JP2003177009A - 座標測定テーブル装置及び座標測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】透過光測定も行なうことができ、ｘｙ推移精度
も改善可能な座標測定テーブル装置と座標測定装置を提
供する。 【解決手段】Ａ）案内要素（３）を有する基底部材
（２）；Ｂ）（２）の上方に配され（３）に沿って滑動
すると共に第一駆動要素（９）が配され案内要素（６）
と固定的に結合する中間部材（４）；Ｃ）（４）の上方
に配され（６）に沿って滑動し第二駆動要素（１１）が
配されるテーブル（５）を有する座標測定テーブル装置
において、ａ）（４）は（２）上方に自由に架空状態で
配され、一方の端部は（６）によって支持されかつ他方
端は付加的支持要素（１３）によって支持され、ｂ）
（６）（１３）（５）は互いに独立に（２）の表面に対
して滑動可能に支持され、ｃ）（２）（４）（５）は透
過光領域のための内部開口（１８）を有し、ｄ）（９）
（１１）は、（２）に対し位置固定的に配設される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、第１の視点におい
て、座標測定テーブル装置に関し、とりわけ互いに重ね
られて配設される以下の要素：即ち直線的ｘ方向案内要
素を有する定置的基底部材；該基底部材の上方に配さ
れ、該直線的ｘ方向案内要素に沿って滑動すると共に、
第一駆動要素が配され、かつ直線的ｙ方向案内要素と固
定的に結合する中間部材；該中間部材の上方に配され、
該ｙ方向案内要素に沿って滑動し、ｘｙ方向で位置決め
可能に構成されると共に、第二駆動要素が配される、基
板（等の被検体）を受容するためのテーブルを有し、干
渉利用位置測定手段を有する座標測定テーブル装置に関
する。

【０００２】更に、本発明は、第２の視点において、座
標測定装置、特に基板（等の被検体）の構造要素のエッ
ジ（等の特徴）の座標を高精度に測定するための座標測
定装置、とりわけ直線的ｘ方向案内要素を有する定置的
基底部材；該基底部材の上方に配され、該直線的ｘ方向
案内要素に沿って滑動する中間部材；及び該中間部材の
上方に配され、該ｙ方向案内要素に沿って滑動し、ｘｙ
方向で位置決め可能に構成される、基板（等の被検体）
を受容するためのテーブルを有し干渉利用位置測定手段
を有するｘｙ方向可走座標測定テーブル装置、並びに光
軸、結像装置及び検出装置を有すると共に、該光軸に対
する測定されるべきエッジ（等の特徴）の座標を求める
ための照明装置を有し、基板（等の被検体）の構造要素
のエッジ（等の特徴）の座標の高精度測定をするための
座標測定装置に関する。

【０００３】

【関連する技術】上述の技術分野の座標測定テーブル装
置は、上述の技術分野の高精度座標測定装置で使用され
る。K.-D. Roeth及びK. Rinnの論文“Maskenmetrologie
mit derLEICA LMS IPRO fuer die Halbleiterprodukti
on”（Mitteilungen fuer Wissenschaft und Technik B
d. XI, No. 5, 130-135頁, 1997年10月）にそのような
座標測定装置の一例が記載されている。この装置は、例
えばマスクやウェハ等の基板上の構造要素のエッジの座
標の高精度測定に用いられる。

【０００４】座標測定装置は、ｘ方向及びｙ方向に水平
に摺動可能な、上述の技術分野の測定テーブル装置を有
する。この測定テーブル装置は、そのエッジの座標が測
定されるべき構造を有する基板を受容するために使用さ
れる。更に、測定テーブル装置の各座標軸（ｘ軸及びｙ
軸）には、別々の干渉計測定光路が配される。測定テー
ブル装置の互いに垂直に配される２つの側部には、２つ
の干渉計測定光路の各端部に位置する測定ミラーが取り
付けられる。この２つの測定ミラーによって、測定テー
ブル装置の位置を干渉的に求めることができる。

【０００５】座標測定装置は、更に、光軸，結像装置
（例えばマイクロ対物レンズ系）及び結像された構造の
ための検出装置（例えば高解像度デジタルカメラ又は位
置感受性検出器）を有する投下光照明装置を有する。あ
る構造の測定されるべきエッジの測定座標は、測定テー
ブル装置の干渉的に測定された実際の位置と、測定され
るべき構造の光軸に対する距離とから求められる。この
ため、測定テーブル装置−位置の干渉的測定の際に得ら
れる位置決め精度は、基板上の構造のエッジの座標の測
定に直接影響を与える。適正な測定結果を得るために
（所謂アッベ面（Abbeschen Ebene）の）正確に規定さ
れた合焦面へ光学的に走査を行なわなければならないの
で、高さ推移精度（Hoehen-Ablaufgenauigkeit）に関す
るこの理想的な面からのズレのため、同時に誤差要素が
測定結果に入り込む。

【０００６】上述の技術分野の座標測定装置は、５ｎｍ
より小さい領域の再現可能性で座標を求めるために用い
られる。この測定精度は、ｘｙ位置決め精度及び高さ推
移精度に本質的に依存しているので、測定テーブルの構
造（組立）に対しての要求は極めて大きくなる。

【０００７】上述の座標測定装置の座標測定テーブル装
置は、互いに重ねられて配される以下の要素： １）直線的ｘ方向案内要素を有する定置の基底部材、 ２）基底部材の上方に配され、直線的ｘ方向案内要素に
沿って滑動すると共に、第一駆動要素が配属されかつ直
線的ｙ方向案内要素と固定的に結合する中間部材、及び ３）中間部材の上方に配され、ｙ方向案内要素に沿って
滑動し、ｘｙ方向で位置決め可能に構成されると共に、
第二駆動要素が配属される、基板を受容するためのテー
ブルを有する。

【０００８】ｘ方向案内要素は、基底部材の中央部に、
例えば中間部材を案内する切削溝として形成される。幅
広に形成された中間部材は、ｘ方向案内要素を横断（qu
er）するように配され、ｘ方向案内要素と共に可動の十
字構造を形成する。そのため、このテーブル構造は、
「クロス（十字）テーブル（Kreuztisch）」という名称
で当業者によく知られている。中間部材は、その中心軸
上に、ｙ方向案内要素を担持し、かつｘ方向案内要素の
両側部で全部で３つの空気（圧）式移送支持体（Traglu
ftlager）によって、基底部材の表面に対して支持され
る。このため、安定な三点支持構造が得られる。

【０００９】テーブルは、その運動に関し、ｙ方向案内
要素によって案内され、かつ中間部材上に架空状態で配
設される。その際、テーブルは、ｘ方向案内要素の両側
部へ向う全部で４つの空気（圧）式移送支持体によっ
て，即ちｘ方向案内要素の各側部に付きそれぞれ２つの
空気（圧）式移送支持体によって、基底部材の表面に対
して支持される。４つの載置面を有する支持構造は冗長
的なので、４つの空気（圧）式移送支持体の内の１つ
を、弾性的な空気（圧）式移送支持体として構成し、基
底部材の表面の非平坦性（凹凸、起伏等）を補償するこ
ともできる。

【００１０】一定の周囲温度において適正な測定結果を
得られるように座標測定装置を作動しなければならない
ので、座標測定装置は、空調室（環境制御室）に設置さ
れる。各工場毎に、空調室内で種々異なる周囲温度が要
求される。そのため、装置は、２０〜２３℃の温度範囲
から選択される温度に従って作動される。この温度の相
違によって、座標測定装置の個々の構成部材に、各素材
の異なる（熱）膨張が生じる。このことは、他方で、空
気（圧）式支持体（空気ベアリング：Luftlager）のエ
アギャップ（Luftspalte）を変化させる。そのため、空
気（圧）式案内支持体（Fuehrungsluftlager）の一部も
弾性的（federnd）に構成された。そして、各案内要素
には、それぞれ、空気（圧）式案内支持体が、案内要素
の一方の側部に弾性的に配され、案内要素の反対側の
（他方の）側部には、空気（圧）式案内支持体が非弾性
的に（固定的に）配された。

