JP3315584B2 - 露光装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ウエハ等の被露光
基板上に高精度に焼付転写する露光装置であって、特に
Ｘ線を使用した露光に好適な装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体集積回路は、近年、ますます高集
積化が進められており、それを製造するための露光装置
（アライナ）も転写精度のより高いものが要求されてい
る。

【０００３】このような超微細パターン焼き付け用の露
光装置として、軌道放射光（ＳＲ光−Ｘ線）を利用して
いわゆるプロキシミティ露光を行うものが提案されてい
る。このＳＲ光を利用したＸ線露光装置では、従来の紫
外線露光に比べ、光源部やＸ線照明系が被露光基板であ
るウエハを位置決めする位置決めステージと、別体に支
持されている点が大きな違いの一つである。これは現
在、光源やＸ線照明系の配置上、必須とされている。

【０００４】図５に光源等と位置決めステージが別体に
支持されている構成でのＸ線露光装置として特開平３−
１２０７１２号公報の構成図を示す。

【０００５】図５において、１００はＸ線を発生させる
ＳＲ光源ユニットであり、光源架台１０１上にＳＲ発光
装置１０２が載置されており、発光点１０３よりＸ線１
０４を放射する。１０５はＸ（水平）方向に細長いシー
トビーム状のＳＲ−Ｘ線１０４をＹ（鉛直）方向に拡大
するため、その反射面を凸状に加工された第１ミラー、
１０６は第１ミラー１０５で発散されたＸ線束１０７を
その中心軸が水平となるように反射する第２ミラーであ
る。第２ミラー１０６で反射されたＸ線束は露光用の照
明光１０８としてアライナ本体１０９に入射される。

【０００６】１１０は第１ミラー１０５および第２ミラ
ー１０６の周囲を所望の真空雰囲気とするためのミラー
チャンバ、１１１は第１ミラー１０５の姿勢を調節する
ために用いられる第１ミラー駆動装置、１１２は第２ミ
ラー１０６の姿勢を調節するために用いられる第２ミラ
ー駆動装置である。これらを含むミラーユニット１１３
はミラー架台１１４に載置されている。

【０００７】１１５は露光量を制御するシャッタユニッ
トである。このシャッタユニット１１５は、シャッタス
テー１１６、シャッタステー１１６に取り付けられたシ
ャッタ軸１１７および１１８、ならびに各シャッタ軸１
１７、１１７間および１１８、１１８間に張架されたシ
ャッタ膜１１９および１２０により構成されている。シ
ャッタ膜１１９および１２０はそれぞれ各辺が露光領域
の寸法より長い長方形の開口（シャッタアパーチャ）１
２１および１２２を有するエンドレスのスチール（ＳＵ
Ｓ）ベルトにより構成されている。

【０００８】１０９はアライナ本体、１２３は金等のＸ
線不透過材料により転写パターンが形成されたマスク、
１２４はマスク１２３を搭載して移動可能なマスクステ
ージ、１２５はマスク１２３をマスクステージ１２４上
に固定するためのマスクチャック、１２６はマスク１２
３の像を転写しようとするウエハ、１２７はウエハ１２
５を搭載して移動可能なウエハステージ、１２８はウエ
ハ１２５をウエハステージ１２７上に固定するためのウ
エハチャック、１３９はマスクステージ１２４に固定さ
れたマスク１２３とウエハ１２６の位置ずれを高精度に
測定するオートアライメントユニット（以下、ＡＡユニ
ットという）、１２９はマスクステージ１２４およびウ
エハステージ１２７等を取り付けるためのアライナフレ
ーム、１３０はアライネフレーム１２９が載置されるア
ライナベースである。アライナベース１３０は少なくと
も３つのエアバネ１３１により、少なくとも３箇所で支
持されている。またエアバネ１３１には空気量調節機構
１４０を併設している。１３２はアライナベース１３０
の床１３８に対する位置変動を検出するための非接触変
位計であり、位置変動を検知して空気量調節機構１４０
にフィードバックしている。１３３はシャッタユニット
１１５、マスクステージ１２４上のマスク１２３および
ウエハステージ１２７上のウエハ１２６の周囲を所望の
ヘリウム雰囲気とするためのヘリウムチャンバである。
また１３４および１３５はミラーチャンバ１１０とヘリ
ウムチャンバ１３３すなわちアライナ本体１０９とをそ
れぞれの雰囲気を保って接続するための配管スプール、
１３６はミラーチャンバ１１０とアライナ本体１０９と
を柔軟に接続するためのベローズＢ、１３７は照明光１
０８を透過してかつミラーチャンバ１１０内の真空雰囲
気とヘリウムチャンバ１３３内のヘリウム雰囲気とを絶
縁するベリリウム窓である。

