JP2009170664A - 面位置検出装置、露光装置、及びデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】被検面の下地の状態にかかわらず、該被検面の位置を正確に検出できるようにする。
【解決手段】被検面Ｗ上の第１照射領域に第１検出光ＤＬ１を斜め方向から照射する第１送光光学系１１ａと、被検面Ｗ上の前記第１照射領域を含み前記第１照射領域よりも大きい第２照射領域に第２検出光ＤＬ２を斜め方向から照射する第２送光光学系１１ｂと、被検面Ｗで反射された第１検出光ＤＬ１及び第２検出光ＤＬ２を検出する検出手段２８を有する受光光学系１２と、第１送光光学系１１ａによる第１検出光ＤＬ１の照射及び第２送光光学系１１ｂによる第２検出光ＤＬ２の照射を選択的に切り換えるとともに、検出手段２８による第１検出光ＤＬ１に基づく検出値を検出手段２８による第２検出光ＤＬ２に基づく検出値により補正して、当該補正された検出値に基づいて、被検面Ｗの面位置を検出する制御手段２９とを備える面位置検出装置である。
【選択図】図２

Description

本発明は、基板の表面等の被検面の位置を検出する面位置検出装置、該面位置検出装置を備える露光装置、及び該露光装置を用いるデバイスの製造方法に関する。

液晶表示素子、プリント配線基板、半導体素子、薄膜磁気ヘッド、その他のマイクロデバイス等を製造するためのフォトリソグラフィ工程においては、転写すべきパターン（デバイスパターン）が形成されたレチクル又はマスク（以下、これらをレチクルと総称する）を介した光で、フォトレジスト（感光性材料）が塗布されたウエハ等の基板（感光性基板）を露光する露光装置が用いられる。

露光装置は、光源、照明光学系、投影光学系、ステージ等を備えるとともに、基板の表面位置を投影光学系の像面に正確に位置合わせするために、該投影光学系の光軸方向における該表面位置を検出する面位置検出装置（フォーカスセンサ）を備えている。

面位置検出装置としては、例えば、被検面としての基板の表面に対して斜め方向からスリット状の検出光を照射し、この検出光の基板の表面での反射光を斜め方向から検出するようにした斜入射型のものが知られている（例えば、下記特許文献１参照）。

しかしながら、基板上には、薄膜形成、露光、現像、加工等を繰り返すことにより、複数のパターン層が積層して形成されるため、面位置検出装置の被検面としての基板の表面には、それより以前の工程で形成されたパターンが存在している場合があるとともに、微小な凹凸が存在している場合がある。

このため、基板の表面で反射された反射光には、当該パターンや凹凸で乱反射された光がノイズとして重畳しており、検出の精度を低下させ、基板の表面位置を正確に検出できない場合があるという問題があった。即ち、被検面の下地の状態により、検出値に誤差が含まれる場合があった。

本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、被検面の下地の状態にかかわらず、該被検面の位置を正確に検出できるようにすることを目的とする。
特開２００７−１９２７２５号公報

この項の説明では、後述する実施形態を表す図面に示す部材等を示す符号を括弧を付して付記するが、これは単に理解の容易化のためであり、本発明の各構成要件は、これら部材等を示す符号を付した図面に示す部材等に限定されるものではない。

本発明の第１の観点によると、被検面（Ｗ）上の第１照射領域（ＳＬ）に第１検出光（ＤＬ１）を斜め方向から照射する第１送光光学系（１１ａ）と、前記被検面上の前記第１照射領域を含み前記第１照射領域よりも大きい第２照射領域（ＯＰ）に第２検出光（ＤＬ２）を斜め方向から照射する第２送光光学系（１１ｂ）と、前記被検面で反射された前記第１検出光及び前記第２検出光を検出する検出手段（２８）を有する受光光学系（１２）と、前記第１送光光学系による前記第１検出光の照射及び前記第２送光光学系による前記第２検出光の照射を選択的に切り換えるとともに、前記検出手段による該第１検出光に基づく検出値を該検出手段による該第２検出光に基づく検出値により補正して、当該補正された検出値に基づいて、前記被検面の面位置を検出する制御手段（２９）と、を備える面位置検出装置（ＡＦ）が提供される。

