JP2003121572A - 載物ステージ - Google Patents
載物ステージInfo
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- JP2003121572A JP2003121572A JP2001312500A JP2001312500A JP2003121572A JP 2003121572 A JP2003121572 A JP 2003121572A JP 2001312500 A JP2001312500 A JP 2001312500A JP 2001312500 A JP2001312500 A JP 2001312500A JP 2003121572 A JP2003121572 A JP 2003121572A
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- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
- Details Of Measuring And Other Instruments (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】干渉計などの高精度計測器に用いられる載物ス
テージで、高さが低く、安定した構造の載物ステージを
提供すること。 【解決手段】載物ステージ１では、水平方向のＸ軸に沿
って移動するＸステージ１０の上にＸ軸と直交するＺ軸
方向に移動するＺステージ２０を組込んだ。Ｚステージ
２０の上にはＸ軸方向及びＹ軸方向に傾斜する傾斜ステ
ージ３０と、Ｚ軸方向の軸心を中心にθ回転する回転ス
テージ５０とを積み重ねて構成した。この傾斜ステージ
３０ではＸ軸方向の傾斜とＹ軸方向の傾斜とを行うと共
に、回転ステージ５０の駆動モータが前記傾斜ステージ
３０に設けられた開口部３１Ａ及びＺステージ２０内に
垂下するように組込んだ。この構造により高さの低い載
物ステージ１が得られた。
テージで、高さが低く、安定した構造の載物ステージを
提供すること。 【解決手段】載物ステージ１では、水平方向のＸ軸に沿
って移動するＸステージ１０の上にＸ軸と直交するＺ軸
方向に移動するＺステージ２０を組込んだ。Ｚステージ
２０の上にはＸ軸方向及びＹ軸方向に傾斜する傾斜ステ
ージ３０と、Ｚ軸方向の軸心を中心にθ回転する回転ス
テージ５０とを積み重ねて構成した。この傾斜ステージ
３０ではＸ軸方向の傾斜とＹ軸方向の傾斜とを行うと共
に、回転ステージ５０の駆動モータが前記傾斜ステージ
３０に設けられた開口部３１Ａ及びＺステージ２０内に
垂下するように組込んだ。この構造により高さの低い載
物ステージ１が得られた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は載物ステージに係
り、特に載置物の位置と姿勢を調整することができる載
物ステージに関する。
り、特に載置物の位置と姿勢を調整することができる載
物ステージに関する。
【０００２】
【従来の技術】干渉計により被検体の平面度や厚さのバ
ラツキ等を計測する光学的計測技術において、最近、高
速フーリエ変換による縞解析の速度向上や、干渉縞画像
のＣＣＤ出力のデジタル処理や解析に用いるコンピュー
タの高速化が実現され、一連の総合的な干渉縞解析が瞬
時に可能となってきている。この干渉計を用いた計測の
代表的な分野に、半導体シリコンウエーハの平面度や平
行度及び厚さのバラツキ等の計測がある。この半導体ウ
エーハの製造工程においては、研磨後の高速検査が求め
られ、オンマシン計測やインライン計測が進みつつあ
る。このような状況において、干渉計の計測精度が通常
ナノミリメータのオーダであることを考えると、干渉計
本体の安定性はもとより、被検体を載せる載物台も同様
に、極めて安定な構造が必要である。特に振動の影響を
考える場合、載物台は高さが低く安定的な構造であるこ
とが求められている。
ラツキ等を計測する光学的計測技術において、最近、高
速フーリエ変換による縞解析の速度向上や、干渉縞画像
のＣＣＤ出力のデジタル処理や解析に用いるコンピュー
タの高速化が実現され、一連の総合的な干渉縞解析が瞬
時に可能となってきている。この干渉計を用いた計測の
代表的な分野に、半導体シリコンウエーハの平面度や平
行度及び厚さのバラツキ等の計測がある。この半導体ウ
エーハの製造工程においては、研磨後の高速検査が求め
られ、オンマシン計測やインライン計測が進みつつあ
る。このような状況において、干渉計の計測精度が通常
ナノミリメータのオーダであることを考えると、干渉計
本体の安定性はもとより、被検体を載せる載物台も同様
に、極めて安定な構造が必要である。特に振動の影響を
考える場合、載物台は高さが低く安定的な構造であるこ
とが求められている。
【０００３】図６に、従来の干渉計による光学的計測に
用いられていた一般的な載物ステージを示す。この従来
の載物ステージ１´は、図６に示すように、Ｘステージ
１０´、回転ステージ５０´、Ｚステージ２０´、Ｘ軸
傾斜ステージ３０´、及びＹ軸傾斜ステージ４０´の各
ユニットから構成されている。この載物ステージ１´で
は、Ｘステージ１０´の上に回転ステージ５０´が固定
され、回転ステージ５０´の上にＺステージ２０´が、
