JP2799570B2 - 露光装置 - Google Patents

露光装置

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JP2799570B2 JP63111457A JP11145788A JP2799570B2 JP 2799570 B2 JP2799570 B2 JP 2799570B2 JP 63111457 A JP63111457 A JP 63111457A JP 11145788 A JP11145788 A JP 11145788A JP 2799570 B2 JP2799570 B2 JP 2799570B2
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    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70058Mask illumination systems
    • G03F7/702Reflective illumination, i.e. reflective optical elements other than folding mirrors, e.g. extreme ultraviolet [EUV] illumination systems

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (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、原版上に描かれたパターンを基板に転写す
る露光装置に関し、例えば露光ビームとしてX線を用い
る露光装置において露光ビームの光軸と露光装置の転写
露光部の光軸との位置合せを好適に行う露光装置に関す
るものである。
[従来の技術] X線露光装置に利用されるシンクロトロン放射光は発
散角が非常に小さく、例えば波長10Å付近の軟X線では
1ミリ・ラジアン以内である。従って、露光エリア内に
極めて高輝度のX線を得ることができる。
このような収集性の良いシンクロトロン放射光を用い
た転写露光においては、マスクとウエハとを所定のギャ
ップを保って平行に対向させて転写する際に、このマス
クとウエハに対してX線ビームを垂直かつ所定の露光エ
リアに入射させる必要がある。このビームが斜入射した
場合にはマスクの周辺にて転写像に位置ずれが生じ、そ
の結果X線の輝度の高いビーム束が使えなくなるために
効率が低下してしまうからである。
[発明が解決しようとする課題] 特にシンクロトロン放射光の放射角度を設定するため
の反射ミラーを用いる場合、この反射ミラーの設定角度
が適切でないと、ビーム束をマスクまたはウエハに垂直
に入射できなくなったり、ビーム束の入射位置がずれた
りするという問題があった。
また、露光ビームがX線であるために、X線ビームと
露光装置の転写露光部本体との光軸合せに際しては、高
価なX線検出器が必要であるという不都合があった。
本発明は、このような露光ビームと転写露光部との整
合上の問題を解決するものであり、露光ビームを転写露
光部内の原版または基板上に垂直にかつ所定の位置関係
で入射させ、転写ひずみを抑えた高精度の露光を実現す
ることを目的とする。
また、安価なシステムでの光軸合せを可能にすること
も目的とする。
[課題を解決するための手段および作用] 上記の目的を達成するため、本発明は、シンクロトロ
ン放射源から放射されるシンクロトロン放射光に含まれ
るX線を用いて原版上のパターンを基板上に転写露光す
る転写露光部を備えた露光装置であって、上記放射源か
らのシンクロトロン放射光に含まれる可視光を用いて上
記放射源と上記転写露光部との位置合わせを行う手段を
有することとしている。これにより、高価なX線検出器
を備えることなしに位置合わせを行うことができる。
ここで、位置合わせを行う手段は、露光転写部に設け
られた反射部と該反射部で反射した光を検出する検出器
を用いることができる。
[実施例] 以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。
第3図はシンクロトロン放射光エネルギーの波長を示
すグラフである。横軸は波長で、縦軸はエネルギーの相
対値を示す。同図から、シンクロトロン放射光では可視
領域近傍の波長でも最大値の1/100程度のエネルギーを
有するとがわかる。本実施例は、このシンクロトロン放
