(57)【要約】干渉計（５５）を通る第１の経路のセットおよび第２の経路のセットを含む複数の経路に沿って少なくとも２つのビームを反射し、反射器によって反射されたビームの経路の方向に垂直な第１位置合わせを有する反射器（１２６）を有する複数経路干渉計（５５）を含み、反射器の少なくとも１つが、第１位置合わせ以外の位置合わせを有する場合、ビームの経路が、第１の経路のセット中および第２の経路のセット中にずれ、また、第２の経路のセット中に付与されたシヤーが、第１の経路のセット中に付与されたシヤーを消去するように、第１の経路のセットの後でかつ第２の経路のセットの前に、ビームを向け直す光学機器を含む干渉分光システム（３１）。
2005501241.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置において
複数経路干渉計であって、該干渉計を通る第１の経路のセットおよび第２の経路のセットを含む複数の経路に沿って少なくとも２つのビームを反射する反射器を含み、当該反射器が同反射器よって反射されるビームの経路の方向に垂直な第１位置合わせを有する、前記複数経路干渉計と、
該反射器の少なくとも１つが該第１位置合わせ以外の位置合わせを有する場合、前記ビームの経路が、該第１の経路のセット中および該第２の経路のセット中にずれ、
該第２の経路のセット中に付与されたシヤーが、該第１の経路のセット中に付与されたシヤーを消去するように、該第１の経路のセットの後でかつ該第２の経路のセットの前に該ビームを向け直す光学機器とを備える装置。
【請求項２】
前記光学機器が、前記２つのビーム間のシヤーの大きさおよび方向を維持しながら、前記ビームを向け直すように構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記光学機器によって向け直された後の前記２つのビームの一方の伝播経路が、前記第１の経路のセットを完了した後の前記２つのビームの他方の伝播経路と平行である、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記反射器が、平面反射表面を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記ビームが、前記干渉計に対して静止している位置に維持された前記反射器の１つに向けられる基準ビームを備える、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記ビームが、前記干渉計に対して可動である前記反射器の１つに向けられる測定ビームを備える、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記基準ビームおよび前記測定ビームの前記経路が、光路長差を確定し、該光路長差の変化が、前記干渉計に対して可動である前記反射器の前記１つの位置変化を示す、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記反射器が、第１反射器および第２反射器からなり、前記ビームが、該第１反射器に向けられる第１ビームと、該第２反射器に向けられる第２ビームとからなり、該第１反射器および該第２反射器のそれぞれが、前記干渉計に対して可動である、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記第１ビームおよび前記第２ビームの前記経路が、光路長差を確定し、該光路長差の変化が、前記第１反射器と前記第２反射器との相対位置の変化を示す、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記第１の経路のセットが、２つの経路からなり、各経路中、前記ビームのそれぞれが、前記反射器の一方によって少なくとも１回反射される、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記第２の経路のセットが、２つの経路からなり、各経路中、前記ビームのそれぞれが、前記反射器の一方によって少なくとも１回反射される、請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
前記複数経路干渉計が、入力ビームを前記ビームに分離して、前記ビームを前記反射器に向けるビーム・スプリッタを備える、請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
前記ビーム・スプリッタが、偏光ビーム・スプリッタからなる、請求項１に記載の装置。
【請求項１４】
前記光学機器が、奇数の反射表面を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項１５】
前記反射表面の法線が、共通面にある、請求項１に記載の装置。
【請求項１６】
前記反射表面が、平面反射表面を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項１７】
前記光学機器によって向け直された各ビームについて、入射ビームから反射ビームの方向において測定され、反時計回りの方向に測定したとき正の値を有し、時計回りの方向に測定したとき負の値を有する、各反射表面の入射ビームと反射ビームとの間の角度の和が、ゼロまたは３６０度の整数倍であるように、該ビームが前記反射表面によって反射される、請求項１に記載の装置。
【請求項１８】
前記干渉計が、前記ビームが前記第１の経路のセットおよび前記第２の経路のセットを通過した後、前記ビームを組み合わせて、前記干渉計を出る重なりビームを形成する、請求項１に記載の装置。
【請求項１９】
前記重なりビーム間の光学干渉に応答して、前記ビームの前記経路間の光路長差を示す干渉信号を生成する検出器を更に備える、請求項１に記載の装置。
【請求項２０】
前記検出器が、光検出器と、増幅器と、アナログ・デジタル変換器とを備える、請求項１に記載の装置。
【請求項２１】
前記検出器に連結され、前記干渉信号に基づいて前記ビームの光路長差の変化を推定する分析装置を更に備える、請求項１に記載の装置。
【請求項２２】
前記光学機器が、１つの反射表面を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項２３】
前記光学機器が、偶数の反射表面を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項２４】
前記光学機器が、キューブ・コーナ逆反射器を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項２５】
前記ビームを提供するソースを更に備える、請求項１に記載の装置。
【請求項２６】
前記干渉計が、微分平面ミラー干渉計からなる、請求項１に記載の装置。
【請求項２７】
前記２つのビームが、異なる周波数を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項２８】
その上に集積回路を製造するためのウエハを支持するステージと、
空間的にパターン化された放射を該ウエハの上に撮像するための照明装置と、
前記干渉計を使用してステージの位置を測定し、該撮像放射に対する該ステージの位置を調節する位置決めシステムとを更に備える請求項１に記載の装置。
【請求項２９】
その上に集積回路を製造するためのウエハを支持するステージと、
放射ソースと、マスクと、位置決めシステムと、レンズ部品とを含む照明システムであって、動作中に、該ソースが、空間的にパターン化された放射を生成するために、放射を該マスクを通して向け、該位置決めシステムが、該ソースからの該放射に対する該マスクの位置を調節し、該レンズ部品が、該空間的にパターン化された放射を該ウエハの上に撮像し、該ウエハに対する該マスクの位置を測定する際に前記干渉計が使用される、前記照明システムとを更に備える請求項１に記載の装置。
【請求項３０】
基板をパターン化するために書込みビームを提供するソースと、
該基板を支持するステージと、
該書込みビームを該基板に送達するビーム方向付け部品と、
前記干渉計を使用して、該ビーム方向付け部品に対する該ステージの位置を測定し、該ステージおよび該ビーム方向付け部品を互いに関して位置決めする位置決めシステムとを更に備える請求項１に記載の装置。
【請求項３１】
装置において
少なくとも第１経路に沿って第１ビームを反射し、第２経路に沿って少なくとも第２ビームを反射する反射器を含む複数経路干渉計であって、該第１経路および該第２経路の各々が、干渉計を通る少なくとも第１の経路のセットおよび第２の経路のセットを含み、該反射器が、該反射器によって反射されたビームの該経路の方向に垂直な第１位置合わせを有する、前記複数経路干渉計と、
該反射器の少なくとも１つが、該第１位置合わせ以外の位置合わせを有するとき、該ビームが、該干渉計を通る該第１の経路のセットおよび該第２の経路のセットを作成する際に、該ビームの該経路間の相対的なシヤーが変化し、
該反射器により該第２の経路のセット中に付与されるシヤーが、該第１の経路のセット中に付与されたシヤーを消去するように、該第１の経路のセットの後でかつ該第２の経路のセットの前に該ビームを向け直す光学機器とを備える装置。
【請求項３２】
前記第１経路および前記第２経路が、前記第１の経路のセット中および前記第２の経路のセット中に重なり合わない、請求項３１に記載の装置。
【請求項３３】
前記干渉計が、前記第１ビームおよび前記第２ビームのいずれかが、前記第１の経路のセットを通って伝播する前に、入力ビームを前記第１ビームおよび前記第２ビームに分離するビーム・スプリッタを更に含む、請求項３１に記載の装置。
【請求項３４】
前記第１ビームおよび前記第２ビームの両方が、前記第２の経路のセットを通って伝播した後、前記第１ビームおよび前記第２ビームを組み合わせる第２ビーム・スプリッタを更に備える、請求項１に記載の装置。
【請求項３５】
前記反射器と共動して前記第１ビームを前記第１経路に沿って反射し、前記第２ビームを前記第２経路に沿って反射するビーム・スプリッタを更に備える、請求項３１に記載の装置。
【請求項３６】
前記反射器の１つが、前記ビーム・スプリッタと前記反射器の他の１つとの間に配置される、請求項１に記載の装置。
【請求項３７】
前記複数経路干渉計が、微分平面ミラー干渉計からなる、請求項３１に記載の装置。
【請求項３８】
装置において
複数経路干渉計であって、該干渉計を通る第１の経路のセットおよび第２の経路のセットを含む複数経路に沿って少なくとも２つのビームを反射する反射器を含み、該反射器が第１位置合わせを有する、前記複数経路干渉計と、
