JPH097915A - 面傾斜検出装置 - Google Patents
面傾斜検出装置Info
- Publication number
- JPH097915A JPH097915A JP7148665A JP14866595A JPH097915A JP H097915 A JPH097915 A JP H097915A JP 7148665 A JP7148665 A JP 7148665A JP 14866595 A JP14866595 A JP 14866595A JP H097915 A JPH097915 A JP H097915A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- light flux
- optical path
- optical system
- inclination
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
- G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- 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
(57)【要約】
【目的】 検出光の光路上に空気の揺らぎがあっても被
検面の傾きを高精度に検出する。 【構成】 光源３からの光束をハーフプリズム４により
第１光束ＬＢ1 及び第２光束ＬＢ2 の２つの光束に分割
し、第１光束ＬＢ1 と第２光束ＬＢ2 とを同一光路上で
且つ逆方向に進ませる。ウエハ２の表面２ａから反射さ
れる第１光束ＬＢ 1 及び第２光束ＬＢ2 を共にハーフプ
リズム４及び集光光学系８を介して光電センサ９の撮像
面で集光させ、その撮像面におけるそれぞれの集光位置
の間隔を測定し、その結果からウエハの表面２ａの傾き
を制御系１０において算出する。
検面の傾きを高精度に検出する。 【構成】 光源３からの光束をハーフプリズム４により
第１光束ＬＢ1 及び第２光束ＬＢ2 の２つの光束に分割
し、第１光束ＬＢ1 と第２光束ＬＢ2 とを同一光路上で
且つ逆方向に進ませる。ウエハ２の表面２ａから反射さ
れる第１光束ＬＢ 1 及び第２光束ＬＢ2 を共にハーフプ
リズム４及び集光光学系８を介して光電センサ９の撮像
面で集光させ、その撮像面におけるそれぞれの集光位置
の間隔を測定し、その結果からウエハの表面２ａの傾き
を制御系１０において算出する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばウエハの表面等
の被検出面の傾きを検出する面傾斜検出装置に関し、特
に半導体素子等の製造に使用される投影露光装置におい
て回路パターンを形成する感光基板の表面の投影光学系
の像面に対する傾斜角を計測するレベリングセンサに適
用して好適なものである。
の被検出面の傾きを検出する面傾斜検出装置に関し、特
に半導体素子等の製造に使用される投影露光装置におい
て回路パターンを形成する感光基板の表面の投影光学系
の像面に対する傾斜角を計測するレベリングセンサに適
用して好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】例えば半導体素子、液晶表示素子、撮像
素子（ＣＣＤ等）、又は薄膜磁気ヘッド等の製造の際の
リソグラフィー技術で使用される投影露光装置において
は、マスク（レチクル等）のパターンを投影光学系を介
して感光基板（ウエハ、ガラス基板等）上の各ショット
領域に高解像度で転写するため、投影光学系の像面に感
光基板の表面を精密に合わせ込む必要があり、感光基板
の表面の傾きを高精度で測定するためのレベリングセン
サが設けられている。
素子（ＣＣＤ等）、又は薄膜磁気ヘッド等の製造の際の
リソグラフィー技術で使用される投影露光装置において
は、マスク（レチクル等）のパターンを投影光学系を介
して感光基板（ウエハ、ガラス基板等）上の各ショット
領域に高解像度で転写するため、投影光学系の像面に感
光基板の表面を精密に合わせ込む必要があり、感光基板
の表面の傾きを高精度で測定するためのレベリングセン
サが設けられている。
【０００３】従来のレベリングセンサでは、通常感光基
板に対して送光光学系から所定の角度を持った光を感光
基板に照射して、その反射光の光軸の傾きの変化から基
板の傾きを求めていた。また、感光基板の複数箇所に送
光光学系から斜めに光を照射してそれら複数箇所の高さ
を計測し、それらの高さから基板の傾きを求めるセンサ
も使用されている。
板に対して送光光学系から所定の角度を持った光を感光
基板に照射して、その反射光の光軸の傾きの変化から基
板の傾きを求めていた。また、感光基板の複数箇所に送
光光学系から斜めに光を照射してそれら複数箇所の高さ
を計測し、それらの高さから基板の傾きを求めるセンサ
も使用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】以上の従来技術におい
ては、マスクのパターンが転写される感光基板のショッ
ト領域の傾きを検出するために、投影光学系の露光フィ
ールド内に検出領域を設けることが一般的となってい
る。この場合、マスクのパターンの像を感光基板上に露
光する際の障害になるため、投影光学系の真下付近には
検出装置及びそのカバー類を配置することができない。
従って、レベリングセンサの送光光学系からの検出光は
投影光学系の真下付近で比較的長い距離に亘って環境空
気中に曝された光路中を進むこととなる。このために、
投影光学系の下部において空気の温度むらや流れの不均
一等の空気の揺らぎがあった場合、その影響により検出
光の光軸の曲がりが生じることになり、被検出面の検出
精度、特に検出再現性が悪化する不都合があった。
ては、マスクのパターンが転写される感光基板のショッ
ト領域の傾きを検出するために、投影光学系の露光フィ
ールド内に検出領域を設けることが一般的となってい
る。この場合、マスクのパターンの像を感光基板上に露
光する際の障害になるため、投影光学系の真下付近には
検出装置及びそのカバー類を配置することができない。
従って、レベリングセンサの送光光学系からの検出光は
投影光学系の真下付近で比較的長い距離に亘って環境空
気中に曝された光路中を進むこととなる。このために、
投影光学系の下部において空気の温度むらや流れの不均
一等の空気の揺らぎがあった場合、その影響により検出
光の光軸の曲がりが生じることになり、被検出面の検出
精度、特に検出再現性が悪化する不都合があった。
【０００５】特に、近年回路パターンの微細化に伴い投
影光学系の焦点深度（ＤＯＦ）が狭くなる一方、露光フ
ィールドの拡大により検出光の光路が環境空気中に曝さ
れる距離は増加しているため、空気揺らぎによる検出結
果の再現性悪化の影響はより顕著になっている。本発明
は斯かる点に鑑み、検出光の光路が空気の揺らぎにより
影響される環境にあっても被検出面の傾きを高精度に検
