JPH0943491A - 移動鏡支持機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 支持後の移動鏡の変形挙動を容易に把握する
こと及び変形量を最小限に抑制すること。 【解決手段】 移動鏡５０が水平になるように当該移動
鏡５０の底面を下方から点接触で支持する少なくとも１
つが同一直線上にない３つの底面支持点１２Ａ、１２
Ｂ、１２Ｃが設けられている。また、底面支持点部分を
挟む計測方向（矢印Ａ方向）の一側と他側から移動鏡５
０の一方の面と他方の面に相互に同軸にてそれぞれ点接
触し、移動鏡５０をその長手方向に沿って所定間隔を隔
てた支持位置で所定圧力にて挟持する二組の基準ピン１
４Ａ、１４Ｂ及び与圧用ピン１６Ａ、１６Ｂとを有す
る。このため、移動鏡５０の一方の面側と他方の面側の
計測方向支持点の同軸度のずれに起因する反射面の変形
（撓み変形）が防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、移動鏡支持機構に
係り、更に詳しくは、レーザ光等のコヒーレント光の干
渉を利用してステージ等の移動位置を非接触にて計測す
る干渉計を構成する移動鏡の支持機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、半導体製造におけるリソグラ
フィ工程で用いられる縮小投影型露光装置等では、露光
ステージとして平面内を二軸方向に移動する移動ステー
ジ（ＸＹステージ）が設けられており、この移動ステー
ジのＸ座標位置、Ｙ座標位置を計測するために、レーザ
光等のコヒーレント光の干渉を利用した位置（距離）測
定装置である光波干渉計が用いられている。

【０００３】通常、この種の装置では、測定対象物であ
る移動ステージ上の端に計測方向と直交して反射ミラー
（移動鏡）を設け、これに対向してステージ外の固定部
に干渉計を配置し、干渉計側から移動鏡に周波数安定化
レーザ（例えば、Ｈｅ−Ｎｅレーザ）を当て、入反射す
るレ−ザ光の干渉を利用して超精密測定を行なうように
なっている。ここで、移動鏡がなければ、測定ができな
いことから、厳密には移動鏡は干渉計の一部を構成する
ものと観念できる。

【０００４】図５には、この種の装置におけるステージ
側の移動鏡の支持機構の一例が、概略的に示されてい
る。

【０００５】通常、移動鏡は断面矩形状のガラス体の一
方の面に銀等の蒸着により反射面が形成されており、こ
の移動鏡５０は、図５においては、重力方向にはステー
ジ５２上の一端部に形成された所定幅の帯状の凸部５４
上面にその長手方向に沿って所定間隔で突設された２つ
の移動鏡支持面（「島出し面」ともいう）５６Ａ、５６
Ｂで支持されている。また、この移動鏡５０は、計測方
向（図における矢印Ａ方向）には、移動鏡支持面５６
Ａ，５６Ｂの計測方向一側に立設された矩形状の基準駒
５８Ａ，５８Ｂの内面側に設けられた矩形の支持面６０
Ａ，６０Ｂと、移動鏡支持面５６Ａ，５６Ｂの計測方向
他側に立設された与圧用駒６２Ａ，６２Ｂに外方から挿
入され、与圧用ばね６４Ａ，６４Ｂにより対向する支持
面６０Ａ，６０Ｂ側に向けて付勢された与圧用ピン６６
Ａ，６６Ｂ（この先端は平面である）とによって挟持さ
れていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】移動鏡５０を構成する
ガラス体は理想的な意味での剛体ではなく、力の作用に
より微小な変形が生じ得るものである。干渉計での測定
は、非常に精密であるため、この移動鏡５０の支持状態
に起因する反射面の変形が測定精度に大きく影響を与え
ることもあることから、従来は、この移動鏡５０の支持
状態による変形量を前もって測定し、この変形による影
響をも制御情報として使用するようにしていた。

【０００７】このような背景の下では、従来の移動鏡支
持機構にあっては、以下のような不都合があった。すな
わち、 移動鏡５０は重力方向には、２つの移動鏡支持面５
６Ａ，５６Ｂで支持されているため、移動鏡５０が実際
には面上のどの点で接触しているかが不明瞭であり、ま
た、移動鏡支持面５６Ａ，５６Ｂの面精度如何により移
動鏡５０が変形し、移動鏡５０の反射面の平面度が微妙
に変化することから、特に、移動鏡５０を交換する度毎
に、移動鏡底面を支持する点が変わったりして移動鏡５
０の変形挙動が把握できなかった。このため、移動鏡５
０を交換する度毎に、移動鏡５０の変形量を測定し直さ
なければならず、その手間が煩雑で面倒であった。

