JPH1047931A - ２次元測定装置 - Google Patents
２次元測定装置Info
- Publication number
- JPH1047931A JPH1047931A JP20353696A JP20353696A JPH1047931A JP H1047931 A JPH1047931 A JP H1047931A JP 20353696 A JP20353696 A JP 20353696A JP 20353696 A JP20353696 A JP 20353696A JP H1047931 A JPH1047931 A JP H1047931A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- axis
- stage
- measured
- measuring device
- coupled
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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】 アッベ誤差を発生しないＸＹ軸移動量計測機
構と、真直案内精度の非常に高いオートフォーカス用Ｚ
軸微動機構を提供することによってサブミクロン精度を
有する２次元測定機を提供すること。 【解決手段】 ＸＹ軸反射鏡を被測定高さと同高さに設
置しＸ，Ｙ軸のレーザ測長器をテレビ顕微鏡光軸中心方
向でかつＺ軸方向位置は被測定高さで出射するように設
置し、オートフォーカス用微動Ｚ機構を弾性支点２重平
行リンク機構と圧電アクチュエータ駆動菱形変位拡大機
構で構成する。
構と、真直案内精度の非常に高いオートフォーカス用Ｚ
軸微動機構を提供することによってサブミクロン精度を
有する２次元測定機を提供すること。 【解決手段】 ＸＹ軸反射鏡を被測定高さと同高さに設
置しＸ，Ｙ軸のレーザ測長器をテレビ顕微鏡光軸中心方
向でかつＺ軸方向位置は被測定高さで出射するように設
置し、オートフォーカス用微動Ｚ機構を弾性支点２重平
行リンク機構と圧電アクチュエータ駆動菱形変位拡大機
構で構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、液晶基板
に形成された薄膜トランジスタ（以下ＴＦＴと記す）の
パターン測定のほか、各種電子部品や精密機械部品の高
精度な２次元測定をする装置に関するものである。
に形成された薄膜トランジスタ（以下ＴＦＴと記す）の
パターン測定のほか、各種電子部品や精密機械部品の高
精度な２次元測定をする装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来ＴＦＴのパターン測定等の高精度２
次元測定には、テレビ顕微鏡で被測定点を計測し、ま
た、被測定点がテレビ顕微鏡の視野内に来るように、被
測定物、またはテレビ顕微鏡を位置決めするＸＹステー
ジ機構と、被測定物を合焦点下に位置決めするためのＺ
ステージ機構と合焦点制御のためのオートフォーカス装
置と、テレビ顕微鏡の視野内の被測定物の位置を算出す
る為の画像処理装置と、ＸＹステージの移動量と視野内
の被測定位置とを合算して被測定寸法を算出するコンピ
ュータ装置等で構成され、異なった視野間の例えば５０
０ｍｍに及ぶ２点間の距離を測定することができる。
次元測定には、テレビ顕微鏡で被測定点を計測し、ま
た、被測定点がテレビ顕微鏡の視野内に来るように、被
測定物、またはテレビ顕微鏡を位置決めするＸＹステー
ジ機構と、被測定物を合焦点下に位置決めするためのＺ
ステージ機構と合焦点制御のためのオートフォーカス装
置と、テレビ顕微鏡の視野内の被測定物の位置を算出す
る為の画像処理装置と、ＸＹステージの移動量と視野内
の被測定位置とを合算して被測定寸法を算出するコンピ
ュータ装置等で構成され、異なった視野間の例えば５０
