JPH01272041A - Ｘ−ｙテーブル - Google Patents
Ｘ−ｙテーブルInfo
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- JPH01272041A JPH01272041A JP63099076A JP9907688A JPH01272041A JP H01272041 A JPH01272041 A JP H01272041A JP 63099076 A JP63099076 A JP 63099076A JP 9907688 A JP9907688 A JP 9907688A JP H01272041 A JPH01272041 A JP H01272041A
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Landscapes
- Control Of Position Or Direction (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
この発明は、投影検査機や測定顕微鏡で測定すべき測定
対象物を載置するためのＸ−Ｙテーブルの改良に関する
。
対象物を載置するためのＸ−Ｙテーブルの改良に関する
。
上記のような測定対象物載置用のＸ−Ｙテーブルは、同
一平面内でＸ−Ｙ方向に２次元的に変位し、この変位量
を測定することによって、測定対象物のＸ−Ｙ方向の寸
法あるいは座標を検出するものである。 従来のＸ−Ｙテーブルとしては、第４図に示されるよう
なものがある。 この従来のＸ−Ｙテーブル１は、基台２と、該基台２に
対して、同一平面内でＸ−Ｙ方向に相対変位可能に取付
けられた、測定対象物３を載置するための載物台４と、
この載置台４の前記基台２に対するＸ−Ｙ方向の変位量
を検出するための変位検出装置５と、を備えている。 載物台４は、可動テーブル６上でガイド７ＹによりＹ方
向に移動可能に載置されると共に、駆動ダイヤル８Ｙに
よって回転される駆動ねじりＹを回転することによって
Ｙ方向に進退されるようになっている。 前記可動テーブル６は、基台２上で、ガイド７Ｘにより
Ｘ方向移動自在に載置されると共に、駆動ダイヤル８Ｘ
によって駆動される駆動ねじ９Ｘにより、Ｘ方向に進退
されるようになっている。 前記基台２には載物台４の上方に観察光学系１０が固定
されている。前記変位検出器ｒ！１５は、前記観察光学
系１０の光軸１０Ａと測定対象物３との交点、即ち測定
点３Ａの座標値を特定するなめのものであり、載物台４
のＸ軸方向の変位を検出するためのスケール５Ｘ及びＸ
軸検出器１１Ｘと、Ｙ方向の変位を検出するためのスケ
ール５Ｙ及びＹ軸検出器１１Ｙとから構成されている。 前記スケール５Ｘは可動テーブル６の側面にＸ方向に配
置された、例えば光学格子からなり、又、スケール５Ｙ
は載物台４の側面にＹ方向に配置された光学格子から構
成されている。 前記Ｘ軸検出器１１Ｘ及びＹ軸検出器１１Ｙは、各々、
スケール５Ｘ及び５Ｙに対面して配置された、同じく光
学格子からなるインデックススケール及び該インデック
ススケールを光電変換し、光の明暗の繰返しに対応する
電気信号を出力する光電素子を含むものである。 これらＸ軸検出器１１Ｘ及びＹ軸検出器１１Ｙからの出
力信号は、カウンタ（図示省略）で積算計数され、それ
ぞれ、載物台４の、基台２に対するＸ方向及びＹ方向の
変位量として、前記測定点３Ａの座標値を検出すること
ができる。
一平面内でＸ−Ｙ方向に２次元的に変位し、この変位量
を測定することによって、測定対象物のＸ−Ｙ方向の寸
法あるいは座標を検出するものである。 従来のＸ−Ｙテーブルとしては、第４図に示されるよう
なものがある。 この従来のＸ−Ｙテーブル１は、基台２と、該基台２に
対して、同一平面内でＸ−Ｙ方向に相対変位可能に取付
けられた、測定対象物３を載置するための載物台４と、
この載置台４の前記基台２に対するＸ−Ｙ方向の変位量
を検出するための変位検出装置５と、を備えている。 載物台４は、可動テーブル６上でガイド７ＹによりＹ方
向に移動可能に載置されると共に、駆動ダイヤル８Ｙに
