(57)【要約】  本発明は、少なくとも一つのスライド方向に沿って移動可能な物体の位置を計測するための装置に関し、各スライド方向に対応して、当該の空間方向に沿った物体の位置を測定するための測長器が配備されており、当該の測長器（２，３）の第一の構成部品として、測定すべき物体（１０）のスライド方向（ｘ，ｙ）に沿って延びる少なくとも一つの基準尺（２０，３０）が配備され、当該の測長器（２，３）の第二の構成要素として、基準尺（２０，３０）を走査するための走査ヘッド（２５，３５）が配備されており、その結果測定すべき物体（１０）の当該のスライド方向（ｘ，ｙ）に沿った走査ヘッド（２５，３５）に対する基準尺（２０，３０）の位置の変化を検出することが可能であり、当該の測長器（２，３）の二つの構成要素（２０，２５；３０，３５）の中の一方が、測定すべき物体（１０）が動いた場合に、その物体と一緒に当該のスライド方向（ｘ，ｙ）に沿って動かされ、当該の測長器（２，３）の測定方向（ｘ，ｙ）に沿った測定すべき物体（１０）と一緒に移動可能な当該の測長器（２，３）の構成部品（２０，３０）と測定すべき物体（１０）との距離を計測するための機器（１２，２３；１３，３３）が配備されている。本発明では、測定すべき物体（１０）と一緒に移動可能な当該の測長器（２，３）の構成部品（２０，３０）と測定すべき物体（１０）との距離を計測するための機器（１２，２３；１３，３３）が、第一の構造グループとしての測定目盛（１２，１３）と、それに対応する第二の構造グループとしての測定ヘッド（２３，３３）とを備えており、二つの構造グループ（１２，２３；１３，３３）の中の一方が、測定すべき物体（１０）に配備されており、二つの構造グループ（１２，２３；１３，３３）の中の他方が、測定すべき物体（１０）と一緒に移動可能な測長器（２，３）の構成部品（２０，３０）に配備されている。
2009537795.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つのスライド方向に沿って移動可能な物体の位置を計測するための装置であって、各スライド方向には、当該のスライド方向に沿った物体の位置を測定するための測長器が組み込まれており、その測長器は、第一の構成要素として当該のスライド方向（ｘ，ｙ）に沿って延びる基準尺（２０，３０）を有し、
・当該の測長器（２，３）の第二の構成要素としての基準尺（２０，３０）を走査するための走査ヘッド（２５，３５）が配備されており、そのため当該のスライド方向（ｘ，ｙ）に沿った走査ヘッド（２５，３５）に対する基準尺（２０，３０）の位置の変化を測定することが可能であり、当該の測長器（２，３）の二つの構成要素（２０，２５；３０，３５）の中の一方が、測定すべき物体（１０）が動いた場合に、その物体と一緒に当該のスライド方向（ｘ，ｙ）に沿って動かされることとなり、
・測長器（２，３）の基準尺（２０，３０）が延びる方向（ｘ，ｙ）に沿った当該の測定すべき物体（１０）と一緒に移動可能な測長器（２，３）の構成要素（２０，３０）と測定すべき物体（１０）との距離を計測するための機器（１２，２３；１３，３３）が配備されている、
装置において、
当該の測定すべき物体（１０）と一緒に移動可能な測長器（２，３）の構成要素（２０，３０）と測定すべき物体（１０）との距離を計測するための機器（１２，２３；１３，３３）が、第一の構造グループとしての測定目盛（１２，１３）と、それに対応する第二の構造グループとしての測定ヘッド（２３，３３）とを備えており、二つの構造グループ（１２，２３；１３，３３）の中の一方が、測定すべき物体（１０）に配備されており、二つの構造グループ（１２，２３；１３，３３）の中の他方が、測定すべき物体（１０）と一緒に移動可能な測長器（２，３）の構成要素（２０，３０）に配備されていることを特徴とする装置。
【請求項２】
本装置が、二つの直線的な独立したスライド方向（ｘ，ｙ）に沿って移動可能な物体（１０）の位置を計測するように構成、装備されていることと、
測定すべき物体（１０）の各スライド方向（ｘ，ｙ）に対応して、当該のスライド方向（ｘ，ｙ）に沿って延びる基準尺（２０，３０）を備えた一つの測長器（２，３）が配備されていることと、
を特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
測定すべき物体（１０）と一緒に移動することができない、二つの測長器（２，３）の構成要素（２５，３５）が、互いに固く連結されていることを特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項４】
基準尺（２０，３０）が、測定すべき物体（１０）と一緒に移動可能な、当該の測長器（２，３）の構成要素を形成していることを特徴とする請求項１から３までのいずれか一つに記載の装置。
【請求項５】
二つの測長器（２，３）の走査ヘッド（２５，３５）が、互いに固く連結されていることを特徴とする請求項３又は４に記載の装置。
【請求項６】
当該の測長器（２，３）に対応する、走査測定のための測定目盛（１２，１３）が、測定すべき物体（１０）に配備されていることを特徴とする請求項１から５までのいずれか一つに記載の装置。
【請求項７】
当該の測長器（２，３）に対応する、走査測定のための測定ヘッド（２３，３３）が、測定すべき物体（１０）と一緒に移動可能な測長器（２，３）の構成要素（２０，３０）と連結されていることを特徴とする請求項１から６までのいずれか一つに記載の装置。