【０００９】上記構成において、ウエハ１２６に露光す
る際は、１ショットごとにウエハステージ１２７をステ
ップ駆動し、ＡＡユニット１３９とウエハステージ１２
７でマスク１２３とウエハ１２６の位置合わせを行い、
ウエハ１２６内に複数個のマスクパターンを転写する
が、上記した特開平３−１２０７１２号公報では、ＳＲ
光源ユニット１００とミラーユニット１１３、およびア
ライナ本体１０９がすべて別の支持系で構成されている
ことによる３者の相対位置変動、例えばＳＲ光源ユニッ
ト１００とミラーユニット１１３を経たＸ線光軸とアラ
イナ本体１０９の基準姿勢とのずれ（特にアライナ本体
１０９のステージ移動による姿勢変動）について、角度
ずれおよび面内ずれの２つの問題点に対して、それぞれ
以下に示す解決手段を講じている。 ＜角度ずれの解決手段＞アライナ本体１０９とＸ線光軸
に角度ずれが生じると（特にアライナ本体１０９がずれ
た場合）、マスクに対してＸ線が斜めに入射され、ラン
アウト誤差が発生する。そこで、このアライナ本体１０
９のＸ線光軸との角度ずれに対して図５に示されるよう
に、非接触変位計１３２でずれ量姿勢を検知し、角度姿
勢コントロールを介して空気量調節機構１４０にフィー
ドバックすることでランアウト誤差を防止している。 ＜面内ずれ（特にＹ方向）の解決手段＞このＸ線露光装
置において、露光光としてのＸ線は、強度（照度）が水
平方向（Ｘ方向）には均一であるが、鉛直方向（Ｙ方
向）には、照明光１０８の中央で強度が高く、そこから
上下に離れるにしたがって低くなるという強度むらを有
しているため、２枚のシャッタアパーチャ１２１，１２
２を有する遮蔽板（シャッタ膜１１９，１２０）を用い
て、それらのＹ方向への移動速度を独立に制御すること
によって露光領域の各部における露光量を制御してい
る。すなわちＹ方向の各部分について遅れて進む側の遮
蔽板の開口の先縁が通過して露光光が透過し始めてから
先行する側の遮蔽板の開口の後縁が通過して露光光を遮
蔽するまでの時間を制御し、露光領域全体を適正かつ均
一に露光している。ここでＸ線光軸に対するアライナ本
体１０９がＹ方向にずれるとあらかじめ設定していた強
度分布がずれてしまい露光量むらが発生してしまう。も
ちろん前記角度姿勢コントロールでＹ方向のずれを補正
できれば良いが、取り切れなかったアライナ本体１０９
のＸ線光軸との露光平面内のずれ（Ｙ方向）に対して
は、シャッタユニット１１５内であらかじめ測定したＸ
線のプロファイル（照明光強度分布）から、アライナ本
体１０９が平面内でずれてもその分の露光量ムラを算出
し、シャッタ駆動曲線をコントロールして露光量むらの
ないようにシャッタの駆動を補正する。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
例では、Ｘ線光軸とアライナ本体１０９の基準姿勢との
ずれ、特にステージ１２７の移動によるアライナ本体１
０９の姿勢（角度）変動について、エアバネ１３１の空
気量調節機構１４０で姿勢再現駆動しているが、スルー
プットを考慮すると姿勢再現駆動に伴う駆動時間は非露
光時間となり、１チップ当たりのコストに大きく影響し
てしまう。

【００１１】また姿勢再現駆動に伴う駆動時間を短縮す
るために、エアバネの代わりにリニアモータ等を使用し
たアクティブダンパも提案されているが、これはユニッ
ト自体が高価である。

