JP7220219B2 - 波長追跡システム、波長追跡システムを較正する方法、リソグラフィ装置、可動物体の絶対位置を決定する方法、及び干渉計 - Google Patents

波長追跡システム、波長追跡システムを較正する方法、リソグラフィ装置、可動物体の絶対位置を決定する方法、及び干渉計 Download PDF

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Description

（関連出願の相互参照）
[001] 本出願は、２０１８年１月３１日に出願されたＥＰ出願第１８１５４４６０．２号、及び２０１８年９月２７日に出願されたＥＰ出願第１８１９７１７７．１号の優先権を主張する。これらは援用により全体が本願に含まれる。
[002] 本発明の第１の態様は、波長追跡システム、波長追跡システムを較正する方法、及びリソグラフィ装置に関する。
[003] 本発明の第２の態様は、干渉計システムを用いて基準位置に対する可動物体の絶対位置を決定する方法に関する。本発明の第２の態様は更に、そのような方法を実行する干渉計システム、及びそのような干渉計システムを備えるリソグラフィ装置に関する。
[004] リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板に、通常は基板のターゲット部分に適用する機械である。リソグラフィ装置は、例えば、集積回路（ＩＣ）の製造に使用可能である。このような場合、代替的にマスク又はレチクルとも呼ばれるパターニングデバイスを使用して、ＩＣの個々の層上に形成すべき回路パターンを生成することができる。このパターンを、基板（例えばシリコンウェーハ）上のターゲット部分（例えば１つ又は幾つかのダイの一部を含む）に転写することができる。パターンの転写は通常、基板に設けた放射感応性材料（レジスト）の層への結像により行われる。一般的に、１枚の基板は、順次パターンが付与される隣接したターゲット部分のネットワークを含んでいる。従来のリソグラフィ装置は、パターン全体をターゲット部分に１回で露光することによって各ターゲット部分が照射される、いわゆるステッパと、基板を所与の方向（「スキャン」方向）と平行あるいは逆平行に同期的にスキャンしながら、パターンを所与の方向（「スキャン」方向）に放射ビームでスキャンすることにより、各ターゲット部分が照射される、いわゆるスキャナとを含む。パターンを基板にインプリントすることによっても、パターニングデバイスから基板へとパターンを転写することが可能である。
[005] リソグラフィ装置の実施形態では、干渉計を用いて可動物体の位置を高い精度で決定する。この可動物体の例には、基板サポートや、例えば投影光ボックスのミラー要素のような可動光学要素がある。
[006] 特定のタイプのリソグラフィ装置では、この位置測定は、調節空間（conditioned space）内で、具体的には減圧した空間内で実行される。この減圧した空間は真空空間とも称される。真空空間は複数のサブ空間に分割することができ、１つのサブ空間から別のサブ空間へ粒子が移動するのを回避するため、それらのサブ空間の間にガスロックが提供される。例えば、第１の真空サブ空間内に基板サポートを配置し、第２の真空サブ空間内に投影光ボックスの可動ミラー要素を配置することができる。
[007] 第１の真空サブ空間と第２の真空サブ空間との間に提供されるガスロックは、第１の真空サブ空間から第２のサブ空間への粒子回避媒体としてＨ２ガスを供給するように構成できる。経時的に、例えば移動する基板サポートのような流れ制限部（flow restriction）のばらつきに起因して、第１の真空サブ空間及び第２の真空サブ空間内のＨ２の濃度が変動する可能性がある。局所Ｈ２圧力変動とも呼ばれるＨ２濃度の変動は、位置測定干渉計によって観察される屈折率の変化を引き起こす。こういった屈折率の変化は、補償されない場合には位置測定誤差を生じ、これは位置測定干渉計の測定精度に対して著しい効果を有する。位置測定干渉計の感度は、例えば約１．４ｎｍ／ｍ／Ｐａ Ｈ２圧力である。
[008] 更に、各投影光ボックスミラー要素は、要求される軸当たりのノイズレベルのため、別個のレーザ源を必要とすることがある。レーザ源の基本波長安定性は、所望の精度を達成するには充分でない場合がある。
[009] Ｈ２濃度の変動に起因した屈折率の変化と複数のレーザ源の波長安定性という２つの効果は、波長追跡システムを用いることによって補償できる。このような波長追跡システムでは、局所的な実際の波長基準として安定キャビティ（stabile cavity）が用いられる。波長追跡器では、干渉計が、キャビティ内の第１の反射面までの第１の反射経路とキャビティ入口の第２の反射面までの第２の反射経路との長さの差を測定している。第１の反射経路と第２の反射経路との長さの差によって、波長又は屈折率の変化が測定される。キャビティは安定しているので、すなわち、第１の反射面と第２の反射面は相互に対して移動しないので、測定は第１の反射面と第２の反射面の相互の位置変化の効果を含まず、従って波長又は波長変化を決定するために使用できる。
[010] 波長追跡システムでは、光学微分干渉計が用いられる。このような光学微分干渉計は、複数の偏光ビームスプリッタやコーナキューブ等を有する比較的複雑な構造を必要とする。この結果、長いガラス長を有する比較的長い光路となる。
[011] ほとんどの既知の干渉計の別の欠点は、干渉計が基準位置に対する可動物体の相対変位しか決定できないことである。基準位置に対する可動物体の絶対位置を決定するため、別個のゼロ設定センサ（zeroing sensor）が提供される。このゼロ設定センサを用いて可動物体の絶対開始位置を決定する。一度この絶対開始位置がわかったら、干渉計は、可動物体の絶対位置を計算するため、この絶対開始位置に対する可動物体の相対変位を決定することができる。
[012] ゼロ設定センサは通常、可動物体の絶対開始位置を決定できる特定の位置に搭載される。従って、可動物体の絶対位置を決定できるのは、可動物体がゼロ設定センサの比較的小さい測定範囲内にある場合だけである。ゼロ設定センサの測定範囲は典型的にゼロ設定センサの近くであり、例えばゼロ設定センサの数センチメートル内である。干渉計を用いて可動物体の測定を開始するたびに、可動ターゲットを位置測定システムのゼロ設定センサの比較的小さい測定範囲内に戻さなければならない。これは、リソグラフィ装置を起動する場合だけでなく、例えば可動物体が別の可動物体の後ろを通過しているときのように干渉計の視野からわずかに外れている場合にも当てはまる可能性がある。
[013] 本発明の第１の態様の目的は、比較的短い光路を必要とする比較的シンプルな構成の波長追跡システムを提供すること、又は少なくとも代替的な波長追跡システムを提供することである。本発明の第１の態様の別の目的は、そのような波長追跡システムをリソグラフィ装置に適用することである。
[014] 本発明の第２の態様の目的は、干渉計システムを用いて基準位置に対する可動物体の絶対位置を決定する改良された方法であって、測定中の可動物体の移動を考慮に入れて可動物体の絶対位置を決定できる方法を提供することである。
[015] 本発明の一態様によれば、波長追跡システムが提供される。この波長追跡システムは、
第１の経路長の第１の反射経路及び第２の経路長の第２の反射経路を提供する安定した位置の反射面を有する波長追跡ユニットであって、第１の経路長は第２の経路長よりも実質的に長い、波長追跡ユニットと、
干渉計システムであって、
光ビームを第１の測定ビームと第２の測定ビームに分割するためのビームスプリッタと、
第１の測定ビームを少なくとも部分的に第１の反射経路に沿って誘導すると共に第２の測定ビームを少なくとも部分的に第２の反射経路に沿って誘導するための少なくとも１つの光学要素と、
第１の反射経路の端部に配置されて、第１の測定ビームを受光すると共に第１の測定ビームに基づいて第１のセンサ信号を提供するための第１の光センサと、
第２の反射経路の端部に配置されて、第２の測定ビームを受光すると共に第２の測定ビームに基づいて第２のセンサ信号を提供するための第２の光センサと、
第１のセンサ信号及び第２のセンサ信号に基づいて波長又は波長変化を決定するための処理ユニットと、
を含む干渉計システムと、
を備える。
[016] 本発明の一態様によれば、本発明に従う波長追跡システムを較正するための方法が提供される。この方法は、
干渉計システムに対して波長追跡ユニットを測定方向に移動させるステップと、
第１のセンサからの第１のセンサ信号及び第２のセンサの第２のセンサ信号を取得するステップと、
第１のセンサ信号に基づいて波長追跡システムの第１の反射経路の非線形性を決定するステップと、
第２のセンサ信号に基づいて波長追跡システムの第２の反射経路の非線形性を決定するステップと、
を含む。
[017] 本発明の一態様によれば、リソグラフィ装置が提供される。このリソグラフィ装置は、
調節空間と、
調節空間内に配置された可動物体と、
調節空間内の可動物体の位置を測定するための干渉計位置測定システムと、
本発明に従う波長追跡システムと、
を備え、干渉計位置測定システムは、波長追跡システムによって決定された波長又は波長変化を受信すると共にこの波長又は波長変化に対して干渉計位置測定システムの測定を補償するように構成されている。
[018] 本発明の一態様によれば、干渉計システムを用いて基準位置に対する可動物体の絶対位置を決定するための方法が提供される。干渉計システムは、
第１の光周波数を有する第１のビーム及び第２のビームを提供するように構成された第１の光源と、
第２の光周波数を有する別の第１のビーム及び別の第２のビームを提供するように構成された第２の光源と、を備え、第２の光周波数は調節可能（tunable）光周波数であり、
方法は、
第１のビーム及び別の第１のビームを同時に測定経路に沿って可動物体の反射面に投影し、第２の光源の調節可能光周波数を変化させながら第２のビーム及び別の第２のビームを基準経路に沿って基準ミラーに投影し、基準経路は固定長を有する、ステップと、
第１のビームに基づく第１の測定位相値、別の第１のビームに基づく第２の測定位相値、第２のビームに基づく第１の基準位相値、及び別の第２のビームに基づく第２の基準位相値を決定するステップと、
第１の測定位相値、第２の測定位相値、第１の基準位相値、及び第２の基準位相値に基づいて絶対位置を決定するステップと、
を含む。
[019] 本発明の一態様によれば、反射測定面を有する可動物体の位置を決定するための干渉計システムが提供される。この干渉計システムは、
第１の光周波数を有する第１のビーム及び第２のビームを提供するための第１の光源と、
第２の光周波数を有する別の第１のビーム及び別の第２のビームを提供するための第２の光源であって、第２の光周波数は調節可能光周波数である、第２の光源と、
反射基準面と、
光センサと、
を備え、干渉計システムは本発明に従う方法を実行するように構成されている。
[020] 本発明の一態様によれば、本発明に従う干渉計システムを備えるリソグラフィ装置が提供される。
[021] 対応する参照符号が対応する部分を示す添付の概略図を参照しながら以下に本発明の実施形態について説明するが、これは単に例示としてのものに過ぎない。
本発明の第１の態様の一実施形態に従ったリソグラフィ装置を示す。 本発明の第１の態様に従った波長追跡システムの第１の実施形態の第１の測定面における断面を示しており、反射経路ビームが図示されている。 図２の波長追跡システムの第１の測定面Ａ－Ａ及び第２の測定面Ｂ－Ｂを図示する断面を示す。 図２の実施形態の第２の測定面における断面を示しており、反射経路ビームが図示されている。 図２の断面を部分的に示しており、基準ビームが図示されている。 図４の断面を部分的に示しており、基準ビームが図示されている。 本発明の第１の態様に従った波長追跡システムの第２の実施形態の第１の測定面における断面を示す。 本発明の第２の態様に従った干渉計システムの一実施形態を示す。 本発明の第２の態様の一実施形態による方法の第１の選択基準に従ったデータポイントセットの選択を示す。 図９の方法における長さ比の構築を示す。 本発明の第２の態様の一実施形態による方法の第２の選択基準に従ったデータポイントセットの選択を示す。 本発明の第２の態様に従った干渉計システムの第２の実施形態を示す。 本発明の第２の態様に従った干渉計システムの第３の実施形態を示す。
[022] 図１は、本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置を概略的に示している。この装置は、照明システムＩＬ、支持構造ＭＴ、基板テーブルＷＴ、及び投影システムＰＳを備える。
[023] 照明システムＩＬは、放射ビームＢを調整するように構成される。支持構造ＭＴ（例えばマスクテーブル）は、パターニングデバイスＭＡ（例えばマスク）を支持するように構成され、特定のパラメータに従ってパターニングデバイスを正確に位置決めするように構成された第１のポジショナＰＭに接続される。基板テーブルＷＴ（例えばウェーハテーブル）は、基板Ｗ（例えばレジストコートウェーハ）Ｗを保持するように構成され、特定のパラメータに従って基板を正確に位置決めするように構成された第２のポジショナＰＷに接続される。投影システムＰＳは、パターニングデバイスＭＡによって放射ビームＢに与えられたパターンを基板Ｗのターゲット部分Ｃ（例えば、１つ又は複数のダイを含む）に投影するように構成される。
[024] 照明システムＩＬは、放射を誘導し、整形し、又は制御するための、屈折型、反射型、磁気型、電磁型、静電型、又はその他のタイプの光学コンポーネント、あるいはそれらの任意の組み合わせなどの様々なタイプの光学コンポーネントを含むことができる。
