JP3525512B2 - Method for measuring surface characteristics of plane mirror and method for moving table - Google Patents

Method for measuring surface characteristics of plane mirror and method for moving table

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JP3525512B2
JP3525512B2 JP25535594A JP25535594A JP3525512B2 JP 3525512 B2 JP3525512 B2 JP 3525512B2 JP 25535594 A JP25535594 A JP 25535594A JP 25535594 A JP25535594 A JP 25535594A JP 3525512 B2 JP3525512 B2 JP 3525512B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、超LSI用の露光装置
のステージ装置、又はマスク検査装置のマスク移動ステ
ージなど、高い位置決め精度が要求されるステージ装置
に使用される平面鏡の面特性(真直度)測定方法に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to the surface characteristics (straightness) of a plane mirror used in a stage device of an exposure apparatus for VLSI, a mask moving stage of a mask inspection apparatus, or the like, which requires high positioning accuracy. Degree) measuring method.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、高い精度で位置決めを行うス
テージ装置では、位置決め制御用の計測センサーとし
て、レーザ干渉測長器が使われている。この理由は、周
波数が安定しているレーザビームの波長を測長の基準と
しているので、再現精度がすぐれていること、長い測定
レンジにわたって絶対確度が高いこと等の理由からであ
る。このレーザ干渉測長器を備えたステージ装置は、サ
ブミクロンの位置決め精度が要求される半導体素子製造
用の露光装置や、電子ビーム装置等に多く用いられてい
る。
2. Description of the Related Art Conventionally, a laser interferometer has been used as a measuring sensor for positioning control in a stage device which performs positioning with high accuracy. The reason for this is that the wavelength of the laser beam whose frequency is stable is used as the standard for length measurement, and therefore the reproducibility is excellent and the absolute accuracy is high over a long measurement range. A stage apparatus equipped with this laser interferometer is often used in an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor device, which requires submicron positioning accuracy, an electron beam apparatus, and the like.

【0003】第6図は従来のレーザ干渉測長器を備えた
ステージ装置の概略的な構成を示す斜視図である。ここ
では、レーザ干渉測長器は図示せずに、レーザ干渉測長
器から射出される測長用のレーザビームを点線で示して
おく。Yステージ51はYモータ53とともにベース5
0上に載置され、その内部に固定されたナット(不図
示)と螺合した送りねじ54をYモータ53により回転
させることでY方向に移動可能になっている。被加工物
59(例えば、ウェハ)を載置したXステージ52はX
モータ55とともにYステージ上に設けられ、同様にX
モータ55により送りねじ56を回転させることでX方
向に移動する。Xステージ52の端部には、X,Yレー
ザ干渉測長器からの測長ビームBx,Byを反射する平
面鏡(移動鏡)57、58が互いに直交して固定されて
いる。
FIG. 6 is a perspective view showing a schematic structure of a stage device equipped with a conventional laser interferometer. Here, the laser interferometer is not shown, but the laser beam for length measurement emitted from the laser interferometer is shown by a dotted line. The Y stage 51 and the Y motor 53 together with the base 5
It is movable in the Y direction by rotating the feed screw 54, which is placed on the No. 0 and screwed with a nut (not shown) fixed therein, by the Y motor 53. The X stage 52 on which the workpiece 59 (for example, a wafer) is placed is X
It is provided on the Y stage together with the motor 55, and the X
The feed screw 56 is rotated by the motor 55 to move in the X direction. Plane mirrors (moving mirrors) 57 and 58 that reflect the measurement beams Bx and By from the X and Y laser interferometers are fixed to the ends of the X stage 52 so as to be orthogonal to each other.

【0004】X,Yそれぞれのレーザ干渉測長器からの
位置情報に基づいて、X,Yそれぞれのモータを駆動す
ることによって被加工物を所定の位置へ移動することが
可能となる。ところが、移動鏡57、58には、製造時
の加工誤差が残留しているし、Xステージ52に取り付
けた時に、変形などが生じる。0.25μmレベルの線
幅のLSIを製造する露光装置を実現するためには、移
動鏡57、58の真直度誤差を±10nm以下にする必
要がある。この真直度誤差とは、理想的な平面に対する
実際の移動鏡との偏差である。しかし、移動鏡の材質
や、加工方法、取付方法をいくら工夫しても真直度誤差
を小さくすることは困難であった。
By driving the X and Y motors based on the position information from the X and Y laser interferometers, the workpiece can be moved to a predetermined position. However, the moving mirrors 57 and 58 still have processing errors during manufacturing, and when they are attached to the X stage 52, they are deformed. In order to realize an exposure apparatus for manufacturing an LSI having a line width of 0.25 μm level, the straightness error of the moving mirrors 57, 58 needs to be ± 10 nm or less. The straightness error is a deviation from an actual moving mirror with respect to an ideal plane. However, it is difficult to reduce the straightness error even if the moving mirror material, processing method, and mounting method are devised.