出することができる面傾斜検出装置を提供することを目
的とする。
影光学系の焦点深度（ＤＯＦ）が狭くなる一方、露光フ
ィールドの拡大により検出光の光路が環境空気中に曝さ
れる距離は増加しているため、空気揺らぎによる検出結
果の再現性悪化の影響はより顕著になっている。本発明
は斯かる点に鑑み、検出光の光路が空気の揺らぎにより
影響される環境にあっても被検出面の傾きを高精度に検
出することができる面傾斜検出装置を提供することを目
的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明による面傾斜検出
装置は、第１光束（ＬＢ1 ）及び第２光束（ＬＢ2 ）を
発生する光源系（３，４，１１）と、その第１光束（Ｌ
Ｂ1 ）及び第２光束（ＬＢ2 ）を被検面（２ａ）に交差
して入射させ、同一光路を逆方向に進ませる光路制御光
学系（５，６，７，１２）と、その同一光路を逆方向に
進んだ後のその第１光束（ＬＢ1 ）及び第２光束（ＬＢ
2 ）のそれぞれの又は相対的な位置ずれ量を検出する検
出系（４，８，９）と、この検出系の検出結果に基づい
てその被検面（２ａ）の傾きを算出する演算手段（１
０）と、を備えるものである。
装置は、第１光束（ＬＢ1 ）及び第２光束（ＬＢ2 ）を
発生する光源系（３，４，１１）と、その第１光束（Ｌ
Ｂ1 ）及び第２光束（ＬＢ2 ）を被検面（２ａ）に交差
して入射させ、同一光路を逆方向に進ませる光路制御光
学系（５，６，７，１２）と、その同一光路を逆方向に
進んだ後のその第１光束（ＬＢ1 ）及び第２光束（ＬＢ
2 ）のそれぞれの又は相対的な位置ずれ量を検出する検
出系（４，８，９）と、この検出系の検出結果に基づい
てその被検面（２ａ）の傾きを算出する演算手段（１
０）と、を備えるものである。
【０００７】この場合、その光源系は、光束を発生する
光源（３）とその光束をその第１光束（ＬＢ1 ）及び第
２光束（ＬＢ2 ）に分岐する分岐光学系（４）とを有
し、その検出系は、その第１光束（ＬＢ1 ）及び第２光
束（ＬＢ2 ）を合成する合成系（４）と、この合成後の
２つの光束（ＬＢ1 ，ＬＢ2 ）の間隔を検出する受光系
（９）とを有することが好ましい。
光源（３）とその光束をその第１光束（ＬＢ1 ）及び第
２光束（ＬＢ2 ）に分岐する分岐光学系（４）とを有
し、その検出系は、その第１光束（ＬＢ1 ）及び第２光
束（ＬＢ2 ）を合成する合成系（４）と、この合成後の
２つの光束（ＬＢ1 ，ＬＢ2 ）の間隔を検出する受光系
（９）とを有することが好ましい。
【０００８】また、その面傾斜検出装置をマスクパター
ン（１３ａ）を基板（２）上に投影光学系（１）を介し
て投影する投影露光装置におけるその基板（２）の表面
の傾きを検出するために使用した場合、その光路制御光
学系は、その第１光束（ＬＢ 1 ）及び第２光束（Ｌ
Ｂ2 ）を反射する部材を含み、この部材はその投影光学
系（１）のその基板（２）側の先端部分に設けられた光
学部材（１２）であることが望ましい。
ン（１３ａ）を基板（２）上に投影光学系（１）を介し
て投影する投影露光装置におけるその基板（２）の表面
の傾きを検出するために使用した場合、その光路制御光
学系は、その第１光束（ＬＢ 1 ）及び第２光束（Ｌ
Ｂ2 ）を反射する部材を含み、この部材はその投影光学
系（１）のその基板（２）側の先端部分に設けられた光
学部材（１２）であることが望ましい。
【０００９】
【作用】斯かる本発明の面傾斜検出装置によれば、第１
光束（ＬＢ1 ）及び第２光束（ＬＢ2 ）がほぼ同一の経
路を逆向きに一巡するようにしたので、空気揺らぎによ
る第１光束（ＬＢ1 ）及び第２光束（ＬＢ2 ）のそれぞ
れの光軸の曲がりは双方で同方向且つ同じ量となるた
め、検出系（４，８，９）における２つの光束（Ｌ
Ｂ1 ，ＬＢ2 ）の相対的な位置ずれ量を求めることによ
って空気揺らぎの影響が相殺される。また、被検面（２
ａ）の傾斜が変化した場合の検出光の向きの変化は２つ
の光束（ＬＢ1 ，ＬＢ2 ）で逆向き且つ大きさが等しく
なるため、検出系（４，８，９）における２つの光束の
相対的な位置ずれ量は２倍となり、その検出系での検出
感度を２倍にすることができる。
光束（ＬＢ1 ）及び第２光束（ＬＢ2 ）がほぼ同一の経
路を逆向きに一巡するようにしたので、空気揺らぎによ
る第１光束（ＬＢ1 ）及び第２光束（ＬＢ2 ）のそれぞ
れの光軸の曲がりは双方で同方向且つ同じ量となるた
め、検出系（４，８，９）における２つの光束（Ｌ
Ｂ1 ，ＬＢ2 ）の相対的な位置ずれ量を求めることによ
って空気揺らぎの影響が相殺される。また、被検面（２
ａ）の傾斜が変化した場合の検出光の向きの変化は２つ
の光束（ＬＢ1 ，ＬＢ2 ）で逆向き且つ大きさが等しく
なるため、検出系（４，８，９）における２つの光束の
相対的な位置ずれ量は２倍となり、その検出系での検出
感度を２倍にすることができる。
【００１０】なお、その検出系では２つの光束（Ｌ
Ｂ1 ，ＬＢ2 ）の相対的な位置ずれ量を直接計測しても
よいが、２つの光束（ＬＢ1 ，ＬＢ2 ）の光路の横ずれ
量を独立に検出し、それら２つの横ずれ量の差分を取っ
てもよい。また、面傾斜検出装置がマスクパターン（１
３ａ）を基板（２）上に投影光学系（１）を介して投影
する投影露光装置における基板（２）の表面の傾きを検
出するために使用され、光路制御光学系が、第１光束
（ＬＢ1 ）及び第２光束（ＬＢ2 ）を反射する部材を含
み、この部材が投影光学系（１）の基板（２）側の先端
部分に設けられた光学部材（１２）である場合には、そ
の光学部材（１２）と基板（２）との間に例えば空気の
揺らぎがあっても、基板（２）の傾斜角を高精度で検出
することができる。
Ｂ1 ，ＬＢ2 ）の相対的な位置ずれ量を直接計測しても
よいが、２つの光束（ＬＢ1 ，ＬＢ2 ）の光路の横ずれ
量を独立に検出し、それら２つの横ずれ量の差分を取っ
てもよい。また、面傾斜検出装置がマスクパターン（１
３ａ）を基板（２）上に投影光学系（１）を介して投影
する投影露光装置における基板（２）の表面の傾きを検
出するために使用され、光路制御光学系が、第１光束
（ＬＢ1 ）及び第２光束（ＬＢ2 ）を反射する部材を含
み、この部材が投影光学系（１）の基板（２）側の先端
部分に設けられた光学部材（１２）である場合には、そ
の光学部材（１２）と基板（２）との間に例えば空気の
揺らぎがあっても、基板（２）の傾斜角を高精度で検出
することができる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明による面傾斜検出装置の実施例
につき図面を参照して説明する。以下の実施例は、半導
体素子製造用のステッパー型の投影露光装置のオートレ
ベリング機構のレベリングセンサに本発明を適用したも
のである。図１は本実施例の投影露光装置の要部を示
し、この図１において、露光時には不図示の照明光学系
からの露光光ＩＬのもとで、レチクル１３の回路パター