該反射器の１つが、該第１位置合わせから、該第１位置合わせとは異なる第２位置合わせに移動する場合、該２つのビームの該経路間のシヤーが、該第１の経路のセット中および該第２の経路のセット中に変化し、
該反射器の１つが該第１位置合わせから逸脱しているために該第２の経路のセット中に付与されたシヤーが、該逸脱のために該第１の経路のセット中に付与されたシヤーを消去するように、該第１の経路のセットの後でかつ該第２の経路のセットの前に該ビームを向け直す光学機器とを備える装置。
【請求項３９】
前記干渉計が、入力ビームを前記少なくとも２つのビームに分離する偏光ビーム・スプリッタを更に含む、請求項３８に記載の装置。
【請求項４０】
前記光学機器が、奇数の反射表面を備える、請求項３８に記載の装置。
【請求項４１】
前記反射表面が、平面反射表面を備える、請求項４０に記載の装置。
【請求項４２】
集積回路をウエハの上に製造するためのリソグラフィ・システムであって
ウエハを支持するステージと、
空間的にパターン化された放射を該ウエハの上に撮像するための照明システムと、
該撮像放射に対する該ステージの位置を調節する位置決めシステムと、
第１自由度に沿って該ステージの位置を測定する請求項１に記載の装置とを備えるリソグラフィ・システム。
【請求項４３】
第２自由度に沿って前記ステージの位置を測定する、請求項１に記載の装置である第２の装置を更に備える、請求項４２に記載のリソグラフィ・システム。
【請求項４４】
集積回路をウエハの上に製造するリソグラフィ・システムであって
ウエハを支持するステージと、
放射ソースと、マスクと、位置決めシステムと、レンズ部品と、請求項１に記載の前記装置とを含む照明システムであって、動作中、該ソースが、空間的にパターン化された放射を生成するために、放射を該マスクを通して向け、該位置決めシステムが、該ソースからの該放射に対して該マスクの位置を調節し、該レンズ部品が、該空間的にパターン化された放射を該ウエハの上に撮像し、第１自由度に沿って、該ウエハに対する該マスクの位置を測定する際に前記装置が使用される、前記照明システムとを備えるリソグラフィ・システム。
【請求項４５】
第２自由度に沿って、前記ステージの位置を測定する、請求項１に記載の装置である第２の装置を更に備える、請求項４４に記載のリソグラフィ・システム。
【請求項４６】
ビーム書込みシステムであって
基板をパターン化するための書込みビームを提供するソースと、
該基板を支持するステージと、
該書込みビームを該基板に送達するビーム方向付け部品と、
該ステージと該ビーム方向付け部品とを互いに関して位置決めする位置決めシステムと、
第１自由度に沿って該ビーム方向付け部品に対する該ステージの位置を測定する請求項１に記載の装置とを備えるビーム書込みシステム。
【請求項４７】
前記ステージの位置を第２自由度に沿って測定するために、請求項１に記載の装置である第２の装置を更に備える、請求項４６に記載のビーム書込みシステム。
【請求項４８】
干渉計を通る第１の経路のセットおよび第２の経路のセットを含む複数経路に沿って少なくとも２つのビームを向け、反射器が、該反射器によって反射された該ビームの該経路の方向に垂直な第１位置合わせを有することと、
該第１の経路のセットの後でかつ該第２の経路のセットの前に、該ビームを向け直すことによって、該第２の経路のセットにおいて付与されたシヤーによって、該第１の経路のセットにおいて付与されたシヤーを消去することを備える方法。
【請求項４９】
前記第１の経路のセットの後で前記ビームを向け直すことが、前記ビームを向け直すために、奇数の反射表面を使用することを備える、請求項４８に記載の方法。
【請求項５０】
前記第１の経路のセット後で前記ビームを向け直すことが、前記ビームを向け直すために、１つの反射表面を使用することを備える、請求項４８に記載の方法。
【請求項５１】
前記第１の経路のセットの後で前記ビームを向け直すことが、向け直した後の前記ビームが、向け直す前の前記ビームの伝播方向と反対であるが、平行な方向に進行するように、前記ビームを向け直すことを備える、請求項４８に記載の方法。
【請求項５２】
前記第１の経路のセットの後で前記ビームを向け直すことが、向け直された前記ビーム・シヤーの大きさおよび方向が、向け直す前の前記ビーム・シヤーの大きさおよび方向と同じであるように、前記ビームを向け直すことを備える、請求項４８に記載の方法。
【請求項５３】
入力ビームを前記少なくとも２つのビームに分離することを更に備える、請求項４８に記載の方法。
【請求項５４】
前記干渉計を通る前記複数経路の後で、前記ビームを組み合わせて、重なりビームを形成することを更に備える、請求項４８に記載の方法。
【請求項５５】
前記重なりビームから干渉信号を検出することを更に備える、請求項１に記載の方法。
【請求項５６】
前記干渉信号に基づいて、前記ビームの１つの光路長差の変化を推定することを更に備える、請求項１に記載の方法。
【請求項５７】
前記干渉信号に基づいて、前記少なくとも２つのビームの２つの間の光路長差の変化を推定することを更に備える、請求項１に記載の方法。
【請求項５８】
前記２つのビームが、異なる周波数を有する、請求項４８に記載の方法。
【請求項５９】
ウエハをステージの上で支持し、
空間的にパターン化された放射を該ウエハの上に撮像し、
該撮像放射に対する該ステージの位置を調節し、
前記複数の経路の後、前記干渉計を出る前記ビームを使用して該ステージの相対位置を測定することを更に備える請求項４８に記載の方法。
【請求項６０】
ウエハをステージの上で支持し、
ソースからマスクを通して放射を向けて空間的にパターン化された放射を生成し、
該ウエハに対して該マスクを位置決めし、
前記複数経路の後で前記干渉計を出る前記ビームを使用して該ウエハに対する該マスクの位置を測定し、
該空間的にパターン化された放射を該マスクの上に撮像することを更に備える請求項４８に記載の方法。
【請求項６１】
基板をパターン化するために書込みビームを提供し、
該基板をステージの上で支持し、
該書込みビームを該基板に送達し、
該ステージを該書込みビームに対して位置決めし、
前記複数経路の後で前記干渉計を出る前記ビームを使用して、該ステージの相対位置を測定することを更に備える請求項４８に記載の方法。
【請求項６２】
干渉計を通る第１の経路のセットおよび第２の経路のセットを含む複数経路に沿って少なくとも２つのビームを向け、ここで、反射器が第１位置合わせを有することと、
該反射器の１つが該第１位置合わせから第２位置合わせに移動することによって生じた該第１の経路のセットにおいて付与されたシヤーが、該反射器が該第１位置合わせから該第２位置合わせに移動することによって生じた該第２の経路のセットにおいて付与されたシヤーによって消去されるように、該第１の経路のセットの後でかつ該第２の経路のセットの前に該２つのビームを向け直すことを備える方法。
【請求項６３】
入力ビームを前記少なくとも２つのビームに分離することを更に備える、請求項６２に記載の方法。
【請求項６４】
前記第２の経路のセット後、前記２つのビームを重ね合わせることを更に備える、請求項１に記載の方法。
【請求項６５】
集積回路をウエハの上に製造するリソグラフィ方法であって、
ウエハをステージの上で支持し、
空間的にパターン化された放射を該ウエハの上に撮像し、
該撮像放射に対する該ステージの位置を調節し、
請求項４８に記載の方法を使用して第１自由度に沿って該ステージの相対位置を測定することを更に備えるリソグラフィ方法。
【請求項６６】
請求項４８に記載の方法を使用して第２自由度に沿って前記ステージの相対位置を測定することを更に備える、請求項６５に記載のリソグラフィ方法。
【請求項６７】
集積回路をウエハの上に製作するリソグラフィ方法であって、
ウエハをステージの上で支持し、
ソースからマスクを通して放射を向けて空間的にパターン化された放射を生成し、
該ウエハに対して該マスクを位置決めし、
請求項４８に記載の方法を使用して第１自由度に沿って該ウエハに対するマスクの位置を測定し、
該空間的にパターン化された放射を該ウエハの上に撮像することを更に備えるリソグラフィ方法。
【請求項６８】
請求項４８に記載の方法を使用して該マスクの相対位置を第２自由度に沿って測定することを更に備える、請求項６７に記載のリソグラフィ方法。
【請求項６９】
フォトリソグラフィ・マスクを製造するリソグラフィ方法であって、
基板をパターン化するために書込みビームを提供し、
該基板をステージの上で支持し、
該書込みビームを該基板に送達し、
該書込みビームに対して該ステージを位置決めし、
請求項４８に記載の方法を使用して該ステージの相対位置を第１自由度に沿って測定することを備えるリソグラフィ方法。
【請求項７０】
請求項４８に記載の方法を使用して前記ステージの相対位置を第２自由度に沿って測定することを更に備える、請求項６９に記載のリソグラフィ方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本記述は、複数経路干渉分光法に関する。
【背景技術】
【０００２】
本出願は、本願明細書に援用する、２００１年８月２３日出願のＨｅｎｒｙ  Ａ．Ｈｉｌｌの米国仮特許出願第６０／３１４，５６８号「ＺＥＲＯ  ＳＨＥＡＲ  ＰＬＡＮＥ  ＭＩＲＲＯＲ  ＩＮＴＥＲＦＥＲＯＭＥＴＥＲ」の利益を主張する。
【０００３】
変位測定干渉計は、光学干渉信号に基づいて、基準物体に対する測定物体の位置変化を監視する。干渉計は、測定物体から反射された測定ビームを、基準物体から反射された基準ビームと重ね合わせて、干渉させることによって、光学干渉信号を生成する。
【０００４】
図１を参照すると、通常の干渉分光システム１０には、ソース２０と、干渉計３０と、検出器４０と、分析装置５０とが含まれる。ソース２０は、入力ビーム２５を干渉計３０に提供するレーザを含む。ヘテロダイン干渉分光技術が使用される１例では、入力ビーム２５は、直交偏光を有する２つの異なる周波数成分を含む。周波数分割を導入して２つの周波数成分を生成するために、音響光学変調器を使用することが可能である。代替として、ソース２５は、周波数分割を生成するために、ゼーマン分割レーザを含むことが可能である。ホモダイン干渉分光技術が使用される他の例では、入力ビーム２５は、単一の波長を有することが可能である。
【０００５】
ヘテロダイン干渉分光システムでは、直交偏光成分は、干渉計３０に送られ、そこで測定ビームと基準ビームとに分離される。基準ビームは、基準経路に沿って進行する。測定ビームは、測定経路に沿って進行する。基準ビームおよび測定ビームは、後に組み合わされて、外出ビーム３５の重なり対を形成する。外出ビームの重なり対の間における干渉は、基準経路の光路長と測定経路の光路長との相対的な差に関する情報を含む。ホモダイン干渉分光システムでは、非偏光ビーム・スプリッタを使用して、入力ビームを測定ビームと基準ビームとに分離することが可能である。
