(57)【要約】      （修正有）【課題】装置の大型化を低減し、かつ、波面収差が発生した場合であっても、基板の位置を高精度に計測可能な位置計測装置を提供する。【解決手段】位置計測装置は、光学系２３を通過した光をセンサ５で受光して基板の位置を計測する位置計測装置１０であって、光学系２３とセンサ５を支持する構造体４と、気圧差により構造体４の変形が発生した場合、構造体４の波面収差を判定する判定部と、判定部による判定結果に基づいて得られる、変形した構造体４の変形を補正するための調整量に従って光学系２１を補正する制御部と、を備え、制御部は、光学系２１を駆動させるための駆動ストロークの内、構造体４の変形が許容範囲内である計測ストロークを算出する。【選択図】図７
2016218379.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学系を通過した光をセンサで受光して基板の位置を計測する位置計測装置であって、
前記光学系と前記センサを支持する構造体と、
気圧差により前記構造体の変形が発生した場合、前記構造体の波面収差を判定する判定部と、
前記判定部による判定結果に基づいて得られる、前記変形した構造体の変形を補正するための調整量に従って光学系を補正する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記光学系を駆動させるための駆動ストロークの内、前記構造体の変形が許容範囲内である計測ストロークを算出する
ことを特徴とする位置計測装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記光学系の光軸の偏心量に基づいて前記調整量を求める
ことを特徴とする請求項１に記載の位置計測装置。
【請求項３】
前記構造体は、前記光学系を支持する複数の支持部と、前記光学系を駆動する駆動部を位置決めする位置決めピンを有し、
前記制御部は、前記調整量に基づいて前記支持部または前記位置決めピンを補正する
ことを特徴とする請求項２に記載の位置計測装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記構造体の変形により前記光軸が前記光軸と垂直な第１の方向において偏心した場合、前記支持部を補正し、前記光軸が前記第１の方向と垂直な第２の方向において偏心した場合、前記位置決めピンを補正する
ことを特徴とする請求項３に記載の位置計測装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記判定部による前記駆動ストロークの複数位置における判定結果において、前記波面収差が許容値以下である位置を含むストロークを前記計測ストロークとして算出する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の位置計測装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記算出した前記計測ストローク内で前記光学系を駆動させることにより、前記基板の位置を計測する
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の位置計測装置。
【請求項７】
光学系とセンサを支持する構造体を備え、前記光学系を通過した光を前記センサで受光して基板の位置を計測する位置計測装置の調整方法であって、
気圧差により前記構造体の変形が発生した場合、前記構造体の波面収差を判定する判定工程と、
前記判定工程における判定結果に基づいて得られる、前記変形した構造体の変形を補正するため調整量に従って前記光学系を補正する制御工程と、
を有し、
前記制御工程において、さらに前記光学系を駆動させるための駆動ストロークの内、前記構造体の変形が許容範囲内である計測ストロークが算出される
ことを特徴とする調整方法。
【請求項８】
パターンを基板に形成するリソグラフィ装置であって、
請求項１〜６のいずれか１項に記載の位置計測装置を含む
ことを特徴とするリソグラフィ装置。
【請求項９】
請求項８に記載のリソグラフィ装置を用いてパターンを基板に形成する工程と、
前記工程で前記パターンを形成された前記基板を加工する工程と、