[025] 本明細書で使用する「放射ビーム」という用語は、イオンビーム又は電子ビームなどの粒子ビームのみならず、紫外線（ＵＶ）放射（例えば、３６５ｎｍ、３５５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍもしくは１２６ｎｍ、又はこれら辺りの波長を有する）及び極端紫外線（ＥＵＶ）放射（例えば、５ｎｍ～２０ｎｍの範囲の波長を有する）を含むあらゆるタイプの電磁放射を網羅する。
[026] 支持構造ＭＴは、パターニングデバイスＭＡを支持、すなわちその重量を支えている。支持構造ＭＴは、パターニングデバイスＭＡの方向、リソグラフィ装置の設計等の条件、例えばパターニングデバイスＭＡが真空環境で保持されているか否かに応じた方法で、パターニングデバイスＭＡを保持する。支持構造ＭＴは、パターニングデバイスＭＡを保持するために、機械的、真空、静電等のクランプ技術を使用することができる。支持構造ＭＴは、例えばフレーム又はテーブルでよく、必要に応じて固定式又は可動式でよい。支持構造ＭＴは、パターニングデバイスＭＡが例えば投影システムＰＳなどに対して確実に所望の位置にくるようにできる。
[027] 本明細書において使用する「パターニングデバイス」という用語は、基板Ｗのターゲット部分Ｃにパターンを生成するように、放射ビームＢの断面にパターンを付与するために使用し得る任意のデバイスを指すものとして広義に解釈されるべきである。ここで、放射ビームＢに付与されるパターンは、例えばパターンが位相シフトフィーチャ又はいわゆるアシストフィーチャを含む場合、基板Ｗのターゲット部分Ｃにおける所望のパターンに正確には対応しないことがある点に留意されたい。一般的に、放射ビームに付与されるパターンは、集積回路などのターゲット部分Ｃに生成されるデバイスの特定の機能層に相当する。
[028] パターニングデバイスＭＡは透過性又は反射性でよい。パターニングデバイスの例には、マスク、プログラマブルミラーアレイ、及びプログラマブルＬＣＤパネルがある。マスクはリソグラフィにおいて周知のものであり、これには、バイナリマスク、レベンソン型（alternating）位相シフトマスク、ハーフトーン型（attenuated）位相シフトマスクのようなマスクタイプ、更には様々なハイブリッドマスクタイプも含まれる。プログラマブルミラーアレイの一例として、小型ミラーのマトリクス配列を使用し、ミラーは各々、入射する放射ビームＢを異なる方向に反射するように個々に傾斜することができる。傾斜したミラーは、ミラーマトリクスによって反射する放射ビームＢにパターンを付与する。
[029] 本明細書において使用する「投影システム」という用語は、例えば使用する露光放射、又は液浸液の使用や真空の使用などの他の要因に合わせて適宜、例えば屈折光学システム、反射光学システム、反射屈折光学システム、磁気光学システム、電磁気光学システム及び静電光学システム、又はその任意の組み合わせを含む任意のタイプの投影システムを網羅するものとして広義に解釈されるべきである。
[030] 本明細書で示すように、本装置は透過タイプである（例えば透過マスクを使用する）。あるいは、装置は反射タイプでもよい（例えば上記で言及したようなタイプのプログラマブルミラーアレイを使用する、又は反射マスクを使用する）。
[031] リソグラフィ装置は、２つ（デュアルステージ）又はそれ以上の基板テーブルＷＴ（及び／又は２つ以上のマスクテーブル）を有するタイプでよい。このような「マルチステージ」機械においては、追加のテーブルを並行して使用するか、１つ以上の他のテーブルを露光に使用している間に１つ以上のテーブルで予備工程を実行することができる。１つ以上の基板テーブルＷＴに加えて、リソグラフィ装置は、基板テーブルＷＴが投影システムＰＳの下方の位置から離れている場合にその位置にくるよう配置される測定ステージを有してもよい。測定ステージは、基板Ｗを支持するのではなく、リソグラフィ装置の特性を測定するセンサを備えることができる。例えば、投影システムが測定ステージ上のセンサに像を投影することで、像の品質を決定できる。
[032] リソグラフィ装置は、投影システムと基板との間の空間を充填するように、基板Ｗの少なくとも一部を水などの比較的高い屈折率を有する液体で覆えるタイプでもよい。液浸液は、例えばパターニングデバイスＭＡと投影システムＰＳの間など、リソグラフィ装置の他の空間に適用することもできる。液浸技術は、投影システムの開口数を増加させるために当技術分野で使用することができる。本明細書で使用する「液浸」という用語は、基板Ｗなどの構造を液体に沈めなければならないという意味ではなく、露光中に投影システムＰＳと基板Ｗの間に液体が存在するというほどの意味である。
[033] 図１を参照すると、照明システムＩＬは放射源ＳＯから放射ビームＢを受ける。放射源ＳＯ及びリソグラフィ装置は、例えば放射源ＳＯがエキシマレーザである場合に、別々の構成要素であってもよい。このような場合、放射源はリソグラフィ装置の一部を形成すると見なされず、放射ビームＢは、例えば適切な誘導ミラー及び／又はビームエクスパンダなどを備えるビームデリバリシステムＢＤの助けにより、放射源ＳＯから照明システムＩＬへと渡される。他の事例では、例えば放射源ＳＯが水銀ランプの場合は、放射源ＳＯがリソグラフィ装置の一体部分であってもよい。放射源ＳＯ及びイルミネータＩＬは、必要に応じてビームデリバリシステムＢＤとともに放射システムと呼ぶことができる。
[034] 照明システムＩＬは、放射ビームＢの角度強度分布を調整するためのアジャスタＡＤを備えていてもよい。一般に、照明システムの瞳面における強度分布の外側及び／又は内側半径範囲（一般にそれぞれ、σ-outer及びσ-innerと呼ばれる）を調節することができる。また、照明システムＩＬは、インテグレータＩＮ及びコンデンサＣＯなどの他の種々のコンポーネントを備えていてもよい。照明システムＩＬを用いて放射ビームを調節し、その断面にわたって所望の均一性と強度分布とが得られるようにしてもよい。
[035] 放射ビームＢは、支持構造ＭＴ上に保持されているパターニングデバイスＭＴに入射し、パターニングデバイスＭＡによってパターン形成される。パターニングデバイスＭＡを通過した後、放射ビームＢは、ビームを基板Ｗのターゲット部分Ｃ上に合焦させる投影システムＰＳを通過する。第２のポジショナＰＷ及び位置センサＩＦ（例えば、干渉計デバイス、リニアエンコーダ又は容量センサ）の助けにより、基板テーブルＷＴを、例えば様々なターゲット部分Ｃを放射ビームＢの経路に位置決めするように正確に移動できる。同様に、第１のポジショナＰＭと別の位置センサ（図１には明示されていない）を用いて、マスクライブラリからの機械的な取り出し後又はスキャン中などに放射ビームＢの経路に対してパターニングデバイスＭＡを正確に位置決めできる。一般に、支持構造ＭＴの移動は、第１のポジショナＰＭの一部を形成するロングストロークモジュール及びショートストロークモジュールの助けを借りて実現することができる。ロングストロークモジュールは、広範囲の動きにわたってショートストロークモジュールの粗動位置決めを提供することができる。ショートストロークモジュールは、狭い範囲の動きにわたってロングストロークモジュールに対する支持構造ＭＴの微動位置決めを提供することができる。同様に、基板テーブルＷＴの移動は、第２のポジショナＰＷの一部を形成するロングストロークモジュール及びショートストロークモジュールを使用して実現することができる。ロングストロークモジュールは、広範囲の動きにわたってショートストロークモジュールの粗動位置決めを提供することができる。ショートストロークモジュールは、狭い範囲の動きにわたってロングストロークモジュールに対する基板テーブルＷＴの微動位置決めを提供することができる。ステッパの場合（スキャナとは対照的に）、支持構造ＭＴは、ショートストロークアクチュエータのみに接続するか、又は固定してもよい。パターニングデバイスＭＡ及び基板Ｗは、マスクアライメントマークＭ１、Ｍ２及び基板アライメントマークＰ１、Ｐ２を使用して位置合わせすることができる。図示の基板アライメントマークＰ１、Ｐ２は専用のターゲット部分を占有するが、それらはターゲット部分Ｃの間の空間に位置されてもよい（スクライブラインアライメントマークとして既知である）。同様に、パターニングデバイスＭＡ上に複数のダイを設ける状況では、マスクアライメントマークＭ１、Ｍ２は、ダイ間に配置されてもよい。
[036] 図示のリソグラフィ装置は、以下のモードのうち少なくとも１つにて使用可能である。
[037] 第１のモード、いわゆるステップモードでは、支持構造ＭＴ及び基板テーブルＷＴは、基本的に静止状態に維持される一方、放射ビームＢに付与されたパターン全体が１回でターゲット部分Ｃに投影される（すなわち単一静的露光）。次に、別のターゲット部分Ｃを露光できるように、基板テーブルＷＴがＸ方向及び／又はＹ方向に移動される。ステップモードでは、露光フィールドの最大サイズによって、単一静的露光で像が形成されるターゲット部分Ｃのサイズが制限される。
[038] 第２のモード、いわゆるスキャンモードでは、支持構造ＭＴ及び基板テーブルＷＴは同期的にスキャンされる一方、放射ビームＢに付与されるパターンがターゲット部分Ｃに投影される（すなわち単一動的露光）。支持構造ＭＴに対する基板テーブルＷＴの速度及び方向は、投影システムＰＳの拡大（縮小）及び像反転特性によって求めることができる。スキャンモードでは、露光フィールドの最大サイズによって、単一動的露光におけるターゲット部分の（非スキャン方向における）幅が制限され、スキャン動作の長さによってターゲット部分の（スキャン方向における）高さが決まる。
[039] 第３のモードでは、支持構造ＭＴはプログラマブルパターニングデバイスを保持して基本的に静止状態に維持され、基板テーブルＷＴを移動又はスキャンさせながら、放射ビームに与えられたパターンをターゲット部分Ｃに投影する。このモードでは、一般にパルス放射源を使用して、基板テーブルＷＴを移動させる毎に、又はスキャン中に連続する放射パルスの間で、プログラマブルパターニングデバイスを必要に応じて更新する。この動作モードは、以上で言及したようなタイプのプログラマブルミラーアレイなどのプログラマブルパターニングデバイスを使用するマスクレスリソグラフィに容易に利用できる。
[040] 上述した使用モードの組み合わせ及び／又は変形、又は全く異なる使用モードも利用できる。
[041] 図１に示されるようなリソグラフィ装置において、調節空間ＣＳが提供される。典型的には、この調節空間ＣＳに真空とも呼ばれる減圧が与えられて、この調節空間ＣＳで実行されるリソグラフィプロセスに有利な条件を提供する。調節空間ＣＳは複数の真空サブ空間に分割することができる。典型的には、ある真空サブ空間内に基板サポートを配置して、基板サポートの移動によって生じる効果が別の真空サブ空間内に配置されている投影光ボックスのミラー要素のような他の可動要素に伝搬しないことを回避できる。１つの真空サブ空間から別の真空サブ空間へ粒子が運ばれるのを防止するため、ガスロックが提供される。具体的には、１つの真空サブ空間から別の真空サブ空間への粒子回避媒体としてＨ２ガスを供給するガスロックが提供される。
[042] 例えば、１つの真空サブ空間内の基板サポートの移動による流れ制限部のばらつきに起因して、真空サブ空間内のＨ２濃度が変動する可能性がある。局所Ｈ２圧力変動とも呼ばれるこのＨ２濃度の変動は、位置測定干渉計ＩＦによって観察される屈折率の変化を引き起こすことがある。こういった屈折率の変化は、補償されない場合には位置測定誤差を生じ、これは位置測定干渉計の測定精度に対して著しい効果を有する。位置測定干渉計の感度は、例えば約１．４ｎｍ／ｍ／Ｐａ Ｈ２圧力であり得る。
[043] 更に、投影光ボックスミラー要素の位置を決定するように構成された干渉計位置測定システムの各々は、要求される測定軸当たりのノイズレベルのため、別個のレーザ源を必要とすることがある。各レーザ源の基本波長安定性は、様々な干渉計位置測定システムの結果を信頼性高く比較するには充分でない場合がある。
[044] これらの効果の一方又は双方を補償するため、リソグラフィ装置には、波長又は波長変化を追跡するため調節空間ＣＳ内に配置された波長追跡システム１が提供されている。
[045] 図２から図６は、本発明の一実施形態に従った波長追跡システム１の一実施形態を更に詳しく示す。波長追跡システム１は、第１の経路長の第１の反射経路３及び第２の経路長の第２の反射経路４を備える。第１の経路長は第２の経路長よりも長い。この経路長の差は波長追跡ユニット２によって画定される。
[046] 波長追跡ユニット２は、キャビティ開口６を備える波長追跡キャビティ５を含む。キャビティ開口６とは反対側の波長追跡キャビティ５の端面に、第１の反射経路反射面７が設けられている。第１の反射経路反射面７は第１の反射経路３に配置されている。キャビティ開口５に隣接して第２の反射経路反射面８が設けられている。第２の反射経路反射面８は第２の反射経路４に配置されている。
[047] 波長追跡ユニット２は、第１の反射経路反射面７と第２の反射経路反射面８との間の距離が安定している、すなわち一定であるように構築されている。これは、第１の反射経路３の長さと第２の反射経路４の長さとの間に一定の長さの差があることを意味する。この一定の距離の差によって、波長追跡システム１は光ビームの波長又は波長変化を決定することができる。
[048] 波長追跡システム１は更に干渉計システム９及び処理ユニット１０を備える。
