JPH06216221A

JPH06216221A - 位置決め装置

Info

Publication number: JPH06216221A
Application number: JP1959593A
Authority: JP
Inventors: Kazuya Ono; 一也小野
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1993-01-12
Filing date: 1993-01-12
Publication date: 1994-08-05

Abstract

(57)【要約】【目的】ミラーの反射面の凹凸や湾曲による測定誤差
を軽減する。【構成】ＸＹステージ１はウエハＷ₁ を吸着する吸着
チャック１ａを有し、第１および第２のミラー２，３は
それぞれ互に平行でない３つの側面に磁石を有し、これ
に対向する支持パッド６ａ〜６ｅ，７ａ〜７ｅからなる
吸着装置６，７によってＸＹステージ１上に固定されて
いる。各支持パッド６ａ〜６ｅ，７ａ〜７ｅは、スタン
ド８ａ，８ｂ，９ａ，９ｂ，１０または直接ＸＹステー
ジ１上に固着され、ミラー２，３の磁石に対向する磁性
体を有する。また、該磁性体はミラー２，３に向って気
体を噴出する開口を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体露光装置や精密
工作機械等において、露光されるウエハ等基板や被加工
物を露光光や工具等に対して位置決めするための位置決
め装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体露光装置や精密工作機械等におい
ては、露光光や工具等に対してウエハ等基板（以下、
「基板」という。）や被加工物を高精度で位置決めする
ことが要求され、このために、レーザ干渉計を用いた位
置決め装置が開発された。これは、基板や被加工物を載
置するＸＹステージに、高度な平面度をもつミラーを固
定し、該ミラーによってレーザ光を反射させ、反射され
たレーザ光をレーザ干渉計に導入し、そこで得られた干
渉縞によって、ＸＹステージの位置ずれ量を測定し、得
られた測定値に基づいてＸＹステージを移動させるもの
である。このような位置決め装置において、レーザ光を
反射するミラーの平面度が低いと、その反射光によるレ
ーザ干渉計の測定値に大きな誤差を生じるため、ミラー
の反射面の鏡面化は、技術的に限界に近い高精度で行わ
れている。また、ＸＹステージに対するミラーの固定方
法にも様々な工夫がなされており、板バネによって、Ｘ
Ｙステージに設けた突当て面等にミラーを押圧するもの
や、真空吸着力等によってミラーをＸＹステージに吸着
するものが開発されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の技術によれば、ミラーを板バネによってＸＹステー
ジに固定する方法は、板バネの局部的な押圧力によって
ミラーが変形し、その反射面が湾曲して平面度が損わ
れ、レーザ干渉計の測定値に大きな誤差を生じ、これに
よって、位置決め精度が著しく低下するおそれがある。
また、真空吸着力を用いる方法は、ミラーの反射面に加
えて、ミラーとＸＹステージの接触面にも高い平面度が
要求されるため、製造コストの上昇を招く。さらに、上
記の方法はいずれもＸＹステージの温度が上昇すると、
ＸＹステージの熱膨張による寸法変化のためにミラーに
応力が発生し、その結果、ミラーが変形し、上記と同様
に位置決め精度が著しく低下するおそれがある。

【０００４】また、このようなミラーの変形による平面
度の低下や、ミラーの鏡面化の技術的限界による反射面
の凹凸に起因する測定誤差を予め測定し、レーザ干渉計
の出力を補正する方法も開発されている。この方法は、
ＸＹステージの吸着面に、基板あるいは被加工物の替わ
りに検査用のパターンを設けた検査用ガラス基板を吸着
させ、前記パターンを投影レンズ系を経て観察すること
によってＸＹステージの位置ずれ量を検出し、これと、
レーザ干渉計の干渉縞から得られるＸＹステージの位置
ずれ量を比較することで、ミラーの反射面の凹凸や湾曲
によるレーザ干渉計の測定誤差を検出し、レーザ干渉計
の出力を補正するものである。しかしながら、この補正
方法は、検査用ガラス基板と投影レンズ系の焦点合わせ
を必要とし、このために、スループットが低下する。加
えて、検査用ガラス基板の重量は、露光される基板等に
比べてはるかに大きいため、ＸＹステージの駆動装置の
大形化、高重量化あるいは複雑化を招く。