【0005】一方、この移動鏡の真直度誤差を積極的に
測定し、補正しようという考え方もある。この種の例と
して、実開昭59−98446が挙げられる。これは、
X,Yとも平行する2軸のレーザ干渉測長器を設置し、
移動鏡の真直度誤差を測定し、補正しようというもので
ある。
On the other hand, there is an idea of positively measuring and correcting the straightness error of the movable mirror. As an example of this kind, Japanese Utility Model Laid-Open No. 59-98446 can be mentioned. this is,
Installed a 2-axis laser interferometer, which is parallel to both X and Y,
The aim is to measure and correct the straightness error of the moving mirror.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】最近、半導体素子の線
幅の微細化が進み、微細な線幅に対して精度良く位置決
め可能なステージ装置が要求されていた。ところが、こ
の前述の補正方法では、2軸のレーザの間隔以内の細か
い周期の変形、偏差は検出できないため、精度的に限界
があった。また、2軸のレーザ干渉測長器をステージ装
置に設置するために、装置自体の構造が複雑になり、装
置が大型化してしまうという不具合があった。
Recently, as the line width of semiconductor elements has become finer, there has been a demand for a stage device capable of accurately positioning with respect to the fine line width. However, this correction method described above has a limit in accuracy because it cannot detect a fine cycle deformation or deviation within the interval between the biaxial lasers. Further, since the two-axis laser interferometer is installed in the stage device, the structure of the device itself becomes complicated and the device becomes large in size.

【0007】本発明は斯かる点に鑑み、2軸のレーザ干
渉測長器より精度の高く、ステージに載置した状態の移
動鏡の真直度誤差を測定する方法を提供することを目的
とする。
In view of the above-mentioned problems, it is an object of the present invention to provide a method for measuring the straightness error of a movable mirror mounted on a stage with higher accuracy than a biaxial laser interferometer. .

【0008】[0008]

【課題を解決するため手段】本発明者はかかる問題点の
解決手段について鋭意研究した。前述のような露光装置
では、ステージを含めて装置全体を、高精度に温度調節
可能な環境チャンバー内に設置することが普通である。
この種の環境下では、一旦テーブルに設置された移動鏡
の鏡面の経時変化は、非常に小さいことが、実験などか
らわかった。したがって、移動鏡の真直度誤差(面特
性)の補正を定期的に行う必要は必ずしも無い。
Means for Solving the Problems The present inventor has diligently studied means for solving such problems. In the exposure apparatus as described above, the entire apparatus including the stage is usually installed in an environmental chamber in which the temperature can be adjusted with high accuracy.
Experiments have shown that in this kind of environment, the temporal change of the mirror surface of the movable mirror once installed on the table is very small. Therefore, it is not always necessary to periodically correct the straightness error (surface characteristic) of the movable mirror.

【0009】そこで、本発明は、上述の問題点を解決す
るために、ステージ装置の平面鏡の面特性測定方法を提
供する。ステージ装置の平面鏡の面特性測定方法は、次
の第1から第7工程からなる。 第1工程:所定のベースと、ベース上に載置され、所定
の第1方向に伸びて配置された第1平面鏡と第1方向と
ほぼ垂直な第2方向に伸びて配置された第2平面鏡とが
設置されたテーブルと、テーブルを水平方向に駆動する
駆動機構と、を準備する。 第2工程:第1平面鏡の一部の面特性を測定可能なよう
に鏡面検査用干渉計(例えばフィゾー型干渉計)をベー
スに固定する。 第3工程:鏡面検査用干渉計によって、第1平面鏡の一
部の面特性を測定する。 第4工程:テーブルを駆動機構によって、鏡面検査用干
渉計の計測幅よりも小さい距離だけ第1平面鏡に沿って
移動する。 第5工程:第3工程と第4工程を繰り返し、第1平面鏡
全面の面特性を計測する。 第6工程:鏡面検査用干渉計の計測値に基づいて演算
し、第1平面鏡全面の面特性を求める。 第7工程:第1平面鏡全面の面特性を記憶する。
Therefore, the present invention provides a surface characteristic measuring method for a plane mirror of a stage apparatus in order to solve the above-mentioned problems. The method for measuring the surface characteristics of the plane mirror of the stage device includes the following first to seventh steps. First step: a predetermined base, a first plane mirror placed on the base and extending in a first direction, and a second plane mirror extending in a second direction substantially perpendicular to the first direction. A table on which and are installed and a drive mechanism for driving the table in the horizontal direction are prepared. Second step: An interferometer for mirror surface inspection (for example, Fizeau interferometer) is fixed to a base so that surface characteristics of a part of the first plane mirror can be measured. Third step: A part of surface characteristics of the first plane mirror is measured by an interferometer for mirror surface inspection. Fourth step: The table is moved by the drive mechanism along the first plane mirror by a distance smaller than the measurement width of the interferometer for mirror surface inspection. Fifth step: The third step and the fourth step are repeated to measure the surface characteristics of the entire surface of the first plane mirror. Sixth step: Calculation is performed based on the measurement value of the interferometer for mirror surface inspection, and the surface characteristic of the entire first plane mirror is obtained. Seventh step: storing the surface characteristics of the entire surface of the first plane mirror.

