JP2007329384A - Surface position detection device, exposure equipment, and method for manufacturing device - Google Patents

Surface position detection device, exposure equipment, and method for manufacturing device Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a surface position detection device which can detect correctly the surface position of a detection target surface. <P>SOLUTION: The surface position detection device 2 detects the surface position of the detection target surface W. The device comprises a light-transmitting optical system SL which projects a plurality of first slits to a plurality of measurement points on the detection target surface W, by transmitting a detecting light supplied from a light source to the detection target surface W from an oblique direction; a light-receiving optical system RL which forms a plurality of first slit images on a plurality of second slits provided corresponding to the plurality of the first slits, by condensing the detected light reflected by the detection target surface W; and a plurality of detecting means which detects the each of detected lights through the each of the plurality of the second slits. The each of the plurality of the detecting means is equipped with a plurality of sensors arranged in line in the direction crossing the short direction of second slits. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

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面位置検出装置、該面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デバイスの製造方法に関するものである。   The present invention relates to a surface position detection apparatus used in a lithography process for manufacturing a semiconductor element, a liquid crystal display element, etc., an exposure apparatus provided with the surface position detection apparatus, and a device manufacturing method using the exposure apparatus. is there.

マスク上に形成されたパターンを投影光学系を介して基板上に投影露光する投影露光装置においては、投影光学系の焦点深度が比較的浅く、かつ、基板面が平坦でない場合もあるため、スループットを低下させることなく、基板上の露光領域における投影光学系に対するフォーカス位置の調整を正確に行なう必要がある。投影光学系の光軸方向における基板位置の検出装置としては、例えば、被検面としての基板に対して検出光を斜め方向から送光し、基板上に送光スリットの中間像を投射し、基板面により反射された検出光を集光して、受光スリット上に送光スリットの像を形成し、受光スリットを通過した検出光を検出する斜入射型オートフォーカスセンサ(面位置検出装置)が知られている(例えば、特許文献1参照)。
特開平5−129182号公報
In a projection exposure apparatus that projects and exposes a pattern formed on a mask onto a substrate via a projection optical system, the projection optical system has a relatively shallow depth of focus, and the substrate surface may not be flat. It is necessary to accurately adjust the focus position with respect to the projection optical system in the exposure region on the substrate without lowering the image quality. As a substrate position detection device in the optical axis direction of the projection optical system, for example, the detection light is transmitted from an oblique direction to the substrate as the test surface, and an intermediate image of the light transmission slit is projected on the substrate, An oblique-incidence autofocus sensor (surface position detection device) that collects the detection light reflected by the substrate surface, forms an image of the light transmission slit on the light receiving slit, and detects the detection light that has passed through the light receiving slit. It is known (see, for example, Patent Document 1).
JP-A-5-129182

上述の斜入射型オートフォーカスセンサにおいては、送光スリットの大きさは有限であるため、送光スリットと受光スリットとの間に回転誤差が残存している場合、基板表面の状態、構造に起因して、計測誤差が発生し、投影光学系に対する基板のフォーカス位置を正確に計測することができないという問題があった。   In the above-described oblique incidence type autofocus sensor, the size of the light transmission slit is finite. Therefore, if a rotation error remains between the light transmission slit and the light reception slit, it is caused by the state and structure of the substrate surface. As a result, a measurement error occurs, and the focus position of the substrate with respect to the projection optical system cannot be accurately measured.

この発明の課題は、被検面の面位置を正確に検出することができる面位置検出装置、該面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デバイスの製造方法を提供することである。   An object of the present invention is to provide a surface position detecting device capable of accurately detecting a surface position of a surface to be measured, an exposure apparatus provided with the surface position detecting device, and a device manufacturing method using the exposure device. It is.

この発明の面位置検出装置は、被検面(W)の面位置を検出する面位置検出装置(2)において、光源から供給される検出光を前記被検面(W)上に斜め方向から送光して、該被検面(W)上の複数の計測点のそれぞれに複数の第1スリット(S1〜S25)を投射する送光光学系(SL)と、前記被検面(W)により反射された前記検出光を集光して、前記複数の第1スリット(S1〜S25)に対応して設けられた複数の第2スリット(R1〜R25)上に前記複数の第1スリット(S1〜S25)の像を形成する受光光学系(RL)と、前記複数の第2スリット(R1〜R25)のそれぞれを介した前記検出光のそれぞれを検出する複数の検出手段(RS1〜RS25)とを備え、前記複数の検出手段(RS1〜RS25)のそれぞれは、前記第2スリット(R1〜R25)の短手方向を横切る方向に並んで配置されている複数のセンサ(C1〜C4)を備えることを特徴とする。   In the surface position detection device (2) for detecting the surface position of the test surface (W), the surface position detection device of the present invention is configured to detect the detection light supplied from the light source on the test surface (W) from an oblique direction. A light transmission optical system (SL) that transmits light and projects a plurality of first slits (S1 to S25) to each of a plurality of measurement points on the test surface (W), and the test surface (W) The detection light reflected by the plurality of first slits (R1 to R25) provided on the plurality of second slits (R1 to R25) corresponding to the plurality of first slits (S1 to S25) is collected. A plurality of detection means (RS1 to RS25) for detecting each of the detection light through each of the light receiving optical system (RL) that forms the image of S1 to S25) and the plurality of second slits (R1 to R25). Each of the plurality of detection means (RS1 to RS25) , Characterized in that it comprises a sensor (C1 -C4) a plurality of which are arranged side by side in a direction transverse to the lateral direction of the second slit (R1~R25).

また、この発明の露光装置は、所定のパターンを感光性基板(W)上に露光する露光装置において、前記感光性基板(W)の面位置を検出するためのこの発明の面位置検出装置(2)を備えることを特徴とする。   The exposure apparatus of the present invention is an exposure apparatus that exposes a predetermined pattern on a photosensitive substrate (W), and is a surface position detection apparatus of the present invention for detecting the surface position of the photosensitive substrate (W). 2).

また、この発明の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(W)上に露光する露光工程(S303)と、前記露光工程(S303)により露光された前記感光性基板(W)を現像する現像工程(S304)とを含むことを特徴とする。   Further, in the device manufacturing method of the present invention, an exposure process (S303) in which a predetermined pattern is exposed on the photosensitive substrate (W) using the exposure apparatus of the present invention, and the exposure process (S303) is performed. And a developing step (S304) for developing the photosensitive substrate (W).

