JP2003262519A - 水準器 - Google Patents

水準器

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JP2003262519A
JP2003262519A JP2002109808A JP2002109808A JP2003262519A JP 2003262519 A JP2003262519 A JP 2003262519A JP 2002109808 A JP2002109808 A JP 2002109808A JP 2002109808 A JP2002109808 A JP 2002109808A JP 2003262519 A JP2003262519 A JP 2003262519A
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inclination
data
sensor
tilt
sensors
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Ken Kunitomo
建 國友
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SAKAMOTO ELECTRIC Manufacturing CO Ltd
Original Assignee
SAKAMOTO ELECTRIC Manufacturing CO Ltd
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C9/00Measuring inclination, e.g. by clinometers, by levels
    • G01C9/02Details
    • G01C9/06Electric or photoelectric indication or reading means
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C9/00Measuring inclination, e.g. by clinometers, by levels

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Indication And Recording Devices For Special Purposes And Tariff Metering Devices (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】複数の場所の傾きを精密に測定し、複数の位置
の相対的な傾きを調整することが可能な水準器を提供し
ようとするものである。 【解決手段】傾斜センサー1,2を有し、その複数の傾
斜センサー1,2の1つの出力する現在データを基準に
して他の傾斜センサーの相対的な傾斜を表示するように
したものであり、ある特定の傾斜センサーのデータを基
準にして他の傾斜センサーの相対的な傾斜を表すように
した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、たとえば半導体工
場のウェハーのハンドリングや精密な加工を行う加工装
置の傾きを精密に測定する水準器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、水準器は液体中の気泡の位置を測
定することによって被測定部分の傾きを表示するように
したり、あるいは封入された水銀の位置を測定すること
によって被測定部分の傾きを検出し、検出されたデータ
ーをディジタル表示するようにしている。
【0003】このようなものは被測定部の特定の部分に
センサーを設置し、測定動作をすると、センサーの設置
した部分の傾きがディジタル表示され、その部分の傾き
を容易に知ることができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし上記のような従
来の水準器は単純に被測定部分の傾きを表示するもので
複数の位置の傾きを精密に測定し、水平を出そうとする
と以下の理由によって困難であるという問題がある。
【0005】例えば、半導体製造装置のように長さが数
メートルもあるような装置上のある位置A点の傾きを測
定して水平を取るように調整し、そのA点の水平状態を
基準とし、その基準面に乗った他の部分B点の傾きを測
定及び調整して水平を取ろうとすると、B点の傾きを測
定している間に先に測定したA点の傾きが気象的な要因
や、その他の要因で変化してしまい、A点とB点との両
方の傾きを精密に測定し、両方の相対的水平を精密に確
保するのは困難であった。
【0006】傾きが気象的な要因や、その他の要因で経
時変化する理由としては、特に海岸の近くでは地盤が海
の干満に伴って動くため、時間の経過とともに地盤の水
平もずれる。また建築物は日照を受けたり、暖房によっ
て温度が上昇すると温度の上昇した部分が伸張し床が時
間とともに傾斜する。また、脆弱な地盤地域ではその設
