JP4978597B2

JP4978597B2 - 移動ステージ装置

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Publication number: JP4978597B2
Application number: JP2008237419A
Authority: JP
Inventors: 信平阿部
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2008-09-17
Filing date: 2008-09-17
Publication date: 2012-07-18
Anticipated expiration: 2028-09-17
Also published as: JP2010073764A

Description

本発明は、固定フレームに対して移動可能なステージを有する移動ステージ装置に関する。詳細には、移動ステージ装置の固定フレームに対する移動量を測定する技術に関する。

物体を支持するステージが固定フレームに対して移動可能に設けられている移動ステージ装置が知られている。移動ステージ装置は、例えば、半導体装置の製造や検査に用いられる場合がある。この場合、ステージ上の半導体装置の位置を高い精度で調整する必要がある。このことから、ステージの移動量を正確に把握する必要がある。ステージの移動量を高精度に測定する技術が、例えば特許文献１に開示されている。
特許文献１の移動ステージ装置では、ステージは、ステージ定盤（固定フレーム）に対してＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３軸に移動可能に設けられている。固定フレームに対するステージの移動量は、干渉計を用いて測定されている。干渉計は、ステージに固定されたミラー（反射体）にレーザ光（測定波）を発射し、ミラーから反射したレーザ光を受光する。干渉計と反射体とを用いることによって、ステージの移動量を高い精度で測定することができる。

特開２００２−３１９５４１号公報

ステージの移動量を高い精度で測定するためには、反射体は、入射した測定波を所定の方向に正確に反射させる必要がある。このため、反射体の加工精度（反射体の反射面の精度、反射体が取り付けられる取付部分の面精度）、反射体と取付部分との取り付け精度等を高くしなければならない。特許文献１の移動ステージ装置では、反射体は、干渉計から発射される測定波の方向と異なる方向に移動可能となっている。この構成では、反射体は、少なくとも干渉計に対する反射体の可動距離分の長さが必要となる。反射体の寸法が大きくなると、反射体の加工精度を高くするために、加工時間とコストが増大する。

本発明は上述した事情を鑑みてなされたものであり、反射体の寸法をできるだけ小さくすることができる技術を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の移動ステージ装置は、固定フレームと第１可動フレームと第２可動フレームと第３可動フレームと第１干渉計と第１反射体と第２反射体と第３反射体と移動量測定装置と移動量算出装置を備えている。第１可動フレームは、固定フレームに対して第１方向に直線移動可能である。第２可動フレームは、第１可動フレームに対して第２方向に直線移動可能である。第３可動フレームは、ステージを有しており、第２可動フレームに対して第３方向に直線移動可能である。第１干渉計は、固定フレームに取り付けられており、第１方向に沿って測定波を発射する。第１反射体は、第１可動フレームに取り付けられており、第１干渉計に対して第１方向に位置する。第１反射体は、第１方向から入射した測定波を第２方向に反射するとともに第２方向から入射した測定波を第１方向に反射する。第２反射体は、第２可動フレームに取り付けられており、第１反射体に対して第２方向に位置する。第２反射体は、第２方向から入射した測定波を第３方向に反射するとともに第３方向から入射した測定波を第２方向に反射する。第３反射体は、第３可動フレームに取り付けられており、第２反射体に対して第３方向に位置する。第３反射体は、第３方向から入射した測定波を逆向きに反射する。移動量測定装置は、ステージの第１方向への移動量と第２方向への移動量との和を測定する。移動量算出装置は、第１干渉計によって測定されるステージの第１方向への移動量と第２方向への移動量と第３方向への移動量との和と移動量測定装置によって測定されるステージの第１方向への移動量と第２方向への移動量との和からステージの第３方向への移動量を算出する。