【０００６】
１例では、基準経路は固定され、光路長差の変化は、測定経路の光路長の変化に対応する。他の例では、基準経路と測定経路との両方の光路長を変化させることが可能である。たとえば、基準経路が、干渉計３０に対して移動することが可能である基準物体に接触することが可能である。この場合、光路長差の変化は、基準物体に対する測定物体の位置の変化に対応する。
【０００７】
基準ビームおよび測定ビームが直交偏光を有するとき、外出ビームの重なり対の少なくとも１つの中間偏光の強度は、光学干渉を生成するように選択される。たとえば、外出ビームの重なり対の偏光を混合するように、偏光器を干渉計３０の内部において位置決めすることが可能である。混合したものは、後に検出器４０に送られる。代替として、偏光器を検出器４０の内部において位置決めすることが可能である。
【０００８】
検出器４０は、干渉信号を生成するために、外出ビームの重なり対の選択偏光の強度を測定する。検出器４０は、外出ビームの重なり対の選択偏光の強度を測定する光検出器を含む。検出器４０は、光検出器の出力を増幅して、光学干渉に対応するデジタル信号を生成する電子構成要素（増幅器およびアナログ・デジタル変換器など）を含むことも可能である。
【０００９】
多くの応用例では、測定ビームおよび基準ビームは、直交偏光および異なる周波数を有する。異なる周波数は、たとえば、レーザ・ゼーマン分割によって、音響光学変調によって生成することが可能であり、または、複屈折要素などを使用するレーザに内在することがある。直交偏光により、偏光ビーム・スプリッタが、測定ビームおよび基準ビームを測定物体および基準物体にそれぞれ向け、反射測定ビームおよび反射基準ビームを組み合わせて、重なっている外出測定ビームおよび外出基準ビームを形成することが可能になる。重なり外出ビームは、後に偏光器を通過する出力ビームを形成する。
【００１０】
偏光器は、外出測定ビームおよび外出基準ビームの偏光を混合して、混合ビームを形成する。混合ビームの外出測定ビーム成分と外出基準ビーム成分とは、互いに干渉し、したがって、混合ビームの強度は、外出測定ビームと外出基準ビームとの相対位相と共に変化する。検出器が、混合ビームの時間依存強度を測定し、その強度に比例する電気干渉信号を生成する。測定ビームおよび基準ビームが異なる周波数を有するので、電気干渉信号は、外出測定ビームと外出基準ビームとの周波数の差に等しいうなり周波数を有する「ヘテロダイン」信号を含む。
【００１１】
測定経路長および基準経路長が、測定物体を含むステージを並進移動させることなどによって、互いに関して変化している場合、測定うなり周波数は、２νｎＰ／λに等しいドップラー・シフトを含む。ただし、νは、測定物体と基準物体との相対速度、λは、測定ビームおよび基準ビームの波長、ｎは、光ビームが通過する空気または真空などの媒体の屈折率、ｐは、基準物体および測定物体への経路の数である。測定物体の相対位置の変化は、測定干渉信号の位相の変化に対応し、２πの位相変化は、λ／（ｎｐ）の距離変化Ｌにほぼ等しい。Ｌは、測定物体を含むステージまでの距離変化およびステージからの距離変化など、往復の距離変化である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
残念ながら、この等価性は、常に正しいとは限らない。さらに、測定干渉信号の振幅は、変化する可能性がある。可変振幅は、後に、測定位相変化の精度を低下させる可能性がある。多くの干渉計は、「周期エラー」として知られるような非線形性を含む。周期エラーは、測定干渉信号の位相および／または強度に対する寄与として表すことが可能であり、光路長ｐｎＬの変化に対する正弦波依存を有する。具体的には、位相の第１高調波周期エラーは、（２πｐｎＬ）／λに対する正弦波依存を有し、位相の第２高調波周期エラーは、２（２πｐｎＬ）／λに対する正弦波依存を有する。より高次の高調波周期エラーが存在することもある。
【００１３】
基準ビーム成分の波面および測定ビーム成分の波面が、波面エラーを有するとき、干渉計の出力ビームの基準ビーム成分と測定ビーム成分との間の横方向変位（すなわち「ビーム・シヤー(beam shear)」）の変化によって生じるような「非周期性非線形性」も存在する。これは、以下のように説明することが可能である。
【００１４】
干渉計光学機器の不均一部分により、基準ビームおよび測定ビームにおいて波面エラーが生じることがある。基準ビームおよび測定ビームが、そのような不均一部分を通って互いに共線的に伝播するとき、結果的な波面エラーは同一であり、干渉信号への寄与は互いに打ち消しあう。しかし、より一般的には、出力ビームの基準ビーム成分および測定ビーム成分は、互いに横方向に変位しており、すなわち、相対ビーム・シヤーを有する。そのようなビーム・シヤーにより、波面エラーが生じて、出力ビームから導出される干渉信号にエラーを与える。
【００１５】
さらに、多くの干渉分光システムでは、ビーム・シヤーは、測定物体の位置または角度の配向が変化する際に変化する。たとえば、相対ビーム・シヤーの変化が、平面ミラー測定物体の角度配向の変化によって導入されることがある。さらに、測定物体の角度配向が変化することにより、干渉信号において対応するエラーが生成される。
【００１６】
ビーム・シヤーおよび波面エラーの影響は、電気干渉信号を生成する目的で、成分の偏光状態に関して出力ビームの成分を混合して、混合出力ビームを検出するために使用される手順に依存する。混合出力ビームは、たとえば、混合ビームを検出器の上に集束させない検出器によって、混合出力ビームを検出器の上に集束されたビームとして検出することによって、または混合出力ビームを単一モードまたはマルチモード光ファイバの中に放出して、光ファイバによって伝送された混合出力ビームの一部を検出することによって、検出することが可能である。ビーム・シヤーおよび波面エラーの影響は、ビーム・ストップが混合出力ビームを検出する手順において使用される場合、ビーム・ストップの特性にも依存する。一般に、干渉信号のエラーは、光ファイバを使用して混合出力ビームを検出器に伝送するとき、複雑になる。
【００１７】
測定干渉信号の振幅変動性は、いくつかの機構の正味の結果であることがある。１つの機構は、たとえば測定物体の配向変化の結果である出力ビームの基準成分と相対成分との相対ビーム・シヤーである。
【００１８】
分散測定の応用分野では、光路長の測定は、５３２ｎｍおよび１０６４ｎｍなど、複数の波長において実施され、距離測定干渉計の測定経路における気体の分散を測定するために使用される。分散測定は、距離測定干渉計によって測定した光路長を物理的な長さに変換する際に使用することが可能である。そのような変換は重要なことがあるが、その理由は、測定物体までの物理的な距離が変化しない場合でも、気体の乱流によって、および／または測定アームにおける気体の平均密度の変化によって、測定光路長が変化することがあるからである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
一般に、１態様では、本発明は、複数経路干渉計であって、干渉計を通る第１の経路のセットおよび第２の経路のセットを含む複数の経路に沿って少なくとも２つのビームを反射する反射器を含み、反射器が同反射器によって反射されたビームの経路の方向に垂直な第１位置合わせを有する、複数経路干渉計と、ここで、反射器の少なくとも１つが、第１位置合わせ以外の位置合わせを有する場合、ビームの経路が、第１の経路のセット中および第２の経路のセット中にずれるものであり、第２の経路のセット中に付与されたシヤーが、第１の経路のセット中に付与されたシヤーを消去するように、第１の経路のセットの後でかつ第２の経路のセットの前に、ビームを向け直す光学機器とを含む干渉分光システムを対象とする。
【００２０】
本発明の実施態様は、以下の特徴の１つまたは複数を含むことが可能である。光学機器は、ビーム間またはビームの間におけるシヤーの大きさおよび方向を維持しながら、ビームを向け直すように構成される。光学機器によって向け直された後のビームの１つの伝播経路は、第１の経路のセットを完了した後のビームの伝播経路と平行である。反射器は、平面の反射表面を備える。ビームは、干渉計に対して静止した位置に維持される反射器の１つに向けられる基準ビームを含む。ビームは、干渉計に対して可動である反射器の１つに向けられる測定ビームを含む。
【００２１】
本発明の実施態様は、以下の特徴の１つまたは複数をさらに含むことが可能である。基準ビームの経路および測定ビームの経路は、光路長差を確定する。光路長差の変化は、干渉計に対して可動である反射器の１つの位置変化を示す。反射器は、第１反射器および第２反射器を含み、ビームは、第１反射器に向けられる第１ビームと、第２反射器に向けられる第２ビームとを含み、第１反射器および第２反射器のそれぞれは、干渉計に対して可動である。第１ビームの経路および第２ビームの経路は、光路長差を確定し、光路長差の変化は、第１反射器と第２反射器との相対位置の変化を示す。
【００２２】
本発明の実施態様は、以下の特徴の１つまたは複数をさらに含むことが可能である。第１の経路のセットは、２つの経路からなり、各経路中、ビームのそれぞれは、反射器の１つによって少なくとも１回反射される。第２の経路のセットは、２つの経路からなり、各経路中、ビームのそれぞれは、反射器の１つによって少なくとも１回反射される。複数経路干渉計は、入力ビームをビームに分離し、そのビームを反射器に向けるビーム・スプリッタを含む。ビーム・スプリッタは、偏光ビーム・スプリッタを含む。光学機器は、１つの反射表面からなり、または奇数の反射表面を含む。光学機器によって向け直された各ビームでは、ビームは、平面ミラーの入射ビームと反射ビームとの間の角度の和がゼロまたは３６０度の整数倍であるように、平面ミラーによって反射される。角度は、入射ビームから反射ビームの方向において測定され、角度は、半時計回りの方向において測定されたとき、正の値を有し、時計回りの方向において測定されたとき、負の値を有する。
【００２３】
本発明の実施態様は、以下の特徴の１つまたは複数をさらに含むことが可能である。干渉計は、ビームが第１の経路のセットおよび第２の経路のセットを通過した後、ビームを組み合わせて、干渉計を出る重なりビームを形成する。装置は、重なりビーム間の光学干渉に応答して、ビームの経路間における光路長差を示す干渉信号を生成する干渉計をさらに含む。検出器には、光検出器と、増幅器と、アナログ・デジタル変換器とが含まれる。装置は、検出器に連結され、干渉信号に基づいてビームの光路長差の変化を推定する分析装置をさらに含む。装置は、ビームを提供するソースをさらに含む。２つのビームは、異なる周波数を有する。
