JPH0312913A - 露光装置の光軸合せ方法 - Google Patents

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】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は、露光用光源装置およびこの光源装置が組込ま
れる露光装置の光軸合せ方法に関する。

（従来の技術） 超ＬＳＩの製造工程で用いられる露光装置は、通常、第
３図に示すように、露光装置本体１と、光源装置２とで
構成されている。露光装置１の主要部は、アライメント
光学系３と、このアライメント光学系３と光源装置２と
をつなぐためのリレー光学系４と、実際の露光に供され
る照明光学系５とで構成されている。アライメント光学
系３および照明光学系５は、通常は光源装置２がら出力
される光ビームを共用している。そして、これら各要素
は、設置スペースかできるたけ小さくなるような配慮か
ら、−船釣には３次元的に配置されている。このように
構成される露光装置にあっては、光源装置２に対してア
ライメント光学系３や照明光学系５が高精度に光軸合せ
されていることが望まれる。

ところで、最近では、露光における解像度を一層向上さ
せるために、光源装置２として波長の短い光を出力する
もの、たとえばエキシマレーザ光源を用いる傾向にある
。エキシマレーザ光源から出力されたエキシマレーザビ
ーム（波長２４８ｎｍ　）は、通常、断面形状が矩形で
あるが、肉眼では見ることができない。このため、エキ
シマレーザ光源に対してアライメント光学系３や照明光
学系５を光軸合せするには、通常、次のような手法が採
用されている。すなわち、光軸合ぜを必要とする光学系
にエキシマレーザビームに感応する蛍光剤の塗布された
蛍光板を取り付け、この蛍光板にエキシマレーザビーム
を入射させる。そして、蛍光を発する領域からビームの
外形を確認し、この外形を基準にしてエキシマレーザビ
ームの中心と光学系の中心との位置出しを行い、この操
作を順次、各光学系について行なうようにしている。

しかしなから、このような光軸合せ方法では次のような
問題があった。すなわち、蛍光剤が光る部分のエツジを
見ながら位置出しを行う手法を採用しているので、位置
出し精度に限界かあり、誤差の大きい光軸合せしか行え
なず、しかもエキシマレーザビームの入射角度の設定ま
で行えない問題があった。また、上述した手法では紫外
線であるエキシマレーザビームが出力されている環境で
光軸合せ作業を行わなければならないので、安全上の面
からも問題があった。

（発明が解決しようとする課題） 上述の如く、光源装置として非可視光ビームを出力する
ものを用いた従来の露光装置にあっては、光源装置に対
して各光学系を高精度に光軸合せすることか困難である
ばかりか、光軸合せ作業に危険が伴う問題かあった。

そこで本発明は、露光用の非可視光ビームを出力するも
のにおいて、露光装置に組込んで各光学系との光軸合せ
を行う際に、安全で、かつ高精度な光軸合せの実現に寄
与できる露光用光源装置を提供することを１」的として
いる。

また、本発明は、上記露光用光源装置を組込んだ露光装
置において、露光用光源装置と各光学系との光軸合せを
行うに際し、その作業を一層容易化できる光軸合せ方法
を提供することを１」的としている。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記課題を解決するために、本発明に係る露光用光源装
置では、露光用の非可視光ビームを出力する第１の光源
と、非可視光ビームの光軸と同軸な可視光レーザビーム
を出力する第２の光源とを備えている。

また、上記課題を解決するために、本発明に係る光軸合
せ方法では、非可視光ビームを出力する第１の光源およ
び非可視光ビームの光軸と同軸な可視光レーザビームを
出力する第２の光源を備えた露光用光源装置を用いる露
光装置であって、組立て時に上記露光用光源装置に対し
て各光学系を光軸合せするに当り、上記露光用光源装置
から可視光レーザビームを出力させ、この可視光レーザ
ビームと各光学系に選択的に取り付けられるピンホール
プレートおよび平行・平面ミラーとを組み合わせて各光
学系への可視光レーザビームの入射位置および入射角度
を調整するようにしている。

（作　用） 本発明に係る露光用光源装置では、実際に露光に供され
る非可視光ビームを出力する第１の光源とは別に、非可
視光ビームの光軸と同軸な可視光レーザビームを出力す
る第２の光源を備えている。このため、露光用光源装置
と他の光学系との位置合せや光軸合せを行うときには、
可視光レサビームを出力させ、この可視光し・−ザビー
ムを使って作業を行うことが可能となる。可視光レサビ
ームは、実際の露光には使用されない。したかって、低
パワーの可視光レーザビームでよく、作業に危険が伴う
こともない。

また、本発明に係る光軸合せ方法では、上述した可視光
レー→ノ“ビームを使い、このビームをピンホールプレ
ートのピンホールに通過させたり、平行・平板ミラーで
反射させたものを再びピンホルに通過させたりして各光
学系への１ｊＪ視光レー→ノ“ビームの入射位置および
入射角度を調整するようにしているので、たとえ大型の
露光装置であっても、目視調整だけで高精度に軸合ぜを
行うことができる。