この場合において、前記第１照射領域は、前記被検面上において所定のピッチ方向で配列された複数のライン状照射領域（ＳＬ）とすることができる。また、前記第１検出光（ＤＬ１）及び前記第２検出光（ＤＬ２）は、同一波長帯域の光とすることができる。

本発明の第２の観点によると、所定のパターンを基板（Ｗ）に投影露光する露光装置（１）であって、前記基板の面位置を検出するために、本発明の第１の観点に係る面位置検出装置（ＡＦ）を備える露光装置が提供される。

本発明の第３の観点によると、デバイスの製造方法であって、感光性基板（Ｗ）を準備する工程（Ｓ１２）と；本発明の第２の観点に係る露光装置を用い、前記所定のパターンを前記感光性基板上に露光する工程（Ｓ１３）と；露光された前記感光性基板を現像し、露光されたパターンに対応する形状のマスク層を前記感光性基板の表面に形成する工程（Ｓ１３）と；前記マスク層を介して前記感光性基板の表面を加工する工程（Ｓ１３）と；を備えるデバイス製造方法が提供される。

本発明では、第２送光光学系からの第２検出光で被検面上の下地の状態を検出することができ、この検出値に基づいて、第１送光光学系からの第１検出光による検出値を補正するようにしたので、当該下地の状態により検出値に含まれる誤差を排除することができ、被検面の面位置を正確に検出することができるようになる。

本発明によれば、被検面の下地の状態にかかわらず、該被検面の位置を正確に検出できる面位置検出装置が提供されるという効果がある。また、基板の表面位置を高精度に計測でき、高精度なパターンの露光転写を行い得る露光装置が提供されるという効果がある。さらに、高品質で信頼性の高いデバイスを製造できるデバイスの製造方法が提供されるという効果がある。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。

［露光装置の全体構成］
図１は本発明の実施形態に係る面位置検出装置としてのオートフォーカスセンサが搭載された露光装置の全体構成の概略を模式的に示した図である。

なお、以下の説明においては、図１に示されたＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。ＸＹＺ直交座標系は、Ｙ軸が紙面に対して垂直となる方向に設定され、Ｘ軸及びＺ軸が紙面に対して平行となるように設定されている。図中のＸＹＺ直交座標系は、実際にはＸＹ平面が水平面に平行な面に設定され、Ｚ軸が鉛直上方向に設定される。

露光装置１は、フォトレジスト（感光性材料）が塗布された感光性基板としてのウエハＷを、液体を介して露光する液浸型の露光装置である。

また、この露光装置１は、投影光学系ＰＬに対してレチクルＲを移動するレチクルステージ（不図示）とウエハＷを移動するウエハステージＷＳのウエハテーブルＷＴとを同期移動（走査）させつつ、レチクルＲに形成されたパターンの像をウエハＷ上のショット領域に逐次転写するステップ・アンド・スキャン方式の露光装置である。

図１において、レチクルＲの上側に配置される照明光学系（不図示）は、ＡｒＦエキシマレーザ光源（波長１９３ｎｍ）等の光源から射出されるレーザ光の断面形状をスキャン（走査）方向に直交する方向に伸びるスリット状に整形するとともに、その照度分布を均一化して露光光ＥＬとして射出する。

なお、本実施形態では、光源は、ＡｒＦエキシマレーザであるものとするが、これに限られず、ｇ線（波長４３６ｎｍ）、ｉ線（波長３６５ｎｍ）を射出する超高圧水銀ランプ、又はＫｒＦエキシマレーザ（波長２４８ｎｍ）、Ｆ_２レーザ（波長１５７ｎｍ）、その他の光源を用いることができる。

