JP2007042966A - 位置検出装置、露光装置及びマイクロデバイスの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 アライメントマーク位置の計測を正確に行なうことができる位置検出装置を提供する。
【解決手段】 基板W上に設けられたアライメントマークWMを明視野照明または暗視野照明するための照明光学系と、前記アライメントマークWMにより反射された光束を集光して結像させるための結像光学系とを有し、前記基板Wの位置検出を行うための位置検出装置において、前記アライメントマークWMにおけるパターン構造及びパターンピッチの少なくとも一方に基づいて、前記照明光学系による照明を前記明視野照明または前記暗視野照明に切り換える切換手段35を備える。
【選択図】 図1
【解決手段】 基板W上に設けられたアライメントマークWMを明視野照明または暗視野照明するための照明光学系と、前記アライメントマークWMにより反射された光束を集光して結像させるための結像光学系とを有し、前記基板Wの位置検出を行うための位置検出装置において、前記アライメントマークWMにおけるパターン構造及びパターンピッチの少なくとも一方に基づいて、前記照明光学系による照明を前記明視野照明または前記暗視野照明に切り換える切換手段35を備える。
【選択図】 図1
Description
この発明は、半導体素子や液晶表示素子等を製造するためのリソグラフィ工程で用いられる位置検出装置、該位置検出装置を備えた露光装置及び該露光装置を用いたマイクロデバイスの製造方法に関するものである。
半導体製造のためのリソグラフィ工程においては、レチクルとウエハのアライメント(位置合わせ)を行った後、ウエハ上に各種レチクルのパターンが繰り返し露光され、現像、エッチング処理等を行いながら、複雑な回路が形成される。アライメントに際しては、ウエハ上に形成されたアライメントマークの位置をアライメント光学系によって検出し、その検出結果に基づいてウエハの位置を検出し、レチクルとウエハとのアライメントを行う。
アライメント光学系として、例えばFIA(Field Image Alignment)方式の位置検出装置が用いられている。FIA方式の位置検出装置では、例えばハロゲンランプを光源として、波長帯域幅の広い光でマークを照明する。照明されたアライメントマークにより反射された反射光は、結像光学系を介して、CCDの撮像面にアライメントマークの像を形成する。また、FIA方式の位置検出装置では、ウエハ上とは別に、例えば結像光学系の光路中に、指標マークが設けられている。この指標マークの像も、アライメントマークの像が形成されるCCDの撮像面に形成される。こうして、得られたアライメントマーク像と指標マーク像とに基づいて、アライメントマークの位置、ひいてはウエハの位置が検出される(例えば、特許文献1参照)。
ところで、上述の投影露光装置においては、各種レチクルのパターンをウェハ上の各ショットの所望の位置に正確に、かつ高スループットで重ね合わせ露光する。最新の露光線幅は0.1μm以下が実現され、位置検出装置により数nm以下の精度で、かつ高速にウエハの位置を検出する必要がある。しかしながら、従来の位置検出装置においては、明視野照明により照明されたアライメントマーク及び指標マークを検出することにより、ウエハの位置の検出を行っていたため、アライメントマークを形成する物質の均質性やアライメントマークの製造過程において発生する反射率誤差、線幅誤差、段差誤差、ピッチ誤差等のマーク製造誤差の影響によりアライメントマークを正確に計測できない場合があった。また、最適なアライメントマークの反射率、線幅、段差、ピッチ等はプロセス毎に異なるため、明視野照明による照明では、アライメントマークの構造によってはアライメントマークを正確に計測できない場合があった。
また、露光パターンの焼付け線幅の微細化に伴い、フォーカス深度が浅くなるため、ウエハ面を平らにする必要がある。この結果、CMP(Chemical Mechanical Polishing)等のウェハ面研磨が行われる傾向にあるため、ウエハ面上に形成されるアライメントマークの段差は小さくなる傾向にある。CMPにより、段差が小さく線幅が太いアライメントマークの断面形状はサイン波のようになり、非対称性が増大し(ディッシング)、アライメントマーク全体が陥没する(エロージョン)傾向にある。このような場合には、段差が小さく線幅が細いアライメントマークを採用することが望ましい。しかしながら、明視野照明による照明では、段差が小さく線幅の細いアライメントマークを正確に計測できないことがある。
また、アライメントマークは通常、ウエハ面のショット間の隙間(ストリートライン)に形成されるが、ウエハ面の実露光領域を大きくするためにはストリートラインの領域は小さいほうが望ましい。実際、ストリートラインの小型化、即ちアライメントマークの小型化が進んでおり、その結果、アライメントマークの線幅が細くなり、かつピッチが小さくなっている。しかしながら、明視野照明による照明では、ピッチが小さく線幅が細いアライメントマークを正確に計測できない。
この発明の課題は、アライメントマーク位置の計測を正確に行なうことができる位置検出装置、該位置検出装置を備えた露光装置及び該露光装置を用いたマイクロデバイスの製造方法を提供することである。
この発明の位置検出装置は、基板上に設けられたアライメントマークを明視野照明または暗視野照明するための照明光学系と、前記アライメントマークにより反射された光束を集光して結像させるための結像光学系とを有し、前記基板の位置検出を行うための位置検出装置において、前記アライメントマークにおけるパターン構造及びパターンピッチの少なくとも一方に基づいて、前記照明光学系による照明を前記明視野照明または前記暗視野照明に切り換える切換手段を備えることを特徴とする。
この発明の位置検出装置によれば、照明光学系による照明を明視野照明または暗視野照明に切り換える切換手段を備えているため、アライメントマークにおけるパターン構造またはパターンピッチを高精度に検出するのに最適な照明により照明を行なうことができ、基板の位置検出を正確に行なうことができる。
また、この発明の露光装置は、光源から射出される照明光により照明された所定のパターンを感光性基板上に露光する露光装置において、この発明の位置検出装置を備え、前記位置検出装置は、前記感光性基板に形成されるアライメントマークを検出することを特徴とする。
この発明の露光装置によれば、アライメントマークを高精度に検出するのに最適な照明により照明を行なうことができる位置検出装置を備えているため、感光性基板の位置検出を正確に行なうことができる。従って、感光性基板上への重ね合せ露光を高精度に行なうことができる。
また、この発明のマイクロデバイスの製造方法は、この発明の露光装置を用いて所定のパターンを感光性基板上に露光する露光工程と、前記露光工程により露光された前記感光性基板を現像する現像工程とを含むことを特徴とする。