【０００５】本発明は上記従来の技術の有する未解決の
課題に鑑みてなされたものであり、ミラーの反射面の凹
凸や湾曲によるレーザ干渉計の測定誤差を軽減し、位置
決め精度を向上させることができる位置決め装置を提供
することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明の位置決め装置は、ミラーを備えたＸＹステ
ージと、前記ミラーの反射光によって前記ＸＹステージ
の位置を測定する測定手段を有する位置決め装置であっ
て、前記ミラーが互に平行でない３つの側面にそれぞれ
磁性体または磁石を有し、これらによって前記ＸＹステ
ージに一体的に設けられた磁気吸着手段の磁気吸着面に
付勢されており、前記磁気吸着手段が、前記ミラーの前
記側面と前記磁気吸着面の間に気体を噴出する気体噴出
手段を有することを特徴とする。

【０００７】また、ミラーを有するＸＹステージと、前
記ミラーの反射光によって前記ＸＹステージの位置を測
定する測定手段と、一つの直線上に所定の間隔で配置さ
れた複数の基準マークを有する長尺の基準部材と、該基
準部材を前記ミラーに沿って前記ＸＹステージに着脱自
在に固着する固着手段と、前記基準マークを観察する観
察手段と、前記基準マークを前記観察手段によって観察
しながら得られた前記測定手段の測定値の偏差を記憶す
る記憶手段からなることを特徴とする。

【０００８】

【作用】上記装置によれば、気体を噴出する磁気吸着手
段によって、ミラーを３方から非接触でＸＹステージ上
に固定できる。従って、固定されたミラーに大きなスト
レスが発生し、ミラーの反射面が変形するおそれがな
い。また、ＸＹステージの寸法が熱膨張等によって変化
しても、ミラーが変形するおそれがない。

【０００９】また、ミラーを有するＸＹステージと、前
記ミラーの反射光によって前記ＸＹステージの位置を測
定する測定手段と、一つの直線上に所定の間隔で配置さ
れた複数の基準マークを有する長尺の基準部材と、該基
準部材を前記ミラーに沿って前記ＸＹステージに着脱自
在に固着する固着手段と、前記基準マークを観察する観
察手段と、前記基準マークを前記観察手段によって観察
しながら得られた前記測定手段の測定値の偏差を記憶す
る記憶手段からなれば、基準部材を用いてミラーの反射
面の凹凸や湾曲による測定誤差を予め検出し、これらに
基づいて測定手段の出力を補正することができる。

【００１０】

【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

【００１１】図１は、第１実施例を示す平面図であっ
て、本実施例の位置決め装置Ｅ₁ は、半導体露光装置の
ウエハ等基板を露光光に対して位置決めするのに用いら
れるもので、互に直交する２軸（以下、それぞれ「Ｘ
軸、Ｙ軸」という。）を含む平面内において、任意の方
向に往復移動自在であり、かつ前記平面に垂直な軸（以
下、「Ｚ軸」という。）のまわりに回動自在であるＸＹ
ステージ１と、これを移動させる駆動装置（図示せず）
と、ＸＹステージ１の外周縁に配置された、Ｘ軸方向に
のびる棒状の第１のミラー２およびＹ軸方向にのびる棒
状の第２のミラー３と、第１のミラー２の反射面２ａに
レーザ光を照射し、その反射光によって干渉縞を得る第
１の測定手段である第１のレーザ干渉計４と、第２のミ
ラー３の反射面３ａにレーザ光を照射し、その反射光に
よって干渉縞を得る第２の測定手段である第２のレーザ
干渉計５を有し、ＸＹステージ１の中央部分にはウエハ
Ｗ₁ を吸着する吸着チャック１ａが配設されている。第
１のミラー２および第２のミラー３はそれぞれ磁気吸着
手段である吸着装置６，７によってＸＹステージ１に固
定される。第１のミラー２を固定する吸着装置６は、第
１のミラー２の反射面２ａと反対側の側面２ｂに対向す
る一対の第１の支持パッド６ａ，６ｂと、図２に示すよ
うに、ＸＹステージ１の表面に対向する側面２ｃに対向
する一対の第２の支持パッド６ｃ，６ｄと、両端面２
ｄ，２ｅのうちの第２のミラー３に近い方の端面２ｄに
対向する第３の支持パット６ｅを有し、第２のミラー３
を固定する吸着装置７も、同様に、第２のミラー３の反
射面３ａと反対側の側面３ｂに対向する一対の第１の支
持パッド７ａ，７ｂと、ＸＹステージ１の表面に対向す
る側面（図示せず）に対向する一対の第２の支持パッド
７ｃ，７ｄと、両端面３ｄ，３ｅのうちの第１のミラー
２に近い方の端面３ｄに対向する第３の支持パッド７ｅ
を有する。