【０００８】 移動鏡５０は計測方向には、基準駒５
８Ａ，５８Ｂの支持面６０Ａ，６０Ｂとこれに対向する
与圧用ピン６６Ａ，６６Ｂの先端面とで挟持されていた
ことから、上記と同様、実際の接触点が不明瞭とな
り、これがため、移動鏡５０の変形に大きく影響を与え
る支持面６０Ａ，６０Ｂ側の移動鏡５０への接触点と与
圧用ピン６６Ａ，６６Ｂ側の移動鏡５０への接触点との
同軸度を確保することが困難であった。また、同軸度を
確保できないことから、移動鏡５０の反射面の変形が無
視できず、測定精度低下の一因ともなっていた。

【０００９】本発明は、かかる従来技術の有する不都合
に鑑みてなれたもので、その目的は、支持後の移動鏡の
変形挙動を容易に把握することができると共に、変形量
を最小限に抑制することができる移動鏡の支持機構を提
供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、干渉計の一部
を構成する断面矩形の移動鏡を測定対象物上に計測方向
に直交して支持する移動鏡支持機構であって、前記測定
対象物上に設けられ、前記移動鏡が水平になるように当
該移動鏡の底面を下方から点接触で支持する少なくとも
１つが同一直線上にない３つの底面支持点と、前記底面
支持点部分を挟む計測方向の一側と他側から前記移動鏡
の一方の面と他方の面に相互に同軸にてそれぞれ点接触
し、前記移動鏡をその長手方向に沿って所定間隔を隔て
た支持位置で所定圧力にて挟持する少なくとも二組の基
準ピン及び与圧用ピンと、を有する。

【００１１】この場合において、前記底面支持点部分を
挟む計測方向の一側と他側から基準ピン及び与圧用ピン
が前記移動鏡の一方の面と他方の面に相互に同軸にてそ
れぞれ点接触する具体的な態様として、前記各組の基準
ピンと与圧ピンとが、各支持位置近傍の計測方向一側と
他側の側壁に形成された相互に同軸の第１、第２の孔に
それぞれ挿入され、かつ移動鏡を介して対峙するよう配
置する構成が考えられる。

【００１２】また、移動鏡の面に点接触させるために
は、前記移動鏡に接触する側の前記各基準ピンと与圧用
ピンの端部の形状を球面に形成してもよい。

【００１３】さらに、前記底面支持点を球面座にして移
動鏡底面に点接触させるようにしてもよい。

【００１４】

【作用】上記構成によれば、移動鏡が水平になるように
当該移動鏡の底面を下方から点接触で支持する少なくと
も１つが同一直線上にない３つの底面支持点を有するこ
とから、移動鏡底面を支持する点の位置が明確になる。

【００１５】また、底面支持点部分を挟む計測方向の一
側と他側から移動鏡の一方の面と他方の面に相互に同軸
にてそれぞれ点接触し、移動鏡をその長手方向に沿って
所定間隔を隔てた支持位置で所定圧力にて挟持する少な
くとも二組の基準ピン及び与圧用ピンとを有することか
ら、移動鏡一方の面側と他方の面側の計測方向支持点の
同軸度のずれに起因する反射面の変形（撓み変形）が防
止される

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１ないし図３に
基づいて説明する。ここで、前述した従来例と同一又は
同等の構成部分については同一の符号を付すものとす
る。

【００１６】図１には、一実施例に係る移動鏡支持機構
１０の構成が示されている。この図１において、移動鏡
５０は、重力方向にはステージ５２上の一端部に形成さ
れた所定幅の帯状の凸部５４上面にその長手方向に沿っ
て所定間隔を隔てた位置に設けられた球面座から成る３
つの底面支持点１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃで水平に支持さ
ている。ここで、３つの支持点１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ
は、底面支持点側から移動鏡に作用する反力が移動鏡の
変形に及ぼす影響をも考慮すると、相互に同一直線状に
ないことが最も好ましいが、移動鏡の底面を支持すると
いう目的のためには、この内の少なくとも１つが同一直
線上になければよく、残り２つが同一直線上に存在して
いてもよい。

【００１７】また、この移動鏡５０は、計測方向（図１
における矢印Ａ方向）には、凸部５４の計測方向一側
（図１における左側）に立設された側壁としての基準駒
５８Ａ，５８Ｂから内側に向けてそれぞれ突設された基
準ピン１４Ａ，１４Ｂと、凸部５４の計測方向他側（図
１における右側）に立設された側壁としての与圧用駒６
２Ａ，６２Ｂに外方から挿入され、与圧用ばね６４Ａ，
６４Ｂにより対向する基準ピン１４Ａ，１４Ｂに向けて
付勢された与圧用ピン１６Ａ，１６Ｂとによって所定圧
力で挟持されている。これらの各部材によって、移動鏡
５０をその長手方向２箇所で支持する一対の計測方向支
持手段が構成されている。

