JPH10500767A

JPH10500767A - 干渉計測装置

Info

Publication number: JPH10500767A
Application number: JP7519189A
Authority: JP
Inventors: スティーブンエイ．リス; フィリップディー．ヘンシャウ
Original assignee: スパータインク．
Priority date: 1994-01-14
Filing date: 1995-01-13
Publication date: 1998-01-20
Also published as: US5537209A; DE69530372D1; US5404222A; EP0740769A1; US5543914A; WO1995019541A1; EP0740769B1; AU1832395A

Abstract

(57)【要約】第一の波長測定で１番目の光線を基準路から基準の反射器に沿って映し、第二の波長測定で測定経路から測定反射器に沿って二番目の光線を映し出す新しく改善された干渉計測システム。更に、基準反射器から反射された１番目の光線と、測定反射器から反射された二番目の光線との間で造られる干渉パターンの測定反射器の位置の移動を決定する機能も備えている。そして、測定反射器の位置の移動を測ると同時に、測定経路中の空中妨害を測定することもできるシステムである。

Description

【発明の詳細な説明】干渉計測装置発明の背景本発明は干渉計に関わり、とくに干渉計測の精度を向上させる方法および装置に関る。一般に干渉計は、可動測定鏡の第２の静止基準鏡に対する位置変化を測定する。この測定を行なうために、光源が光線を発生し、その光線の一部が基準鏡に反射され、同時に一部が可動測定鏡に反射され、そのこれら２台の鏡から反射された光は、その後結合される。仮に一方の鏡が他方の鏡に対して位置を変化させると、結合された光線の強度は、その光路からの反射光が交互に強めあう干渉と弱め合う干渉を繰り返すのに対応して、周期的に増減する。この強めあう干渉と弱め合う干渉はこの２本の光線が、同相になり、その後位相がずれることによって引き起こされる。波長半分毎の鏡の移動により、1波長分の光学通路変化が起き、よって光の強度さの完全な一周期が起きることになる。周期変化の回数が、可動測定鏡が移動させた波長の数を表すことになる。よって、最も暗い状態から最も明るい状態を繰り返す光の強度周期を数えることによって、可動測定鏡の位置変化が波長の整数として推定できることになる。しかしながら、可動測定鏡の正確な位置変化測定には、干渉計が可動測定鏡の位置を数分の1波長の精度で検出する必要がある。理論的には、これは２本の光線の位相差を測定し、この位相差を数分の1波長に変換すれば達成できる。従来の装置では、２本のコヒーレント光線の位相差の測定を、これらの結合光線の強度を測定することによって実行していた。この測定強度はこの２信号間の強めあう干渉と弱め合う干渉の度合を表し、またこの干渉の度合はこの２信号間の位相角の尺度になる。つまり、これらの従来の装置では、結合光線の信号の振幅を測定し、測定された振幅を信号間の位相差に関連づけている。また、これらの従来の装置は、理論的には正しい位相差測定方法を提供しているが、実際には信号の振幅を２本の光線の位相差に関連づけるのは困難であった。とりわけ、可動測定鏡、静止基準鏡、および干渉計のその他の光学部品が、雑音を発生し、結合した信号の振幅に影響を与えることがある。その結果、測定された振幅が、結合した信号の実際の振幅に不完全に関連づけられ、計算された位相差が不正確にもなり得る。別の方法としては、干渉計にヘテロダインレーザー光源を使用することもできる。ここで「ヘテロダインレーザー」とは、周波数が極めて近接し（例えば１から２０ＭＨｚの間周波数差またはうなり周波数）、直交に偏光した少なくとも２本の光線を発生するレーザーのことを言う。偏光を感知できるビームスプリッターが、複数光線のうち一本を測定光学通路に沿って測定鏡に向け、別の一本を基準光学通路に沿って基準鏡に向け。ヘテロダインセンサーが２台の鏡から反射された光を結合し、うなり周波数を検出する。測定鏡が静止している限りは、うなり周波数は固定している。しかし、もし測定鏡が動くと、ドップラー効果によって、うなり周波数の予測できる変化が起る。うなり周波数の回数の変化が直接的に測定鏡の位置変化を表している。よって、このヘテロダイン干渉計は、基準鏡に対する測定鏡の位置変化を正確に測定できることになる。過去１０年程の間に、干渉計は集積回路の製造に重要な役割を担ってきた。集積回路チップの大量生産の基本となる道具は、リソグラフィックステッパーである。集積回路の製造において、基板を可動載物台の上に載せる工程がある。リソグラフィックステッパーは、その載物台を高性能画像投影装置の下に位置決めを行なう装置である。干渉計は載物台の位置を感知し、リソグラフィックステッパーを制御するために使用される。よって、集積回路製造者が基板上に形成される回路の寸法を縮小しようと試み、また許容される設計誤差が少なくなれば、干渉計によるリソグラフィックステッパー制御はそれに対応した高い正確さを要求されることになる。干渉計による上記の位置決め制御での精度は、レーザー、光センサーなど様々な光学部品の設計上の技術的進歩によりかなり向上した。しかしながら干渉計の性能は、測定光学通路および基準光学通路上の空気外乱による光学距離の変化によって制限を受けている。こうした空気外乱は基準光学通路に関しては、基準鏡を含む干渉計部分を真空室に囲い込むことにより容易に制御できる。しかし載物台本体に備え付けられた可動測定鏡を含む装置全体を囲い込むことは、非常にコストがかかるのが現状であった。この問題を解決するために、従来の装置では空気状態の変動を感知するセンサーを使って光学距離の変動の補正を試みている。しかしながら、こうした方法では使用されるセンサーを、主測定値の質に影響を与えずに測定光学通路に直接に位置させることが出来ないため、満足いく効果は得られなかった。よって本発明の一つの目的は、空気外乱による光学距離の変化を直接測定できる能力を備えた干渉計を提供することである。本発明の他の目的は、光学通路上の空気外乱による測定誤差を補正できる干渉計を提供することである。本発明の別の目的は、可動測定鏡の第２の静止基準鏡に対する位置変化を測定しつつ、空気外乱による光学距離の変化を直接測定できる能力を備えた干渉計を提供することである。本発明のさらに別の目的は、信号雑音に対する感度を低下させ、測定に必要な光学部材の部品数を少なく出来る、２本の間の位相差を測定するコヒーレント光線干渉計を提供することである。上記以外の本発明の目的は、以下の記述から明らかにされる。発明の概要前述の目的はこの発明によって達成される−−実用化の一例では、この発明が基準反射器に対する測定反射器の位置移動を察知する改良された干渉計測システムの実現である。望まれる実用例によると、そのシステムは基準経路から基準反射器に沿って基準光線を映し出す光的要素を含む第一レーザー源からなる。その第一レーザー源は測定経路から測定反射器に沿って測定光線を映し出す光的要素も含んでいる。そのシステムで、基準反射器から反射された第一光線と測定反射器からの第二光線の間で造られる干渉パターンからの基準反射器を基準として、測定反射器の位置移動の第一測定を測定する。そのレーザー源は単一周波又はヘテロダイン式レーザーのどちらかを用いることが出来る。発明の実用化によると、そのシステムは更に第二レーザー源、センサー、そしてエラー補正回路も備えている。第二レーザー源は第一検出波長で第一検出ビームを映し出し、測定経路に沿って第二検出波長で第二検出ビームを映し出す。センサーは、第一検出ビームによる測定反射器からの第一反射検出ビームと第二検出ビームによる測定反射器からの第二反射検出ビームの間の位相差を測定する。これら二つのビームの間の位相角の違いは、測定経路上の空中妨害の代表である。エラー補正回路は検出空中妨害から起こる干渉計測のいかなるエラーを補正する。前述の通り、基準及び測定ビームを映し出す光要素からなる第一レーザー源は、ヘテロダインレーザー源も含む。従ってその基準ビームと測定ビームは、直線に分極しお互いに直交する。後続の実用例では、この干渉計測システムは、第一反射光線と第二反射光線間の周波の違いを察知することによって、測定反射器の位置移動を測定する。第二レーザー源はダイオードレーザー、その他の固形体レーザー又はガスレーザーを、検出ビームを発生させるために要する。望まれる実用例によると、第一検出ビームの波長は測定ビームの波長、基準ビームの波長の何れとも実質的には異なる。第二レーザー源は、第二検出ビームを発生させる第一検出ビームの波長を高めるための第一波長移動装置も要する。後続の実用例によると、この波長移動装置は第一検出ビームの波長を二分して第二検出ビームを発生させる。発明の望まれる実用では、このシステムはいずれか又は全ての測定ビーム、基準ビーム、そして検出ビームを各々の経路に沿って映し出す光回路を繰り返し要する。位相差測定のためのセンサーはビーム分割器、第二波長移動装置、そして写真感光検出器を含む。ビーム分割器は第一光経路から第二波長移動機に沿って第一反射検出ビームを導く。ビーム導波機は第二光経路から写真感光検出器に沿って第二反射検出ビームを導く。第二波長移動装置は、第一検出波長が、第二検出波長と実質的に同じになるように波長を移動させる。写真感光検出機は、第一反射ビームの周波が変化した後に、第一反射ビームと第二反射ビーム間の位相角を判別する。発明の後続の実用例によると、センサー内の多くの部品は温度補正を形成する。温度補正は方解石からビーム分割機を建設し、アルミニウム板に部品を設置していくことで可能になる。このようにして、一定の温度変化に比較的鈍感なセンサーを示すために、方解石の屈折率の温度指数とアルミニウムの熱膨張率のバランスを取る。別の実施例によると、この発明は、実際には同じ周波で振動する二つの干渉性のビームの間の位相差を測定するセンサーを備えている。普通そのセンサーには位相変調機、ビーム結合機、検出機、そしてデータ処理装置が含まれる。位相変調機は最初の干渉性ビームと位相変調されたビームと共に光通信へと処理され、結合ビーム信号を発生させるために二番目の干渉性ビームと共に、位相変調信号と結合するように順応される。検出機機能は結合信号の強さを測定し、データ処理装置は、前述の結合ビーム信号の倍音部分の振幅を現す振幅値の強さからデータを決定する。データ処理装置は、二つの干渉性のビーム間の位相差の信号の典型である振幅の機能としてデータを決定する。この発明によって造られるセンサーの重要な点の一つは、実際には同じ周波の二つの干渉性光と共にそのセンサーは機能することである。従ってそのセンサーは、単一の周波の光を作動させる干渉性光源を含む干渉計測器として成り立つのである。このように、このセンサーはレーザーダイオード要素のような、安価な単一周波レーザーを用いることが出来る。位相変調機は変調光学、ラジオやその他の電磁エネルギーの波長に利用することが出来、コイルの中にと得る干渉性ビームの位相を調整するために圧電結晶をコイルに通しコイルを拡大させた光的繊維コイルとしてだけでなく、干渉性ビームの光的経路調整のための移動式ミラー要素を組み入れることもできる。データ処理装置は、フーリエ変圧機能の倍音部分の振幅を決定する信号処理要素を含むことが出来る。データ処理装置は、二つのビーム間の位相差を決定する倍音部分の振幅を対照する。この発明で前述の目的は、第二干渉性ビームと位相変調干渉性ビームを結合し、その結合ビームの強さを測定する干渉計測センサーにより実現される。その測定された強さは、結合ビームの二つ又はそれ以上の倍音部分を決定するのに用いられ、二つの信号間の位相遅延はこれらの倍音部分により決定される。この発明のその他の実用例によれば、いくつかの手だてや方法を基準経路と測定経路両方に沿って起こる空中妨害を測定する干渉計測システムを改善するために用いることが出来る。その例の一つとしてある実用例によれば、干渉計測システムは基準経路に沿って第一検出ビームを、そして測定経路に沿って第二検出ビームを映し出す事が出来る。このシステムは、第一検出ビームの基準反射器から反射光線と第二検出ビームの測定反射器からの反射光線の間に出来る干渉パターンからの基準反射器に関しての測定反射器の位置移動の第二測定を決定するセンサーを含む。このシステムは又、第一測定と第二測定を比較することにより、空中妨害からのエラーを決定するデータ処理装置を含む。このようにこの発明によって、空中妨害から起こるエラーを検出する為に、更に改善された干渉計測システムが実現したのである。図面の簡単な説明本発明の内容をよりよく理解するため、以下の発明の詳細な説明および図面を参照すべきである。図１は、空気外乱補正ネットワーク１０４を含んだ本発明の一実施例の干渉計測装置の略ブロック図である。図２は、図１に示した形式のコーナーキューブおよび偏光感知ビームスプリッターを表した斜視図である。図３は、図１に示した形式の典型的な特注４分の１波長菱面体の略図である。図４は、菱面体の相リターデイションと波長特性の関係を示したグラフである。図５は、光の波長と空気の屈折率の関係を示したグラフである。図６は、図１の第２高調干渉センサーをさらに詳しく示したブロック図である。