位置決め装置
【課題】バーミラーを用いることなく、干渉計の測長光路を減圧して位置決め精度を向上させることで、ステージ外部の減圧が困難な加工装置等への適用及び装置の小型化を可能にする。
【解決手段】位置決め装置の固定部であるベース１は、Ｙガイド面２を有し、Ｙ凹空間部６、シール部７、Ｙ軸受８を有するＹスライダ３は、Ｙガイド面２に沿って移動する。Ｘ凹空間部９、シール部１０、Ｘ軸受１１を有するＸスライダ５は、Ｙスライダ３上をＸガイド面４に沿って移動する。干渉計２５ａ及びミラー２７ａ、２７ｂは、Ｘスライダ５のＸ凹空間部９に配置され、干渉計２５ｂ及びミラー２７ｃ、２７ｄは、Ｙスライダ３のＹ凹空間部６に配置される。各凹空間部６，９は、それぞれ排気ホース１５、１６によって減圧される。
【解決手段】位置決め装置の固定部であるベース１は、Ｙガイド面２を有し、Ｙ凹空間部６、シール部７、Ｙ軸受８を有するＹスライダ３は、Ｙガイド面２に沿って移動する。Ｘ凹空間部９、シール部１０、Ｘ軸受１１を有するＸスライダ５は、Ｙスライダ３上をＸガイド面４に沿って移動する。干渉計２５ａ及びミラー２７ａ、２７ｂは、Ｘスライダ５のＸ凹空間部９に配置され、干渉計２５ｂ及びミラー２７ｃ、２７ｄは、Ｙスライダ３のＹ凹空間部６に配置される。各凹空間部６，９は、それぞれ排気ホース１５、１６によって減圧される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械等の加工装置や露光装置等の加工装置に搭載される位置決め装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のレーザ測長器を用いた２次元方向に移動可能な位置決め装置においては、レーザ測長器から出射されるレーザのターゲットとしてバーミラーが用いられる（特許文献１参照）。従来の露光装置における位置決め装置では、スライダ上にバーミラーを設置することで、スライダがレーザ測長器の測長方向と垂直な方向に移動する場合においても、レーザの反射が途切れることなく連続的な位置の測定が可能となっている。また、レーザ測長器を用いた位置決め装置においては、大気中のレーザ光路（測長光路）の屈折率変動により測長値が変動し、位置決め誤差が発生するという問題がある。露光空間を真空環境とする露光装置においては、ステージに静圧軸受と差動排気シールを組み合わせて用いることにより、ステージ外部の露光空間が真空排気されるため、真空環境下にレーザ測長器を配置することが可能である。
【０００３】
図１３は、従来の露光装置における位置決め装置を示すもので、ベース１０１上のＸ・Ｙスライダ１０３、１０５を含むステ−ジに保持されたウェハ１３６を含む露光空間を減圧するために、真空チャンバ１００が不図示の真空ポンプにより真空排気される。各スライダ１０３、１０５の静圧軸受１０８から放出される空気の露光空間への流出は、差動排気シール１０９により抑制される。差動排気シール１０９は非接触でシール機能を有するため、ステージ移動時においても位置決め精度の低下要因となる外乱は発生しない。ステージ外部に配置されたレーザ測長器である干渉計１１５ａ、１１５ｂの測長光路は、バーミラー１１７ａ、１１７ｂとともに、真空チャンバ１００の内部に収容されるため減圧されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１７３６５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のバーミラーを用いた位置決め装置は、バーミラーを設置するためにスライダが大型化するという課題を有する。また、工作機械においては、加工により発生する切粉、工具及びワークの冷却に用いられる切削油、研磨液などの、飛散する固体及び液体がステージ外部の加工空間に存在する。このような加工空間を減圧し、レーザ測長器を配置する場合、飛散する固体や液体によってレーザ測長器の汚染や、真空ポンプの損傷等の問題が生じる。このため、工作機械においてはステージ外部を減圧することは困難である。したがって、従来の静圧軸受と差動排気シールを用い、レーザ測長器の測長光路を減圧する位置決め装置は、レーザ測長器がステージの外部に配置される構成であるため、工作機械への適用が困難である。
【０００６】
また、上記の位置決め装置は、ステージを真空チャンバ内に設置することを前提としているため、真空チャンバを含む装置全体が大型化するという課題を有する。
【０００７】
本発明は、バーミラーを用いることなく、スライダの小型化が可能であるとともに、レーザ測長器の測長光路を減圧することにより位置決め精度を向上させることのできる位置決め装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の位置決め装置は、第１のガイド面を有する固定部と、前記第１のガイド面に沿って移動する第１の移動体と、前記第１の移動体に設けられた第２のガイド面に沿って移動する第２の移動体と、前記固定部に対する前記第１の移動体の位置を測定する第１のレーザ測長器と、前記第１の移動体に対する前記第２の移動体の位置を測定する第２のレーザ測長器と、前記第１の移動体に配置された、前記第１のガイド面に対向する開口を有する第１の凹空間部と、前記第２の移動体に配置された、前記第２のガイド面に対向する開口を有する第２の凹空間部と、前記第１の凹空間部及び前記第２の凹空間部をそれぞれ減圧するための減圧手段と、を有し、前記第１の凹空間部に前記第１のレーザ測長器を配置し、前記第２の凹空間部に前記第２のレーザ測長器を配置したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
上記構成によれば、移動体にバーミラーを設置しないため、移動体の小型化が可能となる。
【００１０】
また、移動体の位置を計測するレーザ測長器が、移動体内部の減圧空間に収容されるため、測長光路の屈折率変化が抑制され、その結果、位置決め精度を向上させることができる。
【００１１】
レーザ測長器を収容する減圧空間を移動体内部に設けたことで、飛散する固体や液体の存在により位置決め装置外部の減圧が困難である工作機械等にも適用が可能となる。
【００１２】
また、移動体の外部に真空チャンバを設置する必要がないため、装置全体の小型化を促進できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
【００１４】
