(57)【要約】【課題】  受光素子で検出される信号のＳ／Ｎ比の点で有利な検出装置を提供すること。【解決手段】  検出装置（１００）は、光学系を有し、当該光学系を介してマークを検出する。当該光学系は、偏光光分割器（８）と１／４波長板（１０）とを含み、偏光光分割器と１／４波長板とを順次介してマークを照明し、かつ１／４波長板と偏光光分割器とを順次介してマークからの光を受光する。当該検出装置は、偏光光分割器と１／４波長板との間の光路上に配置された光透過部材（５１）を隔壁として含み、かつ上記光学系の一部を収容している気密容器（５０）を有する。【選択図】  図１
2013219086.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
偏光光分割器と１／４波長板とを含み、前記偏光光分割器と前記１／４波長板とを順次介してマークを照明し、かつ前記１／４波長板と前記偏光光分割器とを順次介して前記マークからの光を受光する光学系を有し、前記光学系を介して前記マークを検出する検出装置であって、
前記偏光光分割器と前記１／４波長板との間の光路上に配置された光透過部材を隔壁として含み、かつ前記光学系の一部を収容している気密容器
を有することを特徴とする検出装置。
【請求項２】
前記光透過部材は、平行平面板を含む、ことを特徴とする請求項１に記載の検出装置。
【請求項３】
前記気密容器は、前記偏光光分割器、前記マークを照明する光を射出する光源、および前記光学系を介して前記マークからの光を受光する受光素子を収容している、ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の検出装置。
【請求項４】
前記光学系は、前記１／４波長板よりも前記偏光光分割器から遠く又は近くに配置された対物光学系を含み、前記光透過部材は、前記対物光学系の少なくとも一部を含む、ことを特徴とする請求項１に記載の検出装置。
【請求項５】
前記光透過部材は、前記対物光学系のうちの前記偏光光分割器から最も遠いレンズを含む、ことを特徴とする請求項４に記載の検出装置。
【請求項６】
前記気密容器は、前記１／４波長板を収容している、ことを特徴とする請求項１、請求項２、請求項４および請求項５のいずれか１項に記載の検出装置。
【請求項７】
前記気密容器は、前記１／４波長板、前記光学系に含まれる対物光学系、および前記マークを含む物体が配置されたステージを収容している、ことを特徴とする請求項１に記載の検出装置。
【請求項８】
真空環境下でパターンを物体に転写するリソグラフィー装置であって、
前記物体の位置決めのためのマークを検出する請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の検出装置を有する、ことを特徴とするリソグラフィー装置。
【請求項９】
真空環境下で物体を処理する荷電粒子線装置であって、
前記物体の位置決めのためのマークを検出する請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の検出装置を有する、ことを特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項１０】
請求項８に記載のリソグラフィー装置を用いて物体にパターンを転写する工程と、
前記工程でパターンを転写された前記物体を現像する工程と、
を有することを特徴とする物品製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検出装置、リソグラフィー装置、荷電粒子線装置、および物品製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