よって回転される駆動ねじりＹを回転することによって
Ｙ方向に進退されるようになっている。 前記可動テーブル６は、基台２上で、ガイド７Ｘにより
Ｘ方向移動自在に載置されると共に、駆動ダイヤル８Ｘ
によって駆動される駆動ねじ９Ｘにより、Ｘ方向に進退
されるようになっている。 前記基台２には載物台４の上方に観察光学系１０が固定
されている。前記変位検出器ｒ！１５は、前記観察光学
系１０の光軸１０Ａと測定対象物３との交点、即ち測定
点３Ａの座標値を特定するなめのものであり、載物台４
のＸ軸方向の変位を検出するためのスケール５Ｘ及びＸ
軸検出器１１Ｘと、Ｙ方向の変位を検出するためのスケ
ール５Ｙ及びＹ軸検出器１１Ｙとから構成されている。 前記スケール５Ｘは可動テーブル６の側面にＸ方向に配
置された、例えば光学格子からなり、又、スケール５Ｙ
は載物台４の側面にＹ方向に配置された光学格子から構
成されている。 前記Ｘ軸検出器１１Ｘ及びＹ軸検出器１１Ｙは、各々、
スケール５Ｘ及び５Ｙに対面して配置された、同じく光
学格子からなるインデックススケール及び該インデック
ススケールを光電変換し、光の明暗の繰返しに対応する
電気信号を出力する光電素子を含むものである。 これらＸ軸検出器１１Ｘ及びＹ軸検出器１１Ｙからの出
力信号は、カウンタ（図示省略）で積算計数され、それ
ぞれ、載物台４の、基台２に対するＸ方向及びＹ方向の
変位量として、前記測定点３Ａの座標値を検出すること
ができる。
上記のような従来のＸ−Ｙテーブル１は、変位検出装置
５がＸ軸方向及びＹ軸方向各々の１次元の変位検出器、
即ち２つの変位検出器を直交する方向に配設しているの
で、スケール５Ｘ、５Ｙを含む平面での形状が大型化し
てしまうという問題点がある。 又、スケールや検出器を取付けるための機構が複雑とな
るという問題点もある。 更に、例えば基台２上のガイド７Ｘの真直度が悪いと、
載物台４をＸ軸方向に送る際に、該載物台４はＹ軸方向
にも若干の変位をするが、Ｙ軸方向のスケール５Ｙ及び
Ｙ軸検出器１１Ｙは共に可動テーブル６に載置されてい
るために、該Ｙ軸検出器１１Ｙの検出信号は変化せず、
測定点３Ａの座標値に誤差が生じる。即ち、ガイドの真
直度がそのまま測定誤差となるという問題点がある。 更に又、−ｆｉ的に、高精度な測定を行うためには、測
定対象物の被測定部が測長スケールと同一直線上にある
とき、いわゆるサイン誤差と称される１次誤差が最も小
さくなるというアツベの原理の条件を充足することが望
ましいが、上記従来のＸ−Ｙテーブル１では、測定点か
ら離れた位置に、２個の１次元の変位検出器を組合わせ
配置しているので、上記アツベの原理の条件を充足する
ことができないため、測定精度を高くすることができな
いという問題点がある。
５がＸ軸方向及びＹ軸方向各々の１次元の変位検出器、
即ち２つの変位検出器を直交する方向に配設しているの
で、スケール５Ｘ、５Ｙを含む平面での形状が大型化し
てしまうという問題点がある。 又、スケールや検出器を取付けるための機構が複雑とな
るという問題点もある。 更に、例えば基台２上のガイド７Ｘの真直度が悪いと、
載物台４をＸ軸方向に送る際に、該載物台４はＹ軸方向
にも若干の変位をするが、Ｙ軸方向のスケール５Ｙ及び
Ｙ軸検出器１１Ｙは共に可動テーブル６に載置されてい
るために、該Ｙ軸検出器１１Ｙの検出信号は変化せず、
測定点３Ａの座標値に誤差が生じる。即ち、ガイドの真
直度がそのまま測定誤差となるという問題点がある。 更に又、−ｆｉ的に、高精度な測定を行うためには、測
定対象物の被測定部が測長スケールと同一直線上にある
とき、いわゆるサイン誤差と称される１次誤差が最も小
さくなるというアツベの原理の条件を充足することが望
ましいが、上記従来のＸ−Ｙテーブル１では、測定点か
ら離れた位置に、２個の１次元の変位検出器を組合わせ
配置しているので、上記アツベの原理の条件を充足する
ことができないため、測定精度を高くすることができな
いという問題点がある。
この発明は、Ｘ−Ｙ面での形状を小型化でき、構造が簡
単であり、且つ、載物台を基台に対して変位させる機構
の送り精度が測定精度に現われることなく、更に、アツ
