JP2013219086A - 検出装置、リソグラフィー装置、荷電粒子線装置、および物品製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 受光素子で検出される信号のS/N比の点で有利な検出装置を提供すること。
【解決手段】 検出装置(100)は、光学系を有し、当該光学系を介してマークを検出する。当該光学系は、偏光光分割器(8)と1/4波長板(10)とを含み、偏光光分割器と1/4波長板とを順次介してマークを照明し、かつ1/4波長板と偏光光分割器とを順次介してマークからの光を受光する。当該検出装置は、偏光光分割器と1/4波長板との間の光路上に配置された光透過部材(51)を隔壁として含み、かつ上記光学系の一部を収容している気密容器(50)を有する。
【選択図】 図1
【解決手段】 検出装置(100)は、光学系を有し、当該光学系を介してマークを検出する。当該光学系は、偏光光分割器(8)と1/4波長板(10)とを含み、偏光光分割器と1/4波長板とを順次介してマークを照明し、かつ1/4波長板と偏光光分割器とを順次介してマークからの光を受光する。当該検出装置は、偏光光分割器と1/4波長板との間の光路上に配置された光透過部材(51)を隔壁として含み、かつ上記光学系の一部を収容している気密容器(50)を有する。
【選択図】 図1
Description
本発明は、検出装置、リソグラフィー装置、荷電粒子線装置、および物品製造方法に関する。
メモリや論理回路などの半導体素子を製造するために、露光装置(リソグラフィー装置)が利用されている。当該露光装置は、半導体ウエハ等の基板等に形成されたアライメントマークの位置を計測するための検出装置を有する。特許文献1の検出装置においては、照明光学系からのP偏光の光は、偏光ビームスプリッタを透過し、λ/4板を介して円偏光となり、当該円偏光の光は、対物光学系を介して、基板に形成されたマークを照明する。そして、マークからの反射光は、対物光学系を通過し、λ/4板を介してS偏光となり、当該S偏光の光は、偏光ビームスプリッタで反射されて受光素子で検出される。この構成は、偏光ビームスプリッタおよびλ/4板を利用して照明光と反射光とを分離することにより、検出される信号のS/N比の点で有利である。
近年は、半導体素子の回路パターンの更なる微細化の要求に伴い、EUV(Extreme Ultra Violet)光や電子線等の荷電粒子線によるリソグラフィー装置が提案されている。EUV光や荷電粒子線は、大気環境下では吸収されて減衰するという特性がある。このため、EUV光や荷電粒子線によるリソグラフィー装置は、気圧が10−4Pa以下の高真空環境を提供するために真空チャンバーを含んで構成される。これに伴って、特許文献1のような検出装置も、真空チャンバー内に配置しなければならない。しかしながら、特許文献1は、当該検出装置を真空チャンバー内に配置することや、そのために必要な構成は記載していない。
特許文献2の検出装置(光学系)は、真空チャンバー内に配置され、光を透過させる透明板を備えた気密容器で汚染物質を発生する構成要素(光源、カメラ、貼り合わせレンズ等)を覆っている。このような構成は、必要な真空雰囲気を維持するのに有利である。
しかし、特許文献2のように、マークの照明とマークからの反射光の受光とに共通する光路内に気密容器の光透過部材が存在すると、当該光透過部材からの反射光が受光素子に入射しうる。このため、受光素子で検出される信号のS/N比の点で不利となりうる。
本発明は、受光素子で検出される信号のS/N比の点で有利な検出装置を提供することを例示的目的とする。
本発明の一側面は、偏光光分割器と1/4波長板とを含み、前記偏光光分割器と前記1/4波長板とを順次介してマークを照明し、かつ前記1/4波長板と前記偏光光分割器とを順次介して前記マークからの光を受光する光学系を有し、前記光学系を介して前記マークを検出する検出装置であって、
前記偏光光分割器と前記1/4波長板との間の光路上に配置された光透過部材を隔壁として含み、かつ前記光学系の一部を収容している気密容器
