JPH05504833A - ２軸平面鏡干渉計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ２細手面鏡干渉計 ［産業上の利用分野］ 本発明は、３つの自自度を有する２軸に沿って工作物用ステージを正確に位置決 めするための駆動機構に特に有用な平面鏡干渉計を対象とする。

［関連出願の相互参照］ 本明細書と同時に出願され、本発明の出願人に譲渡され、引用によって本明細書 に合体された、”５ｅｒｖｏ　Ｇｕｉｄｅｄ　ＳｔａｇｅＳｙｓｔｅｍ”と題す るＲ、Ａ、ケンドール（Ｋｅｎｄａｌｌ）及びＳ、トラン（Ｄｏｒａｎ）の米国 特許出願番号第５１６８４４号。

［従来技術］ 「ヒユーレット・パラカード５５０１レーザ変換器システム取扱説明書（Ｈｅｗ ｌｅｔ　Ｐａｃｋａｒｄ　５５（ＩＩ　Ｌａ５ｅｒ　丁ｒａｎｓｄｕｃｅｒＳｙ ｓｔｅｍ　Ｍａｎｕａｌ）　Ｊのｐｐ、２−１４〜２−１５には、平面鏡干渉計 と平面鏡干渉計レーザ・ビーム経路が記載され、従来式の平面鏡干渉計の設計と 動作の方法が示されている。ｐ。

２−１５の第２−１６図に示されたシステムの場合、干渉計はストレート・スル ー構成である。

「ヒユーレット・パラカード５５２７Ａ導入と光学的位置合せ説明書（Ｉｎｓｔ ａｌｌａｔｉｏｎ　ａｎｄ　０ｐｔｉｃａｌ　Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）　Ｊ　、ｐ 　。

６−２７には、「片揺れ測定のための光学的方法」の図が示されている。上記の 平面鏡干渉計システムでは、２つの干渉計（上記５５０１取扱説明書参照）と、 （単一の光源から２つの干渉計にビームを供給するための）ビーム・スプリッタ を使用している。この場合、ビーム・スプリッタは、第ル−ザ干渉計による第１ のＹ軸位置測定値の測定後にビームを受ける位置に置かれる。

カールマイヤー（Ｋａｌｌｍａｙｅｒ）等の論文”Ｘ−Ｙ　Ｔａｂｌｅ”。

ＩＢＭ　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｄｉｓｃｌｏｓｕｒｅ　Ｂｕｌｌｅｔｉｎ、　Ｖ ｏＬ、３０．　Ｎｏ、７　（１９８７年１２月）　、　ｐｐ、３７６−３７７は 、３つの固定して取り付けられたスピンドル駆動機構を示している。ステータｌ 、２．３は、テーブル４に対してピボット回転しないように剛体支持体に取り付 けられ、したがってこの駆動機構のフレキシビリティはその固定取付けにより、 テーブル４内のスロット中のガイドｌＯ及び１１によって許される限られた運動 の範囲に制限される。さらに、２つのスピンドル駆動機＃１１及び２は互いに平 行である。前記論文で５．６．７として参照されたレーザ干渉計とミラー８及び ９が、変位を測定するために使用される。

ジャイボ・ニーボレーション（Ｚｙｇｏ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、米国コネチ カット州ミドルフィールド）の「アクシオム２／２０コンパクト干渉計システム 解説書○ＭＰ　−０２２６（Ａｘｉｏｍ　２／２０　（ＴＭ）　Ｃｏｍｐａｃｔ 　Ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｅｒ　Ｓｙｓｔｅｍ　Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　Ｍａｎ ｕａｌＯＭＰ−０２２６）　Ｊ　（１９８９年６月）のｐｐ、Ｃｌ５−７〜ｃｒ Ｓ−１１には、「（ストレート・スルー）コンパクト干渉計」が記載されている 。この干渉計は、「２つの分離した脚を有する。第１の脚は、［線変位（純粋の 並進運動）を測定する。

これは、図では黒の実線で表わされる。第２の脚は、図では破線で表わされる。

角度は、第１及び第２の脚の組合せによって測定される。ｊ　ｐ、ＣＩ　Ｓ−２ では、「モノリシック構成」に言及している。このシステムには、基準鏡と平面 Ｃステージ鏡）ならびに光学要素の２側面上の２組の四分の一波長板が必要であ る。

第３図は、偏光子キューブの当業者に周知の、互いに接着された２つのガラス切 片間に斜偏光境界面を備えたガラス・キューブを有する単一の干渉計用の従来技 術の平面鏡干渉計レーザ・ビーム経路の概略図である。このキューブはまた、入 ってきた光を入射ビームと平行な経路に逆反射するキューブ・コーナを上面と底 面に含んでいる。水平偏光成分子１及び垂直偏光成分子２を含むビームが、同じ レーザ周波数で干渉計に入り、ｆｌビームとｆ２ビームが斜偏光面で分離され、 ｆｌはキューブを真直ぐ通過するが、ｆ２は偏光子キューブの斜偏光面で反射さ れて、上に向かって上側のキューブ・コーナに入り下に戻って、ｆ２及びｆ１± ２Δｆの記号を付けた下側の経路に沿って左側から外に出る。ｆｌ波は、四分の 一波長板を通過して１／４波長シフトされ、±Δｆの周波数シフトで反射されて 戻り、同じ経路で四分の一波長板を通過する。このとき、ｆｌ波は、（周波数± Δｆで）１／２波長シフトされており、したがって、キューブ内の斜偏光境界面 によって下に反射され、底面のキューブ・コーナに達して左に戻り、上に向かっ て偏光境界面に達し、この偏光境界面で再び（斜偏光境界面によって）反射され て、下側の経路を右に向かい再び四分の一波長板を通過して、下側経路上で依然 として周波数ｆ１±Δｆで再度１／４波長の位相シフトを受け、再び平面反射鏡 に達し、そこで再び反射され、ドツプラー・シフトを受けて周波数ｆｌ±２Δｆ になり、再度四分の一波長板を通過して、第４の１／４波長の位相シフトを受け 、周波数ｆ１±２Δｆの光が、キューブ内の斜偏光境界面を通過して、合計４回 四分の一波長板を通った後に、ｆ２波と共に左に向かう。

第４図は、キューブ・コーナが斜偏光キューブの頂部と右側にあり、四分の一波 長板がキューブの下にあり、平面反射鏡がその下にある、第３図の干渉計の変更 態様である、従来技術の平面鏡干渉計を示す図である。これは、第３図に示した 直線干渉計を９０度曲げたものである。この動作は類似しており、ｆ２は正確に 同じ形で反射され、ｆｌの経路は、矢印で示すように、要素の位置変更によって 変更されている。