レチクルＲは、不図示のレチクルステージ上に吸着保持されており、レチクルステージの位置は、不図示のレーザ干渉計によって計測される。

レチクルＲの位置決めは、レチクルステージを投影光学系ＰＬの光軸方向（Ｚ軸方向）と垂直な平面（ＸＹ平面）内で並進移動させるとともに、Ｚ軸回りに微小回転させる不図示のレチクル駆動装置によって行われる。このレチクル駆動装置は、レチクルＲのパターンの像をウエハＷ上に転写する際には、レチクルステージを一定速度で所定のスキャン方向に走査する。

レチクルステージの上方には、レチクルＲの周辺に複数形成されたレチクルアライメント用のマークを光電検出する一対のアライメント系（不図示）がスキャン方向に沿ってそれぞれ設けられている。

レンズ等の複数の光学素子を有する投影光学系ＰＬの下方には、ウエハステージＷＳが設けられている。ウエハステージＷＳは、ウエハテーブルＷＴと、ウエハテーブルＷＴをＸＹ平面内で２次元移動するとともに、Ｚ軸方向に微小移動させる駆動装置とを備えている。

ウエハテーブルＷＴには、ウエハＷを着脱可能に真空吸着するウエハホルダＷＨが設けられており、露光対象としてのウエハＷはウエハホルダＷＨに載置され、吸着固定される。

ウエハテーブルＷＴのＸ及びＹ軸方向の位置は、不図示のレーザ干渉計によって計測される。

ウエハテーブルＷＴのＺ軸方向の位置は、オートフォーカス機構（ＡＦ機構）が備えるオートフォーカスセンサ（面位置検出装置）ＡＦによって計測される。

また、図１では図示を省略しているが、ウエハホルダＷＨの中央部には、上下方向（Ｚ軸方向）に上下動可能な不図示のセンタテーブルが設けられている。

センタテーブルは、ウエハＷの裏面を真空吸着する吸着口を備え、ウエハステージＷＳ（ウエハホルダＷＨ）に対するウエハＷの搬出入を行うための上下動機構であり、他の露光装置（不図示）に対するウエハＷの搬出入を行うための搬送ユニットとの間で、又はこの露光装置１に隣接して、ウエハＷにフォトレジストを塗布するコータ（塗布装置）及び／又はウエハＷ上に露光転写されたパターンを現像するデベロッパ（現像装置）（以下、コータ／デベロッパという）等が設置されている場合には、該コータ／デベロッパ等が備える搬送ユニットとの間でウエハＷの受け渡しを行う。

投影光学系ＰＬの側方には、ウエハＷに形成されたウエハマーク（アライメントマーク）の位置情報を計測するための、オフ・アクシス型のアライメントセンサＡＳが設けられている。

アライメントセンサＡＳとしては、ウエハＷ上のレジストを感光させないブロードバンドな検出光を対象マークに照射し、その対象マークからの反射光により受光面に受光された対象マークの像と、不図示の指標（センサ内に設けられた指標板上の指標マーク）の像とを２次元ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）等からなる撮像素子（カメラ）で撮像し、それらの撮像信号を出力する画像処理方式のＦＩＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｉｍａｇｅ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）系のセンサが用いられている。

また、投影光学系ＰＬの近傍には、後に詳述するが、送光光学系１１及び受光光学系１２を備えるオートフォーカスセンサ（面位置検出装置）ＡＦが設けられている。このオートフォーカスセンサＡＦの検出結果に基づいて、上述したウエハテーブルＷＴがＺ軸方向に駆動され、ウエハＷの表面が投影光学系ＰＬの像面に正確に位置合わせされる。

なお、ウエハステージＷＳのウエハテーブルＷＴ上には、各種センサのキャリブレーションやベースライン量の計測等に用いられる不図示の基準板が取り付けられている。基準板の表面には、レチクルＲのマークとともにアライメント系で検出可能な基準マーク（フィジューシャルマーク）やその他のマークが形成されている。ここで、ベースライン量とは、ウエハＷ上に投影されるレチクルＲのパターン像の基準位置（例えば、パターン像の中心）とアライメントセンサＡＳの視野中心との距離を示す量である。

この露光装置１は、液浸型であるため、投影光学系ＰＬの像面側（ウエハＷ側）の先端部近傍には、図示は省略しているが、液浸機構を構成する液体供給ノズルと、これと対向するように液体回収ノズルとが設けられている。液体供給ノズルは、液体供給装置に供給管を介して接続されており、液体回収ノズルには、液体回収装置に接続された回収管が接続されている。

