JPH08261718A - 干渉計を用いた測定装置及び方法 - Google Patents
干渉計を用いた測定装置及び方法Info
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- JPH08261718A JPH08261718A JP7315291A JP31529195A JPH08261718A JP H08261718 A JPH08261718 A JP H08261718A JP 7315291 A JP7315291 A JP 7315291A JP 31529195 A JP31529195 A JP 31529195A JP H08261718 A JPH08261718 A JP H08261718A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 干渉計を用いた測定装置および方法におい
て、環境の影響から干渉計のレーザ・ビームを隔離する
こと。 【構成】 物体までの距離の測定に使用する干渉計に、
レーザー・シースが設けられる。シースが、測定ビーム
の路の実質的な部分を封入し、測定距離に対する環境の
影響を緩和する、（たとえば真空またはヘリウムなどの
ガスの）制御された環境を提供する。シースは可変長
で、対象側のシース端を対象から近距離に維持するた
め、従動部に反応する。
て、環境の影響から干渉計のレーザ・ビームを隔離する
こと。 【構成】 物体までの距離の測定に使用する干渉計に、
レーザー・シースが設けられる。シースが、測定ビーム
の路の実質的な部分を封入し、測定距離に対する環境の
影響を緩和する、（たとえば真空またはヘリウムなどの
ガスの）制御された環境を提供する。シースは可変長
で、対象側のシース端を対象から近距離に維持するた
め、従動部に反応する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ干渉計を用
いた測定方法と装置に係り、特に環境の影響から干渉計
のレーザ・ビームを隔離する方法を改良した、半導体製
造システムのウェーハの位置決めに有用なものである。
いた測定方法と装置に係り、特に環境の影響から干渉計
のレーザ・ビームを隔離する方法を改良した、半導体製
造システムのウェーハの位置決めに有用なものである。
【０００２】
【従来の技術】図１は、半導体ウェーハ１００を位置決
めするための典型的な先行技術の配置構成を単純化した
概略透視図である。ウェーハ１００は、制御可能な位置
決め装置１１５をＸ方向に操作することによって移動可
能なベッド１１０と、制御可能な位置決め装置１２５を
Ｙ方向に操作することによって移動可能なベッド１２０
とを有するＸＹステージ１０５上のチャックに取り付け
られる。位置決め装置およびベッドは、固定プラットフ
ォーム１３０に取り付けられる。図示された配置構成で
は、ステージ１０５を使用して、ステップ・アンド・リ
ピート・ウェーハ露光装置内にある光源１３５、レチク
ル１４０および投影レンズ・アセンブリ１４５が生成す
る光学像に対してウェーハ１００の位置を決定する。Ｘ
およびＹ方向それぞれにおけるウェーハ１００の位置
は、光源１５０、ビーム・スプリッタ１５５、干渉計１
６０および１６５、および鏡体１７０および１７５を有
するレーザ干渉計システムによって測定される。ビーム
・スプリッタ１５５によって分割されたレーザ・ビーム
１８０が、干渉計１６０および１６５に供給される。次
に、干渉計１６０は、ビームを基準レーザ・ビーム（図
示せず）と、Ｘ方向にウェーハ１００の位置を測定する
ために鏡体１７０に与えられる測定レーザ・ビーム１８
５とに分割する。干渉計１６５は、ビームを、基準レー
ザ・ビーム（図示せず）と、Ｙ方向にウェーハ１００の
位置を測定するために鏡体１７５に与えられる測定レー
ザ・ビーム１９０とに分割する。測定された位置は、位
置決め装置１１５および１２５を制御して閉鎖ループ制
御システム内でウェーハを位置決めするステージ制御回
路（図示せず）にフィードバックされる。
めするための典型的な先行技術の配置構成を単純化した
概略透視図である。ウェーハ１００は、制御可能な位置
決め装置１１５をＸ方向に操作することによって移動可
能なベッド１１０と、制御可能な位置決め装置１２５を
Ｙ方向に操作することによって移動可能なベッド１２０
とを有するＸＹステージ１０５上のチャックに取り付け
られる。位置決め装置およびベッドは、固定プラットフ
ォーム１３０に取り付けられる。図示された配置構成で
は、ステージ１０５を使用して、ステップ・アンド・リ
ピート・ウェーハ露光装置内にある光源１３５、レチク
ル１４０および投影レンズ・アセンブリ１４５が生成す
る光学像に対してウェーハ１００の位置を決定する。Ｘ
およびＹ方向それぞれにおけるウェーハ１００の位置
は、光源１５０、ビーム・スプリッタ１５５、干渉計１
６０および１６５、および鏡体１７０および１７５を有
するレーザ干渉計システムによって測定される。ビーム
・スプリッタ１５５によって分割されたレーザ・ビーム
１８０が、干渉計１６０および１６５に供給される。次
に、干渉計１６０は、ビームを基準レーザ・ビーム（図
示せず）と、Ｘ方向にウェーハ１００の位置を測定する
ために鏡体１７０に与えられる測定レーザ・ビーム１８
５とに分割する。干渉計１６５は、ビームを、基準レー
ザ・ビーム（図示せず）と、Ｙ方向にウェーハ１００の
位置を測定するために鏡体１７５に与えられる測定レー
ザ・ビーム１９０とに分割する。測定された位置は、位
置決め装置１１５および１２５を制御して閉鎖ループ制
御システム内でウェーハを位置決めするステージ制御回
路（図示せず）にフィードバックされる。
【０００３】この一般的タイプの既知のシステムは、ス
テージ、ウェーハおよび光学システムが大気に囲まれて
いるが、通常は、空調環境により塵および気温が制御さ
れる。それでも、気温はレーザ・ビーム測定の長さにわ
たって短い期間に十分変化し、ウェーハ位置測定に有意
の誤差を招く。このような変化は、たとえば位置決め装
置１１５および１２５、光源１３５、および／またはレ
ーザ光源１５０などの、熱を発生するコンポーネントか
ら生じることがある。
テージ、ウェーハおよび光学システムが大気に囲まれて
いるが、通常は、空調環境により塵および気温が制御さ
れる。それでも、気温はレーザ・ビーム測定の長さにわ
たって短い期間に十分変化し、ウェーハ位置測定に有意
の誤差を招く。このような変化は、たとえば位置決め装
置１１５および１２５、光源１３５、および／またはレ
ーザ光源１５０などの、熱を発生するコンポーネントか
ら生じることがある。
【０００４】図２は、位置測定における環境変化の影響
を示す。干渉計１６０と鏡体１７０との間の距離Ｌは、
Ｘ方向に位置合わせした測定用レーザ・ビーム１８５を
使用して測定する。干渉計１６０は、距離を直接測定す
るのではなく、距離Ｌ、およびビーム１８５が通過する
空気の屈折率ηとに次式によって関連づけられた光路長
ＯＰＬを測定する。
を示す。干渉計１６０と鏡体１７０との間の距離Ｌは、
Ｘ方向に位置合わせした測定用レーザ・ビーム１８５を
使用して測定する。干渉計１６０は、距離を直接測定す
るのではなく、距離Ｌ、およびビーム１８５が通過する
空気の屈折率ηとに次式によって関連づけられた光路長
ＯＰＬを測定する。
【数１】
【０００５】屈折率に何らかの変化があると、直接ＯＰ
Ｌに影響を与え、それに伴いウェーハ１００の見かけの
位置に影響を与える。微分干渉計を使用する状況では、
測定ビームと比較できる環境に基準ビームを配置できる
なら、多少の補償が可能である。これは大規模な環境の
変化を補償することができるが、局所的な変化は適切に
補償しない。たとえば、４２０ｍｍの路長の見かけの距
離Ｌを１ｎｍ以内まで測定するには、測定レーザ・ビー
ムが通過する空気の温度および圧力は、それぞれ０．０
０２°Ｋおよび０．００６ｍｍＨｇ以内に維持しなけれ
ばならないことが計算されている。このような公差は、
既存のテクノロジーでは達成不可能と考えられる。
Ｌに影響を与え、それに伴いウェーハ１００の見かけの
位置に影響を与える。微分干渉計を使用する状況では、
測定ビームと比較できる環境に基準ビームを配置できる
なら、多少の補償が可能である。これは大規模な環境の
変化を補償することができるが、局所的な変化は適切に
補償しない。たとえば、４２０ｍｍの路長の見かけの距
離Ｌを１ｎｍ以内まで測定するには、測定レーザ・ビー
ムが通過する空気の温度および圧力は、それぞれ０．０
０２°Ｋおよび０．００６ｍｍＨｇ以内に維持しなけれ
ばならないことが計算されている。このような公差は、
既存のテクノロジーでは達成不可能と考えられる。
【０００６】米国特許第4,814,625号は、ＸおよびＹ方
向のレーザ干渉計システムの測定路に沿って、制御され
た温度でステージに向かって空気の流れを吹きつけるた
めに空調装置を設けた、図１に類似した半導体ウェーハ
露光システムについて述べている。このようなシステム
は、測定精度に影響を与えるような気温の変化を制限し
ようとする。米国特許第5,141,318 号は、半導体製造シ
ステム内でウェーハを位置決めするためのレーザ干渉計
測定装置、および方法について述べている。温度制御し
た空気が、測定レーザ・ビームの長さにわたって均一な
空気の層流を吹きつける通気口を通過する。
向のレーザ干渉計システムの測定路に沿って、制御され
た温度でステージに向かって空気の流れを吹きつけるた
めに空調装置を設けた、図１に類似した半導体ウェーハ
露光システムについて述べている。このようなシステム
は、測定精度に影響を与えるような気温の変化を制限し
ようとする。米国特許第5,141,318 号は、半導体製造シ
ステム内でウェーハを位置決めするためのレーザ干渉計
測定装置、および方法について述べている。温度制御し
た空気が、測定レーザ・ビームの長さにわたって均一な
空気の層流を吹きつける通気口を通過する。
【０００７】実際には、この２つの特許のシステムに
は、少なくとも２つの大きな欠点がある。第１に、実際
のウェーハ・ステッパ装置では、ステージ近傍の空間が
制限されているため、実行が困難である。第２に、測定
精度の改良は、次世代の半導体プロセスに予想されるニ
ーズには不適切と考えられる。このような配置構成は、
測定精度に対する気温および圧力の影響をある程度緩和
することができるが、環境の変動から、より効果的に隔
離する必要がある。
は、少なくとも２つの大きな欠点がある。第１に、実際
のウェーハ・ステッパ装置では、ステージ近傍の空間が
制限されているため、実行が困難である。第２に、測定
精度の改良は、次世代の半導体プロセスに予想されるニ
ーズには不適切と考えられる。このような配置構成は、
測定精度に対する気温および圧力の影響をある程度緩和
することができるが、環境の変動から、より効果的に隔
離する必要がある。
【０００８】ステージを使用してウェーハを位置決め
し、電子光学系およびステージおよびウェーハがすべて
真空チャンバ内に封入されている電子ビーム描画システ
ムが知られている。電子ビーム・システムの操作には真
空環境が必要であるが、それは、半導体製造システムに
とっては非現実的であり、不都合でさえある。ウェーハ
・ステッパ・システムにとって十分に大きい真空システ
ムを構築し、維持することは、費用がかかり複雑であ
る。真空ポンプ、シール、ハウジング要素などは、初期
費用を増加させ、高価な製造スペースを占有することに
なる。システムの保守は、システムの操作中および干渉
があるごとに真空の密閉を保証しなければならないこと
によって阻害される。新しいウェーハが導入されるたび
に真空が失われないよう、エア・ロックが必要となり、
達成可能な生産速度を制限する可能性がある。屈折率が
変化し、複雑な光学露光システムを完全に設計しなおさ
なければならなくなる。
し、電子光学系およびステージおよびウェーハがすべて
真空チャンバ内に封入されている電子ビーム描画システ
ムが知られている。電子ビーム・システムの操作には真
空環境が必要であるが、それは、半導体製造システムに
とっては非現実的であり、不都合でさえある。ウェーハ
・ステッパ・システムにとって十分に大きい真空システ
ムを構築し、維持することは、費用がかかり複雑であ
る。真空ポンプ、シール、ハウジング要素などは、初期
費用を増加させ、高価な製造スペースを占有することに
なる。システムの保守は、システムの操作中および干渉
があるごとに真空の密閉を保証しなければならないこと
によって阻害される。新しいウェーハが導入されるたび
に真空が失われないよう、エア・ロックが必要となり、
達成可能な生産速度を制限する可能性がある。屈折率が
