JPH10332327A

JPH10332327A - ステージ構造体

Info

Publication number: JPH10332327A
Application number: JP9145213A
Authority: JP
Inventors: Taro Ototake; 太郎乙武
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1997-06-03
Filing date: 1997-06-03
Publication date: 1998-12-18
Anticipated expiration: 2017-06-03
Also published as: JP3790902B2

Abstract

(57)【要約】【課題】試料のパターン位置の位置読み取りに用いる
ステージ構造体は、従来、位置読み取りを行う干渉計の
基準となる移動鏡の反射面の反射面真直度誤差と反射面
直交度誤差とを補正して、位置読み取りを行っていた
が、高さが様々な試料に対して補正が充分ではなかっ
た。【解決手段】試料面の高さに応じて、干渉計のレーザ
ビームを平行に上下動させるための光学系と、移動鏡の
反射面の反射面真直度補正量と反射面直交度補正量とを
複数セット分記憶した記憶部と、試料面の高さに応じて
最適な補正量を用いるための選択部とにより、高さが様
々な試料に対しアッベ誤差をなくし、且つ反射面真直度
誤差と反射面直交度誤差とを補正することができた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、座標測定装置、等
の測定装置、欠陥検査装置、等の検査装置、及びEB描画
装置や欠陥修正装置、等の半導体プロセス装置、等の主
装置に配備されている、レーザ干渉計を具備し、試料の
位置読み取りを行う1 軸(X) または2 軸(XY)のステージ
構造体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体製造用のマスク、レチクル、等の
試料面のパターン位置の座標測定に用いられる座標測定
装置は、試料を搭載し、移動可能な試料ステージを具備
しており、この試料ステージは、一般にレーザ干渉計に
より位置読み取りが行われる。このようなパターン位置
の座標測定装置では、マスク、レチクル、等は一般にパ
ターン面を上向きとし、下面側を基準として試料ステー
ジ上に保持されている。ここで、マスク、レチクル、等
は実質的に石英ガラス、等の基板とその上面に形成され
たパターンとからなる。マスク、レチクル、等の厚み(
一般には基板の厚みとなる) には種々の種類があるた
め、例えば、同じ６インチのレチクルであっても、その
厚みが0.12インチ厚と0.25インチ厚のように異なる場
合、レチクルを同一のホルダ上にセットする場合、パタ
ーン面の高さには0.13インチ、約3.3mmの差が生じる。
従って、レーザ干渉計の参照用レーザビームの高さを0.
25インチ厚の試料面のパターン面の高さに一致させる
と、0.12インチ厚の試料においては、そのパターン面の
高さとレーザビームの高さの差が0.13インチ( 約3.3mm)
生じることになる。精密測定学の理論から、一般にレー
ザ干渉計を用いて試料の寸法、等を測定する場合には、
試料の測定部とレーザビームが同一直線上に存在しない
と測長誤差が生じる。これをアッベの原理( Abbe's pri
nciple) といい、発生する測長誤差をアッベ誤差と呼
ぶ。アッベ誤差についての詳細な説明は( 「精密測定
学」築添正著養賢堂発行 p102〜p104) に詳しいの
で、ここでは説明を省略する。この問題を解決するため
に、マスク、レチクル、等の厚みが変化した場合、これ
に対応させてレーザ干渉系の光学系の内部で平行平面ガ
ラスの回転、等によりレーザビームの高さを上下させ
て、マスク、レチクル、等のパターン面の高さとレーザ
ビーム高さが一致するように制御することでアッベ誤差
を最小とする技術が特開平5-272912に開示されている。

【０００３】一方、レーザ干渉計により位置の読み取り
を行う試料ステージにおいてはステージ上にレーザ干渉
計用の移動鏡が配置される。この移動鏡はここに入射す
るレーザビームを干渉計の干渉部に向けて反射させる機
能を有する。この移動鏡の反射面はステージ座標系の基
準となるため、その反射面の曲がりがゼロであることが
理想であるが、実際には製造誤差、等により、微細な曲
がりは避けられない。

