JP2005518523A - インサイチュでの鏡の特徴付け - Google Patents

Abstract

干渉計装置（６０２）およびフォトリソグラフィックミラーなどの局所的表面の特徴付けが、インサイチュで干渉計により測定されて、距離および角度の増強された測定精度のための補正信号を提供し得る方法。１方向以上の１本または複数本の基準線に沿った表面特徴付けは、走査操作の間に表面から反射したビームの角度の変化を測定して、局所的なスロープを決定し、次いでこのスロープを積分して、表面解析を行うことによりなされ得る。鏡（６５０，６７０）は、参照フレーム（６００）上のフォトリソグラフィーステージ上またはフォトリソグラフィーステージ外に取り付けられ得る。

Description

（発明の背景）
本発明は一般に、インターフェロメトリーに関し、特に、干渉計装置、およびフォトリソグラフィックステージミラーなどの局所的表面の特徴付けが、インサイチュで干渉計により測定されて、増強された距離測定精度のための補正信号を提供し得る方法に関する。

インターフェロメトリーは、様々な臨界的寸法を測定および制御するための、微小製造（ｍｉｃｒｏｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ）プロセスにおいて広範に用いられる十分に確立された方法論である。それは、精度についての要件が、０．１μｍ以下の臨界的寸法より１０〜４０％高い、半導体製造などにおいて特に重要である。

半導体物質から作製された集積回路は、シリコンウエハーを、代表的には、垂直なｚ方向が存在するデカルトｘ−ｙ座標を有する平坦な曝露平面中に配置した状態で、シリコンウエハー上に異なる材料の層を連続的に蒸着およびパターン化することによって構築される。パターン化プロセスは、フォトレジストの曝露および現像の組み合わせと、引き続く下に重なる層のエッチングおよびドーピングと、引き続く次の層の蒸着からなる。このプロセスは、ウエハー表面上に、複雑で、ミクロンのスケールの、非常に不均一な物質構造を生じる。

代表的には、各々のウエハーは、「グリッド」として公知の公称垂線の分布でウエハー上に整列した「フィールド」と呼ばれる複数コピーの同じパターンを含む。いつもではないがしばしば、各々のフィールドは、単一の「チップ」に対応する。

曝露プロセスは、ウエハー上でスピンされたフォトレジスト上（およびその中）に、次の層のパターンのイメージを投影することからなる。集積回路を適切に機能させるためには、各々の連続して投影されたイメージが、ウエハー上に既にあるパターンに正確に適合しなくてはならない。ウエハー上に既にあるパターンの位置、方向、およびひずみを決定するプロセスおよびそれらを投影されるイメージと正しく関連する位置に配置するプロセスは、「アラインメント」と称される。実際の結果（すなわち、各々の連続するパターン化された層が、どの程度正確に、その前の層と適合するか）は、「オーバーレイ」と称される。

一般的に、アラインメントプロセスは、ウエハーおよび／または投影されたイメージならびにいくらかの歪みの並進位置および回転位置の両方が、既に存在するパターンの正確な形状に適合することを要求する。ウエハーおよびイメージが正確に位置付けられて、一方のパターンが他のパターンの頂部上にのることが必要とされるという事実は、明らかである。このイメージの実際のひずみも、しばしば必要とされる。他の効果（例えば、温度および振動）もまた、補正を必要とする。

この全ての正味の結果は、ウエハー上にプリントされた第一レベルのパターンの形状が理想的ではなく、そして全ての続くパターンは、第一レベルのプリントされたパターンの全体の形状にフィットするように、可能な程度に、調整されなくてはならないということである。異なる曝露ツールは、これらの効果を説明するような異なる能力を有するが、説明され得るひずみまたは形状変化は、一般的に、ｘおよびｙの倍率およびスキューを含む。これらのひずみは、並進および回転と組み合わされる場合、平面における完全なセットの線形変換を作製する。

問題は、ウエハー上に既にあるパターンに投影されるイメージを連続的に適合させることであり、単純にそのウエハー自体を配置することではないので、この曝露ツールは、有効に、ウエハーパターン自体および投影されるイメージの両方の相対的な位置、方向、およびひずみを検出または推測することができなくてはならない。

回路パターン自体を直接的に感知することは困難であり、従って、アラインメントは、この回路パターンに基準マーク（すなわち、「アラインメントマーク」）を与えることにより達成される。これらのアラインメントマークは、網線の位置、方向、および歪みならびに／または投影されるイメージの位置、方向、および歪みを決定するために用いられ得る。これらはまた、回路パターンと共に、ウエハー上にプリントされ得、従って、ウエハーパターンの位置、方向、およびひずみを決定するために用いられ得る。アラインメントマークは、一般的に、１本以上の網線上の透明または不透明の線からなり、次いで、これらは、ウエハー上にプリントされた場合、「溝」または「メサ」になる。しかしより複雑な構造（例えば、格子（これらは溝および／またはメサの単純に周期的なアレイである）およびチェッカーボードパターンなど）も用いられる。アラインメントマークは、通常、各々のフィールドの「切り口」の縁のいずれかに沿って配置されるか、または、２〜３の「マスターマーク」は、このウエハーにわたって分布する。アラインメントマークは必要であるが、これらはチップ回路の一部ではなく、従って、チップ作製者の視点からすると、これらは、価値あるウエハーの領域または「不動産」を浪費している。このことにより、アラインメントマークは、可能な限り小さくすべきであり、そしてこれらはしばしば、一辺が２００マイクロメートル〜３００マイクロメートルより小さい。

アラインメントセンサが、アラインメントマークを「見出だす」ために曝露ツールに組み込まれる。一般的に、ウエハー、網線、および／または投影されたイメージ自体について別個のセンサが存在する。アラインメント方法全体に依存して、これらのセンサは、全体的に別個のシステムであり得るか、またはこれらは、単一のセンサへと効果的に組み合わされ得る。例えば、投影されたイメージを直接的に見出し得るセンサは、通常、ウエハーマークについては「盲目的」であり、従って、別個のセンサが必要とされる。しかし、網線アラインメントマークを通してウエハー自体を「調べる（ｌｏｏｋ ａｔ）」センサは、実質的に、網線およびウエハーアラインメントを実施しており、従って、別個の網線センサを必要としない。この場合、投影されたイメージにおけるアラインメントマークの位置が、網線アラインメントマークの位置から推測されており、アラインメント工程の前に、イメージ位置に対する網線の慎重な校正が、実施されなくてはならないことに注意すること。

さらに、上記のように、実質的に全ての曝露ツールは、ウエハーアラインメントマークを光学的に検出するセンサを用いる。すなわち、これらのセンサは、ウエハー上に１つ以上の波長の光を放出し、そしてアラインメントマークからの散乱／回析を、ウエハー平面における位置の関数として検出する。多くの型のアラインメントセンサが、一般的に用いられ、そしてこれらの光学的構成は、単純な顕微鏡からヘテロダイン格子干渉計までの全範囲を包含する。また、異なるセンサ構成が所定のウエハーの型に対してより良好にかまたはより良好でなく作動するので、ほとんどの曝露ツールは、可能な限り最も広い範囲のウエハーの型に対する良好なオーバーレイを可能にするように、１つより多いセンサ構成を保有する。

アラインメントセンサの全体の作業とは、ウエハー上の全てのアラインメントマークのうちの各々の所定のサブセットの位置を、曝露ツールに対して固定された座標系において決定することである。次いで、これらの位置データは、「グローバル」および「フィ−ルド−バイ−フィールド」と称される２つの一般的方法のいずれかにおいて用いられて、アラインメントを実施する。グローバルアラインメントにおいて、少数のフィールド中のマークは、アラインメントセンサにより配置され、そしてそのデータは、ベストフィットセンス（ｂｅｓｔ−ｆｉｔ ｓｅｎｃｅ）で組み合わされて、ウエハー上の全てのフィールドの最適なアラインメントを決定する。フィールド−バイ−フィールドアラインメントにおいて、１つのフィールドから収集されたデータは、そのフィールドをアラインメントすためにのみ用いられる。グローバルアラインメントは、通常、より早く（ウエハー上のすべてのフィールドが配置されるわけではないので）、そしてノイズに対して感受性がより低い（全てのデータを一緒に組み合わせて最適な全体的な適合を見出すので）。しかし、ベストフィットの結果がフィードフォワードまたは推測アプローチにおいて用いられるので、それは、曝露ツールの全体的な光学機械的（ｏｐｔｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ）耐久性に依存する。

