JP3413122B2 - 位置決め装置及びこれを用いた露光装置並びにデバイス製造方法 - Google Patents
位置決め装置及びこれを用いた露光装置並びにデバイス製造方法Info
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- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
- G03F7/70716—Stages
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
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- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
- G03F7/70775—Position control, e.g. interferometers or encoders for determining the stage position
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、工作物を搭載し正
確に位置決めするための位置決め装置に関し、また、こ
のような位置決め装置を備えた露光装置やデバイス製造
方法に関する。
確に位置決めするための位置決め装置に関し、また、こ
のような位置決め装置を備えた露光装置やデバイス製造
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】図２９は従来の半導体露光装置等に使用
される位置決め装置の計測手段の一例であり、レーザ干
渉計による計測システムの配置を示す概略図である。
される位置決め装置の計測手段の一例であり、レーザ干
渉計による計測システムの配置を示す概略図である。
【０００３】同図において、２０４は不図示のウエハを
搭載するウエハチャック、２０５はウエハチャック２０
４を支持し搭載するステージのトップステージであり、
不図示のガイドおよびアクチュエータによりＸ、Ｙ軸方
向に長ストロークで移動可能であり、Ｚ軸方向およびθ
ｘ、θｙ、θｚの回転方向に短いストロークで移動可能
である。
搭載するウエハチャック、２０５はウエハチャック２０
４を支持し搭載するステージのトップステージであり、
不図示のガイドおよびアクチュエータによりＸ、Ｙ軸方
向に長ストロークで移動可能であり、Ｚ軸方向およびθ
ｘ、θｙ、θｚの回転方向に短いストロークで移動可能
である。
【０００４】２３０は演算回路および駆動回路等を含む
制御ボックス、２３１ａはトップステージ２０５に取り
付けられたＸ反射面、２３２ｂはトップステージに取り
付けられたＹミラーの反射面、２３３ａ、２３３ｂ、２
３３ｃはＸ方向を計測する干渉計、２３４ａ、２３４ｂ
はＹ方向を計測する干渉計である。干渉計２３３ａ、２
３３ｂ、２３３ｃ、２３４ａ、２３４ｂは計測の基準と
なる不図示の定盤に支持固定されている。
制御ボックス、２３１ａはトップステージ２０５に取り
付けられたＸ反射面、２３２ｂはトップステージに取り
付けられたＹミラーの反射面、２３３ａ、２３３ｂ、２
３３ｃはＸ方向を計測する干渉計、２３４ａ、２３４ｂ
はＹ方向を計測する干渉計である。干渉計２３３ａ、２
３３ｂ、２３３ｃ、２３４ａ、２３４ｂは計測の基準と
なる不図示の定盤に支持固定されている。
【０００５】従来、位置決め装置と称される装置の位置
決めには、ステージに取り付けられた反射ミラーの各々
所定の位置にレーザ光を入射し、反射光よりビーム入射
位置のビーム入射方向に沿った位置変動情報を得て位置
検出を行い、この検出結果より位置決め制御を行う。ト
ップステージ２０５の回転方向の検出方法としては、同
一軸方向の２ヶ所のビーム入射位置の位置変動情報を得
ることにより求める。すなわち、図２９の計測システム
では、干渉計２３３ａ、２３３ｂ、２３３ｃに基づく位
置変動情報より、Ｙ軸方向、θｘ方向の位置検出を行っ
て、Ｚ軸を除く５軸方向の位置決め制御をレーザ干渉計
による位置検出情報を基に行う。Ｚ軸方向の位置検出手
段は、通常、移動するステージ内に設けられた不図示の
リニアエンコーダや静電容量センサ等があり、その検出
結果に基づいてＺ軸方向の位置決め制御が行われる。
決めには、ステージに取り付けられた反射ミラーの各々
所定の位置にレーザ光を入射し、反射光よりビーム入射
位置のビーム入射方向に沿った位置変動情報を得て位置
検出を行い、この検出結果より位置決め制御を行う。ト
ップステージ２０５の回転方向の検出方法としては、同
一軸方向の２ヶ所のビーム入射位置の位置変動情報を得
ることにより求める。すなわち、図２９の計測システム
では、干渉計２３３ａ、２３３ｂ、２３３ｃに基づく位
置変動情報より、Ｙ軸方向、θｘ方向の位置検出を行っ
て、Ｚ軸を除く５軸方向の位置決め制御をレーザ干渉計
による位置検出情報を基に行う。Ｚ軸方向の位置検出手
段は、通常、移動するステージ内に設けられた不図示の
リニアエンコーダや静電容量センサ等があり、その検出
結果に基づいてＺ軸方向の位置決め制御が行われる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】このようなＺ方向の位
置検出手段を用いた位置決め装置においては、ＸＹ方向
に長ストローク移動するステージに取り付けられたセン
サにより、トップステージのＺ方向の位置情報を検出す
るため、以下のような問題点が生じる。
置検出手段を用いた位置決め装置においては、ＸＹ方向
に長ストローク移動するステージに取り付けられたセン
サにより、トップステージのＺ方向の位置情報を検出す
るため、以下のような問題点が生じる。
【０００７】（１）計測基準となるレーザ干渉計が取り
付けられた定盤から直接的に位置情報を検出できないた
め、複数個のセンサを直列に配置しての計測をせざるを
得ない。そのため、ガイド精度等の影響を受け、計測誤
差が生じやすい。
付けられた定盤から直接的に位置情報を検出できないた
め、複数個のセンサを直列に配置しての計測をせざるを
得ない。そのため、ガイド精度等の影響を受け、計測誤
差が生じやすい。
【０００８】（２）また、ステージ加減速時の慣性力や
ステージ自体の自重が移動荷重として作用したときの、
ステージガイド部の変形や、ステージを支持搭載する定
盤や構造体の変形が計測誤差となり、高精度な位置決め
が難しい。
ステージ自体の自重が移動荷重として作用したときの、
ステージガイド部の変形や、ステージを支持搭載する定
盤や構造体の変形が計測誤差となり、高精度な位置決め
が難しい。
【０００９】本発明の目的は、従来技術の問題点に鑑
み、ＸＹ方向に長ストローク移動する位置決め装置にお
いて、高精度な位置決めが可能な位置決め装置を提供す
ることにある。
み、ＸＹ方向に長ストローク移動する位置決め装置にお
いて、高精度な位置決めが可能な位置決め装置を提供す
ることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の位置決め装置は、第１及び第２方向を含む基
準面上を前記基準面に対して傾斜した複数の反射面と共
に移動可能な移動体と、前記基準面と交差する方向にお
ける前記移動体の位置情報を計測する位置計測器とを備
え、前記位置計測器は、前記基準面と交差する方向にお
ける前記移動体の位置情報を計測するための計測ビーム
を、前記傾斜した反射面の一方で反射される計測ビーム
と他方で反射される計測ビームのいずれかに選択的に切
替えることを特徴とする。
の本発明の位置決め装置は、第１及び第２方向を含む基
準面上を前記基準面に対して傾斜した複数の反射面と共
に移動可能な移動体と、前記基準面と交差する方向にお
ける前記移動体の位置情報を計測する位置計測器とを備
え、前記位置計測器は、前記基準面と交差する方向にお
ける前記移動体の位置情報を計測するための計測ビーム
を、前記傾斜した反射面の一方で反射される計測ビーム
と他方で反射される計測ビームのいずれかに選択的に切
替えることを特徴とする。
【００１１】また、前記傾斜した反射面は、前記基準面
とほぼ平行な前記位置計測器の計測ビームを、前記基準
面と交差する方向に反射することが望ましい。
とほぼ平行な前記位置計測器の計測ビームを、前記基準
面と交差する方向に反射することが望ましい。
【００１２】また、前記基準面と交差する方向を法線方
向とする反射面を備えた固定ミラーが設けられ、前記傾
斜した反射面によって反射された前記計測ビームが該固
定ミラーによって反射され、逆のビーム路をたどること
が望ましい。
向とする反射面を備えた固定ミラーが設けられ、前記傾
斜した反射面によって反射された前記計測ビームが該固
定ミラーによって反射され、逆のビーム路をたどること
が望ましい。
【００１３】また、前記位置計測器は、前記移動体の位
置情報に基づいて前記計測ビームの選択的な切替えを行
うことが望ましい。
置情報に基づいて前記計測ビームの選択的な切替えを行
うことが望ましい。
【００１４】また、前記移動体の位置情報に基づいて前
記複数の傾斜した反射面に入射する計測ビームのうちい
ずれかを遮ることが望ましい。
記複数の傾斜した反射面に入射する計測ビームのうちい
ずれかを遮ることが望ましい。
【００１５】また、前記移動体は、第１方向の位置計測
に利用される第１ミラーと第２方向の位置計測に利用さ
れる第２ミラーを有し、前記第１ミラーは第１方向とほ
ぼ平行な計測ビームを第１方向とほぼ平行に反射し、前
記第２ミラーは第２方向とほぼ平行な計測ビームを第２
方向とほぼ平行に反射することが好ましい。
に利用される第１ミラーと第２方向の位置計測に利用さ
れる第２ミラーを有し、前記第１ミラーは第１方向とほ
ぼ平行な計測ビームを第１方向とほぼ平行に反射し、前
記第２ミラーは第２方向とほぼ平行な計測ビームを第２
方向とほぼ平行に反射することが好ましい。
【００１６】また、前記位置計測器は、前記傾斜した反
射面の異なる複数の部所を利用して反射ビームの計測を
行い、前記移動体の前記基準面に対して垂直な方向の位
置情報と、該基準面に対して傾斜する方向の回転情報を
検出することが望ましい。
射面の異なる複数の部所を利用して反射ビームの計測を
行い、前記移動体の前記基準面に対して垂直な方向の位
置情報と、該基準面に対して傾斜する方向の回転情報を
検出することが望ましい。
【００１７】また、前記位置計測器は、前記第１ミラー
の計測を行う第１計測手段と、前記第２ミラーの計測を
行う第２計測手段と、該第１または該第２ミラーの異な
る部所を計測する第３計測手段と、前記傾斜した反射面
の異なる３つの部所を計測する第４計測手段、第５計測
手段および第６計測手段とを有することが望ましい。
の計測を行う第１計測手段と、前記第２ミラーの計測を
行う第２計測手段と、該第１または該第２ミラーの異な
る部所を計測する第３計測手段と、前記傾斜した反射面
の異なる３つの部所を計測する第４計測手段、第５計測
手段および第６計測手段とを有することが望ましい。
【００１８】また、前記位置計測器は、前記移動体の前
記基準面内方向の位置情報および回転情報を検出する第
１、第２、および第３検出手段と、前記複数の傾斜した
反射面を利用して計測を行い、前記移動体の前記基準面
と交差する方向の位置情報および該基準面と傾斜する方
向の回転情報を検出する第４、第５、および第６計測手
段とを備えることが好ましい。
記基準面内方向の位置情報および回転情報を検出する第
１、第２、および第３検出手段と、前記複数の傾斜した
反射面を利用して計測を行い、前記移動体の前記基準面
と交差する方向の位置情報および該基準面と傾斜する方
向の回転情報を検出する第４、第５、および第６計測手
段とを備えることが好ましい。
【００１９】また、前記第１計測手段と前記第４計測手
段は、上下方向に位置しそれぞれ平行な第１計測ビーム
と第４計測ビームの検出を行い、前記第２計測手段と前
記第５計測手段は、上下方向に位置しそれぞれ平行な第
２計測ビームと第５計測ビームの検出を行い、前記第３
検出手段と前記第６検出手段は、上下方向に位置しそれ
ぞれ平行な第３計測ビームと第６計測ビームの検出を行
うことが望ましい。
段は、上下方向に位置しそれぞれ平行な第１計測ビーム
と第４計測ビームの検出を行い、前記第２計測手段と前
記第５計測手段は、上下方向に位置しそれぞれ平行な第
２計測ビームと第５計測ビームの検出を行い、前記第３
検出手段と前記第６検出手段は、上下方向に位置しそれ
ぞれ平行な第３計測ビームと第６計測ビームの検出を行
うことが望ましい。
【００２０】また、本発明の露光装置においては、本発
明の位置決め装置をウエハステージとして備えることを
特徴としている。
明の位置決め装置をウエハステージとして備えることを
特徴としている。
【００２１】また、露光装置においては、該投影光学系
を支持する鏡筒支持体を備え、前記位置計測器は、前記
鏡筒支持体に支持されていることが望ましい。
を支持する鏡筒支持体を備え、前記位置計測器は、前記
鏡筒支持体に支持されていることが望ましい。
【００２２】また、露光装置においては、前記傾斜した
反射面からの反射ビームを逆のビーム路をたどるように
反射させるための固定ミラーは、前記鏡筒支持体に支持
されていることが望ましい。
反射面からの反射ビームを逆のビーム路をたどるように
反射させるための固定ミラーは、前記鏡筒支持体に支持
されていることが望ましい。
【００２３】また、露光装置においては、前記基準面を
有する定盤を備え、該定盤は前記鏡筒支持体と一体的に
振動除去機構を介して支持されていることが望ましい。
有する定盤を備え、該定盤は前記鏡筒支持体と一体的に
振動除去機構を介して支持されていることが望ましい。
【００２４】また、露光装置においては、前記基準面を
有する定盤を備え、該定盤は前記鏡筒支持体に対して振
動除去機構により独立して支持されていることが望まし
い。
有する定盤を備え、該定盤は前記鏡筒支持体に対して振
動除去機構により独立して支持されていることが望まし
い。
【００２５】また、露光装置においては、前記傾斜した
反射面からの反射ビームを逆のビーム路をたどるように
反射させるための固定ミラーは、前記移動体を支持する
定盤に支持されていることが望ましい。
反射面からの反射ビームを逆のビーム路をたどるように
反射させるための固定ミラーは、前記移動体を支持する
定盤に支持されていることが望ましい。
【００２６】また、本発明のデバイス製造方法において
は、本発明の露光装置を用意する工程と、レチクルパタ
ーンをウエハに転写する工程を有することを特徴として
いる。
は、本発明の露光装置を用意する工程と、レチクルパタ
ーンをウエハに転写する工程を有することを特徴として
いる。
【００２７】
【発明の実施の形態】本発明の実施形態を図面に基づい
て説明する。
て説明する。
【００２８】図１は本発明の前提となる６軸ウエハステ
ージの斜視図である。
ージの斜視図である。
【００２９】同図において、５５は上面にＸＹ平面の基
準面を持つステージベース（定盤）である。５４はＹス
テージであり、Ｙガイド５２によりＹ方向に案内され、
Ｙリニアモータ５４ａによりＹ方向に移動可能である。
５１はＸステージであり、Ｙステージ５４に設けられた
ＸガイドによりＸ方向に案内され、Ｘリニアモータ５１
ａによりＹステージ５４に対してＸ方向に移動可能であ
る。Ｘステージ５１およびＹステージ５４とも定盤５５
の基準面に静圧軸受（不図示）を介して非接触で支持さ
れている。
準面を持つステージベース（定盤）である。５４はＹス
テージであり、Ｙガイド５２によりＹ方向に案内され、
Ｙリニアモータ５４ａによりＹ方向に移動可能である。
５１はＸステージであり、Ｙステージ５４に設けられた
ＸガイドによりＸ方向に案内され、Ｘリニアモータ５１
ａによりＹステージ５４に対してＸ方向に移動可能であ
る。Ｘステージ５１およびＹステージ５４とも定盤５５
の基準面に静圧軸受（不図示）を介して非接触で支持さ
れている。
【００３０】ＸＹ方向に移動可能なＸステージ５１上に