【００１２】第１のミラー２を固定する吸着装置６の第
１の支持パッド６ａ，６ｂはそれぞれＸＹステージと一
体的に設けられた平板状のスタンド８ａ，８ｂに接着剤
やビス等によって固着されており、第２の支持パッド６
ｃ，６ｄはそれぞれ直接ＸＹステージ１の上面に接着剤
やビス等によって固着されている。第２のミラー３を固
定する吸着装置７についても、同様に、第１の支持パッ
ド７ａ，７ｂはそれぞれ前記スタンド８ａ，８ｂと同様
のスタンド９ａ，９ｂに、また、第２の支持パッド７
ｃ，７ｄはそれぞれ直接ＸＹステージ１の上面に接着剤
やビス等によって固着されている。さらに、各吸着装置
６，７の第３の支持パッド６ｅ，７ｅはＸＹステージ１
に一体的に設けられた一本の柱状スタンド１０の互に直
交する側面１０ａ，１０ｂにそれぞれ上記と同様の方法
で固着されている。

【００１３】また、図２に示すように、第１のミラー２
を支持する吸着装置６の支持パッド６ａ〜６ｅに対向す
る第１のミラー２の側面２ｂ〜２ｄにはそれぞれ磁石で
ある永久磁石１１が埋込まれ、接着剤あるいはビス等に
よって固着されている。同様に、第２のミラー３を支持
する吸着装置７の支持パッド７ａ〜７ｅに対向する第２
のミラー３の側面３ｂ〜３ｄにも図示しない永久磁石が
埋込まれている。必要であれば、各ミラー２，３に各永
久磁石１１を固着したのち、各ミラー２，３の反射面を
研磨してその平面度を修正する。

【００１４】各支持パッド６ａ〜６ｅ，７ａ〜７ｅの構
造はすべて同じであるので、第１のミラー２を固定する
吸着装置６の第１の支持パッド６ａ，６ｂのうちの一方
の支持パッド６ａのみについて説明する。

【００１５】前記支持パッド６ａは磁性材料によって平
板状に作成された本体６１を有し、第１のミラー２に対
向する本体６１の磁気吸着面である表面６１ａは、例え
ば、一辺が５ｍｍ程度の正方形の平滑面であり、第１の
ミラー２に向って開口する複数の気体噴出手段である開
口６２を有し、各開口６２は内部配管６３を経て図示し
ない加圧空気供給ラインに接続されている。第１のミラ
ー２は、前記支持パッド６ａに対向する永久磁石１１と
支持パッド６ａの本体６１によって形成される磁気回路
の磁気吸着力によって支持パッド６ａの表面に吸引さ
れ、同時に、各開口６２から噴出される加圧空気の静圧
によって支持パッド６ａの表面から浮上する。

【００１６】第１のミラー２と第２のミラー３は、それ
ぞれ、その互に平行でない３方の側面をこのような支持
パッド６ａ〜６ｅ，７ａ〜７ｅのそれぞれの互に逆方向
に作用する磁気吸着力と加圧空気の静圧によって非接触
で支持され、ＸＹステージ１上の所定位置に固定され
る。従って、板バネ等を用いた場合のように、局部的な
押圧力等によるストレスが発生するおそれがないうえ
に、温度変化によってＸＹステージ１の寸法が変化して
も、これによって第１のミラー２および第２のミラー３
に大きなストレスが発生するおそれがない。その結果、
第１のミラー２および第２のミラー３の変形による測定
誤差を生じるおそれがない。