【0010】[0010]

【作用】ステージ装置組立時または調整時に、鏡面検査
用干渉計をベースに固定して、移動鏡の真直度誤差を測
定する。鏡面検査用干渉計は、移動鏡の鏡面の一部を測
定し、テーブルを鏡面検査用干渉計の計測幅より小さい
範囲で移動させて、再び鏡面の一部を測定する。これ
を、移動鏡の鏡面全面にわたって行う。全面計測後、鏡
面検査用干渉計の計測値を、重複部分をつなぎ合せて、
鏡面全面の真直度誤差を得る。この誤差が記憶され、ス
テージが目標位置に移動する時の補正に使われる。
When the stage device is assembled or adjusted, the mirror surface interferometer is fixed to the base to measure the straightness error of the moving mirror. The interferometer for mirror surface inspection measures part of the mirror surface of the movable mirror, moves the table within a range smaller than the measurement width of the interferometer for mirror surface inspection, and again measures part of the mirror surface. This is performed over the entire mirror surface of the movable mirror. After measuring the entire surface, connect the measurement values of the interferometer for mirror surface inspection, overlap the parts,
Get the straightness error of the entire mirror surface. This error is stored and used for correction when the stage moves to the target position.

【0011】[0011]

【実施例】第1図は本発明の実施例のレーザ干渉測長器
の概略を示す構成図である。不図示のベースに固定され
たテーブル1上には、移動鏡3、4が載置されている。
また、被加工物2(例えばウェハ)がテーブル1上に載
置されている。X、Y駆動機構21、22により、移動
鏡3、4に沿ったX,Y方向に移動可能となっている。
移動鏡3、4にはレーザ光源から射出されたレーザビー
ムが照射され、その反射光を受光することによってテー
ブル1の位置検出が高精度(例えば0.01μmの分解
能)に検出される(この位置検出を行う装置をレーザ干
渉測長器という)。このレーザ干渉測長器12、13も
ベースに固定されている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a schematic diagram showing the outline of a laser interferometer according to an embodiment of the present invention. Moving mirrors 3 and 4 are mounted on a table 1 fixed to a base (not shown).
A workpiece 2 (for example, a wafer) is placed on the table 1. The X and Y drive mechanisms 21 and 22 can move in the X and Y directions along the movable mirrors 3 and 4.
The movable mirrors 3 and 4 are irradiated with a laser beam emitted from a laser light source, and the reflected light is received to detect the position of the table 1 with high accuracy (for example, a resolution of 0.01 μm) (this position). A device that performs detection is called a laser interferometer. The laser interferometers 12 and 13 are also fixed to the base.

【0012】検出信号から電気信号処理系14によって
テーブル1の位置が算出され、制御系15に出力され
る。一方、メモリ16には、移動鏡3、4の面特性がテ
ーブル位置情報に対応して記憶されている。制御系15
は、移動目標位置と電気信号処理系14からの位置情報
とメモリ16に記憶されている移動目標位置に対応した
移動鏡3、4の面特性から移動距離を算出する。メモリ
16は、バッテリーでデータを保持してメモリの書換動
作を行なわない限り、装置電源を落としてもメモリの内
容は保持されるものである。移動距離は、D/A変換器
17、18に出力され、アナログ信号に変換される。ア
ナログ信号は、パワーアンプ19、20によって増幅さ
れX,Y駆動機構21、22に印加され、テーブル1を
駆動する。これによって、テーブル1は目標位置まで移
動することが可能となる。
The electric signal processing system 14 calculates the position of the table 1 from the detection signal, and outputs the position to the control system 15. On the other hand, the surface characteristics of the movable mirrors 3 and 4 are stored in the memory 16 in association with the table position information. Control system 15
Calculates the moving distance from the moving target position, the position information from the electric signal processing system 14, and the surface characteristics of the moving mirrors 3 and 4 corresponding to the moving target position stored in the memory 16. The memory 16 retains the contents of the memory even if the power source of the device is turned off, unless the battery retains data and the memory is rewritten. The moving distance is output to the D / A converters 17 and 18 and converted into an analog signal. The analog signal is amplified by the power amplifiers 19 and 20 and applied to the X and Y drive mechanisms 21 and 22 to drive the table 1. This allows the table 1 to move to the target position.