図６Ａは、２本の結合した光線間の位相差を測定するための干渉センサーの機能ブロック図である。図６Ｂは、機能ブロック図６Ａの実施例よる高調波干渉センサーの１つの実現されたものの詳細なブロック図図６Ｃおよび図６Ｄは、図６Ｂで示した高調波干渉センサーに関しての信号処理プロセスを示したフローチャートである。図７Ａは、図６に示したマッハ‐ツェンダー集成装置の代替構成を示す略ブロック図である。図７Ｂは、図７Ａの集成装置で光線の空気外乱を最小限にするため利用されるチャンネルを示す断面図である。図８Ａは、無圧力台の側面図である。図８Ｂは、図８Ａの無圧力台の上面図である。図９Ａは、固定取り付けの側面図である。図９Ｂは、固定取り付けの上面図である。図１０Ａは、気密チャンバの側面切り欠き図である。図１０Ｂは、図１０Ａの気密チャンバの側面切り欠き図である。図１１は、図１の光線誘導光学装置の代替構成を表す略ブロック図である。図１２は、単一のヘテロダインレーザーを使用した、空気外乱補正ネットワークを含んだ干渉計測装置を表す略ブロック図である。図１３は、二つのヘテロダインレーザーを使用した、空気外乱補正ネットワークを含んだ干渉計測装置を表す略ブロック図である。図１４は、二つのヘテロダインレーザーを使用した、空気外乱補正ネットワークを含んだ干渉計測装置を表す略ブロック図である。図１５は、集積回路製造用の装置に組み込まれた、本発明の干渉計測装置を表す略ブロック図である。発明の詳細な説明図１は、空気外乱補正ネットワーク１０４を含んだ本発明の一実施例の干渉計測装置１００の略ブロック図である。干渉計測装置１００は、例えばヘテロダインまたは単一周波数干渉計で構成することが出来る。図１に示されているように、干渉計測装置１００は、機能的には測定ネットワーク１０２および補正ネットワーク１０４に分割されている。測定ネットワーク１０２は、測定鏡１２０位置の基準鏡１２５の静止位置に対する変化を測定する。補正ネットワーク１０４は測定光線通路１１０に沿った空気外乱により発生する測定光線通路１１０の距離の変化を検出する。本発明の一実施例によれば、センサー１２８からの位置情報とセンサー１３８からの補正情報は、例えばリソグラフィックステッパー位置制御装置に送られ制御装置１３９の作動を向上させる。測定ネットワーク１０２は、レーザー光源１０６と、測定光線通路１１０に沿って測定光線を投影するために必要な光学要素、および基準光線通路１１２に沿って基準光線を投影するために必要な光学要素を含む。本発明の好適な一実施例によれば、レーザー光源１０６はヘテロダインレーザーであり、別の一実施例によれば、レーザー光源１０６は単一周波数レーザーである。測定ネットワーク１０２がヘテロダインレーザーである場合は、作動中は波長 λ１（周波数ｆ１に対応する）を持つ測定光線１０５および波長λ２（周波数ｆ２に対応する）を持つ基準光線１０７を鏡１１４を通って偏向を感知できるビームスプリッター１１６に投影する。ビームスプリッター１１６は、レーザー光源１０６から投影された上記の直交に偏光した２本の光線を感知し（つまり、それぞれの光線がＳ偏光か、Ｐ偏光している）、測定光線１０５を４分の１波長菱面体１１８を通し、測定光線通路１１０に沿って位置可変測定鏡１２０に向ける。同じ様に、ビームスプリッター１１６は、基準光線１０７を４分の１波長プレート１２４を通し、基準光線通路１１２に沿って位置固定測定鏡１２６に向ける。本実施例によれば、ヘテロダインレーザー１０６はまず測定光線１０５をＰ偏光させる。一方、別の構成では交互偏光方式を採用できる。同様に、基準光線１０７はＳ偏光される。基準鏡１２６および測定鏡１２０はそれぞれ基準光線１０７および測定光線１０５をヘテロダインセンサー１２８に反射して戻す。ヘテロダインセンサー１２８は反射した測定光線１０５と反射した基準光線１０７を結合して、この２本の光線のうなり周波数を表す電気信号１２７を発生する。プロセッサー１２９はうなり周波数の変化を測定鏡１２０の変化に対応させ、その変化を示す信号１２５を発生する。信号１２５はデジタルでもアナログ信号でもよく、図１２に示す様にリソグラフィックステッパー載物台の位置決めの為に、制御装置１３９の入力としても使用できる。鏡１２６と１２０が正確に位置合わせされており、反射した測定光線１０５と反射した基準光線１０７のうなり周波数（つまり、測定光線１０５と反射した基準光線１０７の周波数の差）はヘテロダインレーザー１０６のうなり周波数に正確に一致する。しかし、周知のようにドップラー偏移により、うなり周波数は測定鏡１２０の動きに対応して変化する。ネットワーク１０２の正確さをさらに高めるために、第２ヘテロダインレーザー１（図示せず）を含めて測定光線１０５と反射した基準光線１０７のうなり周波数を、これらの光線がビームスプリッター１１６に繋げられる以前に、測定させてもよい。このうなり周波数測定はヘテロダインレーザー１０６の周波数変動を補正する基準点として使用される。レーザー１０６が単一周波数レーザーであれば、干渉計測装置１００は実質的に同様の作動を行なう。ただし、センサー１２８は非ヘテロダインセンサーに置き換えられる。更に詳しく説明すると、鏡１２６と１２０からの反射光が、センサー１２８で再結合され、そのセンサー１２８が、鏡１２０が動くにつれて交互に強めあい、弱めあう干渉を行なう、鏡１２６と１２０反射した光に対応して変化する直流信号１２７を発生する。プロセッサー１２９はその直流信号１２７を測定し、鏡１２０の移動を判断する縞図を数える。他の方法としては、光線１０８を偏向してもよい。この場合、偏光面はビームスプリッター１１６に対し４５度の角を保ち、光線１０８の半分を通路１１２に沿って、もう半分を通路１１０に沿って反射させる。ドップラー偏移の効果は測定光線１０５を測定通路１１０に沿ってくり返し反射させ、および／または基準光線１０７を基準通路１１２に沿ってくり返し反射させて増幅できる。この目的で、測定ネットワーク１０２はコーナーキューブ１３０を備えている。後に図８に関して説明するように、このくり返し反射を行なうために他の構成を採用してもよい。図２はコーナーキューブ１３０およびビームスプリッター１１６が、反射した基準光線１０７に結合させられる前に測定光線１０５を測定通路を複数回通過することを共同して可能にしている状態を表した斜視図である。図２のＰおよびＳは測定光線１０５の様々な光学通路に沿った偏光を示している。まず、コリニアＰおよびＳ光線は、光路１５０に沿ってビームスプリッター１１６に向かう途中で鏡１１４を通過する。ビームスプリッター１１６は、Ｐ偏向した測定光線１０５を、光路１５２に沿って４分の１波長菱面体１１８を通し測定鏡１２０に向ける。測定光線１０５が菱面体１１８を通過する際、菱面体１１８は測定光線１０５を回転させて円偏光させる。すると測定鏡１２０は、測定光線１０５を、光路１５２に沿って菱面体１１８に戻す。偏光ビームスプリッター１１６による反射の後、この光線は光路１５４に沿って進行し、逆反射器１３０によって反射され、光路１５６に沿って戻り、再度ビームスプリッター１１６による反射を受け光路１５８を進行する。次ぎに、菱面体１１８は、光線１０５を回転させて円偏光させる。測定鏡１２０は再度、測定光線１０５を光路１５８に沿って菱面体１１８を通過して反射し、Ｐ偏光させ、ビームスプリッター１１６を通過させる。よって、測定光線１０５がビームスプリッター１１６から測定鏡１２０に到達し、再度戻るごとに菱面体１１８は、光線１０５を回転させて円偏光させる。光線１０５がＰ偏光されるのに応じて、ビームスプリッター１１６は光線１０５を鏡１１４に光路１６０に沿って繋げる。こうして、反射した基準光線１０７に結合される前に光線１０５が測定光路を横切る。図１の１０２に示したヘテロダイン干渉計測ネットワークは従来から知られた装置である。詳しい説明は、米国特許番号第３、３７９、２８０号、米国特許番号第４、８８３、３５７号を参照すればよく、その教示内容が本明細書にも反映されている。ネットワーク１０２の光学部材はヘテロダイン光線１０８の波長において、また同時に検出光線１４２および１４４の波長において高性能を発揮するようなものを選択できる。例としては、透過性部材を使用し、全ての周波数において効果的な透過性を得ることが出来る。さらに、４分の１波長プレート１２４および菱面体１１８は、全ての周波数において正確な位相遅れが達成できる。ただし位相遅れの正確さは全ての周波数において同一である必要はない。これを達成するため、その偏光特性により広い波長域に亘って正確な分離を行なう方解石で構成したビームスプリッターが使用されている。同様に、４分の１波長菱面体は色消し波リターデイションを行い、色消し特性を持つ特別設計の４分の１波長プレートも使用されている。ネットワーク１０２で使用されている部材は、この技術分野では周知のものである。例として、ヒューレッドパッカード社ヘテロダインレーザー１０６は５５１７Ｂ型のレーザーヘッドであり、ヘテロダインセンサー１２８は１０７８０Ｆ型のリシーバーである。ビームスプリッター１１６は、カールランブレヒト社製のＭＧＴＹＢ２０ＵＶ偏光器、反射器は１２２および１３０は、カールランブレヒト社製のそれぞれ０１ＰＱＡ００２直角プリズムとＷＰＱＣ４−１２−Ｖである。４分の１波長菱面体１１８は、図３に略図で示した特注の４分の１波長プレートである。菱面体１１８の相リターデイションと波長特性の関係は図４にグラフで示してある。一般的には、測定ネットワーク１０２、基準光路１１２は真空室などに囲いこまれて内部環境を管理してある。しかし、上述したように測定路１１０はそれ程容易には管理できないので、測定路１１０に沿った媒体の経時変動分散性により干渉計測装置１００の誤差の原因になる。この誤差を最小限にするために、干渉計測装置１００は補正ネットワーク１０４を備えている。光路の経時変動分散性がその光路に沿った屈折率ｎによる変化によることは良く知られている。さらに媒体の屈折率がその媒体を通過した光線伝播の波長λに依存して、予測可能な様態で変化するのも周知の事実である。空気波長に関連した屈折率の変化は、コーシー関係で表すことが出来る（例えば光の波長と空気の屈折率）。図５は空気のコーシー関係を図示している。図５に示したように、２６６ｎｍの波長を持つ光線に対して、空気の屈折率は約１．０＋２９７１ｘ１０^-7である。同様に、５３２ｎｍの波長を持つ光線に対して、空気の屈折率は約１．０＋２７７４ｘ１０^-7である。上述したように、光路長ｌはｎに正比例的に変化し、そしてｎはλと共にに変化するので、光路長ｌは、以下の式のようにλと共に変化する。上記の式でｌ_oは真空中で測定した光路長で、ｎは空気の屈折率、ρは空気密度である。よって、２０ｃｍ以上の空気中の光路では、空気の屈折率における約２．０ｘ１０^-5の差は、２６６ｎｍの波長を持つ光線および５３２ｎｍの波長を持つ光線で見られるように、４μｍの光路差を産み出す。さらに、小規模の空気外乱は、局地環境の温度不均一性および空気流の不規則性により、空気ρの局地密度を変化させる。図５に示す様に、５３２ｎｍの波長を持つ光線に対して、１％のρの変化が約２．８ｘ１０^-7の屈折率の変動となる。よって、単一の波長測定に関する２０ｃｍ以上の光路では、変動はおよそΔｎｌ_o＝５６となる。図５にあるように、２６６ｎｍの波長を持つ光線と５３２ｎｍの波長を持つ光線には、約２．０ｘ１０^-5の空気の屈折率の差がある。よって２０ｃｍ以上の乱気流光路では、０．１％の密度変動が、２６６ｎｍの波長を持つ光線と５３２ｎｍの波長を持つ光線間に、さらに約４ｎｍの光路長の差を産み出す。屈折率と波長の関係が分かっているので、もし両方のレーザー光線が同じ光学路を横切ると、空気外乱に夜光学路の差を除外できる。これにより、空気作用による光路長の変化が直接且つ迅速に測定できる。本発明によれば、ネットワーク１０４はコーシー関係を利用して、光路１１０に沿った空気の外乱の作用を測定する。補正ネットワーク１０４はレーザー光源１３４、周波数２倍器１３６、およびセンサー１３８を備えている。センサー１３８からの出力１４９は、図１０の７２４に示されている載物台駆動モータの様な制御装置１３９に繋げることが出来る。作動時には、レーザー光源１３４が、ヘテロダイン光線１０８とは波長の異なる単一の偏光したレーザー光線１４０を発生する。ビームスプリッター１０９は光線１４０をを周波数２倍器１３６に向け反射する。周波数２倍器１３６は、非線形光学物質で構成されており、レーザー光線１４０の周波数を２倍にし、２６６ｎｍ（ＵＶ）の波長を持つ２倍にされた検出光線１４２と５３２ｎｍ（緑）の波長を持つ２倍にされていない検出光線１４４を鏡１１４を通ってビームスプリッター１１６に送る。さらに精度を増すには、レーザー光線１４０だけでなく、ヘテロダインレーザー光線１０８を周波数２倍器１３６を通過させてもよい。ビームスプリッター１１６は検出光線１４２と検出光線１４４を、４分の１波長菱面体１１８と測定光線通路１１０経由で測定鏡１２０に繋げる。測定光線１０５と同様に、コーナーキューブ１３０は、ビームスプリッター１１６と共同して検出光線１４２と検出光線１４４が、ビームスプリッター１１６と鏡１２０の間を複数回反射されるようにする。測定光線通路１１０に沿って予め定められた回数の通過後、ビームスプリッター１１６は反射された検出光線１４６と検出光線１４８を鏡１１４および鏡１３２経由でセンサー１３８まで繋げる。本発明の好適な一実施例によれば、センサー１３８は第２高調干渉センサーである。