(57)【要約】【課題】リソグラフィ投影装置でマスクまたは基板の正確な位置決めのために使うための偏光ビームスプリッタ装置の光学材料の浪費をなくし、高精度および高時間安定性を得ること。【解決手段】この偏光ビームスプリッタ装置１は、ピラミッド形再帰反射器部２とハンドラ部を備えるビームスプリッタ部３とが一体構成の光学素子として構成してあるので、再帰反射器機能と偏光ビームスプリッタ機能を同時に果し、材料の無駄、両部間の位置不良、および径時変化がなく、研磨および反射防止コーティングを要する面が少ないので、コストが安く、材料の変り目がないために、散乱、反射等が少ない。この光学素子を干渉計モジュール、干渉計システム、リソグラフィ装置、およびデバイス製造方法に使うことができる。【選択図】図１ａ
2006060229.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
偏光ビームスプリッタ装置であって、
（ａ）（ｉ）内部入射する放射線ビームを再帰反射するように構成してあり、共通点で交わる実質的に平面である、少なくとも第１面、第２面および第３面を含む再帰反射器表面、
（ii）光学素子に入るかまたは出る放射線ビームを通過させるように構成してあり、実質的に平面であり且つ前記共通点と反対に配置してある第４面および実質的に平面であり且つ前記第４面に関してある角度に配置してある第５面を含む放射線ビーム通過表面、および
（iii）偏光ビームスプリッタ装置を再帰反射器表面または放射線ビーム通過表面に触れることなく取扱うように構成してあり、前記再帰反射器表面および前記放射線ビーム通過表面の間に拡がる少なくとも一つの表面を含むハンドラ表面を含む光学素子、を含む連続した一体構成の光学素子と、
（ｂ）前記第４面に配置してある偏光ビームスプリッタ層と、を含む装置。
【請求項２】
前記共通点を、前記第１、第２および第３面の各々に関して実質的に４５°の角度で貫通する線が前記第４面と９０°未満である第２角度を成す請求項１に記載された偏光ビームスプリッタ装置。
【請求項３】
前記第２角度が実質的に４５°である請求項２に記載された偏光ビームスプリッタ装置。
【請求項４】
前記第５面が前記線と実質的に平行に伸びる請求項２に記載された偏光ビームスプリッタ装置。
【請求項５】
前記第５面が前記第４面と実質的に４５°の角度を成す請求項１に記載された偏光ビームスプリッタ装置。
【請求項６】
前記ハンドラ表面が前記第４面、第５面、および前記再帰反射器表面の間に拡がる、二つの別々で実質的に平面で相互に対向する面を含む請求項１に記載された偏光ビームスプリッタ装置。
【請求項７】
前記相互に対向する面が、前記共通点を、前記第１、第２および第３面の各々に関して実質的に４５°の第１角度で貫通する線に実質的に平行に延びる請求項６に記載された偏光ビームスプリッタ装置。
【請求項８】
少なくとも第１の実質的に平面を有する第２光学素子をさらに含み、偏光ビームスプリッタ層が光学素子の前記第４面と前記第２光学素子の前記少なくとも第１面の間に挟んである請求項１に記載された偏光ビームスプリッタ装置。
【請求項９】
光学素子および第２光学素子が、それぞれ、第１および第２透明材料で作ってあり、前記第１材料の屈折率が前記第２材料の屈折率と実質的に等しい請求項８に記載さたれ偏光ビームスプリッタ装置。
【請求項１０】
前記第４面が、前記共通点を、前記第１、第２および第３面の各々に関して実質的に４５°の第１角度で貫通する線と実質的に４５°の角度を成し、前記光学素子の前記第５面が上記線と実質的に平行に拡がり、そして、前記第２光学素子が、前記光学素子の前記第５面と実質的に平行に広がる、第２の実質的平面をさらに含む請求項８に記載された偏光ビームスプリッタ装置。
【請求項１１】
前記偏光光ビームスプリッタ装置の面の一つに固定結合してある、少なくとも一つの四分の一波長板をさらに含む請求項８に記載された偏光ビームスプリッタ装置。
【請求項１２】
前記少なくとも一つの四分の一波長板の一つは、向きが前記偏光光ビームスプリッタ装置から逸れている側面を有し、該側面に平面ミラーが固定結合またはコーティング工程によって結合してある請求項１１に記載された偏光ビームスプリッタ装置。
【請求項１３】
非偏光ビームスプリッタ装置をさらに含む請求項８に記載された偏光ビームスプリッタ装置。
【請求項１４】
偏光ビームスプリッタ装置（１４３）にして、
（ａ）（ｉ）内部入射する放射線ビームを再帰反射するように構成してあり、共通点で交わる実質的に平面である、少なくとも第１面、第２面および第３面を含む再帰反射器表面、
（ii）この光学素子に入るかまたは出る放射線ビームを通過させるように構成してあり、実質的に平面であり且つ上記共通点と反対に配置してある第４面および実質的に平面であり且つ上記第４面に関してある角度に配置してある第５面を含む放射線ビーム通過表面、および
（iii）この偏光ビームスプリッタ装置をこの再帰反射器表面またはこの放射線ビーム通過表面に触れることなく取扱うように構成してあり、上記再帰反射器表面および上記放射線ビーム通過表面の間に拡がる少なくとも一つの表面を含むハンドラ表面、を含む連続した一体構成の光学素子と、
（ｂ）前記第４面に配置してある偏光ビームスプリッタ層と、
（ｃ）少なくとも第１の実質的に平面を有する第２光学素子で、偏光ビームスプリッタ層がこの光学素子の前記第４面と前記第２光学素子の前記少なくとも第１面の間に挟んである光学素子と、
（ｄ）非偏光ビームスプリッタ装置を含む偏光ビームスプリッタ装置と、
第１側面および該第１側面と対向する第２側面を備えるフレーム板と、を含む干渉計モジュールであって、
前記偏光ビームスプリッタ装置が前記フレーム板の第１側面（１５６）に取付けてあり、そして、前記非偏光ビームスプリッタ装置が前記フレーム板の第２側面に取付けてあり、
前記フレーム板が前記偏光ビームスプリッタ装置と前記非偏光ビームスプリッタ装置との間に位置する少なくとも一つの開口を含む干渉計モジュール。
【請求項１５】
前記フレーム板の第１側面に取付けてある少なくとも一つの追加の偏光ビームスプリッタ装置をさらに含み、前記フレーム板が前記追加の偏光ビームスプリッタ装置と前記非偏光ビームスプリッタ装置との間に少なくとも一つの開口を含み、前記追加の偏光ビームスプリッタ装置（１４４）が、
（ａ）連続した一体構成の光学素子であって、
（ｉ）内部入射する放射線ビームを再帰反射するように構成してあり、共通点で交わる実質的に平面である、少なくとも第１面、第２面および第３面を含む再帰反射器表面、
（ii）前記光学素子に入るかまたは出る放射線ビームを通過させるように構成してあり、実質的に平面であり且つ前記共通点と反対に配置してある第４面および実質的に平面であり且つ前記第４面に関してある角度に配置してある第５面を含む放射線ビーム通過表面、および
（iii）偏光ビームスプリッタ装置を再帰反射器表面または放射線ビーム通過表面に触れることなく取扱うように構成してあり、前記再帰反射器表面および前記放射線ビーム通過表面の間に拡がる少なくとも一つの表面を含むハンドラ表面、を含む光学素子と、
（ｂ）前記第４面に配置してある偏光ビームスプリッタ層と、を含み、
前記ハンドラ表面が前記第４面、第５面、および前記再帰反射器表面の間に拡がる、二つの別々で実質的に平面で相互に対向する面を含む請求項１４に記載された干渉計モジュール。
【請求項１６】
物体の変位を測定するように構成した干渉計システムであって、
レーザビーム源（１２０）、
偏光ビームスプリッタ装置（１００）にして、
（ａ）連続した一体構成の光学素子である、
（ｉ）内部入射する放射線ビームを再帰反射するように構成してあり、共通点で交わる実質的に平面である、少なくとも第１面、第２面および第３面を含む再帰反射器表面、
（ii）光学素子に入るかまたは出る放射線ビームを通過させるように構成してあり、実質的に平面であり且つ前記共通点と反対に配置してある第４面および実質的に平面であり且つ前記第４面に関してある角度に配置してある第５面を含む放射線ビーム通過表面、および
（iii）偏光ビームスプリッタ装置（１００）を再帰反射器表面または放射線ビーム通過表面に触れることなく取扱うように構成してあり、前記再帰反射器表面および上記放射線ビーム通過表面の間に拡がる少なくとも一つの表面を含むハンドラ表面、を含む光学素子と、
（ｂ）前記第４面に配置してある偏光ビームスプリッタ層と、を含み、