置設備及び装置等の重量により部分的に地盤沈下を起こ
す。
【0007】従って上記のように装置上のある位置A点
と他の位置B点との両方の傾斜を精密に調整することは
極めて困難であった。つまりA点の水平を測定し、その
場所を水平になるように調整した後に、A点を基準にし
てB点の水平を測定すると、その時間差の間にA点の水
平がずれてしまい、精密な測定が困難であるという問題
があった。
【0008】本発明は以上の点に着目し複数の場所の傾
きを精密に測定し、複数の位置の相対的な傾きを調整す
ることが可能な水準器を提供しようとするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】複数の傾斜センサーを有
し、その複数の傾斜センサーの少なくとも1つの出力す
る現在データを基準にして他の傾斜センサーの相対的な
傾斜を表示するようにした。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の発明
は、複数の傾斜センサーを有し、その複数の傾斜センサ
ーの少なくとも1つの出力する現在データを基準にして
他の傾斜センサーの相対的な傾斜を表示するようにした
ものであり、ある特定の傾斜センサーのデータを基準に
して他の傾斜センサーの相対的な傾斜を表すという作用
を有する。
【0011】
【実施例】以下本発明の水準器の実施例について図に沿
って詳細に説明する。図1は本発明の水準器の回路ブロ
ック図である。1及び2はそれぞれ傾斜センサーであ
り、3及び4はそれぞれデータバッファである。
【0012】そしてデータバッファ3は傾斜センサー1
のデータを保持するものであり、データバッファ4は傾
斜センサー2のデータを保持するものである。このため
に傾斜センサー1とデータバッファ3、傾斜センサー2
とデータバッファ4とがそれぞれケーブル又は高周波で
接続されている。
【0013】5はCPUであり、データバッファ3,4
のデータを処理し表示装置6に対してデータバッファ
3,4のデータに応じた表示を行うものである。このC
PU5の動作に必要なプログラムは読み出し専用メモリ
(以下ROMと書く)7に格納され、またCPU5の動
作過程でデータの一時的な格納を行うためにランダムア
クセスメモリ(以下RAMと書く)8がCPU5と接続
されている。また9はキーボードであり、CPU5に対
してデータを入力するものである。
【0014】以上の構成の本発明の水準器の動作を表す
フローチャートを図2に示す。ここで、半導体製造装置
の水平を取る場合を例示する。使用者は半導体製造装置
の水平を確保するべき部分に傾斜センサー1を設置す
る。次に使用者は本発明の水準器の電源を入れその動作
を開始する。
【0015】すると水準器は先ずステップ1で処理を開
始し、ステップ2で使用者がキーボード9を使って水平
の合格基準範囲の入力を行うか否かを判断する。入力す
る場合はステップ3で入力し上書きした後にステップ4
に進む。入力しない場合はそのままステップ4へ進む。
【0016】ステップ4で傾斜センサー1のX軸及びY
軸の傾斜データをデータバッファ3へ格納するととも
に、そのデータを表示装置6に表示する。使用者は表示
装置に表示されたデータを見て、表示が「0」になるよ
うに即ち傾斜センサー1の設置された場所の傾斜が水平
になるように半導体製造装置を調整する。ステップ5で
合格値に入っているかチェックし、入っていなかったら
ステップ4に戻り合格値になるまで半導体製造装置の水
平を調整するよう使用者に促す。
【0017】傾斜センサー1の設置した部分の水平が合
格値以内に入っていたら、使用者は次に半導体製造装置
の他の部分に傾斜センサー2を設置する。ステップ6で
使用者がキーボード9を使って傾斜センサー2のデータ
を取るように指定する。ステップ7で使用者がキーボー
ド9を使って他の部分の水平の合格基準範囲の入力を行
うか否かを判断する。入力する場合はステップ8で入力
し上書きした後にステップ8に進む。入力しない場合は
そのままステップ9へ進む。
【0018】ステップ9で傾斜センサー2のデータをデ
ータバッファ4へ格納するとともに傾斜センサー1のデ
ータをバッファ3に格納する。ステップ10でデータバ
ッファ3とデータバッファ4とに格納されたデータを元
にCPU5が演算する。またCPU5は、その演算結果
を現在の傾斜センサー2の出力データとして表示装置6
に表示する。
【0019】この演算は次の式(1)で表すことができ
る。 XB=Xbt−ΔXat ……(1)
【0020】つまり例えば半導体製造装置上のある点B
のX軸傾斜XBは、その傾斜の測定した時刻の傾斜Xb
tからデータバッファ3内に格納されたA点におけるX
軸の傾斜によって補正される。
【0021】またB点のX軸傾斜XBは次の式(2)に
よっても表すことができる。 XB=(ΔX+Xat)−ΔXat=ΔX+(Xat−ΔXat)=ΔX+0… (2) (XB:B点のX軸傾斜 Xbt:データバッファ4内
のX軸データXat:データバッファ3内のX軸データ
ΔX:定数) ここではX軸データの演算のみを示したが、Y軸データ