を有することを特徴とする検出装置である。
前記偏光光分割器と前記1/4波長板との間の光路上に配置された光透過部材を隔壁として含み、かつ前記光学系の一部を収容している気密容器
を有することを特徴とする検出装置である。
本発明によれば、例えば、受光素子で検出される信号のS/N比の点で有利な検出装置を提供することができる。
以下に、添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。なお、原則として、全図を通じ同一の部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
[実施形態1]
図1(A)は、本実施形態の検出装置100の構成を示す図である。基板13に設けられたマーク12を検出する検出装置100の光学系は、光源1から射出した光でマーク12を照明する照明系と、照明されたマーク12の像を形成する結像系(受光系)とから構成されている。照明系は、リレー光学系2、3、開口絞り4、照明光学系5、ミラー6、リレーレンズ7、偏光ビームスプリッタ8(偏光光分割器)、λ/4板10(1/4波長板)、対物光学系11を含んで構成されている。照明系は、それらを順次介してマーク12を照明する。また、結像系は、対物光学系11、λ/4板10、開口絞り9、偏光ビームスプリッタ8、結像光学系14を含み、それらを順次介してマーク12からの反射光25を受光してセンサ20(受光素子)に結像するように構成されている。さらに、図1(A)に示すように、本実施形態の検出装置100は、ガラス板51(光透過部材)を隔壁として備えた気密容器50を含む構成となっている。
図1(A)は、本実施形態の検出装置100の構成を示す図である。基板13に設けられたマーク12を検出する検出装置100の光学系は、光源1から射出した光でマーク12を照明する照明系と、照明されたマーク12の像を形成する結像系(受光系)とから構成されている。照明系は、リレー光学系2、3、開口絞り4、照明光学系5、ミラー6、リレーレンズ7、偏光ビームスプリッタ8(偏光光分割器)、λ/4板10(1/4波長板)、対物光学系11を含んで構成されている。照明系は、それらを順次介してマーク12を照明する。また、結像系は、対物光学系11、λ/4板10、開口絞り9、偏光ビームスプリッタ8、結像光学系14を含み、それらを順次介してマーク12からの反射光25を受光してセンサ20(受光素子)に結像するように構成されている。さらに、図1(A)に示すように、本実施形態の検出装置100は、ガラス板51(光透過部材)を隔壁として備えた気密容器50を含む構成となっている。
検出装置100において、光源1から射出した光は、リレー光学系2、3を通り、開口絞り4に到達する。開口絞り4は、複数種の開口が制御装置(不図示)からの命令で切換可能に設けられ、照明光(照明系)の開口数を切り替えることができる。開口絞り4を通過した光は、照明光学系5、ミラー6、リレーレンズ7を通って偏光ビームスプリッタ8に導かれる。ここで、偏光ビームスプリッタ8においては、図1(A)のY方向に平行に偏光したP偏光の光が透過し、X方向に平行に偏光したS偏光の光が反射する。このため、偏光ビームスプリッタ8を透過したP偏光の光は、開口絞り9、ガラス板51を通過した後、λ/4板10を介して円偏光に変換される。当該円偏光の光は、対物光学系11を介して、基板13に形成されたマーク12をケーラー照明する。
マーク12で反射(回折・散乱)された光は、対物光学系11を通った後、λ/4板10を介して円偏光からS偏光に変換され、ガラス板51を透過した後、開口絞り9に到達する。ここで、マーク12で反射した光25の偏光状態は、反射前の円偏光の光とは逆回りの円偏光となっている。すなわち、反射前には右回りの円偏光の場合、反射後には左回りの円偏光となっている。また、開口絞り9は、制御装置(不図示)からの命令で絞り量を変えることにより、結像光(結像系)の開口数を切り替える。開口絞り9を通過した光は、偏光ビームスプリッタ8で反射された後、結像光学系14を介してセンサ20に導かれる。このように、偏光ビームスプリッタ8によって基板13への照明光の光路と基板13からの反射光25の光路とが分離された状態で、基板13に設けられたマーク12の像がセンサ20上に形成される。
