(57)【要約】干渉計システム（９０）は、測定物体（７２）への少なくとも２つの通路を含む測定経路を有し、測定ビームが２つの通路を通過した後、測定ビーム（１０２）と基準ビーム（１０１）とを重ね合わせる。測定ビームの経路は、両方の通路中にずれる。第２通路（１０６）中のシヤーが、第１通路（１０４）中に消去されるように、光学機器が設けられる。
2005501243.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力ビームを測定ビームおよび少なくとも１つの他のビームに分割し、該測定ビームを測定物体への少なくとも２つの通路を含む測定経路に沿って向け、該他のビームを基準物体への少なくとも２つの通路を含む基準経路に沿って向け、該測定ビームが該少なくとも２つの通路を通過した後、該測定ビームと該他のビームとを重ね合わせる干渉計と、
該測定物体が移動するとき、前記測定ビームの経路が第１通路および第２通路中にずれ、
該第２通路中に付与されるシヤーが、該第１通路中に付与されたシヤーを消去するように、該第１通路の後でかつ該第２通路の前に該測定ビームを向け直す光学機器とを備える装置。
【請求項２】
前記測定ビーム経路の前記シヤーが、前記第１通路中に前記測定物体に入射する前記測定経路の一部に直交する方向に沿った前記測定物体の移動によって生じる、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記光学機器が、前記測定ビームを向け直す第１反射表面を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記第１反射表面が、平面反射表面を備える、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記光学機器が、第２通路の後でかつ前記他のビームとの重合せの前に前記測定ビームを向け直す第２反射表面を更に備える、請求項３に記載の装置。
【請求項６】
前記第１反射表面および前記第２反射表面が移動するとき、前記第１反射表面が前記第２反射表面に対して平行を維持する、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記光学機器が、前記第１通路の後でかつ前記第２通路の前に前記測定ビームを向け直す前部反射表面と、前記第２通路の後でかつ前記他のビームとの重合せの前に前記測定ビームを向け直す後部反射表面とを有するミラーを備える、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記前部反射表面および前記後部反射表面が平行である、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記測定ビームと前記他のビームとが重ね合わされた後、前記測定ビームが、前記干渉計に対する第１反射表面および第２反射表面の移動に関係なく、前記他のビームの伝播方向に平行な方向に伝播するように、前記第１反射表面と、前記第２反射表面と、前記干渉計とが配置される、請求項５に記載の装置。
【請求項１０】
前記測定ビームと前記他のビームとが重ね合わされた後、前記測定ビームと前記他のビームとの相対ビーム・シヤーが、前記測定物体の移動に関係なく一定を維持するように、前記第１反射表面と、前記第２反射表面と、前記干渉計とが配置される、請求項５に記載の装置。
【請求項１１】
前記測定物体が、逆反射器を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
前記第１通路中に前記逆反射器に向かって伝播する前記測定ビームの第１部分が第１位置において前記逆反射器に接触し、前記第１通路中に前記逆反射器から遠ざかるように伝播する前記測定ビームの第２部分が第２位置において前記逆反射器に接触し、該第１位置および該第２位置が第１距離だけ離れている、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記測定ビームおよび前記他のビームが重ね合わされて、第２距離だけ前記入力ビームから離れている出力ビームを形成する、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記第２距離が、前記第１距離より小さい、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記基準物体が、逆反射器または平面反射表面を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項１６】
前記基準物体が移動するとき、前記基準経路が前記第１通路および前記第２通路中にずれる、請求項１に記載の装置。
【請求項１７】
前記基準物体が第１通路中に前記基準物体に入射する前記基準ビームの一部の前記経路の方向に直交する方向に移動することによって、前記基準経路の前記シヤーが生じる、請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記第２通路中に付与される前記シヤーが、前記第１通路中に付与されたシヤーを消去するように、前記第１通路の後でかつ前記第２通路の前に前記他のビームを向け直す第２光学機器を更に備える、請求項１６に記載の装置。
【請求項１９】
前記第２光学機器が、前記第２通路の後でかつ前記測定ビームとの重合せの前に、前記他のビームをさらに向け直す、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記光学機器が、前記測定ビームが、前記光学機器の配向の変化に関係なく、前記他のビームの伝播方向に対して一定を維持する方向に伝播するように、前記第２通路の後でかつ前記他のビームとの重合せの前に前記測定ビームをさらに向け直す、請求項１に記載の装置。
【請求項２１】
前記光学機器が、前記測定ビームと前記他のビームとの相対ビーム・シヤーが、前記測定物体の移動に関係なく一定を維持するように、前記第２通路の後でかつ前記他のビームとの重合せの前に前記測定ビームをさらに向け直す、請求項１に記載の装置。
【請求項２２】
前記光学機器が、前記第１通路の後で、前記測定物体から遠ざかるように進行する前記測定ビームの第１部分を受け取り、前記測定ビームの該第１部分および第２部分がほぼ平行であるように、前記第２通路中に前記測定ビームの第２部分を前記測定物体に向け直す奇数の反射表面を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項２３】
前記測定ビームおよび前記他のビームが、異なる周波数を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項２４】
前記測定物体が、定偏角反射器を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項２５】
前記光学機器が、第１反射表面と、該第１反射表面に対してある角度に配向した第２反射表面とを備える、請求項２４に記載の装置。
【請求項２６】
前記光学機器が、切頭プリズムを備える、請求項２４に記載の装置。
【請求項２７】
前記光学機器が、前記測定ビームが前記第１通路を進行した後、前記第２通路を進行する前に、前記測定ビームを向け直す第１反射表面を備える、請求項２４に記載の装置。
【請求項２８】
前記光学機器が、前記測定ビームが前記第１通路および前記第２通路を通過した後、前記他のビームと重ね合わされる前に前記測定ビームを向け直す第２反射表面を備える、請求項２７に記載の装置。
【請求項２９】
前記定偏角反射器が、入力ビームを出力ビームに反射し、その結果、該入力ビームの経路および該出力ビームの経路が、該入力ビームの伝播方向に関係なく一定を維持する第１角度を形成する、請求項２８に記載の装置。
【請求項３０】
前記第１反射表面および前記第２反射表面が、前記第１角度に等しい第２角度を形成する、請求項２９に記載の装置。
【請求項３１】
前記測定ビームと前記他のビームとが重ね合わされた後、前記測定ビームが、前記干渉計に対する前記光学機器の回転と関係なく、前記他のビームの伝播方向に平行な方向に伝播するように、前記定偏角反射器および前記光学機器が配置される、請求項２４に記載の装置。
【請求項３２】
前記測定ビームと前記他のビームとが重ね合わされた後、前記測定ビームと前記他のビームとの相対ビーム・シヤーが、前記定偏角反射器の移動に関係なく一定を維持するように、前記定偏角反射器および前記光学機器が配置される、請求項２４に記載の装置。
【請求項３３】
前記第１通路中、前記測定ビームが、前記干渉計から遠ざかりかつ前記測定物体に向かって進行するものであり、前記測定ビームが前記測定物体から遠ざかりかつ前記光学機器に向かって進行するように、前記測定ビームが前記測定物体によって向けられる、請求項１に記載の装置。
【請求項３４】
前記第２通路中、前記測定ビームが、前記光学機器から遠ざかりかつ前記測定物体に向かって進行するものであり、前記測定ビームが前記測定物体から遠ざかりかつ前記干渉計に向かって進行するように、前記測定ビームが前記測定物体によって向けられる、請求項１に記載の装置。
【請求項３５】
前記重合せビーム間の光学干渉に応答して、前記ビームの経路間の光路長差を表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３６】
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３５に記載の装置。
【請求項３７】
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３５に記載の装置。
【請求項３８】
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３９】
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し、前記干渉計を使用して、該ステージの位置を測定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４０】
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、レンズ組立品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、ウエハに対する該マスクの位置を調節し、該レンズ組立品が、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ため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４１】
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組立品と、
該ステージと該ビーム方向付け組立品とを互いに関して位置決めし、前記干渉計および前記光学機器を使用して、該ビーム方向付け組立品に対する該ステージの位置を測定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４２】
入力ビームを測定ビームおよび少なくとも１つの他のビームに分割して、該測定ビームを測定物体への少なくとも２つの通路を含む測定経路に沿って向け、該測定ビームが、該少なくとも２つの通路を通過した後、該測定ビームを該他のビームと重ね合わせる干渉計と、
該第２通路中に、該測定物体から前記干渉計に向かって伝播する該測定ビームが通った該測定経路の一部が、該測定物体の移動に関係なく同一に維持されるように、該第１通路の後でかつ該第２通路の前に該測定ビームを向け直す光学機器であって、該第２通路の後で、かつ該他のビームとの重合せの前にも、該測定ビームを向け直す前記光学機器とを備える装置。
【請求項４３】
前記第２通路中に、前記測定物体から前記干渉計に向かって伝播する前記測定ビームが通った前記測定経路の前記一部が、前記第１通路中に前記測定物体に入射する前記測定経路の一部に直交する方向に沿った前記測定物体の移動に関係なく、同一に維持されるように、前記光学機器が設計される、請求項４２に記載の装置。
【請求項４４】
前記測定物体が、逆反射器を備える、請求項４２に記載の装置。
【請求項４５】
前記光学機器が、前記第１通路の後でかつ前記第２通路の前に前記測定ビームを向け直す第１反射表面と、前記第２通路の後でかつ前記他のビームとの重合せの前に前記測定ビームを向け直す第２反射表面とを備える、請求項４２に記載の装置。
【請求項４６】
前記測定ビームが、前記他のビームと重ね合わされたとき、前記測定ビームが、前記光学機器の配向の変化に関係なく、前記他のビームの伝播方向に対して一定を維持する方向に伝播するように、前記光学機器が配置される、請求項４２に記載の装置。
【請求項４７】
前記光学機器が、前部反射表面および後部反射表面を有するミラーを備える、請求項４５に記載の装置。
【請求項４８】
前記前部反射表面および前記後部反射表面が、互いに平行である、請求項４７に記載の装置。
【請求項４９】
前記測定ビームが、前記他のビームと重ね合わされる前に、前記ミラーの前記前部反射表面および前記後部反射表面のそれぞれと少なくとも１回接触する、請求項４７に記載の装置。
【請求項５０】
前記干渉計が、前記他のビームを基準経路に沿って向ける、請求項４２に記載の装置。
【請求項５１】
前記測定経路および前記基準経路が、光路長差を画定し、光路長差の変化が、前記測定物体および前記基準物体の相対位置の変化を表す、請求項５０に記載の装置。
【請求項５２】
前記測定物体が、定偏角反射器を備える、請求項４２に記載の装置。
【請求項５３】
前記光学機器が、互いにある角度に配向した２つの反射表面を備える、請求項４２に記載の装置。
【請求項５４】
入力ビームを測定ビームおよび少なくとも１つの他のビームに分割し、該測定ビームを測定物体への少なくとも２つの通路を含む測定経路に沿って向け、該測定ビームが該少なくとも２つの通路を通過した後、該測定ビームを該他のビームと重ね合わせる干渉計と、
該第１通路の後でかつ該第２通路の前に、該測定ビームを向け直す第１光学機器と、
