JPH06109417A

JPH06109417A - ステージ位置計測装置

Info

Publication number: JPH06109417A
Application number: JP4256087A
Authority: JP
Inventors: Takechika Nishi; 健爾西
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1992-09-25
Filing date: 1992-09-25
Publication date: 1994-04-19

Abstract

(57)【要約】【目的】干渉計光路上における空気揺らぎや温度分布
変化によるステージ位置の計測精度への影響を低減させ
る。【構成】レーザ干渉計（Ｌ、Ｄ、９、１０等）は、Ｘ
ステージ３の一部に設けられた移動鏡６と、投影光学系
４の鏡筒下部に設けられた固定鏡５との各々の反射面に
対して、光ビームＢＬ、ＢＳをほぼ垂直に、かつ互いに
ほぼ平行に配置して投射する。ステージ制御系ＳＴＤ
は、このレーザ干渉計の計測信号に基づいてＹステージ
２の位置を計測する。さらに、可動手段（７、８、２
３）は、固定鏡５と移動鏡６との各々にビームＢＬ、Ｂ
Ｓを投射し、固定鏡５と移動鏡６との各々で反射したビ
ームを同軸に合成するビームスプリッタ１０を、Ｙステ
ージ２の移動に追従して、移動鏡６に向かうビームＢＳ
に沿った方向に移動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光波干渉計を用いて１
次元、又は２次元移動するステージの位置を高精度に測
定する為のステージ位置計測装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より光波干渉計（一般にはレーザ干
渉計）を用いて可動ステージの位置を高精度に計測する
ことは良く知られた技術である。特に集積回路製造用の
露光装置においては、ウェハ又はレチクルを載置して２
次元移動するステージの位置を計測する際にこの技術が
用いられている。

【０００３】ここで、従来のステージ位置計測装置を備
えた投影露光装置の一例を図５を参照して説明する。図
５において、投影光学系４は不図示のレチクルのパター
ンの像を、表面にレジスト層が形成された感光基板（ウ
ェハ）Ｗ上に結像投影する。ウェハＷはＸステージ３上
に載置され、さらにＸステージ３はＹステージ２上に載
置されている。Ｙステージ２はモータ８及び送りねじ７
によってベース１上を１次元的に移動可能であり、その
位置はレーザ干渉計（Ｌ、Ｄ、９、１０、２２、２
２’）によって常時検出されている。Ｘステージ３の端
部には上記干渉計からのレーザビーム（ＢＳ）を反射す
る移動鏡６が設けられており、さらに投影光学系４の鏡
筒下部には干渉計からのレーザビーム（ＢＬ）を反射す
る固定鏡が設けられている。レーザ光源Ｌを射出してハ
ーフミラー２２を透過した可干渉性のレーザビームは、
光分割器（ビームスプリッタ）１０で分割され、ここを
透過したビームＢＳは移動鏡６にほぼ垂直に投射され
る。一方、ビームスプリッタ１０で反射したビームＢＬ
はミラー９によってほぼ直角に反射され、ビームＢＳと
ほぼ平行になって固定鏡５にほぼ垂直に投射される。こ
こで、ビームスプリッタ１０は保持部材２１を介してベ
ース１上に固定されている。移動鏡６と固定鏡５との各
々で反射したレーザビームＢＳ、ＢＬは再びこのビーム
スプリッタ１０に入射し、ここで同軸に合成されて干渉
する。さらに、２本のビームＢＳとＢＬとの干渉ビーム
は、ハーフミラー２２とミラー２２’とで反射され、デ
ィテクタＤによって光電検出される。この光電信号はパ
ルスコンバータ１１によってアップダウンパルスに変換
される。そして、このアップダウンパルスはステージ制
御系ＳＴＤ内のアップダウンカウンタで可逆計数され、
Ｙステージ２の位置が計測される。さらにステージ制御
系ＳＴＤはＹステージ２を駆動するモータ８に対する出
力信号を、アップダウンカウンタによる計測位置に応じ
て適宜制御する。ステージ制御系ＳＴＤは主制御系ＭＣ
Ｓから出力される位置決め目標値（座標値）を受信する
と、上記アップダウンカウンタで計数されるＹステージ
２の現在位置が、その目標値と一定の許容範囲で一致す
るようにＹステージ２を移動させる。