Ｚステージ２０´の上にＸ軸傾斜ステージ３０´が、Ｘ
軸傾斜ステージ３０´の上にＹ軸傾斜ステージ４０´が
夫々積み重ねられて固定されている。Ｘステージ１０´
では、Ｘステージ駆動モータ１４´の回転によりＸ移動
テーブル１５´がＸ方向に送られる。回転ステージ５０
´では回転ステージ駆動モータ５３´の駆動によりター
ンテーブル５２´が回転され、Ｚステージ２０´では、
Ｚステージ駆動モータ２６´の回転によりラック２３´
とピニオン２４´を介してＺ移動テーブル２７´がＺ方
向に送られる。また、Ｘ軸傾斜ステージ３０´ではＸ軸
傾斜モータ３２´によって、Ｘ軸傾斜テーブル３０´Ｂ
がＸ軸傾斜ステージベース３０´Ａの円弧部をガイドに
Ｘ方向に傾斜され、Ｙ軸傾斜ステージ４０´では、Ｙ軸
傾斜モータ４２´によってＹ軸傾斜テーブル４０´Ｂが
Ｙ軸傾斜ステージベース４０´Ａの円弧部をガイドにＹ
方向に傾斜される。
用いられていた一般的な載物ステージを示す。この従来
の載物ステージ１´は、図６に示すように、Ｘステージ
１０´、回転ステージ５０´、Ｚステージ２０´、Ｘ軸
傾斜ステージ３０´、及びＹ軸傾斜ステージ４０´の各
ユニットから構成されている。この載物ステージ１´で
は、Ｘステージ１０´の上に回転ステージ５０´が固定
され、回転ステージ５０´の上にＺステージ２０´が、
Ｚステージ２０´の上にＸ軸傾斜ステージ３０´が、Ｘ
軸傾斜ステージ３０´の上にＹ軸傾斜ステージ４０´が
夫々積み重ねられて固定されている。Ｘステージ１０´
では、Ｘステージ駆動モータ１４´の回転によりＸ移動
テーブル１５´がＸ方向に送られる。回転ステージ５０
´では回転ステージ駆動モータ５３´の駆動によりター
ンテーブル５２´が回転され、Ｚステージ２０´では、
Ｚステージ駆動モータ２６´の回転によりラック２３´
とピニオン２４´を介してＺ移動テーブル２７´がＺ方
向に送られる。また、Ｘ軸傾斜ステージ３０´ではＸ軸
傾斜モータ３２´によって、Ｘ軸傾斜テーブル３０´Ｂ
がＸ軸傾斜ステージベース３０´Ａの円弧部をガイドに
Ｘ方向に傾斜され、Ｙ軸傾斜ステージ４０´では、Ｙ軸
傾斜モータ４２´によってＹ軸傾斜テーブル４０´Ｂが
Ｙ軸傾斜ステージベース４０´Ａの円弧部をガイドにＹ
方向に傾斜される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
載物ステージ１´は図６に示すように、各ステージの駆
動モータが夫々水平に配置されているので、各ステージ
の高さは各ステージの駆動モータの直径より低くするこ
とができず、載物ステージ１´のトータル高さは各ステ
ージの駆動モータ５個分より低くすることができない。
このように従来の載物ステージ１´では高さが高く、振
動に対して不安定であり、干渉計による被検体の高精度
な計測には不都合であった。
載物ステージ１´は図６に示すように、各ステージの駆
動モータが夫々水平に配置されているので、各ステージ
の高さは各ステージの駆動モータの直径より低くするこ
とができず、載物ステージ１´のトータル高さは各ステ
ージの駆動モータ５個分より低くすることができない。
このように従来の載物ステージ１´では高さが高く、振
動に対して不安定であり、干渉計による被検体の高精度
な計測には不都合であった。
【０００５】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、高さが低く、安定した構造の載物ステージを
提供することを目的とする。
たもので、高さが低く、安定した構造の載物ステージを
提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するために、水平方向のＸ軸に沿って移動するＸステー
ジと、Ｘ軸と直交するＺ軸方向に移動するＺステージ
と、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に傾斜する傾斜ステージと、
Ｚ軸方向の軸心を中心にθ回転する回転ステージとが積
み重ねられて構成された載物ステージにおいて、前記傾
斜ステージは１つのステージで構成されて前記Ｘ軸方向
の傾斜と前記Ｙ軸方向の傾斜とを行うと共に、前記回転
ステージの駆動モータが前記傾斜ステージに設けられた
開口部に垂下するように組込まれていることを特徴とし
ている。更に、前記回転ステージの駆動モータが、前記
Ｚステージ内にも垂下するように組込まれていることを
特徴とし、前記Ｘステージ、Ｚステージ、傾斜ステー
ジ、及び回転ステージが、Ｘステージ、Ｚステージ、傾
斜ステージ、及び回転ステージの順に下から積み重ねら
れて構成されていることを特徴としている。
するために、水平方向のＸ軸に沿って移動するＸステー
ジと、Ｘ軸と直交するＺ軸方向に移動するＺステージ
と、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に傾斜する傾斜ステージと、
Ｚ軸方向の軸心を中心にθ回転する回転ステージとが積
み重ねられて構成された載物ステージにおいて、前記傾
斜ステージは１つのステージで構成されて前記Ｘ軸方向
の傾斜と前記Ｙ軸方向の傾斜とを行うと共に、前記回転
ステージの駆動モータが前記傾斜ステージに設けられた
開口部に垂下するように組込まれていることを特徴とし
ている。更に、前記回転ステージの駆動モータが、前記
Ｚステージ内にも垂下するように組込まれていることを
