(57)【要約】  本発明は、平坦な基準面（Ｌ）、およびその面の垂線に対して、平坦な被検査面（Ｗ）の距離（ｄ）および傾きを測定するのに使用される光学的三角測量測定装置に関する。本発明の装置は、波長の異なる２つの交番する光ビーム（ＦＬ、ＦＷ）を同一の経路に沿って放射させるための手段（８）と、光ビームスプリッタ手段（９）と、交番する分割されたビームを面（ＬおよびＷ）に向け、この面からそれらのビームが互いに集光するように反射される（ＦＬ、ＦＷ）光学的セパレータ（１１）と、２つの反射されたビームを集め、同ビームを同一の出力光路に沿って向ける光結合器（１２）と、交互に２つの光の像（１６Ｌ、１６Ｗ）を受光し２つの光の像のそれぞれのエネルギー重心の位置を示す信号を発生する（２０）ために、複数の光ビームに関して相互に関連するように配置されたオプトエレクトロニクスセンサを備えた手段（１４）と、放射された２つの交番するビームとオプトエレクトロニクスセンサ上の２つの像とを時刻同期させる手段（１７、１８）と、面（Ｗ）の距離と傾きに関連した情報を供給するためにオプトエレクトロニクスセンサからの信号を処理する手段（１７）と、を備える。
2008533483.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平坦な基準面（Ｌ）、および前記基準面に実質的に垂直な方向に対して、局所的には平面にたとえられることができる被検査面（Ｗ）の距離（ｄ）と２つの方向における傾きとを測定するための、光学的三角測量を利用した光学的測定装置において、
２つの交番する光ビーム（ＦＬ、ＦＷ）を第１の波長範囲（ΔλＬ）と第２の波長範囲（ΔλＷ）でそれぞれ同一の経路に沿って所定の繰返し周波数で放射するのに適した発光体手段（８）と、
入射する単一の各ビーム（ＦＬ、ＦＷ）から、少なくとも数が３であり所定の配置で分布されたいくつかの個別の平行な光ビーム（Ｆ’Ｌ、Ｆ’Ｗ）を発生させるのに適したビーム分割器手段（９）と、
入射する光ビーム（Ｆ’Ｌ、Ｆ’Ｗ）のそれぞれを前記２つの波長範囲（ΔλＬ、ΔλＷ）に関してそれぞれ２つの異なる方向に向けるのに適した光学スプリッタ（１１）であって、前記基準面（Ｌ）および前記被検査面（Ｗ）に対して側方に配置され、それにより出力した２つのビーム（Ｆ’Ｌ、Ｆ’Ｗ）は実質的に同一長さの経路に沿ってそれぞれ前記基準面（Ｌ）および前記被検査面（Ｗ）に向けられ、その後、互いに集光するように、前記基準面（Ｌ）および前記被検査面（Ｗ）でそれぞれ反射（Ｆ’’Ｌ、Ｆ’’Ｗ）される光学スプリッタ（１１）と、
入射した同一のビームによってもたらされた前記２つの反射されたビーム（Ｆ’’Ｌ、Ｆ’’Ｗ）を集め、該ビームを１つ且つ同一の光学的出力経路0に沿って交互に向けるのに適した光学ビーム結合器（１２）と、
出力した前記交番するビーム（Ｆ’’Ｌ、Ｆ’’Ｗ）のそれぞれを受光するためのセンサ手段（１４）であって、
・数が前記複数の光ビームの数よりも少ないかまたは同一であり、
・反射した２つの前記交番するビーム（Ｆ’Ｌ、Ｆ’Ｗ）によってそれぞれ形成された２つの光の像（１６Ｌ、１６Ｗ）を交互に受光するように、前記複数の光ビームの配置と関連づけられた配置で設置され、かつ
・前記２つの光の像（１６Ｌ、１６Ｗ）のそれぞれのエネルギー重心の位置を表す出力信号を（２０で）発生するのに適したオプトエレクトロニクスセンサ（１５）
を備えたセンサ手段（１４）と、
前記発光体手段（８）により放射された前記２つの交番するビーム（ＦＬ、ＦＷ）と前記オプトエレクトロニクスセンサ（１５）の上にそれぞれ形成された前記２つの像（１６Ｌ、１６Ｗ）との間の時間的関係を確立する同期化手段（１７、１８）と、
前記基準面（Ｌ）に対する前記被検査面（Ｗ）の前記位置および傾きに関する情報を提供するために、前記オプトエレクトロニクスセンサ（１５）で発生した前記信号の全てを処理する手段（１７）と、
を備えることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記センサ手段の各センサは、前記センサにより受光された前記２つの光の像のそれぞれの前記エネルギー重心の前記位置を表す２つの出力信号を発生するのに適した位置感応（ＰＳＤ）型の光感応センサであることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記信号処理手段は、前記基準面に対する前記被検査面の、前記距離の最良推定値および傾きの前記２つの角度の最良推定値に関する情報をそれぞれ供給するのに適していることを特徴とする請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