図１〜４は第１の実施形態を説明するものである。図１は本実施形態による位置決め装置を示す平面図、図２（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、図１の装置をＹ方向、Ｘ方向から見た断面図である。本実施形態による位置決め装置は、２つの移動体を組み合わせた、水平方向に自由度を有する２自由度のＸＹステージを用いているが、本発明の位置決め装置の移動方向は水平方向に限定されるものではない。例えば、ＸＺステージ等のように、鉛直方向（Ｚ方向）に自由度を有する構成とすることも可能である。
【００１５】
図１に示すように、固定部であるベース１上に第１のガイド面であるＹガイド面２が設けられ、第１の移動体であるＹスライダ３は、Ｙガイド面２に沿って移動可能である。また、Ｙスライダ３の上面に設けられた第２のガイド面であるＸガイド面４に沿って第２の移動体であるＸスライダ５が移動可能である。
【００１６】
図２に示すように、Ｙスライダ３は、Ｙガイド面２と対向する面上に開口を有する第１の凹空間部であるＹ凹空間部６、シール部７、Ｙ軸受８を有する。Ｘスライダ５は、Ｘガイド面４と対向する面上に開口を有する第２の凹空間部であるＸ凹空間部９、シール部１０、Ｘ軸受１１を有する。
【００１７】
Ｙ凹空間部６及びＸ凹空間部９は、それぞれ、減圧手段を構成する排気ホース１５，１６を通じて不図示の真空ポンプに接続され、減圧される。干渉計２５ａは、Ｙスライダ３に対してＸスライダ５のＸ方向の相対位置を測定する第２のレーザ測長器であり、干渉計２５ｂは、ベース１に対してＹスライダ３のＹ方向の相対位置を測定する第１のレーザ測長器である。
【００１８】
干渉計と測定対象である移動体の間の測長光路において、屈折率変動が生じると測長誤差が生じるため、測長精度を向上させるためには測長光路を減圧することが有効である。本実施形態においては、測長光路が減圧された凹空間部に収容されるため、測長誤差を抑制して位置決め精度を向上させることができる。また、減圧される領域が位置決め装置の内部であるため、位置決め装置外部の減圧が困難な工作機械への適用が可能である。
【００１９】
干渉計２５ａ、２５ｂから出射される干渉光は、不図示の光検出回路に導かれ、干渉光の位相差からミラーの移動距離を演算する回路（不図示）を使用することにより、ミラーの位置情報が得られる。干渉計２５ａ、２５ｂは、分解能向上を主な目的として、対向する２箇所に設置された複数のミラー２７ａ〜２７ｄの差動計測を行っている。
【００２０】
Ｙスライダ３の上段にＸスライダ５を配置したＸＹステージにおいて、本発明では、Ｙスライダ３の位置をベース基準で計測し、Ｘスライダ５の位置をＹスライダ基準で計測することにより、バーミラーを不要としている。これに対して図１３に示す従来技術では、固定部であるベース１０１を基準としてＸスライダ１０５の位置を計測するため、バーミラー１１７ａ、１１７ｂが必須となる。したがって、図１４に示すように、ＸスライダストロークＸｓｔとＹスライダストロークＹｓｔが等しい場合は、本発明の位置決め装置においては、従来技術に比べて、Ｘスライダ５のＹ方向の長さＬを縮小することで小型化が可能である。
【００２１】
図３は、真空排気時に各凹空間部６、９への空気の流入を抑制するシール構造を示すもので、（ａ）はＸスライダ５の下面図、（ｂ）はＹスライダ３の下面図である。Ｘスライダ５においては、Ｘ凹空間部９のＸガイド面４に面した開口の周囲にシール部１０が配置され、Ｘ凹空間部９に流入する空気の量を抑制する。また、シール部１０の外側にＸ軸受１１が配置され、Ｘガイド面４に対しＸスライダ５を支持する。Ｙスライダ３においても、Ｘスライダと同様の位置関係でシール部７、Ｙ軸受８が配置される。
【００２２】
図４は、本実施形態の位置決め装置に使用する差動干渉計の構成を示す。この構成は、Ｘ方向の位置を測定する干渉計２５ａに対応しているが、干渉計２５ｂも同様の構成である。干渉計２５ａにおいて、偏光ビームスプリッタ３０に入射したレーザ１８は２光束に分割され、直角ミラー２８から構成されるミラー２７ａ、２７ｂにより多重反射された後、干渉させられる。レーザ１８は、干渉計２５ａとミラー２７ａ、２７ｂとの間でそれぞれ４往復し、ミラー２７ａとミラー２７ｂの変位が差動計測されるため、干渉計２５ａは８パスの差動干渉計として機能する。
【００２３】
なお、差動干渉計は８パス干渉計に限定されず、２ｎパス干渉計（ｎ＝１、２、３・・・）が使用可能である。差動干渉計を用いることの利点は、測長分解能が向上すること、減圧される凹空間部全域を測長光路２９ａ、２９ｂとして有効利用できること、ミラー２７ａ、２７ｂ等の熱変形による測長誤差の影響を軽減できることなどである。
【００２４】
なお、第１の実施形態以外の他の実施形態においても差動干渉計を使用することが可能である。
【００２５】
シール部７、１０には摺動摩擦抵抗がなく位置決め精度を向上しやすい非接触型シールを用いることが望ましいが、接触型シールを用いることも可能である。
【００２６】
ここで非接触型シールとは、シール部が対向するガイド面との間に微小隙間を形成し、微小隙間の流路抵抗を利用して空気の流入を抑制するシールである。このようなシールは差動排気シールとも呼ばれる。非接触型シールを用いる場合は、微小隙間より減圧空間に常に空気が流入するが、微小隙間の高さ、シール部の面積、真空ポンプの排気速度等を適切に設計することにより、空間内の屈折率変動を僅少とする圧力まで減圧できる。微小隙間の高さは、１μｍ以上１０μｍ以下が好ましい。１μｍより小さいとガイド面と接触しやすく、加工も難しい。１０μｍより広いと、シール効果が薄れて、減圧空間部に空気が流入し、測長光路に気流が生じやすくなる。非接触型シールの材質は、グラファイト等の潤滑性を有する素材とするとよい。
【００２７】
また、接触型シールとは、Ｏリングやオイルシール等の部材同士が接触することにより空気の流入を抑制するシールであり、非接触型シールに比べて高いシール効果が得られる。
【００２８】
各軸受８、１１には摺動摩擦抵抗がなく位置決め精度を向上しやすい非接触軸受を用いることが望ましいが、よりコストの低い接触式軸受を用いることも可能である。
【００２９】
ここで非接触軸受とは流体軸受や磁気軸受等を含む軸受であり、軸受の材質はグラファイト等の潤滑性を有する素材とするとよい。
【００３０】
接触式軸受とは、すべり軸受や転がり軸受等を含む軸受である。
【００３１】
また、非接触軸受と非接触型シールを組み合わせて用いる場合には、各軸受８、１１の各ガイド面２，４に対向する面と、シール部７、１０の各ガイド面２，４に対向する面とを、同一平面上に配置することが好ましい。なぜなら、上記の軸受面とシール面を同時に加工することが可能となり、形状精度の向上と製作コストの削減を同時に実現できるからである。
【００３２】