射光の可視領域近傍の光を用いて放射光と転写露光部と
の光軸合せを行なうものである。
第1図は、本発明の一実施例に係る露光装置の要部構
成を示す側面図である。同図において、1はX線露光装
置の転写露光部本体、12は第1の駆動装置である。第1
の駆動装置2によって、X線転写露光部本体1を図のX,
Y方向にそれぞれ平行移動したり、X,Yをそれぞれ軸とし
たWx,Wy方向に回転移動させることができる。3は電子
軌道装置SORより放射させる放射光、4はそれ自体を振
動される等の方法により放射光3を面拡がりを持ったX
線束5に変換するミラー、6と7はそれぞれ転写露光部
本体1内におかれたマスクとウエハ、8は光軸調整用光
学系である。
光軸調整用光学系8は所定の関係に一定に支持された
部材9〜16から構成され、第2の駆動装置17によって図
のX′,Y′方向の平行移動およびWx′,Wy′方向の回転
移動が可能である。9はX線領域の放射光をカットして
可視領域近傍の光だけを透過させるノンブラウンガラス
などからなるX線カットフィルタ、10は例えば円形や十
字形状の開口を有する遮光板、11および12は第1および
第2のビームスプリッタ、13はコーナーキューブ、14は
オートコリメータ、15は、望遠鏡、16はTVカメラであ
る。部材11,13,14で第1の観察光学系を、部材12,15,16
で第2の観察光学系をそれぞれ構成する。なお、遮光板
10と第1および第2のビームスプリッタ11,12はひとつ
の光軸を共有するように配置される。
18,18′はそれぞれオートコリメータ14およびTVカメ
ラ16からの信号を処理し、制御部19,19′へ伝える信号
処理部である。制御部19,19′は、それぞれ信号処理部1
8,18′からの出力を元にして、第1の駆動装置2および
第2の駆動装置17を駆動するための制御信号を出力す
る。20は光軸調整のための基準面で、例えば、その中心
に十字形状の位置合せマークを有する光学的反射平面で
あり、マスクまたはウエハと同じ大きさと形状をしてい
る。図では、マスクの替りにマスク6の位置に設置され
ている。
なお、図中の2つの座標系は露光装置の転写露光部1
の設置基準面Gに垂直な方向をY,X線束5の入射方向を
Zとし、放射光3に平行な方向をZ′、垂直な方向を
Y′とする。
以上のように構成されたX線露光装置における光軸調
整の動作について以下に説明する。ただし、光軸調整に
際しては、転写露光部本体1の光軸調整用基準面20の取
付けられるマスクまたはウエハのステージは、露光時の
基準となる位置と角度に置かれ、ミラー4もその最大振
動幅の中心となる角度に固定されているものとする。こ
のため、例えば、光軸調整用基準面20が取付けられるマ
スクステージをWz方向(Z軸方向を軸とする回転方向)
の回動だけが可能な構成とし、マスクステージの中心と
露光エリアの中心を一致させた設計としてもよい。
光軸調整においては、まず露光ビームの光軸と光軸調
整用光学系8の光軸とを第1の観察光学系を用いて合せ
る。最初に、光軸調整用光学系8を第2の駆動装置17に
よってX′−Y′面内で平行移動させ、放射光3を横切
る位置に移動させて放射光3を入射させる。このとき、
放射光3のX線波長領域の光はX線カットフィルタ9に
よってカットされ、可視領域近傍の光のみが遮光板10の
開口によって微小径に絞られ、第2のビームスプリッタ
12を通過して、第1のビームスプリッタ11に入射する。
第1のビームスプリッタ11に入射した光の一部は、第1
の反射面によって折り曲げられ、コーナーキューブ13へ
入射する。そして、コーナーキューブ13の特性により、
入射方向と同じ方向へコーナーキューブ13から出射す
る。そして、再び第1のビームスプリッタ11へ入射し、
これを通過してオートコリメータ14へ入射する。
一方、第2のビームスプリッタ12を通過して第1のビ
ームスプリッタ11に入射し、その第1の反射面を透過し
た残りの光は、ミラー4により所定の角度で折り曲げら
れ、転写露光部本体1に取り付けられた光軸調整用基準
面20上にスポットを結ぶ。
ここで、光軸調整用光学系8を放射光3を横切る位置
へ移動させて行くと、第2図に示すようにオートコリメ
ータ14の視野内に、放射光3の中の可視領域近傍の光
が、遮光板10の開口で決まる形状のスポット21として現
われてくる。このときオートコリメータ14自身の投光は
止めておく。そこで、該スポット21が、オートコリメー
タ14の視野の中心(カーソル22の中心)OCに来るよう