０ｍｍに及ぶ２点間の距離を測定することができる。
【０００３】しかし、この従来装置では、測定の繰返し
再現誤差が１〜２μｍ前後発生してしまうという問題が
あった。
再現誤差が１〜２μｍ前後発生してしまうという問題が
あった。
【０００４】この理由の１つは被測定部をテレビ顕微鏡
の視野内に位置決めする方法として、被測定物をＸ軸で
位置決めし、テレビ顕微鏡をＹ軸で位置決めするとい
う、独立軸位置決め方式を採用しており、位置決めの為
にテレビ顕微鏡の移動量を計測するときに、テレビ顕微
鏡で測定するＺ方向位置すなわち測定点と、Ｙ方向の移
動量を計測するＺ方向位置とを一致させることができな
いため、どうしてもアッベ誤差が発生してしまう。
の視野内に位置決めする方法として、被測定物をＸ軸で
位置決めし、テレビ顕微鏡をＹ軸で位置決めするとい
う、独立軸位置決め方式を採用しており、位置決めの為
にテレビ顕微鏡の移動量を計測するときに、テレビ顕微
鏡で測定するＺ方向位置すなわち測定点と、Ｙ方向の移
動量を計測するＺ方向位置とを一致させることができな
いため、どうしてもアッベ誤差が発生してしまう。
【０００５】もう１つの理由は、被測定点が所定の視野
に入るようＸＹステージを位置決めした後、オートフォ
ーカスする際Ｚ軸を、例えば最大で３００μｍ前後上下
方向に移動して位置決めする必要があり、このＺ軸上下
移動の案内機構として、すべり案内、またはころがり案
内機構が用いられている。しかし、この案内機構のガ
タ、転動体の形状誤差に起因する０．５μｍ前後の繰返
し真直誤差が発生してしまい、この繰返し真直誤差は、
Ｘ，Ｙ方向の移動量として測定できない為、そのまま測
定誤差となってしまう問題があった。
に入るようＸＹステージを位置決めした後、オートフォ
ーカスする際Ｚ軸を、例えば最大で３００μｍ前後上下
方向に移動して位置決めする必要があり、このＺ軸上下
移動の案内機構として、すべり案内、またはころがり案
内機構が用いられている。しかし、この案内機構のガ
タ、転動体の形状誤差に起因する０．５μｍ前後の繰返
し真直誤差が発生してしまい、この繰返し真直誤差は、
Ｘ，Ｙ方向の移動量として測定できない為、そのまま測
定誤差となってしまう問題があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】前述の従来技術は、Ｘ
Ｙ軸の移動量計測に関しては、どうしてもアッベ誤差が
発生してしまい、Ｚ軸に関しては、オートフォーカス時
に、繰返し真直案内誤差が発生してしまい、サブミクロ
ンの測定精度が達成できないという問題があった。
Ｙ軸の移動量計測に関しては、どうしてもアッベ誤差が
発生してしまい、Ｚ軸に関しては、オートフォーカス時
に、繰返し真直案内誤差が発生してしまい、サブミクロ
ンの測定精度が達成できないという問題があった。
【０００７】本発明はこれらの欠点を除去し、ＸＹ軸の
移動量計測に関しては、アッベ誤差の発生しない計測法
を提供し、また、Ｚ軸に関しては、繰返し真直案内誤差
の発生しない案内機構を提供し、サブミクロンの測定精
度を達成する２次元測定機を提供することを目的とす
る。
移動量計測に関しては、アッベ誤差の発生しない計測法
を提供し、また、Ｚ軸に関しては、繰返し真直案内誤差
の発生しない案内機構を提供し、サブミクロンの測定精
度を達成する２次元測定機を提供することを目的とす
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成する為に被測定物を搭載するワークテーブルをＸＹス
テージ上に設け、このワークテーブルの被測定物搭載位
置の外側に、Ｘ軸，Ｙ軸方向に伸びた反射鏡を、この反
射鏡のＺ軸方向の位置を被測定高さと同じになるように
設置する。
成する為に被測定物を搭載するワークテーブルをＸＹス
テージ上に設け、このワークテーブルの被測定物搭載位