【０００４】移動鏡の反射面の曲がりが測定結果に及ぼ
す影響を図２に示す。図２(a) においてX 軸移動鏡201
、Ｙ軸移動鏡202 の各反射面は各201S、202Sに示され
るような曲がった形状を有し、測定対象のレチクル10上
には2 本の微少幅の直線状パターンが交差した形状を有
する十字状のパターン203 が形成され、微少幅の直線状
パターンは理想的に平行且つ直線的な境界を有してい
る。座標測定装置は201S、202Sに示されるような曲がっ
た形状の反射面に対して十字状のパターン203 の位置を
測定するため、レチクル10上の理想的な十字状のパター
ン203 は図２(b) に示す204 のように歪んで測定される
ことになる。

【０００５】又、互いに直交する方向に、独立に移動可
能なXYの2 軸ステージにおいて、X軸移動鏡の反射面とY
軸移動鏡の反射面との交差角( ここで言う交差角は各
反射面の各面法線が互いに交差する角度のことを言
う。) は、ステージ座標系の直交性を保証するために、
正確に９０°となっている必要があるが、これについて
も製造誤差、等により微細な直交度誤差が避けられな
い。図３(a) において、Ｘ軸移動鏡201 の反射面201Sと
Ｙ軸移動鏡202 の反射面202Sとの交差角が図示のよう
に、90°でない場合は、座標測定装置は201S、202Sに示
されるような交差角が直角でない反射面に対して、十字
状のパターン204 の位置を測定するため、レチクル10上
の理想的な十字状のパターン204 は図3 (b) に示す205
のように斜交した十字状のパターンとして測定されるこ
とになる。

【０００６】これらの反射面真直度誤差( 反射面真直度
誤差は反射面の曲がりを意味する)および反射面直交度
誤差( 反射面直交度誤差は二つの反射面の交差角と90°
との差のことであるが、厳密にはこの交差角のXY平面へ
の正射影が測定される) の影響を除去するために、従来
からあらかじめ装置内に反射面真直度誤差、又は反射面
直交度誤差を補正量として記憶させておき、この補正量
により、ステージ移動量や座標測定結果、等に補正を加
えることが行われてきた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の技術に
おいては、補正量としての反射面真直度誤差と反射面直
交度誤差は１セット分しか記憶されていなかった。前述
の特開平5-272912で説明されているように、パターン面
の高さの相違により使用される移動鏡反射面の高さ方向
の位置が異なる。即ち干渉計のレーザビームはマスクの
厚みが厚ければ反射面の高い位置に、薄ければ反射面の
低い位置に当たる。加工誤差や自重による歪み、等の要
因により、この異なる高さ方向の位置は、異なる反射面
真直度誤差および反射面直交度誤差の値を有する。この
時に、１セット分のみの補正量で補正を行なうと、ある
一種類の高さの試料に対しては正確に補正が行われても
それ以外の高さの試料については補正誤差が発生してし
まう、という問題があった。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このため本発明では、よ
り高精度なステージ制御や座標測定、等を行なうため、
試料面の高さに応じて異なる反射面真直度補正量および
異なる反射面直交度補正量を使用することを可能とす
る。そのため、第一に、「位置検出を行うレーザ干渉計
を具備し、試料の位置読み取りを行う1 軸(X) または2
軸(XY)のステージ構造体において、XY面に垂直方向のア
ッベ誤差を最小とするため干渉計のレーザビームを平行
に上下動させるための、干渉計のレーザビーム光学系内
に配置された光学部品と、前記光学部品の駆動機構と、
前記試料の試料面の高さに応じて前記平行に上下動され
たレーザビームが入射する移動鏡の反射面高さに対応
し、反射面真直度補正量と反射面直交度補正量の片方ま
たは両方を複数セット分記憶した記憶部と、試料面の高
さに対応し、最適な前記反射面真直度補正量と前記反射
面直交度補正量の片方または両方を一セット分選択する
ための選択部とを具備することを特徴とするステージ構
造体。( 請求項1)」を提供する。