【００２４】
一般に、他の態様では、本発明は、ウエハの上に集積回路を製作する際に使用するリソグラフィ・システムを対象とする。該システムには、ウエハを支持するステージと、ウエハの上に空間的にパターン化された放射を撮像する照明システムと、撮像放射に対するステージの位置を調節する位置決めシステムと、上記で記述した干渉分光システムの少なくとも１つとが含まれる。
【００２５】
一般に、他の態様では、本発明は、ウエハの上に集積回路を製作する際に使用するリソグラフィ・システムを対象とする。該システムには、ウエハを支持するステージと、放射ソースを含む照明システムと、マスクと、位置決めシステムと、レンズ部品と、上記で記述した干渉分光システムの少なくとも１つとが含まれる。動作中、ソースは、空間的にパターン化された放射を生成するように、マスクを通して放射を向け、位置決めシステムは、ウエハに対するマスクの位置を調節し、レンズ部品は、空間的にパターン化された放射をウエハの上に撮像し、干渉分光システムは、ウエハに対するマスクの位置を測定する。
【００２６】
一般に、他の態様では、本発明は、リソグラフィ・マスクを製作する際に使用するビーム書込みシステムを対象とする。該システムには、基板をパターン化するために書込みビームを提供するソースと、基板を支持するステージと、書込みビームを基板に送達するビーム方向付け部品と、ステージとビーム方向付け部品とを互いに関して位置決めする位置決めシステムと、上記で記述した干渉分光システムの少なくとも１つとが含まれる。干渉分光システムは、ビーム方向付け部品に対するステージの位置を測定する。
【００２７】
一般に、１態様では、本発明は、少なくとも第１経路に沿って第１ビームを反射し、第２経路に沿って第２ビームを反射する反射器を含んでいる複数通過干渉計を含む干渉分光システムを対象とする。第１経路および第２経路の各々は、干渉計を通る少なくとも第１の経路のセットおよび第２の経路のセットを含み、反射器は、同反射器によって反射されたビームの経路の方向に垂直な第１位置合わせを有する。ビームの経路間の相対シヤーは、反射器の少なくとも１つが、第１位置合わせ以外の位置合わせを有するとき、ビームが、干渉計を通る第１経路および第２経路を作成する際に変化する。干渉分光システムは、第２の経路のセット中に付与されたシヤーが、第１の経路のセット中に付与されたシヤーを消去するように、第１の経路のセットの後でかつ第２の経路のセットの前にビームを向け直す光学機器をさらに含む。
【００２８】
本発明の実施態様は、以下の特徴の１つまたは複数を含むことが可能である。第１経路および第２経路は、第１の経路のセット中および第２の経路のセット中、重なり合わない。干渉分光システムは、第１ビームおよび第２ビームのいずれかが第１の経路のセットを通って伝播する前に、入力ビームを第１ビームおよび第２ビームに分離するビーム・スプリッタを含む。干渉分光システムは、第１ビームおよび第２ビームの両方が第２の経路のセットを通って伝播した後、第１ビームと第２ビームとを組み合わせる第２ビーム・スプリッタをさらに含む。干渉分光システムは、第１ビームを第１経路に沿って反射し、第２ビームを第２経路に沿って反射するために、反射器と共動するビーム・スプリッタをさらに含む。反射器の１つは、ビーム・スプリッタと反射器の他の１つとの間に配置される。複数経路干渉計は、微分平面ミラー干渉計を含む。
【００２９】
一般に、１態様では、本発明は、複数経路干渉計であって、該干渉計を通る複数経路に沿って少なくとも２つのビームを反射する反射器を含む複数経路干渉計を含む干渉分光システムを対象とする。複数経路は、第１の経路のセットおよび第２の経路のセットを含む。反射器は、第１位置合わせを有する。２つのビームの経路間におけるシヤーは、反射器の１つが、第１位置合わせから第１位置合わせとは異なる第２位置合わせに移動する場合、第１の経路のセット中および第２の経路のセット中に変化する。干渉分光システムは、反射器の１つが第１位置合わせから逸脱することにより第２の経路のセット中に付与されたシヤーが、逸脱により第１の経路のセット中に付与されたシヤーを消去するように、第１の経路のセットの後でかつ第２の経路のセットの前に、ビームを向け直す光学機器をさらに含む。
【００３０】
本発明の実施態様は、以下の特徴の１つまたは複数を含むことが可能である。干渉計は、入力ビームを少なくとも２つのビームに分離するために、偏光ビーム・スプリッタをさらに含む。光学機器は、奇数の平面反射表面を備える。
【００３１】
一般に、他の態様では、本発明は、干渉計を通る第１の経路のセットおよび第２の経路のセットを含む複数経路に沿って少なくとも２つのビームを向け、反射器が反射器によって反射されたビームの経路の方向に垂直な第１位置合わせを有することと、第１の経路のセットにおいて付与されたシヤーを、第１の経路のセットの後でかつ第２の経路のセットの前にビームを向け直すことによって、第２の経路のセットにおいて付与されたシヤーによって消去することとを含む干渉分光法を対象とする。
【００３２】
本発明の実施態様は、以下の特徴の１つまたは複数を含むことが可能である。ビームを向け直すことは、ビームを向け直すために奇数の平面ミラーを使用することを含む。ビームを向け直すことは、向け直された後のビームが、向け直される前のビームの伝播方向と反対であるが平行である方向に進行するように、ビームを向け直すことを含む。ビームを向け直すことは、向け直された後のビーム・シヤーの大きさおよび方向が、向け直される前のビーム・シヤーの大きさおよび方向と同じであるように、ビームを向け直すことを含む。干渉分光法は、入力ビームを少なくとも２つのビームに分離することをさらに含む。干渉分光法は、干渉計を通る複数経路の後にビームを組み合わせて、重なりビームを形成することを含む。干渉分光法は、重なりビームから干渉信号を検出することを含む。干渉分光法は、干渉信号に基づいてビームの１つの光路長の変化を推定することを含む。干渉分光法は、干渉信号に基づいて、少なくとも２つのビームの２つの間の光路長差の変化を推定することをさらに含む。
【００３３】
一般に、他の態様では、本発明は、ウエハをステージの上で支持し、空間的にパターン化された放射をウエハの上に撮像し、撮像放射に対するステージの位置を調節し、上記で記述した干渉方法を使用して、ステージの相対位置を測定することを含むリソグラフィ方法を対象とする。
【００３４】
一般に、他の態様では、本発明は、ウエハをステージの上で支持し、ソースからマスクを通して放射を向けて空間的にパターン化された放射を生成し、マスクをウエハに対して位置決めし、上記で記述した干渉分光法を使用して、ウエハに対するマスクの位置を測定し、空間的にパターン化された放射をウエハの上に撮像することを含むリソグラフィ方法を対象とする。
【００３５】
一般に、他の態様では、本発明は、基板をパターン化するために、書込みビームを提供し、基板をステージの上で支持し、書込みビームを基板に送達し、ステージを書込みビームに対して位置決めし、上記で記述した干渉分光法を使用して、ステージの相対位置を測定することを含むビーム書込み方法を対象とする。
【００３６】
一般に、他の態様では、本発明は、干渉計を通る第１の経路のセットおよび第２の経路のセットを含む複数の経路に沿って少なくとも２つのビームを向け、反射器が第１位置合わせを有することと、反射器の１つが第１位置合わせから第２位置合わせに移動することによって生じる第１の経路のセットにおいて付与されたシヤーを、反射器が第１位置合わせから第２位置合わせに移動することによって生じる第２の経路のセットにおいて付与されたシヤーによって消去するように、第１の経路のセットの後でかつ第２の経路のセットの前に２つのビームを向け直すこととを含む干渉分光法を対象とする。
【００３７】
本発明の実施態様は、以下の特徴の１つまたは複数を含むことが可能である。干渉分光法は、入力ビームを少なくとも２つのビームに分離することを含む。干渉分光法は、第２の経路のセットの後、２つのビームを重ね合わせることをさらに含む。
【００３８】
本発明の他の特徴、目的、および利点は、以下の詳細に記述から明らかになるであろう。
様々な図面の同じ参照記号は、同じ要素を指す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
図２を参照すると、干渉分光システム３１には、４経路干渉計５５および反射器部品１２６が含まれる。干渉計５５には、偏光ビーム・スプリッタ（ＰＢＳ）１０２と、方形波プレート１１６、１１８と、基準ミラー１１０と、測定ミラー１１２と、逆反射器１２４とが含まれる。ＰＢＳ１０２は、入りビーム２５を受信して、対応する基準ビーム１０６（実線で示す）および対応する測定ビーム１０８（破線で示す）を別々の経路に沿って向け、それらのビームを組み合わせて、重なり外出ビーム３５を形成する。
【００４０】
外出ビーム３５のビーム・シヤーは、反射器部品１２６（破線で囲まれている）によって低減することが可能である。反射器部品１２６は、干渉計を通る基準ビームおよび測定ビームの最初の２つの経路と最後の２つの経路との間に光学的に挿入される。反射器部品１２６は、基準ビームと測定ビームとのシヤーの大きさおよび方向が、反射器部品によって反射された後で維持されるように構成される。
【００４１】
図２に示す例では、これは、ビームが当初の伝播方向と平行であるが反対の方向において向け直されるように、基準ビームおよび測定ビームに対して配置された３つの平面ミラー１２８、１３０、１３２を反射器部品に含むことによって達成される。１例では、ミラーは、図の水平線とミラー１２８、１３０、および１３２との間に角度が、それぞれ、６７．５度、２２．５度、および４５度であるように配向される。この構成は、測定ミラー１１２および／または基準ミラー１１０が、ＰＢＳ１０２と適切に位置合わせされていないとき、出口ビーム３５の精確な重なりを維持し、かつビーム・シヤーを低減するのに役立つ。
【００４２】
たとえば、測定ミラー１１２が、破線で示すように、位置１３４に対してわずかな角度で傾斜している場合、測定ビーム１０９および基準ビーム１１１は、ＰＢＳを通る第２経路上でミラー１１２および１１０から反射された後、平行であるが、同一の広がりを有していない（すなわち、シヤーが２つのビームの間に存在する）。異なる位置にあるビームを記述するとき、異なる参照符号を使用して、同じビームを指す。
【００４３】