を含むことを特徴とする物品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位置計測装置、その調整方法、リソグラフィ装置、及び物品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、大気環境下においては、露光装置や電子線描画装置のＥＵＶ（Ｅｘｔｒｅｍｅ  Ｕｌｔｒａ  Ｖｉｏｌｅｔ）光や電子線が吸収されて減衰する。このため、ＥＵＶ光や電子線の減衰を抑えるために、露光装置や電子線描画装置は、真空チャンバー内に構成され、１０−４〜１０−５Ｐａ程度またはそれを超える高真空環境下に配置される。これに伴って、露光装置や電子線描画装置において、露光光とウエハ等の基板との間や、電子線とウエハ等の基板の間の位置合わせを行うための位置計測装置についても、真空環境下もしくは真空環境近傍に配置される。真空環境周辺への位置計測装置の配置では、圧力変化により構造体の変形が起こり、結果的に光学系のピント位置ずれ（デフォーカス）や偏心等が起こる。そのため、信号コントラストの低下や収差性能の劣化により、位置計測装置の計測精度が低下する。
【０００３】
特許文献１には、連続する複数の分室で隔離された中に光学系を形成された圧力変化が生じる露光装置の構成が開示されている。また、分室間の圧力差から生じる光学部材の変形に起因する光学性能の変化を補正する手段として、レンズ群を移動させる駆動装置や変形自体を矯正する手段等を備えている。
【０００４】
特許文献２には、隣り合う圧力の異なる空間の隔壁に配置された透過窓部を含む、露光装置に備えられた位置検出装置の構成が開示されている。被検出体の位置を検出する位置検出装置の結像光学系は、複数の瞳面を有する。隔壁に配置された透過窓部は、圧力差によって大きな力が加わり、それに伴う変形や偏心によって検出精度の低下の要因となるが、複数の瞳面のうち、光線有効径が最も小さい瞳面近傍に透過窓部を構成することにより、精度良く計測ができる。
【０００５】
ここで、図１２において、従来の電子線描画装置の構成を示す。図１２（Ａ）において、電子線描画装置５００は、電子光学系５０１、ウエハステージ５０２、位置計測装置５０４、真空チャンバー５５０から構成されている。ウエハステージ５０２には、マーク５０７が設けられた基板５０６が備えられている。不図示の光源から出た光は、基板５０６に照射され、マーク５０７で反射した光は、対物光学系１２１、光学系レンズ群１１７を通って位置計測装置５０４のセンサ５に結像する。真空チャンバー５５０近傍に位置計測装置５０４が配置されている。ここで、電子線描画を行うために、真空チャンバー５５０内部を高真空状態にすると、チャンバー内外の差圧によりチャンバー構造体が変形する。
【０００６】
図１２（Ｂ）は、チャンバー内が高真空となった状態の電子線描画装置の図である。位置計測装置５０４は、差圧による変形の影響を受け、基板５０６に対するピントの位置ずれや光学系の変形、偏心が起こる。位置計測装置５０４の対物光学系１２１は、敏感度が高いため、光学調整に向いていない。また、基板５０６の位置は、対物光学系１２１の光軸とピントに位置決めされる。そこで、ピント位置ずれは、ズームレンズやリレーレンズなどの光学系レンズ群１１７とそれを駆動する駆動部を構成することで補正可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−３４７１９４号公報
【特許文献２】特許第４６７７１７４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に開示される補正機構を備える構成においては、補正機構を配置するため、装置が大型化し、コストが増加するおそれがある。すなわち、光学系から分離・独立した構造体、またはより高剛性な構造体上に補正機構を設けるか、追加の補正機構を設けるためのより多くのスペースを確保する必要が生じる場合がある。また、特許文献２に開示される変形が起こる光学部材周辺の光線有効径を最小となるように配置する構成においては、光学系の配置や構成物に制約が発生する。
【０００９】
また、図１２に示す位置計測装置５０４において、差圧による変形が起こる場合に、レンズ群１１７を駆動させると、駆動ストローク内での光学系の偏心によって、波面収差が発生して計測精度が低下する。また、発生した波面収差を低減・補正するために、追加の調整機構を配置する場合には、装置の高コスト化や大型化を招いてしまう。
【００１０】