第５図は、１対の干渉計を位置の測定に使用する、従来技術の２連干渉計配置を 示す図である。原則として、それぞれねじ２０２と２０３ならびにねじ３０２と ３０３によってベース１０に取り付けられた、光学的に透明な立方体要素２２９ 及び３２９を有する２つの干渉計がある。さらに、ビーム、スプリッタ１２０及 びビーム・ベンダ１２１も、図のようにねじによってベース１０に取りつけられ ている。上記の配置の問題点は、要素１２０，１２１．２２９．３２９を完全に 位置合せさせて、このシステムを位置合せしなければならないことである。これ は、最初の検討で予想されるよりもはるかに困難である。使用中の配向のずれや 他の同様の開運が、不正確さをもたらす。光学的に透明な立方形要素２２９及び ３２９は、２枚の接着されたガラス要素からなり、偏光ビーム分割面（当業者が よく理解しているものであり、図示しない）が立方形要素２２９及び３２９の２ つの半体を接合している。

ビーム・スプリッタ１２０が、要素２２９の右側、ビーム・ベンダ１２１の真下 でベース１ｏに接着されている。垂直偏光成分子１と水平偏光成分子２からなる レーザ・ビーム７６が、１／２ビーム・スプリッタ１２０に送られる。ビーム・ スプリッタ１２０は、レーザ・ビームを半分に分割し、ビームの部分１９１（ｆ ｌとｆ２）は、共に成分子１とｆ２を含むビーム１７６及び１９１を形成する。

説明の便宜上、ビーム経路１７６はｆｌ’　とｆ２’からなり、ビーム経路１９ １はｆｌとｆ２からなるものとする。ｘｙ子テーブル１つの軸で使用されるビー ム１９１は、上に反射されて９０度ビーム・ベンダ１２１に向かい、ビーム・ベ ンダ１２１からビーム経路１９２に沿って透明な要素３２９の内部に入る。ビー ム・ベンダ１２１からのｆｌ、ｆ２ビーム１９２が要素３２９内のビーム分割面 に出会ったとき、垂直偏光部分子２は、引き続き直進して（水平に進み）キュー ブ・コーナ１２４に進む。キューブ・コーナ１２４で、（水平方向に移動する） 垂直偏光ビームｆ２は、キューブ・コーナ１２４を横切って直角に上向きと横向 きに２回反射されて戻り、キューブ・コーナ１２４の反対側から経路１８３に沿 って戻って、経路８３に沿って直進し、要素３２９から出て８カビーム８３の１ 成分として検出器８５に達する。ビーム・ベンダ１２１からのビーム１９２の垂 直偏光部分子２が、要素３２９の偏光ビーム分割面１３０を通過すると同時に、 たとえば、ビーム・ベンダ１２１からのビームの水平偏光部分子１が下向きに反 射され（ビーム経路７８に沿って）四分の一波長板１２３を通過する。四分の一 波長板１２３は、要素３２９の下面に固定されている。ビーム７８は、さらにビ ーム経路７８に沿って下向きに進んで、ａｉ５２（第１図及び第２図に図示）に 達し、周波数ｆ１±Δｆで鏡５２に反射されて上向きに戻り、同じビーム経路７ ８に沿って四分の一波長板１２３及びビーム分割面（図示せず）を通過してキュ ーブ・コーナ１２７に達する。ここで（キューブ・コーナ１２７内で）ビームは 右向きと下向きに２回反射され、ビーム経路７７　（ビーム経路７８と平行）に 沿って下向きに進み、ビーム分割面１３０及び四分の一波長板１２３を通過して 鏡５２上の隣接位置に達し、そこで再度反射されて上向きに戻り、周波数ｆ１± ２Δｆで四分の一波長板１２３を通過して同じビーム分割面１３０に達する。こ こで、ビームは波長板１２３を２往復したために偏光が１／４波長ずつ４回変化 したので、反射されてやはりビーム経路８３に沿って外へ出、この２つのビーム 経路は、ビーム経路８３から、第１図の検出器８５などの検出器に達する。ビー ム経路８３に沿って進む２本のビーム（ｆｌとｆ２）、すなわちキューブ・コー ナ１２４からの１本のビームとビーム分割面１３０からの第２のビームは、相対 的に位置が固定されている干渉計要素３２９の位置に対する鏡５２の相対位置の 関数として、互いに光学的に干渉する。

第２軸の位置測定用の、ビーム・スプリッタ１２０からのビーム７６の他の半分 は、ビーム経路１７６に沿って直接進み、キューブ２２９内のビームを偏光させ るビーム分割面に達する。そこから、ビームの垂直偏光成分子２’　はキューブ ・コーナ１２５に向かう。キューブ・コーナ１２５で、ビーム１７６の垂直偏光 成分子２’は、上向きと横向きに２回反射されて戻り、ビーム分割面を通過し、 ビーム経路８２に沿って外に出て、第１図及び第２図の検出器８４に達する。ビ ーム・スプリッタ１２０から第２軸用の経路１７６に沿って進むビームの残りの 水平偏光成分子ｌ’　は、キューブ２２９内のビーム分割面によって下向きに反 射され、ビーム経路８１に沿って四分の一波長板１２２を通過する。ビームｆｌ ’は経路８１に沿って進んで鏡５２に達し、そこでビームｆ１′±Δｆとして上 向きに反射されてビーム経路８１を戻り、四分の一波長板１２２を再び通過し、 四分の一波長板１２２を２回通過した結果としてビーム分割面１３０を通過する 。

ビームｆｌ’　±Δｆはキューブ・コーナ１２６に進み、そこで横向きと下向き に２回反射されて戻り、ビーム経路８０に沿って進み、再び四分の一波長板１２ ２を通過し、さらにビーム経路８０　（ビーム経路８１と平行）に沿って進んで 鏡５２に達し、ドツプラー周波数ｆｌ’　土２△ｆで反射されてビーム経路８０ に沿って上向きに戻り、キューブ２２９内の偏光ビーム分割面に達する。ここで 、四分の一波長板１２２の作用の結果としてビームは反射され、ビーム経路８２ に沿って外へ出て検出器８４に達する。ビームｆ２と後者のビームｆｌ’　±２ Δｆは、互いに干渉して、２つの二連式干渉計に対する鏡５２の相対位置を示す 。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明の目的は、使用中に配位のずれなどの問題が発生せず、したがって光学要 素の再位置合せの必要のない、干渉計システムを提供することである。