前記ハンドラ表面が前記第４面、第５面、および前記再帰反射器表面の間に拡がる、二つの別々で実質的に平面で相互に対向する面を含む偏光ビームスプリッタ装置、
光信号を受け得る受光器、および
前記光信号を変位値に変換するように構成した処理装置、を含む干渉計システム。
【請求項１７】
変位し得る物体および請求項１６に記載された干渉計システムを含む装置であって、該干渉計システムが前記物体の変位を決めるように構成しかつ配置してある装置。
【請求項１８】
放射線ビーム（Ｂ）を調節するように構成した放射線システム、
該放射線ビームをパターン化するように構成したパターニング装置、
基板を保持するように構成した基板ホルダ、
放射線ビームを前記基板の目標部分上に投影するように構成した投影システム、および
前記基板の変位を測定するように構成した干渉計システム、を包含するリソグラフィ装置であって、
前記干渉計システムが、
（ａ）レーザビーム源と、
（ｂ）偏光ビームスプリッタ装置にして、
（ｉ）連続した一体構成の光学素子であり、
（１）内部入射する放射線ビームを再帰反射するように構成してあり、共通点で交わる実質的に平面である、少なくとも第１面、第２面および第３面を含む再帰反射器表面、
（２）光学素子に入るかまたは出る放射線ビームを通過させるように構成してあり、実質的に平面であり且つ前記共通点と反対に配置してある第４面および実質的に平面であり且つ前記第４面に関してある角度に配置してある第５面を含む放射線ビーム通過表面、および
（３）偏光ビームスプリッタ装置を再帰反射器表面またはこの放射線ビーム通過表面に触れることなく取扱うように構成してあり、前記再帰反射器表面および前記放射線ビーム通過表面の間に拡がる少なくとも一つの表面を含むハンドラ表面、を含む光学素子、そして
（ii）前記第４面に配置してある偏光ビームスプリッタ層、を含み、
前記ハンドラ表面が前記第４面、第５面、および前記再帰反射器表面の間に拡がる、二つの別々で実質的に平面で相互に対向する面を含む偏光ビームスプリッタ装置と、
（ｃ）光信号を受け得る受光器と、
（ｄ）前記光信号を変位値に変換するように構成した処理装置と、を含むことからなるリソグラフィ装置。
【請求項１９】
放射線ビームをパターン化する工程、
放射線ビームを基板上に投影する工程、および
前記基板の変位を干渉計システムでもって測定する工程、を含むデバイス製造方法であって、
（ａ）レーザビーム源と、
（ｂ）偏光ビームスプリッタ装置にして、
（ｉ）連続した一体構成の光学素子であり、
（１）内部入射する放射線ビームを再帰反射するように構成してあり、共通点で交わる実質的に平面である、少なくとも第１面、第２面および第３面を含む再帰反射器表面、
（２）この光学素子に入るかまたは出る放射線ビームを通過させるように構成してあり、実質的に平面であり且つ上記共通点と反対に配置してある第４面および実質的に平面であり且つ上記第４面に関してある角度に配置してある第５面を含む放射線ビーム通過表面、および
（３）この偏光ビームスプリッタ装置をこの再帰反射器表面またはこの放射線ビーム通過表面に触れることなく取扱うように構成してあり、上記再帰反射器表面および上記放射線ビーム通過表面の間に拡がる少なくとも一つの表面を含むハンドラ表面、を含む光学素子、そして
（ii）前記第４面に配置してある偏光ビームスプリッタ層を含み、
前記ハンドラ表面が前記第４面、第５面、および上記再帰反射器表面の間に拡がる、二つの別々で実質的に平面で相互に対向する面、を含む偏光ビームスプリッタ装置と、
（ｃ）光信号を受け得る受光器（１２１）と、
（ｄ）上記光信号を変位値に変換するように構成した処理装置と、を含む方法。
【請求項２０】
ピラミッド形再帰反射器部であり、前記再帰反射器部の頂点から拡がる第１、第２および第３の実質的平面を含み、前記第１、第２および第３平面が互いに実質的に垂直である再帰反射器部、および
前記ピラミッド形再帰反射器部のベースから拡がるビームスプリッタ部、を含む、偏光ビームスプリッタ装置であって、前記ビームスプリッタ部が、
（ａ）前記装置を取扱うように構成し、前記ベースに実質的に垂直である、第１および第２ハンドラ面、および
（ｂ）前記ピラミッド形再帰反射器部の頂点から伸びる対称軸と実質的に４５°に等しい角度を成し、偏光ビームスプリッタ層で実質的に覆われた、ビームスプリッタ面、を含む偏光ビームスプリッタ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リソグラフィ装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
リソグラフィ装置は、基板に、通常基板の目標部分上に所望のパターンを付ける機械である。リソグラフィ装置は、例えば、集積回路（ＩＣ）の製造に使うことができる。その場合、マスクまたはレチクルと呼んでもよい、パターニング装置を使ってこのＩＣの個々の層に対応する回路パターンを創成してもよい。このパターンを、基板（例えば、シリコンウエハ）上の目標部分（例えば、一つまたは幾つかのダイの一部を含む）に転写することができる。このパターンの転写は、典型的には、基板上に設けた放射線感応材料（レジスト）の層への結像による。一般的に、単一基板が隣接する目標部分のネットワークを含み、それらを順次パターン化する。既知のリソグラフィ装置には、全パターンをこの目標部分上に一度に露出することによって各目標部分を照射する、所謂ステッパと、このパターンを放射線ビームによって与えられた方向（“走査”方向）に走査することによって各目標部分を照射し、一方、この基板をこの方向と平行または逆平行に同期して走査する、所謂スキャナがある。このパターンを基板上に印写することによってこのパターンをパターニング装置から基板へ転写することも可能である。
【０００３】
ここで使う“パターニング装置”という用語は、放射線ビームの断面に、この基板の目標部分に創るようなパターンを与えるために使うことができる装置を指すと広く解釈すべきである。この放射線ビームに与えたパターンは、例えば、このパターンが位相シフト形態または所謂補助形態を含むならば、基板の目標部分の所望のパターンと厳密には対応しなくてもよいことに注目すべきである。一般的に、放射線ビームに与えたパターンは、集積回路のような、この目標部分に創るデバイスの特別の機能層に対応するだろう。
【０００４】
干渉測定では、干渉縞を測定することによって変位を正確に決めることが可能である。それには、互いに重なり合うように作った放射線ビームを使うかも知れない。多くの干渉測定装置で使う構成要素は、再帰反射装置または再帰反射器である。この品は、放射線ビームを、平面鏡のように、一つの特定の方向に対してだけでなく、全範囲の方向に対して入射と同じ方向に反射戻せることで有用である。この再帰反射特性は、一般的に、立方体のような、三つの相互垂直面から成る、再帰反射器面を使って達成してもよい。再帰反射器は、前述の三つの面を立方体のコーナと考えてもよいので、コーナキューブとも呼ぶ。更に、再帰反射器は、放射線ビームがこの再帰反射器に入り且つ再帰反射後に再び出るかも知れない面を有する。
【０００５】
通常、再帰反射器は、単一放射線ビームを二つ（以上）の放射線ビームに分割するように構成した、ビームスプリッタ装置と組合わせて配置する。一つ以上のミラーは勿論、この再帰反射器は、二つ（以上）の放射線ビームの重ね合せを達成するために使ってもよい。それによって、干渉縞を得ることができる。干渉縞の変化は、変位を決めるために使ってもよい。
【０００６】
干渉測定の目的のためには、この再帰反射器の面および表面に品質が優れていることが望ましい。例えば、面の平面度が使用する放射線の波長の０．１より良い、例えば、５０ｎｍより良いことは珍しくない。更に、（局部）表面粗さが数ｎｍ以下であることが望ましい。表面が極高品質である機能面に触れることなく、この再帰反射器を取扱うために、全てでないにしても大抵の再帰反射器は、ハンドラ表面を有する。このハンドラ表面は、この再帰反射器を取扱うように構成した周辺部分でもよく、それをこの文脈で時にはハンドラ部と呼ぶ。再帰反射器にそのようなハンドラ部がなければ、再帰反射器表面のような、機能面が操作中に損われるかも知れない。これは、例えば、この再帰反射器を取扱うとき、例えば、ビームスプリッタまたはその他の光学装置に取付けるときに起るかも知れない。
