JP5401770B2 - 面位置検出装置、露光装置及びデバイスの製造方法 - Google Patents

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。

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、基板上の露光領域に対する投影光学系の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斜め方向からスリットの像を投影し、このスリットの像を斜め方向から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）。
米国特許第５，５８７，７９４号公報

ところで、上述の斜入射型オートフォーカスセンサにおいては、空気の温度分布等の周辺環境による外乱、斜入射型オートフォーカスセンサを構成する光学系内の光学部材の位置変動等を要因とする計測誤差が発生した場合、投影光学系の光軸方向における基板位置を正確に計測することができない。ここで、従来においては、他の計測システムを用いてこの計測誤差を計測していたため、計測誤差を計測するための時間を要し、投影露光装置のスループットが低下していた。また、計測誤差を計測するための計測システムとして、斜入射型オートフォーカスセンサと異なる光学系により構成されたものを用いた場合、光学系が異なることに基づく誤差要因も多く、計測システムにおいて計測誤差を正確に計測することができないという問題があった。

この発明の課題は、計測誤差を迅速かつ正確に把握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。

この発明の第１の態様にかかる面位置検出装置は、第１レンズ系を含み、所定面からの光を前記第１レンズ系を介して被検面上の検出領域内の複数の検出点へ導く送光光学系と、第２レンズ系を含み、前記被検面上の前記検出領域内の前記複数の検出点で反射された前記光を前記第２レンズ系を介して受光面へ導き、前記第２レンズ系によって前記受光面に前記光による前記所定面の像を形成する受光光学系と、前記受光面に形成された前記所定面の像を介した前記光を検出する検出手段と、前記第１レンズ系から前記被検面までの前記光の光路に配置され、前記第１レンズ系から射出した前記光を第１の光と第２の光とに分割する分割手段と、前記被検面から前記第２レンズ系までの前記光の光路に配置され、前記被検面で反射された前記第１の光と、前記被検面を非経由の前記第２の光とを共に前記受光面へ向かわせる合成手段と、前記第２の光の光路に配置され、前記受光面に形成される前記第１の光による前記所定面の像と前記第２の光による前記所定面の像とが同じ向きになるよう前記第２の光による前記所定面の像を反転させるための１つ以上の反射面と、を備え、前記複数の検出点が配列された前記検出領域の長手方向と、前記送光光学系からの光の進行方向とは平行であり、前記第１の光および前記第２の光は、レンズを介さずに前記分割手段から前記合成手段へ導かれ、前記検出手段は、前記受光面に形成された前記所定面の像を介した前記第１の光と前記第２の光とを検出し、前記第１の光と前記第２の光との検出結果に基づいて、前記被検面の面位置に関する情報を出力することを特徴とする。

また、この発明の第２の態様にかかる面位置検出装置は、第１レンズ系を含み、基準物体からの光を前記第１レンズ系を介して被検面上の検出領域内の複数の検出点へ導く送光光学系と、第２レンズ系を含み、前記被検面上の前記検出領域内の前記複数の検出点で反射された前記光を前記第２レンズ系を介して受光面へ導き、前記第２レンズ系によって前記受光面に前記光による前記基準物体の像を形成する受光光学系と、前記受光面に形成された前記基準物体の像を介した前記光を検出する検出手段と、前記第１レンズ系から前記被検面までの前記光の光路に配置され、前記基準物体からの光のうち前記基準物体の第１領域からの第１の光を前記被検面を経由する第１光路に導くと共に、前記基準物体の第２領域からの第２の光を前記被検面を非経由の第２光路に導くために、前記第１光路と前記第２光路との少なくとも一方の光路を偏向させる第１光路偏向手段と、前記被検面から前記第２レンズ系までの前記光の光路に配置され、前記第１の光を前記第２レンズ系を介して前記受光面の第３領域に導くと共に、前記第２の光を前記第２レンズ系を介して前記受光面の第４領域に導くために、前記被検面から前記第２レンズ系までの前記第１光路と、前記第２光路との少なくとも一方の光路を偏向する第２光路偏向手段と、前記第２の光の光路に配置され、前記受光面に形成される前記第１の光による前記基準物体の像と前記第２の光による前記基準物体の像とが同じ向きになるよう前記第２の光による前記基準物体の像を反転させるための１つ以上の反射面と、を備え、前記複数の検出点が配列された前記検出領域の長手方向と、前記送光光学系からの光の進行方向とは平行であり、前記第１の光および第２の光は、レンズを介さずに前記第１光路偏向手段から前記第２光路偏向手段へ導かれ、前記検出手段は、前記第３領域に形成された前記基準物体の像を介した前記第１の光と前記第４領域に形成された前記基準物体の像を介した前記第２の光とを検出し、前記第１の光と前記第２の光との検出結果に基づいて、前記被検面の面位置に関する情報を出力することを特徴とする。

また、この発明の第３の態様にかかる露光装置は、所定のパターンを感光性基板上に転写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この発明の面位置検出装置と、前記面位置検出装置の検出結果に基づいて前記感光性基板を移動させる移動装置とを備え、前記所定のパターンは、前記移動装置によって移動された前記感光性基板に転写されることを特徴とする。

また、この発明の第４の態様にかかる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転写する転写工程と、前記転写工程により前記所定のパターンが転写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。

この発明の面位置検出装置によれば、被検面を介する測定光と被検面を介さない参照光を独立に検出する検出手段を備えているため、測定光の検出結果により被検面の面位置を検出するのと同時に、参照光の検出結果から測定光の検出結果の誤差を検出することができる。したがって、参照光の検出結果を用いて測定光の検出結果の補正を迅速に行なうことができ、かつ被検面の面位置を高精度に検出することができる。また、他の検出システムを用いて測定光の検出誤差を検出する必要がなく、測定光が通過する光学部材とほぼ同一の光学部材を介し、検出手段により検出される参照光の検出結果から、測定光の検出結果の誤差を正確に検出することができ、被検面の面位置を高精度に検出することができる。

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、検出手段による測定光の検出結果の補正を迅速に行なうことができ、高スループットで所定のパターンを基板上に高精度に露光することができる。

