記ヘッド部材と前記スケール部材との間隔を一定の範囲に保つので、前記Ｚ方向移動部の前記Ｘ方向の位置および前記Ｙ方向の位置を計測可能である。これにより、前記位置決め対象物の目標位置と計測位置とから前記ＸＹ方向移動部および前記Ｚ方向移動部が有する外乱要因による影響を抑制し、位置決め精度を向上させることができる。
【0018】
他の観点によれば、本発明の位置決め装置は、以下の構成を含むことが好ましい。前記制御部は、前記Ｚ方向位置制御信号に基づく前記Ｚ方向移動部の移動量が所定範囲内である場合、前記計測移動部の前記Ｚ方向の位置を維持するＺ方向位置維持制御信号を前記計測移動部に対して出力する。
【0019】
上述の構成では、前記Ｚ方向移動部の移動量が前記対象物位置計測部のＺ方向の計測可能範囲内である場合、前記計測移動部の前記Ｚ方向の位置を維持する。よって、前記対象物位置計測部は、前記Ｚ方向移動部の移動が前記対象物位置計測部のＺ方向の計測可能範囲以下の微小な調整の場合、前記Ｚ方向移動部の移動に追従ないので、移動による計測誤差を抑制することができる。これにより、前記位置決め対象物の目標位置と計測位置とから前記ＸＹ方向移動部および前記Ｚ方向移動部が有する外乱要因による影響を抑制し、位置決め精度を向上させることができる。
【0020】
他の観点によれば、本発明の位置決め装置は、以下の構成を含むことが好ましい。前記対象物位置計測部は、前記Ｘ方向および前記Ｙ方向のうちいずれか一方の方向の位置を計測可能、且つ他方の方向の所定範囲内の位置ずれを計測可能に構成される。
【0021】
上述の構成では、前記ＸＹ方向移動部が前記Ｘ方向または前記Ｙ方向のうちいずれか一方の方向にだけ移動する場合、前記Ｘ方向または前記Ｙ方向のうち移動しない他方の方向における位置ズレを計測可能である。よって、前記対象物位置計測部の設置誤差を補正することができる。これにより、前記位置決め対象物の目標位置と計測位置とから前記位置決め対象物の位置決め精度を向上させることができる。
【0022】
他の観点によれば、本発明の位置決め装置は、以下の構成を含むことが好ましい。前記位置決め対象物は、アライメントカメラを有する。
【0023】
上述の構成では、前記制御部は、前記ＸＹ方向移動部および前記Ｚ方向移動部によって移動されたアライメントカメラの前記Ｘ方向の計測位置および前記Ｙ方向の計測位置を前記対象物位置計測部によって取得可能である。よって、前記位置決め装置は、前記ＸＹ方向移動部および前記位置決め対象物が有する構造上の誤差および制御上の誤差を抑制した状態で前記アライメントカメラを位置付けることができる。これにより、前記所定方向移動部の目標位置と計測位置とから前記ＸＹ方向移動部および前記所定方向移動部が有する外乱要因による影響を抑制し、前記アライメントカメラの位置決め精度を向上させることができる。
【0024】
他の観点によれば、本発明の位置決め装置は、以下の構成を含むことが好ましい。前記対象物位置計測部は、前記Ｘ方向および前記Ｙ方向のうちいずれか一方の方向の位置を計測可能、且つ他方の方向の所定範囲内の位置ずれを計測可能に構成される。
【0025】
上述の構成では、前記制御部は、前記ＸＹ方向移動部およびＺ方向移動部によって移動されたボンディングヘッドの前記Ｘ方向の計測位置と前記Ｙ方向の計測位置を前記対象物位置計測部によって取得可能である。よって、前記位置決め装置は、前記ＸＹ方向移動部および前記位置決め対象物が有する構造上の誤差および制御上の誤差を抑制して前記ボンディングヘッドを位置付けることができる。これにより、前記所定方向移動部の目標位置と計測位置とから前記ＸＹ方向移動部および前記所定方向移動部が有する外乱による影響を抑制し、ボンディングヘッドの位置決め精度を向上させることができる。
【0026】
本明細書で使用される専門用語は、特定の実施形態のみを定義する目的で使用されるのであって、前記専門用語によって発明を制限する意図はない。
【0027】
本明細書において、「含む、備える（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」「含む、備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」または「有する（ｈａｖｉｎｇ）」およびそれらの変形の使用は、記載された特徴、工程、操作、要素、成分、および／または、それらの等価物の存在を特定するが、ステップ、動作、要素、コンポーネント、および／または、それらのグループのうちの１つまたは複数を含むことができる。
【0028】
本明細書において、「取り付けられた」、「接続された」、「結合された」、および／または、それらの等価物は、広義の意味で使用され、“直接的および間接的な”取り付け、接続および結合の両方を包含する。さらに、「接続された」および「結合された」は、物理的または機械的な接続または結合に限定されず、直接的または間接的な電気的接続または結合を含むことができる。
【0029】
他に定義されない限り、本明細書で使用される全ての用語（技術用語および科学用語を含む）は、本発明が属する技術分野の当業者によって一般的に理解される意味と同じ意味を有する。
【0030】
［位置決め対象物］
本明細書において、位置決め対象物とは、移動部によって位置決めされる部材を意味する。前記位置決め対象物は、例えば、基板、素子、部品、校正用の基板、カメラ、エンドエフェクタ等を含む。また、前記位置決め対象物は、アライメントカメラ等の撮像装置、エンドエフェクタ等を移動させる移動部を含む。
本明細書において、位置決め対象物とは、移動部によって位置決めされる部材を意味する。前記位置決め対象物は、例えば、基板、素子、部品、校正用の基板、カメラ、エンドエフェクタ等を含む。また、前記位置決め対象物は、アライメントカメラ等の撮像装置、エンドエフェクタ等を移動させる移動部を含む。
【0031】
［移動部］
本明細書において、移動部とは、位置決め対象物を目標位置に位置決めするために前記位置決め対象部を移動させるアクチュエータを含む移動装置である。前記移動部は、例えば、Ｘ方向およびＹ方向に移動させるＸＹ方向移動部、Ｚ方向に移動させるＺ方向移動部、任意の軸回りに回転するθ方向移動部等を含む。前記移動部は、電動モータ、リニアモータ等の電動アクチュエータ、案内装置、スケール等を含む。
本明細書において、移動部とは、位置決め対象物を目標位置に位置決めするために前記位置決め対象部を移動させるアクチュエータを含む移動装置である。前記移動部は、例えば、Ｘ方向およびＹ方向に移動させるＸＹ方向移動部、Ｚ方向に移動させるＺ方向移動部、任意の軸回りに回転するθ方向移動部等を含む。前記移動部は、電動モータ、リニアモータ等の電動アクチュエータ、案内装置、スケール等を含む。
【0032】
［対象物位置計測部］
本明細書において、対象物位置計測部とは、位置決め対象物の任意の方向の位置を計測する計測装置を意味する。前記対象物位置計測部は、少なくとも一方向における前記位置決め対象物の位置を計測可能である。前記対象物位置計測部は、例えば、スケールに所定の間隔で刻まれた座標を検出して位置情報として出力する装置を意味する。前記対象物位置計測部は、例えば、対象物移動部に搭載されたスケールと、スケールの座標を検出するカメラと、前記カメラが撮像した画像か対象物の位置を算出する処理装置等を含む。または、前記対象物位置計測部は、例えば、前記対象物移動部に搭載された検出器と、移動しない基部に設けられた前記検出器によって座標を検出されるスケールである。前記対象物位置計測部は、例えば光学式または磁気式のリニアスケール、２Ｄスケール等を含む。また、前記対象物位置計測部は、前記対象物移動部に搭載されたＴＥＧ基板、ＴＥＧチップ等を含む。
本明細書において、対象物位置計測部とは、位置決め対象物の任意の方向の位置を計測する計測装置を意味する。前記対象物位置計測部は、少なくとも一方向における前記位置決め対象物の位置を計測可能である。前記対象物位置計測部は、例えば、スケールに所定の間隔で刻まれた座標を検出して位置情報として出力する装置を意味する。前記対象物位置計測部は、例えば、対象物移動部に搭載されたスケールと、スケールの座標を検出するカメラと、前記カメラが撮像した画像か対象物の位置を算出する処理装置等を含む。または、前記対象物位置計測部は、例えば、前記対象物移動部に搭載された検出器と、移動しない基部に設けられた前記検出器によって座標を検出されるスケールである。前記対象物位置計測部は、例えば光学式または磁気式のリニアスケール、２Ｄスケール等を含む。また、前記対象物位置計測部は、前記対象物移動部に搭載されたＴＥＧ基板、ＴＥＧチップ等を含む。
【0033】
［外乱要因］