【０００９】第二に、「前記移動鏡と前記移動鏡の支持
部材とが同一材料から一体化形成される一体化支持部材
からなり、前記一体化支持部材はステージ上に搭載され
るための3 個所の支持点を具備し、且つ前記記憶部に、
前記一体化支持部材を主装置に組込む前に計測すること
により求められた、前記移動鏡の反射面の高さ毎の反射
面真直度補正量と反射面直交度補正量の片方または両方
が複数セット分記憶されていることを特徴とする請求項
1 記載のステージ構造体。( 請求項2)」を提供する。

【００１０】第三に、「前記移動鏡と前記移動鏡の支持
部材とが同一材料から一体化形成される一体化支持部材
からなり、前記一体化支持部材はステージ上に搭載され
るための3 個所の支持点を具備し、前記記憶部に、前記
移動鏡の反射面の基準高さにおける計測により求められ
た1 セット分のみの反射面真直度補正量と反射面直交度
補正量の片方または両方と、理論計算により算出された
補正量と、から求められた前記移動鏡の反射面の高さ毎
の反射面真直度補正量と反射面直交度補正量の片方また
は両方が複数セット分記憶されていることを特徴とする
請求項1 記載のステージ構造体。( 請求項3)」を提供す
る。

【００１１】第四に、「前記試料の被測定パターンのパ
ターンエッジ検出のための光学系および対物レンズが配
置されていることを特徴とする請求項 1〜3 の何れか1
項記載のステージ構造体。( 請求項4)」を提供する。第
五に、「前記対物レンズの側面に、前記対物レンズの温
度変化による位置ドリフトや振動による変位、等をキャ
ンセルするために、対物レンズ11の側面にX 軸参照鏡と
Y 軸参照鏡のどちらかまたは両方が固定され、X 軸干渉
計とY 軸干渉計のどちらかまたは両方が配置されている
こと特徴とする請求項4 記載のステージ構造体。( 請求
項5)」を提供する。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明では干渉計用移動鏡の反射
面高さに応じて、その高さにおける反射面真直度誤差と
反射面直交度誤差を測定または計算、或いは測定と計算
を用いて求めて、その補正量を装置内に記憶しておく。
そして、マスク、レチクル、等の試料のパターン面高
さ、即ち通常は試料面高さに応じて最適な補正量を使用
する。この方法により、いかなる厚さの試料に対しても
常に最適な補正量を使用することができるので、試料面
高さの相違によりステージ制御精度や座標測定精度に差
が生じることなく、常に高い座標測定精度を維持するこ
とができる。

【００１３】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明
する。実施例1 図４は、本発明の一実施例の第一の説明図であり、本発
明のステージ構造体を配備した主装置の全体構成を示し
ている。ここでは、半導体製造用のマスク、レチクル上
のパターン座標を測定するためのパターン座標測定装置
を例としている。又、この例は、特開平5-332761の実施
例を基本としている。本実施例は、基本的に以下の要素
から構成されている。・マスク、レチクル上のパターン
のエッジを検出するエッジ検出手段(12 、11、50a 、50
b 、51a 、51b ) 。( エッジ検出手段については、この
実施例のレーザ光の散乱光または回折光を検出する方法
に限定されず、画像処理による検出手段、等を用いても
よい。)・ステージ15。

【００１４】ステージ位置( これによってパターン位置
を検出する) を検出するためのレーザ干渉計(14a、14
b)。・マスク表面の高さ検出手段(11 、12) 。（オートフォ
ーカス、等）・主制御装置20。( 本発明の記憶部と選択部を具備する
とともに、装置全体の動作を制御する手段を具備する) 座標測定の具体的な方法については、特開平5-332761に
詳しく開示されているので、ここでは説明を省略する。

