JP7842620B2 - 校正方法、検出系、露光装置、物品の製造方法及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、校正方法、検出系、露光装置、物品の製造方法及びプログラムに関する。

近年、半導体素子などの製造に用いられる露光装置においては、解像線幅の微細化とともに、原版と基板との重ね合わせ精度（オーバーレイ精度）の向上が求められている。オーバーレイ精度には、通常、解像線幅の１／５程度が必要とされているため、半導体素子の微細化が進むにつれて、オーバーレイ精度の向上が益々重要となる。

オーバーレイ精度を向上させるために、例えば、露光装置が有する位置検出系を高精度に調整する手法がある。位置検出系は、一般的には、光学的に構成され、基板に設けられた被検物体（例えば、マーク）を検出（観察）用の光で照明するための照明系と、被検物体からの光を集光して被検物体の像を検出するための結像系と、を含む。位置検出系の良好な結像状態を実現するために、照明系や結像系に設けられた開口絞り、即ち、瞳の位置を調整することは、高い位置決め精度を要する重要な技術課題の１つである。そこで、位置検出系の照明系及び結像系の少なくとも一方の開口絞りの位置を調整する技術が提案されている（特許文献１及び２参照）。

特許第４９４４６９０号公報 特開２０２０－１７００７０号公報

しかしながら、位置検出系の照明系や結像系において、例えば、特許文献１や特許文献２に開示された技術を用いて調整された瞳の位置を、ユーザサイトでの露光装置の運用期間にわたって維持することは、初期調整とは別の重要な技術課題である。一般的には、機械精度による開口絞りの保持の限界や電源の遮断を含む露光装置のリセットに対処するため、エンコーダを用いて、位置検出系の照明系や結像系において調整された瞳の位置を記憶している。但し、エンコーダの導入にはコストがかかることに加えて、エンコーダ自体が発熱源となるため、露光装置内の空気の屈折率の揺らぎの要因となる可能性がある。また、露光装置の製造工程における初期調整とは異なり、ユーザサイトでは、調整工具や調整時間の制約が大きい。従って、位置検出系の照明系や結像系においては、エンコーダを用いることなく、露光装置内で自己完結的に、例えば、初期に調整された瞳の位置に復帰することを可能にする技術が要求されている。

本発明は、このような従来技術の課題に鑑みてなされ、被検物体の位置を検出する検出系を校正するのに有利な技術を提供することを例示的目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一側面としての校正方法は、被検物体を照明する照明系と、前記被検物体からの光の像を光電変換素子上に形成する結像系とを有する検出系の校正方法であって、前記照明系は、前記照明系の瞳面に選択的に配置され、開口が互いに異なる複数の第１絞りを含み、前記結像系は、前記結像系の瞳面に選択的に配置され、開口が互いに異なる複数の第２絞りを含み、前記複数の第１絞り及び前記複数の第２絞りのそれぞれから１つずつ絞りを選択することで構成される第１絞りと第２絞りの組み合わせのうち少なくとも２つの組み合わせのそれぞれについて、前記第１絞り及び前記第２絞りのそれぞれが基準位置からずれた第１位置に位置する状態での前記被検物体のデフォーカス量に対する前記光電変換素子上の前記像のシフト量を示す第１デフォーカス特性を取得する第１工程と、前記第１絞り及び前記第２絞りのそれぞれが前記基準位置に位置する状態での前記被検物体のデフォーカス量に対する前記光電変換素子上の前記像のシフト量を示す基準デフォーカス特性と、前記第１工程で取得された前記第１デフォーカス特性とに基づいて、前記第１絞り及び前記第２絞りのそれぞれが前記基準位置に位置するように、前記第１絞り及び前記第２絞りのそれぞれの位置調整を行う第２工程と、を有することを特徴とする。

本発明の更なる目的又はその他の側面は、以下、添付図面を参照して説明される実施形態によって明らかにされるであろう。

本発明によれば、例えば、被検物体の位置を検出する検出系を校正するのに有利な技術を提供することができる。

本発明の一側面としての露光装置の構成を示す概略図である。 ステージ基準プレートの詳細な構成を示す図である。 位置検出系の具体的な構成を示す図である。 切り替え機構の具体的な構成を示す図である。 切り替え機構の具体的な構成を示す図である。 位置検出系の状態の一例を示す図である。 基板ステージの駆動量とデフォーカス特性の変動量との関係の一例を示す図である。 アライメントマークの一例を示す図である。 位置検出系の校正に関する処理（校正方法）を説明するためのフローチャートである。

以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。更に、添付図面においては、同一もしくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。

図１は、本発明の一側面としての露光装置１００の構成を示す概略図である。露光装置１００は、原版を介して基板を露光し、かかる基板にパターンを形成するリソグラフィ装置である。露光装置１００は、原版１（レチクル又はマスク）を保持する原版ステージ２と、基板３を保持する基板ステージ４と、原版ステージ２に保持された原版１を照明する照明光学系５と、を有する。また、露光装置１００は、原版１のパターン（の像）を基板ステージ４に保持された基板３に投影する投影光学系６と、露光装置１００の全体の動作を統括的に制御する制御部１７と、を有する。

露光装置１００は、本実施形態では、原版１と基板３とを走査方向に互いに同期走査しながら（即ち、ステップ・アンド・スキャン方式で）、原版１のパターンを基板３に転写する走査型露光装置（スキャナー）である。但し、露光装置１００は、原版１を固定して（即ち、ステップ・アンド・スキャン方式で）、原版１のパターンを基板３に転写する露光装置（ステッパー）であってもよい。

以下では、図１に示すように、投影光学系６の光軸と一致する方向（光軸方向）をＺ方向、Ｚ方向に垂直な平面内で原版１及び基板３の走査方向をＹ方向、Ｚ方向及びＹ方向に垂直な方向（非走査方向）をＸ方向とする。また、Ｘ軸周り、Ｙ軸周り及びＺ軸周りのそれぞれの方向を、θＸ方向、θＹ方向及びθＺ方向とする。

照明光学系５は、原版１、具体的には、原版上の所定の照明領域を、均一な照度分布の光（露光光）で照明する。露光光としては、超高圧水銀ランプのｇ線やｉ線、ＫｒＦエキシマレーザ、ＡｒＦエキシマレーザ、Ｆ_２レーザなどが用いられる。また、より微細な半導体素子を製造するために、数ｎｍ～数百ｎｍの極端紫外光（Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｕｌｔｒａ Ｖｉｏｌｅｔ：ＥＵＶ光）を露光光として用いてもよい。

原版ステージ２は、原版１を保持し、投影光学系６の光軸に垂直な平面内、即ち、ＸＹ平面内で２次元移動可能に、且つ、θＺ方向に回転可能に構成されている。原版ステージ２は、リニアモータなどの駆動機構（不図示）によって駆動される。

原版ステージ２には、ミラー７が設けられている。また、ミラー７に対向する位置には、レーザ干渉計９が設けられている。原版ステージ２（に保持された原版１）の２次元方向の位置及び回転角はレーザ干渉計９によってリアルタイムで計測され、かかる計測結果は制御部１７に出力される。制御部１７は、レーザ干渉計９の計測結果に基づいて駆動機構を制御し、原版ステージ２に保持された原版１を位置決めする。

投影光学系６は、複数の光学素子を含み、原版１のパターンを所定の投影倍率βで基板３に投影する。投影光学系６は、本実施形態では、例えば、１／４又は１／５の投影倍率βを有する縮小光学系である。

基板ステージ４は、チャックを介して基板３を保持するＺステージと、Ｚステージを支持するＸＹステージと、ＸＹステージを支持するベースと、を含む。基板ステージ４は、リニアモータなどを含む駆動機構１８によって駆動される。