置の外側に、Ｘ軸，Ｙ軸方向に伸びた反射鏡を、この反
射鏡のＺ軸方向の位置を被測定高さと同じになるように
設置する。
【０００９】そしてこの反射鏡に向って、ＸＹステージ
ベースに取付けたレーザ測長器から、ＸＹ軸に平行にレ
ーザ光を出射し、戻り光の干渉によってＸＹステージの
移動量を計測するようにし、かつ、Ｚ軸上には左右対称
に２ケの弾性支点２重平行リンク機構と、圧電素子の変
位を拡大する菱形拡大機構とで構成されたＺ軸微動機構
を設け、オートフォーカス時には、このＺ軸微動機構の
動きでＺ軸上下移動しオートフォーカスするようにした
ものである。
ベースに取付けたレーザ測長器から、ＸＹ軸に平行にレ
ーザ光を出射し、戻り光の干渉によってＸＹステージの
移動量を計測するようにし、かつ、Ｚ軸上には左右対称
に２ケの弾性支点２重平行リンク機構と、圧電素子の変
位を拡大する菱形拡大機構とで構成されたＺ軸微動機構
を設け、オートフォーカス時には、このＺ軸微動機構の
動きでＺ軸上下移動しオートフォーカスするようにした
ものである。
【００１０】その結果ＸＹステージの移動量計測時に
は、Ｚ軸方向の位置が、被測定高さで計測する為アッベ
誤差が発生せず、また、オートフォーカス時には、微動
Ｚ軸のガタや転動体の転走時の形状誤差による案内誤差
が発生せず、サブミクロンの２次元測定ができるのであ
る。
は、Ｚ軸方向の位置が、被測定高さで計測する為アッベ
誤差が発生せず、また、オートフォーカス時には、微動
Ｚ軸のガタや転動体の転走時の形状誤差による案内誤差
が発生せず、サブミクロンの２次元測定ができるのであ
る。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下本発明の一実施例を図１〜図
４によって説明する。
４によって説明する。
【００１２】図４は本発明の２次元測定器のステージ機
構部の正面図、図３は図４の平面図、図２はＸＹステー
ジ移動量とヨーイングの関係の説明図、図１はＺ軸方向
微動機構の説明図である。
構部の正面図、図３は図４の平面図、図２はＸＹステー
ジ移動量とヨーイングの関係の説明図、図１はＺ軸方向
微動機構の説明図である。
【００１３】図３、図４において、テレビ顕微鏡１はＺ
軸方向微動機構２に取付けられ、Ｚ軸方向微動機構２
は、Ｚ軸粗動ステージ３に取付けられている。Ｚ軸粗動
ステージ３は、Ｚ軸コラム４に取付けられており、Ｚ軸
コラム４はベース５に取付けられている。ベース５には
ＸＹステージ６が設けられておりＸＹステージ６にはワ
ークテーブル７が固定されている。ワークテーブル７に
は被測定物８が取付けられる。ワークテーブル７の被測
定物の外側には、Ｚ軸方向位置が被測定面と同じ位置に
Ｘ軸反射鏡９及びＹ軸反射鏡１０が設けられている。ま
た、ベース５にはＸ軸測定用レーザ測長器１１及びＹ軸
測定用レーザ測長器１２が設けられている。
軸方向微動機構２に取付けられ、Ｚ軸方向微動機構２
は、Ｚ軸粗動ステージ３に取付けられている。Ｚ軸粗動
ステージ３は、Ｚ軸コラム４に取付けられており、Ｚ軸
コラム４はベース５に取付けられている。ベース５には
ＸＹステージ６が設けられておりＸＹステージ６にはワ
ークテーブル７が固定されている。ワークテーブル７に
は被測定物８が取付けられる。ワークテーブル７の被測
定物の外側には、Ｚ軸方向位置が被測定面と同じ位置に
Ｘ軸反射鏡９及びＹ軸反射鏡１０が設けられている。ま
た、ベース５にはＸ軸測定用レーザ測長器１１及びＹ軸
測定用レーザ測長器１２が設けられている。
【００１４】図１は図３、４のＺ軸方向微動機構２の詳
細図で、一例として、厚さ２０ｍｍの鋼板を切り出した
もので、テレビ顕微鏡１が図示しないネジによってネジ
穴１５に取付けられたテレビ顕微鏡取付ブロック１６か
ら、最小厚さ０．５ｍｍの円弧形状の切欠きによって作
られた弾性支点１７，１８，１９，２０を介して等しい
