特許 7154879 門形構造の位置決め装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-10-07

(45)【発行日】2022-10-18

(54)【発明の名称】門形構造の位置決め装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/68 20060101AFI20221011BHJP

【ＦＩ】

H01L21/68 K

【請求項の数】 12

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2018155964

(22)【出願日】2018-08-23

(65)【公開番号】P2019041105

(43)【公開日】2019-03-14

【審査請求日】2021-07-26

(31)【優先権主張番号】17187633.7

(32)【優先日】2017-08-24

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(73)【特許権者】

【識別番号】502149218

【氏名又は名称】エテル・ソシエテ・アノニム

(74)【代理人】

【識別番号】100118902

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 修

(74)【代理人】

【識別番号】100106208

【弁理士】

【氏名又は名称】宮前 徹

(74)【代理人】

【識別番号】100120112

【氏名又は名称】中西 基晴

(72)【発明者】

【氏名】ダーヴィッド・イングラム

(72)【発明者】

【氏名】ロラン・ハイニガー

【審査官】渡井 高広

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１５／０２８０５２９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１５／０１２７１３３（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／６８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１横ビーム（ＦＹ１）および第２横ビーム（ＦＹ２）を第１方向（Ｘ）に可動に保持する、ベース（Ｇ）上に相互に平行に配置された２つの線形ガイド（ＦＸ１、ＦＸ２）を有する門形構造の位置決め装置であって、この場合、第１横ビーム（ＦＹ１）に、機能要素（Ｔ）を有するＹ方向走行車（ＬＹ）が第２方向（Ｙ）に可動に保持され、第２横ビーム（ＦＹ２）およびＹ方向走行車（ＬＹ）に、第２横ビーム（ＦＹ２）に対するＹ方向走行車（ＬＹ）の相対姿勢を検出するための位置測定装置（Ｍｘｙ、Ｍｚ、ＡＫｚ２、Ｍｘｙ１、ＡＫｘｙ１）が配置されている門形構造の位置決め装置において、
機能要素（Ｔ）がＹ方向走行車（ＬＹ）に対してＺ方向走行車（ＬＺ）により第３方向（Ｚ）に可動に保持され、この場合、Ｙ方向走行車（ＬＹ）および機能要素（Ｔ）に、Ｙ方向走行車（ＬＹ）に対する第１および第２方向（Ｘ、Ｙ）における機能要素（Ｔ）の相対変位の検出を可能にするための他の位置測定装置（ＡＫｘｙ２、ＡＫｘｙ２′、Ｍｘｙ２、Ｍｘｙ２′）が配置されていることを特徴とする門形構造の位置決め装置。

【請求項2】

他の位置測定装置（ＡＫｘｙ２、ＡＫｘｙ２′、Ｍｘｙ２、Ｍｘｙ２′）は、第３方向（Ｚ）に対するそれぞれ１つの測定トラックおよび第１および／または第２方向（Ｘ、Ｙ）に対する直線性トラックを有する、２つの１Ｄｐｌｕｓ尺度（Ｍｘｙ２、Ｍｘｙ２′）を含み、この場合、１Ｄｐｌｕｓ尺度（Ｍｘｙ２、Ｍｘｙ２′）にそれぞれ１つの走査ヘッド（ＡＫｘｙ２、ＡＫｘｙ２′）が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の位置決め装置。

【請求項3】

１Ｄｐｌｕｓ尺度（Ｍｘｙ２、Ｍｘｙ２′）の直線性トラックは、第１方向のみならず第２方向（Ｘ、Ｙ）にもある角度をなして切り取られ、これにより、機能要素（Ｔ）の変位は、両方の走査ヘッド（ＡＫｘｙ２、ＡＫｘｙ２′）の位置値の算出により決定可能であることを特徴とする請求項２に記載の位置決め装置。

【請求項4】

走査ヘッド（ＡＫｘｙ２、ＡＫｘｙ２′）は剛結合（Ｖ）を介してＹ方向走行車（ＬＹ）と結合されていること、および１Ｄｐｌｕｓ尺度（Ｍｘｙ２、Ｍｘｙ２′）は機能要素（Ｔ）に固定されていることを特徴とする請求項２または３に記載の位置決め装置。