前記発光体手段は、
前記第１および第２の範囲を包含する波長帯域で単一の光ビームを放射する少なくとも１つの光源と、
前記単一の光ビームにおいて前記第１および第２の波長範囲を所定の周波数周期で経時的にて交互に分離するのに適した光変調器と、
を備えていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
前記周期の周波数は１ｋＨｚと１０ｋＨｚとの間にあり好ましくは約２．５ｋＨｚであることを特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記発光体手段は赤および／または近赤外の光を放射することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
前記２つの波長範囲は、それぞれ、前記基準面の上に向けられたビームの場合にはおよそ６００〜６３０ｎｍの範囲であり、前記被検査面に向けられたビームに関してはおよそ６７０〜１０５０ｎｍの範囲であることを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記ビームスプリッタ手段は、所定の形態に配列された所定の形状の少なくとも３つの穴があけられ、前記光ビームによって交互に照明されるのに適したスクリーンを備えることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
前記光学スプリッタおよび前記光結合器は、前記波長に応じた屈折および反射によって作用する静的な光学部品であることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、光学的三角測量（または、光学的輪郭測定）による光学的距離および／または傾き測定の分野に関し、より詳細には、平坦な基準面、およびこの基準面に実質的に垂直な方向に対して、局所的に平面にたとえられることができる被測定面の距離と２つの方向における傾きとを測定するために、光学的三角測量を利用した光学的測定装置になされた改良に関する。距離および傾きは経時的に一定であってもよいし、もしくは変化してもよい。
【背景技術】
【０００２】
この種の測定装置は、マイクロフォトリソグラフィ（例えば通常はシリコンである半導体材料の基板上への、この基板の表面に堆積されたレジストの、光放射、例えば紫外線を用いた露光による、微細回路の製造）の分野で、マイクロフォトリソグラフィ装置の対物レンズの像面に対する半導体基板の一部分の距離および／または傾きのずれ（平行度不良）を刻々と検出し、基板に対する適切な位置補正をリアルタイムで提供するために、特に有利な用途を見出している。
【０００３】
この種の測定装置の他の極めて有利な用途は、平面に近い形状を有する任意の面の３次元測定に関し、ここで、被測定面は、面全体が走査されるように基準面（水平面）内で２つの直交する方向に精密に移動され、測定装置はこの面の高さと局所的勾配とを検出し、測定値を処理することによって、標準の３次元測定機がもたらすことができるよりも高い精度で面を全体として再構成することが可能である。
【０００４】
既知のマイクロフォトリソグラフィ装置に使用されている測定装置は、いくつかの技術、すなわち、光学的三角測量または輪郭測定、平行ビーム解析、干渉分光法などに基づいている。
【０００５】
光学的三角測量または輪郭測定の技術は、使用されるべき光学的手段および所望の情報をもたらす信号を処理するための手段の双方に関して実施が簡単であるので特に有利であるように思われる。
【０００６】
光学的三角測量の一般的な原理は単純であり、光学投射系が、被測定面上に像を投射し、その面で反射または散乱した像が光学的検出システムによって取り出され、被測定面が動かされたかまたはその形状が変更された場合は、その面上の像が移動しまたは歪み、この動きまたは歪みが光学的検出システムによって感知されて焦点面上の像が変更され、理論上または初期の像と動かされまたは変更された像との間の焦点面上でのずれの測定が、データ処理によって、被測定面の動きまたは歪みに関する情報を提供する。
