JP5489690B2 - Interference measurement device - Google Patents
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Description
本発明は、高精度な形状計測、波面収差計測に関するものであり、その中でも特に半導体露光装置用縮小投影光学レンズ、ミラー等の面形状や光学系の波面収差を高精度に計測するための干渉測定装置に関するものである。 The present invention relates to highly accurate shape measurement and wavefront aberration measurement, and in particular, interference for measuring the surface shape of a reduction projection optical lens for a semiconductor exposure apparatus, a mirror, etc. and the wavefront aberration of an optical system with high accuracy. The present invention relates to a measuring device.
従来、高精度な球面レンズ、ミラーの形状の計測方法として、フィゾー干渉計やトワイマン−グリーン干渉計などの干渉計測を用いるのが一般的である。また、近年の半導体露光装置の微細化、高精度化と共にレンズ、ミラーについて1nm〜0.1nmの形状精度が要求されている。しかし、上記干渉測定装置では測定空間内の空気の揺らぎによる測定誤差があるため、要求されているような高精度な計測を行うことは困難となっている。そこで干渉計の参照レンズ等の光学系及び被測定物を真空等の減圧環境にすることで空気の揺らぎの影響を低減して高精度に計測する干渉測定装置が用いられている。 Conventionally, it is common to use interference measurement such as a Fizeau interferometer or a Twiman-Green interferometer as a method for measuring the shape of a spherical lens and mirror with high accuracy. Further, along with recent miniaturization and higher precision of semiconductor exposure apparatuses, shape accuracy of 1 nm to 0.1 nm is required for lenses and mirrors. However, since there is a measurement error due to air fluctuations in the measurement space in the interference measuring apparatus, it is difficult to perform highly accurate measurement as required. In view of this, an interferometer and an optical measurement system that performs measurement with high accuracy by reducing the influence of air fluctuation by using a reduced pressure environment such as a vacuum for an object to be measured are used.
このように干渉計の測定空間を真空等の減圧環境にするためには、光学系及び被測定物を真空チャンバー内に収めればよい。しかし、高精度な干渉測定装置においては振動の抑制も重要であり、これを行うためには除振器、特に低周波の振動を除去するためにはアクティブ型の除振器が必要になる。しかし真空ポンプ等の振動源とつながっている真空チャンバー全体をアクティブ除振器で除振するのは好ましくないため、真空チャンバーの外から干渉光学系及び被測定物を除振する必要がある。 Thus, in order to make the measurement space of the interferometer into a reduced pressure environment such as a vacuum, the optical system and the object to be measured need only be housed in a vacuum chamber. However, suppression of vibration is also important in a highly accurate interference measuring apparatus, and in order to do this, a vibration isolator, in particular, an active vibration isolator is required to remove low-frequency vibration. However, since it is not preferable to vibrate the entire vacuum chamber connected to a vibration source such as a vacuum pump with an active vibration isolator, it is necessary to vibrate the interference optical system and the object to be measured from outside the vacuum chamber.
そこで、ベローズを用いて真空と大気を分離し、干渉計の動きをベローズで吸収する構造とするのが考えられる。この種のベローズには、大気圧に耐えるために、金属を溶接した金属ベローズが用いられる。ベローズは振動を遮断するためには剛性が小さい方が良い。したがって金属ベローズではベローズの段数を増やすことで、ベローズが伸縮する方向及び傾斜する方向に対し剛性を低くしている。しかし、ベローズの段数を増やして剛性を低くするにも限界があり、高精度な干渉測定装置では、僅かな振動でも測定精度に影響するため、金属ベローズを用いるのは不向きである。 In view of this, it is conceivable to use a bellows to separate the vacuum and the atmosphere and absorb the movement of the interferometer with the bellows. For this type of bellows, a metal bellows welded with metal is used in order to withstand atmospheric pressure. The bellows should have low rigidity in order to block vibration. Therefore, in the metal bellows, by increasing the number of steps of the bellows, the rigidity is lowered in the direction in which the bellows expands and contracts and the direction in which the bellows inclines. However, there is a limit to increasing the number of steps of the bellows to reduce the rigidity, and a high-precision interference measurement device is unsuitable for using a metal bellows because even a slight vibration affects the measurement accuracy.