各スライダの駆動方法は以下の通りである。干渉計により測定されたスライダの位置情報と、目標位置との偏差を基に、ＰＩＤ演算等によりスライダを駆動するための駆動力を算出する。そしてリニアモータ等の駆動手段によりスライダを駆動することにより、スライダの位置決め動作を行う。駆動力の算出方法及び駆動手段については、周知であるので詳細な説明は省略する。
【００３３】
図５〜７は第２の実施形態を説明するもので、図５は、本実施形態による位置決め装置を示す平面図、図６（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、図５の装置をＹ・Ｘ方向から見た断面図である。また、図７（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、Ｘスライダ５、Ｙスライダ３の下面図である。本実施形態が第１の実施形態と異なる点は、スライダに設けた凹空間部の減圧方法であり、その他は第１の実施形態と同様である。
【００３４】
本実施形態においては、図６に示すように、Ｙスライダ３は、Ｘガイド面４上の、Ｘ凹空間部９と対向する位置に設けたＸ排気口１２と、Ｘ排気口１２とＹ凹空間部６とを連通するＸ−Ｙ連通流路１３と、を有する。ベース１は、Ｙガイド面２上の、Ｙ凹空間部６と対向する位置に設けたＹ排気口１４を有する。Ｙ排気口１４には不図示の真空ポンプが接続され、Ｙ排気口１４を通じてＹ凹空間部６及びＸ凹空間部９が減圧される。スライダの位置によらず真空排気流路を確保するため、Ｙ凹空間部６のＹガイド面２に面した開口は、Ｙスライダ３がストローク範囲内で移動する場合において、Ｙ排気口１４の全面に重なっている。同様に、Ｘ凹空間部９のＸガイド面４に面した開口は、Ｘスライダ５がストローク範囲内で移動する場合において、Ｘ排気口１２の全面に重なっている。
【００３５】
本実施形態においては、移動体（スライダ）に排気ホースを接続する必要がないため、排気ホースの変形による非線形外乱力が移動体に作用せず、第１の実施形態に比べて、位置決め精度が向上する。
【００３６】
図８〜１１は第３の実施形態を説明するもので、図８は本実施形態における位置決め装置を示す平面図、図９は、図８に示す装置のＹ方向の断面図、図１０（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、図８に示す装置のＡ−Ａ断面図、Ｂ−Ｂ断面図である。図１１（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、Ｘスライダ５、Ｙスライダ３の下面図である。
【００３７】
本実施形態の特徴は、Ｙスライダ３に、独立した２つのＹ凹空間部６ａ、６ｂを設けた点である。図９、１０に示すように、第３の凹空間部であるＹ凹空間部６ｂは、Ｘ排気口１２、Ｘ−Ｙ連通流路１３により第２の凹空間部であるＸ凹空間部９と連通している。これに対して、第１の凹空間部であるＹ凹空間部６ａは、Ｘ凹空間部９とは連通しておらず、図１１に示すように、Ｙ凹空間部６ｂからはシール部７により隔離されている。Ｘ凹空間部９及びＹ凹空間部６ｂはＹ排気口１４を通じて真空ポンプにより減圧され、Ｙ凹空間部６ａはＹ排気口３１を通じて真空ポンプにより減圧される。干渉計２５ａは、Ｙスライダ３に対してＸスライダ５のＸ方向の相対位置を測定する第２のレーザ測長器であり、干渉計２５ｂは、ベース１に対してＹスライダ３のＹ方向の相対位置を測定する第１のレーザ測長器である。
【００３８】
本実施形態の利点を、第２の実施形態との比較により説明する。各スライダのガイド面は完全な平面ではなく、加工精度の限界によりうねりが存在する。シール部に非接触シールを用いてスライダの凹空間部を減圧する場合には、ガイド面のうねりによりスライダ移動時にシールの微小隙間高さが変化し、凹空間部の真空度が変動する。この真空度変動により測長光路の屈折率が変動するため、スライダ移動時に測長誤差が生じる。
【００３９】
第２の実施形態においては、干渉計２５ａの測長光路であるＸ凹空間部９と、干渉計２５ｂの測長光路であるＹ凹空間部６とが、Ｘ−Ｙ連通流路１３により通じている。このためＸスライダ５が移動する場合、Ｘガイド面４のうねりによりＸ凹空間部９の真空度が変動すると、同時にＹ凹空間部６の真空度も変動する。このようにＸ凹空間部９とＹ凹空間部６の真空度が連成して変動することにより、干渉計２５ａと干渉計２５ｂにおいて連成した測長誤差が発生する問題がある。
【００４０】
本実施形態はこの問題に対する対策として有効である。本実施形態においては、干渉計２５ａの測長光路であるＸ凹空間部９と、干渉計２５ｂの測長光路であるＹ凹空間部６ａとが独立している。このため、Ｘスライダ５が移動する場合に、Ｘ凹空間部９の真空度が変動しても、Ｙ凹空間部６ａの真空度は変動しない。したがって、Ｘスライダ５の移動時における干渉計２５ｂの測長誤差の抑制が可能である。
【００４１】
図１２は第４の実施形態を示す。これは、第２の実施形態による位置決め装置を用いた加工装置（工作機械）であり、被加工物３６は、Ｘスライダ５、Ｙスライダ３、不図示のリニアモータ等の駆動手段から構成されるＸＹステージ上の保持具に保持され、ＸＹ方向に移動可能となっている。Ｙスライダ３のベース１に対する相対位置が、減圧されたＹ凹空間部６を測長光路として用いる干渉計２５ｂによって計測される。同様に、Ｘスライダ５のＹスライダ３に対する相対位置が、減圧されたＸ凹空間部９を測長光路として用いる干渉計２５ａによって計測される。Ｘ凹空間部９とＹ凹空間部６はＸ−Ｙ連通流路１３によって連通されており、ベース１に設けたＹ排気口を通じて、Ｘ凹空間部９とＹ凹空間部６が減圧される。
【００４２】
本実施形態におけるＸＹステージの軸受及びシール部の構成は、第２の実施形態と同様であるので説明は省略する。
【００４３】
工具３５は図示しない保持具に保持され、保持具を支持するＺスライダ３４、リニアモータ等の駆動手段から構成されるＺステージによってＺ方向に移動可能となっている。Ｚスライダ３４は、Ｙスライダ３と同様に減圧された凹空間部と、ベース１との相対位置を計測する干渉計、シール部、軸受を備えるが、詳細な説明は省略する。
【００４４】
各スライダに設けた減圧凹空間の外周部にはシール部７、１０などが設けられているため、減圧凹空間への空気の流入は微小である。
【００４５】
また、加工空間で発生する切粉、切削油等は、被加工物３６近傍に設置される不図示のカバー等により、スライダの軸受あるいはシール部に到達する以前に回収される。したがって、加工空間で飛散する固体及び液体は減圧凹空間には混入しないので、レーザ測長器の汚染や真空ポンプの損傷等の問題を回避できる。
【００４６】