【０００４】図５に示したＹステージ２の移動ストロー
クは、一般に３０〜５０ｃｍ程度である。このため、ベ
ース１に固定的に保持されているビームスプリッタ１０
から移動鏡６までのビーム光路も、それに対応しただけ
の距離が必要となる。それに合わせて固定鏡５までのビ
ーム光路の距離も決まってくる。ここで、この露光装置
内で大気圧の変化、即ち大気の屈折率の変化が起きる
と、このレーザビームＢＳ、ＢＬの光路長も変化してし
まう。レーザビームＢＳ、ＢＬの光路全体に一様な大気
圧変化が起きている時は、その大気圧変化をセンサーで
検出することで、ビームＢＳ、ＢＬの光路長の変化を補
正することが可能である。

【０００５】ところが、ビーム光路上で局所的に屈折率
変化が起きると、それは干渉計による計測値の揺らぎと
なって現れる。例えば、周囲と温度差をもつ気体がビー
ムＢＳの光路をゆっくり横切ると、計測値（カウンタの
値）はＹステージ２が静止しているにもかかわらず、あ
る範囲内で不安定に変化する。この揺らぎによる影響は
２つの場面で問題となり、１つはレーザ干渉計を用いた
各種アライメント時の位置計測値に含まれるランダムな
誤差が大きくなるとともに、アライメントの再現性を悪
化させることである。もう１つは、干渉計の計測位置が
一定値になるようにＹステージ２をサーボ制御によって
静止させる場合、揺らぎによってＹステージ２が微小量
だけ追従し、正確に静止しないことである。このこと
は、不図示のレチクルのパターンを感光基板Ｗ上に転写
したときの線幅の太り、解像不良となって現れる。即
ち、投影光学系、照明系によっていくら解像力を上げて
も、それが十分に活用されないことになってしまう。

【０００６】そこで、ビーム光路に対して気体（清浄な
エア）を吹きつけることによって、ビームＢＳ、ＢＬの
光路上における空気揺らぎや温度分布変化を低減させる
ことが考えられている。また固定鏡５をミラー９又はビ
ームスプリッタ１０に設けることによって、ビームＢＬ
の光路長を微小にし、ビームＢＬの光路上における空気
揺らぎや温度分布変化を低減させることも考えられてい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】レーザビームＢＳ、Ｂ
Ｌの光路に気体を吹きつけるにあたっては、ビーム光路
に対して垂直、又はビーム光路と平行に送る方法が提案
されている。しかし、清浄なエアをビームＢＳ、ＢＬの
光路と平行して流す場合、ビーム光路にエアを送るため
の吹き出し口は、ミラー９及びビームスプリッタ１０の
後方（光源Ｌ側）か、あるいはその近傍に配置される。
この場合、Ｙステージ２がビームスプリッタ１０から最
も離れた位置にある時、移動鏡６近傍のエアは乱流とな
ってしまう。

【０００８】また、清浄なエアをビーム光路に対して垂
直な方向から流す場合、ビーム光路にエアを送るための
吹き出し口は、ビームＢＬの上方に、ビーム光路に沿っ
て配置される。この場合、Ｙステージ２がビームスプリ
ッタ１０から最も離れた位置にある時、ビームスプリッ
タ１０と移動鏡６との間のビーム光路のうち、移動鏡６
近傍のビームにはエアが届かない。逆に、Ｙステージ２
がビームスプリッタ１０に近づいた位置にある時、吹き
出し口から流れたエアはウェハＷ上に直接かかってしま
う。

【０００９】以上のように、ビームＢＳ、ＢＬの光路全
体をステージ位置に依存せずほぼ均一に空調すること
は、非常に困難である。また、光路全体を空調すると、
空調機構が大型化、複雑化してしまうことも問題であ
る。また、固定鏡５をミラー９、もしくはビームスプリ
ッタ１０に固設することによって、ビームＢＬの光路長
は、Ｙステージ２の位置に依存せずに、常に微小な値を
保つことが可能となる。しかし、この場合、Ｙステージ
２の位置はミラー９、またはビームスプリッタ１０を基
準とした位置となる。従って、投影光学系４と、ミラー
９またはビームスプリッタ１０とのメカ的なドリフトや
振動が、そのままＹステージ２の位置の計測誤差となっ
てしまう問題がある。

