(57)【要約】【課題】  被検面の面位置を正確に検出することができる面位置検出装置を提供する。【解決手段】  被検面Ｗの面位置を検出する面位置検出装置２において、光源から供給される検出光を被検面Ｗ上に斜め方向から送光して、該被検面Ｗ上の複数の計測点のそれぞれに複数の第１スリットを投射する送光光学系ＳＬと、被検面Ｗにより反射された検出光を集光して、複数の第１スリットに対応して設けられた複数の第２スリット上に複数の第１スリットの像を形成する受光光学系ＲＬと、複数の第２スリットのそれぞれを介した検出光のそれぞれを検出する複数の検出手段とを備え、複数の検出手段のそれぞれは、第２スリットの短手方向を横切る方向に並んで配置されている複数のセンサを備える。【選択図】  図１
2007329384.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検面の面位置を検出する面位置検出装置において、
光源から供給される検出光を前記被検面上に斜め方向から送光して、該被検面上の複数の計測点のそれぞれに複数の第１スリットを投射する送光光学系と、
前記被検面により反射された前記検出光を集光して、前記複数の第１スリットに対応して設けられた複数の第２スリット上に前記複数の第１スリットの像を形成する受光光学系と、
前記複数の第２スリットのそれぞれを介した前記検出光のそれぞれを検出する複数の検出手段とを備え、
前記複数の検出手段のそれぞれは、前記第２スリットの短手方向を横切る方向に並んで配置されている複数のセンサを備えることを特徴とする面位置検出装置。
【請求項２】
前記検出手段の複数のセンサは、前記第２スリットの長手方向に並んで配置されていることを特徴とする請求項１記載の面位置検出装置。
【請求項３】
前記検出手段は、一つの計測点に対応する前記複数のセンサからの出力に基づいて、前記一つの計測点についての計測結果を出力することを特徴とする請求項１または請求項２記載の面位置検出装置。
【請求項４】
前記複数のセンサ毎の受光タイミングを調整する調整手段を備え、
前記複数のセンサは、前記調整手段により調整された前記受光タイミングで前記検出光を検出することを特徴とする請求項３記載の面位置検出装置。
【請求項５】
所定のパターンを感光性基板上に露光する露光装置において、
前記感光性基板の面位置を検出するための請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の面位置検出装置を備えることを特徴とする露光装置。
【請求項６】
請求項５記載の露光装置を用いて所定のパターンを感光性基板上に露光する露光工程と、
前記露光工程により露光された前記感光性基板を現像する現像工程と、
を含むことを特徴とするデバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体素子や液晶表示素子等を製造するためのリソグラフィ工程で用いられる面位置検出装置、該面位置検出装置を備えた露光装置及び該露光装置を用いたデバイスの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
マスク上に形成されたパターンを投影光学系を介して基板上に投影露光する投影露光装置においては、投影光学系の焦点深度が比較的浅く、かつ、基板面が平坦でない場合もあるため、スループットを低下させることなく、基板上の露光領域における投影光学系に対するフォーカス位置の調整を正確に行なう必要がある。投影光学系の光軸方向における基板位置の検出装置としては、例えば、被検面としての基板に対して検出光を斜め方向から送光し、基板上に送光スリットの中間像を投射し、基板面により反射された検出光を集光して、受光スリット上に送光スリットの像を形成し、受光スリットを通過した検出光を検出する斜入射型オートフォーカスセンサ（面位置検出装置）が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平５−１２９１８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述の斜入射型オートフォーカスセンサにおいては、送光スリットの大きさは有限であるため、送光スリットと受光スリットとの間に回転誤差が残存している場合、基板表面の状態、構造に起因して、計測誤差が発生し、投影光学系に対する基板のフォーカス位置を正確に計測することができないという問題があった。
