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JPH07273014A - Light source for optical position detecting device and method thereof - Google Patents

Light source for optical position detecting device and method thereof

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Publication number
JPH07273014A
JPH07273014A JP6083882A JP8388294A JPH07273014A JP H07273014 A JPH07273014 A JP H07273014A JP 6083882 A JP6083882 A JP 6083882A JP 8388294 A JP8388294 A JP 8388294A JP H07273014 A JPH07273014 A JP H07273014A
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JP
Japan
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light source
wavelength
laser light
optical
wafer stage
Prior art date
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Application number
JP6083882A
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Japanese (ja)
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JP3250369B2 (en
Inventor
Toshiyuki Ishimaru
敏之 石丸
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
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Publication of JPH07273014A publication Critical patent/JPH07273014A/en
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Publication of JP3250369B2 publication Critical patent/JP3250369B2/en
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide the simple structure light source for an optical position detector to be used for the optical position detecting device which detects the position of a wafer stage in a semiconductor aligner. CONSTITUTION:The title light source performs an additional function as the exposure light source for a semiconductor aligner, and it contains a light-path dividing means 40 to be used to take out a part of the laser beam from the exposure light source. The exposure light source is composed of (a): a laser light source 10 with which the second harmonic of the wavelength (lambda) can be emitted, (b): the second harmonic generating device 20 into which the laser beam from the exposure light source 10 is made incident and from which the laser beam of wavelength (N), based on the second harmonic of the above- mentioned incident light, and the laser beam of the wavelength (lambda) can be emitted, and (c): a resonator length control device 30 which controls the light of the resonator of the optical resonator. The position of a wafer stage 65 is detected by an optical position detecting device using the laser beam of wavelength (lambda) taken out from the light path dividing means 40.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体露光装置におけ
るウエハステージの位置を検出するための光学式位置検
出装置に用いられる位置検出装置用の光源、及びウエハ
ステージの位置検出方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light source for a position detecting device used in an optical position detecting device for detecting the position of a wafer stage in a semiconductor exposure apparatus, and a wafer stage position detecting method.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体露光装置にはウエハステージ(所
謂XYステージ)が備えられている。X方向及びY方向
への直線移動の組み合わせによってウエハステージを移
動させることにより、ウエハを載置したウエハステージ
を所定の位置に高速且つ高精度に移動させることができ
る。ウエハステージ移動機構は、例えば、DCサーボモ
ータ、及びウエハステージに連結されたボールネジから
成り、DCサーボモータの回転をボールネジに伝達し、
ウエハステージを移動させる。図7に模式的に示すよう
に、ウエハステージ65にはバーミラー66が取り付け
られている。
2. Description of the Related Art A semiconductor exposure apparatus is provided with a wafer stage (so-called XY stage). By moving the wafer stage by a combination of linear movements in the X direction and the Y direction, the wafer stage on which the wafer is placed can be moved to a predetermined position at high speed and with high accuracy. The wafer stage moving mechanism includes, for example, a DC servo motor and a ball screw connected to the wafer stage. The rotation of the DC servo motor is transmitted to the ball screw,
Move the wafer stage. As schematically shown in FIG. 7, a bar mirror 66 is attached to the wafer stage 65.

【0003】ウエハステージ65の位置は、光学式位置
検出装置によって計測される。光学式位置検出装置は、
例えばレーザ干渉計、より具体的にはプレーンミラー干
渉計50、及びレシーバ(受光装置)51から構成され
ている。このタイプの干渉計においては、He−Neレ
ーザやArレーザから成る光学式位置検出装置用のレー
ザ光源から射出された波長λのレーザ光(周波数をfと
する)が、プレーンミラー干渉計50からウエハステー
ジ65に設けられたバーミラー66に照射される。バー
ミラー66からの反射光は、ウエハステージ65の移動
速度に応じてドップラーシフトした周波数を有し、プレ
ーンミラー干渉計50、ハーフミラー52を介してレシ
ーバ(受光装置)51に達する。尚、ウエハステージ6
5の移動速度をv、光速をcとした場合、ドップラーシ
フトしたレーザ光の周波数変化量Δfは、 Δf=(v/c)f で表わすことができる。レシーバ51からこのΔλに基
づいた電気信号が出力され、この出力に基づき、ウエハ
ステージの相対的な位置が決定される。この決定された
ウエハステージ65の相対的な位置と目標位置との偏差
量が0若しくは一定の値に入るように、DCサーボモー
タ(図示せず)が制御される。
The position of the wafer stage 65 is measured by an optical position detector. The optical position detector is
For example, it is composed of a laser interferometer, more specifically, a plane mirror interferometer 50 and a receiver (light receiving device) 51. In this type of interferometer, a laser beam having a wavelength λ (having a frequency of f) emitted from a laser light source for an optical position detecting device composed of a He-Ne laser or an Ar laser is emitted from a plane mirror interferometer 50. The bar mirror 66 provided on the wafer stage 65 is irradiated with the light. The reflected light from the bar mirror 66 has a frequency that is Doppler-shifted according to the moving speed of the wafer stage 65, and reaches the receiver (light receiving device) 51 via the plane mirror interferometer 50 and the half mirror 52. The wafer stage 6
When the moving speed of 5 is v and the speed of light is c, the frequency change amount Δf of the Doppler-shifted laser light can be expressed by Δf = (v / c) f 2. An electric signal based on this Δλ is output from the receiver 51, and the relative position of the wafer stage is determined based on this output. A DC servo motor (not shown) is controlled so that the determined deviation amount between the relative position of the wafer stage 65 and the target position is 0 or a constant value.

【0004】半導体露光装置においては、ウエハを所定
の位置に配置するために、ウエハステージ65をX方向
及びY方向へ直線移動させる。ウエハステージ65の粗
動中、光学式位置検出装置によってウエハステージ65
の相対的な位置を常に計測する。そして、ウエハステー
ジ65の現在位置と目標位置との偏差量が所定の値とな
ったならば、ウエハステージ65を停止させる。実際に
は、ウエハステージ65を停止させても、停止したウエ
ハステージの位置は、慣性に起因して目標位置からずれ
る。それ故、このずれ量が0若しくは所定の値の範囲に
入るまで、ウエハステージ移動機構によってウエハステ
ージ65を微動させる。尚、このようなウエハステージ
の位置調整方法は、通常、クローズドループ法と呼ばれ
ている。一方、ウエハステージを1回若しくは所定の回
数だけ微動させて、ウエハステージの位置調整を完了さ
せてしまう方法もある。このような方法は、オープンル
ープ法と呼ばれている。ウエハステージの微動量と、最
終的なウエハステージの位置と目標位置の偏差量の関係
が実績的に把握されている場合には、このオープンルー
プ法は有効な方法である。
In the semiconductor exposure apparatus, the wafer stage 65 is linearly moved in the X and Y directions in order to arrange the wafer at a predetermined position. During the coarse movement of the wafer stage 65, the wafer stage 65 is moved by the optical position detector.
Always measure the relative position of. Then, when the deviation amount between the current position of the wafer stage 65 and the target position reaches a predetermined value, the wafer stage 65 is stopped. Actually, even if the wafer stage 65 is stopped, the position of the stopped wafer stage deviates from the target position due to inertia. Therefore, the wafer stage 65 is finely moved by the wafer stage moving mechanism until the amount of deviation falls within the range of 0 or a predetermined value. Incidentally, such a wafer stage position adjusting method is usually called a closed loop method. On the other hand, there is also a method of slightly moving the wafer stage once or a predetermined number of times to complete the position adjustment of the wafer stage. Such a method is called an open loop method. The open loop method is an effective method when the relationship between the fine movement amount of the wafer stage and the deviation amount between the final wafer stage position and the target position is known.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】従来の光学式位置検出
装置においては、上述したように、He−Neレーザや
Arレーザから成る光学式位置検出装置用のレーザ光源
が用いられている。一方、半導体露光装置には、図7に
示すように、レーザ光源から成る露光光源が備えられて
いる。このように、従来の半導体露光装置においては2
組のレーザ光源が必要とされ、装置が複雑になると同時
に、煩雑な保守が必要とされるという問題がある。ま
た、ウエハステージ65の相対的な位置を一層正確に計
測するためには、周波数の高い(即ち、波長の短い)レ
ーザ光を射出し得るレーザ光源を用いることが望まし
い。
In the conventional optical position detecting device, as described above, the laser light source for the optical position detecting device including the He--Ne laser and the Ar laser is used. On the other hand, the semiconductor exposure apparatus is provided with an exposure light source composed of a laser light source, as shown in FIG. As described above, in the conventional semiconductor exposure apparatus,
There is a problem that a set of laser light sources is required, the apparatus becomes complicated, and at the same time, complicated maintenance is required. Further, in order to measure the relative position of the wafer stage 65 more accurately, it is desirable to use a laser light source that can emit laser light with a high frequency (that is, a short wavelength).