【請求項８】
当該の測長器（２，３）に対応する、走査測定のための走査ヘッド（２３，３３）が、測長器（２，３）の基準尺（２０，３０）と連結されていることを特徴とする請求項４又は７に記載の装置。
【請求項９】
当該の測長器（２，３）に対応する、走査測定のための測定目盛（１２，１３）が、それに対応する測長器（２，３）の測定方向（ｘ，ｙ）と一致する方向を指し示していることを特徴とする請求項１から８までのいずれか一つに記載の装置。
【請求項１０】
当該の測長器（２，３）の基準尺（２０，３０）が増分トラックを有することを特徴とする請求項１から９までのいずれか一つに記載の装置。
【請求項１１】
各測長器（２，３）に対応する、走査測定のための測定目盛（１２，１３）が、増分目盛として構成されていることを特徴とする請求項１から１０までのいずれか一つに記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念にもとづく少なくとも一つのスライド方向に沿って（即ち、第一の方向に沿って、並びに場合によっては、第二及び／又は第三の方向に沿って）移動可能な物体の位置を計測するための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
そのような装置は、測長器の第一の構成要素として、それに対応するスライド方向、即ち、例えば、第一の方向に沿って延びる、少なくとも一つの基準尺と、測長器の第二の構成要素として、それに対応する基準尺を走査するための走査ヘッドとを有し、基準尺は、第一の方向に沿って走査ヘッドに対して相対的に移動し、その結果第一の方向に沿った走査ヘッドに対する基準尺の位置の変化を検出することが可能であり、基準尺と走査ヘッドの中の何れか一方が、測定すべき物体と一緒に第一の方向に沿って動き、更に、測定すべき物体と一緒に移動可能な測長器の構成要素と各物体との間の距離を計測するための機器が配備されている。
【０００３】
特許文献１により周知である変位計の形式の冒頭に述べた種類の装置は、シャーシと、センサーと測定すべき物体の表面（鏡面）の間の距離を検出するためのフォーカスセンサーの形式の非接触式センサー（距離センサー）と、連結部材を介してフォーカスセンサーと固く連結された直線的なスケールと、シャーシに固定された、直線的なスケールの目盛区分を読み取るための機器と、フォーカスセンサーと直線的なスケールを動かして、それにより直線的なスケールとフォーカスセンサーを一緒にシャーシに対して相対的に移動させるためのアクチュエータと、アクチュエータを作動させるための制御回路とを備えている。
【０００４】
この場合、直線的なスケール（基準尺）とそれに対応する直線的なスケールの目盛区分を読み取るための機器（走査ヘッド）とは、測定すべき物体の動きを検出する役割を果たしており、直線的なスケールは、各物体と一緒に移動することが可能であり、それに対応する直線的なスケールの目盛区分を読み取るための機器は、位置を固定した形で変位計のシャーシと連結されている。直線的なスケールに配備された、直線的なスケールと測定すべき物体の表面の間の距離を計測するための機器としてのフォーカスセンサーの形式の非接触式センサーを用いて、直線的なスケールと測定すべき物体の間の距離を求めることができる。そうすることによって、直線的なスケールに対応するフォーカスセンサーによって、直線的なスケールと測定すべき物体の間に存在する距離を検出することができるので、測定すべき物体が動いた場合の直線的なスケールのトラッキングに対して、特に高い要件を課する必要がなくなっている。
【０００５】
測定すべき物体又は観察している物体の表面の動きは、直線的なスケールとそれに対応する直線的なスケールの目盛区分を読み取るための機器との相対的な動きにもとづき検出され、その場合直線的なスケールのトラッキング誤差は、直線的なスケールと測定すべき物体又はその観察している表面の間の距離に関するフォーカスセンサーの測定結果にもとづき補正（補償）することが可能である。
【０００６】
この周知の変位計では、周囲の空気に関するパラメータの変動（空気パラメータの変化）のために、特に、屈折率の変動のために、非接触式センサーの測定結果が不確実となり、そのため高精度な測定に関して十分に正確でないという欠点を有する。
【特許文献１】ドイツ特許第４２１９３１１号明細書
【特許文献２】欧州特許公開第０７９３８７０号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、冒頭に述べた種類の少なくとも一つのスライド方向に沿って移動可能な物体の位置を計測するための装置を更に改善することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この課題は、本発明にもとづき、請求項１の特徴を有する装置を実現することによって解決される。
【０００９】
それによると、冒頭に述べた種類の装置において、一方における測定すべき物体と一緒に移動可能な測長器の構成要素と他方における測定すべき物体自体の間の距離を計測するための装置が、第一の構造グループとしての測定目盛と、それに対応する第二の構造グループとしての測定ヘッドとを備えており、二つの構造グループの中の一方が、測定すべき物体に配備されており（即ち、それと一緒に移動する形で連結されており）、二つの構造グループの中の他方が、測定すべき物体と一緒に移動可能な測長器の構成要素に配備されている（即ち、それと一緒に移動する形で連結されている）ものと規定される。
