JP2000081320A - Face position detector and fabrication of device employing it - Google Patents

Face position detector and fabrication of device employing it

Info

Publication number
JP2000081320A
JP2000081320A JP10265745A JP26574598A JP2000081320A JP 2000081320 A JP2000081320 A JP 2000081320A JP 10265745 A JP10265745 A JP 10265745A JP 26574598 A JP26574598 A JP 26574598A JP 2000081320 A JP2000081320 A JP 2000081320A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
optical system
measurement
light beam
wafer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10265745A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kiyonari Miura
聖也 三浦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP10265745A priority Critical patent/JP2000081320A/en
Publication of JP2000081320A publication Critical patent/JP2000081320A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To realize a highly accurate system conveniently and efficiently by guiding a measuring luminous flux incident to and reflecting on the surface of an object to a photodetecting element through a light receiving optical system and guiding a reference luminous flux to the photodetecting element without reflecting on the surface of the object. SOLUTION: Light emitted from a light source LS illuminates a slit plate 50 having a face position measuring slit. A projection optical system PL projects the image of the slit onto a face to be detected, i.e., a wafer 4, through lenses 11, 12. An aperture stop 31 is arranged at the pupil face of the projection optical system PL and openings 31a, 31b are formed symmetrically to the optical axis PLa at the aperture stop 31. A luminous flux deflecting member, i.e., an optical wedge 41, is fixed to the opening 31b and a reference luminous flux passing through the lens 12 is deflected and delivered directly to a light receiving optical system DP without being projected to the wafer face 4. The luminous flux deflecting member 41 is not provided at the aperture stop 31a and the face measuring luminous flux is condensed toward the wafer face 4 and focused thereat.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は面位置検出装置及び
それを用いたデバイスの製造方法に関し、特にレチクル
(マスク)面上に形成されているIC,LSI等の微細
な電子回路パターン,CCD等の撮像デバイス、液晶パ
ネル等の表示デバイス、そして磁気ヘッド等のデバイス
に関するパターンを投影レンズ(投影光学系)によりウ
エハー面上に投影又は走査機構を利用し、該レチクルと
ウエハーとを同期して走査しながら投影し、露光すると
きに該ウエハー面の該投影レンズの光軸方向の面位置及
び傾き等の面位置情報を検出し、該ウエハーを投影光学
系の最良結像面に位置させることにより高集積度のデバ
イスを製造する際に好適なものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a surface position detecting device and a method of manufacturing a device using the same, and more particularly, to a fine electronic circuit pattern such as an IC or LSI formed on a reticle (mask) surface, a CCD or the like. The reticle and the wafer are synchronously scanned by using a projection lens (projection optical system) or a projection mechanism (projection optical system) to project a pattern related to a device such as an image pickup device, a liquid crystal panel, and a magnetic head onto the wafer surface. By projecting while exposing, by detecting surface position information such as the surface position and inclination of the projection lens in the optical axis direction of the projection lens at the time of exposure, and positioning the wafer on the best imaging plane of the projection optical system This is suitable for manufacturing a highly integrated device.

【0002】[0002]

【従来の技術】最近の半導体素子の製造技術の進展はめ
ざましく、それに伴う微細加工技術の進展も著しい。特
に光加工技術は、サブミクロンの解像力を有する縮小投
影露光装置、通称ステッパーが主流であり、解像力向上
の為に開口数(NA)の拡大や、露光波長の短波長化が
計られている。
2. Description of the Related Art In recent years, semiconductor device manufacturing technology has been remarkably advanced, and fine processing technology has been remarkably advanced. In particular, the optical processing technology mainly uses a reduction projection exposure apparatus having a submicron resolution and a so-called stepper. To improve the resolution, the numerical aperture (NA) is increased and the exposure wavelength is shortened.

【0003】さらに露光領域を拡大する為に、レンズ
系、或いはレンズ系とミラー系で構成された縮小走査型
の投影露光装置(走査型露光装置)が考案されており、
今後は投影露光装置の主流になるものと注目されてい
る。
In order to further expand the exposure area, a reduction scanning projection exposure apparatus (scanning exposure apparatus) comprising a lens system or a lens system and a mirror system has been devised.
In the future, attention will be paid to the fact that projection exposure apparatuses will become the mainstream.

【0004】この走査型の縮小投影露光装置では、回路
パターンを有するレチクルが載置されたステージと、パ
ターン転写を行うウエハーが載置されたステージの双方
を投影光学系の縮小倍率に応じた速度比で相対走査しな
がら露光を行っている。
In this scanning type reduction projection exposure apparatus, both a stage on which a reticle having a circuit pattern is mounted and a stage on which a wafer for transferring a pattern is mounted are moved at a speed corresponding to a reduction magnification of a projection optical system. Exposure is performed while scanning relative to each other.

【0005】これらの投影露光装置では解像力の向上に
伴い、投影光学系の許容深度(焦点深度)が減少し、ウ
エハー面を投影光学系の合焦位置に設定する際の精度に
対して厳しい精度が要求されている。
[0005] In these projection exposure apparatuses, the permissible depth (depth of focus) of the projection optical system decreases with the improvement of the resolving power, and strict accuracy is required for setting the wafer surface at the in-focus position of the projection optical system. Is required.

【0006】従来より半導体素子製造用の縮小投影型の
露光装置では、第1物体としてのレチクルの回路パター
ンを投影レンズ系により第2物体としてのウエハー上に
投影露光するのに先立って、面位置検出装置(オートフ
ォーカス装置、AF装置)を用いてウエハー面の光軸方
向の位置を検出して、該ウエハー面を投影レンズの最良
結像面に位置するようにしている。
Conventionally, in a reduction projection type exposure apparatus for manufacturing a semiconductor device, a surface position of a reticle as a first object is projected and projected onto a wafer as a second object by a projection lens system. The position of the wafer surface in the optical axis direction is detected using a detection device (autofocus device, AF device), and the wafer surface is positioned at the best image forming surface of the projection lens.

【0007】投影露光装置に用いられるウエハー面の面
位置検出機構の1つとしてウエハー面に対して光束を斜
入射に入射させて構成されるオフアクシス(Off Axis)
の検出機構がある。
[0007] Off-Axis (Off Axis) constituted by making a light beam obliquely incident on the wafer surface as one of the surface position detection mechanisms of the wafer surface used in the projection exposure apparatus.
There is a detection mechanism.

【0008】この検出機構では被検査面であるウエハー
面上に複数の光束を照射し、ウエハー面から反射された
複数の光束をそれぞれ光電変換素子にて受光し、光電変
換素子上での光束の入射位置情報から、ウエハー面のZ
方向の位置情報(フォーカス)を検出したり、さらに複
数の計測点のフォーカス情報から、ウエハー面の傾き情
報(チルト)を検出するといった総合的なウエハー面の
面位置情報を計測している。
In this detection mechanism, a plurality of light beams are irradiated on a wafer surface as a surface to be inspected, a plurality of light beams reflected from the wafer surface are respectively received by a photoelectric conversion element, and the light beams on the photoelectric conversion element are received. From the incident position information, the Z
Comprehensive surface position information on the wafer surface is detected, such as detecting position information (focus) in the direction and detecting tilt information (tilt) on the wafer surface from the focus information of a plurality of measurement points.

【0009】被走査面上の複数点に光を照射する方法の
面位置検出装置を、本出願人は先に特開平3−2464
11号公報や、特開平4−354320号公報等で提案
している。
The applicant of the present invention has previously disclosed a surface position detecting apparatus for irradiating a plurality of points on a surface to be scanned with light.
No. 11, JP-A-4-354320, and the like.

【0010】特開平3−246411号公報では、複数
の光束を被走査面に斜め方向から照射する場合の、計測
用投影像が被検査面上の、どの計測点においても同形状
となる方法等について開示している。また特開平4−3
54320号公報では、複数の光束を被検査面に斜め方
向から照射する場合の、照射角度や平面上における照射
方向等について開示している。
Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 3-246411 discloses a method in which a plurality of light beams are illuminated on a surface to be scanned from an oblique direction so that a projection image for measurement has the same shape at any measurement point on the surface to be inspected. Is disclosed. Also, Japanese Patent Application Laid-Open No.
No. 5,320,320 discloses an irradiation angle, an irradiation direction on a plane, and the like when a plurality of light beams are irradiated on a surface to be inspected from an oblique direction.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】通常の投影露光装置
は、レチクルやウエハー面上にゴミや塵等が付着すると
デバイスが不良となるので、クリーンチャンバーに納め
られている。クリーンチャンバーは、投影露光装置に付
属された光源や電気基板等の発熱源からの発熱による影
響を防ぐために、内部の温度を一定に保つ空調機構を設
けている。この空調機構は、一定の温度の空気を層流や
乱流にして投影露光装置の上部から下部に向かって流し
たり、ウエハーを載置するステージの近傍を水平方向に
流したりすることでチャンバー内を循環させており、こ
れにより投影露光装置の機械的変形を押さえ、投影露光
の光学性能を良好に維持している。
A conventional projection exposure apparatus is housed in a clean chamber because dust or dust adheres to a reticle or a wafer surface, resulting in a defective device. The clean chamber is provided with an air-conditioning mechanism that keeps the internal temperature constant in order to prevent the influence of heat generated from a heat source such as a light source or an electric board attached to the projection exposure apparatus. This air-conditioning mechanism makes air at a certain temperature laminar or turbulent and flows from the upper part to the lower part of the projection exposure apparatus, or horizontally in the vicinity of a stage on which a wafer is mounted, so that the inside of the chamber is Is circulated, thereby suppressing the mechanical deformation of the projection exposure apparatus and maintaining the optical performance of the projection exposure in a good condition.

【0012】ウエハーの面位置情報を検出する面位置検
出機構付近は、多くの場合、投影光学系の下部にあり、
ここも空調機構により層流又は乱流が形成されている。
The vicinity of the surface position detecting mechanism for detecting the surface position information of the wafer is often located below the projection optical system.
Here, a laminar flow or a turbulent flow is also formed by the air conditioning mechanism.

【0013】一般に、チャンバー内部の循環空気の温度
を完全に一定にさせることは難しく、微妙な温度差を有
する空気の固まりが屈折率差を有する層状又は塊状にな
って、流れている。この空気の流れにより、空気の屈折
率が空間的に乱れを起こす。そのために、ウエハー面の
面位置検出用光束は屈折率の異なる層あるいは塊によっ
て光路に変動を起こし、検出器上への光束の入射位置が
異なってしまうという現象が生じる。そのために、ウエ
ハー表面位置の検出精度が劣化してしまうという問題点
があった。
In general, it is difficult to make the temperature of the circulating air inside the chamber completely constant, and a mass of air having a slight temperature difference flows in a layered or lump having a difference in refractive index. Due to this flow of air, the refractive index of the air is spatially disturbed. For this reason, the light beam for detecting the surface position of the wafer surface varies in the optical path due to layers or blocks having different refractive indexes, and a phenomenon occurs in which the incident position of the light beam on the detector differs. Therefore, there has been a problem that the detection accuracy of the wafer surface position is deteriorated.

【0014】これらの、問題点を改善するにあたって、
本出願人は、特開平9−167737号公報にて投影露
光装置の投影光軸方向のウエハー表面の位置を検出する
位置検出部とウエハー表面近傍の空気揺らぎを検出する
揺らぎ検出部とを利用してウエハー表面の位置検出を行
う方法を開示している。
In resolving these problems,
The present applicant utilizes a position detecting unit for detecting a position of a wafer surface in a projection optical axis direction of a projection exposure apparatus and a fluctuation detecting unit for detecting air fluctuation near the wafer surface in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-167737. A method for detecting the position of the wafer surface by using the method is disclosed.

【0015】一方、近年高精度な制御を達成するために
様々な駆動機構が取り付けられており、特に走査型露光
装置の場合にはウエハーステージとレチクルステージが
相当なスピードにて走査されている。そのために、露光
装置全体に振動が発生し、面位置検出装置も振動や微妙
なねじれが生じるため計測値に微妙な影響を及ぼしてい
る。
On the other hand, in recent years, various drive mechanisms have been mounted to achieve high-precision control. In particular, in the case of a scanning exposure apparatus, the wafer stage and the reticle stage are scanned at a considerable speed. As a result, vibration occurs in the entire exposure apparatus, and the surface position detecting apparatus also has a slight influence on the measured value due to vibration and slight twist.

