位置检测装置、曝光装置及曝光方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种位置检测装置，具备从相对于受检面倾斜方向向受检面上投射光束的投射系统、接收由受检面反射的光束的受光系统，及基于利用受光系统的光束的受光结果，检测出关于与上述受检面交差的方向的受检面的位置的检测部。该位置检测装置还包括：配置在投射系统的光路，将光束反射的投射侧反射面；及配置在投射系统的光路中投射侧反射面的射出侧的光路，将在投射侧反射面反射的光束非偏光化的投射侧偏光消除元件。投射系统通过投射侧偏光消除元件将光束投射到受检面。

【技术实现步骤摘要】
位置检测装置、曝光装置及曝光方法本专利技术是申请号200680024570.8，专利技术名称为“面位置检测装置、曝光装置及曝光方法”的申请案的分案申请。
本专利技术涉及位置检测装置、曝光装置及曝光方法。本专利技术特别涉及在用于制造半导体元件、液晶显示元件、摄像元件、薄膜磁头等器件的光刻工序中为了将掩模图案向感光性衬底上转印而使用的投影曝光装置中的感光性衬底的面位置的检测。
技术介绍
以往，作为适于投影曝光装置的面位置检测装置，已知有本申请人的特开2001－296105号公报及与之对应的美国专利第6，897，462号公报(专利文献1)中公开的倾斜入射型的面位置检测装置。在此种倾斜入射型的面位置检测装置中，为了在原理上提高受检面的面位置的检测精度，需要增大光束向受检面的入射角(接近90°)。该情况下，为了避免受检面对倾斜入射型的面位置检测装置的投射光学系统及聚光光学系统的构成及配置的制约，已提出如下方案，即，在投射光学系统的光路及聚光光学系统的光路中，分别配置具有相互平行的一对内面反射面的棱镜，而使投射光学系统及聚光光学系统远离受检面(参照专利文献1的图7)。专利文献1：日本专利特开2001－296105号公报然而，上述的专利文献1的图7中所公开的以往的面位置检测装置中，在投射侧菱形棱镜的相互平行的两个内面反射面上全反射的光束中产生由偏光成分造成的相对的位置错移，从而有可能无法在受检面上形成清晰的图案像。同样，在由受检面反射而在受光侧菱形棱镜的相互平行的两个内面反射面上全反射的光束中，也会产生由偏光成分造成的相对的位置错移，从而有可能使得图案二次像变得更加不清晰。另一方面，已知在将以往的面位置检测装置适用于对在曝光装置中在表面涂布有抗蚀剂的晶片(感光性衬底)的面位置的检测的情况下，对于特定的偏光成分的光的反射率会依赖于抗蚀剂层的厚度而变化。其结果是，以往的面位置检测装置中，由在穿过了菱形棱镜的内面反射面的光束中产生的偏光成分所致的相对的位置错移；和感光性衬底的抗蚀剂层的厚度所致的反射率的变化，而容易产生受检面的面位置的检测误差。
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述的问题而完成的，其目的在于，提供一种位置检测装置，其可以在实质上不受在穿过了反射面的光束中产生的偏光成分所致的相对的位置错移等的影响，高精度地检测出受检面的面位置。另外，本专利技术的目的在于，提供使用能够高精度地检测出受检面的面位置的面位置检测装置，而能够将掩模的图案面与感光性衬底的被曝光面相对投影光学系统高精度地对准的曝光装置及曝光方法以及器件制造方法。为了解决上述问题，本专利技术的第一方式中，提供一种位置检测装置，具备从相对于受检面倾斜的方向向上述受检面上投射光束的投射系统、接收由上述受检面反射的上述光束的受光系统，及基于利用上述受光系统的上述光束的受光结果，检测出关于与上述受检面交差的方向的上述受检面的位置的检测部，该位置检测装置还包括：配置在上述投射系统的光路，将上述光束反射的投射侧反射面；及配置在上述投射系统的光路中上述投射侧反射面的射出侧的光路，将在上述投射侧反射面反射的上述光束非偏光化的投射侧偏光消除元件。上述投射系统通过上述投射侧偏光消除元件将上述光束投射到上述受检面。本专利技术的第二方式中，提供一种位置检测装置，具备从相对于受检面倾斜的方向向上述受检面上投射光束的投射系统、接收由上述受检面反射的上述光束的受光系统，及基于利用上述受光系统的上述光束的受光结果，检测出关于与上述受检面交差的方向的上述受检面的位置的检测部，该位置检测装置还包括：配置在上述受光系统的光路，将由上述受检面反射的上述光束非偏光化的受光侧偏光消除元件；配置在上述受光系统中上述受光侧反射面的射出侧的光路，通过上述受光侧偏光消除元件将上述光束反射的受光侧反射面。