JPH06229717A - Position detector - Google Patents

Position detector

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JPH06229717A
JPH06229717A JP5019096A JP1909693A JPH06229717A JP H06229717 A JPH06229717 A JP H06229717A JP 5019096 A JP5019096 A JP 5019096A JP 1909693 A JP1909693 A JP 1909693A JP H06229717 A JPH06229717 A JP H06229717A
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JP
Japan
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beam spot
mark
ama
band
cylindrical lens
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Application number
JP5019096A
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Japanese (ja)
Inventor
Gen Uchida
玄 内田
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Nikon Corp
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Nikon Corp
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Publication date
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Publication of JPH06229717A publication Critical patent/JPH06229717A/en
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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

PURPOSE:To allow the selective switching of the extending direction of scanning beam by forming a stripe beam spot on an object and shifting the beam spot relatively to a mark put on the object thereby detecting the position of the mark. CONSTITUTION:When a stage 4 is moved in X-direction and a stripe beam spot Spa impinges on an alignment mark AMa, diffracted light is produced from the mark AMa. The diffracted light passes through an objective lens 16a, a beam splitter 15a, and a relay lens 18a to a photoelectric detector 19a where it is subjected to photoelectric conversion. Since the diffracted light from the mark AMa has a maximum intensity when the spot SPa is superposed on the mark AMa, position of the mark AMa can be detected based on a maximum value of photoelectrically converted output from the photoelectric detector 19a. Alternatively, scanning can be carried out with the spot SPa using an oscillatory mirror or the like or the marks AMa, AMb can be imaged using an observation camera 22.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路や液晶
デバイス製造のリソグラフィ工程に使用される投影露光
装置に好適な位置検出装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a position detecting apparatus suitable for a projection exposure apparatus used in a lithography process for manufacturing semiconductor integrated circuits and liquid crystal devices.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、リソグラフィ工程では、微細パタ
ーンを高分解能で感光基板(レジスト層が形成された半
導体ウェハやガラスプレート)上に転写する装置とし
て、ステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置
(以下、ステッパーと称する)が多用されている。そし
て、この微細パターンを投影転写する際には、ステッパ
ーの解像度に見合ったアライメント精度で、マスクまた
はレチクル(以下、マスクと称す)とのパターンと、ウ
ェハ又はプレート(以下、プレートと称す)の1つのシ
ョット領域との位置合わせを行う必要がある。
2. Description of the Related Art In recent years, in a lithography process, as a device for transferring a fine pattern onto a photosensitive substrate (semiconductor wafer or glass plate on which a resist layer is formed) with high resolution, a step-and-repeat type projection exposure apparatus ( Hereinafter referred to as a stepper) is often used. When projecting and transferring this fine pattern, the pattern of a mask or reticle (hereinafter, referred to as a mask) and a wafer or plate (hereinafter, referred to as a plate) 1 are aligned with an alignment accuracy suitable for the resolution of the stepper. It is necessary to align with one shot area.

【0003】そこで、従来の位置検出装置では、プレー
ト上に設けられたマークを1次元ずつ測定して、このマ
ークの位置を検出していた。以下、図4を参照して、こ
の従来の位置検出装置について説明する。図4(a) にお
いて、光源100 からの光ビームは、ミラー101 を介して
ビームスプリッタ102 にて2分割される。このビームス
プリッタ102 の透過方向には、シャッタ103aと紙面垂直
方向に母線を持つシリンドリカルレンズ104aとが配置さ
れており、ビームスプリッタ102 の反射方向には、シャ
ッタ103bと紙面内方向に母線を持つシリンドリカルレン
ズ104aとが配置されている。
Therefore, in the conventional position detecting device, the mark provided on the plate is measured one dimension at a time and the position of this mark is detected. The conventional position detecting device will be described below with reference to FIG. In FIG. 4A, the light beam from the light source 100 is split into two by the beam splitter 102 via the mirror 101. A shutter 103a and a cylindrical lens 104a having a generatrix in the direction perpendicular to the paper surface are arranged in the transmission direction of the beam splitter 102, and a shutter 103b and a cylindrical lens having a generatrix in the paper direction are arranged in the reflection direction of the beam splitter 102. The lens 104a is arranged.

