JP4147785B2 - 干渉計、露光装置、露光方法及びステージ装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、レーザ干渉計等の干渉計、この干渉計を用いた露光装置、この露光装置を用いた露光方法及び物品を載置するステージ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体素子等を製造する際に使用される一括露光型（ステッパー方式）、又は走査露光型（ステップ・アンド・スキャン方式等）の露光装置には高い露光精度が要求されている。そのため、従来より露光装置においては、マスクとしてのレチクルを載置して位置決めするレチクルステージ、又は基板としてのウエハを載置して２次元移動するウエハステージには、それぞれその側面に移動鏡が固定されており、レーザ干渉計等の干渉計からその移動鏡に計測ビームを照射することによって、当該ステージの移動量が常時連続的に測定され、この測定値に基づいて高精度にステージの位置決めが行えるようになっている。
【０００３】
図９は、露光装置のステージの位置決めを行うために用いられる従来のレーザ干渉計の構成図である。この図に示すように、レーザ光源１００から射出されたレーザ光Ｌは、偏光ビームスプリッタ１０２に入射する。レーザ光Ｌには、偏光方向が直交する２つの偏光成分が混じっており、入射面に垂直な方向に偏光した成分、即ちＳ偏光成分が偏光ビームスプリッタ１０２により反射されて、参照光ＬＲとして１／４波長板１０４を介して固定鏡１０６に向かう。なお、干渉法には、２つの偏光成分の間に僅かな周波数差を付与するヘテロダイン干渉法と、周波数差を付与しないホモダイン干渉法が存在する。参照光ＬＲは、固定鏡１０６において反射された後、１／４波長板１０４を介してＰ偏光として偏光ビームスプリッタ１０２を透過し、検光子及び光電変換素子を含む検出器１０８に入射する。
【０００４】
一方、レーザ光Ｌの中で、入射面に平行な方向に偏光したＰ偏光成分は、偏光ビームスプリッタ１０２を透過して、測定光ＬＭとして１／４波長板１１０を介してコーナミラー１１２（移動鏡）に向かう。コーナミラー１１２は、偏光ビームスプリッタ１０２からの測定光ＬＭの光軸に平行な方向に沿って移動可能に構成された被検物体に固定されている。
【０００５】
コーナミラー１１２においては、測定光ＬＭが第１反射面１１２ａ及び第２反射面１１２ｂにおいて反射され固定鏡１０６に向かう。固定鏡１０６において反射され、逆進した測定光ＬＭはコーナミラー１１２に向かい、コーナミラー１１２の第２反射面１１２ｂ及び第１反射面１１２ａにおいて反射され、１／４波長板１１０を介してＳ偏光として偏光ビームスプリッタ１０２により反射された後、参照光ＬＲとほぼ同軸に検出器１０８に入射する。検出器１０８では、参照光ＬＲと測定光ＬＭとの干渉光を光電変換することにより、例えばコーナミラー１１２の移動量に応じた計数パルスを生成し、この計数パルスを積算することにより、コーナミラー１１２の移動量が計測される。
【０００６】
この干渉計においては、コーナミラーが振動等により位置ずれ(横ずれ)を起こした場合や、コーナミラー１１２を横にずらして計測する必要がある場合においても偏光ビームスプリッタ１０２からコーナミラー１１２に入射する測定光ＬＭの光路とコーナミラー１１２から偏光ビームスプリッタ１０２に対して射出される測定光ＬＭの光路を同一にすることができる。即ち、コーナミラー１１２が位置ずれを起こした場合(図９において一点鎖線で示す。)においては、コーナミラー１１２の第１反射面１１２ａ及び第２反射面１１２ｂで反射され固定鏡１０６に向かい、固定鏡１０６、第２反射面１１２ｂで反射された測定光ＬＭ'(図９において破線で示す。)は、コーナミラー１１２が位置ずれを起こしていない場合の測定光の光路と同一の光路を介して偏光ビームスプリッタ１０２に入射する。従って、コーナミラー１１２の位置ずれに基づく光量損失及び測定誤差の発生を防止することができる。なお、このような干渉計が特開昭６３−４４１０１号公報に開示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図１０に示すように、上述のような干渉計において偏光ビームスプリッタ１０２に対して固定鏡１０６の測定光ＬＭを反射する面が傾いた状態で、コーナミラー１１２に位置ずれが生じた場合(図１０において一点鎖線で示す。)には、測定誤差が発生する。即ち図１１に示すように、コーナミラー１１２に位置ずれが生じていない場合(光路を実線で示す)と、コーナミラー１１２に位置ずれが生じた場合(光路を破線で示す)には、コーナミラー１１２に位置ずれが生じていない場合の測定光ＬＭとコーナミラー１１２に位置ずれが生じた場合の測定光ＬＭ'の固定鏡１０６に対する入射位置が変わるため測定誤差が生じる。
【０００８】
この発明の課題は、測定光及び参照光の横ずれを招くことなく、かつ計測誤差の極めて小さい干渉計、この干渉計を用いた露光装置、この露光装置を用いた露光方法及びこの干渉計を用いたステージ装置を提供することである。
【０００９】
本発明の干渉計は、レーザ光を測定光と参照光とに分割する光分割部材と、互いに直交する２面または３面の反射面によって前記測定光を反射させる移動鏡と、前記移動鏡を介した前記測定光を奇数回反射させ、該移動鏡に向けて射出させるとともに、前記参照光を奇数回反射させて射出させる光学部材と、前記移動鏡および前記光学部材を介した前記測定光と該光学部材を介した前記参照光との干渉光を検出し、前記移動鏡の移動量を計測する検出手段とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の干渉計は、上記の干渉計において、前記光学部材が３面の反射面を有するプリズム部材であることを特徴とする。
【００１１】
本発明の干渉計によれば、光学部材が傾いた状態で移動鏡の位置がずれた場合においても、測定光と参照光をこの光学部材を透過させて検出器に導くことにより、測定光と参照光を同一の光路を介して、即ち測定光及び参照光の横ずれを招くことなく検出器に導くことができるため測定誤差を極めて小さくすることができる。
【００１２】
また、本発明の干渉計は、上記の干渉計において、前記光学部材が、ペンタプリズム及び直角プリズムによって構成されることを特徴とする。
【００１４】
また、未発明の干渉計によれば、固定鏡としての機能を有する光学部材をペンタプリズム及び直角プリズムにより構成しているため、光学部材に入射する測定光の横ずれの許容量を大きくすることができる。
【００１５】
また、本発明の干渉計は、上記の干渉計において、前記測定光と前記参照光とをほぼ同軸に前記検出手段に入射させるビームスプリッタを備えたことを特徴とする。
【００１６】
本発明の干渉計によれば、小さい測定誤差で安定した計測を行うことができる。
【００１７】
また、本発明の露光装置は、マスクに形成された転写パターンの像を基板に転写する露光装置において、前記マスクが載置されるマスクステージと、前記基板が載置される基板ステージと上記の干渉計とを備え、該干渉計は、前記移動鏡が設けられた前記マスクステージと、前記基板ステージとの少なくとも一方の位置を計測することを特徴とする。
【００１８】
