JPH09210648A - 面形状の測定方法および測定装置 - Google Patents
面形状の測定方法および測定装置Info
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- JPH09210648A JPH09210648A JP8044282A JP4428296A JPH09210648A JP H09210648 A JPH09210648 A JP H09210648A JP 8044282 A JP8044282 A JP 8044282A JP 4428296 A JP4428296 A JP 4428296A JP H09210648 A JPH09210648 A JP H09210648A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 面形状を所望のピッチで高精度に測定するこ
とのできる測定方法および測定装置。 【解決手段】 被検査面上の第１の点と、第１の点から
距離αだけ隔てた第２の点と、第２の点から距離（α＋
β）だけ隔てた第３の点とにおける位置情報をそれぞれ
検出する第１〜第３干渉計を備え、初期状態である第１
の測定状態から相対移動量が距離差βのｎ倍（ｎ：１、
２、３・・・の自然数）に順次等しくなる第ｎの測定状
態までの各測定状態における第１〜第３の干渉計の出力
に基づいて被検査面の面形状を測定する。
とのできる測定方法および測定装置。 【解決手段】 被検査面上の第１の点と、第１の点から
距離αだけ隔てた第２の点と、第２の点から距離（α＋
β）だけ隔てた第３の点とにおける位置情報をそれぞれ
検出する第１〜第３干渉計を備え、初期状態である第１
の測定状態から相対移動量が距離差βのｎ倍（ｎ：１、
２、３・・・の自然数）に順次等しくなる第ｎの測定状
態までの各測定状態における第１〜第３の干渉計の出力
に基づいて被検査面の面形状を測定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は面形状の測定方法お
よび測定装置に関し、特に精密な位置決めが要求される
露光装置のステージにおいてレーザ干渉測長機から射出
されたレーザビームを反射する平面鏡の反射面の形状を
測定する方法および装置に関する。
よび測定装置に関し、特に精密な位置決めが要求される
露光装置のステージにおいてレーザ干渉測長機から射出
されたレーザビームを反射する平面鏡の反射面の形状を
測定する方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、レーザ干渉測長機（以下、単
に「干渉計」という）による平面鏡の面形状の測定方法
としては、平面鏡の面形状の測定方向Ｙに沿って間隔ｐ
を隔てて配置された２軸の干渉計を使用する方法があ
る。
に「干渉計」という）による平面鏡の面形状の測定方法
としては、平面鏡の面形状の測定方向Ｙに沿って間隔ｐ
を隔てて配置された２軸の干渉計を使用する方法があ
る。
【０００３】２軸の干渉計を使用する面形状の測定方法
では、まず第１の測定状態において、２軸の干渉計の各
々の出力の差分に基づいて、２軸の干渉計に対応する反
射面上の２つの点の間における干渉計の計測方向に沿っ
た位置変化量Δ（０）を求める。次いで、第２の測定状
態において、平面鏡を測定方向Ｙに沿って２軸の干渉計
の間隔ｐに等しい距離だけ移動させて計測を行う。そし
て、各干渉計の出力の差に基づいて、２軸の干渉計に対
応する反射面上の２つの点の間における干渉計の計測方
向に沿った位置変化量Δ（ｐ）を求める。この計測操作
を第ｎの測定まで順次続行し、位置変化量Δ｛（ｎ−
１）ｐ｝を求める。
では、まず第１の測定状態において、２軸の干渉計の各
々の出力の差分に基づいて、２軸の干渉計に対応する反
射面上の２つの点の間における干渉計の計測方向に沿っ
た位置変化量Δ（０）を求める。次いで、第２の測定状
態において、平面鏡を測定方向Ｙに沿って２軸の干渉計
の間隔ｐに等しい距離だけ移動させて計測を行う。そし
て、各干渉計の出力の差に基づいて、２軸の干渉計に対
応する反射面上の２つの点の間における干渉計の計測方
向に沿った位置変化量Δ（ｐ）を求める。この計測操作
を第ｎの測定まで順次続行し、位置変化量Δ｛（ｎ−
１）ｐ｝を求める。
【０００４】こうして、計測された位置変化量Δ（０）
〜Δ｛（ｎ−１）ｐ｝を積算することにより、測定開始
における基準点から測定方向Ｙに沿って距離ｎｐだけ間
隔を隔てた点の干渉計の計測方向に沿った相対位置Ｘ
（ｎｐ）を次の式（１）により求めることができる。
〜Δ｛（ｎ−１）ｐ｝を積算することにより、測定開始
における基準点から測定方向Ｙに沿って距離ｎｐだけ間
隔を隔てた点の干渉計の計測方向に沿った相対位置Ｘ
（ｎｐ）を次の式（１）により求めることができる。
【数１】
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来技
術の面形状の測定方法では、２軸の干渉計の間隔ｐより
も小さいピッチで面形状を測定することができない。し
たがって、面形状の測定精度を向上させて高次の面形状
を測定するためには、２軸の干渉計の間隔ｐをできるだ
け小さくする必要がある。
術の面形状の測定方法では、２軸の干渉計の間隔ｐより
も小さいピッチで面形状を測定することができない。し
たがって、面形状の測定精度を向上させて高次の面形状
を測定するためには、２軸の干渉計の間隔ｐをできるだ
け小さくする必要がある。
【０００６】しかしながら、実際には、２軸の干渉計の
機械的な干渉を回避しながら間隔ｐを小さくするには限
界がある。たとえば、一般的によく使用されているヒュ
ーレット・パッカード社製の干渉計HP10706Aの場合、間
隔ｐを約４０ｍｍにするのが限界である。その結果、近
年、特に高精度な位置決めが要求される露光装置のＸＹ
ステージに取り付けられる反射表面鏡の面形状の測定に
必要な測定精度を得ることが困難になってきている。
機械的な干渉を回避しながら間隔ｐを小さくするには限
界がある。たとえば、一般的によく使用されているヒュ
ーレット・パッカード社製の干渉計HP10706Aの場合、間
隔ｐを約４０ｍｍにするのが限界である。その結果、近
年、特に高精度な位置決めが要求される露光装置のＸＹ
ステージに取り付けられる反射表面鏡の面形状の測定に
必要な測定精度を得ることが困難になってきている。
【０００７】本発明は、前述の課題に鑑みてなされたも
のであり、面形状を所望のピッチで高精度に測定するこ
とのできる測定方法および測定装置を提供することを目
的とする。
のであり、面形状を所望のピッチで高精度に測定するこ
とのできる測定方法および測定装置を提供することを目
的とする。
【０００８】
【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、被検査面上の測定方向に沿った
複数の点における所定方向に沿った位置を検出すること
によって前記被検査面の面形状を測定する方法におい
て、第１の測定状態において、前記被検査面上の第１の
点における前記所定方向に沿った位置情報を第１の干渉
計で検出し、前記第１の点から前記測定方向に沿って第
１の距離αだけ間隔を隔てた前記被検査面上の第２の点