【0004】さて、これらのシャッタ103a,103b は、互
い違いに開閉するように設けられており、シャッタ103a
が開放されているときには、光源100 からの光ビーム
は、シリンドリカルレンズ104a、ミラー105aを介して、
ハーフミラー106 に達する。また、シャッタ103bが開放
されているときには、光源100 からの光ビームは、シリ
ンドリカルレンズ104b及びミラー105bを介して、ハーフ
ミラー106 に達する。そして、ハーフミラー106 の射出
側に設けられた対物レンズ107 を介したシリンドリカル
レンズ104aからの光ビームは、紙面垂直方向に延びた帯
状ビームスポットを物体面108 上に形成し、対物レンズ
107 を介したシリンドリカルレンズ104bからの光ビーム
は、紙面内方向に延びた帯状ビームスポットを物体面10
8 上に形成する。ここで、物体面108 上には、十字状の
アライメントマークAMが設けられており、このアライメ
ントマークAMのX方向の位置を検出する際には、シャッ
タ103aを開放して、物体面上に図4(b) に示す如き帯状
ビームスポットSPx を形成する。そして、アライメント
マークAMと帯状ビームスポットSPx とをX方向に相対的
に移動させて、アライメントマークにて発生する光ビー
ムによる回折光を受光して、アライメントマークAMのX
方向の位置を検出する。
Now, these shutters 103a and 103b are provided so as to open and close in a staggered manner.
When is open, the light beam from the light source 100 passes through the cylindrical lens 104a and the mirror 105a,
Reach the half mirror 106. Further, when the shutter 103b is open, the light beam from the light source 100 reaches the half mirror 106 via the cylindrical lens 104b and the mirror 105b. Then, the light beam from the cylindrical lens 104a via the objective lens 107 provided on the exit side of the half mirror 106 forms a belt-like beam spot extending in the direction perpendicular to the paper surface on the object plane 108, and the objective lens
The light beam from the cylindrical lens 104b via 107 forms a strip-shaped beam spot extending in the direction of the paper surface on the object plane 10.
Form on 8 Here, a cross-shaped alignment mark AM is provided on the object plane 108, and when detecting the position of this alignment mark AM in the X direction, the shutter 103a is opened and the alignment mark AM is displayed on the object plane. A band-shaped beam spot SPx as shown in 4 (b) is formed. Then, the alignment mark AM and the band-shaped beam spot SPx are relatively moved in the X direction to receive the diffracted light by the light beam generated at the alignment mark, and the X-axis of the alignment mark AM is received.
Detect the direction position.

【0005】また、アライメントマークAMのY方向の位
置を検出する際には、シャッタ103bを開放して、物体面
上に図4(c) に示す如き帯状ビームスポットSPy を形成
する。そして、アライメントマークAMと帯状ビームスポ
ットSPy とをY方向に相対的に移動させて、アライメン
トマークAMのY方向の位置を検出する。
Further, when detecting the position of the alignment mark AM in the Y direction, the shutter 103b is opened to form a strip beam spot SPy as shown in FIG. 4 (c) on the object plane. Then, the alignment mark AM and the band-shaped beam spot SPy are relatively moved in the Y direction to detect the position of the alignment mark AM in the Y direction.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
如き従来の位置検出装置においては、位置検出装置の光
学系の光路を分割して、互いに直交する方向に延びた帯
状ビームスポットを形成しているため、この光学系が複
雑化する問題点や、光路分割による光量ロスといった問
題点がある。また、シリンドリカルレンズの射出側に、
イメージローテータ等の像回転光学部材を配置すること
も考えられるが、このように、像回転光学部材を設ける
ためには、シリンドリカルレンズの射出側の光路に多大
な空間を設ける必要があるため、位置検出装置の光学系
が大型化する問題点がある。
However, in the conventional position detecting device as described above, the optical path of the optical system of the position detecting device is divided to form strip beam spots extending in mutually orthogonal directions. Therefore, there are problems that the optical system becomes complicated and that the light amount is lost due to the optical path division. Also, on the exit side of the cylindrical lens,
It is possible to arrange an image rotating optical member such as an image rotator, but in this way, in order to provide the image rotating optical member, it is necessary to provide a large space in the optical path on the exit side of the cylindrical lens. There is a problem that the optical system of the detection device becomes large.