本実施形態の検出装置においては、ガラス板51を備えた気密容器50で検出装置100の一部を覆い、偏光ビームスプリッタ8とλ/4板10との間の光路上にガラス板51を配置している。これにより、センサ20により得られる検出信号のS/N比をガラス板51からの反射光30bが低下させる(もって、検出信号に基づいてマークの位置を計測する計測精度を低下させる)程度を低減している。この点については後で詳細に説明する。
気密容器50は、ガラス板51によって検出装置100内における気圧・温度・湿度・気体成分等の環境をその外部の真空環境から分離するように、検出装置100の一部を覆っている(収容している)。
本実施形態の検出装置100においては、構成部材の熱変形による影響を軽減するために、発熱源である光源1とセンサ20とを気密容器50で覆って分離する構成となっている。例えば、対物光学系11の加工や組立は、他の光学要素に比べて高い精度が要求され、また、対物光学系11の熱変形は検出装置100による計測精度に大きな影響を与える。このため、図1(A)の検出装置100では、気密容器50を用いて光源1とセンサ20とを覆うことで、対物光学系11へ伝達する熱を低減し、計測精度への影響を軽減している。ここで、気密容器50内は、空調機構を構成することで、温度を許容範囲内に維持する。なお、空調(空冷)に限らず、発熱部を液冷する温度調整機構(温調機構)を設けてもよい。
光を透過させるガラス板51は、例えば平行平面板であり、ガラス板51の厚さは、気密容器50内外の環境の気圧差に伴うガラス板51の変形が無視できる程度の厚さであることが好ましい。ただし、配置スペースや他の設計上の理由により厚さが制限されてガラス板51に変形が生じる場合には、変形に伴う収差を補正するように光学系を予め設計しておけばよい。変形量は、有限要素法等によるシミュレーションやレーザ干渉計等による実測等により求められる。収差補正は、レンズの曲率・厚さ・硝材等の選択により行える。なお、カラス板51は、平行平面板に限らず、プリズムやレンズ等の他の種類の光透過部材であってもよく、また、いくつかの光透過部材の組合せであってもよい。
続いて、図2を用いて、ガラス板61からの反射光31bにより、計測精度が低下しうる場合について説明する。
図2(A)は、比較例としての検出装置150の構成を示す図である。図2(A)の検出装置150は、図1(A)の検出装置100とは、λ/4板10とガラス板61との位置関係が異なる構成となっており、それ以外の構成については同一である。
一般的に、ガラス板においては、各面に反射防止の為のコーティングを施した場合でも、製造公差等の要因により、入射した光の内の0.1%程度の反射が生じうる。このため、ガラス板で反射した光がセンサで検出される場合には、マークからの反射光のみを検出する場合に比べて、検出信号のS/N比が低下する。
図2(B)は、図2(A)の検出装置150においてガラス板61に入射した光40a、ガラス板61の表面及び裏面でそれぞれ反射した光40b、40cの偏光状態を示す。図2(A)の検出装置150においては、λ/4板10を介して円偏光に変換された光がガラス板61に到達する。よって、ガラス板61に入射する光40aの偏光状態は右回りの円偏光であり、ガラス板61の表面及び裏面でそれぞれ反射した光40b、40cの偏光状態は、ともに左回りの円偏光となる。ガラス板61で反射した光40b、40cは、λ/4板10を介して円偏光からS偏光に変換される。S偏光の光40b、40cは、偏光ビームスプリッタ8で反射され、結像光学系14を介してセンサ20に導かれる。すなわち、ガラス板61からの反射光40b、40cの偏光状態は、基板13のマーク12からの反射光25の偏光状態と等しい左回りの円偏光となるため、偏光ビームスプリッタ8で反射されてセンサ20に到達する。従って、検出装置150の構成においては、ガラス板61からの反射光40b、40cとマーク12からの反射光25とを分離することが出来ず、両者がセンサ20で検出されるため、検出信号のS/N比の点で不利である。