【００１２】本発明は、上記した姿勢変動に対して従来
と同様の効果を奏し、かつ装置コスト的にもチップコス
ト的にも低価格な露光装置を提供し、また同時に光軸側
がずれても、ランアウトエラーの生じない露光装置を提
供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の露光装置は、発光部からの露光光でマスクに形
成されているパターンをウエハ上の複数の領域に順次焼
付ける露光装置において、前記ウエハを保持および搬送
するウエハステージ部を有する本体部と、前記本体部を
前記発光部とは別に支持する第１の支持系と、前記ウエ
ハと前記マスクの位置合せのための計測を行なうアライ
メント計測部と、前記アライメント計測部を保持するア
ライメントステージ部と、前記アライメントステージ部
を前記本体部とは別に支持する第２の支持系と、前記ア
ライメントステージ部を前記露光光の光軸に対して垂直
で且つ互いに直交する２軸のそれぞれの軸回りで回動さ
せることができ、前記アライメントステージ部を回動さ
せることにより前記露光光の光軸に対して前記アライメ
ント計測部の姿勢を合わせる補正手段とを有することを
特徴とする。

【００１４】より具体的には、本発明では、従来アライ
ナユニット（ステッパ本体）に構成されていたＡＡユニ
ット（アライメント計測部）をアライナユニットを支持
しているアライナベースとは別の支持系に載置して、ウ
エハステージの移動によるアライナ本体の姿勢変動を、
ＡＡユニットに内蔵されたマスクとウエハの位置合わせ
を行う計測手段によりＡＡユニットとマスクとの間の位
置ずれとして計測し、位置ずれ信号をマスクステージの
角度調整機構にフィードバックする。さらにマスクステ
ージの角度調整機構の駆動によってマスクとウエハとの
間の位置ずれが生じないように、ウエハステージの角度
調整機構にも同じ駆動量を与える。

【００１５】またＡＡユニットを同様にアライナベース
とは別の支持系に載置して、かつマスクを含むマスクユ
ニットもＡＡユニットに固定し（アライナベースとは別
の支持系となる）、ステージ移動によるアライナ本体の
姿勢変動をＡＡユニットに内蔵のマスクとウエハの位置
合わせを行う計測手段でマスクとウエハとの間の位置ず
れとして計測し、その位置ずれ信号をウエハステージの
角度調整機構にフィードバックしてもよい。

【００１６】さらにＡＡユニットには露光光軸に対して
垂直な面と角度をなすように移動可能なＡＡ角度調整機
構を配設し、さらに露光光軸のＡＡ光軸（ＡＡユニット
の光軸）に対するずれを随時計測できるＳＲ光軸モニタ
を併設している。

【００１７】本発明によれば、アライメント計測部をス
テッパ本体と別の支持系で支持するようにしたため、ウ
エハステージの移動によるアライナ本体の姿勢変動が発
生しても、光軸とＡＡ光軸はずれることはなく、ランア
ウトエラーは生じない。その代わりにＡＡユニットとア
ライナ本体との関係がずれることになるが、これについ
ては、そのずれをＡＡユニットとマスクとの間の位置ず
れとして計測し、位置ずれ信号をマスクおよび／または
ウエハの各角度調整機構にフィードバックすることで、
アライナ本体の姿勢変動がエアダンパによって回復しな
くても、その分をマスクおよび／またはウエハの各角度
調整機構で補正することにより、姿勢変動前と変わらな
い重合せ精度で焼き付けることができる。

【００１８】いうまでもなく、マスクおよびウエハの各
角度調整機構での補正時間は、応答性が良いので、エア
バネの姿勢補正時間に比べて十分速く、またアクティブ
ダンパを使用した時よりも低価格で同様の効果を得るこ
とができる。

【００１９】さらにＸ線光軸側がずれても、光軸のＡＡ
ユニット（光軸）に対するずれを随時計測できる光軸モ
ニタで検知し、ＡＡユニットのＡＡ角度調整機構で補正
することにより、ランアウトエラーが生じることはな
く、高精度な重ね合せ露光を可能にしている。