特徴とし、前記Ｘステージ、Ｚステージ、傾斜ステー
ジ、及び回転ステージが、Ｘステージ、Ｚステージ、傾
斜ステージ、及び回転ステージの順に下から積み重ねら
れて構成されていることを特徴としている。
【０００７】本発明によれば、載物ステージは、Ｘ軸傾
斜ステージとＹ軸傾斜ステージの両方の機構が１つの傾
斜ステージに組込まれると共に、回転ステージの駆動モ
ータが傾斜ステージに設けられた開口部に垂下するよう
に組込まれているので、高さが低く、振動の影響が少な
い載物ステージが得られる。更に、回転ステージの駆動
モータが、Ｚステージ内にも垂下するように構成されて
いるので、載物ステージの高さが一層低くできる。ま
た、Ｘステージ、Ｚステージ、傾斜ステージ、及び回転
ステージの順に下から積み重ねられているので、剛性の
高い載物ステージが得られる。
斜ステージとＹ軸傾斜ステージの両方の機構が１つの傾
斜ステージに組込まれると共に、回転ステージの駆動モ
ータが傾斜ステージに設けられた開口部に垂下するよう
に組込まれているので、高さが低く、振動の影響が少な
い載物ステージが得られる。更に、回転ステージの駆動
モータが、Ｚステージ内にも垂下するように構成されて
いるので、載物ステージの高さが一層低くできる。ま
た、Ｘステージ、Ｚステージ、傾斜ステージ、及び回転
ステージの順に下から積み重ねられているので、剛性の
高い載物ステージが得られる。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、添付図面に従って本発明に
係る載物ステージの好ましい実施の形態について詳説す
る。尚、各図において、同一部材には同一の番号を付し
ている。
係る載物ステージの好ましい実施の形態について詳説す
る。尚、各図において、同一部材には同一の番号を付し
ている。
【０００９】図１は、載物ステージの全体断面図であ
る。同図に示すように、載物ステージ１は、Ｘステージ
１０、Ｚステージ２０、傾斜ステージ３０、及び回転ス
テージ５０の各ユニットで構成されている。Ｘステージ
１０の上にＺステージ２０が、Ｚステージ２０の上に傾
斜ステージ３０が、更に傾斜ステージ３０の上に回転ス
テージ５０が積み重ねられて固定された構造になってい
る。また、回転ステージ５０のターンテーブル５２をθ
回転させる回転ステージ駆動モータ５３は、傾斜ステー
ジ３０の中央部の開口部から下方に吊り下げられ、更に
Ｚステージ２０内にまで垂下した状態で組み込まれてい
る。
る。同図に示すように、載物ステージ１は、Ｘステージ
１０、Ｚステージ２０、傾斜ステージ３０、及び回転ス
テージ５０の各ユニットで構成されている。Ｘステージ
１０の上にＺステージ２０が、Ｚステージ２０の上に傾
斜ステージ３０が、更に傾斜ステージ３０の上に回転ス
テージ５０が積み重ねられて固定された構造になってい
る。また、回転ステージ５０のターンテーブル５２をθ
回転させる回転ステージ駆動モータ５３は、傾斜ステー
ジ３０の中央部の開口部から下方に吊り下げられ、更に
Ｚステージ２０内にまで垂下した状態で組み込まれてい
る。
【００１０】図２は、Ｘステージ１０、Ｚステージ２
０、傾斜ステージ３０、及び回転ステージ５０の各ユニ
ットの位置関係を示すと共に、各ステージの構造を表わ
す斜視図である。図１及び図２により各ステージの詳細
構造を説明する。先ず、Ｘステージ１０は、Ｌ型のＸス
テージベース１１に設けられたガイドレール１２、１２
によってＸ方向に案内されたＸ移動テーブル１５があ
る。また、Ｘステージベース１１にはモータ取付け枠１
１Ａを介してＸステージ駆動モータ１４が取付けられて
おり、送りネジ１３がカップリング１８を介してＸステ
ージ駆動モータ１４の駆動シャフトに連結されている。
この送りネジ１３にはＸ移動テーブル１５の送りナット
１５Ａが螺合され、Ｘステージ駆動モータ１４の回転に
よりＸ移動テーブル１５がＸ方向に送られるようになっ
ている。図１、図２に示すように、Ｘステージベース１
１には、Ｘ移動テーブル１５に取付けられたスリット板
１７との対で機能する２個のフォトインタラプタ１６、
１６がブラケットを介して取付けられており、Ｘ移動テ
ーブル１５のホームポジション設定、エンドポジション
設定、及びオーバーラン停止信号の生成を行っている。
０、傾斜ステージ３０、及び回転ステージ５０の各ユニ
ットの位置関係を示すと共に、各ステージの構造を表わ
す斜視図である。図１及び図２により各ステージの詳細
構造を説明する。先ず、Ｘステージ１０は、Ｌ型のＸス
テージベース１１に設けられたガイドレール１２、１２
によってＸ方向に案内されたＸ移動テーブル１５があ
る。また、Ｘステージベース１１にはモータ取付け枠１
１Ａを介してＸステージ駆動モータ１４が取付けられて
おり、送りネジ１３がカップリング１８を介してＸステ
ージ駆動モータ１４の駆動シャフトに連結されている。
この送りネジ１３にはＸ移動テーブル１５の送りナット
１５Ａが螺合され、Ｘステージ駆動モータ１４の回転に
よりＸ移動テーブル１５がＸ方向に送られるようになっ
ている。図１、図２に示すように、Ｘステージベース１
１には、Ｘ移動テーブル１５に取付けられたスリット板
１７との対で機能する２個のフォトインタラプタ１６、
１６がブラケットを介して取付けられており、Ｘ移動テ
ーブル１５のホームポジション設定、エンドポジション
