(57)【要約】【課題】  安価な測定平面ミラーを利用してステージの平行移動を測定する手段を提供すること。【解決手段】  第１の軸に沿った変位を測定するシステム（１００，２００）であって、少なくとも前記第１の軸に対して垂直な第２の軸に沿って移動可能な装置（１０２）と、前記第１の軸に対して０°よりも大きな角度で前記装置に取り付けられた測定ミラー（１１０，２１０）と、ビームスプリッタ（１０６）を備えた干渉計（１０１，２１０）とを含むシステム。ビームスプリッタは、入力ビーム（１０５）を測定ビーム（ｆＡ）と基準ビーム（ｆＢ）とに分割し、測定ビームを少なくとも２本の経路を通じて測定ミラーに導き、前記少なくとも２本の経路を通過した後の測定ビームを基準ビームと結合させ、出力ビーム（１１９，２１９）とする。干渉計の少なくとも外側において、測定ビームは、前記第１の軸に対して平行ではない経路を伝搬する。【選択図】図２
2005338075.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の軸に沿った変位を測定するためのシステム（１００、２００）であって、
少なくとも第２の軸（Ｘ軸またはＹ軸）に沿って移動可能な装置（１０２）と、
前記第１の軸に対して０°よりも大きな角度（θ）で前記装置に取り付けられた測定ミラー（１１０、２１０）と、
入力ビーム（１０５、２０５）を測定ビーム（ｆＡ）と基準ビーム（ｆＢ）とに分割するビームスプリッタ（１０６）を備えた干渉計（１０１、２０１）と、
からなり、前記ビームスプリッタは、前記測定ビームを少なくとも２本の経路を通じて前記測定ミラーに導き、前記少なくとも２本の経路を通過した後の前記測定ビームを前記基準ビームに結合させて出力ビーム（１１９、２１９）とし、前記干渉計の少なくとも外側では、前記測定ビームが、前記第１の軸に対して平行ではない経路を伝搬する、システム。
【請求項２】
前記角度（θ）は第１の軸に対して４５°未満であり、ＤＺを前記第１の軸に沿った変位、ＤＭを前記測定ビームの伝搬距離の変化、ＤＸ／Ｙを前記第２の軸に沿った変位、θを前記角度として、前記第１の軸に沿った変位が、
ＤＺ＝ＤＭ／４ｓｉｎ（２θ）−ＤＸ／Ｙ／ｔａｎθ
に従って測定される、請求項１に記載のシステム（１００）。
【請求項３】
前記第１の軸（Ｚ軸）に対して前記角度の２倍（２θ）で取り付けられ、前記測定ビーム（ｆＡ）を同経路に沿って測定ミラー（１１０）に反射させるステアリングミラー（１１２）をさらに含み、
前記干渉計は、
第１の４分の１波長板（１０８）と、
第２の４分の１波長板（１１８）と、
基準ミラー（１２０）と、
レトロリフレクタ（１１４）と
をさらに含み、
前記測定ビーム（ｆＡ）は、前記ビームスプリッタ、前記第１の４分の１波長板、前記測定ミラー、前記ステアリングミラー、前記測定ミラー、前記第１の４分の１波長板、前記ビームスプリッタ、前記レトロリフレクタ、前記ビームスプリッタ、前記第１の４分の１波長板、前記測定ミラー、前記ステアリングミラー、前記測定ミラー、前記第１の４分の１波長板、前記ビームスプリッタおよび検出器（１１６）からなる経路を伝搬し、
前記基準ビームは、前記ビームスプリッタ、前記第２の４分の１波長板、前記基準ミラー、前記第２の４分の１波長板、前記ビームスプリッタ、前記レトロリフレクタ、前記ビームスプリッタ、前記第２の４分の１波長板、前記基準ミラー、前記第２の４分の１波長板、前記ビームスプリッタおよび前記検出器からなる経路を伝搬する、請求項１に記載のシステム（１００）。
【請求項４】
前記装置（１０２）はウェハステージを含み、前記第１の軸は平版印刷の焦点軸からなり、前記第２の軸は、Ｘ軸およびＹ軸から成るグループの中から選択され、
前記干渉計（１０１）および前記ステアリングミラー（１１２）は、第２の軸に沿った前記ウェハステージの移動範囲外に配置される、請求項３に記載のシステム（１００）。
