JP2005249794A - 干渉計および干渉計を使用するシステム - Google Patents

Abstract

【課題】 ２つの横方向に変位している偏光ビーム・スプリッタ界面を有する主アセンブリを含む干渉計を備えた装置を提供すること。
【解決手段】 一般的に、一態様においては、本発明は、２つの横方向に変位している偏光ビーム・スプリッタ界面を有する主アセンブリを含む干渉計を備える装置を特徴とする。界面は、２つの空間的に分離しているビームを受光し、これらビームをそれぞれが１つまたは複数の遠隔対象物に対して少なくとも２回通過するように向けるように配置されている。各界面は、少なくとも１回各ビームを反射し、また透過し、干渉計が、２つのビームが伝搬した経路間の光路長の差に関する情報を含む出力ビームを生成するために、１つまたは複数の遠隔対象物に少なくとも２回通過した後で、２つのビームを結合するように構成されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば、リソグラフィ・スキャナまたはステッパ・システムで、マスク・ステージまたはウェハ・ステージのような測定対象物の角度変位および直線変位を測定するための変位測定および分散干渉計、およびガスの波長を監視し、固有特性（例えば、ガスの屈折率または屈折率の変化）を測定するための干渉計に関する。

変位測定干渉計は、光学干渉信号に基づいて、基準対象物に対する測定対象物の位置の変化を監視する。この干渉計は、基準対象物から反射した基準ビームに測定対象物から反射した測定ビームを重ね、干渉させることにより光学干渉信号を生成する。

多くの用途において、測定ビームおよび干渉ビームは、直交偏光およびいくつかの周波数を含む。いくつかの周波数は、例えば、レーザ・ゼーマン分割、音響光学変調、または複屈折素子等を使用するレーザの内部で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、それぞれ測定ビームおよび基準ビームを測定対象物および基準対象物の方向に向けることができ、反射した測定ビームおよび基準ビームを結合して、重なり出口測定ビームおよび基準ビームを形成することができる。重なり出口ビームは、後で偏光装置を通過する出力ビームを形成する。偏光装置は、出口測定ビームと基準ビームの偏光を混合して混合ビームを形成する。混合ビーム内の出口測定ビームおよび基準ビームの成分は相互に干渉し、そのため混合ビームの輝度は、出口測定ビームおよび基準ビームの相対位相により変化する。検出装置は、混合ビームの時間依存輝度を測定し、この輝度に比例する電気干渉信号を発生する。測定ビームおよび基準ビームは、いくつかの周波数を有しているので、電気干渉信号は、出口測定ビームの周波数と基準ビームの周波数間の差に等しいビート周波数を有する「ヘテロダイン」信号を含む。測定経路の長さおよび基準経路の長さが、例えば、測定対象物を含むステージの並進により相互に変化する場合には、測定したビート周波数は２ｖｎｐ／λに等しいドップラー・シフトを含む。ここで、ｖは測定対象物および基準対象物の相対速度であり、λは測定ビームおよび基準ビームの波長であり、ｎは、例えば、空気または真空のような光ビームが伝搬する媒体の屈折率であり、ｐは基準対象物および測定対象物への通過の数である。測定対象物の相対位置の変化は、測定した干渉信号の位相の変化に対応する。ここで、２πの位相の変化はλ／（ｎｐ）のＬの距離の変化にほぼ等しい。この場合、Ｌは、例えば、測定対象物を含むステージへのまたからの距離の変化のような往復の距離の変化である。
米国特許第６，５２９，２７９号 米国特許第５，４８３，３４３号 １９９８年発行のＡｐｐｌｉｅｄ Ｏｐｔｉｃｓ ３７号の６６９６〜６７００ページ掲載の、Ｃ．Ｗ．ＷｕおよびＲ．Ｄ．Ｄｅｓｌａｔｔｅｓの「ヘテロダイン干渉法における周期的非直線性の分析的モデル化」（Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ ｍｏｄｅｌｌｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｐｅｒｉｏｄｉｃ ｎｏｎｌｉｎｅａｒｉｔｙ ｉｎ ｈｅｔｅｒｏｄｙｎｅ ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｙ）という論文 半導体産業ロードマップ（１９９７年版）の８２ページ記載の記事 １９９８年、ニューヨーク所在のＭａｒｃｅｌ Ｄｅｋｋｅｒ社発行のＪ．Ｒ．ＳｈｅａｔｓおよびＢ．Ｗ．Ｓｍｉｔｈの「マイクロリソグラフィ：科学および技術」（Ｍｉｃｒｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ：Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）という記事

都合の悪いことに、この対応状態はいつでも正確なわけではない。多くの干渉計は、「巡回誤差」と呼ばれる非直線性を含む。巡回誤差は、測定した干渉信号の位相および／または輝度への影響として表すことができ、光路長ｐｎＬの変化に関連する位相の変化、および／または他のパラメータに関連する位相の変化に正弦波的に依存する。例えば、（２πｐｎＬ）／λに正弦波的に依存する位相には第１高調波巡回誤差があるし、２（２πｐｎＬ）／λに正弦波的に依存する位相には第２高調波巡回誤差がある。高い高調波および部分巡回誤差も存在する。

巡回誤差は「ビーム混合」により発生することができる。この場合、基準ビームを名目的に形成する入力ビームの一部は測定経路に沿って伝搬し、および／または測定ビームを名目的に形成する入力ビームの一部は、干渉経路に沿って伝搬する。このようなビーム混合は、入力ビームの偏光状態に対する干渉計の整合のずれ、干渉計の光学部品の複屈折、および例えば、各基準経路および測定経路に沿った方向に直交偏光入力ビームを向けるために使用する偏光ビーム・スプリッタの欠陥のような干渉計の光学部品の欠陥により起こる場合がある。ビーム混合および結果としての巡回誤差により、測定した干渉信号の位相の変化と、基準経路および測定経路の間の相対光路長ｐｎＬとの間には、厳密な線形関係はない。補償しない場合には、ビーム混合による巡回誤差により、干渉計で測定した距離の変化の精度が制限される恐れがある。巡回誤差も、干渉計で望ましくない多重反射を起こす透過面の欠陥、干渉計でビーム内で偏光面の望ましくない楕円および望ましくない回転を生じる逆リフレクタおよび／または位相遅延板のような構成要素の欠陥により発生する場合がある。巡回誤差の理論的原因の一般的情報については、例えば、１９９８年発行のＡｐｐｌｉｅｄ Ｏｐｔｉｃｓ ３７号の６６９６〜６７００ページ掲載の、Ｃ．Ｗ．ＷｕおよびＲ．Ｄ．Ｄｅｓｌａｔｔｅｓの「ヘテロダイン干渉法における周期的非直線性の分析的モデル化」（Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ ｍｏｄｅｌｌｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｐｅｒｉｏｄｉｃ ｎｏｎｌｉｎｅａｒｉｔｙ ｉｎ ｈｅｔｅｒｏｄｙｎｅ ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｙ）を参照されたい。

分散測定用途の場合には、光路長の測定は、例えば、５３２ｎｍおよび１０６４ｎｍのような多重波長で行い、距離測定干渉計の測定経路内のガスの分散を測定するために使用される。分散測定は、距離測定干渉計により測定した光路長を物理長に変換するために使用することができる。このような変換が重要な場合がある。何故なら、測定した光路長の変化は、測定対象物への物理的距離が変化しなくても、ガス・タービュランスおよび／または測定アーム内のガスの平均密度の変化により起こる場合があるからである。外因性分散測定の他に、光路長を物理長に変換するには、ガスの固有値を知っていなければならない。係数Γは適当な固有値であり、分散干渉計による測定の際に使用した波長に対するガスの逆分散力である。係数Γは、文献の値とは無関係に、またはこのような値に基づいて測定することができる。干渉計の巡回誤差も、分散測定および係数Γの測定に影響を与える。さらに、巡回誤差は、ビームの波長を測定するためにおよび／または監視するために使用する干渉計による測定を劣化する恐れがある。

