JP2000164477A - チャンバーおよび気圧制御装置および気圧制御方法並びに測定機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 安価で安定した環境条件が得られるチャンバ
ーおよび気圧制御方法並びに高精度の測定が可能な測定
機を提供する。 【解決手段】 外気圧を検出する外気圧検出手段１８
と、外気圧検出手段１８の検出結果に基づいて、内気圧
を制御する第１の制御モードまたは該第１の制御モード
とは異なるモードで前記内気圧を制御する第２の制御モ
ードを設定する制御モード設定手段１６と、制御モード
設定手段１６で設定された第１の制御モードまたは第２
の制御モードに基づいて内気圧を制御する制御部１５と
を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内気圧が制御され
るチャンバおよびこのチャンバの内気圧を制御するため
の気圧制御装置およびその気圧制御方法並びにこのチャ
ンバ内に配設される測定機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】大気中での光の波長は、気温、気圧、湿
度に依存してわずかながら変化する。したがって、レー
ザー干渉計を用いて試料ステージの位置などの物理量を
測定する測定機においては、測定中の大気の状態によっ
て位置誤差を生じる。この誤差を軽減するために従来は
干渉計光路の温度、湿度、圧力を測定し、すでに分かっ
ている実験式にこれらの値を代入してレーザー光の波長
を算出するとともに、算出された値を用いてステージ位
置などの測定における誤差を補正していた。

【０００３】ところが、このような補正方法であっても
干渉計光路全体の大気状態を正確にモニターできないこ
とに加えて、大気状態のモニターと補正の間の時間遅れ
により補正しきれない誤差が残る。そのため、さらに精
度を要する測定では、測定機全体を恒温、恒湿のチャン
バー内に入れ、環境条件を安定化して測定する方法が一
般的に用いられてきた。さらに、最近では、一定の条件
で気圧までも制御し、測定の高精度化を図る技術が実用
化されつつある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来のチャンバーおよび気圧制御装置および気
圧制御方法並びに測定機には、以下のような問題が存在
する。外気圧は、ゆっくりした周期で推移するが、その
圧力は通常８００〜１１００ｈＰａの範囲で、気象状態
等により常に変動している。そのため、チャンバー内を
絶対圧で制御する場合、チャンバー内の絶対圧力を１０
００ｈＰａ（１気圧）とすると、チャンバーを±１００
ｈＰａ（１０２０ｋｇ／ｍ²）の変動でも容積変化の耐
圧容器が必要になってしまう。

【０００５】つまり、測定機用チャンバーで温度および
湿度のみならずチャンバー内の圧力を一定に保つ制御方
法は、内部に設置する測定機に最適な環境を提供できる
がチャンバーを構成する隔離壁を内外の圧力差に耐える
ように強度の高い材質を用いて製造する必要がある。さ
らに、チャンバー内の気圧を一定に保つために気密性を
高めた構造にする必要もあり、大型化およびコスト高の
原因になってしまう。

【０００６】また、チャンバー内の圧力目標値を一定値
ではなく、ゆっくりした周期変化の外気圧に追従して変
動する値とすることも考えられるが、この場合、風の強
さの変動やチャンバーが設置される部屋の空調のむらや
扉の開閉によって発生する気圧変動は数十秒周期の速い
ものとなり、その最大振幅は０．４ｈＰａにもなってし
まう。通常、周期の長い大きな変動に対しては、測長シ
ステムのソフトで補正することができるが、周期の短い
変動に対しては補正しきれないことがあり測定精度に悪
影響を及ぼすという問題がある。

【０００７】本発明は、以上のような点を考慮してなさ
れたもので、チャンバー壁を必要以上に強固にすること
なく、安価で安定した環境条件が得られるチャンバーお
よび気圧制御装置および気圧制御方法並びに高精度の測
定が可能な測定機を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、実施の形態を示す図１ないし図５に対応
付けした以下の構成を採用している。本発明のチャンバ
ーは、内気圧が制御されるチャンバー（１）であって、
外気圧を検出する外気圧検出手段（１８）と、外気圧検
出手段（１８）の検出結果に基づいて、内気圧を制御す
る第１の制御モードまたは該第１の制御モードとは異な
るモードで前記内気圧を制御する第２の制御モードを設
定する制御モード設定手段（１６）と、制御モード設定
手段（１６）で設定された前記第１の制御モードまたは
前記第２の制御モードに基づいて内気圧を制御する制御
部（１５）とを備えることを特徴とするものである。