【００２０】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施形態に係
るＸ線アライナの構成を示す。同図において１００はＸ
線を発生させるＳＲ光源ユニットであり、光源架台１０
１上にＳＲ発光装置１０２が載置されており、発光点１
０３よりＸ線１０４を放射する。

【００２１】１０５はＸ（水平）方向に細長いシートビ
ーム状のＳＲ−Ｘ線１０４をＹ（鉛直）方向に拡大する
ため、その反射面が凸状に加工された第１ミラー、１０
６は第１ミラー１０５で発散されたＸ線束１０７をその
中心軸が水平となるように反射する第２ミラーである。
第２ミラー１０６で反射されたＸ線束は露光用の照明光
１０８としてアライナ本体（本体部）１０９に入射され
る。

【００２２】１１０は第１ミラー１０５および第２ミラ
ー１０６の周囲を所望の真空雰囲気とするためのミラー
チャンバ、１１１は第１ミラー１０５の姿勢を調節する
ために用いられる第１ミラー駆動装置、１１２は第２ミ
ラー１０６の姿勢を調節するために用いられる第２ミラ
ー駆動装置である。これらのミラーユニット１１３はミ
ラー架台１１４に載置されている。

【００２３】１１５は露光量を制御するシャッタユニッ
トで、シャッタ固定台１４１に取り付けられたシャッタ
軸１１７および１１８、ならびに各シャッタ軸１１７、
１１７間および１１８、１１８間に張架されたシャッタ
膜１１９および１２０により構成されている。シャッタ
膜１１９および１２０はそれぞれ各辺が露光領域の寸法
より長い長方形の開口（シャッタアパーチャ）１２１お
よび１２２を有するエンドレスのスチール（ＳＵＳ）ベ
ルトにより構成されている。

【００２４】ＡＡ架台１４５に支持されている１４３
は、シャッタユニット１１５、ＡＡユニット１３９等を
取付けるためのＡＡフレームである。このＡＡフレーム
１４３は、アライナ本体１０９と柔軟に接続するベロー
ズＡ１４４でアライナ本体１０９に連通しており、シャ
ッタユニット１１５、ＡＡユニット１３９、マスクステ
ージ１２４上のマスク１２３およびウエハ６軸ステージ
１４２上のウエハ１２６の周囲を所望のヘリウム雰囲気
に保つことが可能なチャンバ構成となっている。もちろ
んチャンバ内を減圧状態にしてもアライナ本体１０９と
ＡＡフレーム１４３との間のベローズＡ１４４が収縮し
ないように工夫がなされている。

【００２５】１３４および１３５はミラーチャンバ１１
０とＡＡフレーム１４３およびアライナ本体１０９とを
それぞれの雰囲気を保って接続するための配管スプー
ル、１３６はミラーチャンバ１１０とＡＡフレーム１４
３とを柔軟に接続するためのベローズＢ、１３７は照明
光１０８を透過してかつミラーチャンバ１１０内の真空
雰囲気とＡＡフレーム１４３およびアライナ本体１０９
内のヘリウム雰囲気とを絶縁するベリリウム窓であり、
ビームライン固定架台１４８に支持されている。１０９
はアライナ本体、１２３は金等のＸ線不透過材料により
転写パターンが形成されたマスク、１２４はマスク１２
３を搭載して露光光軸に対してチルト（Ｔｉｌｔ）方向
に移動可能なマスクステージでアライナ本体１０９に固
定されている。

【００２６】１２５はマスク１２３をマスクステージ１
２４上に固定するためのマスクチャック、１２６はマス
ク１２３の像を転写しようとするウエハ、１４２はウエ
ハ１２６を搭載して移動可能なウエハ６軸ステージ、１
２８はウエハ１２５をウエハ６軸ステージ１４２上に固
定するためのウエハチャック、１３９はＡＡフレーム１
４３に固定され、露光光軸に対してチルト方向に駆動可
能なＡＡチルトステージ１４７上に配設されたオートア
ライメントユニット（以下、ＡＡユニットという）であ
り、ＡＡユニット１３９に対するマスク１２３、および
マスク１２３に対するウエハ１２６の位置ずれを高精度
に測定する。

