"エンコーダスケールの自由度に沿った変化についての情報を決定するための方法であって、異なる経路に沿って第1のビームおよび第2のビームを導き、該第1のビームと第2のビームを結合して出力ビームを形成することであって、該第1のビームおよび第2のビームが共通の光源から発生し、該第1のビームおよび第2のビームは異なる周波数を有し、該第1のビームが非リトロー角で該エンコーダスケールに接触し、該第1のビームが該エンコーダスケールから少なくとも1度回折する、前記形成すること、該出力ビームに基づいて干渉信号を検出することであって、該干渉信号が、該第1のビームと該第2のビームとの間の光路差に関連したヘテロダイン位相を含む、前記検出すること、該ヘテロダイン位相に基づいて該エンコーダスケールの自由度についての情報を決定することを含む方法。前記第1のビームが、前記エンコーダスケールに垂直に入射する、請求項1に記載の方法。前記第1のビームが、前記エンコーダスケールに非垂直に入射する、請求項1に記載の方法。前記第1のビームは、回折した測定ビームが前記エンコーダスケールに対して垂直になるように、ある角度で該エンコーダスケールに入射する、請求項1に記載の方法。前記自由度が、前記エンコーダスケールの面内に存在する軸に沿った該エンコーダスケールの位置である、請求項1に記載の方法。前記第1および第2のビームが直線偏光のビームである、請求項1に記載の方法。前記エンコーダスケールからの回折の前後での前記第1のビームの経路が平面を画定し、該第1のビームが、前記平面に対して垂直に偏光されている、請求項6に記載の方法。前記エンコーダスケールが、第1の方向に沿って延在する回折格子ラインを備え、測定ビームが、回折格子ラインに平行な方向で直線偏光されている、請求項6に記載の方法。前記第1のビームおよび第2のビームを導くことが、前記エンコーダスケールからの回折の前に、該第1のビームの偏光状態を90°だけ回転させることを含む、請求項6に記載の方法。前記第1および第2のビームが直交偏光のビームである、請求項1に記載の方法。前記干渉信号を検出することが、前記直交偏光された第1のビームおよび第2のビームのそれぞれの成分を伝達する偏光素子を介して、前記出力ビームを導くことを含む、請求項10に記載の方法。異なる経路に沿って前記第1のビームおよび第2のビームを導くことが、ビームスプリッタを使用して、入力ビームから該第1のビームおよび第2のビームを得ることを含む、請求項1に記載の方法。前記第1のビームおよび第2のビームが、前記ビームスプリッタを使用して結合される、請求項12に記載の方法。前記第1のビームおよび第2のビームが、第2のビームスプリッタを使用して結合される、請求項12に記載の方法。前記ビームスプリッタが、偏光ビームスプリッタである、請求項12に記載の方法。前記第2のビームが、前記エンコーダスケールに接触しない、請求項1に記載の方法。前記第2のビームが、前記エンコーダスケールから少なくとも1度回折する、請求項1に記載の方法。前記回折された第2のビームが、ゼロ次の回折ビームである、請求項17に記載の方法。前記回折された第2のビームが、前記エンコーダスケールにおいて前記第1のビームと同一直線上にある、請求項17に記載の方法。前記第1のビームが、前記エンコーダスケールから1度だけ回折する、請求項1に記載の方法。前記第1のビームが、前記エンコーダスケールから2度以上回折する、請求項1に記載の方法。前記エンコーダスケールから回折する前の前記第1のビームの経路が、2度目に該エンコーダスケールから回折した後の該第1のビームの経路に平行である、請求項21に記載の方法。前記エンコーダスケールから1度目の回折をおこなった後、前記第1のビームが、再帰反射器によって導かれて、前記第2のビームと結合される前に該エンコーダスケールから2度目の回折をおこなう、請求項21に記載の方法。前記情報が、2つ以上のヘテロダイン位相測定値に基づいて得られる、請求項1に記載の方法。第3のビームと第4のビームを結合して、第2の出力ビームを形成することであって、前記第3のビームおよび第4のビームが前記共通の光源から得られ、該第3のビームが前記エンコーダスケールから少なくとも1度回折する、前記形成すること、該第2の出力ビームに基づいて第2の干渉信号を検出することであって、該第2の干渉信号が、該第3のビームと該第4のビームの間の光路差に関連したヘテロダイン位相を含む、前記検出することをさらに含む、請求項1に記載の方法。前記第1および第3のビームが、同じ位置で前記エンコーダスケールに接触する、請求項25に記載の方法。前記第1および第2のビームが、互いに異なる位置で前記エンコーダスケールに接触する、請求項25に記載の方法。前記情報が、第1の出力ビームと第2の出力ビームの前記ヘテロダイン位相に基づいて決定される、請求項25に記載の方法。1度回折した測定ビームおよび前記第3のビームが、それぞれ、該測定ビームの1次および-1次の回折次数である、請求項25に記載の方法。前記自由度が、前記エンコーダスケールの面内の第1の軸に沿った該エンコーダスケールの変位に対応する、請求項1に記載の方法。前記エンコーダスケールの第2の自由度についての情報を決定することをさらに含む、請求項31に記載の方法。前記第2の自由度が、前記第1の軸に対して垂直な第2の軸に沿った前記エンコーダスケールの変位である、請求項32に記載の方法。前記第2の軸が、前記エンコーダスケールの面内にある、請求項33に記載の方法。前記第2の軸が、前記エンコーダスケールの面に垂直である、請求項33に記載の方法。前記自由度が、軸の周りの前記エンコーダスケールの傾斜である、請求項1に記載の方法。前記共通の光源によって生成され、かつ前記第1のビームがそこから得られる入力ビームの基準位相を監視することをさらに含む、請求項1に記載の方法。前記情報を決定することが、前記ヘテロダイン位相と前記基準位相を比較することを含む、請求項37に記載の方法。前記第1のビームが、400nm~1,500nmの範囲の波長を有する、請求項1に記載の方法。前記第1のビームが、約633nmまたは約980nmの波長を有する、請求項39に記載の方法。前記エンコーダスケールが回折格子を備える、請求項1に記載の方法。前記回折格子のピッチが、約1λ~約20λの範囲であり、ここでλが前記第1のビームの波長である、請求項41に記載の方法。前記回折格子のピッチが、約1μm~約10μmの範囲である、請求項41に記載の方法。前記第1のビームおよび第2のビームが、光学アセンブリを使用して、それぞれの経路に沿って導かれ、前記方法がさらに、前記情報を決定している間に前記光学アセンブリに対して前記エンコーダスケールを移動させることを含む、請求項1に記載の方法。前記光学アセンブリまたはエンコーダスケールが、ウェーハステージに取り付けられ、前記方法がさらに、前記情報に基づいて、リソグラフィシステムからの放射に対するウェーハの位置を監視することを含む、請求項44に記載の方法。前記光学アセンブリまたはエンコーダスケールが、レチクルステージに取り付けられ、前記方法がさらに、前記情報に基づいて、リソグラフィシステムからの放射に対するレチクルの位置を監視することを含む、請求項44に記載の方法。エンコーダシステムであって、入力ビームから第1のビームおよび第2のビームを得て、該第1のビームおよび第2のビームを互いに異なる経路に沿って導き、該第1のビームと第2のビームを結合して出力ビームを形成するように構成された光学アセンブリであって、該第1のビームおよび第2のビームが互いに異なる周波数を有する、前記光学アセンブリと、該第1のビームが非リトロー角で回折エンコーダスケールに接触し、該第1のビームが該回折エンコーダスケールから少なくとも1度回折するように該第1のビームの経路に配置された回折エンコーダスケールと、該出力ビームを検出するように配置された検出器と、該第1のビームと第2のビームとの間の光路差に関連したヘテロダイン位相を含む干渉信号を該検出器から受信し、該ヘテロダイン位相に基づいて該エンコーダスケールの自由度についての情報を決定するように構成された電子プロセッサとを備えるエンコーダシステム。前記光学アセンブリが、前記入力ビームを前記第1のビームおよび第2のビームに分割する光学素子を備える、請求項47に記載のエンコーダシステム。前記光学素子が非偏光ビームスプリッタである、請求項48に記載のエンコーダシステム。前記光学素子が偏光ビームスプリッタである、請求項48に記載のエンコーダシステム。前記光学素子が、前記第1のビームと第2のビームを結合して、前記出力ビームを形成する、請求項48に記載のエンコーダシステム。前記光学アセンブリは、前記第1のビームおよび第2のビームを得る前に、前記入力ビームを2つの平行なサブ入力ビームに分割するように構成された、1つまたは複数の光学素子を備える、請求項47に記載のエンコーダシステム。前記光学アセンブリは、前記サブ入力ビームのうちの一方を前記第1のビームおよび第2のビームに分割し、他方のサブ入力ビームを第3のビームおよび第4のビームに分割するように構成されたビームスプリッタを備え、該光学アセンブリが、該第3のビームおよび第4のビームを、互いに異なる経路に沿って導き、該第3のビームと第4のビームとを結合して第2の出力ビームを形成する、請求項52に記載のエンコーダシステム。前記光学アセンブリが、前記第3のビームを導いて、前記エンコーダスケールから少なくとも1度回折させる、請求項53に記載のエンコーダシステム。前記光学アセンブリは、1度回折した第1のビームおよび第3のビームをそれぞれ反射して、前記エンコーダスケールから2度目に回折させるように配置された2つの再帰反射器を備える、請求項54に記載のエンコーダシステム。前記第1および第3のビームが、互いに異なる位置で前記エンコーダスケールに接触する、請求項55に記載のエンコーダシステム。前記エンコーダスケールが、前記第1のビームおよび第3のビームを回折させて、それぞれ1次および-1次の回折次数にする、請求項55に記載のエンコーダシステム。前記光学アセンブリにおける前記入力ビームの経路が、第1の出力ビームおよび第2の出力ビームの経路に平行である、請求項53に記載のエンコーダシステム。前記入力ビームならびに、第1および第2の出力ビームの経路が、前記エンコーダスケールの面に平行である、請求項58に記載のエンコーダシステム。前記光学アセンブリが、前記第1のビームの前記経路内に半波長板を備える、請求項47に記載のエンコーダシステム。前記エンコーダスケールが回折格子を備える、請求項47に記載のエンコーダシステム。前記回折格子が、1次元または2次元の回折格子である、請求項61に記載のエンコーダシステム。システムであって、移動可能なステージと、請求項47に記載のエンコーダシステムとを備え、エンコーダスケールまたは光学アセンブリのいずれかが該ステージに取り付けられている、システム。エンコーダシステムであって、入力ビームから第1のビームおよび第2のビームを得るための手段であって、該第1のビームおよび第2のビームが互いに異なる周波数を有する、前記得るための手段と、該第1のビームおよび第2のビームを互いに異なる経路に沿って導くための手段と、該第1のビームと第2のビームとを結合して出力ビームを形成するための手段と、該第1のビームが非リトロー角で回折エンコーダスケールに接触し、該第1のビームが該回折エンコーダスケールから少なくとも1度回折するように該第1のビームの経路に配置された回折エンコーダスケールと、該出力ビームを検出するための手段と、該第1のビームと第2のビームとの間の光路差に関連したヘテロダイン位相を含む干渉信号を検出器から受信し、該ヘテロダイン位相に基づいて該エンコーダスケールの自由度についての情報を決定するための手段とを備えるエンコーダシステム。エンコーダシステムであって、互いに異なる周波数を有する直線偏光のビームである第1のビームおよび第2のビームを入力ビームから得るように構成された光学アセンブリであって、該第1のビームおよび第2のビームを互いに異なる経路に沿って導き、該第1のビームと第2のビームを結合して出力ビームを形成するようにさらに構成され、該光学アセンブリは、該第1のビームの経路内に配置され、かつ該第1のビームの直線偏光状態を90°だけ回転させるように構成された光学素子を備える、前記光学アセンブリと、該第1のビームが回折エンコーダスケールから少なくとも1度回折するように該第1のビームの該経路内に配置された回折エンコーダスケールと、該出力ビームを検出するように配置された検出器と、該第1のビームと第2のビームの間の光路差に関連するヘテロダイン位相を含む干渉信号を該検出器から受信し、該ヘテロダイン位相に基づいて該エンコーダスケールの自由度についての情報を決定するように構成された電子プロセッサとを備えるエンコーダシステム。前記光学素子が、前記第1のビームの前記経路と2度交差し、そのたびに前記第1のビームの前記直線偏光状態を90°だけ回転させる、請求項65に記載のエンコーダシステム。前記光学素子が半波長板である、請求項65に記載のエンコーダシステム。