ホーム > 特許ランキング > 東レエンジニアリング株式会社
知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(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】P2024140789
(43)【公開日】2024-10-10
(54)【発明の名称】位置決め装置
(51)【国際特許分類】
G05D 3/00 20060101AFI20241003BHJP
【ＦＩ】
G05D3/00 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023052123
(22)【出願日】2023-03-28
(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】奈良場 聰
(72)【発明者】
【氏名】寺田 勝美
【テーマコード（参考）】
5H303
【Ｆターム（参考）】
5H303AA06
5H303BB02
5H303BB07
5H303BB12
5H303CC01
5H303DD04
5H303FF06
5H303FF11
5H303FF20
5H303GG11
5H303HH02
5H303HH07
5H303KK01
(57)【要約】
【課題】位置決め精度に対する校正の誤差の影響を抑制することができる位置決め装置を提供する。
【解決手段】位置決め装置はＸ軸移動装置及びＹ軸移動装置と、移動位置を計測する撮像装置と、各移動装置に対して位置制御信号Ｓを出力し、対象物の計測位置Ｐｍを取得する制御装置と、を有する。制御装置は、目標位置Ｐｔと計測位置Ｐｍとに基づいて位置制御信号Ｓの基準校正値Ｃを算出する第１校正制御Ｓ１と、基準校正値Ｃに所定値を加減した仮校正値によって校正された校正位置制御信号Ｓｃに基づいて移動された加算側校正計測位置Ｐｍａと減算側校正計測位置Ｐｍｓとのうち目標位置Ｐｔとの差が小さい校正計測位置を選択し、前記選択した校正計測位置に前記対象物を移動させた校正位置制御信号Ｓｃの算出に用いた仮校正値を新たな基準校正値Ｃに設定する第２校正制御Ｓ２と、を行う。
【選択図】図６
【解決手段】位置決め装置はＸ軸移動装置及びＹ軸移動装置と、移動位置を計測する撮像装置と、各移動装置に対して位置制御信号Ｓを出力し、対象物の計測位置Ｐｍを取得する制御装置と、を有する。制御装置は、目標位置Ｐｔと計測位置Ｐｍとに基づいて位置制御信号Ｓの基準校正値Ｃを算出する第１校正制御Ｓ１と、基準校正値Ｃに所定値を加減した仮校正値によって校正された校正位置制御信号Ｓｃに基づいて移動された加算側校正計測位置Ｐｍａと減算側校正計測位置Ｐｍｓとのうち目標位置Ｐｔとの差が小さい校正計測位置を選択し、前記選択した校正計測位置に前記対象物を移動させた校正位置制御信号Ｓｃの算出に用いた仮校正値を新たな基準校正値Ｃに設定する第２校正制御Ｓ２と、を行う。
【選択図】図６
【特許請求の範囲】
【請求項1】
少なくとも一つの電動アクチュエータを有し、前記電動アクチュエータによって対象物を移動させる対象物移動部と、
前記対象物の移動位置を計測する対象物位置計測部と、
前記対象物移動部に対して、前記対象物を目標位置に向けて移動させる位置制御信号を出力し、前記対象物位置計測部が計測した前記対象物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、
前記目標位置と前記計測位置とに基づいて前記位置制御信号の基準校正値を算出する第１校正制御と、
前記対象物移動部に対して、前記基準校正値よりも所定値分増加させた加算側仮校正値によって前記位置制御信号を校正した校正位置制御信号を出力し、前記校正位置制御信号に基づいて、前記対象物移動部によって移動された前記対象物の移動位置を計測した加算側校正計測位置を前記対象物位置計測部から取得し、
前記対象物移動部に対して、前記基準校正値よりも所定値分減少させた減算側仮校正値によって前記位置制御信号を校正した校正位置制御信号を出力し、前記校正位置制御信号に基づいて、前記対象物移動部によって移動された前記対象物の移動位置を計測した減算側校正計測位置を前記対象物位置計測部から取得し、
前記加算側校正計測位置と前記減算側校正計測位置とのうち前記目標位置との差が小さい校正計測位置を選択し、前記選択した校正計測位置に前記対象物を移動させた校正位置制御信号の算出に用いた仮校正値を新たな基準校正値に設定する第２校正制御と、を行う、
位置決め装置。
前記対象物の移動位置を計測する対象物位置計測部と、
前記対象物移動部に対して、前記対象物を目標位置に向けて移動させる位置制御信号を出力し、前記対象物位置計測部が計測した前記対象物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、
前記目標位置と前記計測位置とに基づいて前記位置制御信号の基準校正値を算出する第１校正制御と、
前記対象物移動部に対して、前記基準校正値よりも所定値分増加させた加算側仮校正値によって前記位置制御信号を校正した校正位置制御信号を出力し、前記校正位置制御信号に基づいて、前記対象物移動部によって移動された前記対象物の移動位置を計測した加算側校正計測位置を前記対象物位置計測部から取得し、
前記対象物移動部に対して、前記基準校正値よりも所定値分減少させた減算側仮校正値によって前記位置制御信号を校正した校正位置制御信号を出力し、前記校正位置制御信号に基づいて、前記対象物移動部によって移動された前記対象物の移動位置を計測した減算側校正計測位置を前記対象物位置計測部から取得し、
前記加算側校正計測位置と前記減算側校正計測位置とのうち前記目標位置との差が小さい校正計測位置を選択し、前記選択した校正計測位置に前記対象物を移動させた校正位置制御信号の算出に用いた仮校正値を新たな基準校正値に設定する第２校正制御と、を行う、
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、
前記制御部は、
前記第２校正制御において、前記加算側校正計測位置と前記目標位置との差または前記減算側校正計測位置と前記目標位置との差が所定範囲に含まれていない場合、前記第２校正制御において設定された前記新たな基準校正値に基づいて、前記第２校正制御を行う、
位置決め装置。
前記制御部は、
前記第２校正制御において、前記加算側校正計測位置と前記目標位置との差または前記減算側校正計測位置と前記目標位置との差が所定範囲に含まれていない場合、前記第２校正制御において設定された前記新たな基準校正値に基づいて、前記第２校正制御を行う、
位置決め装置。
【請求項3】
請求項１また２に記載の位置決め装置において、
前記制御部は、
前記対象物移動部に対して、異なる値の複数の加算側仮校正値によって前記位置制御信号を校正した複数の校正位置制御信号をそれぞれ出力し、前記対象物移動部によって移動された前記対象物のそれぞれの移動位置を計測した複数の加算側校正計測位置を前記対象物位置計測部から取得し、
前記対象物移動部に対して、異なる値の複数の減算側仮校正値によって前記位置制御信号を校正した校正位置制御信号をそれぞれ出力し、前記対象物移動部によって移動された前記対象物のそれぞれの移動位置を計測した複数の減算側校正計測位置を前記対象物位置計測部から取得し、
前記複数の加算側校正計測位置と前記複数の減算側校正計測位置とのうち前記目標位置との差が最も小さい校正計測位置に前記対象物を移動させた校正位置制御信号の算出に用いた仮校正値を新たな基準校正値に設定する第２校正制御と、を行う、
位置決め装置。
前記制御部は、
前記対象物移動部に対して、異なる値の複数の加算側仮校正値によって前記位置制御信号を校正した複数の校正位置制御信号をそれぞれ出力し、前記対象物移動部によって移動された前記対象物のそれぞれの移動位置を計測した複数の加算側校正計測位置を前記対象物位置計測部から取得し、
前記対象物移動部に対して、異なる値の複数の減算側仮校正値によって前記位置制御信号を校正した校正位置制御信号をそれぞれ出力し、前記対象物移動部によって移動された前記対象物のそれぞれの移動位置を計測した複数の減算側校正計測位置を前記対象物位置計測部から取得し、
前記複数の加算側校正計測位置と前記複数の減算側校正計測位置とのうち前記目標位置との差が最も小さい校正計測位置に前記対象物を移動させた校正位置制御信号の算出に用いた仮校正値を新たな基準校正値に設定する第２校正制御と、を行う、
位置決め装置。
【請求項4】
請求項２に記載の位置決め装置において、
前記制御部は、
第２校正制御において、前記新たな基準校正値が設定された場合、前記対象物移動部に対して、前記新たな基準校正値に設定された加算側仮校正値または減算側仮校正値によって前記位置制御信号を校正した校正位置制御信号を出力し、前記校正位置制御信号に基づいて、前記対象物移動部によって前記対象物を目標位置に向けて移動させた際の加算側校正計測位置または減算側校正計測位置と前記目標位置との差に基づいて新たな加算側仮校正値及び減算側仮校正値を算出する、
位置決め装置。
前記制御部は、
第２校正制御において、前記新たな基準校正値が設定された場合、前記対象物移動部に対して、前記新たな基準校正値に設定された加算側仮校正値または減算側仮校正値によって前記位置制御信号を校正した校正位置制御信号を出力し、前記校正位置制御信号に基づいて、前記対象物移動部によって前記対象物を目標位置に向けて移動させた際の加算側校正計測位置または減算側校正計測位置と前記目標位置との差に基づいて新たな加算側仮校正値及び減算側仮校正値を算出する、
位置決め装置。
【請求項5】
請求項１または２に記載の位置決め装置において、
前記対象物移動部は、
前記対象物をＸ軸方向に移動させるＸ軸電動アクチュエータと、前記対象物を前記Ｘ軸方向に垂直なＹ軸方向に移動させるＹ軸電動アクチュエータと、前記対象物を前記Ｘ軸方向及び前記Ｙ軸方向に垂直なＺ軸方向に移動させるＺ軸電動アクチュエータと、前記対象物を前記Ｘ軸方向、前記Ｙ軸方向及び前記Ｚ軸方向のいずれか一つの軸回りに回転させる電動アクチュエータとのうち少なくとも一つを有する、
位置決め装置。
前記対象物移動部は、