この発明のマイクロデバイスの製造方法によれば、感光性基板上への重ね合せ露光を高精度に行なうことができる露光装置を用いて露光を行なうため、良好なマイクロデバイスを得ることができる。
この発明の位置検出装置によれば、照明光学系による照明を明視野照明または暗視野照明に切り換える切換手段を備えているため、アライメントマークにおけるパターン構造またはパターンピッチを高精度に検出するのに最適な照明により照明を行なうことができ、基板の位置検出を正確に行なうことができる。
また、この発明の露光装置によれば、アライメントマークを高精度に検出するのに最適な照明により照明を行なうことができる位置検出装置を備えているため、感光性基板の位置検出を正確に行なうことができる。従って、感光性基板上への重ね合せ露光を高精度に行なうことができる。
また、この発明のマイクロデバイスの製造方法によれば、感光性基板上への重ね合せ露光を高精度に行なうことができる露光装置を用いて露光を行なうため、良好なマイクロデバイスを得ることができる。
以下、図面を参照して、この発明の実施の形態にかかる投影露光装置について説明する。図1は、この実施の形態にかかる投影露光装置の概略構成を示す図である。この実施の形態にかかる投影露光装置は、感光性基板の位置を検出するためのFIA(Field Image Alignment)方式の位置検出装置を備えている。なお、この実施の形態においては、投影光学系PLの光軸AX0に対して平行にZ軸が、Z軸に垂直な平面内において図1の紙面に平行な方向にX軸が、Z軸に垂直な平面内において図1の紙面に垂直な方向にY軸がそれぞれ設定されている。
図1に示すように、この投影露光装置は、露光光でマスクとしてのレチクルRを照明するための露光用照明光学系ILを備えている。レチクルRはレチクルステージ30上においてXY平面と略平行に支持されており、そのパターン領域PAには転写すべき回路パターンが形成されている。レチクルRを透過した光は、投影光学系PLを介して、感光性基板としてのウエハWに到達し、ウエハW上にはレチクルRのパターン像が形成される。
なお、ウエハWは、ウエハホルダ31を介して、Zステージ32上においてXY平面と略平行に支持されている。Zステージ32は、ステージ制御系34によって、投影光学系PLの光軸AX0に沿ってZ方向に駆動するように構成されている。Zステージ32は更に、XYステージ33上に支持されている。XYステージ33は、同じくステージ制御系34によって、投影光学系PLの光軸AX0に対して垂直なXY平面内において二次元的に駆動するように構成されている。
通常、ウェハには繰り返し多層に渡ってパターンが露光される(重ね合わせ露光)が、このような重ね合わせ露光の場合、露光に先立って、レチクルR上のパターン領域PAとウエハW上の各露光領域とを光学的に位置合わせ(アライメント)する必要がある。ウエハW上には、ウエハマーク(アライメントマーク)WMが形成されている。ウエハマークWMの位置を検出し、ひいてはウエハWの位置を検出するために、この実施の形態にかかるウエハマークWMを明視野照明または暗視野照明するための照明光学系とウエハマークWMにより反射された光束を集光して結像させるための結像光学系とを有する位置検出装置が用いられる。
この実施の形態にかかる位置検出装置は、図1に示すように、波長帯域幅の広い照明光を射出するための光源1を備えている。光源1として、ハロゲンランプのような光源を使用することができる。光源1から射出された照明光は、リレー光学系(図示せず)を介して、ライトガイドファイバ2の入射端に入射し、ライトガイドファイバ2の内部を伝播して、ライトガイドファイバ2の射出端から射出される。図2はライトガイドファイバ2の入射端2aの端面の図、図3はライトガイドファイバ2の射出端2bの端面の図である。
ライトガイドファイバ2は、ライトガイドファイバ2の入射端2aの図2に示す領域2aaに入射した照明光がライトガイドファイバ2の内部を伝播した後ライトガイドファイバ2の射出端2bの図3(a)に示す円形状の領域2baから射出されるように、即ちウエハマークWMを明視野照明するように、構成されている。また、ライトガイドファイバ2は、ライトガイドファイバ2の入射端2aの図2に示す領域2abに入射した照明光がライトガイドファイバ2の内部を伝播した後ライトガイドファイバ2の射出端2bの図3(b)に示すリング状の領域2bbから射出されるように、即ちウエハマークWMを暗視野照明するように、構成されている。
ライトガイドファイバ2の入射端2aの領域2aaまたは2abに入射する照明光は、主制御系35により制御されている。具体的には、主制御系35の制御信号に基づいて、ライトガイドファイバ2の入射端2aの近傍に設置されているブラインド(図示せず)等の切換えを行うことにより、ライトガイド2の入射端2aの領域2aaまたは2abのみに照明光が入射するように制御されている。即ち、主制御系35は、ウエハマークWMにおけるパターン構造及びパターンピッチの少なくとも一方に基づいて、照明光学系による照明を明視野照明に切り換える場合には、ブラインド等でライトガイド2の入射端2aの領域2abをブラインドして、領域2aaのみに照明光が入射するように設定する。また、照明光学系による照明を暗視野照明に切り換える場合には、ブラインド等でライトガイド2の入射端2aの領域2aaをブラインドして、領域2abのみに照明光が入射するように設定する。
ライトガイドファイバ2の射出端2bから射出した照明光は、例えば円形状の開口部(光透過部)を有する照明開口絞り3を介して制限された後、コンデンサレンズ4に入射する。
コンデンサレンズ4を介した照明光は、照明すべき物体であるウエハWの露光面と光学的に共役に配置された照明視野絞り5を介して、照明リレーレンズ6に入射する。照明リレーレンズ6を介した照明光は、ハーフプリズム7を透過した後、第1対物レンズ8に入射する。第1対物レンズ8を介した照明光は、反射プリズム9の反射面で図中下方に(−Z方向に)反射された後、ウエハW上に形成されたウエハマークWMを照明する。
なお、光源1、ライトガイド2、照明開口絞り3、コンデンサレンズ4、照明視野絞り5、照明リレーレンズ6、ハーフプリズム7、第1対物レンズ8及び反射プリズム9は、ウエハマークWMを照明するための照明光学系を構成している。ウエハマークWMにより反射された反射光は、反射プリズム9及び第1対物レンズ8を介して、ハーフプリズム7に入射する。ハーフプリズム7で図中上方に(+Z方向に)反射された光は、第2対物レンズ10を介して、指標板11上にウエハマークWMの像を形成する。