前記第1のビームが、前記エンコーダスケールから2度回折する、請求項65に記載のエンコーダシステム。前記第1のビームが、前記エンコーダスケールにおいてp偏光である、請求項65に記載のエンコーダシステム。エンコーダシステムであって、第1の方向で第1のビームを反射し、該第1の方向に対して垂直な第2の方向で第2のビームを伝達し、該第1のビームと第2のビームを結合して、該第2の方向に平行な経路に沿って偏光ビーム分割素子から出る出力ビームを形成するように構成された偏光ビーム分割素子であって、該第1のビームおよび第2のビームは、互いに異なる周波数を有し、共通の光源から得られる、前記偏光ビーム分割素子と、該第1のビームが回折エンコーダスケールから少なくとも1度回折するように該第1のビームの経路内に配置された回折エンコーダスケールと、該出力ビームを検出するように配置された検出器と、該第1のビームと第2のビームとの間の光路差に関連したヘテロダイン位相を含む干渉信号を該検出器から受信し、該ヘテロダイン位相に基づいて該エンコーダスケールの自由度についての情報を決定するように構成された電子プロセッサとを備えるエンコーダシステム。前記回折エンコーダスケールが、前記第1の方向に対して垂直に配向される、請求項70に記載のエンコーダシステム。前記第1のビームが、前記回折エンコーダスケールに垂直に入射する、請求項70に記載のエンコーダシステム。基板上に集積回路を製造するのに使用するためのリソグラフィ法であって、移動可能なステージ上で該基板を支持すること、空間的にパターン形成された放射を該基板上に結像すること、該ステージの位置を調整すること、請求項1に記載の方法を使用して該ステージの位置を監視することを含み、エンコーダスケールまたは光学アセンブリが該ステージに取り付けられ、情報が、軸に沿った該ステージの該位置に対応する、リソグラフィ法。基板上に集積回路を製造するためのリソグラフィ法であって、空間的にパターン形成された放射に該基板を曝すよう、リソグラフィシステムの第1の構成部品を、リソグラフィシステムの第2の構成部品に対して位置決めすること、請求項1に記載の方法を使用して、該第1の構成部品の位置を監視することを含み、エンコーダスケールまたは光学アセンブリが該第1の構成部品に取り付けられ、情報が、該第1の構成部品の該位置に対応する、リソグラフィ法。ウェーハ上に集積回路を製造するのに使用するためのリソグラフィシステムであって、空間的にパターン形成された放射を該ウェーハ上に結像する映写レンズと、該結像された放射に対する該ウェーハの位置を監視するように構成された、請求項47に記載のエンコーダシステムと、該結像された放射に対するステージの位置を調整するための位置決めシステムとを備え、該ウェーハが該ステージによって支持される、リソグラフィシステム。ウェーハ上に集積回路を製造するのに使用するためのリソグラフィシステムであって、放射源、マスク、位置決めシステム、映写レンズ、及び請求項47に記載のエンコーダシステムを含む照明システムを備え、動作中、該放射源が、該マスクを通して放射を導いて、空間的にパターン形成された放射を生成し、該位置決めシステムが、該放射源からの該放射に対する該マスクの位置を調整し、該映写レンズが、該空間的にパターン形成された放射をステージによって支持された該ウェーハ上に結像し、該システムが、該放射源からの該放射に対する該マスクの位置を監視する、リソグラフィシステム。本開示は、エンコーダスケールが特定の測定方向に移動した結果として生じる、エンコーダスケールから回折された反射ビームまたは伝達ビームにおいて発生する位相変化のヘテロダイン計測を実施するための、エンコーダシステムおよびその方法に関する。エンコーダシステムは、非リトロー型の構成において回折された測定ビームに基づいて干渉信号を生成するように構成してもよい。エンコーダシステムは、コンパクトなエンコーダヘッドを含み、複数の測定チャネルを提供することができる。ある種の態様では、本開示は、1周波数の異なる2つの線形直交偏光成分を有する周波数が安定した照明の光源ビームと、2監視される本体に取り付けられたエンコーダスケール上に、一方または両方の成分を送るための手段たとえば、光学アセンブリと、3回折したビームの一方または両方の成分を受光するための手段たとえば、光学アセンブリと、4両方の周波数成分と組み合わせ、混合してヘテロダイン信号を生成するための手段たとえば、光学アセンブリと、5電気測定信号を生成するための手段たとえば、光電検出器を備える検出器モジュールと、6測定された位相を示すための手段たとえば、位相計/アキュムレータであって、測定された位相が、エンコーダスケールの回折構造、および感度の高い方向に沿ったエンコーダスケールの変位に関連する手段とを備える、エンコーダスケールの1つまたは複数の変位方向での変化を正確に測定できるエンコーダシステムを特徴とする。各実施形態には、以下の特徴のうちの1つまたは複数が含まれ得る。たとえば、各実施形態は、ヘテロダインレーザ源および検出手段とともに動作するため、リトロー型で動作しないよう設計してもよく、エンコーダスケールの傾きおよび傾斜の直接の影響は受けなくてもよくfirst-orderinsensitiveto、計測上の最低限2つの軸たとえば、XおよびZ、YおよびZを設けてもよく、かつ/または2Dのエンコーダスケールとともに機能して、必要なら完全3Dの動き検出を実現することができる。エンコーダシステムは、リソグラフィツールで使用できるが、他の用途で使用することもできる。本発明の様々な態様について以下に概要を述べる。一般に、第1の態様では、本発明は、エンコーダスケールの自由度に沿った変化についての情報を決定するための方法を特徴とし、この方法は、異なる経路に沿って第1のビームおよび第2のビームを導き、この第1のビームと第2のビームを結合して出力ビームを形成することであって、第1のビームおよび第2のビームが共通の光源から発生し、第1のビームおよび第2のビームの周波数が異なり、第1のビームが非リトロー角でエンコーダスケールに接触し、第1のビームがエンコーダスケールから少なくとも1度回折することと、出力ビームに基づいて干渉信号を検出することであって、この干渉信号が、第1のビームと第2のビームの間の光路差に関連したヘテロダイン位相を含むことと、このヘテロダイン位相に基づいてエンコーダスケールの自由度についての情報を決定することとを含む。各方法の実装形態には、以下の特徴のうちの1つまたは複数が含まれ得る。たとえば、第1のビームは、エンコーダスケールに垂直に入射することができる。第1のビームは、エンコーダスケールに非垂直に入射することができる。第1のビームは、回折した測定ビームがエンコーダスケールに対して垂直になるよう、ある角度でエンコーダスケールに入射することができる。自由度は、エンコーダスケールの面に存在する軸に沿ったエンコーダスケールの位置とすることができる。第1のビームおよび第2のビームは、直線偏光のビームとすることができる。エンコーダスケールからの回折の前後での第1のビームの経路は、平面を画定することができ、第1のビームは、この平面に対して垂直に偏光させることができる。実施形態によっては、エンコーダスケールは、第1の方向に沿って延在する回折格子ラインを備えることができ、測定ビームが、回折格子ラインに平行な方向で直線偏光される。第1のビームおよび第2のビームを導くことには、エンコーダスケールからの回折の前に、第1のビームの偏光状態を90°だけ回転させることが含まれ得る。実施形態によっては、第1のビームおよび第2のビームは、直交偏光されたビームである。干渉信号を検出することには、直交偏光された第1のビームおよび第2のビームのそれぞれの成分を伝達する偏光素子を介して、出力ビームを導くことが含まれ得る。互いに異なる経路に沿って第1のビームおよび第2のビームを導くことには、ビームスプリッタを使用して、入力ビームから第1のビームおよび第2のビームを得ることが含まれ得る。ビームスプリッタを使用して、第1のビームと第2のビームを結合することができる。実施形態によっては、第2のビームスプリッタを使用して、第1のビームと第2のビームを結合することができる。ビームスプリッタは、偏光ビームスプリッタとすることができる。実施形態によっては、第2のビームは、エンコーダスケールに接触しない。あるいは、第2のビームは、少なくとも1度エンコーダスケールから回折することができる。回折された第2のビームは、ゼロ次の回折ビームとすることができる。回折した第2のビームは、エンコーダスケールにおいて第1のビームと同一直線上にすることができる。第1のビームは、エンコーダスケールから1度だけ回折することができる。あるいは、実施形態によっては、第1のビームは、2回以上たとえば2回エンコーダスケールから回折する。エンコーダスケールから回折する前の第1のビームの経路は、2度目にエンコーダスケールから回折した後の第1のビームの経路に平行とすることができる。エンコーダスケールから1度目の回折をおこなった後、第1のビームは、再帰反射器によって導かれて、第2のビームと結合される前にエンコーダスケールから2度目の回折をおこなうことができる。情報は、2回以上のヘテロダイン位相測定に基づいて得ることができる。この方法にはさらに、第3のビームと第4のビームを結合して、第2の出力ビームを形成することであって、この第3のビームおよび第4のビームが共通の光源から得られ、第3のビームが少なくとも1度エンコーダスケールから回折することと、第2の出力ビームに基づいて第2の干渉信号を検出することであって、この第2の干渉信号が、第3のビームと第4のビームの間の光路差に関連したヘテロダイン位相を含むこととが含まれ得る。第1のビームと第3のビームは、同じ位置でエンコーダスケールに接触することができる。別法として、またはさらに、第1のビームと第2のビームは、互いに異なる位置でエンコーダスケールに接触することができる。第1の出力ビームと第2の出力ビームのヘテロダイン位相に基づいて、情報を決定することができる。1度回折した測定ビームおよび第3のビームは、それぞれ、測定ビームの1次および-1次の回折次数とすることができる。自由度は、エンコーダスケールの面内の第1の軸に沿ったエンコーダスケールの変位に対応することができる。この方法には、エンコーダスケールの第2の自由度についての情報を決定することが含まれ得る。第2の自由度は、第1の軸に対して垂直な第2の軸に沿ったエンコーダスケールの変位とすることができる。第2の軸は、エンコーダスケールの平面内とすることができる。第2の軸は、エンコーダスケールの面に対して垂直とすることができる。自由度は、軸の周りのエンコーダスケールの傾斜とすることができる。この方法には、共通の光源によって生成され、第1のビームがそこから得られる入力ビームの基準位相を監視することが含まれ得る。情報を決定することには、ヘテロダイン位相を基準位相と比較することが含まれ得る。第1のビームは、400nm~1,500nmの範囲の波長を有することができる。実施形態によっては、第1のビームは、約633nmまたは約980nmの波長を有する。エンコーダスケールは、回折格子を備えることができる。この回折格子のピッチは、約1λ~約20λの範囲とすることができ、ここでλは第1のビームの波長である。実施形態によっては、回折格子のピッチは、約1μm~約10μmの範囲である。第1のビームおよび第2のビームは、光学アセンブリを使用して、それぞれの経路に沿って導くことができ、この方法はさらに、情報を決定している間に光学アセンブリに対してエンコーダスケールを移動させることを含む。光学アセンブリまたはエンコーダスケールは、ウェーハステージに取り付けることが可能であり、この方法はさらに、情報に基づいて、リソグラフィシステムからの放射に対するウェーハの位置を監視することを含む。光学アセンブリまたはエンコーダスケールは、レチクルステージに取り付けることが可能であり、この方法はさらに、情報に基づいて、リソグラフィシステムからの放射に対するレチクルの位置を監視することを含む。一般に、他の態様では、本発明は、入力ビームから第1のビームおよび第2のビームを得て、この第1のビームおよび第2のビームを互いに異なる経路に沿って導き、第1のビームと第2のビームを結合して出力ビームを形成するように構成された光学アセンブリであって、第1のビームおよび第2のビームが互いに異なる周波数を有する光学アセンブリと、第1のビームが非リトロー角で回折エンコーダスケールに接触し、第1のビームが回折エンコーダスケールから少なくとも1度回折するように第1のビームの経路内に配置された回折エンコーダスケールと、出力ビームを検出するように配置された検出器と、第1のビームと第2のビームの間の光路差に関連したヘテロダイン位相を含む干渉信号を検出器から受信し、このヘテロダイン位相に基づいてエンコーダスケールの自由度についての情報を決定するように構成された電子プロセッサとを備えるエンコーダシステムを特徴とする。エンコーダシステムの実施形態には、以下の特徴のうちの1つもしくは複数、および/または他の態様の特徴が含まれ得る。