JPH06123607A - 測長装置 - Google Patents
測長装置Info
- Publication number
- JPH06123607A JPH06123607A JP4272152A JP27215292A JPH06123607A JP H06123607 A JPH06123607 A JP H06123607A JP 4272152 A JP4272152 A JP 4272152A JP 27215292 A JP27215292 A JP 27215292A JP H06123607 A JPH06123607 A JP H06123607A
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- Japan
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- light
- refractive index
- optical path
- light beam
- measuring device
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 レーザ干渉式の測長装置において、装置の雰
囲気の屈折率が変化することによって２つの光束の光路
長差に対応する測定値に誤差が生じるのを補正する。 【構成】 装置の雰囲気の屈折率のうち基準となる屈折
率ｎ0 と計測時の屈折率ｎ1 とを求めて光路長差Ｄによ
る測定値ｌ1 の誤差を補正する補正手段９を設ける。
囲気の屈折率が変化することによって２つの光束の光路
長差に対応する測定値に誤差が生じるのを補正する。 【構成】 装置の雰囲気の屈折率のうち基準となる屈折
率ｎ0 と計測時の屈折率ｎ1 とを求めて光路長差Ｄによ
る測定値ｌ1 の誤差を補正する補正手段９を設ける。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体メモリ、液晶用
大型基板等の高密度集積回路チップの製造に用いられる
露光装置における可動ステージの測長装置に関するもの
である。
大型基板等の高密度集積回路チップの製造に用いられる
露光装置における可動ステージの測長装置に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種装置は、図３に示すような
構成であった。即ち、レーザ発振器６から射出したレー
ザ光Ｌ１はビームスプリッタ３で２光束Ｌ２，Ｌ３に分
割され、一方の光束Ｌ２はビームスプリッタ３に対して
固定された反射鏡１１に入射し、他方の光束Ｌ３は、直
線移動可能なステージ１上の反射鏡２に入射する。そし
て、反射鏡１１からの反射光と反射鏡２からの反射光と
をビームスプリッタ３を介して干渉させ、レーザ干渉計
レシーバ５に入射させる。レーザ干渉計レシーバ５では
入射した干渉光Ｌ４の干渉縞の数を計測し、ビームスプ
リッタ３から反射鏡２までの光路長とビームスプリッタ
３から反射鏡１１までの光路長との差の変化量を求め
る。尚、一般的に装置設計上の制約等によりビームスプ
リッタ３から任意の光路長ｌ0 の位置ａをステージの位
置を計測するための基準とし、このときの光束Ｌ２と光
束Ｌ３との光路長差（Ｄ）に対してステージ１の移動に
伴って生じる光束Ｌ２と光束Ｌ３との光路長差（ｌ1 −
Ｄ）の変化量（この場合ｌ1 ）をステージの移動量とし
て計測する構成としている。
構成であった。即ち、レーザ発振器６から射出したレー
ザ光Ｌ１はビームスプリッタ３で２光束Ｌ２，Ｌ３に分
割され、一方の光束Ｌ２はビームスプリッタ３に対して
固定された反射鏡１１に入射し、他方の光束Ｌ３は、直
線移動可能なステージ１上の反射鏡２に入射する。そし
て、反射鏡１１からの反射光と反射鏡２からの反射光と
