(57)【要約】干渉計システムが記載されている。この干渉計システムは、光学的アセンブリ（１０、２０）を含み、ステージ・ミラー（５０、６０）の複数の自由度（Ｘ，Ｙ，Ｚ）、ならびに基準線と基準線および基準線の周りのステージ・ミラーの反射面の対応する局所的な回転とによって表わされるステージ・ミラーの反射面（５１、６１）のトポグラフィを、高い横方向の空間分解能で測定する。干渉計システムによって、基準線の傾斜と基準線の周りの反射面の局所的な回転とが、反射面によって反射されるビームの方向の角度変化を単一光路の干渉分光法で測定することを用いて測定される。反射面上の２つ以上の基準線と、付随する局所的な回転の測定値とを用いて、トポグラフィックな特徴を特徴付けても良い。またこれらをその場で、リソグラフィ・ツール（２５）内で測定しても良いし、オフラインで、導入する前にまたはリソグラフィ・ツールから取り出し後に測定しても良い。
2005522683.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
並進ステージと、
少なくとも２つの直交する方向の少なくとも一方に前記並進ステージを選択的に並進させるための電気機械的装置と、
前記並進ステージに対して所定の仕方でマウントされる、反射面を有する少なくとも１つのミラーと、
複数の測定ビームを生成するための干渉計手段であって、前記測定ビームは、前記反射面上に投影されて少なくとも１つの方向における前記並進ステージの変位と前記少なくとも１つのミラーの少なくとも局所的な傾斜とを測定するように適合および配置される、干渉計手段と、
前記並進ステージを選択的に並進させる動作モードを有し、前記動作モードにおいて前記少なくとも１つのミラーと前記干渉計手段とを互いに対して動かして、前記干渉計手段の前記複数のビームのうちの選択されたビームが前記少なくとも１つのミラーを少なくとも１つの対応する基準線に沿って走査するようにして、走査方向に直交する表面法線を有する少なくとも１つの平面における前記少なくとも１つの対応する基準線に沿う前記反射面の局所的な傾斜を示す情報を含む少なくとも１つの信号を生成する、制御手段と、
前記少なくとも１つの信号に含まれる前記情報を抽出して、前記少なくとも１つのミラーの局所的な形状を決定するための信号および分析手段と、を含む干渉分光装置。
【請求項２】
前記少なくとも１つの信号がさらに、前記少なくとも１つの平面における前記反射面の位置を前記少なくとも１つの基準線に沿う走査位置の関数として示す情報を含む請求項１に記載の干渉分光装置。
【請求項３】
前記少なくとも１つの信号がさらに、前記少なくとも１つの平面における前記反射面の平均の傾斜を前記少なくとも１つの基準線に沿う走査位置の関数として示す情報を含む請求項１に記載の干渉分光装置。
【請求項４】
前記少なくとも１つの信号がさらに、前記少なくとも１つの平面における前記反射面の位置および平均の傾斜を前記少なくとも１つの基準線に沿う走査位置の関数として示す情報を含む請求項１に記載の干渉分光装置。
【請求項５】
前記複数のビームが少なくとも一対のビームを含み、それぞれ、所定の直径を有し、互いに所定の距離だけ離れて前記走査方向に沿って配置される請求項１に記載の干渉分光装置。
【請求項６】
前記干渉計手段が少なくとも１つの角度測定用干渉計を含み、前記少なくとも一対のビームが、前記平均の傾斜を測定することができる情報を提供するように構成および配置され、前記少なくとも一対の前記ビームの少なくとも一部一方が、前記角度測定用干渉計によって、前記ミラーに対する１つの光路を形成して前記平面内の前記基準線に沿う前記ミラーの局所的な傾斜を測定した後で、受け取られる請求項５に記載の干渉分光装置。
【請求項７】
前記干渉計手段が少なくとも１つの角度測定用干渉計を含み、前記少なくとも一対のビームが、前記反射面上への前記ビームの投影に対応する点での前記反射面の位置についての情報を提供するように構成および配置され、前記少なくとも一対の前記ビームの一方の少なくとも一部が、前記角度測定用干渉計によって、前記ミラーに対する１つの光路を形成して前記平面内の前記基準線に沿うミラーの局所的な傾斜を測定した後で、受け取られる請求項５に記載の干渉分光装置。
【請求項８】
前記干渉計手段が、高安定性平面鏡干渉計、受動的微分ゼロ・シャー干渉計、能動的ゼロ・シャー干渉計、角度干渉計からなる群から選択される１つまたは複数の干渉計を含む請求項１に記載の干渉分光装置。
【請求項９】
前記信号および分析手段が、前記少なくとも１つのミラーの局所的な形状を、積分変換、フーリエ分析、直交関数分析、多項式展開からなる群から選択される数学的な手順を用いて決定するように構成される請求項１に記載の干渉分光装置。
【請求項１０】
前記少なくとも１つのミラーが、前記並進ステージにマウントされてステージと一緒に動き、前記少なくとも１つの干渉計サブシステムが、前記並進ステージから離れて固定してマウントされる請求項１に記載の干渉分光装置。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの干渉計サブシステムが、前記並進ステージに固定してマウントされてステージと一緒に動き、前記少なくとも１つのミラーが、前記並進ステージから離れて固定してマウントされる請求項１に記載の干渉分光装置。
【請求項１２】
前記制御手段が、前記並進ステージの動きが基準座標系に対する少なくとも１つの方向で測定される他の動作モードで構成および配置される請求項１に記載の干渉分光装置。
【請求項１３】
前記複数のビームが少なくとも二対のビームを含み、それぞれの対は、所定の直径を有して前記走査方向に沿って互いに所定の距離だけ離れている２つのビームを含み、前記対はそれぞれ、走査方向に垂直な方向において互いにずれている請求項１に記載の干渉分光装置。
【請求項１４】
前記干渉分光装置の構成および配置が、前記複数のビームを生成して、前記ビームのうち予め選択されたものを互いに対して直交に配置して、直交方向における前記並進ステージの変位と前記少なくとも１つのミラーの表面に直交する少なくとも１つの他のミラー面の少なくとも局所的な傾斜とを測定するように、行なわれる請求項１に記載の干渉分光装置。
【請求項１５】
２つ以上の直交配置されたミラーをさらに含み、ミラーは、対応する干渉計手段と互いに対して相対的に動くようにマウントされる一方で、前記制御手段が前記動作モードにおいて前記ミラーの局所的な形状を測定する請求項１に記載の干渉分光装置。
【請求項１６】
少なくとも１つの前記ミラーの反射面が、前記並進ステージに対して４５度で配置される請求項１に記載の干渉分光装置。
【請求項１７】
さらに少なくとも１つのフォトリソグラフィ・ウェハ・マウントを含み、前記ウェハ・マウントは前記並進ステージ上に配置されて前記並進ステージと一緒に動く請求項１に記載の干渉分光装置。
【請求項１８】
さらにフォトリソグラフィ露光ユニットを含み、前記露光ユニットは、基準座標系に固定してマウントされて、前記並進ステージ上に配置されたウェハ上に、マスクされたパターンを形成する請求項１７に記載の干渉分光装置。
【請求項１９】
少なくとも１つのミラーを並進ステージに対して所定の仕方でマウントするステップであって、前記少なくとも１つのミラーは反射面を有する、ステップと、
前記並進ステージを少なくとも２つの直交する方向の少なくとも一方において選択的に並進させるステップと、
複数の干渉分光測定ビームを生成するステップであって、前記測定ビームは、前記反射面上に投影されて少なくとも１つの方向における前記並進ステージの変位と前記少なくとも１つのミラーの少なくとも局所的な傾斜とを測定するように適合および配置される、ステップと、
前記並進ステージを第１の動作モードにおいて選択的に並進させ、前記少なくとも１つのミラーと前記測定ビームとを互いに対して動かして、前記複数のビームのうちの選択されたビームが前記少なくとも１つのミラーを少なくとも１つの対応する基準線に沿って走査するようにして、走査方向に直交する表面法線を有する少なくとも１つの平面における前記少なくとも１つの対応する基準線に沿う前記反射面の局所的な傾斜を示す情報を含む少なくとも１つの信号を生成するステップと、
前記少なくとも１つの信号を分析して、前記少なくとも１つの信号に含まれる前記情報を抽出し、前記少なくとも１つのミラーの局所的な形状を決定するステップと、を含む干渉分光法。
【請求項２０】
前記少なくとも１つの信号がさらに、前記少なくとも１つの平面における前記反射面の位置を、前記少なくとも１つの基準線に沿う走査位置の関数として示す情報を含む請求項１９に記載の干渉分光法。
【請求項２１】
前記少なくとも１つの信号がさらに、前記少なくとも１つの平面における前記反射面の平均の傾斜を、前記少なくとも１つの基準線に沿う走査位置の関数として示す情報を含む請求項１９に記載の干渉分光法。
【請求項２２】
前記少なくとも１つの信号がさらに、前記少なくとも１つの平面における前記反射面の位置および平均の傾斜を、前記少なくとも１つの基準線に沿う走査位置の関数として示す情報を含む請求項１９に記載の干渉分光ステップ。
【請求項２３】
前記複数のビームが少なくとも一対のビームを含み、それぞれ、所定の直径を有し、互いに所定の距離だけ離れて前記走査方向に沿って配置される請求項１９に記載の干渉分光法。
【請求項２４】
前記干渉計手段が少なくとも１つの角度測定用干渉計を含み、前記少なくとも一対のビームが、前記平均の傾斜を測定することができる情報を提供するように構成および配置され、前記少なくとも一対の前記ビームの一方の少なくとも一部が、角度測定用干渉計によって、前記ミラーに対する１つの光路を形成して前記平面内の前記基準線に沿う前記ミラーの局所的な傾斜を測定した後で、受け取られる請求項２３に記載の干渉分光法。
【請求項２５】
前記干渉計手段が少なくとも１つの角度測定用干渉計を含み、前記少なくとも一対のビームが、前記反射面上への前記ビームの投影に対応する点での前記反射面の位置についての情報を提供するように構成および配置され、前記少なくとも一対の前記ビームの一方の少なくとも一部が、角度測定用干渉計によって、前記ミラーに対する１つの光路を形成して前記平面内の前記基準線に沿うミラーの局所的な傾斜を測定した後で、受け取られる請求項２３に記載の干渉分光法。
【請求項２６】
前記複数のビームが、高安定性平面鏡干渉計、受動的微分ゼロ・シャー干渉計、能動的ゼロ・シャー干渉計、角度干渉計からなる群から選択される１つまたは複数の干渉計を含む干渉計手段によって与えられる請求項１９に記載の干渉分光法。
【請求項２７】
前記分析ステップによって、前記少なくとも１つのミラーの局所的な形状が、積分変換、フーリエ分析、直交関数分析、多項式展開からなる群から選択される数学的な手順を用いて決定される請求項１９に記載の干渉分光法。
【請求項２８】
さらに前記並進ステージの動きが基準座標系に対する少なくとも１つの方向で測定される他の動作モードを含む請求項１９に記載の干渉分光法。
【請求項２９】
前記複数のビームが少なくとも二対のビームを含み、それぞれの対は、所定の直径を有して前記走査方向に沿って互いに所定の距離だけ離れている２つのビームを含み、前記対はそれぞれ、走査方向に垂直な方向において互いにずれている請求項１９に記載の干渉分光法。
【請求項３０】
前記複数のビームの構成および配置が、前記ビームのうち予め選択されたものを互いに対して直交に配置して、直交方向における前記並進ステージの変位と前記少なくとも１つのミラーの表面に直交する少なくとも１つの他のミラー面の少なくとも局所的な傾斜とを測定するように、行なわれる請求項１９に記載の干渉分光法。
【請求項３１】
２つ以上の直交配置されたミラーを前記並進ステージ上にマウントして前記複数のビームのうち対応するビームに対して相対的に動かす一方で、前記第１の動作モードにおいて前記ミラーの局所的な形状を測定するステップをさらに含む請求項１９に記載の干渉分光法。
【請求項３２】
少なくとも１つの前記ミラーに含まれる反射面が、前記並進ステージに対して４５度でマウントされる請求項３１に記載の干渉分光法。
【請求項３３】
少なくとも１つのフォトリソグラフィ・ウェハを、前記並進ステージ上に配置して前記並進ステージと一緒に動くようにするステップをさらに含む請求項１９に記載の干渉分光法。
【請求項３４】
ウェハを少なくとも一度露出する一方で、前記並進ステージ上に配置して、マスクされたパターンを前記ウェハ上に形成するステップをさらに含む請求項３３に記載の干渉分光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に干渉分光法に関し、特にフォトリソグラフィ・ステージ・ミラーなどの局所的な表面特性を干渉分光法的にその場でまたはオフ・ステージで測定して、距離測定精度を増加させるための補正信号を与えることができる干渉分光装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
干渉分光法は、良く確立された計測学であり、マイクロ加工プロセスにおいて多くの重要な寸法を測定および制御するために広く用いられている。これは特に、精度に対する要求が、０．１μｍ以下の重要な寸法の１０〜４０％である半導体製造などにおいて重要である。
【０００３】
半導体材料で形成される集積回路は、異なる材料の層をシリコン・ウェハ上に連続して堆積およびパターニングすることによって作製されるが、シリコン・ウェハは通常は、デカルトｘ−ｙ座標を有する平坦な露光面内にある。この座標には垂直なｚ方向が存在する。パターニング・プロセスは、フォトレジストの露光および現像の組み合わせ、続いてその下の層のエッチングおよびドーピング、続いてその後の層の堆積からなる。このプロセスの結果、複雑で、またミクロン規模で非常に不均質な材料構造が、ウェハ表面上にできる。
【０００４】
通常は、それぞれのウェハには、「フィールド」と言われる同じパターンの複数のコピーが含まれており、これらはウェハ上に、公称上は「グリッド」として知られる直線的分布で配列している。しばしば、しかし常にではないが、それぞれのフィールドは単一の「チップ」に対応している。
【０００５】
露光プロセスは、次の層パターンの画像を、ウェハ上にスピンされたフォトレジスト上（およびフォトレジスト内）に投影することからなる。集積回路が適切に機能するためには、連続的に投影された画像がそれぞれ、すでにウェハ上にあるパターンと正確にマッチングしなければならない。すでにウェハ上にあるパターンの位置、方位、および歪みを決定した後、パターンを投影画像に対して正確な関係に配置するプロセスを、「アラインメント」と言う。実際の成果、すなわち連続してパターニングされた層がそれぞれ、どれほど正確に以前の層とマッチングされているかは、「オーバーレイ」と言われる。
【０００６】
一般に、アラインメント・プロセスでは、すでに存在するパターンの実際の形状にマッチングさせるために、ウェハおよび／または投影画像のみならず画像の一部の歪みについても、並進および回転の両方によるポジショニングが必要である。あるパターンを他のパターン上に得るためには、ウェハおよび画像を正確にポジショニングする必要があるという事は、明らかである。画像を実際に歪ませることが必要となる場合も多い。他の効果、たとえば熱および振動についても、補正が必要であることが考えられる。
【０００７】
このすべての正味の結果は、ウェハ上にプリントされた第１のレベルのパターンの形状が理想的ではなく、その後のすべてのパターンを、可能な範囲内で、第１のレベルのプリントされたパターンの全体的な形状に合うように調整しなければならないということである。露光ツールごとにこれらの効果を補償する能力は異なるが、一般的に、補償できる歪みまたは形状の変動にはｘおよびｙの拡大およびスキューが含まれる。これらの歪みを、並進および回転と組み合わせれば、変換の完全な組が構成される。
【０００８】
問題は、すでにウェハ上にあるパターンに投影画像を連続してマッチングさせることであり、単にウェハそれ自体をポジショニングすることではない。そのため、露光ツールは、ウェハ・パターン自体および投影画像の両方の相対的な位置、方位、および歪みを、効果的に検出するかまたは推測できなくてはならない。
