KR101429532B1 - 파장 어긋남 측정장치, 광원 장치, 간섭 측정장치, 노광장치 및 디바이스 제조방법 - Google Patents

파장 어긋남 측정장치, 광원 장치, 간섭 측정장치, 노광장치 및 디바이스 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 파장 어긋남 측정장치는, 광원으로부터 사출된 광속의 파장의 어긋남을 측정하는 파장 어긋남 검출 센서(WLCD1)이며, 광원으로부터 사출된 광속을 복수의 광속으로 분할하고, 상기 복수의 광속 중의 2광속을 합성해서 간섭광을 생성하는 빔 스플리터(BS2)와, 빔 스플리터(BS2)에 의해 분할된 2광속의 광로 길이차가 일정하게 되도록 설치된 스페이서 부재(SP)와, 빔 스플리터(BS2)에 의해 생성된 간섭광을 검출하는 복수의 광전 센서(PD)를 포함한다. 상기 복수의 광전 센서(PD)는, 상기 간섭광에 근거해서 서로 위상이 어긋난 복수의 간섭 신호들을 출력하여, 상기 복수의 간섭 신호들을 이용해서 파장 어긋남을 산출한다.
파장 어긋남, 광원, 간섭 측정, 광전 센서, 빔 스플리터

Description

파장 어긋남 측정장치, 광원 장치, 간섭 측정장치, 노광장치 및 디바이스 제조방법{WAVELENGTH SHIFT MEASURING APPARATUS, OPTICAL SOURCE APPARATUS, INTERFERENCE MEASURING APPARATUS, EXPOSURE APPARATUS, AND DEVICE MANUFACTURING METHOD}
본 발명은, 2광속의 광로 길이차가 일정하게 되도록 구성함으로써 광원 파장의 어긋남(shift)을 측정할 수 있는 파장 어긋남 측정장치에 관한 것이다.
종래부터, 기계 스테이지의 상대 변위나 굴절률을 측정하기 위한 측정장치로서 간섭계가 이용되고 있었다. 간섭계는, 일반적으로, 파장을 기준으로서 측정을 실시한다. 이 때문에, 광원의 파장이 어긋나면, 측정 오차가 생긴다.
이 점에 있어서는, 종래는, (1) 광로 길이차를 영으로 설정하는 구성을 채용해서 광원 파장 어긋남에 의한 오차를 원리적으로 발생시키지 않는 방법, 또는 (2) 파장 안정 레이저를 이용하여 측정 오차를 억제하는 방법이 사용되고 있었다.
그런데, 예를 들면, 사용 목적상 광로 길이차를 영으로 설정할 수 없는 간섭 측정장치에 있어서 측정 오차를 억제하기 위해서는, 파장을 안정화하는 것밖에 방책이 없다. 예를 들면, 일본국 공개특허공보 특개2002－319737호에는, 파장 안정 기능이 내장된 광통신용 광원에 관해서 기재되어 있다. 그러나, 일본국 공개특허공보 특개 2003－202203호에 기재되어 있는 바와 같이, 파장 안정 레이저는 고가이기 때문에, 측정장치를 저비용으로 구성할 수가 없다.
일본국 공개특허공보 특개 2006-010499호에는 웨지(wedge)판 등에 의해 광로 길이차에 경사를 부여해서, 표면 및 이면 상에 반사광의 간섭에 의해 간섭 무늬를 발생시키는 구성에 대해서 기재되어 있다. 또, 간섭 무늬의 명암 분포를 고려해서 수광 소자를 배치하고, 파장 어긋남에 따라 명암 위치의 변화를 고정된 수광 소자로 검출하는 구성이 일본국 공개특허공보 특개 2006－010499호에 개시되어 있다. 일본국 공개특허공보 특개 2006－010499호는, 이러한 구성에 의해, 파장 어긋남을 고분해능으로 검출하는 것을 제안하고 있다.
그렇지만, 통상, 웨지판의 두께는 파장 정도의 사이즈로 정확하지 않을 수 있다. 이 때문에, 수광 소자의 위치와 간섭 무늬의 위치와의 관계에 따라 명암의 변화를 가장 민감하게 검출할 수 있도록 조정 및 설치가 필요하다. 한편, 이러한 개소는, 외부 환경(온도 변동, 진동의 인가 등)에 따라 변위될 우려가 있고, 한층 더 안정된 방법이 필요하다. 또, 글래스(glass) 등으로 제작된 웨지판에서는, 열팽창의 영향으로 표면 및 이면의 광로 길이차가 변동하기 때문에, 그 영향을 줄이기 위한 방법에 대해서도 문제가 된다.
본 발명은, 2광속의 광로 길이차가 일정하게 되는 구성을 포함하고, 간섭 신호의 위상이 파장 어긋남 이외의 요소(온도, 습도, 진동 등)의 영향을 받지 않도록 구성된다. 따라서, 광원 파장의 어긋남을 안정적으로 정밀하게 측정 가능한, 염가의 고정밀 파장 어긋남 측정장치, 광원장치, 간섭 측정장치, 노광장치 및 파장 어긋남 측정장치를 이용한 디바이스 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 국면으로서의 파장 어긋남 측정장치는 광원으로부터 사출되는 광속의 파장의 어긋남을 측정한다. 상기 파장 어긋남 측정장치는, 상기 광원으로부터 사출된 상기 광속을 복수의 광속으로 분할하고, 상기 복수의 광속 중 2광속을 합성해서 간섭광을 생성하도록 구성된 광학 소자와, 상기 광학 소자에 의해 분할된 상기 2광속의 광로 길이차가 일정하게 되도록 설치된 스페이서 부재와, 상기 광학 소자에 의해 생성된 상기 간섭광을 검출하도록 구성된 복수의 광전 센서를 구비한다. 상기 복수의 광전 센서는, 상기 간섭광에 근거해서 서로 위상이 어긋난 복수의 간섭 신호들을 출력하여, 상기 복수의 간섭 신호들을 이용해서 파장 어긋남을 산출한다.
본 발명의 다른 국면으로서의 광원장치는 가(可)간섭성의 광속을 사출한다. 이 광원장치는, 상기 광속을 사출하도록 구성된 광원과, 상기 광원으로부터 사출된 상기 광속을 분할하도록 구성된 광속 분할부와, 상기 광속 분할부에 의해 분할된 광속의 일부를 수신하고, 상기 광속에 근거해 복수의 간섭 신호들을 출력하도록 구성된 파장 어긋남 측정장치와, 상기 파장 어긋남 측정장치로부터 출력된 상기 복수의 간섭 신호들에 근거해, 상기 광원으로부터 사출된 상기 광속의 파장 어긋남을 억제하도록 상기 광원의 구동 전류 및 온도를 제어하는 제어기를 구비한다.