【００１５】図１は、本実施例の第二の説明図である。
ここには記憶部と選択部は図示されていない。マスク10
は、ホルダ61上に搭載される。ホルダ61は、試料台15上
に配置され、又、Ｘ軸干渉計用移動鏡201 およびＹ軸干
渉計用移動鏡202(図示しない) も試料台15上に配置され
る。

【００１６】一方、マスク10の上方には、パターンエッ
ジ検出とオートフォーカスのための光学系12および対物
レンズ11が配置されている。レーザ干渉計用のＸ軸参照
鏡211 およびＹ軸用参照鏡は( 図示しない) 対物レンズ
の温度変化による位置ドリフトや振動による変位、等を
キャンセルするために、対物レンズ11の側面に固定され
る構造となっている。装置の左方にはＸ軸干渉計が配
置され、後方にはＹ軸干渉計( 図示しない) が配置され
ている。参照用レーザビーム231aは参照鏡211に入射
し、測定用レーザビーム221aは移動鏡201 に入射する。
試料台15が搭載されるＸステージ71の位置は、参照鏡21
1 を基準として移動鏡201 の位置をレーザ干渉計により
読み取ることで検出される。Ｘステージ71の下方、ステ
ージベース部品73上に配置されるＹステージ72も同様に
レーザ干渉計により位置検出が行われる。

【００１７】平行平面ガラス81は、モータ、等( 図示し
ない) の駆動手段により、レーザビームに垂直な回転軸
の回りに回転可能な構造となっており、ポテンショメー
タ、エンコーダ( 図示しない) 、等の検出器により回転
角度の検出も可能となっている。平行平面ガラス81が正
立81a の状態から回転し、81b のように傾いた状態にな
ると、レーザビームはガラス内での屈折により、参照用
レーザビームは231aから231bへ、又、測定用レーザビー
ムは221aから221bへと平行に上方に同一量移動する。つ
まり、平行平面ガラス81の回転角を制御することによ
り、参照用レーザビームおよび測定用レーザビームの高
さを任意に制御することが可能となる。

【００１８】検出用光学系12にはオートフォーカス部を
具備しており、オートフォーカス部は対物レンズ11を上
下動させることによりオートフォーカスを行う。又、オ
ートフォーカス時の対物レンズ11の高さはエンコーダ、
等の読み取り部によって検出する。マスク10は、ホルダ
61上に下面側を基準としてセットされている。従って、
オートフォーカス時に検出された対物レンズ11の高さを
用いてマスク10のパターン面高さを検出することが可能
である。例えば、パターン面高さ10a は、厚さ0.12イン
チのマスクのパターン面高さを示しており、パターン面
高さ10b は、厚さ0.25インチのマスクのパターン面高さ
を示している。ここで、マスクのパターン面高さとレー
ザ干渉計測定用レーザビームの高さが一致していない
と、Ｘステージ71移動時のピッチング誤差またはＹステ
ージ72移動時のローリング誤差に起因するアッベ誤差が
発生する。（詳しくは「精密測定学」築添正著養賢
堂発行 p102〜p104 を参照されたい) 前述のようにレーザ干渉計の参照用レーザビームと測定
用レーザビームは平行平面ガラス81の回転により上下動
を可能とした。従って、例えば、厚さ0.12インチのマス
クに対しては、そのパターン面高さ10a を測定用レーザ
ビーム高さ221aと同一となるよう平行平面ガラス81の回
転角度を81a の位置に制御し、厚さ0.25インチのマスク
に対しては、そのパターン面高さ10b を測定用レーザビ
ーム高さ221bと同一となるよう平行平面ガラス81の回転
角度を81b の位置に制御することが可能である。勿論、
これ以外のパターン面高さに対しても任意に測定用レー
ザビームの高さを一致させることが可能となる。