における前記所定方向に沿った位置情報を第２の干渉計
で検出し、前記第２の点から前記第１の点とは反対方向
に前記測定方向に沿って第１の距離とは異なる第２の距
離（α＋β）だけ間隔を隔てた前記被検査面上の第３の
点における前記所定方向に沿った位置情報を第３の干渉
計で検出する第１工程と、前記第１の干渉計乃至前記第
３の干渉計に対して前記被検査面を前記測定方向に沿っ
て前記第１の測定状態から前記第２の距離と前記第１の
距離との距離差βのｎ倍（ｎ：１、２、３・・・の自然
数）だけ順次相対移動させた第ｎの測定状態までの各測
定状態において、前記第１の干渉計乃至前記第３の干渉
計によってそれぞれ対応する前記被検査面上の点におけ
る前記所定方向に沿った位置情報を順次検出する第２工
程乃至第ｎ工程とを備え、前記第１の測定状態から前記
第ｎの測定状態に亘る各測定状態における前記第１の干
渉計乃至前記第３の干渉計の出力に基づいて、前記測定
方向に沿って前記距離差βの周期で存在する前記複数の
点において前記被検査面の面形状を測定することを特徴
とする面形状の測定方法を提供する。
に、本発明においては、被検査面上の測定方向に沿った
複数の点における所定方向に沿った位置を検出すること
によって前記被検査面の面形状を測定する方法におい
て、第１の測定状態において、前記被検査面上の第１の
点における前記所定方向に沿った位置情報を第１の干渉
計で検出し、前記第１の点から前記測定方向に沿って第
１の距離αだけ間隔を隔てた前記被検査面上の第２の点
における前記所定方向に沿った位置情報を第２の干渉計
で検出し、前記第２の点から前記第１の点とは反対方向
に前記測定方向に沿って第１の距離とは異なる第２の距
離（α＋β）だけ間隔を隔てた前記被検査面上の第３の
点における前記所定方向に沿った位置情報を第３の干渉
計で検出する第１工程と、前記第１の干渉計乃至前記第
３の干渉計に対して前記被検査面を前記測定方向に沿っ
て前記第１の測定状態から前記第２の距離と前記第１の
距離との距離差βのｎ倍（ｎ：１、２、３・・・の自然
数）だけ順次相対移動させた第ｎの測定状態までの各測
定状態において、前記第１の干渉計乃至前記第３の干渉
計によってそれぞれ対応する前記被検査面上の点におけ
る前記所定方向に沿った位置情報を順次検出する第２工
程乃至第ｎ工程とを備え、前記第１の測定状態から前記
第ｎの測定状態に亘る各測定状態における前記第１の干
渉計乃至前記第３の干渉計の出力に基づいて、前記測定
方向に沿って前記距離差βの周期で存在する前記複数の
点において前記被検査面の面形状を測定することを特徴
とする面形状の測定方法を提供する。
【０００９】本発明の好ましい態様によれば、前記各測
定状態において、前記距離差βはα＝Ｎβ（Ｎは２以上
の自然数）の関係を満足する。また、前記第１の干渉計
乃至前記第３の干渉計に対する前記被検査面の相対移動
に際する前記被検査面の前記測定方向に対するぶれを検
出し、検出したぶれに応じて前記被検査面の面形状の測
定値を補正することが好ましい。
定状態において、前記距離差βはα＝Ｎβ（Ｎは２以上
の自然数）の関係を満足する。また、前記第１の干渉計
乃至前記第３の干渉計に対する前記被検査面の相対移動
に際する前記被検査面の前記測定方向に対するぶれを検
出し、検出したぶれに応じて前記被検査面の面形状の測
定値を補正することが好ましい。
【００１０】また、本発明の別の局面によれば、被検査
面上の測定方向に沿った複数の点における所定方向に沿
った位置を検出し、前記複数の点において検出した位置
に基づいて前記被検査面の面形状を測定する装置におい
て、前記被検査面上の第１の点における前記所定方向に
沿った位置情報を検出するための第１の干渉計と、前記
第１の点から前記測定方向に沿って第１の距離αだけ間
隔を隔てた前記被検査面上の第２の点における前記所定
方向に沿った位置情報を検出するための第２の干渉計
と、前記第２の点から前記第１の点とは反対方向に前記
測定方向に沿って第１の距離とは異なる第２の距離（α
＋β）だけ間隔を隔てた前記被検査面上の第３の点にお
ける前記所定方向に沿った位置情報を検出するための第
３の干渉計と、前記第１の干渉計乃至前記第３の干渉計
に対して前記被検査面を前記測定方向に沿って相対的に
移動させるための相対移動手段と、前記第１の干渉計乃
至前記第３の干渉計に対する前記被検査面の前記測定方
向に沿った相対移動量を検出するための相対移動量検出
手段とを備え、初期状態である第１の測定状態から前記
相対移動量が前記第２の距離と前記第１の距離との距離
差βのｎ倍（ｎ：１、２、３・・・の自然数）に順次等
しくなる第ｎの測定状態までの各測定状態における前記
第１の干渉計乃至前記第３の干渉計の出力に基づいて、
前記測定方向に沿って前記距離差βの周期で存在する前
記複数の点において前記被検査面の面形状を測定するこ
とを特徴とする面形状の測定装置を提供する。
面上の測定方向に沿った複数の点における所定方向に沿
った位置を検出し、前記複数の点において検出した位置
に基づいて前記被検査面の面形状を測定する装置におい
て、前記被検査面上の第１の点における前記所定方向に
沿った位置情報を検出するための第１の干渉計と、前記
第１の点から前記測定方向に沿って第１の距離αだけ間
隔を隔てた前記被検査面上の第２の点における前記所定
方向に沿った位置情報を検出するための第２の干渉計
と、前記第２の点から前記第１の点とは反対方向に前記
測定方向に沿って第１の距離とは異なる第２の距離（α
＋β）だけ間隔を隔てた前記被検査面上の第３の点にお
ける前記所定方向に沿った位置情報を検出するための第
３の干渉計と、前記第１の干渉計乃至前記第３の干渉計
に対して前記被検査面を前記測定方向に沿って相対的に
移動させるための相対移動手段と、前記第１の干渉計乃
至前記第３の干渉計に対する前記被検査面の前記測定方
向に沿った相対移動量を検出するための相対移動量検出
手段とを備え、初期状態である第１の測定状態から前記
相対移動量が前記第２の距離と前記第１の距離との距離
差βのｎ倍（ｎ：１、２、３・・・の自然数）に順次等
しくなる第ｎの測定状態までの各測定状態における前記
第１の干渉計乃至前記第３の干渉計の出力に基づいて、
前記測定方向に沿って前記距離差βの周期で存在する前
記複数の点において前記被検査面の面形状を測定するこ
とを特徴とする面形状の測定装置を提供する。
【００１１】さらに、本発明の別の局面によれば、被検
面上の測定方向に沿った複数点における所定方向に沿っ
た位置を検出し、前記複数点において検出した位置情報
に基づいて前記被検面の面形状を測定する装置におい
て、前記被検面上の第１の位置における前記所定方向に
沿った位置情報を検出する第１の検出手段と、前記被検
面上の第１の位置から前記測定方向に沿って第１の所定
距離を隔てた前記被検面上の第２の位置における前記所
定方向に沿った位置情報を検出する第２の検出手段と、
前記被検面上の第２の位置から前記測定方向に沿って前
記第１の所定距離とは異なる第２の所定距離を隔てた前
記被検面上の第３の位置における前記所定方向に沿った
位置情報を検出する第３の検出手段と、前記第１乃至第
３の検出手段に対して前記被検面を相対的に所定ピッチ
毎に移動させる相対移動手段と、前記相対移動手段によ
って前記第１乃至第３の検出手段に対して前記被検面を