たとえば、光学アセンブリには、入力ビームを第1のビームと第2のビームに分割する光学素子が含まれ得る。この光学素子は、非偏光ビームスプリッタまたは偏光ビームスプリッタとすることができる。光学素子は、第1のビームと第2のビームを結合して、出力ビームを形成することができる。光学アセンブリには、第1のビームおよび第2のビームを得る前に、入力ビームを2つの平行なサブ入力ビームに分割するように構成された、1つまたは複数の光学素子が含まれ得る。光学アセンブリには、サブ入力ビームのうちの一方を第1のビームおよび第2のビームに分割し、もう一方のサブ入力ビームを第3のビームおよび第4のビームに分割するように構成されたビームスプリッタを備えることができ、この光学アセンブリは、第3のビームおよび第4のビームを、互いに異なる経路に沿って導き、この第3のビームと第4のビームを結合して第2の出力ビームを形成する。光学アセンブリは、第3のビームを導いて、少なくとも1度エンコーダスケールから回折させる。光学アセンブリには、1度回折した第1のビームおよび第3のビームをそれぞれ反射して、エンコーダスケールから2度目に回折させるように配置された2つの再帰反射器が含まれ得る。第1のビームと第3のビームは、互いに異なる位置でエンコーダスケールに接触する。エンコーダスケールは、第1のビームおよび第3のビームを回折させて、それぞれ1次と-1次の回折次数にすることができる。光学アセンブリにおける入力ビームの経路は、第1の出力ビームおよび第2の出力ビームの経路に平行とすることができる。入力ビームならびに、第1および第2の出力ビームの経路は、エンコーダスケールの面に平行とすることができる。光学アセンブリには、第1のビームの経路内に半波長板が含まれ得る。エンコーダスケールには、回折格子が含まれ得るたとえば、1次元または2次元のエンコーダスケール。別の態様では、本発明は、移動可能なステージ、および前述の態様のエンコーダシステムを備えるシステムを特徴とし、エンコーダスケールまたは光学アセンブリのいずれかがステージに取り付けられる。一般に、他の態様では、本発明は、入力ビームから第1のビームおよび第2のビームを得るための手段であって、この第1のビームおよび第2のビームが互いに異なる周波数を有する手段と、第1のビームおよび第2のビームを互いに異なる経路に沿って導くための手段と、第1のビームと第2のビームを結合して出力ビームを形成するための手段と、第1のビームが非リトロー角で回折エンコーダスケールに接触し、第1のビームが回折エンコーダスケールから少なくとも1度回折するように第1のビームの経路内に配置された回折エンコーダスケールと、出力ビームを検出するための手段と、第1のビームと第2のビームの間の光路差に関連したヘテロダイン位相を含む干渉信号を検出器から受信し、このヘテロダイン位相に基づいてエンコーダスケールの自由度についての情報を決定するための手段とを備えるエンコーダシステムを特徴とする。エンコーダシステムの各実施形態には、他の態様の1つまたは複数の特徴が含まれ得る。一般に、別の態様では、本発明は、互いに異なる周波数を有する直線偏光のビームである第1のビームおよび第2のビームを入力ビームから得るように構成された光学アセンブリであって、この第1のビームおよび第2のビームを互いに異なる経路に沿って導き、第1のビームおよび第2のビームを結合して出力ビームを形成するようにさらに構成され、第1のビームの経路内に配置され、第1のビームの直線偏光状態を90°だけ回転させるように構成された光学素子を備える光学アセンブリと、第1のビームが回折エンコーダスケールから少なくとも1度回折するように第1のビームの経路内に配置された回折エンコーダスケールと、出力ビームを検出するように配置された検出器と、第1のビームと第2のビームの間の光路差に関連したヘテロダイン位相を含む干渉信号を検出器から受信し、このヘテロダイン位相に基づいてエンコーダスケールの自由度についての情報を決定するように構成された電子プロセッサとを備えるエンコーダシステムを特徴とする。エンコーダシステムの実施形態には、以下の特徴のうちの1つもしくは複数、および/または他の態様の特徴が含まれ得る。たとえば、光学素子は、第1のビームの経路と2度交差することができ、そのたびに第1のビームの直線偏光状態を90°回転させる。光学素子は、半波長板とすることができる。第1のビームは、エンコーダスケールから2度回折することができる。第1のビームは、エンコーダスケールにおいてp偏光とすることができる。一般に、他の態様では、本発明は、第1の方向で第1のビームを反射し、第1の方向に対して垂直な第2の方向で第2のビームを伝達し、第1のビームと第2のビームを結合して、第2の方向に平行な経路に沿って偏光ビーム分割素子から出る出力ビームを形成するように構成された偏光ビーム分割素子であって、第1のビームおよび第2のビームが互いに異なる周波数を有し、共通の光源から得られる偏光ビーム分割素子と、第1のビームが回折エンコーダスケールから少なくとも1度回折するように第1のビームの経路内に配置された回折エンコーダスケールと、出力ビームを検出するように配置された検出器と、第1のビームと第2のビームの間の光路差に関連したヘテロダイン位相を含む干渉信号を検出器から受信し、このヘテロダイン位相に基づいてエンコーダスケールの自由度についての情報を決定するように構成された電子プロセッサとを備えるエンコーダシステムを特徴とする。エンコーダシステムの実施形態には、以下の特徴のうちの1つもしくは複数、および/または他の態様の特徴が含まれ得る。たとえば、回折エンコーダスケールは、第1の方向に対して垂直に配向することができる。第1のビームは、回折エンコーダスケールに垂直に入射することができる。一般に、他の態様では、本発明は、光学アセンブリに対する回折格子の自由度に沿った変化についての情報を決定するための方法を特徴とし、これらの方法は、光学アセンブリを使用して、第1のビームと第2のビームを結合して出力ビームを形成することであって、第1のビームが、光学アセンブリに対して移動可能な回折格子から回折され、第1のビームおよび第2のビームが共通の光源から得られ、第1のビームが、共通の光源から得られ、回折格子にぶつかる、ゼロ次以外の回折次数の1次ビームであり、第1のビームが、回折格子において1次ビームと同一直線上にないことと、第1のビームと第2のビームの間の光路差に関連したヘテロダイン位相を含む干渉信号を出力ビームに基づいて検出することと、このヘテロダイン位相に基づいて、光学アセンブリに対する回折格子の自由度に沿った変化についての情報を決定することとを含む。これらの方法の実装形態には、以下の特徴のうちの1つもしくは複数、および/または他の態様の特徴が含まれ得る。たとえば、1次ビームは、回折格子に垂直に入射することも、また非垂直に入射することもできる。1次ビームは、直線偏光ビームとすることができる。1次ビームは、回折格子にぶつかる前に、回折格子の回折格子ラインに平行な方向で直線偏光させることができる。第1のビームおよび第2のビームは、偏光ビームとすることができる。第1のビームは、第2のビームに対して垂直に偏光させることができる。第1のビームおよび第2のビームは、直線偏光のビームとすることができる。実施形態によっては、第2のビームは、回折格子に接触しない。あるいは、実施形態によっては、第2のビームが、回折格子から少なくとも1度回折する。第2のビームは、ゼロ次の回折ビームとすることができる。第2のビームは、回折格子において、1次ビームと同一直線上とすることができる。第2のビームは、回折次数の1次ビームとすることができる。第2のビームは、ゼロ次の回折次数の1次ビームとすることができる。第1のビームは、第1の回折次数の1次ビームとすることができる。実施形態によっては、この方法は、第3のビームと第4のビームを結合して、第2の出力ビームを形成することであって、この第3のビームおよび第4のビームが共通の光源から得られることと、第2の出力ビームに基づいて第2の干渉信号を検出することであって、この第2の干渉信号が、第3のビームと第4のビームの間の光路差に関連したヘテロダイン位相を含み、第3のビームが、回折格子から回折され、第1のビームとは異なるビームであることとを含む。第1のビームおよび第3のビームは、それぞれ、1次ビームの1次および-1次の回折次数とすることができる。第2のビームおよび第4のビームは、ゼロ次の回折次数の1次ビームから得ることができる。自由度は、回折格子の面内の第1の軸に沿った回折格子の変位に対応することができる。回折格子には、第1の軸に対して垂直な第1の方向に沿って延在する回折格子ラインが含まれ得る。この方法には、光学アセンブリに対する回折格子の第2の自由度についての情報を決定することが含まれ得る。第2の自由度は、第1の軸に対して垂直な第2の軸に沿った回折格子の変位とすることができる。第2の軸は、回折格子の場所の中とすることができる。あるいは、第2の軸は、回折格子の面に対して垂直とすることができる。自由度は、回折格子の面に垂直な軸に沿った回折格子の変位に対応することができる。自由度は、光学アセンブリに対する回折格子の傾斜とすることができる。これらの方法には、共通の光源によって生成され、1次ビームがそこから得られる入力ビームの基準位相を監視することが含まれ得る。情報を決定することには、ヘテロダイン位相を基準位相と比較することが含まれ得る。第1のビームは、第2のビームと結合する前に、回折格子から2度回折させることができる。第1のビームは、第2のビームと結合する前に、再帰反射器によって導かれて、少なくとも1度回折格子にぶつかることができる。第1のビームおよび第2のビームは、互いに異なるゼロ次以外の回折次数の1次ビームとすることができる。1次ビームは、第1の成分および第2の成分を含むことができ、第1の成分および第2の成分は、ヘテロダイン周波数および様々な直交偏光状態を規定する、互いに異なる周波数を有する。1次ビームは、400nm~1,500nmの範囲の波長を有することができる。たとえば、1次ビームは、約633nmまたは約980nmの波長を有することができる。この回折格子のピッチは、約1λ~約20λの範囲とすることができ、ここでλは1次ビームの波長である。回折格子のピッチは、約1μm~約10μmの範囲とすることができる。これらの方法には、情報を決定している間に、光学アセンブリに対して回折格子を移動させることが含まれ得る。光学アセンブリまたは回折格子は、ウェーハステージに取り付けることが可能であり、この方法はさらに、情報に基づいて、リソグラフィシステムからの放射に対するウェーハの位置を監視することを含む。実施形態によっては、光学アセンブリまたは回折格子は、レチクルステージに取り付けることが可能であり、この方法はさらに、情報に基づいて、リソグラフィシステムからの放射に対するレチクルの位置を監視することを含む。一般に、他の態様では、本発明は、光学アセンブリに対する回折格子の自由度に沿った変化についての情報を決定するためのシステムを特徴とし、これらのシステムは、互いに異なる周波数および直交偏光状態を有する第1の成分ならびに第2の成分を含む入力ビームを供給するように構成された光源と、入力ビームから1次ビームを得て、この1次ビームを回折格子に導き、ゼロ次以外で回折格子から回折された第1のビームを受光し、それを第2のビームと結合して出力ビームを形成するように構成された光学アセンブリであって、1次ビームが、入力ビームの第1の成分を含み、第1のビームが回折次数の1次ビームであり、第1のビームが回折格子において1次ビームと同一直線上にはなく、第2のビームが、入力ビームの第2の成分を含み、光学アセンブリに対して回折格子が移動可能である光学アセンブリと、出力ビームを検出するように配置された検出器と、第1のビームと第2のビームの間の光路差に関連したヘテロダイン位相を含む干渉信号を検出器から受信し、このヘテロダイン位相に基づいて、光学アセンブリに対する回折格子の自由度に沿った変化についての情報を決定するように構成された電子プロセッサとを備える。これらのシステムの実施形態には、以下の特徴のうちの1つもしくは複数、および/または他の態様の特徴が含まれ得る。たとえば、このシステムは、移動可能なステージを備えることができ、この移動可能なステージに回折格子が取り付けられる。光学アセンブリには、第1のビームの経路内に配置された第2の回折格子が含まれ得る。第2の回折格子は、1次ビームの経路に平行な経路に沿って、第1のビームの向きを変えるように構成することができる。光学アセンブリには、第1のビームの経路内に配置され、第1のビームを導いて回折格子に2度目に接触するようになされた再帰反射器が含まれ得る。光学アセンブリには、入力ビームから1次ビームおよび第2のビームを得るように構成された偏光ビームスプリッタが含まれ得る。光学アセンブリには、出力ビームから第1のビームと第2のビームを結合するように構成された偏光ビームスプリッタが含まれ得る。光学アセンブリは、第2のビームを導いて回折格子に接触させるように構成することができる。