ベの原理の条件をより達成することができるＸ−Ｙテー
ブルを提供することを目的とする。
単であり、且つ、載物台を基台に対して変位させる機構
の送り精度が測定精度に現われることなく、更に、アツ
ベの原理の条件をより達成することができるＸ−Ｙテー
ブルを提供することを目的とする。
この発明は、基台と、該基台に対して、同一平面内でＸ
−Ｙ方向に相対変位可能に取付けられた、測定対象物を
載置するための載物台と、この載物台の前記基台に対す
るＸ−Ｙ方向の変位量を検出するための変位検出装置と
、を有してなるＸ−Ｙテーブルにおいて、前記変位検出
装置を、前記載物台における測定対象物載置面の裏面側
に固定された相互に直交するＸ−Ｙ方向の目盛が形成さ
れた２次元スケールと、前記基台に固定されると共に、
前記２次元スケールの目盛を読取り、前記２次元スクー
ルの前記基台に対する、Ｘ方向の変位により変化する第
１の検出信号及びＹ方向の変位により変化する第２の検
出信号を各々生成する２次元変位検出器と、を含んで構
成したことにより上記目的を達成したものである。
−Ｙ方向に相対変位可能に取付けられた、測定対象物を
載置するための載物台と、この載物台の前記基台に対す
るＸ−Ｙ方向の変位量を検出するための変位検出装置と
、を有してなるＸ−Ｙテーブルにおいて、前記変位検出
装置を、前記載物台における測定対象物載置面の裏面側
に固定された相互に直交するＸ−Ｙ方向の目盛が形成さ
れた２次元スケールと、前記基台に固定されると共に、
前記２次元スケールの目盛を読取り、前記２次元スクー
ルの前記基台に対する、Ｘ方向の変位により変化する第
１の検出信号及びＹ方向の変位により変化する第２の検
出信号を各々生成する２次元変位検出器と、を含んで構
成したことにより上記目的を達成したものである。
この発明において、載物台の裏面側に２次元スケールが
配置され、この２次元スケールのＸ−Ｙ方向の目盛を読
取ることによって、載物台のＸ−Ｙ方向の変位量を検出
するので、Ｘ−ＹテーブルのＸ−Ｙ面での形状を小型化
し、且つ構造を簡単にし、更に、測定対象物の被測定部
と測長スケールとが同一直線に近く配置されることにな
り、測定精度を増大させることができる。
配置され、この２次元スケールのＸ−Ｙ方向の目盛を読
取ることによって、載物台のＸ−Ｙ方向の変位量を検出
するので、Ｘ−ＹテーブルのＸ−Ｙ面での形状を小型化
し、且つ構造を簡単にし、更に、測定対象物の被測定部
と測長スケールとが同一直線に近く配置されることにな
り、測定精度を増大させることができる。
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
この実施例は、第１図〜第３図に示されるように、基台
１２と、該基台１２に対して、同一平面内でＸ−Ｙ方向
に相対変位可能に取付けられた、測定対象物１４を載置
するための載物台１６と、この載物台１６の前記基台１
２に対するＸ−Ｙ方向の変位量を検出するための変位検
出装置１８と、を有してなるＸ−Ｙテーブル２０におい
て、前記変位検出装置１８を、前記載物台１６における
・測定対象物載置面１６Ａの裏面側に固定された、相互
に直交するＸ−Ｙ方向の目盛が形成された２次元スケー
ル２２と、前記基台１２に固定されると共に、前記２次
元スケール２２の目盛を読取り、前記２次元スケール２
２の前記基台１２に対する、Ｘ方向の変位により変化す
る第１の検出信号及びＹ方向の変位により変化する第２
の検出信号を各々生成する２次元変位検出器２４と、を
含んで構成したものである。第１図及び第２図の符号３
５は観察光学系を示す。 前記２次元スケール２２は、第３図（載物台１６を裏側
から見た斜視図）に示されるように、ガラス基板２２Ａ
に互いに直交するピッチＰの縦縞状のパターンの金属膜
を蒸着して形成したものであり、載物台１６の裏面に、
測定対象物載置面１６Ａと平行に、即ちＸ−Ｙ面内に、
接着されている。 前記Ｘ−Ｙテーブル２０は、前記第４図に示される従来
のＸ−Ｙテーブル１と同様に、基台１２と載物台１６の
間に可動テーブル２６を備え、載物台１６はガイド２８
Ｙに沿って、可動テーブル２６上をＹ方向に移動できる