本明細書において、外乱要因とは、位置決め対象物、前記位置決め対象物を目標位置に位置付ける少なくとも１つ以上の移動部の制御上の誤差および構造上の誤差を意味する。前記外乱要因は、前記移動部の校正によって抑制できるものだけでなく、前記移動部の校正によって抑制できない非線形の誤差を含む。
本明細書において、外乱要因とは、位置決め対象物、前記位置決め対象物を目標位置に位置付ける少なくとも１つ以上の移動部の制御上の誤差および構造上の誤差を意味する。前記外乱要因は、前記移動部の校正によって抑制できるものだけでなく、前記移動部の校正によって抑制できない非線形の誤差を含む。
【0034】
［制御上の誤差］
本明細書において、制御上の誤差とは、移動装置が制御装置からの位置制御信号と、スケールからの計測値とに基づいて目標位置に位置決め対象物を位置付けた際に、前記スケールの分解能、リニアアクチュエータのゲイン等によって生じる実位置と計測位置との誤差または目標位置と計測位置との差を意味する。
本明細書において、制御上の誤差とは、移動装置が制御装置からの位置制御信号と、スケールからの計測値とに基づいて目標位置に位置決め対象物を位置付けた際に、前記スケールの分解能、リニアアクチュエータのゲイン等によって生じる実位置と計測位置との誤差または目標位置と計測位置との差を意味する。
【0035】
［構造上の誤差］
本明細書において、構造上の誤差とは、移動装置が制御装置からの位置制御信号と、スケールからの計測値とに基づいて目標位置に位置決め対象物を位置付けた際に、前記移動装置の部品の加工精度、組立精度等によって生じる前記位置決め対象物の実位置と前記スケールの位置との誤差または目標位置と計測位置との差を意味する。
本明細書において、構造上の誤差とは、移動装置が制御装置からの位置制御信号と、スケールからの計測値とに基づいて目標位置に位置決め対象物を位置付けた際に、前記移動装置の部品の加工精度、組立精度等によって生じる前記位置決め対象物の実位置と前記スケールの位置との誤差または目標位置と計測位置との差を意味する。
【発明の効果】
【0036】
本発明の一実施形態によれば、ＸＹ方向移動部と、前記ＸＹ方向移動部に支持される位置決め対象物と、前記基部に支持され、前記基部に対する前記位置決め対象物の前記Ｘ方向の位置および前記Ｙ方向の位置を計測する対象物位置計測部と、前記対象物を前記Ｘ方向の目標位置および前記Ｙ方向の目標位置に移動させる前記ＸＹ位置制御信号を前記ＸＹ方向移動部に対して出力し、前記対象物位置計測部が計測した前記対象物のＸ方向の計測位置およびＹ方向の計測位置を取得する制御部と、を有する位置決め装置において、前記位置決め対象物の目標位置と計測位置とから前記ＸＹ方向移動部および前記Ｚ方向移動部が有する外乱要因による影響を抑制し、位置決め精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0037】
【発明を実施するための形態】
【0038】
以下で、本発明に係る位置決め装置について図面を参照しながら説明する。各図において、同一部分には同一の符号を付して、その同一部分の説明は繰り返さない。各図中の構成部材の寸法は、実際の構成部材の寸法および各構成部材の寸法比率等を忠実に表していない。なお、以下の本発明の実施の形態の説明において、Ｘ方向およびＹ方向は、水平面上の方向であるものとする。Ｙ方向は、Ｘ方向に対して直交する方向である。Ｚ方向は、Ｘ方向およびＹ方向に対して直交する方向である。本実施形態において、Ｚ方向を鉛直方向として規定する。ただし、この方向の定義により、各実施形態における位置決め装置の使用時の向きを限定する意図はない。
【0039】
また、以下の説明において、“固定”、“接続”、“接合”および“取り付ける”等（以下、固定等）の表現は、部材同士が直接、固定等されている場合だけでなく、他の部材を介して固定等されている場合も含む。すなわち、以下の説明において、固定等の表現には、部材同士の直接的および間接的な固定等の意味が含まれる。
【0040】
［実施形態１］
＜位置決め装置１の構成＞
図１から図３を用いて、本発明に係る位置決め装置の実施形態１である位置決め装置１について説明する。図１は、本発明の実施形態１における位置決め装置１のＹ方向に見た側面図およびＺ方向下方から見た底面図である。図２は、位置決め装置１の位置決め制御Ｓ１における位置制御信号Ｓの伝達を示す制御ブロック図である。図３は、位置決め装置１の補正制御における位置制御信号Ｓおよび位置情報の伝達を示すブロック図である。以下の実施形態において、位置決め装置を作動させる際の周囲の温度である環境温度は、一定であるものとする。
＜位置決め装置１の構成＞
図１から図３を用いて、本発明に係る位置決め装置の実施形態１である位置決め装置１について説明する。図１は、本発明の実施形態１における位置決め装置１のＹ方向に見た側面図およびＺ方向下方から見た底面図である。図２は、位置決め装置１の位置決め制御Ｓ１における位置制御信号Ｓの伝達を示す制御ブロック図である。図３は、位置決め装置１の補正制御における位置制御信号Ｓおよび位置情報の伝達を示すブロック図である。以下の実施形態において、位置決め装置を作動させる際の周囲の温度である環境温度は、一定であるものとする。
【0041】
図１および図２に示すように、位置決め装置１は、位置決め対象物を位置決めする。位置決め装置１は、図示しない半導体製造装置等の製造装置に設けられる。位置決め装置１は、基部２と、ＸＹ方向移動部３を構成するＸ方向移動装置４およびＹ方向移動装置８と、と、位置決め対象物を構成する撮像装置１２と、対象物位置計測部を構成するＸ方向レーザ干渉計１３ｘおよびＹ方向レーザ干渉計１３ｙと、制御部を構成する制御装置１５とを有する。
【0042】
基部２は、ＸＹ方向移動部３を支持する。基部２は、例えば、板状部材である。基部２は、図示しない製造装置に設けられる。基部２は、最も面積が大きい面である取り付け面をＺ方向下方に向けて、図示しない製造装置の上端部に固定される。
【0043】
ＸＹ方向移動部３を構成するＸ方向移動装置４は、位置決め対象物をＸ方向の任意の位置に案内する装置である。Ｘ方向移動装置４は、Ｘ方向電動アクチュエータであるＸ方向リニアモータ５と、Ｘ方向テーブル６と、Ｘ方向スケール７と、図示しないドライバを有している。Ｘ方向移動装置４は、Ｘ方向テーブル６の載置面を下方に向けて、基部２の取り付け面に設けられている。
【0044】
Ｘ方向リニアモータ５は、Ｘ方向テーブル６を移動させる駆動力を発生させるアクチュエータである。Ｘ方向リニアモータ５は、Ｘ方向レール５ａとＸ方向ブロック５ｂと、図示しないＸ方向推力発生装置およびアンプ等を有する。Ｘ方向レール５ａは、基部２に固定されている。Ｘ方向ブロック５ｂは、Ｘ方向レール５ａに沿って移動可能にＸ方向レール５ａに支持されている。
【0045】
Ｘ方向推力発生装置は、電磁力によって推力を発生する。前記Ｘ方向推力発生装置は、固定子と可動子とから構成されている。前記固定子は、Ｘ方向レール５ａに固定されている。前記可動子は、Ｘ方向ブロック５ｂに固定されている。前記Ｘ方向推力発生装置は、前記ベースに対して、Ｘ方向ブロック５ｂがＸ方向レール５ａの延伸方向に移動するように推力を発生する。
【0046】
Ｘ方向テーブル６は、Ｘ方向リニアモータ５によってＸ方向に移動されるテーブルである。Ｘ方向テーブル６は、十分な剛性を有する平板状の部材である。Ｘ方向テーブル６は、Ｘ方向ブロック５ｂに固定されている。Ｘ方向テーブル６には、Ｙ方向移動装置８が搭載される。
【0047】
Ｘ方向スケール７は、Ｘ方向ブロック５ｂの位置を検出する。つまり、Ｘ方向スケール７は、前記ベースに対するＸ方向ブロック５ｂの位置を検出する。Ｘ方向スケール７は、例えば、光学式のリニアスケールである。
【0048】
このように構成されるＸ方向移動装置４は、Ｘ方向ブロック５ｂに固定されたＸ方向テーブル６をＸ方向リニアモータ５によってＸ方向レール５ａの延伸方向における任意の位置に移動可能である。Ｘ方向移動装置４は、制御装置１５から入力される位置制御信号Ｓに含まれるＸ方向位置制御信号ＳｘとＸ方向スケール７の検出値とに基づいて、Ｘ方向リニアモータ５によってＸ方向テーブル６を移動させる。
【0049】
ＸＹ方向移動部３を構成するＹ方向移動装置８は、位置決め対象物をＹ方向の任意の位置に案内する装置である。Ｙ方向移動装置８は、Ｙ方向電動アクチュエータであるＹ方向リニアモータ９と、Ｙ方向テーブル１０と、Ｙ方向スケール１１とを有している。Ｙ方向移動装置８は、Ｙ方向テーブル１０の載置面を下方に向けて、Ｘ方向移動装置４のＸ方向テーブル６に搭載されている。
【0050】
Ｙ方向リニアモータ９は、Ｙ方向テーブル１０を移動させる駆動力を発生させるアクチュエータである。Ｙ方向リニアモータ９は、Ｙ方向レール９ａとＹ方向ブロック９ｂと、図示しないＹ方向推力発生装置と、図示しないドライバを有している。Ｙ方向レール９ａは、Ｘ方向レール５ａの延伸方向に直交するように、Ｘ方向テーブル６に固定されている。Ｙ方向ブロック９ｂは、Ｙ方向レール９ａに沿って移動可能にＹ方向レール９ａに支持されている。
