测量装置、曝光装置和制造物品的方法
技术领域
本发明涉及测量装置、曝光装置和制造物品的方法。
背景技术
近年来，已经要求用于制造半导体器件的曝光装置与微构图一起实现基板的高重叠精度。由于重叠精度一般需要大约1/5的分辨率，因此随着半导体器件的微构图的发展，重叠精度的提高变得越来越重要。
为了提高重叠精度，需要高度准确地调节位置测量系统。例如，为了减少位置测量系统中的错误测量，日本专利No.5036429提出了一种技术，其中通过分离位置测量系统的彗形像差与光轴移位来高精度地调节位置测量系统。
加宽用于检测对准标记的光(检测光)的波段(wavelength band)被认为是用于进一步提高重叠精度的手段。尤其是，近年来，诸如用可见光获得低对比度和低精度的滤色器处理之类的处理增加，从而需要能够使用包括除可见光之外的具有蓝色波长的光(蓝色波长光)和近红外光的宽波段的光的位置测量装置。
但是，当在常规的位置测量系统中加宽检测光的波段时，对比度将降级，因此这将造成测量精度和重叠精度的降级。这是由于以下事实所致：用于合成照明光学系统和图像形成光学系统的部分反射构件(诸如偏振分束器)的特性(膜特性)不完美，其中该部分反射构件对于S偏振光和P偏振光具有不同的反射率。更具体而言，虽然当波段窄时能够实现高度准确的偏振分束器特性，但是当波段加宽时不能实现高度准确的偏振分束器特性。因此，未被偏振分束器分离的偏振成分成为耀斑(flare)，而耀斑会降级位置测量系统的对比度。
发明内容
本发明提供了一种在测量待检测物体的位置的测量精度方面有利的测量装置。
根据本发明的第一方面，提供了一种测量待检测物体的位置的测量装置，包括：照明系统，被配置成用照明光照亮待检测物体；图像形成系统，被配置成在光电转换器件上形成来自待检测物体的检测光的图像，该光电转换器件被配置成检测待检测物体的图像；以及分离系统，包括布置在照明系统和图像形成系统之间的反射偏振器和λ/4板并且被配置成经由反射偏振器和λ/4板将照明光与检测光分离，其中，分离系统包括布置在反射偏振器和λ/4板之间的至少一个光学构件，照明系统和图像形成系统各自包括透射偏振器，在反射偏振器中，S偏振光的反射率高于P偏振光的反射率，在被包括在照明系统中的透射偏振器中，P偏振光的透射率高于S偏振光的透射率，并且在被包括在图像形成系统中的透射偏振器中，S偏振光的透射率高于P偏振光的透射率。
根据本发明的第二方面，提供一种测量待检测物体的位置的测量装置，包括：照明系统，被配置成用照明光照亮待检测物体；图像形成系统，被配置成在光电转换器件上形成来自待检测物体的检测光的图像，该光电转换器件被配置成检测待检测物体的图像；以及分离系统，包括布置在照明系统和图像形成系统之间的反射偏振器和λ/4板，并且被配置成经由反射偏振器和λ/4板将照明光与检测光分离，其中，分离系统包括布置在反射偏振器和λ/4板之间的至少一个光学构件，照明系统和图像形成系统各自包括透射偏振器，在反射偏振器中，S偏振光的反射率高于P偏振光的反射率，在被包括在照明系统中的透射偏振器中，S偏振光的透射率高于P偏振光的透射率，并且在被包括在图像形成系统中的透射偏振器中，P偏振光的透射率高于S偏振光的透射率。
根据本发明的第三方面，提供了一种测量待检测物体的位置的测量装置，包括：照明系统，被配置成用照明光照亮待检测物体；图像形成系统，被配置成在光电转换器件上形成来自待检测物体的检测光的图像，该光电转换器件被配置成检测待检测物体的图像；以及分离系统，包括布置在照明系统和图像形成系统之间的反射偏振器和λ/4板，并且被配置成经由反射偏振器和λ/4板将照明光与检测光分离，其中，分离系统包括布置在反射偏振器和λ/4板之间的至少一个光学构件，照明系统和图像形成系统中的至少一个包括偏振器，被包括在照明系统中的偏振器被布置成相对于照明系统的光轴倾斜，并且被包括在图像形成系统中的偏振器被布置成相对于图像形成系统的光轴倾斜。
根据本发明的第四方面，提供了一种测量待检测物体的位置的测量装置，包括：照明系统，被配置成用照明光照亮待检测物体；图像形成系统，被配置成在光电转换器件上形成来自待检测物体的检测光的图像，该光电转换器件被配置成检测待检测物体的图像；以及分离系统，包括布置在照明系统和图像形成系统之间的反射偏振器和λ/4板，并且被配置成经由反射偏振器和λ/4板将照明光与检测光分离，其中，分离系统包括布置在反射偏振器和λ/4板之间的至少一个光学构件，照明系统和图像形成系统中的至少一个包括偏振器，并且偏振器被布置在从与待检测物体光学共轭的面移位的面上。
根据本发明的第五方面，提供了一种曝光装置，包括：投影光学系统，被配置成将原件的图案投影到基板上；台，被配置成保持基板；如以上定义的测量装置，被配置成测量基板的位置作为待检测物体的位置；以及控制单元，被配置成基于来自测量装置的测量结果来控制台的位置。
根据本发明的第六方面，提供了一种制造物品的方法，该方法包括：通过使用如以上定义的曝光装置对基板进行曝光；对曝光的基板进行显影；以及从显影的基板制造物品。
参考附图，根据示例性实施例的以下描述，本发明的其它方面将变得清楚。
附图说明
图1是示出作为本发明一个方面的曝光装置的布置的示意图。
图2是示出布置在基板台上的台基准板的布置的视图。
图3是示出基板对准测量系统的详细布置的示意图。
图4是用于详细解释AF测量系统的视图。
图5是用于详细解释AF测量系统的视图。
图6是用于解释滤色器的视图。
图7是示出RGB滤色器的视图。
图8是示出RGB滤色器的透射率的示例的曲线图。
图9是示出偏振分束器的特性的示例的曲线图。
图10是示出偏振分束器的特性的示例的曲线图。
图11是示出偏振分束器的特性的示例的曲线图。
图12是示出抗反射膜的特性的示例的曲线图。
图13是示出基板对准测量系统的偏振分束器附近的布置的示意图。
图14是用于解释暗视野照明的原理的视图。
图15是示出理想对准信号的波形的曲线图。
图16是示出对准信号的波形的曲线图。
图17是示出对准信号的波形的示例的曲线图。
图18是示出根据这个实施例的基板对准测量系统的偏振分束器附近的布置的示意图。
图19是示出根据实施例的基板对准测量系统的偏振分束器附近的另一种布置的示意图。
图20是示出对准信号的波形的示例的曲线图。
图21是示出根据实施例的基板对准测量系统的详细布置的示意图。
图22是用于解释亮视野照明的原理的视图。