続いて、本実施形態の検出装置の構成について説明する。検出信号のS/N比の低下は、上述のように、ガラス板からの反射光とマークからの反射光とは同様の偏光状態となり、偏光ビームスプリッタで分離できないことに起因する。よって、検出信号のS/N比の低下を軽減するためには、ガラス板からの反射光とマークからの反射光とを異なる偏光状態にして両者を分離すればよい。
図1(A)に示す本実施形態の検出装置100は、λ/4板10と対物光学系11とを除く検出装置の構成要素を気密容器50で覆い、偏光ビームスプリッタ8とλ/4板10との間の光路上にガラス板51を配置している。これにより、ガラス板51からの反射光30bとマーク12からの反射光25とを異なる偏光状態にして分離し、ガラス板51からの反射光30bによるS/N比の低下を軽減する。なお、ガラス板51においては表面及び裏面のそれぞれで光が反射しうるが、両者の偏光状態は等しいため、ここでは説明を簡略化する目的で、ガラス板51の表面及び裏面でそれぞれ反射した光を30bとしてまとめて説明する。
図1(B)は、図1(A)の検出装置100において光源1から射出してガラス板51に入射する光30aと、ガラス板51で反射した光30b、及びマーク12で反射した光25のそれぞれの偏光状態を示す。図1(A)の検出装置100においては、光源1から射出した光は、偏光ビームスプリッタ8を透過してY方向に平行に偏光したP偏光の光となった後、開口絞り9を介してガラス板51に到達する。このため、ガラス板51に入射する光30a、及びガラス板51で反射した光30bの偏光状態は、ともにP偏光である。ここで、前述のように、マーク12で反射した光25(円偏光)は、λ/4板10を介してS偏光に変換された後、偏光ビームスプリッタ8で反射されてセンサ20に到達する。すなわち、偏光ビームスプリッタ8に到達するガラス板51での反射光30bおよびマーク12での反射光25の偏光状態は、それぞれP偏光およびS偏光となる。このため、偏光ビームスプリッタ8で、ガラス板51での反射光30bとマーク12での反射光25とを分離することが出来る。よって、ガラス板51での反射光30bによる検出信号のS/N比の低下を軽減することができる。
次に、λ/4板10の配置について説明する。以上の構成では、λ/4板10は、偏光ビームスプリッタ8と対物光学系11との間の光路上に配置されている。
しかし、λ/4板10は。対物光学系11と基板13との間の光路上に配置してもよい。この構成は、対物光学系11に入射するP偏光の光が対物光学系11で反射しても、当該反射光は、P偏光であるため、偏光ビームスプリッタ8を透過する。よって、対物光学系11での反射光によるS/N比の低下を軽減する効果をさらに有する。
しかし、対物光学系11と基板13との間の光路上にλ/4板を配置するには、(A)位相差のずれ、(B)配置スペースの制約という2つの点に留意が必要である。この2点について説明する。
一般に、検出装置は、解像力および光量の確保のため、対物光学系の基板側の開口数には、大きな値(例えば0.4以上)が必要である。このため、基板13から対物光学系11に対する光の入射角は、他の光学系に対する光の入射角より大きくなる。ここで、図3に、λ/4板に対する入射角とλ/4板により得られる位相差(リタデーション)との関係を示す。図3は、二枚の水晶を張り合わせたλ/4板に対して、波長546nmの光を複数の入射角で入射させた場合の位相差を計算した結果である。図3より、λ/4板に対する光の入射角が0度の場合の位相差はπ/2であり、入射角が大きくなるにつれて位相差が減少する。このため、NAの大きな対物光学系11と基板13との間の光路上にλ/4板10を配置すると、位相差のばらつき、すなわち光の偏光状態のばらつきが大きくなる。これは、検出信号のS/N比の低下につながるため、注意が必要である。