そこで、更にベローズの剛性を低くするものとして、金属ベローズの替わりに弾性ベローズを用いることで振動の伝達を防止するものが提案されており(特許文献1参照)、この弾性ベローズを干渉測定装置に適用することが考えられる。また、ベローズの外側に支持部を付加することでベローズが伸縮方向へ変形することを抑制し、伸縮方向に十分に剛性の低いベローズを使用できるものが提案されている(特許文献2参照)。 In order to further reduce the rigidity of the bellows, there has been proposed one that uses an elastic bellows instead of a metal bellows to prevent vibration transmission (see Patent Document 1), and this elastic bellows is used as an interference measuring device. It is possible to apply. Further, there has been proposed a structure in which a bellows is prevented from being deformed in the expansion / contraction direction by adding a support part to the outside of the bellows, and a bellows having sufficiently low rigidity can be used in the expansion / contraction direction (see Patent Document 2).
しかしながら、上記従来の構成では、低剛性の弾性ベローズを用いると、弾性ベローズの内外で圧力差がある場合に、弾性ベローズが伸縮方向と直交する径方向に圧縮又は膨張変形してしまうという問題がある。このように弾性ベローズが径方向に変形してしまうと、剛性が高まり、弾性ベローズを介して干渉計に振動が伝達してしまうという問題がある。 However, in the above-described conventional configuration, when a low-rigid elastic bellows is used, when there is a pressure difference between the inside and outside of the elastic bellows, there is a problem that the elastic bellows is compressed or expanded in a radial direction perpendicular to the expansion and contraction direction. is there. When the elastic bellows is deformed in the radial direction in this way, there is a problem that rigidity is increased and vibration is transmitted to the interferometer via the elastic bellows.
そこで、本発明は、弾性ベローズの径方向の変形を抑制し、弾性ベローズの剛性が低い状態を保持し、除振器の本来の性能を発揮させることで高精度な干渉計測を可能にする干渉測定装置を提供することを目的とするものである。 Therefore, the present invention suppresses the deformation of the elastic bellows in the radial direction, maintains the state where the elastic bellows has low rigidity, and demonstrates the original performance of the vibration isolator, enabling interference measurement with high accuracy. The object is to provide a measuring device.
本発明は、レーザ光源と、前記レーザ光源の光を被測定物に照射し、被測定物からの反射光と参照光と干渉させる干渉光学系と、前記干渉光学系により得られた干渉縞を撮像する撮像部と、を備えた干渉測定装置において、前記干渉光学系及び被測定物が配置される真空チャンバーと、前記真空チャンバーに非接触状態で前記真空チャンバーの内側に配置され、前記干渉光学系及び被測定物を支持する支持部と、前記真空チャンバーの外側に配置された除振器と、前記除振器により除振され、前記真空チャンバーに形成した開口部を通じて前記支持部を支持する支持脚と、前記真空チャンバーの外側であって前記支持脚を囲うように前記真空チャンバーと前記除振器との間に配置され、前記真空チャンバーを気密に保持する無変形状態でストレートの筒状に形成されている弾性ベローズと、前記弾性ベローズの内側に配置され、内径が前記支持脚の径よりも大きく、外径が無変形状態の前記弾性ベローズの内径よりも小さく設定され、前記弾性ベローズの内面に接触して前記弾性ベローズの径方向内側への変形を規制する一個の規制部材と、を備えたことを特徴とするものである。 The present invention relates to a laser light source, an interference optical system that irradiates the object to be measured with light from the laser light source, and causes interference between the reflected light from the object to be measured and the reference light, and interference fringes obtained by the interference optical system. An interference measuring apparatus comprising: an imaging unit configured to capture an image; a vacuum chamber in which the interference optical system and an object to be measured are disposed; and the interference optical device disposed inside the vacuum chamber in a non-contact state with the vacuum chamber. A support unit that supports the system and the object to be measured; a vibration isolator disposed outside the vacuum chamber; and a vibration isolator that is isolated by the vibration isolator and supports the support unit through an opening formed in the vacuum chamber. and support legs, wherein disposed between the vacuum chamber and the vibration damping device as an outer vacuum chamber enclosing said support leg, strike in undeformed state that holds the vacuum chamber airtightly An elastic bellows which is formed over preparative cylindrical, is disposed inside the elastic bellows, the inner diameter is larger than the diameter of the support leg, smaller than the inner diameter of the elastic bellows outer diameter undeformed state And a single regulating member that contacts the inner surface of the elastic bellows and regulates deformation of the elastic bellows inward in the radial direction.