該第２通路の後でかつ該測定ビームと該他のビームとの組合せの前に該測定ビームを向け直す第２光学機器とを備え、該第１光学機器および該第２光学機器の配向が決定されたとき、該測定ビームと該他のビームとの相対ビーム・シヤーが、前記第１通路中に該測定物体に入射する該測定経路の一部に直交する方向に沿った該測定物体の移動に関係なく同一に維持されるように、該第１光学機器および該第２光学機器が設計される装置。
【請求項５５】
前記第１光学機器が、１つの反射表面または奇数の反射表面を備える、請求項５４に記載の装置。
【請求項５６】
前記第２光学機器が、１つの反射表面または奇数の反射表面を備える、請求項５５に記載の装置。
【請求項５７】
前記第１光学機器および前記第２光学機器が、互いに固定された関係で移動する、請求項５４に記載の装置。
【請求項５８】
前記測定ビームおよび前記他のビームが、前記第１光学機器および前記第２光学機器の移動に関係なく、同じ方向に伝播する、請求項５７に記載の装置。
【請求項５９】
入力ビームを測定ビームおよび少なくとも１つの他のビームに分割し反射表面を有するキューブ・コーナ逆反射器への少なくとも２つの通路を含む測定経路に沿って該測定ビームを向け、該測定ビームが該少なくとも２つの通路を通過した後で、該測定ビームを該他のビームと重ね合わせる干渉計と、
該第２通路中に、該測定ビームが、該第１通路中に該測定ビームが接触した順序の最後であった該逆反射器の反射表面に向かって進行するように、該第１通路の後でかつ該第２通路の前に該逆反射器から遠ざかるように該測定ビームを向け直す奇数の反射表面と、
該第２通路の後でかつ該他のビームとの重合せの前に、該測定ビームを向け直す反射表面とを備える装置。
【請求項６０】
入力ビームを少なくとも第１ビームおよび第２ビームに分割し、第１物体から反射される第１経路に沿って該第１ビームを向け、第２物体から反射される第２経路に沿って該第２ビームを向け、該第１物体および該第２物体によってそれぞれ反射された後、該第１ビームおよび該第２ビームを重ね合わせる干渉計と、
該第１物体に入射する該第１ビームの一部の方向に平行ではない方向の領域を通って進行する該第２ビームの一部と、
該領域の環境条件の変化により、該第１ビームおよび該第２ビームの光路長が同じ量変化するように、該領域を通して該第１ビームの一部を向ける光学機器とを備える装置。
【請求項６１】
前記領域が、空気または不活性気体からなる、請求項６０に記載の装置。
【請求項６２】
前記環境条件が、温度を含む、請求項６０に記載の装置。
【請求項６３】
前記第１物体が、逆反射器を備える、請求項６０に記載の装置。
【請求項６４】
前記第１経路が、前記第１物体への少なくとも２つの通路を含む、請求項６０に記載の装置。
【請求項６５】
前記第２通路中に前記第１ビームに付与されるシヤーが、前記第１通路中に前記第１ビームに付与されたシヤーを消去するように、前記光学機器が、第１通路の後でかつ第２通路の前に前記第１ビームを向け直す第１反射表面を含む、請求項６４に記載の装置。
【請求項６６】
前記第１物体が、前記第１通路中に前記第１物体に入射する前記第１ビームの一部に直交する方向に沿った移動によって、前記シヤーが生じる、請求項６５に記載の装置。
【請求項６７】
前記光学機器が、前記第１物体に入射する前記第１ビームの前記一部の方向に平行な方向から、前記領域を通過する前記第２経路の前記一部に平行な方向に前記第１ビームを向ける第２反射表面を含む、請求項６５に記載の装置。
【請求項６８】
前記光学機器が、前記第１ビームが前記少なくとも２つの通路を通過した後で、かつ前記第２ビームと重ね合わされる前に、前記第１ビームを向け直す第３反射表面を含む、請求項６７に記載の装置。
【請求項６９】
前記第１反射表面が、前記第３反射表面の配向に対して一定を維持する配向を有する、請求項６８に記載の装置。
【請求項７０】
前記第１ビームが前記第２ビームと重ね合わされたとき、前記第１ビームが、前記第１反射表面および前記第３反射表面の配向の変化と関係なく、前記第２ビームの伝播方向に対して一定である方向に伝播するように、前記第１反射表面および前記第３反射表面が配向される、請求項６９に記載の装置。
【請求項７１】
入力ビームを少なくとも第１ビームおよび第２ビームに分割し、第１物体から反射される第１経路に沿って該第１ビームを向け、第２物体から反射される第２経路に沿って該第２ビームを向け、該第１物体および該第２物体からそれぞれ反射された後、該第１ビームと該第２ビームとを重ね合わせる干渉計と、
該第１経路が、該第１物体への２つの通路を含み、該第１通路中の該第１経路が、該第１物体に接触する２つの部分を含み、該２つの部分が、第１平面に沿ってあり、該第２経路が、該第２物体への２つの通路を含み、該第１通路中の該第２経路が、該第２物体に接触する２つの部分を含み、該２つの部分が、第２平面に沿ってあり、
該第１物体が、該第１物体と接触する該第１経路の該２つの部分の一方に直交する方向に沿って移動するとき、該第１経路が、該第１通路および該第２通路中にずれ、
該第２通路中に付与されるシヤーが、該第１通路中に付与されるシヤーを消去するように、該第１通路の後でかつ該第２通路の前に該第１ビームを向け直す光学機器とを備える装置。
【請求項７２】
前記第１平面が、前記第２平面に平行であり、かつ前記第２平面から間隔をおいて配置される、請求項７１に記載の装置。
【請求項７３】
前記第２物体が、前記第２物体に接触する前記第２経路の一部に直交する方向に沿って移動するとき、前記第２経路が、前記第１通路および前記第２通路中にずれる、請求項７１に記載の装置。
【請求項７４】
前記干渉計が、前記入力ビームを分割するビーム・スプリッタを備える、請求項７１に記載の装置。
【請求項７５】
前記第１物体が、逆反射器を備える、請求項７４に記載の装置。
【請求項７６】
前記逆反射器の使用可能な有効径が、前記ビーム・スプリッタの有効径より大きい、請求項７５に記載の装置。
【請求項７７】
集積回路をウエハの上に製造する際に使用されるリソグラフィ・システムであって、
ウエハを支持するステージと、
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７８】
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に記載の装置の第２の装置を更に備える、請求項７７に記載のリソグラフィ・システム。
【請求項７９】
集積回路をウエハの上に製造する際に使用されるリソグラフィ・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、レンズ組立品と、請求項１に記載の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、ウエハに対する該マスクの位置を調節し、該レンズ組立品が、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、請求項１に記載の装置が、該ウエハに対する該マスクの位置を第１自由度に沿って測定する、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８０】
前記マスクの位置を第２自由度に沿って測定する、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７９に記載のリソグラフィ・システム。
【請求項８１】
リソグラフィ・マスクの製造に使用されるリソグラフィ・システムであって、
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組立品と、
該ステージと該ビーム方向付け組立品とを互いに関して位置決めする位置決めシステムと、
該ビーム方向付け組立品に対する該ステージの位置を第１自由度に沿って測定する請求項１に記載の装置とを備えるシステム。
【請求項８２】
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８１に記載のリソグラフィ・システム。
【請求項８３】
測定物体の位置の変化を測定する干渉分光システムであって、
入力ビームを測定ビームおよび少なくとも基準ビームに分割し、測定物体への少なくとも２つの通路を含む測定経路に沿って該測定ビームを向け、該測定ビームが該少なくとも２つの通路を通過した後、該測定ビームと該基準ビームとを重ね合わせる干渉計と、
該測定物体が、第１方向に沿って、または該第１方向に直交する第２方向に沿って横方向に移動するとき、該測定ビームの該経路が第１通路および第２通路中にずれ、
該測定物体の移動のために該第２通路中に付与されるシヤーが、該移動のために該第１通路中に付与されたシヤーを消去するように、該第１通路の後でかつ該第２通路の前に該測定ビームを向け直す光学機器とを備える干渉分光システム。
【請求項８４】
前記測定物体が、定偏角反射器を備える、請求項８３に記載の装置。
【請求項８５】
前記光学機器が、第１反射表面と、該第１反射表面に対してある角度に配向した第２反射表面とを備える、請求項８３に記載の装置。
【請求項８６】
干渉計を通り、測定物体への少なくとも２つの通路を含む測定経路に沿って測定ビームを向け、ここで、該測定ビームの該経路が、該測定物体が移動するとき、該第１通路および該第２通路中にずれることと、
少なくとも１つの他のビームを該干渉計に通し、
該第２通路中に付与されるシヤーが、該第１通路中に付与されたシヤーを消去するように、該第１通路の後でかつ該第２通路の前に該測定ビームを向け直し、
該測定ビームが該少なくとも２つの通路を通過した後、該測定ビームを該他のビームと重ね合わせることを備える方法。
【請求項８７】
前記測定物体が、前記第１通路中に前記測定物体に入射する前記測定経路の一部に直交する方向に沿って移動するとき、前記測定ビームの前記経路が、前記第１通路および前記第２通路中にずれる、請求項８６に記載の方法。
【請求項８８】
前記測定ビームが前記他のビームと重ね合わされたとき、前記測定ビームが、前記他のビームの伝播方向に対して一定を維持する方向に伝播するように、前記測定ビームが前記少なくとも２つの通路を通過した後で、かつ前記他のビームと重ね合わされる前に、前記測定ビームを向け直すことを更に備える、請求項８６に記載の方法。
【請求項８９】
入力ビームを前記測定ビームと前記少なくとも１つの他のビームとに分離することを更に備える、請求項８６に記載の方法。
【請求項９０】
基準物体への少なくとも２つの通路を含む基準経路に沿って、前記他のビームを向けることを更に備える、請求項８６に記載の方法。
【請求項９１】
前記基準物体が、逆反射器または平面反射表面を備える、請求項９０に記載の方法。
【請求項９２】
前記測定物体が、逆反射器または定偏角反射器を備える、請求項９０に記載の方法。
【請求項９３】
前記測定経路と前記基準経路との光路長差を決定することを更に備える、請求項９０に記載の方法。
【請求項９４】
前記光路長差の変化に基づいて、前記基準物体に対する前記測定物体の位置の変化を決定することを更に備える、請求項９３に記載の方法。
【請求項９５】
前記測定ビームおよび前記他のビームが、異なる周波数を有する、請求項８６に記載の方法。
【請求項９６】
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８６に記載の方法。
【請求項９７】
前記干渉信号に基づいて、前記測定物体の位置の変化を決定することを更に備える、請求項９６に記載の方法。
【請求項９８】
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、
前記重なりビームを使用して、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８６に記載の方法。
【請求項９９】
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生成するために、ソースからマスクを通して放射を向け、
該ウエハに対して該マスクを位置決めし、
前記重なりビームを使用して、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ウエハの上に撮像することを更に備える、請求項８６に記載の方法。
【請求項１００】
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、
前記重なりビームを使用して、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８６に記載の方法。
【請求項１０１】
測定物体への少なくとも２つの通路を含む干渉計を通る測定経路に沿って測定ビームを向け、
少なくとも１つの他のビームを該干渉計を通して向け、
該第２通路中に、該測定物体から該干渉計に向かって伝播する該測定ビームが通った該測定経路の一部が、該測定物体の移動に関係なく同一に維持されるように、該第１通路の後でかつ該第２通路の前に該測定ビームを向け直し、
該測定ビームが該少なくとも２つの通路を通過した後、該測定ビームと該他のビームとを重ね合わせることを備える方法。
【請求項１０２】
前記第２通路中に、前記測定物体から前記干渉計に向かって伝播する前記測定ビームが通った前記測定経路の一部が、前記測定物体に入射する前記測定経路の一部に直交する方向に沿った前記測定物体の移動に関係なく同一に維持されるように、前記測定ビームが向け直される、請求項１０１に記載の方法。
【請求項１０３】
前記測定ビームが前記他のビームと重ね合わされたとき、前記測定ビームが、前記他のビームの伝播方向に対して一定を維持する方向に伝播するように、前記測定ビームが前記少なくとも２つの通路を通過した後で、かつ前記他のビームと重ね合わされる前に、前記測定ビームを向け直すことを更に備える、請求項１０１に記載の方法。
【請求項１０４】
前記測定物体が、逆反射器または定偏角反射器を備える、請求項１０１に記載の方法。
【請求項１０５】
干渉計を通り、測定物体への少なくとも２つの通路を含む測定経路に沿って測定ビームを向け、