また、この発明のデバイスの製造方法によれば、この発明の露光装置を用いて露光するため、感光性基板上に所定のパターンを精度良く露光することができ、良好なデバイスを得ることができる。

以下、図面を参照して、この発明の第１の実施の形態にかかる露光装置について説明する。図１は、第１の実施の形態にかかる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。

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、ウエハステージＷＳＴ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。このウエハＷを載置しているウエハステージＷＳＴは、ウエハＷを投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ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おり、かつ光軸ＡＸ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いる。また、ウエハステージＷＳＴ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。なお、露光時には、投影光学系ＰＬを構成するウエハＷ側の光学部材（図示せず）とウエハＷとの間には純水等の液体が供給される。

この露光装置は、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、ウエハＷの所定の検出領域の投影光学系ＰＬの光軸方向（Ｚ方向）における位置を検出する。

面位置検出装置２を構成する光源３から射出した光は、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。図２は、送光スリットプリズム１２の射出面（基準物体）１２ａの構成を示す図である。図２に示すように、射出面１２ａには、複数の送光スリットＳ１〜Ｓ１１が配列されている。射出面１２ａの複数の送光スリットＳ１〜Ｓ１０（第１領域）を通過した光は、測定光として、ウエハＷの所定の検出領域のＺ方向における位置を検出するために用いられる。一方、射出面１２ａの送光スリットＳ１１（第２領域）を通過した光は、参照光として、面位置検出装置２の検出誤差を検出するために用いられる。送光スリットプリズム１２を通過した測定光及び参照光は、光を被検面としてのウエハＷ面上に導く送光光学系ＳＬに入射する。

送光光学系ＳＬに入射した測定光及び参照光は、送光光学系ＳＬを構成する電動ハービング１６に入射する。電動ハービング１６は、送光光学系ＳＬの光軸に垂直な相互に直交する２方向に傾斜可能に構成されている。電動ハービング１６の送光光学系ＳＬの光軸に対する傾斜角度を変更し、光の屈折角度を変化させることにより、電動ハービング１６から射出する光の射出位置の調整を行うことができる。これにより、測定光がウエハＷ上に入射する際の入射位置の調整を行うことができる。

電動ハービング１６を通過した測定光及び参照光は、第２対物レンズ１７、図中矢印方向に回動可能に構成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、後述する第１対物レンズ２３の焦点面に位置するように配置されている。振動ミラー２１により反射された測定光及び参照光は、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落射プリズム２４に入射する。

図３及び図４は、第１対物レンズ２３〜第１対物レンズ２６までの測定光及び参照光の光路を説明するための正面図及び平面図である。図３及び図４に示すように、第１対物レンズ２３を通過して、落射プリズム２４の入射面を透過した測定光及び参照光は、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。

射出面１２ａの複数の送光スリットＳ１〜Ｓ１０からの測定光は、落射プリズム２４を通過することにより送光光学系ＳＬから射出して、図３及び図４の実線で示す測定光路を進行し、ウエハＷ上の検出領域Ａに斜め方向から入射する。検出領域Ａは、測定光の進行方向に沿った長手方向を有している。検出領域Ａ上においては所定のピッチで複数の検出点が配列されており、測定光が検出領域Ａを照射することにより複数の検出点のそれぞれに送光スリットＳ１〜Ｓ１０の形状を有する光照射領域が形成される。検出領域Ａにより反射された測定光は、後述する受光センサ３８に光を導く受光光学系ＲＬに入射する。

一方、射出面１２ａのスリットＳ１１からの参照光は、図３及び図４に示すように、落射プリズム２４を通過することにより送光光学系ＳＬから射出して、プリズム４の入射面４ａに入射し、反射面４ｂにより反射される。参照光が反射面４ｂにより反射されることにより、後述する受光センサ３８の受光面上に形成される送光スリットＳ１１の像は、反転する。反射面４ｂにより反射された参照光は、プリズム４の射出面４ｃより射出する。プリズム４は、測定光及び参照光を視野分割するための分割手段として機能し、具体的には参照光を図３及び図４の実線で示す測定光路とは異なる図３及び図４の破線で示す参照光路に導くために、参照光の光路を偏向させる。プリズム４は、互いに分離された測定光路及び参照光路を形成するために送光光学系ＳＬのウエハＷ面側の空間に配置される。

プリズム４により光路が偏向された参照光は、図３及び図４の破線で示す参照光路を進行し、ウエハＷ面を介することなく、偏角プリズム５の入射面５ａに入射し、射出面５ｂから射出する。偏角プリズム５は、測定光及び参照光を視野合成するための合成手段として機能し、具体的には図３及び図４の破線で示す参照光路を進行する参照光を、図３及び図４の実線で示す測定光路の方向に導くために、参照光の光路を偏向させる。偏角プリズム５は、互いに分離された測定光路と参照光路とを受光光学系ＲＬを介して受光センサ３８へ導くために受光光学系ＲＬのウエハＷ面側の空間に配置される。偏角プリズム５から射出した参照光は、受光光学系ＲＬに入射する。

受光光学系ＲＬに入射した測定光及び参照光は、受光光学系ＲＬを構成する落射プリズム２５に入射する。落射プリズム２５は、落射プリズム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、落射プリズム２５の入射面を通過した測定光及び参照光は、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、落射プリズム２５から射出する。

落射プリズム２５から射出した測定光及び参照光は、第１対物レンズ２６を通過して、ミラー２７により反射される。ミラー２７により反射された測定光及び参照光は、第２対物レンズ３１、受光光学系ＲＬの光軸に対して傾斜可能に構成されている電動ハービング３３を通過する。なお、電動ハービング３３も電動ハービング１６と同様に、受光光学系ＲＬの光軸に垂直な相互に直交する２方向に傾斜可能に構成されている。電動ハービング３３の受光光学系ＲＬの光軸に対する傾斜角度を変更することにより、電動ハービング３３から射出する測定光及び参照光の射出位置の調整を行うことができる。これにより、測定光及び参照光が後述する受光スリットプリズム３５に入射する際の入射位置の調整を行うことができる。

