(57)【要約】【課題】リトグラフ投影装置における測定装置を搭載するフレームの電気部品による熱変形、汚染問題を解決する。【解決手段】本発明は、放射線源から出る放射線から投影ビームＰＢを作る放射装置３、４と、投影ビームにパターン付与すべく投影ビームで照射されるパターン付与手段を保持するための支持構造と、基板を保持するための基板テーブルと、パターン付与手段の照射部分の画像を基板の目標部分に与えるように構成され、配列された投影装置とを含むリトグラフ投影装置１。さらに、リトグラフ投影装置は、第１フレームと、少なくとも１つの光学部品および少なくとも１つの電気部品を有する測定装置とを含む。電気部品は動作中に熱を出す。光学部品は第１フレームに搭載されている。少なくとも１つの電気部品は第２フレーム５９に搭載されている。フレーム５９は、第１フレーム５１に対して熱的、機械的に減結合されている。第１フレーム５１と第２フレーム５９の間で光結合が行われる。【選択図】図３
2005026693.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線源（ＬＡ）によって放出される放射線から投影放射線ビーム（ＰＢ）を形成する放射装置（３、４）と、
前記投影放射線ビームをパターン付与するために、前記投影放射線ビームで照射されるべきパターン付与手段を保持するように構築された支持構造（ＭＴ）と、
基板を保持するように構築された基板テーブル（ＷＴ）と、
前記パターン付与手段の照射された部分の画像を前記基板の目標部分に形成するように構築されかつ配設された投影装置（ＰＬ）とを含み、さらに
第１フレーム（５１）と、
前記第１フレームに取り付けられた少なくとも１つの光学部品、および、少なくとも１つの電気部品を含む測定装置とを含むリトグラフ投影装置（１）において、
前記少なくとも１つの電気部品（６５）が、前記第１フレーム（５１）に対して、実質上、熱的および機械的に減結合された第２フレーム（５９）に搭載されていることを特徴とするリトグラフ投影装置（１）。
【請求項２】
前記第１フレーム（５１）と前記第２フレーム（５９）の間で光結合が行われることを特徴とする請求項１に記載されたリトグラフ投影装置（１）。
【請求項３】
前記光結合が、前記第１フレーム（５１）に搭載された少なくとも第１レンズ（５）、および、前記第２フレーム（５９）に搭載された少なくとも第２レンズ（１９）から成る組立体を含むことを特徴とする請求項２に記載されたリトグラフ投影装置（１）。
【請求項４】
前記組立体が瞳面を有し、前記第１フレーム（５１）が壁（２７）を有する閉鎖室内に収蔵され、前記壁（２７）が透明窓（１７）を有し、かつ、光学的作用力を有する要素が前記瞳面と前記透明窓（１７）との間に配設されていないことを特徴とする請求項３に記載されたリトグラフ投影装置（１）。
【請求項５】
前記窓（１７）が前記瞳面に配列されていることを特徴とする請求項４に記載されたリトグラフ投影装置（１）。
【請求項６】
前記閉鎖室内に第１圧力が存在し、前記閉鎖室外に第２圧力が存在することを特徴とする請求項４または請求項５に記載されたリトグラフ投影装置（１）。
【請求項７】
放射線感応材料の層で少なくとも部分的に覆われた基板を用意する段階と、
放射装置を用いて投影放射線ビームを供給する段階と、
パターン付与手段を用いて、投影放射線ビームの横断面にパターンを付与する段階と、
前記パターン付与された投影放射線ビームを前記放射線感応材料の層の目標部分に投影する段階とを含むリトグラフ工程で集積構造を製造する方法であり、さらに、
第１フレーム（５１）と、少なくとも１つの光学部品および動作中に熱を出す少なくとも１つの電気部品を有する測定装置とを含むリトグラフ投影装置（１）を用いる段階を含み、前記少なくとも１つの光学部品が前記第１フレーム（５１）に配設されている、リトグラフ工程で集積構造を製造する方法において、
前記第１フレーム（５１）に対して、実質上、熱的および機械的に減結合された第２フレーム（５９）に搭載された前記少なくとも１つの電気部品を用いることを特徴とするリトグラフ工程で集積構造を製造する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はリトグラフ投影装置に係わり、この装置は以下を含む、