一般に、他の態様では、本発明は、光学アセンブリに対する回折格子の自由度に沿った変化についての情報を決定するための方法を特徴とし、これらの方法は、光学アセンブリを使用して、第1のビームと第2のビームを結合して出力ビームを形成することであって、第1のビームが、光学アセンブリに対して移動可能な回折格子から回折され、第1のビームおよび第2のビームが共通の光源から得られ、第1のビームが、共通の光源から得られ、回折格子にぶつかる、ゼロ次以外の回折次数の1次ビームであり、第1のビームが、回折格子において1次ビームと同一直線上にないことと、第1のビームと第2のビームの間の光路差に関連した位相を含む干渉信号を出力ビームに基づいて検出することと、この位相に基づいて、光学アセンブリに対する回折格子の自由度に沿った変化についての情報を決定することであって、この位相が、光学アセンブリに対する回折格子の傾きおよび/または傾斜の直接の影響を受けないこととを含む。これらの方法の実装形態には、以下の特徴のうちの1つもしくは複数、および/または他の態様の特徴が含まれ得る。たとえば、位相は、ヘテロダイン位相とすることができる。この情報には、光学アセンブリに対する回折格子の少なくとも2つの自由度に沿った変化についての情報が含まれ得る。この少なくとも2つの自由度には、回折格子の面内の軸に沿った変位が含まれ得る。この少なくとも2つの自由度には、回折格子の面に対して垂直な軸に沿った変位が含まれ得る。一般に、他の態様では、本発明は、軸に沿った回折格子の変位を監視するためのシステムを特徴とし、これらのシステムは、周波数が互いに異なる2つの直線偏光成分を有する照明を与える光源と、1つまたは両方の成分を回折格子上に導く手段と、回折格子から回折された1つまたは両方の成分を受光するための手段と、両方の周波数の成分を結合し混合するための手段と、結合され混合された成分を検出するための手段と、検出された成分に関連した位相を測定するための手段であって、成分のうちの1つまたは両方が回折格子においてリトロー条件を満たさない手段とを備える。このシステムの各実施形態には、他の態様の1つまたは複数の特徴が含まれ得る。前述の各態様の実施形態には、以下の特徴のうちの1つまたは複数が含まれ得る。たとえば、光学アセンブリには、1次ビームを回折格子に向けて導くように配置された折曲げミラーが含まれ得る。この折曲げミラーは、第2のビームを回折格子に向けて導くことができる。このアセンブリは、入力ビームを1次ビームおよび第2のビームに分割するように構成された偏光ビームスプリッタを備えることができ、この1次ビームおよび第2のビームは、ビームスプリッタの直後の第1の平面内にあり、折曲げミラーは、1次ビームおよび第2のビームを、第1の平面に垂直な方向に導くように構成される。1次ビームおよび第2のビームは、共通の位置で回折格子に接触することができる。1次ビームおよび第2のビームは、同じ入射角で回折格子に接触することができるが、回折格子に対する垂線の両側から接触することができる。第1のビームは、回折次数の第2のビームと同一直線上にすることができる。光学アセンブリは、1次ビームおよび第2のビームをそれぞれ共通の位置に向けて反射するように構成された第1のミラーおよび第2のミラーを備えることができる。ビームスプリッタ、折曲げミラー、ならびに第1のミラーおよび第2のミラーは、全てモノリシック光学素子のインターフェースとしてもよい。モノリシック光学素子では、第1の平面に直交する最大寸法が、第1の平面でのモノリシック光学素子の最大寸法よりも小さくすることができ、たとえば、第1の平面に直交する最大寸法は、第1の平面での最大寸法の0.5倍以下たとえば、0.3倍以下、0.2倍以下、0.1倍以下、0.05倍以下とすることができる。第1の平面に垂直なモノリシック光学アセンブリの最大寸法は、5cm以下たとえば、4cm以下、3cm以下、2cm以下、1cm以下とすることができる。他の態様では、本発明は、基板上に集積回路を製造するのに使用するためのリソグラフィ法を特徴とし、これらの方法は、移動可能なステージ上で基板を支持することと、空間的にパターン形成された放射を基板上に結像することと、ステージの位置を調整することと、他の態様の方法またはシステムを使用してステージの位置を監視することとを含み、回折格子または光学アセンブリがステージに取り付けられ、情報が、軸に沿ったステージの位置に対応する。他の態様では、本発明は、基板上に集積回路を製造するためのリソグラフィ法を特徴とし、この方法は、空間的にパターン形成された放射に基板を曝すよう、リソグラフィシステムの第1の構成部品を、リソグラフィシステムの第2の構成部品に対して位置決めすることと、他の態様の方法またはシステムを使用して、第1の構成部品の位置を監視することとを含み、回折格子または光学アセンブリが第1の構成部品に取り付けられ、情報が、第1の構成部品の位置に対応する。他の態様では、本発明は、ウェーハ上に集積回路を製造するのに使用するためのリソグラフィシステムを特徴とし、これらのシステムは、空間的にパターン形成された放射をウェーハ上に結像する映写レンズと、結像された放射に対するウェーハの位置を監視するように構成された他の態様のシステムと、結像された放射に対するステージの位置を調整するための位置決めシステムとを備え、ウェーハはステージによって支持される。他の態様では、本発明は、ウェーハ上に集積回路を製造するのに使用するためのリソグラフィシステムを特徴とし、これらのシステムは、放射源、マスク、位置決めシステム、映写レンズを含む照明システムと、他の態様のシステムとを備え、動作中、放射源は、マスクを通して放射を導いて、空間的にパターン形成された放射を生成し、位置決めシステムが放射源からの放射に対するマスクの位置を調整し、映写レンズが、空間的にパターン形成された放射をステージによって支持されたウェーハ上に結像し、システムが、放射源からの放射に対するマスクの位置を監視する。様々な基準が、参考として本明細書に援用される。矛盾が生じる場合は、本明細書が規定する。添付図面および以下の説明において、1つまたは複数の実施形態の詳細を説明する。他の特徴および利点は、この説明および図面から、また特許請求の範囲から明らかになろう。様々な図面における同じ参照符号は、同じ要素を示す。図1を参照すると、干渉計エンコーダシステム100は、光源モジュール120たとえば、レーザを含む、光学アセンブリ110、測定対象物101、検出器モジュール130たとえば、偏光子および検出器、ならびに電子プロセッサ150を備える。一般に、光源モジュール120は光源を備え、ビーム成形光学装置たとえば、光コリメーティング光学装置、光ガイド構成部品たとえば、光ファイバ導波管ならびに/または偏光管理光学装置たとえば、偏光子および/もしくは波長板など、他の構成部品も備えることができる。光学アセンブリ110の様々な実施形態を以下に説明する。光学アセンブリは、エンコーダヘッドとも呼ばれる。参考として直交座標系が示してある。測定対象物101が、Z軸に沿って、光学アセンブリ110から何らかの公称寸法だけ離して配置される。リソグラフィツールにおけるウェーハステージまたはレチクルステージの位置を監視するのにエンコーダシステムが使用される場合など、多くの用途では、測定対象物101は、光学アセンブリに対してXおよび/またはY方向に移動するが、Z軸に対して光学アセンブリから名目上一定の距離を維持する。この一定の距離は、相対的に小さくたとえば、数センチメートル以下にすることができる。しかし、このような用途では、測定対象物の位置は通常、名目上一定の距離からわずかな程度だけ変化することになり、直交座標系内での測定対象物の相対的な向きも、わずかな程度だけ変化することができる。動作中、エンコーダシステム100は、光学アセンブリ110に対する測定対象物101のこれら自由度のうちの1つまたは複数を監視するが、これには、x軸に対する測定対象物101の位置が含まれ、さらには、実施形態によっては、y軸および/もしくはz軸、ならびに/または、ピッチおよびヨーの角度方向に対する測定対象物101の位置を含む。測定対象物101の位置を監視するために、光源モジュール120は、入力ビーム122を光学アセンブリ110に送る。光学アセンブリ110は、入力ビーム122から測定ビーム112を得て、この測定ビーム112を測定対象物101に送る。光学アセンブリ110はまた、入力ビーム122から基準ビーム図示せずを得て、測定ビームとは異なる経路に沿ってこの基準ビームを送る。たとえば、光学アセンブリ110には、入力ビーム122を分割して、測定ビーム112と基準ビームを生成するビームスプリッタが含まれ得る。測定ビームおよび基準ビームは、直交した偏光を有することができるたとえば、直交直線偏光。測定対象物101は、エンコーダスケール105を備え、このエンコーダスケールは、エンコーダヘッドから1つまたは複数の回折次数に測定ビームを回折させる測定目盛りである。一般には、エンコーダスケールには、回折格子またはホログラフィック回折構造など、様々な異なる回折構造が含まれ得る。各例または回折格子は、正弦、長方形、または鋸歯状の回折格子を備える。回折格子は、ピッチが一定の周期的な構造を特徴とするが、より複雑な周期的な構造をも特徴とするたとえば、チャープ回折格子。一般に、エンコーダスケールは、2つ以上の平面に測定ビームを回折させることができる。たとえば、エンコーダスケールは、測定ビームをX-Z平面およびY-Z平面内の回折次数へと回折させる、2次元の回折格子とすることができる。エンコーダスケールは、測定対象物110の移動範囲に対応する距離にわたって、X-Y平面内に延在する。この実施形態では、エンコーダスケール105は、ページの平面に対して垂直に延在し、図1に示した直交座標系のY軸には平行に延在する回折格子ラインを有する回折格子である。格子ラインは、X軸に沿って周期的である。エンコーダスケール105は、X-Y面に対応する回折格子面を有し、このエンコーダスケールは、測定ビーム112をY-Z平面内の1つまたは複数の回折次数へと回折させる。これら回折次数のうちの少なくとも1つの測定ビーム114と表示されたビームが、光学アセンブリ110に戻り、そこで基準ビームと結合されて出力ビーム132を形成する。たとえば、1度回折した測定ビーム114は、1次回折ビームとすることができる。出力ビーム132は、測定ビームと基準ビームの間の光路長差に関連する位相情報を含む。光学アセンブリ110は、出力ビーム132を検出モジュール130に送り、この検出モジュール130は、出力ビームを検出し、検出された出力ビームに応答して電子プロセッサ150に信号を送出する。電子プロセッサ150は、この信号を受信し分析し、光学アセンブリ110に対する測定対象物101の1つまたは複数の自由度についての情報を決定する。実施形態によっては、測定ビームおよび基準ビームの周波数の差は小さくてたとえば、kHz~MHzの範囲の差、この周波数差に概ね対応する周波数において対象となる干渉信号を生成する。この周波数は、以下で同様にヘテロダイン周波数、または基準周波数と呼ばれており、角周波数に対してωRとして表してある。測定対象物の相対位置における変化についての情報は、このヘテロダイン周波数における干渉信号の位相に概ね対応する。信号処理技法を使用して、この位相を抽出することができる。一般に、移動可能な測定対象物により、この位相期間は時間とともに変化するようになる。この点に関しては、測定対象物の動きの1次の時間導関数により、本明細書においてドップラーシフトと呼ばれる量だけ、干渉信号の周波数がヘテロダイン周波数からシフトすることになる。他の技法の中でも特に、たとえば、2つの異なるレーザモードを使用して、レーザゼーマン分裂、音響光学変調により、または複屈折素子を使用してレーザの内部で、測定ビームおよび基準ビームの様々な周波数を生成することができる。直交偏光により、偏光ビームスプリッタは、測定ビームおよび基準ビームを互いの異なる経路に沿って導き、それらを結合して出力ビームを形成することができ、この出力ビームは続いて偏光子を通過し、この偏光子は、直交偏光された成分を互いに干渉できるように混合する。目標物となる動きがない場合、干渉信号はヘテロダイン周波数で発振し、この周波数は、2つの成分の光学周波数における差に過ぎない。動きがある場合、ヘテロダイン周波数は、よく知られたドップラー関係を介して目標物の速度に関連する変化を受ける。したがって、ヘテロダイン周波数の変化を監視することにより、光学アセンブリに対する目標物の動きを監視することができるようになる。以下に述べる実施形態では、入力ビームは一般に、光源モジュールが発するビームを指す。ヘテロダイン検出では、前述の通り、入力ビームは周波数がわずかに異なる成分を含む。一般に、測定ビームは、1度回折した測定ビームがリトロー条件を満たさないような、ある入射角で測定対象物101に入射する。リトロー条件は、入射ビームに対する回折格子などの回折構造の向きを指し、この回折構造は、回折したビームを光源に向けて戻す。