また、本発明は、レーザ光源と、前記レーザ光源の光を被測定物に照射し、被測定物からの反射光と参照光と干渉させる干渉光学系と、前記干渉光学系により得られた干渉縞を撮像する撮像部と、を備えた干渉測定装置において、前記干渉光学系及び被測定物が配置される真空チャンバーと、前記真空チャンバーに非接触状態で前記真空チャンバーの内側に配置され、前記干渉光学系及び被測定物を支持する支持部と、前記真空チャンバーの外側に配置された除振器と、前記除振器により除振され、前記真空チャンバーに形成した開口部を通じて前記支持部を支持する支持脚と、前記真空チャンバーの内側であって前記支持脚を囲うように前記真空チャンバーと前記支持部との間に配置され、前記真空チャンバーを気密に保持する無変形状態でストレートの筒状に形成されている弾性ベローズと、前記弾性ベローズの外側に配置され、内径が無変形状態の前記弾性ベローズの外径よりも大きく設定され、前記弾性ベローズの外面に接触して前記弾性ベローズの径方向外側への変形を規制する一個の規制部材と、を備えたことを特徴とするものである。 The present invention also provides a laser light source, an interference optical system that irradiates the object to be measured with light from the laser light source, and interferes with reflected light from the object to be measured and reference light, and interference obtained by the interference optical system. In an interference measuring apparatus including an imaging unit that images a fringe, a vacuum chamber in which the interference optical system and an object to be measured are arranged, a non-contact state with the vacuum chamber, and the inner side of the vacuum chamber, A support unit that supports the interference optical system and the object to be measured; a vibration isolator disposed outside the vacuum chamber; and the support unit that is vibration-isolated by the vibration isolator and formed through the opening formed in the vacuum chamber. a support leg for supporting the disposed between the vacuum chamber and the support portion as an inner vacuum chamber enclosing said support legs, undeformed state for holding the vacuum chamber airtightly An elastic bellows which is formed in a straight tubular, the disposed outside the elastic bellows, the inner diameter is set larger than the outer diameter of the elastic bellows undeformed state, the contact with the outer surface of the elastic bellows And a single regulating member that regulates deformation of the elastic bellows toward the outside in the radial direction.
本発明によれば、規制部材により圧力差による弾性ベローズの変形が抑制されるので、弾性ベローズの剛性を低い状態に保持することができ、真空チャンバーから伝わる振動を弾性ベローズが効果的に吸収することができる。したがって、除振器の本来の性能を発揮させることができるため、真空チャンバー内において高精度な干渉計測が可能となる。 According to the present invention, since the deformation of the elastic bellows due to the pressure difference is suppressed by the regulating member, the rigidity of the elastic bellows can be kept low, and the elastic bellows effectively absorbs vibration transmitted from the vacuum chamber. be able to. Therefore, since the original performance of the vibration isolator can be exhibited, highly accurate interference measurement can be performed in the vacuum chamber.
以下、本発明を実施するための形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[第1実施形態]
図1は、本発明の第1実施形態に係る干渉測定装置の説明図である。図1(a)に示す干渉測定装置100は、干渉計101を備えている。この干渉計101は、フィゾー干渉計である場合について説明するが、これに限定するものではなく、トワイマン−グリーン干渉計やマイケルソン干渉計等の他方式の干渉計を用いても良い。
[First Embodiment]