본 발명의 또 다른 국면으로서의 간섭 측정장치는, 피측정물의 변위량을 측 정한다. 상기 간섭 측정장치는, 가간섭성의 광속을 사출하도록 구성된 광원과, 상기 광원으로부터 사출된 상기 광속의 일부를 수신하여 상기 피측정물의 변위량을 측정하도록 구성된 간섭 측정부와, 상기 광원으로부터 사출된 상기 광속의 다른 일부를 수신하여 상기 광속에 근거해 복수의 간섭 신호들을 출력하도록 구성된 파장 어긋남 측정장치와, 상기 파장 어긋남 측정장치로부터 출력된 상기 복수의 간섭 신호들에 근거해, 상기 광속의 파장의 어긋남을 산출하도록 구성된 파장 어긋남 산출부와, 상기 파장 어긋남 산출부에 의해 산출된 상기 파장의 어긋남을 이용해서, 상기 간섭 측정부에 의해 측정된 상기 피측정물의 변위량을 보정하도록 구성된 변위량 보정부를 구비한다.
본 발명의 또 다른 국면으로서의 노광장치는 원판의 패턴을 기판에 노광한다. 상기 노광장치는, 상기 원판의 패턴을 조명하도록 구성된 조명 광학계와, 상기 원판의 패턴을 상기 기판에 투영하도록 구성된 투영 광학계와, 상기 원판을 탑재해서 이동하도록 구성된 제1의 스테이지와, 상기 기판을 탑재해서 이동하도록 구성된 제2의 스테이지와, 상기 제1 및 제2의 스테이지의 위치들 중의 적어도 하나의 위치를 측정하도록 구성된 청구항 6에 따른 간섭 측정장치를 구비한다.
본 발명의 또 다른 국면으로서의 디바이스 제조방법은, 노광장치를 이용해 기판을 노광하는 단계와, 상기 노광된 기판을 현상하는 단계를 포함한다.
본 발명의 새로운 목적 또는 특징은, 이하의 도면을 참조해 설명되는 바람직한 실시예에 의해 밝혀질 것이다.
이하, 본 발명의 예시적인 실시예에 대해, 도면을 참조하면서 설명한다. 각 도면에 있어서, 동일한 부재에 대해서는 동일한 참조 번호를 교부하고, 중복하는 설명은 생략한다.
우선, 본 실시예에 있어서의 간섭 측정장치의 구성에 대해서 설명한다. 도 1은, 본 실시예의 간섭 측정장치의 블럭도이다.
광원 LD는, 가(可)간섭성의 광속을 사출한다. 광원 LD로부터 사출해 빔 스플리터 BS1에 입사한 광속의 일부는, 빔 스플리터 BS1를 투과해서, 피측정물의 위치를 측정하기 위한 메인 간섭 측정장치(간섭계)에 도입된다. 메인 간섭 측정장치는, 광원 LD로부터 사출된 광속의 일부를 수신해서, 피측정물의 변위량을 측정하는 간섭 측정부이다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 본 실시예에 있어서의 메인 간섭 측정장치(간섭 측정부)는, 빔 스플리터 BS, 코너 큐브 CC0 및 CC1, 광전 센서 PD0(광검출기), 및 연산 유닛 PROCESSOR1를 포함하고 있다.
간섭 측정장치는, 도 1의 화살표 방향으로 상대 이동하는 스테이지 STG 상에 고정 배치되는 코너 큐브 CC1(피측정물)의 변위량(위치)을 측정한다. 이러한 간섭 측정장치는, 피측정물의 변위량이나 굴절률 등을 측정하기 위해서 이용되고, 도 1에 나타낸 바와 같은 마이켈슨(Michelson) 간섭계 이외에도, 예를 들면 피조(Fizeau) 간섭계나 마하 젠더(Mach-Zehnder) 간섭계로서 구성된다.
이 간섭 측정장치에서는, 빔 스플리터 BS에 입사한 입사 광속의 일부는, 빔 스플리터 BS에 의해 반사되어 코너 큐브 CC0에 입사한다. 한편, 입사 광속의 다른 일부는, 빔 스플리터 BS를 투과해서, 가동의 스테이지 STG 상에 설치된 코너 큐브 CC1에 입사한다. 코너 큐브 CC0, CC1로부터의 2광속은, 빔 스플리터 BS에 의해 합성되어 광전 센서 PD0를 통해서 전기 신호로 변환된다. 광전 센서 PD0로부터의 출력 신호는 연산 유닛 PROCESSOR1에 입력되어 연산 유닛 PROCESSOR1에 의해 스테이지 STG의 변위량이 산출된다.
이 메인 간섭 측정장치는, 도 1에 나타낸 구성에 한정되는 것이 아니고, 그 목적에 따라 적당히 변경 가능하다.
광원 LD로부터 사출해서 빔 스플리터 BS1에 입사한 광속의 다른 일부는, 빔 스플리터 BS1에 의해 반사된다. 그 반사 광속은, 파장 어긋남 검출 센서 WLCD에 도입된다. 이와 같이, 빔 스플리터 BS1는, 광원 LD로부터 사출된 광속을 분할하는 광속 분할부로서 기능한다.
파장 어긋남 검출 센서 WLCD는, 광원 파장(광원 LD로부터 사출된 광속의 파장)의 초기값에 대한 상대 어긋남을 검출한다. 이와 같이, 파장 어긋남 검출 센서 WLCD는, 광원 LD로부터 사출된 광속의 다른 일부를 수신해서, 광속의 간섭 위상 어긋남 신호(간섭 신호)를 출력하는 파장 어긋남 측정장치이다.
파장 어긋남 검출 센서 WLCD는, 간섭 위상 측정 광학계로 구성되고, 복수의 간섭 신호들을 출력하도록 구성되어 있다. 파장 어긋남 검출 센서 WLCD로부터 출력되는 복수의 간섭 신호들은, 후단의 연산 유닛 PROCESSOR2에 도입되고, 연산 유닛 PROCESSOR2에 의해 파장 어긋남이 산출된다. 연산 유닛 PROCESSOR2은 파장 어긋남 검출 센서 WLCD 내에도 포함되어 있다.
도 1에 나타낸 간섭 측정장치는, 파장 어긋남량을 광원 LD의 구동 전류나 온도의 제어부, 광원 내부의 회절 격자나 미러의 위치 제어부 등에 피드백시켜서, 파장 어긋남이 원래의 값을 유지하도록(파장 어긋남이 작아지도록) 제어를 행한다. 구체적으로는, 구동부 DRIVER는, 상기와 같은 피드백 제어를 실행하기 위해, 연산 유닛 PROCESSOR2로부터의 출력 신호에 근거해, 광원 LD의 동작을 제어한다.
이와 같이, 간섭 측정장치는, 파장 어긋남 측정장치 WLCD로부터 출력된 간섭 위상 어긋남 신호에 근거해, 광원 LD로부터 사출된 광속의 파장 어긋남을 억제하도록, 광원 LD의 구동 전류 및 온도를 제어하는 제어기를 갖는다. 본 실시예에 있어서, 이 제어기는, 연산 유닛 PROCESSOR2 및 구동부 DRIVER를 포함한다.