ようにされ、ス、可動テーブル２６は基台１２上を、ガ
イド２８Ｘに沿って、Ｘ方向に変位できるようにされて
いる。 又、これら載物台１６及び可動テーブル２６の駆動は、
従来と同様に、駆動ねじ３０Ｘ、３０Ｙ及びこれを回転
させるための駆動ダイヤル３２Ｘ、３２ＹによってＸ及
びＹ方向に移動されるようになっている。 図の符号３３Ｘは駆動ねじ３０Ｘと螺合すると共に、可
動テーブル２６に固定された連結部材、３３Ｙは駆動ね
じ３０Ｙと螺合すると共に、載物台１６に固定された連
結部材をそれぞれ示す。 又、符号３５は観察光学系、３５Ａは観察光学系３５の
光軸、１４Ａは光軸３５Ａと測定対象物１４との交点、
即ち測定点をそれぞれ示す。 前記２次元変位検出器２４は、前記２次元スケール２２
に向けて、第１の光ビーム３４Ｘを射出する第１の光源
３６Ｘ及び第２の光ビーム３４Ｙを射出する第２の光源
３６Ｙと、前記第１の光ビーム３４Ｘの前記Ｘ方向の目
盛による複数の回折光の混合波を光電変換して前記第１
の検出信号を得るＸ方向変位検出器３８Ｘと、前記第２
の光ビーム３４Ｙの前記Ｙ方向の目盛による複数の回折
光の混合波を光電変換して前記第２の検出信号を得るＹ
方向変位検出器３８Ｙと、を備えて構成されている。 前記第１の光源３６Ｘ及び第２の光源３６Ｙは、それぞ
れレーザダイオ−、ド３７Ｘ、３７Ｙと、コリメータレ
ンズ３９Ｘ、３９Ｙを備えて構成されている。 前記Ｘ方向変位検出器３８Ｘは、前記第１の光源３６Ｘ
から射出された第１の光ビーム３４Ｘを２次元スケール
２２方向に照射させると共に、該照射した第１の光ビー
ム３４Ｘが２次元スケール２２の目盛を回折格子とし回
折光となって反射した反射光を第１の光ビーム３４Ｘの
側方に反射する第１のハーフミラ−４０Ｘと、この第１
のハーフミラ−４０Ｘの側方への反射光の光軸上に配置
された第２のハーフミラ−４２Ｘ、１／４波長板４４Ｘ
、検光子４６Ｘ及び受光素子４８Ｘと、前記第２のハー
フミラ−４２Ｘにより側方に反射された光線の光軸上に
配置された検光子５０Ｘ及び受光素子５２Ｘと、前記第
１の光ビーム３４Ｘによる、２次元スケール２２の目盛
によって生じた回折光のうち、（１、Ｏ）次光ｘ１の光
軸上に配置された偏光子５４Ｘ及びミラー５６Ｘと、（
−１，０）次光Ｘ２の光軸上に配置された偏光子５８Ｘ
及びミラー６０Ｘと、を含んで構成されている。前記偏
光子５４Ｘと５８Ｘは、偏光方向が９０°異なるように
されている。 前記受光素子４．８ Ｘ及び５２Ｘは、例えばフォトダ
イオードからなり、受光した光を電気信号に変換して、
プリアンプ６２Ｘに出力するようにされている。 プリアンプ６２Ｘの出力側にはカウンタ６４Ｘが接続さ
れ、このカウンタ６４Ｘの出力信号はＸ軸表示器６６Ｘ
に表示されるようになっている。 なお、Ｙ方向変位検出器３８Ｙは、第２の光ビーム３４
Ｙによる２次元スケール２２の目盛によって生じた回折
光のうち（０，１）次光Ｙ１の光軸上に配置された偏光
子５４Ｙ及びミラー５６Ｙと、（０、−１）次光Ｙ２の
光軸上に配置された偏光子５８Ｙ及びミラー６０Ｙとを
含んで構成されている点以外は、前記Ｘ方向変位検出器
３８Ｘと同様の構成であるので、Ｘ弁内変位検出器３８
Ｘにおけると同一部材には、図において符号ＸをＹに置
換え表示することによって説明を省略するものとする。 次に、上記実施例の作用を説明する。 ２次元変位検出器２４における第１の光源３６Ｘから射
出された第１の光ビーム３４Ｘは第１のハーフミラ−４
０Ｘを透過して、２次元スケール２２に至り、その目盛
を回折格子として回折光となって反射される。 ここで、２次元スケール２２のＸ−Ｙ目盛は、Ｘ、Ｙの
両方向に周期性を有するので、前記回折光はＸ方向に１
次、Ｙ方向にｎ次（ｍ −ｎは整数）のとき、（ｍ 、
ｎ ）次光と表現できる。 第１の光ビーム３４Ｘによって２次元スケール２２のＸ
目盛で生じた（１．Ｏ’Ｊ次光Ｘ１と（−１，０）次光
Ｘ２とは、ミラー５６Ｘ及び６０Ｘによりそれぞれ反射
されて、第１の光ビーム３４Ｘと同一光軸上に戻され、
混合ビームとなって第１のハーフミラ−４０Ｘで、第２
のハーフミラ−４２Ｘ方向に反射される。 この混合ビームはその１／２が第２のハーフミラ−４２
