JPH0869964A - ステージ位置計測装置 - Google Patents

ステージ位置計測装置

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JPH0869964A JP22881794A JP22881794A JPH0869964A JP H0869964 A JPH0869964 A JP H0869964A JP 22881794 A JP22881794 A JP 22881794A JP 22881794 A JP22881794 A JP 22881794A JP H0869964 A JPH0869964 A JP H0869964A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 計測値の温度揺らぎの発生を抑えて、高い計
測精度を有するステージ位置計測装置を提供すること。 【構成】 本発明においては、チャンバ内に収容された
移動可能なステージと、該ステージの位置を光学的に計
測するための計測手段と、前記チャンバ内の雰囲気を全
体的に空調するための全体空調手段と、前記計測手段の
光路を局部的に空調するための局部空調手段とを備え、
前記光路における空気温度が前記光路の近傍における雰
囲気温度とほぼ一致するように前記局部空調手段を制御
するための制御手段をさらに備えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ステージ位置計測装置
に関し、特に、ICや液晶基板、薄膜磁気ヘッド等を製
造するために使用される投影露光装置に設けられ、マス
クまたは恰好基板を載置して一次元または二次元移動す
るステージの位置を光学式測距手段を用いて計測する装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のステージ位置計測装置では、一次
元または二次元移動するステージがチャンバ内に収容さ
れ、その位置はレーザ干渉計のような光学式測距手段に
よって計測される。また、チャンバ内は全体空調される
とともに、干渉計光路は局部空調されるようになってい
る。具体的には、全体空調機から吹き出される空気温度
と同じ温度の空気を局部空調機からダクト部材を介して
干渉計光路に送風している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような従来のステージ位置計測装置では、干渉計光路に
おける空気温度と光路の近傍における雰囲気温度との間
にはある程度の温度差がある。この温度差は、ステージ
等の熱発生源の影響等により生じるオフセット、すなわ
ち全体空調機が達成しようとしている全体空調制御温度
と干渉計光路近傍における実際の雰囲気温度とのオフセ
ットに起因している。また、ダクトからの伝熱の影響等
により生じるオフセット、すなわち局部空調機が達成し
ようとしている局部空調制御温度と局部空調用送風口か
ら実際に吹き出される空気温度とのオフセットに起因し
ている。
【0004】このように、干渉計光路の近傍では、温度
差のある2つの流体、すなわち干渉計光路の雰囲気およ
び局部空調用送風口から干渉計光路に吹き出される空気
とが混在する。このため、温度差のある2つの流体の混
合に起因して干渉計計測値に温度揺らぎが発生するとい
う不都合があった。本発明は、前述の課題に鑑みてなさ
れたものであり、計測値の温度揺らぎの発生を抑えて、
高い計測精度を有するステージ位置計測装置を提供する
ことを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明においては、チャンバ内に収容された移動可
能なステージと、該ステージの位置を光学的に計測する
ための計測手段と、前記チャンバ内の雰囲気を全体的に
空調するための全体空調手段と、前記計測手段の光路を
局部的に空調するための局部空調手段とを備え、前記光
路における空気温度が前記光路の近傍における雰囲気温
度とほぼ一致するように前記局部空調手段を制御するた
めの制御手段をさらに備えていることを特徴とするステ
ージ位置計測装置を提供する。
【0006】本発明の好ましい態様によれば、前記制御
手段は、前記光路における空気温度を計測するための第
1温度計測手段と、前記光路の近傍における雰囲気温度
を計測するための第2温度計測手段と、前記第1温度計
測手段の計測値が前記第2温度計測手段の計測値とほぼ
一致するように前記局部空調手段から吹き出される空気
の温度を制御するための温度制御手段とを備えている。
【0007】
【作用】本発明のステージ位置計測装置では、計測光路
における空気温度が光路の近傍における雰囲気温度とほ
ぼ一致するように局部空調手段を制御する。具体的に
は、光路における空気温度を計測するとともに、光路の
近傍における雰囲気温度を計測し、2つの温度計測値が
ほぼ一致するように局部空調手段から吹き出される空気
の温度を制御する。
【0008】したがって、主として全体空調機に依存す