本発明のもう１つの目的は、半導体製造業界で電子線システムまたは類似の種類 のシステムの製造者及び使用者が使用するのに適した、上記の干渉計システムを 提供することである。

本発明のもう１つの目的は、従来可能であったまたは必要であった許容差よりも ずっと低い改良された製造許容差を提供する、上記の干渉計システムを提供する ことである。

［課題を解決するための手段］ 本発明による干渉計システムは、単−要素上に複数の干渉計光学系を含む一体構 造を含み、このシステムは、単−要素内に一体式の平行な二重２軸平面鏡干渉計 を含む。

本発明による好ましい干渉計システムは、単−要素上に複数の干渉計光学系を含 む一体構造を含む。この単一要素構造は、半体に分割され、複数の平面状の外面 を有し、２つの接着された要素間の接合部に偏光ビーム分割面を有する２つの接 着された要素から構成される、光学的に透明な材料と、その直線位置及び角度位 置を監視しようとする表面上の単一の違反射鏡の所で平行な方向に向くように位 置合せされた少なくとも１対の干渉計を全体として形成する、前記構造に固定さ れた複数の光学的要素と、前記構造に向かう第１の光出力、及び前記ビーム・ス プリッタから分割されたビームの一部分を受け取り、前記部分を前記偏光ビーム 分割面に向かわせるように位置決めされたビーム・ベンダへと上向きに向かう第 ２の光出力を有する、前記干渉計によって使用される入力レーザ・ビームを受け 取るための、前記構造の第１の側面に固定されたビーム・ベンダ及びビーム・ス プリッタを含む前記構造の第１の側面と、　ビームをその元の経路と平行に反射 するための２重反射面を有する第１、第２、第３及び第４の平行な違反射鏡とを 備え、前記第１及び第２の違反射鏡が、前記構造の前記第１の側面とは反対側の 側面に固定され、そのうち前記第２の違反射鏡は前記ビーム・スプリッタの前記 光出力経路と位置合せされ、前記第１の違反射鏡は前記ビーム・ベンダの光出力 経路と位置合せされ、前記偏光ビーム分割面が前記第１の側面と前記第２の側面 の間に位置し、それによって、前記ビーム分割面から反射されたビームが、前記 の構造の第３の側面を通過してそれぞれ前記反射鏡に向かい、前記第３の側面に は、第１及び第２の１／４波長要素が、前記分割面で反射された前記ベンダから のビーム及び前記スプリッタからのビームと位置合せされて固定され、前記構造 の第４の側面が、前記第３の違反射鏡及び前記第４の違反射鏡の所で前記第３面 と向き合って位置し、前記算３及び第４の違反射鏡は、それぞれ前記ビーム分割 面から反射され上に向かって戻る各ビームの軸と位置合せされた軸を有し、前記 ビームは前記ビーム分割面を通過し、前記構造中を通過してそれぞれ前記第３及 び第４の違反射鏡に達し、反射されてそれぞれ下向きに戻って前記反射鏡に達し 、そこで反射されてそれぞれ平行な経路に沿って前記ビーム分割面に戻り、反射 されて上向きに戻って前記ビーム分割面に達し、そこで横に反射されて前記構造 （１２９”）の前記第１の側面を通って、それぞれ前記第１及び第２の違反射鏡 からの反射と同じビーム経路上にくる。

［図面の簡単な説明］ 第１図は、Ｘ、Ｙ、θステージ・プレート、及び摩擦駆動装置によって駆動され る駆動バー及びステージ・プレートを位置決めするための制御システムを含む複 数の直線駆動機能の斜視図である。

第２図は、第１図のステージの位置決めに使用される駆動機構用の制御システム の電気的概略図である。

第３図は、互いに接着された２つの石英切片間に斜偏光境界面を備える石英キュ ーブを有する単−干渉計用の平面鏡干渉計レーザ・ビーム経路である、従来技術 の直線干渉計の概略図である。

第４図は、キューブ・コーナが斜偏光キューブの頂部と右側にあり、四分の一波 長板がキューブの下にあり、平面反射鏡がその下にある、第３図の干渉計の変更 態様である、従来技術の平面鏡干渉計を示す図である。これは、第３図に示した 直線干渉計を９０度曲げたものである。

第５図は、位置測定に使用される１対の干渉計を含む、従来技術の２連干渉計配 置を示す図である。

第６図は、本発明による平行２連または２細手面鏡干渉計を組み込んだ、一体構 造を示す図である。

第７Ａ図ないし第７Ｃ図は、ステージのＹ運動及びθ運動用の、第１図及び第２ 図に示した種類の１対の干渉計の底面図、正面図及び右側面図である。

第８Ａ図ないし第８Ｃ図は、第７Ａ図ないし第７Ｃ図の干渉計の変更態様を示す 図である。

第９Ａ図ないし第９Ｃ図は、第７Ａ図ないし第７Ｃ図の干渉計のもう１つの変更 態様を示す図である。

［実施例］ 第１図を参照すると、ベース１０は、ベース１ｏの上面上で移動できるようにス ライド可能に支持された工作物８を担持するように適合された、ステージ・プレ ート１１を支持する。このプレートは、ベース１０の平坦な表面と実質的に平行 な、直線状のＸ軸及びＹ軸に沿って移動する。ベース１゜は、花こう岩、セラミ ック、鋼鉄などの材料からなる極めて平坦などっしりと安定したテーブルである ことが好ましく、Ｘ−Ｙステージ・プレート１１を担持する、高度に研磨された 極めて平坦な平面状の上面９を有し、プレート１１はその上面で工作物８を支持 する。ステージ・プレート１１の下面は、ＰＴＦＥ　（ポリテトラフルオロエチ レン）などの低摩擦高分子材料からなるフット１２などの低摩擦性支持体によっ てベース１０の上面９でスライド可能に支持される。あるいは別法として、フッ ト１２の代りに、空気ベアリングやローラ・ベアリングなどの等価な支持ベアリ ングを使用することもできる。