一般的に、ある態様においては、本発明は、２つの横方向に変位している偏光ビーム・スプリッタ界面を有する主アセンブリを含む干渉計を含む装置を特徴とする。上記界面は、２つの空間的に分離しているビームを受光し、これらビームをそれぞれが１つまたは複数の遠隔対象物に対して少なくとも２回通過するような方向に向けるように配置されている。各界面は、少なくとも１回各ビームを反射し、また透過し、干渉計は、２つのビームが伝搬した経路間の光路長の差に関する情報を含む出力ビームを発生するために、１つまたは複数の遠隔対象物へ少なくとも２回通過した後で２つのビームを結合するように構成されている。

一般的に、もう１つの態様においては、本発明は、２つの横方向に変位している偏光ビーム・スプリッタ界面を有する入力アセンブリを含む干渉計と、少なくとも１つの偏光ビーム・スプリッタ界面を含む主アセンブリとを特徴とする。この場合、入力アセンブリ内の界面は、入力ビームから２つの空間的に分離しているビームを入手するように配置されていて、主アセンブリは、空間的に分離しているビームをそれぞれが１つまたは複数の遠隔対象物に少なくとも２回通過するような方向に向ける。入力アセンブリは、２つのビームが伝搬した経路間の光路長の差に関する情報を含んでいる出力ビームを形成するために、１つまたは複数の遠隔対象物へ少なくとも２回通過した後で、２つのビームを結合する。

一般的に、もう１つの態様においては、本発明は、出力面を含む干渉計アセンブリを含む装置を特徴とする。この干渉計アセンブリは、２つの空間的に分離しているビームを１つまたは複数の遠隔対象物に少なくとも２回通過するような方向に向けるように構成されている。この場合、空間的に分離しているビームは、１つまたは複数の遠隔対象物に通過する度に、少なくとも１回は出力面と交差し、各交差の度に出力面に垂直な面は各ビーム経路に平行ではなく、干渉計アセンブリは、２つのビームが伝搬した経路間の光路長の差に関する情報を含む出力ビームを発生するために、１つまたは複数の遠隔対象物に少なくとも２回通過した後で、これら２つのビームを結合する。

上記装置および／または干渉計のいくつかの実施形態は、下記の機能のうちの１つ以上を含むことができる。この装置は、入力ビームから空間的に分離しているビームを入手し、空間的に分離しているビームを主アセンブリの方に向けるように構成されている入力アセンブリを含むことができる。入力アセンブリは、入力アセンブリから出る場合、空間的に分離しているビームが直交偏光されるように構成することができる。この装置は、入力アセンブリと主アセンブリとの間に波長板を含むことができる。波長板は、入力アセンブリと主アセンブリとの間を伝搬する際に、空間的に分離しているビームのうちの一方の偏光を回転するように構成されている。波長板は、高分子波長板であってもよい。

入力アセンブリの出力面を主アセンブリの入力面と光学的に結合することができる。入力アセンブリは、２つのビームを平行な経路に沿って主アセンブリの方に向けるように構成することができる。入力アセンブリは、２つの横方向に変位している偏光ビーム・スプリッタ界面を含むことができる。入力アセンブリの２つの横方向に変位している偏光ビーム・スプリッタ界面は、平行にすることができる。入力アセンブリの２つの横方向に変位している偏光ビーム・スプリッタ界面は、主アセンブリの２つの横方向に変位している偏光ビーム・スプリッタ界面に対して平行でなくてもよい。

干渉計は、２つの空間的に分離しているビームが主アセンブリにより受光された場合に、同じ偏光を受けるように構成することができる。主アセンブリは、１つまたは複数の遠隔対象物に平行経路に沿って少なくとも２回通過するように、空間的に分離しているビームを向けるように構成することができる。この装置は、各ビームが１つまたは複数の遠隔対象物へのその１回目の通過を行った後で、空間的に分離しているビームを主アセンブリの方に返送するように構成された逆リフレクタを含むことができる。干渉計は、空間的に分離している各ビームが、１つまたは複数の遠隔対象物上の異なる場所に少なくとも２回通過するように構成することができる。横方向に変位している偏光ビーム・スプリッタ界面は、平行にすることもできる。主アセンブリはモノリシックなものであってもよい。この装置は、空間的に分離しているビームが少なくとも１回出力面と交差し、各交差のところで出力面に垂直な面は、各ビーム経路と平行でなくてもよいように構成された出力面を含むことができる。各垂直面と各ビーム経路との間の角度は、約０．１度以上であってもよい。各垂直面と各ビーム経路との間の角度は、約１０度以下であってもよい。出力アセンブリはウェッジを備えることができる。この装置は、主アセンブリと出力アセンブリと
の間に位置する１／４波長板を含むことができる。１／４波長板は、高分子１／４波長板であってもよい。出力アセンブリは、主アセンブリに光学的に結合することができる。

この装置は、出力ビームを受光するように配置されている検出装置を含むことができる。この装置は、干渉計が空間的に分離しているビームを入手する入力ビームを供給するように構成されている放射線源を含むことができる。１つまたは複数の遠隔対象物は反射素子を含むことができる。反射素子は平面ミラーであっても、または逆リフレクタであってもよい。

他の態様においては、本発明は、上記装置を含む屈折計を特徴とする。
一般的に、他の態様においては、本発明は、２つの空間的に分離しているビームをそれぞれ１つまたは複数の遠隔対象物に少なくとも２回通過するような方向に向けるための干渉計を使用するステップを含む方法を特徴とする。この場合、干渉計は、２つのビームを受光するように配置されている２つの横方向に変位している偏光ビーム・スプリッタ界面を含み、各界面は、各ビームを少なくとも１回反射し、また透過し、２つのビーム間の光路長の差に関する情報を含む出力ビームを発生するために、１つまたは複数の遠隔対象物へ少なくとも２回通過した後で、２つのビームを結合する。

他の態様においては、本発明は、ウェハ上に集積回路を製造する際に使用するためのリソグラフィ・システムを特徴とする。このシステムは、ウェハを支持するためのステージと、ウェハ上に空間的にパターン化された放射線を画像形成するための照明システムと、画像形成した放射線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、上記装置を含む干渉計システムとを含む。この干渉計システムは、画像形成された放射線に対するウェハの位置を監視するように構成されている。

他の態様においては、本発明は、ウェハ上に集積回路を製造する際に使用するためのリソグラフィ・システムを特徴とする。このシステムは、ウェハを支持するためのステージと、放射線源、マスク、位置決めシステム、レンズ・アセンブリ、および上記装置を含む干渉計システムを含む照明システムとを含む。この場合、動作中、放射線源は、空間的にパターン化された放射線を生成するために、マスクを通して放射線を方向づけ、位置決めシステムは、放射線源からの放射線に対するマスクの位置を調整し、レンズ・アセンブリは、空間的にパターン化された放射線をウェハ上に画像形成し、干渉計システムは、放射線源からの放射線に対するマスクの位置を監視する。

他の態様においては、本発明は、リソグラフィ・マスクを製造する際に使用するためのビーム書込みシステムを特徴とする。このシステムは、基板をパターン化するために書込みビームを供給する放射線源と、基板を支持するためのステージと、基板に書込みビームを供給するためのビーム方向づけアセンブリと、相互にステージおよびビーム方向づけアセンブリを位置決めするための位置決めシステムと、上記装置を含む干渉計システムとを含む。干渉計システムは、ビーム方向づけアセンブリに対するステージの位置を監視するように構成されている。

一般的に、他の態様においては、本発明は、ウェハ上に集積回路を製造する際に使用するためのリソグラフィ方法を特徴とする。この方法は、可動ステージ上にウェハを支持するステップと、ウェハ上に空間的にパターン化された放射線を画像形成するステップと、ステージの位置を調整するステップと、上記装置を含む干渉計システムによりステージの位置を監視するステップとを含む。

他の態様においては、本発明は、空間的にパターン化された放射線を発生するために、入力放射線をマスクを通して方向づけるステップと、入力放射線に対してマスクを位置決
めするステップと、上記装置を含む干渉計システムにより入力放射線に対するマスクの位置を監視するステップと、空間的にパターン化された放射線をウェハ上に画像形成するステップとを含む集積回路を製造する際に使用するためのリソグラフィ方法を特徴とする。