图23是示出对准信号的波形的示例的曲线图。
图24是示出对准信号的波形的示例的曲线图。
图25是示出根据这个实施例的基板对准测量系统的偏振分束器附近的布置的示意图。
图26是示出根据实施例的基板对准测量系统的偏振分束器附近的布置的示意图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细描述实施例。注意的是，以下实施例并非旨在限制要求保护的发明的范围。在实施例中描述了多个特征，但是并不限制发明要求所有此类特征，而是可以适当地组合多个此类特征。此外，在附图中，相同的附图标记被赋予相同或相似的配置，并且省略其重复描述。
图1是示出作为本发明一个方面的曝光装置100的布置的示意图。曝光装置100是在基板上形成图案的光刻装置。曝光装置100包括：保持中间掩模(reticle)1(原件)的中间掩模台2，保持基板3的基板台4，以及照亮由中间掩模台2保持的中间掩模1的照明光学系统5。曝光装置100还包括：投影光学系统6和控制单元17，投影光学系统6将中间掩模1的图案(图像)投影到由基板台4保持的基板3上，控制单元17全面地控制曝光装置100的整体操作。
在这个实施例中，曝光装置100是扫描曝光装置(扫描仪)，其在扫描方向上同步扫描中间掩模1和基板3的同时(即，通过步进和扫描方法)将中间掩模1的图案转印到基板3。但是，曝光装置100可以是在固定中间掩模1的同时(即，通过步进和重复方法)将中间掩模1的图案转印到基板3上的曝光装置(步进器)。
在以下描述中，将与投影光学系统6的光轴一致的方向(光轴方向)定义为Z轴方向。在垂直于Z轴方向的面中的中间掩模1和基板3的扫描方向将被定义为Y轴方向。垂直于Z轴和Y轴方向的方向(非扫描方向)将被定义为X轴方向。围绕X轴、Y轴和Z轴的方向将分别定义为θX、θY和θZ方向。
照明光学系统5利用均匀照度分布的光(曝光光)照亮中间掩模1，更具体而言，照亮中间掩模上的预定照明区域。曝光光的示例是超高压汞灯的g射线和i射线、KrF准分子激光器、ArF准分子激光器和F2激光器。为了制造更小的半导体器件，可以使用几nm到几百nm的极紫外光(EUV光)作为曝光光。
中间掩模台2保持中间掩模1，并且被配置成在垂直于投影光学系统6的光轴的面中(即，在X-Y面内)可二维地移动并且可在θZ方向上旋转。诸如线性马达之类的驱动设备(未示出)驱动中间掩模台2。
反射镜7布置在中间掩模台2上。激光干涉仪9布置在与反射镜7对应的位置处。激光干涉仪9实时测量中间掩模台2的二维位置和旋转角度，并将测量结果输出到控制单元17。控制单元17基于激光干涉仪9的测量结果控制驱动设备，并且定位由中间掩模台2保持的中间掩模1。
投影光学系统6包括多个光学元件，并且以预定的投影倍率β将中间掩模1的图案投影到基板3上。在这个实施例中，投影光学系统6是具有例如1/4或1/5的投影倍率β的缩小光学系统。
基板台4包括经由卡盘保持基板3的Z台，支撑Z台的X-Y台，以及支撑X-Y台的基座。诸如线性马达之类的驱动设备(未示出)驱动基板台4。
反射镜8布置在基板台4上。激光干涉仪10和12布置在面向反射镜8的位置处。激光干涉仪10实时测量基板台4在X轴方向、Y轴方向和θZ方向上的位置，并将测量结果输出到控制单元17。类似地，激光干涉仪12实时测量基板台4在Z轴方向、θX方向和θY方向上的位置，并将测量结果输出到控制单元17。控制单元17基于激光干涉仪10和12的测量结果控制驱动设备，并且定位由基板台4保持的基板3。
中间掩模对准测量系统13布置在中间掩模台2附近。中间掩模对准测量系统13检测设置在由中间掩模台2保持的中间掩模1上的中间掩模基准标记(未示出)，并且经由投影光学系统6检测设置在布置在基板台4上的台基准板11上的基准标记38。通过使用与实际曝光基板3时使用的光源相同的光源，中间掩模对准测量系统13检测设置在中间掩模1上的中间掩模基准标记并且经由投影光学系统6检测基准标记38。更具体而言，中间掩模对准测量系统13通过图像传感器(例如，诸如CCD相机之类的光电转换器件)检测由中间掩模基准标记和基准标记38反射的光束。基于来自图像传感器的检测信号定位(对准)中间掩模1和基板3。此时，当在设置在中间掩模1上的中间掩模基准标记和设置在台基准板11上的基准标记38之间调节位置和焦点时，可以调节中间掩模1与基板3之间的相对位置关系(X、Y和Z)。
中间掩模对准测量系统14布置在基板台4上。中间掩模对准测量系统14是透射测量系统，并且在基准标记38是透射标记时使用。中间掩模对准测量系统14通过使用与实际曝光基板3时使用的光源相同的光源来检测在中间掩模1上提供的中间掩模基准标记和基准标记38。更具体而言，中间掩模对准测量系统14使用光量传感器检测已经通过中间掩模基准标记和基准标记38的透射光。此时，中间掩模对准测量系统14在X轴方向(或Y轴方向)和Z轴方向上移动基板台4的同时检测透射光的光量。因而，可以在设置在中间掩模1上的中间掩模基准标记和设置在台基准板11上的基准标记38之间调节位置和焦点。
以这种方式，可以任意地使用中间掩模对准测量系统13或中间掩模对准测量系统14来调节中间掩模1与基板3之间的相对位置关系(X、Y和Z)。
台基准板11布置在基板台4的拐角处，以与由基板台4保持的基板3的表面几乎齐平。台基准板11可以布置在基板台4的一个拐角处，或者台基准板11可以布置在基板台4的多个拐角处。
如图2中所示，台基准板11包括由中间掩模对准测量系统13或14检测的基准标记38，以及由基板对准测量系统16检测的基准标记39。台基准板11可以具有多个基准标记38和多个基准标记39。基准标记38与39之间的位置关系(X和Y轴方向)被设定为预定关系(即，已知)。要注意的是，基准标记38和39可以是共用标记。
焦点测量系统15包括：投影系统，其将光倾斜地投影到基板3的表面上；以及光接收系统，其接收由基板3的表面反射的光。焦点测量系统15测量基板3在Z轴方向上的位置，并将测量结果输出到控制单元17。控制单元17基于焦点测量系统15的测量结果来控制驱动基板台4的驱动设备，并调节基板3在Z轴方向上的位置和由基板台4保持的基板3的倾斜角。