設定、及びオーバーラン停止信号の生成を行っている。
【００１１】次に、Ｚステージ２０は、図２に示すＬ型
のＺステージベース２１の縦方向に２本のガイドレール
２２、２２が設けられ、Ｚ移動テーブル２７がこのガイ
ド２２、２２に沿ってＺ方向に移動するようになってい
る。Ｚステージベース２１にはまたブラッケットを介し
てＺステージ駆動モータ２６が取付けられ、Ｚステージ
駆動モータ２６の回転がギア２５、ピニオン２４を介し
てＺ移動テーブル２７に取付けられたラック２３の直線
運動に変換され、Ｚ移動テーブル２７を上下移動させ
る。また、Ｚステージベース２１の水平部分には開口部
２１Ｂが形成されている。Ｚステージ２０においても、
フォトインタラプタ１６、１６が設けられており、スリ
ット２８との組み合わせによりＺ移動テーブル２７のホ
ームポジション設定、エンドポジション設定、及びオー
バーラン停止信号の生成を行っている。このＺステージ
２０は、Ｘ移動テーブル１５上に載置され、Ｚステージ
ベース２１に形成された４個の座ぐり穴２１Ａ、２１
Ａ、…を用いてＸ移動テーブル１５の４個のネジ穴１５
Ａ、１５Ａ、…にネジ止めされる。
のＺステージベース２１の縦方向に２本のガイドレール
２２、２２が設けられ、Ｚ移動テーブル２７がこのガイ
ド２２、２２に沿ってＺ方向に移動するようになってい
る。Ｚステージベース２１にはまたブラッケットを介し
てＺステージ駆動モータ２６が取付けられ、Ｚステージ
駆動モータ２６の回転がギア２５、ピニオン２４を介し
てＺ移動テーブル２７に取付けられたラック２３の直線
運動に変換され、Ｚ移動テーブル２７を上下移動させ
る。また、Ｚステージベース２１の水平部分には開口部
２１Ｂが形成されている。Ｚステージ２０においても、
フォトインタラプタ１６、１６が設けられており、スリ
ット２８との組み合わせによりＺ移動テーブル２７のホ
ームポジション設定、エンドポジション設定、及びオー
バーラン停止信号の生成を行っている。このＺステージ
２０は、Ｘ移動テーブル１５上に載置され、Ｚステージ
ベース２１に形成された４個の座ぐり穴２１Ａ、２１
Ａ、…を用いてＸ移動テーブル１５の４個のネジ穴１５
Ａ、１５Ａ、…にネジ止めされる。
【００１２】傾斜ステージ３０は、後で説明する回転ス
テージ５０をＸ方向に傾斜させるＸ軸傾斜機構とＹ方向
に傾斜させるＹ軸傾斜機構とを有している。図３は図２
におけるＡ−Ａ矢視図で、Ｘ軸傾斜機構を表わしてい
る。図２及び図３に示すように、傾斜ステージベース３
１上面には超硬金属でできた凹面の球面座３９が設けら
れ、この球面座３９と後で説明する回転ステージ５０の
回転ステージベース５１の裏面に設けられた３個の球面
座３９、３９、３９の内の１つとの間には支点球４０が
挿入されている。また、傾斜ステージベース３１の前記
支点球４０からＸ方向に離れた位置に設けられたガイド
孔３１Ｂには、先端が半球状のＸ軸傾斜ロッド３８が挿
入されている。Ｘ軸傾斜ロッド３８の先端の半球部分
は、回転ステージベース５１の裏面に設けられた３個の
球面座３９、３９、３９の内の支点球４０が挿入されて
いる球面座３９とは別の球面座３９に当接し、他端は傾
斜ステージベース３１に２個の軸受３７、３７で支持さ
れた偏心軸３６の偏心面に当接している。これによりＸ
軸傾斜ロッド３８は、偏心軸３６が回転すると偏心量の
２倍のストロークで上下移動する。偏心軸３６の先端に
は従動プーリ３４が取付けられている。またＸ軸駆動モ
ータ３２の回転軸には駆動プーリ３３が取付けられ、駆
動プーリ３３と従動プーリ３４とはタイミングベルト３
５でつながっている。偏心軸３６の他端にはスリット円
板４１、４１が取付けられ、フォトインタラプタ１６、
１６とのセットでホームポジション設定とエンドポジシ
ョン設定を行っている。
テージ５０をＸ方向に傾斜させるＸ軸傾斜機構とＹ方向
に傾斜させるＹ軸傾斜機構とを有している。図３は図２
におけるＡ−Ａ矢視図で、Ｘ軸傾斜機構を表わしてい
る。図２及び図３に示すように、傾斜ステージベース３
１上面には超硬金属でできた凹面の球面座３９が設けら
れ、この球面座３９と後で説明する回転ステージ５０の
回転ステージベース５１の裏面に設けられた３個の球面
座３９、３９、３９の内の１つとの間には支点球４０が
挿入されている。また、傾斜ステージベース３１の前記
支点球４０からＸ方向に離れた位置に設けられたガイド
孔３１Ｂには、先端が半球状のＸ軸傾斜ロッド３８が挿
入されている。Ｘ軸傾斜ロッド３８の先端の半球部分
は、回転ステージベース５１の裏面に設けられた３個の
球面座３９、３９、３９の内の支点球４０が挿入されて
いる球面座３９とは別の球面座３９に当接し、他端は傾
斜ステージベース３１に２個の軸受３７、３７で支持さ
れた偏心軸３６の偏心面に当接している。これによりＸ
軸傾斜ロッド３８は、偏心軸３６が回転すると偏心量の
２倍のストロークで上下移動する。偏心軸３６の先端に
は従動プーリ３４が取付けられている。またＸ軸駆動モ
ータ３２の回転軸には駆動プーリ３３が取付けられ、駆
動プーリ３３と従動プーリ３４とはタイミングベルト３
５でつながっている。偏心軸３６の他端にはスリット円
板４１、４１が取付けられ、フォトインタラプタ１６、
１６とのセットでホームポジション設定とエンドポジシ
ョン設定を行っている。
【００１３】図４は図２におけるＢ−Ｂ矢視図で、Ｙ軸
