JPH01282817A - 露光装置 - Google Patents

露光装置

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JPH01282817A
JPH01282817A JP63111457A JP11145788A JPH01282817A JP H01282817 A JPH01282817 A JP H01282817A JP 63111457 A JP63111457 A JP 63111457A JP 11145788 A JP11145788 A JP 11145788A JP H01282817 A JPH01282817 A JP H01282817A
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light
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英悟 川上
Minoru Yoshii
実 吉井
Shunichi Uzawa
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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)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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なう露光装置に関す
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10人付近の軟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、マスクとウェ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
とウェハに対してX線ビームを垂直かつ所定の露光エリ
ア内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線の強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ェハに垂直に
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
上の問題点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コ上記の目的を
達成するため、本発明は、照射源から照射されるX線ビ
ーム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において、上記照射源から
照射される光に含まれる可視領域光を用いて上記照射源
と上記転写露光部との光軸合せを行なうこととしている
。これにより、高価なX線検出器を備えることなしに光
軸合せを行なうことができる。
このために、転写露光部に至る照射源からの可視領域光
の光軸上に設置および退避可能であって、照射源からの
可視領域光の光軸位置および転写露光部の基準面の傾き
を観察する第1の観察光学系と、転写露光部の基準面の
照射源からの可視領域光の光軸に対する位置ずれを観察
する第2の観察光学系とからなる光軸調整用光学系を備
えたり、さらに照射源からの可視領域光に対する光軸調
整用光学系の位置を調整する第1の駆動手段や光軸調整
用光学系に対する転写露光部の位置を調整する第2の駆
動手段を備えることとすれば、露光光束と転写露光部と
を所定の関係に合せ込むことができる。
具体的には、光軸調整用光学系における第1の観察光学
系はオートコリメータ、第1のビームスプリッタおよび
コーナーキューブからなり、第2の観察光学系は望遠鏡
、TVカメラおよび第2のビームスプリッタからなるこ
ととし、第1および第2のビームスプリッタがその光軸
を共有するようにすると良い。さらに、光軸調整用光学
系の照射源からの光ビーム入射部に光ビームの径より小
さな開口を有する遮光板を設けると良い。
[実施例コ 以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。
第3図は、シンクロトロン放射光エネルギーの波長分布
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
ネルギーを有することがわかる。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、2は第1の駆動装置である。第1の
駆動装置2によフて、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W x 。
wy力方向回転移動させることができる。3は電子軌道
装置SORより放射される放射光、4はそれ自体を振動
させ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ェハ、8は光軸調整用光学
系である。
光軸調整用光学系8は所定の関係に一体に支持された部
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’力方向平行移動および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18゜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、マスクまたはウェ
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
2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ェハのステージは、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力方向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1
゜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
透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に取付けられた光軸調整用基準
面2o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o
xとオートコリメータ14の光軸OAとが兵役の関係と
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の照明光によって、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20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力方向回動させる。
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力方向回動に
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
露光部とを垂直かつ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:ウェハ、 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ニスポツト光、 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。 特許出願人   キャノン株式会社 代理人 弁理士   伊 東 哲 也 代理人 弁理士   伊 東 辰 雄 第2図 第3図

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)照射源から照射されるX線ビームを用いて原版上
    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
    露光装置において、上記照射源から照射される光に含ま
    れる可視領域光を用いて上記照射源と上記転写露光部と
    の光軸合せを行なう手段を具備することを特徴とする露
    光装置。
  2. (2)前記転写露光部に至る前記照射源からの可視領域
    光の光軸上に設置および退避可能であって、該照射源か
    らの可視領域光の光軸位置および前記転写露光部の基準
    面の傾きを観察する第1の観察光学系と、前記照射源か
    らの可視領域光の光軸に対する前記転写露光部の基準面
    の位置ずれを観察する第2の観察光学系とからなる光軸
    調整用光学系を有する特許請求の範囲第1項に記載の露
    光装置。
  3. (3)前記照射源からの可視領域光に対する前記光軸調
    整用光学系の位置を調整する第1の駆動手段と、前記光
    軸調整用光学系に対する前記転写露光部の位置を調整す
    る第2の駆動手段とを有する特許請求の範囲第2項に記
    載の露光装置。
  4. (4)前記光軸調整用光学系における第1の観察光学系
    がオートコリメータ、第1のビームスプリッタおよびコ
    ーナーキューブからなり、第2の観察光学系が望遠鏡、
    TVカメラおよび第2のビームスプリッタからなり、該
    第1および第2のビームスプリッタがその光軸を共有し
    ている特許請求の範囲第2項または第3項に記載の露光
    装置。
  5. (5)前記光軸調整用光学系の前記照射源からの光ビー
    ム入射部に該光ビームの径より小さな開口を有する遮光
    板を有する特許請求の範囲第2項、第3項または第4項
    に記載の露光装置。
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