【０００９】従って、本発明のチャンバーでは、制御モ
ード設定手段（１６）が外気圧検出手段（１８）の検出
結果に基づいて、チャンバー（１）の内気圧を制御する
第１の制御モードまたは該第１の制御モードとは異なる
第２の制御モードを設定する。そして、制御部（１５）
が、制御モード設定手段（１６）で設定された第１の制
御モードまたは第２の制御モードに基づいてチャンバー
（１）の内気圧を制御することができる。

【００１０】また、本発明の気圧制御装置は、気圧制御
対象室（１）の内気圧を制御する気圧制御装置（２０）
であって、気圧制御対象室（１）の外気圧を検出する外
気圧検出手段（１８）と、外気圧検出手段（１８）の検
出結果に基づいて、気圧制御対象室（１）の内気圧を制
御する第１の制御モードと、気圧制御対象室（１）の内
気圧を制御し、第１の制御モードとは異なる第２の制御
モードとを設定する制御モード設定手段（１６）と、制
御モード設定手段（１６）で設定された第１の制御モー
ドまたは第２の制御モードに基づいて、気圧制御対象室
（１）の内気圧を制御する制御部（１５）とを備えるこ
とを特徴とするものである。

【００１１】従って、本発明の気圧制御装置では、制御
モード設定手段（１６）が外気圧検出手段（１８）の検
出結果に基づいて、気圧制御対象室（１）の内気圧を制
御する第１の制御モードまたは該第１の制御モードとは
異なる第２の制御モードを設定する。そして、制御部
（１５）が、制御モード設定手段（１６）で設定された
第１の制御モードまたは第２の制御モードに基づいて気
圧制御対象室（１）の内気圧を制御することができる。

【００１２】また、本発明の気圧制御方法は、気圧制御
対象室（１）の内気圧を設定圧に制御する気圧制御方法
であって、気圧制御対象室（１）の内気圧を制御する第
１の制御モードと、第１の制御モードとは異なるモード
で前記内気圧を制御する第２の制御モードとを設定し、
外気圧に基づいて、第１、第２の制御モードを切り替え
ることを特徴とするものである。

【００１３】従って、本発明の気圧制御方法では、外気
圧に基づいて第１の制御モードと、該第１の制御モード
とは異なる第２の制御モードとを切り替えることにより
気圧制御対象室（１）の内気圧を設定圧に制御すること
ができる。

【００１４】また、本発明の測定機は、内気圧が制御さ
れたチャンバー（１）内で被測定部材（３）を測定する
測定機（２）であって、チャンバー（１）には、内気圧
を制御する第１の制御モードまたは第１の制御モードと
は異なるモードで前記内気圧を制御する第２の制御モー
ドを設定する制御モード設定手段（１６）が備えられ、
制御モード設定手段（１６）は、被測定部材（３）の測
定条件に基づいて、第１、第２の制御モードを設定する
構成とされていることを特徴とするものである。

【００１５】従って、本発明の測定機では、制御モード
設定手段（１６）が被測定部材（３）の測定条件に基づ
いて、チャンバー（１）の内気圧を制御する第１の制御
モードまたは該第１の制御モードとは異なる第２の制御
モードを設定することができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明のチャンバーおよび
気圧制御装置および気圧制御方法並びに測定機の実施の
形態を、図１ないし図５を参照して説明する。ここで
は、測定機として、マスク、レチクル等の基板表面に形
成されたパターンの位置を測定するパターン位置測定機
を用い、このパターン位置測定機が気圧制御対象室であ
るチャンバー内に設置される場合の例を用いて説明す
る。

【００１７】図１において、符号１は内気圧が制御され
るチャンバー（気圧制御対象室）である。チャンバー１
内には、パターン位置測定機（測定機）２が配設されて
いる。パターン位置測定機２は、マスク、レチクル等の
基板（被測定部材）３の表面に形成された精密パターン
の位置を測定するものであって、ステージ４、対物レン
ズ５、光学装置６、干渉計システム７，８、測定機制御
装置９、記憶装置１０および表示装置１１とを主体とし
て構成されている。

【００１８】ステージ４は、基板３が載置されるもので
あって、モータ等を有する駆動装置１４によって、ＸＹ
平面（水平面）に沿って２次元移動する。この駆動装置
１４は、測定機制御装置９によって制御されている。

【００１９】対物レンズ５は、ステージ４上に載置され
た基板３の上方に僅かな隙間を介してＺ方向（上下方
向）に移動自在に配設されている。また、対物レンズ５
の周囲には、散乱光や回折光を受光して検出する受光素
子（不図示）が設けられている。受光素子が検出した信
号は、測定機制御装置９へ出力される構成となってい
る。

