特開 2024-74248 位置決め装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024074248

(43)【公開日】2024-05-30

(54)【発明の名称】位置決め装置

(51)【国際特許分類】

   G03F 9/00 20060101AFI20240523BHJP

   H01L 21/68 20060101ALI20240523BHJP

【ＦＩ】

G03F9/00 Z

H01L21/68 F

H01L21/68 K

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2023179412

(22)【出願日】2023-10-18

(31)【優先権主張番号】22208218

(32)【優先日】2022-11-18

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(71)【出願人】

【識別番号】390014281

【氏名又は名称】ドクトル・ヨハネス・ハイデンハイン・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツング

【氏名又は名称原語表記】ＤＲ． ＪＯＨＡＮＮＥＳ ＨＥＩＤＥＮＨＡＩＮ ＧＥＳＥＬＬＳＣＨＡＦＴ ＭＩＴ ＢＥＳＣＨＲＡＮＫＴＥＲ ＨＡＦＴＵＮＧ

(74)【代理人】

【識別番号】100118902

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 修

(74)【代理人】

【識別番号】100106208

【弁理士】

【氏名又は名称】宮前 徹

(74)【代理人】

【識別番号】100196508

【弁理士】

【氏名又は名称】松尾 淳一

(72)【発明者】

【氏名】アルヤン・バッケル

(72)【発明者】

【氏名】バート・ファン・カンペン

【テーマコード（参考）】

2H197

5F131

【Ｆターム（参考）】

2H197CD12

2H197CD15

2H197CD17

2H197CD18

2H197CD43

2H197EB23

2H197JA09

5F131AA02

5F131BA13

5F131BA39

5F131CA21

5F131DA33

5F131DA42

5F131EA02

5F131EA14

5F131EA15

5F131EA16

5F131EA22

5F131EA23

5F131EA24

5F131EA25

5F131KA03

5F131KA47

5F131KA72

5F131KB07

5F131KB12

5F131KB32

5F131KB53

5F131KB54

5F131KB55

5F131KB56

(57)【要約】      （修正有）

【課題】支持装置に固定さた器具に対するテーブルの位置決め装置を提供する。
【解決手段】位置決め装置は、２つの互いに線形独立した方向でテーブルＳＳＭを事前位置決めするため交差して鉛直方向Ｚに重なり合って配置された２つのリニア軸ＬＳＸ、ＬＳＹを含み、テーブルＳＳＭは、両方のリニア軸の一方ＬＳＸの上にある第１の磁気浮上ユニットＭＬ１によって保持され、かつ６自由度に移動可能である。テーブルＳＳＭの位置は、両方のリニア軸のもう一方ＬＳＹの上に配置された測定ヘッドＦＭＨならびに第１および第２の６－ＤＯＦエンコーダＡ、Ｂにより、第１の６－ＤＯＦエンコーダＡが支持装置ＦＡＰと測定ヘッドＦＭＨとの間に配置されており、かつ第２の６－ＤＯＦエンコーダＢが測定ヘッドＦＭＨとテーブルＳＳＭとの間に配置されていることによって突き止め可能である。測定ヘッドＦＭＨは６自由度で能動的に移動可能である。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

支持装置（ＦＡＰ）に固定されている器具（Ｔ）に対してテーブル（ＳＳＭ）を位置決めするための位置決め装置であって、前記位置決め装置が、２つの互いに線形独立した方向（Ｘ、Ｙ）で前記テーブル（ＳＳＭ）を事前位置決めするため交差して鉛直方向（Ｚ）に重なり合って配置された２つのリニア軸（ＬＳＸ、ＬＳＹ）を含み、前記テーブル（ＳＳＭ）が、両方の前記リニア軸の前記一方（ＬＳＸ）の上にある第１の磁気浮上ユニット（ＭＬ１）によって保持されており、かつ６自由度の精密位置決めのために能動的に移動可能であり、前記支持装置（ＦＡＰ）に対する前記テーブル（ＳＳＭ）の位置が、両方の前記リニア軸の前記もう一方（ＬＳＹ）の上に配置された測定ヘッド（ＦＭＨ）ならびに第１および第２の６－ＤＯＦエンコーダ（Ａ、Ｂ）により、前記第１の６－ＤＯＦエンコーダ（Ａ）が前記支持装置（ＦＡＰ）と前記測定ヘッド（ＦＭＨ）との間に配置されており、かつ前記第２の６－ＤＯＦエンコーダ（Ｂ）が前記測定ヘッド（ＦＭＨ）と前記テーブル（ＳＳＭ）との間に配置されていることによって突き止め可能である、位置決め装置において、前記測定ヘッド（ＦＭＨ）が、前記両方のリニア軸のもう一方（ＬＳＹ）の上にある第２の磁気浮上ユニット（ＭＬ２）により、６自由度で能動的に移動可能であることを特徴とする、位置決め装置。