本発明の露光装置によれば、マスクステージと、基板ステージとの少なくとも一方の位置の計測を極めて正確に行うことができるため、マスクに形成された転写パターンの像を基板に極めて正確に重ね合わせ露光することができる。
【００１９】
また、本発明の露光方法は、上記の露光装置を用いた露光方法であって、前記干渉計によって前記マスクステージと、前記基板ステージとの少なくとも一方の位置を計測し、前記マスクに形成された前記転写パターンの像を前記基板に転写する工程を含むことを特徴とする。
【００２０】
本発明の露光方法によれば、マスクに形成された転写パターンの像を基板上に忠実に結像させることができるためスループット良くマイクロデバイス等の製造を行うことができる。
また、本発明のステージ装置は、物品を保持するステージ部を有するステージ装置であって、前記ステージ部に設けられた互いに直交する２面または３面の反射面を有する移動鏡と、前記移動鏡の移動量を計測し、該移動量をもとに前記ステージ部の位置を計測する上記の干渉計とを備えたことを特徴とする。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図１及び図２を参照して、この発明の実施の形態にかかるレーザ干渉計の説明を行う。図１は、実施の形態にかかるレーザ干渉計２の概略構成図である。この図に示すように、レーザ光源１０から射出されたレーザ光Ｌは、第１偏光ビームスプリッタ１２に入射する。レーザ光Ｌには、偏光方向が直交する２つの偏光成分が混じっており、入射面に垂直な方向に偏光した成分、即ちＳ偏光成分が第１偏光ビームスプリッタ１２により反射されて、参照光ＬＲとして第２偏光ビームスプリッタ１４に向かう。
【００２２】
第２偏光ビームスプリッタ１４に入射した参照光ＬＲは、第２偏光ビームスプリッタ１４により反射されて直角プリズム１６及びペンタプリズム１８により構成される光学部材に向かう。直角プリズム１６の反射面１６ａにより反射された参照光ＬＲは、ペンタプリズム１８の第１反射面１８ａ及び第２反射面１８ｂにより反射されて、再度、第２偏光ビームスプリッタ１４に入射する。なお、直角プリズム１６及びペンタプリズム１８により構成される光学部材は、固定鏡としての機能を有しており、直角プリズム１６及びペンタプリズム１８において３回(奇数回)反射して射出される。
【００２３】
第２偏光ビームスプリッタ１４に入射した参照光ＬＲは、第２偏光ビームスプリッタ１４により反射され、１／２波長板２０を介してＰ偏光として第１偏光ビームスプリッタ１２を透過し、検光子及び光電変換素子を含む検出器２２に入射する。
【００２４】
一方、レーザ光Ｌの中で、入射面に平行な方向に偏光したＰ偏光成分は、第１偏光ビームスプリッタ１２を透過して、測定光ＬＭとしてコーナミラー２４（移動鏡）に向かう。コーナミラー２４は、矢印方向に移動可能に構成された被検物体に固定されている移動鏡であって、互いに直交する少なくとも２面以上の反射面を有する移動鏡である。
【００２５】
コーナミラー２４においては、測定光ＬＭが第１反射面２４ａ及び第２反射面２４ｂにおいて反射され第２偏光ビームスプリッタ１４に向かう。第２偏光ビームスプリッタ１４に入射した測定光ＬＭは、第２偏光ビームスプリッタ１４を透過して直角プリズム１６及びペンタプリズム１８により構成される光学部材に向かう。直角プリズム１６の反射面１６ａにより反射された測定光ＬＭは、ペンタプリズム１８の第１反射面１８ａ及び第２反射面１８ｂにより反射されて、再度、第２偏光ビームスプリッタ１４に入射する。即ち、測定光ＬＭは、直角プリズム１６及びペンタプリズム１８に３回(奇数回)反射されて、再度第２偏光ビームスプリッタ１４に入射する。
【００２６】
第２偏光ビームスプリッタ１４に入射した測定光ＬＭは、第２偏光ビームスプリッタ１４を透過して、コーナミラー２４に向かう。コーナミラー２４においては、測定光ＬＭが第２反射面２４ｂ及び第１反射面２４ａにおいて反射され１／２波長板２６を介してＳ偏光として第１偏光ビームスプリッタ１２により反射された後、参照光ＬＲとほぼ同軸に検出器２２に入射する。検出器２２では、参照光ＬＲと測定光ＬＭとの干渉光を光電変換することにより、例えばコーナミラー２４の移動量に応じた計数パルスを生成し、この計数パルスを積算することにより、コーナミラー２４移動量が計測される。
【００２７】
この干渉計においては、コーナミラー２４が振動等により位置ずれ(移動方向に対して直角方向の横ずれ)を起こした場合や、コーナミラー２４を横にずらして計測する必要がある場合においても、コーナミラー２４から第１偏光ビームスプリッタ１２に対して戻る測定光の光路を、コーナミラー２４が位置ずれを起こしている場合と位置ずれを起こしていない場合とで同一の光路とすることができる。
【００２８】
即ち、コーナミラー２４が位置ずれを起こした場合(図２において一点鎖線で示す。)においては、コーナミラー２４の第１反射面２４ａ及び第２反射面２４ｂで反射され第２偏光ビームスプリッタ１４に向かう測定光LM'(図２において破線で示す。)は、コーナミラー２４が位置ずれを起こしていない場合の測定光LM(図２において実線で示す。)と異なる光路を介して第２偏光ビームスプリッタ１４に入射する。
【００２９】
従って、測定光LM'は、測定光LMの直角プリズム１６への入射位置とは、ずれた位置から直角プリズム１６へ入射する。直角プリズム１６へ入射した測定光LM'は、直角プリズム１６の反射面１６ａ、ペンタプリズム１８の第１反射面１８ａ及び第２反射面１８ｂにより反射されて、ペンタプリズム１８から射出される。即ち、直角プリズム１６への入射方向に対して逆進する方向に射出される。
【００３０】
この場合に、測定光LM'は、測定光LMの射出位置からずれた対置から射出されるが、測定光LM'の射出位置と測定光LMの射出位置のずれは、測定光LM'と測定光LMの直角プリズム１６への入射位置のずれの方向及びずれの量を保存したものとなる。従って、コーナミラー２４の第２反射面２４ｂ及び第１反射面２４ａで反射され第１偏光ビームスプリッタ１２に向かう測定光LM'は、コーナミラー２４が位置ずれを起こしていない場合の測定光LMと同一の光路を介して第１偏光ビームスプリッタ１２に入射する。このため、検出器２２に入射する参照光と測定光の位置ずれ(横ずれ)をなくすることができ、干渉計の計測誤差を極めて小さくすることができる。
【００３１】
この実施の形態にかかる干渉計によれば、直角プリズム１６及びペンタプリズム１８により構成される光学部材が第１偏光ビームスプリッタ１２に対して、振動等により傾きを持った場合においても、測定光と参照光をこの光学部材を透過させて検出器に導くことにより、測定光と参照光を同一の光路を介して、即ち測定光及び参照光の相対的な角度ずれを招くことなく、相対的な横ずれがほとんどない状態で検出器に導くことができる。従って、測定誤差を極めて小さくすることができ安定した計測を行うことができる。
【００３２】
また、この実施の形態にかかる干渉計によれば、直角プリズム１６及びペンタプリズム１８により構成される光学部材が固定鏡としての機能を有しているため、別途固定鏡を設ける必要がない。また、固定鏡としての機能を有する光学部材を直角プリズム１６及びペンタプリズム１８により構成しているため、光学部材に入射する測定光の横ずれの許容量、ひいてはコーナミラー２４の横ずれの許容量を大きくすることができる。
【００３３】