基板对准测量系统16包括照明系统IL和图像形成系统IM。照明系统IL用光(照明光)照亮设置在基板3上的对准标记19和设置在台基准板11上的基准标记39。图像形成系统IM在光电转换器件上形成图像，该光电转换器件检测来自设置在基板3上的对准标记19和设置在台基准板11上的基准标记39的光(检测光)的图像。基板对准测量系统16测量对准标记19的位置和基准标记39的位置，并将测量结果输出到控制单元17。控制单元17基于基板对准测量系统16的测量结果来控制驱动基板台4的驱动设备，并且调节由基板台4保持的基板3在X轴和Y轴方向上的位置。
一般而言，基板对准测量系统的布置大致分为两个：离轴对准(OA)测量系统和TTL(经由透镜对准)测量系统。OA测量系统光学地检测设置在基板上的对准标记，而无需投影光学系统的介入。TTL测量系统通过使用与曝光光波长不同的光(非曝光光)经由投影光学系统来检测设置在基板上的对准标记。虽然在这个实施例中基板对准测量系统16是OA测量系统，但是本发明并不限制对准检测方法。例如，当基板对准测量系统16是TTL测量系统时，它经由投影光学系统6检测设置在基板上的对准标记。除此之外，基本布置与OA测量系统的基本布置相同。
控制单元17由例如包括CPU和存储器的计算机形成，并且根据存储在存储单元中的程序全面地控制曝光装置100的各单元。控制单元17控制将中间掩模1的图案转印到基板3(即，曝光基板3)的曝光处理。在曝光处理中，控制单元17基于例如基板对准测量系统16的测量结果来控制基板4的位置。
将参考图3详细描述基板对准测量系统16。图3是示出基板对准测量系统16的详细布置的示意图。基板对准测量系统16用作通过检测设置在基板3上的作为待检测物体的对准标记19来测量基板3的位置的测量系统。
基板对准测量系统16包括光源20、第一电容器光学系统21、波长滤板22、第二电容器光学系统23、孔径光阑板24、第一照明系统25、第二照明系统26、偏振分束器27和NA光阑28。此外，基板对准测量系统16包括AF棱镜29、λ/4板30、物镜31、中继透镜32、第一图像形成系统33、孔径光阑34、第二图像形成系统35、波长移位差调节光学构件36和光电转换器件37。
在这个实施例中，第一电容器光学系统21、波长滤板22、第二电容器光学系统23、孔径光阑板24、第一照明系统25和第二照明系统26形成照明系统IL。中继透镜32、第一图像形成系统33、孔径光阑34、第二图像形成系统35和波长移位差调节光学构件36形成图像形成系统IM。此外，布置在照明系统IL和图像形成系统IM之间的偏振分束器27、NA光阑28、AF棱镜29、λ/4板30和物镜31形成分离系统DS。分离系统DS是合成照明系统IL和图像形成系统IM的光学系统。在这个实施例中，分离系统DS具有分离照明光与检测光的功能。
光源20发射(输出)具有300nm以上的波长带宽的光，作为用于照亮对准标记19的光(照明光)。在这个实施例中，光源20发射可见光(例如，波长为500nm(含500nm)至700nm(含700nm)的光)、蓝色波长的光(例如，波长为450nm(含450nm)至550nm(含550nm)的光(蓝色波长光))和红外光(例如，波长为700nm(含700nm)至1500nm(含1500nm)的光)。从光源20发射的光(照明光)通过第一电容器光学系统21、波长滤板22和第二电容器光学系统23，并到达位于基板对准测量系统16的光瞳面(相对于物面的光学傅立叶变换面)上的孔径光阑板24。
波长滤板22布置在光源20和光电转换器件37之间的光路上。使波段彼此不同的光束通过的多个波长滤色器布置在波长滤板22上。在控制单元17的控制下从多个波长滤色器中选择一个波长滤色器，并且将其布置在基板对准测量系统16的光路上。在这个实施例中，在波长滤板22上，布置使红外光(红色波段的光)通过的波长滤色器，使可见光(绿色波段的光)通过的波长滤色器，以及使蓝色波长光通过的波长滤色器。在波长滤板22上，通过在波长滤色器之间的切换，能够选择用于照亮在基板3上设置的对准标记19的光的波段。此外，波长滤板22可以具有这样的布置：除了预先设置的多个波长滤色器之外，还可以添加新的波长滤色器。
孔径光阑板24包括不同照明σ的多个孔径光阑。孔径光阑板24可以通过在控制单元17的控制下切换要布置在基板对准测量系统16的光路上的孔径光阑来改变用于照亮对准标记19的光的照明σ。孔径光阑板24可以具有这样的布置，其中除了预先设置的多个孔径光阑之外，还可以添加新的孔径光阑。
已经到达孔径光阑板24的光通过第一照明系统25和第二照明系统26被引导到偏振分束器27。在被引导到偏振分束器27的光中，垂直于图纸表面的S偏振光被偏振分束器27反射，通过NA光阑28、AF棱镜29和λ/4板30，并被转换成圆偏振光。通过λ/4板30的光经由物镜31照亮设置在基板3上的对准标记19。可以通过在控制单元17的控制下改变孔径值来改变NA光阑26的NA。
由对准标记19反射、衍射和散射的光束(检测光)通过物镜31，透射通过λ/4板30，并被转换成平行于图纸表面的P偏振光。P偏振光经由NA光阑28透射通过偏振分束器27。透射通过偏振光分束器27的光通过中继透镜32、第一图像形成系统33、孔径光阑34、第二图像形成系统35和波长移位差调节光学构件36到达光电转换器件(例如，诸如CCD图像传感器之类的图像传感器)37。到达光电转换器件37的光在光电转换器件上形成对准标记19的图像，并且光电转换器件37检测所形成的图像。光电转换器件37检测来自对准标记19的光，并且可以延长累积时间直到光的强度超过预定阈值为止。控制单元17控制光电转换器件37的累积时间。此外，控制单元17基于来自光电转换器件37的输出信号(与在光电转换器件上形成的对准标记19的图像对应的信号)获得基板3的位置。
此外，基板对准测量系统16包括用于基板对准测量的焦点测量系统(AF测量系统)40。将参考图4和图5详细描述AF测量系统40。图4和图5示出了AF测量系统40正在执行焦点测量的状态。更具体而言，图4示出了AF测量系统40已经向基板3发射焦点测量光(AF光)的状态，图5示出了AF测量系统40已经接收到由基板3反射的AF光的状态。