つづいて、配置スペースに関して説明する。対物光学系11と基板13との間の作動距離(Working Distance、以下WD)は、例えば、数mm〜十数mm程度である。このため、対物光学系11と基板13との間の光路上に数mmの厚さのλ/4板10を配置することは難しい。すなわち、ステージ(不図示)やその上に配置された基板に検出装置が衝突する可能性が高まるという不利がある。また、一般に、対物光学系11と基板13との間のWDを長くするには、検出装置の設計または製作の難易度が高くなるため、コストの点で不利となる。
以上の2点より、λ/4板10を対物光学系11と基板13との間の光路上に配置することは難しい。それに対し、偏光ビームスプリッタ8と対物光学系11との間の光路上においては、光の入射角は小さく、また、配置スペースの制約は少ない。従って、λ/4板10は、偏光ビームスプリッタ8と対物光学系11との間の光路上に配置することが好ましい。
本実施形態の構成は、以上に説明した構成例に限定されるものではない。例えば、光源1から射出した光が偏光ビームスプリッタ8で反射して基板13を照明し、マーク12で反射した光が偏光ビームスプリッタ8を透過してセンサに到達するようにしてもよい。また、例えば、倍率の異なる複数の結像光学系及びセンサの組を配置し、光路を切り替えることにより、必要に応じた倍率でマーク12の像を検出するようにしてもよい。
本実施形態の検出装置は、検出信号のS/N比の点で有利であり、もってアライメントマーク位置計測の高精度化に資するものである。
[実施形態2]
図4を参照し、実施形態2の検出装置を説明する。図4(A)は、本実施形態における検出装置200の構成を示す図である。本実施形態は、気密容器70の構成に特徴を有し、他の部分は実施形態1と同様の構成である。
図4を参照し、実施形態2の検出装置を説明する。図4(A)は、本実施形態における検出装置200の構成を示す図である。本実施形態は、気密容器70の構成に特徴を有し、他の部分は実施形態1と同様の構成である。
図4(A)の検出装置200は、光を透過する対物光学系11とガラス板71とを備えた気密容器70でλ/4板10を覆っている。このように検出装置の構成要素を空間的に分離することにより、汚染物質や光学性能の変化の影響を低減する。なお、気密容器70のガラス板71を偏光ビームスプリッタ8とλ/4板10との間の光路上に配置して、ガラス板71からの反射光31bに起因した検出信号のS/N比の低下を軽減する点は、実施形態1と同様である。
図4(B)には、図4(A)の検出装置200において光源1から射出してガラス板71に入射する光31aの偏光状態と、ガラス板71で反射した光31bの偏光状態とを示す。なお、ガラス板71では表面及び裏面のそれぞれで反射光が生じうるが、両者の偏光状態は等しいため、ここでは簡略化して、両者を31bとしてまとめて説明する。検出装置200において、光源1から射出した光は、偏光ビームスプリッタ8を透過してY方向に平行に偏光したP偏光の光となった後、開口絞り9を介してガラス板71に到達する。よって、ガラス板71に入射する光31a、及びガラス板71で反射した光31bの偏光状態は、ともにP偏光である。したがって、ガラス板71で反射したP偏光の光31bは、偏光ビームスプリッタ8を透過するため、センサ20には到達しない。このように、本実施形態の検出装置200は、ガラス板71からの反射光31bをマーク12からの反射光25から分離でき、検出信号のS/N比の点で有利である。
続いて、気密容器70について説明する。本実施形態において、気密容器70は、光を透過する対物光学系11およびガラス板71を隔壁として含み、λ/4板10を覆っている。ここで、対物光学系11は、光学系の色収差補正のため、複数のレンズを接着剤で貼り合わせたものが使用されうる。接着剤は、真空環境で汚染物質を放出しうるため、構成要素を汚染する恐れがある。また、気圧を変動させ、光学性能を変化させる恐れがある。このため、例えば、気密容器70の内部を大気環境とする。このように気密容器70の内外の環境を分離することにより、対物光学系11からの汚染物質の放出や光学系の性能の変化の影響を低減することができる。