前記対象物をＸ軸方向に移動させるＸ軸電動アクチュエータと、前記対象物を前記Ｘ軸方向に垂直なＹ軸方向に移動させるＹ軸電動アクチュエータと、前記対象物を前記Ｘ軸方向及び前記Ｙ軸方向に垂直なＺ軸方向に移動させるＺ軸電動アクチュエータと、前記対象物を前記Ｘ軸方向、前記Ｙ軸方向及び前記Ｚ軸方向のいずれか一つの軸回りに回転させる電動アクチュエータとのうち少なくとも一つを有する、
位置決め装置。
【請求項6】
少なくとも一つの電動アクチュエータを有し、前記電動アクチュエータによって対象物を移動可能な対象物移動部の校正方法であって、
目標位置と計測位置とに基づいて位置制御信号の基準校正値を算出する第１校正工程と、
前記対象物移動部に対して、前記基準校正値よりも所定値分増加させた加算側仮校正値によって前記位置制御信号を校正した校正位置制御信号を出力し、前記校正位置制御信号に基づいて、前記対象物移動部によって移動された前記対象物の加算側校正計測位置を計測する加算側校正計測工程と、
前記基準校正値よりも所定値分減少させた減算側仮校正値によって前記位置制御信号を校正した校正位置制御信号を前記対象物移動部に対して出力し、前記校正位置制御信号に基づいて、前記対象物移動部によって移動された前記対象物の減算側校正計測位置を計測する減算側校正計測工程と、
前記加算側校正計測位置と前記減算側校正計測位置とのうち前記目標位置との差が小さい校正計測位置に前記対象物を移動させた前記校正位置制御信号の算出に用いた仮校正値を新たな基準校正値とする第２校正工程と、を有する、
校正方法。
目標位置と計測位置とに基づいて位置制御信号の基準校正値を算出する第１校正工程と、
前記対象物移動部に対して、前記基準校正値よりも所定値分増加させた加算側仮校正値によって前記位置制御信号を校正した校正位置制御信号を出力し、前記校正位置制御信号に基づいて、前記対象物移動部によって移動された前記対象物の加算側校正計測位置を計測する加算側校正計測工程と、
前記基準校正値よりも所定値分減少させた減算側仮校正値によって前記位置制御信号を校正した校正位置制御信号を前記対象物移動部に対して出力し、前記校正位置制御信号に基づいて、前記対象物移動部によって移動された前記対象物の減算側校正計測位置を計測する減算側校正計測工程と、
前記加算側校正計測位置と前記減算側校正計測位置とのうち前記目標位置との差が小さい校正計測位置に前記対象物を移動させた前記校正位置制御信号の算出に用いた仮校正値を新たな基準校正値とする第２校正工程と、を有する、
校正方法。
【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指令値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校正方法が知られている。
【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、前記校正用基板及び前記校正用部品を用いた校正精度に影響される。よって、前記部品実装装置の校正は、部品を基板に実装する際に必要とする位置決め精度よりも高い校正精度が求められる。一方、前記部品実装装置は、微細化された前記部品を前記基板上の目標位置に搭載するために前記基板に対する前記部品の位置決め精度を高めなければならない。よって、前記部品実装装置は、必要な位置決め精度が高くなるにつれて前記校正における誤差の影響によって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、位置決め精度に対する校正の誤差の影響を抑制することができる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、校正の誤差を抑制して、位置決め精度を高めることができる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、少なくとも一つの電動アクチュエータを有し、前記電動アクチュエータによって対象物を移動可能な対象物移動部と、前記対象物の移動位置を計測する対象物位置計測部と、前記対象物移動部に対して前記対象物を目標位置に移動させる位置制御信号を出力し、前記対象物位置計測部が計測した前記対象物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、前記目標位置と前記計測位置とに基づいて前記位置制御信号の基準校正値を算出する第１校正制御を行う。更に、前記制御部は、前記対象物移動部に対して、前記基準校正値よりも所定値分増加させた加算側仮校正値によって前記位置制御信号を校正した校正位置制御信号を出力し、前記校正位置制御信号に基づいて、前記対象物移動部によって移動された前記対象物の移動位置を計測した加算側校正計測位置を前記対象物位置計測部から取得する。前記制御部は、前記対象物移動部に対して、前記基準校正値よりも所定値分減少させた減算側仮校正値によって前記位置制御信号を校正した校正位置制御信号を出力し、前記校正位置制御信号に基づいて、前記対象物移動部によって移動された前記対象物の移動位置を計測した減算側校正計測位置を前記対象物位置計測部から取得する。更に、前記制御部は、前記加算側校正計測位置と前記減算側校正計測位置とのうち前記目標位置との差が小さい校正計測位置を選択し、前記選択した校正計測位置に前記対象物を移動させた校正位置制御信号の算出に用いた仮校正値を新たな基準校正値に設定する。
【0011】
上述の構成では、位置決め装置は、基準校正値を求める第１校正制御と新たな基準校正値を算出する第２校正制御とを実施する。前記位置決め装置は、前記第２校正制御において、加算側仮校正値によって校正された校正位置制御信号に基づいて移動された対象物の加算側校正計測位置と目標位置との差、減算側仮校正値によって校正された校正位置制御信号に基づいて移動された前記対象物の減算側校正計測位置と前記目標位置との差の比較によって、計測位置を前記目標位置に一致させる真の校正値と基準校正値との関係が明確になる。よって、前記位置決め装置は、前記加算側仮校正値及び前記減算側仮校正値のうち前記計測位置をより前記目標位置に近づける校正位置制御信号の算出に用いられた仮校正値を新たな基準校正値として選択することで校正の誤差を小さくすることができる。これにより、より高精度な電動アクチュエータ及び対象物位置計測部を用いることなく、位置決め精度に対する校正の誤差の影響を抑制することができる。
【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。前記制御部は、前記第２校正制御において、前記加算側校正計測位置と前記目標位置との差または前記減算側校正計測位置と前記目標位置との差が所定範囲に含まれていない場合、前記第２校正制御において設定された前記新たな基準校正値に基づいて、前記第２校正制御を行う。
【0013】
上述の構成では、前記制御部は、前記第２校正制御において算出した前記加算側仮校正値に基づく加算側校正計測位置と前記目標位置の差及び前記減算側仮校正値に基づく減算側校正計測位置と前記目標位置の差のうち少なくとも一方の差が所定範囲に含まれるまで前記第２校正制御を行う。よって、前記第２校正制御において設定される新たな基準校正値による位置決め精度が所定の精度以上に維持される。これにより、より高精度な電動アクチュエータ及び対象物位置計測部を用いることなく、位置決め精度に対する校正の誤差の影響を抑制することができる。
【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。前記制御部は、前記対象物移動部に対して、異なる値の複数の加算側仮校正値によって前記位置制御信号を校正した複数の校正位置制御信号をそれぞれ出力し、前記対象物移動部によって移動された前記対象物のそれぞれの移動位置を計測した複数の加算側校正計測位置を前記対象物位置計測部から取得する。前記制御部は、前記対象物移動部に対して、異なる値の複数の減算側仮校正値によって前記位置制御信号を校正した校正位置制御信号をそれぞれ出力し、前記対象物移動部によって移動された前記対象物のそれぞれの移動位置を計測した複数の減算側校正計測位置を前記対象物位置計測部から取得する。更に、前記制御部は、前記複数の加算側校正計測位置と前記複数の減算側校正計測位置とのうち前記目標位置との差が最も小さい校正計測位置に前記対象物を移動させた校正位置制御信号の算出に用いた仮校正値を新たな基準校正値に設定する。
【0015】
上述の構成では、前記制御部は、予め設定した複数の仮校正値によって校正された複数の校正位置制御信号に基づいて移動された複数の加算側校正計測位置と前記目標位置との差及び複数の減算側校正計測位置と前記目標位置との差を算出するので、真の校正値が複数ある場合でも適切な校正値を基準校正値に設定することができる。これにより、より高精度な電動アクチュエータ及び対象物位置計測部を用いることなく、位置決め精度に対する校正の誤差の影響を抑制することができる。
【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。前記制御部は、第２校正制御において、前記新たな基準校正値が設定された場合、前記対象物移動部に対して、前記新たな基準校正値に設定された加算側仮校正値または減算側仮校正値によって前記位置制御信号を校正した校正位置制御信号を出力し、前記校正位置制御信号に基づいて、前記対象物移動部によって前記対象物を目標位置に向けて移動させた際の加算側校正計測位置または減算側校正計測位置と前記目標位置との差に基づいて新たな加算側仮校正値及び減算側仮校正値を算出する。
【0017】
上述の構成では、前記制御部は、前記目標位置と前記加算側校正計測位置との差、または前記目標位置と前記減算側校正計測位置との差に基づいて前記基準校正値に加算及び減算する所定値を設定する。前記制御部は、例えば、前記目標位置と前記加算側校正計測位置との差、または前記目標位置と前記減算側校正計測位置との差に比例させて前記所定値を増加及び減少させる。つまり、前記目標位置と前記校正計測位置との関係から、前記基準校正値が真の校正値から比較的離れていると考えられる場合、前記基準校正値と加算側仮校正値との差、及び前記基準校正値と減算側仮校正値との差を大きくする。よって、前記加算側校正計測位置または前記減算側校正計測位置と前記目標位置との誤差が大きいほど前記加算側校正計測位置または減算側校正計測位置を前記目標位置に向かって大きく移動させることができる。また、前記基準校正値が真の校正値に比較的近い場合、前記基準校正値と加算側仮校正値との差、及び前記基準校正値と減算側仮校正値との差を小さくする。よって、加算側校正計測位置または減算側校正計測位置と前記目標位置との差が小さいほど加算側校正計測位置または減算側校正計測位置を前記目標位置に向かって緻密に移動させることができる。これにより、より高精度な電動アクチュエータ及び対象物位置計測部を用いることなく、位置決め精度に対する校正の誤差の影響を抑制することができる。