相対的に所定ピッチ毎に移動させることにより、前記前
記第１乃至第３の検出手段においてそれぞれ得られる各
ピッチ毎の検出情報に基づいて、前記被検面の面形状を
算出する算出手段とを備えたことを特徴とする面形状の
測定装置を提供する。
面上の測定方向に沿った複数点における所定方向に沿っ
た位置を検出し、前記複数点において検出した位置情報
に基づいて前記被検面の面形状を測定する装置におい
て、前記被検面上の第１の位置における前記所定方向に
沿った位置情報を検出する第１の検出手段と、前記被検
面上の第１の位置から前記測定方向に沿って第１の所定
距離を隔てた前記被検面上の第２の位置における前記所
定方向に沿った位置情報を検出する第２の検出手段と、
前記被検面上の第２の位置から前記測定方向に沿って前
記第１の所定距離とは異なる第２の所定距離を隔てた前
記被検面上の第３の位置における前記所定方向に沿った
位置情報を検出する第３の検出手段と、前記第１乃至第
３の検出手段に対して前記被検面を相対的に所定ピッチ
毎に移動させる相対移動手段と、前記相対移動手段によ
って前記第１乃至第３の検出手段に対して前記被検面を
相対的に所定ピッチ毎に移動させることにより、前記前
記第１乃至第３の検出手段においてそれぞれ得られる各
ピッチ毎の検出情報に基づいて、前記被検面の面形状を
算出する算出手段とを備えたことを特徴とする面形状の
測定装置を提供する。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明では、被検査面上の各点に
おける位置情報の検出手段として、たとえば３軸の干渉
計を備えている。そして、第１の測定状態において、被
検査面上の第１の点における所定方向に沿った位置情報
を第１の干渉計で検出する。また、第１の点から測定方
向に沿って第１の距離αだけ間隔を隔てた被検査面上の
第２の点における所定方向に沿った位置情報を第２の干
渉計で検出する。さらに、第２の点から第１の点とは反
対方向に測定方向に沿って第１の距離とは実質的に異な
る第２の距離（α＋β）だけ間隔を隔てた被検査面上の
第３の点における所定方向に沿った位置情報を第３の干
渉計で検出する。
おける位置情報の検出手段として、たとえば３軸の干渉
計を備えている。そして、第１の測定状態において、被
検査面上の第１の点における所定方向に沿った位置情報
を第１の干渉計で検出する。また、第１の点から測定方
向に沿って第１の距離αだけ間隔を隔てた被検査面上の
第２の点における所定方向に沿った位置情報を第２の干
渉計で検出する。さらに、第２の点から第１の点とは反
対方向に測定方向に沿って第１の距離とは実質的に異な
る第２の距離（α＋β）だけ間隔を隔てた被検査面上の
第３の点における所定方向に沿った位置情報を第３の干
渉計で検出する。
【００１３】次いで、第１の干渉計乃至第３の干渉計に
対して被検査面を測定方向に沿って第１の測定状態から
第２の距離と第１の距離との距離差βだけ相対移動させ
た第２の測定状態において、第１の干渉計乃至第３の干
渉計によってそれぞれ対応する被検査面上の点における
所定方向に沿った位置情報を検出する。この工程を順次
繰り返すことにより、被検査面を測定方向に沿って距離
差βのｎ倍（ｎは自然数）だけ順次相対移動させた第ｎ
の測定状態までの各測定状態において、第１の干渉計乃
至第３の干渉計によってそれぞれ対応する被検査面上の
点における所定方向に沿った位置情報を順次検出する。
対して被検査面を測定方向に沿って第１の測定状態から
第２の距離と第１の距離との距離差βだけ相対移動させ
た第２の測定状態において、第１の干渉計乃至第３の干
渉計によってそれぞれ対応する被検査面上の点における
所定方向に沿った位置情報を検出する。この工程を順次
繰り返すことにより、被検査面を測定方向に沿って距離
差βのｎ倍（ｎは自然数）だけ順次相対移動させた第ｎ
の測定状態までの各測定状態において、第１の干渉計乃
至第３の干渉計によってそれぞれ対応する被検査面上の
点における所定方向に沿った位置情報を順次検出する。
【００１４】こうして、実施例において詳述するよう
に、各測定状態における第１の干渉計乃至第３の干渉計
の出力に基づいて、測定方向に沿って距離差βの周期で
存在する複数の点において被検査面の面形状を測定する
ことが可能となる。換言すれば、距離差βを所望の値に
設定することにより、各干渉計の最小間隔よりも小さな
周期（ピッチ）で高次の面形状を高精度に測定すること
ができる。
に、各測定状態における第１の干渉計乃至第３の干渉計
の出力に基づいて、測定方向に沿って距離差βの周期で
存在する複数の点において被検査面の面形状を測定する
ことが可能となる。換言すれば、距離差βを所望の値に
設定することにより、各干渉計の最小間隔よりも小さな
周期（ピッチ）で高次の面形状を高精度に測定すること
ができる。
【００１５】以下、本発明の実施例を、添付図面を参照
して説明する。図１は、本発明の実施例にかかる面形状
測定装置の構成を概略的に示す斜視図である。なお、本
実施例では、露光装置のＸＹステージに取り付けられる
平面鏡の面形状測定に対して本発明を適用している。図
１において、ＸＹステージの支持面に垂直な方向にＺ軸
を、ＸＹステージの支持面上において互いに直交する２
つの方向にＸ軸およびＹ軸をそれぞれ設定している。
して説明する。図１は、本発明の実施例にかかる面形状
測定装置の構成を概略的に示す斜視図である。なお、本
実施例では、露光装置のＸＹステージに取り付けられる
平面鏡の面形状測定に対して本発明を適用している。図
１において、ＸＹステージの支持面に垂直な方向にＺ軸
を、ＸＹステージの支持面上において互いに直交する２
つの方向にＸ軸およびＹ軸をそれぞれ設定している。
【００１６】図１において、ベース（基盤）１上には、
Ｙステージ２が取り付けられている。Ｙステージ２は、
図中矢印で示すように、モータ４によってＹ方向に駆動
されるように構成されている。また、Ｙステージ２上に
は、Ｘステージ３が取り付けられている。Ｘステージ３
は、図中矢印で示すように、モータ５によってＸ方向に
駆動されるように構成されている。さらに、Ｘステージ
３上には、ＹＺ平面に平行な反射面を有するＸ軸移動鏡
６およびＸＺ平面に平行な反射面を有するＹ軸移動鏡７
が取り付けられている。このように、ベース１、Ｙステ
ージ２、Ｘステージ３、モータ４、モータ５、Ｘ軸移動
鏡６およびＹ軸移動鏡７は、露光装置のＸＹステージを
構成している。
Ｙステージ２が取り付けられている。Ｙステージ２は、
図中矢印で示すように、モータ４によってＹ方向に駆動
されるように構成されている。また、Ｙステージ２上に
は、Ｘステージ３が取り付けられている。Ｘステージ３
は、図中矢印で示すように、モータ５によってＸ方向に
駆動されるように構成されている。さらに、Ｘステージ
３上には、ＹＺ平面に平行な反射面を有するＸ軸移動鏡
６およびＸＺ平面に平行な反射面を有するＹ軸移動鏡７
が取り付けられている。このように、ベース１、Ｙステ
ージ２、Ｘステージ３、モータ４、モータ５、Ｘ軸移動
鏡６およびＹ軸移動鏡７は、露光装置のＸＹステージを
構成している。
【００１７】さらに、図１において、Ｘ軸移動鏡６の反
射面に対向するように、３つのＸ方向干渉計Ｘ１〜Ｘ３
がＹ方向に沿って並んで配置されている。干渉計Ｘ１と