なお、この実施の形態にかかる干渉計においては、直角プリズム１６及びペンタプリズム１８を組み合わせて固定鏡としての機能を有する光学部材を構成しているが、同様な構造の光学部材を一体の光学部材として形成しても良い。
【００３４】
また、この実施の形態にかかる干渉計においては、直角プリズム１６及びペンタプリズム１８により構成される光学部材が固定鏡の機能を有していたが、固定鏡を別途に設けてもよい。この場合、固定鏡としてコーナミラーを用いることが好ましい。この場合には、参照光路を進行する参照光が、ペンタプリズム、直角プリズム及び固定鏡を経由し、測定光路を進行する測定光がペンタプリズム、直角プリズム及び移動鏡を経由するように光路を設定すれば良い。この構成においては、測長の基準位置となる固定鏡の位置を任意に設定することが可能であるため、例えば投影露光装置に適用する場合には、干渉計に対するステージの位置ではなく、投影光学系に対するステージの位置の計測が可能になる利点がある。
【００３５】
次に、図３及び図４を参照して、この発明の実施の形態にかかる光学部材、即ち固定鏡としての機能を有する光学部材の他の例について説明する。
【００３６】
図３は、固定鏡としての機能を有する光学部材として用いられる台形プリズム３０を示している。この台形プリズム３０に入射した測定光ＬＭは、第１反射面３０ａ、第２反射面３０ｂ、第３反射面３０ｃにより反射されて、台形プリズム３０から射出され偏光ビームスプリッタ１４に再度入射する。この台形プリズム３０を用いる場合においても、コーナミラー２４の横ずれに起因して、台形プリズム３０への測定光LM'の入射位置が、測定光LMの入射位置とずれた場合には、測定光LM'の射出位置と測定光LMの射出位置のずれは、測定光LM'と測定光LMの台形プリズム３０への入射位置のずれの方向及びずれの量を保存したものとなる。従って、測定光LM'は、コーナミラー２４が位置ずれを起こしていない場合の測定光LMと同一の光路を介して第１偏光ビームスプリッタ１２に入射させることができる。このようにすることで検出器２２に入射する参照光と測定光の位置ずれ(横ずれ)をなくすることができ、干渉計の計測誤差を極めて小さくすることができる。
【００３７】
図４は、固定鏡としての機能を有する光学部材として用いられるプリズム３２を示している。なお、このプリズム３２においては、第２偏光ビームスプリッタ１４と接している底面は、第２偏光ビームスプリッタ１４から測定光が入射する位置が透過面として、プリズム３２の第１反射面３２ａからの光が反射する位置に反射膜を設ける等により、この部分が第２反射面３２ｂとして形成されている。このプリズム３２に入射した測定光ＬＭは、第１反射面３２ａ、第２反射面３２ｂ、第３反射面３２ｃにより反射されて，プリズム３２から射出され第２偏光ビームスプリッタ１４に入射する。従って、このプリズム３２を用いる場合においても、測定光LM'は、コーナミラー２４が位置ずれを起こしていない場合の測定光LMと同一の光路を介して第１偏光ビームスプリッタ１２に入射させることができる。このようにすることで検出器２２に入射する参照光と測定光の位置ずれ(横ずれ)をなくすることができ、干渉計の計測誤差を極めて小さくすることができる。
【００３８】
なお、上述の実施の形態や上記変形例にかかる干渉計においては、コーナミラーとして互いに直行する３つの反射面を有するものや、互いに直交する２つの反射面を有するものを適用することができる。上述の説明では、互いに直行する２つの反射面を有するコーナミラーを用いる場合を説明したが、互いに直交する３つの反射面、即ち立体構造を有するコーナミラーを適用した場合においても本発明の効果を奏する。
【００３９】
次に、この発明の実施の形態にかかるステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置について説明する。図５は、この投影露光装置の構成を示す図である。図５に示す投影露光装置は、露光時に、露光光源、ビーム整形光学系、照度分布均一化用のフライアイレンズ、光量モニタ、可変開口絞り、視野絞り、及びリレーレンズ系等を含む照明系３５から射出された露光光ＩＬにより、ミラー３６及びコンデンサレンズ３７を介してレチクルＲのパターン面（下面）のスリット状の照明領域を照明する。露光光ＩＬとしては、ＫｒＦ（波長２４８ｎｍ）、若しくはＡｒＦ（波長１９３ｎｍ）等のエキシマレーザ光、ＹＡＧレーザの高調波、又は水銀ランプのｉ線（波長３６５ｎｍ）等が使用できる。照明系３５内の可変開口絞りを切り換えることによって、通常の照明方法、輪帯照明、いわゆる変形照明、及び小さいコヒーレンスファクタ（σ値）の照明等の内の所望の照明方法を選択できるように構成されている。露光光源がレーザ光源である場合には、その発光タイミング等は装置全体の動作を統轄制御する主制御系(図示せず)が、レーザ電源(図示せず)を介して制御する。
【００４０】
レチクルＲの露光光ＩＬによる照明領域内のパターンの像は、投影光学系ＰＬを介して投影倍率β（βは、１／４倍、又は１／５倍等）で縮小されて、フォトレジストが塗布されたウエハＷ上のスリット状の露光領域４０に投影される。以下、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに平行にＺ軸を取り、Ｚ軸に垂直な平面内で走査露光時のレチクルＲ及びウエハＷの走査方向に直交する非走査方向（即ち、図５の紙面に垂直な方向）に沿ってＸ軸を取り、走査方向（即ち、図５の紙面に平行な方向）に沿ってＹ軸を取って説明する。
【００４１】
まず、レチクルＲは、レチクルステージＲＳＴ上に真空吸着によって保持されている。図６は、レチクルステージＲＳＴを示す平面図である。この図６に示すように、レチクルステージＲＳＴには、レチクルステージＲＳＴの‐Ｙ方向に２つのレーザ干渉計２ａ，２ｂ、‐Ｘ方向にレーザ干渉計３が設置されている。ここでレーザ干渉計２ａ，２ｂは、図１に示すレーザ干渉計２と同一の構成を有するものである。また、レーザ干渉計３は、レチクルステージＲＳＴの‐Ｘ方向の側面に設置されている移動鏡４６に対してレーザ光を照射してレチクルステージＲＳＴのＸ方向の位置を検出するものである。
【００４２】
これらのレーザ干渉計２ａ，２ｂ，３によってレチクルステージＲＳＴのＸ座標、Ｙ座標、及び回転角が計測され、計測値が主制御系に供給され、主制御系はその計測値に基づいてレチクルステージＲＳＴの移動速度や位置を制御する。
【００４３】
なお、ウエハＷを保持するウエハステージＷＳＴにも、レチクルステージＲＳＴと同様に、Ｘ座標、Ｙ座標、及び回転角を計測するためのレーザ干渉計(図示せず)が設けられており、これらのレーザ干渉計によってウエハステージＷＳＴのＸ座標、Ｙ座標、及び回転角が計測され、計測値が主制御系に供給され、主制御系はその計測値に基づいてウエハステージＷＳＴの移動速度や位置を制御する。
【００４４】
この実施の形態にかかる投影露光装置においては、レーザ干渉計２ａ，２ｂによりレチクルステージＲＳＴの走査方向に沿った位置の計測を極めて正確に行うことができる。従って、レチクルＲに形成された転写パターンの像をウエハＷに極めて正確に重ね合わせ露光することができる。
【００４５】