センサー１３８は、反射した検出光線１４６と１４８の位相差を測定することにより、測定光線通路１１０に沿った空気外乱の影響を計測する。真空中では、検出光線１４６と１４８は等しい光路に沿って移動するので、検出光線１４６の周波数が２倍化され検出光線１４８の周波数と等しくなれば、これらの２信号は同相のはずである。しかしコーシー関係から予想できるように、異なる波長の信号は、特定の媒体を通して伝播する際には異なる分散特性を示す。つまり、特定の媒体の屈折率は、その媒体を横切る素の信号の周波数に応じて変化する。さらに特定の媒体の屈折率は、温度、気圧、湿度などの待機の状態に応じても変化する。検出光線１４６と検出光線１４８は空気中を伝播するので、検出光線１４６が２倍化された後は予想できる程度だけ位相がずれているはずである。しかし、空気外乱が測定路に存在すれば、検出光線１４６と検出光線１４８は、さらなる屈折率の違いを生じ、結局さらに位相差を生じることになる。空気のような特定の媒体の屈折率は、伝播波の波長に応じて周知のパターンで変化するので、第２高調干渉計が検出光線１４６と検出光線１４８の間の位相差による空気外乱の影響を測定できる。図６は、図１の第２高調干渉センサー１３８をさらに詳しく示したブロック図である。作動中は、２倍化された検出光線１４８と２倍化されていない検出光線１４６は、ビームスプリッター３００によって分離される。ビームスプリッター３００は検出光線１４８を鏡３０８に向け反射し、検出光線１４６を鏡３０６に送る。鏡３０６は、検出光線１４６をビームスプリッター３０２経由で周波数２倍器３１０に反射する。周波数２倍器３１０は検出光線１４６の周波数を、周波数が検出光線１４８の周波数と実質上同じになるように偏移し、変移された光線３１４を検出器３１２に繋げる。鏡３０８は光線１４８を、ビームスプリッター３０２、周波数２倍器３１０、ビームスプリッター３０４経由で検出器３１２に繋げる。検出器３１２は、光線３１４と光線１４８を再結合して干渉信号３１８を発生する。この干渉信号３１８は、光線３１４と光線１４８の位相差を示すものであるから、測定路１１０の空気外乱による干渉測定の誤差を示すものでもある。圧電変調器３１６（ＰＺＴ）は光線１４８によって測定された光路の長さに正確に調整するために使用する事ができる。例として、１４８は低い直流電圧（例えば１００Ｖ）によって作動され光線１４８及び３１４を位相同調させる。光線１４８と３１４が同調しているところで、干渉信号３１８は極大になる。基準光路１１０に沿って気圧の僅かな変化が起こるにつれて、２本の光線３１４と１４８の位相が変化する。光線３１４と１４８が位相からずれるにつれて、信号３１８の強さは小さくなる。一実施例によれば、信号３１８は直流起動電圧の制御のために３１６へ戻され、そうすることで信号３１８は極大に保たれる。光線１４８と３１８を同調状態に保つために必要な直流電圧は２つの信号１４８と３１４の間の位相角に関連し、したがって、その電圧は大気の乱れによる基準光路１１０の長さの変化を測る１つの正確な物差しを提供する。別の方法として、ＰＺＴ３１６は正弦波信号δ（ｔ）によって起動し、光線１４６に位相変調をもたらす。この場合、光線１４８と３１４からの光は干渉を受け、検出器３１２（カナダのEG＆Gオプトイレクトリック社製の#UV１００ＢＧモデルのような）に繋がれる。そして電気的出力信号３１８は標準的な増幅器３１３（EG＆Gプリンストン・アプライド・リサーチ社製の５１１３モデルのような）によって増幅される。変調された干渉信号３２０の時間で変動する強度は、かくして次式によって与えられる。上記の式において、Ｉ₁とＩ₂はそれぞれ光線１４８と３１４からの発光である。ψは光線１４８と３１４との間の位相差であり、δ（ｔ）は、ＰＺＴ３１６によって引き起こされた光線１４８の一時的位相変動を表す。仮にその一時的な変調が正弦波であれば、したがって：ここでＡは、一時的変調の振幅を表す。上記の２式を結合すると、Ｉ（ｔ）は次式によって与えられる：正弦波の余弦波と、正弦波の正弦波はベッセル関数の連続へ拡大して行くことができる。そこで次式を得る：上記の式は干渉信号３２０を表し、その信号はδ（ｔ）の高調関数の連続からなっている。プリンストン・アプライド・リサーチ社製の５２０９モデルのような内蔵型の増幅器は、正弦波の変調を処理でき、特定の周波数における変調の振幅を与える。したがって、信号３２０を幾つかの増幅器３２２、３２４、３２６につなぐことによって、Ｈ₁,Ｈ₂,Ｈ₃が次式のようにあたえらる：上記の式においては、Ｈ₁,Ｈ₂及びＨ₃はそれぞれδ（t）の第１高調波、第２高調波及び第３高調波である。第１と第２高調波の等式を結合すると正接（ψ）は、次式によって与えられる：そしてφは、次式によってあたえられる：もし（Ａ）が一定ならば、ベッセル関数は既知の値であり、位相ψはだだ一つに決定される。さらに、たとえ（Ａ）が一定でなくても、しかしその範囲は限定されるが、（Ａ）の値は第１と第３高調波との比率若しくは第２と第３高調波との比率から決定することができる。この場合は以下になる：本等式は、（Ａ）がベッセル関数の比率参照表から決定することができる。（Ａ）が決まれば、位相差ψは上記の等式に代入することによって見つけることができる。図６Ａは、２本の結合した光線間の位相差を決定するための干渉器センサー１３８の２番目の実施例の機能ブロック図である。図６Ａの干渉器センサーには、２つのレンズ要素３６０、１つの光位相変調器３６２、１つの光線結合器３６４、検出器要素３６６、１つのＤＳＰデータプロセッサー３６８及び信号発生器３７０が含まれる。図６Ａが示されセンサーは２本の結合された光線３７２と３７４を受ける為に装備されている。その２本の光線はψの相対的な位相の遅延によって分離され、各光線は実質的に同じ周波数ωで振幅する。図で示された例では、光線３７４は、光線３７２に対してψの相対的な位相遅延があることを示している。しかしながら、当業者にとってみれば、この位相遅延はどちらか一方の信号かまたは両方の信号の一部分として表われている事は明らかに違いない。各光線３７２と３７４は、それぞれのレンズ要素３６０によって集められて１本の光繊維又は繊維光ケーブルにつながれ、センサーへと伝達される。光線３７２は直接、光線結合器要素３６４に届く。光線３７４は、光位相変調器要素３６２に入る。そしてそこで信号発生器３７０によって生じた信号に従って、その光線は変調される。上記説明のごとく、光位相変調器３６２は、一時的に光線３７４を位相変化させる。信号３７４に加えられた一時的な位相変化は正弦波位相変化であり、２つの信号間での干渉を増減するように２本の光線の間の位相を断続的に変化させる。その追加された位相変化は、光線３７４をその２分の１波長に通じたように、変化させ得る。そしてそれによって２本の光線間の位相関係を１完全サイクルを通じて変化させる。こうして、検査器要素３６６で結合光線を変調させ、光線が位相からずれたり、同調したりするにつれて断続的に変化する強度が作られる。検出器要素３６６は結合光線の強度を測定し、ＤＳＰデータプロセッサー３６８へ送られる干渉信号３１８を発生させる。ＤＳＰデータプロセッサー３６８は、光線３７４の位相変調を検出するために信号発生器３７０へつながっている。以下にさらに詳しく説明されるように、ＤＳＰデータプロセッサー３６８は光線３７２と３７３との間の相対的な位相遅延、ψ、を表す位相差信号３７６を発生させる。光学的には、ＤＳＰデータプロセッサーはまた結合光線の高調波部分の振幅を表す振幅信号３７８を発生させる。図６Ｂが表しているのは、機能ブロック図６Ａに従って作られた高調波センサーの１つの実現されたものの詳細なブロック図であり、そしてそれは例えば図１の装置１００に適用可能である。図６Ｂでは、センサー１３８は、交流／直流変電機３５０とＤＳＰデータプロセッサー３５２が含まれている。交流／直流変電器３５０とＤＳＰデータプロセッサー３５２は、図６に描かれている内蔵型の増幅器の電子的構成にとって代わる。交流／直流変電器３５０とＤＳＰデータプロセッサー３５２はデジタル信号処理ユニットを作ることができ、そのユニットは光線３１４と１４８との間の位相差を計算するために前値増幅器により強度が増幅された信号を処理できる。図６Ｂで表されている実施例では、干渉信号３１８は図６に関連して上述されているように発生している。特に、周波数２重反射検出光線１４８と検出光線１４６はビームスプリッター３００で分離される。この分離機は、光線１４８を反射鏡３０８に反射させ、反射鏡３０６に光線１４６を通す。光線１４６と１４８は上述のようにセンサーを通り、検出器３１２へと投じられる。検出器３１８は光線１４８と３１４とを再結合し、光線１４８と３１４の間の位相差を示し、かくして基準光路内の大気の乱れによる干渉器測定における誤差を表しながら、干渉信号３１８を発生させる。干渉信号３１８は前値増幅器へ伝えられる。図６Ｂに表された実施例において、前値増幅器３１３は電子回路の中で交流／直流変電器３５０につながれ、この変電器は電子回路の中でＤＳＰデータプロフェッサー３５２につながっている。この変電器３５０はアナログ電子データを標本にするために装備された普通のアナログ／デジタル変換器でも有り得る。また、この変電器３５０は標本化されたアナログ信号の電圧振幅を示すデジタルデータ信号を発生させる。このような変換器の製作は、電子光学の業界ではよく知られている、そして適当な変換器は市販されている。本発明の１つの実施例では、交流／直流変電器３５０とＤＳＰデータプロセッサーはデータ処理回路盤の部品として結合されている。例えば、バーナビー、Ｂ.Ｃ.のスペトラム・シグナル・プロセシング・コーポレーションから市販されているデジタル信号処理板のようなもの。図６Ｂに示されているＤＳＰデータプロセッサー３５２は、光線１４８と３１４の間の位相差を決定するためにデジタル信号３５６を処理するのに装備されたデータ処理ユニットである。既に述べた実施例では、ＤＳＰデータプロセッサー３５２はマサチューセッツのアナログ・デバイス社製のＡＤＳＰ２１０２０のようなデジタル処理回路であり、それはフーリエ変換のような信号処理機能を実行するための基板上の機能性を併せ持つ。しかしながら、電子工学と信号処理の当業者には明らかな事であるはずであるが、ＤＳＰデータプロセッサー３５２は主要処理ユニットとプログラムユニットをともに併せ持ったタイプの普通のデータ処理ユニットでも有り得る。外のデータプロセッサーは本発明の範囲から外れる事なく実施することができる。作動時には、センサー要素１３８は、結合光線の一方を正弦波的に変調させて１つの位相変調信号を発生させる。位相変調信号は、２番目の光線と結合して正弦波的に変化する強度をもっている１本の光線を発生させることができる。検出器要素３１２はこの正弦波的に変化する強度を測定でき、干渉信号３１８を発生させることができる。既述の実施例では、正弦波的に変化する干渉信号３１８は使用者が選択するゲインがある前値増幅器へ送られる。最も一般的には、そのゲインは信号３１８を増幅して、交流／直流変換器３５０による処理に適当な水準まで引き上げる為に装備されている。その交流／直流変換器は、増幅された信号３５４を標本にしてデジタル信号３５６を発生させる。交流／直流変換器は強度信号３５４を十分に高率で標本とし、信号のより高度な種類の周波数部分の標本を得ている。一つの実施例では、交流／直流変換器が２４ｋＨｚの周波数を補足するのに４８ｋＨｚの周波数を標本としている。デジタル信号３５６は、後に詳説されるように、２本の結合した光線の間の位相差を決定するためにデジタルデータを処理するＤＳＰデータプロセッサー３５２へ伝えられる。図６Ｂに示される実施例では、光学位相変調器が、ＰＺＴ３１６へ機械的に結合されている鏡３０６を含み、正弦波信号δ（ｔ）で駆動され、光線１４６を一時的に位相偏移を行なう。この場合、光線１４８および３１４からの光は干渉され、検出器３１２つながれる。電気出力信号３１８は標準的な増幅器３１３で増幅される。前値増幅器３１３は、コヒーレント光線１４８および３１４の基本周波数の複数高調波を含む周波数の広帯域にわたって線形のゲインをえることが好ましい。この線形のゲインによってＤＳＰデータプロセッサー３５２が、以下に説明するように干渉信号３１８の高調波をより正確に分析できる。光学分野の当業者なら良く理解できるように、他の構成の光学位相変調器でも本発明は実施可能である。これらのその他の構成には、信号発信器に接続し、変調する光線を伝達する光ファイバーで囲まれた圧電結晶を使用した光学位相変調器などがある。この信号発信器が圧電結晶を振動させるので、光ファイバーの路長は定期的に変化し、光ファイバーを通過する光線に定期的な変調を起こす。さらに光学分野の当業者なら良く理解できるように、光線１４８および３１４の一方の位相変調は正弦波にちかく、高調波汚染度が低くなければなならい。よって、光学位相変調器３１６は数キロヘルツで作動すべきである。この変調で、低周波数での作動に良く見られる高い検出器雑音や高いレーザー雑音を避け、空気外乱が信号に悪影響を与える周波数より高い周波数で、信号を変調する。画像技術などの干渉センサーの他の応用例では、変調周波数は必要に応じて選択する。さらにこの位相変調器は、必要に応じて選べばよい。例えば、マイクロ波やその他の波長は、それに適するように製造された位相変調器で変調できる。