【０００７】
前述の測定を行うために設計された光学的三角測量を利用した様々な光学的測定装置が、特にマイクロフォトリソグラフィ装置において知られており、例えば、米国特許第４３５６３９２号、米国特許第４３８３７５７号、米国特許第４６５０９８３号、米国特許第４８６６２６２号、米国特許第５１９１２００号、米国特許第５５０２３１１号、および米国特許第６７２１０３６号文書を参照されたい。
【０００８】
しかしながら、これらの既知の装置は、構造的観点（例えば、振動ミラーなどの動く光学部品）から、および／または光学的観点（例えば、微細構造化された像形成および検出）から様々な欠点を有しており、これらの欠点は測定の正確さを不十分なものとし（動く部品により引き起こされる振動）、同時に、使用される手段（特に光学的手段）が複雑すぎるものであり高価すぎるものであることが分っている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
したがって、本発明の目的は光学的三角測量に基づいた改良された技術的解決策を提案することであり、この解決策は、特により良い測定精度とより高い信頼性とより単純な装置構成とを達成し、許容できる製造コスト条件の下で質の向上した測定装置を最終的に得ることに関して、実際の様々な要求をより満足に満たすものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
これらの目的のために、第１の態様によれば、本発明は、平坦な基準面に対しておよび該基準面に実質的に垂直な方向に対して、局所的には平面にたとえられることができる被検査面の距離と２つの方向における傾きとを測定するための、光学的三角測量を利用した光学的測定装置を提供し、本発明により構成されているこの装置は、
交番する光ビームを第１の波長範囲と第２の波長範囲で、所定の繰返し周波数で放射するのに適した発光体手段と、
幾つかの個別の平行ビームを各々単一の入射ビームから発生させるのに適した、少なくとも数が３であり所定の配置で分布されているビーム分割器手段と、
入射光ビームのそれぞれを２つの波長範囲に関してそれぞれ２つの異なる方向に向けるのに適した光学スプリッタであって、基準面および被検査面に対して側方に配置され、それにより、２つの出力ビームが実質的に同一長さの経路に沿ってそれぞれ基準面および被検査面に向けられ、その後に互いに集光するようにこれらの面でそれぞれ反射される光学スプリッタと、
同一の入射ビームによってもたらされた２つの反射ビームを集め、これらのビームを１つの同一の光学的出力経路に沿って交互に向けるのに適した光学ビーム結合器と、
前記出力されたビームのそれぞれを受光するセンサ手段であって、
・数がスクリーンの孔の数よりも少ないかまたは同一であり、
・基準面と被測定面とによってそれぞれ反射された２つの交番するビームによって形成される２つの光の像（例えば、光スポット状の）を交互に受光するように、スクリーンの孔の配置と関連づけられた配置で設置され、かつ
・２つの光の像のそれぞれのエネルギー重心の位置を表す出力信号を発生するのに適したオプトエレクトロニクスセンサ
を備えたセンサ手段と、
発光体手段により放射されたビームの波長範囲とオプトエレクトロニクスセンサ上に形成された像との間の時間的関係を確立する同期化手段と
基準面に対する被測定面の位置および傾きに関する情報を提供するために、オプトエレクトロニクスセンサで発生した信号の全てを処理する手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１１】
好ましい１つの単純な実施形態において、センサ手段の各センサは、２つの光の像のそれぞれのエネルギー重心の位置を表す２つの出力信号を発生するのに適した、ＰＳＤ（位置感応型検出器）センサと呼ばれる位置感応タイプの光感応センサである。
【００１２】
信号処理手段は、基準面に対する被測定面の距離の最良推定値および２つの傾きの角度の最良推定値に関する情報をそれぞれ供給するのに適しているのが有利である。
【００１３】
再び、本発明によって提供される好適な実施形態において、発光体手段は、
前記第１および第２の範囲を包含する波長帯域で光ビームを放射する少なくとも１つの光源と、
前記光ビームにおいて前記第１および第２の波長範囲を所定の周波数周期で経時的に交互に分離するのに適した光変調器と、