【０００７】
米国特許第４，５０４，１４７号は、三つの再帰反射器面に隣接する角を取った円筒形ハンドラ表面を有するコーナキューブを備える整列センサを開示する。このコーナキューブは、光学セメントでビームスプリッタに結合してある。
【０００８】
同様に、立方体の切取ったコーナに過ぎない、四面体は、一般的にそのようなハンドラ部を要する。多くの再帰反射器は、四面体の面を切断しおよび先端を切ることによって長方形ベース面が与えられている。これは、自動的にこの追加の（切頭）側面によってハンドラ表面をもたらす。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そのようなハンドラ表面またはハンドラ部は、種々の不利益を生じるかも知れない。先ず第１に、このハンドラ部は、この再帰反射器を取扱うときにしか使わない、かなりの量の材料に関係する。取付け後は、このハンドラ部は無用であり、それは材料の浪費である。更に、例えば、ビームスプリッタ等を備える干渉測定システムでの再帰反射器の取付けは、非常に厳しく、高精度および時間安定性を要する。再帰反射器の取付けの種々の既知の方法は、必ずしもこの点で満足でない。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の実施例は、放射線を再帰反射するように構成した光学素子、すなわち、再帰反射器を含み、それは、この再帰反射器の材料をより効率的に使える設計がなされ、並びにその構成部品の、相互位置決めと、例えば干渉計システムの、他の部品に関するのと両方のより精密且つより安定な位置決めを可能にする。
【００１１】
本発明の実施例には、そのような改善した光学素子およびその利点を利用する、干渉計モジュール、干渉計システム、装置、特にリソグラフィ装置、およびデバイス製造方法もある。
【００１２】
本発明の一実施例では、この光学素子をそれが再帰反射器機能と偏光ビームスプリッタ機能を同時に果すように設計する。この発明の一実施例では、ハンドラ部を再設計し、偏光ビームスプリッタ層をこのハンドラ部の面の一つに設ける。
【００１３】
本発明の一実施例によれば、偏光ビームスプリッタ装置であって、連続した一体構成の光学素子で、内部入射する放射線ビームを再帰反射する再帰反射器表面、この光学素子に入るかまたは出る放射線ビームを通過させるための放射線ビーム通過表面、およびこの偏光ビームスプリッタ装置をこの再帰反射器表面にもこの放射線ビーム通過表面にも触れることなく取扱うためのハンドラ表面を含む光学素子が提供され、この再帰反射器表面は、実質的に平面であり、共通点で交わる、少なくとも第１面、第２面および第３面を含み、この放射線ビーム通過表面は、実質的に平面であり且つこの共通点と反対に配置してある第４面を含み、更に、実質的に平面であり且つこの第４面に関してある角度に配置してある第５面を含み、このハンドラ表面は、この再帰反射器表面とこの放射線ビーム通過表面の間に拡がる少なくとも一つの表面を含み、この偏光ビームスプリッタ装置は、更に、この第４面上にある偏光ビームスプリッタ層を含む。
【００１４】
そのような偏光ビームスプリッタ装置は、再帰反射器部とハンドラ（またはビームスプリッタ）部の位置決めが信頼性があり且つ正確で、非常にコンパクトにでき、それは、両機能を、ビームスプリッタ層と組合わせて、今や単一光学素子で達成するからである。
【００１５】
本発明の一実施例では、平面とその平面と交差する線の間の角度を、この線とその平面上へのその垂直射影の間の角度であるように採る。
【００１６】
本発明の一実施例による、この偏光ビームスプリッタ装置は、非常に簡単な設計で、一つの光学本体と偏光ビームスプリッタ層しかない。
【００１７】
本発明の別の実施例によれば、干渉計モジュールで、本発明の一実施例による偏光ビームスプリッタ装置を含み、更に、第１側面およびこの第１側面と対向する第２側面を備えるフレーム板を含み、この偏光ビームスプリッタ装置がこのフレーム板のこの第１側面に取付けてあり、および非偏光ビームスプリッタ装置がこの第２側面に取付けてあり、少なくとも一つの開口がこの偏光ビームスプリッタ装置と非偏光ビームスプリッタ装置の間のこのフレーム板に位置する干渉計モジュールが提供される。
【００１８】
本発明の更に別の実施例によれ、干渉計システムで、物体の変位を測定するように構成し、レーザビーム源、本発明の一実施例による偏光ビームスプリッタ装置、光信号を受けるように構成した受光器、およびこの光信号を変位値に変換するように構成・配置した処理装置を含む干渉計システムが提供される。
【００１９】
本発明の更に別の実施例によれ、干渉計システムで、物体の変位を測定するように構成・配置し、レーザビーム源、本発明の一実施例による干渉計モジュール、光信号を受けるように構成した受光器、およびこの光信号を変位値に変換するように構成・配置した処理装置を含む干渉計システムが提供される。
【００２０】
本発明の更に別の実施例によれ、変位し得る物体および本発明の一実施例干渉計システムを含み、この干渉計システムがこの物体の変位を決めるように構成・配置してある装置が提供される。
【００２１】
本発明の更に別の実施例によれ、パターニング装置からのパターンを基板上に転写するように構成したリソグラフィ装置であって、更に、本発明の一実施例による干渉計システムを含むリソグラフィ装置が提供される。
【００２２】
本発明の更に別の実施例によれ、デバイス製造方法であって、パターニング装置からのパターンを基板上へ転写する工程を含み、このパターニング装置と基板の間の相対変位を本発明の一実施例による干渉計システムを使って決める方法が提供される。
【００２３】
本発明の一実施例による、偏光ビームスプリッタ装置は、ピラミッド形再帰反射器部で、この再帰反射器部の頂点から拡がる第１、第２および第３の実質的平面を含み、この第１、第２および第３平面が互いに実質的に垂直である再帰反射器部；並びにこのピラミッド形再帰反射器部のベースから拡がるビームスプリッタ部で：この装置を取扱うように構成し、このベースに実質的に垂直である、第１および第２ハンドラ面、およびこのピラミッド形再帰反射器部の頂点から伸びる対称軸と実質的に４５°に等しい角度を成し、偏光ビームスプリッタ層で実質的に覆われた、ビームスプリッタ面を含むビームスプリッタ部を含む。
【００２４】
さて、本発明の実施例を、例としてだけ、添付の概略図を参照して説明する。これらの図面で、対応する参照記号は、対応する部品を示す。
【００２５】
偏光光ビームスプリッタ装置は、非偏光放射線ビームを異なる偏光の二つの別々のビームに分けられる装置である。これらのビームの一つを透過し、他のビームを反射する。偏光ビームスプリッタ装置は、一般的に少なくとも一つの透明光学本体を含み、その上に偏光ビームスプリッタ層が設けてある。
【００２６】
光学素子の再帰反射器表面は、その表面に入射する放射線ビームを、少なくともある非ゼロ立体角に対して再帰反射する特性を有する表面であり、それは複合面でもよい。実際には、これは殆ど常に三つの相互に垂直な平面の面、即ち、数学的立方体のコーナに関係する。
【００２７】
光学素子の再帰反射器部は、この再帰反射器部の連続外面を作るために少なくとも再帰反射器表面および仮想表面によって囲まれた大量の光学的に透明な材料を含む。この仮想表面は、全ての側面の量を制限するために使い、他の相互に垂直な面のどれにも触れない相互に垂直な面の各々のエッジを結合する表面で、表面積が最小の表面と定義してもよい。
【００２８】
放射線通過表面は、光学素子またはビームスプリッタ装置を使っているとき、この光学素子に出入りする放射線ビームが通過するこの光学素子の外面のこれらの部分に関係する。特に、そのような放射線ビームを再帰反射を可能にする方向にこの再帰反射器表面の方へ向け、またはこの光学素子の外部へ出すために放射線ビーム通過表面の方へ向ける。
【００２９】
このハンドラ表面は、再帰反射器表面または放射線ビーム通過表面の一部でない、この光学素子の外面のこれらの部分を全て含む。このハンドラ表面は、光学平面度等に関する厳密な要件に支配されない。実際、この光学素子の取扱いを可能にすることとは別に、このハンドラ表面についての要件は僅かしかない。一般的に、或る程度の平面度は、例えば、放射線散乱を防ぐ等のために設けられるかも知れない。上述の他の表面は勿論、このハンドラ表面が複合面、即ち、平面または円筒の一部等のような基本面の二つ以上から成る表面でもよいことが分るだろう。