指標板11を介した光は、リレーレンズ系(12,13)を介して、XY分岐ハーフプリズム14に入射する。そして、XY分岐ハーフプリズム14で反射された光は、Y方向用CCD15に、XY分岐ハーフプリズム14を透過した光は、X方向用CCD16に入射する。なお、リレーレンズ系(12,13)の平行光路中には、結像開口絞り17が配置されている。なお、反射プリズム9、第1対物レンズ8、ハーフプリズム7、第2対物レンズ10、指標板11、リレーレンズ系(12,13)、結像開口絞り17及びハーフプリズム14は、ウエハマークWMにより反射された反射光に基づいてマーク像を形成するための結像光学系を構成している。
Y方向用CCD15及びX方向用CCD16の撮像面には、マーク像が指標板11の指標パターン像とともに形成される。Y方向用CCD15及びX方向用CCD16からの出力信号は、信号処理系18に対して出力される。更に、信号処理系18において信号処理(波形処理)により得られたウエハマークWMの計測情報は、主制御系(検出手段)35に対して出力される。
この実施の形態においては、光学系の共役点である第2対物レンズ10とリレーレンズ12との間に指標板11を設置しているが、例えば特開平9−219354号の図1に示すように、第1対物レンズ8と反射プリズム9との間に赤外光用の指標板(先願図1の34)を設置すると共に、反射プリズム9の下に赤外域用の反射板(先願図1の37)を設置する。さらに、撮像素子は撮像素子15の手前にて光路を分岐し赤外用の撮像素子を追加し(先願図1の40、42)、赤外光源とコンデンサレンズからなる光学系(先願図1の26、27、28)をコンデンサレンズ4と照野絞り5の間の照明系に追加することにより、赤外光用の撮像素子にて赤外光用の指標板を観察可能とし、指標を光学系変動モニタとして用いてもよい。また、光学系の設置状態、撮像素子(CCD)15及び信号処理系18を含め、計測が安定して行える場合には、指標板を用いなくてもよいことは言うまでもない。
ウェハマークWMは、ウェハマークWMを形成する物資の均質性やウェハマークWMの製造過程における製造誤差により反射率誤差、線幅誤差、段差誤差、ピッチ誤差等が発生する。また、ウェハマークWMの反射率、段差は、製造工程やウェハ上の物質条件等により異なったものとなる。マークのライン部とスペース部で異なる物質に設定されたマークの場合、反射率差と段差が発生する可能性がある。また、ライン部とスペース部の物質が同じ場合、反射率差は無くほぼ均一で、段差のみあるマークとなる。ピッチと線幅に関しては、一定のマーク領域内に配置可能であれば、計測誤差の少ない最適な形状に設定することは可能である。前記反射率や段差の状況に合わせて、製造工程ごとに異なるピッチとライン幅を設定して、検出を容易化し計測精度を向上させるのは効果的な手法である。主制御系(判別手段)35は、信号処理系18からのウエハマークWMの計測情報に基づいて、ウエハマークWMの反射率の差、ウエハマークWMのパターン構造、ウエハマークWMのパターンピッチを判別する。主制御系(切換手段)35は、判別結果に基づいて、ライトガイドファイバ2の入射端2aに入射する照明光を制御することにより、位置検出装置の照明光学系による照明を暗視野照明または明視野照明に切り換える。ここで、ウェハマークの暗黙の前提条件として、全く段差が無くかつライン部とスペース部の物質が同じ場合や、ライン部及びスペース部の反射率がともに非常に小さい場合は像強度分布そのものが形成困難であるため、計測が困難であることは言うまでもない。
図4は、明視野照明によりウエハマークWMを照明した場合におけるウエハマークWMの構造の違いによるウエハマークWMの計測の向き不向きを示す表である。図5は、暗視野照明によりウエハマークWMを照明した場合におけるウエハマークWMの構造の違いによるウエハマークWMの計測の向き不向きを示す表である。なお、図4及び図5に示す表中のRは解像度、Cはコントラスト、Aは振幅、TはTIS(Tool Induced Shift)を示している。
ここで、TISについて説明する。露光プロセスにおいては、重ね合わせ精度を計測しオフセット値を求めるために重ね合わせ測定機が用いられる。この重ね合わせ測定機を用いることにより、アライメント結果に基づく重ね合わせ精度が良好であるか否かを判断することができる。まず、予め前工程において、アライメントマークと同時に、図6(a)の平面図、図6(b)の断面図に示すような重ね合せ測定用の指標マーク102を露光ショット内に焼き付けておき、重ね合わせ露光後に指標マークの内側に相対位置検出用のマーク(レジスト残しパターン)100が形成されるようなレチクルパターンを用いて焼き付けを行なう。例えば、アライメント系としてFIAを用いて重ね合わせ露光を行なったウェハを現像し、重ね合せ測定用の指標マーク102の位置と相対位置検出用のマーク100の位置とを相対的に計測することにより、重ね合わせ精度を検出することができる。計測の結果、重ね合せにずれがある場合には、そのずれ分をオフセットとして露光装置に認識させ、ステップ露光する際にその分をオフセットとして加えることにより、より正確な重ね合せで露光することが可能となる。
このような状況から、重ね合せ測定器の相対位置計測には、FIAのアライメント精度や重ね合せ精度に比べ、さらに良好な計測精度が要求される。高精度な位置計測のために、波形データは歪みが無く計測誤差が生じないものが望ましい。しかし、波形データを得るために用いている、顕微鏡の結像光学系に収差が残存していると、波形データが歪み結果として位置ずれが発生する。また、ウェハ上のマークが形状誤差を持つと、それに起因し波形でデータが歪み結果として位置ずれが発生する。重ね合せ測定器においては、このような誤差を取り除くために、指標マークと計測マークの相対位置を、ウェハを普通に0度で設置し計測した結果と、180度回転させて計測した結果を用いて正しい計測結果を得ている。
図6(c)は図6(a)(b)に示すマークを観察した際の、撮像素子にて得られる理想的な波形データを示す。ここで、結像光学系の収差に起因し波形データに歪みが発生した場合は、0度と180度で波形データの歪みは変化せず、同じ歪みを持つ波形データとなるが、ウェハ上のマーク形状誤差に起因し波形データに歪みが発生した場合は、0度と180度で波形データの歪みの向きが反転するという特徴がある。よって、0度の計測結果をM0、180度の計測結果をM180とすると、以下のように誤差要因が求められる。一般的に、装置起因の誤差要因をTIS(Tool Induced Shift)、ウェハ起因の誤差要因をWIS(Wafer Induced Shift)と言うため、ここではそれに従い表記する。
TIS=(M0+M180)/2
WIS=(M0−M180)/2
また、重ね合せ測定器での重ね合せ計測結果をMとすると、MはTISの影響を除いて以下のように表される。
M=M0−TIS
前述したように、重ね合せ測定結果を露光装置に反映し、アライメント結果として得られるウェハの位置計測結果からオフセットとして減算する。
TIS=(M0+M180)/2
WIS=(M0−M180)/2