変化し、複雑な光学露光システムを完全に設計しなおさ
なければならなくなる。
【０００９】他にも不都合があるものの、真空環境は、
測定レーザ・ビームに対する環境の影響を緩和すること
により、干渉系の測定精度を改善するという利点があ
る。
測定レーザ・ビームに対する環境の影響を緩和すること
により、干渉系の測定精度を改善するという利点があ
る。
【００１０】
【発明の要約】本発明の好ましい実施例によると、物体
までの距離の測定に使用する干渉計に、レーザー・シー
スが設けられる。シースが、測定ビームの路の実質的な
部分を封入し、測定距離に対する環境の影響を緩和す
る、（たとえば真空またはヘリウムなどのガスの）制御
された環境を提供する。シースは可変長で、対象側のシ
ース端を対象から近距離に維持するため、従動部に反応
する。環境制御装置は、シース内の環境を制御する。補
正装置は、ビーム路に沿って検出された環境特性に合わ
せて干渉計の測定距離信号を補償し、干渉計と（ステー
ジの鏡体などの）反射面との間の距離を指示する補正信
号を生成する。この装置および方法を使用して、ステッ
プ・アンド・リピート・ウェーハ露光システム、および
精密な距離測定を要する他の用途においてステージ位置
を測定し、制御することができる。
までの距離の測定に使用する干渉計に、レーザー・シー
スが設けられる。シースが、測定ビームの路の実質的な
部分を封入し、測定距離に対する環境の影響を緩和す
る、（たとえば真空またはヘリウムなどのガスの）制御
された環境を提供する。シースは可変長で、対象側のシ
ース端を対象から近距離に維持するため、従動部に反応
する。環境制御装置は、シース内の環境を制御する。補
正装置は、ビーム路に沿って検出された環境特性に合わ
せて干渉計の測定距離信号を補償し、干渉計と（ステー
ジの鏡体などの）反射面との間の距離を指示する補正信
号を生成する。この装置および方法を使用して、ステッ
プ・アンド・リピート・ウェーハ露光システム、および
精密な距離測定を要する他の用途においてステージ位置
を測定し、制御することができる。
【００１１】ある実施例では、シースはビーム路の一部
を封入するハウジングを備え、ハウジングは壁および壁
を通るビーム用開口部を有し、シース部分は、ビーム用
開口部を通って延びて、ビーム路におおむね平行な方向
で壁に対して移動するよう支持された細長い中空の部材
を備える。シース部は、ビーム用開口部において空気誘
導式軸受によって支持される。反射面側のシース部の端
は、測定ビームが制御された環境と反射面との間を通過
できるようにする窓によって覆われる。従動部は、シー
ス部をビーム路に沿ってずらすことによって、シース部
の有効長を変化させ、窓を反射面から実質的に一定の距
離に維持する。ギャップ・センサが、窓と反射面との間
の距離を測定し、温度センサがギャップ領域の気温を測
定し、圧力センサが、制御環境内の圧力を検出する。補
正装置は、ギャップ・センサ、温度センサおよび圧力セ
ンサに反応し、空隙の長さ、空隙の温度、制御環境内の
圧力、および窓の屈折率に応じて、測定距離信号を補償
する。
を封入するハウジングを備え、ハウジングは壁および壁
を通るビーム用開口部を有し、シース部分は、ビーム用
開口部を通って延びて、ビーム路におおむね平行な方向
で壁に対して移動するよう支持された細長い中空の部材
を備える。シース部は、ビーム用開口部において空気誘
導式軸受によって支持される。反射面側のシース部の端
は、測定ビームが制御された環境と反射面との間を通過
できるようにする窓によって覆われる。従動部は、シー
ス部をビーム路に沿ってずらすことによって、シース部
の有効長を変化させ、窓を反射面から実質的に一定の距
離に維持する。ギャップ・センサが、窓と反射面との間
の距離を測定し、温度センサがギャップ領域の気温を測
定し、圧力センサが、制御環境内の圧力を検出する。補
正装置は、ギャップ・センサ、温度センサおよび圧力セ
ンサに反応し、空隙の長さ、空隙の温度、制御環境内の
圧力、および窓の屈折率に応じて、測定距離信号を補償
する。
【００１２】別の実施例では、シース部を反射面から実
質的に固定した間隔で維持するため、細長い中空部材の
反射面側の端に、軸受を取り付ける。この実施例では、
窓は必要とされない。軸受は、復元力を持って反射面方
向に偏った面と、加圧ガスを放出して面と反射面との間
の分離を維持するための少なくとも１つのオリフィスと
を有する先端部を備える。シース内が真空環境の場合、
システムの減圧能力は、シースに入るガスを排気するの
に十分である。
質的に固定した間隔で維持するため、細長い中空部材の
反射面側の端に、軸受を取り付ける。この実施例では、
窓は必要とされない。軸受は、復元力を持って反射面方
向に偏った面と、加圧ガスを放出して面と反射面との間
の分離を維持するための少なくとも１つのオリフィスと
を有する先端部を備える。シース内が真空環境の場合、
システムの減圧能力は、シースに入るガスを排気するの
に十分である。
【００１３】さらに別の実施例では、シース部は、細長
い中空部材の伸縮式のアセンブリを備え、アセンブリ
は、伸縮運動のためにビーム路とほぼ平行の方向に支持
される。さらに別の実施例では、シース部は、可変長の
蛇腹を有して、ビーム路とほぼ平行の方向に伸張および
収縮するよう支持された細長い中空部材を備える。本発
明の以上の特徴およびその他の特徴を、図面を参照しな
がら以下で説明する。図では、同様のコンポーネントは
同様の参照番号で示す。
い中空部材の伸縮式のアセンブリを備え、アセンブリ
は、伸縮運動のためにビーム路とほぼ平行の方向に支持
される。さらに別の実施例では、シース部は、可変長の
蛇腹を有して、ビーム路とほぼ平行の方向に伸張および
収縮するよう支持された細長い中空部材を備える。本発
明の以上の特徴およびその他の特徴を、図面を参照しな
がら以下で説明する。図では、同様のコンポーネントは
同様の参照番号で示す。
【００１４】
【実施例】図３は、ウェーハ１００の見かけの位置に対
する環境変化の影響を回避するため、図２の配置構成の
理想的な変形を示す。シース３００が測定レーザ・ビー
ム１８５を囲み、真空ポンプ３０５によって排気が行な
われる。たとえば、４２０ｍｍの光路の見かけの距離
を、真空中で１ｎｍ以内まで測定するには、測定レーザ
・ビームが通過する空気の温度および圧力を、それぞれ
±１．５４°Ｋおよび±０．００６１８ｍｍＨｇの公差
で感知しなければならない。このような公差は、たとえ
ば≦１．２ｍｍＨｇの真空環境では簡単に達成すること
ができる。排気能力が流入速度をはるかに上回る場合
は、シース内の残留ガスを補償するのに光路長を補正す
る必要がないほど低い絶対圧力を達成することができる
はずである。
する環境変化の影響を回避するため、図２の配置構成の
理想的な変形を示す。シース３００が測定レーザ・ビー
ム１８５を囲み、真空ポンプ３０５によって排気が行な
われる。たとえば、４２０ｍｍの光路の見かけの距離
を、真空中で１ｎｍ以内まで測定するには、測定レーザ
・ビームが通過する空気の温度および圧力を、それぞれ
±１．５４°Ｋおよび±０．００６１８ｍｍＨｇの公差
で感知しなければならない。このような公差は、たとえ
ば≦１．２ｍｍＨｇの真空環境では簡単に達成すること
ができる。排気能力が流入速度をはるかに上回る場合
は、シース内の残留ガスを補償するのに光路長を補正す
る必要がないほど低い絶対圧力を達成することができる
はずである。
【００１５】図３の配置構成は、ＸおよびＹ方向に自由
に移動できなければならないステージの位置を測定する
には、実際的ではない。というのは、鏡体１７０が、真
空を損なったり測定レーザ・ビーム３００を妨害したり
せずに、ＸおよびＹ方向で、干渉計１６０に対して自由
に移動しなければならないからである。図４は、図３の
配置構成に対して理想的な変形を示す。これは、測定ビ
ーム１８５を囲むレーザ・シース４００が、固定シース
部４０５と、ウェーハ１００がＸ方向で位置決めされる
につれてステージのベッド１１０とともに移動する可動
シース部４１０と、真空を損なわずに可動シース部がＸ
方向に移動できるようにする摺動シール４１５と、ベッ
ド１２０がＹ方向に移動するにつれて、鏡体１７０がシ
ース部４１０に対して摺動できるようにする摺動シール
４２０とで構成される。
に移動できなければならないステージの位置を測定する
には、実際的ではない。というのは、鏡体１７０が、真
空を損なったり測定レーザ・ビーム３００を妨害したり
せずに、ＸおよびＹ方向で、干渉計１６０に対して自由
に移動しなければならないからである。図４は、図３の
配置構成に対して理想的な変形を示す。これは、測定ビ
ーム１８５を囲むレーザ・シース４００が、固定シース
部４０５と、ウェーハ１００がＸ方向で位置決めされる
につれてステージのベッド１１０とともに移動する可動
シース部４１０と、真空を損なわずに可動シース部がＸ
方向に移動できるようにする摺動シール４１５と、ベッ
ド１２０がＹ方向に移動するにつれて、鏡体１７０がシ
ース部４１０に対して摺動できるようにする摺動シール
４２０とで構成される。
【００１６】図４の配置構成も理想的ではない。という
のは、可動シース部４１０またはシール４２０が（また
はその他の何物も）、精密ステージのいずれかの部分に
接触するのは、望ましくないからである。特に、このよ
うな接触は、ステージの位置決めに影響を与え、ステー
ジの位置決めモータに継続的に負荷をかける力を与える
ことがある。ステージの位置に影響を及ぼす可能性がな
く、ステージの駆動モータに負荷をかけないで、ステー
ジの位置を測定することが好ましい。
のは、可動シース部４１０またはシール４２０が（また
はその他の何物も）、精密ステージのいずれかの部分に
接触するのは、望ましくないからである。特に、このよ
うな接触は、ステージの位置決めに影響を与え、ステー
ジの位置決めモータに継続的に負荷をかける力を与える
ことがある。ステージの位置に影響を及ぼす可能性がな
く、ステージの駆動モータに負荷をかけないで、ステー
ジの位置を測定することが好ましい。
【００１７】図５は、ステージに力をかけないでステー
ジの位置を測定するために修正した配置構成を示す。測
定ビーム１８５を囲むレーザ・シース５００は、固定シ
ース部５０５と、ウェーハ１００がＸ方向で移動するに
つれてステージのベッド１１０とともに移動する可動シ
ース部５１０と、真空を損なわずに可動シース部５１０
がＸ方向に移動できるようにする摺動シール５１５と、
鏡体１７０に到達するために測定ビーム１８５が通る窓
５２０とで構成される。可動シース部５１０は、ステー
ジ従動部モータ５２５によってＸ方向に位置決めされ
る。ステージ従動部モータ５２５は、可動シース部５１
０に取り付けられたネジ付き従動部ナット５３５を移動
するために、回転ネジ５３０を動かす。ステージ従動部
モータ５２５は、ステージ従動部制御エレクトロニクス
５４５から線５４０を介して受信した制御信号によって
操作される。窓５２０に隣接して取り付けられた近接セ
ンサ５５０は、可動シース部５１０がＸ方向でステージ
のベッド１１０の移動に従っても、ステージの鏡体１７
０と窓５２０との間のギャップが維持されるよう、線５
５５を介してステージ従動部制御エレクトロニクス５４
５にギャップ距離信号を供給する。真空ポンプ（図示せ
ず）が、シース５００内の真空状態を維持する。
ジの位置を測定するために修正した配置構成を示す。測
定ビーム１８５を囲むレーザ・シース５００は、固定シ
ース部５０５と、ウェーハ１００がＸ方向で移動するに
つれてステージのベッド１１０とともに移動する可動シ
ース部５１０と、真空を損なわずに可動シース部５１０
がＸ方向に移動できるようにする摺動シール５１５と、
鏡体１７０に到達するために測定ビーム１８５が通る窓
５２０とで構成される。可動シース部５１０は、ステー
ジ従動部モータ５２５によってＸ方向に位置決めされ
る。ステージ従動部モータ５２５は、可動シース部５１
０に取り付けられたネジ付き従動部ナット５３５を移動
するために、回転ネジ５３０を動かす。ステージ従動部
モータ５２５は、ステージ従動部制御エレクトロニクス
５４５から線５４０を介して受信した制御信号によって
操作される。窓５２０に隣接して取り付けられた近接セ
ンサ５５０は、可動シース部５１０がＸ方向でステージ
のベッド１１０の移動に従っても、ステージの鏡体１７
０と窓５２０との間のギャップが維持されるよう、線５
５５を介してステージ従動部制御エレクトロニクス５４
５にギャップ距離信号を供給する。真空ポンプ（図示せ
ず）が、シース５００内の真空状態を維持する。
【００１８】干渉計１６０の干渉計測定エレクトロニク
ス５６０は、線５６５を介して測定距離補正エレクトロ