【0016】本発明は本出願人が先に提案した面位置検
出装置を更に改良し、上記空気揺らぎや機械の振動等の
外乱要因をトータル的に補正し、システムの高精度化を
簡便且つ効率よい構成で実現した面位置検出装置及びそ
れを用いたデバイスの製造方法の提供を目的とする。
The present invention further improves the surface position detecting device previously proposed by the present applicant, and totally corrects the disturbance factors such as the air fluctuation and the mechanical vibration, thereby making the system highly accurate and simple. It is an object of the present invention to provide a surface position detecting device realized with a good configuration and a method for manufacturing a device using the same.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】本発明の面位置検出装置
は、 (1-1) 投影光学系の結像面近傍に設けた物体面に該投影
光学系の光軸に対して斜方向から投光光学系によりパタ
ーンを投影し、該物体面上に形成したパターンの像を受
光光学系によって光検出素子面上に結像し、該光検出素
子からの信号を利用して該物体面の光軸方向の面位置情
報を検出する面位置検出装置において、該投光光学系の
略瞳面と受光光学系の略瞳面には、各々計測用パターン
を介した計測光束と参照明パターンを介した参照光束と
を通過させる為の複数の開口を有する絞りと、該絞りの
該複数の開口のうち少なくとも1つの開口部に対して該
参照光束を偏向させる光束偏向部材とを設けており、該
計測光束は該物体面に入射し、該物体面で反射して、該
受光光学系で該光検出素子に導光しており、該参照光束
は該物体面で反射しないで受光光学系で該光検出素子に
導光しており、該光検出素子で得られる信号を用いて該
物体面の面位置情報を求めていることを特徴としてい
る。
According to the present invention, there is provided a surface position detecting apparatus comprising: (1-1) an object surface provided near an imaging plane of a projection optical system, which is oblique to an optical axis of the projection optical system; A pattern is projected by a light projecting optical system, an image of the pattern formed on the object surface is formed on a light detecting element surface by a light receiving optical system, and a signal from the light detecting element is used to form an image of the object surface. In a surface position detection device that detects surface position information in the optical axis direction, a substantially pupil surface of the light projecting optical system and a substantially pupil surface of the light receiving optical system are respectively provided with a measurement light flux and a reference light pattern via a measurement pattern. A stop having a plurality of apertures for passing the reference light beam therethrough, and a light beam deflecting member for deflecting the reference light beam to at least one of the plurality of openings of the stop, The measurement light beam enters the object surface, is reflected by the object surface, and is reflected by the light receiving optical system. The reference light flux is guided to the photodetector by a light receiving optical system without being reflected by the object surface, and the light is guided to the photodetector by a signal obtained by the photodetector. This is characterized in that surface position information is obtained.

【0018】特に、 (1-1-1) 前記投光光学系の略瞳面と前記受光光学系の略
瞳面に配置した光束偏向部材は互いに光束の偏向角度が
異なる形状より成っていること。
In particular, (1-1-1) the light beam deflecting members arranged on the substantially pupil plane of the light projecting optical system and the substantially pupil surface of the light receiving optical system are formed to have different shapes of light beam deflection angles. .

【0019】(1-1-2) 前記投光光学系の光路中のうち、
計測光束の光路中に通過光量を調整する透過光量可変手
段を設けていること。
(1-1-2) In the optical path of the light projecting optical system,
Transmitted light amount varying means for adjusting the amount of transmitted light is provided in the optical path of the measurement light beam.

【0020】(1-1-3) 前記投光光学系は互いに異なる波
長帯域の光束を放射する複数の光源を有し、該複数の光
源からの光束で同一の面位置計測用のパターンを照明し
ており、前記投光光学系の光路中のうち計測光路中に1
つの波長帯域の光束のみを通過する光学フィルターを設
けていること。
(1-1-3) The light projecting optical system has a plurality of light sources that emit light beams of different wavelength bands, and illuminates the same surface position measurement pattern with the light beams from the plurality of light sources. And one of the light paths in the measurement light path in the light path of the light projecting optical system.
An optical filter that passes only light beams of two wavelength bands must be provided.

【0021】(1-1-4) 前記投光光学系は計測光束を放射
する計測光照明光源と、該計測光束で照明した計測マス
クを物体面に結像する計測結像レンズと、参照光束を放
射する参照光照明光源と、該参照光束で照明した参照マ
スクを所定面上に結像する参照結像レンズとを有してい
ること。
(1-1-4) The projection optical system includes a measurement light illumination light source for emitting a measurement light beam, a measurement imaging lens for forming an image of a measurement mask illuminated with the measurement light beam on an object surface, and a reference light beam. And a reference imaging lens for imaging a reference mask illuminated with the reference light beam on a predetermined surface.

【0022】(1-1-5) 前記計測結像レンズと参照結像レ
ンズの一部は共有されていること。
(1-1-5) The measurement imaging lens and a part of the reference imaging lens are shared.

【0023】(1-1-6) 前記投光光学系は前記計測マスク
を物体面に結像し、前記参照マスクを前記投影光学系と
物体面との間で空中像を形成していること。
(1-1-6) The light projection optical system forms an image of the measurement mask on an object plane, and the reference mask forms an aerial image between the projection optical system and the object plane. .

【0024】(1-1-7) 前記参照光束は前記投影光学系の
最終面で反射すること等を特徴としている。
(1-1-7) The reference light beam is reflected by a final surface of the projection optical system.

【0025】(1-2) 投影光学系の結像面近傍に設けた物
体面に該投影光学系の光軸に対して斜方向から投光光学
系によりパターンを投影し、該物体面上に形成したパタ
ーンの像を受光光学系によって光検出素子で検出し、該
光検出素子からの信号を利用して、該物体面の光軸方向
の面位置情報を検出する面位置検出装置において、該投
光光学系は、第1のマスクと第2のマスクと、第1の投
光光学系と第2の投光光学系とを有し、第1のマスクは
そこからの光束が、第1の投光光学系の瞳面近傍に偏心
して設けられた開口絞りで制限されて計測用光束とし
て、物体面上に投光され、その反射光が受光光学系に取
り込まれ、光検出素子上に再結像され、第2のマスクは
そこからの光束が、第2の投光光学系の瞳面近傍に偏心
して設けられた開口絞り上の光束偏向部材により偏向さ
れて、物体面で反射することなく受光光学系に入光され
外乱要因補正用の参照光束として該光検出素子上に再結
像しており、該光検出素子からの信号を用いて該物体面
の面位置情報を求めていることを特徴としている。
(1-2) A pattern is projected from an oblique direction with respect to the optical axis of the projection optical system by an illumination optical system onto an object surface provided in the vicinity of the imaging plane of the projection optical system. An image of the formed pattern is detected by a photodetector by a light receiving optical system, and a signal from the photodetector is used to detect surface position information of the object surface in the optical axis direction. The light projecting optical system has a first mask, a second mask, a first light projecting optical system and a second light projecting optical system, and the first mask emits a light beam from the first mask. The projection optical system is projected on the object plane as a measurement light beam, limited by an aperture stop provided eccentrically near the pupil plane of the projection optical system, and the reflected light is captured by the light receiving optical system and is reflected on the photodetector. The second mask is re-imaged, and the light beam from the second mask is eccentrically provided near the pupil plane of the second projection optical system. The light is deflected by the upper light beam deflecting member, enters the light receiving optical system without being reflected by the object surface, and is re-imaged on the light detection element as a reference light beam for disturbance factor correction. Is used to determine surface position information of the object surface.

【0026】特に、 (1-2-1) 前記第1の投光光学系と第2の投光光学系の一
部は共有されていることを特徴としている。
In particular, (1-2-1) the first light projecting optical system and a part of the second light projecting optical system are shared.

【0027】本発明の露光装置は、 (2-1) 構成(1-1) 又は(1-2) の面位置検出装置を用いて
第1物体と第2物体との相対的な位置合わせを行った後
に第1物体上のパターンを第2物体上に転写しているこ
とを特徴としている。
The exposure apparatus according to the present invention comprises the following steps: (2-1) The relative position between the first object and the second object is adjusted by using the surface position detecting device having the constitution (1-1) or (1-2). The method is characterized in that the pattern on the first object is transferred onto the second object after performing.

【0028】本発明のデバイスの製造方法は、 (3-1) 構成(1-1) 又は(1-2) の位置検出装置を用いて、
マスクとウエハーとの相対的な位置検出を行った後に、
マスク面上のパターンをウエハー面上に転写し、次いで
該ウエハーを現像処理工程を介してデバイスを製造して
いることを特徴としている。
The method for manufacturing a device of the present invention comprises the steps of: (3-1) using the position detecting device of the constitution (1-1) or (1-2),
After detecting the relative position between the mask and the wafer,
The device is characterized in that a pattern on a mask surface is transferred onto a wafer surface, and then the wafer is subjected to a development process to produce a device.

【0029】(3-2) 構成(2-1) の露光装置を用いてマス
ク面上のパターンをウエハー面上に転写し、次いで該ウ
エハーを現像処理工程を介してデバイスを製造している
ことを特徴としている。
(3-2) The pattern on the mask surface is transferred onto the wafer surface using the exposure apparatus of the constitution (2-1), and then the wafer is subjected to a developing process to produce a device. It is characterized by.

【0030】[0030]

【発明の実施の形態】本発明の面位置検出装置の面位置
検出の基本的な原理は、被検面(物体面)であるウエハ
ー表面に光束を斜め方向から照射し、被検面で反射した
光束を位置検出素子で検出し、位置検出素子面上での光
束の位置ズレ量から被検面のZ方向(光軸方向)の位置
情報(フォーカス情報)を検出する、所謂斜入射方法を
利用したものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The basic principle of the surface position detection of the surface position detecting apparatus according to the present invention is as follows. A light beam is radiated obliquely onto a wafer surface as an object surface (object surface) and reflected on the object surface. A so-called oblique incidence method, in which the detected light flux is detected by a position detecting element, and position information (focus information) in the Z direction (optical axis direction) of the surface to be detected is detected from the amount of positional deviation of the light flux on the position detecting element surface. It was used.

【0031】また被検査面内の任意の位置に複数の面計
測用の光束を投影し、各々の計測点でのフォーカス情報
から被検面のチルト量を算出するようにしている。
Further, a plurality of light beams for surface measurement are projected at arbitrary positions in the surface to be inspected, and the amount of tilt of the surface to be inspected is calculated from focus information at each measurement point.

【0032】図1には、本発明の面位置検出装置の実施
形態1の検出原理の要部概略図である。図1に記載のウ
エハー面4の位置検出機構は、説明の簡略化のために、
ウエハー4面上の1計測点の検出手段についてのみ記し
ている。
FIG. 1 is a schematic view of a principal part of a detection principle of a first embodiment of a surface position detecting device according to the present invention. The mechanism for detecting the position of the wafer surface 4 shown in FIG.
Only the means for detecting one measurement point on the four surfaces of the wafer is described.

【0033】図1において、LSはLED 等の面位置検出用
の発光光源である。
In FIG. 1, LS is a light-emitting light source for detecting a surface position such as an LED.

【0034】一般に被検面(物体面)であるウエハー表
面には感光剤であるレジストが厚さ1 μm程度といった
薄膜状に塗布されている。ウエハーのレジスト表面の面
位置を高精度に検出するためには、レジスト薄膜による
光の干渉の影響を除去する必要がある。そのためには、
面計測用の光源の波長幅を拡げることが効果的である。
In general, a resist as a photosensitive agent is applied in a thin film having a thickness of about 1 μm on the surface of a wafer as a test surface (object surface). In order to detect the surface position of the resist surface of the wafer with high accuracy, it is necessary to remove the influence of light interference by the resist thin film. for that purpose,
It is effective to increase the wavelength width of the light source for surface measurement.

【0035】一方、ウエハー面上には形状や、材質の異
なる様々なデバイスパターンが形成されている。半導体
素子の製造の工程毎にまたはショット領域内において局
所的に面計測光の反射率が異なるために、光束の入射位
置を検出する位置検出素子(光検出素子)上で検出され
る光信号の強度も異なる。
On the other hand, various device patterns having different shapes and materials are formed on the wafer surface. Since the reflectivity of the surface measurement light is different in each manufacturing process of the semiconductor element or locally in the shot area, the light signal detected on the position detection element (light detection element) for detecting the incident position of the light flux is detected. The strength is also different.

【0036】高精度な面位置計測を保つためには、工程
毎またはショット内の計測点毎に、入射される光の強度
を調節して常に信号強度を一定に保ち、取り込まれる信
号のS/N 比を高くすることが必要である。
In order to maintain high-accuracy surface position measurement, the intensity of incident light is adjusted at each step or at each measurement point in a shot to keep the signal intensity constant, and the S / S It is necessary to increase the N ratio.

【0037】光量制御が容易でかつ、ブロードな波長帯
域を放射する光源として本実施形態では、LED を用いて
いる。
In this embodiment, an LED is used as a light source that easily controls the light amount and emits a broad wavelength band.

【0038】本実施形態では、発光光源LSから発せられ
る光の強度を光源からの出力を変えたり、フィルター等
を用いて任意にコントロールしている。
In the present embodiment, the intensity of light emitted from the light emitting light source LS is arbitrarily controlled by changing the output from the light source or using a filter or the like.

【0039】発光光源LSから発せられた光は、スリット
板50を照明する。スリット板50上には図2(A),
(B)に示すように、面位置計測用のスリット(パター
ン)50aが施されている。
The light emitted from the light source LS illuminates the slit plate 50. As shown in FIG.
As shown in (B), a slit (pattern) 50a for surface position measurement is provided.

【0040】図1にて投光光学系PLは2つのレンズ1
1,12を有している。レンズ11、12により、スリ
ット50aを被検面であるウエハー4上に投影してい
る。レンズ11、12によりスリット板50とウエハー
4の表面は光学的な略共役関係になっている。
In FIG. 1, the light projecting optical system PL has two lenses 1.
1 and 12. The slits 50a are projected onto the wafer 4 as the surface to be measured by the lenses 11 and 12. Due to the lenses 11 and 12, the surface of the slit plate 50 and the surface of the wafer 4 have an optically substantially conjugate relationship.

【0041】レンズ(投光光学系)PLの瞳面(フーリ
エ変換面)には開口絞り31を配置しており、投影され
る光束のNA(開口数)を制限している。
An aperture stop 31 is arranged on the pupil plane (Fourier transform plane) of the lens (light projection optical system) PL, and limits the NA (numerical aperture) of the projected light beam.