【請求項5】

剛結合（Ｖ）は、さらに、第２横ビーム（ＦＹ２）に対するＹ方向走行車（ＬＹ）の相対姿勢を検出するために、位置測定装置（Ｍｘｙ１、ＡＫｘｙ１）の他の走査ヘッド（ＡＫｘｙ１）を支持することを特徴とする請求項４に記載の位置決め装置。

【請求項6】

剛結合（Ｖ）は走査ヘッド（ＡＫｘｙ２、ＡＫｘｙ２′）のための装着面（Ｓ１、Ｓ２）を有し、この場合、装着面（Ｓ１、Ｓ２）は相互に９０度の角度を形成することを特徴とする請求項４または５に記載の位置決め装置。

【請求項7】

１Ｄｐｌｕｓ尺度（Ｍｘｙ２、Ｍｘｙ２′）は、機能要素（Ｔ）において、第３方向（Ｚ）の周りに相互に９０度だけねじられて配置されていることを特徴とする請求項４から６のいずれかに記載の位置決め装置。

【請求項8】

第２横ビーム（ＬＹ２）は２つの固定要素（Ｂ１、Ｂ２）を介して２つのＸ方向走行車（ＬＸ１、ＬＸ２）に固定されていることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の位置決め装置。

【請求項9】

固定要素（Ｂ１、Ｂ２）は、第２横ビーム（ＦＹ２）の重量を支持しかつ第１方向（Ｘ）内の第２横ビーム（ＦＹ２）の同伴を保証するが、第２横ビーム（ＦＹ２）内に曲げ力を導入しない可撓性要素を含むことを特徴とする請求項８に記載の位置決め装置。

【請求項10】

第２横ビーム（ＦＹ２）は、第３方向（Ｚ）に関して、第１横ビーム（ＦＹ１）、Ｙ方向走行車（ＬＹ）、Ｚ方向走行車（ＬＺ）および機能要素（Ｔ）からなる複合体の下方でかつベース（Ｇ）の上方に配置されていることを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の位置決め装置。

【請求項11】

剛結合（Ｖ）は、ベース（Ｇ）と第２横ビーム（ＦＹ２）の間で伸長することを特徴とする請求項１０に記載の位置決め装置。

【請求項12】

姿勢測定装置は、絶対基準系に対する第２横ビーム（ＦＹ２）の相対姿勢の検出を可能にし、これにより、第２横ビーム（ＦＹ２）は、絶対基準系に対するＹ方向走行車（ＬＹ）の相対空間姿勢の決定における可動基準系として使用されることを特徴とする請求項１から１１のいずれかに記載の位置決め装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、第１方向に対して平行に伸長する２つの従動線形軸、並びにこれらの線形軸に沿って移動可能な横ばりを有し、横ばりは、機能要素を第２方向に移動可能に保持し、これにより、機能要素が両方の平行な線形軸の間の平面内またはその平面に平行に位置決め可能である、門形構造の位置決め装置に関する。位置決めユニットは、さらに、例えば回路基板に部品を実装したりまたは配線したりするために、それにより機能要素がこの平面に垂直に調節可能な従動線形軸を含む。

【0002】

このような位置決め装置は門形駆動装置またはＸ－Ｙガントリとも呼ばれ、多くの技術分野で使用される。ウェーハまたは回路基板のような平面基板の加工は、このような門形駆動装置に対する代表的な使用例である。進歩した小型化により、この場合もまた、常により良好な位置決め精度が要求される。

【背景技術】

【0003】

ＥＰ２０６６９９６Ｂ１に、門形構造の位置決め装置が記載され、ここでは、より正確な位置決定のために、線形ガイドに沿った本来の測定方向における位置のほかに、これに対して横方向の位置の小さな偏差（すなわち例えば案内エラー）もまた検出可能な位置測定システムが使用される。このために、測定方向における本来の測定トラックのほかに、測定方向に対して横方向のこのような小さな偏差が読取り可能ないわゆる直線性トラックもまた支持する尺度が使用される。このような尺度は、測定方向（１Ｄ）の検出のほかに、他の方向における測定もまた、たとえこの方向におけるきわめて小さな偏差であっても、可能にするので、１Ｄｐｌｕｓ尺度とも呼ばれる。このような尺度およびそれに対応する位置測定システムは、会社資料 ＨＥＩＤＥＮＨＡＩＮ ＩＮＦＯ、Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ、Ｖｏｌｕｍｅ１、２００９に詳細に記載されている。門形構造の位置決め装置におけるこのような尺度の使用もまたここに示されている。