アラインメントは、一般的に、２工程プロセスとして実行される；すなわち、マイクロメートル精度の第一コースアラインメント工程と、引き続く数１０ナノメートル精度のファインアラインメント工程であり、そしてアラインメントは、６の自由度全てでウエハーを位置付けることを必要とする：３の並進および３の回転。しかし、それが投影されたイメージ平面中にのるようにウエハーを調整すること（すなわち、ウエハのレベル調整および集束）（それは、１の並進の自由度（光軸、ｚ軸、または平行するｘ−ｙウエハー方向に対する垂線に沿った動き）および２の回転自由度（ウエハーの平面を投影されるイメージ画像に対して平行になるように方向付ける）を含む）は、一般的に、アラインメントとは別に考えられる。アラインメントを言う場合、平面並進（２の自由度）および投影光軸の周りでの回転（１の自由度）のみが、一般的に意味される。この別個の命名についての理由は、所望される精度が異なることにある。平面内の（ｉｎ−ｐｌａｔｅ）並進および回転に対して必要とされる精度は、一般的に、数十ナノメートルのオーダーまたはウエハー上にプリントされる最小特徴（ｍｉｎｉｍｕｍ ｆｅａｔｕｒｅ）サイズもしくは臨界的寸法（ＣＤ）の約２０％〜３０％のである必要がある。現在の技術水準のＣＤ値は、数百ナノメートルのオーダーであり、従って、所望されるアラインメント精度は、１００ｎｍ未満である。一方、平面外の（ｏｕｔ−ｏｆ−ｐｌａｔｅ）並進および回転に対して必要とされる精度は、曝露ツールの全ての使用可能な焦点深度に関連し、これは、一般的に、ＣＤ値に近い。従って、平面外でのウエハーの集束およびレベル調整は、平面内のアラインメントより低い精度しか必要としない。また、集束およびレベル調整のためのセンサは、通常、完全に「アラインメントセンサ」とは別個であり、そして集束およびレベル調整は、通常、ウエハー上のパターンに依存しない。ウエハー表面またはその代用物のみ検知される必要がある。それにも関らず、これはなお非常に技術（とりわけ、ウエハー上の光学的投影システムの垂直位置（高度）に関する正確な知見）を要求する。

アラインメントを達成するために、距離情報を保有するビームが光学信号を提供するために適切に整列されることを確保するように、角度がフィードバックアレンジメントを介して制御された動的素子の使用を介する、距離測定が増強された動的干渉計（ｄｙｎａｍｉｃ ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｅｒ）を用いることが知られている。そのような干渉計は、例えば、Ｈｅｎｒｙ．Ａ．Ｈｉｌｌによる、「Ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｙ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｈａｖｉｎｇ ａ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｂｅａｍ−Ｓｔｅｅｒｉｎｇ Ａｓｓｅｍｂｌｙ Ｆｏｒ Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ Ａｎｇｌｅ ａｎｄ Ｄｉｓｔａｎｃｅ」と題された、国際出願番号ＰＣＴ／ＵＳ００／１２０９７（２０００年５月５日出願）において示されている。受動的ゼロシヤー干渉計（例えば、Ｈｅｎｒｙ Ａ．Ｈｉｌｌの出願人名で２００１年８月２日に出願された、発明の名称「ＰＡＳＳＩＶＥ ＺＥＲＯ ＳＨＥＡＲ ＩＮＴＥＲＦＥＲＯＭＥＴＥＲの米国仮特許出願番号６０／３０９，６０８であって、２００２年８月に出願される現在米国特許出願番号（未付与）に記載される受動的ゼロシヤー干渉計）を用いることもまた知られている。しかし、ステージミラーがそれらの種々の動きを受ける場合、受動的ゼロシヤー干渉計について局所的なスロープの変化がビームの方向に影響するので、動的干渉計および受動的ゼロシヤー干渉計を用いてさえ、種々の反射素子の形状は、距離測定の達成可能な精度に対して影響を与え、そして角度測定の達成可能な精度に対して影響を与える。代表的に、そのような反射素子の形状（例えば、薄く、高い縦横比の鏡）が、ステージ外で測定され、そして一貫して適切であると判断された場合に、それがステージ上に取り付けられる。しかし、取り付けプロセス自体が、調査した形状と比較してその素子の形状の形状をゆがめ、そしてこの形状の変化が測定誤差を生じ得るので、これは、しばしば、許容不可能である。

従って、ステージ上の反射素子（例えば、薄く、高い縦横比の鏡）の形状が、取り付け後にインサイチュで測定されて、反射表面の形状に関連する光路長およびビームの方向の誤差を補償する補正信号を発生し得る、干渉計装置および方法を提供することが、本発明の主要な目的である。

ステージ上の反射素子（例えば、薄く、高い縦横比の鏡）の形状が、取り付け後にインサイチュで測定されて、直交する面に配置された反射表面の形状に関連する光路長およびビームの方向の誤差を補償する補正信号を発生し得る、干渉計装置および方法を提供することが、本発明の別の目的である。

ステージ上の反射素子（例えば、薄く、高い縦横比の鏡）の形状が、取り付け後にインサイチュで測定されて、反射表面の形状に関連する光路長およびビームの方向の誤差を補償する補正信号を発生し得る、動的干渉計の動作特性から作製された情報を利用することが、本発明のなお別の目的である。

ステージ外の反射素子（例えば、薄く、高い縦横比の鏡）の形状が、取り付け後にインサイチュで測定されて、反射表面の形状に関連する光路長およびビームの方向の誤差を補償する補正信号を発生し得る、干渉計装置および方法を提供することが、本発明のなお別の目的である。

ステージ外の反射素子（例えば、薄く、高い縦横比の鏡）の形状が、取り付け後にインサイチュで動的干渉計および／または受動的ゼロシヤー干渉計において測定されて、反射表面の形状に関連する光路長およびビームの方向の誤差を補償する補正信号を発生し得る、干渉計装置および方法を提供することが、本発明のなお別の目的である。

本発明の他の目的は、一部が、明らかであり、そして一部は、図面と合わせて、以下の詳細な説明を読んだとき、本明細書中、以下から明らかになる。

（発明の要旨）
フォトリソグラフィックミラーなどの局所的な表面の特徴が、インサイチュで干渉計により測定されて、距離および角度の増強された測定精度のための補正信号を提供し得る、干渉計装置および方法。１方向以上の１本または複数本の基準線に沿った表面特徴付けは、走査操作の間に表面から反射したビームの角度の変化を測定して、局所的なスロープを決定し、次いでこのスロープを積分して、表面解析を行うことによりなされ得る。鏡は、参照フレーム上の干渉計ステージ上または干渉計ステージ外に取り付けられ得る。最も単純な場合、１つの動的ビームシヤーアセンブリまたは干渉計サブシステムが、この目的のために使用される。２つの直交する方向の鏡の特徴付けのために、少なくとも２つの動的ビームシヤーアセンブリが用いられる。一方は、基準線に沿った鏡表面のスロープおよび基準線に直交する鏡表面のスロープの変化に関する情報を含む信号を作製し、他方は、鏡が取り付けられたステージの角度に関する情報を含む信号を作製する。これらの２つの信号が組み合わされて、その基準線に沿った鏡のスロープおよびその基準線に直交する鏡のスロープに関する情報を抽出する。次いで、このスロープが積分されて、ずれの関数としての地形（ｔｏｐｏｇｒａｐｈｙ）を得る。単一ビーム干渉計は、ピッチ、ヨー、およびずれを鏡に対するたった１つのビームで測定し得るので、この干渉計が好ましい。測定は、相互に直交する方向で面する複数の鏡の１つ以上を、それらの細長表面に対して連続的に固定しながら、第３の鏡を細長寸法に沿って並進し、そしてこのプロセスを繰り返すことによって、これらの鏡でなされ得る。あるいは、全ての鏡は、相対的な鏡のトポグラフィーを得るために互いに動かされ得る。３つのビーム操作アセンブリが、３つの互いに対応する直交する鏡を完全に特徴付けるために用いられ得、そしてビームシヤーサブシステムまたは干渉計サブシステムが、並進ステージ上または並進ステージ外に取りつけられ得る。