【0013】次に、第2図を使用してレーザ干渉測長器
の概略について説明する。レーザ光源5は、周知のゼー
マン2周波安定化HeNeレーザであり、ゼーマンスプ
リット周波数(以下簡単のために差周波数と呼ぶ)だけ
周波数の異なる互いに直交する直線偏向レーザ光を発す
る。この光は次に非偏向レーザビームスプリッター6で
XYの2方向に分割され、各々XY軸の干渉計に導かれ
る。以下、構成は同じなのでX側について述べる。まず
レーザ光は偏向ビームスプリッター7aに入射し、P偏
向成分とS偏向成分で光路が分かれる。P偏向成分は直
進して参照用固定ミラー10aで反射される。途中に、
1/4波長板9aがあるので、偏向ビームスプリッター
7aに戻ってきた時には、偏向方向が90°回転してい
るため反射し、光は検出器11aに入射する。S偏向成
分は、偏向ビームスプリッターで反射され、移動鏡4で
反射される。途中に1/4波長板8aがあるため、偏向
ビームスプリッター7aに戻ってきた時には、偏向方向
が90°回転しているため直進して、光は検出器11a
に入射する。検出器11aには、両偏向方向に対して4
5°に傾いた偏光子が内蔵されており、両偏向成分の干
渉光を偏光子の後ろに設置された光電センサが受光し、
電気信号に変換する。したがって、ステージが静止して
いる場合は、レーザ光源5の差周波数で変調された信号
が検出される。ステージが移動した時には、移動鏡4か
ら反射する光束の周波数が変化するため、変調周波数が
異なってくる。この信号をレーザ光源から出力される基
準差周波信号とともに、電気信号処理系(周波数カウン
タ)に入力して、ヘテロダイン位相検出を行なえば、ス
テージの位置を高分解能で検出することができる。
Next, the outline of the laser interferometer will be described with reference to FIG. The laser light source 5 is a well-known Zeeman two-frequency stabilized HeNe laser, and emits linearly polarized laser lights which are orthogonal to each other and have different frequencies by a Zeeman split frequency (hereinafter referred to as a difference frequency for simplification). This light is then split by the non-deflecting laser beam splitter 6 into two directions of XY, and each is guided to the interferometers of the XY axes. Hereinafter, since the configurations are the same, only the X side will be described. First, the laser light is incident on the deflecting beam splitter 7a, and the optical path is divided into the P-deflecting component and the S-deflecting component. The P deflection component goes straight and is reflected by the reference fixed mirror 10a. On the way
Since there is the quarter-wave plate 9a, when it returns to the deflection beam splitter 7a, it is reflected because the deflection direction is rotated by 90 °, and the light enters the detector 11a. The S polarization component is reflected by the polarization beam splitter and then reflected by the movable mirror 4. Since there is a quarter-wave plate 8a on the way, when returning to the deflection beam splitter 7a, the deflection direction is rotated by 90 °, so the light travels straight and the light is detected by the detector 11a.
Incident on. The detector 11a has 4
It has a built-in polarizer tilted at 5 °, and the photoelectric sensor installed behind the polarizer receives the interference light of both polarization components.
Convert to electrical signal. Therefore, when the stage is stationary, a signal modulated by the difference frequency of the laser light source 5 is detected. When the stage moves, the frequency of the light beam reflected from the movable mirror 4 changes, so that the modulation frequency changes. By inputting this signal together with the reference difference frequency signal output from the laser light source into the electric signal processing system (frequency counter) and performing heterodyne phase detection, the position of the stage can be detected with high resolution.

【0014】次に、移動鏡3、4の面特性を検出する鏡
面検査用干渉計について説明する。ここで説明する鏡面
検査用干渉計20はいわゆるフィゾー型干渉計で構成さ
れている。レーザ光源21から射出されたレーザ光はビ
ーム成形光学系22を通り、適当な大きさの平行ビーム
に変換される。次にレンズ23によって、集光される
が、レンズ23の後側焦点とフィゾーレンズ26の前側
焦点位置は一致している。したがって、フィゾーレンズ
26を通った光は、平行光束となり、参照面27を通過
した後、45°折り曲げミラー28によって被検査面で
ある移動鏡4に垂直に入射する。
Next, an interferometer for mirror surface inspection for detecting the surface characteristics of the movable mirrors 3 and 4 will be described. The interferometer 20 for mirror surface inspection described here is composed of a so-called Fizeau interferometer. The laser light emitted from the laser light source 21 passes through the beam shaping optical system 22 and is converted into a parallel beam having an appropriate size. Next, the light is condensed by the lens 23, but the rear focal point of the lens 23 and the front focal point of the Fizeau lens 26 coincide with each other. Therefore, the light passing through the Fizeau lens 26 becomes a parallel light flux, passes through the reference surface 27, and then is vertically incident on the movable mirror 4, which is the surface to be inspected, by the 45 ° bending mirror 28.

【0015】通常、参照面27は4%程度の一つのガラ
スの反射面を利用し、一方移動鏡4の反射面はアルミ等
の蒸着面を使用することが普通で、80%程度の反射率
を持っている。そのため、このままだと移動鏡を反射し
た測定光束と参照面を反射した参照光束の光量が極端に
違い、コントラストが悪くなる。そこで、測定光束のコ
ントラストを落とすため、4%程度の反射率を持つ45
°折り曲げミラー28を介在させる。
Usually, the reference surface 27 uses a single glass reflecting surface of about 4%, while the reflecting surface of the movable mirror 4 is usually a vapor-deposited surface of aluminum or the like and has a reflectance of about 80%. have. For this reason, if left as it is, the light fluxes of the measurement light flux reflected by the movable mirror and the reference light flux reflected by the reference surface are extremely different from each other, resulting in poor contrast. Therefore, in order to reduce the contrast of the measurement light flux, the reflectance of about 4% is required.
A bending mirror 28 is interposed.

【0016】さて、移動鏡4から反射した光は、光路を
逆方向に進み、ハーフミラー24によって反射されて、
参照面27から反射された参照光とともに、検出器29
に入射し、両者の干渉縞が検出される。検出器29は、
テレビカメラ(例えば2次元CCDカメラ)で構成され
ている。例えば、テレビカメラが計測方向に200画素
で、移動鏡4の計測幅が60mmの場合、移動鏡4の面
特性は0.3mmの分解能で測定できる。この分解能
は、レーザ干渉測長器のビーム径(6mm)よりも十分
に小さい値である。この干渉縞により検出器29が、移
動鏡4の面特性を測定する。鏡面検査用干渉計20は、
上述の構成が一体に形成されており、簡単にベースに固
定が可能である。
The light reflected from the movable mirror 4 travels in the opposite direction on the optical path and is reflected by the half mirror 24.
Along with the reference light reflected from the reference surface 27, the detector 29
And the interference fringes of both are detected. The detector 29 is
It is composed of a television camera (for example, a two-dimensional CCD camera). For example, when the TV camera has 200 pixels in the measurement direction and the measurement width of the movable mirror 4 is 60 mm, the surface characteristic of the movable mirror 4 can be measured with a resolution of 0.3 mm. This resolution is a value sufficiently smaller than the beam diameter (6 mm) of the laser interferometer. The detector 29 measures the surface characteristic of the movable mirror 4 by this interference fringe. The mirror surface interferometer 20 is
The above-mentioned structure is integrally formed and can be easily fixed to the base.