この移動ステージ装置では、第１から第３可動フレームが直線移動することによって、ステージは、固定フレームに対して第１から第３方向に移動可能となっている。第１干渉計から第１方向に沿って発射された測定波は、第１反射体によって、第２方向に反射される。第１反射体によって第２方向に反射された測定波は、第２反射体によって、第３方向に反射される。第２反射体によって第３方向に反射された測定波は、第３反射体によって、逆方向に反射される。第３反射体によって逆方向に反射された測定波は、第２反射体によって第２方向に反射され、第１反射体によって第１方向に反射されて、第１干渉計に受容される。これにより、第１干渉計は、ステージの固定フレームに対する第１方向に沿った移動量と第２に方向に沿った移動量と第３方向に沿った移動量の和を測定する。移動量測定装置は、ステージの固定フレームに対する第１方向に沿った移動量と第２方向に沿った移動量との和を測定する。移動量算出装置は、第１干渉計の測定結果と移動量測定装置の測定結果から、ステージの固定フレームに対する第３方向に沿った移動量の移動量を算出する。

第１反射体は、固定フレームに対して第１方向に直線移動可能な第１可動フレームに取り付けられている。この結果、第１反射体は、第１干渉計に対して、第１方向に直線移動可能となる。一方において、ステージが固定フレームに対して第２、第３方向に沿って移動しても、第１干渉計に対する第１反射体の位置は変わらない。第１反射体は第１干渉計に対して第１方向に設けられているので、第１反射体を、ステージの第１から第３方向に沿った可動範囲に合わせて、可動距離に応じた長さにしなくてもよい。同様に、第２反射体は、第１反射体に対して、第２方向に直線移動可能となっている。第２反射体は第１反射体に対して第２方向に設けられているので、第２反射体を、ステージの第１から第３方向に沿った可動距離に応じた長さにしなくてもよい。第３反射体は、第２反射体に対して、第３方向に直線移動可能となっている。第３反射体は第２反射体に対して第３方向に設けられているので、第３反射体を、ステージの第１から第３方向に沿った可動距離に応じた長さにしなくてもよい。第１から第３反射体の寸法を比較的に小さくすることができる。

この移動ステージ装置では、移動量測定装置は、第２干渉計と第４反射体と第５反射体を備えることが好ましい。第２干渉計は、固定フレームに取り付けられており、第１方向に沿って測定波を発射することが好ましい。第４反射体は、第１可動フレームに取り付けられており、第２干渉計に対して第１方向に位置することが好ましい。第４反射体は、第１方向から入射した測定波を第２方向に反射するとともに第２方向から入射した測定波を第１方向に反射することが好ましい。第５反射体は、第２可動フレームに取り付けられており、第４反射体に対して第２方向に位置することが好ましい。第５反射体は、第２方向から入射した測定波を逆向きに反射することが好ましい。

この構成では、移動量測定装置によって、高精度に、ステージの固定フレームに対する第１方向に沿った移動量と第２方向に沿った移動量との和を測定することができる。この移動量測定装置では、第２干渉計から発射された測定波は、ステージが第１から第３方向に沿って移動しても、第４反射体に入射する位置は変化しない。このことから、第４反射体は、ステージの第１から第３方向に沿った可動距離に応じて長くしなくてもよい。同様に、第４反射体で反射された測定波は、ステージが第１から第３方向に沿って移動しても、第５反射体に入射する位置は変化しない。このことから、第５反射体は、ステージの第１から第３方向に沿った可動距離に応じて長くしなくてもよい。第４、第５反射体の寸法を比較的に小さくすることができる。

