JP2006317454A - 少なくとも１つの方向に運動可能に配された位置決めテーブルの相対位置を求めるための測定装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】温度、気圧等の外部影響因子の変化等の生成にも拘わらず、高精度な（相対）位置測定を可能にする位置決めテーブルの相対位置を求めるための測定装置及び方法。
【解決手段】干渉測定装置２５、２７は、少なくとも１つの波長を有するレーザ２２のレーザ光によって作動可能に構成され、周囲影響因子に基づいた前記レーザ光の波長の変化を顧慮して前記測定結果を評価するために、干渉較正装置２９、３２が、前記位置決めテーブル１８の位置決め運動中における前記レーザ光の実際に存在する（含まれる）波長を（帰納的に）導出することが可能な較正結果（複数）を生成するよう構成された測定装置において、前記干渉較正装置２９、３２は、前記干渉測定装置２５、２７に対し空間的に近接して配されること、及び前記空間的近接は、前記位置決めテーブル１８の前記最大走行路（Ｘｍａｘ、Ｙｍａｘ）の予め設定可能な部分に相応することを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、少なくとも１つの方向において予め設定可能な最大走行路（Verfahrweg）だけ運動可能に配された位置決めテーブルの相対位置を求めるための測定装置に関する。とりわけ、本発明は、少なくとも１つの干渉測定装置及び少なくとも１つの干渉較正装置を含むと共に、１つの干渉測定装置によって、１つの運動方向に沿った運動に関する位置決めテーブルの相対位置（複数）を求めるための測定結果（複数）が生成可能に構成され、干渉測定装置は、少なくとも１つの波長を有するレーザのレーザ光によって作動可能に構成され、とりわけ周囲影響因子に基づいた前記レーザ光の波長の変化を顧慮して前記測定結果を評価するために、干渉較正装置が、前記位置決めテーブルの位置決め運動中における前記レーザ光の実際に存在する（含まれる）波長を（帰納的に）導出することが可能な較正結果（複数）が生成するよう構成された測定装置に関する。更に、本発明は、少なくとも１つの方向において予め設定可能な最大走行路だけ運動可能に配された位置決めテーブルの相対位置を求めるための測定方法に関し、とりわけ、少なくとも１つの干渉測定装置によって、１つの運動方向に沿った運動に関する前記位置決めテーブルの相対位置（複数）を求めるための測定結果（複数）が生成され、干渉測定装置は、少なくとも１つの波長を有するレーザのレーザ光によって作動され、とりわけ周囲の影響に基づいた前記レーザ光の波長の変化を顧慮して前記測定結果を評価するために、干渉較正装置が、前記位置決めテーブルの位置決め運動中における前記レーザ光の実際に存在する（含まれる）波長を（帰納的に）導出することが可能な較正結果（複数）を生成する測定方法に関する。

干渉（利用）測定装置は、高精度の距離及び位置測定に関し多岐にわたって使用される。高精度の干渉計測定では、通常、干渉測定装置のビーム路に関し、測定ビームと参照ビームとの間の相対的な経路長差（relative Weglaengenunterschied）が測定される。干渉測定装置のビームスプリッタによって、レーザから生成された光は、測定ビームと参照ビームとに分割される。測定ビームは干渉測定装置のビームスプリッタと測定ミラーとの間で進行（延在）し、測定ミラーは可動の測定対象、例えば位置決めテーブルに配設される。参照ミラーは、干渉測定装置のビームスプリッタに関し定置的に配設される。測定では、測定対象の運動による光の位相の変化の態様が求められる。測定精度は、光軸（複数）ないし光学系自体の正確な調整状態、信号処理（電子装置、ソフトウェア）、及びシステム全体の較正状態に加えて、例えば大気の組成、大気湿度、温度及び気圧等のような周囲条件ないし周囲影響因子にも依存する。この場合、光ビームの波長は、測定の尺度（基本的要素ないしパラメータ：Massstab）をなす。即ち、例えば、相対的経路長差（光路差）は「波長」の単位で表される。光ビームの波長の実際値は、光ビームが通過する媒質の屈折率に依存する。屈折率は、例えば、温度、気圧及び大気湿度の緩慢な変化又は急速な変動によって、或いは大気の組成の変化によっても変化する。波長の変化に基づく測定結果の変動は、例えばウェハ及びマスクに関する座標測定装置による典型的な測定では、凡そ±０．１μｍであっても、測定されるべき構造に対しては最早無視することができない、即ち要求される測定精度に関する許容範囲を超えてしまう。このため、測定精度を大きくするには、常時実行される波長較正という態様で、光ビームの波長の変化を顧慮する必要がある。

ＤＥ １９８ １９ ４９２

高精度の距離測定のために、例えばDE 198 19 492（特許文献１）から既知のもののような座標測定装置を、人工気候室（Klimakammer）内で作動することも可能ではあろう。人工気候室内では、少なくとも温度は、ある種の人工気候室では更に大気湿度もまた、一定に維持される。しかしながら、温度及び大気湿度の調節精度（Regelgenauigkeit）には技術的な限界がある。また、気圧を一定に維持するための密閉気密室（hermetisch dichte Kammer）なるものを作ることは可能ではあるが、とりわけ、例えば座標測定装置の例では、測定対象の単純かつ迅速な交換が必要であるので、許容不能なほどに大掛かりなものとならざるを得ない。そうでなければ、（測定対象の）装填のための開口を行うだけで、気圧は急速に変動してしまう。各種周囲条件（周囲影響因子）は、人工気候室の温度センサ及び湿度センサのフィードバックによって、並びに（超過）圧力調整によって規定される。ここで、超過圧力とは、人口気候室の周囲の気圧に対する数パスカルの正の差圧をいう。人工気候室の内部の気圧の変動は、測定（装置）構造自体によっても引き起こされるので、完全には回避することはできない。更に、人工気候室の許容誤差は、温度に関し１／１００度（時間：zeitlich）、２／１００度（空間：raeumlich）、及び湿度に関し±１％である。測定信号は、Ｘ方向及びＹ方向において、Δλ／２０４８≒０．３ｎｍ（λ＝レーザ波長＝６３２．９ｎｍ）の定格（公称）検出器精度によって検出される。

従って、個々の測定において、干渉（計）波長は常時検出されなければならない。これは、一定の長さ、いわゆる「波長トラッカー（wavelength tracker）」、による波長較正距離ないし経路（Wellenlaengen-Kalibrierstrecke）の測定又は温度、大気湿度等の（周囲）影響因子の測定及び（それに基づく）実際の波長の常時の計算によって行うことはできる。そのような干渉較正装置の一例としては、（旧ヒューレット・パッカード社から分離独立した）アジレント（Agilent）社の市場で入手可能なレーザ干渉計（Laser-Interferometer）ＨＰ １０７０２がある。

干渉較正装置のビームスプリッタによって、レーザから生成された光は、２つの部分ビームに分割される。この２つの部分ビームは、それぞれ、干渉較正装置のビームスプリッタと、干渉較正装置の当該ビームスプリッタに関し定置的に配設された参照ミラーとの間で進行（延在）する。この２つの部分ビーム（以下「参照ビーム」ということもある。）は、互いに異なる長さの光路を有する。通常は、座標測定装置の箇所に、即ち、波長トラッカーが周囲影響因子の変化の検出に適すると見受けられかつ最終的にはこのための構造空間が有る箇所に、配される。それにも拘らず、座標測定装置ないし測定器の測定精度を高めることを可能にする手段ないし措置を常に示す（有する）ことが必要である。これは、周囲影響因子の変化の決定（検出ないし計測）の精度を高めることによって達成することも可能である。