一旦この鏡のインサイチュの地形が確立されると、それは、ルックアップテーブル（ｌｏｏｋ ｕｐ ｔａｂｌｅ：ＬＵＴ）などの中に保存されて、実時間の誤差補正信号を提供して、通常の操作の間に精度を改善する。

この方法論はまた、受動的ゼロシヤー干渉計において、有利に、用いられ得る。

（詳細な説明）
ここで、ステージ上に取り付けられた細長の対象鏡の形状が基準線に沿ってインサイチュで特徴付けられ得る、一対の直交して構成された動的干渉計または干渉計サブシステムを使用する干渉計システム１５の斜視図である図１を参照する。図１に見出されるように、システム１５は、好ましくは、半導体製品（例えば、集積回路またはチップ）を製造するためのフォトリソグラフィック装置の一部を形成するステージ１６を備える。ｙ方向に細長いｙ−ｚ反射面５１を有する、薄く、高い縦横比の別の平面鏡５０が、ステージ１６に固定されている。また、ｘ方向に細長いｘ−ｚ反射面６１を有する、薄く、高い縦横比の平面鏡６０が、ステージ１６に固定して取り付けられている。鏡５０および６０は、それぞれ、それらの反射面５１および６１が、互いに名目上直交するように、ステージ１６に取り付けられている。ステージ１６は、そうでなければ名目上平面の並進のための周知の様式で取り付けられているが、ベアリングおよび駆動機構の公差に起因して、ｘ軸、ｙ軸、およびｚ軸の周りで少ない角度の回転を受け得る。通常の操作において、システム１５は、ｙ方向のみのずれについて作動されるように適合されている。

ステージ１６がｙ方向に並進する場合の、ｙ軸およびｚ軸の周りでの、ステージ１６、および従って、平面鏡反射面５１の角度の回転を測定するための単一の動的干渉計（または干渉計サブシステム）１０が、ステージ外に固定して取り付けられている。これを達成するために、動的干渉計１０が、Ｈｅｎｒｙ Ａ．Ｈｉｌｌにより２０００年５月５日に出願された、「Ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｙ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｈａｖｉｎｇ ａ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｂｅａｍ−Ｓｔｅｅｒｉｎｇ Ａｓｓｅｍｂｌｙ Ｆｏｒ Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ Ａｎｇｌｅ ａｎｄ Ｄｉｓｔａｎｃｅ」と題された前述のＰＣＴ特許出願に記載される方法で構築および構成される（その全体が本明細書中に参考として援用される）。その出願において記載されるように、厄介なステージの回転が測定されて、その鏡に垂直な経路上のビームを維持するように用いられるフィードバック信号を提供する、ビームステアリング能力を有する鏡が提供される。ここで、ビーム１２のリターンビーム成分がモニターされ、そしてその角度が干渉計装置（例えば、少なくとも一部が「ＤＹＮＡＭＩＣ ＡＮＧＬＥ ＭＥＡＳＵＲＩＮＧ ＩＮＴＥＲＦＥＲＯＭＥＴＥＲ」と題された、出願人名Ｈｅｎｒｙ Ａｌｌｅｎ Ｈｉｌｌの米国特許出願番号０９／８４２，５５６（２００１年４月２６日出願）に移された、「Ａｐｐａｒａｔｕｓ Ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ（ｓ） Ｆｏｒ Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ Ａｎｄ／Ｏｒ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｐａｔｈｓ Ｏｆ Ｌｉｇｈｔ Ｂｅａｍｓ」と題された出願人名Ｈｅｎｒｙ Ａｌｌｅｎ Ｈｉｌｌの米国特許出願番号６０／２０１，４５７（２０００年５月３日出願）：その全体が本明細書中に参考として援用される）を介して測定される。

好ましくは、インプットビーム１２は、周波数ｆ_１の差異を有する２つの直交する偏光成分を含む。インプットビーム１２の供給源（例えば、レーザー）は、種々の周波数調節装置および／またはレーザーのいずれかであり得る。例えば、レーザーは、（例えば、Ｔ．Ｂａｅｒら、「Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ａ ０．６３３μｍ Ｈｅ−Ｎｅ−ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ Ｚｅｅｍａｎ Ｌａｓｅｒ」、Ａｐｐｌｉｅｄ Ｏｐｔｉｃｓ、１９、３１７３−３１７７（１９８０）；Ｂｕｒｇｗａｌｄら、米国特許第３，８８９，２０７号（１９７５年６月１０日発行）；およびＳａｎｄｓｔｒｏｍら、米国特許第３，６６２，２７９号（１９７２年５月９日発行）のような）当業者に公知の種々の従来技術のいずれかにおいて安定化されたガスレーザー（例えば、ＨｅＮｅレーザー）であり得る。あるいは、レーザーは、当業者に公知の種々の従来技術のうちの一つにおいて周波数が安定化されたダイオードレーザーであり得る（例えば、Ｔ．ＯｋｏｓｈｉおよびＫ．Ｋｉｋｕｃｈｉ、「Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｌａｓｅｒｓ ｆｏｒ Ｈｅｔｅｒｏｄｙｎｅ−ｔｙｐｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ」、Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｌｅｔｔｅｒｓ、１６、１７９−１８１（１９８０）およびＳ．ＹａｍａｇｕｃｈｉおよびＭ．Ｓｕｚｕｋｉ、「Ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓ Ｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ａｎｄ Ｐｏｗｅｒ ｏｆ ａｎ ＡｌＧａＡｓ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｔｏｒ Ｌａｓｅｒ ｂｙ Ｕｓｅ ｏｆ ｔｈｅ Ｏｐｔｏｇａｌｖａｎｉｃ Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ Ｋｒｙｐｔｏｎ」、ＩＥＥＥ Ｊ．Ｑｕａｎｔｕｍ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ、ＱＥ−１９、１５１４−１５１９（１９８３）を参照のこと）。
２つの光周波数が、以下の技術のうちの１つにより作製され得る：（１）Ｚｅｅｍａｎ ｓｐｌｉｔ ｌａｓｅｒの使用（例えば、Ｂａｇｌｅｙら、米国特許第３，４５８，２５９号（１９６９年７月２９日発行）；Ｇ．Ｂｏｕｗｈｕｉｓ、「Ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｉｅ Ｍｉｔ Ｇａｓｌａｓｅｒｓ」Ｎｅｄ．Ｔ．Ｎａｔｕｕｒｋ、３４、２２５−２３２（１９６８年８月）；Ｂａｇｌｅｙら、米国特許第３，６５６，８５３号（１９７２年４月１８日発行）；およびＨ．Ｍａｔｓｕｍｏｔｏ、「Ｒｅｃｅｎｔ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｉｃ ｍｅａｒｕｒｅｍｅｎｔｓ ｕｓｉｎｇ ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ ｌａｓｅｒｓ」、Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ、６（２）、８７−９４（１９８４）を参照のこと）；（２）一対の音響光学Ｂｒａｇｇセルの使用（例えば、Ｙ．ＯｈｔｓｕｋａおよびＫ．Ｉｔｏｈ、「Ｔｗｏ−ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｌａｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｅｒ ｆｏｒ Ｓｍａｌｌ Ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ ｉｎ ａ Ｌｏｗ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｒａｎｇｅ」、Ａｐｐｌｉｅｄ Ｏｐｔｉｃｓ、１８（２）、２１９−２２４（１９７９）；Ｎ．Ｍａｓｓｉｅら、「Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ Ｌａｓｅｒ Ｆｌｏｗ Ｆｉｅｌｄｓ Ｗｉｔｈ ａ ６４−Ｃｈａｎｎｅｌ Ｈｅｔｅｒｏｄｙｎｅ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｅｒ」、Ａｐｐｌｉｅｄ Ｏｐｔｉｃｓ、２２（１４）、２１４１−２１５１（１９８３）；Ｙ．ＯｈｔｓｕｋａおよびＭ．Ｔｓｕｂｏｋａｗａ、「Ｄｙｎａｍｉｃ Ｔｗｏ−ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｙ ｆｏｒ Ｓｍａｌｌ Ｄｉｐｌａｃｅｍｅｎｔ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ」、Ｏｐｔｉｃｓ ａｎｄ Ｌａｓｅｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、１６、２５−２９（１９８４）；Ｈ．Ｍａｔｓｕｍｏｔｏ、同書；Ｐ．Ｄｉｒｋｓｅｎら、米国特許第５，４８５，２７２号（１９９６年１月１６日発行）；Ｎ．Ａ．ＲｉｚａおよびＭ．Ｍ．Ｋ．Ｈｏｗｌａｄｅｒ、「Ａｃｏｕｓｔｏ−ｏｐｔｉｃ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ｔｈｅ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｆｕｎａｂｌｅ ｌｏｗ−ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｓｉｇｎａｌｓ」、Ｏｐｔ．Ｅｎｇ．、３５（４）、９２０−９２５（１９９６）を参照のこと）；単一の音響光学Ｂｒａｇｇセルの使用（例えば、Ｇ．Ｅ．Ｓｏｍｍａｒｇｒｅｎ、共有に係る米国特許第４，６８４，８２８号（１９８７年８月４日発行）；Ｇ．Ｅ．Ｓｏｍｍａｒｇｒｅｎ、共有に係る米国特許第４，６８７，９５８号（１９８７年８月１８日発行）；Ｐ．Ｄｉｒｋｓｅｎら、同書を参照のこと）；（４）２つの長手方向様式のランダム偏光ＨｅＮｅレーザー（例えば、Ｊ．Ｂ．ＦｅｒｇｕｓｏｎおよびＲ．Ｈ．Ｍｏｒｒｉｓ、「Ｓｉｎｇｌｅ Ｍｏｄｅ Ｃｏｌｌａｐｓｅ ｉｎ ６３２８Å ＨｅＮｅ Ｌａｓｅｒｓ」、Ａｐｐｌｉｅｄ Ｏｐｔｉｃｓ、１７（１８）、２９２４−２９２９（１９７８）を参照のこと）；（５）レーザー内部の複屈折素子などの使用（例えば、Ｖ．ＥｖｔｕｈｏｖおよびＡ．Ｅ．Ｓｉｅｇｍａｎ、「Ａ“Ｔｗｉｓｔｅｄ−Ｍｏｄｅ”Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｆｏｒ Ｏｂｔａｉｎｉｎｇ Ａｘｉａｌｌｙ Ｕｎｉｆｏｒｍ Ｅｎｅｒｇｙ Ｄｅｎｓｉｔｙ ｉｎ ａ Ｌａｓｅｒ Ｃａｖｉｔｙ」、Ａｐｐｌｉｅｄ Ｏｐｔｉｃｓ、４（１）、１４２−１４３（１９６５）を参照のこと）；またはＨ．Ａ．Ｈｉｌｌによる「Ａｐｐａｒａｔｕｓ ｔｏ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ Ｔｗｏ Ｎｏｎ−Ｐａｒａｌｌｅｌ Ｐｒｏｐａｇａｔｉｎｇ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｂｅａｍ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ｉｎｔｏ Ｔｗｏ Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｌｙ Ｐｏｌａｒｉｚｅｄ Ｂｅａｍ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ」と題された米国特許出願番号０９／０６１，９２８（１９９８年４月１７日出願）に記載されるシステムの使用（これらの内容は、本明細書中に参考として援用される）。