【0051】
Ｙ方向推力発生装置は、電磁力によって推力を発生する。前記Ｙ方向推力発生装置は、固定子と可動子とから構成されている。前記固定子は、Ｙ方向レール９ａに固定されている。前記可動子は、Ｙ方向ブロック９ｂに固定されている。前記Ｙ方向推力発生装置は、Ｘ方向テーブル６に対して、Ｙ方向ブロック９ｂがＹ方向レール９ａの延伸方向に移動するように推力を発生する。
【0052】
Ｙ方向テーブル１０は、Ｙ方向リニアモータ９によってＹ方向に移動されるテーブルである。Ｙ方向テーブル１０は、十分な剛性を有する平板状の部材である。Ｙ方向テーブル１０は、Ｙ方向リニアモータ９のＹ方向ブロック９ｂに固定されている。Ｙ方向テーブル１０には、位置決め対象物が搭載される。
【0053】
Ｙ方向スケール１１は、Ｙ方向推力発生装置の固定子に対する可動子の位置を検出する。つまり、Ｙ方向スケール１１は、Ｘ方向テーブル６に対するＹ方向ブロック９ｂの位置を検出する。Ｙ方向スケール１１は、例えば、光学式のリニアスケールである。
【0054】
このように構成されるＹ方向移動装置８は、Ｙ方向ブロック９ｂに固定されたＹ方向テーブル１０をＹ方向リニアモータ９によってＹ方向レール９ａの延伸方向における任意の位置に移動可能である。Ｙ方向移動装置８は、制御装置１５から入力される位置制御信号Ｓに含まれるＹ方向位置制御信号ＳｙとＹ方向スケール１１の検出値に基づいて、Ｙ方向リニアモータ９によってＹ方向テーブル１０を移動させる。
【0055】
Ｙ方向移動装置８のＹ方向テーブル１０は、Ｙ方向移動装置８のＹ方向リニアモータ９によってＹ方向の任意の位置に移動される。また、Ｙ方向移動装置８は、Ｘ方向移動装置４のＸ方向リニアモータ５によってＸ方向の任意の位置に移動される。よって、Ｙ方向テーブル１０は、Ｘ方向リニアモータ５とＹ方向リニアモータ９とによってＸＹ平面上の任意の位置に移動される。
【0056】
撮像装置１２は、図示しない製造装置が製造する基板等を撮像するアライメントカメラである。撮像装置１２は、例えば、ＣＣＤカメラ等から構成されている。撮像装置１２は、支持部材１２ａを含む。支持部材１２ａは、例えば、手動で撮像装置１２の位置を微調整可能なカエラステージである。支持部材１２ａの基端部は、Ｙ方向テーブル１０に固定されている。支持部材１２ａの先端部は、撮像装置１２に固定されている。撮像装置１２は、Ｙ方向テーブル１０からＺ方向下方に位置する撮影対象を撮影可能に配置されている。よって、撮像装置１２は、Ｙ方向テーブル１０から、支持部材１２ａのＺ方向長さ分だけＺ方向下方に離れて位置している。撮像装置１２は、Ｘ方向リニアモータ５とＹ方向リニアモータ９との可動範囲内においてＸＹ平面上の任意の位置に位置決めされ、Ｙ方向テーブル１０から撮像対象を撮像する。
【0057】
対象物位置計測部は、基部２に対する撮像装置１２のＸ方向の位置およびＹ方向の位置を計測する。前記対象物位置計測部は、例えば、Ｘ方向レーザ干渉計１３ｘおよび反射板１４ｘと、Ｙ方向レーザ干渉計１３ｙおよび反射板１４ｙとによって構成される。Ｘ方向レーザ干渉計１３ｘおよびＹ方向レーザ干渉計１３ｙは、支持部材等を介して基部２に固定されている。また、Ｘ方向レーザ干渉計１３ｘの反射板１４ｘは、撮像装置１２のレンズ近傍に反射面をＸ方向に向けて固定されている。Ｙ方向レーザ干渉計１３ｙの反射板１４ｙは、撮像装置１２のレンズ近傍に反射面をＹ方向に向けて固定されている。
【0058】
Ｘ方向レーザ干渉計１３ｘは、反射板１４ｘにＸ方向からレーザ光を照射するように配置される。Ｘ方向レーザ干渉計１３ｘは、反射板１４ｘに照射したレーザ光と反射板１４ｘに反射したレーザ光との干渉現象を利用して反射板１４ｘのＸ方向の移動量を算出する。Ｙ方向レーザ干渉計１３ｙは、反射板１４ｙにＹ方向からレーザ光を照射するように配置される。Ｙ方向レーザ干渉計１３ｙは、干渉現象を利用して反射板１４ｙのＹ方向の移動量を算出する。
【0059】
このように、Ｘ方向レーザ干渉計１３ｘおよびＹ方向レーザ干渉計１３ｙは、ＸＹ方向移動部３によって位置決めされた撮像装置１２の位置を計測する。Ｘ方向レーザ干渉計１３ｘおよびＹ方向レーザ干渉計１３ｙは、制御装置１５に対して、撮像装置１２の計測位置ＰｍであるＸ方向計測座標ＰｍｘおよびＹ方向計測座標Ｐｍｙを出力する。
【0060】
図１と図２とに示すように、制御部である制御装置１５は、Ｘ方向移動装置４、Ｙ方向移動装置８、撮像装置１２、Ｘ方向レーザ干渉計１３ｘおよびＹ方向レーザ干渉計１３ｙを制御する。制御装置１５は、実体的には、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ等がバスで接続されている。または、制御装置１５は、ワンチップのＬＳＩ等からなる構成であってもよい。制御装置１５は、Ｘ方向移動装置４、Ｙ方向移動装置８、撮像装置１２（図１参照）、Ｘ方向レーザ干渉計１３ｘおよびＹ方向レーザ干渉計１３ｙの動作を制御するために種々のプログラムおよびデータが格納されている。
【0061】
制御装置１５は、Ｘ方向移動装置４およびＹ方向移動装置８に対して、撮像装置１２が搭載されたＹ方向テーブル１０（図１参照）を目標位置Ｐｔに位置付けるための位置制御信号Ｓを出力可能に構成される。目標位置Ｐｔは、Ｘ方向目標座標2ｃおよびＹ方向目標座標Ｐｔｙを含む。位置制御信号Ｓには、目標位置ＰｔおけるＸ方向目標座標Ｐｔｘに対するＸ方向位置制御信号Ｓｘおよび目標位置ＰｔおけるおよびＹ方向目標座標Ｐｔｙに対するＹ方向位置制御信号Ｓｙを含む。
【0062】
制御装置１５は、Ｘ方向移動装置４のＸ方向リニアモータ５（図１参照）を駆動させるドライバおよびＸ方向スケール７と、Ｙ方向移動装置８のＹ方向リニアモータ９（図１参照）を駆動させるドライバおよびＹ方向スケール１１に電気的に接続されている。制御装置１５は、Ｘ方向リニアモータ５のドライバに対して、位置制御信号ＳにおけるＸ方向位置制御信号Ｓｘを送信する。制御装置１５は、Ｘ方向スケール７からＸ方向テーブル６のＸ方向の位置についての計測値を取得する。また、制御装置１５は、Ｙ方向リニアモータ９のドライバに対して、位置制御信号ＳにおけるＹ方向位置制御信号Ｓｙを送信する。制御装置１５は、Ｙ方向スケール７からＹ方向テーブル１０のＹ方向の位置についての計測値を取得する。
【0063】
制御装置１５は、撮像装置１２（図１参照）に電気的に接続されている。制御装置１５は、撮像装置１２に対して、前記撮像対象物を撮像する制御信号を出力する。
【0064】
制御装置１５は、Ｘ方向レーザ干渉計１３ｘおよびＹ方向レーザ干渉計１３ｙに電気的に接続されている。制御装置１５は、Ｘ方向レーザ干渉計１３ｘおよびＹ方向レーザ干渉計１３ｙに対して、撮像装置１２の計測位置Ｐｍを計測する制御信号を出力する。計測位置Ｐｍは、撮像装置１２のＸ方向計測座標ＰｍｘおよびＹ方向計測座標Ｐｍｙを含む。制御装置１５は、Ｘ方向レーザ干渉計１３ｘおよびＹ方向レーザ干渉計１３ｙが計測した撮像装置１２の計測位置ＰｍにおけるＸ方向計測座標ＰｍｘおよびＹ方向計測座標Ｐｍｙを取得する。
【0065】
＜位置決め制御および補正制御＞
図２と図３とに示すように、制御装置１５は、撮像装置１２（図１参照）を目標位置Ｐｔに向かって移動させる位置決め制御Ｓ１と、目標位置Ｐｔおよび計測位置Ｐｍに基づいて、撮像装置１２の位置を補正する補正制御Ｓ２とを実施可能である。
図２と図３とに示すように、制御装置１５は、撮像装置１２（図１参照）を目標位置Ｐｔに向かって移動させる位置決め制御Ｓ１と、目標位置Ｐｔおよび計測位置Ｐｍに基づいて、撮像装置１２の位置を補正する補正制御Ｓ２とを実施可能である。
【0066】
図２に示すように、位置決め制御Ｓ１において、制御装置１５は、ＸＹ方向移動部３に対して、撮像装置１２を目標位置Ｐｔに位置決めするための位置制御信号ＳであるＸ方向位置制御信号ＳｘおよびＹ方向位置制御信号Ｓｙを出力する。
【0067】
制御装置１５は、Ｘ方向スケール７の計測値に基づいて、Ｘ方向テーブル６（図１参照）の位置をＸ方向目標座標Ｐｔｘに一致させるように、Ｘ方向移動装置４に対して、Ｘ方向位置制御信号Ｓｘを出力する。Ｘ方向移動装置４は、Ｘ方向位置制御信号Ｓｘに基づいて、Ｘ方向目標座標Ｐｔｘに向かってＸ方向テーブル６を移動させる。この際、Ｘ方向移動装置４は、Ｘ方向の位置決め精度を低下させる外乱要因であるＸ方向移動装置４の構造上の誤差および制御上の誤差を含んだ状態で、Ｘ方向テーブル６を位置付けている。つまり、Ｘ方向テーブル６のＸ方向の位置は、Ｘ方向移動装置４の構造上の誤差および制御上の誤差を含んでいる。従って、Ｘ方向テーブル６は、外乱要因の影響によりＸ方向目標座標Ｐｔｘに位置していない。
