JPS60111910A - 精密平面精度測定装置 - Google Patents
精密平面精度測定装置Info
- Publication number
- JPS60111910A JPS60111910A JP21941683A JP21941683A JPS60111910A JP S60111910 A JPS60111910 A JP S60111910A JP 21941683 A JP21941683 A JP 21941683A JP 21941683 A JP21941683 A JP 21941683A JP S60111910 A JPS60111910 A JP S60111910A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- displacement
- slider
- measuring device
- error
- accuracy
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B21/00—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
- G01B21/30—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring roughness or irregularity of surfaces
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、精密に加工された部材の平面精度を精番に測
定する装置に関するものである。
定する装置に関するものである。
最近、半導体露光装置用の精密試料ステージなどの構成
部品、特に、直進案内ガイド部の加工精度は、平面度、
Ａ直度、平行度ともＱ、 ５ 、ａ ｍ以下を要求され
ておシ、そのためにも、０．１μｍ以下の測定精度をも
つ精密測定器が不可欠である。
部品、特に、直進案内ガイド部の加工精度は、平面度、
Ａ直度、平行度ともＱ、 ５ 、ａ ｍ以下を要求され
ておシ、そのためにも、０．１μｍ以下の測定精度をも
つ精密測定器が不可欠である。
しかし、従来数１００〜６００鵡８ある部材を０．１μ
ｍのａ度で測定することは困難であった。ずなわら、部
材を平面度１μｍ以下の精密定盤上でスライドさせ、′
電気マイクロメータで測定する方法では、０．２〜０．
６μｍ以上の精度は得られず、また、部材を直進ステー
ジ上にのせ、電気マイクロメータで、部材のＸｖｉ度を
測定する方式の１１Ｊ。
ｍのａ度で測定することは困難であった。ずなわら、部
材を平面度１μｍ以下の精密定盤上でスライドさせ、′
電気マイクロメータで測定する方法では、０．２〜０．
６μｍ以上の精度は得られず、また、部材を直進ステー
ジ上にのせ、電気マイクロメータで、部材のＸｖｉ度を
測定する方式の１１Ｊ。
販のＡ直間測定器でも、直進ステージそのもののもつ走
行真直精度以上の精度は得られない。
行真直精度以上の精度は得られない。
また、両者の場合とも、被測定部材が長くなるほど、精
度が悪くなるという欠点があり、実質的には、０．５．
αｍ以下の誤差での而Ａ１を度測定は、非常に困難であ
った。
度が悪くなるという欠点があり、実質的には、０．５．
αｍ以下の誤差での而Ａ１を度測定は、非常に困難であ
った。
本発明は上述の事情に鑑みて為され、その目的とすると
ころは、容易に０．１μｍオーダーの精度で平面精度を
６１１１定し得る装置を提供するにある。詳しくは、外
径寸法数百賜オーダーの肢測定物について、０．１μｍ
以下の精度で容易に平面精度を測定できる装置を提供し
ようとするものである。
ころは、容易に０．１μｍオーダーの精度で平面精度を
６１１１定し得る装置を提供するにある。詳しくは、外
径寸法数百賜オーダーの肢測定物について、０．１μｍ
以下の精度で容易に平面精度を測定できる装置を提供し
ようとするものである。
次に、本発明の原理について略述する。
部品の真直度を高精度に測定するには、固定された部品
上を、理想的な真直線に変位測定器（例えば、高精度電
気マイクロメータなど）を走らせる方法があるが、現実
的には、変位ｉ１１＋１定器を理Ａ！ｊ真直線上を走ら
せる直進ステージの製作は、不可能に近い。従来は、こ
の直進ステージの走行精度によシ、真直度測定精度が定