【００１７】磁気吸着力のみを作用させて第１のミラー
２と第２のミラー３を支持パッド６ａ〜６ｅ，７ａ〜７
ｅの表面に吸着しても、第１のミラー２と第２のミラー
３に大きな変形を生じるおそれがない場合は、各支持パ
ッド６ａ〜６ｅ，７ａ〜７ｅに対する加圧空気の供給を
停止して、磁気吸着力のみによって第１のミラー２およ
び第２のミラー３をＸＹステージ１に堅固に固定してお
き、予め設定されていた範囲を越える温度変化等が検出
された場合にのみ、すべての支持パッド６ａ〜６ｅ，７
ａ〜７ｅあるいはその一部に加圧空気を供給し、その静
圧によってすべての支持パッド６ａ〜６ｅ，７ａ〜７
ｅ、あるいはその一部から第１のミラー２および第２の
ミラー３を浮上させ、熱膨張等のために第１のミラー２
および第２のミラー３に生じたストレスを解放させたう
えで、前記加圧空気の供給を停止して、再びこれらを磁
気吸着力のみによってＸＹステージ１へ堅固に固定する
のが望ましい。

【００１８】なお、すべての支持パッド６ａ〜６ｅ，７
ａ〜７ｅではなく、その一部に加圧空気を供給する場合
は、各吸着装置６，７の第１および第２の支持パッド６
ａ〜６ｄ，７ａ〜７ｄのうちで第３の支持パッド６ｅ，
７ｅからより遠い位置にある第１および第２の支持パッ
ド６ｂ，７ｂおよび６ｄ，７ｄのみに加圧空気を供給し
て、これらに対向する第１のミラー２および第２のミラ
ー３のそれぞれの自由端からストレスを解放するのが効
果的である。

【００１９】また、各支持パッドの本体を永久磁石によ
って形成し、各ミラーの永久磁石の替わりに磁性体を用
いることもできる。また、各ミラーを磁性材料によって
作成してもよい。

【００２０】図３および図４は、第１実施例の一変形例
を示すもので、本変形例は、第１実施例の各支持パッド
６ａ〜６ｅ，７ａ〜７ｅをＸＹステージ１あるいはスタ
ンド８ａ，８ｂ，１０に直接、接着剤やビス等によって
直接固着する替わりに、少なくとも１個の小径の支柱１
２を介在させることにより、各支持パッド６ａ〜６ｅ，
７ａ〜７ｅがＸＹステージ１あるいはスタンド８ａ，８
ｂ，１０に対して弾力的に変位あるいは変形できるよう
に構成したものである。各支柱１２は、磁性材料あるい
は磁石によって形成され、ビス等によって各スタンド８
ａ，８ｂ，１０あるいはＸＹステージ１の上面に一体的
に結合されている。また、その数は、第１のミラー２を
固定する吸着装置６の第１の支持パッド６ａ，６ｂおよ
び第３の支持パッド６ｅのそれぞれを支持するものが１
個であり、第２の支持パッド６ｃ，６ｄを支持するもの
が合計３個になるように選定するのが望ましい。第２の
ミラー３を固定する吸着装置７についても同様である。

【００２１】各支柱１２は、支持パッド６ａ〜６ｅ，７
ａ〜７ｅのそれぞれと、第１のミラー２および第２のミ
ラー３の永久磁石１１によって形成される磁気回路の磁
気吸着力によって支持パッド６ａ〜６ｅ，７ａ〜７ｅを
吸着し、これをＸＹステージ１あるいはスタンド８ａ，
８ｂ，１０に一体的に結合される。

【００２２】各支持パッド６ａ〜６ｅ，７ａ〜７ｅは、
各支柱１２の弾性変形によって許容される範囲内で変位
あるいは変形が自在であり、従って、各支持パッド６ａ
〜６ｅ，７ａ〜７ｅは、磁気吸着力によって永久磁石１
１に吸着されたとき、その表面の形状に沿った変位ある
いは変形が自在であるため、両者の対向面を高い平面度
に仕上げる必要はない。