도 1에 나타낸 간섭 측정장치에 있어서, 광원 LD, 빔 스플리터 BS1, 파장 어긋남 측정장치 WLCD, 연산 유닛 PROCESSOR2 및 구동부 DRIVER는, 광원장치로서 기능한다.
이와 같이, 도 1에 나타낸 간섭 측정장치에서는, 파장 어긋남 검출 센서 WLCD는 광원 LD의 파장 어긋남을 검출하고, 이 파장 어긋남이 작아지도록 연산 유닛 PROCESSOR2 및 구동부 DRIVER는 광원 LD의 동작을 제어한다. 이러한 제어에 의해, 광원 LD로부터 사출된 광속의 파장 어긋남의 발생을 억제할 수가 있고, 광원 파장을 안정화시킬 수 있다.
다음에, 본 실시예에 있어서의 다른 간섭 측정장치의 구성에 대해 설명한다. 도 2는, 본 실시예의 다른 간섭 측정장치의 블럭도이다.
도 2에 나타낸 간섭 측정장치는, 파장 어긋남 검출 센서 WLCD로부터의 간섭 위상 어긋남 신호를 광원 파장 정보로서 후단의 연산 유닛 PROCESSOR에 출력한다. 연산 유닛 PROCESSOR는, 파장 어긋남 검출 센서 WLCD로부터 출력된 간섭 위상 어긋남 신호에 근거해서, 광속의 파장의 어긋남을 산출하는 파장 어긋남 산출부를 포함한다.
연산 유닛 PROCESSOR는, 메인 간섭 측정장치(간섭 측정부)에 의해 취득되는 간섭 신호(예를 들면, 간섭 무늬의 변화, 간섭 위상의 정보, 및 파장의 최신 정보)에 근거해서, 피측정물의 상대적인 변위량을 산출한다. 게다가, 연산 유닛 PROCESSOR에는, 변위량 보정부가 설치되어 있다. 변위량 보정부는, 파장 어긋남 산출부로 산출된 파장의 어긋남량을 이용해서, 메인 간섭 측정장치(간섭 측정부)에 의해 측정된 피측정물의 변위량을 보정한다.
도 2에 나타낸 연산 유닛 PROCESSOR의 기능은, 간섭 측정장치의 상부 장치에 포함될 수 있다. 이 경우, 연산 유닛 PROCESSOR로부터는, 예를 들면, 연산 파장 정보, 간섭 무늬의 카운트값, 및 위상 정보가 출력된다.
다음에, 본 실시예의 간섭 측정장치에 설치된 파장 어긋남 검출 센서의 구성에 대해 상세히 설명한다.
[실시예 1]
우선, 실시예 1에 있어서의 파장 어긋남 검출 센서에 대해 설명한다.
도 3은, 본 실시예에 있어서의 파장 어긋남 검출 센서 WLCD1의 구성도이다. 도 3에 나타낸 파장 어긋남 검출 센서 WLCD1(파장 어긋남 측정장치)는, 편광 빔 스플리터를 이용해 구성된다.
파장 어긋남 검출 센서 WLCD1는, 광학 소자로서 1/2 파장판 HWP, 편광 빔 스플리터 PBS2, 코너 큐브 CC2, CC3, 1/4 파장판 QWP, 비편광 빔 스플리터 NBS, 편광판 POL1, 및 편광판 POL2를 포함한다. 또, 그것은 스페이서 부재 SP, 광전 센서 PDA＋, 및 광전 센서 PDB＋를 포함한다.
빔 스플리터 BS1로 반사된 광속의 편광면을, 직선 편광의 방향 상태에 따라 1/2 파장판 HWP로 적당히 회전시켜서 45도 방향으로 편광면을 설정해서 편광 빔 스플리터 PBS2에 입사한다. 편광 빔 스플리터 PBS2에 입사한 입사 광속은, S편광의 반사광과 P편광의 투과광으로 구성된 2광속으로 분할된다.
이 S편광의 반사광은 코너 큐브 CC2에 입사하고, 이 P 편광의 투과광은 코너 큐브 CC3에 입사한다.
코너 큐브 CC2 및 CC3에 입사한 2광속은, 코너 큐브 CC2, CC3에 의해 반사되어, 편광 빔 스플리터 PBS2에 다시 입사해 합성된다. 이와 같이, 편광 빔 스플리터 PBS2는, 광원으로부터 사출된 광속을 2광속으로 분할해서 이 2광속을 합성한다. 이들 2광속은 서로 직교한 편광면을 갖기 때문에 소위 간섭광은 아니지만, 광속이 1/4 파장판 QWP를 투과한 후에는, 이들 2광속은 광속 간의 위상차에 따라 편광면의 방향을 변화시키는 직선 편광 광속으로 변환되어 비편광 빔 스플리터 NBS에 의해 등질(等質)의 2광속으로 분할된다. 편광판 POL1에 의해 명암의 타이밍이 투과광에 부여되고, 이 투과광은 코사인 신호광(A상 신호)으로서 광전 소자 PDA＋에 입사한다. 한편, 편광판 POL2에 의해 명암의 타이밍이 반상광에 부여되고, 이 반사광은 사인 신호광(B상 신호)으로서 광전 소자 PDB＋에 입사한다.
본 실시예에서는, 편광 빔 스플리터 PBS2에 의해 분할된 2광속의 광로 길이차가 일정하게 되도록 스페이서 부재 SP가 설치되어 있다. 구체적으로는, 스페이서 부재 SP는, 빔 스플리터 BS2와 코너 큐브 CC2 간의 간격을 유지하고 있다.
복수의 광전 센서 PDA＋ 및 PDB＋는, 입사한 간섭광에 근거해 간섭 위상 어긋남 신호(간섭 신호)를 출력한다. 이러한 간섭 신호의 위상은, 서로 90도 어긋나 있다. 이러한 간섭 위상 어긋남 신호들은 연산 유닛(미도시)에 입력되고, 파장 어긋남량이 산출된다. 연산 유닛은, A상 신호 및 B상 신호를 이용해 아크탄젠트(arctangent) 연산(tan-1)을 실시해서, 간섭 위상 φ을 산출한다. 이 간섭 위상 φ을 계속적으로 측정하면, 간섭 위상 φ의 어긋남을 얻을 수가 있다. 이 때문에, 광원 파장의 어긋남을 측정하는 것이 가능해진다.
본 실시예의 파장 어긋남 검출 센서 WLCD1에서는, 빔 스플리터 BS2와 코너 큐브 CC2, CC3를 구성하기 때문에, 안정적인 스페이서 부재 SP를 이용해 2광속의 광로 길이차가 주어진다. 일반적으로, 광로 길이차를 L0[nm], 광원의 초기 파장을 λ0[nm], 파장 어긋남을 Δλ[nm]로 하면, 위상 어긋남 Δφ[rad]은 식(1)과 같이 표현된다.