メモリや論理回路などの半導体素子を製造するために、露光装置（リソグラフィー装置）が利用されている。当該露光装置は、半導体ウエハ等の基板等に形成されたアライメントマークの位置を計測するための検出装置を有する。特許文献１の検出装置においては、照明光学系からのＰ偏光の光は、偏光ビームスプリッタを透過し、λ／４板を介して円偏光となり、当該円偏光の光は、対物光学系を介して、基板に形成されたマークを照明する。そして、マークからの反射光は、対物光学系を通過し、λ／４板を介してＳ偏光となり、当該Ｓ偏光の光は、偏光ビームスプリッタで反射されて受光素子で検出される。この構成は、偏光ビームスプリッタおよびλ／４板を利用して照明光と反射光とを分離することにより、検出される信号のＳ／Ｎ比の点で有利である。
【０００３】
近年は、半導体素子の回路パターンの更なる微細化の要求に伴い、ＥＵＶ（Ｅｘｔｒｅｍｅ  Ｕｌｔｒａ  Ｖｉｏｌｅｔ）光や電子線等の荷電粒子線によるリソグラフィー装置が提案されている。ＥＵＶ光や荷電粒子線は、大気環境下では吸収されて減衰するという特性がある。このため、ＥＵＶ光や荷電粒子線によるリソグラフィー装置は、気圧が１０−４Ｐａ以下の高真空環境を提供するために真空チャンバーを含んで構成される。これに伴って、特許文献１のような検出装置も、真空チャンバー内に配置しなければならない。しかしながら、特許文献１は、当該検出装置を真空チャンバー内に配置することや、そのために必要な構成は記載していない。
【０００４】
特許文献２の検出装置（光学系）は、真空チャンバー内に配置され、光を透過させる透明板を備えた気密容器で汚染物質を発生する構成要素（光源、カメラ、貼り合わせレンズ等）を覆っている。このような構成は、必要な真空雰囲気を維持するのに有利である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６３−２２９３０５号公報
【特許文献２】特開２００７−４８８８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献２のように、マークの照明とマークからの反射光の受光とに共通する光路内に気密容器の光透過部材が存在すると、当該光透過部材からの反射光が受光素子に入射しうる。このため、受光素子で検出される信号のＳ／Ｎ比の点で不利となりうる。
【０００７】
本発明は、受光素子で検出される信号のＳ／Ｎ比の点で有利な検出装置を提供することを例示的目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一側面は、偏光光分割器と１／４波長板とを含み、前記偏光光分割器と前記１／４波長板とを順次介してマークを照明し、かつ前記１／４波長板と前記偏光光分割器とを順次介して前記マークからの光を受光する光学系を有し、前記光学系を介して前記マークを検出する検出装置であって、
前記偏光光分割器と前記１／４波長板との間の光路上に配置された光透過部材を隔壁として含み、かつ前記光学系の一部を収容している気密容器
を有することを特徴とする検出装置である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、例えば、受光素子で検出される信号のＳ／Ｎ比の点で有利な検出装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態１に係る検出装置の構成を示す図
【図２】比較例としての検出装置の構成を示す図
【図３】λ／４板における光の入射角と位相差（リタデーション）との関係を示す図
【図４】実施形態２に係る検出装置の構成を示す図
【図５】実施形態３に係る検出装置の構成を示す図
【図６】露光装置の構成例を示す図
【図７】電子線描画装置の構成例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。なお、原則として、全図を通じ同一の部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００１２】
［実施形態１］