【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。前記対象物移動部は、前記対象物をＸ軸方向に移動させるＸ軸電動アクチュエータと、前記対象物を前記Ｘ軸方向に垂直なＹ軸方向に移動させるＹ軸電動アクチュエータと、前記対象物を前記Ｘ軸方向及び前記Ｙ軸方向に垂直なＺ軸方向に移動させるＺ軸電動アクチュエータと、前記対象物を前記Ｘ軸方向、前記Ｙ軸方向及び前記Ｚ軸方向のいずれか一つの軸回りに回転させる電動アクチュエータとのうち少なくとも一つを有する。
【0019】
上述の構成では、前記位置決め装置は、前記対象物移動部が有する少なくともＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向及び軸回りの移動についての基準校正値をそれぞれ真の校正値に近づけることができる。これにより、より高精度な電動アクチュエータ及び対象物位置計測部を用いることなく、位置決め精度に対する校正の誤差の影響を抑制することができる。
【0020】
本発明の実施形態に係る校正方法は、少なくとも一つの電動アクチュエータを有し、前記電動アクチュエータによって対象物を移動可能な対象物移動部の校正方法である。前記校正方法は、前記目標位置と前記計測位置とに基づいて前記位置制御信号の基準校正値を算出する第１校正工程を有する。また、前記校正方法は、前記対象物移動部に対して、前記基準校正値よりも所定値分増加させた加算側仮校正値によって前記位置制御信号を校正した校正位置制御信号を出力し、前記校正位置制御信号に基づいて、前記対象物移動部によって移動された前記対象物の加算側校正計測位置を計測する加算側校正計測工程を有する。また、前記校正方法は、前記基準校正値よりも所定値分減少させた減算側仮校正値によって前記位置制御信号を校正した校正位置制御信号を前記対象物移動部に対して出力し、前記校正位置制御信号に基づいて、前記対象物移動部によって移動された前記対象物の減算側校正計測位置を計測する減算側校正計測工程を有する。また、前記校正方法は、前記加算側校正計測位置と前記減算側校正計測位置とのうち前記目標位置との差が小さい校正計測位置に前記対象物を移動させた前記校正位置制御信号の算出に用いた仮校正値を新たな基準校正値とする第２校正工程を有する。
【0021】
上述の構成では、加算側校正計測工程において取得した対象物の加算側校正計測位置と、減算側校正計測工程において取得した前記対象物の減算側校正計測位置と、前記対象物の目標位置とに基づいて、前記第２校正工程において前記対象物の移動位置を前記目標位置に一致させる真の校正値と前記基準校正値との関係が明確になる。よって、前記基準校正値に基づいて算出された校正位置制御信号よりも前記計測位置を前記目標位置に近づける仮校正値によって校正することができる。これにより、より高精度な電動アクチュエータ及び対象物位置計測部を用いることなく、位置決め精度に対する校正の誤差の影響を抑制することができる。
【0022】
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。
【0023】
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）」及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、及び／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、及び／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。
【0024】
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」、及び／または、それらの等価物は、広義の意味で使用され、“直接的及び間接的な”取り付け、接続及び結合の両方を包含する。さらに、「接続された」及び「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。
【0025】
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（技術用語及び科学用語を含む）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。
【0026】
［対象物］
本明細書において、対象物とは、対象物移動部によって移動される部材を意味する。前記対象物は、例えば、基板、素子、部品、校正用及び検証用の基板等を含む。前記対象物は、前記対象物移部によって移動可能な程度の大きさの部材である。
本明細書において、対象物とは、対象物移動部によって移動される部材を意味する。前記対象物は、例えば、基板、素子、部品、校正用及び検証用の基板等を含む。前記対象物は、前記対象物移部によって移動可能な程度の大きさの部材である。
【0027】
［電動アクチュエータ］
本明細書において、電動アクチュエータとは、電気的エネルギーを機械的エネルギーに変換する装置である。前記電動アクチュエータは、電気により磁界を発生させるコイルを有する固定子と、前記固定子の磁界によって前記固定子に対して移動する可動子とを有する電動モータ、リニアモータ等を含む。
本明細書において、電動アクチュエータとは、電気的エネルギーを機械的エネルギーに変換する装置である。前記電動アクチュエータは、電気により磁界を発生させるコイルを有する固定子と、前記固定子の磁界によって前記固定子に対して移動する可動子とを有する電動モータ、リニアモータ等を含む。
【0028】
［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、計測する対象物の位置情報を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、前記スケールの目盛を検出するカメラと、前記カメラが撮像した画像から前記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目盛りを検出されるスケールである。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位置検出用マークと、前記マークを検出するカメラと、前記カメラが撮像した画像から対象物の位置を算出する処理装置等を含む。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検証用基板、検証用チップ等を含む。
本明細書において、対象物位置計測部とは、計測する対象物の位置情報を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、前記スケールの目盛を検出するカメラと、前記カメラが撮像した画像から前記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目盛りを検出されるスケールである。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位置検出用マークと、前記マークを検出するカメラと、前記カメラが撮像した画像から対象物の位置を算出する処理装置等を含む。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検証用基板、検証用チップ等を含む。
【0029】
［校正］
本明細書において、校正とは、計器又は測定系の示す値、若しくは実量器又は標準物質の表す値と、標準によって実現される値との間の関係を確定する一連の作業を意味する。本実施形態の位置決め装置の校正は、前記対象物移動部の目標位置と前記対象物移動部の計測位置との間の関係を検出する。
本明細書において、校正とは、計器又は測定系の示す値、若しくは実量器又は標準物質の表す値と、標準によって実現される値との間の関係を確定する一連の作業を意味する。本実施形態の位置決め装置の校正は、前記対象物移動部の目標位置と前記対象物移動部の計測位置との間の関係を検出する。
【0030】
［校正値］
本明細書において、校正値とは、対象物を目標位置に向けて移動させた際に実際に位置する移動位置を前記目標位置に一致させるための制御係数を意味する。前記校正値は、前記対象物を移動させる対象物移動に対して入力される位置制御信号に対して作用させる。
本明細書において、校正値とは、対象物を目標位置に向けて移動させた際に実際に位置する移動位置を前記目標位置に一致させるための制御係数を意味する。前記校正値は、前記対象物を移動させる対象物移動に対して入力される位置制御信号に対して作用させる。
【0031】
［仮校正値］
本明細書において、仮校正値とは、校正値の値を意図的に増加及び減少させた仮の校正値を意味する。本実施形態において、加算側仮校正値は、校正量を所定値分増加させた仮の校正値である。本実施形態において、減算側仮校正値は、校正量を所定値分減少させた仮の校正値である。
本明細書において、仮校正値とは、校正値の値を意図的に増加及び減少させた仮の校正値を意味する。本実施形態において、加算側仮校正値は、校正量を所定値分増加させた仮の校正値である。本実施形態において、減算側仮校正値は、校正量を所定値分減少させた仮の校正値である。
【発明の効果】
【0032】