この発明の面位置検出装置によれば、複数の第2スリットのそれぞれに対応して設けられた複数の検出手段のそれぞれが第2スリットの短手方向を横切る方向に並んで配置されている複数のセンサと、複数のセンサ毎の受光タイミングを調整する調整手段を備えているため、第1スリットと第2スリットとの間に回転誤差が残存している場合においても被検面の面位置を正確に計測することができる。   According to the surface position detection apparatus of the present invention, the plurality of detection means provided corresponding to the plurality of second slits are arranged in a line across the short direction of the second slit. And the adjusting means for adjusting the light receiving timing for each of the plurality of sensors, the surface position of the test surface can be adjusted even when a rotation error remains between the first slit and the second slit. Accurate measurement is possible.

また、この発明の露光装置によれば、この発明の面位置検出装置を備えているため、感光性基板の面位置を正確に検出することができる。したがって、感光性基板の面位置を正確に調整することができ、高精度な露光を行なうことができる。   Further, according to the exposure apparatus of the present invention, since the surface position detection device of the present invention is provided, the surface position of the photosensitive substrate can be accurately detected. Therefore, the surface position of the photosensitive substrate can be accurately adjusted, and highly accurate exposure can be performed.

また、この発明のデバイスの製造方法によれば、この発明の面位置検出装置を備えた露光装置を用いて露光を行なうため、感光性基板の面位置を正確に検出することができ、感光性基板の面位置を正確に調整することができる。したがって、高精度な露光を行なうことができ、良好なデバイスを得ることができる。   Further, according to the device manufacturing method of the present invention, since the exposure is performed using the exposure apparatus provided with the surface position detecting device of the present invention, the surface position of the photosensitive substrate can be accurately detected, The surface position of the substrate can be adjusted accurately. Therefore, highly accurate exposure can be performed and a good device can be obtained.

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、この発明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。以下の説明においては、図1中に示すXYZ直交座標系を設定し、このXYZ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。XYZ直交座標系は、X軸及びY軸がウエハWに対して平行となるよう設定され、Z軸がウエハWに対して直交する方向に設定されている。図中のXYZ座標系は、実際にはXY平面が水平面に平行な面に設定され、Z軸が鉛直上方向に設定される。   A projection exposure apparatus according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a projection exposure apparatus according to an embodiment of the present invention. In the following description, the XYZ orthogonal coordinate system shown in FIG. 1 is set, and the positional relationship of each member will be described with reference to this XYZ orthogonal coordinate system. The XYZ orthogonal coordinate system is set so that the X axis and the Y axis are parallel to the wafer W, and the Z axis is set in a direction orthogonal to the wafer W. In the XYZ coordinate system in the figure, the XY plane is actually set to a plane parallel to the horizontal plane, and the Z-axis is set vertically upward.

図1に示すように、光源を含む照明光学系ILから射出された露光光は、レチクルステージRSTに載置されているレチクルRを照明する。レチクルステージRSTの位置は、図示しないレチクルステージ干渉計によって計測され且つ位置制御されている。レチクルRに形成されている露光パターンを通過した露光光は、投影光学系PLを介して、ウエハホルダWHを介してウエハテーブルWTに載置されているウエハW上に、レチクルRのパターン像を投影する。ウエハテーブルWTは、ウエハステージとしてのZステージZS、XステージXS及びYステージYS上に載置されている。ZステージZSは投影光学系PLの光軸に沿ったフォーカシング方向(Z方向)へ移動可能に構成されており、XステージXS及びYステージYSはウエハWを投影光学系PLの光軸に垂直な平面(XY平面)内で平行移動、微小回転可能に構成されている。また、ウエハステージの位置は、図示しないウエハステージ干渉計によって計測され且つ位置制御されている。   As shown in FIG. 1, the exposure light emitted from the illumination optical system IL including the light source illuminates the reticle R placed on the reticle stage RST. The position of reticle stage RST is measured and controlled by a reticle stage interferometer (not shown). The exposure light that has passed through the exposure pattern formed on the reticle R projects a pattern image of the reticle R onto the wafer W placed on the wafer table WT via the wafer holder WH via the projection optical system PL. To do. Wafer table WT is placed on Z stage ZS, X stage XS, and Y stage YS as wafer stages. The Z stage ZS is configured to be movable in the focusing direction (Z direction) along the optical axis of the projection optical system PL, and the X stage XS and the Y stage YS allow the wafer W to be perpendicular to the optical axis of the projection optical system PL. It is configured to be capable of parallel movement and minute rotation within a plane (XY plane). The position of the wafer stage is measured and controlled by a wafer stage interferometer (not shown).

この投影露光装置は、面位置検出装置2を備えている。この面位置検出装置2は、投影光学系PLによる結像面に対する焦点深度の幅内にウエハWの露光領域を収めるために、投影光学系PLの光軸方向(Z方向)におけるウエハWの位置を検出する。   This projection exposure apparatus includes a surface position detection apparatus 2. The surface position detection device 2 is configured to position the wafer W in the optical axis direction (Z direction) of the projection optical system PL so that the exposure area of the wafer W falls within the depth of focus with respect to the imaging plane by the projection optical system PL. Is detected.

面位置検出装置2は、図1に示すように、送光光学系SL及び受光光学系RLを備えている。送光光学系SLは、図示しない光源から供給される検出光を被検面であるウエハW上に斜め方向から送光して、ウエハW上の複数の計測点それぞれに後述する複数の送光スリット(第1スリット)S1〜S25を投射する。受光光学系RLは、ウエハWにより反射された検出光を集光して後述する受光スリット(第2スリット)R1〜R25上に送光スリットS1〜S25の像を形成する。   As shown in FIG. 1, the surface position detection device 2 includes a light transmission optical system SL and a light reception optical system RL. The light transmission optical system SL transmits detection light supplied from a light source (not shown) from an oblique direction onto a wafer W that is a surface to be detected, and a plurality of light transmissions described later on each of a plurality of measurement points on the wafer W. The slits (first slits) S1 to S25 are projected. The light receiving optical system RL collects the detection light reflected by the wafer W and forms images of light transmitting slits S1 to S25 on light receiving slits (second slits) R1 to R25 described later.

送光光学系SLに検出光を供給する光源(図示せず)から射出した検出光は、コリメートレンズ等(図示せず)を介して、ライトガイドファイバ10の入射端(図示せず)に入射する。ライトガイドファイバ10の内部を伝播した検出光は、図1に示すように、ライトガイドファイバ10の射出端10aから射出し、コンデンサレンズ11を通過して、送光スリットプリズム12に入射する。   Detection light emitted from a light source (not shown) that supplies detection light to the light transmission optical system SL enters an incident end (not shown) of the light guide fiber 10 via a collimator lens or the like (not shown). To do. As shown in FIG. 1, the detection light propagated through the light guide fiber 10 exits from the exit end 10 a of the light guide fiber 10, passes through the condenser lens 11, and enters the light transmission slit prism 12.