【請求項2】

前記第１および第２の６－ＤＯＦエンコーダ（Ａ、Ｂ）が、前記測定ヘッド（ＦＭＨ）の側面に配置された、走査ヘッド（ＩＰ、ＯＰ）を備えた走査ヘッド群（ＥＡ、ＥＢ）をそれぞれ含み、前記走査ヘッド群（ＥＡ、ＥＢ）が、前記第１の６－ＤＯＦエンコーダ（Ａ）の場合には、前記支持装置（ＦＡＰ）に配置された少なくとも１つの第１のスケール（ＳＡ）に位置合わせされており、および前記第２の６－ＤＯＦエンコーダ（Ｂ）の場合には、前記テーブル（ＳＳＭ）に配置された少なくとも１つの第２のスケール（ＳＢ）に位置合わせされていることを特徴とする、請求項１に記載の位置決め装置。

【請求項3】

前記走査ヘッド群（ＥＡ、ＥＢ）が、それぞれ走査される前記第１および第２のスケール（ＳＡ、ＳＢ）の平面に平行なおよびそれに垂直な位置測定を可能にする走査ヘッド（ＩＰ、ＯＰ）をそれぞれ含むことを特徴とする、請求項２に記載の位置決め装置。

【請求項4】

前記走査ヘッド群（ＥＡ、ＥＢ）内の前記走査ヘッド（ＩＰ、ＯＰ）が、それぞれ走査される前記第１および第２のスケール（ＳＡ、ＳＢ）の平面での傾きならびにそれぞれ走査される前記第１および第２のスケール（ＳＡ、ＳＢ）の平面への垂線を中心とした回転が捕捉可能であるように配置されていることを特徴とする、請求項３に記載の位置決め装置。

【請求項5】

交差する前記リニア軸（ＬＳＸ、ＬＳＹ）が基礎フレーム（ＢＦ）の上に取り付けられていること、および前記支持装置（ＦＡＰ）と前記基礎フレーム（ＢＦ）との間に、振動の伝達を減らすためのダンパー機構（ＡＤ）が配置されていることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の位置決め装置。

【請求項6】

前記器具（Ｔ）がカメラまたは露光装置の対象物であることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の位置決め装置。

【請求項7】

前記テーブル（ＳＳＭ）がウエハテーブルであることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の位置決め装置。

【請求項8】

請求項１から７のいずれか一項に記載の位置決め装置の動作のための方法において、前記第１および第２の磁気浮上ユニット（ＭＬ１、ＭＬ２）が、上位に置かれた制御部により、前記第１のエンコーダ（Ａ）によって測定される値が一定に保たれることで前記測定ヘッド（ＦＭＨ）が前記支持装置（ＦＡＰ）についていくように、ならびに前記第２のエンコーダ（Ｂ）によって測定される値が一定に保たれることで前記テーブル（ＳＳＭ）が前記測定ヘッド（ＦＭＨ）についていくか、または前記第１および第２のエンコーダ（Ａ、Ｂ）によって測定される値の合計が一定に保たれることで前記テーブル（ＳＳＭ）が前記支持装置（ＦＡＰ）についていくかのいずれかであるように制御され、これにより前記器具（Ｔ）に対する前記テーブル（ＳＳＭ）の位置の望ましくないズレが相殺されることを特徴とする、方法。

【請求項9】

前記器具（Ｔ）に対する前記テーブル（ＳＳＭ）の、前記上位に置かれた制御部によって制御された位置変化が相殺されることはない、請求項８に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えばウエハテーブル上のウエハを、支持装置に取り付けられた検査機器または露光機の対象物に対して非常に正確に位置決めできる位置決め装置に関する。

