JPH09318321A - 測長装置 - Google Patents

測長装置

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JPH09318321A
JPH09318321A JP13644996A JP13644996A JPH09318321A JP H09318321 A JPH09318321 A JP H09318321A JP 13644996 A JP13644996 A JP 13644996A JP 13644996 A JP13644996 A JP 13644996A JP H09318321 A JPH09318321 A JP H09318321A
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JP
Japan
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stage
amount
length measuring
linear encoder
moving
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JP13644996A
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Yukinaga Shimomichi
幸永 下道
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Olympus Corp
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Olympus Optical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】アッベの誤差の影響を受けること無くステージ
の移動量を測長可能な測長装置を提供する。 【解決手段】任意の方向に試料2を移動させるように、
2次元方向に移動可能なX及びYステージ12,4と、
これらステージの移動量を光学的に検出するX用及びY
用リニアエンコーダ6,8と、これらリニアエンコーダ
によって検出されたX及びYステージの夫々の移動量に
基づいて算出した校正値を用いて、Y用リニアエンコー
ダの検出データに電気的な校正を施す校正装置20とを
備える。なお、基準位置に対するXステージの移動量を
ΔX、Yステージの移動量をΔY、Yステージの移動時
の真直度をθとすると、校正値は、 ΔY−(ΔX×sinθ) なる値を満足する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、2次元方向に移動
可能なステージの移動量を測長するための測長装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の測長装置は、2次元方向
に移動可能なXYステージの移動量をリニアエンコーダ
によって測長することができるように構成されている。
このため、例えば、図1(a),図2(a)〜(c)に
示すように、上記測長装置には、固定ベース10上をX
方向に移動可能なXステージ12と、このXステージ1
2上をY方向に移動可能であって且つ試料2を載置可能
なYステージ4と、固定ベース10に固定され且つXス
テージ12の移動量を検出するX用リニアエンコーダ6
と、Xステージ12に固定され且つYステージ4の移動
量を検出するY用リニアエンコーダ8と、Yステージ4
に載置された試料2を光学的に観察可能であって且つ固
定ベース10に固定された観察光学系18とが設けられ
ている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ここで、上記測長装置
において、図2(a)〜(c)に示すように、試料2を
XY方向(図1(a)参照)に移動させる場合を考え
る。この場合、観察光学系18及びX用リニアエンコー
ダ6は、共に固定ベース10に固定されており、その位
置関係は、常時一定に維持されている。このため、観察
光学系18の観察点PとX用リニアエンコーダ6との間
の距離Mは、常時一定値に維持される。この結果、X方
向の測長データについては、アッベ(abbe)の誤差は常時
一定値となるため、簡単な演算処理によって誤差量を除
去することができる。従って、試料2の移動量とX用リ
ニアエンコーダ6の検出データとの間には、常時、一定
の線形性が維持されることになる。
【0004】これに対して、観察光学系18の観察点P
とY用リニアエンコーダ8との間の距離Hは、Yステー
ジ4の移動に伴って変動するため、Y方向の測長データ
に生じるアッベの誤差が変動しまうことになる。このよ
うにアッベの誤差が変動すると、簡単な演算処理によっ
て誤差量を除去することができなくなるといった問題が
生じる。