【0017】参照面27や45度折り曲げミラー28の
面特性は、予め面特性が計測されている基準面を用いる
ことによって、高精度に計測されており、測定値に対し
て自動的に補正がなされるようになっている。さらに、
第3図では鏡面検査用干渉計20の計測範囲が、移動鏡
4の一部にだけ対応するように示されている。この場
合、テーブル1をY方向に送って順次、隣接する移動鏡
4の面特性の測定を行なえばよい。このとき、隣接する
計測範囲の一部が重なるように計測する。この重複部分
の形状が互いに一致するように、測定値に含まれるオフ
セット成分や傾斜成分等を調整することによって、移動
鏡4全体の面特性が計測できる。
The surface characteristics of the reference surface 27 and the 45-degree folding mirror 28 are measured with high accuracy by using a reference surface whose surface characteristics are measured in advance, and the measured values are automatically corrected. It is supposed to be done. further,
In FIG. 3, the measurement range of the interferometer 20 for mirror surface inspection is shown so as to correspond to only a part of the movable mirror 4. In this case, the table 1 may be sent in the Y direction and the surface characteristics of the adjacent movable mirrors 4 may be sequentially measured. At this time, measurement is performed so that adjacent measurement ranges partially overlap. The surface characteristics of the entire movable mirror 4 can be measured by adjusting the offset component, the tilt component, and the like included in the measurement value so that the shapes of the overlapping portions match each other.

【0018】このように計測範囲を小さくすれば、この
鏡面検査用干渉計20の大きさを、簡単に移動、設置で
きる程度まで小型化することが可能となる。本発明にお
ける実施例について、第4図のフローチャート図を用い
て説明する。ここでは、移動鏡4の面特性の測定につい
て記述する。この測定は、ステージ装置を組み立てる時
に行うものである。
By thus reducing the measurement range, it is possible to reduce the size of the interferometer 20 for mirror surface inspection to the extent that it can be easily moved and installed. An embodiment of the present invention will be described with reference to the flowchart of FIG. Here, the measurement of the surface characteristics of the movable mirror 4 will be described. This measurement is performed when the stage device is assembled.

【0019】ステップ101:鏡面検査用干渉計20を
移動鏡4の面特性が計測可能なように、ベースに固定す
る。ここで、取付位置はテーブル1を移動することによ
って、移動鏡4の全面が計測可能な位置に設置する。そ
して、移動鏡4を一方の隅から順次計測可能にするため
移動鏡4に沿った方向にテーブル1を移動する。また、
計測値を制御系15に入力可能なように、A/D変換器
(不図示)を介して接続しておく。また、テーブル1の
移動鏡4に沿った方向の移動量を検出するために、位置
検出装置(レーザ干渉測長器、エンコーダ等)を設置す
る。テーブル1を移動した時に、位置検出装置の検出値
も制御系15に入力可能なようにA/D変換器を介して
接続しておく。
Step 101: The interferometer 20 for mirror surface inspection is fixed to the base so that the surface characteristics of the movable mirror 4 can be measured. Here, the mounting position is set at a position where the entire surface of the movable mirror 4 can be measured by moving the table 1. Then, the table 1 is moved in the direction along the movable mirror 4 so that the movable mirror 4 can be sequentially measured from one corner. Also,
It is connected via an A / D converter (not shown) so that the measured value can be input to the control system 15. Further, in order to detect the amount of movement of the table 1 in the direction along the movable mirror 4, a position detection device (laser interference length measuring device, encoder, etc.) is installed. The table 1 is connected via an A / D converter so that the detection value of the position detection device can be input to the control system 15 when the table 1 is moved.

【0020】ステップ102:鏡面検査用干渉計20の
測定幅で移動鏡4の面特性を測定する。このとき、テー
ブル1のY方向を測定するレーザ干渉測長器は、Y方向
の位置を検出し、位置は制御系15に記憶される。 ステップ103:Y方向にテーブルを移動させる。この
移動距離は、鏡面検査用干渉計20の測定幅より小さい
距離である。
Step 102: The surface characteristic of the movable mirror 4 is measured with the measurement width of the interferometer 20 for mirror surface inspection. At this time, the laser interferometer measuring the Y direction of the table 1 detects the position in the Y direction, and the position is stored in the control system 15. Step 103: move the table in the Y direction. This moving distance is smaller than the measurement width of the interferometer 20 for mirror surface inspection.