座標測定装置では、測定されるべき対象（測定対象）は、位置決めテーブルによって、検出光学系に対し相対的に位置決めないし移動されることによって、当該測定対象の大部分平坦に構成された表面の当該光学系により結像可能な領域がその都度検出される。この場合、大抵方形又は円形である測定対象の表面は、凡そ１０ｃｍ×１０ｃｍ〜凡そ、３０ｃｍ×３０ｃｍの面積又は凡そ１０ｃｍ〜凡そ３０ｃｍの直径に相当する大きさを有しうる。座標測定装置によって、測定対象の表面全体が検査可能であるためには、測定対象は、位置決めテーブルによって、当該測定対象の表面の大きさないし広さにほぼ相当する走行路（距離）だけ位置調整可能にされるべきであろう。そのため、通常は、運動可能に配された位置決めテーブルの最大走行路（距離）は、通常座標測定装置によって検査されるべき（測定）対象の表面の大きさに依存する。同じようなことが、測定精度に対し大きなないし極めて大きな要求が課せられている測定装置に対しても全く一般的に当て嵌まる。

それゆえ、本発明の課題は、上述したような問題点を克服するように構成された、冒頭で述べた種類の少なくとも１つの方向において運動可能に配された位置決めテーブルの相対位置を求めるための測定装置を提供し、更にこれを発展することである。とりわけ、周囲影響因子の変化を求める場合の精度の向上が達成されるべきである。

上記の課題は、本発明の第１の視点において、請求項１の特徴を有する測定装置によって解決される。即ち、少なくとも１つの方向において予め設定可能な最大走行路（距離）だけ運動可能に配された位置決めテーブルの相対位置を求めるための測定装置であって、少なくとも１つの干渉測定装置及び少なくとも１つの干渉較正装置を含むと共に、１つの干渉測定装置によって、１つの運動方向に沿った運動に関する前記位置決めテーブルの相対位置（複数）を求めるための測定結果（複数）が生成可能に構成され、干渉測定装置は、少なくとも１つの波長を有するレーザのレーザ光によって作動可能に構成され、とりわけ周囲の影響に基づいた前記レーザ光の波長の変化を顧慮して前記測定結果を評価するために、干渉較正装置が、前記位置決めテーブルの位置決め運動中における前記レーザ光の実際に存在する（含まれる）波長を（帰納的に）導出することが可能な較正結果（複数）を生成するよう構成された測定装置において、前記干渉較正装置は、前記干渉測定装置に対し空間的に近接して配されること、及び前記空間的近接は、前記位置決めテーブルの前記最大走行路（距離）の予め設定可能な部分（所定部分）に相応することを特徴とする（形態１・基本構成１）。
上記の課題は、更に、本発明の第２の視点において、請求項２０の特徴を有する測定方法によって解決される。即ち、少なくとも１つの方向において予め設定可能な最大走行路（距離）だけ運動可能に配された位置決めテーブルの相対位置を求めるための測定方法であって、少なくとも１つの干渉測定装置によって、１つの運動方向に沿った運動に関する前記位置決めテーブルの相対位置（複数）を求めるための測定結果（複数）が生成され、干渉測定装置は、少なくとも１つの波長を有するレーザのレーザ光によって作動され、とりわけ周囲の影響に基づいた前記レーザ光の波長の変化を顧慮して前記測定結果を評価するために、干渉較正装置が、前記位置決めテーブルの位置決め運動中における前記レーザ光の実際に存在する（含まれる）波長を（帰納的に）導出することが可能な較正結果（複数）を生成する測定方法において、前記干渉較正装置は、前記干渉測定装置に対し空間的に近接して配されること、及び前記空間的近接は、前記位置決めテーブルの前記最大走行路（距離）の予め設定可能な部分（所定部分）に相応することを特徴とする（形態２０・基本構成２）。

本発明の独立請求項１（装置）（第１の視点）及び２０（方法）（第２の視点）により、上記課題に対応する効果が達成される。即ち、本発明の装置及び方法は、温度、気圧等の外部影響因子の変化等の生成にも拘わらず、高精度な（相対）位置測定を可能にする。
更に、各従属請求項により、付加的な効果がそれぞれ達成される。

以下に、上記基本構成１及び２を、それぞれ、形態１及び２０として示し、さらに本発明の好ましい実施の形態を各形態として示すが、これらは従属請求項の対象でもある。
（形態１） 上掲。
（形態２） 上記形態１の測定装置において、干渉較正装置は、前記位置決めテーブルによって通過可能でありかつ該位置決めテーブルの上方又は下方に位置する領域に配されることが好ましい。
（形態３） 上記形態１又は２の測定装置において、干渉較正装置は、干渉測定装置の直近に隣接して配されること、及び前記干渉測定装置のビーム路の少なくとも一部は、前記干渉較正装置のビーム路の少なくとも一部に対しほぼ平行に延在可能であることが好ましい。
（形態４） 上記形態１の測定装置において、干渉較正装置は、干渉測定装置に（一体的に）組み込まれて（一体化されて）いる（干渉較正装置と干渉測定装置は一体的に構成されている）こと、及び前記干渉測定装置のビーム路と前記干渉較正装置のビーム路は、（ほぼ）平行に延在可能であることが好ましい。
（形態５） 上記形態１〜４の測定装置において、干渉較正装置又は干渉測定装置は、ホモダイン干渉計又はヘテロダイン干渉計として構成されること、及び
レーザ光は、干渉計の構成に応じて、ヘテロダインレーザ又はホモダインレーザから生成可能であることが好ましい。
（形態６） 上記形態１〜５の測定装置において、レーザ光は直線偏光の２つの成分を有すること、前記（直線偏光の）２つの成分は（ほぼ）直交していること（互いに対し（ほぼ）垂直に方向付けられていること）、及び前記（直線偏光の）２つの成分はその波長に関し少なくとも僅少に異なっている（僅かであっても互いに波長が異なる）ことが好ましい。
（形態７） 上記形態５又は６の測定装置において、前記レーザ光はビームスプリッタ面において２つの部分ビームに分割可能であること、前記２つの部分ビームの好ましくは一方が少なくとも１つのビーム方向転換手段によって１つの方向に方向転換可能であることにより、該２つの部分ビームは（ほぼ）平行に進行（延在）することが好ましい。
（形態８） 上記形態７の測定装置において、２つのプリズム楔（楔形（部分含有）プリズム：Prismenkeile）が互いに隣接して配されること、前記２つのプリズム楔の互いに隣接して配される２つの（境界）面の少なくとも１つの（境界）面はビームスプリッタ面を構成すること、前記２つのプリズム楔の前記互いに隣接して配される２つの（境界）面の少なくとも１つの（境界）面はビーム合一面（Strahlvereinigungsflaeche）を構成すること、及び一方のプリズム楔のビームスプリッタとして作動する前記（境界）面に対向して延在する該プリズム楔の更なる面はビーム方向転換手段を構成することが好ましい。
（形態９） 上記形態１〜８の測定装置において、干渉測定装置に関し、
測定ビームは、前記ビームスプリッタ面から前記位置決めテーブルに配された反射手段に向かって進行（延在）すること、参照ビームは、前記ビームスプリッタ面から定置的に配された反射手段に向かって進行（延在）すること、及び前記位置決めテーブルに配された前記反射手段は、とりわけ、該位置決めテーブルのミラー化（ミラー反射）領域又は該位置決めテーブルに固定されたミラーを有することが好ましい。
（形態１０） 上記形態１〜９の測定装置において、干渉較正装置に関し、
２つの参照ビームは、前記ビームスプリッタ面から、それぞれ１つの定置的に配された反射手段に向かって進行（延在）すること、及び前記２つの参照ビームの光路の長さ（光路長）は異なることが好ましい。
（形態１１） 上記形態１〜１０の測定装置において、前記測定ビーム路及び前記参照ビーム路には、それぞれ１つのλ／４波長板（四分の一波長板）が配されることが好ましい。
（形態１２） 上記形態５〜１１の測定装置において、平行なビームシフトを生成する少なくとも１つの、好ましくは２つの、更なるビーム方向転換手段を含むと共に、該更なるビーム方向転換手段によって、プリズム楔から出射する光ビームが、更に１回、前記干渉較正装置及び前記干渉測定装置に供給可能であること、及び好ましくは前記ビーム方向転換手段は、互いに対し垂直に配された２つのミラー又は直角三角形として構成された基底面を有するプリズムを有することが好ましい。
（形態１３） 上記形態５〜１２の測定装置において、前記干渉較正装置及び前記干渉測定装置は、多軸干渉計として、好ましくは２軸干渉計として構成されることが好ましい。
（形態１４） 上記形態１〜１３の測定装置において、とりわけ偏光フィルタによって重ね合わされた前記部分ビーム（複数）の強度を検出可能に構成された検出装置を含むことが好ましい。
（形態１５） 上記形態１４の測定装置において、前記重ね合わされた部分ビームの検出された強度を用いて、信号が導出可能であるとともに、前記位置決めテーブルの運動が、少なくとも測定ビームに関し、ドップラー効果に基づき該位置決めテーブルの運動の速度に依存する波長シフトを引き起こすことにより、前記重ね合わされた部分ビームの強度が該波長シフトに依存するうなり振動数によって変調されることが好ましい。
（形態１６） 上記形態１４又は１５の測定装置において、周囲影響因子の変化等によって引き起こされる前記レーザ光の波長の変化の直接的な評価を可能にするために、少なくとも２つの干渉計軸の参照ビーム（複数）が、重ね合わせ可能であることが好ましい。
（形態１７） 上記形態１〜１６の測定装置において、（１つの）干渉測定装置によって、ただ１つの運動方向に沿った運動に関する前記位置決めテーブルの相対位置（複数）が決定可能に構成されること、及び（１つの）干渉測定装置のビーム路のとりわけ大部分が、前記位置決めテーブルの運動方向に対し（ほぼ）平行に延在することが好ましい。
（形態１８） 上記形態１〜１７の測定装置において、前記位置決めテーブルは、ただ１つの運動方向において可動に配されること、及び前記位置決めテーブルの前記相対位置は、ただ１つの干渉測定装置によって求められることが好ましい。
（形態１９） 上記形態１〜１８の測定装置において、前記位置決めテーブルは、２つの運動方向において可動に配されること、及び前記位置決めテーブルの前記相対位置は、個々の運動方向に対しそれぞれ１つの干渉測定装置によって求められることが好ましい。
（形態２０） 上掲。