ニクス５７０に、未加工の測定距離信号（干渉計１６０
と鏡体１７０との間の光路長を表す）を供給する。測定
距離補正エレクトロニクス５７０は、圧力センサ５７５
からの圧力信号、温度センサからのギャップ気温信号、
および近接センサ５５０からのギャップ距離信号も受信
する。測定距離エレクトロニクス５７０は、窓５２０、
窓５２０と鏡体１７０との間の空隙、およびシース５０
０内の圧力の影響に合わせて未加工の測定距離信号を補
正し、補正した距離測定信号を、システムのステージ制
御エレクトロニクス５８５およびシステム制御エレクト
ロニクス５９０に供給する。システム制御エレクトロニ
クス５９０は、Ｘ軸のステージ・モータを制御するため
に、ステージ制御信号をシステム・ステージ制御エレク
トロニクス５８５に供給する。
ス５６０は、線５６５を介して測定距離補正エレクトロ
ニクス５７０に、未加工の測定距離信号（干渉計１６０
と鏡体１７０との間の光路長を表す）を供給する。測定
距離補正エレクトロニクス５７０は、圧力センサ５７５
からの圧力信号、温度センサからのギャップ気温信号、
および近接センサ５５０からのギャップ距離信号も受信
する。測定距離エレクトロニクス５７０は、窓５２０、
窓５２０と鏡体１７０との間の空隙、およびシース５０
０内の圧力の影響に合わせて未加工の測定距離信号を補
正し、補正した距離測定信号を、システムのステージ制
御エレクトロニクス５８５およびシステム制御エレクト
ロニクス５９０に供給する。システム制御エレクトロニ
クス５９０は、Ｘ軸のステージ・モータを制御するため
に、ステージ制御信号をシステム・ステージ制御エレク
トロニクス５８５に供給する。
【００１９】図６は、図５の配置構成における測定レー
ザ・ビーム１８５の通路を概略的に示す。距離ＬVは、
シース内の干渉計１６０から窓５２０までの測定路長を
表し、距離ＬWは窓５２０を通る測定路長を表し、距離
ＬAは空隙を通る測定路長を表す。干渉計１６０から鏡
体１７０までの光路長は、次のように表すことができ
る。
ザ・ビーム１８５の通路を概略的に示す。距離ＬVは、
シース内の干渉計１６０から窓５２０までの測定路長を
表し、距離ＬWは窓５２０を通る測定路長を表し、距離
ＬAは空隙を通る測定路長を表す。干渉計１６０から鏡
体１７０までの光路長は、次のように表すことができ
る。
【数２】 ここで、ηVはシース内の真空環境の屈折率、ηWは窓材
の屈折率、ηAは空隙の屈折率である。
の屈折率、ηAは空隙の屈折率である。
【００２０】図７は、空隙路長が量ΔＬだけ変化した場
合の影響を概略的に示す。これは、ステージ従動部が鏡
体１７０の動作に完全には従わない場合に生じる。光路
長は、次のように表すことができる
合の影響を概略的に示す。これは、ステージ従動部が鏡
体１７０の動作に完全には従わない場合に生じる。光路
長は、次のように表すことができる
【数３】 または
【数４】
【００２１】距離ΔＬおよび屈折率ηAおよびηVが正確
に分かっていれば、空隙路長の変化の影響を補償するこ
とができる。距離ΔＬは、近接センサ５５０で求め、近
接センサは誘導式センサでも静電容量式センサでもよ
い。たとえば、コロラド州コロラドスプリングスのKama
n Instrumentation CorporationのシリーズＳＭＵ−９
０００のセンサなどの適切な位置センサを使用すれば、
距離ΔＬは約３．４μｍ以内まで求めることができる、
と考えられる。屈折率ηAは、主として周囲温度の変化
とともに変動し、温度センサ５８０からの出力信号を使
用して補償される。屈折率ηVは、主としてシース５０
０内の圧力の変化とともに変動し、圧力センサ５７５か
らの出力信号を使用して補償される。
に分かっていれば、空隙路長の変化の影響を補償するこ
とができる。距離ΔＬは、近接センサ５５０で求め、近
接センサは誘導式センサでも静電容量式センサでもよ
い。たとえば、コロラド州コロラドスプリングスのKama
n Instrumentation CorporationのシリーズＳＭＵ−９
０００のセンサなどの適切な位置センサを使用すれば、
距離ΔＬは約３．４μｍ以内まで求めることができる、
と考えられる。屈折率ηAは、主として周囲温度の変化
とともに変動し、温度センサ５８０からの出力信号を使
用して補償される。屈折率ηVは、主としてシース５０
０内の圧力の変化とともに変動し、圧力センサ５７５か
らの出力信号を使用して補償される。
【００２２】図８は、描画システムに取り付けた状態
の、図５の配置構成の変形を示す。ウェーハ１００は、
投影レンズ・アセンブリ１４５からの像に対して位置づ
けされる。干渉計７００は測定レンズ・ビーム１８５を
発し、干渉計７１０は、レンズ・アセンブリ１４５のハ
ウジングに取り付けられた鏡体７１５に向けて基準レー
ザ・ビーム７０５を発する。シース７２０は、可動シー
ス部５１０とハウジング７２５と固定シース部７３０と
を備える。可動シース部５１０は、測定レーザ・ビーム
１８５の路を窓５２０まで封入する。固体シース部７３
０は、基準レーザ・ビーム７０５の路を窓７３５まで封
入する。固定シース部７３０は、窓７３５と鏡体７１５
との間に空隙７４５が確保されるよう、ブラケット７４
０によって適切な位置に支持される。基準レーザ・ビー
ム７０５が、測定レーザ・ビーム１８５と実質的に同じ
光路の影響を受けるよう、空隙７４５は、窓５２０と鏡
体１７０との間の名目空隙と等しく設定される。干渉計
７００と鏡体１７０との間の見かけの距離は、両ビーム
の光路に影響を及ぼす変動からは、影響を受けない。鏡
体７１５と鏡体１７０との間の距離ｌは、ステージ・ベ
ッド１１０の動作とともに変動する。システムは、ステ
ージ・ベッド１１０が移動範囲の中心にある時に、距離
ｌがほぼゼロになるよう設計することが望ましい。スプ
リッタ１５５からのビームは、鏡体７５０、窓７５５、
およびスプリッタ７６０を介して干渉計に供給される。
の、図５の配置構成の変形を示す。ウェーハ１００は、
投影レンズ・アセンブリ１４５からの像に対して位置づ
けされる。干渉計７００は測定レンズ・ビーム１８５を
発し、干渉計７１０は、レンズ・アセンブリ１４５のハ
ウジングに取り付けられた鏡体７１５に向けて基準レー
ザ・ビーム７０５を発する。シース７２０は、可動シー
ス部５１０とハウジング７２５と固定シース部７３０と
を備える。可動シース部５１０は、測定レーザ・ビーム
１８５の路を窓５２０まで封入する。固体シース部７３
０は、基準レーザ・ビーム７０５の路を窓７３５まで封
入する。固定シース部７３０は、窓７３５と鏡体７１５
との間に空隙７４５が確保されるよう、ブラケット７４
０によって適切な位置に支持される。基準レーザ・ビー
ム７０５が、測定レーザ・ビーム１８５と実質的に同じ
光路の影響を受けるよう、空隙７４５は、窓５２０と鏡
体１７０との間の名目空隙と等しく設定される。干渉計
７００と鏡体１７０との間の見かけの距離は、両ビーム
の光路に影響を及ぼす変動からは、影響を受けない。鏡
体７１５と鏡体１７０との間の距離ｌは、ステージ・ベ
ッド１１０の動作とともに変動する。システムは、ステ
ージ・ベッド１１０が移動範囲の中心にある時に、距離
ｌがほぼゼロになるよう設計することが望ましい。スプ
リッタ１５５からのビームは、鏡体７５０、窓７５５、
およびスプリッタ７６０を介して干渉計に供給される。
【００２３】図９は、１対の図８のような干渉計システ
ムを、ＸＹステージを有するウェーハ露光システムに取
り付けた様子を示す。Ｘ軸のシース７２０に加えて、Ｙ
軸のシース８００は、可動シース部８１０、ハウジング
８１５、および固定シース部８２０を備える。可動シー
ス部８１０は、Ｙ軸測定ビーム１９０の路の大部分を封
入する。固定シース部８２０は、基準ビーム７０５と同
等のＹ軸基準ビーム（図示せず）の大部分を封入する。
ムを、ＸＹステージを有するウェーハ露光システムに取
り付けた様子を示す。Ｘ軸のシース７２０に加えて、Ｙ
軸のシース８００は、可動シース部８１０、ハウジング
８１５、および固定シース部８２０を備える。可動シー
ス部８１０は、Ｙ軸測定ビーム１９０の路の大部分を封
入する。固定シース部８２０は、基準ビーム７０５と同
等のＹ軸基準ビーム（図示せず）の大部分を封入する。
【００２４】本発明によるレーザ・シースは、図１に示
した種類の、従来からあるステージ・システムに有用な
ばかりではない。これは、たとえば１９９４年４月１日
に出願された「電子機械的位置合わせおよび隔離の方法
および装置」と題する米国特許出願第08/221,372号で開
示した種類のガイドなしＸＹステージにも有用で、これ
は参照により本明細書に組み込まれる。
した種類の、従来からあるステージ・システムに有用な
ばかりではない。これは、たとえば１９９４年４月１日
に出願された「電子機械的位置合わせおよび隔離の方法
および装置」と題する米国特許出願第08/221,372号で開
示した種類のガイドなしＸＹステージにも有用で、これ
は参照により本明細書に組み込まれる。
【００２５】図１０は、ガイドなしステージの一部の拡
大透視図である。ステージ９００がウェーハ９０２を運
搬する。従動部アセンブリ９０４が、ステージ９００を
囲む。組み立てられた図１１の透視図で分かるように、
ステージ９００は、空気軸受プレート９０６の上方で、
空気／真空軸受によって提供された空気のクッション上
に支持される。空気軸受プレート９０６は、ベース９０
８に支持される。ステージ９００は、ステージをＸ−Ｙ
面で移動させるのに使用するリニア・ドライブ・モータ
の磁気ドライブ・コイルを保持し、コイル９１０は、ス
テージ９００をＸ方向に移動させるためのリニア・ドラ
イブ・モータ２個のうち一方の一部を形成し、コイル９
１２および９１４は、ステージ９００をＹ方向に移動さ
せるためのリニア・ドライブ・モータの一部を形成す
る。ステージ９００は、ＸおよびＹ方向の位置とＺ軸を
中心とする回転方向θとを、レーザ干渉計で求めるため
の鏡体９１６および９１８も保持する。
大透視図である。ステージ９００がウェーハ９０２を運
搬する。従動部アセンブリ９０４が、ステージ９００を
囲む。組み立てられた図１１の透視図で分かるように、
ステージ９００は、空気軸受プレート９０６の上方で、
空気／真空軸受によって提供された空気のクッション上
に支持される。空気軸受プレート９０６は、ベース９０
８に支持される。ステージ９００は、ステージをＸ−Ｙ
面で移動させるのに使用するリニア・ドライブ・モータ
の磁気ドライブ・コイルを保持し、コイル９１０は、ス
テージ９００をＸ方向に移動させるためのリニア・ドラ
イブ・モータ２個のうち一方の一部を形成し、コイル９
１２および９１４は、ステージ９００をＹ方向に移動さ
せるためのリニア・ドライブ・モータの一部を形成す
る。ステージ９００は、ＸおよびＹ方向の位置とＺ軸を
中心とする回転方向θとを、レーザ干渉計で求めるため
の鏡体９１６および９１８も保持する。
【００２６】ステージ９００のすぐ後に、Ｘ従動部およ
びＹ従動部が従う。Ｙ従動部は、間隔をあけた１対のア
ーム９４４および９４６に接続されたクロス部材９４２
を含む。アーム９４４は、ステージ９００のコイル（図
示せず）と共同して第１リニア・モータを形成するドラ
イブ・トラック９４８を有する。アーム９４６は、コイ
ル９１０と共同して第２リニア・モータを形成するドラ
イブ・トラック（図示せず）を有する。Ｘ従動部は、間
隔をあけた１対のアーム９５２および９５４に接続され
たクロス部材９５０を含む。アーム９５２は、コイル９
１２と共同して第３リニア・モータを形成するドライブ
・トラック（図示せず）を有する。アーム９５４は、コ
イル９１４と共同して第４リニア・モータを形成するド
ライブ・トラック９５６を有する。
びＹ従動部が従う。Ｙ従動部は、間隔をあけた１対のア
ーム９４４および９４６に接続されたクロス部材９４２
を含む。アーム９４４は、ステージ９００のコイル（図
示せず）と共同して第１リニア・モータを形成するドラ
イブ・トラック９４８を有する。アーム９４６は、コイ
ル９１０と共同して第２リニア・モータを形成するドラ
イブ・トラック（図示せず）を有する。Ｘ従動部は、間
隔をあけた１対のアーム９５２および９５４に接続され
たクロス部材９５０を含む。アーム９５２は、コイル９
１２と共同して第３リニア・モータを形成するドライブ
・トラック（図示せず）を有する。アーム９５４は、コ
イル９１４と共同して第４リニア・モータを形成するド
ライブ・トラック９５６を有する。
【００２７】Ｘ従動部およびＹ従動部は、反応フレーム
上に支持される。ベース９０８とは無関係に、反応フレ
ームを支持することができる。アーム９４６および９４
４の端９５８および９６０は、反応フレームのレール９