【００１０】本発明は上記の如き従来の問題点に鑑みて
なされたもので、干渉計光路の空気揺らぎや温度分布変
化によるステージ位置の計測精度への影響を最小限に抑
制できるステージ位置計測装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の一実施例を示す
図１に対応づけて説明する。上述の目的を達成するため
本発明では、Ｘステージ３の一部に固設された移動鏡６
とベース１に対して固定的に配置された固定鏡５との各
々に、レーザビームＢＬ、ＢＳを投射するとともに、移
動鏡６と固定鏡５との各々で反射した反射光を同軸上に
合成し干渉させて、光電検出器（ディテクター）Ｄへ導
くビームスプリッタ１０と、ビームスプリッタ１０をＹ
ステージ２の移動に追従して、レーザビームＢＳに沿っ
た方向に移動させる可動手段（７、８、２３）とを設け
ることとした。

【００１２】ここでは、本発明を分かり易くするために
一実施例である図１を用いたが、これにより本発明が実
施例に限定されるものではない。

【００１３】

【作用】本発明では、移動鏡と固定鏡とに向かう光ビー
ムを射出する光分割器を、ステージの移動に追従して移
動させる可動手段を設けた。このため、光分割器からス
テージに固設された移動鏡へと向かう光ビームの光路
は、ステージの位置に依存せずに、常に微小な値に維持
される。従って、この光路では、空気揺らぎや温度分布
変化の影響を殆ど受けなくなる。

【００１４】

【実施例】図１及び図２は本発明の第１実施例による位
置計測装置の概略的な構成を示す図であり、本発明を集
積回路製造用の露光装置に適用したものである。図１は
Ｙステージ２がビームスプリッタ１０とは反対方向に最
大に移動したときの図であり、図２はＹステージ２がビ
ームスプリッタ１０の方向に最大に移動したときの図で
ある。また、図１及び図２ではＹステージ２の位置計測
装置のみを示している。また、図１及び図２において、
図５と同一の部材には同じ符号を付しており、ここでは
その説明を省略する。以下、図１を参照しながら説明を
行う。

【００１５】レーザ光源ＬはＹステージ２（ウェハＷ）
のＹ方向の位置（座標値）を計測するためのレーザビー
ム（例えばＨｅ−Ｎｅレーザ）を射出する。また、投影
光学系４の鏡筒下部には固定鏡５が設けられており、Ｘ
ステージ３の端部には移動鏡６が設けられている。ビー
ムスプリッタ１０はレーザ光源Ｌからの測定用ビームを
分割し、ここで反射したビームＢＬはミラー９でほぼ垂
直に反射される。これによって、ビームスプリッタ１０
を透過するビームＢＳと反射するビームＢＬは、固定鏡
５と移動鏡６との各々に対してほぼ垂直に、かつ互いに
ほぼ平行になって投射される。ここで、ミラー９は固定
部材（カバー）１４によってビームスプリッタ１０に一
体に固定されており、ミラー９とビームスプリッタ１０
とが相対的に位置ずれ及び回転しないように構成されて
いる。さらにこのビームスプリッタ１０は保持部材２３
に一体に保持されている。また、この保持部材２３は、
ビームスプリッタ１０と移動鏡６とが微小間隔だけ離れ
るように、Ｙステージ２を駆動するための送りねじ７に
螺合している。Ｙステージ２と保持部材２３とが同じ送
りねじに螺合しているため、保持部材２３はＹステージ
２の移動に追従して移動することになる。即ち、ビーム
スプリッタ１０は移動鏡６と同一方向に、ほぼ同一距離
だけ移動することになる。このことから、ビームＢＳの
光路はＹステージ２の位置に依存せずに、常にほぼ一定
の微小値に維持されることになる。従って、ビームＢＳ
の光路上における空気揺らぎや温度分布変化の影響を、
大幅に低減することができる。