本発明により第１に認識されていることは、干渉測定装置に影響を及ぼす−たとえ僅かであっても変化する−周囲影響因子（複数）は、干渉較正装置が干渉測定装置に対し空間的に近接して配される場合、極めて高精度で較正可能である、ということである。そのためには、干渉較正装置は、干渉測定装置から例えば凡そ２０ｃｍ〜凡そ３０ｃｍ以下の距離だけ離隔して配されれば、多くの適用に対して十分である。即ち、この場合、外部の周囲影響因子の局所的に存在する変化は、当該変化が発生しないし作り出され従って関連する測定に影響を及ぼすまさにその部位において直接的に検出することができる。原理的には、干渉較正装置と干渉測定装置との間の距離は−具体的適用対象、測定装置全体（構成）及び測定装置の周囲条件に応じて−波長の変化を顧慮した時に予め設定可能な精度が達成できるように選択される。その基礎をなすものとしては、例えば、空気の屈折率ｎ_Ｌの温度及び圧力に対する依存性を表す以下のＥｄｌｅｎの式を用いた評価がある：

ｎ_Ｌ＝１＋２．８７７５５×１０^−７ｐ×Ｆｕｎｃ（ｐ，Ｔ）−２．６×１０^−９ｅ^{−０．００５７６２７Ｔ}Ｆ_Ｒ，
ここに、
Ｆｕｎｃ（ｐ，Ｔ）＝（１＋ｐ（０．６１２−０．０１０×１０^−６Ｔ））／（１＋０．００３６６１０Ｔ）
Ｔ＝温度（℃）
ｐ＝圧力（ｈＰａ）
Ｆ_Ｒ＝相対大気湿度（％）

座標測定装置では、これは、とりわけ人工気候室の性質ないし状態、気流の挙動及び熱源の位置に依存する。

位置決めテーブルの最大走行路の（所定）部分のための値としては、原則的には、１〜０の範囲にあるあらゆる値が考慮の対象となる。位置決めテーブルの最大走行路の前記（所定）部分に対しては、できるだけ小さい値が好ましい。即ち、干渉較正装置を干渉測定装置のできるだけ近くに配することにより、良好な較正品質を達成することができる。そのため、本発明に応じて測定された較正データ（複数）は、測定結果（複数）の評価に影響を及ぼすことができるため、精度が向上された全体で１つの測定結果を得ることができる。また、従来技術のものとは異なり、干渉較正装置は、干渉測定装置の位置から空間的に比較的大きく離隔された測定装置の位置に又は座標測定装置には配されない。そのような場合−即ち従来技術から既知のものの場合−、場合により１又は複数の干渉測定装置の１又は複数の位置に少なくとも一時的に全く異なる周囲影響因子が存在していた可能性があるにも拘わらず、周囲影響因子の変化は、この位置に関してのみ測定されかつ１又は複数の干渉測定装置の測定結果に取り入れられる。ところで（本発明では）、干渉測定装置の位置に場合により一時的に存在する変化可能な周囲影響因子は干渉較正装置によって直接的に検出されかつ干渉測定装置の測定結果に、測定較正という意味において、導入される（反映される）ので、周囲影響因子の変化を求める（決定する）場合、精度の向上を達成することができる。このため、とりわけ有利な一実施形態では、較正品質及び従って測定装置全体ないし座標測定装置の測定精度を向上することができる。しかもこの測定精度の向上は、較正距離（経路）（Korrekturstrecke）上に生じる雰囲気（周囲影響因子）変化が測定距離（経路）（Messstrecke）にも影響を及ぼす程度ないし測定距離（経路）上にも生じる程度が大きいほど一層大きい。従って、理想的には、較正距離（経路）及び測定距離（経路）は、少なくとも大部分が空間的に重なり合っているべきである。

一実施形態では、干渉較正装置は、位置決めテーブルが通過ないし運動する及び位置決めテーブルの上方又は下方に位置する領域に配される。干渉較正装置のそのような配置は、とりわけ、位置決めテーブルが２つの方向（ｘ方向及びｙ方向）に運動可能に配される場合、好都合である。そのため、それぞれ１つの干渉較正装置を、実質的に、それぞれ１つの干渉測定装置の位置であって、位置決めテーブルに関し該干渉測定装置の上方又は下方に配することも可能である。また、その測定方向ないしその部分ビーム（複数）の進行（延在）路において、大抵は矩形状に形成される位置決めテーブルに関しほぼ対角線（ないし斜め）方向に配設される少なくとも１つの干渉較正装置を、位置決めテーブルの上方及び／又は下方に設けることも可能である。

好ましい一実施形態では、干渉較正装置は、干渉測定装置の直近に隣接されて（ないし直ぐ隣りに）配される。測定装置が、３つの異なる空間方向における対象物運動を検出するため３つの干渉測定装置を有する場合、この測定装置の個々の干渉測定装置には、それぞれ１つの干渉較正装置が、それらに対し直近に隣接して（ないし直ぐ隣りに）配される。

１つの干渉測定装置にそれぞれ１つ割り当てられた干渉較正装置によって、周囲影響因子の変化が可及的に大きな精度で検出可能であるためには、干渉測定装置のビーム路の少なくとも一部が、干渉較正装置のビーム路の少なくとも一部に対しほぼ平行に配向され（て延在す）るように構成するのが好ましい。これらビーム路のこれら平行な部分は、干渉測定装置の測定にも使用される部分であると都合がよい。そのため、これらビーム路の平行に配向されたこの２つの部分は、周囲影響因子のほぼ同じ局所的変化の影響を受ける。