６２上に載り、アーム９４４および９４６の端９６３お
よび９６４は、反応フレームの対向するレール（図示せ
ず）上に載る。ドライブ機構（図示せず）が、Ｙ従動部
をＹ方向に移動させる。アーム９５２および９５４の端
９６５および９６６は、反応フレームのレール９６７お
よび９６８上に載り、端９７０および９７２は、反応フ
レームの対向するレール（図示せず）上に載る。Ｘおよ
びＹ従動部の移動に使用するドライブ機構は、おおまか
な位置決めに使用され、したがって、打込みネジまたは
ローラ・ガイドを使用したドライブ・モータなどの非精
密装置でもよい。リニア・ドライブ・モータがステージ
９００を移動させ、ＸおよびＹ従動部は、ステージ９０
０と接触せずに、ステージ９００から短距離の位置を維
持する。ステージ９００のリニア・モータ・コイルは、
従動部のドライブ・トラックの内側に載るが、従動部に
も他の何物にも物理的に接触しない。たとえば、従動部
アーム９４６内にある（しかし接触していない）コイル
９２０を示す図１９の詳細図を参照のこと。
上に支持される。ベース９０８とは無関係に、反応フレ
ームを支持することができる。アーム９４６および９４
４の端９５８および９６０は、反応フレームのレール９
６２上に載り、アーム９４４および９４６の端９６３お
よび９６４は、反応フレームの対向するレール（図示せ
ず）上に載る。ドライブ機構（図示せず）が、Ｙ従動部
をＹ方向に移動させる。アーム９５２および９５４の端
９６５および９６６は、反応フレームのレール９６７お
よび９６８上に載り、端９７０および９７２は、反応フ
レームの対向するレール（図示せず）上に載る。Ｘおよ
びＹ従動部の移動に使用するドライブ機構は、おおまか
な位置決めに使用され、したがって、打込みネジまたは
ローラ・ガイドを使用したドライブ・モータなどの非精
密装置でもよい。リニア・ドライブ・モータがステージ
９００を移動させ、ＸおよびＹ従動部は、ステージ９０
０と接触せずに、ステージ９００から短距離の位置を維
持する。ステージ９００のリニア・モータ・コイルは、
従動部のドライブ・トラックの内側に載るが、従動部に
も他の何物にも物理的に接触しない。たとえば、従動部
アーム９４６内にある（しかし接触していない）コイル
９２０を示す図１９の詳細図を参照のこと。
【００２８】図１２ないし１５は、ステージ９００が動
き回るにつれ、ＸおよびＹ従動部の操作を示す一連の透
視図である。図１２ないし図１３では、ステージ９００
がＸ方向に移動するにつれ、Ｘ従動部１０１０がそのす
ぐ後に従って、Ｘ方向に移動する。図１３ないし図１４
では、ステージ９００がＹ方向に移動するにつれ、Ｙ従
動部１０２０がそのすぐ後に従って、Ｙ方向に移動す
る。図１２ないし図１５では、ステージ９００が、Ｘお
よびＹ方向で一方の極端な位置から対向する極端な位置
へ移動する。ステージの位置に関係なく、ＸおよびＹ従
動部は非常に近接して従う。
き回るにつれ、ＸおよびＹ従動部の操作を示す一連の透
視図である。図１２ないし図１３では、ステージ９００
がＸ方向に移動するにつれ、Ｘ従動部１０１０がそのす
ぐ後に従って、Ｘ方向に移動する。図１３ないし図１４
では、ステージ９００がＹ方向に移動するにつれ、Ｙ従
動部１０２０がそのすぐ後に従って、Ｙ方向に移動す
る。図１２ないし図１５では、ステージ９００が、Ｘお
よびＹ方向で一方の極端な位置から対向する極端な位置
へ移動する。ステージの位置に関係なく、ＸおよびＹ従
動部は非常に近接して従う。
【００２９】図１６ないし１７は、本発明に従ってシー
ス付きの干渉計を追加したようなガイドなしステージを
示す。ウェーハ露光システム内の光源１１００、レチク
ル１１０２および投影レンズ・アセンブリ１１０４によ
って生成された光学像に対してウェーハ９０２の位置を
決めるため、ステージ９００の動作を制御する。光源１
１０６はレーザ・ビーム１１０８を生成し、これはスプ
リッタ１１１０によってビーム１１１２と１１１４とに
分割される。
ス付きの干渉計を追加したようなガイドなしステージを
示す。ウェーハ露光システム内の光源１１００、レチク
ル１１０２および投影レンズ・アセンブリ１１０４によ
って生成された光学像に対してウェーハ９０２の位置を
決めるため、ステージ９００の動作を制御する。光源１
１０６はレーザ・ビーム１１０８を生成し、これはスプ
リッタ１１１０によってビーム１１１２と１１１４とに
分割される。
【００３０】ビーム１１１２は、鏡体１１１６を介し
て、ステージ９００の鏡体９１８に向かうＹ軸の測定レ
ーザ・ビームと、レンズ・アセンブリ１１０４上の鏡体
に向かう基準レーザ・ビームとを有するＹ軸干渉システ
ム１１１８に供給される。ハウジング１１２０、可動シ
ース部１１２２および固定シース部１１２４を有するレ
ーザ・シース・アセンブリが設けてある。図１７に示す
ように、可動シース部１１２２は、空隙１１２８によっ
て鏡体９１８から間隔があいた窓１１２６まで、Ｙ軸測
定レーザ・ビームの路を封入する。可動シース部１１２
２は、取付けブロック１１３０によってＹ従動部のアー
ム９４６に取り付けられ、Ｙ従動部が移動するにつれて
可動シース部１１２２が伸張および収縮するよう、摺動
シールを通してハウジング１１２０に入る。可動シース
部１１２２は、Ｙ従動部アーム９４６によって保持され
ているので、別個のステージ従動部モータを必要としな
い。従動部のエラー（Ｙ従動部がステージ９００に従う
距離の変化）によって、空隙１１２８に変動が生じるこ
とがある。このような変動は小さく、上述したように簡
単に補償される。固定シース部１１２４は、空隙１１３
６によってレンズ・アセンブリ１１０４上の鏡体１１３
４から間隔があいた窓１１３２まで、Ｘ軸基準レーザ・
ビームの路を封入する。ハウジング１１２０、シース部
１１２４およびレンズ・アセンブリ１１０４は固定され
ている。したがって、空隙１１３６は一定に維持され、
Ｙ軸基準レーザ・ビームが、Ｙ軸測定レーザ・ビームと
実質的に同じ光路の影響を受けるよう、空隙１１３６は
名目空隙１１２８と等しく設定される。
て、ステージ９００の鏡体９１８に向かうＹ軸の測定レ
ーザ・ビームと、レンズ・アセンブリ１１０４上の鏡体
に向かう基準レーザ・ビームとを有するＹ軸干渉システ
ム１１１８に供給される。ハウジング１１２０、可動シ
ース部１１２２および固定シース部１１２４を有するレ
ーザ・シース・アセンブリが設けてある。図１７に示す
ように、可動シース部１１２２は、空隙１１２８によっ
て鏡体９１８から間隔があいた窓１１２６まで、Ｙ軸測
定レーザ・ビームの路を封入する。可動シース部１１２
２は、取付けブロック１１３０によってＹ従動部のアー
ム９４６に取り付けられ、Ｙ従動部が移動するにつれて
可動シース部１１２２が伸張および収縮するよう、摺動
シールを通してハウジング１１２０に入る。可動シース
部１１２２は、Ｙ従動部アーム９４６によって保持され
ているので、別個のステージ従動部モータを必要としな
い。従動部のエラー（Ｙ従動部がステージ９００に従う
距離の変化）によって、空隙１１２８に変動が生じるこ
とがある。このような変動は小さく、上述したように簡
単に補償される。固定シース部１１２４は、空隙１１３
６によってレンズ・アセンブリ１１０４上の鏡体１１３
４から間隔があいた窓１１３２まで、Ｘ軸基準レーザ・
ビームの路を封入する。ハウジング１１２０、シース部
１１２４およびレンズ・アセンブリ１１０４は固定され
ている。したがって、空隙１１３６は一定に維持され、
Ｙ軸基準レーザ・ビームが、Ｙ軸測定レーザ・ビームと
実質的に同じ光路の影響を受けるよう、空隙１１３６は
名目空隙１１２８と等しく設定される。
【００３１】ステージ９００の位置および偏揺れ角（回
転）を求めるため、Ｘ軸に沿って間隔をあけた二重干渉
計を有するＸ軸干渉計システム１１７２に、鏡体１１７
０を介してビーム１１１４が供給される。第１のＸ軸基
準レーザ・ビームが鏡体９１６に向けられ、第１のＸ軸
測定レーザ・ビームが、レンズ・アセンブリ１１０４上
の鏡体１１７４に向けられる。第２のＸ軸基準レーザ・
ビームが鏡体９１６に向けられ、第２のＸ軸測定レーザ
・ビームが、レンズ・アセンブリ１１０４上の鏡体（図
示せず）に向けられる。Ｘ軸レーザ・シースは、ハウジ
ング１１７６、可動シース部１１７８、固定シース部１
１８０、可動シース部１１８２および固定シース部１１
８４を含む。
転）を求めるため、Ｘ軸に沿って間隔をあけた二重干渉
計を有するＸ軸干渉計システム１１７２に、鏡体１１７
０を介してビーム１１１４が供給される。第１のＸ軸基
準レーザ・ビームが鏡体９１６に向けられ、第１のＸ軸
測定レーザ・ビームが、レンズ・アセンブリ１１０４上
の鏡体１１７４に向けられる。第２のＸ軸基準レーザ・
ビームが鏡体９１６に向けられ、第２のＸ軸測定レーザ
・ビームが、レンズ・アセンブリ１１０４上の鏡体（図
示せず）に向けられる。Ｘ軸レーザ・シースは、ハウジ
ング１１７６、可動シース部１１７８、固定シース部１
１８０、可動シース部１１８２および固定シース部１１
８４を含む。
【００３２】可動シース部１１７８は、空隙（図示せ
ず）によって鏡体９１６から間隔があいた窓１１８６ま
で、Ｘ軸測定レーザ・ビームの路を封入する。可動シー
ス部１１７８は、取付けブロック１１８８によってＸ従
動部のアーム９５４に取り付けられ、Ｘ従動部が移動す
るにつれて可動シース部１１７８が伸張および収縮する
よう、摺動シール１１９０を通してハウジング１１７６
に入る。可動シース部１１８２は、空隙（図示せず）に
よって鏡体９１６から間隔があいた窓１１９２まで、第
２のＸ軸測定レーザ・ビームの路を封入する。可動シー
ス部１１８２は、取付けブロック１１９４によってＸ従
動部のアーム９５４に取り付けられ、Ｘ従動部が移動す
るにつれて可動シース部１１８２が伸張および収縮する
よう、摺動シール１１９６を通してハウジング１１７６
に入る。可動シース部１１７８および１１８２は、Ｘ従
動部アーム９５４によって保持されているので、別個の
ステージ従動部モータを必要としない。鏡体９１６と窓
１１８６および１１９２との間の空隙の変動は小さく、
その変動を引き起こすのは、Ｘ従動部のエラー（Ｘ従動
部がステージ９００に従う距離の変化）だけである。固
定シース部１１８０は、空隙（図示せず）によって鏡体
１１７４から間隔があいた窓１１９８まで、Ｘ軸基準レ
ーザ・ビームの路を封入する。ハウジング１１７６、シ
ース部１１８０およびアセンブリ１１０４は固定されて
いる。したがって、窓１１９８と鏡体１１７４との間の
空隙は一定に維持され、Ｘ軸基準レーザ・ビームが、Ｘ
軸測定レーザ・ビームと実質的に同じ光路の影響を受け
るよう、その空隙は、窓１１８６と鏡体９１６との間の
名目空隙と等しく設定される。第２のＹ軸干渉計を、図
１６ないし１７のシステムに簡単に追加することがで
き、校正および不良救済に有用である。
ず）によって鏡体９１６から間隔があいた窓１１８６ま
で、Ｘ軸測定レーザ・ビームの路を封入する。可動シー
ス部１１７８は、取付けブロック１１８８によってＸ従
動部のアーム９５４に取り付けられ、Ｘ従動部が移動す
るにつれて可動シース部１１７８が伸張および収縮する
よう、摺動シール１１９０を通してハウジング１１７６
に入る。可動シース部１１８２は、空隙（図示せず）に
よって鏡体９１６から間隔があいた窓１１９２まで、第
２のＸ軸測定レーザ・ビームの路を封入する。可動シー
ス部１１８２は、取付けブロック１１９４によってＸ従
動部のアーム９５４に取り付けられ、Ｘ従動部が移動す
るにつれて可動シース部１１８２が伸張および収縮する
よう、摺動シール１１９６を通してハウジング１１７６
に入る。可動シース部１１７８および１１８２は、Ｘ従
動部アーム９５４によって保持されているので、別個の
ステージ従動部モータを必要としない。鏡体９１６と窓
１１８６および１１９２との間の空隙の変動は小さく、
その変動を引き起こすのは、Ｘ従動部のエラー（Ｘ従動
部がステージ９００に従う距離の変化）だけである。固
定シース部１１８０は、空隙（図示せず）によって鏡体
１１７４から間隔があいた窓１１９８まで、Ｘ軸基準レ
ーザ・ビームの路を封入する。ハウジング１１７６、シ
ース部１１８０およびアセンブリ１１０４は固定されて
いる。したがって、窓１１９８と鏡体１１７４との間の
空隙は一定に維持され、Ｘ軸基準レーザ・ビームが、Ｘ
軸測定レーザ・ビームと実質的に同じ光路の影響を受け
るよう、その空隙は、窓１１８６と鏡体９１６との間の
名目空隙と等しく設定される。第２のＹ軸干渉計を、図
１６ないし１７のシステムに簡単に追加することがで
き、校正および不良救済に有用である。
【００３３】単純化のため、図５および８および上記の