本专利技术的第三方式中，提供一种位置检测方法，从相对于受检面倾斜的方向向上述受检面上投射光束、接收由上述受检面反射的上述光束，及基于上述光束的受光结果，检测出关于与上述受检面交差的方向的上述受检面的位置，该位置检测方法还包括：以配置在上述光束的投射侧的光路的投射侧反射面，反射上述光束；将在上述投射侧反射面反射的上述光束，利用配置在上述投射侧反射面的射出侧的光路的投射侧偏光消除元件，进行非偏光化；通过上述投射侧偏光消除元件将上述非偏光化的上述光束投射到上述受检面。本专利技术的第四方式中，提供一种位置检测方法，从相对于受检面倾斜的方向向上述受检面上投射光束、接收由上述受检面反射的上述光束，及基于上述光束的受光结果，检测出关于与上述受检面交差的方向的上述受检面的位置，该位置检测方法还包括：通过配置在上述光束的受光侧的光路的受光侧偏光消除元件，将由上述受检面反射的上述光束非偏光化；及将经受光侧偏光消除元件的上述光束，以配置在上述受光侧偏光消除元件的射出侧的光路的受光侧反射面进行反射。本专利技术的第五方式中，提供一种曝光装置，以通过图案的曝光光，对衬底进行曝光，所述曝光装置包括：衬底夹具，保持上述衬底；位置检测装置，如上述第一方式与第二方式，对关于与保持于上述衬底夹具的上述衬底的被曝光面交差的方向的被曝光面的位置进行检测；及驱动装置，基于上述位置检测装置的检测结果，驱动保持上述衬底的上述衬底夹具。本专利技术的第六方式中，提供一种曝光方法，以通过图案的曝光光，对衬底进行曝光，所述曝光方法包括：通过衬底夹具，保持上述衬底；使用如上述第三或第四方式的位置检测方法，对关于与保持于上述衬底夹具的上述衬底的被曝光面交差的方向的被曝光面的位置进行检测；及基于上述被曝光面的位置检测结果，驱动保持上述衬底的上述衬底夹具。本专利技术的第七方式中，提供一种制造具有电路图案的器件的器件制造方法，包括：使用如第五方式的曝光装置，将与上述电路图案对应的图案曝光到衬底；及对曝光有上述图案的上述衬底进行显影。本专利技术的第八方式中，提供一种制造具有电路图案的器件的器件制造方法，包括：使用如第六方式的曝光方法，将与上述电路图案对应的图案曝光到衬底；及对曝光有上述图案的上述衬底进行显影。在依照本专利技术的典型的方式的位置检测装置中，作为用于补偿穿过了投射系统及受光系统中的至少一个的反射面的光束的偏光成分所致的相对的位置错移的位置错移补偿构件，具备配置于投射系统的光瞳空间或受光系统的光瞳空间并根据入射光线的偏光方向将射出光线的行进方向以不同的角度倾斜的补偿元件；或配置于投射系统的物体空间或像空间、或者受光系统的物体空间或像空间并根据入射光线的偏光方向将射出光线的行进方向以不同的距离平行移动的补偿元件。利用该补偿元件的作用，可以在实质上不受在穿过了反射面的光束中产生的偏光成分所致的相对的位置错移等的影响，高精度地检测出受检面的面位置。另外，在依照本专利技术的其他的典型的方式的位置检测装置中，具备用于减少穿过了投射系统中的反射面及受光系统中的反射面的光束的偏光成分所致的相对的位置错移的影响的偏光消除元件(消偏振镜)。利用该偏光消除元件的作用，可以在实质上不受在穿过了反射面的光束中产生的偏光成分所致的相对的位置错移等的影响，高精度地检测出受检面的面位置。从而，当将本专利技术的位置检测装置适用于曝光装置中的感光性衬底相对于投影光学系统的面位置的检测中时，可以在实质上不受在穿过了反射面的光束中产生的偏光成分所致的相对的位本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种位置检测装置，具备从相对于受检面倾斜的方向向上述受检面上投射光束的投射系统、接收由上述受检面反射的上述光束的受光系统，及基于利用上述受光系统的上述光束的受光结果，检测出关于与上述受检面交差的方向的上述受检面的位置的检测部，该位置检测装置的特征是，还包括：配置在上述投射系统的光路，将上述光束反射的投射侧反射面；及配置在上述投射系统的光路中上述投射侧反射面的射出侧的光路，将在上述投射侧反射面反射的上述光束非偏光化的投射侧偏光消除元件，上述投射系统通过上述投射侧偏光消除元件将上述光束投射到上述受检面。

【技术特征摘要】