【0007】そこで、本発明は、簡単な構成で、走査ビ
ームの伸長方向を選択的に切り換えることができる位置
検出装置を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a position detecting device having a simple structure and capable of selectively switching the extending direction of a scanning beam.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本実施例による位置検出装置は、以下の構成を有
している。例えば図1、図2に示す如く、物体(2) 上に
帯状ビームスポット(SPa,SPb) を形成し、帯状ビームス
ポットと物体上に設けられたマーク(AMa,AMb) とを相対
的に移動させて、マークの位置を検出する位置検出装置
は、光ビームを供給する光源手段(11)と、光源手段から
の光ビームを集光して物体上に帯状ビームスポットを形
成するための帯状ビームスポット形成手段(12,13,16a,1
6b,17)と、帯状ビームスポット形成手段の光路内に回動
自在に設けられ、かつ複数の反射面を有する第1反射部
材(20)と、光路内の位置と、光路外の位置との間で選択
的に移動する如く構成された第2反射部材(21)とを有
し、帯状ビームスポットの伸長方向を切り換える際に
は、第1反射部材を回動させつつ、第2反射部材を移動
させるように構成した。
In order to achieve the above object, the position detecting device according to the present embodiment has the following configuration. For example, as shown in FIGS. 1 and 2, a strip beam spot (SPa, SPb) is formed on the object (2), and the strip beam spot and the mark (AMa, AMb) provided on the object are relatively moved. Then, the position detecting device for detecting the position of the mark is composed of a light source means (11) for supplying a light beam and a strip beam for converging the light beam from the light source means to form a strip beam spot on the object. Spot forming means (12,13,16a, 1
6b, 17), a first reflecting member (20) rotatably provided in the optical path of the band-shaped beam spot forming means and having a plurality of reflecting surfaces, a position inside the optical path, and a position outside the optical path. And a second reflecting member (21) configured to selectively move between the second reflecting member and the second reflecting member while rotating the first reflecting member when switching the extension direction of the band-shaped beam spot. Configured to move.

【0009】[0009]

【作用】上述の構成の如き本発明においては、光路中で
の反射回数により像の方向が変わることを利用して、帯
状ビームスポットの伸長方向を切り換えている。そし
て、本発明では、光源からの光ビームの光路を分割して
いないので、光量ロスを生じることなく、帯状ビームス
ポットの伸長方向を切換えられる。
In the present invention having the above-mentioned structure, the extension direction of the band-shaped beam spot is switched by utilizing the fact that the direction of the image changes depending on the number of reflections in the optical path. Further, in the present invention, since the optical path of the light beam from the light source is not divided, the extension direction of the band-shaped beam spot can be switched without causing a light amount loss.

【0010】なお、本発明においては、像の向きを回転
させるイメージローテータ等に比べて、狭い空間に配置
することができる利点がある。
The present invention has an advantage that it can be arranged in a narrow space as compared with an image rotator or the like which rotates the direction of an image.

【0011】[0011]

【実施例】以下、図面を参照して本発明による実施例を
説明する。ここで、図1は、本発明による位置検出装置
を半導体製造用の投影露光装置に適用した実施例を模式
的に示す図である。図1において、所定の回路パターン
が形成されたマスク3の上方には、マスク3を照明する
図示なき照明光学系が設けられ、この照明光学系により
照明された回路パターンは、投影光学系1により、ステ
ージ4上に載置されたガラス基板(プレート)2に投影
転写される。このステージ4は、不図示の駆動部により
2次元方向に移動可能に設けられている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Here, FIG. 1 is a diagram schematically showing an embodiment in which the position detecting device according to the present invention is applied to a projection exposure apparatus for semiconductor manufacturing. In FIG. 1, an illumination optical system (not shown) for illuminating the mask 3 is provided above the mask 3 on which a predetermined circuit pattern is formed, and the circuit pattern illuminated by this illumination optical system is projected by the projection optical system 1. , And is projected and transferred onto the glass substrate (plate) 2 placed on the stage 4. The stage 4 is provided so as to be movable in a two-dimensional direction by a driving unit (not shown).