よって、様々な位相変調器が、本発明の範囲を逸脱することなく本発明の干渉計測装置で使用可能である。図６Ｃおよび図６ＤによりＤＳＰデータプロセッサー３５２の操作に関する理解を更に深めることができる。図６Ｃおよび図６Ｄは、１４８、３１４信号等の２つの異なる干渉信号の位相差を測定するためのプロセスをフローチャートで示している。一般的に、図６Ｃ、６Ｄで説明するプロセスには、光線を変調させるコーヒレント光と位相の２つの光源より光線を収集するためのステップが含まれる。位相変調光線は結合され、結合光線の強度が測定され、そして信号が作り出される。作り出された信号は、結合光線の強度を示す。信号の強度は周期的に変化するため、前記プロセスには周波数の成分測定用の信号処理ステップが含まれる。周波数の成分は、２つのコーヒレント光の位相差の測定工程に用いられる。より具体的には、最初のステップである３８０において、コーヒレント光の２つの光源から光が収集される。ステップ３８２において、選定される周波数により、それぞれ強度が異なる変調光線を作り出すために、一般的には光学位相変調器を用いて１本の光線を位相変調する。変調光線の光学領域の主な特性は、以下の通り示めされる。Ｅは変調信号の光学領域を、Ａは変調される一本の光線の振幅を、ω₀は変調周波数を、Ｐは変調光線の半分の波長の変調の度合を、そしてθは位相変調器のハードウエアーに関する進み又は遅れをそれぞれ表す。２本目の光線であるＥ₂も収集される。２本目の光線は、乱気流による位相遅れ、或はφは経路上で発生する変化の様な不明な位相遅れを有する可能性がある。この位相遅れは、一般的には干渉計による測定値、距離、角度、およびその他の測量を表す。Ｅ₂は、光線の光学領域の主要特性を示し、以下の式で表される。ステップ３８４において、以下に示す強度を有する結合光線を作り出すために、変調光線は他の光線であるＥ₂と結合又は調和される。 ψは空気の擾乱による位相遅れを意味する。結合光線の強度はステップ３８６で測定することができる。前記光線はω₀周期で周期運動すると推定される。したがって、フーリエ級数係数である信号Ｉの高周波成分ａ_nおよびｂ_nはステップ３８８で計算される。一般的に、フーリエ係数は以下の通り計算される。換算後、干渉計から強度信号Ｉのコサイン係数ａ_nは、以下の方程式を用いて算出される。フーリエのサイン係数であるｂ_nは、換算後、以下の方程式で算出される。Ｊ_n（Ｐ）は、強度Ｉのｎ倍の高周波成分の振幅の算出に用いられるベッセル関数方程式を表す。更に、位相のずれθは、光学位相変調器による継続的な位相のずれで、光学技術の分野で良く知られた方法を用いて経験的に算出される。したがって、θは方程式より変数として消去することができる。ステップ３９０において、４つのゼロでない高周波Ｈ₁、Ｈ₂、Ｈ₃、Ｈ₄の振幅を測定するための式が選定される。前記ステップにおいて、プロセスにより信号の奇数の内いずれか２つの高周波成分、偶数の内いずれか２つの高周波成分が各々測定される。むしろ、周波数がω₀、２ω₀、３ω₀、４ω₀である最初の４つの成分が測定される。これらの低周波数は、高周波成分の位相関係についてより正確な情報を含有することができるため、光線間の位相差についてもより正確な情報を含有することができる。成分の振幅は以下の方程式を用いて解決され得る。Ｈ₁、Ｈ₂、Ｈ₃、Ｈ₄の４つの高周波成分は２つの異なるコーヒレント光の位相差の算出に用いられる。図６を用いて前述した通り、２つの高周波成分の比率は逆正接の一機能として位相差φの測定に用いられる。可能な選択として、４つの高周波成分も用いられる。下記方程式から明確な様に、４つの高周波方程式を用いることにより、振幅を意味するＡを因数として計算式から消去することができる。前記の方法により雑音の影響が弱められ、より正確な測量が算出される。以下の方程式を用いることにより、１０００分の１λの最少距離（解像度）を算出することができる。方程式は３つあり、下記の通り示される。上記の式では、Ｙ＝ｓｉｎφ、Ｚ＝ｃｏｓφ、Ｘ＝ｔａｎφである。上記方程式のいずれもが、２つのコーヒレント光の位相遅れψの測定に用いられる。選定された方程式を用いて、回答が得られれば、平方根を用いた計算に不可欠な正しい符号の選択のための調整に必要なコードラントの角度が測定されることができる。ステップ３９２において、位相差角度のコードラントが高周波符号を用いて算出される。コードラント１は、コードラント２は、コードラント３は、コードラント４は、高周波成分の符号は上記方程式のＨ₁、Ｈ₂、Ｈ₃およびＨ₄である。可能な選択として、上述より明確である様に、高周波成分の符号は、１６の異なる組合せを計算し、これらの１６の異なる組合せを用いて位相差を計算することにより、経験的に算出される。正しい符号の選択により、０から２πの範囲を超える真の位相に線状に相関する想定位相が得られる。位相差のコードラントを計算した後、ステップ３９８に進み、逆サイン解法、逆コサイン解法、若しくは逆タンジェント解法を用いて位相差を算出することができる。可能な選択としては、ステップ３９４、３９６で説明するプロセスは、逆サイン解法、逆コサイン解法の内から雑音の影響に対してより効果的に対応できる回答を選択する。逆サイン解法は次の式を用いることにより、雑音に対して最も対応可能となり、逆コサイン解法の場合は、次の式を用いることにより、雑音に対して最も対応可能となることが判る。したがって、以下の場合、逆サイン解法が選択される。逆コサイン解法は、上記の逆の場合に選択される。３番目の選択枝として、逆タンジェント若しくはコタンジェントを用いることも可能である。選択可能な最後のステップである３９９において、光学位相変調器が適切に作動しているかどうか判断するために、位相変調Ｐの振幅の近似値が計算される。光学位相変調機が適切に作動していれば、奇数若しくは偶数の高周波成分の比率の内、少なくとも１つに妥当な解決策が存在する。奇数若しくは偶数の高周波成分の比率の内、少なくとも１つに奇数若しくは偶数の高周波成分のいずれかで、高い階数の高周波成分が両方共ゼロの場合、光学位相変調機の誤作動が推定される。上記の説明より、本干渉計測装置の出力強度に存在する４つの高調波ωＯが４つの知られていないものを特定するのに必要な全ての情報を含んでおり、その問題の解決策も含んでいる。これによって、結合された信号の振幅に影響を与える信号雑音に影響されないように位相差を計算する干渉計測装置を提供する。上述したように、鏡１２０を正確に位置決めすることにたいする空気外乱の影響は、路１０７の長さが増すにつれ大きくなる。詳しく説明すると、図６の例では、２倍化されていない光線１４４が５３２ｎｍの波長を持ち、周波数が２倍化されていない光線１４２は２６６ｎｍの波長を持つ。図５に示すように、２６６ｎｍの波長を持つ光線５３２ｎｍの波長を持つ光線に見られる空気の屈折率の差は、約２．０ｘ１０^-5である。かりに路１１０が２０ｃｍの長さで、このシステムが二重通過システムであれば、路１１０の実際の長さは８０ｃｍになる。空気中にある８０ｃｍの路では、光線１４２と光線１４４間の色の偏移は、ｌΔｎ＝１６μｍになる。これは、図６の２６６ｎｍ光線に関しては約６４波長である。よって、鏡１２０が動き、路１０７の長さが０から２０ｃｍに動くと、色の偏移は０から約６４波長になる。さらに、空気外乱によってρの１％の変化があるとすると、８０ｃｍの距離では光線１４２と光線１４４間にさらに１６ｎｍの色の偏移が起ることになる。当業者なら良く分かるように、図６に関連して説明した方法では、非常に細かな粒状度測定ができて、光線１４４の一波長の何分の一にあたる色の偏移にあたる部分を測定できる。しかしながら、波長偏移全体の粗い計測には付加的な回路が必要である。光線３１４と１４８の位相が合ったり、ずれたりすると、信号Ｈ₁およびＨ₂の相対振幅は、増えたり減ったりする。よって、一つの実施例では、センサー１３８が信号Ｈ₁の振幅が信号Ｈ₂の振幅より大きい状態から、その反対の状態になる推移の回数を数える。リソグラフィックステッパーと共に本発明を用いる場合は、リソグラフィック載物台の移動速度と合ったサンプリング速度と作動周波数が必要とされる。いずれにせよ、そのサンプリング速度は、鏡１２０の位置移動の最高速度に追従するだけの速さが必要となる。従来のリソグラフィックステッパーシステムでは、最大許容ドップラー偏移は 20MHzでダブルパスシステムでの制限位相スピードは3.15m/秒になる。この結果、センサー138は毎秒1008波長を計測しなければならない。サンプリング率はこの数倍で、PZT変調はそのサンプリング率の数倍であるべきだ。従って図６の通り、センサー138には第２のロックインアンプ332と334に計測ネットワーク336が含まれている。アンプ332はＨ１シグナル、アンプ334はＨ２シグナルをそれぞれ計測ネットワーク336に接続する。計測ネットワーク336はＨ１とＨ２間の振幅変移をモニターし、それにより特に光線148と光線314間の干渉縞を測定するために４ｋＨｚでＨ１とＨ２をチェックする。更なる実施例によるとサンプリングによりネットワーク336は相対振幅だけでなくその場の傾斜も測定することが出来るので測定鏡120がどの方向へ動いているかを追跡することもできる。上述の通り、好適な応用において、干渉計測装置100はリソグラフィックステッパー位置のコントロールに使用できる。その種のステッパーにおける空気外乱は秒単位で一定の時間を持っており、そのため毎１０から１００ｍｓでの位相変化を測定していけば十分である。そのような低サンプリング率ではセンサー138 の一周波数につき１つのノイズでも問題になることがあるが、ＰＺＴ316により導入される正弦曲線調整の更なる利点は、ＰＺＴ316を例えば３ー１０kHzのように幅を持たせた不定周波数で動かすことで一周波数につき１つのノイズも実質的には低減させられることである。センサー138の精度を高めるために電子検知器を追加して、周波数倍増器136に接続する前に光線140の強度における変動時間をサンプリングすることもできる。この検知器から得られる情報は実際の時間における変動を補正するために用いることができ、それにより光源強度の変動によって測定に変化を及ぼすノイズの低減ができる。ネットワーク102で使用された光学部品同様、ネットワーク104に使用される部品も当業者間ではよく知られている。一般的に光源134の選択には数多くの要素が影響している；レーザー強度の安定性、強度の絶対値、絶対波長の不変性などである。他の部品も同様に光源134から出る光の分離、再結合、移行、偏光回転を効率的に行うそれぞれの性能に基づいて選択している。本目的のために部品改良は常に行われており、本発明の設計変更は可能であり当業者には実効可能である。一好適実施例では、ネットワーク104にはアドラス社の＃ＤＰＹ−425モデルのようなダイオード使用のダブルＹＡＧレーザー134を採用している。この最近開発された全固体化されたレーザーは出力パワーを４００ｍＷまで上げて供給し、２−３年内には出力レベルは１Ｗを越えると期待されている。４００ｍＷの出力レベルは周波数倍増器136の出力ロスが干渉計測装置の測定精度には影響を及ぼさないようにするには十分である。更につけ加えると、出力はきわめて均一に分極化されており、HeNeレーザー106の二元周波数特性を持つ必要はない。別案として、レーザー134を周波数変流を起こさないように安定化したアルゴンレーザーにすることもできる。周波数倍増器136についてはクオンタム・テクノロジー社製のようなものが使用できる。この種の周波数倍増器は、適切な倍増効率を与えられるように温度管理をされたリン酸化二水素アンモニア(ADP)の注意深く並べられた結晶を活用することができる。さらに、その結晶は３種類の周波数全てに特に通光性が高く十分な倍増効率を与えるものである。光線方向性光学については更に例を挙げるが、三周波数用に選択したビームスプリッター300、302、304はそれぞれCVIレーザー・オプティクスから入手可能な＃BSR-25-2037モデルでもよい。あるいは光線方向性光学部品300と302は、カール・ランブレヒト社の＃MGTYB8モデルのような偏光高感度の方解石製ビームスプリッターでもよい。光線の最適分離にこの種のビームスプリッターを使用するには、CVIレーザー社の#QWPD−532.0−2−266.0 −1−10モデルのような二波長波プレートを光学部品300の前に光線146と308に挿入するために一器必要である。二器の鏡306と308は、前者は#02-MLQ-001/016モデルに、後者は#02-MLQ-001/028モデルでもよい。どちらもメレ・グリオット(Me lles Griot)から入手できる。周波数倍増器310はＡＤＰタイプのものでもよい。圧電調整器314はフィジク・＞インスツルメンツ(PHYSIK INSTRUMENTS)の#P−170 .00の一部でもよい。部品300、302、306、308、316は図６に普通はマッハ・ゼンダー・アッセンブリー800と言われている形に並べてある。上述の通り、アッセンブリー800は光線 14 6と148のひとつに位相変調を導入するために必要なメカニズムである。好適な一実施例によると、アッセンブリー800は最小限の混線で光線146と148の片方にしか位相変調を実施しない。センサー138が正確な干渉計位相測定を行うためには、一カ所で１０−6？？？より良い最小限の混線で光線146と148の分離を達成すること。