【００２０】対物レンズ５の上方には、光学装置６が配
設されており、基板３表面のパターンの像は対物レンズ
５で拡大されて光学装置６内の所定位置に結像される。
この光学装置６には、いずれも不図示のレーザ光源およ
び焦点検出手段が設けられている。レーザ光源は、対物
レンズ５を介して基板３上にレーザスポットを投射する
ものである。焦点検出手段は、対物レンズ５をＺ方向に
上下動させることにより、基板３表面のパターンの像を
自動的に合焦させ、基板３表面の高さを検出するもので
ある。光学装置６からは、基板３表面の高さに応じた信
号が測定機制御装置９へ出力される。

【００２１】干渉計システム７は、ステージ４の上面端
部に固定された移動鏡１２の反射面に測長用のレーザビ
ームを照射して、ステージ４の位置、すなわち対物レン
ズ５の光軸上にある基板３の表面のＸＹ平面における位
置（Ｘ軸方向の座標値）を検出し、検出した位置を示す
位置信号を出力するものである。

【００２２】干渉計システム８は、ステージ４の上面端
部に固定された移動鏡１３の反射面に測長用のレーザビ
ームを照射して、ステージ４の位置、すなわち対物レン
ズ５の光軸上にある基板３の表面のＸＹ平面における位
置（Ｙ軸方向の座標値）を検出し、検出した位置を示す
位置信号を出力するものである。これら出力された位置
信号は、測定機制御装置９へ出力される。

【００２３】なお、干渉計システム７，８には、測定環
境の温度、湿度、気圧を測定する固有の検出器（不図
示）が設けられており、干渉計レーザーの波長はこれら
検出器の検出結果に応じて補正される構成となってい
る。

【００２４】記憶装置１０には、基板３表面の複数箇所
の、基板３の自重による撓みによって生じるパターン位
置の二次元的な補正量が記憶されている。測定機制御装
置９は、パターンの測定位置が含まれる領域の補正量を
記憶装置１０から読み出して、この補正量で測定された
パターン位置を補正するものである。表示装置１１は、
測定機制御装置９に接続されており、該測定機制御装置
９で補正されたパターンの位置に基づいて算出されたパ
ターン間の距離を表示するものである。

【００２５】一方、チャンバー１には、温度制御装置、
湿度制御装置（いずれも不図示）および気圧制御装置２
０が付設されている。温度制御装置は、チャンバー１の
内部温度を制御するものである。また、湿度制御装置
は、チャンバー１の内部湿度を制御するものである。気
圧制御装置２０は、チャンバー１の内気圧を制御するも
のであって、圧力制御器（制御部）１５と制御モード指
示器（制御モード設定手段）１６と外気圧センサ（外気
圧検出手段）１８とを備える構成になっている。

【００２６】圧力制御器１５には、チャンバー１の内気
圧を検出する内気圧センサ１７が接続されている。そし
て、圧力制御器１５は、この内気圧センサ１７から出力
される圧力信号Ｖｉｎが、目標圧力信号Ｖｔｇｔと一致
するように、チャンバー１の内気圧を制御するものであ
る。

【００２７】制御モード指示器１６には、チャンバー１
の外気圧を検出する外気圧センサ１８と、この制御モー
ド指示器１６および上記測定機制御装置９を制御する制
御コンピュータ１９とが接続されている。そして、制御
モード指示器１６は、チャンバー１の内気圧を制御する
ための制御モードを設定するとともに、外気圧センサ１
８から出力された圧力信号Ｖｏｕｔに基づいて制御モー
ドに対応した目標圧力信号Ｖｔｇｔを生成し圧力制御器
１５に出力するものである。

【００２８】この制御モードとしては、チャンバー１の
内気圧を外気圧の変動に拘わらず一定に保持する一定型
モード（第１の制御モード）と、チャンバー１の内気圧
を外気圧の変動から高周波成分を除去した補正外気圧変
動に追従させる追従型モード（第２の制御モード）とが
設定されている。

【００２９】また、図２に示すように、この制御モード
指示器１６は、ハイパスフィルター２１、検波整流器２
２、コンパレータ２３、フリップフロップ２４、ローパ
スフィルター２５、サンプル＆ホールド２６およびアナ
ログスイッチ２７とから概略構成されている。

【００３０】ハイパスフィルター２１は、出力された圧
力信号Ｖｏｕｔのうち、特定の周波数成分として高周波
成分のみの信号Ｖｈｉを取り出して検波整流器２２に出
力するものである。検波整流器２２は、出力された信号
Ｖｈｉを検波整流して、高周波成分の振幅に応じた直流
電圧Ｖｄｅｔに変換してコンパレータ２３に出力するも
のである。