ン１３ａが投影光学系１を介して所定の投影倍率β（β
は例えば１／４，１／５等）で縮小されて、フォトレジ
ストが塗布されたウエハ２の各ショット領域に投影され
る。ここで、投影光学系１の光軸ＡＸに平行にＺ軸を取
り、Ｚ軸に垂直な平面内で図１の紙面に平行にＸ軸を取
り、図１の紙面に垂直にＹ軸を取る。
につき図面を参照して説明する。以下の実施例は、半導
体素子製造用のステッパー型の投影露光装置のオートレ
ベリング機構のレベリングセンサに本発明を適用したも
のである。図１は本実施例の投影露光装置の要部を示
し、この図１において、露光時には不図示の照明光学系
からの露光光ＩＬのもとで、レチクル１３の回路パター
ン１３ａが投影光学系１を介して所定の投影倍率β（β
は例えば１／４，１／５等）で縮小されて、フォトレジ
ストが塗布されたウエハ２の各ショット領域に投影され
る。ここで、投影光学系１の光軸ＡＸに平行にＺ軸を取
り、Ｚ軸に垂直な平面内で図１の紙面に平行にＸ軸を取
り、図１の紙面に垂直にＹ軸を取る。
【００１２】ウエハ２は、ウエハホルダ１４上に真空吸
着により保持され、ウエハホルダ１４はそれぞれＺ方向
に伸縮自在な３個の支点１６Ａ〜１６Ｃを介してＺレベ
リングステージ１５上に載置され、Ｚレベリングステー
ジ１５は、Ｘ方向及びＹ方向にウエハ２を位置決めする
ためのＸＹステージ１７上に固定されている。ウエハホ
ルダ１４、Ｚレベリングステージ１５、支点１６Ａ〜１
６Ｃ、ＸＹステージ１７、及び不図示の回転テーブル等
からウエハステージが構成されている。
着により保持され、ウエハホルダ１４はそれぞれＺ方向
に伸縮自在な３個の支点１６Ａ〜１６Ｃを介してＺレベ
リングステージ１５上に載置され、Ｚレベリングステー
ジ１５は、Ｘ方向及びＹ方向にウエハ２を位置決めする
ためのＸＹステージ１７上に固定されている。ウエハホ
ルダ１４、Ｚレベリングステージ１５、支点１６Ａ〜１
６Ｃ、ＸＹステージ１７、及び不図示の回転テーブル等
からウエハステージが構成されている。
【００１３】この場合、支点１６Ａ〜１６Ｃとしては、
機械的に例えば球体をＺ方向に移動させるカム機構、送
りねじ機構、又はピエゾ素子等が使用できる。Ｚレベリ
ングステージ１５内の駆動部において、それら支点１６
Ａ〜１６Ｃを同時に同じ量だけ伸縮させることによりウ
エハ２をＺ方向に微動することができ、それら支点１６
Ａ〜１６Ｃを互いに独立に所定量だけ伸縮させることに
よりウエハ２を所望の方向に所望の角度だけ傾斜させる
ことができるようになっている。
機械的に例えば球体をＺ方向に移動させるカム機構、送
りねじ機構、又はピエゾ素子等が使用できる。Ｚレベリ
ングステージ１５内の駆動部において、それら支点１６
Ａ〜１６Ｃを同時に同じ量だけ伸縮させることによりウ
エハ２をＺ方向に微動することができ、それら支点１６
Ａ〜１６Ｃを互いに独立に所定量だけ伸縮させることに
よりウエハ２を所望の方向に所望の角度だけ傾斜させる
ことができるようになっている。
【００１４】また、ウエハ２のＸ座標及びＹ座標は不図
示のレーザ干渉計により常時計測され、計測値が制御系
１０に供給され、制御系１０は、供給された計測値に基
づいて駆動系１９を介してＸＹステージ１７の位置決め
動作を制御する。同時に制御系１０は、後述のように検
出されるウエハ２の傾斜角に基づいて駆動系１９、及び
Ｚレベリングステージ１５内の駆動部を介して支点１６
Ａ〜１６Ｃの伸縮量を制御することにより、オートレベ
リングを行う。
示のレーザ干渉計により常時計測され、計測値が制御系
１０に供給され、制御系１０は、供給された計測値に基
づいて駆動系１９を介してＸＹステージ１７の位置決め
動作を制御する。同時に制御系１０は、後述のように検
出されるウエハ２の傾斜角に基づいて駆動系１９、及び
Ｚレベリングステージ１５内の駆動部を介して支点１６
Ａ〜１６Ｃの伸縮量を制御することにより、オートレベ
リングを行う。
【００１５】さて、ウエハ２の各ショット領域にレチク
ル１３上の回路パターン１３ａの像を良好に転写するに
は、各ショット領域の面を投影光学系１の結像面に一致
させる必要がある。そのためには、被検面としてのウエ
ハ２の表面２ａ内の露光対象のショット領域の傾斜角を
正確に検出する必要がある。そのための、本例のレベリ
ングセンサにつき説明する。本例のレベリングセンサ
は、光源３、光源３からの光束を平行光束とする照射光
学系１１、及び光束を２つの光束に分割するハーフプリ
ズム４からなる光源系と、２つの光束を同一光路上を進
ませ、一巡後再びハーフプリズム４に戻すためのミラー
５，６，７及び補正板１２からなる光路制御光学系と、
２つの検出光を合成するハーフプリズム４、合成された
検出光を集光する集光光学系８、及び集光された検出光
の強度分布を検出する光電センサ９からなる検出系と、
この検出系からの情報に基づいてウエハ２の傾斜角を算
出する制御系１０とから構成されている。なお、図１の
レベリングセンサは、ウエハ２の表面２ａ（被検面）上
のＹ軸に平行な軸の回りでの１次元の傾斜角を検出する
検出系であり、実際にはＸ軸に平行な軸の回りでの傾斜
角を検出する同様のレベリングセンサ（不図示）も設け
られている。これら２つのレベリングセンサにより、そ
の被検面上の２次元方向の傾斜角が検出される。
ル１３上の回路パターン１３ａの像を良好に転写するに
は、各ショット領域の面を投影光学系１の結像面に一致
させる必要がある。そのためには、被検面としてのウエ
ハ２の表面２ａ内の露光対象のショット領域の傾斜角を
正確に検出する必要がある。そのための、本例のレベリ
ングセンサにつき説明する。本例のレベリングセンサ
は、光源３、光源３からの光束を平行光束とする照射光
学系１１、及び光束を２つの光束に分割するハーフプリ
ズム４からなる光源系と、２つの光束を同一光路上を進
ませ、一巡後再びハーフプリズム４に戻すためのミラー
５，６，７及び補正板１２からなる光路制御光学系と、
２つの検出光を合成するハーフプリズム４、合成された
検出光を集光する集光光学系８、及び集光された検出光
の強度分布を検出する光電センサ９からなる検出系と、
この検出系からの情報に基づいてウエハ２の傾斜角を算
出する制御系１０とから構成されている。なお、図１の
レベリングセンサは、ウエハ２の表面２ａ（被検面）上
のＹ軸に平行な軸の回りでの１次元の傾斜角を検出する
検出系であり、実際にはＸ軸に平行な軸の回りでの傾斜
角を検出する同様のレベリングセンサ（不図示）も設け
られている。これら２つのレベリングセンサにより、そ
の被検面上の２次元方向の傾斜角が検出される。
【００１６】そのＹ軸に平行な軸の回りでの傾斜角を検
出するレベリングセンサにおいて、ハロゲンランプ等の
光源３から射出されたフォトレジストに対して非感光性
の光束ＬＢ0 は照射光学系１１により平行光束とされた
後、ハーフプリズム４の接合面４ａにより第１光束ＬＢ
1 及び第２光束ＬＢ2 に２分割される。本例のハーフプ
リズム４は、断面形状が台形状の２つのプリズムを接合