【００１６】また、ビームスプリッタ１０とミラー９と
が一体となっていることによって、ビームＢＳとＢＬと
は常にほぼ平行に配置されることになる。例えば、保持
部材２３が縦方向（紙面内上下方向）、又は横方向（紙
面と垂直な方向）にシフトしても、ビームＢＳとＢＬと
の光路長は変化しないため、Ｙステージ２の位置計測の
誤差要因とはならない。また、この保持部材２３に紙面
内の微小な回転（ピッチング）が生じたとしても、平行
平板ガラスと同様の原理でビームＢＳとＢＬとの上下シ
フトは生じるが、双方のビームの光路長の変化の差は非
常に小さく、計測精度を低下させるものではない。

【００１７】また、本実施例ではレーザビームＢＳ、Ｂ
Ｌの光路上の空気揺らぎや温度分布変化をさらに低減さ
せるために、ビームＢＳ、ＢＬの双方の光路に対して空
調を施している。図１において、送風器１２によって温
度調整された気体（清浄なエア）は図の矢印のように進
み、ビームＢＬとＢＳとの各々の光路に吹きつけられ
る。ビームＢＬの光路に吹きつけるエアは送風管１３を
通り、ビームＢＬの真上に、ビームＢＬの光路に平行に
配置されている送風カバー１５Ｌへ流れる。そしてこの
エアは、送風カバー１５Ｌの下面（ビームＢＬ側の面）
にビーム光路に沿って設けられている複数の開口１５Ｐ
の各々から、ビームＢＬに対してほぼ垂直に吹きつけら
れることになる。ビームＢＬはＹステージ２の移動に伴
って光路長（ミラー９と固定鏡５との間隔）が変化する
ため、送風カバー１５ＬはビームＢＬが取りうる光路の
ほぼ全範囲を空調可能な構成になっている。即ち、Ｙス
テージ２が図２の状態のとき、ビームＢＬの光路のほぼ
全域にエアが吹きつけられるように、複数の開口１５Ｐ
が所定の間隔で送風カバー１５Ｌに形成されている。

【００１８】一方、ビームＢＳの光路に吹きつけるエア
は送風器１２から不図示の送風管（パイプ）を通り、保
持部材２３に設けられているエア吸入口２０に送られ
る。このエアは保持部材２３の内部を流れて、送風口１
５ＳからビームＢＳに対してほぼ垂直に吹きつけられ
る。送風口１５ＳはビームＢＳの光路にエアを吹きつけ
るため、保持部材２３からＹステージ２側に突出してい
る。そこで、ビームＢＳの光路全体にエアを吹き出し、
且つＹステージ２が移動しても接触しないように、ビー
ムスプリッタ１０と移動鏡６との間隔に応じて送風口１
５Ｓの大きさ（長さ）が定められている。

【００１９】以上のような構成によって、ビームＢＳ、
ＢＬの光路全体をＹステージ２の位置に依存せずに、ほ
ぼ一様に空調することが可能となる。また、ビームＢＳ
の光路を空調することによって、ビームスプリッタ１０
と移動鏡６との間隔を微小値に設定することなく広げる
ことも可能となる。また、図１では、送風口１５Ｌはエ
アをビームＢＬの真上から送風するように配置されてい
るが、図２に示すように、Ｙステージ２がビームスプリ
ッタ１０の方向に移動した時、エアが直接ウェハＷ上に
吹きつけられてしまう。これを防ぐには、エアがビーム
ＢＬの斜め上方や、図１の紙面に対して垂直方向から送
風されるように、送風口１５Ｌを配置すると良い。ま
た、エアをビーム光路に吹きつける前の送風管内に０．
１μｍクラスのＨＥＰＡ（High Efficiency Particle A
ir）フィルターを入れておいてもよい。

【００２０】また、送風器１２から吹き出すエアは、ビ
ームＢＬ、ＢＳ付近の気温とほぼ等しく、安定した温度
であることが望ましい。このため、本実施例の投影露光
装置を収納するエンバイロメンタル・チャンバー内を循
環させる清浄な温調気体の一部を送風器１２に導くよう
にしても良い。さらに、本実施例において、ビームスプ
リッタ１０及びミラー９はシングルパスの構成になって
いるが、直角プリズムやλ／４板等を追加してダブルパ
スの構成にすれば、さらに高精度な位置計測が可能とな
る。