【0006】従って、本発明の第1の目的は、独立した
光学式位置検出装置用の光源を不要とする光学式位置検
出装置用の光源を提供することにある。本発明の第2の
目的は、第1の目的に加えて、従来よりも一層高精度で
ウエハステージの位置を計測することができる光学式位
置検出装置用の光源を提供することにある。本発明の第
3の目的は、従来よりも一層高精度でウエハステージを
所定の位置に配置することを可能にする、半導体露光装
置におけるウエハステージの位置を検出する位置検出方
法を提供することにある。
Therefore, it is a first object of the present invention to provide a light source for an optical position detecting device which does not require an independent light source for the optical position detecting device. A second object of the present invention is, in addition to the first object, to provide a light source for an optical position detecting device capable of measuring the position of a wafer stage with higher accuracy than ever before. A third object of the present invention is to provide a position detecting method for detecting the position of a wafer stage in a semiconductor exposure apparatus, which enables the wafer stage to be arranged at a predetermined position with higher accuracy than ever before. is there.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記の第1の目的を達成
するための本発明の第1の態様に係る光学式位置検出装
置用の光源は、半導体露光装置におけるウエハステージ
の位置を検出するための光学式位置検出装置に用いられ
る。この光学式位置検出装置用の光源は、半導体露光装
置用の露光光源を兼ね、且つ、露光光源からのレーザ光
の一部を取り出すための光路分割手段を含む。露光光源
は、(イ)レーザダイオード、Nd:YAGから成る固
体レーザ媒質及び非線形光学結晶素子から構成された、
波長λの第2高調波を射出し得るレーザ光源と、(ロ)
非線形光学結晶素子及び光共振器から成り、該レーザ光
源から射出された波長λのレーザ光が入射され、そして
この入射光の第2高調波に基づいた波長λ’のレーザ
光、及び波長λのレーザ光を射出し得る第2高調波発生
装置と、(ハ)該光共振器の共振器長を制御するための
共振器長制御装置から成る。そして、光路分割手段によ
って取り出された波長λのレーザ光を用いて光学式位置
検出装置によりウエハステージの位置を検出することを
特徴とする。
A light source for an optical position detecting apparatus according to a first aspect of the present invention for achieving the above first object detects the position of a wafer stage in a semiconductor exposure apparatus. It is used for an optical position detection device. The light source for the optical position detecting device also serves as an exposure light source for the semiconductor exposure device, and includes an optical path splitting means for extracting a part of the laser light from the exposure light source. The exposure light source comprises (a) a laser diode, a solid-state laser medium made of Nd: YAG, and a nonlinear optical crystal element.
A laser light source capable of emitting a second harmonic of wavelength λ, and (b)
A laser beam having a wavelength λ emitted from the laser light source is made incident, which is composed of a nonlinear optical crystal element and an optical resonator, and a laser beam having a wavelength λ ′ based on the second harmonic of the incident light and a wavelength λ A second harmonic generation device capable of emitting laser light, and (c) a resonator length control device for controlling the resonator length of the optical resonator. Then, the position of the wafer stage is detected by the optical position detection device using the laser light of the wavelength λ extracted by the optical path splitting means.

【0008】本発明の第1の態様に係る光学式位置検出
装置用の光源においては、光路分割手段をバンドパスフ
ィルターから構成し、第2高調波発生装置から射出され
た波長λのレーザ光を光路分割手段によって取り出すこ
とができる。あるいは又、光路分割手段をハーフミラー
又はビームスプリッターから構成し、レーザ光源から射
出された波長λのレーザ光の一部を光路分割手段によっ
て取り出すことができる。
In the light source for the optical position detecting device according to the first aspect of the present invention, the optical path splitting means is composed of a bandpass filter, and the laser light of the wavelength λ emitted from the second harmonic generating device is emitted. It can be taken out by an optical path splitting means. Alternatively, the optical path splitting means may be composed of a half mirror or a beam splitter, and a part of the laser light of wavelength λ emitted from the laser light source can be extracted by the optical path splitting means.

【0009】上記の第2の目的を達成するための本発明
の第2の態様に係る光学式位置検出装置用の光源におい
ては、ハーフミラー又はビームスプリッターから成る第
2の光路分割手段が更に備えられており、光路分割手段
はバンドパスフィルターから成り、光路分割手段によっ
て、第2高調波発生装置から射出されたレーザ光の内、
波長λのレーザ光が取り出され、第2の光路分割手段に
よって、第2高調波発生装置から射出されたレーザ光の
内、波長λ’のレーザ光の一部が取り出され、これらの
波長λ及び波長λ’のレーザ光を用いて光学式位置検出
装置によりウエハステージの位置を検出することを特徴
とする。
The light source for the optical position detecting device according to the second aspect of the present invention for achieving the above second object is further provided with a second optical path splitting means comprising a half mirror or a beam splitter. The optical path splitting means is composed of a bandpass filter, and among the laser light emitted from the second harmonic generation device by the optical path splitting means,
The laser light of wavelength λ is taken out, and a part of the laser light of wavelength λ ′ is taken out of the laser light emitted from the second harmonic generation device by the second optical path splitting means. It is characterized in that the position of the wafer stage is detected by an optical position detection device using a laser beam of wavelength λ ′.

【0010】上記の第3の目的を達成するための本発明
の半導体露光装置におけるウエハステージの位置を検出
する位置検出方法は、波長λのレーザ光でウエハステー
ジの位置を検出しながらウエハステージを粗動させて、
所望の位置の近傍にウエハステージを移動させた後、波
長λ’(但しλ’<λ)のレーザ光でウエハステージの
位置を検出しながらウエハステージを微動させて、所望
の位置にウエハステージを配置する工程から成ることを
特徴とする。
The position detecting method for detecting the position of the wafer stage in the semiconductor exposure apparatus of the present invention for achieving the third object is such that the wafer stage is detected while detecting the position of the wafer stage with the laser beam of wavelength λ. Coarsely move
After moving the wafer stage near the desired position, finely move the wafer stage while detecting the position of the wafer stage with laser light of wavelength λ '(where λ'<λ), and move the wafer stage to the desired position. It is characterized by comprising the step of arranging.

【0011】本発明の位置検出方法においては、レーザ
光を、半導体露光装置用の露光光源から射出されたレー
ザ光の一部とすることができる。この場合、波長が、λ
=2λ’の関係を満たすレーザ光を用いることが好まし
い。
In the position detecting method of the present invention, the laser light can be a part of the laser light emitted from the exposure light source for the semiconductor exposure apparatus. In this case, the wavelength is λ
It is preferable to use laser light that satisfies the relationship of = 2λ '.

【0012】[0012]

【作用】本発明の光学式位置検出装置用の光源は、半導
体露光装置用の露光光源を兼ねているので、従来技術の
ように、2つのレーザ光源を必要とすることがない。第
2高調波発生装置からは、波長λ’のレーザ光及び波長
λのレーザ光が射出される。そして、波長λ’のレーザ
光が、ウエハに形成されたレジストを露光するために供
される。波長λにも依るが、波長λのレーザ光によって
は、ウエハに形成されたレジストが露光されない。従っ
て、レジストの露光中に、光学式位置検出装置のための
光源として波長λのレーザ光を取り出したとしても、半
導体露光装置用の露光光源としての効率が低下すること
はない。本発明の第2の態様に係る光学式位置検出装置
用の光源においては、波長λ’のレーザ光の一部を光学
式位置検出装置のための光源として用いるが、この光量
は微々たるものであり、半導体露光装置用の露光光源と
しての効率が大幅に低下することはない。
Since the light source for the optical position detecting device of the present invention also serves as the exposure light source for the semiconductor exposure device, two laser light sources are not required unlike the prior art. A laser beam of wavelength λ ′ and a laser beam of wavelength λ are emitted from the second harmonic generation device. Then, the laser light of wavelength λ ′ is provided to expose the resist formed on the wafer. Although it depends on the wavelength λ, the resist formed on the wafer is not exposed by the laser light of the wavelength λ. Therefore, even if the laser light of the wavelength λ is taken out as the light source for the optical position detecting device during the exposure of the resist, the efficiency as the exposure light source for the semiconductor exposing device is not lowered. In the light source for the optical position detecting device according to the second aspect of the present invention, a part of the laser light having the wavelength λ ′ is used as a light source for the optical position detecting device, but the amount of light is insignificant. Therefore, the efficiency as the exposure light source for the semiconductor exposure apparatus does not decrease significantly.

【0013】本発明の第2の態様に係る光学式位置検出
装置用の光源、及び本発明の位置検出方法においては、
波長λ’のレーザ光の一部及び波長λのレーザ光を光学
式位置検出装置のための光源として用いる。このように
2種類の波長のレーザ光を用いることによって、Δf=
(v/c)fの式からも明らかなように、高い精度でウ
エハステージの位置を計測することが可能になる。
In the light source for the optical position detecting device according to the second aspect of the present invention and the position detecting method of the present invention,
A part of the laser light of wavelength λ ′ and the laser light of wavelength λ are used as a light source for the optical position detecting device. By using the laser light of two kinds of wavelengths in this way, Δf =
As is clear from the equation (v / c) f, the position of the wafer stage can be measured with high accuracy.

【0014】[0014]

【実施例】以下、図面を参照して、実施例に基づき本発
明を説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will now be described based on embodiments with reference to the drawings.

【0015】(実施例1)実施例1の光学式位置検出装
置用の光源は、本発明の第1の態様の光学式位置検出装
置用の光源に関する。実施例1における光学式位置検出
装置用の光源、光学式位置検出装置、及び半導体露光装
置の原理図を図1に示す。実施例1の光学式位置検出装
置用の光源は、半導体露光装置用の露光光源を兼ね、且
つ、この露光光源からのレーザ光の一部を取り出すため
の光路分割手段40を含んでいる。
(Embodiment 1) A light source for an optical position detecting device according to a first embodiment relates to a light source for an optical position detecting device according to the first aspect of the present invention. FIG. 1 shows a principle diagram of a light source for an optical position detecting device, an optical position detecting device, and a semiconductor exposure apparatus in the first embodiment. The light source for the optical position detecting device of the first embodiment also serves as an exposure light source for a semiconductor exposure device, and includes an optical path splitting means 40 for extracting a part of laser light from this exposure light source.