上記した移動ステージ装置では、ステージは、固定フレームに対して、３方向に移動可能である。しかしながら、上記した技術は、ステージが固定フレームに対して、２方向に移動可能な移動ステージ装置に適用することができる。即ち、移動ステージ装置は、固定フレームと第１可動フレームと第２可動フレームと第１干渉計と第１反射体と第２反射体と移動量測定装置と移動量算出装置を備える。第１可動フレームは、固定フレームに対して第１方向に直線移動可能である。第２可動フレームは、ステージを有しており、第１可動フレームに対して第２方向に直線移動可能である。第１干渉計は、固定フレームに取り付けられており、第１方向に沿って測定波を発射する。第１反射体は、第１可動フレームに取り付けられており、第１干渉計に対して第１方向に位置する。第１反射体は、第１方向から入射した測定波を第２方向に反射するとともに第２方向から入射した測定波を第１方向に反射する。第２反射体は、第２可動フレームに取り付けられており、第１反射体に対して第２方向に位置する。第２反射体は、第２方向から入射した測定波を逆向きに反射する。移動量測定装置は、ステージの第１方向への移動量を測定する。移動量算出装置は、第１干渉計によって測定されるステージの第１方向への移動量と第２方向への移動量との和と移動量測定装置によって測定されるステージの第１方向への移動量からステージの第２方向への移動量を算出する。
この移動ステージ装置においても、ステージの第１方向と第２方向の移動に関係なく、各反射体の特定の位置に測定波が入射する。この移動ステージ装置によれば、各反射体の寸法を比較的に小さくすることができる。

この移動ステージ装置では、移動量測定装置は、第２干渉計と第３反射体を備えることが好ましい。第２干渉計は、固定フレームに取り付けられており、第１方向に沿って測定波を発射することが好ましい。第３反射体は、第１可動フレームに取り付けられており、第２干渉計に対して第１方向に位置することが好ましい。第３反射体は、第１方向から入射した測定波を逆向きに反射することが好ましい。
この構成によれば、移動量測定装置によって、ステージの固定フレームに対する第１方向に沿った移動量をより高精度に測定することができる。また、第３反射体の寸法を比較的に小さくすることができる。

本発明によると、反射体を小さくすることができる。これにより、反射体の反射面の加工精度、反射体が取り付けられる取付部の精度、反射体の取付精度のそれぞれを、比較的容易に高精度にすることができる。これにより、移動ステージ装置の製造コストを削減することができる。

以下に、本実施例の主たる形態を列記する。
（形態１）第１から第３方向は、互いに直交していてもよく、直交していなくてもよい。
（形態２）移動ステージ装置は、固定フレームに取り付けられており、第１方向に沿って測定波を発射する第３干渉計と、第１可動フレームに取り付けられており、第３干渉計に対して第１方向に位置するとともに第１方向から入射した測定波を逆向きに反射する第６反射体と、をさらに備えていてもよい。この構成によれば、ステージの第１方向の移動量を高精度に測定することができる。また、この構成では、測定波は、ステージの移動に関係なく、第６反射体の特定の位置に入射する。この構成によれば、第６反射体の寸法を比較的に小さくすることができる。

本発明を具現化した実施例に係る移動ステージ装置を図面を参照して説明する。図１は、移動ステージ装置１０の平面図を示す。図２は、移動ステージ装置１０の正面図を示す。移動ステージ装置１０は、固定フレーム１２と、第１フレーム２４と、第２フレーム２８と、ステージ２６と、第１〜第５干渉計１４〜２２と、第１〜第７ミラー３０〜４２と、制御装置１１を備えている。

固定フレーム１２は、ステージ定盤１２ｂと干渉計支持部材１２ａを備えている。ステージ定盤１２ｂには、干渉計支持部材１２ａが固定されている。ステージ定盤１２ｂには、第１フレーム２４がＸ軸方向にスライド可能に取り付けられている。第１フレーム２４は、レール２４ａと２個の支持部材２４ｂを備えている。支持部材２４ｂは、ステージ定盤１２ｂのＹ方向における両端に１個ずつ配置されている。一方の支持部材２４ｂは、Ｘ軸方向において、他方の支持部材２４ｂと同一の位置に位置する。２個の支持部材２４ｂは、ステージ定盤１２ｂのＸ軸方向に平行な側面に沿ってスライド可能となっている。支持部材２４ｂは、アクチュエータ（図示省略）によって駆動される。２個の支持部材２４ｂの間には、レール２４ａが配置されている。レール２４ａは、Ｙ軸方向に平行に配置されている。レール２４ａは、そのＹ軸方向の両端が支持部材２４ｂによって支持されている。