Δφ = 2π × L0 ×｛1/λ0 －1/(λ0 ＋ Δλ)｝　…　(1)
식(1)을 변형해서, Δλ << λ0으로서 근사하면, 식(1)은 식(1')과 같이 표현된다.
Δλ = (Δφ×λ0 2)/(2π×L0)　…　(1')
식(1')에 있어서, L0로서 10000㎛, Δφ／2π로서 1/4096, λ0로서 0.85㎛를 각각 식(1')에 대입하면, Δλ는 0.017pm이 된다. 참조부호 Δλ은, 파장 어긋남 검출 분해능에 대응한다. 즉, "위상 어긋남 (1/4096)×2π마다 0.017pm의 파장 어긋남"의 관계로 검출을 행하는 것이 가능하다.
상술한 바와 같이, 본 실시예의 파장 어긋남 측정장치에 의하면, 안정적인 스페이서 부재를 사용하는 것으로 2광속의 광로 길이차가 일정하게 되도록 유지되기 때문에, 광원의 파장 어긋남을 고정밀하게 측정할 수가 있다. 더욱 바람직하게는, 스페이서의 내부 공간을, 진공 상태가 되도록 또는 건조 공기로 충전되도록 설정하는 것이 바람직하므로 습도 의존성도 제거할 수 있다.
[실시예 2]
다음에, 본 발명의 실시예 2에 있어서의 파장 어긋남 검출 센서에 대해 설명한다.
도 4는, 본 실시예에 있어서의 파장 어긋남 검출 센서 WLCD2(파장 어긋남 측정장치)의 구성도이다. 도 4에 나타낸 파장 어긋남 검출 센서 WLCD2(파장 어긋남 측정장치)에서는, 스페이서 부재 SP가 2매의 회절 격자 플레이트(글래스 기판 G1, G2：투명 기판) 사이에 보유되어 있다. 이와 같이, 2광속의 광로 길이차의 기준이 되는 스페이서 부재 SP를 이용하는 것으로 2광속의 광로 길이차를 형성하는 마하 젠더(Mach-Zehnder) 간섭계의 파장 어긋남 검출 센서를 구성하고 있다.
도 4에 나타낸 파장 어긋남 검출 센서 WLCD2는, 광학 소자로서의 글래스 기판 G1(제1의 회절 격자 플레이트)의 이면에, 투과형의 회절 격자 GBS1 및 반사형의 회절 격자 GBS3(총체적으로 "제1의 회절 격자"라고 한다.)가 설치되어 있다. 스페이서 부재 SP로 형성된 간격(갭 G)의 거리에서 글래스 기판 G1에 대향하도록, 광학 소자로서의 글래스 기판 G2(제2의 회절 격자 플레이트)가 배치되어 있다. 글래스 기판 G2에는, 반사형의 회절 격자 GBS2 및 투과형의 회절 격자 GBS4(총체적으로 "제2의 회절 격자"라고 한다.)가 설치되어 있다.
스페이서 부재 SP는, 2광속의 광로 길이차가 일정하게 되도록, 글래스 기판 G1와 글래스 기판 G2 간의 간격(갭 G)을 유지한다. 본 실시예에 있어서, 갭 G는, 예를 들면 5~10mm로 설정되어 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니다.
스페이서 부재 SP는, 저팽창 재료를 이용해 형성되는 것이 바람직하다. 예를 들면, 0.1ppm/℃의 특성을 갖는 저팽창 재료를 이용해 갭 G=10mm의 스페이서 부재 SP를 형성했을 경우, 광로 길이차는 20mm가 되고, 1℃의 온도 변동으로 광로 길이차는 2nm 변동한다. 동일 조건에서, 예를 들면 0.02ppm/℃의 특성을 갖는 저팽창 재료를 이용하면, 광로 길이차의 변동을 한층 더 억제할 수가 있다. 이때, 온도를 일정하게 유지하도록, 예를 들면 온도 변동이 0.1℃의 범위가 되도록 제어하는 것이 바람직하다. 본 실시예에서 설명한 것처럼, 스페이서 부재 SP의 양측을 회절 격자 사이에 보유함으로써 형성되는 광학계는, 스페이서 부재 SP의 재료의 열팽창만을 고려하면 되기 때문에, 지극히 안정적이다.
빔 스플리터 BS1에 의해 반사되어 글래스 기판 G1에 입사한 광속은, 회절 격 자 GBS1에 의해, 0차광, 1차광, 및 그 외의 광으로 분리된다.
회절 격자 GBS1의 0차광의 반사 및 1차 회절은, 글래스 기판 G2의 상면의 회절 격자 GBS2에 의해 행해지고, 또 이 광의 반사 및 마이너스 1차 회절은 글래스 기판 G1의 하면의 회절 격자 GBS3에 의해 행해진다. 이 광은, 글래스 기판 G2의 상면의 회절 격자 GBS4에 입사해서, 0차광으로서 회절 격자 GBS4를 투과한다.
한편, 회절 격자 GBS1의 1차광의 투과 및 1차 회절은, 글래스 기판 G2의 상면의 회절 격자 GBS4에 의해 행해지고, 이 광은 회절 격자 GBS4를 투과한다.
회절 격자 GBS4를 투과해서 합성된 2광속은 서로 간섭해서, 복수의 광전 센서 PD(광검출기)에 입사한다. 예를 들면, 도 4에는, 2개의 광전 센서 PDA＋ 및 PDB＋가 기재되어 있다. 광전 센서 PD는, 이 간섭광에 근거해 광속의 간섭 위상 어긋남을 출력한다.
다음에, 회절 격자 GBS4 및 광전 센서 PD의 구성에 대해 상세히 설명한다. 도 5는, 본 실시예에 있어서의 회절 격자 GBS1~GBS4 및 광전 센서 PD의 구성도이다. 도 6은, 본 실시예에 있어서의 회절 격자 GBS4의 구성도이다.
도 6에 나타낸 바와 같이, 회절 격자 GBS4는, 4개의 영역 GBS4－A＋, GBS4－B＋, GBS4－A－, 및 GBS4－B－를 포함한다. 이들 4개의 영역마다, 각 회절 격자의 위치는, 상대적으로 1/4 피치만큼 어긋나서 형성되어 있다. 영역 GBS4－A＋와 GBS4－A－는, 서로 역위상을 갖도록 구성되고, 영역 GBS－B＋와 GBS－B－도 서로 역위상을 갖도록 구성되어 있다. 영역 GBS－A＋와 GBS－B＋는, 서로 1/4 피치만큼 어긋나서 구성되어 있다.
회절 격자 GBS1로부터 입사된 1차 회절광은, 회절 격자 GBS4의 4개의 각 영역에 있어서 1차 회절이 행해질 때에, 격자의 위치에 따라 파면의 위치를 변경한다. 이 때문에, 회절 격자 GBS4의 각 영역으로부터 사출된 1차 회절광의 파면 위상은, 90도 서로 어긋나 있는 위상을 갖는다. 한편, 회절 격자 GBS3로부터 입사해 온 광속은, 회절 격자 GBS4를 그대로 투과하기 때문에, 어떤 특별한 작용은 발생하지 않고, 회절 격자 GBS1로부터 입사한 광속과 광로가 서로 겹친다. 이와 같이 해서, 회절 격자 GBS1, GBS3로부터 입사한 2광속은 서로 간섭한다.