ビーム１２供給源に対して用いられる特定のデバイスは、ビーム１２の直径および発散を決定する。いくつかの供給源（例えば、ダイオードレーザー）について、従来のビーム成形オプティクス（例えば、追跡する素子に対して適切な直径および発散を有するビーム１２を発生させるための従来の顕微鏡対物レンズ）を用いることが必要であるようである。供給源がＨｅＮｅレーザーである場合、例えば、ビーム成形オプティクスは、必用とされなくてもよい。

（好ましくは、干渉計１０と同じデザインの）別の動的干渉計２０が、ｘ軸およびｚ軸の周りでのステージ１６の角回転を測定するためにステージ外に固定して取り付けられる。これを達成するために、干渉計２０は、鏡表面６１にビーム２２を放出する。ビーム２２のリターン成分が、上記のように、角測定干渉計へと送られる。ビーム２２は、ビーム１２同様に発生される。

干渉計１０および２０はまた、「ＰＡＳＳＩＶＥ ＺＥＲＯ ＳＨＥＡＲ ＩＮＴＥＲＦＥＲＯＭＥＴＥＲ」との表題で出願人名Ｈｅｎｒｙ Ａ．Ｈｉｌｌで２００１年８月２日に出願された米国仮特許出願番号６０／３０９，６０８である、現在の２００２年８月に出願される米国特許出願番号（譲渡される）に記載された型の受動的ゼロシヤー干渉計であり得る（これらの内容の全体は、本明細書中に参考として援用される）。このような受動的ゼロシヤー干渉計は、ビーム１２および２２を、ステージ上に取り付けられた鏡に対して実質的に直交するように維持するように作動する。

システム１５が、ｙ並進を測定するために通常操作される間、それは、その基準線に沿ってインサイチュで鏡表面５１の形状を測定するための特別な鏡の特徴付けモードにおいて操作される。鏡の特徴付けモードにおいて、ステージ１６は、そのインプットビーム１２が基準線に沿って鏡表面５１を走査し、そしてステージ１６を移動させるための並進機構におけるずれに起因する任意の寄与と共に、ｘ方向およびｚ方向のその角度配向および表面のずれを示す情報を含む信号を作製するようにｙ方向に並進する。ｙ方向のステージ１６の並進と同時に、干渉計２０は、反射面６１でのビーム２２の遮断点（ｉｎｔｅｒｃｅｐｔ ｐｏｉｎｔ）に対応する鏡６１の単一の点をモニターする。この工程は、ステージ１６の並進機構（例えば、ベアリング、駆動機構など）の機械的寄与に起因するステージ１６の回転の測定を可能にする。この情報を用いて、２つの信号が作製される。干渉計１０からの第一の信号は、基準線に沿った鏡表面５１のスロープおよび基準線５１に直交する鏡表面５１のスロープの変化に関する情報を含み、そして干渉計２０からの第二の信号は、ステージ１６の角度に関する情報を含む。これらの２つの信号が組み合わされて、基準線に沿った鏡５１のスロープおよび基準線に直交する鏡５１のスロープ（すなわちｄｘ／ｄｙおよびｄｘ／ｄｚ）に関する情報のみを抽出する。次いでｄｘ／ｄｙが、積分されて、ｙの関数としてｘが得られる。従って、ｘ−ｙ平面およびｘ−ｚ平面におけるアウトプットビーム１２の変化の方向を測定し、そしてステージ回転の変化によりもたらされるこれらの変化の寄与について考慮することによって、鏡表面５１の形状が、基準線に沿って決定され、そしてステージがその作動環境において取り付けられた状態で、スロープｄｘ／ｄｚが、基準線に沿って決定され得る。

単一ビーム干渉計は、ステージミラー５０に向かう単一のビームを用いてピッチ、ヨー、および距離（Ｐ、ＹおよびＤ）を測定し得るので、単一ビーム干渉計が、この適用に関して好ましい。実施者は、通常の操作を変更することなく、さらなるハードウェアの変化用いることなく、鏡の形状についての情報をインサイチュで抽出し得る。

しかし、ｙ方向の並進に伴い、ステージベアリングなどが、ステージを揺らし、このことが方向における大きな誤差を生じるので、第二の方向の第二の測定が必要とされる。従って、２２のリターンビーム部分を調べることによりステージのずれまたは方向の変化を測定するための鏡表面６１の使用もまた、好ましくは動的干渉計を用いて行われる。

