JPH0450602A - Ｘｙステージ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ この発明は測定顕微鏡やステッパー等に使用されるステ
ージ、特に互いに直交する方向に移動可能な２つのステ
ージを備えるＸＹＸステージ関する。

［従来の技術］ 近年のマイクロエレクトロニクスの発展に伴い、半導体
製造装置や検査装置においては、非常に高い精度での位
置決めが要求されるようになり、レーザー測長器を用い
て位置計測されるＸＹＸステージ使用されるに至ってい
る。このようなＸＹＸステージは、その−例が特開平第
２−３７７０９号に開示されるように、試料が載置され
るステージには、ステージの外側を向き、移動（Ｘ及び
Ｙ）方向の各々に直交する２つの反射面を設けである。

また、Ｘ及びＹ方向の位置を計測するための２つのレー
ザー測長器が、反射面に対向するようにステージから離
されて配置される。さらに、特開平第２−３７７０９号
には開示されていないが、レーザー光が通過する空間の
屈折率により測定誤差が生じるため、屈折率補正用のエ
アセンサーが各レーザー測長器の近くに設けられる。

［発明が解決しようとする課題］ このようなＸＹＸステージは、レーザー測長器か試料を
載せるステージから離されて配置されるため、その構成
が大きなものになる。このため、装置の取り扱い、移動
、セツティングなどの際に不便かあった。

この発明の目的は、レーザー測長器を具備する小型化さ
れたＸＹＸステージ提供することである。

［課題を解決するための手段］ この発明のＸＹＸステージ、ベースと、ベース上をＸ方
向に沿って移動可能なＸステージと、Ｘステージ上をＸ
方向とは異なるＹ方向に移動可能で、凹所を規定する面
、Ｘ方向と交わる第１の反射面、及び、Ｙ方向と交わる
第２の反射面を有するＹステージと、ベースに固定され
ると共にＹステージの凹所内に配置され、第１及び第２
の反射面に光を照射し、反射された光を受光してベース
に対するＹステージの位置を計測する光学式測長器とを
備える。

［作用コ この発明によるＸＹＸステージは、光学式副長器はベー
スに固定されるとともに、試料か載置されるＹステージ
に設けられた凹所内に配置される。

この光学式測長器は、Ｘ及びＹ方向に光ビームを照射し
、第１及び第２の反射面で反射された光を受光して、測
長器から反射面までの距離、すなわち、試料の相対的な
位置を計測する。第１及び第２の反射面は凹所を規定す
る面の一部に設けられてもよい。

光学式測長器では、射出される光ビームの波長が空気の
温度変化等に伴う屈折率変化に敏感に反応し変化するた
め、測長器の周囲環境は安定していることか望ましい。

この発明では、光学式Ｍ］長器か配置される凹所内の空
気の温度は安定しており、これにより精度の良い測定結
果が得られる。

さらに、各光ビームが伝搬する光路の近傍に屈折率補正
用のエアーセンサーが設けられるか、凹所内の環境はほ
ぼ一様であるため、ただ１つのエアーセンサーを設ける
だけでよい。

［実施例］ 以下、図面を参照しながら、この発明にょるＸＹＸステ
ージ一実施例について説明する。

第１図及び第２図に示されるように、ＸＹＸステージ１
０、固定されたベース１２の上を所定の方向（Ｘ方向）
に沿って移動可能なＸステージ１４を備える。このＸス
テージ１４は、■アンドフラット案内によりベース１２
に対してＸ方向に正確に移動可能である。さらに、ＸＹ
Ｘステージ１０、Ｘステーシュ４の上をＸ方向と直交す
るＹ方向に沿って移動可能なＹステージ１６を備える。

Ｙステージ１６もＸステージ１４と同様に■アンドフラ
ット案内によりＸステージ１４に対してＹ方向に正確に
移動可能である。Ｘステージ１４は、ベース１２に固定
されたモーター等の駆動装置２０の回転操作により、駆
動装置２ｏに設けであるビニオン２１とＸステージ１４
に取り付けられたラッ゛り］−５の作用によって、ベー
ス１２の上をＸ方向に移動される。また、Ｙステージ１
６は、Ｘステージ１４に固定されたモーター等の駆動装
置１８０回転操作により、駆動装置１８に設けであるピ
ニオン（図示しない）とＹステージ１６に取り付けられ
たラック１７の作用によって、Ｘステージ１４の上をＹ
方向に移動される。