より具体的には、干渉較正装置は、ドイツ特許出願ＤＥ １０１ ３１ ８９８ Ａ１（対応日本特許出願公開２００３−０４２７１４）の請求項１〜８の何れか一項に応じて構成することができる。そのような干渉較正装置の詳細については、公開公報ＤＥ １０１ ３１ ８９８ Ａ１の全開示内容を参照すべきであるが、この全開示内容は引用を以って本書に繰り込みここに記載されているものとする。

とりわけ好ましい一実施形態では、干渉較正装置は、干渉測定装置に（一体的に）組み込まれる（一体化される）。そのため、干渉測定装置と干渉較正装置は、１つの共通の構造群を構成し得る。このため、干渉測定装置１つに付き１つの干渉較正装置を設けるという構成と比べると、有利な態様で、光学素子（複数）を削減し、従って製造コストを低減することができる。更に、共通の構造群を共通に調整することが必要とされるので、干渉測定装置と干渉構成装置はそれぞれ個別に調整する必要はない。従って、組立及び製造時間、従って製造コストを低減することができる。干渉較正装置を干渉測定装置に一層より近く配することは殆ど不可能なので、この（一体化の）実施形態により達成可能な精度は、最適化されているであろう。この場合も同様に、干渉測定装置及び干渉較正装置の各ビーム路又は該ビーム路の少なくとも大部分は、互いに対しほぼ平行に配向されることが可能である。これによって、究極的に、干渉測定装置及び干渉較正装置の双方のビーム路に関する対比可能な（同等な）測定条件が得られる。

原則的に、干渉測定装置としては、ホモダイン又はヘテロダイン原理による作動態様をベースとする干渉計を使用することができる。これは、干渉較正装置についても同様に当て嵌まる。ホモダイン干渉計システムでは、レーザ光は、１つの振動数成分の光のみを含むホモダインレーザによって生成される。ホモダイン干渉計は、市場で入手可能である（例えばレニショー・ピーエルシー（Renishaw plc.）社から入手できる）。ホモダインレーザから生成された光は、ビームスプリッタで、一定の比率（好ましくは５０：５０）で２つの部分ビームに分割される。これら部分ビームの一方は、測定対象に配されたミラーで反射される際、当該ミラー従って位置決めテーブルが運動していれば、ドップラー効果により振動数がシフトされる。この振動数シフトから測定値が導出される。干渉較正装置に関しては、２つの部分ビームの光の振動数シフトは、２つの部分ビームの一方のみが通過する予め設定可能な一定の長さの距離ないし経路（Strecke）上の、雰囲気（周囲影響因子）に依存する、波長変化によって得られる。

干渉較正装置は、ヘテロダイン又はホモダインシステムとして構成することができ、相応に適合されたレーザと相応の評価電子装置とを含んで構成することができる。このことは干渉測定装置にも同様に当て嵌まる。この２つのシステムを併せて使用することも可能である。即ち、一方の測定値をホモダインシステムによって求め、他方の測定値をヘテロダインシステムによって求めることも可能である。

以下に、ヘテロダインシステムをベースとした干渉測定装置と、場合により該干渉測定装置と一体化された干渉較正装置について詳細に説明する。この装置はヘテロダインレーザのレーザ光によって作動されるが、ヘテロダインレーザの光は直線偏光の２つの成分を有する。

直線偏光の２つの成分は、互いに対しほぼ垂直に配向されている（直交している）。（ヘテロダイン）レーザ光は、６３２．９ｎｍの波長ないし４．７×１０^１４の周波数を有し得る。この２つの成分は、その波長ないし振動数に関したとえ僅かであっても互いに異なる。そのため、この２つの成分の振動数差は例えばＭＨｚ領域にあるが、とりわけこの２つの光成分の振動数は凡そ２ＭＨｚだけ互いに異なる。このレーザ光は、ビームスプリッタ面で、２つの部分ビームに分割される。この場合、例えば偏光ビームスプリッタないしビームスプリッタキューブ（キューブ状ビームスプリッタ：Strahlteilerwuerfel）のビームスプリッタ面を使用することができる。２つの部分ビームの一方を少なくとも１つのビーム方向転換手段によって１つの方向に方向転換することにより、２つの部分ビームを互いに対しほぼ平行に、例えば位置決めテーブルの運動方向又は干渉測定装置の測定方向に進行させることができる。ビーム方向転換手段としては、例えばミラー又は光がその内部で完全に反射されるガラス体（構造要素）（Glasbaustein）を使用することができる。

上記ビームスプリッタ面及びビーム方向転換手段の上述の機能は、互いに対し隣接して配される２つのプリズム楔（楔形（部分含有）プリズム：Prismenkeil）によって、使用すべき光学的構成要素をできるだけ少なくしつつ、実現することができる。この２つのプリズム楔は互いに対し隣接して配設されると共に、該２つのプリズム楔の互いに隣接して（向い合って）位置する２つの面のうちの少なくとも一方の面は、光が適切に入射（Einkopplung）する際、ビームスプリッタ面を構成する。２つのプリズム楔の互いに隣接して（向い合って）位置する２つの面のうちの少なくとも一方は、引き返してくる（反対方向に走行する）光ビーム（複数）のための、ビーム合一（一体化）面（Strahlvereinigungsflaeche）を構成する。一方のプリズム楔のビームスプリッタとして作動する面に対向する（反対側の）当該プリズム楔の更なる面は、ビーム方向転換手段（偏向要素ないし反射面）を構成する。具体的には、２つのプリズム楔の一方は、平行四辺形状の基底面を有する。他方のプリズム楔は、第１の辺の両側の第２及び第３の辺は何れも第１の辺に対し直角をなしかつ第１の辺と向い合う第４の辺は第１の辺に対し平行をなさないように構成された四角形（台形）状の基底面を有する。

測定ビームは、ビームスプリッタ面から、位置決めテーブルに配設された反射手段に向かって進行する。参照ビームは、ビームスプリッタ面から、定置的に配設された参照反射手段に向かって進行する。位置決めテーブルに設けられる反射手段は、とりわけ、位置決めテーブルのミラー化領域又は位置決めテーブルに固定されたミラーとして構成される。

干渉較正装置では、２つの参照ビームは、ビームスプリッタ面から、それぞれ１つの（別の）定置的に配設された参照反射手段に向かって進行する。この２つの参照ビームの光路の長さ（光路長）は互いに異なる。

測定ビーム及び参照ビームには、それぞれ、λ／４波長板（四分の一波長板）を配して、干渉測定装置ないし干渉較正装置における光ビームの通過ないし貫通走行（Durchlaeufe）の数を制限ないし予め設定することも可能である。

平行なビームシフトを生成する少なくとも１つの更なるビーム方向転換手段を含み、この更なるビーム方向転換手段によって、プリズム楔から出射した光ビームが、もう一度、干渉較正装置及び／又は干渉測定装置に導かれるように構成するととりわけ好ましい。この場合、とりわけ、光ビームが、もう一度、干渉較正装置及び／又は干渉測定装置にないし少なくとも２つの再合一される部分ビームを含むプリズム楔に導かれ得るように構成される。このビーム方向転換手段は、例えば、互いに垂直に配設される２つのミラー又は直角三角形の基底面を有するプリズムを含んで構成されることができる。このため、単純な手段によって、一方ではビームシフトを生成し、他方では光ビームを再度干渉計に導くことができるため、有効な測定ないし参照距離（経路）を倍増する（２倍の長さにする）ことができる。

干渉較正装置及び干渉測定装置は、好ましい一実施形態では、多軸干渉計として、好ましくは２軸干渉計として構成される。多軸干渉計の場合、干渉計に入射する光ビームは、光学的構造要素によって数倍に増倍される。これは、例えば、平行四辺形状の基底面を有する（平行６面体状）ガラス部材（Glasquader）又はプリズムと、その内部で生起する多重反射とによって実行することができる。

更に、重ね合わされた複数の部分ビームの強度の検出が可能なように構成された検出装置を含むことができる。この複数の部分ビームは、例えば、偏光フィルタによって重ね合わされることができ、偏光フィルタの後方（下流）で検出されることができる。