【背景技術】

【0002】

不動の対象物に対する可動の対象物の６自由度（デカルト座標系では、これは互いに対して、ここではＸ、Ｙ、Ｚで表す垂直な３つの直線的な空間方向およびこれらの直線的な空間方向を中心とした３つの回転ｄＸ、ｄＹ、ｄＺである）での位置決めは、この技術において絶えず繰り返されるタスクである。コントロールされた駆動部によって１つの対象物をもう１つの対象物に対して位置決めし得るためには、全自由度での相対位置の測定が必要である。このために使用される位置測定機器は、エンコーダとしばしば呼ばれ、非常に様々な実施形態において公知である。測定は、非常に様々な物理原理に基づき得る。例えば、両方の対象物の一方の上での光学的、磁気的、容量性、または誘導性の構造が公知であり、これらの構造に合った走査ヘッドによる両方の対象物の走査が信号をもたらし、これらの信号から所望の位置情報が取得され得る。エンコーダに応じて、少なくとも１つの、複数の、または全６つの自由度に関する位置情報が取得され得る。

【0003】

ＥＰ１０１９６６９Ｂ１は、一方の対象物の、もう一方の対象物に対する位置に関する情報を提示し得るエンコーダの一例を提供している。このために一方の対象物には、十字格子を有するスケールが付けられている。もう一方の対象物は、スケールの平面内の２つの直線的な空間方向（面内自由度）のために３つの走査部を備えた走査ヘッドを支持しており、これらの走査部から、第３の空間方向（面外自由度、ここではスケールの平面に対して垂直）を中心とした回転も取得され得る。また走査ヘッド内には３つの間隔センサがあり、これらの間隔センサはそれぞれ、面外自由度に関する位置値をもたらし、これにより、面外自由度と、面内自由度を中心とした回転との決定を可能にする。

【0004】

米国特許第９９７９２６２（Ｂ２）号は、ガントリーアセンブリの横桁に取り付けられているウエハテーブルのための位置決め装置を記載している。処理能力のために必要な、ウエハテーブルの高い加速度の故に、横桁は大きな力に曝されており、位置測定のための基準として良好には適していない。したがってウエハテーブルなしの第２の横桁が随伴し、この第２の横桁はその比較的小さな質量の故に、位置基準としてより良く適している。第１のエンコーダで、第２の横桁に対するウエハテーブルの位置が捕捉され、第２のエンコーダで、不動の基準に対する第２の横桁の位置が捕捉される。これらのエンコーダのためにそれぞれ複数の走査ヘッドおよび複数のスケールが用いられることにより、それぞれ全６自由度での位置が決定され得る。このようなエンコーダはここでは６－ＤＯＦエンコーダとも呼ばれる。つまり第２の横桁は可動の基準構造として役立ち、この基準構造を介して、第２のエンコーダにより、不動の基準に対するウエハテーブルの位置が確定され得る。

【0005】

ＥＰ１７６２８２８Ｂ１は、走査光学系が、光学格子の走査から、面内自由度（格子平面内）も面外自由度（格子平面に垂直）も測定できる走査ヘッドを記載している。この場合、両方の次元がサブナノメートル範囲の非常に高い精度で測定され得る。この文献の図２に示されているように、位置合わせの異なるこの種類の走査ヘッドを組み合わせることで、６自由度の位置測定のための１つの６－ＤＯＦエンコーダが形成され得る。

【0006】

ＥＰ１７１５３８４Ｂ１は、ウエハのための位置決め装置を記載している。ウエハテーブルは磁気浮上ユニットの上に配置されており、磁気浮上ユニットは、テーブルを６自由度で、ただし小さな移動でのみ、位置決めし得る。設置平面に平行な水平平面内での大きな変位のためには、ウエハテーブルの下に２つの交差するリニア軸が配置されており、これらのリニア軸のうち上側のリニア軸が磁気浮上ユニットを支持している。不動の器具、例えば露光機器のレンズに対するウエハテーブルの位置決めは、一緒に移動する測定ヘッドに対するウエハテーブルの位置が第１の６－ＤＯＦエンコーダによって捕捉され、かつ不動の器具に対する測定ヘッドの位置が第２の６－ＤＯＦエンコーダによって捕捉されることによって行われる。一緒に移動する測定ヘッドは、２つの交差するリニア軸の下側のリニア軸上に配置されており、よってウエハテーブルが下側のリニア軸によって変位される場合はウエハテーブルの近傍に留まっている。たとえ交差するリニア軸による移動が、両方の６－ＤＯＦエンコーダの走査間隔に相応に大きな変化を生じさせないとしても、これらの変化は、例えばガイド欠陥に基づき、非常に正確な位置を決定するには依然として大きすぎる。例えば、６－ＤＯＦエンコーダにおける走査間隔の変化またはスケールに対する走査ヘッドの傾きの影響を、エンコーダモデルに基づいてモデル化または較正することは、確かにある程度までは可能であるが、非常に正確な位置評価は、この構成では困難であり、かつそのためのコストが非常に高いか、または大きすぎる変動の場合は失敗し得る。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】ＥＰ１０１９６６９Ｂ１

