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曝光装置与方法，其利用通过投射光学系统投射图案像对衬底曝光，并且包括衬底夹具，保持衬底；检测装置，检测出用来相对于投射光学系统将衬底表面做定位的修正量；驱动装置，基于修正量驱动衬底夹具。检测装置包括投射系统，通过第一反射面，从倾斜方向对衬底夹具上的衬底表面投射光束；受光系统，包括第二反射面，接收被衬底表面反射的光束；控制系统，基于受光系统的输出导出修正量；偏光变换构件，配置在光束光路中从第一到第二反射面的光路中。偏光变换构件对光束偏光成分的偏光方向做变换，使相对第一反射面的P偏光变成相对第二反射面的S偏光，而相对第一反射面的S偏光变成相对第二反射面的P偏光。

【技术实现步骤摘要】
曝光装置及曝光方法本申请是申请号为200680024570.8的名称为“面位置检测装置、曝光装置及曝光方法”的专利技术专利申请的分案申请，原申请的申请日是2006年06月28日。
本专利技术涉及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，提供一种曝光装置及曝光方法，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，提供一种曝光装置，利用通过投射光学系统投射图案像，对衬底进行曝光。曝光装置的特征在于包括：衬底夹具，保持衬底；检测装置，检测出修正量，所述修正量是用来相对于投射光学系统将所述衬底的表面进行定位；及驱动装置，基于修正量驱动衬底夹具。检测装置还包括：投射系统，通过第一反射面，从倾斜方向对衬底夹具上的衬底的表面投射光束；受光系统，包括第二反射面，接收被衬底的表面反射的光束；控制系统，基于受光系统的输出，导出修正量；偏光变换构件，配置在光束的光路中从第一反射面到第二反射面的光路中，对通过第一反射面的光束的偏光成分的偏光方向，进行变换。偏光变换构件对光束的偏光成分的偏光方向进行变换，以使相对于第一反射面的P偏光成分变成相对于第二反射面的S偏光成分，而相对于第一反射面的S偏光成分变成相对于第二反射面的P偏光成分。本专利技术的第二方式中，提供一种曝光方法，利用通过投射光学系统投射图案像，对衬底进行曝光。所述曝光方法的特征在于包括：通过衬底夹具，保持衬底；检测出修正量，所述修正量是用来相对于投射光学系统将衬底的表面进行定位；及基于修正量驱动衬底夹具。检测修正量还包括：通过第一反射面，从倾斜方向对衬底夹具上的衬底的表面投射光束；通过第二反射面，对被衬底的表面反射的光束进行反射；基于经由第二反射面的光束的受光结果，导出修正量；及通过配置在光束的光路中从第一反射面到第二反射面的光路中的偏光变换构件，对光束的偏光成分的偏光方向进行变换，以使相对于第一反射面的P偏光成分变成相对于第二反射面的S偏光成分，而相对于第一反射面的S偏光成分变成相对于第二反射面的P偏光成分。本专利技术的第三方式中，提供一种器件制造方法，制造具有电路图案的器件。所述器件制造方法的特征在于：使用根据第一方式的曝光装置，将与电路图案对应的图案像投射到衬底，并对衬底进行曝光；及对投射有图案像的衬底进行显影。本专利技术的第四方式中，提供一种器件制造方法，制造具有电路图案的器件。所述器件制造方法的特征在于：使用根据第二方式的曝光方法，将与电路图案对应的图案像投射到衬底，并对衬底进行曝光；及对投射有图案像的衬底进行显影。在依照本专利技术的典型的方式的面位置检测装置中，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面位置检测装置中，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，当将本专利技术的面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置错移等的影响，高精度地检测出受检面的面位置，进而可以将掩模的图案面与感光性衬底的被曝光面相对于投影光学系统高精度地对准，所以可以制造良好的器件。附图说明图1是概略性地表示具备本专利技术的实施方式涉及的面位置检测装置的曝光装置的构成的图。图2是表示图1的投射光学系统及聚光光学系统都是两侧远心的光路图。图3是概略性地表示本实施方式的面位置检测装置中的一对五棱镜间的构成的图。图4是表示在受检面Wa上形成有格子图案3a的一次像的状态的立体图。图5是概略性地表示具有5个在X方向上细长地延伸的矩形的开口部Sa1～Sa5的受光狭缝S的构成的图。图6是表示将5个硅光电二极管PD1～PD5与受光狭缝S的开口部Sa1～Sa5光学地对应地，设于受光部14的受光面14a上的样子的图。图7是说明附设于本实施方式的面位置检测装置中的位置错移补偿构件的构成及作用的图。图8是说明本实施方式的第一变形例的要部构成及作用的图。图9是说明本实施方式的第二变形例的要部构成及作用的图。图10是说明本实施方式的第三变形例的要部构成及作用的图。图11是获得作为微型器件的半导体器件之时的方法的流程图。图12是获得作为微型器件的液晶显示元件之时的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种面位置检测装置，具备从倾斜方向向受检面上投射光束的投射系统、接收由上述受检面反射的光束的受光系统，并基于该受光系统的输出来检测出上述受检面的面位置，该面位置检测装置的特征是，上述投射系统具备第一反射面，上述受光系统具备第二反射面，该面位置检测装置还具备位置错移补偿构件，其用于补偿穿过了上述投射系统的上述第一反射面及上述受光系统的上述第二反射面的光束的偏光成分所致的相对的位置错移。