【００３１】コンパレータ２３には、高周波成分におけ
る振幅を独立変数として、信号１または信号０の気圧変
動評価値を算出する評価関数が設定されている。すなわ
ち、このコンパレータ２３は、出力された直流電圧Ｖｄ
ｅｔと、制御コンピュータ１９であらかじめ設定されて
いる閾値としての比較電圧Ｖｒｅｆとを比較して、直流
電圧Ｖｄｅｔが比較電圧Ｖｒｅｆより大きいときは信号
１を、そうでないときには信号０を算出し、出力信号Ｖ
ｃｍｐとしてフリップフロップ２４のＳＥＴ端子に出力
するものである。

【００３２】フリップフロップ２４は、制御コンピュー
タ１９からＲＳＴ（リセット）信号を受け取るまで出力
信号Ｖｃｍｐを出力Ｖｆｆとしてアナログスイッチ２７
のセレクト端子ＳＬＴへ出力するものである。なお、セ
ット端子への入力と制御コンピュータ１９からのＲＳＴ
信号の入力が同時になされたときはＲＳＴ信号が優先さ
れる構成になっている。

【００３３】ローパスフィルター２５は、入力された圧
力信号Ｖｏｕｔの高周波成分を除去し低周波信号Ｖｌｏ
ｗとして変換し、サンプル＆ホールド２６の入力端子お
よびアナログスイッチ２７の一方の入力端子ＩＮ２へ出
力するものである。サンプル＆ホールド２６のＨＬＤ端
子には、フリップフロップ２４の出力Ｖｆｆが接続され
ている。サンプル＆ホールド２６は、出力Ｖｆｆが信号
１にセットされた瞬間に入力された低周波信号Ｖｌｏｗ
を出力Ｖｓｈとしてアナログスイッチ２７の他方の入力
端子ＩＮ１に出力し続けるものである。

【００３４】アナログスイッチ２７は、フリップフロッ
プ２４の出力Ｖｆｆが信号１のときに、入力端子ＩＮ１
を出力端子ＯＵＴにつなげ、出力Ｖｆｆが信号０のとき
に、入力端子ＩＮ２を出力端子ＯＵＴにつなげるもので
ある。

【００３５】制御コンピュータ１９には、測定される基
板毎に、必要測定精度および必要測定時間等の測定条件
が記憶されている。また、制御コンピュータ１９は、上
記必要測定精度および必要測定時間等の測定条件に基づ
いて比較電圧Ｖｒｅｆをコンパレータ２３へ出力すると
ともに、基板の測定開始前にフリップフロップ２４へＲ
ＳＴ信号を出力するようになっている。

【００３６】上記の構成のチャンバー１、パターン位置
測定機２のうち、最初にパターン位置測定機２の動作に
ついて以下に説明する。まず、ステージ４上に基板３が
載置される。このとき、記憶装置１０は、基板３の材
質、形状に対応した補正量が読み出せるようになってい
る。測定機制御装置９は、制御コンピュータ１９からの
測定開始指令を受けると、干渉計システム７，８からの
位置信号をモニターしつつ、駆動装置１４を制御してス
テージ４を初期位置に移動させる。その結果、基板３上
の初期位置が光学装置６の対物レンズ５の光軸上にく
る。

【００３７】次に、測定機制御装置９は、駆動装置１４
を制御してステージ４を初期位置から順次移動させ、光
学装置６からのスポット光を基板３表面で相対走査させ
る。基板３表面のパターンエッジにスポット光が当たる
と散乱光が生じ、受光素子からエッジ検出信号が測定機
制御装置９に入力される。

【００３８】測定機制御装置９は、エッジ検出信号が入
力されたときのパターンエッジの位置を干渉計システム
７，８から読み取るとともに、パターン位置が含まれる
領域の補正量を記憶装置１０から読み出す。さらに、測
定機制御装置９は、記憶装置１０から読み出した補正量
でパターンエッジの測定位置を補正し、この補正した位
置に基づいて、パターンエッジの間隔を求め表示装置１
１に表示する。

【００３９】続いて、チャンバー１の作用について説明
する。図３に示すように、外気圧の経時変化は、圧力信
号Ｖｏｕｔとして外気圧センサ１８で検出されるととも
に、制御モード指示器１６のハイパスフィルター２１へ
出力される。ここで、圧力信号Ｖｏｕｔは、図４に示す
ように、０．０１Ｈｚ〜１０Ｈｚ程度の高周波成分のみ
の信号Ｖｈｉが取り出される。

