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CN107407894B - 测量装置及测量方法、曝光装置及曝光方法、以及器件制造方法 - Google Patents

测量装置及测量方法、曝光装置及曝光方法、以及器件制造方法 Download PDF

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CN107407894B
CN107407894B CN201580076880.3A CN201580076880A CN107407894B CN 107407894 B CN107407894 B CN 107407894B CN 201580076880 A CN201580076880 A CN 201580076880A CN 107407894 B CN107407894 B CN 107407894B
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Nikon Corp
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Abstract

对准系统具有：对准系统(50)，其具有包含与能够沿Y轴方向移动的晶圆(W)相对的物镜透明板(62)在内的物镜光学系统(60)、一边使测量光(L1、L2)沿Y轴方向扫描一边经由物镜透明板(62)对设置于晶圆(W)的格子标记(GM)照射该测量光(L1、L2)的照射系统(70)、和经由物镜光学系统(60)接受来自格子标记(GM)的该测量光(L1、L2)的衍射光(±L3、±L4)的受光系统(80)；以及运算系统，其基于受光系统(80)的输出，求出格子标记(GM)的位置信息，物镜透明板(62)使在格子标记(GM)衍射的衍射光(±L3、±L4)朝向受光系统(80)偏转或衍射。

Description

测量装置及测量方法、曝光装置及曝光方法、以及器件制造 方法
技术领域
本发明涉及测量装置及测量方法、曝光装置及曝光方法、以及器件制造方法，更详细而言，涉及求出设置于物体上的格子标记的位置信息的测量装置及测量方法、具备测量装置的曝光装置及使用测量方法的曝光方法、以及使用曝光装置或曝光方法的器件制造方法。
背景技术
目前，在制造半导体元件(集成电路等)、液晶显示元件等电子器件(微型器件)的光刻工序中，使用步进扫描方式的投影曝光装置(所谓扫描步进机(也称为扫描仪))等。
在这种曝光装置中，由于例如在晶圆或玻璃板(以下统称为“晶圆”)上重叠形成有多层图案，所以进行用于使已形成于晶圆上的图案和光罩或标线片(以下统称为“标线片”)所具有的图案成为最佳的相对位置关系的操作(所谓对准)。另外，作为在这种对准中使用的对准系统(传感器)，已知有通过使测量光相对于设置于晶圆上的格子标记进行扫描(追随晶圆W的移动)来进行该格子标记的检测的系统(例如，参照专利文献1)。
然而，在这种对准系统中，由于扫描测量光，所以对包含物镜在内的物镜光学系统要求宽广的视野。但是，在单纯扩大物镜的视野的情况下，包含物镜在内的物镜光学系统会大型化。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：美国专利第8593646号说明书
发明内容
用于解决课题的技术方案
根据第一方面，提供一种测量装置，其具备：标记检测系统，其具有相对于设置于沿第一方向移动的物体的格子标记一边使测量光沿所述第一方向扫描一边照射所述测量光的照射系统、包含能够与沿所述第一方向移动的物体相对的物镜光学元件的物镜光学系统、以及经由所述物镜光学系统接受来自所述格子标记的所述测量光的衍射光的受光系统；以及运算系统，其基于所述标记检测系统的检测结果，求出所述格子标记的位置信息，所述物镜光学元件使在所述格子标记产生的衍射光朝向所述受光系统偏转或衍射。
根据第二方面，提供一种曝光装置，其具备：第一方面的测量装置；位置控制装置，其基于所述测量装置的输出来控制所述物体的位置；以及图案形成装置，其使用能量束在所述物体上形成规定图案。
根据第三方面，提供一种曝光装置，其具备第一方面的测量装置，一边基于所述测量装置的输出控制所述物体的位置一边对所述物体照射能量束，在所述物体上形成规定图案。
根据第四方面，提供一种曝光装置，物镜体照射能量束，在所述物体形成规定图案，其中，具备标记检测系统，该标记检测系统具有相对于设置于沿第一方向移动的所述物体的格子标记一边使测量光沿所述第一方向扫描一边照射所述测量光的照射系统、包含能够与沿所述第一方向移动的物体相对的物镜光学元件的物镜光学系统、经由所述物镜光学系统接受来自所述格子标记的所述测量光的衍射光的受光系统，由所述格子标记产生的衍射光通过所述物镜光学系统而朝向所述受光系统偏转或衍射，基于所述标记检测系统的检测结果，控制所述物体的位置。
根据第五方面，提供一种器件制造方法，包含：使用第二～第四方面中任一方面的曝光装置使基板曝光；使已曝光的所述基板显影。
根据第六方面，提供一种测量方法，测量设置于物体的格子标记的位置信息，其中，包含：在包含能够与所述物体相对的物镜光学元件的物镜光学系统的下方使所述物体沿第一方向移动；相对于移动的所述物体的格子标记一边使测量光沿所述第一方向扫描一边照射所述测量光；经由所述物镜光学系统通过受光系统接受来自所述格子标记的所述测量光的衍射光；以及基于所述受光系统的输出，求出所述格子标记的位置信息，所述物镜光学系统使由所述格子标记产生的所述衍射光朝向所述受光系统偏转或衍射。
根据第七方面，提供一种曝光方法，其包含：使用第四方面的测量方法测量设置于物体上的格子标记的位置信息；一边基于所述测量的所述格子标记的位置信息控制所述物体的位置一边利用能量束曝光所述物体。
根据第八方面，提供一种器件制造方法，其包含：使用第七方面的曝光方法将基板曝光；以及将已曝光的所述基板显影。
附图说明
图1是概略性表示第一实施方式的曝光装置的结构的图。
图2的(a)～图2的(c)是表示形成于晶圆上的格子标记的一例(其1～其3)的图。
图3是表示图1的曝光装置所具有的对准系统的结构的图。
图4的(a)是图3的对准系统所具有的物镜透明板的俯视图，图4的(b)是表示入射物镜透明板的衍射光的图。
图5的(a)是图3的对准系统所具有的检测用格子板的俯视图，图5的(b)是表示从图3的对准系统所具有的受光系统获得的信号的一例的图。