められていたため、０．５μｍ以下の真直度測定精度は
、困６１１ ”Ｃ’あった。そこで、本発明では、変位
υＩＩＩ定器を移動する直進ステージの走行にともなう
立置（上下、左右変位）及び姿勢（ピッチング、ヨーイ
ング、ローリング）を測定し、これらの変動によって生
じる変位測定器の位置誤差（イ＋１正量）を演算し、実
際の変位測定器出力を補正するように構成する。この構
成により、直進ステージの走行精度のかかわらず、補正
後の出力結果は、正しく被測定物の真直度を示す。なお
、直進ステージを姿勢、位置側だには、レーザ干渉測定
器を用いることによって、０．０２μｍ以下の；ｈＶ
Ｉ−Ｅが優られる。これによシ、補正される変位測定値
（真直度）は、最大でも０１μｍ以下の精度が保証でき
る。
上を、理想的な真直線に変位測定器（例えば、高精度電
気マイクロメータなど）を走らせる方法があるが、現実
的には、変位ｉ１１＋１定器を理Ａ！ｊ真直線上を走ら
せる直進ステージの製作は、不可能に近い。従来は、こ
の直進ステージの走行精度によシ、真直度測定精度が定
められていたため、０．５μｍ以下の真直度測定精度は
、困６１１ ”Ｃ’あった。そこで、本発明では、変位
υＩＩＩ定器を移動する直進ステージの走行にともなう
立置（上下、左右変位）及び姿勢（ピッチング、ヨーイ
ング、ローリング）を測定し、これらの変動によって生
じる変位測定器の位置誤差（イ＋１正量）を演算し、実
際の変位測定器出力を補正するように構成する。この構
成により、直進ステージの走行精度のかかわらず、補正
後の出力結果は、正しく被測定物の真直度を示す。なお
、直進ステージを姿勢、位置側だには、レーザ干渉測定
器を用いることによって、０．０２μｍ以下の；ｈＶ
Ｉ−Ｅが優られる。これによシ、補正される変位測定値
（真直度）は、最大でも０１μｍ以下の精度が保証でき
る。
以下、本発明の一実施例を第１図によシ説明する。
第１図は、本発明の一具体的実施例を示す真直度測定装
置を示す。本装置は、防振定盤１の上に真直度変位測定
器２を固定したスライダ３とスライダガイド４からなる
静圧空気ガイド式の直進走行ステージを載置している。
置を示す。本装置は、防振定盤１の上に真直度変位測定
器２を固定したスライダ３とスライダガイド４からなる
静圧空気ガイド式の直進走行ステージを載置している。
スライダ３は、支持台５に収シ付けたりニアモータ６に
よシ、直進駆動され、その直進変位は、リニアス’）’
−／Ｌ／（！Ｊニアエンコーダ）７で測定される構造と
なっている。スライダ６上には、レーザミラー８，９．
を互いに直交して配Ｗし、さらに、支持台５上には、レ
ーザ干渉計１０．１１を固定し、レーザ干渉測長器１２
によシ、スライダ３のヨーイング、およびピッチングを
測定できるようになっている。被測定部品１６は、防振
定盤１上に、固定しておかれ、変位測定器２は、部品１
３の上または左右いずれかの方向に先端部をあて、スラ
イダ３を直進走行させることにより、真直度を測定でき
る構造となっている。
よシ、直進駆動され、その直進変位は、リニアス’）’
−／Ｌ／（！Ｊニアエンコーダ）７で測定される構造と
なっている。スライダ６上には、レーザミラー８，９．
を互いに直交して配Ｗし、さらに、支持台５上には、レ
ーザ干渉計１０．１１を固定し、レーザ干渉測長器１２
によシ、スライダ３のヨーイング、およびピッチングを
測定できるようになっている。被測定部品１６は、防振
定盤１上に、固定しておかれ、変位測定器２は、部品１
３の上または左右いずれかの方向に先端部をあて、スラ
イダ３を直進走行させることにより、真直度を測定でき
る構造となっている。
本装置の制御システムは、第１図内に示すように、変位
計測部１４、レーデ測長側側１部１５、スライダ走行制
御ｆ１５１６、操作部１７反び、データ処理、戎示制御
部１８からなる。
計測部１４、レーデ測長側側１部１５、スライダ走行制
御ｆ１５１６、操作部１７反び、データ処理、戎示制御
部１８からなる。
第２図は、スライダ３が走行する時に生じる位置、及び
姿勢の誤差と、変位測定部２０位置誤差との関係を示す
説明図でるる。
姿勢の誤差と、変位測定部２０位置誤差との関係を示す
説明図でるる。
スライダ５は、直進走行する時には、剛体とみなされる
。そこで、まず、第１図に示したように、スライダ６の
姿勢誤差を、ピッチングとヨーイングとを検出すること
によって測定する。
。そこで、まず、第１図に示したように、スライダ６の