すなわち、エンコーダシステム100では、1度回折した測定ビームは、エンコーダスケールにおいて回折する前には測定ビームと同一線上にない。エンコーダスケール105は、一方向に周期的な構造体として図1で示してあるが、より一般的には、測定対象物には、測定ビームを適切に回折させる様々な異なる回折構造体が含まれ得る。実施形態によっては、測定対象物には、2つの方向でたとえば、x軸およびy軸に沿って周期的であり、測定ビームを2つの直交平面内のビームに回折させる回折構造体たとえば、エンコーダスケールが含まれ得る。一般に、エンコーダシステムが、十分な強度を有する1つまたは複数の回折された測定ビームを供給して、システムにおける幾何学的な制約条件の中で、対応する基準ビームと結合されるとき、1つまたは複数の検出可能な干渉信号を確立するように、エンコーダスケールおよび光源モジュールの回折構造体が選択される。実施形態によっては、光源モジュールは、波長が400nm~1,500nmの範囲にある入力ビームを生成する。たとえば、入力ビームは、約633nmまたは約980nmの波長を有することができる。一般に、ヘテロダイン光源の周波数を分割すると、結果として、入力ビームの2つの成分の波長の間で非常にわずかな差を生じ、したがって、入力ビームは、厳密に単色でないとしても、単一波長によって入力ビームを特徴付けるのには実用的であることに留意されたい。実施形態によっては、光源モジュールには、ガスレーザたとえば、HeNeレーザ、レーザダイオードもしくは他の固体レーザ光源、発光ダイオード、またはスペクトル帯域幅を修正するためのフィルタのついた、もしくはついていないハロゲンライトなどの熱源が含まれ得る。一般に、回折構造たとえば、回折格子のピッチは、入力ビームの波長、ならびに光学アセンブリおよび測定に使用される回折次数の構成に応じて変更することができる。実施形態によっては、回折構造体は、ピッチが約1λ~約20λの範囲にある回折格子であり、ここでλは光源の波長である。回折格子のピッチは、約1μm~約10μmの範囲とすることができる。次に、エンコーダシステムの様々な実装形態に移ると、実施形態によっては、エンコーダシステムは、測定ビームがエンコーダスケールへの単一の経路を設け、単一の回折次数の測定ビームがこの測定に使用されるように構成される。たとえば、図2Aを参照すると、エンコーダシステム200の光学アセンブリ110は、第1の偏光ビームスプリッタPBS210、第2のPBS220、および回折格子211を備える。検出器モジュール130は、偏光子231および検出器230を備える。PBS210は、入力ビーム122を分割して、測定ビーム112および基準ビーム113を生成する。図に示すように、測定ビーム112は、図の平面内で偏光されp偏光、第2のビーム113は、図の平面に対して垂直に偏光されるs偏光。測定ビーム112は、エンコーダスケール105によって回折され、1度回折した測定ビーム114を生成し、このビームは、ゼロ次以外の回折次数たとえば1次または2次の測定ビーム112に対応する。回折格子211は、エンコーダスケール105と同様の回折構造たとえば、同じピッチを有することができ、1度回折した測定ビーム114を回折させ、その結果、回折していない測定ビーム112の経路に平行な経路に沿って、ここで2度回折した測定ビームがPBS220に入射する。PBS220は、2度回折した測定ビーム114と基準ビーム113を結合して、出力ビーム132を形成する。検出器モジュール130では、出力ビームが検出器230に入射する前に、偏光子231が、出力ビームの測定ビーム成分と基準ビーム成分を混合する。たとえば、偏光子231がs偏光された光の成分およびp偏光された光の成分を伝達するように、偏光子231の伝達軸を配向することによりたとえば、ページの平面に対して45°で伝達軸を配向することにより、これを実現することができる。エンコーダシステム200は、単一の検出チャネルを有するエンコーダシステムの1例であり、ここで、測定ビームは測定対象物への単一の経路を設ける。ここで、検出器230で測定される位相は、X方向およびZ方向でのエンコーダスケール105の動きに応じて変化することになる。このシステムの変形形態が実現可能である。たとえば、実施形態によっては、測定ビーム114には、周波数成分と偏光成分の両方が含まれ得る。たとえば、図2Bを参照すると、非偏光ビームスプリッタNPBS212を使用して、入力ビームを測定ビームと基準ビームに分割し、その結果、両方がs偏光とp偏光の両方を含む。しかし、1度回折した測定ビーム114および基準ビーム113は、PBS220を使用して結合され、その結果、出力ビーム132における1度回折した測定ビーム114の一部分のみが、ある状態この場合は、p偏光で偏光された成分に対応し、出力ビーム132における基準ビーム113の一部分のみが、直交偏光ここでは、s偏光を有する成分に対応する。さらに、一般には、エンコーダシステム200用の光学アセンブリには、図2Aに示した成分に加えて、またはそれに代えて、1つまたは複数の成分が含まれ得る。たとえば、実施形態によっては、回折格子211の代わりに、屈折構成部品213たとえば、プリズムまたは他の屈折光学素子を使用して、回折ビーム114の向きをPBS220に変えることができる。このような実施形態が図2Bに示してある。実施形態によっては、エンコーダシステムは、追加のサブシステムを備える。たとえば、実施形態によっては、エンコーダシステム200は、入力ビーム122の位相を監視するローカルの基準を備える。図2Aに示すように、ローカルの基準は、ビームスプリッタ240たとえば、NPBS、偏光子250、および検出器260を使用して実現することができる。たとえば、入力ビーム122の各成分間の相対的な開始位相が可変である実施形態において、このような基準が有用になり得る。実施形態によっては、エンコーダシステムは、2つ以上の測定チャネルを設けることができる。複数のエンコーダヘッドを使用することにより、追加のチャネルを設けることができる。別法として、またはさらに、実施形態によっては、複数の測定チャネルを実現するように、単一のエンコーダヘッドを構成することができる。たとえば、図3には、2つの測定チャネルを組み込むエンコーダシステム300が示してあり、この測定チャネルのそれぞれが、別々に1次または-1次の測定ビーム回折次数に干渉して、動きの感度の解像度を改善するとともに、測定ビーム軸すなわち、Z軸に沿ったエンコーダスケールの動きを区別する。ここで、各検出チャネルにおける第2のビームは、測定ビームのゼロ次の回折に対応し、名目上、エンコーダスケール105に垂直に入射する。エンコーダシステム300は、NPBS310およびNPBS312、PBS330およびPBS332、回折格子320および322、偏光子340および342、ならびに検出器350および352を備える。光源モジュール120は、NPBS310およびNPBS312を介して入力ビーム122を導いて、エンコーダスケール105に接触させる。エンコーダスケール105は、入射ビームを回折させて、0次、1次、-1次の回折次数を含め、複数の次数にする。1次の回折ビームがビーム321で示してあり、-1次の回折ビームがビーム323で示してある。これらの回折ビームのそれぞれが、図の平面内の偏光成分と図に対して垂直な偏光成分の両方を含む。ゼロ次の回折ビームが移動して、NPBS312およびNPBS310に戻る。ビームスプリッタ312は、このビームを分割し、一部分をビーム353として検出器352に導く。ビームスプリッタ310は、一部分をビーム351として検出器350に導く。1次および-1次の回折ビーム321および323は、それぞれ回折格子320および322に伝搬する。これらの回折格子は、ビーム321および323を、それぞれ偏光ビームスプリッタ330および332に向けて回折させる。回折格子320および322は、入射ビームをさらなる方向へと回折させることができるが、話を明確にするために、図からは他の回折次数を省略する。PBS330は、ビーム321および351からの垂直偏光成分を結合して、第1の出力ビームを生成する。偏光子340は、偏光ビームスプリッタ330からの出力ビームの経路内に配置され、検出器350において垂直偏光状態の混合を実現するように、その経路軸を配向する。同様に、PBS332は、ビーム323および353からの直交偏光成分を結合して、第2の出力ビームを生成する。偏光子342は、第2の出力ビームで直交偏光状態を混合したものを検出器352に供給する。Z方向でのエンコーダスケールの動きは、両方のチャネル測定で共通なので、Xに沿ったエンコーダスケールの動きが逆符号で検出されている間、2つの別々の位相の合計またはその差からなる複合信号により、2つの動きを区別することができる。この場合には、2つの検出器におけるXに沿った動きΔxおよびZに沿った動きΔzの関数としての、位相の変化についての基本的な式は以下の通りである。ここで、±の上付き文字は、または-の次数を表し、λは照明の波長であり、Λはエンコーダスケールの周期であり、1次の回折角θはエンコーダスケールの式λ=Λsinθから求まる。Z軸およびX軸に沿った変位を得るために、合計の式と差の式を形成する。および、実施形態によっては、Y軸に沿った変位を測定するために、追加のチャネルを設けることができる。このような2次元2Dの用途XおよびYの測定においては、領域回折格子を使用することができる。たとえば、エンコーダスケール105は、X方向およびY方向において周期的にすることができる。初めからZ軸の周りに90°回転される別の1組の成分を用いて、垂直なY軸での動きを得ることができ、たとえば、Y方向での変位Δyを示す2つのさらなる検出チャネルを設ける。図2A、Bおよび図3に示す実施形態では、面内と面外の両方での試験エンコーダスケール105の角運動たとえば、y軸の周りの回転に対する感度に問題がある。実施形態によっては、この感度を低減させることができる。たとえば、図4の実施形態で示す再帰反射器を加えて、エンコーダスケール105への測定ビームの2重経路を設けることにより、この感度を低減させることができる。ここで、エンコーダシステム400は、PBS410ならびに再帰反射器420および430を備える。光源モジュール120は、入力ビーム122をPBS410に送り、PBS410は、この入力ビームを測定ビーム112および基準ビーム402に分割し、ここで、測定ビーム112および基準ビーム402は偏光状態が直交している。ここで、測定ビーム112はs偏光を有し、PBS410のビーム分割インターフェースによって反射され、基準ビーム402はp偏光を有し、インターフェースによって伝達される。PBS410は、測定ビーム112をエンコーダスケール105に送り、このエンコーダスケールは、測定ビーム112を回折させて、1度回折した測定ビーム401たとえば、1次の回折次数に対応するを含め、様々な回折次数にする。再帰反射器430は、1度回折した測定ビーム401をエンコーダスケール105に反射して戻すように配置され、このエンコーダスケールは、回折されていない測定ビーム112に平行なPBS410に向けて測定ビームを回折させて戻す。ビーム401の偏光状態はs偏光のままであり、PBS410のインターフェースによって反射されて検出器モジュール130に向かう。p偏光の基準ビーム402は、再帰反射器420によって反射されてPBS410に戻り、次にPBSインターフェースにおいてエンコーダスケール105から2度回折したs偏光の測定ビームと再結合する。オーバラップするs偏光ビームとp偏光ビームが出力ビームを形成し、このビームは検出器モジュール130に伝搬する。この結果、Y軸の周りでのエンコーダスケール105の回転により、結果として、双方のビームが出力ビームに結合されるときに、双方のビーム間の角度発散ではなく、基準ビーム402に対して、2度回折した測定ビームが横方向に変位する。図3に示す実施形態が、/-1次の回折次数に基づいて2つのチャネルを監視するように構成された、図2Aのエンコーダシステムとそれぞれ同様の設計を実施するのと同じようにして、図4のエンコーダシステム400は、複数の測定チャネル向けに/-1次の回折次数を両方利用するように構成することができる。たとえば、図5Aおよび5Bに示すエンコーダシステム500は、2つの測定チャネルを設け、これらのチャネルは、Z方向の動きを識別するために使用することができる。図5Aには、X-Z平面でのエンコーダシステム500が示してあり、図5Bには、Y-Z平面でのシステムが示してある。エンコーダシステム500は、ビーム分割プリズム510、PBS520、ならびに再帰反射器530、540、および550を備える。ビーム分割プリズム510は、光源モジュール120からの入力ビームを分割して、互いに変位した2つの平行ビーム522および524を生成し、次いでこれらのビームは、それぞれPBS520のビーム分割インターフェースにおいて直交偏光ビームに分割される。PBS520は、1対のビーム525および526をエンコーダスケール105に送り、もう1対のビーム527および528を再帰反射器530に送る。