[049] 干渉計システム９は、光ビーム、具体的には、少なくとも第１の偏光方向及び第２の偏光方向を有するレーザ光ビームを提供するように構成された光ビーム源１１を備える。光ビームは、この光ビームを第１の測定ビームと第２の測定ビームに分割するように構成されたビームスプリッタ１２によって受光される。ビームスプリッタ１２は非偏光５０％ビームスプリッタである。従って、第１の測定ビーム及び第２の測定ビームはそれぞれ、少なくとも第１の偏光方向及び第２の偏光方向の偏光の光を含む。干渉計システム９は、第１の測定ビームを少なくとも部分的に第１の反射経路３に沿って誘導し、第２の測定ビームを少なくとも部分的に第２の反射経路４に沿って誘導するための、以下で更に詳しく検討するような複数の光学要素を備える。
[050] 第１の光センサ１３は第１の反射経路の端部に配置され、第１の測定ビームを受光し、第１の測定ビームに基づいて第１のセンサ信号を提供する。第２の光センサ１４は第２の反射経路４の端部に配置され、第２の測定ビームを受光し、第２の測定ビームに基づいて第２のセンサ信号を提供する。
[051] 第１の測定ビーム及び第２の測定ビームは、相互に平行に配置された第１の測定面Ａ－Ａ及び第２の測定面Ｂ－Ｂを通って進む。図３に第１の測定面及び第２の測定面が示されている。光ビーム源１１が第１の測定面Ａ－Ａに配置され、第１の光センサ１３及び第２の光センサ１４が第２の測定面Ｂ－Ｂに配置されていることがわかる。
[052] ビームスプリッタ１２で生成された第１の測定ビーム及び第２の測定ビームは、偏光ビームスプリッタ１５へ誘導される。偏光ビームスプリッタ１５は、第１の測定ビームを、第１の偏光方向を有する第１の反射経路ビーム（図２及び図４に示されている）と第２の偏光方向を有する第１の基準ビーム（図５及び図６に示されている）に分割する。これに対応して、偏光ビームスプリッタ１５は、第２の測定ビームを、第１の偏光方向を有する第２の反射経路ビーム（図２及び図４に示されている）と第２の偏光方向を有する第２の基準ビーム（図５及び図６に示されている）に分割する。
[053] 第１の反射経路ビームは、図２に示されているように、偏光ビームスプリッタ１５から第１の反射経路３に沿って波長追跡ユニット２へ伝搬し、キャビティ開口６を通って第１の反射経路反射面７に至る。第１の反射経路ビームは、第１の反射経路反射面７で反射され、第１の反射経路３に沿って戻り、偏光ビームスプリッタ１５に至る。第１の反射経路ビームはこの時点で４分の１波長板（quarter lambda plate）１６を２度通っており、このため、偏光ビームスプリッタ１５によってコーナキューブ１７の方へ反射される。コーナキューブ１７において、第１の反射経路ビームは図３に示されるように第１の測定面Ａ－Ａから第２の測定面Ｂ－Ｂへ移動する。
[054] 図４で見られるように、測定面Ｂ－Ｂにおいて第１の反射経路ビームは、再び偏光ビームスプリッタ１５によって反射され、第１の反射経路３に沿って進み、キャビティ開口６を通って波長追跡キャビティ５に入射し、第１の反射経路反射面７によって反射されて偏光ビームスプリッタ１５に戻る。第２の測定面Ｂ－Ｂでは、第１の反射経路ビームを確実に波長追跡キャビティ５に入射させるため、キャビティ開口６が異なる高さに配置されていることに注意されたい。第１の反射経路ビームは、波長追跡ユニット２に行き来する間に再び４分の１波長板１６を２度通り、このため、偏光ビームスプリッタ１５を通過して第１の光センサ１３へ進む。
[055] 再び図２を参照すると、第２の反射経路ビームは、偏光ビームスプリッタ１５から第２の反射経路４に沿って波長追跡ユニット２へ伝搬し、第２の反射経路反射面８で反射されて偏光ビームスプリッタ１５に戻る。第２の反射経路ビームは４分の１波長板１６を２度通り、偏光ビームスプリッタ１５でコーナキューブ１７の方へ反射される。コーナキューブ１７において、第２の反射経路ビームは図３に示されるように第１の測定面Ａ－Ａから第２の測定面Ｂ－Ｂへ移動する。
[056] 第２の測定面Ｂ－Ｂにおいて第２の反射経路ビームは、図４で見られるように、再び偏光ビームスプリッタ１５によって反射され、第２の反射経路４に沿って進み、キャビティ開口６に隣接した第２の反射経路反射面８によって反射される。第２の反射経路ビームは偏光ビームスプリッタ１５に戻り、これを通過する。第２の光センサ１４は、偏光ビームスプリッタ１５から入射する第２の反射経路ビームを受光するように配置されている。
[057] 図５及び図６は、第１の測定面Ａ－Ａ及び第２の測定面Ｂ－Ｂにおける第１の基準ビーム及び第２の基準ビームの伝搬経路をそれぞれ示す。図５及び図６には波長追跡ユニット２は図示されていないことに注意されたい。図５に示されているように、第１及び第２の基準ビームは、偏光ビームスプリッタ１５で反射される第１及び第２の測定ビームの部分によってそれぞれ形成される。第１の基準ビーム及び第２の基準ビームは、基準ミラー１８で反射されて偏光ビームスプリッタ１５に戻り、この間に４分の１波長板１９を２度通る。次いで偏光ビームスプリッタ１５は第１及び第２の基準ビームをコーナキューブ１７へと透過させ、ここで第１及び第２の基準ビームは、図５に示されている第１の測定面Ａ－Ａから図６に示されている第２の測定面Ｂ－Ｂへ移動する。
[058] 第２の測定面Ｂ－Ｂにおいて、第１及び第２の基準ビームは再び偏光ビームスプリッタ１５によって基準ミラー１８へと透過してここで反射し、このため４分の１波長板１９を２度通る。この結果、第１の基準ビーム及び第２の基準ビームは偏光ビームスプリッタ１５で反射されて、第１の基準ビームが第１の光センサ１３の方へ誘導されると共に第２の基準ビームが第２の光センサ１４の方へ誘導されるようになっている。
[059] 第１の光センサ１３は、第１の光センサ１３によって受光された第１の反射経路ビーム及び第１の基準ビームに基づいて第１のセンサ信号を提供し、第２の光センサ１４は、第２の光センサ１４によって受光された第２の反射経路ビーム及び第２の基準ビームに基づいて第２のセンサ信号を提供する。第１のセンサ信号及び第２のセンサ信号は処理ユニット１０に供給される。処理ユニット１０はローカル処理ユニットとするか、又は、例えば干渉計位置測定システムの処理デバイスもしくはリソグラフィ装置の中央処理デバイスのような別の処理デバイスの一部とすることができる。
[060] 処理ユニット１０では、第１のセンサ信号から第２のセンサ信号を減算して微分信号を決定する。この微分信号を監視することにより、波長又は波長変化を監視することができる。
[061] 図１に示されているような干渉計位置測定システムＩＦは、波長追跡システムによって決定された波長又は波長変化を受信し、この波長又は波長変化に対して干渉計位置測定システムの測定を補償するように構成されている。この補償によって、調節空間ＣＳ内のＨ２濃度の変動に起因した反射率の変化、及び個々の干渉計の波長安定性の効果を補償することができる。
[062] 例えば図２から図６に示されている本発明の波長追跡システム１の実施形態の重要な利点は、干渉計システム９が比較的シンプルな光学設計である点である。干渉計システム９の光学要素は、１つの非偏光ビームスプリッタ１２、１つの偏光ビームスプリッタ１５、及び１つのコーナキューブ１７を含むだけである。更に、必要な光学要素の数が限られているので、干渉計システム９に必要な光学ガラス長も限られている。すなわち、第１の測定ビーム及び第２の測定ビームは、非偏光ビームスプリッタ１２、偏光ビームスプリッタ１５、コーナキューブ１７、及び４分の１波長板１６又は１９を通過するだけである。
[063] 比較的シンプルな光学設計が可能であるのは、第１の測定ビーム及び第２の測定ビームが光学的に結合されて単一の光センサへ誘導されるのではなく、各測定ビームに別個の光センサが提供されるからである。第１の光センサ１３は第１の測定ビームの第１の反射経路ビーム及び第１の基準ビームを受光するように配置され、第２の光センサ１４は第２の測定ビームの第２の反射経路ビーム及び第２の基準ビームを受光するように配置されている。処理ユニット１０において、第１のセンサ信号及び第２のセンサ信号を比較すること、具体的には減算することにより、第１の測定ビーム及び第２の測定ビームは電子的に比較される。
[064] 波長追跡システム１の別の利点は、システムが非線形性について波長追跡システム１を較正できることである。この較正は、干渉計システム９に対して波長追跡ユニットを、少なくとも１つの信号期間、測定方向ＭＤ（図２を参照のこと）に相対移動させることにより実行できる。この相対移動は、干渉計システム９に対して波長追跡ユニット２を移動させること、及び／又は波長追跡ユニット２に対して干渉計システム９を移動させることによって生成できる。相対移動の間、第１の光センサ１３により与えられた第１のセンサ信号及び第２の光センサ１４によって与えられた第２のセンサ信号が処理ユニット１０で受信される。
[065] 次いで、第１の光センサ１３によって与えられた第１のセンサ信号を、例えば処理ユニット１０において用いて、波長追跡システム１の第１の反射経路３の非線形性を決定できる。これに対応して、第２の光センサ１４によって与えられた第２のセンサ信号を用いて、波長追跡システム１の第２の反射経路４の非線形性を決定できる。
[066] 図７は、第１の測定面における、すなわち光ビーム源１０が配置されている測定面における、波長追跡システム１の代替的な実施形態を示す。同じ機能を有する１又は複数の同じ部分は同じ参照番号で示されている。
[067] 全体的に、図７の波長追跡システム１は図２から図６の波長追跡システムと同様に機能する。しかしながら、波長追跡ユニット２の構成は異なっている。この実施形態の波長追跡ユニット２は複数の第１の反射経路反射面７を有し、波長追跡キャビティ５内で第１の反射経路ビームが複数回反射された後にキャビティ開口を通って波長追跡キャビティ５から出射するようになっている。この複数回の反射により、比較的小さい空間内で比較的長い反射経路が得られる。この結果、第１の反射経路３と第２の反射経路４との距離の差は比較的大きくなり、図２から図６に関して記載した波長追跡システム１を使用する波長又は波長変化の測定が容易になる。
[068] 更に、図７の波長追跡システム１では、非偏光ビームスプリッタ１２、偏光ビームスプリッタ１５、コーナキューブ１７、４分の１波長板１６及び１９、並びに基準ミラー１８が、単一の光学ユニットに一体化されている。このような単一の光学ユニットは、必要とする空間が比較的小さく、最適に調節することができる。
[069] 最後に、図２から図７の実施形態は本発明に従った波長追跡システムの例であることに注意されたい。しかしながら、これらの実施形態は限定的な例として見なされるべきではない。
[070] 図８は、本発明の第２の態様に従った干渉計システム１００の第１の実施形態を示す。干渉計システム１００は、例えばリソグラフィ装置の投影システムＰＳの一部のような可動物体２００の絶対位置を決定するように構成されている。可動物体２００は反射測定面２０１を含む。
[071] 干渉計システム１００は、固定光周波数のレーザビームを提供する第１の光源１０１を備えたヘテロダイン干渉計システムである。第１の光源１０１は典型的に固定周波数のレーザビームを提供し、例えば安定化ＨｅＮｅレーザ源である。第１の光源１０１は、当技術分野において既知のように、例えば非偏光ビームスプリッタによって第１の部分と第２の部分に分割されるレーザビームを提供するために使用できる。第１の部分は干渉計光学系１１０へ誘導される。干渉計光学系１１０は、第１の部分を第１のビームと第１の基準ビームに分割するように構成されている。第１のビームは、測定経路長Ｌｘを有する測定経路１０２に沿って可動物体２００の反射測定面２０１へ誘導される。第１のビームは、反射測定面２０１で反射された後、干渉計光学系１１０において第１の基準ビームと再結合される。再結合された第１のビーム及び第１の基準ビームは、光センサデバイス１０３に接続された検出器１０３ｂへ誘導される。レーザビームの第２の部分は、干渉計光学系１１１へ誘導される。干渉計光学系１１１は、第２の部分を第２のビームと第２の基準ビームに分割するように構成されている。第２のビームは、基準経路長Ｌｒｅｆを有する基準経路１０４に沿って反射基準面１０５へ誘導される。第２のビームは、反射基準面１０５で反射された後、干渉計光学系１１１において第２の基準ビームと再結合される。再結合された第２のビーム及び第２の基準ビームは、光センサ１０３に接続された検出器１０３ｃへ誘導される。レーザビームの一部は、光センサ１０３に接続された検出器１０３ａへ誘導される。レーザビームのこの部分は、反射測定面２０１とも反射基準面１０５とも相互作用していない。
[072] 反射基準面１０５は、測定のための基準位置として使用される固定位置に配置されている。従って、反射基準面１０５が設けられている構成は本質的に安定であるよう意図される。すなわち、干渉計システム１００に対する反射基準面１０５の位置は一定である。従って、基準経路１０４の長さＬｒｅｆも一定の長さである。
[073] 検出器１０３ａは、レーザビームの一部を光センサデバイス１０３の光ダイオードへ伝搬する。検出器１０３ｂは、再結合された第１のビームと第１の基準ビームを光センサデバイス１０３の別の光ダイオードへ伝搬する。検出器１０３ｃは、再結合された第２のビームと第２の基準ビームを光センサデバイス１０３の更に別の光ダイオードへ伝搬する。これらの光ダイオードの測定値は光センサデバイス１０３を介して処理ユニット１０６に供給される。処理ユニット１０６は、検出器１０３ｂによる入力に基づいて第１の測定位相値ｐｈ１ｘを発生する。あるいは、処理ユニット１０６は、検出器１０３ｂによる入力及び検出器１０３ａによる入力に基づいて第１の測定位相値ｐｈ１ｘを発生して、第１の光源１０１と干渉計光学系１１０との間のレーザビームの外乱を補償してもよい。処理ユニット１０６は、検出器１０３ｃによる入力に基づいて第１の基準位相値ｐｈ１ｒｅｆを発生する。あるいは、処理ユニット１０６は、検出器１０３ｃによる入力及び検出器１０３ａによる入力に基づいて第１の基準位相値ｐｈ１ｒｅｆを発生して、第１の光源１０１と干渉計光学系１１１との間のレーザビームの外乱を補償してもよい。第１の測定位相値ｐｈ１ｘは、測定物体２００の距離又は変位、すなわち測定経路長Ｌｘを表す。第１の基準位相値ｐｈ１ｒｅｆは、一定の長さである基準経路長Ｌｒｅｆを表す。