【0004】

代表的な１Ｄｐｌｕｓ尺度は、本来の測定方向に対して、例えば光学的に、尺度に対して相対的に可動な走査ヘッドにより走査される、測定方向に対して横方向のきわめて短い線分から構成されてもよい増分トラックすなわち一般的に測定トラックを支持する。直線性トラックは、増分トラックのほかに、本来の測定方向に対して平行に（したがって案内エラーの方向に対して横方向に）位置する僅かに長い線分から構成されている。この直線性トラックもまた走査ヘッドにより走査される。尺度トラックの走査により、尺度と走査ヘッドの間の相対運動において周期的信号が発生する。周期および個々の周期の細分の数を数えること（補間）により、変位の大きさしたがって位置が決定可能である。すなわち、１Ｄｐｌｕｓ尺度により、相互に独立な２つの方向における位置値もまた読取り可能である。

【0005】

従来技術において、いわゆる二重ガントリ配置もまた既知であり、この場合、両方の線形ガイドの間に第１方向において２つの異なる横ビームが配置されている。すなわち、ＷＯ０２／０６７６４８Ａ１は、生産性を上げるために追加の加工工具を備えた第２横ビームを有する、圧着結線による回路基板の加工のための工作機械を記載する。

【0006】

本発明がそれから出発するＵＳ２０１５／０２８０５２９Ａ１から、第１横ビームおよび第２横ビームを第１方向に可動に保持する、ベース上に相互に平行に配置された２つの線形ガイドを有する門形構造の位置決め装置が既知である。第１横ビームに、機能要素を有するＹ方向走行車が第２方向に可動に保持されている。Ｙ方向走行車および第２横ビームに、第２横ビームに対するＹ方向走行車の相対姿勢を測定するための位置測定装置が配置されている。ここで、機械的にも熱的にも影響されない、すなわちＹ方向走行車を支持する第１横ビームよりも本質的に形状が安定している第２横ビームに対するＹ方向走行車の相対姿勢が測定されることにより、Ｙ方向走行車の空間姿勢の、本質的により正確な検出が可能である。したがって、Ｙ方向走行車と機能要素の間で作用する、精密位置決めのための追加駆動装置により、第１横ビームの変形とは無関係に、機能要素のより正確な位置決めが全ての自由度において可能である。

【0007】

しかしながら、この位置決め装置において、他の従動線形ガイドにより実行される、ベースに対して垂直な機能要素の位置決めは監視可能ではない。機能要素の垂直方向運動において発生する、ベース平面に平行な機能要素の係合点（ツールセンタポイント、ＴＣＰ）の変位は検出可能ではなく、したがって補償可能ではない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【文献】ＥＰ２０６６９９６Ｂ１

【文献】ＷＯ０２／０６７６４８Ａ１

【文献】ＵＳ２０１５／０２８０５２９Ａ１

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

したがって本発明の課題は、機能要素の位置の、より正確な検出およびこれによるその正確な位置決めを可能にする、門形構造の位置決め装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

この課題は、請求項１に記載の装置により解決される。この装置の有利な詳細が、請求項１の従属請求項から得られる。
第１横ビームおよび第２横ビームを第１方向に可動に保持する、ベース上に相互に平行に配置された２つの線形ガイドを有する門形構造の位置決め装置が開示され、この場合、第１横ビームに、機能要素を有するＹ方向走行車が第２方向に可動に保持され、この場合、Ｙ方向走行車および第２横ビームに、第２横ビームに対するＹ方向走行車の相対姿勢を検出するための位置測定装置が配置されている。機能要素は、Ｙ方向走行車に対して、Ｚ方向走行車により第３方向に可動に保持され、この場合、Ｙ方向走行車および機能要素に、Ｙ方向走行車に対する機能要素の相対姿勢を検出するための他の位置測定装置が配置されている。

【0011】

この場合、他の位置測定装置は、第１および第２方向における、Ｙ方向走行車に対する機能要素の相対変位の検出を可能にする。
したがって、加工力がかからないように保持されかつ正確な位置測定を可能にする、移動される基準系の評価される考え方は、他の測定方向に拡張される。第２横ビームに対して固有の駆動装置が省略されることにより、従来技術に比較して構造がさらに簡単化され、かつ二重ガントリ配置もまた可能にされるようにコンパクトに形成可能である。