【0012】そして、レーザ光源11は、上記照明光学系
による照明光とは異なる波長域のコヒーレント光を供給
する。このレーザ光源11としては、例えばHe−Neレ
ーザ(633nm)が適用できる。このレーザ光源11からの光
ビームは、所定の方向に母線を持つシリンドリカルレン
ズ12によって、母線方向に延びたスリット状の光束断面
を持つ光ビームに変換され、シリンドリカルレンズ12の
後側焦点位置Fcに帯状に延びた焦線を形成する。そし
て、シリンドリカルレンズ12からの光ビームは、リレー
レンズ13を介してビームスプリッタ14にて反射され、ビ
ームスプリッタ15a にて2分割される。そして、ビーム
スプリッタ15a にて反射された光ビームは、対物レンズ
16a を介して、プレート2上に所定の方向に延びた帯状
の集光領域(帯状ビームスポットSPa)を形成する。ここ
で、シリンドリカルレンズ12の焦点位置とプレート2と
は、リレーレンズ13及び対物レンズ16a に関して共役な
配置となっているため、シリンドリカルレンズ12により
形成された焦線の像が帯状ビームスポットSPa となる。
The laser light source 11 supplies coherent light having a wavelength range different from that of the illumination light from the illumination optical system. As the laser light source 11, for example, a He-Ne laser (633 nm) can be applied. The light beam from the laser light source 11 is converted by the cylindrical lens 12 having a generatrix in a predetermined direction into a light beam having a slit-shaped luminous flux cross section extending in the generatrix direction, and then to the rear focal position Fc of the cylindrical lens 12. Form a focal line extending in a strip shape. Then, the light beam from the cylindrical lens 12 is reflected by the beam splitter 14 via the relay lens 13, and is split into two by the beam splitter 15a. Then, the light beam reflected by the beam splitter 15a is an objective lens.
A strip-shaped converging region (belt beam spot SPa) extending in a predetermined direction is formed on the plate 2 via 16a. Here, since the focal position of the cylindrical lens 12 and the plate 2 are arranged so as to be conjugate with respect to the relay lens 13 and the objective lens 16a, the image of the focal line formed by the cylindrical lens 12 becomes the band-shaped beam spot SPa. .

【0013】ここで、光ビームの波長をλ、対物レンズ
16a の射出側の開口数をNA、とすると、帯状ビームス
ポットSPa の幅ωは、 ω=2λ/(π・NA) と近似的に表すことができる。一方、ビームスプリッタ
15a を透過した光ビームは、第2リレーレンズ17を介し
てビームスプリッタ15b にて反射され、対物レンズ16b
に導かれる。そして、この対物レンズ16b により、プレ
ート2上に所定の方向に延びた帯状ビームスポットSPb
を形成する。なお、リレーレンズ13、リレーレンズ17及
び対物レンズ16b により、プレート2とシリンドリカル
レンズ12との焦点位置とが共役関係にあるので、シリン
ドリカルレンズ12による焦線の像が帯状ビームスポット
SPa となる。
Here, the wavelength of the light beam is λ, and the objective lens is
When the numerical aperture on the exit side of 16a is NA, the width ω of the strip beam spot SPa can be approximately expressed as ω = 2λ / (π · NA). Meanwhile, beam splitter
The light beam that has passed through 15a is reflected by the beam splitter 15b via the second relay lens 17, and the objective lens 16b
Be led to. Then, by this objective lens 16b, a belt-like beam spot SPb extending in a predetermined direction on the plate 2 is formed.
To form. Since the relay lens 13, the relay lens 17, and the objective lens 16b have a conjugate relationship between the focal point positions of the plate 2 and the cylindrical lens 12, the image of the focal line by the cylindrical lens 12 is a band-shaped beam spot.
SPa.

【0014】さて、プレート2上には、L字形状のアラ
イメントマークAMa,AMb が設けられている。このアライ
メントマークAMa,AMb は、巨視的に見て、線状又はスリ
ット状に形成されていれば良く、ドットや小角辺の集合
で構成されても良い。そして、このアライメントマーク
AMa,AMb と、帯状ビームスポットSPa,SPb とを相対的に
走査させて、アライメントマークAMa,AMb にて発生する
回折光を検出することでアライメントマークAMa,AMb の
位置を検出できる。
On the plate 2, L-shaped alignment marks AMa and AMb are provided. The alignment marks AMa and AMb are macroscopically formed in a linear shape or a slit shape, and may be formed of a set of dots or small-angle sides. And this alignment mark
The positions of the alignment marks AMa, AMb can be detected by relatively scanning the AMa, AMb and the strip beam spots SPa, SPb and detecting the diffracted light generated at the alignment marks AMa, AMb.