本発明の一実施形態によれば、少なくとも一つの電動アクチュエータを有し、前記電動アクチュエータによって対象物を移動させる対象物移動部と、前記対象物の移動位置を計測する対象物位置計測部と、前記対象物移動部に対して前記対象物を目標位置に移動させる位置制御信号を出力し、前記対象物位置計測部が計測した前記対象物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、より高精度な電動アクチュエータ及び対象物位置計測部を用いることなく、位置決め精度に対する校正の誤差の影響を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0033】
【発明を実施するための形態】
【0034】
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及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軸方向及びＹ軸方向は、水平面上の方向であるものとする。Ｙ軸方向は、Ｘ軸方向に対して垂直な方向である。Ｚ軸方向は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に対して垂直な方向である。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。
【0035】
また、以下の説明において、“固定”、“接続”、“接合”及び“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、部材同士の直接的及び間接的な固定等の意味が含まれる。
【0036】
［実施形態１］
＜位置決め装置１の構成＞
図１から図５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、本発明の実施形態における位置決め装置１、１Ａ、１ＢのＺ軸方向に見た平面図及びＸ軸方向に見た側面図である。図２は、位置決め装置１、１Ａ、１ＢのＹ軸方向に見た側面図である。図３は、位置決め装置１、１Ａ、１Ｂの第１校正制御Ｓ１における計測位置Ｐｍを取得する際の制御信号及び位置情報の伝達を示すブロック図である。図４は、位置決め装置１、１Ａ、１Ｂの第１校正制御Ｓ１における基準校正値Ｃを算出する際の制御信号及び位置情報の伝達を示すブロック図である。図５は、位置決め装置１、１Ａ、１Ｂの第２校正制御Ｓ２における新たな基準校正値Ｃを算出する際の制御信号及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、一定であることが望ましい。環境温度が一定の場合、位置決め装置は、温度変化による誤差を低減でき、より高精度に校正を行うことができる。
＜位置決め装置１の構成＞
図１から図５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、本発明の実施形態における位置決め装置１、１Ａ、１ＢのＺ軸方向に見た平面図及びＸ軸方向に見た側面図である。図２は、位置決め装置１、１Ａ、１ＢのＹ軸方向に見た側面図である。図３は、位置決め装置１、１Ａ、１Ｂの第１校正制御Ｓ１における計測位置Ｐｍを取得する際の制御信号及び位置情報の伝達を示すブロック図である。図４は、位置決め装置１、１Ａ、１Ｂの第１校正制御Ｓ１における基準校正値Ｃを算出する際の制御信号及び位置情報の伝達を示すブロック図である。図５は、位置決め装置１、１Ａ、１Ｂの第２校正制御Ｓ２における新たな基準校正値Ｃを算出する際の制御信号及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、一定であることが望ましい。環境温度が一定の場合、位置決め装置は、温度変化による誤差を低減でき、より高精度に校正を行うことができる。
【0037】
図１及び図２に示すように、位置決め装置１は、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、対象物移動部を構成するＸ軸移動装置２と、対象物移動部を構成するＹ軸移動装置６と、対象物位置計測部を構成する撮像装置１０（図２参照）と、対象物位置計測部を構成する計測用基板１１と、制御部を構成する制御装置１２（図３参照）とを有する。
【0038】
Ｘ軸移動装置２は、位置決め対象物をＸ軸方向の任意の位置に案内する装置である。Ｘ軸移動装置２は、例えば、図示しない製造装置のベース上に設けられている。Ｘ軸移動装置２は、Ｘ軸電動アクチュエータであるＸ軸リニアモータ３と、Ｘ軸テーブル４と、Ｘ軸スケール５とを有している。
【0039】
Ｘ軸リニアモータ３は、Ｘ軸テーブル４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軸リニアモータ３は、Ｘ軸レール３ａとＸ軸ブロック３ｂと、図示しないＸ軸推力発生装置及びアンプ等を有する。Ｘ軸レール３ａは、前記ベースに固定されている。Ｘ軸ブロック３ｂは、Ｘ軸レール３ａに沿って移動可能にＸ軸レール３ａに支持されている。
【0040】
Ｘ軸推力発生装置は、電磁力によって推力を発生する。前記Ｘ軸推力発生装置は、固定子と可動子とから構成されている。前記固定子は、Ｘ軸レール３ａに固定されている。前記可動子は、Ｘ軸ブロック３ｂに固定されている。前記Ｘ軸推力発生装置は、前記ベースに対して、Ｘ軸ブロック３ｂがＸ軸レール３ａの延伸方向に移動するように推力を発生する。
【0041】
Ｘ軸テーブル４は、Ｘ軸リニアモータ３によってＸ軸方向に移動されるテーブルである。Ｘ軸テーブル４は、十分な剛性を有する平板状の部材である。Ｘ軸テーブル４は、Ｘ軸ブロック３ｂに固定されている。Ｘ軸テーブル４には、Ｙ軸移動装置６が搭載される。
【0042】
Ｘ軸スケール５は、Ｘ軸ブロック３ｂの位置を検出する。つまり、Ｘ軸スケール５は、前記ベースに対するＸ軸ブロック３ｂの位置を検出する。Ｘ軸スケール５は、例えば、光学式のリニアスケールである。
【0043】
このように構成されるＸ軸移動装置２は、Ｘ軸リニアモータ３のＸ軸スケール５が検出するＸ軸リニアモータ３のＸ軸ブロック３ｂの位置に基づいて、Ｘ軸ブロック３ｂに固定されたＸ軸テーブル４をＸ軸リニアモータ３のＸ軸レール３ａの延伸方向における任意の位置に移動する。Ｘ軸移動装置２は、制御装置１２から入力される位置制御信号Ｓに含まれるＸ軸位置制御信号Ｓｘに基づいて、Ｘ軸テーブル４を移動させる。
【0044】
Ｙ軸移動装置６は、位置決め対象物をＹ軸方向の任意の位置に案内する装置である。Ｙ軸移動装置６は、Ｘ軸移動装置２のＸ軸テーブル４上に設けられている。Ｙ軸移動装置６は、Ｙ軸電動アクチュエータであるＹ軸リニアモータ７と、Ｙ軸テーブル８と、Ｙ軸スケール９とを有している。
【0045】
Ｙ軸リニアモータ７は、Ｙ軸テーブル８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軸リニアモータ７は、Ｙ軸レール７ａとＹ軸ブロック７ｂと、図示しないＹ軸推力発生装置及びアンプ等を有する。Ｙ軸レール７ａは、Ｘ軸テーブル４に固定されている。Ｙ軸ブロック７ｂは、Ｙ軸レール７ａに沿って移動可能にＹ軸レール７ａに支持されている。
【0046】
Ｙ軸推力発生装置は、電磁力によって推力を発生する。前記Ｙ軸推力発生装置は、固定子と可動子とから構成されている。前記固定子は、Ｙ軸レール７ａに固定されている。前記可動子は、Ｙ軸ブロック７ｂに固定されている。前記Ｙ軸推力発生装置は、Ｘ軸テーブル４に対して、Ｙ軸ブロック７ｂがＹ軸レール７ａの延伸方向に移動するように推力を発生する。
【0047】
Ｙ軸テーブル８は、Ｙ軸リニアモータ７によってＹ軸方向に移動されるテーブルである。Ｙ軸テーブル８は、十分な剛性を有する平板状の部材である。Ｙ軸テーブル８は、Ｙ軸リニアモータ７のＹ軸ブロック７ｂに固定されている。Ｙ軸テーブル８には、位置決め対象物または計測用基板１１が搭載される。
【0048】
Ｙ軸スケール９は、Ｙ軸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軸スケール９は、Ｘ軸テーブル４に対するＹ軸ブロック７ｂの位置を検出する。Ｙ軸スケール９は、例えば、光学式のリニアスケールである。
【0049】
このように構成されるＹ軸移動装置６は、Ｙ軸リニアモータ７のＹ軸スケール９が検出するＹ軸リニアモータ７のＹ軸ブロック７ｂの位置に基づいて、Ｙ軸ブロック７ｂに固定されたＹ軸テーブル８をＹ軸リニアモータ７のＹ軸レール７ａの延伸方向における任意の位置に移動する。Ｙ軸移動装置６は、制御装置１２から入力される位置制御信号Ｓに含まれるＹ軸位置制御信号Ｓｙに基づいて、Ｙ軸テーブル８を移動させる。
【0050】
Ｙ軸移動装置６のＹ軸テーブル８は、Ｙ軸移動装置６のＹ軸リニアモータ７によってＹ軸方向の任意の位置に移動される。また、Ｙ軸移動装置６は、Ｘ軸移動装置２のＸ軸リニアモータ３によってＸ軸方向の任意の位置に移動される。よって、Ｙ軸テーブル８は、Ｘ軸リニアモータ３とＹ軸リニアモータ７とによってＸＹ平面上の任意の位置に移動される。
【0051】
撮像装置１０は、Ｙ軸テーブル８の位置を測定する。撮像装置１０は、例えば、Ｙ軸テーブル８上の位置決め対象物または計測用基板１１を撮像可能なＣＣＤカメラ及び図示しない位置計測装置等から構成されている。撮像装置１０は、前記ベースに支持されている。撮像装置１０のＣＣＤカメラは、Ｘ軸リニアモータ３とＹ軸リニアモータ７との可動範囲内においてＸＹ平面上の任意の位置に移動された位置決め対象物または計測用基板１１を撮像することができる。撮像装置１０の位置計測装置は、ＣＣＤカメラが撮像した画像から、ＣＣＤカメラに対する位置決め対象物または計測用基板１１の任意の点のＸ軸座標及びＹ軸座標を算出する。つまり、撮像装置１０は、ＣＣＤカメラの位置を基準として位置決め対象物またはＹ軸テーブル８の移動後のＸ軸計測座標Ｐｍｘ、Ｙ軸計測座標Ｐｍｙを計測する対象物位置計測部として機能する。
【0052】
計測用基板１１は、基板上の位置を示す目盛りを有する検証用の基板である。計測用基板１１は、熱膨張率が比較的小さいガラス等から構成されている。計測用基板１１は、Ｙ軸テーブル８に搭載することができる。計測用基板１１は、基準点からＸ方向に所定間隔で並ぶ目盛りと基準点からＹ方向に所定間隔で並ぶ目盛りとを有する。つまり、計測用基板１１は、基板上の基準点からの任意の位置のＸ座標とＹ座標として示している。計測用基板１１は、Ｙ軸テーブル８に搭載している場合、Ｙ軸テーブル８のＸ軸計測座標Ｐｍｘ、Ｙ軸計測座標Ｐｍｙを示している。計測用基板１１は、位置決め装置１の検証用及び校正用の計測用基板として使用可能である。