【００１９】図５は、Ｘ軸用移動鏡201 の反射面の高さ
と反射面真直度の関係の説明図である。移動鏡201 の反
射面真直度誤差は、加工誤差や試料台15または移動鏡20
1 自身、等の自重による歪み、等に起因して、反射面の
高さが異なるとその値が一般に異なる。例えば、501a
は、測定用レーザビーム高さ221aでの真直度を示してお
り、501bは、測定用レーザビーム高さ221bでの真直度を
示している。

【００２０】従来の技術においては、真直度誤差の補正
は行われるものの、この高さによる真直度誤差の差は考
慮されず、平均的な反射面真直度誤差をＸ軸用、Ｙ軸用
各々一組づつのみ補正量として用いていた。これに対し
て、本発明においては、移動鏡の反射面の高さに応じて
複数セットの反射面真直度補正量を装置内に記憶してお
く。例えば、厚さ0.12インチのマスクのパターン面高さ
10a に一致する測定用レーザビーム高さ221aに対して
は、反射面真直度補正量として501aを用い、厚さ0.25イ
ンチのマスクのパターン面高さ10b に一致する測定用レ
ーザビーム高さ221bに対しては、反射面真直度補正量と
して501bを用いる。

【００２１】又、Ｘ軸干渉計用移動鏡201 の反射面とＹ
軸干渉計用移動鏡202 の反射面間の直交度は、真直度誤
差と同様に、加工誤差や試料台15または移動鏡201 自
身、等の自重による歪み、等に起因して、反射面の高さ
が異なると一般に値が異なる。従来の技術においては、
反射面直交度誤差の補正は行われるものの、この高さに
よる直交度誤差の違いは考慮されず、平均的な反射面直
交度誤差を一つのみ補正量として用いていた。これに対
して、本発明においては、反射面直交度についても測定
用レーザビーム高さ（移動鏡反射面高さ）に応じて複数
の補正量を記憶しておき、マスクのパターン面高さに応
じた補正量を使用する。

【００２２】なお、反射面真直度補正量の求め方として
は、例えば、特開昭57-210626 に開示されている被測定
物（本実施例ではマスクに相当）を水平面内に１８０°
回転させ、０°での測定データと１８０°での測定デー
タとを用いて求める方法、等がある。又、反射面直交度
補正量については、従来、以下のような方法で求められ
ている。まず、適当な配列のパターンを有するマスクを
図６(a) に示すように水平面内の０°の方向でパターン
直交度を測定する。ここで移動鏡の反射面直交度誤差は
αであり、又、パターン直交度誤差はβであるとする。
結果として得られる測定データ（図６(b) ）では、パタ
ーン直交度は、θ₁＝９０°＋( α＋β) として得られ
る。次に、図６(c) に示すように同一のマスクを水平面
内で左回りに９０°回転して同一パターンの直交度を測
定する。この場合には、結果として得られる測定データ
（図６(d) ）では、パターン直交度は、θ₂＝９０°＋
( α−β) として得られる。この２つの測定データよ
り、移動鏡の反射面直交度誤差は、α＝｛（θ₁＋
θ₂）／２｝−９０°として求めることができる。この
ように、０°方向の測定結果と９０°回転の測定結果を
組み合わせることによりパターン直交度誤差βはキャン
セルされ、反射面直交度誤差αが得られる。

【００２３】このように、反射面真直度誤差と反射面直
交度誤差のいずれをもマスク上のパターン座標の測定結
果から得ることができることから、干渉計レーザビーム
の異なる高さに対応した、移動鏡の反射面の異なる高さ
における、反射面真直度誤差と反射面直交度誤差は、異
なる厚さの複数のマスク上のパターンを測定することに
より得ることができる。このように、移動鏡の反射面の
高さに応じた反射面真直度補正量と反射面直交度補正量
は、複数の厚さのマスク上のパターンの測定により、任
意の複数セット得ることができる。又、移動鏡の連続し
た反射面高さに対する補正量は、適当な数学的補間を行
うことにより測定値から得られる。実施例2 次に、反射面真直度補正量と反射面直交度補正量の求め
方の実施例2 について述べる。