FIG. 1 is an explanatory diagram of an interference measuring apparatus according to the first embodiment of the present invention. An interference measuring apparatus 100 shown in FIG. 1A includes an
干渉計101は、干渉計本体102、ミラー103、干渉光学系である参照球面レンズ104、ピエゾ駆動装置105等を有している。干渉計本体102は、レーザ光源102A及び撮像部であるCCDカメラ102Bを有している。ミラー103は、干渉計本体102のレーザ光源102Aからの平行光を90°曲げる。参照球面レンズ104は平行光を球面波に変換し、且つその光の一部を参照光として反射するレンズである。ピエゾ駆動装置105は参照球面レンズ104を1/2波長分、光軸方向に変化させる。この参照球面レンズ104には、被測定物である被測定ワークWが対向して配置される。この被測定ワークWは、不図示のステージにより支持されている。被測定ワークWは、レンズ又はミラーである。
The
干渉計本体102のレーザ光源102Aから出た平行光であるレーザ光は、45°に傾斜したミラー103で90°方向を折り曲げられる。参照球面レンズ104に入射したレーザ光は、その一部を参照球面レンズ104内の参照球面で反射され、残りは球面波として透過する。透過したレーザ光は被測定ワークWに照射されて反射され、反射光が再び同一光路を辿り、参照球面レンズ104にて参照光と反射光とが干渉して干渉光による干渉縞が生成される。この干渉光による干渉縞は、CCDカメラ102Bによって撮像され、ホストコンピュータ106に撮像データが取り込まれる。
Laser light, which is parallel light emitted from the
ホストコンピュータ106は、干渉縞の解析を行い、被測定ワークWの形状を算出する。このとき、参照球面レンズ104をピエゾ駆動装置105で1/2波長動かし、その間に複数枚の干渉縞の画像データを取り込み、計算することで計測精度の向上を図っている。
The
ところで、この干渉計測においては参照球面レンズ104と被測定ワークWと間の空気揺らぎがあると、レーザ光の光路長が変化し、計測誤差の原因となる。また、振動も計測誤差の原因となる。そこで、本第1実施形態では、干渉測定装置100は、真空ポンプ107により減圧される真空チャンバー108を備えており、この真空チャンバー108の内側には、参照球面レンズ104及び被測定ワークWが配置されている。減圧された真空チャンバー108の内側に参照球面レンズ104及び被測定ワークWが配置されるので、参照球面レンズ104にて被測定ワークWの反射光と参照光とを干渉させて形成された干渉縞に空気の揺らぎによる誤差分が重畳するのを回避することができる。この真空チャンバー108は、床Fに脚109を介して支持されている。
By the way, in this interference measurement, if there is an air fluctuation between the reference
真空チャンバー108には、真空ポンプ107の振動が伝わると共に、床Fの振動が脚109を介して伝わる。これに対し、真空チャンバー108の内側に配置される参照球面レンズ104及び被測定ワークWは、真空チャンバー108の外側に配置したアクティブ方式の除振器110よって支持されている。この除振器110は、真空チャンバー108の下方であって床Fに配置されている。これにより床F及び真空チャンバー108からの振動が、参照球面レンズ104及び被測定ワークWに伝わらないようになっている。
The vibration of the
具体的に説明すると、真空チャンバー108の内側には、参照球面レンズ104及び被測定ワークWを支持する箱形状の金属製の支持部111が設けられている。この支持部111は、底板111A及び天板111Bを有し、底板111Aには、被測定ワークWが載置された不図示のステージが設けられている。したがって、被測定ワークWは、不図示のステージ等を介して支持部111に支持されている。天板111Bの参照球面レンズ104に相対する位置には、光が通過する開口部111aが形成されている。
More specifically, a box-shaped
真空チャンバー108の下部には、除振器110に相対する開口部108aが形成されている。そして、除振器110により除振された棒状の支持脚112が除振器110から開口部108aを通じて支持部111の底板111Aに延びて底板111Aに接続される。この支持脚112の基端は、除振器110の電磁モータ110a(例えばローレンツ式の磁気浮上モータ)により非接触で支持されている。以上の構成により、真空チャンバー108の内側に配置された参照球面レンズ104及び被測定ワークWは、支持脚112及び支持部111等により真空チャンバー108に対して非接触状態に支持される。そして、参照球面レンズ104及び被測定ワークWは、支持脚112及び支持部111等を介して除振器110に除振されることとなる。
In the lower part of the
ところで、この真空チャンバー108の下部には、開口部108aが形成されているので、干渉測定装置100は、真空チャンバー108の内部の真空度を保つため、真空チャンバー108を気密状態に保持する弾性ベローズ113を備えている。
By the way, since an
この弾性ベローズ113は、ゴムで形成されている。したがって、金属ベローズよりも軸方向(Z方向)及び軸方向と直交する方向(XY方向)の剛性が低くなり、効果的に振動を吸収することができる。そして、弾性ベローズ113は、真空チャンバー108の外側であって支持脚112を囲うように真空チャンバー108と除振器110との間に配置されている。弾性ベローズ113は、図1(b)に示すように、無変形状態でストレート状の筒状部材で形成されている。このように弾性ベローズ113は無変形状態でストレート状の筒状部材で形成されるので、蛇腹状に形成するよりも弾性ベローズ113の軸方向と直交する方向に対して剛性が低くなり、より効果的に振動を吸収することができる。
