JP5477774B2 - Optical unit, interference apparatus, stage apparatus, pattern forming apparatus, and device manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、入力された第１ビーム及び第２ビームのうち第１ビームを反射体に対して射出し、反射体を介して再入射した第１ビームを第２ビームと共に出力する光学ユニット、この光学ユニットを備える干渉装置、ステージ装置及びパターン形成装置に関する。 The present invention provides an optical unit for emitting a first beam out of a first beam and a second beam input to a reflector and outputting the first beam re-entered through the reflector together with the second beam. The present invention relates to an interference device including an optical unit, a stage device, and a pattern forming device.
半導体素子、液晶表示素子等の電子デバイスの製造工程では、パターンが形成されたレチクルのパターン像を感光材が塗布された基板上に露光する露光装置が使用されている。特許文献１に開示される露光装置は、高精度な長さ計測を行うものとして干渉計システムを使用して、基板が載置されるステージの位置情報を正確に計測している。 In a manufacturing process of an electronic device such as a semiconductor element or a liquid crystal display element, an exposure apparatus that exposes a pattern image of a reticle on which a pattern is formed on a substrate coated with a photosensitive material is used. The exposure apparatus disclosed in Patent Document 1 accurately measures position information of a stage on which a substrate is placed by using an interferometer system as a highly accurate length measurement.
例えば特許文献２に示される干渉計システムは、固定鏡（又は参照鏡ともいう。）と偏光ビームスプリッターとの間の光路、及び移動鏡（反射体）と偏光ビームスプリッターとの間の光路を二往復させるダブルパス形式の干渉計を開示している。ステージ装置の位置情報をより高精度に検出するために移動鏡がステージの一部に載置される。干渉計システム内において固定鏡及び移動鏡にそれぞれ照射される参照ビームと計測ビームとが完全に分離されることが好ましいが、干渉計システム内で迷光が生じて相互に混入が起こることで、移動鏡の位置情報に非線形誤差が生じることがある。これに対して、特許文献２に示される干渉計（干渉装置）は、入射ビームに対して固定鏡または移動鏡を一定角度傾けることにより、入射ビーム対する固定鏡の角度と移動鏡の角度とを相対的に異ならせることで、迷光の混入を防止し精密な計測を可能にする技術を開示している。 For example, an interferometer system disclosed in Patent Document 2 has two optical paths between a fixed mirror (also referred to as a reference mirror) and a polarizing beam splitter, and an optical path between a moving mirror (reflector) and the polarizing beam splitter. A reciprocating double-pass interferometer is disclosed. In order to detect the position information of the stage apparatus with higher accuracy, a movable mirror is placed on a part of the stage. In the interferometer system, it is preferable that the reference beam and the measurement beam irradiated on the fixed mirror and the movable mirror are completely separated from each other. However, stray light is generated in the interferometer system, and the mutual movement occurs. Non-linear errors may occur in the mirror position information. On the other hand, the interferometer (interference device) shown in Patent Document 2 tilts the fixed mirror or the movable mirror at a certain angle with respect to the incident beam, thereby obtaining the angle of the fixed mirror and the angle of the movable mirror with respect to the incident beam. Disclosed is a technology that enables precise measurement by making the difference relatively different to prevent the mixing of stray light.
しかし、ステージ装置の駆動部によってステージを移動する際に、ステージを回転させる必要があるため、反射面は、入射ビームに対して一定角度を維持することができない。このため、入射ビーム対する固定鏡の角度と移動鏡の角度と相対差がゼロとなる場合が生じる。この場合、迷光の混入を防止することができず、ステージの位置情報を正確に計測することが困難であった。
そこで本発明の態様は、参照ビーム及び計測ビームへの迷光の混入を防止して高精度に干渉計測を行うことのできる光学ユニット、計測装置、及び干渉計システムを提供することを目的とする。
However, since the stage needs to be rotated when the stage is moved by the drive unit of the stage apparatus, the reflecting surface cannot maintain a constant angle with respect to the incident beam. For this reason, the relative difference between the angle of the fixed mirror and the angle of the movable mirror with respect to the incident beam may be zero. In this case, mixing of stray light cannot be prevented, and it has been difficult to accurately measure the position information of the stage.
In view of the above, an object of an aspect of the present invention is to provide an optical unit, a measurement apparatus, and an interferometer system that can perform interference measurement with high accuracy by preventing stray light from being mixed into a reference beam and a measurement beam.
本発明の第１の態様によれば、相互に偏光面が直交する第１ビーム及び第２ビームを含む入力ビームを受光し、前記第１ビームを反射体に対して射出させ、該反射体を介した前記第１ビームを再受光して前記第２ビームとともに出力する光学ユニットであって、相互に偏光面が直交する第１の偏光及び第２の偏光の一方を透過させて他方を反射させる第１偏光分離面及び第２偏光分離面を含み、前記第１ビーム及び前記第２ビームを相互に分離して異なる方向に射出させる偏光分離部と、前記偏光分離部と前記反射体との間における前記第１ビームの光路に設けられ、該第１ビームの偏光状態を変化させる第１偏光変換部と、前記偏光分離部から射出した前記第２ビームを反射して前記偏光分離部に再入射させる固定反射部と、前記偏光分離部と前記固定反射部との間における前記第２ビームの光路に設けられ、該第２ビームの偏光状態を変化させる第２偏光変換部と、前記偏光分離部を介して入射する前記第１ビーム及び前記第２ビームを、各々その入射位置と異なる射出位置から各々その入射方向に逆向きに射出させて、前記偏光分離部に再入射させるリトロレフレクターと、を備え、前記第１偏光分離面及び前記第２偏光分離面は、前記反射体を介して前記偏光分離部に再入射した前記第１ビームと、前記固定反射部を介して前記偏光分離部に再入射した前記第２ビームとを、前記リトロレフレクターに入射させて該リトロレフレクター内を相互に逆向きに進行させるように、相互に平行に配置されている光学ユニットが提供される。 According to the first aspect of the present invention, an input beam including a first beam and a second beam whose planes of polarization are orthogonal to each other is received, the first beam is emitted to a reflector, and the reflector is An optical unit that re-receives the first beam and outputs it together with the second beam, and transmits one of the first polarized light and the second polarized light whose polarization planes are orthogonal to each other and reflects the other. A polarization separation unit that includes a first polarization separation surface and a second polarization separation surface and separates the first beam and the second beam and emits them in different directions; and between the polarization separation unit and the reflector The first polarization conversion unit that is provided in the optical path of the first beam and changes the polarization state of the first beam, and reflects the second beam emitted from the polarization separation unit and re-enters the polarization separation unit Fixed reflection part to make and polarization separation And a second polarization conversion unit for changing the polarization state of the second beam, the first beam incident through the polarization separation unit, and A retroreflector for emitting the second beam from an emission position different from the incident position in the opposite direction to the incident direction and re-entering the polarization separation unit, and the first polarization separation surface and the The second polarization separation surface includes the first beam re-incident on the polarization separation unit via the reflector and the second beam re-incident on the polarization separation unit via the fixed reflection unit. Optical units are provided that are arranged parallel to each other so as to be incident on the retroreflector and travel in opposite directions in the retroreflector.
本発明の第２の態様によれば、相互に偏光面が直交する第１ビーム及び第２ビームを含む入力ビームを受光し、前記第１ビームを反射体に対して射出させ、該反射体を介した前記第１ビームを再受光して前記第２ビームとともに出力する光学ユニットであって、相互に偏光面が直交する第１の偏光及び第２の偏光の一方を透過させて他方を反射させる第１偏光分離面及び第２偏光分離面を含み、前記第１ビーム及び前記第２ビームを相互に分離して異なる方向に射出させる偏光分離部と、前記偏光分離部と前記反射体との間における前記第１ビームの光路に設けられ、該第１ビームの偏光状態を変化させる第１偏光変換部と、前記偏光分離部を介して入射する前記第１ビームをその入射位置と異なる射出位置からその入射方向に逆向きに射出させて前記偏光分離部に再入射させるリトロレフレクターと、を備え、前記第１偏光分離面は、前記リトロレフレクターを未経由の前記第１ビーム及び前記リトロレフレクターを経由した前記第１ビームの両方を透過させ、前記第２偏光分離面は、前記リトロレフレクターを未経由の前記第１ビーム及び前記リトロレフレクターを経由した前記第１ビームの一方を透過させる光学ユニットが提供される。 According to the second aspect of the present invention, an input beam including a first beam and a second beam whose planes of polarization are orthogonal to each other is received, the first beam is emitted to a reflector, and the reflector is An optical unit that re-receives the first beam and outputs it together with the second beam, and transmits one of the first polarized light and the second polarized light whose polarization planes are orthogonal to each other and reflects the other. A polarization separation unit that includes a first polarization separation surface and a second polarization separation surface and separates the first beam and the second beam and emits them in different directions; and between the polarization separation unit and the reflector A first polarization conversion unit that is provided in the optical path of the first beam and changes the polarization state of the first beam; and the first beam that is incident through the polarization separation unit from an exit position different from the incident position Ejected in the opposite direction to the incident direction And a retroreflector that re-enters the polarization separation unit, and the first polarization separation surface includes both the first beam that has not passed through the retroreflector and the first beam that has passed through the retroreflector. An optical unit is provided that transmits the second polarization separation surface and transmits one of the first beam that has not passed through the retroreflector and the first beam that has passed through the retroreflector.
本発明の第３の態様によれば、本発明の第１又は第２の態様にかかる光学ユニットと、前記光学ユニットから出力された前記第１ビーム及び前記第２ビームを干渉させて干渉光を生成する干渉光生成部と、を備える干渉装置が提供される。 According to the third aspect of the present invention, the optical unit according to the first or second aspect of the present invention interferes with the first beam and the second beam output from the optical unit to generate interference light. An interference device including an interference light generation unit to be generated is provided.
本発明の第４の態様によれば、本発明の第４の態様にかかる干渉装置と、前記反射体を保持し、前記干渉装置の検出結果に基づいて移動するステージと、を備えるステージ装置が提供される。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a stage apparatus comprising: the interference apparatus according to the fourth aspect of the present invention; and a stage that holds the reflector and moves based on a detection result of the interference apparatus. Provided.
本発明の第５の態様によれば、本発明の第４の態様にかかる干渉装置と、基板及び前記反射体を一体的に保持し、前記干渉装置の検出結果に基づいて前記基板を移動させる移動機構と、前記移動機構が保持する前記基板にパターンを転写する転写装置と、を備えるパターン形成装置が提供される。 According to the fifth aspect of the present invention, the interference device according to the fourth aspect of the present invention, the substrate and the reflector are integrally held, and the substrate is moved based on the detection result of the interference device. There is provided a pattern forming apparatus including a moving mechanism and a transfer device that transfers a pattern to the substrate held by the moving mechanism.
本発明の第６の態様によれば、本発明の第５の態様にかかるパターン形成装置を用いて前記基板に前記パターンを形成することと、前記パターンが形成された前記基板を該パターンに基づいて加工することと、を含むデバイス製造方法が提供される。 According to a sixth aspect of the present invention, the pattern forming apparatus according to the fifth aspect of the present invention is used to form the pattern on the substrate, and the substrate on which the pattern is formed is based on the pattern. And a device manufacturing method is provided.
本発明の態様によれば、参照ビーム及び計測ビームへの迷光の混入を防止して高精度に干渉計測を行うことができる。 According to the aspect of the present invention, interference measurement can be performed with high accuracy by preventing stray light from being mixed into the reference beam and the measurement beam.
（第１の実施例）
＜干渉装置１０１について＞
第１の実施例の干渉装置１０１について、図１を参照しながら説明する。図１は第１の実施例の干渉装置１０１を示した平面図である。図１に示された干渉装置１０１は、例えばＸ軸方向に移動できる移動鏡１６のＸ軸方向の位置情報（距離）を計測する。
(First embodiment)
<About the interference device 101>
The interference device 101 of the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a plan view showing an interference device 101 of the first embodiment. The interference device 101 shown in FIG. 1 measures position information (distance) in the X-axis direction of the movable mirror 16 that can move in the X-axis direction, for example.
＜＜干渉装置１０１の構成＞＞
図１に示されたように、干渉装置１０１は平面視で正方形状の偏光分離素子２０１と、リトロレフレクター（retroreflector）１４と、偏光変換素子としての二つの１／４波長板（λ／４板）１５、１７と、固定反射部としての参照鏡１８と、を有する光学ユニット３０１を備える。さらに、干渉装置１０１は受光部として検光子１９及び検出器２０を備える。
<< Configuration of Interference Device 101 >>
As shown in FIG. 1, the interference device 101 includes a square polarization separation element 201, a retroreflector 14 and two quarter-wave plates (λ / 4 plates) as polarization conversion elements in plan view. ) 15 and 17 and an optical unit 301 having a reference mirror 18 as a fixed reflecting portion. Further, the interference device 101 includes an analyzer 19 and a detector 20 as a light receiving unit.
偏光分離素子２０１は第１ブロック１１、第２ブロック１２及び第３ブロック１３から構成される。第１ブロック１１はＺ軸方向に柱状の三角柱形状を有するが理解しやすくするため、以下、図１に示されるＸＹ平面で説明する。 The polarization separation element 201 includes a first block 11, a second block 12, and a third block 13. Although the first block 11 has a columnar triangular prism shape in the Z-axis direction, for the sake of easy understanding, the following description will be made on the XY plane shown in FIG.
第１ブロック１１はその側面形状（ＸＹ平面に沿った形状）が直角二等辺三角形のガラスブロック（光学ブロック）であり、第２ブロック１２はその側面形状が台形形状のガラスブロックであり、第３ブロック１３はその側面形状が直角二等辺三角形のガラスブロックである。図１に示されるように、第２ブロック１２を第１ブロック１１と第３ブロック１３との間に挟んで構成される。第１ブロック１１と第２ブロック１２との接合面には第１偏光分離面Ｓ１１としての誘電体多層膜が形成されている。また、第２ブロック１２と第３ブロック１３との接合面には第２偏光分離面Ｓ１２としての誘電体多層膜が形成されている。第１偏光分離面Ｓ１１及び第２偏光分離面Ｓ１２は、それぞれＰ偏光を透過させてＳ偏光を反射させることができ、すなわち、偏光方向（偏光面）が相互に直交するＳ偏光のビームとＰ偏光のビームとを分離して異なる方向に進行させることができる。 The first block 11 is a glass block (optical block) whose side surface shape (shape along the XY plane) is a right isosceles triangle, and the second block 12 is a glass block whose side surface shape is a trapezoidal shape. The block 13 is a glass block whose side shape is a right isosceles triangle. As shown in FIG. 1, the second block 12 is sandwiched between the first block 11 and the third block 13. A dielectric multilayer film as a first polarization separation surface S11 is formed on the joint surface between the first block 11 and the second block 12. Further, a dielectric multilayer film as the second polarization separation surface S12 is formed on the joint surface between the second block 12 and the third block 13. The first polarization separation surface S11 and the second polarization separation surface S12 can transmit P-polarized light and reflect S-polarized light, that is, the S-polarized beam and the P-polarized light whose polarization directions (polarization surfaces) are orthogonal to each other. The polarized beam can be separated and traveled in different directions.
図１に示された偏光分離素子２０１において、第１偏光分離面Ｓ１１は偏光分離素子２０１の対角線と一致し、第２偏光分離面Ｓ１２は第１偏光分離面Ｓ１１に平行で、且つＸＹ平面に沿って第１偏光分離面Ｓ１１の半分の長さである。なお、第１偏光分離面Ｓ１１と第２偏光分離面Ｓ１２とが平行であるとは、第１偏光分離面Ｓ１１と第２偏光分離面Ｓ１２とが厳密に平行である（相対角度が０である）場合に限定されず略平行な場合を含むものであるが、例えば、その相対角度は１５μｒａｄ以下であることが好ましい。 In the polarization separation element 201 shown in FIG. 1, the first polarization separation surface S11 coincides with the diagonal line of the polarization separation element 201, and the second polarization separation surface S12 is parallel to the first polarization separation surface S11 and in the XY plane. The length of the first polarization separation surface S11 is half the length. Note that the first polarization separation surface S11 and the second polarization separation surface S12 are parallel means that the first polarization separation surface S11 and the second polarization separation surface S12 are strictly parallel (the relative angle is 0). ) But is not limited to the case, and includes a case of being substantially parallel, for example, the relative angle is preferably 15 μrad or less.
リトロレフレクター１４は、３枚の反射面を互いに直角に組み合わせて構成されている。リトロレフレクター１４は、平板を組み合わせた中空の構造でもよく又は一般にコーナーキューブと呼ばれるプリズム状の構造でもよい。リトロレフレクター１４は、入射ビームを３枚の反射面によって順次反射し、その入射ビームの入射位置と異なる射出位置から、入射ビームと平行且つ逆向きに射出する。このリトロレフレクター１４は、第１ブロック１１の一面側に配置され、偏光分離素子２０１に密着（接合）されてもよいし、離れて設けられてもよい。なお、図１ではリトロレフレクター１４は、簡易的に３枚の反射面ではなく２面の反射面によって示されている。 The retro-reflector 14 is configured by combining three reflecting surfaces at right angles to each other. The retroreflector 14 may have a hollow structure in which flat plates are combined, or may have a prismatic structure generally called a corner cube. The retroreflector 14 sequentially reflects the incident beam by the three reflecting surfaces, and emits the incident beam in a direction opposite to and parallel to the incident beam from an emission position different from the incident position of the incident beam. The retroreflector 14 may be disposed on one surface side of the first block 11 and may be in close contact (bonded) with the polarization separation element 201 or may be provided apart. In FIG. 1, the retroreflector 14 is simply shown by two reflecting surfaces instead of three reflecting surfaces.
１／４波長板１５は偏光分離素子２０１の＋Ｘ側に配置され、１／４波長板１７は偏光分離素子２０１の＋Ｙ側に配置されている。また、１／４波長板１５、１７は偏光分離素子２０１に密着（接合）されてもよいし、離れて設けられてもよい。移動鏡１６の反射面１６ａは１／４波長板１５から＋Ｘ側に離れて設けられ、参照鏡１８はその反射面１８ａが１／４波長板１７の＋Ｙ側に接合されている。なお、参照鏡１８（反射面１８ａ）は、１／４波長板１７の＋Ｙ側の面に形成（例えば蒸着）されてもよく、あるいは１／４波長板１７の＋Ｙ側に離れて配置されてもよい。また、１／４波長板１５，１７は、複数の波長板によって構成可能であり、例えば２つのλ／８板（１／８波長板）を組み合せて構成してもよい。より一般的には、１／４波長板１５，１７に代えて、入射したビームにおける第１の偏光成分とこれに直交する第２の偏光成分との間に９０度の位相差を付与する光学素子（もしくは素子群）とすることができる。 The quarter wavelength plate 15 is disposed on the + X side of the polarization separation element 201, and the quarter wavelength plate 17 is disposed on the + Y side of the polarization separation element 201. The quarter-wave plates 15 and 17 may be in close contact (bonded) with the polarization separation element 201 or may be provided apart from each other. The reflecting surface 16 a of the movable mirror 16 is provided away from the quarter-wave plate 15 on the + X side, and the reflecting surface 18 a of the reference mirror 18 is joined to the + Y side of the quarter-wave plate 17. The reference mirror 18 (reflecting surface 18a) may be formed (for example, vapor deposition) on the + Y side surface of the quarter wavelength plate 17, or may be disposed apart on the + Y side of the quarter wavelength plate 17. Also good. The quarter wavelength plates 15 and 17 can be constituted by a plurality of wavelength plates, and may be constituted by combining two λ / 8 plates (1/8 wavelength plates), for example. More generally, instead of the quarter-wave plates 15 and 17, an optical device that gives a 90-degree phase difference between the first polarization component and the second polarization component orthogonal thereto in the incident beam. It can be an element (or element group).