【００４０】信号Ｖｈｉは、検波整流器２２で検波整流
されて、高周波成分の振幅の大きさに応じた直流電圧Ｖ
ｄｅｔに変換される。この直流電圧Ｖｄｅｔは、コンパ
レータ２３において制御コンピュータ１９で設定されて
いた比較電圧Ｖｒｅｆと比較される。そして、直流電圧
Ｖｄｅｔが比較電圧Ｖｒｅｆより大きいときには信号１
が、そうでないときには信号０が出力信号Ｖｃｍｐとし
て出力される。この出力信号Ｖｃｍｐは、制御コンピュ
ータ１９からＲＳＴ信号が出力されるまでフリップフロ
ップ２４から出力Ｖｆｆとして出力される。

【００４１】一方、外気圧センサ１８の圧力信号Ｖｏｕ
ｔは、ローパスフィルター２５にも入力され、図５に示
すように、外気圧の変動から高周波成分を除去した補正
外気圧変動が、低周波信号Ｖｌｏｗに変換されてアナロ
グスイッチ２７の入力端子ＩＮ２へ出力される。ここ
で、フリップフロップ２４の出力Ｖｆｆが信号０である
とき、すなわち、外気圧の高周波成分の振幅の大きさが
制御コンピュータ１９で設定されている所定値以下のと
きには、アナログスイッチ２７において入力端子ＩＮ２
と出力端子ＯＵＴとがつながる。

【００４２】これにより、上記低周波信号Ｖｌｏｗが、
目標圧力信号Ｖｔｇｔとして制御モード指示器１６から
圧力制御器１５へ出力される。そして、圧力制御器１５
は、この目標圧力信号Ｖｔｇｔと、チャンバー１の内気
圧を検出する内気圧センサ１７が出力する圧力信号Ｖｉ
ｎとが一致するように、チャンバー１の内気圧を制御す
る。すなわち、チャンバー１の内気圧は、図５に示すよ
うに、外気圧の変動から高周波成分を除去した補正外気
圧変動に追従する追従型モードにて制御されることにな
る。

【００４３】一方、例えば、ある時間Ｔにおいて外気圧
に制御コンピュータ１９で設定された所定値より大きな
振幅を有する高周波成分が検出された場合、コンパレー
タ２３からの出力に対応してフリップフロップ２４は信
号１の出力Ｖｆｆを出力する。これにより、アナログス
イッチ２７において入力端子ＩＮ１と出力端子ＯＵＴと
がつながる。

【００４４】ここで、サンプル＆ホールド２６からは、
フリップフロップ２４の出力Ｖｆｆが信号１にセットさ
れた瞬間にトリガーがかかり、その瞬間に入力された低
周波信号Ｖｌｏｗ、例えばＶ１が出力Ｖｓｈとしてアナ
ログスイッチ２７の入力端子ＩＮ１へ出力され続ける。

【００４５】そのため、図５中二点鎖線で示すように、
時間Ｔ以降は、出力Ｖｆｆが信号１にセットされた瞬間
の一定の低周波信号Ｖ１が固定されて、目標圧力信号Ｖ
ｔｇｔとして制御モード指示器１６から圧力制御器１５
へ出力され続ける。

【００４６】そして、圧力制御器１５は、この目標圧力
信号Ｖｔｇｔと、チャンバー１の内気圧を検出する内気
圧センサ１７が出力する圧力信号Ｖｉｎとが一致するよ
うに、チャンバー１の内気圧を制御する。すなわち、追
従型モードで制御されていたチャンバー１の内気圧は、
外気圧の変動に拘わらず一定に保持される一定型モード
に切り替えられて制御されることになる。

【００４７】この一定型モードでチャンバー１の内気圧
が制御された測定中に外気の気圧が変動し、チャンバー
１の内気圧と外気の圧力の差がチャンバー壁の耐圧に近
くなり一定圧制御を続けることが困難になると、制御コ
ンピュータ１９はフリップフロップ２４へＲＳＴ信号を
出力して、フリップフロップ２４の出力Ｖｆｆを一旦リ
セットすることによって、制御モードを一定型モードか
ら追従型モードに切り替える。

【００４８】このとき、制御モード指示器１６から出力
される目標圧力信号Ｖｔｇｔは、一定の低周波信号Ｖ１
からローパスフィルター２５が出力する低周波信号Ｖｌ
ｏｗへ向けて段階的に更新される。これにより、チャン
バー１の内気圧は、外気圧から高周波成分を除去した低
周波成分に漸次緩やかに近づくように制御され、目標圧
力信号Ｖｔｇｔが低周波信号Ｖｌｏｗに一致した後は上
記の追従型モードにて制御される。