を備える。
【００１４】
実際には、特にマイクロフォトリソグラフィへの応用の目的で、サンプリング周波数は基板の位置のフィードバック制御に要求される帯域幅に関係する。通常、このサンプリング周波数は１ｋＨｚと１０ｋＨｚとの間にあり、好ましくは約２．５ｋＨｚである。
【００１５】
光（例えば紫外）放射を用いたマイクロフォトリソグラフィの分野で特に有用であり得る１つの可能な実施形態では、発光体手段は、超小型電子回路を製造するための前記プロセスの間、赤および／または近赤外にある波長範囲の、基板上に堆積されたフォトレジストに干渉しない波長範囲で光を放射する。特に、前記２つの波長範囲は、それぞれ、基準面上に向けられたビームの場合には、およそ６００〜６３０ｎｍの範囲であり、被測定面に向けられたビームに関しては、およそ６７０〜１０５０ｎｍの範囲であることが可能であり、これら２つの範囲の間の約６３０〜６７０ｎｍの中間領域は調節可能である。
【００１６】
ビームスプリッタ手段に関しては、様々な解決策が考えられる。実施するための１つの単純な解決策は、前記ビームスプリッタ手段が、所定の形態に配列された所定の形状の少なくとも３つの孔を有し前記光ビームによって交互に照明されるのに適したスクリーンを備えるという事実にあることができる。
【００１７】
再び好適な実施形態において、光学スプリッタおよび光学結合器は、波長に応じた屈折および反射によって作用する静的光学部品である。
【００１８】
本発明による規定の実施は、特に全てのこれらの規定の組み合わされた実施は、多くの有益な利点をもたらす。
【００１９】
１つの重要な利点は、ビームスプリッタとビーム結合器との間の異なる経路を除いて、２つのビームは同一の光路を厳密にたどり、同一の光学部品を通過またはそこで反射されるということにある。基準面に対する測定される面の相対位置は、２つのビームの光路差のみに依存する。したがって、特に熱ドリフトや、振動や、経年によるなどの長期的ドリフトによる、光学部品および／または光路の特性のいかなる変化も、両方のビームに同一の影響を有するので、相対的な再調整は不要である。
【００２０】
他の重要な利点は、基準面に対する被測定面の相対的な位置の測定は、前記面に対する測定系の位置から独立しており、それにより、振動および測定装置の位置の変動に対して測定装置が感応しないようにしていることである。
【００２１】
他の重要な利点は、特に光学ビームスプリッタおよびビーム結合器を作るための全ての光学部品は完全に静的であり動く部分を含まず、動く部分が無いことが振動を回避し、このことは、さらに具体的には、ほんのわずかな振動が集積化微細回路の製造において主要なトラブルの原因となるマイクロフォトリソグラフィ装置への想定される応用において特に最も重要であるという事実に基づいている。
【００２２】
加えて、相対的な動きを受ける部分が無いことは、例えば金属粉塵等の粉塵の形成の原因となる部品間の摩擦を防ぎ、この粉塵の存在は、繰り返して言うが、特に、クリーンな環境で動作するマイクロフォトリソグラフィ装置においては、非常に弊害をもたらす。
【００２３】
最後に、上に説明したように、２つの光ビームによって形成された２つの光スポットのエネルギー重心の位置を表す出力信号を発生するのに好適な位置感応（ＰＳＤ）タイプの光感応性電子部品を、センサを構成するために使用することは、装置の検出部分についての大幅な単純化を意味する。これは、各センサが、その二重照明に関連して重心の情報を生成するように本質的に設計されているからであり、したがって、それ自体は既知の処理手段は、信号の全てを処理し、そこから基準面に対する被測定面の位置に関する所望の情報を（距離と傾きの値のより良い推定値の形で）推定れば十分である。
【００２４】
全体として、マイクロフォトリソグラフィ装置に本発明により設計された測定装置を実施することは、この装置が使用される状態をかなり改良し、この装置の性能をかなり高めることができる。
【００２５】
本発明は、非制限的実施例によってもっぱら与えられるいくつかの好適な実施形態の以下の詳細な説明を読むことによってより明確に理解されよう。この説明の中で添付の図面が参照される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
ここで、本発明の全般的な規定が図１および図２を参照して説明される。