放射線源によって放出される放射線から投影放射線ビームを形成する放射装置、
前記投影ビームにパターン付与するために投影ビームで照射されるべきパターン付与手段を保持するように構築された支持構造、
基板を保持するように構築された基板テーブル、
パターン付与手段の照射された部分の画像を基板の目標部分に形成するように構築されかつ配設された投影装置、
第１フレーム、および
第１フレームに取り付けられた少なくとも１つの光学部品、および、少なくとも１つの電気部品を含む測定装置。
【背景技術】
【０００２】
リトグラフ投影装置における、レベル・センサまたは位置合わせセンサ等の測定装置は、フレームに搭載された光学部品および電気部品から成る。光学部品は、ウェーハ・テーブル上の基板（ウェーハ）の特性およびウェーハの起伏を測定するために用いられる。光学情報は、電気部品（例えば、検出器）内で代表する測定信号に変換される。電気部品は、作動中に熱を発生する。現在そうであるように、光学部品および電気部品が搭載されているフレーム（計測フレーム）が、熱によって変形を起こすだろう。フレームの変形は、測定精度をひどく脅かす。その上、電気部品は、計測フレームの多くの場所を占有する。また、計測フレームに存在する部品が多いほど、可能性のある汚染源が多くなる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
かくして、本発明の目的は、計測フレームに存在する電気部品の数を減らして、これらの問題を解消することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の第１の実施形態では、少なくとも１つの電気部品が、熱的および機械的に第１フレームに対して実質的に減結合（decoupled）された第２フレームに搭載される。このことは、計測フレームと熱的に接触する熱発生部品が実質的に少なくなり、これによって、変形および汚染の問題が軽減されるという利点を有する。
【０００５】
しかし、一般に２つの別体フレーム（計測フレームと、第２または基体フレーム）は相対的に動く可能性があるという別の問題が起こる。そのようなものとして、相対的な動きによって、計測フレームから基体フレーム上の検出器に投射される光信号の量（光パワーの量）が変化する可能性がある。そのような動きの直接的結果は、ウェーハの位置測定における誤りである。また、クロストーク（混信）が起こるかもしれない。
【０００６】
したがって、また、本発明の目的は、これらの問題を解消し、かつ基体フレームと計測フレームの間の並進運動に対して比較的鈍感な測定装置を有するリトグラフ投影装置を提供することである。
【０００７】
したがって、本発明の別の実施形態は、前記第１フレームと前記第２フレームの間で光結合が行われることを特徴とする。相対的な動きに対して感度の低い装置になる。
【０００８】
本発明の別の実施形態は、光結合が、第１フレームに搭載された少なくとも第１レンズと、第２フレームに搭載された少なくとも第２レンズとから成る組立体を含むことによって特徴づけられる。光結合は、計測フレームに配置された第１写像レンズ組立体によってなされ、選択的に、このレンズの光軸が、基体フレームに配置された第２正検出器レンズの光軸に対して平行である。検出器が検出器レンズの焦点面の定点に位置したままである時、両レンズの光軸相互間の正確な並進運動は、画像から来る光線が検出器レンズから出て検出器に達する角度の変化に帰着する。しかしながら、検出器レンズから出る光線は、検出器が位置する焦点をやはり通過する。このようにして、両フレームは、検出器に入射する光信号のパワーに影響を及ぼすことなく相対的に動くことができる。前記組立体は、２つよりも多いレンズを含んでもよい。
【０００９】
