[发明专利]位置检测装置、曝光装置及曝光方法

说明书

本发明是申请号200680024570.8，发明名称为“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。

技术领域

本发明涉及位置检测装置、曝光装置及曝光方法。本发明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。

背景技术

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。

发明内容

本发明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，本发明的目的在于，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，本发明的第一方式中，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。

本发明的第二方式中，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。

本发明的第三方式中，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。