【０００９】
回路パターン自体を直接検出することは難しい。そのため基準のマークまたは「アラインメント・マーク」を回路パターンに加えることによって、アラインメントが行なわれる。これらのアラインメント・マークを用いて、レチクルの位置、方位、および歪み、ならびに／または投影画像の位置、方位、および歪みを決定することができる。またアライメント・マークをウェハ上に回路パターンに沿ってプリントすることもできるため、アライメント・マークを用いて、ウェハ・パターンの位置、方位、および歪みを決定することができる。
【００１０】
アラインメント・マークは一般的に、レチクル上の１つまたは複数の透明なまたは不透明な線からなり、これらの線は、ウェハ上にプリントされたときに「トレンチ」または「メサ」になる。しかし、より複雑な構造、たとえばグレーティング（トレンチおよび／またはメサの単純な周期的なアレイである）ならびにチェックボード・パターンも、用いられる。通常はアラインメント・マークがそれぞれのフィールドの「カーフ」のエッジに沿って配置されるか、またはいくつかの「マスタ・マーク」がウェハ全面に分散される。アラインメント・マークは必要ではあるが、チップ回路の一部ではない。したがってチップ製造業者からすれば、アライメント・マークは、貴重なウェハ領域または「不動産」を浪費していることになる。この結果、アラインメント・マークをできるだけ小さくすることが進められ、一方の面上で数１００ミクロンを下回ることが多い。
【００１１】
アラインメント・マークを「見る」ために、アラインメント・センサが露光ツールに取り入れられている。一般に、ウェハ、レチクル、および／または投影画像それ自体に対して、別個のセンサが存在する。全体的なアラインメント・ストラテジに応じて、これらのセンサは、全体として別個のシステムであっても良いし、効果的に組み合わされて単一のセンサとなっていても良い。たとえば、投影画像を直接見ることができるセンサは、公称上はウェハ・マークに関しては「盲目」であるため、別個のウェハ・センサが要求される。しかしウェハをレチクル・アラインメント・マーク自体を通して「見る」センサは、本質的にレチクルとウェハとのアラインメントを同時に行なっている。したがって別個のレチクル・センサを必要としない。この場合、投影画像内のアラインメント・マークの位置は、レチクル・アラインメント・マークの位置から推測されており、画像位置に対するレチクルの注意深い校正が、アラインメント・ステップの前に行なわれているはずであることに注意されたい。
【００１２】
さらに、前述したように、本質的にすべての露光ツールにおいて、ウェハ・アラインメント・マークを光学的に検出するセンサが用いられている。すなわち、センサが光を１つまたは複数の波長でウェハ上に投影して、アラインメント・マークからの散乱／回折をウェハ面内の位置の関数として検出する。多くのタイプのアラインメント・センサが広く使われており、それらの光学的な構成は、簡単な顕微鏡からヘテロダイン・グレーティング干渉計までのすべての機能を網羅している。またセンサ構成によって、所定のウェハ・タイプに対する動作が良かったり悪かったりするため、ほとんどの露光ツールには複数のセンサ構成が設けられており、できるだけ広い範囲のウェハ・タイプに対して良好なオーバーレイが可能となるようになっている。
【００１３】
アラインメント・センサの全体としての役目は、ウェハ上のすべてのアラインメント・マークの所定の各サブセットの位置を、露光ツールに対して固定された座標系において決定することである。次にこれらの位置データを、「グローバル」および「フィールド・バイ・フィールド」と言われる２つの一般的な方法のいずれかで用いて、アラインメントを行なう。
【００１４】
グローバル・アラインメントでは、単に数フィールドにおけるマークの場所をアラインメント・センサによって確認し、データをベスト・フィットするように組み合わせて、ウェハ上のすべてのフィールドの最適なアラインメントを決定する。フィールド・バイ・フィールド・アラインメントでは、単一のフィールドから収集したデータを用いて、そのフィールドだけをアライメントする。通常、グローバルなアラインメントの方が早く（ウェハ上のすべてのフィールドの場所を確認するわけではないため）、またノイズに対する感度が低い（すべてのデータを一緒に組み合わせてベストな全体的フィットを見つけるため）。しかしベスト・フィットの結果をフィード・フォワードまたは推測航法アプローチにおいて用いるため、露光ツールの全体的なオプトメカニカルな安定性には依拠しない。
【００１５】
アラインメントは一般に、２ステップ・プロセスとして行なわれる。すなわち、微細なアラインメント・ステップ（数１０ナノメートルの精度）を、初期の粗いアラインメント・ステップ（マイクロメートルの精度）の後に行なう。アラインメントは、ウェハを６つの自由度（３つの並進および３つの回転）すべてにおいてポジショニングする必要がある。しかしウェハを調整してウェハが投影画像面内にくるようにすること、すなわちウェハをレベリングして投影画像をフォーカスすることは、１つの並進自由度（光軸、ｚ軸、またはｘ−ｙウェハの方位に垂直な平行線に沿っての動き）と２つの回転自由度（ウェハ面を回転させて投影画像面に平行にする）とを含んでいるが、これは一般的にはアラインメントとは別個であると考える。
【００１６】
アラインメントについて述べるときには普通、面内の並進（２つの自由度）および投影光軸の周りの回転（１つの自由度）のみを意味する。このように用語法で分ける理由は、要求される精度が違うからである。面内の並進および回転に対して要求される精度は一般に、数１０ナノメートルのオーダからナノメートルのオーダまで、またはウェハ上にプリントすべき最小限の特徴サイズまたは重要な寸法（ＣＤ）の約２０〜３０％である必要がある。現在の最先端のＣＤ値は１００ｎｍのオーダであり、したがって要求されるアラインメント精度は１００ｎｍをはるかに下回っている。一方で、面外での並進および回転に対して要求される精度は、露光ツールのフォーカスの使用できる全体の深さに関係しており、一般にＣＤ値により近い。したがって、面外でのウェハのフォーカシングおよびレベリングで要求される精度は、面内のアラインメントの場合よりも低い。同様に、フォーカシングおよびレベリング用のセンサは通常、「アラインメント・センサ」とは完全に別個であり、フォーカシングおよびレベリングは通常、ウェハ上のパターンには依拠しない。ウェハ表面またはその代用物のみを検出する必要がある。それにもかかわらず、このことは依然として、とりわけウェハ上方の光学的な投影システムの垂直位置（高度）についての正確な知識を必要とする重要な課題である。
【００１７】
アラインメントを行なう際には、平面鏡干渉計、受動的ゼロ・シャー干渉計、および能動的ビーム・ステアリング部材を有する干渉計、すなわち能動的ゼロ・シャー干渉計、を用いることが知られている。能動的および受動的ゼロ・シャー干渉計では、距離測定の精度が、ビーム・コンディショニングを用いることによって増大されることで、距離情報を伝えるビームが適切にアライメントされて最適な信号が得られることが保証される。受動的ゼロ・シャー干渉計に関しては、平面鏡測定対象物が、ビーム・コンディショナ内の部材として用いられる。このような干渉計に対しては、たとえば以下の文献を参照されたい。米国仮特許出願第６０／３１４、３４５号明細書、発明の名称「角度敏感なビーム・スプリッタを用いる受動的ゼロ・シャー干渉計」（２００１年８月２３日に出願）、現時点では、米国特許出願第１０／２０７、３１４号明細書、発明の名称「受動的ゼロ・シャー干渉計」（２００２年７月２９日に出願）、米国仮特許出願第６０／３１４、５６８号明細書、発明の名称「ゼロ・シャー平面鏡干渉計」（２００１年８月２３日に出願）、現時点では、米国特許出願第１０／２２７、１６７号明細書、発明の名称「複数光路干渉分光法」（２００２年８月２３日に出願）、米国仮特許出願第６０／３１４、５６９号明細書、発明の名称「ゼロ・シャー非平面鏡干渉計」（２００１年８月２３日に出願）、現時点では、米国特許出願第１０／２２７、１６６号明細書、発明の名称「光学的な干渉分光法」（２００２年８月２３日に出願）、米国仮特許出願第６０／３５２、４２５号明細書、発明の名称「低減された微分ビーム・シャー複数自由度干渉計」（２００２年１月２８日に出願）、現時点では、米国特許出願第１０／３５２、６１６号明細書、発明の名称「複数光路干渉分光法」（２００３年１月２８日に出願）。
【００１８】
能動的ゼロ・シャー干渉計では、動的な部材がビーム・コンディショナ内で用いられており、動的な部材の角度方向がフィードバックおよび／またはフィード・フォワード装置を介して制御されることで、距離情報を伝えるビームが適切にアライメントされて最適な信号が得られることが保証される。このような干渉計は、たとえば以下の文献において知られている。共通所有の国際特許出願ＰＣＴ／ＵＳ００／１２０９７号明細書（２０００年５月５日に出願）、発明の名称「角度および距離を測定するための動的なビーム・ステアリング・アセンブリを有する干渉分光システム」および２０００年１１月１９日に公開（ＷＯ００／６６９６９）、共通所有の米国仮特許出願第６０／３１４、５７０号明細書（２００１年８月２３日出願）、発明の名称「入力ビームの方向を制御する動的な干渉計」、現時点では、米国特許出願第１０／２２６、５９１号明細書（２００１年８月２３日に出願）および２００３年６月２３日に公開（ＵＳ−２００３−００４３３８４）、米国仮特許出願第６０／３５６、３９３号明細書（２００２年２月１２日に出願）、発明の名称「入力測定ビーム成分および出力基準ビーム成分を向けなおす動的なビーム・ステアリング部材を有する干渉計」、現時点では、米国特許出願第１０／３６４、６６６号明細書（２００３年２月１１日に出願）、発明の名称「動的なビーム・ステアリング部材を有する干渉計」。なお３つの出願はすべて、（ヘンリＡ．ヒル）（ＨｅｎｒｙＡ．Ｈｉｌｌ）の名義である。
【００１９】
しかし受動的ゼロ・シャーおよび能動的ゼロ・シャー干渉計の場合でさえ、ステージ・ミラーが種々の動きを経るときに、種々の反射部材の形状が、距離および角度測定において達成可能な精度に影響を与える。種々の反射部材の形状が、達成可能な精度に影響を与える理由は、光学経路における反射部材の傾斜変化が、光学経路の長さおよびビーム方向に影響を及ぼすからである。通常は、このような反射部材たとえば薄い高アスペクト比ミラーの形状を、オフ・ステージでキャラクタライズした後に、反射部材をオン・ステージでマウントする。しかしこれは受け入れられない場合が多い。と言うのは、オフ・ステージでキャラクタリゼーションする精度が十分ではなく、および／またはマウンティング・プロセス自体によって部材の形状がその検査される形状と比べて歪み、およびこの形状の変化によって測定誤差が導入される可能性があるからである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
したがって本発明の目的は、オン・ステージの反射部材たとえば薄い高アスペクト比ミラーの表面トポグラフィのマップを、その場でおよびオフ・ステージで高い空間分解能で測定して、反射面の形状に対する光学経路の長さおよびビーム方向の両方における誤差を補償する補正信号を生成するかまたは補正信号の精度をチェックすることができる干渉分光装置および方法であって、干渉分光装置は一体型の光学的アセンブリを含んでいても良い、干渉分光装置および方法を提供することである。
【００２１】
本発明の他の目的は、オン・ステージの反射部材たとえば薄い高アスペクト比ミラーの表面トポグラフィのマップを、その場でおよびオフ・ステージで高い空間分解能で測定して、反射面の形状に対する光学経路の長さおよびビーム方向の両方における誤差を補償する補正信号を生成するかまたは補正信号の精度をチェックすることができる干渉分光装置および方法であって、１つまたは２つの直交する軸において走査することのみが要求され、干渉分光装置は一体型の光学的アセンブリを含んでいても良い、干渉分光装置および方法を提供することである。
【００２２】
本発明の他の目的は、オン・ステージの反射部材たとえば薄い高アスペクト比ミラーの表面トポグラフィのマップを、その場でおよびオフ・ステージで高い空間分解能で測定して、直交する面内に配置された反射面の形状に対する光学経路の長さおよびビーム方向の両方における誤差を補償する補正信号を生成するかまたは補正信号の精度をチェックすることができる干渉分光装置および方法であって、干渉分光装置は一体型の光学的アセンブリを含んでいても良い、干渉分光装置および方法を提供することである。
【００２３】
本発明の他の目的は、オン・ステージの反射部材たとえば薄い高アスペクト比ミラーの表面トポグラフィのマップを、その場でおよびオフ・ステージで高い空間分解能で測定して、直交する面内に配置された反射面の形状に対する光学経路の長さおよびビーム方向の両方における誤差を補償する補正信号を生成するかまたは補正信号の精度をチェックすることができる干渉分光装置および方法であって、１つまたは２つの直交する軸において走査することのみが要求され、干渉分光装置は一体型の光学的アセンブリを含んでいても良い、干渉分光装置および方法を提供することである。
【００２４】
発明のさらに他の目的は、平面鏡干渉計、受動的ゼロ・シャー干渉計、および能動的ゼロ・シャー干渉計の動作特性から生成される情報を用いることによって、オン・ステージの反射部材たとえば薄い高アスペクト比ミラーの形状をその場でおよびオフ・ステージで測定して、基準線によって表わされる反射面の高空間分解能のマップを生成することができ、このマップをその後用いて、反射面の形状に対する光学経路の長さおよびビーム方向の両方における誤差を補償する補正信号を生成できることである。干渉計は、一体型の光学的アセンブリを含んでいても良い。
【００２５】
発明のさらに他の目的は、平面鏡干渉計、受動的ゼロ・シャー干渉計、および能動的ゼロ・シャー干渉計の動作特性から生成される情報を用いることによって、オン・ステージの反射部材たとえば薄い高アスペクト比ミラーの形状をその場でおよびオフ・ステージで測定して、基準線によって表わされる反射面の高空間分解能のマップを生成することができ、このマップをその後用いて、反射面の形状に対する光学経路の長さおよびビーム方向の両方における誤差を補償する補正信号を生成できることである。１つまたは２つの直交する軸において走査することのみが要求され、干渉計は、一体型の光学的アセンブリを含んでいても良い。
【００２６】
発明のさらに他の目的は、平面鏡干渉計、受動的ゼロ・シャー干渉計、および能動的ゼロ・シャー干渉計の動作特性から生成される情報を用いることによって、オン・ステージの反射部材たとえば薄い高アスペクト比ミラーの形状をその場でおよびオフ・ステージで測定して、反射面の表面上の基準線と基準線の周りの表面の局所的な回転とを含む反射面の高空間分解能マップを生成することができ、このマップをその後用いて、反射面の形状に対する光学経路の長さおよびビーム方向の両方における誤差を補償する補正信号を生成できることである。干渉計は、一体型の光学的アセンブリを含んでいても良い。
【００２７】
発明のさらに他の目的は、平面鏡干渉計、受動的ゼロ・シャー干渉計、および能動的ゼロ・シャー干渉計の動作特性から生成される情報を用いることによって、オン・ステージの反射部材たとえば薄い高アスペクト比ミラーの形状をその場でおよびオフ・ステージで測定して、反射面の表面上の基準線と基準線の周りの表面の局所的な回転とを含む反射面の高空間分解能マップを生成することができ、このマップをその後用いて、反射面の形状に対する光学経路の長さおよびビーム方向の両方における誤差を補償する補正信号を生成できることである。１つまたは２つの直交する軸において走査することのみが要求され、干渉計は、一体型の光学的アセンブリを含んでいても良い。
【００２８】