【００１０】
本発明による解決策は、測定すべき物体と測定すべき物体と一緒に移動可能な（スライド可能な）測長器の構成要素の間の距離を計測するために、更に別の測長器を使用し、その測長器が、それに対応する測定ヘッドを用いて測定目盛を走査するとの原理にもとづくという利点を有する。そうすることによって、測定結果が、周囲の空気に関するパラメータに依存しなくなる。
【００１１】
この場合、本発明による一つ以上のスライド方向に沿って移動可能な物体の位置を計測するための装置は、狭い意味での測定、例えば、物体上に設けられた交差格子の校正のために配備されるだけでなく、（検出したポジション値を制御のために使用する制御機器との協力した動作によって）測定すべき物体を加工する場合に、その物体の位置を定めるために使用することも可能であり、例えば、感光性にコーティングされた板の構造を露光（フォトリソグラフィー）するか、或いはレーザー又はフライスで切削するために使用することも可能である。
【００１２】
本発明の有利な改善構成では、本発明による装置は、二つの直線的な独立した（特に互いに直角の）スライド方向に沿って移動可能な物体、例えば、測定テーブル上に固定された物体の位置を計測する役割を果たす。その場合、二つの方向の何れも、その方向に対応して、当該のスライド方向に沿って延びる第一の構成要素としての基準尺と、その基準尺を走査するために配備された第二の構成要素としての走査ヘッドとを備えた一つの測長器が配備されており、そのため二つのスライド方向の何れに対しても、それぞれ対応する基準尺に関する走査ヘッドの位置の変化を検出することが可能であり、二つの測長器の何れにおいても、基準尺と走査ヘッドの中の何れか一方が測定すべき物体と一緒に当該のスライド方向に沿って動く。更に、二つの測長器の何れにも、当該のスライド方向に沿った測定すべき物体と一緒に移動可能な当該の測長器の構成要素と測定すべき物体の距離を計測するための機器が組み込まれている。この場合、それぞれ当該のスライド方向に沿った測定すべき物体と一緒に移動可能な当該の測長器の構成要素と測定すべき物体自体の間の距離を計測するための二つの機器は、それぞれ第一の構造グループとしての測定目盛と、それに対応する第二の構造グループとしての測定ヘッドとを有し、それぞれ二つの構造グループの中の一方が測定すべき物体に配備されており、二つの構造グループの中の他方が当該のスライド方向に沿って測定すべき物体と一緒に移動可能な測長器の構成要素と連結されている。
【００１３】
そのような装置を用いて、平面内における測定すべき物体の任意の動きを検出することができ、その動きは、正にそれぞれ二つの測長器の中の一方によって検知される、二つの直線的な独立したスライド方向に沿った動きを重ね合わた（組み合わせた）動きとしてそれぞれ表すことが可能である。
【００１４】
本発明の前述した改善構成の有利な実施形態では、特に、測長器の走査ヘッドである、測定すべき物体と一緒に移動することができない測長器の二つの構成要素は、互いに固く連結されている。
【００１５】
そのため、有利には、測長器の基準尺は、測定すべき物体と一緒に移動可能な測長器の構成要素としての役割を果たす。そこには、又もや有利には、測定すべき物体上に配備された測定目盛を走査する役割を果たす測定ヘッドが、詳しくは、特に、一緒に動くように固く連結された形で配置されている。
【００１６】
少なくとも一つの（有利には、測定すべき物体と一緒に移動可能な）基準尺と少なくとも一つの（有利には、測定すべき物体上に配備された）測定目盛の両方とも、有利には、それぞれ周期的な目盛区分の形の増分トラック（増分目盛）を有する。
【００１７】
測定すべき物体は、例えば、所謂測定テーブル上に固定された測定板とすることができ、その測定板に対応して、平面内を移動することが可能であり、測定板上に配備された測定尺を走査し、それによって当該の平面内における測定板の動きを検出することができる走査機器が配備されている。この場合、本発明による少なくとも一つのスライド方向に沿って、特に、一つの平面内に延びる二つのスライド方向に沿って移動可能な物体、ここでは測定板の位置を計測するための装置は、測定板とそれに対応する走査機器とから成る位置測定装置を検査する役割と、場合によっては、それを校正する役割とを果たす。
【００１８】
そのために、測定すべき物体、即ち、測定板と一緒に移動することができない当該の測長器の構成要素、即ち、特に、二つの測長器の測定ヘッドは、測定板を走査する役割を果たす走査機器と固く連結されている。
【００１９】
測定すべき物体を少なくとも一つのスライド方向（第一の方向及び／又は第二の方向）に沿って動かすことができるように、一方の側の測定すべき物体自体には、所定の各スライド方向に対して、当該の移送方向に沿った測定すべき物体の所望の動きを実現することができる駆動部が配備されており、その場合当該の測長器の動く構成要素が受動的に一緒に牽引されるようにするか、或いは当該の測長器に独自の駆動部を組み込むことが可能であり、そこでは一方における測定すべき物体に組み込まれた駆動部と他方における当該の測長器に組み込まれた駆動部とは同期しており、測定すべき物体が動いた場合に、測長器の移動可能な構成要素がそれぞれほぼ同じ道程だけ一緒に動かされるようになっている。この場合、測定すべき物体と一緒に移動可能な当該の測長器の構成要素とその物体自体の間の距離を計測するために組み込まれた機器によって、場合によっては起こる得る偏差を検出して、その偏差を補償することができる。