【0042】開口絞り31には、2ヶの開口31a,3
1bがお互いに投光光学系PLの光軸PLaに対称に形
成されており、一方の開口31bには光学くさび等の光
偏向部材41が取り付けられていて、光束(参照光束)を
偏向させる働きをしている。
The aperture stop 31 has two openings 31a, 3
1b are formed symmetrically with respect to the optical axis PLa of the light projecting optical system PL, and a light deflecting member 41 such as an optical wedge is attached to one opening 31b to deflect a light beam (reference light beam). You are.

【0043】本実施形態では、参照光束側に光学くさび
41が設けられており、レンズ12を射出した参照光束
がウエハー面4へ投影されずに、直接に受光光学系(再
結像光学系)DPに入光されるようにしている。
In this embodiment, the optical wedge 41 is provided on the reference light beam side, and the reference light beam emitted from the lens 12 is not projected onto the wafer surface 4 but directly received light optical system (re-imaging optical system). The light is allowed to enter the DP.

【0044】一方、面計測用光束(計測光束)の開口絞
り31の他方の開口31aには光束偏向部材は設けられ
ておらず、第2フーリエ変換レンズ(レンズ)12を射
出した面計測用光束はウエハー表面4に向けて集光結像
される。
On the other hand, no light beam deflecting member is provided in the other opening 31a of the aperture stop 31 for the surface measurement light beam (measurement light beam), and the surface measurement light beam emitted from the second Fourier transform lens (lens) 12 is used. Are focused and imaged toward the wafer surface 4.

【0045】次に、図1において、面計測用光束の光路
と結像関係について詳細に説明する。
Next, referring to FIG. 1, the optical path of the light beam for surface measurement and the image forming relationship will be described in detail.

【0046】面計測用のマーク(パターン)が形成され
たスリット板50から発せられた光束は、投光光学系P
Lの光軸PLaから偏心した開口絞り31を通過し面計
測用光束として、第2フーリエ変換レンズ12によって
ウエハー表面4に結像される。ウエハー表面で正反射し
た面計測用光束は受光用の再結像光学系DPのひとつで
ある第3フーリエ変換レンズ21により開口絞り32に
導かれる。投光光学系PL中の開口絞り31と同様にレ
ンズ光軸DPaから偏心した位置の開口32aを通り、
第4フーリエ変換レンズ22によって位置検出素子(光
検出素子)D 上に再結像される。
The light beam emitted from the slit plate 50 on which the mark (pattern) for surface measurement is formed is transmitted to the light projecting optical system P.
The light passes through the aperture stop 31 decentered from the optical axis PLa of L and is imaged on the wafer surface 4 by the second Fourier transform lens 12 as a light beam for surface measurement. The light beam for surface measurement specularly reflected on the wafer surface is guided to the aperture stop 32 by the third Fourier transform lens 21 which is one of the re-imaging optical systems DP for light reception. Like the aperture stop 31 in the light projection optical system PL, the light passes through the aperture 32a at a position decentered from the lens optical axis DPa,
The image is re-imaged on the position detecting element (light detecting element) D by the fourth Fourier transform lens 22.

【0047】次に、参照光路の光路と結像関係について
詳細に説明する。
Next, the optical path of the reference optical path and the imaging relationship will be described in detail.

【0048】上記面計測用光束と共通の面計測用マーク
が形成されたスリット板50から発せられた光束は、開
口絞り31にて、上記面計測用光束に対して、投光光学
系PLの光軸PLaに対称な位置に偏心して設けられた
開口31bを通過する。ここで参照光光束は光学くさび
等の光偏向部材41によってある角度に偏向される。偏
向された光束は参照用光束として第2フーリエ変換レン
ズ12を介して、ウエハー面での反射を介することな
く、ウエハー面とは略平行に受光光学系DPの開口に向
かって進む。結像点は、ウエハー4上での面計測用の光
束の結像点のほぼ上空に空中像として結像されることに
なる。
The light beam emitted from the slit plate 50 on which the surface measurement mark common to the surface measurement light beam is formed is transmitted by the aperture stop 31 to the surface measurement light beam of the light projecting optical system PL. It passes through an opening 31b provided eccentrically at a position symmetrical to the optical axis PLa. Here, the reference light beam is deflected to a certain angle by a light deflecting member 41 such as an optical wedge. The deflected light beam travels as a reference light beam through the second Fourier transform lens 12 toward the opening of the light receiving optical system DP substantially parallel to the wafer surface without passing through the reflection on the wafer surface. The image forming point is formed as an aerial image substantially above the image forming point of the light beam for surface measurement on the wafer 4.

【0049】ウエハー4を介さずに直接に受光光学系D
Pに入光した光束は、投光光学系LPと同様に設けられ
た開口絞り32の開口32bに設けた光学くさび42に
よって光束の角度が戻される方向に偏向された光束が位
置検出素子D上に結像される。
The light receiving optical system D directly without the intervention of the wafer 4
The light beam entering P is reflected on the position detecting element D by the optical wedge 42 provided in the opening 32b of the aperture stop 32 provided in the same manner as the light projecting optical system LP. Is imaged.

【0050】次に、投光光学系LPおよび、受光光学系
DPの開口絞り31,32の開口偏心量及び、参照光路
中に設けられた光学くさび41の光偏向角度について定
量的に説明する。
Next, the amounts of eccentricity of the apertures 31 and 32 of the light projecting optical system LP and the light receiving optical system DP and the light deflection angle of the optical wedge 41 provided in the reference optical path will be described quantitatively.

【0051】まず、面計測光の偏心量△Lについては、
面計測のための斜め入射角度θと投光光学系LPの第2
フーリエ変換レンズ12の焦点距離f2 によって決まる
ものである。
First, the eccentricity ΔL of the surface measurement light is
Oblique incidence angle θ for surface measurement and the second of projection optical system LP
It is determined by the focal length f2 of the Fourier transform lens 12.

【0052】面計測光束の開口と参照光束の開口を結像
光学系DPの光軸DPaに対称の配置とした場合には以
下の通りとなる。
When the aperture of the surface measurement light beam and the aperture of the reference light beam are arranged symmetrically with respect to the optical axis DPa of the imaging optical system DP, the following is obtained.

【0053】△L= f2*tan(θ/2) 例として、θ=5°、f2 =100 mmとすると、△L=4.4
mm となる。
ΔL = f2 * tan (θ / 2) For example, if θ = 5 ° and f2 = 100 mm, ΔL = 4.4
mm.

【0054】次に、参照光路中に設けられた光束偏向部
材41による偏向角度φはウエハー上空の参照光軸高さ
位置Hと投光光学系LPの第2フーリエ変換レンズ12
の焦点距離f2 に関係する。
Next, the deflection angle φ by the light beam deflecting member 41 provided in the reference optical path is determined by the reference optical axis height position H above the wafer and the second Fourier transform lens 12 of the light projection optical system LP.
Is related to the focal length f2.

【0055】ウエハー上空の参照光路の高さはこの偏向
角度にて任意であり、以下のような関係式となる。
The height of the reference optical path above the wafer is arbitrary at this deflection angle, and is given by the following relational expression.

【0056】H=f2*tan φ 又は、φ=atan(H/f2) ウエハー上空高さ5 mmに参照光束を通したい場合に
は、第2フーリエ変換レンズ12の焦点距離f2 =100
mmとすると、光束偏向部材41による偏向角度はφ=
2.9°である。従って射出偏角が2.9 °相当の光学くさ
びを用いればよいことが分かる。屈折率をn =1.5 、入
射角度0 °とすれば、くさびの頂角は約5.7°である。
H = f2 * tan φ or φ = atan (H / f2) When it is desired to pass a reference light beam to a height of 5 mm above the wafer, the focal length f2 of the second Fourier transform lens 12 is 100 = 100.
mm, the deflection angle of the light beam deflection member 41 is φ =
2.9 °. Therefore, it is understood that an optical wedge having an emission deviation angle of 2.9 ° may be used. If the refractive index is n = 1.5 and the incident angle is 0 °, the apex angle of the wedge is about 5.7 °.

【0057】一方、参照光を受光する受光結像系内の開
口絞り32に配置された光路偏向部材42による偏向角
度は、投光光学系LP内の光束偏向部材41と設定角度
を異なる設定にしてある。これは、受光光学系DP内の
くさび角度を投光系内のくさび角度と同じにすると、位
置検出素子上Dにて面計測光束と参照光束が同位置に形
成されてしまい、信号の分離が出来なくなってしまう現
象を防いでいる。
On the other hand, the deflection angle of the light path deflecting member 42 disposed in the aperture stop 32 in the light receiving / imaging system for receiving the reference light is set differently from that of the light beam deflecting member 41 in the light projecting optical system LP. It is. This is because if the wedge angle in the light receiving optical system DP is the same as the wedge angle in the light projecting system, the surface measurement light flux and the reference light flux are formed at the same position on the position detection element D, and signal separation is not performed. The phenomenon that cannot be done is prevented.

【0058】受光光学系DP内の光路偏向くさび42の
角度を任意に設定することで位置検出素子D上での参照
光束位置を任意にコントロールすることを可能としてい
る。
By arbitrarily setting the angle of the optical path deflection wedge 42 in the light receiving optical system DP, it is possible to arbitrarily control the position of the reference light beam on the position detecting element D.

【0059】例として、受光光学系DPの開口絞り32
のくさび42による偏角を投光光学系LPの開口絞り3
1のくさび41による偏角よりも0.6 °小さくしておけ
ば、位置検出素子上にて、面検出光束から約1 mm離れ
た位置に参照光束が結像される(=f2*tan △φ=100*tan
0.6 )。
As an example, the aperture stop 32 of the light receiving optical system DP
The aperture angle of the light projecting optical system LP is determined by the deviation angle of the wedge 42.
If the angle of deviation is set to be 0.6 ° smaller than the deflection angle due to one wedge 41, the reference light beam is imaged on the position detecting element at a position about 1 mm away from the surface detection light beam (= f2 * tan Δφ = 100 * tan
0.6).

【0060】図3は、その信号の出力の例を示すもので
ある。左の信号が、面計測光信号、右が参照光信号であ
る。上記のように、面計測光信号と参照光信号は、位置
検出素子D上で、面検出計測範囲を十分に含むようにあ
る程度の距離だけ離れて並ぶように設定される。
FIG. 3 shows an example of the output of the signal. The left signal is the surface measurement light signal, and the right signal is the reference light signal. As described above, the surface measurement optical signal and the reference light signal are set on the position detection element D so as to be spaced by a certain distance so as to sufficiently include the surface detection measurement range.

【0061】参照光信号と面計測光信号は、光路の反射
回数が奇数回異なるため、光路中の空気の揺らぎ等の影
響に対しては、お互いに逆方向に動く。
Since the reference light signal and the surface measurement light signal have an odd number of times of reflection in the optical path, they move in opposite directions against the influence of air fluctuations in the optical path.

【0062】面計測光信号と参照光信号を個別に計測
し、計測値を演算処理することで、空気揺らぎや振動に
よる外乱成分の除去をおこなっている。
The surface measurement light signal and the reference light signal are individually measured, and the measured values are subjected to arithmetic processing to remove disturbance components due to air fluctuations and vibrations.

【0063】同一の計測用マークから発せられた光束を
共通として計測光と参照光に使用した場合には、面計測
光の光量変動に伴って光源の光量制御を行うと、参照光
の信号も同様に変動してしまい、飽和したり、低下しす
ぎたりし、同じ条件にて同時に参照光として計測する精
度が低下してしまう。
When the light beam emitted from the same measurement mark is used in common as the measurement light and the reference light, if the light amount of the light source is controlled in accordance with the fluctuation of the light amount of the surface measurement light, the signal of the reference light also becomes Similarly, it fluctuates, saturates or becomes too low, and the accuracy of simultaneous measurement as the reference light under the same conditions decreases.

【0064】図1及び図4において、面計測光束中に透
過光量可変部材52が形成されている。
In FIGS. 1 and 4, a transmitted light amount variable member 52 is formed in the surface measurement light beam.

【0065】この部材52は回転可能であり、透過率が
連続的に可変又は段階的に可変で複数の光学フィルター
(NDフィルター等)が円周状に形成されており回転させ
ることで面計測光束の光量調整を行っている。
The member 52 is rotatable, the transmittance is continuously variable or stepwise variable, and a plurality of optical filters (ND filters and the like) are formed in a circular shape. Light amount adjustment.

【0066】図4は本発明における空気揺らぎや振動等
の外乱要因を補正するようにした面位置検出装置をステ
ップ&リピート方式やステップ&スキャン方式の縮小投
影露光装置へ搭載した要部概略図である。図4において
3は露光光であり、DVUのi線やKrF,ArFのエ
キシマレーザ等からの光束より成り、レクチル1を照明
している。レチクル1にはデバイスパターンが形成され
ている。前記レチクル1はレチクルステージ5に載置さ
れる。
FIG. 4 is a schematic view of a main part in which a surface position detecting device according to the present invention for correcting disturbance factors such as air fluctuation and vibration is mounted on a step-and-repeat type or step-and-scan type reduction projection exposure apparatus. is there. In FIG. 4, reference numeral 3 denotes exposure light, which is composed of a light beam from an i-line of DVU or an excimer laser of KrF or ArF and illuminates the reticle 1. The reticle 1 has a device pattern formed thereon. The reticle 1 is mounted on a reticle stage 5.

【0067】感光基板であるウエハー4はウエハーチャ
ック6に吸着保持されている。ウエハーチャック6はウ
エハーステージ7に載置されており、レーザー干渉計9
00と駆動制御手段1000によってXY方向に駆動制
御されている。
The wafer 4 as a photosensitive substrate is held by suction on a wafer chuck 6. The wafer chuck 6 is mounted on a wafer stage 7 and has a laser interferometer 9.
00 and the drive control means 1000 controls the drive in the XY directions.