基板ステージ４には、ミラー８が設けられている。また、ミラー８に対向する位置には、基板ステージ４の位置を計測するためのレーザ干渉計１０及び１２が設けられている。基板ステージ４のＸ方向、Ｙ方向及びθＺ方向の位置はレーザ干渉計１０によってリアルタイムで計測され、かかる計測結果は制御部１７に出力される。また、基板ステージ４のＺ方向の位置、θＸ方向及びθＹ方向の位置はレーザ干渉計１２によってリアルタイムで計測され、かかる計測結果は制御部１７に出力される。制御部１７は、レーザ干渉計１０及び１２の計測結果に基づいて、駆動機構１８を制御することで、基板ステージ４に保持された基板３を位置決めする。

基板ステージ４には、基板ステージ４に保持された基板３の表面とほぼ同じ高さとなるように、ステージ基準プレート１１が設けられている。図２は、基板ステージ４に設けられたステージ基準プレート１１の詳細な構成を示す図である。ステージ基準プレート１１は、基板ステージ４の１つのコーナーに設けられていてもよいし、基板ステージ４の複数のコーナーに設けられていてもよい。また、ステージ基準プレート１１は、基板ステージ４の辺に沿って設けられていてもよい。本実施形態では、図２に示すように、基板ステージ４に対して、３つのステージ基準プレート１１が設けられている。

ステージ基準プレート１１には、図２に示すように、原版位置検出系１３及び１４が検出する基準マーク１１１と、位置検出系１６が検出する基準マーク１１２とが設けられている。ステージ基準プレート１１には、複数の基準マーク１１１や複数の基準マーク１１２が設けられていてもよい。また、基準マーク１１１と基準マーク１１２との位置関係（Ｘ方向及びＹ方向）は、所定の位置関係に設定されている（即ち、既知である）。なお、基準マーク１１１と基準マーク１１２とは、共通のマークであってもよい。

原版位置検出系１３は、原版ステージ２の近傍に設けられている。原版位置検出系１３は、原版ステージ２に保持された原版１に設けられた原版基準マーク（不図示）と、投影光学系６を介して基板ステージ上のステージ基準プレート１１に設けられた基準マーク１１１とを検出する。原版位置検出系１３は、基板３を実際に露光する際に用いられる光源と同一の光源を用いて、原版１に設けられた原版基準マークと、投影光学系６を介して基準マーク１１１とを検出する。具体的には、原版位置検出系１３は、原版基準マーク及び基準マーク１１１（反射型マーク）からの反射光を撮像素子（例えば、ＣＣＤカメラなどの光電変換素子）で検出する。かかる撮像素子からの検出信号に基づいて、原版１と基板３との位置合わせ（アライメント）が行われる。この際、原版１に設けられた原版基準マークとステージ基準プレート１１に設けられた基準マーク１１１との位置及びフォーカスを合わせることで、原版１と基板３との相対的な位置関係（Ｘ、Ｙ、Ｚ）を合わせることができる。

原版位置検出系１４は、基板ステージ４に設けられている。原版位置検出系１４は、透過型検出系であって、基準マーク１１１が透過型マークである場合に用いられる。原版位置検出系１４は、基板３を実際に露光する際に用いられる光源と同一の光源を用いて、原版１に設けられた原版基準マークと、ステージ基準プレート１１に設けられた基準マーク１１１とを検出する。具体的には、原版位置検出系１４は、原版基準マーク及び基準マーク１１１を通過した透過光を光量センサで検出する。この際、基板ステージ４をＸ方向（又はＹ方向）及びＺ方向に移動させながら、原版位置検出系１４は、透過光の光量を検出する。これにより、原版１に設けられた原版基準マークとステージ基準プレート１１に設けられた基準マーク１１１との位置及びフォーカスを合わせることができる。

このように、原版位置検出系１３、或いは、原版位置検出系１４のどちらの検出系を用いても、原版１と基板３との相対的な位置関係（Ｘ、Ｙ、Ｚ）を合わせることができる。

フォーカス検出系１５は、基板３の表面に光を斜入射で投光する投光系と、基板３の表面で反射した光を受光する受光系と、を含む。フォーカス検出系１５は、基板３のＺ方向（高さ方向）の位置を検出し、かかる検出結果を制御部１７に出力する。制御部１７は、フォーカス検出系１５の検出結果に基づいて、駆動機構１８を制御することで、基板ステージ４に保持された基板３のＺ方向の位置（フォーカス位置）及び傾斜角を調整する。

位置検出系１６は、基板上の被検物体であるアライメントマーク１９やステージ基準プレート１１の基準マーク１１２を照明する照明系と、アライメントマーク１９や基準マーク１１２からの光（反射光）の像を光電変換素子上に形成する結像系と、を含む。位置検出系１６は、アライメントマーク１９や基準マーク１１２を検出し、その検出結果を制御部１７に出力する。制御部１７は、位置検出系１６の検出結果（アライメントマーク１９の位置）に基づいて、基板ステージ４を駆動する駆動機構１８を制御し、基板ステージ４に保持された基板３のＸ方向及びＹ方向の位置を調整する。

基板上のアライメントマークを検出（観察）する光学的な位置検出系の構成は、一般的には、オフアクシス（Ｏｆｆ－ａｘｉｓ）検出系と、ＴＴＬ（Ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ Ｌｅｎｓ）検出系との２つに大別される。オフアクシス検出系は、投影光学系を介さずに、基板に設けられたアライメントマークを光学的に検出する。ＴＴＬ検出系は、投影光学系を介して、露光光の波長とは異なる波長の光（非露光光）を用いて基板に設けられたアライメントマークを検出する。位置検出系１６は、本実施形態では、オフアクシス検出系であるが、検出方式を限定するものではない。例えば、位置検出系１６がＴＴＬ検出系である場合には、投影光学系６を介して、基板３に設けられたアライメントマーク１９を検出するが、基本的な構成は、オフアクシス検出系と同様である。

図３は、照明系ＩＬＳ及び結像系ＩＭＳを含む位置検出系１６の具体的な構成を示す図である。位置検出系１６は、光源２０と、第１照明光学系２１と、波長フィルタ板２２と、第２照明光学系２３と、開口絞り板２４と、第３照明光学系２５と、第４照明光学系２６と、偏光ビームスプリッタ２７と、ＮＡ絞り２８と、プリズム２９と、を含む。更に、位置検出系１６は、λ／４板３０と、対物レンズ３１と、リレーレンズ３２と、第１結像光学系３３と、開口絞り板３４と、第２結像光学系３５と、波長シフト差調整用光学部材３６と、光電変換素子３７と、切り替え機構３８及び３９と、を含む。

光源２０は、本実施形態では、可視光（例えば、５００ｎｍ以上７００ｎｍ以下の波長の光）、青波長の光（例えば、４５０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の波長の光（青波長光））及び赤外光（例えば、７００ｎｍ以上１５００ｎｍ以下の波長の光）を射出する。光源２０からファイバなどで導光された光（照明光）は、第１照明光学系２１、波長フィルタ板２２及び第２照明光学系２３を通過して、位置検出系１６の瞳面（物体面に対する光学的なフーリエ変換面）に位置する開口絞り板２４に到達する。

波長フィルタ板２２には、光を通過させる波長帯（透過波長帯域）が互いに異なる複数の波長フィルタが配置され、制御部１７の制御下において、複数の波長フィルタから１つの波長フィルタが選択されて位置検出系１６の光路に配置される。本実施形態では、波長フィルタ板２２には、可視光を通過させる波長フィルタと、青波長光を通過させる波長フィルタと、赤外光を通過させる波長フィルタとが配置されている。波長フィルタ板２２において、これらの波長フィルタを切り替えることによって、基板３に設けられたアライメントマーク１９を照明する光の波長帯を選択することができる。また、波長フィルタ板２２は、予め設けられた複数の波長フィルタの他に、新たな波長フィルタを追加することが可能な構成を有していてもよい。