【００２０】
本発明の別の実施構成では、測定すべき物体と一緒に移動可能な当該の測長器の構成要素は、駆動部によって動かされるとともに、測定すべき物体を牽引する。この実施構成は、測定すべき物体自体において熱の発生が起こらないという利点を有する。
【００２１】
それに代わって、各スライド方向に対して、測定すべき物体から離れているが、それと連結された別個の駆動スライダーを測定すべき物体に配備することができ、その駆動スライダーは、当該のスライド方向に沿った動きに対して、測定すべき物体を一緒に移動させるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明の更なる詳細及び利点は、以下の図面にもとづく実施例の説明によって明らかとなる。
【００２３】
図１と図２ａ〜２ｃには、十字交差式ガイド１１，１６を用いて平面（ｘ，ｙ平面）内を互いに直角な二つの空間方向（スライド方向）ｘ又はｙに沿って移動可能な（スライド可能な）、測定テーブル上に固定された、測定すべき物体としての測定板１０を備えた測定テーブル１が図示されており、この実施例において、その測定板の十字交差式ガイド１１，１６と逆の表面上には、走査機器１５によって走査可能な、例えば、十字目盛の形式の測定尺が配備されている。走査機器１５は、位置を固定して配置されている、即ち、測定テーブル１の測定板１０と一緒に動かず、そのため走査機器１５を用いて測定板１０上に配備された測定尺を走査することによって、二つの空間方向ｘ，ｙの各々に沿った測定板１０の動きの大きさを検出することが可能である。
【００２４】
十字交差式ガイド１１，１６は、第二の空間方向ｙに沿って移動可能なテーブル構成要素（下方の板１６）と、その上の第一の空間方向ｘに沿って移動可能なテーブル構成要素（上方の板１１）とを有し、後者は、結局二つの空間方向ｘ，ｙに沿って移動することが可能であり、測定板１０を支えている。
【００２５】
ここで、更に、二つの空間方向ｘ，ｙの各々に沿った測定板１０の動きの大きさを計測するために、二つの測長器２，３が配備されている。これらは、一方において、二つの空間方向ｘ，ｙに沿った測定板１０の動きの大きさを走査機器１５と独立して、並びにそれに追加して検出し、それによって走査機器１５とそれに対応する測定板１０の測定尺を用いて行われる測定の正確さを検査する役割を果たすことができる。しかし、それに代わって、二つの測長器２，３は、二つの空間方向ｘ，ｙに沿った測定板１０の動きを単独で計測するために配備することもできる。その場合二つの測長器２，３は、それぞれ二つの空間方向ｘ，ｙの中の一つに対応しており、対応する各空間方向ｘ又はｙ（当該の測長器の測定方向）に沿った測定板１０の動きを検出する役割を果たしている。
【００２６】
二つの測長器２，３の各々は、それぞれ位置を固定されたガイド部材２６又は３６と、その上を当該の空間方向ｘ又はｙに沿って移動する長手方向に動くガイド部材２１，３１とから構成される長手方向ガイド２１，２６又は３１，３６を有する。当該の測長器２又は３の動くガイド部材２１，３１は、それぞれ対応する空間方向（測定方向）ｘ又はｙに沿って延びる基準尺２０又は３０を支えており、当該の基準尺２０又は３０には、当該の空間方向ｘ又はｙに沿って周期的に順番に配置された多くの目盛区分から成る（それぞれ少なくとも一つの基準マークを備えた）周期的な（増分）測定目盛が設けられている。そのため、当該の測長器２，３の測定方向ｘ又はｙは、当該の測長器２，３の動くガイド部材２１又は３１の移動方向と一致する、当該の測長器２，３の基準尺２０又は３０が延びる方向によって決まる。
【００２７】
それに代わって、基準尺２０，３０には、それぞれ動作開始後直ちに有効な位置を供給し、そのため基準マークに対する照合動作を必要としない絶対符号を設けることもできる。
【００２８】
走査機器１５又は正確にはその測定板１０を走査するために配備されたヘッドは、有利には、二つの基準尺２０，３０の長手軸２００，３００の交点、即ち、二つの基準尺２０，３０が測定テーブル１、特に、測定板１０の上を直線的に延長された線の交点に配置される。そのような走査機器１５に関する基準尺２０，３０の構成は、十字交差式ガイド１１，１６の角度誤差に関係無く測定する役割と、場合によっては、位置を定めることができる役割を果たしており、それは、アッベ形式の構成に対応するものである。
【００２９】
二つの測長器２，３の基準尺２０，３０の走査は、それぞれに対応する位置を固定された、即ち、測定テーブル１と一緒に移動することができない走査ヘッド２５又は３５を用いて行われ、それによって、当該の測定方向ｘ又はｙに沿った、測長器２，３の当該の長手方向に動くガイド部材２１，３１が測定テーブル１と一緒に動く大きさを求めることが可能となる。
【００３０】
二つの長手方向に動くガイド部材２１，３１の中の一方は、連結部材２２又は連結部材２２に配備された握りつかみ２４を介して、握りつかみ２４が測定テーブル１の対応する固定領域１４を把持する形で測定テーブル１と連結されている、正確にはその上方の板１１と連結されている、従って（測定テーブル１又はその上方の板１１）を介して測定板１０と連結されている。
【００３１】