【特許文献2】米国特許第９９７９２６２（Ｂ２）号

【特許文献3】ＥＰ１７６２８２８Ｂ１

【特許文献4】ＥＰ１７１５３８４Ｂ１

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

それゆえ本発明の課題は、器具に対するテーブルの位置捕捉がさらに改善されることにより、器具に対してテーブルをさらにより高い精度で位置決め可能な位置決め装置を提示することである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

この課題は請求項１に基づく装置によって解決される。この装置の有利な詳細およびこの装置の動作のための方法は、請求項１に従属する請求項からも明らかである。
支持装置に固定されている器具に対してテーブルを位置決めするための位置決め装置が開示される。この位置決め装置は、２つの互いに線形独立した方向でテーブルを事前位置決めするため交差して鉛直方向に重なり合って配置された２つのリニア軸を含み、テーブルは、両方のリニア軸の一方の上にある第１の磁気浮上ユニットによって保持されており、かつ６自由度の精密位置決めのために能動的に移動可能である。支持装置に対するテーブルの位置は、両方のリニア軸のもう一方の上に配置された測定ヘッドならびに第１および第２の６－ＤＯＦエンコーダにより、第１の６－ＤＯＦエンコーダが支持装置と測定ヘッドとの間に配置されており、かつ第２の６－ＤＯＦエンコーダが測定ヘッドとテーブルとの間に配置されていることによって突き止め可能である。測定ヘッドはこのために、両方のリニア軸のもう一方の上にある第２の磁気浮上ユニットにより、６自由度で能動的に移動可能である。

【0010】

ここではテーブルと支持装置との間に配置された測定ヘッドも磁気浮上ユニットの上に配置されていることにより、測定ヘッドが、両方のリニア軸での意図した移動を除いて、すべてのほかの意図しない移動を相殺することができる。両方の６－ＤＯＦエンコーダは、ここでは走査間隔または傾きの変動が著しく小さくなっているおかげで、より正確に測定でき、つまり較正およびモデル化のためのコストがかなり減少する。

【0011】

本発明のさらなる利点および詳細は、図に基づく様々な実施形態の以下の説明から明らかである。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】従来技術から公知の位置決め装置の概略図である。

【図2】本発明に基づく位置決め装置の概略図である。

【図3】本発明に基づく位置決め装置の具体的な一形態を示す図である。

【図4】図３からの６－ＤＯＦエンコーダの構成の詳細側面図である。

【図5】図３からの６－ＤＯＦエンコーダの構成の詳細透視図である。

【図6】図３の６－ＤＯＦエンコーダの走査ヘッドの詳細図である。

【図7】図３の６－ＤＯＦエンコーダのスケールの詳細図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

図１は、従来技術から公知の原理に基づいて組み立てられており、本発明の例示的実施形態ではない位置決め装置を非常に概略的に示している。
それ自体は例えば機械作業室またはクリーンルームの床Ｆに置かれている台座ＰＥＤの上に、基礎フレームＢＦが、アクティブダンパーＡＤによって振動絶縁されて設置されている。基礎フレームＢＦは、交差するリニア軸ＬＳＹおよびＬＳＸを支持しており、これらのリニア軸ＬＳＹおよびＬＳＸは、重なり合って配置されており、かつ器具ＴがウエハＷ上のあらゆる箇所に届き得るように、ウエハＷを据えるためのテーブルＳＳＭを床Ｆに平行な方向ＸおよびＹに移動させ得る。