４軸（Ｚ、θｘ、θｙ、θｚ）動作するトップステージ
（移動体）が搭載されている。４はトップステージ５に
設けられており、不図示のウエハを搭載するウエハチャ
ックである。
４軸（Ｚ、θｘ、θｙ、θｚ）動作するトップステージ
（移動体）が搭載されている。４はトップステージ５に
設けられており、不図示のウエハを搭載するウエハチャ
ックである。
【００３１】図２は、図１の装置において、本実施形態
の要部となるレーザ干渉計（位置計測手段）による計測
システム（位置計測器）の配置を示す斜視図である。
の要部となるレーザ干渉計（位置計測手段）による計測
システム（位置計測器）の配置を示す斜視図である。
【００３２】同図において、４は不図示のウエハを搭載
するウエハチャック、５はウエハチャック４を支持し搭
載するトップステージであり、不図示のガイドおよびア
クチュエータによりＸ、Ｙ軸方向（第１方向および第２
方向）に長ストロークで移動可能であり、Ｚ軸方向およ
びθｘ、θｙ、θｚの回転方向に短いストロークで移動
可能である。
するウエハチャック、５はウエハチャック４を支持し搭
載するトップステージであり、不図示のガイドおよびア
クチュエータによりＸ、Ｙ軸方向（第１方向および第２
方向）に長ストロークで移動可能であり、Ｚ軸方向およ
びθｘ、θｙ、θｚの回転方向に短いストロークで移動
可能である。
【００３３】３０は演算回路および駆動回路等を含む制
御ボックス、Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃ、Ｌｄ，Ｌａｙ、Ｌｂｙ
は位置計測のためのレーザ光（計測ビーム）である。３
１はトップステージ５に取り付けられたＸミラーであ
り、反射面３１ａおよび３１ｂを有する鏡が一体となっ
ている。反射面３１ａはＸ軸方向に対し垂直になるよう
に配置された光学部材である。反射面３１ｂ（傾斜した
反射面）はＸＹ平面に対しθｙ方向に４５度の傾斜をな
すように配置された光学部材である。３２はトップステ
ージ５に取り付けられたＹミラーであり、反射面３２ａ
を有している。３２ａはＹ軸方向に対して垂直になるよ
うに配置されている。
御ボックス、Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃ、Ｌｄ，Ｌａｙ、Ｌｂｙ
は位置計測のためのレーザ光（計測ビーム）である。３
１はトップステージ５に取り付けられたＸミラーであ
り、反射面３１ａおよび３１ｂを有する鏡が一体となっ
ている。反射面３１ａはＸ軸方向に対し垂直になるよう
に配置された光学部材である。反射面３１ｂ（傾斜した
反射面）はＸＹ平面に対しθｙ方向に４５度の傾斜をな
すように配置された光学部材である。３２はトップステ
ージ５に取り付けられたＹミラーであり、反射面３２ａ
を有している。３２ａはＹ軸方向に対して垂直になるよ
うに配置されている。
【００３４】３３ａ、３３ｂ、３３ｃはＸ方向を計測す
る干渉計（位置計測手段）であり、反射面３１ａの各々
所定の位置にＸ方向と平行なレーザ光を入射し、その反
射光によりトップステージ５のビーム入射方向（Ｘ軸方
向）の位置変動情報を検出する。３４ａ、３４ｂはＹ方
向を計測する干渉計であり、反射面３２ａの各々所定の
位置にＹ方向と平行なレーザ光を入射し、その反射光に
よりトップステージ５のビーム入射方向（Ｙ軸方向）の
位置変動情報を検出する。
る干渉計（位置計測手段）であり、反射面３１ａの各々
所定の位置にＸ方向と平行なレーザ光を入射し、その反
射光によりトップステージ５のビーム入射方向（Ｘ軸方
向）の位置変動情報を検出する。３４ａ、３４ｂはＹ方
向を計測する干渉計であり、反射面３２ａの各々所定の
位置にＹ方向と平行なレーザ光を入射し、その反射光に
よりトップステージ５のビーム入射方向（Ｙ軸方向）の
位置変動情報を検出する。
【００３５】３３ｄは干渉計３３ａとＺ軸方向に整列す
るように配置された干渉計であり、Ｘ軸方向から反射面
３１ｂにレーザ光を入射する。
るように配置された干渉計であり、Ｘ軸方向から反射面
３１ｂにレーザ光を入射する。
【００３６】３３ａ、３３ｂおよび３３ｄは、Ｚ軸方向
に配列されて互いに平行なレーザ光Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｄを
検出するための干渉計であり、３４ａ、３４ｂは、Ｚ軸
方向に配列されて互いに平行なレーザ光Ｌａｙ、Ｌｂｙ
を検出するための干渉計である。
に配列されて互いに平行なレーザ光Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｄを
検出するための干渉計であり、３４ａ、３４ｂは、Ｚ軸
方向に配列されて互いに平行なレーザ光Ｌａｙ、Ｌｂｙ
を検出するための干渉計である。
【００３７】各々の干渉計３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３
３ｄ，３４ａ，３４ｂは計測基準となる不図示の支持体
に支持固定されている。
３ｄ，３４ａ，３４ｂは計測基準となる不図示の支持体
に支持固定されている。
【００３８】３５は干渉計３３ｄから反射面３１ｂによ
ってＺ軸方向に偏向されたレーザ光を逆のビーム路をた
どるように反射するための固定ミラー（反射ミラー面は
マイナスＺ方向）である。固定ミラー３５は、トップス
テージ５のＸ軸方向の移動量に応じた長さ（Ｘ軸方向の
寸法）を備え、計測基準となる不図示の支持体に支持固
定されている。
ってＺ軸方向に偏向されたレーザ光を逆のビーム路をた
どるように反射するための固定ミラー（反射ミラー面は
マイナスＺ方向）である。固定ミラー３５は、トップス
テージ５のＸ軸方向の移動量に応じた長さ（Ｘ軸方向の
寸法）を備え、計測基準となる不図示の支持体に支持固
定されている。
【００３９】上記のレーザ干渉計は、反射面の位置変化
情報（変位量、速度等）を検出する装置であり、構成の
詳細は周知なので説明は省略する。
情報（変位量、速度等）を検出する装置であり、構成の
詳細は周知なので説明は省略する。
【００４０】ミラー３１、３２の位置、すなわちトップ
ステージ５の最初の位置は制御ボックス３０に記憶され
ている。トップステージ５の現在の位置は、この最初の
位置に、レーザ干渉計によるミラー３１、３２の変位量
の積分値を加算することで得られる。ステージのＸ、Ｙ
方向の位置計測は、それぞれレーザ干渉計３３ａ、３４
ａで行う。また、ステージのθｚ方向の回転量計測は、
レーザ干渉計３３ａと３３ｃの検出値差を検出し、制御
ボックス３０内で演算処理して行う。また、ステージの
θｙ方向の回転量計測は、レーザ干渉計３３ａと３３ｂ
の検出値差を検出し、制御ボックス３０内で演算処理し
て行う。また、ステージのθｘ方向の回転量計測は、レ
ーザ干渉計３４ａと３４ｂの検出値差を検出し、制御ボ
ックス内で演算処理して行う。
ステージ５の最初の位置は制御ボックス３０に記憶され
ている。トップステージ５の現在の位置は、この最初の
位置に、レーザ干渉計によるミラー３１、３２の変位量
の積分値を加算することで得られる。ステージのＸ、Ｙ
方向の位置計測は、それぞれレーザ干渉計３３ａ、３４
ａで行う。また、ステージのθｚ方向の回転量計測は、
レーザ干渉計３３ａと３３ｃの検出値差を検出し、制御
ボックス３０内で演算処理して行う。また、ステージの
θｙ方向の回転量計測は、レーザ干渉計３３ａと３３ｂ
の検出値差を検出し、制御ボックス３０内で演算処理し
て行う。また、ステージのθｘ方向の回転量計測は、レ
ーザ干渉計３４ａと３４ｂの検出値差を検出し、制御ボ
ックス内で演算処理して行う。
【００４１】ステージのＺ方向の位置計測は、レーザ干
渉計３３ａ（または３３ｂ）と３３ｄの検出値差を検出
し、制御ボックス３０内で演算処理して行う。これにつ
いては以下に詳細に説明を行う。
渉計３３ａ（または３３ｂ）と３３ｄの検出値差を検出
し、制御ボックス３０内で演算処理して行う。これにつ
いては以下に詳細に説明を行う。
【００４２】図３は、Ｚ方向の位置計測の詳細を示す模
式図である。
式図である。
【００４３】同図において、レーザ干渉計３３ｄから入
射されたレーザ光Ｌｄは、傾斜した反射面３１ｂでＺ方
向に偏向され、固定ミラー３５の反射面３５ａに入射さ
れ、逆方向に折り返される。レーザ光Ｌｄが、反射面３
１ｂの最初の入射点Ｚ１から現在の入射点Ｚ２になるよ
うに移動したときのレーザ干渉計３３ｄの検出値の変化
分が△ｄ、レーザ干渉計３３ａの検出値の変化分が△ｘ
とすると、同図に示すように、Ｚ方向の検出値の変化分
△ｚは次の式のように簡単に求めることができる。 △ｚ＝△ｄ−△ｘ ウエハチャック４にウエハ（不図示）が正しく設置され
たとき、ウエハが適正な被露光位置に配置されるための
トップステージの移動データは、制御ボックス３０に記
憶されている。制御ボックスは、この記憶されたデータ
と検出されたトップステージ５の現在の位置のデータと
に基づいて、トップステージを移動させて所定の位置に
位置決めする。
射されたレーザ光Ｌｄは、傾斜した反射面３１ｂでＺ方
向に偏向され、固定ミラー３５の反射面３５ａに入射さ
れ、逆方向に折り返される。レーザ光Ｌｄが、反射面３
１ｂの最初の入射点Ｚ１から現在の入射点Ｚ２になるよ
うに移動したときのレーザ干渉計３３ｄの検出値の変化
分が△ｄ、レーザ干渉計３３ａの検出値の変化分が△ｘ
とすると、同図に示すように、Ｚ方向の検出値の変化分
△ｚは次の式のように簡単に求めることができる。 △ｚ＝△ｄ−△ｘ ウエハチャック４にウエハ（不図示）が正しく設置され
たとき、ウエハが適正な被露光位置に配置されるための
トップステージの移動データは、制御ボックス３０に記
憶されている。制御ボックスは、この記憶されたデータ
と検出されたトップステージ５の現在の位置のデータと
に基づいて、トップステージを移動させて所定の位置に
位置決めする。
【００４５】図４に図２のステージ装置を用いた半導体
露光装置の正面図を示す。
露光装置の正面図を示す。
【００４６】同図において、２は転写すべきパターンを
有するレチクル、１はレチクル２を照明する照明部、３
はレチクル２上に形成されたパターンをウエハ上に投影
する投影光学系、１１は投影光学系を支持する鏡筒支持
体である。投影される露光光はＺ軸方向と平行である。
有するレチクル、１はレチクル２を照明する照明部、３
はレチクル２上に形成されたパターンをウエハ上に投影
する投影光学系、１１は投影光学系を支持する鏡筒支持
体である。投影される露光光はＺ軸方向と平行である。
【００４７】２１は干渉計３３ａ，３３ｂ，３３ｃを鏡
筒支持体１１に支持固定するための取り付け部材であ
り、不図示のほかの干渉計についても同様に鏡筒支持体
に支持されている。
筒支持体１１に支持固定するための取り付け部材であ
り、不図示のほかの干渉計についても同様に鏡筒支持体
に支持されている。
【００４８】２２は固定ミラー３５を鏡筒支持体１１に
支持固定する取り付け部材である。５は静圧軸受等によ
るガイド手段およびリニアモータ等の駆動手段によりＸ
ステージ５１に対してＺ方向およびθｘ、θｙ、θｚ方
向に移動するトップステージである。５５はＸステージ
５１およびＹステージ５４をＺ方向に静圧軸受を介して
非接触で支持するステージベース、１２はステージベー
ス５５を搭載する基盤である。基盤１２を介してステー
ジベース５５と鏡筒支持体１１は実質的に一体に結合さ
れている。１３は鏡筒支持体１１および基盤１２を支持
するために３あるいは４ヶ所に配置されたエアマウント
（振動除去機構）である。エアマウント１３は床から基
盤１２および鏡筒支持体１１に伝わる振動を絶縁する。
支持固定する取り付け部材である。５は静圧軸受等によ
るガイド手段およびリニアモータ等の駆動手段によりＸ
ステージ５１に対してＺ方向およびθｘ、θｙ、θｚ方
向に移動するトップステージである。５５はＸステージ
５１およびＹステージ５４をＺ方向に静圧軸受を介して
非接触で支持するステージベース、１２はステージベー
ス５５を搭載する基盤である。基盤１２を介してステー
ジベース５５と鏡筒支持体１１は実質的に一体に結合さ
れている。１３は鏡筒支持体１１および基盤１２を支持
するために３あるいは４ヶ所に配置されたエアマウント
（振動除去機構）である。エアマウント１３は床から基
盤１２および鏡筒支持体１１に伝わる振動を絶縁する。
【００４９】同図において、鏡筒支持体１１は、レチク
ル２と、ウエハチャック４に設置されたウエハ（不図
示）とを位置合わせするための基準構造体となってい
る。
ル２と、ウエハチャック４に設置されたウエハ（不図
示）とを位置合わせするための基準構造体となってい
る。
【００５０】図５は別の形態の半導体露光装置に図２の
ステージ装置を用いた例を示す。
ステージ装置を用いた例を示す。
【００５１】同図において、前述の半導体露光装置と同
じ部材には同一番号をつけており、また説明は省略す
る。
じ部材には同一番号をつけており、また説明は省略す
る。
【００５２】８１はステージベース５５を支持するため
に３ヶ所あるいはそれ以上の個所に配置されたエアマウ
ント、１４はエアマウント１３を介して鏡筒支持体１１
を支持し、かつエアマウント８１を介してステージベー
ス５５を支持する基台である。
に３ヶ所あるいはそれ以上の個所に配置されたエアマウ
ント、１４はエアマウント１３を介して鏡筒支持体１１
を支持し、かつエアマウント８１を介してステージベー
ス５５を支持する基台である。
【００５３】上記の露光装置においても、前述の装置と
同様に、トップステージ５のＸ軸方向の移動量に応じた
長さ（Ｘ軸方向の寸法）を持った固定ミラー３５は、反
射ミラー面がマイナスＺ方向になるように鏡筒支持体１
１に支持固定されている。固定ミラー３５は、干渉計３
３ｄからトップステージ５に取り付けられたミラー３１
の傾斜した反射面３１ｂで反射したレーザ光を、ビーム
の入射方向（Ｚ軸方向）に沿って逆方向に反射してい
る。
同様に、トップステージ５のＸ軸方向の移動量に応じた
長さ（Ｘ軸方向の寸法）を持った固定ミラー３５は、反
射ミラー面がマイナスＺ方向になるように鏡筒支持体１
１に支持固定されている。固定ミラー３５は、干渉計３
３ｄからトップステージ５に取り付けられたミラー３１
の傾斜した反射面３１ｂで反射したレーザ光を、ビーム
の入射方向（Ｚ軸方向）に沿って逆方向に反射してい
る。
【００５４】トップステージ５の位置および姿勢（Ｘ、
Ｙ、Ｚ、θｘ、θｙ、θｚ）の検出は、鏡筒支持体１１
に取り付けられた各々の干渉計により検出可能にしてい
る。
Ｙ、Ｚ、θｘ、θｙ、θｚ）の検出は、鏡筒支持体１１
に取り付けられた各々の干渉計により検出可能にしてい
る。
【００５５】これらの露光装置は、Ｘステージ５１およ
びＹステージ５４が長ストローク移動しても、荷重移動
や移動加減速時に発生するステージ慣性力によるステー
ジベース５５の変形が鏡筒支持体１１に伝わらないた
め、こうした計測誤差の影響を受けずにトップステージ
５の位置および姿勢の検出が可能となり、レチクル２と
ウエハチャック４に設置されたウエハ（不図示）を高精
度に位置合わせすることが可能となる。
びＹステージ５４が長ストローク移動しても、荷重移動
や移動加減速時に発生するステージ慣性力によるステー
ジベース５５の変形が鏡筒支持体１１に伝わらないた
め、こうした計測誤差の影響を受けずにトップステージ
５の位置および姿勢の検出が可能となり、レチクル２と
ウエハチャック４に設置されたウエハ（不図示）を高精
度に位置合わせすることが可能となる。
【００５６】＜実施形態１＞
図６は、前述したステージ装置を前提にする本発明の第
１実施形態に係わるウエハステージの斜視図を示してい
る。
１実施形態に係わるウエハステージの斜視図を示してい
る。
【００５７】同図において、前述のステージ装置と同じ
部材には同一番号をつけており、説明を省略する。本実
施形態では、前述のステージ装置と比べ、Ｘ方向に関し
てＸミラーと対向する位置にサブミラー２９が設けられ
ている。
部材には同一番号をつけており、説明を省略する。本実
施形態では、前述のステージ装置と比べ、Ｘ方向に関し