本発明は、このような状況を鑑みてなされたものであり、装置の大型化を低減し、かつ、波面収差が発生した場合であっても、基板の位置を高精度に計測可能な位置計測装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明に係る位置計測装置は、光学系を通過した光をセンサで受光して基板の位置を計測する位置計測装置であって、前記光学系と前記センサを支持する構造体と、気圧差により前記構造体の変形が発生した場合、前記構造体の波面収差を判定する判定部と、前記判定部による判定結果に基づいて得られる、前記変形した構造体の変形を補正するための調整量に従って光学系を補正する制御部と、を備え、前記制御部は、前記光学系を駆動させるための駆動ストロークの内、前記構造体の変形が許容範囲内である計測ストロークを算出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、装置の大型化を低減し、かつ、波面収差が発生した場合であっても、基板の位置を高精度に計測可能な位置計測装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る位置計測装置の構成を示す図である。
【図２】駆動ストローク、計測ストロークの関係を説明する図である。
【図３】光学系の偏心とコマ収差の関係を説明する図である。
【図４】調整処理を示すフローチャートである。
【図５】図４から差圧変動が発生した際の調整方法を示すフローチャートである。
【図６】フォーカス調整光学系の構成を示す図である。
【図７】気密容器を備えた位置計測装置の構成を示す図である。
【図８】第２実施形態に係る電子線描画装置の構成を示す図である。
【図９】干渉計を備えた電子線描画装置の構成を示す図である。
【図１０】Ｘ、Ｙ方向に干渉計を備えた電子線描画装置の構成を示す図である。
【図１１】第３実施形態に係る露光装置の構成を示す図である。
【図１２】従来の電子線描画装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための形態について図面等を参照して説明する。なお、各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。
【００１５】
（第１実施形態）
図１は、本実施形態に係る位置検出装置１０の構成を示す図である。位置検出装置１０は、光源２００から射出された光を照明する照明系と、基板９上に設けられたマーク１の像を結像する結像系２３から構成される。照明系は、照明リレー光学系１１２および１１３、開口絞り１１４、照明光学系１１５、ミラー１１６、リレーレンズ１１７、偏光ビームスプリッタ１１８、開口絞り１１９、λ／４板１１０、対物光学系１２１から構成される。また、結像系２３は、対物光学系１２１、λ／４板１１０、開口絞り１１９、偏光ビームスプリッタ１１８、結像光学系１２４から構成され、マーク１からの反射光１３０は、センサ５に結像される。
【００１６】
位置検出装置１０において、光源２００から射出された光は、照明リレー光学系１１２、１１３を通り、基板９と共役な位置に配置された開口絞り１１４に到達する。このとき、開口絞り１１４での光束径は、光源２００での光束径よりも十分に小さいものとなる。なお、本実施形態では、開口絞り１１４は、照明の異なる絞りを複数種有し、不図示の制御装置からの命令で絞りの切換を行い、照明を変更することで照明光の開口数を切り替えることができる。開口絞り１１４を通過した光は、照明光学系１１５、ミラー１１６、リレーレンズ１１７を通って偏光ビームスプリッタ１１８に導かれる。ここで、偏光ビームスプリッタ１１８においては、Ｙ方向に平行なＰ偏光の光が透過され、Ｘ方向に平行なＳ偏光の光が反射される。このため、偏光ビームスプリッタ８を透過した光は、開口絞り１１９介してλ／４板１１０を透過し、円偏光に変換され、対物光学系１２１を通って基板９上に形成されたマーク１を照射する。
【００１７】
マーク１で反射・回折・散乱された光は、再度、対物光学系１２１を通った後、λ／４板１１０を通過して円偏光からＳ偏光に変換され、開口絞り１１９に到達する。ここで、マーク１で反射された反射光１３０の状態は、マーク１に照射された円偏光の光とは逆回りの円偏光となる。すなわち、マーク１に照射された光の偏光状態が右回りの円偏光の場合、マーク１で反射された光１３０の偏光状態は左回りの円偏光となる。また、開口絞り１１９は、不図示の制御装置からの命令で絞り量を変えることにより、マーク１から反射された光の開口数を切り替える。開口絞り１１９を通過した光は、偏光ビームスプリッタ１１８で反射された後、結像光学系１２４を介してセンサ５が受光する。
【００１８】