【0068】さらに、ウエハーステージ7は、投影露光
系(投影光学系)2の光軸方向(Z方向)の位置、及び
傾きが制御可能となっている。このレチクル1とウエハ
ー4は投影露光系2を介して光学的に共役な位置に置か
れており、不図示の照明光学系からの照明光束3が露光
光束としてレチクル1上に照明している。このレチクル
上の露光光束3は、投影露光系2の投影倍率に比した大
きさの露光光束をウエハー4上に形成するものである。
一括露光の縮小投影露光の場合には、□22mm程度の矩
形の露光領域をワンショット露光する。
Further, the position and inclination of the wafer stage 7 in the optical axis direction (Z direction) of the projection exposure system (projection optical system) 2 can be controlled. The reticle 1 and the wafer 4 are placed at optically conjugate positions via a projection exposure system 2, and an illumination light beam 3 from an illumination optical system (not shown) illuminates the reticle 1 as an exposure light beam. The exposure light beam 3 on the reticle forms an exposure light beam on the wafer 4 having a size compared to the projection magnification of the projection exposure system 2.
In the case of the reduction projection exposure of the batch exposure, a one-shot exposure is performed on a rectangular exposure area of about 22 mm.

【0069】走査型の縮小投影露光の場合には、露光光
束はスリット状に形成され、スリット状の露光光束に対
してレチクルステージ5とウエハーステージ7の双方を
投影光学系2の光学倍率に応じた速度比で一方向に動か
し、固定されたスリット状の露光光束に対して、レチク
ル1上のパターン転写領域とウエハー4上のパターン転
写領域を走査することによって行われる。
In the case of the scanning type reduced projection exposure, the exposure light beam is formed in a slit shape, and both the reticle stage 5 and the wafer stage 7 are moved in accordance with the optical magnification of the projection optical system 2 with respect to the slit exposure light beam. The scanning is performed by moving the pattern transfer area on the reticle 1 and the pattern transfer area on the wafer 4 with respect to the fixed slit-shaped exposure light beam while moving in one direction at a given speed ratio.

【0070】本実施形態の投影露光装置は、ウエハー側
の焦点深度が約1μm以下と微小であり、最適な解像力
を得るために、露光されるウエハー表面の位置を投影光
学系2の最適露光位置に設定している。ウエハーステー
ジ7上に載置されたウエハー4のZ方向の面位置状態
(フォーカス,チルト)を検知すべく、斜入射方法を用
いた面位置検出装置を設定している。
In the projection exposure apparatus of this embodiment, the depth of focus on the wafer side is as small as about 1 μm or less, and the position of the wafer surface to be exposed is adjusted by the optimum exposure position of the projection optical system 2 in order to obtain the optimum resolution. Is set to In order to detect the surface position state (focus, tilt) of the wafer 4 placed on the wafer stage 7 in the Z direction, a surface position detection device using an oblique incidence method is set.

【0071】図5は投影露光装置として走査型露光装置
を用いた場合のウエハー4上における露光領域と面位置
計測点の関係の例を示したものである。走査露光の場
合、リアルタイムのフォーカス、チルト計測及び補正を
行う必要があり、かつ往復走査に対応しなければならな
い。
FIG. 5 shows an example of the relationship between the exposure area on the wafer 4 and the surface position measurement points when a scanning exposure apparatus is used as the projection exposure apparatus. In the case of scanning exposure, it is necessary to perform real-time focus, tilt measurement and correction, and it is necessary to cope with reciprocal scanning.

【0072】走査露光の方向(B方向又はF方向)に応
じて計測点を使い分けるためにスリット状の露光領域E
Fを挟んで、距離Lだけ離れかつ対称な位置に、面位置
計測点A1,B1,C1と面位置計測点A3,B3,C
3を設定している。
In order to properly use the measurement points according to the scanning exposure direction (B direction or F direction), a slit-shaped exposure area E is used.
The plane position measurement points A1, B1, and C1 and the plane position measurement points A3, B3, and C are located at positions symmetrical and separated by a distance L across F.
3 is set.

【0073】露光スリット領域EF内には、フォーカス
駆動さらにチルト駆動の確認用として、同様に3点の面
位置計測点A2,B2,C2が設定されている。
Similarly, three surface position measurement points A2, B2 and C2 are set in the exposure slit area EF for confirming the focus drive and the tilt drive.

【0074】本実施形態では、計9点の各計測点に面位
置計測用の光束を斜め方向から照射している。計測は、
例えば、F方向の走査露光の場合には、露光位置にさし
かかる以前に前もって3点の計測点A1,B1,C1に
おいて面位置計測を行い、さらには、それら3点のフォ
ーカス値と予め既知の計測点スパン量からY軸回りのチ
ルト量を算出している。
In this embodiment, a total of nine measurement points are irradiated with a light beam for surface position measurement from an oblique direction. The measurement is
For example, in the case of scanning exposure in the F direction, surface positions are measured in advance at three measurement points A1, B1, and C1 before approaching the exposure position, and further, the focus values of these three points and a previously known measurement value are measured. The tilt amount around the Y axis is calculated from the point span amount.

【0075】同様に、B方向の走査露光の場合には、3
点の計測点においてA3,B3,C3において前もって
面位置計測を行い、さらには、それら3点のフォーカス
と予め既知の計測点スパン量からY軸回りのチルト量を
算出している。
Similarly, in the case of scanning exposure in the B direction, 3
The surface positions are measured in advance at A3, B3, and C3 at the measurement points, and the tilt amount around the Y axis is calculated from the focus of those three points and the previously measured measurement point span amount.

【0076】ステージ側の駆動機構指令を送り、露光位
置にさしかかる前に所望のフォーカス,チルト量の駆動
を行っている。
A driving mechanism command on the stage side is sent to drive a desired focus and tilt amount before approaching the exposure position.

【0077】一方、ワンショット一括露光のステップ&
リピート方式の投影露光装置を用いた場合には、最低5
点の計測点を採用してショット領域のフォーカス情報、
及びチルト情報を検出している。
On the other hand, the steps &
When a repeat type projection exposure apparatus is used, at least 5
Focus information of shot area by adopting point measurement points,
And tilt information are detected.

【0078】図1に記載のウエハー面4の面位置情報を
検出する面位置検出装置は、説明の簡略化の為に1計測
点の検出手段についてのみ記している。また、ここでは
説明し易くするために面計測用光束及び参照光束の各主
光線のみを記している。
In the surface position detecting device for detecting the surface position information of the wafer surface 4 shown in FIG. 1, only the means for detecting one measurement point is described for simplification of the description. In addition, only the principal rays of the surface measurement light beam and the reference light beam are shown here for ease of explanation.

【0079】次に、本実施形態の面位置検出装置につい
て図1の説明と一部重複するが説明する。
Next, the surface position detecting device according to the present embodiment will be described, although it partially overlaps with the description of FIG.

【0080】図4においてLSは面位置検出用の発光光
源である。発光光源LSから発せられる光の強度を信号
処理系100によって任意にコントロールしている。発
光光源LSから発せられた光は、スリット板50を照明
する。スリット板50上には図2に示すように、面位置
計測用の複数のスリット50aが施されている。
In FIG. 4, LS is a light source for detecting the surface position. The intensity of light emitted from the light source LS is arbitrarily controlled by the signal processing system 100. Light emitted from the light source LS illuminates the slit plate 50. As shown in FIG. 2, a plurality of slits 50a for surface position measurement are formed on the slit plate 50.

【0081】図4にて投光レンズ(レンズ)11,12
によりスリット板50を被検面であるウエハー4上に投
影している。レンズ11,12によりスリット板50と
ウエハー4の表面は光学的に略共役関係になっている。
In FIG. 4, the light projecting lenses (lenses) 11 and 12 are shown.
Thereby projecting the slit plate 50 on the wafer 4 which is the surface to be inspected. The lenses 11 and 12 make the slit plate 50 and the surface of the wafer 4 optically substantially conjugate.

【0082】計測用のマーク50aが形成されたスリッ
ト板50から発せられた光束は、レンズ(第1フーリエ
変換レンズ)11の光軸11aから偏心した開口絞り3
1の開口31aを通過し、面計測用光束(計測光)とし
て、レンズ(第2フーリエ変換レンズ)12によってウ
エハー表面4に結像される。ウエハー表面で正反射した
面計測用の光束は受光光学系のひとつである受光レンズ
(第3フーリエ変換レンズ)21により開口絞り32に
導かれる。ウエハー表面上のスリット板50の像はレン
ズ11,12中の開口絞り31の開口31aと同様にレ
ンズ光軸から偏心した位置の開口32aを通り、受光レ
ンズ(第4フーリエ変換レンズ)22によって位置検出
素子(撮像手段)D上に再結像している。
The light beam emitted from the slit plate 50 on which the measurement mark 50a is formed is transmitted to the aperture stop 3 eccentric from the optical axis 11a of the lens (first Fourier transform lens) 11.
The light passes through one opening 31a and is imaged on the wafer surface 4 by a lens (second Fourier transform lens) 12 as a surface measurement light beam (measurement light). The light beam for surface measurement specularly reflected on the wafer surface is guided to an aperture stop 32 by a light receiving lens (third Fourier transform lens) 21 which is one of light receiving optical systems. The image of the slit plate 50 on the wafer surface passes through the opening 32a eccentric from the lens optical axis similarly to the opening 31a of the aperture stop 31 in the lenses 11 and 12, and is positioned by the light receiving lens (fourth Fourier transform lens) 22. The image is re-imaged on the detection element (imaging means) D.

【0083】一方、上記面計測用の光束と共通の面計測
用マークが形成されたスリット板50から発せられた光
束は、開口絞り31にて、上記面計測用光束に対してレ
ンズ11の光軸11aに対称な位置に偏心して設けられ
た開口31bを通過する。ここで開口31bを通過した
参照光光束は(参照光)は光学くさび等の光偏向部材4
1によってある角度に偏向される。偏向された光束は参
照用光束として第2フーリエ変換レンズ12を介して、
ウエハー面での反射を介することなく、ウエハー面とは
略平行に受光レンズ21の開口に向かって進む。結像点
は、ウエハー4上での面計測用光束の結像点のほぼ上空
に結像されることになる。
On the other hand, the light beam emitted from the slit plate 50 having the surface measurement mark formed in common with the surface measurement light beam is transmitted from the lens 11 by the aperture stop 31 to the surface measurement light beam. It passes through an opening 31b provided eccentrically at a position symmetric to the axis 11a. Here, the reference light beam that has passed through the opening 31b (reference light) is a light deflection member 4 such as an optical wedge.
Deflected to an angle by 1. The deflected light beam is passed through the second Fourier transform lens 12 as a reference light beam,
The light travels toward the opening of the light receiving lens 21 substantially in parallel with the wafer surface without being reflected by the wafer surface. The image forming point is formed substantially above the image forming point of the light beam for surface measurement on the wafer 4.

【0084】ウエハー4を介さずに直接受光レンズ21
に入光した光束は、レンズ11,12と同様に設けられ
た開口絞りの開口32bを通過し、光学くさび42によ
って光束の角度が戻れされる方向に偏向された光束が受
光レンズ22によって位置検出素子D上に入射し、その
面上にスリット板50の像を再結像している。各要素1
1,12,31,41は投光光学系の一要素を構成し、
各要素21,22,32,42は受光光学系の一要素を
構成している。
The light receiving lens 21 is not directly interposed through the wafer 4
Enters the aperture 32b of the aperture stop provided similarly to the lenses 11 and 12, and the light beam deflected by the optical wedge 42 in the direction in which the angle of the light beam is returned is detected by the light receiving lens 22. The light is incident on the element D, and the image of the slit plate 50 is re-imaged on the surface. Each element 1
1, 12, 31, and 41 constitute one element of the projection optical system,
Each of the elements 21, 22, 32, and 42 constitutes one element of the light receiving optical system.

【0085】本実施形態ではこのように構成することに
より、参照光と計測光の信号を同時に位置検出素子Dに
取り込み、面位置信号処理系100にて空気揺らぎや振
動等の外乱要因が低減されるよう計算処理している。
In the present embodiment, with this configuration, the signals of the reference light and the measurement light are simultaneously taken into the position detecting element D, and the surface position signal processing system 100 reduces disturbance factors such as air fluctuation and vibration. Calculation is performed as follows.

【0086】そして、算出されたウエハー表面4のフォ
ーカス、及びチルト情報をウエハーステージ7のCPU
1000にフィードバックしている。
Then, the calculated focus and tilt information of the wafer surface 4 is transferred to the CPU of the wafer stage 7.
Feedback to 1000.

【0087】次に、本発明の実施形態2について説明す
る。
Next, a second embodiment of the present invention will be described.

【0088】前記実施形態1中にも述べたとおり、高精
度な面位置計測を保つためには、工程毎またはショット
内の計測点毎に、入射される光の強度をコントロールし
て常に信号強度を一定に保ち、取り込まれる信号のS/N
比を高くすることが必要である。
As described in the first embodiment, in order to maintain high-accuracy surface position measurement, the intensity of incident light is controlled for each process or for each measurement point in a shot, and the signal intensity is always controlled. S / N of the acquired signal
It is necessary to increase the ratio.