以下、図７のフローチャートを参照して、図５に示す投影露光装置を用いて感光性基板としてのウェハ等に所定の回路パターンを形成す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説明する。
【００４６】
先ず、図７のステップＳ３０１において、１ロットのウェハ上に金属膜が蒸着される。次のステップＳ３０２において、そのｌロットのウェハ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、図５に示す投影露光装置を用いて、マスク上のパターンの像がその投影光学系（投影光学モジュール）を介して、その１ロットのウェハ上の各ショット領域に順次露光転写される。
【００４７】
即ち、干渉計２ａ，２ｂ，３によりレチクルステージＲＳＴ及びウエハステージＷＳＴの位置の計測を行い、照明光学系（３５，３６，３７）によりマスク(レチクル)上の転写パターンを照明し、投影光学系ＰＬを介して転写パターンの像をウエハ(基板)上に投影して露光転写する。
【００４８】
その後、ステップＳ３０４において、その１ロットのウェハ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ロットのウェハ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、マスク上のパターンに対応する回路パターンが、各ウェハ上の各ショット領域に形成される。その後、更に上のレイヤの回路パターンの形成等を行うことによって、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、極めて微細な回路パターンを有する半導体デバイスをスループット良く得ることができる。
【００４９】
また、図５に示す投影露光装置では、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８のフローチャートを参照して液晶表示素子の製造方法の説明を行う。図８において、パターン形成工程Ｓ４０１では、図５に示す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ー工程が実行される。この光リソグラフィー工程によって、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、レチクル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。
【００５０】
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、又は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、及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。
【００５１】
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、極めて微細な回路パターンを有する液晶表示素子をスループット良く得ることができる。
【００５２】
【発明の効果】
この発明の干渉計によれば、光学部材が傾いた状態で移動鏡の位置がずれた場合においても、測定光と参照光をこの光学部材を透過させて検出器に導くことにより、測定光と参照光を同一の光路を介して、即ち測定光及び参照光の横ずれを招くことなく検出器に導くことができるため測定誤差を極めて小さくすることができる。
【００５３】
また、固定鏡としての機能を有する光学部材をペンタプリズム及び直角プリズムにより構成する場合には、光学部材に入射する測定光の横ずれの許容量を大きくすることができる。
【００５４】
また、固定鏡を光学部材とは独立して設ける場合には、測長の基準位置となる固定鏡の位置を任意に設定することが可能であるため、例えば投影露光装置に適用する場合には、干渉計に対するステージの位置ではなく、投影光学系に対するステージの位置の計測が可能になり設計上の自由度を大きくすることができる。
【００５５】
また、この発明の露光装置によれば、レチクルステージ及び基板ステージの少なくとも一方の位置の計測を極めて正確に行うことができるため、レチクルに形成された転写パターンの像を基板に極めて正確に重ね合わせ露光することができる。
【００５６】
また、この発明の露光方法によれば、レチクルに形成された転写パターンの像を基板上に忠実に結像させることができるためスループット良くマイクロデバイス等の製造を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態にかかるレーザ干渉計の概略構成図である。
【図２】この発明の実施の形態にかかるレーザ干渉計においてコーナミラーに位置ずれが生じた場合の光路を説明するための図である。
【図３】この発明の実施の形態にかかるレーザ干渉計に備えられている光学部材の他の例を示す図である。
【図４】この発明の実施の形態にかかるレーザ干渉計に備えられている光学部材の他の例を示す図である。
【図５】この発明の実施の形態にかかるステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置の構成を示す図である。
【図６】この発明の実施の形態にかかる投影露光装置のレチクルステージを示す平面図である。
【図７】この発明の実施の形態にかかるマイクロデバイスの製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図８】この発明の実施の形態にかかるマイクロデバイスの製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図９】従来のレーザ干渉計の構成図である。
【図１０】従来のレーザ干渉計において測定誤差が発生する場合について説明するための図である。
【図１１】従来のレーザ干渉計において測定誤差が発生する場合の詳細について説明するための図である。
【符号の説明】
２，２ａ，２ｂ，３…レーザ干渉計、１０…レーザ光源、１２…第１偏光ビームスプリッタ、１４…第２偏光ビームスプリッタ、１６…直角プリズム、１８…ペンタプリズム、２０…１／２波長板、２２…検出器、２４…コーナミラー、２６…１／２波長板、３０，３２…光学部材、３５…照明系、Ｒ…レチクル、ＲＳＴ…レチクルステージ、ＰＬ…投影光学系、Ｗ…ウエハ、ＷＳＴ…ウエハステージ。
【発明の属する技術分野】
この発明は、レーザ干渉計等の干渉計、この干渉計を用いた露光装置、この露光装置を用いた露光方法及び物品を載置するステージ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体素子等を製造する際に使用される一括露光型（ステッパー方式）、又は走査露光型（ステップ・アンド・スキャン方式等）の露光装置には高い露光精度が要求されている。そのため、従来より露光装置においては、マスクとしてのレチクルを載置して位置決めするレチクルステージ、又は基板としてのウエハを載置して２次元移動するウエハステージには、それぞれその側面に移動鏡が固定されており、レーザ干渉計等の干渉計からその移動鏡に計測ビームを照射することによって、当該ステージの移動量が常時連続的に測定され、この測定値に基づいて高精度にステージの位置決めが行えるようになっている。
【０００３】