本発明の別の実施形態は、前記リトグラフ装置に係わり、前記組立体は瞳面を含み、前記第１フレームが、壁を有する閉鎖室内に収蔵され、前記壁は、透明窓を含み、かつ、光学的作用力（パワー）を有する部材が瞳面と透明窓の間に配設されていないことを特徴とする。ここで、前記部材の光学的作用力とは、斯かる光学的部材が、該部材に入る光線相互の角度方向を変えないことを意味する。透明窓は、第１レンズと第２レンズの間に位置する。このことによって、透明窓を通過する光線の平面上の平行変位のみが生じる。光線の平行変位は、光線が第２レンズの後方の焦点面に達する光線の角度に影響を及ぼすだけである。しかし、例えば検出器のような電子的な手段は、同一量の光学的エネルギー（パワー）を受け取る。第１フレームを透明窓を有する閉鎖室内に収蔵する利点は、第１フレームが外部の影響（とりわけ、汚染）を受け難くなる一方、発生した光信号は透明窓を容易に通過して閉鎖室外の世界に至ることができることである。
【００１０】
本発明の別の実施形態は、前記閉鎖室内に第１圧力が存在し、かつ、閉鎖室外に第２圧力が存在することを特徴とする。このことは、ＥＵＶ放射線で働くように意図されたリトグラフ装置では特に有用である。この装置は、（高）真空下にある計測フレームを必要とする。他方で、電気部品で発生した熱の適切な除去を保証するために、大気条件が必要である。真空状態に関する同等な要求条件は、電子ビーム、イオン・ビーム、Ｘ線放射などで働くリトグラフ装置に当てはまる。
【００１１】
また、本発明は、
放射線感応材料の層で少なくとも部分的に覆われた基板を用意する段階と、
放射装置を用いて投影放射線ビームを供給する段階と、
パターン付与手段を用いて、投影放射線ビームの横断面にパターンを付与する段階と、
パターン付与された放射線ビームを放射線感応材料層の目標部分に投影する段階とを含むリトグラフ工程で集積構造を製造する方法に係わり、本方法は、さらに、
第１フレームと、少なくとも１つの光学部品および動作中に熱を出す少なくとも１つの電気部品を有する測定装置とを含むリトグラフ投影装置を用いる段階を含み、前記少なくとも１つの光学部品は前記第１フレームに配設されており、第１フレームに対して熱的および機械的に実質的に減結合された第２フレームに搭載された少なくとも１つの電気部品を用いることによって特徴づけられる。
【００１２】
上で用いた用語「パターン付与手段」は、基板の目標部分に作るべきパターンに対応するパターン付与された横断面を、入射放射線ビーム（または、粒子ビーム）に与えるために用いることができる手段を指すものとして、広義に解釈すべきである。また、用語「光弁」は、この文脈で用いることができる。一般に、前記パターンは、集積回路またはその他のデバイス等の、目標部分に作られるデバイスにおける特別な機能層に対応する（以下を参照されたい）。そのようなパターン付与手段の例は、以下のものを含む。
マスク：  マスクの概念は、リトグラフではよく知られており、各種ハイブリッド（混成）・マスクは勿論のこと、バイナリ（２元）マスク、交互位相シフトマスク、減衰相シフトマスク等のマスク種を含む。そのようなマスクを放射線ビーム中に配置することで、マスク・パターンに応じて、マスクに当たる放射線の選択的透過（透過マスクの場合）または反射（反射マスクの場合）が起こる。マスクの場合、支持構造は、一般にマスク・テーブルであり、このマスク・テーブルによって、入射放射線ビーム中の所望位置にマスクを保持でき、また、所望により、マスクをビームに対して移動させることができる。
プログラム可能なミラー・アレイ：  そのようなデバイスの一例は、粘弾性制御層および反射表面を有するマトリックス・アドレス指定可能な表面である。そのような装置の基本原理は、例えば、反射表面のアドレス指定された領域が入射光を回折光として反射し、アドレス指定されていない領域が入射光を非回折光として反射するというものである。適切なフィルタを用いて、前記非回折光を、反射ビームからフィルタ除去して、後に回折光だけを残すことができる。このようにして、マトリックス・アドレス指定可能な表面のアドレス指定パターンに従って、ビームのパターン付与が行なわれる。プログラム可能なミラー・アレイのその他の例では、微小ミラーのマトリックス配列が使用される。この微小ミラーの各々は、適切な局部電界を加えることによって、または、圧電作動手段を用いることによって、軸線の周囲で傾斜させることができる。繰り返して云うが、アドレス指定されたミラーがアドレス指定されないミラーに対して異なる方向に入射放射線ビームを反射するように、ミラーのマトリックス・アドレス指定が可能である。このようにして、反射ビームは、マトリックス・アドレス指定可能なミラーのアドレス指定されたパターンに応じてパターン付与される。