図2は、送光スリットプリズム12の射出面12aの構成を示す図である。送光スリットプリズム12の射出面12aは、ウエハWと光学的にほぼ共役な位置に配置されている。また、射出面12aには、図2に示すように、複数の送光スリットS1〜S25が配列されている。射出面12aの複数の送光スリットS1〜S25を通過した検出光は、折り曲げミラー16により反射され、第2対物レンズ17を通過し、折り曲げミラー18により反射される。折り曲げミラー18により反射された検出光は、後述する第1対物レンズ23のほぼ焦点面に位置するように配置されている振動ミラー21により反射される。振動ミラー21は、図中矢印方向に振動可能に構成されており、後述する受光スリットR1〜R25と、受光スリットR1〜R25上に形成される送光スリットS1〜S25の像とを相対的に走査させる。   FIG. 2 is a diagram illustrating the configuration of the exit surface 12 a of the light transmission slit prism 12. The exit surface 12 a of the light-sending slit prism 12 is disposed at a position optically conjugate with the wafer W. Further, as shown in FIG. 2, a plurality of light transmission slits S1 to S25 are arranged on the exit surface 12a. The detection light that has passed through the plurality of light transmission slits S <b> 1 to S <b> 25 on the exit surface 12 a is reflected by the bending mirror 16, passes through the second objective lens 17, and is reflected by the bending mirror 18. The detection light reflected by the bending mirror 18 is reflected by the oscillating mirror 21 disposed so as to be positioned substantially on the focal plane of the first objective lens 23 described later. The oscillating mirror 21 is configured to be able to vibrate in the direction of the arrow in the figure, and relatively receives light receiving slits R1 to R25 described later and images of light transmitting slits S1 to S25 formed on the light receiving slits R1 to R25. Let it scan.

振動ミラー21により反射された検出光は、第1対物レンズ23を通過して、菱形断面を有する四角柱状の菱形プリズム24に入射する。菱形プリズム24の入射面を透過した検出光は、互いに平行な一対の反射面で順次反射され、入射面に平行な射出面から射出する。菱形プリズム24を通過することにより送光光学系SLを通過した検出光は、ウエハW上に斜め方向から入射する。   The detection light reflected by the oscillating mirror 21 passes through the first objective lens 23 and enters a square prism-shaped rhomboid prism 24 having a rhombic cross section. The detection light transmitted through the entrance surface of the rhomboid prism 24 is sequentially reflected by a pair of reflection surfaces parallel to each other, and exits from an exit surface parallel to the entrance surface. The detection light that has passed through the light transmission optical system SL by passing through the rhombus prism 24 is incident on the wafer W from an oblique direction.

図3は、射出面12aの複数の送光スリットS1〜S25を通過した検出光がウエハW上の複数の計測点のそれぞれを照射することにより形成される送光スリットS1〜S25の像T1〜T25を示す図である。なお、図中破線部で示す領域Aは露光領域である。   FIG. 3 shows images T1 to S25 of the light transmission slits S1 to S25 formed by irradiating each of the plurality of measurement points on the wafer W with the detection light that has passed through the plurality of light transmission slits S1 to S25 on the exit surface 12a. It is a figure which shows T25. In addition, the area | region A shown with the broken-line part in a figure is an exposure area | region.

ウエハWにより反射された検出光は、受光光学系RLを構成する菱形プリズム25に入射する。菱形プリズム25は、菱形プリズム24と同様に、菱形断面を有する四角柱状のプリズムである。従って、菱形プリズム25の入射面を通過した検出光は、互いに平行な一対の反射面で順次反射された後、入射面に平行な射出面を通過し、菱形プリズム25から射出する。   The detection light reflected by the wafer W enters the rhomboid prism 25 that constitutes the light receiving optical system RL. The rhomboid prism 25 is a quadrangular prism having a rhombic cross section, similar to the rhombus prism 24. Therefore, the detection light that has passed through the incident surface of the rhomboid prism 25 is sequentially reflected by a pair of reflecting surfaces parallel to each other, and then passes through an exit surface parallel to the incident surface and exits from the rhombus prism 25.

菱形プリズム25から射出した検出光は、第1対物レンズ26、第2対物レンズ31を通過して、折り曲げミラー33により反射され、受光スリットプリズム35に入射する。図4は、受光スリットプリズム35の入射面35aの構成を示す図である。受光スリットプリズム35の入射面35aは、ウエハWと光学的にほぼ共役な位置に配置されている。また、入射面35aには、図4に示すように、送光スリットプリズム12の射出面12aに形成されている複数の送光スリットS1〜S25に対応する受光スリットR1〜R25が配列されている。受光スリットR1〜R25上には、対応する送光スリットS1〜S25の像が形成される。また、送光スリットS1〜S25間の光量のバラツキを抑制するために、受光スリットR1〜R25の長手方向の長さは、送光スリットS1〜S25の長手方向の長さより短く設定されている。   The detection light emitted from the rhombus prism 25 passes through the first objective lens 26 and the second objective lens 31, is reflected by the bending mirror 33, and enters the light receiving slit prism 35. FIG. 4 is a diagram illustrating the configuration of the incident surface 35 a of the light receiving slit prism 35. The incident surface 35a of the light receiving slit prism 35 is disposed at a position optically conjugate with the wafer W. Further, as shown in FIG. 4, light receiving slits R1 to R25 corresponding to the plurality of light transmitting slits S1 to S25 formed on the exit surface 12a of the light transmitting slit prism 12 are arranged on the incident surface 35a. . On the light receiving slits R1 to R25, images of the corresponding light transmitting slits S1 to S25 are formed. Further, in order to suppress the variation in the amount of light between the light transmitting slits S1 to S25, the length of the light receiving slits R1 to R25 in the longitudinal direction is set shorter than the length of the light transmitting slits S1 to S25 in the longitudinal direction.

受光スリットプリズム35を通過した検出光は、リレーレンズ36a,36bを通過することにより受光光学系RLを通過して、検出部38に入射する。検出部38は、受光スリットR1〜R25を介した検出光を光電変換する。図5は、検出部38の構成を示す図である。図5に示すように、検出部38の受光面には受光スリットR1〜R25のそれぞれに対応して受光センサRS1〜RS25が配置されている。   The detection light that has passed through the light receiving slit prism 35 passes through the light receiving optical system RL by passing through the relay lenses 36a and 36b, and enters the detection unit 38. The detection unit 38 photoelectrically converts detection light via the light receiving slits R1 to R25. FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of the detection unit 38. As shown in FIG. 5, light receiving sensors RS <b> 1 to RS <b> 25 are arranged on the light receiving surface of the detection unit 38 corresponding to the light receiving slits R <b> 1 to R <b> 25, respectively.