The elastic bellows 113 is made of rubber. Therefore, the rigidity in the axial direction (Z direction) and the direction orthogonal to the axial direction (XY direction) is lower than that of the metal bellows, and vibration can be effectively absorbed. The elastic bellows 113 is disposed between the
真空チャンバー108の内部を減圧(真空)状態とすると、弾性ベローズ113には、大気圧と真空チャンバー108の内圧との圧力差により、径方向内側(矢印r1方向)に圧縮する(潰れる)変形力が作用する。そこで、本第1実施形態では、干渉測定装置100は、弾性ベローズ113の内側に配置され、弾性ベローズ113が圧縮変形したときに弾性ベローズ113の内面に接触して弾性ベローズ113の径方向内側への変形を規制する規制部材114を備えている。
When internal vacuum (vacuum) condition in the
この規制部材114は、金属等の剛体で形成されており、図2(a),(b)に示すように、支持脚112よりも大径のリング状に形成されたリング部材114aと、リング部材114aから軸方向(Z方向)に延びる複数の棒部材114bとを有して構成される。棒部材114bの基端はリング部材114aに固定され、先端は除振器110(ケース)に固定される。なお、この規制部材114は大気圧による弾性ベローズ113の変形に耐えることができれば金属でなくても構わない。また、規制部材114の構成も、大気圧による弾性ベローズ113の変形に耐えることができれば、いかなる構成でもよく、例えばリング部材114aを省略しても良い。
The regulating
この規制部材114の内径は、支持脚112の径よりも大きく設定されている。また、この規制部材114の軸方向の長さは、弾性ベローズ113の軸方向の長さの半分よりも長く設定されている。したがって、真空ポンプ107を動作させ、真空チャンバー108の内部を減圧すると、弾性ベローズ113は径方向内側に圧縮する弾性変形するが、弾性ベローズ113の内面が規制部材114に接触して弾性ベローズ113の変形が規制される。また、規制部材114の外径は、無変形状態の弾性ベローズ113の内径以下であり、弾性ベローズ113の剛性が低い状態に保つことが可能な最大変形時の内径以上に設定されている。このように、規制部材114により弾性ベローズ113の変形量が制限される。
The inner diameter of the restricting
したがって、本第1実施形態では、弾性ベローズ113が径方向内側に変形しても規制部材114で変形が規制されるので、大気圧と真空チャンバー108内の圧力との圧力差による弾性ベローズ113の変形が抑制される。したがって、弾性ベローズ113の剛性を低い状態に保持することができ、真空チャンバー108から伝わる振動を弾性ベローズ113が効果的に吸収することができる。ゆえに、除振器110の本来の性能を発揮させることができるため、真空チャンバー108内において高精度な干渉計測が可能となる。
Therefore, in the first embodiment, even if the
また、弾性ベローズ113が径方向内側に変形しても、弾性ベローズ113は規制部材114で規制され、弾性ベローズ113が除振対象物である支持脚112に接触するのを回避することができる。したがって、弾性ベローズ113が支持脚112を押さえつけることがないので、除振器110の本来の性能を効果的に発揮させることができ、真空チャンバー108内において高精度な干渉計測が可能となる。
Even if the
ここで、干渉計本体102を真空チャンバー108の内側に配置してもよいが、本実施形態では、干渉計本体102の動作が安定するよう真空チャンバー108の外側に配置している。具体的に説明すると、干渉測定装置100は、真空チャンバー108の上方に配置され、干渉計本体102及びミラー103が載置される支持台121を備えている。真空チャンバー108の上部には、支持台121に相対する開口部108bが形成されている。支持台121の下部と支持部111の天板111Bとは、上側支持脚122で接続され、支持台121が、支持脚112、支持部111及び上側支持脚122を介して除振器110に除振される。つまり、真空チャンバー108の外側に配置した干渉計本体102及びミラー103も除振器110に除振され、結果、干渉計101全体が除振器110に除振されることとなる。
Here, the
そして、干渉測定装置100は、真空チャンバー108の外側であって上側支持脚122を囲うように真空チャンバー108と支持台121との間に配置された、弾性ベローズ113と同一構成の上側弾性ベローズ123を備えている。この上側弾性ベローズ123により、真空チャンバー108が気密に保持される。また、干渉測定装置100は、上側弾性ベローズ123の内側に配置され、上側弾性ベローズ123の内面に接触して上側弾性ベローズ123の径方向内側への変形を規制する、規制部材114と同一構成の上側規制部材124を備えている。
The interference measuring apparatus 100 is arranged between the
したがって、上側弾性ベローズ123が径方向内側に変形しても上側規制部材124で変形が規制されるので、大気圧と真空チャンバー108内の圧力との圧力差による上側弾性ベローズ123の変形が抑制される。したがって、上側弾性ベローズ123の剛性を低い状態に保持することができ、真空チャンバー108から伝わる振動を上側弾性ベローズ123が効果的に吸収することができる。ゆえに、除振器110の本来の性能を発揮させることができるため、真空チャンバー108内において高精度な干渉計測が可能となる。
Therefore, even if the upper
また、上側弾性ベローズ123が径方向内側に変形しても、上側弾性ベローズ123は上側規制部材124で規制され、上側弾性ベローズ123が除振対象物である上側支持脚122に接触するのを回避することができる。したがって、上側弾性ベローズ123が上側支持脚122を押さえつけることがないので、除振器110の本来の性能を効果的に発揮させることができ、真空チャンバー108内において高精度な干渉計測が可能となる。