傾斜機構を表わしている。Ｙ軸傾斜機構もＸ軸傾斜機構
と全く同じ構成になっている。即ち、図２及び図４に示
すように、傾斜ステージベース３１の前記支点球４０か
らＹ方向に離れた位置に設けられたガイド孔３１Ｃに挿
入されたＹ軸傾斜ロッド４３が、別の偏心軸３６の偏心
面に当接し、Ｙ軸傾斜モータ４２の回転により偏心軸３
６の偏心量の２倍のストロークで上下移動する。フォト
インタラプタ１６、１６とスリット円板４１、４１によ
るホームポジション設定とエンドポジション設定も全く
同様である。また、傾斜ステージベース３１の中央に形
成された開口部３１Ａの内側面には、２個のバネ掛け４
４、４４が取付けられ、対向する内側面には1 個のバネ
掛け４４が取付けられている。各バネ掛け４４には夫々
１本の引張りバネ４５の一端が掛けられている。引張り
バネ４５の他端は、回転ステージベース５１に形成され
た３個の孔５１Ａ、５１Ａ、５１Ａ中に夫々設けられて
いるバネ掛けピン５６に夫々掛けられている。この３本
の引張りバネ４５、４５、４５の牽引力により、回転ス
テージベース５１に設けられた３個の球面座３９、３
９、３９を傾斜ステージベース３１の支点球４０、Ｘ軸
傾斜ロッド３８及びＹ軸傾斜ロッド４３に押付け、３点
支持を形成している。従って、Ｘ軸傾斜ロッド３８の上
下移動により、回転ステージベース５１は支点球４０を
支点としてＸ軸方向に傾き、Ｙ軸傾斜ロッド４３の上下
移動によりＹ軸方向に傾斜する。この傾斜ステージ３０
は、Ｚステージ２０上に積み重ねられ、傾斜ステージベ
ース３１に形成された２個の座ぐり穴３１Ｂ、３１Ｂを
利用してＺ移動テーブル２７上面のネジ穴２７Ａ、２７
Ａにネジ止めされる。
傾斜機構を表わしている。Ｙ軸傾斜機構もＸ軸傾斜機構
と全く同じ構成になっている。即ち、図２及び図４に示
すように、傾斜ステージベース３１の前記支点球４０か
らＹ方向に離れた位置に設けられたガイド孔３１Ｃに挿
入されたＹ軸傾斜ロッド４３が、別の偏心軸３６の偏心
面に当接し、Ｙ軸傾斜モータ４２の回転により偏心軸３
６の偏心量の２倍のストロークで上下移動する。フォト
インタラプタ１６、１６とスリット円板４１、４１によ
るホームポジション設定とエンドポジション設定も全く
同様である。また、傾斜ステージベース３１の中央に形
成された開口部３１Ａの内側面には、２個のバネ掛け４
４、４４が取付けられ、対向する内側面には1 個のバネ
掛け４４が取付けられている。各バネ掛け４４には夫々
１本の引張りバネ４５の一端が掛けられている。引張り
バネ４５の他端は、回転ステージベース５１に形成され
た３個の孔５１Ａ、５１Ａ、５１Ａ中に夫々設けられて
いるバネ掛けピン５６に夫々掛けられている。この３本
の引張りバネ４５、４５、４５の牽引力により、回転ス
テージベース５１に設けられた３個の球面座３９、３
９、３９を傾斜ステージベース３１の支点球４０、Ｘ軸
傾斜ロッド３８及びＹ軸傾斜ロッド４３に押付け、３点
支持を形成している。従って、Ｘ軸傾斜ロッド３８の上
下移動により、回転ステージベース５１は支点球４０を
支点としてＸ軸方向に傾き、Ｙ軸傾斜ロッド４３の上下
移動によりＹ軸方向に傾斜する。この傾斜ステージ３０
は、Ｚステージ２０上に積み重ねられ、傾斜ステージベ
ース３１に形成された２個の座ぐり穴３１Ｂ、３１Ｂを
利用してＺ移動テーブル２７上面のネジ穴２７Ａ、２７
Ａにネジ止めされる。
【００１４】回転ステージ５０は、図１及び図２に示す
ように、前記傾斜ステージベース３１上に３点支持され
た回転ステージベース５１があり、回転ステージベース
５１の裏面には前述したように３個の球面座３９、３
９、３９を有している。この回転ステージベース５１に
は回転ステージ駆動モータ５３が下方に吊り下げられて
いる。回転ステージベース５１の上面側にはターンテー
ブル５２があり、ターンテーブル５２の中心部に形成さ
れた軸穴５２Ａと回転ステージ駆動モータ５３の回転軸
５３Ａとが嵌合し、止めネジ５４で両者が固定されてい
る。回転ステージベース５１上面にはフォトインタラプ
タ１６、１６が取付けられていて、ターンテーブル５２
に取付けられたスリット板５５との組み合わせで、他の
ステージと同様にホームポジション設定及びエンドポジ
ション設定を行っている。また、回転ステージベース５
１に取付けられた回転ステージ駆動モータ５３は、傾斜
ステージベース３１に形成された開口部３１Ａを経由し
てＺステージ内まで垂下した状態になっている。
ように、前記傾斜ステージベース３１上に３点支持され
た回転ステージベース５１があり、回転ステージベース
５１の裏面には前述したように３個の球面座３９、３
９、３９を有している。この回転ステージベース５１に
は回転ステージ駆動モータ５３が下方に吊り下げられて
いる。回転ステージベース５１の上面側にはターンテー
ブル５２があり、ターンテーブル５２の中心部に形成さ
れた軸穴５２Ａと回転ステージ駆動モータ５３の回転軸
５３Ａとが嵌合し、止めネジ５４で両者が固定されてい
る。回転ステージベース５１上面にはフォトインタラプ
タ１６、１６が取付けられていて、ターンテーブル５２
に取付けられたスリット板５５との組み合わせで、他の
ステージと同様にホームポジション設定及びエンドポジ
ション設定を行っている。また、回転ステージベース５
１に取付けられた回転ステージ駆動モータ５３は、傾斜