てＸミラーと対向する位置にサブミラー２９が設けられ
ている。
【００５８】図７は本実施形態の要部になる計測システ
ムの示す斜視図である。
ムの示す斜視図である。
【００５９】同図において、３０は演算回路および駆動
回路等を含む制御ボックス、Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃ、Ｌｄ、
Ｌｅ、ＬａｙおよびＬｂｙはレーザ光である。３１はト
ップステージ５に取り付けられたＸミラーであり、反射
面３１ａおよび傾斜した反射面３１ｂを有する鏡が一体
となっている。反射面３１ａはＸ軸方向に対し垂直にな
るように配置され、反射面３１ｂはＸＹ平面に対しθｙ
方向に４５度の傾斜をなすように配置された光学部材で
ある。２９はトップステージ５に取り付けられたサブミ
ラーであり、反射面２９ｂを有する鏡である。反射面２
９ｂはＸＹ平面に対してθｙ方向に４５度の傾斜をなす
ように配置された光学部材である。３２はトップステー
ジ５に取り付けられたＹミラーであり、反射面３２ａを
有している。反射面３２ａはＹ軸方向に対して垂直にな
るように配置されている。
回路等を含む制御ボックス、Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃ、Ｌｄ、
Ｌｅ、ＬａｙおよびＬｂｙはレーザ光である。３１はト
ップステージ５に取り付けられたＸミラーであり、反射
面３１ａおよび傾斜した反射面３１ｂを有する鏡が一体
となっている。反射面３１ａはＸ軸方向に対し垂直にな
るように配置され、反射面３１ｂはＸＹ平面に対しθｙ
方向に４５度の傾斜をなすように配置された光学部材で
ある。２９はトップステージ５に取り付けられたサブミ
ラーであり、反射面２９ｂを有する鏡である。反射面２
９ｂはＸＹ平面に対してθｙ方向に４５度の傾斜をなす
ように配置された光学部材である。３２はトップステー
ジ５に取り付けられたＹミラーであり、反射面３２ａを
有している。反射面３２ａはＹ軸方向に対して垂直にな
るように配置されている。
【００６０】３３ａ、３３ｂ、３３ｃはＸ方向を計測す
る干渉計であり、反射面３１ａの各々所定の位置にＸ軸
方向に平行なレーザ光Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃを入射し、その
反射光からトップステージ５のビーム入射方向（Ｘ軸方
向）の位置変動情報を検出する。３４ａ、３４ｂはＹ方
向を計測する干渉計であり、反射面３２ａの各々所定の
位置にＹ方向に平行なレーザ光を入射し、その反射光か
らトップステージ５のビーム入射方向（Ｙ軸方向）の位
置変動情報を検出する。
る干渉計であり、反射面３１ａの各々所定の位置にＸ軸
方向に平行なレーザ光Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃを入射し、その
反射光からトップステージ５のビーム入射方向（Ｘ軸方
向）の位置変動情報を検出する。３４ａ、３４ｂはＹ方
向を計測する干渉計であり、反射面３２ａの各々所定の
位置にＹ方向に平行なレーザ光を入射し、その反射光か
らトップステージ５のビーム入射方向（Ｙ軸方向）の位
置変動情報を検出する。
【００６１】３３ｄは干渉計３３ａとＺ方向に整列する
ように配置された干渉計であり、Ｘ軸方向から反射面３
１ｂの所定の位置にレーザ光Ｌｄを入射する。４１は干
渉計３３ｄに対向するように配置された干渉計であり、
Ｘ軸方向から反射面３１ｂの所定の位置にレーザ光Ｌｅ
を入射する。
ように配置された干渉計であり、Ｘ軸方向から反射面３
１ｂの所定の位置にレーザ光Ｌｄを入射する。４１は干
渉計３３ｄに対向するように配置された干渉計であり、
Ｘ軸方向から反射面３１ｂの所定の位置にレーザ光Ｌｅ
を入射する。
【００６２】反射面３１ｂと反射面２９ｂに入射するレ
ーザ光は、それぞれＸ軸方向とほぼ平行で、互いに逆向
きである。
ーザ光は、それぞれＸ軸方向とほぼ平行で、互いに逆向
きである。
【００６３】各々の干渉計３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３
３ｄ、３４ａ、３４ｂ、４１は計測基準となる不図示の
支持体に支持固定されている。３５は干渉計３３ｄから
反射面３１ｂで偏向されたレーザ光をビーム入射方向
（Ｚ軸方向）に沿って逆方向に折り返す（反射する）た
めの第１固定ミラー（反射ミラー面はマイナスＺ方向を
向いている）である。第１固定ミラー３５は、トップス
テージ５のＸ軸方向の移動量の約１／２の長さを備え、
計測基準となる不図示の支持体に支持固定されている。
３６は干渉計４１から反射面２９ｂで偏向されたレーザ
光Ｌｅをビーム入射方向（Ｚ軸方向）に沿って逆方向に
折り返す（反射する）ための第２固定ミラー（反射ミラ
ー面はマイナスＺ方向を向いている）である。第２固定
ミラーは、トップステージ５のＸ軸方向の移動量の約１
／２の長さ（Ｘ軸方向の寸法）を備え、計測基準となる
不図示の支持体に支持固定されている。
３ｄ、３４ａ、３４ｂ、４１は計測基準となる不図示の
支持体に支持固定されている。３５は干渉計３３ｄから
反射面３１ｂで偏向されたレーザ光をビーム入射方向
（Ｚ軸方向）に沿って逆方向に折り返す（反射する）た
めの第１固定ミラー（反射ミラー面はマイナスＺ方向を
向いている）である。第１固定ミラー３５は、トップス
テージ５のＸ軸方向の移動量の約１／２の長さを備え、
計測基準となる不図示の支持体に支持固定されている。
３６は干渉計４１から反射面２９ｂで偏向されたレーザ
光Ｌｅをビーム入射方向（Ｚ軸方向）に沿って逆方向に
折り返す（反射する）ための第２固定ミラー（反射ミラ
ー面はマイナスＺ方向を向いている）である。第２固定
ミラーは、トップステージ５のＸ軸方向の移動量の約１
／２の長さ（Ｘ軸方向の寸法）を備え、計測基準となる
不図示の支持体に支持固定されている。
【００６４】ミラー３１、３２および２９の位置、すな
わちトップステージ５の最初の位置は制御ボックス３０
に記憶されている。トップステージ５の現在の位置は、
この記憶された最初の位置に、レーザ干渉計によるミラ
ー３１、３２の変位量の積分値を加算することで得られ
る。ステージのＸ、Ｙ方向の位置計測は、それぞれレー
ザ干渉計３３ａ、３４ａにより行う。また、ステージの
θｚ方向の回転量の計測は、レーザ干渉計３３ａと３３
ｃの検出値差を検出し、制御ボックス３０内で演算処理
して行う。また、ステージのθｙ方向の回転量計測は、
レーザ干渉計３３ａと３３ｂの検出値差を検出し、制御
ボックス３０内で演算処理して行う。また、ステージの
θｘ方向の回転量計測は、レーザ干渉計３４ａと３４ｂ
の検出値差を検出し、制御ボックス内で演算処理して行
う。
わちトップステージ５の最初の位置は制御ボックス３０
に記憶されている。トップステージ５の現在の位置は、
この記憶された最初の位置に、レーザ干渉計によるミラ
ー３１、３２の変位量の積分値を加算することで得られ
る。ステージのＸ、Ｙ方向の位置計測は、それぞれレー
ザ干渉計３３ａ、３４ａにより行う。また、ステージの
θｚ方向の回転量の計測は、レーザ干渉計３３ａと３３
ｃの検出値差を検出し、制御ボックス３０内で演算処理
して行う。また、ステージのθｙ方向の回転量計測は、
レーザ干渉計３３ａと３３ｂの検出値差を検出し、制御
ボックス３０内で演算処理して行う。また、ステージの
θｘ方向の回転量計測は、レーザ干渉計３４ａと３４ｂ
の検出値差を検出し、制御ボックス内で演算処理して行
う。
【００６５】ステージのＺ方向の位置計測は、レーザ干
渉計３３ａと３３ｄの検出値あるいはレーザ干渉計４１
と３３ａの検出値を検出し、制御ボックス内で演算処理
して行う。これについては後述する。
渉計３３ａと３３ｄの検出値あるいはレーザ干渉計４１
と３３ａの検出値を検出し、制御ボックス内で演算処理
して行う。これについては後述する。
【００６６】図８および図９に本実施形態のステージ装
置を用いた半導体露光装置の正面図を示す。
置を用いた半導体露光装置の正面図を示す。
【００６７】同図において、前述の露光装置と同じ部材
に対しては同一番号をつけており、説明を省略する。
に対しては同一番号をつけており、説明を省略する。
【００６８】同図において、２１は干渉計３３ａ，３３
ｂ，３３ｃを鏡筒支持体１１に支持固定するための取り
付け部材、２２は干渉計４１を鏡筒支持体に支持固定す
るための取り付け部材であり、不図示のほかの干渉計に
ついても同様に鏡筒支持体に支持されている。また、第
１固定ミラー３５および第２固定ミラー３６も鏡筒支持
体に支持固定されている。
ｂ，３３ｃを鏡筒支持体１１に支持固定するための取り
付け部材、２２は干渉計４１を鏡筒支持体に支持固定す
るための取り付け部材であり、不図示のほかの干渉計に
ついても同様に鏡筒支持体に支持されている。また、第
１固定ミラー３５および第２固定ミラー３６も鏡筒支持
体に支持固定されている。
【００６９】同図において、トップステージ５が投影光
学系３の光軸中心よりＸ軸方向プラス側に位置すると
き、レーザ干渉計４１からのレーザ光Ｌｅは不図示のシ
ャッターで遮光されている。この時、Ｚ方向の位置計測
はレーザ干渉計３３ａと３３ｄの検出値を検出すること
により演算して求められる。
学系３の光軸中心よりＸ軸方向プラス側に位置すると
き、レーザ干渉計４１からのレーザ光Ｌｅは不図示のシ
ャッターで遮光されている。この時、Ｚ方向の位置計測
はレーザ干渉計３３ａと３３ｄの検出値を検出すること
により演算して求められる。
【００７０】また、同図において、トップステージ５が
投影光学系３の光軸中心付近に位置するときは、レーザ
干渉計３３ｄと４１はどちらも同時に位置計測が可能と
なっている。この時、トップステージ５の位置情報を基
に、干渉計３３ｄあるいは４１のどちらか一方の計測値
の初期化が行われた後、他方の干渉計からのレーザ光が
遮光され、選択的に切替えが実施される。
投影光学系３の光軸中心付近に位置するときは、レーザ
干渉計３３ｄと４１はどちらも同時に位置計測が可能と
なっている。この時、トップステージ５の位置情報を基
に、干渉計３３ｄあるいは４１のどちらか一方の計測値
の初期化が行われた後、他方の干渉計からのレーザ光が
遮光され、選択的に切替えが実施される。
【００７１】本実施形態の特徴としては、前述の装置と
同様な効果が得られるほか、トップステージの位置に応
じてレーザ干渉計を切替えて使用することにより、トッ
プステージに搭載するミラーの大きさを小さくすること
ができる。このため、トップステージの形状を小さくで
きるため、トップステージの熱的変形等の不確定な位置
決め誤差要因を小さくすることが可能となる。さらに、
トップステージの軽量化が可能になるため、ステージの
固有振動数を高くすることができ、位置決め制御性能を
高めることができる。したがって、レチクルとウエハチ
ャックに設置されたウエハ（不図示）を高速かつ高精度
に位置合わせすることが可能となる。
同様な効果が得られるほか、トップステージの位置に応
じてレーザ干渉計を切替えて使用することにより、トッ
プステージに搭載するミラーの大きさを小さくすること
ができる。このため、トップステージの形状を小さくで
きるため、トップステージの熱的変形等の不確定な位置
決め誤差要因を小さくすることが可能となる。さらに、
トップステージの軽量化が可能になるため、ステージの
固有振動数を高くすることができ、位置決め制御性能を
高めることができる。したがって、レチクルとウエハチ
ャックに設置されたウエハ（不図示）を高速かつ高精度
に位置合わせすることが可能となる。
【００７２】また、図８および図９に示す本実施形態の
半導体露光装置は、ステージベースと鏡筒支持体が一体
的に結合され、ステージベースと鏡筒支持体は共にエア
マウントで床からの振動を絶縁しているが、図１０に示
す半導体露光装置のように、ステージベースと鏡筒支持
体を別のエアマウントによって支持しても良い。
半導体露光装置は、ステージベースと鏡筒支持体が一体
的に結合され、ステージベースと鏡筒支持体は共にエア
マウントで床からの振動を絶縁しているが、図１０に示
す半導体露光装置のように、ステージベースと鏡筒支持
体を別のエアマウントによって支持しても良い。
【００７３】＜実施形態２＞
図１１に本発明の第２実施形態における半導体露光装置
の正面図を示す。
の正面図を示す。
【００７４】同図において、前述の実施形態と同じ部材
に対しては同一の番号を付けている。
に対しては同一の番号を付けている。
【００７５】同図において、２９はトップステージ５に
取り付けられたサブミラーであり、このサブミラーが反
射面２９ａおよび傾斜した反射面２９ｂの２つの反射面
を有していることが前述の実施形態と異なる。
取り付けられたサブミラーであり、このサブミラーが反
射面２９ａおよび傾斜した反射面２９ｂの２つの反射面
を有していることが前述の実施形態と異なる。
【００７６】反射面２９ａはＸ軸方向に対し垂直になる
ように配置され、反射面２９ｂはＸＹ平面に対してθｙ
方向に４５度の傾斜をなすように配置される。４２はＸ
方向を計測する干渉計であり、反射面２９ａの所定の位
置にレーザ光Ｌｆを入射し、その反射光からトップステ
ージ５のビーム入射方向（Ｘ軸方向）の位置変動情報を
検出する。
ように配置され、反射面２９ｂはＸＹ平面に対してθｙ
方向に４５度の傾斜をなすように配置される。４２はＸ
方向を計測する干渉計であり、反射面２９ａの所定の位
置にレーザ光Ｌｆを入射し、その反射光からトップステ
ージ５のビーム入射方向（Ｘ軸方向）の位置変動情報を
検出する。
【００７７】同図において、トップステージ５が投影光
学系の光軸中心に対してＸ軸方向のプラス側に位置する
とき、レーザ干渉計４１からのレーザ光Ｌｅは不図示の
シャッターで遮光されている。この時、トップステージ
５のＺ方向の位置計測は、レーザ干渉計３３ａと３３ｄ
の検出値差を検出することにより演算して求められる。
トップステージ５が投影光学系３の光軸中心に対してＸ
軸方向のマイナス側に位置するとき、レーザ干渉計３３
ｄからのレーザ光Ｌｄは不図示のシャッターで遮光され
ている。この時、トップステージ５のＺ方向の位置計測
は、レーザ干渉計４２と４１の検出値差を検出すること
により演算して求められる。トップステージ５が投影光
学系の光軸中心付近に位置するときは、レーザ干渉計３
３ｄと４１はどちらも位置計測か可能となっている。レ
ーザ干渉計３３ｄと４１が同時にトップステージ５の位
置を計測しているとき、トップステージ５の位置情報を
基に、干渉計３３ｄあるいは干渉計４１のどちらか一方
の初期化が行われ、その後、他方の干渉計からのレーザ
光が遮光され、選択的に切替えが実施される。
学系の光軸中心に対してＸ軸方向のプラス側に位置する
とき、レーザ干渉計４１からのレーザ光Ｌｅは不図示の
シャッターで遮光されている。この時、トップステージ
５のＺ方向の位置計測は、レーザ干渉計３３ａと３３ｄ
の検出値差を検出することにより演算して求められる。
トップステージ５が投影光学系３の光軸中心に対してＸ
軸方向のマイナス側に位置するとき、レーザ干渉計３３
ｄからのレーザ光Ｌｄは不図示のシャッターで遮光され
ている。この時、トップステージ５のＺ方向の位置計測
は、レーザ干渉計４２と４１の検出値差を検出すること
により演算して求められる。トップステージ５が投影光
学系の光軸中心付近に位置するときは、レーザ干渉計３
３ｄと４１はどちらも位置計測か可能となっている。レ
ーザ干渉計３３ｄと４１が同時にトップステージ５の位
置を計測しているとき、トップステージ５の位置情報を
基に、干渉計３３ｄあるいは干渉計４１のどちらか一方
の初期化が行われ、その後、他方の干渉計からのレーザ
光が遮光され、選択的に切替えが実施される。
【００７８】本実施形態においても前述の実施形態と同
様の効果が得られる。
様の効果が得られる。
【００７９】図１２は本発明が適用可能な半導体露光装
置の正面図である。
置の正面図である。
【００８０】同図において、前述の実施形態と同じ部材
には同一番号をつけており、説明は省略する。