また、重ね合せ測定器での重ね合せ計測結果をMとすると、MはTISの影響を除いて以下のように表される。
M=M0−TIS
前述したように、重ね合せ測定結果を露光装置に反映し、アライメント結果として得られるウェハの位置計測結果からオフセットとして減算する。
重ね合せ測定器同様、FIAにおいても非常に高精度なアライメント精度が要求されており、重ね合せ測定器におけるTIS、WISに相当する誤差成分を減らすことは非常に重要である。
図4及び図5に示す表の説明に戻る。図4及び図5に示すように、明視野照明では、白丸はウエハマークWMの計測に向いていることを示し、黒丸及び黒三角はウエハマークWMの計測に不向きであることを示している。ただし、黒三角に関しては、以下に示す特別な条件の場合に不向きである。なお、詳細な説明については、図20及び図22の説明にて後述する。
高段差パターンで反射率に差がある場合(特にスペース部の反射率が低い場合)、例えば85nm段差マークの場合でライン部の反射率に対してスペース部の反射率が約1/4となると、信号波形のコントラストと振幅が非常に小さくなるといった特別な状況(詳細な説明は後述する)がある。また、低段差パターンでも、同様の状態が発生する条件がある。このような特別な反射率と段差の条件では、像強度分布が消失し、コントラスト・振幅・TISが悪化する。特開2003−282410号公報でも示したように、明視野照明のベストフォーカスでは、段差パターンのコントラストが厳しい場合がある。
また、暗視野照明では、白丸及び白三角はウエハマークWMの計測に向いていることを示し、黒三角はウエハマークWMにライン幅の製造誤差があった場合においてウエハマークWMの計測に不向きである傾向があることを示している。なお、白三角に関しては、段差が非常に小さい場合、ライン部とスペース部の反射率の差が大きい場合、ライン部またはスペース部の反射率の差が0に近づいた場合に振幅が小さくなるが、照明光の照度を上げれば改善できる。即ち、暗視野照明では、明視野照明で不得意な傾向となる細溝の低段差パターンや、段差パターンでコントラストがなくなる特異点においても、良好な像を得ることができる。
ここで、反射率の差とは、例えばウエハマークWMの構造がラインアンドスペースである場合、ライン部分の反射率とスペース部分の反射率との差のことである。この実施の形態においては、反射率の差が10%以上のときを反射率差大とし、反射率の差が10%未満のときを反射率差小とする。また、パターン構造は、強度パターン、低段差パターン及び高段差パターンを含み、強度パターンの段差は略ゼロに等しく、低段差パターンの段差は50nm以下、高段差パターンの段差は50nmより大きい。また、パターンピッチは、粗ピッチ及び微細ピッチを含み、粗ピッチは6μmよりも長く、微細ピッチは6μm以下である。また、線幅は、太い線幅及び細い線幅を含み、太い線幅(ラインアンドスペースに近い場合)は1μmよりも太く、細い線幅は1μm以下である。
また、段差パターンの中で、ライン部またはスペース部の反射率がほぼ0となるような特殊な場合に関しては段差があっても強度パターンと同様の性質を持つため、強度パターンに含めることとする。また、図4、図5において、「微細ピッチの線幅が太い」の欄が空白になっているが、微細ピッチにおいては線幅が太いと解像力が低下するため、ウェハマークとして設定対象外であるため空欄としている。また、図5の暗視野照明において、強度パターンの欄が空白となっているが、暗視野照明は原理的に段差がないと計測が出来ない照明方法であるため、機能として設定対象外であるため空欄としている。
ウエハマークWM全体の反射率が低い場合、信号の振幅が減衰する。このような場合、コントラストに関してはウエハマークWMの最大反射率で規格化して反射率の差を考え(即ち、最大反射率を100%相当と考え)、図4,5を適用する。この際、照明光の照度を上げることで、像強度信号を増幅でき、ひいては振幅を大きくすることができる。また、センサの感度を変更して信号振幅を上げてもよい。
主制御系(段差判別手段)35は、予め入力されたウェハアライメントマーク情報(ピッチ、ライン幅、反射率差の有無、段差の有無、段差の高低等)と、必要に応じて得られた信号処理系18からのウェハマークWMの計測情報(信号振幅等)に基づいて、ウェハマークWMが強度パターン、低段差パターンおよび高段差パターンのいずれであるかを判別する。また、ウェハマークWMの反射率の差の大小や有無、ライン幅の太さ、ピッチの粗さについても判別する。これにより、図4,5の傾向に対して、適当な照明手法を選択することができる。
図4及び図5に示すように、ウエハマークWMが低段差パターンであり、かつ微細ピッチであるとき、明視野照明によるウエハマークWMの照明と比較して、暗視野照明によりウエハマークWMの照明を行うほうがより良好にウエハマークWMの位置を計測することができる。従って、主制御系(切換手段)35は、ウエハマークWMが低段差パターンであり、かつ微細ピッチであるとき、照明光学系による照明が明視野照明に設定されている場合においては暗視野照明に切り換え、照明光学系による照明が暗視野照明に設定されている場合においては照明を切り換えることなく暗視野照明を維持する。
また、ウェハマークWMが低段差パターンでかつ粗ピッチで線幅が細いときも、明視野照明によるウェハマークWMの照明と比較して、暗視野照明によりウェハマークWMの照明を行うほうがより良好にウェハマークWMの位置を計測することができる。また、低段差パターンでかつ粗ピッチで線幅が太い場合も、明視野条件で前述した一部反射率の差の条件で検出が難しい場合には、明視野照明によるウェハマークWMの照明と比較して、暗視野照明によりウェハマークWMの照明を行うほうがより安定し良好にウェハマークWMの位置を計測することができる。しかし、線幅が太い場合には、暗視野照明においては、ライン線幅の誤差の影響を受けやすいので、線幅誤差を小さく抑えるか、あらかじめ線幅の細いマークを使用することが望ましい。従って、これらの場合においても、主制御系(切換手段)35は、照明光学系による照明が明視野照明に設定されている場合においては暗視野照明に切り換え、照明光学系による照明が暗視野照明に設定されている場合においては照明を切り換えることなく暗視野照明を維持する。
また、主制御系35は、暗視野照明によるウエハマークWMの照明と比較して、明視野照明によりウエハマークWMの照明を行うほうがより良好にウエハマークWMの位置を計測することができる場合には、照明光学系による照明が暗視野照明に設定されている場合においては明視野照明に切り換え、照明光学系による照明が明視野照明に設定されている場合においては照明を切り換えることなく明視野照明を維持する。
主制御系35は、信号処理系18からのウエハマークWMの位置情報に基づいて、ステージ制御信号をステージ制御系34に対して出力する。ステージ制御系34は、ステージ制御信号に基づいてXYステージ33を適宜駆動し、ウエハWのアライメントを行う。
