JP5565449B2 - 位置検出装置、位置検出方法、露光装置、露光方法およびデバイス製造方法 - Google Patents
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Description
前記被検面に投射される前記光の光路と前記被検面で反射された前記光の光路との少なくとも一方に配置され、前記光を反射する反射面と、
前記光が前記反射面で反射されることにより該光のうち偏光方向が互いに異なる第1の光と第2の光との間に発生する相対的な位置ずれが実質的に補償されるように、前記光の光路に配置された位置ずれ補償部材と、
を備える位置検出装置を提供する。
前記被検面に投射される前記光と前記被検面で反射された前記光との少なくとも一方を反射面で反射することと、
前記光が前記反射面で反射されることにより該光のうち偏光方向が互いに異なる第1の光と第2の光との間に発生する相対的な位置ずれを、前記光の光路に配置された位置ずれ補償部材によって補償することと、
を含む位置検出方法を提供する。
前記基板を保持する基板保持装置と、
前記基板保持装置に保持された前記基板の表面の位置を検出する第1形態の位置検出装置と、
前記位置検出装置の検出結果に基づいて前記基板保持装置を駆動する駆動装置と、
を備える露光装置を提供する。
第2形態の位置検出方法を用いて前記基板の表面の位置を検出することと、
前記基板の表面の位置の検出結果に基づいて前記基板を移動させることと、
を含む露光方法を提供する。
前記パターンが転写された前記基板を現像することと、
を含むデバイス製造方法を提供する。
前記パターンが転写された前記基板を現像することと、
を含むデバイス製造方法を提供する。
2 コンデンサーレンズ
3 偏向プリズム
4,5 投射光学系
6,9 ペンタプリズム
7,8 ひし形プリズム
10,11 集光光学系
12 振動ミラー
13 アオリ補正プリズム
14a、14b リレー光学系
15 受光部
16 ミラー駆動部
17 位置検出部
18 補正量算出部
19 ノマルスキープリズム(第1補償素子)
20 ビームディスプレーサー(第2補償素子)
21 ウェハホルダ
22 ホルダ保持機構
23 ホルダ駆動部
31 1/2波長板(位相部材)
32,33 偏光解消素子
IL 照明系
R レチクル
RH レチクルホルダ
PL 投影光学系
W ウェハ
Claims (62)
- 被検面に対して傾いた方向から該被検面に光を投射する投射系と、前記被検面で反射された前記光を受光する受光系とを備え、前記受光系による前記光の受光結果に基づき、前記被検面と交差する方向に沿った前記被検面の位置を検出する位置検出装置であって、
前記被検面に投射される前記光の光路と前記被検面で反射された前記光の光路との少なくとも一方に配置され、前記光を反射する反射面と、
前記光が前記反射面で反射されることにより該光のうち偏光方向が互いに異なる第1の光と第2の光との間に発生する相対的な位置ずれが実質的に補償されるように、前記光の光路に配置された位置ずれ補償部材と、
を備える位置検出装置。 - 前記位置ずれ補償部材は、前記相対的な位置ずれが前記受光系内の所定面上で実質的に補償されているように前記光路に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の位置検出装置。
- 前記位置ずれ補償部材は、前記反射面によって前記相対的な位置ずれが生じた前記第1の光と前記第2の光とを前記所定面のほぼ同じ位置に入射させるように前記光路に配置されていることを特徴とする請求項2に記載の位置検出装置。
- 前記位置ずれ補償部材は、前記反射面によって前記相対的な位置ずれが生じた前記第1の光と前記第2の光とをほぼ同じ経路に沿って前記所定面に入射させるように前記光路に配置されていることを特徴とする請求項2または3に記載の位置検出装置。
- 前記位置ずれ補償部材は、偏光方向が互いに異なる前記第1の光と前記第2の光とを相対的に偏向させる偏光光学素子を含むことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の位置検出装置。
- 前記偏光光学素子は、複屈折性を有する結晶材料により形成された第1プリズムを含むことを特徴とする請求項5に記載の位置検出装置。