をビームスプリッタ３を介して干渉させ、レーザ干渉計
レシーバ５に入射させる。レーザ干渉計レシーバ５では
入射した干渉光Ｌ４の干渉縞の数を計測し、ビームスプ
リッタ３から反射鏡２までの光路長とビームスプリッタ
３から反射鏡１１までの光路長との差の変化量を求め
る。尚、一般的に装置設計上の制約等によりビームスプ
リッタ３から任意の光路長ｌ0 の位置ａをステージの位
置を計測するための基準とし、このときの光束Ｌ２と光
束Ｌ３との光路長差（Ｄ）に対してステージ１の移動に
伴って生じる光束Ｌ２と光束Ｌ３との光路長差（ｌ1 −
Ｄ）の変化量（この場合ｌ1 ）をステージの移動量とし
て計測する構成としている。
【０００３】また上記のステージ１は、その移動に伴っ
て、若しくはステージの停止中であっても振動等の外力
の影響によって移動方向に対して回転する。この回転に
よる位置ずれを露光時に補正するため、回転量を計測し
ている。この回転量計測のための構成を図４に示す。図
中、レーザ発振器６から出力されたレーザ光Ｌ５は、ビ
ームスプッタ３、及びミラー４を介して光路長Ｄに相当
するビーム間隔をもった２光束Ｌ６，Ｌ７に分割されて
可動ステージ１に固定された反射鏡２に入射する。反射
鏡２で反射された２光束Ｌ６，Ｌ７は、再度ミラー４、
ビームスプリッタ３を介して干渉光Ｌ８となりレーザ干
渉計レシーバ５に入射する。レーザ干渉計レシーバ５で
は干渉光Ｌ８の干渉縞の数を計測し、ビームスプリッタ
３からの光束Ｌ６と光束Ｌ７との光路長の差ｌ1 （ステ
ージ１の回転量に相当）を求める。この回転量は、ある
時刻（リセット時）ｔ0 の時のステージの回転方向の位
置を基準とし、この時の光束Ｌ６と光束Ｌ７との光路長
の差（ｌ0 −Ｄであり、図４ではｌ0 ＝０とする）に対
する時刻（計測時）ｔ1 の時の光束Ｌ６と光束Ｌ７との
光路長差（ｌ1 ＋ｌ0 −Ｄ＝ｌ1 −Ｄ）の変化量（この
場合ｌ1 ）に相当する干渉縞の数をレーザ干渉計レシー
バ５で計測し、回転量に換算して求めている。
て、若しくはステージの停止中であっても振動等の外力
の影響によって移動方向に対して回転する。この回転に
よる位置ずれを露光時に補正するため、回転量を計測し
ている。この回転量計測のための構成を図４に示す。図
中、レーザ発振器６から出力されたレーザ光Ｌ５は、ビ
ームスプッタ３、及びミラー４を介して光路長Ｄに相当
するビーム間隔をもった２光束Ｌ６，Ｌ７に分割されて
可動ステージ１に固定された反射鏡２に入射する。反射
鏡２で反射された２光束Ｌ６，Ｌ７は、再度ミラー４、
ビームスプリッタ３を介して干渉光Ｌ８となりレーザ干
渉計レシーバ５に入射する。レーザ干渉計レシーバ５で
は干渉光Ｌ８の干渉縞の数を計測し、ビームスプリッタ
３からの光束Ｌ６と光束Ｌ７との光路長の差ｌ1 （ステ
ージ１の回転量に相当）を求める。この回転量は、ある
時刻（リセット時）ｔ0 の時のステージの回転方向の位
置を基準とし、この時の光束Ｌ６と光束Ｌ７との光路長
の差（ｌ0 −Ｄであり、図４ではｌ0 ＝０とする）に対
する時刻（計測時）ｔ1 の時の光束Ｌ６と光束Ｌ７との
光路長差（ｌ1 ＋ｌ0 −Ｄ＝ｌ1 −Ｄ）の変化量（この
場合ｌ1 ）に相当する干渉縞の数をレーザ干渉計レシー
バ５で計測し、回転量に換算して求めている。
【０００４】上記の各変化量ｌ1 は、レーザ干渉計レシ
ーバで計測される干渉縞の数をＭ1、計測時ｔ1 の雰囲
気の屈折率をｎ1 、真空中でのレーザ光の波長をλA と
して、ｌ1 ＝Ｍ1 ・λA ／ｎ1 で与えられるものとして
いた。
ーバで計測される干渉縞の数をＭ1、計測時ｔ1 の雰囲
気の屈折率をｎ1 、真空中でのレーザ光の波長をλA と
して、ｌ1 ＝Ｍ1 ・λA ／ｎ1 で与えられるものとして
いた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記の如き従来の技術