【0012】

本発明の他の利点および詳細が、図面による種々の実施形態の以下の説明から与えられる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】図１は、通常の門形構造の位置決め装置を示す。

【図2】図２は、本発明による第１の門形構造の位置決め装置を示す。

【図3】図３は、第１方向から見た、本発明による他の位置決め装置の図を示す。

【図4】図４は、第２方向から見た、本発明によるこの他の位置決め装置の図を示す。

【図5】図５は、本発明によるこの他の位置決め装置の詳細図を示す。

【発明を実施するための形態】

【0014】

図１は、従来技術から既知の門形構造の位置決め装置を示す。例えば花崗岩ブロックとして形成されたベースＧ上に、横ビームＦＹ１をＸ方向に移動可能に保持する２つの平行な線形ガイドＦＸ１、ＦＸ２が配置されている。横ビームＦＹ１の移動のために、線形ガイドＦＸ１、ＦＸ２に平行に位置するかまたはこれに組み込まれた２つのリニアモータＬＭＸ１、ＬＭＸ２が使用される。横ビームＦＹ１に、他のリニアモータＬＭＹによりＹ方向走行車ＬＹがＹ方向に移動可能に案内されている。

【0015】

Ｙ方向走行車ＬＹは、例として、機能要素に対してテーブルＴを有し、テーブル上にウェーハを置くことが可能であり、ウェーハは、次に、位置決め装置の上方に位置固定に配置された工具により加工可能であるかまたは検査可能である。

【0016】

ＸおよびＹ方向における線形軸の位置決めは、それぞれのガイドＦＸ１、ＦＸ２、ＦＹ１に沿って、尺度ＭＸ１、ＭＸ２、ＭＹにより行われ、全ての軸線のそれぞれの実際位置を決定するために、尺度は、ここでは図示されていない走査ヘッドにより走査される。通常の位置制御器により、全ての可動軸はそれぞれの位置目標値に制御され、すなわち、テーブルＴはＸ－Ｙ平面内に位置決めされる。

【0017】

Ｙ方向走行車ＬＹは横ビームＦＹに対して特にＹ方向に移動するが、案内エラーおよび種々の構造部品内の弾性により、自由度内にＸおよびＹ方向の周りの回転並びにＺ方向の線形変位が発生する。

【0018】

さらに、第２横ビームＦＹ２が確認される。この第２横ビームＦＹ２は、Ｘ方向に対する固有の駆動装置を備え、すなわち、第１横ビームＦＸ１とは無関係に位置決め可能である。しかしながら、これは、位置制御器により、第１横ビームＦＹ１に対して固定間隔に保持される。この間隔は、第２横ビームＦＹ２に対するＹ方向走行車ＬＹの相対姿勢を検出するための、以下に記載の他の位置測定装置が確実に評価可能なように、正確に保持されなければならない。その範囲内であれば十分に評価が可能な位置測定装置の間隔公差は、一般的には、約２００マイクロメートルである。

【0019】

Ｙ方向走行車ＬＹ内に、Ｙ方向走行車ＬＹの走査運動の間にテーブルＴの精密位置決めを可能にする駆動装置が設けられている。この精密位置決めは、少なくともＸおよびＹ軸の周りの回転に対して、並びにＺ方向に対して可能であるべきである。ＸおよびＹ軸内の位置補正、並びにＺ軸の周りの回転は、門形構造の位置決め装置の駆動装置によってもまた行うことが可能である。すなわち、偏差は、６つの全ての自由度における希望の走査運動により補正可能であるが、この目的のために、偏差は測定されなければならない。

【0020】

この位置ないしは姿勢の測定のための基準系として、この場合、第２横ビームＦＹ２が使用されるので、これは、ここでは可動基準系とも呼ばれる。この方法の利点は、Ｙ方向走行車ＬＹの走査運動により第２横ビームＦＹ２に力がかからないことであり、第１横ビームＦＹ１の駆動装置は、第２横ビームＦＹ２内に熱を伝達しないことでもある。

【0021】

第１および第２横ビームＦＹ１、ＦＹ２の各位置変化（ステップ移動）後に、第２横ビームＦＹ２の振動が減衰されるようにある時間だけ待機したとき、第２横ビームは位置が固定されたとみなすことが可能である。第２横ビームＦＹ２はＹ方向走行車を支持しないので、これは特に軽量に形成可能であり、これにより、その共振周波数は特に高い位置にあり、振動は急速に減衰する。