電動ハービング３３を通過することにより受光光学系ＲＬを通過した測定光及び参照光は、受光スリットプリズム３５の入射面３５ａに入射する。受光スリットプリズム３５の入射面３５ａには、図２に示す送光スリットプリズム１２の射出面１２ａに形成されている１１個の送光スリットＳ１〜Ｓ１１に対応する１１個のスリット形状の開口部（受光スリット）が形成されている。測定光は送光スリットＳ１〜Ｓ１０に対応する１０個の受光スリットを通過し、参照光は送光スリットＳ１１に対応する受光スリットを通過する。

受光スリットプリズム３５の入射面３５ａ上に形成されている受光スリットを通過した測定光及び参照光は、リレーレンズ３６を通過して受光センサ（検出手段）３８に入射する。図５は、受光センサ３８の受光面の構成を示す図である。図５に示すように、受光センサ３８の受光面には入射面３５ａ上に形成されている１１個の受光スリットのそれぞれに対応して１１個の受光素子ＲＳ１〜ＲＳ１１が配置されており、各受光素子は入射面３５ａ上に形成されている１１個の受光スリットを通過した光を受光する。即ち、１０個の受光素子ＲＳ１〜ＲＳ１０は送光スリットＳ１〜Ｓ１０に対応する１０個の受光スリットを通過した測定光を受光し、受光素子ＲＳ１１は送光スリットＳ１１に対応する受光スリットを通過した参照光を受光する。受光素子ＲＳ１〜ＲＳ１１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、図示しない制御部に対して出力される。

制御部は、受光素子ＲＳ１〜ＲＳ１０からの検出信号強度の検出結果を用いてウエハステージＷＳＴのＺ方向における調整量を算出し、算出結果からウエハステージＷＳＴをベストフォーカス位置となるように移動させる。

ここで、送光光学系ＳＬ及び受光光学系ＲＬの取付け精度や装置の設置環境の変化等の様々な要因により、ウエハＷ面が理想的な状態（ベストフォーカス位置）にある場合にも、受光スリットプリズム３５の入射面３５ａ上に形成されるスリット像の位置が基準となる設計位置からずれて、スリット像が形成されるべき位置と実際のスリット像が形成される位置とがずれる検出位置のずれが生じることがある。そこで、この面位置検出装置２においては、検出位置のずれを補正するために、送光スリットＳ１１に対応する受光スリットを通過した参照光を受光する受光素子ＲＳ１１からの検出信号強度の検出結果を用いて、送光スリットＳ１〜Ｓ１０に対応する受光スリットを通過した測定光を受光する受光素子ＲＳ１〜ＲＳ１０から算出されるウエハステージＷＳＴのＺ方向における調整量を補正する。即ち、ウエハＷ面を介していない参照光を検出する受光素子ＲＳ１１の検出結果から面位置検出装置２における検出位置のずれを求め、求めた検出位置のずれとウエハステージＷＳＴのＺ方向における補正前の調整量とから、補正後の調整量を算出し、算出結果からウエハステージＷＳＴをＺ方向に移動させることにより、ウエハステージＷＳＴのＺ方向における位置を調整する。

次に、図面を参照して、この発明の第２の実施の形態にかかる露光装置について説明する。なお、第２の実施の形態にかかる露光装置の構成は、第１の実施の形態にかかる露光装置の面位置検出装置２を構成するプリズム４を図６に示すペンタプリズム４０に、偏角プリズム５を偏角プリズム５０に変更したものである。従って、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、第２の実施の形態にかかる露光装置の説明においては、第１の実施の形態にかかる露光装置の構成と同一の構成には第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なう。

図６及び図７は、落射プリズム２４〜落射プリズム２５までの測定光及び参照光の光路を説明するための正面図及び平面図である。落射プリズム２４を通過した測定光は、図６及び図７の実線で示す測定光路を進行し、ウエハＷ上の検出領域Ａに斜め方向から入射する。検出領域Ａにより反射された測定光は、落射プリズム２５に入射する。一方、落射プリズム２４の入射面を通過した参照光は、図６及び図７に示すように、落射プリズム２４の最初の反射面により反射され、落射プリズム２４の２番目の反射面を通過して、ペンタプリズム４０の入射面４０ａに入射し、反射面４０ｂ，４０ｃにより順次反射される。参照光が反射面４０ｃにより反射されることにより、受光センサ３８の受光面上に形成される送光スリットＳ１１の像は、反転する。反射面４０ｃにより反射された参照光は、ペンタプリズム４０の入射面４０ａを通過し、落射プリズム２４の２番目の反射面を通過して、落射プリズム２４の射出面から射出する。ペンタプリズム４０は、測定光及び参照光を視野分割するための分割手段として機能し、具体的には参照光を図６及び図７の実線で示す測定光路とは異なる図６及び図７の破線で示す参照光路に導くために、参照光の光路を偏向させる。ペンタプリズム４０は、互いに分離された測定光路及び参照光路を形成するために送光光学系ＳＬのウエハＷ面側の空間に配置される。

ペンタプリズム４０により光路を偏向され、落射プリズム２４を射出した参照光は、図６及び図７の破線で示す参照光路を進行し、ウエハＷ面を介することなく、落射プリズム２５の入射面に入射し、落射プリズム２５の最初の反射面を通過して、偏角プリズム５０の入射面５０ａに入射する。入射面５０ａに入射した参照光は、偏角プリズム５０の反射面５０ｂにより反射されて、偏角プリズム５０の入射面５０ａを通過し、落射プリズム２５に入射する。偏角プリズム５０は、測定光及び参照光を視野合成するための合成手段として機能し、具体的には図６及び図７の破線で示す参照光路を進行する参照光を、図６及び図７の実線で示す測定光路の方向に導くために、参照光の光路を偏向させる。偏角プリズム５０は、互いに分離された測定光路及び参照光路を受光光学系ＲＬを介して受光センサ３８へ導くために受光光学系ＲＬのウエハＷ面側の空間に配置される。偏角プリズム５０により光路を偏向され、落射プリズム２５に入射した参照光は、落射プリズム２５の２番目の反射面により反射されて、落射プリズム２５の射出面から射出する。落射プリズム２５から射出した測定光及び参照光は、第１対物レンズ２６〜リレーレンズ３６を通過して受光センサ３８に入射する。