【００１１】空気（圧）式移送支持体も空気（圧）式案
内支持体も、非常に小さいエアギャップ（その大きさは
３〜４μｍ）のものが選択された。各案内面の非平坦性
への適合（順応）化は、弾性的に支持される各空気
（圧）式移送支持体ないし空気（圧）式案内支持体によ
って行われる。狭いエアギャップの高さは、非常に公差
感受性であり（公差が厳しく）かつ従って精密に調節さ
れなければならない。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、弾性的
な空気（圧）式支持体は、実用上、問題があることが明
らかとなっている。というのは、弾性的空気（圧）式支
持体は、測定テーブル装置が運動する際及び基板の重量
が種々異なる場合、テーブルの小さな傾き、従ってテー
ブルのねじれを生じさせることがあるからである。更
に、基底部材表面の非平坦性によって引き起こされる中
間部材の高さ推移の不正確性が、ｙ方向案内要素を介し
てテーブルにも伝達されることがある。このため、目標
とされる（到達される）ｘｙ位置に応じて干渉利用位置
測定（の結果）は変化し、従って測定精度に直接影響が
及ぶ。

【００１３】更に、この測定テーブル装置は、（テーブ
ル）中央部にｙ方向直線移動要素を有する中間部材が走
行するので基板に対し透過光照明を行なうことができな
いという点で不利である。更に、既知の測定テーブル装
置は、最大で２２０ｍｍまでの大きさの基板に対してし
か適合しない。より大きい基板に対する適合化のため
の、測定テーブル装置の個々の要素の大型化は、振動問
題を悪化させるだけであろう。

【００１４】それゆえ、本発明の第一の課題は、投下光
測定に対しても透過光測定に対しても適合し、将来開発
されるべき一層より大きくかつより重い基板（等の被検
体）（直径３００ｍｍ以上）に対しても適合し、及び同
時にはっきりと改善されたｘｙ推移精度と改善された高
さ推移精度とを有する座標測定テーブル装置を提供する
ことである。

【００１５】更に、本発明の第二の課題は、投下光測定
に対しても透過光測定に対しても適合し、将来開発され
るべき一層より大きくかつより重い基板（等の被検体）
（直径３００ｍｍ以上）に対しても適合し、及び同時に
はっきりと改善されたｘｙ推移精度と改善された高さ推
移精度とを有する、基板（等の被検体）の構造要素のエ
ッジ（等の特徴）の座標を高精度に測定するための座標
測定装置を提供することである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明の第一の視点によ
れば、上記第一の課題を解決するために、互いに重ねら
れて配設される以下の要素：即ちＡ）直線的ｘ方向案内
要素を有する定置的基底部材；Ｂ）前記基底部材の上方
に配され、前記直線的ｘ方向案内要素に沿って第一駆動
要素により滑動すると共に、直線的ｙ方向案内要素と固
定的に結合する中間部材；Ｃ）前記中間部材の上方に配
され、前記ｙ方向案内要素に沿って第二駆動要素により
滑動し、ｘｙ方向で位置決め可能に構成されると共に、
基板（等の被検体）を受容するためのテーブルを有し、
干渉利用位置測定手段を有する座標測定テーブル装置が
提供される。この座標測定テーブル装置において、ａ）
前記中間部材が、前記基底部材の上方に自由に架空状態
で（直接束縛ないし接触しないで：frei）配設（架空設
置）されると共に、その一方の端部が、前記ｙ方向案内
要素によって支持され、かつその他方の端部が、付加的
に配される支持要素によって支持されること、ｂ）前記
ｙ方向案内要素、前記支持要素及び前記テーブルが、互
いに独立に前記基底部材の表面に対して滑動可能に支持
されること、ｃ）前記基底部材、前記中間部材及び前記
テーブルが、それぞれ、透過光（通過）領域のための内
部開口を有すること、及びｄ）前記第一駆動要素及び前
記第二駆動要素が、前記基底部材に対しそれぞれ位置固
定的に配設されることを特徴とする（形態１・第一基本
構成）。

【００１７】更に、本発明の第二の視点において、上記
第二の課題を解決するために、Ａ）直線的ｘ方向案内要
素を有する定置的基底部材；該基底部材の上方に配さ
れ、該直線的ｘ方向案内要素に沿って滑動する中間部
材；及び該中間部材の上方に配され、該ｙ方向案内要素
に沿って滑動し、ｘｙ方向で位置決め可能に構成され
る、基板等の被検体を受容するためのテーブルを有し干
渉利用位置測定手段を有するｘｙ方向可走座標測定テー
ブル装置、並びにＢ）光軸、結像装置及び検出装置を有
すると共に、該光軸に対する測定されるべきエッジ（等
の特徴）の座標を求めるための照明装置を有し、基板等
の被検体の構造要素のエッジ（等の特徴）の座標の高精
度測定をするための座標測定装置が提供される。この座
標測定装置において、ａ）前記中間部材が、前記基底部
材の上方に自由に架空状態で（直接束縛ないし接触しな
いで：frei）配設（架空設置）されると共に、その一方
の端部が、前記ｙ方向案内要素によって支持され、かつ
その他方の端部が、付加的に配される支持要素によって
支持されること、ｂ）前記ｙ方向案内要素、前記支持要
素及び前記テーブルが、互いに独立に前記基底部材の表
面に対して滑動可能に支持されること、ｃ）前記測定テ
ーブル装置の基底部材、中間部材及びテーブルが、それ
ぞれ、透過光（通過）領域のための内部開口を有し、か
つ前記照明装置が、前記基板等の被検体の投下光及び透
過光照明のために配されること、及びｄ）前記測定テー
ブル装置の中間部材は、第一駆動要素によって駆動さ
れ、かつ該測定テーブル装置のテーブルは、第二駆動手
段によって駆動されると共に、該第一駆動要素及び該第
二駆動要素が、該測定テーブル装置の基底部材に対しそ
れぞれ位置固定的に配設されることを特徴とする（第二
基本構成）。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の好ましい実施の
形態を示すが、これらは従属請求項の対象になりうる。 （２）座標測定テーブル装置において、前記テーブル、
前記ｙ方向案内要素及び前記支持要素の下部（ないし下
面）に、該テーブル、該ｙ方向案内要素及び該支持要素
を前記基底部材上で支持する複数の空気（圧）式移送支
持体が配されることが好ましい（形態２）。 （３）座標測定テーブル装置において、前記中間部材
が、横方向に（並置される）２つの中間部材側部要素を
有し、かつ該２つの中間部材側部要素の間に配される少
なくとも１つのスベーサ要素を有すること、前記中間部
材側部要素には、前記ｘ方向案内要素に対向するよう支
持されかつ前記中間部材のｘ方向運動を引き起こす複数
の空気（圧）式案内支持体が配されること、及び前記空
気（圧）式案内支持体のエアギャップの幅が、前記ｘ方
向案内要素の幅と前記スベーサ要素の幅の差によって、
不変的に規定されることが好ましい（形態３）。 （４）座標測定テーブル装置において、前記テーブル
に、直接的に又は把持要素を介して、ｙ方向直線移動要
素が配されること、前記ｙ方向直線移動要素に、前記ｙ
方向案内要素に対向するよう支持されかつ前記テーブル
のｙ方向運動を引き起こす複数の空気（圧）式案内支持
体が配されること、及び前記空気（圧）式案内支持体の
エアギャップの幅が、前記ｙ方向案内要素の幅と前記ｙ
方向直線移動要素の幅の差によって、不変的に規定され
ることが好ましい（形態４）。 （５）座標測定テーブル装置において、ｘ方向案内要素
が、基底部材の内部形成溝として、又は基底部材上に隆
起ないし突出するレールとして形成されることが好まし
い（形態５）。 （６）座標測定テーブル装置において、空気（圧）式案
内支持体が、高度に平坦な取付面を有し、かつ該取付面
によって、該取付面のために設けられ同様に高度に平坦
な中間部材側部要素の取付面に取り付けられると共に、
空気（圧）式案内支持体のエアギャップの幅ないし厚さ
が、ｘ方向案内要素の幅とスベーサ要素の幅との差によ
って不変的に規定されることが好ましい（形態６）。 （７）座標測定テーブル装置において、基底部材及びス
ベーサ要素が、実質的に同一の（熱）膨張係数を有する
ことが好ましい（形態７）。 （８）座標測定テーブル装置において、基底部材及びス
ベーサ要素が、同じ材料から構成されることが好ましい
（形態８）。 （９）座標測定テーブル装置において、空気（圧）式案
内支持体が、高度に平坦な取付面を有し、かつ該取付面
によって、該取付面のために設けられ同様に高度に平坦
なｙ方向直線移動要素の取付面に取り付けられると共
に、空気（圧）式案内支持体のエアギャップの幅ないし
厚さが、ｙ方向案内要素の幅とｙ方向直線移動要素の幅
との差によって不変的に規定されることが好ましい（形
態９）。 （１０）座標測定テーブル装置において、ａ）直線的ｙ
方向案内要素が、内部に延在する案内溝を有すること、
及びｂ）テーブルには、ｙ方向直線移動要素を担持する
ための少なくとも１つの把持要素が配設され、該ｙ方向
直線移動要素には、該案内溝に嵌入してその内（側）面
に近接対向しかつテーブルのｙ方向運動を案内する複数
の空気（圧）式案内支持体が配設されることが好ましい
（形態１０）。 （１１）座標測定テーブル装置において、ａ）直線的ｙ
方向案内要素が、レールとして構成されること、及び
ｂ）テーブルには、ｙ方向直線移動要素を担持するため
の少なくとも１つの把持要素が配設され、該ｙ方向直線
移動要素には、該レールの外側面に近接対向しかつテー
ブルのｙ方向運動を案内する複数の空気（圧）式案内支
持体が配設されることが好ましい（形態１１）。 （１２）座標測定テーブル装置において、ｙ方向直線移
動要素及びｙ方向案内要素が、実質的に同一の（熱）膨
張係数を有することが好ましい（形態１２）。 （１３）座標測定テーブル装置において、ｙ方向直線移
動要素及びｙ方向案内要素が、同じ材料から構成される
ことが好ましい（形態１３）。