説明は、ステージの鏡体へ１往復する測定ビームを有す
る干渉計を示唆する。しかし、測定ビームが干渉計から
２往復するレーザ干渉計を使用することが好ましい。そ
れによって、測定の精度が上昇する。ステージの鏡体の
所与の変位によって、２倍の数の干渉縞が発生するから
である。心合わせ不良の誤差に対する感度も、はるかに
低い。ビームは楕円で描かれているが、円形でもよい。
この種の干渉計システムの一例が、米国カリフォルニア
州Mountain ViewにあるHewlett-Packard Companyから市
販されているＨＰ５５２７Ｂレーザ干渉計位置決めシス
テムである。シース部１１２２、１１７８および１１８
２の各々、およびシース部１１２４、１１８０および１
１８４の各々の内径が、ビーム２本に十分なほど大きい
などのように、シース内部の断面寸法が、複数のビーム
に対応するほど十分に大きい場合は、図１６ないし１７
の配置構成に、このような干渉計を使用することができ
る。
説明は、ステージの鏡体へ１往復する測定ビームを有す
る干渉計を示唆する。しかし、測定ビームが干渉計から
２往復するレーザ干渉計を使用することが好ましい。そ
れによって、測定の精度が上昇する。ステージの鏡体の
所与の変位によって、２倍の数の干渉縞が発生するから
である。心合わせ不良の誤差に対する感度も、はるかに
低い。ビームは楕円で描かれているが、円形でもよい。
この種の干渉計システムの一例が、米国カリフォルニア
州Mountain ViewにあるHewlett-Packard Companyから市
販されているＨＰ５５２７Ｂレーザ干渉計位置決めシス
テムである。シース部１１２２、１１７８および１１８
２の各々、およびシース部１１２４、１１８０および１
１８４の各々の内径が、ビーム２本に十分なほど大きい
などのように、シース内部の断面寸法が、複数のビーム
に対応するほど十分に大きい場合は、図１６ないし１７
の配置構成に、このような干渉計を使用することができ
る。
【００３４】図１８ないし２１は、図１６ないし１７に
似ているが、４本の測定ビームの各々、および４本の基
準ビームの各々に対して、１本の軸で別個のシース部を
有するように修正されたシステム（たとえば、高精度で
偏揺れ角および位置を測定するよう、２個のＹ軸干渉計
の各々に、２本の測定ビームおよび２本の基準ビームが
ある）を示す。図１８は、追加的な構造要素を示す部分
切断立面図で、ベース９０８が、支持アーム１３５０な
どの複数の支持アームによって、慣性ブリッジ１３５２
から吊される。慣性ブリッジ１３５２は、絶縁パッド
（図示せず）上に支持され、投影レンズ・アセンブリ１
１０４を保持する。空気軸受プレート９０６が、取付け
具１３５４および取付け具１３５６などの複数の取付け
具によってベース９０８上に支持され、取付け具は、空
気軸受プレート９０６とステージ９００との仰角と傾き
とを設定するため、ｚ方向に調節可能である。ステージ
９００は、下面に開口部（図示せず）があり、加圧空気
がこれを通って放出され、ステージ９００を空気軸受プ
レート９０６の上方で、空気のクッション上に支持す
る。図１８は、重要なレーザ・シースの要素も示す。真
空ポンプ１３００は、管１３０２によってハウジング１
１２０’に接続される。圧力センサ１３０４が、ハウジ
ング１１２０’内の圧力をモニタし、流入背圧制御装置
１３０６が、ハウジング１１２０’内の圧力を一定に維
持する。干渉計１３０８は、２個のＹ軸干渉計のうちの
１個である。干渉計１３０８の１本の測定ビーム１３１
０および１本の基準ビーム１３１２を、図１８ないし１
９に示す。測定ビーム１３１０は、支持ブロック１３６
０によってＹ従動部のアーム９４６に取り付けられた可
動シース部１１２２’を通る。Ｙ従動部が、図１８ない
し１９の右端の位置にあるので、可動シース部１１２
２’は十分に収縮している。基準ビーム１３１２は固定
シース部１１２４’内を通り、窓アセンブリ１１３２’
および空隙１１３６’を通って、レンズ・アセンブリ１
１０４上の鏡体１１３４’に至る。
似ているが、４本の測定ビームの各々、および４本の基
準ビームの各々に対して、１本の軸で別個のシース部を
有するように修正されたシステム（たとえば、高精度で
偏揺れ角および位置を測定するよう、２個のＹ軸干渉計
の各々に、２本の測定ビームおよび２本の基準ビームが
ある）を示す。図１８は、追加的な構造要素を示す部分
切断立面図で、ベース９０８が、支持アーム１３５０な
どの複数の支持アームによって、慣性ブリッジ１３５２
から吊される。慣性ブリッジ１３５２は、絶縁パッド
（図示せず）上に支持され、投影レンズ・アセンブリ１
１０４を保持する。空気軸受プレート９０６が、取付け
具１３５４および取付け具１３５６などの複数の取付け
具によってベース９０８上に支持され、取付け具は、空
気軸受プレート９０６とステージ９００との仰角と傾き
とを設定するため、ｚ方向に調節可能である。ステージ
９００は、下面に開口部（図示せず）があり、加圧空気
がこれを通って放出され、ステージ９００を空気軸受プ
レート９０６の上方で、空気のクッション上に支持す
る。図１８は、重要なレーザ・シースの要素も示す。真
空ポンプ１３００は、管１３０２によってハウジング１
１２０’に接続される。圧力センサ１３０４が、ハウジ
ング１１２０’内の圧力をモニタし、流入背圧制御装置
１３０６が、ハウジング１１２０’内の圧力を一定に維
持する。干渉計１３０８は、２個のＹ軸干渉計のうちの
１個である。干渉計１３０８の１本の測定ビーム１３１
０および１本の基準ビーム１３１２を、図１８ないし１
９に示す。測定ビーム１３１０は、支持ブロック１３６
０によってＹ従動部のアーム９４６に取り付けられた可
動シース部１１２２’を通る。Ｙ従動部が、図１８ない
し１９の右端の位置にあるので、可動シース部１１２
２’は十分に収縮している。基準ビーム１３１２は固定
シース部１１２４’内を通り、窓アセンブリ１１３２’
および空隙１１３６’を通って、レンズ・アセンブリ１
１０４上の鏡体１１３４’に至る。
【００３５】図１９の拡大した断面図でより明瞭に分か
るように、固定シース部１１２４’は、シール１４０５
で、ハウジング１１２０’の開口部１４００に取り付け
られる。可動シース部１１２２’は、ハウジング１１２
０’の壁を通ってシース部１１２２’が軸方向に自由に
移動できるようにする軸受アセンブリ１４１０内に取り
付けられる。窓１１２６’は、ブロック１３６０に取り
付けられ、アーム９４６が移動するにつれ、ブロック１
３６０と共に移動する。可動シース部１１２２’の窓側
の端１４１５は、（成形ウレタンのような）撓み継手１
４２０によって、ブロック１３６０に取り付けられたニ
ップル１４２５に連結され、これによって可動シース部
１１２２’は、軸受１４１０内で心合わせできる。図１
９には、空隙１１２８’を測定する近接センサ１４３０
および１４３５も図示されている。
るように、固定シース部１１２４’は、シール１４０５
で、ハウジング１１２０’の開口部１４００に取り付け
られる。可動シース部１１２２’は、ハウジング１１２
０’の壁を通ってシース部１１２２’が軸方向に自由に
移動できるようにする軸受アセンブリ１４１０内に取り
付けられる。窓１１２６’は、ブロック１３６０に取り
付けられ、アーム９４６が移動するにつれ、ブロック１
３６０と共に移動する。可動シース部１１２２’の窓側
の端１４１５は、（成形ウレタンのような）撓み継手１
４２０によって、ブロック１３６０に取り付けられたニ
ップル１４２５に連結され、これによって可動シース部
１１２２’は、軸受１４１０内で心合わせできる。図１
９には、空隙１１２８’を測定する近接センサ１４３０
および１４３５も図示されている。
【００３６】図２０は、図１９の線ＸＶ−ＸＶに沿って
切り取った断面図で、４本の測定ビーム１５００、１５
０２、１３１０および１５０４と、個々の固定シース部
に収容された４本の基準ビーム１５０６、１５０８、１
３１２および１５１０と、３個の近接センサ１４３０、
１４３５および１５３０と、２個の空隙温度センサ１５
３５および１５４０とを有するブロック１３６０の垂直
面を示す。複数の近接センサおよび温度センサによっ
て、測定ビームごとに空隙の距離および温度を精密に求
めることができる。
切り取った断面図で、４本の測定ビーム１５００、１５
０２、１３１０および１５０４と、個々の固定シース部
に収容された４本の基準ビーム１５０６、１５０８、１
３１２および１５１０と、３個の近接センサ１４３０、
１４３５および１５３０と、２個の空隙温度センサ１５
３５および１５４０とを有するブロック１３６０の垂直
面を示す。複数の近接センサおよび温度センサによっ
て、測定ビームごとに空隙の距離および温度を精密に求
めることができる。
【００３７】図２１は、図１９の線ＸＶＩ−ＸＶＩに沿
って切り取った断面図で、ハウジング１１２０’の垂直
面を示す。軸受１４１０が、ハウジング１１２０’の壁
内で可動シース部１１２２’を支持する。同様に、軸受
け１６００、１６０５および１６１０が、測定ビーム１
５００、１５０２および１５０４の個々の可動シース部
を支持する。軸受１４１０、１６００、１６０５および
１６１０は、空気軸受で、軸受１４１０の圧力入口１６
２０と通気口１６１５のような圧力入口と通気口とを各
々が有することが好ましい。
って切り取った断面図で、ハウジング１１２０’の垂直
面を示す。軸受１４１０が、ハウジング１１２０’の壁
内で可動シース部１１２２’を支持する。同様に、軸受
け１６００、１６０５および１６１０が、測定ビーム１
５００、１５０２および１５０４の個々の可動シース部
を支持する。軸受１４１０、１６００、１６０５および
１６１０は、空気軸受で、軸受１４１０の圧力入口１６
２０と通気口１６１５のような圧力入口と通気口とを各
々が有することが好ましい。
【００３８】図２２は、図２３の線ＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ
を通って切り取った拡大断面立面図である。図２３は、
図１６のように図２１のように切り取った拡大端面図の
軸受１４１０を示すが、可動シース部１１２２’は削除
されている。軸受１６００、１６０５および１６１０は
同一の構造である。軸受１４１０は、軸受け１４１０が
可動シース部１１２２’の軸と心合わせするのを可能に
する（たとえばDevconのような）フレキシブル・シール
材１７００で、ハウジング１１２０’の壁の開口部に取
り付けられる。空気が、加圧されて入口部１６２０に供
給され、マニホルド１７８０および穴１７５５、１７６
０、１７６５および１７７０を通って、軸受１４１０と
可動シース部１１２２’との間の環状スペースに入る。
空気は、環状溝１７２５、１７３０および１７３５と、
縦溝１７４０、１７４５および１７５０と、穴１７１
０、１７１５および１７２０とを介して通気口１６１５
に戻る。可動シース部１１２２’が所定の位置にある
と、可動シース部１１２２’の外面と軸受１４１０の内
面との間に空気が流れ、軸受１４１０内の自由軸動作に
よって支持を提供する。空気の流れは、図２２および２
３の矢印で表される。気流の大部分は、通気口１６１５
を介して回収され、ハウジング１１２０’に流入する少
量の空気は、真空ポンプの能力と比較して無視できる。
を通って切り取った拡大断面立面図である。図２３は、
図１６のように図２１のように切り取った拡大端面図の
軸受１４１０を示すが、可動シース部１１２２’は削除
されている。軸受１６００、１６０５および１６１０は
同一の構造である。軸受１４１０は、軸受け１４１０が
可動シース部１１２２’の軸と心合わせするのを可能に
する（たとえばDevconのような）フレキシブル・シール
材１７００で、ハウジング１１２０’の壁の開口部に取
り付けられる。空気が、加圧されて入口部１６２０に供
給され、マニホルド１７８０および穴１７５５、１７６
０、１７６５および１７７０を通って、軸受１４１０と
可動シース部１１２２’との間の環状スペースに入る。
空気は、環状溝１７２５、１７３０および１７３５と、
縦溝１７４０、１７４５および１７５０と、穴１７１
０、１７１５および１７２０とを介して通気口１６１５
に戻る。可動シース部１１２２’が所定の位置にある
と、可動シース部１１２２’の外面と軸受１４１０の内
面との間に空気が流れ、軸受１４１０内の自由軸動作に
よって支持を提供する。空気の流れは、図２２および２
３の矢印で表される。気流の大部分は、通気口１６１５
を介して回収され、ハウジング１１２０’に流入する少
量の空気は、真空ポンプの能力と比較して無視できる。
【００３９】測定レーザ・ビームの路をおおむね制御環
境内に維持するのに、本発明の範囲の精神内で、他の配