また、検光子１９は所定方向の直線偏光を抽出する偏光子であり、Ｓ偏光のビームとＰ偏光のビームとから同一方向の偏光成分を抽出して干渉光（干渉する２ビーム）を生成する。検出器２０は干渉光を光電検出し、干渉光の干渉情報（強度情報及び位相情報の少なくとも一方）を検出して出力するするセンサである。第１の実施例では、偏光分離素子２０１の射出面（図１中、第３ブロック１３の左側面）から検光子１９及び検出器２０が順次配置され、検光子１９を通過した干渉光は検出器２０に入射する。干渉装置１０１は、図１に不図示の信号処理部を備え、この信号処理部によって、検出器２０の検出情報（出力信号）に基づいて移動鏡１６（反射面１６ａ）の位置に関する情報（距離）を出力することができる。
以下、図１に示された干渉装置１０１の光路について説明する。
The analyzer 19 is a polarizer that extracts linearly polarized light in a predetermined direction, and generates interference light (interfering two beams) by extracting a polarization component in the same direction from the S-polarized beam and the P-polarized beam. . The detector 20 is a sensor that photoelectrically detects interference light and detects and outputs interference information (at least one of intensity information and phase information) of the interference light. In the first embodiment, the analyzer 19 and the detector 20 are sequentially arranged from the exit surface of the polarization separation element 201 (the left side surface of the third block 13 in FIG. 1), and the interference light that has passed through the analyzer 19 is detected. Incident on the vessel 20. The interference device 101 includes a signal processing unit (not shown in FIG. 1), and information (distance) on the position of the movable mirror 16 (reflection surface 16a) based on the detection information (output signal) of the detector 20 by the signal processing unit. ) Can be output.
Hereinafter, the optical path of the interference device 101 shown in FIG. 1 will be described.
＜＜干渉装置１０１内での光路＞＞
干渉装置１０１内での光路について説明する。
本明細書に添付される図面（図１〜図７）では理解を容易にするため、計測ビームＥ１と参照ビームＥ２とを横ずれさせて描いてある。しかし、実際には計測ビームＥ１と参照ビームＥ２とは少なくとも一部が同軸に重なった入力ビームＥ０となっている。
<< Optical path in interference device 101 >>
An optical path in the interference device 101 will be described.
In the drawings (FIGS. 1 to 7) attached to the present specification, the measurement beam E1 and the reference beam E2 are drawn laterally to facilitate understanding. However, in practice, the measurement beam E1 and the reference beam E2 are input beams E0 that are at least partially overlapped on the same axis.
波長（周波数）が僅かに異なり偏光方向が相互に直交する計測ビームＥ１及び参照ビームＥ２が、−Ｙ軸方向から干渉装置１０１の偏光分離素子２０１に入射される。図１では、計測ビームＥ１はＳ偏光で、参照ビームＥ２はＰ偏光であり、入力ビームＥ０は第２ブロック１２の−Ｙ軸方向の側面から偏光分離素子２０１に垂直に入射する。以下、ビームの光路について、計測ビームＥ１及び参照ビームＥ２を分けて詳述する。 A measurement beam E1 and a reference beam E2 having slightly different wavelengths (frequencies) and orthogonal polarization directions are incident on the polarization separation element 201 of the interference device 101 from the −Y axis direction. In FIG. 1, the measurement beam E <b> 1 is S-polarized light, the reference beam E <b> 2 is P-polarized light, and the input beam E <b> 0 is perpendicularly incident on the polarization separation element 201 from the side surface in the −Y axis direction of the second block 12. Hereinafter, the optical path of the beam will be described in detail separately for the measurement beam E1 and the reference beam E2.
まず、計測ビームＥ１について説明する。偏光分離素子２０１の第２ブロック１２に入射されたビームＢ１１は、第１偏光分離面Ｓ１１に対してＳ偏光であり、第１偏光分離面Ｓ１１に反射され、＋Ｘ軸方向に向かうビームＢ１２になる。ビームＢ１２は第１偏光分離面Ｓ１１の＋Ｘ軸方向に設けられた第２偏光分離面Ｓ１２に反射されて再び＋Ｙ軸方向に向い、ビームＢ１３になる。ビームＢ１３もビームＢ１１と同様に第１偏光分離面Ｓ１１に反射され、＋Ｘ軸方向に向かうビームＢ１４になって１／４波長板１５に入射する。そして、１／４波長板１５を通過したビームＢ１４は反射面１６ａに反射されて、例えば反射面１６ａがＹ軸に平行に配置されている場合に−Ｘ軸方向に向かうビームＢ１５になり、ビームＢ１５は再び１／４波長板１５に入射し１／４波長板１５を通過する。 First, the measurement beam E1 will be described. The beam B11 incident on the second block 12 of the polarization separation element 201 is S-polarized with respect to the first polarization separation surface S11, is reflected by the first polarization separation surface S11, and becomes a beam B12 directed in the + X-axis direction. . The beam B12 is reflected by the second polarization separation surface S12 provided in the + X axis direction of the first polarization separation surface S11 and is directed again in the + Y axis direction to become the beam B13. Similarly to the beam B11, the beam B13 is reflected by the first polarization separation surface S11, becomes a beam B14 directed in the + X-axis direction, and enters the quarter wavelength plate 15. Then, the beam B14 that has passed through the quarter-wave plate 15 is reflected by the reflecting surface 16a. For example, when the reflecting surface 16a is arranged parallel to the Y axis, the beam B14 is directed to the −X axis direction and becomes a beam B15. B15 enters the quarter-wave plate 15 again and passes through the quarter-wave plate 15.
このとき、計測ビームＥ１は１／４波長板１５を二度通過しているため、偏光方向が９０度回転し、ビームＢ１５は偏光分離素子２０１に対してＰ偏光となっている。したがって、ビームＢ１５は第１偏光分離面Ｓ１１をそのまま通過し、リトロレフレクター１４に入射する。ビームＢ１５はリトロレフレクター１４内をビームＢ１６として透過した後、ビームＢ１５と平行で逆向きのビームＢ１７なって、ビームＢ１５の入射位置と異なる射出位置から射出され、再び偏光分離素子２０１に入射する。ここで、ビームＢ１７は概ねＰ偏光であるので、そのほとんどが第１偏光分離面Ｓ１１及び第２偏光分離面Ｓ１２を通過し再び１／４波長板１５に入射する。そして、１／４波長板１５を通過したビームＢ１７は反射面１６ａに反射されて−Ｘ軸方向に向かうビームＢ１８になり、ビームＢ１８は再び１／４波長板１５に入射し１／４波長板１５を通過する。 At this time, since the measurement beam E1 passes through the quarter-wave plate 15 twice, the polarization direction is rotated by 90 degrees, and the beam B15 is P-polarized with respect to the polarization separation element 201. Therefore, the beam B15 passes through the first polarization separation surface S11 as it is and enters the retroreflector 14. After passing through the retroreflector 14 as a beam B16, the beam B15 becomes a beam B17 that is parallel and opposite to the beam B15, is emitted from an exit position different from the incident position of the beam B15, and enters the polarization separation element 201 again. Here, since the beam B17 is substantially P-polarized light, most of it passes through the first polarization separation surface S11 and the second polarization separation surface S12, and is incident on the quarter-wave plate 15 again. The beam B17 that has passed through the quarter-wave plate 15 is reflected by the reflecting surface 16a to become a beam B18 directed in the -X-axis direction, and the beam B18 is incident on the quarter-wave plate 15 again and is a quarter-wave plate. Pass through 15.
このとき、計測ビームＥ１は再び１／４波長板１５を二度通過しているため、偏光方向が９０度回転し、ビームＢ１８は偏光分離素子２０１に対してＳ偏光に戻る。したがって、ビームＢ１８は第２偏光分離面Ｓ１２に反射され、最初のビームＢ１１と反対方向に向かうビームＢ１９になって偏光分離素子２０１から射出する。この偏光分離素子２０１から射出されたビームＢ１９は、検光子１９を通過して検出器２０に入射する。 At this time, since the measurement beam E1 passes through the quarter-wave plate 15 twice again, the polarization direction is rotated by 90 degrees, and the beam B18 returns to the S polarization with respect to the polarization separation element 201. Therefore, the beam B18 is reflected by the second polarization separation surface S12 and emerges from the polarization separation element 201 as a beam B19 directed in the opposite direction to the first beam B11. The beam B 19 emitted from the polarization separation element 201 passes through the analyzer 19 and enters the detector 20.
次に、参照ビームＥ２について説明する。偏光分離素子２０１の第２ブロック１２に入射されたビームＢ２１は、第１偏光分離面Ｓ１１に対してＰ偏光であり、第１偏光分離面Ｓ１１を通過し、１／４波長板１７に入射する。そして、１／４波長板１７を通過したビームＢ２１は参照鏡１８の反射面１８ａに反射されて−Ｙ軸方向に向かうビームＢ２２になり、ビームＢ２２は１／４波長板１７に入射し１／４波長板１７を通過する。 Next, the reference beam E2 will be described. The beam B21 incident on the second block 12 of the polarization separation element 201 is P-polarized with respect to the first polarization separation surface S11, passes through the first polarization separation surface S11, and enters the quarter wavelength plate 17. . The beam B21 that has passed through the quarter-wave plate 17 is reflected by the reflecting surface 18a of the reference mirror 18 to become a beam B22 directed in the -Y-axis direction, and the beam B22 enters the quarter-wave plate 17 and becomes 1 / It passes through the four-wave plate 17.
このとき、参照ビームＥ２は１／４波長板１７を二度通過しているため、偏光方向が９０度回転し、ビームＢ２２は偏光分離素子２０１に対してＳ偏光となっている。したがって、ビームＢ２２は第１偏光分離面Ｓ１１に反射され、−Ｘ軸方向に向かうビームＢ２３になってリトロレフレクター１４に入射する。ビームＢ２３はリトロレフレクター１４内をビームＢ２４として透過した後、ビームＢ２３と平行で逆向きのビームＢ２５なって、ビームＢ２３の入射位置と異なる射出位置から射出され、再び偏光分離素子２０１に入射する。ここで、ビームＢ２５は概ねＳ偏光であるので、そのほとんどが第１偏光分離面Ｓ１１に反射され、＋Ｙ軸方向に向かうビームＢ２６になって再び１／４波長板１７に入射する。そして、１／４波長板１７を通過したビームＢ２６は反射面１８ａに反射されて−Ｙ軸方向に向かうビームＢ２７になり、ビームＢ２７は再び１／４波長板１７に入射し１／４波長板１７を通過する。 At this time, since the reference beam E2 passes through the quarter-wave plate 17 twice, the polarization direction is rotated by 90 degrees, and the beam B22 is S-polarized with respect to the polarization separation element 201. Accordingly, the beam B22 is reflected by the first polarization separation surface S11, becomes a beam B23 directed in the −X axis direction, and enters the retroreflector 14. The beam B23 passes through the retroreflector 14 as a beam B24, and then becomes a beam B25 that is parallel to and opposite to the beam B23. The beam B23 is emitted from an emission position different from the incident position of the beam B23 and enters the polarization separation element 201 again. Here, since the beam B25 is substantially S-polarized light, most of it is reflected by the first polarization separation surface S11, becomes the beam B26 directed in the + Y-axis direction, and is incident on the quarter-wave plate 17 again. The beam B26 that has passed through the quarter-wave plate 17 is reflected by the reflecting surface 18a to become a beam B27 directed in the -Y-axis direction, and the beam B27 is incident on the quarter-wave plate 17 again and is a quarter-wave plate. Pass through 17.
このとき、参照ビームＥ２は再び１／４波長板１７を二度通過しているため、偏光方向が９０度回転し、ビームＢ２７は偏光分離素子２０１に対してＰ偏光に戻る。したがって、ビームＢ２７は第１偏光分離面Ｓ１１及び第２偏光分離面Ｓ１２を通過し、偏光分離素子２０１から射出する。その後、偏光分離素子２０１から射出されたビームＢ２７は、検光子１９を通過して検出器２０に入射する。 At this time, since the reference beam E2 passes through the quarter-wave plate 17 twice again, the polarization direction is rotated by 90 degrees, and the beam B27 returns to the P-polarized light with respect to the polarization separation element 201. Therefore, the beam B27 passes through the first polarization separation surface S11 and the second polarization separation surface S12, and exits from the polarization separation element 201. Thereafter, the beam B27 emitted from the polarization separation element 201 passes through the analyzer 19 and enters the detector 20.
ビームＢ１９，Ｂ２７は、少なくとも一部が同軸に重なった状態で偏光分離素子２０１（第３ブロック１３）から射出されて検光子１９を通過する。そして、干渉光生成部としての検光子１９によりビームＢ１９，Ｂ２７からそれぞれ抽出された同一方向の２つの直線偏光が、干渉光として検出器２０に入射して光電検出される。なお、検光子１９と検出器２０との間の光路に光ファイバ等を用いた光伝送素子を設け、検光子１９によって抽出された２つの直線偏光をその光伝送素子を介して検出器２０に入射させてもよい。この場合、その光伝送素子と検光子１９とによって干渉光生成部が構成される。 The beams B <b> 19 and B <b> 27 are emitted from the polarization separation element 201 (third block 13) and pass through the analyzer 19 in a state where at least a part thereof is coaxially overlapped. Then, two linearly polarized lights in the same direction extracted from the beams B19 and B27 by the analyzer 19 serving as an interference light generation unit are incident on the detector 20 as interference light and subjected to photoelectric detection. An optical transmission element using an optical fiber or the like is provided in the optical path between the analyzer 19 and the detector 20, and the two linearly polarized lights extracted by the analyzer 19 are transmitted to the detector 20 through the optical transmission element. It may be incident. In this case, the optical transmission element and the analyzer 19 constitute an interference light generation unit.
一般には、計測ビームＥ１及び参照ビームＥ２は、リトロレフレクター１４内で３回反射される際に偏光状態が変化し、例えば直線偏光から楕円偏光に変化する。第１の実施例では、上述したように、第１偏光分離面Ｓ１１及び第２偏光分離面Ｓ１２を設けることで、リトロレフレクター１４内での計測ビームＥ１（ビームＢ１６）と参照ビームＥ２（ビームＢ２４）との進行方向が逆向きになっている。これにより、リトロレフレクター１４から射出したビームから生じる迷光が干渉光に混入することを防止することができる。 In general, when the measurement beam E1 and the reference beam E2 are reflected three times in the retroreflector 14, the polarization state changes, for example, from linearly polarized light to elliptically polarized light. In the first embodiment, as described above, by providing the first polarization separation surface S11 and the second polarization separation surface S12, the measurement beam E1 (beam B16) and the reference beam E2 (beam B24) in the retroreflector 14 are provided. ) And the direction of travel is reversed. Thereby, it is possible to prevent stray light generated from the beam emitted from the retroreflector 14 from being mixed into the interference light.
詳述すると次のとおりである。まずリトロレフレクター１４から射出する計測ビームＥ１のビ−ムＢ１７について説明する。円Ｄ１で囲まれた箇所において、ビ−ムＢ１７のＳ偏光成分は、第１偏光分離面Ｓ１１で反射されて迷光として＋Ｙ軸方向に進み、１／４波長板１７を２回通過することによってＰ偏光成分となる。このため、この迷光は第１偏光分離面Ｓ１１を透過して、入力ビームＥ０と逆向きに光源側に進むことが分かる。このため、円Ｄ１の箇所で反射されたビ−ムＢ１７からの迷光は検出器２０に入射しない。 The details are as follows. First, the beam B17 of the measurement beam E1 emitted from the retroreflector 14 will be described. At the location surrounded by the circle D1, the S-polarized component of the beam B17 is reflected by the first polarization separation surface S11 and proceeds in the + Y-axis direction as stray light, and passes through the quarter-wave plate 17 twice. P-polarized component. Therefore, it can be seen that this stray light passes through the first polarization separation surface S11 and proceeds to the light source side in the direction opposite to the input beam E0. For this reason, the stray light from the beam B17 reflected at the location of the circle D1 does not enter the detector 20.
次に、リトロレフレクター１４から射出する参照ビームＥ２のビームＢ２５について説明する。円Ｄ２で囲まれた箇所において、ビームＢ２５のＰ偏光成分は第１偏光分離面Ｓ１１を通過して迷光として＋Ｘ軸方向に進む。この透過した迷光は、１／４波長板１５を透過して円偏光となり反射面１６ａに向かう。反射面１６ａで反射された迷光は、再度１／４波長板１５を透過してＳ偏光になり、第１偏光分離面Ｓ１１および第２偏光分離面Ｓ１２で順次反射されて光源側に進むことが分かる。したがって、円Ｄ２の箇所で透過したビ−ムＢ１５からの迷光は検出器２０に入射しない。 Next, the beam B25 of the reference beam E2 emitted from the retroreflector 14 will be described. At the location surrounded by the circle D2, the P-polarized component of the beam B25 passes through the first polarization separation surface S11 and proceeds in the + X-axis direction as stray light. The transmitted stray light passes through the quarter-wave plate 15 and becomes circularly polarized light, and travels toward the reflecting surface 16a. The stray light reflected by the reflecting surface 16a passes through the quarter-wave plate 15 again to become S-polarized light, and is sequentially reflected by the first polarization separation surface S11 and the second polarization separation surface S12 and proceeds to the light source side. I understand. Therefore, the stray light from the beam B15 transmitted at the location of the circle D2 does not enter the detector 20.
（第２の実施例）
図２は、第１ブロック１１及び第２ブロック１２と１／４波長板１５との間に中間部材ＢＤが設けられている干渉装置１０２の平面図である。図２に示されたように、干渉装置１０２は平面視で正方形状の偏光分離素子２０２と、リトロレフレクター１４と、二つの１／４波長板（λ／４板）１５、１７と、参照鏡１８と、中間部材ＢＤと、を有する光学ユニット３０２を備える。さらに、干渉装置１０２は受光部として検光子１９及び検出器２０を備える。ここで、第１の実施例と同じ部材に関しては同じ符号を付している。第１の実施例と同じ構成については説明を割愛する。また、干渉装置１０２内での光路は第１の実施例で説明された干渉装置１０１の光路と同じであるので説明を省略する。
(Second embodiment)
FIG. 2 is a plan view of the interference device 102 in which the intermediate member BD is provided between the first block 11 and the second block 12 and the quarter wave plate 15. As shown in FIG. 2, the interference device 102 includes a square-shaped polarization separation element 202, a retroreflector 14, two quarter-wave plates (λ / 4 plates) 15 and 17, and a reference mirror in plan view. And an optical unit 302 having an intermediate member BD. Further, the interference device 102 includes an analyzer 19 and a detector 20 as a light receiving unit. Here, the same members as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals. The description of the same configuration as that of the first embodiment is omitted. Further, since the optical path in the interference device 102 is the same as the optical path of the interference device 101 described in the first embodiment, the description thereof is omitted.