【0068】
制御装置１５は、Ｙ方向スケール１１の計測値に基づいて、Ｙ方向テーブル１０の位置をＹ方向目標座標Ｐｔｙに一致させるように、Ｙ方向移動装置８に対して、Ｙ方向位置制御信号Ｓｙを出力する。Ｙ方向移動装置８は、Ｙ方向位置制御信号Ｓｙに基づいて、Ｙ方向目標座標Ｐｔｙに向かってＹ方向テーブル１０（図１参照）を移動させる。この際、Ｙ方向移動装置８は、Ｙ方向の位置決め精度を低下させる外乱要因であるＹ方向移動装置８の構造上の誤差および制御上の誤差を含んだ状態で、Ｙ方向テーブル１０を位置付けている。つまり、Ｙ方向テーブル１０のＹ方向の位置は、Ｙ方向移動装置８の構造上の誤差および制御上の誤差を含んでいる。従って、Ｙ方向テーブル１０は、外乱要因の影響によりＹ方向目標座標Ｐｔｙに位置していない。
【0069】
Ｘ方向移動装置４に搭載されているＹ方向移動装置８に、支持部材１２ａ（図１参照）を介して支持されている撮像装置１２は、Ｘ方向移動装置４およびＹ方向移動装置８によってＸ方向目標座標ＰｔｘおよびＹ方向目標座標Ｐｔｙに向かって移動される。制御装置１５は、位置決め制御Ｓ１を終了し、補正制御Ｓ２に移行する。
【0070】
撮像装置１２は、Ｘ方向およびＹ方向の位置決め精度を低下させる外乱要因であるＸ方向移動装置４およびＹ方向移動装置８の構造上の誤差および制御上の誤差と、支持部材１２ａの構造上の誤差とを含んだ状態で、Ｘ方向目標座標ＰｔｘおよびＹ方向目標座標Ｐｔｙに一致するように位置付けられている。位置決め装置１は、撮像装置１２の位置ではなく、Ｘ方向テーブル６およびＹ方向テーブル１０の移動方向における位置を制御している。従って、撮像装置１２は、外乱要因の影響により目標位置Ｐｔに位置していない。つまり、撮像装置１２は、Ｘ方向移動装置４の移動方向およびＹ方向移動装置８の移動方向において同一線上に位置していないので、位置決め精度が低下している（アッべの原理参照）。
【0071】
図３に示すように、補正制御Ｓ２において、制御装置１５は、Ｘ方向レーザ干渉計１３ｘおよびＹ方向レーザ干渉計１３ｙに対して、撮像装置１２（図１参照）の位置を計測する制御信号を出力する。Ｘ方向レーザ干渉計１３ｘは、撮像装置１２に設けられた反射板１４ｘ（図１参照）に対してレーザ光を照射する。Ｘ方向レーザ干渉計１３ｘは、反射板１４ｘに照射したレーザ光と反射板１４ｘに反射したレーザ光とに基づいて、撮像装置１２のＸ方向計測座標Ｐｍｘを計測する。Ｘ方向レーザ干渉計１３ｘは、制御装置１５に対して、計測したＸ方向計測座標Ｐｍｘを出力する。Ｘ方向計測座標Ｐｍｘは、Ｘ方向目標座標Ｐｔｘに対して、Ｘ方向移動装置４の構造上の誤差および制御上の誤差と、支持部材１２ａの構造上の誤差を含んだ撮像装置１２のＸ方向座標である。つまり、撮像装置１２のＸ方向の位置は、Ｘ方向移動装置４の構造上の誤差および制御上の誤差を含んでいない。このように、Ｘ方向レーザ干渉計１３ｘは、基部２に対する撮像装置１２の位置を計測する。
【0072】
Ｙ方向レーザ干渉計１３ｙは、撮像装置１２に設けられた反射板１４ｙ（図１参照）に対してレーザ光を照射する。Ｙ方向レーザ干渉計１３ｙは、反射板１４ｙに照射したレーザ光と反射板１４ｙに反射したレーザ光とに基づいて、撮像装置１２のＹ方向計測座標Ｐｍｙを計測する。Ｙ方向レーザ干渉計１３ｙは、制御装置１５に対して、計測したＹ方向計測座標Ｐｍｙを出力する。Ｙ方向計測座標Ｐｍｙは、Ｙ方向目標座標Ｐｔｙに対して、Ｙ方向移動装置８の構造上の誤差および制御上の誤差と、支持部材１２ａの構造上の誤差を含んだ撮像装置１２のＹ方向座標である。つまり、撮像装置１２のＹ方向の位置は、ＸＹ方向移動装置８の構造上の誤差および制御上の誤差を含んでいない。
【0073】
制御装置１５は、目標位置Ｐｔと計測位置Ｐｍとに基づいて、ＸＹ方向移動部３に対して、撮像装置１２の位置を補正する補正位置制御信号Ｓｃを出力する。補正位置制御信号Ｓｃは、Ｘ方向移動装置４の補正位置制御信号であるＸ方向補正位置制御信号Ｓｘｃと、Ｙ方向移動装置８の補正位置制御信号であるＹ方向補正位置制御信号Ｓｙｃとを含む。
【0074】
制御装置１５は、Ｘ方向目標座標ＰｔｘとＸ方向計測座標Ｐｍｘとに基づいて、撮像装置１２の位置をＸ方向目標座標Ｐｔｘに一致させるように、Ｘ方向移動装置４に対して、Ｘ方向補正位置制御信号Ｓｘｃを出力する。Ｘ方向補正位置制御信号Ｓｘｃは、Ｘ方向計測座標Ｐｍｘに位置する撮像装置１２をＸ方向目標座標Ｐｔｘに位置付けるための制御信号である。Ｘ方向移動装置４は、Ｘ方向補正位置制御信号Ｓｘｃに基づいて、Ｘ方向テーブル６の位置を移動させる。
【0075】
制御装置１５は、Ｙ方向目標座標ＰｔｙとＹ方向計測座標Ｐｍｙとに基づいて、撮像装置１２の位置をＹ方向目標座標Ｐｔｙに一致させるように、Ｙ方向移動装置８に対して、Ｙ方向補正位置制御信号Ｓｙｃを出力する。Ｙ方向補正位置制御信号Ｓｙｃは、Ｙ方向計測座標Ｐｍｙに位置する撮像装置１２をＹ方向目標座標Ｐｔｙに位置付けるための制御信号である。Ｙ方向移動装置８は、Ｙ方向補正位置制御信号Ｓｙｃに基づいて、Ｙ方向テーブル６の位置を移動させる。
【0076】
制御装置１５は、目標位置Ｐｔと計測位置Ｐｍとの差が許容範囲内に含まれない場合、ＸＹ方向移動部３に対して、撮像装置１２の位置を補正する補正位置制御信号Ｓｃを出力する。制御装置１５は、目標位置Ｐｔと計測位置Ｐｍとの差が許容範囲内に含まれる場合、補正制御Ｓ２を終了する。
【0077】
このように構成される位置決め装置１は、撮像装置１２をＸ方向目標座標ＰｔｘおよびＹ方向目標座標Ｐｔｙに位置決めするために、基部２に対する撮像装置１２の位置であるＸ方向計測座標ＰｍｘおよびＹ方向計測座標Ｐｍｙに基づいて撮像装置１２を位置決めする。つまり、位置決め装置１は、Ｘ方向移動装置４の構造上の誤差および制御上の誤差と支持部材１２ａの構造上の誤差を含んでいるＸ方向テーブル６の位置と、Ｙ方向移動装置８の構造上の誤差および制御上の誤差と支持部材１２ａの構造上の誤差とを含んでいるＹ方向テーブル６の位置とに基づいて撮像装置１２を位置付けるのではなく、撮像装置１２の位置に基づいて撮像装置１２を位置付けている。よって、位置決め装置１は、撮像装置１２の目標位置Ｐｔに対してＸＹ方向移動部３が有する構造上の誤差および制御上の誤差等の外乱要因を含まない撮像装置１２の位置を把握することができる。これにより、撮像装置１２の目標位置Ｐｔと計測位置Ｐｍとから、撮像装置１２および撮像装置１２を移動させるＸＹ方向移動部３が有する外乱要因による影響を抑制し、位置決め精度を向上させることができる。
【0078】
［実施形態２］
以下に、図４から図６を用いて、本発明に係る位置決め装置の実施形態２に係る位置決め装置１Ａついて説明する。図４は、本発明の実施形態２における位置決め装置１ＡのＹ方向に見た側面図およびＺ方向下方から見た底面図である。図５は、位置決め装置１Ａの位置決め制御における位置制御信号Ｓの伝達を示す制御ブロック図である。図６は、位置決め装置１Ａの補正制御における位置制御信号Ｓおよび位置情報の伝達を示すブロック図である。
以下に、図４から図６を用いて、本発明に係る位置決め装置の実施形態２に係る位置決め装置１Ａついて説明する。図４は、本発明の実施形態２における位置決め装置１ＡのＹ方向に見た側面図およびＺ方向下方から見た底面図である。図５は、位置決め装置１Ａの位置決め制御における位置制御信号Ｓの伝達を示す制御ブロック図である。図６は、位置決め装置１Ａの補正制御における位置制御信号Ｓおよび位置情報の伝達を示すブロック図である。
【0079】
位置決め装置１Ａは、位置決め対象物を構成する撮像装置１６が、Ｚ軸まわりの回転方向であるθｚを所定方向とする所定方向移動部であるθｚ方向移動装置１７を含む点で位置決め装置１と異なる。また、位置決め装置１Ａは、対象物位置計測部が２Ｄスケール１８である点で位置決め装置１と異なる。以下の各実施形態において、実施形態１と同様の構成には同一の符号を付して説明を省略し、実施形態１と異なる部分についてのみ説明する。
【0080】
＜位置決め装置１Ａの構成＞
図４と図５に示すように、位置決め装置１Ａは、基部２と、ＸＹ方向移動部３を構成するＸ方向移動装置４およびＹ方向移動装置８と、位置決め対象物を構成する撮像装置１６と、対象物位置計測部を構成する２Ｄ計測装置１８と、制御部を構成する制御装置１５とを有する。
図４と図５に示すように、位置決め装置１Ａは、基部２と、ＸＹ方向移動部３を構成するＸ方向移動装置４およびＹ方向移動装置８と、位置決め対象物を構成する撮像装置１６と、対象物位置計測部を構成する２Ｄ計測装置１８と、制御部を構成する制御装置１５とを有する。
【0081】