には同一番号をつけており、説明は省略する。
【００８１】同図において、３１はレーザ干渉計３３ｄ
から入射されるレーザ光を鋭角で反射するミラーであ
り、トップステージ５に取り付けられている。３５はミ
ラー３１から反射されたレーザ光を逆方向に折り返すよ
うに反射するために所定の角度で鏡筒支持体に取り付け
られたミラーである。
から入射されるレーザ光を鋭角で反射するミラーであ
り、トップステージ５に取り付けられている。３５はミ
ラー３１から反射されたレーザ光を逆方向に折り返すよ
うに反射するために所定の角度で鏡筒支持体に取り付け
られたミラーである。
【００８２】図１３は、Ｚ方向の位置計測の詳細を示す
模式図である。
模式図である。
【００８３】レーザ干渉計３３ｄから入射されたレーザ
光Ｌｄは、反射面３１ｂでプラスＺ方向の成分を持つよ
うに所定の角度で偏向され、固定ミラー３５の反射面３
５ｂノ入射し、逆方向に反射される。レーザ光Ｌｄが反
射面３１ｂの最初の入射点Ｚ１から現在の入射点Ｚ２に
なるように移動したときのレーザ干渉計３３ｄの検出値
の変化分が△ｄ、レーザ干渉計３３ａの検出値の変化分
が△ｘとする。
光Ｌｄは、反射面３１ｂでプラスＺ方向の成分を持つよ
うに所定の角度で偏向され、固定ミラー３５の反射面３
５ｂノ入射し、逆方向に反射される。レーザ光Ｌｄが反
射面３１ｂの最初の入射点Ｚ１から現在の入射点Ｚ２に
なるように移動したときのレーザ干渉計３３ｄの検出値
の変化分が△ｄ、レーザ干渉計３３ａの検出値の変化分
が△ｘとする。
【００８４】このとき、同図に示すように、レーザ光Ｌ
ｄのＸ軸方向の変化分△ｄ１と、反射方向の変化分△ｄ
２は、それぞれ次式のように求めることができる。 △ｄ１＝△ｘ＋△ｚtanθ △ｄ２＝（△ｘ＋△ｚtanθ）cos２θ よって、Ｚ方向の検出値の変化分△ｚはレーザ干渉計３
３ｄの検出値の変化分△ｄを用いて次の式のように求め
ることができる。 △ｚ＝（△ｄ−△ｘ（１＋cos２θ））／（tanθ（１＋cos２θ））
ｄのＸ軸方向の変化分△ｄ１と、反射方向の変化分△ｄ
２は、それぞれ次式のように求めることができる。 △ｄ１＝△ｘ＋△ｚtanθ △ｄ２＝（△ｘ＋△ｚtanθ）cos２θ よって、Ｚ方向の検出値の変化分△ｚはレーザ干渉計３
３ｄの検出値の変化分△ｄを用いて次の式のように求め
ることができる。 △ｚ＝（△ｄ−△ｘ（１＋cos２θ））／（tanθ（１＋cos２θ））
【００８４】このような露光装置においても、前述の実
施形態と同様の効果が得られると共に、反射光が入射光
と鋭角をなすようにミラーを傾斜させることで、投影光
学系との機械的な干渉を避けるように、鏡筒支持体１１
に固定ミラー３５を取り付けることができるため、更に
トップステージ５のＸ方向の形状を小さくすることが可
能になる。
施形態と同様の効果が得られると共に、反射光が入射光
と鋭角をなすようにミラーを傾斜させることで、投影光
学系との機械的な干渉を避けるように、鏡筒支持体１１
に固定ミラー３５を取り付けることができるため、更に
トップステージ５のＸ方向の形状を小さくすることが可
能になる。
【００８７】なお、上記実施形態における基準面に対し
て傾斜した反射面は、ミラーを用いているが、光学部材
はこれに限るものではなく、例えば入射光を偏向するた
めに反射型あるいは透過型の回折格子を用いることもで
きる。この回折格子は基準面に平行な方向に多数のスリ
ットが刻まれたものであり、格子面は基準面に対して垂
直であっても傾いていてもよい。基準面にほぼ平行な方
向から格子面に計測光を入射させると、Ｚ方向に高次回
折光が発生する。この高次回折光（例えば一次光）を用
いてステージのＺ方向の位置を計測する。入射計測ビー
ムに対して格子面が垂直な回折格子を用いた場合、ステ
ージのＺ方向の変位だけでは計測光の光路の長さの変化
はないが、格子がＺ方向に変位すれば１次回折光の位相
が変化するので、この位相変化分を干渉計によって計測
し、ステージのＺ軸方向の変位を計測すれば良い。
て傾斜した反射面は、ミラーを用いているが、光学部材
はこれに限るものではなく、例えば入射光を偏向するた
めに反射型あるいは透過型の回折格子を用いることもで
きる。この回折格子は基準面に平行な方向に多数のスリ
ットが刻まれたものであり、格子面は基準面に対して垂
直であっても傾いていてもよい。基準面にほぼ平行な方
向から格子面に計測光を入射させると、Ｚ方向に高次回
折光が発生する。この高次回折光（例えば一次光）を用
いてステージのＺ方向の位置を計測する。入射計測ビー
ムに対して格子面が垂直な回折格子を用いた場合、ステ
ージのＺ方向の変位だけでは計測光の光路の長さの変化
はないが、格子がＺ方向に変位すれば１次回折光の位相
が変化するので、この位相変化分を干渉計によって計測
し、ステージのＺ軸方向の変位を計測すれば良い。
【００８８】また、本実施形態では、ミラーにより計測
ビームを鋭角に反射しているが、これに限るものではな
く、鈍角に反射してもよい。
ビームを鋭角に反射しているが、これに限るものではな
く、鈍角に反射してもよい。
【００８９】図１４は本発明に適用可能な計測システム
の要部を示す斜視図である。
の要部を示す斜視図である。
【００９０】同図において、前述の実施形態と同じ部材
には同一番号をつけており、説明を省略する。
には同一番号をつけており、説明を省略する。
【００９１】同図において、３０は演算回路および駆動
回路等を含む制御ボックス、Ｌａ、Ｌｃ、Ｌｄ、Ｌｅ，
Ｌａｙ、Ｌｄｙは位置計測のためのレーザ光である。３
１はトップステージに取り付けられたＸミラーであり、
反射面３１ａおよび３１ｂを有する鏡が一体となってい
る。反射面３１ａはＸ軸方向に対し垂直になるように配
置された光学部材であり、反射面３１ｂはＸＹ平面に対
しθｙ方向に４５度の傾斜をなすように配置された光学
部材である。３２はトップステージ５に取り付けられた
Ｙミラーであり、反射面３２ａおよび３２ｂを有する鏡
が一体となっている。反射面３２ａはＹ軸方向に対し垂
直になるように配置された光学部材であり、反射面３２
ｂはＸＹ平面に対しθｘ方向に４５度の傾斜をなすよう
に配置された光学部材である。
回路等を含む制御ボックス、Ｌａ、Ｌｃ、Ｌｄ、Ｌｅ，
Ｌａｙ、Ｌｄｙは位置計測のためのレーザ光である。３
１はトップステージに取り付けられたＸミラーであり、
反射面３１ａおよび３１ｂを有する鏡が一体となってい
る。反射面３１ａはＸ軸方向に対し垂直になるように配
置された光学部材であり、反射面３１ｂはＸＹ平面に対
しθｙ方向に４５度の傾斜をなすように配置された光学
部材である。３２はトップステージ５に取り付けられた
Ｙミラーであり、反射面３２ａおよび３２ｂを有する鏡
が一体となっている。反射面３２ａはＹ軸方向に対し垂
直になるように配置された光学部材であり、反射面３２
ｂはＸＹ平面に対しθｘ方向に４５度の傾斜をなすよう
に配置された光学部材である。
【００９２】３３ａ、３３ｃはＸ方向を計測する干渉計
であり、反射面３１ａの各々所定の位置にレーザ光を入
射し、その反射光によりトップステージ５のビーム入射
方向（Ｘ軸方向）の位置変動情報を検出する。３４ａは
Ｙ方向を計測する干渉計であり、反射面３２ａの各々所
定の位置にレーザ光を入射し、その反射光によりトップ
ステージ５のビーム入射方向（Ｙ軸方向）の位置変動情
報を検出する。
であり、反射面３１ａの各々所定の位置にレーザ光を入
射し、その反射光によりトップステージ５のビーム入射
方向（Ｘ軸方向）の位置変動情報を検出する。３４ａは
Ｙ方向を計測する干渉計であり、反射面３２ａの各々所
定の位置にレーザ光を入射し、その反射光によりトップ
ステージ５のビーム入射方向（Ｙ軸方向）の位置変動情
報を検出する。
【００９３】３３ｄは干渉計３３ａとＺ方向に整列する
ように配置された干渉計であり、干渉計３３ａのレーザ
光Ｌａと上下方向に位置し、かつ、平行なレーザ光Ｌｄ
をＸ軸方向から反射面３１ｂの所定の位置に入射する。
３３ｅは干渉計３３ｃとＺ方向に整列するように配置さ
れた干渉計であり、干渉計３３ｃのレーザ光Ｌｃと上下
方向に位置し、かつ、平行なレーザ光ＬｅをＸ軸方向か
ら反射面３１ｂの所定の位置に入射する。３４ｄは干渉
計３４ａとＺ方向に整列するように配置された干渉計で
あり、干渉計３４ａのレーザ光Ｌａｙと上下方向に位置
し平行なレーザ光Ｌｂｙを、Ｙ軸方向から反射面３２ｂ
の所定の位置に入射する。
ように配置された干渉計であり、干渉計３３ａのレーザ
光Ｌａと上下方向に位置し、かつ、平行なレーザ光Ｌｄ
をＸ軸方向から反射面３１ｂの所定の位置に入射する。
３３ｅは干渉計３３ｃとＺ方向に整列するように配置さ
れた干渉計であり、干渉計３３ｃのレーザ光Ｌｃと上下
方向に位置し、かつ、平行なレーザ光ＬｅをＸ軸方向か
ら反射面３１ｂの所定の位置に入射する。３４ｄは干渉
計３４ａとＺ方向に整列するように配置された干渉計で
あり、干渉計３４ａのレーザ光Ｌａｙと上下方向に位置
し平行なレーザ光Ｌｂｙを、Ｙ軸方向から反射面３２ｂ
の所定の位置に入射する。
【００９４】３５、３８は、それぞれ干渉計３３ｄ、干
渉計３３ｅから反射面３１ｂによって反射されたレーザ
光をビーム入射方向（Ｚ軸方向）に沿って逆のビーム路
をたどるように反射するための第１固定ミラー、第２固
定ミラー（反射ミラー面はマイナスＺ方向）であり、ト
ップステージ５のＸ軸方向の移動量に応じた長さを備
え、計測基準となる不図示の支持体に支持固定されてい
る。
渉計３３ｅから反射面３１ｂによって反射されたレーザ
光をビーム入射方向（Ｚ軸方向）に沿って逆のビーム路
をたどるように反射するための第１固定ミラー、第２固
定ミラー（反射ミラー面はマイナスＺ方向）であり、ト
ップステージ５のＸ軸方向の移動量に応じた長さを備
え、計測基準となる不図示の支持体に支持固定されてい
る。
【００９５】３７は干渉計３４ｄから反射面３２ｂによ
って反射されたレーザ光をビーム入射方向（Ｚ軸方向）
に沿って逆のビーム路をたどるように反射するための第
３固定ミラー（反射ミラー面はマイナスＺ方向）であ
り、トップステージ５のＹ軸方向の移動量に応じた長さ
を備え、計測基準となる不図示の支持体に支持固定され
ている。
って反射されたレーザ光をビーム入射方向（Ｚ軸方向）
に沿って逆のビーム路をたどるように反射するための第
３固定ミラー（反射ミラー面はマイナスＺ方向）であ
り、トップステージ５のＹ軸方向の移動量に応じた長さ
を備え、計測基準となる不図示の支持体に支持固定され
ている。
【００９６】ミラー３１、３２の位置、すなわちトップ
ステージ５の最初の位置は制御ボックス３０に記憶され
ている。トップステージ５の現在の位置は、この最初の
記憶された位置に、レーザ干渉計によるミラー３１、３
２の変位量の積分値を加算することで得られる。ステー
ジのＸ、Ｙ方向の位置計測は、それぞれレーザ干渉計３
３ａ、３４ａで行う。また、ステージのθｚ方向の回転
量計測は、レーザ干渉計３３ａと３３ｃの検出値差を検
出し、制御ボックス３０内で演算処理して行う。また、
ステージのＺ方向の位置計測およびθｘ、θｙ方向の回
転量検出は、レーザ干渉計３３ｄ、３３ｅ、３４ｄの検
出値により、制御ボックス３０内で演算処理して行う。
ステージ５の最初の位置は制御ボックス３０に記憶され
ている。トップステージ５の現在の位置は、この最初の
記憶された位置に、レーザ干渉計によるミラー３１、３
２の変位量の積分値を加算することで得られる。ステー
ジのＸ、Ｙ方向の位置計測は、それぞれレーザ干渉計３
３ａ、３４ａで行う。また、ステージのθｚ方向の回転
量計測は、レーザ干渉計３３ａと３３ｃの検出値差を検
出し、制御ボックス３０内で演算処理して行う。また、
ステージのＺ方向の位置計測およびθｘ、θｙ方向の回
転量検出は、レーザ干渉計３３ｄ、３３ｅ、３４ｄの検
出値により、制御ボックス３０内で演算処理して行う。
【００９７】この例では、傾斜した反射面にレーザ光を
３本入射させている。これは、３つの部所のＺ方向の位
置情報を得ることで、ステージのＺ方向の位置計測およ
びθｘ、θｙ方向の回転量検出を行うことができるから
である。
３本入射させている。これは、３つの部所のＺ方向の位
置情報を得ることで、ステージのＺ方向の位置計測およ
びθｘ、θｙ方向の回転量検出を行うことができるから
である。
【００９８】これによれば、ＸＹ平面に対して４５度に
傾斜した反射面にＸＹ平面と平行なレーザ光を３本入射
させることで、ステージのＺ方向の位置計測およびθ
ｘ、θｙ方向の回転量検出を行うため、干渉計を支持す
る支持体を基準に直接的に計測を行うことができる。こ
の結果、従来の直列に配置した複数のセンサを必要とし
ないで済む。さらに、Ｘステージとトップステージの間
の変位を検出する相対センサを設けずに、ステージのＺ
方向の位置計測およびθｘ、θｙ方向の回転量検出を直
接的に行うことができるので、計測誤差を軽減させるこ
とができる。
傾斜した反射面にＸＹ平面と平行なレーザ光を３本入射
させることで、ステージのＺ方向の位置計測およびθ
ｘ、θｙ方向の回転量検出を行うため、干渉計を支持す
る支持体を基準に直接的に計測を行うことができる。こ
の結果、従来の直列に配置した複数のセンサを必要とし
ないで済む。さらに、Ｘステージとトップステージの間
の変位を検出する相対センサを設けずに、ステージのＺ
方向の位置計測およびθｘ、θｙ方向の回転量検出を直
接的に行うことができるので、計測誤差を軽減させるこ
とができる。
【００９９】さらに、ステージのθｘ、θｙ方向の回転
量検出を、ＸＹ平面に対して４５度に傾斜した反射面３
１ｂ、３２ｂにＸＹ平面と平行なレーザ光を３本入射さ
せて行っているため、Ｘ方向に垂直な反射面３１ａおよ
びＹ方向に垂直な反射面３２ａのＺ方向の幅を縮小させ
ることができる。そのため、ミラーの軽量化が可能にな
るため、ステージの固有振動数を高くすることができ、
位置決め制御性能を高めることができる。したがって、
ウエハチャックに設置されたウエハ（不図示）を高速か
つ高精度に位置合わせすることが可能となる。
量検出を、ＸＹ平面に対して４５度に傾斜した反射面３
１ｂ、３２ｂにＸＹ平面と平行なレーザ光を３本入射さ
せて行っているため、Ｘ方向に垂直な反射面３１ａおよ
びＹ方向に垂直な反射面３２ａのＺ方向の幅を縮小させ
ることができる。そのため、ミラーの軽量化が可能にな
るため、ステージの固有振動数を高くすることができ、
位置決め制御性能を高めることができる。したがって、
ウエハチャックに設置されたウエハ（不図示）を高速か
つ高精度に位置合わせすることが可能となる。
【０１００】また、本実施形態のステージ装置を露光装
置のレチクルステージに用いても、上述の効果が得られ
ると共に、前述の実施形態の露光装置と同様の効果を得
ることができる。
置のレチクルステージに用いても、上述の効果が得られ
ると共に、前述の実施形態の露光装置と同様の効果を得
ることができる。
【０１０１】本発明が適用可能な他の例を図面に基づい
て説明する。
て説明する。
【０１０２】図１５は６軸ウエハステージの上面図であ
る。同図において、前述の実施形態と同じ部材には同一
番号をつけている。
る。同図において、前述の実施形態と同じ部材には同一
番号をつけている。
【０１０３】本形態では、前述の実施形態と比べ、レー
ザ光を下側に反射していることが異なる。
ザ光を下側に反射していることが異なる。
【０１０４】同図において、５５は上面にＸＹ平面の基
準面を持つステージベース（定盤）である。５４はＹス
テージであり、ＹガイドによりＹ方向に案内され、Ｙリ
ニアモータ５４ａによりＹ方向に移動可能である。Ｘス
テージは、Ｘリニアモータ５１ａによりＹステージ５４
に設けられたＸガイドによりＸ方向に案内され、Ｙステ
ージ５４に対してＸ方向に移動可能である。Ｘステージ
およびＹステージ５４とも定盤５５の基準面に静圧軸受
（不図示）を介して非接触で支持されている。
準面を持つステージベース（定盤）である。５４はＹス
テージであり、ＹガイドによりＹ方向に案内され、Ｙリ
ニアモータ５４ａによりＹ方向に移動可能である。Ｘス