面４ａで貼り合わせたものであり、その接合面４ａがハ
ーフミラー面となっている。分割された一方の第１光束
ＬＢ1 が進む経路を実線で示す光路Ａ0 、第２光束ＬＢ
2 が進む経路を点線で示す光路Ｂ0 とする。光路Ａ0 ，
Ｂ0 は特に投影光学系１とウエハ２との空間内において
殆ど同一の経路である。但し、光束の進行方向が逆方向
となっている。なお、図１において同一の経路である光
路Ａ0 ，Ｂ0 を２つに分けて説明するため、ミラーや補
正板での反射位置及び入射光と反射光との位置がずれて
いるが、正確な内容は以下の説明による。
出するレベリングセンサにおいて、ハロゲンランプ等の
光源３から射出されたフォトレジストに対して非感光性
の光束ＬＢ0 は照射光学系１１により平行光束とされた
後、ハーフプリズム４の接合面４ａにより第１光束ＬＢ
1 及び第２光束ＬＢ2 に２分割される。本例のハーフプ
リズム４は、断面形状が台形状の２つのプリズムを接合
面４ａで貼り合わせたものであり、その接合面４ａがハ
ーフミラー面となっている。分割された一方の第１光束
ＬＢ1 が進む経路を実線で示す光路Ａ0 、第２光束ＬＢ
2 が進む経路を点線で示す光路Ｂ0 とする。光路Ａ0 ，
Ｂ0 は特に投影光学系１とウエハ２との空間内において
殆ど同一の経路である。但し、光束の進行方向が逆方向
となっている。なお、図１において同一の経路である光
路Ａ0 ，Ｂ0 を２つに分けて説明するため、ミラーや補
正板での反射位置及び入射光と反射光との位置がずれて
いるが、正確な内容は以下の説明による。
【００１７】光路Ａ0 を進む第１光束ＬＢ1 は、ハーフ
プリズム４を透過した後、ハーフプリズム４の近傍に設
けられ、投影光学系１とウエハ２とのほぼ中間の高さに
ＸＹ平面にほぼ平行に設置されたミラー５の上面で反射
されて投影光学系１の下面に向かって進み、投影光学系
１のウエハ２に対向する面に設けられ、ＸＹ平面にほぼ
平行に設置された補正板１２の下面で反射される。補正
板１２は、投影光学系１の球面収差を補正するための下
面が平面となった光学部材である。ミラー５と同様にＸ
Ｙ平面に平行に設置された補正板１２の下面で反射され
た第１光束ＬＢ 1 は投影光学系１及びウエハ２に関して
ミラー５とほぼ対称位置に設置されたＺＹ平面にほぼ平
行なミラー６に向かって進み、ミラー６で反射されてウ
エハ２に向けて光路Ａ0 上を進む。ウエハ２の表面２ａ
に達した第１光束ＬＢ1 は、表面２ａの投影光学系１の
ほぼ真下の位置で反射され、再びミラー５に向かって光
路Ａ0 上を進み、ミラー５の下面で反射される。その後
第１光束ＬＢ1 は、ハーフプリズム４の下部に設置さ
れ、ミラー５で反射された第１光束ＬＢ1 を反射してハ
ーフプリズム４に向けてＺ方向に平行に反射する角度を
もって配置されたミラー７に進み、ミラー７の上面で反
射される。反射された第１光束ＬＢ1 は、ハーフプリズ
ム４を透過した後集光光学系８で集光され、２次元ＣＣ
Ｄ等の撮像素子からなる光電センサ９の撮像面上に光ス
ポットとして集光される。
プリズム４を透過した後、ハーフプリズム４の近傍に設
けられ、投影光学系１とウエハ２とのほぼ中間の高さに
ＸＹ平面にほぼ平行に設置されたミラー５の上面で反射
されて投影光学系１の下面に向かって進み、投影光学系
１のウエハ２に対向する面に設けられ、ＸＹ平面にほぼ
平行に設置された補正板１２の下面で反射される。補正
板１２は、投影光学系１の球面収差を補正するための下
面が平面となった光学部材である。ミラー５と同様にＸ
Ｙ平面に平行に設置された補正板１２の下面で反射され
た第１光束ＬＢ 1 は投影光学系１及びウエハ２に関して
ミラー５とほぼ対称位置に設置されたＺＹ平面にほぼ平
行なミラー６に向かって進み、ミラー６で反射されてウ
エハ２に向けて光路Ａ0 上を進む。ウエハ２の表面２ａ
に達した第１光束ＬＢ1 は、表面２ａの投影光学系１の
ほぼ真下の位置で反射され、再びミラー５に向かって光
路Ａ0 上を進み、ミラー５の下面で反射される。その後
第１光束ＬＢ1 は、ハーフプリズム４の下部に設置さ
れ、ミラー５で反射された第１光束ＬＢ1 を反射してハ
ーフプリズム４に向けてＺ方向に平行に反射する角度を
もって配置されたミラー７に進み、ミラー７の上面で反
射される。反射された第１光束ＬＢ1 は、ハーフプリズ
ム４を透過した後集光光学系８で集光され、２次元ＣＣ
Ｄ等の撮像素子からなる光電センサ９の撮像面上に光ス
ポットとして集光される。
【００１８】一方、点線で示す光路Ｂ0 を進む第２光束
ＬＢ2 はハーフプリズム４の接合面４ａにより下方（−
Ｚ方向）に反射された後、ミラー７の上面で反射されて
ミラー５の下面に向かい、ミラー５の下面で反射されて
光路Ｂ0 上を進みウエハ２の表面２ａに達する。表面２
ａの第１光束ＬＢ1 が反射された位置とほぼ同一の位置
で反射された第２光束ＬＢ2 は、ミラー６に向かって進
み、ミラー６で反射されて光路Ｂ0 上を投影光学系１の
下部の補正板１２に向かって進む。補正板１２に達した
第２光束ＬＢ2 は補正板１２の下面で反射されてミラー
５に向かい、ミラー５の上面で反射された後ハーフプリ
ズム４に入射する。そして、ハーフプリズム４で上方に
反射され、集光光学系８を介して光電センサ９の撮像面
上に光スポットとして集光される。
ＬＢ2 はハーフプリズム４の接合面４ａにより下方（−
Ｚ方向）に反射された後、ミラー７の上面で反射されて
ミラー５の下面に向かい、ミラー５の下面で反射されて
光路Ｂ0 上を進みウエハ２の表面２ａに達する。表面２
ａの第１光束ＬＢ1 が反射された位置とほぼ同一の位置
で反射された第２光束ＬＢ2 は、ミラー６に向かって進
み、ミラー６で反射されて光路Ｂ0 上を投影光学系１の
下部の補正板１２に向かって進む。補正板１２に達した
第２光束ＬＢ2 は補正板１２の下面で反射されてミラー
５に向かい、ミラー５の上面で反射された後ハーフプリ
ズム４に入射する。そして、ハーフプリズム４で上方に
反射され、集光光学系８を介して光電センサ９の撮像面
上に光スポットとして集光される。
【００１９】そして、光電センサ９で検出された第１光
束ＬＢ1 及び第２光束ＬＢ2 の集光位置に関する計測値
は制御系１０に送られ、制御系１０はその測定値に基づ
きウエハ２の表面２ａの傾斜角を算出する構成となって
いる。なお、光路制御光学系のうちミラー５はなくても
よい。また、投影光学系１が補正板１２を使用しない場
合には、投影光学系１の最下端のレンズの下面を反射面
として使用してもよい。この際に、そのレンズの下面に
ある程度の曲率があっても差し支えない。
束ＬＢ1 及び第２光束ＬＢ2 の集光位置に関する計測値
は制御系１０に送られ、制御系１０はその測定値に基づ
きウエハ２の表面２ａの傾斜角を算出する構成となって
いる。なお、光路制御光学系のうちミラー５はなくても
よい。また、投影光学系１が補正板１２を使用しない場
合には、投影光学系１の最下端のレンズの下面を反射面
として使用してもよい。この際に、そのレンズの下面に