【００１９】上述の課題を解決するためには、互いに重
ねられる要素、即ち基底部材、中間部材及びテーブルを
大きい基板に適合させることやそれらを相応に大型化す
るだけでは十分ではなかった。なぜなら、そのために要
求される著しく拡大された運動領域によって、測定テー
ブル装置も大きくかつ重くなり、振動問題も悪化しただ
けであったからである。このため、まず、構造の著しい
不安定化及び高さ推移精度の低下が引き起こされた。更
に、ｘ方向及びｙ方向のために案内要素が必要なので、
透過光照明構造を形成することができなかった。即ち、
上述の課題を解決するためには根本的に異なる手段を講
じなければならなかったのである。

【００２０】本発明の基本思想は、新規な構造における
公差の連鎖をはっきり低減させるという点にある。これ
は、例えば、（従来は）ｚ方向、即ちテーブルの高さの
方向への機械的公差の総計が低減されなければならなか
ったということを意味する。このため、（従来は）ｚ方
向において、互いに結合する個々の機械的部材に関する
公差が、ｘｙ平面内でテーブルの極めて良好な推移精度
が達成されるよう、組立ないし設計の際に計算され、製
造技術上顧慮され、かつ低減されなければならなかっ
た。

【００２１】これを解決するため、テーブル構造の機械
的コンセプトが徹底的に変化され、「クロス（十字）テ
ーブル」のコンセプトとは全く異なるものが提供される
こととなった。そのため、従来技術の座標測定テーブル
装置では、中間部材は、担持部材を構成し、その長手方
向対称軸上にｙ方向案内要素を担持した。これとは異な
り、本発明の測定テーブル装置では、ｙ方向案内要素は
担持要素へ、中間部材は被担持要素へと転換された。こ
のため、ｙ方向案内要素は、中間部材の対称軸から離隔
して配され、中間部材の一方の端部に担持部材として配
された。中間部材の他方の端部は、付加的な支持要素に
懸架された（取り付けられた）。このようにして、中間
部材は、架空状態に配され、その際、ｙ方向案内要素及
び付加的に配される支持要素によって、担持される。

【００２２】更に、この架空される中間部材によって初
めて、透過光照明構造を実現化する手段が提供された。
というのは、ｙ方向案内要素は、常に、中間手段の中央
部（中心）から遠くに離隔して配され、そのため測定テ
ーブル装置の中央部（中心）の外部に配されるからであ
る。そのため、基底部材、中間部材及びテーブルには、
枠状の開口が形成され、このようにして透過光（通過）
領域が形成された。

【００２３】ｙ方向案内要素及び支持要素は、空気
（圧）式移送支持体（空気ベアリング）によって基底部
材の表面上に載置される。ｙ方向案内要素は非常に長
く、（付加的）支持要素はできるだけ短くなるような大
きさにされた。更に、中間部材のｘ方向の長さ、従って
ｙ方向案内要素と（付加的）支持要素との間の距離は、
できるだけ大きくなるように選択され、そのため、空気
（圧）式支持体は、互いに大きな間隔をあけて配される
ことが可能となった。このため、傾動運動のない測定テ
ーブル装置の大きな推移安定性を達成することができ
た。同時に、長い中間部材は、枠状の開口をｘ方向にで
きるだけ長く形成することが可能となった。

【００２４】従来技術の座標測定テーブル装置では、座
標測定テーブル装置の個々の構造部材の複雑な公差の連
鎖を顧慮しなければならなかった。そのため、例えば、
テーブル、中間部材及び基底部材の表面平坦性、中間部
材上でｙ方向案内要素の寸法安定性、各空気（圧）式移
送支持体の公差（浮揚高さ、取付面の平坦性）、及び空
気（圧）式案内支持体の調節精度が、公差の計算に入り
込んだ。その際、個々の構造要素のそれぞれに対し、形
状、位置及び寸法に関する複数の（通常は３つ又はそれ
以上の）公差が維持されなければならなかった。それに
も拘らず、空気（圧）式案内支持体のエアギャップは、
なお個別に調節されなければならなかった。公差感受性
（公差の厳しい）部材はどれも製造コストがより大きく
なった。

【００２５】当該従来技術の座標測定テーブル装置に対
し、本発明の座標測定テーブル装置では、公差の計算に
関連する面（関連面）は、基底部材の平坦な表面であ
る。テーブルは、非弾性的な空気（圧）式移送支持体に
よって滑動的に基底部材上で支持される。その公差は、
同じ関連面、即ち基底部材の平坦な表面に関連される。
例えば中間部材、テーブル、ｙ方向案内要素及びｙ方向
直線移動要素等の本発明の座標測定テーブル装置の各部
材は、形状、位置及び寸法に関する２つまでの公差のみ
を維持すればよい。例えば、空気（圧）式移送支持体
（空気ベアリング）が配設されるテーブルの下面のみ
が、高平坦性に形成されればよい。基底部材の表面の平
坦性は、本発明の座標測定テーブル装置の高さ推移精度
（理想的なｚ面からのズレ）全体を規定する。