【0016】この露光光源は、レーザ光源10と、第2
高調波発生装置20と、共振器長制御装置30から構成
されている。図2に概要図を示すように、レーザ光源1
0は、レーザダイオード11と、Nd:YAGから成る
固体レーザ媒質12及び非線形光学結晶素子13から構
成されており、波長λの第2高調波を射出することがで
きる。第2高調波発生装置20は、非線形光学結晶素子
21及び光共振器22から構成されており、レーザ光源
10から射出された波長λのレーザ光が入射され、そし
てこの入射光の第2高調波に基づいた波長λ’のレーザ
光、及び波長λのレーザ光を射出する。共振器長制御装
置30は、光共振器22の共振器長を制御する。
This exposure light source comprises a laser light source 10 and a second light source.
It is composed of a harmonic generator 20 and a resonator length controller 30. As shown in the schematic view of FIG.
Reference numeral 0 is composed of a laser diode 11, a solid-state laser medium 12 made of Nd: YAG, and a nonlinear optical crystal element 13, and can emit a second harmonic of wavelength λ. The second harmonic generation device 20 is composed of a non-linear optical crystal element 21 and an optical resonator 22, receives laser light of wavelength λ emitted from the laser light source 10, and receives the second harmonic of this incident light. The laser light having the wavelength λ ′ and the laser light having the wavelength λ are emitted. The resonator length control device 30 controls the resonator length of the optical resonator 22.

【0017】光路分割手段40によって取り出された波
長λのレーザ光を光学式位置検出装置のための光源とし
て用いる。実施例1の光学式位置検出装置用の光源にお
いては、光路分割手段40をバンドパスフィルターから
構成し、第2高調波発生装置20から射出されたレーザ
光(波長はλ’及びλ)の内、波長λのレーザ光を光路
分割手段40によって取り出し、この波長λのレーザ光
を用いて光学式位置検出装置によりウエハステージ65
の位置を検出する。
The laser light of wavelength λ extracted by the optical path splitting means 40 is used as a light source for the optical position detecting device. In the light source for the optical position detecting device of the first embodiment, the optical path splitting means 40 is composed of a bandpass filter, and the laser light (wavelengths λ ′ and λ) emitted from the second harmonic generation device 20 is included. , The laser light of wavelength λ is taken out by the optical path splitting means 40, and the wafer stage 65 is driven by the optical position detecting device using the laser light of wavelength λ.
Detect the position of.

【0018】第2高調波発生装置20から射出された波
長λ’のレーザ光は、反射鏡60を介してレチクル61
を照射し、レチクル61に形成されたパターンを縮小投
影レンズ62を介してウエハ63上に形成されたレジス
ト64に転写する。レチクル61に形成されたパターン
は、レジスト64上に形成すべきパターンが例えば5倍
に拡大されたものである。縮小投影レンズ62は、入射
したレーザ光を透過し、例えば1/5に縮小した光学像
をウエハ63に形成されたレジスト64に投影する。こ
れによって、レジスト64には微細パターンが形成され
る。
The laser light of the wavelength λ ′ emitted from the second harmonic wave generator 20 passes through the reflecting mirror 60 and the reticle 61.
And the pattern formed on the reticle 61 is transferred to the resist 64 formed on the wafer 63 via the reduction projection lens 62. The pattern formed on the reticle 61 is a pattern to be formed on the resist 64 magnified five times, for example. The reduction projection lens 62 transmits the incident laser light and projects an optical image reduced to, for example, 1/5, onto the resist 64 formed on the wafer 63. As a result, a fine pattern is formed on the resist 64.

【0019】ウエハ63はウエハチャック(図示せず)
に載置される。このウエハチャックはウエハステージ6
5に取り付けられている。ウエハステージ65にはバー
ミラー65が取り付けられている。尚、図1においては
一方向(例えばX方向)のバーミラーのみを図示した
が、バーミラーは他の方向(例えばY方向)にも取り付
けられている。ウエハステージ65は図示しない従来の
ウエハステージ移動機構によってX方向及びY方向に移
動される。ウエハステージ移動機構は、DCサーボモー
タ、及びウエハステージに連結されたボールネジから成
り、DCサーボモータの回転をボールネジに伝達し、ウ
エハステージを移動させる。
The wafer 63 is a wafer chuck (not shown).
Placed on. This wafer chuck has a wafer stage 6
It is attached to 5. A bar mirror 65 is attached to the wafer stage 65. Note that, in FIG. 1, only the bar mirrors in one direction (for example, the X direction) are illustrated, but the bar mirrors are attached in the other directions (for example, the Y direction). The wafer stage 65 is moved in the X and Y directions by a conventional wafer stage moving mechanism (not shown). The wafer stage moving mechanism includes a DC servo motor and a ball screw connected to the wafer stage. The rotation of the DC servo motor is transmitted to the ball screw to move the wafer stage.

【0020】光学式位置検出装置は、例えば、プレーン
ミラー干渉計50、レシーバ(受光装置)51及びハー
フミラー52から構成されている。プレーンミラー干渉
計50は、偏光ビームスプリッターと、2つのコーナー
キューブ反射器と、1/4波長板が組み合わされた公知
の干渉計である。レシーバ51は、例えばフォトダイオ
ードから構成することができる。尚、光学式位置検出装
置はウエハステージのX方向の移動及びY方向の移動を
検出するために、2組配設されている。
The optical position detecting device comprises, for example, a plane mirror interferometer 50, a receiver (light receiving device) 51 and a half mirror 52. The plane mirror interferometer 50 is a known interferometer in which a polarization beam splitter, two corner cube reflectors, and a quarter wave plate are combined. The receiver 51 can be composed of, for example, a photodiode. Two sets of optical position detectors are provided to detect the movement of the wafer stage in the X direction and the Y direction.

【0021】ウエハステージ65の位置の計測のため
に、第2高調波発生装置20から射出され、バンドパス
フィルターから成る光路分割手段40によって取り出さ
れ、ハーフミラー52、プレーンミラー干渉計50を経
由した波長λ(周波数f)のレーザ光でバーミラー66
を照射する。バーミラー66はウエハステージ65と共
に移動しているので、バーミラー66で反射されたレー
ザ光にはドップラーシフトが発生する。尚、通常、バー
ミラー66で反射されプレーンミラー干渉計50に入射
したレーザ光は、プレーンミラー干渉計50から再びバ
ーミラー66に向けて射出され、再びバーミラー66で
反射される。このように、バーミラー66において2回
反射されることによって、レーザ光のドップラーシフト
量を2倍(2Δf)とすることができ、精度が向上す
る。また、レーザ光は1/4波長板を合計4回通過する
ので、位相がπずれる。
In order to measure the position of the wafer stage 65, it is emitted from the second harmonic generator 20, extracted by the optical path splitting means 40 comprising a bandpass filter, and passed through the half mirror 52 and the plane mirror interferometer 50. The bar mirror 66 is irradiated with laser light of wavelength λ (frequency f).
Irradiate. Since the bar mirror 66 moves together with the wafer stage 65, the Doppler shift occurs in the laser light reflected by the bar mirror 66. Normally, the laser light reflected by the bar mirror 66 and incident on the plane mirror interferometer 50 is emitted again from the plane mirror interferometer 50 toward the bar mirror 66 and is reflected by the bar mirror 66 again. In this way, by being reflected twice by the bar mirror 66, the Doppler shift amount of the laser light can be doubled (2Δf), and the accuracy is improved. Further, since the laser light passes through the quarter-wave plate four times in total, the phase shifts by π.

【0022】そして、最終的にプレーンミラー干渉計5
0を経由したこのレーザ光(周波数はf±2Δf)をハ
ーフミラー52を介してレシーバ51で受光する。一
方、プレーンミラー干渉計51から反射された波長λ
(周波数f)のレーザ光(但し、バーミラー66によっ
て反射されたレーザ光とは位相がπずれている)も、レ
シーバ51に入射する。その結果、レシーバ51から
は、周波数差2Δfの信号が出力される。この出力に基
づき、ウエハステージ65の相対的な位置が決定され
る。この決定されたウエハステージ65の相対的な位置
と目標位置との偏差量が0若しくは一定の値に入るよう
に、クローズドループ法若しくはオープンループ法に
て、DCサーボモータ(図示せず)を制御する。尚、実
施例1にて説明した光学式位置検出装置を用いたウエハ
ステージの位置を検出する位置検出方法は、公知の方法
である。
Finally, the plane mirror interferometer 5
This laser light (frequency is f ± 2Δf) passing through 0 is received by the receiver 51 via the half mirror 52. On the other hand, the wavelength λ reflected from the plane mirror interferometer 51
A laser beam of (frequency f) (however, the laser beam reflected by the bar mirror 66 is out of phase with π) is also incident on the receiver 51. As a result, the receiver 51 outputs a signal having a frequency difference 2Δf. Based on this output, the relative position of wafer stage 65 is determined. The DC servo motor (not shown) is controlled by the closed loop method or the open loop method so that the deviation amount between the determined relative position of the wafer stage 65 and the target position becomes 0 or a constant value. To do. The position detecting method for detecting the position of the wafer stage using the optical position detecting device described in the first embodiment is a known method.

【0023】実施例1にて用いられる半導体露光装置用
の露光光源のより詳しい構成図を図2に示す。図2に示
すように、実施例1の半導体露光装置用の露光光源は、
第2高調波を射出し得るレーザ光源10から構成されて
いる。レーザ光源10は、複数のレーザダイオード11
(射出光の波長:808nm)、Nd:YAGから成る
固体レーザ媒質12(射出光の波長:1064nm)、
及びKTP(KTiOPO4)から成る非線形光学結晶
素子13から構成されたLD励起固体レーザである。固
体レーザ媒質12は端面励起方式である。このような構
成により、レーザ光源10からは、Nd:YAGから成
る固体レーザ媒質の第2高調波である532nm(=
λ)の波長を有するレーザ光が射出される。レーザ光源
10には、Nd:YAGから成る固体レーザ媒質12の
前方に1/4波長板14が配置されている。これによっ
て、レーザ光源10において、所謂ホールバーニング効
果による多モード発振を抑制することができる。
FIG. 2 shows a more detailed block diagram of the exposure light source for the semiconductor exposure apparatus used in the first embodiment. As shown in FIG. 2, the exposure light source for the semiconductor exposure apparatus of the first embodiment is
The laser light source 10 is capable of emitting the second harmonic. The laser light source 10 includes a plurality of laser diodes 11
(Wavelength of emitted light: 808 nm), solid-state laser medium 12 made of Nd: YAG (wavelength of emitted light: 1064 nm),
And an LD-pumped solid-state laser composed of a nonlinear optical crystal element 13 made of KTP (KTiOPO 4 ). The solid-state laser medium 12 is of an end face excitation type. With such a configuration, from the laser light source 10, the second harmonic of the solid-state laser medium made of Nd: YAG is 532 nm (=
Laser light having a wavelength of λ) is emitted. In the laser light source 10, a quarter-wave plate 14 is arranged in front of the solid-state laser medium 12 made of Nd: YAG. As a result, in the laser light source 10, it is possible to suppress multimode oscillation due to the so-called hole burning effect.