この構成により、偏光ビームスプリッタ１１８によって基板９への照明光の光路と基板９からの反射光１３０の光路が分離され、基板９上に設けられたマーク１の像がセンサ５上に形成される。なお、上述した構成は一例として一方向のマーク計測の場合であるが、これに限定せず、複数方向のマーク計測を行う場合も適用可能である。
【００１９】
次に、本実施形態に係る位置計測装置における差圧変形について図２を参照して説明する。図２は、本実施形態に係る位置計測装置１０の構成を示す。図２（Ａ）は、光学系に偏心がない状態を示す図であり、図２（Ｂ）は、光学系に偏心が発生した状態を示す図である。位置計測装置１０は、不図示の光源と、光源からの光を基板上のマークに照射する不図示の照明系と、不図示の基板上のマークからの反射光をセンサ５の面上に結像する結像系２３と、マークから反射されたマーク像を計測するセンサ５からなる。なお、結像系２３は、光学系２１および２２を含む。基板上のマークを計測する際に、センサ５の面上に反射光が結像しない場合、構造体４上に搭載された駆動部１７によりフォーカス調整光学系２１を光軸１５方向に駆動する。駆動部１７は、光学系２１を駆動ストロークの範囲で駆動させて、センサ５の面上に結像した位置で停止する。図３（Ａ）に示す状態では、差圧変形が発生しておらず、光学系に偏心がないため、駆動ストロークの複数箇所で判定する波面収差判定は、許容値以下（許容範囲内）であり、計測ストロークは、駆動ストロークと同じストロークである。
【００２０】
ここで、位置計測装置における計測誤差の発生要因について、図２と図３を用いて説明する。差圧変形などによる外乱が起こった場合、位置検出装置内の光学系が偏心し、コマ収差やピント位置ずれが生じる。このため、図２（Ｂ）のような光学系の偏心によりコマ収差が発生すると、図２（Ａ）に比べて位置検出精度が低下する。本実施形態では、図２（Ｂ）の光学系２１および２２のうち、光学系２１のみが偏心した場合について説明する。
【００２１】
図３は、光学系２１および２２を光軸方向から見た図を示す。図３においては、光学系２２は、偏心しておらず、光学系２１が偏心していない状態から、偏心３３の分だけ偏心している。従って、方向３１（第１の方向）に光学的な非対称性が発生し、コマ収差、軸ずれが発生している。この場合、図２（Ｂ）において、駆動部１７の駆動ストロークは、図２（Ａ）の状態と同じであるが、波面収差判定は、一部許容値以上（許容範囲外）の箇所が発生し、計測ストロークが駆動ストロークよりも短くなる。なお、本実施形態では、偏心方向については、方向３１について説明したが、方向３２（第２の方向）に偏心した場合であっても、適用可能である。
【００２２】
光軸方向の位置ずれ（ピント位置ずれ）に対しては、フォーカス調整光学系を光軸方向に駆動することで補正可能である。一方、軸ずれに対してはオフセット補正が必要である。オフセット補正では、アライメントマークの本来あるべき位置（真値）と、実際に位置検出装置により検出されたアライメントマークの位置とのずれ量であるオフセット量を算出し、そのオフセット量に基づいて補正を行う。しかしながら、光学系のオフセット量の発生要因が差圧変形の場合、その再現性を事前に見積もるのは難しい。また、その変形がフォーカス調整光学系の駆動軌道上に影響した場合、駆動後に偏心、軸ずれが生じる場合があり、駆動位置によって偏心量が変化するため、オフセット補正の適用は難しい。なお、本実施形態に係る位置計測装置においては、光学系を支持する構造体に、光軸断面方向の変形が生じた場合（光軸方向から見て、方向３１または３２に偏心が生じた場合）、センサでのマーク像は、光軸断面方向にコマ収差や軸ずれが発生する。本実施形態では、後述の図４または図５に示すフローチャート通りに調整を進めていくことで、光学系のコマ収差や軸ずれを修正し、光学系の偏心による計測精度への影響を低減することができる。
【００２３】
図４は、ピント位置ずれ、波面収差の調整処理を示すフローチャートである。まず、ステップＳ３０１で、チャンバー等、外乱による差圧変形が発生した場合、ステップＳ３０２で、で基板側のマークとセンサのピント位置が合っているか否かを判定する。ピント位置ずれが許容できない場合、すなわち、ピント位置が合っていない場合（ＮＧ）、ステップＳ３０５に進む。そして、ステップＳ３０５で、フォーカス調整光学系を駆動してピントを合わせる。そして、再度、ステップＳ３０２に進んで、ピント位置が合うまで判定を行う。一方、ステップＳ３０２においてピント位置が合っている場合（ＯＫ）、ステップＳ３０３に進む。
【００２４】