【００２７】
図１に極めて概略的に示されているのは、平坦な基準面Ｌに対しておよびこの基準面Ｌに実質的に垂直な方向Ｄに沿って、局所的に平面にたとえられることができる被検査面Ｗの距離ｄと２つの方向ｘおよびｙにおける傾きＲｘおよびＲｙを測定するための、光学的三角測量または輪郭測定を利用した光学的測定装置である。言い換えると、測定装置は、基準面Ｌと、被検査面Ｗを定義する２つの方向ｘおよびｙと、方向ｘおよびｙに垂直な方向ｚにほぼ対応する方向Ｄとに関連して、面Ｗの姿勢を測定することができる。
【００２８】
図１において、装置は、特に本発明の実用的な実施のために想定された用途、すなわち、光軸が前述の方向Ｄであり、装置のフレーム２に固定され、その末端のレンズの前面が平坦であり前述の基準面Ｌを構成する対物レンズ１を有するマイクロフォトリソグラフィ装置に関連して概略的に示されている。対物レンズ１に対向して置かれているものは、対物レンズ１の真下の要素４を方向Ｄの軸にほぼ沿って支持するように設計された支持体３である。これに関連して、要素４は、高密度に集積された超小型集積電子回路の製造のために選択的マスキングおよび露光の連続的な処理を受けるシリコンなどの半導体材料で作られたウェーハである。対物レンズ１に向き合っているのは、上述の少なくとも局所的に実質的に平坦な被検査面Ｗを構成する要素４の上側の表面である。支持体３は、測定装置によって検出されたずれに応じてその位置、したがって支持体３が支持するウェーハ４の位置、を調節するための調節手段を介して、装置のフレーム２の上に取り付けられる。このために、支持体３は、３つの調節手段、すなわち、前述の距離ｄを調節するために方向Ｄに沿って作動させるための距離調節手段５ならびに、それぞれ支持体にｘ軸周りの回転Ｒｘおよびｙ軸周りの回転Ｒｙを受けさせるのに好適な２つの回転調節手段６および７、の作用を受けるようにされる。
【００２９】
測定装置は、同一の経路に沿って所定の繰返し周波数でそれぞれ第１の波長範囲と第２の波長範囲にある２つの交番する光ビームを放射するのに好適な発光体手段８を含む。図１では、２つのビームは合わせて示されており、ビームＦＬは二重矢線で示され、別のビームＦＷは単一矢線で示されている。上述した特定の用途に関連して、発光体手段８は、赤および／または近赤外で光を放射し、ビームＦＬはおよそ６００〜６３０ｎｍの波長範囲ΔλＬの放射を含み、ビームＦＷはおよそ６７０〜１０５０ｎｍの波長範囲ΔλＷの放射を含む。２つのビームは、図２に示すように、要素４の位置のフィードバック制御に必要とされる帯域幅に関係しているサンプリングサイクル時間Ｔで、等しくない期間ＴＷとＴＬとを有し、通常、サンプリング周波数は１ｋＨｚと１０ｋＨｚとの間である。マイクロフォトリソグラフィへの応用に関連して、ビームＦＬは１００マイクロ秒程度の期間ＴＬを有し、一方、ビームＦＷは３００マイクロ秒程度の期間ＴＷを有し、周期の全期間Ｔは約４００マイクロ秒であり、すなわちサンプリング周波数は２．５ｋＨｚ程度である。
【００３０】
発光体手段８の下流には、各単一の入射ビームＦＬ、ＦＷから、所定の構成に分配された少なくとも３つのビームを備えた複数の光ビームＦ’Ｌ、Ｆ’Ｗを発生させるのに好適なビーム分割器手段９がある。
【００３１】
光学投影系１０を経て、複数の光ビームは、入射光ビームＦ’Ｌ、Ｆ’Ｗをそれぞれ２つの波長範囲に関連して２つの異なる方向に向けるのに好適な光学スプリッタ１１に到達し、この光学スプリッタ１１は、２つの出力ビームＦ’Ｌ、Ｆ’Ｗが実質的に等しい長さの経路に沿って基準面Ｌおよび被検査面Ｗの上にそれぞれ向けられるように、基準面におよび被検査面に対して側方に置かれている。
【００３２】
ビームＦ’ＬおよびＦ’Ｗは、その後で反射された２つのビームＦ’’Ｌ、Ｆ’’Ｗを集めそれらを交互に同じ光学出力経路に沿って向けるのに好適な光学的ビーム結合器１２上で互いに集光させるように、２つの面ＬおよびＷで反射させられる。
【００３３】
光学的検出システム１３を通過した後、交互に外へ向かうビームＦ’’Ｌ、Ｆ’’Ｗは、オプトエレクトロニクスセンサ１５を備えたセンサ手段１４に到達するが、このオプトエレクトロニクスセンサ１５は、
・数が複数の分割されたビームの数よりも少ないかまたは同数であり、
