JP2011038967A - 位置決め装置およびこれに着脱可能な光学アダプター - Google Patents
位置決め装置およびこれに着脱可能な光学アダプター Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011038967A JP2011038967A JP2009188379A JP2009188379A JP2011038967A JP 2011038967 A JP2011038967 A JP 2011038967A JP 2009188379 A JP2009188379 A JP 2009188379A JP 2009188379 A JP2009188379 A JP 2009188379A JP 2011038967 A JP2011038967 A JP 2011038967A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser
- laser light
- mirror
- slider
- interferometer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
【課題】アッベ誤差を解消できる位置決め装置を提供する。
【解決手段】スライダに搭載されたレーザ干渉計と、固定ミラーとを備え、前記レーザ干渉計と前記固定ミラーとの間で往復するレーザ光を用いてレーザ干渉に基づく測長を行うことで前記スライダを位置決めする位置決め装置である。前記レーザ干渉計から得られた直線偏光のレーザ光を折り曲げることで、そのレーザ光の光路を変更させるミラーと、前記ミラーを経由した前記レーザ光を円偏光のレーザ光に変換して前記固定ミラーに照射するλ/4板と、を備える。
【選択図】図1
【解決手段】スライダに搭載されたレーザ干渉計と、固定ミラーとを備え、前記レーザ干渉計と前記固定ミラーとの間で往復するレーザ光を用いてレーザ干渉に基づく測長を行うことで前記スライダを位置決めする位置決め装置である。前記レーザ干渉計から得られた直線偏光のレーザ光を折り曲げることで、そのレーザ光の光路を変更させるミラーと、前記ミラーを経由した前記レーザ光を円偏光のレーザ光に変換して前記固定ミラーに照射するλ/4板と、を備える。
【選択図】図1
Description
本発明は、スライダに搭載されたレーザ干渉計と、固定ミラーとを備え、前記レーザ干渉計と前記固定ミラーとの間で往復するレーザ光を用いてレーザ干渉に基づく測長を行うことで前記スライダの位置決めをする位置決め装置等に関する。
半導体製造工程等で用いられるXYステージでは、高い位置決め精度が必要となる。このため、スライダの位置をレーザ干渉計を用いて測定する方法が用いられている。例えば、スライダにレーザ干渉計を搭載し、レーザ干渉計と対向するように設置された固定ミラーにレーザ光を水平に照射し、その反射光と参照光とをレーザ干渉計で合光させたときの干渉縞に基づいてレーザ光の光路測長を行うことで、スライダの位置を算出している。
しかし、スライダに搭載される位置決め対象物の位置と、固定ミラーにおけるレーザの照射位置との間に高さの相違があるとアッベ誤差が発生する。アッベ誤差はスライダの姿勢に起因する誤差であり、高さの相違分をhとするとき、スライダがピッチング方向に角度θだけ傾くと、対象物の実際の位置と、測定される位置との間にhθに相当する誤差が発生する。とくにμmオーダーの位置決め精度が要求される場合には、アッベ誤差は無視できないものとなる。通常、スライダの上にはユーザ・アプリケーションに応じた負荷が搭載されるため、高さの相違分hをなくすことはできず、アッベ誤差を解消することは困難である。
本発明の目的は、アッベ誤差を解消できる位置決め装置を提供することにある。
本発明の位置決め装置は、スライダに搭載されたレーザ干渉計と、固定ミラーとを備え、前記レーザ干渉計と前記固定ミラーとの間で往復するレーザ光を用いてレーザ干渉に基づく測長を行うことで前記スライダを位置決めする位置決め装置において、前記レーザ干渉計から得られた直線偏光のレーザ光を折り曲げることで、そのレーザ光の光路を変更させるミラーと、前記ミラーを経由した前記レーザ光を円偏光のレーザ光に変換して前記固定ミラーに照射するλ/4板と、を備えることを特徴とする。
この位置決め装置によれば、レーザ光の光路を変更させるので、アッベ誤差を解消できる。
この位置決め装置によれば、レーザ光の光路を変更させるので、アッベ誤差を解消できる。
前記レーザ干渉計から射出された円偏光のレーザ光を前記直線偏光のレーザ光に変換するλ/4板を備えてもよい。
本発明の光学アダプターは、スライダに搭載されたレーザ干渉計と、固定ミラーとを備え、前記レーザ干渉計と前記固定ミラーとの間で往復するレーザ光を用いてレーザ干渉に基づく測長を行うことで前記スライダを位置決めする位置決め装置に対し着脱可能な光学アダプターであって、前記レーザ干渉計から得られた直線偏光のレーザ光を折り曲げることで、そのレーザ光の光路を変更させるミラーと、前記ミラーを経由した前記レーザ光を円偏光のレーザ光に変換して前記固定ミラーに照射するλ/4板と、を備えることを特徴とする。