Even if the upper
また、支持台121及び真空チャンバー108において、ミラー103と参照球面レンズ104との間の光路に対応する位置には、開口部121c,108cが設けられている。支持台121の開口部121cには、光が通過する不図示の光学窓が設置され、同様に、弾性ベローズ125及び規制部材126が設けられている。なお、真空チャンバー108の開口部108cに光学窓を設けた場合には、弾性ベローズ125及び規制部材126は省略可能である。
In the
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態に係る干渉測定装置100Aについて、図3を参照しながら説明する。なお、図3において、上記第1実施形態と同様の構成については、同一符号を付してその説明を省略する。
[Second Embodiment]
Next, an
真空チャンバー108の下部には、開口部108aが形成されているので、干渉測定装置100Aは、真空チャンバー108の内部の真空度を保つため、真空チャンバー108を気密状態に保持する弾性ベローズ113Aを備えている。
Since the
この弾性ベローズ113Aは、ゴムで形成されている。したがって、金属ベローズよりも軸方向(Z方向)及び軸方向と直交する方向(XY方向)の剛性が低くなり、効果的に振動を吸収することができる。そして、弾性ベローズ113Aは、真空チャンバー108の内側であって支持脚112を囲うように真空チャンバー108と支持部111との間に配置されている。弾性ベローズ113Aは、無変形状態でストレート状の筒状部材で形成されている。このように弾性ベローズ113Aは無変形状態でストレート状の筒状部材で形成されるので、蛇腹状に形成するよりも弾性ベローズ113Aの軸方向と直交する方向に対して剛性が低くなり、より効果的に振動を吸収することができる。
The elastic bellows 113A is made of rubber. Therefore, the rigidity in the axial direction (Z direction) and the direction orthogonal to the axial direction (XY direction) is lower than that of the metal bellows, and vibration can be effectively absorbed. The elastic bellows 113 </ b> A is disposed between the
真空チャンバー108の内部を減圧(真空)状態とすると、弾性ベローズ113Aには、大気圧と真空チャンバー108の内圧との圧力差により、径方向外側(矢印r2方向)に膨張する変形力が作用する。そこで本第2実施形態では、干渉測定装置100Aは、弾性ベローズ113Aの外側に配置され、弾性ベローズ113Aが変形したときに弾性ベローズ113Aの外面に接触して弾性ベローズ113Aの径方向外側への変形を規制する規制部材114Aを備えている。
When internal vacuum (vacuum) condition in the
この規制部材114Aの内径は、支持脚112の径よりも大きく設定されている。また、この規制部材114Aの軸方向(Z方向)の長さは、弾性ベローズ113Aの軸方向(Z方向)の長さの半分よりも長く設定されている。したがって、真空ポンプ107を動作させ、真空チャンバー108の内部を減圧すると、弾性ベローズ113Aは径方向外側に膨張する弾性変形するが、弾性ベローズ113Aの外面が規制部材114Aに接触して弾性ベローズ113Aの変形が規制される。また、規制部材114Aの内径は、無変形状態の弾性ベローズ113Aの外径以上であり、弾性ベローズ113Aの剛性が低い状態に保つことが可能な最大変形時の外径以下に設定されている。このように、規制部材114Aにより弾性ベローズ113Aの変形量が制限される。
The inner diameter of the restricting
したがって、本第2実施形態では、弾性ベローズ113Aが径方向外側に変形しても規制部材114Aで変形が規制されるので、大気圧と真空チャンバー108内の圧力との圧力差による弾性ベローズ113Aの変形が抑制される。したがって、弾性ベローズ113Aの剛性を低い状態に保持することができ、真空チャンバー108から伝わる振動を弾性ベローズ113Aが効果的に吸収することができる。ゆえに、除振器110の本来の性能を発揮させることができるため、真空チャンバー108内において高精度な干渉計測が可能となる。
Therefore, in the second embodiment, even if the
ここで、干渉測定装置100Aは、真空チャンバー108の内側であって上側支持脚122を囲うように真空チャンバー108と支持部111との間に配置された、弾性ベローズ113Aと同一構成の上側弾性ベローズ123Aを備えている。この上側弾性ベローズ123Aにより、真空チャンバー108が気密に保持される。また、干渉測定装置100Aは、上側弾性ベローズ123Aの外側に配置され、上側弾性ベローズ123Aの外面に接触して上側弾性ベローズ123Aの径方向外側への変形を規制する、規制部材114Aと同一構成の上側規制部材124Aを備えている。
Here, the
したがって、上側弾性ベローズ123Aが径方向外側に変形しても上側規制部材124Aで変形が規制されるので、大気圧と真空チャンバー108内の圧力との圧力差による上側弾性ベローズ123Aの変形が抑制される。したがって、上側弾性ベローズ123Aの剛性を低い状態に保持することができ、真空チャンバー108から伝わる振動を上側弾性ベローズ123Aが効果的に吸収することができる。ゆえに、除振器110の本来の性能を発揮させることができるため、真空チャンバー108内において高精度な干渉計測が可能となる。
Therefore, even if the upper
また、支持台121及び真空チャンバー108において、ミラー103と参照球面レンズ104との間の光路に対応する位置には、開口部121c,108cが設けられている。真空チャンバー108の開口部108cには、光が透過する不図示の光学窓が設けられている。なお、支持台121の開口部121cに不図示の光学窓を設置した場合には、同様に、弾性ベローズ及び規制部材を設けても良い。
In the