Ｘ−Ｙステージ・プレート１１には、３つの直線摩擦駆動機構ｘ１、Ｙｌ、Ｙ２ がピボット回転可能に固定されている。

駆動機＠Ｘｉは、ベース１０の１側面に沿った位置にある駆動モータＭ１を含み 、Ｙｌ及びＹ２は、ベース１０の隣接側面に沿って互いに十分隔置された位置に ある駆動モータＭ２及びＭ３を含み、ステージ・プレート１１に３つの自由度を 与える。Ｘ１駆動バー１６　（セラミックまたは鋼材製）の１側面への駆動機構 Ｘ１の動力の伝達は、２つのピンチ・ローラ１３及び１４と、モータＭ１によっ て駆動されるキャプスタン１５とによって実現される。Ｘ１駆動キヤプスタン１ ５は、Ｘ１駆動バー１６のピンチ・ローラ１３及び１４とは反対の側面上に位置 し、キャプスタン１５及び２つのローラ１３及び１４によって摩擦駆動がもたら されるようになっている。予圧ローラ２０が、Ｘ１駆動バー１６の上端を下方に 押す。ピンチ・ローラ１３及び１４ならびに駆動キャプスタン１５及びローラ２ ｏは、駆動機構Ｘ１のモータのシャフトの軸に沿ってピボットＰ１の周りで回転 できるように、キャリッジ１８上に取り付けられ、駆動バー１６のピボット回転 が可能になっている。１側面上のローラ１３及び１４と他の側面上のキャプスタ ン１５は、対向する力を働かせ、両者があいまってキャプスタン１５を駆動バー １６と摩擦駆動係合させ、キャプスタン１５が回転するとき駆動バーを長手方向 に往復させると同時に、キャプスタン１５のシャフト上に担持された駆動バー１ ６及びキャリッジ１８とローラ１３及び１４とをキャプスタン１５のシャフトの 軸Ｐ１の周りでピボット回転させ、それによってキャリッジ１８及びキャプスタ ン１５のシャフト上での駆動バー１６の回転が可能になる。、Ｍ動バー１６は、 ビン１９を含むリンケージに接続するその内側端部１７でオフセットされ、ビン １９は、駆動バー１６をステージ・プレート１１に固定するためにステージ・プ レート１１に固定されている。

ステージ・プレート１１の位置は、１対のバー５ｏ及び５１を備えたレーザ干渉 計システムによって測定される。バー５０及び５１は、プレート１１の駆動機構 ｘ１ならびにＹｌ及びＹ２と反対側にある直交する２つの側面に固定されている 。バー５ｏ及び５１は、それぞれステージ・プレート１１のＸ軸変位及びＹ軸変 位を測定するための鏡面７３及び５２を有する。レーザ・ビーム７６が干渉計７ ９に供給されると、干渉計７９はビーム７７．７８．８０，８１を発生し、それ らのビームが干渉計７９からミラー５２に向かって放出され、ミラー５２で反射 して干渉計７９に戻り、干渉計７９が出力ビーム８２及び８３を発生し、これら のビームが干渉計７９から検出器８４及び８５に達する。検出器８４及び８５な らびに検出器４５は、レーザ信号を電気信号に変換する光電変換器である。検出 器８４．８５．４５はレンズを含み、このレンズがレーザ・ビームをシリコン・ フォトダイオードの能動チップ上に合焦させる。各検出器（ヒユーレット・パラ カード１０フ８０Ａ検出器などの市販製品でよい）は、光検出器、増幅器／レベ ル・トランスレータ、ライン・ドライバ、レベル・センサ（比較器）、及び局所 電圧調節器を含む。検出器８４．８５及び４５は、ドツプラー・シフトされたレ ーザ光を、電子システムで処理できる電気信号に変換する。これは、プレート１ １のＹｌ及びＹ２駆動機構と反対の側面から測定した、Ｙ軸に沿ったミラー５２ の位置を決定するためである。ビーム７５は、干渉計１１０を通過してビーム１ １１及び１１２を発生し、干渉計１１０はこれらのビームのミラー７３から干渉 計１１０への反射によってミラー７３上の点のＸ軸位置を測定し、検８器４５に 向かう出力ビーム４６を発生する。

レーザ干渉計システムによるθ運動の測定に関して、ＶＬＳＩ半導体チップ製造 などの応用例に十分な小さい角度の範囲内では、干渉計のアパーチャは、反射角 度が変化するときにビームを受け取るのに十分な幅がある。回転角が大きい場合 、このシステムは、駆動バー上のマーキング・システムを使用して、駆動バーの その直線駆動機構に対する絶対位置を示すことができる。

Ｘ１駆動バー１６は一般に、第１図に示すようにＸ軸と平行に往復運動し、Ｐ１ 軸の周りで回転すると、Ｘ軸との平行から離れ、ベース１０の所定の境界内のど こででもビン１９及びステージ・プレート１１を位置決めできる高い柔軟性をも たらす。ステージ・プレート１１は、第１［５！Ｉの３つの駆動アセンブリを共 同で使用して、Ｘ軸及びＹ軸に対して（Ｒ。

Ａ、ケンドールおよびＳ、トラン（Ｄｏｒａｎ）の“５ｅｒｖｏ　Ｇｕｉｄｅｄ Ｓｔａｇｅ　Ｓｙｓｔｅｍ”に関する米国特許出願番号第５１６８４４号に示さ れているように）角度θだけ回転することができる。

この場合、駆動バー２６と３６の変位は等しくない。

第２図は、ステージ１１用の制御システムの電気的概略図を示す。第２図に示し た３つの同じ速度サーボを使って、３つのキャプスタン駆動機構Ｍｌ、Ｍ２、Ｍ ３を動かす。

サーボ制御電子回路８６がホスト・コンピュータ１０５から線１０３を介して新 しい目標位置を受け取ると、一連の速度値が第２図の速度サーボに送られて、ス テージ１１を所定の新しい目標位置に移動させる。閉ループ位置決めサーボ・ル ープの利得対周波数及びステージ速度、加速度及び加速度変化率の最大値が、サ ーボ制御電子回路８６内に記憶されているパラメータ及びソフトウェアによって 制御される。

速度サーボは、ゲージング及び初期設定動作中にレーザ・ビームが活動化されて いないとき、位置サーボ・ループを開いて動作することができる。また、θサー ボでステージのθをほぼゼロに保持しながら、アナログ・ジョイ・スティックを 使って手動ステージ制御を行なうことができる。

位置及び角度のより高い（１μｍ及び１マイクロラジアンより小さい）精度が要 求されるときは、３本の駆動バー１６．２６．３６のそれぞれに圧電変換器など の精密アクチュエータを追加することができる。これによって、粗動サーボと微 動サーボの組合せがもたらされる。微動サーボは、ステージ及びペイロードの質 量だけを駆動するので、より高い利得帯域幅をもつことができる。駆動バーの質 量及びモータＭ１、Ｍ２、Ｍ３の慣性は、微動位置決めサーボ・ループの外側に ある。