【請求項５】
光源（１０４）をさらに含み、
前記光源および前記干渉計（１０１）は前記測定ビーム（ｆＡ）が前記測定ミラー（２１０）に直角に当たる向きに配置され、公称ステージ姿勢において、前記測定ミラーは前記測定ビームを同経路に沿って前記干渉計に反射させ、
ＤＺを前記第１の軸に沿った変位、ＤＭを前記測定ビームの伝搬距離の変化、ＤＸ／Ｙを前記第２の軸に沿った変位、θを前記角度として、前記第１の軸に沿った変位が、
ＤＺ＝−ＤＭ／４ｓｉｎ（θ）−ＤＸ／Ｙ／ｔａｎ（θ）
に従って測定される、請求項１に記載のシステム（２００）。
【請求項６】
装置が第２の軸（Ｘ軸またはＹ軸）に沿って移動可能である場合に、第１の軸（Ｚ軸）に沿った前記装置（１０２）の変位を判定する方法であって、
干渉計（１０１、２０１）を使用して、測定ビーム（ｆＡ）を少なくとも２本の経路を通じて、前記第１の軸に対して０°よりも大きい角度（θ）で前記装置に取り付けられた測定ミラー（１１０、２１０）に導き、前記干渉計の少なくとも外側において、前記測定ビームが、前記第１の軸に対して平行ではない経路を伝搬するようにするステップと、
前記干渉計を使用して、基準ビーム（ｆＢ）と、少なくとも２本の経路を通過した後の前記測定ビームとを結合し、出力ビーム（１１９、２１９）にするステップと、
前記出力ビームの位相変化を検出するステップと、
前記位相変化から前記測定ビームの伝搬距離の変化を判定するステップと、
前記第１の変位から前記第１の軸に沿った前記装置の変位を判定するステップと、
からなる方法。
【請求項７】
前記角度（θ）は前記第１の軸に対して４５°未満であり、ＤＺを前記変位、ＤＭを前記変化、ＤＸ／Ｙを前記第２の軸に沿った前記装置の変位、θを前記角度として、前記変位が、
ＤＺ＝ＤＭ／４ｓｉｎ（２θ）−ＤＸ／Ｙ／ｔａｎ（θ）
に従って判定される、請求項６に記載の方法（１００）。
【請求項８】
前記測定ビーム（ｆＡ）を前記測定ミラー（１１０）で反射させてステアリングミラー（１１２）に直角に当て、前記ステアリングミラーが、前記測定ビーム（ｆＡ）を同経路に沿って前記測定ミラーに反射させるステップをさらに含み、
前記測定ビームを少なくとも２本の経路を通じて前記測定ミラーに導く前記ステップは、ビームスプリッタ（１０６）、第１の４分の１波長板（１０８）、前記測定ミラー（１１０）、前記ステアリングミラー（１１２）、前記測定ミラー、前記第１の４分の１波長板、前記ビームスプリッタ、レトロリフレクタ（１１４）、前記ビームスプリッタ、前記第１の４分の１波長板、前記測定ミラー、前記ステアリングミラー、前記測定ミラー、前記第１の４分の１波長板、前記ビームスプリッタおよび検出器（１１６）からなる測定経路に前記測定ビーム（ｆＡ）を導くことを含み、
前記基準ビームは、前記ビームスプリッタ、第２の４分の１波長板（１１８）、基準ミラー（１２０）、前記第２の４分の１波長板、前記ビームスプリッタ、前記レトロリフレクタ、前記ビームスプリッタ、前記第２の４分の１波長板、前記基準ミラー、前記第２の４分の１波長板、前記ビームスプリッタおよび前記検出器からなる基準経路を伝搬する、請求項６に記載の方法（１００）。
【請求項９】
前記装置（１０２）はウェハステージを含み、前記第１の軸は平版印刷の焦点軸からなり、前記第２の軸は、Ｘ軸およびＹ軸から成るグループの中から選択され、
前記干渉計（１０１）および前記ステアリングミラー（１１２）は、前記第２の軸に沿った前記ウェハステージの移動範囲外に配置される、請求項８に記載の方法（１００）。
【請求項１０】
前記測定ビーム（ｆＡ）は前記測定ミラー（２１０）に直角に当たるように導かれ、公称ステージ姿勢において、前記測定ミラーは前記測定ビームを同経路に沿って前記干渉計に反射させ、
ＤＺを前記変位、ＤＭを前記変化、ＤＸ／Ｙを前記第２の軸に沿った変位、θを前記角度として、前記第１の軸に沿った変位が、