【０００４】
この発明の課題は、被検面の面位置を正確に検出することができる面位置検出装置、該面位置検出装置を備えた露光装置及び該露光装置を用いたデバイスの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明の面位置検出装置は、被検面（Ｗ）の面位置を検出する面位置検出装置（２）において、光源から供給される検出光を前記被検面（Ｗ）上に斜め方向から送光して、該被検面（Ｗ）上の複数の計測点のそれぞれに複数の第１スリット（Ｓ１〜Ｓ２５）を投射する送光光学系（ＳＬ）と、前記被検面（Ｗ）により反射された前記検出光を集光して、前記複数の第１スリット（Ｓ１〜Ｓ２５）に対応して設けられた複数の第２スリット（Ｒ１〜Ｒ２５）上に前記複数の第１スリット（Ｓ１〜Ｓ２５）の像を形成する受光光学系（ＲＬ）と、前記複数の第２スリット（Ｒ１〜Ｒ２５）のそれぞれを介した前記検出光のそれぞれを検出する複数の検出手段（ＲＳ１〜ＲＳ２５）とを備え、前記複数の検出手段（ＲＳ１〜ＲＳ２５）のそれぞれは、前記第２スリット（Ｒ１〜Ｒ２５）の短手方向を横切る方向に並んで配置されている複数のセンサ（Ｃ１〜Ｃ４）を備えることを特徴とする。
【０００６】
また、この発明の露光装置は、所定のパターンを感光性基板（Ｗ）上に露光する露光装置において、前記感光性基板（Ｗ）の面位置を検出するためのこの発明の面位置検出装置（２）を備えることを特徴とする。
【０００７】
また、この発明のデバイスの製造方法は、この発明の露光装置を用いて所定のパターンを感光性基板（Ｗ）上に露光する露光工程（Ｓ３０３）と、前記露光工程（Ｓ３０３）により露光された前記感光性基板（Ｗ）を現像する現像工程（Ｓ３０４）とを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
この発明の面位置検出装置によれば、複数の第２スリットのそれぞれに対応して設けられた複数の検出手段のそれぞれが第２スリットの短手方向を横切る方向に並んで配置されている複数のセンサと、複数のセンサ毎の受光タイミングを調整する調整手段を備えているため、第１スリットと第２スリットとの間に回転誤差が残存している場合においても被検面の面位置を正確に計測することができる。
【０００９】
また、この発明の露光装置によれば、この発明の面位置検出装置を備えているため、感光性基板の面位置を正確に検出することができる。したがって、感光性基板の面位置を正確に調整することができ、高精度な露光を行なうことができる。
【００１０】
また、この発明のデバイスの製造方法によれば、この発明の面位置検出装置を備えた露光装置を用いて露光を行なうため、感光性基板の面位置を正確に検出することができ、感光性基板の面位置を正確に調整することができる。したがって、高精度な露光を行なうことができ、良好なデバイスを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して、この発明の実施の形態にかかる投影露光装置について説明する。図１は、この発明の実施の形態にかかる投影露光装置の概略構成を示す図である。以下の説明においては、図１中に示すＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。ＸＹＺ直交座標系は、Ｘ軸及びＹ軸がウエハＷに対して平行となるよう設定され、Ｚ軸がウエハＷに対して直交する方向に設定されている。図中のＸＹＺ座標系は、実際にはＸＹ平面が水平面に平行な面に設定され、Ｚ軸が鉛直上方向に設定される。
【００１２】