再帰反射器540は、ビーム525からの1次の回折光を再帰反射するように配置される。同様に、再帰反射器550は、ビーム526からの-1次の回折光を再帰反射するように配置される。各再帰反射器から再帰反射されたビームは、両方ともエンコーダスケール105において2度目の回折をおこない、2度回折されたこれらのビームは、PBS520に送られて戻る。ビームブロック541および551が、1度回折された測定ビームの経路内で再帰反射器540および550にそれぞれ設けられて、エンコーダスケールの相互作用のそれぞれについて適切な回折次数を分離する。具体的には、ビームブロック541は、再帰反射器540に配置されて、ビーム526から1次の回折次数の光をブロックする。ビームブロック551は、再帰反射器550に配置されて、ビーム525から-1の回折次数の光をブロックする。ブロックされたビームが、図5Aおよび5Bに破線で示してある。エンコーダスケール105からPBS520に送られて戻ったビームは、PBS520のインターフェースでビーム527および528とオーバラップして、1対の出力ビーム531および532を生成する。検出器モジュール130は、出力ビーム531および532をそれぞれ検出するように配置された、1対の検出器535および536を備える。検出器モジュールはまた、出力ビームの直交偏光成分を混合するための偏光子図示せずを備える。エンコーダシステム500では、測定ビームはs偏光される。しかし、一般に、エンコーダシステムは、測定ビームが他の偏光状態を有するように構成することができる。たとえば、測定ビームの偏光状態は、エンコーダスケール105から、測定ビーム向けに使用される回折次数まで最大回折強度を実現するように選択することができる。たとえば、エンコーダシステムは、測定ビームがp偏光を有するように構成することができる。図5Cを参照すると、3次元で配置されたエンコーダシステム1700は、2つの測定チャネルを設けるように構成され、ここで、測定ビームは回折格子1701においてp偏光を有する。エンコーダシステム1700は、NPBS1750、PBS1710、ならびに再帰反射器1730、1740、および1750を備えるエンコーダヘッドを有する。エンコーダシステム1700はまた、回折格子1701に面するPBS1710の面に配置された半波長板1711を備える。NPBS1750は、入力ビームを2つのビームに分割し、それらをPBS1710に平行な経路に沿って送る。PBS1710は、これらのビームのそれぞれを、測定ビームおよび基準ビームに分割する。測定ビームはs偏光を有し、基準ビームはp偏光を有する。基準ビームは、再帰反射器1720から反射して、PBS1710に戻る。測定ビームは半波長板1711を通過し、この半波長板は、これらのビームをs偏光からp偏光に変換する。両方とも回折格子1701で回折する。再帰反射器1730は、測定ビームのうちの1次の回折次数の第1のビームを反射するように配置される。再帰反射器1740は、-1次の回折次数の他方の測定ビームを反射する。測定ビームは、回折格子1701から2度目の回折をおこない、PBS1710に戻る。PBSの立方体に入る前に、半波長板1711は、測定ビームの偏光状態をp偏光からs偏光に変換して戻す。測定ビームは、それぞれの基準ビームと再結合して、2つの出力ビーム1760および1770を形成し、これらのビームは、PBS1710を出て、Y軸に平行に伝搬する。エンコーダシステム1700では、測定ビームがPBSに対してs偏光であるが、エンコーダスケールの回折ビームに対してはp偏光であるという事実により、回折効率が高くなり、入力ビームのエネルギーを全体としてより効率よく使用できるようになる。さらに、エンコーダヘッドは、特にZ方向において、相対的にコンパクトにすることができる。たとえば、実施形態によっては、エンコーダヘッドは、81.9立方センチメートル5立方インチ未満たとえば、約49.2立方センチメートル3立方インチ以下、約32.8立方センチメートル2立方インチ以下、約16.4立方センチメートル1立方インチ以下のボリューム内に収まる。実施形態によっては、エンコーダヘッドは、Z方向における厚さが2.54センチメートル1インチ以下たとえば、1cm以下、0.5cm以下である。実施形態によっては、偏光修正素子たとえば、λ/4および/またはλ/8の波長板など、様々な遅延の波長板を、ビームのうちの1つまたは複数のビームをより好都合な検出位置にシフトするよう組み込むことができる。たとえば、回折した測定ビームのうちの1つのビーム、および基準ビームのうちの対応する1つのビームの経路内に4分の1波長板を配置することができ、結果として、対応する出力ビームが、もう一方の出力ビームとは異なる面からPBSを出ることになる。図6Aには、エンコーダシステム600が4分の1波長板552および553を備えることを除いては、エンコーダシステム500に構造が類似しているエンコーダシステム600が示してある。4分の1波長板552は、エンコーダスケール105から回折された測定ビーム525の経路内に配置され、4分の1波長板553は、基準ビーム528の経路内でPBS520と再帰反射板530の間に配置される。両方のビームとも、それぞれの4分の1波長板を通る2重経路を形成し、その結果、波長板の効果は、ビームを90°まで回転させることによりビームの偏光状態を変換することである。偏光がこのように変化する結果、出力ビーム532が、出力ビーム531とは異なる面を通ってPBS520を出る。他の例として、図6Bを参照すると、エンコーダシステム600’において、λ/8板554が、ビーム527と528の両方の経路内でPBS520と再帰反射板530の間に配置されて、両方の偏光状態においてヘテロダイン基準を設ける。この実施形態では、出力ビーム531および532が、互いに異なる面からPBS520を出る。PBS520とともにλ/8板554が、基準ビームを分割して立方体の両面に送り、試験ビームの偏光状態にのみ依存する面において、干渉信号へのアクセスが可能になる。しかし、より一般には、出力ビームは、いずれの測定ビーム経路が4分の1波長板を備えているかに応じて、いずれかの面から出ることができる。たとえば、戻ってくる2つの試験ビームをPBSの上面で遮断するように配置されたλ/4板を置くことにより、両方の面で干渉信号へのアクセスが好都合になる。一般に、やはり偏光変調素子を使用することにより、たとえば図7に示すように、左手および右手の再帰反射器について同一直線上のビームおよび同一の広がりをもつビームを有するという選択肢が可能になる。ここで、エンコーダシステム700は、前述の通り空間分離を使用して2つのチャネル測定を実現するのではなく、偏光状態に基づいて出力ビームを分離する。エンコーダシステム700は、PBS520、ならびに再帰反射器530、540、および550の構成において、システム600と同様である。しかしエンコーダシステム700は、光源モジュール120とPBS520の間にビームスプリッタを備えていない。PBS520は入力ビーム122を分割して、s偏光ビーム722およびp偏光ビーム721を生成する。ビーム722は、エンコーダスケール105から回折して、1次の回折次数ビーム723および-1次の回折次数ビーム724を含む複数の回折次数になる。再帰反射器540および550は、それぞれビーム723および724を反射するように配置される。偏光子810および812は、1度回折した測定ビーム724および723が再帰反射器によって反射される前に、それらの経路内に配置される。偏光子は両方とも、s偏光を伝達するように配向された伝達軸を有する。偏光子は、再帰反射器540と550の間にビームの再循環を制限する。たとえば、偏光子810がない場合、ビーム723が、再帰反射器540を通って移動した後に、エンコーダスケール105に衝突すると考える。エンコーダスケール105から回折してビーム725になる前に、再帰反射器550を通過し、エンコーダスケール105から再度反射し、再帰反射器540を通って再循環する0次の反射が生じることになる。偏光子810および812は、この再循環ビーム、および最初に再帰反射器540を横切るそれに対応するビームを除去する。エンコーダシステム700はまた、ビーム724の経路内の再帰反射器550とエンコーダスケール105の間に4分の1波長板801を備える。4分の1波長板801を通るビーム724の2重経路は、ビーム724の偏光状態をs偏光からp偏光に変換する。ビーム723および724が、エンコーダスケール105と同じ位置に入射し、ここで、これらのビームはエンコーダスケールによって再び回折される。2度回折したビーム723および724が再結合して、ビーム722に平行な経路に沿ってPBS520に向けて伝搬して戻るビーム725を形成する。エンコーダシステム700は、PBS520と再帰反射器730の間に、λ/8板532を備える。基準ビーム721は、再帰反射器530によって反射され、λ/8板を2度通過し、p偏光から循環偏光に変換される。PBS520は、測定ビーム725のs偏光成分と基準ビーム721のp偏光成分を結合して、検出器560によって検出される第1の出力ビーム558を形成する。PBS520はまた、測定ビーム725のp偏光成分と基準ビーム721のs偏光成分を結合して、検出器561によって検出される第2の出力ビーム559を形成する。偏光子は、PBS520と検出器560および561との間に配置することができるが、図7には示していない。一般に、前述の実施形態は、エンコーダスケールからのゼロ次および/または/-1次の回折を利用するが、よい高い回折次数も使用することができる。たとえば、図8を参照すると、実施形態によっては、入力ビームの1つまたは両方の成分がエンコーダスケール105に送られ、回折されたある成分が、回折された別の成分と干渉することができるようになる。図8には、ミラー830または他の反射素子、回折格子840、および偏光ビームスプリッタ810を備えるエンコーダシステム800が示してある。エンコーダシステム800はさらに、光源モジュール120、ならびに検出器820および偏光子812を含む検出器モジュールを備える。光源モジュール120は、入力ビーム122でエンコーダスケール105を照明し、この入力ビームは、回折されて1次の回折次数ビーム821および2次の回折次数ビーム822を含む複数の次数になる。ビーム821は、回折格子840を介してPBS810まで伝搬し、ビーム822は、ミラー830を介してビーム822まで伝搬する。PBS810は、ビーム821のs偏光成分とビーム822のp偏光成分を結合して、偏光子812を通って検出器820に導かれる出力ビームを形成する。エンコーダシステム800では、1次および2次の回折ビームが干渉する。両方の干渉成分がエンコーダスケールと相互作用できるようになる1つの利点は、面外のエンコーダスケールのたとえば、Y軸の周りの回転が、この場合コモンモードになることであるが、というのも、第1の回折次数と第2の回折次数の両方が、同じ回転の影響を受けているからである。同様の実施形態が図9に示してある。ここで、エンコーダシステム900は、エンコーダシステム800で使用される回折格子840の代わりに、バルクの光学構成部品850たとえば、プリズムを使用する。さらに、このシステムは、ビーム821のp偏光成分およびビーム822のs偏光成分から形成された出力ビームを測定するように構成される。より複雑な構造体を組み上げて、たとえば、追加の測定チャネルを実現することができ、かつ/または感度を改善し、誤差要因を最小限に抑えることができる。たとえば、図10には、1次、2次および-1次、-2次の回折次数を別々に使用して、動きの感度の解像度を改善するとともに、測定ビーム軸Z軸に沿ったエンコーダスケールの動きを区別する、2つの測定チャネルのエンコーダシステム1000が示してある。一方の測定チャネルにおいて、エンコーダシステム1000は、エンコーダシステム900と同じ構造を使用する。-1次および-2次の回折次数を利用するために、入力ビーム122に対して対称に配置された同一セットの構成部品すなわち、PBS1010、バルクの光学構成部品1050、ミラー1030、偏光子1012、および検出器1020を使用して、第2のチャネルが設けられる。Z方向でのエンコーダスケールの動きは、両方のチャネルで共通なので、Xに沿ったエンコーダスケールの動きが逆符号で検出されている間、2つの別々の位相の合計またはその差からなる複合信号により、2つの動きを区別することができる。図10に示す実施形態では、2つの検出器におけるXに沿った動きΔxおよびZに沿った動きΔzの関数としての、位相の変化についての基本的な式は以下の通りである。ここで、±の上付き文字は、または-の次数を表し、λは照明の波長であり、Λはエンコーダスケールの周期であり、エンコーダスケールの式nλ=Λsinθnは、n次の回折角を示している。変位を得るために、以下の簡略な合計の式と差の式を形成する。