・各オプトエレクトロニクスセンサ１５が２つの交番する反射ビームＦ’’Ｌ、Ｆ’’Ｒによってそれぞれ形成された２つの光の像１６Ｌ、１６Ｗを交互に受光するように、複数の分割ビームの配置と関連づけられた配置で設置され、かつ、
・２つの光の像１６Ｌ、１６Ｗのそれぞれのエネルギー重心の位置を表す出力信号を発生するのに好適である。
【００３４】
次いで、基準面Ｌに対する被検査面Ｗの位置と傾きに関する出力情報を供給するという最終的な必要性のために、オプトエレクトロニクスセンサ１５で発生した全ての信号を処理するための手段１７が設けられる。次いで、この出力情報は、これが必要である場合には、要素４を基準面Ｌに対して正しい位置に持って行くように支持体３を調整するために、上述の距離調節手段５および回転調節手段６、７を制御するために使用される。
【００３５】
処理手段１７がオプトエレクトロニクスセンサ１５上に交互に形成された２つの光の像１６Ｌ、１６Ｗを識別できるようにするために、発光体手段８によって交互に放射された２つのビームＦＬ、ＦＷとオプトエレクトロニクスセンサ１５の上に交互に形成された２つの像１６Ｌ、１６Ｗとの間の関係を確立するための同期化手段が、発光体手段８と例えば処理手段１７との間に設けられる。実際は、これらの同期化手段は処理手段１７と一体であってもよく、このために発光体手段８と処理手段１７との間に回線１７ａを設けることができる。
【００３６】
センサ手段１４は、所望の重心エネルギー情報を発生するために任意適切な方法で設計することができる。特に、ＣＣＤダイオードまたはＣＭＯＳトランジスタのマトリックスを使用することが考えられる。しかし、当技術の現在の状況においては、最も適切な解決策は、センサにより受光された２つの光の像１６Ｌ、１６Ｗのそれぞれのエネルギー重心の位置を表す２つの出力信号を発生するのに最適な、センサ手段１４の各センサ１５がＰＳＤ（位置感応型検出器）タイプの光感応センサであるような解決策であると思われる。この種のセンサの有利な点はその関連した電子回路にあり、この回路は小型、コンパクトであって、極めて高精度（数ミリメートルの長さにわたって１μｍよりも優れている）である。
【００３７】
使用されるべきセンサの数は、所望の測定精度、被検査面Ｗの上の複数のビームが覆う領域の大きさ、および、特に、透過できるビームの数に関連して光学系によって課せられる限界とに依存する。図３Ａは、面Ｗの上の光ビームＦ’Ｗによって覆われる領域を表わしている像１８の輪郭の例を破線で示し、この領域は、姿勢（１つの距離および２つの角度）を推定することが望まれている面Ｗのその部分に対応している。具体的に言えば、この領域は、約２０〜３０ｍｍの長さと６〜１２ｍｍの幅を有する矩形の形状をした領域であることができる。図３Ａに示した例では、実質的に矩形の９つのスポット３５が示されており、これらのスポットは、像の領域１８の範囲内またはその近傍の中央スポットの周りにほぼ対称的に分布している（これは、もとのビームの分割の結果生じた９つの平行ビームの使用を意味する）。光スポットは、最適な検出効率をもたらすために、好適な任意の形状とし、かつ任意の配列に配置させることができる。例えば、矩形スポット３５は、領域の軸に対して約４５度の角度αに向けられる。
【００３８】
図３Ｂは、再び例示のために、中心（十字１９）と、それぞれ実質的に矩形の輪郭１６Ｌ（ブランクスポット）および１６Ｗ（網掛けスポット）の光スポットとがそれぞれ示された一群の４つのセンサ１５を、拡大した縮尺で示す。符号２０は、各センサ１５の２つの出力を処理手段１７に接続している２つの結線を示す。上述したように、センサ１５の出力信号は、位置の基準である中心１９に対する２つのスポット１６Ｌ、１６Ｗの光エネルギー重心の位置を表すものである。面Ｌに対する面Ｗのいかなる動きΔｈも、この動きがｚ方向に沿った２つの面に垂直な移動によるものかまたは傾きによるものかに関わらず、少なくとも１つのセンサ１５の上のスポット１６Ｗの動きに反映される。
【００３９】
この種のセンサによって可能となる位置検出の極めて高い精度以外に、さらなる有利さが、重心検出のおかげで、スポットの形状およびスポット１６Ｌおよび１６Ｗの厳密な位置が考慮されていないという事実の中にあることが強調されるべきである。２つのスポット１６Ｌおよび１６Ｗの２つの重心間の相対距離だけが考慮される。特に、基準面により与えられるスポット１６Ｌの極めて厳密な初期調節を行うことは不必要であり、これらのスポットが、対応するセンサの上に配置されるだけで十分である。しかしながら、これらのスポットを、センサの最適な固有の性能に対応しているセンサの中心近くに配置することが好ましい。