ミラー１２８、１３０、および１３２によって反射された際に、ビーム１０９および１１は、それぞれ、ビーム１１３および１１５となる。ビーム１１５と１１３との間のシヤーの大きさおよび方向は、ビーム１１１と１０９とのシヤーの大きさおよび方向と同じである。ビーム１１３が、ＰＢＳ１０２を通る第３経路および第４経路を作成する際、ビーム１１３は、第１経路および第２経路中にミラー１１２の傾斜によって生じたシヤーをほぼ消去するシヤーを生成するように、傾斜ミラー１１２によって反射される。第４経路中に傾斜ミラー１１２によって反射された後、測定ビーム１１７は、基準ビーム１１９と平行で一致するようになり、したがって、２つの外出ビームの間には、シヤーはほぼ存在しない。同様の分析が、基準ビームおよび基準ミラーの傾斜に適用される。
【００４４】
反射器部品１２６の３つの平面ミラーは、いくつかの異なる構成で配置することが可能である。図２Ａおよび２Ｂは、反射器部品１２６に適している構成の２つの例を示す。ミラーは、入射ビームと反射ビームとの間の角度の和が、ゼロまたは３６０度の整数倍となるように配置される。図２Ａでは、角度αは、負の値を有し（ビーム２００からビーム２０１への時計回りの回転を表す）、角度βは、負の値を有し、角度γは、正の値を有する（ビーム２０２からビーム２０３への半時計回りの回転を表す）。ミラー１２８、１３０、および１３２は、α＋β＋γ＝０となるように配置される。図２Ｂでは、角度α、β、およびγは、正の値を有する（ミラーの入射ビームから反射ビームへの半時計回りの回転を表す）。ミラー１２８、１３０、および１３２は、α＋β＋γ＝３６０度となるように配置される。一般に、ミラーは、α、β、およびγの和がゼロまたは３６０度の整数倍となる限り、様々な構成で配置することが可能である。
【００４５】
図２Ａおよび２Ｂでは、ミラーは、共通面（図２Ａおよび２Ｂの面）にある法線を有する。一般に、ミラーの法線は共通面にはないが、測定ミラーの傾斜によって生じるシヤーを依然として補償するように、反射器部品を設計することが可能である。たとえば、図２Ｃでは、反射器部品２０８には、ミラー１２８、１３０、１３２と、キューブ・コーナ逆反射器２０４とが含まれ、全体で６つの反射表面を有する（逆反射器の反射表面の法線は、共通面にはない）。ミラー１２８、１３０、および１３２は、ビーム２０５がビーム２００に平行であるように構成され、ビーム２００および２０５の両方とも、同じ方向に進行する。逆反射器２０４は、ビーム２０５をビーム２０６に向け直す。ビーム２０６は、ビーム２０５に平行であるが、反対の方向に進行する。反射器部品２０８は、図２Ａまたは２Ｂの反射器部品１２６と同じ変換特性を有し、したがって、ビーム２０６のビーム・シヤーの大きさおよび方向は、ビーム２００のビーム・シヤーの大きさおよび方向と同じである。
【００４６】
図２〜２Ｂに示す例では、反射器部品１２６は３つの平面ミラーを含んでいた。他の例では、他の奇数（３より大きい）の平面ミラーを同様に使用することが可能である。共通面にある法線を有するミラーからの奇数の反射により、反射器部品に入射するビーム間のシヤーの方向および大きさは、反射器部品から反射されるビーム間のシヤーの方向および大きさと同じになる。この場合、シヤーは、測定ミラーの傾斜によって生じる。
【００４７】
図２〜２Ｃに示す反射器部品は、測定ミラーの任意の回転、すなわち、互いに直交し、かつ測定ミラーの法線に対して直交する２つの軸のいずれかの回りの回転によって生じたビーム・シヤーを補償することが可能である。測定ミラーの傾斜によるシヤーの大きさおよび方向に関係なく、第１経路および第２経路中に測定ビームに対して付与されたシヤーは、第３経路および第４経路中に測定ビームに付与されたシヤーによって消去される。
【００４８】
図３を参照すると、ＰＢＳ１０２は、入力ビーム２５の直交成分を基準ビーム１０６および測定ビーム１０８に分離するビーム分割表面１１４を含む。測定ビーム１０８（表面１１４を透過する）は、入射面に平行な方向に最も偏光され、「ｐ−偏光」ビームと呼ばれる。ここでは、入射平面は、図３の紙の面に平行である。基準ビーム１０６（表面１１４から反射される）は、入射面に垂直な方向に最も偏光され、「ｓ−偏光」ビームと呼ばれる。図４および６では、ビーム上の短い線を使用して、ｐ偏光を表し、ビーム上の点を使用して、ｓ偏光を表す。
【００４９】
基準ビーム１０６は、基準ミラー１１０に接触する基準経路に沿って進行する。測定ビーム１０８は、測定ミラー１１２に接触する測定経路に沿って進行する。基準ミラーおよび測定ミラーの両方とも、平面ミラーである。図では、ビームは、ビームが進行する経路と重複し、したがって、ビームおよび経路は、同じ線によって表されている。測定平面ミラー１１２は、物体（リソグラフィ・ステージ１１３など）に取り付けることが可能である。基準ビーム１０６および測定ビーム１０８は、この例では４回であるが、ＰＢＳ１０２を数回通過した後、組み合わされて、重なり外出ビーム３５の対を形成する。
【００５０】
測定ミラー１１２が、位置１４６から他の位置１４８に移動するとき、基準経路と測定経路との光路長差が変化し、これにより、検出器４０によって検出することが可能である重なり外出ビーム３５の干渉が変化する。次いで、分析装置（５０など）が、光路長差の変化に基づいて、位置の物理的な変化Δを計算する。
【００５１】
図４を参照すると、測定ビーム１０８は、干渉計５５を通る４つの経路を作成する。４つの経路に関する以下の記述は、ミラー１１２の表面が、ビーム分割表面１１４に対して４５度の角度に位置決めされるように、測定ミラー１１２およびＰＢＳ１０２が、当初位置合わせされることを想定している。各経路の開始点および終了点は、単に例示のために選択されている。
【００５２】
第１経路中、ビーム１０８は、ビーム分割表面１１４上の点Ｐ1において開始され、点Ｐ2において反射され、次いで、表面１１４上の点Ｐ3に最終的に接触する。図４では、ミラー１１２に向かって、およびミラー１１２から進行するビーム１０８の部分は、例示を明瞭にするために、間隔をおいて示されている。実際には、点Ｐ2におけるミラー１１２に対するビーム１０８の入射角度がゼロのとき、ミラーへ、およびミラーから進行するビームは一致する、すなわち、平行な伝播方向を有する。
【００５３】
第２経路中、ビーム１０８は、点Ｐ3において開始され、点Ｐ4においてミラー１１２によって反射され、点Ｐ20においてＰＢＳ１０２を出て、反射器部品１２６に向かって伝播する。ビーム１０８は、反射器部品１２６に向かって進行するとき、中間ビーム１３４と呼ばれる。干渉計３０は、中間ビーム１３４が入力ビーム２５に平行であるように構成される。
【００５４】
反射器部品１２６は、平面ミラー１２８、１３０、および１３２を含む。ビーム１０８は、順次、点Ｐ9において平面ミラー１３０によって反射され、点Ｐ10において平面ミラー１３２によって反射され、点Ｐ11において平面ミラー１３２によって反射される。ビーム１０８は、反射器部品１２６から遠ざかるように進行するとき、戻り中間ビーム１３６と呼ばれる。ミラー１２８、１３０、および１３２は、ミラー１２８、１３０、および１３２の表面の法線が、共通面（図４の面など）に平行であるように配向される。ミラー１２８、１３０、および１３２は、また、戻り中間ビーム１３６が中間ビーム１３４に平行であり、２つのビームが反対方向に進行するようにも配向される。
【００５５】
第３経路中、ビーム１０８は、点Ｐ21においてＰＢＳに入り、点Ｐ5において表面１１４を通過する。ビーム１０８は、点Ｐ6においてミラー１１２によって反射され、次いで、最終的にＰ7に接触する。第４経路中、ビーム１０８は、点Ｐ7において開始され、点Ｐ8においてミラー１１２によって反射され、最終的に外出ビーム１４６となる。干渉計３０は、戻り中間ビーム１３６が、外出ビーム１４６に平行であるように構成される。ビーム１３６がビーム１３４に平行であり、ビーム１３４が入力ビーム２５に平行であるので、外出ビーム１４６は、入力ビーム２５に平行である。さらに、出力ビーム１４６には、基準ビームに対する測定ビーム・シヤーは存在しない。
【００５６】
Ｐ2におけるミラー１１２に対するビーム１０８の入射角度がゼロではない場合、ビーム１０８は、ミラー１１２によって反射された後、点Ｐ1に戻る当初の経路をたどることはない。
【００５７】
図５を参照すると、測定ミラー１１２が、ビーム分割表面１１４に対してある角度に傾斜しているとき、ビーム１０８は、点Ｐ22においてミラー１１２によって反射された後、表面１１４上の点Ｐ11（点Ｐ1の代わりに）に接触する。ミラー１１２は、位置合わせ位置１３２に配置されたときについて実線で示され、傾斜位置１３４（すなわち、位置合わせ一１３２に対して傾斜している）に配置されたときについて破線で示されている。実線は、Ｐ2におけるミラー１１２に対するビーム１０８の入射角度がゼロであるように、ミラー１１２が位置合わせ位置１３２にあるときに、ビーム１０８が進行する測定経路（当初測定経路と呼ばれる）を示す。破線を使用して、ミラー１１２が傾斜位置１３４にあるときの測定経路（修正測定経路と呼ばれる）を示す。当初測定経路と修正測定経路との差は、ビーム１０８が反射器部品１２６に向かって進行する際に増大する。
【００５８】
ミラー１１２が傾斜しているとき、第１経路中、ビーム１０８は、ビーム分割表面１１４および逆反射器１２４によって反射される。ビーム１０８は、破線で示した経路に沿って進行し、点Ｐ11、Ｐ12、Ｐ13、Ｐ14、およびＰ15に順次接触する。逆反射器１２４は、たとえば、３つの内反射表面を有するキューブ・コーナ反射器を含む。第２経路中、点Ｐ15から反射された後、ビーム１０８は、点Ｐ16、Ｐ17、およびＰ18において反射され、点Ｐ19を通過する。
【００５９】
ミラー１１２が傾斜しているとき、ビーム経路におけるシフトの記述を容易にするために、点Ｐ4とＰ9とを接続する経路を経路１と呼び、点Ｐ15とＰ16とを接続する経路を経路２と呼び、点Ｐ11とＰ6とを接続する経路を経路３と呼び、点Ｐ18とＰ19とを接続する経路を経路４と呼ぶことにする。ビーム１０８は、ミラー１１２が当初位置合わせ位置にあるとき、すなわち点Ｐ2におけるミラー１１２に対するビーム１０８の入射角度がゼロであるとき、経路１および３に沿って進行する。ビーム１０８は、ミラー１１２が当初位置合わせ位置に対して傾斜しているとき、経路２および４に沿って進行する。ミラー１２８、１３０、および１３２は、経路２が経路１と平行であり、かつ経路１からずれている場合、経路４が、経路３と平行であり、かつ経路３からずれているように位置決めおよび配向される。経路３と経路４とのシヤーの距離δ2は、経路１と経路２とのずれの距離δ1と同じである。また、経路３から経路４（図の下方向）のずれの方向は、経路１から経路２へのずれの方向と同じである。