具体的には、そのようにして検出された強度に基づいて、（１つの）測定信号を導出することが可能である。この場合、位置決めテーブルの１つの運動が、２つの部分ビームの少なくとも一方、通常は測定ビーム、に対し、ドップラー効果に基づいて、位置決めテーブルの運動速度に依存する波長シフトを引き起こす。位置決めテーブルの速度が数ｍｍ／ｓのオーダーの大きさの場合、振動数シフトはｋＨｚの領域（レベル）にある。重ね合わされた部分ビームの強度は、波長シフトに依存するうなり振動数によって変調され、相応に構成された電子装置を有する検出装置によって検出され、処理されることができる。

例えば周囲影響因子の変化により引き起こされるレーザ光の波長の変化を直接的に評価可能にするために、少なくとも２つの干渉計軸を有する参照ビーム（複数）ないし参照ビーム（複数）を重ね合わせ（干渉させ）かつ（１つの）検出器で検出すると、とりわけ好ましい。

本発明の測定装置は、原理的には、種々多様に応用することができる。好ましくは、１つの干渉測定装置によって、ただ１つの運動方向のみに沿った運動に対する位置決めテーブルの相対位置を求めるように構成することができる。また、例えば、位置決めテーブルが直交する（互いに対し垂直に配向された）２つの方向に運動可能に配される場合、位置決めテーブルの運動は、測定に使用される各自の部分ビーム路も同様に直交する（互いに対し垂直に延在する）２つの干渉測定装置によって検出される。そのような適用形態は、通常、例えばマスク、ウェハ、フラットスクリーン（フラットパネルディスプレイ）、蒸着構造（Aufdampfstrukturen）、半導体基板、露光マスク又は光学的データ記録媒体、とりわけ透明基板等の基板上の構造の座標の高精度の測定が実行される座標測定装置に適用される。座標は、基準（参照）点に対し相対的に、数ナノメートルのレベルで正確に求められる（決定される）。これに応じて、干渉測定装置は、当該干渉測定装置のビーム路の大部分−即ちビーム路の測定に使用される部分−が位置決めテーブルの運動方向に対しほぼ平行に延在するように、位置決めテーブルに関し配置・配向することができる。このため、位置決めテーブルが３つの方向に運動可能に構成されるとすれば、位置決めテーブルが移動される空間方向の各々に対しそれぞれ１つの干渉測定装置が割り当てられる。

１つの運動方向においてのみ運動可能に構成（配置）された位置決めテーブル（リニアスライド・変位テーブル）の相対位置を求めることも可能である。この場合は、位置決めテーブルの相対位置を求めることが可能な干渉測定装置はただ１つだけで十分である。この干渉測定装置は、当該干渉測定装置のビーム路の大部分が位置決めテーブルの運動方向に対しほぼ平行に配向される（延在する）ように、位置決めテーブルに対し相対的に配置することが可能である。

少なくとも１つの方向において予め設定可能な走行路（距離）だけ（スライド）運動可能に配される（構成される）位置決めテーブルの相対位置を求めるための方法は、少なくとも１つの干渉（利用）測定装置によって、１つの運動方向に沿った運動に関する位置決めテーブルの相対位置を求めるための測定結果（複数）が生成される。干渉測定装置は、少なくとも１つの波長を有するレーザのレーザ光によって作動される。干渉（利用）較正装置によって較正結果（複数）が生成されるが、この較正結果（複数）を用いて、位置決めテーブルの位置決め（運動）中におけるレーザ光の実際に存在する波長を（帰納的に）導出することができ、これによって、とりわけ周囲影響因子に起因するレーザ光の波長の変化を顧慮して、測定結果（複数）を評価することができる。本発明では、干渉較正装置は、干渉測定装置に対し空間的に近接して配されるが、この空間的近接は、位置決めテーブルの最大走行路の予め設定可能な部分（所定部分）に相当する。

本発明の方法は、とりわけ上記形態１〜１９の測定装置の操作に適する。従って、本発明の測定装置に適用される場合の実施態様に関しては上述した装置の構成ないし作動態様から看取することができるので、繰り返しを避けるため説明は省略する。

以下に、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施例は発明の理解のためのものに過ぎず、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲において当業者により実施可能な付加・削除・転換等の適用を排除することは意図しない。また、特許請求の範囲に付した図面参照符号も発明の理解の容易化のためのものに過ぎず、本発明を図示の態様に限定することは意図しない。なお、これらの点に関しては補正・訂正後においても同様である。

各図に記載された同一又は類似の構成要素には同じ図面参照符号を付して示した。

図１は、（被検）対象２を光学的に検査することが可能に構成された座標測定システム１を示す。図１に示した（被検）対象２は、例えば石英ガラス製のマスクである。このマスク上には、座標測定システム１によって検査される複数の構造３が形成されている。座標測定システム１は、２つの照明ビーム路４及び５を有するが、照明ビーム路４は座標測定システム１の透過光（照明）モードにおいて生成され、照明ビーム路５は座標測定システム１の落射光（照明）モードにおいて生成される。透過光（照明）モードのために設けられる光源６は、近ＵＶ（紫外）領域の光を放射するが、この光は、ミラー７によって、コンデンサ８として構成された照明光学系の方向に反射される。照明ビーム路４の光は、（被検）対象２を透過し、少なくともその大部分が結像光学系９によって集光され、検出器１０で結像される。従って、検出ビーム路１１は（被検）対象２から検出器１０まで延在し、（被検）対象２から到来する光は、ほぼ完全に、ビームスプリッタ１２によって、検出器１０の方向に反射される。結像光学系９は、フォーカシング装置（不図示）によって、双方向矢印によって示したｚ方向に沿って運動することができが、このため、（被検）対象２ないし構造３に対しフォーカシング（ピント合せ）することができる。同様に、コンデンサ８もｚ方向に沿って運動することができる。

座標測定システム１は、落射光（照明）モードでも作動することができる。落射光（照明）モードでは、（被検）対象２の照明は、光源１３の光によって行われるが、この光は、ビームスプリッタ１２（例えばいわゆる５０−５０ビームスプリッタ）を部分的に通過し、結像光学系９を介して（被検）対象２を照明する。（被検）対象２ないし構造３において反射された照明光は、この落射光（照明）モードでは、反対方向に引き返して結像光学系９を（再び）通過し、同様にビームスプリッタ１２において検出器１０の方向に反射される。従って、照明ビーム路５は、光源１３から（被検）対象２まで延在する。これに対し、照明ビーム路４は、光源６から（被検）対象２まで延在する。

結像光学系９は、近紫外（ＵＶ）領域の光のために構成されたアポクロマチックに補正された高分解能の顕微鏡光学系である。検出器１０は、高分解能ＣＣＤカメラとして構成され、コンピュータ評価・分析システム（不図示）によって制御され読み出される。図面参照符号１６及び１７は、それぞれ、照明ビーム路４及び５の光軸を示している。

（被検）対象２は、２つの双方向矢印によって示された互いに異なる２つの方向即ちｘ方向及びｙ方向に運動可能に支持された位置決めテーブル（位置決めステージ）１８に支持される。位置決めテーブル１８は、（被検）対象２が嵌合して載置されるフレームを有する。位置決めテーブル１８の位置を光ビーム１５を介して干渉計的に（干渉を利用して）測定可能に構成された干渉測定装置１４は、単に、模式的に図示した。図示の位置決めテーブル１８のフレームは、エアクッション１９によって支持され、花崗岩ブロック（載物台）２０上をほぼ摩擦なしで運動することができる。花崗岩ブロック２０自体は、脚部２１によって支持されて振動緩衝（減衰）的に維持されている。