ＤＺ＝−ＤＭ／４ｓｉｎ（θ）−ＤＸ／Ｙ／ｔａｎ（θ）
に従って測定される、請求項６に記載の方法（２００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は概してステージの移動を測定する装置および方法に関し、詳しくはステージの平行移動を干渉計で測定する装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１は、Ｚ軸２０（たとえば露光軸または収束軸）の方向のステージ１０の位置を取得するシステムを示す。この方法は特許文献１に詳しく記載されている。ウェハ１２はステージ１０上に支持され、投影光学部品または露光ツール１４により露光される。このシステムの１つの利点は、干渉計１６がステージ１０の横に配置されるにも関わらず、正確なＺ軸測定値が得られることである。これは、ミラーを適切に位置決めし、露光システムのＺ軸２０に対して平行なＺ測定軸１８を確立することにより可能になる。ミラー２２は、Ｘ軸またはＹ軸に沿ったステージ１０の運動に対して４５°の角度に配置される。干渉計１６からの測定ビーム２４はミラー２２に当たり、Ｚ測定軸１８を確立する。水平ミラー２６は、露光システムの構造２８に取り付けられる。従って、ビーム２４はミラー２２の方へ転向され、ミラー２２は戻ってきたビーム２４を干渉計１６の方に反射させる。干渉計１６は、測定ビーム２４のほかに、基準ビーム３０を投射し、ステージ１０の垂直面３１から反射させる。
【０００３】
図１に示すように、ステージ１０がＺ軸２０の方向に移動すると、４５°ミラー２２から水平ミラー２６までのビーム経路セグメントの長さは変化する。従って、干渉計１６をステージの横に配置しても、測定ビーム２４の経路セグメントの長さは、ステージ１０のＺ軸方向の変位に等しい長さだけ変化する。実際、水平ミラー２６から４５°ミラー２２への反射によって形成される第２のビーム経路セグメントの長さは、ステージ１０のＺ軸方向の移動量に等しい長さだけ変化する。一方、ステージ１０がＸ方向に移動しない限り、基準ビーム３０の各ビーム経路セグメントの長さは一定である。
【０００４】
【特許文献１】米国特許第６，２０８，４０７号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図１に関して説明した方法は、意図する目的については満足に動作するが、コストの問題がある。なぜなら、水平ミラー２６は、高度の平面性を必要とする比較的大型の反射構成部品であるからである。また、集積回路の特徴のライン幅が縮小されると、投影光学部品１４の投影レンズのサイズは増大する。その結果、図１では、投影光学部品１４の直径が増加することになるであろう。従って、水平ミラー２６がステージ１０の運動範囲全体をカバーしなければならないという要件は、ライン幅のさらなる縮小が困難になるという点で、潜在的に問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一実施形態において、第１の軸に沿った変位を測定するシステムは、少なくとも第１の軸に対して垂直な第２の軸に沿って移動可能な装置と、第１の軸に対して０°よりも大きな角度（θ）で前記装置に取り付けられた測定ミラーと、ビームスプリッタを備えた干渉計とを含む。ビームスプリッタは入力ビームを測定ビームと基準ビームとに分割し、測定ビームを少なくとも２本の経路を通して測定ミラーに導き、２本の経路を通過した後で測定ビームを基準ビームに結合させ、出力ビームにする。干渉計の少なくとも外側において、測定ビームは、第１の軸に対して平行ではない経路を通る。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図２は、本発明の一実施形態による、干渉計１０１を使用してＺ軸（たとえば、平版印刷の焦点軸）に沿ったウェハステージ１０２の変位を測定する干渉計システム１００を示す。レーザヘッド１０４は、２つの直角に偏光する周波数成分から成るコヒーレントな平行入力ビーム１０５を生成する。一方の周波数成分ｆＡ（たとえば、Ｐ偏光を有する測定ビーム）は干渉計の測定経路に入り、他方の周波数成分ｆＢ（たとえば、Ｓ偏光を有する基準ビーム）は干渉計の基準経路に入る。