次に、グラフを参照して、ウエハマークの像シフト量とフォーカス位置との関係(TIS)について説明する。図7、図8は、低段差パターン、微細ピッチ、2つの異なる細い線幅(細溝)のウエハマークを、明視野照明(破線)及び暗視野照明(実線)した場合におけるウエハマークの像シフト量とフォーカス位置との関係を示すグラフである。また、図7に示すグラフは位置検出装置を構成する光学系にコマ収差がある場合、図8に示すグラフは位置検出装置を構成する光学系に光束ケラレ(光源と開口絞りとの光軸ずれ)がある場合におけるウエハマークの像シフト量とフォーカス位置との関係を示している。
ここで、光束ケラレについて説明する。光軸ずれ要因には、光束ケラレ及び照明テレセントリシティずれの2つがある。落射照明系の場合、2次光源(ライトガイド端面)50、照明系、観察面(ウェハ面)52、結像系、結像開口絞り54、撮像面56は図9に示すように構成される。なお、図10は、2次光源50の光束断面形状を示す図であり、輪帯発光部50aを有している。また、図11は、結像開口絞り54の開口を示す図であり、円形開口部54aを有している。
2次光源(輪帯)50の中心は、理想的な光軸上に配置され、図12に示すように、物体面(ウェハ面)52に対して垂直に輪帯照明するように調整されることが望ましい。このような状態を照明テレセントリシティ(照明の傾き)が良いという。このように設置されていると、物体面52が上下した際にも、撮像面56での像の位置ずれを抑制することができ、計測誤差低減につながる。また、暗視野照明の場合、物体で反射した照明光(0次光:非回折光)は、図13に示すように、結像光学系の開口絞り54の中心と合致していることが望ましい。開口絞り54内には、物体にて回折した光が、開口絞り54の中心に対して点対称に分布する。このように設置されていると、物体面52が上下した際にも、撮像面56での像の位置ずれを抑制することができ、また、像の非対称を抑制し、装置起因の誤差要因(TIS)も低減できる。このような状態を、光束ケラレがない状態と呼んでいる。この2つの光軸ずれ要因に対して、たとえば図9に示す平行平板58,60をチルトさせることにより誤差を小さくすることができる。照明系内の平行平板58をチルトさせると、照明テレセントリシティを調整でき、開口絞り54近傍の平行平板60をチルトさせると、光束ケラレ(光源と開口絞りの光軸ずれ)を調整することができる。
ウエハマークの像シフト量とフォーカス位置との関係についての説明に戻る。なお、図7及び図8のグラフの縦軸は像シフト量、横軸はデフォーカス位置を示しており、横軸の中心はベストフォーカス位置である。また、図7及び図8の破線で示す明視野(1)は、2つの異なる細溝のうち、より細い細溝を有するウエハマークを明視野照明した結果を示している。図7及び図8の破線で示す明視野(2)は、他方の細溝を有するウエハマークを明視野照明した結果を示している。また、図7及び図8の実線で示す暗視野(1)は、2つの異なる細溝のうち、より細い細溝を有するウエハマークを暗視野照明した結果を示している。図7及び図8の実線で示す暗視野(2)は、他方の細溝を有するウエハマークを暗視野照明した結果を示している。
ここで、ベストフォーカス位置での像シフト量は、理想的な収差を受けない点からの位置ずれを示している。即ち、位置ずれが大きい場合は位置検出装置を構成する光学系の収差の影響を受けやすいためウエハマークの計測誤差が生じやすく、位置ずれが小さい場合は位置検出装置を構成する光学系の収差の影響を受けにくいためウエハマークの計測誤差が生じにくい。また、異なるウエハマーク間のベストフォーカス位置での像シフト量の差分は、ウエハマークの製造誤差の影響の受け易さを示している。即ち、像シフト量の差分が大きい場合はウエハマークの製造誤差の影響を受けやすいためウエハマークの計測誤差が生じやすく、像シフト量の差分が小さい場合はウエハマークの製造誤差の影響を受けにくいためウエハマークの計測誤差が生じにくい。
また、デフォーカス量に伴う像シフトの変化量の大きさは、デフォーカスに対するTISの変化量(以下、ΔTISという。)の大きさを示している。即ち、ΔTISが大きい場合はデフォーカス量の影響を受けやすいためウエハマークの計測誤差が生じやすく、ΔTISが小さい場合はデフォーカス量の影響を受けにくいためウエハマークの計測誤差が生じにくい。また、異なるウエハマーク間のΔTISの差分は、フォーカス位置の設定誤差の影響の受け易さを示している。即ち、ΔTISの差分が大きい場合はフォーカス位置の設定誤差の影響を受けやすいためウエハマークの計測誤差が生じやすく、ΔTISの差分が小さい場合はフォーカス位置の設定誤差の影響を受けにくいためウエハマークの計測誤差が生じにくい。
図7、図8のグラフに示すように、特にベストフォーカス位置近傍で、低段差パターン、微細ピッチ、細溝のウエハマークを計測する場合においては、位置検出装置を構成する光学系のコマ収差及び光束ケラレの影響を受けにくく、ウエハマークの製造誤差の影響を受けにくく、フォーカス位置の設定誤差の影響を受けにくい暗視野照明によるウエハマークの計測が明視野照明によるウエハマークの計測より適している。
図14、図15は、低段差パターン、粗ピッチ、太い線幅(太溝)のウエハマークを、明視野照明(破線)及び暗視野照明(実線)した場合におけるウエハマークの像シフト量とフォーカス位置との関係を示すグラフである。また、図14に示すグラフは位置検出装置を構成する光学系にコマ収差がある場合、図15に示すグラフは位置検出装置を構成する光学系に光束ケラレがある場合におけるウエハマークの像シフト量とフォーカス位置との関係を示している。なお、縦軸は像シフト量、横軸はデフォーカス位置を示しており、横軸の中心はベストフォーカス位置である。
また、図14及び図15の破線で示す明視野(1)は、2つの異なる太溝のうち、より太い太溝を有するウエハマークを明視野照明した結果を示している。図14及び図15の破線で示す明視野(2)は、他方の太溝を有するウエハマークを明視野照明した結果を示している。また、図14及び図15の実線で示す暗視野(1)は、2つの異なる太溝のうち、より太い太溝を有するウエハマークを暗視野照明した結果を示している。図14及び図15の実線で示す暗視野(2)は、他方の太溝を有するウエハマークを暗視野照明した結果を示している。
図14のグラフに示すように、特にベストフォーカス位置近傍で、低段差パターン、粗ピッチ、太溝のウエハマークを計測する場合においては、位置検出装置を構成する光学系のコマ収差の影響を受けにくく、ウエハマークの製造誤差の影響を受けにくく、フォーカス位置の設定誤差の影響を受けにくい明視野照明によるウエハマークの計測が暗視野照明によるウエハマークの計測より適している。一方、図15のグラフに示すように、特にベストフォーカス位置近傍で、低段差パターン、粗ピッチ、太溝のウエハマークを計測する場合においては、位置検出装置を構成する光学系に光束ケラレがあるとき、明視野照明及び暗視野照明いずれの照明でウエハマークの計測を行ってもよい。