図１に示すように、光源を含む照明光学系ＩＬから射出された露光光は、レチクルステージＲＳＴに載置されているレチクルＲを照明する。レチクルステージＲＳＴの位置は、図示しないレチクルステージ干渉計によって計測され且つ位置制御されている。レチクルＲに形成されている露光パターンを通過した露光光は、投影光学系ＰＬを介して、ウエハホルダＷＨを介してウエハテーブルＷＴに載置されているウエハＷ上に、レチクルＲのパターン像を投影する。ウエハテーブルＷＴは、ウエハステージとしてのＺステージＺＳ、ＸステージＸＳ及びＹステージＹＳ上に載置されている。ＺステージＺＳは投影光学系ＰＬの光軸に沿ったフォーカシング方向（Ｚ方向）へ移動可能に構成されており、ＸステージＸＳ及びＹステージＹＳはウエハＷを投影光学系ＰＬの光軸に垂直な平面（ＸＹ平面）内で平行移動、微小回転可能に構成されている。また、ウエハステージの位置は、図示しないウエハステージ干渉計によって計測され且つ位置制御されている。
【００１３】
この投影露光装置は、面位置検出装置２を備えている。この面位置検出装置２は、投影光学系ＰＬによる結像面に対する焦点深度の幅内にウエハＷの露光領域を収めるために、投影光学系ＰＬの光軸方向（Ｚ方向）におけるウエハＷの位置を検出する。
【００１４】
面位置検出装置２は、図１に示すように、送光光学系ＳＬ及び受光光学系ＲＬを備えている。送光光学系ＳＬは、図示しない光源から供給される検出光を被検面であるウエハＷ上に斜め方向から送光して、ウエハＷ上の複数の計測点それぞれに後述する複数の送光スリット（第１スリット）Ｓ１〜Ｓ２５を投射する。受光光学系ＲＬは、ウエハＷにより反射された検出光を集光して後述する受光スリット（第２スリット）Ｒ１〜Ｒ２５上に送光スリットＳ１〜Ｓ２５の像を形成する。
【００１５】
送光光学系ＳＬに検出光を供給する光源（図示せず）から射出した検出光は、コリメートレンズ等（図示せず）を介して、ライトガイドファイバ１０の入射端（図示せず）に入射する。ライトガイドファイバ１０の内部を伝播した検出光は、図１に示すように、ライトガイドファイバ１０の射出端１０ａから射出し、コンデンサレンズ１１を通過して、送光スリットプリズム１２に入射する。
【００１６】
図２は、送光スリットプリズム１２の射出面１２ａの構成を示す図である。送光スリットプリズム１２の射出面１２ａは、ウエハＷと光学的にほぼ共役な位置に配置されている。また、射出面１２ａには、図２に示すように、複数の送光スリットＳ１〜Ｓ２５が配列されている。射出面１２ａの複数の送光スリットＳ１〜Ｓ２５を通過した検出光は、折り曲げミラー１６により反射され、第２対物レンズ１７を通過し、折り曲げミラー１８により反射される。折り曲げミラー１８により反射された検出光は、後述する第１対物レンズ２３のほぼ焦点面に位置するように配置されている振動ミラー２１により反射される。振動ミラー２１は、図中矢印方向に振動可能に構成されており、後述する受光スリットＲ１〜Ｒ２５と、受光スリットＲ１〜Ｒ２５上に形成される送光スリットＳ１〜Ｓ２５の像とを相対的に走査させる。
【００１７】
振動ミラー２１により反射された検出光は、第１対物レンズ２３を通過して、菱形断面を有する四角柱状の菱形プリズム２４に入射する。菱形プリズム２４の入射面を透過した検出光は、互いに平行な一対の反射面で順次反射され、入射面に平行な射出面から射出する。菱形プリズム２４を通過することにより送光光学系ＳＬを通過した検出光は、ウエハＷ上に斜め方向から入射する。
【００１８】
図３は、射出面１２ａの複数の送光スリットＳ１〜Ｓ２５を通過した検出光がウエハＷ上の複数の計測点のそれぞれを照射することにより形成される送光スリットＳ１〜Ｓ２５の像Ｔ１〜Ｔ２５を示す図である。なお、図中破線部で示す領域Ａは露光領域である。
【００１９】
ウエハＷにより反射された検出光は、受光光学系ＲＬを構成する菱形プリズム２５に入射する。菱形プリズム２５は、菱形プリズム２４と同様に、菱形断面を有する四角柱状のプリズムである。従って、菱形プリズム２５の入射面を通過した検出光は、互いに平行な一対の反射面で順次反射された後、入射面に平行な射出面を通過し、菱形プリズム２５から射出する。