も全く同様の演算であるので、説明を省略する。
【0022】さらに時間の経過に伴う傾斜の変化が大き
い場合には、次のような補正を行いCPU5は、その演
算結果を現在の傾斜センサー2の出力データとして表示
装置6に表示するようにする。つまりセンサー1で測定
した基準面A点の測定値Xatの経時変化(基準値(相
対的ゼロ)に対する変動値△χat)をもとに補正を行
う。この補正の様子を図6に示し、この補正を以下式で
表す。図5のグラフより、 ΔX=Xb−Xa=Xbt−Xat≠Xbt−Xa ,Xa≠Xat……(3) ここでXa=Xat−△χatとしたときに、Xa=0とすると、 0=Xat−△χatよりXat=△χat…(4)となる。
【0023】変動値△χatによってセンサー2の出力
データに補正を掛けるには、センサー2の出力データX
btから△χatを引くことによって表すことができ
る。つまりXB=Xbt−△χatとなる。よって式
(3)及び式(4)より。XB=(ΔX+Xat)−△
χat=ΔX+(Xat−△χat)となる。ここでX
at−△χat=0としているので、XB=ΔX+0=
ΔX=定数となる。従って、刻々変化するB点の測定値
を表す表示値XBはXbtが変化しても安定し、水平の
調整が実質的に可能になる。
【0024】つまりステップ9で傾斜センサー2のデー
タをデータバッファ4へ格納した時点で傾斜センサー1
の出力データが変化している可能性があるが、ステップ
4でデータバッファ3へ格納したデータとの相対的な差
でなく、ステップ9で傾斜センサー1の出力と傾斜セン
サー2の出力より演算するようにしているため、傾斜セ
ンサー1の出力データが経時的に変化しても大きな問題
はない。
【0025】次にステップ11で傾斜センサー2の傾き
が合格値内にあるか否か、上記の演算値XBとYBとを
チェックし、合格値内にない場合は処理をステップ9に
戻し、合格値に入っている場合は処理を終了する。
【0026】図3は本発明の水準器の実施例1、図4は
本発明の水準器の実施例2の外観斜視図である。図3の
実施例1のものはセンサー1及びセンサー2は本体10
とケーブル11によって接続されている。図4の実施例
2のものはセンサー1及びセンサー2それぞれの内部に
高周波回路(図示せず)が設けられている。
【0027】また本体10にはアンテナ12が設けら
れ、センサー1及びセンサー2それぞれと高周波によっ
てデータの伝送を行う。
【0028】
【発明の効果】本発明の水準器は上記の如く構成したの
で、ある一点の水準を基準にして他の位置の水準を測定
するため、測定を行っている間に測定地点の傾きが変化
して行くような場合であっても、両点の相対的な傾きを
正確に測定することができる。
【0029】とくに測定地点の傾斜が変化する場合であ
っても、ある一点の傾斜の刻々の変化値を用いて他の地
点の測定値を補正するようにしているため、他の地点の
水準測定値の表示が安定し、よって他の地点の水準の調
整が容易にできるようになる。
【0030】さらに本発明の水準器は傾斜センサーと本
体とを別体としているため、傾斜センサーのみ被測定部
に設置することができ、被測定部が狭い場所であっても
容易に測定することができる。
【0031】また、本発明のものは複数のセンサーと本
体との間をケーブルあるいは高周波によって情報伝送を
行うようにしているため、半導体製造装置などの大きな
装置の離れた位置にセンサーを設置することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の水準器の実施例を示すブロック図であ
る。
【図2】本発明の水準器の動作を示すフローチャートで
ある。
【図3】本発明の水準器の実施例1の外観斜視図であ
る。
【図4】本発明の水準器の実施例2の外観斜視図であ
る。
【図5】基準点A点の水準の時間的変化とB点での補正
を表すグラフである。
【符号の説明】
1,2 傾斜センサー 3,4 データバッファ 5 CPU 6 表示装置 7 ROM 8 RAM 9 キーボード 10 本体

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数の傾斜センサーを有し、その複数の傾
    斜センサーの少なくとも1つの出力するデータを基準に
    して他の傾斜センサーの相対的な傾斜を表示するように
    した水準器。
  2. 【請求項2】時間とともに変化する複数の傾斜センサー
    の少なくとも1つの出力するデータを基準にして他の傾
    斜センサーの相対的な傾斜を表示するようにした請求項
    1記載の水準器。
  3. 【請求項3】複数の傾斜センサーは本体と別体である請
    求項1あるいは請求項2記載の水準器。
  4. 【請求項4】複数の傾斜センサーは本体とケーブルで接
    続されている請求項3記載の水準器。
  5. 【請求項5】複数の傾斜センサーと本体との間は高周波
    によってデータを伝送するようにした請求項3記載の水
    準器。
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