Ｘを透過して前記１／４波長板４４Ｘ、検光子４６Ｘを
通り受光素子４８Ｘに到達する。 又、第２のハーフミラ−４２Ｘで反射された１／２の混
合ビームは検光子５０Ｘを通り受光素子５２Ｘに到達す
る。 ここで、前記（１，０）次光ｘ１と（−１，０）次光Ｘ
２の混合ビームは、偏光子５４Ｘと５８Ｘの偏光方向が
９０°異なるため、干渉信号ではなく、第２のハーフミ
ラ−４２Ｘで分離された後に、一方の混合ビームは、検
光子５０Ｘによって干渉した成分が受光素子５２Ｘ及び
プリアンプ６２Ｘを経て周期信号ａ１となり、又、他方
の混合ビームは１／４波長板４４Ｘと検光子４６Ｘとに
よって干渉した成分が、受光素子４８Ｘ及びプリアン１
６２Ｘを経て周期信号ｂ１となる。 これら２相の９０°位相の異なる周期信号ａ１、ｂｌは
、カウンタ６０Ｘに入力されて演算され、計数値はＸ軸
表示器６６Ｘに表示される。このＸ軸表示器６６Ｘに表
示された計数値は、第１の光ビーム３４Ｘの光軸を横切
った、２次元スクールにおけるＸ軸の縦縞状の光学格子
の数にほかならない。 同様に、Ｙ軸方向についても、第２の光ビーム３４Ｙを
横切った縦縞状の光学格子の数をＹ軸表示器６６Ｙに表
示することができる。 従って、Ｘ軸表示器６６Ｘ及びＹ軸表示器６６Ｙは２次
元スケール２２のＸ−Ｙ方向の変位量を表示することに
なる。 ここで、２次元スケール２２は、載物台１６の測定対象
物載置面１６Ａの裏側に、該測定対象物載置面１６Ａと
平行に配置されている。 従って、第１図及び第２図に示される測定点１４Ａは前
記第１及び第２の光ビーム３４Ｘ、３４Ｙによる２次元
スケール２２の照射点に近接していることになる。 ここで、前記測定対象物１４の被測長部分は前記測定点
１４Ａを含む線分であり、前記２次元スケール２２にお
けるＸ方向及びＹ方向の目盛に対して、載物台１６の厚
さを除いて略同−直線上にあると考えられる。 従って、前述のアツベの原理の条件が略充足されること
になり、１次誤差が少なく、従来より高精度の座標特定
が可能となるので、測定精度の向上を図ることができる
。 更に、ガイド２８Ｘ、２８Ｙの真直度が悪くても、２次
元スケール２２の目盛が真直であれば、これらガイド２
８Ｘ、２９Ｙの畝りは測定値にそのまま反映されるので
、これを補正してより高精度の測定を行うことができる
。 なお、上記実施例は、２次元スケールとしてガラス基板
２２Ａに目盛をクロム蒸着して形成したものであるが、
本発明は、これに限定されるものでなく、いわゆるホロ
グラムをそのまま利用するようにしてもよい。 即ち、ガラス基板等に、重クロム酸ゼラチン等を塗布し
、ここに、例えば２光束の平行なレーザビームを重ねて
干渉縞を生成し、この干渉縞を前記重クロム酸ゼラチン
等に９０°回転して２回露光し、これを現像してボリュ
ームタイプのホログラムを作成するようにしてもよい。 又、前記実施例は、２次元変位検出器として２次元スケ
ール２２で生じた回折光を捉えるようにしたものである
が、本発明は、２次元スケールの変位を検出することが
できるものに一般的に適用されるものである。従って、
例えば２次元変位検出器として、２次元スケール２２上
の目盛と重なり合う参照スケールを用い、参照スケール
と２次元スケール２２との重なり合いの繰返しによる信
号から変位量を検出するようにしたものであってもよい
。
１２と、該基台１２に対して、同一平面内でＸ−Ｙ方向
に相対変位可能に取付けられた、測定対象物１４を載置
するための載物台１６と、この載物台１６の前記基台１
２に対するＸ−Ｙ方向の変位量を検出するための変位検
出装置１８と、を有してなるＸ−Ｙテーブル２０におい
て、前記変位検出装置１８を、前記載物台１６における
・測定対象物載置面１６Ａの裏面側に固定された、相互
に直交するＸ−Ｙ方向の目盛が形成された２次元スケー
ル２２と、前記基台１２に固定されると共に、前記２次
元スケール２２の目盛を読取り、前記２次元スケール２
２の前記基台１２に対する、Ｘ方向の変位により変化す
る第１の検出信号及びＹ方向の変位により変化する第２
の検出信号を各々生成する２次元変位検出器２４と、を
含んで構成したものである。第１図及び第２図の符号３