液体としては、一例として、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）が透過する超純水が用いられる。

ＡｒＦエキシマレーザ光に対する水の屈折率ｎは、ほぼ１．４４である。この水の中では、露光光ＥＬ１の波長は、１９３ｎｍ×１／ｎ＝約１３４ｎｍに短波長化される。不図示の制御装置が、液体供給装置及び液体回収装置を適宜に制御して、液体供給ノズルから液体（純水）を供給するとともに、液体回収ノズルから液体を回収することにより、投影光学系ＰＬとウエハＷとの間に、一定量の液体Ｌｑが保持される。なお、この液体Ｌｑは露光中は常に入れ替わっている。

ウエハＷ上の露光すべき全てのショット領域に対する露光処理が終了すると、液体の供給が停止され、ウエハＷ上の液体が回収された後に、ウエハテーブルＷＴが所定の受渡位置に移動され、該受渡位置において、ウエハＷはウエハ搬送ユニットに受け渡される（搬出される）。

［オートフォーカスセンサ］
図２は本発明が適用された面位置検出装置としてのオートフォーカスセンサの概略構成を示す図である。

オートフォーカスセンサＡＦは、投影光学系ＰＬの近傍に配置され、検出光（複数のスリット光）を被検面としてのウエハＷの表面に斜め方向から照射する送光光学系１１と、ウエハＷの表面での反射光を受光するラインセンサ等からなる検出器２８を有する受光光学系１２とを備え、該検出器２８の出力に基づいて、ウエハＷのＺ軸方向の位置を検出する装置である。

送光光学系１１は、第１検出光ＤＬ１を照射する第１送光光学系１１ａと、第２検出光ＤＬ２を照射する第２送光光学系１１ｂとを備えている。

第１送光光学系１１ａは、第１光源２１、コンデンサレンズ系２２、アオリパターン板２３、第１結像レンズ系２４及び第２結像レンズ系２５からなる結像レンズ系を備えて構成されている。

第１光源２１としては、ここでは、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）を用いている。第１光源２１の発光又は発光停止は、制御装置２９からの制御信号に応じて行われる。

第１光源２１としては、ウエハＷ上のフォトレジストを感光させない波長であって、例えば、４５０〜１０００ｎｍ程度の光を射出するものを用いることができ、ここでは、波長５００ｎｍの光を射出するものを用いている。第１光源２１からの光は、コンデンサレンズ系２２を介して集光され、アオリパターン板２３に照射される。

アオリパターン板２３は、被検面としてのウエハＷの表面上において所定のピッチ方向で配列された複数のライン状照射領域となるように、そのパターン面（光出射面）に複数（ここでは、６本）の光透過スリット（マルチスリットパターン）を有する光学部材であり、第１光源２１からの光を複数のスリット光に整形するものである。

アオリパターン板２３からの複数のスリット光は、結像レンズ系２４，２５を介して、複数のスリット光からなる検出光ＤＬ１として、ウエハＷの表面のＺ軸方向の位置を検出すべき被検領域（第１照射領域）に所定の角度をもって斜め方向から照射される。

受光光学系１２は、第１対物レンズ系２６及び第２対物レンズ系２７を備える対物レンズ系、ならびに１次元ラインセンサ（ＴＤＩセンサ）等を有する検出器２８を備えて構成されている。検出器２８の受光面２８ａは、第１検出光ＤＬ１を構成する複数のスリットの該受光面２８ａ上における配列方向にその長手方向が沿うように設定されている。

第１送光光学系１１ａによってウエハＷの表面に斜め方向から照射された複数のスリット光からなる検出光ＤＬ１は、ウエハＷの表面で反射され、対物レンズ系２６，２７を介して検出器２８の受光面２８ａに入射され、検出器２８から該検出光ＤＬ１の反射光の強度分布に応じた１次元信号が出力される。検出器２８からの出力は、デジタル変換されて、制御装置２９に供給される。

