JP2007156232A - Exposure equipment - Google Patents
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Abstract
【課題】 露光時の回転軸の位置を安価な装置で、かつ、正確に検出することができる露光装置を提供する。
【解決手段】 支持台10上に、ハーフミラー13、拡大光学系14、2次元のCCDセンサ15(撮像手段)が取り付けられている。試料7の回転中心付近には、円形パターンが形成されている。照明装置16からの照明光は、ハーフミラー13を通してこの円形パターンを含む試料7の表面を照明する。試料7の表面で反射された光は、ハーフミラー13で反射されて拡大光学系14に入り、拡大されて、試料7の表面の像を、CCDセンサ15の撮像面に結像する。よって、CCDセンサ15の出力を処理すれば、円形パターンの位置を検出することができ、これから、露光時の回転軸の位置を検出することができる。
【選択図】 図1
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an exposure apparatus capable of accurately detecting the position of a rotating shaft at the time of exposure with an inexpensive apparatus.
A half mirror 13, a magnifying optical system 14, and a two-dimensional CCD sensor 15 (imaging means) are mounted on a support base 10. A circular pattern is formed near the rotation center of the sample 7. The illumination light from the illumination device 16 illuminates the surface of the sample 7 including this circular pattern through the half mirror 13. The light reflected by the surface of the sample 7 is reflected by the half mirror 13 and enters the magnifying optical system 14 and is magnified to form an image of the surface of the sample 7 on the imaging surface of the CCD sensor 15. Therefore, if the output of the CCD sensor 15 is processed, the position of the circular pattern can be detected, and from this, the position of the rotation axis at the time of exposure can be detected.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、本発明は主にDVDなどの光ディスクのマスタディスク製作時、またはハードディスクなどの磁気ディスク製作時のリソグラフィ工程に用いられる露光装置に関するものである。 The present invention relates to an exposure apparatus mainly used in a lithography process when manufacturing a master disk of an optical disk such as a DVD or a magnetic disk such as a hard disk.
光ディスク、磁気ディスクなどの円形パターン、又は螺旋状パターンを持つ基板の製作時のリソグラフィ工程では、回転テーブル上に試料を置き、回転テーブルを回転させつつパターニングを行う露光装置(レーザー露光装置、電子線露光装置)を用いることが多い。近年大容量記憶素子に対する要求が高まるにつれ、これらの露光装置のパターニングの微細化、露光位置精度に対する要求が高まってきており、露光位置精度に関しては数nmの精度が要求されるようになってきている。 In a lithography process when manufacturing a substrate having a circular pattern or a spiral pattern such as an optical disk and a magnetic disk, an exposure apparatus (laser exposure apparatus, electron beam) that places a sample on a rotary table and performs patterning while rotating the rotary table. In many cases, an exposure apparatus is used. In recent years, as the demand for large-capacity storage elements has increased, the demand for finer patterning and exposure position accuracy of these exposure apparatuses has increased, and the accuracy of several nanometers has been required for exposure position accuracy. Yes.
このような位置精度に関する要求に応えるため、回転テーブルに円形ミラーを設置し、干渉計でミラー位置を計測する方法が一般的である(例えばJapanese Journal of Applied Physics, Vol. 43, No. 7B, 2004, pp. 5068-5073、非特許文献1)。ミラー位置を計測することにより、回転軸の位置を測定し、露光位置をそれに合わせて調整することにより、正確な円形パターン、螺旋状パターンを露光することができる。 In order to meet such requirements regarding positional accuracy, a method of measuring a mirror position with an interferometer by installing a circular mirror on a rotary table is generally used (for example, Japanese Journal of Applied Physics, Vol. 43, No. 7B, 2004, pp. 5068-5073, Non-Patent Document 1). By measuring the position of the mirror, the position of the rotation axis is measured, and the exposure position is adjusted in accordance with it, so that an accurate circular pattern and spiral pattern can be exposed.