図９は、露光装置のステージの位置決めを行うために用いられる従来のレーザ干渉計の構成図である。この図に示すように、レーザ光源１００から射出されたレーザ光Ｌは、偏光ビームスプリッタ１０２に入射する。レーザ光Ｌには、偏光方向が直交する２つの偏光成分が混じっており、入射面に垂直な方向に偏光した成分、即ちＳ偏光成分が偏光ビームスプリッタ１０２により反射されて、参照光ＬＲとして１／４波長板１０４を介して固定鏡１０６に向かう。なお、干渉法には、２つの偏光成分の間に僅かな周波数差を付与するヘテロダイン干渉法と、周波数差を付与しないホモダイン干渉法が存在する。参照光ＬＲは、固定鏡１０６において反射された後、１／４波長板１０４を介してＰ偏光として偏光ビームスプリッタ１０２を透過し、検光子及び光電変換素子を含む検出器１０８に入射する。
【０００４】
一方、レーザ光Ｌの中で、入射面に平行な方向に偏光したＰ偏光成分は、偏光ビームスプリッタ１０２を透過して、測定光ＬＭとして１／４波長板１１０を介してコーナミラー１１２（移動鏡）に向かう。コーナミラー１１２は、偏光ビームスプリッタ１０２からの測定光ＬＭの光軸に平行な方向に沿って移動可能に構成された被検物体に固定されている。
【０００５】
コーナミラー１１２においては、測定光ＬＭが第１反射面１１２ａ及び第２反射面１１２ｂにおいて反射され固定鏡１０６に向かう。固定鏡１０６において反射され、逆進した測定光ＬＭはコーナミラー１１２に向かい、コーナミラー１１２の第２反射面１１２ｂ及び第１反射面１１２ａにおいて反射され、１／４波長板１１０を介してＳ偏光として偏光ビームスプリッタ１０２により反射された後、参照光ＬＲとほぼ同軸に検出器１０８に入射する。検出器１０８では、参照光ＬＲと測定光ＬＭとの干渉光を光電変換することにより、例えばコーナミラー１１２の移動量に応じた計数パルスを生成し、この計数パルスを積算することにより、コーナミラー１１２の移動量が計測される。
【０００６】
この干渉計においては、コーナミラーが振動等により位置ずれ(横ずれ)を起こした場合や、コーナミラー１１２を横にずらして計測する必要がある場合においても偏光ビームスプリッタ１０２からコーナミラー１１２に入射する測定光ＬＭの光路とコーナミラー１１２から偏光ビームスプリッタ１０２に対して射出される測定光ＬＭの光路を同一にすることができる。即ち、コーナミラー１１２が位置ずれを起こした場合(図９において一点鎖線で示す。)においては、コーナミラー１１２の第１反射面１１２ａ及び第２反射面１１２ｂで反射され固定鏡１０６に向かい、固定鏡１０６、第２反射面１１２ｂで反射された測定光ＬＭ'(図９において破線で示す。)は、コーナミラー１１２が位置ずれを起こしていない場合の測定光の光路と同一の光路を介して偏光ビームスプリッタ１０２に入射する。従って、コーナミラー１１２の位置ずれに基づく光量損失及び測定誤差の発生を防止することができる。なお、このような干渉計が特開昭６３−４４１０１号公報に開示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図１０に示すように、上述のような干渉計において偏光ビームスプリッタ１０２に対して固定鏡１０６の測定光ＬＭを反射する面が傾いた状態で、コーナミラー１１２に位置ずれが生じた場合(図１０において一点鎖線で示す。)には、測定誤差が発生する。即ち図１１に示すように、コーナミラー１１２に位置ずれが生じていない場合(光路を実線で示す)と、コーナミラー１１２に位置ずれが生じた場合(光路を破線で示す)には、コーナミラー１１２に位置ずれが生じていない場合の測定光ＬＭとコーナミラー１１２に位置ずれが生じた場合の測定光ＬＭ'の固定鏡１０６に対する入射位置が変わるため測定誤差が生じる。
【０００８】
この発明の課題は、測定光及び参照光の横ずれを招くことなく、かつ計測誤差の極めて小さい干渉計、この干渉計を用いた露光装置、この露光装置を用いた露光方法及びこの干渉計を用いたステージ装置を提供することである。
【０００９】
本発明の干渉計は、レーザ光を測定光と参照光とに分割する光分割部材と、互いに直交する２面または３面の反射面によって前記測定光を反射させる移動鏡と、前記移動鏡を介した前記測定光を奇数回反射させ、該移動鏡に向けて射出させるとともに、前記参照光を奇数回反射させて射出させる光学部材と、前記移動鏡および前記光学部材を介した前記測定光と該光学部材を介した前記参照光との干渉光を検出し、前記移動鏡の移動量を計測する検出手段とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の干渉計は、上記の干渉計において、前記光学部材が３面の反射面を有するプリズム部材であることを特徴とする。
【００１１】
本発明の干渉計によれば、光学部材が傾いた状態で移動鏡の位置がずれた場合においても、測定光と参照光をこの光学部材を透過させて検出器に導くことにより、測定光と参照光を同一の光路を介して、即ち測定光及び参照光の横ずれを招くことなく検出器に導くことができるため測定誤差を極めて小さくすることができる。
【００１２】
また、本発明の干渉計は、上記の干渉計において、前記光学部材が、ペンタプリズム及び直角プリズムによって構成されることを特徴とする。
【００１４】
また、未発明の干渉計によれば、固定鏡としての機能を有する光学部材をペンタプリズム及び直角プリズムにより構成しているため、光学部材に入射する測定光の横ずれの許容量を大きくすることができる。
【００１５】
また、本発明の干渉計は、上記の干渉計において、前記測定光と前記参照光とをほぼ同軸に前記検出手段に入射させるビームスプリッタを備えたことを特徴とする。
【００１６】
本発明の干渉計によれば、小さい測定誤差で安定した計測を行うことができる。
【００１７】
また、本発明の露光装置は、マスクに形成された転写パターンの像を基板に転写する露光装置において、前記マスクが載置されるマスクステージと、前記基板が載置される基板ステージと上記の干渉計とを備え、該干渉計は、前記移動鏡が設けられた前記マスクステージと、前記基板ステージとの少なくとも一方の位置を計測することを特徴とする。
【００１８】
本発明の露光装置によれば、マスクステージと、基板ステージとの少なくとも一方の位置の計測を極めて正確に行うことができるため、マスクに形成された転写パターンの像を基板に極めて正確に重ね合わせ露光することができる。
【００１９】
また、本発明の露光方法は、上記の露光装置を用いた露光方法であって、前記干渉計によって前記マスクステージと、前記基板ステージとの少なくとも一方の位置を計測し、前記マスクに形成された前記転写パターンの像を前記基板に転写する工程を含むことを特徴とする。
【００２０】
本発明の露光方法によれば、マスクに形成された転写パターンの像を基板上に忠実に結像させることができるためスループット良くマイクロデバイス等の製造を行うことができる。
また、本発明のステージ装置は、物品を保持するステージ部を有するステージ装置であって、前記ステージ部に設けられた互いに直交する２面または３面の反射面を有する移動鏡と、前記移動鏡の移動量を計測し、該移動量をもとに前記ステージ部の位置を計測する上記の干渉計とを備えたことを特徴とする。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図１及び図２を参照して、この発明の実施の形態にかかるレーザ干渉計の説明を行う。図１は、実施の形態にかかるレーザ干渉計２の概略構成図である。この図に示すように、レーザ光源１０から射出されたレーザ光Ｌは、第１偏光ビームスプリッタ１２に入射する。レーザ光Ｌには、偏光方向が直交する２つの偏光成分が混じっており、入射面に垂直な方向に偏光した成分、即ちＳ偏光成分が第１偏光ビームスプリッタ１２により反射されて、参照光ＬＲとして第２偏光ビームスプリッタ１４に向かう。