【００６０】
ミラー１１２の傾斜によって生じる中間ビーム１３４の変位の方向（経路１から経路２へのずれ）が、戻り中間ビーム１３６の方向（経路３から経路４への変位）と同じであるとき、当初測定ビーム経路と修正測定ビーム経路との差は、ビーム１０８が反射器部品１２６から遠ざかるように進行して、干渉計３０を通る第３経路および第４経路を作成する際に、減少する。図３に示すように、基準ミラー１１０および測定ミラー１１２の両方が、当初位置合わせ位置にあるとき、測定ビーム１０８および基準ビーム１０６は、同一の広がりを有する経路に沿って干渉計３０を出る（すなわち、ビーム１０６および１０８は、平行かつ同一の方向に進行し、重なりを完成する）。したがって、当初測定経路と修正測定経路の差が、第３経路および第４経路中に減少する際に、測定ビーム１０８と基準ビーム１０６との間のビームのずれも減少する。
【００６１】
当初測定経路と修正測定経路との差の減少は、以下のように示すことが可能である。図６を参照すると、光線１および光線２は、それぞれ、点Ｐ22から放出されて、点Ｐ11およびＰ1に向かって伝播すると想定される。光線１および光線２は、ビーム分割表面１１４および逆反射器１２４によって反射され、領域Ｓ1からＳ2、Ｓ3、Ｓ4を通過してＳ5まで進行する際に、さらに離れる。光線１は、点Ｐ11、Ｐ24、Ｐ26、Ｐ27、およびＰ29に接触する。光線２は、Ｐ1、Ｐ23、Ｐ25、Ｐ28、およびＰ4に接触する。同様に、光線３および光線４は、点Ｐ23から放出されて、点Ｐ24およびＰ25に向かって伝播すると想定される。２つの光線は、領域Ｓ6からＳ7、Ｓ8、Ｓ9を通ってＳ10まで進行する際に、さらに離れる。光線３は、点Ｐ24、Ｐ30、Ｐ31、Ｐ32、およびＰ33に接触する。光線４は、点Ｐ25、Ｐ34、Ｐ35、Ｐ36、およびＰ6に接触する。光線１、２、３、および４が進行する経路長は同じであるので、光線１と２の間の角度が、光線３と４の間の角度と等しい場合、点Ｐ6とＰ33の距離と点Ｐ4とＰ29との距離とは同じになる。
【００６２】
点Ｐ4とＰ29との間の距離は、ミラー１１２が傾斜しているとき、測定ビームが干渉計５５を通過する第１経路および第２経路を作成した後の、当初測定経路と修正測定経路とのずれの量と見なすことができる。点Ｐ6とＰ33との距離は、測定ビームが反射器部品１２６によって逆反射された後の、当初測定経路と修正測定経路とのずれの量と見なすことができる。領域Ｓ10からＳ9、Ｓ8、Ｓ7、Ｓ6を経て点Ｐ23までずれを追跡すると、測定ビームが干渉計５５を通る第３経路および第４経路を作成する際に、ずれが消去されることがわかる。
【００６３】
上記の差は、光線１と光線２との角度が光線３と光線４との角度に等しいことを想定している。この想定は、経路４が経路２に平行であり、かつ距離δ1が距離δ2に等しいとき真であるが、その理由は、点Ｐ33とＰ32とを接続する経路が、点Ｐ29とＰ27を接続する経路と平行であり、Ｐ32とＰ31とを接続する経路が、点Ｐ27と点Ｐ26とを接続する経路と平行である等によるものである。
【００６４】
図７を参照して、ここで、点Ｐ1においてビーム分割表面１１４によって反射されるｓ偏光を有する入力ビーム２５の成分によって形成される基準ビーム１０６を考慮する。ビーム１０６は、干渉計５５を通る４つの経路を作成する。以下は、ミラー１１０が位置合わせ位置にあるとき、すなわち、点Ｐ12におけるミラー１１０に対するビーム１１４の入射角度がゼロであるときの４つの経路を記述する。第１経路中、ビーム１０６は、点Ｐ1において開始され、点Ｐ12において基準ミラー１１０によって反射され、逆反射器１２４によって反射されて、Ｐ3に接触する。第２経路中、ビーム１０６は、点Ｐ13においてミラー１１０によって反射され、反射器部品１２６によって受信および反射されて、点Ｐ5に接触する。第３経路中、ビーム１０６は、点Ｐ14においてミラー１１０によって反射され、逆反射器１２４によって反射されて、Ｐ7に接触する。第４経路中、ビーム１０６は、点Ｐ15においてミラー１１０によって反射され、外出ビーム１３８を形成する。
【００６５】
図８を参照すると、ミラー１１０が、当初位置合わせ位置１３８にあるとき、ビーム１０６は、当初基準経路と呼ばれる実線で示した経路を進行する。ミラー１１０が、傾斜位置１４０にあるとき（すなわち、位置合わせ位置１３８に対して傾斜しているとき）、ビーム１０６は、修正基準経路と呼ばれる破線で示した経路を進行する。ビーム１０６が、干渉計を通る第１経路および第２経路中に、反射器部品１２６に向かって進行する際に、当初基準経路と修正基準経路との間の差は増大する。
【００６６】
ビーム１０６が、反射器部品１２６によって反射されたとき、ミラー１１０の傾斜（位置１３８から位置１４０）によって生じた中間ビーム１４２のずれ（またはシフト）の方向は、図では下向きであり、戻り中間ビーム１４４のずれ（またはシフト）の方向と同じである。中間ビーム１４２と戻り中間ビーム１４４とのずれの大きさおよび方向は、同じであるので、当初基準経路と修正基準経路とのずれは、ビーム１４４が干渉計を通る第２経路および第４経路中に反射器部品１２６から遠ざかるように進行する際に、減少する。修正基準経路のずれの減少に対する分析は、図６の修正測定経路に対する分析と同様である。当初基準経路と集積基準経路とのずれが減少する際に、基準ビーム１０６と測定ビーム１０８とのずれも減少する。
【００６７】
図９を参照すると、干渉分光システム３２の他の例では、基準ミラー１１０が、静止または可動とすることが可能である基準物体１５６に取り付けられる。ミラー１１２が、基準物体１５６に対して可動である測定物体１５８に取り付けられる。例として、基準物体１５６は、その上にウエハが取り付けられるステージとすることが可能であり、測定物体１５８は、パターンをウエハ上に書き込むために使用されるｅビームのステージとすることが可能である。
【００６８】
ミラー１１０は、ミラー１１０の表面１５０に対するビーム１０６の入射角度がゼロであるように位置決めされる。基準ビーム１０６は、ビーム１０６がＰＢＳ１０２とミラー１１０との間を進行する際に、フォールド・ミラー１５４によって反射される。干渉計３２の動作原理は、干渉計３１の動作原理と同様である。重なり外出ビーム３５の干渉の変化は、基準経路と測定経路の光路長差の変化を表す。光路長差の変化を使用して、ミラー１１０と１１２との相対位置の変化を計算する。
【００６９】
図９の干渉分光システムでは、基準ミラー１１０が可動であることを意図する場合では、干渉計に対して固定されることを意図している図２の基準ミラーより傾斜し易くなる傾向がある。
【００７０】
図９Ａを参照すると、干渉分光システム３３は、測定ビーム１０８および基準ビーム１０６を干渉計を通る複数の経路に沿って向ける微分平面ミラー干渉計１６０を含む。干渉計１６０には、入力ビーム２５を基準ビーム１０６および測定ビーム１０８に分離するＰＢＳ１６２と、ビーム１０６がビーム１０８と平行な方向に進行するようにビーム１０６を向けるためのミラー１６４とが含まれる。半波プレート１７６を使用して、ビーム１０６および１０８が、干渉計１６０を通過する際に同じ偏光を有するように、ビーム１０６の偏光方向を９０度回転させる。これにより、ビーム１０６および１０８は、干渉計を通る平行経路を進行する。
【００７１】
基準ミラー１６６は、ビーム１０８がミラー１６６を通過し、一方ビーム１０６がミラー１６６によって反射されるように、穴を有して製造される。ビーム１０６および１０８は、それぞれが中間ビーム１７０および１６８をそれぞれ形成するように、干渉計１６０を通る２つの経路を作成する。中間ビーム１７０および１６８は、戻り中間ビーム１７４および１７２をそれぞれ形成するように、反射器部品１２６によって向けられる。戻り中間ビーム１７２および１７４は、それぞれがビーム１７８および１７６をそれぞれ形成するように、干渉計１６０を通る２つの経路を作成する。ビーム１７８は、半波プレートを通過して、ビーム１８０を形成し、それにより、ビーム１７６および１８０の偏光方向は直交する。ビーム１８０は、ミラー１８２によって反射され、偏光ビーム・スプリッタ１８４によってビーム１７６と組み合わされて、出力ビーム３５の基準ビーム成分および測定ビーム成分を形成する。
【００７２】
ミラー１６４の反射表面１８６に対するビーム１０８の入射角度がゼロであるように、ミラー１６４が位置合わせ位置にあるとき、中間ビーム１６８および１７０は平行であり、相対ビーム・シヤーずれδ3を有する。戻り中間ビーム１７２および１７４も平行であり、相対ビーム・シヤーδ3を有する。
【００７３】
反射表面１８６に対するビーム１０８の入射角度がゼロでないように、ミラー１６４が傾斜位置にあるとき、中間ビーム１６８は、ビーム１７０に平行ではない。基準ビームおよび測定ビームが、干渉計１６０を通る第１経路および第２経路を作成した後、ビーム１６８と１７０との間の相対ビーム・シヤーが、ミラー１６４の傾斜のために量δ4だけ変化すると想定する。反射器部品１２６は、ビーム１７２と１７４との間の相対シヤーの変化が同じ量δ4であり、かつ同じ方向であるように、ビーム１７０および１６８をビーム１７４および１７２に向け直すように設計される。たとえば、ミラー１６４が時計方向にわずかに回転した場合、ビーム１６８は、ある量（δ4など）だけ下方にシフトする。反射器部品１２６は、ビーム１７２も、同じ量（δ4など）だけ下方にシフトするように設計される。基準ビームおよび測定ビームが、干渉計１６０を通る第３経路および第４経路を作成する際に、相対ビーム・シヤーの変化は消去され、したがって、ビーム１７６と１７８の相対ビーム・シヤーが、ミラー１６４の傾斜に関係なく依然として同じである。これにより、出力ビーム３５の測定ビーム成分および基準ビーム成分は、同一の広がりを有するようになる（すなわち、２つのビーム成分は、同じ方向に進行し、重なりを完成する）。
【００７４】
図９Ｂを参照すると、干渉分光システム２１６の他の例では、干渉計２１８は、入力ビーム２１０を、干渉計を通る４つの経路を作成する基準ビーム１０６および測定ビーム１０８に分離するビーム・スプリッタ１０２を含む。単一ミラー２１４を使用して、測定ビームおよび基準ビームが第１経路および第２経路を進行した後であるが、干渉計を通る第３経路および第４経路を進行する前に、測定ビームおよび基準ビームを反射する。ビーム・スプリッタ１０２は、基準ビームおよび測定ビームが干渉計を通る４つの経路を進行した後、基準ビームおよび測定ビームを組み合わせて、出力ビーム２１２を生成する。入力ビーム２１０と出力ビーム２１２とは重なり合うことになる。入力ビームおよび出力ビームは、ビーム・スプリッタまたは光サーキュレータなどの任意の適切な装置によって分離することが可能である。