【００２６】空気（圧）式移送支持体及び空気（圧）式
案内支持体のエアギャップの間隔は、境界を形成する部
材によって固定的に設定されるため、空気（圧）式移送
支持体及び空気（圧）式案内支持体のエアギャップはも
はや調節する必要がなく、構造（組立体）は、従来の座
標測定テーブル装置の場合に比べて、全体としてより堅
固（構造安定的）であり、従って振動影響性がより小さ
い（振動の影響を受け難い）。そのため、本発明の測定
テーブル装置では、推移精度及び位置決め精度は著しく
改善される。このため、更に、測定されるべき基板（被
測定対象）を受容するための座標測定テーブル装置が配
設される座標測定装置の測定精度が改善される。

【００２７】基底部材は、通常、花崗岩から製造され
る。振動の緩衝の理由から、大きな花崗岩のブロック
（これは、振動緩衝器によって支持される）が使用され
る。ｙ方向案内要素及び支持要素並びにテーブルは、そ
れらの平坦な下面を介し、空気（圧）式移送支持体によ
って、基底部材（花崗岩）の表面によって支持される。
空気（圧）式移送支持体は全て同じ厚さのものが選択さ
れ、空気（圧）式移送支持体の厚さの絶対公差は、凡そ
２μｍのレベルにある。このような構成は、支持体（ベ
アリング）の保守サービスに関して有利である。という
のは、損傷した支持体を交換する場合、調節作業は必然
的ではないからである。使用される空気（圧）式移送支
持体は全て同一なので、部材の種類を減らすことがで
き、支持体を個別特有に製造する必要もない。空気
（圧）式移送支持体については、十分な浮揚高さ（即ち
空気の層）のみが要求される。

【００２８】空気（圧）式案内支持体の場合も、弾性的
支持構造は全く採用されなかった。空気（圧）式案内支
持体は、厚さ公差非依存性である。固定（取付）面と、
空気が噴出する走行面のみが、正確に（１つの）面内に
位置していればよい。これは、例えば、固定（取付）面
と走行面を一緒に研磨することによって達成される。空
気（圧）式案内支持体の調節も不要となるが、これは、
エアギャップの幅が（互いに）境界を画成する部材によ
って固定的（確定的）に予め決められているからであ
る。

【００２９】本発明の座標測定テーブル装置の一実施形
態において、ｘ方向案内（運動）及びｙ方向案内（運
動）が、温度的に補償されて構成されていればとりわけ
有利である。そのため、座標測定テーブル装置のｘ方向
案内要素ないしｙ方向案内要素のための案内支持体が取
り付けられている部材は、ｘ方向案内要素ないしｙ方向
案内要素に関し温度的に補償される。このことは、座標
測定テーブル装置の当該部材（これらには案内支持体が
取り付けられている）の幅が、それに相対する空気
（圧）式支持体の取付面間の間隔を規定し、従って生成
される案内空気層の幅（従って案内特性）に直接影響を
与えるので、重要である。

【００３０】案内支持体が取り付けられる部材の温度補
償のために、当該部材は、ｘ方向案内要素ないしｙ方向
案内要素（これらとの間で、空気（圧）式案内支持体
は、エアギャップを形成することによって案内運動を引
き起こす）の（実施形態に応じ）切削形成される溝又は
隆起するレールの材料と同じ材料から選択される。更
に、ｘ方向案内及びｙ方向案内が異なる膨張態様を有さ
ないようにするために、（ｘ方向及びｙ方向のための）
２つの案内要素も同じ材料から選択された。例えば、基
底部材、従ってｘ方向案内要素は、花崗岩から形成され
るので、ｙ方向案内要素も花崗岩から形成された。

【００３１】それゆえ、案内支持体が取り付けられる部
材も花崗岩から製造された。更に、当該部材が２つの案
内空気層の分だけ上記の溝より幅狭になるように、ない
し当該部材が２つの案内空気層の分だけ上記のレール自
体より幅広になるように、該部材は寸法が取られる。

【００３２】このようにして、案内支持体が取り付けら
れる上記部材は、ｘ方向案内要素ないしｙ方向案内要素
の（実施形態に応じ）溝又はレール（を構成する材料）
と正確に同じ（熱）膨張係数を有する。このため、座標
測定テーブル装置の周囲温度が異なる場合でも、案内運
動のために予め定められた空気（圧）式案内支持体のエ
アギャップが常に不変のまま維持されることが保証され
る。このため、従来の案内構造と比べて、案内精度の著
しい向上が達成される。

【００３３】本発明の測定テーブル装置の有利な一実施
形態では、ｘ方向及びｙ方向のための駆動要素が、それ
ぞれ基底部材に対し位置固定的に配されることにより、
高さ推移精度が更に改善された。ｘ方向に可動の中間部
材及びｙ方向に可動のテーブルへの力の伝達は、例えば
それぞれ少なくとも１つの連接棒（これは摩擦結合によ
ってそれぞれのモータと機能的に結合する）によって行
われる。このようにして、座標測定テーブル装置の高さ
推移精度及び位置決め精度は、運動範囲全体に亘って一
定であることが可能となる。

【００３４】このような構成は、複数のモータの内の１
つがテーブルと共に運動する従来の座標測定テーブル装
置と比べて明らかに有利である。従来の座標測定テーブ
ル装置の場合、テーブルと一緒に運動するモータ自体の
重量により、テーブルにまだ被検体が載置されていない
状態で早くも測定テーブル装置全体のたわみ等の変形が
起こり、そのため、そのｘｙ位置に応じて位置決め精度
に悪影響が及ぼされる。更に、本発明の座標測定テーブ
ル装置では、電線は最早（テーブルと）一緒に運動する
必要がないので、各モータへの電線の配線が簡素化され
る。このため、一方では、電線の疲労ないし磨耗が低減
し、他方では、座標測定テーブル装置の振動が低減す
る。従来の座標測定テーブル装置の位置決め誤差は一定
ではなく、測定位置に依存し、更に載置される基板等の
被検体の重量にも依存するので、位置決め誤差は、測定
されるエッジの座標から計算によって除去することはで
きなかった。

【００３５】これに対し、本発明の座標測定テーブル装
置は、到達可能な全てのｘｙ位置のための位置固定的に
配設される駆動要素によって、運動経路に依存しない位
置決め誤差値を有する。この位置決め誤差値は、計算的
にかつ測定技術的に把握することができるものである。
更に、それぞれ載置される重量も一定に維持される。そ
のため、測定されるべき基板等の被検体は、透過光測定
のために、それぞれ特別に割当てられるフレーム内に載
置され、当該フレームと一緒にテーブル上に載置され
る。その際、種々異なる基板等の被検体に関し、そのよ
うな基板等の被検体の各々の重量と当該基板等の被検体
に配属されるフレームの重量の合計は一定に維持され
る。これによって、この位置決め誤差値に対しても、測
定されるべき構造の座標を計算する際に、（計算的ない
し機械的に）誤差補正を行なうことができる。

【００３６】

【実施例】本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明
する。なお、特許請求の範囲に付した図面参照符号は、
発明の理解の容易化のためであり、本発明を図示の態様
に限定することを意図しない。また、以下の実施例も発
明の理解の容易化のために過ぎず、本発明の技術的思想
を逸脱しない範囲内において当業者により実施可能な付
加・置換等を排除することも意図しない。なお、この点
に関しては、出願から補正後に至るまで同様である。

【００３７】図１は、従来技術の座標測定テーブル装置
１（これは既知の座標測定装置で使用される）の模式平
面図である。この装置１では、ｘ方向案内要素３は、切
削形成溝として基底部材２に形成されている。基底部材
２自体は、位置固定的に配設されるが、測定テーブル装
置１の運動要素のための滑動面として利用される平坦な
表面を有する。その運動（被動）要素は、基底部材２の
上方に配される中間部材４及び当該中間部材４の上方に
配されるテーブル５からなる。中間部材４は、ｘ方向案
内要素３（の案内軸）に対し（その長手軸が）直交する
ように配され、基底部材２の（ｘ方向案内要素３の案内
軸の直交方向の）長さ（幅）の大部分に亘って延在す
る。中間部材４は、その上面の長手方向の中央部を通過
する軸上にｙ方向案内要素６（これは通常取付載置レー
ルとして配設される）を担持する。中間部材４自体は、
その下面が空気（圧）式案内支持体８によってｘ方向案
内要素３内へ嵌入しているので、ｘ方向に運動する。そ
のｘ方向運動の際の基底部材２上での支持は、３つの空
気（圧）式移送支持体７によって行われる。