必要なマトリックス・アドレス指定は、適切な電子的手段を用いて行うことができる。前記両状況で、パターン付与手段は１つまたは複数のプログラム可能なミラー・アレイを含むことができる。ここで述べたミラー・アレイについて、例えば、米国特許第５２９６８９１号、米国特許第５５２３１９３号、ＰＣＴ特許出願であるＷＯ９８／３８５９７およびＷＯ９８／３３０９６から、多くの情報を得ることができる（これらの特許および特許出願の記載内容を本明細書の記載として援用する）。プログラム可能なミラー・アレイの場合、前記支持構造は、例えば、フレームまたはテーブルとして具現化でき、それは、必要に応じて、固定式でも可動式でもよい。
プログラム可能なＬＣＤアレイ：  そのような構造の例が、米国特許第５２２９８７２号に記載されている（本特許の記載内容を本明細書の記載として援用する）。前記と同様に、この場合の支持構造は、例えば、フレームまたはテーブルとして具現化でき、それは、必要に応じて、固定式でも可動式でもよい。
【００１３】
簡潔化のために、本明細書の残りの部分の或る箇所では、特に、マスクおよびマスク・テーブルを含む例について述べる。しかし、そのような例で述べる一般的原理は、前述のパターン付与手段という広義の文脈で理解すべきである。
【００１４】
リトグラフ投影装置は、例えば、集積回路（ＩＣ）の製造で使用することができる。その場合、パターン付与手段は、ＩＣの個々の層に対応する回路パターンを作ることができる。このパターンが、放射線感応材料（レジスト）の層で覆われた基板（シリコン・ウェーハ）上の目標部分（例えば、１つまたは複数のダイを含む）に画像投与される。一般に、単一ウェーハは、全体として網目状になされた互いに隣り合う目標部分を含み、この隣接する目標部分が、投影装置により、一度に１つずつ、順次照射される。マスク・テーブル上のマスクによるパターン付与が採用されている現在の装置は、２つの異なる種類の機械に区別することができる。一方の種類のリトグラフ投影装置では、全マスク・パターンを一括して目標部分に露光することで、各目標部分が照射される。そのような装置は、通常、ウェーハ・ステッパまたはステップ・アンド・リピート装置と呼ばれる。通常、ステップ・アンド・スキャン装置と呼ばれる他の装置では、投影ビームの当たるマスク・パターンを特定の基準方向（走査方向）に漸進的に走査し、同時に、この方向に対して平行または逆平行に同期して基板テーブルを走査することで、各目標部分が照射される。一般に、投影装置は、拡大係数Ｍ（一般に、Ｍ＜１）を有するので、基板テーブルが走査される速度Ｖは、マスク・テーブルが走査される速度の係数Ｍ倍となる。ここで説明したようなリトグラフ装置に関して、例えば、米国特許第６０４６７９２号（その記載内容を本明細書の記載として援用する）から、さらに多くの情報を得ることができる。
【００１５】
リトグラフ投影装置を使用する製造工程では、放射線感応材料（レジスト）の層で少なくとも部分的に覆われた基板に、パターン画像（例えば、マスクのパターン画像）が与えられる。この画像形成段階の前に、基板は、下塗り、レジスト被覆、およびソフト・ベークのような各種手順を経ることができる。露光後に、基板は、露光後ベーク（ＰＥＢ）、現像、ハード・ベーク、および、形成された画像の測定／検査等のその他の処理を受けるだろう。この一連の処理は、デバイス（例えば、ＩＣ）の個々の層にパターン付与するための基礎として行なわれる。次に、そのようなパターン付与層は、エッチング、イオン注入（ドーピング）、メタライゼーション（金属被膜処理）、酸化、化学機械的研磨等の、全て、個々の層を仕上げることを意図した各種処理を受けるだろう。複数層が必要な場合には、こられ全ての処理、または、その変形処理を、新しい層ごとに繰り返さなければならない。最終的に、一連のデバイスが基板（ウェーハ）上に存在する結果になる。次に、ダイシング（賽の目状截断）またはソーイング（截断）等の方法で、これらのデバイスを互いに分離し、次いで、個々のデバイスを、ピンなどに接続されたキャリアに搭載することができる。そのような処理工程に関する更に多くの情報は、例えば、「マイクロチップの製造：  半導体処理に対する実用ガイド」（第３版）（Peter van Zant著、McGraw Hill 出版社、１９９７年発行、ISBN 0-07-067250-4）と題する書籍から得られる。