ある程度の曲率があっても差し支えない。
【００２０】以上のように構成されたレベリングセンサ
の動作について図２及び図３を参照して説明する。図２
（ａ）及び図２（ｂ）は、それぞれ被検出面であるウエ
ハの表面２ａが実線で示すほぼ水平（ＸＹ平面に平行）
な状態から点線で示すように傾斜した場合の第１光束Ｌ
Ｂ1 及び第２光束ＬＢ2 の光路の変化の様子を示し、こ
の図２（ａ），（ｂ）において、ウエハの表面２ａが水
平な状態にあるときの光路を実線で示し、ウエハの表面
２ａが傾斜したときの光路を点線で示す。図２（ａ）に
示すように、ウエハの表面２ａが反時計回りに角度Δθ
傾いた場合に、第１光束ＬＢ 1 はウエハの表面２ａの反
射位置Ｐ1 から光路Ａ0 に対して反時計回りに角度２Δ
θだけ変化した光路Ａ1 上を進んでミラー５に達する。
第１光束ＬＢ1 はミラー５で光路Ａ0 に対して角度２Δ
θだけ時計回りに回転した角度で反射される。そして、
第１光束ＬＢ1 は光路Ａ0 から少しずれた光路Ａ1 上を
進んでハーフプリズム４を透過して光電センサ９の撮像
面に集光する。この場合、ハーフプリズム４を出た直後
での第１光束ＬＢ1 の光路Ａ1 は光路Ａ0 に対して反時
計回りに角度２Δθだけ傾いている。
の動作について図２及び図３を参照して説明する。図２
（ａ）及び図２（ｂ）は、それぞれ被検出面であるウエ
ハの表面２ａが実線で示すほぼ水平（ＸＹ平面に平行）
な状態から点線で示すように傾斜した場合の第１光束Ｌ
Ｂ1 及び第２光束ＬＢ2 の光路の変化の様子を示し、こ
の図２（ａ），（ｂ）において、ウエハの表面２ａが水
平な状態にあるときの光路を実線で示し、ウエハの表面
２ａが傾斜したときの光路を点線で示す。図２（ａ）に
示すように、ウエハの表面２ａが反時計回りに角度Δθ
傾いた場合に、第１光束ＬＢ 1 はウエハの表面２ａの反
射位置Ｐ1 から光路Ａ0 に対して反時計回りに角度２Δ
θだけ変化した光路Ａ1 上を進んでミラー５に達する。
第１光束ＬＢ1 はミラー５で光路Ａ0 に対して角度２Δ
θだけ時計回りに回転した角度で反射される。そして、
第１光束ＬＢ1 は光路Ａ0 から少しずれた光路Ａ1 上を
進んでハーフプリズム４を透過して光電センサ９の撮像
面に集光する。この場合、ハーフプリズム４を出た直後
での第１光束ＬＢ1 の光路Ａ1 は光路Ａ0 に対して反時
計回りに角度２Δθだけ傾いている。
【００２１】他方、図２（ｂ）に示すように、ウエハの
表面２ａが反時計回りに角度Δθ傾いた場合に第２光束
ＬＢ2 はウエハの表面２ａの反射位置Ｐ1 から光路Ｂ0
に対して第１光束ＬＢ1 と同様に反時計回りに角度２Δ
θだけ変化した光路Ｂ1 上を進んでミラー６に達する。
第２光束ＬＢ2 はミラー６で光路Ｂ0 に対して角度２Δ
θだけ時計回りに回転した角度で反射される。そして、
第２光束ＬＢ2 は光路Ｂ0 から少しずれた光路Ｂ1 上を
進んで補正板１２、ミラー５及びハーフプリズム４を経
て、光電センサ９の撮像面に集光する。この場合、ハー
フプリズム４を出た直後での第２光束ＬＢ2 の光路Ｂ1
は光路Ｂ0 に対して時計回りに角度２Δθだけ傾いてい
る。
表面２ａが反時計回りに角度Δθ傾いた場合に第２光束
ＬＢ2 はウエハの表面２ａの反射位置Ｐ1 から光路Ｂ0
に対して第１光束ＬＢ1 と同様に反時計回りに角度２Δ
θだけ変化した光路Ｂ1 上を進んでミラー６に達する。
第２光束ＬＢ2 はミラー６で光路Ｂ0 に対して角度２Δ
θだけ時計回りに回転した角度で反射される。そして、
第２光束ＬＢ2 は光路Ｂ0 から少しずれた光路Ｂ1 上を
進んで補正板１２、ミラー５及びハーフプリズム４を経
て、光電センサ９の撮像面に集光する。この場合、ハー
フプリズム４を出た直後での第２光束ＬＢ2 の光路Ｂ1
は光路Ｂ0 に対して時計回りに角度２Δθだけ傾いてい
る。
【００２２】従って、ハーフプリズム４を出た直後での
２つの光路Ａ1 ，Ｂ1 の光軸同士は互いに角度４Δθだ
け傾いたものとなる。そこで、これらの第１及び第２光
束ＬＢ1 ，ＬＢ2 をそれぞれ集光光学系８で集光した
後、光電センサ９で受光して両光束ＬＢ1 ，ＬＢ2 の集
光位置の間隔を測定することによりウエハの表面２ａの
傾きを検出することができる。なお、集光光学系８及び
光電センサ９の具体的な動作については後述する。
２つの光路Ａ1 ，Ｂ1 の光軸同士は互いに角度４Δθだ
け傾いたものとなる。そこで、これらの第１及び第２光
束ＬＢ1 ，ＬＢ2 をそれぞれ集光光学系８で集光した
後、光電センサ９で受光して両光束ＬＢ1 ，ＬＢ2 の集
光位置の間隔を測定することによりウエハの表面２ａの
傾きを検出することができる。なお、集光光学系８及び
光電センサ９の具体的な動作については後述する。
【００２３】次に、空気の揺らぎにより光学系の一部に
おいて光路が屈折した場合の例について説明する。図３
（ａ），（ｂ）は、それぞれ投影光学系１とウエハの表
面２ａとの間の空気の揺らぎにより第１光束ＬＢ1 及び
第２光束ＬＢ2 の光路が変化する状況を示し、特にウエ
ハの表面２ａの右端方向（＋Ｘ方向）の近傍における空
気揺らぎの影響が大きい場合の例を示している。この図
３（ａ），（ｂ）において、空気の揺らぎがない場合の
光路を実線で、揺らぎがある場合の光路を点線で示す。
図３（ａ）に示すように、第１光束ＬＢ1 の光路は、ミ
ラー６で反射された後ウエハの表面２ａに向かう光路上
において空気揺らぎにより光路Ａ0 から少し左側にずれ
た光路Ａ2 に変化する。そして、第１光束ＬＢ1 はウエ
ハの表面２ａの空気の揺らぎがない場合の反射位置Ｐ1
から少し左側方向（−Ｘ方向）に移動した反射位置Ｐ2
で反射され、空気の揺らぎがない場合の光路Ａ0 から少
しずれた光路Ａ 2 上を進んで光電センサ９の撮像面に集
光する。この場合、ハーフプリズム４を出た直後での第
１光束の光路Ａ2 の光軸は、空気揺らぎの影響がない場
合の光路Ａ0 の光軸に対して反時計回りに傾いたものと
なる。
おいて光路が屈折した場合の例について説明する。図３
（ａ），（ｂ）は、それぞれ投影光学系１とウエハの表
面２ａとの間の空気の揺らぎにより第１光束ＬＢ1 及び
第２光束ＬＢ2 の光路が変化する状況を示し、特にウエ
ハの表面２ａの右端方向（＋Ｘ方向）の近傍における空
気揺らぎの影響が大きい場合の例を示している。この図
３（ａ），（ｂ）において、空気の揺らぎがない場合の
光路を実線で、揺らぎがある場合の光路を点線で示す。
図３（ａ）に示すように、第１光束ＬＢ1 の光路は、ミ
ラー６で反射された後ウエハの表面２ａに向かう光路上
において空気揺らぎにより光路Ａ0 から少し左側にずれ
た光路Ａ2 に変化する。そして、第１光束ＬＢ1 はウエ
ハの表面２ａの空気の揺らぎがない場合の反射位置Ｐ1
から少し左側方向（−Ｘ方向）に移動した反射位置Ｐ2
で反射され、空気の揺らぎがない場合の光路Ａ0 から少
しずれた光路Ａ 2 上を進んで光電センサ９の撮像面に集
光する。この場合、ハーフプリズム４を出た直後での第