および、一般に、各実施形態は、3つ以上の測定チャネルを特徴とすることができ、かつ/またはエンコーダスケールの変位に加えて、またはその代わりに、測定対象物の傾斜角を測定するよう構成することができる。たとえば、図11を参照すると、エンコーダシステム1100により、入力ビーム122を分割し、2つの分離したポイントでエンコーダスケール105に問合せすることによって、測定対象物の局所的な傾斜の計算が可能になる。この例では、エンコーダシステム1100は、たとえば、エンコーダスケール105と同じピッチを有する回折格子1110を備え、この回折格子は、入力ビーム122を2つのビーム1101および1102たとえば、それぞれ-1次および1次の回折次数に分割する。非回折ビームスプリッタなど、他のタイプのビームスプリッタを使用することができる。ビーム1102の1次およびゼロ次の回折次数から、第1の測定チャネルが設けられる。エンコーダシステム1100は、1次の回折次数およびプリズム1124の経路内に配置されたPBS1114、ならびにゼロ次の回折次数の経路内のNPBS1134を備える。NPBS1134は、ビーム1102のゼロ次の回折次数の一部分をPBS1114に送り、ここで、この一部分が1次の回折次数の成分と結合されて、第1の出力ビーム1152を形成し、検出器1150で検出する前に、このビームが偏光子1151によって分析される。この検出器で検出された干渉位相は、エンコーダスケール105のXの動き、およびビーム1102がエンコーダスケール105に衝突する位置でのZの動きに敏感である。ビーム1101の-1次およびゼロ次の回折次数から、第2の測定チャネルが設けられる。エンコーダシステム1100は、-1の回折次数およびプリズム1122の経路内に配置された偏光ビームスプリッタ1112、ならびにゼロ次の回折次数の経路内の非偏光ビームスプリッタ1132を備える。ビームスプリッタ1132は、ビーム1101のゼロ次の回折次数の一部分をPBS1112に送り、ここで、この一部分が-1の回折次数の成分と結合されて、第2の出力ビーム1142を形成する。偏光子1141は出力ビーム1142を分析し、次いで、このビームは検出器1140によって検出される。検出器1140で検出された干渉位相は、エンコーダスケール105のXの動き、およびビーム1101がエンコーダスケール105に衝突する位置でのZの動きに敏感である。ビーム1101のゼロ次の回折次数、およびビーム1102のゼロ次の回折次数を使用して、第3の測定チャネルが設けられる。エンコーダシステム1100は、ビーム1101のゼロ次の回折次数の一部分を反射して、非偏光ビームスプリッタ1134に隣接して配置された偏光ビームスプリッタ1144に導く光学素子たとえば、プリズムを備え、ここで、このビームの一部分が、ビーム1102のゼロ次の回折次数の一部分と結合される。結合されたビームは、検出器1160によって検出される。第3の測定チャネルは、2点間の幾何平均についての測定対象物の傾斜を効果的に監視し、この2点が結合しているので、別々の動きを求めるのに必要である。この幾何形状での位相測定を決定する式は以下の通りである。ここで、θは、λ=Λsinθで与えられる1次の回折角であり、φ±は、/-の回折ビームからの2つの位相であり、φzは、2つの0次ビームの干渉からの位相である。これは、3つの式の単純な線形系である。3つの動きを求める。YZ平面内でこの幾何形状を再現すると、X軸とY軸の両方に沿った動きを監視できるようになる。他の実施形態が図12に示してあり、ここで、2つの周波数成分の空間および角度が分離されており、エンコーダスケール105と相互作用すると、自動的に、互いに異なる回折次数の組合せが可能になる。ここで、エンコーダ1200はPBS1210を備え、このPBS1200は入力ビーム122を分割して、s偏光ビーム1222およびp偏光ビーム1224を生成する。PBS1210は、ビーム1222をエンコーダスケール105に向けて送り、ミラー1220から反射するビーム1224をエンコーダスケール105に向けて伝達する。ミラー1220は、ビーム1222と同じ位置で、ビーム1224がエンコーダスケール105に接触するように配向される。ビーム1222は、通常少なくとも名目上エンコーダスケール105に入射し、ビーム1224は、非法線方向に沿ってエンコーダスケール105に入射する。両方のビームが、エンコーダスケール105によって回折されて複数の回折次数になり、システムは、ビーム1222および1224のそれぞれからの2つの回折次数がオーバラップし、2つの出力ビーム1231および1233を生成するように構成される。一般に、出力ビーム用に様々な異なる回折次数を選択することができるが、実施形態によっては、出力ビーム1231は、ビーム1222の-1次の回折次数およびビーム1224の3次の回折次数から形成することができる。出力ビーム1233は、ビーム1222の1次の回折次数、およびビーム1224の1次の回折次数から形成することができる。検出器1230および1232は、出力ビームを検出するように配置される。図13には、さらなる実施形態であるエンコーダシステム1300が示してあり、これは、ビームの幾何形状がPBSの代わりに2つの固定回折格子1305および1310を使用して実現されること以外は、エンコーダシステム1200と同様である。エンコーダシステム1300はまた、2つの偏光子1312および1314を備えており、これらは回折格子1305と1310の間に配置されている。ここで、回折格子1305は、入力ビーム122を回折させて、ビーム1322および1324たとえば、1次および-1次の回折次数を含め、様々な回折次数を生成する。偏光子1312は、ビーム1322の経路内に配置され、ビーム1322のs偏光成分を伝達する。偏光子1314は、ビーム1324の経路内に配置され、このビームのp偏光成分を伝達する。ここで偏光されたビーム1322および1324は、回折格子1310によって回折され、図12を参照して説明するように、それぞれビーム1222および1224に対応する経路に沿ってエンコーダスケール105に向けて伝搬する。エンコーダシステム1200および1300では、同様の測定を実現するための様々な光学的構成が示してある。回折および/または非回折の光学系の組合せを含め、他の構成が実現可能である。一般に、エンコーダシステムで使用される1つまたは複数のビームの経路は、その最終用途の空間的な要求事項に適合させることができる。たとえば、1つまたは複数の経路を折り重ねて、エンコーダシステムを特定の空間に適合させることができる。たとえば、図14A~14Cを参照すると、エンコーダシステム1400は、PBS1410、およびエンコーダスケール105が存在する平面に平行な平面図16Aに示してX-Y面に存在する、1対のミラー1422および1424を備える。図14Aには、エンコーダシステム1400の動作図が示してあるが、図14Bおよび14Cには、それぞれX-Y面およびY-Z面での図が示してある。PBS1410は、光源からの光を分割して、直交偏光状態を有するビーム1421および1423を生成し、それぞれが、ミラー1422および1424のうちの一方から反射し、その結果、各ビームは共通のポイントでエンコーダスケール105に接触するように向きを変えられる。折曲げミラー1412は、X-Y面からエンコーダスケール105に向けてビーム1421および1423の向きを変え、このエンコーダスケール105が、入射光を回折させて、ビーム1401を形成し、エンコーダスケール105をZ軸に平行にする1対の平行で同一の広がりを有するビームを含め、1つまたは複数の回折次数を生成する。検出器1420は、出力ビーム1401を受光するように配置され、前述したのと同様にヘテロダイン干渉信号を生成する。図14Aに示すように、PBS1410からのビーム1421および1423が、Z軸に対して測定される入射角θでエンコーダスケール105に入射する。ミラー1412は、出力ビーム1401の経路内に配置された開口1415を備え、この出力ビームが検出器1420まで通過できるようになる。もちろん、回折ビームを検出器に送るための他の構成も実現可能である。たとえば、実施形態によっては、ミラーではなくビームスプリッタを使用して、回折光の一部分を検出器まで通過させることができる。別法として、またはさらに、出力ビーム1401を検出器に送るように配向された折曲げミラー1412とPBS1410の間に、追加のミラーを配置することができる。エンコーダシステム1400は、いくつかの利点を有することができる。たとえば、エンコーダシステムは、1次的には、傾斜またはヨーに対する感度はないが、X方向の動き図示の通りだけには敏感である。さらに、このようなエンコーダシステムは、たとえば、光が測定対象物への複数の経路を設け、そのそれぞれにおいて入射光の一部分のみが回折されて使用可能な1つまたは複数の次数になるエンコーダシステムに対して、光源からの光を相対的に効率的に使用することができる。各実施形態において、エンコーダシステムの光路を折り曲げることにより、設計者は、少なくとも1つの次元において相対的に狭くなることがある空間に、エンコーダヘッドの光学装置を適合させることができるようになる。たとえば、図16A~16Cに示したエンコーダは、Z方向に小さいフットプリントを有することができ、このようなエンコーダをZ方向の相対的に小さい空間に設置できるようにする。測定対象物の追加の自由度に対する感度が必要となる実施形態では、追加のエンコーダヘッドまたは他の装置を設けることができる。たとえば、Yの動き感度については、図14A~14Cに示すのと同様の、Z軸の周りに90°で配向された他のエンコーダヘッドを備えてもよい。もちろん、このような構成では、Y方向ならびにX方向で光を回折させるための測定対象物を含むことになる。たとえば、測定対象物は、直角に配向された2つの回折格子を含むことができ、またはX方向とY方向の両方で周期的とすることができる。Zの動きについては、変位測定干渉計たとえば、エンコーダスケールに垂直にぶつかる高安定度の平面鏡干渉計を使用することができる。実施形態によっては、XおよびYの動きエンコーダ、ならびにZの動き干渉計は、測定対象物上の様々なポイントをサンプリングできるが、Zの感度がない場合は、様々なポイントをサンプリングしても、一般に傾斜感度は得られない。実施形態によっては、折曲げ光学装置たとえば、折曲げミラーを、エンコーダヘッドを形成する光学アセンブリの他の構成部品と集積化することができる。たとえば、図15A~Cを参照すると、エンコーダシステム1500は、PBSインターフェース1510、ミラー1512および1514、ならびに折曲げミラー1520が、全て、単一の複合光学構成部品の様々なインターフェースによって設けられている、複合モノリシックアセンブリ1501を備える。たとえば、接着剤界面でPBSコーティングとともに接着された2つのたとえばガラスから、アセンブリ1501を形成することができる。ミラー界面1512および1514は、反射コーティングたとえば、銀または多層の誘電体コーティングを含むことができ、素子内の全反射によって反射が生じるように構成することができる。このアセンブリは、Z方向の寸法が相対的に小さくてもよい。たとえば、アセンブリは、Z方向の厚さが2.54センチメートル1インチ未満たとえば、約1cm以下、約0.5cm以下とすることができる。最終用途に応じて、アセンブリは、16.4立方センチメートル1立方インチ以下のボリュームを占めることができる。一般に、エンコーダスケールの自由度についての情報を決定することを含め、前述の分析法のいずれも、コンピュータのハードウェアもしくはソフトウェア、またはその両方の組合せで実施することができる。たとえば、実施形態によっては、電子プロセッサ150は、コンピュータに設置し、1つまたは複数のエンコーダシステムに接続することができ、またエンコーダシステムからの信号の分析を実行するように構成することができる。分析は、本明細書に記載の方法に従う標準的なプログラミング技法を使用するコンピュータプログラムで実施することができる。プログラムコードが入力データたとえば、干渉位相情報に適用されて、本明細書に記載の機能を実行し、出力情報たとえば、自由度の情報を生成する。この出力情報が、表示モニタなど、1つまたは複数の出力装置に加えられる。各プログラムは、高水準の手続きプログラミング言語またはオブジェクト指向プログラミング言語で実施して、コンピュータシステムと通信してもよい。しかし、必要なら、プログラムは、アセンブリ言語または機械語で実施することができる。どんな場合でも、言語は、コンパイル型言語またはインタープリタ型言語とすることができる。さらに、プログラムは、その目的用に予めプログラムされた専用の集積回路上で実行することができる。本明細書に記載の手順を実行するよう、記憶媒体または記憶装置がコンピュータに読み込まれるときに、コンピュータを構成し動作させるために、このようなコンピュータプログラムはそれぞれ、一般または特殊目的のプログラム可能なコンピュータで読取り可能な記憶媒体または記憶装置たとえば、ROMもしくは磁気ディスケットに記憶されることが好ましい。