本実施形態においては、工具３５及び被加工物３６のうちの少なくとも一方を、高精度な位置決め装置を用いて位置決めすることにより、高精度加工を行うことができる。また、工具３５と被加工物３６の配置を交換しても同様な加工を行うことができる。
【００４７】
上記構成により、従来技術では不可能であった、測長光路が減圧された干渉計を用いた位置決め装置の加工装置への適用が可能となる。また、位置決め装置外部の真空チャンバが不要であるため、装置全体の小型化が可能である。
【００４８】
次に、図１２に示す加工装置が行う加工の具体例を説明する。
【００４９】
第１の加工例として、レンズ金型の切削加工を説明する。工具３５をスピンドルに取付けられた先端丸形状のダイアモンドバイト、被加工物３６を鉄系の母材の上に無電界ニッケルメッキを施した金型材とする。スピンドルの回転によりバイトを高速旋回させ、金型材をＸＹ方向、バイトをＺ方向に走査する。バイトの切込み量を図１２の位置決め装置により高精度に制御しながら切削加工を行うことにより、レンズ金型を高精度に加工できる。
【００５０】
また、第２の加工例として、レンズの研磨加工を説明する。工具３５をウレタンパッドなどの研磨工具、被加工物３６をレンズ母材とし、研磨液中でレンズ母材に対し研磨工具を軽微な荷重で押し付けながら走査することにより、研磨加工を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明の位置決め装置は、切削、研削、研磨、ウォータージェット加工などの噴射加工、プラズマ加工、放電加工、電子ビーム加工、レーザ加工などの、工具及び被加工物の少なくとも一方を高精度に位置決めする加工装置に広く適用できる。
【００５２】
また、本発明の位置決め装置は加工装置だけでなく、露光装置等にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】第１の実施形態に係る位置決め装置を示す平面図である。
【図２】図１の装置の断面を示すもので、（ａ）はＹ方向から見た断面図、（ｂ）はＸ方向から見た断面図である。
【図３】図１の装置のＸスライダ及びＹスライダの下面を示す図である。
【図４】第１の実施形態に係るレーザ測長器の構成を示す図である。
【図５】第２の実施形態に係る位置決め装置を示す平面図である。
【図６】図５の装置の断面を示すもので、（ａ）はＹ方向から見た断面図、（ｂ）はＸ方向から見た断面図である。
【図７】図５の装置のＸスライダ及びＹスライダの下面を示す図である。
【図８】第３の実施形態に係る位置決め装置を示す平面図である。
【図９】図８の装置をＹ方向から見た断面図である。
【図１０】図８の装置のＸ方向から見た断面を示すもので、（ａ）は図８に基づくＡ−Ａ断面図、（ｂ）は図８に基づくＢ−Ｂ断面図である。
【図１１】図８の装置のＸスライダ及びＹスライダの下面を示す図である。
【図１２】第４の実施形態に係る加工装置を示す斜視図である。
【図１３】一従来例による、露光装置における位置決め装置を示す斜視図である。
【図１４】第１の実施形態による位置決め装置と、従来例による露光装置における位置決め装置のスライダの大きさを比較したものである。
【符号の説明】
【００５４】
１ ベース
２ Ｙガイド面
３ Ｙスライダ
４ Ｘガイド面
５ Ｘスライダ
６、６ａ、６ｂ Ｙ凹空間部
７、１０ シール部
９ Ｘ凹空間部
１２ Ｘ排気口
１３ Ｘ−Ｙ連通流路
１４、３１ Ｙ排気口
１５、１６ 排気ホース
２５ａ、２５ｂ 干渉計
２６ａ、２６ｂ レーザ光源
２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄ ミラー
３４ Ｚスライダ
３５ 工具
３６ 被加工物
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械等の加工装置や露光装置等の加工装置に搭載される位置決め装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のレーザ測長器を用いた２次元方向に移動可能な位置決め装置においては、レーザ測長器から出射されるレーザのターゲットとしてバーミラーが用いられる（特許文献１参照）。従来の露光装置における位置決め装置では、スライダ上にバーミラーを設置することで、スライダがレーザ測長器の測長方向と垂直な方向に移動する場合においても、レーザの反射が途切れることなく連続的な位置の測定が可能となっている。また、レーザ測長器を用いた位置決め装置においては、大気中のレーザ光路（測長光路）の屈折率変動により測長値が変動し、位置決め誤差が発生するという問題がある。露光空間を真空環境とする露光装置においては、ステージに静圧軸受と差動排気シールを組み合わせて用いることにより、ステージ外部の露光空間が真空排気されるため、真空環境下にレーザ測長器を配置することが可能である。
【０００３】
図１３は、従来の露光装置における位置決め装置を示すもので、ベース１０１上のＸ・Ｙスライダ１０３、１０５を含むステ−ジに保持されたウェハ１３６を含む露光空間を減圧するために、真空チャンバ１００が不図示の真空ポンプにより真空排気される。各スライダ１０３、１０５の静圧軸受１０８から放出される空気の露光空間への流出は、差動排気シール１０９により抑制される。差動排気シール１０９は非接触でシール機能を有するため、ステージ移動時においても位置決め精度の低下要因となる外乱は発生しない。ステージ外部に配置されたレーザ測長器である干渉計１１５ａ、１１５ｂの測長光路は、バーミラー１１７ａ、１１７ｂとともに、真空チャンバ１００の内部に収容されるため減圧されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１７３６５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のバーミラーを用いた位置決め装置は、バーミラーを設置するためにスライダが大型化するという課題を有する。また、工作機械においては、加工により発生する切粉、工具及びワークの冷却に用いられる切削油、研磨液などの、飛散する固体及び液体がステージ外部の加工空間に存在する。このような加工空間を減圧し、レーザ測長器を配置する場合、飛散する固体や液体によってレーザ測長器の汚染や、真空ポンプの損傷等の問題が生じる。このため、工作機械においてはステージ外部を減圧することは困難である。したがって、従来の静圧軸受と差動排気シールを用い、レーザ測長器の測長光路を減圧する位置決め装置は、レーザ測長器がステージの外部に配置される構成であるため、工作機械への適用が困難である。