ステージベース３１に形成された開口部３１Ａを経由し
てＺステージ内まで垂下した状態になっている。
【００１５】なお、Ｘステージ１０、Ｚステージ２０、
傾斜ステージ３０、及び回転ステージ５０の各ステージ
で使用されている駆動モータにはステッピングモータが
採用され、夫々のステージでの動作は高精度に制御され
るようになっている。
傾斜ステージ３０、及び回転ステージ５０の各ステージ
で使用されている駆動モータにはステッピングモータが
採用され、夫々のステージでの動作は高精度に制御され
るようになっている。
【００１６】以上のように構成された載物ステージ１の
作用について説明する。本発明の載物ステージ１では、
被検体は最上部のターンテーブル５２に載置される。タ
ーンテーブル５２は回転ステージ駆動モータ５３によっ
てＺ軸の回りにθ回転される。この時、フォトインタラ
プタ１６、１６からの信号でホームポジションやエンド
ポジションが設定される。傾斜ステージ３０では、Ｘ軸
傾斜モータ３２が駆動されると、駆動プーリ３３、タイ
ミングベルト３５、従動プーリ３４を介して偏心軸３６
が回転される。偏心軸３６が回転されるとその回転角度
に応じてＸ軸傾斜ロッド３８が上昇又は下降し、ターン
テーブル５２は支点球４０を支点としてＸ軸方向に傾斜
する。同様にしてＹ軸傾斜モータ４２が駆動されると、
駆動プーリ３３、タイミングベルト３５、従動プーリ３
４を介して偏心軸３６が回転され、Ｙ軸傾斜ロッド４３
が上昇又は下降し、ターンテーブル５２は支点球４０を
支点としてＹ軸方向に傾斜する。この時、Ｘ軸傾斜、Ｙ
軸傾斜とも夫々のフォトインタラプタ１６、１６からの
信号でホームポジションやエンドポジションが設定され
ている。Ｚステージでは、Ｚステージ駆動モータ２６の
回転によりギア２５、ピニオン２４、及びラック２３を
介してＺ移動テーブル２７がＺ方向に駆動されるので、
ターンテーブル５２もＺ方向に駆動される。Ｚ移動テー
ブル２７が最下端に下降した時でも、Ｚステージベース
２１には開口部２１Ｂが形成されているので、回転ステ
ージ駆動モータ５３の下端がＺステージベース２１と干
渉することがない。また、フォトインタラプタ１６、１
６からの信号でホームポジションやエンドポジション及
びオーバーランが検出される。更に、Ｘステージ１０に
おいて、Ｘステージ駆動モータ１４の回転により送りネ
ジ１３と送りナット１５Ａとの螺合からＸ移動テーブル
１５が移動されるので、ターンテーブル５２はＸ方向に
送られる。このようにして、ターンテーブル５２上に載
置された被検体は、Ｘ方向とＺ方向の位置制御と、Ｘ軸
方向の傾斜、Ｙ軸方向の傾斜、及びθ回転の姿勢制御と
が正確に行われる。
作用について説明する。本発明の載物ステージ１では、
被検体は最上部のターンテーブル５２に載置される。タ
ーンテーブル５２は回転ステージ駆動モータ５３によっ
てＺ軸の回りにθ回転される。この時、フォトインタラ
プタ１６、１６からの信号でホームポジションやエンド
ポジションが設定される。傾斜ステージ３０では、Ｘ軸
傾斜モータ３２が駆動されると、駆動プーリ３３、タイ
ミングベルト３５、従動プーリ３４を介して偏心軸３６
が回転される。偏心軸３６が回転されるとその回転角度
に応じてＸ軸傾斜ロッド３８が上昇又は下降し、ターン
テーブル５２は支点球４０を支点としてＸ軸方向に傾斜
する。同様にしてＹ軸傾斜モータ４２が駆動されると、
駆動プーリ３３、タイミングベルト３５、従動プーリ３
４を介して偏心軸３６が回転され、Ｙ軸傾斜ロッド４３
が上昇又は下降し、ターンテーブル５２は支点球４０を
支点としてＹ軸方向に傾斜する。この時、Ｘ軸傾斜、Ｙ
軸傾斜とも夫々のフォトインタラプタ１６、１６からの
信号でホームポジションやエンドポジションが設定され
ている。Ｚステージでは、Ｚステージ駆動モータ２６の
回転によりギア２５、ピニオン２４、及びラック２３を
介してＺ移動テーブル２７がＺ方向に駆動されるので、
ターンテーブル５２もＺ方向に駆動される。Ｚ移動テー
ブル２７が最下端に下降した時でも、Ｚステージベース
２１には開口部２１Ｂが形成されているので、回転ステ
ージ駆動モータ５３の下端がＺステージベース２１と干
渉することがない。また、フォトインタラプタ１６、１
６からの信号でホームポジションやエンドポジション及
びオーバーランが検出される。更に、Ｘステージ１０に
おいて、Ｘステージ駆動モータ１４の回転により送りネ
ジ１３と送りナット１５Ａとの螺合からＸ移動テーブル
１５が移動されるので、ターンテーブル５２はＸ方向に
送られる。このようにして、ターンテーブル５２上に載
置された被検体は、Ｘ方向とＺ方向の位置制御と、Ｘ軸
方向の傾斜、Ｙ軸方向の傾斜、及びθ回転の姿勢制御と
が正確に行われる。
【００１７】次に、本発明の載物ステージ１を用い、干
渉計により光学的に被検体の平面度や平行度を計測する
装置を図５に示す。この装置では載物ステージ１はロボ
ットアーム１４０によって被検体Ｗを載置され、干渉計
１００の下に移動する。干渉計１００では、光源１０１
からの光がハーフミラー１０２を透過した後コリメート
レンズ１０３で平行光になり、参照ミラー１０４に達す
る。参照ミラー１０４もハーフミラーになっており、こ
こに到達した光は参照ミラー１０４の表面で反射する光
と参照ミラー１０４を透過して被検体Ｗの表面で反射す