Ｘ２とはＹ方向に沿って距離αだけ間隔を隔てて配置さ
れ、干渉計Ｘ２とＸ３とはＹ方向に沿って距離α＋βだ
け間隔を隔てて配置されている。各干渉計Ｘ１〜Ｘ３
は、Ｘ方向に沿ったレーザビームＢx1〜Ｂx3をそれぞれ
射出し、Ｘ軸移動鏡６の反射面からの戻り光を受光す
る。
射面に対向するように、３つのＸ方向干渉計Ｘ１〜Ｘ３
がＹ方向に沿って並んで配置されている。干渉計Ｘ１と
Ｘ２とはＹ方向に沿って距離αだけ間隔を隔てて配置さ
れ、干渉計Ｘ２とＸ３とはＹ方向に沿って距離α＋βだ
け間隔を隔てて配置されている。各干渉計Ｘ１〜Ｘ３
は、Ｘ方向に沿ったレーザビームＢx1〜Ｂx3をそれぞれ
射出し、Ｘ軸移動鏡６の反射面からの戻り光を受光す
る。
【００１８】また、Ｙ軸移動鏡７の反射面に対向するよ
うに、３つのＹ方向干渉計Ｙ１〜Ｙ３がＸ方向に沿って
並んで配置されている。干渉計Ｙ１とＹ２とはＸ方向に
沿って距離αだけ間隔を隔てて配置され、干渉計Ｙ２と
Ｙ３とはＸ方向に沿って距離α＋βだけ間隔を隔てて配
置されている。各干渉計Ｙ１〜Ｙ３は、Ｙ方向に沿った
レーザビームＢy1〜Ｂy3をそれぞれ射出し、Ｙ軸移動鏡
７の反射面からの戻り光を受光する。なお、本実施例で
は、α＝Ｎβ（Ｎは２以上の自然数）の関係が成立して
いるものとする。
うに、３つのＹ方向干渉計Ｙ１〜Ｙ３がＸ方向に沿って
並んで配置されている。干渉計Ｙ１とＹ２とはＸ方向に
沿って距離αだけ間隔を隔てて配置され、干渉計Ｙ２と
Ｙ３とはＸ方向に沿って距離α＋βだけ間隔を隔てて配
置されている。各干渉計Ｙ１〜Ｙ３は、Ｙ方向に沿った
レーザビームＢy1〜Ｂy3をそれぞれ射出し、Ｙ軸移動鏡
７の反射面からの戻り光を受光する。なお、本実施例で
は、α＝Ｎβ（Ｎは２以上の自然数）の関係が成立して
いるものとする。
【００１９】３軸のＸ方向干渉計Ｘ１〜Ｘ３の各出力お
よび３軸のＹ方向干渉計Ｙ１〜Ｙ３の各出力は、制御系
８の入力に接続されている。また、制御系８の出力は、
駆動系９の入力に接続されている。さらに、駆動系９の
出力は、モータ４および５の入力に接続されている。こ
のように、３軸のＸ方向干渉計Ｘ１〜Ｘ３、３軸のＹ方
向干渉計Ｙ１〜Ｙ３、モータ４および５、制御系８、お
よび駆動系９は、本実施例の測定装置を構成している。
よび３軸のＹ方向干渉計Ｙ１〜Ｙ３の各出力は、制御系
８の入力に接続されている。また、制御系８の出力は、
駆動系９の入力に接続されている。さらに、駆動系９の
出力は、モータ４および５の入力に接続されている。こ
のように、３軸のＸ方向干渉計Ｘ１〜Ｘ３、３軸のＹ方
向干渉計Ｙ１〜Ｙ３、モータ４および５、制御系８、お
よび駆動系９は、本実施例の測定装置を構成している。
【００２０】図２および図３は、本発明の作用について
その原理を説明する図である。なお、３軸のＸ方向干渉
計Ｘ１〜Ｘ３を用いて行うＸ軸移動鏡６の反射面の面形
状測定と、３軸のＹ方向干渉計Ｙ１〜Ｙ３を用いて行う
Ｙ軸移動鏡７の反射面の面形状測定とは、原理的に同じ
である。したがって、図２および図３では、３軸のＸ方
向干渉計Ｘ１〜Ｘ３を用いて行う測定方法の原理だけを
説明している。以下、図２および図３を参照して、本実
施例の測定装置の動作を説明する。
その原理を説明する図である。なお、３軸のＸ方向干渉
計Ｘ１〜Ｘ３を用いて行うＸ軸移動鏡６の反射面の面形
状測定と、３軸のＹ方向干渉計Ｙ１〜Ｙ３を用いて行う
Ｙ軸移動鏡７の反射面の面形状測定とは、原理的に同じ
である。したがって、図２および図３では、３軸のＸ方
向干渉計Ｘ１〜Ｘ３を用いて行う測定方法の原理だけを
説明している。以下、図２および図３を参照して、本実
施例の測定装置の動作を説明する。
【００２１】図２において、第１の測定状態では、Ｘ軸
移動鏡６の反射面が図中実線で示す位置にあり、Ｙステ
ージ２が全体座標の基準位置Ｙ＝０にあるものとする。
そして、第１の測定状態において、３軸のＸ方向干渉計
Ｘ１〜Ｘ３のうち干渉計Ｘ３から射出されたレーザビー
ムＢx3がＸ軸移動鏡６の反射面に入射する点を移動鏡上
の局部座標の基準位置ｙ＝０とする。こうして、Ｙ＝０
の第１の測定状態では、Ｘ方向干渉計Ｘ１〜Ｘ３の各出
力として、x1（０）、x2（０）およびx3（０）を得るこ
とができる。
移動鏡６の反射面が図中実線で示す位置にあり、Ｙステ
ージ２が全体座標の基準位置Ｙ＝０にあるものとする。
そして、第１の測定状態において、３軸のＸ方向干渉計
Ｘ１〜Ｘ３のうち干渉計Ｘ３から射出されたレーザビー
ムＢx3がＸ軸移動鏡６の反射面に入射する点を移動鏡上
の局部座標の基準位置ｙ＝０とする。こうして、Ｙ＝０
の第１の測定状態では、Ｘ方向干渉計Ｘ１〜Ｘ３の各出
力として、x1（０）、x2（０）およびx3（０）を得るこ
とができる。
【００２２】次に、駆動系９は制御系８からの駆動信号
に基づいてモータ４を回転駆動し、Ｙステージ２を＋Ｙ
方向に沿って図２中右側に移動させる。そして、Ｘ方向
干渉計Ｘ１〜Ｘ３の各出力は、βピッチで制御系８に取
り込まれて信号処理される。したがって、第（Ｎ＋１）
の測定状態では、Ｙステージ２がＹ＝Ｎβ＝αの位置、
すなわちＸ軸移動鏡６の反射面が図中破線で示す位置に
達する。ちなみに、第（Ｎ＋１）の測定状態において、
干渉計Ｘ３から射出されたレーザビームＢx3がＸ軸移動
鏡６の反射面に入射する点はｙ＝Ｎβ＝αの位置とな
る。こうして、Ｙ＝αの第（Ｎ＋１）の測定状態では、
Ｘ方向干渉計Ｘ１〜Ｘ３の各出力として、x1（α）、x2
（α）およびx3（α）を得ることができる。
に基づいてモータ４を回転駆動し、Ｙステージ２を＋Ｙ
方向に沿って図２中右側に移動させる。そして、Ｘ方向
干渉計Ｘ１〜Ｘ３の各出力は、βピッチで制御系８に取
り込まれて信号処理される。したがって、第（Ｎ＋１）
の測定状態では、Ｙステージ２がＹ＝Ｎβ＝αの位置、
すなわちＸ軸移動鏡６の反射面が図中破線で示す位置に
達する。ちなみに、第（Ｎ＋１）の測定状態において、
干渉計Ｘ３から射出されたレーザビームＢx3がＸ軸移動
鏡６の反射面に入射する点はｙ＝Ｎβ＝αの位置とな
る。こうして、Ｙ＝αの第（Ｎ＋１）の測定状態では、
Ｘ方向干渉計Ｘ１〜Ｘ３の各出力として、x1（α）、x2
（α）およびx3（α）を得ることができる。
【００２３】図３に示すように、第１の測定状態におけ
る干渉計Ｘ２の出力と干渉計Ｘ１の出力との差x2（０）
−x1（０）と、第（Ｎ＋１）の測定状態における干渉計
Ｘ３の出力と干渉計Ｘ２の出力との差x3（α）−x2
（α）との差は、ｙ＝αにおける反射面のＸ方向に沿っ
た位置Ｘ（α）とｙ＝α＋βにおける反射面のＸ方向に
沿った位置Ｘ（α＋β）との差Δ（α）と一致する。し
たがって、ｙ＝αにおける反射面からｙ＝α＋βにおけ
る反射面への位置変化量Δ（α）は、次の式（２）のよ
うに表される。 Δ（α）＝x2（０）−x1（０）−｛x3（α）−x2（α）｝ （２）
る干渉計Ｘ２の出力と干渉計Ｘ１の出力との差x2（０）
−x1（０）と、第（Ｎ＋１）の測定状態における干渉計
Ｘ３の出力と干渉計Ｘ２の出力との差x3（α）−x2
（α）との差は、ｙ＝αにおける反射面のＸ方向に沿っ
た位置Ｘ（α）とｙ＝α＋βにおける反射面のＸ方向に
沿った位置Ｘ（α＋β）との差Δ（α）と一致する。し
たがって、ｙ＝αにおける反射面からｙ＝α＋βにおけ
る反射面への位置変化量Δ（α）は、次の式（２）のよ