[074] 干渉計システム１００は第２の光源１０７を備える。第２の光源１０７は調節可能光周波数を有する。図示されている実施形態において、第２の光源１０７は、例えば波長可変レーザ源から調節可能光周波数の第２のレーザビームを提供するように構成されている。第２のレーザビームは、別の第１の部分と別の第２の部分に分割される。第１の部分と同様、別の第１の部分は干渉計光学系１１０へ誘導される。干渉計光学系１１０は、別の第１の部分を別の第１のビームと別の第１の基準ビームに分割するように構成されている。別の第１のビームは、測定経路長Ｌｘを有する測定経路１０２に沿って可動物体２００の反射測定面２０１へ誘導される。別の第１のビームは、反射測定面２０１で反射された後、干渉計光学系１１０において別の第１の基準ビームと再結合される。再結合された別の第１のビーム及び別の第１の基準ビームは、光センサデバイス１０３に接続された検出器１０３ｂへ誘導される。別の第２の部分は干渉計光学系１１１へ誘導される。干渉計光学系１１１は、別の第２の部分を別の第２のビームと別の第２の基準ビームに分割するように構成されている。別の第２のビームは、基準経路長Ｌｒｅｆを有する基準経路１０４に沿って反射基準面１０５へ誘導される。別の第２のビームは、反射基準面１０５で反射された後、干渉計光学系１１１において別の第２の基準ビームと再結合される。再結合された別の第２のビーム及び別の第２の基準ビームは、光センサデバイス１０３に接続された検出器１０３ｃへ誘導される。
[075] 第２のレーザビームの一部は、光センサデバイス１０３に接続された検出器１０３ａへ誘導される。第２のレーザビームのこの部分は、反射測定面２０１とも反射基準面１０５とも相互作用していない。
[076] 検出器１０３ａは、第２のレーザビームの一部を光センサデバイス１０３の光ダイオードへ伝搬する。検出器１０３ｂは、再結合された別の第１のビームと別の第１の基準ビームを光センサデバイス１０３の別の光ダイオードへ伝搬する。検出器１０３ｃは、再結合された別の第２のビームと別の第２の基準ビームを光センサデバイス１０３の更に別の光ダイオードへ伝搬する。これらの光ダイオードの測定値は光センサデバイス１０３を介して処理ユニット１０６に供給される。処理ユニット１０６は、検出器１０３ｂによる入力に基づいて第２の測定位相値ｐｈ２ｘを発生する。あるいは、処理ユニット１０６は、検出器１０３ｂによる入力及び検出器１０３ａによる入力に基づいて第２の測定位相値ｐｈ２ｘを発生して、第２の光源１０７と干渉計光学系１１０との間の第２のレーザビームの外乱を補償してもよい。処理ユニット１０６は、検出器１０３ｃによる入力に基づいて第２の基準位相値ｐｈ２ｒｅｆを発生する。あるいは、処理ユニット１０６は、検出器１０３ｃによる入力及び検出器１０３ａによる入力に基づいて第２の基準位相値ｐｈ２ｒｅｆを発生して、第２の光源１０７と干渉計光学系１１１との間の第２のレーザビームの外乱を補償してもよい。第２の測定位相値ｐｈ２ｘは、測定物体２００の距離又は変位、すなわち測定経路長Ｌｘを表す。第２の基準位相値ｐｈ２ｒｅｆは、一定の長さである基準経路長Ｌｒｅｆを表す。
[077] 従って、図８に示されているように、レーザビーム及び第２のレーザビームはロションプリズム（Rochon prism）１０８で結合された後に同じ経路を進む。一実施形態では、ロションプリズム１０８以外の光学コンポーネントを用いてレーザビームと第２のレーザビームを結合することができる。
[078] 処理ユニット１０６は、第１の測定位相値ｐｈ１ｘ、第１の基準位相値ｐｈ１ｒｅｆ、第２の測定位相値ｐｈ２ｘ、及び第２の基準位相値ｐｈ２ｒｅｆを区別するように構成されている。第１の測定位相値ｐｈ１ｘは、可動物体２００の移動に起因して変化する。第２の測定位相値ｐｈ２ｘは、可動物体２００の移動及び第２のレーザビームの調節可能光周波数の変化に起因して変化する。第１の光源１０１は固定光周波数のレーザビームを提供するので、第１の測定位相値ｐｈ１ｘは可動物体２００の変位を表し、第２の測定位相値ｐｈ２ｘは、可動物体２００の変位に加えて、第２のレーザビームの光の周波数変化すなわち波長変動も表すことができる。
[079] 光センサデバイス１０３による測定中に、第１の測定位相値ｐｈ１ｘ、第２の測定位相値ｐｈ２ｘ、第１の基準位相値ｐｈ１ｒｅｆ、及び第２の基準位相値ｐｈ２ｒｅｆを測定することができる。本出願では、単一の時点におけるこれら４つの測定位相値の組み合わせがデータポイントとして示される。従って、１つのデータポイントは、特定の時点における第１の測定位相値ｐｈ１ｘ、第２の測定位相値ｐｈ２ｘ、第１の基準位相値ｐｈ１ｒｅｆ、及び第２の基準位相値ｐｈ２ｒｅｆを含む。
[080] 可動物体２００が測定中に静止位置に留まっており、調節可能光源１０７の調節可能光周波数が経時的に変化すると仮定すると、第２のレーザビームにおける光の調節可能光周波数の変化によって発生する経時的な第２の測定位相値ｐｈ２ｘ及び第２の基準位相値ｐｈ２ｒｅｆの変化に基づいて、測定経路長Ｌｘと基準経路長Ｌｒｅｆとの長さ比Ｌｒａｔを処理ユニット１０６により以下のように決定することができる。
Ｌｒａｔ＝Ｌｘ／Ｌｒｅｆ＝■ｐｈ２ｘ／■ｐｈ２ｒｅｆ
[081] 基準経路の長さＬｒｅｆは一定であり既知であるので、可動物体２００の絶対位置は、次のように決定できる。
Ｌｘ＝Ｌｒａｔ＊Ｌｒｅｆ
[082] このように、可動物体２００が静止位置に留まっているならば、第２の光源１０７の周波数変化は可動物体２００の絶対位置を計算するための充分なデータを与える。しかしながら実際には、可動物体２００はこのように絶対位置を決定するため充分な静止状態に留まっていないのが通常である。可動物体２００は、例えば外部からの影響によって発生する振動性の移動を生じることがある。
[083] 本発明の第２の態様の方法によれば、選択基準に従ってデータポイントを選択して可動物体２００の移動を補償することが提案される。可動物体２００の移動を補償することで、可動物体２００の絶対位置を干渉計システム１００自体により決定すること、すなわち追加のゼロ設定センサを必要とせずに決定することが可能となる。
[084] 第１のビームによって可動物体２００の相対変位を決定できるので、第１の測定位相値ｐｈ１ｘ及び第２の測定位相値ｐｈ２ｘの測定中に可動物体２００が移動しているか否かを判定することができる。そのような方法の第１の実施形態では、全ての収集されたデータポイントから、第１のビームを用いて測定された可動物体２００の相対位置が同一であるデータポイントが選択される。この方法によれば、干渉計システム１００を用いた測定で収集された全てのデータポイントが比較される。第１の測定位相値ｐｈ１ｘが同一であるデータポイントを選択して、データポイントセットを形成する。このデータポイントセットは、各データポイントで可動物体２００が同一の位置にあるので可動物体２００が移動していないかのように見える測定シーケンスに類似している。
[085] ここで図９を参照してデータポイントのこの選択について更に詳しく説明する。図９の上部は、第１の基準位相値ｐｈ１ｒｅｆ及び第２の基準位相値ｐｈ２ｒｅｆを経時的に示す。第１の光源１０１により与えられる第２のビームの光の一定の波長が、第１の基準位相値ｐｈ１ｒｅｆの一定の値を生じることがわかる。第２の光源１０７により与えられる別の第２のビームの光の経時的に変調された波長の変化は、第２の基準位相値ｐｈ２ｒｅｆの変調値を生じる。図９の下部には、第１の光源１０１の第１のビーム及び第２の光源１０７の別の第１のビームの測定から得られた第１の測定位相値ｐｈ１ｘ及び第２の測定位相値ｐｈ２ｘが経時的に示されている。第１の位相値ｐｈ１ｘの推移から、可動物体２００が、例えば振動性の移動のような、ある位置範囲内での前後の移動を生じていることがわかる。第２の測定位相値ｐｈ２ｘは、別の第１のビームの変調周波数によって追加される効果を示す。
[086] 可動物体２００の絶対位置を決定する方法の実施形態に従って、同一の第１の測定位相値ｐｈ１ｘを有する複数のデータポイントを選択してデータポイントセットを形成する。少なくとも２つのデータポイントが必要であるが、３つ以上のデータポイントを有すると、より高精度な絶対位置の決定に役立つ。図９では、一例として、各々がゼロに等しい第１の測定位相値ｐｈ１ｘを有する３つのデータポイントＡ、Ｂ、及びＣが示されている。これらのデータポイントＡ、Ｂ、及びＣをデータポイントセットとして使用することができる。実際には、データポイントセットはもっと多くのデータポイントを含み得る。データポイントセット内の各データポイントの第１の測定位相値ｐｈ１ｘが等しいならば、ゼロの代わりに第１の測定位相値ｐｈ１ｘの他の任意の値を選択することができる。多くのデータポイントで利用できる値を選択すると有利である。
[087] このようなデータポイントセットにおいて、可動物体２００の絶対位置を上述したように決定できる。すなわち、第２の測定位相値ｐｈ２ｘ及び第２の基準位相値ｐｈ２ｒｅｆに基づいて長さ比Ｌｒａｔを決定することができる。長さ比Ｌｒａｔを計算したら、この長さ比Ｌｒａｔ及び基準経路１０４の既知の長さから、可動物体２００の絶対位置を計算することができる。
[088] 一例として、図１０は、データポイントセットの各データポイントの第２の測定位相値ｐｈ２ｘ及び第２の基準位相値ｐｈ２ｒｅｆがプロットされている図を示す。これらの位相値に直線をフィットさせる（fit）ことでデータポイントセットの長さ比Ｌｒａｔを決定できることがわかる。しかしながら、データポイントセットから長さ比Ｌｒａｔを計算する他の任意の方法を適用してもよい。
[089] この方法の結果を向上させるため、収集されたデータポイントから、各データポイントセット内の第１の測定位相値ｐｈ１ｘが同一であるデータポイントセットを追加して複数選択することができる。それぞれのデータポイントセットで第１の測定位相値ｐｈ１ｘの異なる値を選択してもよい。各データポイントセットで計算された可動物体２００の絶対位置を組み合わせること、典型的には重み係数を用いて平均することで、精度を高めた可動物体２００の単一の絶対位置の決定が可能となる。重み係数の値は、例えば各データポイントセット内のデータポイントの数に依存し得る。データポイントセット内のデータポイント数が多くなればなるほど重み係数の値を大きくすればよい。
[090] 相当な数のデータポイントを含むデータポイントセットを有するためには、データポイントセットの基礎を形成する第１の測定位相値ｐｈ１ｘと一致する位置に可動物体２００定期的に位置決めする必要がある。従ってこの方法は、可動物体２００が、例えば図９に示されているような振動性の移動を生じるときのように、特定の位置範囲内で前後の移動を生じる場合に特にうまく機能する。
[091] しかしながら、可動物体２００が前後に移動せず、単一方向すなわち軸に沿った正の方向又は負の方向に移動する可能性がある。この場合、データポイントは、第１の測定位相値ｐｈ１ｘが同一である２つのデータポイントを持たない。
[092] 本発明の第２の態様の方法の別の実施形態によれば、可動物体２００が単一方向に移動する場合にも可動物体２００の絶対位置を決定することができる。この第２の実施形態も、データポイント群から特定のデータポイントセットを選択することと、この選択した特定のデータポイントセットから可動物体２００の絶対位置を計算することと、に基づいている。第２の実施形態は、第１の光源１０１のレーザビームの固定光周波数が一定であり、第２の光源１０７の別のレーザビームの調節可能光周波数が変調していると仮定する。更に、基準経路長Ｌｒｅｆは一定であるが、測定経路長Ｌｘは一定でない、すなわち可動物体２００は移動していると仮定する。
[093] 第２の実施形態では、第２の基準位相値ｐｈ２ｒｅｆが同一である２つのデータポイントが選択される。具体的には、データポイントを選択するステップは、第１の時点Ｔ１における第１のデータポイントＤＰ１、第２の時点Ｔ２における第２のデータポイントＤＰ２、及び第３の時点Ｔ３における第３のデータポイントＤＰ３を含む３つのデータポイントのセットを選択することを含む。第１の時点Ｔ１、第２の時点Ｔ２、及び第３の時点Ｔ３は、時系列である必要はない。第１のデータポイントの第２の基準位相値ｐｈ２ｒｅｆ（Ｔ１）及び第３のデータポイントの第２の基準位相値ｐｈ２ｒｅｆ（Ｔ３）は同一であるように選択され、第２のデータポイントの第２の基準位相値ｐｈ２ｒｅｆ（Ｔ２）は、第１のデータポイントの第２の基準位相値ｐｈ２ｒｅｆ（Ｔ１）及び第３のデータポイントの第２の基準位相値ｐｈ２ｒｅｆ（Ｔ３）とは異なるように選択される。
[094] この３つのデータポイントのセットに基づいて、時点Ｔ２における可動物体２００の絶対位置を以下のように計算することができる。
[095] Ｌｒａｔ（Ｔ２）＝■ｐｈ２ｘ（Ｔ２，Ｔ１）／■ｐｈ２ｒｅｆ（Ｔ２，Ｔ１）－［■ｐｈ１ｘ（Ｔ２，Ｔ１）＊■ｐｈ２ｒｅｆ（Ｔ３，Ｔ１）］／［■ｐｈ２ｘ（Ｔ３，Ｔ１）＊■ｐｈ２ｒｅｆ（Ｔ２，Ｔ１）］
ここで、Ｌｒａｔ（Ｔ２）はＴ２におけるＬｘとＬｒｅｆとの長さ比であり、
Δｐｈ２ｘ（Ｔ２，Ｔ１）はＴ２とＴ１との間の第２の測定位相値ｐｈ２ｘの変化であり、
Δｐｈ２ｒｅｆ（Ｔ２，Ｔ１）はＴ２とＴ１との間の第２の基準位相値ｐｈ２ｒｅｆの変化であり、
Δｐｈ１ｘ（Ｔ２，Ｔ１）はＴ２とＴ１との間の第１の測定位相値ｐｈ１ｘの変化であり、
Δｐｈ２ｘ（Ｔ３，Ｔ１）はＴ３とＴ１との間の第２の測定位相値ｐｈ２ｘの変化であり、
Δｐｈ１ｘ（Ｔ３，Ｔ１）はＴ３とＴ１との間の第１の測定位相値ｐｈ１ｘの変化である。