１光束の光路Ａ2 の光軸は、空気揺らぎの影響がない場
合の光路Ａ0 の光軸に対して反時計回りに傾いたものと
なる。
【００２４】他方、第２光束ＬＢ2 の光路は、図３
（ｂ）に示すように、ウエハの表面２ａで反射された後
ミラー６に向かう光路上において空気揺らぎにより光路
Ｂ0 から少し左側にずれた光路Ｂ2 に変化する。そし
て、第２光束ＬＢ2 は空気の揺らぎがない場合の光路Ｂ
0 から少しずれた光路Ｂ2 上を進んで光電センサ９の撮
像面に集光する。この場合、ハーフプリズム４を出た直
後での第２光束の光路Ｂ2 の光軸は、空気揺らぎの影響
がない場合の光路Ｂ0 の光軸に対して第１光束ＬＢ1と
同様に反時計回りに傾いたものとなる。
（ｂ）に示すように、ウエハの表面２ａで反射された後
ミラー６に向かう光路上において空気揺らぎにより光路
Ｂ0 から少し左側にずれた光路Ｂ2 に変化する。そし
て、第２光束ＬＢ2 は空気の揺らぎがない場合の光路Ｂ
0 から少しずれた光路Ｂ2 上を進んで光電センサ９の撮
像面に集光する。この場合、ハーフプリズム４を出た直
後での第２光束の光路Ｂ2 の光軸は、空気揺らぎの影響
がない場合の光路Ｂ0 の光軸に対して第１光束ＬＢ1と
同様に反時計回りに傾いたものとなる。
【００２５】以上のように光路中の空気の揺らぎの影響
を受けて、第１光束ＬＢ1 及び第２光束ＬＢ2 共に空気
の揺らぎがない光路に対して同方向（内側）に曲げられ
る。そして、第１光束ＬＢ1 及び第２光束ＬＢ2 のハー
フプリズム４から射出された後の光路Ａ1 ，Ｂ1 もそれ
ほど異なることはないため、光路の全体を通しての第１
光束ＬＢ1 及び第２光束ＬＢ2 のそれぞれの屈折方向は
同方向で且つ屈折量はほぼ同一と考えてよい。従って、
空気の揺らぎの有無に関わらず光電センサ９の撮像面に
おける第１及び第２光束ＬＢ1 ，ＬＢ2 の集光位置の間
隔は一定となる。このため、ウエハの表面２ａの傾き角
を検出している際に、空気の揺らぎによって検出結果が
影響されることがない。
を受けて、第１光束ＬＢ1 及び第２光束ＬＢ2 共に空気
の揺らぎがない光路に対して同方向（内側）に曲げられ
る。そして、第１光束ＬＢ1 及び第２光束ＬＢ2 のハー
フプリズム４から射出された後の光路Ａ1 ，Ｂ1 もそれ
ほど異なることはないため、光路の全体を通しての第１
光束ＬＢ1 及び第２光束ＬＢ2 のそれぞれの屈折方向は
同方向で且つ屈折量はほぼ同一と考えてよい。従って、
空気の揺らぎの有無に関わらず光電センサ９の撮像面に
おける第１及び第２光束ＬＢ1 ，ＬＢ2 の集光位置の間
隔は一定となる。このため、ウエハの表面２ａの傾き角
を検出している際に、空気の揺らぎによって検出結果が
影響されることがない。
【００２６】次に、集光光学系８及び光電センサ９の動
作について説明する。なお、傾き角の検出に当たって２
つの光束ＬＢ1 ，ＬＢ2 は、共にハーフプリズム４に入
射後光路を一巡して再度ハーフプリズム４を通るまで平
行光束であるものとする。ハーフプリズム４からの第１
及び第２光束ＬＢ1 ，ＬＢ2 は主に凸レンズからなる集
光光学系８を透過した後、集光光学系８の焦点面にそれ
ぞれ集光する。この場合、集光光学系８に入射する光の
角度に応じて焦点面において光の集光する位置が変化す
る。そこで、その焦点面にラインセンサ又は２次元ＣＣ
Ｄのような光の入射位置を検出できるような光電センサ
９を配置することにより両光束ＬＢ 1 ，ＬＢ2 の集光位
置の間隔を検出し、その検出結果に基づいて制御系１０
において集光光学系８に入射する両光束ＬＢ1 ，ＬＢ2
の入射角を求めることができる。
作について説明する。なお、傾き角の検出に当たって２
つの光束ＬＢ1 ，ＬＢ2 は、共にハーフプリズム４に入
射後光路を一巡して再度ハーフプリズム４を通るまで平
行光束であるものとする。ハーフプリズム４からの第１
及び第２光束ＬＢ1 ，ＬＢ2 は主に凸レンズからなる集
光光学系８を透過した後、集光光学系８の焦点面にそれ
ぞれ集光する。この場合、集光光学系８に入射する光の
角度に応じて焦点面において光の集光する位置が変化す
る。そこで、その焦点面にラインセンサ又は２次元ＣＣ
Ｄのような光の入射位置を検出できるような光電センサ
９を配置することにより両光束ＬＢ 1 ，ＬＢ2 の集光位
置の間隔を検出し、その検出結果に基づいて制御系１０
において集光光学系８に入射する両光束ＬＢ1 ，ＬＢ2
の入射角を求めることができる。
【００２７】但し、上記の構成だけでは光電センサ９の
撮像面での２つの光束ＬＢ1 ，ＬＢ 2 の判別ができな
い。従って、単に集光位置の間隔を求めるだけでは傾き
の向きを判別することができない。この対策としては、
基準の傾き、例えばウエハの表面２ａが水平な状態にお
いて２つの光束ＬＢ1 ，ＬＢ2 の集光位置がある所定の
間隔となるように検出光の入射角度を設定するようにす
る。このときの所定の間隔とは、このレベリングセンサ
で検出しようとする傾きの範囲内において２つの光束Ｌ
Ｂ1 ，ＬＢ2 の集光位置が変化したときに、それらの集
光位置が重ならないような間隔であればよい。そして、
このように定めた所定の間隔と２つの光束ＬＢ1 ，ＬＢ
2 の集光位置の間隔とを比較することによってウエハの
表面２ａの傾斜方向及び傾斜角を検出する。
撮像面での２つの光束ＬＢ1 ，ＬＢ 2 の判別ができな
い。従って、単に集光位置の間隔を求めるだけでは傾き
の向きを判別することができない。この対策としては、
基準の傾き、例えばウエハの表面２ａが水平な状態にお
いて２つの光束ＬＢ1 ，ＬＢ2 の集光位置がある所定の
間隔となるように検出光の入射角度を設定するようにす
る。このときの所定の間隔とは、このレベリングセンサ
で検出しようとする傾きの範囲内において２つの光束Ｌ
Ｂ1 ，ＬＢ2 の集光位置が変化したときに、それらの集
光位置が重ならないような間隔であればよい。そして、
このように定めた所定の間隔と２つの光束ＬＢ1 ，ＬＢ
2 の集光位置の間隔とを比較することによってウエハの
表面２ａの傾斜方向及び傾斜角を検出する。
【００２８】以上、本例のレベリングセンサによれば、
検出光の光路が空気の揺らぎにより影響される環境にあ
っても、空気揺らぎの影響を受けることなく簡単な構成
でウエハの表面２ａの傾きを検出することができる。ま
た、ウエハの表面２ａの傾き角Δθに対して光電センサ
９では角度４Δθの差分として検出できるので、微小な
傾きでも高精度で検出することができる。
検出光の光路が空気の揺らぎにより影響される環境にあ
っても、空気揺らぎの影響を受けることなく簡単な構成
でウエハの表面２ａの傾きを検出することができる。ま
た、ウエハの表面２ａの傾き角Δθに対して光電センサ
９では角度４Δθの差分として検出できるので、微小な
傾きでも高精度で検出することができる。
【００２９】なお、上述実施例では、２つの光束Ｌ
Ｂ1 ，ＬＢ2 の位置ずれ量を１つの光電センサ９で検出
しているが、それら２つの光束の集光位置を別々の光電