图6是表示曝光装置的控制系统的方块图。
图7的(a)是第二实施方式的对准系统所具有的物镜透明板的俯视图，图7的(b)是表示入射图7的(a)的物镜透明板的衍射光的图。
图8的(a)是表示格子标记的变形例的图，图8的(b)是用于检测图8的(a)的格子标记的物镜透明板的俯视图。
图9是表示对准系统的受光系统的变形例的图。
图10是变形例的物镜透明板的俯视图。
具体实施方式
(第一实施方式)
以下，基于图1～图6说明第一实施方式。
图1概略性表示第一实施方式的曝光装置10的结构。曝光装置10为步进扫描方式的投影曝光装置即所谓的扫描仪。如后述，在本实施方式中，设置有投影光学系统16b，以下，设与该投影光学系统16b的光轴AX平行的方向为Z轴方向、在与其正交的面内相对扫描标线片R和晶圆W的方向为Y轴方向、与Z轴及Y轴正交的方向为X轴方向，以绕X轴、Y轴、及Z轴的旋转(倾斜)方向分别为θx、θy、及θz方向进行说明。
曝光装置10具备照明系统12、标线片载台14、投影单元16、包含晶圆载台22在内的晶圆载台装置20、多点焦点位置检测系统40、对准系统50、及它们的控制系统。图1中，在晶圆载台22上载置有晶圆W。
例如如美国专利申请公开第2003/0025890号说明书等公开的那样，照明系统12包含光源和具有具备光学积分器的照度均匀化光学系统及标线片遮帘(均未图示)的照明光学系统。照明系统12利用照明光(曝光用光)IL以几乎均匀的照度对照明区域IAR，该照明区域IAR是在利用标线片遮帘(屏蔽系统)设定(限制)的标线片R上在X轴方向上细长的狭缝状的照明区域。作为照明光IL，使用例如ArF准分子激光(波长193nm)。
在标线片载台14上，通过例如真空吸附而固定有在图案面(图1中下表面)形成有电路图案的标线片R。标线片载台14能够通过包含例如线性马达等在内的标线片载台驱动系统32(图1中未图示，参照图6)在XY平面内微量驱动，并且能够以规定扫描速度沿扫描方向(图1中纸面内左右方向即Y轴方向)驱动。标线片载台14的XY平面内的位置信息(包含θz方向的旋转量信息)是通过包含例如干涉仪系统(或者编码器系统)在内的标线片载台位置测量系统34以例如0.5～1nm左右的分辨率随时测量的。标线片载台位置测量系统34的测量值被传送至主控制装置30(图1中未图示，参照图6)。主控制装置30基于标线片载台位置测量系统34的测量值计算标线片载台14的X轴方向、Y轴方向及θz方向的位置，并且基于该算出结果控制标线片载台驱动系统32，由此控制标线片载台14的位置(及速度)。另外，图1中虽未图示，但曝光装置10具备用于进行形成于标线片R上的标线片对准标记的检测的标线片对准系统18(参照图6)。作为标线片对准系统18，能够使用例如美国专利第5646413号说明书、美国专利申请公开第2002/0041377号说明书等所公开的结构的对准系统。
投影单元16配置于标线片载台14的图1中的下方。投影单元16包含镜筒16a、和收纳于镜筒16a内的投影光学系统16b。作为投影光学系统16b，使用例如由沿着与Z轴方向平行的光轴AX排列的多个光学元件(透镜元件)构成的折射光学系统。投影光学系统16b例如两侧远心且具有规定投影倍率(例如，1/4、1/5或1/8等)。因此，当利用照明系统12照明标线片R上的照明区域IAR时，利用从图案面与投影光学系统16b的第一面(物体面)大致一致地配置的标线面R通过的照明光IL，经由投影光学系统16b(投影单元16)将该照明区域IAR内的标线片R的电路图案的缩小像(电路图案的一部分缩小像)形成在配置于投影光学系统16b的第二面(像面)侧的、表面涂敷有抗蚀剂(感应剂)的晶圆W上的与该照明区域IAR共轭的区域(以下称为曝光区域)IA。然后，通过使标线片载台14和晶圆载台22的同步移动，使标线片R相对于照明区域IAR(照明光IL)沿扫描方向(Y轴方向)移动，并且使晶圆W相对于曝光区域IA(照明光IL)沿扫描方向(Y轴方向)移动，由此进行晶圆W上的一个照射区域(区划区域)的扫描曝光，在该照射区域转印标线片R的图案。即，在本实施方式中，通过照明系统12、标线片R及投影光学系统16b在晶圆W上生成图案，利用照明光IL对的晶圆W上的感光层(抗蚀剂层)进行曝光来在晶圆W上形成该图案。
晶圆载台装置20具备配置于基座28上方的晶圆载台22。晶圆载台22包含载台主体24和搭载于该载台主体24上的晶圆台26。载台主体24通过固定于其底面的未图示的非接触轴承例如空气轴承，隔着数μm左右的游隙支承于基座28上。载台主体24构成为通过包含例如线性马达(或者平面马达)的晶圆载台驱动系统36(图1中未图示，参照图6)相对于基座28沿水平面内3个自由度方向(X、Y、θz)可驱动。晶圆载台驱动系统36包含将晶圆台26相对于载台主体24在6个自由度方向(X、Y、Z、θx、θy、θz)微量驱动的微小驱动系统。晶圆台26的6个自由度方向的位置信息通过例如包含干涉仪系统(或者编码器系统)的晶圆载台位置测量系统38以例如0.5～1nm左右的分辨率随时测量。晶圆载台位置测量系统38的测量值被传送至主控制装置30(图1中未图示，参照图6)。主控制装置30基于晶圆载台位置测量系统38的测量值计算晶圆台26在6个自由度方向上的位置，并且基于该算出结果控制晶圆载台驱动系统36，由此，控制晶圆台26的位置(及速度)。主控制装置30也基于晶圆载台位置测量系统38的测量值控制载台24在XY平面内的位置。
多点焦点位置检测系统40为例如与美国专利第5448332号说明书等所公开的相同结构的对晶圆W的Z轴方向上的位置信息进行测量的斜入射方式的位置测量装置。多点焦点位置检测系统40如图1所示，配置在配置于投影单元16的－Y侧的对准系统50的更－Y侧。由于多点焦点位置检测系统40的输出用于后述的自动聚焦装置，所以以下将多点焦点位置检测系统40称为AF系统40。
AF系统40具备将多个检测光束对晶圆W表面照射的照射系统和与接受来自晶圆W表面的该多个检测光束的反射光的受光系统(均未图示)。AF40的多个检测点(检测光束的照射点)虽然省略图示，但沿着X轴方向以规定间隔配置在被检测面上。本实施方式中，配置成例如1列M行(M为检测点的总数)或2列N行(N为检测点的总数的1/2)的矩阵状。受光系统的输出被供给至主控制装置30(参照图6)。主控制装置30基于受光系统的输出来求出上述多个检测点在晶圆W表面的Z轴方向上的位置信息(面位置信息)。本实施方式中，AF系统40形成的面位置信息的检测区域(多个检测点的配置区域)被设定为与设定于至少晶圆W上的一个照射区域的X轴方向上的长度同等。