テージは、Ｘリニアモータ５１ａによりＹステージ５４
に設けられたＸガイドによりＸ方向に案内され、Ｙステ
ージ５４に対してＸ方向に移動可能である。Ｘステージ
およびＹステージ５４とも定盤５５の基準面に静圧軸受
（不図示）を介して非接触で支持されている。
【０１０５】ＸＹ方向に移動可能なＸステージ上に４軸
（Ｚ、θｘ、θｙ、θｚ）動作するトップステージ（移
動体）が搭載されている。４は、トップステージ５に設
けられており、不図示のウエハを搭載するウエハチャッ
クである。
（Ｚ、θｘ、θｙ、θｚ）動作するトップステージ（移
動体）が搭載されている。４は、トップステージ５に設
けられており、不図示のウエハを搭載するウエハチャッ
クである。
【０１０６】１３５は、反射ミラー面がプラスＺ方向の
固定ミラーである。固定ミラー１３５は、トップステー
ジ５のＸ軸方向の移動量に応じた長さ（Ｘ軸方向の寸
法）を備え、定盤に支持固定されている。
固定ミラーである。固定ミラー１３５は、トップステー
ジ５のＸ軸方向の移動量に応じた長さ（Ｘ軸方向の寸
法）を備え、定盤に支持固定されている。
【０１０７】図１６はこの形態の要部となる計測システ
ムの配置を示す斜視図である。
ムの配置を示す斜視図である。
【０１０８】同図において、４は不図示のウエハを搭載
するウエハチャック、５はウエハチャック４を支持し搭
載するトップステージであり、不図示のガイドおよびア
クチュエータによりＸ、Ｙ軸方向（第１方向および第２
方向）に長ストロークで移動可能であり、Ｚ軸方向およ
びθｘ、θｙ、θｚの回転方向に短いストロークで移動
可能である。
するウエハチャック、５はウエハチャック４を支持し搭
載するトップステージであり、不図示のガイドおよびア
クチュエータによりＸ、Ｙ軸方向（第１方向および第２
方向）に長ストロークで移動可能であり、Ｚ軸方向およ
びθｘ、θｙ、θｚの回転方向に短いストロークで移動
可能である。
【０１０９】１３０は演算回路および駆動回路等を含む
制御ボックス、Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃ、Ｌｄ，Ｌａｘ、Ｌｂ
ｘは位置計測のためのレーザ光（計測ビーム）である。
１３１はトップステージ５に取り付けられたＹミラーで
あり、反射面１３１ａおよび１３１ｂを有する鏡が一体
となっている。反射面１３１ａはＹ軸方向に対し垂直に
なるように配置された光学部材である。反射面１３１ｂ
（傾斜した反射面）はＸＹ平面に対しθｙ方向に４５度
の傾斜をなすように配置された光学部材である。１３２
はトップステージ５に取り付けられたＸミラーであり、
反射面１３２ｂ有している。１３２ａはＸ軸方向に対し
て垂直になるように配置されている。
制御ボックス、Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃ、Ｌｄ，Ｌａｘ、Ｌｂ
ｘは位置計測のためのレーザ光（計測ビーム）である。
１３１はトップステージ５に取り付けられたＹミラーで
あり、反射面１３１ａおよび１３１ｂを有する鏡が一体
となっている。反射面１３１ａはＹ軸方向に対し垂直に
なるように配置された光学部材である。反射面１３１ｂ
（傾斜した反射面）はＸＹ平面に対しθｙ方向に４５度
の傾斜をなすように配置された光学部材である。１３２
はトップステージ５に取り付けられたＸミラーであり、
反射面１３２ｂ有している。１３２ａはＸ軸方向に対し
て垂直になるように配置されている。
【０１１０】１３３ａ、１３３ｂ、１３３ｃはＹ方向を
計測する干渉計（位置計測手段）であり、反射面１３１
ａの各々所定の位置にＹ方向と平行なレーザ光を入射
し、その反射光によりトップステージ５のビーム入射方
向（Ｙ軸方向）の位置変動情報を検出する。１３４ａ、
１３４ｂはＸ方向を計測する干渉計であり、反射面１３
２ａの各々所定の位置にＹ方向と平行なレーザ光を入射
し、その反射光によりトップステージ５のビーム入射方
向（Ｘ軸方向）の位置変動情報を検出する。
計測する干渉計（位置計測手段）であり、反射面１３１
ａの各々所定の位置にＹ方向と平行なレーザ光を入射
し、その反射光によりトップステージ５のビーム入射方
向（Ｙ軸方向）の位置変動情報を検出する。１３４ａ、
１３４ｂはＸ方向を計測する干渉計であり、反射面１３
２ａの各々所定の位置にＹ方向と平行なレーザ光を入射
し、その反射光によりトップステージ５のビーム入射方
向（Ｘ軸方向）の位置変動情報を検出する。
【０１１１】１３３ｄは干渉計１３３ａとＺ軸方向に整
列するように配置された干渉計であり、Ｘ軸方向から反
射面１３１ｂにレーザ光を入射する。
列するように配置された干渉計であり、Ｘ軸方向から反
射面１３１ｂにレーザ光を入射する。
【０１１２】１３３ａ、１３３ｂおよび１３３ｄは、Ｚ
軸方向に配列されて互いに平行なレーザ光Ｌａ、Ｌｂ、
Ｌｄを検出するための干渉計であり、１３４ａ、１３４
ｂは、Ｚ軸方向に配列されて互いに平行なレーザ光Ｌａ
ｘ、Ｌｂｘを検出するための干渉計である。
軸方向に配列されて互いに平行なレーザ光Ｌａ、Ｌｂ、
Ｌｄを検出するための干渉計であり、１３４ａ、１３４
ｂは、Ｚ軸方向に配列されて互いに平行なレーザ光Ｌａ
ｘ、Ｌｂｘを検出するための干渉計である。
【０１１３】各々の干渉計１３３ａ，１３３ｂ，１３３
ｃ，１３３ｄ，１３４ａ，１３４ｂは計測基準となる不
図示の支持体に支持固定されている。
ｃ，１３３ｄ，１３４ａ，１３４ｂは計測基準となる不
図示の支持体に支持固定されている。
【０１１４】１３５は干渉計１３３ｄから反射面１３１
ｂによって−Ｚ軸方向に偏向されたレーザ光を逆のビー
ム路をたどるように反射するための固定ミラー（反射ミ
ラー面はプラスＺ方向）である。固定ミラー１３５は、
トップステージ５のＹ軸方向の移動量に応じた長さ（Ｘ
軸方向の寸法）を備え、定盤５５に支持固定されてい
る。
ｂによって−Ｚ軸方向に偏向されたレーザ光を逆のビー
ム路をたどるように反射するための固定ミラー（反射ミ
ラー面はプラスＺ方向）である。固定ミラー１３５は、
トップステージ５のＹ軸方向の移動量に応じた長さ（Ｘ
軸方向の寸法）を備え、定盤５５に支持固定されてい
る。
【０１１５】上記のレーザ干渉計は、反射面の位置変化
情報（変位量、速度等）を検出する装置であり、構成の
詳細は周知なので説明は省略する。
情報（変位量、速度等）を検出する装置であり、構成の
詳細は周知なので説明は省略する。
【０１１６】ミラー１３１、１３２の位置、すなわちト
ップステージ５の最初の位置は制御ボックス３０に記憶
されている。トップステージ５の現在の位置は、この最
初の位置に、レーザ干渉計によるミラー１３１、１３２
の変位量の積分値を加算することで得られる。ステージ
のＸ、Ｙ方向の位置計測は、それぞれレーザ干渉計１３
３ａ、１３４ａで行う。また、ステージのθｚ方向の回
転量計測は、レーザ干渉計１３３ａと１３３ｃの検出値
差を検出し、制御ボックス３０内で演算処理して行う。
また、ステージのθｘ方向の回転量計測は、レーザ干渉
計１３３ａと１３３ｂの検出値差を検出し、制御ボック
ス１３０内で演算処理して行う。また、ステージのθｙ
方向の回転量計測は、レーザ干渉計１３４ａと１３４ｂ
の検出値差を検出し、制御ボックス内で演算処理して行
う。
ップステージ５の最初の位置は制御ボックス３０に記憶
されている。トップステージ５の現在の位置は、この最
初の位置に、レーザ干渉計によるミラー１３１、１３２
の変位量の積分値を加算することで得られる。ステージ
のＸ、Ｙ方向の位置計測は、それぞれレーザ干渉計１３
３ａ、１３４ａで行う。また、ステージのθｚ方向の回
転量計測は、レーザ干渉計１３３ａと１３３ｃの検出値
差を検出し、制御ボックス３０内で演算処理して行う。
また、ステージのθｘ方向の回転量計測は、レーザ干渉
計１３３ａと１３３ｂの検出値差を検出し、制御ボック
ス１３０内で演算処理して行う。また、ステージのθｙ
方向の回転量計測は、レーザ干渉計１３４ａと１３４ｂ
の検出値差を検出し、制御ボックス内で演算処理して行
う。
【０１１７】ステージのＺ方向の位置計測は、レーザ干
渉計１３３ａ（または１３３ｂ）と１３３ｄの検出値差
を検出し、制御ボックス１３０内で演算処理して行う。
これについては以下に詳細に説明を行う。
渉計１３３ａ（または１３３ｂ）と１３３ｄの検出値差
を検出し、制御ボックス１３０内で演算処理して行う。
これについては以下に詳細に説明を行う。
【０１１８】図１７は、Ｚ方向の位置計測の詳細を示す
模式図である。
模式図である。
【０１１９】同図において、レーザ干渉計１３３ｄから
入射されたレーザ光Ｌｄは、傾斜した反射面１３１ｂで
−Ｚ方向に偏向され、固定ミラー１３５の反射面１３５
ａに入射され、逆方向に折り返される。レーザ光Ｌｄ
が、反射面１３１ｂの最初の入射点Ｚ１から現在の入射
点Ｚ２になるように移動したときのレーザ干渉計３３ｄ
の検出値の変化分が△ｄ、レーザ干渉計３３ａの検出値
の変化分が△ｘとすると、同図に示すように、Ｚ方向の
検出値の変化分△ｚは次の式のように簡単に求めること
ができる。 △ｚ＝△ｄ−△ｙ ただし、前述の実施形態の場合と比較すると、Ｚ方向の
検出値の変化分△Ｚの符号は逆になる。
入射されたレーザ光Ｌｄは、傾斜した反射面１３１ｂで
−Ｚ方向に偏向され、固定ミラー１３５の反射面１３５
ａに入射され、逆方向に折り返される。レーザ光Ｌｄ
が、反射面１３１ｂの最初の入射点Ｚ１から現在の入射
点Ｚ２になるように移動したときのレーザ干渉計３３ｄ
の検出値の変化分が△ｄ、レーザ干渉計３３ａの検出値
の変化分が△ｘとすると、同図に示すように、Ｚ方向の
検出値の変化分△ｚは次の式のように簡単に求めること
ができる。 △ｚ＝△ｄ−△ｙ ただし、前述の実施形態の場合と比較すると、Ｚ方向の
検出値の変化分△Ｚの符号は逆になる。
【０１２１】ウエハチャック４にウエハ（不図示）が正
しく設置されたとき、ウエハが適正な被露光位置に配置
されるためのトップステージの移動データは、制御ボッ
クス１３０に記憶されている。制御ボックスは、この記
憶されたデータと検出されたトップステージ５の現在の
位置のデータとに基づいて、トップステージを移動させ
て所定の位置に位置決めする。
しく設置されたとき、ウエハが適正な被露光位置に配置
されるためのトップステージの移動データは、制御ボッ
クス１３０に記憶されている。制御ボックスは、この記
憶されたデータと検出されたトップステージ５の現在の
位置のデータとに基づいて、トップステージを移動させ
て所定の位置に位置決めする。
【０１２２】図１８に上述のステージ装置を用いた半導
体露光装置の正面図を示す。
体露光装置の正面図を示す。
【０１２３】同図において、前述の実施形態と同じ部材
には、同一番号をつけており、説明を省略する。
には、同一番号をつけており、説明を省略する。
【０１２４】１２１は干渉計１３３ａ，１３３ｂ，１３
３ｃを鏡筒支持体１１に支持固定するための取り付け部
材であり、不図示のほかの干渉計についても同様に鏡筒
支持体に支持されている。
３ｃを鏡筒支持体１１に支持固定するための取り付け部
材であり、不図示のほかの干渉計についても同様に鏡筒
支持体に支持されている。
【０１２５】５は静圧軸受等によるガイド手段およびリ
ニアモータ等の駆動手段によりＸステージ５１に対して
Ｚ方向およびθｘ、θｙ、θｚ方向に移動するトップス
テージである。５５はＸステージ５１およびＹステージ
５４をＺ方向に静圧軸受を介して非接触で支持するステ
ージベース、１２はステージベース５５を搭載する基盤
である。基盤１２を介してステージベース５５と鏡筒支
持体１１は実質的に一体に結合されている。１３は鏡筒
支持体１１および基盤１２を支持するために３あるいは
４ヶ所に配置されたエアマウント（振動除去機構）であ
る。エアマウント１３は床から基盤１２および鏡筒支持
体１１に伝わる振動を絶縁する。
ニアモータ等の駆動手段によりＸステージ５１に対して
Ｚ方向およびθｘ、θｙ、θｚ方向に移動するトップス
テージである。５５はＸステージ５１およびＹステージ
５４をＺ方向に静圧軸受を介して非接触で支持するステ
ージベース、１２はステージベース５５を搭載する基盤
である。基盤１２を介してステージベース５５と鏡筒支
持体１１は実質的に一体に結合されている。１３は鏡筒
支持体１１および基盤１２を支持するために３あるいは
４ヶ所に配置されたエアマウント（振動除去機構）であ
る。エアマウント１３は床から基盤１２および鏡筒支持
体１１に伝わる振動を絶縁する。
【０１２６】同図において、鏡筒支持体１１は、レチク
ル２と、ウエハチャック４に設置されたウエハ（不図
示）とを位置合わせするための基準構造体となってい
る。
ル２と、ウエハチャック４に設置されたウエハ（不図
示）とを位置合わせするための基準構造体となってい
る。
【０１２７】この露光装置の特徴としては、Ｘステージ
５１およびＹステージ５４が長ストローク移動しても、
トップステージ５の６軸方向の位置および姿勢の検出を
鏡筒支持体１１に取り付けられた各々の干渉計により検
出可能にしたため、ステージベース５５のガイドの面精
度や基盤１２の変形による計測誤差の影響を受けにく
く、レチクル２とウエハチャック４に設置されたウエハ
（不図示）を高精度に位置合わせすることが可能とな
る。
５１およびＹステージ５４が長ストローク移動しても、
トップステージ５の６軸方向の位置および姿勢の検出を
鏡筒支持体１１に取り付けられた各々の干渉計により検
出可能にしたため、ステージベース５５のガイドの面精
度や基盤１２の変形による計測誤差の影響を受けにく
く、レチクル２とウエハチャック４に設置されたウエハ
（不図示）を高精度に位置合わせすることが可能とな
る。
【０１２８】この露光装置は、定盤と鏡筒支持体が一体
的に結合され、定盤と鏡筒支持体は共にエアマウントで
床からの振動を絶縁しているが、図１０に示す露光装置
のように、定盤と鏡筒支持体を別のエアマウントによっ
て支持してもよい。
的に結合され、定盤と鏡筒支持体は共にエアマウントで
床からの振動を絶縁しているが、図１０に示す露光装置
のように、定盤と鏡筒支持体を別のエアマウントによっ
て支持してもよい。
【０１２９】この形態によれば、ＸＹ平面に対して４５
度に傾斜した反射面１３１ｂにＸＹ平面と平行なレーザ
光を入射させることでステージのＺ方向の位置計測を行
うことができる。さらに、本実施形態によれば、干渉計
を支持する支持体を基準にトップステージ５の６軸方向
の位置および姿勢を直接的に計測を行うことができる。
度に傾斜した反射面１３１ｂにＸＹ平面と平行なレーザ
光を入射させることでステージのＺ方向の位置計測を行
うことができる。さらに、本実施形態によれば、干渉計
を支持する支持体を基準にトップステージ５の６軸方向
の位置および姿勢を直接的に計測を行うことができる。
【０１３０】＜実施形態３＞
次に、図１９は本発明における第1実施形態に係わるウ
エハステージの上面図を示している。
エハステージの上面図を示している。
【０１３１】同図において、前述の実施形態と同じ部材
には同一番号をつけており、説明を省略する。本実施形
態では、前述の実施形態と比べ、Ｙ方向に関してＹミラ
ーと対向する方向に、サブミラー１２９が設けられてい
る。
には同一番号をつけており、説明を省略する。本実施形
態では、前述の実施形態と比べ、Ｙ方向に関してＹミラ
ーと対向する方向に、サブミラー１２９が設けられてい
る。
【０１３２】図２０は本実施形態の要部になるレーザ干
渉計による計測システムの示す斜視図である。
渉計による計測システムの示す斜視図である。
【０１３３】同図において、１３０は演算回路および駆
動回路等を含む制御ボックス、Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃ、Ｌ
ｄ、Ｌｅ、ＬａｘおよびＬｂｘはレーザ光である。１３
１はトップステージ５に取り付けられたＹミラーであ
り、反射面１３１ａおよび傾斜した反射面１３１ｂを有
する鏡が一体となっている。反射面１３１ａはＹ軸方向
に対し垂直になるように配置され、反射面１３１ｂはＸ
Ｙ平面に対しθｘ方向に４５度の傾斜をなすように配置