図２に示されたように、本実施例の干渉装置１０２は上述のような迷光が発生することを防止するために、第１ブロック１１及び第２ブロック１２と１／４波長板１５との間に一枚の中間部材ＢＤが配置されている。中間部材ＢＤは第１ブロック１１及び第２ブロック１２とほぼ同じ屈折率を持ったものである。また、第１ブロック１１及び第２ブロック１２と中間部材ＢＤとの間には第１ブロック１１及び第２ブロック１２とほぼ同じ屈折率を持った接着剤等の接合材（不図示）が充填されている。これによって、第１ブロック１１と１／４波長板１５との界面、および第２ブロック１２と１／４波長板１５との界面で生じる計測ビームＥ１の屈折が抑制される。すなわち、移動鏡１６に対して偏光分離素子２０２から射出する１回目の計測ビームＥ１と２回目の計測ビームＥ１との間で、それぞれ異なる部材（第１ブロック１１と第２ブロック１２）を透過することによって生じる相対的な偏角誤差が抑制される。 As shown in FIG. 2, the interference device 102 according to the present embodiment is configured to prevent the stray light as described above from occurring between the first block 11 and the second block 12 and the quarter wavelength plate 15. One intermediate member BD is disposed therebetween. The intermediate member BD has substantially the same refractive index as the first block 11 and the second block 12. Further, a bonding material (not shown) such as an adhesive having substantially the same refractive index as that of the first block 11 and the second block 12 is filled between the first block 11 and the second block 12 and the intermediate member BD. ing. Thereby, refraction of the measurement beam E1 generated at the interface between the first block 11 and the quarter-wave plate 15 and at the interface between the second block 12 and the quarter-wave plate 15 is suppressed. That is, different members (the first block 11 and the second block 12) are transmitted between the first measurement beam E1 and the second measurement beam E1 emitted from the polarization separation element 202 with respect to the movable mirror 16. The relative declination error caused by this is suppressed.
また、第２の実施例の干渉装置１０２においても、リトロレフレクター１４内での計測ビームＥ１（ビームＢ１６）と参照ビームＥ２（ビームＢ２４）との進行方向が逆向きになっている。これにより、第１の実施例の干渉装置１０１と同様に、リトロレフレクター１４から射出したビームから生じる迷光が干渉光に混入することを防止することができる。 Also in the interference device 102 of the second embodiment, the traveling directions of the measurement beam E1 (beam B16) and the reference beam E2 (beam B24) in the retroreflector 14 are opposite to each other. Thereby, like the interference device 101 of the first embodiment, stray light generated from the beam emitted from the retroreflector 14 can be prevented from being mixed into the interference light.
（第３の実施例）
図３は、第３の実施例の干渉装置１０３を示した平面図である。図３に示されたように、干渉装置１０３は平面視で長方形状の偏光分離素子２０３と、リトロレフレクター１４と、二つの１／４波長板１５、１７と、参照鏡１８と、を有する光学ユニット３０３を備える。さらに、干渉装置１０３は受光部として検光子１９及び検出器２０を備える。ここで、第１の実施例と同じ部材に関しては同じ符号を付している。第１の実施例と同じ構成については説明を割愛する。また、干渉装置１０３内での光路は第１の実施例で説明された干渉装置１０１の光路と同じであるので説明を省略する。
(Third embodiment)
FIG. 3 is a plan view showing the interference device 103 of the third embodiment. As shown in FIG. 3, the interference device 103 is an optical device having a rectangular polarization separation element 203 in a plan view, a retroreflector 14, two quarter-wave plates 15 and 17, and a reference mirror 18. A unit 303 is provided. Further, the interference device 103 includes an analyzer 19 and a detector 20 as a light receiving unit. Here, the same members as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals. The description of the same configuration as that of the first embodiment is omitted. Further, since the optical path in the interference device 103 is the same as the optical path of the interference device 101 described in the first embodiment, the description thereof is omitted.
図３に示されたように、偏光分離素子２０３は第１ブロック１１、第２ブロック３２及び第３ブロック３３から構成される。第１ブロック１１は第１の実施例と同じ大きさであり、第３ブロック３３は第１ブロック１１と同じ大きさの直角二等辺三角形である。また、第１ブロック１１と第３ブロック３３とに挟まれて接合される第２ブロック３２は平面視で平行四辺形である。ここで、第２ブロック３２の一対の長辺の長さは第１ブロック１１又は第３ブロック３３の底辺と同じである。第２ブロック３２の一対の短辺の長さは第１ブロック１１及び第３ブロック３３の二等辺の長さの半分である。 As shown in FIG. 3, the polarization separation element 203 includes a first block 11, a second block 32, and a third block 33. The first block 11 is the same size as the first embodiment, and the third block 33 is a right isosceles triangle having the same size as the first block 11. The second block 32 that is sandwiched and joined between the first block 11 and the third block 33 is a parallelogram in plan view. Here, the length of the pair of long sides of the second block 32 is the same as the bottom side of the first block 11 or the third block 33. The length of the pair of short sides of the second block 32 is half the length of the isosceles sides of the first block 11 and the third block 33.
また、第１ブロック１１と第２ブロック３２との接合面には第１偏光分離面Ｓ１１としての誘電体多層膜が形成されている。第２ブロック３２と第３ブロック３３との接合面には第２偏光分離面Ｓ１２としての誘電体多層膜が第２ブロック３２の長辺の半分（又は第２ブロック３２の底辺の半分）のみ形成されている。この第２偏光分離面Ｓ１２は−Ｘ側、すなわちリトロレフレクター１４に近い側に形成される。第１偏光分離面Ｓ１１及び第２偏光分離面Ｓ１２は偏光方向（偏光面）が相互に直交するＳ偏光のビームとＰ偏光のビームとを分離することができる。第２ブロック３２と第３ブロック３３との接合面の長辺の残り半分（図３では点線で示されている１／４波長板１５に近い側の半分）には誘電体多層膜は形成されていない。この点線で示されている部分ではＳ偏光のビームもＰ偏光のビームも透過する。計測ビームＥ１及び参照ビームＥ２が第２ブロック３２の−Ｙ軸方向の側面から偏光分離素子２０３に垂直に入射すると、計測ビームＥ１及び参照ビームＥ２が第３ブロック３３の−Ｙ軸方向の側面から射出される。 In addition, a dielectric multilayer film as the first polarization separation surface S11 is formed on the joint surface between the first block 11 and the second block 32. Only a half of the long side of the second block 32 (or a half of the bottom side of the second block 32) is formed on the joint surface between the second block 32 and the third block 33 as the second polarization separation surface S12. Has been. The second polarization separation surface S12 is formed on the −X side, that is, the side close to the retroreflector 14. The first polarization separation surface S11 and the second polarization separation surface S12 can separate an S-polarized beam and a P-polarized beam whose polarization directions (polarization surfaces) are orthogonal to each other. A dielectric multilayer film is formed on the remaining half of the long side of the joint surface between the second block 32 and the third block 33 (half on the side close to the quarter-wave plate 15 indicated by a dotted line in FIG. 3). Not. The portion indicated by the dotted line transmits both the S-polarized beam and the P-polarized beam. When the measurement beam E1 and the reference beam E2 are perpendicularly incident on the polarization separation element 203 from the side surface in the −Y axis direction of the second block 32, the measurement beam E1 and the reference beam E2 are from the side surface in the −Y axis direction of the third block 33. It is injected.
光学ユニット３０３を構成するリトロレフレクター１４は、第１ブロック１１の−Ｘ側の一面側に配置されている。１／４
波長板１７は第１ブロック１１の＋Ｙ側の一面側に配置されている。１／４ 波長板１５は第３ブロック３３の＋Ｘ側の一面側に配置されている。１／４ 波長板１５は、１つの第３ブロック３３の＋Ｘ側の一面に接合されるため、接着剤等を用いずにオプティカルコンタクトによって第３ブロック３３と接合可能である。
The retroreflector 14 constituting the optical unit 303 is disposed on one surface side of the first block 11 on the −X side. 1/4
The wave plate 17 is disposed on one surface side of the first block 11 on the + Y side. The quarter wave plate 15 is disposed on one surface side of the third block 33 on the + X side. Since the quarter wave plate 15 is bonded to one surface of the third block 33 on the + X side, it can be bonded to the third block 33 by optical contact without using an adhesive or the like.
第３の実施例の干渉装置１０３においても、リトロレフレクター１４内での計測ビームＥ１（ビームＢ１６）と参照ビームＥ２（ビームＢ２４）との進行方向が逆向きになっている。これにより、第１の実施例の干渉装置１０１と同様に、リトロレフレクター１４から射出したビームから生じる迷光が干渉光に混入することを防止することができる。 Also in the interference device 103 of the third embodiment, the traveling directions of the measurement beam E1 (beam B16) and the reference beam E2 (beam B24) in the retroreflector 14 are opposite to each other. Thereby, like the interference device 101 of the first embodiment, stray light generated from the beam emitted from the retroreflector 14 can be prevented from being mixed into the interference light.
（第４の実施例）
図４は、第４の実施例の干渉装置１０４を示した平面図である。図４に示されたように、干渉装置１０４は平面視で正方形状の偏光分離素子２０４と、リトロレフレクター１４と、二つの１／４波長板１５、１７と、参照鏡１８と、を有する光学ユニット３０４を備える。さらに、干渉装置１０４は受光部として検光子１９及び検出器２０を備える。ここで、第１の実施例と同じ部材に関しては同じ符号を付している。第１の実施例と同じ構成については説明を割愛する。また、干渉装置１０４内での光路は第１の実施例で説明された干渉装置１０１の光路と同じであるので説明を省略する。
(Fourth embodiment)
FIG. 4 is a plan view showing the interference device 104 of the fourth embodiment. As shown in FIG. 4, the interference device 104 is an optical device having a square-shaped polarization separation element 204 in a plan view, a retroreflector 14, two quarter-wave plates 15 and 17, and a reference mirror 18. A unit 304 is provided. Further, the interference device 104 includes an analyzer 19 and a detector 20 as a light receiving unit. Here, the same members as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals. The description of the same configuration as that of the first embodiment is omitted. The optical path in the interference device 104 is the same as the optical path of the interference device 101 described in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.
偏光分離素子２０４は第１ブロック１１、第２ブロック４２及び第３ブロック４３から構成される。第１ブロック１１は第１の実施例と同じ大きさであり、その側面形状が直角二等辺三角形である。第２ブロック４２はその側面形状が台形形状であり、第３ブロック４３はその側面形状が第１ブロック１１の２倍の大きさの直角二等辺三角形である。図４に示されるように、第２ブロック４２を第１ブロック１１と第３ブロック４３との間に挟んで構成される。第１ブロック１１と第２ブロック４２との接合面、および第２ブロック４２と第３ブロックとの接合面は、それぞれ相互に同じ大きさとされている。 The polarization separation element 204 includes a first block 11, a second block 42, and a third block 43. The first block 11 has the same size as that of the first embodiment, and its side shape is a right isosceles triangle. The second block 42 has a trapezoidal shape on the side surface, and the third block 43 is a right isosceles triangle whose side shape is twice as large as that of the first block 11. As shown in FIG. 4, the second block 42 is sandwiched between the first block 11 and the third block 43. The joint surface between the first block 11 and the second block 42 and the joint surface between the second block 42 and the third block are respectively the same size.
第１ブロック１１と第２ブロック４２との接合面には第１偏光分離面Ｓ１１としての誘電体多層膜が形成されている。また、第２ブロック４２と第３ブロック４３との接合面には第２偏光分離面Ｓ１２としての誘電体多層膜が部分的に形成されている。第４の実施例では、第２偏光分離面Ｓ１２は、第３ブロック４３の底辺を三等分した中央部分のみに形成されている。第１偏光分離面Ｓ１１及び第２偏光分離面Ｓ１２は、偏光方向（偏光面）が相互に直交するＳ偏光のビームとＰ偏光のビームとを分離することができる。第２ブロック４２と第３ブロック４３との接合面の残り半分（図４では点線で示されている三等分した端部分）には誘電体多層膜は形成されていない。この点線で示されている部分ではＳ偏光のビームもＰ偏光のビームも透過する。 A dielectric multilayer film as a first polarization separation surface S11 is formed on the joint surface between the first block 11 and the second block 42. In addition, a dielectric multilayer film as the second polarization separation surface S12 is partially formed on the joint surface between the second block 42 and the third block 43. In the fourth embodiment, the second polarization separation surface S12 is formed only in the central portion obtained by dividing the bottom side of the third block 43 into three equal parts. The first polarization separation surface S11 and the second polarization separation surface S12 can separate an S-polarized beam and a P-polarized beam whose polarization directions (polarization surfaces) are orthogonal to each other. A dielectric multilayer film is not formed in the remaining half of the joint surface between the second block 42 and the third block 43 (an end portion divided into three equal parts indicated by dotted lines in FIG. 4). The portion indicated by the dotted line transmits both the S-polarized beam and the P-polarized beam.
リトロレフレクター１４は第１ブロック１１の−Ｘ側の底面に配置されている。１／４
波長板１７は第１ブロック１１の＋Ｙ側の一面側に配置されている。１／４ 波長板１５は第３ブロック３３の＋Ｘ側の一面側で、リトロレフレクター１４と対向するように配置されている。１／４
波長板１５は、第３ブロック４３の一面に接合されるため、接着剤等を用いずにオプティカルコンタクトによって第３ブロック４３と接合可能である。
The retro-reflector 14 is disposed on the −X side bottom surface of the first block 11. 1/4
The wave plate 17 is disposed on one surface side of the first block 11 on the + Y side. The quarter wave plate 15 is arranged on one surface side of the third block 33 on the + X side so as to face the retroreflector 14. 1/4
Since the wave plate 15 is bonded to one surface of the third block 43, the wave plate 15 can be bonded to the third block 43 by optical contact without using an adhesive or the like.
また、第４の実施例の偏光分離素子２０４においては、計測ビームＥ１が偏光分離素子２０４内で通過する硝材中の光路長と、参照ビームＥ２が偏光分離素子２０４内で通過する硝材中の光路長とが同じになる。このため、干渉装置１０４では、偏光分離素子２０４に温度変化が生じても計測ビームＥ１と参照ビームＥ２との間の光路長差が変化せず、高精度な干渉計測が可能となる。 In the polarization separation element 204 of the fourth embodiment, the optical path length in the glass material through which the measurement beam E1 passes in the polarization separation element 204 and the optical path in the glass material through which the reference beam E2 passes in the polarization separation element 204 are shown. The length is the same. For this reason, the interference device 104 does not change the optical path length difference between the measurement beam E1 and the reference beam E2 even if a temperature change occurs in the polarization separation element 204, and enables highly accurate interference measurement.
第４の実施例の干渉装置１０４においても、リトロレフレクター１４内での計測ビームＥ１（ビームＢ１６）と参照ビームＥ２（ビームＢ２４）との進行方向が逆向きになっている。これにより、第１の実施例の干渉装置１０１と同様に、リトロレフレクター１４から射出したビームから生じる迷光が干渉光に混入することを防止することができる。 Also in the interference device 104 of the fourth embodiment, the traveling directions of the measurement beam E1 (beam B16) and the reference beam E2 (beam B24) in the retroreflector 14 are opposite to each other. Thereby, like the interference device 101 of the first embodiment, stray light generated from the beam emitted from the retroreflector 14 can be prevented from being mixed into the interference light.
（第５の実施例）
図５は、第５の実施例の干渉装置１０５の平面図である。図５に示されたように、干渉装置１０５は平面視で正方形状の偏光分離素子２０５と、リトロレフレクター１４と、二つの１／４波長板１５、１７と、参照鏡１８と、を有する光学ユニット３０５を備える。さらに、干渉装置１０５は受光部として検光子１９及び検出器２０を備える。ここで、第１の実施例と同じ部材に関しては同じ符号を付している。第１の実施例と同じ構成については説明を割愛する。
(Fifth embodiment)
FIG. 5 is a plan view of the interference device 105 of the fifth embodiment. As shown in FIG. 5, the interference device 105 includes an optical element having a square-shaped polarization separation element 205, a retroreflector 14, two quarter-wave plates 15 and 17, and a reference mirror 18 in plan view. A unit 305 is provided. Further, the interference device 105 includes an analyzer 19 and a detector 20 as a light receiving unit. Here, the same members as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals. The description of the same configuration as that of the first embodiment is omitted.
偏光分離素子２０５は第１ブロック５１、第２ブロック５２及び第３ブロック５３から構成される。第１ブロック５１はその側面形状が直角二等辺三角形であり、第２ブロック５２はその側面形状が台形形状であり、第３ブロック５３は第１ブロック５１の２倍の大きさの直角二等辺三角形である。図５に示されるように、第２ブロック５２は第１ブロック５１と第３ブロック５３との間に挟まれている。ＸＹ平面において、第２ブロック５２の上辺の長さは第１ブロック５１の底辺と同じである。第２ブロック５２の下辺の長さは第３ブロック５３の底辺と同じである。第２ブロック５２の側辺の長さは第１ブロック５１の二等辺の半分である。 The polarization separation element 205 includes a first block 51, a second block 52, and a third block 53. The first block 51 has a right-angled isosceles triangle, the second block 52 has a trapezoidal side-shape, and the third block 53 has a right-angled isosceles triangle twice the size of the first block 51. It is. As shown in FIG. 5, the second block 52 is sandwiched between the first block 51 and the third block 53. In the XY plane, the length of the upper side of the second block 52 is the same as the base side of the first block 51. The length of the lower side of the second block 52 is the same as the bottom side of the third block 53. The length of the side of the second block 52 is half of the isosceles of the first block 51.
第１ブロック５１と第２ブロック５２との接合面には第１偏光分離面Ｓ２１としての誘電体多層膜が形成されている。また、第２ブロック５２と第３ブロック５３との接合面には第２偏光分離面Ｓ２２としての誘電体多層膜が部分的に形成されている。第５の実施例では、第２偏光分離面Ｓ２２は、第３ブロック５３の底辺を三等分した中央部分のみに形成されている。第１偏光分離面Ｓ２１及び第２偏光分離面Ｓ２２は、偏光方向（偏光面）が相互に直交するＳ偏光のビームとＰ偏光のビームとを分離することができる。第２ブロック５２と第３ブロック５３との接合面の残り半分（図５では点線で示されている三等分した端部分）には誘電体多層膜は形成されていない。この点線で示されている部分ではＳ偏光のビームもＰ偏光のビームも透過する。 A dielectric multilayer film as a first polarization separation surface S21 is formed on the joint surface between the first block 51 and the second block 52. In addition, a dielectric multilayer film as the second polarization separation surface S22 is partially formed on the joint surface between the second block 52 and the third block 53. In the fifth embodiment, the second polarization separation surface S22 is formed only in the central portion obtained by dividing the bottom side of the third block 53 into three equal parts. The first polarization separation surface S21 and the second polarization separation surface S22 can separate an S-polarized beam and a P-polarized beam whose polarization directions (polarization surfaces) are orthogonal to each other. A dielectric multilayer film is not formed on the other half of the joint surface between the second block 52 and the third block 53 (the end portion divided into three equal parts shown by dotted lines in FIG. 5). The portion indicated by the dotted line transmits both the S-polarized beam and the P-polarized beam.