ステップＳ３０３で、不図示の制御部（判定部）は、波面収差を測定し、許容値以下であるか否かを判定する。波面収差が許容値以下（許容範囲内）である場合（ＯＫ）、ステップＳ３０４で、調整完了として、処理が終了する。一方、波面収差が許容値以上である場合（ＮＧ）、波面収差調整として、ステップＳ３０６で、不図示の制御部は、レンズ駆動部姿勢調整、またはステップＳ３０７で、コマ調整レンズ調整を行う。なお、この２つの調整方法については後述する。ステップＳ３０６またはステップＳ３０７において波面収差調整後、ステップＳ３０２に戻って、再度、一連のサイクルを繰り返す。以上の処理を実行することにより、調整機構の追加や構造の高剛性化を図ることなく、差圧変形によるピント位置ずれ、波面収差を低減できる。
【００２５】
本実施形態に係る位置計測装置は、図４に示した調整処理を示すフローチャートから、ピント位置ずれ・偏心を組立調整段階にて予め調整することにより、計測誤差を低減させる。しかしながら、装置運用時に差圧変動による変形や差圧による変形の再現性の低下が発生することも予想される。図５は、この場合の調整処理を示すフローチャートである。図５は、例えば、差圧モニタなどを用いて、差圧変形の発生が観測され、その結果、位置計測装置への計測精度の低下が起こり得ると判定される場合に実行される。
【００２６】
まず、ステップＳ３０１で差圧変形が発生すると、ステップＳ３０８で、差圧変形再計測を行う。具体的には、差圧変形前後で同一マークを計測し、その計測の結果、差分が所望の精度を満たしているか否かを判定する。再計測の結果、差分が所望の制度を満たしている場合（ＯＫ）、差圧変形による影響は無視できるとして、ステップＳ３０４に進み、調整完了として処理を終了する。一方、差分が所望の制度を満たしていない場合（ＮＧ）、ステップＳ３０２に進み、上記の図４に示すステップＳ３０２〜Ｓ３０７の処理を再度実行する。ステップＳ３０３の収差判定までは装置内に立ち入らずに計測、調整が可能である。どのルートを進んだ場合であっても、ステップＳ３０４の調整完了の前に、必ず、ステップＳ３０８の再計測を行い、ＮＧが無いことを確認する必要がある。
【００２７】
なお、本実施形態において、図４および５のピント位置判定または波面収差判定でＯＫ、ＮＧの判断基準となるのは、設定した所望の光学許容値となる。一例として、ピント位置誤差５０ｕｍ以下、波面収差０．１λ以下といった数値を設定した場合、これらの数値は、装置で必要な計測精度仕様などから決定される。なお、一般的な光学系においては、波面収差１／４λ以下を無収差と呼ぶ。
【００２８】
また、図４および５のピント位置判定では、基板上のマークをセンサで撮像してコントラスト計測を行い、事前に計測しておいたベストピント位置のコントラストと比較して判定してもよい。波面収差判定では、例えば、段差マークを利用する方法であってもよい。この場合、段差マークに対し、位置検出系に偏心があると検出される画像信号が非対称波形となる。なお、レンズ駆動部姿勢調整またはコマ調整レンズ調整では、この非対称波形が所望の許容値以下となる範囲を目標として、調整を行う。
【００２９】
ステップＳ３０６のレンズ駆動部姿勢調整では、ステップＳ３０５のレンズ駆動で駆動するレンズに対し、その駆動部姿勢を調整し、レンズの平行偏心と傾き偏心を低減する。具体的には、まず、駆動ストローク内の複数位置で波面収差を計測し、各位置での波面収差が許容値以下となるように、駆動部の姿勢調整を行う。姿勢は、例えば、駆動部締結箇所に箔を挿入することで調整可能である。
【００３０】
ここで、図６を用いて、具体的な調整方法について説明する。図６（Ａ）および（Ｂ）の上図は、光学系の光軸と垂直な方向から見たフォーカス調整光学系２１の上面図であり、下図は、光学系の光軸からフォーカス調整光学系２１を見た正面図である。なお、図６は、図２に示す位置計測装置１０の光学系２２とセンサ５を省略して示す図である。
【００３１】
図６（Ａ）は、構造体４上に支持体４０が４つ配置され、その上に駆動部１７と、光学素子を保持するホルダ４１および光学素子４２からなるフォーカス調整光学系２１が搭載されている。駆動部１７は、光軸方向に配置された位置決めピン４３と接している。図６（Ｂ）は、支持体４０が３つ配置された場合の位置計測装置を示す図である。
【００３２】