この場合、測長器２の握りつかみ２４とそれに対応する測定テーブル１の固定領域１４は、測定テーブル１が当該の測長器２の測定方向ｘに沿って動いた際に、動くガイド部材２１とそれに対応する測長器の動く構成要素としての測長器２の基準尺２０とが、測定板１０と一緒に測定方向としての第一の空間方向ｘに沿って動くように構成されている。しかし、それとは逆に、当該の測長器２の動くガイド部材２１は、測定板１０が当該の測長器２の測定方向ｘに対して直角に延びる別の空間方向ｙに沿って動いた際には、一緒に動かない。
【００３２】
そのため、第一の空間方向ｘに対応する測長器２と測定テーブル１との握りつかみ２４を介した連結は、測定板１０が当該の第一の空間方向ｘに沿って動いた場合にのみ、動くガイド部材２１が一緒に動くようにするが、測定板１０が別の第二の空間方向ｙに沿って動いた場合には一緒に動かないようにすることが必要であり、その理由は、第一の測長器２と測定テーブル１との連結が、二つの空間方向ｘ，ｙに沿って動く測定テーブルの上方の板１１を介して行われるとともに、その板が更に第二の空間方向ｙに沿って動く下方の板１６の上において第一の空間方向ｘに沿って動くように支持されているためである。
【００３３】
それに対して、第二の空間方向ｙに沿った測定板１０の動きを求めるための第二の空間方向ｙに対応する測長器３の連結は、長手方向に動くガイド部材３１の連結部材３２を第二の空間方向ｙに沿ってのみ移動可能なテーブル構成要素、即ち、下方の板１６と直接（固く）連結することによって行われる。その場合、連結部材３２を介してガイド部材３１を固定するためのテーブル構成要素１６は、何れにせよ測定方向として第二の測長器３に対応する空間方向ｙに沿ってのみ動くことができるので、当該のテーブル構成要素１６の別の方向ｘに沿った上記の動くガイド部材３１に対する相対的な動きを可能とする、握りつかみを介した連結を設けることは不要である。
【００３４】
即ち、二つの測長器２，３は、（一方において握りつかみ２４とそれに対応する測定テーブル１又は上方の板１１の固定領域１４とを介して、他方において測定テーブルの下方の板１６との直接的な連結箇所を介して）測定テーブル１の測定板１０と（間接的に）連結されており、測定板１０が当該の測長器２，３の測定方向ｘ又はｙに対応する方向に沿って動いた場合に、長手方向に動くガイド部材２１又は３１とそれに対応する測長器２，３の基準尺２０又は３０とが測定板１０と一緒に動かされるようになっている。それに対して、測定テーブル１の上方の板１１と固定されている測定板１０が、当該の測長器２，３の測定方向ｘ又はｙに対して直角に延びる空間方向ｙ又はｘに沿って動いた場合、当該の測長器２，３の動くガイド部材２１又は３１は、測定テーブル１とは一緒に動かない。そのために、測定テーブル１の固定領域１４は、当該の測長器２に対応する握りつかみ２４と長手方向に動く形で係合する長手方向のガイドとして構成されており、そのため測長器２に対応する測定テーブル１の固定領域１４が延びる方向は、それに対応する測長器２の測定方向ｘに対して直角に延びている。
【００３５】
即ち、結局は、当該の測長器２，３の測定方向ｘ又はｙに対して垂直な方向に沿った、二つの測長器２，３の各々に関する前記の測定テーブル１の相対的な動きが可能となり、測長器２，３は、当該の測長器２，３の測定方向ｘ又はｙに関する測定板１０の横方向の動きから切り離されることとなる。
【００３６】
それに代わって、第一の測長器２に関して図２ａ〜２ｃに図示されているのと同様の手法により、第二の測長器３を上方の板１１と連結することによって、二つの長手方向に動くガイド部材２１，３１も、それぞれ握りつかみを介して二つの空間方向ｘ，ｙに沿って動く測定テーブル１の上方の板１１と連結することもできる。
【００３７】
図１，２ａ，２ｂ及び２ｃに図示されている実施例では、測定テーブル１は、二つの空間方向ｘ，ｙに沿った動きのために直接駆動されず、むしろ当該の測長器２，３の長手方向に動くガイド部材２１又は３１をそれと対応する位置を固定されたガイド部材２６，３６に関して動かすことが可能な駆動手段が二つの測長器２，３の各々に組み込まれている。当該の駆動手段は、当該の測長器２，３の位置を固定されたガイド部材２６又は３６上に配置された、或いは形成された、当該の測定方向ｘ又はｙに沿って延びるラック２７，３７を備えており、そのラックには、当該の長手方向に動くガイド部材２１又は３１上の回転可能な軸２８又は３８と軸支された歯車２９又は３９が係合している。当該の駆動軸２８又は３８をそれに対応する（図面には一緒に図示されていない）駆動モーターによって回転させることによって、当該の長手方向に動くガイド部材２１又は３１と回転可能な形で軸支された歯車２９又は３９の回転運動が実現されており、そのため歯車の外歯は、それに対応する位置を固定されたガイド部材２６，３６のラック２７又は３７上を転がることとなる。そうすることによって、当該の歯車２９又は３９の回転方向に応じて、位置を固定されたガイド部材２６，３６に関する当該の測長器２，３の長手方向に動くガイド部材２１，３１のそれぞれ対応する空間方向又は測定方向ｘ，ｙに沿った相対的な動きが実現され、そのため測定テーブル１を介して測長器２，３の長手方向に動くガイド部材２１，３１と連結された測定板１０が一緒に動かされることとなる。それに代わって、相対的な動きを実現するために、測長器２，３に、それぞれリニアモーターを組み込むこともできる。
【００３８】