る光とに別れる。この参照ミラー１０４の表面で反射し
た光と参照ミラー１０４を透過して被検体Ｗの表面で反
射した光との干渉光により干渉縞が生成される。この干
渉縞をＣＣＤカメラ１１０で撮像し、解析用コンピュー
タ１２０で画像解析を行う。この画像はモニターテレビ
で観察できるようになっている。この場合、被検体Ｗの
位置ズレ、傾きや厚さ等のバラツキ、表面性状の方向性
などに対応し、被検体Ｗの表面を干渉計測に最適な状態
に制御することが必要になってくるが、干渉縞の状況を
解析ソフトで分析し、載物ステージ１の各ステージをコ
ンピュータ制御して、被検体Ｗを最適な状態に位置制御
及び姿勢制御するようになっている。この時、本発明の
載物ステージ１は高さが低いので、振動の影響も少な
く、最適な制御が行われる。
渉計により光学的に被検体の平面度や平行度を計測する
装置を図５に示す。この装置では載物ステージ１はロボ
ットアーム１４０によって被検体Ｗを載置され、干渉計
１００の下に移動する。干渉計１００では、光源１０１
からの光がハーフミラー１０２を透過した後コリメート
レンズ１０３で平行光になり、参照ミラー１０４に達す
る。参照ミラー１０４もハーフミラーになっており、こ
こに到達した光は参照ミラー１０４の表面で反射する光
と参照ミラー１０４を透過して被検体Ｗの表面で反射す
る光とに別れる。この参照ミラー１０４の表面で反射し
た光と参照ミラー１０４を透過して被検体Ｗの表面で反
射した光との干渉光により干渉縞が生成される。この干
渉縞をＣＣＤカメラ１１０で撮像し、解析用コンピュー
タ１２０で画像解析を行う。この画像はモニターテレビ
で観察できるようになっている。この場合、被検体Ｗの
位置ズレ、傾きや厚さ等のバラツキ、表面性状の方向性
などに対応し、被検体Ｗの表面を干渉計測に最適な状態
に制御することが必要になってくるが、干渉縞の状況を
解析ソフトで分析し、載物ステージ１の各ステージをコ
ンピュータ制御して、被検体Ｗを最適な状態に位置制御
及び姿勢制御するようになっている。この時、本発明の
載物ステージ１は高さが低いので、振動の影響も少な
く、最適な制御が行われる。
【００１８】以上説明した本発明の実施の形態では、各
ステージの駆動機構として、Ｘステージ１０では送りね
じ１３と送りナット１５Ａを、Ｚステージ２０ではラッ
ク２３とピニオン２４を、傾斜ステージ３０では駆動プ
ーリ３３と従動プーリ３４とタイミングベルト３５およ
び偏心軸３６を夫々用いたが、これに限らず、種々の公
知の駆動機構を適宜用いてもよい。また、本実施の形態
の他に、Ｙ方向に移動するＹステージを追加して組込ん
でもよい。
ステージの駆動機構として、Ｘステージ１０では送りね
じ１３と送りナット１５Ａを、Ｚステージ２０ではラッ
ク２３とピニオン２４を、傾斜ステージ３０では駆動プ
ーリ３３と従動プーリ３４とタイミングベルト３５およ
び偏心軸３６を夫々用いたが、これに限らず、種々の公
知の駆動機構を適宜用いてもよい。また、本実施の形態
の他に、Ｙ方向に移動するＹステージを追加して組込ん
でもよい。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
Ｘ軸方向の傾斜とＹ軸方向の傾斜とを１つの傾斜ステー
ジで行うと共に、回転ステージの駆動モータが傾斜ステ
ージに設けられた開口部に垂下するように組込まれてい
るので、高さが低く、振動の影響が少ない載物ステージ
が得られる。更に、回転ステージの駆動モータが、Ｚス
テージ内にも垂下するように構成されているので、載物
ステージの高さが一層低くできる。また、Ｘステージ、
Ｚステージ、傾斜ステージ、及び回転ステージの順に下
から積み重ねられているので、剛性の高い載物ステージ
が得られる。このため、干渉計のようなナノミリメータ
のオーダの計測にも十分使用できる。
Ｘ軸方向の傾斜とＹ軸方向の傾斜とを１つの傾斜ステー
ジで行うと共に、回転ステージの駆動モータが傾斜ステ
ージに設けられた開口部に垂下するように組込まれてい
るので、高さが低く、振動の影響が少ない載物ステージ
が得られる。更に、回転ステージの駆動モータが、Ｚス
テージ内にも垂下するように構成されているので、載物
ステージの高さが一層低くできる。また、Ｘステージ、
Ｚステージ、傾斜ステージ、及び回転ステージの順に下
から積み重ねられているので、剛性の高い載物ステージ
が得られる。このため、干渉計のようなナノミリメータ
のオーダの計測にも十分使用できる。
【図１】本発明に係る載物ステージの全体断面図
【図２】各ステージの構造と位置関係を表わす斜視図
【図３】図２におけるＡ−Ａ矢視図
【図４】図２におけるＢ−Ｂ矢視図
【図５】干渉計測装置の概念図
【図６】従来の載物ステージの全体斜視図
１…載物ステージ、１０…Ｘステージ、２０…Ｚステー
ジ、２１Ｂ、３１Ａ…開口部、３０…傾斜ステージ、３
６…偏心軸、３８…Ｘ軸傾斜ロッド、４０…支点球、４
３…Ｙ軸傾斜ロッド、５０…回転ステージ、５３…回転
ステージ駆動モータ
ジ、２１Ｂ、３１Ａ…開口部、３０…傾斜ステージ、３
６…偏心軸、３８…Ｘ軸傾斜ロッド、４０…支点球、４
３…Ｙ軸傾斜ロッド、５０…回転ステージ、５３…回転
ステージ駆動モータ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 茶木 昭彦
東京都千代田区神田淡路町１丁目９番地