においては、一般的に装置の構成の都合上、光路長差Ｄ
に相当する距離を一定にする必要があった。しかしなが
ら、測長装置が置かれている雰囲気（特にレーザ光の光
路空間）の温度，湿度，圧力が変動すると、レーザ光の
波長が変化し、上記の光路長差Ｄに相当する光学的な距
離が変化し、計測される干渉縞の数が変化するという問
題点があった。本発明は上記問題点に鑑み、測長装置の
雰囲気が変化した場合でも高精度にステージの位置また
は回転量を計測することができる測長装置を提供するこ
とを目的とする。
においては、一般的に装置の構成の都合上、光路長差Ｄ
に相当する距離を一定にする必要があった。しかしなが
ら、測長装置が置かれている雰囲気（特にレーザ光の光
路空間）の温度，湿度，圧力が変動すると、レーザ光の
波長が変化し、上記の光路長差Ｄに相当する光学的な距
離が変化し、計測される干渉縞の数が変化するという問
題点があった。本発明は上記問題点に鑑み、測長装置の
雰囲気が変化した場合でも高精度にステージの位置また
は回転量を計測することができる測長装置を提供するこ
とを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記問題点解決のため本
発明では、光源（６）からの光束を第１及び第２の光束
（Ｌ３，Ｌ２）に分割するとともに第１の光束（Ｌ３）
と第２の光束（Ｌ２）とに所定の光路長差（Ｄ）を持た
せて第１の光束を第１の反射鏡（２）に、また第２の光
束を第２の反射鏡（１１）に照射し、第１の反射鏡から
の反射光と前記第２の反射鏡からの反射光との干渉光
（Ｌ４）の干渉縞の数に基づいて、第１の反射鏡を移動
した際に生じる所定の光路長差の変化量（ｌ1 ）を測定
する測長装置において、第１及び第２の光束が存在する
雰囲気の屈折率のうち基準となる屈折率（ｎ0 ）と測定
時の屈折率（ｎ1 ）とに基づいて、所定の光路長差によ
る変化量（ｌ1 ）の測定誤差を補正する補正手段（９）
とを備えたこととした。
発明では、光源（６）からの光束を第１及び第２の光束
（Ｌ３，Ｌ２）に分割するとともに第１の光束（Ｌ３）
と第２の光束（Ｌ２）とに所定の光路長差（Ｄ）を持た
せて第１の光束を第１の反射鏡（２）に、また第２の光
束を第２の反射鏡（１１）に照射し、第１の反射鏡から
の反射光と前記第２の反射鏡からの反射光との干渉光
（Ｌ４）の干渉縞の数に基づいて、第１の反射鏡を移動
した際に生じる所定の光路長差の変化量（ｌ1 ）を測定
する測長装置において、第１及び第２の光束が存在する
雰囲気の屈折率のうち基準となる屈折率（ｎ0 ）と測定
時の屈折率（ｎ1 ）とに基づいて、所定の光路長差によ
る変化量（ｌ1 ）の測定誤差を補正する補正手段（９）
とを備えたこととした。
【０００７】また、光源（６）からの光束を第１及び第
２の光束（Ｌ６，Ｌ７）に分割するとともに第１の光束
（Ｌ６）と第２の光束（Ｌ７）とに所定の光路長差
（Ｄ）を持たせて反射鏡（２）に対して照射し、第１及
び第２の光束の反射鏡からの両反射光の干渉光（Ｌ８）
の干渉縞の数に基づいて、反射鏡を移動した際に生じる
所定の光路長差の変化量（ｌ1 ）を測定する測長装置に
おいて、第１及び第２の光束が存在する雰囲気の屈折率
のうち基準となる屈折率（ｎ0 ）と測定時の屈折率（ｎ
1 ）とに基づいて、所定の光路長差による変化量
（ｌ1 ）の測定誤差を補正する補正手段（９）とを備え
たこととした。
２の光束（Ｌ６，Ｌ７）に分割するとともに第１の光束
（Ｌ６）と第２の光束（Ｌ７）とに所定の光路長差
（Ｄ）を持たせて反射鏡（２）に対して照射し、第１及
び第２の光束の反射鏡からの両反射光の干渉光（Ｌ８）
の干渉縞の数に基づいて、反射鏡を移動した際に生じる
所定の光路長差の変化量（ｌ1 ）を測定する測長装置に