【0014】

これに関しテーブルＳＳＭは磁気浮上ユニットＭＬの上に配置されており、磁気浮上ユニットＭＬの方は上側のリニア軸ＬＳＸの上に固定されている。磁気浮上ユニットＭＬは、テーブルを全６自由度に小さな量だけ動かすことができ、この他にはアクチュエータが存在していないＺ方向においても、精密位置決めのために役立つ。全回転自由度ｄＸ、ｄＹ、ｄＺも、磁気浮上ユニットＭＬによってある程度は調整可能である。可動の測定ヘッドＭＭＨは、下側のリニア軸ＬＳＹと一緒にＹ方向に移動する。Ｙ方向でのこのような移動の際、可動の測定ヘッドＭＭＨとテーブルＳＳＭとの間隔は変化しないか、またはこの構成内の機械的欠陥による小さな移動のみが発生する。６－ＤＯＦエンコーダＢは、可動の測定ヘッドＭＭＨとテーブルＳＳＭとの間の相対位置を全６自由度で測定する。エンコーダＢのスケールが、テーブルＳＳＭのうちの図平面に垂直な縁に沿って十分に長ければ、エンコーダＢにより、上側のリニア軸ＬＳＸの移動（図平面に垂直）が捕捉され得る。

【0015】

また台座ＰＥＤの上には、さらなるアクティブダンパーＡＤによって振動絶縁されて支持装置ＦＡＰが取り付けられており、支持装置ＦＡＰは、ウエハＷを加工するべき器具Ｔを支持している。これは、ウエハＷの露光または検査のためのレンズであり得る。いかなる場合にも、ウエハＷは器具Ｔに対して非常に正確に位置決めされなければならない。このために、さらなる６－ＤＯＦエンコーダＡが、支持装置ＦＡＰと可動の測定ヘッドＭＭＨとの間で、移動の全６自由度を測定する。ここで、両方のエンコーダＡおよびＢの測定を足し合わせれば、支持装置ＦＡＰに対するテーブルＳＳＭの位置が、したがって器具Ｔに対するテーブルＳＳＭの位置も得られる。

【0016】

ただし支持装置ＦＡＰは、アクティブダンパー機構ＡＤ上で、台ＰＥＤに対して比較的自由に移動し、それ以外の構造から切り離されている。したがって、とりわけエンコーダＡは、支持装置ＦＡＰ上のスケールに対するその走査ヘッドの走査間隔および傾きに関する大きな変動を補正できなければならない。これは、エンコーダモデルを較正するための高いコストと、高い計算コストとを意味する。ある限界を超えると、正確な測定も得られなくなる。

【0017】

それゆえ図２では、重要な細部が改善された本発明に基づく位置決め装置を示しており、この位置決め装置では、上記の問題が明らかにより小さな程度で生じる。
まず基礎フレームＢＦは、簡略化されて床Ｆに直に配置されている。しかし先に図１に示した台ＰＥＤ上での配置は、本発明の代替的な一実施形態である。両方のリニア軸ＬＳＸおよびＬＳＹならびに第１の磁気浮上機構ＭＬ１およびテーブルＳＳＭの構成は図１に対して変化していない。ここでも、器具Ｔを備えた支持装置ＦＡＰはアクティブダンパー機構ＡＤを介して基盤から（ここでは基礎フレームＢＦから）切り離されている。

【0018】

図１に示した構成との決定的な違いは、ここでは測定ヘッドＦＭＨも第２の磁気浮上ユニットＭＬ２によって支持されることにある。これは、６－ＤＯＦエンコーダＡによって突き止められる支持装置ＦＡＰと測定ヘッドＦＭＨとの間の相対移動を捕捉して、第２の磁気浮上ユニットＭＬ２の適切な制御を介して補正することを可能にする。これにより、支持装置ＦＡＰでのスケールに対する６－ＤＯＦエンコーダＡの走査ヘッドの走査間隔および傾きに関する変動が最小限に抑えられ、かつ測定がかなり簡略化され、つまり測定の精度が決定的に上昇する。

【0019】

図１および図２ではそれぞれの測定コンセプトが非常に概略的にのみ示されているので、図３によって本発明の具体的な１つの例示的実施形態を説明するものとする。図３は、その内側の構造が見えるように部分的に除去された領域を有する位置決め装置を示している。

【0020】

図３では、基礎フレームＢＦ上で、ここでも交差するリニア軸ＬＳＹおよびＬＳＸが認識され得る。これらは、それぞれ２つのリニアガイドＬＧＹ、ＬＧＸによって可動に保持され、かつリニアモータＬＭＹ１、ＬＭＹ２、およびＬＭＸによって駆動される。これらのリニア軸ＬＳＹ、ＬＳＸのために、エンコーダＥＹ、ＥＸが提供されており、それらの走査ヘッドはリニアスケールＳＹおよびＳＸを走査する。これによりリニア軸ＬＳＹ、ＬＳＸが、上位に置かれた制御部によって位置決めされ得る。