また、気密容器70が対物光学系11を隔壁として備える理由としては、実施形態1で述べた対物光学系11と基板13との間の配置スペースの制約が挙げられる。実施形態1で述べたように、対物光学系11と基板13との間のWDは数mm〜十数mm程度であるため、厚さ数mmのガラス板を対物光学系11と基板13との間の光路上に配置することは難しい。また、そのように配置した場合、ステージ(不図示)または基板と検出装置(ガラス板)とが衝突する可能性があるという不利もある。
なお、対物光学系11が複数枚のレンズで構成される場合、気密容器70は、対物光学系11のうちで最も基板13に近い(偏光ビームスプリッタから最も遠い)レンズを隔壁として備える構成とすればよい。しかし、対物光学系11を構成する複数のレンズのうちで最も基板13に近いレンズ以外のレンズを気密容器70が隔壁として備える構成も、場合によっては可能である。その場合、気密容器70の外部に配置された対物光学系11の一部による汚染物質の放出や光学性能の変化が軽微であることを要する。また、別の構成例として、気密容器70が対物光学系11のうちの2つのレンズをそれぞれ隔壁として備えてもよい。この場合、気密容器70に備えられた2つのレンズの間隔調整に制約が生じるため、それが許される場合に限られる。気密容器70内の空調および温調の少なくとも一方のための構成については、実施形態1の場合と同様である。
[実施形態3]
図5を参照して実施形態3の検出装置を説明する。図5(A)は、本実施形態における検出装置300の構成を示す図である。本実施形態は、光学系の一部を覆う気密容器80の構成に特徴を有し、他の部分については第1実施形態1または実施形態2と同様の構成としうる。
図5を参照して実施形態3の検出装置を説明する。図5(A)は、本実施形態における検出装置300の構成を示す図である。本実施形態は、光学系の一部を覆う気密容器80の構成に特徴を有し、他の部分については第1実施形態1または実施形態2と同様の構成としうる。
図5(A)に示す本実施形態の検出装置300は、気密容器80は、光を透過するガラス板81を備え、λ/4板10、対物光学系11、基板13、および基板13を保持する(基板)ステージ(不図示)を覆っている。これにより、発熱源である光源1やセンサ20と、対物光学系11や基板13とを分離して、計測精度に影響を与える構成要素の熱変形を低減している。また、本実施形態の検出装置300において、気密容器80に備えられたガラス板81を偏光ビームスプリッタ8とλ/4板10との間の光路上に配置している点は、第1実施形態1および実施形態2と同様である。
図5(B)は、図5(A)の検出装置300において光源1から射出してガラス板81に入射する光32aの偏光状態と、ガラス板81で反射して偏光ビームスプリッタ8に到達する光32bの偏光状態とを示す。なお、ガラス板81の表面及び裏面でそれぞれ反射する光は、偏光状態が互いに等しいため、簡略化して、まとめて光32bとする。図5(A)の検出装置300において、光源1から射出した光は、偏光ビームスプリッタ8を透過してY方向に平行に偏光したP偏光の光となった後、開口絞り9を介してガラス板81に到達する。よって、ガラス板81に入射する光32a、及びガラス板81で反射した光32bの偏光状態は、ともにP偏光である。したがって、ガラス板81で反射したP偏光の光32bは、偏光ビームスプリッタ8を透過し、センサ20には到達しない。ゆえに、検出信号のS/N比の点で有利となる。
また、ガラス板81を備えた気密容器80は、λ/4板10、対物光学系11、基板13を覆っている。これにより、発熱源である光源1やセンサ20と、対物光学系11や基板13とを空間的に分離できるため、検出装置の出力に基づくマーク位置計測の精度に影響を与える構成要素の熱変形を低減することができる。
なお、対物光学系11による汚染物質の放出や光学性能の変化の影響が十分小さい場合、気密容器80は真空容器として構成されてもよい。
[リソグラフィー装置等への検出装置の適用例]
図6および図7を参照して、以上に例示した検出装置をリソグラフィー装置等に適用した場合の実施形態を説明する。
図6および図7を参照して、以上に例示した検出装置をリソグラフィー装置等に適用した場合の実施形態を説明する。