【0053】
図３から図５に示すように、制御部である制御装置１２は、Ｘ軸移動装置２、Ｙ軸移動装置６及び撮像装置１０を制御する。制御装置１２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１２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１２は、Ｘ軸移動装置２、Ｙ軸移動装置６及び撮像装置１０の動作を制御するために種々のプログラム及びデータが格納されている。
【0054】
制御装置１２は、位置決め対象物または計測用基板１１が搭載されたＹ軸テーブル８を目標位置Ｐｔに位置付けるための位置制御信号ＳをＸ軸移動装置２及びＹ軸移動装置６に対して、出力可能に構成される。目標位置Ｐｔは、Ｘ軸目標座標Ｐｔｘ及びＹ軸目標座標Ｐｔｙを含む。位置制御信号Ｓには、目標位置ＰｔおけるＸ軸目標座標Ｐｔｘに対するＸ軸位置制御信号Ｓｘ及び目標位置Ｐｔおける及びＹ軸目標座標Ｐｔｙに対するＹ軸位置制御信号Ｓｙを含む。
【0055】
制御装置１２は、Ｘ軸移動装置２のＸ軸リニアモータ３（図１参照）及びＹ軸移動装置６のＹ軸リニアモータ７（図１参照）に電気的に接続されている。制御装置１２は、Ｘ軸リニアモータ３に対して、位置制御信号ＳにおけるＸ軸位置制御信号Ｓｘを送信する。また、制御装置１２は、Ｙ軸リニアモータ７に対して、位置制御信号ＳにおけるＹ軸位置制御信号Ｓｙを送信する。
【0056】
制御装置１２は、撮像装置１０に電気的に接続されている。制御装置１２は、撮像装置１０に対して、Ｙ軸テーブル８上の位置決め対象物または計測用基板１１の計測位置Ｐｍを算出する制御信号を出力する。計測位置Ｐｍは、Ｘ軸計測座標Ｐｍｘ及びＹ軸計測座標Ｐｍｙを含む。制御装置１２は、撮像装置１０が算出した位置決め対象物または計測用基板１１が搭載されたＹ軸テーブル８の計測位置ＰｍにおけるＸ軸計測座標Ｐｍｘ及びＹ軸計測座標Ｐｍｙを取得する。
【0057】
図４に示すように、制御装置１２は、目標位置Ｐｔと計測位置Ｐｍとに基づいて計測位置Ｐｍを目標位置Ｐｔに近づけるための位置制御信号Ｓの校正値である基準校正値Ｃを算出する第１校正制御Ｓ１を実施可能である。基準校正値Ｃは、Ｘ軸位置制御信号Ｓｘを校正するＸ軸基準校正値ＣｘとＹ軸位置制御信号Ｓｙを校正するＹ軸基準校正値Ｃｙとを含む。
【0058】
図５に示すように、制御装置１２は、計測位置Ｐｍを目標位置Ｐｔに更に近づけるための位置制御信号Ｓの校正値である加算側仮校正値Ｃａ及び減算側仮校正値Ｃｓを算出する第２校正制御Ｓ２を実施可能である。加算側仮校正値Ｃａは、基準校正値Ｃ（図５参照）を所定値分増加させた仮校正値である。減算側仮校正値Ｃｓは、基準校正値Ｃを所定値分減少させた仮校正値である。加算側仮校正値Ｃａは、Ｘ軸位置制御信号Ｓｘを校正するＸ軸加算側仮校正値ＣａｘとＹ軸位置制御信号Ｓｙを校正するＹ軸加算側仮校正値Ｃａｙとを含む。減算側仮校正値Ｃｓは、Ｘ軸位置制御信号Ｓｘを校正するＸ軸減算側仮校正値ＣｓｘとＹ軸位置制御信号Ｓｙを校正するＹ軸減算側仮校正値Ｃｓｙとを含む。
【0059】
このように構成される位置決め装置１は、位置決め対象物をＸ軸目標座標Ｐｔｘ及びＹ軸目標座標Ｐｔｙに位置決めするために、制御装置１２からＸ軸移動装置２に対して、Ｘ軸位置制御信号Ｓｘを出力し、Ｙ軸移動装置６に対して、Ｙ軸位置制御信号Ｓｙを出力する。位置決め装置１は、Ｘ軸位置制御信号Ｓｘに基づいたＸ軸移動装置２による移動及びＹ軸位置制御信号Ｓｙに基づいたＹ軸移動装置６の移動によって、位置決め対象物をＸ軸目標座標Ｐｔｘに向かって移動させる。また、位置決め装置１は、第１校正制御Ｓ１において基準校正値Ｃを算出し、第２校正制御Ｓ２において加算側仮校正値Ｃａ及び減算側仮校正値Ｃｓによって基準校正値Ｃを更新する。
【0060】
＜位置決め装置１における校正方法＞
次に、図３から図１０を用いて、Ｙ軸テーブル８に搭載された計測用基板１１を移動可能なＸ軸移動装置２及びＹ軸移動装置６によって構成される対象物移動部の校正方法である第１校正制御Ｓ１及び第２校正制御Ｓ２について説明する。図６は、位置決め装置１、１Ａ、１Ｂの第１校正制御Ｓ１及び第２校正制御Ｓ２における各工程を示すフローチャートである。図７は、位置決め装置１、１Ａ、１Ｂでの目標位置Ｐｔと位置決め後の計測位置Ｐｍとの誤差を示す模式図である。図８は、位置決め装置１での基準校正値Ｃの更新の流れを示す模式図である。図９は、位置決め装置１、１Ａ、１Ｂでの第１校正制御Ｓ１のフローチャートである。図１０は、位置決め装置１での第２校正制御Ｓ２のフローチャートである。
次に、図３から図１０を用いて、Ｙ軸テーブル８に搭載された計測用基板１１を移動可能なＸ軸移動装置２及びＹ軸移動装置６によって構成される対象物移動部の校正方法である第１校正制御Ｓ１及び第２校正制御Ｓ２について説明する。図６は、位置決め装置１、１Ａ、１Ｂの第１校正制御Ｓ１及び第２校正制御Ｓ２における各工程を示すフローチャートである。図７は、位置決め装置１、１Ａ、１Ｂでの目標位置Ｐｔと位置決め後の計測位置Ｐｍとの誤差を示す模式図である。図８は、位置決め装置１での基準校正値Ｃの更新の流れを示す模式図である。図９は、位置決め装置１、１Ａ、１Ｂでの第１校正制御Ｓ１のフローチャートである。図１０は、位置決め装置１での第２校正制御Ｓ２のフローチャートである。
【0061】
以下の各実施形態の説明について、Ｙ軸移動装置６におけるＹ軸計測座標ＰｍｙをＹ軸目標座標Ｐｔｙに近づけるための第１校正制御Ｓ１及び第２校正制御Ｓ２、またはＸ軸移動装置２及びＹ軸移動装置６における計測位置Ｐｍを目標位置Ｐｔに近づける第１校正制御Ｓ１及び第２校正制御Ｓ２は、同様の制御であるため説明を省略する。また、位置決め装置１のＹ軸テーブル８には、計測用基板１１が搭載されている。
【0062】
図６に示すように、第１校正制御Ｓ１は、第１校正工程Ｓ１１を有する。第２校正制御Ｓ２は、加算側校正計測工程Ｓ２１と、減算側校正計測工程Ｓ２２と、第２校正工程Ｓ２３とを有する。
【0063】
図３、図４、図６及び図７に示すように、第１校正制御Ｓ１の第１校正工程Ｓ１１は、目標位置Ｐｔと計測位置Ｐｍとの誤差（図７参照）に基づいてＸ軸位置制御信号ＳｘのＸ軸基準校正値Ｃｘを算出する工程である。本実施形態において、位置決め装置１の制御装置１２は、Ｘ軸移動装置２によって移動されたＸ軸テーブル４（図１参照）及びＹ軸テーブル８（図１参照）（以下、単に「Ｙ軸テーブル８」と記す）のＸ軸目標座標Ｐｔｘと、撮像装置１０によって撮像された計測用基板１１（図１参照）の目盛から算出されたＹ軸テーブル８のＸ軸計測座標Ｐｍｘとに基づいて、Ｘ軸移動装置２に対して出力されたＸ軸位置制御信号Ｓｘを校正するＸ軸基準校正値Ｃｘを算出する。Ｘ軸基準校正値Ｃｘは、Ｘ軸移動装置２によって移動されたＹ軸テーブル８のＸ軸計測座標ＰｍｘがＸ軸目標座標Ｐｔｘに近づくように、Ｘ軸位置制御信号Ｓｘを校正するための校正値である。
【0064】
本実施形態において、位置決め装置１の制御装置１２は、撮像装置１０によって撮像された画像に基づいて、計測位置Ｐｍに含まれるＸ軸計測座標Ｐｍｘを算出する。前記画像上の座標は、撮像装置１０が有するＣＣＤイメージセンサ等の画素数によって定まる。よって、Ｘ軸計測座標Ｐｍｘは、前記画像上の座標を計測用基板１１における座標に変換して算出される。
【0065】
一方、前記画像は、撮像装置１０のレンズを通過した光を受光したＣＣＤイメージセンサに基づいて作成されるので撮像装置１０のレンズ、レンズの位置、ＣＣＤイメージセンサ等の固体差が含まれている。更に、Ｘ軸計測座標Ｐｍｘは、撮像装置１０の固体差に加えて、Ｘ軸移動装置２及びＹ軸移動装置６の構造上の誤差及び制御上の誤差を含んでいる。制御装置１２は、Ｘ軸移動装置２、Ｙ軸移動装置６及び撮像装置１０による誤差を校正するために、Ｘ軸目標座標ＰｔｘとＸ軸計測座標Ｐｍｘとに基づいて前記画像の１画素当りの分解能（１画素当りのＸ方向の移動量）であるＸ軸基準校正値Ｃｘを算出する。
【0066】
図５及び図６に示すように、第２校正制御Ｓ２の加算側校正計測工程Ｓ２１は、Ｘ軸基準校正値Ｃｘよりも所定値分増加させたＸ軸加算側仮校正値Ｃａｘを算出する工程と、Ｘ軸加算側仮校正値Ｃａｘによって校正されたＸ軸校正位置制御信号Ｓｘｃに基づいて、Ｙ軸テーブル８をＸ軸目標座標Ｐｔｘに向けて移動させる工程と、移動されたＹ軸テーブル８（図１参照）の移動位置におけるＸ軸加算側校正計測座標Ｐｍａｘを計測する工程を含む。
【0067】
本実施形態において、制御装置１２は、Ｘ軸移動装置２に対して、Ｘ軸位置制御信号ＳｘをＸ軸加算側仮校正値Ｃａｘによって校正したＸ軸校正位置制御信号Ｓｘｃを出力する。Ｘ軸校正位置制御信号Ｓｘｃは、校正位置制御信号Ｓｃに含まれる。Ｘ軸移動装置２は、Ｘ軸校正位置制御信号Ｓｘｃに基づいて、Ｘ軸目標座標Ｐｔｘに向かってＹ軸テーブル８を移動させる。制御装置１２は、Ｘ軸移動装置２によって移動されたＹ軸テーブル８の移動位置におけるＸ軸加算側校正計測座標Ｐｍａｘを撮像装置１０によって計測する。
【0068】
なお、校正位置制御信号Ｓｃには、Ｙ軸移動装置６に対して、Ｙ軸位置制御信号ＳｙをＹ軸加算側仮校正値ＣａｙまたはＹ軸減算側仮校正値Ｃｓｙによって校正したＹ軸校正位置制御信号Ｓｙｃが含まれる。
【0069】
第２校正制御Ｓ２の減算側校正計測工程Ｓ２２は、Ｘ軸基準校正値Ｃｘよりも所定値分減少させたＸ軸減算側仮校正値ＣｓｘによってＸ軸位置制御信号Ｓｘを校正したＸ軸校正位置制御信号Ｓｘｃを算出する工程と、Ｘ軸減算側仮校正値Ｃｓｘによって校正されたＸ軸校正位置制御信号Ｓｘｃに基づいて、Ｙ軸テーブル８をＸ軸目標座標Ｐｔｘに向けて移動させる工程と、移動されたＹ軸テーブル８の移動位置におけるＸ軸減算側校正計測座標Ｐｍｓｘを計測する工程とを含む。
【0070】
本実施形態において、制御装置１２は、Ｘ軸移動装置２に対して、Ｘ軸位置制御信号ＳｘをＸ軸減算側仮校正値Ｃｓｘによって校正したＸ軸校正位置制御信号Ｓｘｃを出力する。Ｘ軸校正位置制御信号Ｓｘｃは、校正位置制御信号Ｓｃに含まれる。Ｘ軸移動装置２は、Ｘ軸校正位置制御信号Ｓｘｃに基づいて、Ｘ軸目標座標Ｐｔｘに向かってＹ軸テーブル８を移動させる。制御装置１２は、Ｘ軸移動装置２によって移動されたＹ軸テーブル８の移動位置におけるＸ軸減算側校正計測座標Ｐｍｓｘを撮像装置１０によって計測する。