参考图4，从AF光源41发射的AF光经由透镜42通过科勒照明来照亮AF测量图案43。AF光源41发射未用于基板对准的波长的光作为AF光，并且AF光被AF棱镜29反射。在这个实施例中，AF棱镜29由二向色棱镜形成。通过在玻璃基板上绘制狭缝图案来形成AF测量图案43。穿过AF测量图案43的狭缝图案的AF光经由透镜44被反射镜45反射并到达透镜46。此时，AF光将不到达透镜46的中心，而是到达从透镜46的中心偏移的部分，被透镜46折射以通过基准反射镜47，并到达透镜48。到达透镜48的AF光也将不到达透镜48的中心，而是以类似的方式到达从透镜48的中心偏移的部分。注意的是，在图4中，虽然在AF测量图案43之后仅分阶段示出了AF光的主光线，但是AF光实际上是具有NA的光线。
到达透镜48的AF光被透镜48折射并到达AF棱镜29。AF棱镜29由具有反射来自AF光源41的AF光并且透射来自光源20的光的特性的棱镜形成。由AF棱镜29反射的AF光透射通过λ/4板30并到达物镜31。此时，AF光到达从物镜31的中心偏移的部分而不是物镜31的中心，被物镜31折射，并以一定角度θ入射(倾斜地入射)基板3，如图4中所示。
参考图5，入射基板3的AF光以角度θ反射并到达物镜31。此时，AF光到达从物镜31的中心偏移的部分而不是物镜31的中心，在被物镜31折射后透射通过λ/4板30，并且到达AF棱镜29。注意的是，虽然在图5中仅示出了AF光的主光线，但是AF光实际上是具有NA的光线。
由AF棱镜29反射的AF光到达透镜48。此时，AF光到达从透镜48的中心偏移的部分而不是透镜48的中心，在被透镜48折射后穿过基准反射镜47，并到达透镜46。此时，AF光到达从透镜46的中心偏移的部分而不是透镜46的中心，被透镜46折射，并到达透镜49的中心。到达透镜49的AF光穿过透镜49并被AF传感器50接收。
这个实施例描述了在AF测量系统40中AF光倾斜地投射到基板3并且被基板3反射的AF光被AF传感器50接收的情况。在这种情况下，可以看出，由AF传感器50接收的AF光将与基板3在Z轴方向(聚焦方向)上的移动对应地移位(偏离)。以这种方式，AF测量系统40可以通过倾斜照亮基板3来执行基板3的焦点测量。
当基板对准测量系统16检测到在基板3上设置的对准标记19时，单色光或窄波段的光生成干涉条纹，这是因为抗蚀剂(透明层)被施加(形成)在对准标记19上。因此，干涉条纹的信号被添加到来自光电转换器件37对准信号，并且不能以高精度检测对准标记19。一般而言，发射宽波段光的光源用作光源20以减少干涉条纹信号与来自光电转换器件37的对准信号的相加。
如上所述，基板对准测量系统16使用宽波段的光来减少由抗蚀剂造成的干涉条纹。但是，近年来，处置仅使特定波长的光通过的滤色器的处理(滤色器处理)增加。滤色器是布置在诸如CCD图像传感器或CMOS图像传感器之类的传感器上的颜色选择滤光器，如图6中所示。通过使光通过滤色器，传感器的像素可以保持颜色信息。更具体而言，如图6中所示，当宽波长的光51进入滤色器时，只有可以通过滤色器的光52将到达传感器，因此传感器的像素可以保持颜色信息。
例如，在RGB滤色器处理中，如图7中所示，分别使红色波长(R)光、绿色波长(G)光和蓝色波长(B)光通过的滤色器在传感器上并行布置。在RGB滤色器处理中的器件制造中，需要经由每个滤色器执行对准，因此需要将波段宽范围地从蓝色波长切换到红色波长。
图8是示出RGB滤色器的透射率的示例的图。在图8中，横坐标表示波长[mm]，纵坐标表示透射率[％]。参考图8，R滤色器对波长为600nm以上的光具有高透射率，但几乎不透射波长小于550nm的光。因此，为了经由R滤色器执行对准，有必要使用波长为600nm或更大的光。G滤色器在530nm波长附近具有透射率的峰值。因此，为了经由G滤色器执行对准，有必要使用波长在530nm附近的光或波长为850nm以上的光。此外，B滤色器在450nm波长附近具有透射率的峰值。因此，为了经由B滤色器执行对准，有必要使用波长在450nm附近的光或波长为850nm以上的光。
如上所述，在RGB滤色器处理中，有必要使用具有透射通过每个滤色器的波长的光或透射通过所有滤色器的具有850nm以上波长的光来执行对准。因此，能够考虑仅使用波长为850nm以上且可以透射通过所有滤色器的光，即，红外光。但是，在实际处理中，由于除了滤色器之外还重叠了各种层，因此取决于干涉条件仅使用红外光可能无法获得对比度。因此，在RGB滤色器处理中，重要的是通过选择具有透射通过滤色器的并且使得能够获得对比度的波长的光来执行对准。
作为本发明人认真研究的结果，已经发现，为了执行高度准确的对准，有必要对于R滤色器和G滤色器使用波长在800nm附近的光，而对于B滤色器使用波长在450nm附近的光。因此，在RGB滤色器处理中，有必要实现可以使用具有300nm以上的宽波长的光的对准测量系统，更具体而言，可以使用包括除了可见光之外的红外光和蓝色波长光的宽波长光的对准系统。
图9是示出在常规技术中用作偏振分束器27的偏振分束器的特性的示例的曲线图。图9示出了偏振分束器相对于波长为580nm(含580nm)至620nm(含620nm)的光的S偏振反射率(S偏振光的反射率)和P偏振透射率(P偏振光的透射率)。而且，在图9中，横坐标表示波长[nm]，纵坐标表示反射率和透射率[％]。参考图9，在波段的宽度窄(诸如，在580nm(含580nm)至620nm(含620nm)之间的波长，更具体而言，波段的宽度大约为40nm)的情况下，S偏振反射率和P偏振透射率都将为98％或更大。在这种情况下，偏振分束器可以以非常高的精度分离(拆分)S偏振光和P偏振光。
图10是示出图9所示的偏振分束器相对于具有450nm(含450nm)至950nm(含950nm)的光的特性(更具体而言，S偏振反射率和P偏振透射率)的示例的曲线图。在图10中，横坐标表示波长[nm]，纵坐标表示反射率和透射率[％]。参考图10，在波段的宽度宽的情况下(诸如波长在450nm(含450nm)和950nm(含950nm)之间)，S偏振反射率将在650nm以上的波长一侧迅速减小，而P偏振透射率将在550nm以下的波长一侧迅速减小。由于在这种情况下使用了针对窄波段(诸如在580nm(含580nm)至620nm(含620nm)之间的波长)设计(优化)的偏振分束器27，因此示出在超出这个范围的波段中S偏振光和P偏振光不能分离。
近年来，如上所述，越来越有必要在对准中使用宽波长的光，该宽波长的光包括除了可见光之外的红外光和蓝色波长光。但是，如图10所示，针对窄波段优化的偏振分束器不能用于蓝色波长光和红外光。