この場合、前述したラック駆動部は、それに対応する位置を固定されたガイド部材２６又は３６に関する当該の長手方向に動くガイド部材２１又は３１の直線的な動きを実現することが可能である通常の直線的な駆動部を代表する役割を果たすだけである。従って、当該の長手方向に動くガイド部材２１，３１の長手方向の動きを実現するためのラック駆動部として、それ以外の直線的な駆動部を使用することもできるが、そのような駆動部は、通常簡単に図面に図示することができない。使用可能な有利な直線的な駆動部に関しては、例えば、特許文献２を参照されたい。
【００３９】
この場合、図１〜２ｃに図示されている構成は、二つの空間方向ｘ，ｙに沿った測定テーブル１と二つの基準尺２０，３０の動きを実現するための駆動手段が測定テーブル１自体の測長器２，３に組み込まれているために、熱の発生が起こらないという利点を有する。
【００４０】
測定テーブル１の上には、正確には、その測定板１０を支える上方の板１１の上には、測定板１０と隣接して、二つの測長器２，３の各々に対応する二つの増分測定目盛１２，１３が延びている。これらの増分測定目盛１２，１３は、それぞれに対応する測長器２又は３の測定方向ｘ又はｙに沿って順番に配置された多くの目盛区分から構成されており、それらの目盛区分は、当該の連結部材２２，３２を介して当該の測長器２，３の長手方向に動くガイド部材２１，３１と固く連結された測定ヘッド２３又は３３によって走査することが可能である。測長器２，３の基準尺２０，３０と一緒に移動可能な測定ヘッド２３，３３を用いて、測定テーブル１上に測定板１０と隣接して配備された測定目盛１２，１３を走査することによって、当該の測定方向ｘ又はｙに沿った基準尺２０，３０と測定テーブル１（又はその上方の板１１、従って、測定板１０）の距離の変化を検出することができ、その変化は、例えば、遊びを含めて、握りつかみ２４とそれに対応する固定領域１４との協働作用によって追従することができる。そうすることによって、測長器２，３の当該の基準尺２０，３０と測定テーブル１の間の距離に関する変動を補償することができる。言い換えると、一方及び／又は他方の空間方向ｘ，ｙに沿った測定板１０の動きの大きさを測定することは、当該の基準尺２０又は３０をそれに対応する走査ヘッド２５，３５を用いて走査することによって得られた当該の測長器２又は３の測定結果と、測定板と隣接して配備された測定目盛１２，１３を当該の測定ヘッド２３，３３を用いて走査することによって検出される、場合によっては、その一方又は他方の方向ｘ，ｙに沿った測定板１０の動きと並行して生じる、当該の基準尺２０，３０と測定板１０の間の距離の変化とから構成される。この場合、測定板１０と隣接して配備された測定目盛１２，１３は、所謂ストレートバーとして、直線からの偏差と十字交差式ガイド１１，１６の場合によっては起こる緩みが測定結果に対して影響することを防止する役割も果たしている。
【００４１】
当該の空間方向ｘ，ｙに関するポジション値は、それぞれ当該の測長器２，３の測定結果ｘl 又はｙl と当該の測長器２，３の基準尺２０，３０と測定テーブル１又は正確には測定板１０の間の距離の変化を検出するための手段１２，２３；１３，３３の測定結果ｘg 又はｙg との合計ｘl ＋ｘg 又はｙl ＋ｙg として得られる。
【００４２】
測定板１０上に配備された、対応する走査機器１５を用いて走査される（例えば、交差格子目盛の形式の）測定尺の正確さを検査するために測長器２，３を使用する場合、測定板１０の測定尺に対応する走査機器１５は、有利には、二つの測長器２，３の走査ヘッド２５，３５と固く連結されている。更に、走査機器１５は、有利には、二つの測長器２，３の測定軸の交点と一致する測定板１０の上方の位置に有る。
【００４３】
しかし、図１〜２ｃに図示されている位置測定構成は、測定板１０を校正するための測定構成としての役割だけでなく、テーブル１を用いて、例えば、照明ユニット、レーザー機器、フライスなどの加工ユニットを位置決めするとともに、そのような加工ユニットを用いて加工すべき物体に対して高い精度で位置決めするための構成としての役割も果たすことができる。
【００４４】
図３ａ，３ｂ，４ａ及び４ｂには、図１〜２ｃの構成と異なる変化形態、詳しくは、一方における測定テーブル１又は測定板１０と他方における基準尺２０，３０の共通した動きを生じさせる駆動手段に関して異なる変化形態が図示されている。以下において、それぞれ図２ｂの側面図を出発点とする図３ａ〜４ｂにもとづき、例えば、第一の空間方向ｘ（スライド方向）に沿った測定テーブル１又はその上方の板１１、従って、測定板１０の位置を計測することが可能な測長器２にもとづき、そのような変化形態を説明する。しかし、以下における考察は、それぞれ第二の空間方向ｙに沿った測定テーブル１の上方の板１１又は測定板１０の位置を計測するために配備された第二の測長器３に対しても同様に有効である。
【００４５】
図３ａに図示されている構成は、図１〜２ｃに図示されている構成に対して、測定テーブル１及び基準尺２０，３０の動きを実現する役割を果たす駆動手段が測長器２，３に組み込まれているのではなく、測定テーブル１に組み込まれている点が異なっており、図３ａでは、特に、第一の方向ｘに沿った動きを実現する役割を果たす駆動手段を見ることができる。
【００４６】
この場合にも、駆動手段自体は、図１〜２ｃに図示されている構成の場合と同様に、各空間方向に対してラック１７と、回転しない形で軸１８と軸支された、ラック１７と係合する歯車１９とを有する。
【００４７】