長さのリンク２１，２２，２３，２４が左右対称に伸び
ており、その先には弾性支点２５，２６，２７，２８を
介して左右対称に配設された中間リンク２９，３０に続
いている。
細図で、一例として、厚さ２０ｍｍの鋼板を切り出した
もので、テレビ顕微鏡１が図示しないネジによってネジ
穴１５に取付けられたテレビ顕微鏡取付ブロック１６か
ら、最小厚さ０．５ｍｍの円弧形状の切欠きによって作
られた弾性支点１７，１８，１９，２０を介して等しい
長さのリンク２１，２２，２３，２４が左右対称に伸び
ており、その先には弾性支点２５，２６，２７，２８を
介して左右対称に配設された中間リンク２９，３０に続
いている。
【００１５】中間リンク２９，３０にはさらに弾性支点
３１，３２，３３，３４を介して等しい長さのリンク３
５，３６，３７，３８が左右対称に配設されておりその
先は弾性支点３９，４０，４１，４２が設けられてお
り、この弾性支点がベースブロック４３に続いている。
この弾性支点リンクは、１６と２１，２３，２９で一つ
の平行リンクを形成し、さらに４３と３５，３７，２９
で一つの平行リンクを形成しており、２重平行リンクを
形成している。 また、顕微鏡取付ブロック１６は連結
部４４を介して、頂点部をカットした菱形の４辺を０．
６ｍｍの薄板で形成した変位拡大機構に続いている。こ
の変位拡大機構は、等しい長さの辺４５，４６，４７，
４８が、頂点をカットされた菱形状をしており、その鋭
角側には圧電アクチュエータ保持部４９及び５０が形成
されている。その圧電アクチュエータ当接面５１，５２
の間には圧電アクチュエータ５３が保持されている。ま
た、菱形の鈍角側の他の端５４はベースブロック４３に
続いている。更にベースブロック４３と顕微鏡取付けブ
ロック１６の間には引張バネ５５がかけられており、こ
の引張力によって、連結部４４を下方に引下げ、圧電ア
クチュエータ５３と圧電アクチュエータ当接面５１、５
２の間に与圧を発生させ、圧電アクチュエータ５３のロ
スとモーションを防止している。
３１，３２，３３，３４を介して等しい長さのリンク３
５，３６，３７，３８が左右対称に配設されておりその
先は弾性支点３９，４０，４１，４２が設けられてお
り、この弾性支点がベースブロック４３に続いている。
この弾性支点リンクは、１６と２１，２３，２９で一つ
の平行リンクを形成し、さらに４３と３５，３７，２９
で一つの平行リンクを形成しており、２重平行リンクを
形成している。 また、顕微鏡取付ブロック１６は連結
部４４を介して、頂点部をカットした菱形の４辺を０．
６ｍｍの薄板で形成した変位拡大機構に続いている。こ
の変位拡大機構は、等しい長さの辺４５，４６，４７，
４８が、頂点をカットされた菱形状をしており、その鋭
角側には圧電アクチュエータ保持部４９及び５０が形成
されている。その圧電アクチュエータ当接面５１，５２
の間には圧電アクチュエータ５３が保持されている。ま
た、菱形の鈍角側の他の端５４はベースブロック４３に
続いている。更にベースブロック４３と顕微鏡取付けブ
ロック１６の間には引張バネ５５がかけられており、こ
の引張力によって、連結部４４を下方に引下げ、圧電ア
クチュエータ５３と圧電アクチュエータ当接面５１、５
２の間に与圧を発生させ、圧電アクチュエータ５３のロ
スとモーションを防止している。
【００１６】この動作は圧電アクチュエータ５３が伸び
た場合、菱形の４辺４５，４６，４７，４８が殆んど伸
びないので、鈍角側端５４と連結部４４が接近する方向
に移動する。この時の圧電アクチュエータ５３の変位量
に対する連結部４４の変位量の比は、辺４５と４６及び
辺４７と４８のなす角度をαとすると、ほぼ１／ｔａｎ
（α／２）となり、辺４５と４７及び４６と４８のなす
角が鋭角であればある程大きくでき、本実施例では１０
倍となっている。
た場合、菱形の４辺４５，４６，４７，４８が殆んど伸