【００２７】１４６ａ，１４６ｂは照明光１０８の露光
光軸ずれを監視するＳＲ光軸モニタである。ＳＲ光軸モ
ニタは、露光光軸上の離れた少なくとも２地点でＳＲ光
の位置をモニタすることにより、ＳＲ光軸の位置および
角度を検出するものである。各地点のＳＲ光の位置をモ
ニタするには、例えば、２個以上のＳＲ光強度センサ
を、ＳＲ光を挟み込むように配置し、それらからの出力
を比較することにより行うことができる。２個のＳＲ光
強度センサを用いることにより、ＳＲ光の位置を１次元
の情報として求めることができる。３個あるいはそれ以
上のＳＲ光強度センサを用いることによりＳＲ光の位置
は２次元の情報として完全に求めることができる。

【００２８】１４６ａはＳＲ光軸を２地点でモニタする
場合の片方のセンサ群であり、ＡＡユニット１３９に固
定されている。もう一方のセンサ群１４６ｂは第１ミラ
ー１０６で発散した直後のミラーチャンバ１１０上に固
定されている。この二つのセンサ群でそれぞれ強度プロ
ファイルを測定することにより、所定の位置からのＳＲ
光軸ずれ（ＸＹ、チルト方向）監視を可能にしている。

【００２９】１２９はマスクステージ１２４およびウエ
ハ６軸ステージ１４２等を取り付けるためのアライナフ
レームであり、ＡＡフレーム１４３と連通して所望の雰
囲気に保つことが可能なチャンバ構成となっている。

【００３０】１３０はアライナフレーム１２９が載置さ
れるアライナベースであり、アライナベース１３０は少
なくとも３つのエアバネ１３１により、３箇所で支持さ
れている。

【００３１】上記構成において、ウエハ１２６に露光す
る際は、１ショットごとにウエハ６軸ステージ１４２を
ステップ駆動し、ＡＡユニット１３９とウエハ６軸ステ
ージ１４２でマスク１２３とウエハ１２６の位置合わせ
を行い、ウエハ１２６内に複数個のマスクパターンを転
写するが、ＳＲ光源ユニット１００とミラーユニット１
１３、およびアライナ本体１０９がすべて別の支持系で
構成されていることによる三者の相対位置変動、つまり
ＳＲ光源ユニット１００とミラーユニット１１３を経た
Ｘ線光軸とアライナ本体１０９の基準姿勢とのずれに対
して、以下に示す解決手段を構成している。

【００３２】図２は図１の部分的な拡大図であり、Ｘ線
光軸（照明光１０８）とアライナ本体１０９との相対位
置変動に対する補正方法を示す。

【００３３】まずＡＡユニット１３９をアライナ本体１
０９と別支持系で構成したことにより、変動分がＡＡユ
ニット１３９に対するマスク１２３のずれとして現われ
る。このずれ量を、ＡＡユニット１３９で計測し（マス
ク位置ずれ検知）、コントローラ２０１を介して、その
位置ずれ信号の角度ずれ分をマスクステージ１２４の角
度調整機構にフィードバックする。またマスクステージ
１２４の角度調整機構の駆動によるマスク１２３、ウエ
ハ１２６間の位置ずれが生じないように、ウエハ６軸ス
テージ１２７の角度調整機構にも同じ駆動量を与える。

【００３４】次に、ＳＲ光源ユニット１００やミラーユ
ニット１１３等のＸ線光軸側（照明光１０８）がアライ
ナ本体１０９に対して姿勢（角度）ずれを起こした場合
（照明光１０８の光軸変動）の補正は、ＡＡユニット１
３９およびミラーチャンバに設けたＳＲ光軸モニタ１４
６ａ，１４６ｂでＳＲ光軸ずれを検知し、そのチルトず
れ量に基づきコントローラ２０３を介してＡＡチルトス
テージ１４７を駆動し、ずれたＸ線光軸（照明光１０
８）に対してＡＡユニット１３９の姿勢を合わせる。そ
してこの補正によってＡＡユニット１３９とマスク１２
３およびウエハ１２６の関係がずれないようにマスク、
ウエハそれぞれの角度調整機構にも同じ駆動量を与え
る。