リトロレフレクター１４は第３ブロック５３の−Ｘ側の底面で、図中左側（−Ｙ側）に配置されている。１／４
波長板１７は第３ブロック５３の＋Ｙ側の一面側で図中上側（＋Ｘ側）に配置されている。１／４
波長板１５は第１ブロック３３の＋Ｘ側の一面に配置されている。１／４ 波長板１５は、第１ブロック５１の一面に接合されるため、接着剤等を用いずにオプティカルコンタクトによって第１ブロック５１と接合可能である。
The retro-reflector 14 is disposed on the left side (−Y side) in the figure on the −X side bottom surface of the third block 53. 1/4
The wave plate 17 is disposed on the one surface side of the third block 53 on the + Y side and on the upper side (+ X side) in the drawing. 1/4
The wave plate 15 is disposed on one surface of the first block 33 on the + X side. Since the quarter wave plate 15 is bonded to one surface of the first block 51, it can be bonded to the first block 51 by optical contact without using an adhesive or the like.
また、第５の実施例の偏光分離素子２０５においては、計測ビームＥ１が偏光分離素子２０５内で通過する硝材中の光路長と、参照ビームＥ２が偏光分離素子２０５内で通過する硝材中の光路長とが同じになる。このため、干渉装置１０５では、偏光分離素子２０５に温度変化が生じても計測ビームＥ１と参照ビームＥ２との間の光路長差が変化せず、高精度な干渉計測が可能となる。
理解を助けるため、干渉装置１０５内での計測ビームＥ１及び参照ビームＥ２の光路について説明する。
In the polarization separation element 205 of the fifth embodiment, the optical path length in the glass material through which the measurement beam E1 passes in the polarization separation element 205 and the optical path in the glass material through which the reference beam E2 passes in the polarization separation element 205 are shown. The length is the same. For this reason, in the interference device 105, even if a temperature change occurs in the polarization separation element 205, the optical path length difference between the measurement beam E1 and the reference beam E2 does not change, and highly accurate interference measurement is possible.
In order to help understanding, the optical paths of the measurement beam E1 and the reference beam E2 in the interference device 105 will be described.
＜＜干渉装置１０５内での光路＞＞
干渉装置１０５内での光路について図５を参照しながら説明する。入力ビームＥ０が−Ｙ軸方向から干渉装置１０５の偏光分離素子２０５に入射される。計測ビームＥ１はＳ偏光で参照ビームＥ２はＰ偏光であり、計測ビームＥ１及び参照ビームＥ２は第１ブロック５１の−Ｙ軸方向の側面から偏光分離素子２０５に垂直に入射する。以下、ビームの光路について、計測ビームＥ１及び参照ビームＥ２の光路を分けて説明する。
<< Optical Path in Interference Device 105 >>
The optical path in the interference device 105 will be described with reference to FIG. The input beam E0 is incident on the polarization separation element 205 of the interference device 105 from the −Y axis direction. The measurement beam E1 is S-polarized light and the reference beam E2 is P-polarized light. The measurement beam E1 and the reference beam E2 are incident on the polarization separation element 205 from the side surface of the first block 51 in the −Y-axis direction. Hereinafter, the optical paths of the beam will be described separately for the measurement beam E1 and the reference beam E2.
まず、計測ビームＥ１について説明する。偏光分離素子２０５の第１ブロック５１に入射されたビームＢ３１は第１偏光分離面Ｓ２１に反射され、＋Ｘ軸方向に向かうビームＢ３２になって１／４波長板１５に入射する。そして、ビームＢ３２は１／４波長板１５を透過して反射面１６ａに向かい、例えば反射面１６ａがＹ軸に平行に配置されている場合に、−Ｘ軸方向に向かうビームＢ３３になる。 First, the measurement beam E1 will be described. The beam B31 incident on the first block 51 of the polarization separation element 205 is reflected by the first polarization separation surface S21, becomes a beam B32 directed in the + X-axis direction, and enters the quarter wavelength plate 15. The beam B32 passes through the quarter-wave plate 15 and travels toward the reflecting surface 16a. For example, when the reflecting surface 16a is arranged in parallel to the Y axis, the beam B32 travels in the −X axis direction.
このとき、計測ビームＥ１は１／４波長板１５を二度通過しているため、偏光方向が９０度回転し、ビームＢ３３は偏光分離素子２０５に対してＰ偏光となっている。したがって、ビームＢ３３は第１偏光分離面Ｓ２１及び第２偏光分離面Ｓ２２をそのまま通過し、リトロレフレクター１４に入射する。ビームＢ３３はリトロレフレクター１４内を反射ビームＢ３４として通過した後、ビームＢ３３と平行で逆向きのビームＢ３５なって、ビームＢ３３の入射位置と異なる射出位置から射出され、再び偏光分離素子２０５に入射する。ここで、ビームＢ３５は概ねＰ偏光であるので、そのほとんどが第１偏光分離面Ｓ２１を通過し再び１／４波長板１５に入射する。そして、１／４波長板１５を通過したビームＢ３５は移動鏡１６に反射されて−Ｘ軸方向に向かうビームＢ３６になり、ビームＢ３６は再び１／４波長板１５に入射し１／４波長板１５を通過する。 At this time, since the measurement beam E1 passes through the quarter-wave plate 15 twice, the polarization direction is rotated by 90 degrees, and the beam B33 is P-polarized with respect to the polarization separation element 205. Therefore, the beam B33 passes through the first polarization separation surface S21 and the second polarization separation surface S22 as they are and enters the retroreflector 14. After passing through the retroreflector 14 as a reflected beam B34, the beam B33 becomes a beam B35 that is parallel to and opposite to the beam B33, is emitted from an emission position different from the incident position of the beam B33, and is incident on the polarization separation element 205 again. . Here, since the beam B35 is substantially P-polarized light, most of it passes through the first polarization separation surface S21 and is incident on the quarter-wave plate 15 again. The beam B35 that has passed through the quarter-wave plate 15 is reflected by the movable mirror 16 to become a beam B36 directed in the -X-axis direction, and the beam B36 is incident on the quarter-wave plate 15 again and is a quarter-wave plate. Pass through 15.
このとき、計測ビームＥ１は再び１／４波長板１５を二度通過しているため、偏光方向が９０度回転し、ビームＢ３６は偏光分離素子２０５に対してＳ偏光に戻る。したがって、ビームＢ３６は第１偏光分離面Ｓ２１に反射され、最初のビームＢ３１と反対方向のビームＢ３７になって偏光分離素子２０５から射出する。その後、偏光分離素子２０５から射出されたビームＢ３７は、検光子１９を通過して検出器２０に入射する。 At this time, since the measurement beam E1 passes through the quarter-wave plate 15 twice again, the polarization direction is rotated by 90 degrees, and the beam B36 returns to the S polarization with respect to the polarization separation element 205. Accordingly, the beam B36 is reflected by the first polarization separation surface S21 and emerges from the polarization separation element 205 as a beam B37 in the direction opposite to the first beam B31. Thereafter, the beam B 37 emitted from the polarization separation element 205 passes through the analyzer 19 and enters the detector 20.
次に、参照ビームＥ２について説明する。偏光分離素子２０５の第１ブロック５１に入射されたビームＢ４１は第１偏光分離面Ｓ２１を通過し、第２ブロック５２及び第３ブロック５３も透過して１／４波長板１７に入射する。そして、１／４波長板１７を通過したビームＢ４１は参照鏡１８に反射されて−Ｙ軸方向に向かうビームＢ４２になり、ビームＢ４２は１／４波長板１７に入射し１／４波長板１７を通過する。 Next, the reference beam E2 will be described. The beam B41 incident on the first block 51 of the polarization separation element 205 passes through the first polarization separation surface S21, passes through the second block 52 and the third block 53, and enters the quarter wavelength plate 17. The beam B41 that has passed through the quarter-wave plate 17 is reflected by the reference mirror 18 to become a beam B42 directed in the −Y-axis direction, and the beam B42 enters the quarter-wave plate 17 and enters the quarter-wave plate 17. Pass through.
このとき、参照ビームＥ２は１／４波長板１７を二度通過しているため、偏光方向が９０度回転し、ビームＢ４２は偏光分離素子２０５に対してＳ偏光となっている。したがって、ビームＢ４２は第１偏光分離面Ｓ２１に反射され、−Ｘ軸方向のビームＢ４３になる。そして、ビームＢ４３は第２偏光分離面Ｓ２２に反射され、−Ｙ軸方向のビームＢ４４になる。ビームＢ４４は再び第１偏光分離面Ｓ２１に反射されて−Ｘ軸方向のビームＢ４５になってリトロレフレクター１４に入射する。ビームＢ４５はリトロレフレクター１４内内を反射ビームＢ４６して透過した後、ビームＢ４５と平行で逆向きのビームＢ４７なって、ビームＢ４５の入射位置と異なる射出位置から射出され、再び偏光分離素子２０５に入射する。その後、ビームＢ４７は第２偏光分離面Ｓ２２に反射され＋Ｙ軸方向に向かうビームＢ４８になって再び１／４波長板１７に入射する。１／４波長板１７を通過したビームＢ４８は参照鏡１８の反射面１８ａに反射されて−Ｙ軸方向に向かうビームＢ４９になり、ビームＢ４９は再び１／４波長板１７に入射し１／４波長板１７を通過する。 At this time, since the reference beam E2 passes through the quarter-wave plate 17 twice, the polarization direction is rotated by 90 degrees, and the beam B42 is S-polarized with respect to the polarization separation element 205. Therefore, the beam B42 is reflected by the first polarization separation surface S21 to become a beam B43 in the −X axis direction. Then, the beam B43 is reflected by the second polarization separation surface S22 and becomes a beam B44 in the −Y axis direction. The beam B44 is reflected again by the first polarization separation surface S21, becomes a beam B45 in the −X axis direction, and enters the retroreflector 14. The beam B45 is transmitted through the retroreflector 14 as a reflected beam B46, then becomes a beam B47 that is parallel to and opposite to the beam B45, and is emitted from an exit position different from the incident position of the beam B45. Incident. Thereafter, the beam B47 is reflected by the second polarization separation surface S22, becomes a beam B48 directed in the + Y-axis direction, and is incident on the quarter-wave plate 17 again. The beam B48 that has passed through the quarter-wave plate 17 is reflected by the reflecting surface 18a of the reference mirror 18 to become a beam B49 directed in the -Y-axis direction, and the beam B49 is incident on the quarter-wave plate 17 again and is 1/4. It passes through the wave plate 17.
このとき、参照ビームＥ２は再び１／４波長板１７を二度通過しているため、偏光方向が９０度回転し、ビームＢ４９は偏光分離素子２０５に対してＰ偏光に戻る。したがって、ビームＢ４９は第１偏光分離面Ｓ２１及び第２偏光分離面Ｓ２２を通過し、偏光分離素子２０５から射出する。その後偏光分離素子２０５から射出されたビームＢ４９は、検光子１９を通過して検出器２０に入射する。 At this time, since the reference beam E2 passes through the quarter wavelength plate 17 twice, the polarization direction is rotated by 90 degrees, and the beam B49 returns to the P-polarized light with respect to the polarization separation element 205. Therefore, the beam B49 passes through the first polarization separation surface S21 and the second polarization separation surface S22, and exits from the polarization separation element 205. Thereafter, the beam B 49 emitted from the polarization separation element 205 passes through the analyzer 19 and enters the detector 20.
第５の実施例の干渉装置１０５においても、リトロレフレクター１４内での計測ビームＥ１（ビームＢ３４）と参照ビームＥ２（ビームＢ４６）との方向が逆向きになっている。これにより、第１の実施例の干渉装置１０１と同様に、リトロレフレクター１４から射出したビームから生じる迷光が干渉光に混入することを防止することができる。 Also in the interference device 105 of the fifth embodiment, the directions of the measurement beam E1 (beam B34) and the reference beam E2 (beam B46) in the retroreflector 14 are opposite to each other. Thereby, like the interference device 101 of the first embodiment, stray light generated from the beam emitted from the retroreflector 14 can be prevented from being mixed into the interference light.
詳述すると次のとおりである。まずリトロレフレクター１４から射出する計測ビームＥ１のビ−ムＢ３５について説明する。円Ｄ１で囲まれた箇所において、ビ−ムＢ３５のＳ偏光成分は、第１偏光分離面Ｓ２１で反射されて迷光として＋Ｙ軸方向に進み、次に第２偏光分離面Ｓ２２で反射され＋Ｘ軸方向に進み、再び、第１偏光分離面Ｓ２１で反射されて＋Ｙ軸方向に進む。この迷光は１／４波長板１７を２回通過することによってＰ偏光成分となる。このため、この迷光は第１偏光分離面Ｓ２１を透過して、入力ビームＥ０と逆向きに光源側に進むことが分かる。このため、円Ｄ１の箇所で反射されたビ−ムＢ１７の迷光は検出器２０に入射しない。 The details are as follows. First, the beam B35 of the measurement beam E1 emitted from the retroreflector 14 will be described. At the location surrounded by the circle D1, the S-polarized component of the beam B35 is reflected by the first polarization separation surface S21 and proceeds in the + Y-axis direction as stray light, and then reflected by the second polarization separation surface S22 and the + X-axis. In the direction, again reflected by the first polarization separation surface S21 and proceeds in the + Y-axis direction. This stray light becomes a P-polarized component by passing through the quarter-wave plate 17 twice. Therefore, it can be seen that this stray light passes through the first polarization separation surface S21 and proceeds to the light source side in the direction opposite to the input beam E0. For this reason, the stray light of the beam B17 reflected at the location of the circle D1 does not enter the detector 20.
次に、リトロレフレクター１４から射出する参照ビームＥ２のビームＢ４７について説明する。円Ｄ２で囲まれた箇所において、ビームＢ４７のＰ偏光成分は第２偏光分離面Ｓ２２および第１偏光分離面Ｓ２１を通過して迷光として＋Ｘ軸方向に進む。この透過した迷光は、１／４波長板１５を透過して円偏光となり反射面１６ａに向かう。反射面１６ａで反射された迷光は、再度１／４波長板１５を透過して、Ｓ偏光になり、第１偏光分離面Ｓ２１および第２偏光分離面Ｓ２２で順次反射されて光源側に進むことが分かる。したがって、円Ｄ２の箇所で透過したビ−ムＢ１５の迷光は検出器２０に入射しない。 Next, the beam B47 of the reference beam E2 emitted from the retroreflector 14 will be described. At the location surrounded by the circle D2, the P-polarized component of the beam B47 passes through the second polarization separation surface S22 and the first polarization separation surface S21 and proceeds in the + X-axis direction as stray light. The transmitted stray light passes through the quarter-wave plate 15 and becomes circularly polarized light, and travels toward the reflecting surface 16a. The stray light reflected by the reflecting surface 16a is transmitted through the quarter-wave plate 15 again, becomes S-polarized light, is sequentially reflected by the first polarization separation surface S21 and the second polarization separation surface S22, and proceeds to the light source side. I understand. Therefore, the stray light of the beam B15 transmitted at the location of the circle D2 does not enter the detector 20.
第１の実施例から第５の実施例において、入力ビームＥ０の入射位置と検光子１９及び検出器２０の配置位置とを逆にしても、Ｘ軸方向の距離を計測することができるとともに、リトロレフレクター１４内での計測ビームＥ１と参照ビームＥ２との進行方向が逆向きになる。ここで、移動鏡１６と参照鏡１８との配置位置を逆にすると、Ｙ軸方向の距離を計測することができる。 In the first to fifth embodiments, the distance in the X-axis direction can be measured even if the incident position of the input beam E0 and the arrangement positions of the analyzer 19 and the detector 20 are reversed. The traveling directions of the measurement beam E1 and the reference beam E2 in the retroreflector 14 are reversed. Here, when the arrangement positions of the movable mirror 16 and the reference mirror 18 are reversed, the distance in the Y-axis direction can be measured.
（第６の実施例）
第６の実施例の干渉装置１０６について、図６を参照しながら説明する。図６は第６の実施例の干渉装置１０６を示した平面図である。図６に示された干渉装置１０６は、例えばＹ軸方向に移動できる移動鏡１６のＹ軸方向の距離を計測する。
(Sixth embodiment)
The interference device 106 of the sixth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a plan view showing the interference device 106 of the sixth embodiment. The interference device 106 shown in FIG. 6 measures the distance in the Y-axis direction of the movable mirror 16 that can move in the Y-axis direction, for example.
＜＜干渉装置１０６の構成＞＞
図６に示されたように、干渉装置１０６は平面視で正方形状の偏光分離素子２０６と、リトロレフレクター１４と、二つの１／４波長板１５、１７と、参照鏡１８と、を有する光学ユニット３０６を備える。さらに、干渉装置１０６は受光部として検光子１９及び検出器２０を備える。図６で示された干渉装置１０６と図５で示された干渉装置１０５とは、移動鏡１６と参照鏡１８との配置位置が逆になっている。
<< Configuration of Interference Device 106 >>
As shown in FIG. 6, the interference device 106 is an optical device having a square-shaped polarization separation element 206 in a plan view, a retroreflector 14, two quarter-wave plates 15 and 17, and a reference mirror 18. A unit 306 is provided. Further, the interference device 106 includes an analyzer 19 and a detector 20 as a light receiving unit. In the interfering device 106 shown in FIG. 6 and the interfering device 105 shown in FIG. 5, the arrangement positions of the movable mirror 16 and the reference mirror 18 are reversed.
偏光分離素子２０６は、図５で示された偏光分離素子と同じであり、第１ブロック５１、第２ブロック５２及び第３ブロック５３から構成される。そして、１／４波長板１５は偏光分離素子２０６の＋Ｙ側に配置され、１／４波長板１７は偏光分離素子２０６の＋Ｘ側に配置されている。そして、移動鏡１６の反射面１６ａは１／４波長板１５から＋Ｙ側に離れて設けられ、参照鏡１８は１／４波長板１７の＋Ｘ側に配置されている。なお、１／４波長板１５、１７は、複数の波長板によって構成可能である。他の構成については、図５で示された干渉装置１０５と同じであり、説明を割愛する。 The polarization separation element 206 is the same as the polarization separation element shown in FIG. 5, and includes a first block 51, a second block 52, and a third block 53. The quarter wavelength plate 15 is disposed on the + Y side of the polarization separation element 206, and the quarter wavelength plate 17 is disposed on the + X side of the polarization separation element 206. The reflecting surface 16 a of the movable mirror 16 is provided away from the quarter-wave plate 15 on the + Y side, and the reference mirror 18 is disposed on the + X side of the quarter-wave plate 17. The quarter wave plates 15 and 17 can be constituted by a plurality of wave plates. About another structure, it is the same as the interference apparatus 105 shown by FIG. 5, and omits description.