ここで、例えば、方向３１に偏心が起きた場合、ステップＳ３０３の波面収差判定の判定結果に基づいて、レンズ駆動部姿勢調整として、構造体４と支持体４０の間、または支持体４０と駆動部１７の間に箔を挿入するのが望ましい。このとき、支持体４０の位置毎に厚さの異なる箔を挿入する。箔の種類は、例えば、０．１ｍｍ〜０．５ｍｍまで０．１ｍｍ刻みで複数用意しておき、その組み合わせから所望の量だけ箔を挿入する。箔挿入の組み合わせの一例として、図６（Ａ）の上図では、支持体４０ａ、４０ｂの組は、０．５ｍｍの箔、支持体４０ｃ、４０ｄの組は、０．３ｍｍの箔を挿入する。同様に考えると、図６（Ｂ）では、支持体４０ｅは、０．５ｍｍの箔、支持体４０ｆ、４０ｇの組は、０．３ｍｍの箔を挿入すればよい。このように箔を挿入することで、方向３１に起きた偏心を調整することができる。
【００３３】
方向３２方向に偏心が起きた場合、位置決めピン４３と駆動部１７の間に箔を挿入するのが望ましい。例えば、位置決めピン４３ａには０．２ｍｍの箔を、４３ｂには０．４ｍｍの箔を挿入する。このように箔を挿入することで、方向３２に起きた偏心を調整することができる。なお、本実施形態では、一例として箔を挿入する方法について説明したが、例えば、支持体４０のそれぞれが自動的に高さ調整（補正）可能に構成されてもよい。また、調整ピン４３のそれぞれが自動的に調整可能に構成されてもよい。
【００３４】
次に、ステップＳ３０７のコマ調整レンズ調整について説明する。これは、位置計測装置１０にコマ調整用の専用レンズを構成し、光軸周りを回転させて波面を計測する。計測結果を元に、光軸断面方向（光軸と垂直方向）にレンズを偏心させて調整する。
【００３５】
次に、ステップＳ３０６またはＳ３０７の波面収差調整方法を試行しても、駆動ストローク内全域で波面収差が許容値以下を満たさない場合について説明する。この場合、波面収差が許容値である範囲を計測ストロークとして決めておき、この計測ストローク範囲でレンズ駆動を行う運用とするのが望ましい。図２に示す表は、駆動ストロークと計測ストロークの関係を示している。図２（Ａ）は、レンズ駆動時の偏心がない場合であるため、駆動ストローク内で波面収差は、許容値以下である。そのため、「駆動ストローク＝計測ストローク」という関係が成り立つ。一方、図２（Ｂ）は、レンズ駆動時に偏心がある場合であるため、波面収差は、駆動ストローク内の一部範囲で許容値以下である。この場合、「駆動ストローク＞計測ストローク」という関係にあり、レンズ駆動をする範囲は、偏心がない場合より狭くなる。
【００３６】
光学系の偏心を発生させる構造体の変形の一例としては、図７に示すように、光学系の一部を気密容器で覆った場合に発生する。基板上のマークを計測する計測装置を真空中に配置させる場合、部材から発生するガスにより真空環境が維持できなかったり、大気環境下では使用できた部品が真空環境下では使用できないことがある。また、大気環境とは異なり、空間の介在物が減少することにより伝熱量が低下し、部品等に熱変形や熱破壊が発生する可能性がある。
【００３７】
そこで、図７に示すように、位置計測装置１０の局所的に気密容器８を設置し、気密容器８内を大気環境にする方法が挙げられる。なお、本実施形態では、気密容器８内には、構造体４上に搭載された光学系２１および２２を含む結像系２３が設けられる。センサ５は、気密容器８の外に設けられる。図７（Ａ）は、気密容器８に変形が無く、光学系２１および２２に偏心が発生していない状態を示す図であり、図７（Ｂ）は、気密容器８が変形し、光学系に偏心が発生している状態を示す図である。図７に示すように、気密容器８内に、大気環境下で使用していた部材や部品を設置することにより、光軸１５の偏心がなく、大気環境と同じように部材や部品が使用可能となる。しかしながら、図７（Ｂ）に示すように、気密容器８を使用した場合、気密容器８の内外において、圧力差（気圧差）が発生し、この差圧により、気密容器８が変形する。気密容器８に変形が発生した場合、気密容器８に支持された光学系の支持部分が偏心し、これにより、光学系が偏心する。そして、光軸１５が方向１２に偏心する。このように、差圧による変形により光軸が偏心した場合であっても、上述した調整方法を適用して、計測ストローク内でレンズを駆動する。
【００３８】
以上、計測精度の低下を改善するための調整方法を説明してきたが、調整量自体を低減するためには、検出光学系においてフォーカス調整光学系とその他の光学系の相対変位ができるだけ小さくなるような配置とすることが望ましい。なぜなら、相対変位が小さい＝偏心量が小さいので、波面収差を低減できるからである。例えば、フォーカス調整光学系と他の光学系を同一の構造体上に配置することで、相対変位が小さくなる。これに限定することなく、例えば、両者が必ずしも同一の構造体上にある必要はなく、別々の構造体に載置されていても、相対変位が小さくできる位置に配置できればよい。これは、例えば、市販の構造シミュレーションソフトウェアで差圧変形を解析し、変形量と姿勢の相対差が小さい箇所を探索することで実現できる。