主控制装置30在曝光动作之前，使晶圆W相对于AF系统40的检测区域沿Y轴及/或X轴方向适当移动，基于此时的AF系统40的输出求出晶圆W的面位置信息。主控制装置30对设定于晶圆W上的所有照射区域获取上述面位置信息，并将其结果与晶圆台26的位置信息建立关联，存储为聚焦映像信息。
接着，说明形成于晶圆W的对准标记及该对准标记的检测所使用的离轴型对准系统50。
在晶圆W上的各照射区域，作为对准系统50的检测对象，形成有至少一个如图2的(a)所示的格子标记GM。此外，格子标记GM实际上形成于各照射区域的切割线内。
格子标记GM包含第一格子标记GMa和第二格子标记GMb。第一格子标记GMa由如下的反射型衍射光栅：在XY平面内沿相对于X轴呈45°的角度的方向(以下，为了方便而称为α方向)延伸的格子线在XY平面内沿与α方向正交的方向(以下，为了方便而称为β方向)上以规定间隔(例如节距P1(P1为任意数值))形成，且以β方向为周期方向。第二格子标记GMb由沿β方向延伸的格子线在α方向上以规定间隔(例如节距P2(P2为任意数值))形成的、以α方向为周期方向的反射型衍射光栅。第一格子标记GMa和第二格子标记GMb以在轴方向的位置相同的方式在X轴方向连续(相邻)配置。此外，在图2的(a)中，为了方便图示，格子的节距以远大于实际上的节距的方式图示。其它图中的衍射光栅也相同。此外，节距P1与节距P2可以相同，也可以互不相同。另外，图2的(a)中，第一格子标记GMa和第二格子标记GMb相接，但也可以不相接。
如图3所示，对准系统50具备射出多个测量光L1、L2的光源72、包含与晶圆W相对配置的物镜透明板(也称为物镜光学元件)62的物镜光学系统60、一边沿扫描方向(本实施方式中为Y轴方向，适当称为“第一方向”)扫描测量光L1、L2一边将该测量光L1、L2经由物镜透明板62照射至晶圆W上的格子标记GM的照射系统70、及经由物镜光学系统60接受基于测量光L1、L2的来自格子标记GM的衍射光±L3、±L4的受光系统80。
照射系统70具备上述光源72、配置于测量光L1、L2的光路上的可动镜74、将由可动镜74反射的测量光L1、L2的一部分朝向晶圆W反射，使其余的测量光透射的半反射镜(分束器)76、配置于从半反射镜76透射(通过)了的测量光L1、L2的光路上的光束位置检测传感器78等。
光源72将不会使涂敷于晶圆W(参照图1)的抗蚀剂感光的宽带的波长的两个测量光L1、L2沿－Z方向射出。此外，图3中，测量光L2的光路相对于测量光L1的光路在纸面内侧重叠。本第一实施方式中，作为测量光L1、L2使用例如白色光。
本实施方式中，作为可动镜74而使用例如公知的电流镜。可动镜74中，用于反射测量光L1、L2的反射面可绕与X轴平行的轴线旋动(旋转)。可动镜74的旋动角度由主控制装置30(图3中未图示，参照图6)控制。而且，在后面对可动镜74的角度控制进行说明。此外，只要能够控制测量光L1、L2的反射角，也可以使用电流镜以外的光学部件(例如棱镜等)。
半反射镜76与可动镜74不同，位置(反射面的角度)被固定。由可动镜74的反射面反射的测量光L1、L2的一部分在光路被半反射镜76向－Z方向弯折后，经由物镜透明板62大致垂直入射至形成于晶圆W上的格子标记GM。此外，图3中，可动镜74相对于Z轴以45°的角度倾斜，来自可动镜74的测量光L1、L2的一部分被半反射镜76向与Z轴平行的方向反射。另外，图3中，在光源72和物镜透明板62之间的测量光L1、L2的光路上仅配置有可动镜74和半反射镜76，但即使在可动镜74相对于Z轴以45°以外的角度倾斜的情况下，也能够以从物镜透明板62射出的测量光L1、L2大致垂直入射至形成于晶圆W上的格子标记GM的方式构成照射系统70。在该情况下，也可以在光源72与物镜透明板62之间的测量光L1、L2的光路上配置有与可动镜74、半反射镜76不同的至少另一个光学部件。从半反射镜76通过(透射)的测量光L1、L2经由透镜77入射至光束位置检测传感器78。光束位置检测传感器78具有例如PD(PhotoDetector：光探测器)阵列或者CCD(Charge Coupled Device：电荷耦合装置)等光电转换元件，其成像面配置在与晶圆W表面共轭的面上。
在此，如图2的(a)所示，以使从光源72射出的测量光L1、L2中的测量光L1照射至第一格子标记GMa上、测量光L2照射至第二格子标记GMb上的方式设定测量光L1、L2的间隔。此外，在对准系统50中，当可动镜74的反射面的角度被变更时，根据可动镜74的反射面角度，测量光L1、L2各自在格子标记GMa、GMb(晶圆W)上的入射(照射)位置沿扫描方向(Y轴方向、第一方向)变化(参照图2的(a)中的白箭头)。另外，与测量光L1、L2的格子标记GM上的位置变化连动地，光束位置检测传感器78(参照图3)上的测量光L1、L2的入射位置也发生变化。光束位置检测传感器78的输出被供给到主控制装置30(图2的(a)中未图示，参照图6)。主控制装置30能够基于光束位置检测传感器78的输出而求出晶圆W上的测量光L1、L2的照射位置信息。
物镜光学系统60具备物镜透明板62、检测器侧透明板64、及格子板66。物镜透明板62由例如石英玻璃等透明(可透射光)的材料形成为俯视大致正方形的板状，包含与水平面大致平行配置的主体部62a、和形成于该主体部62a的下表面的多个透射型衍射光栅(以下仅称为“衍射光栅”)。图4的(a)表示从下表面侧(－Z侧)观察物镜透明板62的俯视图。
在主体部62a的下表面形成有以β方向为周期方向的衍射光栅(衍射光栅Ga1、Ga2)、以α方向为周期方向的衍射光栅(衍射光栅Gb1、Gb2)。衍射光栅Ga1、Ga2、Gb1、Gb2各自的格子节距设定为与格子标记GMa、GMb(分别参照图2的(a))的格子节距(上述P1、P2)在设计上为相同值。衍射光栅Ga1、Ga2在β方向分离配置，衍射光栅Gb1、Gb2在α方向分离配置。另外，衍射光栅Ga1～Gb2分别避开主体部62a的中央部形成。如图3所示，光路被半反射镜76向－Z方向弯折的测量光L1、L2从主体部62a的中央部通过(透射)并照射至格子标记GM上。将物镜透明板62的主体部62a中的包含上述中央部(未形成衍射光栅Ga1、Ga2、Gb1、Gb2)的区域称为“透射区域”或“第一区域”。另外，将衍射光栅Ga1和/或衍射光栅Gb1称为第一光学元件，将衍射光栅Ga2和/或衍射光栅Gb2称为第二光学元件。