【００３０】
この光学素子のハンドラ部は、大量の光学的に透明な材料、即ち、少なくともこのハンドラ表面により、および一般的には少なくとも放射線ビーム通過表面の一部によっても囲まれる量も含む。このハンドラ部は、上に説明した再帰反射器部を除去したときのこの光学素子の残りの量とも考えてよい。
【００３１】
この再帰反射器部およびハンドラ部の定義は、それらを安易に分離せずに、互いに混合してもよいので、幾らか恣意的であることを理解すべきである。この光学素子は、これら二つの機能部分に分け、これらの部分の各々が従来の機能、即ち、再帰反射器およびハンドラ（またはビームスプリッタ）部を有するようにしてもよいことが分るだろう。
【００３２】
非偏光ビームスプリッタ装置は、偏光光ビームスプリッタ装置に幾らか似た装置であるが、非偏光ビームスプリッタ層を挟んだ二つの光学的に透明な素子を含む。この非偏光ビームスプリッタ層は、上述の両偏光に対して実質的に等しい特性を有する、部分透過ミラーでもよい。従って、非偏光ビームを、各々まだ非偏光である二つのビーム、一つの反射ビームと一つの透過ビームに分割する。
【実施例】
【００３３】
図１ａ、図１ｂおよび図１ｃは、それぞれ、この発明の一実施例による偏光ビームスプリッタ装置を概略的に示す側面立面図、平面図および図１ｂの平面Ｉ−Ｉに沿った断面図である。
【００３４】
図１ａ〜図１ｃに示す実施例は、本発明を図解するために使うことが分るだろう。他の図に示す実施例は、特に研磨および関連するコストの観点から、より容易に作ることができる。しかし、コストが重要でなければ、図１の実施例は、その目的をよく果すだろう。
【００３５】
図１ａの偏光ビームスプリッタ装置は、再帰反射器部２とハンドラ部３を含み、そのハンドラ部は、従来のビームスプリッタ装置の“半分”として具体化してある。
【００３６】
再帰反射器部２は、第１面４、第２面５および第３面６から成る再帰反射器表面を含む。ハンドラ部またはビームスプリッタ部３は、この素子１の第４面である、面８、および第５面７ａを含む。このハンドラ部は、更に、複合面でもよく、この場合は第１ハンドラ面７ｂ、その上第２ハンドラ面７ｃおよび第３ハンドラ面１１（両方はここでは見えない）を含む、ハンドラ表面を含む。第４面８は、薄過ぎて別々には示せない、偏光ビームスプリッタ層を備える。そのような層自体が、例えば、光学材料の交互する多層等を含んでもよいことが分るだろう。
入射ビーム９および出射ビーム１０も図１ａに示す。
【００３７】
図１ｂは、図１ａの偏光ビームスプリッタ装置の平面図を示し、および図１ｃは、その図１ｂの線Ｉ−Ｉに沿った断面図を示す。
この第１、第２および第３面４、５および６は、相互に実質的に垂直であり、それはそれらがこの発明の一実施例で少なくとも８９°である相互角を成すことを意味する。この発明の別の実施例では、この角度ができるだけ直角に近い。これらの三面は、偏光ビームスプリッタ装置１の再帰反射器部２の境界を定め、全内反射のためかおよび／または反射コーティングのために反射性である。入射ビーム９および出射ビーム１０を平行に伸びるように示す。これは、再帰反射器部２の対称軸に沿う方向のためだけでなく、比較的大きな立体角または、例えば、非コーティング面４、５および６の場合全内反射の最大角に依って複数方向の集光のためにも維持する。
【００３８】
図１ｂで、この再帰反射器部のベース面は、別に考えるとき、三角形であることが分るだろう。この再帰反射器部は、丁度立方体の切り落したコーナである。図１ｂに示す実施例で、面４は、このハンドラ部の第１ハンドラ面７ｂに境を接するように選択してあるが、面５および６は、このハンドラ部の追加の面への同様な“シームレス”混合移行部は作らず、追加の面１１を生じる。この発明の一実施例では、これらの面５および６も磨いてよい。
【００３９】
図１ｃの断面図は、再帰反射器部２およびハンドラ部３が、研磨および反射防止コーティングを要する上に残留散乱放射線、位置誤差等を生じる内面なしに、一つの連続した一体構造の本体を形成することを明確に示す。更に、図示するようなこの偏光ビームスプリッタ装置１の構造は、ハンドラ部３が同時に、このハンドラ表面によって、再帰反射器部を含む全光学素子を取扱うための部分として、およびビームスプリッタ部として使えるので、非常にコンパクトである。面７ｂ、７ｃおよび１１の表面品質に関しては、これらの面をこの再帰反射器部によって再帰反射すべきまたは面７ａまたは８を通過する放射線を調整するために使わないので、厳しい要求がないことが分るだろう。従って、この偏光ビームスプリッタ装置１は、例えば、これらの面７ｂ、７ｃおよび１１によって取扱ってもよい。しかし、ビームの入口面または出口面として使う面は、所望の要件を満たさなければならないだろう。
【００４０】
ハンドラ部３の第４面８は、この再帰反射器部の三つの面の対称軸とある角度を成す平面であり、その角度は、この発明の一実施例で実質的に４５°かも知れない。この対称軸は、この再帰反射器面の三つ平面の共通点を、これら三つの平面の各々に関して実質的に４５°の角度で貫通する線である。この対称軸は、ここには特に示さないことに注意すべきである。４５°の角度であるので、例えば、直角経路の干渉計システムのビームの光路設計が比較的簡単であり、それがこの設計を簡易化する。実際、４５°の角度は、直交設計を可能にし、その場合このビームスプリッタ装置に出入りするビームは屈折しない。この発明の一実施例で、第５面は、この線、即ち、対称軸と実質的に平行に拡がる。この発明の別の実施例で、この第５面７ａは、第４面８と実質的に４５°の角度を成す。これは、ビームがこの偏光ビームスプリッタ層に入射する角度に依存するかも知れず、次にそれはこの層の設計に依存することに注意すべきである。例えば、ビームが３０°のような、別の角度でこの層に入射するとき、二つの偏光を効果的に分割する偏光ビームスプリッタ層を設計することも可能である。そのような構成では、反射ビームと透過ビームが直交せず、ミラーおよび／または再帰反射器部の修正した配置は勿論、ビームがこのビームスプリッタを出る面での屈折を考慮に入れなければならないかも知れない。
【００４１】
このハンドラ表面は、この偏光ビームスプリッタ装置またはこの光学素子の外面の、再帰反射器表面または放射線ビーム通過表面でない、全ての他の部分を含む。言換えれば、図１で、このハンドラ表面は、面７ｂ、７ｃおよび１１を含む。この発明の一実施例では、このハンドラ表面が、第４面８、第５面７ａ並びに反射器表面４、５および６の間に拡がる、二つの別々の且つ実質的に平面の相互に対向する面を含む。これは、この偏光ビームスプリッタ装置の容易な取扱い、即ち、把持を可能にする。更に、これらの相互に対向する面は、この再帰反射器表面の対称軸と実質的に平行に拡がらなくてもよい。この発明の一実施例では、これらの面が再帰反射器表面の対称軸と実質的に平行に拡がる。
【００４２】
図１ａ〜図１ｃに示す偏光ビームスプリッタ装置は、それが一つの透明光学素子および偏光ビームスプリッタ層から成る点で、考えられる最も簡単な装置かも知れない。正しい角度、即ち、このビームスプリッタ層を設計した角度で入射する非偏光放射線ビームは、偏光の異なる二つのビームに分割されるだろう。これらのビームの一つは反射され、一つのビームは透過される。このビームの屈折のために、この透過したビームは、入射ビームに関してある角度で進むだろう。それにも拘らず、この再帰反射器表面、またはその部分は、このビームが再帰反射され、且つこの光ビームスプリッタ層で入射ビームに平行に再放出されることを保証するだろう。それにも拘らず、ビームスプリッタ装置の多くの実際の設計では、この偏光ビームスプリッタ層の反対側に第２光学素子を設けることによって屈折の影響を避ける。それで、更に少なくとも第１の実質的平面を有する第２光学素子を含む、この発明の一実施例による偏光ビームスプリッタ装置が提供され、この偏光ビームスプリッタ層は、この光学素子の第４面と第２光学素子の第１面の間に挟まれている。この発明の一実施例で、この光学素子および第２光学素子は、それぞれ、第１および第２透明材料で作ってあり、この第１材料の屈折率は、第２材料の屈折率にほぼ等しい。これを以下に説明するが、ここで、この可能な最も簡単な偏光ビームスプリッタ装置は、一つの光学的透明本体と偏光ビームスプリッタ層しか含まないかも知れないことを注記する。