他の態様においては、本発明は、ウェハを空間的にパターン化された放射線で露光するために、リソグラフィ・システムの第２の構成要素に対して、リソグラフィ・システムの第１の構成要素を位置決めするステップと、上記装置を含む干渉計システムにより、第２の構成要素に対する第１の構成要素の位置を監視するステップとを含むウェハ上に集積回路を製造する際に使用するためのリソグラフィ方法を特徴とする。

他の態様においては、本発明は、集積回路を製造するための方法を特徴とする。この方法は上記リソグラフィ方法を含む。
他の態様においては、本発明は、基板をパターン化するために基板に書込みビームを向けるステップと、書込みビームに対して基板を位置決めするステップと、上記装置を含む干渉計システムにより書込みビームに対する基板の位置を監視するステップとを含むリソグラフィ・マスクを製造するための方法を特徴とする。

実施形態は、巡回誤差が少ない測定を行う差動平面ミラー干渉計（ＤＰＭＩ）を含む。巡回誤差は、ＤＰＭＩアセンブリ内の空気／ガラス界面の数を少なくすることにより低減することができ、それにより巡回誤差を起こす恐れがある各界面からのスプリアス反射の輝度が低減する。空気／ガラス界面の数は、モノリシック干渉計アセンブリを提供することにより低減することができる。モノリシック・アセンブリは、また、個々の構成要素を含むアセンブリと比較した場合、機械的に安定した構造体を提供することができる。さらに、モノリシック・アセンブリは、個々の構成要素から形成されているアセンブリより小形であり、アセンブリの光学部品を一緒に固定するために必要な機械支持部品（例えば、マウントおよびファスナ）の数を低減することができる。構成要素の数が少なくなると、干渉計アセンブリのコストを低減することができる。

空気／ガラス界面からのスプリアス反射の影響は、また、面を横切るビームの経路に対して直交方向を向いていない界面を供給することにより低減することができる。このような構造は、干渉計アセンブリの場合、ウェッジを使用することにより達成することができる。実施形態は、また、測定ビームの経路に対して垂直方向を向いていない出力面を有するＤＰＭＩを含む。例えば、ある実施形態の場合には、干渉計アセンブリは、主干渉計アセンブリと測定対象物との間に位置するウェッジを含むことができる。ウェッジは、主アセンブリと光学的に結合することができる。

巡回誤差は、また、出力ビームの構成要素の「漏洩」偏光の量を少なくすることにより低減することができる。偏光ビーム・スプリッタ（ＰＢＳ）を使用する理想的な干渉計は、入力ビームを２つの直交偏光成分に分割する。この場合、各成分は１００％偏光している。実際には、入力ビームを直交直線偏光ビームに分割するのに使用するＰＢＳは完全な偏光装置ではなく、偏光装置から出ていくビームは所望の偏光状態に直交する少量の「漏洩」偏光を含む。しかし、干渉計システム内で漏洩偏光が検出装置に達する量は、各ビームの経路内に追加の偏光ビーム・スプリッタを設置することにより低減することができる。ＰＢＳを通るビームの各追加の通過および／またはＰＢＳを通るビームの各追加の通過の影響は、出力ビーム内の漏洩偏光の量を低減し、関連する巡回誤差を低減する。

ある実施形態の場合には、ファセット縁部および／または光学部品の頂点での反射からの波面ひずみによる干渉計の測定値の誤差を低減することができる。例えば、１つのＰＢＳ界面を干渉計の主アセンブリ内の２つの横方向に変位しているＰＢＳ界面で置き換えることにより、逆リフレクタが反射したビームが、測定対象物の向きの範囲のためのファセ
ット縁部ではなく、ファセットから反射するように、十分大きな逆リフレクタを選択する柔軟性を提供することができる。

本明細書に記載したＤＰＭＩを屈折計で使用すれば、その測定精度を改善することができる。屈折計は、正確な変位測定を行うために変位測定干渉計で使用することができる。別の方法としてまたは追加として、本明細書に記載したＤＰＭＩは、カラム基準と干渉計から遠くに位置するもう１つの測定対象物間の相対位置の変動を監視するために、カラム基準と一緒に使用することができる。さらに、本明細書に記載した干渉計システムおよび方法は、正確な測定を行ったり、またマイクロリソグラフィおよびビーム書込みシステムでの位置決め測定を行うために使用することができる。

ビーム、ビーム経路、界面および／または平行または名目的に平行といわれる軸は、測定上のずれの影響が無視できる程度であれば、完全に平行でなくてもよいか（例えば、必要な測定精度よりある程度だけ低いというように）、または別の方法で補償される。

本発明の他の特徴、目的および利点は、下記の詳細な説明、図面および特許請求の範囲を読めば理解することができるだろう。
種々の図面内の類似の参照符号は、類似の要素を示す。

図１について説明すると、干渉計システム１００は、ＤＰＭＩ１１０と、放射線源１２０と、検出装置１３０とを含む。放射線源は、入力ビーム１２１をＤＰＭＩ１１０の方に向け、ＤＰＭＩ１１０は入力ビーム１２１からの２つのビームを入手し、ＤＰＭＩ１１０から離れている平面ミラー１４０の表面１４１から反射するように、ＤＰＭＩ１１０からの２つのビームを出力面１１１を通して方向づける。異なる経路に沿って毎回各ビームは、ミラー１４０に対して２回通過する。図１に示すように、２つのビームのうちの第１のビームは、１回目の通過１５０Ａを行い、ミラーへ２回目の通過１５０Ｂを行う。第２のビームは１回目の通過１６０Ａを行い、ミラー１４０に対して２回目の通過１６０Ｂを行う。ビームがミラー１４０に通過した後で、ＤＰＭＩ１１０は、出力ビーム１３１を形成するためにビームを重ねる。この出力ビームは検出装置１３０のところで検出される。出力ビーム１３１は、第１および第２のビームの間の光路長の差に関連する干渉計による位相を含む。

図２Ａ、図２Ｂ，図３Ａおよび図３Ｂは、ＤＰＭＩ、ＤＰＭＩ２００の一例を示す。図２Ａおよび図２Ｂは、それぞれ、垂直方向に偏光した入力ビーム２３０の経路に対する干渉計２００の平面図および側面図である（垂直方向という用語は、図２Ａおよび図３Ａのページの面に直交する方向を意味する）。図３Ａおよび図３Ｂは、それぞれ図２Ａおよび図２Ｂと同じ図面であるが、水平方向に偏光した入力ビーム２５０の経路を示す。ヘテロダイン検出スキームの場合には、図２Ａおよび図２Ｂのビーム経路は、図３Ａおよび図３Ｂのビーム経路に関するいくつかの周波数ビームの軌跡である。

動作中、ＤＰＭＩ２００は、入力ビームを方向づけ、垂直方向および水平方向に偏光した成分ビームに分割し、出力ビームを形成するために成分ビームを重ねる前に、平面ミラー２４０の表面２４１から２回反射するように、両方の成分ビームを異なる経路に沿った方向に向ける。ＤＰＭＩ２００の構成要素およびＤＰＭＩを通る各ビームの経路については以下に説明する。

干渉計２００は、入力アセンブリ２２０および主アセンブリ２１０を含む。入力アセンブリ２２０は、２つの偏光ビーム・スプリッタ（ＰＢＳ）界面、界面２２０および界面２２１を含む。これらの界面は、横方向にずれていて、相互に平行である。１／２波長板（
例えば、高分子１／２波長板）２２３が、入力アセンブリ２２０および主アセンブリ２１０の間に、界面２２１に隣接して位置する。１／２波長板２２３は、界面２２２に隣接して延びない。主アセンブリ２１０は、２つのＰＢＳ界面２１１および２１２を含む。界面２１１および２１２は、また、横方向にずれていて、相互に平行になっている。界面２１１および２１２は、界面２２１および２２２とは平行ではない。主アセンブリ２１５は、また、コーナー・キューブ逆リフレクタ（ｃｏｒｎｅｒ ｃｕｂｅ ｒｅｔｒｏｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）２１５およびウェッジ角ｘを有するウェッジ２１８を含む。ウェッジ２１８の出力面２１９は、平面ミラー１４０の方を向いて配置されている。