（実施例） 以下、図面を参照しなから実施例を説明する。

第１図には本発明の一実施例に係る露光用光源装置］０
の概略構成が示されている。

この露光用光源装置１０は、大きく別けて、露光用の非
可視光ビーム、たとえばエキシマレーザビームを出力す
るエキシマレーザ光源１］と、可視光レーザ光源］２と
で構成されている。

エキシマレーザ光源１１は、パルス発振形のもので、断
面形状が矩形のエキシマレーザビーム１３（波長２４８
ｎｍ　）を出力するように構成されている。一方、可視
光レーザ光源１２は、この例テは半導体レーザによって
構成されており、たとえばＯ，１ｍｍ径の可視光レーザ
ビーム１４を出力するように構成されている。

エキシマレーザ光源１１から出力されるエキシマレーザ
ビーム１３の光軸１５上には、この先軸１５に対して、
たとえば４５度の傾きをもってハフミラーあるいはミラ
ー１６が配置されている。

このミラー１６は、当初は図中実線で示す位置に固定さ
れている。そして、実際にエキシマレーザ光源１１から
エキシマレーザビーム］３を出力させるに際し、エキシ
マレーザビーム１３の進行を邪魔しない図中２点鎖線で
示す位置へ支点１７を中心にして回動できるように設け
られている。

一方、可視光レーザ光源１２から出力された可視光レー
ザビーム１４は、ミラー１８によって、たとえば直角に
反射された後にミラー１６へと導かれる。

このような光学要素の配置によって、可視光レサ光源１
２から１中力された可視光レーザビーム］４か、エキシ
マレーザ光源１］から出力されるエキシマレーザビーム
１３の光軸１５と同一な軸上を通って出力されるように
なっている。

上記構成の露光用光源装置１−０では、出力される可視
光レーザビーム１４の光軸がエキシマレーザビーム１３
の光軸１５と完全に一致している。

したがって、露光用光源装置１０と他の光学系とを位置
合せするときや光軸合せするときには、可視光レーザ光
源１２だけ動作させ、この光源から出力された可視光レ
ーザビーム］４を使って行うことかできる。すなわち、
非可視光で、しかも１］に有害な紫外線であるエキシマ
レーザビーム１３を用いることなく、位置合せや光軸合
せを行うことができる。

第２図には第１図に示した露光用光源装置１０を組込ん
た露光装置において、露光用光源装置１０に対して各光
学系を据付現場で光軸合ぜするときの例が示されている
。この図では露光用光源装置１０とアライメント光学系
２１との間に配置されるリレー光学系２２を光軸合せす
る例だけを示している。なお、リレー光学系２２は、こ
の例では露光用光源装置１０から出力され、水平方向に
導かれたエキシマレーザビーム１３を一旦、ミラー２３
で」三方へ導いた後、再びミラー２４で水平方向に導い
てアライメント光学系２１に入射させる案内路の役目を
する。ミラー２３．２４は、光学ベース２５に対してそ
れぞれインロー結合方式で固定されている。なお、光学
ベース２５は、上面２６と側面２７とか直角を成すよう
に形成されている。

以下に光軸合せの手順を説明する。

ます、定盤２８上のおおよその位置に、露光用光源装置
１０、リレー光学系２２およびアライメント光学系２１
を配置する。そして、リレー光学系２２については定盤
２８に本止めし、露光用光源装置１０およびアライメン
ト光学系２１については仮止めする。

次に、露光用光源装置１０のビーム送出口にピンホール
付プレート２つを固定する。このとき可視光レーザ光源
］２を動作さぜ、この可視光レーザ光源１２から出力さ
れた可視光レーサビーム０ １４がプレート２９に設けられたピンホール３０を貫通
する関係にプレート２９を固定する。なお、このプレー
ト２９は、工場出前段階で取り付けておいてもよい。

次に、光学ベース２５の側面２７を使ってリレ光学系２
２のビーム入射口にピンホール付プレト３１を固定する
とともに、プレート３］の背面側に平行・平板ミラー３
２を取りイτｊける。これらも工場出荷段階で取り（１
けておいてもよい。このようにプレート３１および平行
・平面ミラ３２が取り付けられた状態で、再び可視光レ
ーザ光源１２を動作させる。そして、出力された可視光
レーザビーム１４がプレート３１に設けられたピンホー
ル３３を貫通し、背面に位置する平行・平板ミラー３２
で反射され、この反射可視光レザビームが再びピンホー
ル３３を貫通してブレト２９のピンホール３０に戻るよ
うに露光用光源装置１０の高さ、傾き等を調整する。調
整後に露光用光源装置１０を定盤２８に本止めする。

次に、平行・平板ミラー３２を取り外す。そし１］ て、ピンホール（＝ｌプレー１・３４をミラー２３に取
り付けるとともにミラ〜２４を取外し、さらに光学ベー
ス２５の上面２６に平行・平板ミラー３５を取り付ける
。この状態で再び可視光レーザ光源］２を動作させる。