【0021】ステップ104:移動鏡4の全面が計測さ
れるまでステップ102とステップ103を繰り返す。
第5図では、移動鏡4の幅に対して、鏡面検査用干渉計
20の計測幅112で計測し、5回計測を行うことによ
って移動鏡4の全面の計測を行なっていることを示して
いる。 ステップ105:ステップ103によって計測された移
動鏡4の複数部分の計測結果に基づいて、一つの移動鏡
4の面特性を算出する。これは、移動鏡4に沿ってテー
ブル1を移動させたとしても、ナノメートルのレベルで
は、テーブル1がXY平面内で傾いたり、XY平面内で
移動方向に対して垂直な方向に微動する。そのため、複
数の計測結果の傾きとオフセットを補正して、計測結果
を結合することによって、1つの面特性の計測値としな
ければならないからである。
Step 104: Steps 102 and 103 are repeated until the entire surface of the movable mirror 4 is measured.
FIG. 5 shows that the width of the movable mirror 4 is measured by the measurement width 112 of the interferometer 20 for mirror surface inspection, and the entire surface of the movable mirror 4 is measured by performing the measurement five times. There is. Step 105: Calculate the surface characteristics of one moving mirror 4 based on the measurement results of the plurality of portions of the moving mirror 4 measured in step 103. This means that even if the table 1 is moved along the movable mirror 4, at the nanometer level, the table 1 tilts in the XY plane or slightly moves in the XY plane in a direction perpendicular to the moving direction. Therefore, it is necessary to correct inclinations and offsets of a plurality of measurement results, and combine the measurement results to obtain one surface characteristic measurement value.

【0022】この算出方法は、(1)移動鏡4に沿った
方向の位置検出装置の位置情報と鏡面検査用干渉計20
の計測幅から隣り合った計測結果の重複部分のそれぞれ
の計測結果を算出する。第5図では、計測1回目と計測
2回目の重複部分121とがこれにあたる。重複部分1
22〜124も同様である。(2)重複部分121にお
ける計測1回目と計測2回目のそれぞれの計測結果を最
小二乗法によって演算を行い、計測1回目の重複部分1
21に対する計測2回目の重複部分121の傾きとオフ
セットを求める。(3)計測2回目の重複部分121の
計測結果が計測1回目の重複部分121の計測結果と等
しくなるように、計測2回目の計測結果全体を”
(2)”で求めた傾きとオフセットで補正する。これに
よって、計測1回目の計測結果と結合できる。(4)同
様にして、計測2回目から計測5回目の計測結果を結合
させる。(5)結合された計測結果をY方向のレーザ干
渉測長器の位置と一対一の関係になるように対応させ
る。以上の演算によって、移動鏡4全面の面特性が算出
されることになる。
This calculation method includes (1) position information of the position detecting device in the direction along the movable mirror 4 and the interferometer 20 for mirror surface inspection.
The respective measurement results of the overlapping portions of the adjacent measurement results are calculated from the measurement width of. In FIG. 5, the overlapping portion 121 of the first measurement and the second measurement corresponds to this. Overlapping part 1
The same applies to 22 to 124. (2) The measurement results of the first measurement and the second measurement in the overlapping portion 121 are calculated by the least squares method, and the overlapping portion 1 of the first measurement is calculated.
The inclination and offset of the overlapping portion 121 of the second measurement with respect to 21 are obtained. (3) The entire measurement result of the second measurement is set so that the measurement result of the second measurement overlapping portion 121 becomes equal to the measurement result of the first measurement overlapping portion 121.
(2) ”is corrected by the inclination and offset obtained in this way. By this, the measurement result of the first measurement can be combined. (4) Similarly, the measurement results of the second measurement to the fifth measurement are combined. ) Corresponding the combined measurement results so as to have a one-to-one relationship with the position of the laser interferometer in the Y direction The surface characteristic of the entire surface of the movable mirror 4 is calculated by the above calculation.

【0023】ステップ106:メモリ16にテーブル1
の位置に対応させて移動鏡4の面特性が記憶される。 ステップ107:鏡面検査用干渉計20の取り外しを行
い、移動鏡4の面特性の測定は終了する。 また、第4図には書かれていないが、ステップ102〜
105を数回繰り返すことによって全面測定を複数回行
い、計測結果を平均することによって、更に精度の高い
移動鏡の面特性を求めることが可能となる。
Step 106: Table 1 in memory 16
The surface characteristics of the movable mirror 4 are stored in association with the position of. Step 107: The interferometer 20 for mirror surface inspection is removed, and the measurement of the surface characteristics of the movable mirror 4 is completed. Although not shown in FIG. 4, steps 102-
It is possible to obtain the surface characteristics of the moving mirror with higher accuracy by repeating the step 105 several times to perform the whole surface measurement a plurality of times and averaging the measurement results.

【0024】移動鏡3に対しても同様の走査によって面
特性を求めることができる。Y方向のレーザ干渉測長器
が2つの光ビームを移動鏡3に照射することによってテ
ーブル1の回転量を求める機能が備えてある場合、以下
の方法で傾きを補正することが可能である。(1)計測
1回目の位置でのテーブル1の回転量と計測2回目の位
置でのテーブル1回転量との差を検出して傾きを検出す
る。(2)この傾きから計測2回目の計測結果を補正し
て計測1回目の計測結果に結合する。計測3回目以降も
同様にして計測結果を結合する。この場合は、重複部分
の計測結果の傾きを演算することなく計測結果の傾きを
補正が可能となる。オフセットの計測は、計測結果をわ
ずかに重複させるだけで計測が可能であるから、移動鏡
4の全面を計測するための鏡面検査用干渉計の計測回数
を減らすことができる。
The surface characteristics of the movable mirror 3 can be obtained by the same scanning. When the laser interferometer in the Y direction has a function of determining the rotation amount of the table 1 by irradiating the movable mirror 3 with two light beams, the inclination can be corrected by the following method. (1) The tilt is detected by detecting the difference between the rotation amount of the table 1 at the first measurement position and the rotation amount of the table 1 at the second measurement position. (2) The measurement result of the second measurement is corrected from this inclination and is combined with the measurement result of the first measurement. The measurement results are similarly combined after the third measurement. In this case, the inclination of the measurement result can be corrected without calculating the inclination of the measurement result of the overlapping portion. Since the offset measurement can be performed by slightly overlapping the measurement results, it is possible to reduce the number of measurement times of the mirror surface interferometer for measuring the entire surface of the movable mirror 4.