【００１８】ここで、図２の分解斜視図に基づいて、一
方の計測方向支持手段を構成する基準駒５８Ａ、与圧用
駒６２Ａ、基準ピン１４Ａ、与圧用ピン１６Ａ相互間の
配置、及び構成について詳細に説明する。なお、他方の
計測方向支持手段についてはこれと全く同一であるの
で、説明は省略する。

【００１９】図２に示されるように、基準駒５８Ａに
は、所定径の第１の孔としての丸孔１８が穿設され、同
様に与圧用駒６２Ａには、軸心がこの丸孔１８と同一直
線上に位置し、当該丸孔１８と同一径の第２の孔として
の丸孔２０が穿設されている。基準駒５８Ａの丸孔１８
には、円柱状の基準ピン１４Ａの一端が嵌合（圧入）さ
れるようになっており、与圧用駒の丸孔には、円柱状の
与圧用ピン１６Ａの軸部が嵌合（挿入）できるようにな
っている。これらのピン１４Ａ，１６Ａの相互に対向す
る側の端部（先端）形状は、いずれも軸心とその面中心
とが一致した球面とされている。丸孔１８と基準ピン１
４Ａの嵌合精度と、丸孔２０と与圧用ピン１６Ａとの嵌
合精度は略一致するように厳しく管理され、実際には極
く僅かに丸孔２０と与圧用ピン１６Ａとの嵌合が緩やか
になるように加工されている。

【００２０】なお、与圧用ピン１６Ａの基準ピン対向側
と反対側の端面は、与圧用ばねのばね座の役目を果たす
ようになっている。

【００２１】本実施例では、両ピン１４Ａ，１６Ａの同
軸度を正確に確保するため、上述した加工時の精度管理
のみでなく、その組み立て時においても、次のような工
夫がなされている。すなわち、図３に示されるように、
嵌合精度が高くなるように加工が施された円筒状の治工
具２２を用いて、基準駒５８Ａの丸孔１８と与圧用駒６
２Ａの丸孔２０との軸心を一致させ、この状態で基準駒
５８Ａと与圧用駒６２Ａとを、ステージ５２の一端部に
設けられた所定幅の凸部５４に固定し、この固定後に治
工具２２を抜き去るという手法により、両ピン１４Ａ，
１４Ｂの同軸度確保の前提となる丸孔１８，２０相互の
同軸度を確保しようというものである。

【００２２】同様のことを、他方の計測方向支持手段を
構成する基準駒５８Ｂ、与圧用駒６２Ｂ側でも行なった
後、基準駒５８Ａ，５８Ｂの丸孔１８に基準ピン１４
Ａ，１４Ｂを圧入し、その後、移動鏡５０を図１に示さ
れるようにステージ５２上の底面支持点１２Ａ，１２
Ｂ，１２Ｃ上に設置し、最後に与圧用駒６２Ａ，６２Ｂ
の丸孔２０に与圧用ピン１６Ａ，１６Ｂをそれぞれ差し
込み、当該与圧用ピン１６Ａ，１６Ｂの背後から与圧用
ばね６４Ａ，６４Ｂにより与圧用ピンに基準ピン１４
Ａ，１４Ｂ側に向けて所定の圧力を付与すれば、移動鏡
５０の支持が完了する。

【００２３】以上説明したように、本実施例によると、
移動鏡５０の底面支持点１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃを球面
座とし、それぞれの球面座が移動鏡５０の底面に点接触
するようにしたことから、支持点の位置が明確になり、
従来のような支持面精度の影響や、支持部材の個体差を
無くすことができる。また、計測方向の基準ピン１４Ａ
（又は１４Ｂ）と与圧用ピン１６Ａ（又は１６Ｂ）との
同軸度を、基準駒５８Ａ（又は５８Ｂ）に設けられた丸
孔１８と与圧用駒６２Ａ（又は６２Ｂ）に設けられた丸
孔２０の加工精度（嵌合精度）と、基準ピン１４Ａ（又
は１４Ｂ）及び与圧用ピン１６Ａ（又は１６Ｂ）の先端
形状を球面座とすることにより、正確に確保するように
したことから、移動鏡５０の変形量そのものを最小限に
押さえることができる。