開口絞り板２４には、開口数（開口の大きさ、ＮＡ）や開口の形状が互いに異なる複数の開口絞り２４ａ（第１絞り）が配置されている。複数の開口絞り２４ａは、照明系ＩＬＳの瞳面に選択的に配置される。本実施形態では、制御部１７の制御下において、位置検出系１６の照明系ＩＬＳの光路、詳細には、瞳（瞳面）に配置する開口絞り２４ａを切り替えることで、アライメントマーク１９を照明する照明モードを変更することができる。また、開口絞り板２４は、予め設けられた複数の開口絞り２４ａの他に、新たな開口絞りを追加することが可能な構成を有していてもよい。

開口絞り板２４において、位置検出系１６の照明系ＩＬＳの光路に配置する開口絞り２４ａを切り替えるための切り替え機構３８としては、種々の方式を採用することが可能である。図３には、複数の開口絞り２４ａが一直線上に配列された開口絞り板２４を、Ｚ方向にスライドさせることで、照明系ＩＬＳの光路に配置すべき所望の開口絞り２４ａを選択するガイドレール方式を採用した切り替え機構３８を例示的に示している。また、切り替え機構３８は、所望の開口絞り２４ａを選択した後に、開口絞り板２４を僅かにスライドさせることで、かかる開口絞り２４ａの位置をＺ方向に微調整することが可能である。このような動作は、例えば、リニア／パルスモータなどを、切り替え機構３８が有することで実現することができる。

切り替え機構３８による開口絞り板２４の動作方向は、１次元的である必要はない。例えば、切り替え機構３８は、照明系ＩＬＳの光軸に直交する平面内（ＺＸ平面内）で２次元的に開口絞り板２４を動作させてもよい。照明系ＩＬＳの光路に配置された開口絞り２４ａは、結像系ＩＭＳの光路に配置された開口絞り３４ａとの組み合わせで、位置検出系１６の全体としての結像性能が良好になるように、ＺＸ平面内での位置調整（瞳調整）が行われる。

開口絞り板２４（開口絞り２４ａ）を通過した光は、第３照明光学系２５及び第４照明光学系２６を介して、偏光ビームスプリッタ２７に導かれる。偏光ビームスプリッタ２７に導かれた光のうち紙面に垂直なＳ偏光は、偏光ビームスプリッタ２７で反射され、ＮＡ絞り２８及びプリズム２９を通過する。ＮＡ絞り２８は、制御部１７の制御下において、絞り量を変えることでＮＡを変更することが可能な可変ＮＡ絞りである。プリズム２９は、不図示の光学系に光路を分岐するために用いられている。プリズム２９からの光は、λ／４板３０を通過して円偏光に変換され、対物レンズ３１を介して、基板３に設けられたアライメントマーク１９を照明する。

アライメントマーク１９で回折された光（検出光）は、対物レンズ３１及びλ／４板３０を通過して紙面に平行なＰ偏光に変換され、プリズム２９及びＮＡ絞り２８を介して、偏光ビームスプリッタ２７を透過する。偏光ビームスプリッタ２７を透過した光は、リレーレンズ３２、第１結像光学系３３及び開口絞り板３４を通過する。

開口絞り板３４には、開口数（開口の大きさ、ＮＡ）や開口の形状が互いに異なる複数の開口絞り３４ａ（第２絞り）が配置されている。複数の開口絞り３４ａは、結像系ＩＭＳの瞳面に選択的に配置される。本実施形態では、制御部１７の制御下において、位置検出系１６の結像系ＩＭＳの光路、詳細には、瞳（瞳面）に配置する開口絞り３４ａを切り替えることで、アライメントマーク１９を検出する検出モードを変更することができる。また、開口絞り板３４は、予め設けられた複数の開口絞り３４ａの他に、新たな開口絞りを追加することが可能な構成を有していてもよい。

開口絞り板３４において、位置検出系１６の結像系ＩＭＳの光路に配置する開口絞り３４ａを切り替えるための切り替え機構３９としては、種々の方式を採用することが可能である。図３には、複数の開口絞り３４ａが配列された開口絞り板３４を、回転軸４０を中心に回転させる（駆動する）ことで、結像系ＩＭＳの光路に配置すべき所望の開口絞り３４ａを選択するターレット方式を採用した切り替え機構３９を例示的に示している。なお、開口絞り板３４には、複数の開口絞り３４ａが、その絞り中心が単一の円周上に位置するように配列されている。また、切り替え機構３９は、所望の開口絞り３４ａを選択した後に、回転軸４０を紙面内方向（結像系の光軸と直交する方向）に微調整することが可能である。これにより、結像系ＩＭＳの光路に配置された開口絞り３４ａは、照明系ＩＬＳの光路に配置された開口絞り２４ａとの組み合わせで、位置検出系１６の全体としての結像性能が良好になるように、ＸＹ平面内で位置調整（瞳調整）が行われる。

切り替え機構３８及び３９は、本実施形態では、開口絞りを切り替えるための方式として、ガイドレール方式やターレット方式を採用しているが、これに限定されるものではない。例えば、開口絞りの切り替え（選択）と、かかる開口絞りの微調整が可能であれば、他の方式を採用してもよい。

開口絞り板３４（開口絞り３４ａ）を通過した光は、第２結像光学系３５及び波長シフト差調整用光学部材３６を介して、光電変換素子３７（例えば、ＣＣＤイメージセンサなどの撮像素子）に到達する。光電変換素子３７は、アライメントマーク１９からの光を検出するが、かかる光の強度がある一定の閾値を超えるまで、蓄積時間を延ばすことが可能である。光電変換素子３７の蓄積時間は、制御部１７によって制御される。

露光装置１００において、制御部１７は、位置検出系１６で得られたアライメントマーク１９の位置情報に基づいて、基板ステージ４を駆動する駆動機構１８の駆動量を決定し、基板３の露光（重ね合わせ露光）を行う。

以下、本実施形態における位置検出系１６の校正方法、及び、かかる校正方法によって得られる効果について説明する。まず、位置検出系１６の照明系ＩＬＳの光路に配置する開口絞り２４ａを切り替えるための切り替え機構３８、及び、位置検出系１６の結像系ＩＭＳの光路に配置する開口絞り３４ａを切り替えるための切り替え機構３９のそれぞれの具体的な構成を説明する。

図４は、ガイドレール方式を採用した切り替え機構３８の具体的な構成を示す図である。図４を参照するに、開口絞り板２４（遮光板）は、ベアリング４２を介して、ガイドレール４１に取り付けられ、ギア４３によってＺ方向に駆動可能に構成されている。開口絞り板２４には、ＮＡや形状が互いに異なる複数の開口絞り２４ａが一直線上に配列されている。開口絞り板２４において、各開口絞り２４ａが存在すべき位置（範囲）は、位置Ａ乃至Ｆと記された円で示され、例えば、位置Ｄと記された円の位置に、位置検出系１６の照明系ＩＬＳの光路に配置すべき開口絞り２４ａがあるものとする。

