JP3143663B2 - 干渉計 - Google Patents
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- G01B9/02—Interferometers
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は直線的移動と回転角度とを測定するための、
平面鏡を利用した干渉計に関する。
平面鏡を利用した干渉計に関する。
ICウェファ・ステッパーで使用するような精密移動ス
テージは、位置フィードバック・センサー用にレーザー
干渉計（interferometer）を用いている。代表的な応用
例では、３つの自由度が測定される。そのうちの２つ
は、ＸおよびＹ軸方向のステージの直線的変位である。
３つ目は、偏揺れ（yaw）、すなわちＸ−Ｙ平面に直交
するＺ軸のまわりのステージの回転である。
テージは、位置フィードバック・センサー用にレーザー
干渉計（interferometer）を用いている。代表的な応用
例では、３つの自由度が測定される。そのうちの２つ
は、ＸおよびＹ軸方向のステージの直線的変位である。
３つ目は、偏揺れ（yaw）、すなわちＸ−Ｙ平面に直交
するＺ軸のまわりのステージの回転である。
平面鏡干渉計は、一般に、これらの測定をするために
使用する。２つの測定鏡がステージ上に取り付けられ、
その１つはＸ軸と直交しもう１つはＹ軸と直交する。こ
れらの平面鏡の長さは、主としてステージがＸおよびＹ
両方向を進む距離により決まる。
使用する。２つの測定鏡がステージ上に取り付けられ、
その１つはＸ軸と直交しもう１つはＹ軸と直交する。こ
れらの平面鏡の長さは、主としてステージがＸおよびＹ
両方向を進む距離により決まる。
従来は、各自由度を測定するための別個の平面鏡干渉
計光学アセンブリが必要であった。その２つの光学アセ
ンブリを使用してＸおよびＹ位置を測定する。偏揺れ角
度を測定するためには、ＸまたはＹ軸上に第三の光学ア
センブリが必要である。第三の干渉計は、別の位置測
定、例えばＸ位置測定から距離ｄにおけるＸ′を測定す
る。Ｘ、Ｘ′、およびｄ（ＸとＸ′間の距離）から、次
式により偏ゆれ角度θを計算することができる。
計光学アセンブリが必要であった。その２つの光学アセ
ンブリを使用してＸおよびＹ位置を測定する。偏揺れ角
度を測定するためには、ＸまたはＹ軸上に第三の光学ア
センブリが必要である。第三の干渉計は、別の位置測
定、例えばＸ位置測定から距離ｄにおけるＸ′を測定す
る。Ｘ、Ｘ′、およびｄ（ＸとＸ′間の距離）から、次
式により偏ゆれ角度θを計算することができる。
θ＝Arctan（（Ｘ−Ｘ′）/d） （１） ウェファ・ステッパ・ステージをさらに正確に位置決
めする必要が多くなるにつれて、これらの代表的な測定
値の他に、ステージのピッチ（pitch）およびロール（r
oll）（各々ＸおよびＹ軸のまわりの回転）のそくてい
も望まれている。従来のシステムでは、測定する追加の
各自由度に対して別個の平面鏡干渉計光学アセンブリが
必要になる。
めする必要が多くなるにつれて、これらの代表的な測定
値の他に、ステージのピッチ（pitch）およびロール（r
oll）（各々ＸおよびＹ軸のまわりの回転）のそくてい
も望まれている。従来のシステムでは、測定する追加の
各自由度に対して別個の平面鏡干渉計光学アセンブリが
必要になる。
追加の各自由度を測定するために別個の干渉計光学ア
センブリを使用することには多くの短所がある。１つの
短所は、別個の干渉計、付随する取付装置、別個のビー
ム配向光学装置、および付随するビーム配向光学装置を
整列させるために必要な労力である。
センブリを使用することには多くの短所がある。１つの
短所は、別個の干渉計、付随する取付装置、別個のビー
ム配向光学装置、および付随するビーム配向光学装置を
整列させるために必要な労力である。
他の短所はステージに影響を及ぼす。ある軸での別個
の測定に適応させるためには、測定平面鏡を距離ｄだけ
長くするか、別の鏡を追加しなければならない。ピツチ
またはロールを測定するためには、この鏡は長いだけで
なく高くなければならない。従来の平面鏡干渉計光学ア
センブリでは、ｄは、干渉計の寸法により最低6.35セン
チである。ステージ上にもっと大きな鏡を取り付ける
と、その寸法および質量により、ステージの慣性が増大
するので望ましくない。また大きな鏡は、ステージ上の
空気の流れをさえぎる。
の測定に適応させるためには、測定平面鏡を距離ｄだけ
長くするか、別の鏡を追加しなければならない。ピツチ
またはロールを測定するためには、この鏡は長いだけで
なく高くなければならない。従来の平面鏡干渉計光学ア
センブリでは、ｄは、干渉計の寸法により最低6.35セン
チである。ステージ上にもっと大きな鏡を取り付ける
と、その寸法および質量により、ステージの慣性が増大
するので望ましくない。また大きな鏡は、ステージ上の
空気の流れをさえぎる。
別個の干渉計光学アセンブリは、ステージ領域の空気
の流れをも妨害し、ウェファ・ステッパーにおいてステ
ージを精密に位置付ける別の必要性と相反する。ステー
ジのまわりの温度および圧力勾配を最小にするために、
製造者は、ステージのまりに層流を用い始めている。ス
テージのまわりで別個の干渉計により占められているス
ペースにより、ステージ上の空気流に乱流が引き起こる
ので、層流が途絶え、過熱点および圧力変動が生じる。
したがって、ステージのまわりの干渉計光学アセンブリ
の数を制限することが望ましい。
の流れをも妨害し、ウェファ・ステッパーにおいてステ
ージを精密に位置付ける別の必要性と相反する。ステー
ジのまわりの温度および圧力勾配を最小にするために、
製造者は、ステージのまりに層流を用い始めている。ス
テージのまわりで別個の干渉計により占められているス
ペースにより、ステージ上の空気流に乱流が引き起こる
ので、層流が途絶え、過熱点および圧力変動が生じる。
したがって、ステージのまわりの干渉計光学アセンブリ
の数を制限することが望ましい。
本発明の目的は単一の光学アセンブリによって、移動
ステージの直線的移動と角度とを測定する干渉計を提供
することである。
ステージの直線的移動と角度とを測定する干渉計を提供
することである。
本発明の直線移動および角度測定平面鏡干渉計は、１
つの干渉計光学アセンブリを用いて直線的移動および回
転角度の２つの自由度を測定する。この干渉計は、別の
応用において、ステージのピッチ、ロールまたは偏揺れ
を測定するために使用することができる。これらの干渉
計のうちの１つ、および１つの従来の平面鏡干渉計を用
いて、ステージのＸ、Ｙ、および偏揺れを測定すること
ができる。ステージのＸ、Ｙ、ピッチ、ロール、および
偏揺れを測定するためには、３つの干渉計光学アセンブ
リだけが必要である。すなわち、１つは従来形の平面鏡
干渉計、そして他の２つは直線的移動および角度測定平
面鏡干渉計である。上記の測定を行うためには５つの従
来形平面鏡干渉計光学アセンブリが必要であり、ステー
ジ鏡を通常よりもっと大きくしなければならない。
つの干渉計光学アセンブリを用いて直線的移動および回
転角度の２つの自由度を測定する。この干渉計は、別の
応用において、ステージのピッチ、ロールまたは偏揺れ
を測定するために使用することができる。これらの干渉
計のうちの１つ、および１つの従来の平面鏡干渉計を用
いて、ステージのＸ、Ｙ、および偏揺れを測定すること
ができる。ステージのＸ、Ｙ、ピッチ、ロール、および
偏揺れを測定するためには、３つの干渉計光学アセンブ
リだけが必要である。すなわち、１つは従来形の平面鏡
干渉計、そして他の２つは直線的移動および角度測定平