明視野条件で前述した一部反射率の差の条件で検出が難しい場合には、明視野照明によるウェハマークWMの照明と比較して、暗視野照明によりウェハマークWMの照明を行うほうがより安定し良好にウェハマークWMの位置を計測することができる。しかし、線幅が太い場合には、暗視野照明においては、図15に示すようにライン線幅の誤差の影響を受けやすいので、線幅誤差を小さく抑えることが望ましい。また、あらかじめ線幅の細いマークを使用することが望ましい。低段差パターン、粗ピッチの場合でも、細溝のウェハマークを計測する場合においては、ほぼ図8、図9と同様の傾向となり、ライン幅製造誤差の影響も小さいため、暗視野照明よるウェハマークWMの計測が、明視野照明による計測よりも安定しており良好に計測が行える。
図16は、高段差パターン(実線)及び低段差パターン(破線)のウエハマークを、明視野照明した場合におけるウエハマークの像シフト量とフォーカス位置との関係を示すグラフである。また、図17は、高段差パターン(実線)及び低段差パターン(破線)のウエハマークを、暗視野照明した場合におけるウエハマークの像シフト量とフォーカス位置との関係を示すグラフである。なお、縦軸は像シフト量、横軸はデフォーカス位置を示しており、横軸の中心はベストフォーカス位置である。
図16グラフからは、コマ収差や光束ケラレが発生している場合、明視野照明によるウェハマークの計測では、高段差パターンと低段差パターンの計測値に差が大きく、段差製造誤差の影響を受けやすいことがわかる。一方、図17のグラフからは、コマ収差や光束ケラレが発生している場合、暗視野照明によるウェハマークの計測では、高段差パターンと低段差パターンの計測値に差がなく、段差製造誤差の影響を受けないことがわかる。
図18は、反射率差なし(実線)及び反射率差あり(破線、一点鎖線)のウエハマークを、明視野照明した場合におけるウエハマークの像シフト量とフォーカス位置との関係を示すグラフである。また、図19は、反射率差なし(実線)及び反射率差あり(破線、一点鎖線)のウエハマークを、暗視野照明した場合におけるウエハマークの像シフト量とフォーカス位置との関係を示すグラフである。なお、縦軸は像シフト量、横軸はデフォーカス位置を示しており、横軸の中心はベストフォーカス位置である。
また、図18、図19の破線で示す反射率差(1)は反射率差が25%であるウエハマークを照明した結果を示しており、一点鎖線で示す反射率差(2)は反射率差が50%であるウエハマークを照明した結果を示しており、一点鎖線で示す反射率差(3)は反射率差が75%であるウエハマークを照明した結果を示している。
図18のグラフからは、光学系にコマ収差や光束ケラレが発生している場合、明視野照明によるウェハマークの計測では、反射率条件の異なるマーク間の計測値に差が大きく、ウェハマークの反射率製造誤差の影響を受けやすいことがわかる。一方、図19のグラフからは、光学系にコマ収差や光束ケラレが発生している場合でも、暗視野照明によるウェハマークの計測では、反射率条件の異なるマーク間の計測値に差がなく、反射率の製造誤差の影響を受けないことがわかる。即ち、明視野照明で不得意な、低段差、細溝パターンに関しては、暗視野照明を用いることによりTISが改善される。これにより、マークの小型化にも良い傾向となる。
次に、上述の実施の形態にかかる位置検出装置を用いて、段差が85nm、ピッチが12μm、線幅が0.4μmであるラインアンドスペースのウエハマークの計測を明視野照明により行った場合に計測結果を示す。図20は、明視野照明による、段差85nm、ピッチ12μm、線幅0.4μmラインのウェハマークの計測波形信号を示している(ライン部を中心に幅1ピッチ分の部分のみを示している)。図20に示す実線は、ライン部とスペース部の反射率が等しい場合(ライン部もスペース部も100%の例)を示している。例えば1:1のラインアンドスペース段差パターンの場合、段差のあるエッジ部分が暗くなり、半ピッチの正弦波成分が強くなる(図21参照)。線幅が細い場合(細溝マーク)、ライン部左右のエッジが近いため、左右エッジ部の暗部が一つとなり、実線のように一つの正弦波形状信号となる。このような、細溝マークの場合に、反射率をライン部:スペース=1:1から、スペース部分の反射率を小さい場合を想定すると、図20の破線のように、ライン部の暗さとスペース部の暗さが同じようになる場合が発生する。図20の破線は、ライン部:スペース部=4:1(ライン部100%、スペース部25%)を示している。このような場合は、図4に示す表の高段差パターンと低段差パターンでの、反射率差「有」の特別ケース(パターン消失)を示しており、この「消失」状態がありえるため、コントラスト、振幅、TISの各条件が黒三角となっている。
次に、上述の実施の形態にかかる位置検出装置を用いて、段差が85nm、ピッチが12μm、線幅が0.4μmであるラインアンドスペースのウエハマークの計測を暗視野照明により行った場合の計測結果を示す。この明視野照明における弱点である「消失」状態に対して、暗視野照明ではどうかを示すのが図22である。図20の明視野の場合と同様に、実線は細溝マークの反射率がライン部:スペース=1:1(ライン部もスペース部も100%の例)、破線はライン部:スペース部=4:1(ライン部100%、スペース部25%)の例を示している。図22で特筆すべきは、マークの反射率に寄らずほぼ同じ強度分布特性を示している点である。暗視野の場合、明視野に比べて、像のコントラストは反射率に依らず高い。像の振幅は小さいが、先述したように、像の振幅が小さい場合に関しては光量を上げれば大きな振幅を確保できる。このような状況は低段差マークにおいても同様であり、50nm以下の段差の場合も、明視野照明においてはスペース部の先述の「消失」条件があり、暗視野においては発生しない。微細ピッチで線幅が細い段差マークの場合には、TIS関連の諸性能も良好であるため明視野よりも優れている。
この第1の実施の形態にかかる位置検出装置によれば、位置検出装置が備える照明光学系による照明を明視野照明または暗視野照明に切り換えることができるため、ウエハマークにおけるパターン構造またはパターンピッチを高精度に検出するのに最適な照明により照明を行なうことができ、基板の位置検出を正確に行なうことができる。また、低段差パターンまたは微細ピッチのウエハマークの計測を正確に行うことができる暗視野照明を採用することによりウエハマークを小型化することができるため、ウエハマークを形成する領域を小さくすることができる。