動作中、経路２３０に沿った方向に向けられた直交方向に偏光された入力ビーム成分は、界面２２１に隣接する入力アセンブリ２２０上に入射する。界面２２１のところで、いくつかの経路に沿って直交方向に偏光した成分は、垂直方向に偏光した成分を経路２３１Ａに沿って主アセンブリ２１０の方向に送り、水平方向に偏光した成分を経路２５１Ａに沿って界面２２２の方向に反射する。

特に図２Ａおよび図２Ｂについて説明すると、波長板２２３は、経路２３１Ａに沿って伝搬する垂直方向に偏光した成分を９０度回転させる。界面２１１は、このビーム２３１Ａを透過し、このビームは、経路２３１Ｂに沿って出力面２１９を通してＤＰＭＩ２００から出て、ミラー２４０の面２４１から反射する。１／４波長板２１３を通してビームが２回通過すると、ビームの偏光が９０度回転する。それ故、ビームが界面２１１に戻ると、このビームは垂直方向に偏光されていて、経路２３１Ｃに沿ってこの界面により反射する。ビームは、界面２１１から逆リフレクタ２１５の方向に反射され、この逆リフレクタはビームを界面２１２の方向に向ける。界面２１１および逆リフレクタ２１５の反射面は、入力および出力ビーム成分２３０および２３２が形成する平面の下の水平面の方向にビームを向ける方向を向いていることに留意されたい。さらに、界面２１２は、垂直方向に偏光した光を反射するように構成され、経路２３１Ｄに沿ってミラー２４０の方向に向け元の方向にビームを反射する。ビームは経路２３１Ｅに沿ってＤＰＭＩ２００から出て、ミラー２４０から反射し、ビーム経路２３１Ｄに沿ってＤＰＭＩに再度入る。経路２３１Ｅは、経路２３１Ｂに平行であることに留意されたい。ビームが主アセンブリ内に再度入ると、１／４波長板２１３を２回透過した後で、水平方向に偏光する。この偏光により、ビームは界面２１２を透過し、入力アセンブリ２２０に再度入る。水平方向に偏光したビームは、経路２３１Ｆに沿って界面２２２から界面２２１の方向に反射する。経路２３２に沿って水平方向に偏光したビームは入力アセンブリから出る。

図３Ａおよび図３Ｂについて説明すると、入力ビームの水平方向に偏光した成分は、経路２５１Ａに沿って界面２２１から界面２２２の方向に反射する。このビームは、界面２２２から反射し、経路２５１Ｂに沿って主アセンブリ２１０に入る。界面２２２に隣接するスペーサ２２４は、その偏光状態を回転させないでビームを透過する。そのため、ビームが主アセンブリ２１０に入る場合、ビームは水平方向に偏光したままである。スペーサは、１／２波長板２２３と同じ厚さの光学的に等方性の構成要素であってもよい。別の方法としては、スペーサ２２４は、その主軸が垂直方向または水平方向を向いている１／２波長板であってもよい。界面２１１は、ビームを透過し、このビームは出力面２１９を通してＤＰＭＩ２００から出て、経路２５１Ｃに沿って伝搬し、ミラー２４０から反射する。反射したビームは、同じ経路に沿ってＤＰＭＩ２００に再度入り、１／４波長板２１３を２回通過したために、偏光状態が９０度回転した後で界面２１１から反射する。界面２１１は、経路２５１Ｄに沿ってビームを界面２１２の方向に向ける。界面２１２は、経路２５１Ｅに沿って、ビームをビーム経路２３０および２３２が形成する水平面内の元の方向に送り返す。次に、ビームは、経路２５１Ｆに沿ったミラー２４０への２回目の通過の際に、出力面２１９を通してＤＰＭＩ２００から出る。ミラー２４０から反射した時に、ビームは１／４波長板２１３を２回通過したために、偏光状態が９０度回転した状態で再
度ＤＰＭＩ２００に入る。この時点で垂直方向に偏光された後で、ビームは、ＰＢＳ界面２１２を透過し、ＰＢＳ界面２２１へ経路２５１Ｇに沿って伝搬し、経路２３２に沿ってＤＰＭＩ２００を出る。この場合、このビームは他の成分と重なり、干渉計出力ビームを形成する。ビーム経路２５１Ｃおよび２５１Ｆは平行であり、ビーム経路２３１Ｂおよび２３１Ｅとも平行であることに留意されたい。

一般的に、ウェッジ角ｘは、必要に応じて変えることができる。図２Ａおよび図３Ａに示すように、ウェッジ角ｘは、ビーム経路２３１Ｂ、２３１Ｅ、２５１Ｃおよび２５１が、出力面２１９に垂直な方向に平行にならないように選択することができる。ｘは、透過ビームに対応する成分ビームが干渉計の出力ビーム内のＤＰＭＩ２００から出た場合に、透過ビームを含む出力面２１９のところで反射したゴースト・ビームの任意の部分の重なりを低減できるような（例えば、除去するような）十分大きなものにすることができる。出力面３１９のような面からスプリアス反射したビームの一部との出力ビーム成分の重なりを少なくすると、ＤＰＭＩ２００により行った測定の誤差（例えば、巡回誤差）を低減することができる。

出力面で反射したビームと出力ビームとの重なりの程度は、ウェッジ角ｘ、ビームの直径、出力面３１９から出力ビームを監視するために使用する検出装置へのビーム経路の長さに依存する。それ故、比較的大きな直径のビームおよび／または出力面３１９から検出装置へのビーム経路が比較的短い干渉計の場合には、この重なりを低減するためにウェッジ角を大きくすることができる。ある実施形態の場合には、ｘは約０．１度以上（例えば、約０．５度以上、約１度以上）にすることができる。通常、ｘは約１０度以下である。ある実施形態の場合には、ｘは約３度である。別の例について説明すると、ある実施形態の場合にはウェッジ角は０度である。

１つまたは複数の光学面（すなわち、１つまたは複数のビームの経路内に位置する構成要素の面）には、反射防止コーティングを行うことができる。例えば、入力面２２５および／または出力面２１９は、反射防止コーティングを含むことができる。反射防止コーティングは、面からの入射ビームのスプリアス反射を低減することができ、それによりＤＰＭＩ２００による測定内の誤差（例えば、巡回誤差）を低減することができる。

ある実施形態の場合には、入力アセンブリ２２０は、対向面上にＰＢＳコーティングを含む菱形のプリズムにより形成される。モノリシック長方形アセンブリを形成するために、直角プリズムをコーティング面に接着させることができる。

主アセンブリ２２０は、ＰＢＳコーティングを塗布することができる対向面を平行にするために、材料（例えば、ガラス）の長方形または立方体ブロックの対向する隅を研磨または割ることにより形成することができる。面のサイズは、アセンブリで使用するキューブ・コーナー逆リフレクタ（ｃｕｂｅ ｃｏｒｎｅｒ ｒｅｔｒｏｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）のサイズに基づいて選択することができる。モノリシックな長方形のアセンブリを形成するために、四角錐状のプリズムを逆リフレクタを取り付けることができるコーティング面に接着させることができる。

主アセンブリ２１０および入力アセンブリ２２０は、一緒におよび他の構成要素に接着されていて、そのためＤＰＭＩ２００はモノリシック・アセンブリである。この場合、隣接する構成要素間の光学的界面は相互に光学的に結合している。構成要素間の光結合は、光学的接着剤またはインデックス整合流体により行うことができる。複屈折フィルムをリターダ（例えば、半波長リターダ２２３および／または１／４波長板２１３に対する）として使用しても、モノリシック・アセンブリを容易に形成することができる。何故なら、これらのフィルムは、他の構成要素の間で容易に積層することができるからである。隣接
構成要素を光学的に結合すると、構成要素の界面からのスプリアス反射を低減することができ、ＤＰＭＩ２００による測定内の誤差（例えば、巡回誤差）を低減することができる。

ＤＰＭＩ２００はモノリシックな構造体であるが、ある実施形態の場合には、ＤＰＭＩの１つまたは複数の構成要素を他の構成要素に光学的に結合する必要はない。例えば、図４Ａ、図４Ｂ，図５Ａおよび図５Ｂについて説明すると、ある実施形態の場合には、ＤＰＭＩ４００は、モノリシックな入力アセンブリ／主アセンブリ構造体から独立している個々のアセンブリ４０１を含むことができる。ある実施形態の場合には、アセンブリ４０１を、基準凹部内のウィンドウとして使用することができる。アセンブリ４０１は、光学的平面４１４およびウェッジ４１２の間にサンドイッチ状に挟まれている１／４波長板４１０（例えば、高分子１／４波長板）を含む。ウェッジ４１２の暴露面４１３は、ＤＰＭＩ４００用の出力面でありミラー２４０の方を向いている。

