JPS62152633A - 気体軸受式多軸ステ−ジ組立体 - Google Patents
気体軸受式多軸ステ−ジ組立体Info
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- JPS62152633A JPS62152633A JP61283042A JP28304286A JPS62152633A JP S62152633 A JPS62152633 A JP S62152633A JP 61283042 A JP61283042 A JP 61283042A JP 28304286 A JP28304286 A JP 28304286A JP S62152633 A JPS62152633 A JP S62152633A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、一般的には、対象物の正確に直交するＸｉＹ
運動軸線に沿った直線運動およびＸｉＸ軸線に直交する
Ｚ方向まわりの０軸線に沿った回転運動を容易にするの
に普通利用される気体軸受式Ｘ−Ｙ−０ステージ組立体
の構造に用いる幾何学的形状に関する。このような気体
軸受式ｘ−Ｙ−θステージ組立体の代表的な用途の１つ
は、ステップアンドリピート・カメラの結像レンズの下
でＸｉＹ、θ座標に沿って半導体ウェファを段階送りし
、位ｌ？ｆ決めするということがある。
運動軸線に沿った直線運動およびＸｉＸ軸線に直交する
Ｚ方向まわりの０軸線に沿った回転運動を容易にするの
に普通利用される気体軸受式Ｘ−Ｙ−０ステージ組立体
の構造に用いる幾何学的形状に関する。このような気体
軸受式ｘ−Ｙ−θステージ組立体の代表的な用途の１つ
は、ステップアンドリピート・カメラの結像レンズの下
でＸｉＹ、θ座標に沿って半導体ウェファを段階送りし
、位ｌ？ｆ決めするということがある。
この場合、半導体ウェファの種々の区域を十字線パター
ンに従って順次に整合、露光することかてきる。代表的
な従来の気体軸受式ｘ−ｙ−ｏステージ組立体が１９７
３年３月２７０にＷａｙｎｅ Ｌ、Ｆｏｘに許された
、ｒＯＰＴＩＣＡＬ ＰＡＴＴＥＲＮ ＧＥＮＥＲ
ＡＴＯＲＯＲＲＥＰＥＡＴＩＮＧ ＰＲＯＪＥＣＴＯ
ＲＯＲＴＨＥ ＬｆＫＥＪという名称の米国特許ｉ３
，７２２，９９６号に示されている。この米国特許に開
示されているＸ−Ｙステージは３つのステム支持式軸受
によってベースの基準頂面に直接設置しである。Ｘ−Ｙ
ステージはそれに取り付けた一対の案内路軸受によって
ベースの基準頂面を横切って、ベースの基準縁面に直角
に延びるほぼＬ字形のフレームの基準縁面に沿って案内
される。このＬ字形フレームはそれに取り付けた別の対
の案内路軸受によってベースの基準縁面に沿って案内さ
れる。この米国特許のＸ−Ｙステージのこうして生じた
ＸｉＹ運動軸線の直交精度はＬ字形フレームの基準縁面
とベースの基準縁面に沿ってＬ字形フレームを案内する
のに使用される。Ｌ字形フレームに取り付けられた案内
路軸受との直交関係の精度て決まる。０軸線回転俺力は
この米国特許には開示されていないか、ｘ−ｙ−ｏステ
ージ組立体を構成するにはこのようなＸ−Ｙステージ組
立体と一緒に０袖線ステージが用いられる。代表的なＸ
−Ｙ−０ステージ組立体では０輛線ステージはＸ −Ｙ
ステージの頂面に装着される。
ンに従って順次に整合、露光することかてきる。代表的
な従来の気体軸受式ｘ−ｙ−ｏステージ組立体が１９７
３年３月２７０にＷａｙｎｅ Ｌ、Ｆｏｘに許された
、ｒＯＰＴＩＣＡＬ ＰＡＴＴＥＲＮ ＧＥＮＥＲ
ＡＴＯＲＯＲＲＥＰＥＡＴＩＮＧ ＰＲＯＪＥＣＴＯ
ＲＯＲＴＨＥ ＬｆＫＥＪという名称の米国特許ｉ３
，７２２，９９６号に示されている。この米国特許に開
示されているＸ−Ｙステージは３つのステム支持式軸受
によってベースの基準頂面に直接設置しである。Ｘ−Ｙ
ステージはそれに取り付けた一対の案内路軸受によって
ベースの基準頂面を横切って、ベースの基準縁面に直角
に延びるほぼＬ字形のフレームの基準縁面に沿って案内
される。このＬ字形フレームはそれに取り付けた別の対
の案内路軸受によってベースの基準縁面に沿って案内さ
れる。この米国特許のＸ−Ｙステージのこうして生じた
ＸｉＹ運動軸線の直交精度はＬ字形フレームの基準縁面
とベースの基準縁面に沿ってＬ字形フレームを案内する
のに使用される。Ｌ字形フレームに取り付けられた案内
路軸受との直交関係の精度て決まる。０軸線回転俺力は
この米国特許には開示されていないか、ｘ−ｙ−ｏステ
ージ組立体を構成するにはこのようなＸ−Ｙステージ組
立体と一緒に０袖線ステージが用いられる。代表的なＸ
−Ｙ−０ステージ組立体では０輛線ステージはＸ −Ｙ
ステージの頂面に装着される。
米国！ｌ’ｊ訂第３，７２２，９９６号の気体軸受式Ｘ
−Ｙステージ組立体は、ｘ−ＹステージおよびＬ字形フ
レームを対応した基準面に沿って案内する案内路軸受と
して使用される気体軸受が対応した基準面と並んた状態
に強制する真空補正式てなければならないという欠陥を
持つ。この場合、真空源の圧力か変化したならば、気体
軸受の）ツ揚高さかそれに応じて変化することになる。
−Ｙステージ組立体は、ｘ−ＹステージおよびＬ字形フ
レームを対応した基準面に沿って案内する案内路軸受と
して使用される気体軸受が対応した基準面と並んた状態
に強制する真空補正式てなければならないという欠陥を
持つ。この場合、真空源の圧力か変化したならば、気体
軸受の）ツ揚高さかそれに応じて変化することになる。
これは。
気体軸受にかかる荷重か真空源圧力に比例し、浮揚高さ
が荷重の関数となっているからである。真空源圧力かゼ
ロまで低下した場合には、荷重がまったくなくなり、気
体軸受Ｘ−Ｙステージ組立体の構成要素か簡単に漂い出
すことになる。望まれるのは、案内路軸受のすべてに加
わる荷重か真空源圧力の１１４数としてではなくて案内
路軸受そのものを付勢するのに使用される気体源圧力に
比例する改良多軸気体軸受式ステージ組立体である。
が荷重の関数となっているからである。真空源圧力かゼ
ロまで低下した場合には、荷重がまったくなくなり、気
体軸受Ｘ−Ｙステージ組立体の構成要素か簡単に漂い出
すことになる。望まれるのは、案内路軸受のすべてに加
わる荷重か真空源圧力の１１４数としてではなくて案内
路軸受そのものを付勢するのに使用される気体源圧力に
比例する改良多軸気体軸受式ステージ組立体である。
従来の気体軸受Ｘ−Ｙステージ組立体の別の欠点は非能
率的なスペース利用度である。米国特許第３，７２２，
９９６号に示されているように、Ｘ−Ｙステージおよび
それのＸｉＹ運動軸線に沿った移動範囲を取り巻く囲い
の寸法は気体軸受式Ｘ−Ｙステージ組立体の全側方面積
のほんの一部である。望まれるのは、Ｘ−Ｙ−０ステー
ジおよびｘ、ｙ、ｏ運動軸線に沿った移動範囲を取り巻
く囲いの寸法か気体軸受式多軸ステージ組立体の全側方
面積とほぼ同しである改良気体軸受式多軸ステージ組立
体である。
率的なスペース利用度である。米国特許第３，７２２，
９９６号に示されているように、Ｘ−Ｙステージおよび
それのＸｉＹ運動軸線に沿った移動範囲を取り巻く囲い
の寸法は気体軸受式Ｘ−Ｙステージ組立体の全側方面積
のほんの一部である。望まれるのは、Ｘ−Ｙ−０ステー
ジおよびｘ、ｙ、ｏ運動軸線に沿った移動範囲を取り巻
く囲いの寸法か気体軸受式多軸ステージ組立体の全側方
面積とほぼ同しである改良気体軸受式多軸ステージ組立
体である。
米国特許第３，７２２，９９６号の気体軸受式Ｘ−Ｙス
テージ組立体および他のほとんどすべての気体軸受式ｘ
−Ｙステージ組立体の別の欠点は、そのｘ、Ｙ運動軸線
の直交精度か中間ステージ要素（Ｌ字形フレーム）の基
準面（Ｌ字形フレームの基準縁面）および案内路軸受（
ベースの基準縁面に沿ってＬ字形部材を案内するのに使
用される、Ｌ字形フレームに取り付けた２つの案内路軸
受）の機械的な直交精度でのみ決まるということである
。望まれるのは、ＸｉＹ運動軸線の直交精度か三次元Ｊ
１１定システムに関して制御され、その基準フレームか
気体軸受式多軸ステージ組立体のベースとなり、このベ
ースを所望に応じて直交度測定ス（準と互いに関連させ
ることのてきる改良気体軸受多軸ステージ組を体である
。この直交度°測定基準が気体軸受式多軸ステージ組立
体の構成型組立体でもある場合、 ｘ、 ｙｉＩ！動軸
線の直交鳥Ｉｉ度の制御はソフトウェア関数として行な
い得るさらに、Ｙ軸線の運動制御を所定の要領てＸ−Ｙ
−０ステージを回転させるように独立して制御てきる平
行に隔たったＹ、Ｙ運動制御器に分けて行なう改良気体
軸受多軸ステージＭ１立体が望まれている。こうすると
、ウェファ・チャック上に置いた半導体ウェファを、Ｘ
−Ｙステージとウェファ・チャック間に０軸線ステージ
を使用することなくステップアンドリピート・カメラの
ベースに１１して回転させて向きを決めることかできる
。
テージ組立体および他のほとんどすべての気体軸受式ｘ
−Ｙステージ組立体の別の欠点は、そのｘ、Ｙ運動軸線
の直交精度か中間ステージ要素（Ｌ字形フレーム）の基
準面（Ｌ字形フレームの基準縁面）および案内路軸受（
ベースの基準縁面に沿ってＬ字形部材を案内するのに使
用される、Ｌ字形フレームに取り付けた２つの案内路軸
受）の機械的な直交精度でのみ決まるということである
。望まれるのは、ＸｉＹ運動軸線の直交精度か三次元Ｊ
１１定システムに関して制御され、その基準フレームか
気体軸受式多軸ステージ組立体のベースとなり、このベ
ースを所望に応じて直交度測定ス（準と互いに関連させ
ることのてきる改良気体軸受多軸ステージ組を体である
。この直交度°測定基準が気体軸受式多軸ステージ組立
体の構成型組立体でもある場合、 ｘ、 ｙｉＩ！動軸
線の直交鳥Ｉｉ度の制御はソフトウェア関数として行な
い得るさらに、Ｙ軸線の運動制御を所定の要領てＸ−Ｙ
−０ステージを回転させるように独立して制御てきる平
行に隔たったＹ、Ｙ運動制御器に分けて行なう改良気体
軸受多軸ステージＭ１立体が望まれている。こうすると
、ウェファ・チャック上に置いた半導体ウェファを、Ｘ
−Ｙステージとウェファ・チャック間に０軸線ステージ
を使用することなくステップアンドリピート・カメラの
ベースに１１して回転させて向きを決めることかできる
。
゛ｈ−９体ウェファのために利用される成る種の気体軸
受ｘ−Ｙ−〇ステージ組立体のまた別の欠点は、ウェフ
ァ処理中にピッチ、ロールにおいて半導体ウェファを回
転させなければならににもかかわらず、その度量衡シス
テムか半導体ウェファの位置を直接測定しないというこ
とである。むしろ、これらの度量衡システムは水準機構
を支えているか、あるいは、それによって支えられてい
るｘ−ｙ−ｏステージの位ｌを測定するのであり、これ
らの測定をオフセラ１へ要領で行なうのである。半導体
ウェファのこうして生じた位置は有効オフセット距離と
ピッチまたはロールの角度の積に等しいエラーを受けや
すい。この種の測定エラーはアッベ・オフセット・エラ
ーと呼ばれる（ドイツ国の光学物理学者、Ｅｒｎ５ｔＡ
ｂｂｅによる）。このようなアッベ・オフセット・エラ
ーを受けやすいＸ−Ｙ−〇ステージ組立体の一例か１９
８３年７月５日にＲｏｎａｌｄＳ、Ｈｅｒｓｈｅｌに許
された、ｒＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＦＯＲＰＲＯＪＥＣ
ＴＩＮＧ ＡＳＥＲＩＥＳ ＯＦ ＩＭＡＧＥＳ
ＯＮＴＯＤＩＥＳ ＯＦ Ａ ＳＥＭ
ｒＣＯＮＤＵＣＴＯＲＷＡＦＥＲＪという名称の米国特
許第４゜３９１．４９４号に示されている。
受ｘ−Ｙ−〇ステージ組立体のまた別の欠点は、ウェフ
ァ処理中にピッチ、ロールにおいて半導体ウェファを回
転させなければならににもかかわらず、その度量衡シス
テムか半導体ウェファの位置を直接測定しないというこ
とである。むしろ、これらの度量衡システムは水準機構
を支えているか、あるいは、それによって支えられてい
るｘ−ｙ−ｏステージの位ｌを測定するのであり、これ
らの測定をオフセラ１へ要領で行なうのである。半導体
ウェファのこうして生じた位置は有効オフセット距離と
ピッチまたはロールの角度の積に等しいエラーを受けや
すい。この種の測定エラーはアッベ・オフセット・エラ
ーと呼ばれる（ドイツ国の光学物理学者、Ｅｒｎ５ｔＡ
ｂｂｅによる）。このようなアッベ・オフセット・エラ
ーを受けやすいＸ−Ｙ−〇ステージ組立体の一例か１９
８３年７月５日にＲｏｎａｌｄＳ、Ｈｅｒｓｈｅｌに許
された、ｒＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＦＯＲＰＲＯＪＥＣ
ＴＩＮＧ ＡＳＥＲＩＥＳ ＯＦ ＩＭＡＧＥＳ
ＯＮＴＯＤＩＥＳ ＯＦ Ａ ＳＥＭ
ｒＣＯＮＤＵＣＴＯＲＷＡＦＥＲＪという名称の米国特
許第４゜３９１．４９４号に示されている。
したがって１本発明の主たる目的は、
Ｘ−Ｙ−０ステージおよびＸｉＹ運動軸線に沿ったその
移動範囲を取り巻く側方囲いの寸法が全体的な側方面積
とほぼ同じである改良した気体軸受式多軸ステージ組立
体を提供することにある。
移動範囲を取り巻く側方囲いの寸法が全体的な側方面積
とほぼ同じである改良した気体軸受式多軸ステージ組立
体を提供することにある。
本発明の別の目的は、ＸｉＹ運動軸線の直交精度を基僧
フレームか装置そのもののベースとなっている三次元測
定システムに関連して制御する改良した気体軸受式多軸
ステージ組立体を提供することにある。
フレームか装置そのもののベースとなっている三次元測
定システムに関連して制御する改良した気体軸受式多軸
ステージ組立体を提供することにある。
本発明の別の目的は、この改良した気体軸受式多軸ステ
ージ組立体のＸｉＹ運動軸線の直交精度の制御のための
基準として使用する三次元測定システムを提供すること
にある。
ージ組立体のＸｉＹ運動軸線の直交精度の制御のための
基準として使用する三次元測定システムを提供すること
にある。
本発明の別の目的は、三次元測定システムを相関させる
際に使用するための改良した気体軸受式多軸ステージ組
立体の構成型組立体となる直交度測定基準を提供するこ
とにある。
際に使用するための改良した気体軸受式多軸ステージ組
立体の構成型組立体となる直交度測定基準を提供するこ
とにある。
本発明の別の目的は、三次元測定システムを直交度測定
基べ町と関連させる方法を提供することにある。
基べ町と関連させる方法を提供することにある。
本発明の別の目的は、 Ｙ４１１線の運動制御を０運動
軸線に沿ってＸ−Ｙ−θステージを回転位置決めする際
に使用すべく独立して制御することのできる下行に隔た
ったＹ、、Ｙ２運動制御器に振分ける改良した気体軸受
式多軸ステージ組立体を提供することにある。
軸線に沿ってＸ−Ｙ−θステージを回転位置決めする際
に使用すべく独立して制御することのできる下行に隔た
ったＹ、、Ｙ２運動制御器に振分ける改良した気体軸受
式多軸ステージ組立体を提供することにある。
本発明の別の目的は、０運動軸線に沿ってＸ−Ｙ−０ス
テージの回転位置決めを制御する方法を提供することに
ある。
テージの回転位置決めを制御する方法を提供することに
ある。
本発明の別の目的は、半導体ウェファ装槓モ面かＸ−Ｙ
−θステージのＸｉＹ、θ運動軸線の方向において利用
装置に対して固定しであり、半導体ウェファのモ面に対
するアッベ・オフセット測定エラーを排除する改良した
気体軸受式多軸ステージ組立体を提供することにある。
−θステージのＸｉＹ、θ運動軸線の方向において利用
装置に対して固定しであり、半導体ウェファのモ面に対
するアッベ・オフセット測定エラーを排除する改良した
気体軸受式多軸ステージ組立体を提供することにある。
本発明の別の目的は、チ？ ツク取付スパイダの運動（
したかって、Ｘ−Ｙ−０ステージのウェファ・チャック
の運動）をｘ、Ｙ、θ運動軸線に沿った三次元干渉計シ
ステムによって直接制御して、半導体ウェファの位置に
対するアッベ・オフセット測定エラーを含む種々の測定
エラーを最小限に抑える改良した気体軸受式多軸ステー
ジ組を体を提供することにある。
したかって、Ｘ−Ｙ−０ステージのウェファ・チャック
の運動）をｘ、Ｙ、θ運動軸線に沿った三次元干渉計シ
ステムによって直接制御して、半導体ウェファの位置に
対するアッベ・オフセット測定エラーを含む種々の測定
エラーを最小限に抑える改良した気体軸受式多軸ステー
ジ組を体を提供することにある。
本発明の別の目的は、チャック取付スパイダの運動なｘ
、Ｙ、０運動軸線に沿った５軸下渉計システムによって
直接制御して、ピッチ、ロールの方向における半導体ウ
ェファの位置に対するさらに別のアラへ・オフセット測
定エラーを排除する改良した多軸ステージ組立体を提供
することにある。
、Ｙ、０運動軸線に沿った５軸下渉計システムによって
直接制御して、ピッチ、ロールの方向における半導体ウ
ェファの位置に対するさらに別のアラへ・オフセット測
定エラーを排除する改良した多軸ステージ組立体を提供
することにある。
本発明のまた別の目的は、Ｘ−Ｙ−０ステージを案内路
軸受によって位置決めし、これら案内路軸受にかかる荷
重が案内路軸受自体を付勢するのに使用されている気体
源圧力に比例するようにした改良した気体軸受式多軸ス
テージ組立体を提供十ｚマレン叩乞フ これらおよび他の目的は、添付図面およびそれに関連し
た説明から明らかになるてあろうか１本発明の図示した
好ましい実施例に従って構成した改良した気体軸受式多
軸ステージ組立体で達成される。これらの改良した気体
軸受式多軸ステージ組立体は、単一の案内路軸受によっ
てベースの基準縁面に沿って案内され、基準フレームか
この気体軸受式多軸ステージ組立体のベースとなってい