【0071】
第２校正制御Ｓ２の第２校正工程Ｓ２３は、Ｘ軸計測座標ＰｍｘとＸ軸目標座標Ｐｔｘの差よりも小さく、且つＸ軸加算側校正計測座標ＰｍａｘとＸ軸減算側校正計測座標Ｐｍｓｘとのうち、Ｘ軸目標座標Ｐｔｘとの差が小さい校正計測座標を選択する工程と、Ｙ軸テーブル８を前記選択した校正計測座標に移動させたＸ軸校正位置制御信号Ｓｘｃの算出に用いた仮校正値を新たなＸ軸基準校正値Ｃｘとする工程とを含む。
【0072】
図８に示すように、本実施形態において、制御装置１２は、例えば、Ｘ軸計測座標ＰｍｘとＸ軸目標座標Ｐｔｘの差Ｄよりも小さく、且つＸ軸目標座標ＰｔｘとＸ軸減算側校正計測座標Ｐｍｓｘとの差ＤｓよりもＸ軸目標座標ＰｔｘとＸ軸加算側校正計測座標Ｐｍａｘとの差Ｄａが小さい場合、Ｘ軸加算側仮校正値ＣａｘとＸ軸減算側仮校正値ＣｓｘのうちＸ軸加算側仮校正値Ｃａｘを選択する。制御装置１２は、選択したＸ軸加算側仮校正値Ｃａｘを新たなＸ軸基準校正値Ｃｘに設定する。
【0073】
次に、図９及び図１０を用いて、本発明に係る位置決め装置１の実施形態１による第１校正制御Ｓ１及び第２校正制御Ｓ２について具体的に説明する。なお、本実施形態において、Ｘ軸目標座標ＰｔｘとＸ軸減算側校正計測座標Ｐｍｓｘとの差Ｄｓ及びＸ軸目標座標ＰｔｘとＸ軸加算側校正計測座標Ｐｍａｘとの差Ｄａは、Ｘ軸計測座標ＰｍｘとＸ軸目標座標Ｐｔｘの差Ｄ（図８参照）よりも小さいものとする。
【0074】
図９に示すように、第１校正制御Ｓ１に含まれる第１校正工程Ｓ１１のステップＳ１１１において、制御装置１２は、Ｘ軸移動装置２に対して、Ｘ軸テーブル４に搭載されたＹ軸テーブル８をＸ軸目標座標Ｐｔｘに移動させるＸ軸位置制御信号Ｓｘを出力する。Ｘ軸移動装置２は、Ｘ軸スケール５の出力に基づいてＸ軸テーブル４をＸ軸目標座標Ｐｔｘに向けて移動させる。制御装置１２は、ステップをステップＳ１１２に移行させる。
【0075】
ステップＳ１１２において、制御装置１２は、撮像装置１０に対して、移動したＹ軸テーブル８の移動位置である計測位置Ｐｍを算出する制御信号を出力する。撮像装置１０は、前記制御信号に従ってＹ軸テーブル８の計測用基板１１を撮像する。更に、制御装置１２は、撮像した計測用基板１１の目盛からＹ軸テーブル８の移動位置である計測位置Ｐｍを算出する。制御装置１２は、撮像装置１０からＸ軸計測座標Ｐｍｘを取得する。制御装置１２は、ステップをステップＳ１１３に移行させる。
【0076】
ステップＳ１１３において、制御装置１２は、Ｘ軸目標座標Ｐｔｘと撮像装置１０から取得したＸ軸計測座標Ｐｍｘとに基づいて、Ｘ軸位置制御信号Ｓｘを校正するＸ軸基準校正値Ｃｘを算出する。制御装置１２は、第１校正工程Ｓ１１を含む第１校正制御Ｓ１を終了し、第２校正制御Ｓ２の加算側校正計測工程Ｓ２１に移行させる（図１０参照）。
【0077】
図１０に示すように、第２校正制御Ｓ２における加算側校正計測工程Ｓ２１のステップＳ２１１において、制御装置１２は、第１校正制御Ｓ１（図９参照）において算出したＸ軸基準校正値Ｃｘを所定値分増加させたＸ軸加算側仮校正値Ｃａｘを算出する。制御装置１２は、ステップをステップＳ２１２に移行させる。
【0078】
ステップＳ２１２において、制御装置１２は、Ｘ軸移動装置２に対して、Ｘ軸位置制御信号ＳｘをＸ軸加算側仮校正値Ｃａｘによって校正したＸ軸校正位置制御信号Ｓｘｃを出力する。Ｘ軸移動装置２は、Ｙ軸テーブル８をＸ軸目標座標Ｐｔｘに向けて移動させる。制御装置１２は、ステップをステップＳ２１３に移行させる。
【0079】
ステップＳ２１３において、制御装置１２は、撮像装置１０に対して、移動したＹ軸テーブル８の移動位置であるＸ軸計測座標Ｐｍｘを算出する制御信号を出力する。撮像装置１０は、前記制御信号に従って計測用基板１１を撮像する。更に、撮像装置１０は、撮像した計測用基板１１の目盛からＹ軸テーブル８の移動位置である加算側校正計測位置（校正計測位置）Ｐｍａに含まれるＸ軸加算側校正計測座標Ｐｍａｘを算出する。制御装置１２は、撮像装置１０からＸ軸加算側校正計測座標Ｐｍａｘを取得する。制御装置１２は、ステップを減算側校正計測工程Ｓ２２のステップＳ２２１に移行させる。
【0080】
減算側校正計測工程Ｓ２２のステップＳ２２１において、制御装置１２は、第１校正制御Ｓ１（図９参照）において算出したＸ軸基準校正値Ｃｘを所定値分減少させたＸ軸減算側仮校正値Ｃｓｘを算出する。制御装置１２は、ステップをステップＳ２２２に移行させる。
【0081】
ステップＳ２２２において、制御装置１２は、Ｘ軸移動装置２に対して、Ｘ軸位置制御信号ＳｘをＸ軸減算側仮校正値Ｃｓｘによって校正したＸ軸校正位置制御信号Ｓｘｃを出力する。Ｘ軸移動装置２は、Ｙ軸テーブル８をＸ軸目標座標Ｐｔｘに向けて移動させる。制御装置１２は、ステップをステップＳ２２３に移行させる。
【0082】
ステップＳ２２３において、制御装置１２は、撮像装置１０に対して、移動したＹ軸テーブル８のＸ軸計測座標Ｐｍｘを算出する制御信号を出力する。撮像装置１０は、前記制御信号に従って計測用基板１１を撮像する。更に、撮像装置１０は、撮像した計測用基板１１の目盛からＹ軸テーブル８の移動位置である減算側校正計測位置（校正計測位置）Ｐｍｓに含まれるＸ軸減算側校正計測座標Ｐｍｓｘを算出する。撮像装置１０は、制御装置１２に対して、算出したＸ軸減算側校正計測座標Ｐｍｓｘを出力する。制御装置１２は、ステップを第２校正工程Ｓ２３のステップＳ２３１に移行させる。
【0083】
第２校正工程Ｓ２３のステップＳ２３１において、制御装置１２は、Ｘ軸加算側校正計測座標ＰｍａｘとＸ軸目標座標Ｐｔｘとの差Ｄａ及びＸ軸減算側校正計測座標ＰｍｓｘとＸ軸目標座標Ｐｔｘとの差Ｄｓを算出する。制御装置１２は、ステップをステップＳ２３２に移行させる。
【0084】
ステップＳ２３２において、制御装置１２は、差Ｄａが差Ｄｓ以下であるか否かを判定する。
その結果、差Ｄａが差Ｄｓ以下であると判定した場合、制御装置１２は、ステップをステップＳ２３３に移行させる。
一方、差Ｄｓが差Ｄａ未満であると判定した場合、制御装置１２は、ステップをステップＳ２３４に移行させる。
その結果、差Ｄａが差Ｄｓ以下であると判定した場合、制御装置１２は、ステップをステップＳ２３３に移行させる。
一方、差Ｄｓが差Ｄａ未満であると判定した場合、制御装置１２は、ステップをステップＳ２３４に移行させる。
【0085】
ステップＳ２３３において、制御装置１２は、Ｘ軸加算側仮校正値Ｃａｘを新たなＸ軸基準校正値Ｃｘに設定する。制御装置１２は、ステップをステップＳ２３５に移行させる。
【0086】
ステップＳ２３４において、制御装置１２は、Ｘ軸減算側仮校正値Ｃｓｘを新たなＸ軸基準校正値Ｃｘに設定する。制御装置１２は、ステップをステップＳ２３５に移行させる。
【0087】
ステップＳ２３５において、制御装置１２は、差Ｄａまたは差Ｄｓが所定範囲内であるか否かを判定する。
その結果、差Ｄａまたは差Ｄｓが所定範囲内であると判定した場合、制御装置１２は、第２校正制御Ｓ２を終了させる。
一方、差Ｄａまたは差Ｄｓが所定範囲外であると判定した場合、制御装置１２は、ステップをステップＳ２１１に移行させる。すなわち、制御装置１２は、再び加算側校正計測工程Ｓ２１、減算側校正計測工程Ｓ２２及び第２校正工程Ｓ２３を実施する。
その結果、差Ｄａまたは差Ｄｓが所定範囲内であると判定した場合、制御装置１２は、第２校正制御Ｓ２を終了させる。
一方、差Ｄａまたは差Ｄｓが所定範囲外であると判定した場合、制御装置１２は、ステップをステップＳ２１１に移行させる。すなわち、制御装置１２は、再び加算側校正計測工程Ｓ２１、減算側校正計測工程Ｓ２２及び第２校正工程Ｓ２３を実施する。
【0088】
このように構成される位置決め装置１は、基準校正値Ｃを算出する第１校正制御Ｓ１と新たな基準校正値Ｃを算出する第２校正制御とを実施する。制御装置１２は、第２校正制御Ｓ２において、基準校正値Ｃから所定値分増加させた加算側仮校正値Ｃａに基づく加算側校正計測位置Ｐｍａと、基準校正値Ｃから所定値分減少させた減算側仮校正値Ｃｓに基づく減算側校正計測位置Ｐｍｓとの比較によって、計測位置Ｐｍを目標位置Ｐｔに一致させる真の校正値Ｃｔに対する基準校正値Ｃの関係が明確になる。よって、制御装置１２は、基準校正値Ｃよりも計測位置Ｐｍを目標位置Ｐｔに近づける校正位置制御信号Ｓｃを算出する加算側仮校正値Ｃａまたは減算側仮校正値Ｃｓを新たな基準校正値Ｃとして選択することで校正の誤差を小さくすることができる。
【0089】
また、制御装置１２は、第２校正制御Ｓ２において算出した加算側仮校正値Ｃａに基づく加算側校正計測位置Ｐｍａと目標位置Ｐｔの差及び減算側仮校正値Ｃｓに基づく減算側校正計測位置Ｐｍｓと目標位置Ｐｔの差のうち少なくとも一方の差が所定範囲に含まれるまで第２校正制御Ｓ２を行う。よって、第２校正制御Ｓ２において設定される新たな基準校正値Ｃによる位置決め精度が所定の精度以上に維持される。これにより、より高精度なＸ軸移動装置２とＹ軸移動装置６及び撮像装置１０を用いることなく、位置決め精度に対する校正の誤差の影響を抑制することができる。
【0090】
また、加算側校正計測工程Ｓ２１において取得した加算側校正計測位置Ｐｍａと、減算側校正計測工程Ｓ２２において取得した減算側校正計測位置Ｐｍｓとに基づいて、第２校正工程Ｓ２３において計測位置Ｐｍを目標位置Ｐｔに一致させる真の校正値Ｃｔに対する基準校正値Ｃの関係が明確になる。よって、加算側仮校正値Ｃａまたは減算側仮校正値Ｃｓは、基準校正値Ｃに基づいて算出された校正位置制御信号Ｓｃよりも計測位置Ｐｍを目標位置Ｐｔに近づける校正位置制御信号Ｓｃを算出することができる。これにより、より高精度なＸ軸移動装置２、Ｙ軸移動装置６及び撮像装置１０を用いることなく、位置決め精度に対する校正の誤差の影響を抑制することができる。
【0091】
［実施形態２］
以下に、図１１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１１は、本発明の実施形態２における位置決め装置１Ａでの第２校正制御Ｓ３のフローチャートである。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。