- 前記位置ずれ補償部材は、前記光の色ずれを補正するための第2プリズムを含むことを特徴とする請求項6に記載の位置検出装置。
- 前記投射系および前記受光系の少なくとも一方は、前記被検面に対して光学的に共役な位置を形成する結像光学系を含み、
前記偏光光学素子は、前記結像光学系の瞳空間に配置されることを特徴とする請求項5〜7のいずれか一項に記載の位置検出装置。 - 前記投射系は、所定パターンを介した前記光が入射し、前記所定パターンの像を形成する第1結像光学系を含み、
前記偏光光学素子は、前記第1結像光学系の瞳空間に配置される第1偏光光学素子を含むことを特徴とする請求項5〜7のいずれか一項に記載の位置検出装置。 - 前記被検面で反射された前記光が入射し、前記所定パターンの像を形成する第2結像光学系を含み、
前記偏光光学素子は、前記第2結像光学系の瞳空間に配置される第2偏光光学素子を含むことを特徴とする請求項9に記載の位置検出装置。 - 前記投射系は、所定パターンを介した前記光が入射し、前記所定パターンの像を形成する第1結像光学系を含み、
前記受光系は、前記被検面で反射された前記光が入射し、前記所定パターンの像を形成する第2結像光学系を含み、
前記偏光光学素子は、前記第2結像光学系の瞳空間に配置されることを特徴とする請求項5〜7のいずれか一項に記載の位置検出装置。 - 前記位置ずれ補償部材は、偏光方向が互いに異なる前記第1の光と前記第2の光との光路を相対的に移動させる偏光光学素子を含むことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の位置検出装置。
- 前記偏光光学素子は、複屈折性を有する結晶材料により形成されることを特徴とする請求項12に記載の位置検出装置。
- 前記投射系および前記受光系の少なくとも一方は、前記被検面に対して光学的に共役な位置を形成する結像光学系を含み、
前記偏光光学素子は、前記光の光路のうち前記結像光学系の入射側の光路または射出側の光路に配置されることを特徴とする請求項12または13に記載の位置検出装置。 - 前記投射系は、所定パターンを介した前記光が入射し、前記所定パターンの像を形成する第1結像光学系を含み、
前記偏光光学素子は、前記光の投射側の光路のうち前記第1結像光学系の入射側の光路または射出側の光路に配置される第1偏光光学素子を含むことを特徴とする請求項12または13に記載の位置検出装置。 - 前記被検面で反射された前記光が入射し、前記所定パターンの像を形成する第2結像光学系を含み、
前記偏光光学素子は、前記光の受光側の光路のうち前記第2結像光学系の入射側の光路または射出側の光路に配置される第2偏光光学素子を含むことを特徴とする請求項15に記載の位置検出装置。 - 前記投射系は、所定パターンを介した前記光が入射し、前記所定パターンの像を形成する第1結像光学系を含み、
前記受光系は、前記被検面で反射された前記光が入射し、前記所定パターンの像を形成する第2結像光学系を含み、
前記偏光光学素子は、前記光の受光側の光路のうち前記第2結像光学系の入射側の光路または射出側の光路に配置されることを特徴とする請求項12または13に記載の位置検出装置。 - 前記反射面は、前記光の光路のうち前記被検面に投射される前記光の光路と前記被検面で反射された前記光の光路との少なくとも一方に配置され、
前記位置ずれ補償部材は、前記第1の光と前記第2の光との偏光方向を相互に変換する偏光光学素子を含み、
前記偏光光学素子は、前記光の投射側の光路のうち前記反射面の射出側の光路と、前記光の受光側の光路のうち前記反射面の入射側の光路との少なくとも一方に配置されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の位置検出装置。 - 前記偏光光学素子は、波長板または旋光素子を含むことを特徴とする請求項18に記載の位置検出装置。
- 前記投射系および前記受光系の少なくとも一方は、前記被検面に対して光学的に共役な位置を形成する結像光学系を含み、
前記反射面は、前記光の投射側の光路のうち前記結像光学系の射出側の光路と、前記光の受光側の光路のうち前記結像光学系の入射側の光路との少なくとも一方に配置されていることを特徴とする請求項18または19に記載の位置検出装置。 - 前記投射系は、所定パターンを介した前記光が入射し、前記所定パターンの像を形成する第1結像光学系を含み、