【００２０】
菱形プリズム２５から射出した検出光は、第１対物レンズ２６、第２対物レンズ３１を通過して、折り曲げミラー３３により反射され、受光スリットプリズム３５に入射する。図４は、受光スリットプリズム３５の入射面３５ａの構成を示す図である。受光スリットプリズム３５の入射面３５ａは、ウエハＷと光学的にほぼ共役な位置に配置されている。また、入射面３５ａには、図４に示すように、送光スリットプリズム１２の射出面１２ａに形成されている複数の送光スリットＳ１〜Ｓ２５に対応する受光スリットＲ１〜Ｒ２５が配列されている。受光スリットＲ１〜Ｒ２５上には、対応する送光スリットＳ１〜Ｓ２５の像が形成される。また、送光スリットＳ１〜Ｓ２５間の光量のバラツキを抑制するために、受光スリットＲ１〜Ｒ２５の長手方向の長さは、送光スリットＳ１〜Ｓ２５の長手方向の長さより短く設定されている。
【００２１】
受光スリットプリズム３５を通過した検出光は、リレーレンズ３６ａ，３６ｂを通過することにより受光光学系ＲＬを通過して、検出部３８に入射する。検出部３８は、受光スリットＲ１〜Ｒ２５を介した検出光を光電変換する。図５は、検出部３８の構成を示す図である。図５に示すように、検出部３８の受光面には受光スリットＲ１〜Ｒ２５のそれぞれに対応して受光センサＲＳ１〜ＲＳ２５が配置されている。
【００２２】
図６は、受光センサＲＳ１の構成を示す図である。なお、受光センサＲＳ２〜ＲＳ２５の構成は、受光センサＲＳ１の構成と同一である。図６に示すように、受光センサＲＳ１は複数（この実施の形態においては４個）のセンサＣ１〜Ｃ４を備えており、センサＣ１〜Ｃ４は受光スリットＲ１の長手方向に並んで配置されている。センサＣ１〜Ｃ４のそれぞれは、送光スリットＳ１と受光スリットＲ１との間の回転量に基づいて受光タイミングが調整されており、ウエハＷ面上の１つの計測点についての検出信号を出力する。また、受光センサＲＳ２〜ＲＳ２５のそれぞれが備える複数のセンサは、送光スリットＳ２〜Ｓ２５と受光スリットＲ２〜Ｒ２５との間の回転量に基づいて受光タイミングが調整されており、ウエハＷ面上の対応する１つの計測点についての検出信号を出力する。
【００２３】
検出部３８は、１つの計測点に対応する４つのセンサ（例えば、ＲＳ１におけるＣ１〜Ｃ４）からの出力に基づいて、１つの計測点についての計測結果を図示しない制御部に対して出力する。各センサからの検出信号強度は振動ミラー２１の振動に伴って変化し、制御部は、振動ミラー２１の振動周期と同一の位相の交流信号の位相を基準として各受光スリットＲ１〜Ｒ２５を通過した検出光の検出信号強度の同期検波を行っている。制御部は、この同期検波の結果に基づいてＺステージＺＳのＺ方向における補正量を算出し、算出結果に基づいてＺステージＺＳをベストフォーカス位置となるように駆動する。
【００２４】
従来の面位置検出装置においては、送光スリット及び受光スリットを通過する検出光の光量を検波していた。従来の面位置検出装置における送光スリットＳの像及び受光スリットＲの位置関係（ウエハＷのＺ方向における位置ずれが−Ｚ、−Ｚ／２、０、＋Ｚ／２、＋Ｚの場合）を図７に示す。図７に示す受光スリットＲに対する送光スリットＳの像の位置を中心として、送光スリットＳの像が振動ミラーの振動に伴って図中矢印方向に振動する。
【００２５】
図８は、各位置ずれ−Ｚ、−Ｚ／２、０、＋Ｚ／２、＋Ｚが生じている場合において、振動ミラーの振動に伴う検出光の光量変化を示すグラフである。図９は、ウエハＷのＺ方向における位置ずれを横軸に、図８に示す検波ポイントＰ１における光量Ｉ１と検波ポイントＰ２における光量Ｉ２の差Ｉを縦軸にしたときの信号電圧の変化を示すグラフである。ここで、送光スリットＳと受光スリットＲとの間に回転誤差が残存している場合、図８に示す波形が変化し、図１０に示すグラフのように光量分布が大きくなり、グラフの線が太くなる。また、図９に示すグラフも変化し、図１１に示すグラフのように信号電圧の幅が大きくなり、グラフの線が太くなる。