【００３８】ｘ方向案内要素３に沿った中間部材４の摺
動運動は、第一駆動要素９によって行われる。第一駆動
要素９の回転運動は、溝として形成されるｘ方向案内要
素３内で縦方向に延在する第一連接棒１０によって、中
間部材４の直線運動へと変換される。

【００３９】中間部材４の一方の端部には、その上面
に、第二駆動要素１１が載置される。第二駆動要素１１
は、中間部材４が運動するとき、中間部材４と一緒に運
動する。第二駆動要素１１の回転運動は、第二連接棒１
２によって、直線運動に変換され、中間部材４の上方に
配されるテーブル５に伝達される。テーブル５は、中間
部材４の長手方向の両側辺部からそれぞれ中間部材４の
外方へ延出し、４つの空気（圧）式移送支持体７によっ
て、基底部材２の表面で滑動するよう支持される。４つ
の当接面による支持形態は冗長的（過剰に支点を備え
る）なので、４つの支持要素は、弾性的に（federnd）
支持されることになる。テーブル５は、第二駆動要素１
１によってｙ方向に摺動されるが、その際、ｙ方法案内
要素６によって案内される。ｙ方向案内要素６に対する
支持も、空気（圧）式案内支持体８によって行われる。

【００４０】図２は、本発明の座標測定テーブル装置の
一例の部品展開図である。基底部材２は、好ましくは花
崗岩から形成される。基底部材２は、ｘ方向案内要素３
が形成され、ｘ方向案内要素３は、この実施例では、基
底部材２の表面に内部延在溝として形成される。この溝
は、案内面として、μｍレベルの精度で平坦に加工され
た正確に平行な（２つの）外側面を有する。ｘ方向案内
要素を基底部材の表面に隆起（突出）するレールとして
構成することも可能であろう。しかしながら、その場
合、座標測定テーブル装置の構造全体は、ｘ方向案内要
素を溝として構成する場合に比べて遥かに高さがより大
きくかつ重量もより大きくなるであろう。基底部材２の
上方には、中間部材４が配され、更に中間部材４の上方
には、多少横方向にずらされて、テーブル５が配され
る。

【００４１】中間部材４は、ｙ方向案内要素６と付加的
な支持要素１３とに（各端部で）架着することにより、
基底部材２の上方で、自由に架空状態で（直接束縛ない
し接触しないで：frei）配設（架空設置）される。ｙ方
向案内要素６と付加的支持要素１３の下面には、空気
（圧）式移送支持体（支持空気ベアリング：Tragluftla
ger）７が配設される（なお、噴出されるべき「空気」
には、窒素ガスその他の気体も含まれうる）。この空気
（圧）式移送支持体７によって、付加的支持要素１３、
中間部材４及びｙ方向案内要素６から構成される橋状ユ
ニットは、基底部材２上で滑動可能に支持される。大き
な耐傾動安定性を達成するために、付加的支持要素１３
とｙ方向案内要素６は、できるだけ縦長に構成された。
そのため、付加的支持要素１３及びｙ方向案内要素６の
下部に位置する空気（圧）式移送支持体７は、夫々当該
各要素同士の間の距離ができるだけ大きくなるように、
かつ他方で、付加的支持要素１３ないしｙ方向案内要素
６の自重によるたわみが、それぞれ最小になるように、
即ちほぼゼロになるように、配設されることが可能とな
った。中間部材４の構造の詳細は、図３に示した。

【００４２】自由に架空設置される中間部材４には、複
数の空気（圧）式案内支持体（Fuehrungsluftlager）８
が配設され（図２では部分的に覆われてよく見えない。
なお、噴出されるべき「空気」には、窒素ガスその他の
気体も含まれうる）、空気（圧）式案内支持体８は、中
間部材４の（厚さの）寸法を大きく越えて（中間部材４
の内部から）下方へ突出し、ｘ方向案内要素（図２で
は、溝として構成されている）３内へ嵌入する。この空
気（圧）式案内支持体８は、ｘ方向案内要素３に沿った
中間部材４のｘ方向運動の正確な案内を引き起こす。こ
のｘ方向運動の作動は、基底部材２に位置固定的に配設
される第一駆動要素９によって行われる。例えばステッ
プモータ又はリニアモータとして構成されうるこの駆動
要素９の回動運動は、第一連接棒１０によって中間部材
４へ伝達される。中間部材４は、ｙ方向に、ｘ方向案内
要素３の横幅より僅かに大きく（その両側に）張り出し
ている。というのは、中間部材４には、ｘ方向案内のた
めの空気（圧）式案内支持体８が結合されているだけで
よいからである。幅狭の中間部材４の両側部に対して
は、テーブル５が基底部材２の表面でのｘ方向及びｙ方
向への運動の際に支持される大きな自由走行領域が形成
される。

【００４３】テーブル５は、そのｙ方向案内要素６を指
向する外側部に、２つの把持要素１４を有する。この把
持要素１４には、ｙ方向直線移動要素１５が取り付けら
れる。このｙ方向直線移動要素１５は、その（長さ及
び）幅に亘って、ｙ方向案内要素６に沿って延在（架空
状態で架設）され、座標測定テーブル装置１が組み立て
られた状態では、このｙ方向案内要素６の上方に配され
る。

【００４４】ｙ方向直線移動要素１５は、その長手方向
の両外側部に、共通に高平坦性の取付面１５ａをそれぞ
れ有する。取付面１５ａは、把持要素１４のためにも複
数の空気（圧）式案内支持体８のためにも利用される。
空気（圧）式案内支持体８には、空気噴出開口８ａによ
って、エアクッション（Luftpolster）が生成される
が、空気噴出開口８ａは、案内レールとして作動するｙ
方向案内要素６の外側面と相対（対向）する。そのた
め、ｙ方向案内要素６とｙ方向直線移動要素１５の外側
面は、互いに高精度に平行に形成されている。

【００４５】ｙ方向直線移動要素１５は、その両側に配
設される空気（圧）式案内支持体８によって形成される
エアギャップ（Luftspalt）ないしエアクッションの２
つ分の厚さだけ正確にｙ方向案内要素６の横幅よりも幅
広に形成される。ｙ方向案内要素６もｙ方向直線移動要
素１５も、同じ熱膨張特性を保証するために、同じ材料
（好ましくは花崗岩）から製造される。これによって、
ｙ方向直線移動要素１５の空気（圧）式案内支持体８
は、テーブル５の温度補償された精密なｙ方向案内の構
成に資する。

【００４６】このｙ方向運動は、基底部材２に位置固定
的に配設される第二駆動要素１１によって行われる。第
二駆動要素１１の回動運動は、第二連接棒（従動スライ
ド部材）１２によって、テーブル５へ伝達される。第二
駆動要素１１は、例えば、ステップモータ又はリニアモ
ータから構成される。第二連接棒１２によるこの力伝達
は、テーブル５の任意のｘ位置の全てに対して保証され
なければならないので、第二連接棒１２は、リング空気
軸受１６によって、ｘ方向に延在する連接棒（図２では
円柱状に形成されている）１７と連結する。

【００４７】空気（圧）式移送支持体７は、すべて、中
間部材４及びテーブル５の下部の研磨された面に取り付
けられる。そのため、空気（圧）式移送支持体７のねじ
れや傾きは阻止されることになる。案内面の公差のため
のあそびをより大きくするために、空気（圧）式移送支
持体７の浮揚高さ（Flughoehe）は、凡そ５μｍに設定
される。従来技術の場合のような弾性的空気（圧）式移
送支持体７は存在せず、花崗岩の表面の非平坦性は、比
較的大きいあそびによって補償される。これまで述べた
ものと同じエアギャップは、ｘ方向案内要素３及びｙ方
向案内要素６についても使用される。