面鏡干渉計である。上記の測定を行うためには５つの従
来形平面鏡干渉計光学アセンブリが必要であり、ステー
ジ鏡を通常よりもっと大きくしなければならない。
本発明の干渉計は、１つの集積化光学アセンブリを用
い、測定ビームを分割し、ステージ上の測定鏡の２つの
位置に関する測定を行う。本発明では多くの光学コンポ
ーネントを共用して、単一の光学アセンブリにより２個
の干渉計を構成している。この光学アセンブリは従来形
平面鏡干渉計用の光学アセンブリよりもほんのわずかだ
け大きい。
い、測定ビームを分割し、ステージ上の測定鏡の２つの
位置に関する測定を行う。本発明では多くの光学コンポ
ーネントを共用して、単一の光学アセンブリにより２個
の干渉計を構成している。この光学アセンブリは従来形
平面鏡干渉計用の光学アセンブリよりもほんのわずかだ
け大きい。
第一の実施例では、入力ビームが分割され、距離ｄだ
け離れた２つの位置において２つの別々の測定値Ｘおよ
びＸ′が得られ、Ｘの結果からＸ′の結果を減じてＸ−
Ｘ′が電子的に計算される。
け離れた２つの位置において２つの別々の測定値Ｘおよ
びＸ′が得られ、Ｘの結果からＸ′の結果を減じてＸ−
Ｘ′が電子的に計算される。
もう１つの実施例では、検出器においてＸ−Ｘ′の直
接的測定値を光学的に生成する。入力ビームは、Ｘに対
する１つの干渉計測定を行い、次に生成した出力ビーム
の一部の偏光を回転させ、回転したビーム部分が第２光
路を通り、第１光路測定から距離ｄだけオフセットされ
た位置において干渉計測定を行う。生成した第２光路の
出力ビームは、検出器でＸ−Ｘ′の直接的測定値を光学
的に生成する。本発明の干渉計は１つの光学アセンブリ
により、移動ステージの直接的移動および角度を測定す
るので、当該軸におけるもう１つの干渉計光学アセンブ
リが必要なくなった。これにより、ステージ領域の空気
流の妨害が減少し、また別個の光学素子数が少なくなっ
たのでシステムを整列（整合）する困難性も緩和され
た。ビームスペースが小さいので測定鏡の寸法を小さく
することができ、また測定鏡の垂直寸法がより小さく、
ステージ上でさらに容易に調整することができるので、
ロールおよびピッチ測定を実用的にした。第二の実施例
では、ステージが回転するときだけＸ−Ｘ′検出器がカ
ウントを記録する。これにより、ステージ制御電子装置
が簡素化された。
接的測定値を光学的に生成する。入力ビームは、Ｘに対
する１つの干渉計測定を行い、次に生成した出力ビーム
の一部の偏光を回転させ、回転したビーム部分が第２光
路を通り、第１光路測定から距離ｄだけオフセットされ
た位置において干渉計測定を行う。生成した第２光路の
出力ビームは、検出器でＸ−Ｘ′の直接的測定値を光学
的に生成する。本発明の干渉計は１つの光学アセンブリ
により、移動ステージの直接的移動および角度を測定す
るので、当該軸におけるもう１つの干渉計光学アセンブ
リが必要なくなった。これにより、ステージ領域の空気
流の妨害が減少し、また別個の光学素子数が少なくなっ
たのでシステムを整列（整合）する困難性も緩和され
た。ビームスペースが小さいので測定鏡の寸法を小さく
することができ、また測定鏡の垂直寸法がより小さく、
ステージ上でさらに容易に調整することができるので、
ロールおよびピッチ測定を実用的にした。第二の実施例
では、ステージが回転するときだけＸ−Ｘ′検出器がカ
ウントを記録する。これにより、ステージ制御電子装置
が簡素化された。
第１図は本発明の平面鏡干渉計の第一の実施例を示
す。この実施例では、光学アセンブリを通過する前に光
ビームが分割され、２個の別個な測定X,X′が行われ
る。光源111を用いて、基準ビーム113と測定ビーム115
から成る入力ビーム112を生成する。光源111は、図面の
面内に直線偏光された周波数f1の基準ビーム113と、図
面の面に垂直に直線偏光された周波数f2の測定ビームを
生じる２周波数レーザであることが望ましい。
す。この実施例では、光学アセンブリを通過する前に光
ビームが分割され、２個の別個な測定X,X′が行われ
る。光源111を用いて、基準ビーム113と測定ビーム115
から成る入力ビーム112を生成する。光源111は、図面の
面内に直線偏光された周波数f1の基準ビーム113と、図
面の面に垂直に直線偏光された周波数f2の測定ビームを
生じる２周波数レーザであることが望ましい。
入力ビーム112は、干渉計の光学アセンブリ120に入る
前に分割される。基準ビーム113および測定ビーム115
は、２つの組、113aと115aおよび113bと115bに分割され
る。基準ビーム113aおよび113bは、光学アセンブリ120
を通り検出器141および143までの固定長光路をたどる。
測定ビーム115aおよび115bは、目的物110上の可動測定
鏡121への光路をたどる。この２つの測定ビームは、距
離ｄだけ離れた平行光路に沿う方向に向けられ、目的物
110までの距離の本質的に独立した２つの測定値を生成
する。可動鏡121の鏡表面122は、測定ビームを反射さ
せ、ビームは光学アセンブリ120を通り検出器141および
143まで戻る。検出器141および143は、混合偏光子を用
いて基準および測定ビームを混合し、そして光検出器を
用いて測定ビームの光路長が変化したときに生じる干渉
じまの縁を検出する。
前に分割される。基準ビーム113および測定ビーム115
は、２つの組、113aと115aおよび113bと115bに分割され
る。基準ビーム113aおよび113bは、光学アセンブリ120
を通り検出器141および143までの固定長光路をたどる。
測定ビーム115aおよび115bは、目的物110上の可動測定
鏡121への光路をたどる。この２つの測定ビームは、距
離ｄだけ離れた平行光路に沿う方向に向けられ、目的物
110までの距離の本質的に独立した２つの測定値を生成
する。可動鏡121の鏡表面122は、測定ビームを反射さ
せ、ビームは光学アセンブリ120を通り検出器141および
143まで戻る。検出器141および143は、混合偏光子を用
いて基準および測定ビームを混合し、そして光検出器を
用いて測定ビームの光路長が変化したときに生じる干渉
じまの縁を検出する。
光学アセンブリ120は、入射光ビームと45度の角度を
なすビーム分割表面124を有する偏光ビーム・スプリッ
タ123、四分の一波長板125およびキューブ・コーナ12
7、129、131,133から成る。四分の一波長板125は、透明
であり、ビームが四分の一波長板を二度横切るたびに、
ビームの偏光面を効果的に90度だけ回転させる。
なすビーム分割表面124を有する偏光ビーム・スプリッ
タ123、四分の一波長板125およびキューブ・コーナ12
7、129、131,133から成る。四分の一波長板125は、透明
であり、ビームが四分の一波長板を二度横切るたびに、
ビームの偏光面を効果的に90度だけ回転させる。
第一基準ビーム113aおよび第一測定ビーム115aは、非
偏光50％ビーム・スプリッタ117により送られる入力ビ
ーム112の一部である。第一基準ビーム113aは、周波数f
1であり、図面の面内に直線偏光されている。ビーム113
aは、ビーム分割面124によりキューブ・コーナ127に反
射され、キューブ・コーナ127では偏光ビーム・スプリ
ッタ123に再び向けられ、そしてビーム分割面124により
検出器141に向かう元の光路と平行な光路上に反射され
る。
偏光50％ビーム・スプリッタ117により送られる入力ビ
ーム112の一部である。第一基準ビーム113aは、周波数f
1であり、図面の面内に直線偏光されている。ビーム113
aは、ビーム分割面124によりキューブ・コーナ127に反