この光学アダプターによれば、レーザ光の光路を変更させるので、アッベ誤差を解消できる。
この光学アダプターによれば、レーザ光の光路を変更させるので、アッベ誤差を解消できる。
前記レーザ干渉計から射出された円偏光のレーザ光を前記直線偏光のレーザ光に変換するλ/4板を備えてもよい。
本発明の位置決め装置によれば、レーザ光の光路を変更させるので、アッベ誤差を解消できる。
本発明の光学アダプターによれば、レーザ光の光路を変更させるので、アッベ誤差を解消できる。
以下、本発明による位置決め装置の実施形態について説明する。以下の実施形態では、X方向の測長について例示するが、他の方向(Y方向、Z軸周り方向等)についても同様に構成することができる。
図1は、本実施形態の位置決め装置の構成を示す正面図である。
図1に示すように、本実施形態の位置決め装置は、ステージ本体2上に設けられたプラテン21に沿ってXY平面(水平面)内を移動するスライダ1と、スライダ1に着脱可能とされた光学アダプタ3と、を備える。
図1に示すように、ステージ本体2からはバーミラーブロック23が立ち上がり、バーミラーブロック23には固定ミラー24が取り付けられている。
スライダ1は、プラテン21に対向し、スライダ1の駆動力を生み出すモーター部11と、スライダ1の位置を計測するためのレーザ干渉計14と、を備える。図1に示すように、レーザ干渉計14の上方には搭載負荷15が搭載されるが、スライダ1に搭載される搭載負荷15は、ユーザ・アプリケーションに応じて異なり、その高さ方向の位置も異なる。
光学アダプタ3は、レーザ干渉計14から射出されるレーザ光の光軸をシフトさせる機能を有する。また、そのシフト量は搭載負荷15に対応して設定される。
図1に示すように、光学アダプタ3は、レーザ干渉計4から射出される直線偏光のレーザ光の光軸を折り曲げるミラー31およびミラー32と、ミラー32で折り曲げられた直線偏光のレーザ光を円偏光のレーザ光に変換するλ/4板33と、を備える。
図2は、レーザ干渉計14の光学系の構成を示す図である。
図2に示すように、レーザ干渉計14は、半導体レーザ41と、レンズ42と、ハーフミラー43と、ミラー44,45と、偏光ビームスプリッタ46と、コーナーキューブ47と、PDA(フォトダイオード・アレイ)48とを備える。
半導体レーザ41から射出されたレーザ光の一部はハーフミラー43、ミラー44、ミラー45を経由して参照光としてPDA48に入射する。
また、半導体レーザ41から射出されたレーザ光の一部はハーフミラー43、偏光ビームスプリッタ46を経由して直線偏光のレーザ光として光学アダプタ3に入射する。光学アダプタ3に入射した直線偏光のレーザ光はミラー31およびミラー32で順次、反射され、λ/4板33で円偏光のレーザ光に変換されて、固定ミラー24の反射面にほぼ垂直に照射される。
固定ミラー24で反射された円偏光のレーザ光はλ/4板33で直線偏光のレーザ光に再度変換された後、ミラー32およびミラー31で順次、反射され、レーザ干渉計14に戻る。
レーザ干渉計14に戻った直線偏光のレーザ光は、偏光ビームスプリッタ46、コーナーキューブ47、偏光ビームスプリッタ46で順次、反射され、再び光学アダプタ3を経由して、固定ミラー24に射出される。
固定ミラー24で反射された円偏光のレーザ光はλ/4板33で直線偏光のレーザ光に変換された後、ミラー32およびミラー31で順次、反射され、レーザ干渉計14に戻るが、今度は偏光ビームスプリッタ46を透過し、ハーフミラー43を経由して反射光としてPDA48に入射する。
PDA48では、上記反射光と上記参照光との合光により干渉縞が形成され、PDA48で検出された信号が演算部5に入力される。演算部5はPDA48からの信号に基づいてスライダ1の位置(X座標)を算出する。
このように、本実施形態の位置決め装置では、光学アダプタ3によってレーザ光の射出位置の高さを搭載負荷15の高さとほぼ一致させるようにしているので、レーザ干渉計14による計測値が搭載負荷15の位置を正しく反映したものとなる。
図3は、本実施形態の位置決め装置における位置計測の精度を説明するための図である。
図3では、スライダ1がピッチングを有する場合の様子を示している。図3においてピッチング角度はθpであり、スライダの回転中心はスライダの下端となる。
まず、ピッチング方向にスライダ1が回転することにより生じる誤差を考える。図3においてδ1およびδ2がこの場合の誤差に相当する。なお、L1,L2,L3は構造上、機構的に固定されており、変化しない。
スライダ1の姿勢が傾く場合に生ずるδ1およびδ2の測長距離への反映の効果は互いに逆転している。δ1は図3に示すピッチング方向にスライダ1の姿勢が傾く場合の測長距離の減少分に相当し、δ2は逆に測長距離の増加分に相当する。
θp<<1とすると、δ1は円弧の長さとして近似できるため、
また、δ2については、
以上のように、ピッチング方向にスライダ1の姿勢が変化する場合の測長距離は、誤差がキャンセルされ変化しない。したがって、レーザ光を照射する高さを搭載負荷の高さに揃えることで、アッベ誤差の影響を解消することができることが判る。