【００２４】図７は、実施例2 において使用される試料
台の構造を示す。従来から、移動鏡の反射面真直度と反
射面直交度の長期的な変動を抑えるために移動鏡支持部
材と移動鏡とをセラミクスや超低膨張ガラス、等の材料
から一体で製造することが行われている。図７の試料台
はこの例で、図１の中の試料台15と移動鏡201 が一体と
なっている構成である。図７の部材701 は一体型試料台
を示しており、側面にＸ軸干渉計用移動鏡反射面711 と
Ｙ軸干渉計用移動鏡反射面712 が形成されている。又、
一体型試料台701 は、ステージ( 図示しない) 上の３個
所の支持点、721、722、723 で支持される。ここで言う一
体型試料台は、複数の部品を結合して一体化するための
接合工程やネジ止めなどの締結工程を経ないで、単一の
素材から切削工程や研磨工程、等の除去工程、或いは成
形工程により製造された試料台のことを指す。

【００２５】図８は支持点721 の詳細を示した図であ
り、ステージ71上に球状支持体801 が埋め込まれ、この
球状支持体801 上に一体型試料台701 が円錐形状の接触
面802を介して搭載されている。図９は、支持点722 の
詳細を示した図であり、ステージ71上に球状支持体901
が埋め込まれ、この球状支持体901 上に一体型試料台70
1 がV 溝形状の接触面902 を介して搭載されている。

【００２６】図１０は、支持点723 の詳細を示した図で
あり、ステージ71上に球状支持体1001が埋め込まれ、こ
の球状支持体1001上に一体型試料台701 が平面形状の接
触面1002を介して搭載されている。このように、試料台
を一体型とし、且つ、３個所の支持点で外力を加えない
で支持とした場合の利点は以下の２つである。

【００２７】１つには、通常、支持材や移動鏡、等の部
材をボルト、等により締結する場合、取付け部材の歪み
状態は、取付け面の平面度、等の影響を受けるが、３個
所の支持点で支持することにより、この影響が無くな
り、試料台の自重と形状と支持点によってのみ歪みが決
定され、常に同じ歪み状態が繰り返し再現性良く再現さ
れるという点がある。この場合、装置内でステージ上に
３個所の支持点で支持した場合と、装置外部で適当な台
上の３個所の支持点で支持した場合とで試料台の歪み状
態は等しくなる。

【００２８】２つ目には、この時、試料台の自重による
たわみは、有限要素法、等の理論計算により容易に求め
ることができる、という点がある。一体型試料台の場
合、構造は単純なので理論値と実測値は非常に良く一致
する。実施例3 この特徴を利用した反射面真直度補正量、反射面直交度
補正量の求め方の２つの応用例を述べる。

【００２９】１つ目の方法は、第一の利点を利用し、反
射面真直度誤差と反射面直交度誤差を装置外部で測定す
る方法である。具体的には、図７に示す一体型試料台70
1 を装置外部で、装置内部のステージ上に設置されるの
と同一の３個所の支持点721、722、723 で支持する。Ｘ
軸、Ｙ軸干渉計用移動鏡の反射面真直度誤差について
は、干渉計、等の手段により通常の平面度測定方法によ
り求めることができる。ここで得られる平面度測定結果
は移動鏡反射面の平面度の2 次元方向の誤差であり、こ
れより、移動鏡反射面の異なる反射面の高さでの真直度
誤差の値を、これから反射面真直度補正量を直ちに得る
ことができる。このように、装置外部で求めた２次元的
な平面度測定データから、反射面の高さに応じた反射面
真直度補正量を求めることができる。