置構成を使用することができる。図２４は、干渉計１９
０５の測定ビーム１９００が、ハウジング１９１０と、
レーザ窓１９２０および近接センサ１９２５および温度
センサ１９３０を保持する管１９１５と、管１９１５を
ハウジング１９１０に接続する被支持蛇腹アセンブリ１
９３５とを備えるシース内に封入された例を示す。蛇腹
アセンブリ１９３５は、蛇腹１９４０と、好ましくは伸
縮して可動管１９１５内に入る支持管１９４５とを含
む。モータ１９５０は、ネジ１９５５を駆動してブロッ
ク１９６０を移動させ、シースを伸張および収縮させ
る。図の単純化のため、干渉計１９０５は内部に基準ビ
ームを有するタイプである。図２４のシースの配置構成
は、上述した実施例の摺動管の配置構成で代用すること
もできる。
境内に維持するのに、本発明の範囲の精神内で、他の配
置構成を使用することができる。図２４は、干渉計１９
０５の測定ビーム１９００が、ハウジング１９１０と、
レーザ窓１９２０および近接センサ１９２５および温度
センサ１９３０を保持する管１９１５と、管１９１５を
ハウジング１９１０に接続する被支持蛇腹アセンブリ１
９３５とを備えるシース内に封入された例を示す。蛇腹
アセンブリ１９３５は、蛇腹１９４０と、好ましくは伸
縮して可動管１９１５内に入る支持管１９４５とを含
む。モータ１９５０は、ネジ１９５５を駆動してブロッ
ク１９６０を移動させ、シースを伸張および収縮させ
る。図の単純化のため、干渉計１９０５は内部に基準ビ
ームを有するタイプである。図２４のシースの配置構成
は、上述した実施例の摺動管の配置構成で代用すること
もできる。
【００４０】上述した実施例では、シースのステージ側
の端に窓が設けられ、ステージとの接触を避けながら、
シース内の環境を維持する。図２５は、鏡体９１８に隣
接する空気のクッション上に浮遊する真空／空気軸受チ
ップ２０００で、可動シース部１１２２’をステージ側
の端に取り付ける、本発明による一変形である。軸受端
２００５は、測定ビーム１３１０が通過する中央の穴２
０１０と、環状溝２０２５に空気を供給する加圧空気の
入口２０１５と、環状溝２０３０から空気を抜き取る通
気出口２０２０とを有する。溝２０２５からの気流が、
面２０３５を鏡体９１８に接触しないようにする空気軸
受を生成する。軸受端２００５は、管端２０５０に取り
付けられたニップル２０４５上のフレキシブル隔膜２０
４０によって支持される。隔膜２０４０は、軸受端２０
０５とニップル２０４５との間の真空密閉を維持しなが
ら、軸受端２００５がコイルのバネ２０５５によって、
復元力を持ちながら鏡体９１８方向に偏ることができる
ようにする。近接センサ２０６０は、ステージ従動部が
センサ２０６０を鏡体９１８から一定距離に維持できる
よう、（たとえば図５のような）制御エレクトロニクス
に信号を供給する。バネ２０５５の力と入口２０１５へ
の空気の圧力と出口２０２０への通気とは均衡がとれ、
それによって軸受端２００５が、鏡体９１８から近い距
離で、空気軸受として浮遊する。この配置構成には、他
の実施例にある空隙および窓の補償を必要としない、と
いう利点がある。溝２０２５から流れる空気が多少、可
動シース部１１２２’内に流入するが、真空ポンプの能
力と比較すると、その量は無視することができ、測定ビ
ーム１３１０の光路長に物理的な影響を及ぼさない。
の端に窓が設けられ、ステージとの接触を避けながら、
シース内の環境を維持する。図２５は、鏡体９１８に隣
接する空気のクッション上に浮遊する真空／空気軸受チ
ップ２０００で、可動シース部１１２２’をステージ側
の端に取り付ける、本発明による一変形である。軸受端
２００５は、測定ビーム１３１０が通過する中央の穴２
０１０と、環状溝２０２５に空気を供給する加圧空気の
入口２０１５と、環状溝２０３０から空気を抜き取る通
気出口２０２０とを有する。溝２０２５からの気流が、
面２０３５を鏡体９１８に接触しないようにする空気軸
受を生成する。軸受端２００５は、管端２０５０に取り
付けられたニップル２０４５上のフレキシブル隔膜２０
４０によって支持される。隔膜２０４０は、軸受端２０
０５とニップル２０４５との間の真空密閉を維持しなが
ら、軸受端２００５がコイルのバネ２０５５によって、
復元力を持ちながら鏡体９１８方向に偏ることができる
ようにする。近接センサ２０６０は、ステージ従動部が
センサ２０６０を鏡体９１８から一定距離に維持できる
よう、（たとえば図５のような）制御エレクトロニクス
に信号を供給する。バネ２０５５の力と入口２０１５へ
の空気の圧力と出口２０２０への通気とは均衡がとれ、
それによって軸受端２００５が、鏡体９１８から近い距
離で、空気軸受として浮遊する。この配置構成には、他
の実施例にある空隙および窓の補償を必要としない、と
いう利点がある。溝２０２５から流れる空気が多少、可
動シース部１１２２’内に流入するが、真空ポンプの能
力と比較すると、その量は無視することができ、測定ビ
ーム１３１０の光路長に物理的な影響を及ぼさない。
【００４１】設備によっては、ステージの移動距離を制
限せずにシステムの全体的な「設置面積」を削減するこ
とが望ましい場合がある。図２６は、図５の実施例のよ
うに、ステージの鏡体１７０に対する単軸シース５００
の水平方向の範囲を示す。システムの水平方向の範囲
は、図２７に示すように収縮し、図２８に示すように伸
張することができる複数の管を有する伸縮シース・アセ
ンブリで、単体シース部５１０を代用することによっ
て、削減することができる。第１の管２２００は、ハウ
ジング２２１５の壁２２１０に取り付けられた空気誘導
式軸受２２０５内に、自由軸の動作をするよう支持され
る。第２の管２２２０は、第１の管２２００のステージ
側の端で、空気誘導式軸受２２２５内に、自由軸で動作
をするよう支持される。第１従動部のモータ２２４５、
ネジ２２５０および支持部２２５５が、第１の管２２０
０の駆動システムを形成する。第２従動部のモータ２２
３０、ネジ２２３５および支持部２２４０が、第２の管
２２２０の駆動システムを形成する。モータ２２３０お
よび２２４５は、近接センサ２２６０の出力に応じて制
御され、伸縮シース・アセンブリのステージ側の端を、
ステージの鏡体１７０から固定距離に維持する。
限せずにシステムの全体的な「設置面積」を削減するこ
とが望ましい場合がある。図２６は、図５の実施例のよ
うに、ステージの鏡体１７０に対する単軸シース５００
の水平方向の範囲を示す。システムの水平方向の範囲
は、図２７に示すように収縮し、図２８に示すように伸
張することができる複数の管を有する伸縮シース・アセ
ンブリで、単体シース部５１０を代用することによっ
て、削減することができる。第１の管２２００は、ハウ
ジング２２１５の壁２２１０に取り付けられた空気誘導
式軸受２２０５内に、自由軸の動作をするよう支持され
る。第２の管２２２０は、第１の管２２００のステージ
側の端で、空気誘導式軸受２２２５内に、自由軸で動作
をするよう支持される。第１従動部のモータ２２４５、
ネジ２２５０および支持部２２５５が、第１の管２２０
０の駆動システムを形成する。第２従動部のモータ２２
３０、ネジ２２３５および支持部２２４０が、第２の管
２２２０の駆動システムを形成する。モータ２２３０お
よび２２４５は、近接センサ２２６０の出力に応じて制
御され、伸縮シース・アセンブリのステージ側の端を、
ステージの鏡体１７０から固定距離に維持する。
【００４２】他の変形も可能である。レーザ干渉計の測
定路のほぼ全部の測定部分を、共通の環境内に封入しな
がら、保護されたこの環境の外側にあるステージの位置
を測定できるようにすることが、本発明の目的である。
上述の実施例は、真空中に路を封入したが、よく制御さ
れたガス雰囲気のように、他の環境で代用することもで
きる。たとえば、図２９は、測定路の大部分をヘリウム
ガスを充填したシース内に封入した、図１８の配置構成
の変形版である。
定路のほぼ全部の測定部分を、共通の環境内に封入しな
がら、保護されたこの環境の外側にあるステージの位置
を測定できるようにすることが、本発明の目的である。
上述の実施例は、真空中に路を封入したが、よく制御さ
れたガス雰囲気のように、他の環境で代用することもで
きる。たとえば、図２９は、測定路の大部分をヘリウム
ガスを充填したシース内に封入した、図１８の配置構成
の変形版である。
【００４３】ヘリウム環境には、空気環境と比較して幾
つか利点がある。ヘリウムは、真空に対する屈折率が空
気と比較して８分の１で、温度、圧力および湿度の変動
など、環境に関連した誤差による障害が少なくなる。さ
らに、ヘリウムの方が熱伝導率が高いので、熱勾配およ
び温度の変動がはるかに小さくなると予想される。ガス
環境も、真空環境に対して幾つかの利点がある。シース
環境と大気環境との間の差圧によって生じる機械的力が
減少し、したがって窓１１３２’のような要素の設計要
件も減少する。ガス環境は、光学系によって生じる熱の
伝達も助ける。
つか利点がある。ヘリウムは、真空に対する屈折率が空
気と比較して８分の１で、温度、圧力および湿度の変動
など、環境に関連した誤差による障害が少なくなる。さ
らに、ヘリウムの方が熱伝導率が高いので、熱勾配およ
び温度の変動がはるかに小さくなると予想される。ガス
環境も、真空環境に対して幾つかの利点がある。シース
環境と大気環境との間の差圧によって生じる機械的力が
減少し、したがって窓１１３２’のような要素の設計要
件も減少する。ガス環境は、光学系によって生じる熱の
伝達も助ける。
【００４４】本明細書で述べた真空シースのシステムを
ガス・シースのシステムに変更すると、幾つか問題が生
じる。まず、測定路にわたって、そして望ましくはシー
ス全体を通して、ガス濃度（温度、圧力、湿度およびガ
ス組成の均質性）を、十分均等に維持することが望まし
い。これは、シース内でガスを再循環させるシステム
と、局所圧力バッファなどの補償装置と、シース内のガ
スの圧力を維持する加重体積モニタとを備えることで実
行できる。第２に、ガスを汚染するような空気の流入を
最小限に抑えるためにガスの圧力を大気圧より高く維持
しながら、シースからのガス漏れを最小限に抑えるため
に、大気圧をわずかしか上回らないようにすることが好
ましい。たとえば、シース圧力を大気より１ｐｓｉ程度
だけ高くすることができる。シースの超過圧力と漏れと
は、（図２２の空気軸受シールのような）摺動シールで
特に重要である。ガスの供給源で漏れに対応することが
できる。第３に、たとえば測定補正エレクトロニクスに
補償信号を送る波長追跡装置などを使用して、ガス環境
の特性をモニタすることが好ましい。
ガス・シースのシステムに変更すると、幾つか問題が生
じる。まず、測定路にわたって、そして望ましくはシー
ス全体を通して、ガス濃度（温度、圧力、湿度およびガ
ス組成の均質性）を、十分均等に維持することが望まし
い。これは、シース内でガスを再循環させるシステム
と、局所圧力バッファなどの補償装置と、シース内のガ
スの圧力を維持する加重体積モニタとを備えることで実
行できる。第２に、ガスを汚染するような空気の流入を
最小限に抑えるためにガスの圧力を大気圧より高く維持
しながら、シースからのガス漏れを最小限に抑えるため
に、大気圧をわずかしか上回らないようにすることが好
ましい。たとえば、シース圧力を大気より１ｐｓｉ程度
だけ高くすることができる。シースの超過圧力と漏れと
は、（図２２の空気軸受シールのような）摺動シールで
特に重要である。ガスの供給源で漏れに対応することが
できる。第３に、たとえば測定補正エレクトロニクスに
補償信号を送る波長追跡装置などを使用して、ガス環境
の特性をモニタすることが好ましい。
【００４５】図２９を参照すると、ヘリウム・チャンバ
２４００が、低圧循環ファン２４０２、波長追跡装置２
４０４、および圧力／体積制御装置２４０６を封入して
いる。波長追跡装置２４０４は、Hewlett-Packard Co.
から市販されているモデルＨＰ１０７１７Ａの追跡装置
のように、さらに補正信号を測定距離補正エレクトロニ
クス５７０に供給する任意の適切なユニットでよい。圧
力／体積制御装置２４０６は、いずれの適切なデザイン
でもよいが、図２９に概略的に図示したように、加重ダ
イアフラム・アセンブリ２４０８、体積レベル検出器２
４１０、および大気への通気口２４１２を含む。検出器
２４１０は、制御可能な弁２４１４を制御して、チャン
バに補給する必要がある都度、ヘリウム供給容器２４１
６からチャンバ２４００にガスが入るようにする。
２４００が、低圧循環ファン２４０２、波長追跡装置２
４０４、および圧力／体積制御装置２４０６を封入して
いる。波長追跡装置２４０４は、Hewlett-Packard Co.