【００２２】
第２偏光ビームスプリッタ１４に入射した参照光ＬＲは、第２偏光ビームスプリッタ１４により反射されて直角プリズム１６及びペンタプリズム１８により構成される光学部材に向かう。直角プリズム１６の反射面１６ａにより反射された参照光ＬＲは、ペンタプリズム１８の第１反射面１８ａ及び第２反射面１８ｂにより反射されて、再度、第２偏光ビームスプリッタ１４に入射する。なお、直角プリズム１６及びペンタプリズム１８により構成される光学部材は、固定鏡としての機能を有しており、直角プリズム１６及びペンタプリズム１８において３回(奇数回)反射して射出される。
【００２３】
第２偏光ビームスプリッタ１４に入射した参照光ＬＲは、第２偏光ビームスプリッタ１４により反射され、１／２波長板２０を介してＰ偏光として第１偏光ビームスプリッタ１２を透過し、検光子及び光電変換素子を含む検出器２２に入射する。
【００２４】
一方、レーザ光Ｌの中で、入射面に平行な方向に偏光したＰ偏光成分は、第１偏光ビームスプリッタ１２を透過して、測定光ＬＭとしてコーナミラー２４（移動鏡）に向かう。コーナミラー２４は、矢印方向に移動可能に構成された被検物体に固定されている移動鏡であって、互いに直交する少なくとも２面以上の反射面を有する移動鏡である。
【００２５】
コーナミラー２４においては、測定光ＬＭが第１反射面２４ａ及び第２反射面２４ｂにおいて反射され第２偏光ビームスプリッタ１４に向かう。第２偏光ビームスプリッタ１４に入射した測定光ＬＭは、第２偏光ビームスプリッタ１４を透過して直角プリズム１６及びペンタプリズム１８により構成される光学部材に向かう。直角プリズム１６の反射面１６ａにより反射された測定光ＬＭは、ペンタプリズム１８の第１反射面１８ａ及び第２反射面１８ｂにより反射されて、再度、第２偏光ビームスプリッタ１４に入射する。即ち、測定光ＬＭは、直角プリズム１６及びペンタプリズム１８に３回(奇数回)反射されて、再度第２偏光ビームスプリッタ１４に入射する。
【００２６】
第２偏光ビームスプリッタ１４に入射した測定光ＬＭは、第２偏光ビームスプリッタ１４を透過して、コーナミラー２４に向かう。コーナミラー２４においては、測定光ＬＭが第２反射面２４ｂ及び第１反射面２４ａにおいて反射され１／２波長板２６を介してＳ偏光として第１偏光ビームスプリッタ１２により反射された後、参照光ＬＲとほぼ同軸に検出器２２に入射する。検出器２２では、参照光ＬＲと測定光ＬＭとの干渉光を光電変換することにより、例えばコーナミラー２４の移動量に応じた計数パルスを生成し、この計数パルスを積算することにより、コーナミラー２４移動量が計測される。
【００２７】
この干渉計においては、コーナミラー２４が振動等により位置ずれ(移動方向に対して直角方向の横ずれ)を起こした場合や、コーナミラー２４を横にずらして計測する必要がある場合においても、コーナミラー２４から第１偏光ビームスプリッタ１２に対して戻る測定光の光路を、コーナミラー２４が位置ずれを起こしている場合と位置ずれを起こしていない場合とで同一の光路とすることができる。
【００２８】
即ち、コーナミラー２４が位置ずれを起こした場合(図２において一点鎖線で示す。)においては、コーナミラー２４の第１反射面２４ａ及び第２反射面２４ｂで反射され第２偏光ビームスプリッタ１４に向かう測定光LM'(図２において破線で示す。)は、コーナミラー２４が位置ずれを起こしていない場合の測定光LM(図２において実線で示す。)と異なる光路を介して第２偏光ビームスプリッタ１４に入射する。
【００２９】
従って、測定光LM'は、測定光LMの直角プリズム１６への入射位置とは、ずれた位置から直角プリズム１６へ入射する。直角プリズム１６へ入射した測定光LM'は、直角プリズム１６の反射面１６ａ、ペンタプリズム１８の第１反射面１８ａ及び第２反射面１８ｂにより反射されて、ペンタプリズム１８から射出される。即ち、直角プリズム１６への入射方向に対して逆進する方向に射出される。
【００３０】
この場合に、測定光LM'は、測定光LMの射出位置からずれた対置から射出されるが、測定光LM'の射出位置と測定光LMの射出位置のずれは、測定光LM'と測定光LMの直角プリズム１６への入射位置のずれの方向及びずれの量を保存したものとなる。従って、コーナミラー２４の第２反射面２４ｂ及び第１反射面２４ａで反射され第１偏光ビームスプリッタ１２に向かう測定光LM'は、コーナミラー２４が位置ずれを起こしていない場合の測定光LMと同一の光路を介して第１偏光ビームスプリッタ１２に入射する。このため、検出器２２に入射する参照光と測定光の位置ずれ(横ずれ)をなくすることができ、干渉計の計測誤差を極めて小さくすることができる。
【００３１】
この実施の形態にかかる干渉計によれば、直角プリズム１６及びペンタプリズム１８により構成される光学部材が第１偏光ビームスプリッタ１２に対して、振動等により傾きを持った場合においても、測定光と参照光をこの光学部材を透過させて検出器に導くことにより、測定光と参照光を同一の光路を介して、即ち測定光及び参照光の相対的な角度ずれを招くことなく、相対的な横ずれがほとんどない状態で検出器に導くことができる。従って、測定誤差を極めて小さくすることができ安定した計測を行うことができる。
【００３２】
また、この実施の形態にかかる干渉計によれば、直角プリズム１６及びペンタプリズム１８により構成される光学部材が固定鏡としての機能を有しているため、別途固定鏡を設ける必要がない。また、固定鏡としての機能を有する光学部材を直角プリズム１６及びペンタプリズム１８により構成しているため、光学部材に入射する測定光の横ずれの許容量、ひいてはコーナミラー２４の横ずれの許容量を大きくすることができる。
【００３３】
なお、この実施の形態にかかる干渉計においては、直角プリズム１６及びペンタプリズム１８を組み合わせて固定鏡としての機能を有する光学部材を構成しているが、同様な構造の光学部材を一体の光学部材として形成しても良い。
【００３４】
また、この実施の形態にかかる干渉計においては、直角プリズム１６及びペンタプリズム１８により構成される光学部材が固定鏡の機能を有していたが、固定鏡を別途に設けてもよい。この場合、固定鏡としてコーナミラーを用いることが好ましい。この場合には、参照光路を進行する参照光が、ペンタプリズム、直角プリズム及び固定鏡を経由し、測定光路を進行する測定光がペンタプリズム、直角プリズム及び移動鏡を経由するように光路を設定すれば良い。この構成においては、測長の基準位置となる固定鏡の位置を任意に設定することが可能であるため、例えば投影露光装置に適用する場合には、干渉計に対するステージの位置ではなく、投影光学系に対するステージの位置の計測が可能になる利点がある。
【００３５】
次に、図３及び図４を参照して、この発明の実施の形態にかかる光学部材、即ち固定鏡としての機能を有する光学部材の他の例について説明する。