図１（Ａ）は、本実施形態の検出装置１００の構成を示す図である。基板１３に設けられたマーク１２を検出する検出装置１００の光学系は、光源１から射出した光でマーク１２を照明する照明系と、照明されたマーク１２の像を形成する結像系（受光系）とから構成されている。照明系は、リレー光学系２、３、開口絞り４、照明光学系５、ミラー６、リレーレンズ７、偏光ビームスプリッタ８（偏光光分割器）、λ／４板１０（１／４波長板）、対物光学系１１を含んで構成されている。照明系は、それらを順次介してマーク１２を照明する。また、結像系は、対物光学系１１、λ／４板１０、開口絞り９、偏光ビームスプリッタ８、結像光学系１４を含み、それらを順次介してマーク１２からの反射光２５を受光してセンサ２０（受光素子）に結像するように構成されている。さらに、図１（Ａ）に示すように、本実施形態の検出装置１００は、ガラス板５１（光透過部材）を隔壁として備えた気密容器５０を含む構成となっている。
【００１３】
検出装置１００において、光源１から射出した光は、リレー光学系２、３を通り、開口絞り４に到達する。開口絞り４は、複数種の開口が制御装置（不図示）からの命令で切換可能に設けられ、照明光（照明系）の開口数を切り替えることができる。開口絞り４を通過した光は、照明光学系５、ミラー６、リレーレンズ７を通って偏光ビームスプリッタ８に導かれる。ここで、偏光ビームスプリッタ８においては、図１（Ａ）のＹ方向に平行に偏光したＰ偏光の光が透過し、Ｘ方向に平行に偏光したＳ偏光の光が反射する。このため、偏光ビームスプリッタ８を透過したＰ偏光の光は、開口絞り９、ガラス板５１を通過した後、λ／４板１０を介して円偏光に変換される。当該円偏光の光は、対物光学系１１を介して、基板１３に形成されたマーク１２をケーラー照明する。
【００１４】
マーク１２で反射（回折・散乱）された光は、対物光学系１１を通った後、λ／４板１０を介して円偏光からＳ偏光に変換され、ガラス板５１を透過した後、開口絞り９に到達する。ここで、マーク１２で反射した光２５の偏光状態は、反射前の円偏光の光とは逆回りの円偏光となっている。すなわち、反射前には右回りの円偏光の場合、反射後には左回りの円偏光となっている。また、開口絞り９は、制御装置（不図示）からの命令で絞り量を変えることにより、結像光（結像系）の開口数を切り替える。開口絞り９を通過した光は、偏光ビームスプリッタ８で反射された後、結像光学系１４を介してセンサ２０に導かれる。このように、偏光ビームスプリッタ８によって基板１３への照明光の光路と基板１３からの反射光２５の光路とが分離された状態で、基板１３に設けられたマーク１２の像がセンサ２０上に形成される。
【００１５】
本実施形態の検出装置においては、ガラス板５１を備えた気密容器５０で検出装置１００の一部を覆い、偏光ビームスプリッタ８とλ／４板１０との間の光路上にガラス板５１を配置している。これにより、センサ２０により得られる検出信号のＳ／Ｎ比をガラス板５１からの反射光３０ｂが低下させる（もって、検出信号に基づいてマークの位置を計測する計測精度を低下させる）程度を低減している。この点については後で詳細に説明する。
【００１６】
気密容器５０は、ガラス板５１によって検出装置１００内における気圧・温度・湿度・気体成分等の環境をその外部の真空環境から分離するように、検出装置１００の一部を覆っている（収容している）。
【００１７】
本実施形態の検出装置１００においては、構成部材の熱変形による影響を軽減するために、発熱源である光源１とセンサ２０とを気密容器５０で覆って分離する構成となっている。例えば、対物光学系１１の加工や組立は、他の光学要素に比べて高い精度が要求され、また、対物光学系１１の熱変形は検出装置１００による計測精度に大きな影響を与える。このため、図１（Ａ）の検出装置１００では、気密容器５０を用いて光源１とセンサ２０とを覆うことで、対物光学系１１へ伝達する熱を低減し、計測精度への影響を軽減している。ここで、気密容器５０内は、空調機構を構成することで、温度を許容範囲内に維持する。なお、空調（空冷）に限らず、発熱部を液冷する温度調整機構（温調機構）を設けてもよい。
【００１８】