本発明のさらに他の目的は、オン・ステージの反射部材たとえば薄い高アスペクト比ミラーの形状をその場でおよびオフ・ステージで測定して、反射面の形状に対する光学経路の長さおよびビーム方向の両方における誤差を補償する高空間分解能補正信号を生成することができる干渉分光装置および方法であって、干渉分光装置は一体型の光学的アセンブリを含んでいても良い、干渉分光装置および方法を提供することである。
【００２９】
本発明のさらに他の目的は、オン・ステージの反射部材たとえば薄い高アスペクト比ミラーの形状をその場でおよびオフ・ステージで測定して、反射面の形状に対する光学経路の長さおよびビーム方向の両方における誤差を補償する高空間分解能補正信号を生成することができる干渉分光装置および方法であって、１つまたは２つの直交する軸において走査することのみが要求される、干渉分光装置および方法を提供することである。
【００３０】
本発明の他の目的は、以下の詳細な説明を図面とともに読めば、以下において、一つには明白であり、一つには明らかになる。
【課題を解決するための手段】
【００３１】
（本発明の概要）
光学的アセンブリを含み、ステージ・ミラーの複数の自由度とステージ・ミラーの反射面のトポグラフィとを、高い空間分解能で、１つまたは複数の基準線に沿って、基準線の周りのステージ・ミラーの反射面の対応する局所的な回転とともに、要求に従って必要に応じて測定する干渉計システム。干渉計システムによって、走査方向に直交する表面法線を有する平面内の基準線の局所的な傾斜と、基準線の周りの反射面の局所的な回転とが、反射面によって反射されるビームの方向の角度変化を単一光路の干渉分光法で測定することを用いて測定される。干渉計システムの構成は、複数の自由度が、測定された表面の直線的および角度変位の組み合わせから決定されるようになされる。基準線および基準線の周りの反射面の局所的な回転によって表わされる反射面のトポグラフィには、反射面上の２つ以上の基準線の組が、付随する局所的な回転の測定値とともに、含まれていても良い。基準線および付随する局所的な回転は、その場でリソグラフィ・ツール内で測定しても良いし、またはオフラインで、導入する前にまたはリソグラフィ・ツールから取り出した後に測定しても良い。また、光学的アセンブリを含み、２つおよび３つのステージ・ミラーの複数の自由度、ならびに基準線および基準線の周りのステージ・ミラーの反射面の局所的な回転とによって表わされるステージ・ミラーの反射面のトポグラフィ、を測定する干渉計システムが記載されている。基準線および基準線の周りのステージ・ミラーの反射面の局所的な回転によって表わされるステージ・ミラーの反射面のトポグラフィを決定するために必要なのは、２つの直交する軸のみにおいて走査することである。２つおよび３つのステージ・ミラーの配置は、２つおよび３つのステージ・ミラーの反射面が通常は、２つおよび３つのステージ・ミラーの他の表面と直交するかまたは平行な面となるように行なわれるが、他の角度たとえば４５度であっても良い。反射面のトポグラフィを、リソグラフィ・ツール以外のエンド・ユース用途で用いられるミラーに対して測定しても良い。
【００３２】
好ましくは直交配置されたミラー面の１つまたは複数のアレイのトポグラフィをその場でキャラクタライズすることができる方法も記載されている。
【００３３】
一態様においては、本発明の干渉分光装置は、並進ステージと、少なくとも２つの直交する方向の少なくとも一方に並進ステージを選択的に並進させるための電気機械的装置と、並進ステージに対して所定の仕方でマウントされる、反射面を有する少なくとも１つの薄くて細長いミラーと、複数の測定ビームを生成するための干渉計手段であって、測定ビームは、反射面上に投影されて少なくとも１つの方向における並進ステージの変位と少なくとも１つの薄くて細長いミラーの少なくとも局所的な傾斜とを測定するように適合および配置される、干渉計手段と、並進ステージを選択的に並進させる動作モードを有し、この動作モードにおいて少なくとも１つの薄くて細長いミラーと干渉計手段とを互いに対して動かして、干渉計手段の複数のビームのうちの選択されたビームが少なくとも１つの薄くて細長いミラーをその長手方向の寸法に沿って延びる少なくとも１つの対応する基準線に沿って走査するようにして、走査方向に直交する表面法線を有する少なくとも１つの平面における少なくとも１つの対応する基準線に沿う反射面の局所的な傾斜を示す情報を含む少なくとも１つの信号を生成する、制御手段と、少なくとも１つの信号に含まれる情報を抽出して、少なくとも薄くて細長い１つのミラーの局所的な形状を決定するための信号および分析手段と、を含む。
【００３４】
他の態様においては、少なくとも１つの信号がさらに、前記少なくとも１つの平面における反射面の位置を、前記少なくとも１つの基準線に沿う走査位置の関数として示す情報を含む。
【００３５】
本発明の構造、動作、および方法論は、本発明の他の目的および利点とともに、詳細な説明を図面と関連して読むことによって最良に理解することができる。図面では、それぞれの部品に数字が割り当てられており、部品が種々の図面のどこに現れようと、部品が識別されるようになっている。
【００３６】
（詳細な説明）
本発明の多くの実施形態について、本明細書で説明する。これらの実施形態は、反射面について取得される情報のタイプに基づいて複数のグループに分類される。実施形態の第１のグループでは、１つの反射面における基準線または２つの反射面のそれぞれにおける基準線が、高い空間分解能で決定される。２つの反射面は実質的に互いに直交している。実施形態の第２のグループでは、１つの反射面における一対の基準線または２つの反射面のそれぞれにおける一対の基準線が、高い空間分解能で決定される。２つの反射面は、実質的に互いに直交している。実施形態の第３のグループでは、反射面上の一対の基準線および一対の基準線の周りの反射面の付随する局所的な回転、または２つの反射面のそれぞれにおける一対の基準線および付随する局所的な回転が、高い空間分解能で決定される。２つの反射面は、実質的に互いに直交している。実施形態の第４のグループでは、３つの反射面における基準線および付随する局所的な回転の組み合わせが、高い空間分解能で決定される。３つの反射面は、実質的に互いに直交している。第４の実施形態のグループでは、測定ビームが反射面上に４５度のオーダの入射角度で入射しても良い。５つの異なるタイプの干渉計を用いて、種々の実施形態およびその変形において、個々の反射面の直線的および角度の変位を測定する。
【００３７】
反射面を含む対象物の変位の干渉分光法的に測定される変化の精度は一般的に、平面からならびに反射面に渡って測定ビームを走査および／またはシャーリングすることからの反射面の原因不明のずれによって影響される。原因不明のずれは、原因不明の反射面の局所的な変位および反射面の全体的な方位の局所的な変化から生じる。この理由のために、本発明の実施形態のいくつかは、反射面内での基準線の特性および基準線の周りの反射面の回転の特性を測定するように構成される。
【００３８】
干渉計の出力ビームの成分の相対的な位相で測定される変化は一般的に、形式ＫＬｃｏｓ２χの１つまたは複数の項として表わされる。ここで、Ｋは、干渉計への入力ビームの波長に対応する波数であり、Ｌは、物理的な長さたとえば干渉計から測定対象物までの距離であり、χは、測定ビームの成分が干渉計の測定軸と形成する角度である。ステージの方位が実質的に、干渉計の測定軸に直交する軸の周りで変化しない場合には、関連するχの変化が判明している必要がある精度は著しく緩和され、相対的な位相の変化の精度のみが重要となる。しかし、χの大きな系統的変化、たとえばピッチの変化およびステージのヨーによる５００マイクロラジアンが存在するときには、平面から反射面がずれる効果は、重大となる可能性がある。用途としてたとえば、ステージ位置が０．１ｎｍの精度（たとえばＥＵＶリソグラフィ・ツールで要求され得る）まで判明している必要があるものを考える。Ｌ＝１ｍおよびχ＝５００マイクロラジアンの値である高安定性の平面鏡干渉計（ＨＳＰＭＩ）の場合には、χが判明している必要がある精度は≦５０ナノラジアンである。
【００３９】
ここで図１を参照する。図１は、オン・ステージでマウントされる細長いオブジェクト・ミラーの形状を、１つまたは複数の基準線に沿って高い空間分解能でその場でキャラクタライズすることができる一対の直交配置される干渉計または干渉計サブシステムを用いる干渉分光システム１５を示す概略的な斜視図である。図１に示すように、システム１５にはステージ１６が含まれる。ステージ１６は好ましくは、半導体製品たとえば集積回路またはチップを作製するためのフォトリソグラフィの装置の一部を形成する。ステージ１６は、良く知られている基準座標系（１９で概略的に指定される）内を動き、またフォトリソグラフィ・ウェハ２３を保持してフォトリソグラフィ露光ユニット２５によって露光するためのマウント２１が設けられている。ステージ１６には、ｙ方向に細長いｙ−ｚ反射面５１を有する薄い高アスペクト比の平面鏡５０が、取り付けられている。
【００４０】
またステージ１６には、ｘ方向に細長いｘ−ｚ反射面６１を有する他の薄い高アスペクト比の平面鏡６０が、固定してマウントされている。ミラー５０および６０のステージ１６上へのマウントは、それらの反射面５１および６１がそれぞれ公称上は互いに直交するように、行なわれている。ステージ１６は、その他の場合には、公称上は平面的な並進となるように良く知られた仕方でマウントされるが、ベアリングおよびドライブ・メカニズムの許容誤差に起因してｘ、ｙ、およびｚ軸の周りの小さい角度の回転を経る場合もある。通常動作では、システム１５は、ｙ方向に設定値ｘだけ走査するような動作を行なうように構成されている。
【００４１】
干渉計（または干渉計サブシステム）が、オフ・ステージで固定してマウントされており、概略的に１０で示す。干渉計１０の目的は一般に、ステージ１６のｘ方向の位置と、ステージ１６がｙ方向に並進したときのｙおよび／またはｚ軸の周りの角度回転とを測定することであり、すなわち反射面５１のｘ方向の位置と、ステージ１６がｙ方向に並進したときのｙおよび／またはｚ軸の周りの角度回転とを測定することである。これを行なうために、干渉計１０を多くの干渉分光法のタイプの１つとして構成して配置しても良い。たとえば、これらに限定されないが、平面鏡干渉計、受動的ゼロ・シャー干渉計、または能動的ゼロ・シャー干渉計などが挙げられる。それぞれのタイプの場合に、別個の実施形態として後で詳細に説明するように、干渉分光ビームはミラー５０へおよびミラー５０から、概略的に１２として指定される光学経路に沿って移動する。
【００４２】
他の干渉計または干渉計サブシステム２０、好ましくは干渉計１０のそれと同じタイプのものを、オフ・ステージで固定してマウントして、ステージ１６のｙ方向の位置とステージ１６がｙ方向に並進したときのｘおよび／またはｚ軸の周りの角度回転とを、測定する。これを行なうために、干渉計２０は干渉分光ビームをミラー面６１との間で、２２として概略的に指定される光学経路に沿って送受する。制御、データ処理、およびハウスキーピング機能は好ましくは、多目的コンピュータ（たとえば１７で指定されるもの）を良く知られた仕方でプログラムすることで、データ処理を行ないまた信号およびデータを多目的コンピュータとシステム１５との間で交換するようにすることで実現する。このような交換は、双方向の太字矢印によって概略的に示されるインターフェースを介して行なわれる。
【００４３】
次に図２ａを参照する。ここでは、干渉計１０および２０の第１の実施形態が、概略的に１１０として示される平面鏡タイプの形態で示されており、その構成は、オン・ステージでマウントされる細長いオブジェクト・ミラー５０および／または６０の形状（ミラー５０および／または６０のそれぞれに対する基準線によって表わされる）を、その場でキャラクタライズできるようになされている。干渉計１１０の構成および配置は、ｘ−ｙ面内での反射面の平均の傾斜の変化および局所的な傾斜の変化を測定するようになされている。平均の傾斜は、ｘ−ｙ面内での反射面上の２つの離れた位置（その２つの位置を横方向に分離することによって離される）に対するある方向たとえばｘ方向における距離の差として定義される。
【００４４】
干渉計１１０は、２つの高安定性の平面鏡干渉計（ＨＳＰＭＩ）と角度変位干渉計とを含む。これらは、図２ａにおいて、一体型の光学的アセンブリとして概略的に示されている。干渉計１１０を、干渉計１０としての動作に対して説明する。干渉計２０は類似の仕方で動作することが理解される。ビーム１３４は、反射面５１と接触する２つのＨＳＰＭＩの測定ビームを含む。ビーム１３４の経路は、図１で数字１２によって示される経路に対応する。２つのＨＳＰＭＩは、対応する測定軸に沿っての反射面５１の変位χ１およびχ１０の変化を、測定する。図２ａでの変位ｓ１およびｓ１０が、変位χ１およびχ１０に、それぞれ対応する。変位χ１およびχ１０の測定値を用いて、サブシステム測定軸に沿っての反射面５１の変位を決定し、また距離ｂ１だけ離された反射面５１上の２つの点に関連する反射面５１の方位の平均の変化を決定する。
【００４５】
ｘ−ｙ面内での反射面５１の局所的な傾斜の変化は、反射面５１によって一旦反射されたビームの方向変化を測定することによって決定される。こうするために、χ１測定ＨＳＰＭＩの基準／測定ビームの一部を、ビーム・スプリッタＢＳ２によってビーム１３６として反射する。ビーム１３６の測定ビーム成分によって、反射面５１への単一の光路が形成されている。
【００４６】
ビーム１３６の伝搬方向の変化は、角度変位干渉計１０１０によって測定される。図２ｂに、角度変位干渉計１０１０を概略的に示す。角度変位干渉計１０１０の説明は、以下の文献の角度干渉計に対してなされている説明と同じである。共通所有の米国仮特許出願第６０／３５１、４９６号明細書（２００２年１月２４日に出願）、発明の名称「光学的なビーム方向の変化を測定するための干渉計」（ヘンリＡ．ヒル）、現時点では、米国特許出願第１０／２７１、０３４号明細書（２００２年１０月１５日に出願）に含まれている。なお、これらの内容は本明細書において参照により全体として取り入れられている。ビーム方向の変化を干渉分光法的に測定するために、本発明の範囲および趣旨から逸脱することなく第１の実施形態に取り入れても良い角度変位干渉計の他の形態が、以下の文献に記載されている。共通所有の米国特許第６、２７１、９２３号明細書（２００１年８月７日に付与）米国継続中特許出願第０９／８５２、３６９号明細書（２００１年５月１０日に出願）および２００２年１月３日に公開（公開番号ＵＳ−２００２−０００１０８７）、米国特許出願第０９／５９９、３４８号明細書（２０００年１月２０日に出願）、米国仮特許出願第６０／２０１、４５７号明細書（２０００年５月３日に出願）、現時点では、米国特許出願第０９／８４２、５５６号明細書（２００１年８月２６日に出願）および２００２年３月２１日に公開（公開番号ＵＳ−２００２−００３３９５１−Ａ１）。引用された共通所有の出願および特許の内容は、本明細書において参照により全体として取り入れられている。
【００４７】
複光路平面鏡構成の他の形態、たとえば共通所有の米国仮特許出願第６０／３５６、３９４号明細書（２００２年２月１２日に出願）、発明の名称「分離ビームの複数の自由度干渉計」（ヘンリＡ．ヒル）、現時点では、米国特許出願第１０／３６４、３００号明細書（２００３年２月１１日に出願）、および論文、名称「距離および角度測定用の微分干渉計装置原理、利点、および応用」（Ｃ．ツァノイ）（Ｃ．Ｚａｎｏｎｉ）、ＶＤＩベリクテ（Ｂｅｒｉｃｈｔｅ）Ｎｒ．７４９、９３−１０６（１９８９）に記載されているものも、本発明の範囲および趣旨から逸脱することなく、第１の実施形態に取り入れることができる。引用された米国仮特許出願第６０／３５６、３９４号明細書およびツァノイによる論文の内容は、本明細書において参照により全体として取り入れられている。
【００４８】
入力ビーム１３２は、周波数が異なる２つの直交偏光された成分を含む。入力ビーム１３２たとえばレーザの供給源１３０は、種々の周波数変調装置の何れかおよび／またはレーザとすることができる。入力ビーム１３２の２つの周波数成分の生成は、供給源１３０において、たとえばレーザ・ゼーマン分裂、音響光学的な変調によって、または復屈折の部材を用いるレーザの内部等で行なうことができる。ビーム１３２の基準および測定ビーム成分は、図２ａの面に対してそれぞれ直交および平行に偏光される。
