JP6170694B2 - 測長計の設置構造 - Google Patents
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Description
前記XYステージにより移動せしめられる試料の正確な変位量を測定する手段としてはレーザー測長計が用いられ、サブnm〜μm以下の分解能を要する装置にあっては、試料を支持するXYステージとともに前記測長計も真空容器(チャンバ)内に設置される(例えば特許文献1,2参照)。
また、測長計1は、XYステージ3の側方に設置された設置台5上に取り付けられ、測長計1の後面に真空容器Aの側壁A1の外側に設けた光軸調整器6から測定用レーザー光を入力し、測長計1の前面からステージミラー4に向けてレーザー光を出力するとともにステージミラー4に入射して反射したレーザー光を受光し、測長計1における干渉光を真空容器Aの側壁A1の外側に配置されたピックアップ部7に出力するように設けてある。
そして、ピックアップ部7に入力された検出信号は、図示されない測長演算器に入力されて、XYステージ3とともに移動する試料の変位量が測定されるようになっている。
この場合、前記XYステージ3や測長計1が収納された真空容器A全体を開放して調整作業が行われるが、調整後、真空容器A内を排気して真空状態にした後で、調整が十分でなかったことが判ったり容器内を排気する過程で変位測長系に不具合が生じたりしたときには、再び真空容器Aを開放して大気圧に戻さなければならないという問題がある。
すなわち、真空容器A内のXYステージ3を測長対象物とした場合、測長計1はXYステージ3の可動範囲などの条件上、真空容器Aの側壁A1の概ね中央部に配置する必要があり、測長計1に対するレーザー光の入力部や出力レーザー光のピックアップ部は測長計1からある程度距離をとった位置に配置せざるを得ない。
この場合に、真空容器Aの外側に配置された機器を操作して行うレーザー光の軸位置の調整は、測長計1までの光路距離が長いために精密な調整が必要となり、調整精度が低くなるのにともない調整難度が高くなって、作業に手間と時間を要するという問題がある。また、真空容器Aの内部に測長計1を設置したのでは、真空容器A自体が測長計1を設置するために大きくなってしまうという問題もある。
測長計に入出力されるレーザー光が通る孔部を前記真空容器Aの側壁に設け、真空容器Aの当該側壁に重なり合った真空シール手段及び真空容器Bの側壁に対応位置に複数のレーザー光軸用孔を設けるとともに、前記真空容器Bの側壁と真空シール手段との接合境界部であって各レーザー光軸用孔の周縁部には真空シール部材を設け、
前記孔部と各レーザー光軸用孔を通して、真空容器B内に収納された測長計から真空容器A内にレーザー光が入射されるとともに被測定物に入射して反射されたレーザー光が真空容器Aから真空容器B内の測長計に入射されるようにした構成を有することを特徴とする。
これによれば、真空容器Bは、真空容器A及び/又は被測定物を支持する定盤に一体に取り付けた設置台上に設置してあるので、それぞれの容器内部を大気圧から真空状態に変化させたときに、真空容器Bに収納された測長計の取り付け位置が差圧の影響により、特に鉛直方向に沿ってずれるようなことはなく、レーザー光の軸位置を正確な調整位置に保持することができる。
これによれば、真空容器Bを、その内部に測長計の収容スペースを確保しつつコンパクトに、且つ高い気密性と耐圧性を具備させて構成することができる。
これによれば、測長計を設置台に直接設置することが可能となり、より真空と大気の差圧の影響を少なくなって、測長計を当初の取り付け位置に固定して、レーザー光の軸位置を正確な調整位置に保持することができる。また、下部板材が不要となるため、測長計の取り付けや取り外しを簡易な操作で行えて微妙な取り付け位置の調整も容易となる。
或いは真空容器Cを設置台の下面に設置する場合に、真空容器Aと真空容器Cを真空配管で接続した構成とすることもできる。
これによれば、真空容器Aの真空引き動作に伴い、真空配管を通じて真空容器Cと真空容器Bの真空引きがなされるので、真空容器B内の高真空排気が可能となり、結果的に真空容器A内の高真空排気に寄与することとなる。
これによれば、測長計に対する光軸調整器とピックアップ部の配置距離が短くなり、レーザー光の軸位置の調整を簡易な操作で正確に行うことが可能となる。また、真空容器Aのコンパクト化も図れる。