うに表される。 Δ（α）＝x2（０）−x1（０）−｛x3（α）−x2（α）｝ （２）
【００２４】さらに、Ｙ＝βの第２の測定状態では、Ｘ
方向干渉計Ｘ１〜Ｘ３の各出力として、x1（β）、x2
（β）およびx3（β）を得ることができる。また、Ｙ＝
α＋βの第（Ｎ＋２）の測定状態では、Ｘ方向干渉計Ｘ
１〜Ｘ３の各出力として、x1（α＋β）、x2（α＋β）
およびx3（α＋β）を得ることができる。したがって、
図３を参照すると、ｙ＝α＋βにおける反射面からｙ＝
α＋２βにおける反射面への位置変化量Δ（α＋β）
は、次の式（３）のように表されることがわかる。
方向干渉計Ｘ１〜Ｘ３の各出力として、x1（β）、x2
（β）およびx3（β）を得ることができる。また、Ｙ＝
α＋βの第（Ｎ＋２）の測定状態では、Ｘ方向干渉計Ｘ
１〜Ｘ３の各出力として、x1（α＋β）、x2（α＋β）
およびx3（α＋β）を得ることができる。したがって、
図３を参照すると、ｙ＝α＋βにおける反射面からｙ＝
α＋２βにおける反射面への位置変化量Δ（α＋β）
は、次の式（３）のように表されることがわかる。
【数２】 Δ（α＋β）＝x2（β）−x1（β） −｛x3（α＋β）−x2（α＋β）｝ （３）
【００２５】こうして、ｙ＝α＋ｋβ（ｋは０および自
然数）における反射面からｙ＝α＋（ｋ＋１）βにおけ
る反射面への位置変化量Δ（α＋ｋβ）は、次の式
（４）のように一般化されることがわかる。
然数）における反射面からｙ＝α＋（ｋ＋１）βにおけ
る反射面への位置変化量Δ（α＋ｋβ）は、次の式
（４）のように一般化されることがわかる。
【数３】 Δ（α＋ｋβ）＝x2（ｋβ）−x1（ｋβ） −｛x3（α＋ｋβ）−x2（α＋ｋβ）｝ （４）
【００２６】式（４）に示すように、本実施例では、３
軸の干渉計Ｘ１〜Ｘ３を用いて、Ｘ軸移動鏡６の反射面
上の局部座標ｙに沿ってピッチβで位置変化量Δ（α＋
ｋβ）を求めることができる。したがって、２軸の干渉
計を用いてピッチｐで位置変化量Δ（ｋｐ）を求める従
来技術において示す式（１）の場合と同様に考えて、ｙ
＝α＋ｎβにおけるＸ軸移動鏡６の反射面の位置Ｘ（α
＋ｎβ）を、次の式（５）で表すことができる。
軸の干渉計Ｘ１〜Ｘ３を用いて、Ｘ軸移動鏡６の反射面
上の局部座標ｙに沿ってピッチβで位置変化量Δ（α＋
ｋβ）を求めることができる。したがって、２軸の干渉
計を用いてピッチｐで位置変化量Δ（ｋｐ）を求める従
来技術において示す式（１）の場合と同様に考えて、ｙ
＝α＋ｎβにおけるＸ軸移動鏡６の反射面の位置Ｘ（α
＋ｎβ）を、次の式（５）で表すことができる。
【数４】
【００２７】なお、上述の式（５）において、初期値Ｘ
（α）はｙ＝αにおけるＸ軸移動鏡６の反射面の位置で
ある。すなわち、ｙ＝０におけるＸ軸移動鏡６の反射面
の位置Ｘ（０）を基準にすれば、初期値Ｘ（α）はｙ＝
０における反射面からｙ＝αにおける反射面への位置変
化量に他ならない。このように、本実施例では、Ｘ軸移
動鏡６の反射面においてｙ＝αからピッチβで面形状を
測定することができる。すなわち、ピッチβを所望の値
に設定することにより、各干渉計の最小間隔よりも小さ
な周期（ピッチ）で高次の面形状を高精度に測定するこ
とができる。
（α）はｙ＝αにおけるＸ軸移動鏡６の反射面の位置で
ある。すなわち、ｙ＝０におけるＸ軸移動鏡６の反射面
の位置Ｘ（０）を基準にすれば、初期値Ｘ（α）はｙ＝
０における反射面からｙ＝αにおける反射面への位置変
化量に他ならない。このように、本実施例では、Ｘ軸移
動鏡６の反射面においてｙ＝αからピッチβで面形状を
測定することができる。すなわち、ピッチβを所望の値
に設定することにより、各干渉計の最小間隔よりも小さ
な周期（ピッチ）で高次の面形状を高精度に測定するこ
とができる。
【００２８】図４は、図１の実施例において面形状の測
定中にステージに回転が起こった場合の測定値の補正に
ついて説明する図であって、（ａ）はステージの直線運
動中において回転が起こっていない状態を、（ｂ）はス
テージの直線運動中において回転が起こった状態をそれ
ぞれ示している。なお、図４において、Ｘ軸移動鏡６お
よびＹ軸移動鏡７は、Ｘ軸またはＹ軸に平行にステージ
と一体的に直線移動し且つＺ軸に平行なステージ中心軸
線回りにステージと一体的に回転するものとする。ま
た、Ｘ軸移動鏡６の反射面とＹ軸移動鏡７の反射面との
直交度が確保されているのとする。
定中にステージに回転が起こった場合の測定値の補正に
ついて説明する図であって、（ａ）はステージの直線運
動中において回転が起こっていない状態を、（ｂ）はス
テージの直線運動中において回転が起こった状態をそれ
ぞれ示している。なお、図４において、Ｘ軸移動鏡６お
よびＹ軸移動鏡７は、Ｘ軸またはＹ軸に平行にステージ
と一体的に直線移動し且つＺ軸に平行なステージ中心軸
線回りにステージと一体的に回転するものとする。ま
た、Ｘ軸移動鏡６の反射面とＹ軸移動鏡７の反射面との
直交度が確保されているのとする。
【００２９】図４では、Ｘ方向干渉計Ｘ１〜Ｘ３とＹ方
向干渉計Ｙ１〜Ｙ３とが、ステージの中心軸線に関して
回転対称に配置されている。したがって、Ｘ軸移動鏡６
の反射面の面形状測定に際してＸ軸移動鏡６の回転に起
因する成分を取り除くことは、Ｙ軸移動鏡７の回転に起
因する成分を取り除くことと等価である。すなわち、干
渉計Ｘ１と干渉計Ｘ２との差分信号のうちステージの回
転に起因する成分は、干渉計Ｙ１と干渉計Ｙ２との差分
信号に他ならない。したがって、ｙ＝α＋ｋβ（ｋは０
および自然数）における反射面からｙ＝α＋（ｋ＋１）
βにおける反射面への正確な位置変化量Δ（α＋ｋβ）
すなわちステージ回転に起因する成分を取り除いて補正
した位置変化量Δ（α＋ｋβ）は、上述の式（４）を参
照して次の式（６）のように一般化される。
向干渉計Ｙ１〜Ｙ３とが、ステージの中心軸線に関して
回転対称に配置されている。したがって、Ｘ軸移動鏡６
の反射面の面形状測定に際してＸ軸移動鏡６の回転に起
因する成分を取り除くことは、Ｙ軸移動鏡７の回転に起
因する成分を取り除くことと等価である。すなわち、干
渉計Ｘ１と干渉計Ｘ２との差分信号のうちステージの回
転に起因する成分は、干渉計Ｙ１と干渉計Ｙ２との差分
信号に他ならない。したがって、ｙ＝α＋ｋβ（ｋは０
および自然数）における反射面からｙ＝α＋（ｋ＋１）
βにおける反射面への正確な位置変化量Δ（α＋ｋβ）
すなわちステージ回転に起因する成分を取り除いて補正
した位置変化量Δ（α＋ｋβ）は、上述の式（４）を参
照して次の式（６）のように一般化される。
【００３０】
【数５】 Δ（α＋ｋβ）＝x2（ｋβ）−x1（ｋβ） −｛x3（α＋ｋβ）−x2（α＋ｋβ）｝ ＋y2（ｋβ）−y1（ｋβ） −｛y3（α＋ｋβ）−y2（α＋ｋβ）｝ （６） ただし、y1（ｙ）〜y3（ｙ）は、Ｘ軸移動鏡６の面形状
測定中における干渉計Ｙ１〜Ｙ３の出力である。
測定中における干渉計Ｙ１〜Ｙ３の出力である。
【００３１】図４では、Ｘ方向干渉計とＹ方向干渉計と
をステージ中心軸線に関して回転対称に配置することに
より、ステージの回転に起因する成分の除去を簡単な式
に基づいて行っている。しかしながら、非計測方向の干
渉計すなわちＹ方向干渉計を２軸で構成し、２軸のＹ方
向干渉計を介して求めたステージの回転角に基づいてＸ