図6は、受光センサRS1の構成を示す図である。なお、受光センサRS2〜RS25の構成は、受光センサRS1の構成と同一である。図6に示すように、受光センサRS1は複数(この実施の形態においては4個)のセンサC1〜C4を備えており、センサC1〜C4は受光スリットR1の長手方向に並んで配置されている。センサC1〜C4のそれぞれは、送光スリットS1と受光スリットR1との間の回転量に基づいて受光タイミングが調整されており、ウエハW面上の1つの計測点についての検出信号を出力する。また、受光センサRS2〜RS25のそれぞれが備える複数のセンサは、送光スリットS2〜S25と受光スリットR2〜R25との間の回転量に基づいて受光タイミングが調整されており、ウエハW面上の対応する1つの計測点についての検出信号を出力する。   FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of the light receiving sensor RS1. The configuration of the light receiving sensors RS2 to RS25 is the same as that of the light receiving sensor RS1. As shown in FIG. 6, the light receiving sensor RS1 includes a plurality (four in this embodiment) of sensors C1 to C4, and the sensors C1 to C4 are arranged side by side in the longitudinal direction of the light receiving slit R1. . Each of the sensors C1 to C4 has a light reception timing adjusted based on the rotation amount between the light transmission slit S1 and the light reception slit R1, and outputs a detection signal for one measurement point on the wafer W surface. The plurality of sensors included in each of the light receiving sensors RS2 to RS25 has the light receiving timing adjusted based on the amount of rotation between the light transmitting slits S2 to S25 and the light receiving slits R2 to R25, and is on the wafer W surface. A detection signal for one corresponding measurement point is output.

検出部38は、1つの計測点に対応する4つのセンサ(例えば、RS1におけるC1〜C4)からの出力に基づいて、1つの計測点についての計測結果を図示しない制御部に対して出力する。各センサからの検出信号強度は振動ミラー21の振動に伴って変化し、制御部は、振動ミラー21の振動周期と同一の位相の交流信号の位相を基準として各受光スリットR1〜R25を通過した検出光の検出信号強度の同期検波を行っている。制御部は、この同期検波の結果に基づいてZステージZSのZ方向における補正量を算出し、算出結果に基づいてZステージZSをベストフォーカス位置となるように駆動する。   The detection unit 38 outputs a measurement result for one measurement point to a control unit (not illustrated) based on outputs from four sensors (for example, C1 to C4 in RS1) corresponding to one measurement point. The detection signal intensity from each sensor changes as the vibration mirror 21 vibrates, and the control unit passes through each of the light receiving slits R1 to R25 with reference to the phase of the AC signal having the same phase as the vibration cycle of the vibration mirror 21. Synchronous detection of the detection signal intensity of the detection light is performed. The control unit calculates a correction amount in the Z direction of the Z stage ZS based on the result of the synchronous detection, and drives the Z stage ZS to be at the best focus position based on the calculation result.

従来の面位置検出装置においては、送光スリット及び受光スリットを通過する検出光の光量を検波していた。従来の面位置検出装置における送光スリットSの像及び受光スリットRの位置関係(ウエハWのZ方向における位置ずれが−Z、−Z/2、0、+Z/2、+Zの場合)を図7に示す。図7に示す受光スリットRに対する送光スリットSの像の位置を中心として、送光スリットSの像が振動ミラーの振動に伴って図中矢印方向に振動する。   In the conventional surface position detection apparatus, the amount of detection light passing through the light transmission slit and the light receiving slit is detected. The positional relationship between the image of the light transmission slit S and the light receiving slit R in the conventional surface position detection device (when the positional deviation of the wafer W in the Z direction is −Z, −Z / 2, 0, + Z / 2, + Z) is shown. 7 shows. With the center of the position of the image of the light transmission slit S with respect to the light receiving slit R shown in FIG. 7, the image of the light transmission slit S vibrates in the direction of the arrow in the figure along with the vibration of the vibration mirror.

図8は、各位置ずれ−Z、−Z/2、0、+Z/2、+Zが生じている場合において、振動ミラーの振動に伴う検出光の光量変化を示すグラフである。図9は、ウエハWのZ方向における位置ずれを横軸に、図8に示す検波ポイントP1における光量I1と検波ポイントP2における光量I2の差Iを縦軸にしたときの信号電圧の変化を示すグラフである。ここで、送光スリットSと受光スリットRとの間に回転誤差が残存している場合、図8に示す波形が変化し、図10に示すグラフのように光量分布が大きくなり、グラフの線が太くなる。また、図9に示すグラフも変化し、図11に示すグラフのように信号電圧の幅が大きくなり、グラフの線が太くなる。   FIG. 8 is a graph showing a change in the amount of detection light accompanying the vibration of the vibrating mirror when each of the positional deviations −Z, −Z / 2, 0, + Z / 2, and + Z occurs. FIG. 9 shows changes in the signal voltage when the positional deviation in the Z direction of the wafer W is plotted on the horizontal axis and the difference I between the light quantity I1 at the detection point P1 and the light quantity I2 at the detection point P2 shown in FIG. It is a graph. Here, when a rotation error remains between the light transmitting slit S and the light receiving slit R, the waveform shown in FIG. 8 changes, and the light quantity distribution increases as shown in the graph of FIG. Becomes thicker. Further, the graph shown in FIG. 9 also changes, and the width of the signal voltage becomes large and the line of the graph becomes thick as in the graph shown in FIG.

このような状態での問題点を以下に説明する。図12に示すように、明部(高反射率)40と暗部(低反射率)42が形成されているウエハW0を計測する場合を想定する。この際、例えば、図13に示すように明部40と暗部42の境界部に送光スリットS1の像T1(送光スリットS2〜S25の像T2〜T25)が形成される場合と、図14に示すように明部40と暗部42の境界部に送光スリットS1の像T1(送光スリットS2〜S25の像T2〜T25)が形成される位置に設置する場合、即ち、明部40と暗部42の位置が図13に示す場合に対して反転するように形成される場合とが想定される。この場合において、前述した回転誤差が残存していると、図15に示すように、図13及び図14で示す計測位置では明暗部40,42の影響を受け、信号がシフトする(BとC)。したがって、従来の面位置検出装置においては、計測誤差が発生し、ウエハWのZ方向における位置を正確に計測することができないという問題があった。   Problems in such a state will be described below. As shown in FIG. 12, it is assumed that a wafer W0 on which a bright part (high reflectance) 40 and a dark part (low reflectance) 42 are formed is measured. At this time, for example, as shown in FIG. 13, when the image T1 of the light transmission slit S1 (images T2 to T25 of the light transmission slits S2 to S25) is formed at the boundary between the bright part 40 and the dark part 42, FIG. As shown in FIG. 3, when the light T is installed at a position where the image T1 of the light transmission slit S1 (images T2 to T25 of the light transmission slits S2 to S25) is formed at the boundary between the bright part 40 and the dark part 42, It is assumed that the position of the dark part 42 is formed so as to be reversed with respect to the case shown in FIG. In this case, if the rotation error described above remains, as shown in FIG. 15, the signal is shifted at the measurement positions shown in FIGS. 13 and 14 due to the influence of the light and dark portions 40 and 42 (B and C). ). Therefore, the conventional surface position detection apparatus has a problem that a measurement error occurs and the position of the wafer W in the Z direction cannot be measured accurately.