５は観察光学系を示す。 前記２次元スケール２２は、第３図（載物台１６を裏側
から見た斜視図）に示されるように、ガラス基板２２Ａ
に互いに直交するピッチＰの縦縞状のパターンの金属膜
を蒸着して形成したものであり、載物台１６の裏面に、
測定対象物載置面１６Ａと平行に、即ちＸ−Ｙ面内に、
接着されている。 前記Ｘ−Ｙテーブル２０は、前記第４図に示される従来
のＸ−Ｙテーブル１と同様に、基台１２と載物台１６の
間に可動テーブル２６を備え、載物台１６はガイド２８
Ｙに沿って、可動テーブル２６上をＹ方向に移動できる
ようにされ、ス、可動テーブル２６は基台１２上を、ガ
イド２８Ｘに沿って、Ｘ方向に変位できるようにされて
いる。 又、これら載物台１６及び可動テーブル２６の駆動は、
従来と同様に、駆動ねじ３０Ｘ、３０Ｙ及びこれを回転
させるための駆動ダイヤル３２Ｘ、３２ＹによってＸ及
びＹ方向に移動されるようになっている。 図の符号３３Ｘは駆動ねじ３０Ｘと螺合すると共に、可
動テーブル２６に固定された連結部材、３３Ｙは駆動ね
じ３０Ｙと螺合すると共に、載物台１６に固定された連
結部材をそれぞれ示す。 又、符号３５は観察光学系、３５Ａは観察光学系３５の
光軸、１４Ａは光軸３５Ａと測定対象物１４との交点、
即ち測定点をそれぞれ示す。 前記２次元変位検出器２４は、前記２次元スケール２２
に向けて、第１の光ビーム３４Ｘを射出する第１の光源
３６Ｘ及び第２の光ビーム３４Ｙを射出する第２の光源
３６Ｙと、前記第１の光ビーム３４Ｘの前記Ｘ方向の目
盛による複数の回折光の混合波を光電変換して前記第１
の検出信号を得るＸ方向変位検出器３８Ｘと、前記第２
の光ビーム３４Ｙの前記Ｙ方向の目盛による複数の回折
光の混合波を光電変換して前記第２の検出信号を得るＹ
方向変位検出器３８Ｙと、を備えて構成されている。 前記第１の光源３６Ｘ及び第２の光源３６Ｙは、それぞ
れレーザダイオ−、ド３７Ｘ、３７Ｙと、コリメータレ
ンズ３９Ｘ、３９Ｙを備えて構成されている。 前記Ｘ方向変位検出器３８Ｘは、前記第１の光源３６Ｘ
から射出された第１の光ビーム３４Ｘを２次元スケール
２２方向に照射させると共に、該照射した第１の光ビー
ム３４Ｘが２次元スケール２２の目盛を回折格子とし回
折光となって反射した反射光を第１の光ビーム３４Ｘの
側方に反射する第１のハーフミラ−４０Ｘと、この第１
のハーフミラ−４０Ｘの側方への反射光の光軸上に配置
された第２のハーフミラ−４２Ｘ、１／４波長板４４Ｘ
、検光子４６Ｘ及び受光素子４８Ｘと、前記第２のハー
フミラ−４２Ｘにより側方に反射された光線の光軸上に
配置された検光子５０Ｘ及び受光素子５２Ｘと、前記第
１の光ビーム３４Ｘによる、２次元スケール２２の目盛
によって生じた回折光のうち、（１、Ｏ）次光ｘ１の光
軸上に配置された偏光子５４Ｘ及びミラー５６Ｘと、（
−１，０）次光Ｘ２の光軸上に配置された偏光子５８Ｘ
及びミラー６０Ｘと、を含んで構成されている。前記偏
光子５４Ｘと５８Ｘは、偏光方向が９０°異なるように
されている。 前記受光素子４．８ Ｘ及び５２Ｘは、例えばフォトダ
イオードからなり、受光した光を電気信号に変換して、
プリアンプ６２Ｘに出力するようにされている。 プリアンプ６２Ｘの出力側にはカウンタ６４Ｘが接続さ
れ、このカウンタ６４Ｘの出力信号はＸ軸表示器６６Ｘ
に表示されるようになっている。 なお、Ｙ方向変位検出器３８Ｙは、第２の光ビーム３４
Ｙによる２次元スケール２２の目盛によって生じた回折
光のうち（０，１）次光Ｙ１の光軸上に配置された偏光
子５４Ｙ及びミラー５６Ｙと、（０、−１）次光Ｙ２の
光軸上に配置された偏光子５８Ｙ及びミラー６０Ｙとを
含んで構成されている点以外は、前記Ｘ方向変位検出器
３８Ｘと同様の構成であるので、Ｘ弁内変位検出器３８
Ｘにおけると同一部材には、図において符号ＸをＹに置
換え表示することによって説明を省略するものとする。 次に、上記実施例の作用を説明する。 ２次元変位検出器２４における第１の光源３６Ｘから射
出された第１の光ビーム３４Ｘは第１のハーフミラ−４
０Ｘを透過して、２次元スケール２２に至り、その目盛