る三次元測定システムに関氾して制御される中間ステー
ジ要素を備える。Ｘ−Ｙ−０ステージは複数の気体軸受
によって中間ステージ要素に関して位置決めされる。ｘ
−ｙ−θステージは一対の案内路軸受によって中間ステ
ージ要素の基準縁面に沿って案内され、三次元Δ１４定
システムの第３寸法測定準システム（基準フレームか中
間ステージ要素となっている）に関して制御される。３
つの案内路軸受のすべては気体源圧力によってヒステリ
シス無し・に荷重のかかる対抗して軸線方向の荷重を受
ける案内路軸受組立体によって対応した基準面と並んだ
状態に強制される。
軸受によって位置決めし、これら案内路軸受にかかる荷
重が案内路軸受自体を付勢するのに使用されている気体
源圧力に比例するようにした改良した気体軸受式多軸ス
テージ組立体を提供十ｚマレン叩乞フ これらおよび他の目的は、添付図面およびそれに関連し
た説明から明らかになるてあろうか１本発明の図示した
好ましい実施例に従って構成した改良した気体軸受式多
軸ステージ組立体で達成される。これらの改良した気体
軸受式多軸ステージ組立体は、単一の案内路軸受によっ
てベースの基準縁面に沿って案内され、基準フレームか
この気体軸受式多軸ステージ組立体のベースとなってい
る三次元測定システムに関氾して制御される中間ステー
ジ要素を備える。Ｘ−Ｙ−０ステージは複数の気体軸受
によって中間ステージ要素に関して位置決めされる。ｘ
−ｙ−θステージは一対の案内路軸受によって中間ステ
ージ要素の基準縁面に沿って案内され、三次元Δ１４定
システムの第３寸法測定準システム（基準フレームか中
間ステージ要素となっている）に関して制御される。３
つの案内路軸受のすべては気体源圧力によってヒステリ
シス無し・に荷重のかかる対抗して軸線方向の荷重を受
ける案内路軸受組立体によって対応した基準面と並んだ
状態に強制される。
改良した気体軸受式多軸ステージ組立体は、また、Ｘ−
Ｙ−０ステージＬに取り付けた二次元しるしパターンと
、このしるしを見るためにベース準組立体に１′Ａシて
位置決めした光学型システムとを包含する直交度測定基
準も包含する。この二次元しるしパターンは順次に光学
型システムに対して整合させられ、中間ステージ要素の
制御のための基準として使用されているこの二次元測定
準システムに対して対応したソフトウェア補正かなされ
る。
Ｙ−０ステージＬに取り付けた二次元しるしパターンと
、このしるしを見るためにベース準組立体に１′Ａシて
位置決めした光学型システムとを包含する直交度測定基
準も包含する。この二次元しるしパターンは順次に光学
型システムに対して整合させられ、中間ステージ要素の
制御のための基準として使用されているこの二次元測定
準システムに対して対応したソフトウェア補正かなされ
る。
中間ステージ要素の、その二次元測定型システムに関す
る差動制御を利用して、ｘ、Ｙ運動軸線に直交する方向
まわりの０運動軸線に沿ったＸ−Ｙ−０ステージの回転
位置決めを行なう。中間ステージ要素の回転位δ快めと
Ｘ−Ｙ−θステージのＸ−Ｙ位置を制御する方法ては、
二次元測定？（ｌｉシステムを２つの部分に分割し、所
定の回転角度の正接関数を利用して二次元測定型システ
ムの２つの部分のΔＹ長差を計算し、回転角度０の余弦
関数を利用してＸ＃１線位置を計算し、二次元測定型シ
ステムの第１位置を利用し、また、回転角度θの正弦関
数を利用してＹ軸線位置を計算する。
る差動制御を利用して、ｘ、Ｙ運動軸線に直交する方向
まわりの０運動軸線に沿ったＸ−Ｙ−０ステージの回転
位置決めを行なう。中間ステージ要素の回転位δ快めと
Ｘ−Ｙ−θステージのＸ−Ｙ位置を制御する方法ては、
二次元測定？（ｌｉシステムを２つの部分に分割し、所
定の回転角度の正接関数を利用して二次元測定型システ
ムの２つの部分のΔＹ長差を計算し、回転角度０の余弦
関数を利用してＸ＃１線位置を計算し、二次元測定型シ
ステムの第１位置を利用し、また、回転角度θの正弦関
数を利用してＹ軸線位置を計算する。
本発明の別の好ましい実施例ては、種々のアッベ・オフ
セット・エラーを排除する種々の方法を利用する。成る
好ましい実施例では、気体軸受式多軸ステージ組立体の
ベースか運動位置決め装置によってステップアンドリピ
ート・カメラの光学結像系に対して位置決めされ、３つ
の運動拘束体か処理されつつある半導体ウェファと同一
平面にある。別の好ましい実施例では、半導体ウェファ
平面のＸ−Ｙ位置はソフトウェア計算によって制御され
る。また別の好ましい実施例ては、３軸干渉計測定シス
テムかチャック取付スパイダ（Ｘ−Ｙ−θステージのウ
ェファ・チャックを支持している）の位置を直接制御す
る。このチャック取付スパイダの位置は処理されつつあ
る半導体ウェファに対して平行て、はぼ同一平面にある
平面において測定され、半導体ウェファの実際の位置は
コンピュータ計算で決定される。またさらに別の好まし
い実施例ては、５軸干渉計測定システムを使用してチャ
ック取付スパイダの位置の５輌制御を行なう。したがっ
て、残りの微小ピッチ、ロールで生じるアツベ・オフセ
・ント測定エラー（処理されつつある半導体ウェファの
位置についてのエラー）か排除される。
セット・エラーを排除する種々の方法を利用する。成る
好ましい実施例では、気体軸受式多軸ステージ組立体の
ベースか運動位置決め装置によってステップアンドリピ
ート・カメラの光学結像系に対して位置決めされ、３つ
の運動拘束体か処理されつつある半導体ウェファと同一
平面にある。別の好ましい実施例では、半導体ウェファ
平面のＸ−Ｙ位置はソフトウェア計算によって制御され
る。また別の好ましい実施例ては、３軸干渉計測定シス
テムかチャック取付スパイダ（Ｘ−Ｙ−θステージのウ
ェファ・チャックを支持している）の位置を直接制御す
る。このチャック取付スパイダの位置は処理されつつあ
る半導体ウェファに対して平行て、はぼ同一平面にある
平面において測定され、半導体ウェファの実際の位置は
コンピュータ計算で決定される。またさらに別の好まし
い実施例ては、５軸干渉計測定システムを使用してチャ
ック取付スパイダの位置の５輌制御を行なう。したがっ
て、残りの微小ピッチ、ロールで生じるアツベ・オフセ
・ント測定エラー（処理されつつある半導体ウェファの
位置についてのエラー）か排除される。
以下、添付図面を参照しながら本発明を実施例によって
説明する。
説明する。
第１図から第４図には、本発明の好ましい実施例である
改良した気体軸受式多軸ステージ組立体１０か示しであ
る。ｘ−ｙ−０ステージ１１か互いに直交するＸｉＹ軸
線に沿って、かつ、これらＸｉＹ軸線の両方に直交する
Ｚ方向まわりのθ軸線に沿って運動するように拘束され
ている。
改良した気体軸受式多軸ステージ組立体１０か示しであ
る。ｘ−ｙ−０ステージ１１か互いに直交するＸｉＹ軸
線に沿って、かつ、これらＸｉＹ軸線の両方に直交する
Ｚ方向まわりのθ軸線に沿って運動するように拘束され
ている。
Ｘ−Ｙ−θステージ１１は中間ステージ要素２４の基準
頂面１２およびベース１６の基準頂面１４に対して千行
な平面内の任意の位置まで動くことかできる。
頂面１２およびベース１６の基準頂面１４に対して千行
な平面内の任意の位置まで動くことかできる。
複数の真空安定化式気体軸受１８（第３図に詳廁に示し
である）かｘ−Ｙ−θステージ１１を中間ステージ要素
２４の基準頂面１２に対して位置決めして安定化してお
り、また、２つのステム支持式案内路気体軸受２０か中
間ステージ要素２４の基準縁面２２に対してＸ−Ｙ−０
ステージを位置決めしている。案内路気体軸受２０は軸
線力向に負荷された対向する案内路気体軸受組立体２６
（たとえば、米国特許出願第７５９゜１８５号に記載さ
れているもの）によって中間ステージ要ぶ２４の基べり
縁面２２と並んた状態に強制されている。これら案内路
気体軸受組立体２６は中間ステージ要素２４の対向する
縁面２８をｔ’ＩＭＥしテイル。Ｘ−Ｙ−０ステー−、
；’ｌ ｌはＸ軸線駆動Ｍｌケ体３０によって中間ステ
ージ要素２４に関する。Ｘ運動軸線に沿った選定位置ま
で駆動される。ＸＩＦｌｈ＆９駆動組立体３０は中間ス
テージ星末２４の頂面の中央に形成されたスロット３１
内に位置する。この位置はＸ−Ｙ−０ステージ１１の重
心の下にＸ軸線駆動相ケ体を位置決めし、案内路気体軸
受２２の動的荷重を最小限に抑える。
である）かｘ−Ｙ−θステージ１１を中間ステージ要素
２４の基準頂面１２に対して位置決めして安定化してお
り、また、２つのステム支持式案内路気体軸受２０か中
間ステージ要素２４の基準縁面２２に対してＸ−Ｙ−０
ステージを位置決めしている。案内路気体軸受２０は軸
線力向に負荷された対向する案内路気体軸受組立体２６
（たとえば、米国特許出願第７５９゜１８５号に記載さ
れているもの）によって中間ステージ要ぶ２４の基べり
縁面２２と並んた状態に強制されている。これら案内路
気体軸受組立体２６は中間ステージ要素２４の対向する
縁面２８をｔ’ＩＭＥしテイル。Ｘ−Ｙ−０ステー−、
；’ｌ ｌはＸ軸線駆動Ｍｌケ体３０によって中間ステ
ージ要素２４に関する。Ｘ運動軸線に沿った選定位置ま
で駆動される。ＸＩＦｌｈ＆９駆動組立体３０は中間ス
テージ星末２４の頂面の中央に形成されたスロット３１
内に位置する。この位置はＸ−Ｙ−０ステージ１１の重
心の下にＸ軸線駆動相ケ体を位置決めし、案内路気体軸
受２２の動的荷重を最小限に抑える。
中間ステージ要素２４は、ベース１６の基準頂面１４に
平行て、Ｘ−Ｙ−θステージ１１と基準頂面１４の間に
位置する第２の水平方向平面内の任意の位置までＹｉ動
軸軸線沿って動けるように拘束されている。複数の真空
安定化式気体軸受３２（第４図に詳細に示しである）か
ベース１６の２１（準頂面１４に対して中間ステージ要
素２４を拉置決めして安定させている。各真空安定化式
気体軸受１８または３２は真空ポケット３４と、２つの
巾スロット式気体軸受ポケット３６と、２つの入力流れ
絞り３８とを包含する。
平行て、Ｘ−Ｙ−θステージ１１と基準頂面１４の間に
位置する第２の水平方向平面内の任意の位置までＹｉ動
軸軸線沿って動けるように拘束されている。複数の真空
安定化式気体軸受３２（第４図に詳細に示しである）か
ベース１６の２１（準頂面１４に対して中間ステージ要
素２４を拉置決めして安定させている。各真空安定化式
気体軸受１８または３２は真空ポケット３４と、２つの
巾スロット式気体軸受ポケット３６と、２つの入力流れ
絞り３８とを包含する。
この構成は米国特許出願第７５９，１８５号に充分記載
されている。弔−のステム支持式案内路気体軸受４０か
ベース１６の基準縁面４２に対して中間ステージ要素２
４を位置決めしている。案内路気体軸受４０はベース１
６の対向した縁面４６を押圧している軸線方向負荷式の
対向した案内路気体軸受組立体４４によって基準縁面４
２と並んた状ｙＥに強制されている。中間ステージ要素
２４は、それぞれ第１、第２のＹ軸線駆動組立体４８．
５０によって、ベース１６に関ずろ、Ｙ運動軸線に沿っ
た選定位置まで駆動され、かつ、ベース１６の基準縁面
４２に対して直交するように拘束されている。第１．第
２のＹ軸線駆動組立体は、ベース１６の頂面に形成した
スロット４９．５１内にそれぞれ位置している。第１、
第２のＹ軸線駆動組立体は中間ステージ要素の長さのほ
ぼ３分の２の分離距離のところで中間ステージ要素２４
に関して対称的に位置している。
されている。弔−のステム支持式案内路気体軸受４０か
ベース１６の基準縁面４２に対して中間ステージ要素２
４を位置決めしている。案内路気体軸受４０はベース１
６の対向した縁面４６を押圧している軸線方向負荷式の
対向した案内路気体軸受組立体４４によって基準縁面４
２と並んた状ｙＥに強制されている。中間ステージ要素
２４は、それぞれ第１、第２のＹ軸線駆動組立体４８．
５０によって、ベース１６に関ずろ、Ｙ運動軸線に沿っ
た選定位置まで駆動され、かつ、ベース１６の基準縁面
４２に対して直交するように拘束されている。第１．第
２のＹ軸線駆動組立体は、ベース１６の頂面に形成した
スロット４９．５１内にそれぞれ位置している。第１、
第２のＹ軸線駆動組立体は中間ステージ要素の長さのほ
ぼ３分の２の分離距離のところで中間ステージ要素２４
に関して対称的に位置している。
この位置は中間ステージ要素２４の打撃中心の下に第１
、第２のＹ軸線駆動組立体４８．５０を位置決めし、中
間ステージ要素に存在する動的荷重を最小限に抑える。
、第２のＹ軸線駆動組立体４８．５０を位置決めし、中
間ステージ要素に存在する動的荷重を最小限に抑える。
駆動組立体３０．４８．５０の各々はＸ軸線駆動組立体
３０について第２図に詳細に示すものとほぼ同じ１群の
構成要素を包含する。電子制御器５２がコンピュータ５
５によって決定される要領でモータ・エンコーダ５４を
駆動する。モータ・エンコーダ５４は軸継手５８を介し
てリートネジ５６を駆動する。このリートネジ５６は複
列ボール軸受型組立体６０と単列ボール軸受６２とによ
って中間ステージ要素２４に対して位置決めされている
。ボール軸受準ＭＩｕ体６０はリートネジ５６のモータ
・エンコーグ端６１に５つの自由度（軸線方向位置を含
む）を！ｊえることによって中間ステージ組立体２４に
対してリードネジ５６を位１位決めする。弔列ボール軸
受６２はリードネジ５６の外端６３に２つの自由度をグ
、える。この付加的な２つの自由度はり一１〜ネジ５６
の動的回転安定性を改４すべく設けである。（リートネ
ジ５６のような軸の回転安定性を高めるこの方法はニュ
ーヨーク州ニューヨーク市のｒｎｄｕｓｔｒｉａｌ
Ｐｒｅｓｓ Ｉｎｃ、の刊行したＭａｃｈｉｎｅｒｙ
’ｓ ＨａｎｄｂｏｏｋにあるｒＦｏｒｍｕｌａｓ
ｆｏｒ Ｃｒ１ｔｉｃａｌ ５ｐｅｅｄｓＪなる
雀に記載されている。）リードネジ５６はナツト６４を
介してＸ−Ｙ−０ステージ１１を駆動す之。この目的に
適したり一ドネジ・ナウト組み合わせの１例としてはコ
ネチカット州フェアフィールド市のＵｎｉｖｅｒｓａＩ
Ｔｈｒｅａｄ ＧｒｉｎｄｉｎｇＣｏｍｐａｎｙ
の市Ｉ仮している自動、Ｊ！Ｊ整・自動位置決め式リー
ドネジ・ナツト組立体かある。モータ・エンコータ５４
は制御可能な角度位置能力を有する任意のモート駆動式
装置を包含し得る。コネチカッ１〜州ソリストル市のＴ
ｈｅ ５ｕｐｅｒｉｏｒ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃ
ｏｍｐａｎｙの製作する一連の１．８度ステ・ンプモー
タかこのようなモータ・エンコーダの１例を含む。
３０について第２図に詳細に示すものとほぼ同じ１群の
構成要素を包含する。電子制御器５２がコンピュータ５
５によって決定される要領でモータ・エンコーダ５４を
駆動する。モータ・エンコーダ５４は軸継手５８を介し
てリートネジ５６を駆動する。このリートネジ５６は複
列ボール軸受型組立体６０と単列ボール軸受６２とによ
って中間ステージ要素２４に対して位置決めされている
。ボール軸受準ＭＩｕ体６０はリートネジ５６のモータ
・エンコーグ端６１に５つの自由度（軸線方向位置を含
む）を！ｊえることによって中間ステージ組立体２４に
対してリードネジ５６を位１位決めする。弔列ボール軸
受６２はリードネジ５６の外端６３に２つの自由度をグ
、える。この付加的な２つの自由度はり一１〜ネジ５６
の動的回転安定性を改４すべく設けである。（リートネ
ジ５６のような軸の回転安定性を高めるこの方法はニュ
ーヨーク州ニューヨーク市のｒｎｄｕｓｔｒｉａｌ
Ｐｒｅｓｓ Ｉｎｃ、の刊行したＭａｃｈｉｎｅｒｙ
’ｓ ＨａｎｄｂｏｏｋにあるｒＦｏｒｍｕｌａｓ
ｆｏｒ Ｃｒ１ｔｉｃａｌ ５ｐｅｅｄｓＪなる
雀に記載されている。）リードネジ５６はナツト６４を
介してＸ−Ｙ−０ステージ１１を駆動す之。この目的に
適したり一ドネジ・ナウト組み合わせの１例としてはコ
ネチカット州フェアフィールド市のＵｎｉｖｅｒｓａＩ
Ｔｈｒｅａｄ ＧｒｉｎｄｉｎｇＣｏｍｐａｎｙ
の市Ｉ仮している自動、Ｊ！Ｊ整・自動位置決め式リー
ドネジ・ナツト組立体かある。モータ・エンコータ５４
は制御可能な角度位置能力を有する任意のモート駆動式
装置を包含し得る。コネチカッ１〜州ソリストル市のＴ
ｈｅ ５ｕｐｅｒｉｏｒ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃ
ｏｍｐａｎｙの製作する一連の１．８度ステ・ンプモー
タかこのようなモータ・エンコーダの１例を含む。
第５図には、本発明の別の好ましい実施例である改良し
た気体軸受式多軸ステージ組立体７０が示しであり、こ
こでは、モータ・エンコーダの代りにリニアモータと測
定スケールを用いている。
た気体軸受式多軸ステージ組立体７０が示しであり、こ
こでは、モータ・エンコーダの代りにリニアモータと測
定スケールを用いている。
ベース１６の基準縁面４２とそれに対向する縁面４６の
それぞれに第１、第２の側板７２．７４か装６しである
。案内路気体軸受４０は側板７４の対向した内面７８を
抑圧する軸線方向負荷式案内路気体軸受ｆＩケ体４４に
よって側板７２の基準内面７６と並んだ状態に強制され
ている。第１゜第２のＹ軸線リニアモータ８４．８６の
第１、第２の静止部分８０．８２かそれぞれスロット４
８．５１内に装着しである。第１、第２のＹ軸線リニア
モータ８４．８６の第１．第２の可動部分８８．９０は
中間ステージ要素２４の底面（図示せず）に形成した第
１．第２の空所９２゜９４のそれぞれに装ηしである。
それぞれに第１、第２の側板７２．７４か装６しである
。案内路気体軸受４０は側板７４の対向した内面７８を
抑圧する軸線方向負荷式案内路気体軸受ｆＩケ体４４に
よって側板７２の基準内面７６と並んだ状態に強制され