図５は、ターレット方式を採用した切り替え機構３９の具体的な構成を示す図である。図５を参照するに、開口絞り板３４（遮光板）は、回転軸４０と一体的に設けられた歯車４０ａによって、回転軸４０を中心として回転（駆動）可能に構成されている。開口絞り板３４には、ＮＡや形状が互いに異なる複数の開口絞り３４ａが、それぞれの絞り中心が単一の円周上に位置するように配列されている。開口絞り板３４において、各開口絞り３４ａが存在すべき位置（範囲）は、位置ａ乃至ｇと記された円で示され、例えば、位置ｅと記された円の位置に、位置検出系１６の結像系ＩＭＳの光路に配置すべき開口絞り３４ａがあるものとする。

なお、開口絞り板２４に配列される開口絞り２４ａの数と、開口絞り板３４に配列される開口絞り３４ａの数とは、同一であってもよいし、異なっていてもよい。また、開口絞り２４ａ及び３４ａは、その形状（開口形状）が円形でなくてもよいし、その開口の透過率が１００％でなくてもよい。

図４及び図５から明らかなように、一般的に、位置検出系１６の照明系ＩＬＳの光路に配置される開口絞り２４ａと、位置検出系１６の結像系ＩＭＳの光路に配置される開口絞り３４ａとの組み合わせは複数存在する。但し、開口絞り２４ａと開口絞り３４ａとのどのような組み合わせであっても、位置検出系１６の結像状態（結像性能）を良好に維持するためには、開口絞り２４ａ及び３４ａのそれぞれの位置を光学的に望ましい状態になるように調整する必要がある。位置検出系１６の調整（校正）では、基板３に設けられたアライメントマーク１９がデフォーカスした際の横ずれ量、及び、アライメントマーク１９の像の非対称性（像が非対称に歪む度合い）の２つの評価指標が用いられる。

図６は、照明系ＩＬＳの光路に配置される開口絞り２４ａを調整する前の位置検出系１６の状態を示す図である。図６において、太い実線（太線）で示される円は、結像系ＩＭＳの光路に配置される開口絞り３４ａの調整前の状態を示している。図６を参照するに、開口絞り２４ａの調整前においては、基板３を照明する光（照明光）の光軸が基板３に対して垂直からずれているため、基板３で反射される０次回折光の向きが調整前の開口絞り３４ａの中心からずれている。上述したように、開口絞り２４ａは、基板３の位置する面に対して、光学的なフーリエ変換面に位置しているため、開口絞り２４ａを調整することは、有効光源、即ち、基板３に入射する光の角度（照明光の入射角度）を調整することに相当する。従って、図６に示す状態において、開口絞り２４ａを駆動（調整）することで、傾斜した照明光の光軸の駆動方向に沿った成分を補正（矯正）することができる。かかる成分を補正しないと、基板上のアライメントマーク１９を異なったピント位置で検出した際に、アライメントマーク１９の像が横ずれし、アライメントマーク１９の位置検出に誤差を及ぼすことは明らかである。

また、原理的には、図６に太線で示される開口絞り３４ａを駆動（調整）することでも、基板３で反射される０次回折光を、検出側の瞳中心に調整することができる。開口絞り３４ａは、光電変換素子３７（の光電変換面）に対して、光学的なフーリエ変換面に位置しているため、開口絞り３４ａを調整することは、光電変換素子３７が検出する基板３からの回折光の次数を選択することに相当する。

一般的に、アライメントマーク１９のような対称性を有する被検物体からの回折光は、０次回折光を中心として正負対称に発生する。従って、上述したように、０次回折光を検出側の瞳中心に調整することによって、位置検出系１６は、歪みの少ない良好な結像状態を実現することができる。但し、照明光が傾斜していると、アライメントマーク１９の像に非対称な歪みが発生し、アライメントマーク１９の位置検出精度に影響を及ぼすことになる。これは、主に、アライメントマーク１９は、実際には、３次元的な厚みを有すること、及び、基板３からの反射光が結像系ＩＭＳの光軸から離れて収差補正状態の低い領域を通過すること、の２つの要因による。

そこで、基本的には、基板３に設けられたアライメントマーク１９がデフォーカスした際の横ずれ量、及び、アライメントマーク１９の像の非対称性の２つの評価指標をとりながら、開口絞り２４ａと開口絞り３４ａとを一致させる必要がある。ここで、開口絞り２４ａと開口絞り３４ａとを一致させるとは、基本的には（位置検出系１６に収差のない理想的な状態では）、互いの中心を一致させることを意味する。但し、位置検出系１６のコマ収差が大きい場合などには、結像系ＩＭＳに取り込む回折光の対称性を損なってでも、瞳面上の収差補正状態が低い領域を通過する回折光を遮断するように、開口絞り２４ａと開口絞り３４ａとを僅かにずらすこともある。

露光装置１００の導入・運用においては、通常、露光装置１００を出荷して設置する際に露光装置１００の状態を調整し、その状態が良好であることを確認する工程（調確工程）が設けられている。調確工程では、上述したように、基板３に設けられたアライメントマーク１９がデフォーカスした際の横ずれ量、及び、アライメントマーク１９の像の非対称性の２つの評価指標をとりながら、開口絞り２４ａ及び３４ａのそれぞれの初期位置が決定される。例えば、アライメントマーク１９がデフォーカスしたときに光電変換素子上に形成されるアライメントマーク１９の像の横ずれ量及び非対称性が許容範囲に収まるように、開口絞り２４ａ及び３４ａの初期位置が決定（調整）される。その際、本実施形態では、位置検出系１６を有する露光装置１００を実際に導入・運用する際に利用するために、開口絞り２４ａ及び３４ａのそれぞれに関して、以下で説明するデータ（初期データ）を取得する。

開口絞り２４ａ及び３４ａのそれぞれ（の中心）が、調確工程で決定された初期位置からずれた場合に、初期位置からのずれを補正するための開口絞り２４ａ及び３４ａの駆動（駆動量）に関する自由度は、一般的には、４つある。具体的には、開口絞り２４ａ及び３４ａのそれぞれに対して光軸に直交する平面内における１次独立な２つの方向がある。かかる２つの方向は、互いに直交している必要はないが、ここでは、２つの方向をｘとｙの添字で表すものとする。なお、位置検出系１６の照明系ＩＬＳ及び結像系ＩＭＳのいずれかにおいて、開口絞りを切り替える切り替え機構として、図４に示すようなガイドレール方式を採用している場合には、開口絞り２４ａ及び３４ａの駆動に関する自由度は、４つに満たない。

露光装置１００の運用時における位置検出系１６の校正において、開口絞り２４ａ及び３４ａが初期位置からずれた場合に、それを補正するために求めるべき未知数として、開口絞り２４ａ及び３４ａの駆動量（補正駆動量）を４元ベクトルで以下の式１に示す。

式１において、ＰＩＬｘは、照明系ＩＬＳの光路に配置された開口絞り２４ａのｘ方向に関する補正駆動量を示し、ＰＩＬｙは、照明系ＩＬＳの光路に配置された開口絞り２４ａのｙ方向に関する補正駆動量を示す。また、ＰＤＬｘは、結像系ＩＭＳの光路に配置された開口絞り３４ａのｘ方向に関する補正駆動量を示し、ＰＤＬｙは、結像系ＩＭＳの光路に配置された開口絞り３４ａのｙ方向に関する補正駆動量を示す。

駆動機構１８によって、基板ステージ４をＺ方向に駆動させながら、調整用（校正用）のアライメントマーク１９を位置検出系１６で検出する。調整用のアライメントマーク１９は、基板３に設けられている必要はなく、基板ステージ４に設けられ、基板ステージ４とともにＺ方向に駆動されるものであればよく、例えば、ステージ基準プレート１１に設けられていてもよい。調整用のアライメントマーク１９がステージ基準プレート１１に設けられている場合には、本実施形態における校正方法を、露光装置１００の構成要素だけで自己完結的に行うことができる。