【0015】以下、アライメントマークAMa の位置を検
出する場合を例にとって具体的に説明する。まず、プレ
ート2上には、図示の如くY方向に延びた帯状ビームス
ポットSPa が投射されているとする。次に、ステージ4
を図示なき駆動部等によりX方向に移動させる。ここ
で、帯状ビームスポットSPa がアライメントマークAMa
に当たると、アライメントマークAMa からは回折光が発
生する。そして、この回折光は、対物レンズ16a 、ビー
ムスプリッタ15a 及びリレーレンズ18a を介して光電検
出器19a にて光電変換される。このとき、アライメント
マークAMa から発する回折光の強度は、帯状ビームスポ
ットSPa とアライメントマークAMa とが重なったときに
最大値となるので、光電検出器19a から出力される光電
変換出力の最大値をとれば、アライメントマークAMa の
位置を検出することができる。なお、振動ミラー等を用
いて、帯状ビームスポットSPa の走査を行なっても良い
ことはいうまでもない。また、本実施例においては、観
察用カメラ22により、アライメントマークAMa,AMb をそ
れぞれ画像検出することもできる。
The case where the position of the alignment mark AMa is detected will be specifically described below as an example. First, it is assumed that a strip-shaped beam spot SPa extending in the Y direction is projected on the plate 2 as shown. Next, stage 4
Is moved in the X direction by a drive unit (not shown) or the like. Here, the band-shaped beam spot SPa is the alignment mark AMa.
When it hits, diffracted light is generated from the alignment mark AMa. The diffracted light is photoelectrically converted by the photoelectric detector 19a via the objective lens 16a, the beam splitter 15a and the relay lens 18a. At this time, the intensity of the diffracted light emitted from the alignment mark AMa reaches its maximum value when the band-shaped beam spot SPa and the alignment mark AMa overlap, so the maximum value of the photoelectric conversion output output from the photoelectric detector 19a can be taken. For example, the position of the alignment mark AMa can be detected. Needless to say, the zonal beam spot SPa may be scanned using a vibrating mirror or the like. Further, in the present embodiment, the observation camera 22 can also detect the images of the alignment marks AMa and AMb, respectively.

【0016】次に、アライメントマークAMa のY方向の
位置を検出する際には、帯状ビームスポットSPa をX方
向に延びた形状にする必要がある。そこで、本実施例に
おいては、図2(a),(b) に示す折曲げプリズム20と可動
鏡21とを設けて、シリンドリカルレンズ12とリレーレン
ズ13との間の光路内の反射回数を切り換えている。具体
的には、図2(a),(b) の如く、シリンドリカルレンズ12
とリレーレンズ13との間の光路内に、3つの反射面を持
ちシリンドリカルレンズ12の光軸(シリンドリカルレン
ズ12から射出する光ビームの中心)を中心として回動可
能に設けられた折曲げプリズム20と、この光路内外の位
置間で選択的に移動可能に設けられた可動鏡21とを配置
している。
Next, when detecting the position of the alignment mark AMa in the Y direction, it is necessary to make the strip-shaped beam spot SPa extend in the X direction. Therefore, in this embodiment, the bending prism 20 and the movable mirror 21 shown in FIGS. 2A and 2B are provided to switch the number of reflections in the optical path between the cylindrical lens 12 and the relay lens 13. ing. Specifically, as shown in FIGS. 2A and 2B, the cylindrical lens 12
A bending prism 20 having three reflecting surfaces and provided rotatably around the optical axis of the cylindrical lens 12 (center of the light beam emitted from the cylindrical lens 12) in the optical path between the relay lens 13 and the relay lens 13. And a movable mirror 21 provided so as to be selectively movable between positions inside and outside the optical path.