【００４８】例えば中間部材４、テーブル５、ｙ方向案
内要素６及びｙ方向直線移動要素１５等の本発明の座標
測定テーブル装置１の個々の要素ないし部材は、形状、
位置及び寸法に関し、公差が２つまで（１又は２）維持
されていればよい。そのため、例えば、ｙ方向直線移動
要素１５では、空気（圧）式案内支持体８を受容するた
めの互いに平行な２つの高精度外側面と、当該２つの外
側面の間の距離についての高精度寸法公差のみが必要と
される。テーブル５の場合は、例えば、空気（圧）式移
送支持体７が取り付けられるその下面が、高精度で、研
磨された（１つの）面内に位置していればよい。第二の
（維持されるべき）公差として、把持要素１４が取り付
けられるテーブル５の外側面が、上記下面の研磨された
面に対し高精度で直角に配されていればよい。

【００４９】座標測定テーブル装置の、熱膨張の際に角
度誤差が生じる可能性がある部材は、熱膨張性の小さい
材料、例えばINVAR鋼（商品名又は商標名）から製造さ
れる。この角度誤差が生じ得る部材としては、例えば、
中間部材４、支持要素１３及びテーブル５が挙げられ
る。そのような部材ないし要素に熱膨張性の小さい材料
を使用することにより、測定結果に対する周囲の熱的影
響を最小化することができる。ｙ方向案内要素は、上述
の通り、好ましくは花崗岩から製造されるが、これは、
上述のｘ方向案内及びｙ方向案内の温度補償のために必
要だからである。

【００５０】座標測定テーブル装置１に関し、透過光照
明による測定を実行可能にするために、本発明では、基
底部材２、中間部材４及びテーブル５は、それぞれ（１
つの）内部（貫通）開口１８を有する。この場合、内部
開口１８は、基底部材２のものが最も小さく形成され、
中間部材４とテーブル５に関しては、それらの走行範囲
に対応してより大きく形成される。

【００５１】図３に、座標測定テーブル装置１の中間部
材４の一例の詳細を示した。中間部材４には、空気
（圧）式案内支持体８が配設される。

【００５２】図３では、架空設置される中間部材４は、
中間部材４が架着されるｙ方向案内要素６及び付加的支
持要素１３を伴わずに記載されている。中間部材４は、
少なくとも１つのスベーサ要素４ｃによって互いに結合
される２つの中間部材側部要素４ａ、４ｂを含む。この
実施例では、２つの中間部材側部要素４ａ、４ｂの間に
２つのスベーサ要素４ｃが配設される。スベーサ要素４
ｃは、基底部材２（不図示）と接触せず、従って同様に
架空状態に配される。スベーサ要素４ｃは、空気（圧）
式案内支持体８の設置を可能にするための自由空間を形
成する切欠４ｄを有する。空気（圧）式案内支持体８
は、平坦性の大きい取付面８ｂによって、中間部材側部
要素４ａ、４ｂの、空気（圧）式案内支持体８のために
設けられた、同様に平坦性の大きい取付面４ｅに取り付
けられる。この場合、空気（圧）式案内支持体８は、そ
の近くに位置するスベーサ要素４ｃと接触しないように
配設される。

【００５３】空気（圧）式案内支持体８の配置を明確化
するために、図３では、中間部材側部要素４ａは、空気
（圧）式案内支持体８の１つに関し、部分的に切り取っ
て開放し、当該空気（圧）式案内支持体８が見えるよう
な状態で示した。これから分かることは、空気（圧）式
案内支持体８は、スベーサ要素４ｃの内側に形成される
切欠４ｄ内に配され、かつ中間部材４の下方寸法（厚
さ）を大幅に越えて下方に突出しているということであ
る。空気（圧）式案内支持体８の下方に延出する部分の
外側面には、本来の空気（圧）式支持体（空気ベアリン
グ：Luftlager）の空気噴出開口８ａが形成される。

【００５４】１つないし全ての空気（圧）式案内支持体
８の下方に延出するこの部分によって、この空気（圧）
式案内支持体８は、基底部材２（不図示）の溝として構
成されたｘ方向案内要素３（不図示）へ嵌入する。この
とき、空気噴出開口８ａは、ｘ方向案内要素３を構成す
る溝の内部側面の方向を指向する。図を完全にするため
に、第一連接棒を一緒に示した。

【００５５】中間部材４は、（上述のように）種々異な
る周囲温度下で作動される高精度座標測定装置のための
座標測定テーブル装置１の構成要素の１つをなす。その
ため、ｘ及びｙの２つの方向への案内全体が、温度補償
されるべきであろう。このことは、この実施例では、ス
ベーサ要素４ｃが、花崗岩から製造され、従って同様に
花崗岩からなるｘ方向案内要素３と同じ（熱）膨張係数
を有することによって達成された。スベーサ要素４ｃ
は、溝、即ちｘ方向案内要素３の内幅よりもエアギャッ
プ２つ分だけ幅狭に構成される。これによって、スベー
サ要素４ｃの横幅は、空気（圧）式案内支持体８のエア
ギャップの幅（厚さ）を固定的に設定（規定）する。ス
ベーサ要素４ｃの熱膨張が、溝の熱膨張と常に同一であ
ることにより、空気（圧）式案内支持体８のエアギャッ
プの幅（厚さ）が常に不変のままであることが保証され
る。これによって、ｘ方向の案内の精度は、周囲の温度
に依存しない（影響を受けない）こととなる。

【００５６】図４は、本発明の座標測定テーブル装置１
の完成体の斜視図である。基底部材２は、その上方に中
間部材４が配される。中間部材４は、ｙ方向案内要素６
と付加的支持要素１３とに架着されている。ｙ方向案内
要素６と付加的支持要素１３は、何れも空気（圧）式移
送支持体７によって基底部材２の平坦な表面上で支持さ
れ、かつその上で滑動可能に構成される。中間部材４を
ｘ方向へ摺動させるために、基底部材２は、溝として構
成されるｘ方向案内要素３を有する。中間部材４に配さ
れる空気（圧）式案内支持体８は、ｘ方向の運動を案内
するためにｘ方向案内要素３内に嵌入するが、そのため
図４では表示されていない。ｘ方向の運動を行うため
に、中間部材４は、第一連接棒１０と結合し、第一連接
棒１０は、第一駆動要素９の回動運動を中間部材４へ伝
達する。

【００５７】中間部材４の上方には、中間部材４から
（両側へ）大きく延出するテーブル５が配される。テー
ブル５は、複数の空気（圧）式移送支持体７によって同
様に基底部材２の表面上で支持され、かつｙ方向案内要
素６に沿ってｙ方向に滑動可能に構成される。このｙ方
向案内要素６は、ｘ方向に可動な中間部材４を担持する
ので、テーブル５（のｘ方向の運動）は、中間部材４の
ｘ方向への各運動に強制的に従わせられる。