[096] Ｌｒａｔ（Ｔ２）が計算されたら、第２の時点Ｔ２における可動物体２００の絶対位置を以下のように計算することができる。
Ｌｘ（Ｔ２）＝Ｌｒａｔ（Ｔ２）＊Ｌｒｅｆ（Ｔ２）
ここで、Ｌｘ（Ｔ２）は時点Ｔ２における可動物体２００の絶対位置であり、Ｌｒｅｆ（Ｔ２）はＴ２における基準経路長Ｌｒｅｆである。基準経路長Ｌｒｅｆは一定であることに注意されたい。
方法のこの実施形態を用いて可動物体２００の絶対位置を計算するためには、Δｐｈ１ｘ（Ｔ３，Ｔ１）はゼロに等しくてはならない、すなわち、Ｔ１とＴ３との間に可動物体２００の何らかの移動が存在しなければならないことに注意されたい。また、Δｐｈ２ｒｅｆ（Ｔ２，Ｔ１）はゼロに等しくてはならない。すなわち、第２の光源１０７の別のレーザビームの波長はＴ２とＴ１との間で変化しなければならない。更に、可動物体２００がＴ２とＴ１との間で移動しなかった場合、Δｐｈ１ｘ（Ｔ２，Ｔ１）はゼロに等しく、数式の第２の部分［Δｐｈ１ｘ（Ｔ２，Ｔ１）＊Δｐｈ２ｒｅｆ（Ｔ３，Ｔ１）］／［Δｐｈ２ｘ（Ｔ３，Ｔ１）＊Δｐｈ２ｒｅｆ（Ｔ２，Ｔ１）］もゼロに等しいことに注意されたい。言い換えると、数式のこの第２の部分は、データポイント収集中の可動物体２００の移動に対する補償を与える。
[097] 図１１は、第２の実施形態に従った３つのデータポイントの選択の一例を示す。図１１の上部は、第１の測定位相値ｐｈ１ｘ及び第２の測定位相値ｐｈ２ｘを経時的に示す。第１の測定位相値ｐｈ１ｘの推移から、可動物体２００が単一方向に移動していることがわかる。第２の測定位相値ｐｈ２ｘは、第２の測定ビームの変調周波数によって追加される効果を示す。Δｐｈ１ｘ（Ｔ２，Ｔ１）がゼロに等しくないか、又はΔｐｈ１ｘ（Ｔ２，Ｔ３）及びΔｐｈ１ｘ（Ｔ３，Ｔ１）が双方ともゼロに等しくないならば、可動物体２００は単一方向に移動するのではなく前後に移動している可能性もある。
[098] 図１１の下部は、第１の基準位相値ｐｈ１ｒｅｆ及び第２の基準位相値ｐｈ２ｒｅｆを経時的に示す。反射基準表面１０５は固定位置にあるので、第１の基準位相値ｐｈ１ｒｅｆは経時的に一定である。第２の基準位相値ｐｈ２ｒｅｆは、第２の測定ビームの変調周波数の効果を示す。
[099] 第２の実施形態の選択基準に従って、第２の基準位相値ｐｈ２ｒｅｆ同一の値に基づき、この場合は第２の基準位相値ｐｈ２ｒｅｆのグラフの２つの下端から、第１のデータポイントＤＰ１及び第３のデータポイントＤＰ３が選択される。第２のデータポイントＤＰ２は、異なる第２の基準位相値ｐｈ２ｒｅｆを有する任意のデータポイントとすればよい。好ましくは、選択される第２のデータポイントは、例えば図１１に示されているグラフの上端にあるか又は上端付近のように、第１及び第３のデータポイントの第２の基準位相値ｐｈ２ｒｅｆから大きく逸脱した第２の基準位相値ｐｈ２ｒｅｆを有する。
[0100] 実際には、３つのデータポイントのセットを複数選択して方法の精度を向上させることができる。３つのデータポイントのセットの各々について、可動物体２００の絶対位置を決定すればよい。３つのデータポイントのセットの各々に基づいて決定された可動物体２００の絶対位置を組み合わせること、例えば平均することで、可動物体２００の単一の絶対位置を計算できる。
[0101] 本発明の第２の態様に従った方法の利点は、別個のゼロ設定センサを必要とすることなく、干渉計システム１００によって基準位置に対する可動物体２００の絶対位置の決定が可能となることである。これにより、位置測定システムの設計をいっそうシンプルにすることができる。
[0102] 更に、干渉計システム１００によって、位置測定システムのいっそう大きい動作範囲にわたって可動物体２００の絶対位置を決定することが可能となる。可動物体２００の絶対位置の測定を行うために可動物体２００を特定のゼロ設定センサの測定範囲内に置く必要はない。
[0103] 更に、絶対位置の決定は可動物体２００の移動とは独立して行われる。
[0104] 本発明の第２の態様の一実施形態では、干渉計システム１００の基準経路１０４のメートル単位又は同様の単位の絶対的長さを決定するステップも提供される。基準経路１０４のこの絶対的長さは以下のように計算できる。
可動物体２００の第１の位置ｐｏｓ１において測定経路長Ｌｘと基準経路長Ｌｒｅｆとの第１の長さ比Ｌｒａｔ１を測定し、
第１の測定位相値ｐｈ１ｘを用いて可動物体２００の変位を測定しながら、可動物体２００を第１の位置ｐｏｓ１から第２の位置ｐｏｓ２へ移動させ、
可動物体２００の第２の位置ｐｏｓ２における測定経路長Ｌｘと基準経路長Ｌｒｅｆとの第２の長さ比Ｌｒａｔ２を測定し、
第１の長さ比Ｌｒａｔ１、可動物体の変位Δｐｈ１ｘ（ｐｏ２，ｐｏｓ１）、及び第２の長さ比Ｌｒａｔ２に基づいて、基準経路長Ｌｒｅｆを計算する。
[0105] この基準経路長は以下のように計算することができる。
[0106] Ｌｒｅｆ＝Ｌｒａｔ１＊（■ｐｈ１ｘ（ｐｏｓ２，ｐｏｓ１）＊Ｌｒａｔ２）／（Ｌｒａｔ１－Ｌｒａｔ２）
[0107] また、以下によって、第１の位置Ｌｘ（ｐｏｓ１）における測定経路長を計算することも可能である。
[0108] Ｌｘ（ｐｏｓ１）＝（■ｐｈ１ｘ（ｐｏｓ２，ｐｏｓ１）＊Ｌｒａｔ２）／（Ｌｒａｔ１－Ｌｒａｔ２）
[0109] 図１２は、本発明の第２の態様に従った干渉計システム１００の第２の実施形態を示す。干渉計システム１００は、例えばリソグラフィ装置の投影システムＰＳの一部のような可動物体２００の絶対位置を決定するように構成されている。可動物体２００は反射測定面２０１を含む。図１２の実施形態の干渉計システム１００は、波長変調を用いた合成ヘテロダイン干渉計システムである。
[0110] 干渉計システム１００は、第１の光周波数の第１のレーザビームを提供する第１の光源１０１を備える。第１の光周波数は、この実施形態では、第１の高周波数変調信号によって変調された第１の光周波数ベース値を有する安定化光周波数である。第１の高周波数変調信号は高周波数変調器１１５によって提供される。第１のレーザビームの高周波数変調による波長変動は比較的小さい。
[0111] 第１の光源１０１により提供された第１のレーザビームは、例えばビームスプリッタ１０９によって、少なくとも第１の部分及び第２の部分に分割される。第１の部分は干渉計光学系１１０へ誘導される。干渉計光学系１１０は、第１の部分を第１のビームと第１の基準ビームに分割するように構成されている。第１のビームは、測定経路長Ｌｘを有する測定経路１０２に沿って可動物体２００の反射測定面２０１へ誘導される。第１のビームは、反射測定面２０１によって反射された後、干渉計光学系１１０において第１の基準ビームと再結合される。再結合された第１のビーム及び第１の基準ビームは、光センサデバイス１０３に接続された第２の検出器１０３ｂへ誘導される。
[0112] 干渉計光学系１１０は、レーザビームの第１の部分を第１のビームと第１の基準ビームに分割する半透明ミラー１１０ａと、第１の基準ビームを反射して半透明ミラー１１０ａへ戻す反射面１１０ｂと、を備える。他の実施形態では、第１のビーム及び第１の基準ビームを生成し再結合するため他の干渉計光学系１１０を提供してもよく、例えば、第１の部分の伝搬方向に対して垂直に配置されて第１のビームを透過すると共に第１の基準ビームを反射する半透明ミラー等を提供すればよい。
[0113] レーザビームの第２の部分は干渉計光学系１１１へ誘導される。干渉計光学系１１１は、第２の部分を第２のビームと第２の基準ビームに分割するように構成されている。第２のビームは、基準経路長Ｌｒｅｆを有する基準経路１０４に沿って反射基準面１０５へ誘導される。第２のビームは、反射基準面１０５によって反射された後、干渉計光学系１１１において第２の基準ビームと再結合される。再結合された第２のビーム及び第２の基準ビームは、光センサデバイス１０３に接続された第３の検出器１０３ｃへ誘導される。
[0114] 干渉計光学系１１１は、レーザビームの第１の部分を第１のビームと第１の基準ビームに分割する半透明ミラー１１１ａと、第１の基準ビームを反射して半透明ミラー１１１ａへ戻す反射面１１１ｂと、を備える。他の実施形態では、第１のビーム及び第１の基準ビームを生成し再結合するため他の干渉計光学系１１０を提供してもよく、例えば、第１の部分の伝搬方向に対して垂直に配置されて第１のビームを透過すると共に第１の基準ビームを反射する半透明ミラー等を提供すればよい。
[0115] 反射基準面１０５は、測定のための基準位置として使用される固定位置に配置されている。従って、反射基準面１０５が設けられている構成は本質的に安定であるよう意図される。すなわち、干渉計システム１００に対する反射基準面１０５の位置は一定である。従って、基準経路１０４の長さＬｒｅｆも一定の長さである。
[0116] 干渉計システム１００は第２の光源１０７を備える。第２の光源１０７は第２の光周波数を有する。図示されている実施形態において、第２の光源１０７は、例えば波長可変レーザ源から調節可能光周波数を有する第２のレーザビームを提供するように構成されている。
[0117] 低周波数変調器１１６は、光源１０７に低周波数変調信号を提供するよう構成されている。第２の光周波数は、低周波数変調器１１６により提供された低周波数変調信号によって変調された第２の光周波数ベース値である。更に、第２の光源１０７は高周波数変調器１１５に接続されて高周波数変調信号を受信する。合成へテロダイン位相検出スキームを可能とするため、第２の光周波数は、高周波数変調器１１５により提供される高周波数変調信号によっても変調される。
[0118] 低周波数変調及び高周波数変調の変調軌道は任意の適切な形状を有し得るが、典型的には三角形又は正弦曲線プロファイルである。
[0119] 第１の光周波数及び第２の光周波数は、これらが２つの異なる重複しない周波数範囲内にあるように選択される。例えば、第１の光周波数ベース値は約１５１０ｎｍであり、例えばｃ／１５１０ｅ－９～＝２００ＴＨｚの光周波数に対応する。復調アルゴリズムに応じて、各検出器における位相変調が、例えば２位相サイクルに対する１／８のような１位相サイクルのオーダーの振幅を有するように、周波数を高周波数変調信号によって変調する。
[0120] レーザ源の周波数変調Δｆによって生じる各検出器Δφにおける位相変調は、干渉計の測定経路と基準経路の光路長差ＯＰＤと共に線形に変化する（Δφ／２π＝ＯＰＤ・Δｆ／ｃ（ｃ＝光の速度））。従って、各検出器で同一の位相変調を達成するため、長いＯＰＤでは小さい周波数変調が必要となる。高周波数変調信号は、例えば少なくとも０．１ＭＨｚの周波数を有し、例えば１ＭＨｚ～３０ＭＨｚの範囲内であり得る。
[0121] 調節可能周波数信号の第２の光周波数ベース値は、例えば１５３５ｎｍとすればよい。これによる調節可能周波数信号の振幅は、低周波数変調信号からは例えば＋／－１４ｎｍ（＋／－２ＴＨｚ）であり、高周波数変調信号からは例えば＋０．０００１ｎｍであり得る（Δｆ＝（ｃ／ＯＰＤ）・（Δφ／２π））。１メートルのＯＰＤについて、２位相変調の１／８のためには、ｃ／８Ｈｚ周波数変調が必要である（～＝３７．５ＭＨｚ変調、又は約１８．７５ＭＨｚの振幅）。この結果、調節可能周波数信号の第２の周波数範囲は１５２０ｎｍ～１５５０ｎｍとなる。低周波数変調信号は、例えば１０００Ｈｚ未満の周波数を有し、例えば０．１Ｈｚ～１００Ｈｚの範囲内であり得る。
[0122] 第２の光源１０７によって与えられる第２のレーザビームは、例えばビームスプリッタ１０９によって、別の第１の部分及び別の第２の部分に分割される。第１の部分と同様、別の第１の部分は干渉計光学系１１０へ誘導される。干渉計光学系１１０は、別の第１の部分を別の第１のビームと別の第１の基準ビームに分割するように構成されている。別の第１のビームは、測定経路長Ｌｘを有する測定経路１０２に沿って可動物体２００の反射測定面２０１へ誘導される。別の第１のビームは、反射測定面２０１で反射された後、干渉計光学系１１０において別の第１の基準ビームと再結合される。
[0123] 再結合された別の第１のビーム及び別の第１の基準ビームは、第１のビーム及び第１の基準ビームと同様に、光センサデバイス１０３に接続された検出器１０３ｂの方へ誘導される。しかしながら、検出器１０３ｂへ向かう経路に提供された第１の光学フィルタユニット１１７は、第１のビーム及び第１の基準ビームを透過すると共に別の第１のビーム及び別の第１の基準ビームを反射するように構成されている。第１の光学フィルタユニット１１７は例えば、１５２０ｎｍ～１５５０ｎｍの第２の周波数範囲内の光周波数を有する光を反射し、１５０９ｎｍ～１５１１ｎｍの第１の周波数範囲内の光周波数を有する光を反射しないファイバブラッググレーティング（Fibre Bragg grating）である。
[0124] 反射された別の第１のビーム及び別の第１の基準ビームは、光学サーキュレータ１１８を介して第４の検出器１０３ｄへ誘導される。
[0125] 第２のレーザビームの別の第２の部分は干渉計光学系１１１へ誘導される。干渉計光学系１１１は、別の第２の部分を別の第２のビームと別の第２の基準ビームに分割するように構成されている。別の第２のビームは、基準経路長Ｌｒｅｆを有する基準経路１０４に沿って反射基準面１０５へ誘導される。別の第２のビームは、反射基準面１０５で反射された後、干渉計光学系１１１において別の第２の基準ビームと再結合される。