された光学部材である。１２９はトップステージ５に取
り付けられたサブミラーであり、反射面１２９ｂを有す
る鏡である。反射面１２９ｂはＸＹ平面に対してθｘ方
向に４５度の傾斜をなすように配置された光学部材であ
る。１３２はトップステージ５に取り付けられたＸミラ
ーであり、反射面１３２ａを有している。反射面１３２
ａはＸ軸方向に対して垂直になるように配置されてい
る。
動回路等を含む制御ボックス、Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃ、Ｌ
ｄ、Ｌｅ、ＬａｘおよびＬｂｘはレーザ光である。１３
１はトップステージ５に取り付けられたＹミラーであ
り、反射面１３１ａおよび傾斜した反射面１３１ｂを有
する鏡が一体となっている。反射面１３１ａはＹ軸方向
に対し垂直になるように配置され、反射面１３１ｂはＸ
Ｙ平面に対しθｘ方向に４５度の傾斜をなすように配置
された光学部材である。１２９はトップステージ５に取
り付けられたサブミラーであり、反射面１２９ｂを有す
る鏡である。反射面１２９ｂはＸＹ平面に対してθｘ方
向に４５度の傾斜をなすように配置された光学部材であ
る。１３２はトップステージ５に取り付けられたＸミラ
ーであり、反射面１３２ａを有している。反射面１３２
ａはＸ軸方向に対して垂直になるように配置されてい
る。
【０１３４】１３３ａ、１３３ｂ、１３３ｃはＹ方向を
計測する干渉計であり、反射面１３１ａの各々所定の位
置にＹ軸方向に平行なレーザ光Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃを入射
し、その反射光からトップステージ５のビーム入射方向
（Ｙ軸方向）の位置変動情報を検出する。１３４ａ、１
３４ｂはＸ方向を計測する干渉計であり、反射面１３２
ａの各々所定の位置にＸ方向に平行なレーザ光を入射
し、その反射光からトップステージ５のビーム入射方向
（Ｘ軸方向）の位置変動情報を検出する。
計測する干渉計であり、反射面１３１ａの各々所定の位
置にＹ軸方向に平行なレーザ光Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃを入射
し、その反射光からトップステージ５のビーム入射方向
（Ｙ軸方向）の位置変動情報を検出する。１３４ａ、１
３４ｂはＸ方向を計測する干渉計であり、反射面１３２
ａの各々所定の位置にＸ方向に平行なレーザ光を入射
し、その反射光からトップステージ５のビーム入射方向
（Ｘ軸方向）の位置変動情報を検出する。
【０１３５】１３３ｄは干渉計１３３ａとＺ方向に整列
するように配置された干渉計であり、Ｙ軸方向から反射
面１３１ｂの所定の位置にレーザ光Ｌｄを入射する。１
４１は干渉計１３３ｄに対向するように配置された干渉
計であり、Ｙ軸方向から反射面１３１ｂの所定の位置に
レーザ光Ｌｅを入射する。
するように配置された干渉計であり、Ｙ軸方向から反射
面１３１ｂの所定の位置にレーザ光Ｌｄを入射する。１
４１は干渉計１３３ｄに対向するように配置された干渉
計であり、Ｙ軸方向から反射面１３１ｂの所定の位置に
レーザ光Ｌｅを入射する。
【０１３６】反射面１３１ｂと反射面１２９ｂに入射す
るレーザ光は、それぞれＹ軸方向とほぼ平行で、互いに
逆向きである。
るレーザ光は、それぞれＹ軸方向とほぼ平行で、互いに
逆向きである。
【０１３７】各々の干渉計１３３ａ、１３３ｂ、１３３
ｃ、１３３ｄ、１３４ａ、１３４ｂ、１４１は計測基準
となる不図示の支持体に支持固定されている。１３５は
干渉計１３３ｄから反射面１３１ｂで偏向されたレーザ
光をビーム入射方向（Ｚ軸方向）に沿って逆方向に折り
返す（反射する）ための第１固定ミラー（反射ミラー面
はプラスＺ方向を向いている）である。第１固定ミラー
１３５は、トップステージ５のＹ軸方向の移動量の約１
／２の長さを備え、定盤５５に支持固定されている。１
３６は干渉計１４１から反射面１２９ｂで偏向されたレ
ーザ光Ｌｅをビーム入射方向（Ｚ軸方向）に沿って逆方
向に折り返す（反射する）ための第２固定ミラー（反射
ミラー面はプラスＺ方向を向いている）である。第２固
定ミラーは、トップステージ５のＹ軸方向の移動量の約
１／２の長さ（Ｙ軸方向の寸法）を備え、計測基準とな
る不図示の支持体に支持固定されている。
ｃ、１３３ｄ、１３４ａ、１３４ｂ、１４１は計測基準
となる不図示の支持体に支持固定されている。１３５は
干渉計１３３ｄから反射面１３１ｂで偏向されたレーザ
光をビーム入射方向（Ｚ軸方向）に沿って逆方向に折り
返す（反射する）ための第１固定ミラー（反射ミラー面
はプラスＺ方向を向いている）である。第１固定ミラー
１３５は、トップステージ５のＹ軸方向の移動量の約１
／２の長さを備え、定盤５５に支持固定されている。１
３６は干渉計１４１から反射面１２９ｂで偏向されたレ
ーザ光Ｌｅをビーム入射方向（Ｚ軸方向）に沿って逆方
向に折り返す（反射する）ための第２固定ミラー（反射
ミラー面はプラスＺ方向を向いている）である。第２固
定ミラーは、トップステージ５のＹ軸方向の移動量の約
１／２の長さ（Ｙ軸方向の寸法）を備え、計測基準とな
る不図示の支持体に支持固定されている。
【０１３８】ミラー１３１、１３２および１２９の位
置、すなわちトップステージ５の最初の位置は制御ボッ
クス１３０に記憶されている。トップステージ５の現在
の位置は、この記憶された最初の位置に、レーザ干渉計
によるミラー１３１、１３２の変位量の積分値を加算す
ることで得られる。ステージのＸ、Ｙ方向の位置計測
は、それぞれレーザ干渉計１３３ａ、１３４ａにより行
う。また、ステージのθｚ方向の回転量の計測は、レー
ザ干渉計１３３ａと１３３ｃの検出値差を検出し、制御
ボックス１３０内で演算処理して行う。また、ステージ
のθｘ方向の回転量計測は、レーザ干渉計１３３ａと１
３３ｂの検出値差を検出し、制御ボックス１３０内で演
算処理して行う。また、ステージのθｙ方向の回転量計
測は、レーザ干渉計１３４ａと１３４ｂの検出値差を検
出し、制御ボックス内で演算処理して行う。
置、すなわちトップステージ５の最初の位置は制御ボッ
クス１３０に記憶されている。トップステージ５の現在
の位置は、この記憶された最初の位置に、レーザ干渉計
によるミラー１３１、１３２の変位量の積分値を加算す
ることで得られる。ステージのＸ、Ｙ方向の位置計測
は、それぞれレーザ干渉計１３３ａ、１３４ａにより行
う。また、ステージのθｚ方向の回転量の計測は、レー
ザ干渉計１３３ａと１３３ｃの検出値差を検出し、制御
ボックス１３０内で演算処理して行う。また、ステージ
のθｘ方向の回転量計測は、レーザ干渉計１３３ａと１
３３ｂの検出値差を検出し、制御ボックス１３０内で演
算処理して行う。また、ステージのθｙ方向の回転量計
測は、レーザ干渉計１３４ａと１３４ｂの検出値差を検
出し、制御ボックス内で演算処理して行う。
【０１３９】ステージのＺ方向の位置計測は、レーザ干
渉計１３３ａと１３３ｄの検出値あるいはレーザ干渉計
１４１と１３３ａの検出値を検出し、制御ボックス内で
演算処理して行う。これについては後述する。
渉計１３３ａと１３３ｄの検出値あるいはレーザ干渉計
１４１と１３３ａの検出値を検出し、制御ボックス内で
演算処理して行う。これについては後述する。
【０１４０】図２１および図２２に本実施形態のステー
ジ装置を用いた半導体露光装置の正面図を示す。
ジ装置を用いた半導体露光装置の正面図を示す。
【０１４１】同図において、前述の露光装置の実施形態
と同じ部材に対しては同一番号をつけており、説明を省
略する。
と同じ部材に対しては同一番号をつけており、説明を省
略する。
【０１４２】同図において、１２１は干渉計１３３ａ，
１３３ｂ，１３３ｃを鏡筒支持体１１に支持固定するた
めの取り付け部材、１２２は干渉計１４１を鏡筒支持体
に支持固定するための取り付け部材であり、不図示のほ
かの干渉計についても同様に鏡筒支持体に支持されてい
る。また、第１固定ミラー１３５および第２固定ミラー
１３６は定盤５５に支持固定されている。
１３３ｂ，１３３ｃを鏡筒支持体１１に支持固定するた
めの取り付け部材、１２２は干渉計１４１を鏡筒支持体
に支持固定するための取り付け部材であり、不図示のほ
かの干渉計についても同様に鏡筒支持体に支持されてい
る。また、第１固定ミラー１３５および第２固定ミラー
１３６は定盤５５に支持固定されている。
【０１４３】同図において、トップステージ５が投影光
学系３の光軸中心よりＹ軸方向プラス側に位置すると
き、レーザ干渉計１４１からのレーザ光Ｌｅは不図示の
シャッターで遮光されている。この時、Ｚ方向の位置計
測はレーザ干渉計１３３ａと１３３ｄの検出値を検出す
ることにより演算して求められる。
学系３の光軸中心よりＹ軸方向プラス側に位置すると
き、レーザ干渉計１４１からのレーザ光Ｌｅは不図示の
シャッターで遮光されている。この時、Ｚ方向の位置計
測はレーザ干渉計１３３ａと１３３ｄの検出値を検出す
ることにより演算して求められる。
【０１４４】また、トップステージ５が投影光学系３の
光軸中心付近に位置するときは、レーザ干渉計１３３ｄ
と１４１はどちらも同時に位置計測が可能となってい
る。この時、トップステージ５の位置情報を基に、干渉
計１３３ｄあるいは１４１のどちらか一方の計測値の初
期化が行われた後、他方の干渉計からのレーザ光が遮光
され、選択的に切替えが実施される。
光軸中心付近に位置するときは、レーザ干渉計１３３ｄ
と１４１はどちらも同時に位置計測が可能となってい
る。この時、トップステージ５の位置情報を基に、干渉
計１３３ｄあるいは１４１のどちらか一方の計測値の初
期化が行われた後、他方の干渉計からのレーザ光が遮光
され、選択的に切替えが実施される。
【０１４５】本実施形態の特徴としては、前述の実施形
態と同様な効果が得られるほか、トップステージの位置
に応じてレーザ干渉計を切替えて使用することにより、
トップステージに搭載するミラーの大きさを小さくする
ことができる。このため、トップステージの形状を小さ
くできるため、トップステージの熱的変形等の不確定な
位置決め誤差要因を小さくすることが可能となる。さら
に、トップステージの軽量化が可能になるため、ステー
ジの固有振動数を高くすることができ、位置決め制御性
能を高めることができる。したがって、レチクルとウエ
ハチャックに設置されたウエハ（不図示）を高速かつ高
精度に位置合わせすることが可能となる。
態と同様な効果が得られるほか、トップステージの位置
に応じてレーザ干渉計を切替えて使用することにより、
トップステージに搭載するミラーの大きさを小さくする
ことができる。このため、トップステージの形状を小さ
くできるため、トップステージの熱的変形等の不確定な
位置決め誤差要因を小さくすることが可能となる。さら
に、トップステージの軽量化が可能になるため、ステー
ジの固有振動数を高くすることができ、位置決め制御性
能を高めることができる。したがって、レチクルとウエ
ハチャックに設置されたウエハ（不図示）を高速かつ高
精度に位置合わせすることが可能となる。
【０１４６】また、本実施形態の半導体露光装置は、ス
テージベースと鏡筒支持体が一体的に結合され、ステー
ジベースと鏡筒支持体は共にエアマウントで床からの振
動を絶縁しているが、図１０に示す半導体露光装置のよ
うに、ステージベースと鏡筒支持体を別のエアマウント
によって支持しても良い。
テージベースと鏡筒支持体が一体的に結合され、ステー
ジベースと鏡筒支持体は共にエアマウントで床からの振
動を絶縁しているが、図１０に示す半導体露光装置のよ
うに、ステージベースと鏡筒支持体を別のエアマウント
によって支持しても良い。
【０１４７】＜実施形態４＞
図２３に本発明の第３実施形態における半導体露光装置
の正面図を示す。
の正面図を示す。
【０１４８】同図において、前述の実施形態と同じ部材
に対しては同一の番号を付けている。
に対しては同一の番号を付けている。
【０１４９】同図において、１２９はトップステージ５
に取り付けられたサブミラーであり、このサブミラーが
反射面１２９ａおよび傾斜した反射面１２９ｂの２つの
反射面を有していることが前述の実施形態と異なる。
に取り付けられたサブミラーであり、このサブミラーが
反射面１２９ａおよび傾斜した反射面１２９ｂの２つの
反射面を有していることが前述の実施形態と異なる。
【０１５０】反射面１２９ａはＹ軸方向に対し垂直にな
るように配置され、反射面１２９ｂはＸＹ平面に対して
θｘ方向に４５度の傾斜をなすように配置される。１４
２はＹ方向を計測する干渉計であり、反射面１２９ａの
所定の位置にレーザ光Ｌｆを入射し、その反射光からト
ップステージ５のビーム入射方向（Ｙ軸方向）の位置変
動情報を検出する。
るように配置され、反射面１２９ｂはＸＹ平面に対して
θｘ方向に４５度の傾斜をなすように配置される。１４
２はＹ方向を計測する干渉計であり、反射面１２９ａの
所定の位置にレーザ光Ｌｆを入射し、その反射光からト
ップステージ５のビーム入射方向（Ｙ軸方向）の位置変
動情報を検出する。
【０１５１】同図において、トップステージ５が投影光
学系の光軸中心に対してＹ軸方向のプラス側に位置する
とき、レーザ干渉計１４１からのレーザ光Ｌｅは不図示
のシャッターで遮光されている。この時、トップステー
ジ５のＺ方向の位置計測は、レーザ干渉計１３３ａと１
３３ｄの検出値差を検出することにより演算して求めら
れる。トップステージ５が投影光学系３の光軸中心に対
してＹ軸方向のマイナス側に位置するとき、レーザ干渉
計１３３ｄからのレーザ光Ｌｄは不図示のシャッターで
遮光されている。この時、トップステージ５のＺ方向の
位置計測は、レーザ干渉計１４２と１４１の検出値差を
検出することにより演算して求められる。トップステー
ジ５が投影光学系の光軸中心付近に位置するときは、レ
ーザ干渉計１３３ｄと１４１はどちらも位置計測か可能
となっている。レーザ干渉計１３３ｄと１４１が同時に
トップステージ５の位置を計測しているとき、トップス
テージ５の位置情報を基に、干渉計１３３ｄあるいは干
渉計１４１のどちらか一方の初期化が行われ、その後、
他方の干渉計からのレーザ光が遮光され、選択的に切替
えが実施される。
学系の光軸中心に対してＹ軸方向のプラス側に位置する
とき、レーザ干渉計１４１からのレーザ光Ｌｅは不図示
のシャッターで遮光されている。この時、トップステー
ジ５のＺ方向の位置計測は、レーザ干渉計１３３ａと１
３３ｄの検出値差を検出することにより演算して求めら
れる。トップステージ５が投影光学系３の光軸中心に対
してＹ軸方向のマイナス側に位置するとき、レーザ干渉
計１３３ｄからのレーザ光Ｌｄは不図示のシャッターで
遮光されている。この時、トップステージ５のＺ方向の
位置計測は、レーザ干渉計１４２と１４１の検出値差を
検出することにより演算して求められる。トップステー
ジ５が投影光学系の光軸中心付近に位置するときは、レ
ーザ干渉計１３３ｄと１４１はどちらも位置計測か可能
となっている。レーザ干渉計１３３ｄと１４１が同時に
トップステージ５の位置を計測しているとき、トップス
テージ５の位置情報を基に、干渉計１３３ｄあるいは干
渉計１４１のどちらか一方の初期化が行われ、その後、
他方の干渉計からのレーザ光が遮光され、選択的に切替
えが実施される。
【０１５２】本実施形態においても前述の実施形態と同
様の効果が得られる。
様の効果が得られる。
【０１５３】図２４は本発明を適用可能な半導体露光装
置の正面図である。
置の正面図である。
【０１５４】同図において、前述の実施形態と同じ部材
には同一番号をつけており、説明は省略する。
には同一番号をつけており、説明は省略する。
【０１５５】同図において、１３１はレーザ干渉計１３
３ｄから入射されるレーザ光を鋭角で反射するミラーで
あり、トップステージ５に取り付けられている。１３５
はミラー１３１から反射されたレーザ光を逆方向に折り
返すように反射するために所定の角度で鏡筒支持体に取
り付けられた固定ミラーである。
３ｄから入射されるレーザ光を鋭角で反射するミラーで
あり、トップステージ５に取り付けられている。１３５