中央精機株式会社内
Ｆターム(参考） 2F065 CC00 FF04 FF51 JJ03 JJ26
QQ31 SS13
2F069 BB40 GG07 MM23 MM34
2F078 CA08 CB12 CC15
Claims (3)
- 【請求項１】水平方向のＸ軸に沿って移動するＸステー
ジと、Ｘ軸と直交するＺ軸方向に移動するＺステージ
と、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に傾斜する傾斜ステージと、
Ｚ軸方向の軸心を中心にθ回転する回転ステージとが積
み重ねられて構成された載物ステージにおいて、前記傾
斜ステージは１つのステージで構成されて前記Ｘ軸方向
の傾斜と前記Ｙ軸方向の傾斜とを行うと共に、前記回転
ステージの駆動モータが前記傾斜ステージに設けられた
開口部に垂下するように組込まれていることを特徴とす
る載物ステージ。 - 【請求項２】前記回転ステージの駆動モータが、前記Ｚ
ステージ内に垂下するように組込まれていることを特徴
とする、請求項１に記載の載物ステージ。 - 【請求項３】前記Ｘステージ、Ｚステージ、傾斜ステー
ジ、及び回転ステージが、Ｘステージ、Ｚステージ、傾
斜ステージ、及び回転ステージの順に下から積み重ねら
れて構成されていることを特徴とする、請求項１又は請
求項２に記載の載物ステージ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001312500A JP2003121572A (ja) | 2001-10-10 | 2001-10-10 | 載物ステージ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001312500A JP2003121572A (ja) | 2001-10-10 | 2001-10-10 | 載物ステージ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003121572A true JP2003121572A (ja) | 2003-04-23 |
Family
ID=19131148
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001312500A Withdrawn JP2003121572A (ja) | 2001-10-10 | 2001-10-10 | 載物ステージ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003121572A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2009028527A1 (ja) * | 2007-08-28 | 2010-12-02 | 株式会社アルバック | ステージ装置 |
| JP2011021962A (ja) * | 2009-07-15 | 2011-02-03 | Nikon Corp | 測定装置 |
| JP2016014657A (ja) * | 2014-06-10 | 2016-01-28 | サムコ株式会社 | 光ビーム測定装置 |
| JP2018025456A (ja) * | 2016-08-10 | 2018-02-15 | 日置電機株式会社 | 載置台および測定装置 |
| JP2020003213A (ja) * | 2018-06-25 | 2020-01-09 | 株式会社ミツトヨ | 計測用ｘ線ｃｔ装置 |
| KR102523558B1 (ko) * | 2022-08-01 | 2023-04-18 | 권영문 | 저가형 이동 모듈을 이용한 정밀 이동용 마이크로 스테이지 |
-
2001
- 2001-10-10 JP JP2001312500A patent/JP2003121572A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2009028527A1 (ja) * | 2007-08-28 | 2010-12-02 | 株式会社アルバック | ステージ装置 |
| JP2011021962A (ja) * | 2009-07-15 | 2011-02-03 | Nikon Corp | 測定装置 |
| JP2016014657A (ja) * | 2014-06-10 | 2016-01-28 | サムコ株式会社 | 光ビーム測定装置 |
| JP2018025456A (ja) * | 2016-08-10 | 2018-02-15 | 日置電機株式会社 | 載置台および測定装置 |
| JP2020003213A (ja) * | 2018-06-25 | 2020-01-09 | 株式会社ミツトヨ | 計測用ｘ線ｃｔ装置 |
| JP7211722B2 (ja) | 2018-06-25 | 2023-01-24 | 株式会社ミツトヨ | 計測用ｘ線ｃｔ装置 |
| KR102523558B1 (ko) * | 2022-08-01 | 2023-04-18 | 권영문 | 저가형 이동 모듈을 이용한 정밀 이동용 마이크로 스테이지 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050104 |