少なくとも１つの他のビームを該干渉計を通して向け、
該測定経路と該他の経路との相対ビーム・シヤーが、該測定物体の移動に関係なく同一に維持されるように、該第１通路の後でかつ該第２通路の前に該測定ビームを向け直し、
該測定ビームが該少なくとも２つの通路を通過した後で、該測定ビームと該他のビームとを重ね合わせることを備える方法。
【請求項１０６】
前記第１通路の後でかつ前記第２通路の前に前記測定ビームを向け直すことが、前記測定経路と前記他の経路との相対ビーム・シヤーが、前記測定物体に入射する前記測定経路の一部に直交する方向に沿った前記測定物体の移動に関係なく同一に維持されるように、前記測定ビームを向け直すことを備える、請求項１０５に記載の方法。
【請求項１０７】
前記測定ビームが、前記他のビームと重ね合わされたとき、前記測定ビームが、前記他のビームの伝播方向に対して一定を維持する方向に伝播するように、前記測定ビームが前記少なくとも２つの通路を通過した後で、かつ前記他のビームと重ね合わされる前に、前記測定ビームを向け直すことを更に備える、請求項１０５に記載の方法。
【請求項１０８】
前記測定物体が、逆反射器または定偏角反射器を備える、請求項１０５に記載の方法。
【請求項１０９】
入力ビームを測定ビームと少なくとも１つの他のビームとに分離し、
反射表面を有するキューブ・コーナ逆反射器への少なくとも２つの通路を含む測定経路に沿って、該測定ビームを向け、
該第２通路中に、該測定ビームが、該第１通路中に該測定ビームによって接触された順序の最後であった該逆反射器の反射表面に向かって進行するように、該第１通路の後でかつ該第２通路の前に、該逆反射器から遠ざかって進行するように該測定ビームを向け、
該測定ビームが該少なくとも２つの通路を通過した後、該測定ビームと該他のビームとを重ね合わせることを備える方法。
【請求項１１０】
第１物体と接触する第１経路に沿って第１ビームを干渉計に通し、
第２物体と接触する第２経路に沿って第２ビームを該干渉計に通し、ここで、該第２経路の一部が、該第１物体と接触する該第１ビームの一部の方向に平行ではない方向の領域を通って進行することと、
該領域の環境条件の変化により、該第１ビームおよび該第２ビームの光路長の変化の量が等しくなるように、該領域を通して該第１ビームの一部を向け、
該第１物体および該第２物体によってそれぞれ反射された後、該第１ビームおよび該第２ビームを重ね合わせることを備える方法。
【請求項１１１】
環境条件が、温度を含む、請求項１１０に記載の方法。
【請求項１１２】
前記第１経路が、前記第１物体への少なくとも２つの通路を含む、請求項１１０に記載の方法。
【請求項１１３】
前記第１通路中に前記第１ビームに付与されたシヤーが、前記第２通路中に前記第１ビームに付与されるシヤーによって消去されるように、前記第１通路の後でかつ前記第２通路の前に前記第１ビームを向け直すことを更に備える、請求項１１２に記載の方法。
【請求項１１４】
前記シヤーが、前記第１物体に接触する前記第１ビームの一部の方向に直交する方向に前記第１物体の位置がシフトすることによって生じる、請求項１１３に記載の方法。
【請求項１１５】
前記第１物体に接触する前記第１ビームの一部の方向に平行な方向から、領域を通過する前記第２経路の一部に平行な方向に、前記第１ビームを向けることを更に備える、請求項１１４に記載の方法。
【請求項１１６】
前記第１ビームが前記第２ビームと重ね合わされたとき、前記第１ビームが、前記第２ビームの伝播方向に対して一定である方向に伝播するように、前記第１ビームが前記少なくとも２つの通路を通過した後で、かつ前記第２ビームと重ね合わされる前に、前記第１ビームを向け直すことを更に備える、請求項１１２に記載の方法。
【請求項１１７】
前記第１ビームおよび前記第２ビームが重ね合わされたとき、前記第１ビームと前記第２ビームとの間の相対シヤーが、前記第１物体に入射する前記第１ビームの一部の方向に直交する方向の前記第１物体の移動に関係なく一定を維持するように、前記第１通路の後でかつ前記第２通路の前に、前記第１ビームを向け直すことを更に備える、請求項１１２に記載の方法。
【請求項１１８】
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８６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１１９】
第２自由度に沿って前記ステージの前記相対位置を測定するために、請求項８６に記載の方法を使用することを更に備える、請求項１１８に記載のリソグラフィ方法。
【請求項１２０】
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生成するために、ソースからの放射をマスクに通し、
該ウエハに対して該マスクを位置決めし、
請求項８６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ウエハの上に撮像することを備えるリソグラフィ方法。
【請求項１２１】
第２自由度に沿って該マスクの相対位置を測定するために、請求項８６に記載の方法を使用することを更に備える、請求項１２０に記載のリソグラフィ方法。
【請求項１２２】
ビーム書込み方法であって、
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、
該ステージを該書込みビームに対して位置決めし、
請求項８６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備えるビーム書込み方法。
【請求項１２３】
第２自由度に沿って該ステージの相対位置を測定するために、請求項８６に記載の方法を使用することを更に備える、請求項１２２に記載のビーム書込み方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学干渉分光法に関する。
【背景技術】
【０００２】
本出願は、２００１年８月２３日出願のＨｅｎｒｙ  Ａ．ヒル（Ｈｉｌｌ）の仮特許出願第６０／３１４，５６９号「ＺＥＲＯ  ＳＨＥＡＲ  ＮＯＮ−ＰＬＡＮＥ  ＭＩＲＲＯＲ  ＩＮＴＥＲＦＥＲＯＭＥＴＥＲ」と、２００２年８月１９日出願のＨｅｎｒｙ  Ａ．ヒルの仮特許出願第＿＿＿＿＿＿＿＿＿号「ＯＰＴＩＣＡＬ  ＩＮＴＥＲＦＥＲＯＭＥＴＲＹ」とに対する３５ＵＳＣセクション１１９（ｅ）の元での優先権を主張する。仮特許出願第６０／３１４，５６９号および仮特許出願第＿＿＿＿＿＿＿＿＿号の内容は、本願明細書に援用する。
【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と、基準物体から反射された基準ビームとを重ね合わせて、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に提供するためのレーザを含む。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、周波数を分割するために、ゼーマン分割レーザを含むことが可能である。代替として、複屈折要素を使用して、レーザに内在する異なる周波数を生成することが可能である。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、干渉計モジュール３０に送られ、そこで、偏光ビーム・スプリッタ（ＰＢＳ）を使用して、測定ビームおよび基準ビームに分割される。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ＰＢＳによって組み合わされて、外出測定ビームおよび外出基準ビームを重ね合わせた外出ビーム３５を形成する。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および基準ビームに分割することが可能である。
【０００６】
外出ビーム３５は、その後、偏光器（図示せず）を通過する。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。干渉は、基準経路と測定経路との光路長の相対差に関する情報を含む。
【０００７】
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、基準経路および測定経路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、干渉計モジュール３０に対して移動す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。
【０００８】
検出器４０は、混合ビームの時間依存強度を測定し、かつその強度に比例する電気干渉信号を生成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】
測定ビームおよび基準ビームが、異なる周波数を有するとき、電気干渉信号は、外出測定ビームおよび外出基準ビームの周波数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。測定経路長および基準経路長が、たとえば測定物体を含むステージを並進移動させることによって、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。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通路の数である。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】
【００１０】
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、変化することがある。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。
【００１１】
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における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」）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。
【００１２】
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いる、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、波面エラーは、出力ビームから導出される干渉信号にエラーを与える。
【００１３】
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・シヤーの変化は、平面ミラー測定物体の角度配向が変化すること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。
【００１４】
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達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、混合出力ビームを検出する手順においてビーム・ストップが使用される場合、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達するとき、複雑になる。
【００１５】
測定干渉信号の振幅の変化は、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測定成分との相対ビーム・シヤーである。
【００１６】
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る。この測定を使用して、ビームが測定経路の気体を通過する際のビームの分散を決定する。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、重要であることがあるが、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】
【００１７】
一般に、１態様では、本発明は、入力ビームを測定ビームおよび少なくとも１つの他のビームに分割し、測定物体への少なくとも２つの通路を含む測定経路に沿って測定ビームを向け、基準物体への少なくとも２つの通路を含む基準経路に沿って他のビームを向けて、測定ビームが少なくとも２つの通路を通過した後、測定ビームを他のビームと重ね合わせる干渉計を含む干渉分光システムを対象とする。測定ビームの経路は、測定物体が移動するとき、第１通路および第２通路中にずれる。干渉分光システムは、第２通路中に付与されるシヤーが、第１通路中に付与されたシヤーを消去するように、第１通路の後でかつ第２通路の前に測定ビームを向け直す光学機器を含む。
【００１８】
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。測定ビーム経路のシヤーは、測定物体が、第１通路中に、測定物体に入射する測定経路の一部に直交する方向に沿って移動することによって生じる。光学機器は、第１通路の後でかつ第２通路の前に、測定ビームを向け直す第１反射表面を含む。第１反射表面は、平面反射表面を含む。光学機器は、第２通路の後でかつ他のビームとの重合せの前に、測定ビームを向け直す第２反射表面を含む。第１反射表面は、第１反射表面および第２反射表面が移動するとき、第２反射表面に対して平行を維持する。光学機器は、前部反射表面および後部反射表面を有するミラーを含み、前部反射表面は、第１通路の後でかつ第２通路の前に、測定ビームを向け直し、後部反射表面は、第２経路の後でかつ他のビームとの重合せの前に測定ビームを向け直す。前部反射表面と後部反射表面とは、平行である。
【００１９】