に、第2の駆動装置17によって光軸調整用光学系8を移
動させる。これによって、放射光3の光軸OXとオートコ
リメータ14の光軸OAとが共役の関係となる。
次に、第2の観察光学系も用いて、光軸調整用光学系
8と転写露光部本体1との光軸合せを行なう。まず、望
遠鏡15とTVカメラ16によって、第2のビームスプリッタ
12を介して基準面20上の中心に設けたマーク(例えば、
十字形状)を観察する。そのマークの中心が画面の中央
に見える基準面20上のスポット(第2のビームスプリッ
タ12をそのまま透過した放射光3の可視領域光の一部)
の中心と一致するように、第1の駆動装置2によって転
写露光部本体1をX−Y方向に移動させる。そして、オ
ートコリメータ14の照射光によって、第1のビームスプ
リッタ11の第2の反射面を介して、十字形状のカーソル
22(第2図)を基準面20上に投影すると、その基準面29
によるオートコリメータ14の視野内の反射像とカーソル
22とのずれから基準面20の法線(即ち、転写露光部本体
1の光軸)の露光ビーム光軸に対する傾きがわかる。そ
して、これが零となるように露光装置本体1を第1の駆
動装置2によってWx,Wy方向に回動させる。
この調整によって、基準面20上のスポットが該基準面
20上のマークの中心からずれた場合には、再び前述のよ
うに転写露光部本体1をX−Y方向に移動させて調整
し、同様に基準面20の傾きをWx,Wy方向の回動によって
調整する。
以上の調整を繰り返して、転写露光部本体1と光軸調
整用光学系8との光軸合せを行なうことによって、最終
的に露光光の光軸OXと転写露光部本体の光軸OMとを一致
させることができる。調整が終了すると、光軸調整用光
学系8は放射光3を遮らない位置に退避し、露光可能な
状態となる。
なお、X線ビームの発散角は前述のように1ミリ・ラ
ジアンであるので、機械的精度としては0.1ミリ・ラジ
アン以下が要求されるが、オートコリメータは1秒(5
マイクロ・ラジアン)以下の精度が得られるので十分で
ある。
[発明の効果] 以上説明したように、本発明によれば、露光光束と転
写露光部とを所定の位置関係に合せ込むことができるの
で、転写ひずみを最小とした高精度の露光を実現でき
る。
また、SOR等のX線発生装置に露光装置を接続する際
の位置合せ調整の簡易化を図ることができる。さらに、
X線検出器のような特殊で高価なセンサが不要となり、
信号処理部の構成を簡略化することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例に係る露光装置の要部構成
を示す側面図、 第2図は、オートコリメータの視野の模式図、 第3図は、シンクロトロン放射光エネルギーの波長分布
を示すグラフである。 1:転写露光部本体、 2,17:駆動装置、 3:放射光、 4:ミラー、 5:X線束、 6:マスク、 7:ウエハ、 8:光軸軸調整用光学系、 9:X線カットフィルタ、 10:遮光板、 11,12:ビームスプリッタ、 13:コーナーキューブ、 14:オートコリメータ、 15:望遠鏡、 16:TVカメラ、 18,18′:信号処理部、 19,19′:制御部、 20:光軸調整用基準面、 21:スポット光、 22:カーソル、 G:露光装置設置基準面、 OA:オートコリメータの光軸、 OC:カーソル中心、 OM:露光装置本体の光軸、 OT:望遠鏡の光軸、 OX:X線ビームの光軸、 SOR:電子軌道装置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 21/027 G03F 7/20

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】シンクロトロン放射源から放射されるシン
    クロトロン放射光に含まれるX線を用いて原版上のパタ
    ーンを基板上に転写露光する転写露光部を備えた露光装
    置であって、上記放射源からのシンクロトロン放射光に
    含まれる可視光を用いて上記放射源と上記転写露光部と
    の位置合わせを行う手段を有することを特徴とする露光
    装置。
  2. 【請求項2】位置合わせを行う手段は、露光転写部に設
    けられた反射部と該反射部で反射した光を検出する検出
    器を有することを特徴とする特許請求の範囲第1項に記
    載の露光装置。
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