から市販されているモデルＨＰ１０７１７Ａの追跡装置
のように、さらに補正信号を測定距離補正エレクトロニ
クス５７０に供給する任意の適切なユニットでよい。圧
力／体積制御装置２４０６は、いずれの適切なデザイン
でもよいが、図２９に概略的に図示したように、加重ダ
イアフラム・アセンブリ２４０８、体積レベル検出器２
４１０、および大気への通気口２４１２を含む。検出器
２４１０は、制御可能な弁２４１４を制御して、チャン
バに補給する必要がある都度、ヘリウム供給容器２４１
６からチャンバ２４００にガスが入るようにする。
【００４６】中央の可撓管が、ファン２４０２からステ
ージの干渉計シースのハウジングへ、そしてそのハウジ
ングから元のチャンバ２４００へと、ガスを運ぶ。図示
のように、可撓管２４１８は、ヘリウムをファン２４０
２からハウジング１１２０’に運び、可撓管２４２０
は、ヘリウムを（たとえば図２４の図示されていないＸ
軸シースなどの）他のシースのハウジングへと運ぶ。管
２４２２は、中を管２４１８が通り、ハウジング１１２
０’からチャンバ２４００へというヘリウムの帰路を提
供するほど、十分に大きい直径ではない。同様に管２４
２４は、中を管２４２０が通り、他のシースのハウジン
グからのヘリウムに対して、帰路を提供する。管２４１
８は、チャンバ１１２０’内で分岐し、再循環管２４２
６を介して固定シース部１１２４’の遠方端にヘリウム
を供給するので、固定シース部１１２４’内のヘリウム
は、基準ビーム路に沿って連続的にリフレッシュされ
る。測定ビーム路に沿ってもヘリウムの流れが維持され
るよう、チャンバ１１２０’内で管２４１８を分岐し、
可動シース部１１２２’内を通る再循環管または通路
（図示せず）を介して、可動シース部１１２２’の遠方
端にヘリウムを供給することも好ましい。可動シース部
１１２２’と可動シース部１１２２’の遠方端にガスを
分配する再循環管または通路（図示せず）は、測定ビー
ムと干渉しないよう設計される。シースの容積は、可動
シース部１１２２’がステージ９００の動作とともに伸
張および収縮するにつれて変化する。測定された光路長
に影響を及ぼし得る圧力変動を最小限に抑えるため、ダ
イアフラム２４３０の上面が大気圧、すなわち通気口２
４１２が曝されるのと同じ圧力に曝されるようにした、
バネ付きダイアフラム２４３０と大気へ通じる通気口２
４３２を有する局所容積バッファ２４２８で、この容積
変化を補償する。
ージの干渉計シースのハウジングへ、そしてそのハウジ
ングから元のチャンバ２４００へと、ガスを運ぶ。図示
のように、可撓管２４１８は、ヘリウムをファン２４０
２からハウジング１１２０’に運び、可撓管２４２０
は、ヘリウムを（たとえば図２４の図示されていないＸ
軸シースなどの）他のシースのハウジングへと運ぶ。管
２４２２は、中を管２４１８が通り、ハウジング１１２
０’からチャンバ２４００へというヘリウムの帰路を提
供するほど、十分に大きい直径ではない。同様に管２４
２４は、中を管２４２０が通り、他のシースのハウジン
グからのヘリウムに対して、帰路を提供する。管２４１
８は、チャンバ１１２０’内で分岐し、再循環管２４２
６を介して固定シース部１１２４’の遠方端にヘリウム
を供給するので、固定シース部１１２４’内のヘリウム
は、基準ビーム路に沿って連続的にリフレッシュされ
る。測定ビーム路に沿ってもヘリウムの流れが維持され
るよう、チャンバ１１２０’内で管２４１８を分岐し、
可動シース部１１２２’内を通る再循環管または通路
（図示せず）を介して、可動シース部１１２２’の遠方
端にヘリウムを供給することも好ましい。可動シース部
１１２２’と可動シース部１１２２’の遠方端にガスを
分配する再循環管または通路（図示せず）は、測定ビー
ムと干渉しないよう設計される。シースの容積は、可動
シース部１１２２’がステージ９００の動作とともに伸
張および収縮するにつれて変化する。測定された光路長
に影響を及ぼし得る圧力変動を最小限に抑えるため、ダ
イアフラム２４３０の上面が大気圧、すなわち通気口２
４１２が曝されるのと同じ圧力に曝されるようにした、
バネ付きダイアフラム２４３０と大気へ通じる通気口２
４３２を有する局所容積バッファ２４２８で、この容積
変化を補償する。
【００４７】システム内の全レーザ干渉計測定路に対し
て同じ環境（温度、圧力、湿度）を維持すると、距離測
定の精度および安定性が改善される。システムの全干渉
計に対して、制御された同じ環境があれば、干渉計間の
相対測定誤差も小さくすることができる。このようなシ
ステムでは、レーザ干渉計付近の空気の処理の設計は、
レーザ測定の問題によって制約されない。測定路が封入
されているからである。したがって、乱流、温度の変
動、湿度などの外部の原因は、干渉計の測定機能を妨害
しない。
て同じ環境（温度、圧力、湿度）を維持すると、距離測
定の精度および安定性が改善される。システムの全干渉
計に対して、制御された同じ環境があれば、干渉計間の
相対測定誤差も小さくすることができる。このようなシ
ステムでは、レーザ干渉計付近の空気の処理の設計は、
レーザ測定の問題によって制約されない。測定路が封入
されているからである。したがって、乱流、温度の変
動、湿度などの外部の原因は、干渉計の測定機能を妨害
しない。
【００４８】本明細書で述べた実施例は、本発明の概念
を２つの異なったタイプのステージ構造に適用する。す
なわち（たとえば図８のように）可動シース部の位置決
めのために、従動部を追加した従来のステージと、（た
とえば図１６のように）可動シース部を取り付けられる
従動部を既に有するガイドなしステージである。本発明
によるレーザ・シースは、他のステージ構造にも適用す
ることができる。たとえば、Ｘ方向にステージ従動部が
あり、Ｙ方向には従動部がないようなステージにも適用
できる。このような「混合」ステージ構造の場合は、Ｘ
軸干渉計のレーザ・シースが、（たとえば図１６のよう
に）既存のステージ従動部に可動シース部を取り付ける
ことができる。Ｙ軸の干渉計のレーザ・シースの可動シ
ース部をステージから一定距離に維持するため、（たと
えば図９のように）従動部を追加することができる。
を２つの異なったタイプのステージ構造に適用する。す
なわち（たとえば図８のように）可動シース部の位置決
めのために、従動部を追加した従来のステージと、（た
とえば図１６のように）可動シース部を取り付けられる
従動部を既に有するガイドなしステージである。本発明
によるレーザ・シースは、他のステージ構造にも適用す
ることができる。たとえば、Ｘ方向にステージ従動部が
あり、Ｙ方向には従動部がないようなステージにも適用
できる。このような「混合」ステージ構造の場合は、Ｘ
軸干渉計のレーザ・シースが、（たとえば図１６のよう
に）既存のステージ従動部に可動シース部を取り付ける
ことができる。Ｙ軸の干渉計のレーザ・シースの可動シ
ース部をステージから一定距離に維持するため、（たと
えば図９のように）従動部を追加することができる。
【００４９】本発明の好ましい実施例に関する以上の記
述は、例示のために示したものにすぎず、特許請求の範
囲で規定される本発明を限定するものではない。本発明
の精神および範囲の中で、好ましい実施例に様々な変更
を加えることができるのを、当業者なら理解するであろ
う。
述は、例示のために示したものにすぎず、特許請求の範
囲で規定される本発明を限定するものではない。本発明
の精神および範囲の中で、好ましい実施例に様々な変更
を加えることができるのを、当業者なら理解するであろ
う。
【図１】半導体ウェーハ１００を位置決めするための、
典型的な先行技術の配置構成の概略透視図である。
典型的な先行技術の配置構成の概略透視図である。
【図２】先行技術のシステムにおいて、位置の測定にお
ける環境変化の影響を示す。
ける環境変化の影響を示す。
【図３】本発明による図２の配置構成の変更を示す概略
図である。
図である。
【図４】本発明による図２の配置構成のさらなる変更を
示す概略図である。
示す概略図である。
【図５】本発明により、ステージの位置を測定、制御す
るための配置構成を概略的に示す部分切断立面図であ
る。
るための配置構成を概略的に示す部分切断立面図であ
る。
【図６】本発明の好ましい実施例で、光路長と測定距離
との関係を示す。
との関係を示す。
【図７】本発明の好ましい実施例で、光路長と測定距離
との関係を示す。
との関係を示す。
【図８】本発明により、描画システムに取り付けられ
た、図５の配置構成の変形版の部分切断立面図である。
た、図５の配置構成の変形版の部分切断立面図である。
【図９】本発明による１対の干渉計システムを有するウ
ェーハ露光装置の透視図である。
ェーハ露光装置の透視図である。
【図１０】ガイドなしステージの部品の部分拡大透視図
である。
である。
【図１１】ガイドなしステージを組み立てた透視図であ
る。
る。
【図１２】図１１のステージの操作位置を示す透視図で
ある。
ある。
【図１３】図１１のステージの操作位置を示す透視図で
ある。
ある。
【図１４】図１１のステージの操作位置を示す透視図で
ある。
ある。
【図１５】図１１のステージの操作位置を示す透視図で
ある。
ある。
【図１６】本発明による干渉計システムを有するガイド
なしステージの透視図である。
なしステージの透視図である。
【図１７】図１６の一部の詳細を示した拡大図である。
【図１８】本発明による変形干渉計システムを有する、
さらに別のガイドなしステージの部分切断立面図であ
る。
さらに別のガイドなしステージの部分切断立面図であ
る。
【図１９】図１８の一部の詳細を示した拡大図である。
【図２０】図１９の線ＸＶ−ＸＶに沿って切断した断面
図である。
図である。
【図２１】図１９の線ＸＶＩ−ＸＶＩに沿って切断した
断面図である。
断面図である。
【図２２】図２３の線ＸＶＩＩ−ＸＶＩＩに沿って切断
し、本発明による空気誘導式軸受の内部構造を示す拡大
断面図である。
し、本発明による空気誘導式軸受の内部構造を示す拡大
断面図である。
【図２３】隠れ線が内部構造を示す、本発明による空気
誘導式軸受の端面図である。
誘導式軸受の端面図である。
【図２４】本発明により、制御ステージの位置を測定す
るさらに別の配置構成の部分切断立面図である。
るさらに別の配置構成の部分切断立面図である。
【図２５】本発明によるさらに別の真空シース実施例の
断面図である。
断面図である。
【図２６】軸に沿ったシステムの水平方向の範囲を示
す、図５に類似した本発明の実施例の部分切断立面図で
ある。
す、図５に類似した本発明の実施例の部分切断立面図で
ある。
【図２７】システムの設置面積が減少するよう変形し、
収縮したレーザ・シースを示す、本発明の実施例の部分
切断立面図である。
収縮したレーザ・シースを示す、本発明の実施例の部分
切断立面図である。
【図２８】レーザ・シースが伸張位置にある、図２７の
実施例の部分切断立面図である。
実施例の部分切断立面図である。
【図２９】本発明により、ガスを充填したレーザ・シー
スを有するガイドなしステージの部分切断立面図であ
る。
スを有するガイドなしステージの部分切断立面図であ
る。