射され、キューブ・コーナ127では偏光ビーム・スプリ
ッタ123に再び向けられ、そしてビーム分割面124により
検出器141に向かう元の光路と平行な光路上に反射され
る。
第一測定ビーム115aは、周波数f2であり、図面の面と
垂直に直線偏光されている。第一測定ビーム115aは、基
準ビームと垂直に偏光されており、ビーム分割面124お
よび四分の一波長板125を通り可動鏡121に達し、そこで
光学アセンブリ120の方に逆に反射され、再び四分の一
波長板125を通る。このときビーム115aは、ビーム分割
面124によりキューブ・コーナ129の方に反射され、キュ
ーブ・コーナ129でビーム分割面124まで戻され、そこで
第一測定ビーム115aは四分の一波長板125を通り逆方向
に可動測定鏡121の方に向けられ、そこで反射されて、
再び四分の一波長板125を通り逆方向に進む。偏光状態
が90度だけ変わるので、測定ビーム115aはビーム分割面
124を通り検出器141に進む。
垂直に直線偏光されている。第一測定ビーム115aは、基
準ビームと垂直に偏光されており、ビーム分割面124お
よび四分の一波長板125を通り可動鏡121に達し、そこで
光学アセンブリ120の方に逆に反射され、再び四分の一
波長板125を通る。このときビーム115aは、ビーム分割
面124によりキューブ・コーナ129の方に反射され、キュ
ーブ・コーナ129でビーム分割面124まで戻され、そこで
第一測定ビーム115aは四分の一波長板125を通り逆方向
に可動測定鏡121の方に向けられ、そこで反射されて、
再び四分の一波長板125を通り逆方向に進む。偏光状態
が90度だけ変わるので、測定ビーム115aはビーム分割面
124を通り検出器141に進む。
第二基準ビーム113bおよび第二測定ビーム115bは、非
偏光50％ビーム・スプリッタ117により反射され反射器1
19に進む入力ビーム112の一部である。反射器119では、
ビーム113bおよび115bを、ビーム113aおよび115aの光路
と平行に偏光ビーム・スプリッタ123に再び反射する。
ビーム115bは、ビーム115aが測定鏡121に触れた箇所か
ら距離ｄだけ離れた位置で測定鏡121により反射され
る。この距離ｄは、キューブ・コーナ129および133の中
心線間の手法により決まる。
偏光50％ビーム・スプリッタ117により反射され反射器1
19に進む入力ビーム112の一部である。反射器119では、
ビーム113bおよび115bを、ビーム113aおよび115aの光路
と平行に偏光ビーム・スプリッタ123に再び反射する。
ビーム115bは、ビーム115aが測定鏡121に触れた箇所か
ら距離ｄだけ離れた位置で測定鏡121により反射され
る。この距離ｄは、キューブ・コーナ129および133の中
心線間の手法により決まる。
第二基準ビーム113bは、ビーム分割面124により反射
されてキューブ・コーナ131に進み、このキューブ・コ
ーナ131で再び反射されて逆に進み偏光ビーム・スプリ
ッタ123を通り、ビーム分割面124により反射されて元の
光路と平行な光路上を検出器143の方に進む。
されてキューブ・コーナ131に進み、このキューブ・コ
ーナ131で再び反射されて逆に進み偏光ビーム・スプリ
ッタ123を通り、ビーム分割面124により反射されて元の
光路と平行な光路上を検出器143の方に進む。
第二測定ビーム115bは、ビーム分割面124および四分
の一波長板125を通って可動鏡121に達し、そこで光学ア
センブリ120の方へ逆に反射され、再び四分の一波長板1
25を通る。このときビーム115bは、ビーム分割面124に
よりキューブ・コーナ133の方向に反射され、キューブ
・コーナ133によりビーム分割面124まで戻り、そこで第
二測定ビーム115bは反射されて四分の一波長板125を通
り逆方向に可動測定鏡121の方に向けられ、そしてそこ
で反射されて、再び四分の一波長板125を通り逆方向に
進む。偏光状態が90度だけ変わるので、第二測定ビーム
115bはビーム分割面124を通り検出器143に進む。
の一波長板125を通って可動鏡121に達し、そこで光学ア
センブリ120の方へ逆に反射され、再び四分の一波長板1
25を通る。このときビーム115bは、ビーム分割面124に
よりキューブ・コーナ133の方向に反射され、キューブ
・コーナ133によりビーム分割面124まで戻り、そこで第
二測定ビーム115bは反射されて四分の一波長板125を通
り逆方向に可動測定鏡121の方に向けられ、そしてそこ
で反射されて、再び四分の一波長板125を通り逆方向に
進む。偏光状態が90度だけ変わるので、第二測定ビーム
115bはビーム分割面124を通り検出器143に進む。
第一基準ビーム113aと第一測定ビーム115aは、結合さ
れて第一出力ビーム135となり、第一検出器141の方に向
けられる。第二基準ビーム113bと第二測定ビーム115b
は、結合されて第二出力ビーム137となり、第二検出器1
43の方に向けられる。検出器141および143は、混合偏光
子を用いて基準および測定ビームを混合し、そして光検
出器を用いて測定ビームの光路長が変わったときに生じ
る干渉じまの縁を検出する。両検出器は、測定平面鏡12
1、即ち目的物110までの距離の変化を測定する。しか
し、この２つの測定は距離ｄだけ離れて行うので、目的
物110の回転（偏揺れ）は、この２つの測定値の差から
計算することができる。第一検出器141により行われる
距離測定は、Ｘ軸における直線的移動測定Ｘとして用い
る。第二検出器143により行われる測定Ｘ′は、前に説
明した式（１）を用いて回転角θを計算するときに用い
る： θ＝Arctan（（Ｘ−Ｘ′）/d） （１） 回転角測定の分解能は、他の要素の中で、長さｄに依
存する。他の変数が一定に保たれる場合、長さｄを２倍
にすると分解能も２倍になる。ビーム波長が1/128のシ
ステム分解能およびビーム波長が633ナノメートルであ
る代表的な干渉計システムでは、長さｄが0.5インチの
ときに、回転角測定に対する0.08arc秒の分解能とな
る。該システムでｄを２倍、すなわち1.0インチにする
と、分解能は、それに比例して0.04arc秒に増加する。
別の良く知られた分解能を増加させる方法は、測定ビー
ムが測定鏡に対して為す往復進行数を増やすことであ
る。この方法の短所は、高スルーレートを測定するため
の干渉計システムの能力が低くなることである。
れて第一出力ビーム135となり、第一検出器141の方に向
けられる。第二基準ビーム113bと第二測定ビーム115b
は、結合されて第二出力ビーム137となり、第二検出器1
43の方に向けられる。検出器141および143は、混合偏光
子を用いて基準および測定ビームを混合し、そして光検
出器を用いて測定ビームの光路長が変わったときに生じ
る干渉じまの縁を検出する。両検出器は、測定平面鏡12
1、即ち目的物110までの距離の変化を測定する。しか
し、この２つの測定は距離ｄだけ離れて行うので、目的
物110の回転（偏揺れ）は、この２つの測定値の差から
計算することができる。第一検出器141により行われる
距離測定は、Ｘ軸における直線的移動測定Ｘとして用い
る。第二検出器143により行われる測定Ｘ′は、前に説
明した式（１）を用いて回転角θを計算するときに用い
る： θ＝Arctan（（Ｘ−Ｘ′）/d） （１） 回転角測定の分解能は、他の要素の中で、長さｄに依
存する。他の変数が一定に保たれる場合、長さｄを２倍
にすると分解能も２倍になる。ビーム波長が1/128のシ
ステム分解能およびビーム波長が633ナノメートルであ
る代表的な干渉計システムでは、長さｄが0.5インチの
ときに、回転角測定に対する0.08arc秒の分解能とな