【００４９】
システム１５は、通常はｙ並進を測定するように動作するが、特別なミラー・キャラクタリゼーション・モードで動作するときは、ミラー面５１の形状をそのｘ−ｙ面内での基準線に沿ってその場で測定する。ミラー・キャラクタリゼーション・モードでは、ステージ１６がｙ方向に並進して、干渉計１０の測定ビームが、ミラー面５１を基準線に沿って走査する。その結果、ミラー面５１の角度方位およびｘ−ｙ面内でのｘ方向の面からの表面のずれとともに、ステージ１６を動かす並進メカニズムの変動による寄与と、周期的な非線形性と、干渉計１０および２０のビームの測定経路におけるガスの定常的および非定常的な効果とを示す情報を含む信号が生成される。ステージ１６の方位は好ましくは、特別なミラー・キャラクタリゼーション・モードにおいて、２つのＨＳＰＭＩの出力ビームの測定ビーム成分と角度変位干渉計１０１０の出力ビームとが、公称上はゼロ・シャーとなるように選択される。
【００５０】
ｙ方向でのステージ１６の並進と同時に、干渉計２０によってミラー６１の方位を、反射面６１との干渉計２０の測定ビームの固定されたインターセプト・ポイントについて、モニタする。このステップによって、ステージ１６の、その並進メカニズム（ベアリング、ドライブ・メカニズムなど）の機械的な寄与による回転を、測定することができる。この情報を用いて、２つの信号が生成される。第１の信号は、干渉計１０からのものであり、含まれる情報は、ステージ１６の角度方位および基準線に沿う局所的な傾斜を組み合わせたものの変化と、ステージ１６の角度方位および基準線に沿う反射面５１の平均の傾斜を組み合わせたものの変化とに関するものである。第２の信号は干渉計２０からのものであり、含まれる情報は、ｙ方向の変位の関数としてのステージ１６の角度方位に関するものである。
【００５１】
反射面６１上の局所的な傾斜に関する情報は、反射面５１内の基準線の特性を決定する際には用いない。と言うのは、ステージ１６の位置が、ｙ方向の走査の間にｘ方向には変化していないからである。
【００５２】
第１および第２の信号を組み合わせて、ミラー面５１のその基準線に沿う平均の傾斜および局所的な傾斜、すなわち、＜ｄｘ／ｄｙ＞および（ｄｘ／ｄｙ）ｌｏｃａｌに関する情報を、それぞれ電子プロセッサ１８０およびコンピュータ１８２によって抽出する。次に、＜ｄｘ／ｄｙ＞および（ｄｘ／ｄｙ）ｌｏｃａｌを、電子プロセッサ１８０およびコンピュータ１８２によって、＜ｄｘ／ｄｙ＞および（ｄｘ／ｄｙ）ｌｏｃａｌの積分変換を用いて処理して、ｘ−ｙ面内での基準線のχ変位Ｘ１（ｙ）をｙの関数として得る。＜ｄｘ／ｄｙ＞の積分変換によって、Ｘ１（ｙ）の空間周波数スペクトルに関する情報が、基準線の空間周波数≒１／ｂ１およびその高調波に対する感度が低い状態で得られる。また（ｄｘ／ｄｙ）ｌｏｃａｌの積分変換によって、積分変換＜ｄｘ／ｄｙ＞からでは決定できないＸ１（ｙ）の空間周波数に関する情報が得られる。基準線は、ｘ−ｙ面内での反射面５１の表面の直線からのずれを表わすが、ｘ−ｙ面内での直線の方位を表わしてはいない。
【００５３】
変位Ｘ１（ｙ）を得るための電子プロセッサ１８０およびコンピュータ１８２による処理の例としてのアルゴリズムについて説明する。アルゴリズムは、Ｘ１（ｙ）のそれぞれのフーリエ空間周波数成分の変動に対して最小値を有するＸ１（ｙ）の測定値ＸＭ，１（ｙ）を与えるようにデザインされる。Ｘ１（ｙ）のフーリエ変換、すなわち、Ｆ｛Ｘ１（ｙ）｝、に関する情報は、＜ｄｘ／ｄｙ＞および（ｄｘ／ｄｙ）ｌｏｃａｌのフーリエ変換から得られ、以下のようになる。
【００５４】
【数１】
2005522683.tif 000003
ここで、Ｋは２π×空間周波数である。反射面５１と接触しているビームのサイズが有限である効果によって、空間周波数のバンド幅が、Ｆ｛Ｘ１（ｙ）｝について得られる情報の１／ｄに制限される。ここでｄはビームの直径である。ビームのサイズが有限である効果は、簡単に方程式（１）および（２）に取り入れることができるが、アルゴリズムの重要な特徴を、本発明の範囲および趣旨から逸脱することなく簡単な方法で示すために、ここでは省略している。Ｆ｛Ｘ１（ｙ）｝はＫの関数である。方程式（１）から、フーリエ変換Ｆ｛＜ｄｘ／ｄｙ＞｝は、空間周波数≒１／ｂ１およびその高調波に関して感度が低いことが明らかである。
【００５５】
方程式（１）および（２）によって得られるＦ｛Ｘ１（ｙ）｝の変動は、それぞれσ１２およびσ２２であり、たとえば方程式（１）および（２）によって与えられる個々のＦ｛Ｘ１（ｙ）｝のパワー・スペクトル分析によって得ることができる。｛ＸＭ，１（ｙ）｝を得るための電子プロセッサ１８０およびコンピュータ１８２による処理のためのアルゴリズムを、形式的に次のように表わす。
【００５６】
【数２】
2005522683.tif 000004
次に、Ｆ｛ＸＭ，１（ｙ）｝の逆フーリエ変換を、電子プロセッサ１８０およびコンピュータ１８２によって行なって、ＸＭ，１（ｙ）を得る。
【００５７】
ＸＭ，１（ｙ）の空間周波数バンド幅は、反射面５１と接触しているビームのサイズが有限である効果によりほぼ１／ｄである。
【００５８】
周期的な誤差の効果は、測定量＜ｄｘ／ｄｙ＞および（ｄｘ／ｄｙ）ｌｏｃａｌを決定する際に、補正される。周期的な誤差の補正は、ｙ方向の走査の間にｘおよびｙ方向のステージ１６の位置を変調することと、第１および第２の信号をフィルタリングして周期的な誤差の効果を除くこととによって、行なわれる。ステージ位置を変調することによって、周波数空間において、第１および第２の信号の周期的な誤差による成分を、反射面５１の形状およびステージ１６の回転に関する情報を表わす第１および第２の信号の主成分から分離する。その後、主信号成分を、電子プロセッサ１８０およびコンピュータ１８２において、スペクトル分析たとえば有限フーリエ変換によって分離する。ｘおよびｙ方向での変調の振幅は、測定ビームの直径と比べれば小さいが、主信号成分と周期的な誤差による信号成分とを適切に分離できる程には十分大きい。
【００５９】
本発明の範囲および趣旨から逸脱することなく第１の実施形態に取り入れても良い周期的な誤差の補正技術の例が、以下の文献に記載されている。共通所有の米国仮特許出願第６０／３３７、４７８号明細書（２００１年１１月５日に出願）、発明の名称「周期的な誤差補正および分解能の向上」（ヘンリＡ．ヒル）、現時点では、米国特許出願第１０／２８７、８９８号明細書（２００２年１１月５日に出願）。これらの内容は本明細書において参照により全体として取り入れられている。
【００６０】
本発明の範囲および趣旨から逸脱することなく第１の実施形態に取り入れても良い周期的な誤差の補正技術の他の例が、次の文献に記載されている。共通所有の米国仮特許出願第６０／３０３、２９９号明細書（２００１年７月６日に出願）、発明の名称「直交偏光された入力ビーム成分間の伝搬における角度差を用いた干渉分光システムおよび方法」（ヘンリＡ．ヒルおよびピータ・デ・グルーツ（Ｐｅｔｅｒ・ｄｅ・Ｇｒｏｏｔ））、現時点では、米国特許出願第１０／１７４、１４９号明細書（２００３年１月９日に公開、公開番号ＵＳ−２００３−０００７１５６−Ａ１）。これらの内容は本明細書において参照により全体として取り入れられている。
【００６１】
本発明の範囲および趣旨から逸脱することなく第１の実施形態に取り入れても良い周期的な誤差の補正技術の他の例が、次の文献に記載されている。共通所有の米国仮特許出願第６０／３１４、４９０号明細書（２００１年８月２３日に出願）、発明の名称「傾斜した干渉計」（ヘンリＡ．ヒル）、現時点では、米国特許出願第１０／２１８、９６５号明細書（２００３年２月２７日に公開、公開番号ＵＳ−２００３−００３８９４７）。これらの内容は本明細書において参照により全体として取り入れられている。
【００６２】
本発明の範囲および趣旨から逸脱することなく第１の実施形態に取り入れても良い周期的な誤差の補正技術が、たとえば次の文献に記載されている。共通所有の米国特許第６、１３７、５７４号明細書、発明の名称「距離測定における周期的な誤差をキャラクタライズおよび補正するシステムおよび方法ならびに分散干渉分光法」、米国特許第６、２５２、６６８ｂ１号明細書、発明の名称「干渉分光システムにおける非線形性を定量化するためのシステムおよび方法」、米国特許第６、２４６、４８１号明細書（２００１年６月１２日に付与）、発明の名称「干渉分光システムにおける非線形性を定量化するためのシステムおよび方法」。３つはすべてヘンリＡ．ヒルによりものであり、上に引用した３つの特許および特許出願の内容は本明細書において参照により全体として取り入れられている。
【００６３】
測定経路１２および２２におけるガスの定常的および非定常的な変化の効果は、要求されるエンド・ユース用途に対して第１の実施形態において補正される。定常的および非定常的な効果の補正に対する技術は、以下の文献に記載されているものと同じである。共通所有の米国仮特許出願第６０／３３５、９６３号明細書（２００１年１１月１５日に出願）、発明の名称「干渉計におけるガスの屈折度の定常的な非ランダム変化および定常的なランダム変動の効果に対する補正」、現時点では、米国特許出願第１０／２９４、１５８号明細書（２００２年１１月１４日）、米国仮特許出願第６０／３５２、０６１号明細書（２００２年１月２４日に出願）、発明の名称「干渉分光法におけるガスの乱流効果の補正に対する非分散方法および装置」、現時点では、米国特許出願第１０／３５０、５２２号明細書（２００３年１月２４日に出願）。両方ともヘンリＡ．ヒルによるものであり、引用された両方の特許出願の内容は、本明細書において参照により取り入れられている。
【００６４】
こうして、ｘ−ｙ面内での干渉計１０のビーム１３６の測定ビーム成分の方向の変化と差異ｘ１０−ｘ１の変化とを測定し、これらの変化に対する、ステージ回転の変化により引き起こされる寄与を明らかにすることによって、周期的な誤差と、測定経路におけるガスの効果と、ミラー面５１の形状とを、高い空間分解能でｘ−ｙ面内で基準線に沿って、それがその作業用環境内でマウントされる間に、決定することができる。
【００６５】
本発明の重要な特徴は、単一のビーム干渉計を用いて表面の方位変化を測定することであり、測定される変化には、１／ｄによって与えられるカットオフ周波数以下のすべての空間周波数が含まれる。ここでｄは、単一のビーム干渉計における測定ビームの直径である。２つの複光路干渉計たとえば２つのＨＳＰＭＩのみを用いて表面の方位変化を測定すると、２つの複光路干渉計の測定軸間隔（たとえば図２ａにおけるｂ１に対応する）およびその高調波に等しい空間波長を有する空間周波数のスペクトル成分をすべて失うことになるため、反射面の完全な形状を再生することができない。
【００６６】
次に、対応する基準線を反射面６１に対して生成する。これは、ｘ方向に走査すること、および反射面５１における基準線の生成に対して説明した手順を繰り返すことによって行なう。
【００６７】
エンド・ユース用途において１つの反射面たとえば反射面５１内の基準線についての情報のみが要求される場合には、干渉計２０内の単一光路の角度干渉計を、本発明の範囲および趣旨から逸脱することなく、省略できることが当業者には明らかである。また当業者にとって明らかであるのは、単一の基準線のみを測定する必要があり、第２の干渉計２０にはたとえば、他の形態の角度測定用干渉計、たとえば、引用されたツァノイによる論文において図示され説明されたタイプ、および米国特許出願第０９／８４２、５５６号明細書（２００１年４月２６日に出願）、発明の名称「動的な角度測定用干渉計」、２００２年３月２１日に公開（公開番号ＵＳ−２００２−００３３９５１−Ａ１）において図示され説明された角度測定干渉計のタイプを含めることができる、いうことである。
【００６８】
第１の実施形態の重要な特徴は、干渉計１０および２０をそれぞれ一体型の光学的アセンブリとすることで、測定精度に対する干渉計の安定性の増加とデザインのコンパクトさとに寄与できることである。
【００６９】
第１の実施形態の重要な利点は、第１の実施形態の特別なミラー・キャラクタリゼーション・モードを、リソグラフィ・ツールのスルー・プットを損なわないイン・プロセス・ウェハ手順の一部として、ウェハの処理に取り入れても良いことである。詳細には、第１および第２の信号を得ることができるのは、特別なミラー・キャラクタリゼーション・モードに対する条件が、一連のイン・プロセス・ウェハ手順の間に満足されて、その後に、ｘ−ｙ面内で基準線に沿って高い空間分解能でミラー面５１および６１の形状を決定するために用いられるときである。前述した条件は、特別なミラー・キャラクタリゼーション・モードに対するステージの方位１６が、２つのＨＳＰＭＩの出力ビームの測定ビーム成分と角度変位干渉計１０１０の出力ビームとが公称上はゼロ・シャーとなるようなものである、ということである。条件を満足させる必要があるのは、効果的なイン・プロセス・ミラー・キャラクタリゼーションを維持するためにウェハを処理する際に用いられる時間の小さいサブセットに対してのみである。さらなる結果として、反射面たとえば５１および６１の基準線によって表わされる形状の時間に対する変化を、リソグラフィ・ツールのスルー・プットを損なうことなくその場でモニタしても良い。
【００７０】
第１の実施形態には、ステージ１６に取り付けられた薄くて細長い高アスペクト比のミラー５０および６０が含まれており、２つのミラー５０および６０のそれぞれは、単一の平面反射面５１および６１を、それぞれ有している。他の形態のオブジェクト・ミラーを、本発明の範囲および趣旨から逸脱することなく、第１の実施形態に取り入れても良い。他の形態の一例は、薄くて細長い高アスペクト比のポロ・プリズムであり、たとえば以下の文献に記載されているものである。共通所有の米国特許第６、１６３、３７９号明細書（２０００年１２月１９日に付与）、発明の名称「ゴースト反射を低減するための傾斜した波長板を有する干渉計」（ピータ・デ・グルーツ）。この内容は、本明細書において参照により全体として取り入れられている。
【００７１】
干渉計１０および２０の第２の実施形態は、受動的ゼロ・シャー・タイプであり、より具体的には図２ｃにおいて２１０として概略的に示されるゼロ微分シャー・タイプであり、その構成は、オン・ステージでマウントされる細長いオブジェクト・ミラー５０および／または６０の形状（ミラー５０および／または６０のそれぞれに対する基準線によって表わされる）を、その場で高い空間分解能でキャラクタライズできるようになされている。干渉計２１０は、ｘ−ｙ面における反射面の平均傾斜の変化および平均の局所的な傾斜の変化を測定するように、構成および配置される。平均の傾斜は、ｘ−ｙ面内での反射面上の２つの離れた位置（２つの位置を横方向に分離することによって離される）に対するある方向たとえばｘ方向の距離の差として、定義される。平均の局所的な傾斜は、ｘ−ｙ面内での２つの離れた位置で測定される局所的な傾斜の平均として定義される。
【００７２】
干渉計２１０には、直線的変位を測定するためのＨＳＰＭＩと、一体型の光学的アセンブリ内のミラー５０の平均の角度変位を測定するための高安定性平面鏡干渉計とが含まれる。干渉計２１０を干渉計１０としての動作に対して説明するが、干渉計２０は類似の仕方で動作することが理解される。直線的変位干渉計に対する入力ビームは、角度変位干渉計の出力ビームの一部であって、アフォーカル・レンズ・システムＡＦによって２倍だけ広げられて、ミラー５０の方位の変化に関係なく直線的変位干渉計の測定ビームの方向が反射面５１に直交するようになっている。表面５１が方位を角度αだけ変えると、５１によって反射されるビームの方向は角度２αだけ変化する。この反射されたビームがアフォーカル・システムを通過してビームが２倍だけ広がると、透過ビームの方向の変化は２αからαに小さくなる。すなわち透過ビームおよび反射面５１間の角度は、５１の方向に関係しない定数であり、そのため９０度となるようにデザインすることができる。ＡＦはアフォーカルに対してである。角度変位干渉計の出力ビームは、個々の基準および測定ビーム成分間の微分シャーがゼロである。その結果、直線的変位干渉計の基準および測定出力ビーム成分間の微分ビーム・シャーがゼロである。すなわち直線的変位干渉計に対する入力ビームが、非常に望ましいゼロ微分ビーム・シャー状態を実現するようにコンディショニングされ、ゼロ微分ビーム・シャーによって、非周期的な非直線的誤差が減少する。