【0017】ここで、折曲げプリズム20と可動鏡21とが
図2(a) に示す如き配置の場合、即ちシリンドリカルレ
ンズ12からの光ビームが折曲げプリズムにて3回反射さ
れる場合には、シリンドリカルレンズ12から射出した光
ビームは、折曲げプリズム20の反射面を3面介した後、
シリンドリカルレンズ12の後側焦点位置Fcに、Z方向
(装置垂直方向)に延びた焦線fl1(線状に集光された光
ビーム)を形成する。そして、図2(a) の配置から折曲
げプリズム20を90°回動させ、折曲げプリズム20の射出
側(光路内)に可動鏡21を挿入すると、シリンドリカル
レンズ12からの光ビームは、折曲げプリズム20を介した
後に可動鏡21にて反射されて、シリンドリカルレンズ12
の後側焦点位置Fcに、X方向(装置水平方向)に延びた
焦線fl2 を形成する。すなわち、シリンドリカルレンズ
12とリレーレンズ13との間の光路内の反射回数が奇数で
あるか偶数であるかによって、シリンドリカルレンズ12
が形成する焦線の伸長方向が90°回転することになる。
Here, when the folding prism 20 and the movable mirror 21 are arranged as shown in FIG. 2A, that is, when the light beam from the cylindrical lens 12 is reflected three times by the folding prism. , The light beam emitted from the cylindrical lens 12 passes through the three reflecting surfaces of the bending prism 20, and
A focal line fl1 (a linearly focused light beam) extending in the Z direction (the device vertical direction) is formed at the rear focal position Fc of the cylindrical lens 12. Then, when the bending prism 20 is rotated 90 ° from the arrangement of FIG. 2 (a) and the movable mirror 21 is inserted on the exit side (in the optical path) of the bending prism 20, the light beam from the cylindrical lens 12 is bent. After passing through the bending prism 20, it is reflected by the movable mirror 21, and the cylindrical lens 12
A focal line fl2 extending in the X direction (the device horizontal direction) is formed at the rear focus position Fc. That is, the cylindrical lens
Depending on whether the number of reflections in the optical path between the relay lens 12 and the relay lens 13 is odd or even, the cylindrical lens 12
The focal line formed by will rotate 90 °.

【0018】そして、図1に戻って、上述の焦線fl1,fl
2 とプレート上に形成される帯状ビームスポットSPa と
が共役であるため、上記の如く反射回数の切換えによっ
て焦線の伸長方向が回転すると、帯状ビームスポットSP
a の伸長方向も90°回転することになる。これにより、
アライメントマークAMa のY方向の位置も検出可能とな
る。尚、帯状ビームスポットSPb は、折曲げプリズム20
と可動鏡21との動作により、帯状ビームスポットSPa と
同じように伸長方向が切り換わる。このとき、帯状ビー
ムスポットSPa と帯状ビームスポットSPb との伸長方向
は、同じ方向である。
Then, returning to FIG. 1, the above-mentioned focal lines fl1, fl
2 and the band-shaped beam spot SPa formed on the plate are conjugate, the band-shaped beam spot SPa is rotated when the focal line extension direction is rotated by switching the number of reflections as described above.
The extension direction of a will also rotate 90 °. This allows
The position of the alignment mark AMa in the Y direction can also be detected. The strip beam spot SPb is the bending prism 20.
By the operation of the movable mirror 21 and the movable mirror 21, the extension direction is switched similarly to the strip beam spot SPa. At this time, the extension directions of the strip beam spot SPa and the strip beam spot SPb are the same.

【0019】このように、本実施例においては、帯状ビ
ームスポットの伸長方向の切換えの前後において、折曲
げプリズム20と可動鏡21とから射出する光ビームの進行
方向が変化せず、さらに、光路長も等しくなるので、こ
れらの反射部材(折曲げプリズム20、可動鏡21)の配置
の制約が極めて少ない。そして、本実施例においては、
折曲げプリズム20を用いて、反射面を一体に移動させて
いるため、帯状ビームスポットの伸長方向を切り換える
際の精度低下が少ない利点がある。
As described above, in this embodiment, the traveling direction of the light beam emitted from the bending prism 20 and the movable mirror 21 does not change before and after the switching of the extension direction of the strip-shaped beam spot, and the optical path Since the lengths are also equal, there are very few restrictions on the arrangement of these reflecting members (bending prism 20, movable mirror 21). And in this embodiment,
Since the reflecting surface is moved integrally by using the bending prism 20, there is an advantage that there is little deterioration in accuracy when switching the extension direction of the band-shaped beam spot.