次に、図面を参照して、この発明の第３の実施の形態にかかる露光装置について説明する。なお、第３の実施の形態にかかる露光装置の構成は、第１の実施の形態にかかる露光装置の面位置検出装置２を構成するプリズム４及び偏角プリズム５を、図８に示す偏角プリズム４２、ミラー６０及び偏角プリズム５２に変更したものである。従って、第３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、第３の実施の形態にかかる露光装置の説明においては、第１の実施の形態にかかる露光装置の構成と同一の構成には第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なう。

図８及び図９は、落射プリズム２４〜落射プリズム２５までの測定光及び参照光の光路を説明するための正面図及び平面図である。落射プリズム２４を通過した測定光は、図８及び図９の実線で示す測定光路を進行し、ウエハＷ上の検出領域Ａに斜め方向から入射する。検出領域Ａにより反射された測定光は、落射プリズム２５に入射する。

一方、落射プリズム２４の入射面を通過した参照光は、図８及び図９に示すように、落射プリズム２４の最初の反射面により反射され、落射プリズム２４の２番目の反射面を通過し、偏角プリズム４２の入射面４２ａを通過する。偏角プリズム４２の入射面４２ａを通過した参照光は、反射面４２ｂにより反射されて、入射面４２ａを通過し、落射プリズム２４の射出面から射出する。偏角プリズム４２は、測定光及び参照光を視野分割するための分割手段として機能し、具体的には参照光を図８及び図９の実線で示す測定光路とは異なる図８及び図９の破線で示す参照光路に導くために、参照光の光路を偏向させる。偏角プリズム４２は、互いに分離された測定光路及び参照光路を形成するために送光光学系ＳＬのウエハＷ面側の空間に配置される。

偏角プリズム４２により光路を偏向され、落射プリズム２４を射出した参照光は、図８及び図９の破線で示す参照光路を進行し、ミラー６０により反射される。参照光がミラー６０により反射されることにより、受光センサ３８の受光面上に形成される送光スリットＳ１１の像は、反転する。ミラー６０は、露光装置本体に固定されており、投影光学系ＰＬを介した露光光の進行を妨げない箇所に固定されている。ミラー６０により反射された参照光は、ウエハＷ面を介することなく、落射プリズム２５の入射面に入射し、落射プリズム２５の最初の反射面を通過し、偏角プリズム５２に入射する。偏角プリズム５２の構成及び機能は、第２の実施の形態にかかる偏角プリズム５０（図６及び図７参照）の構成及び機能と同一であるため詳細な説明を省略する。偏角プリズム５２を通過することにより光路を偏向され、落射プリズム２５の最初の反射面を通過した参照光は、落射プリズム２５の２番目の反射面により反射されて、落射プリズム２５の射出面から射出する。落射プリズム２５から射出した測定光及び参照光は、第１対物レンズ２６〜リレーレンズ３６を通過して受光センサ３８に入射する。

次に、図面を参照して、この発明の第４の実施の形態にかかる露光装置について説明する。なお、第４の実施の形態にかかる露光装置の構成は、第１の実施の形態にかかる露光装置の面位置検出装置２を構成するプリズム４及び偏角プリズム５を、図１０に示す偏角プリズム４４、レンズ（例えばシリンドリカルレンズ）６２，６４及び偏角プリズム５４に変更したものである。従って、第４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、第４の実施の形態にかかる露光装置の説明においては、第１の実施の形態にかかる露光装置の構成と同一の構成には第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なう。

図１０及び図１１は、落射プリズム２４〜落射プリズム２５までの測定光及び参照光の光路を説明するための正面図及び平面図である。落射プリズム２４を通過した測定光は、図１０及び図１１の実線で示す測定光路を進行し、ウエハＷ上の検出領域Ａに斜め方向から入射する。検出領域Ａにより反射された測定光は、落射プリズム２５に入射する。一方、落射プリズム２４の入射面を通過した参照光は、図１０及び図１１に示すように、落射プリズム２４の最初の反射面により反射され、落射プリズム２４の２番目の反射面を通過し、偏角プリズム４４に入射する。偏角プリズム４４の構成及び機能は、第３の実施の形態にかかる偏角プリズム４２（図８及び図９参照）の構成及び機能と同一であるため詳細な説明を省略する。偏角プリズム４４を通過することにより光路を偏向され、落射プリズム２４の２番目の反射面に入射した参照光は、落射プリズム２４の射出面から射出する。

落射プリズム２４を射出した参照光は、図１０及び図１１の破線で示す参照光路を進行し、レンズ６２，６４を通過する。参照光がレンズ６２，６４を通過することにより、受光センサ３８の受光面上に形成される送光スリットＳ１１の像は、反転する。レンズ６２，６４を通過した参照光は、ウエハＷ面を介することなく、落射プリズム２５の入射面に入射し、落射プリズム２５の最初の反射面を通過し、偏角プリズム５４に入射する。偏角プリズム５４の構成及び機能は、第２の実施の形態にかかる偏角プリズム５０（図６及び図７参照）の構成及び機能と同一であるため詳細な説明を省略する。偏角プリズム５４を通過することにより光路を偏向され、落射プリズム２５に入射した参照光は、落射プリズム２５の２番目の反射面により反射されて、落射プリズム２５の射出面から射出する。落射プリズム２５から射出した測定光及び参照光は、第１対物レンズ２６〜リレーレンズ３６を通過して受光センサ３８に入射する。

なお、第４の実施の形態において、ＸＺ平面内のみでパワーを有するシリンドリカルレンズ６２，６４を用いて、ＸＺ平面と受光センサの受光面とが交差する方向において送光スリットＳ１１の像を反転させているが、シリンドリカルレンズ６２，６４による結像回数は１回には限定されず、奇数回であれば良い。