以下に、図１１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１１は、本発明の実施形態２における位置決め装置１Ａでの第２校正制御Ｓ３のフローチャートである。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。
【0092】
＜位置決め装置１Ａにおける校正方法＞
Ｘ軸移動装置２（図１参照）及びＹ軸移動装置６（図１参照）の校正方法である第１校正制御Ｓ１及び第２校正制御Ｓ３について説明する。実施形態２に係る校正方法は、予め定めた複数の異なる値の仮校正値による校正を行う点が実施形態１の校正方法と異なる。なお、第１校正制御Ｓ１において、Ｘ軸基準校正値Ｃｘが算出されているものとする（図９参照）。
Ｘ軸移動装置２（図１参照）及びＹ軸移動装置６（図１参照）の校正方法である第１校正制御Ｓ１及び第２校正制御Ｓ３について説明する。実施形態２に係る校正方法は、予め定めた複数の異なる値の仮校正値による校正を行う点が実施形態１の校正方法と異なる。なお、第１校正制御Ｓ１において、Ｘ軸基準校正値Ｃｘが算出されているものとする（図９参照）。
【0093】
図１１に示すように、第２校正制御Ｓ３の加算側校正計測工程Ｓ３１は、Ｘ軸基準校正値Ｃｘよりもそれぞれ異なる所定値分増加させた複数のＸ軸加算側仮校正値ＣａｘによってＸ軸位置制御信号Ｓｘを校正した複数のＸ軸校正位置制御信号Ｓｘｃを算出する工程と、算出した複数のＸ軸校正位置制御信号Ｓｘｃに基づいて、Ｘ軸移動装置２によってＹ軸テーブル８をＸ軸目標座標Ｐｔｘに向けてそれぞれ移動させる工程と、移動されたＹ軸テーブル８の移動位置におけるＸ軸加算側校正計測座標Ｐｍａｘをそれぞれ計測する工程とを含む（ステップＳ３１１からステップＳ３１３参照）。
【0094】
本実施形態において、制御装置１２は、Ｘ軸移動装置２に対して、Ｘ軸基準校正値Ｃｘよりも第１の所定量分増加させた第１Ｘ軸加算側仮校正値Ｃａｘ１によってＸ軸位置制御信号Ｓｘを校正した第１Ｘ軸校正位置制御信号Ｓｘｃ１を出力する。同様に、制御装置１２は、Ｘ軸移動装置２に対して、第１Ｘ軸加算側仮校正値Ｃａｘ１と異なる値の第２Ｘ軸加算側仮校正値Ｃａｘ２によってＸ軸位置制御信号Ｓｘを校正した第２Ｘ軸校正位置制御信号Ｓｘｃ２を出力する（ステップＳ３１１、Ｓ３１２参照）。
【0095】
制御装置１２は、第１Ｘ軸校正位置制御信号Ｓｘｃ１に基づいて、Ｘ軸移動装置２によってＸ軸目標座標Ｐｔｘに向かって移動されたＹ軸テーブル８の移動位置を撮像装置１０によって計測する。制御装置１２は、撮像装置１０から第１Ｘ軸加算側校正計測座標Ｐｍａｘ１を取得する。同様に、制御装置１２は、第２Ｘ軸校正位置制御信号Ｓｘｃ２に基づいて、Ｘ軸移動装置２によってＸ軸目標座標Ｐｔｘに向かって移動されたＹ軸テーブル８の移動位置を撮像装置１０によって計測する。制御装置１２は、撮像装置１０から第２Ｘ軸加算側校正計測座標Ｐｍａｘ２を取得する（ステップＳ３１３参照）。
【0096】
第２校正制御Ｓ３の減算側校正計測工程Ｓ３２は、Ｘ軸基準校正値Ｃｘよりもそれぞれ異なる所定値分減少させた複数のＸ軸加減算側仮校正値ＣｓｘによってＸ軸位置制御信号Ｓｘを校正した複数のＸ軸校正位置制御信号Ｓｘｃを算出する工程と、算出した複数のＸ軸校正位置制御信号Ｓｘｃに基づいて、Ｘ軸移動装置２によってＹ軸テーブル８をＸ軸目標座標Ｐｔｘに向けてそれぞれ移動させる工程と、移動されたＹ軸テーブル８の移動位置におけるＸ軸減算側校正計測座標Ｐｍｓｘをそれぞれ計測する工程とを含む（ステップＳ３２１からステップＳ３２３参照）。
【0097】
本実施形態において、制御装置１２は、Ｘ軸移動装置２に対して、Ｘ軸基準校正値Ｃｘよりも第１の所定量分減少させた第１Ｘ軸減算側仮校正値Ｃｓｘ１によってＸ軸位置制御信号Ｓｘを校正した第１Ｘ軸校正位置制御信号Ｓｘｃ１を出力する。同様に、制御装置１２は、Ｘ軸移動装置２に対して、第１Ｘ軸減算側仮校正値Ｃｓｘ１と異なる値の第２Ｘ軸減算側仮校正値Ｃｓｘ２によってＸ軸位置制御信号Ｓｘを校正した第２Ｘ軸校正位置制御信号Ｓｘｃ２を出力する（ステップＳ３２１、Ｓ３２２参照）。
【0098】
制御装置１２は、第１Ｘ軸校正位置制御信号Ｓｘｃ１に基づいて、Ｘ軸移動装置２によってＸ軸目標座標Ｐｔｘに向かって移動されたＹ軸テーブル８の移動位置を撮像装置１０によって計測する。制御装置１２は、撮像装置１０から第１Ｘ軸減算側校正計測座標Ｐｍｓｘ１を取得する。同様に、制御装置１２は、第２Ｘ軸校正位置制御信号Ｓｘｃ２に基づいて、Ｘ軸移動装置２によってＸ軸目標座標Ｐｔｘに向かって移動されたＹ軸テーブル８の移動位置を撮像装置１０によって計測する。制御装置１２は、撮像装置１０から第２Ｘ軸減算側校正計測座標Ｐｍｓｘ２を取得する（ステップＳ３２３参照）。
【0099】
第２校正制御Ｓ３の第２校正工程Ｓ３３は、第１Ｘ軸加算側校正計測座標Ｐｍａｘ１とＸ軸目標座標Ｐｔｘとの差Ｄａ１及び第２Ｘ軸加算側校正計測座標Ｐｍａｘ２とＸ軸目標座標Ｐｔｘとの差Ｄａ２、第１Ｘ軸減算側校正計測座標Ｐｍｓｘ１とＸ軸目標座標Ｐｔｘとの差Ｄｓ１及び第２Ｘ軸減算側校正計測座標Ｐｍｓｘ２とＸ軸目標座標Ｐｔｘとの差Ｄｓ２を算出する工程と、算出した差Ｄａ１、Ｄａ２、Ｄｓ１、Ｄｓ２のうち最も小さい校正計測座標にＹ軸テーブル８を移動させたＸ軸校正位置制御信号Ｓｘｃの仮校正値を新たなＸ軸基準校正値Ｃｘとする工程とを含む。
【0100】
本実施形態において、制御装置１２は、例えば、Ｘ軸目標座標Ｐｔｘと第１Ｘ軸加算側校正計測座標Ｐｍａｘ１との差Ｄａ１が最も小さい場合、第１Ｘ軸加算側仮校正値Ｃａｘ１を選択する。制御装置１２は、選択した第１Ｘ軸加算側仮校正値Ｃａｘ１を新たなＸ軸基準校正値Ｃｘに設定する（ステップＳ３３１からステップＳ３３３参照）。
【0101】
このように構成することで、位置決め装置１Ａの制御装置１２は、予め設定した複数の異なる値のＸ軸加算側仮校正値Ｃａｘ及び複数の異なる値のＸ軸減算側仮校正値Ｃｓｘによって校正した複数の校正位置制御信号Ｓｃに基づいて移動されたＹ軸テーブル８の計測位置ＰｍとＸ軸目標座標Ｐｔｘとの差を算出するので、真の校正値Ｃｔが複数ある場合でも適切な校正値を基準校正値に設定することができる。これにより、より高精度なＸ軸移動装置２とＹ軸移動装置６及び撮像装置１０を用いることなく、位置決め精度に対する校正の誤差の影響を抑制することができる。
【0102】
［実施形態３］
以下に、図１２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。図１２は、本発明の実施形態３における位置決め装置１Ｂでの第２校正制御のフローチャートである。
以下に、図１２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。図１２は、本発明の実施形態３における位置決め装置１Ｂでの第２校正制御のフローチャートである。
【0103】
＜位置決め装置１Ｂにおける校正方法＞
Ｘ軸移動装置２（図１参照）及びＹ軸移動装置６（図１参照）の校正方法である第１校正制御Ｓ１及び第２校正制御Ｓ４について説明する。実施形態３に係る校正方法は、目標位置Ｐｔと計測位置Ｐｍとの差に基づいて仮校正値を算出する点が実施形態１の校正方法と異なる。なお、第１校正制御Ｓ１において、Ｘ軸基準校正値Ｃｘが算出されているものとする（図９参照）。また、第２校正制御Ｓ４において、実施形態１に記載の工程によってＸ軸加算側仮校正値ＣａｘまたはＸ軸減算側仮校正値Ｃｓｘに基づいた新たなＸ軸基準校正値Ｃｘが算出されているものとする。
Ｘ軸移動装置２（図１参照）及びＹ軸移動装置６（図１参照）の校正方法である第１校正制御Ｓ１及び第２校正制御Ｓ４について説明する。実施形態３に係る校正方法は、目標位置Ｐｔと計測位置Ｐｍとの差に基づいて仮校正値を算出する点が実施形態１の校正方法と異なる。なお、第１校正制御Ｓ１において、Ｘ軸基準校正値Ｃｘが算出されているものとする（図９参照）。また、第２校正制御Ｓ４において、実施形態１に記載の工程によってＸ軸加算側仮校正値ＣａｘまたはＸ軸減算側仮校正値Ｃｓｘに基づいた新たなＸ軸基準校正値Ｃｘが算出されているものとする。
【0104】
図１２に示すように、第２校正制御Ｓ４において、新たなＸ軸基準校正値Ｃｘを設定された後の加算側校正計測工程Ｓ４１は、新たなＸ軸基準校正値Ｃｘに設定されたＸ軸加算側仮校正値ＣａｘまたはＸ軸減算側仮校正値Ｃｓｘによって校正されたＸ軸校正位置制御信号Ｓｘｃに基づいて、Ｘ軸移動装置２によってＹ軸テーブル８を移動する工程と、移動されたＹ軸テーブル８のＸ軸加算側校正計測座標ＰｍａｘとＸ軸目標座標Ｐｔｘの差ＤａまたはＸ軸減算側校正計測座標ＰｍｓｘとＸ軸目標座標Ｐｔｘの差Ｄｓを算出する工程と、差Ｄａ及び差Ｄｓに基づいて新たなＸ軸加算側仮校正値Ｃａｘを算出する工程とを含む（ステップＳ４１１からステップＳ４１４参照）。
【0105】
つまり、加算側校正計測工程Ｓ４１は、Ｘ軸校正位置制御信号Ｓｘｃによって移動されたＹ軸テーブル８のＸ軸計測座標ＰｍｘとＸ軸目標座標Ｐｔｘの差に基づいて新たなＸ軸加算側仮校正値Ｃａｘを算出する。新たな加算側仮校正値Ｃａｘは、例えば、Ｘ軸加算側校正計測座標ＰｍａｘとＸ軸目標座標Ｐｔｘの差に比例した値に設定する。
【0106】
本実施形態において、新たなＸ軸基準校正値Ｃｘを設定した加算側校正計測工程Ｓ４１における制御装置１２は、新たなＸ軸基準校正値Ｃｘを設定する際に算出したＹ軸テーブル８のＸ軸加算側校正計測座標ＰｍａｘとＸ軸目標座標Ｐｔｘの差ＤａまたはＸ軸減算側校正計測座標ＰｍｓｘとＸ軸目標座標Ｐｔｘの差Ｄｓに比例する新たなＸ軸加算側仮校正値Ｃａｘを算出する。制御装置１２は、Ｘ軸移動装置２に対して、新たなＸ軸加算側仮校正値ＣａｘによってＸ軸位置制御信号Ｓｘを校正した新たなＸ軸校正位置制御信号Ｓｘｃを出力する（ステップＳ４１１からステップＳ４１３参照）。
【0107】
制御装置１２は、新たなＸ軸校正位置制御信号Ｓｘｃに基づいて、Ｘ軸移動装置２によってＸ軸目標座標Ｐｔｘに向かって移動されたＹ軸テーブル８のＸ軸加算側校正計測座標Ｐｍａｘを撮像装置１０によって計測し、取得する（ステップＳ４１４参照）。