方向干渉計による面形状測定値を補正してもよい。ま
た、所要の測定精度に比してステージの回転に起因する
成分が十分小さい場合には、非計測方向の干渉計すなわ
ちＹ方向干渉計を１軸で構成し、面形状測定値を補正し
なくてもよい。この場合、すなわちステージの回転に起
因する成分が十分小さくて無視することができる場合に
は、Ｙ軸方向の座標測定はそれほど高精度である必要が
ないので、干渉計に代えてエンコーダー等の他の適当な
手段を用いることもできる。
をステージ中心軸線に関して回転対称に配置することに
より、ステージの回転に起因する成分の除去を簡単な式
に基づいて行っている。しかしながら、非計測方向の干
渉計すなわちＹ方向干渉計を２軸で構成し、２軸のＹ方
向干渉計を介して求めたステージの回転角に基づいてＸ
方向干渉計による面形状測定値を補正してもよい。ま
た、所要の測定精度に比してステージの回転に起因する
成分が十分小さい場合には、非計測方向の干渉計すなわ
ちＹ方向干渉計を１軸で構成し、面形状測定値を補正し
なくてもよい。この場合、すなわちステージの回転に起
因する成分が十分小さくて無視することができる場合に
は、Ｙ軸方向の座標測定はそれほど高精度である必要が
ないので、干渉計に代えてエンコーダー等の他の適当な
手段を用いることもできる。
【００３２】なお、ステージがその中心軸線回りに回転
する機構を有する場合には、非計測方向の干渉計である
Ｙ方向干渉計により計測されたステージの回転角が０に
なるようにステージのＹ軸方向移動を制御しながらＸ軸
移動鏡６の面形状測定を行うことにより、ステージの回
転に起因する誤差を含まない高精度な測定が可能にな
る。ここで、式（６）を参照すると、式（６）は干渉計
による計測値を８つ含んでいる。したがって、式（６）
で得られる位置変化量Δ（α＋ｋβ）をｋ＝０からｎま
で積算してゆくと、誤差が大きく累積してしまうことに
なる。
する機構を有する場合には、非計測方向の干渉計である
Ｙ方向干渉計により計測されたステージの回転角が０に
なるようにステージのＹ軸方向移動を制御しながらＸ軸
移動鏡６の面形状測定を行うことにより、ステージの回
転に起因する誤差を含まない高精度な測定が可能にな
る。ここで、式（６）を参照すると、式（６）は干渉計
による計測値を８つ含んでいる。したがって、式（６）
で得られる位置変化量Δ（α＋ｋβ）をｋ＝０からｎま
で積算してゆくと、誤差が大きく累積してしまうことに
なる。
【００３３】上述したように、本実施例では、α＝Ｎβ
（Ｎは２以上の自然数）の関係を満たすように各干渉計
の間隔（ピッチ）が規定されている。また、本実施例で
は、ピッチがα、α＋βおよび２α＋βの３組の２軸干
渉計が設けられていると考えられる。したがって、これ
らのピッチでの位置変化量は、積算することなく直接計
測可能である。したがって、たとえばｙ＝３α＋２βに
おけるＸ軸移動鏡６の反射面の位置Ｘ（３α＋２β）
を、上述の式（５）を参照して次の式（７）で表すこと
ができる。
（Ｎは２以上の自然数）の関係を満たすように各干渉計
の間隔（ピッチ）が規定されている。また、本実施例で
は、ピッチがα、α＋βおよび２α＋βの３組の２軸干
渉計が設けられていると考えられる。したがって、これ
らのピッチでの位置変化量は、積算することなく直接計
測可能である。したがって、たとえばｙ＝３α＋２βに
おけるＸ軸移動鏡６の反射面の位置Ｘ（３α＋２β）
を、上述の式（５）を参照して次の式（７）で表すこと
ができる。
【００３４】
【数６】 また、上述の式（７）を次の式（８）のように変形する
こともできる。 Ｘ（３α＋２β）＝Ｘ（α）＋x1（α）−x3（α）＋Δ（３α＋β）（８）
こともできる。 Ｘ（３α＋２β）＝Ｘ（α）＋x1（α）−x3（α）＋Δ（３α＋β）（８）
【００３５】式（７）において、Ｘ（α）を初期値とし
て位置変化量Δ（α＋ｋβ）をｋ＝０〜（２Ｎ＋１）ま
で積算して位置Ｘ（３α＋２β）を求める場合、累積誤
差の大きく発生してしまう。しかしながら、式（８）に
おいて、｛Ｘ（α）＋x1（α）−x3（α）｝を初期値と
して位置変化量Δ（３α＋β）を加算して位置Ｘ（３α
＋２β）を求めることができる。
て位置変化量Δ（α＋ｋβ）をｋ＝０〜（２Ｎ＋１）ま
で積算して位置Ｘ（３α＋２β）を求める場合、累積誤
差の大きく発生してしまう。しかしながら、式（８）に
おいて、｛Ｘ（α）＋x1（α）−x3（α）｝を初期値と
して位置変化量Δ（３α＋β）を加算して位置Ｘ（３α
＋２β）を求めることができる。
【００３６】図５および図６は、誤差の累積について説
明する図である。図５および図６を参照して、Ｎ＝４す
なわちα＝４βのときの誤差の累積についてさらに具体
的に検討する。式（７）に基づいてｙ＝３α＋２β＝１
４βの点における位置座標Ｘ（１４β）を求める場合、
Ｘ（α）を初期値として位置変化量Δ（α＋ｋβ）をｋ
＝０〜９まで積算する。したがって、式（７）に基づく
測定では、図５に示すように、ピッチβごとに誤差が累
積してしまう。
明する図である。図５および図６を参照して、Ｎ＝４す
なわちα＝４βのときの誤差の累積についてさらに具体
的に検討する。式（７）に基づいてｙ＝３α＋２β＝１
４βの点における位置座標Ｘ（１４β）を求める場合、
Ｘ（α）を初期値として位置変化量Δ（α＋ｋβ）をｋ
＝０〜９まで積算する。したがって、式（７）に基づく
測定では、図５に示すように、ピッチβごとに誤差が累
積してしまう。
【００３７】一方、式（８）に基づいてｙ＝３α＋２β
＝１４βの点における位置座標Ｘ（１４β）を求める場
合、｛Ｘ（α）＋x1（α）−x3（α）｝を初期値として
位置変化量Δ（３α＋β）＝Δ（１３β）を加えるだけ
である。すなわち、式（７）に基づく測定が可能な本実
施例では、図６に示すように、ｙ＝αの点から＝１３β
の点までの間における誤差の累積が少なく、結果的に累
積誤差の少ない測定が可能になる。このように、本実施
例では、α＝Ｎβ（Ｎは２以上の自然数）の関係を満た
すように各干渉計の間隔（ピッチ）が規定されているの
で、累積誤差が発生することなく高精度な面形状測定が
可能であることがわかる。
＝１４βの点における位置座標Ｘ（１４β）を求める場
合、｛Ｘ（α）＋x1（α）−x3（α）｝を初期値として
位置変化量Δ（３α＋β）＝Δ（１３β）を加えるだけ
である。すなわち、式（７）に基づく測定が可能な本実
施例では、図６に示すように、ｙ＝αの点から＝１３β
の点までの間における誤差の累積が少なく、結果的に累
積誤差の少ない測定が可能になる。このように、本実施
例では、α＝Ｎβ（Ｎは２以上の自然数）の関係を満た
すように各干渉計の間隔（ピッチ）が規定されているの
で、累積誤差が発生することなく高精度な面形状測定が
可能であることがわかる。
【００３８】なお、上述の実施例では、α＝Ｎβの関係
を満たすように各干渉計の間隔を規定しているが、各干
渉計の間隔がα＝Ｎβの関係を満たさない場合にも本発
明は有効である。以下、各干渉計の間隔がα＝Ｎβの関
係を満たさない場合について説明する。上述の実施例の
ように、α＝Ｎβの関係が成立し且つＹ＝０の点からピ
ッチβで３軸干渉計Ｘ１〜Ｘ３の出力を取り込む場合、
３軸干渉計Ｘ１〜Ｘ３の測定点は互いに重なることにな
る。一方、α＝Ｎβの関係が成立しない場合には、Ｙ＝