この適用のための単一ビーム干渉計の使用の重要な特徴は、二重ビーム干渉計（例えば、ＨＳＰＭＩ）の使用が２つの二重ビームのビームの間隔と等しい波長を有する全ての空間的周波数またはそれらの高調波の損失を引き起こし、その結果、その形状が回復され得ないが、単一ビーム干渉計は、１／ｄにより与えられるカットオフ周波数までの全ての空間的周波数を含むことである（ここで、ｄは、ビームの直径である）。

第二の干渉計２０が、複数ビーム干渉計（示さず）を含む角測定干渉計の別の形態であり得るが、例えば、「Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｅｒ Ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔｓ ｆｏｒ Ｄｉｓｔａｎｃｅ ａｎｄ Ａｎｇｌｅ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ：Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ、Ａｄｖａｎｔａｇｅｓ、ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ」、Ｃ．Ｚａｎｏｎｉ、ＶＤＩ Ｂｅｒｉｃｈｔｅ ＮＲ．７４９、（１９８９）に示され、記載される型のものであることは、当業者にとって明らかである（この内容は、本発明の範囲および精神から逸脱することなく、その全体が本明細書中に参考として援用される）。

ここで、システム１１５として示される干渉計装置のダイアグラム斜視図である図２を参照する。システム１１５は、ステージ上に直交して取りつけられておた細長対象鏡が、ステージが最初に１つの方向、次いで直交方向に並進される間に、各々の鏡に関連する基準線に沿ってインサイチュで特徴付けされ得るか、またはこれらの鏡の相対的な形状が、直交する方向に沿ったステージの同時の動きにより得られ得る、一対の直交して構成された動的干渉計を使用する。

図２に示されるように、システム１１５は、ステージ（再び１６）を備え、このステージ１６は、平面並進のために取り付けられているが、ここで、通常は、ｘ方向およびｙ方向の両方の動きを測定するように操作される。ｙ方向に細長い、鏡表面１５１を有する、薄く、高い縦横比の鏡１５０が、ステージ１６に固定されており、そしてｘ方向に細長い、細長反射表面１６１を有する、薄く、高い縦横比の鏡１６０もまた、ステージ１６に固定して取り付けられており、これは、鏡１５０に名目上直交している。

システム１１５はまた、２つの鏡特徴付けモードのうちの１つにおいて、操作されて、表面１５１および１６１をインサイチュで測定し得る。第一の鏡特徴付けモードにおいて、システム１１５が、図１におけるシステム１５の鏡特徴付けモードの様式で操作されて、表面１５１の形状を得る。次いで、ステージ１６が、ｙ方向の並進が固定されたまま保持されつつ、ｘ方向に動かされ、鏡１５１の形状を得るための様式と類似する様式で鏡１６１の形状を得る。従って、これは、２工程操作である。

第二の鏡特徴づけモードにおいて、ステージ１６が、ｘ方向およびｙ方向に同時に動かされ得る。しかし、鏡表面の形状間の関係のみが得られ得る。このモードを用いて、限定された情報が得られるのみであるが、この情報が、意図されるその後の使用において十分である場合、このモードは、前のプロセスにおける１つの工程を排除する。

図１および図２の両方の実施形態の通常の操作と関連して、その目的は、これらの鏡の形状に関する情報を得、その結果、この情報が用いられて、距離が測定され得る精度に対して、これらの鏡の形状の影響を補正し得ることである。これに関して、距離測定を調整するためにルックアップテーブル（ＬＵＴ）または多項級数にもしくはフーリエ級数に近い形状の近似を用いて実行され得る距離補正アルゴリズムが、用いられ得る。ナノメートルの１／１０のオーダーの補正が可能である。

図３は、ステージが３つの直交する方向（ｘ、ｙ、およびｚ）に沿って並進する際に、ステージ上に直交して取り付けられた細長の対象鏡の形状が、各々の鏡に関連する複数の基準線（ｘ−ｚ平面、ｘ−ｙ平面、ｙ−ｚ平面）に沿ってインサイチュで特徴付けられ得る、３つの直交して構成された動的干渉計を使用する干渉計装置のダイヤグラム斜視図である。

ここで図３を参照して、この実施形態の装置は、ステージ１６を備えるシステム２０２であって、ステージ１６の頂点が、平面鏡２７０および平面鏡２６０に固定して取り付けられている、システム２０２、として示される。平面鏡２６０は、ｘ−ｚ平面に方向つけられたｘ方向に細長い反射面２６１を有する。平面鏡２７０は、ｙ−ｚ平面に方向つけられたｙ方向に細長い反射面２７１を有する。鏡２７０はまた、ｘ−ｙ平面に方向つけられたｙ方向に細長い頂部反射面２７２を有する。

ステージ１６に対して下方向に面する低部反射面を有する細長平面鏡２８０が、参照本体（示さず）に固定して取り付けられている。鏡表面２７２と鏡の下側面２８０との間の垂直方向の間隔または高さを測定するように適応された単一ビーム干渉計２３１が、ｘ方向のみの並進を行うステージ１６の一部に対して固定的して取り付けられている。

ビーム２１２のアウトプット成分およびリターンビーム成分を有する単一ビーム干渉計２１０は、ｘならびにｙ軸およびｚ軸の周りのピッチおよびヨーを前述のように測定する。ビーム２２２のアウトプット成分およびリターンビーム成分を有する単一ビーム干渉計２２０は、それぞれ、ｙならびにｘ軸およびｚ軸の周りのピッチおよびヨーを前述のように測定する。

任意の高さで、鏡２７２および２６０のｘおよびｙのプロフィールが、上記の手順を用いて測定され得る。しかし、これに加えて、この実施形態は、鏡２６０および２７０のｘ形状およびｙ形状も種々の高さで測定されることを可能にする。例えば、ｘ形状およびｙ形状が、一定の高さのステージ１６で決定され得、次いで、垂直にずれ得る別の高さで、（すなわち、第一の高さより４〜５ｍｍ上または下）決定し得る。これを実行するために、ｚ方向の動きにより導かれるステージ１６の角度変化が、最適な精度のために考慮されなくてはならない。

干渉計２３１は、それが単一の経路の表面２８０および２７２を作製し、そしてそれ以外にビーム２３３のピッチおよびヨーを測定するように構成された単一ビーム干渉計であることによって、ステージ１６の方向の変化に感受性であるように、記載される様式で適用される。供給源／検出器２３０は、干渉計２３１（図４ａおよび図４ｂを参照のこと）に供給する。従って、ｚ方向の並進の間、ステージ１６が、ｘ軸およびｙ軸の周りで回転する場合、干渉計２３１は、それを補正する。ビーム２３３がビーム２１２についてｘ軸の周りで回転し、そしてビーム２２２についてｙ軸の周りで回転する場合、補正がまた存在する。ｚ方向の移動についての情報を用いて、ステージ１６の回転が、表面２７１ならびに２６１がｚ方向およびｙ方向ならびにｚ方向およびｘ方向にマッピングされ得るように補償されたｚ方向の動きを用いて決定され得る。

表面２７２の形状もまた、表面２６１および表面２７１の形状を決定するプロセスにおいて得られ得ることもまた、当業者に明らかである。

図４ａおよび図４ｂは、それぞれ、図３のシステム２０２の使用のための干渉計２３１の、ダイヤグラム上面図およびダイヤグラム立面図である。ここで見出されるように、干渉計２３１は、この紙に対して垂直に構成された偏光ビームスプリッター層３０２を有する第一の偏光ビームスプリッター３００（ＰＢＳ）を備える。ＰＢＳ３００には、ＰＢＳ層３０２の右の角度に方向付けられたＰＢＳ層３２４を有するＰＢＳ３１２が続く。ＰＢＳ３１２には、四分の一波長プレート３１４が続き、次いでＰｏｒｒｏプリズム３１６が続く。

