[发明专利]形状测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及使用探针等测量形状的形状测量装置，该形状测量装置利用工作台使在XY轴方向上确定表面的探针或测量物在XY轴方向上移动，并利用探针对测量物的形状进行测量。

背景技术

由于近年来光电技术的进步，在数码相机等照相机和智能手机等使用照相机的移动设备中，对于提高画质的要求越来越高。特别是，作为照相机所使用的透镜的表面形状，对于加工为相对于设计形状误差为0.1μm(100nm)以下的、高精度透镜的要求越来越高。其中，在进行高精度测量的形状测量装置中，对于通过降低测量时的噪声来实现高精度化的要求也越来越高。特别是，在通过使探针进行扫描来进行形状测量的形状测量装置中，要求降低扫描测量时的振动噪声，降低扫描时的振动的效果在于XY工作台的性能所占的比例较高。

以往的形状测量装置等所使用的工作台结构公知有这样的结构：利用与工作台的可动部和固定部不同的另外的支承构件支承线性电动机端部的承受线性电动机的驱动力的部分，使驱动工作台时的力的反作用不由工作台整体承受，从而来降低在形状测量装置产生的振动(例如参照专利文献1)。

图8A及图8B表示专利文献1记载的以往的工作台结构。

在图8A及图8B中，101是平台，102是可动工作台，103X是第一X轴方向的线性电动机，103Y是第一Y轴方向的线性电动机，104X是第二X轴方向的线性电动机，104Y是第二Y轴方向的线性电动机，105X是支承第二X轴方向的线性电动机104X的支承板，105Y是支承第二Y轴方向的线性电动机104Y的支承板。支承板105X、105Y设置于与平台101不同的底盘109上。另外，平台101构成为利用除振装置110除振。另外，支承第二X轴方向的线性电动机104X和第二Y轴方向的线性电动机104Y的支承板105X、105Y构成为从底盘109延伸出臂来进行支承。

可动工作台102被以下述方式支承，即，使用空气轴承等在X轴轭106X和Y轴轭106Y的交点位置以能在XY方向上移动的方式对可动工作台102进行定位，该X轴轭106X在Y方向上移动且对X方向的移动方向进行控制，该Y轴轭106Y在X方向上移动且对Y方向的移动方向进行控制。利用该结构，X轴轭106X利用第二Y轴方向的线性电动机104Y的推力在Y方向上动作，从而进行可动工作台102的Y方向的粗定位。利用同样的步骤，Y轴轭106Y利用第二X轴方向的线性电动机104X的推力在X方向上动作，从而进行可动工作台102的X方向的粗定位。

在此，就X轴轭106X在Y轴方向上移动的引导而言，利用Y轴空气轴承107Y来限定移动方向，就Y轴轭106Y在X轴方向上移动的引导而言，利用X轴空气轴承107X来限定移动方向。

另外，利用设于X轴轭106X及Y轴轭106Y的、在X方向上进行驱动的线圈108X及在Y方向上进行驱动的线圈108Y，分别在X方向及Y方向上相对于可动工作台102产生推力，从而进行微定位。

在图8A及图8B中，表示在Y轴方向上驱动可动工作台102的以往例，以下说明使用第二Y轴方向的线性电动机104Y以较大推力且以高速对可动台102进行粗定位。此时，第二Y轴方向的线性电动机104Y的支承板105Y从底盘109延伸出臂来进行支承。因此，在第二Y轴方向的线性电动机104Y驱动时，相对于利用X轴轭106X驱动可动工作台102时产生的力，在第二Y轴方向的线性电动机104Y的固定侧产生反作用的力。该反作用的力不会传递至构成工作台单元的平台101。因此，在由第二Y轴方向的线性电动机104Y以较大推力且以高速进行粗定位时，平台101不会产生振动等。

专利文献

专利文献1：日本特开平5-77126号公报

但是，在进行微定位时，由于在底盘109上设置支承板105Y来支承第二Y轴方向的线性电动机104Y的固定侧，因此，来自底盘109的振动等通过第二Y轴方向的线性电动机104Y的驱动力传递至X轴轭106X，无法进行高精度的定位。

因此，在进行微细的位置控制时，在利用第二Y轴方向的线性电动机104Y进行的粗定位结束后，切断第二Y轴方向的线性电动机104Y的驱动力。然后，利用配置于防振装置110上且设置于Y轴轭106Y上的第一Y轴方向的线性电动机103Y，对设置于工作台102的磁铁部分产生推力，从而避免底盘振动地进行高精度的定位。

但是，在该结构中，相对于为驱动工作台102而产生的力，在作为力的产生源的Y轴轭106Y上产生反作用的力。