る。該システムでｄを２倍、すなわち1.0インチにする
と、分解能は、それに比例して0.04arc秒に増加する。
別の良く知られた分解能を増加させる方法は、測定ビー
ムが測定鏡に対して為す往復進行数を増やすことであ
る。この方法の短所は、高スルーレートを測定するため
の干渉計システムの能力が低くなることである。
第一図に示す実施例では、回転角θは、マイクロプロ
セッサ（図示していない）などを使用して、２つの測定
結果から計算しなければならない。第２図に示し下記に
詳細を述べる別の実施例では、差Ｘ−Ｘ′を光学的に生
成し、検出器により直接測定するので、電子的な計算の
必要性が省かれる。回転角θの実際の値ではなく、誤差
の表示だけが要求される場合は、差Ｘ−Ｘ′が充分な出
力信号となりうるので、電子的計算の必要性が省かれ
る。
セッサ（図示していない）などを使用して、２つの測定
結果から計算しなければならない。第２図に示し下記に
詳細を述べる別の実施例では、差Ｘ−Ｘ′を光学的に生
成し、検出器により直接測定するので、電子的な計算の
必要性が省かれる。回転角θの実際の値ではなく、誤差
の表示だけが要求される場合は、差Ｘ−Ｘ′が充分な出
力信号となりうるので、電子的計算の必要性が省かれ
る。
第２図は本発明のもう１つの実施例を示すものであ
り、入力ビーム212は光学アセンブリ220を通る第１の光
路を通り、そして生成する第一出力ビーム235が分割さ
れる。第一出力ビームの235の一部は第一検出器241に向
けられ、Ｘ方向通路のＸ軸変位測定（値）が得られる。
第一出力ビーム235の他の部分は、第二入力ビーム214に
なる。第二入力ビーム214の偏光状態は、二分の一波長
板245により90度回転され、ビーム214は次に光学アセン
ブリ220を通るもう１つの光路を通過する。目的物210へ
の第二の光路は、Ｘ方向通路平行でありＸ方向通路から
距離ｄだけずれたＸ′にある。第二出力ビームは、もう
１つの検出器243の方に向けられる。
り、入力ビーム212は光学アセンブリ220を通る第１の光
路を通り、そして生成する第一出力ビーム235が分割さ
れる。第一出力ビームの235の一部は第一検出器241に向
けられ、Ｘ方向通路のＸ軸変位測定（値）が得られる。
第一出力ビーム235の他の部分は、第二入力ビーム214に
なる。第二入力ビーム214の偏光状態は、二分の一波長
板245により90度回転され、ビーム214は次に光学アセン
ブリ220を通るもう１つの光路を通過する。目的物210へ
の第二の光路は、Ｘ方向通路平行でありＸ方向通路から
距離ｄだけずれたＸ′にある。第二出力ビームは、もう
１つの検出器243の方に向けられる。
ビームのf1およびf2成分は、第一および第二光路の上
にある、距離ｄだけ離れた基準および測定経路の両方を
それぞれ通る。目的物210が回転しなければ、f1およびf
2成分の光路長は同じである。測定鏡221の偏揺れ回転が
あると、第二検出器243は光路長の差および明らかな距
離変化を測定する。第２図の光学アセンブリは、第１図
に示した光学システム120と類似している。２つの相違
点は、非偏光ビーム・スプリッタ217の位置と、二分の
一波長板245を追加したことである。第１図の実施例の
構成部分に対応する第２図の実施例の構成部分には、1X
Xではなく2XXの照合番号が付けてある。
にある、距離ｄだけ離れた基準および測定経路の両方を
それぞれ通る。目的物210が回転しなければ、f1およびf
2成分の光路長は同じである。測定鏡221の偏揺れ回転が
あると、第二検出器243は光路長の差および明らかな距
離変化を測定する。第２図の光学アセンブリは、第１図
に示した光学システム120と類似している。２つの相違
点は、非偏光ビーム・スプリッタ217の位置と、二分の
一波長板245を追加したことである。第１図の実施例の
構成部分に対応する第２図の実施例の構成部分には、1X
Xではなく2XXの照合番号が付けてある。
第２図の実施例では、入力ビーム212は光学アセンブ
リ220を通る１つの光路を作り、生成する第一出力ビー
ム235が分割される。したがって、非偏光ビーム・スプ
リッタ217は、第１図の実施例のように入力ビーム212の
光路上にはない。その代わりに、非偏光ビーム・スプリ
ッタ217は、ビームが光学アセンブリ220を通る１つの光
路を作った後の、第一出力ビーム235の光路上に置かれ
ている。ビーム・スプリッタ217は、第一出力ビーム235
を分割して、その一部分が第一検出器241に送られ、別
の部分、すなわちビーム214は、反射器219により反射さ
れ、二分の一波長板245を通り、もう１つの光路のため
に光学アセンブリ220の方に向けられ、第二出力ビーム2
37になる。このビーム237は、目的物210の偏揺れ回転を
測定するために第二検出器243の方に向けられる。
リ220を通る１つの光路を作り、生成する第一出力ビー
ム235が分割される。したがって、非偏光ビーム・スプ
リッタ217は、第１図の実施例のように入力ビーム212の
光路上にはない。その代わりに、非偏光ビーム・スプリ
ッタ217は、ビームが光学アセンブリ220を通る１つの光
路を作った後の、第一出力ビーム235の光路上に置かれ
ている。ビーム・スプリッタ217は、第一出力ビーム235
を分割して、その一部分が第一検出器241に送られ、別
の部分、すなわちビーム214は、反射器219により反射さ
れ、二分の一波長板245を通り、もう１つの光路のため
に光学アセンブリ220の方に向けられ、第二出力ビーム2
37になる。このビーム237は、目的物210の偏揺れ回転を
測定するために第二検出器243の方に向けられる。
二分の一波長板245は、ビーム214のf1およびf2成分の
偏光を90度だけ回転させる。その結果、第一光路上の基
準光路をたどったビーム214のf1成分が、今度は測定鏡2
21への測定光路をたどり再び戻ってくる。第一光路上の
測定経路をたどったビーム214のf2部分は、今度は基準
光路をたどる。目的物210がＸ軸方向の純粋な移動を受
けると、f1経路が、光学アセンブリ220を通るビームの
第一光路で変わり、f2経路長は、それに応じて光学アセ
ンブリ220を通るビームの第二光路上で変わる。この２
つの変化は打ち消し合うので、検出器243には何も表れ
ない。目的物210が偏揺れ回転を受けるとf1およびf2経
路長は異なって変化し、第二検出器243で変化が表れ
る。
偏光を90度だけ回転させる。その結果、第一光路上の基
準光路をたどったビーム214のf1成分が、今度は測定鏡2
21への測定光路をたどり再び戻ってくる。第一光路上の
測定経路をたどったビーム214のf2部分は、今度は基準
光路をたどる。目的物210がＸ軸方向の純粋な移動を受
けると、f1経路が、光学アセンブリ220を通るビームの
第一光路で変わり、f2経路長は、それに応じて光学アセ
ンブリ220を通るビームの第二光路上で変わる。この２
つの変化は打ち消し合うので、検出器243には何も表れ
ない。目的物210が偏揺れ回転を受けるとf1およびf2経
路長は異なって変化し、第二検出器243で変化が表れ
る。
第一検出器241で行う距離測定は、Ｘ軸方向の直線的
変位測定Ｘとして用いられる。第二検出器243の行う測
定は、f1およびf2成分の光路切換えにより、Ｘ−Ｘ′の
直接測定値である。このＸ−Ｘ′測定値は、式（１）を
用いて回転角θを計算したり、誤差表示として用いるこ
とができる。
変位測定Ｘとして用いられる。第二検出器243の行う測
定は、f1およびf2成分の光路切換えにより、Ｘ−Ｘ′の
直接測定値である。このＸ−Ｘ′測定値は、式（１）を
用いて回転角θを計算したり、誤差表示として用いるこ