撮像装置１６は、所定方向移動部であるθｚ方向移動装置１７を含む。θｚ方向移動装置１７は、ＸＹ方向移動部３に対して撮像装置１６をＺ軸回りの回転方向であるθｚ方向に移動させる。θｚ方向移動装置１７は、案内部１７ａと、θｚ方向移動部１７ｂと、θｚ方向スケール１７ｃと図示しないθｚ方向リニアモータおよびドライバとを有する。
【0082】
案内部１７ａは、θｚ方向にθｚ方向移動部１７ｂを案内する。θｚ方向移動部１７ｂは、θｚ方向に移動する移動対象物である撮像装置１６が搭載される。θｚ方向移動部１７ｂは、θｚ方向リニアモータ等によって、案内部１７ａに対してθｚ方向に移動される。θｚ方向スケール１７ｃは、案内部１７ａに対するθｚ方向移動部１７ｂの位置を検出する。
【0083】
θｚ方向移動装置１７の案内部１７ａは、Ｙ方向テーブル１０に固定されている。θｚ方向移動装置１７のθｚ方向移動部１７ｂは、撮像装置１６に固定さている。撮像装置１６は、θｚ方向移動装置１７を介してＹ方向テーブル１０からＺ方向下方に位置する撮影対象を撮影可能に配置されている。よって、撮像装置１６は、Ｙ方向テーブル１０から、θｚ方向移動装置１７のＺ方向長さ分だけＺ方向下方に離れて位置している。
【0084】
このように構成されるθｚ方向移動装置１７は、θｚ方向移動部１７ｂに固定された撮像装置１６をリニアモータ等によってθｚ方向における任意の位置に移動可能である。θｚ方向移動装置１７は、制御装置１５から入力される位置制御信号Ｓに含まれるθｚ方向角度制御信号Ｓθｚとθｚ方向スケール１７ｃとの計測値に基づいて、θｚ方向リニアモータ等によってθｚ方向移動部１７ｂを移動させる。撮像装置１６は、Ｘ方向リニアモータ５とＹ方向リニアモータ９との可動範囲内においてＸＹ平面上の任意の位置に位置決めされ、且つθｚ方向移動装置１７によって任意のθｚ方向の位置に位置決めされる。
【0085】
対象物位置計測部は、基部２に対する撮像装置１６のＸ方向の位置、Ｙ方向の位置およびθｚ方向の位置を計測する。前記対象物位置計測部は、例えば、２Ｄ計測装置１８によって構成されている。２Ｄ計測装置１８は、スケール部材である２Ｄスケール１８ａ、ヘッド部材である第１検出ヘッド１８ｂ、第２検出ヘッド１８ｃおよび図示しないドライバによって構成されている。２Ｄスケール１８ａは、第１検出ヘッド１８ｂおよび第２検出ヘッド１８ｃの２次元座標を計測可能な平板状のスケールである。例えば、２Ｄ計測装置１８は、２Ｄスケール１８ａがＸＹ平面上に配置された場合、第１検出ヘッド１８ｂおよび第２検出ヘッド１８ｃのＸ座標およびＹ座標を計測可能である。本実施形態において、２Ｄスケール１８ａは、支持部材等を介して基部２に支持されている。また、２Ｄスケール１８ａは、ＸＹ方向移動部３による撮像装置１６の移動面に平行なＸＹ平面上に計測面をＺ方向上方に向けて位置している。第１検出ヘッド１８ｂおよび第２検出ヘッド１８ｃは、撮像装置１６のレンズ近傍に設けられている。
【0086】
第１検出ヘッド１８ｂおよび第２検出ヘッド１８ｃは、ＸＹ平面上に設けられた２Ｄスケール１８ａにそれぞれレーザ光を照射可能な姿勢で配置されている。２Ｄ計測装置１８は、位置決め制御Ｓ１（図６参照）において、第１検出ヘッド１８ｂから２Ｄスケール１８ａに対して照射したレーザ光によって第１Ｘ方向計測座標Ｐｍｘ１および第１Ｙ方向計測座標Ｐｍｙ１を計測する。更に、２Ｄ計測装置１８は、第２検出ヘッド１８ｃから２Ｄスケール１８ａに対して照射したレーザ光によって第２Ｘ方向計測座標Ｐｍｘ２および第２Ｙ方向計測座標Ｐｍｙ２を計測する。更に、２Ｄ計測装置１８は、計測した第１Ｘ方向計測座標Ｐｍｘ１および第１Ｙ方向計測座標Ｐｍｙ１と、第２Ｘ方向計測座標Ｐｍｘ２および第２Ｙ方向計測座標Ｐｍｙ２とから、Ｘ方向計測座標ＰｍｘおよびＹ方向計測座標Ｐｍｙと、θｚ方向計測角度Ｐｍθｚとを算出する。
【0087】
このように、２Ｄ計測装置１８は、ＸＹ方向移動部３およびθｚ方向移動装置１７によって位置決めされた撮像装置１６の位置を計測する。２Ｄ計測装置１８は、制御装置１５に対して、撮像装置１２の計測位置ＰｍであるＸ方向計測座標Ｐｍｘ、Ｙ方向計測座標Ｐｍｙおよびθｚ方向計測角度Ｐｍθｚを出力する。
【0088】
図４と図５に示すように、制御装置１５は、Ｘ方向移動装置４、Ｙ方向移動装置８、撮像装置１６（図４参照）、θｚ方向移動装置１７、２Ｄ計測装置１８を制御する。制御装置１５は、Ｘ方向移動装置４、Ｙ方向移動装置８、撮像装置１６、θｚ方向移動装置１７、２Ｄ計測装置１８の動作を制御するために種々のプログラムおよびデータが格納されている。
【0089】
制御装置１５は、Ｘ方向移動装置４、Ｙ方向移動装置８およびθｚ方向移動装置１７に対して、撮像装置１６が搭載されたＹ方向テーブル１０を目標位置Ｐｔに位置付けるための位置制御信号Ｓを出力可能に構成される。目標位置Ｐｔは、Ｘ方向目標座標Ｐｔｘ、Ｙ方向目標座標Ｐｔｙおよびθｚ方向目標角度Ｐｔθｚを含む。位置制御信号Ｓには、Ｘ方向目標座標Ｐｔｘに対するＸ方向位置制御信号Ｓｘ、Ｙ方向目標座標Ｐｔｙに対するＹ方向位置制御信号Ｓｙおよびθｚ方向目標角度Ｐｔθｚに対するθｚ方向角度制御信号Ｓθｚを含む。
【0090】
制御装置１５は、θｚ方向移動装置１７の図示しないθｚ方向リニアモータを駆動するドライバおよびθｚ方向スケール１７ｃに電気的に接続されている。制御装置１５は、θｚ方向リニアモータのドライバに対して、位置制御信号Ｓにおけるθｚ方向角度制御信号Ｓθｚを送信する。制御装置１５は、θｚ方向スケール１７ｃからθｚ方向移動部１７ｂのθｚ方向の角度についての計測値を取得する。
【0091】
制御装置１５は、撮像装置１６に電気的に接続されている。制御装置１５は、撮像装置１６に対して、前記撮像対象物を撮像する制御信号を出力する。
【0092】
制御装置１５は、２Ｄ計測装置１８に電気的に接続されている。制御装置１５は、２Ｄ計測装置１８に対して、撮像装置１６の計測位置Ｐｍ（図６参照）を計測する制御信号を出力する。計測位置Ｐｍは、撮像装置１６のＸ方向計測座標Ｐｍｘ、Ｙ方向計測座標Ｐｍｙおよびθｚ方向計測角度Ｐｍθｚを含む。制御装置１５は、２Ｄ計測装置１８が計測した撮像装置１６の計測位置ＰｍにおけるＸ方向計測座標Ｐｍｘ、Ｙ方向計測座標Ｐｍｙおよびθｚ方向計測角度Ｐｍθｚを取得する。
【0093】
＜位置決め制御および補正制御＞
図５と図６とに示すように、制御装置１５は、撮像装置１６を目標位置Ｐｔに向かって移動させる位置決め制御Ｓ１と、目標位置Ｐｔおよび計測位置Ｐｍに基づいて、撮像装置１６の位置を補正する補正制御Ｓ２とを実施可能である。
図５と図６とに示すように、制御装置１５は、撮像装置１６を目標位置Ｐｔに向かって移動させる位置決め制御Ｓ１と、目標位置Ｐｔおよび計測位置Ｐｍに基づいて、撮像装置１６の位置を補正する補正制御Ｓ２とを実施可能である。
【0094】
図５に示すように、位置決め制御Ｓ１において、Ｘ方向移動装置４に搭載されているＹ方向移動装置８に、θｚ方向移動装置１７を介して支持されている撮像装置１６は、Ｘ方向移動装置４およびＹ方向移動装置８によってＸ方向目標座標ＰｔｘおよびＹ方向目標座標Ｐｔｙに向かって移動される。
【0095】
制御装置１５は、θｚ方向スケール１７ｃの計測値に基づいて、θｚ方向移動部１７ｂの位置をθｚ方向目標角度Ｐｔθｚに一致させるように、θｚ方向移動装置１７に対して、θｚ方向角度制御信号Ｓθｚを出力する。θｚ方向移動装置１７は、θｚ方向角度制御信号Ｓθｚに基づいて、θｚ方向目標角度Ｐｔθｚに向かってθｚ方向移動部１７ｂを移動させる。よって、θｚ方向移動部１７ｂは、θｚ方向目標角度Ｐｔθｚに一致するように位置付けられる。
【0096】
この際、θｚ方向移動装置１７は、θｚ方向の位置決め精度を低下させる外乱要因であるθｚ方向移動装置１７の構造上の誤差および制御上の誤差を含んだ状態で、θｚ方向移動部１７ｂを位置付ける。つまり、θｚ方向移動部１７ｂのθｚ方向の位置は、θｚ方向移動装置１７の構造上の誤差および制御上の誤差を含んでいる。従って、θｚ方向移動部１７ｂは、外乱要因の影響によりθｚ方向目標角度Ｐｔθｚに位置していない。制御装置１５は、位置決め制御Ｓ１を終了し、補正制御Ｓ２に移行する。
【0097】
位置決め装置１Ａは、Ｘ方向およびＹ方向の位置決め精度を低下させる外乱要因であるＸ方向移動装置４およびＹ方向移動装置８の構造上の誤差および制御上の誤差と、θｚ方向移動装置１７の位置決め精度を低下させる外乱要因であるθｚ方向移動装置１７の構造上の誤差および制御上の誤差とを含んだ状態で、撮像装置１６をＸ方向目標座標Ｐｔｘ、Ｙ方向目標座標Ｐｔｙおよびθｚ方向目標角度Ｐｔθｚに一致するように位置付ける。位置決め装置１Ａは、撮像装置１６の位置ではなく、Ｘ方向テーブル６、Ｙ方向テーブル１０およびθｚ方向移動部１７ｂの移動方向における位置を制御している。従って、撮像装置１６は、外乱要因の影響により目標位置Ｐｔに位置していない。