【００１６】
簡略化のために、以下、投影装置を「レンズ」と呼ぶことがある。しかし、この用語は、例えば、屈折光学系、反射光学系、および反射屈折系等の各種投影装置を包含するものとして広義に解釈すべきである。また、放射装置は、これらの設計方式のいずれかに従って動作して投影ビームを方向付け、整形し、または制御する部品を含むことができる。さらに、そのような部品もまた、以下で一括してまたは単独で、「レンズ」と呼ぶことができる。さらに、リトグラフ装置は、２つ以上の基板テーブル（および／または２つ以上のマスク・テーブル）を有する種類のものであることができる。そのような「マルチ・ステージ」の装置では、追加のテーブルは、並列に使用されることがあり、または、１つまたは複数の他のテーブルを露光に使用しながら、１つまたは複数のテーブルで準備ステップを行うことができる。２ステージ・リトグラフ装置は、例えば、米国特許第５９６９４４１号およびＷＯ  ９８／４０７９１に記載されている（これらの記載内容を本明細書の記載として援用する）。
【００１７】
本明細書では、ＩＣの製造で本発明による装置を使用することを特に参照する可能性があるが、そのような装置は他の多くの可能な用途を有することを明確に理解すべきである。例えば、集積光システム、磁気ドメイン・メモリの誘導および検出パターン、液晶表示パネル、薄膜磁気ヘッド、その他の製造で使用することができる。当業者は理解するであろうが、そのような他の用途の環境では、この明細書での用語「レチクル」、「ウェーハ」または「ダイ」の使用は、より一般的な用語「マスク」、「基板」および「目標部分」でそれぞれ置き換えられるものとして考えるべきである。
【００１８】
本文献において、用語「放射」および「ビーム」は、紫外線（ＵＶ）放射（例えば、波長が、３６５、２４８、１９３、１５７または１２６ｎｍである）および極超紫外線（ＥＵＶ）放射（例えば、波長が５〜２０ｎｍの範囲にある）、並びにイオン・ビームまたは電子ビームのような粒子ビームを含んだ、全ての種類の電磁放射を包含するように使用される。
【００１９】
本発明は、これから、添付の図面に関連して説明するが、この図面は、単なる例を示しかつ保護の範囲を限定しないように意図されているに過ぎない。
【実施例】
【００２０】
図１は、本発明の一実施例に係わるリトグラフ投影装置１を模式的に示す。
【００２１】
本装置は、放射装置Ｅｘ、ＩＬと、第１物体テーブル（マスク・テーブル）ＭＴと、第２物体テーブル（基板テーブル）ＷＴと、投影装置（レンズ）ＰＬとを含む。
前記放射装置Ｅｘ、ＩＬは、投影放射線ビームＰＢ（とりわけ、紫外線（ＵＶ）放射（例えば、３６５、２４８、１９３、１５７または１２６ｎｍの波長を有する）および極超紫外線（ＥＵＶ）放射線（例えば、５〜２０ｎｍの範囲の波長を有する）を含むあらゆる種類の電磁放射線）を供給するためのものであり、この特別な例では、放射線源ＬＡをも含む。
前記第１物体テーブル（マスク・テーブル）ＭＴは、マスクＭＡ（例えば、レチクル）を保持するためのマスク・ホルダを備え、かつ、要素ＰＬに対してマスクを正確に位置決めするための第１位置決め手段ＰＭに接続される。
前記第２物体テーブル（基板テーブル）ＷＴは、基板Ｗ（例えば、レジスト被覆されたシリコン・ウェーハ）を保持するための基板ホルダを備え、かつ、要素ＰＬに対して基板を正確に位置決めするための第２位置決め手段ＰＷに接続される。
前記投影装置（レンズ）ＰＬは、マスクＭＡの照射された部分を、基板Ｗの目標部分Ｃ（例えば、１つまたは複数のダイを含む）上に画像投与するためのものである。
【００２２】
ここに示すように、本装置は、反射型（すなわち、反射マスクを有する）である。しかし、一般に、本装置は、例えば（透過マスクを有する）透過型であることもできる。別法として、本装置は、上で言及したような種類のプログラム可能なミラー・アレイのような、他の種類のパターン付与手段を使用することができる。
【００２３】