びないので、鈍角側端５４と連結部４４が接近する方向
に移動する。この時の圧電アクチュエータ５３の変位量
に対する連結部４４の変位量の比は、辺４５と４６及び
辺４７と４８のなす角度をαとすると、ほぼ１／ｔａｎ
（α／２）となり、辺４５と４７及び４６と４８のなす
角が鋭角であればある程大きくでき、本実施例では１０
倍となっている。
【００１７】連結部４４が上下方向に移動するとき、顕
微鏡取付ブロック１６も上下するが、このとき、左右対
称に配設された２組の弾性支点２重平行リンクによって
直線運動をする。この弾性支点２重平行リンク機構は支
点が円弧切欠きによる弾性ヒンジで構成されているた
め、ガタやバックラッシュがなく、また２重平行リンク
を左右対称に配設してリンク長さの差による真直案内誤
差を相互キャンセルする為ストローク３００μｍに対し
０．０５μｍという高い真直案内精度が得られる。
微鏡取付ブロック１６も上下するが、このとき、左右対
称に配設された２組の弾性支点２重平行リンクによって
直線運動をする。この弾性支点２重平行リンク機構は支
点が円弧切欠きによる弾性ヒンジで構成されているた
め、ガタやバックラッシュがなく、また２重平行リンク
を左右対称に配設してリンク長さの差による真直案内誤
差を相互キャンセルする為ストローク３００μｍに対し
０．０５μｍという高い真直案内精度が得られる。
【００１８】例えば、このＺ軸方向微動機構２の弾性支
点２重平行リンク機構と菱形拡大機構とは、厚板からの
一体切出し加工で製作される。更に、厚板鋼板からの、
ワイヤカット放電加工によって製作される。
点２重平行リンク機構と菱形拡大機構とは、厚板からの
一体切出し加工で製作される。更に、厚板鋼板からの、
ワイヤカット放電加工によって製作される。
【００１９】次に図２によってＸＹステージ６に取付け
られたワークテーブル７の移動量の計測について説明す
る。図２はワークテーブル７と、テレビ顕微鏡１とＸ軸
測定用レーザ測長器１１及びＹ軸測定用レーザ測長器１
２の関係を示す平面図である。
られたワークテーブル７の移動量の計測について説明す
る。図２はワークテーブル７と、テレビ顕微鏡１とＸ軸
測定用レーザ測長器１１及びＹ軸測定用レーザ測長器１
２の関係を示す平面図である。
【００２０】Ｘ軸測定用レーザ測長器１１及びＹ軸測定
用レーザ測長器１２は、テレビ顕微鏡１の光軸中心に向
け、かつＺ方向位置においては被測定面の位置でレーザ
光を出射し、ワークテーブル７上にＹ軸，Ｘ軸に平行に
取付けられたＸ軸反射鏡９及びＹ軸反射鏡１０によって
反射された光の干渉によってＸ軸，Ｙ軸の移動量を計測
する。
用レーザ測長器１２は、テレビ顕微鏡１の光軸中心に向
け、かつＺ方向位置においては被測定面の位置でレーザ
光を出射し、ワークテーブル７上にＹ軸，Ｘ軸に平行に
取付けられたＸ軸反射鏡９及びＹ軸反射鏡１０によって
反射された光の干渉によってＸ軸，Ｙ軸の移動量を計測
する。
【００２１】今、ワークテーブル７がＸＹステージ６に
よって送られ、Ｘ方向にＬx Ｙ方向にＬyだけ移動しこ
の際ヨーイングがαだけ発生したとする。
よって送られ、Ｘ方向にＬx Ｙ方向にＬyだけ移動しこ
の際ヨーイングがαだけ発生したとする。
【００２２】このときＸ軸レーザ測長器１１は移動量を
Ｌx/cos α、Ｙ軸レーザ測長器１２は移動量をＬy/cos
αと計測する。Ｌx＝５００ｍｍ、α＝１０″のとき、
Ｘ軸レーザ測長器１１は移動量を 50000000006ｍｍと計
測し、測定誤差は殆んど問題にならない小さな値とな
る。実際ＸＹステージのヨーイング、ピッチング、ロー
リングは１０秒以内であり、Ｘ軸反射鏡９、Ｙ軸反射鏡
１０がそれぞれＹ軸Ｘ軸に平行に設置され、かつ、完全
な平面であれば、測定誤差は殆んど発生しない。また、
Ｘ軸反射鏡９及びＹ軸反射鏡１０がＹ軸Ｘ軸との平行か
らずれて設置され、また平面度に誤差があっても、繰返