位置検出系１６の照明系ＩＬＳの光軸が、アライメントマーク１９が存在する平面に対して垂直からずれている場合、基板ステージ４のＺ方向への駆動に伴って、光電変換素子３７で検出されるアライメントマーク１９の像は、水平方向にシフトする。従って、基板ステージ４を微小単位量δＺだけＺ方向に駆動させたときのアライメントマーク１９の像のシフトの方向（ｘ方向とｙ方向）及びシフト量から、基板３を照明する光（照明光）の光軸が基板３に対して垂直からずれている度合いを評価することができる。以下では、照明光が基板３に対して垂直からずれている度合い（アライメントマーク１９のデフォーカス量に対する光電変換素子上のアライメントマーク１９の像のシフト量）を、評価指標とし、デフォーカス特性と称する。

開口絞り２４ａ及び３４ａのそれぞれ（の中心）が、調確工程で決定された初期位置からずれる量（ずれ量）は、通常、それに伴って現れるデフォーカス特性がずれ量に比例しているとみなせる程度に小さいものである。従って、式１で表される４つの補正駆動量を決定するためには、４つの独立した線形関係があればよい。

このような４つの独立した線形関係（式）を得るために、本実施形態では、まず、開口絞り２４ａと開口絞り３４ａとの複数の組み合わせから、相異なる２つの組み合わせを選択する。具体的には、図４に示す複数の開口絞り２４ａ及び図５に示す複数の開口絞り３４ａのそれぞれから１つの開口絞りを選択することで、開口絞り２４ａと開口絞り３４ａとの互いに異なる２つの組み合わせを選択する。かかる２つの組み合わせのそれぞれを、本実施形態では、モード１（第１組み合わせ）、モード２（第２組み合わせ）と称する。ここで、モード１、或いは、モード２として選択される開口絞り２４ａ及び開口絞り３４ａとの組み合わせは、露光装置１００で既に設定されている照明モードを実現するための既存の組み合わせから、以下に説明する目的に応じて流用してもよい。なお、後述するように、位置検出系１６の校正を目的として最適化された構造を有する開口絞りの組み合わせを専用に設定してもよい。

このようにして、モード１とモード２とを実現する２つの組み合わせが選択されると、デフォーカス特性の変動量は、以下の式２に示すように、４元ベクトルで表すことができる。

式２において、Δ１ｘは、モード１におけるｘ方向のデフォーカス特性の変動量を示し、Δ２ｘは、モード２におけるｘ方向のデフォーカス特性の変動量を示す。また、Δ１ｙは、モード１におけるｙ方向のデフォーカス特性の変動量を示し、Δ２ｙは、モード２におけるｙ方向のデフォーカス特性の変動量を示す。これらのデフォーカス特性の変動量が基板ステージ４のＺ方向への駆動量に比例していることを示す概念を図７に示す。図７は、基板ステージ４のＺ方向への駆動量とデフォーカス特性の変動量との関係を示す図であって、横軸は、基板ステージ４のＺ方向への駆動量を示し、縦軸は、デフォーカス特性（の変動量）を示している。

本実施形態では、調確工程において、初期調整の完了時のモード１及び２のそれぞれにおけるｘ方向及びｙ方向のそれぞれのデフォーカス特性の値（Ｄ０１ｘ，Ｄ０２ｘ，Ｄ０１ｙ，Ｄ０２ｙ）を計測し、初期データ（基準デフォーカス特性）として取得する。更に、以下に説明する手順（１）、（２）、（３）及び（４）を実行して、開口絞り２４ａ及び３４ａを、ぞれぞれ、照明系ＩＬＳ及び結像系ＩＭＳの瞳面内で単位量変動させたときのデフォーカス特性の変動量ベクトルを初期データとして取得する。

手順（１）：位置検出系１６の照明系ＩＬＳの光路に配置された開口絞り２４ａのみをｘ方向に単位量変動させたときのデフォーカス特性の変動量ベクトル（Δ１ｘ，Δ２ｘ，Δ１ｙ，Δ２ｙ）を求め、これを（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）とする。

手順（２）：位置検出系１６の結像系ＩＭＳの光路に配置された開口絞り３４ａのみをｘ方向に単位量変動させたときのデフォーカス特性の変動量ベクトル（Δ１ｘ，Δ２ｘ，Δ１ｙ，Δ２ｙ）を求め、これを（Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ）とする。

手順（３）：位置検出系１６の照明系ＩＬＳの光路に配置された開口絞り２４ａのみをｙ方向に単位量変動させたときのデフォーカス特性の変動量ベクトル（Δ１ｘ，Δ２ｘ，Δ１ｙ，Δ２ｙ）を求め、これを（Ｉ，Ｊ，Ｋ，Ｌ）とする。

手順（４）：位置検出系１６の結像系ＩＭＳの光路に配置された開口絞り３４ａのみをｙ方向に単位量変動させたときのデフォーカス特性の変動量ベクトル（Δ１ｘ，Δ２ｘ，Δ１ｙ，Δ２ｙ）を求め、これを（Ｍ，Ｎ，Ｏ，Ｐ）とする。

露光装置１００の運用が開始され、開口絞り２４ａ及び３４ａが調確工程で決定された初期位置からずれた際に位置検出系１６を校正する場合（開口絞り２４ａ及び３４ａの位置を調整する場合）には、以下に説明する手順を実行する。

まず、開口絞り２４ａ及び３４ａが初期位置からずれた位置（第１位置）に位置する状態で、モード１及び２のそれぞれにおけるｘ方向及びｙ方向のそれぞれのデフォーカス特性の値（Ｄ１ｘ，Ｄ２ｘ，Ｄ１ｙ，Ｄ２ｙ）を計測及び取得する。これにより、以下の式３に示す４元連立方程式から、式１において未知数とした開口絞り２４ａ及び３４ａの補正駆動量（ＰＩＬｘ，ＬＤＴｘ，ＰＩＬｙ，ＤＴｙ）を求めることができる。

式３に示す４元連立方程式の求解は、単純である。従って、露光装置１００において演算機能を有するユニット、例えば、制御部１７で求解してもよいし、露光装置１００とは異なる外部装置（演算装置）で求解してもよい。

式３に示す４元連立方程式から求められた補正駆動量に基づいて、切り替え機構３８及び３９のそれぞれを制御（駆動）することで、開口絞り２４ａ及び３４ａのそれぞれの位置が調整され（初期位置に戻り）、位置検出系１６の校正が達成される。

本実施形態では、開口絞り２４ａ及び３４ａが調確工程で決定された初期位置を基準位置とし、開口絞り２４ａ及び３４ａが初期位置からずれた場合に、単純に、開口絞り２４ａ及び３４ａを初期位置に戻すことを目的として説明した。但し、開口絞り２４ａ及び３４ａを戻す位置である基準位置は、初期位置に限定されるものではなく、任意の位置に設定可能である。また、個別のプロセス基板が有する特殊性に対応するために、位置検出系１６の特性を意図的に変化させる目的がある場合には、式３の左辺を、任意の目標に対応するデフォーカス特性の値（目標値）としてもよい。

また、本実施形態において、位置検出系１６の校正に必要となる、開口絞り２４ａと開口絞り３４ａとの組み合わせ（モード）の数は少なくとも２組である。但し、２組よりも多くの組み合わせを用意して上述した手順を実行し、それらの結果を総合的に勘案して、開口絞り２４ａ及び３４ａの補正駆動量を求めてもよい。例えば、Ｎ種類の組み合わせがあれば、Ｎ（Ｎ－１）／２通りの補正駆動量（ＰＩＬｘ，ＬＤＴｘ，ＰＩＬｙ，ＤＴｙ）が求められるため、これらのベクトルの重み付き平均値を採用してもよい。