を回折格子として回折光となって反射される。 ここで、２次元スケール２２のＸ−Ｙ目盛は、Ｘ、Ｙの
両方向に周期性を有するので、前記回折光はＸ方向に１
次、Ｙ方向にｎ次（ｍ −ｎは整数）のとき、（ｍ 、
ｎ ）次光と表現できる。 第１の光ビーム３４Ｘによって２次元スケール２２のＸ
目盛で生じた（１．Ｏ’Ｊ次光Ｘ１と（−１，０）次光
Ｘ２とは、ミラー５６Ｘ及び６０Ｘによりそれぞれ反射
されて、第１の光ビーム３４Ｘと同一光軸上に戻され、
混合ビームとなって第１のハーフミラ−４０Ｘで、第２
のハーフミラ−４２Ｘ方向に反射される。 この混合ビームはその１／２が第２のハーフミラ−４２
Ｘを透過して前記１／４波長板４４Ｘ、検光子４６Ｘを
通り受光素子４８Ｘに到達する。 又、第２のハーフミラ−４２Ｘで反射された１／２の混
合ビームは検光子５０Ｘを通り受光素子５２Ｘに到達す
る。 ここで、前記（１，０）次光ｘ１と（−１，０）次光Ｘ
２の混合ビームは、偏光子５４Ｘと５８Ｘの偏光方向が
９０°異なるため、干渉信号ではなく、第２のハーフミ
ラ−４２Ｘで分離された後に、一方の混合ビームは、検
光子５０Ｘによって干渉した成分が受光素子５２Ｘ及び
プリアンプ６２Ｘを経て周期信号ａ１となり、又、他方
の混合ビームは１／４波長板４４Ｘと検光子４６Ｘとに
よって干渉した成分が、受光素子４８Ｘ及びプリアン１
６２Ｘを経て周期信号ｂ１となる。 これら２相の９０°位相の異なる周期信号ａ１、ｂｌは
、カウンタ６０Ｘに入力されて演算され、計数値はＸ軸
表示器６６Ｘに表示される。このＸ軸表示器６６Ｘに表
示された計数値は、第１の光ビーム３４Ｘの光軸を横切
った、２次元スクールにおけるＸ軸の縦縞状の光学格子
の数にほかならない。 同様に、Ｙ軸方向についても、第２の光ビーム３４Ｙを
横切った縦縞状の光学格子の数をＹ軸表示器６６Ｙに表
示することができる。 従って、Ｘ軸表示器６６Ｘ及びＹ軸表示器６６Ｙは２次
元スケール２２のＸ−Ｙ方向の変位量を表示することに
なる。 ここで、２次元スケール２２は、載物台１６の測定対象
物載置面１６Ａの裏側に、該測定対象物載置面１６Ａと
平行に配置されている。 従って、第１図及び第２図に示される測定点１４Ａは前
記第１及び第２の光ビーム３４Ｘ、３４Ｙによる２次元
スケール２２の照射点に近接していることになる。 ここで、前記測定対象物１４の被測長部分は前記測定点
１４Ａを含む線分であり、前記２次元スケール２２にお
けるＸ方向及びＹ方向の目盛に対して、載物台１６の厚
さを除いて略同−直線上にあると考えられる。 従って、前述のアツベの原理の条件が略充足されること
になり、１次誤差が少なく、従来より高精度の座標特定
が可能となるので、測定精度の向上を図ることができる
。 更に、ガイド２８Ｘ、２８Ｙの真直度が悪くても、２次
元スケール２２の目盛が真直であれば、これらガイド２
８Ｘ、２９Ｙの畝りは測定値にそのまま反映されるので
、これを補正してより高精度の測定を行うことができる
。 なお、上記実施例は、２次元スケールとしてガラス基板
２２Ａに目盛をクロム蒸着して形成したものであるが、
本発明は、これに限定されるものでなく、いわゆるホロ
グラムをそのまま利用するようにしてもよい。 即ち、ガラス基板等に、重クロム酸ゼラチン等を塗布し
、ここに、例えば２光束の平行なレーザビームを重ねて
干渉縞を生成し、この干渉縞を前記重クロム酸ゼラチン
等に９０°回転して２回露光し、これを現像してボリュ
ームタイプのホログラムを作成するようにしてもよい。 又、前記実施例は、２次元変位検出器として２次元スケ
ール２２で生じた回折光を捉えるようにしたものである
が、本発明は、２次元スケールの変位を検出することが
できるものに一般的に適用されるものである。従って、
例えば２次元変位検出器として、２次元スケール２２上
の目盛と重なり合う参照スケールを用い、参照スケール
と２次元スケール２２との重なり合いの繰返しによる信
号から変位量を検出するようにしたものであってもよい
。
本発明は、上記のように構成したので、Ｘ−Ｙテーブル
におけるＸ−Ｙ面での形状を小型化し、且つ、構造を簡
略化することができると共に、測定対象物の被測定部と