【００４９】本実施の形態のチャンバーおよび気圧制御
装置および気圧制御方法では、制御モード指示器１６を
追従型モードにすることにより、チャンバー１の内気圧
が外気圧の低周波成分と同一になるので、チャンバー内
外の圧力差は高周波成分の振幅のみとなり大きな圧力差
は生じない。そのため、チャンバー壁をそれほど強固に
する必要がなくなり、安価で高性能なチャンバーを得る
ことができる。

【００５０】また、外気圧の長周期の振幅の大きな変動
のために長時間チャンバーの内気圧を一定に保持するこ
とが困難で、短周期の気圧変動が小さいときは、チャン
バーの内気圧を低周波の大きな変動にのみ追従させ、短
周期の変動分を除去するので、長時間に亙って高精度の
測定を行うことができる。

【００５１】また、本実施の形態のチャンバーおよびお
よび気圧制御装置および気圧制御方法並びに測定機で
は、制御モード指示器１６を一定型モードにすることに
より、外気圧において短周期の気圧変動が大きいときに
も、この変動の影響を排除することができる。そのた
め、精度要求の高い基板等の被測定部材に対しては、制
御コンピュータ１９が出力する比較電圧Ｖｒｅｆを適宜
低く設定することにより、一定圧制御下で高精度の測定
を行うことができる。

【００５２】さらに、短周期の変動が比較的小さいとき
においても、長周期の変動が十分小さいときや必要測定
時間が短い場合など少しでも高精度の測定が可能なよう
に、制御コンピュータ１９を用いて比較電圧Ｖｒｅｆを
変更すれば自動的に一定圧制御に移行することができ、
基板３の測定条件に基づいて常に最適な制御モードを選
択することができる。

【００５３】しかも、上記一定型モード、追従型モード
が、被測定部材の測定中であっても、外気圧の変動に応
じて自動的に切り替えられることに加えて、追従型モー
ドから一定型モードへ移行する際には、モードが切り替
わった瞬間の低周波信号Ｖｌｏｗが一定型モードでの目
標圧力信号Ｖｔｇｔに設定され、逆に一定型モードから
追従型モードへ移行する際には、目標圧力信号Ｖｔｇｔ
が低周波信号Ｖｌｏｗへ向けて漸次緩やかに近づくよう
に制御されるので、目標圧力信号Ｖｔｇｔが急激に変動
することはなく、測定精度を劣化させることなく気圧制
御方法を変更することもできる。

【００５４】なお、上記実施の形態において、チャンバ
ー内に設置される測定機を、パターン位置測定機とする
構成としたが、これに限られることなく、レジストパタ
ーンの重ね合わせずれを計測する重ね合わせ測定機等が
設置されるような構成であってもよい。また、気圧チャ
ンバー内には、測定機に限られず、露光装置等の半導体
製造装置や高精度の光学性能が要求される光学装置など
を設置することも有効である。特に、干渉計を用いたス
テージ制御装置をチャンバー内に設置する場合は有効で
ある。

【００５５】また、チャンバーが測定機を囲むものとし
たが、このチャンバーとしては、内部の清浄度が一定に
保たれたクリーンルームも本発明のチャンバーに含むも
のである。

【００５６】また、上記実施の形態では、制御モード設
定手段としての制御モード指示器１６をハードウェア構
成として記述したが、外気圧の高周波成分は大きくても
１０Ｈｚ程度であるので、外気圧信号ＶｏｕｔをＡＤコ
ンバータでデジタル信号に変換して直接制御コンピュー
タ１９に取り込み、上述した制御モード指示器１６で行
う全ての処理を、制御コンピュータ１９でソフトウェア
によって行うこともできる。この場合、ハードウェアで
処理するよりも一層細かい複数の条件からチャンバー１
の目標気圧を設定できるとともに、内部に設置される精
密測定機にとって最適の気圧制御を提供することができ
る。

【００５７】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係るチ
ャンバーは、外気圧検出手段の検出結果に基づいて、内
気圧を制御するための第１の制御モードまたは第２の制
御モードを設定する制御モード設定手段と、この制御モ
ード設定手段で設定された制御モードに基づいて内気圧
を制御する制御部とを備える構成となっている。

【００５８】これにより、このチャンバーでは、内気圧
を外気圧に追従させる制御モードが設定されたときに、
チャンバー内外において大きな圧力差は生じない。その
ため、チャンバー壁をそれほど強固にする必要がなくな
り、安価で高性能なチャンバーが得られるという優れた
効果を奏するものである。