光を透過させるガラス板５１は、例えば平行平面板であり、ガラス板５１の厚さは、気密容器５０内外の環境の気圧差に伴うガラス板５１の変形が無視できる程度の厚さであることが好ましい。ただし、配置スペースや他の設計上の理由により厚さが制限されてガラス板５１に変形が生じる場合には、変形に伴う収差を補正するように光学系を予め設計しておけばよい。変形量は、有限要素法等によるシミュレーションやレーザ干渉計等による実測等により求められる。収差補正は、レンズの曲率・厚さ・硝材等の選択により行える。なお、カラス板５１は、平行平面板に限らず、プリズムやレンズ等の他の種類の光透過部材であってもよく、また、いくつかの光透過部材の組合せであってもよい。
【００１９】
続いて、図２を用いて、ガラス板６１からの反射光３１ｂにより、計測精度が低下しうる場合について説明する。
【００２０】
図２（Ａ）は、比較例としての検出装置１５０の構成を示す図である。図２（Ａ）の検出装置１５０は、図１（Ａ）の検出装置１００とは、λ／４板１０とガラス板６１との位置関係が異なる構成となっており、それ以外の構成については同一である。
【００２１】
一般的に、ガラス板においては、各面に反射防止の為のコーティングを施した場合でも、製造公差等の要因により、入射した光の内の０．１％程度の反射が生じうる。このため、ガラス板で反射した光がセンサで検出される場合には、マークからの反射光のみを検出する場合に比べて、検出信号のＳ／Ｎ比が低下する。
【００２２】
図２（Ｂ）は、図２（Ａ）の検出装置１５０においてガラス板６１に入射した光４０ａ、ガラス板６１の表面及び裏面でそれぞれ反射した光４０ｂ、４０ｃの偏光状態を示す。図２（Ａ）の検出装置１５０においては、λ／４板１０を介して円偏光に変換された光がガラス板６１に到達する。よって、ガラス板６１に入射する光４０ａの偏光状態は右回りの円偏光であり、ガラス板６１の表面及び裏面でそれぞれ反射した光４０ｂ、４０ｃの偏光状態は、ともに左回りの円偏光となる。ガラス板６１で反射した光４０ｂ、４０ｃは、λ／４板１０を介して円偏光からＳ偏光に変換される。Ｓ偏光の光４０ｂ、４０ｃは、偏光ビームスプリッタ８で反射され、結像光学系１４を介してセンサ２０に導かれる。すなわち、ガラス板６１からの反射光４０ｂ、４０ｃの偏光状態は、基板１３のマーク１２からの反射光２５の偏光状態と等しい左回りの円偏光となるため、偏光ビームスプリッタ８で反射されてセンサ２０に到達する。従って、検出装置１５０の構成においては、ガラス板６１からの反射光４０ｂ、４０ｃとマーク１２からの反射光２５とを分離することが出来ず、両者がセンサ２０で検出されるため、検出信号のＳ／Ｎ比の点で不利である。
【００２３】
続いて、本実施形態の検出装置の構成について説明する。検出信号のＳ／Ｎ比の低下は、上述のように、ガラス板からの反射光とマークからの反射光とは同様の偏光状態となり、偏光ビームスプリッタで分離できないことに起因する。よって、検出信号のＳ／Ｎ比の低下を軽減するためには、ガラス板からの反射光とマークからの反射光とを異なる偏光状態にして両者を分離すればよい。
【００２４】
図１（Ａ）に示す本実施形態の検出装置１００は、λ／４板１０と対物光学系１１とを除く検出装置の構成要素を気密容器５０で覆い、偏光ビームスプリッタ８とλ／４板１０との間の光路上にガラス板５１を配置している。これにより、ガラス板５１からの反射光３０ｂとマーク１２からの反射光２５とを異なる偏光状態にして分離し、ガラス板５１からの反射光３０ｂによるＳ／Ｎ比の低下を軽減する。なお、ガラス板５１においては表面及び裏面のそれぞれで光が反射しうるが、両者の偏光状態は等しいため、ここでは説明を簡略化する目的で、ガラス板５１の表面及び裏面でそれぞれ反射した光を３０ｂとしてまとめて説明する。
【００２５】