これによれば、各レーザー光軸用孔の真空シール手段を個別に設けることで、各真空シール手段により高い気密性と耐圧性を実現して、真空と大気の差圧の影響を小さく抑えることができる。
また、レーザー光の入力面と出力面が交差した測長計を用いた場合でも、測長計に対する光軸調整器とピックアップ部の配置距離を短くして、レーザー光の軸位置の調整を簡易な操作で正確に行うことができ、被測定物の変位量の測定精度を高めることができ、真空容器Aのコンパクト化も図れる。
さらに前記真空容器Cを真空容器Aと真空配管で接続した構成とすれば、真空容器B内の高真空排気が可能となり、結果的に真空容器A内の高真空排気に寄与する。
同図に示されるように、これは、真空容器A内には周側部にステージミラー4を装備したXYステージ3が、定盤10(図4参照)上に設けられたステージ取り付け台2上に設置されており、これとは別に形成された真空容器Bが真空容器Aの側壁A1の外側に配置された設置台5上に取り付けられ、この真空容器B内に測長計1を収納するとともに、設置台5上に測長計1にレーザー光を入力する光軸調整器6と測長計1からの検出レーザー光を受光するピックアップ部7を配置して、真空下での変位測長系を構成したものである。
また、下部板材9は、アルミ合金やステンレス鋼などを加工してなる、前記蓋体8の下部を閉鎖して当該容器B内の真空と外部の大気とを隔絶する板状の部材であり、設置台5の上面に一体に固定してある。
前記側壁8bとガラス取り付け板15の接合境界部であって各レーザー光軸用孔8b1,15aの周縁部にも弾性Oリングからなる真空シール部材14を装着してある。真空シール部材14は、フッ素ゴムなどの耐食性を有する弾性材を用いることが好ましい。
真空容器Bはその蓋体8を真空容器Aと下部板材9に締着固定することにより密閉され、蓋体8と下部板材9との間に設けた真空シール部材12と各レーザー光軸用孔に設けた真空シール部材13により容器内部の気密性が保たれ、図示されない排気手段を動作させて容器内部を真空にすることができる。
なお、本形態の真空容器Bは、その蓋体8を取り外すことで容器内の調整操作が行えるように設けたが、蓋体8の上部などの真空容器Bの上部に、着脱自在な蓋面部を設け、且つこの蓋面部の着脱部に真空シール手段を設けた構成とし、蓋面部のみを取り外して容器内の調整操作を行えるようにしてもよい。
容器本体81の下端部には、その面内に沿って弾性Oリングからなる真空シール部材16が設けてあり、また、測長計1のピックアップ部7に向けたレーザー光出力面が面する側壁8bと対向する位置の側壁8dと両側壁間の側壁8cの下端部には外方へ水平に突出したフランジ部8c1,8d1を各々設けてある。側壁8aの下端部にもフランジ8a3を設けてある。側壁8aにレーザー光軸用孔8a1、側壁8bにもレーザー光軸用孔8b1がそれぞれ設けてあること、側壁8aの両側にフランジ部8a2を設けてあることは前記形態の蓋体8と同様である。
また、蓋面部82は、容器本体81の上端部に着脱自在に設けられ、その容器本体81の上端部との接合部の面内に沿って弾性Oリングからなる真空シール部材16を設けてある。
ストッパー18b,18cは、固定ボルト11で設置台5の上面に固着されるが、容器本体81は、両ストッパー18b,18cとフランジ8c1,8d1の側端面との間に適宜な大きさの隙間を開けて取り付けられており、例えば真空容器Bが真空と大気との差圧で生じる微少な変形を吸収できるように、真空容器Bを設置台5の上面に沿って平行な方向への微少な変位を許容可能に構成してある。
測長計1は、真空容器Bの蓋面部82を容器本体81から取り外した状態で、設置台5の上面に定ボルト11で留め付けて直接固定される。
また、真空容器Cは、真空容器Bの真下の設置台5の下面に、その周壁上端部17aを、真空シール部材16を介して接合して取り付けてある。このとき、真空容器Cの底面部17bと設置台5の下面との間に、適宜な大きさ(幅)の空間部が確保されるように取り付けられる。真空容器Cは、図示されない支持手段、或いは前記と同様に逆L字形のストッパーを用いて設置台5の下方に設置することができる。
そして、図8に示されるように、設置台5に形成された一つ以上の貫通孔52を通して、真空容器Bと真空容器Cの内部を連通させてある。