なお、上記実施の形態に基づいて本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。上記実施の形態では、真空チャンバー108の下部に開口部108aを形成し、除振器110から延びる支持脚112を開口部108aを通じて支持部111に接続して干渉光学系及び被測定物を除振する場合について説明したが、これに限定するものではない。即ち、真空チャンバーに形成する開口部の位置は下部に限らず、例えば真空チャンバーの上部や側部等、任意に形成可能である。そして、上記実施の形態と同様に、形成された開口部を通じて除振器から延びる支持脚を支持部に接続して干渉光学系及び被測定物を除振するようにすればよい。この場合も、弾性ベローズは、支持脚を囲うように配置され、真空チャンバーを気密に保持するものであり、規制部材は、この弾性ベローズに対応して設ければよい。
Although the present invention has been described based on the above embodiment, the present invention is not limited to this. In the above embodiment, the opening 108 a is formed in the lower part of the
100,100A 干渉測定装置
101 干渉計
102 干渉計本体
102A レーザ光源
102B CCDカメラ(撮像部)
104 参照球面レンズ(干渉光学系)
107 真空ポンプ
108 真空チャンバー
108a 開口部
110 除振器
111 支持部
112 支持脚
113,113A 弾性ベローズ
114,114A 規制部材
121 支持台
122 上側支持脚
123,123A 上側弾性ベローズ
124,124A 上側規制部材
W 被測定ワーク(被測定物)
100,
104 Reference spherical lens (interference optical system)
107
Claims (5)
前記干渉光学系及び被測定物が配置される真空チャンバーと、
前記真空チャンバーに非接触状態で前記真空チャンバーの内側に配置され、前記干渉光学系及び被測定物を支持する支持部と、
前記真空チャンバーの外側に配置された除振器と、
前記除振器により除振され、前記真空チャンバーに形成した開口部を通じて前記支持部を支持する支持脚と、
前記真空チャンバーの外側であって前記支持脚を囲うように前記真空チャンバーと前記除振器との間に配置され、前記真空チャンバーを気密に保持する無変形状態でストレートの筒状に形成されている弾性ベローズと、
前記弾性ベローズの内側に配置され、内径が前記支持脚の径よりも大きく、外径が無変形状態の前記弾性ベローズの内径よりも小さく設定され、前記弾性ベローズの内面に接触して前記弾性ベローズの径方向内側への変形を規制する一個の規制部材と、を備えたことを特徴とする干渉測定装置。 A laser light source, an interference optical system that irradiates the object to be measured with light from the laser light source, and causes interference between the reflected light from the object to be measured and the reference light, and an imaging unit that captures interference fringes obtained by the interference optical system In an interference measurement device comprising:
A vacuum chamber in which the interference optical system and the object to be measured are arranged;
A support part that is disposed inside the vacuum chamber in a non-contact state with the vacuum chamber and supports the interference optical system and an object to be measured;
A vibration isolator disposed outside the vacuum chamber;
A support leg that is isolated by the vibration isolator and supports the support through an opening formed in the vacuum chamber;
It is arranged between the vacuum chamber and the vibration isolator so as to surround the support leg outside the vacuum chamber, and is formed in a straight cylindrical shape in an undeformed state to hold the vacuum chamber airtight. With an elastic bellows,
The elastic bellows is disposed inside the elastic bellows, has an inner diameter larger than the diameter of the support leg, and an outer diameter smaller than an inner diameter of the elastic bellows in an undeformed state, and contacts the inner surface of the elastic bellows. An interference measuring device comprising: one restricting member that restricts deformation inward in the radial direction.