【００２３】なお、各支持パッド６ａ〜６ｅ，７ａ〜７
ｅは、その本体に例えば、厚さ０．５ｍｍ程度の鉄板に
エッチング加工によって開口を形成したものを積層して
はり合わせたものを用いることで、特に曲げ剛性が低く
て変形しやすいものを作成することができる。また、各
支柱の支持パッドに接触する側の表面は、タングステン
カーバイドの溶射膜によって被覆することで摩擦係数を
高くするのが望ましい。

【００２４】図５は、第２実施例を示す平面図であっ
て、本実施例の位置決め装置Ｅ₂ は、第１実施例の位置
決め装置Ｅ₁ と同様に半導体露光装置のウエハ等基板を
露光光に対して位置決めするもので、図５の（ａ）に示
すように、Ｘ軸およびＹ軸を含む平面内において任意の
方向に往復移動自在であり、かつＺ軸のまわりに回動自
在であるＸＹステージ２１と、これを移動させる駆動装
置（図示せず）と、ＸＹステージ２１の外周縁に配置さ
れた、Ｘ軸方向にのびる棒状の第１のミラー２２と、Ｙ
軸方向にのびる棒状の第２のミラー２３と、第１のミラ
ー２２の反射面２２ａにレーザ光を照射し、その反射光
によって干渉縞を得る第１の測定手段であるレーザ干渉
計２４ａと、第２のミラー２３の反射面２３ａにレーザ
光を照射し、その反射光によって干渉縞を得る第２測定
手段であるのレーザ干渉計２５と、第１のレーザ干渉計
２４ａからＸ軸方向に所定距離だけ離間した、これと同
様の第３の測定手段であるレーザ干渉計２４ｂを有し、
ＸＹステージ２１の上面には、ウエハＷ₂ を吸着する吸
着チャック２１ａと、後述する第１の基準部材３３と第
２の基準部材３４をそれぞれ着脱自在に保持する二対の
固着手段である保持装置３５〜３８が設けられ、該保持
装置３５〜３８は、これらによって保持された第１の基
準部材３３および第２の基準部材３４がそれぞれ第１の
ミラー２および第２のミラー３にほぼ平行になるような
位置に配設される。

【００２５】ＸＹステージ２１の上方には、図５の
（ｂ）に示すように、吸着チャック２１ａに吸着された
ウエハＷ₂ に露光光を集光させる投影レンズ系Ｄが設け
られ、その側傍には、観察手段である光学顕微鏡Ｆが配
設されている。

【００２６】各保持装置３５〜３８は、ＸＹステージ２
１の表面に固着された略Ｌ字形のベース３５ａ〜３８ａ
と、その立上がり部分に片持ち状態で保持されたバネ部
材３５ｂ〜３８ｂからなる。各ベース３５ａ〜３８ａは
その上面に、それぞれ、基準部材３３，３４の下面を支
持する１個または２個の支柱３５ｃ〜３８ｃを有し、そ
の数は、各基準部材３３，３４がそれぞれ、合計３個の
支柱によって支持されるように設定される。すなわち、
第１の基準部材３３を保持する一対の保持装置３５，３
６は、図示左側の保持装置３５が１個の支柱３５ｃを有
し、図示右側の保持装置３６がＹ軸方向へ互に離間した
２個の支柱３６ｃを有し、第２の基準部材３４を保持す
る一対の保持装置３７，３８は、図示上方の保持装置３
７がＸ軸方向へ互に離間した２個の支柱３７ｃを有し、
図示下方の保持装置３８が１個の支柱３８ｃを有する。
また、各バネ部材３５ｂ〜３８ｂは支柱３５ｃ〜３８ｃ
によって下面を支持された第１の基準部材３３、第２の
基準部材３４の上面にゆるやかに押圧される突出部３５
ｄ〜３８ｄ（突出部３８ｄのみ図５の（ｂ）に示す。）
を有する。すなわち、第１の基準部材３３を保持する保
持装置３５，３６は、合計３個の支柱３５ｃ，３６ｃの
みによって第１の基準部材３３の下面を支持し、その上
面にゆるやかにバネ部材３５ｂ，３６ｂを押圧すること
によって第１の基準部材３３をＸＹステージ２１の表面
に着脱自在に固定するものであり、第２の基準部材３４
を保持する保持装置３７，３８についても同様である。