＜＜干渉装置１０６内での光路＞＞
波長（周波数）が僅かに異なり偏光方向が相互に直交する計測ビームＥ１及び参照ビームＥ２が、−Ｙ軸方向から干渉装置１０６の偏光分離素子２０６に入射される。図５で説明した計測ビームＥ１がＳ偏光で参照ビームＥ２がＰ偏光であったが、図６では、計測ビームＥ１はＰ偏光で参照ビームＥ２はＳ偏光であり、偏光が入れ替わっている。入力ビームＥ０は第１ブロック５１の−Ｙ軸方向の側面から偏光分離素子２０６に垂直に入射する。以下、ビームの光路について、計測ビームＥ１及び参照ビームＥ２の光路を分けて説明する。
<< Optical path in interference device 106 >>
A measurement beam E1 and a reference beam E2 having slightly different wavelengths (frequencies) and orthogonal polarization directions are incident on the polarization separation element 206 of the interference device 106 from the −Y axis direction. Although the measurement beam E1 described in FIG. 5 is S-polarized light and the reference beam E2 is P-polarized light, the measurement beam E1 is P-polarized light and the reference beam E2 is S-polarized light in FIG. The input beam E0 enters the polarization separation element 206 perpendicularly from the side surface of the first block 51 in the −Y axis direction. Hereinafter, the optical paths of the beam will be described separately for the measurement beam E1 and the reference beam E2.
まず、計測ビームＥ１について説明する。偏光分離素子２０６の第１ブロック５１に入射されたビームＢ３１は第１偏光分離面Ｓ２１を通過し、１／４波長板１７に入射する。そして、１／４波長板１７を通過したビームＢ３１は参照鏡１８に反射されて−Ｙ軸方向に向かうビームＢ３２になり、ビームＢ３２は１／４波長板１７に入射し１／４波長板１７を通過する。 First, the measurement beam E1 will be described. The beam B31 incident on the first block 51 of the polarization separation element 206 passes through the first polarization separation surface S21 and is incident on the quarter wavelength plate 17. The beam B31 that has passed through the quarter-wave plate 17 is reflected by the reference mirror 18 to become a beam B32 directed in the −Y-axis direction, and the beam B32 enters the quarter-wave plate 17 and enters the quarter-wave plate 17. Pass through.
このとき、計測ビームＥ１は１／４波長板１７を二度通過しているため、偏光方向が９０度回転し、ビームＢ３２は偏光分離素子２０６に対してＳ偏光となっている。したがって、ビームＢ３２は第１偏光分離面Ｓ２１に反射され、−Ｘ軸方向のビームＢ３３になる。そして、ビームＢ３３は第２偏光分離面Ｓ２２に反射され、−Ｙ軸方向のビームＢ３４になる。ビームＢ３４は再び第１偏光分離面Ｓ２１に反射されて−Ｘ軸方向のビームＢ３５になってリトロレフレクター１４に入射する。ビームＢ３５はリトロレフレクター１４内内をビームＢ３６して透過した後、ビームＢ３５と平行で逆向きのビームＢ３７なって、ビームＢ３５の入射位置と異なる射出位置から射出され、再び偏光分離素子２０６に入射する。その後、ビームＢ３７は第２偏光分離面Ｓ２２に反射され＋Ｙ軸方向に向かうビームＢ３８になって再び１／４波長板１７に入射する。１／４波長板１７を通過したビームＢ３８は参照鏡１８の反射面１８ａに反射されて−Ｙ軸方向に向かうビームＢ３９になり、ビームＢ３９は再び１／４波長板１７に入射し１／４波長板１７を通過する。 At this time, since the measurement beam E1 passes through the quarter-wave plate 17 twice, the polarization direction is rotated by 90 degrees, and the beam B32 is S-polarized with respect to the polarization separation element 206. Accordingly, the beam B32 is reflected by the first polarization separation surface S21 to become a beam B33 in the −X axis direction. Then, the beam B33 is reflected by the second polarization separation surface S22 and becomes a beam B34 in the −Y axis direction. The beam B34 is reflected again by the first polarization separation surface S21, becomes a beam B35 in the −X axis direction, and enters the retroreflector 14. The beam B35 passes through the inside of the retroreflector 14 as a beam B36, then becomes a beam B37 that is parallel to and opposite to the beam B35, exits from an exit position different from the incident position of the beam B35, and enters the polarization separation element 206 again. To do. Thereafter, the beam B37 is reflected by the second polarization separation surface S22, becomes a beam B38 directed in the + Y-axis direction, and is incident on the quarter-wave plate 17 again. The beam B38 that has passed through the quarter-wave plate 17 is reflected by the reflecting surface 18a of the reference mirror 18 to become a beam B39 directed in the -Y-axis direction, and the beam B39 is incident on the quarter-wave plate 17 again and is 1/4. It passes through the wave plate 17.
このとき、計測ビームＥ１は再び１／４波長板１７を二度通過しているため、偏光方向が９０度回転し、ビームＢ３９は偏光分離素子２０６に対してＰ偏光に戻る。したがって、ビームＢ３９は第１偏光分離面Ｓ２１及び第２偏光分離面Ｓ２２を通過し、偏光分離素子２０６から射出する。その後偏光分離素子２０６から射出されたビームＢ３９は、検光子１９を通過して検出器２０に入射する。 At this time, since the measurement beam E1 passes through the quarter-wave plate 17 twice, the polarization direction is rotated by 90 degrees, and the beam B39 returns to the P-polarized light with respect to the polarization separation element 206. Therefore, the beam B39 passes through the first polarization separation surface S21 and the second polarization separation surface S22, and exits from the polarization separation element 206. Thereafter, the beam B39 emitted from the polarization separation element 206 passes through the analyzer 19 and enters the detector 20.
次に、参照ビームＥ２について説明する。偏光分離素子２０６の第１ブロック５１に入射されたビームＢ４１は第１偏光分離面Ｓ２１に反射され、＋Ｘ軸方向に向かうビームＢ４２になって１／４波長板１５に入射する。そして、１／４波長板１５を通過したビームＢ４２は移動鏡１６の反射面１６ａに反射されて、例えば反射面１６ａがＹ軸に平行に配置されている場合に、−Ｘ軸方向に向かうビームＢ４３になり、ビームＢ４３は再び１／４波長板１５に入射し１／４波長板１５を通過する。 Next, the reference beam E2 will be described. The beam B41 incident on the first block 51 of the polarization separation element 206 is reflected by the first polarization separation surface S21 and becomes a beam B42 directed in the + X-axis direction and is incident on the quarter wavelength plate 15. Then, the beam B42 that has passed through the quarter-wave plate 15 is reflected by the reflecting surface 16a of the movable mirror 16, and for example, when the reflecting surface 16a is arranged parallel to the Y axis, the beam is directed in the −X axis direction. The beam B43 enters the quarter-wave plate 15 again and passes through the quarter-wave plate 15.
このとき、参照ビームＥ２は１／４波長板１５を二度通過しているため、偏光方向が９０度回転し、ビームＢ４３は偏光分離素子２０６に対してＰ偏光となっている。したがって、ビームＢ４３は第１偏光分離面Ｓ２１及び第２偏光分離面Ｓ２２をそのまま通過し、リトロレフレクター１４に入射する。ビームＢ４３はリトロレフレクター１４内をビームＢ４４として通過した後、ビームＢ４３と平行で逆向きのビームＢ４５なって、ビームＢ４３の入射位置と異なる射出位置から射出され、再び偏光分離素子２０６に入射する。ここで、ビームＢ４５は概ねＰ偏光であるので、そのほとんどが第１偏光分離面Ｓ２１を通過し再び１／４波長板１５に入射する。そして、１／４波長板１５を通過したビームＢ４５は移動鏡１６に反射されて−Ｘ軸方向に向かうビームＢ４６になり、ビームＢ４６は再び１／４波長板１５に入射し１／４波長板１５を通過する。 At this time, since the reference beam E2 passes through the quarter-wave plate 15 twice, the polarization direction is rotated by 90 degrees, and the beam B43 is P-polarized with respect to the polarization separation element 206. Therefore, the beam B43 passes through the first polarization separation surface S21 and the second polarization separation surface S22 as it is and enters the retroreflector 14. After passing through the retroreflector 14 as a beam B44, the beam B43 becomes a beam B45 that is parallel to and opposite to the beam B43, exits from an exit position different from the incident position of the beam B43, and enters the polarization separation element 206 again. Here, since the beam B45 is almost P-polarized light, most of it passes through the first polarization separation surface S21 and is incident on the quarter-wave plate 15 again. Then, the beam B45 that has passed through the quarter wavelength plate 15 is reflected by the movable mirror 16 to become a beam B46 directed in the -X-axis direction, and the beam B46 is incident on the quarter wavelength plate 15 again and is a quarter wavelength plate. Pass through 15.
このとき、参照ビームＥ２は再び１／４波長板１５を二度通過しているため、偏光方向が９０度回転し、ビームＢ４６は偏光分離素子２０６に対してＳ偏光に戻る。したがって、ビームＢ４６は第１偏光分離面Ｓ２１に反射され、最初のビームＢ４１と反対方向のビームＢ４７になって偏光分離素子２０６から射出する。その後、偏光分離素子２０６から射出されたビームＢ４７は、検光子１９を通過して検出器２０に入射する。 At this time, since the reference beam E2 passes through the quarter-wave plate 15 twice again, the polarization direction is rotated by 90 degrees, and the beam B46 returns to the S polarization with respect to the polarization separation element 206. Accordingly, the beam B46 is reflected by the first polarization separation surface S21, and is emitted from the polarization separation element 206 as a beam B47 in the direction opposite to the first beam B41. Thereafter, the beam B 47 emitted from the polarization separation element 206 passes through the analyzer 19 and enters the detector 20.
図６に示されるように、第６の実施例の干渉装置１０６においても、リトロレフレクター１４内での計測ビームＥ１（ビームＢ３６）と参照ビームＥ２（ビームＢ４４）との進行方向が逆向きになっている。これにより、第１の実施例の干渉装置１０１と同様に、リトロレフレクター１４から射出したビームから生じる迷光が干渉光に混入することを防止することができる。 As shown in FIG. 6, also in the interference device 106 of the sixth embodiment, the traveling directions of the measurement beam E1 (beam B36) and the reference beam E2 (beam B44) in the retroreflector 14 are reversed. ing. Thereby, like the interference device 101 of the first embodiment, stray light generated from the beam emitted from the retroreflector 14 can be prevented from being mixed into the interference light.
（第７の実施例）
図７は第７の実施例の干渉装置１０７で、図５に示された第５の実施例の干渉装置１０５の変形例を示した平面図である。図７に示されたように、干渉装置１０７は平面視で台形状の偏光分離素子２０７と、リトロレフレクター１４と、二つの１／４波長板１５、１７と、参照鏡１８と、を有する光学ユニット３０７を備える。第５の実施例と同じ部材に関しては同じ符号を付している。
(Seventh embodiment)
FIG. 7 is a plan view showing a modification of the interference device 105 of the fifth embodiment shown in FIG. 5, which is the interference device 107 of the seventh embodiment. As shown in FIG. 7, the interference device 107 includes an optical element having a trapezoidal polarization separation element 207 in plan view, a retroreflector 14, two quarter-wave plates 15 and 17, and a reference mirror 18. A unit 307 is provided. The same members as those in the fifth embodiment are denoted by the same reference numerals.
第５の実施例においては、図５に示されたように、計測対象物である移動鏡１６は１／４波長板１５と離れて配置されている。干渉装置１０５は真空中または大気中などに配置されるため、計測ビームＥ１に対する１／４波長板１５の界面では真空または大気との間に屈折率差が生じる。このため、１／４波長板１５の表面Ｓ１５で反射光が発生しこれが迷光となり、計測ビームＥ１と干渉して計測誤差（位置情報の検出誤差）を生じさせる恐れがある。 In the fifth embodiment, as shown in FIG. 5, the movable mirror 16 that is the measurement object is arranged away from the quarter-wave plate 15. Since the interference device 105 is disposed in a vacuum or in the atmosphere, a refractive index difference is generated between the measurement beam E1 and the vacuum or the atmosphere at the interface of the quarter-wave plate 15. For this reason, reflected light is generated on the surface S15 of the quarter-wave plate 15 and becomes stray light, which may interfere with the measurement beam E1 and cause a measurement error (position information detection error).
図７で示される第７の実施例の偏光分離素子２０７は、第１ブロック８１、第２ブロック５２及び第３ブロック５３から構成される。なお、第２ブロック５２及び第３ブロック５３は第５の実施例と同じである。第１ブロック８１は、第５の実施例で説明された直角二等辺三角形である第１ブロック５１の１／４波長板１５側の一面が斜めになっている。本実施例では、第１ブロック８１の斜めの一面が１／４波長板１５と１／４波長板１７とが交差する角部を中心としてＹＺ平面から＋Ｘ軸方向にＸＹ平面に沿って角度θだけ回転されている。これにより、偏光分離素子２０７は、計測ビームＥ１の複数の射出面のうち反射体としての移動鏡１６に対する射出面が、この射出面から射出する計測ビームＥ１に垂直な平面からわずかに傾けられている。 The polarization separation element 207 of the seventh embodiment shown in FIG. 7 includes a first block 81, a second block 52, and a third block 53. The second block 52 and the third block 53 are the same as in the fifth embodiment. In the first block 81, one surface of the first block 51 that is the right isosceles triangle described in the fifth embodiment is inclined with respect to the quarter-wave plate 15 side. In the present embodiment, an oblique surface of the first block 81 has an angle θ along the XY plane in the + X axis direction from the YZ plane around the corner where the quarter wavelength plate 15 and the quarter wavelength plate 17 intersect. Just being rotated. As a result, the polarization separation element 207 has an exit surface with respect to the movable mirror 16 as a reflector among the plurality of exit surfaces of the measurement beam E1 slightly tilted from a plane perpendicular to the measurement beam E1 exiting from the exit surface. Yes.
上記のような構成であれば、第１偏光分離面Ｓ６１に反射されて＋Ｘ軸方向に向かって偏光分離素子２０７を射出するビームＢ３２から１／４波長板１５の表面Ｓ１５の点ｄ１で発生する迷光は、矢印ＡＲ１に示されたようにＸ軸方向と所定の角度だけ傾いた方向に反射される。このため、この迷光は、検光子１９に対して傾いて入射するビームとなり、検出光１９によって生成される干渉光に対して傾いたビームとなる。同様に、移動鏡１６に反射されて戻るビームＢ１５から１／４波長板１５の表面Ｓ１５で発生する迷光は、矢印ＡＲ２に示されたようにＸ軸方向と所定の角度だけ傾いた方向に反射されるため、この迷光は検光子１９に対して傾いて入射するビームとなり、干渉光に対して傾いたビームとなる。したがって、これらの迷光は、干渉光として検出器２０で検出されることはない。 With the configuration as described above, the beam B32 that is reflected by the first polarization separation surface S61 and exits the polarization separation element 207 toward the + X-axis direction is generated at a point d1 on the surface S15 of the quarter-wave plate 15. The stray light is reflected in a direction inclined by a predetermined angle with respect to the X-axis direction as indicated by an arrow AR1. Therefore, the stray light becomes a beam incident on the analyzer 19 while being inclined, and becomes a beam inclined with respect to the interference light generated by the detection light 19. Similarly, stray light generated on the surface S15 of the quarter-wave plate 15 from the beam B15 reflected by the movable mirror 16 is reflected in a direction inclined by a predetermined angle with respect to the X-axis direction as indicated by an arrow AR2. Therefore, this stray light becomes a beam incident with respect to the analyzer 19 and becomes a beam inclined with respect to the interference light. Therefore, these stray light is not detected by the detector 20 as interference light.
また、ビームＢ３５の表面Ｓ１５における反射光は、矢印ＡＲ３に示されたようにＸ軸方向と所定の角度だけ傾いた方向に反射されるため、検光子１９に対して傾いて入射するビームとなり、干渉光に対して傾いたビームとなる。ビームＢ３６の表面Ｓ１５における反射光は、矢印ＡＲ４に示されたようにＸ軸方向と所定の角度だけ傾いた方向に反射されるため、検光子１９に対して傾いたビームとなり、干渉光に対して傾いたビームとなる。したがって、これらの迷光は、干渉光として検出器２０で検出されることはない。すなわち、干渉装置１０７では、１／４波長板１５の表面で発生する迷光が干渉光として検出されることがなく、その迷光に起因した計測誤差の発生を防止することができる。 Further, the reflected light on the surface S15 of the beam B35 is reflected in a direction inclined by a predetermined angle with respect to the X-axis direction as indicated by the arrow AR3, and thus becomes a beam incident on the analyzer 19 while being inclined, The beam is tilted with respect to the interference light. The reflected light on the surface S15 of the beam B36 is reflected in a direction inclined by a predetermined angle with respect to the X-axis direction as indicated by the arrow AR4, so that it becomes a beam tilted with respect to the analyzer 19, and against the interference light. And tilted beam. Therefore, these stray light is not detected by the detector 20 as interference light. That is, in the interference device 107, stray light generated on the surface of the quarter-wave plate 15 is not detected as interference light, and generation of measurement errors due to the stray light can be prevented.
＜露光装置ＥＸについて＞
以下、本明細書で説明された干渉装置１００（干渉装置１０１〜干渉装置１０７が含まれる。）が用いられた露光装置ＥＸについて図８を参照しながら説明する。図８は、本実施形態に係る露光装置を示す概略構成図である。
<About the exposure apparatus EX>
The exposure apparatus EX using the interference apparatus 100 (including the interference apparatus 101 to the interference apparatus 107) described in this specification will be described below with reference to FIG. FIG. 8 is a schematic block diagram that shows the exposure apparatus according to the present embodiment.
図８において、露光装置ＥＸは、レチクルＭ（マスク）とウエハＳＷ（基板）とを静止した状態でレチクルＲＴに形成された回路パターンをウエハＳＷに転写するとともに、ウエハＳＷを順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピート型の露光装置である。 In FIG. 8, the exposure apparatus EX transfers the circuit pattern formed on the reticle RT to the wafer SW while the reticle M (mask) and the wafer SW (substrate) are stationary, and sequentially moves the wafer SW stepwise. -An and repeat type exposure apparatus.
レチクルＲＴは、不図示のレチクルホルダを介してレチクルステージ１ａ、１ｂ上においてＸＹ平面に平行に保持されている。レチクルＲＴには、転写すべき回路パターンが形成されており、ステップ・アンド・リピート方式の露光装置の場合は、パターン領域の全体が照明される。なお、レチクルＲＴは図示しない交換装置により適宜交換されて使用される。 The reticle RT is held parallel to the XY plane on the reticle stages 1a and 1b via a reticle holder (not shown). A circuit pattern to be transferred is formed on the reticle RT. In the case of a step-and-repeat type exposure apparatus, the entire pattern area is illuminated. Note that reticle RT is used after being appropriately replaced by an exchange device (not shown).