ている。第１゜第２のＹ軸線リニアモータ８４．８６の
第１、第２の静止部分８０．８２かそれぞれスロット４
８．５１内に装着しである。第１、第２のＹ軸線リニア
モータ８４．８６の第１．第２の可動部分８８．９０は
中間ステージ要素２４の底面（図示せず）に形成した第
１．第２の空所９２゜９４のそれぞれに装ηしである。
Ｘ軸線ソリニアモータ９８静止部分９６はスロット３１
内に装着しであり、Ｘ軸線リニアモータ９８の可動部分
１００はＸ−Ｙ−０スデーシ１１の底面（［図示せず）
に形成した空所１０１内に装着しである。このようなリ
ニアモータの１例としては、ニューヨーク州）１ａｕｐ
ｐａｕｇｅ市のＡｎｏｒａｄＣｏｒｐ、か製作し、Ａｎ
ｏｌｉｎｅリニアモータと呼ばれる、可動磁石準組ケ体
と静止リニアコイルＭ１ケ体とを包含する直流リニアモ
ータかある。
内に装着しであり、Ｘ軸線リニアモータ９８の可動部分
１００はＸ−Ｙ−０スデーシ１１の底面（［図示せず）
に形成した空所１０１内に装着しである。このようなリ
ニアモータの１例としては、ニューヨーク州）１ａｕｐ
ｐａｕｇｅ市のＡｎｏｒａｄＣｏｒｐ、か製作し、Ａｎ
ｏｌｉｎｅリニアモータと呼ばれる、可動磁石準組ケ体
と静止リニアコイルＭ１ケ体とを包含する直流リニアモ
ータかある。
第１．第２のｙ ｉｂ線測定スケーノ冒０２．１０４か
それぞれ側板７２．７４の頂に装着しである。、ｘ軸線
測定スケール１０６かＸＩｆｌＩＩ線リニアモータ９８
の静止部分９６にごく接近して中間ステージ要素２４の
頂に装着しである。：５１、第２のＹ軸線読み取りヘッ
ト１０８．１１０かそれぞれブラケット１０９．１１１
に装着しであり、これらのブラケットは中間ステージ要
素２４の端に取り付けである。Ｘ軸線読み取りヘッド１
１２がＸ−Ｙ−θステージ１１に装着しである。このよ
うなリニア測定スケールおよび読み取りへ・ンドの１例
としては１日木国東京都の５ｏｎｙ Ｃｏｒｐ、の磁
気スケール部門で製作したものかある。サーボ制御器（
図示せず）を利用して３軸線の各々を制御し、これらリ
ニア測定スケールの出力かコンピュータ５５によって決
定された値と合致するようにする。
それぞれ側板７２．７４の頂に装着しである。、ｘ軸線
測定スケール１０６かＸＩｆｌＩＩ線リニアモータ９８
の静止部分９６にごく接近して中間ステージ要素２４の
頂に装着しである。：５１、第２のＹ軸線読み取りヘッ
ト１０８．１１０かそれぞれブラケット１０９．１１１
に装着しであり、これらのブラケットは中間ステージ要
素２４の端に取り付けである。Ｘ軸線読み取りヘッド１
１２がＸ−Ｙ−θステージ１１に装着しである。このよ
うなリニア測定スケールおよび読み取りへ・ンドの１例
としては１日木国東京都の５ｏｎｙ Ｃｏｒｐ、の磁
気スケール部門で製作したものかある。サーボ制御器（
図示せず）を利用して３軸線の各々を制御し、これらリ
ニア測定スケールの出力かコンピュータ５５によって決
定された値と合致するようにする。
リニアモータ組立体および測定スケールの機能を組み合
させるリニア駆動システムの例としては、カリフォルニ
ア州すンタクララ市のＸｙｎｅｔｏｃｓ（Ｇｅｎｅｒａ
ｌ Ｓｉｇｎａｌの１ユニツト）の製作する一連のリ
ニアステップモータかある。これらのリニアステップモ
ータはリニア駆動能力と精密位置決め能力の両方を持っ
ているので、付加的な測定スケールの必要性はないてあ
ろう。
させるリニア駆動システムの例としては、カリフォルニ
ア州すンタクララ市のＸｙｎｅｔｏｃｓ（Ｇｅｎｅｒａ
ｌ Ｓｉｇｎａｌの１ユニツト）の製作する一連のリ
ニアステップモータかある。これらのリニアステップモ
ータはリニア駆動能力と精密位置決め能力の両方を持っ
ているので、付加的な測定スケールの必要性はないてあ
ろう。
第６図には、本発明のまた別の好ましい実施例である改
良した気体軸受多軸ステージ！ｌ立体１２０か示１７て
あつ、ここては、測定スケールの代りにレーザー−（−
渉計を用いている。レーザー源１２２、ヒーム・ペンタ
１２４．１２６．１２８．３３％ビーム・スプリッタ１
３０．５０％ビーム・スプリッタ１３２．干渉計１３４
．１３６およびレシーバ１３Ｂ、１４０かベース１６上
に装着しである。ｆ渉計１４２、レシーバ１４４および
再帰反射器１４６．１４Ｂか中間ステージ要ぶ２４上に
装着しである。再帰反射器１５０かＸ−Ｙ−θステージ
ｌｌ上に装着しである。
良した気体軸受多軸ステージ！ｌ立体１２０か示１７て
あつ、ここては、測定スケールの代りにレーザー−（−
渉計を用いている。レーザー源１２２、ヒーム・ペンタ
１２４．１２６．１２８．３３％ビーム・スプリッタ１
３０．５０％ビーム・スプリッタ１３２．干渉計１３４
．１３６およびレシーバ１３Ｂ、１４０かベース１６上
に装着しである。ｆ渉計１４２、レシーバ１４４および
再帰反射器１４６．１４Ｂか中間ステージ要ぶ２４上に
装着しである。再帰反射器１５０かＸ−Ｙ−θステージ
ｌｌ上に装着しである。
再帰反射器というのは、入射光線と反射光線か互いに平
行となるように光を反射する光学要素である。たとえば
、平面鏡はその反射面に直角に光線か入射したときに再
帰反射器として作用し、屋根形鏡はその数点に直交する
ように光線か入Ｉｔ ｔ。
行となるように光を反射する光学要素である。たとえば
、平面鏡はその反射面に直角に光線か入射したときに再
帰反射器として作用し、屋根形鏡はその数点に直交する
ように光線か入Ｉｔ ｔ。
たときに再帰反射器として作用し、コ下ナー鏡はその受
は孔内に光線か入射したときに再帰反射器として常に作
用する。ｘ−ｙ、θステージ１１および中間ステージ要
素２４はＸｉＹ方向にのみ直交運動を行なうのて、］１
帰反射ｚ＜ １４６ 。
は孔内に光線か入射したときに再帰反射器として常に作
用する。ｘ−ｙ、θステージ１１および中間ステージ要
素２４はＸｉＹ方向にのみ直交運動を行なうのて、］１
帰反射ｚ＜ １４６ 。
１４８．１５０はそれぞれの入射光線に対して直交する
方向に取り付は得る。こうして、１１面鏡。
方向に取り付は得る。こうして、１１面鏡。
屋根形鏡、コー→−−鏡のいずれも本発明の気体袖受戒
多軸ステージ組立体１２０において再帰反射器！４６．
１４８．１５０として使用し得る。
多軸ステージ組立体１２０において再帰反射器！４６．
１４８．１５０として使用し得る。
作動のあたって、レーザー源１２２から発したレーザー
光線は等しい強さてレーザー光路１５２ａ、１５２ｂ、
１５２ｃ、１５２ｄ、１５２ｅおよび１５２ｆに沿って
ビーム・ペンタ１２４．１２６．１２８およびビーム・
スプリッタ１３０．１３２を経てＬ渉計１３４．１３６
．１４２の各々に伝達される。Ｔ：渉計の各々は入射し
たレーザー光線を基準光線とΔ１１定光線に分ける。ノ
＾準光線は直接対応したレシーバに進み、測定光線は回
しレシーバに進む前に対応した再帰反射器への往復正零
を進む。したかって、第１、第２のＹ軸線測定距離Ｙ
＋ 、 Ｙ ２はそれぞれ測定光路１５８． １６０ヲ
含Ｚ）、Ｘ軸ＭＡ測定距１ＩＩＩｘハ」１１定光路１６
４を含む。を記のことを行なう適当なレーザー干渉計装
置はカリフォルニア州バロアルト市のＨｅｗｌｅｔｔ−
ＰａｃｋａｒｄＣｏ、か製作している。詳細な用途、作
用についての情報はＨｅｗｌｅｔｔ−ＰａｃｋａｒｄＣ
ｏ、の発行するｒＬａｓｅｒ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ
ＳｙｓｔｅｍＪという名称のシステム操作・サービ
スマニアルに示されており、これは本明細、りに参考資
料として援用する。
光線は等しい強さてレーザー光路１５２ａ、１５２ｂ、
１５２ｃ、１５２ｄ、１５２ｅおよび１５２ｆに沿って
ビーム・ペンタ１２４．１２６．１２８およびビーム・
スプリッタ１３０．１３２を経てＬ渉計１３４．１３６
．１４２の各々に伝達される。Ｔ：渉計の各々は入射し
たレーザー光線を基準光線とΔ１１定光線に分ける。ノ
＾準光線は直接対応したレシーバに進み、測定光線は回
しレシーバに進む前に対応した再帰反射器への往復正零
を進む。したかって、第１、第２のＹ軸線測定距離Ｙ
＋ 、 Ｙ ２はそれぞれ測定光路１５８． １６０ヲ
含Ｚ）、Ｘ軸ＭＡ測定距１ＩＩＩｘハ」１１定光路１６
４を含む。を記のことを行なう適当なレーザー干渉計装
置はカリフォルニア州バロアルト市のＨｅｗｌｅｔｔ−
ＰａｃｋａｒｄＣｏ、か製作している。詳細な用途、作
用についての情報はＨｅｗｌｅｔｔ−ＰａｃｋａｒｄＣ
ｏ、の発行するｒＬａｓｅｒ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ
ＳｙｓｔｅｍＪという名称のシステム操作・サービ
スマニアルに示されており、これは本明細、りに参考資
料として援用する。
改良した気体軸受式多軸ステージ組立体１２０をリニア
駆動モータと一緒に示したが、気体軸受式多軸ステージ
組立体１０の駆動組立体３０．４８．５０に類似した他
の駆動組立体によっても駆動され得る。このような駆動
組立体は１通常は、モータ・エンコーダ５４の代りにモ
ータ・タコメータを有することになる。また。
駆動モータと一緒に示したが、気体軸受式多軸ステージ
組立体１０の駆動組立体３０．４８．５０に類似した他
の駆動組立体によっても駆動され得る。このような駆動
組立体は１通常は、モータ・エンコーダ５４の代りにモ
ータ・タコメータを有することになる。また。
このような駆動組立体（モータ・エンコーダの代りにモ
ータ・タコメータを含む駆動組立体）は気体軸受式多軸
ステージ組立体７０の測定スケール１０２．１０４．１
０６と一緒に使用できる。
ータ・タコメータを含む駆動組立体）は気体軸受式多軸
ステージ組立体７０の測定スケール１０２．１０４．１
０６と一緒に使用できる。
第１図には、取付アーム１６８を介してベース１６に装
着した光学アラインメント準組立体１６６か示しである
。この光学アラインメント準組立体１６６はｆＩ微鏡レ
ンズ１７０と、電子制御器５２に接続した電子光学トラ
ンス、ジューサ１７２とを包含する。光学アラインメン
ト準組立体１６６は第７図に一層明確に示すようにＸ−
Ｙ−０ステージ１１上に装着した直交度測定基質１７４
を観察するようになっている。第８図はこの直交度測定
基準１７４の拡大平面図であり、これは３つのアライン
メント・マーク１７６ａ、１７６ｂ、１７６ｃを包含す
る。これらアラインメント・マーク１７６ａ、１７６ｂ
、１７６ｃは距＃文たけ互いに離れており、直交り字形
の列に配置しである。このＬ字形列の１辺は中間ステー
ジ要素２４に対して直交する向きとなっている。 第９
図のフローチャートはＸｉＹ運動軸線の直交度を点検し
、更新する手ｊ頃を示している。この手１頃に従って、
Ｘ−Ｙ−０ステージ１１は、順次に、３つのアラインメ
ン１−・マーク１７６ａ、１７６ｂ、１７６ｃの像か電
子光学トランスジューサ１７２と一致ずべき公称位置に
位置決めされ、各位置て実際のアラインメントか行なわ
れる。各位置についてのアラインメント・エラーか決定
され、直交度エラー角δ０は次の式を用いてコンピュー
タ５５によって計算され一層。
着した光学アラインメント準組立体１６６か示しである
。この光学アラインメント準組立体１６６はｆＩ微鏡レ
ンズ１７０と、電子制御器５２に接続した電子光学トラ
ンス、ジューサ１７２とを包含する。光学アラインメン
ト準組立体１６６は第７図に一層明確に示すようにＸ−
Ｙ−０ステージ１１上に装着した直交度測定基質１７４
を観察するようになっている。第８図はこの直交度測定
基準１７４の拡大平面図であり、これは３つのアライン
メント・マーク１７６ａ、１７６ｂ、１７６ｃを包含す
る。これらアラインメント・マーク１７６ａ、１７６ｂ
、１７６ｃは距＃文たけ互いに離れており、直交り字形
の列に配置しである。このＬ字形列の１辺は中間ステー
ジ要素２４に対して直交する向きとなっている。 第９
図のフローチャートはＸｉＹ運動軸線の直交度を点検し
、更新する手ｊ頃を示している。この手１頃に従って、
Ｘ−Ｙ−０ステージ１１は、順次に、３つのアラインメ
ン１−・マーク１７６ａ、１７６ｂ、１７６ｃの像か電
子光学トランスジューサ１７２と一致ずべき公称位置に
位置決めされ、各位置て実際のアラインメントか行なわ
れる。各位置についてのアラインメント・エラーか決定
され、直交度エラー角δ０は次の式を用いてコンピュー
タ５５によって計算され一層。
６０＝（６Ｙｂ ６Ｙ、＋ δｘｂ−δＸｅ）／１
ここて、δＹ、１、δＹｂはそれぞれアラインメント・
マーク１７６ａ、１７６ｂのＹ軸線アラインメント・エ
ラーであり、δＸゎ、δｘｃはそれぞれアラインメント
・マーク１７６ｂ、１７６ｃのＸ軸線アラインメント−
エラーである。最後に、この手順は、３つすべての駆動
軸線を制御するために利用される三次元測定システム１
８９の二次元測定車システム１８８の制御された位置の
差値を更新して直交度エラー角をゼロまで減らすことに
よって完了する。気体軸受式多軸ステージ組立体ｌＯに
おいて、鼓動軸線に沿ったこれらの位置はそれぞれ第１
、第２のＹ軸線駆動組立体４８．５０によって制御され
、気体軸受式多軸スデージＭ１立体７０．１２０におい
ては、駆動軸線に沿ったこれらの位置は均等のＪ１１定
スケールかあるいはレーザー干渉計要素によって決定さ
れる。新しい差値、δｙ （Ｗ）＝Ｙ、−Ｙ２は次の式
を用いてコンピュータ５５て計算されるう δＹ（新）＝δＹ（旧）−Ｌδ０ ここで、Ｙ ＋ 、Ｙ ２はそれぞれ二次元測定型シス
テム１８８の第１、第２の部分１８５．１８７の制御位
置の値であり、δＹ（旧）はアラインメント中の順次の
位置決めて使用されるＹ、−Ｙ２の値であり、Ｌは二次
元測定型システムの第１、第２の部分を分離している物
理的な距離である。
ここて、δＹ、１、δＹｂはそれぞれアラインメント・
マーク１７６ａ、１７６ｂのＹ軸線アラインメント・エ
ラーであり、δＸゎ、δｘｃはそれぞれアラインメント
・マーク１７６ｂ、１７６ｃのＸ軸線アラインメント−
エラーである。最後に、この手順は、３つすべての駆動
軸線を制御するために利用される三次元測定システム１
８９の二次元測定車システム１８８の制御された位置の
差値を更新して直交度エラー角をゼロまで減らすことに
よって完了する。気体軸受式多軸ステージ組立体ｌＯに
おいて、鼓動軸線に沿ったこれらの位置はそれぞれ第１
、第２のＹ軸線駆動組立体４８．５０によって制御され
、気体軸受式多軸スデージＭ１立体７０．１２０におい
ては、駆動軸線に沿ったこれらの位置は均等のＪ１１定
スケールかあるいはレーザー干渉計要素によって決定さ
れる。新しい差値、δｙ （Ｗ）＝Ｙ、−Ｙ２は次の式
を用いてコンピュータ５５て計算されるう δＹ（新）＝δＹ（旧）−Ｌδ０ ここで、Ｙ ＋ 、Ｙ ２はそれぞれ二次元測定型シス
テム１８８の第１、第２の部分１８５．１８７の制御位
置の値であり、δＹ（旧）はアラインメント中の順次の
位置決めて使用されるＹ、−Ｙ２の値であり、Ｌは二次
元測定型システムの第１、第２の部分を分離している物
理的な距離である。
許容精度の任意の自動アラインメント・マーク・’ｉｎ
子光学トランスジューサ・システムをアラインメント・
マーク１７６ａ、１７６ｂ、１７６ｃおよび電子光学ト
ランスジューサ１７２の代りに使用てきる。このような
システムの１つが米国特許出願第６９５．４００号に充
分に記載されている。その動作の詳細な説明が特に第５
Ａ図、第５Ｂ図、第６図、第７Ａ図、第７Ｂ図、第７Ｃ
図、第７Ｄ図および第１１図に関連してなされている。
子光学トランスジューサ・システムをアラインメント・
マーク１７６ａ、１７６ｂ、１７６ｃおよび電子光学ト
ランスジューサ１７２の代りに使用てきる。このような
システムの１つが米国特許出願第６９５．４００号に充
分に記載されている。その動作の詳細な説明が特に第５
Ａ図、第５Ｂ図、第６図、第７Ａ図、第７Ｂ図、第７Ｃ
図、第７Ｄ図および第１１図に関連してなされている。
また、光学アラインメント準組立体１６６の機能はこの
米国特許出願第６９５，４００号に特に第１図、第３Ａ
図、第３Ｂ図および第３Ｃ図に関連して充分に説明され
ている光学装置から理解し得る。
米国特許出願第６９５，４００号に特に第１図、第３Ａ
図、第３Ｂ図および第３Ｃ図に関連して充分に説明され
ている光学装置から理解し得る。
第１０Ａ図には、改良した気体軸受式多軸ステージ組ケ
体１８０の頂に設置したウェファ・チャック１７８上に
装着した半導体ウェファ１７７か示しであり、この多軸
ステージ組立体１８０は前述の気体軸受式多軸ステージ
、Ｍｌ立体１０．７０，１２０のうちの任意のものであ
ってもよい。半導体ウェファ１７７はアラインメント平
坦部１８２を有する。これは半導体ウェファ１７７を作
っているシリコンの結晶構造にｋ、１シて向きか決めで
ある。半導体ウェファ１７７は微小回路１８４の予め印
刷し、処理した下方レベルの夕１、行を有し、各引続く
レベルは第ｉ１小回路レベルと整合している。半導体ウ
ェファ１７７は図示したようにＹ運動軸線に直交するア
ラインメント平坦部１８２に装着するか、第１微小回路
レベルの設を時に伴って生じる現実の公差のために。
体１８０の頂に設置したウェファ・チャック１７８上に
装着した半導体ウェファ１７７か示しであり、この多軸
ステージ組立体１８０は前述の気体軸受式多軸ステージ
、Ｍｌ立体１０．７０，１２０のうちの任意のものであ
ってもよい。半導体ウェファ１７７はアラインメント平
坦部１８２を有する。これは半導体ウェファ１７７を作
っているシリコンの結晶構造にｋ、１シて向きか決めで
ある。半導体ウェファ１７７は微小回路１８４の予め印
刷し、処理した下方レベルの夕１、行を有し、各引続く
レベルは第ｉ１小回路レベルと整合している。半導体ウ
