JP2013026272A5 - - Google Patents

Description

本発明の第１の態様によれば、第１部材に対して少なくとも第１方向に相対移動する第２部材の相対移動量を計測するエンコーダ装置であって、その第１部材及びその第２部材の一方に設けられ、その第１方向を周期方向とする格子パターンを有する反射型の回折格子と、第１及び第２計測光を供給する光源部と、その第１部材及びその第２部材の他方に設けられ、その光源部から供給されたその第１計測光をその格子パターン面に向けて照射し、且つその回折格子で回折されたその第１計測光を受光する第１光学部材と、その第１部材及びその第２部材の他方に設けられ、その光源部から供給されたその第２計測光をその格子パターン面に向けて照射し、且つその回折格子で回折されたその第２計測光を受光する第２光学部材と、その回折格子で回折されたその第１計測光とその回折格子で回折されたその第２計測光とを光電検出する光電検出器と、該光電検出器の検出信号を用いて、その第２部材の相対移動量を求める計測部と、を備え、その第１光学部材は、その回折格子で正反射されるその第１計測光の進行方向を、その回折格子で回折されてその第２光学部材に入射するその第２計測光の進行方向とは異なる方向に設定するエンコーダ装置が提供される。
本発明の別の態様によれば、第１部材に対して少なくとも第１方向に相対移動する第２部材の相対移動量を計測するエンコーダ装置が提供される。このエンコーダ装置は、その第１部材及びその第２部材の一方に設けられ、その第１方向を周期方向とする格子パターンを有する反射型の回折格子と、互いに可干渉性のある第１計測光及び第２計測光を供給する光源部と、その第１部材及びその第２部材の他方に設けられ、その光源部から供給された第１計測光をその格子パターン面に向けて反射する第１反射部材と、その回折格子からの回折光と他の回折光又はその第２計測光との干渉光を検出する第１光電検出器と、その第１光電検出器の検出信号を用いてその第２部材の相対移動量を求める計測部と、を備え、その反射部材からその格子パターン面に向かうその第１計測光のその第１方向の入射角を、その回折格子のリトロー角に対して所定角度変化した角度に設定するものである。
本発明のさらに別の態様によれば、第１部材に対して少なくとも第１方向に相対移動する第２部材の相対移動量を計測するエンコーダ装置が提供される。このエンコーダ装置は、その第１部材及びその第２部材の一方に設けられ、その第１方向を周期方向とする格子パターンを有する反射型の回折格子と、計測光を供給する光源部と、その第１部材及びその第２部材の他方に設けられ、その光源部から供給されたその計測光をその格子パターン面に向けて照射し、且つその回折格子で回折されたその計測光を受光する光学部材と、を備え、その光学部材は、互いに異なる進行方向の第１及び第２計測光をその格子パターン面に向けて照射し、その回折格子で正反射されるその第１計測光の進行方向と、その回折格子で回折されてその第２光学部材に入射するその第２計測光の進行方向とを異なる方向に設定するものである。

本発明によれば、エンコーダ装置の光学系の高さ（格子パターン面の法線方向の高さ）を低くできる。
さらに、第１光学部材からその格子パターン面に向かう第１計測光の第１方向の入射角を、回折格子のリトロー角に対して所定角度変化した角度に設定した場合には、格子パターン面の高さの変化に対して回折光の横シフト量が小さく、干渉光の強度変化が小さいとともに、回折格子からの０次光の影響を低減して計測精度を向上できる。

Claims (17)