【００３０】直交度については、以下のようにして装置
外部で求めることができる。図１１に示すように、一体
型試料台701 上に直方体形状で２つの側面に反射面が形
成された工具鏡1101を設置する。ここで工具鏡1101とし
ては、工具鏡の二つの反射面1101XS、1101YS間の直交度
があらかじめわかっているものを使用する。次に、Ｙ軸
側にオートコリメータ1122を配置し、一体型試料台701
のＹ軸移動鏡反射面712Sと工具鏡の反射面1101YSが平行
になるように反射面の傾きを調整する。次に、Ｘ軸側に
もオートコリメータ1121を配置し、一体型試料台701 の
Ｘ軸移動鏡反射面711Sと工具鏡1101の反射面1101XSのな
す角度φを測定する。工具鏡1101の反射面直交度はあら
かじめ測定されているので、角度φが求まれば、一体型
試料台701 の反射面直交度を求めることができる。反射
面高さに応じた直交度を求めるためには、測定したい高
さの反射面以外の部分をマスキングした状態でこの測定
を行なえばよい。

【００３１】この実施例では、反射面真直度と反射面直
交度について、従来は、試料台を装置内に組込んだ状態
で測定していたのに対して、あらかじめ装置外部で測定
しておける、という利点がある。実施例4 ２つ目の方法は、第二の利点を利用する。反射面真直度
と反射面直交度の主要な誤差要因は前述のように加工誤
差および試料台の自重による歪みの２つである。反射面
の高さにより反射面真直度と反射面直交度に差が生じる
要因も主にこの２つの要因による。

【００３２】加工精度を高めていくと、加工誤差に起因
する移動鏡の反射面真直度誤差と反射面直交度誤差を無
視できるレベル以下にすることはできないものの、反射
面の高さによる反射面真直度誤差と反射面直交度誤差の
差については、自重による歪みの影響よりも小さく抑え
ることが出来る。このとき、反射面高さによる反射面真
直度誤差と反射面直交度誤差の差については、自重によ
る歪みの影響のみを考えればよいことになる。

【００３３】前述のように、３個所の支持点で支持され
た一体型試料台の自重によるたわみは有限要素法、等の
理論計算により非常に正確に求めることができる。従っ
て、反射面の基準高さでの反射面真直度誤差と反射面直
交度誤差とをマスク上のパターン測定か、あるいは装置
外部での測定により求めておけば、この基準高さで測定
された反射面真直度誤差と反射面直交度誤差から上の理
論計算から算出された誤差量を減算すれば、この基準高
さでの加工誤差に起因する反射面真直度誤差と反射面直
交度誤差とを求めることができる。基準高さ以外での反
射面真直度誤差と反射面直交度誤差は、理論計算から算
出された異なる反射面高さでの誤差量を、基準高さでの
加工誤差に起因する反射面真直度誤差と反射面直交度誤
差に加算することによって求めることができる。

【００３４】この実施例を行うことにより、高さ毎に何
度も反射面真直度誤差と反射面直交度誤差を測定する必
要がなくなり、補正量を求めることが格段に容易となる
利点がある。なお、以上の実施例においては、マスク上
のパターン座標測定機を例として説明したが、本発明の
適用範囲はこれにとどまるものではなく、レーザ干渉計
により位置読み取りを行なうステージを組込んだ、フォ
トステッパ、ＥＢ描画装置、パターン欠陥検査装置、
等、あるいはステージ構造体単体にも適用できることは
言うまでもない。

【００３５】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、アッベ誤
差を最小とするためにレーザ干渉計のレーザビームをマ
スク、レチクル、等の試料の試料厚さに応じて上下さ
せ、移動鏡の反射面の高さ方向の異なる位置を使用する
構成とした場合でも、常にその高さに応じた最適の反射
面真直度補正量と反射面直交度補正量により補正を行な
うことが可能となるため、いかなる厚みの試料に対して
も最高精度でのステージ制御や座標測定、等が可能とな
る。