【００２１】図３は、本発明の第２実施例による位置制
御装置を備えた投影露光装置の概略的な構成を示す図で
ある。図３において図１と同一の部材には同じ符号を付
してある。図３に示すように、第１実施例と異なる点
は、Ｙステージ２にビームスプリッタ１０を固設する固
定部材１６を有することである。従って、図３では図１
に示したレーザ光源Ｌ、ディテクタＤ、ミラー２２、２
２’、各制御系ＳＴＤ、ＭＣＳ等の図示は省略した。

【００２２】先の第１実施例では、保持部材２３とＹス
テージ２とを送りねじ７に別々に螺合している。このた
め、長期的なドリフト等により保持部材２３（特に送風
口１５Ｓ）とＹステージ２とが接触して保持部材２３に
負荷がかかり得る。そこで第２実施例では、図３に示す
ようにビームスプリッタ１０を移動鏡６との距離が微小
な値になるように、Ｙステージ２に固設する固定部材１
６を設けることとした。Ｙステージ２とビームスプリッ
タ１０とは固定部材１６によって一体となっているの
で、ビームスプリッタ１０はＹステージ２の移動に追従
して移動することになる。また、エア吸入口２０と送風
口１５Ｓは固定部材１６に固設されており、第１実施例
と同様に、ビームＢＳの光路上には空調が施されてい
る。このため、Ｙステージ２及びビームスプリッタ１０
の移動にかかわらず、ビームＢＳは空気揺らぎ等の影響
を受けることがない。

【００２３】図４は本発明の第３実施例による位置制御
装置を備えた投影露光装置の概略的な構成を示す図であ
る。図４において、図１と同一の部材には同じ符号を付
してある。以下図４を参照しながら説明を行う。本実施
例は第１実施例における保持部材２３とＹステージ２と
を独立に駆動制御できるような構成になっており、他の
構成は第１実施例と全く同じである。Ｙステージ２は送
りねじ７に螺合しており、モータ８によってベース１上
をＹ方向に１次元移動する。また、ビームスプリッタ１
０およびミラー９は固定部材１４によって一体に固定さ
れており、さらにこの固定部材１４は保持部材２３に保
持されている。図５に示すように、この保持部材２３は
第１及び第２実施例とは逆に、一体となっているミラー
９およびビームスプリッタ１０を上方（ミラー９側）か
ら保持している。この保持部材２３は送りねじ１８に螺
合しており、モータ１７によって、Ｙステージ２とほぼ
平行な方向（Ｙ方向）に移動可能な構成になっている。
また、送りねじ１８とモータ１７とは不図示の保持部材
によってベース１に固定的に保持されている。さらに送
りねじ１８の剛性は十分に高く、保持部材２３の移動に
伴う送りねじ１８のたわみ等はほとんど起こらない。
尚、送りねじ１８にたわみ等が生じる、即ちビームスプ
リッタ１０及びミラー９が一体に位置ずれ（または微小
回転）しても、これに起因したビームＢＬ、ＢＳの光路
長の変化の差は非常に小さく、計測精度を低下させるも
のではない。また、２つのモータ８、１７はステージ制
御系ＳＴＤに接続されており、このステージ制御系ＳＴ
ＤによってＹステージ２と保持部材２３の移動が制御さ
れている。

【００２４】ステージ制御系ＳＴＤは、Ｙステージ２の
駆動条件に基づいて保持部材２３の移動方向、及び移動
量を算出する演算回路を有している。本実施例において
この演算回路は、主制御系からのＹステージ２の駆動条
件（位置決め目標値）を読み取り、Ｙステージ２と同一
方向に、ほぼ同一量だけ保持部材２３を移動させるよう
な駆動信号をモータ１７に出力する。これによってモー
タ１７および送りねじ１８が駆動し、ビームスプリッタ
１０がＹステージ２に追従して移動するのである。ま
た、予めビームスプリッタ１０と移動鏡６との間隔が微
小値に保たれていれば、ビームスプリッタ１０と移動鏡
６との間隔はＹステージ２の移動に依存せずに、常にほ
ぼ一定の微小値を保つことになる。以上の事から、本実
施例において、空気揺らぎや温度分布変化はビームＢＳ
の光路上では殆ど起こらない。従って、空気揺らぎや温
度分布変化による、Ｙステージ２の位置計測精度への影
響を大きく軽減させることが可能となる。