【００４０】
センサ１５によって与えられた信号を処理するための手段１７は、当業者に知られた方法で、計算アルゴリズム特に行列計算を実行するように設計され、それらは、基準面Ｌに対する被検査面Ｗの距離ｄの最適推定値と傾きの２つの角度の最適推定値とに関する情報をそれぞれ提供する。
【００４１】
発光体手段８は、図４に示されるように、
上述の第１および第２範囲ΔλＬおよびΔλＷを包含する波長帯域にある単一の光ビーム２２を放射する光源（またはいくつかの組み合わされた光源）２１と、
上述の第１および第２波長範囲ΔλＬおよびΔλＷにそれぞれ対応した波長、特に上述の実施例で想定された範囲では、基準面に向けられたビームの場合にはおよそ６００〜６３０ｎｍの範囲のΔλＬと、被検査面に向けられたビームの場合にはおよそ６７０〜１０５０ｎｍの範囲のΔλＷである波長を有し、前記実施例に関して、時間的に交互に切り替わるように所定の周波数サイクル、特に１ｋＨｚと１０ｋＨｚとの間のサイクル周波数、好ましくは約２．５ｋＨｚでビームを、上記の単一の光ビーム２２の中で分離するのに好適な光変調器２３と、
を備えることができる。
【００４２】
ビーム分割器手段９に関してはいくつかの解決策を考えることができる。図５Ａに示すように、光スポットの所望のアレイを形成するように支持体２５によって適切な幾何学的配置で支持された光ファイバ２４の形態の複数の光源によってもたらされる、複数のビームを考えることができる。図５Ｂに示すように、ビーム分割器手段は、単純で現在好まれている様式で、照明光学系３０を通してビームＦＬとＦＷとによって照射されるスクリーンを形成するプレート２６を構成し、このプレートには、光スポットの所望のパターンを得るために選択された形状を有し必要とされる幾何学的配列に分布されたいくつかの穴２７が開けられている。
【００４３】
最後に、光学スプリッタ１１および光結合器１２は波長範囲ΔλＬおよびΔλＷに応じた屈折および反射により作用する静的光学部品である。ミラーを含む技術的解決策を考えることができ、これらは、図６Ａに示すように異なる傾き角度を有する２つの並設されたのミラー２８ａ、２８ｂを用いた複ミラー２８、または、図６Ｂに示すように２つの連続したミラーを使用した二重ミラー２９であって、第１ミラー２９ａは例えば範囲ΔλＬの光に対して反射し範囲ΔλＷの光に対して屈折し、一方、第１ミラーの背後に置かれた第２ミラーは、範囲ΔλＷの光を受けて反射する。しかし、現在の好適な解決策は、光学スプリッタ１１と光結合器１２の双方を、共に接合された２つのプレート３３、３４から形成された１つのプリズム組立体３１の形態で提供することにあり、図６Ｃに示すように、その界面３２は、例えば、範囲ΔλＬの光を反射し、他の範囲ΔλＷの光は屈折する。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明によるマイクロフォトリソグラフィ装置への応用に関連して示され、より詳細には本発明により意図された、光学的三角測量を利用した測定装置の極めて概略的な図である。
【図２】図１の装置において基準面および被検査面の上にそれぞれ向けられた２つのビームの時間的間隔を説明するグラフである。
【図３Ａ】被測定面の上の、光スポットの分配の１つの可能な例の概略図である。
【図３Ｂ】図３Ａに示された構成に使用されることができるセンサの好ましい実施例の働きを説明する概略図である。
【図４】図１の装置の発光体手段の好ましい実施形態の概略図である。
【図５Ａ】図１の装置のビームスプリッタ手段の典型的な実施形態を簡素化した形で示す図である。
【図５Ｂ】図１の装置のビームスプリッタ手段の典型的な実施形態を簡素化した形で示す図である。
【図６Ａ】図１の装置のビームスプリッタの典型的な実施形態を示す図である。
【図６Ｂ】図１の装置のビームスプリッタの典型的な実施形態を示す図である。
【図６Ｃ】図１の装置のビームスプリッタの典型的な実施形態を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【国際調査報告】
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