この実施の形態にかかる面位置検出装置においては、受光センサRS1〜RS25のそれぞれが備える複数のセンサ(C1〜C4)の受光タイミングを調整し、複数のセンサ(C1〜C4)は、調整された受光タイミングで検出光を検出する。図16は、センサC1〜C4の受光タイミングの調整方法を説明するためのフローチャートである。なお、他の受光センサRS2〜RS25のそれぞれが備える複数のセンサの受光タイミングの調整方法は、センサC1〜C4の受光タイミングの調整方法と同一である。   In the surface position detection apparatus according to this embodiment, the light reception timings of the plurality of sensors (C1 to C4) included in each of the light reception sensors RS1 to RS25 are adjusted, and the plurality of sensors (C1 to C4) are adjusted. Detection light is detected at the light reception timing. FIG. 16 is a flowchart for explaining a method of adjusting the light reception timing of the sensors C1 to C4. In addition, the adjustment method of the light reception timing of several sensors with which each of other light reception sensors RS2-RS25 is provided is the same as the adjustment method of the light reception timing of sensors C1-C4.

まず、基準となる面精度よく反射率が一定の基準ウエハ(例えばレジスト無しのシリコンウエハ)をウエハホルダWH上に設置する(ステップS10)。   First, a reference wafer (for example, a silicon wafer having no resist) having a constant reflectivity with a reference surface accuracy is set on the wafer holder WH (step S10).

次に、ステップS10において設置された基準ウエハを用いて面位置検出装置2により検出光の検出を行なう(ステップS11)。受光センサRS1が備えるセンサC1による検出結果として検出値1を、受光センサRS1が備えるセンサC4による検出結果として検出値2を得ることができる。   Next, the detection light is detected by the surface position detecting device 2 using the reference wafer set in step S10 (step S11). The detection value 1 can be obtained as the detection result by the sensor C1 provided in the light receiving sensor RS1, and the detection value 2 can be obtained as the detection result by the sensor C4 provided in the light receiving sensor RS1.

次に、後述するフォーカスオフセット値を求めるための1次係数を算出する(ステップS12)。例えば、送光スリットS1と受光スリットR1との相対位置関係(ウエハWのZ方向における位置ずれが−Z、−Z/2、0、+Z/2、+Zの場合)が図17に示すような場合、即ち、送光スリットS1が受光スリットR1に対して時計まわりに回転している場合について説明する。受光スリットR1上に形成される送光スリットS1の像が振動ミラー21の振動に伴って受光スリットR1の短手方向に振動した場合、検出値1においては、回転誤差により計測誤差が発生し、図9に示すグラフとならずに図15のBに示すグラフとなる。受光スリットR1と送光スリットS1との間の回転誤差が大きくなると、図15のBに示すグラフが−Z方向に移動する。また、検出値2においては、回転誤差により計測誤差が発生し、図9に示すグラフとならずに図15のCに示すグラフとなる。受光スリットR1と送光スリットS1との間の回転誤差が大きくなると、図15のCに示すグラフが+Z方向に移動する。   Next, a primary coefficient for obtaining a focus offset value, which will be described later, is calculated (step S12). For example, the relative positional relationship between the light transmitting slit S1 and the light receiving slit R1 (when the positional deviation of the wafer W in the Z direction is −Z, −Z / 2, 0, + Z / 2, + Z) is as shown in FIG. A case where the light transmission slit S1 is rotating clockwise with respect to the light receiving slit R1 will be described. When the image of the light transmission slit S1 formed on the light receiving slit R1 vibrates in the short direction of the light receiving slit R1 with the vibration of the vibration mirror 21, a measurement error occurs due to a rotation error in the detection value 1, The graph shown in FIG. 15B is obtained instead of the graph shown in FIG. When the rotation error between the light receiving slit R1 and the light transmitting slit S1 becomes large, the graph shown in FIG. 15B moves in the −Z direction. Further, in the detected value 2, a measurement error occurs due to a rotation error, and the graph shown in FIG. 15C is obtained instead of the graph shown in FIG. When the rotation error between the light receiving slit R1 and the light transmitting slit S1 increases, the graph shown in FIG. 15C moves in the + Z direction.

ここで、図15のBに示すウエハWのZ方向における位置の計測誤差量をZ1、図15のCに示すウエハWのZ方向における位置の計測誤差量をZ2、受光スリットR1の長手方向の長さをLとしたとき、回転量に相当する1次係数Kは、(Z1−Z2)/(L/2)となる。なお、送光スリットS1が受光スリットR1に対して反時計まわりに回転している場合には、検出値1においては図15のCに示すグラフとなり、検出値2においては図15のBに示すグラフとなる。   Here, the measurement error amount of the position of the wafer W in the Z direction shown in FIG. 15B is Z1, the measurement error amount of the position of the wafer W in the Z direction shown in FIG. 15C is Z2, and the longitudinal direction of the light receiving slit R1. When the length is L, the primary coefficient K corresponding to the rotation amount is (Z1−Z2) / (L / 2). When the light transmitting slit S1 rotates counterclockwise with respect to the light receiving slit R1, the detection value 1 is a graph shown in FIG. 15C, and the detection value 2 is shown in FIG. 15B. It becomes a graph.

次に、ステップS12において算出した1次係数に基づいて、各センサC1〜C4の配列方向に対するフォーカスオフセット量を算出する(ステップS13)。フォーカスオフセット量は、図18に示すように、受光スリットR1の中心から各センサC1〜C4の中心までの距離a1〜a4と1次係数Kとの積となる。即ち、センサC1のフォーカスオフセット量f1はa1×K、センサC2のフォーカスオフセット量f2はa2×K、センサC3のフォーカスオフセット量f3はa3×K、センサC4のフォーカスオフセット量f4はa4×Kとなる。   Next, the focus offset amount with respect to the arrangement direction of the sensors C1 to C4 is calculated based on the primary coefficient calculated in step S12 (step S13). As shown in FIG. 18, the focus offset amount is a product of the distances a1 to a4 from the center of the light receiving slit R1 to the centers of the sensors C1 to C4 and the primary coefficient K. That is, the focus offset amount f1 of the sensor C1 is a1 × K, the focus offset amount f2 of the sensor C2 is a2 × K, the focus offset amount f3 of the sensor C3 is a3 × K, and the focus offset amount f4 of the sensor C4 is a4 × K. Become.