2005.07.08 JP 200178/20051.一种位置检测装置，具备从相对于受检面倾斜的方向向上述受检面上投射光束的投射系统、接收由上述受检面反射的上述光束的受光系统，及基于利用上述受光系统的上述光束的受光结果，检测出关于与上述受检面交差的方向的上述受检面的位置的检测部，该位置检测装置的特征是，还包括：配置在上述投射系统的光路，将上述光束反射的投射侧反射面；配置在上述投射系统的光路中上述投射侧反射面的射出侧的光路，将在上述投射侧反射面反射的上述光束非偏光化的投射侧偏光消除元件；受光侧偏光消除元件，其配置于上述受光系统的光路，将由上述受检面反射的上述光束进行非偏光化；以及受光侧反射面，其配置于上述受光系统的光路中上述受光侧偏光消除元件的射出侧，将通过上述受光侧偏光消除元件的上述光束进行反射；上述投射系统通过上述投射侧偏光消除元件将上述光束投射到上述受检面，且上述受光系统通过上述受光侧偏光消除元件而接收由上述受检面反射的上述光束。2.根据权利要求1所述的位置检测装置，其特征是，上述投射侧偏光消除元件包括由具有双折射性的晶体材料形成的楔形棱镜。3.根据权利要求1所述的位置检测装置，其特征是，上述投射侧偏光消除元件将由上述投射侧反射面反射的上述光束所包含的P偏光成分的光和S偏光成分的光分别非偏光化。4.根据权利要求1所述的位置检测装置，其特征是，上述投射侧反射面包括将上述光束全反射的投射侧全反射面。5.根据权利要求1所述的位置检测装置，其特征是，还包括：配置在上述投射系统，具有上述投射侧反射面的投射侧棱镜，上述投射侧反射面是将入射到上述投射侧棱镜的内部的上述光束在上述投射侧棱镜的内部进行反射。6.根据权利要求5所述的位置检测装置，其特征是，上述投射侧反射面包括上述投射侧棱镜具有的一对投射侧内面反射面。7.根据权利要求1所述的位置检测装置，其特征是，上述受光侧偏光消除元件包括由具有双折射性的晶体材料形成的楔形棱镜。8.根据权利要求1所述的位置检测装置，其特征是，上述受光侧偏光消除元件将由上述受检面反射的上述光束所包含的P偏光成分的光和S偏光成分的光分别非偏光化。9.根据权利要求1所述的位置检测装置，其特征是，上述受光侧反射面包括将被上述受光侧偏光消除元件非偏光化的上述光束进行全反射的受光侧全反射面。10.根据权利要求1所述的位置检测装置，其特征是，还包括配置在上述受光系统，具有上述受光侧反射面的受光侧棱镜，上述受光侧反射面是将入射到上述受光侧棱镜的内部的上述光束在上述受光侧棱镜的内部进行反射。11.根据权利要求10所述的位置检测装置，其特征是，上述受光侧反射面包括上述受光侧棱镜具有的一对受光侧内面反射面。12.根据权利要求1所述的位置检测装置，其特征是，上述投射系统将规定图案的第一像形成在上述受检面上；上述受光系统形成上述规定图案的第二像；上述检测部检测出与上述受检面的移动相对应的上述第二像的横向错移量，并基于上述横向错移量检测上述受检面的位置。13.根据权利要求12所述的位置检测装置，其特征是，上述规定图案包括具有一定间距的图案，上述检测部对关于上述一定间距的方向的上述横向错移量进行检测。14.一种位置检测方法，从相对于受检面倾斜的方向向上述受检面上投射光束、接收由上述受检面反射的上述光束，及基于上述光束的受光结果，检测出关于与上述受检面交差的方向的上述受检面的位置，该位置检测方法的特征是，还包括：以配置在上述光束的投射侧的光路的投射侧反射面，反射上述光束；将在上述投射侧反射面反射的上述光束，利用配置在上述投射侧反射面的射出侧的光路的投射侧偏光消除元件，进行非偏光化；通过上述投射侧偏光消除元件将上述非偏光化的上述光束投射到上述受检面；将由上述受检面反射的上述光束，通过配置在上述光束的受光侧的受光侧偏光消除元件进行非偏光化；以及将通过上述受光侧偏光消除元件的上述光束，以配置于上述受光侧偏光消除元件的射出侧的光路的受光侧反射面进行反射；以及基于通过上述受光侧反射面的上述光束的受光结果，而检测上述受检面的位置。15.根据权利要求14所述的位置检测方法，其特征是，上述投射侧偏光消除元件包括由具有双折射性的晶体材料形成的楔形棱镜。16.根据权利要求14所述的位置检测方法，其特征是，上述投射侧偏光消除元件将由上述投射侧反射面反射的上述光束所包含的P偏光成分的光和S偏光成分的光分别非偏光化。17.根据权利要求14所述的位置检测方法，其特征是，还包括：通过上述投射侧偏光消除...

【专利技术属性】
技术研发人员：日高康弘，长山匡，
申请(专利权)人：株式会社尼康，
类型：发明
国别省市：日本;JP