【００３５】ここまでの駆動で露光光軸とマスク１２３
およびウエハ１２６のチルト方向のずれ量について補正
することができたが、本来アライナ本体１０９の姿勢変
動（特にウエハステージの移動による姿勢変動）は、ア
ライナベース１３０を軸として変動しているので、ウエ
ハ６軸ステージ１４２の角度調整機構の回転軸との差分
がＸＹ方向のずれとして残ってしまう。

【００３６】また、ＳＲ光源ユニット１００、ミラーユ
ニット１１３等のＸ線光軸側（照明光１０８）がアライ
ナ本体１０９に対してずれた場合（照明光１０８の光軸
変動）も同様に、ＡＡチルトステージ１４７の角度調整
機構の回転軸との差分がＸＹ方向のずれとして残ってし
まう。

【００３７】このＸＹ平面方向のずれについては、従来
と同様にあらかじめ測定したＸ線の強度プロファイル
（照明光強度分布）に対してそのＸＹ方向のずれ分を考
慮し、これによる露光むらが発生しないように、シャッ
タ駆動曲線を変化させてシャッタアパーチャ１２１，１
２２による開口時間を制御している。したがって、あら
かじめ設定された露光位置からＸＹ方向にずれても露光
むらは増加することはない。

【００３８】図３は本発明の他の実施形態に係るＸ線ア
ライナの構成を示す。同図中のＳＲ光源ユニット１００
およびミラーユニット１１３等の図１と同じ構成部分の
説明は省略する。１４８はビームライン固定架台であ
り、この架台１４８上には、ミラーチャンバ１１０とＡ
Ａフレーム１４３およびアライナ本体１０９とをそれぞ
れの雰囲気を保って接続するための配管スプール１３
４、および照明光１０８を透過しかつミラーチャンバ１
１０内の真空雰囲気とＡＡフレーム１４３およびアライ
ナ本体１０９内のヘリウム雰囲気とを絶縁するベリリウ
ム窓１３７、さらにはＡＡユニット１３９やシャッタユ
ニット１１５等を配設したＡＡフレーム１４３が固定さ
れている。

【００３９】ＡＡユニット１３９には、その角度を調整
するためのＡＡチルトステージ１４７の他に、ＸＹ方向
の補正駆動を行うためのＡＡＸＹステージ１４９を配設
してＸＹ平面での自由度をもたせている。１５０はＡＡ
ユニット１３９に対してマスク１２３およびマスクチャ
ック１２５を一体的に固定するために、ＡＡユニット１
３９からマスク１２３側に突き出したマスク固定部であ
り、これによってマスク１２３はビームライン固定架台
１４８に支持されたことになる。

【００４０】以上の構成により、図１の装置と同様に、
ＳＲ光源ユニット１００とミラーユニット１１３を経た
Ｘ線光軸とアライナ本体１０９の基準姿勢との相対ずれ
に対して、以下に示す解決手段を構成している。

【００４１】図４は、図３の一部の拡大図であり、Ｘ線
光軸（照明光１０８）とアライナ本体１０９の相対位置
変動に対する補正方法を示す。

【００４２】まずアライナ本体１０９の姿勢（角度）変
動（特にステージ移動による）は、マスク１２３に対す
るウエハ１２６のずれとして現われる。その理由は、Ａ
Ａユニット１３９とさらにマスク１２３をアライナ本体
１０９と別支持系で構成したことにより、ＡＡユニット
１３９だけでなくマスク１２３もアライナ本体１０９の
姿勢変動の影響を受けなくなるからである。

【００４３】そこで、このずれ量（ウエハ位置ずれ検
知）をＡＡユニット１３９で計測し、その位置ずれ信号
の角度ずれ分を、コントローラ３０１を介して、ウエハ
６軸ステージ１４２の角度調整機構にフィードバックす
る。つまり、通常のウエハ位置決め時のＸＹずれとして
マスク１２３とウエハ１２６の位置合わせを行えばよ
い。