ェファ１７７は図示したようにＹ運動軸線に直交するア
ラインメント平坦部１８２に装着するか、第１微小回路
レベルの設を時に伴って生じる現実の公差のために。
微小回路１８４の予め印刷、処理した下方レベルの列、
行は必ずしも類似したアラインメントにある必要はない
。したかって、半導体ウェファ１７７の回転アラインメ
ントのための設備は改良気体軸受多軸ステージ組立体１
８０の特徴として設けなければならない。代表的には、
プラス、マイナス３自由度か与えられる。
行は必ずしも類似したアラインメントにある必要はない
。したかって、半導体ウェファ１７７の回転アラインメ
ントのための設備は改良気体軸受多軸ステージ組立体１
８０の特徴として設けなければならない。代表的には、
プラス、マイナス３自由度か与えられる。
多くの従来の気体軸受ｘ−ｙ−ｏステージ組立体かＸ−
Ｙステージとウェファ・チャックの間に回転ステージを
加え、この特徴を与えると共に半導体ウェファ１７７の
全体的なアラインメントを可能としている。このような
回転ステージの代表的な例か１９８２年８月２４日にＥ
ｄｗａｒｄＨ，Ｐｈｉ １１ ｉｐｓに与えられた。ｒ
ＴＷＯ−ＳＴＡＧＥ ＷＡＦＥＲＰＲＥＡＬＩＧＮＭ
ＥＮＴ ＳＹＳＴＥＭ ＦＯＲＡＮ ０ＰＴＩＣ
ＡＬ ＡＬＩＧＮＭＥＮＴ ＡＮＤ ＥＸＰＯ５
ＵＲＥ ＭＡＣＨＩＮＥＪなる名称の米国特許：ＪＳ
４，３４５，８３６号に示されている。これら従来技術
の回転ステージは実際には最低限度て受は入れられてい
た。高価であるし、嵩が張ったからである。さらに、従
来技術の回転ステージは最低限度の回転真実度を持って
いるたけてあり。
Ｙステージとウェファ・チャックの間に回転ステージを
加え、この特徴を与えると共に半導体ウェファ１７７の
全体的なアラインメントを可能としている。このような
回転ステージの代表的な例か１９８２年８月２４日にＥ
ｄｗａｒｄＨ，Ｐｈｉ １１ ｉｐｓに与えられた。ｒ
ＴＷＯ−ＳＴＡＧＥ ＷＡＦＥＲＰＲＥＡＬＩＧＮＭ
ＥＮＴ ＳＹＳＴＥＭ ＦＯＲＡＮ ０ＰＴＩＣ
ＡＬ ＡＬＩＧＮＭＥＮＴ ＡＮＤ ＥＸＰＯ５
ＵＲＥ ＭＡＣＨＩＮＥＪなる名称の米国特許：ＪＳ
４，３４５，８３６号に示されている。これら従来技術
の回転ステージは実際には最低限度て受は入れられてい
た。高価であるし、嵩が張ったからである。さらに、従
来技術の回転ステージは最低限度の回転真実度を持って
いるたけてあり。
ＸｉＹ運動軸線に沿った半導体ウェファの位置的なエラ
ーを生しさせる。
ーを生しさせる。
第１０Ｂ図に示すように、改良多軸ステージ組立体１８
０のＸ−Ｙ−０ステージ１９０ｔｆ）回転方向付けは中
間ステージ要素１８６の二次元ＹＩＦ！ＩＩｙｊＩＩ１
１定準組立体１８８に関す定差組立体によって行なわれ
得る。したかって、従来技術のＸ−Ｙ−０ステ一ジ組立
体に典型的な中間回転ステージおよびそれに伴なうすべ
ての問題か完全に排除され得る。
０のＸ−Ｙ−０ステージ１９０ｔｆ）回転方向付けは中
間ステージ要素１８６の二次元ＹＩＦ！ＩＩｙｊＩＩ１
１定準組立体１８８に関す定差組立体によって行なわれ
得る。したかって、従来技術のＸ−Ｙ−０ステ一ジ組立
体に典型的な中間回転ステージおよびそれに伴なうすべ
ての問題か完全に排除され得る。
中間ステージ要素１８６の差動制御ては、それの非直交
動作か必要である。特に、この凹件は。
動作か必要である。特に、この凹件は。
ステム支持式案内路気体軸受４０の代りに旋回回走な案
内路気体軸受を用いなければならないことを意味する。
内路気体軸受を用いなければならないことを意味する。
さらに、これは改良気体軸受式多軸ステージ組ケ体１０
の駆動相Ｗ体４Ｂ、５０の従動リートネジ、ナツトの取
り付けならひに改良気体軸受式多軸ステージ組ケ体１２
０のＸ・ｋｌ＋線丁渉計１４２を通るレーサー光線の経
路設定に影響する。
の駆動相Ｗ体４Ｂ、５０の従動リートネジ、ナツトの取
り付けならひに改良気体軸受式多軸ステージ組ケ体１２
０のＸ・ｋｌ＋線丁渉計１４２を通るレーサー光線の経
路設定に影響する。
第１１図において、ここに示す旋回可能な平凹案内路気
体軸受１９２は平坦な基型面１９４（ベース１６の基準
縁面４２ても、側板７２の基準内面７６てもよい）と、
取付ブロック１９８の凸基準面１９６の間に位差してい
る。旋回可能な平凹気体軸受１９２は平面気体軸受２０
０を有し、これは軸受面２０２と、軸受ポケット２０４
と、流れ絞り２０６とを包含する。平凹気体軸受１９２
は凹面気体軸受２０８も有し、これは凹面軸受面２１０
と、軸受ポケット２１２と、流れ絞り２１４とを包含す
る。凸基準面１９６の中心１９７は同時に旋回可能な平
凹気体軸受１９２と中間ステージ要素１８６の間の相対
回転の中心でもある。これらの平、凹の気体軸受２００
．２０８のような気体軸受の製作の詳細および性能は米
国特許出願第７５９，１８５号、特にその第４図に論語
されている。加圧気体はホース２１６、管ｊｔＩ７−２
１８および通路２２０を通って旋回り１能な平凹気体軸
受１９２に入り、流れ絞り２０６．２１４、軸受ポケッ
ト２０４．２１２および作動間隙２２２，２２４を通っ
て流れる。作動にあたって、軸受ポケット２０４．２１
２および作動間隙２２２，２２４内の気体圧力は旋回可
能な平凹気体軸受１９２の平面気体軸受２００および凹
面気体軸受２０日のそれぞれの部分を安定した摩擦のな
い状態で支持する。取付フロック１９８は、改良気体軸
受式多軸ステージ組立体１０については第１２Ａ図に示
すように、改良気体軸受式多軸ステージ組立体７０，１
２０については第１２Ｂ図に示すように、二次元Ｙ軸線
測定システム１８Ｂの第１部分１８５に最も近い中間ス
テージ要素１８６の端に装着しである。
体軸受１９２は平坦な基型面１９４（ベース１６の基準
縁面４２ても、側板７２の基準内面７６てもよい）と、
取付ブロック１９８の凸基準面１９６の間に位差してい
る。旋回可能な平凹気体軸受１９２は平面気体軸受２０
０を有し、これは軸受面２０２と、軸受ポケット２０４
と、流れ絞り２０６とを包含する。平凹気体軸受１９２
は凹面気体軸受２０８も有し、これは凹面軸受面２１０
と、軸受ポケット２１２と、流れ絞り２１４とを包含す
る。凸基準面１９６の中心１９７は同時に旋回可能な平
凹気体軸受１９２と中間ステージ要素１８６の間の相対
回転の中心でもある。これらの平、凹の気体軸受２００
．２０８のような気体軸受の製作の詳細および性能は米
国特許出願第７５９，１８５号、特にその第４図に論語
されている。加圧気体はホース２１６、管ｊｔＩ７−２
１８および通路２２０を通って旋回り１能な平凹気体軸
受１９２に入り、流れ絞り２０６．２１４、軸受ポケッ
ト２０４．２１２および作動間隙２２２，２２４を通っ
て流れる。作動にあたって、軸受ポケット２０４．２１
２および作動間隙２２２，２２４内の気体圧力は旋回可
能な平凹気体軸受１９２の平面気体軸受２００および凹
面気体軸受２０日のそれぞれの部分を安定した摩擦のな
い状態で支持する。取付フロック１９８は、改良気体軸
受式多軸ステージ組立体１０については第１２Ａ図に示
すように、改良気体軸受式多軸ステージ組立体７０，１
２０については第１２Ｂ図に示すように、二次元Ｙ軸線
測定システム１８Ｂの第１部分１８５に最も近い中間ス
テージ要素１８６の端に装着しである。
第１３図に示す可撓性リートネジ・ナツト・マウント２
２６は第１０Ｂ図の改良気体軸受式多軸ステージ組立体
１８０として利用するときの改良気体軸受式多軸ステー
ジ組立体ｌＯの駆動組立体４８．５０両方の従動リート
ネジ・ナツト６４を取り付けるのに有用である。可撓性
リードネジ・ナツト・マウント２２６は片揺れ方向２２
８に柔順で、スラスｌ〜、ロールのそれぞれの方向２３
０．２３２に剛性てなければならない。リートネジ・ナ
ツト６４はクランプ２３６によってヨーク部分２３４内
に留めである。ヨーク部分２３４は一対のスラスト・フ
レート２４０およびＬ字形ロール・ブレード２４２によ
ってマウント部分２３８に対して位置決めされている。
２６は第１０Ｂ図の改良気体軸受式多軸ステージ組立体
１８０として利用するときの改良気体軸受式多軸ステー
ジ組立体ｌＯの駆動組立体４８．５０両方の従動リート
ネジ・ナツト６４を取り付けるのに有用である。可撓性
リードネジ・ナツト・マウント２２６は片揺れ方向２２
８に柔順で、スラスｌ〜、ロールのそれぞれの方向２３
０．２３２に剛性てなければならない。リートネジ・ナ
ツト６４はクランプ２３６によってヨーク部分２３４内
に留めである。ヨーク部分２３４は一対のスラスト・フ
レート２４０およびＬ字形ロール・ブレード２４２によ
ってマウント部分２３８に対して位置決めされている。
スラスｌ−・フレート２４０はリ−１へネジ中心線２４
４と同一モ面にあり、スラスト方向および垂直方向曲げ
モートにおいて剛性であるか、水平方向の曲げモートに
おいて柔順である。Ｌ字形ロール・プレート２４２は長
手方向部分２４６と半径方向部分２４８とを有する。長
手方向部分２４６は！ト径方向に向いた水平方向曲げモ
ートては柔１１１１であり、Ｉｎ直方向曲げモートにお
いて剛性である。半径方向部分２４８は＋Ｉｌ線方向に
向いた水平方向曲げモートにおいて柔１（ｉであり、垂
直方向曲げモート−において剛性である。この組み合わ
せは片揺れ方向２２８ては柔＋１１ｆｆであり、必要に
応してスラス１−．ロールの方向２３０，２３２におい
て剛性である。
４と同一モ面にあり、スラスト方向および垂直方向曲げ
モートにおいて剛性であるか、水平方向の曲げモートに
おいて柔順である。Ｌ字形ロール・プレート２４２は長
手方向部分２４６と半径方向部分２４８とを有する。長
手方向部分２４６は！ト径方向に向いた水平方向曲げモ
ートては柔１１１１であり、Ｉｎ直方向曲げモートにお
いて剛性である。半径方向部分２４８は＋Ｉｌ線方向に
向いた水平方向曲げモートにおいて柔１（ｉであり、垂
直方向曲げモート−において剛性である。この組み合わ
せは片揺れ方向２２８ては柔＋１１ｆｆであり、必要に
応してスラス１−．ロールの方向２３０，２３２におい
て剛性である。
改良気体軸受式多軸ステージ組立体１２０を改良気体軸
受式多軸ステージ組立体１８０として利１１１する場合
、レーザー光路１５２ｆ、干渉計１４２および測定光路
１６４間の光結合は、中間ステージ要、ｌ： １８６の
差動制御中（レーザー光路１５２ｆに対する干渉計１４
２および測定光路１６４の角度Ｏの回転を生じさせる）
、維持されなければならない。第１４図に示すように、
干渉計１４２はビーム・ベンダ２５０の導入によってレ
ーザー光路１５２ｆからオフセクトしＣいる。
受式多軸ステージ組立体１８０として利１１１する場合
、レーザー光路１５２ｆ、干渉計１４２および測定光路
１６４間の光結合は、中間ステージ要、ｌ： １８６の
差動制御中（レーザー光路１５２ｆに対する干渉計１４
２および測定光路１６４の角度Ｏの回転を生じさせる）
、維持されなければならない。第１４図に示すように、
干渉計１４２はビーム・ベンダ２５０の導入によってレ
ーザー光路１５２ｆからオフセクトしＣいる。
ビーム・ベンダ２５０の反射要素２５２はバー２５１上
に装着しであり、このバーは軸受２５４によって位置決
めされたＭ２５３の最上方端に回転自在に装着しである
。反射要素２５２の表面は輛２５３の回転軸線と一致し
ており、この軸はｌ：２歯ｒｌｊセツト２５５によって
中間ステージ要素１８６の回転角度の１分に等しい角度
（すなわち、０／２）にわたって駆動される。この１：
２歯重セット２５５は柚２５６を経て旋回可能モ凹案内
路気体輛受１９２によって駆動される。軸２５６はその
軸線か凸基準面１９６の中心１９７に対して半径方向に
向いており、軸受面２０２に対して平行な旋回可能平凹
気体軸受１９２上に装着しであり、中間ステージ要素１
８６の表面２５７によって垂直方向に拘束されている。
に装着しであり、このバーは軸受２５４によって位置決
めされたＭ２５３の最上方端に回転自在に装着しである
。反射要素２５２の表面は輛２５３の回転軸線と一致し
ており、この軸はｌ：２歯ｒｌｊセツト２５５によって
中間ステージ要素１８６の回転角度の１分に等しい角度
（すなわち、０／２）にわたって駆動される。この１：
２歯重セット２５５は柚２５６を経て旋回可能モ凹案内
路気体輛受１９２によって駆動される。軸２５６はその
軸線か凸基準面１９６の中心１９７に対して半径方向に
向いており、軸受面２０２に対して平行な旋回可能平凹
気体軸受１９２上に装着しであり、中間ステージ要素１
８６の表面２５７によって垂直方向に拘束されている。
ｌ：２歯車セツト２５５は軸２５６に固定した歯車セグ
メント２５８と、中間ステージ要素１８６に固定したビ
ン２６０まわりに回転するセグメン１〜式歯車クラスタ
２５９と、軸２５３の最下方端に固定した歯車セグメン
ト２６１とを包含する。作動にあたって、旋回可能な平
凹気体軸受１９２は軸２５６および歯車セグメント２５
８を駆動し、歯車セグメント２５８はセグメント式尚市
クラスタ２５９を駆動し、このｍ ＵＫクラスタ２５９
は歯車セグメント２６１を駆動する９種々の歯車セグメ
ントのピッチ半径は、それら全体のピッチ半径比が正確
に１２であるように選定しなければならず、また、正し
くかみ合ってもいなければならない。これらの要件を満
たすピッチ半径比の１つは１４：２１ｘ１５：２０であ
る。
メント２５８と、中間ステージ要素１８６に固定したビ
ン２６０まわりに回転するセグメン１〜式歯車クラスタ
２５９と、軸２５３の最下方端に固定した歯車セグメン
ト２６１とを包含する。作動にあたって、旋回可能な平
凹気体軸受１９２は軸２５６および歯車セグメント２５
８を駆動し、歯車セグメント２５８はセグメント式尚市
クラスタ２５９を駆動し、このｍ ＵＫクラスタ２５９
は歯車セグメント２６１を駆動する９種々の歯車セグメ
ントのピッチ半径は、それら全体のピッチ半径比が正確
に１２であるように選定しなければならず、また、正し
くかみ合ってもいなければならない。これらの要件を満
たすピッチ半径比の１つは１４：２１ｘ１５：２０であ
る。
さらに、改良気体軸受式多軸ステージ組）γ体１２０を
改良気体軸受式多軸ステージ紺立体１８０として利用す
るとき、再帰反射器１４６．１４８は一般に入射光線に
対して直交することはない。したかって、再帰反射器１
４６．１４Ｂとして平面鏡を使用することば不ｎ（能で
ある。屋根形鏡あるいはコーナー鏡のいずれかを使用す
ることになる。
改良気体軸受式多軸ステージ紺立体１８０として利用す
るとき、再帰反射器１４６．１４８は一般に入射光線に
対して直交することはない。したかって、再帰反射器１
４６．１４Ｂとして平面鏡を使用することば不ｎ（能で
ある。屋根形鏡あるいはコーナー鏡のいずれかを使用す
ることになる。
第１５図には中間ステージ要素１８６の差動制御におけ
る三次元測定システム１８９（二次元測定システム１８
８を含む）の動作を示している。
る三次元測定システム１８９（二次元測定システム１８
８を含む）の動作を示している。
（ｒｂ Ｙ 、＋は２Ｉ！ｉ準線２７０から回転中心２
７２までを測定してものであり、回転中心２７２は旋回
可能平凹気体軸受１９２の凸基準面１９６の中心１９７
と一致している。値Ｙ２は基準線２７０ 、／＋）ら、
回転中心２７２を通り、中間ステージ要素１８６に対し
て７行な＆１ａ２７６と三次元測定システム１８９の二
次元測定型システム１８８の第２部分１８７の軸線との
交点２７４までを特定した値である。値Ｘｉは回転中心
２７２からｘ−ｙ−θステージ１９０の中心２７７を通
り中間ステージ要素１８６に対して直交する線まで測定
した値である。角度θは（Ｙ、−Ｙ２ ）／Ｌの逆正接
に等しく、値ＸはＸｉｘｃｏｓθに等しい。
７２までを測定してものであり、回転中心２７２は旋回
可能平凹気体軸受１９２の凸基準面１９６の中心１９７
と一致している。値Ｙ２は基準線２７０ 、／＋）ら、
回転中心２７２を通り、中間ステージ要素１８６に対し
て７行な＆１ａ２７６と三次元測定システム１８９の二
次元測定型システム１８８の第２部分１８７の軸線との
交点２７４までを特定した値である。値Ｘｉは回転中心
２７２からｘ−ｙ−θステージ１９０の中心２７７を通
り中間ステージ要素１８６に対して直交する線まで測定
した値である。角度θは（Ｙ、−Ｙ２ ）／Ｌの逆正接
に等しく、値ＸはＸｉｘｃｏｓθに等しい。
第１６図のフローチャート半導体ウェファを回転整合さ
せる手順を示す。この手順において、角θはゼロとしで
あり、半導体ウェファ１７７か第１０Ａ図に示すように
装填しである。次に、半導体ウェファ１７７の片側に予
め印刷したアラインメント・７−り２７８ａ、２７８ｂ
（アラインメント・マークＬ７６ａ、ｌ了６ｂ、１７
６ｃに類似したもの）の像を、それぞれ、位置ｘｄ、Ｙ
ｄ、 Ｘｒ 、Ｙｒのところに位置決めし、第１図に示
す光学アラインメント準組立体１６６と一致させる。新
しい角０（新）は以下の式を用いてコンピュータ５５て
計算する。
せる手順を示す。この手順において、角θはゼロとしで
あり、半導体ウェファ１７７か第１０Ａ図に示すように
装填しである。次に、半導体ウェファ１７７の片側に予
め印刷したアラインメント・７−り２７８ａ、２７８ｂ
（アラインメント・マークＬ７６ａ、ｌ了６ｂ、１７
６ｃに類似したもの）の像を、それぞれ、位置ｘｄ、Ｙ
ｄ、 Ｘｒ 、Ｙｒのところに位置決めし、第１図に示
す光学アラインメント準組立体１６６と一致させる。新
しい角０（新）は以下の式を用いてコンピュータ５５て
計算する。
０ （新）＝Ｌａ＋１’（Ｙｒ−Ｙｌ）／（Ｘｒ−Ｌ）
次に差値ΔＹは次の式を用いてコンピュータで計算する
。
次に差値ΔＹは次の式を用いてコンピュータで計算する
。
ΔＹ＝ＬｔａｎＯ（新）