レール２４ａには、第２フレーム２８がＹ軸方向にスライド可能に取り付けられている。第２フレーム２８は、レール２４ａに沿って移動する。第２フレーム２８は、アクチュエータ（図示省略）によって駆動される。第２フレーム２８の上方には、伸縮機構４４を介してステージ２６が取り付けられている。ステージ２６は、伸縮機構４４がＺ軸方向に伸縮することによって、第２フレーム２８に対してＺ軸方向に直線移動可能となる。伸縮機構４４は、アクチュエータ（図示省略）によって伸縮される。また、ステージ２６は、伸縮機構４４に対してＸＹ平面上において回動可能となっている。ステージ２６は、アクチュエータ（図示省略）によって回動される。ステージ２６は、ステージ定盤１２ｂの上面と平行に配置されている。ステージ２６上には、対象物５０（例えば、半導体装置）が戴置されている。制御装置１１は、各アクチュエータの駆動を制御する。

ステージ２６には、そのＹ軸方向に平行な側面に第６ミラー３０が取り付けられている。第６ミラー３０のＹ軸方向の長さは、ステージ２６のＹ軸方向の長さと略同一である。また、ステージ２６には、そのＸ軸方向に平行な側面に第７ミラー３２が取り付けられている。第７ミラー３２のＸ軸方向の長さは、ステージ２６のＸ軸方向の長さと略同一である。

干渉計支持部材１２ａには、第１〜第５干渉計１４〜２２が固定されている。第１〜第５干渉計１４〜２２は、測定波であるレーザ光を発射し、所定のミラーによって反射されたレーザ光を受光する。受光されたレーザ光は、第１〜第５干渉計１４〜２２内で分岐された参照波であるレーザ光と干渉して干渉縞を生成する。干渉縞の変化によって、移動量を測定することができる。なお、第１〜第５干渉計１４〜２２は、共通のレーザ光発生器（図示省略）で発生したレーザ光を発射する。第３干渉計１４は、Ｘ軸方向に沿ってレーザ光１４ａを発射する。第３干渉計１４から発射されたレーザ光１４ａは、第６ミラー３０で逆向きに反射される。第３干渉計１４は、第６ミラー３０で逆向きに反射されたレーザ光１４ａを受光する。これにより、ステージ２６の基準位置からの固定フレーム１２に対するＸ軸方向に沿った移動量（以下、単に、ステージ２６のＮ軸方向における移動量（Ｎは、Ｘ、Ｙ、Ｚのいずれかである。））を測定することができる。基準位置は、適宜設定することができる。

第４干渉計１６は、Ｘ軸方向に沿ってレーザ光１６ａを発射する。第４干渉計１６から発射されたレーザ光１６ａは、第６ミラー３０で逆向きに反射される。第４干渉計１６は、第６ミラー３０で逆向きに反射されたレーザ光１６ａを受光する。これにより、ステージ２６のＸ軸方向における移動量を測定することができる。また、第３干渉計１４と第４干渉計１６によって、ステージ２６の固定フレーム１２に対する基準位置からの回転角度を測定することができる。

第５干渉計２２は、Ｘ軸方向に沿ってレーザ光２２ａを発射する。第５干渉計２２から発射されたレーザ光２２ａは、第７ミラー３２で逆向きに反射される。第５干渉計２２は、第７ミラー３２で逆向きに反射されたレーザ光２２ａを受光する。これにより、ステージ２６のＹ軸方向における移動量を測定することができる。

第１干渉計１８は、Ｘ軸方向に沿ってレーザ光１８ａを発射する。第１干渉計１８から発射されたレーザ光１８ａは、第１ミラー３４でＹ軸方向に反射される。Ｙ軸方向に反射されたレーザ光１８ａは、第２ミラー４２でＺ軸方向に反射される。Ｚ軸方向に反射されたレーザ光１８ａは、第３ミラー３８で逆向きに反射される。第３ミラー３８で逆向きに反射されたレーザ光１８ａは、第２ミラー４２と第１ミラー３４に反射されて、第１干渉計１８に到達する。第１干渉計１８は、第１ミラー３４で反射されたレーザ光１８ａを受光する。これにより、ステージ２６のＸ軸方向における移動量と、ステージ２６のＹ軸方向における移動量と、ステージ２６のＺ軸方向における移動量の合計を測定することができる。