【0025】また、移動鏡3、4の面特性の計測をレー
ザ干渉測長器の光ビームが照射される周囲の面特性も計
測することも可能である。移動鏡3、4を載置したテー
ブル1自体を傾斜させるレベリング機構が取り付けられ
た時に、光ビームを移動鏡3、4に照射する位置が変わ
る。変わった照射位置に対応する位置の面特性に基づい
て、テーブル1を駆動することが可能になる。
Further, it is possible to measure the surface characteristics of the movable mirrors 3 and 4 as well as the surface characteristics of the surrounding area to which the light beam of the laser interferometer is irradiated. When a leveling mechanism that tilts the table 1 itself on which the movable mirrors 3 and 4 are mounted is attached, the position where the movable mirrors 3 and 4 are irradiated with the light beam changes. It is possible to drive the table 1 based on the surface characteristics of the position corresponding to the changed irradiation position.

【0026】なお、本発明は上述した実施例に限定され
ず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取り
得ることは勿論である。
The present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and it goes without saying that various configurations can be adopted without departing from the gist of the present invention.

【0027】[0027]

【発明の効果】本発明は、小型化した鏡面検査用干渉計
を使用して、1つの平面鏡の面特性を複数回に分けて測
定し、それをつなぎ合せて平面鏡の面特性を測定する。
このため、2軸のレーザ干渉測長器を使用した面特性の
測定よりも正確な測定が可能となる。
The present invention uses a miniaturized interferometer for mirror surface inspection to measure the surface characteristics of one plane mirror in multiple times and connect them to measure the surface characteristics of the plane mirror.
Therefore, it is possible to perform more accurate measurement than the measurement of the surface characteristics using the biaxial laser interferometer.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の一実施例におけるステージ装置の制
御系のブロック図
FIG. 1 is a block diagram of a control system of a stage device according to an embodiment of the present invention.

【図2】 レーザ干渉測長器の概略的な構成図FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a laser interferometer.

【図3】 本発明における鏡面検査用干渉計の概略的な
構成図
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of an interferometer for mirror surface inspection according to the present invention.

【図4】 実施例の動作を説明するフローチャート図FIG. 4 is a flow chart for explaining the operation of the embodiment.

【図5】 実施例における移動鏡に対する鏡面検査用干
渉計の測定幅の関係と複数回計測した時の測定領域の重
なりを示した図
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the measurement width of the interferometer for mirror surface inspection with respect to the movable mirror and the overlap of the measurement areas when a plurality of measurements are performed in the example.

【図6】 従来のレーザ干渉測長器を備えたステージ装
置の概略的な構成を示す斜視図
FIG. 6 is a perspective view showing a schematic configuration of a stage device equipped with a conventional laser interferometer.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 テーブル 3、4 移動鏡 5 レーザ光源 14 電気信号処理系 15 制御系 16 メモリ 20 鏡面検査用干渉計 1 table 3, 4 moving mirror 5 Laser light source 14 Electric signal processing system 15 Control system 16 memory 20 Interferometer for mirror surface inspection