０の点からピッチβで３軸干渉計Ｘ１〜Ｘ３の出力を取
り込んでも測定点は互いに重ならなくなってしまう。そ
こで、３軸干渉計Ｘ１〜Ｘ３の間隔がα＝Ｎβ＋γの関
係を満たす場合には、Ｙ＝０の点からピッチβで干渉計
Ｘ１およびＸ２の出力を取り込むとともに、Ｙ＝α−γ
の点からピッチβで干渉計Ｘ２およびＸ３の出力を取り
込む必要がある。すなわち、α＝Ｎβの関係が成立しな
い場合には、α＝Ｎβの関係が成立する本実施例よりも
約２倍の点で測定を行う必要がある。
を満たすように各干渉計の間隔を規定しているが、各干
渉計の間隔がα＝Ｎβの関係を満たさない場合にも本発
明は有効である。以下、各干渉計の間隔がα＝Ｎβの関
係を満たさない場合について説明する。上述の実施例の
ように、α＝Ｎβの関係が成立し且つＹ＝０の点からピ
ッチβで３軸干渉計Ｘ１〜Ｘ３の出力を取り込む場合、
３軸干渉計Ｘ１〜Ｘ３の測定点は互いに重なることにな
る。一方、α＝Ｎβの関係が成立しない場合には、Ｙ＝
０の点からピッチβで３軸干渉計Ｘ１〜Ｘ３の出力を取
り込んでも測定点は互いに重ならなくなってしまう。そ
こで、３軸干渉計Ｘ１〜Ｘ３の間隔がα＝Ｎβ＋γの関
係を満たす場合には、Ｙ＝０の点からピッチβで干渉計
Ｘ１およびＸ２の出力を取り込むとともに、Ｙ＝α−γ
の点からピッチβで干渉計Ｘ２およびＸ３の出力を取り
込む必要がある。すなわち、α＝Ｎβの関係が成立しな
い場合には、α＝Ｎβの関係が成立する本実施例よりも
約２倍の点で測定を行う必要がある。
【００３９】また、上述の実施例では、被検査面上の各
点における位置情報を検出するための検出手段として干
渉計を用いて本発明を説明している。しかしながら、干
渉計以外の他の適当な３軸検出手段を用いて本発明を実
施することが可能なことはいうまでもない。
点における位置情報を検出するための検出手段として干
渉計を用いて本発明を説明している。しかしながら、干
渉計以外の他の適当な３軸検出手段を用いて本発明を実
施することが可能なことはいうまでもない。
【００４０】また、以上の実施例では、たとえばＸ方向
干渉計を３つ配置し、Ｘ方向干渉計（Ｘ１〜Ｘ３）の中
間に位置する干渉計Ｘ２を、上記（４）式等に示される
如く、Ｙ＝ｋβおよびＹ＝α＋ｋβの時の２つの検出出
力に寄与する構成とした例を示している。しかしなが
ら、本発明はこの例に限定されることなく、たとえば、
さらに干渉計Ｘ２の機能を分担する干渉計Ｘ２’を干渉
計２と干渉計Ｘ３との間に配置して４軸干渉計の構成と
し、Ｙ＝ｋβの時には干渉計Ｘ１と干渉計Ｘ２との各出
力からx2（ｋβ）−x1（ｋβ）を求め、Ｙ＝α＋ｋβの
時には新たに追加された干渉計Ｘ２’と干渉計Ｘ３との
各出力からx2' （α＋ｋβ）−x3（α＋ｋβ）を求める
構成としてもよい。さらには、本発明は、干渉計Ｘ１と
干渉計Ｘ２とを第１の差動干渉計となる如く構成すると
ともに、干渉計Ｘ２’と干渉計Ｘ３とを第２の差動干渉
計となる如く構成してもよい。
干渉計を３つ配置し、Ｘ方向干渉計（Ｘ１〜Ｘ３）の中
間に位置する干渉計Ｘ２を、上記（４）式等に示される
如く、Ｙ＝ｋβおよびＹ＝α＋ｋβの時の２つの検出出
力に寄与する構成とした例を示している。しかしなが
ら、本発明はこの例に限定されることなく、たとえば、
さらに干渉計Ｘ２の機能を分担する干渉計Ｘ２’を干渉
計２と干渉計Ｘ３との間に配置して４軸干渉計の構成と
し、Ｙ＝ｋβの時には干渉計Ｘ１と干渉計Ｘ２との各出
力からx2（ｋβ）−x1（ｋβ）を求め、Ｙ＝α＋ｋβの
時には新たに追加された干渉計Ｘ２’と干渉計Ｘ３との
各出力からx2' （α＋ｋβ）−x3（α＋ｋβ）を求める
構成としてもよい。さらには、本発明は、干渉計Ｘ１と
干渉計Ｘ２とを第１の差動干渉計となる如く構成すると
ともに、干渉計Ｘ２’と干渉計Ｘ３とを第２の差動干渉
計となる如く構成してもよい。
【００４１】
【効果】以上説明したように、本発明によれば、各測定
状態における各干渉計の出力に基づいて、干渉計の間隔
差βの周期で被検査面の面形状を測定することが可能と
なる。換言すれば、干渉計の間隔差βを所望の値に設定
することにより、各干渉計の最小間隔よりも小さな周期
（ピッチ）で高次の面形状を高精度に測定することがで
きる。
状態における各干渉計の出力に基づいて、干渉計の間隔
差βの周期で被検査面の面形状を測定することが可能と
なる。換言すれば、干渉計の間隔差βを所望の値に設定
することにより、各干渉計の最小間隔よりも小さな周期
（ピッチ）で高次の面形状を高精度に測定することがで
きる。
【図１】本発明の実施例にかかる面形状測定装置の構成
を概略的に示す斜視図である。
を概略的に示す斜視図である。
【図２】本発明の作用についてその原理を説明する図で
ある。
ある。
【図３】本発明の作用についてその原理を説明する図で
ある。
ある。
【図４】図１の実施例において面形状の測定中にステー
ジに回転が起こった場合の測定値の補正について説明す
る図であって、（ａ）はステージの直線運動中において
回転が起こっていない状態を、（ｂ）はステージの直線
運動中において回転が起こった状態をそれぞれ示してい
る。
ジに回転が起こった場合の測定値の補正について説明す
る図であって、（ａ）はステージの直線運動中において
回転が起こっていない状態を、（ｂ）はステージの直線
運動中において回転が起こった状態をそれぞれ示してい
る。
【図５】本発明における誤差の累積について説明する図
である。
である。
【図６】本発明における誤差の累積について説明する図
である。
である。
１ ベース（基盤） ２ Ｙステージ ３ Ｘステージ ４、５ モータ ６ Ｘ軸移動鏡 ７ Ｙ軸移動鏡 ８ 制御系 ９ 駆動系 Ｘ１〜Ｘ３ Ｘ方向干渉計 Ｙ１〜Ｙ３ Ｙ方向干渉計
Claims (7)
- 【請求項１】 被検査面上の測定方向に沿った複数の点
における所定方向に沿った位置を検出することによって
前記被検査面の面形状を測定する方法において、 第１の測定状態において、前記被検査面上の第１の点に
おける前記所定方向に沿った位置情報を第１の干渉計で
検出し、前記第１の点から前記測定方向に沿って第１の
距離αだけ間隔を隔てた前記被検査面上の第２の点にお
ける前記所定方向に沿った位置情報を第２の干渉計で検
出し、前記第２の点から前記第１の点とは反対方向に前
記測定方向に沿って第１の距離とは異なる第２の距離
（α＋β）だけ間隔を隔てた前記被検査面上の第３の点
における前記所定方向に沿った位置情報を第３の干渉計
で検出する第１工程と、 前記第１の干渉計乃至前記第３の干渉計に対して前記被
検査面を前記測定方向に沿って前記第１の測定状態から
前記第２の距離と前記第１の距離との距離差βのｎ倍
（ｎ：１、２、３・・・の自然数）だけ順次相対移動さ
せた第ｎの測定状態までの各測定状態において、前記第
１の干渉計乃至前記第３の干渉計によってそれぞれ対応
する前記被検査面上の点における前記所定方向に沿った
位置情報を順次検出する第２工程乃至第ｎ工程とを備
え、 前記第１の測定状態から前記第ｎの測定状態に亘る各測
定状態における前記第１の干渉計乃至前記第３の干渉計
の出力に基づいて、前記測定方向に沿って前記距離差β
の周期で存在する前記複数の点において前記被検査面の
面形状を測定することを特徴とする面形状の測定方法。 - 【請求項２】 前記各測定状態において、前記距離差β