またＸ−Ｙジョイスティック１０７は、制御電子回路８６にｘ−ｙ−θステージ １１の位置の手動制御用の入力を供給する。

レーザ位置決め変換器／サーボ制御電子回路８６は、ｘ１軸検出器４５の圧力か らケーブル１０４を介してＸ位置信号を受け取る。また制御電子回路８６は、ケ ーブル１１６を介してＹ軸検出器８５の出力を受け取る。また電子回路８６は、 ケーブル１１５を介してθ検出器８４の出力を受け取る。干渉計１１０は、第１ 図に詳細に示すように、目標の鏡７３に向かう１対の光線を使用する。検出器８ ４及び８５によるθ及びＹ軸の測定のために、１対の干渉計が、第１図及び第７ Ａ−０図に示す本発明による一体構造７９内に格納されている。レーザ・ビーム ８２及び８３は、構造７９内の干渉計からそれぞれθ検出器８４及びＹ軸検出器 ８５に達する。これらの干渉計は、第１図及び第７Ａ図ないし第７Ｃ図に関して 別のところで詳細に説明したように、目標の鏡５２と協働して動作する。第１図 及び第７Ａ図ないし第７Ｃ図ではそれぞれ１対の光線が示しであるが、第２図で は図示の都合上それぞれ単一のビーム２００及び２０１として示しである。

電子回路８６は、加算回路８８の正入力部へのｘ１誤差出力８７を有する。加算 回路８８は、ｘ１駆動増幅器９ｏに、第１図に示したモータＭ１を付勢する出力 ８９を供給する。

負のフィードバックを提供するために加算回路８８の負入力部に接続されたタコ メータ・フィードバック９１が、線９１上に示されている。

また電子回路８６は、加算回路９９及び加算回路９４の正入力部へのＹ誤差出力 ９２を有する。加算回路９９は、Ｙ十〇駆動増幅器１０１に、第１図に示したモ ータＭ３を付勢する出力１００を供給する。線１０３上のタコメータ・フィード バックが、負のフィードバックを提供するために加算回路９９の負入力部に接続 されている。

さらに電子回路８６は、加算回路９４の負入力部及び加算回路９９の正入力部へ のθ誤差出力９３を有する。加算回路９４は、第１図に示したモータＭ２を付勢 する出力９５を、Ｙ−θ駆動増幅器９６に提供する。負のフィードバックを提供 するために加算回路９４の負入力部に接続されたタコメータ・フィードバック９ ８が、線９８上に示されている。

第６図は、本発明による平行２連または２細事面鏡干渉計を組み込んだ、一体構 造を示す図である。この場合、第５図の干渉計の光学要素（キューブ）が互いに 組み合わされており、単一のまたは一体式のキューブを組み込んだ要素が、互い に組み合わされて、非常に近接し機械的に密接に接触した状態にされている。第 ５図との共通点と相違点を明瞭にするため、第５図に示した要素と類似の同様の 要素には、同じ番号を使用する。１対の干渉計が、第１図及び第７八図ないし第 ７Ｃ図に示す本発明による干渉計の諸要素を組み込んだ、一体構造７９内に格納 されている。第１図及び第７Ａ図ないし第７Ｃ図の干渉計の光学的諸要素は、光 学的に透明な立方形要素１２９　”上に接着されている。要素１２９ｎは、２枚 の接着されたガラス要素からなり、偏光ビーム分割面１３０が立方形要素１２９ ”の２つの半体を接合している。言い換えると、要素１２９″は一体構造内で干 渉計の諸構成要素を接着担持している。各種の光学的要素は、紫外線硬化性オプ ティカル・セメントまたは等価物によって立方体要素１２９”に接着されている 。

ビーム・スプリッタ１２０が、ビーム・ベンダ１２１の真下で要素１２９”の外 側に接着されている。垂直偏光成分子１と水平偏光成分子２からなるレーザ・ビ ーム７６が、１／２ビーム・スプリッタ１２０に送られる。ビーム・スプリッタ １２０は、レーザ・ビームを半分に分割して、共に成分子１とｆ２を含むビーム 経路１７６及び１９１を形成する。説明の便宜上、ビーム経路１７６はｆ１″と ｆ２’　からなり、ビーム経路１９１はｆｌとｆ２からなるものとする。ビーム （７）ｆｌ、ｆＺＷ分１９１は、ｘｙ子テーブル１つの軸で使用される。ビーム １９１は上に反射されて９０度ビーム・ベンダ１２１に向かい、ビーム・ベンダ １２１からビーム経路１９２に沿って透明な要素１２９”の内部に入る。ビーム ・ベンダ１２１からのｆｌ、ｆ２ビーム１９２が要素１２９″のビーム分割面１ ３０に出会ったとき、垂直偏光部分子２は、引き続きｆ２ビーム１９３として逆 戻射鏡であるキューブ・コーナ１２４に進む。（水平方向に移動する）ｆ２ビー ム１９３は、キューブ・コーナ１２４を横切って直角に上向きと横向きに２回反 射されて戻り、キューブ・コーナ１２４の反対側から経路１８３に沿って戻って 、ビーム分割面１３０を通過して経路８３に沿って直進し、要素１２９′から出 て出力ビーム８３のｆ２成分として検出器８５に達する。ビーム・ベンダ１２１ からのビーム１９２の垂直偏光部分子２（ビーム１９３）が、要素１２９”の偏 光ビーム分割面１３０を通過すると同時に、たとえば、ビーム・ベンダ１２１か らのビームの水平偏光部分子１が下向きに反射され（ビーム経路７８に沿って） 四分の一波長板１２３を通過する。四分の一波長板１２３は要素１２９ｎの下面 に接着されている。ビーム７８は、さらにビーム経路７８に沿って下向きに進ん で、鏡５２（第１図及び第２図に図示）に達し、周波数ｆ１±△ｆで鏡５２に反 射されて上向きに戻り、同じビーム経路７８に沿って四分の一波長板１２３及び ビーム分割面１３０を通過してキューブ・コーナ１２７に達する。ここで（キュ ーブ・コーナ１２７内で）ビームは右向きと下向きに２回反射され、ビーム経路 ７７　（ビーム経路７８と平行）に沿って下向きに進み、ビームｆ１±Δｆとし てビーム分割面１３０及び四分の一波長板１２３を通過して鏡５２上の隣接位置 に達し、そこで再度ビーム分割面２Δｆとして反射されて上向きに戻り、四分の 一波長板１２３を通過してビーム分割面１３０に達する。ここで、ビームは波長 板１２３を２往復したために偏光が１／４波長ずつ４回変化したので、反射され てやはりビーム経路８３に沿って外へ出、２つのビームｆ２及びｆｌ±２Δｆが ビーム経路８３に達する。ビーム経路８３に沿って進む２本のビーム、すなわち キューブ・コーナ１２４からの１本のビームとビーム分割面１３０からの第２の ビームは、相対的に位置が固定されている干渉計要素７９に対するステージ１１ の相対位置の関数として、互いに光学的に干渉する。