[0126] 再結合された別の第２のビーム及び別の第２の基準ビームは、第２のビーム及び第２の基準ビームと同様に、光センサデバイス１０３に接続された検出器１０３ｃの方へ誘導される。しかしながら、検出器１０３ｃへ向かう経路に提供された第２の光学フィルタユニット１１９は、第２のビーム及び第２の基準ビームを透過すると共に別の第２のビーム及び別の第２の基準ビームを反射するように構成されている。第２の光学フィルタユニット１１９は例えば、１５２０ｎｍ～１５５０ｎｍの第２の周波数範囲内の光周波数を有する光を反射し、１５０９ｎｍ～１５１１ｎｍの第１の周波数範囲内の光周波数を有する光を反射しないファイバブラッググレーティングである。第１の光学フィルタユニット１１７及び第２の光学フィルタユニット１１９は、ビーム、基準ビーム、別のビーム、及び別の基準ビームの組み合わせを、ビーム及び基準ビームと別のビーム及び別の基準ビームに分割するよう構成された任意の光学フィルタユニットとすればよい。この分割は、第１の周波数範囲及び第２の周波数範囲に基づいて実行できる。第１の光学フィルタユニットは、例えば帯域フィルタ、ローパスフィルタ、又はハイパスフィルタとすればよい。
[0127] 反射された別の第２のビーム及び別の第２の基準ビームは、第２の光学サーキュレータ１２０を介して第５の検出器１０３ｅへ誘導される。
[0128] 第２のレーザビームの第３の部分は、光センサデバイス１０３の第１の光ダイオードに接続された第１の検出器１０３ａへ誘導される。第２のレーザビームのこの第３の部分は、反射測定面２０１とも反射基準面１０５とも相互作用していない。図示されている実施形態において、第２のレーザビームの第３の部分はガス吸収セル１２１を介して誘導される。ガス吸収セル１２１は、第２のレーザビームの第３の部分の１つ以上の特定の光波長を吸収するために用いられる。通常、第２の光周波数が第２の周波数範囲をスイープする場合、第２の光周波数はガス吸収セル１２１によって吸収される１つ以上の特定波長を通過する。ガス吸収セル１２１は、ガス吸収セル１２１によって吸収される特定波長がわかるように較正される。これらの特定波長は、第１の検出器１０３ａで受信される測定信号に基づいて決定できる。この情報を処理ユニット１０６に供給して、第３の検出器１０３ｃ及び第５の検出器１０３ｅで受信される第２の光周波数の波長を較正することができる。また、他のタイプの較正された基準を用いて、第３の検出器１０３ｃ及び第５の検出器１０３ｅで受信される第２の光周波数の波長を較正してもよく、例えば、別の既知の波長に対する比較を用いたトワイマン－グリーン（Twyman-Green）干渉計を含む波長計、周波数コム（frequency comb）による別の波長に対する比較を用いた波長計、又は他の適切な方法を使用できる。
[0129] 代替的な実施形態では、ガス吸収セルを測定の基準として直接使用してもよい。そのような実施形態では、ガス吸収セルが反射基準面１０５の測定の代わりになる。
[0130] 一実施形態では、第１のレーザ源１０１の第１のレーザビームの第３の部分も、ガス吸収セルを介して光センサデバイス１０３の検出器へ誘導してもよい。この検出器によって受信された信号を、第１のレーザビームの周波数安定化のために使用できる。
[0131] 上記で説明したように、第２の検出器１０３ｂは、再結合された第１のビーム及び第１の基準ビームを光センサデバイス１０３の第２の光ダイオードへ伝搬する。第３の検出器１０３ｃは、再結合された第２のビーム及び第２の基準ビームを光センサデバイス１０３の第３の光ダイオードへ伝搬する。第４の検出器１０３ｃは、再結合された別の第１のビーム及び別の第１の基準ビームを光センサデバイス１０３の第４の光ダイオードへ伝搬する。また、第５の検出器１０３ｅは、再結合された別の第２のビーム及び別の第２の基準ビームを光センサデバイス１０３の第５の光ダイオードへ伝搬する。
[0132] これらの光ダイオードの測定値は処理ユニット１０６に供給される。処理ユニット１０６は、検出器１０３ｂによる入力に基づく第１の測定位相値ｐｈ１ｘ及び検出器１０３ｃによる入力に基づく第１の基準位相値ｐｈ１ｒｅｆを発生する。第１の測定位相値ｐｈ１ｘは、測定物体２００の距離又は変位、すなわち測定経路長Ｌｘを表す。第１の基準位相値ｐｈ１ｒｅｆは、一定の長さである基準経路長Ｌｒｅｆを表す。
[0133] 処理ユニット１０６は、検出器１０３ｄによる入力に基づく第２の測定位相値ｐｈ２ｘ及び検出器１０３ｅによる入力に基づく第２の基準位相値ｐｈ２ｒｅｆを発生する。第２の測定位相値ｐｈ２ｘは、測定物体２００の距離又は変位、すなわち測定経路長Ｌｘを表す。第２の基準位相値ｐｈ２ｒｅｆは、一定の長さである基準経路長Ｌｒｅｆを表す。
[0134] 第１のレーザビーム及び第２のレーザビームの変調を用いて、第１の測定位相値ｐｈ１ｘ、第１の基準位相値ｐｈ１ｒｅｆ、第２の測定位相値ｐｈ２ｘ、及び第２の基準位相値ｐｈ２ｒｅｆを決定する。第２の検出器１０３ｂ、第３の検出器１０３ｃ、第４の検出器１０３ｄ、及び第５の検出器１０３ｅのうち１つにより受信された各干渉計信号は、変調周波数の奇数高調波信号及び偶数高調波信号に復調される。変調周波数のこれらの奇数高調波信号及び偶数高調波信号の振幅を用いて、第１の測定位相値ｐｈ１ｘ、第１の基準位相値ｐｈ１ｒｅｆ、第２の測定位相値ｐｈ２ｘ、及び第２の基準位相値ｐｈ２ｒｅｆのどれをそれぞれ決定できるかに基づき、位相直交信号を構築することができる。
[0135] 任意選択的に、高周波数変調器１１５及び低周波数変調信号１１６によって提供される周波数を処理ユニット１０６に供給してもよい。これらの周波数は干渉計信号の復調のための入力として使用され得る。
[0136] 第１の測定位相値ｐｈ１ｘ、第１の基準位相値ｐｈ１ｒｅｆ、第２の測定位相値ｐｈ２ｘ、及び第２の基準位相値ｐｈ２ｒｅｆに基づいて、図８に示されている実施形態を参照しながら上記で説明したように、可動物体２００の絶対位置及び位置変化を決定することができる。
[0137] 図１２の実施形態の利点は、第１のレーザビームの第１の周波数及び第２のレーザビームの第２の周波数が異なり、重複しないことである。この周波数範囲の差によって、第１の光学フィルタユニット１１７で第１のビーム及び第１の基準ビームを別の第１のビーム及び別の第１の基準ビームから分割することと、第２の光学フィルタユニット１１９で第２のビーム及び第２の基準ビームを別の第２のビーム及び別の第２の基準ビームから分割することが可能となる。
[0138] この分割の利点は、第１のビームと第１の基準ビームの組み合わせ、別の第１のビームと別の第１の基準ビームの組み合わせ、第２のビームと第２の基準ビームの組み合わせ、及び別の第２のビームと別の第２の基準ビームの組み合わせがそれぞれ、４つの検出器１０３ｂ、１０３ｃ、１０３ｄ、及び１０３ｅのうち１つで受光されるので、各波長変調に関連付けられた信号のゼロ次と１次の高調波を用いて位相直交信号を生成できることである。この結果として一般的に、例えば各信号の１次と２次の高調波を用いることに比べ、ノイズレベルが低くなる。ゼロ次高調波の使用が可能であるのは、第１の光学フィルタユニット１１７及び第２の光学フィルタユニット１１９によって各ビームが光学的に分離されているからである。
[0139] 別の利点は、光センサデバイス１０３における各チャネルのアナログ－デジタル変換範囲全体を、単一位相の検出専用に使えること、すなわち、第１のビームと第１の基準ビーム、別の第１のビームと別の第１の基準ビーム、第２のビームと第２の基準ビーム、及び別の第２のビームと別の第２の基準ビームの組み合わせのうち１つの検出専用に使えることである。この結果、２つの光源１０１、１０７のレーザの混合干渉信号が単一の検出器によって検出される実施形態に比べて低いノイズレベルが得られる。
[0140] 別のビーム及び別の基準ビームからビーム及び基準ビームを分割することの他の利点は、第１の光源１０１の第１のレーザビーム及び第２のレーザ源１０７の第２のレーザビームの双方に対して高周波数変調器１１５の同一の高周波数変調信号を使用できることである。このため、第１の光源１０１及び第２の光源１０７には１つの高周波数変調器１１５しか必要でない。
[0141] それにもかかわらず、第１のフィルタユニット１１７及び／又は第２のフィルタユニット１１９を用いてビーム及び基準ビームを別のビーム及び別の基準ビームから分割することで得られる上述の利点のうちいくつかは、第２の高周波数変調器１２２（図１２に破線で示されている）によって提供される第２の高周波数変調信号によって第１のレーザビームが変調されると共に、高周波数変調器１１５によって提供される高周波数変調信号によって第２のレーザビームが変調される干渉計システム１００の実施形態においても使用され得る。
[0142] 図１２の実施形態において、干渉計システム１００はシングルパス干渉計システムである。代替的な実施形態では、マルチパスシステムを適用してもよい。反射測定面２０１及び反射基準面の測定に用いられるビームは、コリメートビーム又は集束ビーム等、任意の適切なタイプとすればよい。
[0143] 図１２の実施形態において、第１の周波数、すなわち第１のレーザ源１０１の安定化させた第１の周波数の比較的小さい波長変動と、低周波数変調信号を用いた波長の調節によって生じる第２の周波数範囲は、重複していない。あるいは、第１の周波数と第２の周波数範囲は重複してもよい。第２の周波数範囲の周波数範囲は第１の周波数の変動よりも著しく大きいので、測定のかなりの部分を用いて、第１の測定位相値ｐｈ１ｘ、第１の基準位相値ｐｈ１ｒｅｆ、第２の測定位相値ｐｈ２ｘ、及び第２の基準位相値ｐｈ２ｒｅｆを決定することが依然として可能である。第１の光周波数及び第２の光周波数が同一である場合にのみ、一般的には第２の光周波数の周波数が第１の光周波数に近い場合に、測定値を用いて信頼性高く各位相値を決定することはできない。
[0144] 一実施形態では、光ファイバを用いて第１及び第２のレーザビーム又はそれらの部分を誘導することができる。ファイバタイプの光学ビームスプリッタ及び光学サーキュレータを用いて、レーザビームを複数の部分に分割すると共に、レーザビーム又はレーザビームの部分を所望の光路に沿って誘導することができる。
[0145] 図１３は、本発明の第２の態様に従った干渉計システム１００の第３の実施形態を示す。実質的に同一の機能を有する１又は複数の同様の部分は同一の参照番号で示されている。
[0146] この実施形態において、高周波数変調器１１５は、第１の光源１０１の第１のレーザビームを変調するため高周波数変調信号を与えるように構成されている。低周波数変調器１１６は、第２のレーザ源１０７によって与えられる第２のレーザビームを変調するため提供されている。第１のレーザビームの高周波数変調に起因した波長変動は、第２のレーザビームの低周波数変調に起因した波長変動に対して相対的に極めて小さい。第２の光周波数は高周波数変調信号によって変調されない。
[0147] 図１２の実施形態と同様、第１のレーザビームは、例えばビームスプリッタ１０９によって第１の部分と第２の部分に分割される。第１の部分は、測定経路１０２に沿って誘導される第１のビームと第１の基準ビームに分割される。第２の部分は、基準経路１０４に沿って誘導される第２のビームと第２の基準ビームに分割される。第２のレーザビームは、例えばビームスプリッタ１０９によって別の第１の部分と別の第２の部分に分割される。別の第１の部分は、測定経路１０２に沿って誘導される別の第１のビームと別の第１の基準ビームに分割される。別の第２の部分は、基準経路１０４に沿って誘導される別の第２のビームと別の第２の基準ビームに分割される。
[0148] 第２の検出器１０３ｂは、第１のビームと第１の基準ビームの組み合わせ、及び別の第１のビームと別の第１の基準ビームの組み合わせを受光する。第３の検出器１０３ｃは、第２のビームと第２の基準ビームの組み合わせ、及び別の第２のビームと別の第２の基準ビームの組み合わせを受光する。
[0149] 第２の検出器１０３ｂ及び第３の検出器１０３ｃに関連付けられた光ダイオードの測定値は、処理ユニット１０６に供給される。処理ユニット１０６は、検出器１０３ｂによる入力に基づく第１の測定位相値ｐｈ１ｘ及び検出器１０３ｃによる入力に基づく第１の基準位相値ｐｈ１ｒｅｆを発生する。第１の測定位相値ｐｈ１ｘは、測定物体２００の距離又は変位、すなわち測定経路長Ｌｘを表す。第１の基準位相値ｐｈ１ｒｅｆは、一定の物理的長さである基準経路長Ｌｒｅｆを表す。従って、基準経路長Ｌｒｅｆで測定されるあらゆる変化は、レーザ周波数及び／又は屈折率すなわち光路長の変化によって引き起こされる。処理ユニット１０６は更に、検出器１０３ｂによる入力に基づく第２の測定位相値ｐｈ２ｘ及び検出器１０３ｃによる入力に基づく第２の基準位相値ｐｈ２ｒｅｆを発生する。第２の測定位相値ｐｈ２ｘは、測定物体２００の距離又は変位、すなわち測定経路長Ｌｘを表す。第２の基準位相値ｐｈ２ｒｅｆは、一定の物理的長さである基準経路長Ｌｒｅｆを表す。
[0150] 第１のレーザビームの高周波変調を用いて、第１の測定位相値ｐｈ１ｘ及び第１の基準位相値ｐｈ１ｒｅｆを決定する。第１のビーム及び第１の基準ビームを含み、高周波数変調信号の周波数に関連付けることができる、第２の検出器１０３ｂで取得された各干渉計信号内の周波数成分から奇数及び偶数の高調波の周波数パワーを決定することによって、第１の測定位相値ｐｈ１ｘを構築するため使用される位相直交信号を取得する。これと同様に、第２のビーム及び第２の基準ビームを含み、高周波数変調信号の周波数に関連付けることができる、第３の検出器１０３ｃで取得された各干渉計信号内の周波数成分から奇数及び偶数の高調波の周波数パワーを決定することによって、第１の基準位相値ｐｈ１ｒｅｆを構築するため使用される位相直交信号を取得する。
[0151] 第２のレーザビームの低周波変調を用いて、第２の測定位相値ｐｈ２ｘ及び第２の基準位相値ｐｈ２ｒｅｆを決定する。以下に等しい周波数Ｆｄｅｍｏｄを有する干渉信号の位相を決定することによって、第２の測定位相値ｐｈ２ｘを取得できる。
[0152] Ｆｄｅｍｏｄ＝ＬＦｍｏｄ＊ＯＰＤ／ｃ
[0153] ここで、ＬＦｍｏｄは、低周波数変調器１１６によって提供される低周波数変調信号の周波数のスイープ率であり（単位はＨｚ／ｓ）、