姿勢誤差を、ピッチングとヨーイングとを検出すること
によって測定する。
上記のピッチングはｙｍまわ９の回転、ヨーイングはＺ
軸まわシの回転である。姿勢誤差の中にはスライド方向
（Ｘ方向）まわシの回転であるローリングがあるが、本
実施例では、省略しである。なお、ローリングの測定に
は、スライダ３の左右端の上下動変位の差をスパンで割
った値として近似的にめることができる。
軸まわシの回転である。姿勢誤差の中にはスライド方向
（Ｘ方向）まわシの回転であるローリングがあるが、本
実施例では、省略しである。なお、ローリングの測定に
は、スライダ３の左右端の上下動変位の差をスパンで割
った値として近似的にめることができる。
次に、スライダ３の位置誤差、すなわち、スライダ３の
上下及び左右の走行時の変動達（すなわら真直度誤差）
をめる。これには、一定速度でスライドするスライダ３
の一定ピッｆ−ｍの読み込み角度にピッチ長さを乗じ、
これを逐一、積分した値として得られる。
上下及び左右の走行時の変動達（すなわら真直度誤差）
をめる。これには、一定速度でスライドするスライダ３
の一定ピッｆ−ｍの読み込み角度にピッチ長さを乗じ、
これを逐一、積分した値として得られる。
これらの誤差は、レーザ測長ｄ：÷の光軸を基準とした
絶対座標系０−ｘｙｚの中で、ΔＮ（スライダの位置誤
差ベクトル）、ΔＰ（スライダの姿勢誤差ペクトＩ”し
〕として、表わされる。次に、スラ・ｆダの任意の点に
、もう１つの座標原点（０′）を設け、この点から変位
測定部２の先端部までの位置ベクトルｉｔを定める。
絶対座標系０−ｘｙｚの中で、ΔＮ（スライダの位置誤
差ベクトル）、ΔＰ（スライダの姿勢誤差ペクトＩ”し
〕として、表わされる。次に、スラ・ｆダの任意の点に
、もう１つの座標原点（０′）を設け、この点から変位
測定部２の先端部までの位置ベクトルｉｔを定める。
すなわら、スライダ３０走行時の位置、姿勢誤差に生じ
る変位測定部の位置誤差Δ１は、Ｒ４ΔＰｌΔ により
決定されるベクトル関数とし”Ｃ与えられる。
る変位測定部の位置誤差Δ１は、Ｒ４ΔＰｌΔ により
決定されるベクトル関数とし”Ｃ与えられる。
以上の様にしてめられる変位ｌ１ｉｌｌ定部の位置誤差
１１は、ΔＪＸ、Δｇｙ、Δｇｚの成分をもら、変位測
定値の補正訃となる。
１１は、ΔＪＸ、Δｇｙ、Δｇｚの成分をもら、変位測
定値の補正訃となる。
第３図は、以上述べた用法によって真直度を測定するフ
ローチャートを示したもので、出力される結果は、ＫＯ
”ｌ測定部の位置誤差を？ｉｌｉ正した、被測定物の実
際の真直度を示１ことになる。
ローチャートを示したもので、出力される結果は、ＫＯ
”ｌ測定部の位置誤差を？ｉｌｉ正した、被測定物の実
際の真直度を示１ことになる。
上述の実施・列の装置を用いて半導体露光装置の構成部
材、及び精密加工機の構成部材のうち外形寸法数百鵡で
あって高度の平面仕上げを施された部材について測定を
行なった結果、これら高精度部材の仕上面精度（真直度
、平面度、平行度等）をｏ、ｉμｍ以下の精度で、簡単
に測定でき、かつ、高精度仕上げ加工に不可欠なイｄ密
測定作業時間の短縮が図られた。これにょシ、静圧空気
軸受などの超精密案内面の仕上げ加工精度を０．１μｍ
レベルに向上することができることも確認された。
材、及び精密加工機の構成部材のうち外形寸法数百鵡で
あって高度の平面仕上げを施された部材について測定を
行なった結果、これら高精度部材の仕上面精度（真直度
、平面度、平行度等）をｏ、ｉμｍ以下の精度で、簡単
に測定でき、かつ、高精度仕上げ加工に不可欠なイｄ密
測定作業時間の短縮が図られた。これにょシ、静圧空気
軸受などの超精密案内面の仕上げ加工精度を０．１μｍ
レベルに向上することができることも確認された。
以上詳述したように、本発明によれば、比較的大形（外
形寸法数汀騙ンの部材について、その−１ｌＺ面イＮ反
を０．１μｍ以下の誤差で容易かつ迅速に測定できると
いう優れた実用的効果を奏し、半導体露光装置その他の
高精度の機器の製造技術に貢献するところ多大である。
形寸法数汀騙ンの部材について、その−１ｌＺ面イＮ反
を０．１μｍ以下の誤差で容易かつ迅速に測定できると
いう優れた実用的効果を奏し、半導体露光装置その他の
高精度の機器の製造技術に貢献するところ多大である。
第１図は、本発明の具体的一実施例を示す斜視図、第２
図は、座標系を示す説明図、第３図は、本発明による真