また、この第1の実施の形態にかかる投影露光装置によれば、ウエハマーク(アライメントマーク)を高精度に検出するのに最適な照明により照明を行なうことができる位置検出装置を備えているため、ウエハの位置検出を正確に行なうことができる。従って、ウエハ上への重ね合せ露光を高精度に行なうことができる。
次に、この発明の第2の実施の形態にかかる投影露光装置について説明する。なお、この第2の実施の形態にかかる投影露光装置の構成は、第1の実施の形態にかかる投影露光装置に記憶部を加え、この記憶部を第1の実施の形態にかかる主制御部35に接続させたものである。したがって、第2の実施の形態の説明においては、第1の実施の形態にかかる投影露光装置の構成と同一の構成の詳細な説明は省略する。なお、この第2の実施の形態にかかる投影露光装置の説明においては、第1の実施の形態にかかる投影露光同一の構成には第1の実施の形態で用いたものと同一の符号を用いて説明を行う。
記憶部(記憶手段)には、ウェハマークWMのピッチ、ライン幅、反射率差の有無、段差の有無、段差の高低等の情報が予め記憶されている。なお、記憶部に記憶されているウェハマークWMのピッチ、ライン幅、反射率差の有無、段差の有無、段差の高低等の情報は、図示しない入力部から入力されるか、必要に応じて得られた信号処理系18からのウェハマークWMの計測情報(信号振幅等)に基づいて設定される。露光に先立って、位置検出装置を用いてレチクルR上のパターン領域PAとウエハW上の各露光領域とを光学的に位置合わせ(アライメント)を行う場合には、主制御部35は、記憶部に記憶されているウエハマークWMの反射率の差、線幅、パターン構造及びパターンピッチに関する情報に基づいて、暗視野照明または明視野照明を選択し、ライトガイドファイバ2の入射端2aに入射する照明光を制御することにより、位置検出装置の照明光学系による照明を暗視野照明または明視野照明に切り換える。
即ち、主制御系35は、記憶部に記憶されているウエハマークWMが低段差パターンであり、かつ微細ピッチであるとき、照明光学系による照明が明視野照明に設定されている場合においては暗視野照明に切り換え、照明光学系による照明が暗視野照明に設定されている場合においては照明を切り換えることなく暗視野照明を維持する。
また、記憶部に記憶されているウェハマークWMが低段差パターンでかつ粗ピッチでかつ線幅が細いとき、照明光学系による照明が明視野照明に設定されている場合においては暗視野照明に切り換え、照明光学系による照明が暗視野照明に設定されている場合においては照明を切り換えることなく暗視野照明を維持する。
また、主制御系35は、記憶部に記憶されているウエハマークWMの構造に関する情報に基づいて、明視野照明によりウエハマークWMの照明を行うほうがより良好にウエハマークWMの位置を計測することができる場合には、照明光学系による照明が暗視野照明に設定されている場合においては明視野照明に切り換え、照明光学系による照明が明視野照明に設定されている場合においては照明を切り換えることなく明視野照明を維持する。また、明視野照明で前述した一部反射率差の条件での検出が難しい場合等、必要に応じて明視野照明と暗視野照明を自由に設定して切り換えて計測を行うことも可能であることは言うまでもない。
主制御系35は、信号処理系18からのウエハマークWMの位置情報に基づいて、ステージ制御信号をステージ制御系34に対して出力する。ステージ制御系34は、ステージ制御信号に基づいてXYステージ33を適宜駆動し、ウエハWのアライメントを行う。
この第2の実施の形態にかかる位置検出装置によれば、位置検出装置が備える照明光学系による照明を明視野照明または暗視野照明に切り換えることができるため、ウエハマークにおけるパターン構造またはパターンピッチを高精度に検出するのに最適な照明により照明を行なうことができ、基板の位置検出を正確に行なうことができる。また、低段差パターンまたは微細ピッチのウエハマークの計測を正確に行うことができる暗視野照明を採用することによりウエハマークを小型化することができるため、ウエハマークを形成する領域を小さくすることができる。
また、この第2の実施の形態にかかる投影露光装置によれば、ウエハマーク(アライメントマーク)を高精度に検出するのに最適な照明により照明を行なうことができる位置検出装置を備えているため、ウエハの位置検出を正確に行なうことができる。従って、ウエハ上への重ね合せ露光を高精度に行なうことができる。
なお、上述の各実施の形態にかかる位置検出装置においては、ライトガイドファイバ2及びブラインド等を用いて明視野照明または暗視野照明への切り換えを行っているが、ライトガイドファイバ2の射出端2bの近傍に設置されている照明開口絞り3を切り換えることにより明視野照明または暗視野照明への切り換えを行うようにしてもよい。この場合には、円形状の明視野照明用開口絞り及びリング状の暗視野照明用開口絞りを備え、適宜開口絞りの切換えを行うことにより、明視野照明または暗視野照明の切換えを行う。また、明視野照明用及び暗視野照明用の照明光学系をそれぞれ備えるようにしてもよい。この場合には、暗視野照明用の照明光学系としては、より高輝度な光源、例えば高輝度LED等を用いてもよい。
上述の実施の形態にかかる投影露光装置では、照明光学装置によってレチクル(マスク)を照明し(照明工程)、投影光学系を用いてマスクに形成された転写用のパターンを感光性基板(プレート)に転写する(転写工程)ことにより、マイクロデバイス(半導体素子、撮像素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド等)を製造することができる。以下、上述の実施の形態にかかる投影露光装置を用いて感光性基板としてのプレート等に所定の回路パターンを形成することによって、マイクロデバイスとしての半導体デバイスを得る際の手法の一例につき図23のフローチャートを参照して説明する。
先ず、図23のステップS301において、1ロットのプレート上に金属膜が蒸着される。次のステップS302において、そのlロットのプレート上の金属膜上にフォトレジストが塗布される。その後、ステップS303において、上述の実施の形態にかかる投影露光装置を用いて、マスク上のパターンの像がその投影光学系を介して、その1ロットのプレート上の各ショット領域に順次露光転写される。その後、ステップS304において、その1ロットのプレート上のフォトレジストの現像が行われた後、ステップS305において、その1ロットのプレート上でレジストパターンをマスクとしてエッチングを行うことによって、マスク上のパターンに対応する回路パターンが、各プレート上の各ショット領域に形成される。
その後、更に上のレイヤの回路パターンの形成等を行うことによって、半導体素子等のデバイスが製造される。上述の半導体デバイス製造方法によれば、上述の実施の形態にかかる投影露光装置を用いて露光を行っているため、高精度に重ね合わせ露光された回路パターンを有する半導体デバイスを得ることができる。なお、ステップS301〜ステップS305では、プレート上に金属を蒸着し、その金属膜上にレジストを塗布、そして露光、現像、エッチングの各工程を行っているが、これらの工程に先立って、プレート上にシリコンの酸化膜を形成後、そのシリコンの酸化膜上にレジストを塗布、そして露光、現像、エッチング等の各工程を行っても良いことはいうまでもない。