【００４４】次に、ＳＲ光源ユニット１００、ミラーユ
ニット１１３等のＸ線光軸側（照明光１０８）がアライ
ナ本体１０９に対して姿勢（角度）がずれた場合（照明
光１０８の光軸変動）については、ＡＡユニット１３９
およびミラーチャンバ１１０に併設したＳＲ光軸モニタ
１４６ａ，１４６ｂでＳＲ光軸ずれを検知し（ＳＲ光ず
れ検知）、そのチルトずれ量に基づき、コントローラ３
０３を介して、マスク１２３をも一体的に固定している
ＡＡチルトステージ１４７を駆動して、ＡＡユニット１
３９を、ずれたＸ線光軸側（照明光１０８）に合わせ
る。そしてこの補正駆動によってＡＡユニット１３９お
よびマスク１２３とウエハ１２６との関係がずれないよ
うにウエハの角度調整機構にも同じ駆動量を与え、ウエ
ハ６軸ステージ１４２の角度を調整する。

【００４５】ここまでの駆動で露光光軸とマスク１２３
およびウエハ１２６のチルト方向のずれ量について補正
することができたが、本来アライナ本体１０９の姿勢変
動（特にステージ移動による）は、アライナベース１３
０を軸として駆動しているので、ウエハステージ１４２
の角度調整機構の回転軸との差分がＸＹ方向のずれとし
て残ってしまう。

【００４６】これについては、ＡＡユニット１３９およ
びマスク１２３がビームライン固定架台１４８に固定さ
れており、Ｘ線光軸、ＡＡユニット１３９、およびマス
ク１２３の関係は変わらないため、コントローラ３０１
を介してウエハ６軸ステージ１４２をＸＹ方向へ駆動す
ることにより、通常のウエハ位置決め時のＸＹずれとし
てマスクとウエハの位置合せを行えばよい。

【００４７】またＳＲ光源ユニット１００、ミラーユニ
ット１１３等のＸ線光軸側（照明光１０８）がアライナ
本体１０９に対してずれた場合にも、ＡＡチルトステー
ジ１４７の角度調整機構の回転軸との差分がＸＹ方向の
ずれとして残ってしまう。

【００４８】このＸＹ方向のずれについては、図１の実
施形態ではシャッタユニット１１５内で露光量補正を行
ったが、本実施形態では、ＡＡユニットにＡＡＸＹステ
ージ１４９を配設したので、コントローラ３０３を介
し、ＡＡＸＹステージ１４９で補正する。またこの補正
により、ＡＡユニット１３９およびマスク１２３とウエ
ハ１２６との位置関係がずれるが、このずれ量について
もＡＡユニット１３９およびマスク１２３間の関係は変
わらないので、ＡＡＸＹステージ１４９の駆動量に応じ
てウエハ６軸ステージ１４２をＸＹ方向へ駆動すること
により、通常のウエハ位置決め時のＸＹずれとしてマス
クとウエハの位置合わせを行えばよい。

【００４９】以上、図２の実施形態について説明した
が、この形態によれば、マスクをＡＡユニットに固定し
たため、マスク位置決めが不要となり、マスクステージ
を省略することができる。またＡＡＸＹステージを追加
したため、シャッタユニットでの露光量制御を簡略化す
ることができる。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ア
ライメント計測部を保持するアライメントステージ部と
ウエハステージ部を有する本体部とを異なる支持系で支
持するとともに、アライメントステージ部を露光光の光
軸に対して垂直で且つ互いに直交する２軸のそれぞれの
軸回りで回動させることができ、アライメントステージ
部を回動させることにより露光光の光軸に対してアライ
メント計測部の姿勢を合わせる補正手段を有するように
したため、ウエハステージの移動による本体部の姿勢変
動が発生しても、露光光に対するアライメント計測部の
姿勢は変動せず、ウエハのみあるいはウエハとマスクの
みの角度調整、シャッタの駆動調整、ウエハの通常のＸ
Ｙ方向位置合せ等により、姿勢変動による影響を補正す
ることができる。また、露光光の光軸が傾いた場合で
も、補正手段によりアライメント計測部の姿勢を補正す
るとともに、ウエハのみあるいはウエハとマスクのみの
角度調整、シャッタの駆動調整、ウエハの通常のＸＹ方
向位置合せ等により、露光光軸の姿勢変動による影響を
補正することができる。したがって従来のようにアライ
メント計測部を含めたステッパ本体の全体の姿勢を制御
する必要がなくなり、スループットが向上するとともに
装置のコストを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態に係るＸ線アライナの構
成図である。