【００３９】
以上、本実施形態によれば、差圧変形に伴う波面収差発生による計測精度低下を防ぎ、コストアップや装置サイズの拡大を回避しつつ、基板の位置を高精度に計測可能な位置計測装置を提供することができる。なお、本実施形態では、位置検出装置を結像系に適用した場合について説明してきたが、本実施形態に係る位置検出装置を照明系の光学系に適用してもよい。上述の結像系に関する場合と同様に、照明光学系の調整時に調整フローを実行することで、偏心に対する計測誤差を低減することができる。
【００４０】
（第２実施形態）
次に、図８を参照して、第２実施形態に係る電子線描画装置９００の構成について説明する。電子線描画装置９００は、電子銃９２１、電子光学系９０１、電子計測系９２４、ウエハステージ９０２、位置計測装置９０４、真空チャンバー９５０から構成されている。真空チャンバー９５０は不図示の真空ポンプによって真空排気されている。そして、真空チャンバー９５０内に電子銃９２１、電子光学系９０１、電子計測系９２４、ウエハステージ９０２、位置計測装置９０４が配置されている。電子光学系９０１は、電子銃９２１からの電子線を収束させる電子レンズ系９２２、電子線を偏向させる偏向器９２３により構成される。そして、電子銃９２１、電子光学系９０１、電子計測系９２４の各構成要素は、不図示の電子光学系の制御部によって制御される。
【００４１】
電子線描画装置９００において、ウエハ９０６と電子線の間、またはウエハ９０６に形成された複数の露光ショット間で位置合わせを行う目的で、位置計測装置９０４が備えられる。電子線描画装置９００の位置計測装置９０４には、第１実施形態の位置計測装置１０を適用することで、電子線描画装置９００において、基板の位置を高精度に計測することが可能となる。従って、位置計測装置９０４において、差圧変形によるピント位置ずれと光学系の偏心を回避し、基板の位置を高精度に計測することができる。
【００４２】
次に、図９および１０を参照して、電子線描画装置９００における、電子光学系９０１と位置計測装置９０４、測長装置である干渉計７０、ウエハステージ９０２について説明する。図９において、電子光学系９０１と位置計測装置９０４は、構造体として結合され、干渉計７０により、位置計測装置９０４とウエハステージ９０２の相対位置が計測される。位置計測装置９０４には、干渉計７０のミラー７１が備えられ、ウエハステージ９０２には、ミラー７２が備えられる。本実施形態に係る干渉計７０は、不図示の光源から発した光を分岐し、基準ミラーと計測対象ミラーに反射させ、それらの光の波を干渉させたときの、波長（周波数）や位相差を測定することより計測対象ミラーの位置を計測する。なお、本実施形態では、干渉計を用いた場合について説明したが、これに限定することなく、結果的に２つの相対位置変位を計測できるものであれば代用可能である。
【００４３】
本実施形態では、位置計測装置９０４により基板９０６上のマーク９０７を高精度に計測し、その時のウエハステージ９０２の位置を干渉計７０により計測する。この計測された値を基に、ウエハステージ９０２を電子光学系９０１の描画位置に移動させ、電子ビームにより描画を行うことで所望のパターンを描画することができる。図９においては、ミラー７１は、位置計測装置９０４に固定されているが、電子光学系９０１と一体となった構造体に固定され、電子光学系の基準と見なせる位置であればどこに固定されてもよい。なお、ウエハステージ９０２上には、基板９０６上のマーク９０７の他に、電子光学系９０１における描画ビームの位置を計測するための基準マークと位置計測装置９０４の位置を計測するための基準マークが備えられてよい。つまり、本実施形態に係る位置計測装置９００は、基板９０６上のマーク９０７だけではなく、ウエハステージ９０２上の基準となるマークも計測する。それらの位置関係を基に基板９０６に高精度な描画を行うことが可能である。
【００４４】