【００５８】ｙ方向案内要素６を指向するテーブル５の
外側面には、ｙ方向直線移動要素１５が取り付けられる
２つの把持要素１４が配設される。ｙ方向直線移動要素
１５には、外側面に複数の空気（圧）式案内支持体８が
配設される。これら空気（圧）式案内支持体８は、ｙ方
向案内要素６の外側面に相対するよう支持され、ｙ方向
案内要素６に沿ったテーブル５の精密な運動を保証す
る。ｙ方向運動を行うために、基底部材２には、第二駆
動要素１１が位置固定的に配設され、第二駆動要素１１
の回動運動は、第二連接棒１２によってテーブル５へ伝
達される。この伝達を行うため、第二連接棒１２は、リ
ング空気軸受１６を有するその一方の端部によって、ｘ
方向に延在する連接棒１７と連結する。第二駆動要素１
１としては、通例モータドライブ（ＤＣモータ又はステ
ップモータ）が用いられ、その出力軸は、第二連接棒１
２の第１側面に密接される。この密接は、例えば、押圧
ローラ（図示外）で第二連接棒を他の第２側面へ押圧し
て行われ、少なくとも１つのバネで押圧力を与える。そ
の結果、この押圧力により、第二連接棒に、モータドラ
イブ出力軸及び押圧ローラの間に密接状態が維持され、
モータドライブ出力軸の回転は、第二連接棒１２の線形
運動に変換される。モータドライブの出力は、通例モー
タの回転速度に依存するトルクを出力する。被動すべき
テーブル５はかなり重いので、高速回転モータの場合減
速機構を要する。座標測定テーブルは、約３０ｎｍ以下
の高精度位置決めを必要とするので、通例モータに組込
んだギア機構により、減速する。この場合、モータドラ
イブ（ユニット）の出力は、摩擦ローラを介して第二連
接棒１２に伝達される。なお、この点は第一駆動要素と
第一連接棒についても同様であるが、いずれもそれ自体
公知の技術から適宜選択して用いることができる。

【００５９】基底部材２、中間部材４及びテーブル５
は、互いに重なり合うそれぞれ１つの内部開口１８を有
し、これら内部開口１８によって、透過光照明測定のた
めの透過光（通過）領域が確保される。

【００６０】図５は、投下光照明と透過光照明を組み合
わせて行ないうる本発明の座標測定装置の一実施例であ
る。

【００６１】この実施例の座標測定装置は、振動緩衝要
素２０上で支持されかつ座標測定テーブル装置１の（図
２〜図４の基底部材２に対応する）基底部材を構成する
花崗岩ブロック１９を有する。そのため、花崗岩ブロッ
ク１９は、その上面にｘ方向案内要素３としてｘ方向形
成される切削溝を有し、かつ内部開口１８を有する。

【００６２】花崗岩ブロック１９の上方には、座標測定
テーブル装置１の、内部開口１８を有する中間部材４が
架空的に配される。中間部材４は、ｙ方向案内要素６と
付加的支持要素１３とに架着される。ｙ方向案内要素６
と付加的支持要素１３は、空気（圧）式移送支持体７に
よって、高精度に平坦な花崗岩ブロック１９の表面上で
滑動可能に構成される。中間部材４の確実なｘ方向への
案内を保証するために、中間部材４には、複数の空気
（圧）式案内支持体８（図５では破線で表した）が取り
付けられ、これら空気（圧）式案内支持体８は、ｘ方向
案内要素３（即ち溝）内に嵌入し、空気（圧）式案内支
持体８のエアクッションによってこの溝の内側面に沿っ
て滑動する。中間部材４は、駆動要素（不図示）によっ
て運動する。

【００６３】中間部材４の上方には、同様に内部開口１
８が形成されたテーブル５が配される。テーブル５は、
空気（圧）式移送支持体７によって花崗岩ブロック１９
の表面上を滑動可能に構成される。テーブル５は、ｙ方
向では、駆動要素（不図示）によって運動する。ｙ方向
での確実な案内を達成するために、テーブル５は、ｙ方
向案内要素６に沿って案内される。そのため、テーブル
５は、把持要素１４と固定的に結合し、把持要素１４に
は、ｙ方向案内要素６の上方に位置するｙ方向直線移動
要素１５が取り付けられる。このｙ方向直線移動要素１
５は、ｙ方向案内要素６から（横方向にないし長手軸の
直交方向に）延出し、その外側面に複数の空気（圧）式
案内支持体８を有する。空気（圧）式案内支持体８は、
そのエアクッションによって、ｙ方向案内要素６の外側
面に沿って滑動し、従って、ｙ方向への精密な案内を保
証する。

【００６４】ｘ方向では、テーブル５は、中間部材４の
ｘ方向の運動に強制的に従わせれられる。このようにし
て、テーブル５は、ｘ方向及びｙ方向の任意の位置をと
ることが可能となる。テーブル５の位置は、ｘ方向及び
ｙ方向に関し、それぞれ１つのレーザ干渉計システム２
１（図５では１つのみ示した）によって測定される。

【００６５】テーブル５上には、マスク２２等の被検体
が載置される。マスク２２は、例えば、石英ガラスから
製造される。マスクの表面上には、構造（Strukturen）
２３（特に図示せず）が形成されている。花崗岩ブロッ
ク１９（即ち基底部材）、中間部材４及びテーブル５
は、フレーム（中抜き構造）として構成されているの
で、マスク２２は、内部開口１８を介して、下方から透
過光によって照明されることが可能となる。

【００６６】マスク２２の上方には、光学的に高品位な
いし高品質の結像システムとして、対物レンズ系２４が
配される。対物レンズ系２４は、合焦を行うために、そ
の光軸２５に沿ってｚ方向に（位置）調節可能に構成さ
れる。ビームスプリッタ２６を介して、一方では、投下
光光源からの光が（結像）光路に差込入射され、他方で
は、結像光線が検出装置２８へ向けて偏向される。検出
装置２８は、例えば、高解像度の画素アレイを有するＣ
ＣＤカメラ又はその他の空間解像検出器が使用される。
投下光光源２７は、例えば、近紫外スペクトル領域の光
を放射する。検出装置２８によって、構造２３の位置
が、マスク上の座標として検出される。座標の検出は、
通常、参照点ないし標定点（もしくは基準点：Bezugspu
nkt）に対して行われる。

【００６７】花崗岩ブロック１９の内部及び下部には、
更なる照明装置として、高さ調節可能なコンデンサ２９
と透過光光源３０とを有する透過光照明装置が配設され
る。透過光光源３０から、光軸２５を有する透過光照明
光路が開始される。透過光光源３０からの光は、できる
だけ大きな入射開口数（例えば、ＮＡ＝０．６０）を有
する拡開入射結合光学系（Einkoppeloptik）３１に受容
される。この受容された光は、入射結合光学系３１によ
って光導波路３２へ入射結合される。好ましくはアクロ
マート（色消しレンズ）として構成される射出結合光学
系（Auskoppeloptik）３３は、光導波路３２から放射さ
れる光をコリメートする。

【００６８】コンデンサ２９の光軸は、対物レンズ系２
４の光軸２５と整列する（同軸をなす）。コンデンサ２
９の高さ調節は、構造２３に向けられるべき照明光線を
種々異なる光学厚さを有するマスク２２に適合させるた
めに行われる。コンデンサの頭部は、図５に示したとお
り、とりわけ測定テーブル装置フレームの内部開口の内
部にまで到達し得る。しかしながら、テーブル５がマス
ク表面の全範囲に亘ってｘｙ摺動運動する際、コンデン
サ２９を、損傷を回避するために、花崗岩ブロック１９
の表面下に降下させることも可能である。光源３０及び
２７は、互いに独立にオンオフ切換え可能である。この
ため、投下光照明及び透過光照明による測定を一方のみ
で又は交替的に行なうことが可能である。

【００６９】

【発明の効果】本発明の独立請求項１及び５により、所
定の課題として掲げた効果が上述の通りそれぞれ達成さ
れる。即ち、本発明の第一の座標測定テーブル装置は、
投下光測定だけでなく透過光測定も行なうことができ、
将来開発されるべき一層より大きくかつより重い基板等
の被検体（直径３００ｍｍ以上）に対しても、装置自体
の大型化かつ振動問題の悪化を引き起こすこともなく、
更に同時にｘｙ推移精度をはっきりと改善しかつ高さ推
移精度を改善することが可能である。更に、本発明の第
二の座標測定装置は、投下光測定だけでなく透過光測定
も行なうことができ、将来開発されるべき一層より大き
くかつより重い基板等の被検体（直径３００ｍｍ以上）
に対しても、装置自体の大型化かつ振動問題の悪化を引
き起こすこともなく、更に同時にｘｙ推移精度をはっき
りと改善しかつ高さ推移精度を改善することが可能であ
る。各従属請求項により、更に付加的な効果がそれぞれ
達成される。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来技術の座標測定テーブル装置の上面図。