【００３６】
図３は、固定鏡としての機能を有する光学部材として用いられる台形プリズム３０を示している。この台形プリズム３０に入射した測定光ＬＭは、第１反射面３０ａ、第２反射面３０ｂ、第３反射面３０ｃにより反射されて、台形プリズム３０から射出され偏光ビームスプリッタ１４に再度入射する。この台形プリズム３０を用いる場合においても、コーナミラー２４の横ずれに起因して、台形プリズム３０への測定光LM'の入射位置が、測定光LMの入射位置とずれた場合には、測定光LM'の射出位置と測定光LMの射出位置のずれは、測定光LM'と測定光LMの台形プリズム３０への入射位置のずれの方向及びずれの量を保存したものとなる。従って、測定光LM'は、コーナミラー２４が位置ずれを起こしていない場合の測定光LMと同一の光路を介して第１偏光ビームスプリッタ１２に入射させることができる。このようにすることで検出器２２に入射する参照光と測定光の位置ずれ(横ずれ)をなくすることができ、干渉計の計測誤差を極めて小さくすることができる。
【００３７】
図４は、固定鏡としての機能を有する光学部材として用いられるプリズム３２を示している。なお、このプリズム３２においては、第２偏光ビームスプリッタ１４と接している底面は、第２偏光ビームスプリッタ１４から測定光が入射する位置が透過面として、プリズム３２の第１反射面３２ａからの光が反射する位置に反射膜を設ける等により、この部分が第２反射面３２ｂとして形成されている。このプリズム３２に入射した測定光ＬＭは、第１反射面３２ａ、第２反射面３２ｂ、第３反射面３２ｃにより反射されて，プリズム３２から射出され第２偏光ビームスプリッタ１４に入射する。従って、このプリズム３２を用いる場合においても、測定光LM'は、コーナミラー２４が位置ずれを起こしていない場合の測定光LMと同一の光路を介して第１偏光ビームスプリッタ１２に入射させることができる。このようにすることで検出器２２に入射する参照光と測定光の位置ずれ(横ずれ)をなくすることができ、干渉計の計測誤差を極めて小さくすることができる。
【００３８】
なお、上述の実施の形態や上記変形例にかかる干渉計においては、コーナミラーとして互いに直行する３つの反射面を有するものや、互いに直交する２つの反射面を有するものを適用することができる。上述の説明では、互いに直行する２つの反射面を有するコーナミラーを用いる場合を説明したが、互いに直交する３つの反射面、即ち立体構造を有するコーナミラーを適用した場合においても本発明の効果を奏する。
【００３９】
次に、この発明の実施の形態にかかるステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置について説明する。図５は、この投影露光装置の構成を示す図である。図５に示す投影露光装置は、露光時に、露光光源、ビーム整形光学系、照度分布均一化用のフライアイレンズ、光量モニタ、可変開口絞り、視野絞り、及びリレーレンズ系等を含む照明系３５から射出された露光光ＩＬにより、ミラー３６及びコンデンサレンズ３７を介してレチクルＲのパターン面（下面）のスリット状の照明領域を照明する。露光光ＩＬとしては、ＫｒＦ（波長２４８ｎｍ）、若しくはＡｒＦ（波長１９３ｎｍ）等のエキシマレーザ光、ＹＡＧレーザの高調波、又は水銀ランプのｉ線（波長３６５ｎｍ）等が使用できる。照明系３５内の可変開口絞りを切り換えることによって、通常の照明方法、輪帯照明、いわゆる変形照明、及び小さいコヒーレンスファクタ（σ値）の照明等の内の所望の照明方法を選択できるように構成されている。露光光源がレーザ光源である場合には、その発光タイミング等は装置全体の動作を統轄制御する主制御系(図示せず)が、レーザ電源(図示せず)を介して制御する。
【００４０】
レチクルＲの露光光ＩＬによる照明領域内のパターンの像は、投影光学系ＰＬを介して投影倍率β（βは、１／４倍、又は１／５倍等）で縮小されて、フォトレジストが塗布されたウエハＷ上のスリット状の露光領域４０に投影される。以下、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに平行にＺ軸を取り、Ｚ軸に垂直な平面内で走査露光時のレチクルＲ及びウエハＷの走査方向に直交する非走査方向（即ち、図５の紙面に垂直な方向）に沿ってＸ軸を取り、走査方向（即ち、図５の紙面に平行な方向）に沿ってＹ軸を取って説明する。
【００４１】
まず、レチクルＲは、レチクルステージＲＳＴ上に真空吸着によって保持されている。図６は、レチクルステージＲＳＴを示す平面図である。この図６に示すように、レチクルステージＲＳＴには、レチクルステージＲＳＴの‐Ｙ方向に２つのレーザ干渉計２ａ，２ｂ、‐Ｘ方向にレーザ干渉計３が設置されている。ここでレーザ干渉計２ａ，２ｂは、図１に示すレーザ干渉計２と同一の構成を有するものである。また、レーザ干渉計３は、レチクルステージＲＳＴの‐Ｘ方向の側面に設置されている移動鏡４６に対してレーザ光を照射してレチクルステージＲＳＴのＸ方向の位置を検出するものである。
【００４２】
これらのレーザ干渉計２ａ，２ｂ，３によってレチクルステージＲＳＴのＸ座標、Ｙ座標、及び回転角が計測され、計測値が主制御系に供給され、主制御系はその計測値に基づいてレチクルステージＲＳＴの移動速度や位置を制御する。
【００４３】
なお、ウエハＷを保持するウエハステージＷＳＴにも、レチクルステージＲＳＴと同様に、Ｘ座標、Ｙ座標、及び回転角を計測するためのレーザ干渉計(図示せず)が設けられており、これらのレーザ干渉計によってウエハステージＷＳＴのＸ座標、Ｙ座標、及び回転角が計測され、計測値が主制御系に供給され、主制御系はその計測値に基づいてウエハステージＷＳＴの移動速度や位置を制御する。
【００４４】
この実施の形態にかかる投影露光装置においては、レーザ干渉計２ａ，２ｂによりレチクルステージＲＳＴの走査方向に沿った位置の計測を極めて正確に行うことができる。従って、レチクルＲに形成された転写パターンの像をウエハＷに極めて正確に重ね合わせ露光することができる。
【００４５】
以下、図７のフローチャートを参照して、図５に示す投影露光装置を用いて感光性基板としてのウェハ等に所定の回路パターンを形成す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説明する。
【００４６】
先ず、図７のステップＳ３０１において、１ロットのウェハ上に金属膜が蒸着される。次のステップＳ３０２において、そのｌロットのウェハ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、図５に示す投影露光装置を用いて、マスク上のパターンの像がその投影光学系（投影光学モジュール）を介して、その１ロットのウェハ上の各ショット領域に順次露光転写される。
【００４７】
即ち、干渉計２ａ，２ｂ，３によりレチクルステージＲＳＴ及びウエハステージＷＳＴの位置の計測を行い、照明光学系（３５，３６，３７）によりマスク(レチクル)上の転写パターンを照明し、投影光学系ＰＬを介して転写パターンの像をウエハ(基板)上に投影して露光転写する。
【００４８】