二次元測定型システム１８日を次いて計算したΔＹ状態
にリセッｌ〜し、中間ステージ要素１８６Ｘ−Ｙ−θス
テージ１９０．チャック１７８および゛ｒ−導体ウェフ
ァ１７７を第１ＯＢＬイ１に示すように角、０（新）た
け回転させる。半導体ウェファ１７７上の点を、次に、
アラインメント・マーク２７８ａ、２７８ｂの間の中間
にあろ■！ス２７９に対して位置決めする。点２７９は
次の座標に位置する。
にリセッｌ〜し、中間ステージ要素１８６Ｘ−Ｙ−θス
テージ１９０．チャック１７８および゛ｒ−導体ウェフ
ァ１７７を第１ＯＢＬイ１に示すように角、０（新）た
け回転させる。半導体ウェファ１７７上の点を、次に、
アラインメント・マーク２７８ａ、２７８ｂの間の中間
にあろ■！ス２７９に対して位置決めする。点２７９は
次の座標に位置する。
Ｘ ＝ （Ｌ＋Ｘｒ）ｃ ｏ ｓ Ｏ（新）
／ ２Ｙ ＝ Ｙｄ−（Ｘｉ＊十Ｘｆ）
ｓ ｉ ｎ Ｏ（新 ） ／ ２第１７図はア
ライン、メント・露光システム２８０内に設置した改良
気体軸受式多軸ステージｆＩ立体１８０を示している。
／ ２Ｙ ＝ Ｙｄ−（Ｘｉ＊十Ｘｆ）
ｓ ｉ ｎ Ｏ（新 ） ／ ２第１７図はア
ライン、メント・露光システム２８０内に設置した改良
気体軸受式多軸ステージｆＩ立体１８０を示している。
このアラインメント・露光システム２８０は１９８２年
１１月２日にＥｒｎ５ｔ Ｗ、Ｌｏｂａｃｋ、Ｈｅｒ
ｂｅｒｔＥ、Ｍａｙｅｒに許された、ｒＡＲＲＡＮＧＥ
ＭＥＮＴ ＦＯＲＰＲＯＪＥＣＴＩＯＮＣＯＰＹＩＮ
Ｇ ＭＡＳＫＳ ＯＮ Ｔｏ ＡＷＯＲＫ
ＰＩＥＣＥＪなる名称の米国特許第４，３５７，１００
号ならびに１９８５年１月２９０にＨｅｒｂｅｒｔ
Ｅ、Ｍａｙｅｒに許さ；ｉした。ｒＰＲＯｃＥｓｓ
ＡＮＤ ＤＥＶＩＣＥＦＯＲＲＥＬＡＴＩＶＥＬＹ
ＡＬＩＧＮＩＮＧ ＴＨＥ ＩＭＡＧＥ
ＡＮＤ ０ＢＪＥＣＴ ５ＵＲＦ
ＡＣＥＳ ＩＮ ＯＰ”ｒｌｃＡＬＣＯＰ
ＹＩＮＧ ＳＹＳＴＥＭＳＪなる名シトの才国特訂第
４，４９６，２４１−；−に記１敗されているようなス
デップアントーリピ−１〜・カメラの光学装置部分を包
含してらよい。これらの米国′持詐に記載されているよ
うに マスク２８４の像２８２は投映レンズ２８６によ
って゛ｒ；導体ウェファ１７７１−に投映される。゛Ｖ
−導体ウェつブ１７７ ：；ｌ：改良気体軸受式多軸ス
テージ組ケ体１８０の頂に装着したウェファ・チャック
１７８１１に取り付けである。半導体ウェファ１７７の
表面に像２８２をくっきりと焦点合わせする必要かある
。
１１月２日にＥｒｎ５ｔ Ｗ、Ｌｏｂａｃｋ、Ｈｅｒ
ｂｅｒｔＥ、Ｍａｙｅｒに許された、ｒＡＲＲＡＮＧＥ
ＭＥＮＴ ＦＯＲＰＲＯＪＥＣＴＩＯＮＣＯＰＹＩＮ
Ｇ ＭＡＳＫＳ ＯＮ Ｔｏ ＡＷＯＲＫ
ＰＩＥＣＥＪなる名称の米国特許第４，３５７，１００
号ならびに１９８５年１月２９０にＨｅｒｂｅｒｔ
Ｅ、Ｍａｙｅｒに許さ；ｉした。ｒＰＲＯｃＥｓｓ
ＡＮＤ ＤＥＶＩＣＥＦＯＲＲＥＬＡＴＩＶＥＬＹ
ＡＬＩＧＮＩＮＧ ＴＨＥ ＩＭＡＧＥ
ＡＮＤ ０ＢＪＥＣＴ ５ＵＲＦ
ＡＣＥＳ ＩＮ ＯＰ”ｒｌｃＡＬＣＯＰ
ＹＩＮＧ ＳＹＳＴＥＭＳＪなる名シトの才国特訂第
４，４９６，２４１−；−に記１敗されているようなス
デップアントーリピ−１〜・カメラの光学装置部分を包
含してらよい。これらの米国′持詐に記載されているよ
うに マスク２８４の像２８２は投映レンズ２８６によ
って゛ｒ；導体ウェファ１７７１−に投映される。゛Ｖ
−導体ウェつブ１７７ ：；ｌ：改良気体軸受式多軸ス
テージ組ケ体１８０の頂に装着したウェファ・チャック
１７８１１に取り付けである。半導体ウェファ１７７の
表面に像２８２をくっきりと焦点合わせする必要かある
。
像を焦点合わせする方法の１つでは、改良気体軸受式多
輔ステージｆｌケ体１８０をアラインメンＩ〜・露光シ
ステム２８０のフレーム２８５に対して３つのサーボ制
御式エレベータ組立体２８７２８８．２８９上に支える
。これら３つのサーボ制御式エレベータ組立体２８７．
２８８．２８９は焦点エラー信号（これについては、Ｖ
、国峙許第４，３５７．ｔｏｏ号および同第４゜４９６
．２４１号に充分に説明されている）に応答し、改良気
体軸受式多軸ステージ組立体１８０全体を動かすことに
よって半導体ウェファ１７７を２、ピッチ、ロールの各
方向に適当に調節する。改良気体軸受式多軸ステージ組
ゲ体１８０はアラインメント・露光システム２８０内で
の相対運動のないように拘束し、半導体ウェファ １７
７かサーボ制御式エレベータ組立体２８７．２８８，２
８９の焦点合わせ調節中ＸｉＹ、片揺れ（０）方向に動
かないようにしなければならない。これは゛ト導体ウェ
ファと同一モ面に装着した３本のリンク部材２９０．２
９２．２９４により受動的運動要領て行なうことができ
る。３．に：のリンク部材２９０，２９２，２９４は相
ＩＬ４こ直交する回−モ面拘束体セットを有効に構成し
ており、改良気体軸受式多軸ステージＭｌ立体１８０を
拘束する。
輔ステージｆｌケ体１８０をアラインメンＩ〜・露光シ
ステム２８０のフレーム２８５に対して３つのサーボ制
御式エレベータ組立体２８７２８８．２８９上に支える
。これら３つのサーボ制御式エレベータ組立体２８７．
２８８．２８９は焦点エラー信号（これについては、Ｖ
、国峙許第４，３５７．ｔｏｏ号および同第４゜４９６
．２４１号に充分に説明されている）に応答し、改良気
体軸受式多軸ステージ組立体１８０全体を動かすことに
よって半導体ウェファ１７７を２、ピッチ、ロールの各
方向に適当に調節する。改良気体軸受式多軸ステージ組
ゲ体１８０はアラインメント・露光システム２８０内で
の相対運動のないように拘束し、半導体ウェファ １７
７かサーボ制御式エレベータ組立体２８７．２８８，２
８９の焦点合わせ調節中ＸｉＹ、片揺れ（０）方向に動
かないようにしなければならない。これは゛ト導体ウェ
ファと同一モ面に装着した３本のリンク部材２９０．２
９２．２９４により受動的運動要領て行なうことができ
る。３．に：のリンク部材２９０，２９２，２９４は相
ＩＬ４こ直交する回−モ面拘束体セットを有効に構成し
ており、改良気体軸受式多軸ステージＭｌ立体１８０を
拘束する。
成る種の場合、スペースＥの制限からリンク部材２９０
．２９２．２９４をヒ・４体ウェファ１７７と同一・Ｆ
面に取り付けることかてきないこともある。第１８図は
ｒ−導体ウェファ１７７の１・。
．２９２．２９４をヒ・４体ウェファ１７７と同一・Ｆ
面に取り付けることかてきないこともある。第１８図は
ｒ−導体ウェファ１７７の１・。
面と平行であるか、そのモ面から距離Ｈたけ（一方に位
置するｆ面に装着したリンク部材２９０゜２９２．２９
４てアラインメント・露光システム２８０内に位置決め
した改良気体軸受式多軸ステージ組ケ体１８０を示して
いる。このようにリンク部材を装着した場合、゛ｒ−導
体ウェファ１７７のＸｉＹ軸線位置はリンク部材および
゛ト導体ウェファのモ尚の距離に比例したアッベ・オフ
セット・エラーを生しやすい。第１９Ａ図、第１９Ｂ図
はＹ方向６Ｘ方向のアツベ・オフセノ 。
置するｆ面に装着したリンク部材２９０゜２９２．２９
４てアラインメント・露光システム２８０内に位置決め
した改良気体軸受式多軸ステージ組ケ体１８０を示して
いる。このようにリンク部材を装着した場合、゛ｒ−導
体ウェファ１７７のＸｉＹ軸線位置はリンク部材および
゛ト導体ウェファのモ尚の距離に比例したアッベ・オフ
セット・エラーを生しやすい。第１９Ａ図、第１９Ｂ図
はＹ方向６Ｘ方向のアツベ・オフセノ 。
ト・エラー、δＹ、δＸを示してし・る。３つのサーボ
制御式エレヘータ組シ体２８７，２８８゜２８９は投映
レンズ２８６の光軸の述長線から距薄Ｒのところにｈ（
Ｙ方向に位置しており。
制御式エレヘータ組シ体２８７，２８８゜２８９は投映
レンズ２８６の光軸の述長線から距薄Ｒのところにｈ（
Ｙ方向に位置しており。
１２０度で副しく！ｒいに隔たっている。サーボ制御式
エレヘータＭ１ｓ’１体は、 ＋ｉｉｉ方にＭＩｒ’、
’、休休日８７左組・９体２８日、右に組η体２８９と
いう士−）に位置している。これらのエレベータＭＩ
Ｎ″１体は２シ１（牛七面２９５からそれぞれ距離Ｚ、
、Ｚ２およびＺ、のところで＋ｐ直方向に位置する。ピ
ッチ角γおよびロール角φは次に式から見出すことかで
きる。
エレヘータＭ１ｓ’１体は、 ＋ｉｉｉ方にＭＩｒ’、
’、休休日８７左組・９体２８日、右に組η体２８９と
いう士−）に位置している。これらのエレベータＭＩ
Ｎ″１体は２シ１（牛七面２９５からそれぞれ距離Ｚ、
、Ｚ２およびＺ、のところで＋ｐ直方向に位置する。ピ
ッチ角γおよびロール角φは次に式から見出すことかで
きる。
γ＝ （Ｚ２ ＋Ｚ３ −２Ｚ＋ ）／３Ｒφ−
（Ｚ２−２３ ） ／−’３ （Ｒ）こうして生じるア
ッベ・オフセット・エラーδＹおよびδＸは次の式から
見出すことかてきる。
（Ｚ２−２３ ） ／−’３ （Ｒ）こうして生じるア
ッベ・オフセット・エラーδＹおよびδＸは次の式から
見出すことかてきる。
δＹ＝Ｈ（γ）
δＸ＝Ｈ（φ）
これらのアッベ・オフセット・エラーは、−δＹ、−δ
Ｘのアドレス・オフセットを名１１アドレス、ポイント
アドレスｙｅ、ｘ、に加算してＸ−Ｙ−０ステージ１９
０の最続位置訣めな行なうことによって削除てきる。
Ｘのアドレス・オフセットを名１１アドレス、ポイント
アドレスｙｅ、ｘ、に加算してＸ−Ｙ−０ステージ１９
０の最続位置訣めな行なうことによって削除てきる。
第２０図は第１８１Ａ示すようにアラインメント・露光
システム２８０内に装着したｘ−ｙ−θステージ１９０
を位置決めする手順を示すフローチャートである。この
ｘ−ｙ−θステージ１９０は名［Ｉアドレス ポイント
アドレスＹｅ、Ｘｉ、のどころに位置する。像２８２は
サーボ制御式エレベータ組台二体２８７，２８８．２８
９を適当に位置決めすることによってＺ、ピッチ、ロー
ルの各方向において゛ト導体ウェファを位置決めするこ
とて焦点合わせされる。次いて、アツベ・オフセラｌ−
・エラーδＹ、δＸを計算する。最後に、−δＹ、−δ
Ｘアドレス・オフセットを上述したような名目アドレス
、ポイントアドレスに加算し、ｘ−ｙ−θステージ１９
０を所望に応してその訂ｉＥ シた最終点まで移動させ
る。
システム２８０内に装着したｘ−ｙ−θステージ１９０
を位置決めする手順を示すフローチャートである。この
ｘ−ｙ−θステージ１９０は名［Ｉアドレス ポイント
アドレスＹｅ、Ｘｉ、のどころに位置する。像２８２は
サーボ制御式エレベータ組台二体２８７，２８８．２８
９を適当に位置決めすることによってＺ、ピッチ、ロー
ルの各方向において゛ト導体ウェファを位置決めするこ
とて焦点合わせされる。次いて、アツベ・オフセラｌ−
・エラーδＹ、δＸを計算する。最後に、−δＹ、−δ
Ｘアドレス・オフセットを上述したような名目アドレス
、ポイントアドレスに加算し、ｘ−ｙ−θステージ１９
０を所望に応してその訂ｉＥ シた最終点まで移動させ
る。
第２１図は像２８２を半導体ウェファ１７７の表面に焦
点合わせする別の焦点合わ仕・レベリング機能を示して
いる。：５２１図に示すように。
点合わせする別の焦点合わ仕・レベリング機能を示して
いる。：５２１図に示すように。
ウェファ・チンツク１７８はチャック取付スパイダ２９
６Ｆに装着しであり、このチャック取付スパイダは運動
位置決め装置３０１によってＸ−Ｙ−０ステージ３００
上方に位置する。適当な運動位置決め装置の１例が、米
国特許比Ｖ第６９２．Ｏ１１号に充分に説明されている
。ここには、６自由度を右する自由浮動支持プラウ１〜
ホームとしてチャラフ取１・１スパイダ２９６を利用す
るシステムか記載されている。チャック取付スパイダ２
９６は３つの位置決めセット２９７．２９８．２９９か
らなるコンピュータ制御式型システム上に取り付けであ
る。各位置決めセットは２つのリニアモータと、２つの
位置測定トランスジューサとを包含し、２つの位置測定
トランスジューサの共通測定軌跡は１ｔ′２８２を含む
平面と一致している。この焦点合わせ・レベリング・シ
ステムの動作の１詳細な説明は米国特許出願節６９２，
０１１号、特に第１図、第１５図、第１８ Ａ ｊ：４
、第１８ Ｂ １′Ａ、第１９図、第２０Ａ図４第２
０Ｂし１、第２６Ａ図、第２６Ｂ図に示されている。
６Ｆに装着しであり、このチャック取付スパイダは運動
位置決め装置３０１によってＸ−Ｙ−０ステージ３００
上方に位置する。適当な運動位置決め装置の１例が、米
国特許比Ｖ第６９２．Ｏ１１号に充分に説明されている
。ここには、６自由度を右する自由浮動支持プラウ１〜
ホームとしてチャラフ取１・１スパイダ２９６を利用す
るシステムか記載されている。チャック取付スパイダ２
９６は３つの位置決めセット２９７．２９８．２９９か
らなるコンピュータ制御式型システム上に取り付けであ
る。各位置決めセットは２つのリニアモータと、２つの
位置測定トランスジューサとを包含し、２つの位置測定
トランスジューサの共通測定軌跡は１ｔ′２８２を含む
平面と一致している。この焦点合わせ・レベリング・シ
ステムの動作の１詳細な説明は米国特許出願節６９２，
０１１号、特に第１図、第１５図、第１８ Ａ ｊ：４
、第１８ Ｂ １′Ａ、第１９図、第２０Ａ図４第２
０Ｂし１、第２６Ａ図、第２６Ｂ図に示されている。
Ｘ−Ｙ−０ステージ３００はほぼ矩形の形状となってお
り、３つの位置決めセット２９７．２９８．２９９をＸ
−Ｙ−θステージ３００への取り伺けか容易となる。軸
線方向負荷式の案内路気体ｈ１１受組１ン１体２６（中
間ステージ要素１８６の〕、（僧録面２２とルんた」Ｋ
ｉｉｆ： ｔご′Ｑ内路夕を体−１１−号２０を強制
するのに使用する）はほぼ矩形のｘ−ｙ−θステージ３
００の頂点部分３０２の下て互いに隣接して位置する。
り、３つの位置決めセット２９７．２９８．２９９をＸ
−Ｙ−θステージ３００への取り伺けか容易となる。軸
線方向負荷式の案内路気体ｈ１１受組１ン１体２６（中
間ステージ要素１８６の〕、（僧録面２２とルんた」Ｋ
ｉｉｆ： ｔご′Ｑ内路夕を体−１１−号２０を強制
するのに使用する）はほぼ矩形のｘ−ｙ−θステージ３
００の頂点部分３０２の下て互いに隣接して位置する。
３つの位置決めセット２９７，２９８，２９９は、前方
に位置決めセット２９７、左に位置決めセット２９８、
右に位置決めセット２９９かあるように位置している。
に位置決めセット２９７、左に位置決めセット２９８、
右に位置決めセット２９９かあるように位置している。
これらの位置決めセットは組直方向中心軸線３０３から
距離Ｒ”ｒ−経方向に隔たり、互いに１２０度て笠しく
隔たっている。
距離Ｒ”ｒ−経方向に隔たり、互いに１２０度て笠しく
隔たっている。
運動位置決め装置３０１は上述の焦点合わせ・レベリン
グ機能を果たし、半導体ウェファ１７７の中心を位置決
めセット２９７．２９８．２９９のｘ−ｙ−θステージ
３００の作用に対して東向方向中心軸ｖｊ３０３ Ｊ二
に保つ。運動位置決め装置３０１は、また、３つの出力
信号を発する。これらの出力Ｃｕは位置決めセット２９
７．２９８．２９９のそれぞれの位置において基べｒＩ
ｑｉ。
グ機能を果たし、半導体ウェファ１７７の中心を位置決
めセット２９７．２９８．２９９のｘ−ｙ−θステージ
３００の作用に対して東向方向中心軸ｖｊ３０３ Ｊ二
に保つ。運動位置決め装置３０１は、また、３つの出力
信号を発する。これらの出力Ｃｕは位置決めセット２９
７．２９８．２９９のそれぞれの位置において基べｒＩ
ｑｉ。
面３０４からチャック取付スパイダ２９６までの３−）
（１’） Ｉｎ 直方向距雛Ｚ、 ′、Ｚ２’、Ｚ、
’を表わしている。
（１’） Ｉｎ 直方向距雛Ｚ、 ′、Ｚ２’、Ｚ、
’を表わしている。
ｘ−ｙ−ｏステージ３００および運動位煮決め装：；ｔ
２３０１は半導体ウェファ１７７を焦点合わけ、レベリ
ングするために前記の改良気体輛受式多１柚ステージ組
立体１Ｏ１７０，１２０゜１８０の任意のものと一緒に
使用できる。あるいは、米国特許第７９２，４３６号−
に記載されているものに類似した直接形式の干渉計制Ｏ
Ｉｌ器と一緒に使用してもよい。第２２図はｘ−ｙ−０
ステージ３００の位置をこのような直接弐ｆ渉計制曲シ
ステムによって制御する改良気体軸受式多軸ステージ組
立体３１０を示している。この改良気体軸受式多軸ステ
ージ組立体３１０においては、３軸下渉計測定システム
３１２を用いる。この３軸モ渉計ｉ！ＩＩＩ定システム
３１２はチャック取付スバヂダ２９６の３つのアーム３
２０．３２２．３２４の各／／に直接取り付けた３つの
再帰反射器３１４．３１６．３１８を持つ。３軸干渉計
測定システム３１２は改良気体軸受式多軸ステージ組立
体３１０のベース１６に対する。再帰反射器３１４．３
１６，３１８の平面（以下、δＹ′、δＸ′オフセリ１
〜・エラー参１Ｆ１町）におけるチャンク取付スバイタ
２９６の位置を測定する。３つの気体軸受スピン１ヘル
装着式Ｆ ２：Ｊ 、ｌ−３２６。
２３０１は半導体ウェファ１７７を焦点合わけ、レベリ
ングするために前記の改良気体輛受式多１柚ステージ組
立体１Ｏ１７０，１２０゜１８０の任意のものと一緒に
使用できる。あるいは、米国特許第７９２，４３６号−
に記載されているものに類似した直接形式の干渉計制Ｏ
Ｉｌ器と一緒に使用してもよい。第２２図はｘ−ｙ−０
ステージ３００の位置をこのような直接弐ｆ渉計制曲シ
ステムによって制御する改良気体軸受式多軸ステージ組
立体３１０を示している。この改良気体軸受式多軸ステ
ージ組立体３１０においては、３軸下渉計測定システム
３１２を用いる。この３軸モ渉計ｉ！ＩＩＩ定システム
３１２はチャック取付スバヂダ２９６の３つのアーム３