し測定誤差は殆んど発生しない。
Ｌx/cos α、Ｙ軸レーザ測長器１２は移動量をＬy/cos
αと計測する。Ｌx＝５００ｍｍ、α＝１０″のとき、
Ｘ軸レーザ測長器１１は移動量を 50000000006ｍｍと計
測し、測定誤差は殆んど問題にならない小さな値とな
る。実際ＸＹステージのヨーイング、ピッチング、ロー
リングは１０秒以内であり、Ｘ軸反射鏡９、Ｙ軸反射鏡
１０がそれぞれＹ軸Ｘ軸に平行に設置され、かつ、完全
な平面であれば、測定誤差は殆んど発生しない。また、
Ｘ軸反射鏡９及びＹ軸反射鏡１０がＹ軸Ｘ軸との平行か
らずれて設置され、また平面度に誤差があっても、繰返
し測定誤差は殆んど発生しない。
【００２３】また、Ｘ軸レーザ測長器１１及びＹ軸レー
ザ測長器１２がＺ方向位置として被測定面の位置でレー
ザ光を出射する為ヨーイングと同様、ピッチング、ロー
リングの影響も無くすることができ、いわゆるアッベ誤
差を無くすることができる。
ザ測長器１２がＺ方向位置として被測定面の位置でレー
ザ光を出射する為ヨーイングと同様、ピッチング、ロー
リングの影響も無くすることができ、いわゆるアッベ誤
差を無くすることができる。
【００２４】実際の計測動作においては、図示しないコ
ンピュータによって被測定位置が指定され、指定された
被測定部がテレビ顕微鏡１の視野内に来るようＸＹステ
ージ６が被測定物を位置決めし、被測定物が位置決めさ
れると、図示しないオートフォーカス装置によって、Ｚ
軸方向微動機構２がテレビ顕微鏡１をＺ軸方向に位置決
めし、テレビ顕微鏡１にコントラストの良い被測定部の
画像を得る。テレビ顕微鏡１で得た画像信号は、図示し
ない画像処理装置に送られ、画像処理装置は視野内の被
測定点のＸＹ座標値を算出しコンピュータにデータを送
る。コンピュータはＸＹステージ６のＸＹ座標と視野内
の被測定点のＸＹ座標とを合算して、被測定点のＸＹ座
標を算出する。
ンピュータによって被測定位置が指定され、指定された
被測定部がテレビ顕微鏡１の視野内に来るようＸＹステ
ージ６が被測定物を位置決めし、被測定物が位置決めさ
れると、図示しないオートフォーカス装置によって、Ｚ
軸方向微動機構２がテレビ顕微鏡１をＺ軸方向に位置決
めし、テレビ顕微鏡１にコントラストの良い被測定部の
画像を得る。テレビ顕微鏡１で得た画像信号は、図示し
ない画像処理装置に送られ、画像処理装置は視野内の被
測定点のＸＹ座標値を算出しコンピュータにデータを送
る。コンピュータはＸＹステージ６のＸＹ座標と視野内
の被測定点のＸＹ座標とを合算して、被測定点のＸＹ座
標を算出する。
【００２５】こうして第１の被測定点の座標計測が終る
と、コンピュータに登録されている第２の被測定点をテ
レビ顕微鏡１の視野内に入れるようＸＹステージ６が位
置決めし、第１の被測定点と同様にして第２の被測定点
のＸＹ座標を算出する。
と、コンピュータに登録されている第２の被測定点をテ
レビ顕微鏡１の視野内に入れるようＸＹステージ６が位
置決めし、第１の被測定点と同様にして第２の被測定点
のＸＹ座標を算出する。
【００２６】この様にして被測定点の２次元測定をして
行くが、ＸＹステージ移動量計測にアッベ誤差が発生せ
ずまたオートフォーカス時にも繰返し真直案内誤差の発
生が非常に小さい為、サブミクロンの高精度測定が可能
である。
行くが、ＸＹステージ移動量計測にアッベ誤差が発生せ
ずまたオートフォーカス時にも繰返し真直案内誤差の発
生が非常に小さい為、サブミクロンの高精度測定が可能
である。
【００２７】実際の測定結果では、２次元測定の繰返し
測定誤差０．１５μｍ（３σ，測定長さ５００ｍｍ）が
得られた。
測定誤差０．１５μｍ（３σ，測定長さ５００ｍｍ）が
得られた。
【００２８】
【発明の効果】以上述べた如く、本発明によれば簡素な
構成により測定精度が大幅に向上する為、経済的効果が
大きい。
構成により測定精度が大幅に向上する為、経済的効果が
