检测装置及台装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及进行高精度移动的台的状态的检测的检测装置及台装置，目的是提供一种使用容易制造的形状的基准栅格、能够检测台的５个自由度的状态、并且能够提高检测的精度的检测装置及台装置。通过具备朝向基准栅格照射光的光源部、通过多个开口部将光分光为多束光的分光机构、和对多束反射光一齐受光的受光元件的检测机构，根据多束反射光的变化检测相对基准栅格的状态。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及检测装置及台装置，特别涉及检测高精度地移动的台的状态的检测装置及台装置。
技术介绍
对应于作为IT技术的根基的半导体设备的高集成化、低价格化，对制造半导体设备的半导体曝光装置的高生产性、高精度化、高速化等的要求变高。对于作为半导体曝光装置的关键组件的台，需要具有10nm左右的精度和几百mm的移动范围的高速多自由度台装置。因此，需要精密地计测台的多自由度位置和姿势，反馈其结果来进行台的定位控制。作为以往的定位装置的位置计测方式，一般采用光学式线性编码器、激光测长仪及自动准直仪等。这些基本上以1维的长度或姿势测量作为基本原理，通过其多个轴的组合来进行位置或姿势的计测。此外，在用于高精度计测的激光干涉计中，由于利用激光进行台(定位对象物)的位置的计测，所以有因台被放置的装置内的空气的摇摆等而使计测值的精度降低的问题。此外，在激光干涉计中，由于只能将光学部件置于台的外部，所以为了防止空气的摆动而需要在每个方向上配置作为激光的光路的金属管。因此，有使台装置整体大型化、其结构变得复杂等的问题。进而，在使台绕Z轴旋转的情况下，有来自台的反射光从干涉计的受光部偏离而不能进行XY方向的位置检测的问题。作为解决这样的问题的检测装置，已知有对基准栅格照射激光、通过2维角度传感器检测由基准栅格(角度栅格)反射的反射光的XY方向的2维角度的检测装置(例如参照专利文献1及专利文献2)。图1是表示具有基准栅格和2维角度传感器的以往的检测装置的概略图。如图1所示，在以往的检测装置300中，通过1个2维角度传感器290的输出变化来进行XY方向的位置检测。该2维角度传感器290是检测基准栅格的面的倾斜的传感器，能够检测基准栅格的面的法线方向的变化。因而，能够通过2维角度传感器290检测XY方向(两个方向)的倾斜或法线变化。基准栅格320是在平面上的正交的两个方向(X方向及Y方向)上集合地形成有以已知的函数变化的峰与谷的基准栅格，在基准栅格320的形状中使用正弦波。接着，参照图2对图1所示的2维角度传感器290进行说明。图2是表示2维角度传感器的图。2维角度传感器290是基于自动准直法的几何光学传感器。如图2所示，从激光光源310照射的1条激光310通过偏光束分离器302和1/4波长板303，入射到基准栅格320的表面上。由基准栅格320的表面反射的激光312被偏光束分离器302反射，激光312入射到自动准直仪305中。自动准直仪305具有包括物镜306、和检测光斑位置的受光元件307的结构。专利文献1日本特开平8-199115号公报专利文献2日本专利2960013号公报但是，在上述自动准直法中，需要使处于物镜306的焦点的标板(一般为十字线)在无限远处成像，使由处于物镜306的前面的平面镜反射的平行光成像在共轭于标板面的位置上，根据成像的十字线的面内的位移来读取平面镜的微小的角度位移。因此，需要自动准直仪305等昂贵且复杂的部件，存在检测装置300的成本变高的问题。此外，为了进行高分辨率的位置检测，基准栅格320与多光斑的周期变短，随之有可能因光的干涉和衍射而使几何光学原理不成立。因此，有难以高精度地进行检测的问题。此外，为了对2维位移(X方向及Y方向的位移)和3个姿势变化(相对于X轴的旋转方向、相对于Y轴的旋转方向、以及相对于Z轴的旋转方向)的5个自由度的状态进行检测，需要3个2维角度传感器300。因而，有难以进行这些传感器间的调节的问题。进而，在台装置中，在使台移动时一边进行位置检测一边驱动控制设在台的两侧的一对线性马达。为了提高此时的位置检测精度，需要将上述检测装置300做成更紧凑的结构来正确地检测线性马达的移动量及倾斜度。此外，作为上述以外的检测装置，已知有通过相对于在台的移动方向上延伸形成的缝隙板移动的光传感器光学地检测缝隙数来检测台的位置的直线检测位置。可以使用该直线检测位置检测移动方向的台的位移量。但是，不能使用该直线检测位置检测其他方向的台的位移量(例如上下方向及台的绕各轴的倾斜角度)。因此，在以往的台装置中，在台的两侧配置一对直线检测位置，根据由一对直线检测位置检测到的检测信号的差计算求出台的偏转角。并且，不检测台的其他方向的倾斜角度，而控制台的移动。以往的台装置由于根据由直线检测位置得到的移动方向的位置(移动量)驱动控制线性马达，所以不能正确地掌握使台移动时的、其他方向的倾斜状态。因此，有在台倾斜的情况下难以正确地检测出向哪个方向倾斜多少的问题。