また、露光装置１００で用いられるアライメント光（非露光光）は、様々なプロセスに対応するために、一般的に、複数の波長帯域、例えば、４５０ｎｍ以上の少なくとも２種類の波長帯域を含んでいる。このような場合には、波長による加重平均化を行うなどしてもよい。

次に、本実施形態における位置検出系１６の校正方法を実際に運用する際に好適な開口絞り２４ａと開口絞り３４ａとの選択（組み合わせ）について説明する。式３から明らかなように、本実施形態では、線形方程式（４元連立方程式）から、開口絞り２４ａ及び３４ａの補正駆動量を求めている。従って、以下の式４で示される係数行列の行列式の値がゼロに近いと、式３から求められる開口絞り２４ａ及び３４ａの補正駆動量（ＰＩＬｘ，ＬＤＴｘ，ＰＩＬｙ，ＤＴｙ）の精度が低下する。そのため、式４で示される係数行列の行列式の値を、ゼロから離れた値にする必要がある。

露光装置１００（位置検出系１６）で実用され、且つ、単純化を図ることが可能なアライメントマーク１９として、図８に示すようなアライメントマーク１９Ａが考えられる。図８は、位置検出系１６の光軸に垂直な平面内（ＸＹ平面内）で直交する２方向のち一方の方向のみに回折光を発生させる構造を含むアライメントマーク１９Ａを示す図である。アライメントマーク１９Ａでは、マークの対称性から、図８に示す座標軸において、Ｙ方向にしか回折光が発生しない。従って、図８に示す座標軸において、開口絞り２４ａ及び３４ａをＸ方向に駆動させても、Ｘ方向におけるデフォーカス特性は殆ど変動しないと考えられる。このように、回折光が発生しない方向と、回折光が発生する方向とが位置検出系１６におけるＸ方向及びＹ方向に一致するようなアライメントマーク１９Ａを用いることで、式４は、高い精度で、以下の式５で示すようなブロック対角化行列に近似される。

Ｘ方向とＹ方向とが分離される場合、式５に示す行列式は、（ＡＦ－ＢＥ）・（ＫＰ－ＬＯ）となり、対角位置に存在する小行列の行列式の積となる。従って、ＡＦ－ＢＥの値と、ＫＰ－ＬＯの値とが同時にゼロから離れたものになるように、モード１、モード２（開口絞り２４ａと開口絞り３４ａとの組み合わせ）を選択すればよい。

このような開口絞り２４ａと開口絞り３４ａとの組み合わせを２組用意することは可能である。ここでは、例示的に、開口絞り２４ａと開口絞り３４ａとは、共通の中心（即ち、中心の位置が重なり）、且つ、互いに異なる半径となる正円（略正円）の開口を有するものとする。この場合、モード１とモード２とで、開口絞り２４ａについては、開口の半径（開口径）のみが大きく異なり、開口絞り３４ａについては、開口径が共通（同一）となるように、開口絞り２４ａと開口絞り３４ａとを組み合わせれば（選択すれば）よい。具体的には、モード１に含まれる開口絞り２４ａと、モード２に含まれる開口絞り２４ａとの開口比が、２倍以上となるようにするとよい。また、モード１及び２のそれぞれに含まれる開口絞り３４ａは、モード１及び２に含まれる開口絞り２４ａの開口径よりも大きい開口径を有する。このような組み合わせは、光学的に既知なものであり、例えば、開口径が大きい開口絞り２４ａを含むモードは、解像力を重視するモードであり、開口径が小さい開口絞り３４ａを含むモードは、コントラストを重視するモードである。

開口絞り２４ａの開口径が小さいということは、開口絞り３４ａを通過する光の径が小さく、開口絞り３４ａより内側を通過するということである。従って、解像力を重視するモードに比べて、コントラストを重視するモードでは、開口絞り３４ａのずれによるデフォーカス特性への影響が極めて小さくなる。これは、式５において、Ｆの値とＰの値とがゼロに近いことを意味しているため、（ＡＦ－ＢＥ）・（ＫＰ－ＬＯ）≒ＢＥ・ＬＯとなり、全体の行列式の値がゼロ付近となることを回避することができる。

上述したように、開口絞り２４ａと開口絞り３４ａとが、共通の中心、且つ、互いに異なる半径となる正円の開口を有する場合のモード１とモード２における開口絞り２４ａ及び開口絞り３４ａのそれぞれの具体的な数値例を以下の表１に示す。

次に、図９を参照して、位置検出系１６の校正に関する処理（校正方法）について説明する。かかる処理は、制御部１７が位置検出系１６を含む露光装置１００の各部を統括的に制御することで行われる。換言すれば、制御部１７は、位置検出系１６を校正する処理を行う処理部としても機能する。但し、制御部１７に代えて、外部装置（情報処理装置）が位置検出系１６を含む露光装置１００の各部を統括的に制御することで、位置検出系１６の校正に関する処理を行うことを排除するものではない。

本実施形態では、露光装置１００の稼働中において、位置検出系１６の校正を任意のタイミングで行うことができるように、露光装置１００が構成されている。但し、実際に、開口絞り２４ａと開口絞り３４ａとが調確工程で決定された初期位置からずれるのは、例えば、露光装置１００への電源の供給が遮断され、その後、露光装置１００への電源の供給が再開された場合（再給電時）である。また、何らかのトラブルに対する復帰動作のために露光装置１００をリセットした場合（リセット時）にも、開口絞り２４ａと開口絞り３４ａとが調確工程で決定された初期位置からずれる可能性がある。従って、このような再給電時やリセット時に、位置検出系１６の校正を行うようにすることで、露光装置１００の運用上の実効性を高めることができる。なお、再給電時やリセット時であっても、ユーザの判断によって、位置検出系１６の校正を行わないようにすることも可能である。

図９を参照するに、Ｓ１０１では、予め選択されたモード１において、現在（開口絞り２４ａと開口絞り３４ａとが初期位置からずれた後）のデフォーカス特性（Ｄ１ｘ，Ｄ１ｙ）を取得（計測）する。具体的には、切り替え機構３８及び３９をそれぞれ駆動して、モード１で選択されている開口絞り２４ａを照明系ＩＬＳの瞳面に配置し、モード１で選択されている開口絞り３４ａを結像系ＩＭＳの瞳面に配置する。また、位置検出系１６の視野内にアライメントマーク１９が位置するように基板ステージ４を駆動させる。そして、基板ステージ４をＺ方向に駆動させながら、アライメントマーク１９を位置検出系１６で検出することで、モード１における現在のデフォーカス特性を取得する。

Ｓ１０２では、予め選択されたモード２において、現在（開口絞り２４ａと開口絞り３４ａとが初期位置からずれた後）のデフォーカス特性（Ｄ２ｘ，Ｄ２ｙ）を取得（計測）する。具体的には、切り替え機構３８及び３９をそれぞれ駆動して、モード２で選択されている開口絞り２４ａを照明系ＩＬＳの瞳面に配置し、モード２で選択されている開口絞り３４ａを結像系ＩＭＳの瞳面に配置する。また、位置検出系１６の視野内にアライメントマーク１９が位置するように基板ステージ４を駆動させる。そして、基板ステージ４をＺ方向に駆動させながら、アライメントマーク１９を位置検出系１６で検出することで、モード２における現在のデフォーカス特性を取得する。

本実施形態では、Ｓ１０１及びＳ１０２（第１工程）において、モード１及び２のそれぞれについて、現在のデフォーカス特定（第１デフォーカス特性）を取得する。

Ｓ１０３では、調確工程で予め取得したモード１及び２のデフォーカス特性（Ｄ０１ｘ，Ｄ０２ｘ，Ｄ０１ｙ，Ｄ０２ｙ）と、Ｓ１０１及びＳ１０２で取得したモード１及び２の現在のデフォーカス特性（Ｄ１ｘ，Ｄ２ｘ，Ｄ１ｙ，Ｄ２ｙ）との差分を求める。