因此，需要使用针对包括蓝色波长和红外波长的光的宽波段设计(优化)的偏振分束器。图11是示出针对450nm(含450nm)至950nm(含950nm)的宽波段设计的偏振分束器的特性的示例的视图。在图11中，横坐标表示波长[nm]，纵坐标表示反射率和透射率[％]。参考图11，可以看出，在图10中观察到的在650nm以上的长波长一侧S偏振反射率迅速减小且在550nm以下的波长一侧P偏振透射率的迅速减小消失了，并且在宽波段中S偏振光被反射并且P偏振光被透射。另一方面，在580nm(含580nm)至620nm(含620nm)的波段中等于或大于98％的S偏振反射率和P偏振透射率已大大减小至差不多95％。这是因为当将偏振分束器(的膜设计)设计为针对宽波段时，S偏振反射率和P偏振透射率接近100％变得更加困难。以这种方式，在宽波长特性(膜特性)与S偏振反射率和P偏振透射率的绝对值之间存在折衷。一般而言，为了实现宽波长特性，需要增大膜层的数量，并且这倾向于减小S偏振反射率和P偏振透射率的绝对值，这是因为由于膜层的增加而使得膜吸收将增加或者由于在多层膜中的干涉而出现光量损失。此外，如图11中所示，可以观察到在P偏振透射率中出现了周期性的波状成分。这个成分是由于膜层数增加而出现的现象。
在除了偏振分束器之外的光学构件中，也会发生诸如S偏振反射率和P偏振透射率的绝对值降低以及周期波出现之类的现象。图12是示出在诸如透镜等之类的光学构件中使用的抗反射膜(AR(Anti Reflection)膜)的特性的示例的曲线图。在图12中，横坐标表示波长[nm]，纵坐标表示反射率[％]。宽波段AR膜特性53表示针对450nm(含450nm)至950nm(含950nm)的宽波段设计的具有八层结构的AR膜的特性。而且，窄波段AR膜特性54表示针对580nm(含580nm)至620nm(含620nm)的窄波段设计的具有三层结构的AR膜的特性。
参考图12，在窄波段AR膜特性54中，将580nm(含580nm)至620nm(含620nm)的波段中的反射率抑制为0.2％或更小。另一方面，在宽波段AR膜特性53中，将450nm(含450nm)至950nm(含950nm)的波段中的反射率抑制为仅约0.8％至1％。这表明：以类似于偏振分束器特性的方式，在宽波长特性(膜特性)与反射率的绝对值之间存在折衷，并且宽波长特性与反射率的绝对值不兼容。这也是由于由AR膜层的增加造成的膜吸收和由多层膜中的干涉造成的光量损失所致。此外，与窄波段AR膜特性54相比，在宽波段AR膜特性53中也出现了周期波。此外，由于通过使用诸如λ/4板30等之类的相位板也将难以在宽波长中获得良好的特性，因此将发生与偏振分束器和AR膜相似的问题。
以这种方式，随着被用于对准的波段的宽度增大，设计各种光学构件(诸如偏振分束器、相位板等)、膜(诸如AR膜)等的设计变得越来越困难，并且这些光学构件和膜的特性将降级。
将参考图13描述当将具有图11所示特性的偏振分束器和具有图12所示特性的AR膜应用于基板对准测量系统16时发生的问题。图13是示出基板对准测量系统16的偏振分束器27附近的布置的示意图。
如图13所示，从光源20发射的光是非偏振光并且包括等量的S偏振光和P偏振光。因此，作为100％S偏振光和100％P偏振光的光被引导至偏振分束器27。由于偏振分束器27具有图11所示的特性，即，它是其中S偏振光的反射率高于P偏振光的反射率的反射偏振器，因此S偏振光不能被100％反射，并且仅95％的S偏振光将被反射到基板侧。此时，还由偏振分束器27将5％的P偏振光反射到基板侧。另一方面，虽然95％的S偏振光和5％的P偏振光将透射通过偏振分束器27，但是偏振分束器27的光源20的相对侧的表面倾斜，因此由这个表面反射的光将不会返回。
被偏振分束器27反射到基板侧的95％的S偏振光和5％的P偏振光通过布置在偏振分束器27和λ/4板30之间的AF棱镜29透射，并经由物镜31照亮基板3。在此，如果在AF棱镜29的表面上形成具有图12所示特性的AR膜，那么取决于从光源20发射的光的波段，约1.0％(最大)的表面反射将由AF棱镜29生成。因此，95％的S偏振光和5％的P偏振光的总共1％由AF棱镜29反射并且到达光电转换器件37，而不到达基板3。换句话说，如果假设入射光量是S偏振光和P偏振光的总和的200％，那么1.0％(0.95％的S偏振光和0.05％的P偏振光的总和)将成为直接到达光电转换器件37而不照亮基板3的耀斑光。耀斑光量与入射光量之比(耀斑比)为1.0％/200％＝0.5％。但是，在将暗视野照明用于对准的情况下或处理晶片具有高吸收率的情况下，因为信号强度会是低的，所以对准信号将埋入耀斑光中。
这里将参考图14描述暗视野照明的原理。图14示出了以孔径光阑板24和孔径光阑34之间的关系为中心的基板对准测量系统16的简化布置。在暗视野照明中，光倾斜地投射到设置在基板3上的对准标记19上，并且检测来自对准标记19的较高阶衍射光、散射光等，而不检测来自对准标记19的第0阶衍射光。由于光倾斜地投射到对准标记19上，因此遮光部被布置在设置在从孔径光阑板24上的孔径光阑的环形状的中心处，并且选择其中在遮光部的外围布置有光透射部的孔径光阑。而且，用于检测来自对准标记19的较高阶衍射光和散射光而不检测第0阶衍射光的孔径光阑被用作孔径光阑34。更具体而言，其中光透射部布置在中心并且遮光部布置在光透射部的外围的孔径光阑(即，其中遮光部布置在孔径光阑板24中选择的孔径光阑的遮光部以外的位置处的孔径光阑)将被用作孔径光阑34。
由于在暗视野照明中不检测来自对准标记19的第0阶衍射光，因此无法从没有台阶的(stepless)平坦部分(诸如其中未布置对准标记19的非标记部分)检测到较高阶衍射光和散射光，并且来自平坦部分的信号强度将为零。换句话说，由于来自平坦部分的信号强度将为零，因此在暗视野照明中除了对准标记19之外的部分将变暗。
虽然来自平坦部分的信号强度为零，但是可以从对准标记19获得较高阶的衍射光和散射光的信号强度(尽管弱)。因此，如果可以在基板对准测量系统16中抑制耀斑光，那么将仅获得对准信号(标记信号)，并且将能够实现高对比度。另一方面，在暗视野照明中，由于对准信号中不包括第0阶衍射光，因此对准信号的强度低，并且需要将光量(照明光量)增加至可以检测到对准信号的水平。但是，如果增加光量，那么由于在基板对准测量系统16中生成的耀斑光，对比度将降级。