【0024】非線形光学結晶素子13は、平面鏡15及
び凹面鏡16から成る光共振器の光路内に配置されてお
り、所謂外部SHG方式(レーザ発振器の外部に構成し
た光共振器中に配置する方式)を構成する。平面鏡15
は光の殆どを反射する。また、凹面鏡16はNd:YA
Gから成る固体レーザ媒質の第2高調波の殆どを透過
し、その他の波長を有する光を殆ど反射する。凹面鏡1
6は、例えばダイクロイックミラーで構成することがで
きる。
The nonlinear optical crystal element 13 is arranged in the optical path of the optical resonator consisting of the plane mirror 15 and the concave mirror 16, and is a so-called external SHG system (a system arranged in an optical resonator formed outside the laser oscillator). Make up. Plane mirror 15
Reflects most of the light. The concave mirror 16 is Nd: YA
It transmits most of the second harmonics of the solid-state laser medium made of G and reflects most of the light having other wavelengths. Concave mirror 1
6 can be constituted by a dichroic mirror, for example.

【0025】図2に示すように、第2高調波発生装置2
0は、例えばBBO(β−BaB24)から成る非線形
光学結晶素子21、及び光共振器22から構成されてい
る。実施例1においては、第2高調波発生装置20を構
成する非線形光学結晶素子21は、光共振器22の光路
内に配置されている。即ち、第2高調波発生装置20
は、所謂外部SHG方式である。この光共振器22にお
いては、所謂フィネス値(共振のQ値に相当する)を例
えば100〜1000程度と大きくして、光共振器22
内部の光密度を、光共振器22に入射される光の光密度
の数百倍とすることによって、光共振器22内に配置さ
れた非線形光学結晶素子21の非線形効果を有効に利用
することができる。
As shown in FIG. 2, the second harmonic generation device 2
0 is composed of a nonlinear optical crystal element 21 made of, for example, BBO (β-BaB 2 O 4 ) and an optical resonator 22. In the first embodiment, the nonlinear optical crystal element 21 that constitutes the second harmonic generation device 20 is arranged in the optical path of the optical resonator 22. That is, the second harmonic generation device 20
Is a so-called external SHG method. In this optical resonator 22, the so-called finesse value (corresponding to the Q value of resonance) is increased to, for example, about 100 to 1000, and the optical resonator 22 is increased.
To effectively use the non-linear effect of the non-linear optical crystal element 21 arranged in the optical resonator 22 by making the internal light density several hundred times the light density of the light incident on the optical resonator 22. You can

【0026】光共振器22は、一対の凹面鏡23,24
及び一対の平面鏡25,26から構成されている。第2
高調波発生装置20に入射した光(例えば、λ=532
nmの波長を有する光)は、第1の凹面鏡23を透過
し、非線形光学結晶素子21を透過して少なくとも一部
が第2高調波(例えば、波長λ’=266nmの光)に
された後、第2の凹面鏡24によって反射され、次に、
平面鏡25,26によって反射され、更には、第1の凹
面鏡23によって反射される。このような状態におい
て、第2の凹面鏡24に入射した光(例えば、波長λ’
=266nmの光)の少なくとも一部が第2の凹面鏡2
4を透過し、第2高調波発生装置20から光路分割手段
40に向かって射出される。尚、第2高調波発生装置2
0から光路分割手段40に向かって射出されるレーザ光
中には、λ’=266nmのレーザ光だけでなく、λ=
532nmのレーザ光も含まれる。
The optical resonator 22 includes a pair of concave mirrors 23 and 24.
And a pair of plane mirrors 25 and 26. Second
Light incident on the harmonic generation device 20 (for example, λ = 532
(light having a wavelength of nm) passes through the first concave mirror 23 and the nonlinear optical crystal element 21 and is at least partially converted into a second harmonic (for example, light having a wavelength λ ′ = 266 nm). , Reflected by the second concave mirror 24, then
It is reflected by the plane mirrors 25 and 26, and further reflected by the first concave mirror 23. In such a state, the light incident on the second concave mirror 24 (for example, the wavelength λ ′
= 266 nm light) and at least a part of the second concave mirror 2
4 and is emitted from the second harmonic generation device 20 toward the optical path splitting means 40. The second harmonic generator 2
In the laser light emitted from 0 toward the optical path splitting means 40, not only the laser light of λ ′ = 266 nm but also λ =
Laser light of 532 nm is also included.

【0027】また、平面鏡26から第1の凹面鏡23へ
と入射した光の一部分(例えば、波長532nmの光)
は、第1の凹面鏡23を透過し、後述する共振器長制御
装置30へと入射する。尚、第1及び第2の凹面鏡2
3,24、平面鏡25,26は、以上の説明のように光
を反射・透過させるように設計する。第2の凹面鏡24
は、例えばダイクロイックミラーで構成することができ
る。
Further, a part of the light incident on the first concave mirror 23 from the plane mirror 26 (for example, light having a wavelength of 532 nm).
Passes through the first concave mirror 23 and enters a resonator length control device 30 described later. Incidentally, the first and second concave mirrors 2
3, 24 and the plane mirrors 25, 26 are designed to reflect and transmit light as described above. Second concave mirror 24
Can be composed of, for example, a dichroic mirror.

【0028】第2高調波発生装置20から射出された光
の波長λ’は、第2高調波発生装置20に入射するレー
ザ光(波長=λ)を基準とすれば、かかる入射光の第2
高調波である。即ち、実施例1においては、レーザ光源
10から第2高調波発生装置20に入射する入射光の波
長λは532nmであり、第2高調波発生装置20から
射出されるレーザ光の波長λ’は266nmであり、同
時に波長λ(=532nm)のレーザ光も射出される。
尚、Nd:YAGから成る固体レーザ媒質12から射出
されるレーザ光の波長(1064nm)を基準とすれ
ば、第2高調波発生装置20から射出される波長λ’の
レーザ光は第4高調波に相当する。第2高調波発生装置
20からは、波長266nm及び532nmの狭帯域を
有するレーザ光が連続的に射出され、かかる光のモード
均一性は高い。
The wavelength λ ′ of the light emitted from the second harmonic generation device 20 is based on the laser light (wavelength = λ) incident on the second harmonic generation device 20, and the second
It is a harmonic. That is, in the first embodiment, the wavelength λ of the incident light entering the second harmonic generation device 20 from the laser light source 10 is 532 nm, and the wavelength λ ′ of the laser light emitted from the second harmonic generation device 20 is The laser light having a wavelength of 266 nm (= 532 nm) is emitted at the same time.
Based on the wavelength (1064 nm) of the laser light emitted from the solid-state laser medium 12 made of Nd: YAG, the laser light having the wavelength λ ′ emitted from the second harmonic generation device 20 is the fourth harmonic. Equivalent to. Laser light having a narrow band of wavelengths 266 nm and 532 nm is continuously emitted from the second harmonic generation device 20, and the mode uniformity of such light is high.

【0029】光共振器22の共振器長(L)は、共振器
長制御装置30によって精密に制御され一定長に保持さ
れる。この光共振器22の共振器長(L)を一定長に精
密に保持することにより、第2高調波発生装置20から
射出される波長λ’のレーザ光の強度を一定に保持する
ことができる。尚、共振器長(L)は、第1の凹面鏡2
3、第2の凹面鏡24、平面鏡25、平面鏡26、及び
第1の凹面鏡23のそれぞれの反射面を結んだ光路長に
相当する。
The resonator length (L) of the optical resonator 22 is precisely controlled by the resonator length control device 30 and is maintained at a constant length. By precisely maintaining the resonator length (L) of the optical resonator 22 at a constant length, the intensity of the laser light of wavelength λ ′ emitted from the second harmonic generation device 20 can be maintained at a constant level. . The cavity length (L) is equal to that of the first concave mirror 2
3, the second concave mirror 24, the plane mirror 25, the plane mirror 26, and the first concave mirror 23 are equivalent to the optical path length connecting the reflecting surfaces.