第２送光光学系１１ｂは、第２光源３１、コンデンサレンズ系３２、開口パターン板３３、レンズ系（第３投影レンズ系）３４、ミラー３５、ハーフプリズム３６を備えて構成されている。

第２光源３１としては、ここでは、第１光源２１と同様に、ＬＥＤを用いている。第２光源３１の発光又は発光停止は、制御装置２９からの制御信号に応じて行われる。

第２光源３１としては、ウエハＷ上のフォトレジストを感光させない波長であって、例えば、４５０〜１０００ｎｍ程度の光を射出するものを用いることができ、ここでは、第１光源２１による第１検出光ＤＬ１の波長と同じ、波長５００ｎｍを射出するものを用いている。

なお、第２光源３１による第２検出光ＤＬ２の波長は、第１検出光ＤＬ１と異なっていてもよい。

第２光源３１からの光は、コンデンサレンズ系３２を介して集光され、開口パターン板３３に照射される。

開口パターン板３３は、ウエハＷ上において、第１検出光ＤＬ１を構成する複数のスリットパターンの投影像の全てを含み、該スリットパターンよりも僅かに大きい略矩形状の投影像を形成するように、そのパターン面（光出射面）に略矩形状の開口を有する部材である。

開口パターン板３３からの光は、第３投影レンズ系３４、ミラー３５を介して、ハーフプリズム３６に入射され、第１送光光学系１１ａの光路に結合され、第２結像レンズ系２５を介して、ウエハＷの表面に照射される。

ハーフプリズム３６は、第１送光光学系１１ａの第１結像レンズ系２４と第２結像レンズ系２５との間の瞳空間に配置され、第１結像レンズ系２４を介した光を透過して第２結像レンズ系２５に導き、第２送光光学系１１ｂの第３結像レンズ系３４及びミラー３５を介した光を反射して第２投影レンズ系２５に導く。

従って、第２送光光学系１１ｂによる第２検出光ＤＬ２は、第３結像レンズ系３４及び第２結像レンズ系２５によって構成される結像レンズ系を介して、ウエハＷ上の被検領域（第２照射領域）に所定の角度をもって斜め方向から照射される。

第２送光光学系１１ｂによってウエハＷの表面に斜め方向から照射された略矩形状の第２検出光ＤＬ２は、ウエハＷの表面で反射され、対物レンズ系２６，２７を介して検出器２８の受光面２８ａに入射され、検出器２８から該第２検出光ＤＬ２の反射光の強度分布に応じた１次元信号が出力され、第１検出光ＤＬ１の場合と同様に、検出器２８からの出力は、デジタル変換されて、制御装置２９に供給される。

なお、アオリパターン板２３のパターン面、開口パターン板３３のパターン面、検出器２８の受光面２８ａ、及び投影光学系ＰＬの像面は、略共役位置に配置されているとともに、これらと各レンズ系は、シャインプルーフの原理（Ｓｃｈｅｉｍｐｆｌｕｇ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ）に基づいて配置されている。
制御装置２９は、第１送光光学系１１ａの第１光源２１の発光と、第２送光光学系１１ｂの第２光源３１の発光を選択的に切り換え、第１送光光学系１１ａによる第１検出光ＤＬ１のウエハＷでの反射光の検出器２８による検出値を、第２送光光学系１１ｂによる第２検出光ＤＬ２のウエハＷでの反射光の検出器２８による検出値により補正、即ち減算処理して、該減算処理後の検出値に基づいて、ウエハＷの表面位置を求め、ウエハステージＷＳを制御して、ウエハＷの表面が投影光学系ＰＬの像面に一致するようにＺ軸方向に移動させる。

図３は、ウエハＷの表面に投影された第１検出光ＤＬ１に係る複数のスリット像を示している。この第１検出光ＤＬ１によるスリット像ＳＬは、ウエハＷの下地ＢＧに形成されたパターンや表面の凹凸による影響を受けて、その反射光について検出器２８から出力される検出値は、この下地ＢＧに応じたノイズを含んだものとなる。