主アセンブリ２１０の暴露面４２０、光学的平面４１４の暴露面４１５、および暴露面４１３は、すべて干渉計の入力および出力ビームの経路に直角でない方向を向いていて、それにより干渉計の検出装置のところのこれらの面からのスプリアス反射を低減する。図に示すように、ウェッジ４１２の角度はｙであり、干渉計の入力ビームおよび出力ビームに直角な面からの面４２０の角度のずれはγである。ある実施形態の場合には、ｙは約０．１度以上（例えば、約０．５度以上、約１度以上）であってもよい。通常、ｙは約１０度以下である。ある実施形態の場合には、γは約０．１度以上（例えば、約０．５度以上、約１度以上）であり、約１０度未満である。さらに、１つまたは複数の面４１３、４１５および４２０は、反射防止コーティングを含むことができる。面４１５と面４２０との間の角度のずれはｚであり、同様に変えることができる。ある実施形態の場合には、ｚは約０．５度以上（例えば、約１．０度以上、約１．５度以上、約２度以上）である。別の方法について説明すると、ある実施形態の場合には、面４１５および面４２０は平行である（すなわち、ｚは０である）。

ｘ、ｙ、ｚおよびγは、垂直軸を中心とする方位角度変位成分を表し、一般的に、面は、他の軸（例えば、水平軸）に対して角度変位である方向を向くことができる。一般的に、ｙ、ｚおよび／またはγは、平行な軸または平行でない軸を中心にした角度変位であってもよい。例えば、ある実施形態の場合には、ｙは垂直軸を中心とする角度変位であってもよく、一方ｚは水平軸を中心とする鉛直変位であってもよい。

一般的に、上記のようなＤＰＭＩは、種々の用途に使用することができる。例えば、ある実施形態の場合には、ＤＰＭＩは、屈折計で使用することができる。図６Ａについて説明すると、ある実施形態の場合には、図１の干渉計システム１００は、周囲の屈折度の変動を監視する屈折計として使用するために適応させることができる。この例の場合には、２つのビームのうちの一方（すなわち、ビームの通過１６０Ａおよび１６０Ｂに対応するビーム）を、制御環境（例えば、真空）を有するチャンバ１７０内に閉じ込めることができる。ミラー１４０がＤＰＭＩ１１０に対して機械的に固定されている場合には、出力ビーム１３１の位相の変動を、ビームの経路１５０Ａおよび１５０Ｂ内の大気の屈折度の変動によるものとすることができる。例えば、「干渉計および空気の屈折率および光路長の影響を測定するための方法」（ＩＮＴＥＲＦＥＲＯＭＥＴＥＲ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＭＥＡＳＵＲＩＮＧ ＴＨＥ ＲＥＦＲＡＣＴＩＶＥ ＩＮＤＥＸ ＡＮＤ ＯＰＴＩＣＡＬ ＰＡＴＨ ＬＥＮＧＴＨ ＥＦＦＥＣＴＳ ＯＦ ＡＩＲ）という名称の米国特許第６，５２９，２７９号に、干渉計的屈折計の例が開示されている。上記特許の全文は参照により本明細書に組み込むものとする。

上記実施形態においては、両方の干渉計ビームは、同じミラーから反射するが、ある実
施形態の場合には、ビームはいくつかの対象物から反射することができる。例えば、図６Ｂについて説明すると、ある実施形態の場合には、経路１５０Ａおよび１５０Ｂに沿った１つのビームは、第１のミラー６１０から反射することができ、一方、経路６６０Ａおよび６６０Ｂに沿った他のビームは、異なるミラー６２０から反射する。経路１５０Ａ、１５０Ｂ、６６０Ａおよび６６０Ｂは平行であり、第１のミラー６１０は、それぞれ経路６６０Ａおよび６６０Ｂに対応するアパーチャ６１１および６１２を含む。それ故、経路６６０Ａおよび６６０Ｂに沿って伝搬するビームは、第１のミラー６１０から反射するのではなく、アパーチャ６１１および６１２を通過する。この構成の場合、干渉位相はミラー６１０とミラー６２０の間の相対位置の変動に対応する。

一般的に、ＤＰＭＩは、以下に説明するカラム基準の場合のような２つの対象物間の変位の変動を監視するために他の用途に使用することができる。
上記干渉計システムは、他の干渉計システムと比較した場合、低い巡回誤差で測定を行うことができる。このようなシステムは、コンピュータ・チップなどのような大規模集積回路を製造する際に使用するリソグラフィ用途の場合に特に役に立つ場合がある。リソグラフィは、半導体製造業界における非常に重要な技術推進者である。オーバレイの改善は、１００ｎｍまたはそれ以下のライン幅（デザイン・ルール）への５つの最も難しい難問の中の１つである。例えば、半導体産業ロードマップ（１９９７年版）の８２ページを参照されたい。

オーバレイは、ウェハおよびレチクル（またはマスク）ステージの位置決めに使用する距離測定干渉計の性能、すなわち、精度および確度に直接依存する。リソグラフィ・ツールは、５０〜１００Ｍドル／年の製品を製造することができるので、性能が改善された距離測定干渉計の経済的価値は大きい。リソグラフィ・ツールの歩留まりが１％向上すると、集積回路メーカにとって約１Ｍドル／年の経済的利益があり、リソグラフィ・ツールの販売業者にとって大きな競合的利点となる。

リソグラフィ・ツールの機能は、ホトレジストでコーティングしたウェハ上に、空間的にパターン化された放射線を照射することである。このプロセスは、ウェハのどの位置に放射線を受光するのかを決定するステップ（整合）と、その位置のホトレジストに放射線を照射するステップ（露光）とを含む。

ウェハを正しく位置決めするために、ウェハは、専用のセンサで測定することができるウェハ上の整合マークを含む。整合マークの測定位置が、ツール内のウェハの位置を決める。この情報は、ウェハ面の所望のパターン化の仕様と一緒に、空間的にパターン化された放射線に対してウェハの整合を案内する。上記情報に基づいて、ホトレジストでコーティングしたウェハを支持している並進可能なステージは、放射線がウェハの正しい位置を露光するようにウェハを移動する。

露光中、放射線源は、空間的にパターン化された放射線を発生するために、放射線を散乱するパターン化されたレチクルを照明する。レチクルはまたマスクとも呼ばれ、これらの用語は以下の説明において同じ意味で使用される。縮小リソグラフィの場合には、縮小レンズは、散乱した放射線を収集し、レチクル・パターンの縮小した画像を形成する。別の方法としては、近接印刷の場合には、散乱放射線は、レチクル・パターンの１：１の画像を形成するために、ウェハと接触する前に、短い距離（通常、数ミクロン程度）を伝搬する。放射線は、放射線パターンをレジスト内の潜象に変換するレジスト内の光化学プロセスをスタートする。

干渉計システムは、ウェハおよびレチクルの位置を制御し、ウェハ上のレチクル画像を位置合わせするための位置決め機構の重要な構成要素である。このような干渉計システム
が上記機能を含んでいる場合には、距離測定に対する巡回誤差の影響が最小限度に低減するにつれて、システムが測定する距離の精度は向上する。