【0030】第2高調波発生装置20から射出される射
出光の波長をλ’としたとき、光共振器22の共振器長
0が、λ’=L0/M(但し、Mは正数)を満足すると
き(ロック状態とも呼ぶ)、光共振器22は共振し、第
2高調波発生装置20は高強度の光を安定に射出する。
言い換えれば、光共振器22における光路位相差Δが2
πの整数倍のとき、第2高調波発生装置20を構成する
光共振器22は共振状態となる。即ち、ロック状態とな
る。ここで、非線形光学結晶素子21の屈折率をn、厚
さをlとしたとき、光路位相差Δは(4πnl/λ’)
で表わすことができる。
When the wavelength of the emitted light emitted from the second harmonic generation device 20 is λ ′, the resonator length L 0 of the optical resonator 22 is λ ′ = L 0 / M (where M is a positive value). When it satisfies the condition (also referred to as a lock state), the optical resonator 22 resonates, and the second harmonic generation device 20 stably emits high-intensity light.
In other words, the optical path phase difference Δ in the optical resonator 22 is 2
When it is an integral multiple of π, the optical resonator 22 forming the second harmonic generation device 20 is in a resonance state. That is, the lock state is set. Here, when the refractive index of the nonlinear optical crystal element 21 is n and the thickness is 1, the optical path phase difference Δ is (4πnl / λ ′).
Can be expressed as

【0031】また、光共振器22の共振器長L0±ΔL0
が、λ’≠(L0±ΔL0)/M’(但し、M’は正数)
のとき(アンロック状態とも呼ぶ)、第2高調波発生装
置20は低強度の光を射出する。言い換えれば、光共振
器22における光路位相差Δが2πの整数倍からずれた
とき、第2高調波発生装置20を構成する光共振器22
は非共振状態となる。即ち、アンロック状態となる。
Further, the resonator length of the optical resonator 22 L 0 ± ΔL 0
Is λ '≠ (L 0 ± ΔL 0 ) / M' (where M'is a positive number)
At this time (also referred to as an unlocked state), the second harmonic generation device 20 emits light of low intensity. In other words, when the optical path phase difference Δ in the optical resonator 22 deviates from an integer multiple of 2π, the optical resonator 22 forming the second harmonic wave generating device 20.
Becomes a non-resonant state. That is, the unlocked state is set.

【0032】従って、第2高調波発生装置20から波長
λ’の光を安定に射出するためには、光共振器22の共
振器長(L)の経時的な変動(具体的には、例えば、凹
面鏡23,24、平面鏡25,26の位置の変動)を出
来る限り小さくする必要がある。そこで、共振器長制御
装置30の制御によって、第1の凹面鏡23と第2の凹
面鏡24とを結ぶ光軸上で、第1の凹面鏡23を移動さ
せたり、かかる光軸に対する第1の凹面鏡23の配置角
度を変化させ、光共振器22の共振器長(L)の経時的
な変動を抑制し、光共振器22の共振器長(L)を一定
に保持する。
Therefore, in order to stably emit the light of the wavelength λ ′ from the second harmonic generation device 20, the resonator length (L) of the optical resonator 22 changes with time (specifically, for example, , The positions of the concave mirrors 23 and 24 and the plane mirrors 25 and 26 must be minimized. Therefore, under the control of the resonator length control device 30, the first concave mirror 23 is moved on the optical axis connecting the first concave mirror 23 and the second concave mirror 24, or the first concave mirror 23 with respect to the optical axis. By changing the arrangement angle of the optical resonator 22 to suppress the temporal change of the resonator length (L) of the optical resonator 22 and keep the resonator length (L) of the optical resonator 22 constant.

【0033】実施例1における共振器長制御装置30
は、本出願人が平成4年3月2日付で特許出願した「レ
ーザ光発生装置」(特開平5−243661号)に詳述
されている。
Resonator length control device 30 in the first embodiment
Is described in detail in "Laser Light Generator" (Japanese Patent Laid-Open No. 5-243661) filed by the applicant on March 2, 1992.

【0034】この形式の共振器長制御装置30は、図2
に示すように、フォトダイオード等の光検出器31、ボ
イスコイルモータ(VCM)32、ボイスコイルモータ
制御回路(VCM制御回路)33、位相変調器34から
構成される。位相変調器34は、レーザ光源10と第2
高調波発生装置20との間の光路内に配置されており、
レーザ光源10から射出された光を位相変調する所謂E
O(電気光学)素子やAO(音響光学)素子から成る。
位相変調器34と第2高調波発生装置20との間には、
集光レンズ35が配置されている。ボイスコイルモータ
32には、光共振器22を構成する第1の凹面鏡23が
取り付けられている。
A resonator length control device 30 of this type is shown in FIG.
As shown in FIG. 3, it comprises a photodetector 31 such as a photodiode, a voice coil motor (VCM) 32, a voice coil motor control circuit (VCM control circuit) 33, and a phase modulator 34. The phase modulator 34 includes a laser light source 10 and a second light source.
It is arranged in the optical path between the harmonic generator 20 and
A so-called E for phase-modulating the light emitted from the laser light source 10
It is composed of an O (electro-optic) element and an AO (acousto-optic) element.
Between the phase modulator 34 and the second harmonic generation device 20,
A condenser lens 35 is arranged. The voice coil motor 32 is attached with a first concave mirror 23 that constitutes the optical resonator 22.

【0035】図3に模式図を示すように、ボイスコイル
モータ32は、磁性材料から成る基体320、1つ以上
の電磁石(所謂ボイスコイル)322、磁性体から成る
ヨーク323、及び少なくとも1つのコイルバネ(ある
いは渦巻き状の板バネ)321から構成された電磁アク
チュエータである。コイルバネ321は、その一端が基
体320に取り付けられ、そして他端がヨーク323に
取り付けられている。また、ヨーク323には、第1の
凹面鏡23及び電磁石322が取り付けられている。電
磁石322に電流を流すと、磁界が形成され、ヨーク3
23と基体320との間の距離が変化する。その結果、
第1の凹面鏡23の位置を移動させることができる。即
ち、電磁石322に流す電流を制御することによって、
光共振器22の共振器長(L)を変化させることができ
る。ボイスコイルモータ32に対して、サーボ制御が行
われる。
As shown in the schematic view of FIG. 3, the voice coil motor 32 includes a base 320 made of a magnetic material, one or more electromagnets (so-called voice coils) 322, a yoke 323 made of a magnetic material, and at least one coil spring. (Or a spiral leaf spring) 321 is an electromagnetic actuator. The coil spring 321 has one end attached to the base 320 and the other end attached to the yoke 323. The first concave mirror 23 and the electromagnet 322 are attached to the yoke 323. When a current is applied to the electromagnet 322, a magnetic field is formed and the yoke 3
The distance between 23 and the base 320 changes. as a result,
The position of the first concave mirror 23 can be moved. That is, by controlling the current flowing through the electromagnet 322,
The resonator length (L) of the optical resonator 22 can be changed. Servo control is performed on the voice coil motor 32.

【0036】ボイスコイルモータ32の駆動電流は数十
〜数百mA程度である。従って、駆動回路構成を安価に
作製することができる。しかも、サーボループの複共振
の周波数を数十kHz〜100kHz以上とすることが
でき、位相回りの少ない周波数特性を有するため、サー
ボ帯域を数十MHzと広帯域化することができ、安定し
た制御を得ることができる。
The drive current of the voice coil motor 32 is about several tens to several hundreds mA. Therefore, the drive circuit configuration can be manufactured at low cost. Moreover, the frequency of multiple resonance of the servo loop can be set to several tens of kHz to 100 kHz or more, and since the frequency characteristics with few phase rotations are provided, the servo band can be widened to several tens of MHz and stable control can be performed. Obtainable.

【0037】光共振器22がロック状態にあるとき、例
えば第1の凹面鏡23から射出され光検出器31に到達
する光の強度が極小となり、また、かかる光の位相が大
きく変化する。このような変化を利用して光共振器の制
御を行うことが、例えば、R.W.P.Drever, et al. "Lase
r Phase and Frequency Stabilization Using an Optic
al Resonator", Applied Physics B31. 97-105(1983)に
開示されている。光共振器22のロック状態の制御は、
基本的にはこの技術を応用している。
When the optical resonator 22 is in the lock state, for example, the intensity of light emitted from the first concave mirror 23 and reaching the photodetector 31 is minimized, and the phase of the light is greatly changed. Controlling an optical resonator using such changes is described in, for example, RWP Drever, et al. "Lase
r Phase and Frequency Stabilization Using an Optic
al Resonator ", Applied Physics B31. 97-105 (1983). Control of the locked state of the optical resonator 22 is described in
Basically, this technology is applied.

【0038】即ち、例えば第1の凹面鏡23を透過し、
光検出器31に到達する光の強度が常に極小値(例えば
0)となるように、VCM制御回路33によってボイス
コイルモータ32を駆動して第1の凹面鏡23の位置を
変化させれば、光共振器22のロック状態を安定して保
持することができる。言い換えれば、レーザ光源10か
ら射出された光を位相変調信号に基づき位相変調を施し
て、第2高調波発生装置20に入射させ、第2高調波発
生装置20からの戻り光を光検出器31によって検出す
ることで検出信号を得る。そして、かかる検出信号を、
位相変調信号にて同期検波し、誤差信号を取り出す。こ
の誤差信号が0となるようにVCM制御回路33によっ
て、ボイスコイルモータ32を駆動して第1の凹面鏡2
3の位置を変化させる。
That is, for example, through the first concave mirror 23,
If the VCM control circuit 33 drives the voice coil motor 32 to change the position of the first concave mirror 23 so that the intensity of the light reaching the photodetector 31 is always a minimum value (for example, 0), The locked state of the resonator 22 can be stably maintained. In other words, the light emitted from the laser light source 10 is phase-modulated based on the phase-modulated signal, is incident on the second harmonic generation device 20, and the return light from the second harmonic generation device 20 is detected by the photodetector 31. A detection signal is obtained by detecting with. Then, the detection signal is
Synchronous detection is performed using the phase modulation signal and an error signal is extracted. The VCM control circuit 33 drives the voice coil motor 32 so that this error signal becomes 0, and the first concave mirror 2
Change the position of 3.

【0039】VCM制御回路33は、図4に構成図を示
すように、例えば、発振器330、位相変調器駆動回路
331、同期検波回路332、ローパスフィルタ33
3、及びボイスコイルモータ駆動回路(VCM駆動回
路)334から構成されている。
The VCM control circuit 33 has, for example, an oscillator 330, a phase modulator drive circuit 331, a synchronous detection circuit 332, a low-pass filter 33, as shown in the configuration diagram of FIG.
3 and a voice coil motor drive circuit (VCM drive circuit) 334.