とができる。
第３および第４は、特開昭63−228003号に記載の「干
渉計」を利用した、高熱安定性を有する本発明のさらに
２つの実施例を示す。第３図は第１図の実施例を応用
し、第４図は第２図の実施例を応用したものである。第
３および４図の実施例では、第1,2図の２つのキューブ
・コーナが、各々、四分の一波長板325および425と同じ
光学的厚さを有する反射四分の一の波長板351および451
と置き換わっている。反射四分の一波長板の置換により
基準光路が変わり、基準ビームと測定ビームはおれぞれ
異なる経路をたどるが、同じ光学長を有する光学素子中
の経路をたどるので、それらのビームの光路差は温度変
化の影響を受けない。すなわち、光学装置の高屈折率媒
体を通る経路長は同じ長さであるが、同じ経路はたどら
ない。
渉計」を利用した、高熱安定性を有する本発明のさらに
２つの実施例を示す。第３図は第１図の実施例を応用
し、第４図は第２図の実施例を応用したものである。第
３および４図の実施例では、第1,2図の２つのキューブ
・コーナが、各々、四分の一波長板325および425と同じ
光学的厚さを有する反射四分の一の波長板351および451
と置き換わっている。反射四分の一波長板の置換により
基準光路が変わり、基準ビームと測定ビームはおれぞれ
異なる経路をたどるが、同じ光学長を有する光学素子中
の経路をたどるので、それらのビームの光路差は温度変
化の影響を受けない。すなわち、光学装置の高屈折率媒
体を通る経路長は同じ長さであるが、同じ経路はたどら
ない。
第３図では、四分の一波長板451が、第１図のキュー
ブ・コーナ127および131と置き換わっている。第４図で
は、四分の一波長板351が、第２図のキューブ・コーナ2
27および231と置き換わっている。
ブ・コーナ127および131と置き換わっている。第４図で
は、四分の一波長板351が、第２図のキューブ・コーナ2
27および231と置き換わっている。
第１および２図の実施例のように、第３図の実施例で
は、回転角θは、２つの測定結果ＸおよびＸ′から計算
しなければならない。第４図に示す実施例では、差Ｘ−
Ｘ′が光学的に得られ、検出器により直接測定されるの
で、電子的計算の必要性が省かれる。回転角θの実際の
値ではなく、誤差表示だけが要求される場合は、差Ｘ−
Ｘ′が充分な出力信号になりうるので、電子的計算の必
要性が省かれる。第３図の基準ビーム313aおよび313bお
よび測定ビーム315aおよび315bの光路を調べると、光学
アセンブリから測定鏡までの光路を除き、ビームが共通
でない経路をたどる場合、それらの長さは同じであるこ
とが明らかになった。したがって、光学アセンブリから
測定鏡までの、ａ′、ｂ′、ｃ′、ｄ′の一部分を除
き、基準ビーム313aおよび313bの光路ａ、ｂ、ｃおよび
ｄは、測定ビーム315aおよび315bの光路ａ′、ｂ′、
ｃ′およびｄ′と同じ長さである。
は、回転角θは、２つの測定結果ＸおよびＸ′から計算
しなければならない。第４図に示す実施例では、差Ｘ−
Ｘ′が光学的に得られ、検出器により直接測定されるの
で、電子的計算の必要性が省かれる。回転角θの実際の
値ではなく、誤差表示だけが要求される場合は、差Ｘ−
Ｘ′が充分な出力信号になりうるので、電子的計算の必
要性が省かれる。第３図の基準ビーム313aおよび313bお
よび測定ビーム315aおよび315bの光路を調べると、光学
アセンブリから測定鏡までの光路を除き、ビームが共通
でない経路をたどる場合、それらの長さは同じであるこ
とが明らかになった。したがって、光学アセンブリから
測定鏡までの、ａ′、ｂ′、ｃ′、ｄ′の一部分を除
き、基準ビーム313aおよび313bの光路ａ、ｂ、ｃおよび
ｄは、測定ビーム315aおよび315bの光路ａ′、ｂ′、
ｃ′およびｄ′と同じ長さである。
第４図の第一入力ビームおよび第二入力ビームの基準
および測定部分の光路を調べると、光学アセンブリから
測定鏡までの光路を除き、ビームが共通でない経路をた
どる場合、それらの長さは同じであることが明らかにな
った。したがって、光学アセンブリから測定鏡までの、
ａ′、ｂ′、ｃ′、ｄ′の一部分を除き、第４図のビー
ム412および414の基準部分421a、414aの光路ａ、ｂ、ｃ
およびｄは、ビーム412および414の測定部分412b、414b
の光路ａ′、ｂ′、ｃ′およびｄ′と同じ長さである。
および測定部分の光路を調べると、光学アセンブリから
測定鏡までの光路を除き、ビームが共通でない経路をた
どる場合、それらの長さは同じであることが明らかにな
った。したがって、光学アセンブリから測定鏡までの、
ａ′、ｂ′、ｃ′、ｄ′の一部分を除き、第４図のビー
ム412および414の基準部分421a、414aの光路ａ、ｂ、ｃ
およびｄは、ビーム412および414の測定部分412b、414b
の光路ａ′、ｂ′、ｃ′およびｄ′と同じ長さである。
第５図は、ＸおよびＹ軸方向の直線的変位、および偏
揺れ（Ｚ軸まわりの回転）を測定するための、１つの直
線的移動および角度測定干渉計と１つの従来形平面鏡干
渉計を組み入れたレーザ干渉測定システムの略図を示
す。この２つの干渉計のためのビームは、33％ビーム・
スプリッタ513を通してレーザ511により与えられる。直
線的移動および角度測定干渉計515は、Ｙ軸上に置か
れ、検出器521でステージ510のＹ変位を測定し、偏揺れ
を決定するために検出器523でＹ−Ｙ′を測定する。従
来形平面鏡干渉計517はＸ軸上に置かれ、検出器525でス
テージ510のＸ変位を測定する。ＸおよびＹ変位測定
は、ステージ510の上の光学コラム（図示してない）の
中心線上で行われる。
揺れ（Ｚ軸まわりの回転）を測定するための、１つの直
線的移動および角度測定干渉計と１つの従来形平面鏡干
渉計を組み入れたレーザ干渉測定システムの略図を示
す。この２つの干渉計のためのビームは、33％ビーム・
スプリッタ513を通してレーザ511により与えられる。直
線的移動および角度測定干渉計515は、Ｙ軸上に置か
れ、検出器521でステージ510のＹ変位を測定し、偏揺れ
を決定するために検出器523でＹ−Ｙ′を測定する。従
来形平面鏡干渉計517はＸ軸上に置かれ、検出器525でス
テージ510のＸ変位を測定する。ＸおよびＹ変位測定
は、ステージ510の上の光学コラム（図示してない）の
中心線上で行われる。
第６図は、ＸおよびＹ軸方向の線形変位、ピッチ、ロ
ールおよび偏揺れ（各々、Ｘ、ＹおよびＺ軸まわりの回
転）を測定するための、２つの直線的移動および角度測
定干渉計と１つの従来形平面鏡干渉計を組み入れたレー
ザ干渉計測定システムの略図を示す。この３つの干渉計
のためのビームは、33％ビーム・スプリッタ513および5
14を通してレーザ511により与えられる。従来形平面鏡
干渉形517は、Ｙ軸上にあり、検出器621でステージ510
のＹ変位を測定する。１つの直線的移動および角度測定
干渉計515は、Ｙ軸上にあり、検出器523でＹ′を、およ
び検出器525でＹ″を測定する。Ｙ′およびＹ″測定
は、Ｘ軸方向についてＹ測定からオフセットされた位置
で行われる。Ｙ′およびＹ″測定は、Ｚ軸方向の距離ｄ
だけお互いにオフセットされている。したがってＹ−
Ｙ′はステージ510の偏揺れを決定し、Ｙ′−Ｙ″はス
テージ510のピッチを決定するために用いることができ
る。第二の直線的移動および角度測定干渉計517は、Ｘ
軸上に置かれ、検出器527でステージ510のＸ変位を測定
し、検出器529でＸ−Ｘ′を測定する。ＸおよびＸ′測
定値はＺ軸方向の距離ｄだけお互いにオフセットされて
いるので、Ｘ−Ｘ′はステージ510のロールを決定する