【００２７】第１の基準部材３３および第２の基準部材
３４は、それぞれその側面に極めて高度の平面度を有す
る反射面３３ａ，３４ａを備えた棒状体であり、該棒状
体の上面には、その縦軸方向の中心線上に所定の間隔で
基準マーク３３ｂ，３４ｂが設けられている。本実施例
Ｅ₂ は、後述する方法で、第１の基準部材３３および第
２の基準部材３４を用いて、予め、第１のミラー２２お
よび第２のミラー２３の反射面２２ａ，２３ａの凹凸や
湾曲に起因する測定誤差を検出し、検出された測定誤差
を、第１〜第３のレーザ干渉計２４ａ，２４ｂ，２５に
それぞれ接続された記憶手段である第１〜第３の記憶装
置Ｍ₁ 〜Ｍ₃ に補正値として記憶させておくものであ
る。

【００２８】第１のレーザ干渉計２４ａと、第２のレー
ザ干渉計２５は、それぞれＸＹステージ２１のＹ軸方向
およびＸ軸方向の位置を測定し、また、第３のレーザ干
渉計２４ｂは、第１のレーザ干渉計２４ａとの間の出力
の差によってＸＹステージ２１のＺ軸のまわりの回動角
度を検出する。各レーザ干渉計２４ａ，２４ｂ，２５の
測定値を前述の補正値によって補正すれば、第１のミラ
ー２２および第２のミラー２３のそれぞれの反射面２２
ａ，２３ａに凹凸や湾曲があっても、これによって前記
測定誤差を生じるおそれがない。

【００２９】次に、第１の基準部材３３を用いて、予め
第１のミラー２２の反射面２２ａの凹凸や湾曲に起因す
る測定誤差を検出する方法を説明する。

【００３０】まず、図５の（ａ）および（ｂ）に示すよ
うに、光学顕微鏡Ｆによって第１の基準部材３３の上面
を観察しながらＸＹステージ１を移動させて、第１の基
準部材３３の基準マーク３３ｂのうちの任意の一つを光
学顕微鏡Ｆの光軸上に位置させたうえで、第１のミラー
２２の反射面２２ａに第１のレーザ干渉計２４ａからレ
ーザ光を照射し、その反射光による干渉縞から第１のミ
ラー２２の反射面２２ａのＹ軸方向の位置の測定値を得
る。次いで、ＸＹステージ２１を移動させて、第１の基
準部材３３の他の基準マーク３３ｂを光学顕微鏡Ｆの光
軸上に位置させたうえで、上記と同様に第１のレーザ干
渉計２４ａの測定値を得る。第１の基準部材３３のすべ
ての基準マーク３３ｂについて同様の方法で第１のレー
ザ干渉計２４ａの測定値を得たのち、所定の基準値に対
する各測定値の偏差を算出し、これを、第１のミラー２
２の反射面２２ａの凹凸や湾曲による測定誤差を補正す
る補正値として、各測定値を得た第１のミラー２２の反
射面２２ａのＸ軸方向の位置とともに、第１および第３
の記憶装置Ｍ₁ およびＭ₃ に記憶させる。

【００３１】ＸＹステージ２１のＹ軸方向の位置決めに
際しては、第１のミラー２２の反射面２２ａに第１のレ
ーザ干渉計２４ａからレーザ光を照射して得られた測定
値を、第１の記憶装置Ｍ₁ に記憶された補正値によって
補正する。従って、第１のミラー２２の反射面２２ａに
凹凸や湾曲があっても、これらによってＸＹステージ２
１のＹ軸方向の位置決め精度が大きく損われるおそれは
ない。