【0022】

ベースＧに対する第２横ビームＦＹ２の正確な相対姿勢が固定されたとき（このための測定系の可能な配置が冒頭記載のＵＳ２０１５／０２８０５２９Ａ１に記載されている）、これは、Ｙ方向走行車ＬＹないしはテーブルＴの走査運動の間において、全ての自由度におけるＹ方向走行車ＬＹの位置測定に対する基準系として適している。すなわち、第２横ビームＦＹ２に関して、全ての自由度においてＹ方向走行車ＬＹの位置を直接測定した場合、（例えば加速力、Ｙ方向走行車の重力、温度の影響、振動による）第１横ビームＦＹ１の変形が検出され、かつ（テーブルＴおよび／または門形構造の位置決め装置の軸の精密位置決めの）利用可能な駆動装置を介して、これは解消可能である。

【0023】

実際に第１横ビームＦＹ１から第２横ビームＦＹ２への各反作用を排除するために、外部からの振動のみならず、第１横ビームＦＹ１および第２横ビームＦＹ２の加工力からベースＧ内に導かれる振動もまた遮蔽されるように、ベースＧの振動が能動的に減衰されるべきである。

【0024】

第２横ビームＦＹ２に対して相対的にＹ方向走行車ＬＹを位置決めするために、第２横ビームに尺度Ｍｘｙ、Ｍｚが、並びにＹ方向走行車に走査ヘッドＡＫｚ２が確認される。他の尺度および走査ヘッドは、この図においては確認されないが、これらの配置に対する可能性は、上で引用されたＵＳ２０１５／０２８０５２９Ａ１に開示されている。これにより、第２横ビームＦＹ２に対するＹ方向走行車ＬＹの相対位置を６つの全ての自由度において決定することが可能である。

【0025】

しかしながら、このような配置においてさらに機能要素Ｔが第３方向Ｚ内においても位置決めされるべきとき、問題が発生する。図２は、本発明の簡単な第１実施例における問題点およびその解決方法を説明する。Ｙ方向走行車ＬＹおよびそれにＺ方向に案内されるＺ方向走行車ＬＺが確認される。このＺ方向走行車ＬＺに、ここでは、できるだけ剛に、機能要素Ｔが固定されている。すなわち、リニア駆動装置により、機能要素Ｔは、第３方向Ｚにおいてもまた位置決め可能である。

【0026】

この機能要素Ｔは、例えば、花崗岩Ｇ上に置かれたプリント回路板上に部品を位置決めするための要素であってもよい。このＺ軸もまた案内エラーを有し、Ｙ方向走行車ＬＹのみならず、機能要素Ｔおよびその固定もまた完全に剛ではない。これらの全ての効果がＸおよびＹ方向における機能要素Ｔのオフセットに導くことが可能であり、オフセットはＺ方向におけるその位置に依存可能である。

【0027】

第２横ビームＦＹ２における１Ｄｐｌｕｓ尺度Ｍｘｙ１が、剛結合Ｖを介してＹ方向走行車ＬＹと結合された走査ヘッドＡＫｘｙ１により走査されることが、図２に略図で示されている。Ｙ方向に相前後して配置されたこのような２つの走査ヘッドＡＫｘｙ１により、第２横ビームＦＹ２に対するＹ方向走行車ＬＹの相対姿勢が、確かに、ＸおよびＹ方向に関して、並びにＺ方向の周りの回転に関して決定可能である。Ｙ方向走行車ＬＹと第２横ビームＦＹ２の間の相対姿勢のこの測定は、図１に示された従来技術に対応する。