【0021】

テーブルＳＳＭ（その上に据えられたウエハＷを備えた）と上側のリニア軸ＬＳＸとの間に、この図３では認識できない第１の磁気浮上ユニットＭＬ１が存在している。測定ヘッドＦＭＨは、同様に図示されていない第２の磁気浮上ユニットＭＬ２を介し、下側のリニア軸ＬＳＹと一緒に移動する。この第２の磁気浮上ユニットＭＬ２は、測定ヘッドＦＭＨの６自由度の補正移動を可能にする。

【0022】

ここでは図示されていない器具Ｔを備えた支持装置ＦＡＰは、両側でアクティブダンパー機構ＡＤを介して基礎フレームＢＦと結合されている。これら両方のダンパー機構ＡＤによって可能にされた支持装置ＦＡＰの移動が、支持装置ＦＡＰと６－ＤＯＦエンコーダＡの走査ヘッドＥＡとの間の言及した移動を引き起こし、これらの移動は、第２の磁気浮上ユニットＭＬ２によって相殺され得る。

【0023】

図４および図５は、図３と一緒に見た６－ＤＯＦエンコーダＡ、Ｂの構成を認識し易くする。このために図４および図５では、図３からの構成の重要な部分のみを、異なる図で示している。

【0024】

測定ヘッドＦＭＨの異なる側面で、６－ＤＯＦエンコーダＡ、Ｂの走査ヘッドまたは走査ヘッド群ＥＡ、ＥＢが認識され得る。これに関し走査ヘッドＥＡは、支持装置ＦＡＰに固定されている１つまたは複数のスケールＳＡに位置合わせされている。走査ヘッドＥＡとスケールＳＡとが一緒に６－ＤＯＦエンコーダＡを成している。これらのスケールＳＡおよび走査ヘッドＥＡの可能な一形態をさらに下で説明する。

【0025】

６－ＤＯＦエンコーダＢの走査ヘッドＥＢは、テーブルＳＳＭにある１つまたは複数のスケールＳＢに位置合わせされている。走査ヘッドＥＢとスケールＳＢとが一緒に６－ＤＯＦエンコーダＢを成している。

【0026】

つまり、スケールＳＡ、ＳＢおよび走査ヘッドＥＡ、ＥＢが適切に配置されていれば、６－ＤＯＦエンコーダＡ、Ｂがそれぞれ、６自由度での１つの位置決定をもたらし得る。
図６は、測定ヘッドＦＭＨおよびそれに配置された走査ヘッド群ＥＡ、ＥＢを分離して示している。走査ヘッド群ＥＡ、ＥＢの各々が、スケールに平行（面内）な方向かまたはそれに垂直（面外）な方向のいずれかに測定できる複数の走査ヘッドＩＰ、ＯＰを含む。始めに説明したように、両方の方向の成分を測定できる走査ヘッドも公知である。１つの走査ヘッド群ＥＡ、ＥＢの走査ヘッドＩＰ、ＯＰの数および走査ヘッドＩＰ、ＯＰの測定方向は、いかなる場合にも、共同で測定ヘッドＦＭＨとテーブルＳＳＭとの間（６－ＤＯＦエンコーダＢ）または測定ヘッドＦＭＨと支持装置ＦＡＰとの間（６－ＤＯＦエンコーダＡ）での６自由度の測定を可能にしなければならない。

【0027】

図７では、複数の平行なスケールＳＡを走査する複数の走査ヘッドＩＰ、ＯＰを備えた走査ヘッド群ＥＡが示されている。全６自由度を捕捉できるように、スケールＳＡの平面に平行に測定する走査ヘッドＩＰは、互いに対して回転している。スケールＳＡの平面に垂直に測定できる走査ヘッドＯＰは、互いに対して最大の間隔をとることで走査ヘッドＩＰ、ＯＰとスケールＳＡの平面との間の傾きをより正確に測定できるように、走査ヘッド群ＥＡの隅に置かれている。全６自由度を決定できるように、走査ヘッドＩＰも走査ヘッドＯＰも一列に並んではならない。

【0028】

スケールＳＡ、ＳＢは、独立した要素であってよいか、または位置決め装置の構成要素に直に記入された印であってよい。達し得る高い精度の故に、スケール上での光学構造が好ましいが、冒頭で引用した従来技術から公知の、スケールを製造するためのすべての原理がここでも可能である。