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反射表面と、第２反射表面と、干渉計とは、測定ビームと他のビームとが重ね合わされた後、測定ビームが、干渉計に対する第１反射表面および第２反射表面の移動に関係なく、他のビームの伝播方向に平行な方向に伝播するように配置される。第１反射表面と、第２反射表面と、干渉計とは、測定ビームと他のビームとが重ね合わされた後、測定ビームと他のビームとの相対ビーム・シヤーが、測定物体の移動に関係なく一定を維持するように配置される。測定物体は、逆反射器または定偏角反射器を含む。測定物体が逆反射器を含むとき、第１通路中に逆反射器に向かって伝播する測定ビームの第１部分は、第１位置において逆反射器に接触し、第１通路中に逆反射器から遠ざかるように伝播する測定ビームの第２部分は、第２位置において測定物体に接触し、第１位置および第２位置は、第１距離だけ離れている。測定ビームおよび他のビームは、重ね合わされて、第２距離だけ入力ビームから離れている出力ビームを形成する。第２距離は、第１距離より小さい。
【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。基準物体は、逆反射器または平面反射表面を含む。基準物体が逆反射器を含むとき、基準経路は、基準物体が移動するとき、第１通路および第２通路中にずれる。基準経路のシヤーは、基準物体が、第１通路中に基準物体に入射する基準ビームの一部の経路の方向に直交する方向に移動することによって生じる。干渉分光システムは、第２通路中に付与されるシヤーが、第１通路中に付与されたシヤーを消去するように、第１通路の後でかつ第２経路の前に他のビームを向け直す第２光学機器を含む。光学機器は、測定ビームが、光学機器の配向の変化に関係なく、他のビームの伝播方向に対して一定を維持する方向に伝播するように、第２通路の後でかつ他のビームとの重合せの前に、測定ビームをさらに向け直す。光学機器は、測定ビームと他のビームとの相対ビーム・シヤーが、測定物体の移動に関係なく一定を維持するように、第２経路の後でかつ他のビームとの重合せの前に、測定ビームをさらに向け直す。光学機器は、第１通路の後で逆反射器から遠ざかるように進行する測定ビームの一部を受け取り、測定ビームのその一部を第２通路中逆反射器に向けて、向け直された一部と測定ビームのその一部とがほぼ平行であるようにするために、奇数の反射表面を備える。測定ビームおよび他のビームは、異なる周波数を有する。
【００２１】
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。測定物体は、定偏角反射器を含む。光学機器は、切頭プリズムを含む。光学機器は、測定ビームが第１通路を進行した後であるが、第２通路を進行する前に、測定ビームを向け直す第１反射表面を含む。光学機器は、測定ビームが第１通路および第２通路を通過した後であるが、他のビームと重ね合わされる前に、測定ビームを向け直す第２反射表面を含む。定偏角反射器は、入力ビームの経路と出力ビームの経路とが、入力ビームの伝播方向と関係なく一定を維持する第１角度を形成するように、入力ビームを出力ビームに反射する。第１反射表面と第２反射表面とは、第１角度に等しい第２角度を形成する。定偏角反射器および光学機器は、測定ビームと他のビームとが重ね合わされた後、測定ビームが、干渉計に対する光学機器の回転に関係なく、他のビームの伝播方向に平行な方向に伝播するように配置される。定偏角反射器および光学機器は、測定ビームと他のビームとが重ね合わされた後、測定ビームと他のビームとの相対ビーム・シヤーが、定偏角反射器の移動に関係なく一定を維持するように配置される。第１通路中、測定ビームは、干渉計から遠ざかり、かつ測定物体に向かって進行し、測定物体によって、測定ビームが測定物体から遠ざかり、かつ光学機器に向かうように向けられる。第２通路中、測定ビームは、光学機器から遠ざかり、かつ測定物体に向かって進行し、測定物体によって、測定ビームが測定物体から遠ざかり、かつ干渉計に向かって進行するように向けられる。
【００２２】
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。干渉分光システムは、重ね合わされたビーム間の光学干渉に応答して、ビームの経路間の光路長差を表す干渉信号を生成する検出器を含む。検出器は、光検出器、増幅器、およびアナログ・デジタル変換器を含む。干渉分光システムは、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ために、検出器に結合された分析装置を含む。干渉分光システムは、ビームを提供するソースを含む。
【００２３】
一般に、他の態様では、本発明は、入力ビームを測定ビームおよび少なくとも１つの他のビームに分割し、測定物体への少なくとも２つの通路を含む測定経路に沿って測定ビームを向け、測定ビームが少なくとも２つの経路を通過した後、測定ビームを他のビームと重ね合わせる干渉計を含む干渉分光システムを対象とする。干渉分光システムは、第２通路中に、測定物体から干渉計に向かって伝播する測定ビームが通る測定経路の一部が、測定物体の移動に関係なく同一に維持されるように、第１通路の後でかつ第２通路の前に測定ビームを向け直す光学機器を含む。光学機器は、第２通路の後でかつ他のビームとの重合せの前にも、測定ビームを向け直す。
【００２４】
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、第２通路中に、測定物体から干渉計に向かって伝播する測定ビームが通る測定経路の一部が、第１通路中に測定物体に入射する測定経路の一部に直交する方向に沿った測定物体の移動に関係なく同一に維持されるように設計される。測定物体は、逆反射器を備える。光学機器は、第１反射表面および第２反射表面からなり、第１反射表面は、第１通路の後でかつ第２通路の前に、測定ビームを向け直し、第２反射表面は、第２通路の後でかつ他のビームとの重合せの前に、測定ビームを向け直す。光学機器は、測定ビームが他のビームと重ね合わされたとき、測定ビームが、光学機器の配向の変化と関係なく、他のビームの伝播方向に対して一定を維持する方向に伝播するように配置される。光学機器は、前部反射表面および後部反射表面を有するミラーを含む。前部反射表面および後部反射表面は、互いに平行である。測定ビームは、第１通路および第２通路中かつ測定ビームと他のビームとの重合せの前に、ミラーの前部反射表面および後部反射表面のそれぞれに少なくとも１回接触する。干渉計は、基準経路に沿って他のビームを向ける。測定経路と基準経路とは、光路長差を確定し、光路長差の変化は、測定物体と基準物体との相対位置の変化を表す。測定物体は、定偏角反射器を含む。光学機器は、互いに関してある角度に配向した２つの反射表面を含む。
【００２５】
一般に、他の態様では、本発明は、入力ビームを測定ビームおよび少なくとも１つの他のビームに分割し、測定ビームを少なくとも２つの通路を含む測定経路に沿って測定物体へ向け、測定ビームが少なくとも２つの通路を通過した後、測定ビームを他のビームと重ね合わせる干渉計を含む干渉分光システムを対象とする。干渉分光システムは、第１通路の後でかつ第２通路の前に測定ビームを向け直す第１光学機器を含む。干渉分光システムは、第２通路の後でかつ測定ビームと他のビームとの重合せの前に、測定ビームを向け直す第２光学機器を含む。第１光学機器および第２光学機器は、測定ビームと他のビームとの相対ビーム・シヤーが、第１通路中に測定物体に入射する測定経路の一部に直交する方向に沿った測定物体の移動に関係なく、同一に維持されるように配向される。
【００２６】
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光学機器は、１つの平面反射表面または奇数の平面反射表面を含む。第２光学機器は、１つの平面反射表面または奇数の平面反射表面を含む。第１光学機器および第２光学機器は、互いに固定された関係で移動する。測定ビームおよび他のビームは、第１光学機器および第２光学機器の移動に関係なく、同じ方向に伝播する。
【００２７】
一般に、他の態様では、本発明は、入力ビームを測定ビームおよび少なくとも１つの他のビームに分割し、反射表面を有するキューブ・コーナ逆反射器への少なくとも２つの通路を含む測定経路に沿って測定ビームを向け、測定ビームが少なくとも２つの通路を通過した後、測定ビームを他のビームと重ね合わせる干渉計を含む干渉分光システムを対象とする。干渉分光システムは、第２経路中に、測定ビームが、第１通路中に測定ビームによって接触される順序の最後であった逆反射器の反射表面に向かって進行するように、第１通路の後でかつ第２通路の前に逆反射器から遠ざかって進行するように測定ビームを向け直す奇数の平面反射表面を含む。干渉分光システムは、第２通路の後でかつ他のビームとの重合せの前に測定ビームを向け直す反射表面を含む。
【００２８】
一般に、他の態様では、本発明は、入力ビームを少なくとも第１ビームおよび第２ビームに分割し、第１物体から反射する第１経路に沿って第１ビームを向け、第２物体から反射される第２経路に沿って第２ビームを向け、第１物体および第２物体によってそれぞれ反射された後、第１ビームと第２ビームとを重ね合わせる干渉計を含む干渉分光システムを対象とする。第２経路の一部は、第１物体に接触する第１ビームの一部の方向に平行ではない方向の領域を進行する。干渉分光システムは、その領域の環境条件の変化により、第１ビームの光路長および第２ビームの光路長の変化が同じ量であるように、第１ビームの一部をその領域を通して向ける光学機器を含む。
【００２９】
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。領域は、空気または不活性気体を含む。環境条件は、温度を含む。第１物体は、逆反射器を含む。第１経路は、第１物体への少なくとも２つの通路を含む。光学機器は、第２通路中に第１ビームに付与されるシヤーが、第１通路中に第１ビームに付与されたシヤーを消去するように、第１通路の後でかつ第２通路の前に第１ビームを向け直す第１反射表面を含む。シヤーは、第１物体が、第１通路中に第１物体に入射する第１ビームの一部に直交する方向に沿って移動することにより生じる。光学機器は、第１物体に入射する第１ビームの一部の方向に平行な方向から、その領域を通過する第２経路の一部に平行な方向に第１ビームを向ける第２反射表面を含む。光学機器は、第１ビームが少なくとも２つの通路を通過し、かつ第２ビームと重ね合わされる前に第１ビームを向け直す第３反射表面を含む。第１反射表面は、第３反射表面の配向に対して一定を維持する配向を有する。第１反射表面および第３反射表面は、第１ビームが第２ビームと重ね合わされたとき、第１ビームが、第１反射表面および第３反射表面の配向の変化に関係なく、第２ビームの伝播方向に対して一定である方向に伝播するように配向される。
【００３０】
一般に、他の態様では、本発明は、入力ビームを少なくとも第１ビームおよび第２ビームに分割し、第１物体から反射される第１経路に沿って第１ビームを向け、第２物体から反射される第２経路に沿って第２ビームを向け、第１物体および第２物体からそれぞれ反射された後、第１ビームと第２ビームとを重ね合わせる干渉計を含む干渉分光システムを対象とする。第１経路は、第１物体への２つ通路を含み、第１通路中の第１経路は、第１物体に接触する２つの部分を含み、２つの部分は、第１面に沿ってある。第２経路は、第２物体への２つの通路を含み、第１通路中の第２経路は、第２物体に接触する２つの部分を含み、２つの部分は、第２面に沿ってある。第１経路は、第１物体が、第１物体に接触する第１経路の２つの部分の一方に直交する方向に沿って移動するとき、第１通路および第２通路中にずれる。干渉分光システムは、第１通路の後でかつ第２通路の前に、第２通路中に付与されるシヤーが第１通路中に付与されたシヤーを消去するように、第１ビームを向け直す光学機器を含む。
【００３１】
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面は、第２面に平行であり、第２面から間隔をおいて配置される。第２経路は、第２物体が、第２物体に接触する第２経路の一部に直交する方向に沿って移動するとき、第１通路および第２通路中にずれる。干渉計は、入力ビームを分割するビーム・スプリッタを含む。第１物体は、逆反射器を含む。逆反射器の使用可能な有効径は、ビーム・スプリッタの有効径より大きい。
【００３２】
一般に、他の態様では、本発明は、集積回路をウエハの上に製造する際に使用するリソグラフィ・システムを対象とする。リソグラフィ・システムには、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ウエハの上に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。干渉分光システムを使用して、ステージの位置を測定する。
【００３３】
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。干渉分光システムは、第１自由度に沿ってステージの位置を測定する。リソグラフィ・システムは、第２自由度に沿ってステージの位置を測定する第２干渉分光システムをさらに含む。
【００３４】
一般に、他の態様では、本発明は、集積回路をウエハの上に製造する際に使用するリソグラフィ・システムを対象とする。リソグラフィ・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、レンズ組立品と、上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ために、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、レンズ組立品は、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。
【００３５】
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。干渉分光システムは、第１自由度に沿ってマスクの位置を測定する。リソグラフィ・システムは、第２自由度に沿ってマスクの位置を測定する第２干渉分光システムをさらに含む。
【００３６】