放射線源ＬＡ（例えば、レーザ形成プラズマまたは放電プラズマＥＵＶ放射線源）は、放射のビームを生成する。このビームは、直接か、または、例えばビーム拡大器Ｅｘなどのコンディショニング手段を通り抜けた後かいずれかで、照明システム（照明装置）ＩＬに送られる。照明装置ＩＬは、ビーム内の強度分布の外側半径範囲および／または内側半径範囲（通常、それぞれ、外側σ、内側σと呼ばれる）を設定するための調整手段ＡＭを備えることができる。さらに、照明装置は、一般に、積分器ＩＮ、集光器ＣＯなどの様々な他の部品を備える。このようにして、マスクＭＡに当たっているビームＰＢは、その断面内に所望の一様性および強度分布を持つ。
【００２４】
図１に関して留意すべきは、放射線源ＬＡは、リトグラフ投影装置のハウジング内にあってもよいが（例えば、放射線源ＬＡが水銀ランプの場合、そうであることが多い）、放射線源ＬＡがリトグラフ投影装置から離れており、それから出る放射線ビームがリトグラフ投影装置内に導いてもよい（例えば、適切な方向づけミラーを用いる）。この後者の状況は、放射線源ＬＡがエキシマ・レーザである場合に多い。本発明および特許請求の範囲は、これら両者を含む。
【００２５】
ビームＰＢは、その後、マスク・テーブルＭＴに保持されているマスクＭＡと交差する。マスクＭＡを通り抜けたビームＰＢは、レンズＰＬを通り抜ける。このレンズＰＬは、ビームＰＢを基板Ｗの目標部分Ｃに収束させる。第２位置決め手段ＰＷ（および干渉測定手段ＩＦ）を使って、基板テーブルＷＴは、例えば、ビームＰＢの経路内に異なった目標部分Ｃを位置決めするように、正確に移動させることができる。同様に、第１位置決め手段ＰＭを使用して、例えば、マスク・ライブラリからマスクＭＡを機械的に取り出した後で、または走査中に、ビームＰＢの経路に対してマスクＭＡを正確に位置決めすることができる。一般に、物体テーブルＭＴ、ＷＴの移動は、長行程モジュール（粗い位置決め）と短行程モジュール（精密位置決め）を使って行われる。これらのモジュールは、図１に明示的に示さない。しかし、ウェーハ・ステッパ（走査ステップ式装置に対して）の場合は、マスク・テーブルＭＴは、短行程用アクチュエータに接続されるだけでよく、または、固定してもよい。マスクＭＡと基板Ｗは、マスク位置合わせマークＭ１、Ｍ２および基板位置合わせマークＰ１、Ｐ２を使用して位置合わせすることができる。
【００２６】
図示の装置は、２つの異なるモードで使用することができる。
１．ステップ・モードでは、マスク・テーブルＭＴは基本的に静止したままであり、全マスク画像が一括して（すなわち、単一「フラッシュ」で）目標部分Ｃに投影される。次に、異なる目標部分ＣがビームＰＢで照射されるように、基板テーブルＷＴがｘおよび／またはｙ方向に移動される。
２．走査モードでは、基本的に同じ状況が当てはまるが、ただ、特定の目標部分Ｃが単一「フラッシュ」で露光されないことが異なる。代わりに、マスク・テーブルＭＴが、特定の方向（いわゆる「走査方向」、例えば、ｙ方向）に速度ｖで移動可能であり、その結果、投影ビームＰＢはマスク画像全体を走査することができるようになる。これと並行して、基板テーブルＷＴが、速度Ｖ＝Ｍｖで、同じ方向または反対方向に同時に移動する。ここで、ＭはレンズＰＬの拡大率である（一般に、Ｍ＝１／４または１／５）。このようにして、分解能で妥協する必要なく、比較的大きな目標部分Ｃを露光することができる。
【００２７】
図２は、ウェーハＷのある図１のウェーハ・テーブルＷＴを示す。また、ウェーハ・テーブルＷＴのまわりの装置をより詳細に示す。光源５２で供給されたファイバ５３からの光線６１は、１つまたは複数の測定点６７でウェーハＷの表面に当たる。この実施例では、光線６１は、当業者には知られているように、レベル・センサで使用される測定ビームとして働く。反射光線６３は、センサ５５に入射するようになる。冷却要素６５は、センサ５５に接続することができる。センサ５５および冷却要素６５は、「計測フレーム」とも呼ばれるフレーム５１に位置することができる。計測フレームは、支持５７を介して、第２フレームまたは「基体フレーム」５９に取り付けられている。当業者には想到されるように、エアマウント（airmount）、サーボ制御制動装置、または、その他の装置によって、機械的な減結合を行うことができる。計測フレーム５１に対してファイバ５３の位置は固定している。
【００２８】