大きい。
【００２９】またＺ軸方向微動機構は摺動及び転動部分
が全くない為長期にわたって高い精度を維持でき、信頼
度が高く保守性も良い効果がある。
が全くない為長期にわたって高い精度を維持でき、信頼
度が高く保守性も良い効果がある。
【図１】本発明のＺ軸方向微動機構
【図２】レーザ測長器の配設位置と測定誤差の説明図
【図３】本発明の一実施例の正面図
【図４】本発明の一実施例の平面図
１ テレビ顕微鏡、２ Ｚ軸方向微動機構、６ ＸＹス
テージ、９，１０ 反射鏡、１１，１２ レーザ測長
器、１７、１８、１９、２０、２５、２６、２７、２
８、３１、３２、３３、３４、３９、４０、４１、４２
弾性支点、２１、２２、２３、２４、３５、３６、３
７、３８ リンク、２９、３０ 中間リンク、５３ 圧
電アクチュエータ
テージ、９，１０ 反射鏡、１１，１２ レーザ測長
器、１７、１８、１９、２０、２５、２６、２７、２
８、３１、３２、３３、３４、３９、４０、４１、４２
弾性支点、２１、２２、２３、２４、３５、３６、３
７、３８ リンク、２９、３０ 中間リンク、５３ 圧
電アクチュエータ
Claims (5)
- 【請求項１】 Ｘ軸，Ｙ軸、Ｚ軸方向に駆動機構を有す
２次元測定装置るにおいて、 被測定物を搭載するワークテーブルをＸＹステージ上に
設け、該ワークテーブルの被測定物搭載位置の外側に、
Ｘ軸，Ｙ軸方向に伸びた反射鏡を該反射鏡のＺ軸方向の
位置を被測定高さと同じになるように設置し、該反射鏡
に向って、前記ＸＹステージベースに取付けたレーザ測
長器を設け、該レーザ測長器から前記ＸＹ軸に平行にレ
ーザ光を出射し、戻り光の干渉によってＸＹステージの
移動量を計測するようにし、かつ、Ｚ軸上には左右対称
に２つの弾性支点２重平行リンク機構と、圧電素子の変
位を拡大する菱形拡大機構とで構成されたＺ軸微動機構
を設け、該Ｚ軸微動機構の動きでＺ軸上下移動すること
を特徴とする２次元測定装置。 - 【請求項２】 Ｘ軸，Ｙ軸、Ｚ軸方向に駆動機構を有す
２次元測定装置るにおいて、 テレビ顕微鏡取付ブロックと、 一端が該テレビ顕微鏡取付ブロックに結合し、他端がベ
ースブロックに結合し、かつ左右対称に形成された２個
の弾性支点２重平行リンク機構と、 鈍角側の一端が前記テレビ顕微鏡取付ブロックに結合
し、鈍角側の他端が前記ベースブロックに結合し、鋭角
側の内側両端面に圧電アクチュエータの端面が当接する
よう取付けられた菱形変位拡大機構と、 前記テレビ顕微鏡取付ブロックと前記ベースブロックと
に係合し、前記圧電アクチュエータを圧縮する方向に力
を加えるバネとで構成されたＺ軸方向微動機構と、 前記Ｚ軸方向微動機構のベースブロックを固定したＺ軸
粗動ステージと、該Ｚ軸粗動ステージを取付け、かつ前
記ベースブロックに固定されたＺ軸コラムと、被測定物
を搭載するワークテーブルをＸＹステージ上に設け、該
ワークテーブルの被測定物搭載位置の外側に、Ｘ軸，Ｙ
軸方向に伸びた反射鏡を該反射鏡のＺ軸方向の位置を被
測定高さと同じになるように設置し、該反射鏡に向っ
て、前記ＸＹステージベースに取付けたレーザ測長器を
設け、該レーザ測長器から前記ＸＹ軸に平行にレーザ光
を出射し、戻り光の干渉によってＸＹステージの移動量
を計測することを特徴とする２次元測定装置。 - 【請求項３】 Ｘ軸，Ｙ軸、Ｚ軸方向に駆動機構を有す
２次元測定装置るにおいて、 テレビ顕微鏡取付ブロックと、 一端が該テレビ顕微鏡取付ブロックに結合し、他端がベ
ースブロックに結合し、かつ左右対称に形成された２個
の弾性支点２重平行リンク機構と、 鈍角側の一端が前記テレビ顕微鏡取付ブロックに結合
し、鈍角側の他端が前記ベースブロックに結合し、鋭角
側の内側両端面に圧電アクチュエータの端面が当接する
よう取付けられた菱形変位拡大機構と、 前記テレビ顕微鏡取付ブロックと前記ベースブロックと
に係合し、前記圧電アクチュエータを圧縮する方向に力