【００２６】
このような状態での問題点を以下に説明する。図１２に示すように、明部（高反射率）４０と暗部（低反射率）４２が形成されているウエハＷ０を計測する場合を想定する。この際、例えば、図１３に示すように明部４０と暗部４２の境界部に送光スリットＳ１の像Ｔ１（送光スリットＳ２〜Ｓ２５の像Ｔ２〜Ｔ２５）が形成される場合と、図１４に示すように明部４０と暗部４２の境界部に送光スリットＳ１の像Ｔ１（送光スリットＳ２〜Ｓ２５の像Ｔ２〜Ｔ２５）が形成される位置に設置する場合、即ち、明部４０と暗部４２の位置が図１３に示す場合に対して反転するように形成される場合とが想定される。この場合において、前述した回転誤差が残存していると、図１５に示すように、図１３及び図１４で示す計測位置では明暗部４０，４２の影響を受け、信号がシフトする（ＢとＣ）。したがって、従来の面位置検出装置においては、計測誤差が発生し、ウエハＷのＺ方向における位置を正確に計測することができないという問題があった。
【００２７】
この実施の形態にかかる面位置検出装置においては、受光センサＲＳ１〜ＲＳ２５のそれぞれが備える複数のセンサ（Ｃ１〜Ｃ４）の受光タイミングを調整し、複数のセンサ（Ｃ１〜Ｃ４）は、調整された受光タイミングで検出光を検出する。図１６は、センサＣ１〜Ｃ４の受光タイミングの調整方法を説明するためのフローチャートである。なお、他の受光センサＲＳ２〜ＲＳ２５のそれぞれが備える複数のセンサの受光タイミングの調整方法は、センサＣ１〜Ｃ４の受光タイミングの調整方法と同一である。
【００２８】
まず、基準となる面精度よく反射率が一定の基準ウエハ（例えばレジスト無しのシリコンウエハ）をウエハホルダＷＨ上に設置する（ステップＳ１０）。
【００２９】
次に、ステップＳ１０において設置された基準ウエハを用いて面位置検出装置２により検出光の検出を行なう（ステップＳ１１）。受光センサＲＳ１が備えるセンサＣ１による検出結果として検出値１を、受光センサＲＳ１が備えるセンサＣ４による検出結果として検出値２を得ることができる。
【００３０】
次に、後述するフォーカスオフセット値を求めるための１次係数を算出する（ステップＳ１２）。例えば、送光スリットＳ１と受光スリットＲ１との相対位置関係（ウエハＷのＺ方向における位置ずれが−Ｚ、−Ｚ／２、０、＋Ｚ／２、＋Ｚの場合）が図１７に示すような場合、即ち、送光スリットＳ１が受光スリットＲ１に対して時計まわりに回転している場合について説明する。受光スリットＲ１上に形成される送光スリットＳ１の像が振動ミラー２１の振動に伴って受光スリットＲ１の短手方向に振動した場合、検出値１においては、回転誤差により計測誤差が発生し、図９に示すグラフとならずに図１５のＢに示すグラフとなる。受光スリットＲ１と送光スリットＳ１との間の回転誤差が大きくなると、図１５のＢに示すグラフが−Ｚ方向に移動する。また、検出値２においては、回転誤差により計測誤差が発生し、図９に示すグラフとならずに図１５のＣに示すグラフとなる。受光スリットＲ１と送光スリットＳ１との間の回転誤差が大きくなると、図１５のＣに示すグラフが＋Ｚ方向に移動する。
【００３１】
ここで、図１５のＢに示すウエハＷのＺ方向における位置の計測誤差量をＺ１、図１５のＣに示すウエハＷのＺ方向における位置の計測誤差量をＺ２、受光スリットＲ１の長手方向の長さをＬとしたとき、回転量に相当する１次係数Ｋは、（Ｚ１−Ｚ２）／（Ｌ／２）となる。なお、送光スリットＳ１が受光スリットＲ１に対して反時計まわりに回転している場合には、検出値１においては図１５のＣに示すグラフとなり、検出値２においては図１５のＢに示すグラフとなる。
【００３２】