在对准系统50中，如图4的(b)所示，在格子标记GM(GMa、GMb)位于主体部62a的透射区域的正下方的状态下，测量光L1经由该透射区域照射至第一格子标记GMa。于是，基于从第一格子标记GMa产生的测量光L1的多个+1次衍射光(+L3)入射至衍射光栅Ga1，并且基于从第一格子标记GMa产生的测量光L1的多个－1次衍射光(－L3)入射至衍射光栅Ga2。同样地，当测量光L2经由透射区域照射至第二格子标记GMb时，基于从第二格子标记GMb产生的测量光L2的多个+1次衍射光(+L4)入射至衍射光栅Gb1，并且基于从第二格子标记GMb产生的测量光L2的多个－1次衍射光(－L4)入射至衍射光栅Gb2。此外，如本实施方式那样，在作为测量光L1及测量光L2而使用白色光的情况下，如图4的(b)所示，分别产生与该白色光中所含的多个波长的光对应的多个－1次衍射光及多个+1次衍射光。
+1次衍射光(+L3、+L4)分别通过衍射光栅Ga1、Gb1衍射，－1次衍射光(－L3、－L4)分别通过衍射光栅Ga2、Gb2衍射。此时，使测量光L1、L2中的通过格子标记GMa、GMb及与该格子标记对应的衍射光栅Ga1、Ga2、Gb1、Gb2各自的格子节距的设定而产生的规定次数的衍射光、在此为+1次衍射光(+L3、+L4)各自的－1次衍射光及－1次衍射光(－L3、－L4)各自的+1次衍射光，这些规定次数的衍射光与物镜光学系统60(参照图3)的光轴平行(与Z轴方向平行)地朝向受光系统80(参照图3)行进。另外，测量光L1、L2各自的来自格子标记GMa、GMb的0次衍射光由于在物镜透明板62的中央部未形成衍射光栅(即，在透射区域与形成有衍射光栅Ga1～Gb2的区域的表面状态光学性质不同)，因此会衰减。该情况下，优选将测量光L1、L2各自的来自格子标记GMa、GMb的0次衍射光向受光系统80(参照图3)的行进遮断(阻碍)，但也可以使其在至少不会成为在受光系统80的测量噪声的范围内衰减。
从物镜透明板62射出的±1次衍射光(±L3、±L4)各自的上述规定次数的衍射光(以下统称为来自物镜透明板62的衍射光)如图3所示，入射配置于物镜透明板62的上方的检测器侧透明板64。
由于检测器侧透明板64的结构及功能与物镜透明板62实质上相同，因此省略说明。即，入射至检测器侧透明板64的来自物镜透明板62的衍射光通过入射至形成于检测器侧透明板64的主体部64a的下表面的透射型的衍射光栅而被衍射(光路弯折)，入射至配置于检测器侧透明板64的上方的格子板66。
格子板66由与检测器侧透明板64平行配置的、沿Y轴方向平行延伸的板状部件构成。在格子板66上，如图5的(a)所示，形成有读出用衍射光栅Ga、Gb。读出用衍射光栅Ga是与格子标记GMa(参照图2的(a))对应的以β方向为周期方向的透射型衍射光栅。读出用衍射光栅Gb是与格子标记GMb(参照图2的(a))对应的以α方向为周期方向的透射型衍射光栅。
主控制装置30(参照图6)在使用对准系统50进行格子标记GM的位置测量时，如图3中的两箭头所示，一边使格子标记GM(即晶圆W)相对于物镜透明板62(即对准系统50)沿Y轴方向(第一方向)驱动一边控制对准系统50的可动镜74，由此，使测量光L1、L2追随格子标记GM沿Y轴方向(第一方向)扫描。由此，由于格子标记GM和格子板66在Y轴方向相对移动，因此，因基于测量光L1、L2的衍射光(±L3、±L4)引起的衍射光彼此的干涉，而在读出用衍射光栅Ga、Gb(参照图5的(a))上成像(形成有)干涉条纹。
受光系统80具备检测器84及将与成像于格子板66上的像(干涉条纹)对应的光导向检测器84的光学系统86等。
与成像于读出用衍射光栅Ga、Gb上的像(干涉条纹)对应的光经由光学系统86所具有的反射镜86a被导向检测器84。本实施方式的对准系统50中，与作为测量光L1、L2而使用白色光相对地，光学系统86具有分光棱镜86b。来自格子板66的光经由分光棱镜86b分光成例如蓝、绿、及红各颜色。检测器84具有与上述各颜色对应独立地设置的光探测器PD1～PD3。检测器84所具有的光探测器PD1～PD3各自的输出被供给至主控制装置30(图3中未图示，参照图6)。
作为一例，从光探测器PD1～PD3各自的输出获得图5所示的波形信号(干涉信号)。主控制装置30(参照图6)从上述信号的相位通过运算求出格子标记GMa、GMb各自的位置。即，本实施方式的曝光装置10中(参照图1)，通过对准系统50和主控制装置30(分别参照图6)构成用于求出形成于晶圆W的格子标记GM的位置信息的对准装置。此外，图5的(b)所示的信号是基于格子标记GMa、GMb和读出用衍射光栅Ga、Gb的相对位置而生成的。此外，格子标记GMa、GMb的Y轴方向上的驱动和测量光L1、L2的Y轴方向上的扫描也可以不完全同步(速度可以不严格一致)。
在如上构成的曝光装置10中(参照图1)，首先，标线片R及晶圆W分别装载于标线片载台14及晶圆载台22，进行使用标线片对准系统18的标线片对准及使用对准系统50的晶圆对准(例如EGA(增强整体对准)等)等规定准备作业。此外，关于上述标线片对准、基线测量等准备作业，详细公开于例如美国专利第5646413号说明书、美国专利申请公开第2002/0041377号说明书等。另外，关于在此之后的EGA，在例如美国专利第4780617号说明书等公开了详细内容。
在此，本实施方式中，主控制装置30在使用对准系统50的格子标记GM的位置测量动作之前，使用AF系统40求出晶圆的面位置信息。然后，主控制装置30根据上述面位置信息和预先针对各层分别求出的偏移值来控制晶圆台26的Z轴方向上的位置及姿势(θx方向及θy方向上的倾斜)，由此使对准系统50的物镜光学系统60聚焦于格子标记GM上。此外，在本实施方式中，偏移值是指以对准系统50的信号强度(干涉条纹的对比)成为最大的方式调整晶圆台26的位置及姿势时所得的AF系统40的测量值。像这样，在本实施方式中，使用在即将利用对准系统50对格子标记GM进行检测前得到的晶圆W的面位置信息，几乎实时进行晶圆台26的位置及姿势的控制。此外，也可以与格子标记GM的位置测量并行地接受来自位置测量对象的格子标记GM的光以进行晶圆W的面位置检测。