を加えるバネとで構成されたＺ軸方向微動機構を有する
ことを特徴とする２次元測定装置。 - 【請求項４】 特許請求項３に記載のＺ軸方向微動機構
の弾性支点２重平行リンク機構と菱形拡大機構とが、厚
板からの一体切出し加工で製作されることを特徴とする
２次元測定装置。 - 【請求項５】 特許請求項３に記載のＺ軸方向微動機構
の弾性支点２重平行リンク機構と菱形拡大機構とが、厚
板鋼板からの、ワイヤカット放電加工によって製作され
ることを特徴とする２次元測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20353696A JPH1047931A (ja) | 1996-08-01 | 1996-08-01 | ２次元測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20353696A JPH1047931A (ja) | 1996-08-01 | 1996-08-01 | ２次元測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1047931A true JPH1047931A (ja) | 1998-02-20 |
Family
ID=16475784
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20353696A Pending JPH1047931A (ja) | 1996-08-01 | 1996-08-01 | ２次元測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1047931A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007530922A (ja) * | 2004-02-20 | 2007-11-01 | トーラブズ・インコーポレーテッド | 位置決め装置 |
| CN103912573A (zh) * | 2014-03-27 | 2014-07-09 | 广东工业大学 | 可更换的镶嵌式柔性铰链固定结构 |
| CN108680093A (zh) * | 2018-06-20 | 2018-10-19 | 中国科学院西安光学精密机械研究所 | 一种光学调焦机构中调焦距离测量装置及测量方法 |
| CN109099830A (zh) * | 2018-08-18 | 2018-12-28 | 重庆巅慧科技有限公司 | 一种直推型二维快速微位移扫描定位工作台 |
| CN110010189A (zh) * | 2019-04-23 | 2019-07-12 | 山东理工大学 | 一种可实现运动解耦的大行程二维精密微动平台 |
| CN114454143A (zh) * | 2022-02-11 | 2022-05-10 | 宁波大学 | 一种并联式两自由度运动平台 |
-
1996
- 1996-08-01 JP JP20353696A patent/JPH1047931A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN109099830B (zh) * | 2018-08-18 | 2020-07-10 | 重庆巅慧科技有限公司 | 一种直推型二维快速微位移扫描定位工作台 |
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|---|---|---|---|
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| A02 | Decision of refusal |
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