通常のXYステージ上の基板にパターニングする露光装置も発表されているが(例えばJapanese Journal of Applied Physics, Vol. 41(2002), pp. 1714-1716, Part1, No. 3B, March 2002、非特許文献2)、露光に時間がかかる等の問題がある。
An exposure apparatus for patterning a substrate on a normal XY stage has also been announced (for example, Japanese Journal of Applied Physics, Vol. 41 (2002), pp. 1714-1716,
しかしながら、回転テーブルを用いた露光装置において、回転テーブルに円形ミラーを設置し、干渉計でミラー位置を計測する方法では、正確な円形ミラーの製作が非常に困難である(真円からの誤差を500nm程度以下とすることは困難)、ミラーのXY方向位置ずれと回転軸のずれの切り分けができない、干渉計の軸数が増えるために高価である、などの問題点があり、数nmの露光位置精度を安価に達成するのは非常に困難である。 However, in an exposure apparatus using a rotary table, it is very difficult to manufacture an accurate circular mirror by installing a circular mirror on the rotary table and measuring the mirror position with an interferometer (the error from the perfect circle is It is difficult to make it less than about 500 nm), there are problems such as the inability to separate the positional deviation of the mirror in the X and Y directions and the rotational axis, and the high number of axes of the interferometer. It is very difficult to achieve position accuracy at a low cost.
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、露光時の回転軸の位置を安価な装置で、かつ、正確に検出することができる露光装置を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide an exposure apparatus that can accurately detect the position of the rotating shaft at the time of exposure with an inexpensive apparatus.
前記課題を解決するための第1の手段は、回転テーブル上の試料に、前記回転テーブルを回転させながら微小パターンをパターニングする露光装置であって、前記試料の回転中心付近、又は回転体上の回転軸付近に形成された円形パターンを撮像する撮像手段を有し、前記回転テーブルの回転中に前記撮像手段により撮像された円形パターンの位置から、回転軸位置のずれ量を計測する計測装置を有することを特徴とする露光装置である。 A first means for solving the above-mentioned problem is an exposure apparatus for patterning a micro pattern on a sample on a rotary table while rotating the rotary table, and is near the rotation center of the sample or on a rotating body. A measuring device that includes an imaging unit that images a circular pattern formed in the vicinity of the rotation axis, and that measures a deviation amount of the rotation axis position from the position of the circular pattern imaged by the imaging unit during rotation of the rotary table; It is an exposure apparatus characterized by having.
前記課題を解決するための第2の手段は、回転テーブル上の試料に、前記回転テーブルを回転させながら微小パターンをパターニングする露光装置であって、前記試料の回転中心付近、又は回転体上の回転軸付近に形成された円形パターンの像を、多分割センサ上に拡大して結像する光学系と、前記回転テーブルの回転中得られた前記多分割センサの出力から、回転軸位置のずれ量を計測する計測装置を有することを特徴とする露光装置である。 The second means for solving the problem is an exposure apparatus for patterning a micro pattern on the sample on the rotary table while rotating the rotary table, and is near the rotation center of the sample or on the rotating body. An optical system for enlarging and forming an image of a circular pattern formed near the rotation axis on the multi-division sensor, and the output of the multi-division sensor obtained during the rotation of the rotary table, the rotation axis position shift An exposure apparatus having a measuring device for measuring an amount.
前記課題を解決するための第3の手段は、前記第1の手段又は第2の手段であって、前記撮像手段、又は前記多分割センサ及び前記光学系が、前記回転テーブルが搭載されているリニアステージ上に搭載されていることを特徴とするものである。 The third means for solving the problem is the first means or the second means, wherein the imaging means or the multi-divided sensor and the optical system are mounted with the rotary table. It is characterized by being mounted on a linear stage.
前記課題を解決するための第4の手段は、前記第1の手段から第3の手段のいずれかであって、前記計測装置で計測された回転軸位置のずれ量を基に、前記微小パターンのパターニング位置を補正する機能を有することを特徴とするものである。 A fourth means for solving the problem is any one of the first means to the third means, and based on the amount of deviation of the rotational axis position measured by the measuring device, the minute pattern It has a function of correcting the patterning position.
本発明によれば、露光時の回転軸の位置を安価な装置で、かつ、正確に検出することができる露光装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the position of the rotating shaft at the time of exposure can be provided with an inexpensive apparatus, and can detect correctly.