【0005】具体的に説明すると、まず、Y用リニアエ
ンコーダ8上に任意の基準点Sを規定する。そして、Y
ステージ4を移動させることによって、基準点Sから距
離H1の位置に観察光学系18の観察点Pを位置付ける
(図2(a)参照)。この状態でYステージをY方向に
移動させると、X及びYステージ12,4の機械的な誤
差によって、Yステージ4は、所定の軌跡を描いて移動
することとなる(図2(d)参照)。
【0006】続いて、基準点Sから距離H2,H3の位
置(図2(b),(c)参照)に観察点Pを位置付けた
状態で上記同様の操作を行う。この場合でも、Yステー
ジ4は、図2(d)に示されたような軌跡を描く。
【0007】このような操作を行った場合、図2(d)
に示されたYステージ4の軌跡から明らかなように、距
離Hが変動するとアッベの誤差が変化してしまい簡単な
演算処理によってY方向の測長データの誤差量を除去す
ることができないため、この誤差量以上の測定精度を望
むことができなかった。
【0008】本発明は、このような課題を解決するため
になされており、その目的は、アッベの誤差の変動状態
の影響を受けること無くステージの移動量を測長可能な
測長装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明の測長装置は、任意の方向に試料を移
動させるように、2次元方向に移動可能なステージ手段
と、このステージ手段の移動量を検出する測長手段と、
前記測長手段によって検出された前記ステージ手段の移
動量に基づいて算出した校正値を用いて、前記測長手段
の検出データに電気的な校正を施す校正装置とを備えて
いる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態に係
る測長装置について、図1を参照して説明する。なお、
本実施の形態の説明に際し、上記の測長装置と同一の構
成には、同一符号を付して、その説明を省略する。
【0011】図1(a)に示すように、本実施の形態の
測長装置は、任意の方向に試料2を移動させるように、
2次元方向に移動可能なステージ手段と、このステージ
手段の移動量を検出する測長手段と、測長手段とステー
ジ手段との間の距離量に基づいて算出した校正値を用い
て、測長手段の検出データに電気的な校正を施す校正装
置20とを備えている。
【0012】ステージ手段は、固定ベース10上をX方
向に移動可能なXステージ12と、X方向に直交するY
方向にXステージ12上を移動可能であって且つ試料2
を載置可能なYステージ4とを備えている。
【0013】Xステージ12には、X用駆動装置14が
接続されており、このX用駆動装置14を駆動させるこ
とによって、Xステージ12は、固定ベース10に形成
されたVガイド10a及びフラットガイド10bに沿っ
てX方向に移動する。また、Yステージ4には、Y用駆
動装置16が接続されており、このY用駆動装置16を
駆動させることによって、Yステージ4は、Xステージ
12上に形成されたVガイド12a及びフラットガイド
12bに沿ってY方向に移動する。
【0014】測長手段は、固定ベース10に固定され且
つXステージ12の移動量を検出するX用リニアエンコ
ーダ6と、Xステージ12に固定され且つYステージ4
の移動量を検出するY用リニアエンコーダ8とを備えて
いる。
【0015】これらX用及びY用リニアエンコーダ6,
8の検出機能としては、光学的検出機能、機械的検出機
能、電気的検出機能を適用することが可能であるが、本
実施の形態に適用したX用及びY用リニアエンコーダ
6,8は、その一例として、X及びYステージ12,4
の移動量を光学的に検出することができるように構成さ
れている。
【0016】また、本実施の形態において、X用リニア
エンコーダ6には、予め設定された基準位置(図示しな
い)に対するXステージ12の移動量及び移動方向を光
学的に検出可能なアブソリュートタイプのリニアエンコ
ーダが適用されており、一方、Y用リニアエンコーダ8
には、現時点の位置(例えば、図2に示された基準点S
が該当する)に対するYステージ4の移動量及び移動方
向を光学的に検出可能なインクリメンタルタイプのリニ
アエンコーダが適用されている。なお、Y用リニアエン
コーダ8として上記アブソリュートタイプのリニアエン
コーダを適用しても良い。
【0017】次に、本実施の形態の動作について説明す
る。観察光学系18によって光学的に観察しながら、X
及びYステージ12,4を移動させる場合、上述したよ
うに(図2(a)〜(d)参照)、観察光学系18の観
察点PとX用リニアエンコーダ6との間の距離Mは、常
時一定値に維持されるため、X方向の測長データについ
ては、アッベ(abbe)の誤差は常時一定値に維持される。
従って、試料2の移動量とX用リニアエンコーダ6の検
出データとの間には、常時、一定の線形性が維持される
ことになる。