更に、アッセンブリー800は最小限の光学的ロスで位相変調を行うことが好ましい。このように変調された光線の光強度は維持され、ノイズ比に高いシグナルが達成される。図７Ａはマッハ・ゼンダー・アッセンブリー800用の別種の構成900の図式ブロック設計図である。アッセンブリー900は最小限の混線と光学ロスを可能にするだけでなく、温度補正も提供する。マッハ・ゼンダー・アッセンブリー800の場合同様に、アッセンブリー900もビームスプリッター802と804の二台、反射鏡306 と308の２器の構成に従う。最初の偏光高感度のビームスプリッター802が２本の光線を分離する；ＵＶ光線148（266nmで）と緑光線146(532nmで)。２台目の偏光高感度のビームスプリッター804が光線146と148を対照的な光学的配置で再結合させる。圧電または電気歪装置316により稼慟する鏡306の機械的動きが位相変調を与える。電気歪装置の方が好ましい。なぜなら圧電式よりも履歴現象が少なく、また特定のバイアス電圧でより直線的反応を示すからである。好適な実施例によると、図７Ａの鏡306と308は図６に示されたものと同一である。同様に図７Ａの装置は図６のそれと同じでも良い。あるいは、装置３１６はクイーンズゲート・インスツルメント社からでている電気歪調整器の#MT15モデルでも良い。図６と７Ａのマッハ・ゼンダーの設計は光線１４６と１４８を加工するのに便利な機構である。しかしながらマッハ・ゼンダー構成のひとつの欠点はそこがＵＶ光線と緑光線が特に共線的ではない唯一の場所である、ということだ。その結果、熱膨張や温度変化などに関係する外乱が一方の光線に起こっても必ずしももう一方の光線にも起こるとは限らない。これは干渉シグナル３２０の生成に有意な精度不良を起こすことにもなる。例を挙げると、温度のわずかな変化が熱膨張につながり、光路のひとつをもう片方よりも大きな比率で変えてしまう結果になる。ＩＣ製作アプリケーションのため数分になることもあり得る測定時間の間に、光路の長さがたとえ１ナノメートル違っても重大な因子となるかもしれない。したがって、ＵＶ光線１４８と緑光線１４６が横切る光路が熱膨張効果に対して補正されていることが重要である。温度面での安定性達成には光線１４８と１４６の分離が効率的かつきれいに行われねばならないという更なる必要条件も含まれてくる。光線１４６と１４８の分離は波長差異または偏光差異のどちらかに基づいて行われる。波長基盤の分離は図６の３００と３０２で示したような光二色性フィルターを用いて行われる。しかしながら、ＵＶ光線１４８と緑光線１４６をきれいに分離するためには反射ロスを引き起こしがちではあるが、数枚のフィルターを必要とするのが普通である。代案である偏光による分離は、高い複屈折を持つ素材が使用されれば、より効率的で混線を低減できる。偏光による分離は緑光線１４０の周波数が倍増器１３６により倍になっていると結果的にＵＶ光線１４２が緑光線１４４に直角に偏光生成されるかもしれないので、その点でも有効である。このように偏光による分離は光線操作をそれ以上することなしに実行され得る。従って、好適な実施例によると、ビームスプリッター８０２と８０４は方解石結晶で作成されている。方解石は比較的高い複屈折性を与えるので特に適しており、それにより光線１４２と１４４の偏光による分離をきれいにすることが可能になる。また方解石は緑光線とＵＶ光線のどちらに対しても十分な伝導を与える。更に、方解石は比較的高い分散特性を持っており、そのため追加の波長基盤分離も可能となる。更に特記すべきは、方解石の分散特性は光線１４８と８１３の間で角分離を起こし、そのため簡単な開口を使用するだけで漏れを防ぐことになる。例を挙げると、開口８１９は緑漏れ光線８１３を防ぎながらＵＶ光線１４８がビームスプリッター８０４へ通るのを可能にする。緑吸収板８１０を使用して、それでＵＶ光線１４８通過中に緑漏れ光線８１３を更に防ぐこともできる。同様に、吸収板８０８は緑光線１４６を鏡３０８へ通している間のＵＶ漏れ光線８１２を防ぐように操作することができる。上述の通り、アッセンブリー９００は温度補正されている。温度補正は記載した各部品をアルミニウムプレート８１４に搭載して達成される。温度補正を与えるに際しては、いくつかの因子を考慮すること。まず、部品802、810、306、148 、804により形成されるＵＶ光路と、部品802、808、308、804で形成される緑光路が同じ長さではないという因子。あるいは方解石の屈折率が温度に左右されること。あるいは方解石の熱係数が緑でもＵＶでも等しくなく等積的でもないことなどである。この発明の好適な実施例によると、アッセンブリー９００はアルミニウムの熱膨張係数と方解石の熱係数のバランスをとることで熱安定を達成している。もっと特定すると、各波長における光路の温度による全変化を考慮している。各光路の変化はアッセンブリー全体の熱膨張（例；アルミニウムの熱膨張係数による寄与）と方解石の温度依存性屈折率の変化が寄与している。質量的には、アルミニウムアッセンブリーが膨張すると、緑光路はＵＶ光路より速く長くなる。図７に示されているように、これは緑光路がＵＶ光路より長く飛び出す結果起こる。しかしながらＵＶにおける方解石の屈折率の熱係数は、緑における方解石の屈折率の熱係数より大きな因子のひとつという以上のものである。最終結果として、アルミニウムプレート８１４の膨張による緑光路のより大きな熱膨張は、ＵＶにより大きな光路長変化を引き起こす方解石の屈折率の熱係数により直接バランスがとれる。更に追加して、方解石の熱膨張効果や、方解石の変化する分散がいかにＵＶ光線を装置８０４表面上を「歩かせる」かなどという因子も考慮対象とし、補正した。方解石とアルミニウムの特性が相互にバランスをとるよう使われるので、アッセンブリー９００の物理的面でのスケールは方解石構成要素のサイズが使用された。図７Ａはスケール８１６で、アッセンブリー９００用、約６ｍｍ寸の方解石要素８０２と８０４用の大体の寸法関係を示している。好適な実施例によると、アルミニウムプレート８１４は約１０ｃｍ幅、１０ｃｍ長、３ｃｍ厚である。システム９００の安定のための追加必要条件に、熱膨張効果が光線方向と共線性に与える影響を最小限にすることがある。ある実施例によると、これはアッセンブリー９００を中心線８１８で鏡対象に製作することで達成された。このように二つの方解石要素８０２と８０４の光学軸８２０と８２２は図７Ａに見られるように鏡対象配列で設置されている。この発明の更なる実施例によると、アッセンブリー９００は他にもいくつかの利点を実現している。第一に、図７Ａの光学的要素はアルミニウム基板８１４に堅固に搭載されている。そのために、アッセンブリー９００全体が起動周波数幅の３−１０kHz近くの周波数でも比較的強固である。第二に、要素８０２と８０４は結晶にかかる複屈折圧力が最小限になるように実質的には圧力がかからないように（運動学的に）搭載されている。このような複屈折は光線１４６と１４８の波面を変更しうるものである。第三に、ＵＶ光線１４８と緑光線１４６が分離される場所の光路は比較的短く、空気外乱関連の影響を最小限にするようコントロールされている。コントロールの方法としては例えばアッセンブリー９００を真空内またはヘリウム内に置くこともできる。ヘリウムの方がより良い選択である。なぜならヘリウムは熱交換とアッセンブリー内の均一性を拡大するからである。別案として、図７Ｂ８２０のような通路をプレート８１４に光線１４６と１４８の光路に沿って設けて、それ以上の空気外乱を制限することもできる。好適な実施例によると、安定性を増すために両方のアプローチが採用されている。図８Ａと８Ｂはそれぞれ方解石ビームスプリッター８０２と８０４用の無圧力台８２５の側面図と上面図である。台８２５は上表面８２７を持ち、そこにビームスプリッター８０２が取り付けられている。台８２５には取り付けパッド８２９、８３１、８３３も含まれている。パッド８２９、８３１、８３３にはそれぞれに取り付け穴８３５、８３７、８３９がある。取り付け穴８３５はパッド８２９を基板８１４にしっかり締め付けらるようにネジ山のついた取り付けボルト８４１に適応している。取り付け穴８３７と８３９も同様に適応している。図８Ａと８Ｂの構成では取り付けパッド８２９、８３１、８３３は圧力を吸取するように変形する。さもないと圧力はビームスプリッター８０２にかかるだろう。更に、空間８４５は基板８１４の表面の欠陥がビームスプリッター８０２に圧力をかける可能性を低減している。図９Ａと９Ｂは鏡３０６と３０８用に使用される固定取り付け８５０タイプの側面図と上面図をそれぞれあらわしている。鏡３０６は取り付けプレート８５１に取り付ける。取り付けプレート８５１は引／押ロック調節スクリュー８５５、８５７、８５９により取り付けブロック８５３に調節しながら固定できる。スクリュー８５５、８５７、８５９は鏡３０８の偏向角度をセットするよう調節をし、それから鏡３０８を定位置に固定するようロックする。取り付けブロック８５３には８６９や８７１で示したような取り付けボルトをブロック８５３を基板８１４に固定するために通す開口８６１、８６３、８６５、８６７がある。図１０Ａと１０Ｂはエンクロージャー８７５の断面図と上面図である。これは基板８１４に取り付けヘリウムのような気体を満たすことができる。見てわかるとおり、エンクロージャー８７５は取り付けボルト８７７ａ−８７７ｈにより気体充満させたチェンバーを形成するように基板８１４に取り付ける。光線８８９はチェンバー８７９の光線口８８１と８８３を通ってチェンバーに出入りできる。光線口８８１と８８３には光窓８８５と８８７もそれぞれ含まれている。上述の通り、図１の構成は測定光線と検知光線が互いの光路を複数回横切るのを可能にする。数種の別の光学的構成でも同じ結果をもたらすことができる。図１１は別案の光学的構成１０００で、そこでは図１にあった要素１１６、１２２、１３０がネットワーク９０２、９０４、９０６に変わっている。まず初めにネットワーク９０２では、図１のように、測定光線１０５と参照光線１０７が鏡１１４から偏光高感度のビームスプリッター９０８に繋がる。最初はＳ偏光されていた対角線上接触面９０８ａは参照光線１０７を第二の偏光高感度のビームスプリッター９１２に反射させる。ビームスプリッター９１２の対角線上接触面９１２ａはＳ偏光された参照光線１０７を１／４波長プレート１２４を通の光路９１４にそって静止参照鏡１２６へ反射する。１／４波長プレート１２４が参照光線１０７を通す際、光線を円偏光するように回転する。鏡１２６からの反射後、光線１０７はそれをＰ偏光するべく回転する１／４波長プレート１２４をもどっていく。Ｐ偏光された光線１０７は対角線接触面９１２ａを抜け、コーナーキューブ９１６へと通る。コーナーキューブ９１６は光線１０７を光路９１８にそってビームスプリッター９１２へと戻してつなぐ。Ｐ偏光された光線１０７は対角線接触面９１２ａから１／４波長プレート１２４へ通る。１／４波長プレート１２４は光線１０７が円偏光されるように回転し、鏡１２６へと光線を通す。鏡１２６は光線１０７を光路９１８に沿って反射し返す。１／４波長プレート１２４は光線１０７をＳ偏光するよう回転して光線を対角線接触面９１２ａへ通す。Ｓ偏光された光線１０７を、対角線接触面９１２ａは対角線接触面９０８ａへと反射して、同様にそれは光線１０７を鏡１１４へと反射し返す。このように参照光線１０７は参照光路１１２を４回横断する。同様に、最初はＰ偏光されたビームスプリッター９０８は測定光線１０５を対角線上接触面９０８ａを通過させ第三の偏光高感度のビームスプリッター９１０に反射させる。ビームスプリッター９１０の対角線上接触面９１０ａから測定光路１１０に沿って光線１１０を通過させる。偏光高感度のビームスプリッター９１０はコーナーキューブ９２０、１／４波長プレート１１８、位置可変測定鏡１２０と共に測定光線１０５を光路１１０にそって複数回反射する。これは上記参照光線の場合とほとんど同じ方法である。別案として、測定光線１０５を追加偏光調整をするために、プレート１２４に似た構造の１／４波長プレート９２２を通して繋ぐこともできる。また、図１に関して前述したように、プレート１１８、１２４、１０５は図３、４に示されたような１／４波長菱面体として作成してもよい。部品９３２は測定光線１０５を特によく通すように作成してもよい。構成１０００の重要な利点のひとつは、費用のかかる方解石ではなく、構成１００の製作に使用された高品質ガラスと溶かしたシリカを採用することが可能になることである。もうひとつの利点は、部品９０８と９１２や部品９０８と９１０の場合のように、二つの偏光ビームスプリッターを直列配置することで、偏光混線が最小限になるべく偏光分離効率を高めることである。一例として、偏光分離は各ビームスプリッターの効率の産物である。従って、もし一部品が３％の偏光漏れを許すとすると、そのような部品を二つ直列に置くと漏れはたったの０．０９％しかなくなる。光学的非直線性による誤差は直接偏光漏れ程度に比例する。従って、このような構成は３０の因子による非直線性誤差を低減させる。この改良は重要で、かつ図１で詳細を述べたような偏光高感度のビームスプリッター１台では困難である。偏光分離は典型的に対角線接触面に使用されるフィルムコーティングに左右される。再生ができ、直行する両光路に沿ってきれいに分離できるような一重のコーティングを考案するのは難しい。