JP3221711B2 - Ｘ線ポジションセンサーおよびこれを用いた露光装置 - Google Patents
Ｘ線ポジションセンサーおよびこれを用いた露光装置Info
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70058—Mask 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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、シンクロトロン放射光
等のＸ線を照明光とする露光装置において、Ｘ線を拡大
するためのミラー等に対するＸ線の位置を高精度で検出
するＸ線ポジションセンサーおよびこれを用いた露光装
置に関するものである。
等のＸ線を照明光とする露光装置において、Ｘ線を拡大
するためのミラー等に対するＸ線の位置を高精度で検出
するＸ線ポジションセンサーおよびこれを用いた露光装
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、シンクロトロン放射光を照明光と
する半導体露光装置の開発が進んでいるが、一般にシン
クロトロン放射光は、光源である荷電粒子蓄積リングＳ
Ｒの軌道面に垂直な方向（以下、「ｙ軸方向」という）
への発散角度が小さいために、前記光源から、ウエハ等
基板へ到る光路に、図４の（ａ）に示す揺動式のミラー
１４ａや、図４の（ｂ）に示す固定された凸面状のミラ
ー１４ｂを配置して、ｙ軸方向への発散率を大きくする
必要がある。また、シンクロトロン放射光のＸ線強度
は、図５の曲線Ｇで示すように、ｙ軸方向にガウス分布
をもつため、均一な露光を行うためには、その光路に対
する前記ミラーの反射面の位置決めを高精度で行うこと
が要求される。また、シンクロトロン放射光の照射中、
温度変化、振動あるいは光源のゆらぎ等によってシンク
ロトロン放射光のｙ軸方向位置が変動した場合にも、速
かにこれを検出して前記ミラーに対する位置ずれを解消
することが要求され、これらの要求に応えるために高精
度のＸ線ポジションセンサーが必要である。
する半導体露光装置の開発が進んでいるが、一般にシン
クロトロン放射光は、光源である荷電粒子蓄積リングＳ
Ｒの軌道面に垂直な方向（以下、「ｙ軸方向」という）
への発散角度が小さいために、前記光源から、ウエハ等
基板へ到る光路に、図４の（ａ）に示す揺動式のミラー
１４ａや、図４の（ｂ）に示す固定された凸面状のミラ
ー１４ｂを配置して、ｙ軸方向への発散率を大きくする
必要がある。また、シンクロトロン放射光のＸ線強度
は、図５の曲線Ｇで示すように、ｙ軸方向にガウス分布
をもつため、均一な露光を行うためには、その光路に対
する前記ミラーの反射面の位置決めを高精度で行うこと
が要求される。また、シンクロトロン放射光の照射中、
温度変化、振動あるいは光源のゆらぎ等によってシンク
ロトロン放射光のｙ軸方向位置が変動した場合にも、速
かにこれを検出して前記ミラーに対する位置ずれを解消
することが要求され、これらの要求に応えるために高精
度のＸ線ポジションセンサーが必要である。
【０００３】図６の（ａ）は従来例のＸ線ポジションセ
ンサーを示すもので、該Ｘ線ポジションセンサー１１
は、その受光面に入射するシンクロトロン放射光ＳのＸ
線強度を測定するＸ線強度センサー１２と、ｙ軸方向に
往復移動可能であるシャッター１３からなり、Ｘ線強度
センサー１２の受光面は、シンクロトロン放射光Ｓのｙ
軸方向の位置が変動した場合でも、そのｙ軸方向の全幅
を受光できるように、該方向に充分な幅をもっている。
ンサーを示すもので、該Ｘ線ポジションセンサー１１
は、その受光面に入射するシンクロトロン放射光ＳのＸ
線強度を測定するＸ線強度センサー１２と、ｙ軸方向に
往復移動可能であるシャッター１３からなり、Ｘ線強度
センサー１２の受光面は、シンクロトロン放射光Ｓのｙ
軸方向の位置が変動した場合でも、そのｙ軸方向の全幅
を受光できるように、該方向に充分な幅をもっている。
【０００４】図７は、シャッター１３が後退位置にある
とき、すなわちシンクロトロン放射光Ｓが、シャッター
１３によって遮断されることなく、Ｘ線強度センサー１
２の受光面に入射する場合のＸ線強度センサー１２の出