おいて、第１及び第２の光束が存在する雰囲気の屈折率
のうち基準となる屈折率（ｎ0 ）と測定時の屈折率（ｎ
1 ）とに基づいて、所定の光路長差による変化量
（ｌ1 ）の測定誤差を補正する補正手段（９）とを備え
たこととした。
【０００８】
【作用】本発明では、測長装置の雰囲気の屈折率を求
め、この屈折率の変化に応じて測長装置の２つのレーザ
光の光路長差によるオフセット量を補正することとした
ため、測長装置の雰囲気の屈折率が変化した場合でも正
確にステージの位置や回転量の測定を行うことができ
る。
め、この屈折率の変化に応じて測長装置の２つのレーザ
光の光路長差によるオフセット量を補正することとした
ため、測長装置の雰囲気の屈折率が変化した場合でも正
確にステージの位置や回転量の測定を行うことができ
る。
【０００９】
【実施例】図１は、本発明の実施例による測長装置の概
略的な構成を示すブロック図である。これは、基本的に
図３に示す従来の測長装置に屈折率算出器７と変化量算
出器９とを追加したものである。屈折率算出器７は、測
長装置が配置された雰囲気の温度、湿度、圧力からその
雰囲気の屈折率を算出する。算出された屈折率は、レー
ザ干渉計レシーバ５内の干渉縞測定器８で測定された干
渉縞の数とともに変化量算出器９へ入力する。
略的な構成を示すブロック図である。これは、基本的に
図３に示す従来の測長装置に屈折率算出器７と変化量算
出器９とを追加したものである。屈折率算出器７は、測
長装置が配置された雰囲気の温度、湿度、圧力からその
雰囲気の屈折率を算出する。算出された屈折率は、レー
ザ干渉計レシーバ５内の干渉縞測定器８で測定された干
渉縞の数とともに変化量算出器９へ入力する。
【００１０】先ず、リセット時における屈折率ｎ0 を屈
折率算出器７で求めて変化量算出器９に入力し記憶して
おく。次に、計測時ｔ1 における屈折率ｎ1 を屈折率算
出器７から入力するとともに、計測時のレーザ波数Ｍ1
を干渉縞測定器８から入力する。そして、変化量算出器
９は、図３に示す２つのレーザ光の光路長差をＤ、真空
中でのレーザ光の波長をλA として、変化量ｌ1 ＝Ｍ1
・λA ／ｎ1 −Ｄ（１−ｎ0 ／ｎ1 ）を算出する。尚、
変化量ｌ1 の算出をソフトウェアで実行している場合、
従来の装置のソフトウェアを変更するのみで済むという
利点がある。
折率算出器７で求めて変化量算出器９に入力し記憶して
おく。次に、計測時ｔ1 における屈折率ｎ1 を屈折率算
出器７から入力するとともに、計測時のレーザ波数Ｍ1
を干渉縞測定器８から入力する。そして、変化量算出器
９は、図３に示す２つのレーザ光の光路長差をＤ、真空
中でのレーザ光の波長をλA として、変化量ｌ1 ＝Ｍ1
・λA ／ｎ1 −Ｄ（１−ｎ0 ／ｎ1 ）を算出する。尚、
変化量ｌ1 の算出をソフトウェアで実行している場合、
従来の装置のソフトウェアを変更するのみで済むという
利点がある。
【００１１】算出された変化量ｌ1 は、光路長差Ｄによ
る測定誤差を補正したステージの移動量を表し、不図示
のステージ位置表示装置に出力される。ところで、本実
施例の構成は図４に示すような測長装置においても用い
ることができる。この例を図２に示す。この場合、求め
た変化量ｌ1 は光路長差Ｄによる測定誤差を補正したス
テージの回転量を表し、不図示のステージ駆動装置へス
テージの回転量として出力される。ステージ駆動装置は
変位量ｌ1 に応じた位置へステージを動かし、ステージ
の回転量をキャンセルする。
る測定誤差を補正したステージの移動量を表し、不図示
のステージ位置表示装置に出力される。ところで、本実
施例の構成は図４に示すような測長装置においても用い
ることができる。この例を図２に示す。この場合、求め
た変化量ｌ1 は光路長差Ｄによる測定誤差を補正したス