また、上述の実施の形態にかかる投影露光装置では、プレート(ガラス基板)上に所定のパターン(回路パターン、電極パターン等)を形成することによって、マイクロデバイスとしての液晶表示素子を得ることもできる。以下、図24のフローチャートを参照して、このときの手法の一例につき説明する。図24において、パターン形成工程S401では、上述の実施の形態にかかる投影露光装置を用いてマスクのパターンを感光性基板(レジストが塗布されたガラス基板等)に転写露光する、所謂光リソグラフィ工程が実行される。この光リソグラフィ工程によって、感光性基板上には多数の電極等を含む所定パターンが形成される。その後、露光された基板は、現像工程、エッチング工程、レジスト剥離工程等の各工程を経ることによって、基板上に所定のパターンが形成され、次のカラーフィルタ形成工程S402へ移行する。
次に、カラーフィルタ形成工程S402では、R(Red)、G(Green)、B(Blue)に対応した3つのドットの組がマトリックス状に多数配列されたり、またはR、G、Bの3本のストライプのフィルタの組を複数水平走査線方向に配列されたりしたカラーフィルタを形成する。そして、カラーフィルタ形成工程S402の後に、セル組み立て工程S403が実行される。セル組み立て工程S403では、パターン形成工程S401にて得られた所定パターンを有する基板、およびカラーフィルタ形成工程S402にて得られたカラーフィルタ等を用いて液晶パネル(液晶セル)を組み立てる。セル組み立て工程S403では、例えば、パターン形成工程S401にて得られた所定パターンを有する基板とカラーフィルタ形成工程S402にて得られたカラーフィルタとの間に液晶を注入して、液晶パネル(液晶セル)を製造する。
その後、モジュール組み立て工程S404にて、組み立てられた液晶パネル(液晶セル)の表示動作を行わせる電気回路、バックライト等の各部品を取り付けて液晶表示素子として完成させる。上述の液晶表示素子の製造方法によれば、上述の実施の形態にかかる投影露光装置を用いて露光を行っているため、高精度に重ね合わせ露光された回路パターンを有するマイクロデバイスとしての液晶表示素子を得ることができる。
1…光源、2…ライトガイドファイバ、3…照明開口絞り、4…コンデンサレンズ、5…照明視野絞り、6…照明リレーレンズ、7…ハーフプリズム、8…第1対物レンズ、9…反射プリズム、10…第2対物レンズ、11…指標板、12,13…リレーレンズ系、14…XY分岐ハーフプリズム、15…Y方向用CCD、16…X方向用CCD、17…結像開口絞り、18…信号処理系、30…レチクルステージ、31…ウエハホルダ、32…Zステージ、33…XYステージ、34…ステージ制御系、35…主制御系、IL…露光用照明光学系、R…レチクル、PL…投影光学系、W…ウエハ、WM…ウエハマーク。
Claims (10)
- 基板上に設けられたアライメントマークを明視野照明または暗視野照明するための照明光学系と、前記アライメントマークにより反射された光束を集光して結像させるための結像光学系とを有し、前記基板の位置検出を行うための位置検出装置において、
前記アライメントマークにおけるパターン構造及びパターンピッチの少なくとも一方に基づいて、前記照明光学系による照明を前記明視野照明または前記暗視野照明に切り換える切換手段を備えることを特徴とする位置検出装置。 - 前記結像光学系にて形成される前記アライメントマークの像を検出する検出手段と、
前記検出手段の検出結果に基づいて、前記パターン構造を判別すると共に、前記パターンピッチを判別する判別手段とを備え、
前記切換手段は、前記判別手段からの情報に基づいて、前記照明光学系による照明を前記暗視野照明または前記明視野照明に切り換えることを特徴とする請求項1記載の位置検出装置。 - 前記基板に形成される前記アライメントマークの前記パターン構造及び前記パターンピッチに関する情報を記憶する記憶手段を更に備え、
前記切換手段は、前記記憶手段からの情報に基づいて、前記照明光学系による照明を前記暗視野照明または前記明視野照明に切り換えることを特徴とする請求項1記載の位置検出装置。 - 前記パターン構造は、強度パターン、低段差パターン、及び高段差パターンを含み、
前記パターンピッチは、粗ピッチと微細ピッチとを含むことを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れか一項に記載の位置検出装置。 - 前記結像光学系にて形成される前記アライメントマークの像を検出する検出手段と、
前記検出手段による検出結果に基づいて、前記アライメントマークが、強度パターン、低段差パターン、及び高段差パターンの何れかを判別する段差判別手段と、
前記検出手段による検出結果に基づいて、前記アライメントマークが、粗ピッチまたは微細ピッチの何れかを判別するピッチ判別手段と、
を備え、
前記切換手段による切換えは、前記段差判別手段による判別結果が低段差パターンであり、かつ前記ピッチ判別手段による判別結果が微細ピッチであるとき、前記照明光学系による照明を前記暗視野照明に設定することを特徴とする請求項4記載の位置検出装置。 - 前記基板に形成されるアライメントマークのパターン段差構造及びパターンピッチに関する情報を記憶する記憶手段を更に備え、
前記切替手段による切換えは、前記記憶手段により記憶されている前記アライメントマークのパターン構造が低段差パターンであり、かつパターンピッチが微細ピッチであるとき、前記照明光学系による照明を前記暗視野照明に設定することを特徴とする請求項4記載の位置検出装置。 - 前記低段差パターンの段差は、50nm以下であり、
前記高段差パターンの段差は、50nmより大きいことを特徴とする請求項4乃至請求項6の何れか一項に記載の位置検出装置。 - 前記粗ピッチは、6μmよりも長く、
前記微細ピッチは、6μm以下であることを特徴とする請求項4乃至請求項7の何れか一項に記載の位置検出装置。 - 光源から射出される照明光により照明された所定のパターンを感光性基板上に露光する露光装置において、
請求項1乃至請求項8の何れか一項に記載の位置検出装置を備え、
前記位置検出装置は、前記感光性基板に形成されるアライメントマークを検出することを特徴とする露光装置。 - 請求項9記載の露光装置を用いて所定のパターンを感光性基板上に露光する露光工程と、
前記露光工程により露光された前記感光性基板を現像する現像工程と、
を含むことを特徴とするマイクロデバイスの製造方法。
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