図２は、位置決めテーブル１８と、位置決めテーブル１８の走行（到達）可能な位置を求めるための光学的ビーム路とを、平面図で模式的に示したものである。位置決めテーブル１８のＸ方向の走行路ＶＸ（Ｘ）と、位置決めテーブル１８のＹ方向の走行路ＶＹ（Ｙ）とは、単に模式的かつ例示的にのみ図示されており、本質的には、個々の適用ないしアプリケーション、位置決めテーブル１８の寸法及び／又は測定されるべき対象の寸法に依存する。レーザ２２はレーザ光を放射するが、このレーザ光は、互いに対し垂直に配向された（直交する）直線偏光の２つの成分を有する。レーザ光はビームスプリッタ２３によって２つの部分ビームに分割されるが、一方の部分ビームはミラー２４を介して干渉測定装置２５に導かれ、他方の部分ビームはミラー２６を介して干渉測定装置２７に導かれる。干渉測定装置２５は位置決めテーブル１８のＸ方向（双方向矢印Ｘ参照）における相対位置を求めるために使用される。他方、干渉測定装置２７は位置決めテーブル１８のＹ方向（双方向矢印Ｙ参照）における相対位置を求めるために使用される。ビームスプリッタ２３とミラー２６との間には、レーザ光の一部を干渉較正装置２９に導くことが可能なように構成・配向されたビームスプリッタ２８が配設される。干渉較正装置２９によって測定された測定結果（複数）は、周囲影響因子（周囲環境状態）の変化により干渉測定装置２５、２７によって測定された測定結果の変化の較正に使用される。

干渉測定装置２５、２７では、それぞれ、（入射した）レーザ光が２つの部分ビーム２５ａ、２５ｂ又は２７ａ、２７ｂに分割される。第１の部分ビーム２５ｂ又は２７ｂ（参照ビーム）は、定置的な参照ミラー６０又は６１によって２回反射され、第２の部分ビーム２５ａ又は２７ａと再び重ね合わされる。第２の部分ビーム２５ａ又は２７ａ（測定ビーム）は、ミラー化領域３７又は３８として構成された位置決めテーブル１８の反射手段において同様に２回反射される。但し、図２には、それぞれ、ただ１回の反射のみを示した。なお、部分ビーム２５ａ、２７ａ又は２５ｂ、２７ｂの各々の２回の反射については、図５についての説明において詳細に説明する。

干渉較正装置２９では、レーザ光は２つの部分ビーム２９ａ、２９ｂに分割される。第１の部分ビーム２９ａ（第１参照ビーム）は、定置的な参照ミラー６２によって２回反射され、再び第２の部分ビーム２９ｂ（第２参照ビーム）と重ね合わされる。第２部分ビーム２９ｂは、定置的な参照ミラー６３によって同様に２回反射される。

２つの参照ミラー６２、６３は、有利な形態では、互いに固定的に結合されるが、いずれもビームスプリッタ（図２に不図示）に対し異なる距離で配置される。即ち、部分ビーム２９ａ、２９ｂは、干渉較正装置２９内において、互いに異なる光路長を有する。干渉較正装置２９による較正測定の精度は、反射される２つの部分ビーム２９ａ、２９ｂの光路差に依存する。更に、較正距離（経路）における環境変化と測定距離（経路）における環境状態（周囲影響因子）変化との一致の程度が大きいほど、較正品質も一層良好になる。

図３は、本発明の第１実施例に応じて構成された、位置決めテーブル１８と、位置決めテーブル１８の走行（到達）可能な位置を求めるための光学的ビーム路（の一例）とを、平面図で模式的に示したものである。図３に示した光学的ビーム路は、原理的には、図２に示した光学的ビーム路と対比可能に（同等に）構成されている。しかしながら、図３の構成では、干渉較正装置２９は干渉測定装置２５の近くに、即ち干渉測定装置２５の直近に隣り合わされてないし隣接して配置されている（この点で図２の構成と異なっている）。ミラー２４にはビームスプリッタ３０が後置されており、該ビームスプリッタ３０によって、レーザ２２の光の一部がミラー３１を介して干渉較正装置２９に供給可能に構成されている。同様に、干渉測定装置２７の近くには、第２の干渉較正装置３２が、同様に直近に隣接して配設されている。ビームスプリッタ２３に後置されたミラー２６にはビームスプリッタ３３が後置されており、該ビームスプリッタ３３によって、レーザ２２の光の一部がミラー３４を介して第２の干渉較正装置３２に供給可能に構成されている。この干渉較正装置３２の２つの参照ビームは、干渉較正装置２９の２つの参照ビームと同様に、図面参照符号３２ａ、３２ｂを付して示した。図３は、干渉測定装置２５、２７のビーム路３５の測定に使用される部分、具体的には測定ビーム２５ａ、２７ａ又は参照ビーム２５ｂ、２７ｂが、干渉較正装置２９、３２のビーム路３６の周囲環境因子による変化の検出に関連する部分、即ち参照ビーム２９ａ、２９ｂ、３２ａ、３２ｂに対し平行に延在ないし配向されている様子を、単に模式的に示している。干渉測定装置２５、２７のビーム路３５の測定に使用される部分ビーム２５ａ、２７ａは、レーザから到来し、位置決めテーブル１８のミラー化領域３７、３８に入射し、当該ミラー化領域３７、３８によって反射される。図３では、図２の場合と同様に、それぞれ１回の反射のみが示されている。更に、図３には、位置決めテーブル１８のＸ方向の最大走行路（距離）Ｘｍａｘ及びＹ方向の最大走行路（距離）Ｙｍａｘの一例を示した。なお、最大走行路（距離）Ｘｍａｘ及びＹｍａｘは図４では省略した。

図４は、本発明の第２実施例に応じて構成された、位置決めテーブル１８と、位置決めテーブル１８の走行（到達）可能な位置を求めるための光学的ビーム路（の一例）とを、平面図で模式的に示したものである。図４の光学的ビーム路は、原理的には、図３に示した光学的ビーム路と対比可能に（同等に）構成されている。しかしながら、図４の構成では、干渉較正装置２９、３２は、干渉測定装置２５、２７に組み込まれている（一体的に構成されている）（この点で図３の構成とは異なる）。これらは、それぞれ、二軸干渉計をなしている。このため、図３に構成には含まれていたビームスプリッタ３０、３３及び２つの別体の干渉計２９、３２を、有利な態様で、省略することができる。その限りにおいて、座標測定装置ないしシステムを製造する際の各構成要素間の調整を不要とすることができる。

図５は、１つの干渉測定装置と１つの干渉較正装置とを有する本発明の測定装置３９の一実施例の平面図である。即ち、干渉較正装置が干渉測定装置に組み込まれ（一体的に構成され）、二軸干渉計の形式に構成されている。光源（不図示）から到来し測定装置３９に入射するレーザ光４０はプリズム４１を通過するが、この入射レーザ光４０は、プリズム４１によって、（プリズム）内部における部分的な第１の反射を伴う分割透過と（プリズム）内部における完全な第２の反射とにより、２つの部分ビーム４２、４３に分割される。この光源から到来するレーザ光４０は、この実施例では、波長６３２．９ｎｍないし振動数４．７×１０^１４Ｈｚの直線偏光であり、互いに直交する２つの光波成分を有する。一方の光波は、他方の光波に対し、極めて小さい周波数差（シフト）−この実施例では凡そ２ＭＨｚ−を有する。

以下では、まず、位置測定に使用される部分ビーム４３のビーム路について説明する。部分ビーム路４３は、第１のプリズム楔（楔形（部分含有）プリズム：Prismenkeil）４４に入射する。第１のプリズム楔４４は平行四辺形状の基底面（反射・分割面）を有する。部分ビーム４３の直交する２つの光波の偏光方向の配向、即ち図５の紙面に対し平行な方向と垂直な方向に基づき、部分ビーム４３は２つの更なる部分ビームに分割される。２つの更なる部分ビームへの分割は、第２のプリズム楔４６の境界面５０に対するプリズム楔４４の境界面４５の境界層において行われる。その際、互いに対し垂直に配向された（直交する）２つの直線偏光ビームは、それぞれの偏光方向、従って振動数に応じて互いに分離される。境界面４５において反射された光ビーム（複数）は、プリズム楔４４の面４７において、（プリズム）内部で反射されることにより、２つの部分ビームの一方は参照ミラー４８ｂの方向に進行する。この参照ミラー４８ｂは定置的に配設されている。