従って、このようなノイズを含む検出値に基づき検出されるウエハＷの表面位置は誤差を含んだものとなる。

図４は、ウエハＷの表面に投影された第２検出光ＤＬ２に係る開口像を示している。この第２検出光ＤＬ２による開口像ＯＰの反射光についての検出器２８から出力される検出値は、ウエハＷの当該下地ＢＧに対応したノイズを含む検出値となる。

従って、第１送光光学系１１ａによる第１検出光ＤＬ１の反射光に係る検出値から、第２送光光学系１１ｂによる第２検出光ＤＬ２の反射光に係る検出値を減算処理することによって、図５に示されているように、下地ＢＧによる影響を排除した検出値を得ることができ、ウエハＷの表面位置を正確に検出することができる。

このように、本実施形態によると、第２送光光学系１１ｂによる第２検出光ＤＬ２で被検面としてのウエハＷ上の下地ＢＧの状態を検出し、この検出値に基づいて、第１送光光学系１１ａによる第１検出光ＤＬ１による検出値を補正（減算処理）するようにしたので、当該下地ＢＧの状態により第１検出光ＤＬ１に係る検出値に含まれるノイズを排除することができ、ウエハＷの表面位置を正確に検出することができるようになる。

また、上述した実施形態のオートフォーカスセンサＡＦは、上述した通り、高精度な検出が行えることに加えて、その構成が比較的に簡略であるので、小型に構成することができ、投影光学系ＰＬの周囲に設けられる他のセンサや装置等との関係で、設置上、互いの物理的な干渉も少なく、他のセンサや装置の設置の障害となることも少ない。

上述した実施形態では、第１送光光学系１１ａの第１光源２１及び第２送光光学系１１ｂの第２光源３１として、ＬＥＤを用いた場合について説明したが、その何れか一方又は両方としてハロゲンランプ等を用いてもよい。

上述した実施形態のように、両方の光源としてＬＥＤを用いた場合には、ＬＥＤはその発光／消灯の応答が高速なので、制御装置２９によって、その発光／消灯を制御することにより、何れの光源を発光させるかを選択的に高速制御可能である。

しかし、ハロゲンランプ等を用いた場合には、そのような高速な切り換えを行うことができないので、この場合には、光源の光出射側にシャッタをそれぞれ設けて、該シャッタの作動を制御することによって、何れの光源を用いるかを切り換えるようにするとよい。

なお、上述した実施形態のように、両方ともにＬＥＤを用いた場合であっても、これらを発光状態として、シャッタを用いて切り換えを行うようにしてもよい。

また、受光光学系１２の検出器２８としては、上述した実施形態では、１次元ラインセンサを用いたが、２次元センサ等を用いてもよい。

次に、本発明の実施形態の露光装置を使用したデバイスの製造方法について説明する。図６は、本発明の実施形態に係る露光装置を用いたデバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶表示素子、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等）の生産のフローチャートである。

図６に示されるように、まず、ステップＳ１０（設計ステップ）において、デバイスの機能、性能設計（例えば、半導体デバイスの回路設計等）を行い、その機能を実現するためのパターン設計を行う。引き続き、ステップＳ１１（レチクル製作ステップ）において、設計した回路パターンを形成したレチクルを製作する。

一方、ステップＳ１２（ウエハ製造ステップ）において、シリコン等の材料を用いてウエハを製造する。

次に、ステップＳ１０〜ステップＳ１２で用意したレチクルとウエハを使用して、ステップＳ１３（ウエハ処理ステップ）を行う。このステップ１３では、ウエハ上に感光性材料（フォトレジスト）を塗布して感光性基板とするレジスト塗布処理、上述した露光装置を用いて感光性基板のＺ軸方向の位置が高精度検出されつつ行われる露光処理、現像処理（露光された感光性基板を現像し、露光されたパターンに対応する形状のマスク層を感光性基板の表面に形成する処理）、及びエッチング処理（該マスク層を介して感光性基板の表面を加工する処理）等を複数回行って、ウエハ上に回路を形成する。