도 5에 나타낸 광전 센서 PD는, 4개의 영역 PD－A＋, PD－B＋, PD－A－, PD－B－를 포함한다. 광전 센서 PD의 각 영역은, 회절 격자 GBS4의 4개의 각 영역에 대응하도록 배치되어 있다. 이 때문에, 4개의 영역 PD－A＋, PD－B＋, PD－A－, PD－B－의 출력부로부터는, 서로 위상이 90도 다른 정현파 신호들이 출력된다.
간섭 측정장치의 연산 유닛은, 광전 센서 PD로부터 출력된 4개의 위상차 신호에 근거해, A상 신호 및 B상 신호를 생성한다. A상 신호는, 광전 센서 PD의 2개의 영역 PD－A＋ 및 PD－A－로부터의 출력 신호의 차동 신호이다. B상 신호는, 광전 센서 PD의 다른 2개의 영역 PD－B＋ 및 PD－B－로부터의 출력 신호의 차동 신호이다.
연산 유닛은, A상 신호 및 B상 신호를 이용해서 아크탄젠트(arctangent) 연산(tan-1)을 행하는 것으로, 간섭 위상φ을 산출한다. 이 간섭 위상φ을 계속적으로 측정해서, 간섭 위상φ의 어긋남을 취득할 수가 있다. 이 때문에, 광원 파장의 어 긋남을 측정하는 것이 가능하다.
도 4에 나타낸 파장 어긋남 검출 센서 WLCD2에 있어서도, 도 3의 파장 어긋남 검출 센서 WLCD1의 경우와 마찬가지로, 위상 어긋남 Δφ 및 파장 어긋남 Δλ는, 각각 식(1) 및 식(1')로 표현된다. 광로 길이차 L0를 10000㎛, 위상 어긋남 Δφ／2π를 1/4096, 광원의 초기 파장 Δλ을 0.85㎛로 하면, 파장 어긋남 검출 분해능에 대응하는 파장 어긋남 Δλ는 0.017pm가 된다.
파장 어긋남 검출 센서 WLCD2에서는, 회절 격자 GBS1, GBS2, GBS3, GBS4의 격자 피치는 동일한 값이 되도록 설정되어 있다. 이러한 회절 격자는, 투과 또는 반사의 기능을 갖고 있으면 된다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 회절 격자 GBS1의 회절광이 회절 격자 GBS4에 도달할 때까지의 광로는, 광속이 스페이서 부재 SP에 의해 형성된 갭 G에서 비스듬히 진행하는 부분만이다. 한편, 회절 격자 GBS1를 0차 투과로 투과한 광속이 회절 격자 GBS4에 도달할 때까지의 광로는, 광속이 갭 G에서 비스듬히 진행하는 광로와 상하방향으로 대향하고 그 광로와 같은 길이를 갖는 부분과, 광속이 갭 G를 수직으로 2회 통과하는 부분이다. 이 때문에, 이들 2광속의 광로 길이차는, 갭 G의 2배의 길이에 대응하고, 매우 단순한 구성이 된다. 예를 들면, 갭 G의 길이를 5mm로 설정하면, 2광속의 광로 길이차는 10mm가 된다.
이 갭 G는, 저팽창의 스페이서 부재 SP의 양측을 글래스 기판 G1, G2 사이에 보유하도록 구성되어 있다. 이 때문에, 부품 수가 적고, 구성이 단순하며, 접착제 를 사용할 필요가 없어, 파장 어긋남 검출 센서 WLCD2의 전체 구성이 매우 안정적이다. 또, 갭 G의 영역은, 글래스재 대신에 건조공기 등으로 충전되어 있다. 이 때문에, 갭 G의 길이가 시간의 경과와 함께 변화할 우려도 적다.
상술한 바와 같이, 도 4에 나타낸 파장 어긋남 검출 센서 WLCD2는, 도 3의 파장 어긋남 검출 센서 WLCD1에 비해 우수하다. 또, 광원 파장의 절대값 대신에 파장 어긋남에만 주목하는 경우, 스페이서 부재 SP의 갭 G의 정밀도는 중요하지 않다.
파장 어긋남 검출 센서 WLCD2에 있어서, 위상차를 부여하는 방법으로서, 파면 분할을 행하여 회절 격자 GBS4를 4개의 영역으로 분할한다. 그러나, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니고, 분할수는 예를 들면 2개 또는 3개여도 된다. 1차 회절광은, 회절 격자의 위치에 따라 파면의 위상을 시프트시키기 때문에, 회절 격자 GBS1, GBS2, GBS3의 어느 하나의 파면 분할을 행하는 것에 의해도 같은 효과를 얻을 수 있다.
다음에, 본 실시예에 있어서의 파장 어긋남 검출 센서의 제조 방법에 대해 설명한다. 도 7은, 본 실시예에 있어서의 파장 어긋남 검출 센서의 제조 방법의 플로우이다.
우선, 스텝 S101에 있어서, 투명 기판(글래스 기판)의 한 면에 레지스트를 도포하고, 반도체 노광장치를 이용해서 2㎛정도의 피치를 갖는 회절 격자 패턴을 얻기 위한 노광을 행한다. 그 후, 현상 및 에칭 공정을 거쳐 회절 격자 패턴(투명)을 형성한다.
다음에, 스텝 S102에 있어서, 광을 반사 및 회절시키는 부위에 알루미늄 등의 금속막을 형성한다. 통상은, 전면에 알루미늄을 증착하고, 포토리소그래피(photolithography) 공정으로 에칭에 의해 투과부만을 제거한다.
스텝 S103에 있어서, 회절 격자 패턴이 형성된 투명 기판(글래스 기판)은 5mm×10mm 정도의 사이즈를 각각 갖는 2매의 회절 격자 플레이트로 절단된다. 스텝 S104에 있어서, 절단된 2매의 회절 격자 플레이트는, 그 내부가 회절 격자 패턴면인 상태에서 5mm정도의 두께의 프레임(frame) 형상을 갖는 스페이서 부재 SP의 양측에 부착된다.
이 때, 2매의 회절 격자 플레이트의 상호 아지무스(azimuth) 방향의 각도 맞춤을 행하고, 간섭 신호의 콘트라스트(contrast)가 향상되도록 조정하면서 2매의 회절 격자 플레이트가 부착된다. 회절 격자 플레이트를 부착시킬 때, 수분 흡수가 낮으며 팽창이 매우 낮은 접착제를 채용하는 것이 바람직하다.