一般的に、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ェハ位置決めシステムを含む。照明システムは、紫外線、可視光線、Ｘ線、電子放射線またはイオン放射線のような放射線を供給するための放射線源、放射線をパターン化するためのレチクルまたはマスクを含んでいて、そのため、空間的にパターン化された放射線を発生する。さらに、縮小リソグラフィの場合には、照明システムは、ウェハ上に空間的にパターン化された放射線を画像形成するためのレンズ・アセンブリを含むことができる。画像形成された放射線は、ウェハ上にコーティングし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、およびマスクを通過する放射線に対してマスク・ステージの位置を調整するための位置決めシステムを含む。ウェハ位置決めシステムは、ウェハを支持するためのウェハ・ステージ、および画像形成された放射線に対してウェハ・ステージの位置を調整するための位置決めシステムを含む。集積回路の製造は、複数の露光ステップを含むことができる。リソグラフィの一般的な情報については、例えば、（１９９８年、ニューヨーク所在のＭａｒｃｅｌ Ｄｅｋｋｅｒ社発行の）Ｊ．Ｒ．ＳｈｅａｔｓおよびＢ．Ｗ．Ｓｍｉｔｈの「マイクロリソグラフィ：科学および技術」（Ｍｉｃｒｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ：Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）を参照されたい。上記文献の内容は参照により本明細書に組み込むものとする。

上記干渉計は、レンズ・アセンブリ、放射線源または支持構造体のような露光システムの他の構成要素に対するウェハ・ステージおよびマスク・ステージそれぞれの位置を正確に測定するために、変位測定干渉計システムと一緒に使用することができる。そのような場合、変位測定干渉計システムは、固定構造体およびマスク・ステージおよびウェハ・ステージのうちの１つのような可動素子に取り付けられている測定対象物に取り付けることができる。別の方法としては、変位測定干渉計システムを可動対象物に取り付け、測定対象物を固定対象物に取り付けて、位置関係を逆にすることができる。

より詳細に説明すると、干渉計システムは、干渉計システムが、構成要素のうちの１つに取り付けられているか、またはそれに支持されていて、測定対象物が構成要素の他のものに取り付けられているか、またはそれに支持されている露光システムの任意の他の構成要素に対する露光システムの任意のある構成要素の位置を測定するために使用することができる。

図７Ａは、干渉計システム１１２６を使用するリソグラフィ・スキャナ１１００の一例を示す。干渉計システムは、露光システム内のウェハ（図示せず）の位置を正確に測定するために使用される。この場合、ステージ１１２２は、露光ステーションに対してウェハを位置決めし、支持するために使用される。スキャナ１１００は、他の支持構造体を含むフレーム１１０２、およびこれらの構造体上に位置する種々の構成要素を含む。露光ベース１１０４は、レンズ・ハウジング１１０６の頂部に装着されていて、その頂部にはレチクルまたはマスクを支持するために使用するレチクル・ステージまたはマスク・ステージ１１１６が装着されている。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は、素子１１１７で概略示す。位置決めシステム１１１７は、例えば、圧電トランスジューサ素子および対応する制御電子回路を含むことができる。上記実施形態には含んでいないが、１つまたは複数の上記ＤＰＭＩを含む干渉計システムを、マスク・ステージおよびリソグラフィ構造体を製造するためのプロセスでその位置を正確に監視しなければならない他の可動素子の位置を正確に測定するために使用することもできる（上記のＳｈｅａｔｓおよびＳｍｉｔｈの「マイクロリソグラフィ：科学および技術」（Ｍｉｃｒｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ：Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）を参照
されたい）。

露光ベース１１０４の下には、ウェハ・ステージ１１２２を含む支持ベース１１１３がつり下げられている。ステージ１１２２は、干渉計システム１１２６がステージの方に向けた測定ビーム１１５４を反射するための平面ミラー１１２８を含む。素子１１１９により、干渉計システム１１２６に対してステージ１１２２を位置決めするための位置決めシステムを概略示す。位置決めシステム１１１９は、例えば、圧電トランスジューサ素子および対応する制御電子回路を含むことができる。測定ビームは、露光ベース１１０４上に装着されている干渉計システムの方に向け元の方向に反射される。干渉計システムは、上記ＤＰＭＩ実施形態の中の任意のものを含むことができる。

動作中、例えば、ＵＶレーザ（図示せず）からの紫外線（ＵＶ）ビームのような放射線ビーム１１１０は、ビーム成形光学系アセンブリ１１１２を通過し、ミラー１１１４から反射した後で下方に伝搬する。その後で、放射線ビームは、マスク・ステージ１１１６が備えているマスク（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１１０６内に位置するレンズ・アセンブリ１１０８を通して、ウェハ・ステージ１１２２上のウェハ（図示せず）上に画像を形成する。それが支持するベース１１０４および種々の構成要素は、環境の振動からスプリング１１２０で示す制振システムにより絶縁されている。

リソグラフィ・スキャナの他の実施形態の場合には、１つまたは複数の上記ＤＰＭＩを含む干渉計システムを複数の軸に沿った距離および例えばウェハ・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が、これらに限定されない角度を測定するために使用することができる。また、ＵＶレーザ・ビームではなく、例えば、Ｘ線ビーム、電子ビーム、イオン・ビームおよび光学的可視ビームを含む他のビームも、ウェハを露光するために使用することができる。

ある実施形態の場合には、リソグラフィ・スキャナは、当業者がカラム基準と呼ぶものを含むことができる。このような実施形態の場合には、干渉計システム１１２６は、放射線ビームを例えばレンズ・ハウジング１１０６の方に向けるある種の構造体上に装着されている基準ミラー（図示せず）と接触する外部の基準経路に沿った方向に基準ビーム（図示せず）を向ける干渉計（例えば、ＤＰＭＩ）を含む。基準ミラーは、基準ビームを干渉計システムの方向に送り返す。ステージ１１２２から反射した測定ビーム１１５４と、ハウジング１１０６上に装着されている基準ミラーから反射した基準ビームとの結合が、放射線ビームに対するステージの位置の変化を示す場合、干渉信号は干渉計システム１１２６により生成される。さらに、他の実施形態の場合には、干渉計システム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、または他の可動構成要素の位置の変化を測定するために設置することができる。最後に、干渉計システムを、スキャナの他にまたはスキャナではなく、ステッパを含むリソグラフィ・システムと同じような方法で使用することができる。

当業者であれば周知のように、リソグラフィは、半導体デバイスの製造方法の非常に重要な部分である。例えば、米国特許第５，４８３，３４３号は、このような製造方法のステップを概略説明している。これらのステップについては、図７Ｂおよび図７Ｃを参照しながら以下に説明する。図７Ｂは、半導体チップ（例えば、ＩＣまたはＬＳＩ）、液晶パネルまたはＣＣＤのような半導体デバイスの製造シーケンスのフローチャートである。ステップ１１５１は、半導体デバイスの回路を設計するための設計プロセスである。ステップ１１５２は、回路パターン設計に基づくマスクの製造プロセスである。ステップ１１５３は、シリコンのような材料によるウェハの製造プロセスである。

ステップ１１５４は、予備プロセスと呼ばれるウェハ・プロセスである。この場合、このように準備したマスクおよびウェハを使用して、回路がリソグラフィによりウェハ上に形成される。ウェハ上に十分な空間分解能でマスク上のこれらのパターンに対応する回路を形成するには、ウェハに対してリソグラフィ・ツールを干渉計により位置決めする必要がある。本明細書に記載した干渉法およびシステムは、ウェハ・プロセス中に使用するリソグラフィの効果を改善する際に特に役に立つ。

ステップ１１５５は組立てプロセスである。このプロセスは後プロセスと呼ばれ、ステップ１１５４で処理されたウェハが半導体チップに形成される。このステップは、組立て（ダイシングおよびボンディング）およびパッケージング（チップ密封）を含む。ステップ１１５６は検査ステップである。このステップにおいて、ステップ１１５５で製造した半導体デバイスの作動性、耐久性等がチェックされる。これらのプロセスにより、半導体デバイスが完成し、出荷される（ステップ１１５７）。

図７Ｃは、ウェハ・プロセスの詳細を示すフローチャートである。ステップ１１６１は、ウェハの表面を酸化するための酸化プロセスである。ステップ１１６２は、ウェハの表面上に絶縁フィルムを形成するためのＣＶＤプロセスである。ステップ１１６３は、蒸着によりウェハ上に電極を形成するための電極形成プロセスである。ステップ１１６４は、ウェハにイオンを注入するためのイオン注入プロセスである。ステップ１１６５は、ウェハにレジスト（感光材料）を塗布するレジスト・プロセスである。ステップ１１６６は、上記露光装置による露光（すなわち、リソグラフィ）により、ウェハ上にマスクの回路パターンを印刷するための露光プロセスである。この場合も、すでに説明したように、本発明の干渉計システムおよび方法を使用すれば、このようなリソグラフィ・ステップの精度および分解能が改善される。