【００２５】ここで、Ｙステージ２がビームスプリッタ
１０とは逆の方向に、最大に移動したとき、それに追従
して移動する保持部材２３やミラー９は、投影光学系４
や固定鏡５等に接触しないように、例えば送りねじ１８
にストッパーを設ける、あるいは予めステージ制御系Ｓ
ＴＤに保持部材２３の可動範囲を設定しておくようにす
ることが望ましい。

【００２６】また、本実施例においても、第１実施例と
同様に空調を施している。ここで、第１実施例では送風
口１５Ｓや空気吸入口２０は、保持部材２３に設けられ
ていたが、本実施例では図４に示すように、ビームＢＬ
を遮光しないようにビームスプリッタ１０とミラー９と
の間に配置されている。従って、ビームＢＳに吹きつけ
るエアは、ビームＢＳの上方から、ビームＢＳの光路全
体に吹きつけられている。また、図４に示すように、ビ
ームＢＬの上方には、保持部材２３を駆動するための可
動手段（１７、１８）が配置されている。このため、送
風口１５ＬはビームＢＬに沿って、図３の紙面に対して
垂直方向に配置されており、ビームＢＬが取りうる光路
の全範囲に、紙面と垂直な方向からエアを吹きつけてい
る。以上のような構成によって、ビームＢＳ、ＢＬの光
路全体をＹステージ２の位置に依存せずに、ほぼ一様に
空調することが可能となり、Ｙステージ２の位置を安定
的に、極めて高い精度で測定することが可能となる。

【００２７】また、保持部材２３の駆動条件は上記の条
件に限らない。例えば、Ｙステージ２の移動方向と同方
向に、Ｙステージ２の移動量に比例した量（ここでは分
かりやすくするために、１／２と考える）だけ保持部材
２３を移動させるとする。このような機構にすれば、保
持部材２３の移動ストロークはＹステージ２の移動スト
ロークの半分で済むことになり、保持部材２３を駆動す
るための可動手段（１７、１８）を配置するスペースが
小さくてすむ。また、保持部材２３は、Ｙステージ２の
移動に追従している途中で、その移動を停止しても構わ
ない。例えば、Ｙステージ２がビームスプリッタ１０と
逆の方向に移動し、それに追従して移動する保持部材２
３が送りねじ１８の端部に達した場合、ステージ制御系
ＳＴＤは保持部材２３の移動を停止させ、Ｙステージ２
だけが移動するような機構にしても良い。このような機
構にすれば、Ｙステージ２の可動範囲は保持部材１４の
ストローク量に依存しないですむ。

【００２８】しかし、いずれの場合も、ビームＢＳの光
路長がなるべく微小になるように設計することが望まし
い。また、ビームスプリッタ１０と移動鏡６との間隔が
所定値以上に広がらないように、保持部材２３の移動を
制御するようにしても良い。ビームＢＳの光路長を微小
値ないしは所定値以下に保つことによって、ビームＢＳ
の光路上における空気揺らぎや温度分布変化が低減し、
Ｙステージ２の位置を安定的に、極めて高い精度で測定
することが可能となる。

【００２９】ここで、本発明における先の第１及び第２
実施例において、Ｘステージ３の位置計測装置は、図に
示したＹステージ２の位置制御装置と同様の構成ではな
い方が望ましい。同様の構成した場合、Ｘステージ３を
駆動するモータ、および送りねじはＹステージ２上に載
置しなければならず、この送りねじに螺合する保持部
材、及び保持部材に固設されているビームスプリッタお
よびミラー等は、Ｙステージ２の移動に伴ってＹ方向に
移動してしまう。従って、Ｘステージ３の位置計測装置
は図５に示す従来の技術のような構成にするか、もしく
はＹステージ２が移動してもビームスプリッタおよびミ
ラーがＹ方向に移動しない、例えば第３実施例のような
構成にすることが望ましい。また、第３実施例における
Ｘステージ３の位置計測装置は、図４に示すような第３
実施例のＹステージ２の位置計測装置と全く同じ構成で
何ら問題はないし、この構成に限るものでもない。