ネットワーク９０２で使用される特別部品に関しては、コーナーキューブ９１６と９２０はヒューレット・パッカード社の#10703Aモデルである。偏光高感度のビームスプリッター９０８、９１０、９１２はヒューレット・パッカード社の#10766Aモデルである。１／４波長プレート９２２はヒューレット・パッカード社の#10722モデルである。プレート１２４と１１８は図１にあるものと全く同じである。前述の通り、本発明の重要な目的のひとつは空気外乱補正を改良した干渉測定装置を提供することである。空気外乱効果は真空にできないほとんどの環境で典型的に経験するもので、大抵非直線性効果をはるかに超越し、したがってほとんど関心を払われない。その結果、光学的非直線性に関わる残りの誤差は残存する不確実性の大きな構成要素である。更に留意すべき点は、ネットワーク９０２の配置は必ずしも偏光漏れを低減したり、空気外乱補正を組み込まないタイプを含む多くのタイプの干渉測定装置における非直線性誤差を改良するべく使用されるわけではないことである。ネットワーク９０４と９０６に転じると、それらの機能は図１の部品１１６と１３０と同じである。図１や測定光線１０５の場合のように、検知光線１４２と１４４は測定光路１１０を４回横切る（例、各方向２回）。もっと詳しく言うと、２６５nm(UV)光線１４２と５３２nm（緑）光線１４４は図１の倍増器１３６から波プレート９２４で一緒になる。倍増器１２６から来る光線１４２と１４４は互いに対して直角に偏光するかもしれない。しかしながら波プレート９２４は光線１４２に対しては半波長プレートとして、光線１４４に対しては全波長プレートとして作用し、従ってこれらの光線が全く同じ偏光になるよう回転する。一応、光線１４２と１４４はプレート９２４通過時にＰ偏光されているものと仮定するが、当業者は両光線が簡単にＳ偏光できることを認めるだろう。波プレート９２４は光線１４２と１４４を検知して光路９３６にそって二波長偏光高感度のビームスプリッター９２６へ繋ぐ。ビームスプリッター９２６はＳ偏光であろうとＰ偏光であろうと、それに基づき光線１４２と１４４を通したり反射したりすることができる。交互偏光したレーザー周波数が近い二本を分離する必要があるネットワーク９０２の偏光高感度のビームスプリッターとは違い、ビームスプリッター９２６は同一偏光した周波数間隔が遠い（例；２６６ｎｍと５３２ｎｍ）二本に対して同じ作用をする必要がある。これは光線１４２と１４４が同じ光路を横切るためと、システムの相対基準が一方の波長の他方に対する関係だからである。結果として、ビームスプリッター９２６での偏光分離はいかなる光学直線性誤差にも関係しない。従ってビームスプリッター９２６の効率は光線方向体系でロスを低く押さえることが重要である。設計を簡略するには、ビームスプリッター９２６をよくある４５度ではなく入射角５３度で製作する。５３度での操作は、ブリュースター角に近いので、最良の性能を得られるような角度にをあわせる容量があり、利点が多い。初めはＰ偏光されて、ビームスプリッター９２６は光線１４２と１４４を光路９３８に沿って右角プリズム９２８へ通す。ネットワーク９０２のコーナーキューブ逆反射装置９１６と９２０とは違い、ネットワーク９０４と９０６では右角プリズムを採用している。ネットワーク９０２ではコーナーキューブ９１６と９２０は赤光線を通し、ＢＫ７から作成することができる。しかしながらネットワーク９０４と９０６で必要とされるＵＶ光線通過にはＢＫ７は適していない。かわりに溶解シリカのような素材がより適している。溶解シリカのより低い屈折率は、低い吸取ロスで内的反射を保持するが、その角度は４６度までと限られている。結果としてコーナーキューブ配置図（三屈折を用いる）ではうまくいかない。しかし、右角プリズム（４５度近くで二屈折用いる）ならうまくいく。従ってネットワーク９０４と９０６に好適の逆反射装置はメレ・グリオット社の＃０１ＰＱＢ００２モデルのような高反射率を持つ溶解シリカの右角プリズムである。右角プリズム９２８は光線１４２と１４４を光路９４０に沿って二色性ビームスプリッター９３０へ反射する。ビームスプリッター９３０は光線１４２と１４４を二色性ビームスプリッター９３２へ光路９４２に沿って反射する。ビームスプリッター９３０と９３２には、測定光線１０５を通しながら光線１４２と１４４のＵＶおよび緑周波数を反射するよう設計された誘電性の薄いフィルムコーティングがしてある。好適実施例によると、測定光線はＨｅＮｅレーザー光源１０６から生成されるため赤い光線である。ビームスプリッター９３０と９３２は直列につないで、光線１４２と１４４に効率のいい反射を与え、好ましくない混線を避けるためにＨｅＮｅ波長のＵＶおよび緑波長からの分離を改良している。ビームスプリッター９３２は光線１４２と１４４を１／４波長プレート（あるいは菱面体）１１８へ、光路９４４にそって反射している。プレート１１８は三波長（ＵＶ、緑、赤）全てに対して作動するように設計できる。しかし、ＨｅＮｅ波長にも対応できる追加調整能力を与えるように第二の１／４波長プレート９２２を導入することも可能である。これはＨｅＮｅ波長での正確な遅滞を再生提供するのが困難であるが、三波長１／４波長プレートを創作することを考慮する場合に利点となり得る。光線１４２と１４４はプレート１１８経由で測定鏡１２０へ通る。その間にプレート１１８は光線１４２と１４４が円偏光するように回転する。鏡１２０は光路９４４に沿って光線１４２と１４４を反射し返す。光線１４２と１４４はＳ偏光すべく回転しているプレート１１８を通って戻る。光線１４２と１４４はそれから部品９３２、９３０、９２８と光路９３８経由で偏光高感度ビームスプリッター９２６へ戻る。Ｓ偏光されて、ビームスプリッター９２６は光線１４２と１４４を右角プリズム９３４へ反射し、それから光路９４６経由でビームスプリッター９２６へと光線１４２と１４４を反射し返す。まだＳ偏光されたままの光線１４２と１４４をビームスプリッター９２６は光路９４８経由でプリズム９２８へと反射する。プリズム９２８は光線１４２と１４４をビームスプリッター９３０へ反射し、それは次にビームスプリッター９３２に光線を接続する。ビームスプリッター９３２は光路９５０に沿って、光線１４２と１４４を、円偏光すべく回転しているプレート１１８経由でつなぐ。光線１４２と１４４はそれから鏡１２０から光路１５０にそって反射し返される。円偏光された光線はＰ偏光となってプレート１１８経由で戻っていく。光線１４２と１４４はそれから部品９３２、９３０、９２８、光路９４８経由でビームスプリッター９２６へと反射され戻っていく。Ｐ偏光された光線１４２と１４４をビームスプリッター９２６は波プレート９２４へと戻していく。プレート９２４は回転して光線１４２と１４４を再び互いに直交するように偏光して、それから両光線を、光線１４６と１４８のように、図１のＳＨＩセンサー１３８へ接続する。当業者が認めるとおり、図１および１１−１４で詳述されたタイプの干渉計測装置は寸法的に変化しやすい。そのため測定光路１１０と参照光路１１２を実用的に左右対称に作成するのには利点がある。好適な実施例によると、偏光高感度ビームスプリッターの寸法は実質的には同一であり、測定および参照通路内での反射数も同じである。部品９３２やおそらくは部品９２２のような乱検知光学関連の”死路”は参照光路１１２をこの死路に合うように長くすることで、あるいは死路光の厚みをまねて溶解シリカの薄板を付けることで補正できる。これにより図１および１１−１４のシステムを、光学的要素の分散ひいては空気外乱検知サブシステムの安定性に影響を与えるかもしれない熱変化を均一にするよう直接補正することができる。前述の通り、図１の実施例が測定光路１１０で光線１４２と１４４間の位相差測定により空気外乱を検知し、その結果光線１４２と１４４は光路１１０に沿って同時に照射される。しかしながら、後述するとおり、本発明の別の実施例によると、そのような外乱を検知するには他にもいくつかのアプローチを用いることができる。図１２は図１の補正ネットワーク１０４の代案実施例を含む干渉計４００を詳述したブロック構成である。図１のシステム１００同様に、干渉計４００は測定鏡４０２の静止参照鏡４０４に比例した位置の変化を測定でき、同時に測定光路４０６に沿っての空気外乱を補正する。更に詳しく後述するが、干渉計４００はオプションでセンサー４３８を備え、参照光路４０８に沿っての空気外乱も補正できるようにすることも可能である。そうすると、図１２の実施例によると、測定光路４０６も参照光路４０８もどちらも環境をコントロールする必要はない。図１の実施例と違い、干渉計４００は光源は４１０ひとつで、測定光線と空気外乱検知光線の両方を出している。好適な実施例によると、光源４１０はヘテロダイン光源で、例えば、ダイオード二重ＹＡＧレーザー（ＤＰＤＹＡＧ）で構成されている。このような光源からの光線は、安定性を高める意味でも、標準的なヨウ素蒸気などと比較すると周波数が安定している。あるいは参照を固定寸法の安定装置にすることもできる。レーザー４１０から生成される一組のヘテロダインレーザー光線４１２は周波数倍増器４１４で周波数が倍増している。周波数倍増に続き、二組のヘテロダイン光線４１６と４１８は干渉計経由で参照光路４０８と測定光路４０６の両方を横切って通る。もっと詳しく述べると、鏡４２０はペア光線４１６と４１８を一緒にして偏光高感度のビームスプリッター４２２へつなぐ。偏光高感度のビームスプリッター４２２は非倍増のヘテロダインペア４１６の１本４１６ａを反射器４２４へ向け、もう片方の４１６ｂを１／４波長菱面体４２６へ向ける。同様に、ビームスプリッター４２２は、周波数倍増したヘテロダインペア４１８の１本４１８ａ光線を反射器４２４へ向け、もう片方の４１８ｂを１／４波長菱面体４２６へ向ける。反射器４２４は光線４１６ａと４１８ａを、１／４波長菱面体経由で参照光路４０８沿いに静止参照鏡４０４へ方向を向ける。同様に、光線４１６ｂと４１８ｂは菱面体４２６経由で測定光路４０６沿いに位置可変鏡４０２へ伝わる。非倍増のヘテロダインペアの光線４１６ａと４１６ｂは参照および測定光路に沿ってそれぞれ反射され返って、４１６ペア光線を二色性ビームスプリッター４３０に反射する鏡４２０に戻る。二色性ビームスプリッター４３０はペア光線４１６をヘテロダインセンサー４３２に反射する。センサー４３２は、図１のセンサー１２８と同じやり方で、鏡４０２の鏡４０４と比較した位置変化を測定できる。非倍増のヘテロダインペア４１６のように、倍増されたヘテロダインペア４１８は、非倍増の４１６と同じくそれぞれ光学要素を横切ったあと、二色性ビームスプリッター４３０を通り、そこで周波数倍増ヘテロダインセンサー４３４へつなげられる。センサー４３２と同様に、センサー４３４は鏡４０３と鏡４０４との間の相対的位置変化を測定できる。図１のネットワーク１０２のように、コーナーキューブ４２７は偏光高感度のビームスプリッター４２２と菱面体４２６と連結して、光線４１６ｂと４１８ｂを測定光路４０６に沿って、反射され戻ってくる光線を鏡４２０へつなぐ前に、不定回数反射するように作動する。当業者は認めるように、コーナーキューブ４２７とビームスプリッター４２２は、鏡４１６へつなぎ戻す前に光線４１６ａと４１８ａを参照光路４０８に沿って不定回数反射するように菱面体４２８と一緒に作動させることもできる。もし参照光路４０８と測定光路４０６の両方が真空に保たれたら、鏡の位置変化はセンサー４３２で測定しても４３４で測定しても同じだろう。しかし片方の光路が真空になってなかったり、少なくとも環境がコントロールされてなければ、光線４１６と４１８の二つの広く離れた周波数で測定した光学通路の長さを比較することで、コントロールされてない光路に沿った分散が引き起こす変動を正確に測定できる。これらの変動を計算して二つの鏡４０２と４０４の間の相対的位置変化の正確な測定値をだせる。上述の通り、システム４００はセンサー４３８を含むオプションもある。ある実施例によると、図１のセンサー１３８のように、センサー４３８は二番目の高長波干渉計になり得る。この実施例によると、鏡４２０は反射光線ペア４１６と４１８を一部は銀鏡４３６へつなぐ。交代に鏡４３６はペア光線４１６と４１８をセンサー４３８へつなぐ。センサー１３８の場合と同様、センサー４３８は、測定光路４０６から反射してきた周波数倍増光線４１８ｂと非倍増光線４１６ｂを、空気に関連して起こるいかなる光路の長さ変動でも測定するために加工することができる。あるいは、センサー４３８は、参照光路４０８から反射してきた周波数倍増光線４１８ａと非倍増光線４１６ａを、その光路に起こるいかなる空気関連の光路長さの変動でも測定するために加工することができる。このように、本実施例の重要な利点は、測定光路あるいは参照光路のどちらかに様々な分散変動が存在するときにはいつでも直接測定できることである。こうして光路を空気コントロールする費用と技術的複雑さを回避できるのである。図１３は別の実施例５００のブロック構成である。これは図１２の周波数倍増器４１４のかわりにレーザー源５０２を追加活用するものである。第二のレーザー源５０２から供給される波長は第一のレーザー４１０からは十分離れている。倍増器４１４を光源５０２に置き換えるので、干渉計５００の取り扱いは、図１２の干渉計４００と実質的には全く同じである。図１４は図１２の４００の実施例のバリエーションである６００の構成である。図に示されているように、干渉計６００は第二のヘテロダインレーザー源６０２と周波数倍増器６０４の両方を含んでいる。