２０．３２２．３２４の各／／に直接取り付けた３つの
再帰反射器３１４．３１６．３１８を持つ。３軸干渉計
測定システム３１２は改良気体軸受式多軸ステージ組立
体３１０のベース１６に対する。再帰反射器３１４．３
１６，３１８の平面（以下、δＹ′、δＸ′オフセリ１
〜・エラー参１Ｆ１町）におけるチャンク取付スバイタ
２９６の位置を測定する。３つの気体軸受スピン１ヘル
装着式Ｆ ２：Ｊ 、ｌ−３２６。
３２８．３３０はそれぞれ気体軸受スピンドル軸線３３
２，３３４．３３６と再帰反射器３１４３１６．３１８
の間の３つの丁渉計距蕩ｊｌｌｌ定紅路３２７．３２９
．３３１にに１っだ３つの距＠Ｖ、■、Ｗｆ：測定する
。チーンク取付スバイタ２９６かピッチ、ロール、片１
１ｆれ（０）駆動を受けるのて、再帰反射器３１４．３
１６．３１８はいかなる方向においても入射光線に直交
する向きにすることはてきず、したかって、コーナー鏡
しか使用できない。
２，３３４．３３６と再帰反射器３１４３１６．３１８
の間の３つの丁渉計距蕩ｊｌｌｌ定紅路３２７．３２９
．３３１にに１っだ３つの距＠Ｖ、■、Ｗｆ：測定する
。チーンク取付スバイタ２９６かピッチ、ロール、片１
１ｆれ（０）駆動を受けるのて、再帰反射器３１４．３
１６．３１８はいかなる方向においても入射光線に直交
する向きにすることはてきず、したかって、コーナー鏡
しか使用できない。
３軸干渉計測定システム３１２は、レーザー源３３８と
、ビーム・ペンタ３４０．３４２と、３３％ビーム・ス
プリ・ンタ３４４とを包含し、これらはベース１６上に
固定しである。レーザー源３３８からの光の３分の１は
３３％ビーム・スプリッタ３４４て気体軸受スピンドル
軸線３３６と一致してＩ［ｉ＋り付けたビーム・ペンタ
３４６に向って反射し、残りの３分の２の光は気体軸受
スピンドル軸線３３４と一致して取り付けた５０％ビー
ム・スプリッタ３４８に伝わる。５０％ビーム・スプリ
ンタ３４８に込射した光の゛ト分は気体軸受スピンドル
軸線３３２と一致して取り付けたビーム・ベンダ３５０
に伝わる。こうして、等しい丑の光かビーム・ベンダ３
４６．５０％ビーム・スプリッタ３４８．ビーム・ペン
タ３５０から反射する。さらに、これらの構成要素の各
々かそれぞれの気体軸受スピンドルの角度の半分にわた
って回転する軸上にあるそれぞれの気体軸受スピンドル
軸線と一致して取り付けた反射面を有する。したかって
、ビーム・ペンタ３５０．５０％ビーム・スプリ・ンタ
３４８およびビーム・ペンタ３４６から伝わった光は、
それぞれ、下渉計３２６．３３２８．３３０、測定経路
３２７゜３２９．３３１．レシーバ３５２．３５４．３
５６につなかる。
、ビーム・ペンタ３４０．３４２と、３３％ビーム・ス
プリ・ンタ３４４とを包含し、これらはベース１６上に
固定しである。レーザー源３３８からの光の３分の１は
３３％ビーム・スプリッタ３４４て気体軸受スピンドル
軸線３３６と一致してＩ［ｉ＋り付けたビーム・ペンタ
３４６に向って反射し、残りの３分の２の光は気体軸受
スピンドル軸線３３４と一致して取り付けた５０％ビー
ム・スプリッタ３４８に伝わる。５０％ビーム・スプリ
ンタ３４８に込射した光の゛ト分は気体軸受スピンドル
軸線３３２と一致して取り付けたビーム・ベンダ３５０
に伝わる。こうして、等しい丑の光かビーム・ベンダ３
４６．５０％ビーム・スプリッタ３４８．ビーム・ペン
タ３５０から反射する。さらに、これらの構成要素の各
々かそれぞれの気体軸受スピンドルの角度の半分にわた
って回転する軸上にあるそれぞれの気体軸受スピンドル
軸線と一致して取り付けた反射面を有する。したかって
、ビーム・ペンタ３５０．５０％ビーム・スプリ・ンタ
３４８およびビーム・ペンタ３４６から伝わった光は、
それぞれ、下渉計３２６．３３２８．３３０、測定経路
３２７゜３２９．３３１．レシーバ３５２．３５４．３
５６につなかる。
第２３図に示すように、ビーム・ペンタ３５０または５
０％ビーム・スプリッタ３４８またはビーム・ペンタ３
４６の適当にコーティングした反射要素３５８の反射面
は、それぞれ、気体軸受スピンドル軸線３３２，３３４
．３３６か反射平面と同一平面にあるように設；６させ
である。
０％ビーム・スプリッタ３４８またはビーム・ペンタ３
４６の適当にコーティングした反射要素３５８の反射面
は、それぞれ、気体軸受スピンドル軸線３３２，３３４
．３３６か反射平面と同一平面にあるように設；６させ
である。
また、反射要素３５８はヒ述したようにそれぞれのスピ
ンドルの回転角の６分たけ回転させる。
ンドルの回転角の６分たけ回転させる。
第２３図は可変角ビー１４・スプリッタまたはビーム・
ペンタマウント３６０を示しており、反射要素３５８か
軸受３６６を介し・て軸３６４の最１一方端に回転自在
に装置したバー３６２．１．に取り付けである。軸３６
４はｌ ： ２１４Ａ ４’セ・ント３６８によってス
ピンドル軸０度の゛ト分に等しい角度にわたって駆動さ
れる、このｌ ２南巾セ・ソト３６８はスピン１ヘルζ
こ形成したスロワｌ−３７２内に位置し、スピンドルと
一緒に回転する尚・１１セタメント３７０と、スピンド
ルの非回転ばてえに固定したピン３７６まわりに回転す
るセフメン１一式南中クラスタ３７４と 袖３６４の最
下方端に固定した南・Ｉｆセクメント３７８とを包含す
る。作動にあたって、スピンドルは歯重セクメント３７
０を駆動し、この両市セクメント３７０はセフメン）一
式南１１（クラスタ３７４を駆動し、この歯【ＩＶ、ク
ラスタは歯車セクメント３７８を駆動する。
ペンタマウント３６０を示しており、反射要素３５８か
軸受３６６を介し・て軸３６４の最１一方端に回転自在
に装置したバー３６２．１．に取り付けである。軸３６
４はｌ ： ２１４Ａ ４’セ・ント３６８によってス
ピンドル軸０度の゛ト分に等しい角度にわたって駆動さ
れる、このｌ ２南巾セ・ソト３６８はスピン１ヘルζ
こ形成したスロワｌ−３７２内に位置し、スピンドルと
一緒に回転する尚・１１セタメント３７０と、スピンド
ルの非回転ばてえに固定したピン３７６まわりに回転す
るセフメン１一式南中クラスタ３７４と 袖３６４の最
下方端に固定した南・Ｉｆセクメント３７８とを包含す
る。作動にあたって、スピンドルは歯重セクメント３７
０を駆動し、この両市セクメント３７０はセフメン）一
式南１１（クラスタ３７４を駆動し、この歯【ＩＶ、ク
ラスタは歯車セクメント３７８を駆動する。
種／／の尚ｉトセクメントのピッチ半径は、全体のピウ
チ半径比か正確にｌ・２となるように選定しなければな
らず、また、正しくかみ合っていなければならない。こ
れらの波性を満たす１組のピッチ゛Ｆ−ＰＩ比は１４：
２１ｘ１５：２０である。
チ半径比か正確にｌ・２となるように選定しなければな
らず、また、正しくかみ合っていなければならない。こ
れらの波性を満たす１組のピッチ゛Ｆ−ＰＩ比は１４：
２１ｘ１５：２０である。
作動にあたって、Ｙ、Ｘｉ０の圧動軸線に沿ったチ＼・
ツク取付スパイタ２９６の所望位置についてのＵ、Ｖ、
ＷＩＩＩＩＩ定値は所望のＹ−Ｘ−０位置アドレスから
コンピュータ３８０か計算する。そのアドレスに組み合
った所望のＹ、Ｘ位置は次にようにアッベ・オフセット
測定エラーの影響を受ける。３つの昨直方向距離ｚ、′
、ｚ２′ ｚ、′か等しいときに＋１ｇ帰反射器３１４
．３１６．３１８の平面か半導体ウェファ１７７の平面
に対して平行である場合、これら２つの平面は距離Ｈ′
たけ互いに隔たっている。したがって、３つの垂直方向
距離ｚ、’、ｚ２’ ｚ３’が等しくない場合、ｙ、
ｘ２１！動軸線に沿った半導体ウニフン・１７７の実
際の位置は＋ｔｒ帰反射器３１４゜３１６．６１８の平
面の測定位置からオフセ・ントする。
ツク取付スパイタ２９６の所望位置についてのＵ、Ｖ、
ＷＩＩＩＩＩ定値は所望のＹ−Ｘ−０位置アドレスから
コンピュータ３８０か計算する。そのアドレスに組み合
った所望のＹ、Ｘ位置は次にようにアッベ・オフセット
測定エラーの影響を受ける。３つの昨直方向距離ｚ、′
、ｚ２′ ｚ、′か等しいときに＋１ｇ帰反射器３１４
．３１６．３１８の平面か半導体ウェファ１７７の平面
に対して平行である場合、これら２つの平面は距離Ｈ′
たけ互いに隔たっている。したがって、３つの垂直方向
距離ｚ、’、ｚ２’ ｚ３’が等しくない場合、ｙ、
ｘ２１！動軸線に沿った半導体ウニフン・１７７の実
際の位置は＋ｔｒ帰反射器３１４゜３１６．６１８の平
面の測定位置からオフセ・ントする。
こうして生じるδＹ′、δＸ′オフセット・エラーは次
のようにして見出すことかてきろ。ピ・・ノチ角γ′お
よびロール角φ′は、 ｙ’ ＝ （２２’ ＋Ｚ：ｌ ′−２２１’ ＞ ／
３Ｒ’φ’＝（Ｚ２’−Ｚ、′）／Ｊ３（Ｒ′）そｌノ
て、δＹ′、δＸ゛オフセット・エラーはδＹ′＝Ｈ’
（γ′） δＸ’＝Ｈ′ （φ′） によって決定される。これらのオフセット・エラーは、
チャック取付スパイダ２９６についての名目の所望位Ｚ
ｌアドレスに−Ｙ’、−Ｘ′アドレス・オフセットを加
算することによって削除し得る。最後に、サーボ制御器
３８２か第１、第２のＹ軸線リニアモータ８４．８６お
よびＸ軸線リニアモータ９８を駆動して、オフセラ１−
（Ｙ−δＹ’ ）−（Ｘ−δＸ’）−０アドレス（米国
特許出願第７９２，４３２号に概略説明されている）か
らコンピュータ３８０て計算したＵ、Ｖ、Ｗ測定４ｆｉ
のところにチャック取付スパイダ２９６を位置させる。
のようにして見出すことかてきろ。ピ・・ノチ角γ′お
よびロール角φ′は、 ｙ’ ＝ （２２’ ＋Ｚ：ｌ ′−２２１’ ＞ ／
３Ｒ’φ’＝（Ｚ２’−Ｚ、′）／Ｊ３（Ｒ′）そｌノ
て、δＹ′、δＸ゛オフセット・エラーはδＹ′＝Ｈ’
（γ′） δＸ’＝Ｈ′ （φ′） によって決定される。これらのオフセット・エラーは、
チャック取付スパイダ２９６についての名目の所望位Ｚ
ｌアドレスに−Ｙ’、−Ｘ′アドレス・オフセットを加
算することによって削除し得る。最後に、サーボ制御器
３８２か第１、第２のＹ軸線リニアモータ８４．８６お
よびＸ軸線リニアモータ９８を駆動して、オフセラ１−
（Ｙ−δＹ’ ）−（Ｘ−δＸ’）−０アドレス（米国
特許出願第７９２，４３２号に概略説明されている）か
らコンピュータ３８０て計算したＵ、Ｖ、Ｗ測定４ｆｉ
のところにチャック取付スパイダ２９６を位置させる。
コンピュータ３８０、サーボ制御器３８２の作用と米国
特許出願第７９２，４３６号の対応するコンピュータ、
サーボ制御器の作用の相違が第２４図に示しである。再
帰反射器３１４゜３１６．３１８の側方面積形態および
気体軸受スピンドル軸線３３２，３３４．３３６は、再
帰反射２．ｉ ３１８および気体軸受スピンドル軸線３
３６か米国特許出炉第７９２，４３６号の同様の構成要
素の位ｔに対して配置しなおされているという点て米国
特許出願第７９２ 、４３６号に示される均？構成要素
の側方面積形態と異なっている。したかって、Ｕ、Ｖ、
Ｗ測定距離を計算する式はやや変える必要かある。ここ
ては、Ｕ、Ｖ、Ｗは次のようにして決定される。
特許出願第７９２，４３６号の対応するコンピュータ、
サーボ制御器の作用の相違が第２４図に示しである。再
帰反射器３１４゜３１６．３１８の側方面積形態および
気体軸受スピンドル軸線３３２，３３４．３３６は、再
帰反射２．ｉ ３１８および気体軸受スピンドル軸線３
３６か米国特許出炉第７９２，４３６号の同様の構成要
素の位ｔに対して配置しなおされているという点て米国
特許出願第７９２ 、４３６号に示される均？構成要素
の側方面積形態と異なっている。したかって、Ｕ、Ｖ、
Ｗ測定距離を計算する式はやや変える必要かある。ここ
ては、Ｕ、Ｖ、Ｗは次のようにして決定される。
１ｔ＝（Ｙ−Ｃｕｃｏｓ ０−ｆｔ、、ｓｉ＋＋θ〕／
（１） Ｓ ｉ、 ａ Ｔビ’ ［（−Ｘ争Ａｕ＋１
１．、ｃｏｓ Ｏ−Ｃ，Ｊｓ目１０ ）／（Ｙ−Ｃｖ
ｃｏｓＯ−［１ｕｓｉｎθ月、Ｖ＝（Ｙ−ＣｖｃｏｓＯ
＋ＲｖｓｉｎＯ）／ｃｏｓ ｔａｎ−’［（−Ｘ＋Ａ
ｖ＋ＢｖｃｏｓＯ＋Ｃｖｓｉｎ（Ｊ ）／（Ｙ−Ｃｖ
ｃｏｓＯ＋ＢｖｓｉｎＯ）］、Ｗ＝（Ｘ−Ｃｖｓｉｎ
Ｏ）／ ｃｏｓ Ｌａ＋１’［（Ｙ十Ｃ，ｃｏｓＯ−Ｄｗ）／
（Ｘ−Ｃｗｓｉｎ Ｏ）］ここて、Ｙ、０、Ｘはそれ
ぞれＹ、θ、 ｘ、１！動軸線に沿ったチャック取付ス
パイダ２９６の所望の位置値であり、Ａ、、Ａ、はそれ
ぞれスピンドル軸線３３２，３３４のＸ方向座標の値て
あり。
（１） Ｓ ｉ、 ａ Ｔビ’ ［（−Ｘ争Ａｕ＋１
１．、ｃｏｓ Ｏ−Ｃ，Ｊｓ目１０ ）／（Ｙ−Ｃｖ
ｃｏｓＯ−［１ｕｓｉｎθ月、Ｖ＝（Ｙ−ＣｖｃｏｓＯ
＋ＲｖｓｉｎＯ）／ｃｏｓ ｔａｎ−’［（−Ｘ＋Ａ
ｖ＋ＢｖｃｏｓＯ＋Ｃｖｓｉｎ（Ｊ ）／（Ｙ−Ｃｖ
ｃｏｓＯ＋ＢｖｓｉｎＯ）］、Ｗ＝（Ｘ−Ｃｖｓｉｎ
Ｏ）／ ｃｏｓ Ｌａ＋１’［（Ｙ十Ｃ，ｃｏｓＯ−Ｄｗ）／
（Ｘ−Ｃｗｓｉｎ Ｏ）］ここて、Ｙ、０、Ｘはそれ
ぞれＹ、θ、 ｘ、１！動軸線に沿ったチャック取付ス
パイダ２９６の所望の位置値であり、Ａ、、Ａ、はそれ
ぞれスピンドル軸線３３２，３３４のＸ方向座標の値て
あり。
Ｂ、、Ｂ、はそれぞれ再帰反射器３１４゜３１６のＸ方
向オフセットの値であり、Ｃｕ、Ｃｖ、Ｃｗはそれぞれ
再帰反射器３１４゜３１６．３１８のＹ方向オフセラ１
〜の値であり、Ｄｖはスピンドル軸線３３６のＹ方向座
標の（ｌｆｉである。
向オフセットの値であり、Ｃｕ、Ｃｖ、Ｃｗはそれぞれ
再帰反射器３１４゜３１６．３１８のＹ方向オフセラ１
〜の値であり、Ｄｖはスピンドル軸線３３６のＹ方向座
標の（ｌｆｉである。
同様に、米国特、；１出願第７９２，４３６号の制御回
路て持すられている３つのコンピュータ演算速度エラー
ｄＹ／ｄｔ′、ｄθ／ｄｔ′、ｄＸ／ｄｔ’は次のよう
に決定する。
路て持すられている３つのコンピュータ演算速度エラー
ｄＹ／ｄｔ′、ｄθ／ｄｔ′、ｄＸ／ｄｔ’は次のよう
に決定する。
ｄＹ／ｄド ＝（ｄｌｌ／ｄｔ２）ｃｏｓβ 、 ＋
（（ｌ Ｖ ／ ｄ ｔ ２） （：ＯＳ β 、。
（（ｌ Ｖ ／ ｄ ｔ ２） （：ＯＳ β 、。
÷（（４Ｗ ／・１ｔａ）ｓｉ＋ｔβ５、ｄθ／ｄＬ
′ ＝−（ｌ／ｒ、＋）（ｄｌｌ／ｄｊ２）”（Ｉ／
ｒｖ）（（ｌ’／／ｄＬｚ）−（、Ｉ／ｒ、）（ＪＷ／
ｄｔ２）、 ｄＸ／ｄＬ’ ＝−（ｄｌｌ／ｄＬａ）ｓｉｎ β
、＋（＋ＩＶ八１へ２）ｓｉｎ β Ｖ＋（ｄＷ／
ｄｔ、、）ｃｏｓ βＷ、ココテ、ｄｔ！／ｄＬ２、
ｄＶ／ｄＬ、ｄＷ／ｄｔ、はそれぞれ３輛「渉計測定シ
スデム３１２によって測定したＵ。
′ ＝−（ｌ／ｒ、＋）（ｄｌｌ／ｄｊ２）”（Ｉ／
ｒｖ）（（ｌ’／／ｄＬｚ）−（、Ｉ／ｒ、）（ＪＷ／
ｄｔ２）、 ｄＸ／ｄＬ’ ＝−（ｄｌｌ／ｄＬａ）ｓｉｎ β
、＋（＋ＩＶ八１へ２）ｓｉｎ β Ｖ＋（ｄＷ／
ｄｔ、、）ｃｏｓ βＷ、ココテ、ｄｔ！／ｄＬ２、
ｄＶ／ｄＬ、ｄＷ／ｄｔ、はそれぞれ３輛「渉計測定シ
スデム３１２によって測定したＵ。
ｖ、ｗ測定方向に対する速度エラー信号であり、β１７
、β、 β、はそれぞれ測定経路３２７゜３２９．３３
１とＹ軸線またはＸ軸線に対して平行な方向とのなす角
度であり、ｒ ｕ 、 ｒ ｖ 。
、β、 β、はそれぞれ測定経路３２７゜３２９．３３
１とＹ軸線またはＸ軸線に対して平行な方向とのなす角
度であり、ｒ ｕ 、 ｒ ｖ 。
「、は次の式によって決定される。
ｒｕ＝（ＣｕＣｏｓ Ｏ＋Ｂｕｓｉｎθ）ｓｉｎβ１＋
（ＢＵｃｏｓＯ−ＣｕｓｉｎＯ）ｃｏｓβ１、ｒｖ＝（
Ｃｖｃｏｓ Ｏ−１Ｌｓｉ口０）ｓｉｎβ ９十（Ｒ
ＶＣＯ５Ｏ＋Ｃｖｓｉｒｌ ）ｃｏｓβ ９、ｒｗ＝
（Ｃ，ｃｏｓ Ｏ）ｃｏｓβｗ ＋ （ＣｗｓｉｎＯ）
ｓｉｎβｗ、改良気体軸受多軸ステージ組ケ体３１０て
もＹ、Ｘ方向において微小のアツベ・オフセ・ント・エ
ラーを生しやすい７これは、＋１）帰反射に；３１４．
３１６．３１８ カ゛ｌ’ ４ 体” −ｒ−７７１７
７の（Ｌ面ドに取すイ・１けであり、１７たかつてベー
ス１６の）、（べ１１０面１４および中間ステージ・及
素２４の）１（準頂面１２の表面幾何学形状にお番寸ろ
微小なばらつきかピッチ、ロールの方向におｉ−Ｊる微
小回転（先に説明していない）を生ｌノさせるからＣあ
る。第２５１ズ１はＸ−Ｙ−にζテーレ３９１の（）シ
置か５自１１に渉計測定システム３９２によって制御さ
れる改良多軸ステージＩＩケ体３９０を示す。５袖ト渉
計測定システノ４３９２は、それぞれ３つの再帰反射窓
３１４３１６．３１８までの３つのＦ渉計距離測定経路
３２７．３２９．３３１に沿った測定イ直Ｕ、■、Ｗ（
付加的な再帰反射器３９８．４００までの付加的な「渉
計距蕩Ｊ＋１定経路３９４，３９６に沿った測定値Ｕ′
、Ｖ′で修正される）によって決定されるようなｙ、ｘ
、ｏ方向におけるｘ−ｙ−。
（ＢＵｃｏｓＯ−ＣｕｓｉｎＯ）ｃｏｓβ１、ｒｖ＝（
Ｃｖｃｏｓ Ｏ−１Ｌｓｉ口０）ｓｉｎβ ９十（Ｒ
ＶＣＯ５Ｏ＋Ｃｖｓｉｒｌ ）ｃｏｓβ ９、ｒｗ＝
（Ｃ，ｃｏｓ Ｏ）ｃｏｓβｗ ＋ （ＣｗｓｉｎＯ）
ｓｉｎβｗ、改良気体軸受多軸ステージ組ケ体３１０て
もＹ、Ｘ方向において微小のアツベ・オフセ・ント・エ
ラーを生しやすい７これは、＋１）帰反射に；３１４．
３１６．３１８ カ゛ｌ’ ４ 体” −ｒ−７７１７
７の（Ｌ面ドに取すイ・１けであり、１７たかつてベー
ス１６の）、（べ１１０面１４および中間ステージ・及
素２４の）１（準頂面１２の表面幾何学形状にお番寸ろ
微小なばらつきかピッチ、ロールの方向におｉ−Ｊる微
小回転（先に説明していない）を生ｌノさせるからＣあ
る。第２５１ズ１はＸ−Ｙ−にζテーレ３９１の（）シ
置か５自１１に渉計測定システム３９２によって制御さ
れる改良多軸ステージＩＩケ体３９０を示す。５袖ト渉
計測定システノ４３９２は、それぞれ３つの再帰反射窓
３１４３１６．３１８までの３つのＦ渉計距離測定経路