Ｓ１０４では、開口絞り２４ａ及び３４ａの初期位置からのずれを補正するために必要となる開口絞り２４ａ及び３４ａの駆動量、即ち、補正駆動量（ＰＩＬｘ，ＰＩＬｙ，ＰＤＬｘ，ＰＤＬｙ）を決定する。開口絞り２４ａ及び３４ａの補正駆動量は、上述したように、Ｓ１０３で求めた差分に基づいて、式３に示す４元連立方程式から求めることができる。なお、開口絞り２４ａ及び３４ａの補正駆動量を求める、即ち、式３に示す４元連立方程式を求解するために必要となる初期データを含む各種データは、露光装置１００に設けられている記憶領域から読み出してもよいし、外部の記憶領域から読み出してもよい。

Ｓ１０５では、Ｓ１０４で決定された補正駆動量（ＰＩＬｘ，ＰＩＬｙ，ＰＤＬｘ，ＰＤＬｙ）に従って、開口絞り２４ａ（切り替え機構３８）と開口絞り３４ａ（切り替え機構３９）とを駆動して、開口絞り２４ａ及び３４ａのそれぞれの位置調整を行う。

本実施形態では、Ｓ１０３、Ｓ１０４及びＳ１０５（第２工程）において、モード１及び２における基準デフォーカス特性、及び、現在のデフォーカス特性に基づいて、開口絞り２４ａ及び３４ａのそれぞれの位置調整（瞳調整）を行う。

このように、本実施形態における位置検出系１６の校正方法によれば、露光装置１００とは別に特段の工具などを必要とせず、ユーザサイトにおいて、任意のタイミングで位置検出系１６の校正を自己完結的に行うことができる。また、開口絞り２４ａ及び３４ａのずれ（瞳位置ずれ）を検出するエンコーダも不要であるため、低コスト化と発熱源の除去とを両立し、位置検出精度を向上させることができる。従って、本実施形態によれば、コスト、及び、オーバーレイ精度の点で優れた露光装置１００を提供することができる。

本発明の実施形態における物品の製造方法は、例えば、フラットパネルディスプレイ、液晶表示素子、半導体素子、ＭＥＭＳなどの物品を製造するのに好適である。かかる製造方法は、上述した露光装置１００を用いて感光剤が塗布された基板を露光する工程と、露光された感光剤を現像する工程とを含む。また、現像された感光剤のパターンをマスクとして基板に対してエッチング工程やイオン注入工程などを行い、基板上に回路パターンが形成される。これらの露光、現像、エッチングなどの工程を繰り返して、基板上に複数の層からなる回路パターンを形成する。後工程で、回路パターンが形成された基板に対してダイシング（加工）を行い、チップのマウンティング、ボンディング、検査工程を行う。また、かかる製造方法は、他の周知の工程（酸化、成膜、蒸着、ドーピング、平坦化、レジスト剥離など）を含みうる。本実施形態における物品の製造方法は、従来に比べて、物品の性能、品質、生産性及び生産コストの少なくとも１つにおいて有利である。

本発明は、上述の実施形態の１つ以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１つ以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

本明細書の開示は、以下の校正方法、検出系、露光装置、物品の製造方法及びプログラムを含む。

（項目１）
被検物体を照明する照明系と、前記被検物体からの光の像を光電変換素子上に形成する結像系とを有する検出系の校正方法であって、
前記照明系は、前記照明系の瞳面に選択的に配置され、開口が互いに異なる複数の第１絞りを含み、
前記結像系は、前記結像系の瞳面に選択的に配置され、開口が互いに異なる複数の第２絞りを含み、
前記複数の第１絞り及び前記複数の第２絞りのそれぞれから１つずつ絞りを選択することで構成される第１絞りと第２絞りの組み合わせのうち少なくとも２つの組み合わせのそれぞれについて、前記第１絞り及び前記第２絞りのそれぞれが基準位置からずれた第１位置に位置する状態での前記被検物体のデフォーカス量に対する前記光電変換素子上の前記像のシフト量を示す第１デフォーカス特性を取得する第１工程と、
前記第１絞り及び前記第２絞りのそれぞれが前記基準位置に位置する状態での前記被検物体のデフォーカス量に対する前記光電変換素子上の前記像のシフト量を示す基準デフォーカス特性と、前記第１工程で取得された前記第１デフォーカス特性とに基づいて、前記第１絞り及び前記第２絞りのそれぞれが前記基準位置に位置するように、前記第１絞り及び前記第２絞りのそれぞれの位置調整を行う第２工程と、
を有することを特徴とする校正方法。

（項目２）
前記第２工程では、前記第１デフォーカス特性と前記基準デフォーカス特性との差分、及び、前記第１絞り及び前記第２絞りを、それぞれ、前記照明系の瞳面内及び前記結像系の瞳面内で単位量変動させたときの前記基準デフォーカス特性の変動量から、前記位置調整に要する前記第１絞り及び前記第２絞りのそれぞれの駆動量を求めることを特徴とする項目１に記載の校正方法。

（項目３）
前記基準デフォーカス特性及び前記基準デフォーカス特性の変動量は、前記第１工程を行う前に予め取得されていることを特徴とする項目２に記載の校正方法。

（項目４）
前記照明系の瞳面に配置された前記第１絞りと、前記結像系の瞳面に配置された前記第２絞りとは、中心の位置が重なり、且つ、互いに異なる半径となる正円の開口を有することを特徴とする項目１乃至３のうちいずれか１項目に記載の校正方法。

（項目５）
前記少なくとも２つの組み合わせは、第１組み合わせと、第２組み合わせと、を含み、
前記第１組み合わせに含まれる第１絞りと、前記第２組み合わせに含まれる第１絞りとの開口比は、２倍以上であることを特徴とする項目１乃至４のうちいずれか１項目に記載の校正方法。

（項目６）
前記少なくとも２つの組み合わせは、第１組み合わせと、第２組み合わせと、を含み、
前記第１組み合わせに含まれる第２絞りと、前記第２組み合わせに含まれる第２絞りとは、同一の開口径を有し、
前記第１組み合わせに含まれる第２絞り、及び、前記第２組み合わせに含まれる第２絞りは、前記第１絞りの開口径よりも大きい開口径を有することを特徴とする項目１乃至４のうちいずれか１項目に記載の校正方法。

（項目７）
前記光は、４５０ｎｍ以上の少なくとも２種類の波長帯域を含む光であることを特徴とする項目１乃至６のうちいずれか１項目に記載の校正方法。

（項目８）
前記被検物体は、前記検出系の光軸に垂直な平面内で直交する２つの方向のうち一方の方向のみに回折光を発生させる構造を含むことを特徴とする項目１乃至７のうちいずれか１項目に記載の校正方法。

（項目９）
前記基準位置は、前記被検物体がデフォーカスしたときに前記光電変換素子に形成される前記像の横ずれ量及び非対称性が許容範囲に収まるように、前記第１絞り及び前記第２絞りの位置が調整された初期位置を含むことを特徴とする項目１乃至８のうちいずれか１項目に記載の校正方法。