ステップ１１６７は、露光したウェハを現像するための現像プロセスである。ステップ１１６８は、現像したレジスト画像以外の部分を除去するためのエッチング・プロセスである。ステップ１１６９は、エッチング・プロセスを行った後で、ウェ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プロセスである。これらのプロセスを反復することにより、回路パターンが形成され、ウェハ上に重畳される。

上記干渉計システムは、また、対象物の相対位置を正確に測定しなければならない他の用途にも使用することができる。例えば、レーザ、Ｘ線、イオンまたは電子ビームのような書込みビームが、基板またはビーム移動として基板上にパターンを形成する用途の場合には、基板と書込みビームとの間の相対的移動を測定するために、干渉計システムを使用することができる。

一例を挙げて説明すると、図８は、ビーム書込みシステム１２００の略図である。放射線源１２１０は、書込みビーム１２１２を生成し、ビーム焦点アセンブリ１２１４は、放射線ビームを可動ステージ１２１８が支持している基板１２１６に向ける。ステージの相対位置を決定するために、変位測定干渉計システム１２２０は、基準ビーム１２２２をビーム焦点アセンブリ１２１４上に装置されているミラー１２２４の方向に向け、測定ビーム１２２６をステージ１２１８上に装着されているミラー１２２８の方向に向ける。基準ビームは、ビーム焦点アセンブリの上に装着されているミラーに入射するので、ビーム書込みシステムは、カラム基準を使用するシステムの一例である。干渉計システム１２２０は、上記干渉計システムの中の任意のものを含むことができる（例えば、干渉計システム１２２０の変位測定干渉計の測定ビーム経路の近くの大気の屈折率の変化を測定するための屈折計として使用される）。干渉計システムで測定した位置の変化は、基板１２１６上の書込みビーム１２１２の相対位置の変化に対応する。干渉計システム１２２０は、測定信号１２３２を基板１２１６上の書込みビーム１２１２の相対位置を示すコントローラ１
２３０に送る。コントローラ１２３０は、出力信号１２３４を、ステージ１２１８を支持し、位置決めするベース１２３６に送る。さらに、コントローラ１２３０は、基板の選択した位置だけで光物理的または光化学的変化を起こさせるのに十分な輝度で書込みビームが基板を照射するように、書込みビーム１２１２の輝度を変化させ、または書込みビーム１２１２を遮断する目的で信号１２３８を放射線源１２１０に送る。

さらに、ある実施形態の場合には、コントローラ１２３０は、例えば、信号１２４４を使用して、ビーム焦点アセンブリ１２１４に、基板のある領域上で書込みビームを走査させることができる。その結果、コントローラ１２３０は、システムの他の構成要素を基板をパターン化するために向ける。パターン化は、通常、コントローラが記憶している電子設計パターンに基づいて行われる。ある用途の場合には、書込みビームは、基板上にコーティングされているレジストをパターン化し、他の用途の場合には、書込みビームは基板を直接パターン化する、例えば、エッチングする。

このようなシステムの重要な用途は、上記リソグラフィ方法で使用するマスクおよびレチクルの製造である。例えば、リソグラフィ・マスクを製造する目的で、クロームでコーティングしたガラス基板をパターン化するために、電子ビームを使用することができる。書込みビームが電子ビームである場合には、ビーム書込みシステムは、電子ビームを真空内に閉じ込める。また、書込みビームが、例えば、電子ビームまたはイオン・ビームである場合には、ビーム焦点アセンブリは、真空内の基板上に帯電粒子の焦点を結ばせ、その方向に向けるために、四極レンズのような電界発生器を含む。書込みビームが、例えば、Ｘ線、紫外線または可視放射線のような放射線ビームである場合には、ビーム焦点アセンブリは、放射線の焦点を基板上に結ばせ、放射線を基板の方向に向けるための対応する光学系を含む。

今まで本発明の多数の実施形態について説明してきた。しかし、本発明の精神および範囲から逸脱することなしに、種々の修正を行うことができる。それ故、他の実施形態も下記の特許請求の範囲内に含まれる。

差動平面ミラー干渉計（ＤＰＭＩ）を含む干渉計システムの略図。 垂直方向に偏光している入力ビーム成分の経路を含むＤＰＭＩのある実施形態の平面図。 垂直方向に偏光している入力ビーム成分の経路を含む図２ＡのＤＰＭＩの側面図。 水平方向に偏光している入力ビーム成分の経路を含む図２ＡのＤＰＭＩの平面図。 水平方向に偏光している入力ビーム成分の経路を含む図２ＡのＤＰＭＩの側面図。 垂直方向に偏光している入力ビーム成分の経路を含むＤＰＭＩの他の実施形態の平面図。 垂直方向に偏光している入力ビーム成分の経路を含む図４ＡのＤＰＭＩの側面図。 水平方向に偏光している入力ビーム成分の経路を含む図４ＡのＤＰＭＩの平面図。 水平方向に偏光している入力ビーム成分の経路を含む図４ＡのＤＰＭＩの側面図。 干渉計のビームのうちの１つが、密封チャンバを通る経路に沿って伝搬するＤＰＭＩを含む干渉計システムの略図。 干渉計のビームがそれぞれ異なるミラーに２回通過するＤＰＭＩを含む干渉計システムの略図。 本明細書に記載した干渉計システムを含み、集積回路を製造する際に使用するリソグラフィ・システムの略図。 集積回路を製造するためのステップを説明するフローチャート。 集積回路を製造するためのステップを説明するフローチャート。 本明細書に記載した干渉計システムを含むビーム書込みシステムの略図。

Claims (44)