스페이서 부재 SP와 회절 격자에 의해 닫힌 공간이 외부와 연결되어 있는 경우, 기압 변동, 습도 변동 등에 의해, 밀도나 굴절률 등이 변화해 오차의 요인이 된다. 이 때문에, 스페이서 부재 SP에 설치된 배기 구멍 부분을, 공간 내의 공기를 배출한 후에 밀봉해서 이 공간을 진공 상태에 가까운 상태로 유지하거나 또는 건조 공기를 주입한다. 파장 어긋남 검출 센서는, 스페이서 부재 SP를 이용하지 않고 구성할 수도 있다.
도 8은, 본 실시예에 있어서의 다른 파장 어긋남 검출 센서의 제조 방법의 플로우이다. 도 8의 플로우는, 스페이서 부재 SP를 이용하지 않고 글래스 기판의 양면에 회절 격자를 형성하는 방법을 나타내고 있다.
우선, 스텝 S201에 있어서, 두꺼운 투명 기판(글래스 기판)의 양면에 레지스터를 도포하고, 반도체 노광장치를 이용해서 2㎛ 정도의 피치를 갖는 회절 격자 패턴을 형성하기 위한 노광을 행한다. 그 후, 현상 및 에칭 공정을 거쳐 회절 격자 패턴(투명)을 형성한다.
다음에, 스텝 S202에 있어서, 광을 반사 및 회절시키는 부위에 알루미늄 등의 금속막을 형성한다. 통상은, 전면에 알루미늄을 증착하고, 포토리소그래피 공정으로 에칭에 의해 투과부만을 제거한다. 스텝 S203에 있어서, 회절 격자 패턴이 형성된 투명 기판을 5mm×10mm정도의 사이즈를 각각 갖는 부분으로 절단해서, 이것을 회절 격자 플레이트로서 이용한다.
스페이서 부재 SP를 이용하지 않고 회절 격자 플레이트를 형성하는 경우, 도 8에 나타낸 방법 대신에, 2매의 투명 기판의 한 면에 회절 격자 패턴을 형성해서, 이들을 등을 맞대고 붙인다.
광로 길이차를 제공하는 재료는, 석영 글래스 등의 투명 기판이기 때문에, 저팽창재(석영) 자체가 열화하는 경우가 있다. 이 때문에, 온도 측정에 의해 기준 광로 길이의 보상을 행하는 것이 바람직하다.
본 실시예에 있어서의 파장 어긋남 측정장치(회절 격자 플레이트)의 제조 방법에 의하면, 글래스 기판의 양측에 광학계가 형성되어 있기 때문에, 양호한 형상 안정성 및 신뢰성을 얻을 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 실시예의 파장 어긋남 측정장치에 의하면, 2광속의 광 로 길이차가 일정하게 유지되기 때문에, 광원의 파장 어긋남을 고정밀하게 측정할 수가 있다.
[실시예 3]
다음에, 본 발명의 실시예 3에 있어서의 파장 어긋남 측정장치에 대해 설명한다.
도 9는, 본 실시예에 있어서의 파장 어긋남 검출 센서 WLCD3(파장 어긋남 측정장치)의 구성도이다. 도 9에 나타낸 파장 어긋남 검출 센서 WLCD3(파장 어긋남 측정장치)는, 스페이서 부재 SP를 2매의 회절 격자 플레이트(글래스 기판 G3, G4) 사이에 보유하도록 구성되어 있다.
파장 어긋남 검출 센서 WLCD3는, 광학 소자로서의 글래스 기판 G11(제1의 회절 격자 플레이트)에, 2개의 회절 격자 GBS11, GBS13(제1의 회절 격자) 및 반사 소자 R1(제1의 반사 소자)가 설치되어 있다. 마찬가지로, 광학 소자로서의 글래스 기판 G12(제2의 회절 격자 플레이트)에는, 2개의 회절 격자 GBS12, GBS14(제2의 회절 격자) 및 반사 소자 R2(제2의 반사 소자)가 설치되어 있다.
파장 어긋남 검출 센서 WLCD3에 있어서, 회절 격자 GBS11~GBS14의 기능은, 실시예 2의 회절 격자 GBS1~4의 기능과 같다. 다만, 실시예 3에 있어서의 글래스 기판 G11, G12에는, 2개의 회절 격자 사이에, 반사 소자 R1, R2가 각각 설치되어 있다.
반사 소자 R1는, 회절 격자 GBS11로 분할된 2광속 중 하나를 반사한다. 또, 반사 소자 R2는, 이 2광속 중의 다른 하나를 반사한다. 즉, 반사 소자 R1는, 반사 회절 격자인 회절 격자 GBS12로부터의 광속을 반사 회절 격자인 회절 격자 GBS14로 반사한다. 또, 반사 소자 R2는, 투과 회절 격자인 회절 격자 GBS11로부터의 광속을 투과 회절 격자인 회절 격자 GBS13로 반사한다.
도 9에 나타낸 바와 같이, 파장 어긋남 검출 센서 WLCD3에 있어서, 2광속의 광로 길이차는, 실시예 2의 파장 어긋남 검출 센서 WLCD2의 경우와 마찬가지로, 스페이서 부재 SP의 간격(갭 G)의 2배가 된다.
간섭광은, 반사 소자 R1에 의한 반사광과 반사 소자 R2에 의한 반사광을 제1의 회절 격자인 회절 격자 GBS13로 합성함으로써 생성되어 광전 센서 PD로 사출된다. 본 실시예에 있어서의 파장 어긋남 검출 센서 WLCD3에서는, 간섭광(수신광)이 입사광과 같은 측에 사출된다. 이 때문에, 광전 센서 PD는, 입사광측(빔 스플리터 BS1와 같은 측면)에 설치되어 있다.
회절 격자 GBS13는, 실시예 2의 회절 격자 GBS4와 마찬가지로, 4개의 영역으로 분리되어 있다. 본 실시예에 있어서도, 실시예 2의 경우와 마찬가지로, 4개의 영역으로부터 사출된 광속(간섭 신호)에 근거해서, 광속의 위상 어긋남 Δφ 및 파장 어긋남 Δλ가 식(1) 및 식(1')으로 각각 표현된다.
본 실시예에서는, 글래스 기판 G11에 형성된 회절 격자 GBS11, GBS13는 모두 투과 회절 격자이다. 또, 글래스 기판 G12에 형성된 회절 격자 GBS12, GBS14는 모두 반사 회절 격자이다. 파장 어긋남 검출 센서 WLCD3는, 실시예 2와 같은 제조 방법으로 제조되지만, 투과 회절 격자와 반사 회절 격자는, 엄밀하게는 단차 등의 미세 구조가 다르다. 이 때문에, 본 실시예에 의하면, 실시예 2보다 회절 격자 구조 의 형성이 용이하다.
상술한 바와 같이, 본 실시예의 파장 어긋남 측정장치도, 2광속의 광로 길이차를 안정적으로 일정하게 유지하도록 구성되어 있기 때문에, 광원의 파장 어긋남을 고정밀하게 측정할 수가 있다.
