JP2742462B2 - Ｓｏｒ露光装置用傾き検出装置 - Google Patents
Ｓｏｒ露光装置用傾き検出装置Info
- Publication number
- JP2742462B2 JP2742462B2 JP2015486A JP1548690A JP2742462B2 JP 2742462 B2 JP2742462 B2 JP 2742462B2 JP 2015486 A JP2015486 A JP 2015486A JP 1548690 A JP1548690 A JP 1548690A JP 2742462 B2 JP2742462 B2 JP 2742462B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sor
- light
- measured
- mask
- optical axis
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は傾き検出装置に関し、特にSOR露光装置にお
けるマスクやウェーハ等の被測定体の面の法線がSOR光
軸等の基準軸に対してなす傾きを検出するための傾き検
出装置に関する。
けるマスクやウェーハ等の被測定体の面の法線がSOR光
軸等の基準軸に対してなす傾きを検出するための傾き検
出装置に関する。
次世代超LSIの露光装置用精密ステージの位置決め精
度は、現在の0.1μｍオーダから約１桁以上向上させて
0.01μｍ以下の領域に入れることが必要であると考えら
れる。たとえば次世代超LSI露光装置の１つとしてSOR光
を利用したＸ線露光装置が開発されているが、同露光装
置においてはサブミクロンのオーダでのマスクおよびウ
エハの位置決めが要求されている。これらを載置するス
テージの位置決め精度は、さらに１桁上の0.01μｍの精
度が望まれている。
度は、現在の0.1μｍオーダから約１桁以上向上させて
0.01μｍ以下の領域に入れることが必要であると考えら
れる。たとえば次世代超LSI露光装置の１つとしてSOR光
を利用したＸ線露光装置が開発されているが、同露光装
置においてはサブミクロンのオーダでのマスクおよびウ
エハの位置決めが要求されている。これらを載置するス
テージの位置決め精度は、さらに１桁上の0.01μｍの精
度が望まれている。
［従来の技術］ 従来の光ステッパ等の光露光装置では光源とマスクス
テージ、露光ステージは同一の構造体内に形成されてい
たので、光軸に対するステージの面の傾きは組立時、調
整時に行えば十分である。
テージ、露光ステージは同一の構造体内に形成されてい
たので、光軸に対するステージの面の傾きは組立時、調
整時に行えば十分である。
しかし、SOR光利用の露光装置においては、光源とス
テージとは少なくとも数ｍ、多くは10m程度は離れて配
置される。そのため十分な剛性を有する共通ベース体上
に光源とステージとを載せることは難しく、露光装置に
対してSOR光軸が一定せず、変化することになる。従っ
て、SOR光軸等の基準軸を常に計測する必要が生じる。
テージとは少なくとも数ｍ、多くは10m程度は離れて配
置される。そのため十分な剛性を有する共通ベース体上
に光源とステージとを載せることは難しく、露光装置に
対してSOR光軸が一定せず、変化することになる。従っ
て、SOR光軸等の基準軸を常に計測する必要が生じる。
また、SOR露光用マスクは通常、第２図（Ａ）に示す
ような構造を有している。すなわちマスク20は、中央部
をくり抜いたたとえば厚さ2mm程度のSiウェーハ21と、
その上に形成した厚さ数μｍ程度のSiN膜等のSOR光に対
して透過率の高いメンブレン22と、その上に形成したAu
やTa等SOR光に対して高い吸収係数を持つ吸収材で形成
したSOR光吸収パターン23を有している。ところが、Si
ウェーハ21と、SOR光透過メンブレン22とを合わせた厚
さをマスク全面で高精度に均一に作成することは極めて
難しい。加工上数μｍ程度のバラツキが生じることは防
ぎにくい。たとえば、第２図（Ｂ）に示すように厚さが
マスク20の一方の端から他方の端に向かって徐々に減少
したり、第２図（Ｃ）に示すように厚さが一旦増加し、
再び減少するような厚さ分布が生じる。このような厚さ
分布はマスク毎に変化する。
ような構造を有している。すなわちマスク20は、中央部
をくり抜いたたとえば厚さ2mm程度のSiウェーハ21と、
その上に形成した厚さ数μｍ程度のSiN膜等のSOR光に対
して透過率の高いメンブレン22と、その上に形成したAu
やTa等SOR光に対して高い吸収係数を持つ吸収材で形成
したSOR光吸収パターン23を有している。ところが、Si
ウェーハ21と、SOR光透過メンブレン22とを合わせた厚
さをマスク全面で高精度に均一に作成することは極めて
難しい。加工上数μｍ程度のバラツキが生じることは防
ぎにくい。たとえば、第２図（Ｂ）に示すように厚さが
マスク20の一方の端から他方の端に向かって徐々に減少
したり、第２図（Ｃ）に示すように厚さが一旦増加し、
再び減少するような厚さ分布が生じる。このような厚さ
分布はマスク毎に変化する。
半導体装置の露光工程においては、所望の露光パター