ＰＢＳ３００は、一方の側面に四分の一波長プレート３０４を有し、四分の一波長プレート３０４の頂部は、鏡反射面３０６を備え、そしてＰＢＳ３００の対向する側面に、四分の一波長プレート３０８が提供され、四分の一波長プレート３０８上には反射面３１０が備わる。

ＰＢＳ３１２は、その頂部表面上に四分の一波長プレート３２６を有し、そして別の四分の一波長プレート３３０を底部側に有する。鏡２８０および２７０は、それぞれ、四分の一波長プレート３２６および３３０の上および下に存在する。

第三のＰＢＳ３１８が、ＰＢＳ３００のアウトプット端部に提供され、そしてＰＢＳ層３１９を備える。ビーム２３２のリターン成分は、ＰＢＳ３１８で２つのビーム３４３および３４５に分けられ、そしてそれぞれ、光検出器３２２および３２０に送られて、さらなる解析のための電気シグナルに変換される。

この構成を用いて、干渉計２３１が回転する場合、それは、アウトプットビームの方向を変更しない。しかし、鏡２７０または２８０が回転する場合、対応する角度が測定される。

図４ａにおける干渉計の上面図は、参照ビームが干渉計２３１を通って移動する際に経験する経路を示し、そして図４ｂの立面図は、測定ビームが干渉計２３１を通って移動する際に経験する経路を示す。

ステージミラーがインサイチュで特徴付けられ得る装置を記載したので、ここで、ステージミラーの地形をインサイチュで特徴付けるための方法についてのフローチャートを示す図５に注目する。ここに示されるように、この方法は、好ましくは、最初にステージ１６がパーク位置にいる状態で、ブロック４００で開始する。次の工程は、ブロック４０２に示されるように、平面の動きのための細長平面の対象鏡を並進ステージ上に取り付ける工程である。これに、単一ビームを干渉計から対象鏡に指向する工程が続く。次に、ブロック４０６に示されるように、ビームが鏡に指向しながら、このステージは、このビームが基準線に沿って鏡を走査するように細長方向に沿って移動する。これに続いて、ブロック４０８に示されるように、鏡からのリターンビームがモニターされ、そしてリターンビームの角度の変化が測定され、一方で、鏡が走査されて、基準線に沿った鏡表面の局所的なスロープに関する情報を含む信号を作製する。次いで、ブロック４１０に示されるように、ステージが鏡の長い寸法の方向に動く際に、並進しないステージ上の点の直交して配置された直交する別の干渉計から単一ビームを指向することによって、ステージの角度の配向が測定される。これに続いて、第一の干渉計からの情報が測定されるステージの方向情報と組み合わされて、ステージのずれの関数として、鏡表面の局所的なスロープを決定する。次いで、ブロック４１４において、スロープ情報が、積分されて、基準線に沿った鏡の地形を得る。最後に、ブロック４１６に示されるように、このプロセスが繰り返されて、いずれかの別の直交して配置されたステージミラーをマッピングするか、またはｚ方向の最初の基準線から離れた同じ鏡上の基準線に沿った走査を実施し得る。

さらにシステムハードウェア要素全体の制御を実行するために用いられ得、システム制御および人の介入のためのユーザーインターフェースを提供し、そして一般的なハウスキーピング機能を実施する適切にプログラムされた汎用コンピュータを介してか、または専用のマイクロプロセッサを介して、前述のプロセスが実行され得ることが理解される。

種々の実施形態を記載したが、本発明の教示に基づきさらなる変化をさせる方法およびそのような変化が全て、本発明の範囲内にあることが意図されることは、関連分野の当業者にとって明らかである。例えば、干渉計をウエハーステージ上に配置することおよび関連する棒状の鏡をウエハーステージ外、リソグラフィーツールの参照フレーム上に配置することは、リソグラフィーツールウエハーのステージの測量法において公知である。例えば、Ｃａｒｌ Ａ．Ｚａｎｏｎｉによる、１９９８年３月に発行された、「Ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｉｃ Ａｐｐａｒａｔｕｓ Ｆｏｒ Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ Ｍｏｔｉｏｎｓ Ｏｆ Ａ Ｓｔａｇｅ Ｒｅｌａｔｉｖｅ ｔｏ Ｆｉｘｅｄ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒｓ」と題された共有に係る米国特許第５，７２４，１３６号、およびＪｕｓｔｉｎ Ｋｒｅｕｚｅｒによる、１９９８年５月２６日に発行された、「Ｍｏｖｉｎｇ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｅｒ Ｗａｆｅｒ Ｓｔａｇｅ」と題された米国特許第５，７５７，１６０号を参照のこと。両方の特許出願の内容は、本明細書中に参考として援用される。

本明細書中、上記された方法および装置がまた、動的干渉計またはゼロシヤー干渉計を、ウエハーステージ上に配置された干渉計のように用いて、ウエハーステージ外に配置された棒状の鏡の形状をインサイチュで特徴付けするために用いられ得る。従って、ウエハーステージ状のウエハーの平面に直交して方向付けられた測定表面を有する棒状の鏡の形状の特徴付けに関する前述の実施形態の各々について、対応する１セットの実施形態が存在し、ここで、棒状の鏡は、リソグラフィーツールの参照フレームに固定されたウエハーステージ外に配置され、１つ以上の動的干渉計またはゼロシヤー干渉計がウエハーステージ上に配置される。

そのような実施形態の１つの例が、ここで参照される図６において見出され得る。

図６は、並進ステージ６１６が３つの直交する方向（ｘ、ｙおよびｚ）に沿って並進する際に、ステージ外に直交して取り付けられた薄く細長の対象鏡およびステージ上に取り付けられた薄く細長の鏡の形状が、各々の鏡に関連する（好ましくは、ｘ−ｚ平面、ｘ−ｙ平面、およびｙ−ｚ平面における）複数の基準線に沿って、インサイチュで特徴付けられ得る、３つのステージ上に取り付けられた直交して構成された動的干渉計または干渉計サブシステムを使用する干渉計装置６０２のダイヤグラム斜視図である。理解されるように、関連する鏡と組み合わせた各々の干渉計サブシステムは、ウエハーホールダー６０３によりステージ６１６上の位置に保持されたウエハー６０４が、参照フレーム６００（部分的に示す）を用いて取り付けられた周知の曝露ユニット６０１により作製された曝露ビーム６０６において正確に配置され得るように、並進ステージ６１６のずれを測定するために原則的に用いられる干渉計である。好ましくは、干渉計サブシステムは、単一ビーム平面鏡干渉計であるが、これは、本発明の操作に対して必須ではない。

ここで、図６を参照して、システム６０２が、並進ステージ６１６を備え、その頂部が、干渉計サブシステム６１０および干渉計サブシステム６２０に固定して取り付けられてることが見出され得る。平面鏡６５０および６７０は、参照フレーム６００に、固定して取り付けられている。平面鏡６５０は、実質的にｘ−ｚ平面において方向付けられかつｘ方向に実質的に細長い反射面６６１を備える。平面鏡６７０は、実質的にｙ−ｚ平面において方向付けられかつｙ方向に実質的に細長い反射面６７１を備える。

鏡６８０は、並進ステージ６１６の頂部に固定して取り付けられており、そしてまた、実質的にｘ−ｙ平面において方向付けられたかつ実質的にｙ方向に細長い頂部反射面６８２を有する。

ステージ６１６に対して下側に面する底部反射面を有する細長平面鏡６９０が参照フレーム６００（再び部分的に示す）において固定して取り付けられる。鏡表面６８２と鏡の下側部６９０との間の垂直方向の間隔および高さを測定するために適応された単一ビーム干渉計６３１が、実質的にｘ方向のみの並進するステージ６１６の一部に対して固定して取り付けられる。

ビーム６１２のアウトプット成分およびリターンビーム成分を有する、単一ビーム干渉計６１０は、それぞれ、実質的にｘ方向のずれならびに実質的にｙ軸およびｚ軸の周りのピッチおよびヨーを前述のように測定する。ビーム６２２のアウトプット成分およびリターンビーム成分を有する、単一ビーム干渉計６２０は、それぞれ、実質的にｙ方向のずれならびにｘ軸およびｚ軸の周りのピッチおよびヨーを前述のように測定する。