图15是示出当在基板对准测量系统16中不生成耀斑光时获得的理想对准信号的波形的曲线图。参考图15，可以看到来自对准标记19的信号强度高，并且来自基底的强度为零，这是因为耀斑光没有叠加在基底上。虽然在暗视野照明中对准信号的强度的绝对值小，但是只要耀斑光不叠加在基底上，信号强度就将通过增加光量、延长光电转换器件37的累积时间等而增加。注意的是，在图15中，对准信号的强度已归一化为1。
图16是示出在基板对准测量系统16中已经生成了与对准信号的强度的一半对应的耀斑光的情况下获得的对准信号的波形的曲线图。参考图16，虽然来自对准标记19的归一化的信号强度为1并且与理想对准信号相同，但是由于来自耀斑光的信号强度(耀斑强度为0.5)，因此基底的信号强度已经增加)。
一般而言，对比度是通过从对准信号的强度中减去基底的信号强度而获得的值来评估的。因此，虽然图15中所示的对准信号的对比度为(对准信号强度1)–(基底信号强度0)＝1，但是图16中所示的对准信号的对比度为(对准信号强度1)–(基底信号强度0.5)＝0.5。
随着对比度的增加，可以更有利地执行测量。因此，一般在暗视野照明中，如果将对准信号强度设定为1，那么需要将基底信号强度抑制为0.3或更小。如果基底信号强度超过0.3，那么测量精度将降级，这是因为,即使执行测量，也会发生测量误差或者信号强度由于工艺变化而在基板中会变化。
如图13中所示，在相对于入射光量的耀斑比为0.5％的情况下，如果来自对准标记19的信号强度在暗视野照明的情况下低至约0.5％，那么对准信号将被掩埋在耀斑强度(耀斑光)中，如图17中所示。如上所述，在暗视野照明中，由于在不检测来自对准标记19的第0阶衍射光的情况下检测到非常弱的较高阶衍射光、散射光等，因此来自对准标记19的信号强度有时可以约为0.55％。如果相对于来自对准标记19的0.55％的信号强度而言耀斑比为0.5％时将对准信号强度设定为1，那么意味着耀斑强度接近0.9(≈0.5％/0.55％)。参考图17，可以看出，与1的对准强度相比，耀斑强度为0.9，并且基底的信号强度大大超过作为暗视野照明中的目标(阈值)的0.3。
以这种方式，在相对于入射光量的耀斑比高的情况下(图13中所示的基板对准测量系统16)，低对准强度增加了测量精度将降级并且测量误差将发生的可能性。因此，重要的是减少(抑制)在基板对准测量系统16中生成的耀斑光。
因此，这个实施例提供一种技术，该技术用于实现在使用属于宽波段的光的同时减少在基板对准测量系统16中生成的耀斑光。图18是示出根据这个实施例的基板对准测量系统16的偏振分束器27附近的布置的示意图。在这个实施例中，如图18中所示，基板对准测量系统16在照明系统IL中包括偏振器55。在根据这个实施例的偏振器55中，S偏振光的透射率高于P偏振光的透射率。更具体而言，偏振器55是其中仅S偏振光被100％透射并且P偏振光的透射率被抑制为1％的透射偏振器。偏振器55例如由偏振分束器、线栅等形成。
如图18中所示，从光源20发射的光是非偏振光，并且包括等量的S偏振光和P偏振光。因此，将100％的S偏振光和100％的P偏振光引导到偏振器55。在偏振器55中，由于S偏振光的透射率为100％并且P偏振光的透射率为1％，因此S偏振光的100％和P偏振光的1％透射通过偏振器55并且到达偏振分束器27。由于偏振分束器27是具有图11中所示特性的反射偏振器(即，S偏振光的反射率高于P偏振光的反射率的反射偏振器)，因此S偏振光无法100％被反射。仅95％的S偏振光被反射到基板侧，并且5％的P偏振光被反射到基板侧。因此，95％的S偏振光和0.05％的P偏振光将到达布置在偏振分束器27和λ/4板30之间的AF棱镜29。
AF棱镜29是设置有AR膜的透射构件。在这个实施例中，由于在AF棱镜29的表面上形成具有图12中所示特性的AR膜，因此如上所述，在AF棱镜29中生成约1.0％的表面反射。因此，0.95％的S偏振光和0.0005％的P偏振光由AF棱镜29反射并到达光电转换器件37，而不到达基板3。换句话说，0.9505％(S偏振光的0.95％和P偏振光的0.0005％的总和)将成为直接到达光电转换器件37而不照亮基板3的耀斑光。在这个实施例中，相对于入射光量的耀斑比为0.47525％。以这种方式，在这个实施例中，相对于入射光量的耀斑比已经相对于图13所示的基板对准测量系统16的耀斑比(5％)改善了。因此，偏振器55有效地减小了由偏振分束器27反射的P偏振光的影响。
图19是示出根据这个实施例的基板对准测量系统16的偏振分束器27附近的另一种布置的示意图。在这个实施例中，如图19中所示，除了包括在照明系统IL中的偏振器55之外，基板对准测量系统16还包括在图像形成系统IM中的偏振器56。在这个实施例中，在偏振器56中，P偏振光的透射率高于S偏振光的透射率。更具体而言，偏振器56是其中仅P偏振光100％透射并且S偏振光的透射率被抑制为1％的透射偏振器。偏振器56例如由偏振分束器、线栅等形成。偏振器55和偏振器56的透射偏振轴在光学上彼此垂直。
如图19中所示，从光源20发射的光是非偏振光，并且包括等量的S偏振光和P偏振光。因此，将100％的S偏振光和100％的P偏振光引导到偏振器55。如上所述，由于在偏振器55中S偏振光的透射率为100％且P偏振光的透射率为1％，因此100％的S偏振光和1％的P偏振光透射通过偏振器55并到达偏振分束器27。由于偏振分束器27具有图11中所示的特性(即，是S偏振光的反射率比P偏振光的反射率高的反射偏振器)，因此S偏振光不能100％反射，并且仅95％的S偏振光将被反射到基板侧，并且5％的P偏振光将被反射到基板侧。因此，95％的S偏振光和0.05％的P偏振光将到达布置在偏振分束器27和λ/4板30之间的AF棱镜29。
AF棱镜29是设置有AR膜的透射构件。在这个实施例中，由于在AF棱镜29的表面上形成具有图12所示特性的AR膜，因此如上所述，在AF棱镜29中生成约1.0％的表面反射。因此，AF棱镜29将0.95％的S偏振光和0.0005％的P偏振光反射到图像形成系统侧而不到达基板3。
被反射到图像形成系统侧的0.95％的S偏振光和0.0005％的P偏振光将到达偏振器56。如上所述，由于在偏振器56中P偏振光的透射率为100％且S偏振光的透射率为1％，因此S偏振光的0.0095％和P偏振光的0.0005％透射通过偏振器56并且将到达光电转换器件37。因此，光的0.01％(作为S偏振光的0.0095％和P偏振光的0.0005％的总和)成为直接到达光电转换器件37而不照亮基板3的耀斑光。在这个实施例中，相对于入射光量的耀斑比为0.005％。以这种方式，在这个实施例中，相对于入射光量的耀斑比已经改善到图13所示的基板对准测量系统16的耀斑比(5％)的1/100。因此，偏振器56有效地减小了透射通过偏振分束器27的S偏振光的影响。