1. 第１部材に対して少なくとも第１方向に相対移動する第２部材の相対移動量を計測するエンコーダ装置であって、
   前記第１部材及び前記第２部材の一方に設けられ、前記第１方向を周期方向とする格子パターンを有する反射型の回折格子と、
   第１及び第２計測光を供給する光源部と、
   前記第１部材及び前記第２部材の他方に設けられ、前記光源部から供給された前記第１計測光を前記格子パターン面に向けて照射し、且つ前記回折格子で回折された前記第１計測光を受光する第１光学部材と、
   前記第１部材及び前記第２部材の他方に設けられ、前記光源部から供給された前記第２計測光を前記格子パターン面に向けて照射し、且つ前記回折格子で回折された前記第２計測光を受光する第２光学部材と、
   前記回折格子で回折された前記第１計測光と前記回折格子で回折された前記第２計測光とを光電検出する光電検出器と、
   該光電検出器の検出信号を用いて、前記第２部材の相対移動量を求める計測部と、を備え、
   前記第１光学部材は、前記回折格子で正反射される前記第１計測光の進行方向を、前記回折格子で回折されて前記第２光学部材に入射する前記第２計測光の進行方向とは異なる方向に設定することを特徴とするエンコーダ装置。
2. 前記第１光学部材は、該第１光学部材から前記格子パターン面に向かう前記第１計測光の前記第１方向の入射角を、前記回折格子のリトロー角に対して所定角度変化した角度に設定することを特徴とする請求項１に記載のエンコーダ装置。
3. 前記第１光学部材は、前記第１計測光を反射する第１反射部材と、該第１反射部材から前記格子パターン面に向かう前記第１計測光の前記第１方向の入射角を、前記リトロー角に対して前記所定角度変化した角度に設定する角度調整部材とを備えることを特徴とする請求項２に記載のエンコーダ装置。
4. 前記光源部から出力される前記第１計測光を前記回折格子の前記格子パターン面にほぼ平行にする光路折り曲げ部材を備え、
   前記第１光学部材は、前記光路折り曲げ部材を介した前記第１計測光を前記格子パターン面に前記リトロー角で入射させ、
   前記光路折り曲げ部材は、前記第１計測光を、前記格子パターン面に平行な面内で前記第１方向に直交する第２方向に対して前記所定角度に対応した角度だけ傾斜させて反射することを特徴とする請求項２又は３に記載のエンコーダ装置。
5. 前記角度調整部材は、前記第１反射部材と前記格子パターン面との間に設けられて、前記第１計測光の前記格子パターン面に対する入射面内の振れ角を前記所定角度に応じた角度に設定する楔型プリズムであることを特徴とする請求項３に記載のエンコーダ装置。
6. 前記回折格子で回折される前記第１計測光を、前記格子パターン面に前記第１方向の入射角が前記リトロー角に対して変化した角度になるように反射する再反射部材を備え、
   前記楔型プリズムの振れ角は前記所定角度の２倍であることを特徴とする請求項５に記載のエンコーダ装置。
7. 前記第２光学部材は、該第２光学部材から前記格子パターン面に向かう前記第２計測光の前記第１方向の入射角を、前記リトロー角と符号が逆のリトロー角に対して所定角度変化した角度に設定することを特徴とする請求項２乃至６のいずれか一項に記載のエンコーダ装置。
8. 前記光源部は、
   光源から射出される光束から前記第１及び第２計測光、並びに第１及び第２参照光を分離する分離面を有する分離光学部材と、
   前記分離面に関して前記格子パターン面までの光路長がほぼ等しい反射面を有し、該反射面で前記第１及び第２参照光を反射する参照用反射部材と、を備えることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載のエンコーダ装置。
9. 前記計測部は、前記光電検出器の検出信号を用いて前記第２部材の前記第１方向の相対移動量及び前記格子パターン面の法線方向の相対移動量を求めることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載のエンコーダ装置。
10. 前記回折格子の前記格子パターンは、前記第１方向に直交する第２方向にも周期性を有し、
    前記光源部は、さらに第３及び第４計測光を供給し、
    前記第１部材及び前記第２部材の他方に設けられ、前記光源部から供給された前記第３計測光を前記格子パターン面に向けて照射し、且つ前記回折格子で前記第２方向に回折された前記第３計測光を受光する第３光学部材と、
    前記第１部材及び前記第２部材の他方に設けられ、前記光源部から供給された前記第４計測光を前記格子パターン面に向けて照射し、且つ前記回折格子で前記第２方向に回折された前記第４計測光を受光する第４光学部材と、を備え、
    前記光電検出器は、前記回折格子で回折された前記第３計測光と前記回折格子で回折された前記第４計測光とを光電検出し、
    前記第３光学部材は、前記回折格子で正反射される前記第３計測光の進行方向を、前記回折格子で回折されて前記第３光学部材に入射する前記第４計測光の進行方向とは異なる方向に設定することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載のエンコーダ装置。
11. 前記光電検出器は、
    前記第１及び第２計測光と、前記第３及び第４計測光から分離された第１及び第２参照光との干渉光をそれぞれ検出する第１及び第２検出部と、
    前記第３及び第４計測光と、前記第１及び第２計測光から分離された第３及び第４参照光との干渉光をそれぞれ検出する第３及び第４検出部と、を備え、
    前記第３及び第４計測光の前記第１及び第２参照光に対する光量比、及び前記第１及び第２計測光の前記第３及び第４参照光に対する光量比を調整する第１及び第２調整部材を備えることを特徴とする請求項１０に記載のエンコーダ装置。
12. 第１部材に対して少なくとも第１方向に相対移動する第２部材の相対移動量を計測するエンコーダ装置であって、
    前記第１部材及び前記第２部材の一方に設けられ、前記第１方向を周期方向とする格子パターンを有する反射型の回折格子と、
    計測光を供給する光源部と、
    前記第１部材及び前記第２部材の他方に設けられ、前記光源部から供給された前記計測光を前記格子パターン面に向けて照射し、且つ前記回折格子で回折された前記計測光を受光する光学部材と、を備え、
    前記光学部材は、互いに異なる進行方向の第１及び第２計測光を前記格子パターン面に向けて照射し、前記回折格子で正反射される前記第１計測光の進行方向と、前記回折格子で回折されて前記第２光学部材に入射する前記第２計測光の進行方向とを異なる方向に設定することを特徴とするエンコーダ装置。
13. 前記第１及び第２計測光は前記格子パターン面の異なる位置に照射されることを特徴とする請求項１２に記載のエンコーダ装置。
14. 前記光学部材は、前記第１計測光を前記格子パターン面に向けて照射する第１光学部材と、前記第２計測光を前記格子パターン面にに向けて照射する第２光学部材とを備えることを特徴とする請求項１２又は１３に記載のエンコーダ装置。
15. 請求項１乃至１４のいずれか一項に記載のエンコーダ装置と、
    対象物用の光学系と、を備えることを特徴とする光学装置。
16. パターンを被露光体に露光する露光装置であって、
    フレームと、
    前記被露光体を支持するとともに前記フレームに対して少なくとも前記第１方向に相対移動可能なステージと、
    前記第１方向への前記ステージの相対移動量を計測するための請求項１乃至１４のいずれか一項に記載のエンコーダ装置と、を備えることを特徴とする露光装置。
17. リソグラフィ工程を含むデバイス製造方法であって、
    前記リソグラフィ工程で、請求項１６に記載の露光装置を用いて物体を露光することを特徴とするデバイス製造方法。