（項目１０）
被検物体の位置を検出する検出系であって、
前記被検物体を照明する照明系と、
前記被検物体からの光の像を光電変換素子上に形成する結像系と、
前記検出系を校正する処理を行う処理部と、
を有し、
前記照明系は、前記照明系の瞳面に選択的に配置され、開口が互いに異なる複数の第１絞りを含み、
前記結像系は、前記結像系の瞳面に選択的に配置され、開口が互いに異なる複数の第２絞りを含み、
前記処理部は、
前記複数の第１絞り及び前記複数の第２絞りのそれぞれから１つずつ絞りを選択することで構成される第１絞りと第２絞りの組み合わせのうち少なくとも２つの組み合わせのそれぞれについて、前記第１絞り及び前記第２絞りのそれぞれが基準位置からずれた第１位置に位置する状態での前記被検物体のデフォーカス量に対する前記光電変換素子上の前記像のシフト量を示す第１デフォーカス特性を取得し、
前記第１絞り及び前記第２絞りのそれぞれが前記基準位置に位置する状態での前記被検物体のデフォーカス量に対する前記光電変換素子上の前記像のシフト量を示す基準デフォーカス特性と、前記第１デフォーカス特性とに基づいて、前記第１絞り及び前記第２絞りのそれぞれが前記基準位置に位置するように、前記第１絞り及び前記第２絞りのそれぞれの位置調整を行う、
ことを特徴とする検出系。

（項目１１）
基板を露光する露光装置であって、
前記基板に設けられたマークを被検物体として検出する請求項１０に記載の検出系と、
前記検出系で検出された前記マークの位置に基づいて、前記基板の位置を調整する制御部と、
を有することを特徴とする露光装置。

（項目１２）
項目１１に記載の露光装置を用いて基板を露光する工程と、
露光した前記基板を現像する工程と、
現像された前記基板から物品を製造する工程と、
を有することを特徴とする物品の製造方法。

（項目１３）
項目１乃至９のうちいずれか１項目に記載の校正方法をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。

発明は上記実施形態に制限されるものではなく、発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、発明の範囲を公にするために請求項を添付する。

１００：露光装置 １６：位置検出系 １７：制御部 ２４ａ、３４ａ：開口絞り ３７：光電変換素子 ３８、３９：切り替え機構 ＩＬＳ：照明系 ＩＭＳ：結像系

Claims (13)

1. 被検物体を照明する照明系と、前記被検物体からの光の像を光電変換素子上に形成する結像系とを有する検出系の校正方法であって、
   前記照明系は、前記照明系の瞳面に選択的に配置され、開口が互いに異なる複数の第１絞りを含み、
   前記結像系は、前記結像系の瞳面に選択的に配置され、開口が互いに異なる複数の第２絞りを含み、
   前記複数の第１絞り及び前記複数の第２絞りのそれぞれから１つずつ絞りを選択することで構成される第１絞りと第２絞りの組み合わせのうち少なくとも２つの組み合わせのそれぞれについて、前記第１絞り及び前記第２絞りのそれぞれが基準位置からずれた第１位置に位置する状態での前記被検物体のデフォーカス量に対する前記光電変換素子上の前記像のシフト量を示す第１デフォーカス特性を取得する第１工程と、
   前記第１絞り及び前記第２絞りのそれぞれが前記基準位置に位置する状態での前記被検物体のデフォーカス量に対する前記光電変換素子上の前記像のシフト量を示す基準デフォーカス特性と、前記第１工程で取得された前記第１デフォーカス特性とに基づいて、前記第１絞り及び前記第２絞りのそれぞれが前記基準位置に位置するように、前記第１絞り及び前記第２絞りのそれぞれの位置調整を行う第２工程と、
   を有することを特徴とする校正方法。
2. 前記第２工程では、前記第１デフォーカス特性と前記基準デフォーカス特性との差分、及び、前記第１絞り及び前記第２絞りを、それぞれ、前記照明系の瞳面内及び前記結像系の瞳面内で単位量変動させたときの前記基準デフォーカス特性の変動量から、前記位置調整に要する前記第１絞り及び前記第２絞りのそれぞれの駆動量を求めることを特徴とする請求項１に記載の校正方法。
3. 前記基準デフォーカス特性及び前記基準デフォーカス特性の変動量は、前記第１工程を行う前に予め取得されていることを特徴とする請求項２に記載の校正方法。
4. 前記照明系の瞳面に配置された前記第１絞りと、前記結像系の瞳面に配置された前記第２絞りとは、中心の位置が重なり、且つ、互いに異なる半径となる正円の開口を有することを特徴とする請求項１に記載の校正方法。
5. 前記少なくとも２つの組み合わせは、第１組み合わせと、第２組み合わせと、を含み、
   前記第１組み合わせに含まれる第１絞りと、前記第２組み合わせに含まれる第１絞りとの開口比は、２倍以上であることを特徴とする請求項１に記載の校正方法。
6. 前記少なくとも２つの組み合わせは、第１組み合わせと、第２組み合わせと、を含み、
   前記第１組み合わせに含まれる第２絞りと、前記第２組み合わせに含まれる第２絞りとは、同一の開口径を有し、
   前記第１組み合わせに含まれる第２絞り、及び、前記第２組み合わせに含まれる第２絞りは、前記第１絞りの開口径よりも大きい開口径を有することを特徴とする請求項１に記載の校正方法。
7. 前記光は、４５０ｎｍ以上の少なくとも２種類の波長帯域を含む光であることを特徴とする請求項１に記載の校正方法。
8. 前記被検物体は、前記検出系の光軸に垂直な平面内で直交する２つの方向のうち一方の方向のみに回折光を発生させる構造を含むことを特徴とする請求項１に記載の校正方法。
9. 前記基準位置は、前記被検物体がデフォーカスしたときに前記光電変換素子に形成される前記像の横ずれ量及び非対称性が許容範囲に収まるように、前記第１絞り及び前記第２絞りの位置が調整された初期位置を含むことを特徴とする請求項１に記載の校正方法。
10. 被検物体の位置を検出する検出系であって、
    前記被検物体を照明する照明系と、
    前記被検物体からの光の像を光電変換素子上に形成する結像系と、
    前記検出系を校正する処理を行う処理部と、
    を有し、
    前記照明系は、前記照明系の瞳面に選択的に配置され、開口が互いに異なる複数の第１絞りを含み、
    前記結像系は、前記結像系の瞳面に選択的に配置され、開口が互いに異なる複数の第２絞りを含み、
    前記処理部は、
    前記複数の第１絞り及び前記複数の第２絞りのそれぞれから１つずつ絞りを選択することで構成される第１絞りと第２絞りの組み合わせのうち少なくとも２つの組み合わせのそれぞれについて、前記第１絞り及び前記第２絞りのそれぞれが基準位置からずれた第１位置に位置する状態での前記被検物体のデフォーカス量に対する前記光電変換素子上の前記像のシフト量を示す第１デフォーカス特性を取得し、
    前記第１絞り及び前記第２絞りのそれぞれが前記基準位置に位置する状態での前記被検物体のデフォーカス量に対する前記光電変換素子上の前記像のシフト量を示す基準デフォーカス特性と、前記第１デフォーカス特性とに基づいて、前記第１絞り及び前記第２絞りのそれぞれが前記基準位置に位置するように、前記第１絞り及び前記第２絞りのそれぞれの位置調整を行う、
    ことを特徴とする検出系。
11. 基板を露光する露光装置であって、
    前記基板に設けられたマークを被検物体として検出する請求項１０に記載の検出系と、
    前記検出系で検出された前記マークの位置に基づいて、前記基板の位置を調整する制御部と、
    を有することを特徴とする露光装置。
12. 請求項１１に記載の露光装置を用いて基板を露光する工程と、
    露光した前記基板を現像する工程と、
    現像された前記基板から物品を製造する工程と、
    を有することを特徴とする物品の製造方法。
13. 請求項１乃至９のうちいずれか１項に記載の校正方法をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。