ために用いることができる。２つの平面測定鏡631およ
び633は、ピッチおよびロール測定をすることのできる
ように、Ｚ軸方向においてｄよりも大きくなければなら
ない。
ールおよび偏揺れ（各々、Ｘ、ＹおよびＺ軸まわりの回
転）を測定するための、２つの直線的移動および角度測
定干渉計と１つの従来形平面鏡干渉計を組み入れたレー
ザ干渉計測定システムの略図を示す。この３つの干渉計
のためのビームは、33％ビーム・スプリッタ513および5
14を通してレーザ511により与えられる。従来形平面鏡
干渉形517は、Ｙ軸上にあり、検出器621でステージ510
のＹ変位を測定する。１つの直線的移動および角度測定
干渉計515は、Ｙ軸上にあり、検出器523でＹ′を、およ
び検出器525でＹ″を測定する。Ｙ′およびＹ″測定
は、Ｘ軸方向についてＹ測定からオフセットされた位置
で行われる。Ｙ′およびＹ″測定は、Ｚ軸方向の距離ｄ
だけお互いにオフセットされている。したがってＹ−
Ｙ′はステージ510の偏揺れを決定し、Ｙ′−Ｙ″はス
テージ510のピッチを決定するために用いることができ
る。第二の直線的移動および角度測定干渉計517は、Ｘ
軸上に置かれ、検出器527でステージ510のＸ変位を測定
し、検出器529でＸ−Ｘ′を測定する。ＸおよびＸ′測
定値はＺ軸方向の距離ｄだけお互いにオフセットされて
いるので、Ｘ−Ｘ′はステージ510のロールを決定する
ために用いることができる。２つの平面測定鏡631およ
び633は、ピッチおよびロール測定をすることのできる
ように、Ｚ軸方向においてｄよりも大きくなければなら
ない。
本発明の光学アセンブリは、装置のニーズに適合させ
るために、第１〜４図に示すような“ストレート・スル
ー”アライメント、または第５および６図に示すような
“直角”アライメントで構成することができる。
るために、第１〜４図に示すような“ストレート・スル
ー”アライメント、または第５および６図に示すような
“直角”アライメントで構成することができる。
以上説明したように、本発明による干渉計は単一の光
学アセンブリにより、可動ステージの直線的移動（変
位）と角度との両方を送呈することができ、その軸につ
いての別の干渉計用光学アセンブリを必要としない。そ
してステージ領域における空気流を乱すことも少なく、
システム整列（アライメント）の困難性も減少できる。
学アセンブリにより、可動ステージの直線的移動（変
位）と角度との両方を送呈することができ、その軸につ
いての別の干渉計用光学アセンブリを必要としない。そ
してステージ領域における空気流を乱すことも少なく、
システム整列（アライメント）の困難性も減少できる。
第１図は本発明の一実施例による干渉計のブロック図、
第２図、第３図および第４図は本発明の他の実施例によ
る干渉計のブロック図。 第５図は本発明による干渉計１個と従来の平面鏡干渉計
１個とを使用したレーザ干渉計測定システムのブロック
図。 第６図は本発明による干渉計２個と従来の平面鏡干渉計
１個とを使用したレーザ干渉計測定システムのブロック
図である。 111:レーザ光源、112:入力ビーム、113:基準ビーム、11
5:測定ビーム、117:非偏光50％ビーム分割器、119:反射
鏡、120:光学アセンブリ、127、129、131、133:キュー
ブコーナ、125:1/4波長板、121:測定鏡、110:目的物、1
41、143:検出器、245:1/2波長板、351:反射1/4波長板、
511:レーザ、513:ビーム分割器、521、523、525:検出
器、510:ステージ、515:直線的移動および角度測定干渉
計、517:平面鏡干渉計
第２図、第３図および第４図は本発明の他の実施例によ
る干渉計のブロック図。 第５図は本発明による干渉計１個と従来の平面鏡干渉計
１個とを使用したレーザ干渉計測定システムのブロック
図。 第６図は本発明による干渉計２個と従来の平面鏡干渉計
１個とを使用したレーザ干渉計測定システムのブロック
図である。 111:レーザ光源、112:入力ビーム、113:基準ビーム、11
5:測定ビーム、117:非偏光50％ビーム分割器、119:反射
鏡、120:光学アセンブリ、127、129、131、133:キュー
ブコーナ、125:1/4波長板、121:測定鏡、110:目的物、1
41、143:検出器、245:1/2波長板、351:反射1/4波長板、
511:レーザ、513:ビーム分割器、521、523、525:検出
器、510:ステージ、515:直線的移動および角度測定干渉
計、517:平面鏡干渉計
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01B 9/00 - 11/30 102
Claims (7)
- 【請求項１】被測定物の直線運動および偏揺れを単一体
に集積された光学アセンブリを使って測定する干渉計で
あって、 第１及び第２の周波数成分を含むコヒーレントなビーム
を発生する光源手段と、 前記被測定物上に搭載された反射手段と、 前記光源手段と前記反射手段との間において夫々Ｘ−Ｙ
軸の方向に走る第１の光路および第２の光路を画定し、
前記ビームを前記第１及び第２の光路に方向付けるため
の光学アセンブリであって、前記第１の光路は前記反射
手段上の第１の位置周辺の２点のみに入射し、前記第２
の光路は前記反射手段上の第２の位置周辺の２点のみに
入射し、前記第１の位置および前記第２の位置は互いに
所定距離だけ離隔している、光学アセンブリと、 前記第１の光路の長さにおける変化を測定するための手
段と、 前記第２の光路の長さにおける変化を測定するための手
段と を設けており、 前記光学アセンブリは、 前記Ｘ−Ｙ軸を含む平面に（以下、Ｘ−Ｙ平面と称す
る）に平行な正方形の横断面を有し、前記ビームが前記
光源手段からその法線方向に入射される、前記正方形の
第１の辺を画定する第１の表面と、前記第１の表面に平
行で、前記正方形の前記第１の辺に対向する第２の辺を
画定する第２の表面と、前記第１及び第２の表面に垂直
で前記正方形の残りの対向する２辺を画定する第３およ
び第４の表面とを有し、さらに偏光ビーム・スプリッタ
表面が、前記正方形の対角線を含み前記Ｘ−Ｙ平面に垂
直な平面内に設けられた、第１のビーム・スプリッタ
と、 前記第２の表面上に搭載された透過1/4波長板と、 第３の表面上に搭載された第１および第２のキューブ・
コーナと、 第４の表面上に搭載された第３および第４のキューブ・
コーナと、 前記光源手段と前記第１の表面との間の光路に設けら
れ、ビームを前記第１の光路を進む第１ビームと前記第
２の光路を進む第２ビームとに分割するための第２のビ
ーム・スプリッタと を備えており、 前記ビームのそれぞれの前記第１の周波数成分は基準ビ
ーム光路を進み、前記第２の周波数成分は測定ビーム光
路を進み、 前記第１ビームは、前記第２のビーム・スプリッタを通
過し、その後、前記第１のビーム・スプリッタによりそ
の前記第１の周波数成分と前記第２の周波数成分とが切
り離され、前記第１の周波数成分は前記第１のビーム・
スプリッタ、前記第１のキューブ・コーナを順に通過
し、再度前記第１のビーム・スプリッタを通過した後、
前記第１の光路の長さにおける変化を測定するための手
段に入射し、前記第２の周波数成分は前記第１のビーム
・スプリッタ、前記透過1/4波長板を順に通過し、前記
反射手段に到達した後、透過1/4波長板、第１のビーム
・スプリッタ、前記第３のキューブ・コーナ、第１のビ
ーム・スプリッタ、透過1/4波長板を順に通過し、再度
前記反射板に到達した後、透過1/4波長板、第１のビー
ム・スプリッタを順に通過し、前記第１の光路の長さに
おける変化を測定するための手段に入射し、 前記第２ビームは、前記第２のビーム・スプリッタによ