まず、図6を参照して、リソグラフィー装置としての露光装置400の構成例を説明する。露光装置400は、真空環境下でパターンを物体に転写するものであって、光源401と、照明光学系402と、レチクルステージ403と、投影光学系404と、ウエハステージ405と、これらを覆う真空チャンバー406(真空容器)を備える。光源401は、例えば、ターゲット供給部407と、励起用パルスレーザ発生部408とを備える。真空チャンバー406内に供給されたターゲット材に集光レンズ409を介してパルスレーザを照射することによってプラズマ410を発生させてEUV光を放射させる。なお、真空チャンバー406内の気圧は、例えば、10−4〜10−5Paに維持される。照明光学系402は、複数のミラー411(多層膜ミラーまたは斜入射ミラー)、オプティカルインテグレータ412、アパーチャ413を備え、放射されたEUV光でレチクル415を照明する。投影光学系404は、複数のミラー416、アパーチャ422を備え、レチクル415で反射したEUV光をウエハステージ405に保持されたウエハ418(基板または物体)に投影する。
このような露光装置400において、ウエハ418、レチクル415、およびウエハステージ405の少なくとも一つに形成されたアライメントマークの位置を計測するために、検出装置450が備えられている。検出装置450には、上述した検出装置100、200、300のいずれかを適用することができる。従って、検出装置450を用いてアライメントマークの位置を高精度に計測することができ、もってオーバーレイ精度の点で有利なリソグラフィー装置を提供することができる。
リソグラフィー装置の別の例または他の装置の例として、荷電粒子線で物体を処理する荷電粒子線装置がある。荷電粒子線装置は、例えば、電子線描画(露光)装置、イオン線描画(露光)装置、電子線顕微鏡等に代表され、物品の製造、加工、計測、検査等のための種々の装置を含みうる。ここでは、図7を参照して、荷電粒子として電子を用いて基板(物体)に描画を行う電子線描画装置500の構成例を説明する。電子線描画装置500は、真空環境下でパターンを物体に転写するものであって、電子銃521、電子光学系501、電子検出器524、ウエハステージ502、検出装置504、真空チャンバー550(真空容器)を含んで構成されている。真空チャンバー550内は、不図示の真空ポンプによって排気されている。そして、真空チャンバー550内に、電子銃521、電子光学系501、電子検出器524、ウエハステージ502、検出装置504が配置されている。電子光学系501は、電子銃521からの電子線を収束させる電子レンズ系522、電子線を偏向させる偏向器523を含んで構成されている。そして、電子銃521、電子光学系501、電子検出器524は、制御部(不図示)によって制御される。
このような電子線描画装置500において、ウエハ506、またはウエハステージ502に形成されたアライメントマークの位置を計測するために、検出装置504が備えられている。この検出装置504には、上述した検出装置100、200、300のいずれかを適用することができる。従って、検出装置504を用いてアライメントマークの位置を高精度に計測することができ、もってオーバーレイ精度の点で有利なリソグラフィー装置を提供することができる。
以上のように、本実施形態によれば、物体の位置決めに有利な装置を提供することができる。
[物品製造方法の実施形態]
実施形態に係る物品の製造方法は、例えば、半導体デバイス等のマイクロデバイスや微細構造を有する素子等の物品を製造するのに好適である。該製造方法は、物体(例えば、感光剤を表面に有する基板)に上記のリソグラフィー装置を用いて潜像パターンを形成する工程(物体にパターンの転写(露光または描画)を行う工程)と、当該工程で潜像パターンを形成された物体を現像する工程とを含みうる。さらに、該製造方法は、他の周知の工程(酸化、成膜、蒸着、ドーピング、平坦化、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージング等)を含みうる。本実施形態の物品の製造方法は、従来の方法に比べて、物品の性能・品質・生産性・生産コストの少なくとも1つにおいて有利である。