【0089】そのためには応答性がよくダイナミックレ
ンジの広い光量調整システムが必要である。そういった
一般的な光源として、発光ダイオード(LED )や半導体
レーザー(LD)といった半導体素子を用いれば、その電
流制御で正確な光量制御が可能である。
For this purpose, a light amount adjusting system having a good response and a wide dynamic range is required. If a semiconductor element such as a light emitting diode (LED) or a semiconductor laser (LD) is used as such a general light source, accurate light quantity control can be performed by controlling the current.

【0090】また、実施形態1のように、光束中に、機
械的な回転によって行う光量調節部材等を設けると、そ
れがさらには外乱要因となる恐れがある。
Further, if a light amount adjusting member or the like is provided in the light beam by mechanical rotation as in the first embodiment, the light amount adjusting member may further cause disturbance.

【0091】図6は本実施形態2の要部概略図である。
同図は、面計測用と参照計測用に共通のマーク50を照
明し、かつ面計測光のみ個別に高精度で光量調整を行う
べく、個別に発光波長帯域の異なる2ヶの光源LS1,
LS2を構成したものである。
FIG. 6 is a schematic view of a main part of the second embodiment.
The figure shows two light sources LS1 and LS1, each of which has a different emission wavelength band, in order to illuminate a common mark 50 for surface measurement and reference measurement, and to perform light amount adjustment of only surface measurement light individually with high accuracy.
LS2.

【0092】面計測用光源LS1は薄膜干渉を低減させ
るブロードな帯域の光束λ1を放射する光源であり、一
方の参照用光源LS2としては、上記計測用波長λ1と
は異なる波長λ2の光源よりが構成している。
The surface measurement light source LS1 is a light source that emits a light beam λ1 in a broad band for reducing thin-film interference. On the other hand, the reference light source LS2 is a light source having a wavelength λ2 different from the measurement wavelength λ1. Make up.

【0093】面計測用光源LS1と、参照光照明光源L
S2から発せられた光λ1,λ2は、ハーフミラー75
によって、合成され、共通の照明光学系70によりマス
ク50上の計測用マークを照明する。そして、投光光学
系PLの開口絞り31の面位置においては、面計測光用
の開口部31aには、面計測光光源LS1からの波長帯
域λ1の光束を透過させ、かつ参照光光源LS2からの
波長帯域λ2の光束をカットするような特性の光学フィ
ルター43を設けている。
The surface measurement light source LS1 and the reference light illumination light source L
The light λ1, λ2 emitted from S2 is
And illuminates the measurement mark on the mask 50 by the common illumination optical system 70. Then, at the surface position of the aperture stop 31 of the light projecting optical system PL, the light beam of the wavelength band λ1 from the surface measurement light source LS1 is transmitted through the surface measurement light opening 31a, and the reference light source LS2 is Is provided with an optical filter 43 having such a characteristic as to cut off the luminous flux of the wavelength band λ2.

【0094】一方、参照光開口部31bには、参照光光
源の波長帯域λ2の光束を透過させ、かつ、計測光の波
長帯域λ1の光束をカットするような特性の光学フィル
ターが光学くさび41を表面に形成している。受光光学
系DPは実施形態1と共通の構成である。
On the other hand, the reference wedge 41 is provided with an optical filter having such characteristics as to transmit the luminous flux in the wavelength band λ2 of the reference light source and cut the luminous flux in the wavelength band λ1 of the measurement light. Formed on the surface. The light receiving optical system DP has the same configuration as that of the first embodiment.

【0095】以上のように、面計測照明光源LS1と参
照光照明光源LS2を個別に有する構成とし、波長フィ
ルターで分岐させることで、面計測光のみ個別に光量制
御を可能としている。一方の参照光量はほとんど変化す
ることが無いので一定値に制御しておけばよい。
As described above, the surface measurement illumination light source LS1 and the reference light illumination light source LS2 are separately provided, and the light quantity can be individually controlled only by the surface measurement light by branching the light with the wavelength filter. On the other hand, since the reference light amount hardly changes, it may be controlled to a constant value.

【0096】また、参照光はウエハー表面の薄膜干渉の
影響は無いので、参照光光源として波長分離の容易な単
色(シャープな波長帯域を有するもの)のレーザー光源
で構成してもよい。これは、もちろん上記計測用波長と
は異なるものである。そして、この場合には、投影光学
系LPの開口絞り31の面位置においては、面計測光開
口部31aには、ブロードな帯域λ1の光を透過させ、
かつ参照光の波長をカットするような特性の光学フィル
ターを構成している。
Since the reference light is not affected by the thin-film interference on the wafer surface, a monochromatic laser light source (having a sharp wavelength band) with easy wavelength separation may be used as the reference light light source. This is, of course, different from the measurement wavelength. In this case, at the surface position of the aperture stop 31 of the projection optical system LP, light in the broad band λ1 is transmitted through the surface measurement light aperture 31a,
In addition, an optical filter having a characteristic of cutting the wavelength of the reference light is configured.

【0097】一方、参照光開口部31bには、レーザー
波長の光を透過させ、かつ、計測光の波長帯域をカット
するような特性の光学フィルター(バンドパスフィルタ
ー)を設けている。
On the other hand, the reference light opening 31b is provided with an optical filter (bandpass filter) having a characteristic of transmitting light of a laser wavelength and cutting a wavelength band of measurement light.

【0098】次に、本発明の実施形態3について説明す
る。
Next, a third embodiment of the present invention will be described.

【0099】図7は本実施形態3の要部概略図である。
先の実施形態2において光学くさび41に光学フィルタ
ー(バンドパスフィルター)を設けている。
FIG. 7 is a schematic view of a main part of the third embodiment.
In the second embodiment, the optical wedge 41 is provided with an optical filter (bandpass filter).

【0100】本実施形態では、バンドパスフィルターを
使わないで同様の効果を得ている。本実施形態では図7
に示すように、照明光学系内において、投光光学系PL
の開口絞り31の面と略供役な面となる位置に開口絞り
76を設定し、光束合成ミラー74で参照光と計測光が
個別の光源から導かれるように構成している。
In this embodiment, a similar effect is obtained without using a bandpass filter. In the present embodiment, FIG.
In the illumination optical system, as shown in FIG.
The aperture stop 76 is set at a position that is substantially the same as the surface of the aperture stop 31, and the reference light and the measurement light are guided by individual light sources by the light beam combining mirror 74.

【0101】この構成では、参照光と面計測光の波長特
性が同じ光を用いることが出来るので、外乱要因による
参照光の変化量と面計測光の変化量を同じに近づけるこ
とが出来る。それにより、さらに精度の良い補正システ
ムを構成している。尚、72,73はレンズである。
In this configuration, since the reference light and the surface measurement light have the same wavelength characteristics, the amount of change in the reference light and the amount of change in the surface measurement light due to disturbance factors can be made close to the same. This constitutes a more accurate correction system. Incidentally, reference numerals 72 and 73 are lenses.

【0102】次に、本発明の実施形態4について説明す
る。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described.

【0103】共通の計測用マークから光束を分岐して更
に共通の投光光学系を用いて参照光路と面計測光路を構
成するような本発明の実施形態1〜3では、参照光と面
計測光とでは、ウエハー面近傍の光路の違いにより光路
長に若干の差が生じてくる。この結果、位置検出素子上
では厳密にピントが合っていない状態となる場合があ
る。空気揺らぎ及び他の外乱の影響を精度良く排除する
ためには、双方のピントを位置検出素子上で合わせる必
要がある。
In the first to third embodiments of the present invention in which a light beam is branched from a common measurement mark and a reference light path and a plane measurement light path are formed using a common projection optical system, the reference light and the plane measurement There is a slight difference in light path length between light and light due to the difference in light path near the wafer surface. As a result, there is a case where the focus is not exactly focused on the position detecting element. In order to accurately remove the influence of air fluctuations and other disturbances, it is necessary to adjust both focuses on the position detecting element.

【0104】図8は、本実施形態4の要部概略図であ
る。同図は、面計測光の個別光量制御の問題点と上記の
ピントズレによる問題点を解決した実施例である。
FIG. 8 is a schematic view of a main part of the fourth embodiment. FIG. 9 shows an embodiment in which the problem of the individual light amount control of the surface measurement light and the problem of the above-described defocus are solved.

【0105】マークを投影する投光光学系では、計測用
光束と参照用光束のマーク部を別経路にして、それぞれ
別の照明光を構成したものである。
In the light projecting optical system for projecting a mark, different illumination lights are formed by setting the mark portions of the measurement light beam and the reference light beam to different paths.

【0106】まず、面計測照明系と参照光照明系を別系
統とすることで、個別に光量制御が可能としている。さ
らに、この構成をとれば、光量制御の改善のみならず、
位置検出素子上での計測光と参照光のピント調整も独立
して行えるというメリットがある。
First, by separately providing the surface measurement illumination system and the reference light illumination system, the light amount can be individually controlled. Furthermore, this configuration not only improves the light amount control, but also
There is an advantage that the focus adjustment of the measurement light and the reference light on the position detection element can be performed independently.

【0107】次に、具体的な構成を説明する。Next, a specific configuration will be described.

【0108】投光光学系PLに設けられた、光路合成ミ
ラー15は、光源LS1からの面計測光束と光源LS2
からの参照光束を合成するものである。光源LS1から
の面計測光束が当たる部分には高反射の金属膜が形成さ
れており、投光光学系PLのひとつである第2フーリエ
変換レンズ12に入光するように反射される。一方の光
源LS2からの参照光束が当たる部分は素ガラスとなっ
ており、透過して第2フーリエ変換レンズ22に入光す
る。
The optical path synthesizing mirror 15 provided in the light projecting optical system PL includes a surface measurement light flux from the light source LS1 and the light source LS2.
To synthesize the reference light beam from A high-reflection metal film is formed in a portion where the surface measurement light beam from the light source LS1 shines, and is reflected so as to enter the second Fourier transform lens 12, which is one of the light projection optical systems PL. The portion where the reference light beam from one light source LS <b> 2 hits is made of plain glass, passes through and enters the second Fourier transform lens 22.

【0109】50Mは面計測用のマークが形成された第
1のマスクである。他方の50Rが参照計測用のマーク
が形成された第2のマスクである。
50M is a first mask on which a mark for surface measurement is formed. The other 50R is a second mask on which a mark for reference measurement is formed.

【0110】第1のマスク50Mの投光用の第1の投光
光学系の一部のレンズ11Mと第2のマスク50Rの投
光用の第2の投光光学系の一部のレンズ11Rを別構成
とし、各々の第1フーリエ変換レンズ11M、11Rと
共通の第2フーリエ変換レンズ12の光学距離の調整
で、各々のピント面調整を可能としている。
A part of the lens 11M of the first projection optical system for projecting the first mask 50M and a part of the lens 11R of the second projection optical system for projecting the second mask 50R. Is a separate configuration, and each focus plane can be adjusted by adjusting the optical distance of the second Fourier transform lens 12 common to each of the first Fourier transform lenses 11M and 11R.

【0111】また、計測に用いるマーク50M,50R
も別なので、図9に示すように、マスク上にて面計測用
のマーク図9(A)と参照計測のマーク図9(B)の位
置を所定量だけずらして置けば位置検出素子D上で所定
量離して2ヶの信号を形成することが容易である。
The marks 50M, 50R used for measurement are
As shown in FIG. 9, if the positions of the surface measurement mark (FIG. 9A) and the reference measurement mark (FIG. 9B) are shifted by a predetermined amount on the mask, as shown in FIG. Thus, it is easy to form two signals separated by a predetermined amount.

【0112】また、投光光学系PL内の開口絞り31R
に構成された光学くさび41と受光光学系DP内に構成
された光学くさび42も同一の頂角のもので良い。
The aperture stop 31R in the light projecting optical system PL
The optical wedge 41 and the optical wedge 42 formed in the light receiving optical system DP may have the same apex angle.

【0113】受光光学系DPは実施形態1と同様に、共
通の結像光学系にて構成している。
The light receiving optical system DP comprises a common image forming optical system as in the first embodiment.

【0114】図10は図8の面位置検出装置を有した投
影露光装置の要部概略図である。基本構成は図4の実施
形態1と同様である。
FIG. 10 is a schematic view of a main part of a projection exposure apparatus having the surface position detecting device of FIG. The basic configuration is the same as that of the first embodiment in FIG.

【0115】次に、本発明の実施形態5について説明す
る。
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described.

【0116】以上に説明してきた各実施形態では、ウエ
ハー面上の1点を計測する為の面位置検出系について説
明してきたが、本発明の特徴である、投光光学系の瞳面
にて複数の偏心開口を有し、かつ一方の光束を偏向させ
る方法を用いることで、チルト計測のための複数点投影
の構成でも、各計測点毎に同一の位置検出素子上に参照
光と面計測光を同時に形成することができる。
In each of the embodiments described above, the surface position detecting system for measuring one point on the wafer surface has been described. However, the present invention is characterized by the fact that the pupil plane of the light projecting optical system is a feature of the present invention. By using a method that has a plurality of eccentric apertures and deflects one light beam, even in the configuration of multiple point projection for tilt measurement, reference light and surface measurement are performed on the same position detection element for each measurement point. Light can be formed simultaneously.

【0117】図11は、本実施形態5の要部概略図であ
る。同図は、斜め多点投影によるチルト検出光学系の例
である。図は、簡略化のために主光線のみ記する。
FIG. 11 is a schematic view of a main part of the fifth embodiment. FIG. 1 shows an example of a tilt detection optical system based on oblique multipoint projection. The figure shows only the chief ray for simplification.