【００２４】従って、移動鏡５０を支持後、一度だけ移
動鏡５０の変形量を測定しておけば、移動鏡５０を交換
しても同一の支持条件を再現することができるので、交
換の度毎に変形量を測定する必要がない。

【００２５】なお、上記実施例では、底面支持点１２
Ａ，１２Ｂ，１２Ｃを球面座とする場合を例示したが、
これに代えて微小面積の平面座により底面支持点を構成
しても良い。同様に、基準ピン１４Ａ，１４Ｂと与圧用
ピン１６Ａ，１６Ｂの先端形状を球面とする場合を例示
したが、これは、応力集中を生じることなく、移動鏡５
０の面に点接触させるためにこのようにしたのであり、
許容できない程度の応力集中が生じず、かつ点接触し得
るものであれば、他の形状であってもよい。

【００２６】なお、上記実施例では、基準駒、与圧用駒
の両者に丸孔（貫通孔）を穿設する場合を例示したが、
基準駒側の丸孔は、必ずしも貫通孔にする必要はない。

【００２７】また、上記実施例では、基準駒と与圧用駒
とを別体で構成する場合を例示したが、図４に示される
ような、断面コ字状部材３０を用いて基準駒部３２と与
圧用駒部３４を一体的に構成してもよい。このようにす
れば、基準駒部３２と与圧用駒部３４とに図示の軸心Ｃ
を持つ丸孔を一度に穿設するだけでこれらの丸孔の同軸
度を容易に確保できるので、治工具２２が不要となると
ともに基準ピン及び与圧用ピンの同軸度の確保がより一
層容易になる。

【００２８】なお、基準駒５８Ａ、５８Ｂ、与圧用駒６
２Ａ、６２Ｂの４者を一体に構成することも可能である
が、断面コ字状部材３０を移動鏡の長手方向一側と他側
にぞれぞれ設ける場合には、これらのステージ５２への
取り付けの際に、丸孔の軸Ｃが計測方向に正確に一致す
るような微調整が可能となるという利点がある。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
移動鏡支持機構の構成各部の個体差により生ずる移動鏡
変形挙動の不明確さを取り除くことができ、これにより
移動鏡交換の度毎に変形量を測定する必要がなくなり、
また、基準ピン及び与圧用ピンが同軸にて移動鏡の長手
方向の２箇所を支持するので、支持状態における移動鏡
の変形量を最小限に抑制することができるという従来に
ない優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例に係る移動鏡支持機構の一例を概略的
に示す斜視図である。

【図２】図１の機構の主要部（基準駒、与圧用駒、基準
ピン、与圧用ピンを含む）の分解斜視図である。

【図３】図１の機構の組み立て工程の一部を説明するた
めの図である。

【図４】上記実施例の変形例を説明するための図であ
る。

【図５】従来例を示す斜視図である。

【符号の説明】

１０ 移動鏡支持機構 １２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ 底面支持点 １４Ａ，１４Ｂ 基準ピン １６Ａ，１６Ｂ 与圧用ピン １８ 丸孔（第１の孔） ２０ 丸孔（第２の孔） ５０ 移動鏡 ５２ ステージ（測定対象物） ５８Ａ，５８Ｂ 基準駒（計測方向一側の側壁） ６２Ａ，６２Ｂ 与圧用駒（計測方向他側の側壁）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 干渉計の一部を構成する断面矩形の移動
   鏡を測定対象物上に計測方向に直交して支持する移動鏡
   支持機構であって、 前記測定対象物上に設けられ、前記移動鏡が水平になる
   ように当該移動鏡の底面を下方から点接触で支持する少
   なくとも１つが同一直線上にない３つの底面支持点と、 前記底面支持点部分を挟む計測方向の一側と他側から前
   記移動鏡の一方の面と他方の面に相互に同軸にてそれぞ
   れ点接触し、前記移動鏡をその長手方向に沿って所定間
   隔を隔てた支持位置で所定圧力にて挟持する少なくとも
   二組の基準ピン及び与圧用ピンと、 を有する移動鏡支持機構。
2. 【請求項２】 前記各組の基準ピンと与圧ピンとが、前
   記各支持位置近傍の計測方向一側と他側の側壁に形成さ
   れた相互に同軸の第１、第２の孔にそれぞれ挿入され、
   かつ前記移動鏡を介して対峙するよう配置されているこ
   とを特徴とする請求項１記載の移動鏡支持機構。
3. 【請求項３】前記移動鏡に接触する側の前記各基準ピン
   と与圧用ピンの端部の形状を球面に形成したことを特徴
   とする請求項１記載の移動鏡支持機構。
4. 【請求項４】前記底面支持点が球面座であることを特徴
   とする請求項１記載の移動鏡支持機構。