力をＩ0 とし、シャッター１３を徐々にｙ軸方向へ移動
させつつ、その移動量Ｌと、移動するシャッター１３に
よってシンクロトロン放射光Ｓの光路が徐々に遮断され
ることによって連続的に減少するＸ線強度センサー１２
の出力Ｉとの関係を示すもので、Ｘ線強度センサー１２
の出力ＩがＩ0 ／２となるときのシャッター１３の下端
エッジ１３ａ（図６の（ｂ）に示す）の位置を、シンク
ロトロン放射光Ｓのｙ軸方向の位置として検出し、これ
に対するミラー等（図示せず）の位置決めを行うもので
ある。
とき、すなわちシンクロトロン放射光Ｓが、シャッター
１３によって遮断されることなく、Ｘ線強度センサー１
２の受光面に入射する場合のＸ線強度センサー１２の出
力をＩ0 とし、シャッター１３を徐々にｙ軸方向へ移動
させつつ、その移動量Ｌと、移動するシャッター１３に
よってシンクロトロン放射光Ｓの光路が徐々に遮断され
ることによって連続的に減少するＸ線強度センサー１２
の出力Ｉとの関係を示すもので、Ｘ線強度センサー１２
の出力ＩがＩ0 ／２となるときのシャッター１３の下端
エッジ１３ａ（図６の（ｂ）に示す）の位置を、シンク
ロトロン放射光Ｓのｙ軸方向の位置として検出し、これ
に対するミラー等（図示せず）の位置決めを行うもので
ある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の方法によれば、シンクロトロン放射光のＸ線強度
は、時間とともに減衰する傾向があるため、図８に示す
ように、照射開始直後に測定されるＸ線強度に基づいて
検出されるシンクロトロン放射光の位置と、該シンクロ
トロン放射光を用いてウエハ等基板の露光を行う過程で
検出されるシンクロトロン放射光の位置との間にはその
Ｘ線強度の減衰に併うΔＬに相当する誤差が生じる。こ
の誤差は、シンクロトロン放射光の減衰率が大きい程、
またシャッターの移動速度が遅い程顕著である。
来の方法によれば、シンクロトロン放射光のＸ線強度
は、時間とともに減衰する傾向があるため、図８に示す
ように、照射開始直後に測定されるＸ線強度に基づいて
検出されるシンクロトロン放射光の位置と、該シンクロ
トロン放射光を用いてウエハ等基板の露光を行う過程で
検出されるシンクロトロン放射光の位置との間にはその
Ｘ線強度の減衰に併うΔＬに相当する誤差が生じる。こ
の誤差は、シンクロトロン放射光の減衰率が大きい程、
またシャッターの移動速度が遅い程顕著である。
【０００６】本発明は、上記従来の技術の有する解決す
べき課題に鑑みてなされたものであり、シンクロトロン
放射光等のＸ線の位置を、該Ｘ線のＸ線強度の減衰によ
って影響を受けることなく、高精度で検出することので
きるＸ線ポジションセンサーおよびこれを用いた露光装
置を提供することを目的とするものである。
べき課題に鑑みてなされたものであり、シンクロトロン
放射光等のＸ線の位置を、該Ｘ線のＸ線強度の減衰によ
って影響を受けることなく、高精度で検出することので
きるＸ線ポジションセンサーおよびこれを用いた露光装
置を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明のＸ線ポジションセンサーおよびこれを用
いた露光装置は、Ｘ線の光路に設けられたＸ線強度セン
サーと、前記Ｘ線の光路を横切る方向に移動することに
よって前記Ｘ線強度センサーの受光面の少くとも一部を
前記Ｘ線から遮断するシャッターとを備え、前記Ｘ線強
度センサーの出力が所定の値に減少したときの前記シャ
ッターの位置に基づいて、前記Ｘ線の位置を検出するＸ
線ポジションセンサーであって、前記光路に、Ｘ線の前
記方向の全幅にわたって受光する補正用Ｘ線強度センサ
ーが設けられており、前記Ｘ線ポジションセンサーおよ
び前記補正用Ｘ線強度センサーの出力比と前記シャッタ
ーの位置に基づいて前記Ｘ線の位置を検出することを特
徴とする。
めに、本発明のＸ線ポジションセンサーおよびこれを用
いた露光装置は、Ｘ線の光路に設けられたＸ線強度セン
サーと、前記Ｘ線の光路を横切る方向に移動することに
よって前記Ｘ線強度センサーの受光面の少くとも一部を
前記Ｘ線から遮断するシャッターとを備え、前記Ｘ線強
度センサーの出力が所定の値に減少したときの前記シャ