【００７３】
ビーム２３４には、反射面５１に接触する直線的および角度変位干渉計の測定ビームが含まれる。ビーム２３４の経路は、図１の数字１２で示される経路に対応する。直線的および角度変位干渉計によって、反射面５１のχ２およびθ２の変化が、それぞれ測定される。図２ｃの直線的変位２は、変位χ２に対応する。角度θ２は、ｘ−ｙ内および図２ｃの面内の反射面５１の平均の角度方位を表わしている。変位χ２およびθ２の測定値を用いて、システム測定軸に沿っての反射面５１の変位を決定し、また距離ｂ２だけ離された反射面５１上の２つの点に関連する反射面５１の方位の平均の変化を決定する。またθ２は、ｘ−ｙ面内での２つの点に関連する平均の傾斜に等しい。
【００７４】
ｘ−ｙ面内での反射面５１の平均の局所的な傾斜変化は、ビーム方向の変化を測定することによって決定され、ビームの基準および測定ビーム成分は、反射面５１によって一旦反射されている。こうするために、角度変位干渉計の基準／測定ビームの一部をビーム・スプリッタＢＳ１によって、ビーム２３６として反射する。ビーム２３６の基準および測定ビーム成分のそれぞれによって、反射面５１への単一の光路が形成されている。ビーム２３６の基準および測定ビーム成分は、微分シャー・がゼロである。と言うのは、前述したように、角度変位干渉計の出力ビームの微分ビーム・シャーがゼロだからである。
【００７５】
ビーム２３６の成分の平均の伝搬方向の変化を、図２ｂに概略的に示す角度変位干渉計１０１０によって測定する。ビーム２３６は干渉計１０１０上に入射する。出力ビームには、図２ｃの面におけるビーム２３６の基準および測定ビーム成分の平均の伝搬方向についての情報、したがってｘ方向にｂ２だけ離れた２つの位置における反射面５１の局所的な傾斜の平均についての情報が含まれる。平均の傾斜および平均の局所的な傾斜に関する情報が、電子プロセッサ２８０およびコンピュータ２８２によって、平均の角度変位干渉計および干渉計１０１０内の検出器によって生成される電気的な干渉信号から得られる。
【００７６】
システム１５は通常は、ｙ並進を測定するように動作するが、特別なミラー・キャラクタリゼーション・モードで動作するときは、ミラー面５１の形状をそのｘ−ｙ面内での基準線に沿ってその場で測定する。ミラー・キャラクタリゼーション・モードでは、ステージ１６がｙ方向に並進して、干渉計１０の測定ビームが、ミラー面５１を基準線に沿って走査する。その結果、ミラー面５１の角度方位およびｘ−ｙ面内でのｘ方向の面からの表面のずれとともに、ステージ１６を動かす並進メカニズムの変動による寄与と、周期的な非線形性と、干渉計１０および２０のビームの測定経路におけるガスの定常的および非定常的な効果とを示す情報を含む信号が生成される。
【００７７】
ｙ方向でのステージ１６の並進と同時に、干渉計２０によってミラー６１の方位を、反射面６１との干渉計２０の測定ビームの固定されたインターセプト・ポイントについて、モニタする。このステップによって、ステージ１６の、その並進メカニズム（ベアリング、ドライブ・メカニズムなど）の機械的な寄与による回転を、測定することができる。この情報を用いて、２つの信号が生成される。第１の信号は、干渉計１０からのものであり、含まれる情報は、ステージ１６の角度方位および反射面５１のｘ−ｙ面の平均の局所的な傾斜を組み合わせたものの変化と、ステージ１６の角度方位および基準線に沿う反射面５１のｘ−ｙ面内での平均の傾斜を組み合わせたものの変化とに関するものである。第２の信号は干渉計２０からのものであり、含まれる情報は、ｙ方向の変位の関数としてのステージ１６の角度方位に関するものである。
【００７８】
反射面６１上の平均の局所的な傾斜および平均の傾斜に関する情報は、反射面５１内の基準線の特性を決定する際には用いない。と言うのは、ステージ１６の位置が、ｙ方向の走査の間にｘ方向には変化していないからである。
【００７９】
電子プロセッサ２８０およびコンピュータ２８２では、第１および第２の信号を組み合わせて、ｘ−ｙ面内でのミラー５１のその基準線に沿う平均の傾斜および平均の局所的な傾斜、すなわち、＜ｄｘ／ｄｙ＞および（ｄｘ／ｄｙ）ｌｏｃａｌのそれぞれに関して、情報を抽出する。次に、＜ｄｘ／ｄｙ＞および（ｄｘ／ｄｙ）ｌｏｃａｌを、電子プロセッサ２８０およびコンピュータ２８２によって、＜ｄｘ／ｄｙ＞および（ｄｘ／ｄｙ）ｌｏｃａｌの積分変換を用いて処理して、ｘ−ｙ面内での基準線のχ変位Ｘ２（ｙ）をｙの関数として得る。＜ｄｘ／ｄｙ＞の積分変換によって、Ｘ２（ｙ）の空間周波数スペクトルについての情報が、基準線の空間周波数≒１／ｂ２およびその高調波に対する感度が低い状態で得られる。また積分変換（ｄｘ／ｄｙ）ｌｏｃａｌによって、Ｘ２（ｙ）の空間周波数についての情報が、基準線の空間周波数≒１／（２ｂ２）およびその奇数の高調波に対する感度が低い状態で得られる。基準線は、ｘ−ｙ面内での反射面５１の表面の直線からのずれを表わすが、ｘ−ｙ面内での直線の方位を表わしてはいない。
【００８０】
変位Ｘ２（ｙ）を得るための電子プロセッサ２８０およびコンピュータ２８２による処理の例としてのアルゴリズムについて説明する。アルゴリズムは、Ｘ２（ｙ）のそれぞれのフーリエ空間周波数成分の変動に対して最小値を有するＸ２（ｙ）の測定値ＸＭ，２（）を与えるようにデザインされる。Ｘ２（ｙ）のフーリエ変換、すなわち、Ｆ｛Ｘ２（ｙ）｝、に関する情報は、＜ｄｘ／ｄｙ＞および（ｄｘ／ｄｙ）ｌｏｃａｌのフーリエ変換から得られ、以下のようになる。
【００８１】
【数３】
2005522683.tif 000005
反射面５１と接触しているビームのサイズが有限である効果によって、空間周波数のバンド幅が、Ｆ｛Ｘ２（ｙ）｝について得られる情報の１／ｄに制限される。ここでｄはビームの直径である。ビームのサイズが有限である効果は、簡単に方程式（４）および（５）に取り入れることができるが、アルゴリズムの重要な特徴を、本発明の範囲および趣旨から逸脱することなく簡単な方法で示すために、ここでは省略している。方程式（４）および（５）から、フーリエ変換Ｆ｛＜ｄｘ／ｄｙ＞｝は、空間周波数≒１／ｂ１およびその高調波に関して感度が低いこと、およびフーリエ変換Ｆ｛＜（ｄｘ／ｄｙ）ｌｏｃａｌ＞｝は、空間周波数≒１／（２ｂ２）およびその奇数の高調波に関して感度が低いことが、明らかである。
【００８２】
方程式（４）および（５）によって得られるＦ｛Ｘ２（ｙ）｝の変動は、それぞれσ３２およびσ４２であり、たとえば方程式（４）および（５）によって与えられる個々のＦ｛Ｘ２（ｙ）｝のパワー・スペクトル分析によって得ることができる。｛ＸＭ，２（ｙ）｝を得るための電子プロセッサ２８０およびコンピュータ２８２による処理のためのアルゴリズムを、形式的に次のように表わす。
【００８３】
【数４】
2005522683.tif 000006
次に、Ｆ｛ＸＭ，２（ｙ）｝の逆フーリエ変換を、電子プロセッサ１８０およびコンピュータ１８２によって行なって、ＸＭ，２（ｙ）を得る。
【００８４】
ＸＭ，２（ｙ）の空間周波数バンド幅は、反射面５１と接触しているビームのサイズが有限である効果によりほぼ１／ｄである。
【００８５】
干渉計２１０のゼロ微分ビーム・シャー特性［微分ビーム・シャーは、あるビームの他のビームに対するビーム・シャーのみを指し、ゼロ微分ビーム・シャーは、両方のビームが同じ方向において同じ量だけシャーされることを意味する］は、単一の光路干渉計を用いて平均の傾斜を測定しまたビーム・コンディショニングを行なうことの結果であるが、ゼロ微分ビーム・シャー特性によって、第２の実施形態の３つの干渉計のそれぞれによって生成される電気的な干渉信号内の周期的な誤差の振幅が小さくなる。しかし周期的な誤差の残りの効果は、第２の実施形態のエンド・ユース用途において必要ならば、測定量＜ｄｘ／ｄｙ＞および（ｄｘ／ｄｙ）ｌｏｃａｌを決定する際に補正される。周期的な誤差の残りの効果を補正するために用いられる技術の説明は、第１の実施形態において行なった説明の対応する部分と同じである。
【００８６】
測定経路１２および２２におけるガスの定常的および非定常的な変化の効果は、要求されるエンド・ユース用途に対して第２の実施形態において補正される。測定経路１２および２２におけるガスの定常的および非定常的な変化の効果を補正するために用いられる技術の説明は、第１の実施形態において行なった説明の対応する部分と同じである。
【００８７】
次に、対応する基準線を反射面６１に対して生成する。これは、ｘ方向に走査すること、および反射面５１における基準線の生成に対して説明した手順を繰り返すことによって行なう。
【００８８】
第２の実施形態の利点は、第２の実施形態において干渉計の出力ビームのゼロ微分シャーという特徴の結果として、ステージ１６の角度方位についての制約（たとえば本発明の第１の実施形態において遭遇するようなもの）がないことである。第１の実施形態においては、ステージ１６の向きは好ましくは、局所的な傾斜の変化を測定するために用いられる干渉計の出力ビームの測定ビーム成分のビーム・シャーが公称上はないようにされていた。この制約が第１の実施形態において存在しているのは、局所的な傾斜を測定するために用いられる角度干渉計からの振幅に関して、最適な電気的な干渉信号を得るためである。
【００８９】
第２の実施形態の他の利点は、微分シャーがゼロであるという特徴およびステージ１６の角度方位についての制約がないということのさらなる結果として、第２の実施形態のミラー・キャラクタリゼーション・モードを、ウェハの処理に、リソグラフィ・ツールのスルー・プットを損なわないイン・プロセス・ウェハ手順の一部として、取り入れても良いことである。さらなる結果として、反射面たとえば５１および６１の形状の時間についての変化を、リソグラフィ・ツールのスルー・プットを損なうことなく、その場でモニタしても良い。
【００９０】
第２の実施形態の他の利点は、測定される平均の傾斜および測定される平均の局所的な傾斜が、ＨＳＰＭＩによって測定される直線的変位の変化の場合よりも２倍だけ高い空間周波数において情報を含むことである。これは、角度変位干渉計およびＨＳＰＭＩに対するビーム直径の差の結果である。
【００９１】
第２の実施形態の重要な特徴は、干渉計１０および２０をそれぞれ一体型の光学的アセンブリとすることで、測定精度に対する干渉計の安定性の増加とデザインのコンパクトさとに寄与できることである。
【００９２】
第２の実施形態の残りの説明は、本発明の第１の実施形態において行なった説明の対応する部分と同じである。
【００９３】
干渉計１０および２０の第２の実施形態の変形は、受動的ゼロ・シャー・タイプ、より具体的にはゼロ微分シャー・タイプである。これは、図２ｄに１２１０として概略的に示され、その構成は、オン・ステージでマウントされる細長いオブジェクト・ミラー５０および６０の形状（ミラー５０および６０のそれぞれに対して基準線によって表わされる）を、高い空間分解能でその場でキャラクタライズできるようになされている。第２の実施形態の変形が第２の実施形態と異なる点は、局所的な角度変位についての情報を生成することである。第２の実施形態の変形においては、局所的な角度変位の変化が測定され、第２の実施形態においては、平均の局所的な角度変位の変化が測定される。後述するように、第２の実施形態の変形において用いられる特別なミラー・キャラクタリゼーション・モードは、第１の実施形態の特別なミラー・キャラクタリゼーション・モードと同じである。
【００９４】
第２の実施形態の変形の干渉計１０および２０には、第２の実施形態の要素と同じ要素番号の要素が多く含まれている。同じ要素番号の要素は同様の機能を行なう。ｘ−ｙ面内での反射面５１の局所的な傾斜の変化は、反射面５１によって一旦反射されたビームの方向変化を測定することによって決定される。こうするために、角度変位干渉計の基準／測定ビームの一部を、ビーム・スプリッタＢＳ３によってビーム１２３６として送信する。ビーム１２３６の測定ビーム成分によって、反射面５１への単一の光路が形成されている。
【００９５】
ビームの伝搬方向１２３６の変化は、図２ｄに示すように角度変位干渉計１０１０によって測定される。図２ｂに、角度変位干渉計１０１０を概略的に示す。
【００９６】
システム１５は、通常はｙ並進を測定するように動作するが、特別なミラー・キャラクタリゼーション・モードで動作するときは、ミラー面５１の形状をその基準線に沿ってその場で測定する。ミラー・キャラクタリゼーション・モードでは、ステージ１６がｙ方向に並進して、干渉計１０の測定ビームが、ミラー面５１を基準線に沿って走査する。その結果、ミラー面５１の角度方位およびｘ−ｙ面内でのｘ方向の面からの表面のずれとともに、ステージ１６を動かす並進メカニズムの変動による寄与と、周期的な非線形性と、干渉計１０および２０のビームの測定経路におけるガスの定常的および非定常的な効果とを示す情報を含む信号が生成される。
【００９７】
ステージ１６の方位は好ましくは、特別なミラー・キャラクタリゼーション・モードにおいて、角度変位干渉計１０１０への入力ビームの測定ビーム成分が、公称上はゼロ・シャーとなるように選択される。
【００９８】
第２の実施形態の変形によって、本発明の第１の実施形態と同様に、局所的な傾斜の変化および平均の傾斜の変化が測定される。結果として、第２の実施形態の変形の残りの説明は、第１の実施形態において行なった説明の対応する部分と同じである。
【００９９】
第２の実施形態の変形の重要な利点は、第２の実施形態の変形の特別なミラー・キャラクタリゼーション・モードを、リソグラフィ・ツールのスルー・プットを損なわないイン・プロセス・ウェハ手順の一部として、ウェハの処理に取り入れても良いことである。詳細には、第１および第２の信号を得ることができるのは、特別なミラー・キャラクタリゼーション・モードに対する条件が、ウェハ処理の際に用いられる時間のサブセットの間に満足されて、その後に、ｘ−ｙ面内で基準線に沿って高い空間分解能でミラー面５１および６１の形状を決定するために用いられるときである。前述した条件は、特別なミラー・キャラクタリゼーション・モードに対するステージの方位１６が、角度変位干渉計１０１０への入力ビームの測定ビーム成分が公称上はゼロ・シャーとなるようなものである、ということである。条件を満足させる必要があるのは、効果的なイン・プロセス・ミラー・キャラクタリゼーションを維持するためにウェハを処理する際に用いられる時間の小さいサブセットに対してのみである。さらなる結果として、反射面たとえば５１および６１の基準線によって表わされる形状の時間に対する変化を、リソグラフィ・ツールのスルー・プットを損なうことなくその場でモニタしても良い。
【０１００】
第２の実施形態の変形の重要な特徴は、干渉計１０および２０をそれぞれ一体型の光学的アセンブリとすることで、測定精度に対する干渉計の安定性の増加とデザインのコンパクトさとに寄与できることである。
【０１０１】
干渉計１０および２０の第３の実施形態には、能動的ゼロ・シャー・タイプの干渉計が含まれている。これは、図２ｅに３１０として概略的に示され、その構成は、オン・ステージでマウントされる細長いオブジェクト・ミラー５０および６０の形状（ミラー５０および６０のそれぞれに対して基準線によって表わされる）を、高い空間分解能でその場でキャラクタライズできるようになされている。干渉計３１０の構成および配置は、ｘ−ｙ面内での反射面の平均の傾斜の変化および局所的な傾斜の変化を測定するようになされている。平均の傾斜は、ｘ−ｙ面内での反射面上の２つの離れた位置（その２つの位置を横方向に分離することによって離される）に対するある方向たとえばｘ方向における距離の差として定義される。