一般に、他の態様では、本発明は、リソグラフィ・マスクの製造に使用するビーム書込みシステムを対象とする。ビーム書込みシステムには、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組立品と、ステージとビーム方向付け組立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。干渉分光システムを使用して、ビーム方向付け組立品に対するステージの位置を測定する。
【００３７】
一般に、他の態様では、本発明は、干渉計を通り、測定物体への少なくとも２つの通路を含む測定経路に沿って測定ビームを向けることを含む干渉分光法を対象とする。測定ビームの経路は、測定物体が移動するとき、第１通路および第２通路中にずれる。該方法には、干渉計を通して少なくとも１つの他のビームを向けることと、第２通路中に付与されるシヤーが、第１通路中に付与されたシヤーを消去するように、第１通路の後でかつ第２通路の前に測定ビームを向け直すことと、測定ビームが少なくとも２つの通路を通過した後、測定ビームを他のビームと重ね合わせることとがさらに含まれる。
【００３８】
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。測定ビームの経路は、測定物体が、第１通路中に測定物体に入射する測定経路の一部に直交する方向に沿って移動するとき、第１通路および第２通路中にずれる。干渉分光法は、測定ビームが他のビームと重ね合わされるとき、測定ビームが、他のビームの伝播方向に対して一定を維持する方向に伝播するように、測定ビームが少なくとも２つの通路を通過した後で、かつ他のビームと重ね合わされる前に、測定ビームを向け直すことをさらに含む。干渉分光法は、入力ビームを測定ビームおよび少なくとも１つの他のビームに分離することをさらに含む。干渉分光法は、基準物体への少なくとも２つの通路を含む基準経路に沿って他のビームを向けることをさらに含む。基準物体は、逆反射器または平面反射表面を含む。測定物体は、逆反射器または定偏角反射器を含む。干渉分光法は、測定経路と基準経路との光路長差を決定することをさらに含む。干渉分光法は、光路長差の変化に基づいて、基準物体に対する測定物体の位置の変化を決定することをさらに含む。測定ビームおよび他のビームは、異なる周波数を有する。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有する。干渉分光法は、干渉信号に基づいて、測定物体の位置の変化を決定することを含む。
【００３９】
一般に、他の態様では、本発明は、干渉計を通り、測定物体への少なくとも２つの通路を含む測定経路に沿って測定ビームを向けることを含む干渉分光法を対象とする。該方法は、干渉計を通して少なくとも１つの他のビームを向け、第２通路中に、測定物体から干渉計に向かって伝播する測定ビームが通る測定経路の一部が、測定物体の移動に関係なく同一に維持されるように、第１通路の後でかつ第２通路の前に測定ビームを向け直すことをさらに含む。該方法は、測定ビームが少なくとも２つの通路を通過した後、測定ビームと他のビームとを重ね合わせることをさらに含む。
【００４０】
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。測定ビームは、第２通路中に、測定物体から干渉計に向かって伝播する測定ビームが通る測定経路の一部が、測定物体に入射する測定経路の一部に直交する方向に沿った測定物体の横方向移動に関係なく同一に維持されるように向け直される。干渉分光法は、測定ビームが他のビームと重ね合わされるとき、測定ビームが、他のビームの伝播方向に対して一定を維持する方向に伝播するように、測定ビームが少なくとも２つの通路を通過した後で、かつ他のビームと重ね合わされる前に、測定ビームを向け直すことをさらに含む。測定物体は、逆反射器または定偏角反射器を含む。
【００４１】
一般に、他の態様では、本発明は、入力ビームを測定ビームおよび少なくとも１つの他のビームに分離し、反射表面を有するキューブ・コーナ逆反射器への少なくとも２つの通路を含む測定経路に沿って測定ビームを向けることを含む干渉分光法を対象とする。干渉分光法は、第２通路中に、測定ビームが、第１通路中に測定ビームによって接触される順序の最後であった逆反射器の反射表面に向かって進行するように、第１通路の後でかつ第２通路の前に、逆反射器から遠ざかって進行するように測定ビームを向け直すことをさらに含む。干渉分光法は、測定ビームが少なくとも２つの通路を通過した後、測定ビームと他のビームとを重ね合わせることをさらに含む。
【００４２】
一般に、他の態様では、本発明は、干渉計を通り、測定物体への少なくとも２つの通路を含む測定経路に沿って測定ビームを向けることを含む干渉分光法を対象とする。干渉分光法は、干渉計を通して少なくとも１つの他のビームを向け、測定経路と他の経路との相対ビーム・シヤーが、測定物体に入射する測定経路の一部に直交する方向に沿った測定物体の横方向移動に関係なく同一に維持されるように、第１通路の後でかつ第２通路の前に測定ビームを向け直し、測定ビームが少なくとも２つの通路を通過した後、測定ビームと他のビームとを重ね合わせることをさらに含む。
【００４３】
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通路の後でかつ第２通路の前に測定ビームを向け直すことにより、測定経路と他の経路との相対ビーム・シヤーは、測定物体に入射する測定経路の一部に直交する方向に沿った測定物体の移動に関係なく、同一となる。干渉分光法は、測定ビームが他のビームと重ね合わされたとき、測定ビームが、他のビームの伝播方向に対して一定を維持する方向に伝播するように、測定ビームが少なくとも２つの通路を通過した後で、かつ他のビームと重ね合わされる前に、測定ビームを向け直すことを含む。測定物体は、逆反射器を含む。
【００４４】
一般に、他の態様では、本発明は、干渉計を通り、第１物体と接触する第１経路に沿って第１ビームを向け、干渉計を通り、第２物体と接触する第２経路に沿って第２ビームを向けることを含む干渉分光法を対象とする。第２経路の一部は、第１物体と接触する第１ビームの一部の方向に平行ではない方向の領域を通って進行する。干渉分光法は、その領域の環境条件の変化により、第１ビームおよび第２ビームの光路長が同じ量変化するように、その領域を通して第１ビームの一部を向け、第１物体および第２物体によってそれぞれ反射された後、第１ビームと第２ビームとを重ね合わせることをさらに含む。
【００４５】
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。環境条件は、温度を含む。第１経路は、第１物体への少なくとも２つの通路を含む。干渉分光法は、第１通路中に測定ビームに付与されたシヤーが、第２通路中に測定ビームに付与されるシヤーによって消去されるように、第１通路の後でかつ第２通路の前に第１ビームを向け直すことを含む。シヤーは、第１物体の位置が、第１物体に接触する第１ビームの一部の方向に直交する方向にシフトすることによって生じる。干渉分光法は、第１物体に接触する第１ビームの一部の方向に平行な方向から、その領域を通過する第２経路の一部に平行な方向に第１ビームを向けることを含む。
【００４６】
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。干渉分光法は、第１ビームが第２ビームと重ね合わされたとき、第１ビームが、第２ビームの伝播方向に対して一定である方向に伝播するように、第１ビームが少なくとも２つの通路を通過した後で、かつ第２ビームと重ね合わされる前に、第１ビームを向け直すことをさらに含む。干渉分光法は、第１ビームおよび第２ビームが重ね合わされたとき、第１ビームと第２ビームとの相対シヤーが、第１物体に入射する第１ビームの一部の方向に直交する方向における第１物体の移動に関係なく、一定を維持するように、第１通路の後でかつ第２通路の前に第１ビームを向け直すことをさらに含む。
【００４７】
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することと、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と、撮像放射に対するステージの位置を調節することと、上述した干渉分光法の少なくとも１つを使用して、ステージの相対位置を測定することとを含むリソグラフィ方法を対象とする。
【００４８】
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。１つの干渉分光法を使用して、第１自由度に沿ってステージの相対位置を測定することが可能である。他の干渉分光法を使用して、第２自由度に沿ってステージの相対値を測定することも可能である。
【００４９】
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生成するために、放射をソースからマスクを通して向け、ウエハに対してマスクを位置決めし、上述した干渉分光法の少なくとも１つを使用して、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。
【００５０】
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、書込みビームに対してステージを位置決めすることと、上述した干渉分光法の少なくとも１つを使用して、ステージの相対位置を測定することとを含むビーム書込み方法を対象とする。
【００５１】
本発明の他の特徴、目的、および利点は、以下の詳細な記述から明らかになるであろう。
様々な図面の同様の参照符号は、同様の要素を指す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５２】
図２を参照すると、第２通路中に、測定ビームの経路が、それが第１通路中に通った経路をたどり直すように、干渉分光システム９０において平面ミラー１００を使用して、第１通路１０４が測定逆反射器７２を通過した後でかつ第２通路１０６の前に、測定ビーム１０２を反射する。第１通路中の経路と第２通路中の経路とを重ね合わせることによって、逆反射器７２が横方向にΔｙ1シフトするために第１通路中に測定ビームに付与されるシヤー２Δｙ1は、第２通路中に自動的に消去される。同様の消去が、基準ビーム１０１に対するミラー１０８によっても達成される。これにより、逆反射器のどちらかまたは両方の横方向移動に関係なく、逆反射器７２と基準逆反射器７４との相対位置の変化Δｘの精確な測定が保証される。
【００５３】
干渉分光システム９０には、２重通路干渉計９２と、逆反射器７２および７４と、ミラー１００および１０８と、偏光ビーム・スプリッタ（ＰＢＳ）４０と、４分の１波長位相遅延プレート６０および６２と、逆反射器７６とが含まれる。ＰＢＳ４０は、ビーム分割表面１１８を含み、このビーム分割表面は、点Ｐ1における入力ビーム２０の直交成分を基準ビーム１０１および測定ビーム１０２に分離する。測定ビーム１０２は、逆反射器７２を通る２重通路（通路１０４および１０６）を作成する。第１通路１０４の後でかつ第２通路１０６の前に、測定ビームは、第２通路１０６中に、測定ビームが、それが第１通路１０４中に通った経路をたどり直して、点Ｐ1に向かって伝播するように、ミラー１００の反射表面６４によって反射される。第１通路および第２通路中の測定ビームの経路は、重なり合う。
【００５４】
逆反射器７２、７４、および７６は、たとえば、それぞれ、キューブ・コーナ反射器に向かって進行するビームが、ビームの入射方向と反対であるが平行な方向に反射されるように、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ことが可能である。
【００５５】
図２（ならびに図４、４Ａ、４Ｂ、５、９、１４、および１６）では、光源、検出器、および分析装置は図示されていない。
例示を簡単にするために、異なる参照符号を使用して、異なる位置にある同じ測定ビーム（または同じ基準ビーム）を指す。たとえば、参照符号２４を使用して、逆反射器７２上の点Ｐ8と反射表面６４上の点Ｐ9との間の測定ビームの一部が表される。測定ビーム２４のこの一部は、２つの成分を有する：第１成分は、第１通路中に点Ｐ8から点Ｐ9に進行する測定ビームの一部であり、第２成分は、第２通路中に点Ｐ9から点Ｐ8に進行する測定ビームの一部である。
【００５６】
参照符号２２を使用して、逆反射器７２上の点Ｐ10と点Ｐ1との間の測定ビームの一部が表わされる。測定ビームのこの一部２２は、２つの成分を有する：第１成分は、第１通路中に点Ｐ1から点Ｐ10に進行する測定ビームの一部であり、第２成分は、第２通路中に点Ｐ10から点Ｐ1に進行する測定ビームの一部である。
【００５７】
干渉分光システム９０は、Ｘ方向に沿った逆反射器７２と７４との相対位置の変化を測定するように設計される。（たとえば、逆反射器７２の誤整列のために）逆反射器が、整列位置１２６から誤整列位置１２８に横方向にΔｙ1シフトした場合、第１通路１０４中に点Ｐ11において逆反射器７２によって反射された後で、２Δｙ1のビーム・シヤーが、ビーム１１６において誘起される（破線で示す）。ビーム・シヤーは、ビーム１１６の経路と、逆反射器７２が整列位置１２６にある場合の意図したビーム経路２４とのシフトを表す。
【００５８】
この２Δｙ1ビーム・シヤーは、シヤー・ビームを再び逆反射器７２を通して２回目を送る（第２通路１０６）ことによって補償される。これは、測定ビーム１１６を入り経路に向けて後方反射するミラー１００の反射表面６４を使用することによって達成される。２Δｙ1ビーム・シヤーは、消去されるが、その理由は、第２通路中の測定ビームの経路が、第１通路中の測定ビームの経路と一致するからである。測定ビーム１１６の２つの成分（一方は、表面６４に向かって進行し、他方は、表面６４から遠ざかるように進行する）は、逆反射器７２における横方向シヤーに関係なく、同一の広がりを有することになる（重なるが、ビーム・シヤーはない）。同様に、ビーム２２の第１成分および第２成分も、逆反射器７２における横方向シヤーに関係なく、同一の広がりを有することになる。