次に、図面を参照して、この発明の第５の実施の形態にかかる露光装置について説明する。なお、第５の実施の形態にかかる露光装置には、図１２に示すように、第１の実施の形態にかかる露光装置の面位置検出装置２を構成するプリズム４及び偏角プリズム５の代わりに、送光スリットプリズム１２と電動ハービング１６との間の光路中にリレー光学系４６，シフトプリズム４８が、電動ハービング３３と受光スリットプリズム３４との間の光路中にシフトプリズム５６，リレー光学系５８が、落射プリズム２４と落射プリズム２５との間の参照光の光路中にミラー６６が配置されている。従って、第５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、第５の実施の形態にかかる露光装置の説明においては、第１の実施の形態にかかる露光装置の構成と同一の構成には第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なう。

図１２は、第５の実施の形態にかかる面位置検出装置２の構成を示す図である。図１２に示すように、送光スリットプリズム１２を通過した測定光は、リレー光学系４６を通過して、電動ハービング１６に入射する。一方、送光スリットプリズム１２を通過した参照光は、リレー光学系４６を通過して、シフトプリズム４８の入射面に入射する。シフトプリズム４８の入射面を透過した参照光は、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し、電動ハービング１６に入射する。

シフトプリズム４８は、測定光及び参照光を視野分割するための分割手段として機能し、具体的には参照光の光路と測定光の光路とを分離するために、互いに平行な一対の反射面で順次反射させることにより参照光の光路を＋Ｘ方向にシフトする。シフトプリズム４８は、リレー光学系４６を介在させることにより図１２の破線ａで示す位置に形成されたウエハＷ面と光学的に共役な面の近傍に配置される。シフトプリズム４８はウエハＷ面と光学的に共役な面に配置してもよく、ウエハＷ面と光学的に共役な面またはその近傍に分割手段としてのシフトプリズム４８を配置することにより測定光と参照光とに視野分割することができる。

測定光及び参照光は、電動ハービング１６から落射プリズム２４までの間のそれぞれの光路を進行する。図１３及び図１４は、落射プリズム２４〜落射プリズム２５の構成を示す正面図及び平面図である。落射プリズム２４を通過した測定光は、図１３及び図１４の実線で示す測定光路を進行し、ウエハＷ上の検出領域Ａに斜め方向から入射する。検出領域Ａにより反射された測定光は、落射プリズム２５に入射する。

一方、落射プリズム２４を通過した参照光は、図１３及び図１４の破線で示す参照光路を進行し、ミラー６６により反射される。ミラー６６は、露光装置本体に固定されており、投影光学系ＰＬを介した露光光の進行を妨げない箇所に固定されている。参照光がミラー６６により反射されることにより、受光センサ３８の受光面上に形成される送光スリットＳ１１の像は、反転する。ミラー６６により反射された参照光は、ウエハＷ面を介することなく、落射プリズム２５の入射面に入射する。

落射プリズム２５の入射面に入射した測定光及び参照光は、図１２に示すように、落射プリズム２５から電動ハービング３３までの間のそれぞれの光路を進行する。電動ハービング３３を通過した測定光は、リレー光学系５８を通過して、受光スリットプリズム３５に入射する。一方、電動ハービング３３を通過した参照光は、シフトプリズム５６の入射面に入射する。シフトプリズム５６の入射面を透過した参照光は、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し、リレー光学系５８に入射する。

シフトプリズム５６は、測定光及び参照光を視野合成するための合成手段として機能し、具体的には参照光の光路と測定光の光路とを視野合成するために、互いに平行な一対の反射面で順次反射させることにより参照光の光路を−Ｘ方向にシフトする。シフトプリズム５６は、リレー光学系５８を介在させることにより図１２の破線ｂで示す位置に形成されたウエハＷ面と光学的に共役な面の近傍に配置される。シフトプリズム５６はウエハＷ面と光学的に共役な面に配置してもよく、ウエハＷ面と光学的に共役な面またはその近傍に合成手段としてのシフトプリズム５６を配置することにより測定光と参照光とに視野合成することができる。リレー光学系５８を通過した参照光は、受光スリットプリズム３５に入射する。受光スリットプリズム３５を通過した測定光及び参照光は、リレーレンズ３６を通過して受光センサ３８に入射する。

上述の各実施の形態にかかる面位置検出装置によれば、ウエハＷ面を介する測定光とウエハＷ面を介さない参照光を独立に検出する受光センサを備えているため、測定光の検出結果によりウエハＷの面位置を検出するのと同時に、参照光の検出結果から測定光による検出位置のずれを検出することができる。したがって、参照光の検出結果を用いて測定光の検出結果の補正を迅速に行なうことができ、かつウエハＷ面の面位置を高精度に検出すことができる。また、他の検出システムを用いて面位置検出装置２における検出位置のずれを検出する必要がなく、測定光が通過する光学部材とほぼ同一の光学部材を介し、受光センサにより検出される参照光の検出結果から、検出位置のずれを正確に検出することができるため、被検面の面位置を高精度に検出することができる。

また、上述の各実施の形態にかかる面位置検出装置によれば、測定光と参照光とを独立に検出しているため、測定光と参照光とを干渉させて干渉縞を検出する場合と比較して、ウエハＷ面の反射率が変わることによる検出誤差を低減させることができる。干渉縞検出方式では、ウエハＷの反射率が変わると、測定光と参照光の強度比が代わり干渉縞のコントラストが低くなってしまう。このような低いコントラストの干渉縞を検出しようとすると、検出精度の大幅な低下を招いてしまう。一方、上述の各実施の形態にかかる面位置検出装置では、測定光と参照光との強度比が代わったとしても、検出精度の低下を招きにくい利点がある。

また、上述の各実施の形態にかかる面位置検出装置によれば、光を測定光と参照光とに視野分割しているため、光を瞳分割した場合と比較して、より高精度に検出位置のずれを検出することができる。図１３は、光学部材４´により瞳分割され、光路が偏向された参照光が進行する光路（破線で示す）と、送光光学系ＳＬを通過し、ウエハＷ面に入射する測定光が進行する光路（実線で示す）を示す図である。図１４は、プリズム４により視野分割され、光路が偏向された参照光が進行する光路（破線で示す）と、送光光学系ＳＬを通過し、ウエハＷ面に入射する測定光が進行する光路（実線で示す）を示す図である。瞳分割された場合、図１５に示すように、測定光及び参照光は、完全に異なる箇所を進行し、光路が重なり合う箇所がない。したがって、測定光と異なる箇所を通過し、測定光と異なる空気揺らぎ等の影響を受けた参照光の検出結果から、測定光の検出結果のずれを求めているため、検出位置のずれを正確に検出するのは困難である。これに対し、視野分割された場合、図１６に示すように、測定光及び参照光は、送光光学系ＳＬの瞳位置付近においてはほぼ同じ箇所を通過するため、重なり合う。したがって、測定光とほぼ同じ箇所を通過することにより測定光と略同一の空気揺らぎ等の影響を受けた参照光の検出結果から、測定光の検出結果のずれを求めているため、より高精度に検出位置のずれを検出することができる。