【０００６】
また、上記の位置決め装置は、ステージを真空チャンバ内に設置することを前提としているため、真空チャンバを含む装置全体が大型化するという課題を有する。
【０００７】
本発明は、バーミラーを用いることなく、スライダの小型化が可能であるとともに、レーザ測長器の測長光路を減圧することにより位置決め精度を向上させることのできる位置決め装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の位置決め装置は、第１のガイド面を有する固定部と、前記第１のガイド面に沿って移動する第１の移動体と、前記第１の移動体に設けられた第２のガイド面に沿って移動する第２の移動体と、前記固定部に対する前記第１の移動体の位置を測定する第１のレーザ測長器と、前記第１の移動体に対する前記第２の移動体の位置を測定する第２のレーザ測長器と、前記第１の移動体に配置された、前記第１のガイド面に対向する開口を有する第１の凹空間部と、前記第２の移動体に配置された、前記第２のガイド面に対向する開口を有する第２の凹空間部と、前記第１の凹空間部及び前記第２の凹空間部をそれぞれ減圧するための減圧手段と、を有し、前記第１の凹空間部に前記第１のレーザ測長器を配置し、前記第２の凹空間部に前記第２のレーザ測長器を配置したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
上記構成によれば、移動体にバーミラーを設置しないため、移動体の小型化が可能となる。
【００１０】
また、移動体の位置を計測するレーザ測長器が、移動体内部の減圧空間に収容されるため、測長光路の屈折率変化が抑制され、その結果、位置決め精度を向上させることができる。
【００１１】
レーザ測長器を収容する減圧空間を移動体内部に設けたことで、飛散する固体や液体の存在により位置決め装置外部の減圧が困難である工作機械等にも適用が可能となる。
【００１２】
また、移動体の外部に真空チャンバを設置する必要がないため、装置全体の小型化を促進できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
【００１４】
図１〜４は第１の実施形態を説明するものである。図１は本実施形態による位置決め装置を示す平面図、図２（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、図１の装置をＹ方向、Ｘ方向から見た断面図である。本実施形態による位置決め装置は、２つの移動体を組み合わせた、水平方向に自由度を有する２自由度のＸＹステージを用いているが、本発明の位置決め装置の移動方向は水平方向に限定されるものではない。例えば、ＸＺステージ等のように、鉛直方向（Ｚ方向）に自由度を有する構成とすることも可能である。
【００１５】
図１に示すように、固定部であるベース１上に第１のガイド面であるＹガイド面２が設けられ、第１の移動体であるＹスライダ３は、Ｙガイド面２に沿って移動可能である。また、Ｙスライダ３の上面に設けられた第２のガイド面であるＸガイド面４に沿って第２の移動体であるＸスライダ５が移動可能である。
【００１６】
図２に示すように、Ｙスライダ３は、Ｙガイド面２と対向する面上に開口を有する第１の凹空間部であるＹ凹空間部６、シール部７、Ｙ軸受８を有する。Ｘスライダ５は、Ｘガイド面４と対向する面上に開口を有する第２の凹空間部であるＸ凹空間部９、シール部１０、Ｘ軸受１１を有する。
【００１７】
Ｙ凹空間部６及びＸ凹空間部９は、それぞれ、減圧手段を構成する排気ホース１５，１６を通じて不図示の真空ポンプに接続され、減圧される。干渉計２５ａは、Ｙスライダ３に対してＸスライダ５のＸ方向の相対位置を測定する第２のレーザ測長器であり、干渉計２５ｂは、ベース１に対してＹスライダ３のＹ方向の相対位置を測定する第１のレーザ測長器である。
【００１８】
干渉計と測定対象である移動体の間の測長光路において、屈折率変動が生じると測長誤差が生じるため、測長精度を向上させるためには測長光路を減圧することが有効である。本実施形態においては、測長光路が減圧された凹空間部に収容されるため、測長誤差を抑制して位置決め精度を向上させることができる。また、減圧される領域が位置決め装置の内部であるため、位置決め装置外部の減圧が困難な工作機械への適用が可能である。
【００１９】
干渉計２５ａ、２５ｂから出射される干渉光は、不図示の光検出回路に導かれ、干渉光の位相差からミラーの移動距離を演算する回路（不図示）を使用することにより、ミラーの位置情報が得られる。干渉計２５ａ、２５ｂは、分解能向上を主な目的として、対向する２箇所に設置された複数のミラー２７ａ〜２７ｄの差動計測を行っている。
【００２０】
Ｙスライダ３の上段にＸスライダ５を配置したＸＹステージにおいて、本発明では、Ｙスライダ３の位置をベース基準で計測し、Ｘスライダ５の位置をＹスライダ基準で計測することにより、バーミラーを不要としている。これに対して図１３に示す従来技術では、固定部であるベース１０１を基準としてＸスライダ１０５の位置を計測するため、バーミラー１１７ａ、１１７ｂが必須となる。したがって、図１４に示すように、ＸスライダストロークＸｓｔとＹスライダストロークＹｓｔが等しい場合は、本発明の位置決め装置においては、従来技術に比べて、Ｘスライダ５のＹ方向の長さＬを縮小することで小型化が可能である。
【００２１】
図３は、真空排気時に各凹空間部６、９への空気の流入を抑制するシール構造を示すもので、（ａ）はＸスライダ５の下面図、（ｂ）はＹスライダ３の下面図である。Ｘスライダ５においては、Ｘ凹空間部９のＸガイド面４に面した開口の周囲にシール部１０が配置され、Ｘ凹空間部９に流入する空気の量を抑制する。また、シール部１０の外側にＸ軸受１１が配置され、Ｘガイド面４に対しＸスライダ５を支持する。Ｙスライダ３においても、Ｘスライダと同様の位置関係でシール部７、Ｙ軸受８が配置される。
【００２２】
図４は、本実施形態の位置決め装置に使用する差動干渉計の構成を示す。この構成は、Ｘ方向の位置を測定する干渉計２５ａに対応しているが、干渉計２５ｂも同様の構成である。干渉計２５ａにおいて、偏光ビームスプリッタ３０に入射したレーザ１８は２光束に分割され、直角ミラー２８から構成されるミラー２７ａ、２７ｂにより多重反射された後、干渉させられる。レーザ１８は、干渉計２５ａとミラー２７ａ、２７ｂとの間でそれぞれ４往復し、ミラー２７ａとミラー２７ｂの変位が差動計測されるため、干渉計２５ａは８パスの差動干渉計として機能する。
【００２３】