また、一般に、円偏光の光をミラー31およびミラー32のような向きで反射させると、楕円偏光に変換されてしまい、干渉計内部で所望の偏光状態が得られず測長不能となる。しかし、本実施形態の位置決め装置では、ミラー31およびミラー32で反射されるレーザ光の偏光状態は常に直線偏光となるため、光学アダプタ3がレーザ測長に悪影響を及ぼすことはない。
このように、光学アダプタ3を使用することにより、固定ミラーに照射するレーザ光の高さを最適化することができるため、搭載負荷の高さに応じた適切な測長状態を容易に得ることができる。
図4は、レーザ光の射出部分にλ/4板を配置した場合のレーザ干渉計の構成を示す図、図5は図4に示すレーザ干渉計と組み合わされる光学アダプタの構成を示す図である。
図4に示すレーザ干渉計14Aは、円偏光のレーザ光を照射するように設計されたものであり、λ/4板6を設けることでレーザ干渉計14Aから射出されるレーザ光は円偏光となる。したがって、このようなレーザ干渉計に上記の光学アダプタ3を組み合わせると、ミラー31,32に円偏光のレーザ光が照射されるため、正しい偏光状態が得られなくなる。したがって、この場合には、図4および図5に示すように、光学アダプタ3Aにλ/4板34を追加すればよい。これにより、ミラー31,32を経由するレーザ光は常に直線偏光となり、干渉計内部で所望の偏光状態を得ることが可能となる。この場合には、円偏光のレーザ光を射出する設計のレーザ干渉計に手を加えることなく、そのまま利用できる。この場合、光学アダプタ3Aを取り去れば、干渉計から射出されるレーザ光をそのまま利用した測長が可能となる。ただし、高価なλ/4板の使用枚数が増加するため、コストの点では図1に示す構成がより好ましい。また、受光量が低下し、光軸調整範囲や最大測長距離などに制限を受ける可能性もある。
以上説明したように、本発明の位置決め装置によれば、レーザ光の光路を変更させるので、アッベ誤差を解消できる。また、光学アダプタのミラーを経由するレーザ光が円偏光であるため、所望の偏光状態を維持することができる。
本発明の適用範囲は上記実施形態に限定されることはない。本発明は、スライダに搭載されたレーザ干渉計と、固定ミラーとを備え、前記レーザ干渉計と前記固定ミラーとの間で往復するレーザ光を用いてレーザ干渉に基づく測長を行うことで前記スライダを位置決めする位置決め装置等に対し、広く適用することができる。
1 スライダ
3,3A 光学アダプタ
14,14A レーザ干渉計
24 固定ミラー
31,32 ミラー
33 λ/4板
34 λ/4板
3,3A 光学アダプタ
14,14A レーザ干渉計
24 固定ミラー
31,32 ミラー
33 λ/4板
34 λ/4板
Claims (4)
- スライダに搭載されたレーザ干渉計と、固定ミラーとを備え、前記レーザ干渉計と前記固定ミラーとの間で往復するレーザ光を用いてレーザ干渉に基づく測長を行うことで前記スライダを位置決めする位置決め装置において、
前記レーザ干渉計から得られた直線偏光のレーザ光を折り曲げることで、そのレーザ光の光路を変更させるミラーと、
前記ミラーを経由した前記レーザ光を円偏光のレーザ光に変換して前記固定ミラーに照射するλ/4板と、
を備えることを特徴とする位置決め装置。 - 前記レーザ干渉計から射出された円偏光のレーザ光を前記直線偏光のレーザ光に変換するλ/4板を備えることを特徴とする請求項1に記載の位置決め装置。
- スライダに搭載されたレーザ干渉計と、固定ミラーとを備え、前記レーザ干渉計と前記固定ミラーとの間で往復するレーザ光を用いてレーザ干渉に基づく測長を行うことで前記スライダを位置決めする位置決め装置に対し着脱可能な光学アダプターであって、
前記レーザ干渉計から得られた直線偏光のレーザ光を折り曲げることで、そのレーザ光の光路を変更させるミラーと、
前記ミラーを経由した前記レーザ光を円偏光のレーザ光に変換して前記固定ミラーに照射するλ/4板と、
を備えることを特徴とする光学アダプター。 - 前記レーザ干渉計から射出された円偏光のレーザ光を前記直線偏光のレーザ光に変換するλ/4板を備えることを特徴とする請求項3に記載の光学アダプター。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009188379A JP2011038967A (ja) | 2009-08-17 | 2009-08-17 | 位置決め装置およびこれに着脱可能な光学アダプター |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009188379A JP2011038967A (ja) | 2009-08-17 | 2009-08-17 | 位置決め装置およびこれに着脱可能な光学アダプター |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011038967A true JP2011038967A (ja) | 2011-02-24 |
Family
ID=43766887