【図２】本発明の座標測定テーブル装置の一例の部品展
開図。

【図３】図２の座標測定テーブル装置の中間部材の詳
細。

【図４】本発明の座標測定テーブル装置の一例の斜視
図。

【図５】本発明の座標測定装置の一例の縦断面図。

【符号の説明】

１ 座標測定テーブル装置 ２ 基底部材 ３ ｘ方向案内要素 ４ 中間部材 ４ａ 中間部材側部要素 ４ｂ 中間部材側部要素 ４ｃ スベーサ要素 ４ｄ 切欠 ４ｅ 空気（圧）式案内支持体のための取付面 ５ テーブル ６ ｙ方向案内要素 ７ 空気（圧）式移送支持体 ８ 空気（圧）式案内支持体 ８ａ 空気噴出開口 ８ｂ 空気（圧）式案内支持体の取付面 ９ 第一駆動要素 １０ 第一連接棒 １１ 第二駆動要素 １２ 第二連接棒 １３ 付加的支持要素 １４ 把持要素 １５ ｙ方向直線移動要素 １５ａ 取付面 １６ リング空気軸受 １７ 連接棒 １８ 内部開口 １９ 花崗岩ブロック ２０ 振動緩衝要素 ２１ レーザ干渉計システム ２２ マスク ２３ 構造 ２４ 対物レンズ系 ２５ 光軸 ２６ ビームスプリッタ ２７ 投下光光源 ２８ 検出装置 ２９ コンデンサ ３０ 透過光光源 ３１ 入射結合光学系 ３２ 光導波路 ３３ 射出結合光学系

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウルリッヒ カチンスキー ドイツ連邦共和国 Ｄ−61231 バート ナウハイム リングシュトラーセ 74 Ｆターム(参考） 2F065 AA12 CC20 DD02 FF04 FF51 GG04 JJ26 LL12 LL46 MM03 PP12 5F046 CC03 CC16 CC19

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】互いに重ねられて配される以下の要素：即
   ち Ａ）直線的ｘ方向案内要素（３）を有する定置的基底部
   材（２）； Ｂ）前記基底部材（２）の上方に配され、前記直線的ｘ
   方向案内要素（３）に沿って第一駆動要素（９）により
   滑動すると共に、直線的ｙ方向案内要素（６）と固定的
   に結合する中間部材（４）； Ｃ）前記中間部材（４）の上方に配され、前記ｙ方向案
   内要素（６）に沿って第二駆動要素（１１）により滑動
   し、ｘｙ方向で位置決め可能に構成されると共に、基板
   を受容するためのテーブル（５）を有し、干渉利用位置
   測定手段を有する座標測定テーブル装置において、 ａ）前記中間部材（４）は、前記基底部材（２）の上方
   に自由に架空状態で配設されると共に、その一方の端部
   は、前記ｙ方向案内要素（６）によって担持され、かつ
   その他方の端部は、付加的に配される支持要素（１３）
   によって担持されること、 ｂ）前記ｙ方向案内要素（６）、前記付加的支持要素
   （１３）及び前記テーブル（５）は、互いに独立に前記
   基底部材（２）の表面に対して滑動可能に支持されるこ
   と、 ｃ）前記基底部材（２）、前記中間部材（４）及び前記
   テーブル（５）は、それぞれ、透過光領域のための内部
   開口（１８）を有すること、及び ｄ）前記第一駆動要素（９）及び前記第二駆動要素（１
   １）は、前記基底部材（２）に対しそれぞれ位置固定的
   に配設されることを特徴とする座標測定テーブル装置。
2. 【請求項２】前記テーブル（５）、前記ｙ方向案内要素
   （６）及び前記支持要素（１３）の下部には、該テーブ
   ル（５）、該ｙ方向案内要素（６）及び該支持要素（１
   ３）を前記基底部材（２）上で支持する複数の空気式移
   送支持体（７）が配されることを特徴とする請求項１に
   記載の座標測定テーブル装置。
3. 【請求項３】前記中間部材（４）は、横方向に２つの中
   間部材側部要素（４ａ、４ｂ）を有し、かつ該２つの中
   間部材側部要素（４ａ、４ｂ）の間に配される少なくと
   も１つのスベーサ要素（４ｃ）を有すること、 前記中間部材側部要素（４ａ、４ｂ）には、前記ｘ方向
   案内要素（３）に対向するよう支持されかつ前記中間部
   材（４）のｘ方向運動を引き起こす複数の空気式案内支
   持体（８）が配されること、及び前記空気式案内支持体
   （８）のエアギャップの幅は、前記ｘ方向案内要素
   （３）の幅と前記スベーサ要素（４ｃ）の幅の差によっ
   て、不変的に規定されることを特徴とする請求項２に記
   載の座標測定テーブル装置。
4. 【請求項４】前記テーブル（５）には、直接的に又は把
   持要素（１４）を介して、ｙ方向直線移動要素（１５）
   が配されること、 前記ｙ方向直線移動要素（１５）には、前記ｙ方向案内
   要素（６）に対向するよう支持されかつ前記テーブル
   （５）のｙ方向運動を引き起こす複数の空気式案内支持
   体（８）が配されること、及び前記空気式案内支持体
   （８）のエアギャップの幅は、前記ｙ方向案内要素
   （６）の幅と前記ｙ方向直線移動要素（１５）の幅の差
   によって、不変的に規定されることを特徴とする請求項
   １に記載の座標測定テーブル装置。
5. 【請求項５】Ａ）直線的ｘ方向案内要素（３）を有する
   定置的基底部材（２）；該基底部材（２）の上方に配さ
   れ、該直線的ｘ方向案内要素（３）に沿って滑動する中
   間部材（４）；及び該中間部材（４）の上方に配され、
   該ｙ方向案内要素（６）に沿って滑動し、ｘｙ方向で位
   置決め可能に構成される、基板等の被検体を受容するた
   めのテーブル（５）を有し干渉利用位置測定手段を有す
   るｘｙ方向可走座標測定テーブル装置（１）、並びに Ｂ）光軸（２５）、結像装置（２４）及び検出装置（２
   ８）を有すると共に、該光軸（２５）に対する測定され
   るべきエッジの座標を求めるための照明装置を有し、基
   板等の被検体（２２）の構造要素（２３）のエッジ（等
   の特徴）の座標の高精度測定をするための座標測定装置
   において、 ａ）前記中間部材（４）は、前記基底部材（２）の上方
   に自由に架空状態で配設されると共に、その一方の端部
   は、前記ｙ方向案内要素（６）によって担持され、かつ
   その他方の端部は、付加的に配される支持要素（１３）
   によって担持されること、 ｂ）前記ｙ方向案内要素（６）、前記付加的支持要素
   （１３）及び前記テーブル（５）は、互いに独立に前記
   基底部材（２）の表面に対して滑動可能に支持されるこ
   と、 ｃ）前記測定テーブル装置の基底部材（２）、中間部材
   （４）及びテーブル（５）は、それぞれ、透過光領域の
   ための内部開口（１８）を有し、かつ前記照明装置は、
   前記基板等の被検体（２２）の投下光及び透過光照明の
   ために配されること、及び ｄ）前記測定テーブル装置の中間部材（４）は、第一駆
   動要素（９）によって駆動され、かつ該測定テーブル装
   置のテーブル（５）は、第二駆動手段（１１）によって
   駆動されると共に、該第一駆動要素（９）及び該第二駆
   動要素（１１）は、該測定テーブル装置の基底部材
   （２）に対しそれぞれ位置固定的に配設されることを特
   徴とする座標測定装置。