なお、差動干渉計は８パス干渉計に限定されず、２ｎパス干渉計（ｎ＝１、２、３・・・）が使用可能である。差動干渉計を用いることの利点は、測長分解能が向上すること、減圧される凹空間部全域を測長光路２９ａ、２９ｂとして有効利用できること、ミラー２７ａ、２７ｂ等の熱変形による測長誤差の影響を軽減できることなどである。
【００２４】
なお、第１の実施形態以外の他の実施形態においても差動干渉計を使用することが可能である。
【００２５】
シール部７、１０には摺動摩擦抵抗がなく位置決め精度を向上しやすい非接触型シールを用いることが望ましいが、接触型シールを用いることも可能である。
【００２６】
ここで非接触型シールとは、シール部が対向するガイド面との間に微小隙間を形成し、微小隙間の流路抵抗を利用して空気の流入を抑制するシールである。このようなシールは差動排気シールとも呼ばれる。非接触型シールを用いる場合は、微小隙間より減圧空間に常に空気が流入するが、微小隙間の高さ、シール部の面積、真空ポンプの排気速度等を適切に設計することにより、空間内の屈折率変動を僅少とする圧力まで減圧できる。微小隙間の高さは、１μｍ以上１０μｍ以下が好ましい。１μｍより小さいとガイド面と接触しやすく、加工も難しい。１０μｍより広いと、シール効果が薄れて、減圧空間部に空気が流入し、測長光路に気流が生じやすくなる。非接触型シールの材質は、グラファイト等の潤滑性を有する素材とするとよい。
【００２７】
また、接触型シールとは、Ｏリングやオイルシール等の部材同士が接触することにより空気の流入を抑制するシールであり、非接触型シールに比べて高いシール効果が得られる。
【００２８】
各軸受８、１１には摺動摩擦抵抗がなく位置決め精度を向上しやすい非接触軸受を用いることが望ましいが、よりコストの低い接触式軸受を用いることも可能である。
【００２９】
ここで非接触軸受とは流体軸受や磁気軸受等を含む軸受であり、軸受の材質はグラファイト等の潤滑性を有する素材とするとよい。
【００３０】
接触式軸受とは、すべり軸受や転がり軸受等を含む軸受である。
【００３１】
また、非接触軸受と非接触型シールを組み合わせて用いる場合には、各軸受８、１１の各ガイド面２，４に対向する面と、シール部７、１０の各ガイド面２，４に対向する面とを、同一平面上に配置することが好ましい。なぜなら、上記の軸受面とシール面を同時に加工することが可能となり、形状精度の向上と製作コストの削減を同時に実現できるからである。
【００３２】
各スライダの駆動方法は以下の通りである。干渉計により測定されたスライダの位置情報と、目標位置との偏差を基に、ＰＩＤ演算等によりスライダを駆動するための駆動力を算出する。そしてリニアモータ等の駆動手段によりスライダを駆動することにより、スライダの位置決め動作を行う。駆動力の算出方法及び駆動手段については、周知であるので詳細な説明は省略する。
【００３３】
図５〜７は第２の実施形態を説明するもので、図５は、本実施形態による位置決め装置を示す平面図、図６（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、図５の装置をＹ・Ｘ方向から見た断面図である。また、図７（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、Ｘスライダ５、Ｙスライダ３の下面図である。本実施形態が第１の実施形態と異なる点は、スライダに設けた凹空間部の減圧方法であり、その他は第１の実施形態と同様である。
【００３４】
本実施形態においては、図６に示すように、Ｙスライダ３は、Ｘガイド面４上の、Ｘ凹空間部９と対向する位置に設けたＸ排気口１２と、Ｘ排気口１２とＹ凹空間部６とを連通するＸ−Ｙ連通流路１３と、を有する。ベース１は、Ｙガイド面２上の、Ｙ凹空間部６と対向する位置に設けたＹ排気口１４を有する。Ｙ排気口１４には不図示の真空ポンプが接続され、Ｙ排気口１４を通じてＹ凹空間部６及びＸ凹空間部９が減圧される。スライダの位置によらず真空排気流路を確保するため、Ｙ凹空間部６のＹガイド面２に面した開口は、Ｙスライダ３がストローク範囲内で移動する場合において、Ｙ排気口１４の全面に重なっている。同様に、Ｘ凹空間部９のＸガイド面４に面した開口は、Ｘスライダ５がストローク範囲内で移動する場合において、Ｘ排気口１２の全面に重なっている。
【００３５】
本実施形態においては、移動体（スライダ）に排気ホースを接続する必要がないため、排気ホースの変形による非線形外乱力が移動体に作用せず、第１の実施形態に比べて、位置決め精度が向上する。
【００３６】
図８〜１１は第３の実施形態を説明するもので、図８は本実施形態における位置決め装置を示す平面図、図９は、図８に示す装置のＹ方向の断面図、図１０（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、図８に示す装置のＡ−Ａ断面図、Ｂ−Ｂ断面図である。図１１（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、Ｘスライダ５、Ｙスライダ３の下面図である。
【００３７】
本実施形態の特徴は、Ｙスライダ３に、独立した２つのＹ凹空間部６ａ、６ｂを設けた点である。図９、１０に示すように、第３の凹空間部であるＹ凹空間部６ｂは、Ｘ排気口１２、Ｘ−Ｙ連通流路１３により第２の凹空間部であるＸ凹空間部９と連通している。これに対して、第１の凹空間部であるＹ凹空間部６ａは、Ｘ凹空間部９とは連通しておらず、図１１に示すように、Ｙ凹空間部６ｂからはシール部７により隔離されている。Ｘ凹空間部９及びＹ凹空間部６ｂはＹ排気口１４を通じて真空ポンプにより減圧され、Ｙ凹空間部６ａはＹ排気口３１を通じて真空ポンプにより減圧される。干渉計２５ａは、Ｙスライダ３に対してＸスライダ５のＸ方向の相対位置を測定する第２のレーザ測長器であり、干渉計２５ｂは、ベース１に対してＹスライダ３のＹ方向の相対位置を測定する第１のレーザ測長器である。
【００３８】
本実施形態の利点を、第２の実施形態との比較により説明する。各スライダのガイド面は完全な平面ではなく、加工精度の限界によりうねりが存在する。シール部に非接触シールを用いてスライダの凹空間部を減圧する場合には、ガイド面のうねりによりスライダ移動時にシールの微小隙間高さが変化し、凹空間部の真空度が変動する。この真空度変動により測長光路の屈折率が変動するため、スライダ移動時に測長誤差が生じる。
【００３９】
第２の実施形態においては、干渉計２５ａの測長光路であるＸ凹空間部９と、干渉計２５ｂの測長光路であるＹ凹空間部６とが、Ｘ−Ｙ連通流路１３により通じている。このためＸスライダ５が移動する場合、Ｘガイド面４のうねりによりＸ凹空間部９の真空度が変動すると、同時にＹ凹空間部６の真空度も変動する。このようにＸ凹空間部９とＹ凹空間部６の真空度が連成して変動することにより、干渉計２５ａと干渉計２５ｂにおいて連成した測長誤差が発生する問題がある。