周波数倍増器６０４は空気外乱の検知と補正を行う２本のよく離れた光線を出すので、第二のヘテロダインレーザーの周波数は第一のヘテロダインレーザーのそれからあまり離れている必要はない。干渉計６００は追加のヘテロダインセンサー６０６も含み、それは光路４０６と４０８から反射してきてビームスプリッター６１０を通して一緒になったヘテロダインペア光線６０８を受け取るためである。図１４のシステムの利点のひとつは、センサー４３８を使う必要がないことである。もうひとつの利点は第二のヘテロダインレーザー６０２はそれほど波長が安定していなくてもいいことである。図１５は図１、１１−１４に記載されたタイプの、ステッパーシステム７０２を使う干渉計測装置７００のブロック構成である。システム７００は参照光線７０６と測定光線７０８を生成するためにレーザー源とセンサー７０４を含んでいる。光学的ネットワーク７１０は参照光路７１２に沿って参照光線７０６を静止参照鏡７１４につなぎ、関連縮小レンズ７１５を持っている。同様にネットワーク７１０は測定光路７１６沿いに測定光線７０８を位置可変測定鏡７１８へ接続する。測定鏡７１８は可動ステージ７２０に取り付け、それはシリコンウエハー７２２を保持する。表示の通り、参照光路７１２は環境的外乱から守られており、一方測定光路７１６は無防備である。典型的には、干渉計測装置７００はステージ７２０の位置を正確に決めるステージドライブサーボモーター７２４をコントロールする。もっと詳しく述べると、リソグラフィックステージ７０３の回転軸に加え、ｘ，ｙ，ｚ軸コントロールを与えるために干渉計測装置の複数性が採用されている。どの電気部品でもそうだが、サーボモータや他の関連コントローラー電子機器は熱を生成する。もし環境がコントロールされないと熱は次々と測定光路、多様な参照光路、干渉計位置コントローラーなどに空気外乱を引き起こしていく。前述の通り、これらの外乱は位置エラーを引き起こす。このような位置エラーは現代の集積回路構成アプリケーションでは許されない回路制御エラーへとつながる。システム７００は空気外乱による光路長さ変化を補正し、同時にステージ７２０を正確に位置付けるのに必要な距離測定を行うので、これまでのどのコントローラーよりもはるかに正確にステージ７２０の位置をコントロールすることができる。このように、干渉計測装置７００は商業的高性能ステッパーシステム中の重要要素として作動できる。当業者は認めるように、本発明に基ずくヘテロダイン干渉計測装置のここまでの図による説明や細かい設計（全例数指定含む）は本発明の範囲から離れることなく修正されることもある。例えば、レーザー光線の周波数倍増には様々なアプローチが採用可能である。あるいは、より高精度の測定を達成するために単線、２倍、４倍、それ以上の光路を使用して変位を測定する様々な光学部品を用いた数多くの干渉計設計を提供できる。あるいはより正確な位置変化測定のために電子検知システムの設計をより拡張することもできる。さらには、時間による位置情報を最新のコンピューターアルゴリズムにより最も正確な位置を検知するのに使用することもできる。従って、我々が意図するのは上記記述や付属の図面などに含まれる全ての情報は制限的な意味ではなくむしろ説明として解釈されることである。また次に続く請求は本書に記載された本発明特有の点と言葉の問題で落ちているかもしれない本発明の範囲の全記述を全てカバーするものである。

Claims

【特許請求の範囲】請求項１基準光線を第１測定波長でもって基準路を通って基準反射器に投影する手段、および測定光線を第２測定波長でもって測定路を通って測定反射器に投影する手段を含む第１レーザー光源と、前記基準反射器からの反射基準光線と前記測定反射器からの反射測定光線の間に発生する干渉縞から、前記測定反射器の位置変化測定手段と、第１検出光線を第１検出波長でもって前記測定路を通って投影する手段、および第２検出光線を第２測定波長でもって前記測定路を通って投影する手段を含む第２レーザー光源と、第１検出光線により前記測定反射器から反射した前記第１反射検出光線と第２検出光線により前記測定反射器から反射した第２反射検出光線の間の前記測定路に沿った、空気擾乱を示す位相差を測定する手段を含むセンサーと、前記測定反射器の位置変化の測定誤差を補正する手段と、からなる干渉計測装置。請求項２前記第１測定周波数が前記第２測定周波数と等しく、且つ前記の測定反射器の位置変化を測定する手段が、前記反射基準光線と前記反射測定光線を結合する手段と、前記干渉縞を表す電気信号を発生する手段を含む検出器と、測定反射器の位置変化を測定するために、前記電気信号の縞を計測する第１処理手段を含み、前記縞が前記反射基準光線と前記反射測定光線が交互に強めあう干渉と弱め合う干渉を繰り返す、請求項１に記載の干渉計測装置。請求項３上記第２レーザー光源が、前記第１検出光線を発生するダイオードレーザーを含み、前記第１検出波長が実質的に前記第１測定波長と異なる請求項２に記載の干渉計測装置。請求項４前記第２検出光線投影手段が、前記第２検出光線を前記第２検出波長で発生する手段を備える第１波長偏移装置を含み、前記第２検出波長が前記第１検出波長の約２分の１である請求項２に記載の干渉計測装置。請求項５前記センサーが、前記第１反射検出光線を第１光路に沿って導く手段と、前記第２反射検出光線を第２光路に沿って導く手段を含む光線導波器と、前記第２光路上に位置し、前記第１検出波長が前記第２検出波長と実質的に同じになるよう偏移させる手段を含む波長シフターと、前記第２光路上に位置し、前記波長シフターに結合され、前記第１反射検出光線が波長偏移された後、前記第１反射検出光線と前記第２反射検出光線との位相角の差を測定する手段を含む光電感度性検出器からなる、請求項２に記載の干渉計測装置。請求項６前記第１光路が呼び第１光路長を持ち、前記第２光路が呼び第２光路長をもち、且つ前記センサーが、前記第１光路および前記第２光路の少なくとも一方の上に光路変調器を備え、前記第１光路長および前記第２光路長の少なくとも一方の変調を行なう手段を含む、請求項５に記載の干渉計測装置。請求項７前記光路変調器が圧電器を含む、請求項６に記載の干渉計測装置。請求項８前記第２検出波長が前記第１検出波長の約２分の１であり、前記第１検出波長を実質的に前記第２検出波長と同一になるように、前記波長シフターが前記第１検出波長を２分の１にする手段を含む、請求項５に記載の干渉計測装置。請求項９前記光線導波器が、前記第１反射検出光線を前記第１光路に沿って前記光路変調器に方向づける手段と、前記第２反射検出光線を前記第２光路に沿ってに方向付ける手段を含む波長選択ビームスプリッターからなる、請求項６に記載の干渉計測装置。請求項１０前記光線導波器が、前記第１反射検出波長を前記第１光路に沿って前記光路変調器に向ける手段と、前記第２反射検出波長を前記第２光路に沿って方向付ける手段を含む偏光選択ビームスプリッターからなる、請求項６に記載の干渉計測装置。請求項１１前記センサーが、前記第１反射検出光線が波長偏移された後、前記第１反射検出光線と前記第２反射検出光線を結合することにより生じる干渉縞によって引き起こされる光学縞を計測することにより前記位相差を測定する測定手段を含む、請求項６に記載の干渉計測装置。請求項１２前記検出器が、前記位相角の前記差を表す電気信号を発生する手段を含む、請求項５に記載の干渉計測装置。請求項１３前記電気信号が、複数の高調波信号を含み、前記センサーが、前記電気信号に接続され、前記高調波信号の第１の組を分離する手段を含み、前記高調波信号の前記第１の組の各々を表す第１の組の出力信号を発生する手段を含む第１の複数のロックイン増幅器と、前記高調波信号の前記第１の組を処理し、前記位相角の前記差の少なくとも第１部分を測定する第２処理手段を含む、請求項１２に記載の干渉計測装置。請求項１４前記センサーが、前記電気信号に接続され、前記高調波信号の第２の組を分離する手段を含み、前記高調波信号の前記第２の組の各々を表す出力信号を発生する手段を含む第１の複数のロックイン増幅器と、第２の複数のロックイン増幅器からの前記高調波信号の第２の組に接続され、前記高調波信号の前記第２の組を定期的に標本化する手段と、前記標本化された振動を処理して前記位相角の前記差の少なくとも第２部分を測定する手段を含んだ標本化ネットワークとを含む、請求項１３に記載の干渉計測装置。請求項１５前記センサーが、均一な温度変化のために前記センサーの少なくとも一部を補正する補正手段を含む、請求項１に記載の干渉計測装置。請求項１６前記補正手段が、前記センサーの少なくとも一部をヘリウムを含むガスの中に囲い込む手段を含む、請求項１５に記載の干渉計測装置。請求項１７前記補正手段が、前記第１および第２検出光線用のチャネルを備えるベースプレートを備える、請求項１５に記載の干渉計測装置。請求項１８前記センサーが、前記第１反射検出光線と前記第２反射検出光線を操作する集成装置を含み、その集成装置が、第１温度依存指数屈折によって特徴づけられ、前記ベースプレート上に設けられ、前記第１反射検出光線を第１ポイントから第１光路に沿って導く手段と、前記第２反射検出光線を第２ポイントから第２光路に沿って導く手段を備えた第１ビームスプリッターと、前記第１光路の前記ベースプレート上に設け、前記第２反射検出光線を第３光路に沿って導く手段を備えた第１反射器と、前記第２光路の前記ベースプレート上に設け、前記第２反射検出光線を第４光路に沿って導く手段を備えた、前記第４光路た前記第３光路と第２ポイントにおいて交差する、第２反射器と、第２温度依存屈折指数によって特徴づけられ、前記ベースプレート上の前記第２ポイントに設け、前記第１反射検出光線と前記第２反射検出光線を、第５光路に沿って共線的に導く手段を備えた第２ビームスプリッターと、前記集成装置を均一温度変化補正を行なう温度補正手段を、含む請求項１に記載の干渉計測装置。請求項１９前記温度補正手段が、特定の熱膨張係数を持つベースプレートをさらに含み、前記第１ビームスプリッターと前記第２ビームスプリッターの寸法と、前記第１ビームスプリッターと前記第２ビームスプリッター、前記第１反射器、前記第２反射器間の距離が、前記ベースプレートの前記熱膨張係数と前記第１および第２屈折指数が均衡し、前記集成装置を均一の温度変化に対して実質的に影響を受けないように選択されている、請求項１８に記載の干渉計測装置。請求項２０前記温度補正手段が、前記集成装置の少なくとも一部をヘリウムを含むガスの中に囲い込む手段を含む、請求項１８に記載の干渉計測装置。請求項２１前記補正手段が、それを通って前記第１および第２の検出光線が伝播する前記第１および第２検出光線用のチャネルを備えるベースプレートを備える、請求項１５に記載の干渉計測装置。請求項２２前記第１ビームスプリッター、前記第２ビームスプリッター、前記第１反射器、および前記第２反射器が、前記第１ポイントと第２ポイントが、前記第１光線が投射する前記第１反射器上のポイントから等しく位置し、また前記第２光線が投射する前記第２反射器上のポイントから等しく位置するように、前記ベースプレート上に配置されている、請求項１９に記載の干渉計測装置。請求項２３前記基準光線を基準路を通って基準反射器に投影する手段が、前記反射基準光線を前記位置変化測定手段に繋ぐ前に、前記反射光線を前記測定路に沿ってを複数回導く手段を更に含む、請求項１に記載の干渉計測装置。請求項２４前記測定光線を投影する手段が、前記反射測定光線を前記位置変化測定手段に繋ぐ前に、前記反射測定光線を前記測定路に沿って複数回導く手段を更に含む、請求項１に記載の干渉計測装置。請求項２５前記第１検出光線を投影する手段と前記第２検出光線を投影する手段が、前記第１反射検出光線と前記第２反射検出光線を前記センサーに繋ぐ前に、前記測定光線を前記測定路にそって複数回導く手段を更に含む、請求項１に記載の干渉計測装置。請求項２６請求項２７前記基準光線に第１偏光および第２偏光があり、前記基準基準路に第１部分および第２部分があり、前記基準反射器が前記基準光線を前記第１偏光がある状態から前記第２偏光がある状態まで回転し、前記光線を前記第２偏光がある状態から前記第１偏光がある状態まで回転し、前記基準光線を投影する前記手段が、前記基準光線を前記基準路に沿って複数回通過させる第１光学ネットワークを備え、前記第１光学ネットワークが、前記基準光線を前記第１偏光で前記基準路の前記第１部分に沿って投影する手段と、前記基準光線が前記基準路の前記第１部分に沿って前記基準反射器から反射された後に、前記基準光線を前記第２偏光で前記基準路の前記第２部分に沿って投影する手段と、前記基準光線が前記基準路の前記第２部分に沿って前記基準反射器から反射された後に、前記反射基準光線を前記位置変化測定手段に繋ぐ手段とを備える請求項１に記載の干渉計測装置。