【0040】発振器330から出力された周波数f
m(例えば10MHz)の変調信号は、位相変調器駆動
回路331を介して位相変調器34に送られる。位相変
調器34においては、レーザ光源10から射出された光
(周波数fO。1014Hzオーダー)に位相変調が施さ
れ、周波数fO±fmのサイドバンドが生成される。
The frequency f output from the oscillator 330
The m (for example, 10 MHz) modulation signal is sent to the phase modulator 34 via the phase modulator driving circuit 331. In the phase modulator 34, the light emitted from the laser light source 10 (frequency f O, on the order of 10 14 Hz) is subjected to phase modulation, and sidebands having a frequency f O ± f m are generated.

【0041】光共振器22を構成する第1の凹面鏡23
を通過して光共振器22の系外に射出された光(周波
数:fO及びfO±fm)は、光検出器31によって検出
される。このような周波数(fO及びfO±fm)を有す
る光の間のビートを検出するFMサイドバンド法によっ
て、極性を有する誤差信号を得ることができ、かかる誤
差信号に基づき光共振器22の共振器長(L)を制御す
る。
The first concave mirror 23 constituting the optical resonator 22.
The light (frequency: f O and f O ± f m ) that has passed through and exited the system of the optical resonator 22 is detected by the photodetector 31. The FM sideband method for detecting the beat between the light having such a frequency (f O and f O ± f m), it is possible to obtain an error signal having a polarity, such on the basis of the error signal optical resonator 22 Control the cavity length (L) of the.

【0042】即ち、この光検出器31から出力された信
号は、同期検波回路332に送られる。この信号は、周
波数fOの光の強度信号と、周波数fmの変調信号に対応
する信号とが重畳された信号である。同期検波回路33
2には、発振器330から出力された変調信号も(必要
に応じて波形整形や位相遅延等が施されて)供給され
る。光検出器31から出力された信号と変調信号とは同
期検波回路322において乗算され、同期検波が行われ
る。同期検波回路332から出力された検波出力信号は
ローパスフィルタ333に入力され、ローパスフィルタ
333においてこの検波出力信号から変調信号成分を除
去することで、光共振器22の共振器長の誤差信号が生
成される。ここで、誤差信号とは、光共振器22の設定
共振器長(L0)に対する測定共振器長(L0±ΔL0
の差(±ΔL0)を表わす信号である。
That is, the signal output from the photodetector 31 is sent to the synchronous detection circuit 332. This signal is a signal in which a light intensity signal of frequency f O and a signal corresponding to a modulation signal of frequency f m are superimposed. Synchronous detection circuit 33
The modulated signal output from the oscillator 330 (with waveform shaping and phase delay applied as necessary) is also supplied to 2. The signal output from the photodetector 31 and the modulated signal are multiplied in the synchronous detection circuit 322 to perform synchronous detection. The detection output signal output from the synchronous detection circuit 332 is input to the low-pass filter 333. By removing the modulation signal component from the detection output signal in the low-pass filter 333, an error signal of the resonator length of the optical resonator 22 is generated. To be done. Here, the error signal means the measured resonator length (L 0 ± ΔL 0 ) with respect to the set resonator length (L 0 ) of the optical resonator 22.
Is a signal representing the difference (± ΔL 0 ).

【0043】この誤差信号はVCM駆動回路334に送
られ、かかる誤差信号に基づきボイスコイルモータ32
が駆動され(具体的には、電磁石322に流れる電流を
制御し)、第1の凹面鏡23を透過しそして光検出器3
1に到達する光が極小値となるように(言い換えれば、
光共振器22の共振器長がL0となり、誤差信号が0と
なるように)、光共振器22の共振器長(L)が調整さ
れる。
This error signal is sent to the VCM drive circuit 334, and the voice coil motor 32 is based on this error signal.
Are driven (specifically, by controlling the current flowing through the electromagnet 322), the light is transmitted through the first concave mirror 23 and the photodetector 3
So that the light reaching 1 has a minimum value (in other words,
The resonator length (L) of the optical resonator 22 is adjusted so that the resonator length of the optical resonator 22 becomes L 0 and the error signal becomes 0).

【0044】光共振器22の共振器長(L)がL0に設
定されている場合(即ち、ロック状態においては)、共
振器長制御装置30の制御によって、光共振器22の共
振器長(L)の経時的な変動(具体的には、例えば、凹
面鏡23,24、平面鏡25,26の位置の変動)を、
第2高調波発生装置20に入射する光の波長の1/10
00〜1/10000に抑えることができる。
When the resonator length (L) of the optical resonator 22 is set to L 0 (that is, in the locked state), the resonator length controller 30 controls the resonator length of the optical resonator 22. (L) changes over time (specifically, for example, changes in the positions of the concave mirrors 23 and 24 and the plane mirrors 25 and 26)
1/10 of the wavelength of light incident on the second harmonic generation device 20
It can be suppressed to 00 to 1/10000.

【0045】(実施例2)実施例2は、実施例1の変形
である。実施例1においては、第2高調波発生装置20
から射出された波長λ’のレーザ光及び波長λのレーザ
光の内、波長λのレーザ光を光路分割手段40によって
取り出した。これに対して、実施例2においては、光路
分割手段41をハーフミラー又はビームスプリッターか
ら構成し、レーザ光源10から射出された波長λのレー
ザ光の一部を光路分割手段41によって取り出し、光学
式位置検出装置の光源として用いる。
(Embodiment 2) Embodiment 2 is a modification of Embodiment 1. In the first embodiment, the second harmonic generation device 20
The laser light of wavelength λ out of the laser light of wavelength λ ′ and the laser light of wavelength λ emitted from was extracted by the optical path splitting means 40. On the other hand, in the second embodiment, the optical path splitting means 41 is composed of a half mirror or a beam splitter, and a part of the laser light of the wavelength λ emitted from the laser light source 10 is extracted by the optical path splitting means 41, and the optical type It is used as the light source of the position detector.

【0046】実施例2における光学式位置検出装置用の
光源を含む位置検出装置、及び半導体露光装置の原理図
を図5に示す。このような光路分割手段41の構造及び
配置が異なることを除き、他の構成要素は実施例1と同
様とすることができるので、詳細な説明は省略する。
FIG. 5 shows a principle diagram of the position detecting device including the light source for the optical position detecting device and the semiconductor exposure device in the second embodiment. Except for the difference in the structure and arrangement of the optical path splitting means 41, the other constituent elements can be the same as those in the first embodiment, and detailed description thereof will be omitted.

【0047】(実施例3)実施例3の光学式位置検出装
置用の光源は、本発明の第2の態様の光学式位置検出装
置用の光源、及び半導体露光装置におけるウエハステー
ジの位置を検出する本発明の位置検出方法に関する。実
施例3における光学式位置検出装置用の光源を含む位置
検出装置、及び半導体露光装置の原理図を図6に示す。
実施例3の光学式位置検出装置用の光源は、半導体露光
装置用の露光光源を兼ね、且つ、この露光光源からのレ
ーザ光の一部を取り出すための光路分割手段42及び第
2の光路分割手段43を含んでいる。実施例3において
は、光路分割手段42はバンドパスフィルターから成
り、第2の光路分割手段43は、ハーフミラー又はビー
ムスプリッターから成る。そして、光路分割手段42に
よって、第2高調波発生装置20から射出されたレーザ
光の内、波長λのレーザ光が取り出され、第2の光路分
割手段43によって、第2高調波発生装置20から射出
されたレーザ光の内、波長λ’のレーザ光の一部が取り
出され、これらの波長λ及び波長λ’のレーザ光を用い
て光学式位置検出装置によりウエハステージ65の位置
を検出する。
(Embodiment 3) The light source for the optical position detecting device of the embodiment 3 detects the light source for the optical position detecting device of the second aspect of the present invention and the position of the wafer stage in the semiconductor exposure apparatus. The present invention relates to a position detecting method of the present invention. FIG. 6 shows a principle diagram of a position detecting device including a light source for an optical position detecting device and a semiconductor exposure apparatus in the third embodiment.
The light source for the optical position detecting device of the third embodiment also serves as the exposure light source for the semiconductor exposure device, and the optical path splitting means 42 and the second optical path splitting part for extracting a part of the laser light from this exposure light source. Means 43 are included. In the third embodiment, the optical path splitting means 42 is a bandpass filter, and the second optical path splitting means 43 is a half mirror or a beam splitter. Then, the laser light of wavelength λ is extracted from the laser light emitted from the second harmonic generation device 20 by the optical path splitting means 42, and the laser light of the wavelength λ is extracted from the second harmonic generation device 20 by the second optical path splitting means 43. A part of the laser light having the wavelength λ ′ is extracted from the emitted laser light, and the position of the wafer stage 65 is detected by the optical position detecting device using the laser light having the wavelength λ and the wavelength λ ′.

【0048】露光光源は、図2に示した実施例1におけ
る露光光源と同様に、レーザ光源10と、第2高調波発
生装置20と、共振器長制御装置30から構成されてい
る。光学式位置検出装置の構成も、実施例1と同様とす
ることができる。
The exposure light source is composed of a laser light source 10, a second harmonic generation device 20, and a resonator length control device 30, like the exposure light source in the first embodiment shown in FIG. The configuration of the optical position detector can be the same as that of the first embodiment.

【0049】実施例3におけるウエハステージの位置を
検出する位置検出方法では、先ず、第2高調波発生装置
20から射出されたレーザ光の内、バンドパスフィルタ
ーから成る光路分割手段42によって取り出された波長
λ(実施例3においては、λ=532nm)のレーザ光
でウエハステージ65の位置を検出しながらウエハステ
ージ65を粗動させて、所望の位置の近傍にウエハステ
ージを移動させる。即ち、ウエハステージ65をX方向
及びY方向へ高速で直線移動させる。ウエハステージ6
5の粗動中、光学式位置検出装置によってウエハステー
ジ65の相対的な位置を常に計測する。そして、目標位
置との偏差量が所定の値となったならば、ウエハステー
ジ65を停止させる。
In the position detecting method for detecting the position of the wafer stage in the third embodiment, first, the laser light emitted from the second harmonic generation device 20 is extracted by the optical path splitting means 42 including a bandpass filter. The wafer stage 65 is roughly moved while detecting the position of the wafer stage 65 with the laser light having the wavelength λ (λ = 532 nm in the third embodiment), and the wafer stage is moved to the vicinity of the desired position. That is, the wafer stage 65 is linearly moved at high speed in the X and Y directions. Wafer stage 6
During the coarse movement of 5, the relative position of the wafer stage 65 is constantly measured by the optical position detector. Then, when the deviation amount from the target position reaches a predetermined value, the wafer stage 65 is stopped.