【００４０】
本実施形態はこの問題に対する対策として有効である。本実施形態においては、干渉計２５ａの測長光路であるＸ凹空間部９と、干渉計２５ｂの測長光路であるＹ凹空間部６ａとが独立している。このため、Ｘスライダ５が移動する場合に、Ｘ凹空間部９の真空度が変動しても、Ｙ凹空間部６ａの真空度は変動しない。したがって、Ｘスライダ５の移動時における干渉計２５ｂの測長誤差の抑制が可能である。
【００４１】
図１２は第４の実施形態を示す。これは、第２の実施形態による位置決め装置を用いた加工装置（工作機械）であり、被加工物３６は、Ｘスライダ５、Ｙスライダ３、不図示のリニアモータ等の駆動手段から構成されるＸＹステージ上の保持具に保持され、ＸＹ方向に移動可能となっている。Ｙスライダ３のベース１に対する相対位置が、減圧されたＹ凹空間部６を測長光路として用いる干渉計２５ｂによって計測される。同様に、Ｘスライダ５のＹスライダ３に対する相対位置が、減圧されたＸ凹空間部９を測長光路として用いる干渉計２５ａによって計測される。Ｘ凹空間部９とＹ凹空間部６はＸ−Ｙ連通流路１３によって連通されており、ベース１に設けたＹ排気口を通じて、Ｘ凹空間部９とＹ凹空間部６が減圧される。
【００４２】
本実施形態におけるＸＹステージの軸受及びシール部の構成は、第２の実施形態と同様であるので説明は省略する。
【００４３】
工具３５は図示しない保持具に保持され、保持具を支持するＺスライダ３４、リニアモータ等の駆動手段から構成されるＺステージによってＺ方向に移動可能となっている。Ｚスライダ３４は、Ｙスライダ３と同様に減圧された凹空間部と、ベース１との相対位置を計測する干渉計、シール部、軸受を備えるが、詳細な説明は省略する。
【００４４】
各スライダに設けた減圧凹空間の外周部にはシール部７、１０などが設けられているため、減圧凹空間への空気の流入は微小である。
【００４５】
また、加工空間で発生する切粉、切削油等は、被加工物３６近傍に設置される不図示のカバー等により、スライダの軸受あるいはシール部に到達する以前に回収される。したがって、加工空間で飛散する固体及び液体は減圧凹空間には混入しないので、レーザ測長器の汚染や真空ポンプの損傷等の問題を回避できる。
【００４６】
本実施形態においては、工具３５及び被加工物３６のうちの少なくとも一方を、高精度な位置決め装置を用いて位置決めすることにより、高精度加工を行うことができる。また、工具３５と被加工物３６の配置を交換しても同様な加工を行うことができる。
【００４７】
上記構成により、従来技術では不可能であった、測長光路が減圧された干渉計を用いた位置決め装置の加工装置への適用が可能となる。また、位置決め装置外部の真空チャンバが不要であるため、装置全体の小型化が可能である。
【００４８】
次に、図１２に示す加工装置が行う加工の具体例を説明する。
【００４９】
第１の加工例として、レンズ金型の切削加工を説明する。工具３５をスピンドルに取付けられた先端丸形状のダイアモンドバイト、被加工物３６を鉄系の母材の上に無電界ニッケルメッキを施した金型材とする。スピンドルの回転によりバイトを高速旋回させ、金型材をＸＹ方向、バイトをＺ方向に走査する。バイトの切込み量を図１２の位置決め装置により高精度に制御しながら切削加工を行うことにより、レンズ金型を高精度に加工できる。
【００５０】
また、第２の加工例として、レンズの研磨加工を説明する。工具３５をウレタンパッドなどの研磨工具、被加工物３６をレンズ母材とし、研磨液中でレンズ母材に対し研磨工具を軽微な荷重で押し付けながら走査することにより、研磨加工を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明の位置決め装置は、切削、研削、研磨、ウォータージェット加工などの噴射加工、プラズマ加工、放電加工、電子ビーム加工、レーザ加工などの、工具及び被加工物の少なくとも一方を高精度に位置決めする加工装置に広く適用できる。
【００５２】
また、本発明の位置決め装置は加工装置だけでなく、露光装置等にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】第１の実施形態に係る位置決め装置を示す平面図である。
【図２】図１の装置の断面を示すもので、（ａ）はＹ方向から見た断面図、（ｂ）はＸ方向から見た断面図である。
【図３】図１の装置のＸスライダ及びＹスライダの下面を示す図である。
【図４】第１の実施形態に係るレーザ測長器の構成を示す図である。
【図５】第２の実施形態に係る位置決め装置を示す平面図である。
【図６】図５の装置の断面を示すもので、（ａ）はＹ方向から見た断面図、（ｂ）はＸ方向から見た断面図である。
【図７】図５の装置のＸスライダ及びＹスライダの下面を示す図である。
【図８】第３の実施形態に係る位置決め装置を示す平面図である。
【図９】図８の装置をＹ方向から見た断面図である。
【図１０】図８の装置のＸ方向から見た断面を示すもので、（ａ）は図８に基づくＡ−Ａ断面図、（ｂ）は図８に基づくＢ−Ｂ断面図である。
【図１１】図８の装置のＸスライダ及びＹスライダの下面を示す図である。
【図１２】第４の実施形態に係る加工装置を示す斜視図である。
【図１３】一従来例による、露光装置における位置決め装置を示す斜視図である。
【図１４】第１の実施形態による位置決め装置と、従来例による露光装置における位置決め装置のスライダの大きさを比較したものである。
【符号の説明】
【００５４】
１ ベース
２ Ｙガイド面
３ Ｙスライダ
４ Ｘガイド面
５ Ｘスライダ
６、６ａ、６ｂ Ｙ凹空間部
７、１０ シール部
９ Ｘ凹空間部
１２ Ｘ排気口
１３ Ｘ−Ｙ連通流路
１４、３１ Ｙ排気口
１５、１６ 排気ホース
２５ａ、２５ｂ 干渉計
２６ａ、２６ｂ レーザ光源
２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄ ミラー
３４ Ｚスライダ
３５ 工具
３６ 被加工物
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のガイド面を有する固定部と、
前記第１のガイド面に沿って移動する第１の移動体と、
前記第１の移動体に設けられた第２のガイド面に沿って移動する第２の移動体と、
前記固定部に対する前記第１の移動体の位置を測定する第１のレーザ測長器と、
前記第１の移動体に対する前記第２の移動体の位置を測定する第２のレーザ測長器と、