境界面４５において反射されなかった部分ビーム４３の透過成分は、もと来た方向と同じ方向に進行し、プリズム楔４６を通過して、測定ミラー４９ｂの方向に進む。この測定ミラー４９ｂは、運動可能に配設された（構成された）位置決めテーブル１８に固定され、位置決めテーブル１８（図５に不図示）の運動に直接的に追随する。プリズム楔４４と参照ミラー４８ｂとの間で進行する（更なる）部分ビームも、プリズム楔４６と測定ミラー４９ｂとの間で進行する（更なる）部分ビームも、それぞれ、λ／４小板（小さい四分の一波長板）５１又は５２を通過するが、このλ／４小板５１又は５２は、部分ビームの直線偏光化光成分（複数）から、それぞれ、円偏光化されかつ４５°位相が回転（シフト）された光を生成する。

（更なる）部分ビーム（複数）は、それぞれ、参照ミラー４８ｂ又は測定ミラー４９ｂにおいて反射され、λ／４小板５１又は５２を再び通過することにより、これら円偏光化された光から、再び、位相が更に４５°回転（シフト）された、即ち最初の位相状態に対し９０°回転（シフト）された直線偏光化された光がそれぞれ生成する。参照ミラー４８ｂから到来する（引き返してくる）光は、面４７において内部的に反射されたのち、プリズム楔４４及び４６の境界面４５及び５０に入射するが、位相が９０°回転（シフト）されているため偏向されず、そのままプリズム楔４６内を直進する。測定ミラー４９ｂから到来する（引き返してくる）光は、同様に位相が９０°回転（シフト）されているため、こちらのほうでは逆に、プリズム楔４４及び４６の境界面４５及び５０において反射される。これら（更なる）部分ビームは、プリズム楔４６を通過し、プリズム５５として構成されたビーム方向転換（反転）手段に向かって進行するが、このビーム方向転換手段は、これら（更なる）部分ビームを、その内部においてそれぞれ２回反射することにより、ビームを平行方向にずらして（シフトして）、プリズム楔４６の境界面５０の方向に導く（反転する）。偏光方向は、ビーム方向転換手段ないしプリズム５５においては変化しないので、（更なる）部分ビームは、それぞれ、プリズム楔４６及び４４の境界面５０及び４５において、直前に入射した際に行われたのと（透過又は反射されたのと）同様に透過又は反射されることにより、それぞれ、同じ方向ないし進路を（反対向きに）辿り、各自の出発点たるミラー４８ｂ及び４９ｂに向かって進行する。それぞれのλ／４小板５１及び５２を再び（往復）通過した後、プリズム楔４４及び４６に入射する部分ビームは、それらの偏光方向が更に９０°回転（シフト）されている。面４７において内部的に反射されプリズム楔４４の内部を進行する部分ビームは、境界面４５において、第１の検出装置５６の方向に向かって反射又は透過される。測定ミラー４９ｂから到来しプリズム楔４６に入射する部分ビームは、プリズム楔４４によって反射されず、同様に検出装置５６の方向に向かって（プリズム楔４４を）通り抜ける。検出装置５６は、偏光フィルタ（不図示）を用いることにより、部分ビーム４３がプリズム楔４４に最初に入射した際に分割されることにより生成し再び合一される（１つにまとめられる）２つの（更なる）部分ビームの干渉的重ね合わせを検出することができる。

上述したのと同じような態様で、プリズム４１からプリズム楔４４の方向に向かって進行する部分ビーム４２は、プリズム楔４４、４６、λ／４小板を通過し、参照ミラー４８ａ又は参照ミラー４９ａに進む。参照ミラー４９ａは、運動可能に配設されておらず、同様に定置的に配設された参照ミラー４８ａと固定的に結合されている。参照ミラー４８ａ又は参照ミラー４９ａにおいて反射された後、（更なる）部分ビーム（複数）はプリズム５３として構成されたビーム方向転換（反転）手段に向かって進行するが、このビーム方向転換手段は、これら（更なる）部分ビームを、同様に（平行方向に）ずらす（ビームシフトする）ように方向転換（反転）して、プリズム楔４６、４４に戻す。同様に、参照ミラー４８ａ又は参照ミラー４９ａにおいて再び反射した後、（更なる）部分ビームは、境界面４５ないし５０において、更なる検出装置５４の方向に向かって反射（又は透過）される。検出装置５４は、偏光フィルタ（不図示）を用いることにより、部分ビーム４２がプリズム楔４４に最初に入射した際に分割されることにより生成し再び合一される（１つにまとめられる）２つの（更なる）部分ビームの干渉的重ね合わせ検出することができる。

上記の重ね合わせ（ないし干渉）によって生成する光波は、依然として、初期（当初）振動数（Eingangsfrequenz）を有するが、この初期振動数は、振動数差に依存するうなり振動数によって変調される。（上記の）２つの振動数成分は、周囲影響因子によって、測定ビームとして示した成分の場合は、更に、運動する測定テーブルによって、ドップラーシフトされる。位置決めテーブル１８及び従って測定ミラー４９ｂが運動されると、測定ミラー４９ｂにおいて反射される部分ビームの振動数のドップラーシフトが生じる。重ね合わされた光では、このドップラーシフトから、うなり信号（≒２ＭＨｚ）が生じ、このうなり信号を、検出装置５６及び後置の電子（処理）装置によって検出・分析及び処理することにより、位置信号を生成することができる。固定的に（定置的に）配設された２つのミラー４８ａ、４９ａにおいて反射されて重ね合わされ検出装置５４によって検出される光ビームのうなり振動数は、波長の変化に比例し、ミラー４８ａ及び４９ａまでの異なる光路（長）ないし異なる長さの経路に基づいて検出することができる。

定置的に配設されるミラー４８ａ、４８ｂ、４９ａは、この実施例では、ミラー表面の法線に関し、全て異なる位置に配されている。ミラー４８ａ、４８ｂ、４９ａは、座標測定システムにそれぞれ別々に固定することも可能であるが、好ましくは、共通の支持装置に配して座標測定システムに固定することも可能である。

従来技術から既知の座標測定システム。 ２つの干渉計（利用）測定装置のビーム路と、例えば位置決めテーブルの位置決定のために従来技術から既知の態様で座標測定システムに使用可能な１つの干渉較正装置のビーム路。 本発明の測定装置の第１実施例。 本発明の測定装置の第２実施例。 干渉較正装置と一体的に構成された干渉測定装置の一例及びそのビーム路の一例。

Claims (20)