ッターの位置に基づいて、前記Ｘ線の位置を検出するＸ
線ポジションセンサーであって、前記光路に、Ｘ線の前
記方向の全幅にわたって受光する補正用Ｘ線強度センサ
ーが設けられており、前記Ｘ線ポジションセンサーおよ
び前記補正用Ｘ線強度センサーの出力比と前記シャッタ
ーの位置に基づいて前記Ｘ線の位置を検出することを特
徴とする。
【０００８】補正用Ｘ線強度センサーおよびＸ線強度セ
ンサーの出力比を演算する演算器を有するとよい。
ンサーの出力比を演算する演算器を有するとよい。
【０００９】
【作用】シャッターの移動によってＸ線強度センサーの
出力が所定の値に減少したときの、前記シャッターの所
定のエッジの位置をＸ線の位置とする。Ｘ線のＸ線強度
の時間による減衰を、補正用Ｘ線強度センサーによって
検出して、前記Ｘ線強度センサーの出力を補正すること
で、前記減衰による測定誤差を解消する。
出力が所定の値に減少したときの、前記シャッターの所
定のエッジの位置をＸ線の位置とする。Ｘ線のＸ線強度
の時間による減衰を、補正用Ｘ線強度センサーによって
検出して、前記Ｘ線強度センサーの出力を補正すること
で、前記減衰による測定誤差を解消する。
【００１０】
【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【００１１】図１は本実施例を示す斜視図であって、本
実施例のＸ線ポジションセンサー１は、不図示の荷電粒
子蓄積リングから放射されるＸ線であるシンクロトロン
放射光（以下、「ＳＲ−Ｘ線」という。）Ｓの光路に配
置された、同一寸法の受光面をもつＸ線強度センサー２
ａおよび補正用Ｘ線強度センサー２ｂ、およびＸ線強度
センサー２ａに隣接するシャッター３からなり、シャッ
ター３は、荷電粒子蓄積リングの軌道面に垂直な方向で
あるｙ軸方向に往復移動することで、Ｘ線強度センサー
２ａに入射するＳＲ−Ｘ線Ｓの一部分を遮断する。ＳＲ
−Ｘ線Ｓの光路には、該ＳＲ−Ｘ線Ｓをｙ軸方向に拡大
する凸面状の反射面４ａをもつミラー４が設けられ、前
記Ｘ線強度センサー２ａ、補正用Ｘ線強度センサー２ｂ
およびミラー４は、大気によるＳＲ−Ｘ線の減衰を防ぐ
ために真空チャンバー５内に配置される。該真空チャン
バー５の両端にそれぞれ接続されるビームダクト６ａ、
６ｂの内部も、真空チャンバー５と同様に減圧され、前
記ビームダクト６ａ、６ｂを通るＳＲ−Ｘ線Ｓの大気に
よる減衰を防止する。
実施例のＸ線ポジションセンサー１は、不図示の荷電粒
子蓄積リングから放射されるＸ線であるシンクロトロン
放射光（以下、「ＳＲ−Ｘ線」という。）Ｓの光路に配
置された、同一寸法の受光面をもつＸ線強度センサー２
ａおよび補正用Ｘ線強度センサー２ｂ、およびＸ線強度
センサー２ａに隣接するシャッター３からなり、シャッ
ター３は、荷電粒子蓄積リングの軌道面に垂直な方向で
あるｙ軸方向に往復移動することで、Ｘ線強度センサー
２ａに入射するＳＲ−Ｘ線Ｓの一部分を遮断する。ＳＲ
−Ｘ線Ｓの光路には、該ＳＲ−Ｘ線Ｓをｙ軸方向に拡大
する凸面状の反射面４ａをもつミラー４が設けられ、前
記Ｘ線強度センサー２ａ、補正用Ｘ線強度センサー２ｂ
およびミラー４は、大気によるＳＲ−Ｘ線の減衰を防ぐ
ために真空チャンバー５内に配置される。該真空チャン
バー５の両端にそれぞれ接続されるビームダクト６ａ、
６ｂの内部も、真空チャンバー５と同様に減圧され、前
記ビームダクト６ａ、６ｂを通るＳＲ−Ｘ線Ｓの大気に
よる減衰を防止する。
【００１２】Ｘ線強度センサー２ａおよび補正用Ｘ線強
度センサー２ｂの受光面は、ＳＲ−Ｘ線Ｓのｙ軸方向の
位置が変動した場合でも、ＳＲ−Ｘ線Ｓのｙ軸方向の全
幅を受光できるように、ｙ軸方向に充分な幅をもってい
る。また、Ｘ線強度センサー２ａ、補正用Ｘ線強度セン
サー２ｂ、シャッター３およびミラー４の支持棒は、そ
れぞれ真空チャンバー５の底壁に設けられた開口から真
空チャンバー５の外へ突出し、それぞれの駆動装置（図
示せず）に連結されており、各支持棒と上記開口の間は
それぞれベローズ７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄによって密封
される。
度センサー２ｂの受光面は、ＳＲ−Ｘ線Ｓのｙ軸方向の
位置が変動した場合でも、ＳＲ−Ｘ線Ｓのｙ軸方向の全