第２干渉計２０は、Ｘ軸方向に沿ってレーザ光２０ａを発射する。第２干渉計２０から発射されたレーザ光２０ａは、第４ミラー３６でＹ軸方向に反射される。Ｙ軸方向に反射されたレーザ光２０ａは、第５ミラー４０で逆向きに反射される。第５ミラー４０で逆向きに反射されたレーザ光２０ａは、第４ミラー３６に反射されて、第２干渉計２０に到達する。第２干渉計２０は、第４ミラー３６で反射されたレーザ光２０ａを受光する。これにより、ステージ２６のＸ軸方向における移動量と、ステージ２６のＹ軸方向における移動量の合計を測定することができる。各測定結果は、制御装置１１に送信される。
制御装置１１は、第１干渉計１８による測定結果から第２干渉計２０による測定結果を減算することによって、ステージ２６のＺ軸方向における移動量を算出する。

図３は、ステージ２６が第１位置Ｐ１にある場合と第２位置Ｐ２にある場合を示す。ステージ２６が第１位置Ｐ１にある場合とは、ステージ２６がＸ軸方向の可動範囲の一方の限界に位置するとともにＹ軸方向の可動範囲の一方の限界に位置する場合である。ステージ２６が第２位置Ｐ２にある場合とは、ステージ２６がＸ軸方向の可動範囲の他方の限界に位置するとともにＹ軸方向の可動範囲の他方の限界に位置する場合である。

第６ミラー３０は、ステージ２６が固定フレーム１２に対して移動するのに伴って移動する。一方において、第３干渉計１４、第４干渉計１６は、固定フレーム１２に対して移動しない。この関係から、第６ミラー３０は、ステージ２６のＹ軸方向における可動範囲に応じて、Ｙ軸方向に長くする必要がある。同様に、第６ミラー３０は、ステージ２６のＺ軸方向における可動範囲に応じて、Ｚ軸方向に長くする必要がある。

第７ミラー３２は、ステージ２６が固定フレーム１２に対して移動するのに伴って移動する。一方において、第５干渉計２２は、固定フレームに対して移動しない。この関係から、第７ミラー３２は、ステージ２６のＸ軸方向における可動範囲に応じて、Ｘ軸方向を長くする必要がある。同様に、第７ミラー３２は、ステージ２６のＸ軸方向における可動範囲に応じて、Ｘ軸方向に長くする必要がある。同様に、第７ミラー３２は、ステージ２６のＺ軸方向における可動範囲に応じて、Ｚ軸方向に長くする必要がある。

第１ミラー３４は、第１フレーム２４が固定フレーム１２に対して移動するのに伴って、Ｘ軸方向に沿って直線移動する。第１ミラー３４は、第１干渉計１８に対してＸ軸方向に沿って直線移動する。しかしながら、第１ミラー３４は、第１干渉計１８に対してＹ軸方向とＺ軸方向に沿って移動しない。このことから、第１干渉計１８からＸ軸方向に沿って発射されたレーザ光１８ａが第１ミラー３４に入射する位置は変化しない。また、第２ミラー４２は、第１ミラー３４に対してＹ軸方向に配置されており、第３ミラー３８によってＺ軸方向に反射されたレーザ光１８ａをＹ軸方向に反射する。このことから、第２ミラー４２からＹ軸方向に沿って反射されたレーザ光１８ａが第１ミラー３４に入射する位置は変化しない。さらに、第１干渉計１８から発射されたレーザ光１８ａの入射位置と第２ミラー４２から反射されたレーザ光１８ａの入射位置は同一である。以上から、第１ミラー３４は、第１干渉計１８から発射されるレーザ光１８ａの照射範囲のみをカバーする大きさであればよい。