って反射され、その後、前記第１のビーム・スプリッタ
によりその前記第１の周波数成分と前記第２の周波数成
分とが切り離され、前記第１の周波数成分は前記第１の
ビーム・スプリッタ、前記第２のキューブ・コーナを順
に通過し、再度前記第１のビーム・スプリッタを通過し
た後、前記第２の光路の長さにおける変化を測定するた
めの手段に入射し、前記第２の周波数成分は前記第１の
ビーム・スプリッタ、前記透過1/4波長板を順に通過
し、前記反射手段に到達した後、透過1/4波長板、第１
のビーム・スプリッタ、前記第４のキューブ・コーナ、
第１のビーム・スプリッタ、透過1/4波長板を順に通過
し、再度前記反射板に到達した後、透過1/4波長板、第
１のビーム・スプリッタを順に通過し、前記第２の光路
の長さにおける変化を測定するための手段に入射する ことを特徴とする干渉計。 - 【請求項２】被測定物の直線運動および偏揺れを単一体
に集積された光学アセンブリを使って測定する干渉計で
あって、 コヒーレントなビームを発生する光源手段と、 前記被測定物上に搭載された反射手段と、 前記光源手段と前記反射手段との間において夫々Ｘ−Ｙ
軸の方向に走る第１の光路および第２の光路を画定し、
前記ビームを前記第１及び第２の光路に方向付けるため
の光学アセンブリであって、前記第１の光路は前記反射
手段上の第１の位置周辺の２点のみに入射し、前記第２
の光路は前記反射手段上の第２の位置周辺の２点のみに
入射し、前記第１の位置および前記第２の位置は互いに
所定距離だけ離隔している、光学アセンブリと、 前記第１の光路の長さにおける変化を測定するための手
段と、 前記第２の光路の長さにおける変化を測定するための手
段と、 前記第１の光路の長さにおける変化と前記第２の光路の
長さにおける変化の間の差を測定し、その結果から被測
定物の回転角を計算するための手段と を設けており、 前記光学アセンブリは、 前記Ｘ−Ｙ軸を含む平面に（以下、Ｘ−Ｙ平面と称す
る）に平行な正方形の横断面を有し、前記ビームが前記
光源手段からその法線方向に入射される、前記正方形の
第１の辺を画定する第１の表面と、前記第１の表面に平
行で、前記正方形の前記第１の辺に対向する第２の辺を
画定する第２の表面と、前記第１及び第２の表面に垂直
で前記正方形の残りの対向する２辺を画定する第３およ
び第４の表面とを有し、さらに偏光ビーム・スプリッタ
表面が、前記正方形の対角線を含み前記Ｘ−Ｙ平面に垂
直な平面内に設けられた、第１のビーム・スプリッタ
と、 前記第２の表面上に搭載された透過1/4波長板と、 第３の表面上に搭載された反射1/4波長板と、 第４の表面上に搭載された第１および第２のキューブ・
コーナと、 前記光源手段と前記第１の表面との間の光路に設けら
れ、ビームを前記第１の光路を進む第１ビームと前記第
２の光路を進む第２ビームとに分割するための第２のビ
ーム・スプリッタと を備えており、 前記ビームのそれぞれの前記第１の周波数成分は基準ビ
ーム光路を進み、前記第２の周波数成分は測定ビーム光
路を進み、 第１ビームは第２のビーム・スプリッタを透過し、前記
第１ビームは第１のビーム・スプリッタによってその第
１の周波数成分と第２の周波数成分とが切り離され、前
記第１の周波数成分は、第１のビーム・スプリッタを通
って反射1/4波長板に反射され、第１のビーム・スプリ
ッタ、第１のキューブ・コーナ、第１のビーム・スプリ
ッタを順に通って再度反射1/4波長板に反射され、第１
のビーム・スプリッタを通って前記第１の光路の長さに
おける変化を測定するための手段に入射し、前記第２の
周波数成分は、第１のビーム・スプリッタ、透過1/4波
長板を順に通って反射手段に到達し、反射されて透過1/
4波長板、第１のビーム・スプリッタ、第１のキューブ
・コーナ、第１のビーム・スプリッタ、透過1/4波長板
を順に通って再度反射手段に到達し、反射されて透過1/
4波長板、第１のビーム・スプリッタを順に通って前記
第１の光路の長さにおける変化を測定するための手段に
入射し、 第２ビームは第２のビーム・スプリッタにおいて反射
し、前記第２ビームは第１のビーム・スプリッタによっ
てその第１の周波数成分と第２の周波数成分とが切り離
され、前記第１の周波数成分は、第１のビーム・スプリ
ッタを通って反射1/4波長板で反射され、第１のビーム
・スプリッタ、第２のキューブ・コーナ、第１のビーム
・スプリッタを順に通って反射1/4波長板で再度反射さ
れ、第１のビーム・スプリッタを通って前記第２の光路
の長さにおける変化を測定するための手段へ入射し、前
記第２の周波数成分は、第１のビーム・スプリッタ、透
過1/4波長板を順に通って反射手段に到達し、反射され
て透過1/4波長板、第１のビーム・スプリッタ、第２の
キューブ・コーナ、第１のビーム・スプリッタ、透過1/
4波長板を順に通って再度反射手段に到達し、反射され
て透過1/4波長板、第１のビーム・スプリッタを順に通
って前記第２の光路の長さにおける変化を測定するため
の手段に入射する ことを特徴とする干渉計。 - 【請求項３】測定した前記第１の光路の長さにおける変
化の値と前記第２の光路の長さにおける変化の値の差を
計算し、その結果から被測定物の偏揺れの角度を計算す
るための計算手段をさらに含むことを特徴とする、請求
項１または請求項２に記載の干渉計。 - 【請求項４】前記第１の光路の長さにおける変化と前記
第２の光路の長さにおける変化との差を直接測定するた
めの手段をさらに含むことを特徴とする、請求項１また
は請求項２に記載の干渉計。 - 【請求項５】被測定物の直線運動および偏揺れを単一体
に集積された光学アセンブリを使って測定する干渉計で
あって、 第１及び第２の周波数成分を含むコヒーレントなビーム
を発生する光源手段と、 前記被測定物上に搭載された反射手段と、 前記光源手段と前記反射手段との間において夫々Ｘ−Ｙ
軸の方向に走る第１の光路および第２の光路を画定し、
前記ビームを前記第１及び第２の光路に方向付けるため
の光学アセンブリ手段であって、前記第１の光路は前記
反射手段上の第１の位置周辺の２点のみに入射し、前記
第２の光路は前記反射手段上の第２の位置周辺の２点の
みに入射し、前記第１および前記第２の位置は互いに所
定距離だけ離隔している、光学アセンブリと、 前記第１の光路の長さにおける変化を測定するための手
段と、 前記第１の光路の長さにおける変化と前記第２の光路の
長さにおける変化との差を直接測定するための手段と を設けて成る干渉計であって、 前記光学アセンブリは、 前記Ｘ−Ｙ軸を含む平面に（以下、Ｘ−Ｙ平面と称す
る）に平行な正方形の横断面を有し、前記ビームが前記
光源手段からその法線方向に入射される、前記正方形の
第１の辺を画定する第１の表面と、前記第１の表面に平
行で、前記正方形の前記第１の辺に対向する第２の辺を
画定する第２の表面と、前記第１及び第２の表面に垂直
で前記正方形の残りの対向する２辺を画定する第３およ
び第４の表面とを有し、さらに偏光ビーム・スプリッタ
表面が、前記正方形の対角線を含み前記Ｘ−Ｙ平面に垂
直な平面内に設けられた、第１のビーム・スプリッタ
と、 前記第２の表面上に搭載された透過1/4波長板と、 第３の表面上に搭載された第１および第２のキューブ・
コーナと、 第４の表面上に搭載された第３および第４のキューブ・
コーナと、 前記第１のビーム・スプリッタと前記第１の光路の長さ
における変化を測定するための手段との間のビームの光
路に設けられ、前記第１の光路の長さにおける変化を測
定するための手段に向けられる第１ビームと1/2波長板
を通って前記第１のビーム・スプリッタの第１の表面に
向けられる第２ビームとに分割するための、第２のビー