また、上述の各実施の形態にかかる面位置検出装置によれば、参照光路に基準物体の像を反転させる光学部材（４，４０，６０，６２，６４，６６，６６ａ〜６６ｃ，６７〜６９）を配置しているため、測定光路を経由した測定光による送光スリットの像と参照光路を経由した参照光による送光スリットの像との向きが同じ向きとなり、ウエハＷ近傍の雰囲気において空気揺らぎ等の影響による誤差の発生方向が測定光と参照光とで同じ方向になる。このため、より高精度に検出位置のずれを検出することができる。

なお、上述の第１及び第２の実施の形態では、検出領域Ａの近傍における参照光路に光学部材が位置しないため、面位置検出装置の配置の自由度が高いという利点がある。第２の実施の形態では、分割手段と合成手段との一部を既存の光学部材で構成できるため、光学系をより簡素化できる利点がある。

また、第３の実施の形態では、反射面でなくリレー光学系で基準物体の像を反転させているため、振動等があった場合にリレー光学系が変位しても、その誤差の影響を反射面の場合よりも低減させることができる利点がある。

第４の実施の形態では、測定光路と参照光路とをほぼ平行にしているため、空気揺らぎ等の誤差の影響度合いを測定光と参照光とてほぼ等しくすることができる利点がある。なお、第１乃至第３の実施の形態では、第４の実施の形態とは異なり測定光路と参照光路とが互いに平行ではないが、ウエハＷ面への入射角が極めて大きい場合（典型的には８０度以上）には、測定光路と参照光路とが互いに非平行であることによる誤差の影響度合いの差は実用上無視し得る。

また、上述の各実施の形態にかかる露光装置によれば、この発明にかかる面位置検出装置２によりウエハＷのＺ方向における位置を検出しているため、測定光による検出結果の補正を迅速に行なうことができ、高スループットでレチクルＲのパターンをウエハＷ上に高精度に露光することができる。

なお、上述の各実施の形態にかかる面位置検出装置においては、参照光が電動ハービング１６，３３を通過する構成を例に挙げて説明している。この場合においては、電動ハービング１６，３３の取り付け位置が変動した際、電動ハービング１６，３３の取り付け位置の変動による測定光の検出結果の誤差を参照光の検出結果から検出することができる。しかしながら、電動ハービング１６，３３の傾斜が大きくなり、参照光の検出範囲を超えてしまう場合、例えば図１４に示すミラー６６に入射できない方向に参照光が進行する場合がある。この場合、参照光がミラー６６により反射されないため参照光を検出することができず、測定光の検出結果の誤差を検出することができなくなる。そこで、参照光が電動ハービング１６，３３を通過しないように、即ち参照光が図１７の破線で示す光路を進行するようにしてもよい。この場合には、電動ハービング１６，３３の傾斜が大きくなった際にも、電動ハービング１６，３３を通過しない参照光は影響を受けることがないため、参照光を検出することができる。

また、例えば参照光が通過するための２つの送光スリットを形成し、１番目の送光スリットを通過した参照光が電動ハービング１６，３３を通過するように構成し、２番目の送光スリットを通過した参照光が電動ハービング１６，３３を通過しないように構成してもよい。即ち、電動ハービング１６，３３を通過する参照光及び通過しない参照光を形成するようにしてもよい。

また、上述の各実施の形態にかかる面位置検出装置においては、プリズム等の偏向部材により参照光の光路を偏向しているが、プリズム等の偏向部材により測定光の光路を偏向してもよい。また、プリズム等の偏向部材により測定光の光路及び参照光の光路を偏向するようにしてもよい。

また、上述の各実施の形態にかかる面位置検出装置においては、参照光として参照光路に導くための１つの送光スリットＳ１１を送光スリットプリズム１２の射出面１２ａ上に備えているが、参照光として参照光路に導くための２つ以上の送光スリットを備えるようにしてもよい。

図１８は、参照光として参照光路に導くための３つの送光スリットＳ４２〜Ｓ４４を備えた送光スリットプリズムの射出面１２ａ１の平面図である。図１８において、射出面１２ａ１の複数の送光スリットＳ２０〜Ｓ４１（第１領域）を通過した光は、測定光として、ウエハＷの所定の検出領域のＺ方向における位置を検出するために用いられる。一方、射出面１２ａ１の送光スリットＳ４２〜４４（第２領域）を通過した光は、参照光として、面位置検出装置２の検出誤差を検出するために用いられる。

図１９は、複数の送光スリットＳ４２〜Ｓ４４からの参照光の参照光路中に配置されるミラー６６ａ〜６６ｃの配置を説明する図であり、図１９（ａ）は平面図、図１９（ｂ）は側面図である。なお、図１９において、図１２〜図１４に示した第５の実施の形態の面位置検出装置と同様の機能を有する部材には、同じ符号を付してある。

図１９において、図１８に示した送光スリットＳ４２からの参照光は、落射プリズム２４を経て、ミラー６６ａで反射された後に落射プリズム２５に入射する。また、図１８の送光スリットＳ４３からの参照光は、落射プリズム２４を経て、ミラー６６ｂで反射された後に落射プリズム２５に入射し、図１８の送光スリットＳ４４からの参照光は、落射プリズム２４を経て、ミラー６６ｃで反射された後に落射プリズム２５に入射する。

この図１８及び図１９に示した例のように、参照光として参照光路へ光を導くための送光スリットの数が複数である場合には、より高精度に測定光の検出結果の誤差を検出することができる利点がある。