この設定の問題は、センサ５５および冷却要素６５のような電気部品が熱を発生し、この熱によって、計測フレーム５１が変形し、さらにセンサ５５で実行されるような測定に誤りが導入されるようになる可能性があることである。
【００２９】
本発明の実施例を示す図３に、再び計測フレーム５１を示す。計測フレームに対するウェーハ・テーブルＷＴの位置は、計測フレーム５１に取り付けられた干渉計によって６自由度で測定される。干渉計で生成された測定信号に基づいて、サーボ（図示しない）が、ウェーハ・テーブルＷＴを計測フレーム５１に対して事実上固定された位置に維持する。第１レンズ５は、計測フレーム５１に接続されている。第１レンズ５は、光軸２９を有する。第１レンズ５の光軸２９と、第２レンズ１９の光軸３１は平行である。しかし、本発明は、レンズ５の光軸２９に平行な光軸３１を有するレンズ１９に限定されないことに留意されたい。本発明は、光軸２９に対して傾いた光軸３１を有するレンズ１９に同様に申し分なく当てはまる。第２レンズ１９は、ベース・フレーム５９に接続されている。第１レンズ５の焦点面に位置する測定点６７からの光線を、３つの部分に分けて示す。測定点６７からレンズ５までの部分は、図２に示すように、ただし図３ではこの光線を単一の線で示すが、符号６３で示す。第１レンズ５と第２レンズ１９の間の部分は、符号９で示す。光線が第２レンズ１９を通った後の部分は、符号１１で示す。レンズ１９は、焦点面１５を有する。測定点６７からの光線は、第２レンズ１９の焦点面１５と画像点２３で交わる。画像点２３は、検出器５５の上にある。光線の部分９に平行な線２５は、当業者は理解するように、画像点２３の形成を説明するために示す。前に言及したように、１つより多い測定点６７が存在する可能性がある。
【００３０】
ある誤りのために、図３に矢印３３、３５で示すように、計測フレーム５１が第２レンズ１９の光軸３１に対して並進運動をするとき、光線６１、６３および９および測定点６７はそれに応じて動く。このことを、矢印３３に沿って光軸３１に対して実質的に垂直な動きについて、図３にアスタリスク（＊）の付いた符号で示す。しかし、第２ミラー１９の後の光線の部分１１は平行変位しない。１３で示すこの部分は、依然として画像点２３を通過し、検出器５５に達する。
【００３１】
図３Ａに、矢印３５で示す方向に沿って光軸３１に対して実質的に平行な、フレーム５９に対するフレーム５１の動きの場合の状況を示す。また、この動きは、測定点６７および、符号６３、９を付して示す光線の部分の変位をもたらす。しかし、第２ミラー１９の後の光線の部分１１は平行変位しない。符号１２で示すこの部分は、依然として画像点２３を通過し、検出器５５に達する。図３、図３Ａに開示するシステムは、このように、光軸２９、３１に対して平行および／または垂直な動き、および／または、光軸２９、３１に対して平行な動きと垂直な動きに分解することができる動きに対して比較的鈍感であり、熱問題を軽減するように計測フレーム５１の外に熱発生部品が配置された測定装置を可能にし、さらに、フレーム５１とフレーム５９の間の並進運動に比較的鈍感である。本発明は光軸２９および３１が実質的に平行であるシステムについて説明したが、本発明は光軸２９および３１が相互に傾いているシステムに同様に申し分なく当てはまる。重要なことは、計測フレーム５１が基体フレーム５９に対して移動している間、基体フレーム５９に対する計測フレーム５１の相互の角度の向きが依然として同じであることである。
【００３２】
図３に破線で示す壁２７を有する真空チャンバ中に計測フレーム５１を密閉することができる。この壁２７が、左側面１８および右側面２０を有する符号１７で示すような透明部分を有する限り、光線の部分９は平行変位（破線）し、かつ前と比べて異なった角度であるが依然として検出器１５に達する。再び、側面１８と２０が平行である限り、壁１７を挿入することは、検出器５５に達する光の量に影響を及ぼさない。
【００３３】
本発明の光学的原理を図３Ｂ、図３Ｃ、図３Ｄを用いてさらに説明する。
【００３４】