第２ミラー４２は、第１ミラー３４に対してＹ軸方向のみに移動するため、第１ミラー３４からＹ軸方向に沿って反射されたレーザ光１８ａが第２ミラー４２に入射する位置は変化しない。また、第３ミラー３８は、第２ミラー４２に対してＺ軸方向に配置されており、第２ミラー４２によってＺ軸方向に反射されたレーザ光１８ａを逆向きに反射する。このことから、第３ミラー３８からＺ軸方向に沿って反射されたレーザ光１８ａが第２ミラー４２に入射する位置は変化しない。さらに、第１ミラー３４から反射されたレーザ光１８ａの入射位置と第３ミラー３８から反射されたレーザ光１８ａの入射位置は同一である。以上から、第２ミラー４２は、第１ミラー３４から反射されるレーザ光１８ａの照射範囲のみをカバーする大きさであればよい。

第３ミラー３８は、第２ミラー４２に対してＺ軸方向、及び、ステージ２６の回動範囲のみに移動するため、第２ミラー４２からＺ軸方向に沿って反射されたレーザ光１８ａが第３ミラー３８に入射する位置はステージ２６の回動に応じて変化する。このことから、第３ミラー３８は、ステージ２６の回動範囲に応じた寸法であればよい。

第１実施例の移動ステージ装置１０によれば、ステージ２６のＺ軸方向の移動量を算出するために、第１ミラー３４、第２ミラー４２の寸法は、ステージ２６の可動範囲に合わせて大きくする必要がない。第１ミラー３４、第２ミラー４２は、第１干渉計１８から発射されるレーザ光１８ａの照射範囲をカバーする寸法でよい。また、第３ミラー３８は、ステージ２６の固定フレーム１２に対する回動範囲に応じた寸法であればよい。同様に、第４ミラー３６、第５ミラー４０の寸法も、ステージ２６の可動範囲に合わせて大きくする必要がない。第４ミラー３６と第５ミラー４０は、第２干渉計２０から発射されるレーザ光２０ａの照射範囲をカバーする寸法でよい。これにより、高精度にステージ２６の移動量を測定する移動ステージ装置１０において、比較的大きい寸法のミラーを少なくすることができる。

（第１実施例の変形例）
図４は、第１実施例の変形例の移動ステージ装置１００の平面図を示す。以下では、移動ステージ装置１０と相違する点について説明する。移動ステージ装置１０と同様の構成については、図１と同一の符号を付して、重複する説明を省略する（第２実実施例も同様）。
移動ステージ装置１００は、第３干渉計１４、第４干渉計１６、第５干渉計２２、及び、第６ミラー３０、第７ミラー３２を備えていない。一方において、移動ステージ装置１００は、第６干渉計１０２と第８ミラー１０４を備えている。

第６干渉計１０２は、干渉計支持部材１２ａに固定されている。第６干渉計１０２は、レーザ光発生器から発射されたレーザ光を受光する。第６干渉計１０２は、Ｘ軸方向に沿ってレーザ光を発射する。第８ミラー１０４は、第１フレーム２４に固定されている。第６干渉計１０２から発射されたレーザ光１０２ａは、第８ミラー１０４で逆向きに反射される。第６干渉計１０２は、第８ミラー１０４で逆向きに反射されたレーザ光１０４ａを受光する。これにより、ステージ２６のＸ軸方向における移動量を測定することができる。制御装置１１は、第２干渉計２０による測定結果から第６干渉計１０２による測定結果を減算することによって、ステージ２６の固定フレーム１２に対する基準位置からのＸ軸方向に沿った移動量を算出することができる。これにより、第１干渉計１８、第２干渉計２０及び第６干渉計１０２によって、ステージ２６のＸ軸方向、Ｙ軸方向、及び、Ｚ軸方向における移動量を測定することができる。