【００５９】また、内気圧を一定に保持する制御モード
を設定することにより、チャンバーの内部を長時間に亙
って安定した環境条件に設定できるという効果も得られ
る。そして、上記両制御モードを適宜設定することで、
状況に応じた最適な制御モードを選択できるという効果
も得られる。

【００６０】請求項２に係るチャンバーは、制御モード
設定手段が、外気圧の経時変化による気圧変動を算出
し、この気圧変動に含まれる周波数成分の振幅の大きさ
に基づいて第１、第２の制御モードを設定する構成とな
っている。

【００６１】これにより、このチャンバーでは、周波数
成分の振幅が小さいときに内気圧を低周波の大きな変動
に追従させるので、チャンバー内外において大きな圧力
差は生じず、チャンバー壁をそれほど強固にする必要が
なくなり、安価で高性能なチャンバーが得られるととも
に、周波数成分の振幅が大きいときには、外気圧の変動
を排除することができるので、内気圧が長時間に亙って
高精度に制御されたチャンバーが得られるという効果が
得られる。

【００６２】請求項３に係るチャンバーは、第１の制御
モードが内気圧を外気圧の変動に拘わらず一定気圧に保
持し、第２の制御モードが内気圧を外気圧の変動から高
周波成分を除去した補正外気圧変動に追従させる構成と
なっている。

【００６３】これにより、このチャンバーでは、周波数
成分の振幅が小さいときに内気圧を高周波成分を除去し
た補正外気圧変動に追従させるので、内気圧を長時間に
亙って高精度に維持できることに加えて、チャンバー内
外において大きな圧力差は生じず、チャンバー壁をそれ
ほど強固にする必要がなくなり、安価で高性能なチャン
バーが得られるという効果を生む。

【００６４】請求項４に係る気圧制御装置は、外気圧検
出手段の検出結果に基づいて、内気圧を制御するための
第１の制御モードまたは第２の制御モードを設定する制
御モード設定手段と、この制御モード設定手段で設定さ
れた制御モードに基づいて内気圧を制御する制御部とを
備える構成となっている。

【００６５】これにより、この気圧制御装置では、内気
圧を外気圧に追従させる制御モードが設定されたとき
に、気圧制御対象室内外において大きな圧力差は生じな
い。そのため、気圧制御対象室壁をそれほど強固にする
必要がなくなり、安価で高性能な気圧制御対象室が得ら
れるという優れた効果を奏するものである。

【００６６】また、内気圧を一定に保持する制御モード
を設定することにより、気圧制御対象室の内部を長時間
に亙って安定した環境条件に設定できるという効果も得
られる。そして、上記両制御モードを適宜設定すること
で、状況に応じた最適な制御モードを選択できるという
効果も得られる。

【００６７】請求項５に係る気圧制御方法は、気圧制御
対象室の内気圧を制御する第１、第２の制御モードを設
定し、外気圧に基づいて第１、第２の制御モードを切り
替える構成となっている。

【００６８】これにより、この気圧制御方法では、状況
に応じた最適な制御モードで気圧制御対象室の内気圧を
制御することができるという優れた効果を奏する。

【００６９】請求項６に係る気圧制御方法は、内気圧を
補正外気圧変動に追従させる第２の制御モードから内気
圧を一定気圧に保持する第１の制御モードに切り替えた
ときに、切り替えた時点での第２の制御モードにおける
設定圧が第１の制御モードにおける設定圧として保持さ
れる構成となっている。

【００７０】これにより、この気圧制御方法では、制御
モードを切り替える際にも設定圧が急激に変動すること
はなく、測定精度を劣化させることを防止できるという
効果が得られる。

【００７１】請求項７に係る気圧制御方法は、第１の制
御モードから第２の制御モードに切り替えるときに、第
２の制御モードにおける設定圧を、第１の制御モードに
おける設定圧から段階的に切り替える構成となってい
る。

【００７２】これにより、この気圧制御方法では、制御
モードを切り替える際にも設定圧が急激に変動すること
はなく、測定精度を劣化させることを防止できるという
効果が得られる。

【００７３】請求項８に係る測定機は、チャンバーの内
気圧を制御するための第１、第２の制御モードを設定す
る制御モード設定手段が備えられており、この制御モー
ド設定手段が被測定部材の測定条件に基づいて、第１、
第２の制御モードを設定する構成となっている。

【００７４】これにより、この測定機では、制御モード
を切り替えることにより、長時間に亙って高精度の測定
を行うことができるとともに、高精度の被測定部材を測
定部材を測定する際には一定圧制御下での測定を行う
等、被測定部材に対応して常に最適な制御モードを容易
に選択することができるという優れた効果を奏するもの
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態を示す図であって、制御
モード指示器を備えたチャンバー内にパターン位置測定
機が配設された概略構成図である。