前記干渉光学系及び被測定物が配置される真空チャンバーと、
前記真空チャンバーに非接触状態で前記真空チャンバーの内側に配置され、前記干渉光学系及び被測定物を支持する支持部と、
前記真空チャンバーの外側に配置された除振器と、
前記除振器により除振され、前記真空チャンバーに形成した開口部を通じて前記支持部を支持する支持脚と、
前記真空チャンバーの内側であって前記支持脚を囲うように前記真空チャンバーと前記支持部との間に配置され、前記真空チャンバーを気密に保持する無変形状態でストレートの筒状に形成されている弾性ベローズと、
前記弾性ベローズの外側に配置され、内径が無変形状態の前記弾性ベローズの外径よりも大きく設定され、前記弾性ベローズの外面に接触して前記弾性ベローズの径方向外側への変形を規制する一個の規制部材と、を備えたことを特徴とする干渉測定装置。 A laser light source, an interference optical system that irradiates the object to be measured with light from the laser light source, and causes interference between the reflected light from the object to be measured and the reference light, and an imaging unit that captures interference fringes obtained by the interference optical system In an interference measurement device comprising:
A vacuum chamber in which the interference optical system and the object to be measured are arranged;
A support part that is disposed inside the vacuum chamber in a non-contact state with the vacuum chamber and supports the interference optical system and an object to be measured;
A vibration isolator disposed outside the vacuum chamber;
A support leg that is isolated by the vibration isolator and supports the support through an opening formed in the vacuum chamber;
It is arranged between the vacuum chamber and the support portion so as to surround the support leg inside the vacuum chamber, and is formed in a straight cylindrical shape in an undeformed state that holds the vacuum chamber in an airtight manner. An elastic bellows,
Is arranged outside of the elastic bellows, the inner diameter is set larger than the outer diameter of the elastic bellows undeformed state, one that contacts the outer surface of the elastic bellows to restrict the deformation in the radial direction outside of the elastic bellows interference measuring apparatus characterized by comprising a regulating member, a.
前記真空チャンバーの上部に形成された開口部を通じて前記支持台と前記支持部とを接続する上側支持脚と、
前記真空チャンバーの外側であって前記上側支持脚を囲うように前記真空チャンバーと前記支持台との間に配置され、前記真空チャンバーを気密に保持する上側弾性ベローズと、
前記上側弾性ベローズの内側に配置され、前記上側弾性ベローズの内面に接触して前記上側弾性ベローズの径方向内側への変形を規制する上側規制部材と、を備えたことを特徴とする請求項1又は2に記載の干渉測定装置。 A support table disposed above the vacuum chamber and on which the laser light source and the imaging unit are placed;
An upper support leg that connects the support and the support through an opening formed in the upper part of the vacuum chamber;
An upper elastic bellows that is disposed outside the vacuum chamber and between the vacuum chamber and the support so as to surround the upper support leg, and holds the vacuum chamber in an airtight manner;
2. An upper regulating member disposed inside the upper elastic bellows and contacting an inner surface of the upper elastic bellows to regulate deformation of the upper elastic bellows in the radial direction. Or the interference measuring apparatus of 2.
前記真空チャンバーの上部に形成された開口部を通じて前記支持台と前記支持部とを接続する上側支持脚と、
前記真空チャンバーの内側であって前記上側支持脚を囲うように前記真空チャンバーと前記支持部との間に配置され、前記真空チャンバーを気密に保持する上側弾性ベローズと、
前記上側弾性ベローズの外側に配置され、前記上側弾性ベローズの外面に接触して前記上側弾性ベローズの径方向外側への変形を規制する上側規制部材と、を備えたことを特徴とする請求項1又は2に記載の干渉測定装置。 A support table disposed above the vacuum chamber and on which the laser light source and the imaging unit are placed;
An upper support leg that connects the support and the support through an opening formed in the upper part of the vacuum chamber;
An upper elastic bellows which is disposed between the vacuum chamber and the support portion so as to surround the upper support leg inside the vacuum chamber, and holds the vacuum chamber in an airtight manner;
2. An upper regulating member disposed outside the upper elastic bellows and configured to contact the outer surface of the upper elastic bellows and restrict deformation of the upper elastic bellows in the radial direction. Or the interference measuring apparatus of 2.
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