【００７５】
図２〜９に示す例では、干渉計５５は、マイケルソン・タイプの干渉計である。本願明細書に援用する文献に記載されている干渉計（たとえば、Ｃ．ザノリ（Ｃ．Ｚｏｎｏｒｉ）、「Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｅｒ  ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔｓ  ｆｏｒ  ｄｉｓｔａｎｃｅ  ａｎｄ  ａｎｇｌｅ  ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ：ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ，ａｄｖａｎｔａｇｅｓ  ａｎｄ  ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ」ＶＤＩ  Ｂｅｒｉｃｈｔｅ  Ｎｒ．７４９、９３〜１０６ページ（１９８９）参照）など、他の形態の干渉計を使用することも可能である。たとえば、干渉計は、複数軸において物体の位置の変化を測定するように構成することが可能である。
【００７６】
中間ビームの測定ビーム成分および基準ビーム成分は、同一の広がりを有するビーム成分（図２のビーム１０９および１１１）であり、伝播方向は、入力ビームの伝播方向と平行である。中間ビームは、測定平面ミラーまたは基準平面ミラーのいずれかが傾斜しているので、横方向にずれる。シフトの大きさは、角度αによる測定ミラーの回転について４αＬαであり、角度βの基準ミラーの回転について４βＬβである。ただし、ＬαおよびＬβは、それぞれ、測定経路および基準経路の一方向の物理的な長さである。
【００７７】
一般に、測定ミラー１１２の回転は、入射面（図２の紙の表面に平行な面）に垂直な軸（図示せず）の回りである。基準ミラー１１０の回転は、やはり入射面に垂直な他の軸（図示せず）の回りである。測定ミラー１１２および基準ミラー１１０の回転は、互いに独立であり、したがって、対応するシヤーの追加は、ベクトルとして処理される。したがって、ミラー１１０および１１２が、両方とも位置合わせ不調のとき、測定ビームと基準ビームとのシヤーの量は、ミラー１１０が位置合わせ不調ミラー１１２と位置合わせされているときのビーム・シヤーの量と、ミラー１１０が位置合わせミラー１１２と位置合わせ不良のときのビーム・シヤーの量との和に等しい。反射器部品１２６は、両方のミラーが傾斜しているとき、シヤー全体を訂正する。
【００７８】
反射器部品１２６は、戻り中間ビーム１１３と１１５（図２）とのシヤーが、中間ビーム１０９と１１１とのシヤーと大きさおよび方向の両方について同じであるように構成される。この構成の利点は、外出ビーム３５の横方向シヤーが低減されることであり、したがって、検出器４０によって測定された干渉信号は、ミラー１１０および／またはミラー１１２が傾斜しているとき、測定ミラー１１２の位置の変化によって生じた光路長差を正確に表す。
【００７９】
本発明の利点は、測定物体ミラーまたは基準物体ミラーが傾斜しているので、干渉計に対する干渉計の出力ビームの横方向シヤーが存在しないことである。
他の利点は、ミラー１１０および／またはミラー１１２が傾斜しているとき、検出器４０における外出ビーム３５の横方向シヤーが低減されることである。これは、出力ビームを遠隔検出器に移送するために光ファイバを使用するとき、特に重要である。
【００８０】
シヤーの訂正により、検出されたヘテロダイン信号の非線形非周期エラーが減少する。
干渉分光システム３１および３２は、高度に精確な測定を提供し、コンピュータ・チップなどの大規模な集積回路を製造する際に使用されるリソグラフィの応用分野において特に有用である。リソグラフィは、半導体製造産業では枢要な技術推進力である。オーバーレイの改良は、１００ｎｍの線幅（設計基準寸法）まで、およびそれより下に下げる５つの最も困難な課題の１つである（たとえば、Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｉｎｄｕｓｔｒｙ  Ｒｏａｄｍａｐ、ｐ８２（１９９７）参照）。
【００８１】
オーバーレイは、ウエハおよびレチクル（またはマスク）のステージを位置決めするために使用される距離測定干渉計の性能、すなわち正確さおよび精度に直接依存する。リソグラフィ・ツールは、＄５０〜１００Ｍ／年の製品を生産することが可能であるので、改良型性能距離測定干渉計の経済価値は膨大である。リソグラフィ・ツールの歩留まりが１％増大するたびに、集積回路製造業者にとって約＄１Ｍ／年の経済利益が得られ、リソグラフィ・ツールの販売業者にとっては、競争にかなり有利である。
【００８２】
リソグラフィ・ツールの機能は、空間的にパターン化された放射をフォトレジスト被覆ウエハの上に向けることである。この過程には、ウエハのどの位置が、放射を受け取るかを決定すること（位置合わせ）と、放射をその位置においてフォトレジストに加えること（露光）とが含まれる。
【００８３】
ウエハを適切に位置決めするために、ウエハは、専用センサによって測定することが可能である位置合わせマークをウエハの上に含む。位置合わせマークの測定位置は、ツール内におけるウエハの位置を確定する。この情報は、ウエハ表面の望ましいパターン化の仕様と共に、空間的にパターン化された放射に対するウエハの位置合わせを誘導する。そのような情報に基づいて、フォトレジスト被覆ウエハを支持する並進可能ステージが、放射がウエハの正確な位置を露光させるように、ウエハを移動させる。
【００８４】
露光中、放射ソースが、パターン化されたレチクルを照明し、レチクルは、空間的にパターン化された放射を生成するように、放射を散乱させる。レチクルはマスクとも呼ばれ、これらの用語は、以下では区別なく使用される。リダクション・リソグラフィの場合では、リダクション・レンズが、散乱放射を収集して、レチクル・パターンのリダクション画像を形成する。代替として、プロキシミティ印刷の場合では、散乱放射は、短い距離（通常ミクロンの大きさ）を伝播した後、ウエハに接触して、レチクル・パターンの１：１画像を作成する。放射は、レジストにおいて光化学過程を開始し、放射パターンをレジスト内の潜像に変換する。
【００８５】
干渉分光システムは、ウエハおよびレチクルの位置を制御し、かつレチクル像をウエハの上に登録する位置決め機構の重要な構成要素である。そのような干渉分光システムが上記で記述した特徴を含む場合、システムによって測定される距離の正確さは、距離測定に対するエラー寄与が最小限に抑えられるので、増大する。
【００８６】
一般に、露光システムとも呼ばれるリソグラフィ・システムは、通常、照明システムおよびウエハ位置決めシステムを含む。照明システムには、紫外線、可視光線、ｘ線、電子、またはイオンの放射などの放射を提供する放射ソースと、パターンを放射に付与して、それにより空間的にパターン化された放射を生成するためのレチクルまたはマスクとが含まれる。さらに、リダクション・リソグラフィの場合では、照明システムは、空間的にパターン化された放射をウエハの上に撮像するためのレンズ部品を含むことが可能である。撮像放射は、ウエハの上に被覆されたレジストを露光させる。照明システムには、また、マスクを支持するマスク・ステージと、マスクを通して向けられた放射に対してマスク・ステージの位置を調節するための位置決めシステムとが含まれる。ウエハ位置決めシステムには、ウエハを支持するためのウエハ・ステージと、撮像放射に対してウエハ・ステージの位置を調節するための位置決めシステムとが含まれる。集積回路の製造は、複数の露光工程を含むことが可能である。リソグラフィに関する一般的な参考文献については、たとえば、本願明細書に援用するＵ．Ｒ．シーツ（Ｓｈｅａｔｓ）、Ｂ．Ｗ．スミス（Ｓｍｉｔｈ）、「Ｍｉｃｒｏｌｉｇｈｏｇｒａｐｈｙ：Ｓｃｉｅｎｃｅ  ａｎｄ  Ｔｅｃｈｏｎｏｌｏｇｙ（Ｍａｒｃｅｌ  Ｄｅｋｋｅｒ，Ｉｎｃ．，ニューヨーク、１９９８３を参照されたい。
【００８７】
上記で記述した干渉分光システムを使用して、レンズ部品、放射ソース、または支持構造など、露光システムの他の構成要素に対するウエハ・ステージおよびマスク・ステージのそれぞれの位置を正確に測定することが可能である。そのような場合、干渉分光システムは、静止構造に取り付けることが可能であり、測定物体は、マスク・ステージおよびウエハ・ステージの一方など、可動要素に取り付けることが可能である。代替として、状況を逆にして、干渉分光システムを可動物体に取り付け、測定物体を静止物体に取り付けることが可能である。
【００８８】
より一般的には、そのような干渉分光システムを使用して、露光システムのあらゆる他の構成要素に対する露光システムのいずれか１つの構成要素の位置を測定することが可能である。露光システムにおいては、干渉分光システムは、構成要素の１つに取り付けられる、または構成要素の１つによって支持される、あるいは構成要素の他によって支持される。
【００８９】
干渉分光システム１１２６を使用するリソグラフィ・スキャナ１１００の例を図１０に示す。干渉分光システム１１２６を使用して、露光システム内におけるウエハ（図示せず）の位置を正確に測定する。ここでは、ステージ１１２２を使用して、露光ステーションに対してウエハを位置決めして、支持する。スキャナ１１００は、フレーム１１０２を含み、フレーム１１０２は、他の支持体構造およびそれらの構造の上に搭載された様々な構成要素を搭載する。露光ベース１１０４には、その上にレンズ・ハウジング１１０６が取り付けられ、レンズ・ハウジングの上には、レチクルまたはマスクを支持するために使用されるレチクルステージまたはマスク・ステージ１１１６が取り付けられる。マスクを露光ステーションに対して位置決めする位置決めシステムを、要素１１１７によって概略的に示す。位置決めシステム１１１７は、たとえば、圧電変換器要素および対応する制御電子機器を含むことが可能である。
【００９０】
リソグラフィ・スキャナの他の例では、１つまたは複数の干渉分光システムを使用して、マスク・ステージ１１１６ならびにリソグラフィ構造を製作する過程において位置を精確に監視しなければならない他の可動要素の位置を正確に測定することも可能である。
【００９１】