【０１０２】
干渉計３１０は、２つの能動的ゼロ・シャー平面鏡干渉計を含んでいる。干渉計３１０を、干渉計１０としての動作に対して説明する。第３の実施形態において用いられる能動的ゼロ・シャー干渉計は、以下の文献に記載される能動的ゼロ・シャー干渉計と同じである。前述の共通所有の米国仮特許出願第６０／３５６、３９３号明細書（２００２年２月１２日に出願）、発明の名称「入力測定ビーム成分および出力基準ビーム成分を向けなおす動的なビーム・ステアリング部材を有する干渉計」（ヘンリＡ．ヒル）、現時点では、米国特許出願第１０／３６４、６６６号明細書（２００３年２月１１日に出願）。この文献は本明細書において参照により全体として取り入れられている。その出願で説明されているように、ビーム・ステアリング・ミラーに備わるビーム・ステアリング能力は、フィードバックまたはフィード・フォワード信号によって測定オブジェクト・ミラーに垂直な経路上にビームを維持するために用いられる。ここでは、干渉計１０によって得られるミラー５０の方位に関する情報を、フィード・フォワード・モードで用いる。能動的ゼロ・シャー干渉計の他の形態を、本発明の範囲および趣旨から逸脱することなく、第３の実施形態に取り入れても良い。たとえば以下の文献に記載されているものである。ＰＣＴ特許出願（２０００年５月５日に出願）、発明の名称「角度および距離を測定するための動的なビーム・ステアリング・アセンブリを有する干渉分光システム」、２０００年１１月１９日に公開（公開番号００／６６９６９）、米国仮特許出願第６０／２０１、４５７号明細書（２０００年５月３日に出願）、発明の名称「光ビームの差分経路を測定および／または制御するための装置および方法」、現時点では、米国特許出願第０９／８４２、５５６号明細書、２００２年３月２１日に公開（公開番号ＵＳ−２００２−００３３９５１）、米国仮特許出願第６０／３１４、５７０号明細書（２００１年８月２３日に出願）、発明の名称「入力ビームの方向を制御する動的干渉計」、現時点では、米国特許出願第１０／２２６、５９１号明細書、２００３年３月６日に公開（公開番号ＵＳ−２００３−００４３３８４）。この３つの出願は、ヘンリＡ．ヒルの名義であり、本明細書において参照により全体として取り入れられている。
【０１０３】
ビーム３３４には、反射面５１に接触する２つのゼロ・シャー干渉計の測定ビームが含まれている。ビーム３３４の経路は、図１に数字１２で示される経路に対応する。２つのゼロ・シャー干渉計によって、反射面５１の対応する測定軸に沿っての変位χ３およびχ３０の変化が、それぞれ測定される。図２ｅの変位ｓ３およびｓ３０が、変位χ３およびχ３０に対応する。変位χ３およびχ３０の測定値を用いて、サブシステム測定軸に沿っての反射面５１の変位を決定し、またｘ−ｙ面内で距離ｂ３だけ離された反射面５１上の２つの点に関連する反射面５１の方位の平均の変化を決定す。
【０１０４】
ｘ−ｙ面内での反射面５１の局所的な傾斜の変化は、反射面５１によって一旦反射されたビーム方向の変化を測定することによって決定される。こうするために、χ３を測定する能動的ゼロ・シャー干渉計の出力ビームの一部を、ビーム・スプリッタＢＳ４によって、ビーム３３６として反射する。ビーム３３６の測定ビーム成分によって、反射面５１への単一の光路が形成されている。
【０１０５】
ビーム３３６の伝搬方向の変化を、図２ｂに概略的に示す角度変位干渉計１０１０によって測定する。能動的ゼロ・シャー干渉計を用いる結果、ビーム３３６の基準および測定ビーム成分間の微分ビーム・シャーがゼロとなり、またビーム３３６の成分のそれぞれに対してビーム・シャーが低減される。角度変位干渉計測定についての第３の実施形態の残りの説明は、第１および第２の実施形態において角度変位干渉計測定に対して行なった説明の対応する部分と同じである。図２ｆを参照しても良い。図２ｆは、図２ｅの中心のサブアセンブリの概略的な分解斜視図を示しており、ＰＢＳ、プリズム、およびポロ・プリズムを含む。図２ｇに、ビームｂ１が、図２ｆのサブアセンブリの１つのブランチを通ってミラー上の２つの別個の位置の一方との間で伝搬するときの移動経路を示す。
【０１０６】
システム１５は、通常はｙ並進を測定するように動作するが、特別なミラー・キャラクタリゼーション・モードで動作するときは、ミラー面５１の形状をそのｘ−ｙ面内での基準線に沿ってその場で測定する。ミラー・キャラクタリゼーション・モードでは、ステージ１６がｙ方向に並進して、干渉計１０の測定ビームが、ミラー面５１を基準線に沿って走査する。その結果、ミラー面５１の角度方位およびｘ−ｙ面内でのｘ方向の面からの表面のずれとともに、ステージ１６を動かす並進メカニズムの変動による寄与と、周期的な非線形性と、干渉計１０および２０のビームの測定経路におけるガスの定常的および非定常的な効果とを示す情報を含む信号が生成される。
【０１０７】
ｙ方向でのステージ１６の並進と同時に、干渉計２０によってミラー６１の方位を、反射面６１との干渉計２０の測定ビームの固定されたインターセプト・ポイントについて、モニタする。このステップによって、ステージ１６の、その並進メカニズム（ベアリング、ドライブ・メカニズムなど）の機械的な寄与による回転を、測定することができる。この情報を用いて、２つの信号が生成される。第１の信号は、干渉計１０からのものであり、含まれる情報は、ステージ１６の角度方位および反射面５１のｘ−ｙ面内での局所的な傾斜を組み合わせたものの変化と、ステージ１６の角度方位および反射面５１のｘ−ｙ面内での平均の傾斜を組み合わせたものの変化とに関するものである。第２の信号は干渉計２０からのものであり、含まれる情報は、ｙ方向の変位の関数としてのステージ１６の角度方位に関するものである。
【０１０８】
反射面６１上の局所的な傾斜および平均の傾斜に関する情報は、反射面５１内の基準線の特性を決定する際には用いない。と言うのは、ステージ１６の位置が、ｙ方向の走査の間にｘ方向には変化していないからである。
【０１０９】
第１および第２の信号を電子プロセッサ３８０およびコンピュータ３８２で処理して、ｘ−ｙ面内でのミラー５１のその基準線に沿う平均の傾斜および局所的な傾斜、すなわち、＜ｄｘ／ｄｙ＞および（ｄｘ／ｄｙ）ｌｏｃａｌのそれぞれに関して、情報を抽出する。次に、＜ｄｘ／ｄｙ＞および（ｄｘ／ｄｙ）ｌｏｃａｌを、電子プロセッサ３８０およびコンピュータ３８２によって、＜ｄｘ／ｄｙ＞および（ｄｘ／ｄｙ）ｌｏｃａｌの積分変換を用いて処理して、ｘ−ｙ面内での基準線のχ変位Ｘ３（ｙ）をｙの関数として得る。第３の実施形態における処理の説明は、第１の実施形態における対応する処理に対して行なった説明と同じである。基準線は、ｘ−ｙ面内での反射面５１の表面の直線からのずれを表わすが、ｘ−ｙ面内での直線の方位を表わしてはいない。
【０１１０】
第３の実施形態の利点は、周期的な誤差の効果が、能動的ゼロ・シャー干渉計を用いる結果、一般的に低減されることである。しかし周期的な誤差の残りの効果は、エンド・ユース用途で必要ならば、第３の実施形態において、測定量＜ｄｘ／ｄｙ＞および（ｄｘ／ｄｙ）ｌｏｃａｌを決定する際に補正される。周期的な誤差の残りの効果を補正するために用いられる技術の説明は、第１の実施形態において行なった説明の対応する部分と同じである。
【０１１１】
測定経路１２および２２におけるガスの定常的および非定常的な変化の効果は、要求されるエンド・ユース用途に対して第３の実施形態において補正される。測定経路１２および２２におけるガスの定常的および非定常的な変化の効果を補正するために用いられる技術の説明は、第１の実施形態において行なった説明の対応する部分と同じである。
【０１１２】
次に、対応する基準線を反射面６１に対して生成する。これは、ｘ方向に走査すること、および反射面５１における基準線の生成に対して説明した手順を繰り返すことによって行なう。
【０１１３】
第３の実施形態の利点は、第３の実施形態において干渉計の出力ビームのゼロ・シャーという特徴の結果として、ステージ１６の角度方位についての制約（たとえば本発明の第１の実施形態において遭遇するようなもの）がないことである。第１の実施形態においては、ステージ１６の向きは好ましくは、局所的な傾斜の変化を測定するために用いられる干渉計の出力ビームの測定ビーム成分のビーム・シャーが公称上はないようにされていた。この制約が第１の実施形態においておよび第２の実施形態の変形において存在しているのは、局所的な傾斜を測定するために用いられる角度干渉計からの振幅に関して、最適な電気的な干渉信号を得るためである。
【０１１４】
第３の実施形態の他の利点は、ゼロ・シャーという特徴およびステージ１６の角度方位についての制約がないということの結果として、第３の実施形態のミラー・キャラクタリゼーション・モードを、ウェハの処理に、リソグラフィ・ツールのスルー・プットを損なわないイン・プロセス・ウェハ手順の一部として、取り入れても良いことである。さらなる結果として、反射面たとえば５１および６１の形状の時間についての変化を、リソグラフィ・ツールのスルー・プットを損なうことなく、その場でモニタしても良い。
【０１１５】
干渉計１０および２０内の２つの能動的ゼロ・シャー干渉計および角度変位干渉計１０１０には、第３の実施形態における一体型の光学的アセンブリが含まれている。これは、一体型の光学的アセンブリを用いることで、測定精度に対する干渉計１０および２０の安定性の増加とデザインのコンパクトさとに寄与するという、第３の実施形態の重要な特徴である。
【０１１６】
第３の実施形態の残りの説明は、本発明の第１および第２の実施形態において行なった説明の対応する部分と同じである。
【０１１７】
本発明の最初の３つの実施形態では、反射面５１および６１の表面において、ｘ−ｙ面内で高い空間分解能で基準線が決定されている。本発明の次の３つの実施形態では、反射面５１および６１のそれぞれにおいて、ｘ−ｙ面内で高い空間分解能で一対の基準線が、ステージ１６をｘ−ｙ面に直交してすなわちｚ軸に沿って走査または変位させることなく、決定される。
【０１１８】
干渉計１０および２０の第４の実施形態は、平面鏡タイプである。これは、図３ａに４１０として概略的に示され、その構成は、オン・ステージでマウントされる細長いオブジェクト・ミラー５０および６０の形状（ミラー５０および６０のそれぞれに対して一対の基準線によって表わされる）を、２つのｘ−ｙ面内で高い空間分解能でその場でキャラクタライズできるようになされている。基準線対は、反射面５１および６１内にある。
【０１１９】
図３ａおよび３ｂに概略的に示す干渉計サブシステム４１０には、２つの干渉計サブシステムが含まれている。２つの干渉計サブシステムはそれぞれ、第１の実施形態の干渉計サブシステム１１０と同じである。２つの干渉計サブシステムは、距離ｂ５だけｚ方向に離されており、一体型の光学的アセンブリ内で積層状に組み合わされている。図３ａおよび３ｂの同じ番号の要素は、図３ａおよび３ｂで同様の機能を果たすのに十分なサイズの単一の要素を表わしており、そのため、部品の数が減り、一体型の光学的アセンブリの構成の一因となっている。２つの干渉計サブシステムによって、対応する測定軸に沿う反射面５１の変位ｘ４およびｘ４０と変位ｘ１０４およびｘ１４０との変化が、測定される。変位ｘ４およびｘ４０と変位ｘ１０４およびｘ１４０とは、図３ａおよび３ｂのそれぞれにおける変位ｓ４およびｓ４０と変位ｓ１０４およびｓ１４０とに、それぞれ対応する。
【０１２０】
変位ｘ４およびｘ４０は、図３ａの１つのｘ−ｙ面内にある。変位ｘ１０４およびｘ１４０は、図３ｂの第２のｘ−ｙ面内にある。第１および第２のｘ−ｙ面は、ｚ方向に距離ｂ５だけ離れている。変位ｘ４およびｘ４０と変位ｘ１０４およびｘ１４０との測定値を用いて、ｚ方向に距離ｂ５だけ離れているサブシステム測定軸に沿う反射面５１の変位を決定する。変位ｘ４およびｘ４０の差と変位ｘ１０４およびｘ１４０の差との測定値を用いて、第１および第２のそれぞれのｘ−ｙ面内での反射面５１の平均の傾斜を決定する。第４の実施形態における平均の傾斜の定義は、本発明の第１の実施形態において与えられた平均の傾斜の定義と同じである。第１および第２のｘ−ｙ面内での反射面５１の局所的な傾斜の変化を、反射面５１によって距離ｂ５だけ離された位置でそれぞれ一旦反射されている２つのビームの方向の変化を測定することによって、決定する。
【０１２１】
システム１５は、通常はｙ並進を測定するように動作するが、特別なミラー・キャラクタリゼーション・モードで動作するときは、ミラー面５１の形状をその基準線に沿ってその場で測定する。特別なミラー・キャラクタリゼーション・モードでは、ステージ１６がｙ方向に並進して、干渉計１０の測定ビームが、ミラー面５１を、ｚ方向に離れた一対の基準線に沿って走査する。その結果、ミラー面５１の角度方位および第１および第２のｘ−ｙ面内でのｘ方向の面からの表面のずれとともに、ステージ１６を動かす並進メカニズムの変動による寄与と、周期的な非線形性と、干渉計１０および２０のビームの測定経路におけるガスの定常的および非定常的な効果とを示す情報を含む信号が生成される。ステージ１６の方位は好ましくは、特別なミラー・キャラクタリゼーション・モードにおいて、４つのＨＳＰＭＩの出力ビームの測定ビーム成分と２つの角度変位干渉計１０１０への入力ビームとが、公称上はゼロ・シャーとなるように選択される。
【０１２２】
ｙ方向でのステージ１６の並進と同時に、干渉計２０によってミラー６１の方位を、反射面６１との干渉計２０の測定ビームの固定されたインターセプト・ポイントについて、モニタする。このステップによって、ステージ１６の、その並進メカニズム（ベアリング、ドライブ・メカニズムなど）の機械的な寄与による回転を、測定することができる。この情報を用いて、２つの信号が生成される。第１の信号は、干渉計１０からのものであり、ステージ１６の角度方位および反射面５１の局所的な傾斜を組み合わせたものの変化と、ステージ１６の角度方位および２本の基準線に沿う反射面５１の平均の傾斜を組み合わせたものの変化とに関する４つの信号の組を含んでいる。第２の信号は干渉計２０からのものであり、含まれる情報は、ｙ方向の変位の関数としてのステージ１６の角度方位に関するものである。
【０１２３】
反射面６１上の局所的な傾斜に関する情報は、反射面５１内の２本の基準線の特性を決定する際には用いない。と言うのは、ステージ１６の位置が、ｙ方向の走査の間にｘ方向には変化していないからである。第１および第２の信号を電子プロセッサ４８０およびコンピュータ４８２で処理して、２本の基準線に沿うミラー５１の平均の傾斜および局所的な傾斜を得る。すなわち、＜ｄｘ／ｄｙ＞４および（（ｄｘ／ｄｙ）ｌｏｃａｌ）４（それぞれ、基準線の一方に沿って）、ならびに＜ｄｘ／ｄｙ＞５および（（ｄｘ／ｄｙ）ｌｏｃａｌ）５（それぞれ、２本の基準線の２番目に沿って）である。次に、＜ｄｘ／ｄｙ＞４、（（ｄｘ／ｄｙ）ｌｏｃａｌ）４、＜ｄｘ／ｄｙ＞５、および（（ｄｘ／ｄｙ）ｌｏｃａｌ）５を、電子プロセッサ４８０およびコンピュータ４８２内で、＜ｄｘ／ｄｙ＞４、（（ｄｘ／ｄｙ）ｌｏｃａｌ）４、＜ｄｘ／ｄｙ＞５、および（（ｄｘ／ｄｙ）ｌｏｃａｌ）５の積分変換を用いて処理して、第１および第２のｘ−ｙ面内での２本の基準線のχ変位Ｘ４（ｙ）およびＸ４０（ｙ）をｙの関数として得る。第４の実施形態における処理の説明は、第１の実施形態における対応する処理に対して行なった説明と同じである。
【０１２４】
周期的な誤差の効果は、第４の実施形態のエンド・ユース用途において必要ならば、＜ｄｘ／ｄｙ＞４、（（ｄｘ／ｄｙ）ｌｏｃａｌ）４、＜ｄｘ／ｄｙ＞５、および（（ｄｘ／ｄｙ）ｌｏｃａｌ）５を決定する際に補正される。周期的な誤差の効果を補正するために用いられる技術の説明は、第１の実施形態において行なった説明の対応する部分と同じである。
【０１２５】
測定経路１２および２２におけるガスの定常的および非定常的な変化の効果は、要求されるエンド・ユース用途に対して第４の実施形態において補正される。測定経路１２および２２におけるガスの定常的および非定常的な変化の効果を補正するために用いられる技術の説明は、第１の実施形態において行なった説明の対応する部分と同じである。