請求項２８請求項２９請求項３０前記基準光線に第１偏光および第２偏光があり、前記基準基準路に第１部分および第２部分があり、前記基準反射器が前記基準光線を前記第１偏光がある状態から前記第２偏光がある状態まで回転し、前記光線を前記第２偏光がある状態から前記第１偏光がある状態まで回転し、前記基準光線を投影する前記手段が、前記基準光線を前記基準路に沿って複数回通過させる第１光学ネットワークを備え、前記第１光学ネットワークが、前記基準光線が前記１偏光を得たことに反応して、前記基準光線を第１路から第２路へ方向転換する手段と、前記基準光線が前記１偏光を得たことに反応して、前記基準光線を第３路から第４路へ方向転換する手段とを備えた第１偏光感知ビームスプリッターと、前記基準光線が前記１偏光を得たことに反応して、前記基準光線を第２路から前記基準路の前記第１部分へ方向転換する手段と、前記基準光線が前記１偏光を得たことに反応して、前記基準光線を前記基準路の第２部分から第３路へ方向転換する手段と、前記基準光線が前記２偏光を得たことに反応して、前記基準光線を通過させる手段とを備えた、前記第２および第３路の間に位置する第２偏光感知ビームスプリッターと、前記基準路上で前記第２偏光感知ビームスプリッターと前記基準反射器の間に位置し、前記基準光線を前記第１偏光がある状態から前記第２偏光がある状態まで回転し、前記基準光線を前記第２偏光がある状態から前記第１偏光がある状態まで回転する第１偏光回転体手段と、前記第２偏光があり、前記第１偏光感知ビームスプリッターから前記基準路の前記第１部分に沿って通過した前記基準光線を、前記第１偏光感知ビームスプリッターに向けて前記基準路の第２部分に沿って方向転換する第１逆反射手段とを備えた、請求項１に記載の干渉計測装置。請求項３１請求項３１請求項３２請求項３３請求項３４前記測定光線に第１偏光および第２偏光があり、前記測定路に第１部分および第２部分があり、前記測定反射器が前記測定光線を前記第１偏光がある状態から前記第２偏光がある状態まで回転し、前記測定光線を前記第２偏光がある状態から前記第１偏光がある状態まで回転し、前記測定光線を投影する前記手段が、前記測定光線を前記測定路に沿って複数回通過させる第１光学ネットワークを備え、前記第１光学ネットワークが、前記測定光線を前記第２偏光で前記測定路の前記第１部分に沿って投影する手段と、前記測定光線が前記測定路の前記第１部分に沿って前記測定反射器から反射された後に、前記測定光線を前記第１偏光で前記測定路の前記第２部分に沿って投影する手段と、前記測定光線が前記測定路の前記第２部分に沿って前記測定反射器から反射された後に、前記反射測定光線を前記位置変化手段に繋ぐ手段とを備える請求項１に記載の干渉計測装置。請求項３５請求項３６請求項３７前記測定光線に第１偏光および第２偏光があり、前記測定路に第１部分および第２部分があり、前記測定反射器が前記測定光線を前記第１偏光がある状態から前記第２偏光がある状態まで回転し、前記測定光線を前記第２偏光がある状態から前記第１偏光がある状態まで回転し、前記測定光線を投影する前記手段が、前記測定光線を前記測定路に沿って複数回通過させる第１光学ネットワークを備え、前記第１光学ネットワークが、前記測定路の前記第１部分および前記第２部分の間に位置し、前記測定光線が前記第２偏光を得たことに反応し、前記測定光線を通過させる手段と、前記測定光線が前記第１偏光を得たことに反応し、前記測定光線を前記測定路の前記第１部分から第１路へ方向転換させる手段と、前記測定光線が前記第１偏光を得たことに反応し、前記測定光線を第１路から前記測定路の前記第２部分へ方向転換させる手段とを備えた第１偏光感知ビームスプリッターと、前記第１偏光があり、前記第１偏光感知ビームスプリッターから前記基準路の前記第１路沿って方向転換された前記基準光線を、前記第１偏光感知ビームスプリッターに向けて前記第２路に沿って方向転換する第１逆反射手段とを備えた、請求項１に記載の干渉計測装置。請求項３８請求項３９前記第１検出光線と前記第２検出光線に第１偏光および第２偏光があり、前記測定路に第１部分および第２部分があり、前記測定反射器が前記第１検出光線と前記第２検出光線を前記第１偏光がある状態から前記第２偏光がある状態まで回転し、前記第１検出光線と前記第２検出光線を前記第２偏光がある状態から前記第１偏光がある状態まで回転し、前記第１検出光線を投影する前記手段と前記第２検出光線を投影する前記手段が、前記第１検出光線と前記第２検出光線を前記測定路に沿って複数回通過させる光学ネットワークを備え、前記光学ネットワークが、前記第１検出光線と前記第２検出光線を前記第１偏光で前記測定路の前記第１部分に沿って投影する手段と、前記第１検出光線と前記第２検出光線が前記測定路の前記第１部分に沿って前記測定反射器から反射された後に、前記第１検出光線と前記第２検出光線を前記第２偏光で前記測定路の前記第２部分に沿って投影する手段と、前記第１検出光線と前記第２検出光線が前記測定路の前記第２部分に沿って前記測定反射器から反射された後に、前記反射第１検出光線と前記第２検出光線を前記センサーに繋ぐ手段とを備える請求項１に記載の干渉計測装置。請求項４０前記第１および第２検出光線が第１偏光を持つように、第１光路から受けた前記第１および第２検出光線のうち少なくとも一方の前記偏光を調節し、第１偏光を持つ前記第１および第２検出光線を第２光路に沿って繋げる第１偏光回転体手段と？？？、また第３光路から受けた前記第１検出光線が第１偏光を持ち、第３光路から受けた前記第２検出光線が第２偏光を持つように、第３光路から受けた前記第１および第２検出光線のうち少なくとも一方の前記偏光を調節し、第１偏光からの前記第１および第２検出光線を第４光路に沿って繋げる手段と、前記第１および前記第２検出光線が前記１偏光を得たことに反応して、前記第１および前記第２検出光線を前記第２光路から第５光路へ方向転換する手段と、前記第１および前記第２検出光線が前記２偏光を得たことに反応して、前記第１および前記第２検出光線を前記第５光路から第６路へ方向転換する手段と、前記第１および前記第２検出光線が前記２偏光を得たことに反応して、前記第１および前記第２検出光線を第７光路から第８路へ方向転換する手段と、前記第１および前記第２検出光線が前記１偏光を得たことに反応して、前記第１および前記第２検出光線を前記第８光路から前記第３路へ方向転換する手段とを備えた、第１偏光感知ビームスプリッターと、前記第１偏光感知ビームスプリッターから前記第６光路に沿って受け取った前記基準光線を、前記第１偏光感知ビームスプリッターに向けて前記第７光路に沿って方向転換する第１逆反射手段と、前記第１および前記第２検出光線を、第５光路から前記第９光路に向けて、第６光路から前記第５光路に向けて方向転換する手段と、前記第１および前記第２検出光線を、第１０光路から前記第８光路に向けて、前記第８光路から前記第１０光路に向けて方向転換する手段とを含む第２逆反射手段と、前記第１および前記第２検出光線を、前記第９光路から第１１光路に向けて、前記第１１光路から前記第９光路に向けて方向転換する手段と、前記第１および前記第２検出光線を、前記第１０光路から第１２光路に向けて、前記第１２光路から前記第１０光路に向けて方向転換する手段とを含む第１反射器と、前記第１および前記第２検出光線を、前記第１１光路から前記測定路の前記第１部分に向けて、前記測定路の前記第１部分から前記第１１光路に向けて方向転換する手段と、前記第１および前記第２検出光線を、前記第１２光路から前記測定路の前記第２部分に向けて、前記測定路の前記第２部分から前記第１２光路に向けて方向転換する手段とを含む第２反射器と、前記基準路上で前記第２反射器と前記測定反射器の間に位置し、前記基準光線を前記第１偏光がある状態から前記第２偏光がある状態まで回転し、また前記第２偏光がある状態から前記第１偏光がある状態まで回転する第２偏光回転体手段と、を備えた請求項３９に記載の干渉計測装置。請求項４１請求項４２前記基準光線が基準周波数ｆ１？？を持ち、前記測定光線が測定周波数ｆ２？？を持ち、前記周波数ｆ１？？と前記測定周波数ｆ２？？の差が約５メガヘルツから２０メガヘルツの範囲である請求項４１に記載の干渉計測装置。請求項４３前記基準光線が、前記測定光線に対して垂直に偏光している請求項４２に記載の干渉計測装置。請求項４４前記測定反射器の位置変化を測定する前記手段が、前記測定光線と前記基準光線の波長の差を測定する手段を含み、前記波長の差が前記測定反射器の前記位置変化をしめす、請求項４３に記載の干渉計測装置。請求項４５前記第２レーザー光源が、前記第１検出光線を発生するダイオードレーザーを含み、前記第１検出波長が前記前記周波数とも前記測定周波数とも実質的に異なる請求項４１に記載の干渉計測装置。請求項４６前記第２検出光線を投影する前記手段が、前記第２検出波長で前記第２検出光線を発生する第１波長シフターを含み、前記第２検出波長が前記第１検出波長の実質的に２分の１である請求項４１に記載の干渉計測装置。請求項４７前記センサーが、前記第１反射検出光線を第１光路に沿って方向付ける手段と、前記第２反射検出光線を第２光路に沿って方向付ける手段とを含む光線導波器と、前記第１光路に位置し、前記第１検出波長を前記第２検出波長と実質的に同じになるように偏移する波長シフターと、前記第２光路に位置し、前記波長シフターと結合しており、前記第１反射検出波が周波数偏移された後、前記第１反射検出波と前記第２反射検出波との間の位相角の差を測定する手段を含む光電感度性検出器と、からなる請求項４１に記載の干渉計測装置。請求項４８前記第１光路が呼び第１光路長を持ち、前記第２光路が呼び第２光路長をもち、且つ前記センサーが、前記第１光路および前記第２光路の少なくとも一方の上に光路変調器を備え、前記第１光路長および前記第２光路長の少なくとも一方の変調を行なう手段を含む、請求項４７に記載の干渉計測装置。請求項４９前記光路変調器が圧電器を含む、請求項４８に記載の干渉計測装置。請求項５０前記第２検出波長が前記第１検出波長の約２分の１であり、前記第１検出波長を実質的に前記第２検出波長と同一になるように、前記波長シフターが前記第１検出波長を２分の１にする手段を含む、請求項４７に記載の干渉計測装置。請求項５１前記光線導波器が、前記第１反射検出光線を前記第１光路に沿って前記光路変調器に方向づける手段と、前記第２反射検出光線を前記第２光路に沿って前記波長シフターに方向付ける手段を含む波長選択ビームスプリッターからなる、請求項４８に記載の干渉計測装置。請求項５２前記光線導波器が、前記第１反射検出波長を前記第１光路に沿って前記光路変調器に向ける手段と、前記第２反射検出波長を前記第２光路に沿って前記波長シフターに向ける手段を含む偏光選択ビームスプリッターからなる、請求項４８に記載の干渉計測装置。請求項５３前記センサーが、前記第１反射検出光線が波長偏移された後、前記第１反射検出光線と前記第２反射検出光線を結合することにより生じる干渉縞によって引き起こされる光学縞を計測することにより前記位相差を測定する測定手段を含む、請求項４７に記載の干渉計測装置。請求項５４前記検出器が、前記位相角の前記差を表す電気信号を発生する手段を含む、請求項４７に記載の干渉計測装置。請求項５５前記電気信号が、複数の高調波信号を含み、前記センサーが、前記電気信号に接続され、前記高調波信号の第１の組を分離する手段を含み、前記高調波信号の前記第１の組の各々を表す第１の組の出力信号を発生する手段を含む第１の複数のロックイン増幅器と、前記高調波信号の前記第１の組を処理し、前記位相角の前記差の少なくとも第１部分を測定する第２処理手段を含む、請求項５４に記載の干渉計測装置。請求項６０前記位相差測定手段が、実質上同一の周波数で振動する２本のコヒーレント光線間の位相差を測定する手段を含み、位相変調された光線信号を発生する前記コヒーレント光線のうち第１の光線と光学的に連通するように配置された位相変調器と、前記コヒーレント光線のうち第２の光線と、位相変調された光線とに前記光学的に連通するように配置され、前記位相変調された光線信号を前記コヒーレント光線のうち第２の光線と結合し結合光線信号を発生する光線結合器と、前記結合光線信号の強度を測定する検出要素と、前記強度から一連の少なくとも４つの高調波を表す一組の値を測定し、前記値の関数として前記２本のコヒーレント光線間の前記位相差を表す信号を発生するデータ処理装置。請求項６１前記２本のコヒーレント光線を発生する前記位相変調器および前記光線結合器と光学的に連通するように配置されたコヒーレント光源を更に含む請求項６０に記載の干渉計測装置。請求項６２前記コヒーレント光源がレーザーダイオード要素をに含む請求項６０に記載の干渉計測装置。請求項６３前記位相変調器が、前記第１コヒーレント光線をシヌソイド関数によって位相変調する正弦波発生器を含む請求項６０に記載の干渉計測装置。請求項６４前記位相変調器が、前記第１コヒーレント光線の光路を調整する可動鏡要素を含む請求項６０に記載の干渉計測装置。請求項６５前記位相変調器が、その中を通って伸長する圧電結晶を備えた光ファイバーコイルを含む請求項６０に記載の干渉計測装置。請求項６６前記データ処理装置が、フーリエ変換の関数として前記一組の値を測定する信号処理要素を含む請求項６０に記載の干渉計測装置。請求項６７前記データ処理装置が、前記結合された信号の４つの高調波を表す一組の値を測定する手段を含む請求項６０に記載の干渉計測装置。請求項６８前記データ処理装置が、前記結合された信号の第１、第２、第３、および第４高調波を表す一組の値を測定する手段を含む請求項６０に記載の干渉計測装置。請求項６９前記データ処理装置が、前記位相差を表す角度を含む単位円のコードラントを測定し、前記の測定されたコードラントによって前記位相差信号を発生する手段を含む請求項６０に記載の干渉計測装置。請求項７０前記一組の値の関数として、前記第１コヒーレント信号が変調されているかどうかを示す作動信号を発生する手段を含む請求項６０に記載の干渉計測装置。