センサで検出し、その検出結果の差分を求めるようにし
てもよい。また、上述のように上述実施例（図１）のレ
ベリングセンサは１方向（例えばＸ方向）に関する傾き
しか検出できない。そこで、上記構成のレベリングセン
サを２組用意し、それぞれ２本の光束を含む平面が互い
に交差（例えば直交）するようにこの２組のレベリング
センサを配置して、直交２方向（Ｘ，Ｙ方向）のそれぞ
れに関する傾き量を検出するように構成するとよい。こ
れにより、所定の基準面（例えば投影光学系の結像面）
と基板表面とをその全面にわたってより精度良く合致す
ることができる。なお、本発明の面傾斜検出装置は投影
露光装置のレベリングセンサに限らず、基板の表面等の
傾斜角を検出することが必要な全ての装置に適用でき
る。
Ｂ1 ，ＬＢ2 の位置ずれ量を１つの光電センサ９で検出
しているが、それら２つの光束の集光位置を別々の光電
センサで検出し、その検出結果の差分を求めるようにし
てもよい。また、上述のように上述実施例（図１）のレ
ベリングセンサは１方向（例えばＸ方向）に関する傾き
しか検出できない。そこで、上記構成のレベリングセン
サを２組用意し、それぞれ２本の光束を含む平面が互い
に交差（例えば直交）するようにこの２組のレベリング
センサを配置して、直交２方向（Ｘ，Ｙ方向）のそれぞ
れに関する傾き量を検出するように構成するとよい。こ
れにより、所定の基準面（例えば投影光学系の結像面）
と基板表面とをその全面にわたってより精度良く合致す
ることができる。なお、本発明の面傾斜検出装置は投影
露光装置のレベリングセンサに限らず、基板の表面等の
傾斜角を検出することが必要な全ての装置に適用でき
る。
【００３０】このように本発明は上述実施例に限定され
ず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取り
得る。
ず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取り
得る。
【００３１】
【発明の効果】本発明の面傾斜検出装置によれば、第１
光束及び第２光束の光路の途中の空気部分における揺ら
ぎの影響を相殺することができるので、被検面上に空気
の温度や流れに不均一があった場合でもその影響を受け
ることがなく傾きの検出結果の再現性が悪化することが
ない。そのため、傾きの検出精度が向上する。また、２
つの光束が被検面の傾きにより互いに逆方向へ動く構成
になっているので、２つの光束の被検面での反射光の集
光位置の変化量の差分を取ることにより感度を２倍にす
ることができる利点がある。
光束及び第２光束の光路の途中の空気部分における揺ら
ぎの影響を相殺することができるので、被検面上に空気
の温度や流れに不均一があった場合でもその影響を受け
ることがなく傾きの検出結果の再現性が悪化することが
ない。そのため、傾きの検出精度が向上する。また、２
つの光束が被検面の傾きにより互いに逆方向へ動く構成
になっているので、２つの光束の被検面での反射光の集
光位置の変化量の差分を取ることにより感度を２倍にす
ることができる利点がある。
【００３２】また、光源系が光束を発生する光源とその
光束を第１光束及び第２光束に分岐する分岐光学系とを
有し、検出系が、第１光束及び第２光束を合成する合成
系と、この合成後の２つの光束の間隔を検出する受光系
とを有する場合には、光源及び受光系を２つの光束で共
用して、簡単な構成で被検面の傾きを検出できる。ま
た、面傾斜検出装置がマスクパターンを基板上に投影光
学系を介して投影する投影露光装置において基板の表面
の傾きを検出するために使用され、光路制御光学系が、
第１光束及び第２光束を反射する部材を含み、この部材
が投影光学系の基板側の先端部分に設けられた光学部材
である場合には、その光学部材を反射部材として有効に
活用することにより基板の傾斜角を高精度で検出するこ
とができる。また、マスクパターンの像の露光中にも、
サーボ機構によりその基板の傾斜角を投影光学系の結像
面に合わせ込むことができる。
光束を第１光束及び第２光束に分岐する分岐光学系とを
有し、検出系が、第１光束及び第２光束を合成する合成
系と、この合成後の２つの光束の間隔を検出する受光系
とを有する場合には、光源及び受光系を２つの光束で共
用して、簡単な構成で被検面の傾きを検出できる。ま
た、面傾斜検出装置がマスクパターンを基板上に投影光
学系を介して投影する投影露光装置において基板の表面
の傾きを検出するために使用され、光路制御光学系が、
第１光束及び第２光束を反射する部材を含み、この部材
が投影光学系の基板側の先端部分に設けられた光学部材
である場合には、その光学部材を反射部材として有効に
活用することにより基板の傾斜角を高精度で検出するこ
とができる。また、マスクパターンの像の露光中にも、
サーボ機構によりその基板の傾斜角を投影光学系の結像
面に合わせ込むことができる。
【図１】本発明の面傾斜検出装置の一実施例が適用され
た投影露光装置を示す概略構成図である。
た投影露光装置を示す概略構成図である。
【図２】図１のウエハの表面２ａが傾いたときの２つの
光束の光路の変化を示す光路図である。
光束の光路の変化を示す光路図である。
【図３】図１の２つの光束の光路が空気の揺らぎにより
変化する状態を示す光路図である。
変化する状態を示す光路図である。
１ 投影光学系 ２ ウエハ ２ａ 表面 ３ 光源 ４ ハーフプリズム ５，６，７ ミラー ８ 集光光学系 ９ 光電センサ １０ 制御系 １１ 照射光学系 １２ 補正板 ＬＢ1 第１光束 ＬＢ2 第２光束 １３ レチクル １３ａ 回路パターン １４ ウエハホルダ １５ Ｚレベリングステージ １７ ＸＹステージ
Claims (3)
- 【請求項１】 第１光束及び第２光束を発生する光源系
と、 前記第１光束及び第２光束を被検面に交差して入射さ
せ、同一光路を逆方向に進ませる光路制御光学系と、 前記同一光路を逆方向に進んだ後の前記第１光束及び第
２光束のそれぞれの又は相対的な位置ずれ量を検出する
検出系と、 該検出系の検出結果に基づいて前記被検面の傾きを算出
する演算手段と、 を備えたことを特徴とする面傾斜検出装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の面傾斜検出装置であっ
て、 前記光源系は、光束を発生する光源と前記光束を前記第
１光束及び第２光束に分岐する分岐光学系とを有し、 前記検出系は、前記第１光束及び第２光束を合成する合
成系と、該合成後の２つの光束の間隔を検出する受光系
とを有することを特徴とする面傾斜検出装置。 - 【請求項３】 マスクパターンを基板上に投影光学系を
介して投影する投影露光装置における前記基板の表面の
傾きを検出するために使用される請求項１、又は２記載
の面傾斜検出装置であって、 前記光路制御光学系は、前記第１光束及び第２光束を反
射する部材を含み、該部材は前記投影光学系の前記基板