また、露光装置ＥＸは照明装置２及び投影光学系３を備える。ここで、照明装置２は照明光源２ａ及び照明光学系２ｂを有する。照明装置２の光源２ａは、露光用の照明光をパルス光で作るもので、たとえば波長２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザ光源からの紫外パルス光、波長１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザ光源からの紫外パルス光、ＹＡＧレーザ光源からのパルスレーザを高調波に変換した紫外線等が使用できる。また、光源２ａから射出された光は、照明光学系２ｂを介してレチクルＲＴを均一に照明する。 Further, the exposure apparatus EX includes an illumination device 2 and a projection optical system 3. Here, the illumination device 2 includes an illumination light source 2a and an illumination optical system 2b. The light source 2a of the illuminating device 2 generates illumination light for exposure with pulsed light. For example, ultraviolet pulsed light from a KrF excimer laser light source with a wavelength of 248 nm, ultraviolet pulsed light from an ArF excimer laser light source with a wavelength of 193 nm, YAG laser Ultraviolet light obtained by converting a pulse laser from a light source into a harmonic can be used. Further, the light emitted from the light source 2a uniformly illuminates the reticle RT via the illumination optical system 2b.
投影光学系３は、ジオプトリック系（屈折系）であるが、カタジオプトリック系（反射屈折系）や反射系も使用できることはいうまでもない。また、投影光学系３は、所定の気温（例えば、２５℃）、所定の大気圧（例えば、１気圧）の下で露光用照明光の波長に関して最良に収差補正されており、かかる条件下においてレチクルＲＴとウエハＳＷとは互いに共役になっている。また、露光用照明光は、ケーラー照明であり、投影光学系３の瞳面の中心に光源像として結像されている。なお、投影光学系３は複数のレンズ等の光学素子を有し、その光学素子の硝材としては露光用照明光の波長に応じて石英、蛍石等の光学材料から選択されている。 The projection optical system 3 is a dioptric system (refractive system), but it goes without saying that a catadioptric system (catadioptric system) and a reflective system can also be used. In addition, the projection optical system 3 is best subjected to aberration correction with respect to the wavelength of the illumination light for exposure under a predetermined temperature (for example, 25 ° C.) and a predetermined atmospheric pressure (for example, 1 atm). Reticle RT and wafer SW are conjugate with each other. The exposure illumination light is Koehler illumination, and is formed as a light source image at the center of the pupil plane of the projection optical system 3. The projection optical system 3 has a plurality of optical elements such as lenses, and the glass material of the optical elements is selected from optical materials such as quartz and fluorite according to the wavelength of the illumination light for exposure.
ウエハステージ４は定盤６上に設けられ、駆動制御ユニットＣＴＵの制御により投影光学系３の像面と平行なＸＹ平面に沿って２次元移動する。すなわち、ウエハステージ４は、ウエハＳＷを保持する試料台としてのウエハテーブル８と、定盤６上でＸＹ平面に沿って２次元移動される可動部としてのＸＹステージ７とを備え、ＸＹステージ７は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向にステップ移動する。 The wafer stage 4 is provided on the surface plate 6 and moves two-dimensionally along the XY plane parallel to the image plane of the projection optical system 3 under the control of the drive control unit CTU. That is, the wafer stage 4 includes a wafer table 8 as a sample stage for holding the wafer SW, and an XY stage 7 as a movable part that is two-dimensionally moved along the XY plane on the surface plate 6. Moves stepwise in the X-axis direction and the Y-axis direction.
さらに、ウエハステージ４には、ウエハＳＷのＺ軸方向の位置（フォーカス位置）、並びにＸ軸及びＹ軸の周りの傾斜角を制御するＺレベリング機構も組み込まれている。すなわち、ウエハテーブル８は、Ｚ軸方向に変位する３つのアクチュエータ９ａ、９ｂ、９ｃを介してＸＹステージ７上に保持されている。 Further, the wafer stage 4 incorporates a Z leveling mechanism for controlling the position (focus position) of the wafer SW in the Z-axis direction and the tilt angles around the X-axis and the Y-axis. That is, the wafer table 8 is held on the XY stage 7 via three actuators 9a, 9b, and 9c that are displaced in the Z-axis direction.
３つのアクチュエータ９ａ、９ｂ、９ｃは、一直線上にならないように分散配置される。また、主制御系ＣＴからの制御情報に基づいて、駆動制御ユニットＣＴＵによって各アクチュエータ９ａ、９ｂ、９ｃの駆動量が制御される。３つのアクチュエータ９ａ、９ｂ、９ｃを同一の量だけ駆動することによってウエハテーブル８をＺ軸方向に平行移動させることが可能であり、各駆動量を相違させることによってウエハテーブル８をＸＹ平面に対して傾けることが可能である。３つのアクチュエータ９ａ，９ｂ，９ｃの駆動量を適切に制御することにより、ウエハＳＷの表面をレチクルＲＴの投影像位置（パターン像の結像位置）に高精度に合焦させることができる。 The three actuators 9a, 9b, and 9c are distributedly arranged so as not to be in a straight line. Further, the drive amount of each actuator 9a, 9b, 9c is controlled by the drive control unit CTU based on the control information from the main control system CT. By driving the three actuators 9a, 9b, and 9c by the same amount, the wafer table 8 can be translated in the Z-axis direction. By making each drive amount different, the wafer table 8 is moved with respect to the XY plane. Can be tilted. By appropriately controlling the driving amounts of the three actuators 9a, 9b, and 9c, the surface of the wafer SW can be focused with high precision on the projection image position of the reticle RT (image formation position of the pattern image).
ウエハＳＷと投影光学系３との合焦状態は、焦点位置検出系センサＰＤａ、ＰＤｂによって検出される。焦点位置検出系センサＰＤａ、ＰＤｂは、投影光学系３の結像面に向けてピンホール又はスリット状の像を形成するための結像光束を、投影光学系３の光軸ＡＸに対して斜め方向から供給する送光光学系ＰＤａと、その結像光束のウエハＳＷ表面での反射光束を受光する受光光学系ＰＤｂとを有し、例えば、これらは投影光学系３が設置された架台１１（コラム）に固定されている。 The focus state between the wafer SW and the projection optical system 3 is detected by the focus position detection system sensors PDa and PDb. The focus position detection system sensors PDa and PDb obliquely project an image beam for forming a pinhole or slit-shaped image toward the image plane of the projection optical system 3 with respect to the optical axis AX of the projection optical system 3. A light transmission optical system PDa supplied from the direction and a light receiving optical system PDb that receives a reflected light beam of the imaging light beam on the surface of the wafer SW. For example, these include a gantry 11 (with a projection optical system 3 installed) Column).
ウエハステージ４（ウエハテーブル８）の一端には、干渉装置１００が設けられている。干渉装置１００には、上述した干渉装置１０１〜干渉装置１０７を使用することができる。干渉装置１００として、Ｘ軸用の干渉装置１００ｘ及びＹ軸用の干渉装置１００ｙが設けられている。この干渉装置１００ｘ、１００ｙによってウエハステージ４のＸ軸方向、Ｙ軸方向の位置及びＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の周りの回転角がリアルタイムに計測される。そして、干渉装置１００ｘ、１００ｙの計測結果及び主制御系ＣＴからの制御情報に基づいて、駆動制御ユニットＣＴＵがウエハステージ４の速度、及び位置の制御を行う。ここで、干渉装置１００ｘ、１００ｙとウエハステージ４（ウエハテーブル８）とがステージ装置ＳＧを構成する。以下、ステージ装置ＳＧについて図９を参照しながら説明する。 An interference device 100 is provided at one end of the wafer stage 4 (wafer table 8). As the interference device 100, the above-described interference devices 101 to 107 can be used. As the interference device 100, an X-axis interference device 100x and a Y-axis interference device 100y are provided. The interferometers 100x and 100y measure the position of the wafer stage 4 in the X-axis direction and the Y-axis direction and the rotation angles around the X-axis, Y-axis, and Z-axis in real time. The drive control unit CTU controls the speed and position of the wafer stage 4 based on the measurement results of the interference devices 100x and 100y and the control information from the main control system CT. Here, the interference devices 100x and 100y and the wafer stage 4 (wafer table 8) constitute a stage device SG. Hereinafter, the stage apparatus SG will be described with reference to FIG.
露光装置ＥＸはさらに、レチクルアライメント系として、ＴＴＲ（Through The Reticule）方式のレチクルアライメント系センサＲＡを備える。また、オフアクシス方式のウエハアライメント系として、ＦＩＡ（Field Image Alignment）方式のウエハアライメント系センサＷＡ１を備える。さらに、ＴＴＬ（Through The Lens）方式のウエハアライメント系として、ＬＳＡ（Laser
Step Alignment）方式或いはＬＩＡ（Laser Interferometric Alignment）方式のウエハアライメント系センサＷＡ２を備える。
The exposure apparatus EX further includes a TTR (Through The Reticule) type reticle alignment system sensor RA as a reticle alignment system. Further, an FIA (Field Image Alignment) type wafer alignment system sensor WA1 is provided as an off-axis type wafer alignment system. Furthermore, as a TTL (Through The Lens) type wafer alignment system, an LSA (Laser
A wafer alignment sensor WA2 of Step Alignment) or LIA (Laser Interferometric Alignment) method is provided.
レチクルアライメント系センサＲＡは、所定のマークを備えたレチクルＲＴに対してアライメント光を照射するとともに、投影光学系３を介してウエハステージ４上の基準平面板ＷＦＰに設けられた基準マーク群ＦＭを照射する。さらに、レチクルアライメント系センサＲＡは、アライメント光の照射によりレチクルＲＴから発生した光（反射光）、及び投影光学系３を介してウエハステージ４の基準平面板ＷＦＰ（基準マーク群ＦＭ）から発生する光（反射光）を受光して、レチクルＲＴの位置合わせを行う。 Reticle alignment system sensor RA irradiates alignment light onto reticle RT having a predetermined mark, and uses reference mark group FM provided on reference plane plate WFP on wafer stage 4 via projection optical system 3. Irradiate. Further, reticle alignment system sensor RA generates light (reflected light) generated from reticle RT by irradiation of alignment light, and reference plane plate WFP (reference mark group FM) of wafer stage 4 via projection optical system 3. Light (reflected light) is received, and alignment of reticle RT is performed.
ＦＩＡ方式、オフアクシス方式のウエハアライメント系センサＷＡ１は、投影光学系３の側部に設けられており、投影光学系３を介することなく露光光とは異なる波長のアライメント光を基準マーク群ＦＭに照射するとともに、基準マーク群ＦＭにおけるＦＩＡ用マークから発生した光を受光して、レチクルＲＴとウエハアライメント系センサＷＡ２との相対位置であるベースライン量を求める。このベースライン量は、ウエハＳＷ上の各ショット領域を投影光学系３の視野内に配するときの基準量となるものである。 The FIA-type and off-axis type wafer alignment system sensor WA1 is provided on the side of the projection optical system 3, and alignment light having a wavelength different from that of the exposure light is not supplied to the reference mark group FM without passing through the projection optical system 3. At the same time as irradiation, light generated from the FIA mark in the reference mark group FM is received, and a baseline amount that is a relative position between the reticle RT and the wafer alignment system sensor WA2 is obtained. This baseline amount becomes a reference amount when each shot area on the wafer SW is placed in the field of view of the projection optical system 3.
ＬＳＡ又はＬＩＡ方式のウエハアライメント系センサＷＡ２は、アライメント光の照射により基準マーク群ＦＭに形成されたＬＳＡマーク又はＬＩＡマークから発生した光を受光して、ウエハＳＷの位置計測の基準を求める。 The LSA or LIA type wafer alignment sensor WA2 receives light generated from the LSA mark or LIA mark formed on the reference mark group FM by irradiation of alignment light, and obtains a reference for position measurement of the wafer SW.
続いて、以上のような構成を備えた露光装置ＥＸによる露光作業について、簡単に説明する。
まず、主制御系ＣＴの管理の下、露光作業に先立って準備作業を行う。
具体的には、焦点位置検出系センサＰＤａ、ＰＤｂから基準平面板ＷＦＰに複数のスリット光を投光して、複数のスリット光のオフセット調整（原点調整）が行われる。
そして、各種の露光条件が設定された後に、レチクルアライメント系センサＲＡを用いたレチクルアライメントが必要に応じて行われる。また、ウエハアライメント系センサＷＡ１を用いたベースライン計測が行われる。さらに、ウエハアライメント系センサＷＡ１，ＷＡ２を用いたウエハＳＷのファインアライメント（エンハンスト・グローバル・アライメント（ＥＧＡ）等）が行われる。これによりウエハＳＷ上の複数のショット領域の配列座標が求められる。
Next, the exposure work by the exposure apparatus EX having the above configuration will be briefly described.
First, preparation work is performed prior to exposure work under the control of the main control system CT.
Specifically, a plurality of slit lights are projected from the focus position detection system sensors PDa and PDb to the reference plane plate WFP, and offset adjustment (origin adjustment) of the plurality of slit lights is performed.
After various exposure conditions are set, reticle alignment using the reticle alignment sensor RA is performed as necessary. Baseline measurement using the wafer alignment sensor WA1 is performed. Further, fine alignment (enhanced global alignment (EGA) or the like) of the wafer SW is performed using the wafer alignment sensors WA1 and WA2. Thereby, arrangement coordinates of a plurality of shot areas on the wafer SW are obtained.
上述したアライメント作業が終了すると、主制御系ＣＴはアライメント結果に基づいてウエハＳＷ側のＸ軸用干渉装置１００ｘ及びＹ軸用干渉装置１００ｙの計測値をモニタしつつ、ウエハＳＷのファーストショット（第１番目のショット領域）の露光位置に駆動制御ユニットＣＴＵに指令してウエハステージ４を移動させる。
そして、主制御系ＣＴの管理の下で、焦点位置検出系センサＰＤａ、ＰＤｂからウエハＳＷに複数のスリット光を投光するとともにウエハテーブル８用のアクチュエータ９ａ，９ｂ，９ｃを駆動して、レチクルＲＴの回路パターンの結像面にウエハＳＷの露光面を合わせる作業（焦点合わせ）が行われる。
When the above-described alignment operation is completed, the main control system CT monitors the measurement values of the X-axis interference device 100x and the Y-axis interference device 100y on the wafer SW side based on the alignment result, and performs the first shot (first step) of the wafer SW. The drive control unit CTU is commanded to the exposure position of the first shot area) to move the wafer stage 4.
Then, under the control of the main control system CT, a plurality of slit lights are projected from the focus position detection system sensors PDa and PDb onto the wafer SW, and the actuators 9a, 9b and 9c for the wafer table 8 are driven, and the reticle An operation (focusing) of aligning the exposure surface of the wafer SW with the imaging surface of the RT circuit pattern is performed.
準備作業が完了すると、レチクルＲＴのパターン領域が露光光で照明され、これにより、ウエハＳＷ上のファーストショット領域に対する露光が終了する。そして、レチクルＲＴの回路パターンが投影光学系３を介してウエハＳＷ上のファーストショット領域のレジスト層に縮小転写される。 When the preparatory work is completed, the pattern area of the reticle RT is illuminated with the exposure light, whereby the exposure of the first shot area on the wafer SW is completed. Then, the circuit pattern of the reticle RT is reduced and transferred to the resist layer in the first shot area on the wafer SW via the projection optical system 3.
このようにして、ウエハＳＷのショット領域の露光と次ショット領域の露光のためのステッピング動作とが繰り返し行われ、ウエハＳＷ上の全ての露光対象ショット領域にレチクルＲＴの回路パターンが順次転写される。 In this way, the exposure of the shot area of the wafer SW and the stepping operation for the exposure of the next shot area are repeated, and the circuit pattern of the reticle RT is sequentially transferred to all the exposure target shot areas on the wafer SW. .
＜ステージ装置ＳＧについて＞
図９は、ステージ装置ＳＧの斜視図である。図９に示されたようにウエハステージ４（ウエハテーブル８）のＸ軸方向及びＹ軸方向に延在する反射面１６ｘ、１６ｙが取り付けられており、反射面１６ｘ、１６ｙの鏡面に対向してＸ軸用干渉装置１００ｘ及びＹ軸用干渉装置１００ｙが設けられている。
<About stage device SG>
FIG. 9 is a perspective view of the stage apparatus SG. As shown in FIG. 9, the reflecting surfaces 16x and 16y extending in the X-axis direction and the Y-axis direction of the wafer stage 4 (wafer table 8) are attached, facing the mirror surfaces of the reflecting surfaces 16x and 16y. An X-axis interference device 100x and a Y-axis interference device 100y are provided.
図９に示すように、Ｘ軸用の干渉装置１００ｘは、Ｙ軸方向に互いに離間して配置される２つの干渉光学系１００ｘａ及び１００ｘｂ含む。干渉光学系１００ｘａと干渉光学系１００ｘｂとは、ウエハテーブル８（ウエハステージ４）のＹ軸方向の位置に応じて選択的に使用される。干渉光学系１００ｘａのＹ軸方向に関する配置位置は、投影光学系３の光軸ＡＸ（図８を参照）と概ね一致しており、干渉光学系１００ｘｂのＹ軸方向に関する配置位置は、ウエハアライメント系センサＷＡ１の光軸ＡＸａ（図８を参照）と概ね一致している。そして、干渉光学系１００ｘａが、投影光学系３（図８を参照）を介したウエハＳＷへの露光処理時に用いられ、干渉光学系１００ｘｂが、ウエハアライメント系センサＷＡ１（図８を参照）を介したウエハステージ４上のマーク計測時に用いられる。 As shown in FIG. 9, the X-axis interference device 100x includes two interference optical systems 100xa and 100xb that are spaced apart from each other in the Y-axis direction. The interference optical system 100xa and the interference optical system 100xb are selectively used according to the position of the wafer table 8 (wafer stage 4) in the Y-axis direction. The arrangement position of the interference optical system 100xa in the Y-axis direction is substantially coincident with the optical axis AX (see FIG. 8) of the projection optical system 3, and the arrangement position of the interference optical system 100xb in the Y-axis direction is the wafer alignment system. It substantially coincides with the optical axis AXa (see FIG. 8) of the sensor WA1. The interference optical system 100xa is used at the time of exposure processing on the wafer SW via the projection optical system 3 (see FIG. 8), and the interference optical system 100xb is passed through the wafer alignment system sensor WA1 (see FIG. 8). Used when measuring the mark on the wafer stage 4.