ンに応じてマスクを交換する。すると、マスク毎に厚さ
分布が変化する。このマスク毎の形状変化に応じて、マ
スク面を光軸に合わせることが要求される。そのために
は、マスク毎にマスク面を計測し、その計測結果に従っ
てマスク面を調整する必要がある。
ンに応じてマスクを交換する。すると、マスク毎に厚さ
分布が変化する。このマスク毎の形状変化に応じて、マ
スク面を光軸に合わせることが要求される。そのために
は、マスク毎にマスク面を計測し、その計測結果に従っ
てマスク面を調整する必要がある。
このような、変動し得る基準軸に対する面の傾きを検
出する方法しては、エアマイクロ、静電容量センサ等が
あるが、それぞれ取り付けスペースを要し、応答速度に
も問題があった。
出する方法しては、エアマイクロ、静電容量センサ等が
あるが、それぞれ取り付けスペースを要し、応答速度に
も問題があった。
［発明が解決しようとする課題］ 以上説明したように、相対的に位置を変動し得る基準
軸と被測定物の面とのなす角を取り付けスペースをほと
んど必要とせずに測定しようとすると、従来の技術で適
応できるものはなかった。
軸と被測定物の面とのなす角を取り付けスペースをほと
んど必要とせずに測定しようとすると、従来の技術で適
応できるものはなかった。
本発明の目的は、基準軸に対する被測定物の面の傾き
を、被測定物側では特別のスペースをほとんど要するこ
となく測定することのできる傾き測定装置を提供するこ
とである。
を、被測定物側では特別のスペースをほとんど要するこ
となく測定することのできる傾き測定装置を提供するこ
とである。
［課題を解決するための手段］ 対象とする被測定物の面に、反射面を形成する。基準
軸にそって遠方からレーザ光を反射面に照射し、反射光
を被測定物から離れた位置で測定する。
軸にそって遠方からレーザ光を反射面に照射し、反射光
を被測定物から離れた位置で測定する。
［作用］ 反射光を離れた位置で測定すると、面が傾くと、反射
光は光梃の原理によって大きく移動する。したがって、
微少な面の傾きを高精度で検出することができる。
光は光梃の原理によって大きく移動する。したがって、
微少な面の傾きを高精度で検出することができる。
［実施例］ 第１図は本発明の実施例による傾き検出装置の構成を
示す概略図である。SORリング１は、ほぼ光速に加速さ
れた電子の軌道を含み、軌道放射光を水平方向にSOR光
軸２に沿って発射する。SORリング１から発射されたSOR
光は、SOR光軸２にそって直進する。SOR光軸２上に露光
装置３が配置される。露光装置３はステージ４を有し、
その上にマスクやウエハ等の被測定物５を載置してい
る。
示す概略図である。SORリング１は、ほぼ光速に加速さ
れた電子の軌道を含み、軌道放射光を水平方向にSOR光
軸２に沿って発射する。SORリング１から発射されたSOR
光は、SOR光軸２にそって直進する。SOR光軸２上に露光
装置３が配置される。露光装置３はステージ４を有し、
その上にマスクやウエハ等の被測定物５を載置してい
る。
露光装置においては、対象物であるウエハやマスクの
面は入射光に対して垂直に配置するのが好ましい。第１
図に示した系の場合は、SOR光軸２が被測定物５の面に
垂直になることが好ましい。この被測定物であるマスク
やウエハの測定面上にアルミニウム層等の反射面７が形
成されている。SOR光の進む方向をＸ方向とし、図中上
方に向かう方向をＹ方向としたとき、反射面７の法線の
Ｘ軸方向からの傾きを測定し、調整する。ステージ４に
は、Ｙ方向の高さを調整するためのレベルアクチュエー
タ８が少なくとも３つ設けられており、ステージの面法
線を調整することができるようにされている。尚、ステ
ージ４には他の自由度についても調整装置が設けられて
いるが、説明および図示を省略する。
面は入射光に対して垂直に配置するのが好ましい。第１
図に示した系の場合は、SOR光軸２が被測定物５の面に
垂直になることが好ましい。この被測定物であるマスク
やウエハの測定面上にアルミニウム層等の反射面７が形
成されている。SOR光の進む方向をＸ方向とし、図中上
方に向かう方向をＹ方向としたとき、反射面７の法線の
Ｘ軸方向からの傾きを測定し、調整する。ステージ４に
は、Ｙ方向の高さを調整するためのレベルアクチュエー
タ８が少なくとも３つ設けられており、ステージの面法
線を調整することができるようにされている。尚、ステ
ージ４には他の自由度についても調整装置が設けられて
いるが、説明および図示を省略する。
SORリング１のSOR光引き出し口近くにレーザーヘッド
11が固定されている。また、このレーザヘッド11から発
するレーザー光の光軸上にビームベンダー12およびビー
ムベンダー12で折り曲げられた反射光を検出するための
位置敏感型検出器14がSORリング１と同一の構造物上に
配置される。レーザヘッド11はSOR光軸２に対して所定
の位置関係で配置され、SOR光軸と平行にレーザー光を
発するように初期調整される。
11が固定されている。また、このレーザヘッド11から発
するレーザー光の光軸上にビームベンダー12およびビー
ムベンダー12で折り曲げられた反射光を検出するための
位置敏感型検出器14がSORリング１と同一の構造物上に