はα＝Ｎβ（Ｎは２以上の自然数）の関係を満足するこ
とを特徴とする請求項１に記載の測定方法。 - 【請求項３】 前記第１の干渉計乃至前記第３の干渉計
に対する前記被検査面の相対移動に際する前記被検査面
の前記測定方向に対するぶれを検出し、検出したぶれに
応じて前記被検査面の面形状の測定値を補正することを
特徴とする請求項１または２に記載の測定方法。 - 【請求項４】 被検査面上の測定方向に沿った複数の点
における所定方向に沿った位置を検出し、前記複数の点
において検出した位置に基づいて前記被検査面の面形状
を測定する装置において、 前記被検査面上の第１の点における前記所定方向に沿っ
た位置情報を検出するための第１の干渉計と、 前記第１の点から前記測定方向に沿って第１の距離αだ
け間隔を隔てた前記被検査面上の第２の点における前記
所定方向に沿った位置情報を検出するための第２の干渉
計と、 前記第２の点から前記第１の点とは反対方向に前記測定
方向に沿って第１の距離とは異なる第２の距離（α＋
β）だけ間隔を隔てた前記被検査面上の第３の点におけ
る前記所定方向に沿った位置情報を検出するための第３
の干渉計と、 前記第１の干渉計乃至前記第３の干渉計に対して前記被
検査面を前記測定方向に沿って相対的に移動させるため
の相対移動手段と、 前記第１の干渉計乃至前記第３の干渉計に対する前記被
検査面の前記測定方向に沿った相対移動量を検出するた
めの相対移動量検出手段とを備え、 初期状態である第１の測定状態から前記相対移動量が前
記第２の距離と前記第１の距離との距離差βのｎ倍
（ｎ：１、２、３・・・の自然数）に順次等しくなる第
ｎの測定状態までの各測定状態における前記第１の干渉
計乃至前記第３の干渉計の出力に基づいて、前記測定方
向に沿って前記距離差βの周期で存在する前記複数の点
において前記被検査面の面形状を測定することを特徴と
する面形状の測定装置。 - 【請求項５】 第１の干渉計乃至前記第３の干渉計は、
前記第１の距離αと前記距離差βとがα＝Ｎβ（Ｎは２
以上の自然数）の関係を満足するように位置決めされて
いることを特徴とする請求項４に記載の測定装置。 - 【請求項６】 前記相対移動量検出手段は、前記第１の
干渉計乃至前記第３の干渉計に対する前記被検査面の相
対移動に際する前記被検査面の前記測定方向に対するぶ
れを検出し、 検出したぶれに応じて前記被検査面の面形状の測定値を
補正することを特徴とする請求項４または５に記載の測
定装置。 - 【請求項７】 被検面上の測定方向に沿った複数点にお
ける所定方向に沿った位置を検出し、前記複数点におい
て検出した位置情報に基づいて前記被検面の面形状を測
定する装置において、 前記被検面上の第１の位置における前記所定方向に沿っ
た位置情報を検出する第１の検出手段と、 前記被検面上の第１の位置から前記測定方向に沿って第
１の所定距離を隔てた前記被検面上の第２の位置におけ
る前記所定方向に沿った位置情報を検出する第２の検出
手段と、 前記被検面上の第２の位置から前記測定方向に沿って前
記第１の所定距離とは異なる第２の所定距離を隔てた前
記被検面上の第３の位置における前記所定方向に沿った
位置情報を検出する第３の検出手段と、 前記第１乃至第３の検出手段に対して前記被検面を相対
的に所定ピッチ毎に移動させる相対移動手段と、 前記相対移動手段によって前記第１乃至第３の検出手段
に対して前記被検面を相対的に所定ピッチ毎に移動させ
ることにより、前記前記第１乃至第３の検出手段におい
てそれぞれ得られる各ピッチ毎の検出情報に基づいて、
前記被検面の面形状を算出する算出手段とを備えたこと
を特徴とする面形状の測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8044282A JPH09210648A (ja) | 1996-02-06 | 1996-02-06 | 面形状の測定方法および測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8044282A JPH09210648A (ja) | 1996-02-06 | 1996-02-06 | 面形状の測定方法および測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09210648A true JPH09210648A (ja) | 1997-08-12 |
Family
ID=12687163
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8044282A Pending JPH09210648A (ja) | 1996-02-06 | 1996-02-06 | 面形状の測定方法および測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09210648A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6813022B2 (en) | 2001-06-19 | 2004-11-02 | Nikon Corporation | Interferometer system |
| WO2017021299A1 (en) * | 2015-08-04 | 2017-02-09 | Asml Netherlands B.V. | Position measurement system, interferometer and lithographic apparatus |
-
1996
- 1996-02-06 JP JP8044282A patent/JPH09210648A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6813022B2 (en) | 2001-06-19 | 2004-11-02 | Nikon Corporation | Interferometer system |
| WO2017021299A1 (en) * | 2015-08-04 | 2017-02-09 | Asml Netherlands B.V. | Position measurement system, interferometer and lithographic apparatus |
| CN107924133A (zh) * | 2015-08-04 | 2018-04-17 | Asml荷兰有限公司 | 位置测量系统、干涉仪和光刻设备 |
| JP2018529080A (ja) * | 2015-08-04 | 2018-10-04 | エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． | 位置測定システム、干渉計、及びリソグラフィ装置 |
| US10289011B2 (en) | 2015-08-04 | 2019-05-14 | Asml Netherlands B.V. | Position measurement system, interferometer and lithographic apparatus |
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