はミラー１３１から反射されたレーザ光を逆方向に折り
返すように反射するために所定の角度で鏡筒支持体に取
り付けられた固定ミラーである。
【０１５６】図２５は、Ｚ方向の位置計測の詳細を示す
模式図である。
模式図である。
【０１５７】レーザ干渉計１３３ｄから入射されたレー
ザ光Ｌｄは、反射面１３１ｂでマイナスＺ方向の成分を
持つように所定の角度で偏向され、固定ミラー１３５の
反射面１３５ａに入射し、逆方向に反射される。レーザ
光Ｌｄが反射面１３１ｂの最初の入射点Ｚ１から現在の
入射点Ｚ２になるように移動したときのレーザ干渉計１
３３ｄの検出値の変化分が△ｄ、レーザ干渉計１３３ａ
の検出値の変化分が△ｙとする。
ザ光Ｌｄは、反射面１３１ｂでマイナスＺ方向の成分を
持つように所定の角度で偏向され、固定ミラー１３５の
反射面１３５ａに入射し、逆方向に反射される。レーザ
光Ｌｄが反射面１３１ｂの最初の入射点Ｚ１から現在の
入射点Ｚ２になるように移動したときのレーザ干渉計１
３３ｄの検出値の変化分が△ｄ、レーザ干渉計１３３ａ
の検出値の変化分が△ｙとする。
【０１５８】このとき、同図に示すように、レーザ光Ｌ
ｄのＸ軸方向の変化分△ｄ１と、反射方向の変化分△ｄ
２は、それぞれ次式のように求めることができる。 △ｄ１＝△ｙ＋△ｚtanθ △ｄ２＝（△ｙ＋△ｚtanθ）cos２θ よって、Ｚ方向の検出値の変化分△ｚはレーザ干渉計１
３３ｄの検出値の変化分△ｄを用いて次の式のように求
めることができる。 △ｚ＝（△ｄ−△ｙ（１−cos２θ））／（tanθ（１＋cos２θ））
ｄのＸ軸方向の変化分△ｄ１と、反射方向の変化分△ｄ
２は、それぞれ次式のように求めることができる。 △ｄ１＝△ｙ＋△ｚtanθ △ｄ２＝（△ｙ＋△ｚtanθ）cos２θ よって、Ｚ方向の検出値の変化分△ｚはレーザ干渉計１
３３ｄの検出値の変化分△ｄを用いて次の式のように求
めることができる。 △ｚ＝（△ｄ−△ｙ（１−cos２θ））／（tanθ（１＋cos２θ））
【０１５６】上記構成の露光装置においても、前述の実
施形態と同様の効果が得られると共に、反射光が入射光
と鋭角をなすようにミラーを傾斜させることで、定盤と
の機械的な干渉を避けるように、基台に固定ミラー１３
５を取り付けることができるため、トップステージ５の
Ｘ方向の形状を小さくすることが可能になる。また、固
定ミラーを定盤上に設けずに済むため、定盤の構造が簡
単になる。
施形態と同様の効果が得られると共に、反射光が入射光
と鋭角をなすようにミラーを傾斜させることで、定盤と
の機械的な干渉を避けるように、基台に固定ミラー１３
５を取り付けることができるため、トップステージ５の
Ｘ方向の形状を小さくすることが可能になる。また、固
定ミラーを定盤上に設けずに済むため、定盤の構造が簡
単になる。
【０１６１】この配置の特徴としては、トップステージ
の形状を小さくできるため、トップステージの熱的変形
等の不確定な位置決め誤差要因を小さくすることが可能
となる。また、トップステージの軽量化により、ステー
ジの固有振動数を高くすることができ、位置決め制御性
能を高めることが可能となる。したがって、レチクル２
とウエハチャック４に設置されたウエハ（不図示）を高
速かつ高精度に位置合わせすることが可能となる。
の形状を小さくできるため、トップステージの熱的変形
等の不確定な位置決め誤差要因を小さくすることが可能
となる。また、トップステージの軽量化により、ステー
ジの固有振動数を高くすることができ、位置決め制御性
能を高めることが可能となる。したがって、レチクル２
とウエハチャック４に設置されたウエハ（不図示）を高
速かつ高精度に位置合わせすることが可能となる。
【０１６２】上記例では基準面に対して傾斜した反射面
は、ミラーを用いているが、光学部材にはこれに限るも
のではなく、例えば入射光を偏向するために反射型ある
いは透過型の回折格子を用いることもできる。この回折
格子は基準面に平行な方向に多数のスリットが刻まれた
ものであり、格子面は基準面に対して垂直であっても傾
いていてもよい。基準面にほぼ平行な方向から格子面に
計測光を入射させると、Ｚ方向に高次回折光が発生す
る。この高次回折光（例えば一次光）を用いてステージ
のＺ方向の位置を計測する。入射計測ビームに対して格
子面が垂直な回折格子を用いた場合、ステージのＺ方向
の変位だけでは計測光の光路の長さの変化はないが、格
子がＺ方向に変位すれば１次回折光の位相が変化するの
で、この位相変化分を干渉計によって計測し、ステージ
のＺ軸方向の変位を計測すれば良い。
は、ミラーを用いているが、光学部材にはこれに限るも
のではなく、例えば入射光を偏向するために反射型ある
いは透過型の回折格子を用いることもできる。この回折
格子は基準面に平行な方向に多数のスリットが刻まれた
ものであり、格子面は基準面に対して垂直であっても傾
いていてもよい。基準面にほぼ平行な方向から格子面に
計測光を入射させると、Ｚ方向に高次回折光が発生す
る。この高次回折光（例えば一次光）を用いてステージ
のＺ方向の位置を計測する。入射計測ビームに対して格
子面が垂直な回折格子を用いた場合、ステージのＺ方向
の変位だけでは計測光の光路の長さの変化はないが、格
子がＺ方向に変位すれば１次回折光の位相が変化するの
で、この位相変化分を干渉計によって計測し、ステージ
のＺ軸方向の変位を計測すれば良い。
【０１６３】また、本実施形態では、ミラーにより計測
ビームを鋭角に反射しているが、これに限るものではな
く、鈍角に反射してもよい。
ビームを鋭角に反射しているが、これに限るものではな
く、鈍角に反射してもよい。
【０１６４】図２６は本実施形態の要部になる計測シス
テムを示す斜視図である。
テムを示す斜視図である。
【０１６５】同図において、前述の実施形態と同じ部材
には同一番号をつけており、説明を省略する。
には同一番号をつけており、説明を省略する。
【０１６６】同図において、１３０は演算回路および駆
動回路等を含む制御ボックス、Ｌａ、Ｌｃ、Ｌｄ、Ｌ
ｅ，Ｌａｘ、Ｌｄｘは位置計測のためのレーザ光であ
る。３１はトップステージに取り付けられたＹミラーで
あり、反射面１３１ａおよび１３１ｂを有する鏡が一体
となっている。反射面１３１ａはＹ軸方向に対し垂直に
なるように配置された光学部材であり、反射面１３１ｂ
はＸＹ平面に対しθｘ方向に４５度の傾斜をなすように
配置された光学部材である。１３２はトップステージ５
に取り付けられたＸミラーであり、反射面１３２ａおよ
び１３２ｂを有する鏡が一体となっている。反射面１３
２ａはＸ軸方向に対し垂直になるように配置された光学
部材であり、反射面１３２ｂはＸＹ平面に対しθｙ方向
に４５度の傾斜をなすように配置された光学部材であ
る。
動回路等を含む制御ボックス、Ｌａ、Ｌｃ、Ｌｄ、Ｌ
ｅ，Ｌａｘ、Ｌｄｘは位置計測のためのレーザ光であ
る。３１はトップステージに取り付けられたＹミラーで
あり、反射面１３１ａおよび１３１ｂを有する鏡が一体
となっている。反射面１３１ａはＹ軸方向に対し垂直に
なるように配置された光学部材であり、反射面１３１ｂ
はＸＹ平面に対しθｘ方向に４５度の傾斜をなすように
配置された光学部材である。１３２はトップステージ５
に取り付けられたＸミラーであり、反射面１３２ａおよ
び１３２ｂを有する鏡が一体となっている。反射面１３
２ａはＸ軸方向に対し垂直になるように配置された光学
部材であり、反射面１３２ｂはＸＹ平面に対しθｙ方向
に４５度の傾斜をなすように配置された光学部材であ
る。
【０１６７】１３３ａ、１３３ｃはＹ方向を計測する干
渉計であり、反射面１３１ａの各々所定の位置にレーザ
光を入射し、その反射光によりトップステージ５のビー
ム入射方向（Ｙ軸方向）の位置変動情報を検出する。１
３４ａはＹ方向を計測する干渉計であり、反射面１３２
ａの各々所定の位置にレーザ光を入射し、その反射光に
よりトップステージ５のビーム入射方向（Ｘ軸方向）の
位置変動情報を検出する。
渉計であり、反射面１３１ａの各々所定の位置にレーザ
光を入射し、その反射光によりトップステージ５のビー
ム入射方向（Ｙ軸方向）の位置変動情報を検出する。１
３４ａはＹ方向を計測する干渉計であり、反射面１３２
ａの各々所定の位置にレーザ光を入射し、その反射光に
よりトップステージ５のビーム入射方向（Ｘ軸方向）の
位置変動情報を検出する。
【０１６８】１３３ｄは干渉計１３３ａとＺ方向に整列
するように配置された干渉計であり、干渉計１３３ａの
レーザ光Ｌａと上下方向に位置し、かつ、平行なレーザ
光ＬｄをＹ軸方向から反射面１３１ｂの所定の位置に入
射する。１３３ｅは干渉計１３３ｃとＺ方向に整列する
ように配置された干渉計であり、干渉計１３３ｃのレー
ザ光Ｌｃと上下方向に位置し、かつ、平行なレーザ光Ｌ
ｅをＹ軸方向から反射面１３１ｂの所定の位置に入射す
る。１３４ｄは干渉計１３４ａとＺ方向に整列するよう
に配置された干渉計であり、干渉計１３４ａのレーザ光
Ｌａｘと上下方向に位置し平行なレーザ光Ｌｂｘを、Ｘ
軸方向から反射面１３２ｂの所定の位置に入射する。
するように配置された干渉計であり、干渉計１３３ａの
レーザ光Ｌａと上下方向に位置し、かつ、平行なレーザ
光ＬｄをＹ軸方向から反射面１３１ｂの所定の位置に入
射する。１３３ｅは干渉計１３３ｃとＺ方向に整列する
ように配置された干渉計であり、干渉計１３３ｃのレー
ザ光Ｌｃと上下方向に位置し、かつ、平行なレーザ光Ｌ
ｅをＹ軸方向から反射面１３１ｂの所定の位置に入射す
る。１３４ｄは干渉計１３４ａとＺ方向に整列するよう
に配置された干渉計であり、干渉計１３４ａのレーザ光
Ｌａｘと上下方向に位置し平行なレーザ光Ｌｂｘを、Ｘ
軸方向から反射面１３２ｂの所定の位置に入射する。
【０１６９】１３５、１３８は、それぞれ干渉計１３３
ｄ、干渉計１３３ｅから反射面１３１ｂによって反射さ
れたレーザ光をビーム入射方向（Ｚ軸方向）に沿って逆
のビーム路をたどるように反射するための第１固定ミラ
ー、第２固定ミラー（反射ミラー面はプラスＺ方向）で
あり、トップステージ５のＹ軸方向の移動量に応じた長
さを備え、定盤に支持固定されている。
ｄ、干渉計１３３ｅから反射面１３１ｂによって反射さ
れたレーザ光をビーム入射方向（Ｚ軸方向）に沿って逆
のビーム路をたどるように反射するための第１固定ミラ
ー、第２固定ミラー（反射ミラー面はプラスＺ方向）で
あり、トップステージ５のＹ軸方向の移動量に応じた長
さを備え、定盤に支持固定されている。
【０１７０】１３７は干渉計１３４ｄから反射面１３２
ｂによって反射されたレーザ光をビーム入射方向（Ｚ軸
方向）に沿って逆のビーム路をたどるように反射するた
めの第３固定ミラー（反射ミラー面はプラスＺ方向）で
あり、トップステージ５のＸ軸方向の移動量に応じた長
さを備え、定盤に支持固定されている。
ｂによって反射されたレーザ光をビーム入射方向（Ｚ軸
方向）に沿って逆のビーム路をたどるように反射するた
めの第３固定ミラー（反射ミラー面はプラスＺ方向）で
あり、トップステージ５のＸ軸方向の移動量に応じた長
さを備え、定盤に支持固定されている。
【０１７１】ミラー１３１、１３２の位置、すなわちト
ップステージ５の最初の位置は制御ボックス１３０に記
憶されている。トップステージ５の現在の位置は、この
最初の記憶された位置に、レーザ干渉計によるミラー１
３１、１３２の変位量の積分値を加算することで得られ
る。ステージのＹ、Ｘ方向の位置計測は、それぞれレー
ザ干渉計１３３ａ、１３４ａで行う。また、ステージの
θｚ方向の回転量計測は、レーザ干渉計１３３ａと１３
３ｃの検出値差を検出し、制御ボックス１３０内で演算
処理して行う。また、ステージのＺ方向の位置計測およ
びθｙ、θｘ方向の回転量検出は、レーザ干渉計１３３
ｄ、１３３ｅ、１３４ｄの検出値により、制御ボックス
１３０内で演算処理して行う。
ップステージ５の最初の位置は制御ボックス１３０に記
憶されている。トップステージ５の現在の位置は、この
最初の記憶された位置に、レーザ干渉計によるミラー１
３１、１３２の変位量の積分値を加算することで得られ
る。ステージのＹ、Ｘ方向の位置計測は、それぞれレー
ザ干渉計１３３ａ、１３４ａで行う。また、ステージの
θｚ方向の回転量計測は、レーザ干渉計１３３ａと１３
３ｃの検出値差を検出し、制御ボックス１３０内で演算
処理して行う。また、ステージのＺ方向の位置計測およ
びθｙ、θｘ方向の回転量検出は、レーザ干渉計１３３
ｄ、１３３ｅ、１３４ｄの検出値により、制御ボックス
１３０内で演算処理して行う。
【０１７２】この形態では、傾斜した反射面にレーザ光
を３本入射させている。これは、３つの部所のＺ方向の
位置情報を得ることで、ステージのＺ方向の位置計測お
よびθｘ、θｙ方向の回転量検出を行うことができるか
らである。
を３本入射させている。これは、３つの部所のＺ方向の
位置情報を得ることで、ステージのＺ方向の位置計測お
よびθｘ、θｙ方向の回転量検出を行うことができるか
らである。
【０１７３】＜実施形態５＞
次に上記説明した露光装置を利用した半導体デバイスの
製造方法の実施例を説明する。図２７は半導体デバイス
（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、あるいは液晶パネル
やＣＣＤ等）の製造フローを示す。ステップ１（回路設
計）では半導体デバイスの回路設計を行なう。ステップ
２（マスク製作）では設計した回路パターンを形成した
マスクを製作する。ステップ３（ウエハ製造）ではシリ
コン等の材料を用いてウエハを製造する。ステップ４
（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、上記用意したマ
スクとウエハを用いて、リソグラフィ技術によってウエ
ハ上に実際の回路を形成する。ステップ５（組み立て）
は後工程と呼ばれ、ステップ１４によって作製されたウ
エハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセン
ブリ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケージン
グ工程（チップ封入）等の工程を含む。ステップ６（検
査）ではステップ５で作製された半導体デバイスの動作
確認テスト、耐久性テスト等の検査を行なう。こうした
工程を経て半導体デバイスが完成し、これが出荷（ステ
ップＳ７）される。
製造方法の実施例を説明する。図２７は半導体デバイス
（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、あるいは液晶パネル
やＣＣＤ等）の製造フローを示す。ステップ１（回路設
計）では半導体デバイスの回路設計を行なう。ステップ
２（マスク製作）では設計した回路パターンを形成した
マスクを製作する。ステップ３（ウエハ製造）ではシリ
コン等の材料を用いてウエハを製造する。ステップ４
（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、上記用意したマ
スクとウエハを用いて、リソグラフィ技術によってウエ
ハ上に実際の回路を形成する。ステップ５（組み立て）
は後工程と呼ばれ、ステップ１４によって作製されたウ
エハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセン
ブリ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケージン
グ工程（チップ封入）等の工程を含む。ステップ６（検
査）ではステップ５で作製された半導体デバイスの動作
確認テスト、耐久性テスト等の検査を行なう。こうした
工程を経て半導体デバイスが完成し、これが出荷（ステ
ップＳ７）される。
【０１７４】図２８は上記ウエハプロセスの詳細なフロ
ーを示す。ステップ１１（酸化）ではウエハの表面を酸
化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶
縁膜を形成する。ステップ１３（電極形成）ではウエハ
上に電極を蒸着によって形成する。ステップ１４（イオ