之后，在主控制装置30的管理下，将晶圆载台22向用于对晶圆W的第一个照射区域曝光的加速开始位置驱动，并且以标线片R的位置成为加速开始位置的方式驱动标线片载台14。而且，通过标线片载台14和晶圆载台22沿Y轴方向同步驱动，进行对晶圆W上的第一个照射区域的曝光。之后，通过进行对晶圆W上的所有照射区域的曝光，完成晶圆W的曝光。
根据如上说明的本第一实施方式的曝光装置10所具备的对准系统50，通常的透镜利用光的折射现象改变光的行进方向，与之相对，使用形成有衍射光栅Ga1～Gb2的物镜透明板62(利用光的衍射现象)改变由特定节距(P1、P2)的格子标记GM(GMa、GMb)衍射的光的行进方向，因此，相较于作为物镜光学元件而使用透镜的情况，能够抑制物镜光学系统60整体的大型化。
另外，本实施方式的对准系统50如图3所示，一边使晶圆W(晶圆载台22)沿Y轴方向移动，一边使测量光L1、L2相对于格子标记GM((GMa、GMb)、参照图2的(a))沿Y轴方向扫描，因此，能够与晶圆载台22向曝光开始位置的移动动作并行地进行该格子标记GM的位置测量动作，该晶圆载台22向曝光开始位置的移动动作例如在将晶圆W装载于晶圆载台22上之后进行。该情况下，可以在晶圆载台22的移动路径上预先配置对准系统50。由此，能够缩短对准测量时间，提高整体的产率。
另外，本实施方式的对准系统50以追随沿扫描方向移动的晶圆W(格子标记GM)的方式扫描测量光，因此，能够进行长时间的测量。因此，由于能够取得所谓输出的移动平均，所以能够降低装置振动的影响。另外，假设在作为对准系统的受光系统而使用图像传感器(例如CCD等)检测线与间隔(line and space)状的标记的情况下，若追随沿扫描方向移动的晶圆W扫描测量光，则无法检测与扫描方向完全平行的线以外的像(像会变形)。与之相对，在本实施方式中，通过使来自格子标记GM的衍射光干涉来进行该格子标记GM的位置测量，因此，能够可靠地进行标记检测。
另外，本实施方式的对准系统50中，作为检测器84，与白色光即测量光L1、L2对应地具有例如三个光探测器PD1～PD3(分别为蓝色光、绿色光、红色光用)。因此，例如在晶圆对准前使用白色光检测形成于晶圆W上的重叠标记(未图标)，预先求出干涉条纹的对比度最高的光的颜色，由此能够决定上述例如三个光探测器PD1～PD3的中任一个的输出最适用于晶圆对准。
(第二实施方式)
接着说明第二实施方式的曝光装置。本第二实施方式的曝光装置与上述第一实施方式的曝光装置10仅在对准系统的一部分的构成不同，因此仅说明以下不同点，针对具有与第一实施方式相同的结构及功能的要素，使用与第一实施方式相同的附图标记，省略其说明。
图7的(a)表示从下方(－Z侧)观察本第二实施方式的对准系统(整体图未图示)所具有的物镜透明板(也称为物镜光学元件)162的俯视图。此外，虽未图示，但本第二实施方式的对准系统具有与第一实施方式相同的照射系统及受光系统。
在上述第一实施方式(参照图3)中，基于测量光L1及测量光L2的来自格子标记GMa、GMb(分别参照图2的(a))的衍射光(±L3、±L4)通过形成于物镜透明板62的主体部62a的衍射光栅Ga1～Gb2朝向受光系统80衍射(参照图4的(b))，与之相对，本第二实施方式中在如下方面不同，如图7的(b)所示，基于测量光L1、L2的来自格子标记GMa、GMb的衍射光(±L3、±L4)通过形成于物镜透明板162的主体部162a下表面的多个例如四个棱镜组Pa1、Pa2、Pb1、Pb2朝向受光系统80，与Z轴平行地偏转。此外，本第一实施方式中，作为测量光L1、L2(参照图3)使用白色光，与之相对，在本第二实施方式中，测量光L1、L2使用波长互不相同的多个光。此外，上述多个波长不同的光，在图7的(b)中，为便于说明而显示为一个光束。
在此，四个棱镜组Pa1～Pb2的结构除了配置不同这一点外实质上相同，因此，以下针对棱镜组Pa1进行说明。棱镜组Pa1具有多个例如四个棱镜P1～P4。在此，四个棱镜P1～P4分别为在Y轴方向具有相同长度的XZ剖面三角形状的直角棱镜，一体固定于主体部162a的下表面(或者与主体部162a一体形成)。另外，四个棱镜P1～P4以各自的中心以规定间隔位于β方向的对角线的方式排列。即，四个棱镜P1～P4在Y轴方向上的位置彼此不同。
如图7的(b)所示，各棱镜P1～P4以基于测量光L1的来自格子标记GMa的多个衍射光分别与Z轴平行地偏转的方式(即，对应于测量光L1所含的多个光个别的波长)设定主体部162a上的位置及折射率。棱镜组Pb1在图7的(a)中相对于棱镜组Pa1呈左右对称配置，棱镜组Pa2在图7的(a)中相对于棱镜组Pb1呈上下对称配置，棱镜组Pb2在图7的(a)中相对于棱镜组Pa2呈左右对称配置。因此，如图7的(b)所示，测量光L1、L2经由形成于主体部162a的中央部的透射区域照射至格子标记GM时，与上述第一实施方式相同，基于测量光L1、L2的来自格子标记GM的±1次衍射光±L3、±L4的光路通过对应的棱镜组Pa1～Pb2朝向受光系统80(图7的(b)中未图示，参照图3)与Z轴大致平行地弯折。
本第二实施方式也与第一实施方式同样地，能够获得抑制对准系统的物镜光学系统的大型化的效果。
此外，上述第一及第二实施方式的对准系统及包含该对准系统在内的格子标记的检测系统以及方法能够适当变更。例如，上述第一及第二实施方式中，如图2的(a)所示，照射与格子标记GMa、GMb分别对应的测量光L1、L2，但并不限于此，例如图2的(b)所示，也可以将沿X轴方向延伸的(宽广的)单一测量光L1照射至格子标记GMa、GMb。
另外，上述第一及第二实施方式中，如图2的(a)所示，格子标记GMa、GMb沿着X轴方向排列，但并不限于此，例如图2的(c)所示，格子标记GMa、GMb也可以沿着Y轴方向排列。该情况下，通过使单一测量光L1按照格子标记GMa、GMb的顺序(或相反)进行扫描，能够求出格子标记GM在XY平面内的位置。
另外，上述第一及第二实施方式中的格子标记GMa、GMb中，格子线相对于X轴及Y轴呈例如45°的角度，但并不限于此，例如，如图8的(a)所示，也可以使用以Y轴方向为周期方向的格子标记GMy和以X轴方向为周期方向的格子标记GMx。该情况下，通过使用具备图8的(b)所示的与格子标记GMx、GMy对应的衍射光栅Gx1、Gx2、Gy1、Gy2的物镜透明板(物镜光学元件)262，与上述第一及第二实施方式同样地能够实现确保宽广的检测视野并且抑制大型化的对准系统。此外，在使用包含图8的(b)所示的物镜透明板262的对准系统检测图8的(a)所示的格子标记GMx的情况下，可以使用例如双轴电流镜使测量光沿X轴、或Y轴方向适当地扫描。