【００３２】次に、図６の（ａ）および（ｂ）に示すよ
うに、光学顕微鏡Ｆによって第２の基準部材３４の上面
を観察しながらＸＹステージ１をＹ軸方向に移動させ
て、第２の基準部材３４の基準マーク３４ｂのうちの任
意の一つを光学顕微鏡Ｆの光軸上に位置させたうえで、
第２のミラー２３の反射面２３ａに第２のレーザ干渉計
２５からレーザ光を照射し、その反射光による干渉縞か
ら第２のミラー２３の反射面２３ａのＸ軸方向の位置の
測定値を得る。次いで、ＸＹステージ２１を移動させ
て、第２の基準部材３４の他の基準マーク３４ｂを光学
顕微鏡Ｆの光軸上に位置させたうえで、上記と同様に第
２のレーザ干渉計２５の測定値を得る。このような測定
工程を繰りかえして得られた測定値を、それぞれ所定の
基準値と比較してその偏差を算出し、補正値として第２
の記憶装置Ｍ₂ に記憶させる。

【００３３】ＸＹステージ２１のＸ軸方向の位置決めに
際しては、第２のレーザ干渉計２５の測定値を、Ｘ軸方
向の位置決めと同様に第２の記憶装置Ｍ₂ に記憶された
補正値によって補正する。

【００３４】各基準部材３３，３４は軽い材料によって
小断面の棒状体に作製することによって軽量化が容易で
あり、従来のようにガラス基板をＸＹステージの吸着チ
ャックに吸着させる場合と異なり、ＸＹステージの駆動
装置の大型化や複雑化を招くおそれがない上に、基準マ
ークの観察を光学顕微鏡によって行うものであるため、
投影レンズ系を用いた場合のように複雑な焦点合わせも
必要としない。

【００３５】このように、各基準部材３３，３４によっ
て各ミラー２２，２３の反射面２２ａ，２３ａの凹凸や
湾曲による測定誤差を検出する際に、その検出値に以下
のような誤差を発生する。

【００３６】（１）光学顕微鏡Ｆによる観察中に、ＸＹ
ステージ２１がＺ軸のまわりに回動することによって発
生する誤差。

【００３７】（２）各基準部材３３，３４が各ミラー２
２，２３に対して平行でないために発生する誤差。

【００３８】（３）各基準部材３３，３４の上面の縦軸
方向の中心線に対する各基準マーク３３ｂ，３４ｂの横
軸方向の位置ずれによって発生する誤差。

【００３９】（１）の誤差は、光学顕微鏡Ｆによって各
基準部材３３，３４の各基準マーク３３ｂ，３４ｂを観
察する間、第３のレーザ干渉計２４ｂの出力を第１のレ
ーザ干渉計２４ａの出力と比較することによってＸＹス
テージ２１のＺ軸のまわりの回動角度θをモニタし、Ｘ
Ｙステージ２１の駆動装置を制御することで、前記回動
角度θの変動を防ぐことで解消できる。

【００４０】（２）の誤差は、各基準部材３３，３４の
各基準マーク３３ｂ，３４ｂによって得られた測定値の
偏差を最小二乗法によって近似することで排除すること
ができる。

【００４１】（３）の誤差は、これを、図７に示す検出
手段である補助装置Ｋを用いて各基準マーク３３ｂ，３
４ｂごとに測定し、第２の記憶手段である第４の記憶装
置Ｍ₄ に記憶させ、各記憶装置Ｍ₁ ，Ｍ₂ ，Ｍ₃ におい
て相殺することができる。以下に、その方法を説明す
る。

【００４２】補助装置Ｋは、可動台３９に支持された一
対の保持装置４０と、両者によって支持された第１の基
準部材３３または第２の基準部材３４の反射面３３ａ，
３４ａにレーザ光を照射して干渉縞を得る第４のレーザ
干渉計４１と、第１の基準部材３３または第２の基準部
材３４の上面を観察する第２の光学顕微鏡Ｆからなり、
各保持装置４０は、前述の保持装置３５〜３８と全ての
点で同一の構成をもっている。保持装置４０に第１の基
準部材３３を保持させて、第１の基準部材３３の各基準
マーク３３ｂを第２の光学顕微鏡Ｆによって観察しなが
ら、可動台３９を移動させ、第１の基準部材３３の基準
マーク３３ｂのうちの一つが第２の光学顕微鏡Ｆの光軸
に一致したときにレーザ干渉計４１による測定値を得
る。この測定値を、第１の基準部材３３のすべての基準
マーク３３ｂについて得て、その偏差を算出し、第４の
記憶装置Ｍ₄ に記憶させる。第２の基準部材３４につい
ても同様の測定を行い、各基準マーク３４ｂの偏差を算
出し、第４の記憶装置Ｍ₄ に記憶させる。