次に、ステップＳ１２において算出した１次係数に基づいて、各センサＣ１〜Ｃ４の配列方向に対するフォーカスオフセット量を算出する（ステップＳ１３）。フォーカスオフセット量は、図１８に示すように、受光スリットＲ１の中心から各センサＣ１〜Ｃ４の中心までの距離ａ１〜ａ４と１次係数Ｋとの積となる。即ち、センサＣ１のフォーカスオフセット量ｆ１はａ１×Ｋ、センサＣ２のフォーカスオフセット量ｆ２はａ２×Ｋ、センサＣ３のフォーカスオフセット量ｆ３はａ３×Ｋ、センサＣ４のフォーカスオフセット量ｆ４はａ４×Ｋとなる。
【００３３】
次に、ステップＳ１３において算出した各センサＣ１〜Ｃ４のフォーカスオフセット量ｆ１〜ｆ４に基づいて、各センサＣ１〜Ｃ４の受光タイミングを調整する（ステップＳ１４）。例えば、図１７に示すように送光スリットＳ１が受光スリットＲ１に対して時計まわりに回転している場合、センサＣ１により検波される検出光の位相は早まるため、受光タイミングを早める調整を行う。また、センサＣ４により検波される検出光の位相は遅れるため、受光タイミングを遅らせる調整を行う。センサＣ２については受光タイミングを少量早める調整を行い、センサＣ３については受光タイミングを少量遅らせる調整を行う。
【００３４】
次に、ステップＳ１４において調整されたセンサＣ１〜Ｃ４を用いて検出光の検出を行い、受光スリットＲ１と送光スリットＳ１との間の回転誤差による計測誤差が補正されていることを確認する。計測誤差が補正されていない場合には、ステップＳ１０〜ステップＳ１４の動作を繰り返し、各センサＣ１〜Ｃ４の受光タイミングの再調整を行う。
【００３５】
次に、センサＣ１〜Ｃ４の受光タイミングの他の調整方法について説明する。なお、他の受光センサＲＳ２〜ＲＳ２５のそれぞれが備える複数のセンサの受光タイミングの他の調整方法は、センサＣ１〜Ｃ４の受光タイミングの他の調整方法と同一である。
【００３６】
この実施の形態にかかる面位置検出装置２において、各センサＣ１〜Ｃ４の受光タイミングを調整していない状態で検出光の検出を行った際、ウエハＷの位置ずれ−Ｚ、−Ｚ／２、０、＋Ｚ／２、＋Ｚが生じている場合における振動ミラー２１の振動に伴う検出光の光量変化は、図１０に示すグラフのようになる。また、ウエハＷのＺ方向における位置ずれを横軸に、図１０に示す検波ポイントＰ１における光量Ｉ１と検波ポイントＰ２における光量Ｉ２の差Ｉを縦軸にしたときの信号電圧の変化は、図１１に示すグラフのようになる。即ち、受光スリットＲ１と送光スリットＳ１との間の回転誤差により、図１０に示すように信号電圧の幅が大きくなるためグラフの線が太くなり、図１１に示すように光量分布が大きくなるためグラフの線が太くなる。
【００３７】
ここで、各センサＣ１〜Ｃ４の受光タイミングを調整しつつ、光量分布が最も細くなる各センサＣ１〜Ｃ４の受光タイミングを探知する。即ち、各センサＣ１〜Ｃ４により検波させる検出光の位相を変化させることにより、各センサＣ１〜Ｃ４の同期検波のゼロ点を変化させ、光量分布が最も小さくなり、図１１に示すグラフの線が細くなる部分を探知する。そして、光量分布が最も小さくなり、図１１に示すグラフの線が細くなるセンサＣ１〜Ｃ４の受光タイミングを設定する。次に、受光タイミングが設定されたセンサＣ１〜Ｃ４を用いて検出光の検出を行い、受光スリットＲ１と送光スリットＳ１との間の回転誤差による計測誤差が補正されていることを確認する。計測誤差が補正されていない場合には、各センサＣ１〜Ｃ４の受光タイミングの再設定を行う。
【００３８】
この実施の形態にかかる面位置検出装置２によれば、複数の受光スリットＲ１〜Ｒ２５のそれぞれに対応して設けられた複数の受光素子ＲＳ１〜ＲＳ２５のそれぞれが受光スリットＲ１〜Ｒ２５の短手方向を横切る方向に並んで配置されている複数のセンサ（Ｃ１〜Ｃ４）を備え、複数のセンサ（Ｃ１〜Ｃ４）毎の受光タイミングを調整することができるため、送光スリットＳ１〜Ｓ２５と受光スリットＲ１〜Ｒ２５との間に回転誤差が残存している場合においても被検面としてのウエハＷ面の面位置を正確に計測することができる。また、実施の形態にかかる投影露光装置によれば、面位置検出装置２を備えているため、ウエハＷのＺ方向における位置を正確に調整することができ、高精度な露光を行なうことができる。