另外，也可以将图4的(a)所示的物镜透明板62构成为可绕Z轴旋转例如45°。该情况下，形成于旋转后的物镜透明板62的衍射光栅Ga1～Gb2分别以X轴及Y轴方向成为周期方向，因此，与图8的(b)所示的物镜透明板262具有相同功能。因此，能够进行图2的(a)～图2的(c)所示的各格子标记GM的检测和图8的(b)所示的格子标记GM的检测。
另外，上述第一及第二实施方式的对准系统具备的物镜光学系统60具有与物镜透明板62(第二实施方式中为物镜透明板162)实质相同的结构即检测器侧透明板64，但不限于此，检射器侧的光学系统也可以为与现有的光学系统相同的透镜。
另外，上述第一实施方式的对准系统50的受光系统80中，通过分光棱镜86b将白色光分光，但不限于此，如图9所示的受光系统380，也可以使用多个分光滤镜386将白色光朝向对应各色(例如，蓝、绿、黄、红、红外光)配置的光探测器PD1～PD5分光。
另外，上述第一实施方式中，作为测量光L1、L2使用白色光，但不限于此，与第二实施方式同样地，也可以使用波长互不相同的多个光。另外，在上述第二实施方式中，作为测量光L1、L2使用波长互不相同的光，但与第一实施方式同样地，也可以使用白色光作为测量光L1、L2。
另外，上述第一及第二实施方式中，对准系统50用于检测用于进行标线片图案和晶圆的对准(精细对准)的格子标记，但不限于此，例如也可以在将晶圆W装载于晶圆载台22上之后，用于检测形成于该晶圆W的搜索标记(与格子标记GMa、GMb相比线宽较粗且节距较粗的格子标记)。该情况下，如图10所示的物镜透明板(也称为物镜光学元件)362那样，可以避开透射区域地追加形成与搜索标记对应的以β方向为周期方向的衍射光栅Ga3、Ga4及以α方向为周期方向的衍射光栅Gb3、Gb4。
另外，对准系统50的配置及数量能够适当变更，例如多个对准系统50也可以在X轴方向上以规定间隔配置。该情况下，能够同时检测形成于X轴方向的位置不同的多个照射区域的格子标记。另外，该情况下，多个对准系统50中的一部分也可以在X轴方向以微小行程移动。该情况下，即使照射分布(shot map)不同，也能够检测形成于晶圆上的多个格子标记。
另外，上述第一实施方式中，形成于对准系统50具备的物镜透明板62的衍射光栅Ga1～Gb2的格子节距被设定为与检测对象的格子标记GMa、GMb的格子节距相同，但不限于此，例如也可以为格子标记GMa、GMb的格子节距的1/n(n为自然数)。
另外，上述第二实施方式的物镜透明板162为了使来自格子标记GM的衍射光±L3、±L4的光路弯折而具有多个透镜组Pa1～Pb2，但光路弯折用的光学元件不限于此，也可以为例如反射镜。
另外，也可以将上述第一实施方式和上述第二实施方式中分别说明的各结构任意组合来实施。
另外，照明光IL不限于ArF准分子激光(波长193nm)，也可以为KrF准分子激光(波长248nm)等紫外光、或者F2激光(波长157nm)等真空紫外光。例如美国专利第7023610号说明书所公开的那样，作为真空紫外光而使用高次谐波，该高次谐波是利用例如掺杂了铒(或者铒和镱这两者)的光纤放大器对由DFB(Distributed Feed Back：分布反馈)半导体激光器或者光纤激光器所激发的红外区或者可见区的单一波长激光进行增幅，并使用非线性光学晶体来将波长转换为紫外光而得到的高次谐波。另外，照明光IL的波长不限于100nm以上的光，也可以使用波长低于100nm的光，例如，使用软X线区域(例如5～15nm的波长域)的EUV(Extreme Ultraviolet：超紫外光)光的EUV曝光装置也可以应用上述实施方式。此外，使用电子线或离子束等荷电粒子线的曝光装置也可以应用上述实施方式。
另外，上述各实施方式的曝光装置的投影光学系统不仅为缩小系统，也可以为等倍及放大系统的任一系统，投影光学系统16b不仅为折射系统，也可以为反射系统及反射折射系统的任一系统，其投影像可以为倒立像及正立像的任一方。
另外，上述各实施方式中，使用在透光性的基板上形成有规定的遮光图案(或相位图案、减光图案)的光透射型光罩(标线片)，但也可以替代此标线片，例如美国专利第6778257号说明书所公开的那样，使用基于应曝光的图案的电子数据来形成透射图案或反射图案、或者发光图案的电子光罩(也称为可变成形光罩、主动光罩、或者图像生成器，包含例如非发光型影像显示元件(空间光调制器)的一种即DMD(Digital Micro－mirrorDevice：数字微镜器件)等)。
另外，作为曝光装置，例如美国专利第8004650号说明书所公开的那样，在投影光学系统和曝光对象物体(例如晶圆)之间充满液体(例如纯水)的状态下进行曝光动作的所谓液浸曝光装置也能够应用上述各实施方式。
另外，例如美国专利申请公开第2010/0066992号说明书所公开的具备两个晶圆载台的曝光装置也能够应用上述各实施方式。
另外，例如国际公开第2001/035168号所公开，通过在晶圆W上形成干涉条纹，在晶圆W上形成线与间隔图案的曝光装置(光刻系统)也能够应用上述各实施方式。另外，将照射区域和照射区域合成的步进-拼接(step and stitch)方式的缩小投影曝光装置也能够应用上述实施方式。
另外，例如美国专利第6,611,316号说明书所公开的那样，经由投影光学系统将两个标线片图案在晶圆上合成，通过一次扫描曝光使晶圆上的一个照射区域几乎同时进行双重曝光的曝光装置也能够应用上述各实施方式。
另外，上述实施方式中，应形成图案的物体(被能量束照射的曝光对象的物体)不限于晶圆，也可以为玻璃板、陶瓷基板、薄膜部件、或者光罩基板等其它物体。
另外，作为曝光装置的用途，不限于半导体制造用曝光装置，例如也可以广泛适用于将液晶显示元件图案转印于方型玻璃板上的液晶用曝光装置、或用于制造有机EL、薄膜磁头、摄像元件(CCD等)、微型机械或者DNA芯片等的曝光装置。另外，不仅半导体元件等微器件，为了制造在光曝光装置、EUV曝光装置、X线曝光装置、或者电子束曝光装置等使用的标线片或光罩，将电路图案转印于玻璃基板或硅晶圆等的曝光装置也能够应用上述各实施方式。