【０００８】
測定経路において、偏光ビームスプリッタ１０６は、周波数成分ｆＡを４分の１波長板１０８を通して測定平面ミラー１１０上に透過する。測定平面ミラー１１０は、Ｚ軸に対して角度θの角度でウェハステージ１０２の側面に取り付けられる。測定平面ミラー１１０は、周波数成分ｆＡをビームステアリングミラー１１２に対して垂直に反射させる。一実施形態において、角度θは４５°未満である。従って、測定平面ミラー１１０は、周波数成分ｆＡをウェハステージ１０２から離れた所に反射させ、従来技術の方法の欠点を回避する。
【０００９】
ビームステアリングミラー１１２は角度２θに傾けて配置され、公称ステージ姿勢（Ｚ軸を中心とするステージの回転がない状態）において、周波数成分ｆＡを入力経路に沿って偏光ビームスプリッタ１０６に返す。周波数成分ｆＡは再び４分の１波長板１０８を通過するため、戻りの偏光は９０°回転され、偏光ビームスプリッタ１０６は、新たにＳ偏光の周波数成分ｆＡをコーナーキューブ・レトロリフレクタ１１４に反射させる。
【００１０】
レトロリフレクタ１１４は、周波数成分ｆＡを平行にずらした経路で偏光ビームスプリッタ１０６に返し、偏光ビームスプリッタ１０６は、周波数成分ｆＡを４分の１波長板１０８を通して測定平面ミラー１１０上に反射させる。測定平面ミラー１１０は、上記と同様に周波数成分ｆＡをビームステアリングミラー１１２に対して垂直に反射させ、ビームステアリングミラー１１２は、周波数成分ｆＡを入力経路に沿って偏光ビームスプリッタ１０６に返す。周波数成分ｆＡは再び４分の１波長板１０８を通過するため、戻りの偏光は９０°回転され、新たなＰ偏光の周波数成分ｆＡが、偏光ビームスプリッタ１０６を通って受信機１１６に透過される。
【００１１】
基準経路において、偏光ビームスプリッタ１０６は周波数成分ｆＢを反射し、４分の１波長板１１８を通して基準平面ミラー１２０に対して垂直に反射する。基準平面ミラー１２０は、周波数成分ｆＢを入力経路に沿って偏光ビームスプリッタ１０６に返す。周波数成分ｆＢは再び４分の１波長板１１８を通過するため、戻りの偏光は９０°回転され、新たなＰ偏光の周波数成分ｆＢが、偏光ビームスプリッタ１０６を通してレトロリフレクタ１１４の中に透過される。レトロリフレクタ１１４は、周波数成分ｆＢを平行にずらした経路で偏光ビームスプリッタ１０６に返す。
【００１２】
偏光ビームスプリッタ１０６は周波数成分ｆＢを透過し、周波数成分ｆＢを再び４分の１波長板１１８を通して基準平面ミラー１２０に対して垂直に透過する。基準平面ミラー１２０は、周波数成分ｆＢを入力経路に沿って偏光ビームスプリッタ１０６に返す。周波数成分ｆＢは再び４分の１波長板１１８を通過するため、戻りの偏光は９０°回転され、新たにＳ偏光の周波数成分ｆＢが、偏光ビームスプリッタ１０６によって、周波数成分ｆＡと同軸になるように出力ビーム１１９として受信機１１６に反射される。
【００１３】
受信機１１６は混合偏光子と、光検出器（たとえば、フォトダイオード）と、増幅器と、ステージ１０２が平行移動する時に出力ビーム１１９の位相シフトを検出するための位相検出電子回路とを含む。そして、位相シフトはステージの平行移動に関連付けられる。測定ビームはＺ軸およびＸ軸により画定される平面内のみを伝搬するので、Ｙ軸に沿った変位がＺ変位の測定値に影響を与えることはない。測定ミラー１１０のＹ軸方向の非平面性は、Ｚ変位の測定値に影響を与える可能性があるが、この誤差原因は較正手段によって減少させることができる。
【００１４】