配置される。レーザヘッド11はSOR光軸２に対して所定
の位置関係で配置され、SOR光軸と平行にレーザー光を
発するように初期調整される。
露光工程に先立って、レーザヘッド11からレーザー光
を発し、被測定物５上の反射面７にレーザ光スポットを
形成し、反射して同一光軸上を帰ってくる反射光をビー
ムベンダー12によって図中下方に折り曲げ、位置敏感型
検出素子14で検出する。位置敏感型検出素子14は、たと
えばPSD（position sensitive device）、CCD（charge
coupled device）、ホトダイオードアレーなどで構成
し、面内の光照射位置検出に関して十分な分解能を有す
る。反射面７がレーサ光に対して垂直に配置されている
とき位置敏感型検出素子14で検出するレーザ光位置を基
準位置とし、反射面７が傾いた時、位置敏感型検出素子
14上で検出位置がどれだけ移動するかを検出する。反射
面７の法線が、レーザ光の光軸から角度θ傾いたとき
に、位置敏感型検出素子14上で検出される位置の移動
は、反射面７と位置敏感型検出素子14の間の距離をｒと
したとき、rsin（２θ）と表すことができる。ここで反
射光を測定することによって傾きの角度θは２倍にな
り、更に反射面から距離を離すことによって、測定値は
ｒ倍される。このような光梃作用によって微少な傾きが
容易に検出できるようになる。位置敏感型検出素子14
は、数ミクロン以下の分解能を有する事も容易であるの
で、秒単位の面の傾きを測定する事も容易である。ま
た、位置敏感型検出素子14上で受光ビーム点がどの方向
に移動するかを検出することによって、被対象物の反射
面７がどの方向に傾いたかを知ることができ、この信号
を制御回路15で処理し、マスク傾き補正用のアクチュエ
ータ８にフィードバックすることによって、被測定物５
の面を常にSOR光軸２に対して垂直に保つことができ
る。なお、反射光の光路中にビームスプリッタを設け、
粗位置検出系を併設してもよい。
を発し、被測定物５上の反射面７にレーザ光スポットを
形成し、反射して同一光軸上を帰ってくる反射光をビー
ムベンダー12によって図中下方に折り曲げ、位置敏感型
検出素子14で検出する。位置敏感型検出素子14は、たと
えばPSD（position sensitive device）、CCD（charge
coupled device）、ホトダイオードアレーなどで構成
し、面内の光照射位置検出に関して十分な分解能を有す
る。反射面７がレーサ光に対して垂直に配置されている
とき位置敏感型検出素子14で検出するレーザ光位置を基
準位置とし、反射面７が傾いた時、位置敏感型検出素子
14上で検出位置がどれだけ移動するかを検出する。反射
面７の法線が、レーザ光の光軸から角度θ傾いたとき
に、位置敏感型検出素子14上で検出される位置の移動
は、反射面７と位置敏感型検出素子14の間の距離をｒと
したとき、rsin（２θ）と表すことができる。ここで反
射光を測定することによって傾きの角度θは２倍にな
り、更に反射面から距離を離すことによって、測定値は
ｒ倍される。このような光梃作用によって微少な傾きが
容易に検出できるようになる。位置敏感型検出素子14
は、数ミクロン以下の分解能を有する事も容易であるの
で、秒単位の面の傾きを測定する事も容易である。ま
た、位置敏感型検出素子14上で受光ビーム点がどの方向
に移動するかを検出することによって、被対象物の反射
面７がどの方向に傾いたかを知ることができ、この信号
を制御回路15で処理し、マスク傾き補正用のアクチュエ
ータ８にフィードバックすることによって、被測定物５
の面を常にSOR光軸２に対して垂直に保つことができ
る。なお、反射光の光路中にビームスプリッタを設け、
粗位置検出系を併設してもよい。
以上説明した構成によれば、被測定面近傍には反射面
以外何ら測定器を設置しなくてよいので、設計の自由度
が増す。特に空間的制約が被いのSOR露光装置等に好適
である。反射面は特に形成しなくても、ある程度の反射
率を有する何らかの面があれば測定は可能である。
以外何ら測定器を設置しなくてよいので、設計の自由度
が増す。特に空間的制約が被いのSOR露光装置等に好適
である。反射面は特に形成しなくても、ある程度の反射
率を有する何らかの面があれば測定は可能である。
光路長を十分長くすることにより、容易に高分解能が
得られる。
得られる。
なお、SOR光露光装置の実施例に沿って本発明を説明
したが、SOR光露光装置以外にも同様の技術を用いるこ
とができる。SOR光軸２のかわりに、何等かの直進する
性質を有するビームの基準軸を用い、これに平行にレー
ザヘッド11からレーザ光を対象物上に照射することによ
って、同様に基準軸に対する被測定物の面の傾きを測定
することができる。
したが、SOR光露光装置以外にも同様の技術を用いるこ
とができる。SOR光軸２のかわりに、何等かの直進する
性質を有するビームの基準軸を用い、これに平行にレー
ザヘッド11からレーザ光を対象物上に照射することによ
って、同様に基準軸に対する被測定物の面の傾きを測定
することができる。
以上実施例にそって本発明を説明したが、本発明はこ
れらに制限されるものではない。たとえば種々の変更、