任意の高さで、鏡６５０および６７０のｘおよびｙのプロフィールが、上記の手順を用いて測定され得る。しかし、これに加えて、この実施形態は、鏡６５０および６７０のｘ形状およびｙ形状も種々の高さで、高さの関数として測定されることを可能にする。例えば、ｘ形状およびｙ形状が、一定の高さのステージ６１６で決定され得、次いで、垂直にずれ得る別の高さで、（すなわち、第一の高さより４〜５ｍｍ上または下）決定され得る。これを実行するために、ｚ方向の動きにより導かれるステージ６１６の角度変化が、最適な精度のために考慮されなくてはならない。

干渉計サブシステム６３１は、６９０の下表面および表面６８２に対する単一の経路を作製し、それ以外は、ビーム６３４のピッチおよびヨーに対するビーム６３３のピッチおよびヨーを測定する単一ビーム干渉計であることによって、ステージ６１６の方向の変化に感受性であるように構成されるように、記載される様式で適用される。従って、ｚ方向の並進の間、ステージ６１６が、ｘ軸およびｙ軸の周りで回転する場合、干渉計６３１は、それを補正する。ｚ方向の移動についての情報を用いて、ステージ６１６の回転が、表面６７１および６６１がｚ方向ならびにｙ方向およびｘ方向にマッピングされ得るように補償されたｚ方向の動きを用いて決定され得る。供給源／検出器６３０は、類似物である図４ａおよび図４ｂの装置と関連して記載された様式で、干渉計サブシステム６３１に供給する。

表面６８２および鏡の下側部６９０の形状もまた、表面６６１および表面６７１の形状を決定するプロセスにおいて得られ得ることもまた、当業者に明らかである。

上記から、フォトリソグラフィック適用および装置における使用のための、薄く細長の鏡が、鏡特徴付けモードにおいて並進ステージ操作の制御された動きによって導入される相対的な動きを用いた、鏡に関連する干渉計サブシステムの使用を介してインサイチュで特徴付けられ得ることが理解される。相対的な動きが、並進ステージ上の干渉計サブシステムの取り付けおよび参照フレームなどに固定して取り付けられた、このステージ外に取り付けられた薄く特定の細長の鏡の結果であり得、またはその逆も同様であり得る。この装置が、参照フレームに対してウエハーを正確に位置付け、次いでウエハーを曝露するために用いられるマスクに対してウエハーを正確な位置付けるにための測定モードで操作される場合、一旦、これらの鏡が特徴付けられると、誤差補正信号が用いられ得る。

図６のステージ上の動的干渉計に対するレーザービームの供給は、供給源／検出器６３０を介してか、またはＺａｎｏｎｉ、ｏｐ．ｃｉｔ．に記載されるような光ファイバーを用いてか、または例えば、Ｋｒｅｕｚｅｒ、ｏｐ．ｃｉｔ、により記載されるようなフリースペース輸送（ｆｒｅｅ ｓｐａｃｅ ｔｒａｎｓｐｏｒｔ）またはこれらのいくつかの組み合わせを用いて記載されるようなものであり得る。これは、ゼロシヤー干渉計の場合においても同様に適用される。

本明細書中、上記の教示および実施形態に基づき、本発明の他の変化が、関連分野の当業者にとって明らかであり、そしてそのような変化が、本発明の範囲内であることが意図される。

本発明の構造、操作および方法論は、それらの他の目的および利点と共に、図面と組み合わせて詳細な説明を読むことにより最もよく理解され得、これらの図面において、各々の部分は、その部分が種々の図においてどこに現れたとしてもその部分を識別する番号が割り当てられている。

図１は、ステージが１つの方向に並進する際に、ステージ上に取り付けられた細長の対象鏡の形状が、基準線に沿ってインサイチュで特徴付けられ得る、一対の直交して構成された動的干渉計を使用する干渉計装置のダイヤグラム斜視図である。 図２は、ステージが好ましくは最初に１つの方向で並進し、次いで直交する方向で並進する際に、ステージ上に直交して取り付けられた細長の対象鏡の形状が、各鏡に関連する基準線に沿ってインサイチュで特徴付けられ得るか、またはこれらの鏡の相対的形状が、直交する方向に沿ったステージの同時の動きにより得られ得る、一対の直交して構成された動的干渉計を使用する干渉計装置のダイヤグラム斜視図である。 図３は、ステージが３つの直交する方向に沿って並進する際に、ステージ上に直交して取り付けられた細長の対象鏡の形状が、各々の鏡に関連する複数の基準線に沿ってインサイチュで特徴付けられ得る、３つの直交して構成された動的干渉計を使用する干渉計装置のダイヤグラム斜視図である。 図４ａおよび図４ｂは、それぞれ、図３での装置の使用のための干渉計の、ダイヤグラム上面図およびダイヤグラム立面図である。 図５は、本発明の方法に従う、フローチャートである。 図６は、ステージが３つの直交する方向に沿って並進する際に、対応するステージ外に直交して取り付けられた細長の対象鏡の形状が、各々の鏡に関連する直交する複数の基準線に沿って、インサイチュで特徴付けられ得る、３つのステージ上に取り付けられた直交して構成された動的干渉計を使用する干渉計装置のダイヤグラム斜視図である。

Claims (18)