る光路近傍の雰囲気温度と、局部空調機に依存する光路
における空気温度との温度差が極めて小さくなる。その
結果、温度差のある2つの流体の混合に起因する位置計
測値の温度揺らぎを抑え、ステージの位置を高精度に計
測することが可能になる。
【0009】
【実施例】以下、本発明の実施例を、添付図面に基づい
て説明する。図1は、本発明の実施例にかかるステージ
位置計測装置の構成を概略的に説明する図である。図示
の装置は、マスク(不図示)に形成されたパターンを投
影光学系(不図示)を介してウエハW上に結像投影する
投影露光装置の部分図であり、チャンバ16内に収容さ
れたステージ8を示している。ウエハWを載置したステ
ージ8は、モータ、ボールネジ等で構成されるアクチュ
エータ17によってX方向に、モータ、ボールネジ等で
構成されるアクチュエータ18によってY方向にそれぞ
れ駆動されるようになっている。すなわち、ステージ8
はXY平面内において二次元的に移動可能である。
【0010】また、ステージ8には、XZ平面とほぼ平
行な反射面を有する反射鏡19、およびYZ平面とほぼ
平行な反射面を有する反射鏡20が設けられている。そ
して、反射鏡19および20にそれぞれ対向するよう
に、レーザ干渉計2および3が設けられている。
【0011】したがって、レーザ干渉計2から射出され
た干渉測長用レーザビームは、Y方向光路10に沿って
反射鏡19に入射する。反射鏡19で反射されたレーザ
ビームは、光路10に沿ってレーザ干渉計2に戻るよう
になっている。一方、レーザ干渉計3から射出された干
渉測長用レーザビームは、X方向光路11に沿って反射
鏡20に入射する。反射鏡20で反射されたレーザビー
ムは、光路11に沿ってレーザ干渉計3に戻るようにな
っている。
【0012】こうして、レーザ干渉計2によってステー
ジ8のY方向移動量が、レーザ干渉計3によってステー
ジ8のX方向移動量がそれぞれ計測される。換言すれ
ば、レーザ干渉計2および3により、ステージ8のXY
平面内の位置を計測することができるようになってい
る。レーザ干渉計の詳細な構成、計測方法については、
たとえば特開平3−10105号公報に開示されてい
る。
【0013】図示の装置はまた、チャンバ16内を全体
的に空調するために所定温度の空気をチャンバ16内に
送給する送風口1を備えている。送風口1は、ダクト部
材(不図示)を介して全体空調用送風機(不図示)に接
続されている。送風口1からチャンバ16内に送給され
る空気の温度は、送風口1の近傍に位置決めされた温度
センサ9によって計測される。そして、温度センサ9で
計測される温度が所定温度と一致するように送風機(不
図示)が適宜制御される。
【0014】図示の装置はさらに、光路10を空調する
ために所定温度の空気を送給する送風口4および光路1
1を空調するために所定温度の空気を送給する送風口5
を備えている。送風口4は、ダクト部材7bを介して送
風機6bに接続されている。一方、送風口5は、ダクト
部材7aを介して送風機6aに接続されている。送風口
4から光路10に送給される空気の温度は、送風口4の
吹き出し口の近傍に位置決めされた温度センサ14によ
って計測される。一方、送風口5から光路11に送給さ
れる空気の温度は、送風口5の吹き出し口の近傍に位置
決めされた温度センサ15によって計測される。図1で
は、送風口4、5は干渉計の光路と交差する方向に空気
を吹き出しているが、干渉計の光路に沿って空気を吹き
出すようにしてもよい。
【0015】さらに、光路10の雰囲気温度を計測する
ために温度センサ12が、光路11の雰囲気温度を計測
するために温度センサ13がそれぞれ設けられている。
温度センサ12および13は、光路10および11に近
くて送風口4および5から吹き出される空気の影響を受
けにくい位置として、たとえば送風口4および5の吹き
出し口とは反対側に図示のようにそれぞれ配置されてい
る。なお、送風機6aおよび送風機6bは、制御装置2
1によって制御されるようになっている。
【0016】以上のように構成された本実施例のステー
ジ位置計測装置の動作について説明する。上述したよう
に、送風口1から送給される所定温度の空気により、チ
ャンバ16内は全体空調される。しかしながら、チャン
バ16内にはステージ8等の熱発生源があるため、チャ
ンバ16内の空気は上記所定温度よりもある程度高い温
度分布を呈する。そこで、光路10および11の雰囲気
温度を温度センサ12および13によって計測し、計測
値を温度情報aおよびbとしてそれぞれ制御装置21に
出力する。
【0017】一方、送風口4および5から送給される空
気により、光路10および11がそれぞれ局部的に空調
されている。なお、ダクト部材7aおよび7bからの伝
熱等の影響により、送風機6aおよび6bから送出する
空気の温度と、送風口4および5から光路10および1
1に実際に吹き出される空気の温度とにある程度温度差
が生じてしまう。そこで、送風口4および5から送給さ
れる空気の温度を温度センサ14および15によって計