半导体元件等电子器件是经过如下的这些步骤制造出来的，这些步骤包括：进行器件的功能、性能设计的步骤；制作基于该设计步骤的光罩的步骤；利用硅材料制作晶圆的步骤；通过上述的实施方式的曝光装置(图案形成装置)以及其曝光方法来将光罩(标线片)的图案转印至晶圆上的光刻步骤；使曝光了的晶圆显影的显影步骤；通过刻蚀来去除残留有抗蚀剂的部分以外的部分即露出部件的刻蚀步骤；刻蚀结束后去掉不需要的抗蚀剂的抗蚀剂除去步骤；器件组装步骤(包括切割工序、焊接工序和封装工序)；以及检查步骤等。在这种情况下，由于在光刻步骤中，使用上述实施方式的曝光装置执行上述的曝光方法来在晶圆上形成器件图案，所以能够生产性良好地制造出高集成度的器件。
此外，原因上述记载中引用的与曝光装置等相关的所有公报、国际公开、美国专利申请公开书说明书及美国专利说明书的公开作为本说明书记载的一部分。
如上述说明，本发明的测量装置及测量方法适于检测格子标记。另外，本发明的曝光装置及曝光方法适于物镜体进行曝光。另外，本发明的器件制造方法适于微型器件的制造。
附图标记说明
10曝光装置、14标线片载台、20晶圆载台装置、30主控制装置、50对准系统、60物镜光学系统、62物镜透明板(物镜光学元件)、70照射系统、80受光系统、Ga1、Ga2、Gb1、Gb2衍射光栅、GM格子标记、W晶圆

Claims (45)

1.一种测量装置，其特征在于，具备：
标记检测系统，其具有相对于设置于沿第一方向移动的物体的格子标记一边使测量光沿所述第一方向扫描一边照射所述测量光的照射系统、包含能够与沿所述第一方向移动的物体相对的物镜光学元件在内的物镜光学系统、以及经由所述物镜光学系统接受来自所述格子标记的所述测量光的衍射光的受光系统；以及
运算系统，其基于所述标记检测系统的检测结果，求出所述格子标记的位置信息，
所述物镜光学元件使在所述格子标记产生的衍射光朝向所述受光系统偏转或衍射，
所述物镜光学元件具有设置有来自所述照射系统的所述测量光的光路的第一区域、和设置有使所述衍射光偏转或衍射的光学元件的第二区域。
2.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，
所述物镜光学元件使所述衍射光与所述物镜光学系统的光轴平行地朝向所述受光系统偏转或衍射。
3.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，
所述物镜光学元件使来自所述格子标记的衍射光中的0次光衰减，并且使所述0次光以外的光朝向所述受光系统偏转或衍射。
4.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，
所述物镜光学元件在所述第一区域与所述第二区域的表面状态光学性质不同。
5.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，
在所述物镜光学元件中，在所述第一区域周围配置有所述第二区域。
6.根据权利要求1中任一项所述的测量装置，其特征在于，
在所述第一区域，来自所述格子标记的衍射光中的0次光被衰减，
在所述第二区域，使所述0次光以外的光朝向所述受光系统偏转或衍射。
7.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，
所述物镜光学元件在与所述格子标记的周期方向平行的方向上，在所述第一区域的一侧设置第一光学元件，在所述第一区域的另一侧设置第二光学元件。
8.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，
所述物镜光学元件包含在与所述格子标记的周期方向对应的方向上以规定节距配置的多条格子线。
9.根据权利要求8所述的测量装置，其特征在于，
所述格子线的节距为所述格子标记的格子节距的1/n，n为自然数。
10.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，
所述物镜光学元件包含多个棱镜元件，所述多个棱镜元件在与所述格子标记的周期方向对应的方向上以规定间隔配置，使具有与所述多个棱镜元件分别对应的波长的衍射光折射并朝向所述受光系统偏转。
11.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，
所述物镜光学元件包含多个反射镜元件，所述多个反射镜元件在与所述格子标记的周期方向对应的方向以规定间隔配置，使具有与所述多个反射镜元件分别对应的波长的衍射光折射并朝向所述受光系统反射。
12.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，
所述标记检测系统还具备使所述物镜光学元件绕所述物镜光学系统的光轴旋转的旋转装置。
13.根据权利要求12所述的测量装置，其特征在于，
根据测量对象的所述格子标记的格子的周期方向，控制所述物镜光学元件绕所述光轴的方向上的位置。
14.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，
所述格子标记包含第一格子标记及第二格子标记，所述第一格子标记及所述第二格子标记以与所述第一方向不同且互不相同的方向作为各自的周期方向，
所述照射系统相对于所述第一格子标记及所述第二格子标记一边使所述测量光在所述第一方向扫描一边照射所述测量光，所述受光系统接受来自所述第一格子标记及所述第二格子标记各自的衍射光，
所述运算系统基于所述标记检测系统的检测结果，求出所述第一格子标记及所述第二格子标记各自的位置信息。
15.根据权利要求14所述的测量装置，其特征在于，
所述第一格子标记及所述第二格子标记在与所述第一方向交叉的方向相邻配置。
16.根据权利要求14所述的测量装置，其特征在于，
所述照射系统相对于所述第一格子标记照射第一测量光，并且相对于所述第二格子标记照射与所述第一测量光不同的第二测量光。
17.根据权利要求16所述的测量装置，其特征在于，
所述照射系统使所述第一测量光及所述第二测量光在所述第一方向上同步扫描。
18.根据权利要求14所述的测量装置，其特征在于，
所述照射系统相对于所述第一格子标记及所述第二格子标记照射具有包含所述第一格子标记的至少一部分及所述第二格子标记的至少一部分在内的照明区域的测量光。
19.根据权利要求14所述的测量装置，其特征在于，
所述第一格子标记及所述第二格子标记各自的周期方向彼此正交，
所述第一方向是相对所述第一格子标记及所述第二格子标记各自的周期方向呈45°角度的方向。