第２軸の位置測定層の、ビーム・スプリッタ１２０からのビーム７６の他の半分 は、ビーム経路１７６に沿って直接進み、ビームを偏光させるビーム分割面１３ ０に達する。そこから、ビームの垂直偏光部分子２″はキューブ・コーナ１２５ に向かう。キューブ・コーナ１２５で、ビーム１７６の垂直偏光部分は、上向き と横向きに２回反射されて戻り、ビーム分割面１３０を通過し、ビーム経路８２ に沿って外に出て、第１図及び第２図の検出器８４に達する。ビーム・スプリッ タ１２０から第２軸用の経路１７６に沿って進むビームの残りの水平偏光部分は 、ビーム分割面１３０によって下向きに反射され、ビーム経路８１に沿って四分 の一波長板１２２を通過する。ビームは経路８１に沿って進んで鏡５２に達し、 そこで上向きに反射されてビーム経路８１を戻り、四分の一波長板１２２を再び 通過し、四分の一波長板１２２を２回通過した結果としてビーム分割面１３０を 通過する。ビームはキューブ・コーナ１２６に進み、そこで横向きと下向きに２ 回反射されて戻り、ビーム経路８０に沿って進み、再び四分の一波長板１２２を 通過し、さらにビーム経路８０（ビーム経路８１と平行）に沿って進んで鏡５２ に達する。ビーム分割面２Δｆはビーム経路８０に沿って上向きに戻り、偏光ビ ーム分割面１３０に達する。ここで、四分の一波長板１２２の作用の結果として ビームは反射され、ビーム経路８２に沿って外へ出て検出器８４に達する。後者 のビームは、キューブ・コーナ１２５からビーム経路８２へ向かう別のビーム経 路を取ったビームと干渉する。

第７Ａ図ないし第７Ｃ図は、ステージのＹ運動及びθ運動に対する、第１図及び 第２図に示した種類の１対の干渉計の光学要素用の一体式ハウジングの、底面図 、正面図及び右側面図である。

第７Ａ図ないし第７Ｃ図を参照すると、１対の干渉計が、第１図及び第７Ａ図な いし第７Ｃ図に示す本発明による干渉計の諸要素を組み込んだ、一体構造７９内 に格納されている。

第１図及び第７Ａ図ないし第７Ｃ図の干渉計の光学的諸要素は、光学的に透明な 立方形要素１２９″上に接着されている。

要素１２９”は、２枚の接着されたガラス要素からなり、偏光ビーム分割面１３ ０が立方形要素１２９”の２つの半体を接合している。言い換えると、要素１２ ９”は一体構造内で干渉計の諸構成要素を接着担持している。各種の光学的要素 は、紫外線硬化性オプティカル・セメントまたは等個物によって立方体要素１２ ９”に接着されている。

ビーム・スプリッタ１２０が、ビーム・ベンダ１２１の真下で要素１２９”の外 側に接著さｎている。垂直偏光成分子１と水平偏光成分子２からなるレーザ・ビ ーム７６が、レーザ・ビームを半分に分割する１／２ビーム・スプリッタ１２０ に送られる。ビームの部分１９１は、ｘｙ子テーブル１つの軸で使用される。ビ ーム１９１は上向きに反射されて９０度ビーム・ベンダ１２１に向かい、ビーム ・ベンダ１２１からビーム経路１９２に沿って透明な要素１２９″の内部に入る 。ビーム・ベンダ１２１からのビーム１９２が要素１２９”のビーム分割面１３ ０に出会ったとき、垂直偏光部分は、引き続きビーム１９３として逆戻射鏡であ るキューブ・コーナ１２４に進む。水平のビーム１９３は、キューブ・コーナ１ ２４を横切って直角に上向きと横向きに２回反射されて戻り、キューブ・コーナ １２４の反対側から経路１８３に沿って夏って、ビーム分割面１３０を通過して 経路８３に沿って直進し、要素１２９”から出て出力ビーム８３の１成分として 検出器８５に達する。ビーム・ベンダ１２１からのビーム１９２の垂直偏光部分 （ビーム１９３）が、要素１２９”の偏光ビーム分割面１３０を通過すると同時 に、たとえば、ビーム・ベンダ１２１からのビームの水平偏光部分が下向きに反 射され（ビーム経路７８に沿って）四分の一波長板１２３を通過する。四分の一 波長板１２３は要素１２９″の下面に接着されている。ビーム７８は、さらにビ ーム経路７８に沿って下向きに進んで、鏡５２（第１図及び第２図に図示）に達 し、鏡５２に反射されて上向きに戻り、同じビーム経路７８に沿って四分の一波 長板１２３及びビーム分割面１３０を通過してキューブ・コーナ１２７に達する 。ここで（キューブ・コーナ１２７内で）ビームは右向きと下向きに２回反射さ れ、ビーム経路７７　（ビーム経路７８と平行）に沿って下向きに進み、ビーム 分割面１３０及び四分の一波長板１２３を通過して鏡５２上の隣接位置に達し、 そこで再度反射されて上向きに戻り、四分の一波長板１２３を通過してビーム分 割面１３０に達する。ここで、ビームは波長板１２３を２往復したために偏光が １／４波長ずつ４回変化したので、反射されてやはりビーム経路８３に沿って外 へ出、この２つのビーム経路がビーム経路８３に達する。ビーム経路８３に沿っ て進む２本のビーム、すなわちキューブ・コーナ１２４からの１本のビームとビ ーム分割面１３０からの第２のビームは、相対的に位置が固定されている干渉計 要素７９に対するステージ１１の相対位置の関数として、互いに光学的に干渉す る。