ＯＰＤは、測定経路１０４の測定経路長Ｌｘと基準経路１０４の基準経路長Ｌｒｅｆとの光路長差（単位はｍ）であり、
ｃは光の速度である（単位はｍ／ｓ）。
[0154] これを達成するため様々な周波数位相解析技法を適用することができ、例えば、少なくとも周波数Ｆｄｅｍｏｄにほぼ等しい周波数を有するコサイン及びサイン復調信号による復調を適用できる。この周波数位相解析技法に基づいて、第２の測定位相値ｐｈ２ｘ及び第２の基準位相値ｐｈ２ｒｅｆを取得できる。
[0155] 任意選択的に、高周波数変調器１１５及び低周波数変調器１１６によって提供される周波数を処理ユニット１０６に供給してもよい。これらの周波数は、第２の検出器１０３ｂ及び第３の検出器１０３ｃで受信される干渉計信号の復調のための入力として使用され得る。
[0156] 更に、光学フィルタユニットを提供して、第１のレーザビーム及び第２のレーザビームから生じた光を各周波数範囲に基づいて分割することで、ビームと干渉ビームのそれぞれの組み合わせに専用の検出器及び光学チャネルを光センサデバイス１０３において提供することも可能である。
[0157] 一度、第１の測定位相値ｐｈ１ｘ、第１の基準位相値ｐｈ１ｒｅｆ、第２の測定位相値ｐｈ２ｘ、及び第２の基準位相値ｐｈ２ｒｅｆが決定されたら、図８の実施形態を参照しながら説明した技法を用いて、反射測定面２０１の絶対位置及び／又は相対位置の変化を干渉計システム１００により決定することができる。
[0158] 以上、いくつかの光路が自由空間内に画定され、いくつかが光ファイバによって画定されている干渉計システムの実施形態を示した。代替的な実施形態では、自由空間内の光路が光ファイバによって提供され、光ファイバによって画定された光路が自由空間内に提供されてもよい。干渉計システムの一実施形態において、光路は主に光ファイバによって画定され、これにより、例えば測定経路Ｌｘ及び基準経路Ｌｒｅｆが自由空間内に画定される。
[0159] 本発明は、次の条項によって記述されてもよい。
１． 波長追跡システムであって、
第１の経路長の第１の反射経路及び第２の経路長の第２の反射経路を提供する安定した位置の反射面を有する波長追跡ユニットであって、前記第１の経路長は前記第２の経路長よりも実質的に長い、波長追跡ユニットと、
干渉計システムであって、
光ビームを第１の測定ビームと第２の測定ビームに分割するためのビームスプリッタと、
前記第１の測定ビームを少なくとも部分的に前記第１の反射経路に沿って誘導すると共に前記第２の測定ビームを少なくとも部分的に前記第２の反射経路に沿って誘導するための少なくとも１つの光学要素と、
前記第１の反射経路の端部に配置されて、前記第１の測定ビームを受光すると共に前記第１の測定ビームに基づいて第１のセンサ信号を提供するための第１の光センサと、
前記第２の反射経路の端部に配置されて、前記第２の測定ビームを受光すると共に前記第２の測定ビームに基づいて第２のセンサ信号を提供するための第２の光センサと、
前記第１のセンサ信号及び前記第２のセンサ信号に基づいて波長又は波長変化を決定するための処理ユニットと、
を含む干渉計システムと、
を備える波長追跡システム。
２． 前記処理ユニットは前記第１のセンサ信号から前記第２のセンサ信号を減算して波長又は波長変化を決定するように構成されている、条項１に記載の波長追跡システム。
３． 干渉計システムは、前記光ビームを提供するための光ビーム源、具体的にはレーザビーム源を含む、条項１又は２に記載の波長追跡システム。
４． 前記ビームスプリッタは非偏光ビームスプリッタである、条項１から３のいずれかに記載の波長追跡システム。
５． 前記少なくとも１つの光学要素は前記第１の測定ビームを第１の反射経路ビームと第１の基準ビームに分割するように構成され、前記第１の反射経路ビームは前記第１の反射経路に沿って前記第１の光センサへ誘導され、前記第１の基準ビームは前記波長追跡ユニットの反射面によって反射されることなく第１の基準経路に沿って前記第１の光センサへ誘導され、
前記少なくとも１つの光学要素は前記第２の測定ビームを第２の反射経路ビームと第２の基準ビームに分割するように構成され、前記第２の反射経路ビームは前記第２の反射経路に沿って前記第２の光センサへ誘導され、前記第２の基準ビームは前記波長追跡ユニットの反射面によって反射されることなく第２の基準経路に沿って前記第２の光センサへ誘導される、条項１から４のいずれかに記載の波長追跡システム。
６． 前記少なくとも１つの光学要素は、
前記第１の測定ビームを前記第１の反射器経路ビームと前記第１の基準ビームに分割すると共に前記第２の測定ビームを前記第２の反射器経路ビームと前記第２の基準ビームに分割するための偏光ビームスプリッタを含む、条項５に記載の波長追跡システム。
７． 前記少なくとも１つの光学要素は前記第１の基準経路及び前記第２の基準経路に配置された１つ以上の基準反射ミラーを含む、条項５又は６に記載の波長追跡システム。
８． 前記波長追跡システムは第１の測定面及び第２の測定面を備え、前記第１の測定面は前記第２の測定面と平行であり、前記光ビーム源は前記第１の測定面に配置され、前記第１の光センサ及び前記第２の光センサは前記第２の測定面に配置されている、条項１から７のいずれかに記載の波長追跡システム。
９． 前記少なくとも１つの光学要素は、前記第１の反射経路ビーム、前記第１の基準ビーム、前記第２の反射経路ビーム、及び／又は前記第２の基準ビームを、前記第１の測定面から前記第２の測定面へ移動させるためのコーナキューブを含む、条項１から７のいずれか及び条項８に記載の波長追跡システム。
１０． 前記波長追跡ユニットはキャビティ開口を備える少なくとも１つの波長追跡キャビティを含み、前記キャビティは前記第１の反射経路に配置された１つ以上の第１の反射経路反射面を含み、前記第２の反射経路に配置された少なくとも１つの第２の反射経路反射面が前記キャビティ開口に隣接して提供されている、条項１から９のいずれかに記載の波長追跡システム。
１１． 前記ビームスプリッタ、前記偏光ビームスプリッタ、前記１つの基準反射ミラー、及び前記コーナキューブは、単一の光学要素ユニットにおいて提供されている、条項６、７、及び９に記載の波長追跡システム。
１２． 条項１から１１のいずれかに記載された波長追跡システムを較正するための方法であって、
前記干渉計システムに対して前記波長追跡ユニットを測定方向に移動させるステップと、
前記第１のセンサからの前記第１のセンサ信号及び前記第２のセンサの前記第２のセンサ信号を取得するステップと、
前記第１のセンサ信号に基づいて前記波長追跡システムの前記第１の反射経路の非線形性を決定するステップと、
前記第２のセンサ信号に基づいて前記波長追跡システムの前記第２の反射経路の非線形性を決定するステップと、
を含む方法。
１３． リソグラフィ装置であって、
調節空間と、
前記調節空間内に配置された可動物体と、
前記調節空間内の前記可動物体の位置を測定するための干渉計位置測定システムと、
条項１から１２のいずれかに記載の波長追跡システムと、
を備え、前記干渉計位置測定システムは、前記波長追跡システムによって決定された波長又は波長変化を受信すると共に前記波長又は波長変化に対して前記干渉計位置測定システムの測定を補償するように構成されている、リソグラフィ装置。
１４． 前記調節空間は減圧空間である、条項１３に記載のリソグラフィ装置。
１５． 前記可動物体は前記リソグラフィ装置の投影光ボックスの光学要素又は前記リソグラフィ装置の基板サポートである、条項１３に記載のリソグラフィ装置。
１６． 干渉計システムを用いて基準位置に対する可動物体の絶対位置を決定するための方法であって、前記干渉計システムは、
第１の光周波数を有する第１のビーム及び第２のビームを提供するように構成された第１の光源と、
第２の光周波数を有する別の第１のビーム及び別の第２のビームを提供するように構成された第２の光源と、を備え、前記第２の光周波数は調節可能光周波数であり、
前記方法は、
前記第１のビーム及び前記別の第１のビームを同時に測定経路に沿って前記可動物体の反射面に投影し、前記第２の光源の前記調節可能光周波数を変化させながら前記第２のビーム及び前記別の第２のビームを基準経路に沿って基準ミラーに投影し、前記基準経路は固定長を有する、ステップと、
前記第１のビームに基づく第１の測定位相値、前記別の第１のビームに基づく第２の測定位相値、前記第２のビームに基づく第１の基準位相値、及び前記別の第２のビームに基づく第２の基準位相値を決定するステップと、
前記第１の測定位相値、前記第２の測定位相値、前記第１の基準位相値、及び前記第２の基準位相値に基づいて前記絶対位置を決定するステップと、
を含む方法。
１７． データポイントは、単一の時点における前記第１の測定位相値、前記第２の測定位相値、前記第１の基準位相値、及び前記第２の基準位相値の組み合わせであり、
前記方法は複数のデータポイントを収集するステップを含み、各データポイントにおいて前記第１の測定位相値は同一である、条項１６に記載の方法。
１８． 前記複数のデータポイントを収集する際に前記物体をある位置範囲内で前後に移動させることを含む、条項１７に記載の方法。
１９． 前記物体を前後に移動させることは振動性の移動を形成する、条項１８に記載の方法。
２０． 前記複数のデータポイントを収集する前記ステップは、複数のデータポイントを含むセットを複数生成するように繰り返され、複数のセットの各々において前記第１の測定位相値は異なっている、条項１７から１９のいずれかに記載の方法。
２１． データポイントは、単一の時点における前記第１の測定位相値、前記第２の測定位相値、前記第１の基準位相値、及び前記第２の基準位相値の組み合わせであり、
前記方法は、第１のデータポイント、第２のデータポイント、及び第３のデータポイントを収集するステップを含み、前記第２のデータポイントは前記第１のデータポイントとは異なり、前記第１のデータポイント及び前記第３のデータポイントは同一の第２の基準位相値を有し、前記第２のデータポイントは、前記第１のデータポイント及び前記第３のデータポイントの前記第２の基準位相値とは異なる第２の基準位相値を有する、条項１６に記載の方法。
２２． 前記可動物体が単一方向の移動を生じる場合、第１のデータポイント、第２のデータポイント、及び第３のデータポイントを収集するステップを用いることを含む、条項２１に記載の方法。
２３． 前記第２のデータポイントと前記第１のデータポイントとの間の前記第２の測定位相値の変化、
前記第２のデータポイントと前記第１のデータポイントとの間の前記第２の基準位相値の変化、
前記第２のデータポイントと前記第１のデータポイントとの間の前記第１の測定位相値の変化、
前記第３のデータポイントと前記第１のデータポイントとの間の前記第２の測定位相値の変化、及び
前記第３のデータポイントと前記第１のデータポイントとの間の前記第１の測定位相値の変化、
に基づいて前記絶対値を決定することを含む、条項２２に記載の方法。
２４． ３つのデータポイントを含むセットを複数収集するように、前記第１のデータポイント、前記第２のデータポイント、及び前記第３のデータポイントを収集するステップを繰り返すことを含み、前記可動物体の前記絶対位置を決定する前記ステップは、３つのデータポイントを含む各セットに基づいて決定された前記絶対値を組み合わせること、例えば平均することに基づく、条項２１から２３のいずれかに記載の方法。
２５． 前記方法は前記干渉計システムの前記基準経路の絶対的長さを決定するステップを更に含む、条項２１から２４のいずれかに記載の方法。
２６． 前記基準経路の前記絶対的長さを決定する前記ステップは、
前記可動物体の第１の位置において前記測定経路長と前記基準経路長との第１の長さ比を測定することと、
前記第１のビーム及び前記第２のビームを用いて前記可動物体の前記変位を測定しながら、前記可動物体を前記第１の位置から第２の位置へ移動させることと、
前記可動物体の前記第２の位置における前記測定経路長と前記基準経路長との第２の長さ比を測定することと、
前記第１の長さ比、前記可動物体の前記変位、及び前記第２の長さ比に基づいて、前記基準経路の長さを計算することと、
を含む、条項２５に記載の方法。
２７． 前記第１の光周波数は固定光周波数値である、条項１６から２６のいずれかに記載の方法。
２８． 前記第１の光周波数は調節可能光周波数であり、前記調節可能光周波数は第１の高周波数変調信号によって変調された第１の光周波数ベース値を含む、条項１６から２６のいずれかに記載の方法。
２９． 前記第２の光周波数は低周波数変調信号によって変調された第２の光周波数ベース値である、条項１６から２８のいずれかに記載の方法。
３０． 前記変調された第１の光周波数は第１の周波数変動を有し、前記変調された第２の光周波数は第２の周波数変動を有し、前記第１の周波数変動は前記第２の周波数変動よりも小さい、条項２８及び２９に記載の方法。
３１． 前記第２の光周波数は更に第２の高周波数変調信号によって変調されている、条項３０に記載の方法。
３２． 前記第１の光周波数は第１の周波数範囲内で変調され、前記第２の光周波数は第２の周波数範囲内で変調され、前記第１の周波数範囲及び前記第２の周波数範囲は重複していない、条項３１に記載の方法。
３３． 前記方法は、
前記測定経路から受光された前記光を、前記第１のビームから生じた光を含む第１の測定経路ビームと、前記別の第１のビームから生じた光を含む第２の測定経路ビームと、に光学的に分割すること、及び／又は、
前記基準経路から受光された前記光を、前記第２のビームから生じた光を含む第１の基準経路ビームと、前記別の第２のビームから生じた光を含む第２の基準経路ビームと、に光学的に分割することを含み、
光学的に分割することは、前記第１の周波数範囲内の光を前記第２の周波数範囲内の光からフィルタリングすることを含む、条項３２に記載の方法。