上記で図１〜２ｃに関して、各図面に図示されているラック駆動部がそれぞれラック駆動部と全く異なる構造を持つことも可能なリニア駆動部を代表していると述べたことは、図３ａ〜４ｂに関しても言えることである。
【００４８】
図３ａの実施例の図面では、第一の空間方向ｘに沿った動き（スライド）を実現することができるように、一方におけるラック１７と他方における歯車１９とが、測定テーブル１の十字交差式ガイド１１，１６の第一の空間方向ｘに沿って互いにスライド可能な二つの部材上に配置されている。具体的には、そうすることによって、第一の空間方向ｘに沿ってスライド可能であるとともに、測定板１０を直接支えるテーブル構成要素１１を各空間方向ｘに沿って動かすことができる。
【００４９】
第一のテーブル構成要素１１を支える第二のテーブル構成要素１６を第二の空間方向ｙに沿ってスライドさせることができるように、同じ手法で構成された（図３ａでは見ることができない）駆動手段が配備されている。
【００５０】
そこでは、図１〜２ｃの構成と異なり、長手方向にスライドするガイド部材（例えば、符号２１）とそれに対応する測長器２，３の各基準尺（例えば、符号２０）は、それぞれ測定板１０が当該の空間方向ｘ又はｙに沿って（測定テーブルに作用する駆動手段によって駆動される形で）動いた場合に、受動的に一緒に動かされることとなる。
【００５１】
図３ｂは、図２ｂと３ａの構成の改善形態を図示しており、そこでは測定テーブル１と測長器（例えば、符号２）の両方とも、それぞれ第一又は第二の空間方向ｘ，ｙに沿って動かすための駆動手段が組み込まれている。この場合、測定すべき物体（測定板１０）と一緒に移動可能な測長器２，３の構成要素（例えば、第一の空間方向ｘに対応する基準尺２０）は、測定テーブル１と連結されていない。それに代わって、一方における測定テーブル側の駆動手段と、他方における測長器側の駆動手段とは同期しており、二つの空間方向ｘ，ｙに沿って、それぞれ一方における測定テーブル１と他方における測長器２，３の等しい（同期した）動きが行われるようになっている。この場合でも、又もや場合によっては起こり得る等しい動きからの偏差は、測長器側の測定ヘッド２３，３３とそれに対応する測定テーブル側の測定目盛１２，１３によって、当該の空間方向（測定方向）ｘ又はｙに沿った測長器２，３と測定テーブル１の間の距離の変化を検出して、それを補償する形で補正することが可能である。
【００５２】
図４ａは、図３ａの実施例の変化形態を図示しており、その違いは、駆動手段が測定テーブル１に直に組み込まれているのではなく、二つの空間方向ｘ，ｙの各々に対して、それぞれ位置を固定された静止したガイド部材５６とその上を当該の空間方向ｘ又はｙに沿って案内される長手方向に動くガイド部材５１とを有する駆動スライダー５が測定テーブル１に組み込まれていることであり、一方の静止したガイド部材５６には、ラック５７が組み込まれており、他方の長手方向に動くガイド部材５１には、回転しない形で軸５８と軸支された、ラック５７と係合する歯車５９が組み込まれている。即ち、ラック５７が歯車５９の軸５８を介して駆動モーターによって駆動されることによって、位置を固定された静止したガイド部材５６に関する長手方向に動くガイド部材５１の長手方向の動きを実現することができる。
【００５３】
長手方向に動くガイド部材５１は、連結領域５２と握りつかみ５４を介して、詳しくは、一方の測長器２の握りつかみ２４とそれに対応する測定テーブル１の固定領域１４とにもとづき前述した手法と同じ手法で測定テーブル１の固定領域１４と連結されている。
【００５４】
従って、測定テーブル１又は測定板１０は、図４ａに図示されている二つの空間方向ｘ，ｙに沿った構成では、それぞれ測定テーブル１と連結された長手方向に動くガイド部材５１を備えた駆動スライダー５によって牽引される。更に、測定テーブル１又は測定板１０と一緒に移動可能な測長器２，３の構成要素（基準尺２０，３０）も、図１ａ〜２ｃにもとづき前述した手法で測定テーブル１と連結されているので、そのような構成要素は、駆動スライダー５により実現される、それぞれ対応する空間方向ｘ及び／又はｙに沿った測定テーブル１又はその上方の板１１の動き、従って測定板１０の動きによって一緒に動かされることとなる。
【００５５】
図４ｂは、図４ａの構成の変化形態を図示しており、測長器２，３には、図４ｂにおいて、例えば、第一の空間方向ｘに沿って作用する測長器２にもとづき図示されている通り、それぞれ専用の駆動手段が組み込まれている。それらの駆動手段は、測定テーブル１に作用する当該の駆動スライダー５の駆動手段と同期しており、そのため当該の空間方向ｘ又はｙに沿った一方における駆動スライダー５及び測定テーブル１と他方における測長器２，３の動く構成要素２０，３０とのほぼ同期した動きを実現することができる。そのような場合、測定テーブル１と測定テーブル１と一緒に移動可能な測長器２，３の構成要素（基準尺２０，３０）との間の連結は不要である。
【００５６】
図４ａと４ｂに図示されている構成は、測定テーブル１を動かすために別個の駆動スライダーを使用しているために、図２ｂに図示されている構成と同様に、測定テーブル１に熱の発生が起こらないという利点を有する。しかし、そのためには、別個の駆動スライダー５、即ち、二つの空間方向ｘ，ｙの各々に対して一つの駆動スライダー５が必要であり、そのことは、構成全体の所要空間を増大させることとなる。
【００５７】