側の先端部分に設けられた光学部材であることを特徴と
する面傾斜検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7148665A JPH097915A (ja) | 1995-06-15 | 1995-06-15 | 面傾斜検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7148665A JPH097915A (ja) | 1995-06-15 | 1995-06-15 | 面傾斜検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH097915A true JPH097915A (ja) | 1997-01-10 |
Family
ID=15457888
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7148665A Withdrawn JPH097915A (ja) | 1995-06-15 | 1995-06-15 | 面傾斜検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH097915A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002057095A (ja) * | 2000-08-14 | 2002-02-22 | Nikon Corp | 露光装置 |
| KR100330482B1 (ko) * | 1999-12-30 | 2002-04-01 | 황인길 | 반도체 제조 공정에서의 포커스 조절 방법 |
| WO2010143652A1 (ja) * | 2009-06-10 | 2010-12-16 | 株式会社ニコン | 露光方法及び装置、並びにデバイス製造方法 |
| CN102087483A (zh) * | 2010-12-27 | 2011-06-08 | 中国科学院光电技术研究所 | 一种用于投影光刻中焦面检测的光学系统 |
| CN102096337A (zh) * | 2010-12-31 | 2011-06-15 | 中国科学院光电技术研究所 | 一种用于投影光刻中球面或曲面的偏心及焦面位置的检测装置 |
| CN108663908A (zh) * | 2017-03-31 | 2018-10-16 | 上海微电子装备（集团）股份有限公司 | 激光干涉仪反射镜形貌测量方法和光刻装置 |
-
1995
- 1995-06-15 JP JP7148665A patent/JPH097915A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100330482B1 (ko) * | 1999-12-30 | 2002-04-01 | 황인길 | 반도체 제조 공정에서의 포커스 조절 방법 |
| JP2002057095A (ja) * | 2000-08-14 | 2002-02-22 | Nikon Corp | 露光装置 |
| WO2010143652A1 (ja) * | 2009-06-10 | 2010-12-16 | 株式会社ニコン | 露光方法及び装置、並びにデバイス製造方法 |
| CN102087483A (zh) * | 2010-12-27 | 2011-06-08 | 中国科学院光电技术研究所 | 一种用于投影光刻中焦面检测的光学系统 |
| CN102096337A (zh) * | 2010-12-31 | 2011-06-15 | 中国科学院光电技术研究所 | 一种用于投影光刻中球面或曲面的偏心及焦面位置的检测装置 |
| CN108663908A (zh) * | 2017-03-31 | 2018-10-16 | 上海微电子装备（集团）股份有限公司 | 激光干涉仪反射镜形貌测量方法和光刻装置 |
| CN108663908B (zh) * | 2017-03-31 | 2019-11-22 | 上海微电子装备（集团）股份有限公司 | 激光干涉仪反射镜形貌测量方法和光刻装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100365602B1 (ko) | 노광방법및장치와반도체디바이스제조방법 | |
| JP3634068B2 (ja) | 露光方法及び装置 | |
| KR100300618B1 (ko) | 노광방법,노광장치,및그장치를사용하는디바이스제조방법 | |
| JP4332486B2 (ja) | 時間を節約する高さ測定を用いた、基板にマスク・パターンを繰り返し投影する方法および装置 | |
| JP3204406B2 (ja) | 面位置検出方法及び装置、半導体露光装置、並びに前記方法を用いた露光方法 | |
| JP3265504B2 (ja) | 露光方法及び装置、並びに半導体素子の製造方法 | |
| TW200305773A (en) | Projection Aligner | |
| WO1999039374A1 (fr) | Procede d'exposition et dispositif associe | |
| JP2862311B2 (ja) | 面位置検出装置 | |
| JP3880155B2 (ja) | 位置決め方法及び位置決め装置 | |
| US5942357A (en) | Method of measuring baseline amount in a projection exposure apparatus | |
| JPH09219354A (ja) | 位置検出装置及び該装置を備えた露光装置 | |
| JPH097915A (ja) | 面傾斜検出装置 | |
| JPH11186129A (ja) | 走査型露光方法及び装置 | |
| JP3754743B2 (ja) | 表面位置設定方法、ウエハ高さ設定方法、面位置設定方法、ウエハ面位置検出方法および露光装置 | |
| JP2580651B2 (ja) | 投影露光装置及び露光方法 | |
| JPH08219718A (ja) | 面位置検出装置 | |
| JPH09236425A (ja) | 面位置検出方法 | |
| JP3351051B2 (ja) | 水平検出装置及びそれを用いた露光装置 | |
| JPH07142346A (ja) | 投影露光装置 | |
| JPH095055A (ja) | 面傾斜検出装置 | |
| JPH06349708A (ja) | 投影露光装置 | |
| JPH10209029A (ja) | アライメント系を備える露光装置 | |
| JPH10261576A (ja) | 投影露光装置 | |
| JPH09115819A (ja) | アライメント方法及び装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020903 |