幅を受光できるように、ｙ軸方向に充分な幅をもってい
る。また、Ｘ線強度センサー２ａ、補正用Ｘ線強度セン
サー２ｂ、シャッター３およびミラー４の支持棒は、そ
れぞれ真空チャンバー５の底壁に設けられた開口から真
空チャンバー５の外へ突出し、それぞれの駆動装置（図
示せず）に連結されており、各支持棒と上記開口の間は
それぞれベローズ７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄによって密封
される。
【００１３】Ｘ線強度センサー２ａおよび補正用Ｘ線強
度センサー２ｂのそれぞれの出力Ｋ1 、Ｋ2 は、図２に
示すように、演算器８へ入力され、該演算器８によって
Ｋ1／Ｋ2 が算出される。図３はシャッター３のｙ軸方
向の移動量Ｌに対する演算器８の出力Ｋ1 ／Ｋ2 の変化
を示す図であり、該出力が１／２になる時のシャッター
３のエッジ３ａの位置をＳＲ−Ｘ線Ｓの位置として検出
する。
度センサー２ｂのそれぞれの出力Ｋ1 、Ｋ2 は、図２に
示すように、演算器８へ入力され、該演算器８によって
Ｋ1／Ｋ2 が算出される。図３はシャッター３のｙ軸方
向の移動量Ｌに対する演算器８の出力Ｋ1 ／Ｋ2 の変化
を示す図であり、該出力が１／２になる時のシャッター
３のエッジ３ａの位置をＳＲ−Ｘ線Ｓの位置として検出
する。
【００１４】ここで、補正用Ｘ線強度センサー２ｂはＸ
線強度センサー２ａが受光するＳＲ−Ｘ線を遮ることの
ない位置に設けられることは言うまでもない。本実施例
は、ＳＲ−Ｘ線Ｓの位置をＸ線強度センサー２ａおよび
補正用Ｘ線強度センサー２ｂの出力比に基づいて検出す
るものであるため、ＳＲ−Ｘ線のＸ線強度の減衰による
測定誤差を生じることなく、従ってＳＲ−Ｘ線Ｓに対す
るミラー４の位置合わせを高精度で行うことができる。
線強度センサー２ａが受光するＳＲ−Ｘ線を遮ることの
ない位置に設けられることは言うまでもない。本実施例
は、ＳＲ−Ｘ線Ｓの位置をＸ線強度センサー２ａおよび
補正用Ｘ線強度センサー２ｂの出力比に基づいて検出す
るものであるため、ＳＲ−Ｘ線のＸ線強度の減衰による
測定誤差を生じることなく、従ってＳＲ−Ｘ線Ｓに対す
るミラー４の位置合わせを高精度で行うことができる。
【００１５】
【発明の効果】Ｘ線の位置を、該Ｘ線の減衰等の影響を
受けることなく、高精度で検出できる。従ってＳＲ−Ｘ
線を拡大するためのミラー等の位置決めを高精度で行う
ことができ、高精度の微細パターンの露光、焼付けが可
能になる。
受けることなく、高精度で検出できる。従ってＳＲ−Ｘ
線を拡大するためのミラー等の位置決めを高精度で行う
ことができ、高精度の微細パターンの露光、焼付けが可
能になる。
【図１】本発明の実施例を説明する模式図である。
【図２】本発明の実施例を説明するブロック図である。
【図３】本発明の実施例における演算器の出力とシャッ
ターの移動量の関係を示すグラフである。
ターの移動量の関係を示すグラフである。
【図４】従来のＳＲ−Ｘ線を拡大するミラーを説明する
もので、（ａ）は揺動式のミラーを示す説明図、（ｂ）
は固定された凸面状のミラーを示す説明図である。
もので、（ａ）は揺動式のミラーを示す説明図、（ｂ）
は固定された凸面状のミラーを示す説明図である。
【図５】ＳＲ−Ｘ線のｙ軸方向のＸ線強度分布を示す説
明図である。
明図である。
【図６】従来例のＸ線ポジションセンサーを示すもので
（ａ）はその説明図、（ｂ）はその模式立面図である。
（ａ）はその説明図、（ｂ）はその模式立面図である。
【図７】従来例のＸ線強度センサーの出力とシャッター
移動量の関係を示すグラフである。
移動量の関係を示すグラフである。
【図８】ＳＲ−Ｘ線の減衰がないときのＸ線強度センサ
ーの出力とＳＲ−Ｘ線が減衰したときのＸ線強度センサ
ーの出力の差による測定誤差を説明するグラフである。
ーの出力とＳＲ−Ｘ線が減衰したときのＸ線強度センサ
ーの出力の差による測定誤差を説明するグラフである。