図３Ａおよび図３Ｂは、ステージ１０２がＺ軸に沿って距離ＤＺだけ平行移動したときに、測定ビームの伝搬距離が距離ＤＭだけ変化することを示す。距離ＤＭは従来、出力ビーム１１９の位相シフトから判定される。距離ＤＭは、下記のように三角法によってＺ変位ＤＺに関連付けられる。
【００１５】
Ｄ１＝ＤＺｔａｎ（θ）、
Ｄ２＝ＤＺｔａｎ（θ）ｃｏｓ（２θ）、
ＤＭ＝４（Ｄ１＋Ｄ２）、これは、以下のように書き換えることができる。
ＤＭ＝４ＤＺｔａｎ（θ）［１＋ｃｏｓ（２θ）］、これは、以下のように書き換えることができる。
ＤＭ＝４ＤＺｓｉｎ（２θ）、これは、以下のように書き換えることができる。
ＤＺ＝ＤＭ／４ｓｉｎ（２θ）    （１）
【００１６】
図４Ａおよび図４Ｂは、ステージ１０２がＺ軸およびＸ軸の両方に沿って平行移動したときに、測定距離ＤＭが、Ｚ変位ＤＺおよびＸ変位ＤＸからの成分を含むことを示す。従って、Ｚ変位ＤＺを判定するためには、まずＸ変位ＤＸを判定しなければならない。Ｘ変位ＤＸは従来、Ｘ軸に沿った変位を測定するように構成されたもう１つの干渉計によって判定される。Ｘ変位ＤＸを判定した後、Ｚ変位ＤＺは、下記のように三角法によって判定される。
【００１７】
Ｄ１’＝ＤＸ、
Ｄ２’＝ＤＸｃｏｓ（２θ）、
ＤＭ＝４［Ｄ１＋Ｄ１’＋Ｄ２＋Ｄ２’］、これは、以下のように書き換えることができる。
ＤＭ＝４［ＤＺｔａｎ（θ）＋ＤＸ＋ＤＺｔａｎθｃｏｓ（２θ）＋ＤＸｃｏｓ（２θ）］、これは、以下のように書き換えることができる。
ＤＭ＝４ＤＺｔａｎ（θ）［１＋ｃｏｓ（２θ）］＋４ＤＸ［１＋ｃｏｓ（２θ）］、これは、以下のように書き換えることができる。
ＤＭ＝４ＤＺｓｉｎ（２θ）＋４ＤＸ［１＋ｃｏｓ（２θ）］、これは、以下のように書き換えることができる。
ＤＺ＝（ＤＭ／４ｓｉｎ（２θ）−４ＤＸ［１＋ｃｏｓ（２θ）］／４ｓｉｎ（２θ）、これは、以下のように書き換えることができる。
ＤＺ＝ＤＭ／４ｓｉｎ（２θ）−ＤＸ／ｔａｎ（θ）    （２）
測定ビームがＺ軸およびＹ軸によって画定される平面内を伝搬し、Ｘ軸に沿った変位がＺ変位の測定値に影響を与えないものとすれば、上式は、次のように変更することができる。
ＤＺ＝ＤＭ／４ｓｉｎ（２θ）−ＤＹ／ｔａｎ（θ）    （３）
ここで、ＤＹは、Ｙ軸に沿った変位である。座標系の選択は任意だが、前の式に表示される符号に影響する。
【００１８】
図５は、本発明の一実施形態による、干渉計２０１を使用してＺ軸（たとえば、平版印刷の焦点軸）に沿ったウェハステージ１０２の変位を測定する干渉計システム２００を示す。レーザヘッド１０４は、２つの直角に偏光する周波数成分から成るコヒーレントな平行入力ビーム２０５を生成する。一方の周波数成分ｆＡ（たとえば、Ｐ偏光を有する測定ビーム）は干渉計の測定経路に入り、他方の周波数成分ｆＢ（たとえば、Ｓ偏光を有する基準ビーム）は干渉計の基準経路に入る。
【００１９】
測定経路において、偏光ビームスプリッタ２０６は、周波数成分ｆＡを４分の１波長板２０８を通して測定平面ミラー２１０上に透過する。レーザヘッド１０４および干渉計２０１は、周波数成分ｆＡが測定平面ミラー２１０に対して直角に当たるように配置される。従って、公称ステージ姿勢（向き）において、測定平面ミラー２１０は周波数成分ｆＡを入力経路に沿って偏光ビームスプリッタ２０６に返す。周波数成分ｆＡは、再び４分の１波長板２０８を通過するため、戻りの偏光は９０°回転され、偏向ビームスプリッタ２０６は、新たにＳ偏光周波数成分ｆＡをキューブコーナーレトロリフレクタ２１４に反射させる。
【００２０】
レトロリフレクタ２１４は、周波数成分ｆＡを平行にずらした経路で偏光ビームスプリッタ２０６に返し、偏光ビームスプリッタ２０６は、周波数成分ｆＡを４分の１波長板１０８を通して測定平面ミラー２１０上に反射させる。この場合も、周波数成分ｆＡは、測定平面ミラー２１０に対して直角に当たる。従って、測定平面ミラー２１０は、周波数成分ｆＡを入力経路に沿って偏光ビームスプリッタ２０６に返す。周波数成分ｆＡが再び４分の１波長板２０８を通過するため、戻りの偏光は９０°回転され、新たにＰ偏光の周波数成分ｆＡが、偏光ビームスプリッタ２０６を通って受信機１１６に透過される。