改良、組み合わせ等が可能な事は、当業者に自明であろ
う。
れらに制限されるものではない。たとえば種々の変更、
改良、組み合わせ等が可能な事は、当業者に自明であろ
う。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、ウエハやマス
ク等の被測定物の面の法線が、SOR光軸等の基準軸に対
して傾いた時、その傾きを高精度に検出することができ
る。
ク等の被測定物の面の法線が、SOR光軸等の基準軸に対
して傾いた時、その傾きを高精度に検出することができ
る。
また、検出した傾きをフィードバックすることによっ
て、被測定物の対象面を常に所定の方向に較正すること
ができる。
て、被測定物の対象面を常に所定の方向に較正すること
ができる。
SOR露光装置等に於ける転写誤差を減少させることが
できる。
できる。
第１図は本発明の実施例による傾き検出装置の概略ブロ
ック図、 第２図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はSOR露光用マスクを説
明するための側面図である。 図において、 １……SORリング ２……SOR光軸 ３……SOR露光装置 ４……ステージ ５……被測定物 ７……反射面 ８……レベリングアクチュエータ 11……レーザヘッド 12……ビームベンダ 14……位置敏感型検出素子 15……制御回路
ック図、 第２図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はSOR露光用マスクを説
明するための側面図である。 図において、 １……SORリング ２……SOR光軸 ３……SOR露光装置 ４……ステージ ５……被測定物 ７……反射面 ８……レベリングアクチュエータ 11……レーザヘッド 12……ビームベンダ 14……位置敏感型検出素子 15……制御回路
Claims (1)
- 【請求項１】所定の基準軸に対して平行な光軸を有する
SOR光を放射するSORリングと、 該基準軸に対する面法線の傾きを検出しようとする面を
有し、前記面上に反射面を有する被測定物と、 前記SORリングに対して固定され、前記基準軸に平行に
レーザビームを発射し、前記反射面に当てるレーザ光学
系と、 前記SORリングと同一の構造物上に配置され、前記反射
面で反射したレーザ光を前記被測定物から離れた位置
で、レーザ光の進行方向とほぼ直交する面で受け、面内
のレーザ光照射位置を検出する検出系と を有するSOR露光装置用傾き検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015486A JP2742462B2 (ja) | 1990-01-25 | 1990-01-25 | Ｓｏｒ露光装置用傾き検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015486A JP2742462B2 (ja) | 1990-01-25 | 1990-01-25 | Ｓｏｒ露光装置用傾き検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03220407A JPH03220407A (ja) | 1991-09-27 |
| JP2742462B2 true JP2742462B2 (ja) | 1998-04-22 |
Family
ID=11890126
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2015486A Expired - Lifetime JP2742462B2 (ja) | 1990-01-25 | 1990-01-25 | Ｓｏｒ露光装置用傾き検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2742462B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4893414B2 (ja) * | 2007-03-29 | 2012-03-07 | 信越半導体株式会社 | 載置台整準方法及び載置台整準装置 |
| CN110057303B (zh) * | 2019-05-22 | 2021-05-11 | 广东工业大学 | 一种直线位移测量装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60144606A (ja) * | 1984-01-06 | 1985-07-31 | Toshiba Corp | 位置測定装置 |
| JPS62187214A (ja) * | 1986-02-14 | 1987-08-15 | Nec Corp | 微小変位検出装置 |
-
1990
- 1990-01-25 JP JP2015486A patent/JP2742462B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03220407A (ja) | 1991-09-27 |
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