次に、ステップS13において算出した各センサC1〜C4のフォーカスオフセット量f1〜f4に基づいて、各センサC1〜C4の受光タイミングを調整する(ステップS14)。例えば、図17に示すように送光スリットS1が受光スリットR1に対して時計まわりに回転している場合、センサC1により検波される検出光の位相は早まるため、受光タイミングを早める調整を行う。また、センサC4により検波される検出光の位相は遅れるため、受光タイミングを遅らせる調整を行う。センサC2については受光タイミングを少量早める調整を行い、センサC3については受光タイミングを少量遅らせる調整を行う。   Next, the light reception timings of the sensors C1 to C4 are adjusted based on the focus offset amounts f1 to f4 of the sensors C1 to C4 calculated in step S13 (step S14). For example, as shown in FIG. 17, when the light transmission slit S1 rotates clockwise with respect to the light reception slit R1, the phase of the detection light detected by the sensor C1 is advanced, so that the light reception timing is adjusted to be advanced. Further, since the phase of the detection light detected by the sensor C4 is delayed, adjustment is performed to delay the light reception timing. The sensor C2 is adjusted to advance the light reception timing by a small amount, and the sensor C3 is adjusted to delay the light reception timing by a small amount.

次に、ステップS14において調整されたセンサC1〜C4を用いて検出光の検出を行い、受光スリットR1と送光スリットS1との間の回転誤差による計測誤差が補正されていることを確認する。計測誤差が補正されていない場合には、ステップS10〜ステップS14の動作を繰り返し、各センサC1〜C4の受光タイミングの再調整を行う。   Next, detection light is detected using the sensors C1 to C4 adjusted in step S14, and it is confirmed that the measurement error due to the rotation error between the light receiving slit R1 and the light transmitting slit S1 is corrected. If the measurement error is not corrected, the operations in steps S10 to S14 are repeated, and the light reception timings of the sensors C1 to C4 are readjusted.

次に、センサC1〜C4の受光タイミングの他の調整方法について説明する。なお、他の受光センサRS2〜RS25のそれぞれが備える複数のセンサの受光タイミングの他の調整方法は、センサC1〜C4の受光タイミングの他の調整方法と同一である。   Next, another method for adjusting the light reception timing of the sensors C1 to C4 will be described. In addition, the other adjustment method of the light reception timing of the some sensor with which each of other light reception sensors RS2-RS25 is provided is the same as the other adjustment method of the light reception timing of sensors C1-C4.

この実施の形態にかかる面位置検出装置2において、各センサC1〜C4の受光タイミングを調整していない状態で検出光の検出を行った際、ウエハWの位置ずれ−Z、−Z/2、0、+Z/2、+Zが生じている場合における振動ミラー21の振動に伴う検出光の光量変化は、図10に示すグラフのようになる。また、ウエハWのZ方向における位置ずれを横軸に、図10に示す検波ポイントP1における光量I1と検波ポイントP2における光量I2の差Iを縦軸にしたときの信号電圧の変化は、図11に示すグラフのようになる。即ち、受光スリットR1と送光スリットS1との間の回転誤差により、図10に示すように信号電圧の幅が大きくなるためグラフの線が太くなり、図11に示すように光量分布が大きくなるためグラフの線が太くなる。   In the surface position detection apparatus 2 according to this embodiment, when detection light is detected without adjusting the light receiving timing of each of the sensors C1 to C4, the positional deviation of the wafer W -Z, -Z / 2, The change in the amount of detection light accompanying the vibration of the vibrating mirror 21 when 0, + Z / 2, and + Z occur is as shown in the graph of FIG. The change in the signal voltage when the positional deviation in the Z direction of the wafer W is plotted on the horizontal axis and the difference I between the light quantity I1 at the detection point P1 and the light quantity I2 at the detection point P2 shown in FIG. It becomes like the graph shown in. That is, due to the rotation error between the light receiving slit R1 and the light transmitting slit S1, the width of the signal voltage becomes large as shown in FIG. 10 so that the graph line becomes thick and the light quantity distribution becomes large as shown in FIG. Therefore, the graph line becomes thick.

ここで、各センサC1〜C4の受光タイミングを調整しつつ、光量分布が最も細くなる各センサC1〜C4の受光タイミングを探知する。即ち、各センサC1〜C4により検波させる検出光の位相を変化させることにより、各センサC1〜C4の同期検波のゼロ点を変化させ、光量分布が最も小さくなり、図11に示すグラフの線が細くなる部分を探知する。そして、光量分布が最も小さくなり、図11に示すグラフの線が細くなるセンサC1〜C4の受光タイミングを設定する。次に、受光タイミングが設定されたセンサC1〜C4を用いて検出光の検出を行い、受光スリットR1と送光スリットS1との間の回転誤差による計測誤差が補正されていることを確認する。計測誤差が補正されていない場合には、各センサC1〜C4の受光タイミングの再設定を行う。   Here, the light reception timing of each of the sensors C1 to C4 having the narrowest light amount distribution is detected while adjusting the light reception timing of each of the sensors C1 to C4. That is, by changing the phase of the detection light detected by each sensor C1 to C4, the zero point of the synchronous detection of each sensor C1 to C4 is changed, the light quantity distribution becomes the smallest, and the line of the graph shown in FIG. Detect the thinning part. And the light reception timing of the sensors C1-C4 in which the light quantity distribution becomes the smallest and the line of the graph shown in FIG. 11 becomes thin is set. Next, detection light is detected using the sensors C1 to C4 in which the light reception timing is set, and it is confirmed that the measurement error due to the rotation error between the light reception slit R1 and the light transmission slit S1 is corrected. If the measurement error is not corrected, the light reception timing of each of the sensors C1 to C4 is reset.

この実施の形態にかかる面位置検出装置2によれば、複数の受光スリットR1〜R25のそれぞれに対応して設けられた複数の受光素子RS1〜RS25のそれぞれが受光スリットR1〜R25の短手方向を横切る方向に並んで配置されている複数のセンサ(C1〜C4)を備え、複数のセンサ(C1〜C4)毎の受光タイミングを調整することができるため、送光スリットS1〜S25と受光スリットR1〜R25との間に回転誤差が残存している場合においても被検面としてのウエハW面の面位置を正確に計測することができる。また、実施の形態にかかる投影露光装置によれば、面位置検出装置2を備えているため、ウエハWのZ方向における位置を正確に調整することができ、高精度な露光を行なうことができる。   According to the surface position detection device 2 according to this embodiment, the plurality of light receiving elements RS1 to RS25 provided corresponding to the plurality of light receiving slits R1 to R25 are short-side directions of the light receiving slits R1 to R25, respectively. Since the plurality of sensors (C1 to C4) arranged side by side in the direction crossing each other and the light reception timing for each of the plurality of sensors (C1 to C4) can be adjusted, the light transmission slits S1 to S25 and the light reception slit Even when a rotation error remains between R1 and R25, the surface position of the wafer W surface as the test surface can be accurately measured. Further, according to the projection exposure apparatus according to the embodiment, since the surface position detection apparatus 2 is provided, the position of the wafer W in the Z direction can be accurately adjusted, and high-precision exposure can be performed. .