【００３０】

【発明の効果】以上のように本発明では、光分割器と移
動鏡との間隔をステージの位置に依存せずに、常に微小
に保つことが可能となる。このため、光ビームの光路上
における空気揺らぎや温度分布変化の影響が低減し、ス
テージの位置を安定的に、極めて高い精度で測定する事
が可能となる。

【００３１】また、光分割器と偏向部材とを一体として
駆動することによって、これらを保持する保持部材が横
ずれしても、移動鏡と固定鏡との各々に向かう光ビーム
の光路長はほぼ同じ量だけ変化するため、ステージ位置
計測の誤差要因とはならない。さらに保持部材が微小回
転しても、２本のビームの光路長の変化の差は非常に小
さい。よって本発明では、さほど厳しい製造精度が要求
されることはない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例による位置計測装置の概略
的な構成を示す図。

【図２】図１中のＹステージが移動ストロークの一端ま
で移動した様子を示す図。

【図３】本発明の第２実施例による位置計測装置の概略
的な構成を示す図。

【図４】本発明の第３実施例による位置計測装置の概略
的な構成を示す図。

【図５】従来の技術を示す側面図。

【符号の説明】

１ベース２Ｙステージ３Ｘステージ５固定鏡６移動鏡７、１８送りねじ８、１７モータ９ミラー１０ビームスプリッタ１１パルスコンバータ１４固定カバー１５Ｓ、１５Ｌ送風口１６固定部材Ｌ光源Ｄディテクタ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ベース上を所定の方向に移動可能なステ
ージと、該ステージの一部に移動方向と垂直な反射面を
もって固設された移動鏡と、前記ベースに対して固定的
に配置された固定鏡と、前記移動鏡と前記固定鏡との各
々の反射面に対して、可干渉性の光ビームをほぼ垂直
に、かつ互いにほぼ平行に配置して投射する光波干渉計
と、該光波干渉計の計測信号に基づいて前記ステージの
位置を検知する位置検知回路とを備えたステージ位置計
測装置において、前記光波干渉計は、前記移動鏡と前記固定鏡との各々に
向かう光ビームを射出するとともに、前記移動鏡と前記
固定鏡との各々で反射した光ビームを光電検出器へ導く
光分割器を有し、前記ステージの移動に追従して、前記光分割器を前記移
動鏡に向かう光ビームに沿った方向に移動させる可動手
段を備えたことを特徴とするステージ位置計測装置。
【請求項２】前記光波干渉計は、前記光分割器を射出
して前記移動鏡と前記固定鏡との各々に向かう光ビーム
を互いにほぼ平行に配置するための偏向部材を有し、前記可動手段は、前記光分割器と前記偏向部材とを一体
に移動させることを特徴とする請求項１に記載のステー
ジ位置計測装置。
【請求項３】前記可動手段は、前記光分割器と前記移
動鏡との間隔が微小値に維持されるように、前記ステー
ジの移動に追従して前記光分割器を移動させることを特
徴とする請求項１、又は２に記載のステージ位置計測装
置。
【請求項４】前記可動手段は、前記光分割器と前記移
動鏡との間隔を微小値に維持して前記光分割器を前記ス
テージに固設する固定部材を有することを特徴とする請
求項３に記載のステージ位置計測装置。
【請求項５】前記可動手段は、前記光分割器を保持す
る保持部材と、前記光分割器と前記移動鏡とが微小間隔
だけ離れるように前記保持部材と前記ステージとが螺合
した送りねじを有する駆動機構とを含むことを特徴とす
る請求項３に記載のステージ位置計測装置。
【請求項６】前記可動手段は、前記光分割器と前記移
動鏡との間隔が微小値に維持されるように、前記ステー
ジの駆動条件に基づいて前記光分割器の移動方向、及び
移動量を算出する演算回路と、該算出された移動条件に
従って前記光分割器を移動させる駆動機構とを有するこ
とを特徴とする請求項１、又は２に記載のステージ位置
計測装置。