【0050】ウエハステージ65を停止させても、停止
したウエハステージ65の位置は、慣性に起因して目標
位置からずれる。それ故、このずれ量が0若しくは所定
の値の範囲に入るまで、波長λ’(実施例3において
は、λ’=266nm)のレーザ光でウエハステージの
位置を検出しながらウエハステージを微動させる。この
波長λ’のレーザ光は、第2の光路分割手段43によっ
て取り出された、第2高調波発生装置20から射出され
たレーザ光の内の波長λ’のレーザ光の一部である。そ
して、ウエハステージ65を微動させて、所望の位置に
ウエハステージ65を配置する。尚、ウエハステージの
位置調整方法としては、クローズドループ法若しくはオ
ープンループ法のどちらを採用してもよい。波長λのレ
ーザ光及び波長λ’のレーザ光の光学式位置検出装置へ
の入射は、図示しないシャッター機構によって制御する
ことができる。
Even if the wafer stage 65 is stopped, the stopped position of the wafer stage 65 is displaced from the target position due to inertia. Therefore, the wafer stage is finely moved while detecting the position of the wafer stage with the laser light of the wavelength λ ′ (λ ′ = 266 nm in the third embodiment) until the deviation amount falls within the range of 0 or a predetermined value. . The laser light of the wavelength λ ′ is a part of the laser light of the wavelength λ ′ in the laser light emitted from the second harmonic generation device 20 that is extracted by the second optical path splitting unit 43. Then, the wafer stage 65 is finely moved to place the wafer stage 65 at a desired position. Either a closed loop method or an open loop method may be adopted as the wafer stage position adjusting method. The incidence of the laser light having the wavelength λ and the laser light having the wavelength λ ′ on the optical position detecting device can be controlled by a shutter mechanism (not shown).

【0051】以上、本発明を好ましい実施例に基づき説
明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるもので
はない。レーザ光源10、第2高調波発生装置20及び
共振器長制御装置30、光学式位置検出装置の構造は例
示であり、適宜設計変更することができる。
The present invention has been described above based on the preferred embodiments, but the present invention is not limited to these embodiments. The structures of the laser light source 10, the second harmonic generation device 20, the resonator length control device 30, and the optical position detection device are examples, and the design can be appropriately changed.

【0052】固体レーザ媒質は、Nd:YAG以外に
も、Nd:YVO4、Nd:BEL、LNP等から構成
することができる。レーザダイオードによる固体レーザ
媒質の励起方式も、端面励起方式だけでなく、側面励起
方式や表面励起方式とすることができ、更にはスラブ固
体レーザを用いることもできる。また、非線形光学結晶
素子として、KTPやBBOの他にも、LN、QPM
LN、LBO、KN等、入射光や射出光に要求される光
の波長に依存して適宜選定することができる。
The solid-state laser medium can be composed of Nd: YVO 4 , Nd: BEL, LNP, etc., in addition to Nd: YAG. The pumping method of the solid-state laser medium by the laser diode can be not only the edge pumping method but also the side pumping method and the surface pumping method, and further, a slab solid-state laser can be used. In addition to KTP and BBO, non-linear optical crystal elements include LN and QPM.
LN, LBO, KN or the like can be appropriately selected depending on the wavelength of light required for incident light or emitted light.

【0053】一対の反射鏡から成る光共振器の光路内に
固体レーザ媒質と非線形光学結晶素子が配置された、所
謂内部SHG方式のレーザ光源を用いることもできる。
また、固体レーザ媒質12からの射出光を非線形光学結
晶素子13に通すような構造(即ち、平面鏡15及び凹
面鏡16から成る光共振器を省略する構造)とすること
もできる。更には、レーザ光源として、LD励起固体レ
ーザの代わりに、例えば青色半導体レーザを使用し、か
かる半導体レーザの射出光を第2高調波発生装置に直接
入射させることもできるし、かかる半導体レーザと非線
形光学結晶素子とを組み合わせた所謂内部SHG方式か
ら成るレーザ光源と第2高調波発生装置との組み合わせ
構造とすることもできる。また、平面鏡15及び凹面鏡
16から成る光共振器の共振器長の制御のために、共振
器長制御装置30を別途設けることもできる。
It is also possible to use a so-called internal SHG type laser light source in which a solid-state laser medium and a nonlinear optical crystal element are arranged in the optical path of an optical resonator composed of a pair of reflecting mirrors.
Further, it is also possible to adopt a structure in which light emitted from the solid-state laser medium 12 is passed through the nonlinear optical crystal element 13 (that is, a structure in which the optical resonator including the plane mirror 15 and the concave mirror 16 is omitted). Further, as the laser light source, for example, a blue semiconductor laser can be used instead of the LD pumped solid-state laser, and the emitted light of such a semiconductor laser can be directly incident on the second harmonic generation device, or it can be nonlinear with the semiconductor laser. It is also possible to have a combination structure of a laser light source of a so-called internal SHG system in which an optical crystal element is combined and a second harmonic generation device. Further, a resonator length control device 30 may be separately provided for controlling the resonator length of the optical resonator including the plane mirror 15 and the concave mirror 16.

【0054】第2高調波発生装置20における光共振器
22の構造を、例えば、凹面鏡と平面鏡から構成された
ファブリ−ペロー型共振器とすることもできる。この場
合、第2高調波発生装置20に入射する入射光を透過
し、そして第2高調波発生装置20からの戻り光を反射
する反射鏡を、第2高調波発生装置20の手前に配置
し、かかる反射鏡で反射された光を光検出器31で検出
すればよい。光共振器22の共振器長を変えるために
は、第1の凹面鏡23を移動させるだけでなく、他の鏡
を移動させてもよい。
The structure of the optical resonator 22 in the second harmonic generator 20 may be, for example, a Fabry-Perot type resonator composed of a concave mirror and a plane mirror. In this case, a reflecting mirror that transmits the incident light incident on the second harmonic generation device 20 and reflects the returned light from the second harmonic generation device 20 is arranged in front of the second harmonic generation device 20. The light reflected by the reflecting mirror may be detected by the photodetector 31. In order to change the resonator length of the optical resonator 22, not only the first concave mirror 23 may be moved but other mirrors may be moved.

【0055】共振器長制御装置30の別の態様として、
PZT等から成る共振器長制御装置を挙げることができ
る。即ち、光共振器22を構成する第1の凹面鏡23を
移動させるために、PZT等から成る積層圧電素子及び
共振器長(L)の長さ変化に比例した信号をこの積層圧
電素子に供給する制御装置から成る共振器長制御装置を
用い、かかる信号をフィードバックしてサーボループを
構成する。これによって、光共振器22の共振器長の制
御を行い、第2高調波発生装置20から射出される射出
光の強度制御を行うこともできる。
As another mode of the resonator length control device 30,
An example of the resonator length control device is PZT. That is, in order to move the first concave mirror 23 forming the optical resonator 22, a laminated piezoelectric element made of PZT or the like and a signal proportional to the length change of the resonator length (L) are supplied to this laminated piezoelectric element. A resonator length control device including a control device is used to feed back such a signal to form a servo loop. Thereby, the resonator length of the optical resonator 22 can be controlled, and the intensity of the emitted light emitted from the second harmonic generation device 20 can be controlled.

【0056】第2高調波発生装置から射出されるレーザ
光の一部は、レーザ光源からの入射光の第2高調波に基
づいた波長(λ’)を有するレーザ光であるが、この第
2高調波発生装置から射出される光の波長(λ’)は、
実施例にて説明したように、固体レーザ媒質の射出する
光を基準とした第4高調波だけでなく、第5高調波とす
ることもできる。この場合には、例えばNd:YAGか
ら成る固体レーザ媒質から射出される光(波長:106
4nm)と、第2高調波発生装置20から射出される光
(波長:266nm)とを合成して、再び別の第2高調
波発生装置20(例えば、非線形光学結晶素子として有
機結晶の urea CO(NH22 を用いる)を通すこと
によって、Nd:YAGから成る固体レーザ媒質の第5
高調波(波長:213nm)を生成することができる。
A part of the laser light emitted from the second harmonic generation device is a laser light having a wavelength (λ ') based on the second harmonic of the incident light from the laser light source. The wavelength (λ ') of the light emitted from the harmonic generator is
As described in the embodiment, not only the fourth harmonic wave based on the light emitted from the solid-state laser medium but also the fifth harmonic wave can be used. In this case, the light emitted from the solid-state laser medium made of Nd: YAG (wavelength: 106, for example)
4 nm) and the light (wavelength: 266 nm) emitted from the second harmonic generation device 20 are combined, and another second harmonic generation device 20 (for example, urea CO of an organic crystal as a nonlinear optical crystal element) is synthesized again. (NH 2 ) 2 is used to pass the fifth of the solid-state laser medium composed of Nd: YAG.
A harmonic wave (wavelength: 213 nm) can be generated.