Ｓ ＳＲ−Ｘ線 １ Ｘ線ポジションセンサー ２ａ Ｘ線強度センサー ２ｂ 補正用Ｘ線強度センサー ３ シャッター ３ａ エッジ ４ ミラー ５ 真空チャンバー ７ａ〜７ｄ ベローズ ８ 演算器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−329624（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−311800（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−199188（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−29198（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−138731（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−145392（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/027 G01T 1/00 - 7/12 G21K 1/00 G21K 5/02
Claims (3)
- 【請求項１】 Ｘ線の光路に設けられたＸ線強度センサ
ーと、前記Ｘ線の光路を横切る方向に移動することによ
って前記Ｘ線強度センサーの受光面の少くとも一部を前
記Ｘ線から遮断するシャッターとを備え、前記Ｘ線強度
センサーの出力が所定の値に減少したときの前記シャッ
ターの位置に基づいて、前記Ｘ線の位置を検出するＸ線
ポジションセンサーであって、 前記光路に前記Ｘ線の前記方向の全幅にわたって受光す
る補正用Ｘ線強度センサーが設けられており、前記Ｘ線
ポジョシンセンサーおよび前記補正用Ｘ線強度センサー
の出力比と前記シャッターの位置に基づいて前記Ｘ線の
位置を検出することを特徴とするＸ線ポジションセンサ
ー。 - 【請求項２】 補正用Ｘ線強度センサーおよびＸ線強度
センサーの出力比を演算する演算器を有することを特徴
とする請求項１記載のＸ線ポジションセンサー。 - 【請求項３】 Ｘ線を反射するミラーと、前記ミラーに
対する前記Ｘ線の相対的位置を検出するＸ線ポジション
センサーを有する露光装置であって、前記Ｘ線ポジショ
ンセンサーが請求項１または２記載のものであることを
特徴とする露光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03144492A JP3221711B2 (ja) | 1992-01-22 | 1992-01-22 | Ｘ線ポジションセンサーおよびこれを用いた露光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03144492A JP3221711B2 (ja) | 1992-01-22 | 1992-01-22 | Ｘ線ポジションセンサーおよびこれを用いた露光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05198480A JPH05198480A (ja) | 1993-08-06 |
| JP3221711B2 true JP3221711B2 (ja) | 2001-10-22 |
Family
ID=12331422
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03144492A Expired - Fee Related JP3221711B2 (ja) | 1992-01-22 | 1992-01-22 | Ｘ線ポジションセンサーおよびこれを用いた露光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3221711B2 (ja) |
-
1992
- 1992-01-22 JP JP03144492A patent/JP3221711B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05198480A (ja) | 1993-08-06 |
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| Date | Code | Title | Description |
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