【0020】そして、帯状ビームスポットの伸長方向を
切換える際の光量ロスがないため、レーザ光源の出力を
上げる必要がない。従って、レーザ光源自身の小型化を
図ることができる。さらに、本実施例においては、極め
て狭い空間内に帯状ビームスポットの伸長方向を回転さ
せるための反射部材(折曲げプリズム20、可動鏡21)を
配置することができる利点がある。
Since there is no light quantity loss when switching the extension direction of the band-shaped beam spot, it is not necessary to increase the output of the laser light source. Therefore, the size of the laser light source itself can be reduced. Further, in this embodiment, there is an advantage that the reflecting member (the bending prism 20 and the movable mirror 21) for rotating the extending direction of the band-shaped beam spot can be arranged in an extremely narrow space.

【0021】なお、折曲げプリズム20と可動鏡21とは、
シリンドリカルレンズ12の射出側に配置されていれば、
本発明の目的を達成し得る。そして、本実施例において
は、シリンドリカルレンズ12から射出する光を第1反射
部材(折曲げプリズム20)、第2反射部材(可動鏡21)
の順に導く構成としているが、シリンドリカルレンズ12
からの光を第2反射部材、第1反射部材の順に導く構成
としても良い。さらに、シリンドリカルレンズ12の代わ
りに、トーリック面を有するレンズを適用しても良い。
The bending prism 20 and the movable mirror 21 are
If it is placed on the exit side of the cylindrical lens 12,
The object of the present invention can be achieved. Then, in the present embodiment, the light emitted from the cylindrical lens 12 is reflected by the first reflecting member (the bending prism 20) and the second reflecting member (the movable mirror 21).
The cylindrical lens 12
It is also possible to have a configuration in which the light from is guided in the order of the second reflecting member and the first reflecting member. Further, instead of the cylindrical lens 12, a lens having a toric surface may be applied.

【0022】また、帯状ビームスポットの伸長方向を切
換える構成としては、例えば図3に示すものも考えられ
る。図3においては、レーザ光源31は直線偏光のレーザ
光を供給するものとし、その射出側に設けられたλ/2
板32は、射出側の光路内の位置と光路外の位置との間で
選択的に移動可能となる如く構成されている。そして、
例えばレーザ光源31がP偏光を供給する場合を考える。
このとき、λ/2板32が光路内の位置であれば、λ/2
板32を介したレーザ光はS偏光となり、偏光ビームスプ
リッタ33(以下PBS33と称する)に達する。このS偏
光のレーザ光は、PBS33にて反射され、PBS33の反
射方向に配置されたシリンドリカルレンズ34a へ向か
う。このシリンドリカルレンズ34a は、紙面垂直方向に
母線を有し、その焦点位置に紙面垂直方向に伸びた焦線
を形成する。そして、シリンドリカルレンズ34からのレ
ーザ光は、反射面35a を介して偏光ビームスプリッタ36
(以下PBS36と称する)にて反射され、図示なき対物
レンズにより基板上に帯状ビームスポットを形成する。
Further, as a configuration for switching the extension direction of the band-shaped beam spot, for example, the configuration shown in FIG. 3 can be considered. In FIG. 3, the laser light source 31 supplies linearly polarized laser light, and λ / 2 provided on the emission side thereof.
The plate 32 is configured to be selectively movable between a position inside the optical path on the exit side and a position outside the optical path. And
For example, consider the case where the laser light source 31 supplies P-polarized light.
At this time, if the λ / 2 plate 32 is located in the optical path, λ / 2
The laser light passing through the plate 32 becomes S-polarized light and reaches the polarization beam splitter 33 (hereinafter referred to as PBS 33). The S-polarized laser light is reflected by the PBS 33 and goes to the cylindrical lens 34a arranged in the reflection direction of the PBS 33. The cylindrical lens 34a has a generatrix in the direction perpendicular to the paper surface, and forms a focal line extending in the direction perpendicular to the paper surface at the focal position thereof. Then, the laser light from the cylindrical lens 34 passes through the reflection surface 35a and the polarization beam splitter 36.
It is reflected by (hereinafter referred to as PBS36), and a band-shaped beam spot is formed on the substrate by an objective lens (not shown).