前記反射面は、前記光の投射側の光路のうち前記第1結像光学系の射出側の光路に配置された第1反射面を含み、
前記偏光光学素子は、前記光の投射側の光路のうち前記第1反射面の射出側の光路に配置される第1偏光光学素子を含むことを特徴とする請求項18または19に記載の位置検出装置。 - 前記被検面で反射された前記光が入射し、前記所定パターンの像を形成する第2結像光学系を含み、
前記反射面は、前記光の受光側の光路のうち前記第2結像光学系の入射側の光路に配置された第2反射面を含み、
前記偏光光学素子は、前記光の受光側の光路のうち前記第2反射面の入射側の光路に配置された第2偏光光学素子を含むことを特徴とする請求項21に記載の位置検出装置。 - 前記投射系は、所定パターンを介した前記光が入射し、前記所定パターンの像を形成する第1結像光学系を含み、
前記受光系は、前記被検面で反射された前記光が入射し、前記所定パターンの像を形成する第2結像光学系を含み、
前記反射面は、前記光の受光側の光路のうち前記第2結像光学系の入射側の光路に配置され、
前記偏光光学素子は、前記光の受光側の光路のうち前記反射面の入射側の光路に配置されることを特徴とする請求項18または19に記載の位置検出装置。 - 前記反射面は、プリズム部材を含み、
前記プリズム部材は、前記光を該プリズム部材の内部で反射させることを特徴とする請求項1〜23のいずれか一項に記載の位置検出装置。 - 前記プリズム部材は、前記光を全反射させることを特徴とする請求項24に記載の位置検出装置。
- 前記受光系は、前記第2結像光学系により形成される前記所定パターンの像を介した前記光を受光し、該光の受光結果に基づいて、前記第2結像光学系により形成された前記所定パターンの像の横ずれ量を検出する検出部を備えることを特徴とする請求項10,16および22のいずれか一項に記載の位置検出装置。
- 前記受光系は、前記第2結像光学系により形成される前記所定パターンの像を介した前記光を受光し、該光の受光結果に基づいて、前記第2結像光学系により形成された前記所定パターンの像の横ずれ量を検出する検出部を備えることを特徴とする請求項11,17および23のいずれか一項に記載の位置検出装置。
- 被検面に対して傾いた方向から該被検面に光を投射することと、前記被検面で反射された前記光を受光することとを含み、前記光の受光結果に基づき、前記被検面と交差する方向に沿った該被検面の位置を検出する位置検出方法であって、
前記被検面に投射される前記光と前記被検面で反射された前記光との少なくとも一方を反射面で反射することと、
前記光が前記反射面で反射されることにより該光のうち偏光方向が互いに異なる第1の光と第2の光との間に発生する相対的な位置ずれを、前記光の光路に配置された位置ずれ補償部材によって補償することと、
を含む位置検出方法。 - 前記被検面で反射された前記光は、所定面を介して受光され、
前記位置ずれ補償部材は、前記相対的な位置ずれが前記所定面上で実質的に補償されているように前記光路に配置されていることを特徴とする請求項28に記載の位置検出方法。 - 前記位置ずれ補償部材は、前記反射面によって前記相対的な位置ずれが生じた前記第1の光と前記第2の光とを前記所定面のほぼ同じ位置に入射させるように前記光路に配置されていることを特徴とする請求項29に記載の位置検出方法。
- 前記位置ずれ補償部材は、前記反射面によって前記相対的な位置ずれが生じた前記第1の光と前記第2の光とをほぼ同じ経路に沿って前記所定面に入射させるように前記光路に配置されていることを特徴とする請求項29または30に記載の位置検出方法。
- 前記位置ずれ補償部材は、偏光方向が互いに異なる前記第1の光と前記第2の光とを相対的に偏向させる偏光光学素子を含むことを特徴とする請求項28〜31のいずれか一項に記載の位置検出方法。
- 前記偏光光学素子は、複屈折性を有する結晶材料により形成されたプリズムを含むことを特徴とする請求項32に記載の位置検出方法。
- 前記光の色ずれを補正することを含むことを特徴とする請求項33に記載の位置検出方法。
- 前記偏光光学素子は、前記被検面に対して光学的に共役な位置を形成する結像光学系の瞳空間に配置されていることを特徴とする請求項32〜34のいずれか一項に記載の位置検出方法。