【0028】

ここで、さらに、今までは検出されなかった、機能要素ＴのＸおよびＹ方向における変位もまた検出可能にするために、Ｙ方向走行車ＬＹとの剛結合Ｖに、さらに２つの走査ヘッドＡＫｘｙ２、ＡＫｘｙ２′もまた配置され、図２にはこれらのうちの１つのみが見えている。第２走査ヘッドＡＫｘｙ２′はＹ方向において第１走査ヘッドの後側に配置されている。これらの走査ヘッドＡＫｘｙ２、ＡＫｘｙ２′は、機能要素Ｔの側部にＹ方向に相前後して配置された２つの１Ｄｐｌｕｓ尺度Ｍｘｙ２、Ｍｘｙ２′を走査する。他の位置測定装置のための、走査ヘッドＡＫｘｙ２、ＡＫｘｙ２′と１Ｄｐｌｕｓ尺度Ｍｘｙ２、Ｍｘｙ２′のこの組合せは、１Ｄｐｌｕｓ尺度Ｍｘｙ２、Ｍｘｙ２′における両方の水平測定が、相互に適切に算出された両方の方向Ｘ、Ｙにおけるそれぞれの成分を検出するとき、Ｚ方向においてのみならず、ＸおよびＹ方向においてもまた、Ｙ方向走行車ＬＹに対する機能要素Ｔの相対オフセットを測定することを可能にする。さらに、一方で、従来技術から既知のように、Ｙ方向走行車ＬＹと第２横ビームＦＹ２の間の相対位置が、他方で、Ｙ方向走行車ＬＹに対する機能要素Ｔの相対位置が既知であるので、機能要素Ｔの第２横ビームＦＹ２に対する相対位置もまた算出可能である。ベースＧに対する第２横ビームＦＹ２の相対位置はきわめて正確に検出可能であるので、ベースＧ内に位置する基準系において、第２横ビームＦＹ２に対する相対位置情報もまた換算可能である。この場合、きわめて剛な結合Ｖから出発される。

【0029】

図３および４は、本発明の他の具体的な実施例を示す。本発明の詳細および図１のシステムに対する相違をよりよく示すことが可能なように、ここでは、ベースＧは省略されかつ符号のみで示されている。

【0030】

第２横ビームＦＹ２は、ここでは固有の駆動装置をもはや有さず、固定要素Ｂ１、Ｂ２を介してＸ方向走行車ＬＸ１、ＬＸ２に固定され、これにより、これらのＸ方向走行車ＬＸ１、ＬＸ２により同伴される。これらのＸ方向走行車ＬＸ１、ＬＸ２は第１横ビームＦＹ１もまた移動させるので、両方の横ビームＦＹ１、ＦＹ２の間にほぼ一定の間隔が確保されている。

【0031】

第２横ビームＦＹ２はできるだけ力がかからないように保持されるべきであり、これにより、第２横ビームは曲げられることなく、それによって、同伴された基準系としてのその機能を達成可能である。したがって、固定要素Ｂ１、Ｂ２は、第２横ビームの重量を支持可能でありかつ第１方向Ｘにおける第２横ビームＦＹ２の同伴を保証するが、第２横ビームＦＹ２内へ曲げ力を導入しない可撓性要素を含むべきである。例えば、第１固定要素は、Ｚ方向の周りの回転以外の全ての自由度を阻止する曲げ継手であってもよい。第２固定要素Ｂ２は、このとき、Ｙ方向における移動およびＺ方向の周りの回転以外の全ての自由度を阻止すべきである。これは、例えば、曲げ継手と、ＳＣＡＲＡ－Ｒｏｂｏｔｅｒのタイプの折り重ね継手の組合せにより達成可能である。

【0032】

大量生産用に、相互に接近可能な２つの第１横ビームＦＹ１および２つの機能要素Ｔを有するシステムを構成可能にするために、第２横ビームＦＹ２は、ここで、第３方向Ｚに関して、ベースＧと、第１横ビームＦＹ１、Ｙ方向走行車ＦＹ、Ｚ方向走行車ＬＺおよび機能要素Ｔからなる複合体の間、ないしはこの複合体の下方に配置されている。すなわち、これは、第１方向Ｘには追加の構造空間を必要としない。剛結合Ｖは、ベースＧと第２横ビームＦＹの間で伸長する。この有利な配置は、図２においてもまた良好に確認可能である。このような二重ガントリ配置は、このとき、２つの第１横ビームＦＹ１およびこれに付属のそれぞれ１つの第２横ビームＦＹ２を有する。通常、機能要素Ｔは、このようなシステムにおいて、相互に向かい合わされている。第２横ビームＦＹ２の特定の配置により、両方の機能要素Ｔはほぼ任意に接近していてもよい。

【0033】

図３および４において、ここでは図示されていないベースＧと剛に結合された尺度ＭＸ１、ＭＸ２もまた確認される。固定要素Ｂ１、Ｂ２の付近の走査ヘッドＡＫ１、ＡＫ２は、ベースＧに対する第２横ビームＦＹ２の相対位置の決定に使用される。