図１（Ｂ）は、図１（Ａ）の検出装置１００において光源１から射出してガラス板５１に入射する光３０ａと、ガラス板５１で反射した光３０ｂ、及びマーク１２で反射した光２５のそれぞれの偏光状態を示す。図１（Ａ）の検出装置１００においては、光源１から射出した光は、偏光ビームスプリッタ８を透過してＹ方向に平行に偏光したＰ偏光の光となった後、開口絞り９を介してガラス板５１に到達する。このため、ガラス板５１に入射する光３０ａ、及びガラス板５１で反射した光３０ｂの偏光状態は、ともにＰ偏光である。ここで、前述のように、マーク１２で反射した光２５（円偏光）は、λ／４板１０を介してＳ偏光に変換された後、偏光ビームスプリッタ８で反射されてセンサ２０に到達する。すなわち、偏光ビームスプリッタ８に到達するガラス板５１での反射光３０ｂおよびマーク１２での反射光２５の偏光状態は、それぞれＰ偏光およびＳ偏光となる。このため、偏光ビームスプリッタ８で、ガラス板５１での反射光３０ｂとマーク１２での反射光２５とを分離することが出来る。よって、ガラス板５１での反射光３０ｂによる検出信号のＳ／Ｎ比の低下を軽減することができる。
【００２６】
次に、λ／４板１０の配置について説明する。以上の構成では、λ／４板１０は、偏光ビームスプリッタ８と対物光学系１１との間の光路上に配置されている。
【００２７】
しかし、λ／４板１０は。対物光学系１１と基板１３との間の光路上に配置してもよい。この構成は、対物光学系１１に入射するＰ偏光の光が対物光学系１１で反射しても、当該反射光は、Ｐ偏光であるため、偏光ビームスプリッタ８を透過する。よって、対物光学系１１での反射光によるＳ／Ｎ比の低下を軽減する効果をさらに有する。
【００２８】
しかし、対物光学系１１と基板１３との間の光路上にλ／４板を配置するには、（Ａ）位相差のずれ、（Ｂ）配置スペースの制約という２つの点に留意が必要である。この２点について説明する。
【００２９】
一般に、検出装置は、解像力および光量の確保のため、対物光学系の基板側の開口数には、大きな値（例えば０．４以上）が必要である。このため、基板１３から対物光学系１１に対する光の入射角は、他の光学系に対する光の入射角より大きくなる。ここで、図３に、λ／４板に対する入射角とλ／４板により得られる位相差（リタデーション）との関係を示す。図３は、二枚の水晶を張り合わせたλ／４板に対して、波長５４６ｎｍの光を複数の入射角で入射させた場合の位相差を計算した結果である。図３より、λ／４板に対する光の入射角が０度の場合の位相差はπ／２であり、入射角が大きくなるにつれて位相差が減少する。このため、ＮＡの大きな対物光学系１１と基板１３との間の光路上にλ／４板１０を配置すると、位相差のばらつき、すなわち光の偏光状態のばらつきが大きくなる。これは、検出信号のＳ／Ｎ比の低下につながるため、注意が必要である。
【００３０】
つづいて、配置スペースに関して説明する。対物光学系１１と基板１３との間の作動距離（Ｗｏｒｋｉｎｇ  Ｄｉｓｔａｎｃｅ、以下ＷＤ）は、例えば、数ｍｍ〜十数ｍｍ程度である。このため、対物光学系１１と基板１３との間の光路上に数ｍｍの厚さのλ／４板１０を配置することは難しい。すなわち、ステージ（不図示）やその上に配置された基板に検出装置が衝突する可能性が高まるという不利がある。また、一般に、対物光学系１１と基板１３との間のＷＤを長くするには、検出装置の設計または製作の難易度が高くなるため、コストの点で不利となる。
【００３１】
以上の２点より、λ／４板１０を対物光学系１１と基板１３との間の光路上に配置することは難しい。それに対し、偏光ビームスプリッタ８と対物光学系１１との間の光路上においては、光の入射角は小さく、また、配置スペースの制約は少ない。従って、λ／４板１０は、偏光ビームスプリッタ８と対物光学系１１との間の光路上に配置することが好ましい。
【００３２】
本実施形態の構成は、以上に説明した構成例に限定されるものではない。例えば、光源１から射出した光が偏光ビームスプリッタ８で反射して基板１３を照明し、マーク１２で反射した光が偏光ビームスプリッタ８を透過してセンサに到達するようにしてもよい。また、例えば、倍率の異なる複数の結像光学系及びセンサの組を配置し、光路を切り替えることにより、必要に応じた倍率でマーク１２の像を検出するようにしてもよい。