- 前記光は、所定パターンと、該所定パターンの像を形成する第1結像光学系とを介して前記被検面に投射され、
前記偏光光学素子は、前記第1結像光学系の瞳空間に配置される第1偏光光学素子を含むことを特徴とする請求項32〜34のいずれか一項に記載の位置検出方法。 - 前記被検面で反射された前記光は、前記所定パターンの像を形成する第2結像光学系を介して受光され、
前記偏光光学素子は、前記第2結像光学系の瞳空間に配置される第2偏光光学素子を含むことを特徴とする請求項36に記載の位置検出方法。 - 前記光は、所定パターンと、該所定パターンの像を形成する第1結像光学系とを介して前記被検面に投射され、
前記被検面で反射された前記光は、前記所定パターンの像を形成する第2結像光学系を介して受光され、
前記偏光光学素子は、前記第2結像光学系の瞳空間に配置されていることを特徴とする請求項32〜34のいずれか一項に記載の位置検出方法。 - 前記位置ずれ補償部材は、偏光方向が互いに異なる前記第1の光と前記第2の光との光路を相対的に移動させる偏光光学素子を含むことを特徴とする請求項28〜31のいずれか一項に記載の位置検出方法。
- 前記偏光光学素子は、複屈折性を有する結晶材料により形成されることを特徴とする請求項39に記載の位置検出方法。
- 前記偏光光学素子は、前記光の光路のうち、前記被検面に対して光学的に共役な位置を形成する結像光学系の入射側の光路または射出側の光路に配置されていることを特徴とする請求項39または40に記載の位置検出方法。
- 前記光は、所定パターンと、該所定パターンの像を形成する第1結像光学系とを介して前記被検面に投射され、
前記偏光光学素子は、前記光の投射側の光路のうち前記第1結像光学系の入射側の光路または射出側の光路に配置されていることを特徴とする請求項39または40に記載の位置検出方法。 - 前記被検面で反射された前記光は、前記所定パターンの像を形成する第2結像光学系を介して受光され、
前記偏光光学素子は、前記光の受光側の光路のうち前記第2結像光学系の入射側の光路または射出側の光路に配置されていることを特徴とする請求項42に記載の位置検出方法。 - 前記光は、所定パターンと、該所定パターンの像を形成する第1結像光学系とを介して前記被検面に投射され、
前記被検面で反射された前記光は、前記所定パターンの像を形成する第2結像光学系を介して受光され、
前記偏光光学素子は、前記光の受光側の光路のうち前記第2結像光学系の入射側の光路または射出側の光路に配置されていることを特徴とする請求項39または40に記載の位置検出方法。 - 前記反射面は、前記光の光路のうち前記被検面に投射される前記光の光路と前記被検面で反射された前記光の光路との少なくとも一方に配置され、
前記位置ずれ補償部材は、前記第1の光と前記第2の光との偏光方向を相互に変換する偏光光学素子を含み、
前記偏光光学素子は、前記光の投射側の光路のうち前記反射面の射出側の光路と、前記光の受光側の光路のうち前記反射面の入射側の光路との少なくとも一方に配置されていることを特徴とする請求項28〜31のいずれか一項に記載の位置検出方法。 - 前記偏光光学素子は、波長板または旋光素子を含むことを特徴とする請求項45に記載の位置検出方法。
- 前記反射面は、前記光の投射側の光路に配置され前記被検面に対して光学的に共役な位置を形成する第1結像光学系の射出側の光路と、前記光の受光側の光路に配置され前記被検面に対して光学的に共役な位置を形成する第2結像光学系の入射側の光路との少なくとも一方に配置されていることを特徴とする請求項45または46に記載の位置検出方法。
- 前記光は、所定パターンと、該所定パターンの像を形成する第1結像光学系とを介して前記被検面に投射され、
前記反射面は、前記光の投射側の光路のうち前記第1結像光学系の射出側の光路に配置された第1反射面を含み、
前記偏光光学素子は、前記光の投射側の光路のうち前記第1反射面の射出側の光路に配置される第1偏光光学素子を含むことを特徴とする請求項45または46に記載の位置検出方法。 - 前記被検面で反射された前記光は、前記所定パターンの像を形成する第2結像光学系を介して受光され、