また、通常、送光スリットS1〜S25と受光スリットR1〜R25との間の回転誤差の量は同一であるが、個々のスリットの回転誤差が異なる場合がある。この場合においても、個々のスリットに対応した受光センサが備える複数のセンサの受光タイミングを個々に調整することができるため、計測誤差を高精度に補正することができる。なお、この実施の形態においては、受光素子R1〜R25が備える複数のセンサ(C1〜C4)が受光スリットR1〜R25の長手方向に並んで配置されているが、受光スリットR1〜R25の短手方向を横切る方向に並んで配置されていればよい。   Usually, the amount of rotation error between the light transmitting slits S1 to S25 and the light receiving slits R1 to R25 is the same, but the rotation error of each slit may be different. Even in this case, since the light reception timings of the plurality of sensors included in the light reception sensor corresponding to each slit can be individually adjusted, the measurement error can be corrected with high accuracy. In this embodiment, the plurality of sensors (C1 to C4) included in the light receiving elements R1 to R25 are arranged side by side in the longitudinal direction of the light receiving slits R1 to R25. What is necessary is just to arrange | position along with the direction which crosses a direction.

上述の実施の形態にかかる投影露光装置では、投影光学系を用いてレチクル(マスク)により形成された転写用のパターンを感光性基板(プレート)に露光する(露光工程)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19のフローチャートを参照して説明する。   In the projection exposure apparatus according to the above-described embodiment, a micropattern (exposure process) is performed by exposing a transfer pattern formed by a reticle (mask) on a photosensitive substrate (plate) using a projection optical system (exposure process). Semiconductor elements, imaging elements, liquid crystal display elements, thin film magnetic heads, etc.) can be manufactured. FIG. 19 shows an example of a technique for obtaining a semiconductor device as a micro device by forming a predetermined circuit pattern on a plate as a photosensitive substrate using the projection exposure apparatus according to the above-described embodiment. This will be described with reference to a flowchart.

先ず、図19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、1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、投影露光装置が備える面位置検出装置によりプレート上のフォーカス位置の調整を行ないつつ、マスクのパターンの像が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、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。   First, in step S301 in FIG. 19, a metal film is deposited on one lot of plates. In the next step S302, a photoresist is applied on the metal film on one lot of plates. Thereafter, in step S303, using the projection exposure apparatus according to the above-described embodiment, the focus position on the plate is adjusted by the surface position detection device provided in the projection exposure apparatus, and the mask pattern image is projected into the projection optical system. Then, exposure and transfer are sequentially performed on each shot area on the plate of the one lot. Thereafter, in step S304, the photoresist on the one lot of plates is developed, and in step S305, the resist pattern is etched on the one lot of plates to correspond to the mask pattern. A circuit pattern is formed in each shot area on each plate.

その後、更に上のレイヤの回路パターンの形成等を行ない、プレートから複数のデバイスに切断され、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なっているため、高精度に露光を行なうことができ、良好な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。   Thereafter, an upper layer circuit pattern is formed, and the plate is cut into a plurality of devices to manufacture devices such as semiconductor elements. According to the semiconductor device manufacturing method described above, since the exposure is performed using the projection exposure apparatus according to the above-described embodiment, the exposure can be performed with high accuracy and a good semiconductor device can be obtained. In steps S301 to S305, a metal is vapor-deposited on the plate, a resist is applied on the metal film, and exposure, development and etching processes are performed. Prior to these processes, the process is performed on the plate. It is needless to say that after forming a silicon oxide film, a resist may be applied on the silicon oxide film, and steps such as exposure, development, and etching may be performed.

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20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。まず、図20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。   In the projection exposure apparatus according to the above-described embodiment, a liquid crystal display element as a micro device can be obtained by forming a predetermined pattern (circuit pattern, electrode pattern, etc.) on a plate (glass substrate). . Hereinafter, an example of the technique at this time will be described with reference to the flowchart of FIG. First, in FIG. 20, in a pattern formation step S401, so-called photolithography is performed in which a mask pattern is transferred and exposed to a photosensitive substrate (such as a glass substrate coated with a resist) using the projection exposure apparatus according to the above-described embodiment. The process is executed. By this photolithography process, a predetermined pattern including a large number of electrodes and the like is formed on the photosensitive substrate. Thereafter, the exposed substrate undergoes steps such as a developing step, an etching step, and a resist stripping step, whereby a predetermined pattern is formed on the substrate, and the process proceeds to the next color filter forming step S402.

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。   Next, in the color filter forming step S402, a large number of groups of three dots corresponding to R (Red), G (Green), and B (Blue) are arranged in a matrix or three of R, G, and B A color filter is formed by arranging a plurality of stripe filter sets in the horizontal scanning line direction. Then, after the color filter formation step S402, a cell assembly step S403 is executed. In the cell assembly step S403, a liquid crystal panel (liquid crystal cell) is assembled using the substrate having the predetermined pattern obtained in the pattern formation step S401, the color filter obtained in the color filter formation step S402, and the like. In the cell assembly step S403, for example, liquid crystal is injected between the substrate having the predetermined pattern obtained in the pattern formation step S401 and the color filter obtained in the color filter formation step S402, and a liquid crystal panel (liquid crystal cell ).

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なっているため、高精度に露光を行なうことができ、良好な液晶表示素子を得ることができる。   Thereafter, in a module assembly step S404, components such as an electric circuit and a backlight for performing a display operation of the assembled liquid crystal panel (liquid crystal cell) are attached to complete a liquid crystal display element. According to the above-described method for manufacturing a liquid crystal display element, since the exposure is performed using the projection exposure apparatus according to the above-described embodiment, exposure can be performed with high accuracy and a good liquid crystal display element can be obtained. Can do.