1. 少なくとも１つの方向において予め設定可能な最大走行路だけ運動可能に配された位置決めテーブル（１８）の相対位置を求めるための測定装置であって、
   少なくとも１つの干渉測定装置（２５、２７）及び少なくとも１つの干渉較正装置（２９、３２）を含むと共に、
   １つの干渉測定装置（２５、２７）によって、１つの運動方向（Ｘ、Ｙ）に沿った運動に関する前記位置決めテーブル（１８）の相対位置（複数）を求めるための測定結果（複数）が生成可能に構成され、
   干渉測定装置（２５、２７）は、少なくとも１つの波長を有するレーザ（２２）のレーザ光によって作動可能に構成され、
   周囲影響因子に基づいた前記レーザ光の波長の変化を顧慮して前記測定結果を評価するために、干渉較正装置（２９、３２）が、前記位置決めテーブル（１８）の位置決め運動中における前記レーザ光の実際に存在する波長を導出することが可能な較正結果（複数）を生成するよう構成された
   測定装置において、
   前記干渉較正装置（２９、３２）は、前記干渉測定装置（２５、２７）に対し空間的に近接して配されること、及び
   前記空間的近接は、前記位置決めテーブル（１８）の前記最大走行路（Ｘｍａｘ、Ｙｍａｘ）の予め設定可能な部分に相応すること
   を特徴とする測定装置。
2. 干渉較正装置（２９）は、前記位置決めテーブル（１８）によって通過可能でありかつ該位置決めテーブル（１８）の上方又は下方に位置する領域に配されること
   を特徴とする請求項１に記載の測定装置。
3. 干渉較正装置（２９、３２）は、干渉測定装置（２５、２７）の直近に隣接して配されること、及び
   前記干渉測定装置（２５、２７）のビーム路（３５）の少なくとも一部は、前記干渉較正装置（２９、３２）のビーム路（３６）の少なくとも一部に対しほぼ平行に延在可能であること
   を特徴とする請求項１又は２に記載の測定装置。
4. 干渉較正装置（２９、３２）は、干渉測定装置（２５、２７）に一体的に組み込まれていること、及び
   前記干渉測定装置のビーム路と前記干渉較正装置のビーム路は、平行に延在可能であること
   を特徴とする請求項１に記載の測定装置。
5. 干渉較正装置（２９、３２）又は干渉測定装置（２５、２７）は、ホモダイン干渉計又はヘテロダイン干渉計として構成されること、及び
   レーザ光は、干渉計の構成に応じて、ヘテロダインレーザ又はホモダインレーザから生成可能であること
   を特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の測定装置。
6. レーザ光は直線偏光の２つの成分を有すること、
   前記２つの成分は直交していること、及び
   前記２つの成分はその波長に関し少なくとも僅少に異なっていること
   を特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の測定装置。
7. 前記レーザ光はビームスプリッタ面（４５、５０）において２つの部分ビームに分割可能であること、
   前記２つの部分ビームの一方が少なくとも１つのビーム方向転換手段（４７）によって１つの方向に方向転換可能であることにより、該２つの部分ビームは平行に進行すること
   を特徴とする請求項５又は６に記載の測定装置。
8. ２つのプリズム楔（Prismenkeile）（４４、４６）が互いに隣接して配されること、
   前記２つのプリズム楔（４４、４６）の互いに隣接して配される２つの面（４５、５０）の少なくとも１つの面（４５）はビームスプリッタ面を構成すること、
   前記２つのプリズム楔（４４、４６）の前記互いに隣接して配される２つの面（４５、５０）の少なくとも１つの面はビーム合一面（Strahlvereinigungsflaeche）を構成すること、及び
   一方のプリズム楔（４４）のビームスプリッタとして作動する前記面（４５）に対向して延在する該プリズム楔（４４）の更なる面（４７）はビーム方向転換手段を構成すること
   を特徴とする請求項７に記載の測定装置。
9. 干渉測定装置に関し、
   測定ビームは、前記ビームスプリッタ面（４５、５０）から前記位置決めテーブル（１８）に配された反射手段（３７、３８、４９ｂ）に向かって進行すること、
   参照ビームは、前記ビームスプリッタ面（４５、５０）から定置的に配された反射手段（４８ｂ）に向かって進行すること、及び
   前記位置決めテーブル（１８）に配された前記反射手段（４９ｂ）は、該位置決めテーブル（１８）のミラー化領域（３７、３８）又は該位置決めテーブル（１８）に固定されたミラー（４９ｂ）を有すること
   を特徴とする請求項１〜８の何れか一項に記載の測定装置。
10. 干渉較正装置（２９、３２）に関し、
    ２つの参照ビームは、前記ビームスプリッタ面（４５、５０）から、それぞれ１つの定置的に配された反射手段（４８ａ、４９ａ）に向かって進行すること、及び
    前記２つの参照ビームの光路の長さは異なること
    を特徴とする請求項１〜９の何れか一項に記載の測定装置。
11. 前記測定ビーム路及び前記参照ビーム路には、それぞれ１つのλ／４波長板（５１、５２）が配されること
    を特徴とする請求項１〜１０の何れか一項に記載の測定装置。
12. 平行なビームシフトを生成する少なくとも１つの更なるビーム方向転換手段（５３、５５）を含むと共に、該更なるビーム方向転換手段（５３、５５）によって、プリズム楔（４６）から出射する光ビームが、更に１回、前記干渉較正装置（２９、３２）及び前記干渉測定装置（２５、２７）に供給可能であること、及び
    前記ビーム方向転換手段（５３、５５）は、互いに対し垂直に配された２つのミラー又は直角三角形として構成された基底面を有するプリズム（５３、５５）を有すること
    を特徴とする請求項５〜１１の何れか一項に記載の測定装置。
13. 前記干渉較正装置（２９、３２）及び前記干渉測定装置（２５、２７）は、少なくとも２軸の多軸干渉計として構成されること
    を特徴とする請求項５〜１２の何れか一項に記載の測定装置。
14. 偏光フィルタによって重ね合わされた前記部分ビーム（複数）の強度を検出可能に構成された検出装置（５４、５６）を含むこと
    を特徴とする請求項１〜１３の何れか一項に記載の測定装置。
15. 前記重ね合わされた部分ビームの検出された強度を用いて、信号が導出可能であるとともに、前記位置決めテーブル（１８）の運動が、少なくとも測定ビームに関し、ドップラー効果に基づき該位置決めテーブル（１８）の運動の速度に依存する波長シフトを引き起こすことにより、前記重ね合わされた部分ビームの強度が該波長シフトに依存するうなり振動数によって変調されること
    を特徴とする請求項１４に記載の測定装置。
16. 周囲影響因子の変化等によって引き起こされる前記レーザ光の波長の変化の直接的な評価を可能にするために、少なくとも２つの干渉計軸の参照ビーム（複数）が、重ね合わせ可能であること
    を特徴とする請求項１４又は１５に記載の測定装置。
17. 干渉測定装置（２５；２７）によって、ただ１つの運動方向（Ｘ；Ｙ）に沿った運動に関する前記位置決めテーブル（１８）の相対位置（複数）が決定可能に構成されること、及び
    干渉測定装置（２５；２７）のビーム路（３５）の大部分が、前記位置決めテーブル（１８）の運動方向（Ｘ；Ｙ）に対し平行に延在すること
    を特徴とする請求項１〜１６の何れか一項に記載の測定装置。
18. 前記位置決めテーブルは、ただ１つの運動方向において可動に配されること、及び
    前記位置決めテーブルの前記相対位置は、ただ１つの干渉測定装置によって求められること
    を特徴とする請求項１〜１７の何れか一項に記載の測定装置。
19. 前記位置決めテーブル（１８）は、２つの運動方向（Ｘ；Ｙ）において可動に配されること、及び
    前記位置決めテーブル（１８）の前記相対位置は、個々の運動方向（Ｘ；Ｙ）に対しそれぞれ１つの干渉測定装置（２５；２７）によって求められること
    を特徴とする請求項１〜１８の何れか一項に記載の測定装置。
20. 少なくとも１つの方向において予め設定可能な最大走行路だけ運動可能に配された位置決めテーブル（１８）の相対位置を求めるための測定方法であって、
    少なくとも１つの干渉測定装置（２５、２７）によって、１つの運動方向（Ｘ、Ｙ）に沿った運動に関する前記位置決めテーブル（１８）の相対位置（複数）を求めるための測定結果（複数）が生成され、
    干渉測定装置（２５、２７）は、少なくとも１つの波長を有するレーザ（２２）のレーザ光によって作動され、
    周囲の影響に基づいた前記レーザ光の波長の変化を顧慮して前記測定結果を評価するために、干渉較正装置（２９、３２）が、前記位置決めテーブル（１８）の位置決め運動中における前記レーザ光の実際に存在する波長を導出することが可能な較正結果（複数）を生成する
    測定方法において、
    前記干渉較正装置（２９、３２）は、前記干渉測定装置（２５、２７）に対し空間的に近接して配されること、及び
    前記空間的近接は、前記位置決めテーブル（１８）の前記最大走行路（Ｘｍａｘ、Ｙｍａｘ）の予め設定可能な部分に相応すること
    を特徴とする測定方法。

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