【００３９】
また、通常、送光スリットＳ１〜Ｓ２５と受光スリットＲ１〜Ｒ２５との間の回転誤差の量は同一であるが、個々のスリットの回転誤差が異なる場合がある。この場合においても、個々のスリットに対応した受光センサが備える複数のセンサの受光タイミングを個々に調整することができるため、計測誤差を高精度に補正することができる。なお、この実施の形態においては、受光素子Ｒ１〜Ｒ２５が備える複数のセンサ（Ｃ１〜Ｃ４）が受光スリットＲ１〜Ｒ２５の長手方向に並んで配置されているが、受光スリットＲ１〜Ｒ２５の短手方向を横切る方向に並んで配置されていればよい。
【００４０】
上述の実施の形態にかかる投影露光装置では、投影光学系を用いてレチクル（マスク）により形成された転写用のパターンを感光性基板（プレート）に露光する（露光工程）ことにより、マイクロデバイス（半導体素子、撮像素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド等）を製造することができる。以下、上述の実施の形態にかかる投影露光装置を用いて感光性基板としてのプレート等に所定の回路パターンを形成することによって、マイクロデバイスとしての半導体デバイスを得る際の手法の一例につき図１９のフローチャートを参照して説明する。
【００４１】
先ず、図１９のステップＳ３０１において、１ロットのプレート上に金属膜が蒸着される。次のステップＳ３０２において、１ロットのプレート上の金属膜上にフォトレジストが塗布される。その後、ステップＳ３０３において、上述の実施の形態にかかる投影露光装置を用いて、投影露光装置が備える面位置検出装置によりプレート上のフォーカス位置の調整を行ないつつ、マスクのパターンの像が投影光学系を介して、その１ロットのプレート上の各ショット領域に順次露光転写される。その後、ステップＳ３０４において、１ロットのプレート上のフォトレジストの現像が行われた後、ステップＳ３０５において、その１ロットのプレート上でレジストパターンをマスクとしてエッチングを行うことによって、マスクのパターンに対応する回路パターンが、各プレート上の各ショット領域に形成される。
【００４２】
その後、更に上のレイヤの回路パターンの形成等を行ない、プレートから複数のデバイスに切断され、半導体素子等のデバイスが製造される。上述の半導体デバイス製造方法によれば、上述の実施の形態にかかる投影露光装置を用いて露光を行なっているため、高精度に露光を行なうことができ、良好な半導体デバイスを得ることができる。なお、ステップＳ３０１〜ステップＳ３０５では、プレート上に金属を蒸着し、その金属膜上にレジストを塗布、そして露光、現像、エッチングの各工程を行っているが、これらの工程に先立って、プレート上にシリコンの酸化膜を形成後、そのシリコンの酸化膜上にレジストを塗布、そして露光、現像、エッチング等の各工程を行っても良いことはいうまでもない。
【００４３】
また、上述の実施の形態にかかる投影露光装置では、プレート（ガラス基板）上に所定のパターン（回路パターン、電極パターン等）を形成することによって、マイクロデバイスとしての液晶表示素子を得ることもできる。以下、図２０のフローチャートを参照して、このときの手法の一例につき説明する。まず、図２０において、パターン形成工程Ｓ４０１では、上述の実施の形態にかかる投影露光装置を用いてマスクのパターンを感光性基板（レジストが塗布されたガラス基板等）に転写露光する、所謂光リソグラフィ工程が実行される。この光リソグラフィ工程によって、感光性基板上には多数の電極等を含む所定パターンが形成される。その後、露光された基板は、現像工程、エッチング工程、レジスト剥離工程等の各工程を経ることによって、基板上に所定のパターンが形成され、次のカラーフィルタ形成工程Ｓ４０２へ移行する。
【００４４】