なお、レーザー光路の構成は前記形態と同様である。真空容器Bの蓋面部82は、その上方にストッパーを設けて上方への変位が規制されるようにしてもよい。
このように構成することで、真空容器B内の高真空排気が可能となり、結果的に真空容器A内の高真空排気に寄与することとなる。
図示した形態では、真空容器Aと真空容器Bの間に側部板材13を設けたが、側部板材13に代えて適宜な真空シール手段が、両容器の側壁間に設置されていてもよい。図示した各構成要素の形態は一例であり、本発明はこれに限定されず、他の適宜な形態で構成することが可能である。
Claims (9)
- 真空中に置かれた被測定物の変位を測定する測長計の設置構造であって、
被測定物が設置される真空容器Aとは別に測長計が収納される真空容器Bを設け、真空容器A及び/又は被測定部を支持する定盤に一体に取り付けられた設置台を真空容器Aの側部に設置するとともに、この設置台上に真空容器Bを、その側壁が真空シール手段を挟んで真空容器Aの側壁に重ね合わされるように配置して設置し、
測長計に入出力されるレーザー光が通る孔部を前記真空容器Aの側壁に設け、真空容器Aの当該側壁に重なり合った真空シール手段及び真空容器Bの側壁に対応位置に複数のレーザー光軸用孔を設けるとともに、前記真空容器Bの側壁と真空シール手段との接合境界部であって各レーザー光軸用孔の周縁部には真空シール部材を設け、
前記孔部と各レーザー光軸用孔を通して、真空容器B内に収納された測長計から真空容器A内にレーザー光が入射されるとともに被測定物に入射して反射されたレーザー光が真空容器Aから真空容器B内の測長計に入射されるようにした構成を有することを特徴とする測長計の設置構造。 - 真空容器Bは、測長計が収容される空間部を内部に備えた椀状の蓋体と、この蓋体の下部を閉鎖して当該容器B内の真空と外部の大気とを隔絶する下部板材とを備え、上面に測長計を取り付けて設置台に固定された前記下部板材上に真空シール手段を介して前記蓋体が取り付けられた構成を有することを特徴とする請求項1に記載の測長計の設置構造。
- 真空容器Bの蓋体を下部板材に対して着脱自在に設けた構成を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の測長計の設置構造。
- 測長計が収容される空間部を内部に備えていてその下端部を測長計が固定された設置台の上面に接合させて設置台上で測長計を収容する真空容器Bと、設置台を挟んで当該設置台の下面に設置される真空容器Cを備え、
前記真空容器Bは、その下端部に沿って設けた真空シール手段を介して設置台の上面に、且つ当該上面に沿って平行な方向への変位を許容可能に設けて設置され、
前記真空容器Cは、その設置台下面との接続部が前記真空容器Bの下端部と略同形状に設けられ、且つ当該接続部に沿って前記真空容器Bの真空シール手段と真空シール面積が略同じ真空シール手段が設けられており、
前記真空容器Bの真下の設置台の下面に真空容器Cがその接続部に沿って設けた真空シール手段を介して取り付けられた構成を有することを特徴とする請求項1に記載の測長計の設置構造。 - 真空容器Bと真空容器Cを設置台に形成された貫通孔を通して内部を連通させた構成を有することを特徴とする請求項4に記載の測長計の設置構造。
- 真空容器Aと真空容器Cが真空配管で接続された構成を有することを特徴とする請求項4又は5に記載の測長計の設置構造。
- 真空容器A内の被測定物に向けたレーザー光の入力面とピックアップ部に向けた検出レーザー光の出力面とが直交する形態の測長計が真空容器B内に収納され、設置台上に設置されたピックアップ部に面する真空容器Bの側壁に前記検出レーザー光が通るレーザー光軸用孔を設けた構成を有することを特徴とする請求項1〜6の何れかに記載の測長計の設置構造。
- 真空容器Aと真空容器Bとの間のレーザー光軸用孔及び/又は真空容器Bのピックアップ部とのレーザー光軸用孔内の各々に真空シール手段を設けた構成を有することを特徴とする請求項1〜7の何れかに記載の測長計の設置構造。
- 真空容器Bの上部に着脱自在な蓋面部を設けるとともに、この蓋面部の着脱部に真空シール手段を設けた構成を有することを特徴とする請求項1〜8の何れかに記載の測長計の設置構造。
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