【0098】
図６に示すように、補正制御Ｓ２において、制御装置１５は、２Ｄ計測装置１８に対して、撮像装置１６の位置を計測する制御信号を出力する。撮像装置１６に設けられた第１検出ヘッド１８ｂは、２Ｄスケール１８ａに対してレーザ光を照射し、第１検出ヘッド１８ｂが位置する第１Ｘ方向計測座標Ｐｍｘ１および第１Ｙ方向計測座標Ｐｍｙ１を計測する。撮像装置１６に設けられた第２検出ヘッド１８ｃは、２Ｄスケール１８ａに対してレーザ光を照射し、第２検出ヘッド１８ｃが位置する第２Ｘ方向計測座標Ｐｍｘ２および第２Ｙ方向計測座標Ｐｍｙ２を計測する。
【0099】
２Ｄ計測装置１８は、計測した第１Ｘ方向計測座標Ｐｍｘ１および第１Ｙ方向計測座標Ｐｍｙ１と、第２Ｘ方向計測座標Ｐｍｘ２および第２Ｙ方向計測座標Ｐｍｙ２とから、Ｘ方向計測座標Ｐｍｘ、Ｙ方向計測座標Ｐｍｙおよびθｚ方向計測角度Ｐｍθｚを算出する。Ｘ方向計測座標Ｐｍｘは、Ｘ方向目標座標Ｐｔｘに対して、Ｘ方向移動装置４の構造上の誤差および制御上の誤差を含んだ撮像装置１６のＸ方向座標である。つまり、撮像装置１６のＸ方向の位置は、Ｘ方向移動装置４の構造上の誤差および制御上の誤差を含んでいない。Ｙ方向計測座標Ｐｍｙは、Ｙ方向目標座標Ｐｔｙに対して、Ｙ方向移動装置８の構造上の誤差および制御上の誤差を含んだ撮像装置１６のＹ方向座標である。つまり、撮像装置１６のＹ方向の位置は、ＸＹ方向移動装置８の構造上の誤差および制御上の誤差を含んでいない。θｚ方向計測角度Ｐｍθｚは、θｚ方向目標角度Ｐｔθｚに対して、θｚ方向移動装置１７の構造上の誤差および制御上の誤差を含んだ撮像装置１６のθｚ方向角度である。
【0100】
制御装置１５は、目標位置Ｐｔと計測位置Ｐｍとに基づいて、ＸＹ方向移動部３およびθｚ方向移動装置１７に対して、撮像装置１６の位置を補正する補正位置制御信号Ｓｃを出力する。補正位置制御信号Ｓｃは、Ｘ方向移動装置４の補正位置制御信号であるＸ方向補正位置制御信号Ｓｘｃと、Ｙ方向移動装置８の補正位置制御信号であるＹ方向補正位置制御信号Ｓｙｃと、θｚ方向移動装置１７の補正位置制御信号であるθｚ方向補正位置制御信号Ｓθｚｃと、を含む。
【0101】
制御装置１５は、θｚ方向目標角度Ｐｔθｚとθｚ方向計測角度Ｐｍθｚとに基づいて、撮像装置１６のθｚ方向角度をθｚ方向目標角度Ｐｔθｚに一致させるように、θｚ方向移動装置１７に対して、θｚ方向補正位置制御信号Ｓθｚｃを出力する。θｚ方向補正位置制御信号Ｓθｚｃは、θｚ方向計測角度Ｐｍθｚに位置する撮像装置１６をθｚ方向目標角度Ｐｔθｚに位置付けるための制御信号である。θｚ方向移動装置１７は、方向補正位置制御信号Ｓθｚｃに基づいて、撮像装置１６の位置を移動させる。
【0102】
制御装置１５は、目標位置Ｐｔと計測位置Ｐｍとの差が許容範囲内に含まれない場合、ＸＹ方向移動部３に対して、撮像装置１２の位置を補正する補正位置制御信号Ｓｃを出力する。制御装置１５は、目標位置Ｐｔと計測位置Ｐｍとの差が許容範囲内に含まれる場合、補正制御Ｓ２を終了する。
【0103】
このように構成される位置決め装置１Ａは、撮像装置１２をＸ方向目標座標Ｐｔｘ、Ｙ方向目標座標Ｐｔｙおよびθｚ方向目標角度Ｐｔθｚに位置決めするために、基部２に対する撮像装置１６の位置であるＸ方向計測座標Ｐｍｘ、Ｙ方向計測座標Ｐｍｙおよびθｚ方向計測角度Ｐｍθｚに基づいて撮像装置１６を位置決めする。つまり、位置決め装置１Ａは、ＸＹ方向移動部３の構造上の誤差および制御上の誤差を含んでいるＹ方向テーブル６の位置と、θｚ方向移動装置１７の構造上の誤差および制御上の誤差を含んでいるθｚ方向移動部１７ｂの位置とに基づいて撮像装置１６を位置付けるのではなく、撮像装置１６の位置に基づいて撮像装置１６を位置付けている。よって、位置決め装置１Ａは、θｚ方向移動装置１７のθｚ方向目標角度Ｐｔθｚに対してＸＹ方向移動部３およびθｚ方向移動装置１７が有する構造上の誤差および制御上の誤差等の外乱要因を打ち消したθｚ方向移動装置１７の位置を把握することができる。これにより、撮像装置１６の目標位置Ｐｔと計測位置Ｐｍとから、撮像装置１６および撮像装置１６を移動させるＸＹ方向移動部３およびθｚ方向移動装置１７が有する外乱要因による影響を抑制し、位置決め精度を向上させることができる。
【0104】
［実施形態３］
以下に、図７から図９を用いて、本発明に係る位置決め装置の実施形態３に係る位置決め装置１Ｂついて説明する。位置決め装置１Ｂは、位置決め対象物を構成する撮像装置１９が所定方向移動部であるＺ方向移動装置２０を含む点で位置決め装置１と異なる。また、位置決め装置１Ｂは、対象物位置計測部が計測移動部であるＺ方向計測部移動装置２１を含む２Ｄスケール１８である点で位置決め装置１と異なる。図７は、本発明の実施形態３における位置決め装置１ＢのＹ方向に見た側面図およびＺ方向下方から見た底面図である。図８は、位置決め装置１Ｂの位置決め制御における位置制御信号Ｓの伝達を示す制御ブロック図である。図９は、位置決め装置１ＢのＺ方向移動装置２０とＺ方向計測部移動装置２１の動作を示す部分側面図である。
以下に、図７から図９を用いて、本発明に係る位置決め装置の実施形態３に係る位置決め装置１Ｂついて説明する。位置決め装置１Ｂは、位置決め対象物を構成する撮像装置１９が所定方向移動部であるＺ方向移動装置２０を含む点で位置決め装置１と異なる。また、位置決め装置１Ｂは、対象物位置計測部が計測移動部であるＺ方向計測部移動装置２１を含む２Ｄスケール１８である点で位置決め装置１と異なる。図７は、本発明の実施形態３における位置決め装置１ＢのＹ方向に見た側面図およびＺ方向下方から見た底面図である。図８は、位置決め装置１Ｂの位置決め制御における位置制御信号Ｓの伝達を示す制御ブロック図である。図９は、位置決め装置１ＢのＺ方向移動装置２０とＺ方向計測部移動装置２１の動作を示す部分側面図である。
【0105】
＜位置決め装置１Ｂの構成＞
図７と図８とに示すように、位置決め装置１Ｂは、基部２と、ＸＹ方向移動部３を構成するＸ方向移動装置４およびＹ方向移動装置８と、位置決め対象物を構成する撮像装置１９と、対象物位置計測部を構成する２Ｄ計測装置１８と、制御部を構成する制御装置１５とを有する。
図７と図８とに示すように、位置決め装置１Ｂは、基部２と、ＸＹ方向移動部３を構成するＸ方向移動装置４およびＹ方向移動装置８と、位置決め対象物を構成する撮像装置１９と、対象物位置計測部を構成する２Ｄ計測装置１８と、制御部を構成する制御装置１５とを有する。
【0106】
撮像装置１９は、所定方向移動部であるＺ方向移動装置２０を含む。Ｚ方向移動装置２０は、ＸＹ方向移動部３に対して撮像装置１９をＺ方向に移動させる。Ｚ方向移動装置２０は、案内部２０ａと、Ｚ方向移動部２０ｂと、Ｚ方向スケール２０ｃと、図示しないＺ方向リニアモータおよびドライバと、を有する。
【0107】
案内部２０ａは、Ｚ方向にＺ方向移動部２０ｂを案内する。Ｚ方向移動部２０ｂは、Ｚ方向に移動する移動対象物である撮像装置１９が搭載される。Ｚ方向移動部２０ｂは、Ｚ方向リニアモータ等によって、案内部２０ａ（ＸＹ方向移動部３）に対してＺ方向に移動される。Ｚ方向スケール２０ｃは、案内部２０ａに対するＺ方向移動部２０ｂの位置を検出する。
【0108】
Ｚ方向移動装置２０の案内部２０ａは、Ｙ方向テーブル１０に固定されている。Ｚ方向移動装置２０のＺ方向移動部２０ｂには、撮像装置１９が固定さている。撮像装置１９は、Ｚ方向移動装置２０を介してＹ方向テーブル１０からＺ方向下方に位置する撮影対象を撮影可能に配置されている。よって、撮像装置１９は、Ｙ方向テーブル１０から、Ｚ方向移動装置２０のＺ方向長さ分だけＺ方向下方に離れて位置している。撮像装置１９は、Ｘ方向リニアモータ５とＹ方向リニアモータ９との可動範囲内においてＸＹ平面上の任意の位置に位置決めされ、且つＺ方向移動装置２０によって任意のＺ方向の位置に位置決めされる。
【0109】
対象物位置計測部は、基部２に対する撮像装置１９のＸ方向の位置およびＹ方向の位置を計測する。対象物位置計測部は、例えば、２Ｄ計測装置１８と、Ｚ方向計測部移動装置２１とによって構成されている。２Ｄ計測装置１８は、２Ｄスケール１８ａ、第１検出ヘッド１８ｂおよび図示しないドライバによって構成されている。２Ｄスケール１８ａは、ＸＹ方向移動部３による撮像装置１６の移動面に平行なＸＹ平面上に計測面をＺ方向上方に向けて位置している。第１検出ヘッド１８ｂは、撮像装置１６のレンズ近傍に固定されている。２Ｄスケール１８ａは、Ｚ方向計測部移動装置２１に支持されている。
【0110】