【0034】

ベースＧは、相互に分離された横ビームＦＹ１、ＦＹ２もまた支持し、第１横ビームＦＹ１は、この場合、全ての加工力を受け取りかつ曲がることが可能であるが、決定的な位置測定は、第２横ビームＦＹ２に対して相対的に（直接または機能要素ＴのＸ－Ｙオフセットの場合のように間接的に）行われる。ベースＧに対するこの相対位置は良好に検出されかつ第２横ビームＦＹ２は加工力のもとでも曲がらないので、ベースＧに対する機能要素Ｔの最終的な決定的位置は決定可能である。ここで、これは、Ｚ方向走行車ＬＺの位置に依存する案内エラーによりまたは機能要素Ｔにかかる力により発生され、かつ従来技術においては検出可能ではなかった位置偏差に対してもまた適用される。

【0035】

したがって、機能要素Ｔを用いて、ベースＧ上に置かれた物体の加工が、しかも物体上のきわめて正確に定義された位置において実行可能である。
ここではベースＧと剛に結合されている第２横ビームＦＹ２の位置の決定のために、図３および４に示された尺度Ｍ１、Ｍ２の配置に対する変更により、これらの尺度Ｍ１、Ｍ２は、ベースＧ上に配置された、それ自身剛であったり温度に対して安定していたりする必要のない構造部品上に装着されていてもよい。この構造部品は、例えば、ウェーハまたは回路基板のような物体に対する操作システムであってもよい。尺度Ｍ１、Ｍ２がこの物体の平面上で構造部品に固定されているにも関わらず、ＦＹ２の位置は、構造部品の変形においても物体と共に動く尺度Ｍ１、Ｍ２に相対的に固定されるので、その正確な加工が可能である。

【0036】

図５は、さらに、固定要素Ｂ１、Ｂ２、およびここには図示されていないＹ方向走行車ＬＹから出発して第２横ビームＦＹ２を包囲する剛結合Ｖを有する第２横ビームＦＹ２の詳細図を示す。剛結合Ｖの前方端部に、第１および第２方向Ｘ、Ｙに対してそれぞれ４５度の角度以下に配向され、かつこの場合、相互に９０度の角度を形成する２つの装着面Ｓ１、Ｓ２が確認される。これらの装着面Ｓ１、Ｓ２に走査ヘッドＡＫｘｙ２、ＡＫｘｙ２′が装着され、これらは、第３方向Ｚの周りの回転に関して９０度のオフセットを有して機能要素Ｔに装着された両方の１Ｄｐｌｕｓ尺度Ｍｘｙ２、Ｍｘｙ２′を走査する。両方の走査ヘッドＡＫｘｙ２、ＡＫｘｙ２′は、このとき、同様に９０度の角度を形成しかつ第３方向Ｚ内のＹ方向走行車ＬＹに対する機能要素Ｔの相対位置、並びにＸおよびＹオフセットの混合を提供する。この混合は、簡単な三角法変換により、第１方向Ｘおよび第２方向ＹにおけるＹ方向走行車ＬＹに対する機能要素Ｔの相対オフセットに換算可能である。この変換は、尺度Ｍｘｙ２、Ｍｘｙ２′および走査ヘッドＡＫｘｙ２、ＡＫｘｙ２′の幾何学的配置により決定されている。

【符号の説明】

【0037】

ＡＫ１、ＡＫ２、ＡＫｘｙ１、ＡＫｘｙ２、ＡＫｘｙ２′、ＡＫｚ２ 位置測定装置、走査ヘッド
Ｂ１、Ｂ２ 固定要素
ＦＸ１、ＦＸ２ 線形ガイド
ＦＹ１、ＦＹ２ 横ビーム
Ｇ ベース、花崗岩
ＬＭＸ１、ＬＭＸ２ リニアモータ
ＬＭＹ 他のリニアモータ
ＬＸ１、ＬＸ２ Ｘ方向走行車
ＬＹ Ｙ方向走行車
ＬＺ Ｚ方向走行車
Ｍ１、Ｍ２、ＭＸ１、ＭＸ２、Ｍｘｙ、Ｍｘｙ１、Ｍｘｙ２、Ｍｘｙ２′、ＭＹ、Ｍｚ 位置測定装置、尺度
Ｓ１、Ｓ２ 装着面
Ｔ 機能要素、テーブル
Ｖ 剛結合
Ｘ 第１方向
Ｙ 第２方向
Ｚ 第３方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】