前記反射面は、前記光の受光側の光路のうち前記第2結像光学系の入射側の光路に配置された第2反射面を含み、
前記偏光光学素子は、前記光の受光側の光路のうち前記第2反射面の入射側の光路に配置された第2偏光光学素子を含むことを特徴とする請求項48に記載の位置検出方法。 - 前記光は、所定パターンと、該所定パターンの像を形成する第1結像光学系とを介して前記被検面に投射され、
前記被検面で反射された前記光は、前記所定パターンの像を形成する第2結像光学系を介して受光され、
前記反射面は、前記光の受光側の光路のうち前記第2結像光学系の入射側の光路に配置され、
前記偏光光学素子は、前記光の受光側の光路のうち前記反射面の入射側の光路に配置されることを特徴とする請求項45または46に記載の位置検出方法。 - 前記反射面は、プリズム部材を含み、
前記光は、前記プリズム部材の内部で反射されることを特徴とする請求項28〜50のいずれか一項に記載の位置検出方法。 - 前記光は、前記プリズム部材により全反射されることを特徴とする請求項51に記載の位置検出方法。
- 前記被検面で反射された前記光を、前記第2結像光学系により形成される前記所定パターンの像を介して受光し、該光の受光結果に基づいて、前記第2結像光学系により形成された前記所定パターンの像の横ずれ量を検出することを含むことを特徴とする請求項37,43および49のいずれか一項に記載の位置検出方法。
- 前記被検面で反射された前記光を、前記第2結像光学系により形成される前記所定パターンの像を介して受光し、該光の受光結果に基づいて、前記第2結像光学系により形成された前記所定パターンの像の横ずれ量を検出することを含むことを特徴とする請求項38,44および50のいずれか一項に記載の位置検出方法。
- パターンを介した露光光を基板に照射し、該基板を露光する露光装置であって、
前記基板を保持する基板保持装置と、
前記基板保持装置に保持された前記基板の表面の位置を検出する請求項1〜27のいずれか一項に記載の位置検出装置と、
前記位置検出装置の検出結果に基づいて前記基板保持装置を駆動する駆動装置と、
を備える露光装置。 - 前記パターンの像を投影する投影光学系を備え、
前記位置検出装置は、前記投影光学系の光軸に沿った方向に関する前記基板の表面の位置を検出し、
前記駆動装置は、前記位置検出装置の検出結果に基づいて前記基板保持装置を駆動し、該基板保持装置が保持する前記基板の位置および傾きの少なくとも一方を前記投影光学系に対して変化させることを特徴とする請求項55に記載の露光装置。 - 前記駆動装置は、前記位置検出装置の検出結果に基づいて前記基板保持装置を駆動し、該基板保持装置が保持する前記基板の表面の少なくとも一部を前記投影光学系の焦点深度の範囲内に移動させることを特徴とする請求項56に記載の露光装置。
- パターンを介した露光光を基板に照射し、該基板を露光する露光方法であって、
請求項28〜54のいずれか一項に記載の位置検出装置を用いて前記基板の表面の位置を検出することと、
前記基板の表面の位置の検出結果に基づいて前記基板を移動させることと、
を含む露光方法。 - 投影光学系を介して前記パターンの像を前記基板の表面に投影することと、
前記位置検出方法を用いて、前記投影光学系の光軸に沿った方向に関する前記基板の表面の位置を検出することと、
前記光軸に沿った方向に関する前記基板の表面の位置の検出結果に基づいて、前記基板の位置および傾きの少なくとも一方を前記投影光学系に対して変化させることと、
を含むことを特徴とする請求項58に記載の露光方法。 - 前記光軸に沿った方向に関する前記基板の表面の位置の検出結果に基づいて、前記基板の表面の少なくとも一部を前記投影光学系の焦点深度の範囲内に移動させることを含むことを特徴とする請求項59に記載の露光方法。
- 請求項55〜57のいずれか一項に記載の露光装置を用いて基板を露光し、該基板にパターンを転写することと、
前記パターンが転写された前記基板を現像することと、
を含むデバイス製造方法。 - 請求項58〜60のいずれか一項に記載の露光方法を用いて基板を露光し、該基板にパターンを転写することと、
前記パターンが転写された前記基板を現像することと、
を含むデバイス製造方法。
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