【００３３】
本実施形態の検出装置は、検出信号のＳ／Ｎ比の点で有利であり、もってアライメントマーク位置計測の高精度化に資するものである。
【００３４】
［実施形態２］
図４を参照し、実施形態２の検出装置を説明する。図４（Ａ）は、本実施形態における検出装置２００の構成を示す図である。本実施形態は、気密容器７０の構成に特徴を有し、他の部分は実施形態１と同様の構成である。
【００３５】
図４（Ａ）の検出装置２００は、光を透過する対物光学系１１とガラス板７１とを備えた気密容器７０でλ／４板１０を覆っている。このように検出装置の構成要素を空間的に分離することにより、汚染物質や光学性能の変化の影響を低減する。なお、気密容器７０のガラス板７１を偏光ビームスプリッタ８とλ／４板１０との間の光路上に配置して、ガラス板７１からの反射光３１ｂに起因した検出信号のＳ／Ｎ比の低下を軽減する点は、実施形態１と同様である。
【００３６】
図４（Ｂ）には、図４（Ａ）の検出装置２００において光源１から射出してガラス板７１に入射する光３１ａの偏光状態と、ガラス板７１で反射した光３１ｂの偏光状態とを示す。なお、ガラス板７１では表面及び裏面のそれぞれで反射光が生じうるが、両者の偏光状態は等しいため、ここでは簡略化して、両者を３１ｂとしてまとめて説明する。検出装置２００において、光源１から射出した光は、偏光ビームスプリッタ８を透過してＹ方向に平行に偏光したＰ偏光の光となった後、開口絞り９を介してガラス板７１に到達する。よって、ガラス板７１に入射する光３１ａ、及びガラス板７１で反射した光３１ｂの偏光状態は、ともにＰ偏光である。したがって、ガラス板７１で反射したＰ偏光の光３１ｂは、偏光ビームスプリッタ８を透過するため、センサ２０には到達しない。このように、本実施形態の検出装置２００は、ガラス板７１からの反射光３１ｂをマーク１２からの反射光２５から分離でき、検出信号のＳ／Ｎ比の点で有利である。
【００３７】
続いて、気密容器７０について説明する。本実施形態において、気密容器７０は、光を透過する対物光学系１１およびガラス板７１を隔壁として含み、λ／４板１０を覆っている。ここで、対物光学系１１は、光学系の色収差補正のため、複数のレンズを接着剤で貼り合わせたものが使用されうる。接着剤は、真空環境で汚染物質を放出しうるため、構成要素を汚染する恐れがある。また、気圧を変動させ、光学性能を変化させる恐れがある。このため、例えば、気密容器７０の内部を大気環境とする。このように気密容器７０の内外の環境を分離することにより、対物光学系１１からの汚染物質の放出や光学系の性能の変化の影響を低減することができる。
【００３８】
また、気密容器７０が対物光学系１１を隔壁として備える理由としては、実施形態１で述べた対物光学系１１と基板１３との間の配置スペースの制約が挙げられる。実施形態１で述べたように、対物光学系１１と基板１３との間のＷＤは数ｍｍ〜十数ｍｍ程度であるため、厚さ数ｍｍのガラス板を対物光学系１１と基板１３との間の光路上に配置することは難しい。また、そのように配置した場合、ステージ（不図示）または基板と検出装置（ガラス板）とが衝突する可能性があるという不利もある。
【００３９】
なお、対物光学系１１が複数枚のレンズで構成される場合、気密容器７０は、対物光学系１１のうちで最も基板１３に近い（偏光ビームスプリッタから最も遠い）レンズを隔壁として備える構成とすればよい。しかし、対物光学系１１を構成する複数のレンズのうちで最も基板１３に近いレンズ以外のレンズを気密容器７０が隔壁として備える構成も、場合によっては可能である。その場合、気密容器７０の外部に配置された対物光学系１１の一部による汚染物質の放出や光学性能の変化が軽微であることを要する。また、別の構成例として、気密容器７０が対物光学系１１のうちの２つのレンズをそれぞれ隔壁として備えてもよい。この場合、気密容器７０に備えられた２つのレンズの間隔調整に制約が生じるため、それが許される場合に限られる。気密容器７０内の空調および温調の少なくとも一方のための構成については、実施形態１の場合と同様である。