実施の形態にかかる投影露光装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the projection exposure apparatus concerning Embodiment. 実施の形態にかかる送光スリットプリズムの射出面の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the output surface of the light transmission slit prism concerning embodiment. 実施の形態にかかるウエハ面上に形成される送光スリットの像を示す図である。It is a figure which shows the image of the light transmission slit formed on the wafer surface concerning embodiment. 実施の形態にかかる受光スリットプリズムの入射面の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the entrance plane of the light-receiving slit prism concerning embodiment. 実施の形態にかかる検出部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the detection part concerning embodiment. 実施の形態にかかる受光センサの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the light reception sensor concerning embodiment. 従来の送光スリットと受光スリットとの相対位置関係を示す図である。It is a figure which shows the relative positional relationship of the conventional light transmission slit and a light-receiving slit. 従来の面位置検出装置において振動ミラーの振動に伴う検出光の光量変化を示すグラフである。It is a graph which shows the light quantity change of the detection light accompanying the vibration of a vibration mirror in the conventional surface position detection apparatus. ウエハのフォーカス位置と光量変化との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the focus position of a wafer, and light quantity change. 実施の形態にかかる面位置検出装置において振動ミラーの振動に伴う検出光の光量変化を示すグラフである。It is a graph which shows the light quantity change of the detection light accompanying the vibration of a vibration mirror in the surface position detection apparatus concerning embodiment. ウエハのフォーカス位置と光量変化との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the focus position of a wafer, and light quantity change. ウエハの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a wafer. 送光スリットの像とウエハとの位置関係を示す図である。It is a figure which shows the positional relationship of the image of a light transmission slit, and a wafer. 送光スリットの像とウエハとの位置関係を示す図である。It is a figure which shows the positional relationship of the image of a light transmission slit, and a wafer. ウエハのフォーカス位置と光量変化との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the focus position of a wafer, and light quantity change. 実施の形態にかかる複数のセンサの受光タイミングの調整方法を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the adjustment method of the light reception timing of the some sensor concerning embodiment. 送光スリットと受光スリットとの間に回転誤差が生じている場合における送光スリットと受光スリットの相対位置関係を示す図である。It is a figure which shows the relative positional relationship of the light transmission slit and light reception slit in case the rotation error has arisen between the light transmission slit and the light reception slit. スリットと各センサとのずれ量を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the deviation | shift amount of a slit and each sensor. この発明の実施の形態にかかるマイクロデバイスとしての半導体デバイスの製造方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the manufacturing method of the semiconductor device as a microdevice concerning embodiment of this invention. この発明の実施の形態にかかるマイクロデバイスとしての液晶表示素子の製造方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the manufacturing method of the liquid crystal display element as a microdevice concerning embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

IL…照明光学系、PL…投影光学系、R…レチクル、W…ウエハ、RST…レチクルステージ、WH…ウエハホルダ、WT…ウエハテーブル、ZS…Zステージ、XS…Xステージ、YS…Yステージ、S1〜S25…送光スリット、R1〜R25…受光スリット、RS1〜RS25…受光センサ、C1〜C4…センサ、2…面位置検出装置、SL…送光光学系、RL…受光光学系、12…送光スリットプリズム、16,18,33…折り曲げミラー、23,26…第1対物レンズ、17,31…第2対物レンズ、21…振動ミラー、24,25…菱形プリズム、35…受光スリットプリズム、36a,36b…リレーレンズ、38…検出部。
IL ... illumination optical system, PL ... projection optical system, R ... reticle, W ... wafer, RST ... reticle stage, WH ... wafer holder, WT ... wafer table, ZS ... Z stage, XS ... X stage, YS ... Y stage, S1 S25 ... Sending slit, R1 to R25 ... receiving slit, RS1 to RS25 ... receiving sensor, C1 to C4 ... sensor, 2 ... surface position detecting device, SL ... sending optical system, RL ... receiving optical system, 12 ... sending Optical slit prism, 16, 18, 33 ... bending mirror, 23, 26 ... first objective lens, 17, 31 ... second objective lens, 21 ... vibrating mirror, 24, 25 ... rhombus prism, 35 ... light receiving slit prism, 36a , 36b... Relay lens, 38.

Claims (6)

被検面の面位置を検出する面位置検出装置において、
光源から供給される検出光を前記被検面上に斜め方向から送光して、該被検面上の複数の計測点のそれぞれに複数の第1スリットを投射する送光光学系と、
前記被検面により反射された前記検出光を集光して、前記複数の第1スリットに対応して設けられた複数の第2スリット上に前記複数の第1スリットの像を形成する受光光学系と、
前記複数の第2スリットのそれぞれを介した前記検出光のそれぞれを検出する複数の検出手段とを備え、
前記複数の検出手段のそれぞれは、前記第2スリットの短手方向を横切る方向に並んで配置されている複数のセンサを備えることを特徴とする面位置検出装置。
In the surface position detection device that detects the surface position of the surface to be tested,
A light-transmitting optical system that transmits detection light supplied from a light source in an oblique direction onto the test surface, and projects a plurality of first slits to each of a plurality of measurement points on the test surface;
Light receiving optics for condensing the detection light reflected by the test surface and forming images of the plurality of first slits on the plurality of second slits provided corresponding to the plurality of first slits. The system,
A plurality of detection means for detecting each of the detection lights through each of the plurality of second slits;
Each of the plurality of detection means includes a plurality of sensors arranged side by side in a direction crossing the short direction of the second slit.
前記検出手段の複数のセンサは、前記第2スリットの長手方向に並んで配置されていることを特徴とする請求項1記載の面位置検出装置。   The surface position detection apparatus according to claim 1, wherein the plurality of sensors of the detection means are arranged side by side in the longitudinal direction of the second slit. 前記検出手段は、一つの計測点に対応する前記複数のセンサからの出力に基づいて、前記一つの計測点についての計測結果を出力することを特徴とする請求項1または請求項2記載の面位置検出装置。   3. The surface according to claim 1, wherein the detection unit outputs a measurement result for the one measurement point based on outputs from the plurality of sensors corresponding to one measurement point. 4. Position detection device. 前記複数のセンサ毎の受光タイミングを調整する調整手段を備え、
前記複数のセンサは、前記調整手段により調整された前記受光タイミングで前記検出光を検出することを特徴とする請求項3記載の面位置検出装置。
Adjusting means for adjusting the light receiving timing of each of the plurality of sensors;
The surface position detection device according to claim 3, wherein the plurality of sensors detect the detection light at the light reception timing adjusted by the adjustment unit.
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、
前記感光性基板の面位置を検出するための請求項1乃至請求項4の何れか一項に記載の面位置検出装置を備えることを特徴とする露光装置。
In an exposure apparatus that exposes a predetermined pattern on a photosensitive substrate,
An exposure apparatus comprising the surface position detection device according to any one of claims 1 to 4 for detecting a surface position of the photosensitive substrate.
請求項5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デバイスの製造方法。
An exposure step of exposing a predetermined pattern on a photosensitive substrate using the exposure apparatus according to claim 5;
A developing step of developing the photosensitive substrate exposed by the exposing step;
A device manufacturing method comprising:
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JP2009170666A (en) * 2008-01-16 2009-07-30 Canon Inc Measuring apparatus and light intensity distribution measuring method, and exposure apparatus
JP2009272373A (en) * 2008-05-01 2009-11-19 Canon Inc Measuring apparatus, measuring method, exposure equipment, and method of manufacturing device

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