露光ベース１１０４の下には、ウエハ・ステージ１１２２を搭載する支持ベース１１１３が吊り下げられている。ステージ１１２２は、干渉分光システム１１２６によってステージ１１２２に向けられた測定ビーム１１５４を反射する平面ミラー１１２８を含む。干渉分光システム１１２６に対してステージ１１２２を位置決めする位置決めシステムを、要素１１１９によって概略的に示す。位置決めシステム１１１９は、たとえば、圧電変換器要素および対応する制御電子機器を含むことが可能である。測定ビームは、露光ベース１１０４の上に取り付けられている干渉分光システム１１２６に向けて後方反射される。干渉分光システム１１２６は、以前に記述した干渉分光システムの例のいずれかを含むことが可能である。
【００９２】
動作中、ＵＶレーザ（図示せず）からの紫外線（ＵＶ）ビームなどの放射ビーム１１１０は、ビーム成形光学機器部品１１１２を通過して、ミラー１１１４から反射された後、下方に進行する。その後、放射ビームは、マスク・ステージ１１１６に搭載されたマスク（図示せず）を通過する。マスク（図示せず）は、レンズ・ハウジング１１０６に搭載されたレンズ部品１１０８を介してウエハ・ステージ１１２２の上のウエハ（図示せず）の上に撮像される。ベース１１０４およびそれによって支持されている様々な構成要素は、ばね１１２０によって示したダンピング・システムによって、環境の変化から隔離される。
【００９３】
リソグラフィ・スキャナの他の例では、以前に記述した干渉分光システムの１つまたは複数を使用して、たとえば非限定的であるが、ウエハ・ステージおよびレチクル（またはマスク）ステージに関連する複数軸に沿った距離および角度を測定することが可能である。また、ＵＶレーザ・ビームではなく、ｘ線ビーム、電子ビーム、イオン・ビーム、および可視光ビームなどを含めて、他のビームを使用して、ウエハを露光させることが可能である。
【００９４】
いくつかの例では、リソグラフィ１１００スキャナは、列基準として知られるものを含むことが可能である。そのような例では、干渉分光システム１１２６は、基準ビーム（図示せず）を外部基準経路に沿って向け、外部基準経路は、放射ビームをレンズ・ハウジング１１０６などに向けるいくつかの構造の上に取り付けられた基準ミラー（図示せず）と接触する。基準ミラーは、基準ビームを干渉分光システム１１２６に後方反射する。干渉信号が、ステージ１１２２から反射された測定ビーム１１５４と、レンズ・ハウジングの上に取り付けられた基準ミラーから反射された基準ビームとを組み合わせることによって、干渉分光システム１１２５により生成される。干渉信号は、放射ビームに対するステージ１１２２の位置の変化を表す。さらに、他の例では、干渉分光システム１１２６は、スキャナ・システムのレチクル（またはマスク）・ステージ１１１６もしくは他の可動構成要素の位置の変化を測定するように位置決めすることが可能である。最後に、干渉分光システムは、スキャナの他に、またはスキャナの代わりに、ステッパを含むリソグラフィ・システムと共に同様の方式で使用することが可能である。
【００９５】
リソグラフィは、半導体装置を作成する製造方法の重要な一部である。そのような製造方法の工程が概述されている（たとえば、米国特許第５，４８３，３４３号参照）。これらの工程について、図１１および１２に関して以下で記述する。図１１は、半導体チップ（ＩＣまたはＬＳＩなど）、液晶パネル、またはＣＣＤなど、半導体装置を製造する順序のフロー・チャートである。工程１１５１は、半導体装置の回路を設計する設計過程である。工程１１５２は、回路パターン設計に基づくマスクの製造過程である。工程１１５３は、シリコンなどの材料を使用することによってウエハを製造する過程である。
【００９６】
工程１１５４は、予備過程と呼ばれるウエハ過程であり、準備したマスクおよびウエハを使用することによって、リソグラフィにより、回路をウエハの上に形成する。十分な空間分解能でマスク上の回路パターンに対応する回路をウエハの上に形成するために、ウエハに対するリソグラフィ・ツールの干渉分光による位置決めが必要である。本明細書で記述する干渉分光法およびシステムは、ウエハ過程において使用されるリソグラフィの有効性を向上させるのに特に有用であり得る。
【００９７】
工程１１５５は、工程１１５４によって処理されたウエハが半導体チップに形成される事後過程と呼ばれる組立て工程である。この工程は、組立て（方形切断および結合）および実装（チップ封止）を含む。工程１１５６は、検査工程であり、工程１１５５によって作成された半導体装置の動作性の検査、耐久性の検査などが実施される。これらの過程により、半導体装置は完成し、出荷される（工程１１５７）。
【００９８】
図１２は、ウエハ過程の詳細を示すフロー・チャートである。工程１１６１は、ウエハの表面を酸化させる酸化過程である。工程１１６２は、絶縁膜をウエハ表面の上に形成するＣＶＤ過程である。工程１１６３は、蒸着によってウエハの上に電極を形成する電極形成過程である。工程１１６４は、イオンをウエハに注入する注入過程である。工程１１６５は、レジスト（感光材料）をウエハに加えるレジスト過程である。工程１１６６は、露光（すなわちリソグラフィ）によって、上記で記述した露光装置により、マスクの回路パターンをウエハの上に印刷する露光過程である。再び、上記で記述したように、本明細書で記述する干渉分光システムおよび方法を使用することにより、そのようなリソグラフィ工程の精度および分解能は向上する。
【００９９】
工程１１６７は、露光ウエハを成長する成長過程である。工程１１６８は、成長レジスト像以外の部分を除去するエッチング過程である。工程１１６９は、エッチング過程を施された後にウエハ上に残留しているレジスト材料を分離するレジスト分離過程である。これらの過程を反復することによって、回路パターンがウエハの上に形成され、重ね合わされる。
【０１００】
上記で記述した干渉分光システムは、物体の相対位置を正確に測定する必要がある他の応用分野において使用することも可能である。たとえば、基板またはビームが移動する際に、レーザ、ｘ線、イオン、または電子ビームなどの書込みビームが、基板の上にパターンをマーキングする応用分野では、干渉分光システムを使用して、基板と書込みビームとの相対運動を測定することが可能である。
【０１０１】
図１３を参照すると、ビーム書込みシステム１２００の例は、列基準を使用する干渉分光システム１２２０を含む。ソース１２１０は、書込みビーム１２１２を生成する。ビーム集束部品１２１４は、放射ビームを、可動ステージ１２１８によって支持された基板１２１６に向ける。ステージ１２１８の相対位置を決定するために、干渉分光システム１２２０は、基準ビーム１２２２をビーム集束部品１２１４の上に取り付けられたミラー１２２４に向け、測定ビーム１２２６をステージ１２１８の上に取り付けられたミラー１２２８に向ける。
【０１０２】
干渉分光システム１２２０は、以前に記述した干渉分光システムのいずれかとすることが可能である。干渉分光システムによって測定された位置の変化は、基板１２１６上における書込みビーム１２１２の相対位置の変化に対応する。干渉分光システム１２２０は、基板１２１６上における書込みビーム１２１２の相対位置を表す測定信号１２３２を制御装置１２３０に送信する。制御装置１２３０は、出力信号１２３４を、ステージ１２１８を支持し、かつ位置決めするベース１２３６に送信する。さらに、書込みビームが、基板の選択位置のみにおいて光物理的変化または光化学的変化が生じるのに十分な強度で基板１２１６に接触するように、書込みビーム１２１２の強度を変化させるために、または書込みビーム１２１２を遮断するために、制御装置１２３０は、信号１２３８をソース１２１０に送信する。
【０１０３】
さらに、いくつかの例では、制御装置１２３０は、ビーム集束部品１２１４に、たとえば信号１２４４を使用して、基板の領域にわたって書込みビームを走査させることが可能である。その結果、制御装置１２３０は、基板をパターン化するように、システムの他の要素を誘導する。パターン化は、通常、制御装置に記憶されている電子設計パターンに基づく。いくつかの応用例では、書込みビームは、基板の上に被覆されたレジストをパターン化し、他の応用例では、書込みビームは、基板をエッチングするなど、直接パターン化する。
【０１０４】
そのようなシステムの重要な応用分野は、以前に記述したリソグラフィ方法において使用されるマスクおよびレチクルの製造である。たとえば、リソグラフィ・マスクを製作するために、電子ビームを使用して、クロミウム被覆ガラス基板をパターン化することが可能である。書込みビームが電子ビームであるような場合では、ビーム書込みシステムは、電子ビーム経路を真空に封入する。また、書込みビームが電子ビームまたはイオン・ビームである場合では、ビーム集束部品は、真空下において帯電粒子を基板上に集束させ、向けるための四重極レンズなどの電場生成装置を含む。書込みビームがｘ線、ＵＶ、または可視光線の放射などの放射ビームである他の場合では、ビーム集束部品は、放射を基板に集束させ、向けるための対応する光学機器を含む。
【０１０５】
以前に記述した干渉分光システムでは、４経路干渉計５５を使用した。８つの経路など、５つ以上の経路を使用する他のタイプの干渉計を使用することも可能である。
いくつかの実施態様について、上記で記述してきたが、他の実施形態も、以下の請求項の範囲内にある。
【０１０６】
たとえば、測定ミラーおよび基準ミラーは、内反射表面を有する結晶など、反射表面を有する物体によって置き換えることが可能である。反射器部品のミラーは、個別のミラーとすることが可能であり、または、複数反射表面を有する単一光学要素とすることが可能である。偏光ビーム・スプリッタは、非偏光ビーム・スプリッタによって置き換えることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】干渉分光システムの図。
【図２】干渉計の図。
【図２Ａ】反射器部品の図。
【図２Ｂ】反射器部品の図。
【図２Ｃ】反射器部品の図。
【図３】干渉計の図。
【図４】干渉計の図。
【図５】干渉計の図。
【図６】干渉計の図。
【図７】干渉計の図。
【図８】干渉計の図。
【図９】干渉計の図。
【図９Ａ】干渉計の図。
【図９Ｂ】干渉計の図。
【図１０】干渉分光システムを含むリソグラフィ・スキャナの図。
【図１１】集積回路を作成する工程を記述するフロー・チャート。
【図１２】集積回路を作成する工程を記述するフロー・チャート。
【図１３】干渉分光システムを含むビーム書込みシステムの図。
【図１】
2005501241.tif 000003
【図５】
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【図６】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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