【0023】さて、帯状ビームスポットの伸長方向を切
り換える際には、λ/2板32を図中破線にて示す光路外
の位置に移動させれば良い。このとき、レーザ光源31か
らのP偏光は、PBS33を透過して、紙面内方向に母線
を持つシリンドリカルレンズ34b を介して紙面内方向に
伸びた焦線を形成する。そして、シリンドリカルレンズ
34b からのレーザ光は、反射面35b を介してPBS36を
透過して、図示なき対物レンズへ向かう。このように、
レーザ光源31から射出されるレーザ光の偏光方向を切り
換えることによっても帯状ビームスポットの伸長方向を
切り換えることができる。
When switching the extension direction of the belt-like beam spot, the λ / 2 plate 32 may be moved to a position outside the optical path indicated by the broken line in the figure. At this time, the P-polarized light from the laser light source 31 passes through the PBS 33 and forms a focal line extending in the in-plane direction through the cylindrical lens 34b having a generatrix in the in-plane direction. And the cylindrical lens
The laser beam from 34b passes through the PBS 36 via the reflecting surface 35b and goes to an objective lens (not shown). in this way,
The extension direction of the band-shaped beam spot can also be switched by switching the polarization direction of the laser light emitted from the laser light source 31.

【0024】また、本発明による位置検出装置は、投影
露光装置のみに適用できるものではなく、プロキシミテ
ィー型露光装置等にも適用できることは言うまでもな
い。
Needless to say, the position detecting apparatus according to the present invention can be applied not only to the projection exposure apparatus but also to the proximity type exposure apparatus.

【0025】[0025]

【発明の効果】上述の如く、本発明によれば、簡単な構
成のもとで、光量ロスなく帯状ビームスポットの伸長方
向を選択的に切り換えが可能な位置検出装置が提供でき
る。
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a position detecting device capable of selectively switching the extension direction of the belt-like beam spot without loss of light quantity with a simple structure.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明による実施例を模式的に示す図。FIG. 1 is a diagram schematically showing an embodiment according to the present invention.

【図2】本発明による光路選択手段の構成を具体的に示
す模式図。
FIG. 2 is a schematic diagram specifically showing a configuration of an optical path selecting unit according to the present invention.

【図3】実施例の変形例を部分的に示す模式図。FIG. 3 is a schematic diagram partially showing a modified example of the embodiment.

【図4】従来の位置検出装置を示す図。FIG. 4 is a diagram showing a conventional position detection device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 ‥‥ 光源、 12 ‥‥ シリンドリカルレンズ、 13 ‥‥ リレーレンズ、 16a,16b ‥‥ 対物レンズ、 SPa,SPb ‥‥ 帯状ビームスポット、 AMa,AMb ‥‥ アライメントマーク、 11 ・ ・ ・ Light source, 12 ・ ・ ・ Cylindrical lens, 13 ‥‥ Relay lens, 16a, 16b ・ ・ ・ Objective lens, SPa, SPb ・ ・ ・ Band-shaped beam spot, AMa, AMb ‥‥ Alignment mark,

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】物体上に帯状ビームスポットを形成し、該
帯状ビームスポットと前記物体上に設けられたマークと
を相対的に移動させて、前記マークの位置を検出する位
置検出装置において、 光ビームを供給する光源手段と、 該光源手段からの光ビームを集光して前記物体上に帯状
ビームスポットを形成するための帯状ビームスポット形
成手段と、 該帯状ビームスポット形成手段の光路内に回動自在に設
けられ、かつ複数の反射面を有する第1反射部材と、 前記光路内の位置と、前記光路外の位置との間で選択的
に移動する如く構成された第2反射部材とを有し、 前記帯状ビームスポットの伸長方向を切り換える際に
は、前記第1反射部材を回動させつつ、前記第2反射部
材を移動させることを特徴とする位置検出装置。
1. A position detecting device for forming a band-shaped beam spot on an object, and moving the band-shaped beam spot and a mark provided on the object relative to each other to detect the position of the mark. Light source means for supplying a beam, band-shaped beam spot forming means for condensing the light beam from the light source means to form a band-shaped beam spot on the object, and a beam-shaped beam spot forming means for circulating the light beam in the optical path of the band-shaped beam spot forming means. A first reflecting member that is movably provided and has a plurality of reflecting surfaces; and a second reflecting member that is configured to selectively move between a position inside the optical path and a position outside the optical path. A position detecting device, characterized in that, when switching the extension direction of the band-shaped beam spot, the second reflecting member is moved while rotating the first reflecting member.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019138918A (en) * 2013-03-12 2019-08-22 ジーイー・アビエイション・システムズ・エルエルシー Method of forming grid defining first relative reference frame

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