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述问题而做出的，目的是提供一种使用容易制造的形状的基准栅格、能够容易地进行台的位移及倾斜角度的检测、并且能够提高检测的精度的检测装置及台装置。为了解决上述课题，本专利技术的检测装置的特征在于，具备基准栅格，具有在2维方向上周期地变化的形状；光源，向上述基准栅格照射光；分光机构，具有多个开口部，通过上述多个开口部将从上述光源照射的光分光为多束光；检测机构，具有对由上述基准栅格反射的多束反射光一齐受光的受光元件；并且，上述检测机构根据上述受光元件受光的上述多束反射光的变化，检测相对上述基准栅格的状态。根据上述检测装置，将由分光机构分光后的多束光照射在基准栅格上，将从基准栅格反射的多束反射光一齐由受光元件受光，检测机构根据多束反射光的变化进行状态的检测。因此，即使在被照射了多束光的基准栅格中的某一个有缺陷时，也能够根据被照射在其他的正常的基准栅格上的多束光的反射光的变化进行状态的检测。与以往的照射1束光、根据其反射光来进行状态的检测的情况相比较，能够更高精度地进行状态的检测。上述检测装置也可以构成为，上述受光元件由多个光敏二极管构成；在对上述多束反射光进行受光的上述检测机构的面的中央，至少具有进行以X轴为旋转轴的旋转移动的状态的检测、以及以Y轴为旋转轴的旋转移动的状态的检测的4个光敏二极管。根据该检测装置，通过在对多束反射光进行受光的检测机构的面的中央设置4个光敏二极管，能够进行以X轴为旋转轴的旋转移动的状态的检测、以及以Y轴为旋转轴的旋转移动的状态的检测。或者，上述检测装置也可以构成为，在上述检测机构的面的四角至少具有用来进行以Z轴为旋转轴的旋转移动的状态的检测的两个为一组的光敏二极管。根据该检测装置，通过在检测机构的四角设置两个为一组的光敏二极管，能够进行以Z轴为旋转轴的旋转移动的状态的检测。或者，上述检测装置也可以构成为，在上述受光元件中使用电荷耦合器件(CCD)。根据该检测装置，通过使用电荷耦合器件(CCD)作为受光元件，能够对由基准栅格反射的多束反射光一齐受光，通过由检测机构检测的多束反射光的变化，检测相对基准栅格的状态。或者，上述检测装置也可以构成为，上述基准栅格构成为相对于上述基准栅格的中心轴为对称的形状。根据该检测装置，通过将基准栅格构成为相对于基准栅格的中心轴为对称的形状，与以往的在2维方向上具有正弦波的形状的基准栅格相比，能够更容易地制造基准栅格。为了解决上述课题，本专利技术的检测装置的特征在于，具备基准栅格，在表面上具有在2维方向上交替地形成有具有预定的形状的凹曲面和凸曲面的检测面；发光部，相对于上述基准栅格可移动地设置，从上述基准栅格的铅直方向朝向上述检测面照射多束平行光；受光部，设置为与上述发光部一体地移动，具本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种检测装置，其特征在于，具备：基准栅格，具有在２维方向上周期性地变化的形状；光源，向上述基准栅格照射光；分光机构，具有多个开口部，通过上述多个开口部将从上述光源照射的光分光为多束光；检测机构，具有对由上述基 准栅格反射的多束反射光一齐受光的受光元件；并且，上述检测机构根据上述受光元件受光的上述多束反射光的变化，检测相对上述基准栅格的状态。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2004-4-27 131886/2004;JP 2004-6-29 191828/20041.一种检测装置，其特征在于，具备基准栅格，具有在2维方向上周期性地变化的形状；光源，向上述基准栅格照射光；分光机构，具有多个开口部，通过上述多个开口部将从上述光源照射的光分光为多束光；检测机构，具有对由上述基准栅格反射的多束反射光一齐受光的受光元件；并且，上述检测机构根据上述受光元件受光的上述多束反射光的变化，检测相对上述基准栅格的状态。2.如权利要求1所述的检测装置，其特征在于，上述受光元件由多个光敏二极管构成；在对上述多束反射光进行受光的上述检测机构的面的中央，至少具有进行以X轴为旋转轴的旋转移动的状态的检测、以及以Y轴为旋转轴的旋转移动的状态的检测的4个光敏二极管。3.如权利要求1所述的检测装置，其特征在于，在上述检测机构的面的四角至少具有用来进行以Z轴为旋转轴的旋转移动的状态的检测的两个为一组的光敏二极管。4.如权利要求1所述的检测装置，其特征在于，在上述受光元件中使用电荷耦合器件(CCD)。5.如权利要求1所述的检测装置，其特征在于，上述基准栅格构成为相对于上述基准栅格的面内两轴对称的形状。6.一种检测装置，其特征在于，具备基准栅格，在表面上具有在2维方向上交替地形成有具有预定的形状的凹曲面和凸曲面的检测面；发光部，相对于上述基准栅格可移动地设置，从上述基准栅格的铅直方向朝向上述检测面照射多束平行光；受光部，设置为与上述发光部一体地移动，具有对透射上述基准栅格的上述多束平行光进行受光的多个受光元件。7.一种检测装置，其特征在于，具备基准栅格，在表面上具有在2维方向上交替地形成有具有预定的形状的凹曲面和凸曲面的检测面；反射面，形成在上述基准栅格的背面上；发光部，相对于上述基准栅格可移动地设置，从上述基准栅格的铅直方向朝向上述检测面照射多束平行光；受光部，设置为与上述发光部一体地移动，具有对从上述反射面反射的多束平行光进行受光的多个受光元件。8.一种检测装置，其特征在于，具备基准栅格，在表面上具有在2维方向上交替地形成有具有预定的形状的凹曲面和凸曲面的检测面；反射面，形成在上述检测面上；发光部，相对于上述基准栅格可移动地设置，从上述基准栅格的铅直方向朝向上述检测面照射多束平行光；受光部，设置为与上述发光部一体地移动，具有对从上述反射面反射的多束平行光进行受光的多个受光元件。9.如权利要求6所述的检测装置，其特征在于，上述发光部具有光...

【专利技术属性】
技术研发人员：高伟，清野慧，富田良幸，平田彻，渡边阳司，牧野健一，
申请(专利权)人：住友重机械工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]