在暗视野照明中，在来自对准标记19的信号强度约为0.55％且低的情况下，如果如上所述将耀斑比设定为0.5％(图13)，那么对准信号将埋在耀斑强度中，如图17中所示。但是，根据如图18和19中所示的实施例，能够改善对准信号被埋在耀斑强度中的这种状态。例如，在图19中所示的实施例中，即使来自对准标记19的信号强度为0.55％，由于耀斑比已经减小到0.005％，因此也可以获得如图20中所示的对准信号。图20是示出在图19中所示的基板对准测量系统16中获得的信号的波形的曲线图。当对准信号强度为1时，相对于在0.55％处的对准标记19的信号强度，耀斑比为0.05％这一事实意味着耀斑强度约为0.01(≈0.005％/0.55％)。参考图20，相对于对准信号强度1，耀斑强度约为0.01，并且基底信号强度等于或小于作为暗视野照明的目标(阈值)的0.3。
在这个实施例中，在包括至少一个光学构件(例如，AF棱镜29)在偏振分束器27和λ/4板30之间的基板对准测量系统16中，偏振器包括在照明系统IL中或偏振器包括在照明系统IL和图像形成系统IM中。因此，可以大大改善在基板对准测量系统16中获得的对准信号的对比度。
此外，这个实施例描述了对准信号的对比度将提高。这意味着即使在来自对准标记19的信号强度较低的处理中，也可以检测每个对准标记19。例如，为了实现等于或小于暗视野照明中的目标基底强度的0.3的基底信号强度，要求对准信号强度约为1.6％(≈0.5/(1/0.3))，这是因为在图13中所示的基板对准测量系统16中，耀斑比为0.5％。另一方面，由于在图19中所示的基板对准测量系统16中耀斑比为0.05％，因此即使对准信号强度为大约0.016％(≈0.005/(1/0.3))，也可以检测对准标记19。换句话说，与图13中所示的基板对准测量系统16相比，即使来自对准标记19的信号强度暗了100倍，图19所示的基板对准测量系统16也可以检测对准标记19。
注意的是，虽然为了便于描述，在图19中主要示出了偏振分束器27附近的布置，但是基板对准测量系统16实际上包括图21所示的布置。图21是示出根据这个实施例的基板对准测量系统16的更具体的布置的示意图。
此外，虽然以上已经描述了暗视野照明作为来自对准标记19的信号强度低的情况的示例，但是根据这个实施例的基板对准测量系统16也可以在亮视野照明的环境中采用。
将参考图22描述亮视野照明的原理。图22简化并示出了以孔径光阑板24与孔径光阑34之间的关系为中心的基板对准测量系统16。与暗视野照明中使用的孔径光阑不同的孔径光阑(即，孔径光阑将被切换)在亮视野照明中使用。
在亮视野照明中，由于光垂直地投射到布置在基板3上的每个对准标记19上并且检测来自对准标记19的第0阶衍射光，因此与暗视野照明中相比，来自对准标记19的光量高。另一方面，由于还将检测来自没有台阶的平坦部分(诸如没有对准标记19的非标记部分)的第0阶衍射光，因此来自平坦部分的光量也高。因此，对准信号的对比度在亮视野照明下将低于在暗视野照明下。
图23是示出在亮视野照明中获得的对准信号的波形的示例的曲线图。参考图23，可以看出，来自平坦部分的信号强度(平坦部分信号强度)高，这是因为如上所述，在亮视野照明中也从平坦部分检测第0阶衍射光。图24是示出在亮视野照明中当基板对准测量系统16中生成耀斑光时获得的对准信号的波形的曲线图。参考图24，可以看出，因为已经将与对准信号不同的耀斑强度添加到了平坦部分强度(基底)，因此对准信号强度已经相对减小并且对比度已经降级。由于如果即使在亮视野照明的情况下处理晶片的吸收率也高那么来自对准标记19的光量和来自平坦部分的光量将减少，因此耀斑光的影响将相对高，除非在基板对准测量系统16中生成的耀斑光减少。因此，如图24中所示，对准信号的对比度将降级。因此，重要的是，无论采用暗视野照明还是亮视野照明进行对准，都减少基板对准测量系统16中的耀斑光的生成。
这个实施例主要描述了如图19和图21中所示的在基板对准测量系统16的照明系统IL和图像形成系统IM中的每个中包括偏振器的情况的示例。但是，即使在如图18中所示的仅在基板对准测量系统16的照明系统IL中包括偏振器的情况下，也能够减少基板对准测量系统16中的耀斑光的生成。此外，即使在仅在图像形成系统IM中包括偏振器的情况下，也能够减少基板对准测量系统16中的耀斑光的生成。以这种方式，在基板对准测量系统16中，具有照明系统IL和图像形成系统IM中的至少一个包括偏振器的布置就足够了。
此外，这个实施描述了将AF棱镜29用作布置在偏振分束器27和λ/4板30之间的至少一个光学构件的示例。但是，本发明不限于此。例如，如图25中所示，布置在偏振分束器27和λ/4板30之间的至少一个光学构件可以是全反射棱镜57。图25是示出基板对准测量系统16的偏振分束器27附近的布置的示意图，其中全反射棱镜57布置在偏振分离器27和λ/4板30之间。
全反射棱镜57是使光学系统的光轴(光束)弯折的反射镜(反射构件)的一种。取决于由全反射棱镜57的斜边(hypotenuse)与空气层之间的折射率差生成的全反射效果，全反射棱镜57可以使光束方向旋转90°而不会有光量的任何损失。由于一般的表面反射镜由诸如铝之类的金属膜形成(用其涂覆)，因此表面反射镜的反射率为约90％，并且光量的约10％损失。因此，全反射棱镜57在光量方面(即，在旋转光束而没有任何光量损失方面)是有利的。但是，全反射棱镜57具有以下问题：当反射光被在全反射棱镜57的玻璃材料的表面上设置的AR膜反射时，由偏振分束器27反射的光将成为耀斑光。以这种方式，即使全反射棱镜57布置在偏振分束器27和λ/4板30之间，也将在基板对准测量系统16中生成耀斑光。因此，如上所述，通过在基板对准测量系统16的照明系统IL和图像形成系统IM中的至少一个中布置偏振器，变得能够减少基板对准测量系统16中耀斑光的生成。