【００５９】
基準ビーム１０１は、点Ｐ14においてフォールド・ミラー５０によって反射され、逆反射器７４を通る２重通路を作成する。第１通路１１２の後でかつ第２通路１１４の前に、基準ビームは、第２通路中に、測定ビームが、それが第１通路中に通った経路をたどり直して、点Ｐ1に向かって伝播するように（すなわち、第１通路および第２通路中の基準ビームの経路は重なり合う）、ミラー１０８の前部反射表面６８によって反射される。
【００６０】
（たとえば、逆反射器７４の誤整列のために）逆反射器が、整列位置１３０から誤整列位置１３２に横方向にΔｙ2シフトした場合、第１通路１１２中に逆反射器７４上の点Ｐ12によって反射された後、２Δｙ2のビーム・シヤーが、ビーム１３４において誘起される（破線で示す）。この２Δｙ2のビーム・シヤーは、シヤー・ビームを再び逆反射器７４を通して２回目を送ることによって（第２通路１１４）補償される。これは、ビーム１３４を入り経路に向けて後方反射する反射表面６８を使用することによって達成される。
【００６１】
２Δｙ2のビーム・シヤーは、消去されるが、その理由は、第２通路中の基準ビームの経路が、第１通路中の基準ビームの経路と一致するからである。測定ビーム１３４の第１成分および第２成分（一方は、表面６８に向かって進行し、他方は、表面６８から遠ざかるように進行する）は、逆反射器７４における横方向シヤーに関係なく同一の広がりを有する。同様に、ビーム２８の第１成分および第２成分も、逆反射器７４における横方向シヤーに関係なく、同一の広がりを有する（すなわち、ビーム・シヤーはない）。
【００６２】
測定ビーム１０２は、４分の１波長位相遅延プレート６０を通る４つの経路を作成する。プレート６０は、測定ビームの偏光面がプレートを通る２重通路の後で９０度回転されるように配向される。
【００６３】
ビーム２２の第１成分（Ｐ1からＰ10に伝播）は、この第１成分がＰ1において表面１１８を通過することを可能にする偏光を有する。プレート６０を２回通過した後、ビーム２２（Ｐ10からＰ1に伝播する）の第２成分の偏光は、第１成分の偏光に対して９０度回転され、それにより、ビーム２２の第２成分は、Ｐ1において表面１１８によって反射される。Ｐ1における反射後、ビーム２２の第２成分は、点Ｐ2、Ｐ3、Ｐ4、およびＰ5に接触することにより、逆反射器７６およびミラー１００の後部反射表面６６によって順次反射される。表面６６によって反射された後、測定ビーム（参照符号２６によって示す）は、点Ｐ4を通過して、出力ビーム３４の測定ビーム成分として干渉計９２を出る。
【００６４】
基準ビームは、４分の１波長位相遅延プレート６２を通過する４つの通路を作成する。プレート６２は、基準ビームの偏光面が、プレート６２を通る２重通路の後、９０度回転されるように配向される。
【００６５】
ビーム２８の第１成分（Ｐ1から逆反射器７４の上の点Ｐ13に伝播する）は、Ｐ1において表面１１８によって反射されるような偏光を有する。プレート６２を２回通過した後、基準ビーム２８（点Ｐ13からＰ1に向かって伝播する）の第２成分の偏光は、第１成分の偏光に対して９０度回転され、これにより、ビーム２８の第２成分は、点Ｐ1において表面１１８を通過する。Ｐ1を通過した後、ビーム２８の第２成分は、点Ｐ2、Ｐ3、Ｐ6、およびＰ7に接触することより、逆反射器７６およびミラー１０８の後部反射表面７０によって順次反射される。表面７０によって反射された後、測定ビーム３２は、ミラー５０および表面１１８によって反射されて、出力ビーム３４の基準ビーム成分として干渉計９２を出る。
【００６６】
干渉分光システム９０の重要な特性は、出力ビーム３４の測定ビーム成分および基準ビーム成分が、逆反射器７２または逆反射器７４の横方向シヤーに関係なく、同一の広がりを有することである（すなわち、測定ビーム成分および基準ビーム成分は、重なり合い、ビーム・シヤーはない）。これは、測定ビーム２２の成分および基準ビーム２８の成分が、それぞれ、逆反射器７２または逆反射器７４の横方向シヤーに関係なく、同一の広がりを有する干渉分光システム９０の設計に拠る。
【００６７】
干渉分光システム９０の他の重要な特性は、出力ビーム３４の測定ビーム成分および基準ビーム成分の伝播方向が、ミラー１００および１０８の配向の変化に関係しないことである。図３を参照すると、ミラー１００が整列位置１３６にあるとき（すなわち、ミラー１００の表面が、ミラーに向かって伝播する測定ビームに対して垂直である）、Ｐ9においてミラー１００によって反射された後の測定ビームの経路は、点Ｐ8、Ｐ10、Ｐ1、Ｐ2、Ｐ3、Ｐ4、およびＰ5に接触し、次いで点Ｐ21を通過して、外出ビーム３４の一部となる。これを実線で示す。
【００６８】
ミラー１００が、誤整列位置１３８に傾斜している場合、測定ビームの経路は、Ｐ9においてミラー１００から反射された後、点Ｐ14、Ｐ15、Ｐ16、Ｐ17、Ｐ18、Ｐ19、およびＰ20に接触し、次いで点Ｐ22を通過する。これを破線で示す。Ｐ20からＰ22の経路は、Ｐ5からＰ21の経路から距離δ離れているが、２つの経路は平行である。これは、ミラー１００が傾斜しているときでも、外出ビームの測定成分は、外出ビームの基準成分の伝播方向に対して一定を維持する方向に伝播することを意味する。
【００６９】
干渉分光システム９０の重要な特性は、出力ビーム３４の基準ビーム成分と測定ビーム成分との相対シヤーが、ミラー１００およびミラー１０８の固定配向について逆反射器７２および７４の一方または両方の横方向変位に関係しないことである。ミラー１００の反射表面６４へのビーム２４の入射角度がゼロではない場合、またはミラー１０８の反射表面６８へのビーム３０の入射角度がゼロではない場合、出力ビーム３４の基準成分と測定成分との間に、ある量の相対シヤーが誘起される。固定相対シヤーの量は、ミラー１００およびミラー１０８の配向に依存する。
【００７０】
基準ビーム成分と測定ビーム成分との間のゼロの相対シヤーを有することが望ましいが、これは、必要不可欠な整列を必要とし、出力ビーム３４から生成された電気干渉信号の振幅は、ゼロ相対シヤーの条件に近付く際に、２次においてのみ増大する。干渉分光システム９０では、外出ビーム３４の基準ビーム成分と測定ビーム成分との相対シヤーは、ミラー１００および１０８の配向が決定された後、固定される。相対シヤーは、逆反射器７２および７４の一方または両方が横方向に移動するとき、変化しない。これにより、非周期非線形エラーの生成が低減される。
【００７１】
動作時、ミラー１００および１０８の配向は、出力測定ビーム成分と出力基準ビーム成分との部分的な重なり合いが達成されるような精度に整列されることのみを必要とする。ビームの成分が部分的に重なっているとき、検出器４０は、重なりビームから電気干渉信号を生成することが可能である。
【００７２】
図２の例では、フォールド・ミラー５０を使用して、基準ビームの経路を干渉計９２に対して可動とすることが可能である逆反射器７４に向け直す。図４を参照すると、干渉分光システム９４の他の例では、フォールド・ミラーを使用せずに、逆反射器７４を干渉計９２に対して静止させて、図の干渉計９２のすぐ上に配置することが可能である。出力ビーム３４における干渉の変化は、Ｘ方向に沿った逆反射器７２と干渉計９２との相対位置の変化を表す。
【００７３】
図４Ａは、干渉分光システム９４と同様であるが、逆反射器７４およびミラー１０８が、反射表面１１１を有するミラー１０９によって置き換えられている点が異なる他の干渉分光システム９５の例を示す。反射表面１１１は、基準ビームが、測定ビーム１０２と組み合わされて出力ビーム３４を形成する前に、干渉計９２を通る２つの通路を作成するように、基準ビーム１０１を反射する。
【００７４】
図４Ｂを参照すると、他の干渉分光システム９７の例では、１組の平面反射表面１９０を使用して、第１通路１０４の後でかつ第２通路１０６の前に逆反射器７２から遠ざかるように進行する測定ビーム１９４の一部を向け直す。参照符号１９６によって表す向け直された測定ビームは、測定ビーム１９４の一部に平行な方向において逆反射器７２に向かって進行する。
【００７５】
第２通路中、測定ビームは、点Ｐ23、Ｐ24、Ｐ25、Ｐ26、Ｐ27、およびＰ28において順次、逆反射器７２、ビーム分割表面１１８、および逆反射器７６によって反射される。参照符号１９８によって表す測定ビームは、次いで、測定ビームを干渉計９２に向け直す平面反射表面１９２の第２組に向かって進行する。表面１９２によって反射される前と反射された後の測定ビームの一部は、ほぼ平行である。参照符号２００によって表す向け直された測定ビームは、次いでＰ4に向かって進行し、干渉計９２を出て、出力ビーム３４の測定成分となる。
【００７６】
平面反射表面１９０の組は、任意の奇数の反射表面を含むことが可能である。同様に、平面反射表面１９２の組も、任意の奇数の反射表面を含むことが可能である。
図５を参照すると、他の干渉分光システム９８の例では、逆反射器７２に接触する測定ビームの一部と、逆反射器７４に接触する基準ビームの一部とは、異なる面にある。入力ビーム２０が、ＰＢＳ４４の前面１８６の右部分に入る。ＰＢＳ４４は、Ｐ1における入力ビーム２０の直交成分を基準ビーム１０１および測定ビーム１０２に分離する。
【００７７】
測定ビーム１０２は、逆反射器７２を通る２つの通路を作成する。第１通路中、ビーム１０２は、ＰＢＳ４４の背面１８８を通過して、逆反射器７２に向かって進行し、逆反射器７２上の点Ｐ10およびＰ8に順次接触し、４分の１波長位相遅延プレート１７２を通過して、ミラー１７５の前部反射表面１７４によって反射される。ミラー１７５は、プレート１７２と他の４分の１波長位相遅延プレート１７７とに挟まれている。測定ビームの一部を表すビーム２２および２４は、互いに水平に間隔をおいて位置する。
【００７８】
第２通路中、測定ビームが反射表面１７４によって反射された後、ビーム１０２は、プレート１７２の２回目を通過し（これにより、測定ビームの偏光方向は９０度回転する）、点Ｐ8およびＰ10に順次接触して、ＰＢＳ４４に向かって進行する。測定ビームは、ビーム分割表面１１８によって逆反射器に７６に向けて下方に反射され、逆反射器７６は、測定ビームをＰＢＳ４４の左側に反射する。測定ビームは、表面１１８によって反射され、４分の１波長位相遅延プレート１７７を通過して、ミラー１７５の後部反射表面１７６によって反射され、プレート１７７の２回目を通過し、表面１１８を通過して、ＰＢＳ１１８の前面１８６を出て、外出ビーム３４の測定成分となる。
【００７９】
ミラー１７５は、図２のミラー１００と同様の機能を果たす。第１通路中に測定ビームに付与されたシヤー（逆反射器７２の横方向シフトによる）は、第２通路中に測定ビームに付与されるシヤーによって消去される。この理由は、第２通路中に、測定ビームが、それが第１通路中に通った経路をたどり直すように、反射表面１７４が、第１通路の後でかつ第２通路の前に測定ビームを反射するからである。したがって、逆反射器７２において横方向シフトが存在するときでも、外出ビームの測定成分は、外出ビーム３４の基準成分と依然として整列することになる（逆反射器７４の完全な整列を想定する）。
【００８０】
基準ビーム１０１は、Ｐ1において表面１１８によって反射された後、逆反射器７４を通る２つの通路を作成する。第１通路中、基準ビームは、フォールド・ミラー１６２に向けて垂直上方に向けられる。基準ビームは、点Ｐ29においてミラー１６２によって反射されて、水平に配向される。次いで、基準ビームは、点Ｐ32およびＰ33において逆反射器７４によって反射されて、ミラー１６２上の点Ｐ30に向かって進行する。基準ビームは、ミラー１６２によって下方に向けられ、４分の１波長位相遅延プレート１７８を通過して、ミラー１８１の前部反射表面１８０によって反射される。ミラー１８１は、プレート１７８と他の４分の１波長位相遅延プレート１８４との間に挟まれている。ビーム２８および３０は、逆反射器７４に接触する基準ビームの一部を表し、互いに水平に間隔をおいて位置する。ビーム２２および２８は、互いに垂直に間隔をおいて位置する。同様に、ビーム２４および３０は、互いに垂直に間隔をおいて位置する。
【００８１】
第２通路中、基準ビームは、表面１８０によって反射された後、上方に進行して、プレート１７８の２回目を通過して、ミラー１６２によって反射され、逆反射器７４に向かって水平に進行する。基準ビームは、逆反射器７４によって反射され、点Ｐ33およびＰ32に順次接触し、ミラー１６２によって反射されて、ＰＢＳ４４に向かって下方に進行する。基準ビームは、表面１１８を通過し、逆反射器７６によって反射され、次いで上方に進行して、プレート１８４を通過する。次いで、基準ビームは、ミラー１８１の後部反射表面１８２によって反射され、プレート１８４の２回目を通過し、下方に進行して、表面１１８によって反射され、次いでＰＢＳ４４の前面１８６を出て、外出ビーム３４の基準成分となる。
【００８２】
ミラー１８１は、図２のミラー１０８と同様の機能を果たす。第１通路中に基準ビームに付与されたシヤー（逆反射器７４における横方向シフトによる）は、第２通路中に基準ビームに付与されるシヤーによって消去される。この理由は、第２通路中に、基準ビームが、それが第１通路中に通った経路をたどり直すように、反射表面１８０が、第１通路の後でかつ第２通路の前に基準ビームを反射するからである。したがって、逆反射器７４において横方向シフトが存在するときでも、外出ビームの基準成分は、外出ビーム３４の測定成分と依然として整列されることになる（逆反射器７２の完全な整列を想定する）。
【００８３】
図６、７、および８は、干渉分光システム９８の前面図、側面図、および上面図を示す。
干渉分光システム９８の利点は、逆反射器７２および７４の使用可能な有効径をＰＢＳ４４の有効径と比較して大きくすることが必要であるとき、逆反射器７２および７４のサイズを、ＰＢＳ４４のサイズより大きくすることが可能であることである。
【００８４】