テージの回転量を表し、不図示のステージ駆動装置へス
テージの回転量として出力される。ステージ駆動装置は
変位量ｌ1 に応じた位置へステージを動かし、ステージ
の回転量をキャンセルする。
【００１２】尚、本実施例では、装置の雰囲気の温度、
湿度、圧力から屈折率を求める構成としたが、これに限
らず直接に屈折率を計測する構成であっても構わない。
また、距離の変化量を計測する手段として干渉光の干渉
縞の数を数える方式の干渉計について述べたが、これに
限定されず、例えば周波数変調型の干渉計のように、移
動鏡と固定鏡の夫々に向かうレーザ光に一定の周波数差
を持たせ、移動鏡と固定鏡の夫々からの反射光を干渉さ
せて光電検出して得られるビート信号（差周波数）の位
相推移からステージの移動量を計測する方式のものであ
っても構わない。
湿度、圧力から屈折率を求める構成としたが、これに限
らず直接に屈折率を計測する構成であっても構わない。
また、距離の変化量を計測する手段として干渉光の干渉
縞の数を数える方式の干渉計について述べたが、これに
限定されず、例えば周波数変調型の干渉計のように、移
動鏡と固定鏡の夫々に向かうレーザ光に一定の周波数差
を持たせ、移動鏡と固定鏡の夫々からの反射光を干渉さ
せて光電検出して得られるビート信号（差周波数）の位
相推移からステージの移動量を計測する方式のものであ
っても構わない。
【００１３】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、測長装置
の雰囲気の屈折率の変化に基づいて２つのレーザ光の光
長差に起因する計測誤差を補正するため、より正確なス
テージの位置計測及びステージの回転量の補正を行うこ
とができる。
の雰囲気の屈折率の変化に基づいて２つのレーザ光の光
長差に起因する計測誤差を補正するため、より正確なス
テージの位置計測及びステージの回転量の補正を行うこ
とができる。
【図１】本発明の実施例による測長装置の概略的な構成
を示す図
を示す図
【図２】本発明の他の実施例による測長装置の概略的な
構成を示す図
構成を示す図
【図３】従来の技術による測長装置の構成を示す図
【図４】従来の技術による他の測長装置の構成を示す図
２ 反射鏡 Ｌ１〜Ｌ８ レーザ光 ５ レーザ干渉計レシーバ ７ 屈折率算出器 ８ 干渉縞測定器 ９ 変化量算出器
Claims (4)
- 【請求項１】 光源からの光束を第１及び第２の光束に
分割するとともに前記第１の光束と前記第２の光束とに
所定の光路長差を持たせて前記第１の光束を第１の反射
鏡に、また前記第２の光束を第２の反射鏡に照射し、前
記第１の反射鏡からの反射光と前記第２の反射鏡からの
反射光との干渉光の干渉縞の数に基づいて、前記第１の
反射鏡を移動した際に生じる前記所定の光路長差の変化
量を測定する測長装置において、 前記第１及び第２の光束が存在する雰囲気の屈折率のう
ち基準となる屈折率と前記測定時の屈折率とに基づい
て、前記所定の光路長差による前記変化量の測定誤差を
補正する補正手段を備えたことを特徴とする測長装置。 - 【請求項２】 前記補正手段は、前記所定の光路差を
Ｄ、前記基準となる屈折率をｎ0 、前記測定時の屈折率
をｎ1 、前記干渉縞の数をＭ1 、真空中での前記光束の
波長をλA として、前記変化量ｌ1 を次式 ｌ1 ＝Ｍ1 ・λA ／ｎ1 −Ｄ（１−ｎ0 ／ｎ1 ） で補正するものである請求項１に記載の測長装置。 - 【請求項３】 光源からの光束を第１及び第２の光束に
分割するとともに前記第１の光束と前記第２の光束とに
所定の光路長差を持たせて反射鏡に対して照射し、前記
第１及び第２の光束の前記反射鏡からの両反射光の干渉
光の干渉縞の数に基づいて、前記反射鏡を移動した際に
生じる前記所定の光路長差の変化量を測定する測長装置