測し、計測値を温度情報cおよびdとしてそれぞれ制御
装置21に出力する。
【0018】制御装置21では、光路10の雰囲気温度
と光路10に吹き出される空気温度とがほぼ一致するよ
うに、すなわち温度情報aと温度情報cとがほぼ一致す
るように、送風機6aを制御する。また、光路11の雰
囲気温度と光路11に吹き出される空気温度とがほぼ一
致するように、すなわち温度情報bと温度情報dとがほ
ぼ一致するように、送風機6bを制御する。
【0019】こうして、光路10および11における空
気温度が、光路10および11の近傍における雰囲気温
度とほぼ一致し、光路10および11の近傍において温
度差のある2つの流体の混合が実質的に回避される。そ
の結果、温度差のある2つの流体の混合に起因する位置
計測値の揺らぎ(計測誤差)を抑え、ステージの位置を
高精度に計測することが可能になる。
【0020】なお、上述の実施例では送風機6aおよび
送風機6bをそれぞれ独立して制御しているが、光路1
0の雰囲気温度と光路11の雰囲気温度との差があまり
ないような系では、対応する温度情報aおよびbの平均
温度に基づいて、送風機6aおよび送風機6bを一括制
御してもよいし、あるいは1つの送風機を用いて2つの
光路10および11を共通に局部空調するようにしても
よい。また、上述の実施例では局部空調用送風口の背後
に1つの雰囲気温度計測用温度センサを位置決めしてい
るが、局部空調用送風口の両側に2つの温度センサを配
置してその平均値をとるようにしてもよい。
【0021】また、以上の実施例では、光路10、11
に対して交差する方向から空気を吹き付けたが、光路1
0、11に沿って空気を吹き付けるようにしてもよい。
また、本実施例のように、干渉計の光路10、11の雰
囲気温度と光路10、11の近傍における温度との差を
なくするように送風機を制御することは、たとえば投影
露光装置のマスクステージ側にも適用することができ、
またマスクステージ側とウエハステージ側との両方に適
用可能である。
【0022】また、この種の投影露光装置には、特開昭
60−168112号公報に開示されているように、ス
テージ上に載置されたウエハに対して斜めから光を照射
し、反射光の位置を検出することによりウエハの高さ位
置(投影光学系の光軸方向の位置)を検出する焦点検出
系が設けられている。そして、上述の実施例ではステー
ジ面に平行な面内位置の計測について本発明を適用した
例を示したが、このような斜入射光方式による焦点検出
系にも本発明を適用することができ、焦点検出系におい
ても温度差のある2つの流体の混合に起因する位置計測
誤差を低減することができる。
【0023】
【効果】以上説明したように、本発明によれば、温度差
のある2つの流体の混合に起因する位置計測値の揺らぎ
を抑え、ステージの位置を高精度に計測することが可能
なステージ位置計測装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例にかかるステージ位置計測装置
の構成を概略的に説明する図である。
【符号の説明】
1 全体空調用送風口 2、3 干渉計 4、5 局部空調用送風口 6a、6b 局部空調用送風機 7a、7b ダクト部材 8 ステージ 9 全体空調用温度センサ 10、11 干渉計光路 12、13 雰囲気計測用温度センサ 14、15 局部空調用温度センサ 16 チャンバ 17、18 アクチュエータ 19、20 反射鏡 21 制御装置

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 チャンバ内に収容された移動可能なステ
    ージと、該ステージの位置を光学的に計測するための計
    測手段と、前記チャンバ内の雰囲気を全体的に空調する
    ための全体空調手段と、前記計測手段の光路を局部的に
    空調するための局部空調手段とを備え、 前記光路における空気温度が前記光路の近傍における雰
    囲気温度とほぼ一致するように前記局部空調手段を制御
    するための制御手段をさらに備えていることを特徴とす
    るステージ位置計測装置。
  2. 【請求項2】 前記制御手段は、前記光路における空気
    温度を計測するための第1温度計測手段と、前記光路の
    近傍における雰囲気温度を計測するための第2温度計測
    手段と、前記第1温度計測手段の計測値が前記第2温度
    計測手段の計測値とほぼ一致するように前記局部空調手
    段から吹き出される空気の温度を制御するための温度制
    御手段とを備えてい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。
  3. 【請求項3】 前記第2温度計測手段は、前記光路の近
    傍であって前記局部空調手段の送風口に対向しない位置
    に設けられていることを特徴とする請求項2に記載のス
    テージ位置計測装置。
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