図９を参照すると、温度補償干渉分光システム９６は、基準ビームおよび測定ビームの水平伝播部分の間の垂直空間分離領域１４０における温度変化の影響を補償する。温度変化により、領域１４０の媒体（空気またはある他のタイプの気体など）の屈折率および領域１４０の物理的な経路長が変化する。測定ビームおよび基準ビームの光路長が、環境条件の変化の結果として変化する場合、この変化により、逆反射器７２と７４との相対位置が同一である場合でも、出力ビーム３４の基準ビーム成分と測定ビーム成分との干渉が起きる。
【００８５】
光路長に影響を与える温度および他の要因の変化を補償するために、基準ビームおよび測定ビームの両方が、垂直方向の２重通路を作成するように、干渉分光システム９６において光学要素を使用して、測定ビームの一部を向ける。これにより、領域１４０を通過する測定ビームの一部の長さの合計は、基準ビームと同じになる。２つの反射表面１５４および１７２を有する直角プリズム１４２は、測定ビームを遮断して、測定ビームを反射表面１５２および１５８に向けて上方に向ける。
【００８６】
図５の例と同様に、入力ビーム２０の直交成分は、Ｐ1において表面１１８によって基準ビーム１０１および測定ビーム１０２に分離される。測定ビームは、逆反射器７２を通る２つの通路を作成する。第１通路中、測定ビームは、表面１５４によって点Ｐ24において反射され、上方に進行してビーム１４６を形成する。ビーム１４６は、４分の１波長位相遅延プレート１５０を通過して、ミラー２０の反射表面１５２によって反射される。第２通路中、ビーム１４６は、プレート１５０の２回目を通過し、これにより、ビーム１４６の偏光方向は、９０度回転される。次いで、ビーム１４６は、点Ｐ24、Ｐ8、およびＰ10において表面１５４および逆反射器７２によって反射される。
【００８７】
第２通路中に逆反射器６２から反射された後、測定ビームは、測定ビームがプリズム１４２の表面１７２上の点Ｐ26に到達するように、ビーム反射表面１１８および逆反射器７６によって反射される。測定ビームは、表面１７２によって反射されて、上方に進行してビーム１４８を形成する。ビーム１４８は、４分の１波長位相遅延プレート１５６を通過して、反射表面１５８によって反射される。表面１５８によって反射された後、ビーム１４８は、下方に進行して、プレート１５６の２回目を通過し、表面１７２によってＰ26において反射され、点Ｐ25において表面１１８を通過して、外出ビーム３４の測定成分としてＰＢＳ４４を出る。
【００８８】
反射表面１５２および１５８は、それぞれ、図５の反射表面１７４および１７７と同様に機能する。反射表面１５２により、第１通路および第２通路中の測定ビームの経路は、重なり合う。これにより、ビーム２２の２つの成分（一方は、Ｐ1からＰ10に伝播し、他方は、Ｐ10からＰ1に伝播する）は、逆反射器７２の横方向シフト（Ｘ方向以外の方向）に関係なく、同一の広がりを有することになる。
【００８９】
基準ビーム１０１は、Ｐ1において表面１１８によって反射され、上方に進行してビーム１６０を形成し、逆反射器７４を通る２つの通路を作成する。第１通路中、基準ビームは、フォールド・ミラー１６２および逆反射器７４によって反射されて、点Ｐ29、Ｐ32、Ｐ33、およびＰ30に接触し、４分の１波長位相遅延プレート１６６を通過して、ミラー３０の反射表面１６８によって点Ｐ31において反射される。第２通路中に、基準ビームは、２回目のプレート１６６の２回目を通過して、点Ｐ30、Ｐ33、Ｐ32、Ｐ29、およびＰ1に順次接触する。Ｐ1を通過した後、基準ビームは、逆反射器７６によって反射され、点Ｐ25を通過し、上方に進行してビーム１７０を形成する。ビーム１７０は、プレート１５６を通過して、反射表面１５８によって反射される。表面１５８によって反射された後、基準ビームは、２回目のプレート１５６を通過し、表面１１８によって点Ｐ25において反射されて、外出ビーム３４の基準成分としてＰＢＳ４４を出る。
【００９０】
反射表面１６８および１５８は、それぞれ、図５の表面１８０および１８２と同様に機能する。反射表面１６８により、第１通路および第２通路中の基準ビームの経路は、重なり合う。これにより、ビーム２８の２つの成分（一方は、Ｐ29からＰ32に伝播し、他方は、Ｐ32からＰ29に伝播する）は、逆反射器７４の横方向シフト（Ｘ方向以外の方向）に関係なく、同一の広がりを有することになる。
【００９１】
プリズム１４２により、測定ビームの一部は、測定ビームの一部（ビーム１４６および１４８）が領域１４０を通過するように、上方に向けられる。したがって、領域１４０を通過する測定ビームの一部の経路長の合計は、領域１４０を通過する基準ビームの一部の経路長の合計とほぼ同じになる。したがって、領域１４０の温度変化は、基準ビームおよび測定ビームに等しく影響を与える。
【００９２】
反射表面１５２、１５８、および１６８は、近接して配置され、フォールド・ミラー１６２に取り付けられる。反射表面１５２、１５８、および１６８の空間距離は、領域１４０を通過する基準ビームおよび測定ビームの一部の経路長が等しくなるように選択される。
【００９３】
図２、４、４Ａ、４Ｂ、５、および９に示す干渉計は、マイケルソン干渉計である。本願明細書に援用するＣ．ザノニ（Ｚａｎｏｎｉ）、「Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｅｒ  ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔｓ  ｆｏｒ  ｄｉｓｔａｎｃｅ  ａｎｄ  ａｎｇｌｅ  ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ：Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ，ａｄｖａｎｔａｇｅｓ  ａｎｄ  ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ」、ＶＤＩ  Ｂｅｒｉｃｈｔｅ  Ｎｒ．７４９、９３〜１０６ページ（１９８９）に記載の干渉計など、干渉計の他の形態も使用することが可能である。たとえば、干渉計は計測上多角的に測定するように構成することも可能である。
【００９４】
本願明細書に援用する一般に所有されているＨｅｎｒｙ  Ａｌｌｅｎ  ヒル（Ｈｉｌｌ）の米国特許第６，１９８，５７４  Ｂ１号「Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ  Ｐｒｅｓｅｒｖｉｎｇ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ」に記載されているような偏光維持逆反射器を逆反射器７６の代わりに使用して、コーナ・キューブ逆反射器などを使用するときに存在する周期エラーのソースを排除することが有益である可能性がある。
【００９５】
図２、４、４Ａ、４Ｂ、５、および９の干渉分光システムの利点は、逆反射器７２および７４が横方向に並進移動するとき、干渉計に対する測定ビームおよび基準ビームの横方向シヤーがないことである。したがって、測定ビームおよび基準ビームは、逆反射器７２および／または７４が横方向に並進移動するときでも、意図した経路において干渉計を通過する。
【００９６】
図２、４、４Ａ、４Ｂ、５、および９の干渉分光システムの他の利点は、逆反射器７２および／または７４が横方向に並進移動する際に、その後の検出器（４０など）において、出力ビームの横方向シヤーが存在しないことである。この利点は、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。
【００９７】
上述した干渉分光システムは、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集積回路を製造する際に利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、半導体製造産業の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、８２ページ（１９９７）参照）。
【００９８】
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。
【００９９】
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。この工程には、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。
【０１００】
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画定する。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なステージが、放射がウエハの正確な位置を露光するように、ウエハを移動させる。
【０１０１】
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、プロキシミティ露光の場合では、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工程を開始し、放射パターンをレジスト内の潜像に変換する。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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組立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Ｊ．Ｒ．シーツ（Ｓｈｅａｔｓ）およびＢ．Ｗ．スミス（Ｓｍｉｔｈ）、「Ｍｉｃｒｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ：Ｓｃｉｅｎｃｅ  ａｎｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ」（マーセル・デッカー・インコーポレイテッド社（Ｍａｒｃｅｌ  Ｄｅｋｋｅｒ）［米国ニューヨーク所在］１９９８）を参照されたい。
【０１０４】
上述した干渉分光システムを使用して、レンズ組立品、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精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。
【０１０５】
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、また測定物体が、構成要素の他に取り付けられる、または構成要素の他によって支持される。
【０１０６】
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）の位置を精確に測定する。ここでは、ステージ１１２２を使用して、露光局に対してウエハを位置決めし、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おいて担持された様々な構成要素を担持する。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。マスクを露光局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。
【０１０７】
リソグラフィ・スキャナの他の例では、１つまたは複数の上述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工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精確に測定することも可能である。
【０１０８】
露光ベース１１０４の下には、ウエハ・ステージ１１２２を担持する支持ベース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。
【０１０９】
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組立品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によって担持されたマスク（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において担持されたレンズ組立品１１０８を介して、ウエハ・ステージ１１２２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、周囲の振動から隔離される。
【０１１０】
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。
【０１１１】
いくつかの例では、リソグラフィ・スキャナ１１００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、放射ビームを向けるレンズ・ハウジング１１０６などのある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。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１１０６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１１２６は干渉信号を生成する。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。
【０１１２】
リソグラフィは、半導体素子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、ＣＣＤなど、半導体素子を製造する順序のフロー・チャートである。工程１１５１は、半導体素子の回路を設計する設計工程である。工程１１５２は、回路パターン設計に基づくマスクの製造工程である。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工程である。
【０１１３】