【００４３】
このビームスプリッタ部と再帰反射器部は、一緒に偏光ビームスプリッタ装置１の光学素子を形成する。この発明の一実施例で、このビームスプリッタ部は、プリズム形をしていて、それは直角プリズム形でもよい。何故なら、これがビームスプリッタ装置および干渉計システムの設計を非常に簡素化するからである。このプリズム形は、ビームスプリッタ装置のビームスプリッタ部の役をしてもよく、その場合面８および７ａは、干渉計システムの放射線が出入りする面の役をする。言換えれば、追加の面がこの発明の一実施例で実質的な平面７ａを含む。この平面７ａは、この再帰反射器部を貫通すると実質的に平行に且つその三つの面の各々に関して実質的に４５°の角度で、および面８と、好ましくは４５°の角度で拡がる。他の角度が使えることが分るだろう。この発明の一実施例で、面７ａおよび８は、経路長をより容易に決めるために、実質的に平面である。
【００４４】
偏光ビームスプリッタ装置１の光学素子は、ショットのＢＫ７ガラス、石英等のような、光学的に透明な材料で作ってもよい。ここで使う光学的という用語は、（細い）ビームを作れる波長の電磁放射線、特に赤外、可視および紫外放射線に関係する。関連する面、即ち、面４、５、６、７および８の表面粗さは勿論、これらの面の平均平面度、並びに干渉計システムの他の部分の対応するものは、所望の精度を満たすように選ぶべきである。リソグラフィの高性能干渉計システム用には、２〜３ｎｍ以下の表面粗さで、波長の１／１０より良い平面度が必要かも知れない。全ての用途がそのような高精度を要する訳ではないことが分るだろう。
【００４５】
この発明による偏光ビームスプリッタ装置で、ここに説明する光学素子は、コンパクトに作ることができ、それはスペースが混雑し且つ高価である環境で有用である。それは、再帰反射器（コーナキューブ）とビームスプリッタ部の一つの連続した本体への組合せが、研磨し且つ反射防止コーティングをすべき面が少ししか要らないので、更により効率的に作れる。これは、材料の変り目がないために、散乱、反射等が少ないことも意味する。
【００４６】
更に、一つの連続した本体を形成する、この再帰反射器およびビームスプリッタ部の位置決めは、完全に固定で永久的である。それは、再帰反射器とビームスプリッタの従来の組立体にあるような、例えば、従来の装置の接着剤の膨張のような、一つを他に対して固定するための機構の変化による径時変化に苦労しない。例えば、異なる材料の膨張差による、熱歪みの特別な影響もない。
【００４７】
この発明の一実施例による偏光ビームスプリッタ装置は、偏光ビームスプリッタ層を備える面に整合する面を有する、別の光学素子と単純に組合わせてもよい。すると、簡単な設計を可能にしながら、上に既に指摘したように、このビームスプリッタ層での屈折効果を大きく避け得る、より普通の偏光ビームスプリッタ装置を得る。
【００４８】
上記の利点は全て、それが別々の品であろうと、より普通のビームスプリッタ装置、干渉計装置、（リソグラフィ）装置、方法等で、再帰反射器とビームスプリッタ部の組合せに関して、この発明の他の実施例全てに当てはまる。本発明は、屡々その部品を同じ材料で作る、再帰反射器とビームスプリッタの機能を、上記の利点を伴って、一つの本体へ組合せることが可能であることを発明者により実現することに基づく。これらの利点は、以下に説明する本発明の他の実施例に当てはまると理解され、それでこの発明のあらゆる実施例に対しては、簡単のために、全ては繰返さない。更に、逆も同様に、この説明で、本発明の特定の実施例の利点を説明するとき、同様な利点が類似の特徴を有する本発明の別の態様の対応する実施例に当てはまることを理解すべきである。例えば、一つ以上の四分の一波長板が固定してあるビームスプリッタ装置は、確実な位置決めに関するある利点をもたらす。この同じ利点は、その板を有する対応する干渉計システム、（リソグラフィ）装置等に当てはまる。
【００４９】
第２ビームスプリッタ素子の面にだけ偏光ビームスプリッタ層を設けることも可能であることが分るだろう。言換えれば、再帰反射部とビームスプリッタ部を含む光学素子と第２光学素子の間に偏光ビームスプリッタ層を挟んだ、より普通の設計で本発明を具体化するとき、このビームスプリッタ層を最初に第２光学素子の面上に設けてもよく、その後この光学素子をこの光ビームスプリッタ層に結合する。それにも拘らず、結合後、この光ビームスプリッタ層は、やはりこの光学素子の第４面上に存在する。
【００５０】
図２ａは、この発明の一実施例による光学素子の平面図を概略的に示し、図２ｂは、この実施例の側面立面図を示す。
この光学素子は、再帰反射器表面を備える再帰反射器部２’、および説明目的だけのために、破線２４で示す仮想平面によって分離した、ビームスプリッタ部３’を含む。
【００５１】
再帰反射器部２’は、三つの相互に実質的に垂直な面４’、５’および６’を備える再帰反射器表面、並びに、ハンドラ表面の一部の役をする、追加の面２０、２１ａおよび２１ｂを含む。
ビームスプリッタ部３’は、面８’、面２３、並びに追加の面２２および２２と反対の見えない対応面を含むハンドラ表面（の一部）を備える放射線ビーム通過表面を含む。偏光ビームスプリッタ層を面８’上に設けてもよい（図２ｂには示さず）。
【００５２】
面２０および反対側のその対応物（図示せず）、並びに面２１ａおよび２１ｂは、この再帰反射器部から始り、その反射器部の先端を切って長方形輪郭を与え、そこでそれがハンドラまたはビームスプリッタ部３’に併合する。
ビームスプリッタ部３’の面２２および再帰反射器部の面２０は、実際、図２ａの平面図ではっきり見えるように、ハンドラ表面の一つの大きな面の二つの部分であり、それは再帰反射器部２’の先端切断によって生じる。他の形状、例えば、米国特許第４，５０４，１５７号に開示してある、角を取った、円筒形形状のような、ハンドラ表面を得ることも可能である。
【００５３】
図３ａおよび図３ｂは、この発明の二つの代替実施例による二つの光学素子の、再帰反射器表面の面の共通点を通る平面による断面図を概略的に示す。
ここで、ある参照数字の付いた図３ａのある部分は、同じであるがプライム記号を付けた参照数字で示す、図３ｂの類似の部分に対応する。
【００５４】
図３ａで、素子３０は、再帰反射器部を表し、素子３１は、ビームスプリッタ部を表す。この再帰反射器部は、相互に垂直な面３２および３３、並びに第３面（図３ａ〜図３ｂには示さず）を含む。この再帰反射器部３０は、正四面体でなく、斜めまたは傾斜四面体に近い。ビームスプリッタ部３１は、平面３４および３５を含む。非可視偏光ビームスプリッタ層が面３４上に設けてある。線３６は、この再帰反射器部の面の対称軸を表す。線３６と部分３０の三つの面の各々との間の角度は、ほぼ４５°である。
【００５５】
ビームスプリッタ部３１は、それ自体、平面３４および３５による放射線ビーム通過表面、並びに前および反対の後の二つの追加面（図示せず）によるハンドラ表面を備える直角二等辺プリズムである。
【００５６】
図３ｂで、再帰反射器部３０’は、正四面体であり、一方ビームスプリッタ部３１’は、面３４’および３５’が４５°より大きい角度を成すので、等辺直角プリズムでない。偏光ビームスプリッタ層が面３４’上に設けてあるが、この図では見えない。
図３ａおよび図３ｂで分るように、線３６、３６’と面３４、３４’の間の角度α、α’は、共に４５°ではなく、小さい（図３ａ）か大きい（図３ｂ）。
【００５７】
全てここでは再帰反射器部の頂点を通る断面で示す、あらゆる図示する実施例は、図２ａ〜図２ｂの実施例と類似の方法で先端を切ってもよいことを理解すべきである。説明した利点は、それでも当てはまる。
【００５８】
図４は、この発明の一実施例による別の偏光ビームスプリッタ装置の断面図を概略的に示す。
この偏光ビームスプリッタ装置は、図１の一つに類似する光学素子６０、並びに第２光学またはビームスプリッタ素子６１、偏光ビームスプリッタ層（見えず）、第１四分の一波長板６２、平面ミラー６３および第２四分の一波長板６４を含む。
【００５９】
図４に示すこの発明の実施例では、各々それ自体等辺直角プリズムを形成する、光学素子６０のビームスプリッタ部と第２ビームスプリッタ素子６１の組合せが正方形を作ることに注目すべきである。
【００６０】