次に、カラーフィルタ形成工程Ｓ４０２では、Ｒ（Red）、Ｇ（Green）、Ｂ（Blue）に対応した３つのドットの組がマトリックス状に多数配列されたり、またはＲ、Ｇ、Ｂの３本のストライプのフィルタの組を複数水平走査線方向に配列されたりしたカラーフィルタを形成する。そして、カラーフィルタ形成工程Ｓ４０２の後に、セル組み立て工程Ｓ４０３が実行される。セル組み立て工程Ｓ４０３では、パターン形成工程Ｓ４０１にて得られた所定パターンを有する基板、およびカラーフィルタ形成工程Ｓ４０２にて得られたカラーフィルタ等を用いて液晶パネル（液晶セル）を組み立てる。セル組み立て工程Ｓ４０３では、例えば、パターン形成工程Ｓ４０１にて得られた所定パターンを有する基板とカラーフィルタ形成工程Ｓ４０２にて得られたカラーフィルタとの間に液晶を注入して、液晶パネル（液晶セル）を製造する。
【００４５】
その後、モジュール組み立て工程Ｓ４０４にて、組み立てられた液晶パネル（液晶セル）の表示動作を行わせる電気回路、バックライト等の各部品を取り付けて液晶表示素子として完成させる。上述の液晶表示素子の製造方法によれば、上述の実施の形態にかかる投影露光装置を用いて露光を行なっているため、高精度に露光を行なうことができ、良好な液晶表示素子を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】実施の形態にかかる投影露光装置の構成を示す図である。
【図２】実施の形態にかかる送光スリットプリズムの射出面の構成を示す図である。
【図３】実施の形態にかかるウエハ面上に形成される送光スリットの像を示す図である。
【図４】実施の形態にかかる受光スリットプリズムの入射面の構成を示す図である。
【図５】実施の形態にかかる検出部の構成を示す図である。
【図６】実施の形態にかかる受光センサの構成を示す図である。
【図７】従来の送光スリットと受光スリットとの相対位置関係を示す図である。
【図８】従来の面位置検出装置において振動ミラーの振動に伴う検出光の光量変化を示すグラフである。
【図９】ウエハのフォーカス位置と光量変化との関係を示すグラフである。
【図１０】実施の形態にかかる面位置検出装置において振動ミラーの振動に伴う検出光の光量変化を示すグラフである。
【図１１】ウエハのフォーカス位置と光量変化との関係を示す図である。
【図１２】ウエハの構成を示す図である。
【図１３】送光スリットの像とウエハとの位置関係を示す図である。
【図１４】送光スリットの像とウエハとの位置関係を示す図である。
【図１５】ウエハのフォーカス位置と光量変化との関係を示すグラフである。
【図１６】実施の形態にかかる複数のセンサの受光タイミングの調整方法を説明するためのフローチャートである。
【図１７】送光スリットと受光スリットとの間に回転誤差が生じている場合における送光スリットと受光スリットの相対位置関係を示す図である。
【図１８】スリットと各センサとのずれ量を説明するための図である。
【図１９】この発明の実施の形態にかかるマイクロデバイスとしての半導体デバイスの製造方法を示すフローチャートである。
【図２０】この発明の実施の形態にかかるマイクロデバイスとしての液晶表示素子の製造方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４７】
ＩＬ…照明光学系、ＰＬ…投影光学系、Ｒ…レチクル、Ｗ…ウエハ、ＲＳＴ…レチクルステージ、ＷＨ…ウエハホルダ、ＷＴ…ウエハテーブル、ＺＳ…Ｚステージ、ＸＳ…Ｘステージ、ＹＳ…Ｙステージ、Ｓ１〜Ｓ２５…送光スリット、Ｒ１〜Ｒ２５…受光スリット、ＲＳ１〜ＲＳ２５…受光センサ、Ｃ１〜Ｃ４…センサ、２…面位置検出装置、ＳＬ…送光光学系、ＲＬ…受光光学系、１２…送光スリットプリズム、１６，１８，３３…折り曲げミラー、２３，２６…第１対物レンズ、１７，３１…第２対物レンズ、２１…振動ミラー、２４，２５…菱形プリズム、３５…受光スリットプリズム、３６ａ，３６ｂ…リレーレンズ、３８…検出部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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