３２７．３２９．３３１に沿った測定イ直Ｕ、■、Ｗ（
付加的な再帰反射器３９８．４００までの付加的な「渉
計距蕩Ｊ＋１定経路３９４，３９６に沿った測定値Ｕ′
、Ｖ′で修正される）によって決定されるようなｙ、ｘ
、ｏ方向におけるｘ−ｙ−。
ステージ３９１の動きを制御する。
５軸干渉工Ｉ測定システム３９２は３袖Ｊ−渉計Δ１す
定システム３１２の光学構成要素のすべて、ずなわち、
ベース１６上に固定した４０％ビーム・スプリッタ４０
２と、それぞれビーム・ペンタ３５０、干渉計３２６、
レシーバ３５２の下に取り付（寸た付加的なビーム・ペ
ンタ４０４、干渉計４０６、レシーバ４０８と、それぞ
れ５０％ビーム・スブソッタ３４８、干渉計３２８、レ
シーバ３５４の下に増り付けた付加的な５０％ビーム・
スプリッタ４１０．−Ｆ渉計４１２、レシーバ４１４と
、前記の再帰反射器３９８．４００とを包含する。こう
して、Ｔしい州の光かビーム・・“・、シタ３５０．ビ
ーム・ペンタ４０４．５０％ビーム・スプリッタ３４８
．５０％ビーム・スプリッタ４１０、ビーム・八、ンタ
３４６から伝えられ、ビーム・ペンタ４０４および５０
％ビーム・スプリッタ４１０から伝えられた光は１−渉
計４０６．４１２、測定経路３９４．３９６およびレシ
ーバ４０８．４１４につなかる。
定システム３１２の光学構成要素のすべて、ずなわち、
ベース１６上に固定した４０％ビーム・スプリッタ４０
２と、それぞれビーム・ペンタ３５０、干渉計３２６、
レシーバ３５２の下に取り付（寸た付加的なビーム・ペ
ンタ４０４、干渉計４０６、レシーバ４０８と、それぞ
れ５０％ビーム・スブソッタ３４８、干渉計３２８、レ
シーバ３５４の下に増り付けた付加的な５０％ビーム・
スプリッタ４１０．−Ｆ渉計４１２、レシーバ４１４と
、前記の再帰反射器３９８．４００とを包含する。こう
して、Ｔしい州の光かビーム・・“・、シタ３５０．ビ
ーム・ペンタ４０４．５０％ビーム・スプリッタ３４８
．５０％ビーム・スプリッタ４１０、ビーム・八、ンタ
３４６から伝えられ、ビーム・ペンタ４０４および５０
％ビーム・スプリッタ４１０から伝えられた光は１−渉
計４０６．４１２、測定経路３９４．３９６およびレシ
ーバ４０８．４１４につなかる。
上述のように、それぞれ干渉計Ｊｉｌｔ定経路３９４．
３９６に沿った４１１１定値Ｕ’ 、Ｖ′はそれぞれＵ
、Ｖ、ＷＴＩＩ１１定（ｆｉを修正するのに使用される
。半・９体ウェファをその所望のＵ、Ｖ、Ｗの１装置に
位置決めするのに必要なＵ、Ｖ、Ｗ測定値についての修
＋Ｅ値δＵ、δＶ、δＷは次にように決定される。
３９６に沿った４１１１定値Ｕ’ 、Ｖ′はそれぞれＵ
、Ｖ、ＷＴＩＩ１１定（ｆｉを修正するのに使用される
。半・９体ウェファをその所望のＵ、Ｖ、Ｗの１装置に
位置決めするのに必要なＵ、Ｖ、Ｗ測定値についての修
＋Ｅ値δＵ、δＶ、δＷは次にように決定される。
δＵ二（ｎ、／ｍ）（Ｕ−Ｕ’ ）、
δＶ＝ （ｎｖ／ｍ）（Ｖ−Ｖ′ ）、δＷ＝６１４（
ｎ、／ｎｖ）ｓｉｎ（−β１＋β、）＋δＶ（ｎ、／ｎ
ｖ）ｓｉｎ（−β９−βｗ）ここて、ｍはｉｌＴ帰反射
器３１４．３９８および再帰反射器３１６．４００間の
垂直方向分蕩距雛であり、ｎｕ、 ｖ、ｎｖはそれぞ
れ再帰反射：イ３１４．３１６．３１８の各ノｌと半導
体ウエツブ１７７の＋ｉ面との間の゛実際の眞直方向分
蕩距蕩である。これら昨直方向分港距謬ｎｔ＋、ｎｂ、
ｎ、は次の式で計算される。
ｎ、／ｎｖ）ｓｉｎ（−β１＋β、）＋δＶ（ｎ、／ｎ
ｖ）ｓｉｎ（−β９−βｗ）ここて、ｍはｉｌＴ帰反射
器３１４．３９８および再帰反射器３１６．４００間の
垂直方向分蕩距雛であり、ｎｕ、 ｖ、ｎｖはそれぞ
れ再帰反射：イ３１４．３１６．３１８の各ノｌと半導
体ウエツブ１７７の＋ｉ面との間の゛実際の眞直方向分
蕩距蕩である。これら昨直方向分港距謬ｎｔ＋、ｎｂ、
ｎ、は次の式で計算される。
ｎ、、＝ｌド ＋［（１，５Ｒ’ ＋ｒ’ ）Ｄ、
’ −１，ｌ゛ ）（ｒ ′ ）（Ｚ２ ′
＋ ｌ＝’ −２Ｚｌ、 ’ ）／２］１
．５１１’ 、ｎ ｖ ＝ｌド ＋［（１，５１＋
’ ＋ｒ’ ）（Ｌ’ −１１１′ ）＋（ｒ′
）（ハ゛＋７．’ −２７，、’ ）／２］１．５Ｈ’
、ｎｌ ： １Ｆ ＋［（＋、ｓ Ｒ＋、゛ ）（Ｌ
’ −Ｚｏ’ ）＋（ｒ’ ）（Ｌ’ ＋ Ｚ
、′ −２７，１’ ）／２］１．５Ｒ′ここて、Ｈ
゛は１兵力方向分蕩距磐ＩＮ ｕ 、 ｎ ｖ 。
’ −１，ｌ゛ ）（ｒ ′ ）（Ｚ２ ′
＋ ｌ＝’ −２Ｚｌ、 ’ ）／２］１
．５１１’ 、ｎ ｖ ＝ｌド ＋［（１，５１＋
’ ＋ｒ’ ）（Ｌ’ −１１１′ ）＋（ｒ′
）（ハ゛＋７．’ −２７，、’ ）／２］１．５Ｈ’
、ｎｌ ： １Ｆ ＋［（＋、ｓ Ｒ＋、゛ ）（Ｌ
’ −Ｚｏ’ ）＋（ｒ’ ）（Ｌ’ ＋ Ｚ
、′ −２７，１’ ）／２］１．５Ｒ′ここて、Ｈ
゛は１兵力方向分蕩距磐ＩＮ ｕ 、 ｎ ｖ 。
ｎ、の名１１分屋値であり、Ｚ ｏ″は昨直方向距藻ｚ
、 ’ 、 Ｚ２ ’ Ｚｆｆ ′ニ対スル基’］
ｌ’ｉテア’）、ｒ′は第２４Ｖ２１に、賀すように位
置決めセット２９７．２９８．２９９のいずれかとそれ
ぞれ対応した「す帰反ｑ＃器３１４．３１６，３１８の
間の゛ｒ−径力向方向である。Ｕ、Ｖ、Ｗ測定値のぞれ
ぞれの！１１５１Ｔシた最總値Ｕ” 、Ｖ” 、Ｗ″は
次のように決定される。
、 ’ 、 Ｚ２ ’ Ｚｆｆ ′ニ対スル基’］
ｌ’ｉテア’）、ｒ′は第２４Ｖ２１に、賀すように位
置決めセット２９７．２９８．２９９のいずれかとそれ
ぞれ対応した「す帰反ｑ＃器３１４．３１６，３１８の
間の゛ｒ−径力向方向である。Ｕ、Ｖ、Ｗ測定値のぞれ
ぞれの！１１５１Ｔシた最總値Ｕ” 、Ｖ” 、Ｗ″は
次のように決定される。
Ｕ”＝Ｕ−δＵ。
ｖ”＝ｖ−δＶ、
ｗ”＝ｗ−δＷ
米国特許出を第７９２，４３６号０）Ｘ−Ｙ−０リニア
そ−７か４つの独立したリニアモータ部分を有し、ここ
で説明した多軸ステージ組立体が３つのモータを持って
いるのて、米国特許第７９２，４３６号の第１６図に示
されている制御回路の出力部はさらにここては異なる。
そ−７か４つの独立したリニアモータ部分を有し、ここ
で説明した多軸ステージ組立体が３つのモータを持って
いるのて、米国特許第７９２，４３６号の第１６図に示
されている制御回路の出力部はさらにここては異なる。
第２６図は制御回路の出力部の変更部分を弘す。
コンピュータ４２０は米国特許出願第７９２゜４３６号
に説明されているように速度エラー。
に説明されているように速度エラー。
ｄＹ／ｄｔ′、ｄＯ／ｄｔ′、ｄＸ／ｄｔ’を計算し、
次いて、これらのｉｆｔをそれぞれＹレジスタ４２２．
０レジスタ４２４．Ｘレジスタ４２６に記憶させる。３
つのレジスタの出力信号−は次のように３つの加算回路
４２８．４３０．４３２の選定したらのに送られる。Ｙ
レジスタ４２２がらの出力信号は加算回路４２８．４３
０の正の入力端子に送られる。０レジスタ４２４からの
出力信号は加算回路４２８の正入力端子および加算回路
４３０の負端子に送られる。そして、Ｘレジスタ４２６
からの出力信号は加算回路４２８．４３０．４３２の正
端子に送られる。加算回路４２８．４３０．４３２の出
力信号はそれぞれサーボ駆動回路４３４．４３６．４３
８に送られてそれぞれＹ、モータ４４０．Ｙ：モータ４
４２およびＸｉモータ４４４を駆動し、ここて、Ｙ１モ
ータ４４０．Ｙ２モータ４４２およびＸｉモータ４４４
は改良気体軸受多軸ステージ組立体３１０または３９０
のいずれかのための１組の駆動モータを包含する。
次いて、これらのｉｆｔをそれぞれＹレジスタ４２２．
０レジスタ４２４．Ｘレジスタ４２６に記憶させる。３
つのレジスタの出力信号−は次のように３つの加算回路
４２８．４３０．４３２の選定したらのに送られる。Ｙ
レジスタ４２２がらの出力信号は加算回路４２８．４３
０の正の入力端子に送られる。０レジスタ４２４からの
出力信号は加算回路４２８の正入力端子および加算回路
４３０の負端子に送られる。そして、Ｘレジスタ４２６
からの出力信号は加算回路４２８．４３０．４３２の正
端子に送られる。加算回路４２８．４３０．４３２の出
力信号はそれぞれサーボ駆動回路４３４．４３６．４３
８に送られてそれぞれＹ、モータ４４０．Ｙ：モータ４
４２およびＸｉモータ４４４を駆動し、ここて、Ｙ１モ
ータ４４０．Ｙ２モータ４４２およびＸｉモータ４４４
は改良気体軸受多軸ステージ組立体３１０または３９０
のいずれかのための１組の駆動モータを包含する。
ｉ１図は本発明の好ましい実施例に従った改良気体軸受
式多軸ステージ組立体であって、１１ｆ動要素をリート
ネジ駆動する改良気体軸受式多軸ステージ組つ二体の斜
視図である。 第２ＵＡは第１図の改良気体軸受式多軸ステージ組ゲ体
の断面図である。 第３図は第１図の改良気体軸受式多軸ステージ組合一体
のｘ−ｙ−ｏステージの下面を示すモ面図である。 第４図は第１図の改良気体軸受式多軸スデーシ！Ｕシ体
中間ステージ要素の下面を示すモ面図である。 第５図は本発明の別の実施例に従った別の改良気体軸受
式多軸ステージ組ゲ体てあって、１１丁動要、ドをリニ
アモータ駆動し、これらＬＩｆ動要素の位置を位置フィ
ー１〜ハツク・スケールて測定する改良気体軸受式多軸
ステージ組立体の斜視図である。 第６図は本発明のまた別の実施例に従った別の改良気体
軸受式多軸ステージ狙立体てあって、ＩＩｒ動要素をリ
ニアモータ駆動し、これら呵動夛素の位置をレーザー干
渉て４１１定する改良気体軸受式多軸ステージ組合体の
斜視図である。 第７図は直交度δＩＩＩ ２基へ（を設けたト記任意の
改良気体軸受式多軸ステージ組立体のｘ−ｙ−θステー
ジのｆ面図である。 第８Ｕ′Ａは直交沖１定基準の拡大平面図である。 第９図は改良気体軸受式多軸ステージ組立体のＸｉＹの
運動軸線の直交度を点検、更新する手１；１ａを示すフ
ローチャートである。 第１０Ａ図はウェファと予め微小回路の層を印刷し１処
理した半導体ウェファを一緒に示す上記任意の改良気体
軸受式多軸ステージ組立体の平面図である。 第１０Ｂ図は第１０Ａ図の改良気体軸受式多軸ステージ
組☆二体の平面図て、その中間ステージ組☆一体の差動
制御を利用してＸ−Ｙ−θステージのＸｉＹの運動軸線
に対して微小回路（半導体ウエファヒのもの）の列、行
を回転整合させる状７Ｆ、を示す図である。 第１１．１ン１は中間スデージ組ζ体の差動制御を可能
とずべく使用する）・：凹室内路気体軸受の断面ｉシ１
である。 第１２Ａ図および第１２Ｂ図はモ凹気体軸受ならひにそ
れぞれ第１図、第５図、第６図の改良気体軸受式多軸ス
テージＭｌ ＸＬｌ一体のための中間ステージ凹素の端
に装ｒＩシた取付フロックを示すユ１視図である。 第１３図は第１図の改良気体軸受式多軸ステージ組立体
の中間ステージ要素の差動制御を可能とすべく使用する
ｎｆ撓外性リートネジナツト・マウントの斜視図である
。 第１４図は第６図の改良気体軸受式多軸スデーシ組ケ体
のビーム・ペンタの１つを取り付けて中間ステージ要素
の差動制御を可能とするのに使用する可変色ビーム・ペ
ンタ・マウン［・の斜視図である。 第１５図は中間ステージ夛素の差動制御を説明する概略
Ｕ；！１である。 第１６図はＸ−Ｙ−θステージの回転位置決めを制御す
る手順を示すフローチャートである。 ：ｊｒＪ１７図はステップアントリピート・カメラ内に
装着した改良気体軸受式多軸ステージ組立体の斜視図で
あり、処理しつつある半導体ウェファと同一モ面にある
３つの圧動拘束体を有する圧動位置決め装置によってこ
の改良気体軸受式多軸ステージ組立体をステップアント
リピート・カメラの光学結像系に対して位置決めした状
態を示す図である。 第１８図はステップアントリピート・カメラ内に装着し
た改良気体軸受式多軸ステージＭＩケ体の斜視ＩＡであ
り、ソフトウェア演算によってこの囃良気体軸受式多軸
ステージＭｔ立体をステップアントリピート・カメラの
光学結像系に対して位１ξ決めした状態を示ず図である
。 第１９Ａ図および第１９８Ｕ２Ｉは第１８図の改良気体
軸受式多軸ステージＭｌ ｓ’ｔ一体の位置のラフ１〜
ウェアＭ算のパラメータを示す概略図である。 第２０図は第１８図の改良気体軸受式多軸ステージ組ｖ
二体のＸ−Ｙ−０ステージを位置決めする一Ｌ順を示す
フローチャー１〜である。 第２１図は改良気体軸受式多軸ステージ組合体のウェフ
ァ・チ＼・ツクを支持する圧動自在に装着したチャラフ
取付スパイタの斜視図である。 第２２１ち１はチｖ・ンク取付スパイタの位置を３軸干
渉計測定システムによって直接制御する改良気体軸受式
多軸ステージ組立体の斜視図である。 第２３図は第２２図の改良気体軸受式多軸ステージ組立
体の気体軸受スピンドル装着式モ渉計と一緒に用いて干
渉計の回転を可能とする可変色ど−ム・ペンタ・マウン
トの斜視［７１である。 第２４図はチャック取付スパイタの位置を決めるために
用いる３つのｆ渉計４１１１定経路を示す。 第２２図の改良気体軸受式多軸ステージ１徂☆：体のｆ
面図である。 第２５図はヂ＼・ラフ取付スパイタの位置を５袖丁渉計
測定システムによっ°Ｃ１ｌ′ｌ接制御してそれをｙ、
ｘ、ピウチ、ロール、片Ｊ、ｆれ（０）の各方向におい
て位置決めする改良気体軸受式多・紬スデーうパＭ１１
′ｌ一体の１１視図である。 第２６１′２Ｉは：ｉＳ ２２図および第２５図の改良
気体軸受式多軸スデーシ組ケ体の駆動モータを制御する
のに用いる制御（１１１路の出力部の修ＩＥ断面図であ
る。 図面において、１０・・・改良気体軸受式多軸スデーシ
組台：体、１１・・・Ｘ−Ｙ−０ステージ、１２・・・
Ｌ（ぺれ頂面、１４・・・基準頂面、１６・・・へ−ス
１８・・・気体軸受、２０・・・案内路気体軸受、２
４・・・中間ステージ要素、２６・・・案内路気体軸受
Ｍ１０体、２８・・・縁面、３０・・・Ｘｉ線駆動組立
体、３１・・・スロット、３２・・・気体軸受、３４・
・・真空ポケット、３６・・・気体軸受ボケ・ント、３
８・・・入力流れ絞り、４０・・・案内路気体軸受、４
２・・・基準縁面 ４４・・・案内路気体軸受組立体、
４６−・・縁面、４８．５０・・・Ｙ軸線駆動側ケ体、
４９．５１・・・スロ・〕・ト、５２・・・電イー制御
器、５４・−・モータ・エンコーダ、５６・・・リート
ネジ、５８・・・輔ａＬ。 ６０・・・複列ボール軸受半組立体、６２・・１・単列
ボール軸受、７０・・・改良気体軸受式多軸ステージ組
立体、７２．７４・・・側板、７６・・・基牛内面、７
８・・・内面、８０，８２・・・静＋ｆ二部分、８４．
８６・・・Ｙ軸線ソニア干−夕 ８８．９０・・・可動
部分、９８・・・Ｘ軸線リニアモータ、ｌｏｔ・・・空
所、１０２゜１０４ ・−Ｙ ＋ｌｌＩ ￥Ｊ ａｌｌ
ｌｌケスケール ０６−Ｘ軸線Ｊｌ定スケール、１０８
．１１０・・・ＹＩＦ！ｈ線読み取りへウド、１２０・
・・改良気体軸受式多軸ステージＭＩケ体、１２２・・
・レーザー［１２４，１２６゜１２８・・・ビーム・ベ
ンダ、１３０・・・３３％ビーム・スプリッタ、１３２
・・・５０％ビーム・スプリッタ、１３４．１３６・・
・干渉計、１３８．１４０・・・レシーバ、１４２・・
・干渉計、１４４・・・レシーバ。 １４６．１４８・・・再帰反射器、１５０・・・再帰反
射器、１５２ａ、Ｌ５２ｂ、Ｌ５２ｃ、１５２ｄ、１５
２ｅ、１５２ｆ・・・レーザー光路、１５８．１６０・
・・測定光路、１６４・・・測定光路、１６６・・・光
学アラインメント準組立体、１６８・・・取付アーム、
１７０・・・顕微鏡レンズ、１７２・・・電子光学トラ
ンスジューサ、１７４・・・直交度測定基準、１７６ａ
、１７６ｂ、１７６ｃｍアラインメント・マーク、１７
７・・パ詐導体ウェファ、１７８・・・ウェファ・チャ
ック、１８４・・・微小回路、１８６・・・中間ステー
ジ要素、１８８−・・二次元測定べ（システム、１８９
・・・三次元測定システム。 １９０・・・ｘ−ｙ−ｏステージ、１９２・・・旋回可
能Ｖ凹室内路気体軸受、１９８・・・取付プロ・ンク。 ２００・・・モ面気体軸受、２０４・・・軸受ポケット
、２０６・・・流れ絞り、２０日・・・凹面気体軸受、
２１０・・・四軸受面、２１２・・・軸受ボケウド。 ２１４・・・流れ絞り、２２６・・・可撓性リートネジ
・ナンド・マウント、２５０・・・ビーム・ベンダ。 ２５２・・・反９＃要２ド、２５３・・・軸、２５５・
・・１２（↓１・ｌ（セン）−，２５６・・・軸１２５
８・・・歯−１（セグメント、２５８・・・セクメント
式南−１１クラスタ、２６０・・・ピン、２６１・・・
ｔＪｔｌ ＩＩｉセグメント１２７０・・・、ｊ、（べ
ｔ線１．２７２・・・回転中心、２７８ａ２７８ｂ・・
・アラインメント・−７−り、２８０・・・アラインメ
ン）〜・露光システム、２８２・・・像。 ２８４・・・マスク、２８７，２８８，２８９・・・サ
ー−ＩＪ”ＩＩＩ ｉｆｆ ｌ＋ −ｒ ｌ ＋ｈ６
１１１．− ／Ｌ Ｍ ｉ”ｉ ＾Ｑ Ｉ”１ ｎ２
９４・・・リンク部材、２９６・・・チャック取付スパ
イタ、２９７．２９８．２９９・・・位置決めセット、
３００−Ｘ−Ｙ−０ステージ、３１０−・・改良気体軸
受式多軸ステージ組立体、３１２・・・３軸干渉計測定
システム、３１４，３１６．３１８・・・再帰反射器、
３２６．３２８．３３０・・・干渉計、３２７．３２９
，３３１−・・干渉計距離測定経路、３３８・・・レー
ザー源、３４０，３４２・・・ビーム・ｔ・、ンダ、３
４４・・・３３％ビーム・スプリッタ。 ３４６・・・ビーム・ペンタ、３４８・・・５０％ビー
ム・スプリッタ、３５０・・・ビーム・ベンダ、３５２
．３５４，３５６・・・レシーバ、３５８・・・反射？
Ｊｊ、３６０・−＋＋ｊ ｆ角ビーム・スプリ・ンタ。 ビーム・ベンダマウント、３６２・・・バー３６４・・