【図２】 本発明の実施の形態を示す図であって、制御
モード指示器の内部構成を示す構成図である。

【図３】 本発明のチャンバーを構成する外気圧センサ
により検出された外気圧の経時変化をしめすグラフ図で
ある。

【図４】 本発明のチャンバーを構成するハイパスフィ
ルターにより取り出された外気圧の高周波成分を示すグ
ラフ図である。

【図５】 本発明のチャンバーを構成するローパスフィ
ルターにより取り出された外気圧の低周波成分を示すグ
ラフ図である。

【符号の説明】

１ チャンバー（気圧制御対象室） ２ パターン位置測定機（測定機） ３ 基板（被測定部材） １５ 圧力制御器（制御部） １６ 制御モード指示器（制御モード設定手段） １８ 外気圧センサ（外気圧検出手段） ２０ 気圧制御装置

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内気圧が制御されるチャンバーであっ
   て、 外気圧を検出する外気圧検出手段と、 該外気圧検出手段の検出結果に基づいて、前記内気圧を
   制御する第１の制御モードまたは該第１の制御モードと
   は異なるモードで前記内気圧を制御する第２の制御モー
   ドを設定する制御モード設定手段と、 該制御モード設定手段で設定された前記第１の制御モー
   ドまたは前記第２の制御モードに基づいて前記内気圧を
   制御する制御部とを備えることを特徴とするチャンバ
   ー。
2. 【請求項２】 請求項１記載のチャンバーにおいて、 前記制御モード設定手段は、前記検出された外気圧の経
   時変化による気圧変動を算出し、該気圧変動に含まれる
   周波数成分の振幅の大きさに基づいて前記第１の制御モ
   ードまたは前記第２の制御モードを設定することを特徴
   とするチャンバー。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載のチャンバーにお
   いて、 前記第１の制御モードは、前記内気圧を前記外気圧の変
   動に拘わらず一定気圧に保持し、 前記第２の制御モードは、前記内気圧を前記外気圧の変
   動から高周波成分を除去した補正外気圧変動に追従させ
   ることを特徴とするチャンバー。
4. 【請求項４】 気圧制御対象室の内気圧を制御する気圧
   制御装置であって、 前記気圧制御対象室の外気圧を検出する外気圧検出手段
   と、 該外気圧検出手段の検出結果に基づいて、前記気圧制御
   対象室の内気圧を制御する第１の制御モードと、前記気
   圧制御対象室の内気圧を制御し、前記第１の制御モード
   とは異なる第２の制御モードとを設定する制御モード設
   定手段と、 該制御モード設定手段で設定された前記第１の制御モー
   ドまたは前記第２の制御モードに基づいて、前記気圧制
   御対象室の内気圧を制御する制御部とを備えることを特
   徴とする気圧制御装置。
5. 【請求項５】 気圧制御対象室の内気圧を設定圧に制御
   する気圧制御方法であって、 前記気圧制御対象室の内気圧を制御する第１の制御モー
   ドと、 該第１の制御モードとは異なるモードで前記内気圧を制
   御する第２の制御モードとを設定し、 外気圧に基づいて、前記第１、第２の制御モードを切り
   替えることを特徴とする気圧制御方法。
6. 【請求項６】 請求項５記載の気圧制御方法において、 前記第１の制御モードは、前記内気圧を前記外気圧の変
   動に拘わらず一定気圧に保持し、 前記第２の制御モードは、前記内気圧を前記外気圧の変
   動から高周波成分を除去した補正外気圧変動に追従さ
   せ、 前記第２の制御モードから前記第１の制御モードに切り
   替えたときに、該第２の制御モードにおける切り替えた
   時点での前記設定圧を前記第１の制御モードにおける設
   定圧として保持することを特徴とする気圧制御方法。
7. 【請求項７】 請求項６記載の気圧制御方法において、 前記第１の制御モードから前記第２の制御モードに切り
   替えるときに、該第２の制御モードにおける設定圧を、
   前記第１の制御モードにおける設定圧から段階的に切り
   替えることを特徴とする気圧制御方法。
8. 【請求項８】 内気圧が制御されたチャンバー内で被測
   定部材を測定する測定機であって、 前記チャンバーには、前記内気圧を制御する第１の制御
   モードまたは該第１の制御モードとは異なるモードで前
   記内気圧を制御する第２の制御モードを設定する制御モ
   ード設定手段が備えられ、 該制御モード設定手段は、前記被測定部材の測定条件に
   基づいて、前記第１、第２の制御モードを設定する構成
   とされていることを特徴とする測定機。