【図２】 図１の一部を拡大して示すとともに、Ｘ線光
軸（照明光１０８）とアライナ本体１０９の相対位置変
動に対する補正方法示す図である。

【図３】 本発明の他の実施形態に係るＸ線アライナの
構成図である。

【図４】 図３の一部を拡大して示すとともに、Ｘ線光
軸（照明光１０８）とアライナ本体１０９の相対位置変
動に対する補正方法を示す図である。

【図５】 従来のＸ線アライナの構成図である。

【符号の説明】

１００：ＳＲ光源ユニット、１０１：光源架台、１０
２：ＳＲ発光装置、１０３：発光点、１０４：Ｘ線、１
０５：第１ミラー、１０６：第２ミラー、１０７：Ｘ線
束、１０８：照明光、１０９：アライナ本体、１１０：
ミラーチャンバ、１１１：第１ミラー駆動装置、１１
２：第２ミラー駆動装置、１１３：ミラーユニット、１
１４：ミラー架台、１１５：シャッタユニット、１１
６：シャッタステー、１１７，１１８：シャッタ軸、１
１９，１２０：シャッタ膜、１２１，１２２：開口（シ
ャッタアパーチャ）、１２３：マスク、１２４：マスク
ステージ、１２５：マスクチャック、１２６：ウエハ、
１２７：ウエハステージ、１２８：ウエハチャック、１
２９：アライナフレーム、１３０：アライナベース、１
３１：エアバネ、１３２：非接触変位計、１３３：ヘリ
ウムチャンバ、１３４，１３５：配管スプール、１３
６：ベローズＢ、１３７：ベリリウム窓、１３８：床、
１３９：ＡＡユニット、１４０：空気量調節機構、１４
１：シャッタ固定台、１４２：ウエハ６軸ステージ、１
４３：ＡＡフレーム、１４４：ベローズＡ、１４５：Ａ
Ａ架台、１４６：ＳＲ光軸モニタ、１４７：ＡＡチルト
ステージ、１４８：ビームライン固定架台、１４９：Ａ
ＡＸＹステージ、１５０：マスク固定部。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−264712（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−262114（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 21/027

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発光部からの露光光でマスクに形成され
   ているパターンをウエハ上の複数の領域に順次焼付ける
   露光装置において、前 記ウエハを保持および搬送するウエハステージ部を有
   する本体部と、前記本体部を 前記発光部とは別に支持する第１の支持系
   と、前 記ウエハと前記マスクの位置合せのための計測を行な
   うアライメント計測部と、前記アライメント計測部を保持するアライメントステー
   ジ部と、 前記アライメントステージ部を前記本体部とは別に支持
   する第２の支持系と、 前記アライメントステージ部を前記露光光の光軸に対し
   て垂直で且つ互いに直交する２軸のそれぞれの軸回りで
   回動させることができ、前記アライメントステージ部を
   回動させることにより前記 露光光の光軸に対して前記ア
   ライメント計測部の姿勢を合わせる補正手段とを有する
   ことを特徴とする露光装置。
2. 【請求項２】 前記補正手段は、前記アライメント計測
   部もしくはその近傍に配設した、前記露光光と前記アラ
   イメント計測部間の光軸ずれを随時モニタする露光光軸
   モニタ手段を有することを特徴とする請求項１記載の露
   光装置。
3. 【請求項３】 前記補正手段は、前記露光光軸モニタ手
   段で計測した光軸ずれの情報を前記アライメントステー
   ジ部と前記ウエハステージ部にフィードバックする制御
   系を有することを特徴とする請求項２記載の露光装置。
4. 【請求項４】 前記ウエハステージ部は角度調節機構を
   有し、 前記ウエハステージ部は、前記アライメントステージ部
   の回動に伴って前記角度調節機構により回動されること
   を特徴とする請求項１記載の露光装置。
5. 【請求項５】 前記発光部はシンクロトロンであり、前
   記露光光はＸ線であることを特徴とする請求項１〜４の
   いずれか１項に記載の露光装置。