・軸、３６８・−１・２尚ｉｆセツト。 ３７０・・・歯車セグメント、３７４・・・セクメント
式％式％ ３８０・・・コンピュータ、３９６・・・チャック取付
スパイ・タ
式多軸ステージ組立体であって、１１ｆ動要素をリート
ネジ駆動する改良気体軸受式多軸ステージ組つ二体の斜
視図である。 第２ＵＡは第１図の改良気体軸受式多軸ステージ組ゲ体
の断面図である。 第３図は第１図の改良気体軸受式多軸ステージ組合一体
のｘ−ｙ−ｏステージの下面を示すモ面図である。 第４図は第１図の改良気体軸受式多軸スデーシ！Ｕシ体
中間ステージ要素の下面を示すモ面図である。 第５図は本発明の別の実施例に従った別の改良気体軸受
式多軸ステージ組ゲ体てあって、１１丁動要、ドをリニ
アモータ駆動し、これらＬＩｆ動要素の位置を位置フィ
ー１〜ハツク・スケールて測定する改良気体軸受式多軸
ステージ組立体の斜視図である。 第６図は本発明のまた別の実施例に従った別の改良気体
軸受式多軸ステージ狙立体てあって、ＩＩｒ動要素をリ
ニアモータ駆動し、これら呵動夛素の位置をレーザー干
渉て４１１定する改良気体軸受式多軸ステージ組合体の
斜視図である。 第７図は直交度δＩＩＩ ２基へ（を設けたト記任意の
改良気体軸受式多軸ステージ組立体のｘ−ｙ−θステー
ジのｆ面図である。 第８Ｕ′Ａは直交沖１定基準の拡大平面図である。 第９図は改良気体軸受式多軸ステージ組立体のＸｉＹの
運動軸線の直交度を点検、更新する手１；１ａを示すフ
ローチャートである。 第１０Ａ図はウェファと予め微小回路の層を印刷し１処
理した半導体ウェファを一緒に示す上記任意の改良気体
軸受式多軸ステージ組立体の平面図である。 第１０Ｂ図は第１０Ａ図の改良気体軸受式多軸ステージ
組☆二体の平面図て、その中間ステージ組☆一体の差動
制御を利用してＸ−Ｙ−θステージのＸｉＹの運動軸線
に対して微小回路（半導体ウエファヒのもの）の列、行
を回転整合させる状７Ｆ、を示す図である。 第１１．１ン１は中間スデージ組ζ体の差動制御を可能
とずべく使用する）・：凹室内路気体軸受の断面ｉシ１
である。 第１２Ａ図および第１２Ｂ図はモ凹気体軸受ならひにそ
れぞれ第１図、第５図、第６図の改良気体軸受式多軸ス
テージＭｌ ＸＬｌ一体のための中間ステージ凹素の端
に装ｒＩシた取付フロックを示すユ１視図である。 第１３図は第１図の改良気体軸受式多軸ステージ組立体
の中間ステージ要素の差動制御を可能とすべく使用する
ｎｆ撓外性リートネジナツト・マウントの斜視図である
。 第１４図は第６図の改良気体軸受式多軸スデーシ組ケ体
のビーム・ペンタの１つを取り付けて中間ステージ要素
の差動制御を可能とするのに使用する可変色ビーム・ペ
ンタ・マウン［・の斜視図である。 第１５図は中間ステージ夛素の差動制御を説明する概略
Ｕ；！１である。 第１６図はＸ−Ｙ−θステージの回転位置決めを制御す
る手順を示すフローチャートである。 ：ｊｒＪ１７図はステップアントリピート・カメラ内に
装着した改良気体軸受式多軸ステージ組立体の斜視図で
あり、処理しつつある半導体ウェファと同一モ面にある
３つの圧動拘束体を有する圧動位置決め装置によってこ
の改良気体軸受式多軸ステージ組立体をステップアント
リピート・カメラの光学結像系に対して位置決めした状
態を示す図である。 第１８図はステップアントリピート・カメラ内に装着し
た改良気体軸受式多軸ステージＭＩケ体の斜視ＩＡであ
り、ソフトウェア演算によってこの囃良気体軸受式多軸
ステージＭｔ立体をステップアントリピート・カメラの
光学結像系に対して位１ξ決めした状態を示ず図である
。 第１９Ａ図および第１９８Ｕ２Ｉは第１８図の改良気体
軸受式多軸ステージＭｌ ｓ’ｔ一体の位置のラフ１〜
ウェアＭ算のパラメータを示す概略図である。 第２０図は第１８図の改良気体軸受式多軸ステージ組ｖ
二体のＸ−Ｙ−０ステージを位置決めする一Ｌ順を示す
フローチャー１〜である。 第２１図は改良気体軸受式多軸ステージ組合体のウェフ
ァ・チ＼・ツクを支持する圧動自在に装着したチャラフ
取付スパイタの斜視図である。 第２２１ち１はチｖ・ンク取付スパイタの位置を３軸干
渉計測定システムによって直接制御する改良気体軸受式
多軸ステージ組立体の斜視図である。 第２３図は第２２図の改良気体軸受式多軸ステージ組立
体の気体軸受スピンドル装着式モ渉計と一緒に用いて干
渉計の回転を可能とする可変色ど−ム・ペンタ・マウン
トの斜視［７１である。 第２４図はチャック取付スパイタの位置を決めるために
用いる３つのｆ渉計４１１１定経路を示す。 第２２図の改良気体軸受式多軸ステージ１徂☆：体のｆ
面図である。 第２５図はヂ＼・ラフ取付スパイタの位置を５袖丁渉計
測定システムによっ°Ｃ１ｌ′ｌ接制御してそれをｙ、
ｘ、ピウチ、ロール、片Ｊ、ｆれ（０）の各方向におい
て位置決めする改良気体軸受式多・紬スデーうパＭ１１
′ｌ一体の１１視図である。 第２６１′２Ｉは：ｉＳ ２２図および第２５図の改良
気体軸受式多軸スデーシ組ケ体の駆動モータを制御する
のに用いる制御（１１１路の出力部の修ＩＥ断面図であ
る。 図面において、１０・・・改良気体軸受式多軸スデーシ
組台：体、１１・・・Ｘ−Ｙ−０ステージ、１２・・・
Ｌ（ぺれ頂面、１４・・・基準頂面、１６・・・へ−ス
１８・・・気体軸受、２０・・・案内路気体軸受、２
４・・・中間ステージ要素、２６・・・案内路気体軸受
Ｍ１０体、２８・・・縁面、３０・・・Ｘｉ線駆動組立
体、３１・・・スロット、３２・・・気体軸受、３４・
・・真空ポケット、３６・・・気体軸受ボケ・ント、３
８・・・入力流れ絞り、４０・・・案内路気体軸受、４
２・・・基準縁面 ４４・・・案内路気体軸受組立体、
４６−・・縁面、４８．５０・・・Ｙ軸線駆動側ケ体、
４９．５１・・・スロ・〕・ト、５２・・・電イー制御
器、５４・−・モータ・エンコーダ、５６・・・リート
ネジ、５８・・・輔ａＬ。 ６０・・・複列ボール軸受半組立体、６２・・１・単列
ボール軸受、７０・・・改良気体軸受式多軸ステージ組
立体、７２．７４・・・側板、７６・・・基牛内面、７
８・・・内面、８０，８２・・・静＋ｆ二部分、８４．
８６・・・Ｙ軸線ソニア干−夕 ８８．９０・・・可動
部分、９８・・・Ｘ軸線リニアモータ、ｌｏｔ・・・空
所、１０２゜１０４ ・−Ｙ ＋ｌｌＩ ￥Ｊ ａｌｌ
ｌｌケスケール ０６−Ｘ軸線Ｊｌ定スケール、１０８
．１１０・・・ＹＩＦ！ｈ線読み取りへウド、１２０・
・・改良気体軸受式多軸ステージＭＩケ体、１２２・・
・レーザー［１２４，１２６゜１２８・・・ビーム・ベ
ンダ、１３０・・・３３％ビーム・スプリッタ、１３２
・・・５０％ビーム・スプリッタ、１３４．１３６・・
・干渉計、１３８．１４０・・・レシーバ、１４２・・
・干渉計、１４４・・・レシーバ。 １４６．１４８・・・再帰反射器、１５０・・・再帰反
射器、１５２ａ、Ｌ５２ｂ、Ｌ５２ｃ、１５２ｄ、１５
２ｅ、１５２ｆ・・・レーザー光路、１５８．１６０・
・・測定光路、１６４・・・測定光路、１６６・・・光
学アラインメント準組立体、１６８・・・取付アーム、
１７０・・・顕微鏡レンズ、１７２・・・電子光学トラ
ンスジューサ、１７４・・・直交度測定基準、１７６ａ
、１７６ｂ、１７６ｃｍアラインメント・マーク、１７
７・・パ詐導体ウェファ、１７８・・・ウェファ・チャ
ック、１８４・・・微小回路、１８６・・・中間ステー
ジ要素、１８８−・・二次元測定べ（システム、１８９
・・・三次元測定システム。 １９０・・・ｘ−ｙ−ｏステージ、１９２・・・旋回可
能Ｖ凹室内路気体軸受、１９８・・・取付プロ・ンク。 ２００・・・モ面気体軸受、２０４・・・軸受ポケット
、２０６・・・流れ絞り、２０日・・・凹面気体軸受、
２１０・・・四軸受面、２１２・・・軸受ボケウド。 ２１４・・・流れ絞り、２２６・・・可撓性リートネジ
・ナンド・マウント、２５０・・・ビーム・ベンダ。 ２５２・・・反９＃要２ド、２５３・・・軸、２５５・
・・１２（↓１・ｌ（セン）−，２５６・・・軸１２５
８・・・歯−１（セグメント、２５８・・・セクメント
式南−１１クラスタ、２６０・・・ピン、２６１・・・
ｔＪｔｌ ＩＩｉセグメント１２７０・・・、ｊ、（べ
ｔ線１．２７２・・・回転中心、２７８ａ２７８ｂ・・
・アラインメント・−７−り、２８０・・・アラインメ
ン）〜・露光システム、２８２・・・像。 ２８４・・・マスク、２８７，２８８，２８９・・・サ
ー−ＩＪ”ＩＩＩ ｉｆｆ ｌ＋ −ｒ ｌ ＋ｈ６
１１１．− ／Ｌ Ｍ ｉ”ｉ ＾Ｑ Ｉ”１ ｎ２
９４・・・リンク部材、２９６・・・チャック取付スパ
イタ、２９７．２９８．２９９・・・位置決めセット、
３００−Ｘ−Ｙ−０ステージ、３１０−・・改良気体軸
受式多軸ステージ組立体、３１２・・・３軸干渉計測定
システム、３１４，３１６．３１８・・・再帰反射器、
３２６．３２８．３３０・・・干渉計、３２７．３２９
，３３１−・・干渉計距離測定経路、３３８・・・レー
ザー源、３４０，３４２・・・ビーム・ｔ・、ンダ、３
４４・・・３３％ビーム・スプリッタ。 ３４６・・・ビーム・ペンタ、３４８・・・５０％ビー
ム・スプリッタ、３５０・・・ビーム・ベンダ、３５２
．３５４，３５６・・・レシーバ、３５８・・・反射？
Ｊｊ、３６０・−＋＋ｊ ｆ角ビーム・スプリ・ンタ。 ビーム・ベンダマウント、３６２・・・バー３６４・・
・軸、３６８・−１・２尚ｉｆセツト。 ３７０・・・歯車セグメント、３７４・・・セクメント
式％式％ ３８０・・・コンピュータ、３９６・・・チャック取付
スパイ・タ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１）、ベース（１６）と、このベースの基準頂面（１
４）に沿ってＹ方向に動くことのできる中間ステージ要
素（２４）と、それぞれＹ方向に対して平行なＹ軸線、
直交Ｘ軸線に沿って動くことができ、かつ、直交Ｚ軸線
まわりのθ軸線に沿って回転することができ、加工片（
１７７）を保持することができるＸ−Ｙ−θステージ （１１）、（３００）または（３９１）と、このＸ−Ｙ
−θステージを動かす多軸駆動手段 （３０、４８、５０）または（８４、８６、９８）と、
ベースに関するＸ−Ｙ−θステージの位置を決定する多
軸測定手段（１０２、１０４、１５８）または（１５８
、１６０、１６４）または（３２７、３２９、３３１）
または（３２７、３２９、３３１、３９４、３９６）と
を包含するＸ−Ｙ−θステージ装置（１８０）、（３１
０）または（３９０）において、ベースの基準面（４２
）または（７６）を利用して中間ステージ要素に対して
所定の並んだ位置にある気体軸受（４０）または（１９
２）を案内し、中間ステージ要素をＹ軸線に沿って案内
し、中間ステージ要素の基準頂面（１２）を利用してベ
ースの基準頂面（１４）に対して平行な平面にＸ−Ｙ−
θステージを支持し、中間ステージ要素の基準面（２２
）を利用してＸ−Ｙ−θステージに関して所定の並んだ
位置にある気体軸受（２０）を案内し、Ｘ−Ｙ−θステ
ージを中間ステージ要素と一緒にＹ軸線に沿って案内し
、さらに、Ｘ＿ｉ軸線（ほぼＸ方向）に沿った中間ステ
ージ要素の基準面（２２）に対して平行な方向にＸ−Ｙ
−θステージを案内し、多軸測定手段から導かれた位置
情報を処理し、多軸駆動手段を所定の要領で制御するこ
とによってＸ−Ｙ−θステージをＸ軸線、Ｙ軸線、θ軸
線に沿って所定位置まで移動させる制御手段（５５、５
２）または（３８２）を設けたことを特徴とする装置。 （２）、特許請求の範囲第１項記載の装置において、中
間ステージ要素をＹ軸線に沿って案内するのに利用する
気体軸受（１９２）が旋回可能な気体軸受（１９２）で
あり、この旋回可能気体軸受の第１気体軸受がベースの
基準面（４２）または（７６）と並んで位置する平気体
軸受 （２００）であり、旋回可能気体軸受の第２気体軸受が
中間ステージ要素の基準凸面（２１０）と並んで位置す
る凹気体軸受（２０８）であってθ軸線に沿って中間ス
テージ要素が回転するヒステリシス無し基準点を与える
ことを特徴とする装置。 （３）、特許請求の範囲第１項記載の装置において、多
軸駆動手段が第１、第２のＹ軸線リニアモータ（８４、
８６）とＸ軸線リニアモータ（９８）とを包含し、第１
、第２のＹ軸線リニアモータを並列で利用して中間ステ
ージ要素をＹ軸線に沿って動かし、第１、第２のＹ軸線
リニアモータを差動状態状態で利用して中間ステージ要
素をθ軸線に沿って動かし、Ｘ軸線リニアモータを利用
してＸ−Ｙ−θステージをＸ＿ｉ軸線に沿って動かし、
Ｙ軸線に沿ったＸ−Ｙ−θステージの動きが第１、第２
のＹ軸線リニアモータおよびＸ軸線リニアモータのＹ−
Ｘ＿ｉｓｉｎθで表される総合運動によって決定され、
Ｘ軸線に沿ったＸ−Ｙ−θステージの動きがＸ軸線リニ
アモータのＸ＿ｉｃｏｓθで表される動きによって決定
されることを特徴とする装置。 （４）、特許請求の範囲第３項記載の装置において、多
軸測定手段が第１、第２のＹ軸線測定手段（１０２、１
０４）または（１５８、 １６０）と、Ｘ＿ｉ軸線測定手段（１０６）または（１
６４）とを包含し、第１、第２のＹ軸線測定手段を並列
で利用して中間ステージ要素のＹ軸線に沿った位置を測
定し、第１、第２のＹ軸線測定手段を差動状態で利用し
て中間ステージ要素のθ軸線に沿った位置を測定し、Ｘ
軸線測定手段を利用してＸ−Ｙ−θステージのＸ＿ｉ軸
線に沿った位置を測定し、Ｘ−Ｙ−θステージのＹ軸線
に沿った位置が第１、第２のＹ軸線測定手段およびＸ軸
線測定手段のＹ−Ｘ＿ｉｓｉｎθで表される総合測定値
によって決定され、Ｘ−Ｙ−θステージのＸ軸線に沿っ
た位置がＸ＿ｉ軸線測定手段のＸ＿ｉｃｏｓθで表され
る測定値によって決定されることを特徴とする装置。 （５）、特許請求の範囲第４項記載の装置において、ベ
ース（１６）が運動支持システムを経て利用装置（２８
０）に関して装着してあり、この運動支持システムがベ
ースと利用装置の間にある３本のリンク部材（２９０、
２９２、２９４）を包含し、これらのリンク部材が加工
片 （１７７）の平面内に位置しており、加工片と利用装置
の間のアッベ・オフセット・エラーを防ぐようになって
いることを特徴とする装置。 （６）、特許請求の範囲第４項記載の装置において、ベ
ース（１６）が運動支持システムを経て利用装置（２８
０）に装着してあり、この運動支持システムがベースと
利用装置の間で加工片（１７７）の平面に対して平行な
平面に位置する３本のリンク部材（２９０、２９２、２
９４）と、各々Ｚ軸線に平行な第１、第２、第３の寸法
Ｚ＿１、Ｚ＿２、Ｚ＿３を測定する３つの位置決めセッ
ト（２８７、２８８、２８９）とを包含し、第１、第２
、第３の寸法Ｚ＿１、Ｚ＿２、Ｚ＿３を利用してチャッ
ク取付スパイダの位置におけるピッチ（γ）、ロール（
φ）のオフセット量を計算し、さらに、測定手段の平面
間のＺ軸線に沿った距離とそれぞれγおよびφとの積に
よって実質的に表される、加工片のＹ軸線、Ｘ軸線に沿
ったアッベ・オフセットを計算することを特徴とする装
置。 （７）、特許請求の範囲第３項記載の装置において、加
工片（１７７）がウェファ・チャック（１７８）上に装
着してあり、このウェファ・チャックがチャック取付ス
パイダ（２９６）によって支持されており、このチャッ
ク取付スパイダが３軸干渉計測定システム（３１２）の
３つの再帰反射器（３１４、３１６、３１８）を直接取
り付けており、この３軸干渉計測定システムが３つの測
定軸線（３２７、３２９、３３１）に沿った、再帰反射
器の平面のところでのベース（１６）に関するチャック
取付スパイダの位置を直接測定することを特徴とする装
置。 （８）、特許請求の範囲第７項記載の装置において、チ
ャック取付スパイダが各々Ｚ軸線に対して平行な第１、
第２、第３の寸法Ｚ＿１、Ｚ＿２、Ｚ＿３を測定する３
つの位置決めセット（２９７、２９８、２９９）からな
るシステムによって支持されており、第１、第２、第３
の寸法Ｚ＿１、Ｚ＿２、Ｚ＿３を利用してチャック取付
スパイダの位置におけるピッチ（γ）、ロール（φ）の
オフセットを計算し、さらに、再帰反射器の平面間のＺ
軸線に沿った距離とそれぞれγ、φとの積によって実質
的に表される、Ｙ軸線、Ｘ軸線に沿った加工片のアッベ
・オフセットを計算することを特徴とする装置。 （９）、特許請求の範囲第３項記載の装置において、加
工片（１７７）がウェファ・チャック（１７８）上に装
着してあり、このウェファ・チャックがチャック取付ス
パイダ（２９６）によって支持されており、このチャッ
ク取付スパイダが５軸干渉計測定システム（３１２）の
５つの再帰反射器（３１４、３１６、３１８、３９８、
４００）を直接取り付けており、これら再帰反射器のう
ち３つの再帰反射器（３１４、３１６、３１８）がＺ軸
線に直交する第１の平面内に取り付けてあり、他の２つ
の再帰反射器（３９８、４００）がＺ軸線に直交する第
２の平面内に取り付けてあり、５軸干渉計測定システム
が第１平面のところでベース（１６）に関する、３つの
測定軸線（３２７、３２９、３３１）に沿ったチャック
取付スパイダの位置を直接測定すると共に、２つの付加
的な測定軸線（３９４、３９６）に沿った第１平面に関
する第２平面のアッベ・オフセットを差動測定し、第１
平面に関する第２平面のこの測定したアッベ・オフセッ
トを利用して、第１平面に関する第２平面のアッベ・オ
フセットと加工片の平面、第１平面間のＺ軸線に沿った
距離の積を第１、第２の平面間のＺ軸線に沿った距離で
割った負の値で表される、第１平面に関する加工片の平
面の付随的アッベ・オフセットを計算することを特徴と
する装置。
Applications Claiming Priority (2)
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