前記第１の移動体に配置された、前記第１のガイド面に対向する開口を有する第１の凹空間部と、
前記第２の移動体に配置された、前記第２のガイド面に対向する開口を有する第２の凹空間部と、
前記第１の凹空間部及び前記第２の凹空間部をそれぞれ減圧するための減圧手段と、を有し、
前記第１の凹空間部に前記第１のレーザ測長器を配置し、前記第２の凹空間部に前記第２のレーザ測長器を配置したことを特徴とする位置決め装置。
【請求項２】
前記減圧手段は、前記第１の凹空間部を介して前記第２の凹空間部を減圧する手段を有することを特徴とする請求項１に記載の位置決め装置。
【請求項３】
前記第１の移動体に配置された、前記第１の凹空間部とは独立であり、かつ前記第１のガイド面に対向する開口を有する第３の凹空間部と、を有し、
前記減圧手段は、前記第１の凹空間部を減圧し、前記第３の凹空間部を介して前記第２の凹空間部を減圧する手段を有するたことを特徴とする請求項１に記載の位置決め装置。
【請求項４】
各凹空間部の開口の周囲に配置されたシール部を有し、
前記シール部は、前記ガイド面との間に１μｍ以上１０μｍ以下の隙間を形成し、前記隙間によって前記凹空間部への空気の流入を抑制することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の位置決め装置。
【請求項５】
各凹空間部の開口の周囲に配置されたシール部を有し、
前記シール部は、接触型シールを前記凹空間部の外周部に配置することによって、前記凹空間部への空気の流入を抑制することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の位置決め装置。
【請求項６】
各シール部の近傍には、非接触軸受を配置したことを特徴とする請求項４又は５に記載の位置決め装置。
【請求項７】
各シール部の前記ガイド面に対向する面と、前記非接触軸受の前記ガイド面に対向する面とは、同一平面上に配置されていることを特徴とする請求項６に記載の位置決め装置。
【請求項８】
各レーザ測長器は、前記凹空間部の対向する２箇所に設置された複数のミラーを用いて差動計測することを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の位置決め装置。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれかに記載の位置決め装置と、
工具と、
前記工具によって加工される被加工物を保持する保持具と、を有し、
前記工具と前記保持具の少なくとも一方を前記位置決め装置によって位置決めすることを特徴とする加工装置。
【請求項１】
第１のガイド面を有する固定部と、
前記第１のガイド面に沿って移動する第１の移動体と、
前記第１の移動体に設けられた第２のガイド面に沿って移動する第２の移動体と、
前記固定部に対する前記第１の移動体の位置を測定する第１のレーザ測長器と、
前記第１の移動体に対する前記第２の移動体の位置を測定する第２のレーザ測長器と、
前記第１の移動体に配置された、前記第１のガイド面に対向する開口を有する第１の凹空間部と、
前記第２の移動体に配置された、前記第２のガイド面に対向する開口を有する第２の凹空間部と、
前記第１の凹空間部及び前記第２の凹空間部をそれぞれ減圧するための減圧手段と、を有し、
前記第１の凹空間部に前記第１のレーザ測長器を配置し、前記第２の凹空間部に前記第２のレーザ測長器を配置したことを特徴とする位置決め装置。
【請求項２】
前記減圧手段は、前記第１の凹空間部を介して前記第２の凹空間部を減圧する手段を有することを特徴とする請求項１に記載の位置決め装置。
【請求項３】
前記第１の移動体に配置された、前記第１の凹空間部とは独立であり、かつ前記第１のガイド面に対向する開口を有する第３の凹空間部と、を有し、
前記減圧手段は、前記第１の凹空間部を減圧し、前記第３の凹空間部を介して前記第２の凹空間部を減圧する手段を有するたことを特徴とする請求項１に記載の位置決め装置。
【請求項４】
各凹空間部の開口の周囲に配置されたシール部を有し、
前記シール部は、前記ガイド面との間に１μｍ以上１０μｍ以下の隙間を形成し、前記隙間によって前記凹空間部への空気の流入を抑制することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の位置決め装置。
【請求項５】
各凹空間部の開口の周囲に配置されたシール部を有し、
前記シール部は、接触型シールを前記凹空間部の外周部に配置することによって、前記凹空間部への空気の流入を抑制することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の位置決め装置。
【請求項６】
各シール部の近傍には、非接触軸受を配置したことを特徴とする請求項４又は５に記載の位置決め装置。
【請求項７】
各シール部の前記ガイド面に対向する面と、前記非接触軸受の前記ガイド面に対向する面とは、同一平面上に配置されていることを特徴とする請求項６に記載の位置決め装置。
【請求項８】
各レーザ測長器は、前記凹空間部の対向する２箇所に設置された複数のミラーを用いて差動計測することを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の位置決め装置。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれかに記載の位置決め装置と、
工具と、
前記工具によって加工される被加工物を保持する保持具と、を有し、
前記工具と前記保持具の少なくとも一方を前記位置決め装置によって位置決めすることを特徴とする加工装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１０−１４９２４５（Ｐ２０１０−１４９２４５Ａ）
【公開日】平成２２年７月８日（２０１０．７．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３３１１９５（Ｐ２００８−３３１１９５）
【出願日】平成２０年１２月２５日（２００８．１２．２５）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月８日（２０１０．７．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月２５日（２００８．１２．２５）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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