図３Ｂに、第１レンズＬ１および第２レンズＬ２を示す。レンズＬ１およびＬ２の焦点および光軸は、それぞれＦ１とＦ２およびＯ１とＯ２で示す。また、第１レンズＬ１の前に物体を、また第２レンズＬ２の後ろに画像を示す。図３Ｂに、本発明の最も簡単な状況を示す。レンズＬ１およびＬ２の光軸Ｏ１およびＯ２は、その焦点面と同様に一致している。これらが一致することは基本的なことではなく、ただ単に図を描くのが容易になるだけである。レンズの焦点面が一致する面は、瞳面である。瞳面は、図３Ｂに示す。光学でよく知られている用語である瞳面の定義は、次の通りである。物体で特定の角度の光線は全て瞳面で同じ位置にあり、かつ物体の特定の位置の光線は全て瞳面で同じ角度を有する。図３Ｂを参照して、同じ角度で物体を離れる第１光線Ａおよび第２光線Ｂを示す。瞳面でこれらの光線は交差する（すなわち、瞳面で同じ位置にある）のが理解できる。光線Ａおよび他の光線Ｃは、物体を同じ位置から離れる。これらの光線は瞳面で同じ角度を有する。このことは、光線Ｂおよび他の光線ＤおよびＥにも当てはまる。もっとも、これらの光線は瞳面に９０度の角度で当たる。光線の角度は、瞳面に窓を挿入することで影響を受けない。このことは、窓の挿入によって画像は影響を受けないことを意味する（画像の位置は、瞳面での角度だけに依存する）。同様に、窓の平行移動および回転によって、光線の角度は変わらないので、画像は影響を受けない。窓が瞳面に位置することは基本的なことではない。窓はレンズＬ１とＬ２の間の任意の点にあることができる。図３Ｂを参照して、窓を左または右に動かすことは、光線の角度に影響を及ぼさないので、画像に影響を及ぼさない。基本的なことが２つある。第１に、窓は平らでなければならない。第２に、窓と瞳面の間に平らでない光学要素（例えば、光パワーを有する任意の要素）は存在できない。本発明の第１利点は、上で言及したように、窓の移動が画像に影響を及ぼさないことである。他の利点は、レンズＬ２のＬ１に対する横方向の移動（すなわち、光軸に対して垂直な移動）が画像に影響を及ぼさないことである。このことを図３Ｃで実証する。図３Ｃでは、図３Ｂと同じ符号が使用される。
【００３５】
図３Ｃでは、レンズＬ２は下の方に移動した。レンズの光軸Ｏ２は、レンズＬ２と共に平行移動する（定義により、光軸Ｏ２はレンズＬ２と共に動く）。画像は、レンズＬ２の光軸Ｏ２に対して同じ位置に形成される。画像を検出するために使用される検出器は、レンズＬ２と共に動かなければならないことに留意されたい。レンズＬ１およびＬ２の焦点距離が同じでなければならないという必要はない。
【００３６】
他の利点は、レンズＬ２のレンズＬ１に対する平行移動（すなわち、光軸に平行な移動）は画像に影響を及ぼさない。このことは図３Ｄで実証される。図３Ｄでは、図３Ｂと同じ符号が使用される。
【００３７】
図３Ｃで、レンズＬ２はレンズＬ１の方に動いた。画像は、レンズＬ２の光軸Ｏ２に対して同じ位置に形成される。繰り返して云うが、レンズＬ１およびレンズＬ２の焦点距離が同じである必要はない。
【００３８】
レンズＬ２の光軸Ｏ２が光軸Ｏ１に対して角度の向きを変えない区間に分解できる動きは、画像に影響を及ぼさない。
【００３９】
レンズＬ２の動きについての言及は、レンズＬ１に対する動きを意味するものと理解されたい。本発明は相対的な動きに関係しているので、同等にレンズＬ１がレンズＬ２に対して動くことができることは理解されるであろう。
【００４０】
レンズＬ１およびＬ２の光軸Ｏ１、Ｏ２が平行であることは、本発明にとって不可欠ではない。実際、レンズの一方または両方は、例えばレンズの表面で反射された光の逆方向の結合を阻止するように傾いていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】リトグラフ投影装置の模式化された一般的な概要図。
【図２】図１の一部（＊）を示すより詳細な模式化された図であり、最新の技術で現在使用されるような測定装置を示す。
【図３】本発明の一実施例に係わる測定装置を示す模式化図。
【図３Ａ】図３の検出装置における特殊な動きを示す図。
【図３Ｂ】本発明の光学的原理を示す図。
【図３Ｃ】本発明の光学的原理を示す図。
【図３Ｄ】本発明の光学的原理を示す図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【外国語明細書】
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