第２軸の位置測定用の、ビーム・スプリッタ１２０からのビーム７６の他の半分 は、ビーム経路１７６に沿って直接進み、ビームを偏光させるビーム分割面１３ ０に達する。そこから、ビームの垂直偏光部分はキューブ・コーナ１２５に向か う。キューブ・コーナ１２５で、ビーム１７６の垂直偏光部分は、上向きと横向 きに２回反射されて戻り、ビーム分割面１３０を通過し、ビーム経路８２に沿っ て外に出て、第１図及び第２図の検出器８４に達する。ビーム・スプリッタ１２ ｏから第２軸用の経路１７６に沿って進むビームの残りの水平偏光部分は、ビー ム分割面１３０によって下向きに反射され、ビーム経路８１に沿って四分の一波 長板１２２を通過する。ビームは経路８１に沿って進んで鏡５２に達し、そこで 上向きに反射されてビーム経路８１を戻り、四分の一波長板１２２を再び通過し 、四分の一波長板１２２を２回通過した結果としてビーム分割面１３０を通過す る。ビームはキューブ・コーナ１２６に進み、そこで横向きと下向きに２回反射 されて戻り、ビーム経路８０に沿って進み、再び四分の一波長板１２２を通過し 、さらにビーム経路８０（ビーム経路８１と平行）に沿って進んで鏡５２に達し 、ビーム経路８０に沿って上向きに戻り、偏光ビーム分割面１３０に達する。

ここで、四分の一波長板１２２の作用の結果としてビームは反射され、ビーム経 路８２に沿って外へ呂で検出器８４に達する。後者のビームは、キューブ・コー ナ１２５からビーム経路８２へ向かう別のビーム経路を取ったビームと干渉する 。

第８八図ないし第８Ｃ図は、第７Ａ図ないし第７Ｃ図の干渉計の変更態様を示す 。一般に、１／２ビーム・スプリッタが経路８２の出力部にまで移動されている 点を除き動作は同じである。経路８２上のビームは、再結合された垂直及び水平 偏光成分を含む。上向きに反射されたビーム１９１は、半波長板１２８を通過し て、合成ビームが９０度回転され、そこから９０度ビーム・ベンダ１２１に入る 。ビーム・ベンダ１２１は、第２の一体式干渉計を介してビーム１９１を送る。

成分子１がビーム７６の基準成分であった場合は、それがビーム１９１の測定成 分になり、逆も同様である。これは、検出された移動の符号を逆にする効果をも ち、従って第１軸が＋ｄｆだけ増分されるとき、第２軸は−ｄｆだけ減分されて 合計が○になるので、第２軸を平行移動に対して感受性をもたないようにするこ とができる。これは、鏡が両軸について丁度同じ量だけ移動することを前提にし ている。そうでない場合は、合計が０にならず、従って異なる経路を生ずるため にステージは回転していなければならない。したがって、片揺れを表す光信号が 得られる。

第９Ａ図ないし第９Ｃ図は、第７Ａ図ないし第７Ｃ図の干渉計のさらに別の変更 態様を示す。この場合、１／３ビーム・スプリッタ１４０がｌ／２ビーム・スプ リッタ１２０の前にある。追加のキューブ・コーナ１５４．１５５、及び追加の ９０度ビーム・ベンダ１５０．ならびに四分の一波長板１６２があり、これらす べてがあいまって、縦揺れを測定し、従来のシステムによって位置と片揺れを測 定する。

［発四の効果］ このｘ−ｙ位置決めシステムは、半導体製造業界で電子線システムまたは類似の 種顕のシステムの製造業者及び使用者が使用するのに適している。このｘ−ｙテ ーブル位置決めシステムは、半導体製造に使用されるリソグラフィ・マスクの露 光に使用される電子線システムとともに使用されるように設計されている。これ らの駆動テーブルは、従来可能であったまたは必要であった許容差よりもずっと 低い、改良された製造許容差を提供する。