直度（ｌｌｌＪｌｌ法定示すフローチャートである。 １・・・防振定盤、２・・・変位測定器、３・・・スラ
イダ、４・・・スライドガイド、６・・・リニテモータ
、１６・・・被測定物、１２・・・レーザ干渉測定器。 ′ｊｆＪ１ 図 第７図 ゲ。
図は、座標系を示す説明図、第３図は、本発明による真
直度（ｌｌｌＪｌｌ法定示すフローチャートである。 １・・・防振定盤、２・・・変位測定器、３・・・スラ
イダ、４・・・スライドガイド、６・・・リニテモータ
、１６・・・被測定物、１２・・・レーザ干渉測定器。 ′ｊｆＪ１ 図 第７図 ゲ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、 変位測定器を支承して直線運動せしめられる直進
テーブルを備えた平面精度測定装置忙おいて、上記直進
テーブルの走行時の位置、及び姿勢の誤差を測定する手
段を設け、この測定手段によって測定した位置誤差と姿
勢誤差とに基づいて前記変位測定ｇａの計測誤差を補正
する自動演算手段を設けたことを特徴とする精密平面精
度測定装置。 ２、 前記の位置、姿勢の誤差を６＋１Ｊ定する手段は
、。 レーザ干渉測長器を用いたものであることを特徴とする
特許請求の範囲第１項に記載の精密平面精度測定装置。 ３、 前ムピの直進テーブルは、静圧空気軸受で案内さ
れ、かつ、リニアモータで駆動されるものであることを
特徴とする特許請求の範囲第１ｓｉ４に記載の精密平面
精度測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21941683A JPS60111910A (ja) | 1983-11-24 | 1983-11-24 | 精密平面精度測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21941683A JPS60111910A (ja) | 1983-11-24 | 1983-11-24 | 精密平面精度測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60111910A true JPS60111910A (ja) | 1985-06-18 |
Family
ID=16735050
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21941683A Pending JPS60111910A (ja) | 1983-11-24 | 1983-11-24 | 精密平面精度測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60111910A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01500293A (ja) * | 1986-07-05 | 1989-02-02 | レニショウ パブリック リミテッド カンパニー | 機械で使用される光学測定装置 |
| JPH01502529A (ja) * | 1987-03-06 | 1989-08-31 | レニショウ パブリック リミテッド カンパニー | 機械較正装置およびその装置による較正方法 |
| JPH02140608A (ja) * | 1988-11-21 | 1990-05-30 | Fujitsu Ltd | 表面形状測定装置 |
-
1983
- 1983-11-24 JP JP21941683A patent/JPS60111910A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01500293A (ja) * | 1986-07-05 | 1989-02-02 | レニショウ パブリック リミテッド カンパニー | 機械で使用される光学測定装置 |
| JPH01502529A (ja) * | 1987-03-06 | 1989-08-31 | レニショウ パブリック リミテッド カンパニー | 機械較正装置およびその装置による較正方法 |
| JPH02140608A (ja) * | 1988-11-21 | 1990-05-30 | Fujitsu Ltd | 表面形状測定装置 |
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