Ｚ方向計測部移動装置２１は、位置決め装置１Ｂの基部２に対して２Ｄスケール１８ａをＺ方向に移動させる。Ｚ方向計測部移動装置２１は、計測部案内部２１ａと、Ｚ方向計測部移動部２１ｂと、計測部Ｚ方向スケール２１ｃと、図示しないＺ方向リニアモータおよびドライバを有する。計測部案内部２１ａは、Ｚ方向にＺ方向計測部移動部２１ｂを案内する。Ｚ方向計測部移動部２１ｂは、Ｚ方向に移動する移動対象物である撮像装置１９が搭載される。Ｚ方向計測部移動部２１ｂは、Ｚ方向リニアモータ等によって、計測部案内部２１ａに対してＺ方向に移動される。計測部Ｚ方向スケール２１ｃは、計測部案内部２１ａに対するＺ方向計測部移動部２１ｂの位置を計測する。
【0111】
計測部案内部２１ａは、位置決め装置１Ｂの基部２に固定されている。Ｚ方向計測部移動部２１ｂは、支持部材を介して２Ｄスケール１８ａに連結されている。２Ｄスケール１８ａは、Ｚ方向計測部移動装置２１を介して基部２に支持されている。更に、２Ｄスケール１８ａは、Ｚ方向上方に位置する第１検出ヘッド１８ｂによって座標を検出可能な位置に配置されている。また、２Ｄスケール１８ａは、Ｚ方向計測部移動装置２１によって任意のＺ方向の位置に位置決めされる。
【0112】
図７と図８とに示すように、制御装置１５は、Ｘ方向移動装置４、Ｙ方向移動装置８、２Ｄ計測装置１８、撮像装置１９（図７参照）、Ｚ方向移動装置２０、Ｚ方向計測部移動装置２１を制御する。制御装置１５は、Ｘ方向移動装置４、Ｙ方向移動装置８、２Ｄ計測装置１８、撮像装置１９、Ｚ方向移動装置２０、Ｚ方向計測部移動装置２１（図７参照）の動作を制御するために種々のプログラムおよびデータが格納されている。
【0113】
制御装置１５は、Ｘ方向移動装置４およびＹ方向移動装置８に対して、撮像装置１９が搭載されたＹ方向テーブル１０を目標位置Ｐｔに位置付けるとともに、Ｚ方向移動装置２０に対して、撮像装置１９のＺ方向の位置を目標位置Ｐｔに位置付けるための位置制御信号Ｓを出力可能に構成される。目標位置Ｐｔは、Ｘ方向目標座標Ｐｔｘ、Ｙ方向目標座標ＰｔｙおよびＺ方向目標座標Ｐｔｚを含む。位置制御信号Ｓには、Ｘ方向目標座標Ｐｔｘに対するＸ方向位置制御信号Ｓｘ、Ｙ方向目標座標Ｐｔｙに対するＹ方向位置制御信号ＳｙおよびＺ方向目標座標Ｐｔｚに対するＺ方向位置制御信号Ｓｚを含む。
【0114】
制御装置１５は、Ｚ方向移動装置２０の図示しないＺ方向リニアモータおよびＺ方向スケール２０ｃに電気的に接続されている。制御装置１５は、Ｚ方向リニアモータのドライバに対して、位置制御信号ＳにおけるＺ方向位置制御信号Ｓｚを送信する。制御装置１５は、Ｚ方向スケール２０ｃからＺ方向移動部２０ｂのＺ方向の位置についての計測値を取得する。
【0115】
制御装置１５は、撮像装置１９に電気的に接続されている。制御装置１５は、撮像装置１９に対して、前記撮像対象物を撮像する制御信号を出力する。
【0116】
制御装置１５は、２Ｄ計測装置１８に対して、撮像装置１６の計測位置Ｐｍを計測する制御信号を出力する。計測位置Ｐｍは、撮像装置１６のＸ方向計測座標Ｐｍｘ、Ｙ方向計測座標ＰｍｙおよびＺ方向計測座標Ｐｍｚを含む。制御装置１５は、２Ｄ計測装置１８が計測した撮像装置１６の計測位置ＰｍにおけるＸ方向計測座標Ｐｍｘ、Ｙ方向計測座標ＰｍｙおよびＺ方向計測座標Ｐｍｚを取得する。
【0117】
制御装置１５は、Ｚ方向計測部移動装置２１の図示しないＺ方向リニアモータおよび計測部Ｚ方向スケール２１ｃに電気的に接続されている。制御装置１５は、Ｚ方向リニアモータのドライバに対して、位置制御信号ＳにおけるＺ方向位置制御信号Ｓｚを送信する。制御装置１５は、計測部Ｚ方向スケール２１ｃからＺ方向計測部移動部２１ｂのＺ方向の位置についての計測値を取得する。
【0118】
＜位置決め制御および補正制御＞
図８に示すように、位置決め制御Ｓ１において、Ｘ方向移動装置４に搭載されているＹ方向移動装置８に、Ｚ方向移動装置２０を介して支持されている撮像装置１９（図７参照）は、Ｘ方向移動装置４およびＹ方向移動装置８によってＸ方向目標座標ＰｔｘおよびＹ方向目標座標Ｐｔｙに向かって移動される。
図８に示すように、位置決め制御Ｓ１において、Ｘ方向移動装置４に搭載されているＹ方向移動装置８に、Ｚ方向移動装置２０を介して支持されている撮像装置１９（図７参照）は、Ｘ方向移動装置４およびＹ方向移動装置８によってＸ方向目標座標ＰｔｘおよびＹ方向目標座標Ｐｔｙに向かって移動される。
【0119】
制御装置１５は、Ｚ方向スケール２０ｃの計測値に基づいて、Ｚ方向移動部２０ｂの位置をＺ方向目標座標Ｐｔｚに一致させるように、Ｚ方向移動装置２０に対して、Ｚ方向位置制御信号Ｓｚを出力する。Ｚ方向移動装置２０は、Ｚ方向位置制御信号Ｓｚに基づいて、Ｚ方向目標座標Ｐｔｚに向かってＺ方向移動部２０ｂを移動させる。よって、Ｚ方向移動部２０ｂは、Ｚ方向目標座標Ｐｔｚに位置付けられる。これにより、撮像装置１９および第１検出ヘッド１８ｂは、Ｚ方向目標座標Ｐｔｚに位置付けられる。
【0120】
制御装置１５は、計測部Ｚ方向スケール２１ｃの計測値に基づいて、Ｚ方向計測部移動部２１ｂの位置をＺ方向目標座標Ｐｔｚに一致させるように、Ｚ方向計測部移動装置２１に対して、Ｚ方向位置制御信号Ｓｚを出力する。
【0121】
図８と図９とに示すように、Ｚ方向計測部移動装置２１（図８参照）は、Ｚ方向位置制御信号Ｓｚに基づいて、Ｚ方向目標座標Ｐｔｚに向かってＺ方向計測部移動部２１ｂを移動させる。よって、Ｚ方向計測部移動部２１ｂは、Ｚ方向目標座標Ｐｔｚに位置付けられる。これにより、Ｚ方向計測部移動部２１ｂに支持されている２Ｄスケール１８ａは、Ｚ方向目標座標Ｐｔｚに位置付けられる。つまり、２Ｄスケール１８ａは、Ｚ方向目標座標Ｐｔｚに移動された第１検出ヘッド１８ｂに連動してＺ方向目標座標Ｐｔｚに位置付けられる。２Ｄ計測装置１８は、２Ｄスケール１８ａと第１検出ヘッド１８ｂとの間隔が所定範囲内に維持されるので、第１検出ヘッド１８ｂによって２Ｄスケール１８ａ上の座標を計測可能な状態を維持することができる。制御装置１５は、位置決め制御Ｓ１を終了し、補正制御Ｓ２に移行する。
【0122】
なお、制御装置１５は、Ｚ方向位置制御信号Ｓｚに基づいたＺ方向移動部２０ｂ移動量が所定の範囲内である場合、Ｚ方向計測部移動装置２１に対して、Ｚ方向位置を維持するＺ方向位置維持制御信号を出力する。または、制御装置１５は、Ｚ方向位置制御信号Ｓｚを出力しない。制御装置１５は、例えば、Ｚ方向移動部２０ｂ移動量が第１検出ヘッド１８ｂよって２Ｄスケール１８ａ上の座標を検出可能な取り付け範囲に含まれている場合、Ｚ方向計測部移動装置２１によって２Ｄスケール１８ａをＺ方向に移動させない。
【0123】
このように構成される位置決め装置１Ｂにおいて、２Ｄ計測装置１８は、撮像装置１９を介してＺ方向移動装置２０に支持される第１検出ヘッド１８ｂと、Ｚ方向計測部移動装置２１に支持される２Ｄスケール１８ａとを含む。２Ｄスケール１８ａは、Ｚ方向計測部移動装置２１によって、撮像装置１９に含まれるＺ方向移動装置２０のＺ方向への移動に基づいて、Ｚ方向に移動可能である。２Ｄ計測装置１８は、Ｚ方向移動装置２０のＺ方向への移動によって、第１検出ヘッド１８ｂがＺ方向に移動した場合、Ｚ方向移動装置２０のＺ方向への移動に追従するように、Ｚ方向計測部移動装置２１によって２Ｄスケール１８ａをＺ方向に移動させる。つまり、Ｚ方向計測部移動装置２１は、Ｚ方向移動装置２０の動きに連動している。Ｚ方向計測部移動装置２１は、２Ｄスケール１８ａと第１検出ヘッド１８ｂとの間隔を第１検出ヘッド１８ｂによって座標を計測可能な範囲に保つ。よって、２Ｄ計測装置１８は、Ｚ方向移動装置２０がＺ方向に移動しても、撮像装置１９のＸ方向の位置およびＹ方向に位置を計測することができる。
【0124】
また、Ｚ方向移動装置２０の移動量が２Ｄ計測装置１８における２Ｄスケール１８ａと第１検出ヘッド１８ｂとの間隔の計測可能範囲内である場合、２Ｄ計測装置１８における２Ｄスケール１８ａと第１検出ヘッド１８ｂとの間隔を維持する。よって、２Ｄスケール１８ａと第１検出ヘッド１８ｂとの間隔がＺ方向移動装置２０の移動に追従しないので、２Ｄスケール１８ａの移動による計測誤差を抑制することができる。
【0125】
また、制御装置１５は、ＸＹ方向移動部３およびＺ方向移動装置２０によって移動されたアライメントカメラである撮像装置１９のＸ方向計測座標ＰｍｘおよびＹ方向計測座標Ｐｍｙを２Ｄ計測装置１８によって取得可能である。よって、位置決め装置１Ｂは、ＸＹ方向移動部３および撮像装置１９が有する構造上の誤差および制御上の誤差を抑制した状態で撮像装置１９を位置付けることができる。これにより、Ｚ方向移動装置２０のＺ方向目標座標ＰｔｚとＺ方向計測座標Ｐｍｚとから前記ＸＹ方向移動部３およびＺ方向移動装置２０が有する外乱要因による影響を抑制し、撮像装置１９の位置決め精度を向上させることができる。
【0126】
［その他の実施形態］