ム・スプリッタと を備えており、 前記第１の成分は前記偏光ビーム・スプリッタ表面に反
射されるような偏光状態に最初から調整されており、前
記第２の成分は前記偏光ビーム・スプリッタ表面を透過
するような偏光状態に最初から調整されており、 前記ビームは前記第１のビーム・スプリッタに入射し、
前記第１のビーム・スプリッタによってその前記第１の
成分と前記第２の成分とが切り離され、前記第１の成分
は、前記第１のビーム・スプリッタ、第１のキューブ・
コーナを順に通過し、再度第１のビーム・スプリッタを
通過し、前記第１の光路の長さにおける変化を測定する
ための手段の方に向けられ、前記第２の成分は、前記第
１のビーム・スプリッタ、透過1/4波長板を順に通過
し、反射手段に到達して反射され、透過1/4波長板、第
１のビーム・スプリッタ、第３のキューブ・コーナ、第
１のビーム・スプリッタ、透過1/4波長板を順に通って
再度反射手段に到達して反射され、透過1/4波長板、第
１のビーム・スプリッタを通って前記第１の光路の長さ
における変化を測定するための手段の方に向けられ、 前記第２のビーム・スプリッタによって、第１ビームは
前記第１の光路の長さにおける変化を測定するための手
段に入射され、第２ビームは1/2波長板に向けられ、前
記1/2波長板は、前記第２ビームの第１の成分および第
２の成分の偏光面を90度回転させることにより、前記第
１の成分を前記偏光ビーム・スプリッタ表面において透
過させ、前記第２の成分を前記偏光ビーム・スプリッタ
表面において反射させ、 前記第２ビームは前記第１のビーム・スプリッタによっ
てその第１の成分と第２の成分とが切り離され、前記第
２の成分は、前記第１のビーム・スプリッタ、第２のキ
ューブ・コーナを順に通って再度第１のビーム・スプリ
ッタを通って前記第１の光路の長さにおける変化と前記
第２の光路の長さにおける変化との差を直接測定するた
めの手段に入射し、前記第１の成分は、第１のビーム・
スプリッタ、透過1/4波長板を順に通過し、反射手段に
到達して反射され、透過1/4波長板、第１のビーム・ス
プリッタ、第４のキューブ・コーナ、第１のビーム・ス
プリッタ、透過1/4波長板を順に通って再度反射手段に
到達して反射され、透過1/4波長板、第１のビーム・ス
プリッタを通って前記第１の光路の長さにおける変化と
前記第２の光路の長さにおける変化との差を直接測定す
るための手段の方に向けられる ことを特徴とする干渉計。 - 【請求項６】被測定物の直線運動および偏揺れを単一体
に集積された光学アセンブリを使って測定する干渉計で
あって、 第１及び第２の周波数成分を含むコヒーレントなビーム
を発生する光源手段と、 前記被測定物上に搭載された反射手段と、 前記光源手段と前記反射手段との間において夫々Ｘ−Ｙ
軸の方向に走る第１の光路および第２の光路を画定し、
前記ビームを前記第１及び第２の光路に方向付けるため
の光学アセンブリ手段であって、前記第１の光路は前記
反射手段上の第１の位置周辺の２点のみに入射し、前記
第２の光路は前記反射手段上の第２の位置周辺の２点の
みに入射し、前記第１および前記第２の位置は互いに所
定距離だけ離隔している、光学アセンブリと、 前記第１の光路の長さにおける変化を測定するための手
段と、 前記第１の光路の長さにおける変化と前記第２の光路の
長さにおける変化との差を直接測定するための手段と を設けて成る干渉計であって、 前記光学アセンブリは、 前記Ｘ−Ｙ軸を含む平面に（以下、Ｘ−Ｙ平面と称す
る）に平行な正方形の横断面を有し、前記ビームが前記
光源手段からその法線方向に入射される、前記正方形の
第１の辺を画定する第１の表面と、前記第１の表面に平
行で、前記正方形の前記第１の辺に対向する第２の辺を
画定する第２の表面と、前記第１及び第２の表面に垂直
で前記正方形の残りの対向する２辺を画定する第３およ
び第４の表面とを有し、さらに偏光ビーム・スプリッタ
表面が、前記正方形の対角線を含み前記Ｘ−Ｙ平面に垂
直な平面内に設けられた、第１のビーム・スプリッタ
と、 前記第２の表面上に搭載された透過1/4波長板と、 第３の表面上に搭載された第１および第２のキューブ・
コーナと、 第４の表面上に搭載された第３および第４のキューブ・
コーナと、 前記第１のビーム・スプリッタと前記第１の光路の長さ
における変化を測定するための手段との間のビームの光
路に設けられ、前記第１の光路の長さにおける変化を測
定するための手段に向けられる第１ビームと1/2波長板
を通って前記第１のビーム・スプリッタの第１の表面に
向けられる第２ビームとに分割するための、第２のビー
ム・スプリッタと を備えており、 前記第１の成分は前記偏光ビーム・スプリッタ表面に反
射されるような偏光状態に最初から調整されており、前
記第２の成分は前記偏光ビーム・スプリッタ表面を透過
するような偏光状態に最初から調整されており、 前記ビームは前記第１のビーム・スプリッタに入射し、
前記第１のビーム・スプリッタによってその前記第１の
成分と前記第２の成分とが切り離され、前記第１の成分
は、第１のビーム・スプリッタを通って反射1/4波長板
に反射され、第１のビーム・スプリッタ、第１のキュー
ブ・コーナ、第１のビーム・スプリッタを順に通って再
度反射1/4波長板に反射され、第１のビーム・スプリッ
タを通って前記第１の光路の長さにおける変化を測定す
るための手段に向けられ、前記第２の成分は、第１のビ
ーム・スプリッタ、透過1/4波長板を順に通って反射手
段に到達し、反射されて透過1/4波長板、第１のビーム
・スプリッタ、第１のキューブ・コーナ、第１のビーム
・スプリッタ、透過1/4波長板を順に通って再度反射手
段に到達し、反射されて透過1/4波長板、第１のビーム
・スプリッタを順に通って前記第１の光路の長さにおけ
る変化を測定するための手段に向けられ、 前記第２のビーム・スプリッタによって、第１ビームは
前記第１の光路の長さにおける変化を測定するための手
段に入射され、第２ビームは1/2波長板に向けられ、前
記1/2波長板は、前記第２ビームの第１の成分および第
２の成分の偏光面を90度回転させることにより、前記第
１の成分を前記偏光ビーム・スプリッタ表面において透
過させ、前記第２の成分を前記偏光ビーム・スプリッタ
表面において反射させ、 前記第２ビームは前記第１のビーム・スプリッタによっ
てその第１の成分と第２の成分とが切り離され、前記第
２の成分は、第１のビーム・スプリッタを通って反射1/
4波長板に反射され、第１のビーム・スプリッタ、第２
のキューブ・コーナ、第１のビーム・スプリッタを順に
通って再度反射1/4波長板に反射され、第１のビーム・
スプリッタを通って前記第１の光路の長さにおける変化
と前記第２の光路の長さにおける変化との差を直接測定
するための手段に入射し、前記第１の成分は、第１のビ
ーム・スプリッタ、透過1/4波長板を順に通って反射手
段に到達し、反射されて透過1/4波長板、第１のビーム
・スプリッタ、第２のキューブ・コーナ、第１のビーム
・スプリッタ、透過1/4波長板を順に通って再度反射手
段に到達し、反射されて透過1/4波長板、第１のビーム
・スプリッタを順に通って前記第１の光路の長さにおけ
る変化と前記第２の光路の長さにおける変化との差を直
接測定するための手段に入射する ことを特徴とする干渉計。 - 【請求項７】測定した前記第１の光路の長さにおける変
化と前記第２の光路の長さにおける変化との差の値から
被測定物の偏揺れの角度を計算するための計算手段をさ
らに含むことを特徴とする、請求項５または請求項６に
記載の干渉計。
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