Ｙステージ１６は、第２図に示されるように、コ字状の
断面を有し、その内面によって矩形の凹所２２か定めら
れる。さらに、Ｙステージ１６は、凹所２２を規定する
側面の中のＸ方向に直交する一側面に第１の反射面、例
えばミラー２４を、Ｙ方向に直交する一側面に第２の反
射面、例えばミラー２６を備える。凹所２２の内部には
光学式測長器、例えばレーザー干渉計２８が、ベース１
２に固定され、Ｘステージ１４のほぼ中央に設けられた
Ｘ方向に延びる略楕円形の開口部３０を通って延びる部
材３２によって支持固定される。さらに、干渉計２８か
ら射出される光ビームの波長は、周囲の空気の屈折率に
敏感に反応して変化し、測定結果に影響を与えるので、
これを補正するためのエアーセンサー３４が凹所２２の
内部、例えばミラー２６に対向する面に設置固定される
。

レーザー干渉計２８は、互いに直交する方向に光ビーム
を射出する２つの発光部を持ち、これらの発光部の各々
がミラー２４及び２６に対向するように配置される。各
発光部から射出された光ビームはそれぞれミラー２４及
び２６で反射されて戻り、発光部近傍に設けられた受光
部で受信される。これにより、各ミラー２４及び２６と
これに対向する各発光部の間の距離、すなわち、Ｘステ
ージ１６の相対的な位置が検出される。

以上に説明したように、この実施例のＸＸステージでは
、レーザー干渉計２８が凹所２２の内部に配置されるの
で、ＸＸステージ１０の構成が小型になる。また、凹所
２２の内部では空気の対流や温度変化等が少なく環境が
安定しているため、安定した波長の光ビームが干渉計２
８から射出されるようになり、測定の精度および信頼性
が向上する。さらに、干渉計を用いる光学的な測定では
各光ビームの近傍に屈折率補正用のエアーセンサーが設
けられるが、凹所２２の内部の屈折率がほぼ一様である
ため、設置するエアーセンサーは１つで済むという利点
もある。

この発明は上述の実施例に限定されることなく、種々多
くの修正や変更が可能である。

例えば、この実施例では各ミラーをＸステージの凹所を
規定する面の側面に設けたが、Ｘステージの側面を透明
部材で構成し、ミラーを外側から取り付けてもよい。

また、別の例としては、上述の実施例ではレーザー干渉
形の内部に発光素子および受光素子を設けたが、これら
をベースに設け、下から中空にした部材中を光学系を介
して光ビームを上方に伝え、ビーム偏向部材により光ビ
ームの進行方向を２方向に変えてミラーに向かって放出
し、反射した先ビームは再び光学系を通り受光素子へ導
かれるように構成しても良い。この場合にはレーサー干
渉計としてＸステージ内に位置する部分か小型化できる
。

また、ここではＹ方向に駆動されるＸステージにミラー
を設けであるが、直接駆動されるステージの上に観察用
ステージを別に設ける場合には、この観察用ステージに
ミラーを設けてもよい。この観察用ステージはＸステー
ジに対してはＹ方向に移動可能であり、ベースに対して
の位置を計測することになり、本発明の範鴫であること
は明がである。この様に観察用ステージを使用する場合
には、このステージが試料に一番近いので、その位置を
計測する方が正確な位置計測となる。

また更にＸステージに設けた開口部は略楕円形に構成し
であるが、ステージ下方から透過照明を行う装置に使用
する場合には、光通過路として開口を円形その他の形状
にすることも可能である。

［発明の効果］ この発明のＸＸステージによれば、光学式測長器はステ
ージの凹所内に配置されるので構成が小型になる。また
、凹所内の空気の温度は安定しているので、光ビームの
波長が安定し、これにより測定精度が向上する。さらに
、凹所内の空気の屈折率はほぼ一様であるため、屈折率
補正用に設けられるエアーセンサーが１つで済む。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明のＸＸステージの一実施例の斜視図
、 第２図は、第１図に図示されるＸＸステージの■−■断
面図である。 １２・・・ベース、１４・・・Ｘステージ、１６・・・
Ｘステージ、２４．２６・・・ミラー　２８・・・レー
ザー干渉計。 出願人代理人　弁理士　坪井　淳

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ベースと、 ベース上をＸ方向に沿って移動可能なＸステージと、 Ｘステージ上をＸ方向とは異なるＹ方向に移動可能で、
   凹所を規定する面、Ｘ方向と交わる第１の反射面、及び
   、Ｙ方向と交わる第２の反射面を有するＹステージと、 ベースに固定されると共にＹステージの凹所内に配置さ
   れ、第１及び第２の反射面に光を照射し、反射された光
   を受光してベースに対するＹステージの位置を計測する
   光学式測長器とを備えるＸＹステージ。