【技术特征摘要】
2005.07.08 JP 2005-2001781.一种曝光装置，利用通过投射光学系统投射图案像，对衬底进行曝光，所述曝光装置的特征在于：包括：衬底夹具，保持所述衬底；检测装置，检测出修正量，所述修正量是用来相对于所述投射光学系统将所述衬底的表面进行定位；及驱动装置，基于所述修正量驱动所述衬底夹具，所述检测装置包括：投射系统，通过第一反射面，从倾斜方向对所述衬底夹具上的所述衬底的表面投射光束；受光系统，包括第二反射面，接收被所述衬底的表面反射的所述光束；控制系统，基于所述受光系统的输出，导出所述修正量，偏光变换构件，配置在所述光束的光路中从所述第一反射面到所述第二反射面的光路中，对通过所述第一反射面的所述光束的偏光成分的偏光方向，进行变换，所述偏光变换构件对所述光束的偏光成分的偏光方向进行变换，以使相对于所述第一反射面的P偏光成分变成相对于所述第二反射面的S偏光成分，而相对于所述第一反射面的S偏光成分变成相对于所述第二反射面的P偏光成分。2.根据权利要求1所述的曝光装置，其特征在于：所述偏光变换构件包含相位构件，所述相位构件在第一方向和第二方向之间切换所述光束的偏光方向。3.根据权利要求1或2所述的曝光装置，其特征在于：所述偏光变换构件包含旋光器。4.根据权利要求1至3中任意一项所述的曝光装置，其特征在于：所述驱动装置驱动所述衬底夹具，以在所述投射光学系统的焦点深度的范围内，对所述衬底的表面的至少一部分进行定位。5.根据权利要求1至4中任意一项所述的曝光装置，其特征在于：所述驱动装置驱动所述衬底夹具，使与平行于所述投射光学系统的光轴的方向相关的所述衬底的表面的位置以及相对于所述光轴的所述衬底的倾斜的至少其中之一发生变化。6.根据权利要求1至5中任意一项所述的曝光装置，其特征在于：所述控制系统包含检测部，所述检测部基于所述受光系统的输出，检测出所述光束的横向错移量，其中所述横向错移量是基于与所述衬底表面的交差方向相关的所述衬底的表面的移动而生成的，且基于由所述检测部检测出的所述横向错移量，导出所述修正量。7.根据权利要求6所述的曝光装置，其特征在于：所述受光系统包括光学系统，所述光学系统对所述衬底夹具上的所述衬底的表面形成实质上共轭的共轭面。8.根据权利要求1至7中任意一项所述的曝光装置，其特征在于：所述第一反射面和所述第二反射面是设置在棱镜，以在所述棱镜的内部反射所述光束。9.根据权利要求1至8中任意一项所述的曝光装置，其特征在于：所述第一反射面和所述第二反射面是将所述光束全反射。10.一种曝光方法，利用通过投射光学系统投射图案像，对衬底进行曝光，所述曝光方法的特征在于：包括：通过衬底夹具，保持所述衬底；检测出修正量，...

【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