なお、上述の例では、参照光を反射して基準物体像を反転させるためのミラー６６ａ〜６６ｃをそれぞれのスリットごとに設けたが、これらのミラー６６ａ〜６６ｃを一体的に形成しても良い。

また、上述の各実施の形態では、測定光路中に配置される反射面の数と、参照光路中に配置される反射面の数との差を１面としているが、この差は奇数面であれば良い。

図２０は、図１９に示した複数のミラー６６ａ〜６６ｃを３面の反射面に置き換えた変形例を示す図であり、図２０（ａ）は平面図、図２０（ｂ）はＢ−Ｂ矢視図、図２０（ｃ）はＣ−Ｃ矢視図である。

図１８に示した送光スリットプリズムの第１領域に位置する送光スリットＳ２０〜Ｓ４１からの測定光は、図２０（ｂ）に示したように、落射プリズム２４を経て、ウエハＷ上の検出領域Ａに斜め方向から入射し、この検出領域Ａで反射された後に、落射プリズム２５に入射する。一方、図１８に示した送光スリットプリズムの第２領域に位置する送光スリットＳ４２〜Ｓ４４からの参照光は、落射プリズム２４を経て、ミラー６７，６８，６９で順に反射された後に落射プリズム２５に入射する。

ここで、ミラー６７および６９は、Ｙ方向に延びる稜線を持つように配置された２つの平面反射面で構成され、ミラー６８はＸＹ平面内に位置する平面反射面で構成される。このように、図２０の例においては、測定光路中に配置される反射面の数と参照光路中に配置される反射面の数との差を奇数面として、誤差の発生方向を測定光と参照光とで同じ方向に揃えている。

なお、図２０の例において、複数のミラー６７〜６９を凹Ｖ字形状のプリズム部材で構成することも可能であり、このときには、凹Ｖ字形状のプリズム部材の内面反射を用いることになる。この場合、複数の反射面を一体的に形成できるため、誤差発生要因を現象させることができる。

図１８〜図２０の例においても、ミラー６６ａ〜６６ｃ，６７〜６９は、露光装置本体や投影光学系、あるいは投影光学系に固定された基準フレームなどに固定することができる。 なお、上述の各実施の形態にかかる露光装置において検出領域Ａの位置としては、投影光学系ＰＬの近傍の位置や投影領域内、あるいはウエハＷのローディングポジションから露光位置へ至る搬送路中であっても良い。このような搬送路中においてウエハＷの面位置を検出する技術は、米国特許仮出願第６０／７８００４９号で提案されている。

また、上述の各実施の形態にかかる露光装置においては、投影光学系ＰＬを構成するウエハＷ側の光学部材とウエハＷとの間に液体が供給される液浸型の露光装置を例に挙げて説明しているが、投影光学系ＰＬを構成するウエハＷ側の光学部材とウエハＷとの間に液体を供給しないドライ型の露光装置にも本発明を適用することができる。

また、上述の実施の形態にかかる露光装置は、本願特許請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、この組み立ての前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステムから露光装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。

上述の実施の形態にかかる露光装置では、照明光学系ＩＬによってマスクＭを照明し（照明工程）、投影光学系ＰＬを用いてマスクＭに形成された転写用のパターンを感光性基板（ウエハ）Ｗ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露光装置を用いて感光性基板としてもウエハ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２１のフローチャートを参照して説明する。

先ず、図２１のステップＳ３０１において、１ロットのウエハ上に金属膜が蒸着される。次のステップＳ３０２において、その１ロットのウエハ上の金属膜上にフォトレジストが塗布される。その後、上述の実施の形態にかかる露光装置に備えられている面位置検出装置によりウエハ表面の面位置を検出し、面位置の調整が行われる。次に、ステップＳ３０３において、上述の実施の形態にかかる露光装置を用いて、レチクル（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ロットのウエハ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ロットのウエハ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ロットのウエハ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、各ウエハ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、面位置検出装置により正確にウエハ等の面位置が調整された露光装置を用いて露光を行なっているため、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、ウエハ上に金属を蒸着し、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、ウエハ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２２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、上述の実施の形態にかかる露光装置に備えられている面位置検出装置によりプレート表面の面位置を検出し、調整する。次に、図２２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、面位置検出装置により正確にプレート等の面位置が調整された露光装置を用いて露光しているため、良好な液晶表示素子を得ることができる。

なお、以上説明した実施の形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。従って、実施の形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や、均等物も含む趣旨である。また、上記実施形態の各構成要素等は、いずれの組み合わせ等も可能とすることができる。

また、本開示は、２００６年７月１４日に提出された日本国特許出願番号２００６−１９３６００号に含まれた主題に関連し、その開示の全てはここに参照事項として明白に組み込まれる。

第１の実施の形態にかかる露光装置の概略構成を示す図である。 送光スリットプリズムの射出面の構成を示す図である。 第１の実施の形態にかかる面位置検出装置のウエハ面側の構成を示す正面図である。 第１の実施の形態にかかる面位置検出装置のウエハ面側の構成を示す平面図である。 受光センサの受光面の構成を示す図である。 第２の実施の形態にかかる面位置検出装置のウエハ面側の構成を示す正面図である。 第２の実施の形態にかかる面位置検出装置のウエハ面側の構成を示す平面図である。 第３の実施の形態にかかる面位置検出装置のウエハ面側の構成を示す正面図である。 第３の実施の形態にかかる面位置検出装置のウエハ面側の構成を示す平面図である。 第４の実施の形態にかかる面位置検出装置のウエハ面側の構成を示す正面図である。 第４の実施の形態にかかる面位置検出装置のウエハ面側の構成を示す平面図である。 第５の実施の形態にかかる面位置検出装置の構成を示す図である。 第５の実施の形態にかかる面位置検出装置のウエハ面側の構成を示す正面図である。 第５の実施の形態にかかる面位置検出装置のウエハ面側の構成を示す平面図である。 瞳分割について説明するための図である。 視野分割について説明するための図である。 他の面位置検出装置の構成を示す図である。 変形例にかかる面位置検出装置におけ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。 変形例にかかる面位置検出装置のウエハ面側の構成を示す図であり、図１９（ａ）は平面図、図１９（ｂ）は側面図である。 別の変形例にかかる面位置検出装置のウエハ面側の構成を示す図であり、図２０（ａ）は平面図、図２０（ｂ）はＢ−Ｂ矢視図、図２０（ｃ）はＣ−Ｃ矢視図である。 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。 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。