光学素子６０は、相互に垂直な面６５および６６、および第３面（図４には示さず）、並びにこの放射線ビーム通過表面の一部であり且つ偏光ビームスプリッタ層（見えず）を備える平面ビームスプリッタ表面６７、およびやはり平面である、追加の放射線ビーム通過表面７１を含む。第２ビームスプリッタ素子６１は、６７に面、並びに面６８および６９を含む。
【００６１】
第２ビームスプリッタ素子６１は、ビームスプリッタ表面６７のビームスプリッタ層を介して、光学素子６０に固定してある。第１四分の一波長板６２は、面６９に固定してあり且つ反対側７０があり、それに平面ミラー６３が固定結合してある。
この固定結合は、例えば、光学セメントによって、これら二つの素子を接着することによってもたらしてもよい。平面ミラー６３を蒸着等によって設け／創成することも可能であり、その場合はこのミラーも固定結合されている。
【００６２】
第２四分の一波長板６４は、面７１に固定してある。二つの四分の一波長板６２および６４の各々、並びに平面ミラー６３は、第２ビームスプリッタ素子６１または光学素子６０に固定する必要がないことに注目すべきである。しかし、そうすることは、位置決め等を遥かに確実且つ一定にするので、有利である。四分の一波長板および／または屡々参照ミラーと呼ばれる平面ミラーが分離している場合は、干渉計測定に適する、干渉計モジュールとして示す実施例を参照することも可能である。
【００６３】
部品６０ないし６４は、ビームを偏光ビームスプリッタ層によって透過または反射するために、平面ミラー６３を参照ミラーとして使い、および四分の一波長板６２および６４をビームの偏光を変えるために使うように、干渉計システムで使ってもよい。この全てを従来の方法で適用してもよい。
【００６４】
図５は、本発明の一実施例による干渉計システムを概略的に描く。
この装置は、レーザビーム源１２０、偏光ビームスプリッタ装置１００、受光器１２１および、例えば、矢印Ａによって示す方向に、変位し得る物体１３０を含む。この装置は、物体１３０の変位または相対位置を測定するように構成・配置してある。レーザビーム源１２０、偏光ビームスプリッタ装置１００、および受光器１２１を含むシステムを、本発明の一実施例による、物体の変位または相対位置を測定するように構成・配置した、干渉計システムとも呼んでよい。
【００６５】
それに、このシステムおよび／または装置は、光信号を変換するように構成したコンピュータのような処理装置（ここには図示せず）を含んでもよく、またはこのシステムおよび／または装置は、例えば、少し離れて作動するとき、ケーブルまたは適当な送受信装置の組合せ等を使って、例えば、そのような処理装置に作動するように結合してもよい。
【００６６】
レーザビーム源１２０は、レーザビーム１１２を出し、それは、面１０７を経て偏光光ビームスプリッタ装置１００のスプリッタ素子１０３に入り、偏光ビームスプリッタ表面１０６へ進む。ビーム１１２は、既知の原理に従って、表面１０６で二つの部分ビームに分けられる。適当な四分の一波長板１０９および１１０の通過後、および、それぞれ、参照ミラー１１１による、または物体１３０に固定結合した物体ミラー１３１による反射、および再帰反射器部１０２の面１０４および１０５（および図示しない第３面）による再帰反射後、二つの部分ビームは、戻りビーム１１３に重なり合うに至り、それを受光器１２１によって捕捉する。受光器１２１は、戻りビーム１１３で二つの部分ビームの干渉から生じる光信号を受け、この光（干渉）信号を電気信号へ変換する。物体１３０が物体移動装置１３２によって矢印Ａの方向に変位するとき、干渉縞が変り、それで電気信号も変る。この信号を受けるように構成した処理装置（図示せず）がこの信号を、例えば、干渉縞を数え且つ内挿する等のために、適当な回路装置およびソフトウェアを使って、変位値に変換してもよい。
【００６７】
本発明の一実施例では、この処理装置を物体移動装置１３２に接続して、物体１３０の移動にフィードバックを与えてもよい。
【００６８】
図示する装置は、種々の種類でよい。本発明の一実施例では、この装置がこの物体の変位を高精度且つ比較的広範囲に亘って決めるように構成してある。そのような装置の例は、微細加工装置およびリソグラフィ装置であり、後者の例は、以下の図７で更に詳しく説明する。本発明の実施例による干渉計システムの利点は、コンパクトに作れること、および、その部品の信頼できる相互位置決めおよび少ない製造作業で、高精度を達成できることである。
【００６９】
図６は、本発明の実施例による干渉計モジュールの側面立面図を概略的に示す。このモジュールは、全体を１４０で示す第１非偏光ビームスプリッタ装置、第２非偏光ビームスプリッタ装置１４１、フレーム板１４２、およびこの発明の一実施例による三つの偏光光ビームスプリッタ装置を含み、その二つ１４３および１４４を示す。
【００７０】
第２非偏光ビームスプリッタ装置１４１は、入射ビーム１４５を強度半分の二つの平行出射ビーム１４５’および１４７に分割するように構成してあり、且つ第１素子１４９と面１５２を有する第２素子の間に非偏光ビームスプリッタ層１４８を含む。この非偏光ビームスプリッタ層は、入射ビームをこの入射ビームの強度の半分に等しい強度の二つのビームに分割するように構成してある。面１５２は、単純に全内反射の４５°面でもよく、またはミラーコート面でもよい。この発明の一実施例は、面１５２および層１４８が平行である。
【００７１】
第１非偏光ビームスプリッタ装置１４０は、ビーム１４５の方向の周りに９０°に亘って回転してあることを除いて、装置１４１に類似し、ビーム１４５から強度比２：１で平行ビーム１４６を分割するように構成してある。それで、この第１および第２非偏光ビームスプリッタ装置の組合せは、元のビーム１４５の強度の三分の一の同等な強度で三つの平行なビーム１４５、１４６および１４７を提供するように構成してある。異なる数のビームを提供することも可能であり、その場合非偏光ビームスプリッタの比は、修正すべきである。この発明の一実施例で、装置１４０は、完全に任意で、三つ以上の非偏光ビームスプリッタ装置を設けることができる。
【００７２】
第２非偏光ビームスプリッタ装置１４１は、フレーム板１４２の第２側１５５に取付けてある。このフレーム板の第２側１５５と反対の第１側１５６には、この発明の一実施例による三つの偏光ビームスプリッタ装置１４３および１４４が取付けてあるが、１４３および１４４で表すその二つだけを図示する。偏光ビームスプリッタ装置の各々は、再帰反射器部１６０、１７０、第１ビームスプリッタ素子１６１、１７１、および第２ビームスプリッタ素子１６２、１７２、それらの間の偏光ビームスプリッタ表面１６３、１７３、第１および第２四分の一波長板１６４および１６６、１７４および１７６、並びに参照ミラー１６５、１７５を含むのが好ましい。両偏光ビームスプリッタ装置１４３および１４４を鏡像で示すが、この通りである必要はないことに注意すべきである。更に、四分の一波長板および参照ミラーは、偏光光ビームスプリッタ装置に固定する必要はない。図示してないのは、ビーム１４６で干渉縞を発生するように構成した第３偏光光ビームスプリッタ装置である。図６の再帰反射器部は、長方形ベース面を得るために先端を切ってあることに注意すべきである。これらの再帰反射器部は、それでもそれらそれぞれの偏光光ビームスプリッタ素子と共に材料の連続した一体構成品を形成する。
【００７３】
フレーム板１４２は、例えば、鋼、またはアンバー、セラミック等のような、その他の適当な剛性材料で作り、これらの光学部品および装置を保持するように構成してある。“透明”になるために、フレーム板１４２は、この発明の一実施例では、側面１５５から１５６まで続く貫通孔または開口１５３および１５４を備える。これらの孔１５３および１５４、並びに他の追加の孔の寸法は、使用するビーム、例えば、この場合１４５（’）、１４６および１４７、並びにそれらそれぞれの戻りビーム（図示せず）の可能な位置に適応させてもよい。
【００７４】