工程１１５４は、予備工程と呼ばれるウエハ工程であり、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、ウエハ工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。
【０１１４】
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工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素子の動作性の検査、耐久性の検査などが実施される。これらの工程により、半導体素子は完成し、出荷される（工程１１５７）。
【０１１５】
図１２は、ウエハ工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工程である。工程１１６２は、絶縁膜をウエハ表面の上に形成するＣＶＤ工程である。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工程である。工程１１６４は、イオンをウエハに注入するイオン注入工程である。工程１１６５は、レジスト（感光材料）をウエハに加えるレジスト工程である。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工程である。再び、上述したように、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。
【０１１６】
工程１１６７は、露光ウエハを成長させる成長工程である。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工程である。工程１１６９は、エッチング工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工程である。これらの工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。
【０１１７】
上述した干渉分光システムは、物体の相対位置を精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移動を測定することが可能である。
【０１１８】
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１１２０を含む。ソース１２１０は、書込みビーム１２１２を生成する。ビーム集束組立品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をビーム集束組立品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。
【０１１９】
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、制御装置１２３０は、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、信号１２３８をソース１２１０に送信する。
【０１２０】
さらに、いくつかの例では、制御装置１２３０は、ビーム集束組立品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。
【０１２１】
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、ビーム集束組立品は、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、ビーム集束組立品は、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。
【０１２２】
図１４を参照すると、干渉分光システム２９０には、２重通路干渉計２９２と、定偏角反射器２７２と、切頭プリズム２００と、基準ビーム・ミラー２７４と、偏光ビーム・スプリッタ（ＰＢＳ）２４０と、４分の１波長位相遅延プレート６２、２６０、および３６０と、逆反射器７６とが含まれる。ＰＢＳ２４０は、入力ビーム２０の直交成分を基準ビーム２０１および測定ビーム２０２に分離にするビーム分割表面２１８を含む。干渉計２９２を通る２重通路を作成した後、基準ビーム２０１と測定ビーム２０２とは、重ね合わされて、出力ビーム２３４を形成する。
【０１２３】
測定ビーム２０２は、定偏角反射器２７２を通る２重通路（通路２０４および２０６）を作成する。第１通路２０４の後でかつ第２通路２０６の前に、測定ビームは、第２通路２０６中に、測定ビームが、第１通路２０４中に通った経路をたどり直して、ＰＢＳ２４０に向かって伝播するように、切頭プリズム２００の反射表面２６４によって反射される。第１通路および第２通路中の測定ビームの経路は、重なり合う。第１通路および第２通路中の測定ビームの経路を重ね合わせることによって、定偏角反射器２７２の横方向シフトΔｙ1および／または縦方向シフトΔｘ1のために第１通路中に測定ビームに付与されるシヤーΔｙ2は、第２通路中に自動的に消去される。その結果、測定ビームは、ビームが干渉計を通過する際に、干渉計２９２に対してずれていない。また、測定ビームは、検出器４０に対してもずれていない。
【０１２４】
干渉計および検出器においてビーム・シヤーを排除することにより、そうでない場合に波面エラーが存在する際にビーム・シヤーによって生成される非周期非線形エラーが排除される。非周期非線形エラーを排除することにより、定偏角反射器２７２の横方向移動にもかかわらず、定偏角反射器２７２と基準反射器２７４との相対位置の変化Δｘ1およびΔｙ1による測定ビーム経路および基準ビーム経路の光路差の変化の精確な測定が保証される。
【０１２５】
２重通路干渉計２９２および基準ビーム・ミラー２７４の記述は、高安定平面ミラー干渉計について与えた記述の対応する部分と同じである（たとえば、ザノニ(Zanoni)の文献を参照）。測定ビームが第２通路２０６を通過した後、測定ビーム２２６は、切頭プリズム２００の反射表面２６６に入射する。反射表面２６４と２６６との角度は、たとえば図１４に示すαなど、ビーム２２２と２２４との角度と同じであり、出力ビーム２３４の基準ビーム成分および測定ビーム成分の伝播方向は、切頭プリズム２００の配向の変化に関係なく平行である。
【０１２６】
切頭プリズム２００の反射表面２６４の長さは、定偏角反射器２７２がｘ方向に変位する際に、反射表面２６４上における測定ビーム２２４のシヤーΔｙ2を収容するように選択される。
【０１２７】
図１５Ａを参照すると、定偏角反射器２８２には、ポロ・プリズムと、直角プリズムと、台形プリズムとが含まれる。定偏角反射器２８２における測定ビームの経路を、破線で示す。定偏角反射器２８２の入力ビーム２７８と出力ビーム２８０との角度θは、以下のように定義される。
【０１２８】
【数１】
2005501243.tif 000003
上式で、
【０１２９】
【数２】
2005501243.tif 000004
は、ベクトルｋ1およびｋ2の外積であり、ｋ1＝｜ｋ1｜およびｋ2＝｜ｋ2｜は、それぞれ、入力ビームおよび出力ビームの波数であり、ベクトルｋ1およびｋ2の方向は、それぞれ、入力ビームおよび出力ビームの伝播方向と同じである。図１５Ｂは、ポロ・プリズム、直角プリズム、および台形プリズムを含む同様の定偏角反射器２８４を示す。定偏角反射器２８２の入力ビーム２７８と出力ビーム２８０との角度も、式（１）によって定義される。
【０１３０】
定偏角反射器の記述は、本願明細書に援用するＨｅｎｒｙ  Ａｌｌｅｎ  ヒル（Ｈｉｌｌ）の米国特許第６，１９８，５７４  Ｂ１号「Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ  Ｐｒｅｓｅｒｖｉｎｇ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ」に与えられているものと同じである。たとえば、図１５Ｂに示す定偏角反射器は、上記ヒルの米国特許の図５に示されている定偏角反射器と同じ設計である。図１５Ａおよび１５Ｂに示す例では、入力ビーム２７８と出力ビーム２８０との角度θは、３０度である。図１５Ａおよび１５Ｂに示す定偏角反射器の入力ビームおよび出力ビームの入射角および屈折角は、それぞれ、ゼロである。
【０１３１】
角度θの大きさは、
【０１３２】
【数３】
2005501243.tif 000005
に平行な線に関する定偏角反射器２７２の配向の変化に関して一定であり、
【０１３３】
【数４】
2005501243.tif 000006
に直交し、かつ
【０１３４】
【数５】
2005501243.tif 000007
に平行な線に関する配向の変化について１次まで一定である。角度θの２次の変化は、検出器４０によって検出される干渉信号の幾何学的タイプおよび振幅の補正に影響を与える。干渉信号の振幅を考慮することによって課される制限は、２次の効果は、１０ｍｒａｄ未満またはその程度の定偏角反射器２７２の配向の角度変化に対応して、１０μｒａｄ未満、または１０μｒａｄ程度であるべきであるということである。２次の変化の効果の補正は、０．１ｎｍ程度の測定精度レベルでは一般に必要とされない。しかし、２次の大きさの変化の効果の補正が、最終用途応用例において必要な場合、補正は、本願明細書に援用する一般に所有されている２００２年５月１３日出願のＨｅｎｒｙ  Ａ．ヒル（Ｈｉｌｌ）の米国特許仮出願第６０／３７８，００４号「Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ  Ｆｏｒ  Ｇｅｏｍｅｔｒｉｃ  Ｅｆｆｅｃｔｓ  Ｏｆ  Ｂｅａｍ  Ｍｉｓａｌｉｇｎｍｅｎｔｓ  Ｉｎ  Ｐｌａｎｅ  Ｍｉｒｒｏｒ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｅｒｓ」に記載されているような手順に従って行われる。
【０１３５】
定偏角反射器２７２の位置の変化のために、検出器４０において生成される干渉信号の基準ビームと測定ビームの位相変化Φ（Δｘ1，Δｙ1）は、下式によって与えられる。
【０１３６】
【数６】
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上式では、ｋ1＝ｋ2が想定されている。
【０１３７】
干渉分光システム２９０の利点は、式（２）から明らかなように、干渉分光システムの測定軸が、測定ビーム２２２の方向に関して角度α／２に配向していることである。
干渉分光システム２９０の他の利点は、非周期非線形エラーが対応して排除されているので、ｘ、ｙ、またはｚ方向における定偏角反射器２７２の変位について、干渉計２９２のビームと検出器４０のビームとのビーム・シヤーがないことである。
【０１３８】
図１６を参照すると、干渉分光システム３９０には、２重通路干渉計３９２と、定偏角反射器２７２と、切頭プリズム２００と、基準ミラー２７４とが含まれる。２重通路干渉計３９２および基準ビーム・ミラー２７４の記述は、微分平面ミラー干渉計について与えた記述の対応する部分と同じである（たとえば、ザノニの文献を参照）。干渉分光システムの記述は、その他については、干渉計２９２および基準ビーム・ミラー２７４（図１４）の記述について与えた対応する部分と同じである。したがって、干渉計、重合せビーム３３４（出力ビーム）、および検出器４０において、測定ビームと基準ビームとの正味のシヤーは存在しない。
【０１３９】
干渉計および検出器においてビーム・シヤーが排除されることにより、そうでない場合に波面エラーが存在する状態でビーム・シヤーによって生成される非周期非線形エラーが排除される。非周期非線形エラーを排除することにより、定偏角反射器２７２の横方向移動にもかかわらず、定偏角反射器２７２と基準反射器２７４との相対位置の変化Δｘ1およびΔｙ1による測定ビーム経路と基準ビーム経路との光路差の変化を精確に測定することが保証される。
【０１４０】
干渉分光システム３９０を使用するとき、定偏角反射器２７２の位置変化によって検出器４０で生成される干渉信号の基準ビームと測定ビームとの位相差Φ（Δｘ1、Δｙ1）も、式（２）によって与えられ、２次の効果に関するΦ（Δｘ1、Δｙ1）の特性の記述は、干渉分光システム２９０について与えた記述の対応する部分と同じである。
【０１４１】
いくつかの実施態様について上述してきたが、他の実施形態も、以下の請求項の範囲内にある。
たとえば、図４Ｂの反射表面１９０および１９２のセットは、図２、４、４Ａ、５、および９において与えた例において使用することが可能である。基準ビームおよび測定ビームは、干渉計を３通路以上において通過することが可能である。図２では、前部反射表面６４および後部反射表面６６を有するミラー１００を、１つのミラーが移動するとき、一方のミラーの面が他方のミラーの面に常に平行であるように、他方のミラーも移動するように関連づけられた２つの片面ミラー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】
【０１４２】
【図１】干渉分光システムの図。
【図２】干渉分光システムの図。
【図３】干渉分光システムの図。
【図４】干渉分光システムの図。
【図５】干渉分光システムの図。
【図６】干渉分光システムの図。
【図７】干渉分光システムの図。
【図８】干渉分光システムの図。
【図９】干渉分光システムの図。
【図１０】干渉分光システムを含み、かつ集積回路を作成するために使用されるリソグラフィ・システムの図。
【図１１】集積回路を作成する工程を記述する流れ図。
【図１２】集積回路を作成する工程を記述する流れ図。
【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１４】干渉分光システムの図。
【図１５Ａ】定偏角反射器の図。
【図１５Ｂ】定偏角反射器の図。
【図１６】干渉分光システムの図。
【図１】
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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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