【００３６】又、請求項２、等の技術を使用すれば、移
動鏡の高さ毎の反射面真直度補正量と反射面直交度補正
量を装置組込み前に知ることができるという利点があ
る。更に、請求項３、等の技術を使用すれば、移動鏡の
高さ毎の反射面真直度補正量と反射面直交度補正量を複
数セット計測する必要がなく、計測値は１セットのみで
他の高さでの補正量は理論計算から求めることができる
ため、工程の大幅な短縮がはかれる、との利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図1 】は本発明によるステージ構造体の実施例であ
る。

【図2 】は反射面真直度誤差の影響の説明図である。

【図3 】は反射面直交度誤差の影響の説明図である。

【図4 】は本発明のステージ構造体を配備した主装置が
パターン座標測定装置であるときの実施例である。

【図5 】は移動鏡反射面の高さと反射面真直度の関係の
説明図である。

【図6 】は反射面直交度補正量の計測方法の説明図であ
る。

【図7 】は一体型試料台の説明図である。

【図8 】は一体型試料台の支持点の詳細図である。

【図9 】は一体型試料台の支持点の詳細図である。

【図10】は一体型試料台の支持点の詳細図である。

【図11】は装置外部での反射面直交度計測方法の一例の
説明図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】位置検出を行うレーザ干渉計を具備し、
試料の位置読み取りを行う1 軸(X) または2 軸(XY)のス
テージ構造体において、XY面に垂直方向のアッベ誤差を
最小とするため、干渉計のレーザビームを平行に上下動
させるための、干渉計のレーザビーム光学系内に配置さ
れた光学部品と、前記光学部品の駆動機構と、前記試料
の試料面の高さに応じて前記平行に上下動されたレーザ
ビームが入射する移動鏡の反射面高さに対応し、反射面
真直度補正量と反射面直交度補正量の片方または両方を
複数セット分記憶した記憶部と、試料面の高さに対応
し、最適な前記反射面真直度補正量と前記反射面直交度
補正量の片方または両方を一セット分選択するための選
択部とを具備することを特徴とするステージ構造体。
【請求項２】前記移動鏡と前記移動鏡の支持部材とが
同一材料から一体化形成される一体化支持部材からな
り、前記一体化支持部材はステージ上に搭載されるため
の3 個所の支持点を具備し、且つ前記記憶部に、前記一
体化支持部材を主装置に組込む前に計測することにより
求められた、前記移動鏡の反射面の高さ毎の反射面真直
度補正量と反射面直交度補正量の片方または両方が複数
セット分記憶されていることを特徴とする請求項1 記載
のステージ構造体。
【請求項３】前記移動鏡と前記移動鏡の支持部材とが
同一材料から一体化形成される一体化支持部材からな
り、前記一体化支持部材はステージ上に搭載されるため
の3 個所の支持点を具備し、前記記憶部に、前記移動鏡
の反射面の基準高さにおける計測により求められた1 セ
ット分のみの反射面真直度補正量と反射面直交度補正量
の片方または両方と、理論計算により算出された補正量
と、から求められた前記移動鏡の反射面の高さ毎の反射
面真直度補正量と反射面直交度補正量の片方または両方
が複数セット分記憶されていることを特徴とする請求項
1記載のステージ構造体。【請求項4 】前記試料の被測定パターンのパターンエ
ッジ検出のための光学系および対物レンズが配置されて
いることを特徴とする請求項 1〜3 の何れか1 項記載の
ステージ構造体。【請求項5 】前記対物レンズの温度変化による位置ド
リフトや振動による変位、等をキャンセルするために、
前記対物レンズの側面にX 軸参照鏡とY 軸参照鏡のどち
らかまたは両方が固定され、且つ、X 軸干渉計とY 軸干
渉計のどちらかまたは両方が配置されていること特徴と
する請求項4 記載のステージ構造体。