図１０は、電子光学系９０１と、Ｘ、Ｙ方向のマークそれぞれを計測する２つの位置計測装置９０４Ｘおよび９０４Ｙを備えた電子線描画装置９００と干渉計７０Ｘおよび７０Ｙの上面図を示す。位置計測装置９０４Ｘは、Ｘマーク計測用の位置計測装置であり、位置計測装置９０４Ｙは、Ｙマーク計測用の位置計測装置である。また、干渉計７０Ｘは、Ｘマーク計測用の位置計測装置９０４Ｘの位置を計測するための干渉計であり、干渉計７０Ｙは、Ｙマーク計測用の位置計測装置９０４Ｙの位置を計測するための干渉計である。なお、干渉計７０Ｘおよび７０Ｙは、不図示のウエハステージも同時に計測する。図１０の電子線描画装置９００において、ウエハステージに保持された基板上のＸ方向マークを計測する場合、基板上のＸ方向マークをウエハステージにてＸマーク計測用の位置計測装置９０４Ｘの下に移動させ、計測を行う。同様に、Ｙ方向マークを計測する場合には、基板上のＹ方向マークをウエハステージにてＹマーク計測用の位置計測装置９０４Ｙの下に移動させ、計測を行う。
【００４５】
図１０においては、Ｘ、Ｙ用２つ位置計測装置９０４Ｘおよび９０４Ｙを備えた電子線描画装置９００の一例について説明したが、これに限られるものではなく、２つ以上の位置計測装置を備える構成であってもよい。このように、基板上のマークを位置計測装置により高精度に計測することで、高精度なパターンを描画することができる。
【００４６】
以上、本実施形態によれば、差圧変形に伴う波面収差発生による計測精度低下を防ぎ、コストアップや装置を大型化することなく、波面収差が発生した場合であっても、基板の位置を高精度に計測可能な位置計測装置を提供することが可能である。
【００４７】
（第３実施形態）
次に、図１１を参照して、第３実施形態に係る位置計測装置を具備した露光装置４００の構成について説明する。露光装置４００は、発光部４０１と、照明光学系と、レチクルステージ４０３と、投影光学系と、ウエハステージ４０５と、これらを覆う真空チャンバー４０６を備える。発光部４０１は、ターゲット供給手段４０７と、励起用パルスレーザ照射手段４０８を備える。集光レンズ４０９を介して真空チャンバー４０６内に供給されたターゲット材にパルスレーザを照射させることによって、高温のプラズマ４１０を発生させてＥＵＶ光を放射させることができる。なお、本実施形態では、真空チャンバー４０６内の圧力は、１０−４〜１０−５Ｐａに維持される。照明光学系は、複数のミラー４１１（多層膜ミラーまたは斜入射ミラー）と、オプティカルインテグレータ４１２、アパーチャ４１３を備え、複数のミラー４１１のいずれかによって、放射されたＥＵＶ光を集光し、レチクル４１５を照明する。投影光学系は、複数のミラー４１６、アパーチャ４２２を備え、レチクル４１５で反射されたＥＵＶ光をウエハステージ４０５上に配置されたウエハ４１８に導く。
【００４８】
また、本実施形態に係る露光装置４００において、ウエハ４１８とレチクル４１５の間、またはウエハ４１８に形成された複数の露光ショットの間で位置合わせを行う目的で、位置計測装置４５０が備えられる。位置計測装置４５０には、第１実施形態または第２実施形態に係る位置計測装置を適用することができる。従って、露光装置４００において、位置計測装置４５０を用いて基板の位置を高精度に計測することが可能となる。
【００４９】
以上、本実施形態によれば、差圧変形に伴う波面収差発生による計測精度低下を防ぎ、コストアップや装置を大型化することなく、波面収差が発生した場合であっても、基板の位置を高精度に計測可能な位置計測装置を提供することが可能である。
【００５０】
（物品の製造方法）
本発明の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、感光剤が塗布された基板の該感光剤に上記のリソグラフィ装置を用いて潜像パターンを形成する工程（基板に描画を行う工程）と、当該工程で潜像パターンが形成された基板を現像する工程とを含みうる。さらに、該製造方法は、他の周知の基板を加工する工程（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。
【００５１】
以上、本発明の好ましい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および変更が可能である。
【符号の説明】
【００５２】
４      構造体
５      センサ
９      基板
１０    位置計測装置
２１    光学系
２３    光学系
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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