【００４３】

【発明の効果】本発明は、上述のとおり構成されている
ので、次に記載するような効果を奏する。

【００４４】ミラーの反射光によってＸＹステージの位
置を測定してＸＹステージの位置決めを行う位置決め装
置において、ミラーの反射面の凹凸や湾曲による測定誤
差を軽減し、位置決め精度を向上させることができる。

【００４５】請求項１記載の発明は、ミラーの変形によ
る測定誤差を軽減する。

【００４６】請求項３記載の発明は、ミラーの反射面の
凹凸や湾曲による測定誤差を検出し、ＸＹステージの位
置の測定値を補正する。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例を示す模式平面図である。

【図２】図１の装置の一部分をＡ−Ａ線に沿ってとった
断面で示す部分拡大断面図である。

【図３】第１実施例の一変形例を示す模式平面図であ
る。

【図４】図３の装置の一部分をＢ−Ｂ線に沿ってとった
断面で示す部分拡大断面図である。

【図５】第２実施例を示すもので、（ａ）はその平面
図、（ｂ）は立面図である。

【図６】図５の装置のＸＹステージをＸ軸方向へ移動さ
せた状態を示すもので、（ａ）はその平面図、（ｂ）は
立面図である。

【図７】補助装置を説明する立面図である。

【符号の説明】

１，２１ＸＹステージ２，２２第１のミラー３，２３第２のミラー４，２４ａ第１のレーザ干渉計５，２５第２のレーザ干渉計２４ｂ第３のレーザ干渉計６，７吸着装置６ａ〜６ｅ，７ａ〜７ｅ支持パッド１１永久磁石１２支柱３３第１の基準部材３４第２の基準部材３３ｂ，３４ｂ基準マーク３５〜３８保持装置４１第４のレーザ干渉計Ｄ投影レンズ系Ｆ光学顕微鏡Ｈ第２の光学顕微鏡Ｍ₁ 第１の記憶装置Ｍ₂ 第２の記憶装置Ｍ₃ 第３の記憶装置Ｍ₄ 第４の記憶装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０１Ｓ 3/00 Ｆ 8934−4Ｍ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ミラーを備えたＸＹステージと、前記ミ
ラーの反射光によって前記ＸＹステージの位置を測定す
る測定手段を有する位置決め装置であって、前記ミラー
が互に平行でない３つの側面にそれぞれ磁性体または磁
石を有し、これらによって前記ＸＹステージに一体的に
設けられた磁気吸着手段の磁気吸着面に付勢されてお
り、前記磁気吸着手段が、前記ミラーの前記側面と前記
磁気吸着面の間に気体を噴出する気体噴出手段を有する
ことを特徴とする位置決め装置。
【請求項２】磁気吸着手段が、断面の小さい少くとも
１個の支柱を介してＸＹステージに固着された複数の支
持パットからなることを特徴とする請求項１記載の位置
決め装置。
【請求項３】ミラーを有するＸＹステージと、前記ミ
ラーの反射光によって前記ＸＹステージの位置を測定す
る測定手段と、一つの直線上に所定の間隔で配置された
複数の基準マークを有する長尺の基準部材と、該基準部
材を前記ミラーに沿って前記ＸＹステージに着脱自在に
固着する固着手段と、前記基準マークを観察する観察手
段と、前記基準マークを前記観察手段によって観察しな
がら得られた前記測定手段の測定値の偏差を記憶する記
憶手段からなる位置決め装置。
【請求項４】基準部材の一つの直線上の各基準マーク
の前記直線に対する位置ずれを検出する検出手段と、そ
の出力を記憶する第２の記憶手段が設けらていることを
特徴とする請求項３記載の位置決め装置。