測長スケールとを略同−直線上に配置して測定精度を向
上させることができるという優れた効果を有する。
におけるＸ−Ｙ面での形状を小型化し、且つ、構造を簡
略化することができると共に、測定対象物の被測定部と
測長スケールとを略同−直線上に配置して測定精度を向
上させることができるという優れた効果を有する。
第１図は本発明に係るＸ−Ｙテーブルの実施例を示す斜
視図、第２図は第１図の■−■線に沿う断面図、第３図
は同実施例における２次元スケール及び２次元変位検出
器を、載物台の裏側から見た、一部ブロック図を含む拡
大斜視図、第４図は従来のＸ−Ｙテーブルを示す斜視図
である。 １２・・・基台、 １４・・・測定対象物、１６・・
・載物台、 １６Ａ・・・測定対象物載置面、１８・・
・変位検出器、 ２０・・・Ｘ−Ｙテーブル、 ２２・・・２次元スケール、 ２４・・・２次元変位検出器、 ２６・・・可動テーブル。
視図、第２図は第１図の■−■線に沿う断面図、第３図
は同実施例における２次元スケール及び２次元変位検出
器を、載物台の裏側から見た、一部ブロック図を含む拡
大斜視図、第４図は従来のＸ−Ｙテーブルを示す斜視図
である。 １２・・・基台、 １４・・・測定対象物、１６・・
・載物台、 １６Ａ・・・測定対象物載置面、１８・・
・変位検出器、 ２０・・・Ｘ−Ｙテーブル、 ２２・・・２次元スケール、 ２４・・・２次元変位検出器、 ２６・・・可動テーブル。
Claims (1)
- （１）基台と、該基台に対して、同一平面内でＸ−Ｙ方
向に相対変位可能に取付けられた、測定対象物を載置す
るための載物台と、この載物台の前記基台に対するＸ−
Ｙ方向の変位量を検出するための変位検出装置と、を有
してなるＸ−Ｙテーブルにおいて、前記変位検出装置を
、前記載物台における測定対象物載置面の裏面側に固定
された相互に直交するＸ−Ｙ方向の目盛が形成された２
次元スケールと、前記基台に固定されると共に、前記２
次元スケールの目盛を読取り、前記２次元スケールの前
記基台に対する、Ｘ方向の変位により変化する第１の検
出信号及びＹ方向の変位により変化する第２の検出信号
を各々生成する２次元変位検出器と、を含んで構成した
Ｘ−Ｙテーブル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63099076A JPH0610967B2 (ja) | 1988-04-21 | 1988-04-21 | Ｘ−ｙテーブル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63099076A JPH0610967B2 (ja) | 1988-04-21 | 1988-04-21 | Ｘ−ｙテーブル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01272041A true JPH01272041A (ja) | 1989-10-31 |
| JPH0610967B2 JPH0610967B2 (ja) | 1994-02-09 |
Family
ID=14237828
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63099076A Expired - Fee Related JPH0610967B2 (ja) | 1988-04-21 | 1988-04-21 | Ｘ−ｙテーブル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0610967B2 (ja) |
-
1988
- 1988-04-21 JP JP63099076A patent/JPH0610967B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0610967B2 (ja) | 1994-02-09 |
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Legal Events
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