その後、ステップＳ３０４において、その１ロットのウェハ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ロットのウェハ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、マスク上のパターンに対応する回路パターンが、各ウェハ上の各ショット領域に形成される。その後、更に上のレイヤの回路パターンの形成等を行うことによって、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、極めて微細な回路パターンを有する半導体デバイスをスループット良く得ることができる。
【００４９】
また、図５に示す投影露光装置では、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８のフローチャートを参照して液晶表示素子の製造方法の説明を行う。図８において、パターン形成工程Ｓ４０１では、図５に示す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ー工程が実行される。この光リソグラフィー工程によって、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、レチクル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。
【００５０】
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、又は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、及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。
【００５１】
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、極めて微細な回路パターンを有する液晶表示素子をスループット良く得ることができる。
【００５２】
【発明の効果】
この発明の干渉計によれば、光学部材が傾いた状態で移動鏡の位置がずれた場合においても、測定光と参照光をこの光学部材を透過させて検出器に導くことにより、測定光と参照光を同一の光路を介して、即ち測定光及び参照光の横ずれを招くことなく検出器に導くことができるため測定誤差を極めて小さくすることができる。
【００５３】
また、固定鏡としての機能を有する光学部材をペンタプリズム及び直角プリズムにより構成する場合には、光学部材に入射する測定光の横ずれの許容量を大きくすることができる。
【００５４】
また、固定鏡を光学部材とは独立して設ける場合には、測長の基準位置となる固定鏡の位置を任意に設定することが可能であるため、例えば投影露光装置に適用する場合には、干渉計に対するステージの位置ではなく、投影光学系に対するステージの位置の計測が可能になり設計上の自由度を大きくすることができる。
【００５５】
また、この発明の露光装置によれば、レチクルステージ及び基板ステージの少なくとも一方の位置の計測を極めて正確に行うことができるため、レチクルに形成された転写パターンの像を基板に極めて正確に重ね合わせ露光することができる。
【００５６】
また、この発明の露光方法によれば、レチクルに形成された転写パターンの像を基板上に忠実に結像させることができるためスループット良くマイクロデバイス等の製造を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態にかかるレーザ干渉計の概略構成図である。
【図２】この発明の実施の形態にかかるレーザ干渉計においてコーナミラーに位置ずれが生じた場合の光路を説明するための図である。
【図３】この発明の実施の形態にかかるレーザ干渉計に備えられている光学部材の他の例を示す図である。
【図４】この発明の実施の形態にかかるレーザ干渉計に備えられている光学部材の他の例を示す図である。
【図５】この発明の実施の形態にかかるステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置の構成を示す図である。
【図６】この発明の実施の形態にかかる投影露光装置のレチクルステージを示す平面図である。
【図７】この発明の実施の形態にかかるマイクロデバイスの製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図８】この発明の実施の形態にかかるマイクロデバイスの製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図９】従来のレーザ干渉計の構成図である。
【図１０】従来のレーザ干渉計において測定誤差が発生する場合について説明するための図である。
【図１１】従来のレーザ干渉計において測定誤差が発生する場合の詳細について説明するための図である。
【符号の説明】
２，２ａ，２ｂ，３…レーザ干渉計、１０…レーザ光源、１２…第１偏光ビームスプリッタ、１４…第２偏光ビームスプリッタ、１６…直角プリズム、１８…ペンタプリズム、２０…１／２波長板、２２…検出器、２４…コーナミラー、２６…１／２波長板、３０，３２…光学部材、３５…照明系、Ｒ…レチクル、ＲＳＴ…レチクルステージ、ＰＬ…投影光学系、Ｗ…ウエハ、ＷＳＴ…ウエハステージ。
Claims (7)
- レーザ光を測定光と参照光とに分割する光分割部材と、
互いに直交する２面または３面の反射面によって前記測定光を反射させる移動鏡と、
前記移動鏡を介した前記測定光を奇数回反射させ、該移動鏡に向けて射出させるとともに、前記参照光を奇数回反射させて射出させる光学部材と、
前記移動鏡および前記光学部材を介した前記測定光と該光学部材を介した前記参照光との干渉光を検出し、前記移動鏡の移動量を計測する検出手段と、
を備えたことを特徴とする干渉計。 - 前記光学部材は、３面の反射面を有するプリズム部材であることを特徴とする請求項１に記載の干渉計。
- 前記光学部材は、ペンタプリズム及び直角プリズムによって構成されることを特徴とする請求項１または２に記載の干渉計。
- 前記測定光と前記参照光とをほぼ同軸に前記検出手段に入射させるビームスプリッタを備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の干渉計。
- マスクに形成された転写パターンの像を基板に転写する露光装置において、
前記マスクが載置されるマスクステージと、
前記基板が載置される基板ステージと
請求項１〜４の何れか一項に記載の干渉計と、を備え、
前記干渉計は、前記移動鏡が設けられた前記マスクステージと、前記基板ステージとの少なくとも一方の位置を計測することを特徴とする露光装置。 - 請求項５に記載の露光装置を用いた露光方法であって、
前記干渉計によって前記マスクステージと、前記基板ステージとの少なくとも一方の位置を計測し、前記マスクに形成された前記転写パターンの像を前記基板に転写する工程を含むことを特徴とする露光方法。 - 物品を保持するステージ部を有するステージ装置であって、
前記ステージ部に設けられた互いに直交する２面または３面の反射面を有する移動鏡と、
前記移動鏡の移動量を計測し、該移動量をもとに前記ステージ部の位置を計測する請求項１〜４の何れか一項に記載の干渉計と、
を備えたことを特徴とするステージ装置。
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