図６の偏光ビームスプリッタ装置１４３および１４４は、必要なだけ小さく作ってもよいことが分るだろう。従来のビームスプリッタで屡々為されるように、二つ以上のビームに対して単一ビームスプリッタ装置を設ける代りに、今や安定板に取付けた、二つ以上の遥かに小さいビームスプリッタ装置を設けることが可能である。これは、光学ガラスの量、研磨およびコーティングの量等を減らす。更に、板１４２に対する材料の自由が光学ガラスより膨張係数の低い材料の選択を可能にし、それは更に寸法安定性、従って多重ビームの先行技術のビームスプリッタに関する測定精度を改善する。全ての非偏光ビームスプリッタ装置１４０、１４１、および偏光ビームスプリッタ装置を全く同一の板に取付けることは必要ないことに注目すべきである。この発明の一実施例では、例えば、部品をこのシステムの他の部品に影響することなく交換可能にするために、整合開口を備える二つの板（またはその他の取付け装置）を設けてもよい。図６に描くような干渉計モジュールも、上に説明したのと同じ利点を得るために、例えば、図５で説明したような干渉計システムに組込んでもよい。
【００７５】
図７は、この発明による干渉計システムを備える、この発明の一実施例によるリソグラフィ装置を概略的に描く。この装置は、放射線ビームＢ（例えば、ＵＶ放射線）を調節するように構成した照明システム（照明器）ＩＬ、パターン化した放射線ビームを作るためにこの放射線ビームの断面にパターンを与えるように構成したパターニング装置（例えば、マスク）ＭＡを支持するように構成した支持構造体（例えば、マスクテーブル）ＭＴを含む。この支持構造体は、このパターニング装置をあるパラメータに従って正確に位置決めするように構成した第１位置決め装置ＰＭに結合してある。このリソグラフィ装置は、基板（例えば、レジストを塗被したウエハ）Ｗを保持し、且つこの基板をあるパラメータに従って正確に位置決めするように構成した第２位置決めＰＷに結合してある基板テーブル（例えば、ウエハテーブル）ＷＴも含み、それらのパラメータの少なくとも幾つかは、この発明による干渉計システムによって制御してもよい。このリソグラフィ装置は、更に、パターニング装置ＭＡによって放射線影ビームＢに与えたパターンを基板Ｗの目標部分Ｃ（例えば、一つ以上のダイを含む）上に投影するように構成した投影システム（例えば、屈折性投影レンズシステム）ＰＳも含む。
【００７６】
この照明システムは、放射線を指向し、成形し、または制御するための、屈折式、反射式、磁気式、電磁式、静電式若しくはその他の形式の光学部品、またはその任意の組合せのような、種々の型式の光学部品を含んでもよい。
【００７７】
この支持構造体は、パターニングを支持、即ち、その重量を坦持する。それは、パターニング装置を、その向き、リソグラフィ装置の設計、および、例えば、パターニング装置が真空環境に保持されているかどうかのような、その他の条件に依る方法で保持する。この支持体は、パターニング装置を保持するために機械的、真空またはその他のクランプ手法を使うことができる。この支持構造体は、例えば、フレームまたはテーブルでもよく、それらは必要に応じて固定または可動でもよい。この支持構造体は、パターニング装置が、例えば投影システムに関して、所望の位置にあることを保証してもよい。ここで使う“レチクル”または“マスク”という用語のどれも、より一般的な用語“パターニング装置”と同義と考えてもよい。
【００７８】
このパターニング装置は、透過性でも反射性でもよい。パターニング装置の例には、マスク、プログラム可能ミラーアレイ、およびプログラム可能ＬＣＤパネルがある。マスクは、リソグラフィでよく知られ、二値、交互位相シフト、および減衰位相シフトのようなマスク型、並びに種々のハイブリッドマスク型がある。プログラム可能ミラーアレイの一例は、小型ミラーのマトリックス配置を使用し、入射放射線ビームを異なる方向に反射するようにその各々を個々に傾斜することができる。この傾斜したミラーは、ミラーマトリックスによって反射した放射線ビームにパターンを与える。
【００７９】
ここで使う“投影システム”という用語は、例えば使用する露出放射線に対して、または浸漬液の使用または真空の使用のような他の要因に対して適宜、屈折式、反射式、反射屈折式、磁気式、電磁式および静電式光学システム、若しくはその任意の組合せを含む、あらゆる種々の型式の投影システムを包含するように広く解釈すべきである。ここで使う“投影レンズ”という用語のどれも、より一般的な用語“投影システム”と同義と考えてもよい。
【００８０】
ここに描くように、この装置は、（例えば、透過性のマスクを使用する）透過型である。その代りに、この装置は、（例えば、上に言及したような種類のプログラム可能ミラーアレイを使用する、または反射性マスクを使用する）反射型でもよい。
【００８１】
このリソグラフィ装置は、二つ（二段）以上の基板テーブル（および／または二つ以上のマスクテーブル）を有する型式でもよい。そのような“多段”機械では、追加のテーブルを並列に使ってもよく、または準備工程を一つ以上のテーブルで行い、一方他の一つ以上のテーブルを露出用に使ってもよい。一つ以上のそのような基板テーブルの変位を本発明の一実施例による干渉計システムで決めてもよい。リソグラフィ装置では、一つ以上のそのような干渉計システムをその目的で設けてもよい。
【００８２】
このリソグラフィ装置は、投影システムと基板との間のスペースを埋めるように、この基板の少なくとも一部を比較的屈折率の高い液体、例えば水で覆う型式でもよい。浸漬液をこのリソグラフィ装置の他のスペース、例えば、マスクと投影システムの間にも加えてよい。浸漬法は、投影システムの開口数を効果的に増すために、この技術でよく知られている。ここで使う“浸漬”という用語は、基板のような、構造体を液体の中へ沈めなければならないこと意味せず、液体が露出中投影システムと基板との間にあることだけを意味する。
【００８３】
図７を参照して、照明器ＩＬは、放射線源ＳＯから放射線ビームを受ける。この線源とリソグラフィ装置は、例えば、線源がエキシマレーザであるとき、別々の存在であってもよい。そのような場合、この線源がリソグラフィ装置の一部を形成するとは考えられず、放射線ビームは、線源ＳＯから、例えば適当な指向ミラーおよび／またはビーム拡大器を含むビーム送出システムＢＤを使って、照明器ＩＬへ送られる。他の場合、例えば、線源が水銀灯であるとき、線源がこの装置の一部分であってもよい。この線源ＳＯと照明器ＩＬは、もし必要ならビーム送出システムＢＤと共に、放射線システムと呼んでもよい。
【００８４】
照明器ＩＬは、ビームの角強度分布を調整するように構成した調整装置ＡＤを含んでもよい。一般的に、この照明器の瞳面での強度分布の少なくとも外側および／または内側半径方向範囲（普通、それぞれ、σ外側およびσ内側と呼ぶ）を調整できる。その上、照明器ＩＬは、一般的に、インテグレータＩＮおよびコンデンサＣＯのような、種々の他の部品を含んでもよい。この照明器は、その断面に所望の均一性および強度分布を有するように、この放射線ビームを調節するために使ってもよい。
【００８５】
放射線ビームＢは、支持構造体（例えば、マスクテーブルＭＴ）上に保持したパターニング装置（例えば、マスクＭＡ）に入射し、このパターニング装置によってパターン化される。マスクＭＡを通過してから、この放射線ビームＢは、投影システムＰＳを通過し、それがこのビームを基板Ｗの目標部分Ｃ上に集束する。第２位置決め装置ＰＷおよび位置センサＩＦ、この場合はこの発明の一実施例による干渉計システムを使って、基板テーブルＷＴを、例えば、異なる目標部分Ｃを放射線ビームＢの経路に配置するように、正確に動かすことができる。同様に、例えば、マスクＭＡをマスクライブラリから機械的に検索してから、または走査中に、第１位置決め装置ＰＭおよび、これもこの発明の一実施例による干渉計システムでもよい、別の位置センサ（図７にはっきりとは描かない）を使ってマスクＭＡをビームＢの経路に関して正確に配置することができる。
【００８６】
一般的に、物体テーブルＭＴの移動は、第１位置決め装置ＰＭの一部を形成する、長ストロークモジュール（粗位置決め）および短ストロークモジュール（微細位置決め）を使って実現してもよい。同様に、基板テーブルＷＴの移動は、第２位置決め装置ＰＷの一部を形成する、長ストロークモジュールおよび短ストロークモジュールを使って実現してもよい。この移動は、干渉計システムＩＦで測定し、実測した移動量を位置決め装置へフィードバックしてもよい。ステッパの場合は（スキャナと違って）、マスクテーブルＭＴを短ストロークアクチュエータに結合するだけでもよく、または固定してもよい。マスクＭＡおよび基板Ｗは、マスク整列マークＭ１、Ｍ２および基板整列マークＰ１、Ｐ２を使って整列してもよい。これらの基板整列マークは、図示するように専用目標部分を占めるが、それらを目標部分間のスペースに配置してもよい（これらは、スクライブレーン整列マークとして知られている）。同様に、二つ以上のダイがマスクＭＡ上に設けてある場合、これらのマスク整列マークがダイ間に位置してもよい。