第８ミラー１０４は、第１フレーム２４が固定フレーム１２に対して移動するのに伴って、Ｘ軸方向に沿って直線移動する。即ち、第８ミラー１０４は、第６干渉計１０２に対してＸ軸方向に沿って直線移動する。しかしながら、第８ミラー１０４は、第６干渉計１０２に対してＹ軸方向とＺ軸方向に沿って移動しない。このことから、第６干渉計１０２からＸ軸方向に沿って発射されたレーザ光１０２ａが第８ミラー１０４に入射する位置は変化しない。この関係から、第８ミラー１０４は、第６干渉計１０２から発射されるレーザ光１０２ａの照射範囲のみをカバーする寸法であればよい。

移動ステージ装置１００では、ステージ２６の移動に伴って、干渉計からの入射位置が変化するミラー（移動ステージ装置１０では、第６ミラー３０、第７ミラー３２）が配置されていない。即ち、移動ステージ装置１００に設けられている各ミラーは、それぞれの干渉計から発射されるレーザ光の照射範囲をカバーする大きさであればよい。これにより、比較的に寸法の大きいサイズのミラーを設けることなく、高精度にステージ２６の移動量を測定することができる。移動ステージ装置１００の技術は、特に、ステージ２６が固定フレーム１２に対して回動不能である場合に有用である。

（第２実施例）
図５は、第２実施例の移動ステージ装置２００の平面図を示す。移動ステージ装置２００では、ステージ２６は、固定フレーム１２に対してＺ軸方向に移動不能である。即ち、移動ステージ装置２００では、ステージ２６は、固定フレーム１２に対してＸＹ平面上で移動可能である。移動ステージ装置２００では、干渉計１４、１６によってステージ２６のＸ軸方向における移動量と、ステージ２６の回転角度を測定することができる。また、移動ステージ装置２００では、制御装置１１は、第２干渉計２０によって測定されたステージ２６のＸ軸方向における移動量とＹ軸方向における移動量との和から干渉計１４、１６によって測定されたステージ２６のＸ軸方向における移動量を減算することによって、ステージ２６のＹ軸方向における移動量を算出することができる。
移動ステージ装置２００によれば、ＸＹ平面上で移動可能なステージ２６において、比較的大きい寸法のミラーを少なくすることができる。

（第２実施例の変形例）
図６は、第２実施例の変形例の移動ステージ装置３００の平面図を示す。以下では、移動ステージ装置１００、２００と相違する点について説明する。移動ステージ装置１００、２００と同様の構成については、図４、５と同一の符号を付して、重複する説明を省略する。移動ステージ装置３００では、第６干渉計１０２によってステージ２６のＸ軸方向における移動量を測定することができる。また、移動ステージ装置３００では、制御装置１１は、第２干渉計２０によって測定されたステージ２６のＸ軸方向における移動量とＹ軸方向における移動量との和から第６干渉計１０２によって測定されたステージ２６のＸ軸方向における移動量を減算することによって、ステージ２６のＹ軸方向における移動量を算出することができる。これにより、比較的大きい寸法のミラーを設けることなく、高精度にステージ２６の移動量を測定する移動ステージ装置３００を実現することができる。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
例えば、第１実施例において、ステージ２６が固定フレーム１２に対して回転しない場合、第３干渉計１４、第４干渉計１６、及び、第６ミラー３０を設けなくてもよい。この場合、第５干渉計２２によって、ステージ２６のＹ軸方向の移動量を測定することができる。また、第２干渉計２０によって測定されたステージ２６のＸ方向に沿った移動量とステージ２６のＹ軸方向に沿った移動量の合計から、第５干渉計２２によって測定されたステージ２６のＹ軸方向の移動量を減算することによって、ステージ２６のＸ軸方向の移動量を算出することができる。
あるいは、例えば、第１実施例において、第５干渉計２２と第７ミラー３２を設けなくてもよい。
また、上記した各実施例では、各干渉計から２本のレーザ光が発射されている。しかしながら、各干渉計から発射されるレーザ光は、１本であってもよい。
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は、複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