ン打込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ１
５（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ス
テップ１６（露光）では上記説明した露光装置によって
マスクの回路パターンをウエハに焼付露光する。ステッ
プ１７（現像）では露光したウエハを現像する。ステッ
プ１８（エッチング）では現像したレジスト像以外の部
分を削り取る。ステップ１９（レジスト剥離）ではエッ
チングが済んで不要となったレジストを取り除く。これ
らのステップを繰り返し行なうことによって、ウエハ上
に多重に回路パターンが形成される。本実施例の製造方
法を用いれば、従来は製造が難しかった高集積度の半導
体デバイスを製造することができる。
ーを示す。ステップ１１（酸化）ではウエハの表面を酸
化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶
縁膜を形成する。ステップ１３（電極形成）ではウエハ
上に電極を蒸着によって形成する。ステップ１４（イオ
ン打込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ１
５（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ス
テップ１６（露光）では上記説明した露光装置によって
マスクの回路パターンをウエハに焼付露光する。ステッ
プ１７（現像）では露光したウエハを現像する。ステッ
プ１８（エッチング）では現像したレジスト像以外の部
分を削り取る。ステップ１９（レジスト剥離）ではエッ
チングが済んで不要となったレジストを取り除く。これ
らのステップを繰り返し行なうことによって、ウエハ上
に多重に回路パターンが形成される。本実施例の製造方
法を用いれば、従来は製造が難しかった高集積度の半導
体デバイスを製造することができる。
【０１７５】
【発明の効果】本発明によれば、移動体の基準面と交差
する方向の位置を直接求めることができるので、移動体
による荷重移動や移動加減速時に発生する慣性力による
計測誤差の影響を受けずにその位置および姿勢の検出が
可能となる。
する方向の位置を直接求めることができるので、移動体
による荷重移動や移動加減速時に発生する慣性力による
計測誤差の影響を受けずにその位置および姿勢の検出が
可能となる。
【０１７６】また、本発明によれば、計測用のビームを
選択的に切替えて使用することにより、移動体の反射面
の大きさを小さくすることができる。このため、移動体
の形状を小さくでき、軽量化が可能になるため、その固
有振動数を高くすることができ、位置決め制御性能を高
めることができる。
選択的に切替えて使用することにより、移動体の反射面
の大きさを小さくすることができる。このため、移動体
の形状を小さくでき、軽量化が可能になるため、その固
有振動数を高くすることができ、位置決め制御性能を高
めることができる。
【図１】本発明の前提となるウエハステージ装置の斜視
図
図
【図２】図１の装置に適用される計測システムの斜視図
【図３】図１の装置のＺ方向における位置計測の模式図
【図４】図１の装置の計測システムを用いた露光装置の
正面図
正面図
【図５】図１の装置の計測システムを用いた別の露光装
置の正面図
置の正面図
【図６】本発明の第１実施形態の斜視図
【図７】第１実施形態の計測システムの斜視図
【図８】第１実施形態の計測システムを用いた露光装置
の正面図
の正面図
【図９】第１実施形態の計測システムを用いた露光装置
の正面図
の正面図
【図１０】第１実施形態の計測システムを用いた別の露
光装置の正面図
光装置の正面図
【図１１】第２実施形態の計測システムを用いた露光装
置の正面図
置の正面図
【図１２】本発明に適用可能な計測システムを用いた露
光装置の正面図
光装置の正面図
【図１３】図１２の装置のＺ方向における位置計測の模
式図
式図
【図１４】本発明に適用可能な計測システムの斜視図
【図１５】本発明の前提となるウエハステージ装置の上
面図
面図
【図１６】図１５の装置に適用される計測システムの斜
視図
視図
【図１７】図１５の装置のＺ方向における位置計測の模
式図
式図
【図１８】図１５の装置の計測システムを用いた露光装
置の正面図
置の正面図
【図１９】本発明の第３実施形態の上面図
【図２０】第３実施形態の計測システムの斜視図
【図２１】第３実施形態の計測システムを用いた露光装
置の正面図
置の正面図
【図２２】第３実施形態の計測システムを用いた露光装
置の正面図
置の正面図
【図２３】第４実施形態の計測システムを用いた露光装
置の正面図
置の正面図
【図２４】本発明に適用可能な計測システムを用いた露
光装置の正面図
光装置の正面図
【図２５】図２４の装置のＺ方向における位置計測模式
図
図
【図２６】図２４の装置にける計測システムの斜視図
【図２７】半導体デバイスの製造工程を説明するフロー
図
図
【図２８】ウエハプロセスを説明するフロー図
【図２９】従来の計測システムの斜視図
１ 照明部
２ レチクル
３ 投影光学系
４ ウエハチャック
５ トップステージ
１１ 鏡筒支持体
１２ 基盤
１３ エアマウント
２１ 取り付け部材
２２ 取り付け部材
２９ サブミラー
３０ 制御ボックス
３１ Ｘミラー
３１ａ 基準面と垂直な反射面
３１ａ 基準面と傾斜した反射面
３２Ｙ ミラー
３２ａ 基準面と垂直な反射面
３２ａ 基準面と傾斜した反射
３３、３４ 干渉
３５、３６、３７、３８ 固定ミラー
４１ 干渉計
５１Ｘ ステージ
５１ａ Ｘリニアモータ
５２Ｙ ガイド
５４Ｙ ステージ（Ｘガイド）
５４ａ Ｙリニアモータ
５５ ステージベース
６１、６２、６３ ミラー
６４、６５、６６ 干渉計
６７、６８、６９ 固定ミラー
８１ エアマウント
１２１ 取り付け部材
１２２ 取り付け部材
１２９ サブミラー
１３０ 制御ボックス
１３１ Ｘミラー
１３１ａ 基準面と垂直な反射面
１３１ａ 基準面と傾斜した反射面
１３２Ｙ ミラー
１３２ａ 基準面と垂直な反射面
１３２ａ 基準面と傾斜した反射面
１３３、１３４ 干渉計
１３５、１３６、１３７、１３８ 固定ミラー
１４１ 干渉計
１６１、１６２、１６３ ミラー
１６４、１６５、１６６ 干渉計
１６７、１６８、１６９ 固定ミラー
Ｌ レーザ光
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平９−183042（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−140691（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−270382（ＪＰ，Ａ)
特表 2001−510577（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01B 11/00 - 11/30
Claims (17)
- 【請求項１】 第１及び第２方向を含む基準面上を前記
基準面に対して傾斜した複数の反射面と共に移動可能な
移動体と、前記基準面と交差する方向における前記移動
体の位置情報を計測する位置計測器とを備え、 前記位置計測器は、前記基準面と交差する方向における
前記移動体の位置情報を計測するための計測ビームを、
前記傾斜した反射面の一方で反射される計測ビームと他
方で反射される計測ビームのいずれかに選択的に切替え
ることを特徴とする位置決め装置。 - 【請求項２】 前記傾斜した反射面は、前記基準面とほ
ぼ平行な前記位置計測器の計測ビームを、前記基準面と
交差する方向に反射することを特徴とする請求項１に記
載の位置決め装置。 - 【請求項３】 前記基準面と交差する方向を法線方向と
する反射面を備えた固定ミラーが設けられ、前記傾斜し
た反射面によって反射された前記計測ビームが該固定ミ
ラーによって反射され、逆のビーム路をたどることを特
徴とする請求項２に記載の位置決め装置。 - 【請求項４】 前記位置計測器は、前記移動体の位置情
報に基づいて前記計測ビームの選択的な切替えを行うこ
とを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の位置決
め装置。 - 【請求項５】 前記移動体の位置情報に基づいて前記複
数の傾斜した反射面に入射する計測ビームのうちいずれ
かを遮ることを特徴とする請求項４に記載の位置決め装
置。 - 【請求項６】 前記移動体は、第１方向の位置計測に利
用される第１ミラーと第２方向の位置計測に利用される
第２ミラーを有し、前記第１ミラーは第１方向とほぼ平
行な計測ビームを第１方向とほぼ平行に反射し、前記第
２ミラーは第２方向とほぼ平行な計測ビームを第２方向
とほぼ平行に反射することを特徴とする請求項１〜５の
いずれかに記載の位置決め装置。 - 【請求項７】 前記位置計測器は、前記傾斜した反射面
の異なる複数の部所を利用して反射ビームの計測を行
い、前記移動体の前記基準面に対して垂直な方向の位置
情報と、該基準面に対して傾斜する方向の回転情報を検
出することを特徴とする請求項６に記載の位置決め装
置。 - 【請求項８】 前記位置計測器は、前記第１ミラーの計
測を行う第１計測手段と、前記第２ミラーの計測を行う
第２計測手段と、該第１または該第２ミラーの異なる部
所を計測する第３計測手段と、前記傾斜した反射面の異
なる３つの部所を計測する第４計測手段、第５計測手段
および第６計測手段とを有することを特徴とする請求項
７に記載の位置決め装置。 - 【請求項９】 前記位置計測器は、前記移動体の前記基
準面内方向の位置情報および回転情報を検出する第１、
第２、および第３検出手段と、前記複数の傾斜した反射
面を利用して計測を行い、前記移動体の前記基準面と交
差する方向の位置情報および該基準面と傾斜する方向の
回転情報を検出する第４、第５、および第６計測手段と
を備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記
載の位置決め装置。 - 【請求項１０】 前記第１計測手段と前記第４計測手段
は、上下方向に位置しそれぞれ平行な第１計測ビームと
第４計測ビームの検出を行い、前記第２計測手段と前記
第５計測手段は、上下方向に位置しそれぞれ平行な第２
計測ビームと第５計測ビームの検出を行い、前記第３検
出手段と前記第６検出手段は、上下方向に位置しそれぞ
れ平行な第３計測ビームと第６計測ビームの検出を行う
ことを特徴とする請求項９に記載の位置決め装置。 - 【請求項１１】 請求項１〜１０のいずれかに記載の位
置決め装置をウエハステージとして備えたことを特徴と
する露光装置。 - 【請求項１２】 該投影光学系を支持する鏡筒支持体を
備え、前記位置計測器は、前記鏡筒支持体に支持されて
いることを特徴とする請求項１１に記載の露光装置。 - 【請求項１３】 前記傾斜した反射面からの反射ビーム
を逆のビーム路をたどるように反射させるための固定ミ
ラーは、前記鏡筒支持体に支持されていることを特徴と
する請求項１２に記載の露光装置。 - 【請求項１４】 前記基準面を有する定盤を備え、該定
盤は前記鏡筒支持体と一体的に振動除去機構を介して支
持されていることを特徴とする請求項１３に記載の露光
装置。 - 【請求項１５】 前記基準面を有する定盤を備え、該定
盤は前記鏡筒支持体に対して振動除去機構により独立し
て支持されていることを特徴とする請求項１３に記載の
露光装置。 - 【請求項１６】 前記傾斜した反射面からの反射ビーム
を逆のビーム路をたどるように反射させるための固定ミ
ラーは、前記移動体を支持する定盤に支持されているこ
とを特徴とする請求項１２に記載の露光装置。 - 【請求項１７】 請求項１１〜１６のいずれかに記載の
露光装置を用意する工程と、レチクルパターンをウエハ
に転写する工程を有することを特徴とするデバイス製造
方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08349599A JP3413122B2 (ja) | 1998-05-21 | 1999-03-26 | 位置決め装置及びこれを用いた露光装置並びにデバイス製造方法 |
| US09/314,170 US6285444B1 (en) | 1998-05-21 | 1999-05-19 | Positioning system and position measuring method for use in exposure apparatus |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13974098 | 1998-05-21 | ||
| JP10-139740 | 1998-05-21 | ||
| JP08349599A JP3413122B2 (ja) | 1998-05-21 | 1999-03-26 | 位置決め装置及びこれを用いた露光装置並びにデバイス製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000039305A JP2000039305A (ja) | 2000-02-08 |
| JP3413122B2 true JP3413122B2 (ja) | 2003-06-03 |
Family
ID=26424520
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08349599A Expired - Fee Related JP3413122B2 (ja) | 1998-05-21 | 1999-03-26 | 位置決め装置及びこれを用いた露光装置並びにデバイス製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6285444B1 (ja) |
| JP (1) | JP3413122B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100665749B1 (ko) * | 2003-10-22 | 2007-01-09 | 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. | 리소그래피 장치, 디바이스 제조방법, 및 측정시스템 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US6842248B1 (en) * | 2000-11-28 | 2005-01-11 | Nikon Corporation | System and method for calibrating mirrors of a stage assembly |
| TW528881B (en) * | 2001-02-05 | 2003-04-21 | Hitachi Int Electric Inc | Position measuring apparatus |
| JP3762307B2 (ja) * | 2001-02-15 | 2006-04-05 | キヤノン株式会社 | レーザ干渉干渉計システムを含む露光装置 |
| US6538720B2 (en) | 2001-02-28 | 2003-03-25 | Silicon Valley Group, Inc. | Lithographic tool with dual isolation system and method for configuring the same |
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| JP3968713B2 (ja) * | 2003-06-30 | 2007-08-29 | ソニー株式会社 | フラットディスプレイ装置及びフラットディスプレイ装置の試験方法 |
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