図５ａ，５ｂ及び６には、図１〜２ｃの構成の改善形態が図示されており、その違いは、第一の空間方向ｘに対応する測長器２が、互いに平行に配置された、第二の空間方向ｙに沿って互いに間隔（間隔ｄ）を開けて共通の長手方向に動くガイド部材２１上に案内された基準尺２０，２０’を有し、それらには、それぞれ当該の基準尺２０，２０’を走査するための走査ヘッド２５，２５’と、それに対応する測定テーブル１上を測定板１０に隣接して延びる測定目盛１２を走査するための走査ヘッド２３，２３’とが組み込まれていることである。
【００５８】
そうすることによって、測定テーブル１又は正確には上方の板１１、従って測定板１０の角度誤差αを求めて、所謂アッベ形式の構成外における測定結果の評価又は物体の加工時に考慮することができる。即ち、この場合、測定又は加工時において、構造的な負担を増大させる可能性が有る、走査機器又は工具を測定軸２００，３００の交点（アッベ形式の構成）に正確に配置するということが不要である。むしろ、場合によっては起こり得る角度誤差を計算により補正することができる。
【００５９】
図５ａと５ｂに表示されている、第一の空間方向ｘに対応する二つの基準尺２０，２０’を走査ヘッド２５，２５’を用いて走査することによって得られる測定値
【００６０】
【数１】
2009537795.tif 000003
【００６１】
と
【００６２】
【数２】
2009537795.tif 000004
【００６３】
及び第一の空間方向ｘに対応する測定目盛１２を測定ヘッド２３，２３’を用いて走査することによって得られる測定値
【００６４】
【数３】
2009537795.tif 000005
【００６５】
と
【００６６】
【数４】
2009537795.tif 000006
【００６７】
から、十字交差式ガイドの角度誤差αが次の通り得られる。
【００６８】
【数５】
2009537795.tif 000007
【００６９】
二つの空間方向ｘ，ｙに沿った走査機器１５又は走査機器１５の代わりに使用される加工ユニットと測定軸２００，３００の交点との空間的な偏差ｄx ，ｄy が有る場合、その偏差から、補正した角度によるポジション値が次の通り得られる。
【００７０】
【数６】
2009537795.tif 000008
【００７１】
そのようにして得られた測定テーブル１又は上方の板１１の角度誤差αに関する情報は、角度誤差を補正して、例えば、感光性にコーティングされてフォトマスクを用いて露光される板などの、上方の板１１の上に配置された加工すべき物体又は測定テーブル１自体を正しい位置に置くために使用することができる。当然のことながら、角度誤差に対してフォトマスクを正しい位置に置くために、角度誤差に関する情報を使用することもできる。如何なる場合でも、感光性にコーティングされた板とフォトマスクの間の正しい位置関係を保証することが可能である。
【００７２】
即ち、特に、交差格子を備えた測定板を高精度なフォトリソグラフィーにより製造することが可能となる。同様に、当該の測定板の正確さを検査するために、測長器２，３を前述した通り使用することによって、そのような測定テーブル上における、それに続く交差格子の正確さの検査を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】測定すべき物体が上に配置された、平面内を（各空間方向には測定テーブルの動きの大きさを検出するための測長器が対応している）互いに直角な二つの空間方向に沿って移動可能な測定テーブルの模式的な平面図
【図２ａ】図１の構成の詳細な平面図
【図２ｂ】図２ａの構成の第一の側面図
【図２ｃ】図２ａの構成の第二の側面図
【図３ａ】測定テーブルを動かすための駆動手段に関する図２ａ，２ｂ及び２ｃの構成の第一の変化形態の図
【図３ｂ】測定テーブルを動かすための駆動手段に関する図２ａ，２ｂ及び２ｃの構成の第二の変化形態の図
【図４ａ】測定テーブルを動かすための駆動手段に関する図２ａ，２ｂ及び２ｃの構成の第三の変化形態の図
【図４ｂ】測定テーブルを動かすための駆動手段に関する図２ａ，２ｂ及び２ｃの構成の第四の変化形態の図
【図５ａ】測定すべき物体が上に配置された、平面内の（一つの空間方向には、図１と比較して拡大された、測定テーブルの動きの大きさを検出するための測長器が対応している）互いに直角な二つの空間方向に沿って移動可能な測定テーブルの第二の実施構成の模式的な平面図
【図５ｂ】図５ａの構成の断面図
【図６】図５ａによる構成の詳細な平面図
【図１】
2009537795.tif 000009
【図２Ａ】
2009537795.tif 000010
【図２Ｂ】
2009537795.tif 000011
【図２Ｃ】
2009537795.tif 000012
【図３Ａ】
2009537795.tif 000013
【図３Ｂ】
2009537795.tif 000014
【図４Ａ】
2009537795.tif 000015
【図４Ｂ】
2009537795.tif 000016
【図５Ａ】
2009537795.tif 000017
【図５Ｂ】
2009537795.tif 000018
【図６】
2009537795.tif 000019
【国際調査報告】
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2009537795.tif 000021
2009537795.tif 000022
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