다음에, 본 발명의 실시예에 있어서의 노광장치의 구성에 대해 설명한다. 이하에 설명하는 노광장치에는, 상술한 실시예 1 내지 3의 어떤 파장 어긋남 측정장치든 적용할 수 있다.
도 10은, 본 실시예에 있어서의 노광장치(100)의 개략 구성도이다. 노광장치(100)는, 상술한 간섭 측정장치(파장 어긋남 측정장치)를 포함하고 있다.
참조번호 1은 조명 장치이다. 조명 장치(1)는, 레티클(원판)의 패턴을 조명하는 조명 광학계를 구성하고, 그 내부에 광원 및 셔터(미도시)를 포함하고 있다. 참조번호 2는 레티클(원판)이다. 레티클(2)에는 회로 패턴이 묘화되어 있다. 조명 장치(1)를 이용해 레티클(2)에 광을 조사함으로써, 레티클(2) 위에 형성된 회로 패턴이 웨이퍼(9) 상에 투영된다.
참조번호 3은 레티클 스테이지(제1의 스테이지)이다. 레티클 스테이지(3)는, 그 위에 레티클(2)을 탑재해서 이 레티클(2)을 이동시키기 위해서 설치되어 있다. 참조번호 4는 레티클 위치 측정부(간섭 측정장치)이다. 레티클 위치 측정부(4)는, 레티클 스테이지(3) 위에 탑재된 레티클(2)의 위치(레티클 스테이지(3)의 위치)를 측정한다. 참조번호 5는 투영 노광 렌즈이다. 투영 노광 렌즈(5)는, 노광용의 투영 광학계를 구성하고, 레티클(2)의 패턴을 웨이퍼(기판)에 투영한다.
참조번호 6은 웨이퍼 스테이지(제2의 스테이지)이다. 웨이퍼 스테이지(6)는, 노광 대상의 웨이퍼(9)(기판)를 탑재하고, 웨이퍼(9)의 면내 방향(X방향, Y방향)으로 이동한다.
참조번호　7은 레이저 간섭계(간섭 측정장치)이며, 웨이퍼 스테이지(6)의 위치를 계측한다. 참조번호 8은 웨이퍼 척이며, 웨이퍼(9)를 흡착 및 보유한다. 참조번호 10은 오토 포커스 유닛이며, 웨이퍼(9)의 초점 위치를 계측한다.
상술한 바와 같이, 본 실시예의 노광장치(100)는, 레티클 스테이지(3) 및 웨이퍼 스테이지(6)의 위치들 중의 적어도 하나의 위치를 측정하는 간섭 측정장치를 포함한다. 이 간섭 측정장치에는, 상술한 파장 어긋남 측정장치가 설치되어 있다.
또, 디바이스(반도체 집적회로 소자, 액정 표시 소자 등)는, 상기 실시 예에 있어서의 노광장치를 사용해 감광제를 도포한 기판(웨이퍼, 글래스 플레이트 등)을 노광하는 공정과, 그 기판을 현상하는 공정과, 다른 주지의 공정에 의해 제조된다.
상술한 바와 같이, 본 실시예는, 2광속의 광로 길이차가 안정적으로 일정하게 되는 구성을 포함하기 때문에, 광원 파장의 어긋남만을 측정할 수 있다. 이 때문에, 고정밀 파장 어긋남 측정장치, 광원 장치, 간섭 측정장치, 및, 노광장치를 제공하는 것이 가능하다. 또, 본 실시예에 의하면, 상기 노광장치를 이용해서 디바이스를 제조하는 방법을 제공할 수가 있다.
또, 본 실시예에 의하면, 염가의 간편한 광학계를 부가하는 것만으로, 또 광원 파장의 어긋남을 검출해서 측정값을 보정하는 것으로, 고정밀하고 안정적인 측정장치를 실현할 수가 있다.
예를 들면, 파장 어긋남의 측정을 위해, 2광속의 광로 길이차가 10mm로 고정되어 있는 마이켈슨(Michelson) 간섭계에 파장 850nm의 광속을 입사시킨다. 간섭 위상 어긋남을 1/4096 주기의 분해능으로 측정했을 경우, 0.018pm의 파장 어긋남이 측정 가능하다. 이 때, 메인 간섭 측정장치에 있어서, 2광속의 광로 길이차가 5mm이면, 0.1nm의 스텝으로 측정값을 보정할 수 있다. 이 때문에, 광원 파장이 변동해도, 측정값의 오차를 0.1nm이하로 줄일 수 있다.
본 실시예에 있어서의 파장 어긋남 측정장치는, 서브나노미터의 변위를 검출할 필요가 있는 산업용 기계 스테이지, 고정밀 형상 측정장치, 현미경 스테이지, 고정밀 기계 가공 장치, 반도체 제조장치 등에도 이용 가능하다. 또, 파장 어긋남 센서는 단독으로 레이저 다이오드의 시간경과에 따른 변화에 의한 파장 어긋남을 측정해서 그 수명을 예측하는 장치에도 적용할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시예에 대해 구체적으로 설명했다. 다만, 본 발명은 상기 실시예로서 기재된 사항에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 않는 범위 내에서 적당히 변경이 가능하다.
도 1은, 본 실시예에 있어서의 간섭 측정장치의 블럭도이다.
도 2는, 본 실시예에 있어서의 다른 간섭 측정장치의 블럭도이다.
도 3은, 실시예 1에 있어서의 파장 어긋남 검출 센서 WLCD1(파장 어긋남 측정장치)의 구성도이다.
도 4는, 실시예 2에 있어서의 파장 어긋남 검출 센서 WLCD2(파장 어긋남 측정장치)의 구성도이다.
도 5는, 실시예 2에 있어서의 회절 격자 GBS1~GBS4 및 광전 센서 PD의 구성도이다.
도 6은, 실시예 2에 있어서의 회절 격자 GBS4의 구성도이다.
도 7은, 실시예 2에 있어서의 파장 어긋남 검출 센서의 제조 방법의 플로우이다.
도 8은, 실시예 2에 있어서의 다른 파장 어긋남 검출 센서의 제조 방법의 플로우이다.
도 9는, 실시예 3에 있어서의 파장 어긋남 검출 센서 WLCD3(파장 어긋남 측정장치)의 구성도이다.
도 10은, 본 실시예의 노광장치의 개략 구성도이다.