【００８７】
図示する装置は、以下のモードでの少なくとも一つ使うことができる：
１．  ステップモードでは、放射線ビームに与えた全パターンを目標部分Ｃ上に一度に（即ち、単一静的露出で）投影する間、マスクテーブルＭＴおよび基板テーブルＷＴを本質的に固定して保持する。次に基板テーブルＷＴをＸおよび／またはＹ方向に移動して異なる目標部分Ｃを露出できるようにする。ステップモードでは、露出領域の最大サイズが単一静的露出で結像する目標部分Ｃのサイズを制限する。この変位を測定および／または制御するために、各シフト後に干渉計システムＩＦを使うことが可能である。
２．  走査モードでは、放射線ビームに与えたパターンを目標部分Ｃ上に投影（即ち、単一動的露出で）しながら、マスクテーブルＭＴおよび基板テーブルＷＴを同期して走査する。マスクテーブルＭＴに対する基板テーブルＷＴの速度および方向は、投影システムＰＳの（縮）倍率および像反転特性によって決る。基板テーブルＷＴおよび／またはマスクテーブルＭＴの変位は、やはり、この発明の一実施例による一つ以上の干渉計システムで決めてもよい。走査モードでは、露出領域の最大サイズが単一動的露出での目標部分の（非走査方向の）幅を制限し、一方走査運動の長さが目標部分の（走査方向の）高さを決める。
３．  もう一つのモードでは、プログラム可能パターニング装置を保持するマスクテーブルＭＴを本質的に固定し、放射線ビームに与えたパターンを目標部分Ｃ上に投影しながら、基板テーブルＷＴを動かしまたは走査する。上と同様、基板テーブルＷＴの変位は、この発明の一実施例による干渉計システムで決めてもよい。このモードでは、一般的にパルス化した放射線源を使用し、プログラム可能パターニング装置を基板テーブルＷＴの各運動後または走査中の連続する放射線パルスの間に必要に応じて更新する。この作動モードは、上に言及した型式のプログラム可能ミラーアレイのような、プログラム可能パターニング装置を利用するマスクレス・リソグラフィに容易に適用できる。
上に説明した使用モードの組合せおよび／または変形または全く異なった使用モードも使ってよい。
【００８８】
一般的に、リソグラフィ装置は、パターニング装置からのパターンを基板上に転写することを含む、デバイス製造方法に使うことができる。このパターニング装置と基板の相対変位は、この発明の一実施例による干渉計システムを使って決めてもよい。この発明の一実施例で、パターンの転写は、パターン化した放射線ビームを基板上に投影することを含む。本方法は、コンパクトな干渉計システムで、低コストで高位置決め精度をもたらすことが分るだろう。
【００８９】
図７に描くリソグラフィ装置は、この発明の一実施例による干渉計システムを備える、この発明による装置の一実施例に過ぎず、種々の部分を修正してもよいこと理解すべきである。
【００９０】
この本文では、ＩＣの製造でリソグラフィ装置を使用することを具体的に参照するかも知れないが、ここで説明するリソグラフィ装置は、集積光学システム、磁区メモリ用誘導検出パターン、フラットパネルディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッド等の製造のような、他の用途があるかも知れないことを理解すべきである。当業者には、そのような代替用途の関係で、ここで使う“ウエハ”または“ダイ”という用語のどれも、それぞれ、より一般的な用語“基板”または“目標部分”と同義と考えてもよいことが分るだろう。ここで言及する基板は、露出の前または後に、例えば、トラック（典型的には基板にレジストの層を付け且つ露出したレジストを現像する器具）または計測器具および／または検査器具で処理してもよい。該当すれば、この開示をそのようなおよびその他の基板処理器具に適用してもよい。更に、この基板を、例えば、多層ＩＣを創るために、二度以上処理してもよく、それでここで使う基板という用語は既に多重処理した層を含む基板も指すかも知れない。
【００９１】
上では光リソグラフィの文脈でこの発明の実施例を使用することを特に参照したかも知れないが、この発明は、他の用途、例えば、印写リソグラフィで使ってもよく、その場合事情が許せば、光リソグラフィに限定されないことが分るだろう。印写リソグラフィでは、パターニング装置の表面微細構造が基板上に創るパターンを決める。このパターニング装置の表面微細構造を基板に押付けてもよく、その場合このレジストは、電磁放射線、熱、圧力またはその組合せを加えて硬化する。
【００９２】
ここで使用する“放射線”および“ビーム”という用語は、紫外（ＵＶ）放射線（例えば、波長３６５、２４８、１９３、１５７または１２６ｎｍまたはそれに近い）および超紫外（ＥＵＶ）放射線（例えば、５〜２０ｎｍの範囲の波長を有する）、並びにイオンビームまたは電子ビームのような、粒子ビームを含むあらゆる種類の電磁放射線を包含する。
【００９３】
“レンズ”という用語は、事情が許せば、屈折式、反射式、磁気式、電磁式、および静電式光学部品を含む種々の型式の光学部品の何れか一つまたは組合せを指すかも知れない。
【００９４】
この発明の特定の実施例を上に説明したが、この発明を説明した以外の方法で実施してもよいことが分るだろう。上の説明は、例示を意図し、限定することを意図しない。それで、以下に示す請求項の範囲から逸脱することなく、説明した発明に修正を加えてもよいことが分るだろう。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１ａ】本発明の一実施例による偏光ビームスプリッタ装置を概略的に示す側面立面図である。
【図１ｂ】本発明の一実施例による偏光ビームスプリッタ装置を概略的に示す平面図である。
【図１ｃ】本発明の一実施例による偏光ビームスプリッタ装置を概略的に示す図１ｂの平面Ｉ−Ｉに沿った断面図である。
【図２ａ】本発明の他の実施例による偏光ビームスプリッタ装置を概略的に示す平面図である。
【図２ｂ】本発明の他の実施例による偏光ビームスプリッタ装置を概略的に示す側面立面図である。
【図３ａ】本発明の幾つかの実施例による二つの偏光ビームスプリッタ装置を概略的に示す断面図である。
【図３ｂ】本発明の幾つかの実施例による二つの偏光ビームスプリッタ装置を概略的に示す断面図である。
【図４】本発明の一実施例による別の偏光ビームスプリッタ装置を概略的に示す断面図である。
【図５】本発明の一実施例による干渉計システムを概略的に示す。
【図６】本発明の一実施例による干渉計モジュールを概略的に示す側面立面図である。
【図７】本発明の一実施例によるリソグラフィ装置を示す。
【符号の説明】
【００９６】
１  偏光ビームスプリッタ装、光学素子
２  再帰反射器部
３  ビームスプリッタ部
４  第１面
５  第２面
６  第３面
７ａ  第５面
７ｂ  表面
７ｃ  表面
８  第４面
１１  表面
６０  光学素子
６１  第２光学素子
６２  四分の一波長板
６３  平面ミラー
６４  四分の一波長板
６７  第１面
６８  第２面
１００  偏光ビームスプリッタ装置
１２０  レーザビーム源
１２１  受光器
１４１  非偏光ビームスプリッタ装置
１４２  フレーム板
１４３  偏光ビームスプリッタ装置
１４４  偏光ビームスプリッタ装置
１５３  開口
１５４  開口
１５５  第２側面
１５６  第１側面
Ｂ  放射線ビーム
ＢＤ  ビーム送出システム
Ｃ  目標部分
ＩＦ  干渉計システム
ＩＬ  照明器
ＭＡ  パターニング装置
ＰＳ  投影システム
ＳＯ  線源
Ｗ  基板
ＷＴ  基板ホルダ
【図１ａ】
2006060229.tif 000003
【図１ｂ】
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【図１ｃ】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2006060229.tif 000012
【図７】
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【外国語明細書】
2006060229000001.pdf