以下、本発明の実施の形態の例を、図を用いて説明する。図1は、本発明の第1の実施の形態である露光装置の概要を示す図である。基台1の上にリニアステージ2が設けられ、モータ3と送りネジ4により駆動される。リニアステージ2は2段となっており、XY方向に駆動されるようになっている。リニアステージ2の上には回転ステージ5が設けられ、試料台6が、回転ステージ5により回転させられるようになっている。試料台6の上に、パターンを形成する試料7(ブランクディスク等)を載せ、回転ステージ5を回転させながら、描画用露光光8を試料7面に照射し、リニアステージ2を1軸方向に駆動しながら、試料7表面へのパターニングを行って、円形パターン、螺旋パターン等を形成する。
Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a view showing an outline of an exposure apparatus according to the first embodiment of the present invention. A linear stage 2 is provided on the
なお、リニアステージ2の位置は干渉計9により測定されるが、本実施の形態においては、リニアステージ2の上に設けられた支持台10に移動鏡11を取り付け、それに干渉計9のレーザ光12を照射することにより位置測定を行っている。
Although the position of the linear stage 2 is measured by the interferometer 9, in the present embodiment, the
この支持台10上に、ハーフミラー13、拡大光学系14、2次元のCCDセンサ15(撮像手段)が取り付けられている。試料7の回転中心付近には、後に示すように円形パターンが形成されている。照明装置16からの照明光は、ハーフミラー13を通してこの円形パターンを含む試料7の表面を照明する。試料7の表面で反射された光は、ハーフミラー13で反射されて拡大光学系14に入り、拡大されて、試料7の表面の像を、CCDセンサ15の撮像面に結像する。よって、CCDセンサ15の出力を処理すれば、円形パターンの位置を検出することができる。なお、「回転軸中心付近」としては、回転軸中心の近傍で、円形パターンを均一に照明でき、かつ、その像位置をセンサにより計測可能な領域とすればよい。
A
図2に、試料7に形成された円形パターンとそのCCDセンサ15の像を示す。(a)は、試料7に形成された円形パターンを示すものであり、円形パターンは、その中心と回転ステージ5の回転軸の回転中心が一致していない場合には、この回転軸の周りに、ずれ量を半径として回転する。すなわち、CCDセンサ15により観察すると、(b)に示すように、基準点の周りに円形パターンの像が回転するように観察される。もし、円形パターンの中心と回転ステージ5の回転軸の回転中心が一致している場合には、(c)に示すように、CCDセンサ15により観察される円形パターンの像の位置は不変である。このことを利用して、回転軸位置のずれ量を計測することができる。
FIG. 2 shows a circular pattern formed on the
また、いずれの場合にも、観察される円形パターンの中心位置の変動に合わせて、描画用露光光8の露光軸の位置を変動させてやれば、リニアステージ2を動かさない限り、試料7上での描画軌跡は、円形パターンの中心位置を中心とする円となる。従って、試料7の中心が回転中心と合っていなかったり、回転軸に偏心がある場合でも、観察される円形パターンの中心位置の変動に合わせて、描画用露光光8の露光軸の位置を変動させてやることにより、あたかも、試料7が、円形パターンの中心位置を中心として回転しているものと考えて、正確な円状、螺旋状の描画を行うことが可能となる。これは、計測された回転軸位置のずれ量を基に、試料7表面へのパターニング位置を補正することに他ならない。
In any case, if the position of the exposure axis of the
図3は、本発明の第2の実施の形態である露光装置の概要を示す図である。この実施の形態においては、図1におけるCCDセンサ15が、4分割光センサ17に変わっているだけなので、その他の部分には図1と同じ符号を付し、その説明を省略する。
FIG. 3 is a view showing an outline of an exposure apparatus according to the second embodiment of the present invention. In this embodiment, since the
試料7の表面の像は、拡大光学系14により、拡大されて4分割光センサ17の表面に結像する。図4に、4分割光センサ17と円形パターンの像の関係を示す。円形パターンの像は、円形パターンの中心と回転ステージ5の回転軸の回転中心が一致していない場合には、(a)に示すように、基準点の周りに回転するように観察される。もし、円形パターンの中心と回転ステージ5の回転軸の回転中心が一致している場合には、(c)に示すように、4分割光センサ17により観察される円形パターンの像の位置は不変である。
The image of the surface of the
紙面の横方向をX方向、上下方向をY方向とすると、円形パターンの中心のX方向位置は、{(第1象限出力+第4象限出力)−(第2象限出力+第3象限出力)}から求めることができ、円形パターンの中心のY方向位置は、{(第1象限出力+第2象限出力)−(第3象限出力+第4象限出力)}から求めることができる。これから、円形パターンを基準とした回転軸位置のずれ量を計測することができる。4分割光センサを使用した場合には、CCDを使用した場合に比べて高速の測定が可能となる。 Assuming that the horizontal direction of the paper surface is the X direction and the vertical direction is the Y direction, the position of the center of the circular pattern in the X direction is {(first quadrant output + fourth quadrant output)-(second quadrant output + third quadrant output). }, And the position in the Y direction of the center of the circular pattern can be obtained from {(first quadrant output + second quadrant output)-(third quadrant output + fourth quadrant output)}. From this, it is possible to measure the amount of deviation of the rotational axis position based on the circular pattern. When a quadrant optical sensor is used, measurement can be performed at a higher speed than when a CCD is used.