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 平面鏡と、前記平面鏡にコヒーレントな
光ビームを照射して、前記平面鏡の幅よりも狭い所定の
幅の面特性を同時に測定する鏡面検査用干渉計と、を準
備する第1工程と、 前記鏡面検査用干渉計によって、前記平面鏡の前記所定
の幅の面特性を測定する第2工程と、 前記平面鏡を、前記光ビームに対して直角方向に前記所
定の幅よりも小さい距離だけ移動する第3工程を含み、 前記第2工程と前記第3工程を繰り返すことを特徴とす
る平面鏡の面特性測定方法。
1. A first step of preparing a plane mirror and an interferometer for mirror surface inspection for irradiating the plane mirror with a coherent light beam to simultaneously measure surface characteristics of a predetermined width narrower than the width of the plane mirror. A second step of measuring the surface characteristic of the flat mirror with the predetermined width by the mirror surface interferometer; and the flat mirror in a direction perpendicular to the light beam by a distance smaller than the predetermined width. A method for measuring surface characteristics of a plane mirror, comprising a third step of moving, and repeating the second step and the third step.
【請求項2】 所定のベースと、前記ベース上に載置さ
れ、所定の第1方向に伸びて配置された第1平面鏡が設
置されたテーブルと、前記ベース上に載置され、前記テ
ーブルを水平方向に駆動する駆動機構と、を備えたステ
ージ装置を準備する第1工程と、 第1平面鏡の幅よりも狭い所定の幅の面特性を同時に測
定する鏡面検査用干渉計を前記第1平面鏡の面特性を測
定可能なように前記ベースに固定する第2工程と、 前記鏡面検査用干渉計によって、前記第1平面鏡の水平
方向における前記所定の幅の面特性を測定する第3工程
と、 前記テーブルを前記駆動機構によって、前記所定の幅よ
りも小さい距離だけ前記第1平面鏡に沿って移動する第
4工程と、 前記第3工程と前記第4工程を繰り返し、前記第1平面
鏡全面の面特性を計測する第5工程と、 前記第1平面鏡全面の面特性を記憶する第6工程と、を
備えた平面鏡の面特性測定方法。
2. A table provided with a predetermined base, a first plane mirror placed on the base and extending in a first direction, and a table placed on the base. The first step of preparing a stage device including a drive mechanism that is driven in the horizontal direction, and an interferometer for mirror surface inspection that simultaneously measures surface characteristics of a predetermined width narrower than the width of the first plane mirror. A second step of fixing the surface characteristic of the first surface mirror to the base so that it can be measured, and a third step of measuring the surface characteristic of the predetermined width in the horizontal direction of the first plane mirror by the mirror surface interferometer. A fourth step of moving the table along the first plane mirror by a distance smaller than the predetermined width by the drive mechanism, and the third step and the fourth step are repeated to obtain a surface of the first plane mirror. Measure characteristics 5 Step a, the sixth step and the surface characteristic measuring method of a flat mirror having a storing surface characteristics of the first flat mirror whole surface.
【請求項3】 請求項2記載の面特性測定方法を用い
て、前記第1平面鏡の全面と、前記第1方向に垂直な第
2方向に延びて前記テーブル上に配置された第2平面鏡
の全面との面特性を記憶し、 2つのステージ干渉計を用いて 前記第1平面鏡と前記第
2平面鏡とにそれぞれコヒーレントな光ビームを照射し
て所定の基準位置からの前記テーブルの位置を計測し、 前記 記憶された前記第1平面鏡と前記第2平面鏡との面
特性と前記2つのステージ干渉計の検出値とに基づい
て、前記テーブルを移動することを特徴とするテーブル
の移動方法。
3. The surface characteristic measuring method according to claim 2 is used.
The entire surface of the first plane mirror and the first plane perpendicular to the first direction.
A second plane mirror extending in two directions and arranged on the table
The surface characteristics of the entire surface of the table are stored, and the two stage interferometers are used to irradiate the first plane mirror and the second plane mirror with coherent light beams to measure the position of the table from a predetermined reference position. and, wherein the stored first plane mirror and the surface characteristics of the second plane mirror, based on a detection value of the two stage interferometer, table <br/>, characterized by moving the table How to move.
【請求項4】 前記平面鏡は所定の平面内で2次元移動
可能なテーブルに設けられた移動鏡であり、 前記鏡面検査用干渉計による前記面特性の計測時に、位
置検出装置によって前記テーブルの前記平面内での位置
を計測することを特徴とする請求項1に記載の面特性測
定方法。
Wherein said planar mirror is a movable mirror provided on the two-dimensional movable table in a predetermined plane, when the measurement of the surface characteristics of the mirror surface inspection interferometer, the said table by a position detecting device The surface characteristic measuring method according to claim 1, wherein a position in a plane is measured.
【請求項5】 前記鏡面検査用干渉計は、フィゾー型干
渉計を含むことを特徴とする請求項1、2又は4に記載
の面特性測定方法。
Wherein said mirror surface inspection interferometer, surface characteristic measuring method according to claim 1, 2 or 4, characterized in that it comprises a Fizeau interferometer.
【請求項6】 前記面特性は、前記平面鏡に前記光ビー
ムが照射される領域内の2次元的な面特性を含むことを
特徴とする請求項1、又は4に記載の面特性測定方法。
Wherein said surface characteristics, surface characteristics measuring method according to claim 1 or 4, characterized in that it comprises a two-dimensional plane properties of the region where the light beam is irradiated to the plane mirror.
【請求項7】 前記鏡面検査用干渉計は、2次元CCD
カメラによって前記平面鏡の面特性を測定することを特
徴とする請求項6に記載の面特性測定方法。
7. An interferometer for specular inspection is a two-dimensional CCD.
The surface characteristic measuring method according to claim 6, wherein the surface characteristic of the plane mirror is measured by a camera.
【請求項8】 前記平面鏡を前記所定の幅よりも小さい
距離だけ移動したときの前記所定幅内で重複する部分の
計測結果から、前記移動によって生じる前記平面鏡の傾
きと前記平面鏡に垂直な方向における該平面鏡のオフセ
ットとを補正して前記重複する部分の測定結果を結合す
ることを特徴とする請求項1、4、6、又は7に記載の
面特性測定方法。
From 8. Measurement of the overlapping portions in a predetermined width when the plane mirror has moved distance less than said predetermined width results in the direction perpendicular to the slope and the plane mirror of the plane mirror caused by the movement 8. The surface property measuring method according to claim 1, wherein the measurement results of the overlapping portions are combined by correcting the offset of the plane mirror.
【請求項9】 前記平面鏡全面の面特性の測定を複数回
行って計測結果を平均化することを特徴とする請求項
1、4、及び6〜8のいずれか一項に記載の面特性測定
方法。
9. The surface characteristic measurement according to claim 1, wherein the surface characteristics of the entire surface of the plane mirror are measured a plurality of times to average the measurement results. Method.
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