【０１２６】
第４の実施形態の利点は、ステージ・ミラーの反射面内の２本の基準線の形状を、ステージ１６をｚ方向に走査または変位させる必要なく決定できることである。
【０１２７】
第４の実施形態の重要な特徴は、干渉計１０および２０をそれぞれ一体型の光学的アセンブリとすることで、測定精度に対する干渉計の安定性の増加とデザインのコンパクトさとに寄与できることである。
【０１２８】
第４の実施形態の残りの説明は、本発明の第１の実施形態において行なった説明の対応する部分と同じである。
【０１２９】
干渉計１０および２０の第５の実施形態は、ゼロ微分シャー・タイプである。これは、図３ｃおよび３ｄに５１０として概略的に示され、その構成は、オン・ステージでマウントされる細長いオブジェクト・ミラー５０および６０の形状（ミラー５０および６０のそれぞれに対して一対の基準線によって表わされる）を、２つのｘ−ｙ面内で高い空間分解能でその場でキャラクタライズできるようになされている。基準線対は、反射面５１および６１の表面内にある。
【０１３０】
図３ｃおよび３ｄに概略的に示す干渉計サブシステム５１０には、２つの干渉計サブシステムが含まれている。２つの干渉計サブシステムはそれぞれ、第２の実施形態の干渉計サブシステム２１０と同じである。２つの干渉計サブシステムは、距離ｂ７だけｚ方向に離されており、一体型の光学的アセンブリ内の積層物として組み合わされている。図３ｃおよび３ｄの同じ番号の要素は、図３ｃおよび３ｄにおいて同様の機能を果たすのに十分なサイズの単一の要素を表わしているため、部品の数が減り、一体型の光学的アセンブリの構成に寄与している。干渉計サブシステムによって、図３ｃおよび３ｄの距離ｂ７だけ離された２つのｘ−ｙ面内での反射面の、サブシステム測定軸に沿う反射面５１の変位χ５およびχ５０の変化、平均の傾斜＜ｄｘ／ｄｙ＞５および＜ｄｘ／ｄｙ＞５０の変化、および平均の局所的な傾斜＜（ｄｘ／ｄｙ）ｌｏｃａｌ＞５および＜（ｄｘ／ｄｙ）ｌｏｃａｌ＞５０の変化が測定される。変位χ５およびχ５０は、図３ｃおよび３ｄのそれぞれにおける変位ｓ５およびｓ５０に、それぞれ対応する。変位χ５、平均の傾斜＜ｄｘ／ｄｙ＞５、および平均の局所的な傾斜＜（ｄｘ／ｄｙ）ｌｏｃａｌ＞５は、図３ｃの一方のｘ−ｙ面内にある。変位χ５０、平均の傾斜＜ｄｘ／ｄｙ＞５０、および平均の局所的な傾斜＜（ｄｘ／ｄｙ）ｌｏｃａｌ＞５０は、図３ｄの第２のｘ−ｙ面内にある。第１および第２のｘ−ｙ面は、ｚ方向に距離ｂ７だけ離されている。平均の傾斜および平均の局所的な傾斜の定義は、本発明の第２の実施形態において与えられた平均の傾斜および平均の局所的な傾斜の対応する定義と同じである。
【０１３１】
ｘ−ｙ面内での反射面５１の平均の局所的な傾斜の変化を、反射面５１によってｙ方向に距離ｂ６だけ離された位置でそれぞれ一旦反射されている基準および測定ビームの方向の変化を測定することによって、決定する。
【０１３２】
システム１５は、通常はｙ並進を測定するように動作するが、ミラー・キャラクタリゼーション・モードで動作するときは、ミラー面５１の形状をその一対の基準線に沿ってその場で測定する。ミラー・キャラクタリゼーション・モードでは、ステージ１６がｙ方向に並進して、干渉計１０の測定ビームが、ミラー面５１を、ｚ方向に離れた一対の基準線に沿って走査する。その結果、ミラー面５１の角度方位およびｘ−ｙ面内でのｘ方向の面からの表面のずれとともに、ステージ１６を動かす並進メカニズムの変動による寄与と、周期的な非線形性と、干渉計１０および２０のビームの測定経路におけるガスの定常的および非定常的な効果とを示す情報を含む信号が生成される。
【０１３３】
ｙ方向でのステージ１６の並進と同時に、干渉計２０によってミラー６１の方位を、反射面６１との干渉計２０の測定ビームの固定されたインターセプト・ポイントについて、モニタする。このステップによって、ステージ１６の、その並進メカニズム（ベアリング、ドライブ・メカニズムなど）の機械的な寄与による回転を、測定することができる。この情報を用いて、２つの信号が生成される。第１の信号は、干渉計１０からのものであり、ステージ１６の角度方位および反射面５１の局所的な傾斜を組み合わせたものの変化と、ステージ１６の角度方位および基準線対に沿う反射面５１の平均の傾斜を組み合わせたものの変化とに関する４つの信号の組を含んでいる。第２の信号は干渉計２０からのものであり、含まれる情報は、ｙ方向の変位の関数としてのステージ１６の角度方位に関するものである。
【０１３４】
反射面６１上の局所的な傾斜に関する情報は、反射面５１内の２つの基準線の特性を決定する際には用いない。と言うのは、ステージ１６の位置は、ｙ方向での走査の間にはｘ方向には変化していないからである。第１および第２の信号を電子プロセッサ５８０およびコンピュータ５８２で処理して、基準線対の一方に沿うミラー５１の平均の傾斜および平均の局所的な傾斜についての情報、すなわち、それぞれ＜ｄｘ／ｄｙ＞６および＜（ｄｘ／ｄｙ）ｌｏｃａｌ＞６と、基準線対の２番目に沿うミラー５１の平均の傾斜および平均の局所的な傾斜についての情報、すなわち、それぞれ＜ｄｘ／ｄｙ＞７および＜（ｄｘ／ｄｙ）ｌｏｃａｌ＞７と、を得る。次に、＜ｄｘ／ｄｙ＞６、＜（ｄｘ／ｄｙ）ｌｏｃａｌ＞６、＜ｄｘ／ｄｙ＞７、および＜（ｄｘ／ｄｙ）ｌｏｃａｌ＞７を、電子プロセッサ４８０およびコンピュータ４８２内で、＜ｄｘ／ｄｙ＞６、＜（ｄｘ／ｄｙ）ｌｏｃａｌ＞６、＜ｄｘ／ｄｙ＞７、および＜（ｄｘ／ｄｙ）ｌｏｃａｌ＞７の積分変換を用いて処理して、第１および第２のｘ−ｙ面内での基準線対のχ変位Ｘ５およびＸ５０をｙの関数として得る。第５の実施形態における処理の説明は、第２の実施形態における対応する処理に対して行なった説明と同じである。
【０１３５】
干渉計５１０のゼロ微分ビーム・シャーという特性によって、干渉計１０および２０のそれぞれの６つの干渉計のそれぞれによって生成される電気的な干渉信号内の周期的な誤差の振幅が小さくなる。これは、単一の光路干渉計を用いて、平均の傾斜を測定し、また直線的変位干渉計および局所的な傾斜干渉計に対する入力ビームを生成した結果である。しかし周期的な誤差の残りの効果は、第５実施形態のエンド・ユース用途で必要ならば、測定量＜ｄｘ／ｄｙ＞６、＜（ｄｘ／ｄｙ）ｌｏｃａｌ＞６、＜ｄｘ／ｄｙ＞７、および＜（ｄｘ／ｄｙ）ｌｏｃａｌ＞７を決定する際に補正される。周期的な誤差の残りの効果を補正するために用いられる技術の説明は、第１の実施形態において行なった説明の対応する部分と同じである。
【０１３６】
測定経路１２および２２におけるガスの定常的および非定常的な変化の効果は、要求されるエンド・ユース用途に対して第５の実施形態において補正される。測定経路１２および２２におけるガスの定常的および非定常的な変化の効果を補正するために用いられる技術の説明は、第１の実施形態において行なった説明の対応する部分と同じである。
【０１３７】
第５の実施形態の、ビーム直径および高い空間周波数情報、ゼロ微分シャー、および一体型の光学的アセンブリに関する利点は、本発明の第２の実施形態の対応する利点と同じである。第５の実施形態の残りの説明は、本発明の第２および第４の実施形態において行なった説明の対応する部分と同じである。
【０１３８】
干渉計１０および２０の第５の実施形態の変形は、受動的ゼロ・シャー・タイプ、より具体的にはゼロ微分シャー・タイプである。これは、図３ｅおよび３ｆに１５１０として概略的に示され、その構成は、オン・ステージでマウントされる細長いオブジェクト・ミラー５０および６０の形状（ミラー５０および６０のそれぞれに対して一対の基準線によって表わされる）を、２つのｘ−ｙ面内で高い空間分解能でその場でキャラクタライズできるようになされている。基準線対は、反射面５１および６１の表面内にある。第５の実施形態の変形が第５の実施形態と異なる点は、局所的な角度変位の情報を生成することである。第５の実施形態の変形においては、局所的な角度変位の変化が測定され、第５の実施形態においては、平均の局所的な角度変位の変化が測定される。第５の実施形態に対する第５の実施形態の変形は、第２の実施形態に対する第２の実施形態の変形と同様である。
【０１３９】
第５の実施形態の変形の干渉計１０および２０には、第２の実施形態の変形の要素と同じ要素番号の要素が多く含まれている。同じ要素番号の要素は同様の機能を行なう。干渉計サブシステムは、距離９だけｚ方向に離されており、一体型の光学的アセンブリ内で積層状に組み合わされている。図３ｅおよび３ｆの同じ番号の要素は、図３ｅおよび３ｆで同様の機能を果たすのに十分なサイズの単一の要素を表わしており、そのため、部品の数が減り、一体型の光学的アセンブリの構成の一因となっている。図。３ｅおよび３ｆのｘ−ｙ面内での反射面５１の局所的な傾斜の変化は、反射面５１によって一旦反射されたビームの方向変化を測定することによって決定される。
【０１４０】
第５の実施形態の変形の重要な特徴は、干渉計１０および２０をそれぞれ一体型の光学的アセンブリとすることで、測定精度に対する干渉計の安定性の増加とデザインのコンパクトさとに寄与できることである。
【０１４１】
第５の実施形態の変形においては、本発明の第２の実施形態の変形および第５の実施形態と同様に、局所的な傾斜の変化および平均の傾斜の変化が測定される。結果として、第５の実施形態の変形の残りの説明は、第１の実施形態、第２の実施形態の変形、および第５の実施形態において行なった説明の対応する部分と同じである。
【０１４２】
干渉計１０および２０の第６の実施形態は、ゼロ・シャー・タイプである。これは、図３ｇに６１０として概略的に示され、その構成は、オン・ステージでマウントされる細長いオブジェクト・ミラー５０および６０の形状（ミラー５０および６０のそれぞれに対して一対の基準線によって表わされる）を、２つのｘ−ｙ面内で高い空間分解能でその場でキャラクタライズできるようになされている。基準線の対は、反射面５１および６１内にある。
【０１４３】
図３ｇに概略的に示す干渉計サブシステム６１０には、共通のビーム・ステアリング部材を共有する２つの干渉計サブシステムが含まれている。干渉計サブシステムはそれぞれ、第３の実施形態の干渉計サブシステム３１０と同じであるが、図３ｈに示すように、互いのミラー画像である中心のサブアセンブリを有する。干渉計サブシステムは、距離ｂ９だけｚ方向に離されて、一体型の光学的アセンブリ内で組み合わされている。図３ｇおよび３ｈの同じ番号の要素は、図３ｇおよび３ｈで同様の機能を果たすのに十分なサイズの単一の要素を表わしており、そのため、部品の数が減り、一体型の光学的アセンブリの構成の一因となっている。干渉計サブシステムによって、システム測定軸に沿う反射面５１の変位の変化と、距離９だけ離された２つのｘ−ｙ面内での反射面の平均の傾斜の変化および局所的な傾斜の変化とが、測定される。図３ｈは、図３ｇの中心のサブアセンブリの概略的な分解斜視図であり、種々のＰＢＳ、ポロ・プリズム、および他のプリズム部材を含んでいる。
【０１４４】
システム１５は、通常はｙ並進を測定するように動作するが、特別なミラー・キャラクタリゼーション・モードで動作するときは、ミラー面５１の形状をその２つのｘ−ｙ面内での一対の基準線に沿ってその場で測定する。ミラー・キャラクタリゼーション・モードでは、ステージ１６がｙ方向に並進して、干渉計１０の測定ビームが、ミラー面５１を基準線に沿って走査する。その結果、ミラー面５１の角度方位および２つのｘ−ｙ面内でのｘ方向の面からの表面のずれとともに、ステージ１６を動かす並進メカニズムの変動による寄与と、周期的な非線形性と、干渉計１０および２０のビームの測定経路におけるガスの定常的および非定常的な効果とを示す情報を含む信号が生成される。
【０１４５】
ｙ方向でのステージ１６の並進と同時に、干渉計２０によってミラー６１の方位を、反射面６１との干渉計２０の測定ビームの固定されたインターセプト・ポイントについて、モニタする。このステップによって、ステージ１６の、その並進メカニズム（ベアリング、ドライブ・メカニズムなど）の機械的な寄与による回転を、測定することができる。この情報を用いて、２つの信号が生成される。第１の信号は、干渉計１０からのものであり、ステージ１６の角度方位および反射面５１の局所的な傾斜を組み合わせたものの変化と、ステージ１６の角度方位および基準線対に沿う反射面５１の平均の傾斜を組み合わせたものの変化とに関する４つの信号の組を含んでいる。第２の信号は干渉計２０からのものであり、含まれる情報は、ｙ方向の変位の関数としてのステージ１６の角度方位に関するものである。
【０１４６】
反射面６１上の局所的な傾斜に関する情報は、反射面５１内の２本の基準線の特性を決定する際には用いない。と言うのは、ステージ１６の位置が、ｙ方向の走査の間にｘ方向には変化していないからである。第１および第２の信号を電子プロセッサ６８０およびコンピュータ６８２で処理して、基準線対の一方に沿うミラー５１の平均の傾斜および局所的な傾斜についての情報、すなわち、それぞれ＜ｄｘ／ｄｙ＞８および＜（ｄｘ／ｄｙ）ｌｏｃａｌ＞８、ならびに基準線対の２番目に沿うミラー５１の平均の傾斜および局所的な傾斜についての情報、すなわち＜ｄｘ／ｄｙ＞９および＜（ｄｘ／ｄｙ）ｌｏｃａｌ＞９を得る。次に、平均の傾斜および局所的な傾斜を、電子プロセッサ６８０およびコンピュータ６８２内で積分変換を用いて処理して、第１および第２のｘ−ｙ面内での基準線対のχ変位をｙの関数として得る。第６の実施形態における処理の説明は、第１の実施形態における対応する処理に対して行なった説明と同じである。
【０１４７】
干渉計６１０のゼロ微分ビーム・シャーという特性によって、干渉計１０および２０のそれぞれの６つの干渉計のそれぞれによって生成される電気的な干渉信号内の周期的な誤差の振幅が小さくなる。しかし周期的な誤差の残りの効果は、第６の実施形態のエンド・ユース用途において必要ならば、測定量＜ｄｘ／ｄｙ＞８、（ｄｘ／ｄｙ）８、＜（ｄｘ／ｄｙ）ｌｏｃａｌ＞９、および＜（ｄｘ／ｄｙ）ｌｏｃａｌ＞９を決定する際に補正される。周期的な誤差の残りの効果を補正するために用いられる技術の説明は、第１の実施形態において行なった説明の対応する部分と同じである。
【０１４８】
測定経路１２および２２におけるガスの定常的および非定常的な変化の効果は、要求されるエンド・ユース用途に対して第６の実施形態において補正される。測定経路１２および２２におけるガスの定常的および非定常的な変化の効果を補正するために用いられる技術の説明は、第１の実施形態において行なった説明の対応する部分と同じである。
【０１４９】
第６の実施形態の重要な特徴は、干渉計１０および２０をそれぞれ一体型の光学的アセンブリとすることで、測定精度に対する干渉計の安定性の増加とデザインのコンパクトさとに寄与できることである。
【０１５０】
ゼロ・シャーに関する第６の実施形態の利点は、本発明の第３の実施形態における対応する利点と同じである。第６の実施形態の残りの説明は、本発明の第３、第４、および第５の実施形態において行なった説明の対応する部分と同じである。
【０１５１】
本発明の次の４つの実施形態では、反射面５１および６１のそれぞれにおける一対の基準線と、基準線の周りの反射面の局所的な角度回転とが、高い空間分解能で決定される。一対の基準線の基準線は、２つのｘ−ｙ面内にある。
【０１５２】
第７、第８、第８の変形、および第９の実施形態のそれぞれには、第４、第５、第５の変形、および第６の実施形態のそれぞれの装置および方法と、追加の角度変位干渉計とが含まれている。第８の実施形態には、第５の実施形態および追加の角度変位干渉計が含まれる。追加の角度変位干渉計によって、個々の基準線対に沿うｘ−ｙ面に直交する面内の局所的な傾斜の変化を測定する。個々の基準線対を決定する手順は、本発明の第４、第５、第５の変形、および第６の実施形態の個々の手順と同じである。
【０１５３】