第１実施例の移動ステージ装置の平面図を示す。第１実施例の移動ステージ装置の正面図を示す。第１実施例の移動ステージ装置において、ステージが第１位置と第２位置にある場合を示す。第１実施例の変形例の移動ステージ装置の平面図を示す。第２実施例の移動ステージ装置の平面図を示す。第２実施例の変形例の移動ステージ装置の平面図を示す。

符号の説明

１０：移動ステージ装置
１２：固定フレーム
１４：第３干渉計
１６：第４干渉計
１８：第１干渉計
２０：第２干渉計
２２：第５干渉計
２４：第１フレーム
２６：ステージ
２８：第２フレーム
３４：第１ミラー
３６：第４ミラー
３８：第３ミラー
４０：第５ミラー
４２：第２ミラー

Claims

固定フレームと、
固定フレームに対して第１方向に直線移動可能な第１可動フレームと、
第１可動フレームに対して第２方向に直線移動可能な第２可動フレームと、
ステージを有しており、第２可動フレームに対して第３方向に直線移動可能な第３可動フレームと、
固定フレームに取り付けられており、第１方向に沿って測定波を発射する第１干渉計と、
第１可動フレームに取り付けられており、第１干渉計に対して第１方向に位置しており、第１方向から入射した測定波を第２方向に反射するとともに第２方向から入射した測定波を第１方向に反射する第１反射体と、
第２可動フレームに取り付けられており、第１反射体に対して第２方向に位置しており、第２方向から入射した測定波を第３方向に反射するとともに第３方向から入射した測定波を第２方向に反射する第２反射体と、
第３可動フレームに取り付けられており、第２反射体に対して第３方向に位置するとともに第３方向から入射した測定波を逆向きに反射する第３反射体と、
ステージの第１方向への移動量と第２方向への移動量との和を測定する移動量測定装置と、
第１干渉計によって測定されるステージの第１方向への移動量と第２方向への移動量と第３方向への移動量との和と移動量測定装置によって測定されるステージの第１方向への移動量と第２方向への移動量との和からステージの第３方向への移動量を算出する移動量算出装置、
を備える移動ステージ装置。
移動量測定装置は、
固定フレームに取り付けられており、第１方向に沿って測定波を発射する第２干渉計と、
第１可動フレームに取り付けられており、第２干渉計に対して第１方向に位置しており、第１方向から入射した測定波を第２方向に反射するとともに第２方向から入射した測定波を第１方向に反射する第４反射体と、
第２可動フレームに取り付けられており、第４反射体に対して第２方向に位置しており、第２方向から入射した測定波を逆向きに反射する第５反射体、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の移動ステージ装置。
固定フレームと、
固定フレームに対して第１方向に直線移動可能な第１可動フレームと、
ステージを有しており、第１可動フレームに対して第２方向に直線移動可能な第２可動フレームと、
固定フレームに取り付けられており、第１方向に沿って測定波を発射する第１干渉計と、
第１可動フレームに取り付けられており、第１干渉計に対して第１方向に位置しており、第１方向から入射した測定波を第２方向に反射するとともに第２方向から入射した測定波を第１方向に反射する第１反射体と、
第２可動フレームに取り付けられており、第１反射体に対して第２方向に位置するとともに第２方向から入射した測定波を逆向きに反射する第２反射体と、
ステージの第１方向への移動量を測定する移動量測定装置と、
第１干渉計によって測定されるステージの第１方向への移動量と第２方向への移動量との和と移動量測定装置によって測定されるステージの第１方向への移動量からステージの第２方向への移動量を算出する移動量算出装置、
を備える移動ステージ装置。
移動量測定装置は、
固定フレームに取り付けられており、第１方向に沿って測定波を発射する第２干渉計と、
第１可動フレームに取り付けられており、第２干渉計に対して第１方向に位置するとともに第１方向から入射した測定波を逆向きに反射する第３反射体、
を備えることを特徴とする請求項３に記載の移動ステージ装置。