そして、ピンホール３３を通った可視光レーザビーム］
４がプレート３４に設けられたピンポール３６を通り、
ミラー２３で反射されて平行・平板ミラー３５に至り、
このミラ３５で反射されてミラー２３に至り、再びピン
ホール３６を通ってピンホール３３に戻るようにミラー
２３の取り付は角度を調整する。なお、プレート３４は
、必すしも必要とするものではない。

次に、ミラー２４を取り付け、これにピンホル付プレー
ト３７を取り付ける。また、アライメント光学系２１の
ビーム入射口にピンホール付プレート３８を取り付ける
とともに、その背面側に平行・平板ミラー３９を取り付
ける。この状態で再び可視光レーザ光源１２を動作させ
る。そして、ミラー２３で反射された可視光レーザビー
ム１４かプレート３７に設けられたピンポール４０、ミ
］２ ラー２４、プレート３８に設けられたピンホール４１を
通り、平行・平板ミラー３つで反射され、この反射可視
光ビームかピンホール４１、ミラー２４、ピンホール４
０．ミラー２３、ピンホール３６を通過してピンホール
３３に戻るようにミラー２４の取り付は角度およびアラ
イメント光学系２１の高さを調整する。なお、プレート
３７は必ずしも必要とするものではない。

このような手順でリレー光学系２２の光軸合せを高精度
に実現できる。調整後は、各要素を定盤２８に本止めし
、また各ピンホール付プレートを取り外す。また、すべ
ての光軸合せを終了した時点で、第１図において説明し
たミラー１６を図中２点鎖線で示す位置へ移動させる。

これによって、以後、エキシマレーザ光源１１を動作さ
せると、出力されたエキシマレーザビーム１３を第２図
に示す例ではアライメント光学系２１へ良好に導くこと
ができる。

このように、露光用光源装置１０に対して各光学系を光
軸合せするとき、露光用光源装置］Ｏか３ ら前記関係に出力される可視光レーザビーム１４と、ピ
ンホール（＝１プレートおよび平行・平板ミラとを組み
合わせるようにしているので、安全で、しかも目視調整
によって高精度に光軸合せを行うことかできる。　なお
、上述した例は、露光用光源装置、リレー光学系、アラ
イメント光学系が一直線状に配置されている場合の例で
あるが、上述した説明から判るように、これらと照明光
学系とが立体的に配置される場合、つまり各ミラーを２
軸方向に調整しなければならない場合であっても、全く
同じ手法で光軸合せを行うことができる。したがって、
アライメント光学系と照明光学系との相対的な光輸出し
も行うことかできる。また、上述した例では、非可視光
ビームを出力する光源としてエキシマレーザ光源を用い
ているが、他の非可視光ビームを出力する光源を備えた
露光用光源装置にも適用できる。

［発明の効果コ 以上のように、本発明によれば、他の光学系との光軸合
せを行うとき、安全性を損なうことなく、］　４ その作業性を向上させ得る露光用光源装置を提供できる
。

また、本発明方法によれば、困難な作業を伴わす光軸合
せの精度を向上させることが可能となる。

【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用光源装置の概略
構成図、第２図は本発明に係る光軸合せ方法の一実施形
態を説明するための図、第３図は露光装置を構成する各
要素の配置の一例を示す図である。 １０・・・露光用光源装置、１１・・・エキシマレーザ
光源、１２・・・可視光レーザ光源、１３・・・エキシ
マレーザビーム、１４・・・可視光レーザビーム、１５
・・・エキシマレーザビームの光軸、１６．１８・・・
ミラー　２１・・・アライメント光学系、２２・・・リ
レー光学系、２９．３１．３８・・・ピンホール付きプ
レート、３２．３５．３９・・平行・平板ミラ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）露光用の非可視光ビームを出力する露光用光源装
   置において、前記非可視光ビームを出力する第１の光源
   と、前記非可視光ビームの光軸と同軸な可視光レーザビ
   ームを出力する第２の光源とを具備してなることを特徴
   とする露光用光源装置。
2. （２）前記第１の光源は、エキシマレーザ光源である請
   求項１に記載の露光用光源装置。
3. （３）露光用の非可視光ビームを出力する第１の光源お
   よび上記非可視光ビームの光軸と同軸な可視光レーザビ
   ームを出力する第２の光源を備えた光源装置を用いる露
   光装置であって、組立て時に上記光源装置の光軸に対し
   て各光学系を光軸合せするに当り、前記光源装置から前
   記可視光レーザビームを出力させ、この可視光レーザビ
   ームと各光学系に選択的に取り付けられるピンホールプ
   レートおよび平行・平面ミラーとを組み合わせて各光学
   系への可視光レーザビームの入射位置および入射角度を
   調整するようにしたことを特徴とする露光装置の光軸合
   せ方法。