【0118】同図において、分割プリズム80M、80
Rによって、ウエハー上に斜め投影される複数計測点毎
(図では3点であるがいくつでも良い)にピント位置の
異なる投光光学系を構成している。また受光光学系に
は、計測分解能の向上のために拡大再結像光学系が、計
測点毎に構成されている。
In the figure, the splitting prisms 80M, 80
By R, a light projecting optical system having a different focus position is configured for each of a plurality of measurement points obliquely projected on the wafer (three points in the figure, but any number may be used). In the light receiving optical system, an enlarged re-imaging optical system is provided for each measurement point in order to improve the measurement resolution.

【0119】これらの斜め多点投影によるチルト検出光
学系において、投光光学系の瞳面に所定の複数の開口と
光偏向部材で各計測点毎に同一の位置検出素子上に参照
光と面計測光を同時に形成し、各計測点毎に空気揺らぎ
や振動等の外乱要因補正することが可能である。
In the tilt detection optical system based on these oblique multipoint projections, a plurality of predetermined apertures and a light deflecting member are provided on the pupil plane of the projection optical system, and the reference light and the surface are located on the same position detecting element at each measurement point. It is possible to simultaneously form measurement light and correct disturbance factors such as air turbulence and vibration at each measurement point.

【0120】計測点の数だけ設けられた照明系75から
の光は、マスク面51M上に形成された各計測点に対応
したマークを照明する。
Light from the illumination systems 75 provided as many as the number of measurement points illuminates marks corresponding to each measurement point formed on the mask surface 51M.

【0121】マスク面51M上の個々のマークから照射
された光束は、合成プリズム80Mで光束が合成され、
面計測光用の投光光学系11M,12によってウエハー
表面4上に斜め投影される。面計測光の各計測点におけ
る結像関係は、各主光線上の●印で表されている。
The light beams emitted from the individual marks on the mask surface 51M are combined by the combining prism 80M.
The light is projected obliquely onto the wafer surface 4 by the projection optical systems 11M and 12 for surface measurement light. The imaging relationship of the plane measurement light at each measurement point is represented by a black circle on each principal ray.

【0122】合成プリズム80Mは、光軸と垂直の断面
にて近接した複数の光束を空間的に分離させ、各計測点
毎に個別の照明系75を設けられるようにしている。こ
れにより個別光量調整を可能になる。また、検出マーク
を同一平面内に並べることが出るために、一枚のマスク
部材上に計測点数分のマーク形成を行えばよいので効率
がよい。
The combining prism 80M spatially separates a plurality of luminous fluxes that are close to each other in a cross section perpendicular to the optical axis so that an individual illumination system 75 can be provided for each measurement point. This enables individual light quantity adjustment. Further, since the detection marks can be arranged in the same plane, it is only necessary to form marks for the number of measurement points on one mask member, so that the efficiency is high.

【0123】受光側でも同様に各計測点毎に位置検出素
子DA,DB,DC上に光束を導く必要があるので、分
岐プリズム90を用いて複数の近接した光束を個々の受光
光学系95に導くよう分岐させている。
Similarly, on the light receiving side, it is necessary to guide a light beam onto the position detecting elements DA, DB, and DC for each measurement point. It branches to lead.

【0124】一方、参照光用の投光光学系のほうも、同
様に、計測点の数だけ設けられた照明系76からの光
は、マスク面51M上に形成された各計測点に対応した
マークを照明する。
On the other hand, in the projection light optical system for the reference light, similarly, the light from the illumination systems 76 provided as many as the number of measurement points corresponds to each measurement point formed on the mask surface 51M. Light the mark.

【0125】マスク面51M上の個々のマークから照射
された光束は、合成プリズム81Rで光束合成され、参
照光用の投光光学系11R、12によってウエハー4上
空の空間上に投影される。参照光の各計測点における結
像関係は、各主光線上の矢印で表されている。本発明の
では、参照光用の投光光学系の開口絞り面31Rにて偏
心させ且つ光束偏向部材41により参照光のみ角度をか
える構成により、参照光は一括でウエハー面上空に結像
される。
The light beams emitted from the individual marks on the mask surface 51M are combined by the combining prism 81R, and are projected onto the space above the wafer 4 by the reference light projecting optical systems 11R and 12R. The imaging relationship of the reference light at each measurement point is represented by an arrow on each principal ray. According to the present invention, the reference light is collectively imaged above the wafer surface by a configuration in which the reference light is decentered at the aperture stop surface 31R of the projection optical system for reference light and only the reference light is changed in angle by the light beam deflecting member 41. .

【0126】ここで、多点の斜め投影系では、参照光束
と計測光束を各計測点毎に同一マークから分岐する構成
をとると、ピント位置が異なる計測点A とC では参照光
と計測光の各受光光学素子DA,DC上でのピント位置
が一致しなくなる。
Here, in the multi-point oblique projection system, if the reference light beam and the measurement light beam are branched from the same mark at each measurement point, the reference light beam and the measurement light beam are used at the measurement points A and C at different focus positions. The focus positions on the respective light receiving optical elements DA and DC do not match.

【0127】これは、参照光と計測光の反射回数が、非
検査面であるウエハー面の反射の有無の差により生じて
しまう問題である。従って、図11に示すとおり、投光
光学系において、参照光と面計測光を別々のマスク51
Mより導き、光路合成ミラー15にて合成してウエハー
面4に投影する方法をとることが好ましい。この方法に
よれば、参照光のマスク4の向きが任意なので、受光側
の計測点毎に設けられた位置検出素子D上に参照光、面
計測光ともにピントを結ばせることが出来る。
This is a problem that the number of reflections of the reference light and the measurement light is caused by the difference between the presence or absence of reflection on the wafer surface which is a non-inspection surface. Therefore, as shown in FIG. 11, in the light projecting optical system, the reference light and the surface
It is preferable to adopt a method in which the light is guided from M, combined by the optical path combining mirror 15 and projected onto the wafer surface 4. According to this method, since the direction of the mask 4 for the reference light is arbitrary, both the reference light and the surface measurement light can be focused on the position detection element D provided for each measurement point on the light receiving side.

【0128】以上に示してきた実施例では、参照光束を
非検査面に反射させることなく、直接受光光学系に導
き、非検査面を反射した検査光束と同じセンサー上に導
く構成を示しているが、図12に示すとおり、参照光束
を基準の面、つまり、投影レンズの最終面や、専用に設
けられた基準反射面に反射させたのちに受光光学系に導
き、検査光束と同じセンサー上に再結像させる構成をと
ることも有効である。特に、この場合、計測光と参照光
の反射回数が等しいために空気の揺らぎや振動等による
信号の変動方向と変動量を等しくすることが出来る。
In the embodiment described above, the reference light beam is guided directly to the light receiving optical system without being reflected on the non-inspection surface, and is guided on the same sensor as the inspection light beam reflected on the non-inspection surface. However, as shown in FIG. 12, the reference light beam is reflected on a reference surface, that is, the final surface of the projection lens or a reference reflection surface provided for exclusive use, and then guided to a light receiving optical system, where the reference light beam is on the same sensor as the inspection light beam. It is also effective to adopt a configuration in which the image is re-imaged on the image. In particular, in this case, since the number of reflections of the measurement light and the reference light is equal, the direction of change and the amount of change of the signal due to the fluctuation or vibration of the air can be made equal.

【0129】また、計測光と参照光を同一センサー上に
導いているために、センサー自体の熱膨張などによる変
動要因を排除することが出来る。
Further, since the measurement light and the reference light are guided on the same sensor, it is possible to eliminate a fluctuation factor due to thermal expansion of the sensor itself.

【0130】ここで、本実施例で特徴的なことは、投影
光学系の光軸とウエハー表面とのなす角度αは、 α=0° であり、ウエハー面計測光の光軸(光束の中心)と基準
面(レンズの最終面または専用の基準反射面等)への参
照光軸はマーク投影レンズの光軸に対して対称に配置さ
れている。
Here, what is characteristic of this embodiment is that the angle α between the optical axis of the projection optical system and the wafer surface is α = 0 °, and the optical axis of the wafer surface measurement light (the center of the light beam) ) And a reference optical axis to a reference surface (the last surface of the lens or a dedicated reference reflection surface, etc.) are symmetrically arranged with respect to the optical axis of the mark projection lens.

【0131】図12において、投影光学系内の開口絞り
部には光軸に対して対称な位置に2つの開口が設けられ
ており、かつ開口部にはそれぞれ光束偏向部材(光学く
さび)41M,41Rが設けられている。
In FIG. 12, two apertures are provided at positions symmetrical with respect to the optical axis in an aperture stop in the projection optical system, and light flux deflecting members (optical wedges) 41M and 41M are provided in the apertures, respectively. 41R are provided.

【0132】41Mは面計測光束に対応し、41Rは基
準光束に対応する。
Reference numeral 41M corresponds to the surface measurement light beam, and 41R corresponds to the reference light beam.

【0133】以下に、投影光学系及び、受光光学系の開
口絞り部の面計測光束と参照光束の開口偏心量及び、光
偏向角度について定量的に説明する。
Hereinafter, the eccentricity of the aperture and the light deflection angle of the surface measurement light beam and the reference light beam of the aperture stop of the projection optical system and the light receiving optical system will be described quantitatively.

【0134】まず、投影光学系内での面計測光と参照光
の、投影レンズ光軸に対する偏心量ΔLについては、面
計測のための斜め入射角度θと投影光学系第2フーリエ
変換レンズ12の焦点距離f2によって決まるものであ
る。
First, the amount of eccentricity ΔL of the surface measurement light and the reference light in the projection optical system with respect to the optical axis of the projection lens is determined by oblique incidence angle θ for surface measurement and the amount of the second Fourier transform lens 12 It is determined by the focal length f2.

【0135】面計測光束の開口と参照光束の開口を結像
光学系の光軸に対称の配置とした場合には以下の通りと
なる。
When the aperture of the surface measurement light beam and the aperture of the reference light beam are arranged symmetrically with respect to the optical axis of the imaging optical system, the following is obtained.

【0136】△L= f2*tan(θ/2) 例として、ウエハーの表面とのなす角度θ=5°、f2=100
mmとすると、ΔL=8.75mmとなる。
ΔL = f2 * tan (θ / 2) As an example, the angle θ with respect to the surface of the wafer = 5 °, f2 = 100
mm, ΔL = 8.75 mm.

【0137】次に、投影光学系の開口絞り部の面計測光
束中および参照光束中に設けられた光束偏向部材41に
よる偏向角度φについて見積もる。これらは、ウエハー
表面に対する投影光学系の光軸の高さH1や、参照光束
を反射させる基準面の高さと投影光学系第2フーリエ変
換レンズ12の焦点距離f2に関係する。
Next, the deflection angle φ by the light beam deflecting member 41 provided in the surface measurement light beam and the reference light beam of the aperture stop of the projection optical system will be estimated. These are related to the height H1 of the optical axis of the projection optical system with respect to the wafer surface, the height of the reference plane for reflecting the reference light beam, and the focal length f2 of the second Fourier transform lens 12 of the projection optical system.

【0138】仮に投影光学系の光軸がウエハー面と基準
面の中間に設定するとH=H1=H2となり、以下のよ
うな関係式となる。
Assuming that the optical axis of the projection optical system is set between the wafer surface and the reference surface, H = H1 = H2, and the following relational expression is obtained.

【0139】H= f2*tanφ または、φ= atan(H/f2) ウエハー上空高さH1=10mmに投影光学系の光軸を設
定した場合には、第2フーリエ変換レンズ12の焦点距
離f2=100mmとすると、光束偏向部材による偏向角度は
φ=5.7°となる。
H = f2 * tanφ or φ = atan (H / f2) When the optical axis of the projection optical system is set to a height H1 = 10 mm above the wafer, the focal length f2 of the second Fourier transform lens 12 is If it is 100 mm, the deflection angle by the light beam deflecting member is φ = 5.7 °.

【0140】従って射出偏角が5.7°相当の光学くさび
を用いれば良いことが分かる。屈折率をn=1.5、入射角
度0°とすれば、くさびの頂角は約11.2°とすれば良い
ことが分かる。
Accordingly, it can be seen that an optical wedge having an emission deflection angle of 5.7 ° may be used. It can be seen that if the refractive index is n = 1.5 and the incident angle is 0 °, the apex angle of the wedge should be about 11.2 °.

【0141】一方、計測光と参照光を受光する受光結像
系内の瞳面にも同様に光軸に対して対称に2つの開口が
設けられかつ、それぞれの開口に光路偏向部材が配置さ
れているが、これらの偏向角度は、投影光学系内の光束
偏向部材と設定角度を若干異なる設定にしてある。これ
は、受光光学系内のくさび角度を投光系内のくさび角度
と同じにすると、同一位置検出素子上にて面計測光束と
参照光束が同位置に形成されてしまい、信号の分離が出
来なくなってしまうことを防いでいる。
On the other hand, two apertures are similarly provided symmetrically with respect to the optical axis on the pupil plane in the light receiving and imaging system that receives the measurement light and the reference light, and an optical path deflecting member is disposed in each of the apertures. However, these deflection angles are set slightly different from those of the light beam deflecting member in the projection optical system. This is because if the wedge angle in the light receiving optical system is the same as the wedge angle in the light projecting system, the surface measurement light beam and the reference light beam are formed at the same position on the same position detection element, and the signals can be separated. It has been prevented from disappearing.