这个实施例描述了其中一个AF棱镜29或一个全反射棱镜57布置在偏振分束器27和λ/4板30之间的情况的示例。但是，本发明不限于此。例如，AF棱镜29和全反射棱镜57可以布置在偏振分束器27和λ/4板30之间。以这种方式，可以在偏振分束器27和λ/4板30之间布置多个光学构件。
而且，虽然在这个实施例中将偏振分束器27示为棱镜型偏振分束器，但是偏振分束器27可以是通过将平行平板倾斜45°而布置的反射镜型偏振分束器。
此外，在基板对准测量系统16中，可以将照明系统IL中包括的偏振器55布置为相对于照明系统IL的光轴倾斜，如图26中所示。以类似的方式，可以将图像形成系统IM中包括的偏振器56布置为相对于图像形成系统IM的光轴倾斜，如图26中所示。图26是示出根据这个实施例的基板对准测量系统16的偏振分束器27附近的布置的示意图。
通过将照明系统IL中包括的偏振器55布置为相对于光轴倾斜，由偏振器55的表面反射的光可以相对于光轴成对角线地指向。例如，由于偏振器55将仅透射P偏振光的1％，因此P偏振光的99％将被偏振器55反射。如果在这种情况下偏振器55不倾斜而是相对于光轴垂直布置，那么由偏振器55反射的P偏振光的99％将返回光源20，并被光源20反射，到达偏振器55并再次透射通过偏振器55，并成为耀斑光。这种耀斑光的量非常小，通常可以忽略不计。但是，为了以更高的精度实现对准，有必要减小来自这种耀斑光的影响。如图26中所示，通过将偏振器55布置成相对于光轴倾斜，由偏振器55反射的P偏振光的99％不会返回光源20(即，不被光源20反射)，并且可以防止其再次到达偏振器55。换句话说，能够防止从由偏振器55反射的P偏振光的99％生成耀斑光。
以类似的方式，如果图像形成系统IM中包括的偏振器56不倾斜而是相对于光轴垂直地布置，那么由偏振器56反射的S偏振光的99％将被AF棱镜29的表面反射，到达偏振器56并再次被透射通过偏振器56，并成为耀斑光。如图26中所示，通过将偏振器56布置为相对于光轴倾斜，由偏振器56反射的S偏振光的99％不会返回到AF棱镜29(即，不会被AF棱镜29的表面反射)，并可以防止其再次到达偏振器56。换句话说，能够防止从由偏振器56反射的S偏振光的99％生成耀斑光。
以这种方式，将照明系统IL中包括的偏振器55和图像形成系统IM中包括的偏振器56中的每个布置为相对于对应的光轴倾斜对于减少在基板对准测量系统16中生成的耀斑光是有效的。而且，可以通过将垂直于透射轴的方向设定为旋转轴并且使照明系统IL和图像形成系统IM彼此垂直来确定偏振器55和56中的每个要倾斜的方向(旋转方向)。
此外，如图21中所示，偏振器55和56中的每个被布置在从与基板3光学共轭的面(共轭面)58移位的面(位置)上。考虑到其性能，偏振器55和56中的每个基本上都可以布置在不具有入射光角度的面上。虽然偏振器55和偏振器56中的每个都是具有仅垂直入射光的预定偏振光束将被透射的特性的光学设备，但是担心如果入射光有角度，那么除了预定偏振光之外的偏振光将被透射。
在基板对准测量系统16的照明系统IL中，在第一照明系统25和第二照明系统26之间以及在第一电容器光学系统21和第二电容器光学系统23之间存在光不具有角度的区域，即，共轭面58。但是，如果偏振器55布置在共轭面58处，那么因为存在于偏振器55的表面上的缺陷和灰尘颗粒会被反射在基板3上，所以可能导致错误的测量。因此，优选的是将偏振器55布置在第一照明系统25和第二照明系统26或第一电容器光学系统21和第二电容器光学系统23之间以避开共轭面58。在这个实施例中，如图21中所示，偏振器55布置在第一电容器光学系统21和第二电容器光学系统23之间，并且因此被布置在从共轭面58移位的面上。
另一方面，在基板对准测量系统16的图像形成系统IM中，在第一图像形成系统33和第二图像形成系统35之间以及在光电转换器件37的入射面上存在共轭面58。因此，如图21中所示，优选的是将偏振器56布置在第一图像形成系统33和第二图像形成系统35之间，使得光将不具有角度并且可以避开共轭面58。注意的是，虽然光将不具有角度并且在物镜31和中继透镜32之间的空间中可以避开共轭面58，但是诸如偏振分束器27、AF棱镜29、λ/4板30等之类的多个光学构件已经布置在这个空间中。因此，在这个实施例中，通过将偏振器56布置在第一图像形成系统33和第二图像形成系统35之间，使偏振器56从共轭面58移位。因此，因为偏振器56的图像不会被反射到光电转换器件37(基板3)上，所以可以获得良好的测量。
以这种方式，将照明系统IL中包括的偏振器55和图像形成系统IM中包括的偏振器56中的每个布置为从共轭面58移位对于通过抑制由于偏振器55和偏振器56引起的测量精度降级而实现良好的测量是有效的。
此外，在这个实施例中，偏振分束器27被描述为反射偏振器，其中S偏振光的反射率高于P偏振光的反射率。但是，能够用其中P偏振光的反射率高于S偏振光的反射率的反射偏振器代替偏振分束器27。在这种情况下，照明系统IL中包括的偏振器55可以是其中P偏振光的透射率高于S偏振光的透射率的透射偏振器，并且图像形成系统IM中包括的偏振器56可以是其中S偏振光的透射率高于P偏振光的透射率的透射偏振器。
根据这个实施例的基板对准测量系统16，由于能够减少耀斑光并大大地改善对准信号的对比度，因此提高了测量精度，并且可以以高精度测量基板3的位置。因此，包括基板对准测量系统16的曝光装置100可以在中间掩模1与基板3的对准中实现高的重叠精度。
根据本发明实施例的制造物品的方法对于制造诸如器件(半导体器件、磁存储介质、液晶显示元件等)、滤色器、光学部件之类的物品是优选的。这种制造方法包括通过使用根据上述实施例的曝光装置100曝光涂有光致抗蚀剂的基板的步骤和显影曝光的光致抗蚀剂的步骤。使用显影的光致抗蚀剂的图案作为掩模对基板执行蚀刻步骤和离子注入步骤，从而在基板上形成电路图案。通过重复诸如曝光、显影和蚀刻步骤之类的步骤，在基板上形成由多个层形成的电路图案。在后续步骤中，对其上已形成电路图案的基板执行划片(处理)，并执行芯片的安装、接合和检查步骤。制造方法还可以包括其它已知步骤(氧化、沉积、气相沉积、掺杂、平坦化、抗蚀剂去除等)。根据这个实施例的物品制造方法在物品的性能、质量、生产率和生产成本中的至少一个方面优于常规方法。
虽然已经参考示例性实施例描述了本发明，但是应当理解的是，本发明不限于所公开的示例性实施例。所附权利要求的范围应被赋予最广泛的解释，以涵盖所有这些修改以及等同的结构和功能。