【0108】
第２校正制御Ｓ４において、新たなＸ軸基準校正値Ｃｘを設定した後の減算側校正計測工程Ｓ４２は、加算側校正計測工程Ｓ４１と同様にして新たなＸ軸減算側仮校正値Ｃｓｘを算出する工程を含む（ステップＳ４２１からステップＳ４２３参照）。
【0109】
本実施形態において、新たなＸ軸基準校正値Ｃｘを設定した減算側校正計測工程Ｓ４２における制御装置１２は、新たなＸ軸基準校正値Ｃｘを設定する際に算出したＹ軸テーブル８のＸ軸加算側校正計測座標ＰｍａｘまたはＸ軸減算側校正計測座標ＰｍｓｘとＸ軸目標座標Ｐｔｘの差に比例する新たなＸ軸減算側仮校正値Ｃｓｘを算出する。制御装置１２は、Ｘ軸移動装置２に対して、新たなＸ軸減算側仮校正値ＣｓｘによってＸ軸位置制御信号Ｓｘを校正した新たなＸ軸校正位置制御信号Ｓｘｃを出力する（ステップＳ４２１からステップＳ４２２参照）。
【0110】
制御装置１２は、新たなＸ軸校正位置制御信号Ｓｘｃに基づいて、Ｘ軸移動装置２によってＸ軸目標座標Ｐｔｘに向かって移動されたＹ軸テーブル８のＸ軸減算側校正計測座標Ｐｍｓｘを撮像装置１０によって計測する（ステップＳ４２３参照）。
【0111】
第２校正制御Ｓ４の第２校正工程Ｓ４３は、Ｘ軸加算側校正計測座標ＰｍａｘとＸ軸目標座標Ｐｔｘとの差Ｄａ、及びＸ軸減算側校正計測座標ＰｍｓｘとＸ軸目標座標Ｐｔｘとの差Ｄｓを算出する工程と、算出した差Ｄａ及び差ＤｓのうちＸ軸目標座標Ｐｔｘとの差が小さい校正計測座標にＹ軸テーブル８を移動させたＸ軸校正位置制御信号Ｓｘｃの算出に用いた仮校正値を次の新たなＸ軸基準校正値Ｃｘとする工程とを含む（ステップＳ４３１からステップＳ４３３参照）。
【0112】
このように構成することで、制御装置１２は、目標位置Ｐｔと計測位置Ｐｍと基づいて、仮校正値を算出するための基準校正値Ｃに加減する所定値を設定する。制御装置１２は、例えば、目標位置Ｐｔと計測位置Ｐｍとの差が比較的離れている場合（例えば、閾値よりも離れている場合等）、前記所定値を増加させる。つまり、制御装置１２は、基準校正値Ｃと真の校正値Ｃｔとの誤差が大きい場合（例えば、閾値よりも大きい場合等）、基準校正値Ｃに対する加算側仮校正値Ｃａ及び減算側仮校正値Ｃｓを大きくする。よって、制御装置１２は、基準校正値Ｃを前記真の校正値Ｃｔに素早く近づけることができる。また、制御装置１２は、例えば、目標位置Ｐｔと計測位置Ｐｍとの差が比較的小さい場合（例えば、閾値よりも近い場合等）、前記所定値を減少させる。つまり、制御装置１２は、基準校正値Ｃと真の校正値Ｃｔとの誤差が小さい場合（例えば、閾値よりも小さい場合等）、基準校正値Ｃに対する加算側仮校正値Ｃａ及び減算側仮校正値Ｃｓの設定値を小さくする。よって、基準校正値Ｃを前記真の校正値Ｃｔに緻密に近づけることができる。
【0113】
位置決め装置１は、例えば、基板に対してチップを位置決めする際、基準校正値Ｃを真の校正値Ｃｔに近づけることで、前記基板に対する前記チップの搭載位置と目標位置との誤差を抑制し、より高精度なアライメントを行うことができる。これにより、より高精度な電動アクチュエータ及び撮像部１４を用いることなく、位置決め精度に対する校正の誤差の影響を抑制することができる。
【0114】
（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、Ｘ軸加算側校正計測座標ＰｍａｘとＸ軸目標座標Ｐｔｘとの差Ｄａ及びＸ軸減算側校正計測座標ＰｍｓｘとＸ軸目標座標Ｐｔｘとの差Ｄｓを算出する。更に、位置決め装置１は、差Ｄａまたは差Ｄｓが所定範囲内である場合、新たなＸ軸基準校正値Ｃｘに設定し、第２校正制御Ｓ２を終了する。しかしながら、位置決め装置は、第１校正制御において、目標座標と計測座標との差が所定範囲内である場合、目標座標と計測座標とに基づいて前記基準校正値を算出し、前記第２校正制御を行わなくてもよい。
なお、上述の実施形態１において、位置決め装置１は、Ｘ軸加算側校正計測座標ＰｍａｘとＸ軸目標座標Ｐｔｘとの差Ｄａ及びＸ軸減算側校正計測座標ＰｍｓｘとＸ軸目標座標Ｐｔｘとの差Ｄｓを算出する。更に、位置決め装置１は、差Ｄａまたは差Ｄｓが所定範囲内である場合、新たなＸ軸基準校正値Ｃｘに設定し、第２校正制御Ｓ２を終了する。しかしながら、位置決め装置は、第１校正制御において、目標座標と計測座標との差が所定範囲内である場合、目標座標と計測座標とに基づいて前記基準校正値を算出し、前記第２校正制御を行わなくてもよい。
【0115】
また、上述の全ての実施形態において、位置決め装置１は、差Ｄａまたは差Ｄｓが所定範囲に含まれるまで第２校正制御Ｓ２を繰り返す。しかしながら、位置決め装置は、差Ｄａまたは差Ｄｓが所定範囲に含まれていなくても第２校正制御Ｓ２を終了してもよい。位置決め装置は、例えば任意の回数分、第２校正制御Ｓ２を繰り返したことを条件として第２校正制御Ｓ２を終了してもよい。
【0116】
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軸移動装置２とＹ軸移動装置６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。前記位置決め装置は、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つ以上の前記駆動装置によって前記位置決め対象物を移動させる構成でもよい。
【0117】
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、基準校正値Ｃに対する加算側仮校正値Ｃａ及び減算側仮校正値Ｃｓによって校正した校正位置制御信号Ｓｃを用いることでＸ軸基準校正値Ｃｘ及びＹ軸基準校正値Ｃｙを真の校正値Ｃｔに近づけることができる。加えて、位置決め装置は、Ｚ軸方向、Ｘ軸まわり、Ｙ軸まわり及びＺ軸まわりの回転について、既知の方法で算出した回転基準校正値を加算側仮校正値及び減算側仮校正値によって校正可能である。前記位置決め装置は、前記加算側仮校正値及び前記減算側仮校正値によって校正した位置制御信号を用いることでＺ軸基準校正値及び各軸の回転基準校正値及び各軸の回転中心基準校正値を真の校正値Ｃｔに近づけることができる。
【0118】
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。前記位置決め装置は、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。
【0119】
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軸移動装置２は、電動アクチュエータであるＸ軸リニアモータ３によって位置決め対象物を移動させている。また、Ｙ軸移動装置６は、電動アクチュエータであるＹ軸リニアモータ７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軸移動装置及びＹ軸移動装置は、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。
【0120】
また、上述の全ての実施形態において、Ｘ軸移動装置２及びＹ軸移動装置６は、光学式リニアスケールであるＸ軸スケール５及びＹ軸スケール９を有している。しかしながら、Ｘ軸移動装置及びＹ軸移動装置は、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。
【0121】
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】
【0122】
１、１Ａ、１Ｂ 位置決め装置
２ Ｘ軸移動装置
３ Ｘ軸リニアモータ
３ａ Ｘ軸レール
３ｂ Ｘ軸ブロック
４ Ｘ軸テーブル
５ Ｘ軸スケール
６ Ｙ軸移動装置
７ Ｙ軸リニアモータ
７ａ Ｙ軸レール
７ｂ Ｙ軸ブロック
８ Ｙ軸テーブル
９ Ｙ軸スケール
１０ 撮像装置
１１ 計測用基板
１２ 制御装置
Ｐｔ 目標位置
Ｐｔｘ Ｘ軸目標座標
Ｐｔｙ Ｙ軸目標座標
Ｐｍｘ Ｘ軸計測座標
Ｐｍｙ Ｙ軸計測座標
Ｐｍａｘ Ｘ軸加算側校正計測座標
Ｐｍｓｘ Ｘ軸減算側校正計測座標
Ｃ 基準校正値
Ｃｔ 真の校正値
Ｃａ 加算側仮校正値
Ｃｓ 減算側仮校正値
Ｃｘ Ｘ軸基準校正値
Ｃａｘ Ｘ軸加算側仮校正値
Ｃｓｘ Ｘ軸減算側仮校正値
Ｃｙ Ｙ軸基準校正値
Ｃａｙ Ｙ軸加算側仮校正値
Ｃｓｙ Ｙ軸減算側仮校正値
Ｃａｘ１ 第１Ｘ軸加算側仮校正値
Ｃａｘ２ 第２Ｘ軸加算側仮校正値
Ｃｓｘ１ 第１Ｘ軸減算側仮校正値
Ｃｓｘ２ 第２Ｘ軸減算側仮校正値
Ｓ 位置制御信号
Ｓｃ 校正位置制御信号
Ｓｘ Ｘ軸位置制御信号
Ｓｙ Ｙ軸位置制御信号
Ｓｘｃ Ｘ軸校正位置制御信号
Ｓｙｃ Ｙ軸校正位置制御信号
Ｓ１ 第１校正制御
Ｓ２ 第２校正制御
Ｓｘｃ１ 第１Ｘ軸校正位置制御信号
Ｓｘｃ２ 第２Ｘ軸校正位置制御信
２ Ｘ軸移動装置
３ Ｘ軸リニアモータ
３ａ Ｘ軸レール
３ｂ Ｘ軸ブロック
４ Ｘ軸テーブル
５ Ｘ軸スケール
６ Ｙ軸移動装置
７ Ｙ軸リニアモータ
７ａ Ｙ軸レール
７ｂ Ｙ軸ブロック
８ Ｙ軸テーブル
９ Ｙ軸スケール
１０ 撮像装置
１１ 計測用基板
１２ 制御装置
Ｐｔ 目標位置
Ｐｔｘ Ｘ軸目標座標
Ｐｔｙ Ｙ軸目標座標
Ｐｍｘ Ｘ軸計測座標
Ｐｍｙ Ｙ軸計測座標
Ｐｍａｘ Ｘ軸加算側校正計測座標
Ｐｍｓｘ Ｘ軸減算側校正計測座標
Ｃ 基準校正値
Ｃｔ 真の校正値
Ｃａ 加算側仮校正値
Ｃｓ 減算側仮校正値
Ｃｘ Ｘ軸基準校正値
Ｃａｘ Ｘ軸加算側仮校正値
Ｃｓｘ Ｘ軸減算側仮校正値
Ｃｙ Ｙ軸基準校正値
Ｃａｙ Ｙ軸加算側仮校正値
Ｃｓｙ Ｙ軸減算側仮校正値
Ｃａｘ１ 第１Ｘ軸加算側仮校正値
Ｃａｘ２ 第２Ｘ軸加算側仮校正値
Ｃｓｘ１ 第１Ｘ軸減算側仮校正値
Ｃｓｘ２ 第２Ｘ軸減算側仮校正値
Ｓ 位置制御信号
Ｓｃ 校正位置制御信号
Ｓｘ Ｘ軸位置制御信号
Ｓｙ Ｙ軸位置制御信号
Ｓｘｃ Ｘ軸校正位置制御信号
Ｓｙｃ Ｙ軸校正位置制御信号
Ｓ１ 第１校正制御
Ｓ２ 第２校正制御
Ｓｘｃ１ 第１Ｘ軸校正位置制御信号
Ｓｘｃ２ 第２Ｘ軸校正位置制御信
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】