【００２１】
基準経路では、偏光ビームスプリッタ２０６は、４分の１波長板２１８を通して周波数成分ｆＢを直角に基準平面ミラー２２０上に反射する。基準平面ミラー２２０は、周波数成分ｆＢを入力経路に沿って偏光ビームスプリッタ２０６に返す。周波数成分ｆＢは再び４分の１波長板２１８を通過するため、戻りの偏光は９０°回転され、新たにＰ偏光の周波数成分ｆＢが、偏光ビームスプリッタ２０６を通ってレトロリフレクタ２１４上に透過される。レトロリフレクタ２１４は、周波数成分ｆＢを平行にずらした経路で偏光ビームスプリッタ２０６に返す。
【００２２】
偏光ビームスプリッタ２０６は、周波数成分ｆＢを再び４分の１波長板２１８を通して基準平面ミラー２２０に対して垂直に透過する。基準平面ミラー２２０は、周波数成分ｆＢを入力経路に沿って偏光ビームスプリッタ２０６に返す。周波数成分ｆＢは、再び４分の１波長板２１８を通過するため、戻りの偏光は９０°回転され、新たにＳ偏光の周波数成分ｆＢが、偏光ビームスプリッタ２０６により、周波数成分ｆＡと同軸になるように出力ビーム２１９として受信機１１６に反射される。
【００２３】
先の説明と同様に、受信機１１６は、光検出器（たとえば、フォトダイオード）と、増幅器と、ステージ１０２が平行移動する時に再結合された周波数成分ｆＡおよび周波数成分ｆＢの位相シフトを検出するための位相検出電子回路とを含む。そして、位相シフトはステージの平行移動に関連付けられる。測定ビームはＺ軸およびＸ軸により画定される平面内のみを伝搬するので、Ｙ軸に沿った変位がＺ変位の測定値に影響を与えることはない。測定ミラー２１０のＹ軸方向の非平面性は、Ｚ変位の測定値に影響を与える可能性があるが、この誤差原因は較正手段によって減少させることができる。
【００２４】
図６Ａおよび図６Ｂは、ステージ１０２がＺ軸に沿って距離ＤＺだけ平行移動したときに、測定ビームの伝搬距離が、距離ＤＭだけ変化することを示す。距離ＤＭは、出力ビーム２１９の位相シフトから判定される。距離ＤＭは、下記のように三角法によってＺ変位ＤＺに関連付けられる。
【００２５】
Ｄ３＝−ＤＺｓｉｎ（θ）、
ＤＭ＝４Ｄ３、これは、以下のように書き換えることができる。
ＤＭ＝−４ＤＺｓｉｎ（θ）、これは、以下のように書き換えることができる。
ＤＺ＝−ＤＭ／４ｓｉｎ（θ）    （４）
【００２６】
図７Ａおよび図７Ｂは、ステージ１０２がＺ軸およびＸ軸の両方に沿って距離ＤＭだけ平行移動したときに、測定距離ＤＭが、Ｚ変位ＤＺおよびＸ変位ＤＸからの成分を含むことを示す。従って、Ｚ変位ＤＺを判定するためには、まずＸ変位ＤＸを判定しなければならない。Ｘ変位ＤＸは従来、Ｘ軸に沿った変位を測定するように構成されたもう１つの干渉計によって判定される。Ｘ変位ＤＸを判定した後、Ｚ変位ＤＺは、下記のように三角法によって判定される。
【００２７】
Ｄ４＝−ＤＸｃｏｓ（θ）、
ＤＭ＝４（Ｄ３＋Ｄ４）、これは、以下のように書き換えることができる。
ＤＭ＝−４ＤＺｓｉｎ（θ）−４ＤＸｃｏｓ（θ）、これは、以下のように書き換えることができる。
ＤＺ＝−ＤＭ／４ｓｉｎ（θ）−ＤＸ／ｔａｎ（θ）    （５）
【００２８】
測定ビームがＺ軸およびＹ軸により画定される平面内を伝搬し、Ｘ軸に沿った変位はＺ変位の測定値に影響を与えないものとすれば、式（５）を用いて同様にＺ変位ＤＺを判定することができる。
【００２９】
ＤＺ＝−ＤＭ／４ｓｉｎ（θ）−ＤＹ／ｔａｎ（θ）    （６）
座標系の選択は任意だが、前の式に表示されている符号に影響する。
【００３０】