20.一种曝光装置，其特征在于，具备：
权利要求1～19中任一项所述的测量装置；
位置控制装置，其基于所述测量装置的输出来控制所述物体的位置；以及
图案形成装置，其对所述物体照射能量束来形成规定图案。
21.一种曝光装置，其特征在于，具备权利要求1～19中任一项所述的测量装置，
一边基于所述测量装置的输出控制所述物体的位置，一边对所述物体照射能量束，在所述物体上形成规定图案。
22.一种曝光装置，其对物体照射能量束，在所述物体形成规定图案，其特征在于，
具备标记检测系统，所述标记检测系统具有相对于设置于沿第一方向移动的所述物体的格子标记一边使测量光沿所述第一方向扫描一边照射所述测量光的照射系统、包含能够与沿所述第一方向移动的物体相对的物镜光学元件的物镜光学系统、以及经由所述物镜光学系统接受来自所述格子标记的所述测量光的衍射光的受光系统，
由所述格子标记产生的衍射光通过所述物镜光学系统而朝向所述受光系统偏转或衍射，
所述物镜光学元件具有设置有来自所述照射系统的所述测量光的光路的第一区域、和设置有使所述衍射光偏转或衍射的光学元件的第二区域，
基于所述标记检测系统的检测结果来控制所述物体的位置。
23.一种器件制造方法，其特征在于，包含：
使用权利要求21所述的曝光装置使基板曝光；以及
使已曝光的所述基板显影。
24.一种器件制造方法，其特征在于，包含：
使用权利要求22所述的曝光装置使基板曝光；以及
使已曝光的所述基板显影。
25.一种测量方法，其测量设置于物体的格子标记的位置信息，其特征在于，包含：
在包含能够与所述物体相对的物镜光学元件在内的物镜光学系统的下方使所述物体沿第一方向移动；
相对于移动的所述物体的格子标记一边使测量光沿所述第一方向扫描一边照射所述测量光；
经由所述物镜光学系统通过受光系统接受来自所述格子标记的所述测量光的衍射光；以及
基于所述受光系统的输出，求出所述格子标记的位置信息，
所述物镜光学系统使由所述格子标记产生的所述衍射光朝向所述受光系统偏转或衍射，
所述物镜光学元件通过设置于与设置有所述测量光的光路的第一区域不同的第二区域内的光学元件使所述衍射光偏转或衍射。
26.根据权利要求25所述的测量方法，其特征在于，
所述物镜光学元件使所述衍射光与所述物镜光学系统的光轴平行地朝向所述受光系统偏转或衍射。
27.根据权利要求25所述的测量方法，其特征在于，
所述物镜光学系统经由所述物镜光学元件使来自所述格子标记的衍射光中的0次光衰减，并且使所述0次光以外的光朝向所述受光系统偏转或衍射。
28.根据权利要求25所述的测量方法，其特征在于，
所述物镜光学元件在所述第一区域与所述第二区域的表面状态光学性质不同。
29.根据权利要求28所述的测量方法，其特征在于，
在所述物镜光学元件中，在所述第一区域周围配置有所述第二区域。
30.根据权利要求25所述的测量方法，其特征在于，
在所述第一区域，来自所述格子标记的衍射光中的0次光被衰减，
在所述第二区域，所述0次光以外的光朝向所述受光系统偏转或衍射。
31.根据权利要求25所述的测量方法，其特征在于，
所述物镜光学元件在与所述格子标记的周期方向平行的方向上，在所述第一区域的一侧设置有第一光学元件，在所述第一区域的另一侧设置有第二光学元件。
32.根据权利要求25所述的测量方法，其特征在于，
所述物镜光学元件包含在与所述格子标记的周期方向对应的方向以规定节距配置的多条格子线。
33.根据权利要求32所述的测量方法，其特征在于，
所述多条格子线的节距为所述格子标记的格子节距的1/n，n为自然数。
34.根据权利要求25所述的测量方法，其特征在于，
所述物镜光学元件包含多个棱镜元件，所述多个棱镜元件在与所述格子标记的周期方向对应的方向以规定间隔配置，使具有与所述多个棱镜元件分别对应的波长的衍射光折射并朝向所述受光系统偏转。
35.根据权利要求25所述的测量方法，其特征在于，
所述物镜光学元件包含多个反射镜元件，所述多个反射镜元件在与所述格子标记的周期方向对应的方向以规定间隔配置，使具有与所述多个反射镜元件分别对应的波长的衍射光折射后朝向所述受光系统反射。
36.根据权利要求25所述的测量方法，其特征在于，还包含：
使所述物镜光学元件绕所述物镜光学系统的光轴旋转。
37.根据权利要求36所述的测量方法，其特征在于，
在所述旋转中，与测量对象的所述格子标记的格子的周期方向对应地控制所述物镜光学元件的绕所述光轴的方向上的位置。
38.根据权利要求25所述的测量方法，其特征在于，
所述格子标记包含第一格子标记及第二格子标记，所述第一格子标记及所述第二格子标记以与所述第一方向不同且互不相同的方向作为各自的周期方向，
在所述照射中，相对于所述第一格子标记及所述第二格子标记一边使所述测量光沿所述第一方向扫描一边照射所述测量光，
在所述受光中，接受来自所述第一格子标记及所述第二格子标记各自的衍射光，
在所述求出中，基于所述受光系统的输出，求出所述第一格子标记及所述第二格子标记各自的位置信息。
39.根据权利要求38所述的测量方法，其特征在于，
所述第一格子标记及所述第二格子标记在与所述第一方向交叉的方向相邻配置。
40.根据权利要求38所述的测量方法，其特征在于，
在所述照射中，相对于所述第一格子标记照射第一测量光，并且相对于所述第二格子标记照射与所述第一测量光不同的第二测量光。
41.根据权利要求40所述的测量方法，其特征在于，
在所述照射中，沿所述第一方向同步扫描所述第一测量光及所述第二测量光。
42.根据权利要求38所述的测量方法，其特征在于，
在所述照射中，相对于所述第一格子标记及所述第二格子标记照射具有包含所述第一格子标记的至少一部分及所述第二格子标记的至少一部分在内的照明区域的测量光。
43.根据权利要求38所述的测量方法，其特征在于，
所述第一格子标记及所述第二格子标记各自的周期方向相互正交，
所述第一方向为相对于所述第一格子标记及所述第二格子标记各自的周期方向呈45°的角度的方向。
44.一种曝光方法，其特征在于，包含：
使用权利要求25～43中任一项所述的测量方法来测量设置于物体上的格子标记的位置信息；
一边基于所述测量的所述格子标记的位置信息控制所述物体的位置一边利用能量束曝光所述物体。
45.一种器件制造方法，其特征在于，包含：
使用权利要求44所述的曝光方法将基板曝光；以及
将已曝光的所述基板显影。
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