【００４０】
［実施形態３］
図５を参照して実施形態３の検出装置を説明する。図５（Ａ）は、本実施形態における検出装置３００の構成を示す図である。本実施形態は、光学系の一部を覆う気密容器８０の構成に特徴を有し、他の部分については第１実施形態１または実施形態２と同様の構成としうる。
【００４１】
図５（Ａ）に示す本実施形態の検出装置３００は、気密容器８０は、光を透過するガラス板８１を備え、λ／４板１０、対物光学系１１、基板１３、および基板１３を保持する（基板）ステージ（不図示）を覆っている。これにより、発熱源である光源１やセンサ２０と、対物光学系１１や基板１３とを分離して、計測精度に影響を与える構成要素の熱変形を低減している。また、本実施形態の検出装置３００において、気密容器８０に備えられたガラス板８１を偏光ビームスプリッタ８とλ／４板１０との間の光路上に配置している点は、第１実施形態１および実施形態２と同様である。
【００４２】
図５（Ｂ）は、図５（Ａ）の検出装置３００において光源１から射出してガラス板８１に入射する光３２ａの偏光状態と、ガラス板８１で反射して偏光ビームスプリッタ８に到達する光３２ｂの偏光状態とを示す。なお、ガラス板８１の表面及び裏面でそれぞれ反射する光は、偏光状態が互いに等しいため、簡略化して、まとめて光３２ｂとする。図５（Ａ）の検出装置３００において、光源１から射出した光は、偏光ビームスプリッタ８を透過してＹ方向に平行に偏光したＰ偏光の光となった後、開口絞り９を介してガラス板８１に到達する。よって、ガラス板８１に入射する光３２ａ、及びガラス板８１で反射した光３２ｂの偏光状態は、ともにＰ偏光である。したがって、ガラス板８１で反射したＰ偏光の光３２ｂは、偏光ビームスプリッタ８を透過し、センサ２０には到達しない。ゆえに、検出信号のＳ／Ｎ比の点で有利となる。
【００４３】
また、ガラス板８１を備えた気密容器８０は、λ／４板１０、対物光学系１１、基板１３を覆っている。これにより、発熱源である光源１やセンサ２０と、対物光学系１１や基板１３とを空間的に分離できるため、検出装置の出力に基づくマーク位置計測の精度に影響を与える構成要素の熱変形を低減することができる。
【００４４】
なお、対物光学系１１による汚染物質の放出や光学性能の変化の影響が十分小さい場合、気密容器８０は真空容器として構成されてもよい。
【００４５】
［リソグラフィー装置等への検出装置の適用例］
図６および図７を参照して、以上に例示した検出装置をリソグラフィー装置等に適用した場合の実施形態を説明する。
【００４６】
まず、図６を参照して、リソグラフィー装置としての露光装置４００の構成例を説明する。露光装置４００は、真空環境下でパターンを物体に転写するものであって、光源４０１と、照明光学系４０２と、レチクルステージ４０３と、投影光学系４０４と、ウエハステージ４０５と、これらを覆う真空チャンバー４０６（真空容器）を備える。光源４０１は、例えば、ターゲット供給部４０７と、励起用パルスレーザ発生部４０８とを備える。真空チャンバー４０６内に供給されたターゲット材に集光レンズ４０９を介してパルスレーザを照射することによってプラズマ４１０を発生させてＥＵＶ光を放射させる。なお、真空チャンバー４０６内の気圧は、例えば、１０−４〜１０−５Ｐａに維持される。照明光学系４０２は、複数のミラー４１１（多層膜ミラーまたは斜入射ミラー）、オプティカルインテグレータ４１２、アパーチャ４１３を備え、放射されたＥＵＶ光でレチクル４１５を照明する。投影光学系４０４は、複数のミラー４１６、アパーチャ４２２を備え、レチクル４１５で反射したＥＵＶ光をウエハステージ４０５に保持されたウエハ４１８（基板または物体）に投影する。
【００４７】