次いで、ステップＳ１４（デバイス組立ステップ）において、ステップＳ１３で処理されたウエハを用いてチップ化する。このステップＳ１４には、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封入）等の工程が含まれる。

最後に、ステップＳ１５（検査ステップ）において、製造されたデバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。こうした工程を経た後にデバイスが完成し、これが出荷される。

なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。

上述した実施形態では、露光装置の投影光学系の像面にウエハＷの表面を位置合わせするためのオートフォーカス機構のオートフォーカスセンサに本発明を適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されることはない。

例えば、ウエハＷのローディングポジションに、本発明が適用されたフォーカスセンサを設置して、搬送ユニット等からウエハＷを受け取った際に、その表面位置を検出し、ウエハＷを投影光学系の直下に移動させるまでの間に、Ｚ軸方向の位置をラフに調整するようにしてもよい。即ち、プリ計測、プリアライメント用のフォーカスセンサとして用いてもよい。

また、上述した実施形態では、ステップ・アンド・スキャン方式の液浸露光装置に本発明を適用した場合について説明したが、レチクルＲとウエハＷとを静止させた状態で、ウエハＷのショット領域にレチクルＲに形成されたパターンの像を一括的に転写するステップ・アンド・リピート方式の液浸露光装置にも適用することができる。

また、このような液浸方式の露光装置ではなく、液体を介さずに露光するドライ方式の露光装置であってもよい。即ち本発明は、露光装置の露光方式や用途等に関係なく適用可能である。

本発明の実施形態の露光装置の全体構成を模式的に示す図である。 本発明の実施形態のオートフォーカスセンサの構成を示す図である。 本発明の実施形態のウエハの下地及びオートフォーカスセンサによる投影スリット像を概念的に示す図である。 本発明の実施形態のウエハの下地及びオートフォーカスセンサによる開口像を概念的に示す図である。 本発明の実施形態の下地による影響を排除した投影スリット像を概念的に示す図である。 本発明の実施形態のデバイス製造工程を示すフローチャートである。

符号の説明

１…露光装置、ＰＬ…投影光学系、ＡＦ…オートフォーカスセンサ、１１…送光光学系、１１ａ…第１送光光学系、１１ｂ…第２送光光学系、１２…受光光学系、２１…第１光源、２３…アオリパターン板、２８…検出器、２９…制御装置、３１…第２光源、３３…開口パターン板、３６…ハーフプリズム。

Claims (5)

1. 被検面上の第１照射領域に第１検出光を斜め方向から照射する第１送光光学系と、
   前記被検面上の前記第１照射領域を含み前記第１照射領域よりも大きい第２照射領域に第２検出光を斜め方向から照射する第２送光光学系と、
   前記被検面で反射された前記第１検出光及び前記第２検出光を検出する検出手段を有する受光光学系と、
   前記第１送光光学系による前記第１検出光の照射及び前記第２送光光学系による前記第２検出光の照射を選択的に切り換えるとともに、前記検出手段による該第１検出光に基づく検出値を該検出手段による該第２検出光に基づく検出値により補正して、当該補正された検出値に基づいて、前記被検面の面位置を検出する制御手段と、
   を備えることを特徴とする面位置検出装置。
2. 前記第１照射領域は、前記被検面上において所定のピッチ方向で配列された複数のライン状照射領域であることを特徴とする請求項１に記載の面位置検出装置。
3. 前記第１検出光及び前記第２検出光は同一波長帯域の光であることを特徴とする請求項１又は２に記載の面位置検出装置。
4. 所定のパターンを基板に投影露光する露光装置であって、
   前記基板の面位置を検出するために、請求項１〜３の何れか一項に記載の面位置検出装置を備えることを特徴とする露光装置。
5. デバイスの製造方法であって、
   感光性基板を準備する工程と、
   請求項４に記載の露光装置を用い、前記所定のパターンを前記感光性基板上に露光する工程と、
   露光された前記感光性基板を現像し、露光されたパターンに対応する形状のマスク層を前記感光性基板の表面に形成する工程と、
   前記マスク層を介して前記感光性基板の表面を加工する工程と、
   を備えることを特徴とするデバイス製造方法。

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