【0029】

複数の平行なスケールＳＡの代わりに、１つの十字格子プレートが取り付けられてもよいであろう。面内も面外も測定できる走査ヘッドＥＡにより、課された測定タスクは３つの走査ヘッドによって既に果たされ得る。

【0030】

つまり、図３～図７に示した構成およびその言及した形態により、支持装置ＦＡＰにおける器具Ｔに対するテーブルＳＳＭの位置を非常に正確に測定することは、この測定が、それぞれ測定ヘッドＦＭＨに対する２つの位置測定に分割されることによって可能である。第２の磁気浮上ユニットＭＬ２のおかげで、たとえ支持装置ＦＡＰがアクティブダンパー機構ＡＤによって移動させられても支持装置ＦＡＰに対する位置の測定が非常に正確なままであるように、測定ヘッドＦＭＨが制御され得る。

【0031】

位置決め装置を制御するための可能な１つのコンセプトは、第２の磁気浮上機構ＭＬ２により、測定ヘッドＦＭＨと支持装置ＦＡＰとの間のすべての望ましくない移動を補正することにある。つまり、測定ヘッドＦＭＨは、Ｙ方向でのテーブルＳＳＭの望ましい（上位に置かれた制御部によって設定された）移動の場合を除いて、支持装置ＦＡＰに常についていく。またテーブルＳＳＭは、その第１の磁気浮上機構ＭＬ１により、Ｘ方向でのテーブルの望ましい（上位に置かれた制御部によって設定された）移動の場合を除いて、測定ヘッドＦＭＨに常についていく。

【0032】

位置決め装置の第１の磁気浮上ユニットＭＬ１の制御の代替的な１つのコンセプトは、両方の６－ＤＯＦエンコーダＡ、Ｂの突き止められた位置値を足し合わせることにより、テーブルＳＳＭを、支持装置ＦＡＰに直接的についていかせることである（ＸおよびＹでの設定された移動を除いて）。この場合、測定ヘッドは、それまでのように同様に支持装置ＦＡＰに引き続きついていく。これは、第２の磁気浮上ユニットＭＬ２の制御への要求を少し減らし、かつ欠陥を両方の６－ＤＯＦエンコーダにより良好に分配する。ただし位置値の足し合わせは、両方の６－ＤＯＦエンコーダＡ、Ｂがそれら相互の位置合わせを絶えず変化させており、足し合わせの際にこの変化が考慮されなければならないので簡単ではない。これに関しては特に相互の傾きがかなりの計算コストを生じさせる。

【0033】

磁気浮上機構ＭＬ１、ＭＬ２は、公知の原理、例えばローレンツアクチュエータもしくはリラクタンスアクチュエータまたは両方からの組合せに基づいていてよい。磁気浮上機構ＭＬ１、ＭＬ２は、公知の様式で重力補正していてよく、かつ／または非常に小さな～ごく僅かな剛性を有することができ、つまり（ほぼ）力をかけずに変位可能であり得る。

【0034】

ここで位置測定と言う場合、これは絶対的または相対的な位置測定つまり位置変化の測定を意味し得る。よって例えばウエハＷには、器具Ｔに対するその絶対的な位置を突き止めるために、特殊なアライメントマークがたいてい付いている。上位に置かれた制御部によって位置決め装置を制御するには、この場合、６－ＤＯＦエンコーダＡ、Ｂによる相対的な位置測定で十分である。しかし、適切にコード化されたスケールＳＡ、ＳＢにより、絶対的な位置測定も同様に可能である。

【符号の説明】

【0035】

Ａ 第１の６－ＤＯＦエンコーダ
ＡＤ ダンパー機構
Ｂ 第２の６－ＤＯＦエンコーダ
ＢＦ 基礎フレーム
ＥＡ、ＥＢ 走査ヘッド群
ＦＡＰ 支持装置
ＦＭＨ 測定ヘッド
ＩＰ、ＯＰ 走査ヘッド
ＬＳＸ、ＬＳＹ リニア軸
ＭＬ１ 第１の磁気浮上ユニット
ＭＬ２ 第２の磁気浮上ユニット
ＳＡ 第１のスケール
ＳＢ 第２のスケール
ＳＳＭ テーブル
Ｔ 器具

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【外国語明細書】