実施形態に係る物品の製造方法は、例えば、半導体デバイス等のマイクロデバイスや微細構造を有する素子等の物品を製造するのに好適である。該製造方法は、物体(例えば、感光剤を表面に有する基板)に上記のリソグラフィー装置を用いて潜像パターンを形成する工程(物体にパターンの転写(露光または描画)を行う工程)と、当該工程で潜像パターンを形成された物体を現像する工程とを含みうる。さらに、該製造方法は、他の周知の工程(酸化、成膜、蒸着、ドーピング、平坦化、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージング等)を含みうる。本実施形態の物品の製造方法は、従来の方法に比べて、物品の性能・品質・生産性・生産コストの少なくとも1つにおいて有利である。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形または変更が可能である。例えば、実施形態1の気密容器50と、実施形態2の気密容器70または実施形態3の気密容器80との両方を備えた検出装置としてもよい。
8 偏光ビームスプリッタ(偏光光分割器)
10 λ/4板(1/4波長板)
50、70、80 気密容器
51、71、11、81 ガラス板(光透過部材)
100、200、300 検出装置
10 λ/4板(1/4波長板)
50、70、80 気密容器
51、71、11、81 ガラス板(光透過部材)
100、200、300 検出装置
Claims (10)
- 偏光光分割器と1/4波長板とを含み、前記偏光光分割器と前記1/4波長板とを順次介してマークを照明し、かつ前記1/4波長板と前記偏光光分割器とを順次介して前記マークからの光を受光する光学系を有し、前記光学系を介して前記マークを検出する検出装置であって、
前記偏光光分割器と前記1/4波長板との間の光路上に配置された光透過部材を隔壁として含み、かつ前記光学系の一部を収容している気密容器
を有することを特徴とする検出装置。 - 前記光透過部材は、平行平面板を含む、ことを特徴とする請求項1に記載の検出装置。
- 前記気密容器は、前記偏光光分割器、前記マークを照明する光を射出する光源、および前記光学系を介して前記マークからの光を受光する受光素子を収容している、ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の検出装置。
- 前記光学系は、前記1/4波長板よりも前記偏光光分割器から遠く又は近くに配置された対物光学系を含み、前記光透過部材は、前記対物光学系の少なくとも一部を含む、ことを特徴とする請求項1に記載の検出装置。
- 前記光透過部材は、前記対物光学系のうちの前記偏光光分割器から最も遠いレンズを含む、ことを特徴とする請求項4に記載の検出装置。
- 前記気密容器は、前記1/4波長板を収容している、ことを特徴とする請求項1、請求項2、請求項4および請求項5のいずれか1項に記載の検出装置。
- 前記気密容器は、前記1/4波長板、前記光学系に含まれる対物光学系、および前記マークを含む物体が配置されたステージを収容している、ことを特徴とする請求項1に記載の検出装置。
- 真空環境下でパターンを物体に転写するリソグラフィー装置であって、
前記物体の位置決めのためのマークを検出する請求項1ないし請求項7のいずれか1項に記載の検出装置を有する、ことを特徴とするリソグラフィー装置。 - 真空環境下で物体を処理する荷電粒子線装置であって、
前記物体の位置決めのためのマークを検出する請求項1ないし請求項7のいずれか1項に記載の検出装置を有する、ことを特徴とする荷電粒子線装置。 - 請求項8に記載のリソグラフィー装置を用いて物体にパターンを転写する工程と、
前記工程でパターンを転写された前記物体を現像する工程と、
を有することを特徴とする物品製造方法。
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