【0018】これに対して、観察光学系18の観察点P
とY用リニアエンコーダ8との間の距離Hは、Yステー
ジ4の移動に伴って変動するため、Y方向の測長データ
に生じるアッベの誤差が変動することとなる。このよう
にアッベの誤差が変動すると、簡単な演算処理によって
変動誤差を除去することができなくなるため、試料2の
移動量とY用リニアエンコーダ8の検出データとの間に
は、線形性を維持させることが困難になってしまうとい
った問題が生じる。
【0019】そこで、本実施の形態の測長装置には、校
正装置20が設けられており、X用及びY用リニアエン
コーダ6,8によって光学的に検出されたX及びYステ
ージ12,4の夫々の移動量に基づいて算出した校正値
を用いて、Y方向の測長データに電気的な校正を施して
いる。
【0020】具体的には、上記基準位置に対するXステ
ージ12の移動量をΔX、Yステージ4の移動量をΔ
Y、Yステージ4の移動時の真直度をθとすると、 ΔY−(ΔX×sinθ) なる校正値を用いて、Y用リニアエンコーダ8の検出デ
ータに電気的な校正が施されることになる。なお、真直
度θは、Yステージ4のヨーイング方向の値として予め
測定されたデータを用いる。
【0021】本実施の形態によれば、校正装置20によ
ってアッベの誤差の変動量を電気的に校正することがで
きるため、X用及びY用リニアエンコーダ6,8と試料
2の移動量との間に、一定の線形性を維持させることが
できる。このため、例えば試料2の寸法や座標等を高精
度に測長することが可能となる。
【0022】なお、上記基準位置は、校正装置20によ
ってアッベの誤差の変動量を校正するために規定された
ものであり、その位置は任意に設定することができる。
また、上記実施の形態において、上記基準位置は、アブ
ソリュートタイプのX用リニアエンコーダ6を適用する
ことによって規定したが、例えば、図1(b)に示すよ
うに、Xステージ12の基準位置を検出可能な基準位置
検出器22を固定ベース10に固定することによって、
基準位置に対するXステージ12の移動量ΔXを検出し
ても良い。この場合、X用リニアエンコーダ6として
は、インクリメンタルタイプのリニアエンコーダを用い
れば良い。なお、かかる変形例の測長装置(図1(b)
参照)の作用効果は、上記実施の形態と同様であるた
め、その説明は省略する。
【0023】
【発明の効果】本発明によれば、アッベの誤差の変動状
態の影響を受けること無くステージの移動量を測長可能
な測長装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は、本発明の一実施の形態に係る測長装
置の構成を概略的に示す斜視図、(b)は、本発明の変
形例に係る測長装置の構成を概略的に示す斜視図。
【図2】(a)〜(c)は、基準点Sから距離H1,H
2,H3の位置に観察光学系の観察点を位置付けた状態
でYステージを移動させた際に生じるアッベの誤差を説
明するための動作説明図、(d)は、同図(a)〜
(c)の操作を行った際に、アッベの誤差によって生じ
るYステージの移動軌跡を示す図。
【符号の説明】
2…試料、4…Yステージ、6…X用リニアエンコー
ダ、8…Y用リニアエンコーダ、20…校正装置。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 任意の方向に試料を移動させるように、
    2次元方向に移動可能なステージ手段と、 このステージ手段の移動量を検出する測長手段と、 前記測長手段によって検出された前記ステージ手段の移
    動量に基づいて算出した校正値を用いて、前記測長手段
    の検出データに電気的な校正を施す校正装置とを備えて
    いることを特徴とする測長装置。
  2. 【請求項2】 前記ステージ手段は、固定ベース上をX
    方向に移動可能なXステージと、前記X方向に直交する
    Y方向に前記Xステージ上を移動可能なYステージとを
    備えており、また、前記測長手段は、前記固定ベースに
    固定され且つ前記Xステージの移動量を検出するX用リ
    ニアエンコーダと、前記Xステージに固定され且つ前記
    Yステージの移動量を検出するY用リニアエンコーダと
    を備えていることを特徴とする請求項1に記載の測長装
    置。
  3. 【請求項3】 前記Xステージの移動量をΔX、前記Y
    ステージの移動量をΔY、前記Yステージの移動時の真
    直度をθとすると、前記校正装置の校正値は、 ΔY−(ΔX×sinθ) なる値を満足することを特徴とする請求項2に記載の測
    長装置。
JP13644996A 1996-05-30 1996-05-30 測長装置 Withdrawn JPH09318321A (ja)

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