ＦＩＧ、３ ＦＩＧ、４ ＦＩＧ、　５ ＦＩＧ、　６ 国際調査報告 国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．単一要素上に複数の干渉計光学系を含む一体構造を含み、前記単一要素内に 一体式の、平行な２重２軸平面鏡干渉計を含む、干渉計システム。 ２．単一要素（１２９′′）上に複数の干渉計光学系を含む一体構造を含む干渉 計システムであって、前記単一要素構造（１２９′′）が、半体に分割され、複 数の平面状の外面を有し、２つの接着された要素間の接合部に偏光ビーム分割面 （１３０）を有する２つの接着された要素から構成される、光学的に透明な材料 を備えており、複数の光学的要素が前記構造に固定され、前記諸要素が、その線 形位置及び角度位置を監視しようとする表面上の単一の逆反射鏡の所で平行な方 向に向くように位置合せされた少なくとも１対の干渉計を全体として形成してお り、前記構造の第１の側面が、前記構造（１２９′′）に向かう第１の光出力と 、前記ビーム・スプリッタから分割されたビームの一部分を受け取り、前記部分 を前記偏光ビーム分割面（１３０）に向かわせるように位置決めされたビーム・ ベンダ（１２１）へと上向きに向かう第２の光出力とを有する、前記干渉計によ って使用される入力レーザ・ビームを受け取るための、前記構造の第１の側面に 固定されたビーム・ベンダ（１２１）及びビーム・スプリッタ（１２０）を含ん でおり、 ビームをその元の経路と平行に反射するための２重反射面を有する第１、第２、 第３及び第４の平行な逆反射鏡（１２４、１２５及び１２６、１２７）を備えて おり、前記第１及び第２の逆反射鏡（１２４、１２５）が、前記構造（１２９′ ′）の前記第１の側面とは反対側の第２の側面に固定され、そのうち前記第２の 逆反射鏡は（１２５）前記ビーム・スプリッタ（１２０）の前記光出力経路と位 置合せされ、前記第１の逆反射鏡（１２４）は前記ビーム・ベンダ（１２１）の 光出力経路と位置合せされ、前記偏光ビーム分割面（１３０）が前記第１の側面 と前記第２の側面の間に位置し、それによって、前記ビーム分割面（１３０）か ら反射されたビームが、前記の構造（１２９′′）の第３の側面を通過して、そ れぞれ前記反射鏡に向かい、前記第３の側面には、第１及び第２の１／４波長要 素が、前記分割面（１３０）で反射された前記ベンダ（１２１）からのビーム及 び前記スプリッタ（１２０）からのビームと位置合せされて固定されており、 前記構造（１２９′′）の第４の側面が、前記第３の逆反射鏡（１２６）及び前 記第４の逆反射鏡（１２７）の所で前記第３面と向き合って位置し、前記第３及 び第４の逆反射鏡（１２６、１２７）が、それぞれ前記ビーム分割面（１３０） から反射され上に向かって戻る各ビームの軸と位置合せされた軸を有し、前記ビ ームは前記ビーム分割面（１３０）を通過し、前記構造（１２９′′）中を通過 してそれぞれ前記第３及び第４の逆反射鏡（１２６及び１２７）に達し、反射さ れてそれぞれ下向きに戻って前記反射鏡に達し、そこで反射されてそれぞれ平行 な経路に沿って前記ビーム分割面（１３０）に戻り、反射されて上向きに戻って 前記ビーム分割面に達し、そこで横に反射されて前記構造（１２９′′）の前記 第１の側面を通って、それぞれ前記第１及び第２の逆反射鏡からの反射と同じビ ーム経路上にくる、干渉計システム。 ３．前記構造（１２９′′）の前記偏光ビーム分割面（１３０）が、構造（１２ ９′′）の偏光ビーム分割面（１３０）を通る、前記ビーム・スプリッタ（１２ ０）及び前記ビーム・ベンダ（１２１）からのビームに対して斜め方向に向いた 平面内に位置しており、ビームの水平偏光部分が、下向きに反射されて四分の一 波長板（１２３）を通過してビーム経路（７８）に沿って前記反射鏡（５２）に 達し、反射されて戻って逆反射鏡（１２７）に達し、逆反射鏡（１２７）内で横 と下向きに２回反射され、（ビーム経路７８と平行な）ビーム経路（７７）に沿 って鏡（５２）に達し、そこから上向きに反射されてビーム分割面（１３０）に 戻り、そこで四分の一波長板（１２３）を２往復したために偏光されたので反射 されて、やはりビーム経路（８３）に沿って外に出、この２つのビーム経路がビ ーム経路（８３）に達して、ステージ（１１）の移動距離の関数として互いに干 渉するようになり、第２軸用のビーム・スプリッタ（１２０）からのビーム（７ ６）の他の半分は、ビームを偏光するビーム分割面（１３０）に直接達し、そこ からビームの垂直偏光部分が部分的に逆反射鏡（１２５）に送られ、ビームのこ の垂直偏光部分は逆反射鏡（１２５）で反射されて戻り、ビーム経路８２に沿っ て進んで外に出て検出器８４に達し、第２軸用のビーム・スプリッタ（１２０） からのビームの残りの水平偏光部分は、ビーム分割面（１３０）によって部分的 に下に向かって反射され、ビーム経路（８１）に沿って進んで鏡（５２）に達し 、ビーム経路（８１）を上に向かって戻り、逆反射鏡（１２６）を通過し、そこ で横向きと下向きに２回反射されてビーム経路（８０）に沿って鏡（５２）に達 し、上向きに戻ってビーム経路（８０）に沿って偏光ビーム分割面（１３０）に 達し、そこで反射され、ビーム経路（８２）に沿って進んで外に出て検出器（８ ４）に達し、後者の波が、逆反射鏡（１２６）を通過して別のビーム経路を取っ てビーム経路（８２）に達した波と干渉する、請求項１に記載の干渉計システム 。 ４．固体光学要素（１２９′′）上に取り付けられた複数の光学要素を含む一体 構造であって、 ａ）前記固体光学要素が、その表面に固定された複数の光学要素を担持し、前記 諸要素が、前記の鏡の所で平行な方向に向いた少なくとも１対の干渉計を全体と して形成し、前記鏡が、その直線位置及び角度位置を測定しようとする表面に固 定されており、 ｂ）キューブ・ハウジングの第１側面に固定された支持構造が、単一の入力ビー ムを２つのビームに分割する１／２ビーム・スプリッタ（１２０）を格納してお り、ｃ）９０度ビーム・ベンダ（１２１）が、前記１／２ビーム・スプリッタと 重畳され、その入力部が前記１／２ビームスプリッタからのビームを受けるよう に位置合わせされており、 ｄ）ビームをその元の経路と平行に反射するための二重反射面を有する２対の平 行逆反射鏡（１２４、１２５及び１２６、１２７）を備え、その１対（１２４、 １２５）は、前記固体光学要素（１２９′′）の前記ビーム・ベンダ（１２１） を格納する側と反対の側面に位置し、他の１対は、前記固体光学要素（１２９′ ′）の隣接側面に位置し、前記逆反射鏡が、前記固体光学要素（１２９′′）の 、前記ビーム・ベンダを格納する側面と反対側の後側面及び上側面上にあり、前 記ビーム・ベンダからの出力ビームを受けるように位置決めされており、 ｅ）前記固体光学要素（１２９′′）の偏光ビーム分割面（１３０）が、前記１ ／２ビーム・スプリッタ（１２０）及び前記ビーム・ベンダ（１２１）から前記 固体光学要素（１２９′′）の前記偏光ビーム分割面（１３０）を通過するビー ムに対して斜め方向に位置し、ビームの水平偏光部分が、下に反射され、四分の 一波長板（１２３）を通過して第１ビーム経路（７８）に沿って鏡（５２）に達 し、反射されて第４逆反射鏡（１２７）に戻り、そこで横向きと下向きに２回反 射されて第２ビーム経路（７７）（第１ビーム経路（７８）と平行）に沿って前 記鏡（５２）に達し、上向きに反射されて前記偏光ビーム分割面（１３０）に戻 り、そこで前記四分の一波長板（１２３）を２往復したために偏光されたので反 射されて、やはり第３ビーム経路（８３）に沿って外に出、この２つのビーム経 路が第３ビーム経路（８３）に達して、ステージ（１１）の移動の距離の関数と して互いに干渉するようになり、 ｆ）第２軸用の前記ビーム・スプリッタ（１２０）からのビーム（７６）の他の 半分が、前記偏光ビーム分割面（１３０）に直接達し、そこから前記ビームの垂 直偏光部分が部分的に第２逆反射鏡（１２５）に送られ、前記ビームのこの垂直 偏光部分が第２逆反射鏡（１２５）から反射されて、第５ビーム経路（８２）に 沿って外に出て、検出器（８４）に達し、 ｇ）第２軸用の前記ビーム・スプリッタ（１２０）からのビームの残りの水平偏 光部分が、前記偏光ビーム分割面（１３０）によって部分的に下向きに反射され 、第６ビーム経路（８１）に沿って進んで前記鏡（５２）に達し、前記第６ビー ム経路（８１）を上向きに戻って、第３逆反射鏡（１２６）を通適し、そこで横 向きと下向きに２回反射されて第７ビーム経路（８０）に沿って前記鏡（５２） に達し、上向きに戻って前記第７ビーム経路（８０）に沿って前記偏光ビーム分 割面（１３０）に達し、そこで反射され、第５ビーム経路（８２）に沿って外に 出て検出器（８４）に達し、後者の波が、第３逆反射鏡（１２６）を通過して別 のビーム経路をとって第５ビーム経路（８２）に達した波と干渉するを特徴とす る、一体構造。