各干渉光学系１００ｘａ及び１００ｘｂは、Ｘ軸方向に平行な光軸を有する複数のビームを、ウエハテーブル８（ウエハステージ４）に配設された反射面１６ｘに照射する。そして、反射面１６ｘからの反射ビームが各干渉光学系１００ｘａ及び１００ｘｂを介して検出器２０（図１などを参照）に送られ、反射面１６ｘの各照射箇所におけるＸ軸方向の位置（距離）が検出される。 Each of the interference optical systems 100xa and 100xb irradiates the reflecting surface 16x disposed on the wafer table 8 (wafer stage 4) with a plurality of beams having an optical axis parallel to the X-axis direction. Then, the reflected beam from the reflecting surface 16x is sent to the detector 20 (see FIG. 1 and the like) via the interference optical systems 100xa and 100xb, and the position (distance) in the X-axis direction at each irradiation point on the reflecting surface 16x. Is detected.
具体的には、干渉光学系１００ｘａを介して反射面１６ｘに照射される複数のビーム６０、６１のうち、ウエハテーブル８のＸ軸方向の位置計測にビーム６０が用いられ、また、ウエハテーブル８のＹ軸周りの回転角（ロール）の計測にビーム６０とビーム６１とが用いられる。同様に、干渉光学系１００ｘｂを介して反射面１６ｘに照射される複数のビーム６２、６３のうち、ウエハテーブル８のＸ軸方向の位置計測にビーム６２が用いられ、また、ウエハテーブル８のＹ軸周りの回転角（ロール）の計測にビーム６２とビーム６３とが用いられる。 Specifically, out of the plurality of beams 60 and 61 irradiated on the reflecting surface 16x via the interference optical system 100xa, the beam 60 is used for position measurement in the X-axis direction of the wafer table 8, and the wafer table 8 The beam 60 and the beam 61 are used for measuring the rotation angle (roll) around the Y axis. Similarly, of the plurality of beams 62 and 63 irradiated to the reflecting surface 16x via the interference optical system 100xb, the beam 62 is used for position measurement in the X-axis direction of the wafer table 8, and the Y of the wafer table 8 is also measured. The beam 62 and the beam 63 are used for measuring the rotation angle (roll) around the axis.
Ｙ軸用の干渉装置１００ｙのＸ軸方向に関する配置位置が、投影光学系３の光軸ＡＸ（図８参照）と概ね一致している。干渉装置１００ｙは、Ｙ軸方向に平行な光軸を有する複数のビームを、ウエハテーブル８（ウエハステージ４）に配設された反射面１６ｙに照射する。そして、反射面１６ｙからの反射ビームが各干渉光学系１００ｘａ及び１００ｘｂを介して検出器２０（図１などを参照）に送られ、反射面１６ｙの各照射箇所におけるＹ軸方向の位置（距離）が検出される。 The arrangement position of the Y-axis interferometer 100y in the X-axis direction substantially coincides with the optical axis AX (see FIG. 8) of the projection optical system 3. The interference device 100y irradiates the reflective surface 16y disposed on the wafer table 8 (wafer stage 4) with a plurality of beams having optical axes parallel to the Y-axis direction. Then, the reflected beam from the reflecting surface 16y is sent to the detector 20 (see FIG. 1 and the like) via the interference optical systems 100xa and 100xb, and the position (distance) in the Y-axis direction at each irradiation point on the reflecting surface 16y. Is detected.
具体的には、干渉装置１００ｙを介して反射面１６ｙに照射される複数のビーム６４、３５、３６のうち、ウエハテーブル８のＹ軸方向の位置計測にビーム６４とビーム６５とが用いられ、また、ウエハテーブル８のＺ軸周りの回転角（ヨー）の計測にビーム６４とビーム６５とが用いられ、さらに、ウエハテーブル８のＸ軸周りの回転角（ピッチ）の計測にビーム６４とビーム６５とビーム６６とが用いられる。 Specifically, out of the plurality of beams 64, 35, and 36 irradiated to the reflecting surface 16y via the interference device 100y, the beam 64 and the beam 65 are used for position measurement in the Y-axis direction of the wafer table 8, The beam 64 and the beam 65 are used for measuring the rotation angle (yaw) around the Z axis of the wafer table 8, and the beam 64 and the beam are used for measuring the rotation angle (pitch) around the X axis of the wafer table 8. 65 and beam 66 are used.
＜干渉システムＩＦＳについて＞
以下、レーザ光源７０を有する干渉システムＩＦＳについて、図１０を参照しながら説明する。図１０は、レーザ光源７０でＸ軸用の干渉装置１００ｘ及びＹ軸用の干渉装置１００ｙに光束を照射する光路図である。
<Interference system IFS>
Hereinafter, the interference system IFS having the laser light source 70 will be described with reference to FIG. FIG. 10 is an optical path diagram for irradiating the X-axis interference device 100x and the Y-axis interference device 100y with the laser light source 70.
図１０に示すように、上記のＸ軸用の干渉装置１００ｘ及びＹ軸用の干渉装置１００ｙは、共通のレーザ光源７０と、分光光学系７１とを備えている。レーザ光源７０は、波長が安定化されたレーザビームを射出する。分光光学系７１は、ハーフプリズム７２、ビームの光軸を調整するための調整機構７３、７４、ハーフミラー７５、及び折り曲げミラー７６等を含んで構成されている。 As shown in FIG. 10, the X-axis interference device 100 x and the Y-axis interference device 100 y include a common laser light source 70 and a spectroscopic optical system 71. The laser light source 70 emits a laser beam whose wavelength is stabilized. The spectroscopic optical system 71 includes a half prism 72, adjustment mechanisms 73 and 74 for adjusting the optical axis of the beam, a half mirror 75, a bending mirror 76, and the like.
レーザ光源７０からの入力ビームＥ０は、ハーフプリズム７２によってＸ軸用の干渉装置１００ｘ及びＹ軸用の干渉装置１００ｙのそれぞれに振り分けられる。すなわち、レーザ光源７０からの入力ビームＥ０の一部がハーフプリズム７２を透過してＹ軸用の干渉装置１００ｙの干渉光学系１００ｙに送られる。一方、ハーフプリズム７２で反射したビームはＸ軸用の干渉装置１００ｘの光学ユニット３００（図１で示された光学ユニット３０１〜図７で示された光学ユニット３０７を含む）に送られる。Ｘ軸用の干渉装置１００ｘの光学ユニット３００は、Ｙ軸方向に離れて配置された光学ユニット３００ｘａと光学ユニット３００ｘｂとを有する。 The input beam E0 from the laser light source 70 is distributed by the half prism 72 to each of the X-axis interference device 100x and the Y-axis interference device 100y. That is, a part of the input beam E0 from the laser light source 70 passes through the half prism 72 and is sent to the interference optical system 100y of the Y-axis interference device 100y. On the other hand, the beam reflected by the half prism 72 is sent to the optical unit 300 (including the optical unit 301 shown in FIG. 1 to the optical unit 307 shown in FIG. 7) of the X-axis interference device 100x. The optical unit 300 of the X-axis interference device 100x includes an optical unit 300xa and an optical unit 300xb that are arranged apart from each other in the Y-axis direction.
Ｘ軸用の干渉装置１００ｘに関し、ハーフプリズム７２からの入力ビームＥ０は、−Ｙ軸方向に進行し、調整機構７３で光軸が調整される。この入力ビームＥ０の進行軸上には、ハーフミラー７５と調整機構７４と折り曲げミラー７６とが配されており、ハーフミラー７５及び折り曲げミラー７６は、Ｙ軸方向に平行な入力ビームＥ０の進行軸に対して４５度傾く反射面を有している。ハーフミラー７５は、入射したビームの一部を透過し、残りの入力ビームＥ０を反射する。ハーフミラー７５で反射して、９０度折り曲げられた入力ビームＥ０は＋Ｘ軸方向に進行し、光学ユニット３００ｘａに入射する。一方、ハーフミラー７５を透過したビームは、折り曲げミラー７６で９０度折り曲げられた後に＋Ｘ軸方向に進行し、光学ユニット３００ｘｂに入射する。ハーフミラー７５からの反射ビームと折り曲げミラー７６からの反射ビームとは互いに平行であり、それら２つのビームの平行度は、ハーフミラー７５と折り曲げミラー７６との間に配置される調整機構７４によって調整される。そして、光学ユニット３００ｘａを介してウエハステージ４（ウエハテーブル８）の反射面１６ｘにビーム６０が照射され、これと平行に、光学ユニット３００ｘｂを介してウエハステージ４（ウエハテーブル８）の反射面１６ｘにビーム６２が照射される。これにより、ウエハステージ４（ウエハテーブル８）の距離が計測できる。 Regarding the X-axis interferometer 100x, the input beam E0 from the half prism 72 travels in the −Y-axis direction, and the optical axis is adjusted by the adjusting mechanism 73. A half mirror 75, an adjusting mechanism 74, and a bending mirror 76 are disposed on the traveling axis of the input beam E0. The half mirror 75 and the folding mirror 76 are traveling axes of the input beam E0 parallel to the Y-axis direction. It has a reflecting surface inclined by 45 degrees with respect to. The half mirror 75 transmits a part of the incident beam and reflects the remaining input beam E0. The input beam E0 reflected by the half mirror 75 and bent by 90 degrees travels in the + X axis direction and enters the optical unit 300xa. On the other hand, the beam transmitted through the half mirror 75 is bent 90 degrees by the bending mirror 76, proceeds in the + X-axis direction, and enters the optical unit 300xb. The reflected beam from the half mirror 75 and the reflected beam from the folding mirror 76 are parallel to each other, and the parallelism of these two beams is adjusted by an adjusting mechanism 74 disposed between the half mirror 75 and the folding mirror 76. Is done. The beam 60 is irradiated onto the reflective surface 16x of the wafer stage 4 (wafer table 8) via the optical unit 300xa, and in parallel with this, the reflective surface 16x of the wafer stage 4 (wafer table 8) is transmitted via the optical unit 300xb. A beam 62 is irradiated. Thereby, the distance of the wafer stage 4 (wafer table 8) can be measured.
なお、実際には、ハーフミラー７５で反射したビームと折り曲げミラー７６で反射したビームは、それぞれＸ軸用の干渉装置１００ｘの光学ユニット３００ｘａと３００ｘｂとに入射し、各光学ユニット３００ｘａ、３００ｘｂから反射面１６ｘに向けて出射される。そのため、反射面１６ｘに入射するビーム６０，６１の平行度は、各光学ユニット３００ｘａ、３００ｘｂを構成するガラス部材自身の平行度や光学ユニット３００ｘａ、３００ｘｂの設置状態（例えば、姿勢のずれ）等によって生じる偏角の影響を受けることになる。したがって、調整機構７４は、ハーフミラー７５、折り曲げミラー７６で反射した直後ではなく、光学ユニット３００ｘａ、３００ｘｂを出射した後のビーム６０、６１が平行となるように（反射面１６ｘに入射する直前におけるビーム６０、６１が平行となるように）予め調整しておくものとする。 Actually, the beam reflected by the half mirror 75 and the beam reflected by the bending mirror 76 are incident on the optical units 300xa and 300xb of the X-axis interference device 100x, respectively, and reflected from the optical units 300xa and 300xb. The light is emitted toward the surface 16x. Therefore, the parallelism of the beams 60 and 61 incident on the reflecting surface 16x depends on the parallelism of the glass members themselves constituting the optical units 300xa and 300xb, the installation state of the optical units 300xa and 300xb (for example, the posture deviation), and the like. It will be affected by the declination that occurs. Therefore, the adjusting mechanism 74 is not immediately after being reflected by the half mirror 75 and the bending mirror 76, but so that the beams 60 and 61 after exiting the optical units 300xa and 300xb are parallel (immediately before entering the reflecting surface 16x). It is assumed that the beams 60 and 61 are adjusted in advance (in parallel).
なお、上述の実施形態の露光装置では、通常の固定パターンマスク（Ｃｒパターンマスク）に代えて、所定の電子データに基づいて所定パターンを可変的に形成する可変パターン形成装置を用いることができる。このような可変パターン形成装置を用いれば、パターン面が縦置きでも同期精度に及ぼす影響を最低限にできる。なお、可変パターン形成装置としては、たとえば所定の電子データに基づいて駆動される複数の反射素子を含むＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）を用いることができる。ＤＭＤを用いた露光装置は、例えば特開２００４−３０４１３５号公報、国際特許公開第２００６／０８０２８５号パンフレットに開示されている。また、ＤＭＤのような非発光型の反射型空間光変調器以外に、透過型空間光変調器を用いても良く、自発光型の画像表示素子を用いても良い。例えば、液晶表示素子等の透過型の空間光変調器、二次元的に配列されて個別に姿勢変化可能な複数のミラー要素を有する空間光変調器などを用いることができる。 In the exposure apparatus of the above-described embodiment, a variable pattern forming apparatus that variably forms a predetermined pattern based on predetermined electronic data can be used instead of a normal fixed pattern mask (Cr pattern mask). By using such a variable pattern forming apparatus, the influence on the synchronization accuracy can be minimized even if the pattern surface is placed vertically. As the variable pattern forming apparatus, for example, a DMD (digital micromirror device) including a plurality of reflecting elements driven based on predetermined electronic data can be used. An exposure apparatus using DMD is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-304135 and International Patent Publication No. 2006/080285. In addition to a non-light-emitting reflective spatial light modulator such as DMD, a transmissive spatial light modulator may be used, or a self-luminous image display element may be used. For example, a transmissive spatial light modulator such as a liquid crystal display element, a spatial light modulator having a plurality of mirror elements that are two-dimensionally arranged and individually changeable in posture can be used.
一般に、可変パターン形成装置は、二次元的に配列されて個別にオン・オフ制御可能な複数の画素部と、これらの複数の画素部のオン・オフ制御を行ってパターンを形成する画素制御部とを有する。そして、走査露光に際して、画素制御部は、基板ステージの走査方向への移動に同期してオン・オフ制御を行ってパターンを変化させる。なお、可変パターン形成装置により形成したパターンを走査露光中に固定的に用いることもできる。 Generally, a variable pattern forming apparatus includes a plurality of pixel units that are two-dimensionally arranged and individually controllable on / off, and a pixel control unit that performs on / off control of the plurality of pixel units to form a pattern. And have. In scanning exposure, the pixel control unit performs on / off control in synchronization with the movement of the substrate stage in the scanning direction to change the pattern. Note that a pattern formed by the variable pattern forming apparatus can also be used fixedly during scanning exposure.
上述の実施形態の露光装置は、本願特許請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、この組み立ての前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステムから露光装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。 The exposure apparatus of the above-described embodiment is manufactured by assembling various subsystems including the respective constituent elements recited in the claims of the present application so as to maintain predetermined mechanical accuracy, electrical accuracy, and optical accuracy. Is done. In order to ensure these various accuracies, before and after assembly, various optical systems are adjusted to achieve optical accuracy, various mechanical systems are adjusted to achieve mechanical accuracy, and various electrical systems are Adjustments are made to achieve electrical accuracy. The assembly process from the various subsystems to the exposure apparatus includes mechanical connection, electrical circuit wiring connection, pneumatic circuit piping connection and the like between the various subsystems. Needless to say, there is an assembly process for each subsystem before the assembly process from the various subsystems to the exposure apparatus. When the assembly process of the various subsystems to the exposure apparatus is completed, comprehensive adjustment is performed to ensure various accuracies as the entire exposure apparatus. The exposure apparatus is preferably manufactured in a clean room where the temperature, cleanliness, etc. are controlled.
＜半導体デバイスの製造方法＞
また、半導体デバイス等のマイクロデバイスは、図１１に示すように、マイクロデバイスの機能・性能設計を行うステップ２０１、この設計ステップに基づいたマスク（レチクル）を製作するステップ２０２、デバイスの基材である基板を製造するステップ２０３、前述した実施形態の露光装置ＥＸによりマスクのパターンを基板に露光する露光処理ステップ２０４、デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程を含む）２０５、検査ステップ２０６等を経て製造される。
<Semiconductor device manufacturing method>
In addition, as shown in FIG. 11, a microdevice such as a semiconductor device includes a step 201 for designing a function / performance of the microdevice, a step 202 for producing a mask (reticle) based on the design step, and a substrate of the device. Step 203 for manufacturing a substrate, exposure processing step 204 for exposing the mask pattern onto the substrate by the exposure apparatus EX of the above-described embodiment, device assembly step (including dicing process, bonding process, and packaging process) 205, inspection step 206 And so on.
なお、本発明は、半導体デバイスまたは液晶デバイス製造用の露光装置への適用に限定されることなく、例えば、プラズマディスプレイ等のディスプレイ装置用の露光装置や、撮像素子（ＣＣＤ等）、マイクロマシーン、薄膜磁気ヘッド、及びＤＮＡチップ等の各種デバイスを製造するための露光装置にも広く適用できる。また、本発明は、ガラス基板と半導体ウェハとに限定されず、例えば可撓性を有するシート状の基板（面積に対する厚さの比がガラス基板および半導体ウェハに比して小さい基板）を露光対象としての感光性基板とすることができる。更に、本発明は、各種デバイスのマスクパターンが形成されたマスク（フォトマスク、レチクル等）をフォトリソグラフィ工程を用いて製造する際の、露光工程（露光装置）にも適用することができる。さらに、本発明は、露光装置への適用に限定されず、印刷装置等を用いて基板にパターンを形成するパターン形成装置等およびその基板を保持して移動させるステージ装置等への適用が可能である。また、一般には、基板に限定されず、任意の物体を保持して移動させる移動機構であって、その基板に対応させて反射体を保持して移動させる移動機構に対して本発明は適用可能である。 The present invention is not limited to application to an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor device or a liquid crystal device. For example, an exposure apparatus for a display device such as a plasma display, an image sensor (CCD or the like), a micromachine, The present invention can be widely applied to an exposure apparatus for manufacturing various devices such as a thin film magnetic head and a DNA chip. In addition, the present invention is not limited to a glass substrate and a semiconductor wafer. For example, a flexible sheet-like substrate (a substrate having a smaller thickness ratio than the glass substrate and the semiconductor wafer) is subject to exposure. It can be set as a photosensitive substrate. Furthermore, the present invention can also be applied to an exposure process (exposure apparatus) when manufacturing a mask (photomask, reticle, etc.) on which mask patterns of various devices are formed using a photolithography process. Furthermore, the present invention is not limited to application to an exposure apparatus, and can be applied to a pattern forming apparatus that forms a pattern on a substrate using a printing apparatus or the like, and a stage apparatus that holds and moves the substrate. is there. In general, the present invention is not limited to a substrate, and is a moving mechanism that holds and moves an arbitrary object, and the present invention can be applied to a moving mechanism that holds and moves a reflector corresponding to the substrate. It is.