【0142】上記に示したような、基準面に反射させる
参照光のタイプと、最初の実施例に説明したような基準
面を介することなく空中を通す参照光のタイプの2通り
を開口絞り上にて切り替え可能なようにしておくことに
よって、それぞれ良い条件で選択するようにしても良
い。
The two types of reference light reflected on the reference surface as described above, and the type of reference light transmitted through the air without passing through the reference surface as described in the first embodiment, are formed on the aperture stop. It is also possible to make selections under good conditions by making it possible to switch by.

【0143】[0143]

【発明の効果】本発明によれば以上のように各要素を設
定することにより、空気揺らぎや機械の振動等の外乱要
因をトータル的に補正し、システムの高精度化を簡便且
つ効率よい構成で実現した面位置検出装置及びそれを用
いたデバイスの製造方法を達成することができる。
According to the present invention, by setting each element as described above, disturbance factors such as air turbulence and mechanical vibration are totally corrected, and the system can be easily and efficiently made highly accurate. And a method for manufacturing a device using the same.

【0144】又、以上説明したように、本発明では、面
計測用マークをウエハー表面に対して斜め方向から投影
する投光光学系と、ウエハー表面からの正反射光を受光
する受光光学系を有し、面計測用投影マークから発せら
れた光束を分割し、一方をウエハー等の被検査面上に斜
め投影し、一方は、被検査面を反射することなく空気揺
らぎや振動等の外乱要因を検出する参照光として直接受
光光学系に入光され、面計測光と同一の位置検出素子上
に集光される面位置検出装置において、投光光学系およ
び受光光学系の瞳面において、面計測用光束と参照光束
の開口を別とし、かつ、一方に光束偏向部材を有するこ
とで、面計測用光束と参照光束を分岐させ、参照光束は
ウエハー表面反射を介することなく直接受光光学系に取
り込まれることにより、ウエハー表面近傍の空気揺らぎ
や振動等の外乱要因の影響を低減させている。
As described above, according to the present invention, the light projecting optical system for projecting the surface measurement mark obliquely to the wafer surface and the light receiving optical system for receiving the specularly reflected light from the wafer surface are provided. Divides the light beam emitted from the surface measurement projection mark and projects one obliquely onto the surface to be inspected, such as a wafer, and one causes disturbance factors such as air fluctuation and vibration without reflecting the surface to be inspected. In the surface position detecting device which is directly incident on the light receiving optical system as the reference light for detecting the light and is condensed on the same position detecting element as the surface measurement light, the surface of the pupil plane of the light projecting optical system and the light receiving optical system Separating the aperture of the measurement light beam and the reference light beam, and having a light beam deflecting member on one side, splits the surface measurement light beam and the reference light beam, and the reference light beam is directly transmitted to the light receiving optical system without going through the wafer surface reflection. To be captured Ri, thereby reducing the influence of disturbance factors by air fluctuations or vibration in the vicinity of the wafer surface.

【0145】特に、従来のウエハーの面位置検出機構か
らの簡単な変更のみでウエハー表面近傍の空気揺らぎや
振動等の外乱要因の補正光学系を更に精度良く構成する
ことが可能としている。
In particular, the optical system for correcting disturbance factors such as air fluctuations and vibrations near the wafer surface can be configured with higher accuracy only by a simple change from the conventional wafer surface position detection mechanism.

【0146】また、チルト計測のための複数点投影の構
成においても、特に複雑な構成とすることなく、各計測
点毎に同一の位置検出素子上に参照光束と面計測光束の
信号を同時に形成することが可能となり、各計測点毎
に、空気揺らぎや装置振動などの外乱要因補正が行え
る。
In the configuration of a plurality of projections for tilt measurement, the signal of the reference light beam and the signal of the surface measurement light beam are simultaneously formed on the same position detecting element for each measurement point without particularly complicated structure. This makes it possible to correct disturbance factors such as air fluctuation and device vibration for each measurement point.

【0147】この他、従来の面位置検出装置に少しの改
造のみで、大幅なコストアップを押さえつつ、空気揺ら
ぎや振動等の外乱要因を更に低減することができ、フォ
ーカス計測精度のより大幅な向上が達成できる。
In addition, with a small modification of the conventional surface position detecting device, disturbance factors such as air turbulence and vibration can be further reduced while suppressing a significant increase in cost, and the focus measurement accuracy is further improved. Improvement can be achieved.

【0148】又、投影露光装置に適用することにより、
今後益々焦点深度が極小となってゆくなか高精度な焼き
付け性能を得ることを可能にしている。
By applying to a projection exposure apparatus,
As the depth of focus becomes extremely small in the future, it is possible to obtain high-precision printing performance.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の実施形態1の要部概略図FIG. 1 is a schematic view of a main part of a first embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の実施形態1に用いるマークの説明図FIG. 2 is an explanatory diagram of a mark used in the first embodiment of the present invention.

【図3】 本発明の実施形態1で得られる計測信号の説
明図
FIG. 3 is an explanatory diagram of a measurement signal obtained in the first embodiment of the present invention.

【図4】 本発明の実施形態1を投影露光装置に適用し
たときの要部概略図
FIG. 4 is a schematic view of a main part when Embodiment 1 of the present invention is applied to a projection exposure apparatus.

【図5】 本発明の実施形態1を投影露光装置における
ウエハー上の計測点と露光エリアの関係を表す図
FIG. 5 is a diagram illustrating a relationship between a measurement point on a wafer and an exposure area in the projection exposure apparatus according to the first embodiment of the present invention.

【図6】 本発明の実施形態2の要部概略図FIG. 6 is a schematic diagram of a main part of a second embodiment of the present invention.

【図7】 本発明の実施形態3の要部概略図FIG. 7 is a schematic diagram of a main part of a third embodiment of the present invention.

【図8】 本発明の実施形態4の要部概略図FIG. 8 is a schematic diagram of a main part of a fourth embodiment of the present invention.

【図9】 本発明の実施形態4で用いるマークの説明図FIG. 9 is an explanatory diagram of a mark used in Embodiment 4 of the present invention.

【図10】 本発明の実施形態4を投影露光装置に適用
したときの要部概略図
FIG. 10 is a schematic diagram of a main part when Embodiment 4 of the present invention is applied to a projection exposure apparatus.

【図11】 本発明の実施形態5を投影露光装置に適用
したときの要部概略図
FIG. 11 is a schematic view of a main part when a fifth embodiment of the present invention is applied to a projection exposure apparatus.

【図12】 本発明の更に他の実施形態を投影露光装置
に適用したときの要部概略図
FIG. 12 is a schematic view of a main part when still another embodiment of the present invention is applied to a projection exposure apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:レチクル 2:投影露光レンズ 3:露光照明光束 4:ウェハー 5:レチクルステージ 6:ウェハーステージ 7:ウエハーステージ 11,12,21,22:面位置検出用結像レンズ LS:光源 31:投光開口絞り 32:受光開口絞り 41:光学くさび 50:投影マスク D :検出素子 90:面位置検出用マーク板 100:面位置検出制御手段 900:ウエハーステージレーザー干渉計 1000:駆動制御手段 1: reticle 2: projection exposure lens 3: exposure illumination light beam 4: wafer 5: reticle stage 6: wafer stage 7: wafer stage 11, 12, 21, 22: imaging lens for surface position detection LS: light source 31: light projection Aperture stop 32: Reception aperture stop 41: Optical wedge 50: Projection mask D: Detection element 90: Marker for surface position detection 100: Surface position detection control means 900: Wafer stage laser interferometer 1000: Drive control means

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2F065 AA02 AA03 AA37 AA54 CC20 DD03 DD04 DD10 DD14 EE06 FF10 FF51 GG07 GG12 HH12 LL10 LL21 LL28 LL30 MM03 PP12 5F046 BA05 CC01 CC05 DA05 DA14 DB05 DB08 DC10  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2F065 AA02 AA03 AA37 AA54 CC20 DD03 DD04 DD10 DD14 EE06 FF10 FF51 GG07 GG12 HH12 LL10 LL21 LL28 LL30 MM03 PP12 5F046 BA05 CC01 CC05 DA05 DA14 DB05 DB08 DC10

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 投影光学系の結像面近傍に設けた物体面
に該投影光学系の光軸に対して斜方向から投光光学系に
よりパターンを投影し、該物体面上に形成したパターン
の像を受光光学系によって光検出素子面上に結像し、該
光検出素子からの信号を利用して該物体面の光軸方向の
面位置情報を検出する面位置検出装置において、該投光
光学系の略瞳面と受光光学系の略瞳面には、各々計測用
パターンを介した計測光束と参照明パターンを介した参
照光束とを通過させる為の複数の開口を有する絞りと、
該絞りの該複数の開口のうち少なくとも1つの開口部に
対して該参照光束を偏向させる光束偏向部材とを設けて
おり、該計測光束は該物体面に入射し、該物体面で反射
して、該受光光学系で該光検出素子に導光しており、該
参照光束は該物体面で反射しないで受光光学系で該光検
出素子に導光しており、該光検出素子で得られる信号を
用いて該物体面の面位置情報を求めていることを特徴と
する面位置検出装置。
1. A pattern formed by projecting a pattern onto an object surface provided in the vicinity of an image forming surface of a projection optical system from an oblique direction with respect to the optical axis of the projection optical system by using a projection optical system. The image is formed on the surface of a photodetector by a light receiving optical system, and a signal from the photodetector is used to detect surface position information of the object surface in the optical axis direction. An aperture having a plurality of apertures for passing a measurement light beam through a measurement pattern and a reference light beam through a reference light pattern, respectively, on a substantially pupil surface of the optical optical system and a substantially pupil surface of the light receiving optical system,
A light beam deflecting member for deflecting the reference light beam with respect to at least one of the plurality of apertures of the stop, wherein the measurement light beam is incident on the object surface and reflected by the object surface. The light receiving optical system guides the light to the light detecting element, and the reference light flux is guided to the light detecting element by the light receiving optical system without being reflected by the object surface, and is obtained by the light detecting element. A surface position detecting device for obtaining surface position information of the object surface using a signal.
【請求項2】 前記投光光学系の略瞳面と前記受光光学
系の略瞳面に配置した光束偏向部材は互いに光束の偏向
角度が異なる形状より成っていることを特徴とする請求
項1の面位置検出装置。
2. A light beam deflecting member disposed substantially on a pupil surface of the light projecting optical system and a substantially pupil surface of the light receiving optical system has a shape in which light beams are deflected at different angles from each other. Surface position detection device.
【請求項3】 前記投光光学系の光路中のうち、計測光
束の光路中に通過光量を調整する透過光量可変手段を設
けていることを特徴とする請求項1又は2の面位置検出
装置。
3. The surface position detecting device according to claim 1, further comprising a transmitted light amount varying means for adjusting a transmitted light amount in an optical path of a measurement light beam in an optical path of the light projecting optical system. .
【請求項4】 前記投光光学系は互いに異なる波長帯域
の光束を放射する複数の光源を有し、該複数の光源から
の光束で同一の面位置計測用のパターンを照明してお
り、前記投光光学系の光路中のうち計測光路中に1つの
波長帯域の光束のみを通過する光学フィルターを設けて
いることを特徴とする請求項1又は2の面位置検出装
置。
4. The light projecting optical system has a plurality of light sources that emit light beams of different wavelength bands, and illuminates the same surface position measurement pattern with light beams from the plurality of light sources. 3. The surface position detecting device according to claim 1, further comprising an optical filter that passes only a light beam of one wavelength band in a measurement optical path in an optical path of the light projecting optical system.
【請求項5】 前記投光光学系は計測光束を放射する計
測光照明光源と、該計測光束で照明した計測マスクを物
体面に結像する計測結像レンズと、参照光束を放射する
参照光照明光源と、該参照光束で照明した参照マスクを
所定面上に結像する参照結像レンズとを有していること
を特徴とする請求項1,2,3又は4の面位置検出装
置。
5. The light projecting optical system includes a measurement light illumination light source that emits a measurement light beam, a measurement imaging lens that images a measurement mask illuminated with the measurement light beam on an object surface, and a reference light that emits a reference light beam. 5. The surface position detecting device according to claim 1, further comprising: an illumination light source; and a reference imaging lens for imaging a reference mask illuminated by the reference light beam on a predetermined surface.
【請求項6】 前記計測結像レンズと参照結像レンズの
一部は共有されていることを特徴とする請求項5の面位
置検出装置。
6. The surface position detecting device according to claim 5, wherein a part of the measurement imaging lens and a part of the reference imaging lens are shared.
【請求項7】 前記投光光学系は前記計測マスクを物体
面に結像し、前記参照マスクを前記投影光学系と物体面
との間で空中像を形成していることを特徴とする請求項
1から6のいずれか1項の面位置検出装置。
7. The projection optical system forms an image of the measurement mask on an object plane, and forms an aerial image of the reference mask between the projection optical system and the object plane. Item 7. The surface position detecting device according to any one of Items 1 to 6.
【請求項8】 前記参照光束は前記投影光学系の最終面
で反射することを特徴とする請求項1の面位置検出装
置。
8. The surface position detecting device according to claim 1, wherein said reference light beam is reflected by a final surface of said projection optical system.
【請求項9】 投影光学系の結像面近傍に設けた物体面
に該投影光学系の光軸に対して斜方向から投光光学系に
よりパターンを投影し、該物体面上に形成したパターン
の像を受光光学系によって光検出素子で検出し、該光検
出素子からの信号を利用して、該物体面の光軸方向の面
位置情報を検出する面位置検出装置において、該投光光
学系は、第1のマスクと第2のマスクと、第1の投光光
学系と第2の投光光学系とを有し、第1のマスクはそこ
からの光束が、第1の投光光学系の瞳面近傍に偏心して
設けられた開口絞りで制限されて計測用光束として、物
体面上に投光され、その反射光が受光光学系に取り込ま
れ、光検出素子上に再結像され、第2のマスクはそこか
らの光束が、第2の投光光学系の瞳面近傍に偏心して設
けられた開口絞り上の光束偏向部材により偏向されて、
物体面で反射することなく受光光学系に入光され外乱要
因補正用の参照光束として該光検出素子上に再結像して
おり、該光検出素子からの信号を用いて該物体面の面位
置情報を求めていることを特徴とする面位置検出装置。
9. A pattern formed by projecting a pattern onto an object surface provided in the vicinity of an image forming plane of the projection optical system from an oblique direction with respect to the optical axis of the projection optical system by using a projection optical system. A light detecting element for detecting an image of the object by a light receiving optical system, and detecting surface position information of the object surface in the optical axis direction by using a signal from the light detecting element; The system has a first mask, a second mask, a first light projecting optical system, and a second light projecting optical system, and the first mask emits a light beam therefrom to a first light projecting optical system. Limited by an aperture stop provided eccentrically near the pupil plane of the optical system, it is projected on the object plane as a measurement light beam, the reflected light is captured by the light receiving optical system, and re-imaged on the photodetector The second mask causes a light beam from the second mask to shine on an aperture stop provided eccentrically near the pupil plane of the second projection optical system. Is deflected by the light beam deflecting member of
The light enters the light receiving optical system without being reflected by the object surface and is re-imaged on the light detection element as a reference light beam for disturbance factor correction, and the surface of the object surface is used by using a signal from the light detection element. A surface position detecting device for obtaining position information.
【請求項10】 前記第1の投光光学系と第2の投光光
学系の一部は共有されていることを特徴とする請求項9
の面位置検出装置。
10. The system according to claim 9, wherein a part of the first light projecting optical system and a part of the second light projecting optical system are shared.
Surface position detection device.
【請求項11】 請求項1〜10のいずれか1項記載の
面位置検出装置を用いて第1物体と第2物体との相対的
な位置合わせを行った後に第1物体上のパターンを第2
物体上に転写していることを特徴とする露光装置。
11. The method according to claim 1, wherein after the relative position between the first object and the second object is adjusted using the surface position detecting device according to claim 1, the pattern on the first object is changed to the second object. 2
An exposure apparatus, wherein the image is transferred onto an object.
【請求項12】 請求項1〜10のいずれか1項記載の
位置検出装置を用いて、マスクとウエハーとの相対的な
位置検出を行った後に、マスク面上のパターンをウエハ
ー面上に転写し、次いで該ウエハーを現像処理工程を介
してデバイスを製造していることを特徴とするデバイス
の製造方法。
12. A pattern on a mask surface is transferred onto a wafer surface after a relative position between a mask and a wafer is detected by using the position detection device according to any one of claims 1 to 10. And then manufacturing the device through a development process of the wafer.
【請求項13】 請求項11の露光装置を用いてマスク
面上のパターンをウエハー面上に転写し、次いで該ウエ
ハーを現像処理工程を介してデバイスを製造しているこ
とを特徴とするデバイスの製造方法。
13. A device according to claim 11, wherein a pattern on the mask surface is transferred onto a wafer surface by using the exposure apparatus according to claim 11, and then the wafer is manufactured through a development process. Production method.
JP10265745A 1998-09-03 1998-09-03 Face position detector and fabrication of device employing it Pending JP2000081320A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10265745A JP2000081320A (en) 1998-09-03 1998-09-03 Face position detector and fabrication of device employing it