１００ ウェーハ １０５ ステージ １１０ ベッド １１５ 位置決め装置 １２０ ベッド １２５ 位置決め装置 １３０ プラットフォーム １３５ 光源 １４０ レチクル １４５ 投影レンズ・アセンブリ １５０ レーザ光源 １５５ ビーム・スプリッタ １６０ 干渉計 １６５ 干渉計 １７０ 鏡体 １７５ 鏡体 １８０ レーザ・ビーム １８５ 測定レーザ・ビーム １９０ 測定レーザ・ビーム ３００ レーザ・ビーム ３０５ 真空ポンプ ４００ レーザ・シース ４１０ 可動シース部 ４１５ 摺動シール ４２０ 摺動シール ４２５ 真空ポンプ ５００ レーザ・シース ５０５ 固定シース部 ５１０ 可動シース部 ５１５ 摺動シール ５２０ 窓 ５２５ ステージ従動部モータ ５３０ 回転ネジ ５３５ ナット ５４５ ステージ従動部制御エレクトロニクス ５５０ 近接センサ ５６０ 干渉計測定エレクトロニクス ５７０ 測定距離補正エレクトロニクス ５７５ 圧力センサ ５８０ 温度センサ ５８５ システム・ステージ制御エレクトロニクス ５９０ システム制御エレクトロニクス ７００ 干渉計 ７０５ 基準レーザ・ビーム ７１０ 干渉計 ７１５ 鏡体 ７２０ シース ７２５ ハウジング ７３０ 固定シース部 ７３５ 窓 ７４０ ブラケット ７４５ 空隙 ７５０ 鏡体 ７５５ 窓 ７６０ スプリッタ ８００ Ｙ軸シース ８１０ 可動シース部 ８１５ ハウジング ８２０ 固定シース部 ９００ ステージ ９０２ ウェーハ ９０４ 従動部アセンブリ ９０６ 空気軸受プレート ９０８ ベース ９１０ コイル ９１２ コイル ９１４ コイル ９１６ 鏡体 ９１８ 鏡体 ９２０ コイル ９４２ クロス部材 ９４４ アーム ９４６ アーム ９４８ ドライブ・トラック ９５０ クロス部材 ９５２ アーム ９５４ アーム ９６２ レール ９６７ レール ９６８ レール １０１０ 従動部 １０２０ 従動部 １１００ 光源 １１０２ レチクル １１０４ 投影レンズ・アセンブリ １１０６ 光源 １１０８ レーザ・ビーム １１１０ スプリッタ １１１２ ビーム １１１４ ビーム １１１６ 鏡体 １１１８ Ｙ軸干渉計システム １１２０ ハウジング １１２０’ ハウジング １１２２ 可動シース部 １１２２’ 可動シース部 １１２４ 固定シース部 １１２４’ 固定シース部 １１２６ 窓 １１２８ 空隙 １１２８’ 空隙 １１３０ 取付けブロック １１３２ 窓 １１３２’ 窓アセンブリ １１３４ 鏡体 １１３４’ 鏡体 １１３６ 空隙 １１３６’ 空隙 １１７０ 鏡体 １１７２ Ｘ軸干渉計システム １１７４ 鏡体 １１７６ ハウジング １１７８ 可動シース部 １１８０ 固定シース部 １１８２ 可動シース部 １１８４ 固定シース部 １１８６ 窓 １１８８ 取付けブロック １１９０ 摺動シール １１９２ 窓 １１９４ 取付けブロック １１９６ 摺動シール １１９８ 窓 １３００ 真空ポンプ １３０２ 管 １３０４ 圧力センサ １３０６ 流入背圧制御装置 １３０８ 干渉計 １３１０ 測定ビーム １３１２ 基準ビーム １３５０ 支持アーム １３５２ 慣性ブリッジ １３５４ 取付け部 １３５６ 取付け部 １３６０ ブロック １４００ 口 １４０５ シール １４１０ 軸受 １４１５ 端 １４２０ 撓み継手 １４２５ ニップル １４３０ 近接センサ １４３５ 近接センサ １５００ 測定ビーム １５０２ 測定ビーム １５０４ 測定ビーム １５０６ 基準ビーム １５０８ 基準ビーム １５１０ 基準ビーム １５１２ 固定シース部 １５１４ 固定シース部 １５１６ 固定シース部 １５３０ 近接センサ １５３５ 空隙温度センサ １５４０ 空隙温度センサ １６００ 軸受 １６０５ 軸受 １６１０ 軸受 １６１５ 通気口 １６２０ 入口 １７００ 固定シール材 １７２５ 環状溝 １７３０ 環状溝 １７３５ 環状溝 １７４０ 縦溝 １７４５ 縦溝 １７５０ 縦溝 １７８０ マニホルド １９００ 測定ビーム １９０５ 干渉計 １９１０ ハウジング １９１５ 管 １９２０ 窓 １９２５ 近接センサ １９３０ 温度センサ １９３５ 蛇腹アセンブリ １９４０ 蛇腹 １９４５ 管 １９５０ モータ １９５５ ネジ １９６０ ブロック ２０００ チップ ２００５ 軸受端 ２０１０ 穴 ２０１５ 入口 ２０２０ 出口 ２０２５ 環状通路 ２０３０ 面 ２０４０ ダイアフラム ２０４５ ニップル ２０５０ 管端 ２０５５ コイル・ネジ ２０６０ 近接センサ ２２００ 第１管 ２２０５ 空気誘導式軸受 ２２１０ 壁 ２２１５ ハウジング ２２２０ 第２管 ２２２５ 空気誘導式軸受 ２２３０ 第２従動部モータ ２２３５ ネジ ２２４０ 支持部 ２２４５ 第１従動部モータ ２２５０ ネジ ２２５５ 支持部 ２２６０ 近接センサ ２４００ ヘリウム・チャンバ ２４０２ ファン ２４０４ 波長追跡装置 ２４０６ 制御装置 ２４０８ ダイアフラム・アセンブリ ２４１０ 検出器 ２４１２ 通気口 ２４１４ 弁 ２４１６ ヘリウム供給容器 ２４１８ 可撓管 ２４２０ 管 ２４２２ 管 ２４２４ 管 ２４２６ 管 ２４２８ 局所体積バッファ ２４３０ ダイアフラム ２４３２ 通気口
Claims (33)
- 【請求項１】 ａ．反射面を有する可動物体と、 ｂ．測定ビームをビーム路に沿って反射面に向け、レー
ザ干渉計と反射面間の光路長を表す測定距離信号を生成
するレーザ干渉計と、 ｃ．ビーム路に沿って測定ビームを封入して、測定ビー
ムのための制御された環境の体積を規定すると共に反射
面がレーザ干渉計に対して位置を変更しても、ビーム路
の少なくとも一部が依然として封入された状態であるよ
うに、シースが、反射面の位置変化につれて有効長が変
化するシースとを備えたことを特徴とする位置測定装
置。 - 【請求項２】 さらに、 ｄ．シース内の環境を制御する環境制御装置を備える請
求項１記載の装置。 - 【請求項３】 シース部の有効長が従動部に応じて変動
し、装置がさらに、反射面の動作に従う従動部を備える
請求項１記載の装置。 - 【請求項４】 ビーム路の環境特性を検出し、検出され
た環境特性に応じて測定距離信号を補償して、レーザ干
渉計と反射面間の実際の距離を示す補正信号を生成する
補正装置を備える請求項１記載の装置。 - 【請求項５】 シースが、ビーム路の一部を封入するハ
ウジングを備え、ハウジングが、壁と壁を通るビーム用
開口部とを有し、シース部が、ビーム用開口部を通って
延びてビーム路にほぼ平行な方向で壁に対して移動する
ように支持されている細長い中空の部材を備える請求項
１記載の装置。 - 【請求項６】 さらに、ビーム用開口部内でシース部を
支える空気誘導式軸受を備える請求項５記載の装置。 - 【請求項７】 シース部が、ビーム路の一部を封入する
ハウジングを備え、ハウジングが、壁と壁を通るビーム
用開口部とを有し、シース部が、ビーム用開口部を通っ
て延びてビーム路にほぼ平行な方向で壁に対して移動す
るように支持されている細長い中空の部材を備え、シー
ス部がさらに、細長い中空部材の反射面側の端を覆う窓
を備え、窓によって、測定ビームが制御された環境と反
射面間を通過できる請求項４記載の装置。 - 【請求項８】 従動部が、ビーム路に沿ってシース部を
変位させることによってシース部の有効長を変化させ、
窓を反射面からほぼ一定の距離に維持する請求項７記載
の装置。 - 【請求項９】 さらに、窓と反射面間の距離を測定する
ギャップ・センサを備え、補正装置が、ギャップ・セン
サに反応して、窓と反射面間の測定距離に応じて測定距
離信号を補償する請求項７記載の装置。 - 【請求項１０】 さらに、窓と反射面間のギャップ領域
で大気温度を検出する温度センサを含み、補正装置が、
温度センサに反応して、検出された大気温度に応じて測
定距離信号を補償する請求項９記載の装置。 - 【請求項１１】 さらに、制御された環境内の圧力を検
出する圧力センサを含み、補正装置が、圧力センサに反
応して、検出された圧力に応じて測定距離信号を補償す
る請求項７記載の装置。 - 【請求項１２】 窓が、制御された環境の屈折率とは異
なる屈折率を有し、補正装置が、窓の光路長に合わせて
測定距離信号を補償する請求項７記載の装置。 - 【請求項１３】 細長い中空部材の反射面側の端に、シ
ース部を反射面からほぼ固定した間隔で維持するための
軸受を取り付けた請求項１記載の装置。 - 【請求項１４】 軸受が、反復力を持って反射面に偏っ
た面を有するチップ端を備え、加圧ガスを排出するため
の少なくとも１本の通路を有して面と反射面間の分離を
確保する請求項１３記載の装置。 - 【請求項１５】 シースが、ビーム路の一部を封入する
ハウジングを備え、ハウジングが、壁と壁を通るビーム
とを有し、シース部が細長い中空部材の伸縮するアセン
ブリを備え、アセンブリがビーム用開口部を通って延び
て、ビーム路におおむね平行の方向で壁に対して移動す
るように取り付けられた請求項１記載の装置。 - 【請求項１６】 シースが、ビーム路の一部を封入する
ハウジングを備え、ハウジングが、壁と壁を通るビーム
用開口部とを有し、シース部が可変長の蛇腹を有する細
長い中空部材を備え、シース部が開口部に取り付けられ
て、ビーム路におおむね平行の方向で壁に対して伸張お
よび収縮する請求項１記載の装置。 - 【請求項１７】 可動物体が、ステージ・アセンブリの
ステージを備え、従動部が、ステージの動作に従う可動
従動部を備え、前記端と反射面間の間隔が既定の限度以
内に維持されるよう、シース部の反射面側の端が、従動
部と一緒に移動するよう取り付けられた請求項１記載の
装置。 - 【請求項１８】 環境制御装置が、シースから空気を抜
く真空ポンプと、シース内の圧力を既定限度以内に維持
する圧力制御装置とを備える請求項１記載の装置。 - 【請求項１９】 シースがガスで充填された請求項１記
載の装置。 - 【請求項２０】 シースがヘリウムで充填された請求項
１記載の装置。 - 【請求項２１】 さらに、シース内のガスを再循環させ
てシース内にほぼ均質のガス密度を維持するための手段
を備える請求項１９記載の装置。 - 【請求項２２】 さらに、シース内でほぼ一定のガス圧
力を維持するための手段を備える請求項１９記載の装
置。 - 【請求項２３】 さらに、ガスの光学特性をモニタし
て、前記補正装置に補正信号を供給するための波長追跡
装置を備える請求項１９記載の装置。 - 【請求項２４】 ａ．相互に直角なＸおよびＹ軸に沿っ
て移動するステージを備え、ステージがＸ軸鏡体とＹ軸
鏡体とを有し、さらに ｂ．Ｘ軸測定ビームをＸ軸ビーム路に沿ってＸ軸鏡体に
向け、第１レーザ干渉計とＸ軸鏡体間の光路長を示す第
１測定距離信号を生成する第１レーザ干渉計と、 ｃ．Ｘ軸ビーム路のほぼ全体に沿ってＸ軸測定ビームを
封入し、Ｘ軸測定ビームについて制御された環境の体積
を規定するシースとを備え、シースが、Ｘ軸鏡体の位置
変化とともに従動部システムに反応して変動する有効長
を有するＸ軸シース部を含み、さらに ｄ．Ｙ軸測定ビームをＹ軸ビーム路に沿ってＹ軸鏡体に
向け、第２レーザ干渉計とＹ軸鏡体間の光路長を示す第
２測定距離信号を生成する第２レーザ干渉計と、 ｅ．Ｙ軸ビーム路のほぼ全体に沿ってＹ軸測定ビームを
封入し、Ｙ軸測定ビームについて制御された環境の体積
を規定するシースとを備え、シースが、Ｙ軸鏡体の位置
変化とともに従動部システムに反応して変動する有効長
を有するＹ軸シース部を含み、さらに ｆ．Ｘ軸鏡体が第１レーザ干渉計に対する位置を変更し
ても、Ｘ軸ビーム路のほぼ全部が封入されたままになる
ように、Ｘ軸シース部の有効長を変動させるＸ軸の従動
部と、 ｇ．Ｙ軸鏡体が第２レーザ干渉計に対する位置を変更し
ても、Ｙ軸ビーム路のほぼ全部が封入されたままになる
ように、Ｙ軸シース部の有効長を変動させるＹ軸従動部
とを備える、ＸＹステージの位置を測定する装置。 - 【請求項２５】 さらに、 ｈ．シース内の環境を制御する環境制御システムを備え
る請求項２４記載の装置。 - 【請求項２６】 Ｘ軸ビーム路の環境特性を検出し、検
出された環境特性に応じて第１測定距離信号を補償し
て、第１レーザ干渉計とＸ軸鏡体間の実際の距離を示す
第１補正信号を生成する補正システムを備える請求項２
４記載の装置。 - 【請求項２７】 Ｙ軸ビーム路の環境特性を検出し、検
出された環境特性に応じて第２測定距離信号を補償し
て、第２レーザ干渉計とＹ軸鏡体間の実際の距離を示す
第２補正信号を生成する補正システムを備える請求項２
５記載の装置。 - 【請求項２８】 Ｘ軸従動部システムが、ステージの移
動に従いながらステージと接触しないままでいる従動部
を備え、Ｘ軸シース部のＸ軸鏡体側の端が、Ｘ軸シース
の端がＸ軸鏡体からほぼ一定の間隔を維持するよう、従
動部とともに移動するよう取り付けられている請求項２
４記載の装置。 - 【請求項２９】 Ｙ軸従動部システムが、ステージの移
動に従いながらステージと接触しないままでいる従動部
を備え、Ｙ軸シース部のＹ軸鏡体側の端が、Ｙ軸シース
の端がＹ軸鏡体からほぼ一定の間隔を維持するよう、従
動部とともに移動するよう取り付けられている請求項２
９記載の装置。 - 【請求項３０】 反射面を有する可動物体の位置を測定
する方法において、 ａ．干渉計からの測定ビームを、ビーム路に沿って反射
面に向け、干渉計と反射面間の光路長を示す測定距離信
号を生成するステップと、 ｂ．測定ビームを、ビーム路のほぼ全体に渡ってシース
内に封入し、測定ビームについて制御された環境を規定
するステップと、 ｃ．反射面が干渉計に対して位置変更しても、ビーム路
の有意の部分が封入されたままになるよう、シース部の
有効長を変動させるステップとを備えたことを特徴とす
る方法。 - 【請求項３１】 さらに、 ｄ．シース内の環境を制御するステップを備える請求項
３０記載の方法。 - 【請求項３２】 さらに、 ｄ．ビーム路の環境特性を検出するステップと、 ｅ．検出された環境特性に応じて測定距離信号を補償
し、干渉計と反射面間の実際の距離を示す補正信号を生
成するステップとを備える請求項３０記載の方法。 - 【請求項３３】 さらに、 ｅ．ビーム路の環境特性を検出するステップと、 ｆ．検出された環境特性に応じて測定距離信号を補償
し、干渉計と反射面間の実際の距離を示す補正信号を生
成するステップとを備える請求項３１記載の方法。
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