【0057】[0057]

【発明の効果】本発明の光学式位置検出装置用の光源
は、半導体露光装置用の露光光源を兼ねているので、従
来技術のように、2つのレーザ光源を必要とすることが
ない。従って、半導体露光装置全体の構成が簡素化さ
れ、保守も容易になる。しかも、露光光源としての効率
が左程低下することはない。本発明の第2の態様に係る
光学式位置検出装置用の光源及び本発明の位置検出方法
においては、波長λ’のレーザ光の一部及び波長λのレ
ーザ光を光学式位置検出装置のための光源として用いる
ので、ウエハステージの位置検出分解能が高くなり、高
精度でウエハステージの位置を計測することが可能にな
る。
Since the light source for the optical position detecting device of the present invention also serves as the exposure light source for the semiconductor exposure device, it does not require two laser light sources unlike the prior art. Therefore, the configuration of the entire semiconductor exposure apparatus is simplified and maintenance is facilitated. Moreover, the efficiency of the exposure light source does not decrease to the left. In the light source for the optical position detecting device according to the second aspect of the present invention and the position detecting method of the present invention, a part of the laser light of wavelength λ ′ and the laser light of wavelength λ are used for the optical position detecting device. Since it is used as a light source, the position detection resolution of the wafer stage becomes high and the position of the wafer stage can be measured with high accuracy.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】実施例1における光学式位置検出装置用の光
源、光学式位置検出装置、及び半導体露光装置の原理図
である。
FIG. 1 is a principle diagram of a light source for an optical position detection device, an optical position detection device, and a semiconductor exposure apparatus according to a first embodiment.

【図2】露光光源の概要を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an outline of an exposure light source.

【図3】ボイスコイルモータの模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram of a voice coil motor.

【図4】共振器長制御装置を構成するVCM制御回路の
構成図である。
FIG. 4 is a configuration diagram of a VCM control circuit that constitutes a resonator length control device.

【図5】実施例2における光学式位置検出装置用の光
源、光学式位置検出装置、及び半導体露光装置の原理図
である。
FIG. 5 is a principle diagram of a light source for an optical position detecting device, an optical position detecting device, and a semiconductor exposure apparatus according to a second embodiment.

【図6】実施例3における光学式位置検出装置用の光
源、光学式位置検出装置、及び半導体露光装置の原理図
である。
FIG. 6 is a principle diagram of a light source for an optical position detecting device, an optical position detecting device, and a semiconductor exposure apparatus according to a third embodiment.

【図7】従来の光学式位置検出装置用の光源、光学式位
置検出装置、及び半導体露光装置の原理図である。
FIG. 7 is a principle diagram of a light source for an optical position detecting device, an optical position detecting device, and a semiconductor exposure apparatus of the related art.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 レーザ光源 11 レーザダイオード 12 固体レーザ媒質 13 非線形光学結晶素子 14 1/4波長板 15 平面鏡 16 凹面鏡 20 第2高調波発生装置 21 非線形光学結晶素子 22 光共振器 23 第1の凹面鏡 24 第2の凹面鏡 25,26 平面鏡 30 共振器長制御装置 31 光検出器 32 ボイスコイルモータ 320 基体 321 コイルバネ 322 電磁石 323 ヨーク 40,41,42 光路分割手段 43 第2の光路分割手段 50 プレーンミラー干渉計 51 レシーバ 52 ハーフミラー 60 反射鏡 61 レチクル 62 縮小投影レンズ 63 ウエハ 64 レジスト 65 ウエハステージ 66 バーミラー 10 Laser Light Source 11 Laser Diode 12 Solid State Laser Medium 13 Nonlinear Optical Crystal Element 14 Quarter Wave Plate 15 Plane Mirror 16 Concave Mirror 20 Second Harmonic Generator 21 Nonlinear Optical Crystal Element 22 Optical Cavity 23 First Concave Mirror 24 Second Concave mirror 25, 26 Plane mirror 30 Resonator length control device 31 Photodetector 32 Voice coil motor 320 Base body 321 Coil spring 322 Electromagnet 323 Yoke 40, 41, 42 Optical path splitting means 43 Second optical path splitting means 50 Plane mirror interferometer 51 Receiver 52 Half mirror 60 Reflective mirror 61 Reticle 62 Reduction projection lens 63 Wafer 64 Resist 65 Wafer stage 66 Bar mirror

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G03F 9/00 H ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical display location G03F 9/00 H

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】半導体露光装置におけるウエハステージの
位置を検出するための光学式位置検出装置に用いられる
光学式位置検出装置用の光源であって、 該光源は、半導体露光装置用の露光光源を兼ね、且つ、
該露光光源からのレーザ光の一部を取り出すための光路
分割手段を含み、 該露光光源は、 (イ)レーザダイオード、Nd:YAGから成る固体レ
ーザ媒質及び非線形光学結晶素子から構成された、波長
λの第2高調波を射出し得るレーザ光源と、 (ロ)非線形光学結晶素子及び光共振器から成り、該レ
ーザ光源から射出された波長λのレーザ光が入射され、
そして該入射光の第2高調波に基づいた波長λ’のレー
ザ光、及び波長λのレーザ光を射出し得る第2高調波発
生装置と、 (ハ)該光共振器の共振器長を制御するための共振器長
制御装置、から成り、 光路分割手段によって取り出された波長λのレーザ光を
用いて光学式位置検出装置によりウエハステージの位置
を検出することを特徴とする光学式位置検出装置用の光
源。
1. A light source for an optical position detection device used in an optical position detection device for detecting the position of a wafer stage in a semiconductor exposure device, wherein the light source is an exposure light source for the semiconductor exposure device. And
The exposure light source includes an optical path dividing unit for extracting a part of the laser light from the exposure light source, and the exposure light source has a wavelength composed of a laser diode, a solid-state laser medium made of Nd: YAG, and a nonlinear optical crystal element. a laser light source capable of emitting the second harmonic of λ, and (b) a nonlinear optical crystal element and an optical resonator, into which the laser light of wavelength λ emitted from the laser light source is incident,
And a second harmonic generation device capable of emitting laser light of wavelength λ ′ and laser light of wavelength λ based on the second harmonic of the incident light; and (c) controlling the resonator length of the optical resonator. An optical position detecting device for detecting the position of the wafer stage by the optical position detecting device using the laser light of wavelength λ extracted by the optical path splitting means. Light source.
【請求項2】光路分割手段はバンドパスフィルターから
成り、第2高調波発生装置から射出された波長λのレー
ザ光が光路分割手段によって取り出されることを特徴と
する請求項1に記載の光学式位置検出装置用の光源。
2. The optical path splitting means according to claim 1, wherein the optical path splitting means comprises a bandpass filter, and the laser light having a wavelength λ emitted from the second harmonic generation device is taken out by the optical path splitting means. Light source for position detection device.
【請求項3】光路分割手段はハーフミラー又はビームス
プリッターから成り、レーザ光源から射出された波長λ
のレーザ光の一部が光路分割手段によって取り出される
ことを特徴とする請求項1に記載の光学式位置検出装置
用の光源。
3. The optical path splitting means is composed of a half mirror or a beam splitter, and has a wavelength λ emitted from a laser light source.
2. The light source for an optical position detecting device according to claim 1, wherein a part of the laser light of is extracted by the optical path splitting means.
【請求項4】ハーフミラー又はビームスプリッターから
成る第2の光路分割手段が更に備えられており、光路分
割手段はバンドパスフィルターから成り、光路分割手段
によって、第2高調波発生装置から射出されたレーザ光
の内、波長λのレーザ光が取り出され、第2の光路分割
手段によって、第2高調波発生装置から射出されたレー
ザ光の内、波長λ’のレーザ光の一部が取り出され、こ
れらの波長λ及び波長λ’のレーザ光を用いて光学式位
置検出装置によりウエハステージの位置を検出すること
を特徴とする請求項1に記載の光学式位置検出装置用の
光源。
4. A second optical path splitting means comprising a half mirror or a beam splitter is further provided, and the optical path splitting means comprises a bandpass filter, and the optical path splitting means emits light from the second harmonic generation device. Of the laser light, the laser light of wavelength λ is taken out, and by the second optical path splitting means, a part of the laser light of wavelength λ ′ is taken out of the laser light emitted from the second harmonic generation device, 2. The light source for an optical position detecting device according to claim 1, wherein the position of the wafer stage is detected by the optical position detecting device using the laser light having the wavelength λ and the wavelength λ ′.
【請求項5】半導体露光装置におけるウエハステージの
位置を検出する位置検出方法であって、 波長λのレーザ光でウエハステージの位置を検出しなが
らウエハステージを粗動させて、所望の位置の近傍にウ
エハステージを移動させた後、波長λ’(但しλ’<
λ)のレーザ光でウエハステージの位置を検出しながら
ウエハステージを微動させて、所望の位置にウエハステ
ージを配置する工程から成ることを特徴とするウエハス
テージの位置検出方法。
5. A position detecting method for detecting the position of a wafer stage in a semiconductor exposure apparatus, wherein the wafer stage is roughly moved while detecting the position of the wafer stage with a laser beam having a wavelength λ, and the vicinity of the desired position is obtained. After moving the wafer stage to the wavelength λ '(where λ'<
A method for detecting a position of a wafer stage, which comprises a step of finely moving the wafer stage while detecting the position of the wafer stage with a laser beam of λ) and disposing the wafer stage at a desired position.
【請求項6】レーザ光は、半導体露光装置用の露光光源
から射出されたレーザ光の一部であることを特徴とする
請求項5に記載のウエハステージの位置検出方法。
6. The method for detecting the position of a wafer stage according to claim 5, wherein the laser light is a part of the laser light emitted from the exposure light source for the semiconductor exposure apparatus.
【請求項7】レーザ光の波長は、λ=2λ’の関係を満
たすことを特徴とする請求項6に記載のウエハステージ
の位置検出方法。
7. The method for detecting the position of a wafer stage according to claim 6, wherein the wavelength of the laser light satisfies the relationship of λ = 2λ ′.
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JP2009239310A (en) * 2009-07-14 2009-10-15 Integrated Solutions:Kk Exposure equipment

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