なお、上述の実施形態１において、位置決め装置１は、対象物位置計測部であるレーザ干渉計１３ｘ、１３ｙによって、撮像装置１２の位置を計測している。また、実施形態２、３において、位置決め装置１Ａ、１Ｂは、２Ｄ計測装置１８によって撮像装置１２，１９の位置を計測している。しかしながら、対象物位置計測部は、位置決め対象物の位置を計測できる装置であればよい。
なお、上述の実施形態１において、位置決め装置１は、対象物位置計測部であるレーザ干渉計１３ｘ、１３ｙによって、撮像装置１２の位置を計測している。また、実施形態２、３において、位置決め装置１Ａ、１Ｂは、２Ｄ計測装置１８によって撮像装置１２，１９の位置を計測している。しかしながら、対象物位置計測部は、位置決め対象物の位置を計測できる装置であればよい。
【0127】
また、上述の実施形態２において、２Ｄ計測装置１８は、ＸＹ方向移動部３がＸ方向またはＹ方向のうちいずれか一方の方向にだけ移動する場合、Ｘ方向またはＹ方向のうち移動しない他方の方向における位置ずれを計測可能な１．５Ｄ計測装置でもよい。１．５Ｄ計測装置は、２Ｄ計測装置に比べて、設置面積を小さくすることができる。
【0128】
また、上述の各実施形態において、位置決め装置１、１Ａ、１Ｂは、撮像装置１２、１５、１９を位置決め対象物として位置決めしている。しかしながら、位置決め装置が位置決めする位置決め対象物は、ボンディングヘッド等の加工装置でもよい。
【0129】
上述の構成では、制御部は、ＸＹ方向移動部等によって移動された前記ボンディングヘッドの位置を対象物位置計測部によって取得可能である。よって、前記位置決め装置は、前記ＸＹ方向移動部および前記位置決め対象物が有する構造上の誤差および制御上の誤差を抑制して前記ボンディングヘッドを位置付けることができる。これにより、前記所定方向移動部の目標位置と計測位置とから前記ＸＹ方向移動部および前記所定方向移動部が有する外乱による影響を抑制し、ボンディングヘッドの位置決め精度を向上させることができる。
【0130】
また、上述の実施形態２、３において、位置決め対象物である撮像装置１２、１９は、θｚ方向移動装置１７、Ｚ方向移動装置２０を含んでいる。しかしながら、前記位置決め対象物は、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向の直動、Ｘ軸まわり、Ｙ軸まわりおよびＺ軸まわりの回転のうちすくなくとも一つの直動または回転により撮像装置を移動する移動装置を含んでいてもよい。
【0131】
また、上述の各実施形態において、位置決め対象物である撮像装置１２、１５、１９は、ＸＹ方向移動部に搭載されている。しかしながら、前記地位決め対象物は、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向の直動、Ｘ軸まわり、Ｙ軸まわりおよびＺ軸まわりの回転のうちすくなくとも一つの直動または回転により位置決め対象物を位置決めする構成でもよい。
【0132】
また、上述の実施形態３において、２Ｄ計測装置１８は、２Ｄスケール１８ａと第１検出ヘッド１８ｂとの間隔を調整するために、Ｚ方向計測部移動装置２１によって２Ｄスケール１８ａを移動させる。しかしながら、２Ｄ計測装置は、２Ｄスケールと第１検出ヘッドとの間隔を調整するために、Ｚ方向計測部移動装置によって位置決め対象物に設けられた第１検出ヘッドを移動させてもよい。
【0133】
また、上述の各実施形態において、Ｘ方向移動装置４は、Ｘ方向リニアモータ５によって駆動力を発生させる。Ｙ方向移動装置８は、Ｙ方向リニアモータ９によって駆動力を発生させる。しかしながら、Ｘ方向移動装置およびＹ方向移動装置を含む移動装置は、位置制御可能なアクチュエータを有していればよい。
【0134】
また、上述の全ての実施形態において、位置決め装置１、１Ａ、１Ｂは、Ｘ方向移動装置４とＹ方向移動装置８とによって位置決め対象物を移動可能に構成されている。しかしながら、位置決め装置は、少なくとも１つの駆動装置を有していればよい。位置決め装置は、１つの駆動装置によって位置決め対象物を移動させる構成でも、３つ以上の駆動装置によって位置決め対象物を移動させる構成でもよい。
【0135】
また、上述の全ての実施形態において、位置決め装置１、１Ａ、１Ｂは、一定の環境温度において位置決めを行う。しかしながら、位置決め装置は、位置決め対象物が移動される様々な環境温度に応じた補正式または補正テーブルを有していてもよい。位置決め装置は、環境温度の影響を考慮して基準校正値をより高精度に更新することができる。
【0136】
また、上述の全ての実施形態において、位置決め装置１のＸ方向移動装置４は、電動アクチュエータであるＸ方向リニアモータ５によって位置決め対象物を移動させている。また、Ｙ方向移動装置８は、電動アクチュエータであるＹ方向リニアモータ９によって位置決め対象物を移動させている。しかしながら、Ｘ方向移動装置およびＹ方向移動装置は、電動アクチュエータであるサーボモータ等とボールねじ等の直動装置とから構成されていてもよい。
【0137】
また、上述の全ての実施形態において、Ｘ方向移動装置４およびＹ方向移動装置８は、光学式リニアスケールであるＸ方向スケール７およびＹ方向スケール１１を有している。しかしながら、Ｘ方向移動装置およびＹ方向移動装置は、可動子の位置を計測できるものであれば、磁気式リニアスケール、光学式または磁気式のロータリエンコーダでもよい。
【0138】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。
【符号の説明】
【0139】
１、１Ａ、１Ｂ 位置決め装置
２ 基部
３ ＸＹ方向移動部
４ Ｘ方向移動装置
５ Ｘ方向リニアモータ
５ａ Ｘ方向レール
５ｂ Ｘ方向ブロック
６ Ｘ方向テーブル
７ Ｘ方向スケール
８ Ｙ方向移動装置
９ Ｙ方向リニアモータ
９ａ Ｙ方向レール
９ｂ Ｙ方向ブロック
１０ Ｙ方向テーブル
１１ Ｙ方向スケール
１２、１６、１９ 撮像装置
１２ａ 支持部材
１３ｘ Ｘ方向レーザ干渉計
１３ｙ Ｙ方向レーザ干渉計
１４ｘ、１４ｙ 反射板
１５ 制御装置
１７ θｚ方向移動装置
１７ａ 案内部
１７ｂ θｚ方向移動部
１７ｃ θｚ方向スケール
１８ ２Ｄ計測装置
１８ａ ２Ｄスケール
１８ｂ 第１検出ヘッド
１８ｃ 第２検出ヘッド
２０ Ｚ方向移動装置
２０ａ 案内部
２０ｂ Ｚ方向移動部
２０ｃ Ｚ方向スケール
２１ Ｚ方向計測部移動装置
２１ａ 計測部案内部
２１ｂ Ｚ方向計測部移動部
２１ｃ 計測部Ｚ方向スケール
Ｓ１ 位置決め制御
Ｓ２ 補正制御
Ｐｔ 目標位置
Ｐｔｘ Ｘ方向目標座標
Ｐｔｙ Ｙ方向目標座標
Ｐｔｚ Ｚ方向目標座標
Ｐｔθｚ θｚ方向目標角度
Ｐｍｘ Ｘ方向計測座標
Ｐｍｙ Ｙ方向計測座標
Ｐｍｚ Ｚ方向計測座標
Ｐｍθｚ θｚ方向計測角度
Ｐｍｘ１ 第１Ｘ方向計測座標
Ｐｍｙ１ 第１Ｙ方向計測座標
Ｐｍｘ２ 第２Ｘ方向計測座標
Ｐｍｙ２ 第２Ｙ方向計測座標
Ｓ 位置制御信号
Ｓｘ Ｘ方向位置制御信号
Ｓｙ Ｙ方向位置制御信号
Ｓｚ Ｚ方向位置制御信号
Ｓｘｃ Ｘ方向補正位置制御信号
Ｓｙｃ Ｙ方向補正位置制御信号
Ｓθｚｃ θｚ方向補正位置制御信号
２ 基部
３ ＸＹ方向移動部
４ Ｘ方向移動装置
５ Ｘ方向リニアモータ
５ａ Ｘ方向レール
５ｂ Ｘ方向ブロック
６ Ｘ方向テーブル
７ Ｘ方向スケール
８ Ｙ方向移動装置
９ Ｙ方向リニアモータ
９ａ Ｙ方向レール
９ｂ Ｙ方向ブロック
１０ Ｙ方向テーブル
１１ Ｙ方向スケール
１２、１６、１９ 撮像装置
１２ａ 支持部材
１３ｘ Ｘ方向レーザ干渉計
１３ｙ Ｙ方向レーザ干渉計
１４ｘ、１４ｙ 反射板
１５ 制御装置
１７ θｚ方向移動装置
１７ａ 案内部
１７ｂ θｚ方向移動部
１７ｃ θｚ方向スケール
１８ ２Ｄ計測装置
１８ａ ２Ｄスケール
１８ｂ 第１検出ヘッド
１８ｃ 第２検出ヘッド
２０ Ｚ方向移動装置
２０ａ 案内部
２０ｂ Ｚ方向移動部
２０ｃ Ｚ方向スケール
２１ Ｚ方向計測部移動装置
２１ａ 計測部案内部
２１ｂ Ｚ方向計測部移動部
２１ｃ 計測部Ｚ方向スケール
Ｓ１ 位置決め制御
Ｓ２ 補正制御
Ｐｔ 目標位置
Ｐｔｘ Ｘ方向目標座標
Ｐｔｙ Ｙ方向目標座標
Ｐｔｚ Ｚ方向目標座標
Ｐｔθｚ θｚ方向目標角度
Ｐｍｘ Ｘ方向計測座標
Ｐｍｙ Ｙ方向計測座標
Ｐｍｚ Ｚ方向計測座標
Ｐｍθｚ θｚ方向計測角度
Ｐｍｘ１ 第１Ｘ方向計測座標
Ｐｍｙ１ 第１Ｙ方向計測座標
Ｐｍｘ２ 第２Ｘ方向計測座標
Ｐｍｙ２ 第２Ｙ方向計測座標
Ｓ 位置制御信号
Ｓｘ Ｘ方向位置制御信号
Ｓｙ Ｙ方向位置制御信号
Ｓｚ Ｚ方向位置制御信号
Ｓｘｃ Ｘ方向補正位置制御信号
Ｓｙｃ Ｙ方向補正位置制御信号
Ｓθｚｃ θｚ方向補正位置制御信号
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】