1. 干渉計装置であって、該干渉計装置は、以下：
   参照フレームを規定するための手段；
   並進ステージ；
   該参照フレームに対する少なくとも２つの直交する方向のうち少なくとも１つの方向に該並進ステージを選択的に並進させるための電子機械アレンジメント；
   該参照フレームに対して予め決定された様式で取り付けられた少なくとも１つの薄く細長の鏡であって、該少なくとも１つの薄く細長の鏡が、反射面およびその長手方向の寸法に沿って延びる公称基準線を有する、少なくとも１つの薄く細長の鏡；
   該少なくとも１つの薄く細長の鏡に対して予め決定された様式で取り付けられた少なくとも１つの干渉計サブシステムであって、該干渉計サブシステムは、該少なくとも１つの薄く細長の鏡と協働して、少なくとも１つの方位角における該並進ステージのずれを測定するように適合され、かつその基準線に沿った該少なくとも１つの薄く細長の鏡の局所的なスロープおよびその基準線に直交する該少なくとも１つの薄く細長の鏡の局所的なスロープならびに該反射面に対して垂直なその局所的なずれを測定するように適合されている、少なくとも１つの干渉計サブシステム；
   互いに対して動く該並進ステージ、該少なくとも１つの薄く細長の鏡、および該少なくとも１つの干渉計サブシステムを選択的に並進させるための操作モードを有する制御手段であって、該操作モードにおいて、互いに対して動く該並進ステージ、該少なくとも１つの薄く細長の鏡、および該少なくとも１つの干渉計サブシステムは、該少なくとも１つの干渉計サブシステムが、その対応する基準線にそって該少なくとも１つの薄く細長の鏡を走査して、該反射面の角度の変化および表面の偏差を示す情報を、該電子機械アレンジメント自体から存在する偏差に起因する、該反射面の角度の変化および表面の偏差に対する任意の寄与と共に含む信号を作製するように動く、制御手段；ならびに
   該制御手段が該操作モードにある状態で、該信号中に含まれる該情報を抽出しそして該少なくとも１つの薄く細長の鏡の局所的な形状を決定するための信号および解析手段、
   を備える、干渉計装置。
2. 請求項１に記載の干渉計装置であって、前記少なくとも１つの薄く細長の鏡が、前記並進ステージと共にステージ移動するための該並進ステージに取り付けられており、そして少なくとも１つの前記干渉計サブシステムが該並進ステージ外に固定して取り付けられている、干渉計装置。
3. 請求項１に記載の干渉計装置であって、ここで、前記少なくとも１つの干渉計サブシステムが、前記並進ステージと共に移動するために該並進ステージに固定して取り付けられており、そして前記少なくとも１つの薄く細長の鏡が、該並進ステージ外に取り付けられている、干渉計装置。
4. 請求項１に記載の干渉計装置であって、ここで、前記制御手段が、別の操作モードを有するように構築および構成されており、該操作モードにおいて、前記並進ステージの動きが、前記参照フレームに対する少なくとも１つの方位角において測定される、干渉計装置。
5. 請求項１に記載の干渉計装置であって、該干渉計装置は、互いに対して直交して構成された反射面を有する少なくとも２つの薄く細長の鏡、および前記並進ステージ外に少なくとも一部取り付けられた少なくとも２つの干渉計サブシステムを備え、そして該少なくとも２つの薄く細長の鏡の各々が、その長手方向の寸法に沿った公称基準線を含み、そして該少なくとも２つの干渉計サブシステムの各々は、該薄く細長の鏡のうち対応する１つを走査するように適合されており、そしてその基準線に沿った該走査された鏡の局所的なスロープおよびその基準線に直交した該走査された鏡の局所的なスロープならびに該反射面に対して垂直な局所的なずれを測定するように構成されており、前記制御手段は、前記操作モードにおいて、該干渉計サブシステムのうち少なくとも１つが該薄く細長の鏡のうちの対応する１つを、その対応する基準線に沿って走査して、その対応する反射面の角度の変化および表面の偏差を示す情報を、該電子機械アレンジメント自体から存在する偏差に起因する、該反射面の角度の変化および表面の偏差に対する任意の寄与と共に含む信号を作製し、一方で、該他方の干渉計サブシステムが該並進ステージの角度の変化に関する情報を少なくとも含む信号を作製するように、該並進ステージをその移動可能な１つまたは全ての方向に選択的に並進させるようにさらに構成されており、前記信号組み合わせおよび解析手段が、該信号中に含まれた情報を抽出し、そして該少なくとも２つの薄く細長の鏡の局所的形状を決定する、干渉計装置。
6. 前記少なくとも１つの干渉計サブシステムが、単一ビーム平面鏡干渉計サブシステムを備える、請求項１に記載の装置。
7. 請求項１に記載の干渉計装置であって、前記干渉計装置が、３つの直交して構成された薄く細長の鏡および対応する３つの干渉計サブシステムを備え、該干渉計サブシステムは、前記制御手段が前記操作モードにある間、互いに対して相対的に動き、三次元で該鏡の局所的形状を測定するように取り付けられている、干渉計装置。
8. 前記並進ステージとの移動のために該並進ステージ上に取り付けられた、フォトリソグラフィックウエハーマウントをさらに備える、請求項１に記載の干渉計装置。
9. 前記並進ステージ上に配置されたウエハー上にマスクされたパターンを形成するために前記参照フレームに固定して取り付けられたフォトリソグラフィック曝露ユニットをさらに備える、請求項８に記載の干渉計装置。
10. インターフェロメトリー法であって、該インターフェロメトリー法は、以下：
    参照フレームを規定する工程；
    該参照フレームに対する移動のための並進ステージを提供する工程；
    該並進ステージを、該参照フレームに対して、直交する少なくとも２つの方向のうち少なくとも１つの方向に選択的に並進させる工程；
    少なくとも１つの薄く細長の鏡を、該参照フレームに対して、予め決定された様式で取り付ける工程であって、該少なくとも１つの薄く細長の鏡が、反射面およびその長手方向の寸法に沿った公称基準線を有する、工程；
    少なくとも１つの干渉計サブシステムを、該少なくとも１つの薄く細長の鏡に対して、予め決定された様式で取り付ける工程であって、ここで、該少なくとも１つの干渉計サブシステムが、該少なくとも１つの薄く細長の鏡と協働して、少なくとも１つの方位角における該並進ステージのずれを測定するように適合され、また、該少なくとも１つの薄く細長の鏡の基準線に沿ったその局所的スロープおよび該少なくとも１つの薄く細長の鏡の基準線に直交したその局所的スロープならびに該反射面に対して垂直なその局所的なずれを測定するように適合される、工程；
    該並進ステージを、操作モードで選択的に並進させる工程であって、ここで、該少なくとも１つの薄く細長の鏡および該少なくとも１つの干渉計サブシステムは、該操作モードにおいて、該少なくとも１つの干渉計サブシステムが、該少なくとも１つの薄く細長の鏡に対応する基準線に沿って該少なくとも１つの薄く細長の鏡を走査して、該反射面の角度の変化および表面の偏差を示す情報を、該並進ステージを選択的に並進させる工程の間に存在する偏差に起因する、該反射面の角度の変化および表面の偏差に対する任意の他の寄与と共に含む信号を作製するように、互いに対して移動する、工程；ならびに
    該操作モードにある状態で、該信号中に含まれる該情報を抽出し、そして該少なくとも１つの薄く細長の鏡の局所的な形状を決定する工程、
    を包含する、インターフェロメトリー法。
11. 請求項１０に記載のインターフェロメトリー法であって、ここで、前記少なくとも１つの薄く細長の鏡が、前記並進ステージと共に移動するために該並進ステージに取り付けられており、そして該少なくとも１つの干渉計サブシステムが、該並進ステージ外に固定して取り付けられている、インターフェロメトリー法。
12. 請求項１０に記載のインターフェロメトリー法であって、ここで、前記少なくとも１つの干渉計サブシステムが、前記並進ステージと共に移動するために該並進ステージに固定して取り付けられており、そして前記少なくとも１つの薄く細長の鏡が、該並進ステージ外に固定して取り付けられている、インターフェロメトリー法。
13. 別の操作モードを有する請求項１０に記載のインターフェロメトリー法であって、該操作モードにおいて、前記並進ステージの運動が、前記参照フレームに対する少なくとも１つの方位角において測定される、インターフェロメトリー法。
14. 請求項１０に記載のインターフェロメトリー法であって、ここで、互いに対して直交して構成された反射面を有する少なくとも２つの薄く細長の鏡、および前記並進ステージ外に少なくとも一部取り付けられた少なくとも２つの干渉計サブシステムが提供され、該少なくとも２つの薄く細長の鏡の各々は、その長手方向の寸法に沿った公称基準線を含み、そして該少なくとも２つの干渉計サブシステムの各々は、該薄く細長の鏡のうち対応する１つを走査するように適合されており、そしてその基準線に沿った該走査された鏡の局所的なスロープおよびその基準線に直交した該走査された鏡の局所的なスロープならびに該反射面に対して垂直な局所的なずれを測定するように構成されており、該方法は、前記操作モードにおいて、該干渉計サブシステムのうち少なくとも１つが、該薄く細長の鏡のうちの対応する１つを、その対応する基準線に沿って走査して、その対応する反射面の角度の変化および表面の偏差を示す情報を、該並進ステージを選択的に並進させる該工程の間に存在する任意の他の寄与から存在する偏差に起因する、該反射面の角度の変化および表面の偏差に対する任意の寄与と共に含む信号を作製し、一方で、該他方の干渉計サブシステムは、少なくとも該並進ステージの角度の変化に関する情報を含む信号を作製するように、該並進ステージを、その可能な移動方向の１つまたは全てで選択的に並進させるようにさらに構成されており、該信号に含まれる情報を抽出する前記工程は、該少なくとも２つの薄く細長の鏡の局所的形状を決定する、インターフェロメトリー法。
15. 前記少なくとも１つの干渉計サブシステムが、単一ビーム平面鏡干渉計サブシステムを備える、請求項１０に記載のインターフェロメトリー法。
16. 請求項１０に記載のインターフェロメトリー法であって、ここで、３つの直交して構成された薄く細長の鏡および３つの対応する干渉計サブシステムが提供され、３つの対応する干渉計サブシステムは、互いに対して相対的に移動し、一方で操作モードにおいて該鏡の局所的形状を三次元で測定するように取り付けられている、インターフェロメトリー法。
17. フォトリソグラフィーウエハーを、前記並進ステージと共に移動するために該並進ステージ上に取りつける工程をさらに包含する、請求項１０に記載のインターフェロメトリー法。
18. マスクされたパターンのイルミネーションを用いて前記参照フレームから前記ウエハーをフォトリソグラフィーのために曝露する工程をさらに包含する、請求項１７に記載のインターフェロメトリー法。

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