符号の説明

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、ＷＳＴ…ウエハステージ、２…面位置検出装置、４…プリズム、５…偏角プリズム、ＳＬ…送光光学系、ＲＬ…受光光学系、１２…送光スリットプリズム、１６，３３…電動ハービング，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…落射プリズム、３５…受光スリットプリズム、３８…受光センサ。

Claims (9)

1. 第１レンズ系を含み、所定面からの光を前記第１レンズ系を介して被検面上の検出領域内の複数の検出点へ導く送光光学系と、
   第２レンズ系を含み、前記被検面上の前記検出領域内の前記複数の検出点で反射された前記光を前記第２レンズ系を介して受光面へ導き、前記第２レンズ系によって前記受光面に前記光による前記所定面の像を形成する受光光学系と、
   前記受光面に形成された前記所定面の像を介した前記光を検出する検出手段と、
   前記第１レンズ系から前記被検面までの前記光の光路に配置され、前記第１レンズ系から射出した前記光を第１の光と第２の光とに分割する分割手段と、
   前記被検面から前記第２レンズ系までの前記光の光路に配置され、前記被検面で反射された前記第１の光と、前記被検面を非経由の前記第２の光とを共に前記受光面へ向かわせる合成手段と、
   前記第２の光の光路に配置され、前記受光面に形成される前記第１の光による前記所定面の像と前記第２の光による前記所定面の像とが同じ向きになるよう前記第２の光による前記所定面の像を反転させるための１つ以上の反射面と、
   を備え、
   前記複数の検出点が配列された前記検出領域の長手方向と、前記送光光学系からの光の進行方向とは平行であり、
   前記第１の光および前記第２の光は、レンズを介さずに前記分割手段から前記合成手段へ導かれ、
   前記検出手段は、前記受光面に形成された前記所定面の像を介した前記第１の光と前記第２の光とを検出し、前記第１の光と前記第２の光との検出結果に基づいて、前記被検面の面位置に関する情報を出力することを特徴とする面位置検出装置。
2. 前記第１の光の光路に配置される反射面の数と、前記第２の光の光路に配置される反射面の数との差は、奇数であることを特徴とする請求項１に記載の面位置検出装置。
3. 前記第１の光と前記第２の光とは、前記第２レンズ系を介して前記検出手段の前記受光面へ導かれることを特徴とする請求項１または２に記載の面位置検出装置。
4. 第１レンズ系を含み、基準物体からの光を前記第１レンズ系を介して被検面上の検出領域内の複数の検出点へ導く送光光学系と、
   第２レンズ系を含み、前記被検面上の前記検出領域内の前記複数の検出点で反射された前記光を前記第２レンズ系を介して受光面へ導き、前記第２レンズ系によって前記受光面に前記光による前記基準物体の像を形成する受光光学系と、
   前記受光面に形成された前記基準物体の像を介した前記光を検出する検出手段と、
   前記第１レンズ系から前記被検面までの前記光の光路に配置され、前記基準物体からの光のうち前記基準物体の第１領域からの第１の光を前記被検面を経由する第１光路に導くと共に、前記基準物体の第２領域からの第２の光を前記被検面を非経由の第２光路に導くために、前記第１光路と前記第２光路との少なくとも一方の光路を偏向させる第１光路偏向手段と、
   前記被検面から前記第２レンズ系までの前記光の光路に配置され、前記第１の光を前記第２レンズ系を介して前記受光面の第３領域に導くと共に、前記第２の光を前記第２レンズ系を介して前記受光面の第４領域に導くために、前記被検面から前記第２レンズ系までの前記第１光路と、前記第２光路との少なくとも一方の光路を偏向する第２光路偏向手段と、
   前記第２の光の光路に配置され、前記受光面に形成される前記第１の光による前記基準物体の像と前記第２の光による前記基準物体の像とが同じ向きになるよう前記第２の光による前記基準物体の像を反転させるための１つ以上の反射面と、
   を備え、
   前記複数の検出点が配列された前記検出領域の長手方向と、前記送光光学系からの光の進行方向とは平行であり、
   前記第１の光および第２の光は、レンズを介さずに前記第１光路偏向手段から前記第２光路偏向手段へ導かれ、
   前記検出手段は、前記第３領域に形成された前記基準物体の像を介した前記第１の光と前記第４領域に形成された前記基準物体の像を介した前記第２の光とを検出し、前記第１の光と前記第２の光との検出結果に基づいて、前記被検面の面位置に関する情報を出力することを特徴とする面位置検出装置。
5. 前記第１の光の光路に配置される反射面の数と、前記第２の光の光路に配置される反射面の数との差は、奇数であることを特徴とする請求項４に記載の面位置検出装置。
6. 前記検出手段が出力する情報に基づいて前記被検面の位置を調整する調整手段をさらに備え、
   前記検出手段は、前記第２の光の検出結果に基づいて前記第１の光の検出結果を補正し、
   前記調整手段は、前記検出手段にて補正された検出結果に基づいて、前記被検面の位置を調整することを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載の面位置検出装置。
7. 所定のパターンを感光性基板上に転写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６の何れか一項に記載の面位置検出装置と、
   前記面位置検出装置の検出結果に基づいて前記感光性基板を移動させる移動装置と、
   を備え、
   前記所定のパターンは、前記移動装置によって移動された前記感光性基板に転写されることを特徴とする露光装置。
8. 前記所定のパターンの像を前記感光性基板上に投影する投影光学系を備え、
   前記投影光学系は、該投影光学系と前記感光性基板との間に供給された液体を介して該感光性基板に前記所定のパターンの像を投影することを特徴とする請求項７記載の露光装置。
9. 請求項７または請求項８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転写する転写工程と、
   前記転写工程により前記所定のパターンが転写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。

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