第７の、第８の、第８の変形、および第９の実施形態における追加の角度変位干渉計は、図２に示した干渉計１０１０と同じである。追加の干渉計の方位は、ｘ−ｙ面に直交する面内（すなわちｚ軸方向）の個々のビームの方向の変化に対する感度が良くなるように選ばれる。たとえば、第４の実施形態を第７の実施形態に変えるには、ビーム４３６および１４３６の一部をビーム・スプリッタＢＳ１０によって分離して、その部分を追加の角度変位干渉計１０１０Ａへ送る（図４を参照）。角度変位干渉計１０１０Ａは、ｘ−ｙ面に直交する面内の分離部分の方向の変化に対する感度が良くなるように９０度回転していること以外は、図３ａの干渉計１０１０と同じである。第８の実施形態における追加の角度変位干渉計に含まれる干渉計は、一対のビームの平均の方向とそのビーム対の方向の差とを測定する。
【０１５４】
次に図５を参照する。図５は、細長いオブジェクト・ミラーのアレイの形状を、その場で高い空間分解能で、複数の直交する基準線に沿ってキャラクタライズすることができる３つの直交配置された干渉計システムを用いる干渉分光システム１０１５を示す概略的な斜視図である。図５に示すように、システム１０１５には、ステージ１６が含まれる。ステージ１６は好ましくは、半導体製品たとえば集積回路またはチップを作製するためのフォトリソグラフィの装置の一部を形成する。ステージには、平面鏡７０および６０を含みｘ方向およびｙ方向に細長い薄い高アスペクト比の測定対象物が、取り付けられている。ミラー６０は、ｘ方向に細長いｘ−ｚ反射面６１を有し、ミラー７０は、ｙ方向に細長いｙ−ｚ反射面７１およびｘ−ｙ反射面７２を有する。ステージは、２つの直交する方向であるｘおよびｙに沿って並進する。実質的にｚ方向には走査しない。
【０１５５】
オフ・ステージで固定してマウントされる干渉計（または干渉計サブシステム）を、概略的に１０で示す。干渉計１０の目的は、図１の干渉計１０の目的と同じであり、一般的に、ステージ１６のｘ方向の位置と、ステージ１６がｙ方向に並進するときのｙおよび／またはｚ軸の周りの角度回転とを測定すること、したがって反射面７１のｘ方向の位置と、ステージ１６がｙ方向に並進するときのｙおよび／またはｚ軸の周りの角度回転とを、測定することである。これを行なうために、干渉計１０を多くの干渉分光法のタイプの１つとして構成して配置しても良い。たとえば、これらに限定されないが、本発明の最初の９つの実施形態およびそれらの変形の干渉計１０に対して用いられる干渉計システムが挙げられる。干渉計１２の干渉分光ビームは、ミラー７０との間で、概略的に１２と指定される光学経路に沿って移動する。
【０１５６】
オフ・ステージで固定してマウントされる他の干渉計または干渉計サブシステムを、概略的に２０で示す。干渉計２０の目的は、図１の干渉計２０の目的と同じであり、一般的に、ステージ１６のｙ方向の位置と、ステージ１６がｘ方向に並進するときのｘおよび／またはｚ軸の周りの角度回転とを測定すること、したがって反射面６１のｙ方向の位置と、ステージ１６がｘ方向に並進するときのｘおよび／またはｚ軸の周りの角度回転とを、測定することである。これを行なうために、干渉計２０を多くの干渉分光法のタイプの１つとして構成して配置しても良い。たとえば、これらに限定されないが、本発明の最初の９つの実施形態およびそれらの変形の干渉計２０に対して用いられる干渉計システムが挙げられる。これを行なうために、干渉計２０は、干渉分光ビームをミラー面６１との間で、概略的に２２と指定される光学経路に沿って送受する。
【０１５７】
オフ・ステージで固定してマウントされる第３の干渉計または干渉計サブシステムを、概略的に３０で示す。干渉計３０の目的は一般的に、ステージ１６のｚ方向の位置と、ステージ１６がｘおよびｙ方向に並進するときのｘおよび／またはｙ軸の周りの角度回転とを測定すること、したがって反射面６１のｙ方向の位置と、ステージ１６がｘおよびｙ方向に並進するときのｘおよび／またはｙ軸の周りの角度回転とを、測定することである。これを行なうために、干渉計３０は、干渉分光ビームをミラー面７１との間で、概略的に３２と指定される光学経路に沿って送受する。
【０１５８】
これを行なうために、干渉計３０を多くの干渉分光法のタイプの１つとして構成して配置しても良い。たとえば、これらに限定されないが、本発明の最初の９つの実施形態およびそれらの変形の干渉計１０および２０に対して用いられる干渉計システムが挙げられる。
【０１５９】
測定ビームの伝搬方向の変化を測定するように変更して干渉計３０として用いても良い単一光路干渉計の例が、以下の文献に記載されている。共通所有の米国特許出願第０９／８５３、１１４号明細書（２００１年５月１０日に出願）、発明の名称「そのばミラー・キャラクタリゼーション」（ヘンリＡ．ヒル）、２００１年１１月１日に公開（公開番号ＵＳ−２００１−００３５９５９−Ａ１。この内容は本明細書において参照により全体として取り入れられている。
【０１６０】
測定ビームの伝搬方向の変化を測定するように変更して干渉計３０として使用できる複光路干渉計が、たとえば以下の文献に記載されている。共通所有の米国特許出願第０９／８５２、８９８号明細書（２００１年５月１０日に出願）、発明の名称「表面上の高度を正確に測定するための干渉分光装置および方法」（ヘンリＡ．ヒル）、２００１年１１月２９日に公開（公開番号ＵＳ−２００１−００４６０５３−Ａ１）。この内容は本明細書において参照により全体として取り入れられている。
【０１６１】
干渉計３０には一般的に、オフ・ステージで取り付けられた細長い基準ミラー、たとえば以下の文献に記載されているものが含まれている。引用された米国特許出願第０９／８５３、１１４号明細書、２００１年１１月１日に公開（公開番号ＵＳ−２００１−００３５９５９）、米国特許出願第０９／８５２、８９８号明細書、２００１年１１月２９日に公開（公開番号ＵＳ−２００１−００４６０５３−Ａ１）。またミラー７１には、ｘ−ｙ面に対して４５度などの角度で配向された細長い表面が含まれていても良い。
【０１６２】
反射面６１および７１に対する基準線と基準線の周囲の局所的な表面の回転とを、本発明の最初の９つの実施形態およびそれらの変形において説明したような手順によって決定する。
【０１６３】
反射面７１などの反射面内の基準線と、オフ・ステージで取り付けられた対応する基準ミラーと、４５度などの角度で配置された反射面および基準線の周りの反射面の局所的な回転とを、ステージ１６がｘおよびｙ方向に走査されるときに、干渉計３０によって決定する。決定は、干渉計１０および２０から得られるステージ方位についての情報と、反射面６１および７１に対する基準線と基準線の周りの局所的な表面の回転との決定に対して説明された手順とを用いて、行なう。
【０１６４】
本発明の装置の多くの実施形態およびそれらの変形について説明してきたが、次に図６のフロー・チャートを参照する。ここでは、オブジェクト・ミラーのトポグラフィックな特徴をその場でキャラクタライズするための一般的な方法論が例示されている。
【０１６５】
ブロック７００で方法を開始して、その後にブロック７０２のステップが続く。ここでは、少なくとも１つの細長い平面オブジェクト・ミラーを、面内で動かすために並進ステージ上にマウントする。あるいは、開始ステップ７００を、ステップ７０２を予め行なった後に始めるものとして考えても良く、また開始ステップ７００の始まりが、良く知られた方法で、たとえばコンピュータ・ワーク・ステーションを介したオペレータからの命令によって、行なわれることに注意されたい。
【０１６６】
ブロック７０４のステップでは、少なくとも一対の空間的に離されたビームを、第１の干渉計からオブジェクト・ミラーへ送る。ここでは、複数の干渉計を用いても良く、何らかの追加の干渉計によって空間的なビームの対を、しかし平行または直交する面内で互いにずれている面内のミラーに送るようにしても良い。これは、任意にステップ７０４およびその後のステップと同時に開始しても良いブロック７２０の場合と同じである。
【０１６７】
ブロック７０６では、ステージをミラーの細長い寸法に沿って動かす一方で、ビームをステージ上に投影してビームがミラー面を少なくとも１つの基準線に沿って走査するようにする。ステップ７２０が導入されている場合には、少なくとももう１本の基準線が、他方の基準線が存在する面に直交する面内に存在することに注意されたい。
【０１６８】
ブロック７０８では、ミラーからの戻りビームを両方ともモニタして、２つのビームが入射するミラー上の点におけるミラーの変位を、基準線に沿って、ミラーを走査する間に測定して、基準線の平均の傾斜を計算する。
【０１６９】
ブロック７１０では、戻りビームのうちの、ミラーに対して単一の光路のみを形成した少なくとも一方の成分を角度測定用干渉計によってモニタして、その方向の変化を測定することを、ミラーを走査して基準線に沿うミラー面の局所的な傾斜についての情報を含む信号を生成する間に行なう。
【０１７０】
ブロック７１２では、ステージ角度方位の測定を、ステージがミラーの長い寸法の方向に移動するときに並進しないステージ上の位置にある他の直交配置された第２の干渉計を用いて、行なう。
【０１７１】
ブロック７１４では、２つのビームからの変位および平均の傾斜の情報、角度測定用干渉計からの局所的な傾斜の情報、およびステージの角度方位を収集して統合する。
【０１７２】
ブロック７１６では、統合された情報を処理して、使用した１つまたは複数の基準線に沿ってのミラー・トポグラフィを得る。情報の処理は、好適な電子プロセッサおよびコンピュータによって、好ましくは前述した＜ｄｘ／ｄｙ＞および（ｄｘ／ｄｙ）ｌｏｃａｌの積分変換を用いて行なう。しかし当業者であれば、他の処理アルゴリズム、たとえばフーリエ変換、多項式または他の形態の直交表現などを用いても有益であると考えられることを理解するであろう。
【０１７３】
ブロック７１８では、以前のステップを、直交してマウントされるミラーに対して、必要に応じて繰り返しても良い。
【０１７４】
ブロック７２２では、他の干渉計を任意に用いて、基準線の周りのミラー面の回転を測定しても良い。
【０１７５】
前述の方法を実施する際には、すでに説明または参照した干渉分光装置の１つまたは複数を用いても良いことが明らかである。
【０１７６】
本発明の特定の実施形態および方法について説明してきたが、これらの変形が、本発明の教示に基づいて当業者には明らかである。たとえば、種々の干渉計サブシステムの１つまたは複数を並進ステージ上にマウントしてステージと一緒に動かす一方で、対応するミラーを、基準座標系に対して固定してマウントしても良いことが明らかである。また干渉計サブシステムを種々の積層アレイで構成して、複数の干渉分光測定ビームを与え、これらを、走査方向に直交する方向にずれている１つまたは複数の基準線に沿う局所的な傾斜を測定するように選択的に動作可能として、生成された局所的な傾斜情報を積分してまたは別な方法で数学的に処理して、局所的なミラー形状を決定するようにしても良いことが明らかである。また本発明のステージおよび細長いミラーは、モノリシック構造として形成しても良く、高アスペクト比のミラーである必要はなく、厚くすることができ、また屈折性部材たとえば反射機能を果たすプリズム光学部材で形成できるということが明らかである。したがって、このような変形はすべて、添付の特許請求の範囲に含まれることが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【０１７７】
【図１】図１は、直交して配置された一対の干渉計または干渉計サブシステムを用いる干渉分光システムを示す概略的な斜視図であり、この干渉計または干渉計サブシステムによって、オン・ステージでマウントされる細長いオブジェクト・ミラーの形状を、その場で高い空間分解能で１つまたは複数の基準線に沿ってキャラクタライズすることができる。
【図２ａ】図２ａは、図１の干渉計の第１の実施形態を示す概略的な平面図であり、平面鏡タイプの形態である。
【図２ｂ】図２ｂは、図２ａの実施形態で用いられる角度変位干渉計を概略的に示す。
【図２ｃ】図２ｃは、図１の干渉計の第２の実施形態を示す概略的な平面図であり、受動的ゼロ・シャー・タイプ、より具体的にはゼロ微分シャー・タイプである。
【図２ｄ】図２ｄは、図１の干渉計の第２の実施形態の変形を示す概略的な平面図であり、受動的ゼロ・シャー・タイプ、より具体的にはゼロ微分シャー・タイプである。
【図２ｅ】図２ｅは、図１の干渉計の第３の実施形態を示す概略的な平面図であり、能動的ゼロ・シャー・タイプの干渉計を備えている。
【図２ｆ】図２ｆは、図２ｅの実施形態の一部を示す概略的な分解斜視図である。
【図２ｇ】図２ｇは、ある特定ビームの、図２ｆに示すコンポーネントのアセンブリの１つのブランチを通って伝搬するときの経路を示す概略的な斜視図である。
【図３ａ】図３ａおよび３ｂは、図１の干渉計の第４の実施形態を示す概略的な平面図であり、２つの干渉計サブシステムを含む平面鏡タイプである。２つの干渉計サブシステムはそれぞれ、第１の実施形態の干渉計サブシステムと同じである。２つの干渉計サブシステムは、距離ｂ５だけｚ方向に離されて、一体型の光学的アセンブリ内で組み合わされている。
【図３ｂ】図３ａおよび３ｂは、図１の干渉計の第４の実施形態を示す概略的な平面図であり、２つの干渉計サブシステムを含む平面鏡タイプである。２つの干渉計サブシステムはそれぞれ、第１の実施形態の干渉計サブシステムと同じである。２つの干渉計サブシステムは、距離ｂ５だけｚ方向に離されて、一体型の光学的アセンブリ内で組み合わされている。
【図３ｃ】図３ｃおよび３ｄは、第５の実施形態を含む２つの干渉計サブシステムを概略的に示す。２つの干渉計サブシステムはそれぞれ、第２の実施形態の干渉計サブシステムと同じである。
【図３ｄ】図３ｃおよび３ｄは、第５の実施形態を含む２つの干渉計サブシステムを概略的に示す。２つの干渉計サブシステムはそれぞれ、第２の実施形態の干渉計サブシステムと同じである。
【図３ｅ】図３ｅおよび３ｆは、図１の干渉計の第５の実施形態の変形を概略的に示しており、受動的ゼロ・シャー・タイプ、より具体的にはゼロ微分シャー・タイプである。
【図３ｆ】図３ｅおよび３ｆは、図１の干渉計の第５の実施形態の変形を概略的に示しており、受動的ゼロ・シャー・タイプ、より具体的にはゼロ微分シャー・タイプである。
【図３ｇ】図３ｇは、ゼロ・シャー・タイプの図１の干渉計の第６の実施形態を示す概略的な平面図である。
【図３ｈ】図３ｈは、図３ｇのある特定のコンポーネントのサブアセンブリを示す概略的な分解斜視図である。
【図４】図４は、本発明のさらなる実施形態で使用するための直交面内での局所的な角度変位を測定するために配置された干渉計を示す概略図である。
【図５】図５は、細長いオブジェクト・ミラーのアレイの形状をその場でキャラクタライズすることができる３つの直交配置された干渉計システムを用いる干渉分光システムを示す概略的な斜視図である。
【図６】図６は、ミラーのトポグラフィックな特徴をその場でキャラクタライズするための一般的な方法を示すフロー・チャートである。
【図１】
2005522683.tif 000007
【図２ａ】
2005522683.tif 000008
【図２ｂ】
2005522683.tif 000009
【図２ｃ】
2005522683.tif 000010
【図２ｄ】
2005522683.tif 000011
【図２ｅ】
2005522683.tif 000012
【図２ｆ】
2005522683.tif 000013
【図２ｇ】
2005522683.tif 000014
【図３ａ】
2005522683.tif 000015
【図３ｂ】
2005522683.tif 000016
【図３ｃ】
2005522683.tif 000017
【図３ｄ】
2005522683.tif 000018
【図３ｅ】
2005522683.tif 000019
【図３ｆ】
2005522683.tif 000020
【図３ｇ】
2005522683.tif 000021
【図３ｈ】
2005522683.tif 000022
【図４】
2005522683.tif 000023
【図５】
2005522683.tif 000024
【図６】
2005522683.tif 000025
【国際調査報告】
2005522683.tif 000026