このような露光装置４００において、ウエハ４１８、レチクル４１５、およびウエハステージ４０５の少なくとも一つに形成されたアライメントマークの位置を計測するために、検出装置４５０が備えられている。検出装置４５０には、上述した検出装置１００、２００、３００のいずれかを適用することができる。従って、検出装置４５０を用いてアライメントマークの位置を高精度に計測することができ、もってオーバーレイ精度の点で有利なリソグラフィー装置を提供することができる。
【００４８】
リソグラフィー装置の別の例または他の装置の例として、荷電粒子線で物体を処理する荷電粒子線装置がある。荷電粒子線装置は、例えば、電子線描画（露光）装置、イオン線描画（露光）装置、電子線顕微鏡等に代表され、物品の製造、加工、計測、検査等のための種々の装置を含みうる。ここでは、図７を参照して、荷電粒子として電子を用いて基板（物体）に描画を行う電子線描画装置５００の構成例を説明する。電子線描画装置５００は、真空環境下でパターンを物体に転写するものであって、電子銃５２１、電子光学系５０１、電子検出器５２４、ウエハステージ５０２、検出装置５０４、真空チャンバー５５０（真空容器）を含んで構成されている。真空チャンバー５５０内は、不図示の真空ポンプによって排気されている。そして、真空チャンバー５５０内に、電子銃５２１、電子光学系５０１、電子検出器５２４、ウエハステージ５０２、検出装置５０４が配置されている。電子光学系５０１は、電子銃５２１からの電子線を収束させる電子レンズ系５２２、電子線を偏向させる偏向器５２３を含んで構成されている。そして、電子銃５２１、電子光学系５０１、電子検出器５２４は、制御部（不図示）によって制御される。
【００４９】
このような電子線描画装置５００において、ウエハ５０６、またはウエハステージ５０２に形成されたアライメントマークの位置を計測するために、検出装置５０４が備えられている。この検出装置５０４には、上述した検出装置１００、２００、３００のいずれかを適用することができる。従って、検出装置５０４を用いてアライメントマークの位置を高精度に計測することができ、もってオーバーレイ精度の点で有利なリソグラフィー装置を提供することができる。
【００５０】
以上のように、本実施形態によれば、物体の位置決めに有利な装置を提供することができる。
【００５１】
［物品製造方法の実施形態］
実施形態に係る物品の製造方法は、例えば、半導体デバイス等のマイクロデバイスや微細構造を有する素子等の物品を製造するのに好適である。該製造方法は、物体（例えば、感光剤を表面に有する基板）に上記のリソグラフィー装置を用いて潜像パターンを形成する工程（物体にパターンの転写（露光または描画）を行う工程）と、当該工程で潜像パターンを形成された物体を現像する工程とを含みうる。さらに、該製造方法は、他の周知の工程（酸化、成膜、蒸着、ドーピング、平坦化、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージング等）を含みうる。本実施形態の物品の製造方法は、従来の方法に比べて、物品の性能・品質・生産性・生産コストの少なくとも１つにおいて有利である。
【００５２】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形または変更が可能である。例えば、実施形態１の気密容器５０と、実施形態２の気密容器７０または実施形態３の気密容器８０との両方を備えた検出装置としてもよい。
【符号の説明】
【００５３】
８  偏光ビームスプリッタ（偏光光分割器）
１０  λ／４板（１／４波長板）
５０、７０、８０  気密容器
５１、７１、１１、８１  ガラス板（光透過部材）
１００、２００、３００  検出装置
【図１】
2013219086.tif 000003
【図２】
2013219086.tif 000004
【図３】
2013219086.tif 000005
【図４】
2013219086.tif 000006
【図５】
2013219086.tif 000007
【図６】
2013219086.tif 000008
【図７】
2013219086.tif 000009