本発明の１つの利点は、測定平面ミラー（たとえば、ミラー１１０または２１０）を可能動装置（たとえば、ウェハステージ１０２）の側面に配置することによって得られ、従来技術に比べて小型の平面ミラーが可能となり、さらに重要なことに、安価な平面ミラーが可能になる。これは、特許文献１に記載の発明の場合、測定平面ミラーが、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸に沿った全運動範囲をカバーしなければならないのに対し、本発明の測定平面ミラーは、２つの軸（たとえば、Ｘ軸およびＺ軸）に沿った全運動範囲をカバーするだけで良いからである。
【００３１】
平版印刷その他の光学用途では、冷却や、汚染の低減を目的として、空気シャワーを設ける場合がある。空気シャワーの均一性は重要となる場合がある。なぜなら、空気シャワーに乱れが生じると、空気の屈折率が変化し、その結果、レーザ干渉計で測定された位相シフトが変動するからである。本発明は、特許文献１に記載されている水平測定平面ミラーをなくすことにより、空気シャワーの均一性を改善し、干渉計の測定値の誤差を減少させることができる。
【００３２】
開示した種々の実施形態の特徴のその他様々な変形および組合せは、本発明の範囲内である。例示した実施形態では、平面ミラーとコーナーキューブ・レトロリフレクタを使用しているが、他の反射、屈折、回折およびホログラフィック構成部品に置き換えることもできる。また、公称ステージ位置合わせについて上で説明したが、ステージは、十分な信号を検出器に送信することができる角度範囲内で、Ｚ軸を中心として回転させてもよい。特許請求の範囲には、多数の実施形態が含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】Ｚ軸に沿ったウェハステージの変位を取得するための従来技術のシステムを示す図である。
【図２】本発明の一実施形態による、Ｚ軸に沿ったウェハステージの変位を取得するシステムを示す図である。
【図３Ａ】本発明の一実施形態による、Ｚ軸に沿ったウェハステージの変位を取得するシステムを示す図である。
【図３Ｂ】本発明の一実施形態による、Ｚ軸に沿ったウェハステージの変位を取得するシステムを示す図である。
【図４Ａ】本発明の一実施形態による、Ｚ軸に沿ったウェハステージの変位を取得するシステムを示す図である。
【図４Ｂ】本発明の一実施形態による、Ｚ軸に沿ったウェハステージの変位を取得するシステムを示す図である。
【図５】本発明の他の実施形態による、Ｚ軸に沿ったウェハステージの変位を取得するためのシステムを示す図である。
【図６Ａ】本発明の他の実施形態による、Ｚ軸に沿ったウェハステージの変位を取得するためのシステムを示す図である。
【図６Ｂ】本発明の他の実施形態による、Ｚ軸に沿ったウェハステージの変位を取得するためのシステムを示す図である。
【図７Ａ】本発明の他の実施形態による、Ｚ軸に沿ったウェハステージの変位を取得するためのシステムを示す図である。
【図７Ｂ】本発明の他の実施形態による、Ｚ軸に沿ったウェハステージの変位を取得するためのシステムを示す図である。
【符号の説明】
【００３４】
１００、２００  干渉計システム
１０１、２０１  干渉計
１０２  ステージ
１０４  光源
１０５、２０５  入力ビーム
１０６  ビームスプリッタ
１０８、１１８  ４分の１波長板
１１０、２１０  測定ミラー
１１２  ステアリングミラー
１１４  レトロリフレクタ
１１６  検出器
１１９、２１９  出力ビーム
１２０  基準ミラー
ｆＡ    測定ビーム
ｆＢ    基準ビーム
【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４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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