３４． 前記第１の測定位相値、前記第２の測定位相値、前記第１の基準位相値、及び／又は前記第２の基準位相値を決定することは、各変調信号の奇数高調波及び偶数高調波の復調に基づく、条項２８から３３のいずれかに記載の方法。
３５． 前記方法は、前記第１の高周波数変調信号、前記第２の高周波数変調信号、及び／又は前記低周波数変調信号を測定することと、前記測定された各変調信号を、前記各変調信号の奇数高調波及び偶数高調波の復調のための入力として使用することと、を含む、条項３４に記載の方法。
３６． 前記方法は、較正された基準を用いて前記第２の光周波数の絶対周波数を決定するステップを含む、条項１６から３５のいずれかに記載の方法。
３７． 前記干渉計システムはヘテロダイン干渉計システム又は合成ヘテロダイン干渉計システムである、条項１６から３６のいずれかに記載の方法。
３８． 反射測定面を有する可動物体の位置を決定するための干渉計システムであって、
第１の光周波数を有する第１のビーム及び第２のビームを提供するための第１の光源と、
第２の光周波数を有する別の第１のビーム及び別の第２のビームを提供するための第２の光源であって、前記第２の光周波数は調節可能光周波数である、第２の光源と、
反射基準面と、
光センサと、
を備え、前記干渉計システムは条項１６から３７のいずれか１項の方法を実行するように構成されている、干渉計システム。
３９． 前記干渉計システムは第１の高周波数変調信号を提供するための少なくとも１つの高周波数変調器を備え、前記第１の光周波数は前記第１の高周波数変調信号によって変調されている、条項３８に記載の干渉計システム。
４０． 前記干渉計システムは提供するための少なくとも１つの高周波数変調器を備え、前記調節可能光周波数は前記第２の高周波数変調信号によって変調されている、条項３８又は３９に記載の干渉計システム。
４１． 前記第１の高周波数変調信号及び前記第２の高周波数変調信号は同一の周波数を有し、前記第１の高周波数変調信号及び前記第２の高周波数変調信号は好ましくは同一の高周波数変調器によって提供される、条項３９及び４０に記載の干渉計システム。
４２． 前記干渉計システムは第１の低周波数変調信号を提供するための少なくとも１つの低周波数変調器を備え、前記調節可能光周波数は前記第１の低周波数変調信号によって変調されている、条項３８から４１のいずれかに記載の干渉計システム。
４３． 前記干渉計システムは、
前記測定経路から受光された光を、前記第１のビームから生じた光を含む第１の測定経路ビームと、前記第２のビームから生じた光を含む第２の測定経路ビームと、に分割するための第１の周波数ベースの光スプリッタ、及び／又は
前記基準経路から受光された光を、前記別の第１のビームから生じた光を含む第１の基準経路ビームと、前記別の第２のビームから生じた光を含む第２の基準経路ビームと、に分割するための第２の周波数ベースの光スプリッタ、
を備える、条項３８から４２のいずれかに記載の干渉計システム。
４４． 前記干渉計システムは前記調節可能光周波数の絶対周波数を決定するため較正された基準を含む、条項３８から４３のいずれかに記載の干渉計システム。
４５． 条項３９から４４のいずれかに記載の干渉計システムを備えるリソグラフィ装置。
４６． 前記可動物体は前記リソグラフィ装置の投影システムの一部である、条項４５に記載のリソグラフィ装置。
[0160] 本文ではＩＣの製造におけるリソグラフィ装置の使用に特に言及しているが、本明細書で説明するリソグラフィ装置には他の用途もあることを理解されたい。例えば、これは、集積光学システム、磁気ドメインメモリ用ガイダンス及び検出パターン、フラットパネルディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッドなどの製造である。こうした代替的な用途に照らして、本明細書で「ウェーハ」又は「ダイ」という用語を使用している場合、それぞれ「基板」又は「ターゲット部分」という、より一般的な用語と同義と見なしてよいことが当業者には認識される。本明細書に述べている基板は、露光前又は露光後に、例えばトラック（通常はレジストの層を基板に塗布し、露光したレジストを現像するツール）、メトロロジツール及び／又はインスペクションツールで処理することができる。適宜、本明細書の開示は、以上及びその他の基板プロセスツールに適用することができる。更に基板は、例えば多層ＩＣを生成するために、複数回処理することができ、したがって本明細書で使用する基板という用語は、既に複数の処理済み層を含む基板も指すことができる。
[0161] 光リソグラフィの分野での本発明の実施形態の使用に特に言及してきたが、本発明は文脈によってはその他の分野、例えばインプリントリソグラフィでも使用することができ、光リソグラフィに限定されないことを理解されたい。インプリントリソグラフィでは、パターニングデバイス内のトポグラフィが基板上に作成されたパターンを画定する。パターニングデバイスのトポグラフィは基板に供給されたレジスト層内に刻印され、電磁放射、熱、圧力又はそれらの組み合わせを適用することでレジストは硬化する。パターニングデバイスはレジストから取り除かれ、レジストが硬化すると、内部にパターンが残される。
[0162] 以上、本発明の特定の実施形態を説明したが、説明とは異なる方法でも本発明を実践できることが理解される。例えば、本発明は、上記で開示したような方法を述べる機械読み取り式命令の１つ以上のシーケンスを含むコンピュータプログラム、又はこのようなコンピュータプログラムを内部に記憶したデータ記憶媒体（例えば半導体メモリ、磁気又は光ディスク）の形態をとることができる。
[0163] 上記の説明は例示的であり、限定的ではない。したがって、請求の範囲から逸脱することなく、記載されたような本発明を変更できることが当業者には明白である。

Claims (15)

  1. 波長追跡システムであって、
    第１の経路長の第１の反射経路及び第２の経路長の第２の反射経路を提供する安定した位置の反射面を有する波長追跡ユニットであって、前記第１の経路長は前記第２の経路長よりも実質的に長い、波長追跡ユニットと、
    干渉計システムであって、
    光ビームを第１の測定ビームと第２の測定ビームに分割するためのビームスプリッタと、
    前記第１の測定ビームを少なくとも部分的に前記第１の反射経路に沿って誘導すると共に前記第２の測定ビームを少なくとも部分的に前記第２の反射経路に沿って誘導するための少なくとも１つの光学要素と、
    前記第１の反射経路の端部に配置されて、前記第１の測定ビームを受光すると共に前記第１の測定ビームに基づいて第１のセンサ信号を提供するための第１の光センサと、
    前記第２の反射経路の端部に配置されて、前記第２の測定ビームを受光すると共に前記第２の測定ビームに基づいて第２のセンサ信号を提供するための第２の光センサと、
    前記第１のセンサ信号及び前記第２のセンサ信号に基づいて波長又は波長変化を決定するための処理ユニットと、
    を含む干渉計システムと、
    を備える波長追跡システム。
  2. 前記少なくとも１つの光学要素は前記第１の測定ビームを第１の反射経路ビームと第１の基準ビームに分割するように構成され、前記第１の反射経路ビームは前記第１の反射経路に沿って前記第１の光センサへ誘導され、前記第１の基準ビームは前記波長追跡ユニットの反射面によって反射されることなく第１の基準経路に沿って前記第１の光センサへ誘導され、
    前記少なくとも１つの光学要素は前記第２の測定ビームを第２の反射経路ビームと第２の基準ビームに分割するように構成され、前記第２の反射経路ビームは前記第２の反射経路に沿って前記第２の光センサへ誘導され、前記第２の基準ビームは前記波長追跡ユニットの反射面によって反射されることなく第２の基準経路に沿って前記第２の光センサへ誘導される、請求項１に記載の波長追跡システム。
  3. 前記少なくとも１つの光学要素は、
    前記第１の測定ビームを前記第１の反射器経路ビームと前記第１の基準ビームに分割すると共に前記第２の測定ビームを前記第２の反射器経路ビームと前記第２の基準ビームに分割するための偏光ビームスプリッタを含む、請求項２に記載の波長追跡システム。
  4. 前記波長追跡システムは第１の測定面及び第２の測定面を備え、前記第１の測定面は前記第２の測定面と平行であり、前記光ビーム源は前記第１の測定面に配置され、前記第１の光センサ及び前記第２の光センサは前記第２の測定面に配置されている、請求項１から３のいずれかに記載の波長追跡システム。
  5. 前記波長追跡ユニットはキャビティ開口を備える少なくとも１つの波長追跡キャビティを含み、前記キャビティは前記第１の反射経路に配置された１つ以上の第１の反射経路反射面を含み、前記第２の反射経路に配置された少なくとも１つの第２の反射経路反射面が前記キャビティ開口に隣接して提供されている、請求項１から４のいずれかに記載の波長追跡システム。
  6. 請求項１から５のいずれかに記載された波長追跡システムを較正するための方法であって、
    前記干渉計システムに対して前記波長追跡ユニットを測定方向に移動させるステップと、
    前記第１のセンサからの前記第１のセンサ信号及び前記第２のセンサの前記第２のセンサ信号を取得するステップと、
    前記第１のセンサ信号に基づいて前記波長追跡システムの前記第１の反射経路の非線形性を決定するステップと、
    前記第２のセンサ信号に基づいて前記波長追跡システムの前記第２の反射経路の非線形性を決定するステップと、
    を含む方法。
  7. リソグラフィ装置であって、
    調節空間と、
    前記調節空間内に配置された可動物体と、
    前記調節空間内の前記可動物体の位置を測定するための干渉計位置測定システムと、
    請求項１から６のいずれかに記載の波長追跡システムと、
    を備え、前記干渉計位置測定システムは、前記波長追跡システムによって決定された波長又は波長変化を受信すると共に前記波長又は波長変化に対して前記干渉計位置測定システムの測定を補償するように構成されている、リソグラフィ装置。
  8. 干渉計システムを用いて基準位置に対する可動物体の絶対位置を決定するための方法であって、前記干渉計システムは、
    第１の光周波数を有する第１のビーム及び第２のビームを提供するように構成された第１の光源と、
    第２の光周波数を有する別の第１のビーム及び別の第２のビームを提供するように構成された第２の光源と、を備え、前記第２の光周波数は調節可能光周波数であり、
    前記方法は、
    前記第１のビーム及び前記別の第１のビームを同時に測定経路に沿って前記可動物体の反射面に投影し、前記第２の光源の前記調節可能光周波数を変化させながら前記第２のビーム及び前記別の第２のビームを基準経路に沿って反射基準面に投影し、前記基準経路は固定長を有する、ステップと、
    前記第１のビームに基づく第１の測定位相値、前記別の第１のビームに基づく第２の測定位相値、前記第２のビームに基づく第１の基準位相値、及び前記別の第２のビームに基づく第２の基準位相値を決定するステップと、
    前記第１の測定位相値、前記第２の測定位相値、前記第１の基準位相値、及び前記第２の基準位相値に基づいて前記絶対位置を決定するステップと、
    を含む方法。
  9. データポイントは、単一の時点における前記第１の測定位相値、前記第２の測定位相値、前記第１の基準位相値、及び前記第２の基準位相値の組み合わせであり、
    前記方法は複数のデータポイントを収集するステップを含み、各データポイントにおいて前記第１の測定位相値は同一である、請求項８に記載の方法。
  10. データポイントは、単一の時点における前記第１の測定位相値、前記第２の測定位相値、前記第１の基準位相値、及び前記第２の基準位相値の組み合わせであり、
    前記方法は、第１のデータポイント、第２のデータポイント、及び第３のデータポイントを収集するステップを含み、前記第２のデータポイントは前記第１のデータポイントとは異なり、前記第１のデータポイント及び前記第３のデータポイントは同一の第２の基準位相値を有し、前記第２のデータポイントは、前記第１のデータポイント及び前記第３のデータポイントの前記第２の基準位相値とは異なる第２の基準位相値を有する、請求項８に記載の方法。
  11. ３つのデータポイントを含むセットを複数収集するように、前記第１のデータポイント、前記第２のデータポイント、及び前記第３のデータポイントを収集するステップを繰り返すことを含み、前記可動物体の前記絶対位置を決定する前記ステップは、３つのデータポイントを含む各セットに基づいて決定された前記絶対値を組み合わせること、例えば平均することに基づく、請求項１０に記載の方法。
  12. 前記方法は前記干渉計システムの前記基準経路の絶対的長さを決定するステップを更に含む、請求項１０から１１のいずれかに記載の方法。
  13. 反射測定面を有する可動物体の位置を決定するための干渉計システムであって、
    第１の光周波数を有する第１のビーム及び第２のビームを提供するための第１の光源と、
    第２の光周波数を有する別の第１のビーム及び別の第２のビームを提供するための第２の光源であって、前記第２の光周波数は調節可能光周波数である、第２の光源と、
    反射基準面と、
    光センサと、
    を備え、前記干渉計システムは請求項８から１２のいずれか１項の方法を実行するように構成されている、干渉計システム。
  14. 前記干渉計システムは前記調節可能光周波数の絶対周波数を決定するため較正された基準を含む、請求項１３に記載の干渉計システム。
  15. 請求項１３から１４のいずれかに記載の干渉計システムを備えるリソグラフィ装置。
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