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009188379A Pending JP2011038967A (ja) | 2009-08-17 | 2009-08-17 | 位置決め装置およびこれに着脱可能な光学アダプター |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2011038967A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014141511A1 (ja) * | 2013-03-12 | 2014-09-18 | 大日本スクリーン製造株式会社 | 印刷装置及びその配置位置調整方法 |
CN110146011A (zh) * | 2019-04-23 | 2019-08-20 | 中国科学院微电子研究所 | 一种多轴干涉仪测量装置 |
CN111238337A (zh) * | 2020-01-21 | 2020-06-05 | 中国计量科学研究院 | 基于激光干涉可消除阿贝误差的步距规校准方法及系统 |
-
2009
- 2009-08-17 JP JP2009188379A patent/JP2011038967A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014141511A1 (ja) * | 2013-03-12 | 2014-09-18 | 大日本スクリーン製造株式会社 | 印刷装置及びその配置位置調整方法 |
JP2014172350A (ja) * | 2013-03-12 | 2014-09-22 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 印刷装置及びその配置位置調整方法 |
CN110146011A (zh) * | 2019-04-23 | 2019-08-20 | 中国科学院微电子研究所 | 一种多轴干涉仪测量装置 |
CN110146011B (zh) * | 2019-04-23 | 2021-01-19 | 中国科学院微电子研究所 | 一种多轴干涉仪测量装置 |
CN111238337A (zh) * | 2020-01-21 | 2020-06-05 | 中国计量科学研究院 | 基于激光干涉可消除阿贝误差的步距规校准方法及系统 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9097511B2 (en) | Displacement detecting device with a polarization change to a twice-diffracted beam | |
US9175987B2 (en) | Displacement detecting device | |
US6509971B2 (en) | Interferometer system | |
WO2013084557A1 (ja) | 形状測定装置 | |
TWI452262B (zh) | 同時量測位移及傾角之干涉儀系統 | |
JP6063166B2 (ja) | 干渉計方式により間隔測定するための機構 | |
JP2011095241A (ja) | 面形状計測装置 | |
JP2008047653A5 (ja) | ||
JP2001349712A (ja) | 面形状測定装置、波面収差測定装置およびこれらを用いて製造された投影レンズ | |
KR20100041024A (ko) | 2차원 회절 격자를 이용한 6 자유도 측정 장치 | |
TWI274139B (en) | Optical measurement unit for real-time measuring angular error of platform and the method thereof | |
JP2011038967A (ja) | 位置決め装置およびこれに着脱可能な光学アダプター | |
JP6401594B2 (ja) | 3次元チルトセンサ及びこれを用いた測定対象の3軸廻りの角度変位を測定する方法 | |
JP5606039B2 (ja) | ステージ装置及び波面収差測定装置 | |
JP2014029276A (ja) | エンコーダ装置、光学装置、及び露光装置 | |
US9200926B1 (en) | Displacement detecting device | |
JP2010066090A (ja) | 光学測定装置 | |
JP2022166647A (ja) | 光学測定装置、実装基板の組立装置、および、実装基板の組立方法 | |
JP5286308B2 (ja) | 試料ステージおよび荷電粒子線装置 | |
JP5010964B2 (ja) | 角度測定方法およびその装置 | |
JP2006133059A (ja) | 干渉測定装置 | |
JP6607350B2 (ja) | エンコーダ装置及びその使用方法、光学装置、露光装置、並びにデバイス製造方法 | |
JP5149085B2 (ja) | 変位計 | |
JP2014145684A (ja) | 測定装置 | |
US20240011762A1 (en) | Compact dual pass interferometer for a plane mirror interferometer |