１ａ、１ｂ … マスクステージ
２ … 照明装置
２ａ … 照明光源、 ２ｂ … 照明光学系
３ … 投影光学系
４ … ウエハステージ
６ … 定盤
７ … ＸＹＺステージ
８ … ウエハテーブル
９ａ、９ｂ、９ｃ … アクチュエータ
１００（１０１〜１０７） … 干渉装置
１００ｘ … Ｘ軸用干渉装置、 １００ｙ … Ｙ軸用干渉装置
１１、５１、８１ … 第１ブロック
１２、３２、４２、５２ … 第２ブロック
１３、３３、４３、５３ … 第３ブロック
１４ … リトロレフレクター
１５、１７ … １／４波長板
１６ … 移動鏡
１６ａ … 反射面（１６ｘ … Ｘ軸の反射面、 １６ｙ … Ｙ軸の反射面）
１８ … 参照鏡
１９ … 検光子
２０ … 検出器
６０〜６６ … ビーム
７０ … レーザ光源
７１ … 分光光学系
７２ … ハーフプリズム
７３、７４ … 調整機構
７５ … ハーフミラー
７６ … 折り曲げミラー
２００（２０１〜２０７） … 偏光分離素子
３００（３０１〜３０７） … 光学ユニット
ＡＲ１〜ＡＲ４ … 迷光である反射光
ＡＸ、ＡＸａ … 光軸
Ｂ１１〜Ｂ１９、Ｂ３１〜Ｂ３９ … 計測ビーム
Ｂ２１〜Ｂ２７、Ｂ４１〜Ｂ４９ … 参照ビーム
ＢＤ … 反射低減板
ＣＬ … コラム
ＣＴ … 主制御部
ＣＴＵ … 駆動制御ユニット
ｄ１、ｄ２ … 反射が生じる点
Ｄ１、Ｄ２ … 迷光の発生点
Ｅ０ … 入力ビーム、 Ｅ１ … 計測ビーム、 Ｅ２ … 参照ビーム
ＥＸ … 露光装置
ＦＭ … 基本マーク群
ＩＦＳ … 干渉システム
ＰＤａ、ＰＤｂ … 焦点位置検出系センサ
ＲＡ … マスクアライメント系センサ
ＲＴ … レチクル（マスク）
Ｓ１１、Ｓ２１ … 第１偏光分離面
Ｓ１２、Ｓ２２ … 第２偏光分離面
ＳＧ … ステージ装置
ＳＷ … ウエハ（基板）
ＷＡ１、ＷＡ２ … 基板アライメント系センサ
ＷＦＰ … 基準平面板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1a, 1b ... Mask stage 2 ... Illumination device 2a ... Illumination light source, 2b ... Illumination optical system 3 ... Projection optical system 4 ... Wafer stage 6 ... Surface plate 7 ... XYZ stage 8 ... Wafer table 9a, 9b, 9c ... Actuator 100 ( 101-107) ... Interference device 100x ... Interference device for X-axis, 100y ... Interference device for Y-axis 11, 51, 81 ... First block 12, 32, 42, 52 ... Second block 13, 33, 43, 53 ... Third block 14 ... Retro-reflector 15, 17 ... 1/4 wavelength plate 16 ... Moving mirror 16a ... Reflecting surface (16x ... X-axis reflecting surface, 16y ... Y-axis reflecting surface)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 18 ... Reference mirror 19 ... Analyzer 20 ... Detector 60-66 ... Beam 70 ... Laser light source 71 ... Spectroscopic optical system 72 ... Half prism 73, 74 ... Adjustment mechanism 75 ... Half mirror 76 ... Bending mirror 200 (201-207) ... Polarization separation element 300 (301 to 307) ... Optical units AR1 to AR4 ... Reflected light as stray light AX, AXa ... Optical axes B11 to B19, B31 to B39 ... Measurement beams B21 to B27, B41 to B49 ... Reference beam BD ... Reflection reduction plate CL ... Column CT ... Main control unit CTU ... Drive control unit d1, d2 ... Reflection point D1, D2 ... Stray light generation point E0 ... Input beam, E1 ... Measurement beam, E2 ... Reference beam EX ... Exposure apparatus FM ... basic mark group IFS ... interference system PDa, PDb ... Focus position detection system sensor RA ... Mask alignment system sensor RT ... Reticle (mask)
S11, S21: First polarization separation surface S12, S22: Second polarization separation surface SG: Stage device SW: Wafer (substrate)
WA1, WA2 ... Substrate alignment system sensor WFP ... Reference plane plate
Claims (26)
相互に偏光面が直交する第１の偏光及び第２の偏光の一方を透過させて他方を反射させる第１偏光分離面及び第２偏光分離面を含み、前記第１ビーム及び前記第２ビームを相互に分離して異なる方向に射出させる偏光分離部と、
前記偏光分離部と前記反射体との間における前記第１ビームの光路に設けられ、該第１ビームの偏光状態を変化させる第１偏光変換部と、
前記偏光分離部から射出した前記第２ビームを反射して前記偏光分離部に再入射させる固定反射部と、
前記偏光分離部と前記固定反射部との間における前記第２ビームの光路に設けられ、該第２ビームの偏光状態を変化させる第２偏光変換部と、
前記偏光分離部を介して入射する前記第１ビーム及び前記第２ビームを、各々その入射位置と異なる射出位置から各々その入射方向に逆向きに射出させて、前記偏光分離部に再入射させるリトロレフレクターと、を備え、
前記第１偏光分離面及び前記第２偏光分離面は、前記反射体を介して前記偏光分離部に再入射した前記第１ビームと、前記固定反射部を介して前記偏光分離部に再入射した前記第２ビームとを、前記リトロレフレクターに入射させて該リトロレフレクター内を相互に逆向きに進行させるように、相互に平行に配置され、
前記第１偏光分離面は、前記リトロレフレクターを未経由の前記第１ビーム及び前記リトロレフレクターを経由した前記第１ビームの両方を透過させ、前記第２偏光分離面は、前記リトロレフレクターを未経由の前記第１ビーム及び前記リトロレフレクターを経由した前記第１ビームの一方を透過させる光学ユニット。 An input beam including a first beam and a second beam whose polarization planes are orthogonal to each other is received, the first beam is emitted to a reflector, and the first beam via the reflector is received again. An optical unit for outputting together with the second beam,
Including a first polarization separation surface and a second polarization separation surface that transmit one of the first polarization and the second polarization whose polarization planes are orthogonal to each other and reflect the other, wherein the first beam and the second beam are A polarization separation unit that emits light in different directions separated from each other;
A first polarization conversion unit provided in an optical path of the first beam between the polarization separation unit and the reflector, and changing a polarization state of the first beam;
A fixed reflector that reflects the second beam emitted from the polarization separator and re-enters the polarization separator;
A second polarization conversion unit provided in an optical path of the second beam between the polarization separation unit and the fixed reflection unit, and changes a polarization state of the second beam;
The first beam and the second beam incident through the polarization separation unit are respectively emitted from the emission positions different from the incident positions in the opposite directions to the incident direction, and re-enter the polarization separation unit. A reflector, and
The first polarization separation surface and the second polarization separation surface reenter the polarization separation unit through the reflector and the first beam reentering the polarization separation unit through the reflector. The second beams are arranged in parallel to each other so that the second beams are incident on the retroreflector and travel in opposite directions in the retroreflector ,
The first polarization separation surface transmits both the first beam that has not passed through the retroreflector and the first beam that has passed through the retroreflector, and the second polarization separation surface has not passed through the retroreflector. An optical unit that transmits one of the first beam and the first beam that has passed through the retroreflector .
相互に偏光面が直交する第１の偏光及び第２の偏光の一方を透過させて他方を反射させる第１偏光分離面及び第２偏光分離面を含み、前記第１ビーム及び前記第２ビームを相互に分離して異なる方向に射出させる偏光分離部と、Including a first polarization separation surface and a second polarization separation surface that transmit one of the first polarization and the second polarization whose polarization planes are orthogonal to each other and reflect the other, wherein the first beam and the second beam are A polarization separation unit that emits light in different directions separated from each other;
前記偏光分離部と前記反射体との間における前記第１ビームの光路に設けられ、該第１ビームの偏光状態を変化させる第１偏光変換部と、A first polarization conversion unit provided in an optical path of the first beam between the polarization separation unit and the reflector, and changing a polarization state of the first beam;
前記偏光分離部から射出した前記第２ビームを反射して前記偏光分離部に再入射させる固定反射部と、A fixed reflector that reflects the second beam emitted from the polarization separator and re-enters the polarization separator;
前記偏光分離部と前記固定反射部との間における前記第２ビームの光路に設けられ、該第２ビームの偏光状態を変化させる第２偏光変換部と、A second polarization conversion unit provided in an optical path of the second beam between the polarization separation unit and the fixed reflection unit, and changes a polarization state of the second beam;
前記偏光分離部を介して入射する前記第１ビーム及び前記第２ビームを、各々その入射位置と異なる射出位置から各々その入射方向に逆向きに射出させて、前記偏光分離部に再入射させるリトロレフレクターと、を備え、The first beam and the second beam incident through the polarization separation unit are respectively emitted from the emission positions different from the incident positions in the opposite directions to the incident direction, and re-enter the polarization separation unit. A reflector, and
前記第１偏光分離面及び前記第２偏光分離面は、前記反射体を介して前記偏光分離部に再入射した前記第１ビームと、前記固定反射部を介して前記偏光分離部に再入射した前記第２ビームとを、前記リトロレフレクターに入射させて該リトロレフレクター内を相互に逆向きに進行させるように、相互に平行に配置され、The first polarization separation surface and the second polarization separation surface reenter the polarization separation unit through the reflector and the first beam reentering the polarization separation unit through the reflector. The second beams are arranged in parallel to each other so that the second beams are incident on the retroreflector and travel in opposite directions in the retroreflector,
前記第１偏光分離面は、前記リトロレフレクターを未経由の前記第２ビーム及び前記リトロレフレクターを経由した前記第２ビームの両方を透過させ、前記第２偏光分離面は、前記リトロレフレクターを未経由の前記第２ビーム及び前記リトロレフレクターを経由した前記第２ビームの一方を透過させる光学ユニット。The first polarization separation surface transmits both the second beam that has not passed through the retroreflector and the second beam that has passed through the retroreflector, and the second polarization separation surface has not passed through the retroreflector. An optical unit that transmits one of the second beam and the second beam that has passed through the retroreflector.
相互に偏光面が直交する第１の偏光及び第２の偏光の一方を透過させて他方を反射させる第１偏光分離面及び第２偏光分離面を含み、前記第１ビーム及び前記第２ビームを相互に分離して異なる方向に射出させる偏光分離部と、
前記偏光分離部と前記反射体との間における前記第１ビームの光路に設けられ、該第１ビームの偏光状態を変化させる第１偏光変換部と、
前記偏光分離部を介して入射する前記第１ビームをその入射位置と異なる射出位置からその入射方向に逆向きに射出させて前記偏光分離部に再入射させるリトロレフレクターと、を備え、
前記第１偏光分離面は、前記リトロレフレクターを未経由の前記第１ビーム及び前記リトロレフレクターを経由した前記第１ビームの両方を透過させ、
前記第２偏光分離面は、前記リトロレフレクターを未経由の前記第１ビーム及び前記リトロレフレクターを経由した前記第１ビームの一方を透過させる光学ユニット。 An input beam including a first beam and a second beam whose polarization planes are orthogonal to each other is received, the first beam is emitted to a reflector, and the first beam via the reflector is received again. An optical unit for outputting together with the second beam,
Including a first polarization separation surface and a second polarization separation surface that transmit one of the first polarization and the second polarization whose polarization planes are orthogonal to each other and reflect the other, wherein the first beam and the second beam are A polarization separation unit that emits light in different directions separated from each other;
A first polarization conversion unit provided in an optical path of the first beam between the polarization separation unit and the reflector, and changing a polarization state of the first beam;
A retroreflector that causes the first beam incident through the polarization separation unit to exit from the exit position different from the incident position in the opposite direction to the incident direction and reenter the polarization separation unit,
The first polarization separation surface transmits both the first beam that has not passed through the retroreflector and the first beam that has passed through the retroreflector,
The second polarization separation surface is an optical unit that transmits one of the first beam that has not passed through the retroreflector and the first beam that has passed through the retroreflector.
前記偏光分離部と前記固定反射部との間における前記第２ビームの光路に設けられ、該第２ビームの偏光状態を変化させる第２偏光変換部と、を備え、
前記リトロレフレクターは、前記偏光分離部を介して入射する前記第２ビームをその入射位置と異なる射出位置からその入射方向に逆向きに射出させて前記偏光分離部に再入射させ、
前記第１偏光分離面は、前記リトロレフレクターを未経由の前記第２ビーム及び前記リトロレフレクターを経由した前記第２ビームの両方を透過させ、
前記第２偏光分離面は、前記リトロレフレクターを未経由の前記第２ビーム及び前記リトロレフレクターを経由した前記第２ビームの一方を透過させる請求項４に記載の光学ユニット。 A fixed reflector that reflects the second beam emitted from the polarization separator and re-enters the polarization separator;
A second polarization conversion unit provided in an optical path of the second beam between the polarization separation unit and the fixed reflection unit and changing a polarization state of the second beam,
The retroreflector causes the second beam incident through the polarization separation unit to exit from the exit position different from the incident position in the direction opposite to the incident direction and reenter the polarization separation unit,
The first polarization separation surface transmits both the second beam that has not passed through the retroreflector and the second beam that has passed through the retroreflector,
5. The optical unit according to claim 4, wherein the second polarization separation surface transmits one of the second beam that has not passed through the retroreflector and the second beam that has passed through the retroreflector. 6.
相互に偏光面が直交する第１の偏光及び第２の偏光の一方を透過させて他方を反射させる第１偏光分離面及び第２偏光分離面を含み、前記第１ビーム及び前記第２ビームを相互に分離して異なる方向に射出させる偏光分離部と、 Including a first polarization separation surface and a second polarization separation surface that transmit one of the first polarization and the second polarization whose polarization planes are orthogonal to each other and reflect the other, wherein the first beam and the second beam are A polarization separation unit that emits light in different directions separated from each other;
前記偏光分離部と前記反射体との間における前記第１ビームの光路に設けられ、該第１ビームの偏光状態を変化させる第１偏光変換部と、 A first polarization conversion unit provided in an optical path of the first beam between the polarization separation unit and the reflector, and changing a polarization state of the first beam;
前記偏光分離部から射出した前記第２ビームを反射して前記偏光分離部に再入射させる固定反射部と、 A fixed reflector that reflects the second beam emitted from the polarization separator and re-enters the polarization separator;
前記偏光分離部と前記固定反射部との間における前記第２ビームの光路に設けられ、該第２ビームの偏光状態を変化させる第２偏光変換部と、 A second polarization conversion unit provided in an optical path of the second beam between the polarization separation unit and the fixed reflection unit, and changes a polarization state of the second beam;
前記偏光分離部を介して入射する前記第１ビーム及び前記第２ビームを、各々その入射位置と異なる射出位置から各々その入射方向に逆向きに射出させて、前記偏光分離部に再入射させるリトロレフレクターと、を備え、 The first beam and the second beam incident through the polarization separation unit are respectively emitted from the emission positions different from the incident positions in the opposite directions to the incident direction, and re-enter the polarization separation unit. A reflector, and
前記第１偏光分離面及び前記第２偏光分離面は、前記反射体を介して前記偏光分離部に再入射した前記第１ビームと、前記固定反射部を介して前記偏光分離部に再入射した前記第２ビームとを、前記リトロレフレクターに入射させて該リトロレフレクター内を相互に逆向きに進行させるように、相互に平行に配置され、 The first polarization separation surface and the second polarization separation surface reenter the polarization separation unit through the reflector and the first beam reentering the polarization separation unit through the reflector. The second beams are arranged in parallel to each other so that the second beams are incident on the retroreflector and travel in opposite directions in the retroreflector,
前記第１偏光分離面は、前記入力ビームを前記第１ビームと前記第２ビームとに分割し、前記リトロレフレクターを介した前記第１ビーム及び前記第２ビームの少なくも一部を同軸に合成する光学ユニット。 The first polarization separation surface divides the input beam into the first beam and the second beam, and synthesizes at least a part of the first beam and the second beam through the retroreflector coaxially. Optical unit to do.
前記第１偏光分離面は、前記第１光学ブロックと前記第２光学ブロックとの接合面に設けられ、
前記第２偏光分離面は、前記第２光学ブロックと前記第３光学ブロックとの接合面に設けられる請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載の光学ユニット。 The polarization separating section includes a first optical block, the second optical block and the third optical block integrally joined to,
The first polarization separation surface is provided on a joint surface between the first optical block and the second optical block,
The optical unit according to any one of claims 1 to 12, wherein the second polarization separation surface is provided on a joint surface between the second optical block and the third optical block.
前記光学ユニットから出力された前記第１ビーム及び前記第２ビームを干渉させて干渉光を生成する干渉光生成部と、
を備える干渉装置。 The optical unit according to any one of claims 1 to 15,
An interference light generating unit that generates interference light by causing the first beam and the second beam output from the optical unit to interfere with each other;
An interference device comprising:
前記光源装置から出力された前記第１ビーム及び前記第２ビームを前記干渉光学部に入力する入力光学系と、
を備える請求項１６から請求項１８のいずれか一項に記載の干渉装置。 A light source device that outputs the first beam and the second beam having different frequencies from each other;
An input optical system for inputting the first beam and the second beam output from the light source device to the interference optical unit ;
The interference device according to any one of claims 16 to 18, further comprising:
前記反射体を保持し、前記干渉装置の検出結果に基づいて移動するステージと、
を備えるステージ装置。 An interference device according to claim 21;
A stage that holds the reflector and moves based on a detection result of the interference device;
A stage apparatus comprising:
基板及び前記反射体を一体的に保持し、前記干渉装置の検出結果に基づいて前記基板を移動させる移動機構と、
前記移動機構が保持する前記基板にパターンを転写する転写装置と、
を備えるパターン形成装置。 An interference device according to claim 21;
A moving mechanism that integrally holds the substrate and the reflector and moves the substrate based on a detection result of the interference device;
A transfer device for transferring a pattern to the substrate held by the moving mechanism;
A pattern forming apparatus comprising:
前記パターンが形成された前記基板を該パターンに基づいて加工することと、
を含むデバイス製造方法。 Forming the pattern on the substrate using the pattern forming apparatus according to claim 23 or 24;
Processing the substrate on which the pattern is formed based on the pattern;
A device manufacturing method including:
３つの光学ブロックから構成され、前記参照ビーム及び計測ビームが２度通過する第１偏光分離面と、前記第１偏光分離面と平行で且つ前記参照ビーム及び計測ビームが１度のみ通過する第２偏光分離面とを有する偏光分離光学素子と、
前記偏光分離光学素子の一辺にそれぞれ接合されるは一対の波長偏光板と、を備え、
前記波長偏光板の一方は、前記光学ブロックの１つの一辺にのみ接合され、
前記波長偏光板の一方は、前記光学ブロックの別の１つの一辺にのみ接合される光学ユニット。
An optical unit in which a reference beam and a measurement beam whose polarization directions are orthogonal to each other are irradiated on a reference mirror and a reflecting surface, respectively.
A first polarization separation surface which is composed of three optical blocks and through which the reference beam and measurement beam pass twice, and a second polarization separation surface which is parallel to the first polarization separation surface and through which the reference beam and measurement beam pass only once. A polarization separation optical element having a polarization separation surface;
Each of which is bonded to one side of the polarization separation optical element comprises a pair of wavelength polarizing plates,
One of the wavelength polarizing plates is bonded only to one side of the optical block,
One of the wavelength polarizing plates is an optical unit bonded only to another one side of the optical block.
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