コンピュータプログラムはまた、プログラムを実行中にはキャッシュメモリまたはメインメモリに常駐することができる。分析法はまた、コンピュータプログラムで構成された、コンピュータ読取り可能な記憶媒体として実施することができ、ここで、そのように構成された記憶媒体により、コンピュータは、特定の事前定義された方式で動作して、本明細書に記載の機能を実行できるようになる。リソグラフィツール用途コンピュータチップなどの大規模集積回路を製造するのに使用されるリソグラフィ用途において、リソグラフィツールは特に有用である。リソグラフィは、半導体製造産業にとって、鍵となるテクノロジードライバである。100nmの線幅設計ルール以下にまでオーバレイを改良することが、もっとも困難な5つの挑戦のうちの1つであり、たとえばSemiconductorIndustryRoadmap1997年の82頁を参照されたい。オーバレイは、性能、たとえばウェーハおよびレチクルすなわちマスクのステージを位置決めするのに使用される度量衡システムの確度および精度に直接依存する。リソグラフィツールは、5,000万ドルから1億ドル/年の製品を生産することがあるので、度量衡システムを改善することで得られる経済価値は大きい。リソグラフィツールの歩留がそれぞれ1上昇すると、結果として、集積回路製造業者にほぼ100万ドル/年の経済利益がもたらされ、リソグラフィツールのベンダには競争に有利な大きな利点がもたらされる。リソグラフィツールの機能は、空間的にパターン形成された放射を、フォトレジストでコーティングされたウェーハに送ることである。このことには、ウェーハのどの位置で放射を受けることになるのか決定すること位置合わせと、その位置でフォトレジストに放射を加えること露光とが必要となる。露光中、放射源は、パターン形成されたレチクルを照明し、このレチクルは、放射を散乱して、空間的にパターン形成された放射を生成する。レチクルはマスクとも呼ばれ、これらの用語は、以下で交換可能に使用される。縮小リソグラフィの場合、縮小レンズが散乱放射を収集し、レチクルパターンの縮小イメージを形成する。あるいは、プロキシミティ露光の場合、レチクルパターンの1:1のイメージを生成するようにウェーハに接触する前に、散乱放射が伝搬する距離はわずかである通常、およそ数ミクロン程度である。この放射は、放射パターンをレジスト内の潜像に変換する光化学ことを、レジストにおいて開始する。ウェーハを適切に位置決めするために、ウェーハは、専用のセンサによって測定できる位置合わせマークをウェーハ上に備える。位置合わせマークの測定位置が、ツール内のウェーハの位置を定める。この情報は、ウェーハ表面の所望のパターン形成の仕様とともに、空間的にパターン形成された放射に対するウェーハの位置合わせを誘導する。このような情報に基づいて、フォトレジストコーティングされたウェーハを支持する移動可能なステージは、放射がウェーハの正確な位置を露光するようにウェーハを移動させる。リソグラフィツール、たとえばリソグラフィスキャナによっては、露光中にウェーハに合わせて移動される移動可能なステージ上にマスクも配置される。前述のエンコーダシステムなどのエンコーダシステムは、ウェーハおよびレチクルの位置を制御し、レチクルのイメージをウェーハ上に位置合わせする、位置決め機構の重要な構成部品である。このようなエンコーダシステムが前述の特徴を備える場合、システムによって測定される距離の確度を、オフラインの保守を行うことなく長期間にわたって向上および/または維持することができ、結果として、歩留が改善し、ツールの故障時間が減少することにより、スループットが高くなる。一般に、リソグラフィツールは、露光システムとも呼ばれるが、通常、照明システムおよびウェーハ位置決めシステムを備える。照明システムは、紫外線、可視光、x線、電子線、またはイオン放射などの放射を供給する放射源、および、放射をパターン化し、それにより空間的にパターン形成された放射を生成するレチクルすなわちマスクを備える。さらに、縮小リソグラフィの場合、照明システムには、空間的にパターン形成された放射をウェーハ上に結像させるためのレンズアセンブリが含まれ得る。結像された放射は、ウェーハ上にコーティングされたレジストを露光する。照明システムはまた、マスクを支持するためのマスクステージ、および、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整するための位置決めシステムを備える。ウェーハ位置決めシステムは、ウェーハを支持するためのウェーハステージ、および、結像された放射に対するウェーハステージの位置を調整するための位置決めシステムを備える。集積回路の製造には、複数の露光ことが含まれ得る。リソグラフィについての一般的な参考として、たとえば、MicrolithographyでのJ.R.SheatsおよびB.W.Smith著ScienceandTechnologyMarcelDekker,Inc.、NewYork、1998年を参照されたい。この内容を参考として本明細書に援用する。前述のエンコーダシステムを使用して、レンズアセンブリ、放射源、または支持構造体など、露光システムの他の構成部品に対するウェー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密に測定することができる。こうした場合には、エンコーダシステムの光学アセンブリを、固定した構造体に取り付けることができ、エンコーダスケールを、マスクおよびウェーハステージのうちの1つなど移動可能な要素に取り付けることができる。あるいは、光学アセンブリを移動可能な対象物に取り付け、エンコーダスケールを固定した対象物に取り付けて、この状況を逆にすることができる。より一般には、このようなエンコーダシステムを使用して、露光システムの任意の1つの構成部品に対する、露光システムの任意の他の構成部品の位置を測定することができ、ここで、光学アセンブリが、構成部品の一方に取り付けられ、またはそれによって支持され、エンコーダスケールが、構成部品の他方に取り付けられ、またはそれによって支持される。干渉システム1826を使用するリソグラフィツール1800の1例が、図16に示してある。エンコーダシステムは、露光システム内のウェーハ図示せずの位置を精密に測定するのに使用される。ここで、ステージ1822を使用して、露光ステーションに対して、ウェーハを位置決めし、支持する。スキャナ1800はフレーム1802を備え、このフレームは、他の支持構造体および様々な構成部品を、その構造体上に担持する。露光ベース1804は、その上にレンズハウジング1806を取り付け、その頂部にレチクルすなわちマスクのステージ1816を取り付け、このステージが、レチクルすなわちマスクを支持するのに使用される。露光ステーションに対してマスクを位置決めするための位置決めシステムが、概略的に要素1817で示してある。位置決めシステム1817には、たとえば、圧電変換器要素および対応する制御電子装置が含まれ得る。説明しているこの実施形態には含まれていないが、前述のエンコーダシステムのうちの1つまたは複数を使用して、マスクステージ、ならびに、リソグラフィ構造体を製造するためのことにおいて位置を正確に監視しなければならない他の移動可能な要素の位置を精密に測定することもできる前述のMicrolithographyでのSheatsおよびSmith著ScienceandTechnology参照。ウェーハステージ1822を担持する支持ベース1813が、露光ベース1804の下につるしてある。ステージ1822は、光学アセンブリ1826によってステージに送られる測定ビーム1854を回折させるための測定対象物1828を備える。光学アセンブリ1826に対してステージ1822を位置決めするための位置決めシステムが、概略的に要素1819で示してある。位置決めシステム1819には、たとえば、圧電変換器要素および対応する制御電子装置が含まれ得る。測定対象物は、測定ビームを回折させ、露光ベース1104に取り付けられた光学アセンブリまで反射して戻る。エンコーダシステムは、前述の実施形態のいずれとすることもできる。動作中、放射ビーム1810、たとえば、UVレーザ図示せずからの紫外線UVビームが、ビーム整形光学アセンブリ1812を通過し、ミラー1814で反射した後に下向きに進む。その後、放射ビームは、マスクステージ1816によって担持される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1806内に担持されたレンズアセンブリ1808を介して、ウェーハステージ1822上のウェーハ図示せずに結像される。ベース1804、およびそれによって支持された様々な構成部品は、ばね1820によって示した制振システムによって、環境の振動から分離される。実施形態によっては、前述のエンコーダシステムのうちの1つまたは複数を使用して、たとえば、それだけに限定されないが、ウェーハおよびレチクルすなわちマスクのステージに関連した複数の軸および角度に沿った変位を測定することができる。また、UVレーザビームではなく、たとえば、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を含め、他のビームを使用してウェーハを露光することができる。実施形態によっては、光学アセンブリ1826を位置決めして、レチクルすなわちマスクステージ1816、またはスキャナシステムの他の移動可能な構成部品の位置の変化を測定することができる。最後に、スキャナに加えて、またはスキャナではなく、ステッパを必要とするリソグラフィシステムとともに、同様にしてエンコーダシステムを使用することができる。当技術分野でよく知られているように、リソグラフィは、半導体デバイスを作るための製造法の重要な部分である。たとえば、米国特許第5,483,343号には、このような製造法のことが概説してある。図17Aおよび17Bを参照して、これらのことを以下に説明する。図17Aは、半導体チップたとえば、ICまたはLSI、液晶パネル、またはCCDなど、半導体デバイスを製造することの順序の流れ図である。こと1951は、半導体デバイスの回路を設計するための設計ことである。こと1952は、回路パターン設計に基づいてマスクを製造するためのことである。こと1953は、シリコンなどの材料を使用して、ウェーハを製造するためのことである。こと1954は、前ことpre-processと呼ばれるウェーハことであり、そのように準備されたマスクおよびウェーハを使用して、リソグラフィを介してウェーハ上に回路が形成される。十分な空間解像度で、マスク上のパターンに一致する回路をウェーハ上に形成するために、ウェーハに対するリソグラフィツールの干渉位置決めが必要である。本明細書に記載の干渉法およびそのシステムは、ウェーハことで使用されるリソグラフィの有効性を改善するのに、特に有用になる可能性がある。こと1955は、後ことpost-processと呼ばれる組立てことであり、こと1954で処理されたウェーハが、半導体チップに形成される。このことは、組み立てることダイシングおよびボンディングおよびパッケージすることチップ封止を含む。こと1956は、検査ことであり、こと1955で製造された半導体デバイスの動作検査、耐久性検査などが実行される。これらのことを使用して、半導体デバイスが完成し、出荷されること1957。図17Bは、ウェーハことの詳細を示す流れ図である。こと1961は、ウェーハの表面を酸化させるための酸化ことである。こと1962は、ウェーハ表面上に絶縁膜を形成するためのCVDことである。こと1963は、蒸着によってウェーハ上に電極を形成するための電極形成ことである。こと1964は、ウェーハにイオンを注入するためのイオン注入ことである。こと1965は、レジスト感光性の材料をウェーハに加えるためのレジストことである。こと1966は、前述の露光装置を用いて、露光すなわちリソグラフィにより、マスクの回路パターンをウェーハ上に焼き付けるための露光ことである。またしても前述のように、本明細書に記載の干渉システムおよびその方法を使用すると、このようなリソグラフィことの確度および解像度が改善する。こと1967は、露光済みのウェーハを現像するための現像ことである。こと1968は、現像されたレジストイメージではない部分を取り除くためのエッチングことである。こと1969は、エッチングことを経た後でウェーハ上に残っているレジスト材料を分離するためのレジスト分離ことである。これらのことを繰り返すことで、ウェーハ上に、回路パターンが形成され、また重畳される。前述のエンコーダシステムは、対象物の相対的な位置を精密に測定する必要のある、他の用途でも使用することができる。たとえば、基板またはビームのいずれかが移動するにつれて、レーザ、x線、イオンビーム、または電子ビームが基板上にパターンをマーキングする用途では、エンコーダシステムを使用して、基板と書込みビームの間の相対的な動きを測定することができる。他の実施形態は、以下の特許請求の範囲にある。"