において、 前記第１及び第２の光束が存在する雰囲気の屈折率のう
ち基準となる屈折率と前記測定時の屈折率とに基づい
て、前記所定の光路長差による前記変化量の測定誤差を
補正する補正手段とを備えたことを特徴とする測長装
置。 - 【請求項４】 前記補正手段は、前記所定の光路差を
Ｄ、前記基準となる屈折率をｎ0 、前記測定時の屈折率
をｎ1 、前記干渉縞の数をＭ1 、真空中での前記光束の
波長をλA として、前記変化量ｌ1 を次式 ｌ1 ＝Ｍ1 ・λA ／ｎ1 −Ｄ（１−ｎ0 ／ｎ1 ） で補正するものである請求項３に記載の測長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4272152A JPH06123607A (ja) | 1992-10-12 | 1992-10-12 | 測長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4272152A JPH06123607A (ja) | 1992-10-12 | 1992-10-12 | 測長装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06123607A true JPH06123607A (ja) | 1994-05-06 |
Family
ID=17509817
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4272152A Pending JPH06123607A (ja) | 1992-10-12 | 1992-10-12 | 測長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06123607A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011004692A1 (ja) * | 2009-07-08 | 2011-01-13 | 太陽誘電株式会社 | 光干渉計を用いた変位計測装置 |
| CN102865820A (zh) * | 2012-09-19 | 2013-01-09 | 哈尔滨工业大学 | 基于光路补偿的激光外差干涉测量方法与装置 |
| CN111025243A (zh) * | 2019-11-19 | 2020-04-17 | 中国人民解放军63686部队 | 一种基于参数优化的大气折射误差实时修正方法 |
-
1992
- 1992-10-12 JP JP4272152A patent/JPH06123607A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011004692A1 (ja) * | 2009-07-08 | 2011-01-13 | 太陽誘電株式会社 | 光干渉計を用いた変位計測装置 |
| JP2011017582A (ja) * | 2009-07-08 | 2011-01-27 | Taiyo Yuden Co Ltd | 光干渉計を用いた変位計測装置 |
| CN102865820A (zh) * | 2012-09-19 | 2013-01-09 | 哈尔滨工业大学 | 基于光路补偿的激光外差干涉测量方法与装置 |
| CN111025243A (zh) * | 2019-11-19 | 2020-04-17 | 中国人民解放军63686部队 | 一种基于参数优化的大气折射误差实时修正方法 |
| CN111025243B (zh) * | 2019-11-19 | 2022-05-27 | 中国人民解放军63686部队 | 一种基于参数优化的大气折射误差实时修正方法 |
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