1. ２つの横方向に変位している偏光ビーム・スプリッタ界面を有する主アセンブリを備える干渉計を備え、前記界面が、２つの空間的に分離しているビームを受光し、かつ、これらビームをそれぞれが１つまたは複数の遠隔対象物に対して少なくとも２回通過するような方向に向けるように配置され、
   各界面が少なくとも１回各ビームを反射し、また透過し、前記干渉計が、前記２つのビームが伝搬した経路間の光路長の差に関する情報を有する出力ビームを発生するために、前記１つまたは複数の遠隔対象物に少なくとも２回通過した後で、前記２つのビームを結合するように構成される装置。
2. ２つの横方向に変位している偏光ビーム・スプリッタ界面を有する入力アセンブリと、
   少なくとも１つの偏光ビーム・スプリッタ界面を有する主アセンブリと、を備え、
   前記入力アセンブリ内の界面が、入力ビームから２つの空間的に分離しているビームを入手するように配置され、前記主アセンブリが、前記空間的に分離しているビームをそれぞれが１つまたは複数の遠隔対象物に対して少なくとも２回通過するような方向に向け、前記入力アセンブリが、前記２つのビームが伝搬した経路間の光路長の差に関する情報を有する出力ビームを発生するために、１つまたは複数の遠隔対象物に少なくとも２回通過した後で、前記２つのビームを結合する干渉計。
3. 出力面を有する干渉計アセンブリを備え、前記干渉計アセンブリが、１つまたは複数の遠隔対象物に少なくとも２回通過するように、２つの空間的に分離しているビームを向けるように構成され、
   前記空間的に分離しているビームが、前記１つまたは複数の遠隔対象物への各通過の際に、少なくとも１回は出力面と交差し、各交差の度に出力面に垂直な面が前記各ビーム経路に平行ではなく、前記干渉計アセンブリが、前記２つのビームが伝搬した経路間の光路長の差に関する情報を含む出力ビームを発生するために、前記１つまたは複数の遠隔対象物に少なくとも２回通過した後で、前記２つのビームを結合するように構成される装置。
4. 入力ビームから前記空間的に分離しているビームを入手し、前記空間的に分離しているビームを前記主アセンブリの方に向けるように構成されている入力アセンブリをさらに備える、請求項１に記載の装置。
5. 前記入力アセンブリが、前記空間的に分離しているビームが、前記入力アセンブリから出るとき、直交偏光を有するように構成される、請求項４に記載の装置。
6. 前記入力アセンブリと前記主アセンブリとの間に波長板をさらに備え、前記波長板が、前記入力アセンブリと前記主アセンブリとの間を伝搬する場合に、前記空間的に分離しているビームの一方の偏光を回転するように構成される、請求項４に記載の装置。
7. 前記波長板が高分子波長板である、請求項６に記載の装置。
8. 前記入力アセンブリの出力面が、前記主アセンブリの入力面と光学的に結合している、請求項４に記載の装置。
9. 前記入力アセンブリが、前記２つのビームを平行な経路に沿って前記主アセンブリの方向に向けるように構成される、請求項４に記載の装置。
10. 前記入力アセンブリが、２つの横方向に変位している偏光ビーム・スプリッタ界面を有する、請求項４に記載の装置。
11. 前記入力アセンブリの２つの横方向に変位している偏光ビーム・スプリッタ界面が平行である、請求項１０に記載の装置。
12. 前記入力アセンブリの２つの横方向に変位している偏光ビーム・スプリッタ界面が、前記主アセンブリの２つの横方向に変位している偏光ビーム・スプリッタ界面と平行でない、請求項１０に記載の装置。
13. 前記干渉計が、前記２つの空間的に分離しているビームが前記主アセンブリにより受光された場合、前記２つの空間的に分離しているビームが同じ偏光を有するように構成される、請求項１に記載の装置。
14. 前記主アセンブリが、前記１つまたは複数の遠隔対象物に平行経路に沿って少なくとも２回通過するように、前記空間的に分離しているビームを向けるように構成される、請求項１に記載の装置。
15. さらに、各ビームが前記１つまたは複数の遠隔対象物へのその１回目の通過の後で、前記空間的に分離しているビームを前記主アセンブリの方向に送り返すように構成される逆リフレクタを備える、請求項１に記載の装置。
16. 前記干渉計が、前記空間的に分離している各ビームが前記１つまたは複数の遠隔対象物上の異なる場所に少なくとも２回通過するように構成される、請求項１に記載の装置。
17. 前記横方向に変位している偏光ビーム・スプリッタ界面が平行である、請求項１に記載の装置。
18. 前記主アセンブリがモノリシックなものである、請求項１に記載の装置。
19. 前記空間的に分離しているビームが、少なくとも１回出力面と交差し、各交差点のところで前記出力面に垂直な面が各ビーム経路に平行でないように構成される出力面をさらに備える、請求項１に記載の装置。
20. 各垂直面と前記各ビーム経路との間の角度が約０．１度以上である、請求項１９に記載の装置。
21. 各垂直面と前記各ビーム経路との間の角度が約１０度以下である、請求項１９に記載の装置。
22. 前記出力アセンブリがウェッジを備える、請求項１９に記載の装置。
23. 前記主アセンブリと前記出力アセンブリとの間に位置する１／４波長板をさらに備える、請求項１９に記載の装置。
24. 前記１／４波長板が高分子１／４波長板である、請求項２３に記載の装置。
25. 前記出力アセンブリが前記主アセンブリに光学的に結合する、請求項１９に記載の装置。
26. 前記出力ビームを受光するように配置されている検出装置をさらに備える、請求項１に記載の装置。
27. 前記干渉計が前記空間的に分離しているビームを入手する入力ビームを供給するように構成される放射線源をさらに備える、請求項１に記載の装置。
28. 前記１つまたは複数の遠隔対象物が反射素子からなる、請求項１に記載の装置。
29. 前記反射素子が平面ミラーである、請求項２８に記載の装置。
30. 前記反射素子が逆リフレクタである、請求項２８に記載の装置。
31. 請求項１に記載の装置を備える屈折計。
32. ２つの空間的に分離しているビームをそれぞれが１つまたは複数の遠隔対象物に対して少なくとも２回通過するように向けるための干渉計を使用するステップであって、前記干渉計が、前記２つのビームを受光するように配置されている２つの横方向に変位している偏光ビーム・スプリッタ界面を備え、各界面が、各ビームを少なくとも１回反射し、また透過するステップと、
    前記２つのビーム間の光路長の差に関する情報を含む出力ビームを発生するために、前記１つまたは複数の遠隔対象物に少なくとも２回通過した後で、２つのビームを結合するステップとを含む方法。
33. ウェハ上に集積回路を製造する際に使用するためのリソグラフィ・システムであって、前記システムが、
    前記ウェハを支持するためのステージと、
    前記ウェハ上に空間的にパターン化された放射線を画像形成するための照明システムと、
    画像形成した放射線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、
    請求項１に記載の装置を備える干渉計システムとを備え、前記干渉計システムが前記画像形成された放射線に対する前記ウェハの位置を監視するように構成されるリソグラフィ・システム。
34. ウェハ上に集積回路を製造する際に使用するためのリソグラフィ・システムであって、前記システムが、
    前記ウェハを支持するためのステージと、
    放射線源、マスク、位置決めシステム、レンズ・アセンブリ、および請求項１に記載の装置を備える干渉計システムを含む照明システムとを備え、
    動作中、前記放射線源が、空間的にパターン化された放射線を生成するために、前記マスクを通して放射線の方向づけを行い、前記位置決めシステムが、前記放射線源からの前記放射線に対する前記マスクの位置を調整し、前記レンズ・アセンブリが、前記空間的にパターン化された放射線を前記ウェハ上に画像形成し、前記干渉計システムが、前記放射線源からの前記放射線に対する前記マスクの位置を監視するリソグラフィ・システム。
35. リソグラフィ・マスクを製造する際に使用するためのビーム書込みシステムであって、前記システムが、
    基板をパターン化するために書込みビームを供給する放射線源と、
    前記基板を支持するステージと、
    前記基板に前記書込みビームを供給するためのビーム方向づけアセンブリと、
    相互に前記ステージおよびビーム方向づけアセンブリを位置決めするための位置決めシステムと、
    請求項１に記載の装置を備える干渉計システムとを備え、前記干渉計システムが前記ビーム方向づけアセンブリに対する前記ステージの位置を監視するように構成されるビーム
    書込みシステム。
36. ウェハ上に集積回路を製造する際に使用するためのリソグラフィ方法であって、前記方法が、
    可動ステージ上にウェハを支持するステップと、
    前記ウェハ上に空間的にパターン化された放射線を画像形成するステップと、
    前記ステージの位置を調整するステップと、
    請求項１に記載の装置を備える干渉計システムにより前記ステージの位置を監視するステップとを含む方法。
37. 集積回路を製造する際に使用するためのリソグラフィ方法であって、
    空間的にパターン化された放射線を発生するために、マスクを通して入力放射線の方向づけを行うステップと、
    前記入力放射線に対して前記マスクを位置決めするステップと、
    請求項１に記載の装置を備える干渉計システムにより、前記入力放射線に対する前記マスクの位置を監視するステップと、
    前記空間的にパターン化された放射線をウェハ上に画像形成するステップとを含むリソグラフィ方法。
38. ウェハ上に集積回路を製造するためのリソグラフィ方法であって、
    前記ウェハを空間的にパターン化された放射線で露光するために、リソグラフィ・システムの第２の構成要素に対して、リソグラフィ・システムの第１の構成要素を位置決めするステップと、
    請求項１に記載の装置を備える干渉計システムにより、前記第２の構成要素に対する前記第１の構成要素の位置を監視するステップとを含むリソグラフィ方法。
39. 集積回路を製造するための方法であって、前記方法が請求項３６に記載のリソグラフィ方法を含む方法。
40. 集積回路を製造するための方法であって、前記方法が請求項３７に記載のリソグラフィ方法を含む方法。
41. 集積回路を製造するための方法であって、前記方法が請求項３８に記載のリソグラフィ方法を含む方法。
42. 集積回路を製造するための方法であって、前記方法が請求項３５に記載のリソグラフィ・システムを使用するステップを含む方法。
43. 集積回路を製造するための方法であって、前記方法が請求項３６に記載のリソグラフィ・システムを使用するステップを含む方法。
44. リソグラフィ・マスクを製造するための方法であって、前記方法が
    書込みビームを基板に照射して前記基板をパターン化するステップと、
    前記書込みビームに対して前記基板を位置決めするステップと、
    請求項１に記載の装置を備える干渉計システムにより、前記書込みビームに対する前記基板の位置を監視するステップとを含む方法。
    

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