Claims (12)

  1. 광속(light beam)의 초기 파장에 관한 광원으로부터 사출되는 광속의 파장의 어긋남(shift)을 측정하는 파장 어긋남 측정장치로서, 상기 파장 어긋남 측정장치는,
    상기 광원으로부터 사출된 상기 광속을 2개의 광속으로 분할하고, 상기 2개의 광속을 서로 간섭시켜 위상이 서로 다른 복수의 간섭 광속들을 생성하도록 구성되며, 회절 격자들과 스페이서를 포함하며, 상기 스페이서는 상기 2개의 광속 중에서 하나의 광로 길이와 다른 하나의 광로 길이 간의 미리 결정된 차이를 제공하기 위해, 상기 회절 격자들 간의 간격을 유지하도록 구성되는 광학 시스템;
    상기 광학 시스템에 의해 생성된 상기 복수의 간섭 광속들을 각각 검출하도록 구성된 복수의 광전 센서들; 및
    상기 복수의 광전 센서들로부터의 출력들에 근거한 상기 파장의 어긋남을 출력하도록 구성된 프로세서를 포함하고,
    상기 광학 시스템은 상기 2개의 광속을 생성하도록 구성된 제1의 회절 격자와 제3의 회절 격자를 포함하는 제1의 부재와, 상기 제1의 부재에 대향하도록 배치되고 제2의 회절 격자와 제4의 회절 격자를 포함하는 제2의 부재를 포함하고, 상기 2개의 광속 중 하나는, 상기 제2의 회절 격자에 의해 회절되고, 상기 제3의 회절 격자에 의해 회절되며, 그후 상기 제4의 회절 격자에 의해 전송되며, 상기 2개의 광속 중 다른 하나는, 상기 제4의 회절 격자에 의해 회절되고, 상기 제4의 회절 격자를 사출한 상기 2개의 광속은 서로 합성되어 간섭되고,
    상기 스페이서는 상기 제1의 부재와 상기 제2의 부재 간의 간격을 유지하도록 구성되는, 파장 어긋남 측정장치.
  2. 광속(light beam)의 초기 파장에 관한 광원으로부터 사출되는 광속의 파장의 어긋남(shift)을 측정하는 파장 어긋남 측정장치로서, 상기 파장 어긋남 측정장치는,
    상기 광원으로부터 사출된 상기 광속을 2개의 광속으로 분할하고, 상기 2개의 광속을 서로 간섭시켜 위상이 서로 다른 복수의 간섭 광속들을 생성하도록 구성되며, 회절 격자들과 스페이서를 포함하며, 상기 스페이서는 상기 2개의 광속 중에서 하나의 광로 길이와 다른 하나의 광로 길이 간의 미리 결정된 차이를 제공하기 위해, 상기 회절 격자들 간의 간격을 유지하도록 구성되는 광학 시스템;
    상기 광학 시스템에 의해 생성된 상기 복수의 간섭 광속들을 각각 검출하도록 구성된 복수의 광전 센서들; 및
    상기 복수의 광전 센서들로부터의 출력들에 근거한 상기 파장의 어긋남을 출력하도록 구성된 프로세서를 포함하고,
    상기 광학 시스템은 상기 2개의 광속을 생성하도록 구성된 제1의 회절 격자, 제2의 회절 격자, 및 제1의 반사 소자를 포함하는 제1의 부재와, 제3의 회절 격자와 제4의 회절 격자, 및 제2의 반사 소자를 포함하는 제2의 부재를 포함하고, 상기 제2 부재는 상기 제1의 부재에 대향하도록 배치되고, 상기 2개의 광속 중 하나는 상기 제3의 회절 격자에 의해 회절되고, 제1의 반사 소자에 의해 반사되며, 상기 제4의 회절 격자에 의해 회절되고, 그후 상기 제2의 회절 격자에 의해 전송되며, 상기 2개의 광속 중 다른 하나는, 제2의 반사 소자에 의해 반사되고, 그후 상기 제2의 회절 격자에 의해 회절되며, 상기 제2의 회절 격자를 사출한 상기 2개의 광속은 서로 합성되어 간섭되고,
    상기 스페이서는 상기 제1의 부재와 상기 제2의 부재 간의 간격을 유지하도록 구성되는, 파장 어긋남 측정장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 광학 시스템은, 상기 2개의 광속의 광로 상에 상기 스페이서 없이 구성되는, 파장 어긋남 측정장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 스페이서는 투과형 기판을 포함하고,
    상기 회절 격자들은 접착제 없이 상기 투과형 기판의 양쪽 표면에 각각 구성되는, 파장 어긋남 측정장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제4의 회절 격자는 복수의 회절 격자들(GBS4－A＋, GBS4－B＋, GBS4－A－, 및 GBS4－B－)을 포함하고,
    상기 합성된 2개의 광속은 상기 복수의 회절광 중 어느 하나에 대응하는 것을 생성하도록 상기 복수의 회절 격자들 각각을 통해 생성되는, 파장 어긋남 측정장치.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 제2의 회절 격자는 복수의 회절 격자들(GBS13;0100)을 포함하고,
    상기 합성된 2개의 광속은 복수의 회절광 중 어느 하나에 대응하는 것을 생성하도록 상기 복수의 회절 격자들 각각을 통해 생성되는, 파장 어긋남 측정장치.
  7. 가(可)간섭성의 간섭 광속(coherent light beam)을 사출하는 광원 장치로서, 상기 광원 장치는,
    상기 광속을 사출하도록 구성된 광원;
    상기 광원으로부터 사출된 상기 광속을 분할하도록 구성된 스플리터;
    상기 스플리터에 의해 분할된 광속을 수신하도록 구성된, 청구항 1 내지 6 중 어느 한 항에 따른 파장 어긋남 측정장치; 및
    상기 파장 어긋남 측정장치로부터의 출력에 근거한 상기 광원으로부터 사출된 상기 광속의 파장 어긋남을 억제하도록 상기 광원을 제어하는 제어기를 구비하는 광원장치.
  8. 피측정물의 변위량을 측정하는 간섭 측정장치로서, 상기 간섭 측정장치는,
    가(可)간섭성의 광속(coherent light beam)을 사출하도록 구성된 광원;
    상기 광원으로부터 사출된 상기 광속의 일부를 수신하여 상기 피측정물의 변위량을 측정하도록 구성된 간섭 측정부; 및
    상기 광원으로부터 사출된 상기 광속의 다른 일부를 수신하도록 구성된, 청구항 1 내지 6 중 어느 한 항에 따른 파장 어긋남 측정장치를 포함하며;
    상기 간섭 측정부는 상기 파장 어긋남 측정장치로부터의 출력에 근거해 변위량을 측정하도록 구성되는, 간섭 측정장치.
  9. 기판에 패턴을 노광하는 노광장치로서, 상기 노광장치는,
    기판 또는 다른 피측정물이 탑재되어 이동하도록 구성된 스테이지; 및
    상기 스테이지의 위치를 측정하도록 구성된, 청구항 8에 따른 간섭 측정장치를 구비하는 노광장치.
  10. 청구항 9에 기재된 노광장치를 이용해 기판에 패턴을 노광하는 단계; 및
    상기 노광된 기판을 현상하는 단계를 포함하는 디바이스 제조방법.
  11. 제 2 항에 있어서,
    상기 광학 시스템은, 상기 2개의 광속의 광로 상에 상기 스페이서 없이 구성되는, 파장 어긋남 측정장치.
  12. 제 2 항에 있어서,
    상기 스페이서는 투과형 기판을 포함하고,
    상기 회절 격자들은 접착제 없이 상기 투과형 기판의 양쪽 표면에 각각 구성되는, 파장 어긋남 측정장치.
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