又、この場合も、観察される円形パターンの中心位置の変動に合わせて、描画用露光光8の露光軸の位置を変動させてやれば、リニアステージ2を動かさない限り、試料7上での描画軌跡は、円形パターンの中心位置を中心とする円となる。従って、試料7の中心が回転中心と合っていなかったり、回転軸に偏心がある場合でも、観察される円形パターンの中心位置の変動に合わせて、描画用露光光8の露光軸の位置を変動させてやることにより、あたかも、試料7が、円形パターンの中心位置を中心として回転しているものと考えて、正確な円状、螺旋状の描画を行うことが可能となる。
Also in this case, if the position of the exposure axis of the
以上説明したように、本発明の実施の形態においては、非常に単純な構成の計測系を用いて回転ステージの回転軸をナノメータオーダの精度で計測することが可能になる。また、干渉計などの高価な座標計測システムが必要なくなる。本発明に用いる計測系は露光装置で実用化されているアラインメントセンサと同様のものであり、非常に安価である。計測された回転軸位置情報を元に補正露光を行うことにより、計測精度と同程度の精度でのパターニングが可能になる。 As described above, in the embodiment of the present invention, it is possible to measure the rotation axis of the rotary stage with nanometer order accuracy using a measurement system having a very simple configuration. Further, an expensive coordinate measurement system such as an interferometer is not necessary. The measurement system used in the present invention is the same as the alignment sensor put into practical use in the exposure apparatus, and is very inexpensive. By performing correction exposure based on the measured rotational axis position information, patterning can be performed with the same degree of accuracy as the measurement accuracy.
又、以上の実施の形態においては、ハーフミラー13、拡大光学系14、CCDセンサ15、4分割光センサ17等の回転軸計測系は、XY座標計測用の干渉計の移動鏡11を具備した移動体(支持台10)上に設置することにより、移動鏡11を基準にした回転軸の位置を計測することが可能である。この場合に、回転軸計測系が移動鏡と移動鏡付近に設置されているので、XY座標の基準と回転軸計測系の基準を近くすることができ、簡素で安定した計測系を構築できる。
In the above embodiment, the rotation axis measurement system such as the
なお、以上の説明においては、円形パターンは試料に形成されているものとした。しかし、試料がドーナツ状の場合(例えばCDディスク等)の場合には、円形パターンを、回転体の表面に形成して、それを観察しても同様の作用効果が得られる。 In the above description, it is assumed that the circular pattern is formed on the sample. However, when the sample is in a donut shape (for example, a CD disk), a similar effect can be obtained by forming a circular pattern on the surface of the rotating body and observing it.
又、以上の説明においては4分割センサを用いた例を示したが、4分割以外の分割数のセンサ(多分割センサ)を用いても構わない。例えば、2分割センサ、3分割センサ、あるいは5分割以上のセンサを用いることができる。 In the above description, an example using a four-divided sensor is shown, but a sensor with a number of divisions other than four (multi-divided sensor) may be used. For example, a two-divided sensor, a three-divided sensor, or a sensor with five or more divisions can be used.
1…基台、2…リニアステージ、3…モータ、4…送りネジ、5…回転ステージ、6…試料台、7…試料、8…描画用露光光、9…干渉計、10…支持台、11…移動鏡、12…レーザ光、13…ハーフミラー、14…拡大光学系、15…CCDセンサ、16…照明装置、17…4分割光センサ
DESCRIPTION OF
Claims (4)
4. The exposure apparatus according to claim 1, wherein the exposure apparatus has a function of correcting a patterning position of the minute pattern based on a deviation amount of a rotation axis position measured by the measurement apparatus. 5. An exposure apparatus comprising:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2005353237A JP2007156232A (en) | 2005-12-07 | 2005-12-07 | Exposure equipment |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP2005353237A JP2007156232A (en) | 2005-12-07 | 2005-12-07 | Exposure equipment |
Publications (1)
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| JP (1) | JP2007156232A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113900359A (en) * | 2016-11-18 | 2022-01-07 | 东京毅力科创株式会社 | Exposure apparatus and exposure method |
| WO2025172427A1 (en) * | 2024-02-16 | 2025-08-21 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Method, device and computer program for determining and correcting a concentricity error when rotating a sample |
-
2005
- 2005-12-07 JP JP2005353237A patent/JP2007156232A/en active Pending
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| WO2025172427A1 (en) * | 2024-02-16 | 2025-08-21 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Method, device and computer program for determining and correcting a concentricity error when rotating a sample |
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