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10265745A JP2000081320A (en) 1998-09-03 1998-09-03 Face position detector and fabrication of device employing it

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000081320A true JP2000081320A (en) 2000-03-21

Family

ID=17421420

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10265745A Pending JP2000081320A (en) 1998-09-03 1998-09-03 Face position detector and fabrication of device employing it

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000081320A (en)

Cited By (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008007765A1 (en) * 2006-07-14 2008-01-17 Nikon Corporation Surface position detecting apparatus, exposure apparatus and device manufacturing method
JP2008042183A (en) * 2006-07-14 2008-02-21 Nikon Corp Surface position detecting apparatus, exposure apparatus and device manufacturing method
US7411667B2 (en) 2005-06-03 2008-08-12 Asml Netherlands B.V. Method for correcting disturbances in a level sensor light path
JP2008533483A (en) * 2005-03-18 2008-08-21 サジェム デファンス セキュリテ Optical measuring device using optical triangulation
JP2009105414A (en) * 2002-12-10 2009-05-14 Nikon Corp Exposure method, and device manufacturing method
JP2009295977A (en) * 2008-06-05 2009-12-17 Nikon Corp Surface position detecting apparatus, exposure apparatus, surface position detecting method and device manufacturing method
JP2010008408A (en) * 2008-06-25 2010-01-14 Nikon Corp Surface position detection device, surface position detection method, aligner, and device manufacturing method
JP2010507804A (en) * 2006-10-25 2010-03-11 ザイゴ コーポレーション Correction of atmospheric perturbation effects in optical measurements.
JP2010066256A (en) * 2008-09-09 2010-03-25 Nikon Corp Plane position detection apparatus, exposure system, method for detecting plane position, and method for manufacturing device
US20130271945A1 (en) 2004-02-06 2013-10-17 Nikon Corporation Polarization-modulating element, illumination optical apparatus, exposure apparatus, and exposure method
US9341954B2 (en) 2007-10-24 2016-05-17 Nikon Corporation Optical unit, illumination optical apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method
CN105807571A (en) * 2014-12-31 2016-07-27 上海微电子装备有限公司 Focusing and leveling system used for photo-etching machine and focusing and leveling method thereof
US9423698B2 (en) 2003-10-28 2016-08-23 Nikon Corporation Illumination optical apparatus and projection exposure apparatus
US9678437B2 (en) 2003-04-09 2017-06-13 Nikon Corporation Illumination optical apparatus having distribution changing member to change light amount and polarization member to set polarization in circumference direction
US9678332B2 (en) 2007-11-06 2017-06-13 Nikon Corporation Illumination apparatus, illumination method, exposure apparatus, and device manufacturing method
US9885872B2 (en) 2003-11-20 2018-02-06 Nikon Corporation Illumination optical apparatus, exposure apparatus, and exposure method with optical integrator and polarization member that changes polarization state of light
US9891539B2 (en) 2005-05-12 2018-02-13 Nikon Corporation Projection optical system, exposure apparatus, and exposure method
US10101666B2 (en) 2007-10-12 2018-10-16 Nikon Corporation Illumination optical apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method
CN110376846A (en) * 2018-04-12 2019-10-25 上海微电子装备(集团)股份有限公司 A kind of focusing leveling device, focusing and leveling method and lithographic equipment
JP7435703B2 (en) 2019-02-21 2024-02-21 株式会社ニコン Surface position detection device, exposure device, device manufacturing method, and substrate processing system

Cited By (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009105414A (en) * 2002-12-10 2009-05-14 Nikon Corp Exposure method, and device manufacturing method
US9885959B2 (en) 2003-04-09 2018-02-06 Nikon Corporation Illumination optical apparatus having deflecting member, lens, polarization member to set polarization in circumference direction, and optical integrator
US9678437B2 (en) 2003-04-09 2017-06-13 Nikon Corporation Illumination optical apparatus having distribution changing member to change light amount and polarization member to set polarization in circumference direction
US9423698B2 (en) 2003-10-28 2016-08-23 Nikon Corporation Illumination optical apparatus and projection exposure apparatus
US9760014B2 (en) 2003-10-28 2017-09-12 Nikon Corporation Illumination optical apparatus and projection exposure apparatus
US10281632B2 (en) 2003-11-20 2019-05-07 Nikon Corporation Illumination optical apparatus, exposure apparatus, and exposure method with optical member with optical rotatory power to rotate linear polarization direction
US9885872B2 (en) 2003-11-20 2018-02-06 Nikon Corporation Illumination optical apparatus, exposure apparatus, and exposure method with optical integrator and polarization member that changes polarization state of light
US10007194B2 (en) 2004-02-06 2018-06-26 Nikon Corporation Polarization-modulating element, illumination optical apparatus, exposure apparatus, and exposure method
US10241417B2 (en) 2004-02-06 2019-03-26 Nikon Corporation Polarization-modulating element, illumination optical apparatus, exposure apparatus, and exposure method
US10234770B2 (en) 2004-02-06 2019-03-19 Nikon Corporation Polarization-modulating element, illumination optical apparatus, exposure apparatus, and exposure method
US20130271945A1 (en) 2004-02-06 2013-10-17 Nikon Corporation Polarization-modulating element, illumination optical apparatus, exposure apparatus, and exposure method
JP4885942B2 (en) * 2005-03-18 2012-02-29 サジェム デファンス セキュリテ Optical measuring device using optical triangulation
JP2008533483A (en) * 2005-03-18 2008-08-21 サジェム デファンス セキュリテ Optical measuring device using optical triangulation
US9891539B2 (en) 2005-05-12 2018-02-13 Nikon Corporation Projection optical system, exposure apparatus, and exposure method
US7751059B2 (en) 2005-06-03 2010-07-06 Asml Netherlands B.V. Method for correcting disturbances in a level sensor light path
US7411667B2 (en) 2005-06-03 2008-08-12 Asml Netherlands B.V. Method for correcting disturbances in a level sensor light path
US8599387B2 (en) 2006-07-14 2013-12-03 Nikon Corporation Surface position detecting apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method
JP2008042183A (en) * 2006-07-14 2008-02-21 Nikon Corp Surface position detecting apparatus, exposure apparatus and device manufacturing method
WO2008007765A1 (en) * 2006-07-14 2008-01-17 Nikon Corporation Surface position detecting apparatus, exposure apparatus and device manufacturing method
JP2010507804A (en) * 2006-10-25 2010-03-11 ザイゴ コーポレーション Correction of atmospheric perturbation effects in optical measurements.
US10101666B2 (en) 2007-10-12 2018-10-16 Nikon Corporation Illumination optical apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method
US9341954B2 (en) 2007-10-24 2016-05-17 Nikon Corporation Optical unit, illumination optical apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method
US9857599B2 (en) 2007-10-24 2018-01-02 Nikon Corporation Optical unit, illumination optical apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method
US9678332B2 (en) 2007-11-06 2017-06-13 Nikon Corporation Illumination apparatus, illumination method, exposure apparatus, and device manufacturing method
JP2009295977A (en) * 2008-06-05 2009-12-17 Nikon Corp Surface position detecting apparatus, exposure apparatus, surface position detecting method and device manufacturing method
JP2010008408A (en) * 2008-06-25 2010-01-14 Nikon Corp Surface position detection device, surface position detection method, aligner, and device manufacturing method
TWI464541B (en) * 2008-06-25 2014-12-11 尼康股份有限公司 Surface position measuriing apparatus, surface position measuring method, exposure apparatus and device fabrication method
JP2010066256A (en) * 2008-09-09 2010-03-25 Nikon Corp Plane position detection apparatus, exposure system, method for detecting plane position, and method for manufacturing device
CN105807571B (en) * 2014-12-31 2018-08-24 上海微电子装备(集团)股份有限公司 A kind of litho machine focusing and leveling system and its focusing and leveling method
CN105807571A (en) * 2014-12-31 2016-07-27 上海微电子装备有限公司 Focusing and leveling system used for photo-etching machine and focusing and leveling method thereof
CN110376846A (en) * 2018-04-12 2019-10-25 上海微电子装备(集团)股份有限公司 A kind of focusing leveling device, focusing and leveling method and lithographic equipment
JP7435703B2 (en) 2019-02-21 2024-02-21 株式会社ニコン Surface position detection device, exposure device, device manufacturing method, and substrate processing system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7528966B2 (en) Position detection apparatus and exposure apparatus
JP2000081320A (en) Face position detector and fabrication of device employing it
JP5406623B2 (en) Measuring apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method
KR20110016398A (en) Detection apparatus, exposure apparatus, and device fabrication method
US11320741B2 (en) Light source apparatus, illumination apparatus, exposure apparatus, and method for manufacturing object
JPH11251226A (en) X-ray projection aligner
JPH03246411A (en) Surface position detector
US20010023918A1 (en) Alignment apparatus, alignment method, exposure apparatus and exposure method
JP2003297726A (en) Aligner
US20210096466A1 (en) Light source device, illuminating apparatus, exposing apparatus, and method for manufacturing article
JP3854734B2 (en) Surface position detection apparatus and device manufacturing method using the same
JP3667009B2 (en) Exposure apparatus and device manufacturing method using the same
JPH10172900A (en) Exposure apparatus
JP2011114209A (en) Projection exposure device
JP3295244B2 (en) Positioning device
JPH11233416A (en) X-ray projection aligner
JPH08262747A (en) Projection aligner and production of semiconductor device using the same
JPH05280929A (en) Detecting device of face position and exposure device having this device
JPH11304422A (en) Device and method for detecting position, and exposing device
JP4337149B2 (en) Position detecting apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method
JPH088204B2 (en) Projection exposure device
JP2001267212A (en) Method and device for detecting position and method and device for exposure using the method for detecting position
JPH07192987A (en) Projection aligner
JPH02105514A (en) Projection exposure device
KR20190109253A (en) Lithography apparatus, illumination apparatus, and method of manufacturing article